JP2006075746A - 液滴吐出による材料の配置方法、表示基板、及び表示装置の製造方法、表示装置、並びに電子機器 - Google Patents
液滴吐出による材料の配置方法、表示基板、及び表示装置の製造方法、表示装置、並びに電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 液状材料を基板上の領域に液滴として吐出させて配置する場合に、液滴の広がり不足や隣接する領域間の液滴の混入を低減することのできる液滴吐出による材料の配置方法、表示装置、及び、表示装置の製造方法、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】 基板12上に液状材料を液滴8として吐出して配置する液滴吐出による材料の配置方法であって、この基板12上に隔壁6を形成して、この隔壁6によって区画される領域7に液滴8が着弾するときに、この領域7が隔壁6の延長方向に広くなるように形成された第1の領域部としての広い領域部7aと、第1の領域部より狭くなるように形成された第2の領域部としての狭い領域部7bとを備えた。そして、隣接する領域部7の広い領域部7aと、狭い領域部7bとが隣り合うように配置した。
【選択図】 図1
【解決手段】 基板12上に液状材料を液滴8として吐出して配置する液滴吐出による材料の配置方法であって、この基板12上に隔壁6を形成して、この隔壁6によって区画される領域7に液滴8が着弾するときに、この領域7が隔壁6の延長方向に広くなるように形成された第1の領域部としての広い領域部7aと、第1の領域部より狭くなるように形成された第2の領域部としての狭い領域部7bとを備えた。そして、隣接する領域部7の広い領域部7aと、狭い領域部7bとが隣り合うように配置した。
【選択図】 図1
Description
本発明は、液滴吐出による材料の配置方法、表示基板、及び表示装置の製造方法、表示装置、並びに電子機器に関する。
一般に、各種の表示装置(電気光学装置)においては、カラー表示を可能にするためにカラーフィルタが設けられている。このカラーフィルタは、例えば、ガラスやプラスチックなどで構成された基板上に、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色のドット状のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列などといった所定の配列パターンで配列させたものである。
また、表示装置としては、液晶装置やEL(エレクトロルミネッセンス)装置などの電気光学装置を例として、ガラスやプラスチックなどで構成された基板上に、その光学状態を独立して制御可能な表示ドットを配列させたものがある。この場合、各表示ドットには液晶やEL発光部が設けられる。表示ドットの配列態様としては、例えば、縦横の格子(ドットマトリクス)状に配列させたのものが一般的である。
カラー表示可能な表示装置においては、通常、例えば上記のR,G,Bの各色に対応する表示ドット(液晶やEL発光部)が形成され、全色に対応する例えば3個の表示ドットによって一つの画素(ピクセル)が構成される。そして、一つの画素内に含まれる複数の表示ドットの階調をそれぞれ制御することによってカラー表示を行うことが可能になる。
例えば特許文献1に開示されているように、これらの表示装置の製造工程においては、感光性樹脂を基板上に塗布し、この感光性樹脂に露光処理及び現像処理を施すことにより、格子状の隔壁(バンク)を形成してから、この隔壁により画成された領域に、ヘッドなどによって吐出された液滴を着弾させ、乾燥させることによって表示要素(すなわち、上記のカラーフィルタのフィルタエレメントや表示ドットを構成する液晶又はEL発光部など)を構成する場合がある。この方法では、フォトリソグラフィ法などによって表示要素を各色毎にパターニングする必要がないので、携帯電話や携帯型情報端末などの携帯型電子機器に用いられる小型の表示装置を効率的に製造することができ、また、プロジェクタ等に用いられる高精細な表示装置をも容易に製造することができるという利点がある(例えば、特許文献1参照)。
ところが、上記従来のカラーフィルタ或いは表示装置(電気光学装置)の製造方法においては、隔壁(バンク)内に所定の量の液滴を滴下するときに、領域内に液状材料(インク)によって満たされない空隙部(色抜け部)が形成されたり、隔壁の長辺中央部分から隔壁を乗り越えて隣接する領域内に液状材料(インク)が侵入してしまい混色が発生することがないように、隔壁の増減に合わせて液状材料(インク)の着弾位置を規定していた。このため、領域が隔壁形状にあわせた形状になるとともに、隔壁が領域の形状に合ってしまうので、ストライプ幅内における隔壁形状と、領域形状とを選択する場合に制限があった。領域に着弾した液滴は、表面張力が働いて丸くなろうとするから、着弾時の液滴量を多くすると、液滴が隔壁を乗り越えやすくなるので、液量のコントロールが要求されていた。また、液滴の着弾位置がずれると、液滴が隔壁を乗り越えやすくなるので、液滴の着弾位置のずれが発生しないように位置精度が要求されていた。
このため、より高密度で高精度な表示装置を製造する場合には、表示品位の低下を抑制するために液滴の量を領域の寸法に合わせて所定量に設定し、かつ、実際に吐出される量を正確に制御しなければならないが、液滴の量がきわめて僅かな量になるために、液滴の量を高精度に制御することは一般に困難であった。しかも、液滴が表面張力によって丸くなると液滴の外周部分に外へ広がろうとする力が働いて、液滴が隔壁を乗り越えやすくなり、領域から液滴が溢れやすくなってしまう。さらに、領域内における液滴の着弾位置の正確な制御も困難であった。このため、隔壁形状および領域形状に対する選択の自由度が低下すると、より高密度で高精度な表示装置を製造する場合には、液滴の量の制御と、液滴の滴下位置制御とがより難しくなるため、生産効率が低下するとともに製品の歩留まりの低下を来たす恐れがあった。
したがって、より高密度で高精度な表示装置を製造する場合において、空隙部(色抜け部)や、混色の不具合の発生などの品質低下の恐れがなく、しかも生産効率の低下を来たすことのない、より高精度な材料の配置方法と、製造方法とが求められていた。
本発明の目的は、液状材料を基板上の領域に液滴として吐出させて配置する場合に、より高密度で高精度な表示装置などを得られることを可能にし、しかも、着弾位置精度の要求されない方法で、隣接する領域間の液滴の混入を低減することのできる液滴吐出による材料の配置方法、表示基板、及び表示装置の製造方法、表示装置、並びに電子機器を提供することである。
本発明の液滴吐出による材料の配置方法は、液状材料を液滴として吐出し、基板上に配置する液滴吐出による材料の配置方法であって、前記基板上に隔壁を設けて、前記隔壁で区画される領域部を形成する第1の工程と、前記領域部に前記液滴を着弾する第2の工程と、を備えており、前記第1の工程において、第1の領域部と、前記第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とを形成することを特徴とする。
この発明によれば、領域部が第1の領域部と、第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とに隔壁で区画形成されているので、液滴が領域部に着弾して、第1の領域部に液滴が溜まるから、液滴が隔壁を乗り越えて隣接する領域部にはみ出しにくくなる。また、続けて液滴を領域部に着弾させることで、第1の領域部に溜まった液滴が徐々に第2の領域部の隅まで充填されていくので、液滴が満たされない空隙部(色抜け部)が形成されにくくなる。
本発明の液滴吐出による材料の配置方法は、前記第1の領域部を前記領域部の延長方向略中央部分に形成する工程と、前記第2の領域部を前記領域部の両端部分に形成する工程と、前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が表面張力によって広がろうとする。液滴の外周が外側へ広がろうとするとともに、領域の中央部分に形成された第1の領域部に液滴が溜まりやすくなるので、液滴が隔壁を乗り越えて隣接する領域部に、よりはみ出しにくくなる。
本発明の液滴吐出による材料の配置方法は、前記第1の領域部と、前記第2の領域部とを隣り合う位置になるように配置する工程と、前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、第1の領域部と、第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とが隣り合う位置になるように配置していることによって、領域部を狭く形成することができるので、画素のサイズを小さくできる。
本発明の液滴吐出による材料の配置方法は、前記第1の領域部を円弧状に区画形成する工程と、前記第2の領域部を略矩形状に区画形成する工程と、前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が広がろうとするときに、第1の領域部の隔壁が円弧状になっているから、液滴がこの円弧状の部分に均等に隙間なく広がっていくので、液滴が隣接する領域部へ、よりはみ出しにくくなる。
本発明の液滴吐出による材料の配置方法は、前記第1の領域部と、前記第2の領域部とを接続して配置する工程と、前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が広がろうとするときに、第1の領域部と、第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とが接続しているので、第1の領域部に溜まった液滴が第2の領域部に流れやすくなり、液滴が隣接する領域部へはみ出しにくくなる。
本発明の液滴吐出による材料の配置方法は、前記第1の領域部に複数の凹凸を形成する工程と、前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が広がろうとするときに、第1の領域部に形成された複数の凹凸に溜まりやすくなるので、第1の領域部から液滴が隔壁を乗り越えて隣接する領域部へはみ出しにくくなる。
本発明の液滴吐出による材料の配置方法は、前記第1の領域部に着弾させる液滴を少なくとも1つ着弾させる工程と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、第1の領域部に液滴を着弾させるので、液滴が隔壁を乗り越えて隣接する領域部へはみ出しにくくなる。
本発明の表示基板は、液状材料を液滴として吐出し、基板上に配置する液滴吐出による材料の配置方法で製造される表示基板であって、前記基板上に隔壁を設けて、前記隔壁で区画される領域部が、第1の領域部と、前記第1の領域部より幅の狭い第2の領域部と、を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、領域部が第1の領域部と、第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とに隔壁で区画形成されているので、液滴が領域部に着弾して、第1の領域部に液滴が溜まるから、液滴が隔壁を乗り越えて隣接する領域部にはみ出しにくくなる。また、続けて液滴を領域部に着弾させることで、第1の領域部に溜まった液滴が徐々に第2の領域部の隅まで充填されていくので、液滴が満たされない空隙部(色抜け部)が形成されにくくなる。したがって、表示品位の向上した表示基板を提供できる。
