JP4329569B2 - 液状材料の塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法 - Google Patents

液状材料の塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4329569B2
JP4329569B2 JP2004051661A JP2004051661A JP4329569B2 JP 4329569 B2 JP4329569 B2 JP 4329569B2 JP 2004051661 A JP2004051661 A JP 2004051661A JP 2004051661 A JP2004051661 A JP 2004051661A JP 4329569 B2 JP4329569 B2 JP 4329569B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ejection
discharged
color filter
discharge
axis direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004051661A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005238110A (ja
Inventor
洋一 宮阪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2004051661A priority Critical patent/JP4329569B2/ja
Publication of JP2005238110A publication Critical patent/JP2005238110A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4329569B2 publication Critical patent/JP4329569B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

本発明は、吐出装置および材料塗布方法に関し、特にカラーフィルタ基板の製造、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造、およびプラズマ表示装置の製造に好適な吐出装置および材料塗布方法に関する。
カラーフィルタ、エレクトロルミネッセンス表示装置などの製造に用いられるインクジェット装置が知られている(例えば特許文献1)。
特開2002−221616号公報
表示装置の大型化に伴ない、カラーフィルタ基板の被吐出部(フィルタ層が設けられるべき領域)の大きさも大きくなっている。被吐出部のサイズが大きい場合には、描画分解能を変えて塗布工程を行うと効果的である。そうすれば、被吐出部内の隅々にまで液状のカラーフィルタ材料が塗れ広がりやすいからである。ところが、1回の走査期間中に描画分解能を変化させることは、制御の複雑化を招くので、複数の異なる描画分解能で1つの被吐出部に材料を塗布するためには、複数の走査期間を要することになる。そして、複数の走査期間を要する場合には、塗布工程の時間が長くなりやすい。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、塗布工程が複数の走査期間を要する場合に、塗布工程の時間を短縮することである。
本発明の材料塗布方法は、基体を載せるステージと、ノズルから液状の材料を吐出するヘッドと、を備えた吐出装置を用いて、前記基体の被吐出部に前記液状の材料を塗布する材料塗布方法であって、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を第1の速度で変えながら、前記被吐出部に前記ノズルから前記液状の材料を吐出するステップ(A)と、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を前記第1の速度より速い第2の速度で変えながら、前記被吐出部に前記ノズルから前記液状の材料を吐出するステップ(B)と、を含んでいる。
上記構成によって得られる効果の一つは、塗布工程が複数の走査期間を要する場合に、塗布工程の時間を短縮できることである。
本発明のある態様によれば、前記ステップ(A)は、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を前記第1の速度で変えながら、前記被吐出部に前記ノズルから前記液状の材料を、所定周期にしたがって吐出するステップ(A1)を含み、前記ステップ(B)は、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を前記第2の速度で変えながら、前記被吐出部に前記ノズルから前記液状の材料を、前記所定周期にしたがって吐出するステップ(B1)を含む。
本発明の他の態様によれば、前記ステップ(A)は、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を前記第1の速度で変えながら、前記被吐出部に前記ノズルから、1回の吐出あたり前記液状の材料を第1の体積だけ吐出するステップ(A2)を含み、前記ステップ(B)は、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を前記第2の速度で変えながら、前記被吐出部に前記ノズルから、1回の吐出当たり前記液状の材料を第1の体積より大きい第2の体積だけ吐出するステップ(B2)を含む。
本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、カラーフィルタ基板の製造方法や、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法や、プラズマ表示装置の製造方法などの態様で実現できる。
本発明の吐出装置は、被吐出部を有する基体を載せるステージと、ノズルから液状の材料を吐出するヘッドと、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を変える走査部と、
を備えている。そして、第1の走査期間には、前記走査部は前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を第1の速度で変え、第2の走査期間には、前記走査部が、前記被吐出部に対する前記ノズルの相対位置を前記第1の速度より速い第2の速度で変える。
(A.吐出装置100Rの全体構成)
図1の吐出装置100Rは、液状のカラーフィルタ材料111Rを保持するタンク101Rと、チューブ110Rと、チューブ110Rを介してタンク101Rから液状のカラーフィルタ材料111Rが供給される吐出走査部102と、を備えた材料塗布装置である。そして、吐出走査部102は、グランドステージGSと、吐出ヘッド部103と、第1位置制御装置104と、ステージ106と、第2位置制御装置108と、制御部112と、を備えている。
吐出ヘッド部103は、ステージ106側に液状のカラーフィルタ材料111Rを吐出する複数のヘッド114(図2)を保持している。これら複数のヘッド114のそれぞれは、制御部112からの信号に応じて、液状のカラーフィルタ材料111Rの液滴を吐出する。そして、タンク101Rと、吐出ヘッド部103における複数のヘッド114とは、チューブ110Rで連結されており、タンク101Rから複数のヘッド114のそれぞれに液状のカラーフィルタ材料111Rが供給される。
ここで、液状のカラーフィルタ材料111Rは、本発明の「液状の材料」に対応する。「液状の材料」とは、ヘッド114のノズル(後述)から液滴として吐出可能な粘度を有する材料をいう。この場合、材料が水性であると油性であるとを問わない。ノズルから吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。
第1位置制御装置104は、制御部112からの信号に応じて、吐出ヘッド部103をX軸方向、およびX軸方向に直交するZ軸方向に沿って移動させる。さらに、第1位置制御装置104は、Z軸に平行な軸の回りで吐出ヘッド部103を回転させる機能も有する。本実施形態では、Z軸方向は、鉛直方向(つまり重力加速度の方向)に平行な方向である。
具体的には、第1位置制御装置104は、X軸方向に延びる一対のリニアモータと、X軸方向に延びる一対のX軸ガイドレールと、X軸エアスライダと、キャリッジ回動部と、支持構造体14と、を備えている。支持構造体14は、これら一対のリニアモータと、一対のX軸ガイドレールと、一対のX軸エアスライダと、キャリッジ回動部とを、ステージ106からZ軸方向に所定距離だけ離れた位置に固定している。一方、X軸エアスライダは、一対のX軸ガイドレールに移動可能に支持されている。そして、X軸エアスライダは、一対のリニアモータの働きによって、一対のX軸ガイドレールに沿ってX軸方向に移動する。吐出ヘッド部103はキャリッジ回動部を介してX軸エアスライダと連結されているので、吐出ヘッド部103は、X軸エアスライダとともにX軸方向に移動する。なお、吐出ヘッド部103は、吐出ヘッド部103におけるノズル(後述)がステージ106側を向くように、X軸エアスライダに支持されている。なお、キャリッジ回動部はサーボモータを有しており、吐出ヘッド部103をZ軸に平行な軸の回りで回転させる機能を有する。
第2位置制御装置108は、制御部112からの信号に応じて、X軸方向およびZ軸方向の双方に直交するY軸方向に沿ってステージ106を移動させる。さらに、第2位置制御装置108は、Z軸に平行な軸の回りでステージ106を回転させる機能も有する。具体的には、第2位置制御装置108は、Y軸方向に延びる一対のリニアモータと、Y軸方向に延びる一対のY軸ガイドレールと、Y軸エアスライダと、支持ベースと、θテーブルと、を備えている。一対のリニアモータおよび一対のY軸ガイドレールは、グランドステージGS上に位置している。一方、Y軸エアスライダは、一対のY軸ガイドレールに移動可能に支持されている。そして、Y軸エアスライダは、一対のリニアモータの働きによって、一対のY軸ガイドレールに沿ってY軸方向に移動する。Y軸エアスライダは、支持ベースおよびθテーブルを介してステージ106の裏面に連結されているので、ステージ106は、Y軸エアスライダとともにY軸方向に移動する。なお、θテーブルはモータを有しており、ステージ106をZ軸に平行な軸の回りで回転させる機能を有する。
なお、本明細書では、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108を、「走査部」または「ロボット」とも表記する。
本実施形態におけるX軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は、吐出ヘッド部103およびステージ106のどちらか一方が他方に対して相対移動する方向に一致している。また、X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向を規定するXYZ座標系の仮想的な原点は、吐出装置100Rの基準部分に固定されている。本明細書において、X座標、Y座標、およびZ座標とは、このようなXYZ座標系における座標である。なお、上記の仮想的な原点は、基準部分だけでなく、ステージ106に固定されていてもよいし、吐出ヘッド部103に固定されていてもよい。
