JP2007117879A - ヘッドキャップ、吸引ユニットおよび液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

ヘッドキャップ、吸引ユニットおよび液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】シール部材や機能液吸収材を含むキャップ本体を全体として、簡単かつ迅速に交換することを課題とする。
【解決手段】キャップベース151、キャップベース151の吸収材収容部171、吸収材収容部171に収容した機能液吸収材152および機能液滴吐出ヘッド17に密接する環状のシール部材154を有するキャップ本体と、キャップ本体を保持すると共に、一端が吸収材収容部171の廃液流路に連通し他端が吸引管路に接続された連通流路を有する本体受けブロック158と、本体受けブロック158の表面およびキャップベース151の裏面のいずれか一方に設けたマグネット174および他方に設けた磁性部材と、を備え、マグネット174が磁性部材を磁着することにより、キャップ本体が本体受けブロック158に固定されると共に、廃液流路と連通流路とが液密に接続される。
【選択図】図9

Description

本発明は、インクジェットヘッドに代表される機能液滴吐出ヘッドに密接し、機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルを保全するヘッドキャップ、吸引ユニットおよび液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器に関するものである。
従来、機能液滴吐出ヘッドの保全に用いられるヘッドキャップは、表面に凹溝を形成したキャップベースと、凹溝に充填した機能液吸収材と、機能液吸収材をおさえる吸収材押さえと、ノズル面を封止するシール部材と、シール部材をキャップベースに固定するシール固定部材と、から構成されるキャップ本体を備えている。
この場合、シール固定部材は複数本の固定ねじによりキャップベースに固定されており、シール部材が劣化した場合や機能液吸収材が目詰まりした場合には、固定ねじを緩めシール固定部材をキャップベースから取り外すことにより、これらシール部材および機能液吸収材を交換できるように構成にされている(特許文献1参照)。
特開2004−142422号公報
このように構成された従来のヘッドキャップでは、キャップベースにシール固定部材が固定ねじにより固定されているため、シール部材や機能液吸収材を交換する作業に工具を必要とし、作業が煩雑であると共に作業に時間がかかる問題があった。
特に、単一の吸引ユニットに備える多数のヘッドキャップに対し、定期的な交換作業を行う場合には、多大な労力と時間を要することになる。
本発明は、シール部材や機能液吸収材を含むキャップ本体を全体として、簡単かつ迅速に交換することができるヘッドキャップを、またこれを備える吸引ユニットおよび液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供することをその課題としている。
本発明のヘッドキャップは、キャップベース、キャップベースの表面に設けた吸収材収容部、吸収材収容部に収容した機能液吸収材および機能液滴吐出ヘッドのノズル面に密接する環状のシール部材を有するキャップ本体と、キャップ本体を保持すると共に、一端が吸収材収容部の底面に開口した廃液流路に連通し他端が吸引手段に連なる吸引管路に接続された連通流路を有する本体受けブロックと、本体受けブロックの表面およびキャップベースの裏面のいずれか一方に設けたマグネットおよび他方に設けた磁性部材と、を備え、マグネットが磁性部材を磁着することにより、キャップ本体が本体受けブロックに固定されると共に、廃液流路と連通流路とが液密に接続されることを特徴とする。
この構成によれば、マグネットが磁性部材を磁着することによりキャップ本体と本体受けブロックとが固定されているため、キャップ本体に収容されている機能液吸収材やシール部材等の交換を全体として、かつ工具を必要とすることなく簡単に行うことができる。したがって、シール部材や機能液吸収材等の交換作業を、代用のキャップ本体を用意しておくことで短時間に効率良く行うことができる。なお、マグネットを電磁石で構成することも可能である。さらに、マグネットおよび磁性部材は、吸収材収容部を挟んでそれぞれ一対以上設けられることが好ましい。また、キャップ本体と本体受けブロックとの固定に伴って、廃液流路と連通流路とが液密に接続されるため、機能液吸引時等において機能液の漏出やエアーのリークを防止することができる。
この場合、マグネットは本体受けブロックに設けられ、且つ磁性部材はキャップベースに設けられ、キャップベースは、磁性体で形成されると共にその一部が磁性部材を兼ねていることが好ましい。
この構成によれば、キャップベースの部品点数および組立て工数を削減することができる。
この場合、本体受けブロックは、キャップ本体を受容する溝状の受容部を、更に有し、受容部の一対の対向壁の少なくとも一部が、対称となるようにそれぞれ切欠かれていることが好ましい。
この構成によれば、受容部の切欠き部分からキャップ本体を把持することができるため、マグネットの磁力に抗してキャップ本体を簡単に着脱することができ、作業性をより一層向上させることができる。
この場合、本体受けブロックの表面およびキャップベースの裏面のいずれか一方には、位置決め凸部が設けられ、他方には、位置決め凸部に係合する位置決め凹部が設けられ、位置決め凸部と位置決め凹部との係合により、本体受けブロックとキャップ本体とが相互に位置決めされるこが好ましい。
この構成によれば、位置決め凸部および位置決め凹部を案内にして、キャップ本体を本体受けブロックに固定すれば、マグネットの磁力の影響による位置決め不良を回避することができる。なお、位置決め凸部および位置決め凹部は、マグネットの磁力が作用しない位置から、案内可能な寸法とすることが、好ましい。
この場合、キャップ本体と本体受けブロックとの間には、廃液流路および連通流路を囲繞するようにパッキンが介設されていることが好ましい。
この構成によれば、パッキンにより廃液流路と連通流路との接続部が液密に接続され、機能液の漏出やエアーのリークを有効に防止することができる。なお、パッキンはOリングを採用しても良いし、Oリングの代わりにXリング、Dリングを採用しても良い。
本発明の吸引ユニットは、上述したヘッドキャップと、ヘッドキャップを介して機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから機能液を吸引する吸引手段と、ヘッドキャップと吸引手段とを接続する吸引管路と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、シール部材や機能液吸収材を簡単かつ短時間で交換可能な吸引ユニットを提供することができる。なお、吸引手段は吸引ポンプでも、イジェクターでも良い。
この場合、吸引管路内の圧力を測定する圧力測定手段と、圧力測定手段の測定結果に基づいて、ヘッドキャップによる吸引不良を監視する吸引監視手段と、を更に備えたことが好ましい。
この構成によれば、ユーザーに吸引不良を認識させることができるため、ユーザーにメンテナンス等の適切な対処を促すことができる。
そして、この場合、吸引監視手段は、圧力測定手段の測定結果が所定の圧力範囲外である場合に、その旨報知することが好ましい。
さらにこの場合、吸引監視手段は、圧力測定手段の測定結果が圧力範囲の上限外である場合には、キャッピング不良である旨、報知し、圧力範囲の下限外である場合には、ノズル不良および/または不良である旨、報知することが好ましい。
この構成によれば、不良箇所が特定されるため、より一層、ユーザーにメンテナンス等の適切な対処を促すことができる。
本発明の液滴吐出装置は、上述した吸引ユニットと、ワークに機能液滴の吐出を行う機能液滴吐出ヘッドと、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、シール部材や機能液吸収材等の交換作業をキャップ本体ごと一体として行えるため、装置の稼働停止時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液による成膜部を形成することを特徴とする。
また、本発明の電気光学装置は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液による成膜部を形成したことを特徴とする。