本発明の表示基板は前記領域部の延長方向略中央部分に前記第1の領域部と、前記領域部の両端部分に前記第2の領域部と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が表面張力によって広がろうとする。液滴の外周が外側へ広がろうとするとともに、領域の中央部分に形成された第1の領域部に液滴が溜まりやすくなるので、液滴が隔壁を乗り越えて隣接する領域部に、よりはみ出しにくくなる。したがって、より表示品位の向上した表示基板を提供できる。
本発明の表示基板は、前記第1の領域部と、前記第2の領域部とが隣り合う位置になるように配置されていることが望ましい。
この発明によれば、第1の領域部と、第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とが隣り合う位置になるように配置していることによって、領域部を狭く形成することができるので、画素のサイズを小さくできる。したがって、より高密度な表示基板を提供できる。
本発明の表示基板は、前記領域部が、円弧状に区画形成された前記第1の領域部と、
前記領域部が、略矩形状に区画形成された前記第2の領域部と、を備えていることが望ましい。
前記領域部が、略矩形状に区画形成された前記第2の領域部と、を備えていることが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が広がろうとするときに、第1の領域部の隔壁が円弧状になっているから、液滴がこの円弧状の部分に均等に隙間なく広がっていくので、液滴が隣接する領域部へ、よりはみ出しにくくなる。したがって、より表示品位の向上した表示基板を提供できる。
本発明の表示基板は、前記第1の領域部と、前記第2の領域部とを接続して配置することが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が広がろうとするときに、第1の領域部と、第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とが接続しているので、第1の領域部に溜まった液滴が第2の領域部に流れやすくなり、液滴が隣接する領域部へはみ出しにくくなる。したがって、より表示品位の向上した表示基板を提供できる。
本発明の表示基板は、前記第1の領域部に複数の凹凸を備えていることをが望ましい。
この発明によれば、液滴が領域部に着弾して、液滴が広がろうとするときに、第1の領域部に形成された複数の凹凸に溜まりやすくなるので、第1の領域部から液滴が隔壁を乗り越えて隣接する領域部へはみ出しにくくなる。したがって、より表示品位の向上した表示基板を提供できる。
本発明による表示基板は、前記第1の領域部の長さが前記領域部の長さの1/2以下で形成されていることが望ましい。
この発明によれば、第1の領域部の長さが領域部の長さの1/2以下であれば、隣接する領域部において、第1の領域部と第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とを配列することができるので、表示要素を高密度に配置できる。
本発明の表示装置の製造方法は、基板上に隔壁と前記隔壁によって区画形成された領域内に配置された表示要素を有する表示装置の製造方法であって、前記基板に材料を配置する工程と、前記基板を露光・現像する工程と、前記基板を描画する工程と、前記基板に少なくとも電極を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、表示要素を高密度にできるので、カラーフィルタや有機EL表示装置などの表示装置を高密度で高精細に製造できる。
本発明の表示装置は、前述の表示基板を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、表示基板に形成された領域部において、隣接する領域部に広い領域部と狭い領域部を配列したことによって、高密度で高精細な表示装置ができる。したがって、表示品位を向上させることが可能な表示装置を提供できる。
本発明の電子機器は、前述の表示装置を有していることを特徴とする。
この発明によれば、より表示品位を向上させることが可能な表示装置を有しているので、高精度で小型化が可能な電子機器を提供できる。
本発明のカラーフィルタ基板は、基体と、前記基体上の所定の領域を区画する隔壁と、を有するカラーフィルタ基板であって、
前記隔壁で区画される前記所定の領域の長辺方向の略中央部における短辺方向の幅が、
前記領域の長辺方向の端部における短辺方向の幅よりも広くなっていることを特徴とする。
前記隔壁で区画される前記所定の領域の長辺方向の略中央部における短辺方向の幅が、
前記領域の長辺方向の端部における短辺方向の幅よりも広くなっていることを特徴とする。
この発明によれば、画素間の混色が無いため、高精細かつ表現できる色数が多い。
以下、本発明の液滴吐出による材料の配置方法、表示装置、及び、表示装置の製造方法、並びに、電子機器について実施形態を挙げ、添付図面に沿って詳細に説明する。ここで、本発明の特徴的な構成及び方法について説明する前に、まず、液滴吐出方法で用いられる基板、液滴吐出方法、カラーフィルタ基板の構造及び製造方法、EL発光パネルの構造及び製造方法について順次説明する。
<基板について>
<基板について>
液滴吐出による材料の配置方法で使用される基板としては、ガラス、石英ガラス、プラスチックなど各種のものを用いることができる。
<液滴吐出法について>
<液滴吐出法について>
液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。ここで、帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に30kg/cm2程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子(圧電素子)がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。
また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル(泡)を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液体材料の一滴の量は例えば1〜300ナノグラムである。
<カラーフィルタ基板の構造及びその製造方法>
図6は、カラーフィルタ基板の製造工程を示す工程断面図(a)〜(g)であり、図7は、カラーフィルタ基板の製造工程の手順を示す概略フローチャートである。
図6は、カラーフィルタ基板の製造工程を示す工程断面図(a)〜(g)であり、図7は、カラーフィルタ基板の製造工程の手順を示す概略フローチャートである。
図6(a)に示すように、透光性を有するガラスやプラスチック等で構成された基板12の表面上に、スピンコーティング(回転塗布)、流延塗布、ロール塗布などの種々の方法によって放射線感応性素材6Aを塗布する(図7に示すステップS31)。この放射線感応性素材6Aとしては、樹脂組成物であることが好ましい。塗布後における上記放射線感応性素材6Aの厚さは、通常0.1〜10μmであり、好ましくは0.5〜3.0μmである。
この樹脂組成物は、例えば、(i)バインダー樹脂、多官能性単量体、光重合開始剤等を含有する、放射線の照射により硬化する放射線感応性樹脂組成物や、(ii)バインダー樹脂、放射線の照射により酸を発生する化合物、放射線の照射により発生した酸の作用により架橋し得る架橋性化合物等を含有する、放射線の照射により硬化する放射線感応性樹脂組成物などを用いることができる。これらの樹脂組成物は、通常、その使用に際して溶媒を混合して液状組成物として調製されるが、この溶媒は、高沸点溶媒でも低沸点溶媒でもよい。放射線感応性素材6Aとしては、特開平10−86456号公報に記載されているような、(a)ヘキサフルオロプロピレンと不飽和カルボン酸(無水物)と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体、(b)放射線の照射により酸を発生する化合物、(c)放射線の照射により発生した酸の作用により架橋しうる架橋性化合物、(d)前記(a)成分以外の含フッ素有機化合物、並びに、(e)前記(a)〜(d)成分を溶解しうる溶媒、を含有する組成物であることが好ましい。
次に、放射線感応性素材6Aに所定のパターンマスクを介して放射線を照射(露光)する(図7のステップS32)。なお、放射線とは、可視光、紫外線、X線、電子線などが含まれるが、波長が190〜450nmの範囲にある放射線(光)が好ましい。
次に、放射線感応性素材6Aを現像する(図7のステップS33)ことによって、図6(b)に示す隔壁(バンク)6Bを形成する。この隔壁6Bは、上記パターンマスクに対応した形状(ネガパターン又はポジパターン)に構成される。隔壁6Bの形状としては、例えば、方形状のフィルタエレメント形成領域7を平面上において縦横に配列させることのできるように画成する格子状であることが好ましい。なお、放射線感応性素材6Aを現像するのに用いられる現像液としては、アルカリ現像液が用いられる。このアルカリ現像液としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、硅素ナトリウム、メタ硅素ナトリウム、アンモニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノネン等の水溶液が好ましい。このアルカリ現像液には、例えば、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤等を適量添加することもできる。また、アルカリ現像液による現像後は、通常、水洗が行われる。
次に、図6(c)に示すように、上記隔壁6Bは、例えば200℃程度にてベーク(焼成)されて隔壁6Cとなる(図7のステップS34)。この焼成温度は、上記の放射線感応性素材6Aに応じて適宜調整される。また、ベーク処理を要しない場合もあり得る。なお、本実施形態では、隔壁6Cは遮光性の素材で構成されているために、各領域7を画成する(区画する)文字通りの隔壁としての機能と、領域7以外の部分を遮光する遮光層としての機能とを併せ持つものとなっている。もっとも、隔壁としての機能のみを有するように構成しても構わない。この場合、隔壁とは別に、金属等で構成される遮光層を別途形成してもよい。
次に、上記のようにして形成された隔壁6Cによって画成される各領域7に、アクリル樹脂等の基材に着色剤(顔料、染料など)を混入したフィルタエレメント材料13(図6の例では13R(赤の着色材),13G(緑の着色材),13B(青の着色材))を導入する。フィルタエレメント材料13を各領域7に導入する方法としては、フィルタエレメント材料13を、溶媒などを混合することによって液状材料として形成し、この液状材料を上記領域7に導入する。より具体的には、本実施形態では、後述する液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出によって液状材料を液滴8の形態で領域7内に着弾させることによって材料の導入を行っている。
上記のフィルタエレメント材料13は、液状材料として領域7内に導入され、その後に、乾燥若しくは低温(例えば60℃)での焼成によるプレベーク(仮焼成)を行うことによって、仮固化若しくは仮硬化される。例えば、フィルタエレメント材料13Rの導入を行い(図6(d)及び図7のステップS35))、その後に、フィルタエレメント材料13Rのプレベークを行ってフィルタエレメント3Rを形成し(図7のステップS36)、次に、フィルタエレメント材料13Gの導入を行い(図6(e)及び図7のステップS37)、フィルタエレメント材料13Gのプレベークを行ってフィルタエレメント3Gを形成し(図7のステップS38)、さらに、フィルタエレメント材料13Bの導入を行い(図6(f)及び図7のステップS39)、しかる後に、フィルタエレメント材料13Bのプレベークを行ってフィルタエレメント3Bを形成する(図6(g)及び図7のステップS40)。このようにして、全ての色のフィルタエレメント材料13が各領域7に導入され、仮固化若しくは仮硬化された表示要素であるフィルタエレメント3(3R,3G,3B)が形成されることにより、表示素材(カラーフィルタ基板CF)が形成される。
