JP2005319356A

JP2005319356A - 表示装置の製造方法、表示装置、電子機器、および表示装置製造装置

Info

Publication number: JP2005319356A
Application number: JP2004137464A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Yanagihara; 弘和柳原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】表示装置用基板に液滴を吐出して画素構成要素を形成する方法を採用した場合でも、表示むらの発生を未然に防止可能な表示装置の製造方法、この方法で製造した表示装置、この表示装置を用いた電子機器、および表示装置製造装置を提供すること。
【解決手段】表示装置製造装置１は、液滴吐出ヘッド２２の各ノズルから表示装置用基板１２に液滴を吐出して発光素子やカラーフィルタなどの画素構成要素をマトリクス状に配置する液滴吐出装置１０と、この表示装置用基板１２を用いて表示した画像の表示むらを観測して、表示むらの観測結果を液滴吐出装置１０にフィードバックし、液滴吐出装置１０において液滴の量あるいは種類を画素間で相違させる表示むら観測装置２００とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置用基板に液滴を吐出することにより画素構成要素を形成する表示装置の製造方法、表示装置、電子機器、および表示装置製造装置に関するものである。

液滴吐出ヘッドから表示装置用基板上の所定位置に所定量の液滴をドット状に吐出して、発光素子やカラーフィルタなどの画素構成要素を形成する液滴吐出装置が考え出されている。この場合、各画素に同一量の液滴が吐出されるように制御することにより、各画素から同一光量の変調光を出射可能にして表示むらを防止している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１５９７８６号公報

しかしながら、表示装置用基板上に液滴を吐出して画素構成要素を形成する場合には、液滴を吐出した後、乾燥などのための熱処理が施されるのが一般的であり、その際、基板内で温度むらが発生すると、いくら同一量の液滴を吐出した場合でも、画素間で画素構成要素の特性にばらつきが発生し、表示むらが発生してしまうという問題点がある。

しかも、表示装置用基板に液滴を吐出して表示装置を製造する方法では、インクジェット法でポスターを印刷する場合と違って、表示装置まで組み立てないと、表示むらは発生しているか否かを判別できない。従って、表示装置用基板において画素構成要素の特性にばらつきが発生すると、表示装置全体が不具合になってしまう。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、表示装置用基板に液滴を吐出して画素構成要素を形成する方法を採用した場合でも、表示むらの発生を未然に防止可能な表示装置の製造方法、この方法で製造した表示装置、この表示装置を用いた電子機器、および表示装置製造装置を提供することにある。

上記課題を解消するために、本発明では、液滴吐出ヘッドと表示装置用基板との相対移動に連動して、前記液滴吐出ヘッドの各ノズルから液滴を吐出させて前記表示装置用基板に画素構成要素をマトリクス状に配置する表示装置の製造方法において、前記表示装置用基板を用いて表示した画像の表示むらを観測し、当該表示むらの観測結果に基づいて、前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させることを特徴とする。

本発明では、表示装置用基板を先行して製造した後、この表示装置用基板を用いて表示した画像の表示むらを観測し、それ以降、表示装置用基板を製造する際には、表示むらの観測結果に基づいて、前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させて、表示むらの発生を防止する。従って、表示装置用基板上に液滴を吐出して画素構成要素を形成する際、乾燥などのための熱処理において基板内で温度むらなどが発生した場合でも、このような温度むらは、画素構成要素を形成する液滴の量や種類で補正することができ、量産で製造した表示装置に表示むらが発生することがない。それ故、表示装置の歩留まりが向上するので、表示品位の高い表示装置を低コストで製造することができる。とりわけ、表示装置が大画面化すればするほど、表示むらが発生しやすいので、大画面の表示装置の低コスト化に大きく寄与することになる。

本発明において、前記表示むらの観測結果に基づいて前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させるにあたっては、例えば、前記液滴吐出ヘッドからの液滴吐出条件を規定するビットマップを変更する。

本発明に係る製造方法は、各種表示装置の製造に利用できる。すなわち、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置、液晶表示装置またはプラズマ表示装置などの表示装置をなす基板に対して、所定の構成要素を液滴吐出方法で形成することができる。例えば、有機ＥＬ表示装置を製造する場合には、前記表示装置用基板としての有機ＥＬ表示装置用基板に、前記画素構成要素としての発光層を形成するための液滴を吐出する。このようなＥＬ表示装置では、各色のＥＬ素子がマトリクス状に形成された表示装置用基板において同色に対応する画素間で前記ＥＬ素子の発光層の厚さおよび種類のうちの少なくとも一方が相違している。また、液晶表示装置を製造する場合には、前記表示装置用基板としての液晶表示装置用基板に、前記画素構成要素としてのカラーフィルタを形成するための液滴を吐出する。このような液晶表示装置では、各色のカラーフィルタがマトリクス状に形成された表示装置用基板において同色に対応する画素間で前記カラーフィルタの厚さおよび種類のうちの少なくとも一方が相違している。

