JP2007130572A - ワーク処理方法、ワーク処理システム、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
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Abstract
【課題】複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレを容易に確認する。
【解決手段】共通のワークに対し、性状の異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより描画動作を行うワーク処理方法において、各描画動作に併せて、ワーク上の着弾位置確認領域Wcに、着弾位置確認用のマークMを描画し、2回目以降の各描画動作では、先行して描画された1のマークMをアライメント基準とする。
【選択図】図6
【解決手段】共通のワークに対し、性状の異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより描画動作を行うワーク処理方法において、各描画動作に併せて、ワーク上の着弾位置確認領域Wcに、着弾位置確認用のマークMを描画し、2回目以降の各描画動作では、先行して描画された1のマークMをアライメント基準とする。
【選択図】図6
Description
本発明は、共通のワークに対し、性状の異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作を行うワーク処理方法、ワーク処理システム、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、共通のワークに対し、性状の異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作を行う際、描画動作毎に、基板上のアライメントマークを画像認識して基板の位置合わせを行った上で、描画動作を行うワーク処理方法が知られている。(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−243158号公報(段落[0111]等)
ところで、描画動作毎のワークのアライメント処理により、ワークと機能液滴吐出ヘッドとの位置合わせが正確に為されていたとしても、吐出する機能液の性質(粘度等)や機能液滴吐出ヘッドの各ノズルの吐出特性等により、複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレが生じてしまうことがあった。しかしながら、従来のワーク処理方法では、そのような着弾位置の位置ズレを容易に確認することができなかった。
本発明は、複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレを容易に確認することができるワーク処理方法、ワーク処理システム、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目的とする。
本発明のワーク処理方法は、共通のワークに対し、共通の描画基準に基づいて、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作をそれぞれ行うワーク処理方法において、各描画動作に併せて、ワーク上の着弾位置確認領域に、複数の機能液滴吐出ヘッド相互間の着弾位置の位置ズレを視認可能とするマークを描画することを特徴とする。
本発明のワーク処理システムは、共通のワークに対し、共通の描画基準に基づいて、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作をそれぞれ行うワーク処理システムにおいて、ワーク上に、各描画動作を行う描画領域および描画領域から外れた着弾位置確認領域を設定する領域設定手段と、ワークに対し、複数の機能液滴吐出ヘッドを順に且つ相対的にセットアップするセットアップ手段と、セットアップしたワークと各機能液滴吐出ヘッドとを、描画動作のために相対的に移動させる描画移動手段と、各機能液滴吐出ヘッドおよび描画移動手段を制御し、各描画動作に併せて、着弾位置確認領域に、複数の機能液滴吐出ヘッド相互間の着弾位置の位置ズレを視認可能とするマークを描画させる描画制御手段と、を備えたことを特徴とする。
これらの構成によれば、各描画動作に併せて、複数の機能液滴吐出ヘッド相互間の着弾位置の位置ズレを視認可能とするマークを描画することで、各描画動作の終了時ないし全描画動作の終了時に、そのマークを視認することによって、すでに実行された複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレを容易に確認することができる。
なお、共通の描画基準として、例えば、予め基板上に形成したアライメントマークを挙げることができる。
また、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドとは、導入する機能液および仕様の少なくとも一方が相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドのことをいう。
なお、共通の描画基準として、例えば、予め基板上に形成したアライメントマークを挙げることができる。
また、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドとは、導入する機能液および仕様の少なくとも一方が相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドのことをいう。
本発明の他のワーク処理方法は、共通のワークに対し、性状の異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより描画動作を行うワーク処理方法において、各描画動作に併せて、ワーク上の着弾位置確認領域に、着弾位置確認用のマークを描画し、2回目以降の各描画動作では、先行して描画された1のマークをアライメント基準とすることを特徴とする。
