WO2003098286A1 - Appareil de fabrication d'affichage et procede de fabrication d'affichage - Google Patents

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WO2003098286A1
WO2003098286A1 PCT/JP2003/006167 JP0306167W WO03098286A1 WO 2003098286 A1 WO2003098286 A1 WO 2003098286A1 JP 0306167 W JP0306167 W JP 0306167W WO 03098286 A1 WO03098286 A1 WO 03098286A1
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amount
pressure chamber
droplet
expansion
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PCT/JP2003/006167
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Tomoaki Takahashi
Hirofumi Sakai
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Seiko Epson Corporation
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/09Ink jet technology used for manufacturing optical filters

Definitions

  • an ejection head for example, an ink jet head
  • a liquid material discharged from a nozzle opening is injected into a plurality of pixel regions provided on the surface of the base.
  • color unevenness or defective color may occur in the pixel region due to a characteristic variation between nozzle openings.
  • Patent Literature 1 proposes a technique for repairing a defect by ejecting an ink droplet of a predetermined color to an uneven color portion or a color missing portion of a color filter.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams illustrating an example of a display manufacturing apparatus.
  • FIG. 1A is a plan view of the manufacturing apparatus
  • FIG. 1B is a partially enlarged view of a color filter.
  • FIG. 9 shows the change in the ejection characteristics when the drive voltage was adjusted in the standard drive pulse, (a) shows the change in the flying speed of the droplet when the drive voltage was changed, and (b) shows the change in the flight speed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a change in the weight of a droplet when a driving voltage is changed.
  • Figure 11 (a) shows the relationship between the drive voltage and the time width of the expansion element and the weight of the droplet when the flight speed of the droplet is set to 7 m / s in the standard drive pulse. b) is a diagram showing the relationship between the drive voltage, the time width of the expansion element, and the flying speed of the droplet when the weight of the droplet is set to 15 ng.
  • FIG. 16 shows the change in the ejection characteristics when the drive voltage was adjusted with the micro drive pulse.
  • A shows the change in the flight speed of the droplet when the drive voltage was changed.
  • B shows the change in the weight of a droplet when the drive voltage is changed.
  • Figure 17 (a) shows the relationship between the drive voltage and the intermediate potential and the weight of the droplet when the flight speed of the droplet is set to 7 m / s in the micro drive pulse.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the driving voltage and the intermediate potential and the flying speed of a droplet when the weight of the droplet is set to 5.5 ng.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating a color filter manufacturing process.
  • FIG. 23 is a schematic diagram illustrating an excimer laser light source.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of a principal part showing a schematic configuration of a liquid crystal device using a color filter to which the present invention is applied.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of a principal part showing a schematic configuration of a liquid crystal device of a second example using a color filter to which the present invention is applied.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of a principal part showing a schematic configuration of a liquid crystal device of a third example using a color filter to which the present invention is applied.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the display device according to the second embodiment.
  • FIG. 29 is a process chart illustrating the formation of the inorganic bank layer.
  • the driving pulse causes the meniscus to increase toward the pressure chamber side.
  • a second expansion element for rapidly expanding a pressure chamber having a steady volume to retract, and a second discharge element for discharging the central portion of the meniscus drawn by the second expansion element into a droplet by contracting the pressure chamber.
  • a second drive pulse including
  • the mounting base 3 is a substantially rectangular plate-shaped member in which the mounting surface 3a is constituted by a light reflecting surface.
  • the size of the mounting base 3 is defined based on the size of the filter base 2, and is set at least one size larger than the filter base 2 '.
  • the guide bar 4 is a flat rod-shaped member, and is installed in parallel with the short side direction of the mounting base 3 (Y axis, corresponding to the sub-scanning direction). (Equivalent to the main scanning direction).
  • the nozzle plate 45 is a thin stainless steel plate in which a plurality of nozzle openings 25 are formed in rows at a pitch corresponding to the dot formation density.
  • 48 nozzle openings 25 are arranged in rows with a pitch of 90 dpi, and these nozzle openings 25 constitute a nozzle array.
  • the ejection data latched by the latch circuits 63 and 64 is input to the decoder 65.
  • the decoder 65 functions as pulse selection data generation means, and generates 2-bit pulse selection data by translating 2-bit ejection data.
  • the drive signal generator 32 As shown in FIGS. 7 and 14, the drive signal generator 32 generates a drive signal in which three drive pulses (PS 1 to PS 3 and PS 4 to PS 6) are included in the ejection period T.
  • the decoder 65 generates 3-bit pulse selection data.
  • the pulse selection data [00] is generated by translating the ejection data [00] that does not discharge droplets, and the pulse selection data [0 1] is translated by translating the ejection data [01] that discharges a small amount of droplets. 0].
  • the pulse selection data [101] is generated, and the ejection data [1 1] for ejecting a large amount of droplets is translated.
  • the amount of liquid material is represented by weight (ng), and the control by weight is described. However, it is needless to say that the control may be performed by volume (pL).
  • the ejection control of the droplet is performed based on the pulse selection data. That is, when the pulse selection data is [000], the first generation period Tl corresponding to the first standard drive pulse PS1, the second generation period ⁇ 2 corresponding to the second standard drive pulse PS2, and In any of the third generation periods # 3 corresponding to the third standard drive pulse PS3, the switch circuit 68 is in the OFF state. Therefore, none of the standard drive pulses PS 1 to PS 3 is supplied to the piezoelectric vibrator 21. Then, when the pulse selection data is [0 10], the switch circuit 68 is turned on in the second generation period T2, and in the first generation period Tl and the third generation period ⁇ 3, The switch circuit 68 is turned off.
  • the switch circuit 68 When the pulse selection data is [101], the switch circuit 68 is turned on in the first generation period Tl and in the third generation period ⁇ 3, and in the second generation period T2. 68 becomes the OFF state. For this reason, A first standard drive pulse PS 1 and a third standard drive pulse / PS 3 are supplied to the piezoelectric vibrator 21. Similarly, when the pulse selection data is [1 1 1], the switch circuit 68 is turned on in each period of the first generation period T1 to the third generation period T3, and the piezoelectric vibrator 21 has Each of the standard drive pulses PS1 to PS3 is supplied.
  • the amount of the droplet to be discharged can be changed by changing the type of the driving pulse.
  • a predetermined amount for example, 5.5 ng
  • These micro drive pulses P S4 to P S6 are a kind of the second drive pulse of the present invention, and all are constituted by pulse signals having the same waveform shape. For example, as shown in FIG.
  • the discharge hold element ⁇ 14 and the contraction damping element ⁇ 15 are sequentially supplied.
  • the supply of the contraction damping element ⁇ 15 causes the pressure chamber 47 to contract from the discharge volume to the minimum volume, but the contraction speed is set to a speed that can suppress the meniscus vibration after the droplet discharge.
  • the damping hold element ⁇ 16 is supplied, so that the contracted state of the pressure chamber 47 is maintained.
  • the expansion damping element # 17 is supplied at a timing when the vibration of the meniscus can be canceled, and the pressure chamber 47 for suppressing the vibration of the meniscus expands and returns to a steady volume.
  • Fig. 9 shows the change in the ejection characteristics of the droplet when the drive voltage is adjusted, (a) shows the change in the flight speed when the drive voltage is changed, and (b) shows the change in the drive voltage. The figure shows the change in weight when is changed.
  • the maximum potential VH was changed without changing the minimum potential VL and the time width of each waveform element (P1 to P5).
  • the intermediate potential VM was changed to correspond to the drive voltage.
  • a solid line with a black circle indicates one main droplet
  • a dotted line with a white circle indicates satellite droplets (droplets flying along with the main droplet).
  • a one-point line with a triangle indicates the second satellite droplet (droplet that flies along with the satellite droplet).
  • the maximum potential V H is the same before and after the change of the intermediate potential VM. Therefore, when the intermediate potential VM is set higher than the reference, the potential difference from the intermediate potential VM to the maximum potential VH is smaller than when the intermediate potential VM is set to the reference intermediate potential VM, and the expansion allowance of the pressure chamber 47 is reduced. .
  • the intermediate potential VM is set lower than the reference, the potential difference from the intermediate potential VM to the maximum potential VH becomes larger than when the intermediate potential VM is set to the reference intermediate potential VM, and the expansion allowance of the pressure chamber 47 increases. .
  • This expansion allowance defines the amount of liquid material flowing into the pressure chamber 47. That is, if the expansion allowance is larger than the standard, the amount of the liquid droplet flowing into the pressure chamber 47 from the common liquid chamber 48 becomes larger than the standard amount. The amount of droplets flowing into the pressure chamber 47 becomes smaller than the reference amount.
  • the time width (supply time) of the expansion element P1 becomes the same before and after the change of the intermediate potential VM. For this reason, the intermediate potential V When M is set high, when the expansion element P 1 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, the expansion speed of the pressure chamber 47 decreases. On the other hand, when the intermediate potential VM is set lower than the reference, the expansion speed of the pressure chamber 47 increases.
  • the expansion allowance of the pressure chamber 47 affects the liquid material pressure (liquid pressure) in the pressure chamber 47 immediately after the supply of the expansion element P1. That is, as the expansion allowance is smaller than the standard, the liquid pressure in the pressure chamber 47 becomes closer to the steady state pressure immediately after the supply of the expansion element P1, so that the inflow amount of the liquid material becomes smaller than the standard. The inflow speed also slows. As a result, the pressure fluctuation of the liquid material in the pressure chamber 47 becomes relatively small. Conversely, if the expansion allowance is larger than the standard, the liquid pressure in the pressure chamber 47 immediately drops immediately after the supply of the expansion element P1. Therefore, the inflow rate of the liquid material increases and the inflow speed increases, and the pressure fluctuation of the liquid material in the pressure chamber 47 increases.
  • the driving voltage is set to 31.5 V and the intermediate potential VM is set to 20% of the driving voltage (that is, It can be seen that setting each to (potential 6.3 V higher than potential VL) can discharge about 16.5 ng of droplets.
  • the driving voltage is set to 29. 7 V and the intermediate potential VM is set to 40% of the driving voltage, it can be seen that approximately 15.3 ng of droplets can be ejected.
  • the driving voltage is set to 28.0 V and the intermediate potential VM is set to 60 ° / 0 of the driving voltage, it can be seen that droplets of about 13.6 ng can be ejected.
  • the relationship between the driving voltage and the intermediate potential VM and the flight speed of the droplet is as shown in FIG. 10 (b).
  • the drive voltage is set to 29.2 V and the intermediate potential VM is set to 20% of the drive voltage (that is, 5.9 V higher than the minimum potential VL)
  • the liquid It can be seen that the flight speed of the drops can be set to about 6. lm / s.
  • the driving voltage is set to 29. OV and the intermediate potential VM is set to 40% of the driving voltage, it can be seen that the flying speed of the droplet can be set to about 6.8 / s.
  • the drive voltage is set to 30.6 V and the intermediate potential VM is set to 60% of the drive voltage, it can be seen that the flight speed of the droplet can be set to about 8.lm / s.
  • the time width of the expansion element P1 defines the expansion rate of the pressure chamber 47 from the steady volume to the maximum volume. Then, irrespective of the time width of the expansion element P1, if the start potential of the expansion element P1 is set to the intermediate potential VM and the end potential is set to the maximum potential VH, the expansion width of the expansion element P1 is set shorter than the reference. The gradient of P1 becomes steeper, and the expansion rate of the pressure chamber 47 becomes faster than the reference. On the other hand, if the time width is set longer than the reference, the inclination of the expansion element P1 becomes gentler, and the expansion speed of the pressure chamber 47 becomes lower than the reference. This difference in the expansion rate affects the liquid pressure in the pressure chamber 47 immediately after the supply of the expansion element P1.
  • the expansion speed is lower than the reference, the fluctuation of the liquid pressure becomes small immediately after the supply of the expansion element P1, and the flow speed of the liquid material into the pressure chamber 47 also becomes low.
  • the expansion rate is higher than the standard, the liquid pressure in the pressure chamber 4'7 drops significantly immediately after the supply of the expansion element P1, and the pressure oscillation increases, and The inflow speed into the pressure chamber 47 also increases.
  • (b) shows that if the drive voltage is set to 26.8 V and the time width of the expansion element P1 is set to 2.5 s, the flight speed of the droplet can be set to about 6.7 mZ s. . Also, if the drive voltage is set to 27.8 V and the time width of the expansion element P 1 is set to 3.5 ⁇ s, it can be seen that the flight speed of the droplet can be set to about 6.3 mZs. Furthermore, if the drive voltage is set to 31.7 V and the time width of the expansion element P1 is set to 6.5 ⁇ s, it can be seen that the flight speed of the droplet can be set to about 10.8 m / s .
  • the magnitude of the driving voltage and the flying speed and weight of the droplet are in direct proportion to each other (the coefficient is positive). That is, when the driving voltage is increased, the flying speed of the droplet (main droplet) increases, and the weight of the droplet increases.
  • the driving voltage is 18V
  • the flight speed of the main droplet is about 4 ms
  • the weight is about 4.4 ng.
  • the driving voltage is 24 V
  • the flight speed is about 9. OmZs and the weight is about 6.8 ng.
  • the driving voltage is 33V
  • the flight speed is about 16mZs, and the weight is about 10.2ng.
  • the drive voltage and the intermediate potential VM it is possible to change the ejection amount of the droplet while keeping the flight speed of the droplet constant.
  • the flight speed of the droplet is set to 7 mZ s
  • the relationship between the driving voltage and the intermediate potential VM and the weight of the droplet is as shown in FIG. 17 (a). From Fig. 17 (a), when the drive voltage is set to 19.5 V and the intermediate potential VM is set to 0% of the drive voltage (that is, the same potential as the minimum potential VL), a droplet of about 5.6 ng is obtained. It can be seen that can be discharged.
  • the dynamic voltage is set to 22.5 V and the intermediate potential VM is set to 3.0% of the drive voltage, it can be seen that about 5.9 ng of droplets can be ejected.
  • the drive voltage is set to 24.5 V and the intermediate potential VM is set to 50% of the drive voltage, it can be seen that approximately 7.5 ng of droplets can be ejected.
  • the drive voltage and the intermediate potential VM it is possible to change the flight speed of the droplet while keeping the ejection amount of the droplet constant.
  • the weight of the droplet is set to 5.5 ng
  • the relationship between the driving voltage and the intermediate potential VM and the flight speed of the droplet is as shown in Fig. 17 (b). From Fig. 17 (b), it can be seen that when the driving voltage is set to 19.0 V and the intermediate potential VM is set to 0% of the driving voltage, the flight speed of the droplet can be set to about 6.9 mZ s.
  • the above discharge potential VF defines the discharge volume of the pressure chamber 47 (the volume at the end of the supply of the second discharge element P13). Therefore, the contraction amount from the maximum volume to the discharge volume can be set by changing the discharge potential VF. Further, since the time width of the second ejection element P13 is constant, the contraction speed also changes by changing the ejection potential VF. That is, when the discharge potential VF is set lower than the reference, the contraction speed increases, and when the discharge potential VF is set higher than the reference, the contraction speed decreases.
  • the relationship between the driving voltage and the ejection potential VF and the flying speed of the droplet is as shown in FIG. 18 (b).
  • the flying speed of the droplet is about 11.2 m You can see that it can be set to / s. If the drive voltage is set to 19.5 V and the potential difference of the second ejection element P 13 is set to 70% of the drive voltage, the flying speed of the droplet can be set to about 5.5 m / s. I understand. Further, it can be seen that when the drive voltage is set to 12.0 V and the potential difference of the second ejection element P 13 is set to 100% of the drive voltage, the flight speed of the droplet can be set to about 3.0 / s.
  • the flight speed of the droplets can be set, so that droplets of different volumes can be flown at the same speed. This makes it possible to align the landing positions of the droplets while keeping the scanning speed of the ejection head 7 constant. Therefore, the landing position of the droplet can be accurately controlled without performing complicated control.
  • the above-described filter substrate 2 is obtained through the above black matrix formation step and bank formation step.
  • the protective film 77 is formed through a drying process.
  • the carriage motor 6 operates to move the guide bar 4 in the main scanning direction (X-axis direction), and in synchronization with the movement of the guide bar 4, ink of a predetermined color is ejected from the nozzle opening 25 of the ejection head 7. Drops are ejected.
  • the determination of the landing ink amount is performed for all the pixel areas 12a. That is, when the landing ink amount for one pixel region 12a is detected, the landing ink amount for the next pixel region 12 is detected. Then, when the landing ink amounts are detected for all the pixel areas 12a, the process is terminated.
  • the acquired landing ink amounts are stored in the RAM (landing liquid material amount storage means, not shown) of the main control unit 31 in a state where the landing ink amounts are associated with the position information of the pixel area 12a.
  • the ejection head 7 is positioned on the pixel area 12 a where the amount of the landing ink is insufficient with respect to the target amount of ink.
  • a driving pulse having a shape (for example, microphone opening driving pulses PS 4 to PS 6) is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the pixel region 12 a is refilled with ink.
  • the main control section 31 reads out the shortage amount information from the RAM and recognizes the pixel area 12a that needs ink replenishment.
  • a drive pulse for discharging a shortage amount is set for the pixel region 12a that needs replenishment. That is, waveform information is set.
  • the set waveform information is stored in the RAM (corresponding to a supplementary pulse setting information storage means, not shown) of the main controller 31 as supplementary pulse setting information in a state associated with the position information of the pixel area 12a. Is stored.
  • the main control unit 31 controls the replenishment of the ink. That is, the carriage motor 6 is controlled to position the ejection head 7 on the pixel area 12a to be supplemented. Then, waveform information (supplementary pulse setting information) is output to the drive signal generation section 32, and an insufficient amount of droplets is ejected to land on the pixel area 12a.
  • the designed value of the landing ink amount is set as the target ink amount, and when the amount of ink that exceeds the design value lands, the coloring component decomposition means is activated according to the excess amount, and the excess ink (coloring component) May be decomposed.
  • the coloring component decomposition means is activated according to the excess amount, and the excess ink (coloring component) May be decomposed.
  • this application step includes a liquid material discharge step (S 11), an impact amount detection step (S 12), a correction amount acquisition step (S 13 ′), and a liquid material It comprises a replenishment step (S14) and a liquid material decomposition step (S15), and these steps are performed in order.
  • a predetermined amount of ink droplets of a predetermined color are ejected into each pixel region 12a on the substrate 11. This step is performed in the same manner as in the above example.
  • Correction amount acquisition step (In S 13, the landing ink amount for each pixel area 12 a detected in the above-described landing amount detection step is calculated as the target ink amount for the pixel area 12 a (the target liquid material amount of the present invention).