上述のように、吐出ヘッド部103は第1位置制御装置104によってX軸方向に移動させられる。一方、ステージ106は第2位置制御装置108によってY軸方向に移動させられる。つまり、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108によって、ステージ106に対するヘッド114の相対位置が変わる。より具体的には、これらの動作によって、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118(図2)は、ステージ106上で位置決めされた被吐出部に対して、Z軸方向に所定の距離を保ちながら、X軸方向およびY軸方向に相対的に移動、すなわち相対的に走査する。ここで、静止した被吐出部に対して吐出ヘッド部103がY軸方向に移動してもよい。そして吐出ヘッド部103がY軸方向に沿って所定の2点間を移動する期間内に、静止した被吐出部に対してノズル118(図2)から液状のカラーフィルタ材料111Rを吐出してもよい。「相対移動」または「相対走査」とは、液状のカラーフィルタ材料111Rを吐出する側と、そこからの吐出物が着弾する側(被吐出部側)の少なくとも一方を他方に対して移動することを含む。
さらに、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118(図2)が相対移動するとは、ステージ、基体、または被吐出部に対するこれらの相対位置が変わることである。このため、本明細書では、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118が吐出装置100Rに対して静止して、ステージ106のみが移動する場合であっても、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118が、ステージ106、基体、または被吐出部に対して相対移動すると表記する。また、相対走査または相対移動と、材料の吐出と、の組合せを指して「塗布走査」と表記することもある。
吐出ヘッド部103およびステージ106は上記以外の平行移動および回転の自由度をさらに有している。ただし、本実施形態では、上記自由度以外の自由度に関する記載は説明を平易にする目的で省略されている。
制御部112は、液状のカラーフィルタ材料111Rを吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置から受け取るように構成されている。制御部112の詳細な構成および機能は、後述する。
(B.ヘッド)
図2に示すヘッド114は、吐出ヘッド部103が有する複数のヘッド114の一つである。図2は、ステージ106側からヘッド114を眺めた図であり、ヘッド114の底面を示している。ヘッド114は、X軸方向に延びるノズル列116を有している。ノズル列116は、X軸方向にほぼ均等に並んだ複数のノズル118からなる。これら複数のノズル118は、ヘッド114のX軸方向のノズルピッチHXPが約70μmとなるように配置されている。ここで、「ヘッド114のX軸方向のノズルピッチHXP」は、ヘッド114におけるノズル118のすべてを、X軸方向に直交する方向からX軸上に射像して得られた複数のノズル像間のピッチに相当する。
ノズル列116におけるノズル118の数は180個である。ただし、ノズル列116の両端のそれぞれ10ノズルは「休止ノズル」として設定されている。そして、これら20個の「休止ノズル」からは液状のカラーフィルタ材料111Rが吐出されない。このため、ヘッド114における180個のノズル118のうち、160個のノズル118が液状のカラーフィルタ材料111Rを吐出するノズル118として機能する。本明細書では、これら160個のノズル118を「吐出ノズル118T」と表記することもある。
なお、1つのヘッド114におけるノズル118の数は、180個に限定されない。1つのヘッド114に360個のノズルが設けられていてもよい。
図3(a)および(b)に示すように、それぞれのヘッド114は、インクジェットヘッドである。より具体的には、それぞれのヘッド114は、振動板126と、ノズルプレート128と、を備えている。振動板126と、ノズルプレート128と、の間には、2つのタンク101R(図1)から孔131を介して供給される液状のカラーフィルタ材料111Rが常に充填される液たまり129が位置している。
また、振動板126と、ノズルプレート128と、の間には、複数の隔壁122が位置している。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、1対の隔壁122と、によって囲まれた部分がキャビティ120である。キャビティ120はノズル118に対応して設けられているため、キャビティ120の数とノズル118の数とは同じである。キャビティ120には、1対の隔壁122間に位置する供給口130を介して、液たまり129から液状のカラーフィルタ材料111Rが供給される。
振動板126上には、それぞれのキャビティ120に対応して、振動子124が位置する。振動子124は、ピエゾ素子124Cと、ピエゾ素子124Cを挟む1対の電極124A、124Bと、を含む。この1対の電極124A、124Bの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル118から液状のカラーフィルタ材料111Rが吐出される。なお、ノズル118からZ軸方向に液状のカラーフィルタ材料111Rが吐出されるように、ノズル118の形状が調整されている。
制御部112(図1)は、複数の振動子124のそれぞれに互いに独立に信号を与えるように構成されていてもよい。つまり、ノズル118から吐出されるカラーフィルタ材料111Rの体積が、制御部112からの信号に応じてノズル118毎に制御されてもよい。そのような場合には、ノズル118のそれぞれから吐出されるカラーフィルタ材料111Rの体積は、0pl〜42pl(ピコリットル)の間で可変にしてもよい。また、制御部112は、後述するように、塗布工程の間に吐出動作を行うノズル118と、吐出動作を行わないノズル118と、を設定することでもできる。
本明細書では、1つのノズル118と、ノズル118に対応するキャビティ120と、キャビティ120に対応する振動子124と、を含んだ部分を「吐出部127」と表記することもある。この表記によれば、1つのヘッド114は、ノズル118の数と同じ数の吐出部127を有する。吐出部127は、ピエゾ素子の代わりに電気熱変換素子を有してもよい。つまり、吐出部127は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して材料を吐出する構成を有していてもよい。
(C.制御部)
次に、制御部112の構成を説明する。図4に示すように、制御部112は、入力バッファメモリ200と、記憶手段202と、処理部204と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208と、を備えている。バッファメモリ200と処理部204とは相互に通信可能に接続されている。処理部204と記憶手段202とは、相互に通信可能に接続されている。処理部204と走査駆動部206とは相互に通信可能に接続されている。処理部204とヘッド駆動部208とは相互に通信可能に接続されている。また、走査駆動部206は、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッド駆動部208は、複数のヘッド114のそれぞれと相互に通信可能に接続されている。
入力バッファメモリ200は、吐出装置100Rの外部に位置するホストコンピュータ(不図示)から、液状のカラーフィルタ材料111Rの液滴Dを吐出するための吐出データを受け取る。入力バッファメモリ200は、吐出データを処理部204に供給し、処理部204は吐出データを記憶手段202に格納する。図4では、記憶手段202はRAMである。
処理部204は、記憶手段202内の吐出データに基づいて、被吐出部に対するノズル118の相対位置を示すデータを走査駆動部206に与える。走査駆動部206はこのデータと、後述する吐出周期EP(図5)と、に応じたステージ駆動信号を第2位置制御装置108に与える。この結果、被吐出部に対してヘッド114が相対走査する。一方、処理部204は、記憶手段202に記憶された吐出データに基づいて、液状のカラーフィルタ材料111Rの吐出に必要な吐出信号ESをヘッド114に与える。この結果、ヘッド114における対応するノズル118から、液状のカラーフィルタ材料111Rの液滴Dが吐出される。
制御部112は、CPU、ROM、RAM、バスを含んだコンピュータであってもよい。この場合には、制御部112の上記機能は、コンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによって実現される。もちろん、制御部112は、専用の回路(ハードウェア)によって実現されてもよい。
次に制御部112におけるヘッド駆動部208の構成と機能を説明する。
図5(a)に示すように、ヘッド駆動部208は、1つの駆動信号生成部203と、複数のアナログスイッチASと、を有する。図5(b)に示すように、駆動信号生成部203は駆動信号DSを生成する。駆動信号DSの電位は、基準電位Lに対して時間的に変化する。具体的には、駆動信号DSは、吐出周期EPで繰り返される複数の吐出波形Pを含む。ここで、吐出波形Pは、ノズル118から1つの液滴を吐出するために、対応する振動子124の一対の電極間に印加されるべき駆動電圧波形に対応する。
駆動信号DSは、アナログスイッチASのそれぞれの入力端子に供給される。アナログスイッチASのそれぞれは、吐出部127のそれぞれに対応して設けられている。つまり、アナログスイッチASの数と吐出部127の数(つまりノズル118の数)とは同じである。
処理部204は、ノズル118のオン・オフを表す選択信号SC(i)を、アナログスイッチASのそれぞれに与える。ここで、選択信号SC(i)は、アナログスイッチAS毎に独立にハイレベルおよびローレベルのどちらかの状態を取り得る。一方、アナログスイッチASは、駆動信号DSと選択信号SC(i)とに応じて、振動子124の電極124Aに吐出信号ES(i)を供給する。具体的には、選択信号SC(i)がハイレベルの場合には、アナログスイッチASは電極124Aに吐出信号ES(i)として駆動信号DSを伝播する。一方、選択信号SC(i)がローレベルの場合には、アナログスイッチASが出力する吐出信号ES(i)の電位は基準電位Lとなる。振動子124の電極124Aに駆動信号DSが与えられると、その振動子124に対応するノズル118から液状のカラーフィルタ材料111Rが吐出される。なお、それぞれの振動子124の電極124Bには基準電位Lが与えられている。