本発明の他のワーク処理システムは、共通のワークに対し、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作をそれぞれ行うワーク処理システムにおいて、ワーク上に、各描画動作を行う描画領域および描画領域から外れた着弾位置確認領域を設定する領域設定手段と、ワークに対し、複数の機能液滴吐出ヘッドを順に且つ相対的にセットアップするセットアップ手段と、セットアップしたワークと各機能液滴吐出ヘッドとを、描画動作のために相対的に移動させる描画移動手段と、各機能液滴吐出ヘッドおよび描画移動手段を制御し、各描画動作に併せて、ワーク上の着弾位置確認領域に、着弾位置確認用のマークを描画させ、2回目以降の各描画動作では、先行して描画された1のマークをアライメント基準とする描画制御手段と、を備えたことを特徴とする。
これらの構成によれば、各描画動作に併せて、着弾位置確認用のマークを描画することで、各描画動作の終了時ないし全描画動作の終了時に、そのマークを認識することによって、すでに実行された複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレを容易に確認することができる。しかも、2回目以降の描画動作では、先行して描画されたマークをアライメント基準とすることで、最初の描画動作において正確な位置管理を必要としない場合には、予め基板上にアライメントマークを形成しておく必要がなく、コスト削減を図ることができる。
なお、この場合、ワーク上の相互に離間した2箇所に着弾位置確認領域をそれぞれ設け、2箇所の着弾位置確認領域に着弾位置確認用のマークをそれぞれ描画し、描画した2つのマークをアライメント基準とすることが好ましい。
なお、この場合、ワーク上の相互に離間した2箇所に着弾位置確認領域をそれぞれ設け、2箇所の着弾位置確認領域に着弾位置確認用のマークをそれぞれ描画し、描画した2つのマークをアライメント基準とすることが好ましい。
上記のワーク処理方法において、アライメント基準は、先行して描画された1のマークを画像認識することにより取得され、アライメント基準となる1のマークは、画像認識における認識性を優先して選択されることが好ましい。
この構成によれば、例えば、1回目の描画動作において機能液Aを用いてマークAを描画し、2回目の描画動作において、マークAをアライメント基準として、機能液Bを用いてマークBを描画する場合において、3回目の描画動作では、マークAおよびマークBのうち、画像認識性に優れた方をアライメント基準とする。これにより、マークの画像認識を適切に行うことができる。
この場合、各機能液滴吐出ヘッドに対応する複数のマークは、複数の機能液滴吐出ヘッド相互間の着弾位置の位置ズレを視認可能な形態で描画されることが好ましい。
この構成によれば、着弾位置の位置ズレを視認可能とすることで、着弾位置ズレを一目で(直感的に)把握することができ、複雑な画像処理を行う必要がない。
これらの場合、各機能液滴吐出ヘッドに対応する複数のマークは、それぞれ円形を為し且つ相互に同心円を為すように描画されることが好ましい。
この構成によれば、複数のマークを同心円状に描画することで、着弾位置の位置ズレを容易に視認させることができる。
この場合、複数のマークは、相互に間隙を存した同心円を為すように描画され、
間隙は、位置ズレの許容範囲に合致していることが好ましい。
間隙は、位置ズレの許容範囲に合致していることが好ましい。
この構成によれば、複数のマークが相互に重なっていなければ、その着弾位置ズレは許容できるものとなり、複数のマークが相互に重なっていれば、その着弾位置ズレは許容できないものとなる。このため、複数のマークの相互の重複の有無により、位置ズレが許容範囲に収まっているか否かを容易に認識することができる。
またこれらの場合、各機能液滴吐出ヘッドに対応する複数のマークのうち、最初の描画動作によるマークは、十字状図形を為すように描画され、第2回目以降の描画動作によるマークは、十字状図形の各放射線を間に挟む各一対計4組の任意図形を為すように描画されることが好ましい。
この構成によれば、第1回目で描画した十字状図形の各放射線が位置基準となるように、第2回目以降に任意図形を描画することで、着弾位置のX軸方向およびY軸方向における位置ズレを容易に視認させることができる。
この場合、十字状図形の4本の放射線の線幅は、位置ズレの許容範囲に合致していることが好ましい。
この構成によれば、任意図形が、放射線の線幅を超えて放射線と重なっていなければ、その着弾位置ズレは許容できるものとなり、任意図形が、放射線の線幅を超えて放射線と重なっていれば、その着弾位置ズレは許容できないものとなる。このため、任意図形が放射線の線幅を越えて重なっているか否かにより、位置ズレが許容範囲に収まっているか否かを容易に認識することができる。
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記したワーク処理システムにより、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、上記したワーク処理システムにより、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、複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレを容易に確認することができるワーク処理システムを用いることで、信頼性の高い電気光学装置を製造することができる。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を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、本発明を適用した基板処理システム(ワーク処理システム)について説明する。本実施形態の基板処理システムは、いわゆるインクジェットの印刷技術により回路基板を作製するものである。そこで、まず、インクジェット技術により作製される回路基板およびその製造工程について簡単に説明する。
