JP2005131498A - 液滴塗布方法と液滴塗布装置及びデバイス並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 均一な膜及び微小線幅のパターンが形成可能であり、また断線等の品質不良を生じさせない。
【解決手段】 液滴吐出ヘッド２０と基板２とを相対移動させながら、液滴吐出ヘッド２０から液滴を吐出して基板２表面の所定領域に塗布する。液滴を、基板２表面に対し、垂直方向と交叉する方向に吐出させ、液滴吐出ヘッド２０と基板２とを相対移動させて前記液滴を吐出する際に、前記相対移動方向に沿って液滴を吐出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、液滴塗布方法と液滴塗布装置及びデバイス並びに電子機器に関するものである。

電子機器、例えばコンピュータや携帯用の情報機器端末の発達に伴い、液晶表示デバイス、特にカラー液晶表示デバイスの使用が増加している。この種の液晶表示デバイスは、表示画像をカラー化するためにカラーフィルターを用いている。カラーフィルターには、基板を有し、この基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）のインク（液滴）を所定パターンで着弾させ、このインクを基板上で乾燥させることで着色層を形成するものがある。このような基板に対してインクを着弾させて塗布する方式としては、例えばインクジェット方式（液滴吐出方式）の描画装置が採用されている。

インクジェット方式を採用した場合、描画装置においてはインクジェットのヘッドから所定量のインクをフィルターに対して吐出して着弾させるが、この場合、例えば基板はＹステージ（Ｙ方向に移動自在なステージ）に搭載され、インクジェットヘッドはＸステージ（Ｘ方向に移動自在なステージ）に搭載される。そして、Ｘステージの駆動によりインクジェットヘッドを所定位置に位置決めした後に、Ｙステージの駆動により基板をインクジェットヘッドに対して相対移動させながらインクを吐出することで、複数のインクジェットヘッドからのインクが基板の所定位置に着弾できるようになっている。このようなインクジェット方式によりカラーフィルターを製造する技術は、例えば特許文献１に開示されている。

また、特許文献２には、半導体集積回路などの微細な配線パターンの製造方法として、滴吐出方式を用いた方法が開示されている。この文献に開示されている技術は、パターン形成用材料を含んだ機能液を液滴吐出ヘッドから基板上に吐出することにより、パターン形成面に材料を配置（塗布）して配線パターンを形成するものであり、少量多種生産に対応可能であるなど大変有効であるとされている。
特開平１１−２４８９２５号公報 特開平１１−２７４６７１号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
ドット状の液滴を２次元的に塗布した場合、各ドットが独立するため、液滴の濡れ拡がり程度によっては均一な膜が形成されず、膜プロファイルが凸凹になる。この場合、形成された素子の特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
また、液滴吐出により金属配線等の配線を形成した場合には、線状に塗布した液滴が濡れ拡がって線幅が太くなるため、微小線幅の配線を得ることが困難である。
さらに、配線を形成する場合には、導通を確保するためにドット間隔を狭めると、液滴が集まって大きくなり周囲の線が細くなる現象、いわゆるバルジが発生して、却って断線の原因となる虞がある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、均一な膜及び微小線幅のパターンが形成可能であり、また断線等の品質不良を生じさせない液滴吐出方法と液滴吐出装置及びデバイス並びに電子機器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液滴塗布方法は、液滴吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して基板表面の所定領域に塗布する方法であって、前記液滴を、前記基板表面に対し、垂直方向と交叉する方向に吐出させ、前記液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対移動させて前記液滴を吐出する際に、前記相対移動方向に沿って前記液滴を吐出することを特徴とするものである。
従って、本発明では、吐出した液滴が基板表面に沿う方向の速度成分を持つ。その結果、基板表面に着弾した各液滴は、ドット状ではなく、その運動量により前記相対移動方向に尾を引く痕跡で線状に拡がることになり、凸凹が少ない略均一な膜を塗布形成することが可能になる。この場合、液滴が線状に形成されることから断線等の品質不良の発生を抑制することが可能になる。
また、本発明では、一定の体積の液滴が線状に拡がることから、この液滴で形成された線の幅は小さくなり、微小線幅のパターンを形成することができる。