次に、上記のようにして構成された表示素材であるカラーフィルタ基板CFを検査する(図7のステップS41)。この検査は、例えば、肉眼若しくは顕微鏡等で、上記隔壁6C及び表示要素であるフィルタエレメント3を観察する。この場合、カラーフィルタ基板CFを撮影し、その撮影画像に基づいて自動的に検査を行っても構わない。この検査によって、表示要素であるフィルタエレメント3に欠陥が見つかった場合には、そのカラーフィルタ基板CFを以下に説明する基体再生工程に移行させる。
ここで、フィルタエレメント3の欠陥とは、フィルタエレメント3が欠如している場合(いわゆるドット抜け)、フィルタエレメント3が形成されているが、領域7内に配置された材料の量(体積)が多すぎたり少なすぎたりして不適切である場合、フィルタエレメント3が形成されているが、塵埃等の異物が混入していたり付着していたりする場合などである。
上記検査において表示素材に欠陥が発見されなかった場合には、例えば200℃程度の温度でベーク(焼成)処理を行い、カラーフィルタ基板CFのフィルタエレメント3(3R,3G,3B)を完全に固化若しくは硬化させる(図7のステップS42)。欠陥が発見された場合は、除材される。このベーク処理の温度はフィルタエレメント材料13の組成等によって適宜に決定できる。また、特に高温に加熱することなく、単に通常とは異なる雰囲気(窒素ガス中や乾燥空気中等)などで乾燥若しくはエージングさせるだけでもよい。最後に、図6(g)に示すように、上記フィルタエレメント3の上に透明な保護層14が形成される。
<EL発光パネルの構造及びその製造方法>
次に、図8及び図9を参照して、EL発光パネル及びその製造方法について説明する。ここで、図8(a)〜(g)は、EL発光パネルの製造工程を示す工程断面図であり、図9は、EL発光パネルの製造工程の手順を示す概略フローチャートである。
次に、図8及び図9を参照して、EL発光パネル及びその製造方法について説明する。ここで、図8(a)〜(g)は、EL発光パネルの製造工程を示す工程断面図であり、図9は、EL発光パネルの製造工程の手順を示す概略フローチャートである。
このEL発光パネルを製造する場合には、透光性のガラスやプラスチック等で構成された基板12上に、例えば、図8(a)に示す第1電極201を形成する。EL発光パネルがパッシブマトリクス型である場合には第1電極201は形成され、また、基板12上に図示しないTFD素子やTFT素子といった能動素子を形成してなるアクティブマトリクス型である場合には第1電極201は表示ドット毎に独立して形成される。これらの構造の形成方法としては、例えばフォトリソグラフィ法、真空蒸着法、スパッタリング法、パイロゾル法などを用いることができる。第1電極201の材料としてはITO(Indium−Tin・Oxide)、酸化スズ、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物などを用いることができる。
次に、上記第1電極201上に、上記カラーフィルタ基板の場合と同様に放射線感応性素材6Aを同様の方法で塗布する(図9に示すステップS61)。そして、上記と同様の方法で、放射線照射(露光)処理(図9のステップS62)及び現像処理(図9のステップS63)を行い、図8(b)に示すように、隔壁(バンク)6Bを形成する。
このバンク6Bは、格子状に形成され、各表示ドットに形成された第1電極201の間を隔てるように、すなわち、表示ドットに対応するEL発光部形成領域7が構成されるように、形成される。また、上記カラーフィルタ基板の場合と同様に、遮光機能をも有することが好ましい。この場合には、コントラストの向上、発光材料の混色の防止、画素と画素との間からの光漏れなどを防止することができる。隔壁6Bの材料としては、基本的に上記カラーフィルタ基板の隔壁に採用された各種の素材を用いることができる。ただし、この場合には特に、後述するEL発光材料の溶媒に対して耐久性を有するものであることが望ましく、さらに、フロロカーボンガスプラズマ処理によりテトラフルオロエチレン化できること、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、感光性ポリイミドなどといった有機材料が好ましい。
次に、機能性液状体としての正孔注入層用材料202Aを塗布する直前に、基板12に酸素ガスとフロロカーボンガスプラズマの連続プラズマ処理を行う。これにより、ポリイミド表面は撥水化され、ITO表面は親水化され、液滴を微細にパターニングするための基板側の濡れ性の制御ができる。プラズマを発生する装置としては、真空中でプラズマを発生する装置でも、大気中でプラズマを発生する装置でも同様に用いることができる。また、このプロセスとは別に、或いは、このプロセスの代りに、上記隔壁6Bに200℃程度にてベーク(焼成)処理を施す(図9のステップS64)。これによって、隔壁6Cが形成される。
次に、図8(c)に示すように、正孔注入層用材料202Aを液滴8の形で吐出し、領域7に着弾させる(図9のステップS65)。この正孔注入層用材料202Aは、正孔注入層としての素材を溶媒などによって液状化したものである。その後、プレベーク処理として真空(1torr)中、室温、20分という条件で溶媒を除去し、さらにその後、図8(d)に示すように、大気中、200℃(ホットプレート上)、10分の熱処理により、発光層用材料と相溶しない正孔注入層202を形成する(図9のステップS66)。なお、上記条件では、正孔注入層202の膜厚は40nmであった。
次に、図8(d)に示すように、各領域7内の正孔注入層202の上に、機能性液状体であるEL発光材料としてのR発光層用材料及びG発光層用材料を上記と同様に液滴として導入する(図9のステップS67)。そして、これら発光層用材料の塗布後、プレベーク処理として、真空(1torr)中、室温、20分などという条件で溶媒を除去した(図9のステップS68)。その後、窒素雰囲気中、150℃、4時間の熱処理により共役化させてR色発光層203RおよびG色発光層203Gを形成した(図9のステップS69)。熱処理により共役化した発光層は溶媒に不溶である。なお、上記条件により形成されたR発光層203R及びG発光層203Gの膜厚は50nmであった。
なお、発光層を形成する前に正孔注入層220に酸素ガスとフロロカーボンガスプラズマの連続プラズマ処理を行っても良い。これにより、正孔注入層220上にフッ素化物層が形成され、イオン化ポテンシャルが高くなることにより正孔注入効率が増し、発光効率の高い有機EL装置を提供できる。
次に、図8(e)に示すように、機能性液状体であるEL発光材料としてのB色発光層203Bを上記と同様に液滴8の状態で上記R発光層203RとG発光層203Gの形成されていない領域7に導入するとともに、上記R発光層203R及びG発光層203G上にも重ねて導入する(図9のステップS70)。この後、プレベーク処理として、真空(1torr)中、室温、20分などという条件で溶媒を除去し(図9のステップS71)、これにより、図8(f)に示すように、B発光層203Bを形成した。このようにB発光層203Bを重ねて配置することにより、R、G、Bの3原色を形成するのみならず、R色発光層203RおよびG色発光層203Gとバンク6Cとの段差を埋めて平坦化することができる。これにより、上下電極間のショートを確実に防ぐことができる。一方、B色発光層203Bの膜厚を調整することで、B色発光層203BはR色発光層203RおよびG色発光層203Gとの積層構造において、電子注入輸送層として作用してB色には発光しない。以上のようなB色発光層203Bの形成方法としては、例えば湿式法として一般的なスピンコート法を採用することもできるし、あるいは、R色発光層203RおよびG色発光層203Gの形成法と同様の方法を採用することもできる。
上記のR色発光層203R,G色発光層203G及びB色発光層203Bの配列態様としては、必要とされる表示性能に応じて、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列などの公知のパターンを適宜用いることができる。
次に、上記のように各表示ドットに正孔注入層202、及び、R色発光層203R,G色発光層203G又はB色発光層203Bが形成されたEL発光パネルについて、目視或いは顕微鏡等による観察、或いは、画像処理などによる検査を行う(図9のステップS72)。そして、この検査によって各表示ドット内のEL発光部(正孔注入層202と、R色発光層203R,G色発光層203G又はB色発光層203Bとの積層体によって構成される。)に不良(ドット抜け、積層構造の不良、発光部の材料の過多、塵埃等の異物の混入など)が発見された場合には、プロセスから排除される。また、この検査で不良が発見されない場合には、図8(g)に示すように、対向電極213を形成する(図9のステップS73)。対向電極213はそれが面電極である場合には、例えば、Mg、Ag、Al、Liなどを材料として、蒸着法、スパッタ法などといった成膜法を用いて形成できる。また、対向電極213がストライプ状電極である場合には、成膜された電極層をフォトリソグラフィ法などといったパターニング手法を用いて形成できる。最後に、図8(g)に示すように、対向電極213の上に保護層214が適宜の材料(樹脂モールド材、無機絶縁膜など)によって形成される(図9のステップS74)ことにより、目標とするEL発光パネルが製造される。
(第1実施形態)
次に、以上説明したカラーフィルタ基板やEL発光パネルの製造工程において適用可能な本発明の第1実施形態の要部について詳細に説明する。図1(a)は、第1実施形態の基板12上の構造を示す平面図であり、同図(b)は、この平面図(a)中のB−B線に沿った断面構造を示す概略断面図である。
(第1実施形態)
次に、以上説明したカラーフィルタ基板やEL発光パネルの製造工程において適用可能な本発明の第1実施形態の要部について詳細に説明する。図1(a)は、第1実施形態の基板12上の構造を示す平面図であり、同図(b)は、この平面図(a)中のB−B線に沿った断面構造を示す概略断面図である。
この実施形態においては、基板12上に形成された隔壁6Cによって実質的に方形状(図1の例では)の領域7が形成されている。この隔壁6Cと基板12との間には遮光層6Dが形成されている。図1に示すように、この領域7は、第1の領域部としての広い領域部7aと、第2の領域部としての狭い領域部7bとが領域7の延長方向(この場合、図1のX方向)に沿って配列されている。そして、広い領域部7aの長さが領域7の長さの1/2以下で形成されている。また、広い領域部7aと、狭い領域部7bとは略矩形状で形成されている。隣接する領域7は、広い領域部7aと、狭い領域部7bとが、隣り合うように配置されている。しかも、広い領域部7aが領域7の延長方向(この場合、図1のX方向)の略中央部分に配置されているため、液滴8が基板12に着弾したときに、広い領域部7aが狭い領域部7bより広いので、液滴8が広がっても隔壁6Cを乗り越えて外部に液が漏れるようなことがない。なお、上記カラーフィルタ基板やEL発光パネルを形成する場合におけるフィルタエレメント3、正孔注入層202又はEL発光層203等の表示要素を形成するための材料を導入する前の状態を図1に示してある。
