JP2005131499A - 塗布方法、デバイスとその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 液状体を柱状に吐出して基板へ付着させる際に、基板への液状体の塗布量を容易に制御して、特に、微小ドットの塗布を行う。
【解決手段】 吐出ヘッド１のノズルから液状体を液柱状に吐出させ、下方の基板Ｐに塗布する塗布方法であって、前記液状体を、前記吐出ヘッド１と前記基板Ｐとの間隔からなるプラテンギャップよりも長い液柱状に吐出させて前記基板Ｐに付着させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、塗布方法 液晶表示装置、半導体装置、ＥＬ装置などのデバイスとその製造方法及び電気光学装置並びにそれらを搭載した電子機器に関するものである。

近年、電子装置の製造過程に用いられる塗布技術として、液体吐出方式の利用が拡大する傾向にある。液体吐出方式による塗布技術は、一般に、基板と液体吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液体吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから液状体を液滴として吐出し、その液滴を基板上に繰り返し付着させて塗布膜を形成するものであり、スピンコート方式などの従来の塗布技術に比べて、液状体の消費に無駄が少なく、任意のパターンをフォトリソグラフィーなどの手段を用いず直接塗布することが出来るといった利点を有する。
また、液体を吐出して基板に塗布する方法として、液体を柱状に吐出し、基板への付着位置の精度向上を図ることが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平４−１２９７４６号公報 特開平９−１０１４１１号公報

しかしながら、上記の塗布方法では、単に液体を柱状に吐出して基板へ付着させるだけで、基板への液体の塗布量を制御し、微小ドットの塗布を行うことが困難であった。

この発明は、液状体を柱状に吐出して基板へ付着させる際に、基板への液状体の塗布量を容易に制御して、特に、微小ドットの塗布を行うことが可能な塗布方法、デバイスとその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器を提供することを目的としている。

上記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。
本発明の塗布方法は、吐出ヘッドのノズルから液状体を液柱状に吐出させ、下方の基板に塗布する塗布方法であって、前記液状体を、前記吐出ヘッドと前記基板との間隔からなるプラテンギャップよりも長い液柱状に吐出させて前記基板に付着させることを特徴としている。

これにより、本発明では、吐出ヘッドのノズルから液柱状に吐出させた液状体を基板の所定位置に確実かつ正確に付着させて、要求通りの塗布量にて液状体を基板に塗布することができる。
そして、基板への液状体の塗布量を微量にすることにより、液状体の塗布による描画を高精細化することができる。

また、本発明は、前記プラテンギャップを調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することが好ましい。
このように、プラテンギャップを調整することにより、基板へ付着させる液状体の塗布量を容易に制御することができる。

さらに、前記基板の濡れ性を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することが好ましい。
このように、基板の濡れ性を調整することにより、基板へ付着させる液状体の塗布量を容易に制御することができる。

また、前記液状体の物性を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することが好ましい。
このように、液状体の物性を調整することにより、基板へ付着させる液状体の塗布量を容易に制御することができる。

特に、前記液状体の物性として、前記液状体の弾性率を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することが好ましい。
そして、液状体の物性である弾性率を調整することにより、基板へ付着させる液状体の塗布量を容易に制御することができる。

また、前記液状体の物性として、前記液状体の動的表面張力を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することが好ましい。
このように、液状体の物性である動的表面張力を調整することにより、基板へ付着させる液状体の塗布量を容易に制御することができる。

前記吐出ヘッドは、駆動電圧の供給により駆動して前記液状体を前記ノズルから吐出してなり、前記駆動電圧の駆動波形を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することが好ましい。
つまり、吐出ヘッドへ供給する駆動電圧の駆動波形を調整することにより、基板へ付着させる液状体の塗布量を容易に制御することができる。

また、前記吐出ヘッドのノズルから吐出される液状体の液柱の長さと前記プラテンギャップとを略同一にすることが好ましい。
このように、液状体の液柱の長さとプラテンギャップとを略同一とすることにより、基板への液状体の付着を極めて少なくすることができ、液状体が付着して形成されるドットを微小なものとすることができる。
そして、基板への液状体の塗布量を微小にすることにより、液状体の塗布による描画を高精細化することができる。

