JP2010169926A - Method for forming alignment layer and apparatus for forming alignment layer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示パネル用の基板にインクジェット方式により配向膜材料を滴下して配向膜を形成する配向膜形成方法および配向膜形成装置に関するものである。 The present invention relates to an alignment film forming method and an alignment film forming apparatus for forming an alignment film by dropping an alignment film material onto a substrate for a liquid crystal display panel by an inkjet method.
近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示パネルが広く用いられている。液晶表示パネルは、一般には薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板とカラーフィルタ(CF)基板とからなる一対の基板が所定の間隔を置いて平行に対向配置され、両基板間に液晶が充填された構成をなしている。TFTアレイ基板には複数の画素電極がマトリクス状に形成され、CF基板にはほぼ全面に共通電極が形成されており、これら電極間に印加する電圧を変化させることで、液晶を配向制御することができるようになっている。 In recent years, liquid crystal display panels have been widely used as display units for home appliances such as computers and televisions. In general, a liquid crystal display panel has a configuration in which a pair of substrates, which are a thin film transistor (TFT) array substrate and a color filter (CF) substrate, are arranged in parallel to each other at a predetermined interval, and liquid crystal is filled between the substrates. There is no. A plurality of pixel electrodes are formed in a matrix on the TFT array substrate, and a common electrode is formed on almost the entire surface of the CF substrate, and the orientation of the liquid crystal can be controlled by changing the voltage applied between these electrodes. Can be done.
通常、液晶の配向を揃えるために、ポリイミドなどの有機材料からなる配向膜が上述した画素電極と共通電極を覆うように形成されている。このような配向膜は、電極が形成された基板表面に配向膜材料からなる薄膜を回転ローラにより転写して形成する方法の他に、図7に示されるようなインクジェットヘッドを用いて基板表面に配向膜材料を滴下して形成する方法がある(例えば下記特許文献1)。
Usually, in order to align the alignment of the liquid crystal, an alignment film made of an organic material such as polyimide is formed so as to cover the pixel electrode and the common electrode. Such an alignment film is formed on the substrate surface using an inkjet head as shown in FIG. 7 in addition to a method in which a thin film made of an alignment film material is transferred to a substrate surface on which an electrode is formed by a rotating roller. There is a method of forming an alignment film material by dropping (for example,
図示されるように、千鳥状に配置された各インクジェットヘッド2には、複数のノズル2dが所定のピッチPでX方向に沿って配列されており、これらインクジェットヘッド2を基板60に対してY方向に相対的に移動させつつ、各ノズル2dから配向膜材料の液滴20,20,20,20,・・・・を連続的に滴下することができるようになっている。
As shown in the figure, each of the
ノズル2dから滴下された配向膜材料の各液滴20は、着弾の瞬間に基板60表面で濡れ広がり、隣接する液滴20同士が接触すると、その接触位置からそれらの液滴20同士が繋がって一体となり、配向膜材料が基板60表面に一様に広がった単一の薄膜として形成される。その後、乾燥などの所定の工程を経ることで液滴20に含まれる配向膜材料以外の溶剤等が除去されると、基板60表面に所定の膜厚を有する配向膜が得られる。
Each
この場合、例えば隣り合うノズル2d,2dの間隔であるノズル間ピッチPは数百μmという長さとなっており、隣り合うノズル2d,2dから滴下された配向膜材料の液滴20は、図8に示されるように重ならないため、例えばノズル間ピッチPの半分〜1/4(半ピッチ〜1/4ピッチ)の長さ分だけ各ノズル2dの配列方向(X方向)にずらすことを、インクジェットヘッド2の滴下移動方向(Y方向)への複数回の移動毎に繰り返すことにより、各液滴20が一体的に繋げられるようになっている。
In this case, for example, the inter-nozzle pitch P, which is the interval between the
より具体的には、例えばノズル間ピッチPが800μmで、その1/4の長さ、つまり200μm分だけX方向にずらす場合は、図7に示されるように、インクジェットヘッド2のY方向への滴下のための移動は4回なされることになる。この場合の滴下動作の手順について説明する。 More specifically, for example, when the inter-nozzle pitch P is 800 μm and it is shifted in the X direction by a quarter length thereof, that is, 200 μm, as shown in FIG. The movement for dripping is performed four times. The procedure of the dropping operation in this case will be described.