各領域7は略矩形状であって、この領域7を取り囲む隔壁6Cの内面6X,6Yのうち、領域7の長辺を構成する内面6Xが凹形状に形成されている。そして、領域7を挟んで対峙する一対の隔壁6Cの間隔が、領域7の長辺の延びる方向(図示X方向)に沿って一定の幅になるように構成されている。なお、領域7は画素形成領域である。
上記領域7内には、表示要素、すなわちカラーフィルタ基板のフィルタエレメント3やEL発光パネルの正孔注入層202及びEL発光層203が形成される。このために、各種材料が液滴8としての形で各領域7に導入される。本実施形態では、領域7の内部において、図1(a)に示す着弾設定位置Pに上記液滴8が着弾するように設定される。なお、図示例では、一つの領域7内に3箇所の着弾設定位置Pが設けられ、3つの液滴8によって一つの表示要素が構成される。3つの液滴8が着弾して3滴がつながって一つになっていた。このとき丸く(円)なろうとする。長手方向略中央部分で液滴8が外側へ広がろうとする力が作用(働く)する。しかし、広い領域部7aが矩形状に形成されているので、液滴8が広がろうとするときに、この矩形状の広い領域部7aに溜まろうとするので、液滴8が隔壁6Cを乗り越えることがない。
以上のような第1実施形態では、次のような効果が得られる。
(1)液滴8が上記の着弾設定位置Pに着弾したとき、液滴8が一時的に大きく広がっても、その着弾設定位置Pの側方(図示左右)にある隔壁6Cの部分では広くなった広い領域部7aを備えているので、隔壁6Cを乗り越えて隣接する両側の領域7に液状材料が混入する危険性を低減できる。したがって、液滴量のマージンを大きく確保することが可能になるので、液滴量の制御が容易になり、液滴量を増やすことにより表示要素の広がり不足(例えば色抜け部分の発生)を防止することができる。そして、これらの結果、製造効率の向上や製品歩留まりの向上を図ることが可能になる。
(2)領域7が、広い領域部7aと、狭い領域部7bとで構成され、そして、広い領域部7aの長さが領域7の長さの1/2以下で形成されて、領域7の配列パターンが、隣接する領域7の凸と凹とが対応するようにしたことによって、配列密度が向上するので、高密度な画素を配置することが可能な表示装置を提供できる。
(3)液滴8の着弾位置がずれたとしても、液滴8の着弾位置を規定することがないので、描画プログラム作成が可能になる。
(第2実施形態)
(2)領域7が、広い領域部7aと、狭い領域部7bとで構成され、そして、広い領域部7aの長さが領域7の長さの1/2以下で形成されて、領域7の配列パターンが、隣接する領域7の凸と凹とが対応するようにしたことによって、配列密度が向上するので、高密度な画素を配置することが可能な表示装置を提供できる。
(3)液滴8の着弾位置がずれたとしても、液滴8の着弾位置を規定することがないので、描画プログラム作成が可能になる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態は前述の第1実施形態における広い領域部7aの隔壁6Cの部分が円弧状になっていることが異なるものである。なお、前述の第1実施形態と同じ部品及び同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。
図2(a)は、第2実施形態としての基板12上の構造を示す平面図であり、同図(b)は、この平面図(a)中のB−B線に沿った断面構造を示す概略断面図である。図2(a)に示すように、平面から見たときに、広い領域部7aは円弧状に形成され、狭い領域部7bは矩形状に形成されている。そして、広い領域部7aの長さが領域7の長さの1/2以下で形成されている。
各領域7は略矩形状であって、この領域7を平面視するときに、領域7を取り囲む隔壁6Cの円弧面状の内面6Xと,直線状の内面6Yのうち、領域7の長辺を構成する円弧状の内面6Xが凹形状に形成されている。この隔壁6Cと基板12との間には遮光層6Dが形成されている。円弧面状の内面6Xは狭い領域部7bからスタートした円弧状になっている。そして、領域7を挟んで対峙する一対の隔壁6Cの間隔が、領域7の長辺の延びる方向(図示X方向)に沿って増減するように構成されている。3つの液滴8によって一つの表示要素が構成される。3つの液滴8が着弾して3滴がつながって一つになっていた。このとき丸く(円)なろうとする。長手方向略中央部分で液滴8が外側へ広がろうとする力が作用(働く)する。しかし、広い領域部7aが円弧状に形成されているので、液滴8が広がろうとするときに、この円弧状の広い領域部7aに溜まろうとするので、液滴8が隔壁6Cを乗り越えることがない。
以上のような第2実施形態では、前述の第1実施形態と同種の効果が得られる他に以下の効果が得られる。
(4)領域部7aの隔壁6Cの円弧面状の内面6Xが円弧状になっているので、液滴8が基板12に着弾して、液滴8が広がろうとするときに、液滴8が丸くなろうとして、隔壁6Cに局部的に大きな液圧がかかることをなるべく回避できるから、液滴8が隔壁6Cからはみ出すことがより防止できるので、隣り合う領域7に液体材料が混入してしまう危険性をより低減することができる。
(第3実施形態)
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態は前述の第1実施形態及び第2実施形態における領域7の内、広い領域部7aが直線部分と曲線部分とで囲まれた形状にしたことが異なるものである。なお、前述の第1実施形態及び第2実施形態と同じ部品及び同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。
図3(a)は、第3実施形態としての基板12上の構造を示す平面図であり、同図(b)は、この平面図(a)中のB−B線に沿った断面構造を示す概略断面図である。
図3(a)に示すように、平面から見たときに、広い領域部7aは緩やかな曲率の円弧形状の内面6Xと略矩形状であって、矩形状の一組の対向する二辺6Hとで囲まれており、この円弧形状の内面6Xは液滴8の着弾点より遠ざかって形成されている。そして、広い領域部7aの長さが領域7の長さの1/2以下で形成されている。また、狭い領域部7bは矩形状に形成されている。
各領域7は略矩形状であって、この領域7を取り囲む隔壁6Cの円弧形状の内面6X,内面6Yのうち、領域7の長辺を構成する円弧形状の内面6Xが凹形状に形成されている。この隔壁6Cと基板12との間には遮光層6Dが形成されている。そして、広い領域部7aの隔壁6Cが、領域7の長辺の延びる方向(図示X方向)に沿って緩やかな曲率の円弧形状の内面6Xと二辺6Hとで形成されている。3つの液滴8によって一つの表示要素が構成される。3つの液滴8が着弾して3滴がつながって一つになっていた。このとき丸く(円)なろうとする。長手方向略中央部分で液滴8が外側へ広がろうとする力が作用(働く)する。しかし、広い領域部7aが円弧状に形成されているので、液滴8が広がろうとするときに、この円弧状の広い領域部7aに溜まろうとするので、液滴8が隔壁6Cを乗り越えることがない。
以上のような第3実施形態では、前述の第1実施形態および第2実施形態と同種の効果が得られる他に以下の効果が得られる。
(5)広い領域部7aが緩やかな曲率の円弧形状の内面6Xと二辺6Hとで囲まれて形成されているので、液滴8が基板12に着弾して、液滴8が広がろうとするときに、液滴8が丸くなろうとして、隔壁6Cに局部的に大きな液圧がかかることをなるべく回避できるから、液滴8が隔壁6Cからはみ出すことがより防止できるので、隣り合う領域7に液体材料が混入してしまう危険性をより低減することができる。しかも、隔壁6Cの面積が第2実施形態より少なくなるように形成されているので、パターン配列の密度を向上させることができる。
(第4実施形態)
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態は前述の第1実施形態〜第3実施形態における領域部7の内、広い領域部7aに微細な凹凸を設けたことが異なるものである。なお、前述の第1実施形態〜第3実施形態と同じ部品及び同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。
図4(a)は、第4実施形態としての基板12上の構造を示す平面図であり、同図(b)は、この平面図(a)中のB−B線に沿った断面構造を示す概略断面図である。
図4(a)に示すように、平面から見たときに、広い領域部7aは略矩形状であって、この広い領域部7aに曲線状の微細な凹凸7jが形成されている。狭い領域部7bは矩形状に形成されている。
各領域7は略矩形状であって、この領域7を取り囲む隔壁6Cの内面6X,内面6Yのうち、領域7の長辺を構成する内面6Xが凹形状に形成されている。この隔壁6Cと基板12との間には遮光層6Dが形成されている。そして、広い領域部7aの隔壁6Cに曲線状の微細な凹凸7jが、領域7の長辺の延びる方向(図示X方向)に沿って形成されている。3つの液滴8によって一つの表示要素が構成される。3つの液滴8が着弾して3滴がつながって一つになっていた。このとき丸く(円)なろうとする。長手方向略中央部分で液滴8が外側へ広がろうとする力が作用(働く)する。しかし、広い領域部7aの部分に微細な凹凸7jが形成されているので、液滴8が広がろうとするときに、この広い領域部7aに形成された微細な凹凸7jに留まろうとするので、液滴8が隔壁6Cを乗り越えることがない。
以上のような第4実施形態では、前述の第1実施形態〜第3実施形態と同種の効果が得られる他に以下の効果が得られる。
(6)広い領域部7aが矩形状になっていて、微細な凹凸7jが形成されているので、液滴8が基板12に着弾して、液滴8が広がろうとするときに、この広い領域部7aに形成された微細な凹凸7jに留まろうとするから、液滴8が隔壁6Cからはみ出すことがより防止できるので、隣り合う領域7に液体材料が混入してしまう危険性をさらに低減することができる。
(第5実施形態)
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態は前述の第1実施形態〜第4実施形態における領域部7の内、広い領域部7aに三角形状の微細な凹凸7kを設けたことが異なるものである。なお、前述の第1実施形態〜第4実施形態と同じ部品及び同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。
図5(a)は、第5実施形態としての基板12上の構造を示す平面図であり、同図(b)は、この平面図(a)中のB−B線に沿った断面構造を示す概略断面図である。
図5(a)に示すように、平面から見たときに、広い領域部7aは略矩形状であって、この広い領域部7aの長辺の部位に三角形状の微細な凹凸7kが形成されている。狭い領域部7bは矩形状に形成されている。
各領域7は略矩形状であって、この領域7を取り囲む隔壁6Cの内面6X,内面6Yのうち、領域7を構成する内面6Xが直線状と、凹凸形状とに形成されている。この隔壁6Cと基板12との間には遮光層6Dが形成されている。そして、広い領域部7aの隔壁6Cの内面に三角形状の微細な凹凸7kが、領域7の長辺の延びる方向(図示X方向)に沿って形成されている。
以上のような第5実施形態では、前述の第1実施形態〜第4実施形態と同種の効果が得られる他に以下の効果が得られる。
(7)広い領域部7aが矩形状になっていて、この広い領域部7aに三角形状の微細な凹凸7kが形成されているので、液滴8が基板12に着弾して、液滴8が広がろうとするときに、この広い領域部7aに形成された三角形状の微細な凹凸7kに留まろうとするから、液滴8が隔壁6Cからはみ出すことがより防止できるので、隣り合う領域7に液体材料が混入してしまう危険性をさらに低減することができる。
<液滴吐出装置の構成>
次に、上記の各実施形態に用いることのできる液滴吐出装置の構成について説明する。図10は、液滴吐出装置IJの全体構成を示す概略斜視図。図11は、液滴吐出装置の主要部を部分的に示す部分斜視図である。
