JP2007275795A - 機能液供給装置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
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Abstract
【課題】機能液への気泡の混入および機能液の変質を抑制しつつ、機能液滴吐出ヘッドへの機能液の供給圧力を一定に保つことができる機能液供給装置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。
【解決手段】供給流路103を介して機能液滴吐出ヘッド7に機能液を供給する機能液供給装置18において、供給流路104に連通すると共に機能液を貯留する密閉型の貯留タンク111と、貯留タンク111内の機能液上に浮き、且つ浮いた状態で機能液を閉蓋する蓋体112と、貯留タンク111に連通し、貯留タンク111内の圧力を調整する圧力調整手段107と、貯留タンク111の圧力を検出する圧力検出手段113と、圧力検出手113段の検出結果に基づいて、貯留タンク111内の圧力が一定になるように圧力調整手段107を制御する制御手段と、を備えた。
【選択図】図3
【解決手段】供給流路103を介して機能液滴吐出ヘッド7に機能液を供給する機能液供給装置18において、供給流路104に連通すると共に機能液を貯留する密閉型の貯留タンク111と、貯留タンク111内の機能液上に浮き、且つ浮いた状態で機能液を閉蓋する蓋体112と、貯留タンク111に連通し、貯留タンク111内の圧力を調整する圧力調整手段107と、貯留タンク111の圧力を検出する圧力検出手段113と、圧力検出手113段の検出結果に基づいて、貯留タンク111内の圧力が一定になるように圧力調整手段107を制御する制御手段と、を備えた。
【選択図】図3
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機能液を供給する機能液供給装置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、機能液供給装置としてサブタンク内の圧力調整を行い、機能液滴吐出ヘッドへの機能液の送液圧力を最適に制御するものが知られている(特許文献1参照)。この機能液供給装置では、機能液滴吐出ヘッドの移動機構に機能液滴吐出ヘッドと共にサブタンクを搭載しており、サブタンク内を減圧して負圧制御を行うことで機能液滴吐出ヘッドのノズル面とサブタンクの液位とが所定の水頭差となるように調整している。これにより、機能液滴吐出ヘッドから液だれ等が防止されると共に、機能液滴の吐出量を安定させることができる。
特開2001−212972号公報
しかし、上記機能液供給装置では、サブタンク内においてエアーと機能液とが直接接触する構成となっており、機能液に気泡が混入し易く、且つ機能液によっては劣化(酸化)が生ずる問題があった。また、移動機構による移動時に液面が波立ち、上記の水頭差が不安定になる問題があった。
本発明は、機能液への気泡の混入および機能液の変質を抑制しつつ、機能液滴吐出ヘッドへの機能液の供給圧力を一定に保つことができる機能液供給装置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。
本発明の機能液供給装置は、機能液滴吐出ヘッドの駆動による液滴吐出に伴って、供給流路を介して機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給装置において、供給流路に連通すると共に機能液を貯留する密閉型の貯留タンクと、貯留タンク内の機能液上に浮き、且つ浮いた状態で機能液を閉蓋する蓋体と、貯留タンクに連通し、貯留タンク内の圧力を調整する圧力調整手段と、貯留タンクの圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段の検出結果に基づいて、貯留タンク内の圧力が一定になるように圧力調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、蓋体が機能液上に浮いた状態で貯留タンクを閉蓋しているため、機能液がエアーに接触する面積を少なくすることができ、機能液に気泡が混入および機能液が変質を極力防止することができる。また、剛体で液面を押えるので、機能液の液面の揺れを防止することができ、圧力調整手段による圧力調整を相俟って、機能液滴吐出ヘッドへの機能液の供給圧力を一定に保つことができる。これにより、機能液滴吐出ヘッドによる機能液吐出の安定化を図ることができる。さらに、従来のタンク構造を大幅に変えることないため、装置コストを削減することができる。
この場合、蓋体は、中空の耐薬品性材料で構成されていることが、好ましい。
この構成によれば、機能液による蓋体の腐食や劣化を防止することができる。また、蓋体は中空に形成されているため、金属等の比重の大きい材料を用いて蓋体を形成することができる。