図5(b)に示す例では、2つの吐出信号ES(1)、ES(2)のそれぞれにおいて、吐出周期EPの2倍の周期2EPで吐出波形Pが現れるように、2つの選択信号SC(1)、SC(2)のそれぞれにおいてハイレベルの期間とローレベルの期間とが設定されている。これによって、対応する2つのノズル118のそれぞれから、周期2EPで液状の材料が吐出される。また、これら2つのノズル118に対応する振動子124のそれぞれには、共通の駆動信号生成部203からの共通の駆動信号DSが与えられている。このため、2つのノズル118からほぼ同じタイミングで液状の材料(カラーフィルタ材料)が吐出される。なお、図5(b)における吐出信号ES(3)には、なんら駆動波形Pが現れないように、対応する選択信号SC(3)はローレベルに維持されている。
本実施形態では、周期2EPは、液状のカラーフィルタ材料111Rの有効吐出周期EPMである。ここで、有効吐出周期EPMの逆数を有効吐出周波数EFと表記する。有効吐出周期EPM(または有効吐出周波数EF)とは、ヘッド114からカラーフィルタ材料111Rが正常に吐出され得る範囲の周期(周波数)である。この範囲より短い有効吐出周期EPMでは、カラーフィルタ材料111Rを正常に吐出することは簡単ではない。本実施形態のカラーフィルタ材料111Rの場合には、有効吐出周期EPMの範囲は、およそ50μsec以上(0Hzより大きく20kHz以下)である。有効吐出周期EPMの範囲は、カラーフィルタ材料、エレクトロルミネッセンス表示装置用の発光材料や、プラズマ表示装置において用いられる蛍光材料や、導電性薄膜材料毎に異なり得る。
以上の構成によって、吐出装置100Rは、制御部112に与えられた吐出データに応じて、液状の材料111の塗布を行う。
(D.カラーフィルタ基板)
図6(a)および(b)に示す基体10Aは、後述の実施形態2において説明する製造装置1による処理を経て、カラーフィルタ基板10となる基板である。基体10Aは、マトリクス状に配置された複数の被吐出部18R、18G、18Bを有する。
具体的には、基体10Aは、光透過性を有する支持基板12と、支持基板12上に形成されたブラックマトリクス14と、ブラックマトリクス14上に形成されたバンク16と、を含む。ブラックマトリクス14は遮光性を有する材料で形成されている。そして、ブラックマトリクス14とブラックマトリクス14上のバンク16とは、支持基板12上にマトリクス状の複数の光透過部分、すなわちマトリクス状の複数の画素領域、が規定されるように位置している。
それぞれの画素領域において、支持基板12、ブラックマトリクス14、およびバンク16で規定される凹部は、被吐出部18R、被吐出部18G、被吐出部18Bに対応する。被吐出部18Rは、赤の波長域の光線のみを透過するフィルタ層111FRが形成されるべき領域であり、被吐出部18Gは、緑の波長域の光線のみを透過するフィルタ層111FGが形成されるべき領域であり、被吐出部18Bは、青の波長域の光線のみを透過するフィルタ層111FBが形成されるべき領域である。
図6(b)に示す基体10Aは、X軸方向とY軸方向との双方に平行な仮想平面上に位置している。そして、複数の被吐出部18R、18G、18Bが形成するマトリクスの行方向および列方向は、それぞれX軸方向およびY軸方向と平行である。基体10Aにおいて、被吐出部18R、被吐出部18G、および被吐出部18Bは、X軸方向にこの順番で周期的に並んでいる。一方、被吐出部18R同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、また、被吐出部18G同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、そして、被吐出部18B同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでいる。なお、被吐出部18R、18G、18Bの平面像は、長手方向を有する多角形である。
(E.塗布工程)
本実施形態の塗布工程の説明を平易にする目的で、いくつかの定義を導入する。まず、「走査期間」とは、ステージ106に対するヘッド114または吐出ヘッド部103の相対位置が、Y軸方向に走査範囲の一端E1から他端E2(図11)、または他端E2から一端E1まで至る期間を意味する。1回の走査期間を「1パスの期間」と表記することもある。
ここで、「走査範囲」とは、図11に示すように、基体10A上のすべての被吐出部18Rに材料を塗布できるように、吐出ヘッド部103の一辺がステージ106に対して相対移動する範囲を意味する。このため、走査範囲によってすべての被吐出部18Rが覆われている。本実施形態では、吐出ヘッド部103は、走査範囲を1回の走査期間内に移動する。
なお、場合によって用語「走査範囲」は、ステージ106に対して1つのノズル118(図2)が相対移動する範囲を意味することもあるし、1つのノズル列116(図2)が相対移動する範囲を意味することもあるし、ヘッド114(図2)が相対移動する範囲を意味することもある。
さらに、ステージ106に対して、吐出ヘッド部103、ヘッド114(図2)、またはノズル118(図2)が相対移動するとは、ステージ106、基体10A、または被吐出部18Rに対するこれらの相対位置が変わることを意味する。このため、本明細書では、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118が吐出装置100Rに対して静止するとともに、ステージ106のみが移動する場合であっても、吐出ヘッド部103、ヘッド114、またはノズル118が、ステージ106、基体10A、または被吐出部18Rに対して相対移動すると表記する。また、相対走査または相対移動と、材料の吐出と、の組合せを指して「塗布走査」と表記することもある。
以下では、説明の便宜上、複数の被吐出部18Rのそれぞれに吐出されるべき液状のカラーフィルタ材料111Rの総体積が、10qピコリットルであるとする。ここで、qは説明を一般化する目的で導入された定数である。qの値は基体10A毎に異なり得る。
塗布工程が開始される前に、フォーク部を有する搬送装置(図7には不図示)が基体10Aをステージ106上に載せる。具体的は、複数の被吐出部18Rが形成するマトリクスの行の方向および列の方向が、X軸方向およびY軸方向に一致するように、基体10Aがステージ106上で配置される。本実施形態では、被吐出部18Rの長手方向がY軸方向に一致するように、基体10Aが配向される。
塗布工程が開始されると、制御部112が、第1位置制御装置104を介して、吐出ノズル118Tの少なくとも1つが、被吐出部18Rに対応するように、ステージ106に対する吐出ヘッド部103の相対位置をX軸方向に沿って調整する。
(E1.第1の走査期間)
吐出装置100Rは、第1の走査期間に、被吐出部18Rのそれぞれに、10μmの描画分解能で液状のカラーフィルタ材料111Rを塗布する。つまり吐出装置100Rによって、被吐出部18Rのそれぞれの内部に、10μmの間隔で複数のカラーフィルタ材料111Rの液滴Dが着弾する。本実施形態では、被吐出部18RのY軸方向の吐出可能範囲YEの長さがほぼ65μmなので、被吐出部18Rに10μmのピッチでならぶ6つの位置のそれぞれに、液滴Dが着弾する。
ここで、図10を用いて、「吐出可能範囲YE」について説明する。図10に示すように、吐出ノズル118が、被吐出部18RのY軸方向の吐出可能範囲YE内にあれば、液滴Dを正常に被吐出部18R内に着弾させることができる。一方、吐出ノズル118TがY軸方向の吐出可能範囲YE外にある場合には、吐出ノズル118Tからの液滴Dは正常に被吐出部18Rに着弾し得ない。例えば、図10に示すように、吐出ノズル118Tからの液滴Dが、被吐出部18Rに着弾する前にバンク16に衝突したり、着弾後にバンク16を乗り越えたりする。Y軸方向の吐出可能範囲YEの長さは、吐出される液滴Dの体積や大きさに依存して変化し得る。例えば、液滴Dの体積が大きければ、吐出可能範囲YEはより小さくなる。
被吐出部18RのY軸方向の吐出可能範囲YEの長さは、被吐出部18RのY座標範囲EYTの長さ以下である。ここで、「Y座標範囲EYT」とは、Y軸方向に沿った被吐出部18Rの端から端までの範囲である。本実施形態では、Y座標範囲EYTの長さは被吐出部18Rの長辺の長さに等しい。被吐出部18RのX軸方向の吐出可能範囲XEも、吐出可能範囲YEと同様に決まる。
ところで、「描画分解能」は、例えば、隣合う2つの着弾位置間の距離で表され得る。着弾位置とは、液滴Dを着弾させるべき位置である。また、より高い「描画分解能」で液滴Dを吐出することは、より細かい間隔で液滴Dを着弾させることを意味する。
制御部112は、第1の走査期間を開始する。具体的には、第1の走査期間のうちに、制御部112は、ステージ106に対する吐出ヘッド部103の相対位置を、走査範囲の一端E1から他端E2まで、Y軸方向に変化させる。
本実施形態では、制御部112は、Y軸方向の正の方向(図7(a)の右から左)に、相対移動速度v1で、ステージ106に対する吐出ノズル118Tの相対位置を変化させる。そして、吐出ノズル118Tが被吐出部18Rに対応する領域内を相対移動している場合には、ヘッド114は、有効吐出周期EPM(つまり有効吐出周波数EFの逆数)にしたがって、その吐出ノズル118Tから液状のカラーフィルタ材料111Rの液滴Dを吐出する。この場合、具体的には、ヘッド114は、有効吐出周期EPM毎にその吐出ノズル118Tから液滴Dを吐出する。この結果、被吐出部18Rのそれぞれに、1つの吐出ノズル118Tから6つの液滴Dが吐出される。図7(a)には、第1の走査期間の着弾位置が黒丸で示されている。
さて、第1の走査期間に、1つの吐出ノズル118Tから1回の吐出によって吐出される液滴Dの体積は、ほぼ1qピコリットルである。このため、第1の走査期間に、複数の被吐出部のそれぞれに吐出されるカラーフィルタ材料111Rの体積は、6qピコリットルである。ここで、被吐出部l8Rに吐出すべきカラーフィルタ材料111Rの体積の総体積は10qピコリットルだから、第1の走査期間によって、総体積の6/10の体積のカラーフィルタ材料111Rが吐出される。
ステージ106に対する吐出ノズル118Tの相対移動速度は、描画分解能と有効吐出周波数EFとに基づいて決まる。描画分解能が10μmであり、有効吐出周波数EFが20kHzである場合には、相対移動速度V1は、ほぼ200mm/s(つまり、20kHz×10μm)であればよい。したがって、有効吐出周波数EFが20kHzのカラーフィルタ材料111Rを用いる場合には、吐出装置100Rの相対移動速度V1を200mm/sに設定すれば、10μmの描画分解能で被吐出部18Rを塗布できる。
第1の走査期間に着弾した液滴Dは、それぞれの着弾位置から、図7(b)に示すように、周囲に塗れ広がっていく。なお、図7(b)における円の大きさは、着弾したそれぞれの液滴Dの体積の大きさを模式的に表している。なお、説明の便宜上、これらの円がバンク16を超えるように描かれているが、実際には、バンク16で囲まれた被吐出部18R内に、着弾したカラーフィルタ材料111Rは留まる。
第1の走査期間が終了すると、制御部112は、吐出ヘッド部103の相対位置が走査範囲の一端E1に戻るように、ステージ106を移動させる。