先ず、図8に示されるように、インクジェットヘッド2の1回目のY方向下側への矢印31の移動により、基板60表面にY方向に沿って連続した配向膜材料の液滴20の列21を形成する。次に、図9に示されるようにインクジェットヘッド2のノズル間ピッチPの1/4の長さ(1/4ピッチ)だけX方向右側への矢印32の移動によりずらした後に、インクジェットヘッド2の2回目のY方向上側への矢印33の移動により、基板60表面に配向膜材料の液滴20の列22を形成する。
First, as shown in FIG. 8, by the movement of the
次に、図10に示されるようにインクジェットヘッド2のノズル間ピッチPの1/4の長さだけX方向右側への矢印34の移動によりずらした後に、インクジェットヘッド2の3回目のY方向下側への矢印35の移動により、基板60表面に配向膜材料の液滴20の列23を形成する。そして、図11に示されるようにインクジェットヘッド2のノズル間ピッチPの1/4の長さだけX方向右側への矢印36の移動によりずらした後に、インクジェットヘッド2の4回目のY方向上側への矢印37の移動により、基板60表面に配向膜材料の液滴20の列24を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, after shifting by the movement of the
つまり、図8に示されるようなインクジェットヘッド2の基板60への一回目のY方向への移動(矢印31)によって基板60表面に滴下して形成された複数の配向膜材料の液滴20の列21同士の間を埋めるように、インクジェットヘッド2を所定のずらし量(1/4ピッチ)でX方向(矢印32,34,36)へずらしつつ、2回目、3回目、4回目とY方向(矢印33,35,37)に移動させることにより、図7に示されるように配向膜材料の液滴20の列21,22,23,24を形成することで、隣り合う各配向膜材料の液滴20の列21,22,23,24が繋がってこれらを一体的にすることができるようになっている。
That is, the plurality of alignment
このようにインクジェットヘッド2をX方向へずらしつつ基板60に対してY方向に2往復動させることで、隣り合う各配向膜材料の液滴20の列21,22,23,24が繋がって各液滴20が一体となり、これを乾燥させることで基板60表面に単一の薄膜として配向膜が形成されることになる。
In this way, by reciprocating the
しかしながら、各インクジェットヘッド2に設けられた複数のノズル2dのうち、いずれかのノズル2dが詰まる等の不具合や滴下量のバラツキによって、そのノズル2dから滴下される液滴20の量が少なかったり多かったりと適切な滴下量になっていない場合がある。
However, among the plurality of
このような滴下量が適切でない不良ノズルがあると、上述したインクジェットヘッド2をX方向にずらしつつ、Y方向への2往復の移動によって配向膜材料の液滴20の列21,22,23,24を形成する場合、図12に示されるように不良ノズル2h,2h(図中点線で囲んだノズル)から滴下されて形成される配向膜材料の液滴の列21,22,23,24は、隣り合うように連続して形成されてしまう。
If there is a defective nozzle with an inappropriate drop amount, the
したがって、例えば図示されるように左の不良ノズル2hの滴下位置に対応した滴下領域26bの4つの液滴の列21,22,23,24の全てが多くなったり、または右の不良ノズル2hの滴下位置に対応した滴下領域26iの4つの液滴の列21,22,23,24の全てが少なくなったりする結果、この部分の配向膜材料が他の部分より多くなったり少なくなったりしてしまうということが発生する。
Therefore, for example, as shown in the drawing, all of the four
このような配向膜材料の滴下量が適切でない部分を有した基板が、乾燥などの所定の工程を経ると、図4に示されるように、滴下領域26bおよび滴下領域26iの膜厚が他の部分の膜厚より不均一な状態の配向膜62が基板表面に形成されてしまい、これが図15に示されるような液晶表示パネル40の画像表示においてすじ状のムラとなって表示されてしまう表示ムラ41の原因となっていた。
When a substrate having a portion where the amount of the alignment film material is not dropped is subjected to a predetermined process such as drying, as shown in FIG. 4, the film thickness of the dropping
このような基板表面に配向膜材料の滴下量が適切でない部分が存在してしまった場合は、この部分の配向膜材料の量が他の部分の配向膜材料の量と均一になるまで一定時間放置したり、または均一になるように基板を振動させたりすることが考えられるが、工程数の増加等により製造コストがアップするという問題がある。 If there is a part of the substrate surface where the amount of the alignment film material dropped is not appropriate, a certain amount of time is required until the amount of the alignment film material in this part becomes uniform with the amount of the alignment film material in the other part. Although it is conceivable to leave it or to vibrate the substrate so as to be uniform, there is a problem that the manufacturing cost increases due to an increase in the number of processes.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、インクジェットヘッドに設けられた複数のノズルから滴下される配向膜材料の液滴の量を均一にすることができる配向膜形成方法および配向膜形成装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an alignment film forming method and an alignment film forming apparatus capable of uniformizing the amount of alignment film material dropped from a plurality of nozzles provided in an inkjet head. Is to provide.