本発明の他の機能液供給装置は、機能液滴吐出ヘッドの駆動による液滴吐出に伴って、供給流路を介して機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給装置において、供給流路に連通すると共に機能液を貯留する密閉型の貯留タンクと、貯留タンク内の機能液と機能液上の空隙とを液密に仕切る膜体と、貯留タンクに連通し、貯留タンク内の圧力を調整する圧力調整手段と、貯留タンクの圧力を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段の検出結果に基づいて、貯留タンク内の圧力が一定になるように圧力調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、膜体が貯留タンクと機能液面とを液密に仕切るため、機能液がエアーに接触することがない。このため、機能液に気泡が混入することがなく、且つ機能液が変質するのを防止することができる。また、圧力調整手段により、機能液滴吐出ヘッドへの機能液の供給圧力を一定に保つことができる。これにより、機能液滴吐出ヘッドによる機能液吐出の安定化を図ることができる。なお、圧力調整手段による圧力調整は、膜体の伸縮による圧力変動の影響を考慮して行うことが好ましい。
この場合、膜体は、膜本体と膜本体の中央部に接着した浮き板とから成り、耐薬品性材料で構成されていることが、好ましい。
この構成によれば、機能液による膜体の腐食や劣化を防止することができ且つ、一部剛体で液面を押えるので、機能液の液面の揺れを防止することができる。また、膜体を膜のみで構成した場合に比して圧力変動が少ないので圧力調整手段による圧力調整を簡易に行うことができる。
この場合、貯留タンク内の液位を検出する液位検出手段と、補給流路を介して貯留タンクに接続され、貯留タンクに補給するための機能液を貯留する機能液タンクと、機能液タンク内の機能液を貯留タンクに送液する機能液送液手段と、を更に備え、制御手段は、機能液送液手段を制御し、液位検出手段の検出結果に基づいて、貯留タンクに機能液の補給を行なうことが、好ましい。
この構成によれば、貯留タンク内の機能液の残量を知ることができと共に、貯留タンク内の機能液の消費に対応して機能液タンクから機能液が貯留タンク内に補給されるので、貯留タンク内に一定の機能液を貯留しておくことができる。
この場合、機能液タンクは密閉タンクで構成されており、機能液送液手段は、機能液タンク内を加圧することで機能液を送液することが、好ましい。
この構成によれば、簡単な構造で機能液の補給を行うことができると共に、ポンプ等を用いた場合に比して、エアーの混入等の不具合を制御することができる。なお、機能液タンクも、上記の貯留タンクと同様のタンク構成とすることが、より好ましい。
この場合、補給流路を開閉する流入バルブと、供給流路を開閉する流出バルブとを、更に備え、制御手段は、流入バルブおよび流出バルブを制御し、流入バルブを「開」とし流出バルブを「閉」として機能液の補給を行い、機能液の補給後、流入バルブを「閉」とし、貯留タンクの圧力調整を行なった後、流出バルブを「開」とすることが、好ましい。
この構成によれば、貯留タンクに機能液の補給を行う場合、流出バルブが閉じられているため、補給圧が機能液吐出ヘッドに加わることがなく、機能液滴吐出ヘッドの液だれ等を有効に防止することができる。また、流出バルブおよび流入バルブを閉じた状態で貯留タンク内の圧力調整を行うため、その後、流出バルブを開放したときに、機能液滴吐出ヘッドの液だれ等を防止することができると共に、機能液滴吐出ヘッドを瞬時に吐出待機状態とすることができる。なお、機能液の補給は、機能液滴吐出ヘッドの休止時に行うことが好ましい。
本発明の液滴吐出装置は、上記した機能液供給装置と、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、機能液の管理を良好に行うことができると共に、機能液滴吐出ヘッドの機能液吐出を安定化させることができ、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、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする。
本発明の電気光学装置は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴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、ワーク処理に関し、品質の向上と生産性の向上とを両立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、本発明の実施形態に係る機能液供給装置およびこれを備える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制御装置(図示省略)や、パソコン等で構成され、液滴吐出装置1の各部を制御する制御装置5(図3参照)を、備えている。
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、機能液滴吐出ヘッド17が搭載されたヘッドユニット15と、機能液滴吐出ヘッド17に機能液を供給する機能液供給装置18と、を有している。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。
ヘッドユニット15は、12個の機能液滴吐出ヘッド17(図面上は1つのみ記載)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。12個の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、各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5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。また、機能液供給装置18は、機能液の供給圧力を一定に保った状態で、機能液滴吐出ヘッド17へ機能液の供給を行っている(詳細は後述する)。