これらの構成によれば、シール部材や機能液吸収材等の交換作業を短時間に効率良く行うことができる液滴吐出装置により製造することで、ワークの生産性を向上させることができる。なお、電気光学装置(フラットパネルディスプレイ:FPD)としては、カラーフィルタ、液晶表示装置、有機EL装置、PDP装置、電子放出装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるFED(Field Emission Display)やSED(Surface-conduction Electron-Emitter Display)装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。
本発明の電子機器は、上記した電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置または上記した電気光学装置に搭載したことを特徴とする。
この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータのほか、各種の電気製品がこれに該当する。
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るヘッドキャップ、吸引ユニットおよび液滴吐出装置について説明する。液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれるものであり、インクジェットヘッドである機能液滴吐出ヘッドを用いた印刷技術(インクジェット法)により、液晶表示装置のカラーフィルタや有機EL装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。
図1に示すように、液滴吐出装置1は、機台2と、機台2上の全域に広く載置され、機能液滴吐出ヘッド17を搭載した描画装置3と、機台2上で描画装置3に添設された吸引ユニット61およびワイピングユニット62とから成るメンテナンス装置4とを備え、メンテナンス装置4により機能液滴吐出ヘッド17のメンテナンス処理(機能維持・回復)を行うと共に、描画装置3により基板W(ワーク)上に機能液を吐出させる描画動作を行うようにしている。また、液滴吐出装置1は、各構成部品へ駆動・制御用の圧縮エアーを供給するエアー供給装置(図示省略)や、パソコン等で構成され、液滴吐出装置1の各部を制御すると共に後述する吸引ユニット61を監視するディスプレイ(吸引監視手段)77が組み込まれた制御装置5を、備えている(図3参照)。
描画装置3は、X軸テーブル12およびX軸テーブル12に直交するY軸テーブル13から成るXY移動機構11と、Y軸テーブル13に移動自在に取り付けられたキャリッジ14と、キャリッジ14に垂設したヘッドユニット15とを有している。そして、ヘッドユニット15には、機能液滴吐出ヘッド17が搭載されている。一方、基板Wは、X軸テーブル12の端部に臨む一対の基板認識カメラ(図示省略)により、X軸テーブル12に位置決めされた状態で搭載されている。
X軸テーブル12は、X軸方向の駆動系を構成するモータ駆動のX軸スライダ21を有し、これに吸着テーブル23および基板θテーブル24等から成るセットテーブル22を移動自在に搭載して、構成されている。同様に、Y軸テーブル13は、Y軸方向の駆動系を構成するモータ駆動のY軸スライダ31を有し、これに上記のキャリッジ14を介してヘッドユニット15を移動自在に搭載して、構成されている。X軸テーブル12は、機台2上に直接支持される一方、Y軸テーブル13は、機台2上に立設した左右の支柱32に支持されており、X軸テーブル12とメンテナンス装置4とを跨ぐように延在している。
そして、Y軸テーブル13は、これに搭載したヘッドユニット15を、X軸テーブル12の直上部に位置する描画エリア91と、メンテナンス装置4の直上部に位置するメンテナンスエリア92との相互間で、適宜移動させる。すなわち、Y軸テーブル13は、X軸テーブル12に導入した基板Wに描画動作を行う場合には、ヘッドユニット15を描画エリア91に臨ませ、機能液滴吐出ヘッド17のメンテナンス処理を行う場合には、ヘッドユニット15をメンテナンスエリア92に臨ませる。また、キャリッジ14は、垂設したヘッドユニット15をZ軸方向(上下方向)にモータ駆動で微小移動させるヘッドZ軸テーブル(図示省略)と、を有している。
ヘッドユニット15は、機能液滴吐出ヘッド17と、これを位置決めして装着するヘッドプレート16と、から構成されている。機能液滴吐出ヘッド17は、ヘッドプレート16を介してキャリッジ14に搭載されている。
図2に示すように、機能液滴吐出ヘッド17は、インクジェット方式で機能液を吐出するものであって、機能液滴吐出ヘッド17に機能液を供給する2連の接続針42と、接続針42を有する機能液導入部41と、機能液導入部41の側方に連なり、制御装置に接続される2連のコネクタ56を備えるヘッド基板43と、機能液導入部41の下方(同図では上方)に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体44とを備えている。
ヘッド本体44は、ピエゾ素子等で構成されたポンプ部51(図示省略)と、2本のノズル列54を相互に平行に形成したノズル面53を有するノズルプレート52と、を更に備えている。各ノズル列54は、複数の吐出ノズル55が等ピッチで並べられて構成されている。そして、コネクタ56を介してポンプ部51に駆動波形を印加することにより、各吐出ノズル55から機能液が吐出される。なお、本実施形態のヘッドユニット15には、後述するヘッドキャップ71と同一の並び(図5参照)の12個の機能液滴吐出ヘッド17が搭載されている。
このように描画装置3は、基板Wを載置したセットテーブル22がX軸方向に移動するのに同期して、機能液滴吐出ヘッド17を駆動させて基板Wに機能液を吐出して主走査を行う。次にY軸方向にヘッドユニット15が移動しY軸方向の副走査を行う。その後、基板WをX軸方向に復動させ、同期して機能液滴吐出ヘッド17を駆動することで再度主走査を行う。以上の動作を繰り返し行うことで基板Wに所望の描画を行う。
図1に示すように、メンテナンス装置4は、機能液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル55から機能液を吸引する吸引ユニット61と、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53に付着した機能液をワイピングシート81で払拭して除去するワイピングユニット62と、を備えている。吸引ユニット61とワイピングユニット62とは、Y軸テーブル13によるヘッドユニット15の移動軌跡上に設けられており、Y軸テーブル13により、これらユニット61、62の直上部に機能液滴吐出ヘッド17を臨ませることができるようになっている。ワイピングユニット62は、吸引ユニット61と描画装置3との間に配設されており、ヘッドユニット15は、吸引ユニット61の吸引動作の後ワイピングユニット62に臨み、ここで払拭処理を行った後、描画装置3に導入される。
ワイピングユニット62は、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53にワイピングシート81を当接させるための拭取りローラ82と、拭取りローラ82にワイピングシート81を供給するシート供給ユニット83と、ワイピングシート81に洗浄液を散布する洗浄液吐出ユニット84と、を備えている。洗浄液を散布したワイピングシート81を拭取りローラ82によりヘッドユニット15に臨ませ、ワイピングシート81を一方向に送ることで機能液滴吐出ヘッド17を払拭処理する。
次に、図3、図4、図5を参照し、吸引ユニット61について説明する。吸引ユニット61は、ヘッドキャップ71(本実施形態では12個)と、ヘッドキャップ71を介して機能液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル55から機能液を吸引する吸引ポンプ(吸引手段)72と、吸引ポンプ72が吸引した機能液を貯留する廃液タンク73と、ヘッドキャップ71と吸引ポンプ72とを接続する吸引管路74aと、吸引ポンプ72と廃液タンク73とを接続する廃液管路74bと、機能液滴吐出ヘッド17をキャッピングするためにヘッドキャップ71を昇降させる昇降機構75と、を備えている。また、吸引ユニット61は、吸引管路74a内の圧力を測定する圧力センサ(圧力測定手段)76を備え、圧力センサ76は上記の制御装置5に接続されている。詳細は後述するが、ヘッドキャップ71は吸引ポンプ72に連なる吸引口173と大気開放弁を有している。また、12個のヘッドキャップ71に対し、吸引ポンプ72は単一のもので構成されており、各ヘッドキャップ71に接続された複数の吸引管路74aは、吸引ポンプ72の上流側で合流している。なお、吸引手段は、本実施例では吸引ポンプ72を採用するが、イジェクターを採用しても良い。