上記課題を解決するため本発明は、インクジェットヘッドが液晶表示パネル用の基板に対して滴下移動方向に相対的に移動可能に設けられ、前記インクジェットヘッドの滴下移動方向と交差する方向に沿って配設された複数のノズルから前記基板表面に滴下された配向膜材料の液滴の広がりにより配向膜を形成する配向膜形成方法であって、前記基板表面に形成された前記配向膜の膜厚を測定する膜厚測定工程と、該膜厚測定工程により測定された各ノズルの配向膜材料滴下位置での膜厚と所望膜厚との差に基づいて各ノズルからの配向膜材料の滴下量を増減させる滴下量調整工程とを備えたことを要旨とするものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an inkjet head that is movable relative to a substrate for a liquid crystal display panel in a dropping movement direction, and is arranged along a direction that intersects the dropping movement direction of the inkjet head. An alignment film forming method for forming an alignment film by spreading droplets of alignment film material dropped on the substrate surface from a plurality of nozzles provided, wherein the film thickness of the alignment film formed on the substrate surface is Based on the difference between the film thickness measurement process to be measured and the film thickness at the alignment film material dropping position of each nozzle measured by the film thickness measurement process and the desired film thickness, the amount of the alignment film material dripped from each nozzle is determined. The gist of the present invention is to provide a dropping amount adjusting step for increasing or decreasing.
このような構成の配向膜形成方法によれば、液晶表示パネル用の基板表面にインクジェットヘッドのノズルから配向膜材料を滴下して配向膜を形成し、更にその配向膜の膜厚を測定した後、その膜厚測定データの膜厚と目標とする所望膜厚との差を、各ノズルの配向膜材料滴下位置ごとに算出して、各ノズルからの配向膜材料の滴下量を増減させる調整が行われる。このようにインクジェットヘッドの各ノズルからの配向膜材料の滴下量が均一になるように調整(補正)されるので、上述したように不良ノズルから滴下された配向膜材料の液滴の列が隣り合うように連続して配向膜が不均一な部分が局所的に形成されてしまうことが防止される。 According to the method for forming an alignment film having such a configuration, after the alignment film material is formed by dropping the alignment film material from the nozzle of the ink jet head onto the surface of the substrate for the liquid crystal display panel, and after measuring the film thickness of the alignment film The adjustment of increasing or decreasing the amount of alignment film material from each nozzle by calculating the difference between the film thickness of the film thickness measurement data and the desired desired film thickness for each alignment film material dropping position of each nozzle. Done. As described above, the amount of the alignment film material dropped from each nozzle of the inkjet head is adjusted (corrected) so that the alignment film material droplets dropped from the defective nozzle are adjacent to each other as described above. It is possible to prevent a portion where the alignment film is continuously non-uniformly formed so as to fit.
この場合、前記膜厚測定工程においては、前記基板表面に形成された配向膜の膜厚を滴下移動方向に直交する方向に沿って測定する構成にすれば、各ノズルの配向膜材料滴下位置ごとに膜厚測定データの膜厚と目標とする所望膜厚との差を算出することが行いやすくなり、各ノズルが滴下した配向膜の膜厚を効率的に測定することができるので、測定バラツキを小さくすることができると共に、測定時間の短縮も可能となる。 In this case, in the film thickness measurement step, if the film thickness of the alignment film formed on the substrate surface is measured along a direction orthogonal to the dropping movement direction, the alignment film material dropping position of each nozzle is determined. Therefore, it is easy to calculate the difference between the film thickness measurement data and the desired film thickness, and the film thickness of the alignment film dropped by each nozzle can be measured efficiently. Can be reduced, and the measurement time can be shortened.
また、前記膜厚測定工程においては、前記基板表面に形成された配向膜の略中央箇所を含む複数箇所を測定する構成にすれば、例えば、複数箇所で測定された複数の膜厚測定データの膜厚の値を平均化して用いることで膜厚測定の精度を向上させることができる。また、インクジェットヘッドが滴下移動している最中にいずれかのノズルからの配向膜材料の滴下量が変化する場合などの滴下移動方向に沿った配向膜の膜厚の変化も検出することができるので、滴下移動中に配向膜材料の滴下量が変化する不良ノズルの特定が容易になる。 Further, in the film thickness measurement step, for example, a plurality of film thickness measurement data measured at a plurality of locations can be obtained by measuring a plurality of locations including a substantially central portion of the alignment film formed on the substrate surface. The accuracy of film thickness measurement can be improved by averaging the film thickness values. Also, it is possible to detect a change in the thickness of the alignment film along the dropping movement direction, such as when the amount of the alignment film material dropped from any of the nozzles changes while the inkjet head is dropping. Therefore, it becomes easy to identify a defective nozzle in which the dropping amount of the alignment film material changes during the dropping movement.