  • the difference between the landed ink amount and the target ink amount is obtained as a correction amount, where the target ink amount in this example is a design value of the landed ink amount. It is stored in RAM (corresponding to target ink amount storage means, not shown).
  • the liquid material replenishment step (S 4) is the same as the above example, and the state in which the ejection head 7 is positioned on the pixel area 12 a where the landing ink amount is insufficient with respect to the target ink amount. Then, a drive pulse having a waveform shape corresponding to the shortage is supplied to the piezoelectric vibrator 21 and the pixel is Refill the area 1 2a with ink.
  • the laser light emitting element 18 and the laser may be scanned simultaneously by arranging the laser light-receiving element 19 so as to sandwich the display substrate (the filter substrate 21 in FIG. 38).
  • the laser beam Lb is appropriately reflected by a prism or the like, the laser beam Lb from the laser light emitting element 18 is irradiated on the pixel area 12a, and the laser beam Lb after transmitting through the pixel area 12a is received by the laser light receiving element. You may be guided to 19 (you may make it incident).
  • the liquid material amount detecting means may be constituted by a CCD array 140.
  • the mounting surface 3a of the mounting base 3 is formed of, for example, a surface light emitter so that light can be emitted with a uniform light amount.
  • a CCD array 140 is provided on the surface of the guide bar 4 facing the mounting base 3, and the light transmitted through the pixel area 12a is received to detect the amount of ink landing.
  • the resolution of the CCD array 140 is preferably higher (finer) than the size of the elementary region 12a from the viewpoint of improving detection accuracy.
  • the electromechanical transducer is not limited to the piezoelectric vibrator 21 described above, but may be constituted by a magnetostrictive element or an electrostatic actuator.

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Description

明細書'
ディスプレー製造装置、 及び、 ディスプレー製造方法 [発明の属する技術分野]
本発明は、 液晶表示装置用のカラーフィルタや E L (Electro Luminescence) 表示装置等の各種ディスプレーを、 液材を吐出させることで製造するディスプレ 一製造装置、 及び、 このディスプレーの製造方法に関する。
[背景技術]
液晶表示装置用のカラーフィルタや E L表示装置、 或いはプラズマ表示装置等 を製造するにあたり、 液体状の材料 (液材) を液滴状にして吐出可能な噴射へッ ド (例えば、 インクジェットヘッド) が好適に用いられている。 この噴射ヘッド を用いた製造装置では、 例えば、 カラーフィルタの製造において、 ノズル開口か ら吐出させた液材を基体表面に設けた複数の画素領域に打ち込む。 しかし、 ノズ ル開口毎の特性ばらつき等により、 画素領域に色むらや色抜けの不良が生じる場 合がある。 そして、 この不良が生じた場合には、 不良が生じた画素領域に対して 液材を吐出して修復することがなされている。 例えば、 特許文献 1には、 カラー フィルタの色むら部分や色抜け部分に対して所定の色のィンク滴を吐出すること で不良を修復する技術が提案されている。
ところで、 上記公報に開示された製造装置では、 発熱素子を備えた噴射ヘッド が用いられている。このタイプの噴射へッドは、インク滴を吐出させるにあたり、 発熱素子を発熱させて圧力室内のインク†夜を沸騰させる。 即ち、 沸騰で生じた気 泡により液体状のインクを加圧してノズル開口から吐出させる。 このため、 吐出 されるインクの量 (インク滴の量) は、 主に圧力室の容積と発熱素子の面積によ つて決まってしまう。 そして、 沸騰時に生じる気泡の体積を高い精度で制御する ことは困難であるため、 供給電力量の調整による吐出量の高精度の制御も困難で ある。
従って、 極く少量の液材を補充して色むら部分や色抜け部分に対する修復を行 うには、 例えば、 特許文献 2や特許文献 3に開示されているように、 専ら修復を 行う専用ノズルゃ専用ヘッドを備える必要があった。
特許文献 1 :特開平 7— 3 1 8 7 2 4号公報 特許文献 2 :特開平 8— 8 2 7 0 6号公報
特許文献 3 :特開平 8— 2 9 2 3 1 1号公報
[発明の開示]
しかしながら、 専用ノズルや専用ヘッドを別途設けてしまうと、 装置構成が複 雑化して部品点数の増加を招いてしまう。 また、 汎用性に乏しいという問題もあ る。
[図面の簡単な説明]
図 1は、 ディスプレー製造装置の一例を説明する図であり、 (a ) は製造装置の 平面図、 (b ) はカラーフィルタの部分拡大図である。
図 2は、 ディスプレー製造装置の主要構成を説明するブ ςック図である。
図 3は、 液材センサを説明する模式図である。
図 4は、 噴射ヘッ ドの断面図である。
図 5は、 流路ユニットの拡大断面図である。
図 6は、 噴射へッドの電気的構成を説明するプロック図である。
図 7は、 駆動信号発生部が発生する標準駆動信号を説明する図である。
図 8は、 標準駆動信号に含まれる標準駆動パルスを説明する図である。
図 9は、 標準駆動パルスにおいて駆動電圧を調整した場合の吐出特性の変化を 示し、 (a ) は駆動電圧を変化させた際の液滴の飛行速度の変化を示した図、 (b ) は駆動電圧を変化させた際の液滴の重量の変化を示した図である。
図 1 0 ( a ) は、 標準駆動パルスにおいて液滴の飛行速度を 7 mZ sに設定し た際の駆動電圧及び中間電位と液滴の重量との関係を示した図、 (b ) は、液滴の 重量を 1 5 n gに設定した際の駆動電圧及び中間電位と液滴の飛行速度との関係 を示した図である ώ
図 1 1 ( a ) は、 標準駆動パルスにおいて液滴の飛行速度を 7 m/ sに設定し た際の駆動電圧及び膨張要素の時間幅と液滴の重量との関係を示した図、( b )は、 液滴の重量を 1 5 n gに設定した際の駆動電圧及び膨張要素の時間幅と液滴の飛 行速度との関係を示した図である。
図 1 2は、 標準駆動パルスにおいて膨張ホールド要素の時間幅を調整した場合 の吐出特性の変化を示し、 (a ) は時間'幅を変化させた際の液滴の飛行速度の変化 を示した図、(b )は時間幅を変化させた際の液滴の重量の変化を示した図である。 図 1 3 ( a ) は、 標準駆動パルスにおいて、 液滴の飛行速度を 7 mZ sに設定 した際の駆動電圧及び膨張ホールド要素の時間幅と液滴の重量との関係を示した 図、 (b ) は、 液滴の重量を 1 5 n gに設定した際の駆動電圧及び膨張ホールド要 素の時間幅と液滴の飛行速度との関係を示した図である。
図 1 4は、 駆動信号発生部が発生するマイクロ駆動信号を説明する図である。 図 1 5は、 マイクロ駆動信号に含まれるマイクロ駆動パルスを説明する図であ る。
図 1 6は、 マイクロ駆動パルスにおいて駆動電圧を調整した場合の吐出特性の 変化であり、( a )は駆動電圧を変化させた際の液滴の飛行速度の変化を示した図、 ( b ) は駆動電圧を変化させた際の液滴の重量の変化を示した図である。
図 1 7 ( a ) は、 マイクロ駆動パルスにおいて液滴の飛行速度を 7 m/ sに設 定した際の駆動電圧及び中間電位と液滴の重量との関係を示す図、 (b ) は、 液滴 の重量を 5 . 5 n gに設定した際の駆動電圧及び中間電位と液滴の飛行速度との 関係を示した図である。
図 1 8 ( a ) は、 マイクロ駆動パルスにおいて液滴の飛行速度を 7 m/ sに設 定した際の駆動電圧及び吐出電位と液滴の重量との関係を示す図、 (b ) は、 液滴 の重量を 5 . 5 n gに設定した際の駆動電圧及び吐出電位と液滴の飛行速度との 関係を示す図である。
図 1 9は、 カラーフィルタ製造工程を説明するフローチャートである。
図 2 0 ( a ) 〜 (e ) は、 製造工程順に示したカラーフィルタの模式断面図で ある。
図 2 1は、 着色層形成工程を説明するフローチヤ一トである。
図 2 2は、 着色層形成工程の変形例を説明するフローチャートである。
図 2 3は、 エキシマーレーザー光源を説明する模式図である。
図 2 4は、 本発明を適用したカラーフィルタを用いた液晶装置の概略構成を示 す要部断面図である。
図 2 5は、 本発明を適用したカラーフィルタを用いた第 2の例の液晶装置の概 略構成を示す要部断面図である。 図 2 6は、 本発明を適用したカラ一フィルタを用いた第 3の例の液晶装置の概 略構成を示す要部断面図である。
図 2 7は、 第 2の実施形態における表示装置の要部断面図である。
図 2 8は、 第 2の実施形態における表示装置の製造工程を説明するフローチヤ ートである。
図 2 9は、 無機物バンク層の形成を説明する工程図である。
図 3 0は、 有機物バンク層の形成を説明する工程図である。
図 3 1は、 正孔注入/輸送層を形成する過程を説明する工程図である。
図 3 2は、 正孔注入/輸送層が形成された状態を説明する工程図である。 図 3 3は、 青色の発光層を形成する過程を説明する工程図である。
図 3 4は、 青色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。
図 3 5は、 各色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。
図 3 6は、 陰極の形成を説明する工程図である。
図 3 7は、 第 3の実施形態における表示装置の要部分解斜視図である。
図 3 8は、 液材量検出手段を透過型の液材センサによって構成した例を説明す る模式図である。
図 3 9は、 液材量検出手段を C C Dアレイによって構成した例を説明する模式 図である。
[発明を実施するための最良の形態]
本発明は、 上記目的を達成するために提案されたものであり、 ノズル開口に連 通し液材を貯留可能な圧力室及び該圧力室の容積を変動可能な電気機械変換素子 を備え、 駆動パルスの電気機械変換素子への供給に伴い圧力室内の液材を液滴状 にしてノズル開口から吐出可能な噴射へッドと、
前記駆動パルスを発生可能な駆動パルス発生手段とを有し、
前記ノズル開口から吐出した液材をディスプレー基体表面の液材領域に着弾さ せるように構成したディスプレー製造装置において、
着弾した液材量を液材領域毎に検出可能な液材量検出手段と、
該液材量検出手段が検出した着弾液材量と目標液材量との差から当該液材領域 の液材不足量を取得する不足量取得手段と、 駆動パルス発生手段が発生する駆動パルスの形状を設定するパルス形状設定手 段とを設け、
該パルス形状設定手段は不足量取得手段が取得した液材不足量に応じて駆動パ ルスの波形形状を設定し、
該駆動パルスを駆動パルス発生手段から発生させて電気機械変換素子に供給す ることで、 前記不足量の液材を液材領域に補充することを特徴とする。
なお、 「ディスプレー」 の語は通常よりも広義に用い、表示装置そのものに加え て表示装置に用いられるカラーフィルタ等も含まれる。また、「液材」は、溶媒(又 は分散媒) の他に染料や顔料その他の材料を含む液体であって、 ノズル開口から 吐出可能であれば固体物質が混入したものも含む意味で用いる。また、「液材領域」 とは、 液滴として吐出された液材の着弾領域を意味する。
上記構成によれば、 着弾した液材の量を液材量検出手段によつて液材領域毎に 検出し、 検出された着弾液材量と液材領域に対する目標液材量との差から液材過 不足量を取得し、 着弾液材量が目標液材量に対して不足している場合に、 該不足 量に応じて駆動パルスの波形形状を設定して駆動パルス発生手段から発生させて 不足量の液材を補充するので、 1つの噴射へッドで目標液材量に対応する量の液 材と補充量に対応する量の液材とを吐出させることができる。 これにより、 各液 材領域における着弾液材量が揃ったディスプレーを製造できる。
そして、 専用の噴射ヘッドやノズルを設ける必要がないので、 装置構成の簡素 化が図れる。 また、 用途に応じて制御対象となる噴射ヘッドやノズルを切り替え る必要もないので、 制御の簡素化も図れる。
上記構成において、 前記液材量検出手段を、 光源となる発光素子と、 受光した 光の強度に応じた電圧の電気信号を出力可能な受光素子とによつて構成し、 発光素子からの光を液材領域に照射すると共に該液材領域からの光を受光素子 に受光させ、 受光した光の強度によって該液材領域の着弾液材量を検出すること が好ましい。
なお、 「液材領域からの光」 とは、 液材領域で反射した反射光と液材領域を透過 した透過光の両方を含む。
上記構成において、 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出させな い程度の速度で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張ホール ド要素と、 膨張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を吐出さ せる吐出要素とを含む第 1駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 第 1駆動パルスにおける最大電位から最低電位までの 駆動電圧を設定することが好ましい。
また、 上記構成において、 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出 させない程度の速度で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張 ホールド要素と、 膨張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を 吐出させる吐出要素とを含む第 1駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 定常容積に対応した中間電位を設定する構成とするこ ともできる。
また、 上記構成において、 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出 させない程度の速度で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張 ホールド要素と、 膨張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を 吐出させる吐出要素とを含む第 1駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、膨張要素の時間幅を設定する構成を採ることもできる。 また、 上記構成において、 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出 させない程度の速度で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張 ホールド要素と、 膨張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を 吐出させる吐出要素とを含む第 1駆動パルスであり、 ■ パルス形状設定手段は、 膨張ホールド要素の時間幅を設定する構成を採ること もできる。
また、 上記構成において、 前記駆動パルスは、 メニスカスを圧力室側に大きく 引き込むべく定常容積の圧力室を急激に膨張させる第 2膨張要素と、 圧力室を収 縮させることで第 2膨張要素により引き込まれたメニスカスの中心部分を液滴状 にして吐出させる第 2吐出要素とを含む第 2駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 第 2駆動パルスにおける最大電位から最低電位までの 駆動電圧を設定する構成を採ることができる。
また、 上記構成において、 前記駆動パルスは、 メニスカスを圧力室側に大きく 引き込むべく定常容積の圧力室を急激に膨張させる第 2膨張要素と、 圧力室を収 縮させることで第 2膨張要素により引き込まれたメニスカスの中心部分を液滴状 にして吐出させる第 2吐出要素とを含む第 2駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 定常容積に対応する中間電位を設定する構成を採るこ ともできる。 ·
また、 上記構成において、 前記駆動パルスは、 メニスカスを圧力室側に大きく 引き込むべく定常容積の圧力室を急激に膨張させる第 2膨張要素と、 圧力室を収 縮させることで第 2膨張要素により引き込まれたメニスカスの中心部分を液滴状 にして吐出させる第 2吐出要素とを含む第 2駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 第 2吐出要素の終端電位を設定する構成を採ることも できる。