昇降機構75は、ヘッドキャップ71を直接昇降させる上段の上昇降シリンダ112と、上昇降シリンダ112と共にヘッドキャップ71を昇降させる、下段の下昇降シリンダ113と、下昇降シリンダ113を支持するベース部111と、を有すると共に、ヘッドキャップ71の大気開放弁を開閉操作するサブシリンダ131を有している。下昇降シリンダ113は、ヘッドユニット15の交換時にヘッドキャップ71を大きく下降させるものであり、上昇降シリンダ112は、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53からヘッドキャップ71を離接させるものである。またサブシリンダ131は、吸引動作の最終段階で大気開放弁を開弁するものであり、これにより、ヘッドキャップ71内に機能液が残留しないようにしている。
次に図3の概念図と図6に示すフローチャートを参照して、制御装置5による吸引動作の制御方法について説明する。下昇降シリンダ113は、上昇端位置に移動しており、上昇降シリンダ112は,下降端位置(離間位置)に、またサブシリンダ131は閉弁位置に移動している。この状態から、上昇降シリンダ112を駆動し、ヘッドキャップ71を機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53に密接し、いわゆるキャッピングを行う(S1)。次に、吸引ポンプ72を駆動し、吸引管路74aおよびヘッドキャップ71を介して機能液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル55から機能液を吸引する(S2)。この場合、吸引ポンプ72の駆動は、タイマーあるいは吸引ポンプ72の回転回数で制御される。そして、吸引動作中には、圧力センサ76により吸引管路74a内の圧力(負圧)が測定され(S3)、この測定圧力が所定の圧力範囲内であるか否かが判定される(S4)。ここで、所定の圧力範囲内と判定(YES)された場合には、所定時間あるいは所定回数のポンプ駆動を続行する。そして、吸引完了直前にサブシリンダ131により大気開放弁を開放してヘッドキャップ71内の機能液吸収材152に含浸している機能液を吸引して終了する。
一方、所定の圧力範囲の上限外(負圧小)と判定(NO)された場合、機能液滴吐出ヘッド17とヘッドキャップ71との間にエアーのリークが発生していると想定される。そこで、「キャッピング不良」である旨、ディスプレイ77に表示(報知)する(S5)。一方、所定の圧力範囲の下限外(負圧大)と判定(NO)された場合、ヘッドキャップ71の詰まりまたは吐出ノズル55のノズル詰まりが想定される。そこで「キャップ不良またはノズル不良」である旨、ディスプレイ77に表示(報知)する(S5)。「キャッピング不良」および「キャップ不良またはノズル不良」と判定された場合には、直ちに吸引ポンプ72の駆動を停止する。なお、「キャッピング不良」の場合には、同時にヘッドキャップ71の洗浄や交換等のメンテナンス方法を表示することが好ましい。同様に「キャップ不良またはノズル不良」の場合には、同時にヘッドユニット15やヘッドキャップ71の交換等のメンテナンス方法を表示することが好ましい。なお「(S5)」において、後述する「キャップ不良」判定を行って「キャップ不良」であるか「ノズル不良」であるかを判定することも、好ましい。このようにして、吸引動作が完了したら、上昇降シリンダ112を再度駆動してヘッドユニット15からヘッドキャップ71を離間させる。なお「キャップ不良またはノズル不良」の表示は「キャップ不良」および「ノズル不良」のいずれかを表示してもよい。
一方、ヘッドキャップ71を離間させた状態で上記の吸引動作を行い、これを圧力センサ76で測定すれば、ヘッドキャップ71の目詰まりや吸引管路74aの部分閉塞等の「キャップ不良」も検出することができる。すなわち、圧力センサ76の測定結果が、所定の圧力値(負圧)を上まわった場合、「キャップ不良」と判定し、これをディスプレイ77に表示する。そして、同時にヘッドキャップ71の洗浄方法や交換等のメンテナンスを指示(表示)する。なお、圧力測定は、主に吸引動作直前に行うが、フラッシング時等に行うようにしてもよい。
続いて、図7を参照にして、本願発明の主要部を構成するヘッドキャップ71について説明する。ヘッドキャップ71は、キャップ本体159と、キャップ本体159が保持される本体受けブロック158と、本体受けブロック158を支持するキャップホルダ156と、から構成される。キャップ本体159は、主体を為すキャップ本体159のベースとなるキャップベース151と、キャップベース151の表面に形成された吸収材収容部171と、吸収材収容部171に収容された機能液吸収材152と、機能液吸収材152の膨潤を防止し、平坦に抑えることができる機能液吸収材押さえ153と、キャップベース151の表面に設置され機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53に密着するシール部材154と、シール部材154をキャップベース151に固定するシール固定部材155と、を有している。
機能液吸収材152は、材質の異なる2種類の機能液吸収材152を積層して構成されており、吸収材収容部171に敷設するように収容されている。なお、機能液吸収材152は、2層構造に限らず単層構造または多層構造にしてもよい。また、吸収材収容部171の溝底には吸引管路74aに連なる吸引口173と大気開放弁に連なる大気流入口172が形成されている。吸収材押さえ153は、ステンレス等の耐食性材料で薄板に構成されており、方形の枠状部と、枠状部横断するように形成された桟状部(3つ)とで一体に形成されている。
シール部材154は、ゴムや樹脂等で構成されており、断面クランク状にかつ吸収材収容部171に沿って環状に形成されている(図8参照)。これにより、シール部材154を、ノズル列54を包含するようにノズル面53に密着させることができる。また、シール部材154とキャップベース151とが吸収材押さえ153を挟み込むように固定するので、吸収材押さえ153を安定的にかつ液密に固定することが可能となる。
シール固定部材155は、ステンレス等で構成されており、略方形の枠状に形成されている。シール固定部材155の周縁部は傾斜させるように面取りが施され、シール部材154を押えた状態でキャップベース151に対し、一対の固定ねじにより固定されている。
キャップベース151は、磁性体、例えば鉄、フェライト等で構成されまたは一部が磁性部材で構成されており、略方形状に作成されている。そしてキャップベース151の表面中央部には、機能液吸収材152を収容する吸収材収容部171が突設されており、吸収材収容部171を挟んでその両側に位置決めのための円形の一対のピン穴157がキャップベース151を貫通するように形成されている(図9参照)。キャップベース151内には、上記の吸引口173に連なる廃液流路177aおよび上記の大気流入口172に連なる大気流入路178aがそれぞれ上下方向に延在するように形成されている(図8参照)。また、キャップベース151の対向する長辺は、本体受けブロック158に固定された状態で、本体受けブロック158の長辺より側方に突出するように形成され、その両突出部はキャップ本体159を取り外すときの指掛け部分となる。
本体受けブロック158は、キャップ本体159よりわずかに幅狭にかつ略方形に形成されており、キャップ本体159が着座するブロック本体161と、ブロック本体161の長辺方向両側に延在する一対のブロック取付部162と、で一体に形成されている。各ブロック取付部162は厚肉に形成され、ブロック本体161は薄肉に形成されていて、両ブロック取付部162間には、両ブロック取付部162の両内面を一対の対向壁としブロック本体161の上面を底壁とする溝状の受容部が構成されている。そして、この受容部には、上側からキャップ本体159が装着固定される。この場合、受容部の長辺方向の両側面は開放されており、キャップ本体159の着脱に際し、これを容易に把持できるようになっている。
ブロック本体161の表面には、キャップ本体159を固定するために、長辺方向の両端部に一対の円形マグネット174aが、また短辺方向の両端部に一対の方形マグネット174bが、それぞれ設けられている。これらマグネット174(174a、174b)は、フェライト磁石、金属磁石等の方形永久磁石で構成され、ブロック本体161の表面に面一になるように埋め込まれている。またブロック本体161の表面には、各円形マグネット174aに対し横並びとなるように上記各ピン穴157に嵌合する一対の位置決めピン175が立設されている。ピン穴157に位置決めピン175を位置合わせして、キャップ本体159を本体受けブロック(受容部)158に装着することで、本体受けブロック158に対し、キャップ本体159が前後左右に位置決めされて吸着固定される。この場合ピン175は、これらマグネット174の磁力が作用しない高さから位置決めガイドできる突出寸法とすることが好ましい。