また、上記課題を解決するために本発明は、インクジェットヘッドが液晶表示パネル用の基板に対して滴下移動方向に相対的に移動可能に設けられ、前記インクジェットヘッドの滴下移動方向と交差する方向に沿って配設された複数のノズルから前記基板表面に滴下された配向膜材料の液滴の広がりにより配向膜を形成する配向膜形成装置であって、前記基板表面に形成された前記配向膜の膜厚を測定する膜厚測定手段と、該膜厚測定手段により測定された各ノズルの配向膜材料滴下位置での膜厚と所望膜厚との差に基づいて各ノズルからの配向膜材料の滴下量を増減させる滴下量調整手段とを備えたことを要旨とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides an ink jet head that is movable relative to a liquid crystal display panel substrate in a dropping movement direction, and in a direction intersecting the dropping movement direction of the ink jet head. An alignment film forming apparatus for forming an alignment film by spreading droplets of alignment film material dropped on the substrate surface from a plurality of nozzles disposed along the substrate, wherein the alignment film formed on the substrate surface The film thickness measuring means for measuring the film thickness, and the alignment film material from each nozzle based on the difference between the desired film thickness and the film thickness at the alignment film material dropping position of each nozzle measured by the film thickness measuring means The gist of the invention is that it includes a dropping amount adjusting means for increasing or decreasing the dropping amount.
このような構成の配向膜形成装置によれば、液晶表示パネル用の基板表面にインクジェットヘッドのノズルから配向膜材料を滴下して配向膜を形成し、更にその配向膜の膜厚を膜厚測定手段により測定した後、その膜厚測定データの膜厚と目標とする所望膜厚との差を、各ノズルの配向膜材料滴下位置ごとに算出して、各ノズルからの配向膜材料の滴下量を増減させる調整が滴下量調整手段により行われる。このようにインクジェットヘッドの各ノズルからの配向膜材料の滴下量が均一になるように調整(補正)されるので、上述したように不良ノズルから滴下された配向膜材料の液滴の列が隣り合うように連続して配向膜の膜厚が不均一な部分が局所的に形成されてしまうことが防止される。 According to the alignment film forming apparatus having such a configuration, the alignment film material is dropped from the nozzle of the inkjet head onto the surface of the substrate for the liquid crystal display panel to form the alignment film, and the film thickness of the alignment film is measured. After measuring by means, the difference between the film thickness measurement data thickness and the desired film thickness is calculated for each alignment film material dropping position of each nozzle, and the amount of alignment film material dropped from each nozzle Adjustment for increasing / decreasing is performed by the dropping amount adjusting means. As described above, the amount of the alignment film material dropped from each nozzle of the inkjet head is adjusted (corrected) so that the alignment film material droplets dropped from the defective nozzle are adjacent to each other as described above. It is possible to prevent local formation of a portion where the thickness of the alignment film is not uniform so as to match.
この場合、前記膜厚測定手段が前記基板表面に形成された配向膜の膜厚を滴下移動方向に直交する方向に沿って測定する構成にすれば、各ノズルの配向膜材料滴下位置ごとに膜厚測定データの膜厚と目標とする所望膜厚との差を算出することが行いやすくなり、各ノズルが滴下した配向膜の膜厚を効率的に測定することができるので、測定バラツキを小さくすることができると共に、測定時間の短縮も可能となる。 In this case, if the film thickness measuring unit measures the film thickness of the alignment film formed on the substrate surface along the direction perpendicular to the dropping movement direction, the film is formed for each alignment film material dropping position of each nozzle. It becomes easier to calculate the difference between the film thickness of the thickness measurement data and the target desired film thickness, and the film thickness of the alignment film dropped by each nozzle can be measured efficiently. And the measurement time can be shortened.