また、液滴を塗布する基板表面の所定領域は、前記液滴に対して親液性を有することが好ましい。この場合、基板表面に着弾した液滴を滑らせることなく線状のパターンを形成することができる。

また、前記液滴の重量をＷ〔ｎｇ〕、吐出した前記液滴の初速をｖ〔ｍ／ｓ〕、前記液滴吐出ヘッドの前記液滴を吐出する吐出部と前記基板との間の距離をｄ〔ｍｍ〕、前記基板表面に対して角度θで前記液滴を吐出する際に、４０＜（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄ ＜２７０の条件を満足することが好ましい。
（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄが４０以下であれば吐出した液滴が飛行中に曲がり着弾位置精度が低下する虞がある。一方、（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄが２７０以上であれば、基板に着弾した液滴が飛び散ってしまい、液滴の塗布位置精度及び塗布量に問題が生じる可能性があるが、本発明では高い位置精度及び所定の塗布量で基板に塗布することができる。

また、本発明では、前記基板に形成された溝部に対して前記液滴を吐出する構成も好ましい。
この場合、基板に着弾した液滴は線状に拡がって幅が細くなるため、ドット状では充填が困難であった微小幅の溝に対しても液滴を充填・塗布することが可能になる。

一方、本発明のデバイスは、基板の表面に液滴を塗布して製造されたデバイスであって、上記の液滴塗布方法により前記液滴が塗布されることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上記のデバイスを備えることを特徴としている。
これにより、本発明では、凸凹が少ない略均一な膜が形成され、また微小線幅でパターンが形成された高品質のデバイスを得ることができるとともに、断線等の生じない高品質の電子機器を得ることができる。

そして、本発明の液滴塗布装置は、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して基板表面に塗布する装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、前記基板表面と直交する方向と交叉する方向に前記液滴を吐出するように、前記基板表面と直交する方向に対して傾けて配置されることを特徴としている。
これにより、本発明では、吐出した液滴が基板表面に沿う方向の速度成分を持つ。その結果、基板表面に着弾した各液滴は、ドット状ではなく、その運動量で尾を引くように線状に拡がることになり、凸凹が少ない略均一な膜を形成することが可能になる。この場合、液滴が線状に形成されることから断線等の品質不良の発生を抑制することが可能になる。また、本発明では、一定の体積の液滴が線状に拡がることから、この液滴で形成された線の幅は小さくなり、微小線幅のパターンを形成することができる。

以下、本発明の液滴塗布方法と液滴塗布装置及びデバイス並びに電子機器の実施の形態を、図１ないし図１１を参照して説明する。
（第１実施形態）
まず、液滴塗布装置について説明する。
図１は、液滴塗布装置３０の概略的な外観斜視図である。

液滴塗布装置３０は、ベース３２、第１移動手段３４、第２移動手段１６、図示しない電子天秤（重量測定手段）、液滴吐出ヘッド２０、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４等を有している。第１移動手段３４、電子天秤、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４および第２移動手段１６は、それぞれベース３２上に設置されている。

第１移動手段３４は、好ましくはベース３２の上に直接設置されており、しかもこの第１移動手段３４は、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。これに対して第２移動手段１６は、支柱１６Ａ、１６Ａを用いて、ベース３２に対して立てて取り付けられており、しかも第２移動手段１６は、ベース３２の後部３２Ａにおいて取り付けられている。第２移動手段１６のＸ軸方向は、第１移動手段３４のＹ軸方向とは直交する方向である。Ｙ軸はベース３２の前部３２Ｂと後部３２Ａ方向に沿った軸である。これに対してＸ軸はベース３２の左右方向に沿った軸であり、各々水平である。

第１移動手段３４は、ガイドレール４０、４０を有しており、第１移動手段３４としては、例えば、リニアモータを採用することができる。このリニアモータ形式の第１移動手段３４のスライダー４２は、ガイドレール４０に沿って、Ｙ軸方向に移動して位置決め可能である。テーブル４６は、ワークとしての基板２を位置決めして、しかも保持するものである。また、テーブル４６は、吸着保持手段５０を有しており、吸着保持手段５０が作動することにより、テーブル４６の穴４６Ａを通して、基板２をテーブル４６の上に吸着して保持することができる。テーブル４６には、液滴吐出ヘッド２０がインクを捨打ち或いは試し打ち（予備吐出）するための予備吐出エリア５２が設けられている。