また、ブロック本体161の中央部には、廃液流路177aに連通する廃液連通流路177bと、大気流入路178aに連通する大気連通路178bとが、上下に貫通するように形成されている。廃液連通流路177bの周囲に位置してブロック本体161には、方形断面の環状溝が形成され、この環状溝にパッキン176が装着されている。同様に、大気連通路178bの周囲にも、環状溝が形成され、パッキン176が装着されている。本体受けブロック158にキャップ本体159を吸着固定すると、計4つのマグネット174の吸着力により、両パッキン176が変形して、廃液流路177aと廃液連通流路177bとが液密に接続され、かつ大気流入路178aと大気連通路178bとが気密に接続される。これにより、本体受けブロック158とキャップ本体159の接続部分からの機能液の漏出やエアーのリークを有効に防止することができる。なお本実施形態では、パッキン176としてOリングを採用するが、XリングやDリングを採用しても良い。
キャップホルダ156は、ステンレス等の耐食性材料で構成され、細長形状の外形を有し、キャップホルダ156の表面の中間部には浅溝が形成されている。浅溝の中央部は、キャップホルダ156を貫くように略方形状の開口部が形成され、この開口部の両端近傍に一対のコイルばね163をそれぞれ保持するように一対のピン164が立設されている(図8参照)。一方、本体受けブロック158は、ブロック取付部162とキャップホルダ156とが、上下方向にスライド自在に係合し、かつ4本の段付き固定ねじ179により上動端位置が規制されている。すなわち、本体受けブロック158は、この段付き固定ねじ179により位置規制された状態でこのコイルばね163により下方から付勢されており、この一対のコイルばね163により、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53に密接するときのショックが吸収される。また、4本の段付き固定ねじ179は、本体受けブロック158と共にキャップ本体159をわずかに傾斜するように位置規制しており、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53が離間するときにキャップ本体159の表面から機能液が大きく飛散するのを防止している。
ここで、図9を参照にして、ヘッドキャップ71の組立て手順を説明する。予め、キャップベース151に、機能液吸収材152、吸収材押さえ153、シール部材154、およびシール固定部材155を組み付け、キャップ本体159を組み立てておく。この状態で、キャップベース151に形成されたピン穴157を本体受けブロック158の位置決めピン175に位置合わせし、本体受けブロック158の表面に埋め込まれたマグネット174の磁着力にゆだねてキャップ本体159を本体受けブロック158に固定する。一方、機能液吸収材152や、シート部材154を交換する場合には、キャップベース151、機能液吸収材152、シール部材154等を組み立てた新たなキャップ本体159を用意しておいて、既設のキャップ本体159を取り外した後新たなキャップ本体159を装着する。このように、キャップ本体159が本体受けブロック158のマグネット174に磁着されることで固定されているため、キャップ本体159ごと一体として交換することができる。したがって、短時間で交換作業を行うことができる。例えば、この交換作業の作業時間は、従来のねじ固定では一のキャップの交換作業につき約5分であり、本実施形態では約30秒である。したがって、12個のキャップに対し、従来の交換作業は約60分を要し、本実施形態の交換作業は約6分で完了する。
なお、本実施形態では、キャップベース151は、磁性体または一部が磁性部材で構成され、本体受けブロック158に設けられたマグネット174に磁着することで固定しているが、逆にキャップベース151の裏面にマグネット174設け、本体受けブロック158の全体を磁性体またはマグネット174と磁着する一部を磁性部材で構成してもよい。
次に、本実施形態では、キャップベース151のピン穴157と本体受けブロック158の位置決めピン175とで位置合わせしているが、ピン穴157と位置決めピン175に代えて、キャップベース151に設けた凹部と本体受けブロック158に設けた凸部が嵌合することで位置決めをしてもよい。さらに、キャップ本体159をユニット化(シール固定部材155をキャップベース151に圧入)するようにしてもよい。
次に、本実施形態の液滴吐出装置1を用いて製造される電気光学装置(フラットパネルディスプレイ)として、カラーフィルタ、液晶表示装置、有機EL装置、プラズマディスプレイ(PDP装置)、電子放出装置(FED装置、SED装置)、さらにこれら表示装置に形成されてなるアクティブマトリクス基板等を例に、これらの構造およびその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板とは、薄膜トランジスタ、および薄膜トランジスタに電気的に接続するソース線、データ線が形成された基板をいう。
まず、液晶表示装置や有機EL装置等に組み込まれるカラーフィルタの製造方法について説明する。図10は、カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート、図11は、製造工程順に示した本実施形態のカラーフィルタ500(フィルタ基体500A)の模式断面図である。
まず、ブラックマトリクス形成工程(S101)では、図11(a)に示すように、基板(W)501上にブラックマトリクス502を形成する。ブラックマトリクス502は、金属クロム、金属クロムと酸化クロムの積層体、または樹脂ブラック等により形成される。金属薄膜からなるブラックマトリクス502を形成するには、スパッタ法や蒸着法等を用いることができる。また、樹脂薄膜からなるブラックマトリクス502を形成する場合には、グラビア印刷法、フォトレジスト法、熱転写法等を用いることができる。
続いて、バンク形成工程(S102)において、ブラックマトリクス502上に重畳する状態でバンク503を形成する。即ち、まず図11(b)に示すように、基板501およびブラックマトリクス502を覆うようにネガ型の透明な感光性樹脂からなるレジスト層504を形成する。そして、その上面をマトリクスパターン形状に形成されたマスクフィルム505で被覆した状態で露光処理を行う。
さらに、図11(c)に示すように、レジスト層504の未露光部分をエッチング処理することによりレジスト層504をパターニングして、バンク503を形成する。なお、樹脂ブラックによりブラックマトリクスを形成する場合は、ブラックマトリクスとバンクとを兼用することが可能となる。
このバンク503とその下のブラックマトリクス502は、各画素領域507aを区画する区画壁部507bとなり、後の着色層形成工程において機能液滴吐出ヘッド17により着色層(成膜部)508R、508G、508Bを形成する際に機能液滴の着弾領域を規定する。
以上のブラックマトリクス形成工程およびバンク形成工程を経ることにより、上記フィルタ基体500Aが得られる。
なお、本実施形態においては、バンク503の材料として、塗膜表面が疎液(疎水)性となる樹脂材料を用いている。そして、基板(ガラス基板)501の表面が親液(親水)性であるので、後述する着色層形成工程においてバンク503(区画壁部507b)に囲まれた各画素領域507a内への液滴の着弾位置のばらつきを自動補正できる。
次に、着色層形成工程(S103)では、図11(d)に示すように、機能液滴吐出ヘッド17によって機能液滴を吐出して区画壁部507bで囲まれた各画素領域507a内に着弾させる。この場合、機能液滴吐出ヘッド17を用いて、R・G・Bの3色の機能液(フィルタ材料)を導入して、機能液滴の吐出を行う。なお、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライプ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
その後、乾燥処理(加熱等の処理)を経て機能液を定着させ、3色の着色層508R、508G、508Bを形成する。着色層508R、508G、508Bを形成したならば、保護膜形成工程(S104)に移り、図11(e)に示すように、基板501、区画壁部507b、および着色層508R、508G、508Bの上面を覆うように保護膜509を形成する。
即ち、基板501の着色層508R、508G、508Bが形成されている面全体に保護膜用塗布液が吐出された後、乾燥処理を経て保護膜509が形成される。
そして、保護膜509を形成した後、カラーフィルタ500は、次工程の透明電極となるITO(Indium Tin Oxide)などの膜付け工程に移行する。