さらに、 上記構成において、 前記駆動パルス発生手段は、 単位周期内に複数の 駆動パルスを発生可能に構成し、 単位周期あたりの圧力発生素子への駆動パルス の供給数を可変することにより、 液材の吐出量を調整可能とする構成を採ること もできる。
上記各構成によれば、 補充する液材の量を極めて高い精度で制御できるので、 各液材領域における着弾液材量を高いレベルで揃えることができる。 また、 吐出 される液材の飛行速度も制御できるので、 噴射へッドを走査しつつ液材を吐出さ せても、 液材の着弾位置を正確に制御することができる。 また、 異なる吐出量の 液材であっても飛行速度を揃えることができる。 さらに、 空気の粘性抵抗の影響 を大きく受けてしまう極く少量の液材についても対応することができる。
また、 上記構成において、 前記液材として、 発光材料を含む液体状の材料、 正 孔注入/輸送層形成材料を含む液体状の材料、 又は、 導電性微粒子を含む液体状 の材料を用いることができる。
また、 上記構成において、 前記液材として、 着色成分を含む液体状の色材を用 いることもできる。 そして、 この構成において、 前記液材量検出手段が検出した 着弾液材量とその液材領域における目標液材量との差から液材超過量を取得する 超過量取得手段と、 液材中の着色成分を分解する着色成分分解手段とを設け、 液 材超過量に応じて着色成分分解手段を作動させ、 超過分の着色成分を分解する構 成とするのが好ましい。 また、 この構成において、 前記着色成分分解手段をェキ シマーレーザー光を発生可能なエキシマーレーザー光源によつて構成することが できる。
さらに、 上記各構成において、 前記電気機械変換素子を圧電振動子とする構 成を採ることができる。
以下、 本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
〔発明の実施の形態〕
以下、.本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 まず、 図 1及び図 2に 基づいて、 ディスプレー製造装置 1 (以下、 製造装置 1という。) の基本構成につ いて説明する。
図 1 ( a ) に例示した製造装置 1は、 カラーフィルタ (本発明におけるデイス プレーの一種) 2の基体であるフィルタ基体 2 (本発明におけるディスプレー 基体の一種) を载置可能な载置面を有する矩形状の载置基台 3と、 載置基台 3の 一側の辺 (主走査方向) に沿って移動可能なガイドバー 4と、 このガイドバー 4 に取り付けられ、 ガイドバー 4の長手方向 (副走查方向) に沿って移動可能なキ ャリッジ 5と、 ガイ ドバー 4及びキヤリッジ 5を移動させる際の駆動源となるキ ャリッジモータ 6 (図 2参照) と、 噴射ヘッド 7に供給する液材を貯留可能な液 材貯留部 8と、 この液材貯留部 8と噴射へッド 7との間に接続され、 液材の流路 を形成する供給チューブ 9と、 噴射へッド 7等の作動を電気的に制御する制御装 置 1 0とを有している。 本実施形態においては、 液材の一種としてインク液 (染 料又は顔料等の着色成分を含む液体状の材料) が液材貯留部 8に貯留される。 上記のフィルタ基体 2 は、 例えば図 1 ( b ) に示すように、 基板 1 1と、 こ の基板 1 1の表面に積層された被着色層 1 2とから概略構成されている。 本実施 形態においては、 基板 1 1としてガラス基板を用いるが、 透明性及び機械的強度 を満足するものであればガラス以外の材料を用いることもできる。 被着色層 1 2 は、 例えば感光性樹脂によって形成され、 R (赤), G (緑), B (青) の何れか の色に着色される画素領域 1 2 a (フィルタエレメントとも呼ばれ、 本発明の液 材領域の一種) を複数備える。 本実施形態では、 この画素領域 1 2 aを平面視矩 形状に構成し、 各画素領域 1 2 aを千鳥格子状に設けている。 そして、 '噴射へッド 7は、 液材、 即ち、 上記各色のインク液を液滴 (インク滴) として所望の画素領域 1 2 aに対して選択的に吐出可能である。 なお、 本実施形 態では、 各画素領域 1 2 aへの液滴の吐出に先立ち、 隣り合う'画素領域 1 2 a , 1 2 aを区画する区画壁部 1 2 bを基板 1 1上に形成している。 なお、 この区画 壁部 1 2 bは、 ブラックマトリクス 7 2及びバンク 7 3 (何れも図 2 0参照) に より構成されている。
なお、 カラーフィルタ 2の製造工程についての詳細は、 図 1 9及び図 2 0を用 いて後述する。
上記の載置基台 3は、 载置面 3 aが光反射面によって構成された略長方形の板 状部材である。 この載置基台 3の大きさは、 フィルタ基体 2 の大きさに基づい て規定され、 少なくともこのフィルタ基体 2 'よりも一回り大きく設定される。 また、 ガイ ドバー 4は平たい棒状部材であり、 載置基台 3の短辺方向 (Y軸, 副 走査方向に相当) に平行に架設され、 载置基台 3の長辺方向 (X軸, 主走査方向 に相当) に移動可能に取り付けられている。
上記のキヤリッジ 5は、 図 2に示すように、 上記の噴射へッド 7と液材センサ 1 7とが取り付けられたブロック状部材である。
液材センサ 1 7は、 本発明の液材量検出手段の一種であり、 光源となる発光素 子と、 受光した光の強度に応じた電圧の電気信号を出力可能な受光素子とを備え ている。 本実施形態では、 発光素子としてレーザー発光素子 1 8を用い、 受光素 子としてレーザー受光素子 1 9を用いている。 そして、 図 3に示すように、 レー ザ一発光素子 1 8からのレーザー光線 L bを画素領域 1 2 aに向けて照射し、 画 素領域 1 2 aからの反射レーザー光線 L bをレーザー受光素子 1 9に受光させて いる。 この液材センサ 1 7では、 受光光量 (受光強度) に応じた電圧の信号をレ 一ザー受光素子 1 9が出力する。 この受光光量は画素領域 1 2 aに着弾した液材 量 (本実施形態においてはインク量) に応じて変化するので、 即ち、 画素領域 1 2 aに着弾した液材量が多くなる程に受光光量が減少し、 液材量が少なくなる程 に受光光量が増加するので、 液材センサ 1 7から出力される信号の電圧を検出す ることで画素領域 1 2 aに着弾した着弾液材量を取得できる。
噴射へッド 7は、 例えば、 図 4に示すように、 複数の圧電振動子 2 1を有する 振動子ユニット 2 2と、 この振動子ユニット 2 2を収納可能なケース 2 3と、 ケ ース 2 3の先端面に接合される流路ュニット 2 4とを備えている。 この噴射へッ ド 7は、 流路ユニット 2 4のノズル開口 2 5を下側 (载置基台 3側) に向けた状 態で取り付けられており、 液材をノズル開口 2 5から液滴の状態で吐出すること ができる。 本実施形態では、 R , G, Bからなる 3色のインク液を個別に吐出可 能である。 なお、 この噴射ヘッド 7については、 後で詳しく説明する。
上記の液材貯留部 8は、 噴射ヘッド 7に供給する液材が個別に貯留される。 本 実施形態では、 上記したように、 R , G , Bからなる 3色のインク液を個別に貯 留している。 また、 供給チューブ 9も噴射ヘッド 7に供給するインク液の種類に 応じた複数本配設される。 '
上記の制御装置 1 0は、 C P U ' R OM ' R AM等 (何れも図示せず) を含ん で構成された主制御部 3 1と、 噴射へッド 7に供給するための駆動信号を発生す る駆 ¾信号発生部 3 2と、 レーザー受光素子 1 9からの出力電圧 (電圧レベル) をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器 3 3 (以下、 A/D変換器 3 3という。) とを備えている。 この AZD変換器 3 3からの信号は駆動信号発生 部 3 2に入力されている。
上記の主制御部 3 1は、 この製造装置 1における制御を行う主制御手段として 機能し、 例えば、 液滴の吐出制御に関する吐出データ (S I ) を生成したり、 キ ャリッジモータ 6を制御するための移動制御情報(D R V 1 )を生成したりする。 また、 主制御部 3 1は、 噴射ヘッド 7の制御用信号 (C K, L A T , C H) を生 成したり、駆動信号発生部 3 2へ出力する波形情報(D A T )を生成したりする。 従って、主制御部 3 1は、本発明におけるパルス形状設定手段としても機能する。 さらに、 主制御部 3 1は、 後述するように本発明における不足量取得手段や超過 量取得手段としても機能する。 ' 上記の吐出データは、 液滴を吐出するか否か、 及び吐出する場合の吐出量を示 すデータであり、 本実施形態では 2ビットのデータで構成される。 この吐出デー タは、 1つの吐出周期当たりの吐出状態を 4段階に分けて表す。 例えば、 液滴を 吐出しない 「非吐出」、 少量の液滴を吐出する 「吐出 1」、 中量の液滴を吐出する 「吐出 2」、 及ぴ、 多量の液滴を吐出する 「吐出 3」 の 4段階の吐出量を表す。 そ して、 「非吐出」 は吐出データ [00] で表され、 「吐出 1」 は吐出データ [0 1] で表される。 また、 「吐出 2」 は吐出データ [1 0] で表され、 「吐出 3」 は吐出 データ [1 1] で表される。
噴射へッド 7の制御用信号は、例えば、動作クロックとしてのクロック信号(C K)、 吐出データのラッチタイミングを規定するラッチ信号 (LAT)、 及ぴ、 駆 動信号内の各駆動パルスの供給開始タイミングを規定するチャンネル信号(CH) によって構成される。 従って、 主制御部 3 1は、 これらのクロック信号, ラッチ 信号, チャンネル信号を噴射へッド 7に対して適宜出力する。
波形情報 (DAT) は、 駆動信号発生部 3 2が発生する駆動信号の波形形状を 規定する。 本実施形態では、 この波形情報を、 単位更新時間あたりの電圧増減量 を示すデータによって構成している。 そして、 主制御部 3 1は、 A/D変換器 3 3からの電圧情報 (即ち、 液材量検出手段が検出した着弾液材量) に応じて駆動 パルスの波形形状を設定する (後述する)。
駆動信号発生部 3 2は、 本発明における駆動パルス発生手段の一種である。 即 ち、 主制御部 3 1からの波形情報に基づき、 駆動信号及びこの駆動信号に含まれ る駆動パルスの波形形状を設定し、 この波形形状の駆動パルスを発生する。 この 駆動信号発生部 3 2が発生する駆動信号は、 例えば、 図 7に示す信号であり、 所 定量の液滴を噴射へッド 7のノズル開口 2 5から吐出させるための駆動パルス (P S 1〜P S 3) を、 吐出周期 T内に複数含んでいる。 そして、 駆動信号発生 部 3 2は、 この駆動信号を吐出周期 T毎に繰り返し発生する。 なお、 この駆動信 号については、 後で詳しく説明する。
次に、 上記の噴射ヘッド 7について詳細に説明する。 まず、 噴射ヘッド 7の機 械的構成について説明する。
上記の圧電振動子 2 1は、 本発明の電気機械変換素子、 即ち、 電気エネルギー を運動エネルギーに変換可能な素子の一種であり、 圧力室 47の容積を変動させ る。 この圧電振動子 21は、 例えば、 30 μ m~ 1◦ 0 μ m程度の極めて細い幅 の櫛歯状に切り分けられている。 例示した圧電振動子 21は、 圧電体と内部電極 とを交互に積層して構成された積層型の圧電振動子 2 1であって、 電界方向に直 交する素子長手方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子 21である。そして、 各圧電振動子 2 1は、 基端側部分が固定板 4 1の上に接合されており、 自由端部 を固定板 4 1の縁よりも外側に突出させた片持ち梁の状態で取り付けられている。 また、 各圧電振動子 2 1の先端面は、 流路ユニッ ト 2 4の島部 4 2に当接状態 で固定されており、 フレキシブルケーブル 4 3は、 固定板 4 1とは反対側となる 振動子群の側面で、 各圧電振動子 2 1と電気的に接続されている。 '
流路ュ-ット 2 4は、 図 5に示すように、 流路形成基板 4 4を間に挟んでノズ ルプレート 4 5を流路形成基板 4 4の一方の表面に配置し、 弾性板 4 6をノズル プレート 4 5とは反対側となる他方の表面に配置して積層することで構成されて いる。
ノズルプレート 4 5は、 ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口 2 5を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。 本実施形態では、 9 0 d p iのピツチで 4 8個のノズル開口 2 5を列設し、 これらのノズル開口 2 5によってノズル列を構成する。
流路形成基板 4 4は、 ノズルプレート 4 5の各ノズル開口 2 5に対応させて圧 力室 4 7となる空部を形成するとともに、 液体供給口および共通液室となる空部 を形成した板状の部材である。
圧力室 4 7は、 ノズル開口 2 5の列設方向 (ノズル列方向) に対して直交する 方向に細長い室であり、 偏平な凹室で構成されている。 そして、 圧力室 4 7の一 端と共通液室 4 8との間には、 流路幅が圧力室 4 7よりも十分に狭い液体供給口 4 9が形成されている。 また、 共通液室 4 8から最も離れた圧力室 4 7の他端に は、 ノズル開口 2 5と圧力室 4 7とを連通するノズル連通口 5 0を板厚方向に貫 通させて設ける。
弾性板 4 6は、 ステンレス製の支持板 5 1上に P P S (ポリフエ二レンサルフ アイド) 等の樹脂フィルム 5 2をラミネート加工した二重構造である。 そして、 圧力室 4 7に対応した部分の支持板 5 1を環状にエッチング加工して島部 4 '2を 形成し、 共通液室 4 8に対応する部分の支持板 5 1をエッチング加工で除去して 樹脂フィルム 5 2だけにしている。
上記の構成を有する噴射へッド 7では、 充放電によって圧電振動子 2 1が素子 長手方向に伸縮する。 即ち、 放電によって圧電振動子 2 1は伸長し、 島部 4 2が ノズルプレート 4 5側に押圧される。 一方、 充電によって圧電振動子 2 1は収縮 し、 島部 4 2がノズルプレート 4 5から離隔する方向に移動する。 そして、 圧電 振動子 2 1の伸長により、 島部周辺の樹脂フィルム 5 2が変形して圧力室 4 7が 収縮する。 また、 圧電振動子 2 1の収縮によって圧力室 4 7が膨張する。 このよ うに、 圧力室 4 7の膨張や収縮を制御することで圧力室 4 7内の液体圧力に変化 を与えることができ、 ノズル開口 2 5から液滴 (インク滴) を吐出することがで さる。
次に、 この噴射ヘッド 7の電気的構成について説明する。 図 6に示すように、 この噴射ヘッ ド 7は、 吐出データがセッ トされるシフ トレジスタ 6 1, 6 2 と、 シフ トレジスタ 6 1, 6 2にセットされた吐出データをラッチするラッチ回路 6 3, 6 4と、 ラッチ回路 6 3 , 6 4でラッチされた吐出データをパルス選択デー. タに翻訳するデコーダ 6 5と、 タイミング信号を出力する制御ロジック 6 6と、 電圧増幅器として機能するレベルシフタ 6 7と、 圧電振動子 2 1に対する駆動信 号の供給を制御するスィッチ回路 6 8と、 圧電振動子 2 1とを備えている。
シフ トレジスタ 6 1 , 6 2は、 第 1シフ トレジスタ 6 1及び第 2シフ トレジス タ 6 2から構成される。 そして、 第 1シフ トレジスタ 6 1には、 全てのノズル開 口 2 5に関する下位ビット (ビット 0 ) の吐出データがセットされ、 第 2シフト レジスタ 6 2には、 全てのノズル開口 2 5に関する上位ビット (ビット 1 ) の吐 出データがセットされる。
ラッチ回路 6 3, 6 4は、 第 1ラッチ回路 6 3及び第 2ラッチ回路 6 4から構 成される。 そして、 第 1ラッチ回路 6 3は第 1シフトレジスタ 6 1に電気的に接 続され、 第 2ラッチ回路 6 4は第 2シフトレジスタ 6 2に電気的に接続されてい る。 従って、 これらのラッチ回路 6 3 , 6 4にラッチ信号が入力されると、 第 1 ラツチ回路 6 3は第 1シフトレジスタ 6 1にセットされた下位ビットの吐出デー タをラッチし、 第 2ラツチ回路 6 4は第 2シフトレジスタ 6 2にセットされた上 位ビットの吐出データをラッチする。
ラツチ回路 6 3, 6 4でラツチされた吐出データはデコーダ 6 5に入力される。 このデコーダ 6 5は、 パルス選択データ生成手段として機能し、 2ビッ トの吐出 データを翻訳して複数ビットのパルス選択データを生成する。 本実施形態では、 図 7や図 1 4に示すように、 駆動信号発生部 32は、 吐出周期 T内に 3つの駆動 パルス (P S 1〜P S 3, P S 4〜P S 6)が含まれた駆動信号を生成するので、 デコーダ 6 5は 3ビッ トのパルス選択データ.を生成する。
即ち、 液滴を吐出しない吐出データ [00] を翻訳してパルス選択データ [0 00] を生成し、 少量の液滴を吐出する吐出データ [01] を翻訳してパルス選 択データ [0 1 0] を生成する。 同様に、 中量の液滴を吐出する吐出データ [1 0] を翻訳してパルス選択データ [1 01] を生成し、 多量の液滴を吐出する吐 出データ [1 1] を翻訳してパルス選択データ [1 1 1] を生成する。
制御ロジック 66は、 主制御部 3 1からのラッチ信号 ( L A T ) ゃチヤンネル 信号 (CH) を受信する毎にタイミング信号を生成し、 生成したタイミング信号 をデコーダ 65に供給する。 そして、 デコーダ 6 5は、 このタイミング信号を受 信する毎に、 3ビッ トのパルス選択データを上位ビット側から順にレベルシフタ 67に入力する。
レベルシフタ 6 7は、 電圧増幅器として機能し、 パルス選択データが [1] の 場合には、 スィッチ回路 68を駆動できる電圧、 例えば数十ボルト程度の電圧に 昇圧された電気信号を出力する。 レベルシフタ 6 7で昇圧された [1] のパルス 選択データは、 スィッチ回路 68に供給される。 このスィッチ回路 68の入力側 には、 駆動信号発生部 3 2からの駆動信号 (COM) が供給されており、 スイツ チ回路 68の出力側には圧電振動子 2 1が接続されている。 印字データは、 スィ ツチ回路 68の作動を制御する。 例えば、 スィッチ回路 68に加わるパルス選択 データが [1] である期間中は、 駆動信号が圧電振動子 2 1に供給され、 この駆 動信号に応じて圧電振動子 2 1は変形する。 一方、 スィッチ回路 68に加わるパ ルス選択データが [0] の期間中は、 レベルシフタ 6 7からはスィッチ回路 68 を作動させる電気信号が出力されず、 圧電振動子 21へは駆動信号が供給されな い。 なお、 圧電振動子 2 1はコンデンサの様に振る舞うので、 圧電振動子 2 1の 電位は、 パルス選択データが [0] の期間中において遮断直前の電位を保持し続 ける。