図1の基板Wは、厚さ40μm程度のシート状のポリイミド基材であって、描画処理後、切断されて複数の回路基板となるものである。詳細は後述するが、液滴吐出装置1により、基板Wの外縁部における幅略10mmの箇所が、描画処理の行われない非描画しろWn(非描画領域)として設定され、非描画しろWnに囲まれた箇所が、描画処理の行われる実描画領域Wdとして設定される。
回路基板の作製は、3回の描画動作によって行われる。すなわち、第1回目の描画動作で、銀インク(銀ナノ粒子)により配線パターンを形成し、第2回目の描画動作で、絶縁体インク(紫外線硬化型)により絶縁膜を形成し、第3回目の描画動作で、白色インク(紫外線硬化型)等により部品の名称・記号・番号等を描画する。
より具体的には、まず、第1回目の描画動作として、何も描画されていない(一部素子を作り込んだ)基板Wに対し、機能液滴吐出ヘッド17により銀インクを吐出し、基板W上に配線パターンを形成する(同図(b)参照)。続いて、焼成処理等により銀ナノ粒子を覆う有機物を除去し、メタル化する。さらに、第2回目の描画動作として、配線パターン上に、機能液滴吐出ヘッド17により絶縁体インクを吐出し、スルーホール部を除いて絶縁膜を形成する(同図(c)参照)。最後に、第3回目の描画動作として、絶縁膜上に、機能液滴吐出ヘッド17により白色インクを吐出し、部品の番号等を形成し、描画処理を完成する。(同図(d)参照)。当然ではあるが、配線パターンの形成と絶縁膜の形成とを交互に繰り返し行って、多層化することも可能である。
なお、詳細は後述するが、各描画動作において、実描画領域Wdへの描画に加えて、非描画しろWn上に設定した着弾位置確認領域Wcに、着弾位置確認用のマークMを描画するようになっている(図6および図7参照)。また、同図では、機能液滴吐出ヘッド17を単一のものとして模式的に表示しているが、後述するように、液滴吐出装置1には複数の機能液滴吐出ヘッド17が搭載されている。
このような3回の描画動作は、各機能液を導入した機能液滴吐出ヘッド17を搭載した液滴吐出装置1(図2参照)を3台用いて行われる。すなわち、回路基板の製造ラインには、銀インクを吐出する機能液滴吐出ヘッド17を搭載した液滴吐出装置1と、絶縁体インクを吐出する機能液滴吐出ヘッド17を搭載した液滴吐出装置1と、白色インクを吐出する機能液滴吐出ヘッド17を搭載した液滴吐出装置1とが備えられている。さらに、図示しないが、基板Wを位置決めしてストックすると共に3台の液滴吐出装置1間を移動する基板ストッカと、各基板を基板ストッカからセットテーブル21(後述する)に移載する基板移載機構とから構成されるセットアップ手段を備え、3台の液滴吐出装置1に対して基板Wを順次移載(セットアップ)するようになっている。
図2に示すように、液滴吐出装置1は、機能液滴吐出ヘッド17を搭載した描画装置2と、図示省略したメンテナンス装置とを備え、メンテナンス装置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2により基板W(ワーク)上に機能液滴を吐出させる描画処理を行うようにしている。また、この液滴吐出装置1には、各部を統括制御するコントローラ3(制御手段、図5参照)、基板W上に吐出された銀インクにホットエアーを吹き付けて乾燥させるドライヤー(図示省略)、基板W上に吐出された絶縁体インクや白色インクをUV硬化させるUV照射装置(図示省略)等が組み込まれている。
描画装置2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に個々に移動自在に取り付けられた2個のキャリッジ14と、各キャリッジ14に垂設され、複数(4個)の機能液滴吐出ヘッド17を装着したヘッドユニット15(図3参照)と、基板W、ヘッドユニット15や描画結果等を画像認識する画像認識手段16とを備えている。
そして、X軸テーブル12による基板Wの移動軌跡と、Y軸テーブル13によるキャリッジ14の移動軌跡とが交わる領域が、描画処理を行う描画エリアとなり、また、Y軸テーブル13によるヘッドユニット15の移動軌跡上のX軸テーブル12から外側(図示右側)に外れた領域が、メンテナンスエリアとなっており、このメンテナンスエリアにメンテナンス装置の一部が設置されている。一方、X軸テーブル12の手前側の領域は、液滴吐出装置1に対する基板Wの搬出入を行う基板搬出入エリアとなっている。
X軸テーブル12は、床上に直接載置されており、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(図示省略)を有し、これに基板Wを吸着セットする吸着テーブル(図示省略)および基板θ軸テーブル(図示省略)等から成るセットテーブル21を移動自在に搭載して、構成されている。そして、X軸スライダをX軸方向に移動すると、セットテーブル21上にセットされた基板WがX軸方向に移動する。なお、X軸テーブル12には、吸着テーブルの移動位置を検出するためのX軸リニアスケール22(図5参照)が設けられている。
Y軸テーブル13は、X軸テーブル12を跨ぐようにして、床上に立設した左右の支柱(図示省略)に支持されており、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(図示省略)を2組有し、各組のY軸スライダ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。2個のキャリッジ14は、個別にY軸方向へ移動させることができると共に、当然ではあるが、これらを一括してY軸方向に移動させることもできる。なお、Y軸テーブル13には、各キャリッジ14(ヘッドユニット15)の移動位置を検出するY軸リニアスケール24(図5参照)が設けられている。
各キャリッジ14は、ヘッドユニット15を保持すると共に、モータ駆動でヘッドユニット15のθ位置を微調整(回転補正)するヘッドθ軸テーブル26を有している。なお、本実施形態では、2個のキャリッジ14(ヘッドユニット15)を備えているが、その個数は任意である。