次に、上記の各実施形態に用いることのできる液滴吐出装置の構成について説明する。図10は、液滴吐出装置IJの全体構成を示す概略斜視図。図11は、液滴吐出装置の主要部を部分的に示す部分斜視図である。
液滴吐出装置IJは、図10に示すように、液滴吐出ヘッドの一例としてヘッド22を備えたヘッドユニット26と、ヘッド22の位置を制御するヘッド位置を制御するヘッド位置制御装置17と、基板12の位置を制御する基板位置制御装置18と、ヘッド22を基板12に対して走査方向Xに走査移動させる走査駆動手段としての走査駆動装置19と、ヘッド22を基板12に対して走査方向と交差(直交)するY方向に送る送り駆動装置21と、基板12を液滴吐出装置IJ内の所定の作業位置へ供給する基板供給装置23と、この液滴吐出装置IJの全般の制御を司るコントロール装置24とを有する。
上記のヘッド位置制御装置17、基板位置制御装置18、走査駆動装置19、送り駆動装置21の各装置は、ベース9の上に設置される。また、これらの各装置は、必要に応じてカバー15によって覆われる。
図12は、ヘッドを示す図である。図12(a)は概略斜視図である。図12(b)は、ノズルの配列を示す図である。ヘッド22は、例えば、図12(a)に示すように、複数のノズル27が配列されてなるノズル列28を有する。ノズル27の数は例えば180であり、ノズル27の孔径は例えば28μmであり、ノズル27のピッチは例えば141μmである(図12(b)参照)。図12(a)に示す基準方向Sはヘッド22の標準の走査方向を示し、配列方向Tはノズル列28におけるノズル27の配列方向を示す。
図13は、ヘッドの主要部を部分的に示す図である。同図(a)は概略斜視図であり、同図(b)は概略断面図である。ヘッド22は、ステンレス等で構成されるノズルプレート29と、これに対向する振動板31と、これらを互いに接合する複数の仕切り部材32とを有する。このノズルプレート29と振動板31との間には、仕切り部材32によって複数の材料室33と液溜り34とが形成される。これらの材料室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には材料供給孔36が形成されている。この材料供給孔36には材料供給装置37が接続される。この材料供給装置37は、R,G,Bのうちの一色、例えばR色のフィルタエレメント材料などで構成される材料Mを材料供給孔36へ供給する。このように供給された材料Mは、液溜り34に充満し、さらに通路38を通って材料室33に充満する。
ノズルプレート29には、材料室33から材料Mをジェット状に噴出するためのノズル27が設けられている。また、振動板31の材料室33に臨む面の裏面には、この材料室33に対応させて材料加圧体39が取り付けられている。この材料加圧体39は、図13(b)に示すように、圧電素子41並びにこれを挟持する一対の電極42a及び42bを有する。圧電素子41は、電極42a及び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、これにより材料室33の容積が増大する。すると、増大した容積分に相当する材料Mが液溜り34から通路38を通って材料室33へ流入する。
その後、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とは共に元の形状に戻り、これにより、材料室33も元の容積に戻るため、材料室33の内部にある材料Mの圧力が上昇し、ノズル27から材料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材料層43が設けられる。
次に、図11を参照して、上記のヘッド22の周囲に配置された、ヘッド位置制御装置17、基板位置制御装置18、走査駆動装置19、送り駆動装置21、及び、その他の手段について説明する。図11に示すように、ヘッド位置制御装置17は、ヘッドユニット26に取り付けられたヘッド22を平面(水平面)内にて回転させるαモータ44と、ヘッド22を送り方向Yと平行な軸線周りに揺動回転させるβモータ46と、ヘッド22を走査方向Xと平行な軸線周りに揺動回転させるγモータ47と、ヘッド22を上下方向へ平行移動させるZモータ48とを有する。
また、基板位置制御装置18は、基板12を載せるテーブル49と、このテーブル49を平面(水平面)内にて回転させるθモータ51とを有する。また、走査駆動装置19は、走査方向Xへ伸びるXガイドレール52と、例えば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とを有する。このXスライダ53は、例えば内蔵するリニアモータの稼動により、Xガイドレール52に沿って走査方向Xへ平行移動する。
さらに、送り駆動装置21は、送り方向Yへ延びるYガイドレール54と、例えば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とを有する。Yスライダ56は、例えば内蔵するリニアモータの稼動により、Yガイドレール54に沿って送り方向Yへ平行移動する。
Xスライダ53や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密に行うことができる。したがって、Xスライダ53に支持されたヘッド22の走査方向X上の位置やテーブル49の送り方向Y上の位置などを高精度に制御できる。なお、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方法によって実現することができる。
上記テーブル49には、基板12の平面位置を規制する位置決めピン50a,50bが設けられている。基板12は、後述する基板供給装置23によって位置決めピン50a,50bに走査方向X側及び送り方向Y側の端面を当接させた状態で、位置決め保持される。テーブル49には、このような位置決め状態で保持された基板12を固定するための、例えば空気吸引(真空吸着)などの、公知の固定手段を設けることが望ましい。
図11に示すように、液滴吐出装置IJにおいて、テーブル49の上方に複数組(図示例では2組)の撮像装置91R,91L及び92R,92Lが配置されている。ここで、撮像装置91R,91L及び92R,92Lは、図11において鏡筒のみを示し、他の部分及びその支持構造は省略してある。これらの観察手段である撮像装置としては、CCDカメラ等を用いることができる。なお、図10には、これらの撮像装置について図示を省略してある。
図10に示すように、基板供給装置23は、基板12を収容する基板収容部57と、基板12を搬送するロボットなどの基板移載機構58とを有する。基板移載機構58は、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とを有する。この吸着パッド64は空気吸引(真空吸着)などによって基板12を吸着保持することができるように構成されている。
また、ヘッド22の走査軌跡下であって、送り駆動装置21の一方の脇位置に、キャッピング装置76及びクリーニング装置77が配設されている。さらに、送り駆動装置21の他方の脇位置には電子天秤78が設置されている。ここで、キャッピング装置76はヘッド22が待機状態にあるときにノズル27(図12参照)の乾燥を防止するための装置である。クリーニング装置77は、ヘッド22を洗浄するための装置である。電子天秤78は、ヘッド22内の個々のノズル27から吐出される材料の液滴8の重量をノズル毎に測定する装置である。さらに、ヘッド22の近傍には、ヘッド22と一体に移動するヘッド用カメラ81が取り付けられている。
また、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、キーボード等の入力装置67と、CRT等の表示装置68とを有する。コンピュータ本体部66には、図14に示すCPU(中央処理ユニット)69と、各種情報を記憶するメモリである情報記録媒体71とを備えている。
図14は、液滴吐出装置IJの制御系のブロック図である。ヘッド位置制御装置17、基板位置制御装置18、走査駆動装置19、送り駆動装置21、及び、ヘッド22内の圧電素子41(図13(b)参照)を駆動するヘッド駆動回路72の各機器は、図14に示すように、入出力インターフェイス73及びバス74を介してCPU69に接続されている。また、基板供給装置23、入力装置67、表示装置68、キャッピング装置76、クリーニング装置77及び電子天秤78も、上記と同様に入出力インターフェイス73及びバス74を介してCPU69に接続されている。
また、メモリ71は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などといった半導体メモリや、ハードディスク、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、MD(MiniDisc)、などのディスク型記録媒体で、これらを用いてデータを読み取る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IJ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や、ヘッド22による材料の基板12内における吐出位置を座標データとして記憶するための記憶領域や、図11に示す送り方向Yへの基板12の送り移動量を記憶するための記憶領域や、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や、その他各種の記憶領域が設定される。
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、基板12の表面の所定位置に、材料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は、図14に示すように、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151、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152、電子天秤78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153、及び、液滴吐出によって材料を基板12の表面上に着弾させ、所定のパターンにて描画するための描画演算部154を有する。
上記描画演算部154には、ヘッド22を描画のための初期位置へ設置するための描画開始位置演算155部、ヘッド22を走査方向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走査制御演算部156、基板12を送り方向Yへ所定の送り移動量だけずらすための制御を演算する送り制御演算部157、ヘッド22内の複数のノズル27のうちのいずれを作動させて材料を吐出するかを制御するための演算を行うノズル吐出制御演算部158などといった各種の機能演算部を有する。
なお、上述の各機能を、CPU69を用いるプログラムソフトによって実現しているが、上述の各機能を、CPUを用いない電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いても構わない。
次に、液滴吐出装置IJの動作を、図15に示すフローチャートに基づいて説明する。オペレータによる電源投入によって液滴吐出装置IJが作動すると、最初において初期設定が実現される(ステップS1)。具体的には、ヘッドユニット26や基板供給装置23やコントロール装置24などが予め決められた初期状態にセットされる。