本発明に係る方法で製造された表示装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなど、各種電子機器の表示部として用いることができる。

本発明に係る製造方法を実施するための表示装置製造装置は、液滴を吐出可能なノズルを備えた液滴吐出ヘッド、および該液滴吐出ヘッドと表示装置用基板とを相対移動させる移動手段を備え、前記液滴吐出ヘッドと前記表示装置用基板との相対移動に連動して前記液滴吐出ヘッドの各ノズルから液滴を吐出させて前記表示装置用基板に画素構成要素をマトリクス状に配置する液滴吐出装置と、該液滴吐出装置によって前記画素構成要素を形成した前記表示装置用基板を用いて表示した画像の表示むらを観測し、当該表示むらの観測結果を前記液滴吐出装置にフィードバックして、前記液滴吐出装置において前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させる表示品質フィードバック装置とを有することを特徴とする。

本発明において、前記液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドからの液滴吐出条件を規定するビットマップを形成するビットマップ形成手段を備え、前記ビットマップ形成手段は、前記表示むらの観測結果に基づいて、前記ビットマップを変更することにより、前記液滴吐出装置において前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させる。

図面を参照して、本発明の実施形態に係る表示装置製造装置、および表示装置の製造方法の一例を説明する。

（表示装置製造装置の全体構成）
本発明の実施形態に係る表示装置製造装置の全体構成について、図１および図２を参照して説明する。図１および図２は、本発明の実施形態に係る表示装置製造装置の全体構成を示す斜視図、およびこの表示装置製造装置に用いた液滴吐出装置の要部を示す部分斜視図である。

図１および図２において、本形態の表示装置製造装置１は、概ね、液滴吐出装置１０と表示むら観測装置２００（表示品質フィードバック装置）とから構成されている。なお、表示装置製造装置１において、カラーの表示装置を製造する場合、通常、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画素が形成されるので、液滴吐出装置１０としては、各色に対応するものが構成されるが、図１などには、そのうちの１つのみを表してある。また、１つの液滴吐出装置１０で各色に対応する液滴を吐出するように構成してもよい。

（液滴吐出装置１０の構成）
液滴吐出装置１０は、各種の液状体を表示装置用基板１２の所望位置に液滴として吐出して、表示装置用基板１２に画素構成要素を形成するものであり、液状体を表示装置用基板１２に液滴として吐出するノズルを備える複数の液滴吐出ヘッド２２と、これらの液滴吐出ヘッド２２を保持する共通のキャリッジ２６とを有している。また、液滴吐出装置１０は、液滴吐出ヘッド２２の位置を制御するヘッド位置制御装置１７と、表示装置用基板１２の位置を制御する基板位置制御装置１８と、液滴吐出ヘッド２２を表示装置用基板１２に対して主走査移動させる主走査駆動手段としての主走査駆動装置１９と、液滴吐出ヘッド２２を表示装置用基板１２に対して副走査移動させる副走査駆動手段としての副走査駆動装置２１と、表示装置用基板１２を液滴吐出装置１０内の所定の作業位置へ供給する基板供給装置２３と、液滴吐出装置１０および表示装置製造装置１全般の制御を司るコントロール装置２４とを有しており、ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、および副走査駆動装置２１によって、液滴吐出ヘッド２２（キャリッジ２６）と表示装置用基板１２とを相対移動させる移動手段が構成されている。ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、および副走査駆動装置２１はベース９の上に設置され、それらの各装置は必要に応じてカバー１４によって覆われる。

図２に示すように、ヘッド位置制御装置１７は、液滴吐出ヘッド２２を面内回転させるαモータ４４と、液滴吐出ヘッド２２を副走査方向Ｙと平行な軸線回りに揺動回転させるβモータ４６と、液滴吐出ヘッド２２を主走査方向と平行な軸線回りに揺動回転させるγモータ４７と、そして液滴吐出ヘッド２２を上下方向へ平行移動させるＺモータ４８とを備えている。基板位置制御装置１８は、表示装置用基板１２を載せるテーブル４９と、そのテーブル４９を矢印θのように面内回転させるθモータ５１とを備えている。主走査駆動装置１９は、主走査方向Ｘへ延びるＸガイドレール５２と、パルス駆動されるリニアモータを内蔵したＸスライダ５３とを備えている。Ｘスライダ５３は、内蔵するリニアモータが作動するときにＸガイドレール５２に沿って主走査方向へ平行移動する。副走査駆動装置２１は、副走査方向Ｙへ延びるＹガイドレール５４と、パルス駆動されるリニアモータを内蔵したＹスライダ５６とを備えている。Ｙスライダ５６は、内蔵するリニアモータが作動するときにＹガイドレール５４に沿って副走査方向Ｙへ平行移動する。