図12は、上記のカラーフィルタ500を用いた液晶表示装置の一例としてのパッシブマトリックス型液晶装置(液晶装置)の概略構成を示す要部断面図である。この液晶装置520に、液晶駆動用IC、バックライト、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての透過型液晶表示装置が得られる。なお、カラーフィルタ500は図11に示したものと同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、その説明は省略する。
この液晶装置520は、カラーフィルタ500、ガラス基板等からなる対向基板521、および、これらの間に挟持されたSTN(Super Twisted Nematic)液晶組成物からなる液晶層522により概略構成されており、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置している。
なお、図示していないが、対向基板521およびカラーフィルタ500の外面(液晶層522側とは反対側の面)には偏光板がそれぞれ配設され、また対向基板521側に位置する偏光板の外側には、バックライトが配設されている。
カラーフィルタ500の保護膜509上(液晶層側)には、図12において左右方向に長尺な短冊状の第1電極523が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極523のカラーフィルタ500側とは反対側の面を覆うように第1配向膜524が形成されている。
一方、対向基板521におけるカラーフィルタ500と対向する面には、カラーフィルタ500の第1電極523と直交する方向に長尺な短冊状の第2電極526が所定の間隔で複数形成され、この第2電極526の液晶層522側の面を覆うように第2配向膜527が形成されている。これらの第1電極523および第2電極526は、ITOなどの透明導電材料により形成されている。
液晶層522内に設けられたスペーサ528は、液晶層522の厚さ(セルギャップ)を一定に保持するための部材である。また、シール材529は液晶層522内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するための部材である。なお、第1電極523の一端部は引き回し配線523aとしてシール材529の外側まで延在している。
そして、第1電極523と第2電極526とが交差する部分が画素であり、この画素となる部分に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
通常の製造工程では、カラーフィルタ500に、第1電極523のパターニングおよび第1配向膜524の塗布を行ってカラーフィルタ500側の部分を作成すると共に、これとは別に対向基板521に、第2電極526のパターニングおよび第2配向膜527の塗布を行って対向基板521側の部分を作成する。その後、対向基板521側の部分にスペーサ528およびシール材529を作り込み、この状態でカラーフィルタ500側の部分を貼り合わせる。次いで、シール材529の注入口から液晶層522を構成する液晶を注入し、注入口を閉止する。その後、両偏光板およびバックライトを積層する。
実施形態の液滴吐出装置1は、例えば上記のセルギャップを構成するスペーサ材料(機能液)を塗布すると共に、対向基板521側の部分にカラーフィルタ500側の部分を貼り合わせる前に、シール材529で囲んだ領域に液晶(機能液)を均一に塗布することが可能である。また、上記のシール材529の印刷を、機能液滴吐出ヘッド17で行うことも可能である。さらに、第1・第2両配向膜524,527の塗布を機能液滴吐出ヘッド17で行うことも可能である。
図13は、本実施形態において製造したカラーフィルタ500を用いた液晶装置の第2の例の概略構成を示す要部断面図である。
この液晶装置530が上記液晶装置520と大きく異なる点は、カラーフィルタ500を図中下側(観測者側とは反対側)に配置した点である。
この液晶装置530は、カラーフィルタ500とガラス基板等からなる対向基板531との間にSTN液晶からなる液晶層532が挟持されて概略構成されている。なお、図示していないが、対向基板531およびカラーフィルタ500の外面には偏光板等がそれぞれ配設されている。
カラーフィルタ500の保護膜509上(液晶層532側)には、図中奥行き方向に長尺な短冊状の第1電極533が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極533の液晶層532側の面を覆うように第1配向膜534が形成されている。
対向基板531のカラーフィルタ500と対向する面上には、カラーフィルタ500側の第1電極533と直交する方向に延在する複数の短冊状の第2電極536が所定の間隔で形成され、この第2電極536の液晶層532側の面を覆うように第2配向膜537が形成されている。
液晶層532には、この液晶層532の厚さを一定に保持するためのスペーサ538と、液晶層532内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するためのシール材539が設けられている。
そして、上記した液晶装置520と同様に、第1電極533と第2電極536との交差する部分が画素であり、この画素となる部位に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
図14は、本発明を適用したカラーフィルタ500を用いて液晶装置を構成した第3の例を示したもので、透過型のTFT(Thin Film Transistor)型液晶装置の概略構成を示す分解斜視図である。
この液晶装置550は、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置したものである。
この液晶装置550は、カラーフィルタ500と、これに対向するように配置された対向基板551と、これらの間に挟持された図示しない液晶層と、カラーフィルタ500の上面側(観測者側)に配置された偏光板555と、対向基板551の下面側に配設された偏光板(図示せず)とにより概略構成されている。
カラーフィルタ500の保護膜509の表面(対向基板551側の面)には液晶駆動用の電極556が形成されている。この電極556は、ITO等の透明導電材料からなり、後述の画素電極560が形成される領域全体を覆う全面電極となっている。また、この電極556の画素電極560とは反対側の面を覆った状態で配向膜557が設けられている。
対向基板551のカラーフィルタ500と対向する面には絶縁層558が形成されており、この絶縁層558上には、走査線561および信号線562が互いに直交する状態で形成されている。そして、これらの走査線561と信号線562とに囲まれた領域内には画素電極560が形成されている。なお、実際の液晶装置では、画素電極560上に配向膜が設けられるが、図示を省略している。
また、画素電極560の切欠部と走査線561と信号線562とに囲まれた部分には、ソース電極、ドレイン電極、半導体、およびゲート電極とを具備する薄膜トランジスタ563が組み込まれて構成されている。そして、走査線561と信号線562に対する信号の印加によって薄膜トランジスタ563をオン・オフして画素電極560への通電制御を行うことができるように構成されている。
なお、上記の各例の液晶装置520,530,550は、透過型の構成としたが、反射層あるいは半透過反射層を設けて、反射型の液晶装置あるいは半透過反射型の液晶装置とすることもできる。
次に、図15は、有機EL装置の表示領域(以下、単に表示装置600と称する)の要部断面図である。
この表示装置600は、基板(W)601上に、回路素子部602、発光素子部603および陰極604が積層された状態で概略構成されている。
この表示装置600においては、発光素子部603から基板601側に発した光が、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されると共に、発光素子部603から基板601の反対側に発した光が陰極604により反射された後、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されるようになっている。
回路素子部602と基板601との間にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜606が形成され、この下地保護膜606上(発光素子部603側)に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜607が形成されている。この半導体膜607の左右の領域には、ソース領域607aおよびドレイン領域607bが高濃度陽イオン打ち込みによりそれぞれ形成されている。そして陽イオンが打ち込まれない中央部がチャネル領域607cとなっている。