第２移動手段１６は、支柱１６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６Ｂを有しており、このコラム１６Ｂには、リニアモータ形式の第２移動手段１６が設けられている。スライダー６０は、ガイドレール６２Ａに沿ってＸ軸方向に移動して位置決め可能であり、スライダー６０には、インク吐出手段としての液滴吐出ヘッド２０が備えられている。
スライダー４２は、θ軸用のモータ４４を備えている。このモータ４４は、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ４４のロータはテーブル４６に固定されている。これにより、モータ４４に通電することでロータとテーブル４６は、θ方向に沿って回転してテーブル４６をインデックス（回転割り出し）することができる。

液滴吐出ヘッド２０は、揺動位置決め手段としてのモータ６２，６４，６６，６８を有している。モータ６２を作動すれば、液滴吐出ヘッド２０は、Ｚ軸に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）である。モータ６４を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸回りのβ方向に沿って揺動して位置決め可能である。モータ６６を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｘ軸回りのγ方向に揺動して位置決め可能である。モータ６８を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｚ軸回りのα方向に揺動して位置決め可能である。

このように、図１の液滴吐出ヘッド２０は、スライダー６０を介して、Ｘ軸方向に直線移動して位置決め可能で、且つα、β、γに沿って揺動して位置決め可能であり、液滴吐出ヘッド２０のインク吐出面２０Ｐは、テーブル４６側の基板２に対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。なお、液滴吐出ヘッド２０のインク吐出面２０Ｐには、それぞれがインクを吐出する複数（例えば１２０個）の吐出部としてのノズルが設けられている。

ここで、液滴吐出ヘッド２０の構造例について、図２を参照して説明する。液滴吐出ヘッド２０は、たとえば、ピエゾ素子（圧電素子）を用いたヘッドであり、図２（Ａ）に示すようにヘッド本体９０のインク吐出面２０Ｐには、複数のノズル（吐出部）９１が形成されている。これらのノズル９１に対してそれぞれピエゾ素子９２が設けられている。図２（Ｂ）に示すようにピエゾ素子９２は、ノズル９１とインク室９３に対応して配置されており、例えば一対の電極（図示せず）の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そしてこのピエゾ素子９２に対して図２（Ｃ）に示すように印加電圧Ｖｈを印加することで、図２（Ｄ），（Ｆ）及び（Ｅ）に示すようにして、ピエゾ素子９２を矢印Ｑ方向に伸縮させることで、インクを加圧して所定量の液滴（インク滴）９９をノズル９１から吐出させるようになっている。これらピエゾ素子９２の駆動、即ち液滴吐出ヘッド２０からの液滴吐出は、制御装置２５（図１参照）により制御される。

図１に戻り、電子天秤は、液滴吐出ヘッド２０のノズルから吐出された液滴の１滴の重量を測定して管理するために、例えば、液滴吐出ヘッド２０のノズルから、５０００滴分のインク滴を受ける。電子天秤は、この５０００滴の液滴の重量を５０００で割ることにより、液滴１滴の重量をほぼ正確に測定することができる。この液滴の測定量に基づいて、液滴吐出ヘッド２０から吐出する液滴の量を最適にコントロールすることができる。

続いて、上記液滴塗布装置３０により液滴を塗布する基板２について説明する。
基板としては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種のものを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。
また、基板２の表面には、液滴に対して親液性を有するように親液化処理が施されている。親液化処理としては、紫外線を照射することにより親液性を付与する紫外線（ＵＶ）照射処理や大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするＯ_２プラズマ処理等を選択できる。

例えばＯ_２プラズマ処理は、基板２に対しプラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射することで行う。Ｏ_２プラズマ処理の条件としては、例えばプラズマパワーが５０〜１０００Ｗ、酸素ガス流量が５０〜１００ｍｌ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板２の板搬送速度が０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度が７０〜９０℃とされる。なお、基板２がガラス基板の場合、その表面は液滴に対して親液性を有しているが、Ｏ_２プラズマ処理や紫外線照射処理を施すことで、基板表面の親液性を高めることができる。