2個のヘッドユニット15には、共通の機能液が導入されており、基板Wのサイズに応じて、稼動させるヘッドユニット15の個数を増減させるようになっている。もっとも、相異なる機能液を導入し、各ヘッドユニット15を、別々の描画処理に用いるようにしてもよい。
図3に示すように、各ヘッドユニット15は、4個の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31と、ヘッドプレート31に突設した2個の基準ピン32とから構成されており、ヘッドプレート31を介してキャリッジ14に搭載される。2個の基準ピン32は、画像認識を前提として、各ヘッドユニット15を位置決めするためのものである。なお、同図の符号33は、ヘッドθ軸テーブル26によるヘッドユニット15の回転中心である。
4個の機能液滴吐出ヘッド17は、後述するノズル列42の列方向が相互に平行になるように装着されており、キャリッジ14に搭載された状態では、各ノズル列42がY軸方向と平行になるようになっている。なお、以下では、図示左側から数えてn番目の機能液滴吐出ヘッド17を、「第nヘッド」とよぶ。
第1ヘッド17aおよび第2ヘッド17bは、複数のノズル43がY軸方向に連続するように、X軸方向にずらしながら階段状に配設され、第3ヘッド17cおよび第4ヘッド17dは、機能液滴吐出ヘッド17間の物理的干渉を避けるべく、第1ヘッド17aおよび第2ヘッドに対しY軸方向に列替えすると共に間隙(略5ヘッド分)を存して、上記と同様の階段状に配設されている。すなわち、第1ヘッド17aと第3ヘッド17cとがY軸方向に並んでおり、同様に、第2ヘッド17bと第4ヘッド17dとがY軸方向に並んでいる。
図4に示すように、機能液滴吐出ヘッド17は、図示しない機能液パック等から機能液が供給され、インクジェット方式(例えば圧電素子駆動)で機能液を吐出するものであって、ノズル面41に相互に平行に形成した2列のノズル列42(A列42AおよびB列42B)を有している。各ノズル列42は、複数(例えば180個)のノズル43が等ピッチ(例えば141μm)で並べられて構成されている。そして、両ノズル列42は、互いにノズル列42の列方向に半ピッチ(70μm)分ずれている。すなわち、2列のノズル列42によるノズルピッチが、70μmとなっている。そして、後述するヘッドドライバ111から駆動波形を印加することにより、各ノズル43から機能液が吐出される。
メンテナンス装置は、図示しないが、メンテナンスエリアに、機能液滴吐出ヘッド17のノズル43から機能液を吸引する吸引ユニット、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面41を払拭するワイピングユニットと、機能液滴の飛行状態を観測する飛行観測ユニット等を備えている。また、吸着テーブルの前後両側には、フラッシング(捨て吐出)を行うための一対の描画前フラッシングボックスが配設されている。
画像認識手段16は、基板搬出入エリアの前後両側に臨むように配設され、基板W上の2箇所の着弾位置確認領域Wcに描画された2つのマークMをそれぞれ画像認識する2台の基板認識カメラ51(図5参照)と、X軸テーブル12のX軸スライダに連結され、各ヘッドユニット15の2つの基準ピン32を画像認識するヘッド認識カメラ52と、基板W等に吐出された機能液滴を画像認識する描画認識カメラ53と、Y軸テーブル13と平行に配設され、モータ駆動でヘッド認識カメラ52をY軸方向に移動させるカメラ移動機構54とを有している。
次に、図5を参照して、液滴吐出装置1全体の制御系について説明する。液滴吐出装置1の制御系は、基本的に、各種データを入力する操作パネル4を有する入力部101と、画像認識手段16の各種カメラを有して基板Wや各ヘッドユニット15の位置認識を行う位置検出部102と、X軸リニアスケール22およびY軸リニアスケール24を有して吸着テーブルおよび各ヘッドユニット15の刻々の位置を検出する移動検出部103と、機能液滴吐出ヘッド17、XY移動機構11等を駆動する各種ドライバを有する駆動部104と、これら各部を含め液滴吐出装置1を統括制御する制御部105(コントローラ3)とを備えている。
駆動部104は、機能液滴吐出ヘッド17を吐出駆動制御するヘッドドライバ111と、XY移動機構11の各モータをそれぞれ駆動制御するモータドライバ112とを有している。ヘッドドライバ111は、制御部105の指示に従って所定の駆動波形を生成・印加して、機能液滴吐出ヘッド17を吐出駆動制御する。また、モータドライバ112は、X軸モータドライバ113、Y軸モータドライバ114、基板θ軸モータドライバ115およびヘッドθ軸モータドライバ116を有し、これらは制御部105の指示に従って、X軸テーブル12、Y軸テーブル13、基板θ軸テーブルおよびヘッドθ軸テーブル26の各駆動モータを駆動制御する。
制御部105は、CPU121と、ROM122と、RAM123と、P−CON124とを備え、これらは互いにバス125を介して接続されている。ROM122は、CPU121で処理する制御プログラム等を記憶する制御プログラム領域と、描画処理や画像認識を行うための制御データ等を記憶する制御データ領域とを有している。
RAM123は、各種レジスタ群のほか、描画処理を行うための描画データ領域、画像データを一時的に記憶する画像データ領域、基板Wや各ヘッドユニット15を位置補正するための補正データを記憶する補正データ領域等を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。
P−CON124には、CPU121の機能を補うと共に、周辺回路とのインタフェース信号を取り扱うための論理回路が構成されて組み込まれている。このため、P−CON124は、画像データや入力部101からの各種指令等をそのままあるいは加工してバス125に取り込むと共に、CPU121と連動して、CPU121等からバス125に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部104に出力する。