本発明のデバイスの製造方法は、基板の表面に液状体を塗布して製膜処理が施されたデバイスを製造するデバイスの製造方法であって、上記の塗布方法により、前記基板に液状体を塗布することを特徴としている。
これにより、液状体が高精細に塗布されて製膜処理が施されたデバイスを得ることができる。

本発明のデバイスは、基板の表面に製膜処理が施されたデバイスであって、上記の塗布方法により、前記基板の表面に液状体が塗布されて製膜処理が施されたことを特徴とする。
これにより、液状体が高精細に塗布されて製膜処理が施されたデバイスとすることができる。

そして、本発明の電気光学装置は、上記のデバイスを備えることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
これにより、本発明では、液状体が高精細に塗布されて製膜処理が施されたデバイスを備えるので、高品質な電気光学装置及び電子機器とすることができる。

本発明のデバイスは、基板の表面に製膜処理が施されたデバイスであって、吐出ヘッドのノズルから液状体を、前記吐出ヘッドと下方に設置した前記基板との間隔からなるプラテンギャップよりも長い液柱状に吐出させることにより、前記基板に前記液状体が塗布されて製膜処理が施されたことを特徴としている。
これにより、本発明では、吐出ヘッドのノズルから液柱状に吐出させた液状体が基板の所定位置に確実かつ正確に付着されて、要求通りの塗布量にて液状体が基板に塗布されたデバイスとすることができる。

以下、本発明に係る塗布方法を実施するための最良の形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
まず、本発明に係る塗布方法を実施する際に用いられるデバイス製造装置について説明する。
このデバイス製造装置としては、吐出ヘッドから基板に対して液状体を吐出することによりデバイスを製造する塗布装置（インクジェット装置）が用いられる。

図１は、塗布装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
塗布装置ＩＪは、吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。
ステージ７は、この塗布装置ＩＪにより液状体（インク、機能液）を塗布する基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。

吐出ヘッド１は、複数のノズルを備えたマルチノズルタイプの吐出ヘッドであり、長手方向とＸ軸方向とを一致させている。複数のノズルは、吐出ヘッド１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。吐出ヘッド１のノズルからは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対して、液状体が吐出される。

Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、吐出ヘッド１に吐出制御用の駆動電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に吐出ヘッド１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は、吐出ヘッド１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液状体に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

塗布装置ＩＪは、吐出ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液状体を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、吐出ヘッド１のノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図１では、吐出ヘッド１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、吐出ヘッド１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、吐出ヘッド１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することも出来る。

図２は、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。
図２において、液状体（インク、機能液）を収容する液体室２１に隣接してピエゾ素子２２が設置されている。液体室２１には、液状体を収容する材料タンクを含む液状体供給系２３を介して液状体が供給される。ピエゾ素子２２は駆動回路２４に接続されており、この駆動回路２４を介してピエゾ素子２２に駆動電圧を印加し、ピエゾ素子２２を変形させることにより、液体室２１が変形し、ノズル２５から液状体が吐出される。この場合、駆動電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み量が制御される。また、駆動電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。

次に、上記塗布装置ＩＪによる基板への液状体の塗布方法について説明する。
本実施形態の塗布方法では、塗布装置ＩＪの吐出ヘッド１から液状体を液柱状に吐出させて基板Ｐに塗布する。
以下、ピエゾ素子２２に対して駆動回路２４から、図３に示す波形Ｗ１の駆動電圧を印加した場合について説明する。
まず、駆動電圧が正勾配部ａ１では、ピエゾ素子２２が収縮して液体室２１の容積が増加し、液状体供給系２３から液体室２１内に液状体が流入する。

次いで、負勾配部ａ２では、ピエゾ素子２２が膨張して液体室２１の容積が減少し、加圧された液状体がノズル２５から吐出される。
ここで、液状体は、例えば、ポリエチレングリコールなどのポリマーを添加することにより、その弾性率を調整する。これにより液柱長さが長くなるのであらかじめ所望の長さになるように濃度を調整しておく。本実施形態では約１重量％添加した。これにより、ノズル２５から吐出された液状体は、図４（ａ）に示すように、途中でちぎれることなく液柱状に吐出される。
そして、ノズル２５から吐出した液柱状の液状体は、その先端部分が、図４（ｂ）に示すように、基板Ｐの表面に到達し、基板Ｐの表面に濡れ広がる。
その後、駆動電圧の正勾配部ａ３では、ピエゾ素子２２が収縮して液体室２１の容積が増加する。これにより、図４（ｃ）に示すように、ノズル２５から吐出されていた液柱状の液状体が液体室２１内に引き込まれる。そして、このとき、基板Ｐには、付着した液状体からなるドットが形成される。