このように構成された描画装置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。
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装置61と、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53に付着した機能液等の汚れをワイピング処理により除去するワイピング装置62と、を備えている。吸引装置61とワイピング装置62とは、ヘッドユニット15の移動軌跡上(Y軸方向)にワイピング装置62、吸引装置61の順に横並びに配設され、吸引装置61の吸引動作の後、ワイピング装置62に臨み、ここでワイピング処理を行った後、描画装置3に導入される。
次に、図3を参照して第1実施形態に係る機能液供給装置18について説明する。機能液供給装置18は、供給チューブ(供給流路)104を介して各機能液滴吐出ヘッド17に機能液を供給するサブタンク102と、補給チューブ(補給流路)103を介してサブタンク102に機能液を選択的に補給するメインタンク101と、サブタンク102から各機能液滴吐出ヘッド17への機能液の供給圧力およびメインタンク101からサブタンク102への機能液の送液圧力を調整する圧力制御ユニット107と、構成装置を制御する制御手段と、を備えている。この場合の制御手段は単体で設けてもよいが、本実施形態のものは上記の制御装置5に組み込まれている。なお、機能液供給装置18の機能液供給系は、サブタンク102から6系統に分岐し、T字継手(図示省略)を介してさらに12系統に分岐して12個の機能液滴吐出ヘッド17に接続されているが、同図ではそのうちの1系統のみ図示している。
サブタンク102の前後に位置して、各補給チューブ103には流入バルブ105が介設され、各供給チューブ104には流出バルブ106が介設されている。流入バルブ105および流出バルブ106は、電磁弁等で構成されており、制御装置5により開閉制御されるようになっている。各サブタンク102は、圧力制御ユニット107により、対応する機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53における圧力が適切な水頭圧となるように管理(負圧制御)されており、機能液滴吐出ヘッド17の駆動に応じて機能液を一定の圧力で供給する。これにより、機能液滴吐出ヘッド17からの液だれが防止されると共に、設計上の機能液吐出が可能となる。一方、各サブタンク102の機能液量が少なくなると、メインタンク101から機能液の補給が行われる。
圧力制御ユニット107は、レギュレータや各種エアーバルブを内蔵し、メインタンク101に接続された正圧制御部141と、サブタンク102に接続された負圧制御部142と、を有している。正圧制御部141は、正圧エアー源として工場内の圧縮エアー配管(圧縮エアー設備)等に接続されており、メインタンク101内の機能液をサブタンク102に加圧送液するための圧縮エアーを供給する。すなわち、正圧制御部141は、機能液をメインタンク101からサブタンク102にポンプアップする揚程および揚液量に相当する圧力および流量の圧縮エアーを、メインタンク101に供給する。
一方、負圧制御部142は、負圧エアー源として工場内の真空配管(真空設備)等に接続されており、エアーオペレートバルブ等を介して、サブタンク102内を減圧して所定の負圧に維持する。本実施形態のものでは、サブタンク102の液位と機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53との水頭差が−25mmHgとなるように、サブタンク102内の圧力を減圧制御する。なお、真空設備が利用できない場合には、負圧制御部142にイジェクターを設け、このイジェクターの一次側に圧縮エアーを導入し、イジェクターの2次側から負圧を得ることも可能である。
サブタンク102は、上記のキャリッジ14に搭載され、機能液を貯留する密閉型の貯留タンク111と、貯留タンク111内の機能液面上に浮き、且つ浮いた状態で機能液を閉蓋する蓋体112と、貯留タンク111内の機能液の液圧を検出する圧力センサ(圧力検出手段)113と、蓋体112により仕切られた貯留タンク111の略上半部および略下半部を接続するように上下に伸びる液位検出管路114と、液位検出管路114において貯留タンク111内の機能液の液位を検出する液位検出センサ(液位検出手段)115と、を備えている。貯留タンク111内は、蓋体112により、圧力調整が行われる圧力調整空間と機能液が満たされる貯留空間として上下に仕切られている。つまり、貯留タンク111内の機能液の液面が、機能液滴吐出ヘッド17への機能液の供給により下降する場合や、メインタンク101からの補給により上昇する場合に、蓋体112により仕切られる圧力調整空間と貯留空間の広さが変動する構成となっている。
貯留タンク111は、ステンレス等の耐食性材料でボックス状に形成されており、上蓋となる密閉蓋121と、機能液が貯留されるタンク本体122と、から構成されている。タンク本体122の開口部周縁にはフランジ部123が形成され、密閉蓋121は、周縁がフランジ部と略同一形状となるように板状に形成されている。そして、フランジ部123とフランジ部123に対応する密閉蓋121の周縁部には、パッキンが介設され、このパッキンを介して密閉蓋121がタンク本体122に気密に閉蓋されている。