また、前記膜厚測定手段が前記基板表面に形成された配向膜の略中央箇所を含む複数箇所を測定する構成にすれば、例えば、複数箇所で測定された複数の膜厚測定データの膜厚の値を平均化して用いることで膜厚測定の精度を向上させることができる。また、インクジェットヘッドが滴下移動している最中にいずれかのノズルからの配向膜材料の滴下量が変化する場合などの滴下移動方向に沿った配向膜の膜厚の変化も検出することができるので、滴下移動中に配向膜材料の滴下量が変化する不良ノズルの特定が容易になる。 In addition, if the film thickness measuring unit is configured to measure a plurality of locations including a substantially central location of the alignment film formed on the substrate surface, for example, the thickness of a plurality of thickness measurement data measured at a plurality of locations. The accuracy of film thickness measurement can be improved by averaging and using the values of Also, it is possible to detect a change in the thickness of the alignment film along the dropping movement direction, such as when the amount of the alignment film material dropped from any of the nozzles changes while the inkjet head is dropping. Therefore, it becomes easy to identify a defective nozzle in which the dropping amount of the alignment film material changes during the dropping movement.
上記構成を有する配向膜形成方法および配向膜形成装置によれば、インクジェットヘッドの各ノズルからの配向膜材料の滴下量が均一になるように調整(補正)されるので、従来技術で説明したように不良ノズルから滴下された配向膜材料の液滴の列が隣り合うように連続して配向膜の膜厚が不均一な部分が局所的に形成されてしまうことが防止されることになり、図13に示したような液晶表示パネルの画像表示におけるすじ状の表示ムラの発生が防止される。 According to the alignment film forming method and the alignment film forming apparatus having the above-described configuration, the amount of the alignment film material dropped from each nozzle of the inkjet head is adjusted (corrected) so as to be uniform. It is prevented that a portion having a non-uniform thickness of the alignment film is locally formed so that the alignment film material droplets dropped from the defective nozzle are adjacent to each other. Generation of streak-like display unevenness in the image display of the liquid crystal display panel as shown in FIG. 13 is prevented.
以下に、本発明に係る配向膜形成方法および配向膜形成装置の実施の形態ついて、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an alignment film forming method and an alignment film forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
先ず、本発明が適用される液晶表示パネルについて説明する。図6は、液晶表示パネルの平面図と1画素の断面図の概略構成を示している。図示されるように液晶表示パネル40は、画素が縦方向および横方向に複数配列された構成になっている。図中の断面図に示されるように、この液晶表示パネル40は、一対の対向するガラス基板(TFTアレイ基板)50とガラス基板(CF基板)60の間に、液晶70が充填された構成となっている。下側のガラス基板50上には、1画素ごとに設けられた画素電極51がマトリクス状に配列して形成され、上側のガラス基板60の下には、ほぼ全面にわたって共通電極61が形成されている。
First, a liquid crystal display panel to which the present invention is applied will be described. FIG. 6 shows a schematic configuration of a plan view of a liquid crystal display panel and a cross-sectional view of one pixel. As shown in the drawing, the liquid