第1の走査期間によって、複数の被吐出部18Rのそれぞれに対して、吐出されるべき総体積の6/10の体積のカラーフィルタ材料111Rが吐出される。このため、第1の走査期間の後の第2の走査期間によって、4/10の体積のカラーフィルタ材料111Rが被吐出部18Rに吐出されればよい。
(E2.第2の走査期間)
第2の走査期間には、制御部112は、吐出ノズル118Tの1回の吐出によって吐出される液滴Dの体積を、2qピコリットルに設定する。ここで、被吐出部18Rに吐出されるべき液状のカラーフィルタ材料111Rは、残り4qピコリットルなので、被吐出部18Rに対する吐出回数は2回であればよい。さて、描画分解能が65μmより短ければ、被吐出部18Rに2回吐出できる。本実施形態では、制御部112は第2の走査期間の描画分解能を、吐出可能範囲の65μmより小さい値であって、かつ第1の走査期間の描画分解能10μmよりも長い値にセットする。具体的には、制御部112は、第2の走査期間の描画分解能を20μmにセットする。
そして、有効吐出周波数EFが20kHzなので、ステージ106に対する吐出ノズル118Tの相対移動速度v2は、400mm/s(つまり、20kHz×30μm)である。
制御部112は、第2の走査期間を開始する。具体的には、第2の走査期間のうちに、制御部112は、ステージ106に対する吐出ヘッド部103の相対位置を、走査範囲の一端E1から他端E2まで、Y軸方向に変化させる。
本実施形態では、制御部112は、Y軸方向の正の方向(図8(a)の右から左)に、相対移動速度v2で、ステージ106に対する吐出ノズル118Tの相対位置を変化させる。そして、吐出ノズル118Tが被吐出部18Rに対応する領域内を相対移動している場合には、ヘッド114は、有効吐出周期EPM(つまり有効吐出周波数EFの逆数)にしたがって、その吐出ノズル118Tから液状のカラーフィルタ材料111Rの液滴Dを吐出する。この場合、具体的には、ヘッド114は、有効吐出周期EPM毎にその吐出ノズル118Tから液滴Dを吐出する。この結果、被吐出部18Rのそれぞれに、1つの吐出ノズル118Tから2つの液滴Dが吐出される。図8(a)には、第2の走査期間の着弾位置が黒丸で示されている。なお、比較のために、図8(a)には、第1の走査期間の着弾位置が白丸で示されている。
第2の走査期間に着弾した液滴Dは、それぞれの着弾位置から、図8(b)に示すように、周囲に塗れ広がっている。なお、図8(b)における円の大きさは、着弾したそれぞれの液滴Dの体積の大きさを模式的に表している。なお、説明の便宜上、これらの円がバンク16を超えるように描かれているが、実際には、バンク16で囲まれた被吐出部18R内に、着弾したカラーフィルタ材料111Rは留まる。
なお、第2の走査期間に吐出ヘッド部103は、E1からE2に向けて相対移動したが、E2からE1に向けて相対移動してもよい。
(F.比較例)
図9を参照しながら、第2の走査期間の相対移動速度が、第1の走査期間の相対移動速度v1と同じである例を説明する。図9に示すように、第2の走査期間の相対移動速度もv1であれば、第2の走査期間に、被吐出部18Rに液滴Dを吐出できる回数は、最大で6回である。第2の走査期間に吐出されるべきカラーフィルタ材料111Rの体積は4qピコリットルなので、1回の吐出によって吐出される体積が0.7qピコリットル以上に設定されれば、1つの被吐出部18Rに必要な体積(10qピコリットル)のカラーフィルタ材料111Rを、被吐出部18Rに吐出し得る。
(G.効果の検証)
図12は、本実施形態の塗布工程に必要な時間を説明するグラフである。走査範囲(図11)のE1とE2との間の長さが1800mmである。また、走査範囲内の範囲であって、被吐出部18Rが形成するマトリクスに対応するY軸方向の範囲が1600mmである。本実施形態では、被吐出部18Rが形成するマトリクスに対応するY軸方向の範囲の境界をE3とE4とで表す。E1とE3との間の距離は100mmである。また、E4とE2との間の距離も100mmである。
第1の走査期間の場合には、吐出ヘッド部103は、E1とE3との間をほぼ0.5秒で通過するとともに、E1からE3に至るまでに、相対移動速度が0からv1になるように、等加速度運動する。一方、吐出ヘッド部103は、E4とE2との間をほぼ0.5秒で通過するとともに、E4からE2に至るまでに、相対移動速度がv1から0になるように、等加速度運動する。E3とE4との間では、吐出ヘッド103は、ステージ106に対して相対移動速度v1(200mm/s)でY軸方向に等速運動する。したがって、吐出ヘッド部103が走査範囲のE1からE2まで至るまでに、ほぼ9秒(つまり、0.5+(1800−100−100)/200+0.5)かかる。
第2の走査期間の場合には、吐出ヘッド部103は、E1とE3との間をほぼ0.5秒で通過するとともに、E1からE3に至るまでに、相対移動速度が0からv2になるように、等加速度運動する。一方、吐出ヘッド部103は、E4とE2との間をほぼ0.5秒で通過するとともに、E4からE2に至るまでに、相対移動速度がv2から0になるように、等加速度運動する。さて、E3とE4との間では、吐出ヘッド103は、ステージ106に対して相対移動速度v2(400mm/s)でY軸方向に等速運動する。したがって、吐出ヘッド部103が走査範囲のE1からE2まで至るまでに、ほぼ5秒(つまり、0.5+(1800−100−100)/400+0.5)かかる。
したがって、本実施形態の塗布工程によれば、第1の走査期間と第2の走査期間とにかかる時間は、ほぼ14秒である。
一方、上記比較例のように、被吐出部の形状が本実施形態の被吐出部18Rの形状と同じであり、被吐出部に吐出されるべき液状のカラーフィルタ材料の総体積が本実施形態の体積と同じ場合に、第1の走査期間の相対移動速度と、第2の走査期間の相対移動速度とを同じ(v2=v1)にすれば、ほぼ18秒(つまり9秒×2)だけ必要になる。
このように本実施形態の塗布工程によれば、塗布工程の時間が短縮される。
(実施形態2)
実施形態1では、第1の走査期間に吐出される液滴Dの体積と、第2の走査期間に吐出される液滴Dの体積とは異なっている。しかしながら、本実施形態において示すように、第1の走査期間に吐出される液滴Dの体積と、第2の走査期間に吐出される液滴Dの体積とは同じであってもよい。液滴Dの体積が同じであっても、複数の走査期間に亘って被吐出部18Rに液状のカラーフィルタ材料111Rを塗布する場合に、ある1つの走査期間における吐出回数が、他の走査期間における吐出回数よりも少ない場合には、それに応じて、その1つの走査期間の相対移動速度が、他の走査期間の相対移動速度より大きければ、実施形態1の効果と同様の効果が得られる。
吐出装置100Rは、画像データと相対移動速度データとに応じて、塗布工程を行う。。以下では、第1の走査期間に吐出される液滴Dの体積と、第2の走査期間に吐出される液滴Dの体積とは同じ場合について、制御部112が、画像データと相対移動速度データとを生成するフローを説明する。
図13に示すステップS0において、制御部112が処理を開始する。そして、ステップS0の次のステップS1において、吐出データが表す被吐出部18Rの形状や大きさに基づいて、必要とされる最低限の描画分解能を決定する。そして、決定された描画分解能から、第1の走査期間の相対移動速度v1を決める。具体的は、必要とされる描画分解能と、有効吐出周波数EFとの積を求めることで、相対移動速度v1を求める。また、第1の走査期間の描画分解能が決まれば、第1の走査期間に1つの被吐出部18Rに液滴Dが吐出される吐出回数EJ1も決まる。なお、吐出データは、外部のホストコンピュータから、予め制御部112に与えられている。
ステップS1の次のステップS3において、1つの被吐出部18Rにとって必要とされる吐出全回数(総体積に比例する値)と、吐出回数EJ1との差を取ることで、第2の走査期間に1つの被吐出部18Rに必要となる吐出回数EJ2を導出する。次にステップS3の次のステップS5において、導出された吐出回数EJ2が、第1の走査期間の吐出回数EJ1以下か否かを判定する。ステップS5において、吐出回数EJ2が吐出回数EJ1以下であると判定された場合(ステップS5がYES)には、処理はステップS7に移行する。ステップS7において、吐出回数EJ2と吐出可能範囲YEとに応じて、第2の走査期間の描画分解能を求める。そしてステップS7の次のステップS9において、導出された描画分解能と、有効吐出周波数EFとに基づいて、第2の走査期間の相対移動速度v2を導出する。
上記ステップS5において、吐出回数EJ2が吐出回数EJ1より大きいと判定された場合(ステップS5がNO)には、処理はステップS11に移行する。ステップS11において、第3の走査期間について、1つの被吐出部18R当たりの吐出回数EJ3を、吐出回数EJ2から吐出回数EJ1を引いた値に設定する。また、第2の走査期間の吐出回数EJ2に、吐出回数EJ1の値を代入する。図13のステップS11における表記「EJ3=EJ2−EJ1」および「EJ2=EJ1」は、この順番でこれらの演算が実行されることを意味しており、どちらの演算も、右辺の数値を左辺の変数に代入することを意味している。
ステップS11の次のステップS13において、吐出回数EJ3が吐出回数EJ1以下か否かが判定される。吐出回数EJ3が吐出回数EJ1以下の場合(ステップS13がYES)には、処理はステップS15に移行する。ステップS15において、吐出回数EJ3と吐出可能範囲YEとに応じて、第3の走査期間の描画分解能を求める。そして、ステップS15の次のステップS17において、第3の走査期間の描画分解能と、有効吐出周波数EFとに基づいて、第3の走査期間の相対移動速度v3を導出する。なお、ステップS17において、第2の走査期間の相対移動速度はv1に設定される。
上記ステップS13において、吐出回数EJ3が吐出回数EJ1より大きいと判定された場合(ステップS13がNO)には、処理はステップS19に移行する。ステップS19において、第4の走査期間について、1つの被吐出部18R当たりの吐出回数EJ4を、吐出回数EJ3から吐出回数EJ1を引いた値に設定する。また、第3の走査期間の吐出回数EJ3に、吐出回数EJ1の値を代入する。図13のステップS19における表記「EJ4=EJ3−EJ1」および「EJ3=EJ1」は、この順番でこれらの演算が実行されることを意味しており、どちらの演算も、右辺の数値を左辺の変数に代入することを意味している。
ステップS19の次のステップS21において、吐出回数EJ4と吐出可能範囲YEとに応じて、第4の走査期間の描画分解能を求める。そして、ステップS21の次のステップS23において、第4の走査期間の描画分解能と、有効吐出周波数EFとに基づいて、第4の走査期間の相対移動速度v4を導出する。なお、ステップS23において、第2の走査期間の相対移動速度および第3の走査期間の相対移動速度は、v1に設定される。
ステップS9、ステップS17、またはステップS23の次に、ステップS25において、画像データと、相対移動速度データとを作成する。画像データは、走査期間毎の着弾位置(吐出位置)を示すデータであり、相対移動速度データは、走査期間毎の相対移動速度を示すデータである。