そして、貯留タンク111内は、液面の上昇端位置より上方に位置して、1側壁に吸引口125が形成されており、圧力調整空間は、吸引口125および制御エアー配管143を介して負圧制御部142に連通している。また、液面の下降端位置より下方に位置して、対向する両側壁の一方に流入口126が形成され、他方に流出口127が形成されており、貯留空間は、流出口127および供給チューブ104を介して機能液滴吐出ヘッド17に連通し、流入口126および補給チューブ103を介してメインタンク101に連通している。
圧力センサ113は、貯留タンク111内において液面の下降端位置より下方に位置して、貯留空間に臨むように貯留タンク111の1側壁に設けられており、圧力センサ113は制御装置5に接続されている。このように、圧力センサ113は、液面の下降端位置より下方に位置するため、蓋体112が下降してきても接触することが無い。なお、圧力センサ113は、貯留タンク111内の、液面の上昇端位置より上方に位置して、圧力調整空間に臨む構成としてもよい。
液位検出管路114は、貯留タンク111内の圧力調整空間と貯留空間とを接続しており、貯留空間から機能液が流れ込む構成となっている。そして、液位検出管路114に設けた液位検出センサ115により、液面の上昇端位置および下降端位置を検出されることで、貯留タンク111内の機能液の貯留量が管理されるようになっている。
液位検出センサ115は、液位検出管路114の液面の上昇端位置に臨む高位検出センサ115aと、液位検出管路114の液面の下降端位置に臨む低位検出センサ115bと、から構成され、各検出センサ115a、115bは、それぞれ制御装置5に接続されている。そして、液位検出管路114に満たされた機能液の液面が機能液の流入・流出により高位検出センサ115aおよび低位検出センサ115bとの間を上昇・下降し、貯留タンク111内に貯留された機能液の満液状態および減液状態が検出される構成となっている。液位検出センサ115の検出結果は、制御装置5に出力され、液位検出センサ115が機能液の減液状態を検出するとメインタンク101から貯留タンク111(サブタンク102)へ機能液の補給が行われると共に、機能液の満液状態を検出したところで補給が停止される。この構成により、貯留タンク111内に一定の機能液を貯留しておくことができる。
蓋体112は、機能液上に浮くいわゆる落し蓋であり、内部を中空にしたステンレス等の耐食性材料で構成され、周囲にわずかな間隙を存してタンク本体122の内側に収まるように形成されている。これにより、蓋体112は、比重の大きいステンレス等を材料に用いてもタンク本体122の内部において液面上を浮き、液面とエアーとが直接接触する面積を減らすよう作用する。なお、蓋体112は、ステンレス等に代えてフッ素系材料で構成してもよい。もちろん、蓋体112を、比重が小さい中実材料で構成することがより好ましい。
メインタンク101は、多量(3L)の機能液を貯留する密閉タンク(圧力タンク)で構成され、機台2内部の収容室(図示省略)に配設されている。メインタンク101には、補給チューブ103が先端部を機能液に深く浸漬した状態で接続され、また機能液の上部空間には、圧力制御ユニット107の正圧制御部141に連通する圧縮エアー配管が接続されている。上述したようにメインタンク101内の機能液は圧縮エアーにより、各サブタンク102に圧力送液される。また、このタンク構成に代えて蓋体112を浮かせたサブタンク102と同様のタンク構成としてもよい。この構成にすることで、サブタンク102に供給する前にエアーの接触を防止するので、さらに機能液への気泡の混入および機能液の変質を防止することができる。
以下、制御装置5による本発明に係る第1実施形態の機能液供給装置18の供給動作について説明する。機能液滴吐出ヘッド17の駆動によりサブタンク102内の機能液が消費され、液位検出センサ115により機能液の減液状態が検出されると、流出バルブ106を閉じると共に流入バルブ105を開き、続いて機能液の満量状態が検出されるまでサブタンク102に機能液が補給される。機能液の補給が完了すると、流入バルブ105が閉じられ、続いて圧力制御ユニット107が駆動し、サブタンク102内を所定の圧力に制御する。具体的には、機能液滴吐出ヘッド17のノズル面53との水頭差が−25mmHgとなるように、圧力センサ113の位置における圧力を予め実験等により求めておいて、この目標圧力を制御装置5に記憶しておく。そして、制御装置5は、圧力センサ113の検出結果が目標圧力になるように、圧力制御ユニット107の負圧制御部142を制御する。このようにして、サブタンク102内の圧力調整が完了したら、流出バルブ106を開いて機能液滴吐出ヘッド17の吐出待機状態とする。なお、高位検出センサ115aによる満液状態の検出に代えて、機能液の補給をタイマー制御により行い、流入バルブ105が閉塞するようにしてもよい。
以上説明したとおり、第1実施形態の機能液供給装置18によれば、蓋体112が機能液上に浮いた状態で貯留タンク111を閉蓋しているため、機能液がエアーに接触する面積を少なくすることができ、機能液に気泡が混入および機能液が変質を極力防止することができる。また、剛体で液面を押えるので、機能液の液面の揺れを防止することができ、圧力制御ユニット107による圧力調整を相俟って、機能液滴吐出ヘッド17への機能液の供給圧力を一定に保つことができる。これにより、機能液滴吐出ヘッド17による機能液吐出の安定化を図ることができる。