各画素電極51の周囲には、ソース電極52と図示しないゲート電極とが相互に直交するように形成されている。ソース電極52とゲート電極は、その交差部において、ゲート絶縁膜55を介してソース電極52が上側、ゲート電極が下側になるように交差しており、交差部には図示しないTFT(薄膜トランジスタ)が形成されており、このTFTが画素電極51に図示しないドレイン電極を介して接続されている。この場合、TFTは、ゲート電極より供給される走査信号電圧によってオン/オフ制御され、その際にソース電極52より供給される画像表示信号電圧が、ドレイン電極を介して画素電極51に印加されるようになっている。また、図示されるように画素電極51は、ソース電極52とゲート電極で囲まれ領域に層間絶縁膜54を介して設けられている。
A
各画素電極51が設けられたガラス基板50には、これら各画素電極51を覆うように配向膜53が形成されている。また、共通電極61が形成されたガラス基板60には、この共通電極61を覆うように配向膜62が形成されている。これら配向膜53,62に、絹布等を用いて配向膜53,62表面を所定の方向に擦るラビング処理や、配向膜53,62表面に対して所定の方向から紫外線などを照射する光配向処理を施すと、配向膜53,62表面に所定の配向特性が与えられて、これら配向膜53,62に接触される液晶70の配向を揃えることができるようになっている。
An
また、共通電極61が設けられたガラス基板60には、ブラックマトリクス63が形成されている。このブラックマトリクス63により、ガラス基板50側のソース電極52、ゲート電極およびTFTが形成された領域が遮光されるようになっている。また、このガラス基板60には、各画素に赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のうちのいずれか1色の着色層64が形成されている。
A
図1は、上述した構成の液晶表示パネル40が備えるガラス基板(TFTアレイ基板)50への配向膜53の形成およびガラス基板(CF基板)60への配向膜62の形成に用いられる配向膜形成装置の概略構成を示した図である。尚、以下の説明では、ガラス基板(CF基板)60に配向膜62を形成する態様について説明し、ガラス基板(TFTアレイ基板)50に配向膜53を形成する態様については同様であるので省略する。
FIG. 1 shows the formation of an alignment film used for forming the
図示されるように配向膜形成装置1は、複数のインクジェットヘッド2と、このインクジェットヘッド2に対してガラス基板60を相対的にXY方向に移動可能にする滴下ステージ3と、インクジェットヘッド2の各ノズル2dからの配向膜材料の滴下動作と、滴下ステージ3の移動を制御する滴下コントローラ4を備えている。
As shown in the drawing, the alignment
また、配向膜形成装置1は、インクジェットヘッド2からの配向膜材料の滴下によりガラス基板60表面に形成された配向膜62の膜厚を滴下移動方向(Y方向)に直交する方向(X方向)に沿って測定する膜厚測定器5と、この膜厚測定器5に対してガラス基板60を相対的にXY方向に移動可能にする測定ステージ6と、膜厚測定器5の測定動作と測定ステージ6の移動を制御する膜厚測定コントローラ7を備えている。
In addition, the alignment
更に、配向膜形成装置1は、滴下コントローラ4と膜厚測定コントローラ7を制御する制御部8と、配向膜の目標とする所望膜厚データが記憶された記憶部9と、膜厚測定器5により測定された各ノズル2dの配向膜材料滴下位置での膜厚測定データと、目標とする所望膜厚データとの差に基づいて各ノズルからの配向膜材料の滴下量を増減させる滴下量調整部10を備えている。
Furthermore, the alignment
滴下ステージ3は、その上面に載置されたガラス基板60を吸着保持可能となっており、ガラス基板60をインクジェットヘッド2に対してXY方向に移動させることができる。
The dropping
各インクジェットヘッド2には、供給タンク13内の配向膜材料を含む配向膜溶液(例えば、ポリイミド樹脂5%,溶剤95パーセント)12が供給管14を介して接続されており、供給ポンプ15によって供給タンク13内の配向膜溶液12が送出されて各インクジェットヘッド2に供給されるようになっている。
An alignment film solution (for example, 5% polyimide resin, 95% solvent) 12 containing an alignment film material in a
図示されるように、各インクジェットヘッド2は、X方向に沿って千鳥状になるように配置されている。また、各インクジェットヘッド2には、図7にも示されるようにX方向に沿って複数のノズル2dが所定のピッチPで配列されており、ガラス基板60のほぼ全面に、配向膜材料の液滴20を滴下できるようになっている。
As shown in the drawing, the inkjet heads 2 are arranged in a staggered pattern along the X direction. In addition, as shown in FIG. 7, a plurality of
インクジェットヘッド2は、図2に示されるように、配向膜溶液12が収容される液収容室2aが形成されたヘッド本体2bと、液収容室2aを封止するように設けられた可撓性の振動板2cと、ヘッド本体2bに設けられ液収容室2aと連通するノズル2dが穿設されたノズルプレート2eとを備える。ヘッド本体2bは角柱形状を有しており、このヘッド本体2bには長手方向に沿って複数の液収容室2aが所定間隔で区画形成されている。
As shown in FIG. 2, the
液収容室2aは、ヘッド本体2bの上面と下面とにそれぞれ開口されており、上面の開口は振動板2cによって閉塞され、下面の開口はノズルプレート2eによって閉塞されている。このノズルプレート2eには各液収容室2aに連通するノズル2dがそれぞれ設けられている。
The
振動板2cの液収容室2aとは反対側の面には板状の圧電セラミックス2fが固着して設けられており、この圧電セラミックス2fには滴下コントローラ4から所定の駆動電圧が供給されるようになっている。この圧電セラミックス2fに滴下コントローラ4から供給される駆動電圧を印可して作動させ、振動板2cを振動させて液収容室2a内の配向膜溶液12に圧力が加えられると、配向膜溶液12を各ノズル2dから液滴状に吐出させることができるようになっている。