次に、 駆動信号発生部 32が発生する駆動信号について説明する。 図 7に例示 した駆動信号は、 比較的多い量の液滴を吐出可能な標準駆動信号である。 この標 準駆動信号は、 吐出周期 T内に 3つの標準駆動パルス、 即ち、 第 1標準駆動パル ス P S 1 ( T 1 ) , 第 2標準駆動パルス P S 2 ( T 2 ) , 第 3標準駆動パルス P S 3 ( T 3 ) を含み、 これらの各標準駆動パルス P S 1〜P S 3を所定間隔毎に発 生している。
これらの標準駆動パルス P S 1〜P S 3は、 本発明の第 1駆動パルスの一種で あり、 何れも同じ波形形状のパルス信号によって構成されている。 例えば、 図 8 に示すように、 これらの標準駆動パルス P S 1〜P S 3は、 中間電位 VMから最 大電位 V Hまで液滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる膨張要素 P 1と、 最大電位 V Hを所定時間保持する膨張ホールド要素 P 2と、 最大電位 V Hから最低電位 V Lまで急勾配で電位を下降させる吐出要素 P 3と、 最低電位 V Lを所定時間保持する収縮ホールド要素 P 4と、 最低電位 V Lから中聞電位 VM まで電位を上昇させる制振要素 P 5とからなる複数の波形要素によって構成され ている。
これらの標準駆動パルス P S 1〜P S 3を圧電振動子 2 1に供給すると、 各標 準駆動パルス P S 1〜P S 3が供給される毎に所定量 (例えば 1 5 n g ) の液滴 がノズル開口 2 5から吐出される。
即ち、 膨張要素 P 1の供給に伴って圧電振動子 2 1が大きく収縮し、 圧力室 4 7は、 中間電位 VMに対応する定常容積から最大電位 V Hに対応する最大容積ま で、 液滴を吐出させない程度の速度で膨張する。 この膨張に伴って圧力室 4 7内 が減圧され、 共通液室 4 8の液材が液体供給 ΰ 4 9を通って圧力室 4 7内に流入 する。 この圧力室 4 7の膨張状態は膨犟ホールド要素 Ρ 2の供給期間に亘つて保 持される。 その後、 吐出要素 Ρ 3が供給されて圧電振動子 2 1が大きく伸長し、 圧力室 4 7は最小容積まで急激に収縮する。 この収縮に伴い、 圧力室 4 7内の液 材が加圧されてノズル開口 2 5から所定量の液滴が吐出される。 吐出要素 Ρ 3に 続いて収縮ホールド要素 Ρ 4が供給されるので、 圧力室 4 7の収縮状態が維持さ れる。 そして、 圧力室 4 7の収縮状態において、 メニスカス (ノズル開口 2 5で 露出している液材の自由表面) は、 液滴の吐出の影響を受けて大きく振動する。 その後、 メニスカスの振動を抑制し得るタイミングで制振要素 Ρ 5が供給され、 圧力室 4 7が定常容積まで膨張復帰する。 即ち、 圧力室 4 7内の液材に生じた圧 力を相殺すべく、 圧力室 47を膨張させて液体圧力を減圧する。 これにより、 メ ニスカスの振動を短時間で抑制することができ、 次の液滴の吐出を安定させるこ とができる。
なお、 上記の定常容積は、 中間電位 VMに対応する圧力室 4 7の容積である。 そして、 標準駆動パルス P S 1〜P S 3が供給されない場合、 圧電振動子 2 1に はこの中間電位 VMが供給されるので、 液滴を吐出しない状態 (定常状態) にお いて、 圧力室 4 7はこの定常容積となる。
そして、 1つの吐出周期 T内に供給する標準駆動パルス P S 1〜P S 3の数を 変えることで、 液滴の吐出量を吐出周期 T毎に設定できる。 例えば、 吐出周期 T に第 2標準駆動パルス P S 2のみを圧電振動子 2 1に供給することで、 例えば 1 5 n gの液滴を吐出させることができる。 また、 吐出周期 T内において第 1標準 駆動パルス P S 1と第 3標準駆動パルス P S 3とを圧電振動子 2 1に供給するこ とで、 例えば 3 0 n gの液滴を吐出させることができる。 さらに、 吐出周期 T内 において各標準駆動パルス P S 1〜 P S 3を圧電振動子 2 1に供給することで、 例えば 45 n gの液滴を吐出させることができる。
なお、 本明細書では、 液材量を重量 (n g) で表し、 重量による制御を説明し ているが、 容量 (p L) によって制御してもよいことは勿論である。
この液滴の吐出制御は、 上記のパルス選択データに基づいて行われる。 即ち、 パルス選択データが [000] の場合には、 第 1標準駆動パルス P S 1に対応す る第 1発生期間 T l、 第 2標準駆動パルス P S 2に対応する第 2発生期間 Τ 2、 及び、 第 3標準駆動パルス P S 3に対応する第 3発生期間 Τ 3の何れにおいても スィッチ回路 6 8は OF F状態とされる。 このため、 圧電振動子 2 1には何れの 標準駆動パルス P S 1〜P S 3も供給されない。そして、パルス選択データが [0 10] の場合には、 第 2発生期間 T 2においてスィッチ回路 6 8が ON状態とな り、 第 1発生期間 T l、 及び、 第 3発生期間 Τ 3においてはスィッチ回路 68が OFF状態となる。 このため、 圧電振動子 2 1には第 2標準駆動パルス P S 2の みが供給される。 また、 パルス選択データが [1 01] の場合には、 第 1発生期 間 T l、 及び、 第 3発生期間 Τ 3においてスィッチ回路 68が ON状態となり、 第 2発生期間 T 2においてはスィツチ回路 68が OF F状態となる。 このため、 圧電振動子 2 1には第 1標準駆動パルス P S 1と第 3標準駆動パ/レス P S 3とが 供給される。 同様に、 パルス選択データが [ 1 1 1 ] の場合には、 第 1発生期間 T 1〜第 3発生期間 T 3の各期間においてスィツチ回路 6 8が O N状態となり、 圧電振動子 2 1には各標準駆動パルス P S 1〜P S 3が供給される。
また、 液滴の吐出制御では、 駆動パルスの種類を変更することにより、 吐出さ れる液滴の量を変更することができる。 例えば、 図 1 4に例示したマイクロ駆動 信号 P S 4〜P S 6では、 これらのマイク口駆動パルス P S 4 ~ P S 6が供給さ れる毎に所定量 (例えば 5 . 5 n g ) の液滴がノズル開口 2 5から吐出される。 これらのマイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6は、 本発明の第 2駆動パルスの一 種であり、 何れも同じ波形形状のパルス信号によって構成されている。 例えば、 図 1 5に示すように、 これらのマイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6は、 中間電位 VMから最大電位 V Hまで比較的急峻な勾配で電位を上昇させる第 2膨張要素 P 1 1と、 最大電位 V Hを極く短時間保持する第 2膨張ホールド要素 P 1 2と、 最 大電位 V Hから吐出電位 V Fまで急勾配で電位を下降させる第 2吐出要素 P 1 3 と、 吐出電位 V Fを極く短時間に亘つて保持する吐出ホールド要素 P 1 4と、 吐 出電位 V Fから最低電位 V Lまで第 2吐出要素 P 1 3よりも緩やかな勾配で電位 を下降させる収縮制振要素 P 1 5と、 最低電位 V Lを所定時間に亘つて保持する 制振ホールド要素 P 1 6と、 最低電位 V Lから中間電位 VMまで比較的緩やかな 勾配で電位を上昇させる膨張制振要素 P 1 7とからなる複数の波形要素によって 構成されている。
これらのマイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6を圧電振動子 2 1に供給すると、 圧力室 4 7やこの圧力室 4 7内の液材の状態が次のように変化し、 ノズル開口 2 5から液滴が吐出される。
即ち、 第 2膨張要素 P 1 1の供給に伴って定常容積の圧力室 4 7が急激に膨張 し、 メニスカスを圧力室 4 7側に大きく引き込む。 そして、 第 2膨張ホールド要 素 P 1 2が極く短時間に亘つて供給されると、 引き込まれたメニスカスの中心部 分の移動方向が表面張力によって反転する。 その後、 第 2吐出要素 P 1 3が供給 されて、 圧力室 4 7は最大容積から吐出容積まで急激に収縮する。 このとき、 吐 出方向に向けて柱状に伸長したメニスカスの中心部分がちぎれ、 液滴状になって 吐出される。
第 2吐出要素 Ρ 1 3の供給後、 吐出ホールド要素 Ρ 1 4と収縮制振要素 Ρ 1 5 とが順に供給される。 収縮制振要素 Ρ 1 5の供給により、 圧力室 4 7は吐出容積 から最小容積まで収縮するが、 その収縮速度は液滴吐出後におけるメニスカスの 振動を抑制し得る速度に設定される。 この収縮制振要素 P 1 5に続いて制振ホー ルド要素 Ρ 1 6が供給されるので圧力室 4 7の収縮状態は維持される。 その後、 メニスカスの振動を打ち消し得るタイミングで膨張制振要素 Ρ 1 7が供給され、 メニスカスの振動を抑制すベく圧力室 4 7が定常容積まで膨張復帰する。
このマイクロ駆動信号においても、 1つの吐出周期 Τ内に供給するマイクロ駆 動パルスの数を変えることで、 液滴の吐出量を制御することができる。 例えば、 吐出周期 Τ内において第 2マイク口駆動パルス P S 5のみを圧電振動子 2 1に供 給することで、 例えば 5 . 5 n gの液滴を吐出させることができる。 また、 吐出 周期 T内において第 1マイク口駆動パルス P S 4と第 3マイク口駆動パルス P S 6とを圧電振動子 2 1に供給することで、 例えば 1 1 n gの液滴を吐出させるこ とができる。 さらに、 吐出周期 T内にて各マイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6を 圧零振動子 2 1に供給することで、 例えば 1 6 . 5 n gの液滴を吐出させること ができる。
この液滴の吐出制御も、上記したパルス選択データに基づいて行われる。なお、 パルス選択データに基づく吐出制御は、 上記の標準駆動信号における制御と同じ であるので、 その説明は省略する。
さらに、 液滴の吐出量や飛行速度は、 これらの標準駆動パルス P S 1〜P S 3 やマイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6の波形形状を変更することによつても変更 することができる。 即ち、 駆動パルスの種類を変更することで液滴の吐出量等を 大きく変えることができ、 さらに、 駆動パルスの種類 (全体的な形状) はそのま まに各波形要素の始終端電位 (電位差) や時間幅を設定することで液滴の吐出量 等を細かく (即ち、 高精度に) 変えることができる。
以下、 各波形要素の設定変更に伴う液滴の吐出量や飛行速度の変化について、 駆動パルス毎に説明する。
まず、 各標準駆動パルス P S 1〜P S 3について、 駆動電圧 (最大電位 V Hか ら最低電位 V Lまでの電位差) と液滴の吐出特性の関係について説明する。 ここ で、 図 9は、 駆動電圧を調整した場合の液滴の吐出特性の変化であり、 (a ) は駆 動電圧を変化させた際の飛行速度の変化を示し、 (b ) は駆動電圧を変化させた際 の重量の変化を示す。
なお、 駆動電圧を設定するにあたり、 最低電位 V Lと各波形要素 (P 1〜P 5 ) の時間幅は変えず、 最大電位 V Hを変更した。 また、 中間電位 VMは駆動電圧に 対応させて変更した。 また、 図 9 ( a ) において、 黒丸を付した実線がメイン液 滴を1示し、 白丸を付した点線がサテライト液滴 (メイン液滴に付随して飛行する 液滴) を示す。 また、 三角を付した一点鎮線が第 2サテライト液滴 (サテライト 液滴に付随して飛行する液滴) を示す。
この図 9から判るように、 駆動電圧の大きさと液滴の飛行速度及び重量とは、 互いに正比例 (係数は正) の関係にあるといえる。 即ち、 駆動電圧を大きくする と液滴の飛行速度は速くなり、 液滴の重量も増える (つまり、 液滴の吐出量が増 える)。 例えば、駆動電圧が 2 0 Vの場合、 メィン液滴の飛行速度は約 3 ra/ sで あり、 重量は約 9 n gである。 また、 駆動電圧が 2 9 Vの場合、 飛行速度は約 7 m/ sであり、重量は約 1 5 . 5 n gである。 さらに、駆動電圧が 3 5 Vの場合、 飛行速度は約 1 0 m_ sであり、 重量は約 2 0 . 5 n gである。
これは、 駆動電圧の増減により圧力室容積の変化幅が変わったためと考えられ る。 即ち、 駆動電圧を基準電圧よりも高めると、 膨張時と収縮時との容積差が基 準時よりも大きくなる。 このため、 基準時よりも多くの液材を圧力室 4 7内から 排除することができ、 吐出量が増える。 また、 吐出要素 ·Ρ 3の時間幅は変わらな いので、 液滴吐出時における圧力室 4 7の収縮速度が基準時よりも高まり、 液滴 を高速で吐出できる。 反対に、 駆動電圧を基準電圧よりも低く設定すると、 膨張 時と収縮時との容積差が基準時よりも小さくなる。 このため、 圧力室 4 7内から 排除される液材の量が基準時よりも少なくなつて、 液滴の吐出量が減る。 また、 圧力室 4 7の収縮速度も基準時よりも低くなるので、液滴の飛行速度'も低くなる。 なお、 図 9 ( a ) を見ると、 駆動電圧が 2 6 V以上になると、 液滴は、 メイン 液滴とサテライ ト液滴とに分かれて飛行する b さらに、 駆動電圧が 3 2 V以上に なると、 上記のサテライ ト液滴に加えて第 2サテライ ト液滴が出現する。 これら のサテライ ト液滴及び第 2サテライト液滴の飛行速度は、 図 9 ( a ) の測定範囲 では、 駆動電圧の大きさにあまり影響を受けない。 例えば、 サテライ ト液滴の飛 行速度は、駆動電圧を 2 6 Vに設定すると約 5 mZ sであり、駆動電圧を 2 9 V , 3 2 Vに設定すると約 4 m/ sである。 さらに、 駆動電圧を 3 5 Vに設定すると 約 6 m/ s となる。 第 2サテライ ト液滴については、 駆動電圧を 3 2 V , 3 5 V に設定した場合において略等しく、 何れも約 4 mZ sである。
以上から、 駆動電圧の設定により、 吐出する液滴の飛行速度と重量を同時に増 減できることが判る。 また、 サテライ ト液滴や第 2サテライト液滴の発生を制御 できることも判る。
次に、 各標準駆動パルス P S 1〜 P S 3における中間電位 VMと液滴の吐出特 性の関係について説明する。
上記したように、 この中間電位 VMは、 圧力室 4 7の定常容積を規定するもの である。 そして、 上記の圧電振動子 2 1は、 電位の上昇 (充電) に伴って収縮し て圧力室 4 7を膨張させ、 電位の下降 (放電) に伴って伸長して圧力室 4 7を収 縮させるので、 基準よりも中間電位 VMを高く設定すると、 定常容積は基準容積 (基準の中間電位 VMに対応する圧力室容積) よりも膨張する。 一方、 基準より も中間電位 VMを低く設定すると、 定常容積は基準容積よりも収縮する。
ここで、 中間電位 VMだけを変更した場合には、 最大電位 V Hは中間電位 VM の変更前と変更後とで同じである。 このため、 中間電位 VMを基準よりも高く設 定すると、 中間電位 VMから最大電位 V Hまでの電位差が基準の中間電位 VMに 設定した場合よりも小さくなり、 圧力室 4 7の膨張代も少なくなる。 一方、 中間 電位 VMを基準よりも低く設定すると、 中間電位 VMから最大電位 V Hまでの電 位差が基準の中間電位 VMに設定した場合よりも大きくなり、 圧力室 4 7の膨張 代も多くなる。この膨張代は、圧力室 4 7内への液材の流入量を規定する。即ち、 膨張代が基準よりも多いと共通液室 4 8から圧力室 4 7内に流入する液滴の量が 基準量よりも多くなり、 膨張代が基準よりも少ないと共通液室 4 8から圧力室 4 7内に流入する液滴の量が基準量よりも少なくなる。
また、 中間電位 VMだけを変更した場合には、 膨張要素 P 1の時間幅 (供給時 間) も中間電位 VMの変更前後で同じとなる。 このため、 基準よりも中間電位 V Mを高く設定すると、 膨張要素 P 1を圧電振動子 2 1に供給した際において、 圧 力室 4 7の膨張速度が遅くなる。 一方、 基準よりも中間電位 V Mを低く設定する と、 圧力室 4 7の膨張速度は速くなる。
圧力室 4 7の膨張代は、 膨張要素 P 1の供給直後における圧力室 4 7内の液材 圧力 (液体圧力) に影響を及ぼす。 即ち、 膨張代が基準よりも少ない程、 膨張要 素 P 1の供給直後において圧力室 4 7内の液体圧力は定常状態の圧力に近くなる ので、 液材の流入量は基準よりも少なくなり、 流入速度も遅くなる。 その結果、 圧力室 4 7内の液材の圧力変動は比較的小さくなる。 反対に、 膨張代が基準より も多ければ、 膨張要素 P 1の供給直後において圧力室 4 7内の液体圧力は大きく 低下する。 このため、 液材の流入量が多くなると共に流入速度が速くなり、 圧力 室 4 7内の液材の圧力変動が大きくなる。
ここで、 圧力室 4 7は音響管と見なせるため、 膨張要素 P 1の供給によって生 じた液材の圧力変動のエネルギーは、圧力室 4 7内で保存ざれて圧力振動となる。 そして、 この圧力振動が正圧になるタイミングに合わせて吐出要素 P 3が供給さ れて圧力室 4 7が収縮する。 このとき、 圧力室 4 7内で保存されているエネルギ 一が圧力室 4 7の膨張代(即ち、中間電位 VMの大きさ)に応じて相違するので、 吐出要素 P 3の電位差や傾きが同じであっても液滴の飛行速度や吐出量が変化す る。
この場合において、 中間電位 VMの変化に対する飛行速度の変化度合いと、 吐 出量の変化度合いとには差がある。 即ち、 感度に差がある。 例えば、 飛行速度は 中間電位 VMの変化に対して比較的大きく変化するが、 液滴の重量は中間電位 V Mの変化に対する変化が比較的小さい。 これは、 液滴の重量は、 駆動電圧 (吐出 要素 P 3の電位差)、即ち、圧力室 4 7の収縮量によって強く支配されるためと考 えられる。
従って、上記の駆動電圧と中間電位 VMとを組み合わせて適宜設定することで、 液滴の飛行速度を一定に保ちつつ、 液滴の吐出量を変えることができる。
例えば、 液滴の飛行速度を 7 mZ sに設定すると、 駆動電圧及び中間電位 VM と液滴の重量との関係は、 図 1 0 ( a ) に示すようになる。 この図 1 0 ( a ) よ り、 駆動電圧を 3 1 . 5 Vに、 中間電位 VMを駆動電圧の 2 0 % (つまり、 最低 電位 VLから 6. 3 V高い電位) にそれぞれ設定すると、 約 1 6. 5 n gの液滴 を吐出できることが判る。 また、 駆動電圧を 2 9. 7 Vに中間電位 VMを駆動電 圧の 4 0 %にそれぞれ設定すると、 約 1 5. 3 n gの液滴を吐出できることが判 る。 さらに、 駆動電圧を 2 8. 0 Vに中間電位 VMを駆動電圧の 6 0°/0にそれぞ れ設定すると、 約 1 3. 6 n gの液滴を吐出できることが判る。
また、 駆動電圧と中間電位 VMとを適宜設定することにより、 液滴の吐出量を 一定に保ちつつ、 液滴の飛行速度を変えることもできる。