この親液化処理により液滴に対する基板表面の接触角を調整する（例えば１０°以下）には、紫外線照射時間やプラズマ処理時間等の処理条件を適宜調整すればよい。
なお、これらの親液化処理を施すことにより、基板表面に残留する有機物等を除去できる。

続いて、上記の液滴塗布装置３０により、基板２に液滴を塗布する処理について説明する。
上記の親液化処理が施された基板２をテーブル４６の前端側から第１移動手段３４のテーブル４６の上に給材すると、この基板２はテーブル４６に対して吸着保持されて位置決めされる。そして、モータ４４が作動して、基板２の端面がＹ軸方向に並行になるように設定される。

次に、基板２が第１移動手段３４によりＹ軸方向に適宜に移動して位置決めされるとともに、液滴吐出ヘッド２０が第２移動手段１６によりＸ軸方向に適宜移動して位置決めされる。そして、液滴吐出ヘッド２０は、予備吐出エリア５２に対して全ノズルから液滴を予備吐出した後に、基板２に対する吐出開始位置に移動する。
ここで、制御装置２５は、モータ６６を介して液滴吐出ヘッド２０をＸ軸と平行な軸周りに回転させ、図３に示すように、ノズル面２０Ｐと基板２の表面とを平行ではなく交叉させる。つまり、液滴吐出ヘッド２０から液滴が吐出される方向を、基板２の表面と直交する方向（Ｚ方向）と交叉させる（ここでは液滴が＋Ｙ方向に速度成分をもつようにヘッド２０を傾ける）。

本実施の形態では、図３に示すように、基板表面に対する吐出角度θを３０°とした。 より詳細には、吐出処理工程中における基板２の相対移動方向後方側（基板２に対する液滴吐出ヘッド２０の相対移動方向前方側；図３では右側）へ液滴が吐出されるように、液滴吐出ヘッド２０をＸ軸周りに回転して傾けた。
そして、液滴吐出ヘッド２０と基板２とをＹ軸方向に所定の行路を相対移動させて（実際には、基板２が液滴吐出ヘッド２０に対して−Ｙ方向に移動する）、基板２表面上の所定領域（所定位置）に対してノズル９１から液滴を吐出する。

液滴吐出ヘッド２０から吐出された液滴は、基板表面に沿う方向（Ｙ軸方向）の速度成分（運動量）を有しており、また基板表面が親液性で液滴が滑らないため、基板表面に着弾するとドット状ではなく、図４に示すように、相対移動方向に尾を引く痕跡で線状に拡がる（図４には、Ｙ軸方向に線状に拡がった液滴９９が２つ重なり、且つＸ軸方向に隙間をあけて３列に２次元に塗布された状態が示されており、図５には金属配線等のパターンとして、液滴９９が拡がって塗布された状態が示されている）。この場合、液滴が線状に拡がることから、液滴間のつながりがよくなり、凸凹が少ない略均一の膜（膜パターン）が形成される。また、液滴がドット状に着弾した場合と比べて長さが大きくなることから、幅が細くなった状態で線状に形成されることになる。

このとき、ノズル９１から吐出する液滴の初速が遅い場合には、吐出した液滴が飛行中に曲がって着弾位置精度が低下する虞があり、逆に初速が速い場合には、基板２に着弾した液滴が飛び散ってしまい、液滴の塗布位置精度及び塗布量に問題が生じる可能性がある。そのため、これらの問題を生じさせないためには、液滴の重量をＷ〔ｎｇ〕、吐出した液滴の初速をｖ〔ｍ／ｓ〕、液滴吐出ヘッド２０のノズル９１と基板２との間の距離をｄ〔ｍｍ〕とすると、下式を満足する条件で液滴を吐出すればよい。
４０＜（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄ ＜２７０ …（１）
つまり、（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄが４０以下であれば着弾位置精度が低下する程度に飛行曲がりが生じる虞があり、（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄが２７０以上であれば基板２に着弾した液滴が飛び散る可能性があるが式（１）を満足する条件（ｖ、Ｗ、θ、ｄ）で液滴を吐出することにより、上述した問題を回避できる。