Ｘスライダ５３およびＹスライダ５６内においてパルス駆動されるリニアモータは、該モータに供給するパルス信号によって出力軸の回転角度制御を精細に行うことができ、従って、Ｘスライダ５３に支持された液滴吐出ヘッド２２の主走査方向Ｘ上の位置やテーブル４９の副走査方向Ｙ上の位置などを高精細に制御できる。なお、液滴吐出ヘッド２２やテーブル４９の位置制御は、パルスモータを用いた位置制御に限られず、サーボモータを用いたフィードバック制御や、その他任意の制御方法によって実現することもできる。

再び図１において、基板供給装置２３は、表示装置用基板１２を収容する基板収容部５７と、表示装置用基板１２を搬送するロボット５８とを備えている。ロボット５８は、床、地面などといった設置面に置かれる基台５９と、基台５９に対して昇降移動する昇降軸６１と、昇降軸６１を中心として回転する第１アーム６２と、第１アーム６２に対して回転する第２アーム６３と、第２アーム６３の先端下面に設けられた吸着パッド６４とを備えており、吸着パッド６４は、空気吸引などによって表示装置用基板１２を吸着できる。

主走査駆動装置１９によって駆動されて主走査移動する液滴吐出ヘッド２２の軌跡下であって副走査駆動装置２１の一方の脇位置には、キャッピング装置７６およびクリーニング装置７７が配置され、他方の脇位置には電子天秤７８が配置されている。クリーニング装置７７は、液滴吐出ヘッド２２を洗浄するための装置である。電子天秤７８は、液滴吐出ヘッド２２内の個々のノズルから吐出される液滴８の重量をノズル毎に測定する機器である。キャッピング装置７６は、液滴吐出ヘッド２２が待機状態にあるときにノズルの乾燥を防止するための装置である。

液滴吐出ヘッド２２の近傍には、その液滴吐出ヘッド２２と一体に移動する関係でヘッド用カメラ８１が配置されている。また、ベース９上に設けた支持装置（図示せず）には基板用カメラ８２が配置され、基板用カメラ８２は、表示装置用基板１２を撮影可能である。

（液滴吐出ヘッド２２の構成）
図３、図４および図５を参照して、本形態の液滴吐出装置１０に用いた液滴吐出ヘッド２２を説明する。図３および図４はそれぞれ、複数の液滴吐出ヘッド２２を保持するキャリッジ２６などを模式的に示す平面図、および液滴吐出ヘッド２２の構成を示す説明図である。図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、液滴吐出ヘッド２２の内部構成を模式的に示す説明図である。

図３に示すように、複数の液滴吐出ヘッド２２は、共通のキャリッジ２６に保持されている。本形態では、複数の液滴吐出ヘッド２２として、キャリッジ２６には３つの液滴吐出ヘッド２２ａ、２２ｂ、２２ｃが保持されているものとして示してあるが、さらに多数の液滴吐出ヘッドが搭載される場合もある。

図４に示すように、複数の液滴吐出ヘッド２２は各々、多数のノズル２７を列状に並べることによって形成されたノズル列２８を備えている。ノズル２７の数は、例えば１８０個であり、ノズル２７の孔径は例えば２８μｍであり、ノズル２７間のノズルピッチは例えば１４１μｍである。なお、液滴吐出ヘッド２２の表示装置用基板１２に対する主走査方向Ｘおよびそれに直交する副走査方向Ｙは図示の通りである。すなわち、液滴吐出ヘッド２２は、そのノズル列２８が主走査方向Ｘと交差する方向へ延びるように位置設定され、この主走査方向Ｘへ平行移動する間に、液状体である液状体を複数のノズル２７から選択的に吐出することにより、表示装置用基板１２内の所定位置に液状体を液滴として着弾させる。また、液滴吐出ヘッド２２は副走査方向Ｙへ所定距離だけ平行移動することにより、液滴吐出ヘッド２２による主走査位置を所定の間隔でずらせることができる。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２は、例えば、ステンレス製のノズルプレート２９と、それに対向する振動板３１と、それらを互いに接合する複数の仕切部材３２とを有する。ノズルプレート２９と振動板３１との間には、仕切部材３２によって複数の液状体室３３と液溜り３４とが形成される。複数の液状体室３３と液溜り３４とは通路３８を介して互いに連通している。振動板３１の適所には液状体供給孔３６が形成され、この液状体供給孔３６に液状体供給装置３７が接続される。この液状体供給装置３７は吐出されることとなる液状体Ｍを液状体供給孔３６へ供給する。供給された液状体Ｍは液溜り３４に充満し、さらに通路３８を通って液状体室３３に充満する。