次に、重量測定タイミングが到来(ステップS2)すると、図11に示すヘッドユニット26を走査駆動装置19によって、図14に示す電子天秤78の所まで移動させる(ステップS3)。そして、ノズル27から吐出される材料の量を、電子天秤78を用いて測定する(ステップS4)。さらに、このように測定されたノズル27の材料吐出特性に合わせて、各ノズル27の圧電素子41に印加する電圧を調節する(ステップS5)。
この後、クリーニングタイミングが到来(ステップS6)すれば、ヘッドユニット26を走査駆動装置19によってクリーニング装置77の所まで移動させ(ステップS7)、そのクリーニング装置77によってヘッド22をクリーニングする(ステップS8)。
重量測定タイミングやクリーニングタイミングが到来しない場合、或いは、重量測定やクリーニングが終了した場合には、ステップS9において図10に示す基板供給装置23を作動させて基板12をテーブル49へ供給する。具体的には、基板収容部57内の基板12を吸着パッド64によって吸着保持し、昇降軸61、第1アーム62及び第2アーム63を移動させて基板12をテーブル49まで搬送し、さらにテーブル49の適所に予め設けてある位置決めピン50a,50b(図11参照)に押し付ける。
次に、図11に示すように、撮像装置91R,91Lによって基板12を観察しながら、θモータ51の出力軸を微小角度単位で回転させることにより、テーブル49を平面(水平面)内にて回転させ、基板12を位置決めする(ステップS10)。より具体的には、基板12の左右両端にそれぞれ形成されたアライメントマークを、図11に示す上記一対の撮像装置91R,91L又は92R,92Lによってそれぞれ撮影し、これらのアライメントマークの撮像位置によって基板12の平面姿勢を演算して求め、この平面姿勢に応じてテーブル49を回転させて角度θを調整する。
この後、図10に示すヘッド用カメラ81によって基板12を観察しながら、ヘッド22によって描画を開始する位置を演算によって決定する(ステップS11)。そして、走査駆動装置19及び送り駆動装置21を適宜に作動させて、ヘッド22を描画開始位置へ移動させる(ステップS12)。
このとき、ヘッド22は、図12に示す基準方向Sが走査方向Xに合致した姿勢となるようにしてもよく、或いは、基準方向Sが所定角度で走査方向に対して傾斜する姿勢となるように構成してもよい。この所定角度は、ノズル27のピッチと、基板12の表面上において材料を着弾させるべき位置のピッチとが異なる場合が多く、ヘッド22を走査方向Xへ移動させるときに、配列方向Tに配列されたノズル27のピッチの送り方向Yの寸法成分が基板12の送り方向Yの着弾位置のピッチと幾何学的に等しくなるようにするための措置である。
図15に示すステップS12でヘッド22が描画開始位置に置かれると、ヘッド22は走査方向Xへ一定の速度で直線的に走査移動される(ステップS13)。この走査中において、ヘッド22のノズル27からインクの液滴が基板12の表面上へ連続的に吐出される。本実施形態では、着弾位置Pに吐出された液滴が広がりながら広い領域部7aに溜まるので隔壁6Cを乗り越えることなく狭い領域部7bに流れていく。
なお、インクの液滴の吐出量は、一度の走査によってヘッド22がカバーすることのできる吐出範囲において全量が吐出されるように設定されていてもよいが、例えば、一度の走査によって本来吐出されるべき量の数分の一(例えば4分の一)の材料を吐出するように構成し、ヘッド22を複数回走査する場合に、その走査範囲が送り方向Yに相互に部分的に重なるように設定し、全ての領域において数回(例えば4回)材料の吐出が行われるように構成してもよい。
ヘッド22は、基板12に対する1ライン分の走査が終了(ステップS14)すると、反転移動して初期位置へと復帰し(ステップS15)、送り方向Yに所定量(設定された送り移動量だけ)移動する(ステップS16)。その度、ステップS13で再び走査され、材料が吐出され、これ以降、上記の動作を繰り返し行って、複数ラインに亘って走査が行われる。ここで、1ライン分の走査が終了すると、そのまま送り方向Yに所定量移動し、反転して、逆向きに走査されるというように、交互に走査方向を反転させるように駆動してもよい。
ここで、後述するように、基板12内に複数のカラーフィルタが形成される場合について説明すると、基板12内のカラーフィルタ領域一列分について全て材料の吐出が完了する(ステップS17)と、ヘッド22は所定量送り方向Yに移動し、再び上記と同様にステップS13〜ステップS16までの動作を繰り返す。そして、最終的に基板12上の全列のカラーフィルタ領域に対して材料の吐出が終了する(ステップS18)と、ステップS20において基板供給装置23又は別の搬出機構によって、処理後の基板12が外部へ排出される。その後、オペレータから作業終了の指示がない限り、上記のように基板12の供給と、材料吐出作業を繰り返し行う。ステップS18においてCF全列終了しなかったときには、次列CF域へ移動して、(ステップS19)再びステップS13〜ステップS18までの動作を繰り返す。
オペレータから作業終了の指示がある(ステップS21)と、CPU69は図10においてヘッド22をキャッピング装置76の所まで搬送し、そのキャッピング装置76によってヘッド22に対してキャッピング処理を施す(ステップS22)。
以上説明した液滴吐出装置は、本発明に係る配置方法や製造方法において用いることができるものであるが、本発明はこれに限られることはなく、液滴を吐出し、所定の着弾予定位置に着弾させることができるものであれば、如何なる装置を用いることも可能である。
なお、本発明においては、上記液滴吐出装置のヘッドなどの液滴吐出ヘッドを、上記領域若しくは上記開口部の長手方向(例えば、実質的に矩形状の領域若しくは開口部であればその長辺が伸びる方向の領域若しくは開口部であればその伸びる方向)に走査して複数の液滴を順次吐出させていくことが好ましい。
<表示装置(電気光学装置)及びその製造方法>
次に、上記の各実施形態および各変形例に係る表示装置(電気光学装置)及びその製造方法について説明する。図16は、実施形態に係る表示装置(電気光学装置)のフローチャート。図17は、当該製造方法によって製造される表示装置(電気光学装置)の一例としての液晶装置を示す図、さらに図18は、図17のIX−IX線に沿った液晶装置の断面図である。最初に、液晶装置の構造について、図17と図18とを参照しながら説明する。なお、この液晶装置は、単純マトリクス方式でフルカラー表示を行う半透過反射型の液晶装置である。
次に、上記の各実施形態および各変形例に係る表示装置(電気光学装置)及びその製造方法について説明する。図16は、実施形態に係る表示装置(電気光学装置)のフローチャート。図17は、当該製造方法によって製造される表示装置(電気光学装置)の一例としての液晶装置を示す図、さらに図18は、図17のIX−IX線に沿った液晶装置の断面図である。最初に、液晶装置の構造について、図17と図18とを参照しながら説明する。なお、この液晶装置は、単純マトリクス方式でフルカラー表示を行う半透過反射型の液晶装置である。
図17に示すように、液晶装置101は、液晶パネル102に半導体チップ等として構成された液晶駆動用IC103a及び液晶駆動用IC103bを実装し、配線接続要素としてのFPC(フレキシブル印刷回路)104を液晶パネル102に接続したものである。この液晶装置101は、液晶パネル102の裏面側に照明装置106をバックライトとして設けることによって構成されている。
液晶パネル102は、第1基板107aと第2基板107bとをシール材108によって貼り合わせることによって形成される。シール材108は、例えば、スクリーン印刷などによってエポキシ系樹脂を第1基板107a又は第2基板107bの内側表面に環状(周回状)に付着することによって形成される。また、図18に示すように、シール材108の内部には導電性材料によって球状又は円筒状に形成された導通材109が分散状態で含まれる。
図18に示すように、第1基板107aは透明なガラス、透明なプラスチックなどによって形成された板状の基材111aを有する。この基材111aの内側表面(図18の上側表面)には反射膜112が形成されている。また、その上に絶縁膜113が積層され、その上に第1電極114aが矢印D方向から見てストライプ状(図17参照)に形成されている。さらにその上には配向膜116aが形成される。また、基材111aの外側表面(図18の下側表面)には偏光板117aが貼着などによって装着される。
図17においては、第1電極114aの配列を判り易くするために、それらの間隔を実際よりも大幅に広く描いてある。したがって、図面上で描かれている第1電極114aの本数よりも実際には多数の第1電極114aが基材111a上に形成されている。
図18に示すように、第2基板107bは透明なガラスや透明なプラスチックなどによって形成された板状の基材111bを有する。この基材111bの内側表面(図18の下側表面)にはカラーフィルタ118が形成され、その上に第2電極114bが上記第1電極114aと直交する方向へ矢印Dから見てストライプ状(図17参照)に形成されている。さらにその上には配向膜116bが形成されている。また、基材111bの外側表面(図18の上側表面)には偏光板117bが貼着などによって装着されている。
図17においては、第2電極114bの配列を判り易くするために、第1電極の場合と同様に、それらの間隔を実際よりも大幅に広く描いてある。したがって、図面上で描かれている第1電極114aの本数よりも実際には多数の第1電極114aが基材111a上に形成されている。
図18に示すように、第1基板107a、第2基板107b及びシール材108によって囲まれる間隙、いわゆるセルギャップ内には液晶L、例えばSTN(スーパー捩れネマチック)液晶、が封入されている。第1基板107a又は第2基板107bの内側表面には微小で球形のスペーサ119が多数分散され、これらのスペーサ119がセルギャップ内に存在することにより、そのセルギャップが均一に維持されるようになっている。
第1電極114aと第2電極114bとは互いに直交する方向に伸びるように配設されている。それらが平面的に交差する部分は、図18の矢印D方向から見てドットマトリクス状に配列されている。そして、そのドットマトリクス状の各交差点が一つの表示ドットを構成する。カラーフィルタ118は、R(赤)・G(緑)・B(青)の各色要素(フィルタエレメント)を矢印D方向から見て所定のパターン、例えば、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列などのパターンで配列させることによって構成されている。上記の一つの表示ドットはR,G,Bのそれぞれ一つずつに対応している。そして、R,G,Bの3色の表示ドットにより一つの画素(ピクセル)が構成されるようになっている。
マトリクス状に配列される表示ドットを選択的にオン状態にすることにより、液晶パネル102の第2基板107bの外側に文字、数字などといった像が表示される。このようにして像が表示される領域が有効表示領域であり、図17及び図18において矢印Vによって示される。
図18に示すように、反射膜112はAPC合金、アルミニウムなどといった光反射性材料によって形成される。また、この反射膜112には、第1電極114aと第2電極114bの交点である各表示ドットに対応する位置に開口121が形成されている。したがって、開口121は図18の矢印Dから見て表示ドットと同様にマトリクス状に配列されている。
第1電極114aおよび第2電極114bは、例えば、透明導電材であるITO(インジウムスズ酸化物)によって形成される。また、配向膜116a,116bは、ポリイミド系樹脂を一様な厚さの膜状に付着させることによって形成される。これらの配向膜116a,116bがラビング処理を受けることにより、第1基板107a及び第2基板107bの表面上における液晶分子の初期配向が決定される。