なお、液滴が線状に拡がった際の長さを調整するには、上記ｖ、Ｗ、θ、ｄの値を適宜調整すればよいが、調整を容易にするためには、液滴吐出ヘッド２０、基板２の位置調整を必要とするθ、ｄを固定し、 ピエゾ素子９２に対する印加電圧や駆動波形を調整することでｖ、Ｗの値を変化させることが好ましい。すなわち、形成すべきパターンの長さに基づいてｖ、Ｗの値を設定することが、パターンの長さ調整を行うためには好ましい。

そして、液滴吐出ヘッド２０と基板２との一回の相対移動が終了すると、液滴吐出ヘッド２０が基板２に対してＸ軸方向に所定量ステップ移動し、その後、基板２が液滴吐出ヘッド２０に対して別の行路を移動する間に液滴を吐出する。そして、この動作を複数回繰り返すことにより、液滴塗布領域全体に液滴を吐出して薄膜を形成することができる。

（実施例）
ｖ＝１２ｍ／ｓ、Ｗ＝１０ｎｇ、θ＝３０°、ｄ＝１ｍｍの条件（（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄ＝６０）で液滴を吐出したところ、基板２に着弾した液滴は飛び散ることなく所定位置に、図４に示した線状に塗布され、凸凹の少ない略均一な膜となった。
同様に、ｖ＝１２ｍ／ｓ、Ｗ＝１０ｎｇ、θ＝３０°、ｄ＝０．３ｍｍの条件（（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄ＝２００）で液滴を吐出した場合も、凸凹の少ない略均一なプロファイルで膜を得ることができた。

このように、本実施の形態では、液滴吐出ヘッド２０から吐出された液滴が基板表面と沿う方向に速度成分を有するように、Ｚ方向と交叉する方向に液滴を吐出しているので、基板２に着弾した液滴が線状に拡がって凸凹の少ない膜を形成することができ、この膜を有する素子において凸凹に起因する素子特性に悪影響が及ぶことを防止できる。また、本実施の形態では、液滴が線状に拡がることで線幅が小さくなり、ドット状に着弾した場合と比べて微小線幅のパターンを形成することが可能になる。

また、本実施の形態では、式（１）を満足する条件で液滴を吐出するので、液滴の飛行曲がりによる塗布位置精度の低下や、液滴の飛び散りによる塗布量の変動等が生じることを防止でき、高精度で液滴が塗布されてパターンが形成された基板を得ることが可能になる。さらに、本実施の形態では、基板２の塗布領域を親液性とすることで、着弾した液滴が滑ることなく、線状のパターンとすることができる。

なお、上記実施の形態では、基板表面の平面部に液滴を塗布する場合の例を用いて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば基板表面に形成された溝部内に液滴を塗布・充填する際にも、本発明は適用可能である。特に、液滴の直径よりも溝幅が狭い場合には、液滴がドット状で着弾しても、液滴の表面張力により溝部内に濡れ拡がらせることが困難な場合がある。このような場合、本発明を適用して、溝部の延在方向に速度成分を持たせて液滴を吐出することにより、溝部に着弾した液滴が線状に拡がって幅が狭くなることで、幅の小さい溝部に対しても容易に液滴を充填・塗布することが可能になる。

（第２実施形態）
次に、上記の液滴塗布方法により液滴が塗布されることにより製造されるデバイスとして液晶表示装置について説明する。
本発明は図６〜図８に示す液晶表示装置を製造する際に適用できる。本実施形態の液晶表示装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（ThinFilm Transistor）素子を用いたアクティブマトリクスタイプの透過型液晶装置である。図６は該透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図７はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図８は図７のＡ−Ａ’線断面図である。なお、図８においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。

本実施形態の液晶表示装置において、図６に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極１０９と当該画素電極１０９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子１３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線１０６ａが当該ＴＦＴ素子１３０のソースに電気的に接続されている。データ線１０６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線１０６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線１０３ａがＴＦＴ素子１３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線１０３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極１０９はＴＦＴ素子１３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子１３０を一定期間だけオンすることにより、データ線１０６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極１０９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極１０９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量１７０が付加されている。

次に、図７を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の要部の平面構造について説明する。図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極１０９（点線部１０９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極１０９の縦横の境界に各々沿ってデータ線１０６ａ、走査線１０３ａおよび容量線１０３ｂが設けられている。各画素電極１０９は、走査線１０３ａとデータ線１０６ａとの各交差部に対応して設けられたＴＦＴ素子１３０に電気的に接続されており、各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。データ線１０６ａは、ＴＦＴ素子１３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１０１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール１０５を介して電気的に接続されており、画素電極１０９は、半導体層１０１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール１０８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１０１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線１０３ａが配置されており、走査線１０３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。容量線１０３ｂは、走査線１０３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線１０３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線１０６ａと交差する箇所からデータ線１０６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線１０６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。