例えば、 液滴の重量を 1 5 n gに設定すると、 駆動電圧及び中間電位 VMと液 滴の飛行速度との関係は、 図 1 0 (b) に示すようになる。 この図 1 0 (b) よ り、 駆動電圧を 2 9. 2 Vに、 中間電位 VMを駆動電圧の 2 0 % (つまり、 最低 電位 VLから 5. 9 V高い電位)にそれぞれ設定すると、液滴の飛行速度を約 6. l m/ sに設定できることが判る。 また、 駆動電圧を 2 9. O Vに中間電位 VM を駆動電圧の 4 0 %にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 6. 8 / sに 設定できることが判る。 さらに、 駆動電圧を 3 0. 6 Vに中間電位 VMを駆動電 圧の 6 0%にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 8. l m/ sに設定でき ることが判る。
次に、 各標準駆動パルス P S 1〜P S 3の膨張要素 P 1の時間幅 (P w c 1 ) と液滴の吐出特性との関係について説明する。
この膨張要素 P 1の時間幅は、 圧力室 4 7の定常容積から最大容積への膨張速 度を規定する。 そして、 膨張要素 P 1の時間幅に拘わらず、 膨張要素 P 1の始端 電位を中間電位 VMに、 終端電位を最大電位 VHにそれぞれ定めると、 基準より も時間幅を短く設定することで膨張要素 P 1の勾配が急峻になり、 圧力室 4 7の 膨張速度は基準よりも速くなる。 一方、 基準よりも時間幅を長く設定すると膨張 要素 P 1の傾斜が緩やかになり、 圧力室 4 7の膨張速度は基準よりも遅くなる。 この膨張速度の違いは、 膨張要素 P 1の供給直後における圧力室 4 7内の液体 圧力に影響を及ぼす。 即ち、 膨張速度が基準よりも遅ければ、 膨張要素 P 1の供 給直後において液体圧力の変動は小さくなり、 液材の圧力室 4 7内への流入速度 も遅くなる。 一方、 膨張速度が基準よりも速ければ、 膨張要素 P 1の供給直後に おいて圧力室 4'7内の液体圧力は大きく低下して圧力振動が大きくなり、 液材の 圧力室 47内への流入速度も速くなる。
従って、 膨張要素 P 1の時間幅を変えることにより、 吐出要素 P 3の電位差や 傾きが同じであっても液滴の飛行速度や液滴の重量を変化させることができる。 なお、 この場合においても中間電位 VMを変化させた場合と同様に、 飛行速度 は膨張要素 P 1の時間幅の変化に対して比較的大きく変化するが、 液滴の重量は 膨張要素 P 1の時間幅の変化に対する変化量が比較的小さい。 従って、 上記の駆 動電圧と膨張要素 P 1の時間幅とを適宜設定することにより、 液滴の飛行速度を 一定に保ちつつ、 液滴の 出量を変えることができる。
例えば、 液滴の飛行速度を 7 mZ sに設定すると、 駆動電圧及び膨張要素 P 1 の時間幅と液滴の重量との関係は、 図 1 1 (a) に示すようになる。 この図 1 1
(a) より、 駆動電圧を 27. 4 Vに、 膨張要素 P 1の時間幅を 2. 5マイクロ 秒 s) にそれぞれ設定すると、 約 1 5. 3 n gの液材を吐出できることが判 る。 また、 駆動電圧を 2 9. 5 Vに、 膨張要素 P 1の時間幅を 3. 5 μ sにそれ ぞれ設定すると、 約 1 6. 0 n gの液滴を吐出できることが判る。 さらに、 駆動 電圧を 2 5. 0 Vに、膨張要素 P 1の時間幅を 6. 5 μ sにそれぞれ設定すると、 約 1 1. 8 n gの液滴を吐出できることが判る。
また、 駆動電圧と膨張要素 P 1の時間幅とを適宜設定することにより、 液滴の 吐出量を一定に保ちつつ、 液滴の飛行速度を変えることもできる。
例えば、 液滴の重量を 1 5 n gに設定すると、 駆動電圧及び膨張要素 P 1の時 間幅と液滴の飛行速度との関係は、 図 1 1 (b) に示すようになる。 この図 1 1
(b) より、 駆動電圧を 26. 8 Vに、 膨張要素 P 1の時間幅を 2. 5 sにそ れぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 6. 7mZ sに設定できることが判る。 また、 駆動電圧を 2 7. 8 Vに、 膨張要素 P 1の時間幅を 3. 5 μ sにそれぞれ 設定すると、液滴の飛行速度を約 6. 3 mZsに設定できることが判る。 さらに、 駆動電圧を 3 1. 7 Vに、 膨張要素 P 1の時間幅を 6. 5 μ sにそれぞれ設定す ると、 液滴の飛行速度を約 1 0. 8m/sに設定できることが判る。
次に、 各標準駆動パルス P S 1〜P S 3の膨張ホールド要素 P 2の時間幅 (P wh 1) と液滴の吐出特性との関係について説明する。
この膨張ホールド要素 P 2の時間幅は、 吐出要素 P 3の供給開始タイミング、 つまり、 圧力室 4 7の収縮開始タイミングを規定する。 この圧力室 4 7の収縮開 始タイミングの違いもまた、 液滴の飛行速度と吐出量に影響を及ぼす。 これは、 膨張要素 P 1によつて励起された圧力振動の位相と吐出要素 P 3によつて励起さ れる圧力振動の位相の差に応じて、 合成圧力が変化するためと考えられる。
即ち、膨張要素 P 1の供給によって圧力室 4 7が膨張すると、上記したように、 この膨張に伴って圧力室 4 7内の液材には圧力振動が励起される。 そして、 圧力 室 4 7内の液体圧力が正圧になるタイミングに合わせて圧力室 4 7の収縮を開始 すると、 定常状態で吐出させた場合よりも、 液滴を高速で飛行させることができ る。 反対に、 圧力室 4 7内の液体圧力が負圧になるタイミングに合わせて圧力室 4 7の収縮を開始すると、 定常状態で吐出させた場合よりも液滴を低速で飛行さ せることができる。 また、 液滴の重量に関し、 この重量は、 膨張ホールド要素 P 2の時間幅に対応して変化するが、 その変化量は比較的小さい。 これは、 上記の 各ケース 2 3と同様であり、 液滴の重量は、 主に駆動電圧の大きさによって支配 されるためと考えられる。
このことを図 1 2に基づいて説明する。 ここで、 図 1 2は、 膨張ホールド要素 P 2の時間幅を調整した場合の吐出特性の変化であり、 (a ) は時間幅を変化させ た際の液滴の飛行速度の変化を示し、 (b ) は時間幅を変化させた際の液滴の重量 の変化を示す。 なお、 これらの図において、 実線は駆動電圧を 2 0 Vに設定した 場合の特性であり、 一点鎖線は駆動電圧を 2 3 Vに設定した場合の特性であり、 点線は駆動電圧を 2 6 Vに設定した場合の特性である。 また、 最低電位 V Lと膨 張ホールド要素 P 2以外の各波形要素の時間幅は基準値で一定とし、 中間電位 V Mは駆動電圧に対応させて変更した。
図 1 2 ( a ) から判るように、 この測定範囲において、 膨張ホールド要素 P 2 の時間幅が長くなる程、 液滴の飛行速度は遅くなる。 例えば、 駆動電圧を 2 0 V に設定した場合、 膨張ホールド要素 P 2の時間幅を 2 μ sに設定すると飛行速度 は約 6 . 5 mZ sとなり、 時間幅を 3 μ sに設定すると飛行速度は約 4 m/ sと なる。 また、 駆動電圧を高くすると飛行速度は速くなる。 例えば、 駆動電圧を 2 3 Vに設定した場合には、 膨張ホールド要素 P 2の時間幅を 2 μ sに設定すると 飛行速度は約 8 . 7 mZ sとなり、時間幅を 3 μ sに設定すると飛行速度は約 5 . 2m/ sとなる。 同様に、 駆動電圧を 2 6 Vに設定した場合には、 膨張ホールド 要素 P 2の時間幅を 2 μ sに設定すると飛行速度は約 1 0. 7 mZ sとなり、 時 間幅を 3 μ sに設定すると飛行速度は約 7 mZ sとなる。
そして、 図 1 2 (b ) から判るように、 この測定範囲において、 膨張ホールド 要素 P 2の時間幅が長くなる程く 液滴の重量は減少する (つまり、 吐出量が減少 する)。 例えば、駆動電圧を 2 0 Vに設定した場合、 膨張ホールド要素 P 2の時間 幅を 2 /i sに設定すると液滴の重量は約 1 1, 5 n gとなり、 時間幅を 3 μ sに 設定すると重量は約 1 0. 5 n gとなる。 また、 駆動電圧を高くすると液滴の重 量が増える (つまり、 吐出量が増える)。 例えば、 駆動電圧を 2 3 Vに設定した場 合には、 膨張ホールド要素 P 2の時間幅を 2 μ sに設定すると液滴の重量は約 1 3. 2 n gとなり、 時間幅を 3 μ sに設定すると重量は約 1 2. l n gとなる。 同様に、 駆動電圧を 2 6 Vに設定した場合には、 膨張ホールド要素 P 2の時間幅 を 2 μ sに設定すると飛行速度は液滴の重量は約 1 5. O n gとなり、 時間幅を 3 sに設定すると重量は 1 3. 8 n gとなる。
そして、 この場合においても、 駆動電圧と膨張ホールド要素 P 2の時間幅とを 適宜設定することにより、 液滴の飛行速度を一定に保ちつつ、 液滴の吐出量を変 えることができる。
例えば、 液滴の飛行速度を 7 m/ sに設定すると、 駆動電圧及び膨張ホールド 要素 P 2の時間幅と液滴の吐出重量との関係は、図 1 3 ( a )に示すようになる。 この図 1 3 (a ) より、 駆動電圧を 2 0. 5 Vに、 膨張ホールド要素 P 2の時間 幅を 2. 0マイクロ秒 ( μ s ) にそれぞれ設定すると、 約 1 1. 8 n gの液滴を 吐出できることが判る。 また、 駆動電圧を 2 6.. 2 Vに、 膨張ホールド要素 P 2 の時間幅を 3. 0 μ sにそれぞれ設定すると、 約 1 3. 8 n gの液滴を吐出でき ることが判る。 さらに、 駆動電圧を 2 9. 8 Vに、 膨張ホールド要素 P 2の時間 幅を 3. 5 sにそれぞれ設定すると、 約 1 5. 9 n gの液滴を吐出できること が判る。
また、駆動電圧と膨張ホールド要素 P 2の時間幅とを適宜設定することにより、 液滴の吐出量を一定に保ちつつ、 液滴の飛行速度を変えることもできる。
例えば、 液滴の重量を 1 5 n gに設定すると、 駆動電圧及び膨張ホールド要素 P 2の時間幅と液滴の飛行速度との関係は、 図 1 3 (b) に示すようになる。 こ の図 1 3 (b) より、 駆動電圧を 26. 2 Vに膨張要素 P 1の時間幅を 2. 0 sにそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 1 0. 8 sに設定できること が判る。 また、 駆動電圧を 28. 0 Vに膨張要素 P 1の時間幅を 3. O /i sにそ れぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 8. OmZ sに設定できることが判る。 さらに、 駆動電圧を 28. 0 Vに膨張要素 P 1の時間幅を 3. 5 μ sにそれぞれ 設定すると、 液滴の飛行速度を約 6. 3mZ sに設定できることが判る。
このように、 各標準駆動パルス P S 1〜 P S 3に関し、 駆動電圧、 中間電位 V M、 膨張要素 P Iの時間幅、 及び、 膨張ホールド要素 P 2の時間幅を適宜設定す ることにより、 液滴の飛行速度や重量を制御することができる。 従って、 所望量 の液滴を所望速度で吐出させることができる。 これにより、 液滴の着弾位置の正 確性と吐出量の正確性とを高いレベルで両立させることができる。
次に、 各マイクロ駆動パルス P S 4~P S 6について説明する。
まず、 駆動電圧を変化させた際の吐出特性の変化について説明する。 ここで、 図 1 6は、駆動電圧を調整した場合の吐出特性の変化であり、 ( a ) は駆動電圧を 変化させた際の液滴の飛行速度の変化を示し、 (b) は駆動電圧を変化させた際の 液滴の重量変化を示す。 なお、 図 1 6 (a) において、 黒丸を付した実線がメイ ン液滴を示し、 白丸を付した点線がサテライト液滴を示す。 また、 三角を付した 破線が第 2サテライ ト液滴を示す。
この図 1 6から判るように、 測定範囲において、 駆動電圧の大きさと液滴の飛 行速度及び重量とは、 互いに正比例 (係数は正) の関係にあるといえる。 即ち、 駆動電圧を大きくすると液滴 (メイン液滴) の飛行速度は速くなり、 液滴の重量 も増える。 例えば、 駆動電圧が 1 8Vの場合、 メイン液滴の飛行速度は約 4 mノ sであり、 重量は約 4. 4 n gである。 また、 駆動電圧が 24 Vの場合、 飛行速 度は約 9. OmZ sであり、 重量は約 6. 8 n gである。 さらに、 駆動電圧が 3 3Vの場合、 飛行速度は約 1 6mZsであり、 重量は約 1 0. 2 n gである。 こ れは、 上記した標準駆動パルス P S 1〜P S 3と同じ理由、 即ち、 駆動電圧の増 減によって、 圧力室容積の変化幅が変わったためと考えられる。 従って、 このマ イク口駆動パルスにおいても、 駆動電圧の設定により、 吐出する液滴の飛行速度 と量を同時に増減できることが判る。
なお、 図 1 6 ( a ) を見ると、 駆動電圧が 1 8 Vの状態で液滴はメィン液滴と サテライ ト液滴とに分かれて飛行している。 さらに、 駆動電圧が 2 4 V以上にな ると、 上記のサテライ ト液滴に加えて第 2サテライ ト液滴が出現する。 このマイ ク口駆動パルス P S 4〜P S 6において、 サテライ ト液滴は駆動電圧の上昇に伴 つて速度を増すが、 第 2サテライ ト液滴は駆動電圧上昇に拘わらず略一定の飛行 速度 (6〜7 mZ s ) である。
次に、 各マイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6の中間電位 VMと液滴の吐出特性 との関係について説明する。
このマイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6においても中間電位 VMは、 圧力室 4 7の定常容積を規定する。 従って、 中間電位 VMの変更により、 定常容積から最 大容積までの膨張代を設定できる。 そして、 膨張代が変更できることで、 第 2膨 張要素 P 1 1の供給時におけるメニスカスの圧力室 4 7側への引き込み量を設定 できる。 また、 第 2膨張要素 P I 1の時間幅が一定であるので、 膨張代が変更さ れるとメニスカスの圧力室 4 7側への引き込み速度も変化する。
メニスカスの引き込み量と引き込み速度は、 液滴の吐出量に影響を及ぼすと考 えられる。 即ち、 メニスカスの引き込み量が基準よりも多いと液滴として吐出さ れる液体の量が基準よりも少なくなり、 引き込み量が基準よりも少ないと液滴と して吐出される液体の量が基準よりも多くなる。 また、 メニスカスの引き込み速 度が基準よりも高いと、 その反動によってメニスカスの中心部分の移動速度も基 準より高くなり、 液滴の飛行速度が基準より高くなる。 一方、 メニスカスの引き 込み速度が基準よりも低いとその反動も小さくメニスカスの中心部分の移動速度 及び液滴の飛行速度が基準よりも低くなる。
従って、 上記の駆動電圧と中間電位 VMとを適宜設定することにより、 液滴の 飛行速度を一定に保ちつつ、 液滴の吐出量を変えることができる。 例えば、 液滴 の飛行速度を 7 mZ sに設定すると、 駆動電圧及び中間電位 VMと液滴の重量と の関係は、 図 1 7 ( a ) に示すようになる。 この図 1 7 ( a ) より、 駆動電圧を 1 9 . 5 Vに中間電位 VMを駆動電圧の 0 % (つまり、 最低電位 V Lと同電位) にそれぞれ設定すると、 約 5 . 6 n gの液滴を吐出できることが判る。 また、 駆 動電圧を 22. 5 Vに中間電位 VMを駆動電圧の 3.0 %にそれぞれ設定すると、 約 5. 9 n gの液滴を吐出できることが判る。 さらに、 駆動電圧を 24. 5 Vに 中間電位 VMを駆動電圧の 50 %にそれぞれ設定すると、 約 7. 5 n gの液滴を 吐出できることが判る。
また、 駆動電圧と中間電位 VMとを適宜設定することにより、 液滴の吐出量を 一定に保ちつつ、 液滴の飛行速度を変えることもできる。 例えば、 液滴の重量を 5. 5 n gに設定すると、 駆動電圧及び中間電位 VMと液滴の飛行速度との関係 は、 図 1 7 (b) に示すようになる。 この図 1 7 (b) より、 駆動電圧を 1 9. 0 Vに中間電位 VMを駆動電圧の 0 %にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を 約 6. 9mZ sに設定できることが判る。 また、 駆動電圧を 2 1. 5Vに中間電 位 VMを駆動電圧の 30 °/0にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 6. 2m /sに設定できることが判る。 さらに、 駆動電圧を 20. 2Vに中間電位 VMを 駆動電圧の 50 %にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 4. 5 m/ sに設 定できることが判る。
次に、 各マイクロ駆動パルス P S 4〜P S 6の吐出電位 VF (第 2吐出要素 P
1 3の終端電位) と液滴の吐出特性との関係について説明する。
上記の吐出電位 VFは、 圧力室 47の吐出容積 (第 2吐出要素 P 1 3の供給終 了時の容積) を規定する。 従って、 吐出電位 VFの変更により、 最大容積から吐 出容積までの収縮量を設定できる。 また、 第 2吐出要素 P 1 3の時間幅が一定で あることから、 この吐出電位 VFの変更により収縮速度も変化する。 即ち、 吐出 電位 VFを基準よりも低く設定すると収縮速度が高くなり、 基準よりも高く設定 すると収縮速度が低くなる。
圧力室 47の収縮量と収縮速度は、液滴の吐出量に影響を及ぼすと考えられる。 即ち、圧力室 47の収縮量が基準よりも多いと液滴の吐出量が基準より多くなり、 収縮量が基準よりも少ないと液滴の吐出量が基準より少なくなる。 また、 圧力室
47の収縮速度が高いと液滴の飛行速度が高くなり、 収縮速度が低いと飛行速度 も低くなる。
なお、 この場合において、 吐出電位 VFの変化に対する飛行速度の変化量と吐 出量の変化量は、 駆動電圧を変化させた際の変化量と相違する。 従って、 上記の 駆動電圧と吐出電位 V Fとを適宜設定することにより、 液滴の飛行速度を一定に 保ちつつ、 吐出重量を変えることができる。
例えば、 液滴の飛行速度を 7 mZ sに設定すると、 駆動電圧及び吐出電位 V F と液滴の重量との関係は、 図 1 8 (a ) に示すようになる。 この図 1 8 (a ) よ り、 駆動電圧を 2 7. 0 Vに設定し、 第 2吐出要素 P 1 3の電位差を駆動電圧の 5 0% (つまり、 吐出電位 VFが最大電位 VHから 1 3. 5 V低い電位) に設定 すると、 約 3. 6 n gの液滴を吐出できることが判る。 また、 駆動電圧を 2 1. 3 Vに、第 2吐出要素 P 1 3の電位差を駆動電圧の 70%にそれぞれ設定すると、 約 5. 6 n gの液滴を吐出できることが判る。 さらに、 駆動電圧を 1 6. 6 Vに 設定し、 第 2吐出要素 P 1 3の電位差を駆動電圧の 1 00% (つまり、 吐出電位 VFが最低電位 VLと同電位) に設定すると、 約 7. 6 n gの液滴を吐出できる ことが判る。 なお、 第 2吐出要素 P 1 3の電位差を駆動電圧の 1 0 0%に設定し た場合には、 収縮制振要素 P 1 5は設けない。
また、 駆動電圧と吐出電位 VFとを適宜設定することにより、 液滴の吐出量を 一定に保ちつつ、 液滴の飛行速度を変えることもできる。 .