そして、ステップS25の次のステップS27において、制御部112は、生成された画像データと、相対移動速度データとに応じて、吐出装置100Rの塗布工程を実行する。そして、基体10A上の複数の被吐出部18Rのすべてに、カラーフィルタ材料111Rが塗布された場合には、ステップS29において、すべての処理を終了する。
なお、吐出装置100Rにおける制御部112が画像データと相対移動速度データとを生成する代わりに、吐出装置100Rの外部のホストコンピュータが、上述のフローにしたがって、画像データと相対移動速度データとを生成してもよい。
(実施形態3)
実施形態1および2では、被吐出部18Rにカラーフィルタ材料111Rを塗布する工程を説明した。以下では、製造装置1によってカラーフィルタ基板10が得られるまでの一連の工程を説明する。
図14に示す製造装置1は、図6の基体10Aの被吐出部18R、18G、18Bのそれぞれに対して、対応するカラーフィルタ材料を吐出する装置である。具体的には、製造装置1は、被吐出部18Rのすべてにカラーフィルタ材料111Rを塗布する吐出装置100Rと、被吐出部18R上のカラーフィルタ材料111Rを乾燥させる乾燥装置150Rと、被吐出部18Gのすべてにカラーフィルタ材料111Gを塗布する100Gと、被吐出部18G上のカラーフィルタ材料111Gを乾燥させる乾燥装置150Gと、被吐出部18Bのすべてにカラーフィルタ材料111Bを塗布する100Bと、被吐出部18Bのカラーフィルタ材料111Bを乾燥させる乾燥装置150Bと、カラーフィルタ材料111R、111G、111Bを再度加熱(ポストベーク)するオーブン160と、ポストベークされたカラーフィルタ材料111R,111G、111Bの層の上に保護膜20を設ける吐出装置100Cと、保護膜20を乾燥させる乾燥装置150Cと、乾燥された保護膜20を再度加熱して硬化する硬化装置165と、を備えている。さらに製造装置1は、吐出装置100R、乾燥装置150R、吐出装置100G、乾燥装置150G、吐出装置100B、乾燥装置150B、吐出装置100C、乾燥装置150C、硬化装置165の順番に基体10Aを搬送する搬送装置170も備えている。搬送装置170は、フォーク部と、フォーク部を上下移動させる駆動部と、自走部と、を備えている。
吐出装置100Rの構成は実施形態1において説明したため、説明を省略する。吐出装置100Gの構成と、吐出装置100Bの構成と、吐出装置100Cの構成とは、いずれも基本的に吐出装置100Rの構造と同じある。ただし、吐出装置100Rにおけるタンク101Rとチューブ110Rとの代わりに、吐出装置100Gがカラーフィルタ材料111G用のタンクとチューブとを備える点で、吐出装置100Gの構成は吐出装置100Rの構成と異なる。同様に、タンク101Rとチューブ110Rとの代わりに、吐出装置100Bがカラーフィルタ材料111B用のタンクとチューブとを備える点で、吐出装置100Bの構成は吐出装置100Rの構成と異なる。さらに、タンク101Rとチューブ110Rとの代わりに、吐出装置100Cが保護膜材料用のタンクとチューブとを備える点で吐出装置100Cの構成は吐出装置100Rの構成と異なる。なお、本実施形態における液状のカラーフィルタ材料111R,111G、111Bのそれぞれは、本発明の「液状の材料」の一例である。
まず、以下の手順にしたがって図6の基体10Aを作成する。まず、スパッタ法または蒸着法によって、支持基板12上に金属薄膜を形成する。その後、フォトリソグラフィー工程によってこの金属薄膜から格子状のブラックマトリクス14を形成する。ブラックマトリクス14の材料の例は、金属クロムや酸化クロムである。なお、支持基板12は、可視光に対して光透過性を有する基板、例えばガラス基板である。続いて、支持基板12およびブラックマトリクス14を覆うように、ネガ型の感光性樹脂組成物からなるレジスト層を塗布する。そして、そのレジスト層の上にマトリクスパターン形状に形成されたマスクフィルム密着させながら、このレジスト層を露光する。その後、レジスト層の未露光部分をエッチング処理で取り除くことで、バンク16が得られる。以上の工程によって、基体10Aが得られる。
なお、バンク16に代えて、樹脂ブラックからなるバンクを用いても良い。その場合は、金属薄膜(ブラックマトリクス14)は不要となり、バンク層は、1層のみとなる。
次に、大気圧下の酸素プラズマ処理によって、基体10Aを親液化する。この処理によって、支持基板12と、ブラックマトリクス14と、バンク16と、で規定されたそれぞれの凹部(画素領域の一部)における支持基板12の表面と、ブラックマトリクス14の表面と、バンク16の表面と、が親液性を呈するようになる。さらに、その後、基体10Aに対して、4フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理を行う。4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、それぞれの凹部におけるバンク16の表面がフッ化処理(撥液性に処理)され、このことで、バンク16の表面が撥液性を呈するようになる。なお、4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、先に親液性を与えられた支持基板12の表面およびブラックマトリクス14の表面は若干親液性を失うが、それでもこれら表面は親液性を維持する。このように、支持基板12と、ブラックマトリクス14と、バンク16と、によって規定された凹部の表面に所定の表面処理が施されることで、凹部の表面が被吐出部18R、18G、18Bとなる。
なお、支持基板12の材質、ブラックマトリクス14の材質、およびバンク16の材質によっては、上記のような表面処理を行わなくても、所望の親液性および撥液性を呈する表面が得られることもある。そのような場合には、上記表面処理を施さなくても、支持基板12と、ブラックマトリクス14と、バンク16と、によって規定された凹部の表面が被吐出部18R、18G、18Bである。
被吐出部18R、18G、18Bが形成された基体10Aは、搬送装置170によって、吐出装置100Rのステージ106に運ばれる。そして、図15(a)に示すように、吐出装置100Rは、被吐出部18Rのすべてにカラーフィルタ材料111Rの層が形成されるように、吐出データに応じて、ヘッド114からカラーフィルタ材料111Rを吐出する。より具体的には、吐出装置100Rは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部18Rのそれぞれに、カラーフィルタ材料111Rを塗布する。
基体10Aの被吐出部18Rのすべてにカラーフィルタ材料111Rの層が形成された場合には、搬送装置170が基体10Aを乾燥装置150R内に位置させる。そして、被吐出部18R上のカラーフィルタ材料111Rを完全に乾燥させることで、被吐出部18R上にフィルタ層111FRを得る。
次に搬送装置170は、基体10Aを吐出装置100Gのステージ106に位置させる。そして、図15(b)に示すように、吐出装置100Gは、被吐出部18Gのすべてにカラーフィルタ材料111Gの層が形成されるように、被吐出部18Gに対応した吐出データに応じて、ヘッド114からカラーフィルタ材料111Gを吐出する。より具体的には、吐出装置100Gは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部18Gのそれぞれに、カラーフィルタ材料111Gを塗布する。
基体10Aの被吐出部18Gのすべてにカラーフィルタ材料111Gの層が形成された場合には、搬送装置170が基体10Aを乾燥装置150G内に位置させる。そして、被吐出部18G上のカラーフィルタ材料111Gを完全に乾燥させることで、被吐出部18G上にフィルタ層111FGを得る。
次に搬送装置170は、基体10Aを吐出装置100Bのステージ106に位置させる。そして、図15(c)に示すように、吐出装置100Bは、被吐出部18Bのすべてにカラーフィルタ材料111Bの層が形成されるように、被吐出部18Bに対応した吐出データに応じて、ヘッド114からカラーフィルタ材料111Bを吐出する。より具体的には、吐出装置100Bは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部18Bのそれぞれに、カラーフィルタ材料111Bを塗布する。
基体10Aの被吐出部18Bのすべてにカラーフィルタ材料111Bの層が形成された場合には、搬送装置170が基体10Aを乾燥装置150B内に位置させる。そして、被吐出部18B上のカラーフィルタ材料111Bを完全に乾燥させることで、被吐出部18B上にフィルタ層111FBを得る。
次に搬送装置170は、基体10Aを、オーブン160内に位置させる。その後、オーブン160はフィルタ層111FR、111FG、111FBを再加熱(ポストベーク)する。
次に搬送装置170は、基体10Aを吐出装置100Cのステージ106に位置させる。そして、吐出装置100Cは、フィルタ層111FR、111FG、111FB、およびバンク16を覆って保護膜20が形成されるように、液状の保護膜材料を吐出する。フィルタ層111FR,111FG、111FB、およびバンク16を覆う保護膜20が形成された後に、搬送装置170は基体10Aをオーブン150C内に位置させる。そして、オーブン150Cが保護膜20を完全に乾燥させた後に、硬化装置165が保護膜20を加熱して完全に硬化することで、基体10Aはカラーフィルタ基板10となる。
(実施形態4)
次に、本発明をエレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置に適用した例を説明する。
図16(a)および(b)に示す基体30Aは、後述する製造装置2(図17)による処理によって、エレクトロルミネッセンス表示装置30となる基板である。基体30Aは、マトリクス状に配置された複数の被吐出部38R、38G、38Bを有する。
具体的には、基体30Aは、支持基板32と、支持基板32上に形成された回路素子層34と、回路素子層34上に形成された複数の画素電極36と、複数の画素電極36の間に形成されたバンク40と、を有している。支持基板は、可視光に対して光透過性を有する基板であり、例えばガラス基板である。複数の画素電極36のそれぞれは、可視光に対して光透過性を有する電極であり、例えば、ITO(Indium-Tin Oxide)電極である。また、複数の画素電極36は、回路素子層34上にマトリクス状に配置されており、それぞれが画素領域を規定する。そして、バンク40は、格子状の形状を有しており、複数の画素電極36のそれぞれを囲む。また、バンク40は、回路素子層34上に形成された無機物バンク40Aと、無機物バンク40A上に位置する有機物バンク40Bとからなる。