また、回路素子部602には、下地保護膜606および半導体膜607を覆う透明なゲート絶縁膜608が形成され、このゲート絶縁膜608上の半導体膜607のチャネル領域607cに対応する位置には、例えばAl、Mo、Ta、Ti、W等から構成されるゲート電極609が形成されている。このゲート電極609およびゲート絶縁膜608上には、透明な第1層間絶縁膜611aと第2層間絶縁膜611bが形成されている。また、第1、第2層間絶縁膜611a、611bを貫通して、半導体膜607のソース領域607a、ドレイン領域607bにそれぞれ連通するコンタクトホール612a,612bが形成されている。
そして、第2層間絶縁膜611b上には、ITO等からなる透明な画素電極613が所定の形状にパターニングされて形成され、この画素電極613は、コンタクトホール612aを通じてソース領域607aに接続されている。
また、第1層間絶縁膜611a上には電源線614が配設されており、この電源線614は、コンタクトホール612bを通じてドレイン領域607bに接続されている。
このように、回路素子部602には、各画素電極613に接続された駆動用の薄膜トランジスタ615がそれぞれ形成されている。
上記発光素子部603は、複数の画素電極613上の各々に積層された機能層617と、各画素電極613および機能層617の間に備えられて各機能層617を区画するバンク部618とにより概略構成されている。
これら画素電極613、機能層617、および、機能層617上に配設された陰極604によって発光素子が構成されている。なお、画素電極613は、平面視略矩形状にパターニングされて形成されており、各画素電極613の間にバンク部618が形成されている。
バンク部618は、例えばSiO、SiO2、TiO2等の無機材料により形成される無機物バンク層618a(第1バンク層)と、この無機物バンク層618a上に積層され、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストにより形成される断面台形状の有機物バンク層618b(第2バンク層)とにより構成されている。このバンク部618の一部は、画素電極613の周縁部上に乗上げた状態で形成されている。
そして、各バンク部618の間には、画素電極613に対して上方に向けて次第に拡開した開口部619が形成されている。
上記機能層617は、開口部619内において画素電極613上に積層状態で形成された正孔注入/輸送層617aと、この正孔注入/輸送層617a上に形成された発光層617bとにより構成されている。なお、この発光層617bに隣接してその他の機能を有する他の機能層をさらに形成しても良い。例えば、電子輸送層を形成することも可能である。
正孔注入/輸送層617aは、画素電極613側から正孔を輸送して発光層617bに注入する機能を有する。この正孔注入/輸送層617aは、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(機能液)を吐出することで形成される。正孔注入/輸送層形成材料としては、公知の材料を用いる。
発光層617bは、赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)のいずれかに発光するもので、発光層形成材料(発光材料)を含む第2組成物(機能液)を吐出することで形成される。第2組成物の溶媒(非極性溶媒)としては、正孔注入/輸送層617aに対して不溶な公知の材料を用いることが好ましく、このような非極性溶媒を発光層617bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層617aを再溶解させることなく発光層617bを形成することができる。
そして、発光層617bでは、正孔注入/輸送層617aから注入された正孔と、陰極604から注入される電子が発光層で再結合して発光するように構成されている。
陰極604は、発光素子部603の全面を覆う状態で形成されており、画素電極613と対になって機能層617に電流を流す役割を果たす。なお、この陰極604の上部には図示しない封止部材が配置される。
次に、上記の表示装置600の製造工程を図16〜図24を参照して説明する。
この表示装置600は、図16に示すように、バンク部形成工程(S111)、表面処理工程(S112)、正孔注入/輸送層形成工程(S113)、発光層形成工程(S114)、および対向電極形成工程(S115)を経て製造される。なお、製造工程は例示するものに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
まず、バンク部形成工程(S111)では、図17に示すように、第2層間絶縁膜611b上に無機物バンク層618aを形成する。この無機物バンク層618aは、形成位置に無機物膜を形成した後、この無機物膜をフォトリソグラフィ技術等によりパターニングすることにより形成される。このとき、無機物バンク層618aの一部は画素電極613の周縁部と重なるように形成される。
無機物バンク層618aを形成したならば、図18に示すように、無機物バンク層618a上に有機物バンク層618bを形成する。この有機物バンク層618bも無機物バンク層618aと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。
このようにしてバンク部618が形成される。また、これに伴い、各バンク部618間には、画素電極613に対して上方に開口した開口部619が形成される。この開口部619は、画素領域を規定する。
表面処理工程(S112)では、親液化処理および撥液化処理が行われる。親液化処理を施す領域は、無機物バンク層618aの第1積層部618aaおよび画素電極613の電極面613aであり、これらの領域は、例えば酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理される。このプラズマ処理は、画素電極613であるITOの洗浄等も兼ねている。
また、撥液化処理は、有機物バンク層618bの壁面618sおよび有機物バンク層618bの上面618tに施され、例えば四フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)される。
この表面処理工程を行うことにより、機能液滴吐出ヘッド17を用いて機能層617を形成する際に、機能液滴を画素領域に、より確実に着弾させることができ、また、画素領域に着弾した機能液滴が開口部619から溢れ出るのを防止することが可能となる。
そして、以上の工程を経ることにより、表示装置基体600Aが得られる。この表示装置基体600Aは、図2に示した液滴吐出装置1のセットテーブル22に載置され、以下の正孔注入/輸送層形成工程(S113)および発光層形成工程(S114)が行われる。
図19に示すように、正孔注入/輸送層形成工程(S113)では、機能液滴吐出ヘッド17から正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を画素領域である各開口部619内に吐出する。その後、図20に示すように、乾燥処理および熱処理を行い、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、画素電極(電極面613a)613上に正孔注入/輸送層617aを形成する。
次に発光層形成工程(S114)について説明する。この発光層形成工程では、上述したように、正孔注入/輸送層617aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第2組成物の溶媒として、正孔注入/輸送層617aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
しかしその一方で、正孔注入/輸送層617aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617a上に吐出しても、正孔注入/輸送層617aと発光層617bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層617bを均一に塗布できない虞がある。
そこで、非極性溶媒並びに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層617aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面処理(表面改質処理)を行うことが好ましい。この表面処理は、発光層形成の際に用いる第2組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、正孔注入/輸送層617a上に塗布し、これを乾燥させることにより行う。
このような処理を施すことで、正孔注入/輸送層617aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617aに均一に塗布することができる。