例えば、 液滴の重量を 5. 5 n gに設定すると、 駆動電圧及び吐出電位 V Fと 液滴の飛行速度との関係は、 図 1 8 (b) に示すようになる。 この図 1 8 (b) より、 駆動電圧を 3 2. 0 Vに第 2吐出要素 P 1 3の電位差を駆動電圧の 5 0 % にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 1 1. 2m/ sに設定できることが 判る。 また、 駆動電圧を 1 9. 5 Vに第 2吐出要素 P 1 3の電位差を駆動電圧の 7 0 %にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 5. 5m/ sに設定できるこ とが判る。 さらに、 駆動電圧を 1 2. 0Vに第 2吐出要素 P 1 3の電位差を駆動 電圧の 1 0 0 %にそれぞれ設定すると、 液滴の飛行速度を約 3. O / sに設定 できることが判る。
このように、各マイク口駆動パルス P S 4〜P S 6についても、その駆動電圧、 中間電位 VM、 吐出電位 VFを適宜設定することにより、 液滴の吐出量や飛行速 度を制御できる。
従って、 主制御部 3 1 (パルス形状設定手段) からの波形情報により、 各駆動 パルス P S 1〜 P S 6の波形形状を設定でき、 設定された駆動パルス P S 1〜P S 6を圧電振動子 2 1へ供給することで、 所望量の液滴を所望の飛行速度で吐出 させることができる。 従って、 各画素領域 1 2 aに対する所定量 (目標量) の液 滴の吐出と、 不足量の液滴の吐出とを同一の噴射ヘッド 7 (同一のノズル開口 2 5 ) によって行うことができる。
また、 液滴の飛行速度も設定できるので、 量が異なる液滴を同じ速度で飛行さ せることができる。 これにより、 噴射ヘッド 7の走査速度は一定のまま液滴の着 弾位置を揃える とができる。 従って、 複雑な制御を行わなくても液滴の着弾位 置を正確に制御できる。
さらに、 1滴が 4 n g前後の極めて少量の液滴は、 空気の粘性抵抗の影響を受 け易いので、 この粘性抵抗に起因する失速分を考慮した方がより高い精度で着弾 位置を制御できる場合もある。 この点に関し、 本実施形態では、 駆動パルスの波 形形状を設定することで、 液滴の量を一定にしつつも飛行速度を変更できる。 こ のため、 上記の極く少量の液滴であっても、 波形形状の設定により 1滴が 1 O n g以上の液滴と同じように吐出を制御でき、 制御の容易化を図ることができる。 次に、 カラーフィルタ 2の製造方法について説明する。 図 1 9は、 カラーフィ ルタ製造工程を示すフローチャート、 図 2 0は、 製造工程順に示した本実施形態 のカラーフィルタ 2 (フィノレタ基体 2 ' ) の模式断面図である。
まず、 ブラックマトリクス形成工程 ( S 1 ) では、 図 2 0 ( a ) に示すように、 基板 1 1上にブラックマトリクス 7 2を形成する。 ブラックマトリクス 7 2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 7 2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 7 2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 ( S 2 ) において、 ブラックマトリクス 7 2上に重畳 する状態でバンク 7 3を形成する。 即ち、 まず図 2 0 ( b ) に示すように、 基板 1 1及びブラックマトリタス 7 2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 7 4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 7 5で被覆した状態で露光処理を行う。 さらに、 図 20 (c) に示すように、 レジスト層 74の未露光部分をエツチン グ処理することによりレジスト層 74をパターニングして、 バンク 73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 7 3とその下のブラックマトリクス 72は、 各画素領域を区画する 区画壁部 1 2 bとなり、 後の着色層形成工程において噴射へッド 7により着色層 76 R、 76 G、 76 Bを形成する際にインク滴の着弾領域を規定する。
以上のブラックマトリタス形成工程及びバンク形成工程を経ることにより、 上 • 記フィルタ基体 2 が得られる。
なお、 本実施形態においては、 バンク 7 3の材料として、 塗膜表面が疎インク 性となる樹脂材料を用いている。 そして、 ガラス基板 (基板 1 1) 表面が親イン ク性であるので、後述する着色層形成工程においてバンク 73 (区画壁部 1 2 b) に囲まれた各画素領域 1 2 a内への液滴の着弾位置精度が向上する。
次に、 着色層形成工程 (S 3) では、 図 20 (d) に示すように、 噴射ヘッド 7によってインク滴を吐出して区画壁部 1 2 bで囲まれた各画素領域 1 2 a内に 着弾させる。 その後、 乾燥処理を経て 3色の着色層 76 R、 76G、 76 Bを順 次形成する。 この着色層形成工程の詳細については、 図 2 1を用いて後述する。 着色層 76 R、 76G、 76 Bを形成したならば、 保護膜形成工程 (S 4) に 移り、 図 20 (e) に示すように、 基板 1 1、 区画壁部 1 2 b、 および着色層 7 6 R、 7 6 G、 76 Bの上面を覆うように保護膜 77を形成する。
即ち、 基板 1 1の着色層 76 R、 76G、 76 B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 77が形成される。
そして、 保護膜 77を形成した後、 基板 1 1を個々の有効画素領域毎に切断す ることによって、 カラーフィルタ 2が得られる。
次に、 上記着色層形成工程についてより詳細に説明する。 着色層形成工程は、 図 2 1に示すように、液材吐出工程(S 1 1) と、着弾量検出工程(S 1 2) と、 補正量取得工程 (S 1 3) と、 液材補充工程 (S 14) とからなり、 これらの各 工程が順に行われる。
液材吐出工程 (S 1 1) では、 基板 1 1上の各画素領域 1 2 aに所定色、 例え ば、 R, G , Bの何れかの液滴 (インク滴) を所定量打ち込む。 この工程では、 パルス形状設定手段としての主制御部 3 1は標準駆動パルス P S 1〜P S 3を発 生させるための波形情報 (D A T ) を生成し、 駆動パルス発生手段としての駆動 信号発生部 3 2はこの波形情報に基づいて標準駆動パルスを発生する。 そして、 主制御部 3 1 (主制御手段) は、 移動制御情報 (D R V 1 ) を生成してキヤリツ ジモータ 6に出力し、 噴射へッド 7の制御用信号を生成して噴射へッド 7に出力 する。 これにより主走査がなされる。 即ち、 キャリッジモータ 6が作動してガイ ドバー 4が主走査方向 (X軸方向) に移動し、 このガイドバー 4の移動に同期し て噴射へッド 7のノズル開口 2 5から所定色のインク滴が吐出される。
この場合において、 本実施形態では、 上記したように駆動パルスの波形形状が 設定されているので、 インク滴の吐出量や飛行速度が最適化され、 所定の画素領 域 1 2 aに所定量のインク滴を着弾させることができる。
1回の主走査が終了したならば、噴射へッド 7を副走査方向に所定量移動させ、 次の主走査を行う。 以後は、 上記の動作を繰り返して実行し、 基板 1 1の全面、 即ち全ての画素領域 1 2 aに液滴を打ち込む。
なお、 この液材吐出工程において、 主制御部 3 1 (パルス形状設定手段) は、 温度センサや湿度センサ等の環境状態検出手段 (図示せず) からの検出信号 (環 境情報) を加味して波形情報 (D A T ) を生成してもよい。 このように構成する と、 製造装置 1の設置環境 (温度や湿度等) が変化しても液滴の吐出特性を揃え ることができる。
また、 主制御部 3 1 (パルス形状設定手段) は、 使用する液材の種類情報例え ば、 粘度や密度等の物性を示す物性情報を取得し、 この種類情報を加味して波形 情報 (D A T ) を生成してもよい。 このように構成すると、 異なる種類の液材を 用いたとしてもその液材に適した波形形状の駆動パルスを発生させることができ、 汎用性に優れる。
着弾量検出工程 (S 1 2 ) では、 上記の液材吐出工程において着弾したインク 量を、 液材量検出手段としての液材センサ 1 7によって画素領域 1 2 a毎に検出 する。 即ち、 この着弾量検出工程では、 各ノズル開口 2 5の特性差やインク滴の 吐出不良等によってばらつきが生じ得る着弾インク量を画素領域 1 2 a毎に検出 する。
この工程では、 主制御部 3 1 (主制御手段) は、 移動制御情報 (D R V 1 ) を キャリッジモータ 6に出力してキャリッジ 5を移動させ、 発光制御情報 (D R V 2 ) をレーザー発光素子 1 8に出力して所望の画素領域 1 2 aにレーザー光線 L bを照射させる。 このレーザー光線 L bは、 光反射面としての載置面 3 aで反射 するなどしてレーザー受光素子 1 9に受光される。 そして、 反射レーザー光線 L bを受光したレーザー受光素子 1 9は、 受光量 (受光強度) に応じた電圧レベル ' の検出信号を主制御部 3 1に出力する。 主制御部 3 1は、 レーザー受光素子 1 9 からの検出信号 (レーザー受光素子 1 9での受光量) から着弾インク量を判定す る。
この着弾インク量の判定は、 全ての画素領域 1 2 aについて行われる。 即ち、 ェつの画素領域 1 2 aに対する着弾インク量を検出したならば、 次の画素領域 1 2 に対する着弹インク量を検出する。 そして、 全ての画素領域 1 2 aについて 着弾インク量を検出したならば、 この工程を終了する。 なお、 取得した各着弾ィ ンク量は、 主制御部 3 1の R AM (着弾液材量記憶手段, 図示せず) に画素領域 1 2 aの位置情報と関連づけた状態で記憶される。
補正量取得工程 (S 1 3 ) では、 上記の着弾量検出工程で検出した各画素領域 1 2 a毎の着弾インク量をその画素領域 1 2 aについての目標インク量 (本発明 の目標液材量の一種) と比較し、 着弾インク量と目標インク量の差を補正量とし て取得する。 ここで、 本実施形態における目標インク量は、 最も着弾インク量の 多い画素領域 1 2 aの着弾インク量とされる。 即ち、 着弾量検出工程で検出した 着弾インク量の最大値が目標インク量として設定され、 例えば、 主制御部 3 1の R AM (目標液材量記憶手段, 図示せず) に記憶される。 なお、 目標インク量は、 各色 (R, G, B ) で共通に設定してもよく、 各色毎に個別に設定してもよい。 この工程では、 主制御部 3 1は、 本発明の不足量取得手段の一種として機能す る。 例えば、 主制御部 3 1は、 R AMに記憶された各着弾インク量と目標インク 量とを読み出し、 目標インク量と着弾インク量との差を演算によって取得する。 そして、 取得したインク量差の情報は、 不足量情報 (本発明の液材過不足量の一 種) として、 主制御部 3 1の R AM (過不足量記憶手段に相当, 図示せず) に液 材領域 (画素領域 1 2 a ) の位置情報と関連づけた状態で記憶される。
液材捕充工程 (S 1 4 ) では、 着弾インク量が目標インク量に対して不足して いる画素領域 1 2 a上に噴射へッド 7を位置付け、 この状態で不足量に応じた波 形形状の駆動パルス (例えば、 マイク口駆動パルス P S 4〜P S 6 ) を圧電振動 子 2 1に供給し、 その画素領域 1 2 aにインクを補充する。
即ち、 この工程では、 まず、 主制御部 3 1は、 R AMから不足量情報を読み出 してインクの補充が必要な画素領域 1 2 aを認識する。 次に、 補充が必要とされ た画素領域 1 2 aについて、 不足量を吐出させるための駆動パルスを設定する。 即ち、 波形情報を設定する。 そして、 設定された波形情報は、 補充パルス設定情 報として主制御部 3 1の R AM (補充パルス設定情報記憶手段に相当, 図示せず) に画素領域 1 2 aの位置情報と関連づけた状態で記憶される。
インクの補充が必要な全ての画素領域 1 2 aについて補充パルス設定情報を記 憶したならば、 主制御部 3 1はインクの補充を制御する。 即ち、 キャリッジモー タ 6を制御して補充対象となる画素領域 1 2 a上に噴射へッド 7を位置付ける。 そして、 駆動信号発生部 3 2に波形情報 (補充パルス設定情報) を出力し、 不足 量の液滴を吐出させて当該画素領域 1 2 aに着弾させる。
この画素領域 1 2 aに対するインクの補充が終了したならば、 噴射ヘッド 7を 次の画素領域 1 2 aに移動させ、 この画素領域 1 2 aに対するインクの補充を同 様の手順で行う。 そして、 補充対象となる全ての画素領域 1 2 aについてインク の補充が終了したならば、 この工程を終了する。
そして、 上記した一連の工程 (即ち、 着色層形成工程) が終了したならば、 加 熱等の処理を施して画素領域 1 2 a内にインク液を定着させて着色層 7 6を形成 する。 その後、 定着後のフィルタ基体 2 'を次工程 (即ち、 保護膜形成工程) に 移送する。
なお、 本実施形態では、 各色 (R, G , B ) のインクを同一の噴射ヘッド 7で 吐出するようにしたが、 各色に対応した複数 (3つ) の噴射ヘッドを製造ライン 上に配置し、 それぞれ個別に吐出するように構成してもよい。 この場合には、 第 一色の描画後、 乾燥工程を経て、 第二色の描画へ移行する。 第一色目と同様、 乾 燥工程を経て、第三色目の描画へ移行する。第三色目の描画後、乾燥工程を経て、 最後に本乾燥を行う。本乾燥により各色のカラーフィルターを完全に乾燥させる。 ところで、 上記では、 着弾インクの不足量を補充するように構成した例を示し たが、 本発明はこれに限定されるものではない。 例えば、 着弾インク量の設計値 を目標インク量とし、 設計値を越えた量のインクが着弾した場合には超過量に応 じて着色成分分解手段を作動させ、 超過分のインク (着色成分) を分解するよう にしてもよい。 以下、 このように構成した変形例について説明する。
図 2 2及び図 2 3はこの変形例を説明する図であり、 図 2 2は着色層形成工程 を説明するフローチャート、 図 2 3は着色成分分解手段の一種であるエキシマー レーザー光源 8 0を説明する模式図である。 なお、 この変形例の製造装置 1にお ける基本的な構成は、 上記した例と同様であるので、 ここではその詳細な説明は 省略する。
この変形例の特徴は、 着色成分分解手段としてエキシマーレーザー光源を備え ている点である。 ここで、 「エキシマー」 とは、 同種の原子 '分子で基底状態にあ るものと励起状態にあるもの 1個ずつで形成される不安定な二量体であり、「ェキ シマーレーザー光」 とは、 このエキシマーが解離して基底状態へ遷移するときの 発光を利用するレーザー光である。
このエキシマーレーザー光は高エネルギーを有する紫外光でィンク液中の着色 成分 (色素) の分子結合を断つ作用を有するため、 着色成分を分解することがで き色濃度を薄くすることができる。 また、 インクの飛散やフィルタ基板の損傷が 生じ難いという作用をも有する。 さらに、 このエキシマーレーザー光では、 その 出力と照射パルス数 (時間) を制御することで、 分解される着色成分の量を調整 することもできる。
このエキシマーレーザー光は、 例えば、 エキシマーレーザー光源 8 0から照射 された後にプリズム 8 1等を介して各画素領域 1 2 aに照射される。 また、 この エキシマーレーザー光源 8 0は、 主制御部 3 1に電気的に接続されてその作動が 制御可能である。 即ち、 主制御部 3 1はエキシマーレーザー光の出力と照射パル ス数を制御する。
+ 以下、 本実施形態における塗布工程を説明する。 なお、 以下の説明は上記の例 との違いを中心に行い、 上記例と同じ内容についての詳細な説明は省略する。 図 2 2に例示するように、 この塗布工程は、 液材吐出工程 (S 1 1 ) と、 着弾 量検出工程 (S 1 2 ) と、 補正量取得工程 (S 1 3 ' ) と、 液材補充工程 (S 1 4 ) と、 液材分解工程 (S 1 5 ) とからなり、 これらの各工程が順に行われる。 液材吐出工程 (S 1 1 ) では、 基板 1 1上の各画素領域 1 2 aに所定色のイン ク滴を所定量打ち込む。この工程は、上記例の場合と同様にしてなされる。即ち、 キヤリッジモータ 6が作動してガイドバー 4が主走査方向(X軸方向)に移動し、 このガイドバー 4の移動に同期して噴射へッド 7のノズル開口 2 5から所定色の 液滴を吐出させる。
着弾量検出工程(S 1 2 )では、着弾インク量を画素領域 1 2 a毎に検出する。 この工程も上記例の場合と同様にしてなされ、 例えば液材センサ 1 7を用いて行 う。 そして、 取得された各着弾インク量は、 主制御部 3 1の R AM (着弾インク 量記憶手段に相当, 図示せず) に画素領域 1 2 aの位置情報と関連づけた状態で 記憶される。 なお、 この例においても液材センサ 1 7は液材量検出手段の一種と して機能する。
補正量取得工程 (S 1 3 では、 上記の着弾量検出工程で検出した画素領域 1 2 a毎の着弾インク量をその画素領域 1 2 aについての目標インク量 (本発明 の目標液材量の一種) と比較し、 着弾インク量と目標インク量の差を補正量とし て取得する。 ここで、 この例における目標インク量は着弾インク量の設計値とさ れ、 例えば主制御部 3 1の R AM (目標インク量記憶手段に相当, 図示せず) に 記憶される。
この工程では、 主制御部 3 1 (本発明の不足量取得手段の一種であって、 超過 量取得手段の一種) は、 R AMに記憶された各着弾インク量と目標インク量とを 読み出し、目標インク量と着弾インク量との差を演算によって取得する。そして、 取得したインク量差の情報は、 過不足量情報 (本発明の液材過不足量の一種) と して、 主制御部 3 1の R AM (過不足量記憶手段に相当, 図示せず) に画素領域 1 2 aの位置情報と関連づけた状態で記憶される。
液材補充工程 (S 4 ) は、 上記例と同様の工程であり、 着弾インク量が目標ィ ンク量に対して不足している画素領域 1 2 a上に噴射へッド 7を位置付けた状態 で、 不足量に応じた波形形状の駆動パルスを圧電振動子 2 1に供給し、 その画素 領域 1 2 aにインクを補充する。
液材分解工程 (S 5 ) では、 着弾インク量が目標インク量に対して超過してい る画素領域 1 2 aにエキシマーレーザー光を照射し、 超過量に応じた量の着色成 分を分解する。 この場合において、 主制御部 3 1は、 レーザー光照射制御手段と しても機能し、 上記のプリズム 8 1を移動させる等して所望の画素領域 1 2 aに レーザー光を照射させる。 また、 主制御部 3 1は、 分解量制御手段としても機能 し、 超過量に応じてレーザー光の出力や照射パルス数を制御し、 必要量の着色成 分を分解する。
そして、 上記した一連の工程 (即ち、 塗布工程) が終了したならば、 加熱等の 処理を施し、 塗布したインク液を定着させる。 その後、 フィルタ基体 2 を次ェ 程に移送する。 ' なお、 インク液に対する加熱定着後に上記ェキシマーレーザーによる液材分解 工程を実施しても良い。
以上説明したように、 この製造装置 1においては、 着弾したインク量を画素領 域 1 2 a毎に検出し、 着弾インク量と目標インク量の差から求めた過不足量に応 じてインクを補充するのか、 分解するのか、 或いは補充も分解も行わないのかを 判定する。 そして、 補充する場合には、 不足量に応じて設定された駆動パルスを 圧電振動子 2 1に供給する。 一方、 分解する場合には、 その画素領域 1 2 aにェ キシマーレーザー光を照射すると共に、. 超過量に応じてエキシマーレーザー光の 出力や照射パルス数を制御し、 必要量の着色成分を分解する。
その結果、 画素領域 1 2 a毎のインク濃度が設計値で揃い、 高品位なカラーフ ィルタ 2を製造することができる。
図 2 4は、 本実施形態において製造したカラーフィルタ 2を用いた液晶装置の 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 8 5に、 液晶駆動用 I C、 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 2は図 2 0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 8 5は、カラーフィルタ 2、ガラス基板等からなる対向基板 8 6、 及び、 これらの間に挟持された S T N (Super Twisted Nematic) 液晶組成物か らなる液晶層 8 7により概略構成されており、 カラーフィルタ 2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 8 6およびカラーフィルタ 2の外面 (液晶 層 8 7側とは反対側の面) には偏光板がそれぞれ配設されている。
カラーフィルタ 2の保護膜 7 7上 (液晶層側) には、 図 2 4において左右方向 に長尺な短冊状の第 1電極 8 8が所定の間隔で複数形成されており、 この第 1電 極 8 8のカラーフィルタ 2側とは反対側の面を覆うように第 1配向膜 9 0が形成 されている。
一方、 対向基板 8 6におけるカラーフィルタ 2と対向する面には、 カラーフィ ルタ 2の第 1電極 8 8と直交する方向に長尺な短冊状の第 2電極 8 9が所定の間 隔で複数形成され、 この第 2電極 8 9の液晶層 8 7側の面を覆うように第 2配向 膜 9 1が形成されている。 これらの第 1電極 8 8およぴ第 2電極 8 9は、 I T O (Indium Tin Oxide) などの透明導電材料により形成されている。
液晶層 8 7内に設けられたスぺーサ 9 2は、液晶層 8 7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 9 3は液晶層 8 7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 8 8の 一端部は引き回し配線 8 8 aとしてシール材 9 3の外側まで延在している。