ノズルプレート２９には、液状体室３３から液状体Ｍをジェット状（液滴）に噴射するためのノズル２７が設けられている。また、振動板３１の液状体室３３を形成する面の裏面には、この液状体室３３に対応させて液状体加圧体３９が取り付けられている。この液状体加圧体３９は、図５（Ｂ）に示すように、圧電素子４１ならびにこれを挟持する一対の電極４２ａおよび４２ｂを備えている。圧電素子４１は電極４２ａおよび４２ｂへの通電によって矢印Ｃで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより液状体室３３の容積が増大する。すると、増大した容積分に相当する液状体Ｍが液溜り３４から通路３８を通って液状体室３３へ流入する。

次に、圧電素子４１への通電を解除すると、この圧電素子４１と振動板３１とは共に元の形状へ戻る。これにより、液状体室３３も元の容積に戻るため、液状体室３３の内部にある液状体Ｍの圧力が上昇し、ノズル２７から表示装置用基板１２へ向けて液状体Ｍが液滴８となって噴出する。なお、ノズル２７の周辺部には、液滴８の飛行曲がりやノズル２７の孔詰まりなどを防止するために、例えばＮｉ−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥液状体層４３が設けられる。

（表示むら観測装置２００の構成）
再び図１において、表示むら観測装置２００は、プロセッサを収容したコンピュータ本体部２６６と、入力装置２６７としてのキーボードと、表示装置としてのＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−ＲａｙＴｕｂｅ）ディスプレイ２６８とを有している。また、表示むら観測装置２００は、ＸＹステージおよび輝度計（カメラ）を備えた画像処理装置２１０を有しており、この画像処理装置２１０は、コンピュータ本体部２６６に接続されている。

ここで、表示むら観測装置２００は、液滴吐出装置１０において画素構成要素を形成するための液滴が吐出された表示装置用基板１２を用いて表示装置を先行して組み立てた後、この表示装置で表示された画像の面内の表示むらを観測するための装置であり、この表示むら観測装置２００で観測された表示むらなどの観測結果は、表示品質データとして液滴吐出装置１０のコントロール装置２４に出力されるようになっている。

（制御系の構成）
図６は、図１に示す表示装置製造装置の制御系を示すブロック図である。なお、図６に示す例では、制御系をコンピュータ本体部側に構成した例を示してあるが、その一部については、液滴吐出装置本体側に構成してもよい。

図１に示すコントロール装置２４は、プロセッサを収容したコンピュータ本体部６６と、入力装置６７としてのキーボードと、表示装置としてのＣＲＴディスプレイ６８とを有している。上記プロセッサは、図６に示すように、演算などの処理を行うＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ／ヘッド制御手段）６９と、各種情報を記憶するメモリすなわち情報記憶媒体７１とを有しており、図１を参照して説明したヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、副走査駆動装置２１、および液滴吐出ヘッド２２内の圧電素子４１（図５を参照）を駆動するヘッド駆動回路７２などは、入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９に接続されている。ヘッド駆動回路７２は、複数の液滴吐出ヘッド２２と表示装置用基板１２との相対移動に連動し、所定のビットマップに基づいて複数の液滴吐出ヘッド２２の各ノズル２７から液滴を吐出させて表示装置用基板１２に所定のパターンを描画するヘッド駆動手段を構成している。なお、基板供給装置２３、入力装置６７、ＣＲＴディスプレイ６８、電子天秤７８、クリーニング装置７７およびキャッピング装置７６なども、入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９に接続されている。

また、ＣＰＵには、入出力インターフェース７３およびバス７４を介して表示むら観測装置１００も接続されている。

情報記憶媒体７１としてのメモリは、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）などといった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ読取り装置、ディスク型記憶媒体などといった外部記憶装置などを含む概念であり、機能的には、液滴吐出装置１０の動作の制御手順が記述されたプログラムソフトを記憶する記憶領域、液状態の表示装置用基板１２上における吐出位置（ビットマップ）を座標データとして記憶するためのビットマップ記憶領域（吐出位置データ）７１５、副走査方向Ｙへの表示装置用基板１２の副走査移動量を記憶するための記憶領域、ＣＰＵ６９のためのワークエリアやテンポラリファイルなどとして機能する領域などの各種記憶領域が設定されている。

ＣＰＵ６９は、情報記憶媒体７１であるメモリ内に記憶されたプログラムソフトに従って、表示装置用基板１２に表面の所定位置に液状体を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、クリーニング処理を実現するための演算を行うクリーニング演算部、キャッピング処理を実現するためのキャッピング演算部、電子天秤を用いた重量測定を実現するための演算を行う重量測定演算部、および液滴吐出によって所定のパターンを描画するための演算を行う描画演算部などを備えている。

この描画演算部を詳しく分割すれば、液滴吐出ヘッド２２を描画のための初期位置へセットするための描画開始位置演算部、液滴吐出ヘッド２２を主走査方向Ｘへ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御演算部、表示装置用基板１２を副走査方向Ｙへ所定の副走査量だけずらせるための制御を演算する副走査制御演算部、および液滴吐出ヘッドの複数のノズル２７のうちのいずれを作動させて液状体を吐出するかを制御するためビットマップを形成するための演算を行うビットマップ演算部（ノズル吐出制御演算部）６９５などといった各種の機能演算部を有している。