次に、図4を参照して、第2実施形態に係る機能液供給装置18について説明する。基本的には、第1実施形態と同様の構成であるため異なる部分について説明する。本実施形態では、第1実施形態の蓋体112に代えて、貯留タンク111に貯留タンク111内の圧力調整空間と貯留空間とを液密に仕切る膜体116が設けられている。
膜体116は、フッ素ゴム等の耐薬品性材料で構成されており、貯留タンク111の内周面に液密に接着されている。そして、機能液滴吐出ヘッド17へ機能液の供給する場合や、メインタンク101からの補給する場合や機能液の消費により、膜体116が伸縮し、膜体116により仕切られる圧力調整空間と貯留空間の広さが変動する構成となっている。なお、本実施形態での圧力調整は、膜体の伸縮による圧力変動の影響を考慮して行われることは、いうまでもない。
第2実施形態の機能液供給装置18によれば、膜体116が貯留タンク111と機能液面とを液密に仕切るため、機能液がエアーに接触することがない。このため、機能液に気泡が混入することがなく、且つ機能液が変質するのを防止することができる。また、圧力制御ユニット107により、機能液滴吐出ヘッド17への機能液の供給圧力を一定に保つことができる。これにより、機能液滴吐出ヘッド17による機能液吐出の安定化を図ることができる。
なお、上記膜体116は、膜体本体131と中央部に接着した浮き板132とで構成してもよい(図5参照)。この構成により、一部剛体で液面を押えるので、機能液の液面の揺れを防止することができる。また、膜体116を膜のみで構成した場合に比して圧力変動が少ないので圧力調整を簡易に行うことができる。
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6は、カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート、図7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7(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7(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7(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7(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7(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7(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7(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8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7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8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9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10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11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12〜図20を参照して説明する。
この表示装置600は、図12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12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13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14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14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1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15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16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17に示すように、各色のうちのいずれか(図17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18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19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20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21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1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。