次に、図８を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図８は上述した通り、図７のＡ−Ａ’線断面図であり、ＴＦＴ素子１３０が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施の形態の液晶表示装置においては、ＴＦＴアレイ基板１１０と、これに対向配置される対向基板１２０との間に液晶層１５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１１０は、透光性の基板本体１１０Ａ、その液晶層１５０側表面に形成されたＴＦＴ素子１３０、画素電極１０９、配向膜１４０を主体として構成されており、対向基板１２０は透光性のプラスチック基板１２０Ａと、その液晶層１５０側表面に形成された共通電極１２１と配向膜１６０とを主体として構成されている。そして、各基板１１０，１２０は、スペーサ１１５を介して所定の基板間隔（ギャップ）が保持されている。ＴＦＴアレイ基板１１０において、基板本体１１０Ａの液晶層１５０側表面には画素電極１０９が設けられ、各画素電極１０９に隣接する位置に、各画素電極１０９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線１０３ａ、当該走査線１０３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１０１ａのチャネル領域１０１ａ’、走査線１０３ａと半導体層１０１ａとを絶縁するゲート絶縁膜１０２、データ線１０６ａ、半導体層１０１ａの低濃度ソース領域１０１ｂおよび低濃度ドレイン領域１０１ｃ、半導体層１０１ａの高濃度ソース領域１０１ｄおよび高濃度ドレイン領域１０１ｅを備えている。上記走査線１０３ａ上、ゲート絶縁膜１０２上を含む基板本体１１０Ａ上には、高濃度ソース領域１０１ｄへ通じるコンタクトホール１０５、及び高濃度ドレイン領域１０１ｅへ通じるコンタクトホール１０８が開孔した第２層間絶縁膜１０４が形成されている。つまり、データ線１０６ａは、第２層間絶縁膜１０４を貫通するコンタクトホール１０５を介して高濃度ソース領域１０１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線１０６ａ上および第２層間絶縁膜１０４上には、高濃度ドレイン領域１０１ｅへ通じるコンタクトホール１０８が開孔した第３層間絶縁膜１０７が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域１０１ｅは、第２層間絶縁膜１０４および第３層間絶縁膜１０７を貫通するコンタクトホール１０８を介して画素電極１０９に電気的に接続されている。

本実施形態では、ゲート絶縁膜１０２を走査線１０３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１０１ａを延設して第１蓄積容量電極１０１ｆとし、更にこれらに対向する容量線１０３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量１７０が構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１１０Ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０を構成する半導体層１０１ａをＴＦＴアレイ基板１１０Ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１１２が形成されている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１１０の液晶層１５０側最表面、すなわち、画素電極１０９および第３層間絶縁膜１０７上には、電圧無印加時における液晶層１５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜１４０が形成されている。したがって、このようなＴＦＴ素子１３０を具備する領域においては、ＴＦＴアレイ基板１１０の液晶層１５０側最表面、すなわち液晶層１５０の挟持面には複数の凹凸ないし段差が形成された構成となっている。他方、対向基板１２０には、基板本体１２０Ａの液晶層１５０側表面であって、データ線１０６ａ、走査線１０３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０の形成領域（非画素領域）に対向する領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０の半導体層１０１ａのチャネル領域１０１ａ’や低濃度ソース領域１０１ｂ、低濃度ドレイン領域１０１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜１２３が設けられている。さらに、第２遮光膜１２３が形成された基板本体１２０Ａの液晶層１５０側には、その略全面にわたって、ＩＴＯ等からなる共通電極１２１が形成され、その液晶層１５０側には、電圧無印加時における液晶層１５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜１６０が形成されている。