A plate-like piezoelectric ceramic 2f is fixedly provided on the surface of the
ヘッド本体2bには液収容室2aに一端を連通させた液供給路2gが設けられており、この液供給路2gの他端はヘッド本体2bの側面に開口して、供給管14を介して供給タンク13に接続されている。これにより液収容室2a内は配向膜溶液12で満たされるようになっている。
The head
このようなインクジェットヘッド2は、図示されるように液供給路2gから供給される配向膜溶液12で満たされた液収容室2aの容積を、印可される駆動電圧に応じて変形する圧電セラミックス2fで増加・縮小させることによって、液収容室2aに連通されたノズル2dから配向膜溶液の液滴20を吐出することができるようになっている。
Such an
具体的には、図2に示されるように圧電セラミックス2fへの印可電圧がVLの待機状態から吐出動作の直前にVHの電圧を印可すると圧電セラミックス2fは上側に湾曲変形する。これに伴い振動板2cも上側に変位して液収容室2aの容積が増加して、配向膜溶液12が液供給路2gを介して液収容室2aに供給される。そして、その直後にVLの電圧を印可すると上側に湾曲変形していた圧電セラミックス2fが下側に湾曲変形する。これに伴い上側に変位していた振動板2cも下側に変位することにより液収容室2aの容積が待機状態にまで縮小して、配向膜溶液12がノズル2dから押し出されて液滴20が吐出される。
Specifically, as shown in FIG. 2, when a voltage of VH is applied immediately before the discharge operation from a standby state where the applied voltage to the piezoelectric ceramic 2f is VL, the piezoelectric ceramic 2f is curved and deformed upward. Accordingly, the
このようなインクジェットヘッド2を基板60に対してY方向に相対的に移動させつつ、各ノズル2dから配向膜材料の液滴20,20,20,20,・・・・を連続的に滴下することで、ガラス基板60表面には、図1に示されるように12個のノズル2dに対応した12の滴下領域26a〜26lに配向膜62が形成される。尚、インクジェットヘッド2のガラス基板60表面への滴下動作の手順は、上述した図8〜図11を用いて説明したものと同じであるので、省略する。
While the
測定ステージ6は、その上面に載置されたガラス基板60を吸着保持可能となっており、ガラス基板60を膜厚測定器5に対してXY方向に移動させることができる。この場合、膜厚測定器5としては、ガラス基板60の表面に形成された配向膜62の膜厚を測定可能であれば、任意の測定手段を用いることができる。本実施形態においては、一例として、光干渉式の膜厚測定器5を用いる。
The
光干渉式の膜厚測定器5は、配向膜63が形成されているガラス基板60に対して所定角度傾斜した光を照射する。照射された光によって、配向膜62の表面において反射する反射光と、配向膜62とガラス基板60との界面において反射する反射光が発生し、これらの2つの反射光の干渉を計測することによって配向膜62の膜厚が測定される。
The optical interference type film
この場合、膜厚測定器5は、測定ステージ6の移動により、ガラス基板60に形成された配向膜62の各滴下領域26a〜26lを、滴下移動方向Yに直交する方向(X方向)に沿って配向膜62の膜厚を測定する。この場合、図1に示されるように、ガラス基板60表面に形成された配向膜62の略中央箇所を含む複数箇所の膜厚を測定すれば、例えば、複数箇所で測定された複数の膜厚測定データにおける膜厚の値を平均化して用いることで膜厚測定の精度を向上させることができる。また、インクジェットヘッド2が滴下移動している最中にいずれかのノズル2dからの配向膜材料の滴下量が変化する場合などの滴下移動方向(Y方向)に沿った配向膜62の膜厚の変化も検出することができるので、滴下移動中に配向膜材料の滴下量が変化する不良ノズルの特定が容易になる。
In this case, the film
滴下量調整部10は制御部8に接続されており、膜厚測定器5からの膜厚測定データが制御部8を介して入力される。記憶部9は、配向膜62の各滴下領域26a〜26lにおける目標とする所望膜厚データが記憶されている。
The dropping
記憶部9は滴下量調整部10と接続されており、滴下量調整部10は、制御部8から入力される膜厚測定器5からの膜厚測定データと、記憶部9から入力される所望膜厚データとの差をとり、各滴下領域26a〜26lにおける膜厚差を算出する。また、算出された各滴下領域26a〜26lにおける膜厚差に基づいて、各ノズル2dからの滴下量を増減調整する。このような各ノズル2dからの滴下量の増減調整は、具体的にはインクジェットヘッド2に設けられた圧電セラミック2fに印可される駆動電圧VHの増減によりなされる。
The storage unit 9 is connected to the dropping
図3は、圧電セラミックス2fに印可される駆動電圧VHの増加割合(%)と形成される配向膜62の膜厚の増加量(nm)との関係を示したグラフである。図示されるように、駆動電圧VHの増加割合と配向膜62の膜厚の増加量との間にはほぼ線形の一定の関係がある。そこで、この駆動電圧VHの増加割合と配向膜62の膜厚の増加量との間の関係を利用して、上述した膜厚差が補正されるノズル2dから滴下される液滴20の量を、滴下させる駆動電圧VHに換算することで、各ノズル2dからの滴下量を増減調整することができるようになっている。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the increase rate (%) of the drive voltage VH applied to the piezoelectric ceramic 2f and the increase amount (nm) of the thickness of the