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。
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22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23(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23(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。
1…液滴吐出装置 5…制御装置 17…機能液滴吐出ヘッド 18…機能液供給装置 101…メインタンク 104…供給チューブ 105…流入バルブ 106…流出バルブ 107…圧力制御ユニット 111…貯留タンク 112…蓋体 113…圧力センサ 115…液位検出センサ 116…膜体 W…ワーク 508…着色層(成膜部)
Claims (11)
- 機能液滴吐出ヘッドの駆動による液滴吐出に伴って、供給流路を介して前記機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給装置において、
前記供給流路に連通すると共に前記機能液を貯留する密閉型の貯留タンクと、
前記貯留タンク内の機能液上に浮き、且つ浮いた状態で前記機能液を閉蓋する蓋体と、
前記貯留タンクに連通し、前記貯留タンク内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記貯留タンクの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記貯留タンク内の圧力が一定になるように前記圧力調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする機能液供給装置。 - 前記蓋体は、中空の耐薬品性材料で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の機能液供給装置。
- 機能液滴吐出ヘッドの駆動による液滴吐出に伴って、供給流路を介して前記機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給装置において、
前記供給流路に連通すると共に前記機能液を貯留する密閉型の貯留タンクと、
前記貯留タンク内の機能液と機能液上の空隙とを液密に仕切る膜体と、
前記貯留タンクに連通し、前記貯留タンク内の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記貯留タンクの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出結果に基づいて、前記貯留タンク内の圧力が一定になるように前記圧力調整手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする機能液供給装置。 - 前記膜体は、膜本体と膜本体の中央部に接着した浮き板とから成り、耐薬品性材料で構成されていることを特徴とする請求項3に記載の機能液供給装置。
- 前記貯留タンク内の液位を検出する液位検出手段と、
補給流路を介して前記貯留タンクに接続され、前記貯留タンクに補給するための機能液を貯留する機能液タンクと、
前記機能液タンク内の機能液を前記貯留タンクに送液する機能液送液手段と、を更に備え、
前記制御手段は、前記機能液送液手段を制御し、前記液位検出手段の検出結果に基づいて、前記貯留タンクに機能液の補給を行なう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機能液供給装置。 - 前記機能液タンクは密閉タンクで構成されており、
前記機能液送液手段は、前記機能液タンク内を加圧することで機能液を送液することを特徴とする請求項5に記載の機能液供給装置。 - 前記補給流路を開閉する流入バルブと、前記供給流路を開閉する流出バルブとを、更に備え、
前記制御手段は、前記流入バルブおよび前記流出バルブを制御し、前記流入バルブを「開」とし前記流出バルブを「閉」として機能液の補給を行い、機能液の補給後、前記流入バルブを「閉」とし、前記貯留タンクの圧力調整を行なった後、前記流出バルブを「開」とすることを特徴とする請求項5または6に記載の機能液供給装置。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載の機能液供給装置と、
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。 - 請求項8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。
- 請求項8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。
- 請求項9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10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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-
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