ここで、ビットマップには、複数のノズル２７から吐出される液滴の量に関する情報も含まれており、液滴の量を変えるには、圧電素子４１に印加する駆動信号の波形を変える方法、圧電素子４１に印加する駆動信号の数を変えてショット数を変える方法がある。また、液滴吐出装置１０においては、１種類の液状体が吐出されるように構成される他、複数種類の液状体を吐出可能に構成される場合がある。後者の場合、ビットマップには、いずれの種類の液状体を吐出するかの情報も含まれることになる。

（表示装置の製造方法）
このように構成した表示装置製造装置１を用いて表示装置を製造する場合には、まず、本格的な量産の前に１枚の表示装置用基板１２を液滴吐出装置１０に先行して仕掛け、この表示装置用基板１２の各画素となるべき箇所に同一種類の液滴を同一量、吐出する。かかる液滴とは、例えば、有機ＥＬ表示装置を製造する場合には発光層を形成するための有機材料であり、液晶表示装置を製造する場合にはカラーフィルタを形成するための有機材料である。なお、表示装置用基板１２を液滴吐出装置１０に仕掛ける際、表示装置用基板１２には、半導体プロセスなどを利用して所定の構成構成が既に形成されている。

次に、液滴を吐出した表示装置用基板１２を所定の乾燥装置、例えば、ホットプレート上に設置し、熱処理を施す。

次に、表示装置用基板１２に対して、半導体プロセスなどを利用して他の構成構成を形成した後、この表示装置用基板１２を用いて表示装置を先行して組み立てる。

次に、この先行して組み立てられた表示装置を表示むら観測装置２００に仕掛け、この表示装置で表示された画像の面内の表示むらを観測する。この観測結果は、Ｒ、Ｇ、Ｂ毎の表示品質データとして液滴吐出装置１０のコントロール装置２４にフィードバックされる。

ここで、表示装置用基板１２の同色に対応する画素では、同一種類の液滴が同一量、吐出されても、乾燥時に温度むらがあると、画素構成要素の特性が画素間でばらつき表示むらが発生する。そこで、コントロール装置２４では、表示むらの観測結果に基づいて、表示むらが発生しないように、表示装置用基板１２を本格的に量産する際の条件を設定する。すなわち、ビットマップ演算部６９５は、表示むらが発生しないようなビットマップを形成する。

例えば、有機ＥＬ表示装置において、発光層は、膜厚が薄いほど輝度が高く、膜厚が厚いほど輝度が低いので、輝度が低すぎる画素に対しては液滴の量を少なく設定し、輝度が高すぎる画素に対しては液滴の量を多く設定するようにビットマップを作成する。

また、液晶表示装置において、カラーフィルタは、膜厚が薄いほど透過率が高く、膜厚が厚いほど透過度が低いので、輝度が低すぎる画素に対しては液滴の量を少なく設定し、輝度が高すぎる画素に対しては液滴の量を多く設定するようにビットマップを作成する。

なお、液滴（液状体）は通常、発光層形成材料やカラーフィルタ材料が溶剤で希釈されているので、発光層形成材料やカラーフィルタ材料の濃度が相違する液状体を準備しておき、吐出する液状態の種類を変えて膜厚を変え、輝度の均一化を図ってもよい。また、カラーフィルタなどでは、膜厚が等しくても、顔料などの濃度が低いほど透過率が高く、濃度が高いほど透過度が低いので、輝度が低すぎる画素に対しては顔料濃度の低い液滴を吐出し、輝度が高すぎる画素に対しては顔料濃度の高い液滴を吐出してもよい。

このようにして、表示むらの観測結果に基づいてビットマップを作成した後は、このビットマップがビットマップ記憶領域７１５に記憶される。

そして、量産時には、液滴吐出装置１０において、修正されたビットマップが展開されて、表示装置用基板１２に対して液滴が吐出される。このため、表示装置用基板１２では、同一の色に対応する画素であっても、画素間で画素構成要素の厚さや種類が表示むらを解消する方に相違することになる。すなわち、有機ＥＬ表示装置においては、各色の有機ＥＬ素子がマトリクス状に形成された表示装置用基板１２（有機ＥＬ表示装置用基板）において同色に対応する画素間でＥＬ素子の発光層の厚さおよび種類のうちの少なくとも一方が、表示むらを解消する方に相違していることになる。また、液晶表示装置では、各色のカラーフィルタがマトリクス状に形成された液晶表示装置用基板において同色に対応する画素間で前記カラーフィルタの厚さおよび種類のうちの少なくとも一方が、表示むらを解消する方に相違していることになる。