図4は、各滴下領域26a〜26lにおける配向膜62の形成状態を示した横断面図である。例えば、図示されるように、左から1番目に配置されたインクジェットヘッド2の中央の不良ノズル2hの滴下量が他のノズル2dの滴下量よりも多く、左から3番目に配置されたインクジェットヘッド2の右側の不良ノズル2hの滴下量が他のノズル2dの滴下量よりも少ない場合となっており、これら不良ノズル2h,2hに対応する配向膜62の滴下領域26bと滴下領域26iには、所望膜厚Taに対して膜厚が大きい膜厚大部Tbと同じく所望膜厚Taに対して膜厚が小さい膜厚小部Tcを有している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the formation state of the
このような配向膜62が膜厚大部Tbと膜厚小部Tcを有している場合は、それらの領域への配向膜62の形成に用いた不良ノズル2h,2hの滴下量を増減調整する。具体的には、所望膜厚Taが例えば100nmであるのに対して膜厚大部Tbが112nmである場合には、図3に示されるインクジェットヘッド2のノズル2dの駆動電圧VHの増加割合と膜厚の増加量との関係から不良ノズル2hの圧電セラミックス2fへの駆動電圧VHを5%減少させることで、膜厚大部Tbを図5に示すように所望膜厚Taに近づけることができる。
When such an
また、同様に所望膜厚Taが例えば100nmであるのに対して膜厚小部Tbが90nmである場合には、図3に示されるインクジェットヘッド2のノズル2dの駆動電圧VHの増加割合と膜厚の増加量との関係から不良ノズル2hの圧電セラミックス2fへの駆動電圧VHを4%増加させることで、膜厚小部Tcを図5に示すように所望膜厚Taに近づけることができる。
Similarly, when the desired film thickness Ta is 100 nm, for example, and the small film thickness portion Tb is 90 nm, the rate of increase in the driving voltage VH of the
以上説明したように、ガラス基板60表面にインクジェットヘッド2のノズル2dから配向膜材料を滴下して配向膜62を形成し、更にその配向膜62の膜厚をノズル2dの滴下移動方向(Y方向)に直交する方向(X方向)に沿って測定した後、その膜厚測定データの膜厚と目標とする所望膜厚との差を、各ノズル2dの配向膜材料滴下位置(領域)ごとに算出して、各ノズル2dからの配向膜材料の滴下量を増減させる調整が行われる。このようにインクジェットヘッド2の各ノズル2dからの配向膜材料の滴下量が均一になるように調整(補正)されるので、不良ノズル2hから滴下された配向膜材料の液滴20の列21,22,23,24が隣り合うように連続して配向膜の膜厚が不均一な部分が局所的に形成されてしまうことが防止される。これにより図13に示したような液晶表示パネル40の画像表示におけるすじ状の表示ムラ41の発生が防止されることになる。
As described above, the alignment film material is dropped on the surface of the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、インクジェットヘッド2によって形成された配向膜62の膜厚測定を、配向膜62を乾燥させた後に行っても良く、上述した実施の形態には限定されない。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such Embodiment at all, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement in a various aspect. For example, the film thickness of the
1 滴下装置
2 インクジェットヘッド
2d ノズル
2f 圧電セラミックス
2h 不良ノズル
3 滴下ステージ
4 滴下コントローラ
5 膜厚測定器
6 測定ステージ
7 膜厚測定コントローラ
8 制御部
9 記憶部
20 配向膜材料の液滴
21〜24 配向膜材料の液滴の列
26a〜26l 滴下領域
Ta 配向膜の所望膜厚
Tb 膜厚過剰部
Tc 膜厚不足部
31,33,35,37 Y方向への移動を示す矢印
32,34,36 X方向への移動を示す矢印
40 液晶表示パネル
50 ガラス基板(TFTアレイ基板)
53 配向膜
60 ガラス基板(CF基板)
62 配向膜
70 液晶
P ノズル間ピッチ
X 滴下移動方向に直交する方向
Y 滴下移動方向
DESCRIPTION OF
53
62
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JP2009012789A JP2010169926A (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Method for forming alignment layer and apparatus for forming alignment layer |
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Family Applications (1)
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JP2009012789A Pending JP2010169926A (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Method for forming alignment layer and apparatus for forming alignment layer |
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2009
- 2009-01-23 JP JP2009012789A patent/JP2010169926A/en active Pending
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