そして、 第 1電極 8 8と第 2電極 8 9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 2の着色層 7 6 R、 7 6 G、 7 6 Bが位置する ように構成されている。
図 2 5は、 本実施形態において製造したカラーフィルタ 2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 8 5 'が上記液晶装置 8 5と大きく異なる点は、 カラーフィルタ 2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 8 5 'は、 カラーフィルタ 2とガラス基板等からなる対向基板 8 6 'との間に S T N液晶からなる液晶層 8 7 '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 8 6 'およびカラーフィルタ 2の外面には偏 光板がそれぞれ配設されている。 カラーフィルタ 2の保護膜 7 7上 (液晶層 8 7一側) には、 図中奥行き方向に 長尺な短冊状の第 1電極 8 8 ,が所定の間隔で複数形成されており、 この第 1電 極 8 8 の液晶層 8 7 '側の面を覆うよう.に第 1配向膜 9 0 'が形成されている。 対向基板 8 6 'のカラーフィルタ 2と対向する面上には、 カラーフィルタ側の 第 1電極 8 8 と直交する方向に延在する複数の短冊状の第 2電極 8 9 'が所定 の間隔で形成され、 この第 2電極 8 9 'の液晶層 8 7 側の面を覆うように第 2 配向膜 9 1 一が形成されている。
液晶層 8 7 'には、 この液晶層 8 7 'の厚さを一定に保持するためのスぺーサ 9 2 'と、 液晶層 8 7 ,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 9 3 が設けられている。
そして、 上記した液晶装置 8 5と同様に、 第 1電極 8 8 ' と第 2電極 8 9 一と 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 2の着色 層 7 6 R、 7 6 G、 7 6 Bが位置するように構成されている。
図 2 6は、 本発明を適用したカラーフィルタ 2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 T F T (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 8 5 "は、 カラーフィルタ 2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 8 5 "は、 カラーフィルタ 2と、 これに対向するように配置された 対向基板 8 6 "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 2の上面側 (観測者側) に配置された偏光板 9 6と、 対向基板 8 6 "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 2の保護膜 7 7の表面 (対向基板 8 6 "側の面) には液晶駆動用 の電極 9 7が形成されている。 この電極 9 7は、 I T O等の透明導電材料からな り、 後述の画素電極 1 0 0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 9 7の画素電極 1 0 0とは反対側の面を覆った状態で配向膜 9 8 が設けられている。
対向基板 8 6 "のカラーフィルタ 2と対向する面には絶縁層 9 9が形成されて おり、 この絶縁層 9 9上には、 走査線 1 0 1及ぴ信号線 1 0 2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 1 0 1と信号線 1 0 2とに囲ま れた領域内には画素電極 1 0 0が形成されている。 なお、 実際の液晶装置では、 画素電極 1 0 0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 1 0 0の切欠部と走査線 1 0 1と信号線 1 0 2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 1 0 3が組み込まれて構成されている。 そして、 走査線 1 0 1と 信号線 1 0 2に対する信号の印加によって薄膜トランジスタ 1 0 3をオン■オフ して画素電極 1 0 0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 8 5 , 8 5 ' , 8 5 "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、 本発明の第 2の実施形態について説明する。 図 2 7は、 本発明における ディスプレーの一種である有機 E L表示装置の表示領域 (以下、 単に表示装置 1 0 6と称する) の要部断面図である。
この表示装置 1 0 6は、 回路素子部 1 0 7、 発光素子部 1 0 8及び陰極 1 0 9 が基板 1 1 0上に積層された状態で概略構成されている。
この表示装置 1 0 6においては、 発光素子部 1 0 8から基板 1 1 0側に発した 光が、 回路素子部 1 0 7及び基板 1 1 0を透過して観測者側に出射されるととも に、 発光素子部 1 0 8から基板 1 1 0の反対側に発した光が陰極 1 0 9によ 反 射された後、 回路素子部 1 0 7及び基板 1 1 0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 1 0 7と基板 1 1 0の間にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜 1 1 1が形成され、 この下地保護膜 1 1 1上 (発光素子部 1 0 8側) に多結晶シリ コンからなる島状の半導体膜 1 1 2が形成されている。 この半導体膜 1 1 2の左 右の領域には、 ソース領域 1 1 2 a及びドレイン領域 1 1 2 b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。 そして陽ィオンが打ち込まれない中央 部がチャネル領域 1 1 2 cとなっている。
また、 回路素子部 1 0 7には、 下地保護膜 1 1 1及び半導体膜 1 1 2を覆う透 明なゲート絶縁膜 1 1 3が形成され、 このゲート絶縁膜 1 1 3上の半導体膜 1 1 2のチャネル領域 1 1 2 cに対応する位置には、例えば A 1、 Mo、 T a、 T i、 W等から構成されるゲート電極 1 1 4が形成されている。 このゲート電極 1 1 4 及びゲート絶縁膜 1 1 3上には、 透明な第 1層間絶縁膜 1 1 5 aと第 2層間絶縁 膜 1 1 5 bが形成されている。 また、 第 1、 第 2層間絶縁膜 1 1 5 a、 1 1 5 b を貫通して、 半導体膜 1 1 2のソース領域 1 1 2 a、 ドレイン領域 1 1 2 bにそ れぞれ連通するコンタク トホール 1 1 6 a , 1 1 6 bが形成されている。
そして、 第 2層間絶縁膜 1 1 5 b上には、 I TO等からなる透明な画素電極 1 1 7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 1 1 7は、 コン タクトホール 1 1 6 aを通じてソース領域 1 1 2 aに接続されている。
また、 第 1層間絶縁膜 1 1 5 a上には電源線 1 1 8が配設されており、 この電 源線 1 1 8は、 コンタク トホール 1 1 6 bを通じてドレイン領域 1 1 2 bに接続 されている。
このように、 回路素子部 1 0 7には、 各画素電極 1 1 7に接続された駆動用の 薄膜トランジスタ 1 1 9がそれぞれ形成されている。
上記発光素子部 1 0 8は、 複数の画素電極 1 1 7上の各々に積層された機能層 1 20と、 各画素電極 1 1 7及び機能層 1 2 0の間に備えられて各機能層 1 20 を区画するバンク部 1 2 1とにより概略構成されている。
これら画素電極 1 1 7、 機能層 1 2 0、 及び、 機能層 1 2 0上に配設された陰 極 1 0 9によって発光素子が構成されている。 なお、 画素電極 1 1 7は、 平面視 略矩形状にパターエングされて形成されており、 各画素電極 1 1 7の間にバンク 部 1 2 1が形成されている。
バンク部 1 2 1は、 例えば S i 0、 S i 02、 T i 02等の無機材料により形成 される無機物バンク層 1 2 1 a (第 1バンク層) と、 この無機物バンク層 1 2 1 a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 1 2 1 b (第 2バンク層) とにより構成されている。 このバンク部 1 2 1の一部は、 画素電極 1 1 7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 1 2 1の間には、 画素電極 1 1 7に対して上方に向けて次 第に拡開した開口部 1 2 2が形成されている。 上記機能層 1 2 0は、 開口部 1 2 2内において画素電極 1 1 7上に積層状態で 形成された正孔注入 Z輸送層 1 2◦ aと、 この正孔注入/輸送層 1 2 0 a上に形 成された発光層 1 2 0 bとにより構成されている。 なお、 この発光層 1 2 O bに 隣接してその他の機能を有する他の機能層を更に形成しても良い。 例えば、 電子 輸送層を形成する事も可能である。
正孔注入/輸送層 1 2 0 aは、 画素電極 1 1 7側から正孔を輸送して発光層 1 2 0 bに注入する機能を有する。 この正孔注入/輸送層 1 2 0 aは、 正孔注入/ 輸送層形成材料を含む第 1組成物 (本発明の液材の一種に相当) を吐出すること で形成される。 正孔注入ノ輸送層形成材料としては、 例えば、 ポリエチレンジォ キシチォフェン等のポリチォフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物 を用いる。
発光層 1 2 O bは、 赤色 (R )、 緑色 (G)、 又は青色 (B ) の何れかに発光す るもので、 発光層形成材料 (発光材料) を含む第 2組成物 (本発明の液材の一種 に相当) を吐出することで形成される。発光層形成材料としては、例えば、 (ポリ) パラフ: 二レンビニレン誘導体、ポリフエ二レン誘導体、ポリフルオレン誘導体、 ポリビニルカノレバゾーノレ、 ポリチォフェン誘導体、 ペリレン係色素、 クマリン系 色素、 ローダミン系色素、またはこれらの高分子材料にルプレン、ペリレン、 9, 1 0 -ジフエ二ノレアントラセン、 テトラフエ二ノレブタジエン、 ナイルレッド、 クマ リン 6、 キナクリ ドン等を添加したものを用いることができる。
また、 第 2組成物の溶媒 (非極性溶媒) としては、 正孔注入/輸送層 1 2 0 a に対して不溶なものが好ましく、 例えば、 シクロへキシルベンゼン、 ジハイ ド口 ベンゾフラン、 トリメチルベンゼン、 テトラメチルベンゼン等を用いることがで きる。このような非極性溶媒を発光層 1 2 0 bの第 2組成物に用いることにより、 正孔注入 Z輸送層 1 2 0 aを再溶解させることなく発光層 1 2 0 bを形成するこ とができる。
そして、 発光層 1 2 0 bでは、 正孔注入/輸送層 1 2 0 aから注入された正孔 と、 陰極 1 0 9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 1 0 9は、 発光素子部 1 0 8の全面を覆う状態で形成されており、 画素電 極 1 1 Ίと対になって機能層 1 2 0に電流を流す役割を果たす。 なお、 この陰極 1 0 9の上部には図示しない封止部材が配置される。
次に、 本実施形態における表示装置 1 0 6の製造工程を図 2 8〜 3 6を参照し て説明する。
この表示装置 1 06は、 図 2 8に示すように、 バンク部形成工程 (S 2 1)、 表 面処理工程(S 2 2)、正孔注入/輸送層形成工程(S 2 3)、発光層形成工程(S 24)、 及ぴ対向電極形成工程 (S 2 5) 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 (S 2 1) では、 図 2 9に示すように、 第 2層間絶縁 膜 1 1 5 b上に無機物バンク層 1 2 1 aを形成する。 この無機物バンク層 1 2 1 a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 術等によりパターエ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 1 2 1 aの一部は画素電極 1 1 7の周縁部と重なるように形成される。
無機物バンク層 1 2 1 aを形成したならば、 図 3 0に示すように、 無機物バン ク層 1 2 1 a上に有機物バンク層 1 2 1 bを形成する。 この有機物バンク層 1 2 1 bも無機物バンク層 1 2 1 aと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパター ユングして形成される。
このようにしてバンク部 1 2 1が形成される。 また、 これに伴い、 各バンク部 1 2 1間には、 画素電極 1 1 7に対して上方に開口した開口部 1 2 2が形成され る。 この開口部 1 2 2は、 画素領域 (本発明の液材領域の一種に相当) を規定す る。
表面処理工程 (S 2 2) では、 親液化処理及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 1 2 1 aの第 1積層部 1 2 1 a '及び画素電 極 1 1 7の電極面 1 1 7 a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 1 1 7である I T〇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 1 2 1 bの壁面 1 2 1 s及び有機物バン ク層 1 2 1 bの上面 1 2 1 tに施され、 例えば 4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、 噴射へッド 7を用いて機能層 1 2 0を形 成する際に、 液材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 域に着弾した液材が開口部 1 2 2から溢れ出るのを防止することが可能となる。 そして、 以上の工程とを経ることにより、 表示装置基体 1 0 6 ' (本発明のデ イスプレー基体の一種に相当) が得られる。 この表示装置基体 1 0 6 は、 図 1 ( a ) に示した製造装置 1の載置基台 3に載置され、 以下の正孔注入 Z輸送層形 成工程 (S 2 3 ) 及び発光層形成工程 (S 2 4 ) が行われる。
正孔注入/輸送層形成工程 (S 2 3 ) では、 噴射ヘッド 7から正孔注入 Z輸送 層形成材料を含む第 1組成物を画素領域である開口部 1 2 2内に吐出する。 その 後に乾燥処理及び熱処理を行い、.画素電極 1 1 7上に正孔注入/輸送層 1 2 0 a'を 形成する。
この正孔注入/輸送層形成工程は、 上記第 1の実施形態における着色層形成ェ 程と同様に、図 2 1に示した液材吐出工程(S 1 1 )、着弾量検出工程(S 1 2 )、 補正量取得工程 (S 1 3 )、 及び液材補充工程 (S 1 4 ) を順に経て行われる。 な お、 以下、 S 1 1 〜 S 1 4の各工程の詳細については上記第 1の実施形態におい て説明したので適宜省略する。
液材吐出工程 (S 1 1 ) では、 図 3 1に示すように、 表示装置基体 1 0 6 '上 の画素領域 (即ち、 開口部 1 2 2内) に正孔注入/輸送層形成材料を含む第 1組 成物を液滴として所定量打ち込む。 この場合においても上述したように駆動パル スの波形形状が設定されているので、 液滴の吐出量や飛行速度が最適化され、 画 素領域内に所定量の第 1組成物を着弾させることができる。
全ての画素領域内に第 1組成物を着弾させたならば、着弾量検出工程(S 1 2 ) において、 上記の液材吐出工程において着弾した第 1組成物量 (本発明の液材量 の一種に相当) を、 液材量検出手段としての液材センサ 1 7によって画素領域毎 に検出する。 即ち、 各画素領域毎にレーザー光線 L bを照射させると共に画素領 域からの光をレーザー受光素子 1 9で受光させ、 受光量 (受光強度) に応じて第
1組成物の着弾量を判定する。 そして、 全ての画素領域について第 1組成物の着 弹量を検出したならば、 次の工程に移行する。 補正量取得工程 (S 1 3) では、 上記の着弾量検出工程で検出した各画素領域. 毎の第 1組成物の着弾量をその画素領域についての第 1組成物の目標量 (本発明 の目標液材量の一種) と比較し、 これらの差を補正量として取得する。
液材補充工程 (S 1 4) では、 第 1組成物の着弾量が目標量に対して不足して いる画素領域上、 即ち、 開口部 1 2 2上に噴射ヘッド 7を位置付け、 この状態で 不足量に応じだ波形形状の駆動パルスを圧電振動子 2 1 供給し、 その画素領域 に第 1組成物を補充する。 そして、 補充対象となる全ての画素領域について第 1 組成物の補充が終了したならば、 この工程を終了する。
その後、 乾燥工程等を行う事により、 吐出後の第 1組成物を乾燥処理し、 第 1 組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、 図 3 2に示すように、 画素電極 1 1 7の 電極面 1 1 7 a上に正孔注入/輸送層 1 2 0 aが形成される。
以上のようにして、 各画素領域毎に正孔注入ノ輸送層 1 2 0 aが形成されたな らば、 正孔注入 Z輸送層形成工程を終了する。
次に発光層形成工程 (S 24) 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 1 20 a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 1 20 a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 Z輸送層 1 2 0 a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 Z輸送層 1 2 0 a上に吐出 しても、 正孔注入/輸送層 1 2 0 aと発光層 1 2 0 bとを密着させることができ なくなるか、 あるいは発光層 1 2 0 bを均一に塗布できない虞がある。
そこで、 非極性溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層 1 20 a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 Z 輸送層 1 20 a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 Z輸送層 1 20 a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 1 20 aに均一に塗布することができる。 そして、 この発光層形成工程においても、 図 2 1に示した液材吐出工程 (S 1
1)、着弾量検出工程(S 1 2)、補正量取得工程(S 1 3)、及び液材補充工程(S 14) を順次経ることにより発光層 1 20 bが形成される。
即ち、 液材吐出工程 (S I 1) では、 図 3 3に示すように、 各色のうちの何れ 力 (図 3 3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 を液滴として画素領域 (開口部 1 22) 内に所定量打ち込む。 この場合において も上述したように駆動パルスの波形形状が設定されているので、 液滴の吐出量や 飛行速度が最適化され、 正孔注入/輸送層 1 20 a上に所定量の第 2組成物を着 弾させることができる。
画素領域内に打ち込まれた第 2組成物は、 正孔注入 Z輸送層 1 20 a上に広が つて開口部 1 22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 1 2 1の上面 1 2 1 t上に着弾した場合でも、 この上面 1 2 1 t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 1 2 1内に転 がり込み易くなっている。
対応する画素領域内に第 2組成物を着弾させたならば、 着弾量検出工程 (S 1
2) において、 上記の液材吐出工程において着弾した第 2組成物量を、 液材量検 出手段としての液材センサ 1 7によって画素領域毎に検出する。 即ち、 各画素領 域毎にレーザー光線 L bを照射させると共に画素領域からの光をレーザー受光素 子 1 9で受光させ、受光量(受光強度)に応じて第 2組成物の着弾量を判定する。 そして、 第 2組成物の着弾量を検出したならば、 次の工程に移行する。
補正量取得工程 (S 1 3) では、 上記の着弾量検出工程で検出した各画素領域 毎の第 2組成物の着弾量をその画素領域についての第 2組成物の目標量 (本発明 の目標液材量の一種) と比較し、 これらの差を補正量として取得する。
液材補充工程 (S 14) では、 第 2組成物の着弾量が目標量に対して不足して いる画素領域上、 即ち、 開口部 1 22上に噴射ヘッド 7を位置付け、 この状態で 不足量に応じた波形形状の駆動パルスを圧電振動子 2 1に供給し、 その画素領域 に第 2組成物を補充する。 そして、 補充対象となる全ての画素領域について第 2 組成物の補充が終了したならば、 この工程を終了する。
その後、 乾燥工程等を行う事により、 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 3 4に示すように、 正孔注入 Z輸送 層 1 2 0 a上に発光層 1 2 0 bが形成される。 この図の場合、 青色 (B ) に対応 する発光層 1 2 0 bが形成されている。