本実施の形態では、上述した液滴塗布方法を用いて金属微粒子を含む液滴を塗布することによりデータ線１０６ａ、ゲート電極を構成する走査線１０３ａ、容量線１０３ｂ、及び画素電極１０９等を形成することができ、液晶組成物の液滴を塗布することにより液晶層１５０を形成することができる。さらに、配向膜形成材料を含む液滴を塗布することにより、配向膜１４０、１６０を形成することができる。
上記の液滴塗布方法により形成される金属配線は、線幅が微小となりデバイスの小型化に寄与できるとともに、バルジ等が生じにくいため、断線等の品質不良の発生を抑えることが可能になる。
また、上記の液滴塗布方法により形成される液晶層や配向膜は、凸凹の少ない膜となり、膜厚ムラによる生じる表示ムラ等の発生も抑えることができ、品質向上に寄与できる。特に、配向膜１４０、１６０を形成する際には、配向方向と液滴の吐出方向とを揃えることにより、別途ラビング処理工程を設ける必要がなくなり、生産性の向上にも寄与することができる。

（第３実施形態）
本発明は、カラーフィルタの構成要素となる膜の形成にも用いることができる。
図９は、基板Ｐ上に形成されるカラーフィルタを示す図である。図９に示すように、本例では長方形形状の基板Ｐ上に生産性を向上させる観点から複数個のカラーフィルタ領域２５１をマトリクス状に形成する。これらカラーフィルタ領域２５１は、後で基板Ｐを切断することにより、液晶表示装置に適合するカラーフィルタとして用いることができる。カラーフィルタ領域２５１は、Ｒ（赤）の液状体組成物、Ｇ（緑）の液状体組成物、及びＢ（青）の液状体組成物をそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成される。

なお、この形成パターンとしては、ストライプ型の他に、モザイク型、デルタ型、あるいはスクウェア型などでもよい。そして、ＲＧＢそれぞれの液状体組成物には上述した界面活性剤が添加されている。
本実施の形態では、上述した液滴塗布方法を用いて、Ｒ・Ｇ・Ｂの液状体組成物を対応するカラーフィルタ領域２５１に塗布することによりカラーフィルタを製造することができる。これにより、凸凹が少ない略均一な膜厚を有するカラーフィルタを得ることができ、表示品質を向上させることが可能になる。
また、基板Ｐを平坦化し、且つカラーフィルタを保護するために、これらを覆うオーバーコート層が形成されるが、このオーバーコート層も上記の液滴塗布方法を用いて形成してもよい。この場合も、表面が平坦化されるため、表示品質を向上させることが可能になる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態として、本発明のデバイスの一例であるプラズマ型表示装置について説明する。
図９は、本実施形態のプラズマ型表示装置５００の分解斜視図を示している。
プラズマ型表示装置５００は、互いに対向して配置された基板５０１、５０２、及びこれらの間に形成される放電表示部５１０を含んで構成される。
放電表示部５１０は、複数の放電室５１６が集合されたものである。複数の放電室５１６のうち、赤色放電室５１６（Ｒ）、緑色放電室５１６（Ｇ）、青色放電室５１６（Ｂ）の３つの放電室５１６が対になって１画素を構成するように配置されている。

基板５０１の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極５１１が形成され、アドレス電極５１１と基板５０１の上面とを覆うように誘電体層５１９が形成されている。誘電体層５１９上には、アドレス電極５１１、５１１間に位置しかつ各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成されている。隔壁５１５は、アドレス電極５１１の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極５１１と直交する方向に延設された隔壁とを含む。また、隔壁５１５によって仕切られた長方形状の領域に対応して放電室５１６が形成されている。
また、隔壁５１５によって区画される長方形状の領域の内側には蛍光体５１７が配置されている。蛍光体５１７は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室５１６（Ｒ）の底部には赤色蛍光体５１７（Ｒ）が、緑色放電室５１６（Ｇ）の底部には緑色蛍光体５１７（Ｇ）が、青色放電室５１６（Ｂ）の底部には青色蛍光体５１７（Ｂ）が各々配置されている。

一方、基板５０２には、先のアドレス電極５１１と直交する方向に複数の表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で形成されている。さらに、これらを覆うように誘電体層５１３、及びＭｇＯなどからなる保護膜５１４が形成されている。
基板５０１と基板５０２とは、前記アドレス電極５１１…と表示電極５１２…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされている。
上記アドレス電極５１１と表示電極５１２は図示略の交流電源に接続されている。各電極に通電することにより、放電表示部５１０において蛍光体５１７が励起発光し、カラー表示が可能となる。