上記のように、本実施形態の塗布方法では、駆動回路２４からピエゾ素子２２に駆動電圧を印加することにより、ノズル２５から液状体を液柱状に吐出し、この液柱状の液状体の先端を基板Ｐに到達させて液状体からなるドットを形成する。

次に、上記のように液状体を液柱状に吐出させて基板Ｐへ塗布する場合における基板Ｐへの液状体の塗布量を制御する場合について説明する。
（プラテンギャップによる塗布量の制御）
この塗布量の制御は、基板Ｐの表面と吐出ヘッド１のノズル面との距離であるプラテンギャップを調整することにより行う。
具体的には、基板Ｐに対する吐出ヘッド１の高さ位置を、この吐出ヘッド１を昇降させることによりプラテンギャップを調整する。
つまり、塗布量を多くする場合は、図５（ａ）に示すように、プラテンギャップを狭める。このようにすると、ノズル２５から液柱状に吐出された液状体の先端が基板Ｐに到達した後、さらに基板Ｐへ向かって送り出されることにより、基板Ｐへの液状体の供給量が多くなり、この液状体からなる大きなドットが形成される。

また、塗布量を少なくする場合は、図５（ｂ）に示すように、プラテンギャップを広げる。このようにすると、ノズル２５から液柱状に吐出された液状体の先端が基板Ｐに到達した後に、さほど基板Ｐへ向かって送り出されないことから、基板Ｐへの液状体の供給量が少なくなり、この液状体からなる小さなドットが形成される。
なお、プラテンギャップをさらに広げると、図５（ｃ）に示すように、ノズル２５から液柱状に吐出された液状体は、基板Ｐに到達することなく、ヘッド１の液体室２１内に戻される。

（基板Ｐの濡れ性による塗布量の制御）
この塗布量の制御は、基板Ｐにおける液状体の濡れ性を調整することにより行う。
具体的には、基板Ｐの表面に、例えば、撥液性材料あるいは親液性材料からなる被膜を施す。
基板Ｐの表面に、撥液性材料からなる被膜を施した場合は、図６（ａ）に示すように、ノズル２５から液柱状に吐出された液状体の先端が基板Ｐに到達しても、液状体は、基板Ｐの表面にあまり濡れ広がることなく、ヘッド１の液体室２１内に戻される。
これに対して、基板Ｐの表面に、親液性材料からなる被膜を施した場合は、図６（ｂ）に示すように、ノズル２５から液柱状に吐出された液状体の先端が基板Ｐに到達すると、液状体は、基板Ｐの表面の広い範囲に濡れ広がる。

そして、基板Ｐにおける液状体の接触角を、例えば９０°以上としておくことにより、基板Ｐの表面には、ノズル２５から液柱状に吐出された液状体がほとんど濡れ広がらず、微小なドットが形成される。また、基板Ｐにおける液状体の接触角を、例えば２０°以下としておくことにより、基板Ｐの表面には、ノズル２５から液柱状に吐出された液状体が広い範囲に濡れ広がり、大きなドットが形成される。

（液状体の物性による塗布量の制御）
この塗布量の制御は、基板Ｐへ塗布する液状体の物性を調整することにより行う。
（１）弾性率を調整することによる塗布量の制御
この塗布量の制御は、液状体の弾性率を調整することにより行うもので、この弾性率の調整は、液状体へのポリマーの含有量及び重合度を調整することにより行う。
そして、液状体の弾性率を高くすることにより、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体の長さが大きくなり、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が多くされ、基板Ｐに大きなドットが形成される。
また、液状体の弾性率を低くすることにより、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体の長さが短くなり、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が少なくされ、基板Ｐに小さなドットが形成される。

（２）動的表面張力を調整することによる塗布量の制御
この塗布量の制御は、液状体の動的表面張力を調整することにより行う。動的表面張力は、ヘッドの駆動波形に相当する緩和時間において測定する。
そして、液状体の動的表面張力を小さくすることにより、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体の長さが大きくなり、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が多くなり、基板Ｐに大きなドットが形成される。

また、液状体の動的表面張力を大きくすることにより、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体の長さが短くなり、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が少なくされ、基板Ｐに小さなドットが形成される。