よって、本形態によれば、表示装置用基板１２上に液滴を吐出して画素構成要素を形成する際、乾燥などのための熱処理において基板内で温度むらなどが発生した場合でも、このような温度むらは、画素構成要素を形成する液滴の量や種類で補正することができ、量産で製造した表示装置に表示むらが発生することがない。それ故、表示装置の歩留まりが向上するので、表示品位の高い表示装置を低コストで製造することができる。とりわけ、表示装置が大画面化すればするほど、表示むらが発生しやすいので、大画面の表示装置の低コスト化に大きく寄与することになる。

（表示装置の製造方法の例）
表示装置の一例として、有機ＥＬ表示装置の構成およびその製造工程を説明する。図７は、電気光学物質として電荷注入型の有機薄膜を用いたＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置のブロック図である。図８〜図１０は、Ｅ有機ＥＬ表示装置の製造工程の手順を示す製造工程断面図である。

図７において、有機ＥＬ表示装置１００ｐは、有機半導体膜に駆動電流が流れることによって発光するＥＬ素子をＴＦＴで駆動制御する表示装置であり、このタイプの表示装置に用いられる発光素子はいずれも自己発光するため、バックライトを必要とせず、また、視野角依存性が少ないなどの利点がある。ここに示す電気光学装置１００ｐでは、複数の走査線１０３ｐと、この走査線１０３ｐの延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線５０４と、これらのデータ線５０４に並列する複数の共通給電線５０５と、データ線５０４と走査線１０３ｐとの交差点に対応する画素１１５ｐとが構成されている。データ線５０４に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ線駆動回路１０１ｐが構成されている。走査線１０３ｐに対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査線駆動回路１０４ｐが構成されている。また、画素１１５ｐの各々には、走査線１０３ｐを介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング薄膜トランジスタ５０９と、このスイッチング薄膜トランジスタ５０９を介してデータ線５０４から供給される画像信号を保持する保持容量１３３ｐと、この保持容量１３３ｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給されるカレント薄膜トランジスタ５１０と、カレント薄膜トランジスタ５１０を介して共通給電線５０５に電気的に接続したときに共通給電線５０５から駆動電流が流れ込む発光素子５１３とが構成されている。発光素子５１３は、画素電極の上層側には、正孔注入層、有機ＥＬ材料層としての有機半導体膜、リチウム含有アルミニウム、カルシウムなどの金属膜からなる対向電極が積層された構成になっており、対向電極は、データ線５０４などを跨いで複数の画素１１５ｐにわたって形成されている。

このような構成の有機ＥＬ表示装置１００を製造するには、まず、図８（Ａ）に示すように、透明の表示装置用基板５０２に対して、必要に応じて、テトラエトキシシラン（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ＴＥＯＳ）や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、厚さ寸法が約２０００〜５０００オングストロームのシリコン酸化膜である図示しない下地保護膜を形成する。次に、表示装置用基板５０２の温度を約３５０℃に設定し、下地保護膜の表面にプラズマＣＶＤ法により厚さ寸法が約３００〜７００オングストロームの非晶質のシリコン膜である半導体膜５２０ａを形成する。この後、半導体膜５２０ａに対して、レーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程を実施し、半導体膜５２０ａをポリシリコン膜に結晶化する。ここで、レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が約４００ｎｍのラインビームを用い、出力強度が約２００ｍＪ／ｃｍ²である。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の約９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームが走査される。

そして、図８（Ｂ）に示すように、半導体膜５２０ａをパターニングして島状の半導体膜５２０ｂを形成する。この半導体膜５２０ｂが設けられた表示装置用基板５０２の表面に、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣＶＤ法により厚さ寸法が約６００〜１５００オングストロームのシリコン酸化膜あるいは窒化膜であるゲート絶縁膜５２１ａを形成する。なお、半導体膜５２０ｂは、カレント薄膜トランジスタ５１０のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となるものであるが、異なる断面位置においてはスイッチング薄膜トランジスタ５０９のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となる図示しない半導体膜も形成されている。すなわち、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す製造工程では二種類のスイッチング薄膜トランジスタ５０９およびカレント薄膜トランジスタ５１０が同時に形成されるが、同じ手順で形成されるため、以下の説明では、カレント薄膜トランジスタ５１０についてのみ説明し、スイッチング薄膜トランジスタ５０９については説明を省略する。

この後に、図８（Ｃ）に示すように、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜である導電膜をスパッタ法により形成した後にパターニングし、ゲート電極５１０Ａを形成する。この状態で、高温度のリンイオンを打ち込み、半導体膜５２０ｂにゲート電極５１０Ａに対して自己整合的にソース・ドレイン領域５１０ａ、５１０ｂを形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域５１０ｃとなる。

次に、図８（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜５２２を形成した後、コンタクトホール５２３、５２４を形成し、これらコンタクトホール５２３、５２４内に中継電極５２６、５２７を埋め込み形成する。

