JP2007253146A - パターン形成方法、液滴吐出装置、電気光学装置、配向膜形成方法、配向膜装置及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各ノズルNからの液滴Fbの吐出方向Aを、対向基板15の法線に対して傾斜させるとともに、対向基板15の法線方向から見て、対向基板15の搬送方向(X矢印方向)が吐出方向Aと交差するようにした。そして、着弾する液滴Fbの形状を、搬送方向に対して傾斜した長径を有する楕円形状にして、各液滴Fbの長径RLを、液滴Fbの吐出間隔(搬送吐出ピッチWx)を規定する方向に対して傾斜させるようにした。
【選択図】図9
Description
近年、この種のパターン形成工程では、生産性を向上させるために、基板上に吐出した液滴を固化させて自己整合的に膜パターンを形成させるインクジェット法が利用されている。インクジェット法は、液滴形状に対応した膜パターンを基板上に形成できるために、パターニングするためのマスク形成を不要にして、パターン形成工程の工程数を削減させることができる。
パターンの膜厚均一性を向上させたパターン形成方法、液滴吐出装置、電気光学装置、配向膜形成方法、配向膜装置及び液晶表示装置を提供することである。
この液滴吐出装置によれば、基板ステージの移動によって、各液滴の濡れ広がる方向を、それぞれ液滴の吐出間隔を規定する方向に対して傾斜させることができる。
本発明の電気光学装置によれば、膜厚均一性を向上させた液滴からなるパターンを備えることができる。
て傾斜させるようにした。
本発明の液晶表示装置によれば、膜厚均一性を向上させた液滴からなる配向膜を備えることができ、表示品位の高い表示ができる。
査線Lxが配列形成されている。各走査線Lxは、それぞれ素子基板14の一側に配設される走査線駆動回路19に電気的に接続されるとともに、走査線駆動回路19からの走査信号が、所定のタイミングで入力されるようになっている。また、素子形成面14aには、Y矢印方向略全幅にわたって延びる複数のデータ線Lyが配列形成されている。各データ線Lyは、それぞれ素子基板14の他側に配設されるデータ線駆動回路21に電気的に接続されるとともに、データ線駆動回路21からの表示データに基づくデータ信号が、所定のタイミングで入力されるようになっている。素子形成面14aであって、走査線Lxとデータ線Lyの交差する位置には、対応する走査線Lx及びデータ線Lyに接続されてマトリックス状に配列される複数の画素22が形成されている。各画素22には、それぞれTFTなどの図示しない制御素子や、透明導電膜などからなる光透過性の画素電極23が備えられている。
図3において、液滴吐出装置30は配向膜形成装置であって、液滴吐出装置30には、直方体形状に形成された基台31が備えられるとともに、その基台31の上面には、その長手方向(X矢印方向)に沿って延びる一対の案内溝32が形成されている。その基台31の上方には、基台31に設けられたX軸モータMX(図10の左上参照)の出力軸に駆動連結される移動手段としての基板ステージ33が備えられるとともに、その基板ステージ33が、前記案内溝32に沿って、所定の速度(搬送速度V)でX矢印方向及び反X矢印方向に往復動する(X矢印方向に沿って搬送される)ようになっている。
能にする載置面34が形成されて、載置された状態の対向基板15を基板ステージ33に対して位置決め固定するようになっている。尚、本実施形態では、載置面34に対向基板15を載置する構成にしているが、これに限らず、前記各画素電極23を上側にした素子基板14を載置する構成にしてもよい。
る複数の圧電素子PZが配設されている。各圧電素子PZは、それぞれ圧電素子PZを駆動制御するための信号(圧電素子駆動信号COM:図10の左下参照)を受けて収縮・伸張し、対応する振動板44を吐出方向A及びその反対方向に振動させるようになっている。
詳述すると、本実施形態では、まず、配向膜27の目標膜厚と液滴Fbの重量に基づいて、吐出する液滴Fbの数量、すなわち目標位置Pの数量を設定する。そして、前記数量分の目標位置Pが対向電極26上の領域に配置されるように、隣接する目標位置P間のX矢印方向及びY矢印方向の間隔(搬送吐出ピッチWx及び配列吐出ピッチWy)を設定する。この際、配列吐出ピッチWyが、ノズルNの形成ピッチよりも短くなるように設定する。
着弾する各液滴Fbには、図9に示すように、対向基板15の面方向(XY平面方向)に沿って、前記吐出速度Vfに対応する速度成分(吐出接線速度Vxy)と、対向基板15の搬送速度Vに対応する相対速度(搬送接線速度Va)が付与されている。そのため、着弾する各液滴Fbは、これら吐出接線速度Vxyと搬送接線速度Vaを合成した方向(長径方向D1)の速度成分によって濡れ広がる。
5の搬送方向に対して傾斜する分だけ、対応する短径方向の接合領域を隣接する液滴Fbの長径部分によって拡大させることができる。そして、着弾する各液滴Fbは、それぞれ短径方向の接合領域を拡大させる分だけ、配向膜27の膜厚均一性を向上させることができる。
図10において、傾動情報生成手段及び回動情報生成手段を構成する制御装置51には、制御手段を構成するCPU、RAM、ROMなどが備えられている。そして、制御装置51は、RAMやROMなどに格納された各種データ及び各種プログラムに従って、基板ステージ33を搬送させてキャリッジ37を走査させるとともに、吐出ヘッド41の各圧電素子PZを駆動制御させるようになっている。