そして、CPU121は、ROM122内の制御プログラムに従って、P−CON124を介して各種検出信号、各種指令、各種データ等を入力し、RAM123内の各種データ等を処理した後、P−CON124を介して駆動部104等に各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置1全体を制御している。例えば、CPU121は、機能液滴吐出ヘッド17、X軸テーブル12およびY軸テーブル13を制御して、所定の液滴吐出条件および所定の移動条件で基板Wに描画を行う。
ここで、液滴吐出装置1による基板Wへの一連の描画動作について簡単に説明する。まず、基板搬出入エリアに移動させたセットテーブル21に基板Wをセットすると共に、機能液滴を吐出する前の準備として、基板アライメント動作を行う。すなわち、2台の基板認識カメラ51により、基板W上の2箇所の着弾位置確認領域Wcに描画された2つのマークMが画像認識され、その画像認識結果に基づいて、基板θ軸テーブルによるθ軸方向の位置補正と、基板WのX軸方向およびY軸方向の位置データ補正とが行われ、基板Wの位置補正が為される。
もっとも、この基板アライメント動作は、第2回目以降の描画動作では、それ以前の描画動作における着弾位置との位置ズレを回避すべく、必須の動作となるが、第1回目の描画動作では、必ずしも行う必要がないものである。すなわち、セットテーブル21に対して、基板Wを機械的な位置決め機構等により粗く位置決めするだけでもよい。
この基板アライメント動作と相前後して、2個のヘッドユニット15の相対位置を補正するヘッドアライメント動作を行う。すなわち、ヘッド認識カメラ52により各ヘッドユニット15の2つの基準ピン32が画像認識され、その画像認識結果に基づいて、ヘッドθ軸テーブル26によるθ軸方向の位置補正およびY軸テーブル13によるY軸方向の位置補正と、ヘッドユニット15のX軸方向の位置データ補正とが行われ、各ヘッドユニット15の位置補正が為される。もっとも、このヘッドアライメント動作は、基板Wの描画毎(基板Wの交換毎)に行う必要はなく、タクトタイムを短縮すべく、ツーリング時やヘッド交換時のみに行ってもよい。
このようにして、基板Wおよびヘッドユニット15のアライメントを行った上で、基板Wに対する機能液の吐出を行う。すなわち、X軸テーブル12により基板WをX軸方向に移動させながら、基板Wに対して複数の機能液滴吐出ヘッド17から機能液滴をそれぞれ吐出・着弾させる主走査と、Y軸テーブル13により2個のヘッドユニット15をY軸方向に移動させる副走査とを繰り返し行って、基板Wの全域に描画処理を行う。
ここで、各描画動作における着弾位置検査用のマークMの描画について詳細に説明する。図6に示すように、3回に亘る描画動作により、基板W上に設定した着弾位置確認領域Wcに3個のマークMが描画され、この3個のマークMは、それぞれ円形を為し且つ相互に間隙を存して同心円を為すと共に、その間隙が位置ズレの許容範囲に合致するようにして、描画されるものである。すなわち、第1回目の描画動作では、円形に塗り潰したマークMaが描画され、第2回目の描画動作では、所定幅の画線による円環形状のマークMbが描画され、第3回目の描画動作では、マークMbと同様の円環形状且つマークMbよりも大径のマークMcが描画される。
この場合、まず、基板Wをストックした基板ストッカを、銀インクを吐出する液滴吐出装置1に隣接させて設置し、基板Wを基板ストッカからセットテーブル21にセットする。このとき、基板Wが、位置決めピン等により、基板ストッカに対して位置決めしてストックされていると共に、基板ストッカが、何らかの基準を介して、液滴吐出装置1に対して位置決めして設置されるため、基板Wは、セットテーブル21に粗く位置決めした状態でセットされる。
続いて、第1回目の描画動作を行う。まず、制御部105により、基板Wの非描画しろWnおよび実描画領域Wdを設定すると共に、基板Wの両長辺部分(非描画しろWn)に、着弾位置確認領域Wcを設定する。そして、複数の機能液滴吐出ヘッド17により、実描画領域Wdに銀インクを吐出して配線パターンを形成すると共に、2箇所の着弾位置確認領域Wcに銀インクを吐出して着弾位置確認用のマークMaをそれぞれ形成する。
第1回目の描画動作が終了すると、基板Wをセットテーブル21から基板ストッカに移載する。そして、基板ストッカを次の(絶縁体インクを吐出する)液滴吐出装置1に移動し、基板Wを基板ストッカからセットテーブル21にセットする。
続いて、第2回目の描画動作を行う。まず、第1回目の描画動作により形成した2つの着弾位置確認用のマークMaをアライメント基準として、基板アライメント動作を行う。続いて、制御部105により、非描画しろWnおよび実描画領域Wdを設定すると共に、第1回目の描画動作と同位置に、2箇所の着弾位置確認領域Wcを設定する。そして、複数の機能液滴吐出ヘッド17により、実描画領域Wdに絶縁体インクを吐出して絶縁膜を形成すると共に、2箇所の着弾位置確認領域Wcに絶縁体インクを吐出して着弾位置確認用のマークMbをそれぞれ形成する。
第2回目の描画動作が終了すると、基板Wをセットテーブル21から基板ストッカに移載する。そして、基板ストッカを次の(白色インクを吐出する)液滴吐出装置1に移動し、基板Wを基板ストッカからセットテーブル21にセットする。
続いて、第3回目の描画動作を行う。まず、第2回目の描画動作により形成した2つの着弾位置確認用のマークMbをアライメント基準として、基板アライメント動作を行う。すなわち、各着弾位置確認領域Wcには、第1回目の描画動作で描画した銀インクによるマークMaと、第2回目の描画動作で描画した絶縁体インクによるマークMbとが形成されているが、絶縁体インクによるマークMbの方が、銀インクによるマークMaに比べて、画像認識性が優れているため、これをアライメント基準とする。
続いて、制御部105により、非描画しろWnおよび実描画領域Wdを設定すると共に、第1回目および第2回目の描画動作と同位置に、2箇所の着弾位置確認領域Wcを設定する。そして、複数の機能液滴吐出ヘッド17により、実描画領域Wdに白色インクを吐出して絶縁膜を形成すると共に、2箇所の着弾位置確認領域Wcに白色インクを吐出して着弾位置確認用のマークMcをそれぞれ形成する。