回路素子層34は、支持基板32上で所定の方向に延びる複数の走査電極と、複数の走査電極を覆うように形成された絶縁膜42と、絶縁膜42上に位置するとともに複数の走査電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる複数の信号電極と、走査電極および信号電極の交点付近に位置する複数のスイッチング素子44と、複数のスイッチング素子44を覆うように形成されたポリイミドなどの層間絶縁膜45と、を有する層である。それぞれのスイッチング素子44のゲート電極44Gおよびソース電極44Sは、それぞれ対応する走査電極および対応する信号電極と電気的に接続されている。層間絶縁膜45上には複数の画素電極36が位置する。層間絶縁膜45には、各スイッチング素子44のドレイン電極44Dに対応する部位にスルーホール44Vが設けられており、このスルーホール44Vを介して、スイッチング素子44と、対応する画素電極36と、の間の電気的接続が形成されている。また、バンク40に対応する位置にそれぞれのスイッチング素子44が位置している。つまり、図13(b)の紙面に垂直な方向から観察すると、複数のスイッチング素子44のそれぞれは、バンク40に覆われるように位置している。
基体30Aの画素電極36とバンク40とで規定される凹部(画素領域の一部)は、被吐出部38R、被吐出部38G、被吐出部38Bに対応する。被吐出部38Rは、赤の波長域の光線を発光する発光層211FRが形成されるべき領域であり、被吐出部38Gは、緑の波長域の光線を発光する発光層211FGが形成されるべき領域であり、被吐出部38Bは、青の波長域の光線を発光する発光層211GBが形成されるべき領域である。
図16(b)に示す基体30Aは、X軸方向とY軸方向との双方に平行な仮想平面上に位置している。そして、複数の被吐出部38R、38G、38Bが形成するマトリクスの行方向および列方向は、それぞれX軸方向およびY軸方向と平行である。基体30Aにおいて、被吐出部38R、被吐出部38G、および被吐出部38Bは、X軸方向にこの順番で周期的に並んでいる。一方、被吐出部38R同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、また、被吐出部38G同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、同様に、被吐出部38B同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでいる。なお、被吐出部38R、38G、38Bの平面像は、長手方向を有する矩形である。
図17に示す製造装置2は、図16の基体30Aの被吐出部38R,38G、38Bのそれぞれに対して、対応する発光材料を吐出する装置である。製造装置2は、被吐出部38Rのすべてに発光材料211Rを塗布する吐出装置200Rと、被吐出部38R上の発光材料211Rを乾燥させる乾燥装置250Rと、被吐出部38Gのすべてに発光材料211Gを塗布する吐出装置200Gと、被吐出部38G上の発光材料211Gを乾燥させる乾燥装置250Gと、被吐出部38Bのすべてに発光材料211Bを塗布する吐出装置200Bと、被吐出部38B上の発光材料Bを乾燥させる乾燥装置250Bと、を備えている。さらに製造装置2は、吐出装置200R、乾燥装置250R、吐出装置200G、乾燥装置250G、吐出装置200B、乾燥装置250Bの順番に基体30Aを搬送する搬送装置270も備えている。搬送装置270は、フォーク部と、フォーク部を上下移動させる駆動部と、自走部と、を備えている。
図18に示す吐出装置200Rは、液状の発光材料211Rを保持するタンク201Rと、チューブ210Rと、チューブ210Rを介してタンク201Rから発光材料211Rが供給される吐出走査部102と、を備える。吐出走査部102の構成は、実施形態1の吐出走査部102(図1)の構成と同じであるため、同様な構成要素には同一の参照符号を付けるとともに、重複する説明を省略する。また、吐出装置200Gの構成と吐出装置200Bの構成とは、どちらも基本的に吐出装置200Rの構造と同じある。ただし、タンク201Rとチューブ210Rとの代わりに、吐出装置200Gが発光材料211G用のタンクとチューブとを備える点で、吐出装置200Gの構成は吐出装置200Rの構成と異なる。同様に、タンク201Rとチューブ210Rとの代わりに、吐出装置200Bが発光材料211B用のタンクとチューブとを備える点で、吐出装置200Bの構成は吐出装置200Rの構成と異なる。なお、本実施形態における液状の発光材料211R、211B、211Gは、本発明の液状の材料の一例である。
製造装置2を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置30の製造方法を説明する。まず、公知の製膜技術とパターニング技術とを用いて、図16に示す基体30Aを製造する。
次に、大気圧下の酸素プラズマ処理によって、基体30Aを親液化する。この処理によって、画素電極36とバンク40とで規定されたそれぞれの凹部(画素領域の一部)における画素電極36の表面、無機物バンク40Aの表面、および有機物バンク40Bの表面が、親液性を呈するようになる。さらに、その後、基体30Aに対して、4フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理を行う。4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、それぞれの凹部における有機物バンク40Bの表面がフッ化処理(撥液性に処理)されて、このことで有機物バンク40Bの表面が撥液性を呈するようになる。なお、4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、先に親液性を与えられた画素電極36の表面および無機物バンク40Aの表面は、若干親液性を失うが、それでも親液性を維持する。このように、画素電極36と、バンク40と、によって規定された凹部の表面に所定の表面処理が施されることで、凹部の表面が被吐出部38R、38G、38Bとなる。
なお、画素電極36の材質、無機物バンク40Aの材質、および有機物バンク40Bの材質によっては、上記のような表面処理を行わなくても、所望の親液性および撥液性を呈する表面が得られることもある。そのような場合には、上記表面処理を施さなくても、画素電極36と、バンク40と、によって規定された凹部の表面は被吐出部38R、38G、38Bである。
ここで、表面処理が施された複数の画素電極36のそれぞれの上に、対応する正孔輸送層37R、37G、37Bを形成してもよい。正孔輸送層37R、37G、37Bが、画素電極36と、後述の発光層211RF、211GF、211BFと、の間に位置すれば、エレクトロルミネッセンス表示装置の発光効率が高くなる。複数の画素電極36のそれぞれの上に正孔輸送層を設ける場合には、正孔輸送層と、バンク40と、によって規定された凹部が、被吐出部38R、38G、38Bに対応する。
なお、正孔輸送層37R、37G、37Bをインクジェット法により形成することも可能である。この場合、正孔輸送層37R、37G、37Bを形成するための材料を含む溶液を各画素領域ごとに所定量塗布し、その後、乾燥させることにより正孔輸送層を形成することができる。
被吐出部38R,38G、38Bが形成された基体30Aは、搬送装置270によって、吐出装置200Rのステージ106に運ばれる。そして、図19(a)に示すように、吐出装置200Rは、被吐出部38Rのすべてに発光材料211Rの層が形成されるように、吐出データに応じて、ヘッド114から発光材料211Rを吐出する。より具体的には、吐出装置200Rは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部38Rのそれぞれに、発光材料211Rを塗布する。
基体30Aの被吐出部38Rのすべてに発光材料211Rの層が形成された場合には、搬送装置270が基体30Aを乾燥装置250R内に位置させる。そして、被吐出部38R上の発光材料211Rを完全に乾燥させることで、被吐出部38R上に発光層211FRを得る。
次に搬送装置270は、基体30Aを吐出装置200Gのステージ106に位置させる。そして、図19(b)に示すように、吐出装置200Gは、被吐出部38Gのすべてに発光材料211Gの層が形成されるように、被吐出部38Gに対応した吐出データに応じて、ヘッド114から発光材料211Gを吐出する。より具体的には、吐出装置200Gは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部38Gのそれぞれに、発光材料211Gを塗布する。
基体30Aの被吐出部38Gのすべてに発光材料211Gの層が形成された場合には、搬送装置270が基体30Aを乾燥装置250G内に位置させる。そして、被吐出部38G上の発光材料211Gを完全に乾燥させることで、被吐出部38G上に発光層211FGを得る。
次に搬送装置270は、基体30Aを吐出装置200Bのステージ106に位置させる。そして、図19(c)に示すように、吐出装置200Bは、被吐出部38Bのすべてに発光材料211Bの層が形成されるように、被吐出部38Bに対応した吐出データに応じて、ヘッド114から発光材料211Bを吐出する。より具体的には、吐出装置200Bは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部38Bのそれぞれに、発光材料211Bを塗布する。
基体30Aの被吐出部38Bのすべてに発光材料211Bの層が形成された場合には、搬送装置270が基体30Aを乾燥装置250B内に位置させる。そして、被吐出部38B上の発光材料211Bを完全に乾燥させることで、被吐出部38B上に発光層211FBを得る。
図19(d)に示すように、次に、発光層211FR,211FG、211FB、およびバンク40を覆うように対向電極46を設ける。対向電極46は陰極として機能する。その後、封止基板48と基体30Aとを、互いの周辺部で接着することで、図19(d)に示すエレクトロルミネッセンス表示装置30が得られる。なお、封止基板48と基体30Aとの間には不活性ガス49が封入されている。
エレクトロルミネッセンス表示装置30において、発光層211FR、211FG、211FBから発光した光は、画素電極36と、回路素子層34と、支持基板32と、を介して射出する。このように回路素子層34を介して光を射出するエレクトロルミネッセンス表示装置は、ボトムエミッション型の表示装置と呼ばれる。
(実施形態5)
本発明をプラズマ表示装置の背面基板の製造装置に適用した例を説明する。
図20(a)および(b)に示す基体50Aは、後述する製造装置3(図21)による処理によって、プラズマ表示装置の背面基板50Bとなる基板である。基体50Aは、マトリクス状に配置された複数の被吐出部58R、58G、58Bを有する。
具体的には、基体50Aは、支持基板52と、支持基板52上にストライプ状に形成された複数のアドレス電極54と、アドレス電極54を覆うように形成された誘電体ガラス層56と、格子状の形状を有するとともに複数の画素領域を規定する隔壁60と、を含む。複数の画素領域はマトリクス状に位置しており、複数の画素領域が形成するマトリクスの列のそれぞれは、複数のアドレス電極54のそれぞれに対応する。このような基体50Aは、公知のスクリーン印刷技術で形成される。
基体50Aのそれぞれの画素領域において、誘電体ガラス層56および隔壁60によって規定される凹部が、被吐出部58R、被吐出部58G、被吐出部58Bに対応する。被吐出部58Rは、赤の波長域の光線を発光する蛍光層311FRが形成されるべき領域であり、被吐出部58Gは、緑の波長域の光線を発光する蛍光層311FGが形成されるべき領域であり、被吐出部58Bは、青の波長域の光線を発光する蛍光層311FBが形成されるべき領域である。