そして次に、図21に示すように、各色のうちのいずれか(図21の例では青色(B))に対応する発光層形成材料を含有する第2組成物を機能液滴として画素領域(開口部619)内に所定量打ち込む。画素領域内に打ち込まれた第2組成物は、正孔注入/輸送層617a上に広がって開口部619内に満たされる。なお、万一、第2組成物が画素領域から外れてバンク部618の上面618t上に着弾した場合でも、この上面618tは、上述したように撥液処理が施されているので、第2組成物が開口部619内に転がり込み易くなっている。
その後、乾燥工程等を行うことにより、吐出後の第2組成物を乾燥処理し、第2組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させ、図22に示すように、正孔注入/輸送層617a上に発光層617bが形成される。この図の場合、青色(B)に対応する発光層617bが形成されている。
同様に、機能液滴吐出ヘッド17を用い、図23に示すように、上記した青色(B)に対応する発光層617bの場合と同様の工程を順次行い、他の色(赤色(R)および緑色(G))に対応する発光層617bを形成する。なお、発光層617bの形成順序は、例示した順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決めることも可能である。また、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライプ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
以上のようにして、画素電極613上に機能層617、即ち、正孔注入/輸送層617aおよび発光層617bが形成される。そして、対向電極形成工程(S115)に移行する。
対向電極形成工程(S115)では、図24に示すように、発光層617bおよび有機物バンク層618bの全面に陰極604(対向電極)を、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等によって形成する。この陰極604は、本実施形態においては、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。
この陰極604の上部には、電極としてのAl膜、Ag膜や、その酸化防止のためのSiO2、SiN等の保護層が適宜設けられる。
このようにして陰極604を形成した後、この陰極604の上部を封止部材により封止する封止処理や配線処理等のその他処理等を施すことにより、表示装置600が得られる。
次に、図25は、プラズマ型表示装置(PDP装置:以下、単に表示装置700と称する)の要部分解斜視図である。なお、同図では表示装置700を、その一部を切り欠いた状態で示してある。
この表示装置700は、互いに対向して配置された第1基板701、第2基板702、およびこれらの間に形成される放電表示部703を含んで概略構成される。放電表示部703は、複数の放電室705により構成されている。これらの複数の放電室705のうち、赤色放電室705R、緑色放電室705G、青色放電室705Bの3つの放電室705が組になって1つの画素を構成するように配置されている。
第1基板701の上面には所定の間隔で縞状にアドレス電極706が形成され、このアドレス電極706と第1基板701の上面とを覆うように誘電体層707が形成されている。誘電体層707上には、各アドレス電極706の間に位置し、且つ各アドレス電極706に沿うように隔壁708が立設されている。この隔壁708は、図示するようにアドレス電極706の幅方向両側に延在するものと、アドレス電極706と直交する方向に延設された図示しないものを含む。
そして、この隔壁708によって仕切られた領域が放電室705となっている。
放電室705内には蛍光体709が配置されている。蛍光体709は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色の蛍光を発光するもので、赤色放電室705Rの底部には赤色蛍光体709Rが、緑色放電室705Gの底部には緑色蛍光体709Gが、青色放電室705Bの底部には青色蛍光体709Bが各々配置されている。
第2基板702の図中下側の面には、上記アドレス電極706と直交する方向に複数の表示電極711が所定の間隔で縞状に形成されている。そして、これらを覆うように誘電体層712、およびMgOなどからなる保護膜713が形成されている。
第1基板701と第2基板702とは、アドレス電極706と表示電極711が互いに直交する状態で対向させて貼り合わされている。なお、上記アドレス電極706と表示電極711は図示しない交流電源に接続されている。
そして、各電極706,711に通電することにより、放電表示部703において蛍光体709が励起発光し、カラー表示が可能となる。
本実施形態においては、上記アドレス電極706、表示電極711、および蛍光体709を、図2に示した液滴吐出装置1を用いて形成することができる。以下、第1基板701におけるアドレス電極706の形成工程を例示する。
この場合、第1基板701を液滴吐出装置1のセットテーブル22に載置された状態で以下の工程が行われる。
まず、機能液滴吐出ヘッド17により、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴としてアドレス電極形成領域に着弾させる。この液体材料は、導電膜配線形成用材料として、金属等の導電性微粒子を分散媒に分散したものである。この導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、またはニッケル等を含有する金属微粒子や、導電性ポリマー等が用いられる。
補充対象となるすべてのアドレス電極形成領域について液体材料の補充が終了したならば、吐出後の液体材料を乾燥処理し、液体材料に含まれる分散媒を蒸発させることによりアドレス電極706が形成される。
ところで、上記においてはアドレス電極706の形成を例示したが、上記表示電極711および蛍光体709についても上記各工程を経ることにより形成することができる。
表示電極711の形成の場合、アドレス電極706の場合と同様に、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴として表示電極形成領域に着弾させる。
また、蛍光体709の形成の場合には、各色(R,G,B)に対応する蛍光材料を含んだ液体材料(機能液)を機能液滴吐出ヘッド17から液滴として吐出し、対応する色の放電室705内に着弾させる。
次に、図26は、電子放出装置(FED装置あるいはSED装置ともいう:以下、単に表示装置800と称する)の要部断面図である。なお、同図では表示装置800を、その一部を断面として示してある。
この表示装置800は、互いに対向して配置された第1基板801、第2基板802、およびこれらの間に形成される電界放出表示部803を含んで概略構成される。電界放出表示部803は、マトリクス状に配置した複数の電子放出部805により構成されている。
第1基板801の上面には、カソード電極806を構成する第1素子電極806aおよび第2素子電極806bが相互に直交するように形成されている。また、第1素子電極806aおよび第2素子電極806bで仕切られた部分には、ギャップ808を形成した導電性膜807が形成されている。すなわち、第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807により複数の電子放出部805が構成されている。導電性膜807は、例えば酸化パラジウム(PdO)等で構成され、またギャップ808は、導電性膜807を成膜した後、フォーミング等で形成される。
第2基板802の下面には、カソード電極806に対峙するアノード電極809が形成されている。アノード電極809の下面には、格子状のバンク部811が形成され、このバンク部811で囲まれた下向きの各開口部812に、電子放出部805に対応するように蛍光体813が配置されている。蛍光体813は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色の蛍光を発光するもので、各開口部812には、赤色蛍光体813R、緑色蛍光体813Gおよび青色蛍光体813Bが、上記した所定のパターンで配置されている。
そして、このように構成した第1基板801と第2基板802とは、微小な間隙を存して貼り合わされている。この表示装置800では、導電性膜(ギャップ808)807を介して、陰極である第1素子電極806aまたは第2素子電極806bから飛び出す電子を、陽極であるアノード電極809に形成した蛍光体813に当てて励起発光し、カラー表示が可能となる。