このようにして、各描画動作に併せて、着弾位置確認用のマークMが描画される。これを認識することで、各描画動作の終了時ないし全描画動作の終了時に、すでに実行された複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレを容易に把握することができる。
また、3個のマークMを、同心円を為すように描画することで、着弾位置ズレを容易に視認させることができる。このため、マークMを描画認識カメラ53により撮像して撮像画面を視認するだけでも、着弾位置ズレを一目で把握することができ、複雑な画像処理を行う必要がない。
さらに、複数の同心円相互の間隙は、着弾位置ズレの許容範囲に合致させたものであるため、複数のマークMが相互に重なっていなければ(仮に相互にずれていても)、その着弾位置ズレは許容できるものとなり、複数のマークMが相互に重なっていれば、その着弾位置ズレは許容できない(不良品)ものとなる。したがって、複数のマークMの相互の重複の有無により、位置ズレが許容範囲に収まっているか否かを容易に認識することができる。
しかも、2回目以降の描画動作では、先行して描画されたマークMをアライメント基準とすることで、予め基板上にアライメントマークを形成しておく必要がなく、コスト削減を図ることができる。
もっとも、第1回目の描画動作においても、基板アライメント動作を必要とするような場合には、第1回目の描画動作に先立って基板Wに形成した一対の基板アライメントマークをアライメント基準(共通の描画基準)とすることが好ましい。このようにしても、複数の描画動作により描画された着弾位置確認用のマークMを認識することで、すでに実行された複数の描画動作間の着弾位置の位置ズレを容易に確認することができる。この場合、マークMをアライメント基準としないため、基板Wの1箇所に着弾位置確認領域Wcを設定し、マークMを描画すれば足りる。
なお、当然ではあるが、3個のマークMを画像認識して、各マークMの重心を検出し、着弾位置ズレを認識するようにしてもよい。この場合、3個のマークMは、面積が異なるため、相互に区別可能である。また、環状のマークMbおよびマークMcについては、いわゆる中埋め処理をしてから重心検出をすることにより、円形のマークMaと同様の精度で検出可能となる。このため、仮に機能液の種類による影響を無視すれば、いずれのマークMをアライメント基準としても、精度は変わらない。
また、図6に示した同心円状のマークMに代えて、図7に示す形態のマークMを描画してもよい。すなわち、第1回目の描画動作では、基準円Ma1と、それを中心として四方に延びる4本の放射線から成る十字状図形Ma2とで構成されるマークMaを描画する。また、第2回目の描画動作では、マークMaの各放射線を間に挟むような各一対計4組の小円を描画する。計4組の小円は、マークMaの中心から相互に等距離に位置するように描画される。同様に、第3回目の描画動作では、マークMaの各放射線を間に挟むような各一対計4組の大円を描画する。計4組の大円は、マークMaの中心から相互に等距離(小円よりも遠く)に位置するように描画される。なお、この場合は、第2回目の描画動作において、常に第1回目の描画動作で形成したマークMa(基準円Ma1)をアライメント基準とする。
このように、第1回目で描画した十字状図形Ma2の各放射線が位置基準となるように、第2回目以降に小円および大円を描画することで、着弾位置ズレを容易に視認させることができる。このため、マークMを描画認識カメラ53により撮像して撮像画面を視認するだけでも、着弾位置のX軸方向およびY軸方向における位置ズレを一目で把握することができる。
さらに、4本の放射線の線幅は、着弾位置ズレの許容範囲に合致させたものであるため、すなわち、小円または大円が、放射線の線幅を超えて放射線と重なっていなければ(仮に重なっていても)、その着弾位置ズレは許容できるものとなり、小円または大円が、放射線の線幅を超えて放射線と重なっていれば、その着弾位置ズレは許容できない(不良品)ものとなる。したがって、小円および大円が放射線の線幅を越えて重なっているか否かにより、位置ズレが許容範囲に収まっているか否かを容易に認識することができる。もちろん、第2回目以降の描画動作で描画する各一対計4組の図形の形状は任意であって、円形のほか、三角形や四角形等であってもよい。
なお、本実施形態では、3台の液滴吐出装置1間で共通の基板Wを移載する構成であるが、単一の液滴吐出装置1に対し、複数の機能液をそれぞれ導入した複数の機能液滴吐出ヘッド17をストックするヘッドストッカと、各機能液滴吐出ヘッドをヘッドストッカからキャリッジ14(後述する)に移載するヘッド移載機構とから構成されるセットアップ手段を備え、各機能液滴吐出ヘッドを順次キャリッジ14に搭載(セットアップ)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8は、カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート、図9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9(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。
まず、ブラックマトリクス形成工程(S101)では、図9(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9(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9(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。
さらに、図9(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。
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9(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9(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。