詳述すると、回動データRDは、配列吐出ピッチWyに基づいて生成されるデータであって、X矢印方向から見たノズルNの間隔を配列吐出ピッチWyに対応させるようになっている。
せるようになっている。
ータ回転検出器MEDからの検出信号に基づいて、傾動ステージ40の傾斜角θd(実傾斜角)を演算するようになっている。また、傾動機構駆動回路56は、演算した実傾斜角に関する情報を傾斜位置情報DPIとして生成して、制御装置51に出力するようになっている。
まず、図3に示すように、基板ステージ33上に、対向基板15を載置する。このとき、基板ステージ33は、キャリッジ37よりも反X矢印方向側に配置されて、キャリッジ37は、ガイド部材35の最も反Y矢印方向に配置されている。また、ガイドステージ39b及び傾動ステージ40は、前記「初期位置」に配置されている。
に対して吐出タイミング信号LPを出力する。吐出タイミング信号LPを出力すると、制御装置51は、吐出ヘッド駆動回路55を介して、吐出制御信号SIに基づく液滴吐出動作を実行する。すなわち、制御装置51は、各着弾位置PFが対応する目標位置Pに位置するたびに、対応する圧電素子PZに、波形データWDに対応する圧電素子駆動信号COMを供給して、対応するノズルNから液滴Fbを吐出させる。
(1)上記実施形態によれば、各液滴Fbの吐出方向Aを、対向基板15の法線に対して傾斜させるとともに、対向基板15の法線方向から見て、対向基板15の搬送方向(X矢印方向)と交差させるようにした。
(2)上記実施形態によれば、対向基板15の法線方向から見て、対向基板15の搬送方向が吐出方向Aの反対側の成分を有するように、基板ステージ33を搬送移動させるようにした。従って、対向基板15に対する各ノズルNの搬送接線速度Vaの分だけ、着弾した液滴Fbを、対向基板15の搬送方向の反対側に沿って濡れ広がらせることができる。従って、隣接する液滴Fb間の搬送方向に沿う接合領域を拡大させることができる。
(3)上記実施形態によれば、対向基板15の法線に沿う回動軸Cを中心にしてノズル形成面42aを回動するようにした。そして、ノズル形成面42aの回動によって、各ノズルNに共通する対向基板15の搬送方向を設定するようにした。従って、ノズル形成面42aの回動によって、各液滴Fbの長径方向D1を規定させることができる。その結果、液滴Fb間の着弾形状のバラツキを低減させることができ、配向膜27の膜厚均一性を、さらに向上させることができる。
(4)上記実施形態によれば、曲率中心39Cに沿う傾動軸を中心にしてノズル形成面42aを傾動するようにした。そして、ノズル形成面42aの傾動によって、各液滴Fbに共通する吐出方向Aを設定するようにした。従って、ノズル形成面42aの傾動によって、各液滴Fbの長径RLのサイズを規格化させることができる。その結果、液滴Fbごとの着弾形状のバラツキを低減させることができ、配向膜27の膜厚均一性を、さらに向上させることができる。
(5)上記実施形態によれば、ノズル形成面42aを傾動させるための傾動データDDと、ノズル形成面42aを回動させるための回動データRDを制御装置51に生成させて、
回動データRDと傾動データDDに基づいて、ガイドステージ39bと傾動ステージ40を駆動制御するようにした。従って、液滴Fbの吐出方向Aを、回動データRDと傾動データDDに基づいて制御させることができ、着弾した各液滴の長径方向D1を、より確実に、対向基板15の走査方向(X矢印方向)に対して傾斜させることができる。
(6)上記実施形態によれば、液滴Fbの搬送吐出ピッチWxと配列吐出ピッチWyに基づいて、それぞれ回動データRDと傾動データDDを生成するようにした。従って、液滴Fbの吐出方向Aを、液滴Fbの間隔に基づいて規定させることができる。その結果、搬送吐出ピッチWx及び配列吐出ピッチWyに対応した濡れ広がりを、各液滴Fbに付与することができる。そのため、配向膜27の膜厚均一性を、より確実に、向上させることができる。
・上記実施形態では、対向基板15の法線方向から見て、吐出方向Aの反対側に沿って、基板ステージ33を搬送するようにした。これに限らず、対向基板15の法線から見て、吐出方向Aに沿うように、基板ステージ33を搬送してもよい。
・上記実施形態では、傾動機構を、傾動ステージ40に具体化した。これに限らず、例えば、基板ステージ33を傾動機構として具体化し、基板ステージ33の載置する対向基板15を、ノズル形成面42aに対して傾動させる構成であってもよい。
・上記実施形態では、ノズルNを一列だけ備える構成にした。これに限らず、ノズルNを複数列備える構成にしてもよい。
・上記実施形態では、パターンを、液晶表示装置10の配向膜27に具体化した。これに限らず、例えば、液晶表示装置10や、電子放出素子から放出された電子による蛍光物質の発光を利用した電界効果型装置(FEDやSEDなど)に設けられる各種薄膜、金属配線、カラーフィルタなどに具体化してもよい。すなわち、着弾した液滴Fbによって形成するパターンであればよい。
・上記実施形態では、基板を、液晶表示装置10の対向基板15に具体化した。これに限らず、基板を、シリコン基板やフレキシブル基板、あるいは金属基板などに具体化してもよい。