この場合も、他の実施形態と同様に、第1素子電極806a、第2素子電極806b、導電性膜807およびアノード電極809を、液滴吐出装置1を用いて形成することができると共に、各色の蛍光体813R,813G,813Bを、液滴吐出装置1を用いて形成することができる。
第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807は、図27(a)に示す平面形状を有しており、これらを成膜する場合には、図27(b)に示すように、予め第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807を作り込む部分を残して、バンク部BBを形成(フォトリソグラフィ法)する。次に、バンク部BBにより構成された溝部分に、第1素子電極806aおよび第2素子電極806bを形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)し、その溶剤を乾燥させて成膜を行った後、導電性膜807を形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)する。そして、導電性膜807を成膜後、バンク部BBを取り除き(アッシング剥離処理)、上記のフォーミング処理に移行する。なお、上記の有機EL装置の場合と同様に、第1基板801および第2基板802に対する親液化処理や、バンク部811,BBに対する撥液化処理を行うことが、好ましい。
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の装置が考えられる。上記した液滴吐出装置1を各種の電気光学装置(デバイス)の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。
液滴吐出装置の平面模式図である。 機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。 機能液滴吐出ヘッドと吸引ユニットの模式図である。 吸引ユニットの側面図である。 吸引ユニットの上面図である。 吸引不良の監視方法のフローチャートである。 ヘッドキャップの斜視図である。 ヘッドキャップの断面図である。 ヘッドキャップの分解斜視図である。 カラーフィルタ製造工程を説明するフローチャートである。 (a)〜(e)は、製造工程順に示したカラーフィルタの模式断面図である。 本発明を適用したカラーフィルタを用いた液晶装置の概略構成を示す要部断面図である。 本発明を適用したカラーフィルタを用いた第2の例の液晶装置の概略構成を示す要部断面図である。 本発明を適用したカラーフィルタを用いた第3の例の液晶装置の概略構成を示す要部断面図である。 有機EL装置である表示装置の要部断面図である。 有機EL装置である表示装置の製造工程を説明するフローチャートである。 無機物バンク層の形成を説明する工程図である。 有機物バンク層の形成を説明する工程図である。 正孔注入/輸送層を形成する過程を説明する工程図である。 正孔注入/輸送層が形成された状態を説明する工程図である。 青色の発光層を形成する過程を説明する工程図である。 青色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。 各色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。 陰極の形成を説明する工程図である。 プラズマ型表示装置(PDP装置)である表示装置の要部分解斜視図である。 電子放出装置(FED装置)である表示装置の要部断面図である。 表示装置の電子放出部廻りの平面図(a)およびその形成方法を示す平面図(b)である。
符号の説明
1…液滴吐出装置 17…機能液滴吐出ヘッド 53…ノズル面 55…吐出ノズル 61…吸引ユニット 71…ヘッドキャップ 72…吸引ポンプ 74a…吸引管路 76…圧力センサ 77…ディスプレイ 151…キャップベース 152…機能液吸収材 154…シール部材 157…ピン穴 158…本体受けブロック 159…キャップ本体 171…吸収材収容部 174…マグネット 175…位置決めピン 176…パッキン 177a…廃液流路 177b…連通流路 508…着色層 W(ワーク)…基板

Claims (13)

  1. キャップベース、前記キャップベースの表面に設けた吸収材収容部、前記吸収材収容部に収容した機能液吸収材および機能液滴吐出ヘッドのノズル面に密接する環状のシール部材を有するキャップ本体と、
    前記キャップ本体を保持すると共に、一端が前記吸収材収容部の底面に開口した廃液流路に連通し他端が吸引手段に連なる吸引管路に接続された連通流路を有する本体受けブロックと、
    前記本体受けブロックの表面および前記キャップベースの裏面のいずれか一方に設けたマグネットおよび他方に設けた磁性部材と、を備え、
    前記マグネットが前記磁性部材を磁着することにより、前記キャップ本体が前記本体受けブロックに固定されると共に、前記廃液流路と連通流路とが液密に接続されることを特徴とするヘッドキャップ。
  2. 前記マグネットは前記本体受けブロックに設けられ、且つ前記磁性部材は前記キャップベースに設けられ、
    前記キャップベースは、磁性体で形成されると共にその一部が前記磁性部材を兼ねていることを特徴とする請求項1に記載のヘッドキャップ。
  3. 前記本体受けブロックは、前記キャップ本体を受容する溝状の受容部を、更に有し、
    前記受容部の一対の対向壁の少なくとも一部が、対称となるようにそれぞれ切欠かれていることを特徴とする請求項1または2に記載のヘッドキャップ。
  4. 前記本体受けブロックの表面および前記キャップベースの裏面のいずれか一方には、位置決め凸部が設けられ、他方には、前記位置決め凸部に係合する位置決め凹部が設けられ、
    前記位置決め凸部と前記位置決め凹部との係合により、前記本体受けブロックと前記キャップ本体とが相互に位置決めされることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のヘッドキャップ。
  5. 前記キャップ本体と前記本体受けブロックとの間には、前記廃液流路および連通流路を囲繞するようにパッキンが介設されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のヘッドキャップ。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載のヘッドキャップと、
    前記ヘッドキャップを介して前記機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから機能液を吸引する前記吸引手段と、
    前記ヘッドキャップと前記吸引手段とを接続する前記吸引管路と、を備えたことを特徴とする吸引ユニット。
  7. 前記吸引管路内の圧力を測定する圧力測定手段と、
    前記圧力測定手段の測定結果に基づいて、前記ヘッドキャップによる吸引不良を監視する吸引監視手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項6に記載の吸引ユニット。
  8. 前記吸引監視手段は、前記圧力測定手段の測定結果が所定の圧力範囲外である場合に、その旨報知することを特徴とする請求項7に記載の吸引ユニット。
  9. 前記吸引監視手段は、前記圧力測定手段の測定結果が前記圧力範囲の上限外である場合には、キャッピング不良である旨、報知し、
    前記圧力範囲の下限外である場合には、ノズル不良および/またはキャップ不良である旨、報知することを特徴とする請求項8に記載の吸引ユニット。
  10. 請求項6ないし9のいずれかに記載の吸引ユニットと、
    ワークに機能液滴の吐出を行う前記機能液滴吐出ヘッドと、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
  11. 請求項10に記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  12. 請求項10に記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする電気光学装置。
  13. 請求項11に記載の電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置または請求項12に記載の電気光学装置を、搭載したことを特徴とする電子機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009082853A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッドのキャッピング治具
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