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10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9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。
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10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。
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。
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11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。
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。
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。
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12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。
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13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。
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。
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。
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。
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。
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14〜図22を参照して説明する。
この表示装置600は、図14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。
この表示装置600は、図14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15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16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。
無機物バンク層618aを形成したならば、図16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。
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21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17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18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。
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19に示すように、各色のうちのいずれか(図19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20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21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22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23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。
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。
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。
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21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。
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21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。
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24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。
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25(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25(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。
3…コントローラ 11…XY移動機構 17…機能液滴吐出ヘッド M…マーク W…基板 Wc…着弾位置確認領域 Wd…実描画領域
Claims (13)
- 共通のワークに対し、共通の描画基準に基づいて、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作をそれぞれ行うワーク処理方法において、
前記各描画動作に併せて、前記ワーク上の着弾位置確認領域に、前記複数の機能液滴吐出ヘッド相互間の着弾位置の位置ズレを視認可能とするマークを描画することを特徴とするワーク処理方法。 - 共通のワークに対し、性状の異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより描画動作を行うワーク処理方法において、
前記各描画動作に併せて、前記ワーク上の着弾位置確認領域に、着弾位置確認用のマークを描画し、
2回目以降の前記各描画動作では、先行して描画された1の前記マークをアライメント基準とすることを特徴とするワーク処理方法。 - 前記アライメント基準は、先行して描画された1の前記マークを画像認識することにより取得され、
前記アライメント基準となる1の前記マークは、画像認識における認識性を優先して選択されることを特徴とする請求項2に記載のワーク処理方法。 - 前記各機能液滴吐出ヘッドに対応する複数の前記マークは、前記複数の機能液滴吐出ヘッド相互間の着弾位置の位置ズレを視認可能な形態で描画されることを特徴とする請求項2または3に記載のワーク処理方法。
- 前記各機能液滴吐出ヘッドに対応する複数の前記マークは、それぞれ円形を為し且つ相互に同心円を為すように描画され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ワーク処理方法。
- 前記複数のマークは、相互に間隙を存した前記同心円を為すように描画され、
前記間隙は、前記位置ズレの許容範囲に合致していることを特徴とする請求項5に記載のワーク処理方法。 - 前記各機能液滴吐出ヘッドに対応する複数の前記マークのうち、最初の前記描画動作によるマークは、十字状図形を為すように描画され、第2回目以降の前記描画動作によるマークは、前記十字状図形の各放射線を間に挟む各一対計4組の任意図形を為すように描画され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ワーク処理方法。
- 前記十字状図形の4本の前記放射線の線幅は、前記位置ズレの許容範囲に合致していることを特徴とする請求項7に記載のワーク処理方法。
- 共通のワークに対し、共通の描画基準に基づいて、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作をそれぞれ行うワーク処理システムにおいて、
前記ワーク上に、前記各描画動作を行う描画領域および前記描画領域から外れた着弾位置確認領域を設定する領域設定手段と、
前記ワークに対し、前記複数の機能液滴吐出ヘッドを順に且つ相対的にセットアップするセットアップ手段と、
前記セットアップした前記ワークと前記各機能液滴吐出ヘッドとを、前記描画動作のために相対的に移動させる描画移動手段と、
前記各機能液滴吐出ヘッドおよび前記描画移動手段を制御し、前記各描画動作に併せて、前記着弾位置確認領域に、前記複数の機能液滴吐出ヘッド相互間の着弾位置の位置ズレを視認可能とするマークを描画させる描画制御手段と、
を備えたことを特徴とするワーク処理システム。 - 共通のワークに対し、性状の相異なる複数の機能液滴吐出ヘッドにより複数の描画動作をそれぞれ行うワーク処理システムにおいて、
前記ワーク上に、前記各描画動作を行う描画領域および前記描画領域から外れた着弾位置確認領域を設定する領域設定手段と、
前記ワークに対し、前記複数の機能液滴吐出ヘッドを順に且つ相対的にセットアップするセットアップ手段と、
前記セットアップした前記ワークと前記各機能液滴吐出ヘッドとを、前記描画動作のために相対的に移動させる描画移動手段と、
前記各機能液滴吐出ヘッドおよび前記描画移動手段を制御し、前記各描画動作に併せて、前記ワーク上の着弾位置確認領域に、着弾位置確認用のマークを描画させ、2回目以降の前記各描画動作では、先行して描画された1の前記マークをアライメント基準とする描画制御手段と、
を備えたことを特徴とするワーク処理システム。 - 請求項9または10に記載のワーク処理システムにより、前記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電気光学装置の製造方法。
- 請求項9または10に記載のワーク処理システムにより、前記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電気光学装置。
- 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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JP2005325973A JP2007130572A (ja) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | ワーク処理方法、ワーク処理システム、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 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011011123A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Konica Minolta Holdings Inc | 描画方法及び描画装置 |
TWI562431B (ja) * | 2015-11-18 | 2016-12-11 |
-
2005
- 2005-11-10 JP JP2005325973A patent/JP2007130572A/ja active Pending
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