さらに、図８（Ｅ）に示すように、層間絶縁膜５２２上に、データ線５０４、共通給電線５０５および走査線（図８中には図示しない）を形成する。このとき、データ線５０４、共通給電線５０５および走査線の各配線は、配線として必要な厚さ寸法にとらわれることなく、十分に厚く形成する。具体的には、各配線を例えば１〜２μｍ程度の厚さ寸法に形成するとよい。ここで、中継電極５２７と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。このとき、中継電極５２６は、後述するＩＴＯ膜により形成される。

そして、各配線の上面を覆うように層間絶縁膜５３０を形成し、中継電極５２６に対応する位置にコンタクトホール５３２を形成する。このコンタクトホール５３２内を埋めるようにＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜をパターニングして、データ線５０４、共通給電線５０５および走査線に囲まれた所定位置に、ソース・ドレイン領域５１０ａに電気的に接続する画素電極５１１を形成する。

ここで、図８（Ｅ）では、データ線５０４および共通給電線５０５に挟まれた部分が、光学材料が選択的に配置される所定位置に相当するものである。そして、その所定位置とその周囲との間には、データ線５０４や共通給電線５０５によって段差５３５が形成される。具体的には、所定位置の方がその周囲よりも低く、凹型の段差５３５が形成される。

次に、上述の前処理が実施された表示装置用基板５０２に液滴吐出方式により、機能性液状体であるＥＬ発光材料を吐出する。すなわち、図９（Ａ）に示すように、前処理が実施された表示装置用基板５０２の上面を上方に向けた状態で、発光素子１４０の下層部分に当たる正孔注入層５１３Ａを形成するための機能性液状体としての溶媒に溶かされた溶液状の前駆体である光学材料５４０Ａを、上述した液滴吐出装置１０を用いて吐出し、段差５３５で囲まれた所定位置の領域内に選択的に塗布する。

この吐出により正孔注入層５１３Ａを形成するための光学材料５４０Ａとしては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１、１−ビス−（４−Ｎ、Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウムなどが用いられる。

なお、この吐出の際、流動性を有した液状体の光学材料５４０Ａは、流動性が高いので平面方向に広がろうとするが、塗布された位置を取り囲むように段差５３５が形成されているため、光学材料５４０Ａの１回当たりの吐出量を極端に大量にしなければ、光学材料５４０Ａは段差５３５を越えて所定位置の外側に広がることは防止される。

そして、図９（Ｂ）に示すように、加熱又は光照射などにより液状の光学材料５４０Ａの溶媒を蒸発させ、画素電極５１１上に固形の薄い正孔注入層５１３Ａを形成する。この図９（Ａ）、（Ｂ）を必要回数繰り返し、図９（Ｃ）に示すように、十分な厚さ寸法の正孔注入層５１３Ａを形成する。

次に、図１０（Ａ）に示すように、表示装置用基板５０２の上面を上に向けた状態で、発光素子５１３の上層部分に有機半導体膜５１３Ｂを形成するための機能性液状体としての溶媒に溶かされた溶液状の有機蛍光材料である光学材料５４０Ｂを、上述した各液滴吐出装置１０を用いて吐出し、これを段差５３５で囲まれた所定位置である領域内に選択的に塗布する。なお、この光学材料５４０Ｂについても、上述した光学材料５４０Ａの吐出と同様に、段差５３５を越えて所定位置の外側に広がることは防止される。

この吐出により有機半導体膜５１３Ｂを形成するための光学材料５４０Ｂとしては、シアノポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアルキルフェニレン、２、３、６、７−テトラヒドロ−１１−オキソ−１Ｈ・５Ｈ・１１Ｈ（１）ペンゾビラノ［６、７、８−ｉｊ］−キノリジン−１０−カルボン酸、１、１−ビス−（４−Ｎ、Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、２−１３・４'−ジヒドロキシフェニル）−３、５、７−トリヒドロキシー１―ベンゾピリリウムパークロレート、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム、２、３・６・７−テトラヒドロ−９−メチル−１１−オキソ−１Ｈ・５Ｈ・１１Ｈ（１）ベンゾピラノ［６、７、８−ｉｊ］−キノリジン、アロマティックジアミン誘導体（ＴＤＰ）、オキシジアゾールダイマ（ＯＸＤ）、オキシジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ジスチルアリーレン誘導体（ＤＳＡ）、キノリノール系金属錯体、ベリリウムーベンゾキノリノール錯体（Ｂｅｂｑ）、トリフェニルアミン誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）、ジスチリル誘導体、ピラゾリンダイマ、ルブレン、キナクリドン、トリアゾール誘導体、ポリフェニレン、ポリアルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、アゾメチン亜鉛錯体、ポリフイリン亜鉛錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体などが用いられる。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、加熱又は光照射などにより、光学材料５４０Ｂの溶媒を蒸発させ、正孔注入層５１３Ａ上に、固形の薄い有機半導体膜５１３Ｂを形成する。この図１０（Ａ）、（Ｂ）を必要回数繰り返し、図１０（Ｃ）に示すように、十分な厚さ寸法の有機半導体膜５１３Ｂを形成する。正孔注入層５１３Ａおよび有機半導体膜５１３Ｂによって、発光素子５１３が構成される。最後に、図１０（Ｄ）に示すように、表示装置用基板５０２の表面全体、若しくはストライプ状に反射電極５１２を形成し、表示装置５０１を製造する。