本実施形態では、上記アドレス電極５１１、及び表示電極５１２がそれぞれ、上述した液滴塗布方法に基づいて形成されているため、小型・薄型化が実現され、短絡等の不良が生じない高品質のプラズマ型表示装置を得ることができる。

さらに、本発明は、上述した液晶表示用のカラーフィルターの製造やプラズマ型表示装置に限定されるものではなく、デバイスの例としてたとえば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示デバイスや半導体デバイスの金属配線の形成に対しても応用が可能である。ＥＬ表示デバイスは、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。こうしたＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の発光色を呈する材料を本発明の液滴塗布方法を用いて、ＴＦＴ等の素子基板上にパターニングすることで、自発光フルカラーＥＬ表示デバイスを製造することができる。本発明におけるデバイスの範囲にはこのようなＥＬ表示デバイスをも含むものである。
また、基板全面に所定の材料を塗布して、所謂ベタ膜を形成する場合は、反射膜や、回路基板に形成する層間絶縁膜やオーバーコート層等にも適用可能である。

（第５実施形態）
第５実施形態として、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１１（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１１（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１１（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置を備えたものであるので、小型化及び高品質化が可能となる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば上記第１実施形態では、基板表面全体を親液化するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、基板表面を一旦撥液化した後に、配線パターン（液滴塗布領域）のみを親液化する構成としてもよい。

本発明に係る液滴塗布装置の概略斜視図である。 ピエゾ方式による液状体の吐出原理を説明するための図である。 基板表面に対して傾いて液滴吐出ヘッドが配置された図である。 基板表面で液滴が線状に塗布された図である。 基板表面で液滴が線状に塗布された図である。 本発明を適用するスイッチング素子及び信号線等の等価回路図である。 本発明が適用されるＴＦＴアレイ基板の構造を示す平面図である。 本発明が適用される液晶表示装置の要部断面図である。 本発明が適用されるカラーフィルタの模式図である。 プラズマ型表示装置の分解斜視図である。 本発明の電子機器の具体例を示す図である。

符号の説明

Ｐ、２…基板、 ２０…液滴吐出ヘッド、 ３０…液滴塗布装置、 ９１…ノズル（吐出部）、 ９９…液滴（インク滴）

Claims (8)

1. 液滴吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して基板表面の所定領域に塗布する方法であって、
   前記液滴を、前記基板表面に対し、垂直方向と交叉する方向に吐出させ、
   前記液滴吐出ヘッドと前記基板とを相対移動させて前記液滴を吐出する際に、前記相対移動方向に沿って前記液滴を吐出することを特徴とする液滴塗布方法。
2. 請求項１記載の液滴塗布方法において、
   前記液滴の重量をＷ〔ｎｇ〕、吐出した前記液滴の初速をｖ〔ｍ／ｓ〕、前記液滴吐出ヘッドの前記液滴を吐出する吐出部と前記基板との間の距離をｄ〔ｍｍ〕、前記基板表面に対して角度θで前記液滴を吐出する際に、
   ４０＜（ｖ・Ｗ・sinθ）／ｄ ＜２７０
   の条件を満足することを特徴とする液滴塗布方法。
3. 請求項１または２記載の液滴塗布方法において、
   吐出した前記液滴のそれぞれは、前記基板表面で着弾して前記相対移動方向に尾を引く痕跡で線状に塗布されることを特徴とする液滴塗布方法。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の液滴塗布方法において、
   前記基板表面の所定領域は、前記液滴に対して親液性を有することを特徴とする液滴塗布方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の液滴塗布方法において、
   前記基板に形成された溝部に対して前記液滴を吐出することを特徴とする液滴塗布方法。
6. 基板の表面に液滴を塗布して製造されたデバイスであって、請求項１から５のいずれかに記載の液滴塗布方法により前記液滴が塗布されることを特徴とするデバイス。
7. 請求項６記載のデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
8. 液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して基板表面に塗布する装置であって、
   前記液滴吐出ヘッドは、前記基板表面と直交する方向と交叉する方向に前記液滴を吐出するように、前記基板表面と直交する方向に対して傾けて配置されることを特徴とする液滴塗布装置。
   

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