（駆動電圧の駆動波形を調整することによる塗布量の制御）
この塗布量の制御は、基板Ｐへ塗布するヘッド１のピエゾ素子２２への駆動電圧の駆動波形を調整することにより行う。
（１）負勾配部の傾きを調整することによる塗布量の制御
図７（ａ）に示す駆動波形における負勾配部ａ２を、図７（ｂ）に示す駆動波形における負勾配部ａ２のように急勾配とする。
このようにすると、ヘッド１のノズル２５から液柱状に吐出させる液状体の吐出力が強まり、図８（ａ）に示すようにノズル２５から液柱状に吐出される液状体の長さが、図８（ｂ）に示すように長くされる。
つまり、駆動波形における負勾配部ａ２の傾きを大きくすると、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体が細長くされ、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が多くされ、基板Ｐに大きなドットが形成される。
また、駆動波形における負勾配部ａ２の傾きを小さくすると、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体が太短くなり、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が少なくなって、基板Ｐに小さなドットが形成される。

（２）中間電位を調整することによる塗布量の制御
図９（ａ）に示す駆動波形における中間電位ｂを、図９（ｂ）に示す駆動波形における中間電位ｂのように低くする。
このようにすると、液柱状に吐出されている液状体をヘッド１へ引き戻す力が弱まり、図１０（ａ）に示すようにノズル２５から液柱状に吐出される液状体の長さが、図１０（ｂ）に示すように長くされる。
つまり、駆動波形における中間電位ｂを低くすると、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体が細長くされ、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が多くなり、基板Ｐに大きなドットが形成される。
また、駆動波形における中間電位ｂを高くすると、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体が太短くなり、これにより、基板Ｐの表面への液状体の塗布量が少なくなり、基板Ｐに小さなドットが形成される。

そして、上記のような各種の塗布量の制御を行うことにより、基板Ｐへ要求に応じた塗布量にて液状体を塗布することができる。
特に、ノズル２５から液柱状に吐出される液状体の長さとプラテンギャップとが同じになるように制御することで、基板Ｐに到達するときの液柱の先端速度を略ゼロにすることができる。そして、このように、基板Ｐに到達するときの液柱の先端速度を略ゼロにすることより、基板Ｐにおける液状体の広がりを抑制して、微小ドットを形成することができる。

このように、上記の塗布方法によれば、吐出ヘッド１のノズル２５から液柱状に吐出させた液状体を基板Ｐの所定位置に確実かつ正確に付着させて、要求通りの塗布量にて液状体を基板Ｐに塗布することができる。
そして、基板Ｐへの液状体の塗布量を微量にすることにより、液状体の塗布による描画を高精細化することができる。
また、プラテンギャップの調整、基板Ｐの濡れ性の調整、液状体の弾性率や動的表面張力などの物性の調整あるいは駆動電圧の波形の調整を行うことにより、基板Ｐへ付着させる液状体の塗布量を容易に制御することができる。

また、液状体の液柱の長さとプラテンギャップとを略同一とすることにより、基板Ｐへの液状体の付着を極めて少なくすることができ、液状体が付着して形成されるドットを微小なものとすることができる。
そして、基板Ｐへの液状体の塗布量を微小にすることにより、液状体の塗布による描画を高精細化することができる。

なお、各種の塗布量の制御を組み合わせて、液状体からなる液柱の長さを調整しても良い。例えば、液状体の弾性率を低くした場合は、液柱が途中でちぎれないように吐出力を弱めるように調整する。また、長い液柱を吐出させる場合は、液状体の弾性率を高めるとともに動的表面張力を小さくし、さらに強い吐出力にて吐出させる。

次に、本発明のデバイス及び電気光学装置について説明する。
（液晶表示装置）
本発明の電気光学装置として、液晶表示装置を説明する。図１１は、本発明に係る電気光学装置である液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図１２は図１１のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。図１３は、液晶表示装置の画像表示領域においてマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、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。

図１１及び図１２において、本実施の形態の液晶表示装置（電気光学装置）１００は、対をなすＴＦＴアレイ基板１０１と対向基板１０２とが光硬化性の封止材であるシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶５０が封入、保持されている。シール材５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されてなり、液晶注入口を備えず、封止材にて封止された痕跡がない構成となっている。

シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０１の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０１の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板１０２のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０１と対向基板１０２との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。

なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１０１の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１０１の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。なお、液晶表示装置１００においては、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。
また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板１０２において、ＴＦＴアレイ基板１０１の後述する各画素電極に対向する領域に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ層３２をその保護膜とともに形成する。

このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、図１３に示すように、複数の画素１００ａがマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素１００ａの各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ（スイッチング素子）３０が形成されており、画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを供給するデータ線３６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線３６ａに書き込む画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線３６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ３０のゲートには走査線３３ａが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線３３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍをこの順に線順次で印加するように構成されている。

画素電極１９は、ＴＦＴ３０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ＴＦＴ３０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線３６ａから供給される画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極１９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、図１２に示す対向基板１０２の対向電極１２１との間で一定期間保持される。なお、保持された画素信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎがリークするのを防ぐために、画素電極１９と対向電極１２１との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量６０が付加されている。例えば、画素電極１９の電圧は、ソース電圧が印加された時間よりも３桁も長い時間だけ蓄積容量６０により保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い液晶表示装置１００を実現することができる。

続いて、図１４および図１５を参照して、本発明の塗布方法により対向基板１０２にカラーフィルタ層３２を製造する例について説明する。
図１４の基板４８は、対向基板１０２を構成する透明基板であり適度の機械的強度と共に光透過性の高いものを用いる。基板４８としては、例えば、透明ガラス基板、アクリルガラス、プラスチック基板、プラスチックフィルム及びこれらの表面処理品等が適用できる。

たとえば、図１５に示すように長方形形状の基板４８上に、生産性をあげる観点から複数個のカラーフィルタ領域１０５をマトリックス状に形成する。これらのカラーフィルタ領域１０５は、後でガラスを切断することで、液晶表示装置１００に適合するカラーフィルタ層３２として用いることができる。カラーフィルタ領域１０５には、たとえば図１５に示すように、ＲのインクとＧのインクおよびＢのインクを用いて各フィルタエレメントを所定のパターンで形成している。この形成パターンとしては、図に示すように従来公知のストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェアー型等がある。

図１４は、基板４８に対してカラーフィルタ領域１０５を形成する工程の一例を示している。
図１４（ａ）では、透明の基板４８の一方の面に対して、ブラックマトリックス１１０を形成したものである。カラーフィルタ層の基礎となる基板４８の上には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、スピンコート等の方法で、所定の厚さ（たとえば２μｍ程度）に塗布して、フォトリソグラフィー法等の方法でマトリックス状にブラックマトリックス１１０を設ける。ブラックマトリックス１１０の格子で囲まれる最小の表示要素がフィルタエレメントとなり、たとえばＸ軸方向の巾３０μｍ、Ｙ軸方向の長さ１００μｍ程度の大きさの窓である。ブラックマトリックス１１０を形成した後は、たとえば、ヒータにより熱を与えることで、基板４８の上の樹脂を焼成する。

図１４（ｂ）に示すように、液状体であるインク９９は、フィルタエレメント１１２に供給される。インク９９の量は、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した充分な量である。図１４（ｃ）の加熱工程では、カラーフィルタ層３２上のすべてのフィルタエレメント１１２に対してインク９９が充填されると、ヒータを用いて加熱処理を行う。基板４８は、所定の温度（例えば７０℃程度）に加熱する。インクの溶媒が蒸発すると、インクの体積が減少する。体積減少の激しい場合には、カラーフィルタ層３２として充分なインク膜の厚みが得られるまで、インク吐出工程と、加熱工程とを繰り返す。この処理により、インクの溶媒が蒸発して、最終的にインクの固形分のみが残留して膜化する。

図１４（ｄ）の保護膜形成工程では、インク９９を完全に乾燥させるために、所定の温度で所定時間加熱を行う。乾燥が終了するとインク膜が形成されたカラーフィルタ層３２の基板４８の保護及びフィルタ表面の平坦化のために、保護膜１２０を形成する。この保護膜１２０の形成には、たとえば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することができる。