図17に示すように、第1基板107aは第2基板107bよりも広い面積に形成されており、これらの基板をシール材108によって貼り合わせたとき、第1基板107aは第2基板107bの外側へ張り出す基板張出部107cを有する。そして、この基板張出部107cには、第1電極114aから伸び出る引出し配線114c、シール材108の内部に存在する導通材109(図18参照)を介して第2基板107b上の第2電極114bと導通する引出し配線114d、液晶駆動用IC103aの入力用バンプ、すなわち入力用端子に接続される金属配線114e、及び、液晶駆動用IC103bの入力用バンプに接続される金属配線114fなどといった各種の配線が所定のパターンにて形成されている。
このとき、第1電極114aから伸びる引出し配線114c及び第2電極114bに通電する引出し配線114dは、それらの電極と同じ材料であるITOによって形成される。また、液晶駆動用IC103a,103bの入力側の配線である金属配線114e,114fは、電気抵抗値の低い金属材料、例えばAPC合金によって形成される。このAPC合金は、主としてAgを含み、これにPd及びCuを添加した合金、例えば、Ag;98wt%、Pd;1wt%、Cu;1wt%の組成を有する合金である。
液晶駆動用IC103a,103bは、ACF(異方性導電膜)122によって基板張出部107cの表面に接着されて実装される。すなわち、本実施形態では、基板上に半導体チップが直接に実装される構造、いわゆるCOG(チップオングラス)方式の液晶パネルとして形成されている。このCOG方式の実装構造においては、ACF122の内部に含まれる導電粒子によって、液晶駆動用IC103a,103bの入力側バンプと金属配線114e,114fとが導電接続され、液晶駆動用IC103a,103bの出力側バンプと引出し配線114c,114dとが導電接続される。
FPC104は、可撓性の樹脂フィルム123と、チップ部品124を含んで構成された回路126と、金属配線端子127とを有する(図17参照)。回路126は樹脂フィルム123の表面に半田付け、その他の導電接続手法によって直接に搭載される。また、金属配線端子127はAPC合金、Cr,Cuその他の導電材料によって形成される。FPC104のうち金属配線端子127が形成された部分は、第1基板107aのうち金属配線114e,114fが形成された部分にACF122によって接続される。そして、ACF122の内部に含まれる導電粒子により、基板側の金属配線114e,114fとFPC側の金属配線端子127とが導通する。
FPC104の反対側の辺端部には外部接続端子131が形成され、この外部接続端子131が図示しない外部回路に接続される。そして、この外部回路から伝送される信号に基づいて液晶駆動用IC103a,103bが駆動され、第1電極114a及び第2電極114bの一方に走査信号が供給され、他方にデータ信号が供給される。これにより、有効表示領域V内に配列された表示ドットが個々に電圧制御され、その結果、液晶Lの配向が個々に制御される。
図17に示す照明装置106は、図18に示すように、アクリル樹脂などによって構成された導光体132と、この導光体132の光出射面132bに設けられた拡散シート133と、導光体132の光出射面132bの反対側に設けられた反射シート134と、発光源としてのLED(発光ダイオード)136とを有する。
LED136は、LED基板137に支持され、そのLED基板137は、例えば導光体132と一体に形成された支持部(図示せず)に装着される。LED基板137が支持部の所定位置に装着されることにより、LED136が導光体132の側辺端面である光取込み面132aに対向する位置に置かれる。なお、緩衝部材138は液晶パネル102に加わる衝撃を緩衝するためのものであって、液晶パネル102と照明装置106との間に挿入されている。
LED136が発光すると、その光は光取込み面132aから取り込まれて導光体132の内部へ導かれ、反射シート134や導光体132の壁面で反射しながら伝播する間に光出射面132bから拡散シート133を通して外部へ平面光として出射される。
以上説明した液晶装置101は、太陽光、室内光といった外部光が十分に明るい場合には、図18において第2基板107b側から外部光が液晶パネル102の内部へ取り込まれ、その光が液晶Lを通過した後に反射膜112で反射して再び液晶Lへ供給される。液晶Lは、これを挟持する電極114a,114bによってR,G,Bの表示ドット毎に配向制御される。したがって、液晶Lへ供給された光は表示ドット毎に変調され、その変調によって偏光板117bを通過する光と通過できない光とによって液晶パネル102の外部に文字、数字などといった像が表示され、反射型の表示が行われる。
他方、外部光の光量が充分に得られない場合には、LED136が発光して導光体132の光出射面132bから平面光が出射され、その光が反射膜112に形成された開口121を通して液晶Lへ供給される。このとき、反射型の表示と同様に、供給された光が、配向制御される液晶Lによって表示ドット毎に変調される。これにより、外部へ像が表示され、透過型の表示が行われる。
上記構成の液晶装置101は、例えば、図16に示す製造方法によって製造される。この製造方法においては、工程P1〜P6の一連の工程が第1基板107aを形成する工程であり、工程P11〜工程P14の一連の工程が第2基板107bを形成する工程である。第1基板形成工程と第2基板形成工程は、通常、それぞれが独自に行われる。
まず、第1基板形成工程では、透光性ガラス、透光性プラスチックなどによって形成された大面積のマザー原基板の表面に液晶パネル102の複数個分の反射膜112をフォトリソグラフィ法などを用いて形成する。さらに、その上に絶縁膜113を周知の成膜法を用いて形成する(工程P1)。次に、フォトリソグラフィ法などを用いて第1電極114a、引出し配線114c,114dおよび金属配線114e,114fを形成する(工程P2)。
この後、第1電極114aの上に塗布、印刷などによって配向膜116aを形成し(工程P3)、さらにその配向膜116aに対してラビング処理を施すことにより液晶の初期配向を決定する(工程P4)。次に、例えばスクリーン印刷などによってシール材108を環状に形成し(工程P5)、さらにその上に球状のスペーサ119を分散する(工程P6)。以上により、液晶パネル102の第1基板107a上のパネルパターンを複数個分有する大面積のマザー第1基板が形成される。
次に、第2基板形成工程(図16の工程P11〜工程P14)を実施する。まず、透光性ガラス、透光性プラスチックなどによって形成された大面積のマザー原基材を用意し、その表面に液晶パネル102の複数個分のカラーフィルタ118を形成する(図16の工程P11)。このカラーフィルタ118の形成工程は図6及び図7に示した製造方法を用いて行われ、隔壁若しくは遮光層のその製造方法中のR、G、Bの各色フィルタエレメントの形成は、図10に示す液滴吐出装置IJを用いてヘッド22のノズル27からフィルタエレメント材料としての液滴を吐出することにより実行される。
マザー基板12すなわちマザー原料基材の上にカラーフィルタ118が形成されると、次に、フォトリソグラフィ法によって第2電極114bが形成される(工程P12)。さらに、塗布、印刷などによって配向膜116bが形成される(工程P13)。次に、その配向膜116bに対してラビング処理が施されて液晶の初期配向が決められる(工程P14)。以上により、液晶パネル102の第2基板107b上のパネルパターンを複数個分有する大面積のマザー第2基板が形成される。
以上により、大面積のマザー第1基板およびマザー第2基板が形成された後、それらのマザー基板をシール材108を間に挟んでアライメント、すなわち位置合わせした上で互いに貼り合わせる(工程P21)。これにより、液晶パネル複数個分のパネル部分を含んでいて未だ液晶が封入されていない状態の空のパネル構造体が形成される。
次に、完成した空のパネル構造体の所定の位置にスクライブ溝、すなわち分断用溝を形成し、さらにそのスクライブ溝を基準としてパネル構造体に応力又は熱を加え、或いは光を照射する等の方法により基板をブレイク(破断)させることによって分断する(工程P22)。これにより、各液晶パネル部分のシール材108の液晶注入用開口110(図17参照)が外部へ露出する状態の、いわゆる短冊状の空のパネル構造体が形成される。
その後、露出した液晶注入用開口110を通して各液晶パネル部分の内部に液晶Lを注入し、さらに各液晶注入用開口110を樹脂などによって封止する(工程P23)。通常の液晶注入処理は、液晶パネル部分の内部を減圧し、内外圧力差によって液晶を注入することによって行われる。例えば、貯留容器の中に液晶を貯留し、その液晶が貯留された貯留容器と短冊状の空パネルとをチャンバなどに入れ、そのチャンバなどを真空状態にしてからそのチャンバの内部において液晶の中に短冊状の空パネルを浸漬する。その後、チャンバを大気圧に開放すると、空パネルの内部は真空状態なので、大気圧によって加圧される液晶が液晶注入用開口を通してパネルの内部へ導入される。その後、液晶注入後の液晶パネル構造体のまわりには液晶が付着するので、液晶注入処理後の短冊状パネルは工程P24において洗浄処理を受ける。
その後、液晶注入および洗浄が終わった後の短冊状パネルに対して、再び所定位置にスクライブ溝を形成する。さらに、そのスクライブ溝を基準にして短冊状パネルを分断する。このことにより、複数個の液晶パネル102が個々に切り出される(工程P25)。こうして作製された個々の液晶パネル102に対して、図17に示すように、液晶駆動用IC103a,103bを実装し、照明装置106をバックライトとして装着し、さらにFPC104を接続することにより、目標とする液晶装置101が完成する(工程P26)。
なお、個々のフィルタエレメント3は、ヘッド22の1回の走査によって形成されるのではなくて、複数回の走査によってN回(例えば、上記第1〜第10実施形態における図示例では3回、或いは、4回)、重ねて材料吐出を受けることにより所定の膜厚に形成されてもよい。この場合には、仮に複数のノズル27間において材料吐出量にバラツキが存在する場合でも、複数のフィルタエレメント3間で膜厚にバラツキが生じることを防止でき、上記の縞状の色ムラもさらに低減され、それ故、カラーフィルタの光透過特性を平面的に均一にすることができる。
また、本実施形態の液晶装置及びその製造方法では、図10に示す液滴吐出装置IJを用いることによりヘッド22を用いた材料吐出によってフィルタエレメント3を形成するようにしているので、フォトリソグラフィ法を用いる方法のような複雑な工程を経る必要がなく、また材料を浪費することもない。
なお、本実施形態では、表示装置として液晶パネルを備えた液晶装置やEL装置について説明したが、上記と同様のカラーフィルタを備えた表示装置として、液晶装置以外の他の電気光学装置、例えば、プラズマディスプレイパネルなどにカラーフィルタを設けたものに適用することも可能である。すなわち、例えばEL装置の場合、EL発光機能を有する複数の表示ドットに対応するフィルタエレメントを備えたカラーフィルタを平面的に重ねることによって、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
以上、好ましい実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含み、本発明の目的を達成できる範囲で、他のいずれの具体的な構造および形状に設定できる。