図20(b)に示す基体50Aは、X軸方向とY軸方向との双方に平行な仮想平面上に位置している。そして、複数の被吐出部58R,58G、58Bが形成するマトリクスの行方向および列方向は、それぞれX軸方向およびY軸方向と平行である。基体50Aにおいて、被吐出部58R、被吐出部58G、および被吐出部58Bは、X軸方向にこの順番で周期的に並んでいる。一方、被吐出部58R同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、また、被吐出部58G同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、同様に、被吐出部58B同士はY軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでいる。なお、被吐出部58R、58G、58Bの平面像は、長手方向を有する矩形である。
図21に示す製造装置3は、図20の基体50Aの被吐出部58R,58G、58Bのそれぞれに対して、対応する蛍光材料を吐出する装置である。製造装置3は、被吐出部58Rのすべてに蛍光材料311Rを塗布する吐出装置300Rと、被吐出部58R上の蛍光材料311Rを乾燥させる乾燥装置350Rと、被吐出部58Gのすべてに蛍光材料311Gを塗布する吐出装置300Gと、被吐出部58G上の蛍光材料311Gを乾燥させる乾燥装置350Gと、被吐出部58Bのすべてに蛍光材料311Bを塗布する吐出装置300Bと、被吐出部58B上の蛍光材料311Bを乾燥させる乾燥装置350Bと、を備えている。さらに製造装置3は、吐出装置300R、乾燥装置350R、吐出装置300G、乾燥装置350G、吐出装置300B、乾燥装置350Bの順番に基体50Aを搬送する搬送装置370も備えている。搬送装置370は、フォーク部と、フォーク部を上下移動させる駆動部と、自走部と、を備えている。
図22に示す吐出装置300Rは、液状の蛍光材料311Rを保持するタンク301Rと、チューブ310Rと、チューブ310Rを介してタンク301Rからカラーフィルタ材料が供給される吐出走査部102と、を備える。吐出走査部102の構成は、実施形態1において説明したため重複する説明を省略する。
吐出装置300Gの構成と吐出装置300Bの構成とは、どちらも基本的に吐出装置300Rの構造と同じある。ただし、タンク301Rとチューブ310Rとの代わりに、吐出装置300Gが蛍光材料311G用のタンクとチューブとを備える点で、吐出装置300Gの構成は吐出装置300Rの構成と異なる。同様に、タンク301Rとチューブ310Rとに代えて、吐出装置300Bが蛍光材料311B用のタンクとチューブとを備える点で、吐出装置300Bの構成は吐出装置300Rの構成と異なる。なお、本実施形態における液状の蛍光材料311R、311B、311Gは、発光材料の一種であるとともに、本発明の「液状の材料」に対応する。
製造装置3を用いたプラズマ表示装置の製造方法を説明する。まず、公知のスクリーン印刷技術によって、支持基板52上に、複数のアドレス電極54と、誘電体ガラス層56と、隔壁60と、を形成して、図20に示す基体50Aを得る。
次に、大気圧下の酸素プラズマ処理によって、基体50Aを親液化する。この処理によって、隔壁60および誘電体ガラス層56によって規定されたそれぞれの凹部(画素領域の一部)の隔壁60の表面、誘電体ガラス層56の表面が、親液性を呈し、これらの表面が被吐出部58R,58G、58Bとなる。なお、材質によっては、上記のような表面処理を行わなくても、所望の親液性を呈する表面が得られることもある。そのような場合には、上記表面処理を施さなくても、隔壁60と、誘電体ガラス層56と、によって規定された凹部の表面は、被吐出部58R,58G、58Bである。
被吐出部58R,58G、58Bが形成された基体50Aは、搬送装置370によって、吐出装置300Rのステージ106に運ばれる。そして、図23(a)に示すように、吐出装置300Rは、被吐出部58Rのすべてに蛍光材料311Rの層が形成されるように、吐出データに応じて、ヘッド114から蛍光材料311Rを吐出する。より具体的には、吐出装置300Rは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部58Rのそれぞれに、蛍光材料311Rを塗布する。
基体50Aの被吐出部58Rのすべてに蛍光材料311Rの層が形成された場合には、搬送装置370が基体50Aを乾燥装置350R内に位置させる。そして、被吐出部58R上の蛍光材料311Rを完全に乾燥させることで、被吐出部58R上に蛍光層311FRを得る。
次に搬送装置370は、基体50Aを吐出装置300Gのステージ106に位置させる。そして、図23(b)に示すように、吐出装置300Gは、被吐出部58Gのすべてに蛍光材料311Gの層が形成されるように、被吐出部58Gに対応した吐出データに応じて、ヘッド114から蛍光材料311Gを吐出する。より具体的には、吐出装置300Gは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部58Gのそれぞれに、蛍光材料311Gを塗布する。
基体50Aの被吐出部58Gのすべてに蛍光材料311Gの層が形成された場合には、搬送装置370が基体50Aを乾燥装置350G内に位置させる。そして、被吐出部58G上の蛍光材料311Gを完全に乾燥させることで、被吐出部58G上に蛍光層311FGを得る。
次に搬送装置370は、基体50Aを吐出装置300Bのステージ106に位置させる。そして、図23(c)に示すように、吐出装置300Bは、被吐出部58Bのすべてに蛍光材料311Bの層が形成されるように、被吐出部58Bに対応した吐出データに応じて、ヘッド114から蛍光材料311Bを吐出する。より具体的には、吐出装置300Bは、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部58Bのそれぞれに、蛍光材料311Bを塗布する。
基体50Aの被吐出部58Bのすべてに蛍光材料Bの層が形成された場合には、搬送装置370が基体50Aを乾燥装置350B内に位置させる。そして、被吐出部58B上の蛍光材料311Bを完全に乾燥させることで、被吐出部58B上に蛍光層311FBを得る。
以上の工程によって、基体50Aはプラズマ表示装置の背面基板50Bとなる。
次に図24に示すように、背面基板50Bと、前面基板50Cと、を公知の方法によって貼り合わせてプラズマ表示装置50が得られる。前面基板50Cは、ガラス基板68と、ガラス基板68上で互いに平行にパターニングされた表示電極66Aおよび表示スキャン電極66Bと、表示電極66Aおよび表示スキャン電極66Bとを覆うように形成された誘電体ガラス層64と、誘電体ガラス層64上に形成されたMgO保護層62と、を有する。背面基板50Bと前面基板50Cとは、背面基板50Bのアドレス電極54と、前面基板50Cの表示電極66A・表示スキャン電極66Bとが、互いに直交するように位置合わせされている。各隔壁60で囲まれるセル(画素領域)には、所定の圧力で放電ガス69が封入されている。
(実施形態6)
次に本発明を、電子放出素子を備えた画像表示装置の製造装置に適用した例を説明する。
図25(a)および(b)に示す基体70Aは、後述する製造装置3(図26)による処理によって、画像表示装置の電子源基板70Bとなる基板である。基体70Aは、マトリクス状に配置された複数の被吐出部78を有する。
具体的には、基体70Aは、基体72と、基体72上に位置するナトリウム拡散防止層74と、ナトリウム拡散防止層74上に位置する複数の素子電極76A、76Bと、複数の素子電極76A上に位置する複数の金属配線79Aと、複数の素子電極76B上に位置する複数の金属配線79Bと、を備えている。複数の金属配線79AのそれぞれはY軸方向に延びる形状を有する。一方、複数の金属配線79BのそれぞれはX軸方向に延びる形状を有する。金属配線79Aと金属配線79Bとの間には絶縁膜75が形成されているので、金属配線79Aと金属配線79Bとは電気的に絶縁されている。
1対の素子電極76Aおよび素子電極76Bを含む部分は1つの画素領域に対応する。1対の素子電極76Aおよび素子電極76Bは、互いに所定の間隔だけ離れてナトリウム拡散防止層74上で対向している。ある画素領域に対応する素子電極76Aは、対応する金属配線79Aと電気的に接続されている。また、その画素領域に対応する素子電極76Bは、対応する金属配線79Bと電気的に接続されている。なお、本明細書では、基体72とナトリウム拡散防止層74とを合わせた部分を支持基板と表記することもある。
基体70Aのそれぞれの画素領域において、素子電極76Aの一部と、素子電極76Bの一部と、素子電極76Aと素子電極76Bとの間で露出したナトリウム拡散防止層74とが、被吐出部78に対応する。より具体的には、被吐出部78は、導電性薄膜411F(図29)が形成されるべき領域であり、導電性薄膜411Fは、素子電極76Aの一部と、素子電極76Bの一部と、素子電極76A,76Bの間のギャップとを覆うように形成される。図25(b)において点線で示すように、本実施形態における被吐出部78の平面形状は円形である。このように、本発明の被吐出部の平面形状は、X座標範囲とY座標範囲とで決まる円形でも構わない。
図25(b)に示す基体70Aは、X軸方向とY軸方向との双方に平行な仮想平面上に位置している。そして、複数の被吐出部78が形成するマトリクスの行方向および列方向は、それぞれX軸方向およびY軸方向と平行である。つまり、基体70Aにおいて、複数の被吐出部78は、X軸方向およびY軸方向に並んでいる。なお、X軸方向およびY軸方向は互いに直交する。
被吐出部78同士のX軸方向に沿った間隔L、すなわちピッチは、ほぼ190μmである。また、被吐出部78RのX軸方向の長さ(X座標範囲の長さ)はほぼ100μmであり、Y軸方向の長さ(Y座標範囲の長さ)もほぼ100μmである。
図26に示す製造装置4は、図25の基体70Aの被吐出部78のそれぞれに対して、導電性薄膜材料411を吐出する装置である。具体的には、製造装置4は、被吐出部78のすべてに導電性薄膜材料411を塗布する吐出装置400と、被吐出部78上の導電性薄膜材料411を乾燥させる乾燥装置450と、を備えている。さらに製造装置4は、吐出装置400、乾燥装置450の順番に基体70Aを搬送する搬送装置470も備えている。搬送装置470は、フォーク部と、フォーク部を上下移動させる駆動部と、自走部と、を備えている。
図27に示す吐出装置400は、液状の導電性薄膜材料411を保持するタンク401と、チューブ410と、チューブ410を介してタンク401から導電性薄膜材料411が供給される吐出走査部102と、を備える。吐出走査部102の説明は、実施形態1で説明したため省略する。本実施形態では、液状の導電性薄膜材料411は有機パラジウム溶液である。なお、本実施形態における液状の導電性薄膜材料411は、本発明の「液状の材料」の一例である。