図１４（ｅ）の透明電極形成工程では、スパッタ法や真空蒸着法等の処方を用いて、透明電極１３０を保護膜１２０の全面にわたって形成する。図１４（ｆ）のパターニング工程では、透明電極１３０は、さらにフィルタエレメント１１２の開口部に対応させた画素電極にパターニングされる。なお、液晶の駆動にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を用いる場合ではこのパターニングは不用である。また、上記製膜処理の間には、定期的あるいは随時クリーニングユニットを用いて吐出ヘッド１のノズル２５をワイピングすることが望ましい。
そして、上記カラーフィルタ層３２を形成する場合では、上述した塗布方法にて、微小なフィルタエレメント１１２に、液状体であるインク９９をヘッド１のノズル２５から液柱状に吐出させて確実かつ正確に塗布することができ、高品質の液晶表示装置１００を得ることができる。

図１６（ａ）は、ボトムゲート型ＴＦＴ３０を有する液晶表示装置１００の部分拡大断面図であって、ＴＦＴアレイ基板１０１を構成するガラス基板Ｐ上には、上記第１実施形態の配線パターン形成方法によりゲート配線６１が形成されている。
ゲート配線６１上には、ＳｉＮｘからなるゲート絶縁膜６２を介してアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層からなる半導体層６３が積層されている。このゲート配線部分に対向する半導体層６３の部分がチャネル領域とされている。半導体層６３上には、オーミック接合を得るための例えばｎ+型ａ−Ｓｉ層からなる接合層６４ａ及び６４ｂが積層されており、チャネル領域の中央部における半導体層６３上には、チャネルを保護するためのＳｉＮｘからなる絶縁性のエッチストップ膜６５が形成されている。なお、これらゲート絶縁膜６２、半導体層６３、及びエッチストップ膜６５は、蒸着（ＣＶＤ）後にレジスト塗布、感光・現像、フォトエッチングを施されることで、図示されるようにパターニングされる。

さらに、接合層６４ａ、６４ｂ及びＩＴＯからなる画素電極１９も同様に成膜するとともに、フォトエッチングを施されることで、図示するようにパターニングされる。そして、画素電極１９、ゲート絶縁膜６２及びエッチストップ膜６５上にそれぞれバンク６６…を突設し、これらバンク６６…間に上述した塗布装置ＩＪを用いて、銀化合物の液状体を液柱状に吐出して描画することでソース線、ドレイン線を形成することができる。

なお、図１６（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜６２に凹部を設けて、この凹部内にゲート絶縁膜６２の表面と略面一に半導体層６３を形成し、その上に接合層６４ａ、６４ｂ、画素電極１９、エッチストップ膜６５を形成することもできる。この場合、バンク６６間の溝底部を図８（ａ）に比較して略フラットにすることで、これら各層及びソース線、ドレイン線の屈曲部が減り、平坦性が向上した高特性のＴＦＴとすることができる。
上記構成のＴＦＴでは、上述した塗布装置ＩＪを用いて、例えば銀化合物の液状体を液柱状に吐出して塗布することでゲート線、ソース線、ドレイン線等を形成することができるため、細線化による小型・薄型化が実現され、短絡等の不良が生じない高品質の液晶表示装置１００を得ることができる。
また、これ以外にも封止剤、液晶、オーバーコートなどの塗布に用いることができる。

（有機ＥＬ表示デバイス）
本発明の電気光学装置として、有機ＥＬ表示デバイスを説明する。
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）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。そして、上記のＴＦＴ３０を有する基板上に、有機ＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の各発光色を呈する材料すなわち発光層形成材料及び正孔注入／電子輸送層を形成する液状体をインクとし、各々を吐出ヘッド１のノズル２５から液柱状に吐出させて塗布することで、自発光フルカラーＥＬ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（電気光学装置）の範囲にはこのような有機ＥＬデバイスをも含むものであり、発光層形成材料及び正孔注入／電子輸送層、信号線、給電線、画素ごとに形成されるスイッチング素子などを形成する液状体をノズル２５から液柱状に吐出させて確実かつ正確に塗布することができ、高品質の有機ＥＬデバイスを得ることができる。

（プラズマ型表示装置）
次に、本発明の電気光学装置の一例であるプラズマ型表示装置について説明する。
図１７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、蛍光体５１７、補助電極がそれぞれ、上述した塗布方法に基づいて液状体が塗布されて形成されているため、高精細化が実現され、高品質のプラズマ型表示装置を得ることができる。

（非接触型カード媒体）
続いて、非接触型カード媒体の実施形態について説明する。図１８に示すように、本実施形態に係る非接触型カード媒体（電子機器）４００は、カード基体４０２とカードカバー４１８から成る筐体内に、半導体集積回路チップ４０８とアンテナ回路４１２を内蔵し、図示されない外部の送受信機と電磁波または静電容量結合の少なくとも一方により電力供給あるいはデータ授受の少なくとも一方を行うようになっている。