（その他の適用例）
なお、上記形態では、本形態の表示装置製造装置１を有機ＥＬ表示装置の製造工程に用いた例であったが、液晶表示装置のカラーフィルタの形成などに用いてもよい。

（電子機器）
次に、上記実施形態に係る有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置を備えた電子機器について説明する。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、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記実施形態の有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置からなる表示部を示している。図１１（Ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（Ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記実施形態の有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置からなる表示部を示している。図１１（Ｃ）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（Ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記実施形態の有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置からなる表示部を示している。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

本発明の実施形態に係る表示装置製造装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示す表示装置製造装置の液滴吐出装置の要部を含む部分斜視図である。図２に示す液滴吐出装置に用いたヘッドユニットを模式的に示す平面図である。図２に示す液滴吐出装置に用いた液滴吐出ヘッドの構成を模式的に示す説明図である。図４に示す液滴吐出ヘッドの内部構造を模式的に示す説明図である。図１に示す表示装置製造装置の制御系を示すブロック図である。有機ＥＬ表示装置のブロック図である。有機ＥＬ表示装置の製造工程の手順を示す断面図である。有機ＥＬ表示装置の製造工程の手順を示す断面図である。有機ＥＬ表示装置の製造工程の手順を示す断面図である。有機ＥＬ表示装置を備えた電子機器を示す斜視図である。

符号の説明

１０液滴吐出装置、１２表示装置用基板、２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ液滴吐出ヘッド、２６キャリッジ（ヘッドユニット）、６９ＣＰＵ（ヘッド制御手段）、７２ヘッド駆動回路（ヘッド駆動手段）、２００表示むら観測装置（表示品質フィードバック装置）、６９５ビットマップ演算部、７１５ビットマップ記憶領域

Claims

液滴吐出ヘッドと表示装置用基板との相対移動に連動して、前記液滴吐出ヘッドの各ノズルから液滴を吐出させて前記表示装置用基板に画素構成要素をマトリクス状に配置する表示装置の製造方法において、
前記表示装置用基板を用いて表示した画像の表示むらを観測し、当該表示むらの観測結果に基づいて、前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させることを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１において、前記表示むらの観測結果に基づいて前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させるにあたっては、前記液滴吐出ヘッドからの液滴吐出条件を規定するビットマップを変更することを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１または２において、前記表示装置用基板としての有機エレクトロルミネッセンス表示装置用基板に、前記画素構成要素としての発光層を形成するための液滴を吐出することを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１または２において、前記表示装置用基板としての液晶表示装置用基板に、前記画素構成要素としてのカラーフィルタを形成するための液滴を吐出することを特徴とする表示装置の製造方法。
請求項１ないし４のいずれかに規定する方法で製造したことを特徴とする表示装置。
各色のエレクトロルミネッセンス素子がマトリクス状に形成された表示装置用基板において同色に対応する画素間で前記エレクトロルミネッセンス素子の発光層の厚さおよび種類のうちの少なくとも一方が相違していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
各色のカラーフィルタがマトリクス状に形成された表示装置用基板において同色に対応する画素間で前記カラーフィルタの厚さおよび種類のうちの少なくとも一方が相違していることを特徴とする液晶表示装置。
請求項５ないし７のいずれかに規定する表示装置を用いたことを特徴とする電子機器。
液滴を吐出可能なノズルを備えた液滴吐出ヘッド、および該液滴吐出ヘッドと表示装置用基板とを相対移動させる移動手段を備え、前記液滴吐出ヘッドと前記表示装置用基板との相対移動に連動して前記液滴吐出ヘッドの各ノズルから液滴を吐出させて前記表示装置用基板に画素構成要素をマトリクス状に配置する液滴吐出装置と、
該液滴吐出装置によって前記画素構成要素を形成した前記表示装置用基板を用いて表示した画像の表示むらを観測し、当該表示むらの観測結果を前記液滴吐出装置にフィードバックして、前記液滴吐出装置において前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させる表示品質フィードバック装置と
を有することを特徴とする表示装置製造装置。
請求項９において、前記液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドからの液滴吐出条件を規定するビットマップを形成するビットマップ形成手段を備え、
前記ビットマップ形成手段は、前記表示むらの観測結果に基づいて、前記ビットマップを変更することにより、前記液滴吐出装置において前記液滴の量および種類のうちの少なくとも一方を画素間で相違させることを特徴とする表示装置製造装置。