そして、 図 3 5に示すように、 上記した青色 (B ) に対応する発光層 1 2 0 b の場合と同様の工程を順次用い、 他の色 (赤色 (R ) 及び緑色 (G) ) に対応する 発光層 1 2 0 bを形成する。 なお、 ¾光層 1 2 0 b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事も可能である。
各画素領域毎に発光層 1 2 0 bが形成されたならば、 発光層形成工程を終了す る。
以上のようにして、 画素電極 1 1 7上に機能層 1 2 0、 即ち、 正孔注入 Z輸送 層 1 2 0 a及び発光層 1 2 0 bが形成される。 そして、 対向電極形成工程 (S 2 5 ) に移行する。
対向電極形成工程 (S 2 5 ) では、 図 3 6に示すように、 発光層 1 2 0 b及ぴ 有機物バンク層 1 2 1 bの全面に陰極 1 0 9 (対向電極) を、 例えば蒸着法、 ス パッタ法、 C V D法等によって形成する。 この陰極 1 0 9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 1 0 9の上部には、 A 1膜、 A g膜や、 酸化防止のための S i 02、 S i N等の保護層が適宜設けられる。
このようにして陰極 1 0 9を形成した後、 この陰極 1 0 9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 1 0 6が得られる。
次に、 本発明の第 3の実施形態について説明する。 図 3 7は、 本発明における ディスプレーの一種であるプラズマ型表示装置 (以下、 単に表示装置 1 2 5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 1 2 5を一部を切り欠 いた状態で示してある。
この表示装置 1 2 5は、 互いに対向して配置された第 1基板 1 2 6、 第 2基板 1 2 7、及ぴこれらの間に形成される放電表示部 1 2 8を含んで概略構成される。 放電表示部 1 2 8は、 複数の放電室 1 2 9により構成されている。 これらの複数 の放電室 1 29のうち、 赤色放電室 1 29 (R)、 緑色放電室 1 29 (G)、 青色 放電室 1 29 (B) の 3つの放電室 1 29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 1 26の上面には所定の間隔で縞状にアドレス電極 1 30が形成され、 このァドレス電極 1 30と第 1基板 1 26の上面とを覆うように誘電体層 1 3 1 が形成されている。誘電体層 1 3 1上には、各アドレス電極 1 30の間に位置し、 且つ各ァドレス電極 1 30に沿うように隔壁 1 3 2が立設されている。 この隔壁 1 3 2は、 図示するようにァドレス電極 1 30の幅方向両側に延在するものと、 ァドレス電極 1 30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 1 32によって仕切られた領域が放電室 1 2 9となっている。 放電室 1 29内には蛍光体 1 3 3が配置されている。蛍光体 1 33は、赤(R)、 緑(G)、青 (B) の何れかの色の蛍光を発光するもので、 赤色放電室 1 29 (R) の底部には赤色蛍光体 1 3 3 (R) 力 緑色放電室 1 29 (G) の底部には緑色 蛍光体 1 33 (G)力 青色放電室 1 29 (B) の底部には青色蛍光体 1 33 (B) が各々配置されている。
第 2基板 1 2 7の図中下側の面には、 上記ァドレス電極 1 30と直交する方向 に複数の表示電極 1 3 5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 1 36、 及び M g〇などからなる保護膜 1 37が形成され ている。
第 1基板 1 26と第 2基板 1 2 7とは、 ァドレス電極 1 30と表示電極 1 35 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 1 30と表示電極 1 35は図示しない交流電源に接続されている。
そして、 各電極 1 30, 1 3 5に通電することにより、 放電表示部 1 28にお いて蛍光体 1 3 3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、 上記ァドレス電極 1 30、 表示電極 1 3, 5、 及ぴ蛍光 体 1 3 3を、 図 1 (a) に示した製造装置 1を用い、 図 2 1に示した製造工程に 基づいて形成することができる。 以下、 第 1基板 1 26におけるアドレス電極 1 30の形成工程を例示する。
この場合、 第 1基板 1 26が本発明のディスプレー基体の一種に相当する。 そ して、 この第 1基板 1 2 6が載置基台 3に载置された状態で以下の工程が行われ る。
まず、 液材吐出工程 (S 1 1 ) では、 導電膜配線形成用材料を含有する液体材 料 (本発明の液材の一種に相当) を液滴としてア ドレス電極形成領域 (本発明の 液材領域の一種に相当) 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、又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。
この場合においても上述したように駆動パルスの波形形状が設定されているの で、 液滴の吐出量や飛行速度が最適化され、 ア ドレス電極形成領域に所定量の液 体材料を着弾させることができる。
第 1基板 1 2 6上のァドレス電極形成領域に液体材料を着弾させたならば、 着 弾量検出工程 (S 1 2 ) において、 上記の液材吐出工程において着弾した液体材 料量 (本発明の液材量の一種) を、 液材量検出手段としての液材センサ 1 7によ つてア ドレス電極形成領域毎に検出する。 即ち、 ア ドレス電極形成領域毎にレー ザ一光線 L bを照射させると共にァドレス電極形成領域からの光をレーザー受光 素子 1 9で受光させ、 受光量 (受光強度) に応じて液体材料の着弾量 (着弾液材 量) を判定する。 そして、 液体材料の着弾量を検出したならば、 次の工程に移行 する。
補正量取得工程 (S 1 3 ) では、 上記の着弾量検出工程で検出したア ドレス電 極形成領域毎の液体材料の着弾量をそのア ドレス電極形成領域についての液体材 料の目標量 (本発明の目標液材量の一種) と比較し、 これらの差を補正量として 取得する。
液材捕充工程 (S 1 4 ) では、 液体材料の着弹量が目標量に対して不足してい るアドレス電極形成領域上に噴射へッド 7を位置付け、 この状態で不足量に応じ た波形形状の駆動パルスを圧電振動子 2 1に供給し、 そのア ドレス電極形成領域 に液体材料を補充する。 そして、 補充対象となる全てのア 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、 この工程を終了する。
その後、 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 せることによりァドレス電極 1 3 0が形成される。
ところで、 上記においてはアドレス電極 1 3 0の形成を例示したが、 上記表示 電極 1 3 5及び蛍光体 1 3 3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 1 3 5の形成の場合、 ァドレス電極 1 3 0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 (本発明の液材の一種に相当) を液滴として表 示電極形成領域 (本発明の液材領域の一種に相当) に着弾させる。
また、 蛍光体 1 3 3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 (本発明の液材の一種) を噴射へッド 7から液滴として吐出 し、 対応する色の放電室 1 2 9 (本発明の液材領域の一種に相当) 内に着弾させ る。
以上説明したように、 上記製造装置 1においては、 着弾した液材量を液材領域 毎に検出し、 着弹液材量と目標液材量の差から求めた不足量に応じて駆動パルス の波形形状を設定する。 そして、 この設定した駆動パルスを圧電振動子 2 1に供 給することで不足量の液材を液材領域に着弾させるので、 専用のノズルや噴射へ ッド 7を用いることなく、 個々の液材領域に対して最適な量の液材を補充するこ とができる。
また、 液滴の量に加えて液滴の飛行速度も制御可能であるため、 着弾位置の正 確な制御も実現できる。 即ち、 噴射ヘッド 7を走査しながらにして液滴を所望の 液材領域に正確に打ち込むことができる。 これにより、 學造時間の短縮化が図れ る。 '
さらに、 この製造装置 1では、 一滴の液材量及び飛行速度を広範囲で変化させ ることができるので、 1つの液材領域の大きさが異なる種々のディスプレーを製 造することもできる。 即ち、 液材領域のサイズが異なれば必要な液材量も異なる 、 この製造装置 1では、 駆動パルスの種類や駆動パルスの供給数によって広範 囲で液滴の吐出量を制御でき、 駆動パルスの波形形状 (各波形要素の設定) を変 更することで極めて高い精度で一滴の液材についての量や飛行速度を変更できる。 従って、 専用のノズルや専用の嗑射ヘッドを用いることなく、 同じ噴射ヘッド 7 によって異なる複数種類のディスプレーを製造可能な汎用製造装置として使用す ることができる。
なお、 本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、 特許請求の範囲 の記載に基づき種々の変形が可能である。
まず、 本発明の液材量検出手段に関し、 上記各実施形態に示した反射型の液材 センサ 1 7に限られない。
例えば、液材量検出手段を透過型の液材センサ 1 7 'によって構成してもよい。 この透過型の液材センサ 1 7 'では、 ディスプレー基体の一方の表面側からレー ザ一光線 L bを照射し、 照射側とは反対の他方の表面側に透過した透過レーザー 光線 L bの強度 (光量) をレーザー受光素子 1 9によって検出する。 このように 構成しても上記実施形態と同様に着弾液材量を各画素領域 1 2 a毎に検出できる c なお、 この構成において、 図 3 8に示すように、 レーザー発光素子 1 8とレー ザー受光素子 1 9とを、 ディスプレー基体 (図 3 8の場合、 フィルタ基体 2 一) を挟むように配置してレーザー発光素子 1 8とレーザー受光素子 1 9とを同時に 走査しても良い。 また、 プリズム等によってレーザー光線 L bを適宜反射させ、 レーザー発光素子 1 8からのレーザー光線 L bを画素領域 1 2 aに照射し、 画素 領域 1 2 aを透過した後のレーザー光線 L bをレーザー受光素子 1 9に案内して も (入射させても) よい。
また、 図 3 9に示すように、 液材量検出手段を C C Dアレイ 1 4 0によって構 成してもよい。 この構成では、 載匱基台 3の載置面 3 aを例えば面発光体によつ て構成し、 均一光量で発光可能とする。 そして、 ガイドバー 4における載置基台 3 との対向面に C C Dアレイ 1 4 0を配設し、 画素領域 1 2 aを透過した光を受 光させてインクの着弾量を検出する。 なお、 この構成において、 C C Dアレイ 1 4 0の分解能は 素領域 1 2 aの大きさよりも高い (細かい) ことが検出精度向 上の観点から好ましい。
この構成では、 複数の液材領域 (この場合、 画素領域 1 2 a ) における液材の 着弾量を検出可能であるため、検出時間の短縮化が図れ作業効率の向上が図れる。 なお、 液滴として吐出させる材料に関し、 光透過性を有するとは限らない。 こ の場合、 着弾した液体状液材の表面高さを検出することで、 着弾液材量を知るこ とができる。 従って、 液材量検出手段を、 注入されたインク液の液面高さを検出 可能な液面検出センサによつて構成してもよい。
また、 上記では、 狭い範囲の液材領域 (例えば、 画素領域 1 2 a ) に液材を吐 出する場合を例示したが、 例えば、 図 2 0に示した保護膜 7 7を形成する場合の ように、 広範囲な液材領域に液材を吐出 (基体全面に塗布) する場合にも本発明 を適用することができる。
また、上記第 3の実施'形態においては、プラズマ型表示装置における電極 1 3 0 , 1 3 5の形成を例示したが、 これに限らず、 その他の回路基板における電極等の 金属配線にも本発明を適用することができる。
また、 電気機械変換素子は上記の圧電振動子 2 1に限らず、 磁歪素子や静電ァ クチユエータによって構成してもよい。

Claims

請求の範囲
( 1 ) ノズル開口に連通し液材を貯留可能な圧力室及び該圧力室の容積を変動 可能な電気機械変換素子を備え、 駆動パルスの電気機械変換素子への供給に伴い 圧力室内の液材を液滴状にしてノズル開口から吐出可能な噴射へッドと、 前記 駆動パルスを発生可能な駆動パルス発生手段とを有し、
前記ノズル開口から吐出した液材をディスプレー基体表面の液材領域に着弾さ せるように構成したディスプレー製造装置において、
着弾した液材量を液材領域毎に検出可能な液材量検出手段と、
該液材量検出手段が検出した着弾液材量と目標液材量との差から当該液材領域 の液材不足量を取得する不足量取得手段と、
駆動パルス発生手段が発生する駆動パルスの形状を設定するパルス形状設定手 段とを設け、
該パルス形状設定手段は不足量取得手段が取得した液材不足量に応じて駆動パ ルスの波形形状を設定し、
該駆動パルスを駆動パルス発生手段から発生させて電気機械変換素子に供給す ることで、 前記不足量の液材を液材領域に補充することを特徴とするディスプレ
( 2 ) 前記液材量検出手段を、 光源となる発光素子と、 受光した光の強度に応 じた電圧の電気信号を出力可能な受光素子とによつて構成し、
発光素子からの光を液材 域に照射すると共に該液材領域からの光を受光素子 に受光させ、 受光した光の強度によつて該液材領域の着弾液材量を検出すること を特徴とする請求項 1に記載のディスプレー製造装置。
( 3 ) 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出させない程度の速度 で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張ホールド要素と、 膨 張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を吐出させる吐出要素 とを含む第 1駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 第 1駆動パルスにおける最大電位から最低電位までの 駆動電圧を設定することを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載のディスプレ 一製造装置。
( 4 ) 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出させない程度の速度 で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張ホールド要素と、 膨 張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を吐出させる吐出要素 とを含む第 1駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 定常容積に対応した中間電位を設定することを特徴と する請求項 1から請求項 3の何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 5 ) 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出させない程度の速度 で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張ホールド要素と、 膨 張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を吐出させる吐出要素 とを含む第 1駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 膨張要素の時間幅を設定することを特徴とする請求項
1から請求項 3の何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 6 ) 前記駆動パルスは、 定常容積の圧力室を液材を吐出させない程度の速度 で膨張させる膨張要素と、 圧力室の膨張状態を保持する膨張ホールド要素と、 膨 張状態が保持された圧力室を急激に収縮させることで液材を吐出させる吐出要素 と 含む第 1駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 膨張ホールド要素の時間幅を設定することを特徴とす る請求項 1から請求項 3の何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 7 ) 前記駆動パルスは、 メニスカスを圧力室側に大きく引き込むべく定常容 積の圧力室を急激に膨張させる第 2膨張要素と、 圧力室を収縮させることで第 2 膨張要素により引き込まれたメニスカスの中心部分を液滴状にして吐出させる第 2吐出要素とを含む第 2駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 第 2駆動パルスにおける最大電位から最低電位までの 駆動電圧を設定することを特徴とする請求項 1から請求項 3の何れかに記载のデ イスプレー製造装置。
( 8 ) 前記駆動パルスは、 メニスカスを圧力室側に大きく引き込むべく定常容 積の圧力室を急激に膨張させる第 2膨張要素と、 圧力室を収縮させることで第 2 膨張要素により引き込まれたメニスカスの中心部分を液滴状にして吐出させる第 2吐出要素とを含む第 2駆動パルスであり、 パルス形状設定手段は、 定常容積に対応する中間電位を設定することを特徴と する請求項 1から請求項 3の何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 9 ) 前記駆動パルスは、 メニスカスを圧力室側に大きく引き込むべく定常容 積の圧力室を急激に膨張させる第 2膨張要素と、 圧力室を収縮させることで第 2 膨張要素により引き込まれたメニスカスの中心部分を液滴状にして吐出させる第 2吐出要素とを含む第 2駆動パルスであり、
パルス形状設定手段は、 第 2吐出要素の終端電位を設定することを特徴とする 請求項 1から請求項 3の何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 1 0 ) 前記駆動パルス発生手段は、 単位周期内に複数の駆動パルスを発生可 能に構成され、 '
単位周期あたりの圧力発生素子への駆動パルスの供給数を可変することにより、 液材の吐出量を調整可能としたことを特徴とする請求項 1から請求項 9の何れか に記載のディスプレー製造装置。
( 1 1 ) 前記液材は、 発光材料を含む液体状の材料であることを特徴とする請 求項 1から請求項 1 0までの何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 1 2 )】 前記液材は、正孔注入/輸送層形成材料を含む液体状の材料であるこ とを特徴とする請求項 1から請求項 1 0までの何れかに記載のディスプレー製造
( 1 3 ) 前記液材は、 導電性微粒子を含む液体状の材料であることを特徴とす る請求項 1から請求項 1 0までの何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 1 4 ) 前記液材は、 着色成分を含む液体状の材料であることを特徴とする請 求項 1から請求項 1 0までの何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 1 5 ) 前記液材量検出手段が検出した着弾液材量とその液材領域における目 標液材量との差から液材超過量を取得する超過量取得手段と、
液材中の着色成分を分解する着色成分分解手段とを設け、
液材超過量に応じて着色成分分解手段を作動させ、 超過分の着色成分を分解す ることを特徴とする請求項 1 4に記載のディスプレー製造装置。
( 1 6 ) 前記着色成分分解手段をエキシマーレーザー光を発生可能なエキシマ 一レーザー光源によつて構成したことを特徴とする請求項 1 5に記載のディスプ レー製造装置。
( 1 7 ) 前記電気機械変換素子が圧電振動子であることを特徴とする請求項 1 から請求項 1 6の何れかに記載のディスプレー製造装置。
( 1 8 ) ノズル開口に連通した圧力室及び該圧力室の容積を変動可能な電気機 械変換素子を備え、 電気機械変換素子の作動によって圧力室内の液材をノズル開 口から吐出可能な噴射へッドと、 上記電気機械変換素子へ供給するための駆動パ ルスを発生可能な駆動パルス発生手段とを有するディスプレー製造装置を用い、 ディスプレー基体に設けられた複数の液材領域に前記ノズル開口から吐出した液 材を着弾させることでディスプレーを製造するディスプレー製造方法において、 目標量の液材を吐出させるための駆動パルスを電気機械変換素子に供給するこ とで各液材領域に液材を吐出する液材吐出工程と、
着弾した液材の量を液材量検出手段によつて液材領域毎に検出し、 検出された 着弾液材量と液材領域に対する目標液 量との差から液材過不足量を取得する補 正量取得工程と、
着弾液材量が目標液材量に対して不足している場合に、 該不足量に応じて駆動 パルスの波形形状を設定し、 該設定した波形形状の駆動パルスを駆動パルス発生 手段から発生させて電気機械変換素子に供給し、 不足量の液材を補充する液材補 充工程とを経ることを特徴とするディスプレー製造方法。
( 1 9 ) 着弾液材量が目標液材量に対して超過している場合に、 液材中の着色 成分を分解する着色成分分解手段を作動させて着色成分を分解する液材分解工程 を、 前記捕正量取得工程よりも後に行うことを特徴とする請求項 1 8に記載のデ イスプレー製造方法。
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