本実施形態では、上記アンテナ回路４１２が、上記実施形態に係る配線パターン形成方法によって形成されている。
本実施形態の非接触型カード媒体によれば、高精細化が実現され、高品質の非接触型カード媒体を得ることができる。
なお、本発明に係るデバイス（電気光学装置）としては、上記の他に、基板上に形成された小面積の薄膜に膜面に平行に電流を流すことにより、電子放出が生ずる現象を利用する表面伝導型電子放出素子等にも適用可能である。
また、例えば、電界放出ディスプレイ、有機半導体あるいはアクティブ素子等、他のデバイスにも適応可能である。また、本発明は、配向膜、マイクロレンズアレイあるいはスペーサが基板に形成されてなるデバイスにも適応可能である。

次に、本発明の電気光学表示装置を搭載した電子機器について説明する。
図１９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１９（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１９（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１９（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１９（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１９（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１９（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、薄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。

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図である。 ピエゾ素子へ印加する駆動電圧の波形を示す図である。 基板への液状体の塗布方法を説明する図である。 液状体の塗布量の制御を説明する図である。 液状体の塗布量の制御を説明する図である。 塗布量の制御を行う際の駆動電圧の波形を示す図である。 液状体の塗布量の制御を説明する図である。 塗布量の制御を行う際の駆動電圧の波形を示す図である。 液状体の塗布量の制御を説明する図である。 液層表示装置を対向基板側から視た平面図である。 図１１のＨ−Ｈ′線に沿う断面図である。 液晶表示装置の等価回路図である。 インクの塗布の仕方を説明する断面図である。 インクが塗布されてなるカラーフィルタを示す図である。 液晶表示装置の部分拡大断面図である。 プラズマ型表示装置の分解斜視図である。 非接触型カード媒体の分解斜視図である。 電子機器の具体例を示す図である。

符号の説明

１…吐出ヘッド、２５…ノズル、１００…液晶表示装置（電気光学装置）、４００…非接触型カード媒体（電子機器）、５００…プラズマ型表示装置（電気光学装置）、６００…携帯電話本体（電子機器）、７００…情報処理装置（電子機器）、８００…時計本体（電子機器）、Ｐ…基板。

Claims (13)

1. 吐出ヘッドのノズルから液状体を液柱状に吐出させ、下方の基板に塗布する塗布方法であって、
   前記液状体を、前記吐出ヘッドと前記基板との間隔からなるプラテンギャップよりも長い液柱状に吐出させて前記基板に付着させることを特徴とする塗布方法。
2. 前記プラテンギャップを調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
3. 前記基板の濡れ性を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
4. 前記液状体の物性を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
5. 前記液状体の物性として、前記液状体の弾性率を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することを特徴とする請求項４に記載の塗布方法。
6. 前記液状体の物性として、前記液状体の動的表面張力を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することを特徴とする請求項４に記載の塗布方法。
7. 前記吐出ヘッドは、駆動電圧の供給により駆動して前記液状体を前記ノズルから吐出してなり、前記駆動電圧の駆動波形を調整することにより、前記基板への前記液状体の塗布量を制御することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
8. 前記吐出ヘッドのノズルから吐出される液状体の液柱の長さと前記プラテンギャップとを略同一にすることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
9. 基板の表面に液状体を塗布して製膜処理が施されたデバイスを製造するデバイスの製造方法であって、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の塗布方法により、前記基板に液状体を塗布することを特徴とするデバイスの製造方法。
10. 基板の表面に製膜処理が施されたデバイスであって、
    請求項１から８のいずれか１項に記載の塗布方法により、前記基板の表面に液状体が塗布されて製膜処理が施されたことを特徴とするデバイス。
11. 請求項１０に記載のデバイスを備えることを特徴とする電気光学装置。
12. 請求項１１に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
13. 基板の表面に製膜処理が施されたデバイスであって、
    吐出ヘッドのノズルから液状体を、前記吐出ヘッドと下方に設置した前記基板との間隔からなるプラテンギャップよりも長い液柱状に吐出させることにより、前記基板に前記液状体が塗布されて製膜処理が施されたことを特徴とするデバイス。
    

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