すなわち、例えば、図10および図11に示したカラーフィルタの製造装置(液滴吐出装置)では、ヘッド22を走査方向Xへ移動させてマザー基板12を走査し、マザー基板12を送り駆動装置21によって移動させることにより、ヘッド22のマザー基板12に対する送り動作を実現しているが、これとは逆に、マザー基板12の移動によって走査を実行し、ヘッド22の移動によって送り動作を実行することもできる。さらには、ヘッド22を移動させずにマザー基板12を移動させたり、双方を相対的に逆方向に移動させたりするなど、少なくともいずれか一方を相対的に移動させ、ヘッド22がマザー基板12の表面に沿って相対的に移動するいずれの構成とすることができる。
また、本実施形態では、圧電素子の撓み変形を利用して材料を吐出する構造のヘッドを用いたが、他の任意の構造のヘッド、例えば加熱により発生するバブルにより材料を吐出する方式のヘッドなどを用いることもできる。
そして、液滴吐出装置IJが製造に使用されるのは、上述のカラーフィルタや液晶装置、EL装置に限定されるものではなく、FED(Field・Emission・Display:フィールドエミッションディスプレイ)などの電子放出装置、PDP(Plasma・Disply・Panel:プラズマディスプレイパネル)、電気泳動装置すなわち荷電粒子を含有する機能性液状体である材料を各画素の隔壁間の凹部に吐出し、各画素を上下に挟持するように配設される電極間に電圧を印加して荷電粒子を一方の電極側に寄せて各画素での表示をする装置、薄型のブラウン管、CRT(Cathode―Ray・Tube:陰極線管)ディスプレイなど、基板(基材)を有し、その上方の領域に所定の層を形成する工程を有する様々な表示装置(電気光学装置)に用いることができる。
本発明の装置や方法は、カラーフィルタや表示装置(電気光学装置)を構成する基板(基材)を有するデバイスであって、その基板(基材)に液滴8を吐出する工程を用いることができる各種デバイスの製造工程に用いることができる。例えば、基材上に形成される微細なマイクロレンズを吐出にて光学部材を形成する構成、基板上に塗布するレジストを必要な部分だけに塗布するように吐出する構成、プラスチックなどの透光性基板などに光を散乱させる凸部や微小白パターンなどを吐出形成して光散乱板を形成する構成、DNA(Deoxyribonucleic・acid:デオキシリボ核酸)チップ上にマトリクス配列するスパイクスポットにRNA(ribonucleic・acid:リボ核酸)を吐出させて蛍光標識プローブを作製してDNAチップ上でハイブリタゼーションさせるなど、基材に区画されたドット状の位置に、試料や抗体、DNA(Deoxyribonucleic・acid:デオキシリボ核酸)などを吐出させてバイオチップを形成する構成などにも利用できる。
また、上記の液晶装置101としても、TFTなどのトランジスタやTFDのアクティブ素子を画素に備えたアクティブマトリクス液晶パネルなど、画素電極を取り囲む隔壁6を形成し、この隔壁6にて形成される凹部に材料を吐出してカラーフィルタを形成するような構成のもの、画素電極上に材料として色材および導電材を混合したものを吐出して、画素電極上に形成するカラーフィルタを導電性カラーフィルタとして形成する構成、基板間のギャップを保持するためのスペーサの粒を吐出形成する構成など、液晶装置101の電気光学系を構成するいずれの部分にも適用可能である。
本実施形態では隔壁6Cを基板12に設けた構成にしたが、これに限らない。例えば、隔壁6Cでなく凹部を基板12に設けてもよい。このようにすれば、隔壁6Cを設ける必要がなくなるので、生産効率が高まる。
本実施形態では遮光層6Dを基板12に設けた構成にしたが、これに限らない。例えば、遮光層6Dを除いた構成にしてもよい。このようにすれば、遮光層6DがいらなくなるRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などといった半導体メモリや、ハードディスク、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、MD(MiniDisc)、などのディスク型記録媒体で、これらを用いてデータを読み取るので、生産効率が向上する。また、遮光層のない表示装置の提供ができる。
<電子機器>
本発明の電子機器の具体例について説明する。
図19は、パーソナルコンピュータの斜視図である。図20は携帯電話の斜視図である。そして、例えば図19に示すようなパーソナルコンピュータ490は、上記実施形態の液晶表示部102を備えている。また、図20に示すような携帯電話491も同様に、適用できる。また、液晶装置101は、PHS(Personal・Handy・Phone・System)などの携帯型電話機、電子手帳、ページャ、POS(Point・Of・Sales)端末、ICカード、ミニディスクプレーヤ、液晶プロジェクタ、エンジニアリング・ワークステーション(Engineering・Work・Station:EWS)、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッチパネルを備えた装置、時計、ゲーム機器などの様々な電子機器に適用できる。
本発明の電子機器の具体例について説明する。
図19は、パーソナルコンピュータの斜視図である。図20は携帯電話の斜視図である。そして、例えば図19に示すようなパーソナルコンピュータ490は、上記実施形態の液晶表示部102を備えている。また、図20に示すような携帯電話491も同様に、適用できる。また、液晶装置101は、PHS(Personal・Handy・Phone・System)などの携帯型電話機、電子手帳、ページャ、POS(Point・Of・Sales)端末、ICカード、ミニディスクプレーヤ、液晶プロジェクタ、エンジニアリング・ワークステーション(Engineering・Work・Station:EWS)、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッチパネルを備えた装置、時計、ゲーム機器などの様々な電子機器に適用できる。
3(3R、3G、3B)…フィルタエレメント、6(6B、6C、6E)…隔壁、6D…遮光層、6H…矩形状、6(6X、6Y)…内面、7…領域、7a…第1の領域部としての広い領域部、7b…第2の領域部としての狭い領域部、7(7j、7k)…微細な凹凸、8…液滴、12…基板、22…ヘッド、27…ノズル、101…液晶装置、102…液晶パネル、203…EL発光層、490…パーソナルコンピュータ、491…携帯電話、CF…表示基板としてのカラーフィルタ基板、IJ…液滴吐出装置、P…液滴の着弾点。
Claims (18)
- 液状材料を液滴として吐出し、基板上に配置する液滴吐出による材料の配置方法であって、
前記基板上に隔壁を設けて、前記隔壁で区画される領域部を形成する第1の工程と、
前記領域部に前記液滴を着弾する第2の工程と、を備えており、
前記第1の工程において、第1の領域部と、前記第1の領域部より幅の狭い第2の領域部とを形成することを特徴とする液滴吐出による材料の配置方法。 - 請求項1に記載の液滴吐出による材料の配置方法において、
前記第1の領域部を前記領域部の延長方向略中央部分に形成する工程と、
前記第2の領域部を前記領域部の両端部分に形成する工程と、
前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることを特徴とする液滴吐出による材料の配置方法。 - 請求項1または請求項2に記載の液滴吐出による材料の配置方法において、
前記第1の領域部と、前記第2の領域部とを隣り合う位置になるように配置する工程と、
前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることを特徴とする液滴吐出による材料の配置方法。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の液滴吐出による材料の配置方法において、
前記第1の領域部を円弧状に区画形成する工程と、
前記第2の領域部を略矩形状に区画形成する工程と、
前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることを特徴とする液滴吐出による材料の配置方法。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の液滴吐出による材料の配置方法において、
前記第1の領域部と、前記第2の領域部とを接続して配置する工程と、
前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることを特徴とする液滴吐出による材料の配置方法。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の液滴吐出による材料の配置方法において、
前記第1の領域部に複数の凹凸を形成する工程と、
前記領域部に前記液滴を着弾する工程と、を備えていることを特徴とする液滴吐出による材料の配置方法。 - 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の液滴吐出による材料の配置方法において、
前記第1の領域部に着弾させる液滴を少なくとも1つ着弾させる工程と、を備えていることを特徴とする液滴吐出による材料の配置方法。 - 液状材料を液滴として吐出し、基板上に配置する液滴吐出による材料の配置方法で製造される表示基板であって、
前記基板上に隔壁を設けて、前記隔壁で区画される領域部が、第1の領域部と、前記第1の領域部より幅の狭い第2の領域部と、を備えていることを特徴とする表示基板。 - 請求項8に記載の表示基板において、
前記領域部の延長方向略中央部分に前記第1の領域部と、
前記領域部の両端部分に前記第2の領域部と、を備えていることを特徴とする表示基板。 - 請求項8または請求項9に記載の表示基板において、
前記第1の領域部と、前記第2の領域部とが隣り合う位置になるように配置されていることを特徴とする表示基板。 - 請求項8〜請求項10のいずれか一項に記載の表示基板において、
前記領域部が、円弧状に区画形成された前記第1の領域部と、
前記領域部が、略矩形状に区画形成された前記第2の領域部と、を備えていることを特徴とする表示基板。 - 請求項8〜請求項11のいずれか一項に記載の表示基板において、
前記第1の領域部と、前記第2の領域部とを接続して配置することを特徴とする表示基板。 - 請求項8〜請求項12のいずれか一項に記載の表示基板において、
前記第1の領域部に複数の凹凸を備えていることを特徴とする表示基板。 - 請求項8〜請求項13のいずれか一項に記載の表示基板において、
前記第1の領域部の長さが前記領域部の長さの1/2以下で形成されていることを特徴とする表示基板。 - 基板上に隔壁と前記隔壁によって区画形成された領域内に配置された表示要素を有する表示装置の製造方法であって、
前記基板に材料を配置する工程と、
前記基板を露光・現像する工程と、
前記基板を描画する工程と、
前記基板に少なくとも電極を形成する工程と、を備えていることを特徴とする表示装置の製造方法。 - 請求項8〜請求項14のいずれか一項に記載の表示基板を備えていることを特徴とする表示装置。
- 請求項16に記載の表示装置を備えていることを特徴とする電子機器。
- 基体と、前記基体上の所定の領域を区画する隔壁と、を有するカラーフィルタ基板であって、
前記隔壁で区画される前記所定の領域の長辺方向の略中央部における短辺方向の幅が、
前記領域の長辺方向の端部における短辺方向の幅よりも広くなっていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
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