・上記実施形態では、電気光学装置を、液晶表示装置10に具体化した。これに限らず、例えば、電気光学装置を、エレクトロルミネッセンス装置に具体化してもよい。
基板ステージ、39a…回動機構を構成する回動ステージ、40…傾動機構を構成する傾動ステージ、42a…吐出口形成面としてのノズル形成面。
Claims (13)
- 基板の一面に沿って配列された複数の吐出口を前記基板に対して相対移動させて、前記複数の吐出口から前記基板の法線に対して傾斜する吐出方向に沿ってパターン形成材料の液滴を吐出し、前記基板にパターンを形成するようにしたパターン形成方法であって、
前記複数の吐出口の配列方向を前記基板の相対移動方向に対して傾斜させるようにしたことを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項1に記載のパターン形成方法において、
前記基板の法線方向から見て、前記相対移動方向が前記吐出方向に沿う成分を有するように、前記複数の吐出口を前記基板に対して相対移動させるようにしたことを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項1又は2に記載のパターン形成方法において、
前記複数の吐出口の形成された吐出口形成面を前記基板の法線に沿う回動軸を中心にして回動して前記相対移動方向を設定するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のパターン形成方法において、
前記複数の吐出口の形成された吐出口形成面を前記一面方向に沿う傾動軸を中心にして傾動して前記吐出方向を設定するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。 - パターン形成材料の液滴を基板に吐出して前記基板にパターンを形成する液滴吐出装置であって、
前記液滴を吐出する複数の吐出口を列状に有した吐出口形成面と、
前記液滴の吐出方向が前記基板の法線に対して傾斜するように、前記吐出口の配列方向に沿う傾動軸を中心にして前記吐出口形成面を傾動する傾動機構と、
前記基板を前記吐出口形成面に対して相対移動する移動手段と、
前記配列方向が前記基板の相対移動方向に対して傾斜するように、前記基板の法線に沿う回動軸を回動中心にして前記吐出口形成面を回動する回動機構と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項5に記載の液滴吐出装置において、
前記傾動機構は、前記基板の法線方向から見て、前記吐出方向が前記相対移動方向に沿う成分を有するように、前記吐出口形成面を傾動することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項5又は6に記載の液滴吐出装置において、
前記移動手段は、前記基板を載置して、載置した前記基板を前記相対移動方向に沿って移動する基板ステージであることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項5〜7のいずれか1つに記載の液滴吐出装置において、
前記複数の吐出口からの液滴の吐出方向が前記基板の法線に対して傾斜するように前記吐出口形成面を傾動するための傾動情報を生成する傾動情報生成手段と、
前記基板の法線方向から見た前記配列方向が前記基板の相対移動方向に対して傾斜するように前記吐出口形成面を回動するための回動情報を生成する回動情報生成手段と、
前記回動情報と前記傾動情報に基づいて、前記回動機構と前記傾動機構を駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項8に記載の液滴吐出装置において、
前記回動情報生成手段と前記傾動情報生成手段は、前記液滴の吐出間隔に基づいて、そ
れぞれ前記回動情報と前記傾動情報を生成することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項5〜9のいずれか1つに記載の液滴吐出装置によって形成されたパターンを備えたことを特徴とする電気光学装置。
- 基板の一面に沿って配列された複数の吐出口を前記基板に対して相対移動させて、前記複数の吐出口から前記基板の法線に対して傾斜する吐出方向に沿って配向膜形成材料の液滴を吐出し、前記基板に配向膜を形成するようにした配向膜形成方法であって、
前記複数の吐出口の配列方向を前記基板の相対移動方向に対して傾斜させるようにしたことを特徴とする配向膜形成方法。 - 配向膜形成材料の液滴を基板に吐出して前記基板に配向膜を形成する配向膜形成装置であって、
前記液滴を吐出する複数の吐出口を列状に有した吐出口形成面と、
前記液滴の吐出方向が前記基板の法線に対して傾斜するように、前記吐出口の配列方向に沿う傾動軸を中心にして前記吐出口形成面を傾動する傾動機構と、
前記基板を前記吐出口形成面に対して相対移動する移動手段と、
前記配列方向が前記基板の相対移動方向に対して傾斜するように、前記基板の法線に沿う回動軸を回動中心にして前記吐出口形成面を回動する回動機構と、
を備えたことを特徴とする配向膜形成装置。 - 請求項12に記載の配向膜形成装置によって形成された配向膜を表示パネルに備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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