製造装置4を用いた画像表示装置の製造方法を説明する。まず、ソーダガラスなどから形成された基体72上に、SiO2を主成分とするナトリウム拡散防止層74を形成する。具体的には、スパッタ法を用いて基体72上に厚さ1μmのSiO2膜を形成することによってナトリウム拡散防止層74を得る。次に、ナトリウム拡散防止層74上に、スパッタ法または真空蒸着法によって厚さ5nmのチタニウム層を形成する。そして、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、そのチタニウム層から、互いに所定の距離だけ離れて位置する1対の素子電極76Aおよび素子電極76Bを複数対形成する。
その後、スクリーン印刷技術を用いて、ナトリウム拡散防止層74および複数の素子電極76A上にAgペーストを塗布して焼成することで、Y軸方向に延びる複数の金属配線79Aを形成する。次に、スクリーン印刷技術を用いて、各金属配線79Aの一部分にガラスペーストを塗布して焼成することで、絶縁膜75を形成する。そして、スクリーン印刷技術を用いて、ナトリウム拡散防止層74および複数の素子電極76B上にAgペーストを塗布して焼成することで、X軸方向に延びる複数の金属配線79Bを形成する。なお、金属配線79Bを作製する場合には、金属配線79Bが絶縁膜75を介して金属配線79Aと交差するようにAgペーストを塗布する。以上のような工程によって、図25に示す基体70Aを得る。
次に、大気圧下の酸素プラズマ処理によって、基体70Aを親液化する。この処理によって、素子電極76Aの表面の一部と、素子電極76Bの表面の一部と、素子電極76Aと素子電極76Bとの間で露出した支持基板の表面とは、親液化される。そして、これらの表面が被吐出部78となる。なお、材質によっては、上記のような表面処理を行わなくても、所望の親液性を呈する表面が得られることもある。そのような場合には、上記表面処理を施さなくても、素子電極76Aの表面の一部と、素子電極76Bの表面の一部と、素子電極76Aと素子電極76Bとの間で露出したナトリウム拡散防止層74の表面とは、被吐出部78となる。
被吐出部78が形成された基体70Aは、搬送装置470によって、吐出装置400のステージ106に運ばれる。そして、図28に示すように、吐出装置400は、被吐出部78のすべてに導電性薄膜411Fが形成されるように、実施形態1で説明した吐出データに応じて、ヘッド114から導電性薄膜材料411を吐出する。より具体的には、吐出装置400は、実施形態1で説明した塗布工程を行うことで、複数の被吐出部78のそれぞれに、導電性薄膜材料411を塗布する。
また、本実施形態では、被吐出部78上に着弾した導電性薄膜材料411の液滴の直径が60μmから80μmの範囲となるように、制御部112はヘッド114に信号を与える。基体70Aの被吐出部78のすべてに導電性薄膜材料411の層が形成された場合には、搬送装置470が基体70Aを乾燥装置450内に位置させる。そして、被吐出部78上の導電性薄膜材料411を完全に乾燥させることで、被吐出部78上に酸化パラジウムを主成分とする導電性薄膜411Fを得る。このように、それぞれの画素領域において、素子電極76Aの一部と、素子電極76Bの一部と、素子電極76Aと素子電極76Bとの間に露出したナトリウム拡散防止層74と、を覆う導電性薄膜411Fが形成される。
次に素子電極76Aおよび素子電極76Bとの間に、パルス状の所定の電圧を印加することで、導電性薄膜411Fの一部分に電子放出部411Dを形成する。なお、素子電極76Aおよび素子電極76Bとの間の電圧の印加を、有機物雰囲気下および真空条件下でもそれぞれ行うことが好ましい。そうすれば、電子放出部411Dからの電子放出効率がより高くなるからである。素子電極76Aと、対応する素子電極76Bと、電子放出部411Dが設けられた導電性薄膜411Fと、は電子放出素子である。また、それぞれの電子放出素子は、それぞれの画素領域に対応する。
以上の工程によって、図29に示すように、基体70Aは電子源基板70Bとなる。
次に図30に示すように、電子源基板70Bと、前面基板70Cと、を公知の方法によって貼り合わせて画像表示装置70が得られる。前面基板70Cは、ガラス基板82と、ガラス基板82上にマトリクス状に位置する複数の蛍光部84と、複数の蛍光部84を覆うメタルプレート86と、を有する。メタルプレート86は、電子放出部411Dからの電子ビームを加速するための電極として機能する。電子源基板70Bと前面基板70Cとは、複数の電子放出素子のそれぞれが、複数の蛍光部84のそれぞれに対向するように、位置合わせされている。また、電子源基板70Bと、前面基板70Cとの間は、真空状態に保たれている。
なお、上記の電子放出素子を備えた画像表示装置70は、SED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display)またはFED(Field Emission Display)と呼ばれることもある。また、本明細書では、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置、電子放出素子を利用した画像表示装置など、を「電気光学装置」と表記することもある。ここで、本明細書でいう「電気光学装置」とは、複屈折性の変化や、旋光性の変化や、光散乱性の変化などの光学的特性の変化(いわゆる電気光学効果)を利用する装置に限定されず、信号電圧の印加に応じて光を射出、透過、または反射する装置全般を意味する。
実施形態1の吐出装置を示す模式図。 実施形態1のヘッドにおけるノズルの配置を示す模式図。 (a)および(b)は実施形態1のヘッドにおける吐出部を示す模式図。 実施形態1の吐出装置における制御部の機能ブロック図。 (a)および(b)は実施形態1から6の吐出装置におけるヘッド駆動部の模式図。 (a)は実施形態1の基体の断面を示す模式図であり、(b)は実施形態1の基体の上面を示す模式図。 (a)および(b)は、実施形態1の塗布工程を説明する図。 (a)および(b)は、実施形態1の塗布工程を説明する図。 比較例の塗布工程を説明する図。 実施形態1の吐出可能範囲を説明する図。 実施形態1の走査期間および走査範囲を説明する模式図。 実施形態1の相対移動速度を示す模式図。 実施形態2の画像データおよび相対移動速度データを生成するフローを示す図。 実施形態3のカラーフィルタ基板の製造装置を示す模式図。 実施形態3のカラーフィルタ基板の製造方法を説明する図。 (a)は実施形態4の基体の断面を示す模式図であり、(b)は実施形態4の基体の上面を示す模式図。 実施形態4のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置を示す模式図。 実施形態4の吐出装置を示す模式図。 実施形態4のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を説明する図。 (a)は実施形態5の基体の断面を示す模式図であり、(b)は実施形態5の基体の上面を示す模式図。 実施形態5のプラズマ表示装置の製造装置を示す模式図。 実施形態5の吐出装置を示す模式図。 実施形態5のプラズマ表示装置の製造方法を説明する図。 実施形態5の製造方法によって製造されるプラズマ表示装置の断面を示す模式図。 (a)は実施形態6の基体の断面を示す模式図であり、(b)は実施形態6の上面を示す模式図。 実施形態6の表示装置の製造装置を示す模式図。 実施形態6の吐出装置を示す模式図。 実施形態6の表示装置の製造方法を説明する図。 実施形態6の表示装置の製造方法を説明する図。 実施形態6の製造方法によって製造される表示装置の断面を示す模式図。
符号の説明
10A…基体、10…カラーフィルタ基板、18R、18G、18B…被吐出部、100R、100G,100B…吐出装置、102…吐出走査部、103…吐出ヘッド、104…第1位置制御装置、106…ステージ、108…第2位置制御装置、110…チューブ、110R…チューブ、111R…カラーフィルタ材料、112…制御部、114…ヘッド、116…ノズル列、118…ノズル。

Claims (6)

  1. ヘッドと基体の被吐出部とを第1の相対移動速度で相対移動させながら、前記ヘッドから前記被吐出部に第1の液状材料を吐出するステップ(A)と、
    前記第1の相対移動速度より早い第2の相対移動速度で前記ヘッドと前記被吐出部とを相対移動させながら、前記第1の液状材料の上に第2の液状材料を吐出するステップ(B)とを有することを特徴とする液状材料の塗布方法。
  2. 前記ステップ(A)は、前記第1の液状材料を所定周期で吐出するステップ(A1)を有し、
    前記ステップ(B)は前記第2の液状材料を前期所定周期で吐出するステップ(B1)を有することを特徴とする請求項1に記載の液状材料の塗布方法。
  3. 前記ステップ(A)は、1回の吐出当たり第1の体積の前記第1の液状材料を吐出するステップ(A2)を有し、
    前記ステップ(B)は、1回の吐出当たり第2の体積の前記第2の液状材料を吐出するステップ(B2)を有し、前記第2の体積は前記第1の体積より大きいことを特徴とする請求項1記載の液状材料の塗布方法。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液状材料の塗布方法を用いたカラーフィルタの製造方法であって、前記液状材料がカラーフィルタ材料であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  5. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液状材料の塗布方法を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、前記液状材料が発光材料であることを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
  6. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液状材料の塗布方法を用いたプラズマ表示装置の製造方法であって、前記液状材料が発光材料であることを特徴とするプラズマ表示装置の製造方法。
JP2004051661A 2004-02-26 2004-02-26 液状材料の塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法 Expired - Fee Related JP4329569B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004051661A JP4329569B2 (ja) 2004-02-26 2004-02-26 液状材料の塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004051661A JP4329569B2 (ja) 2004-02-26 2004-02-26 液状材料の塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005238110A JP2005238110A (ja) 2005-09-08
JP4329569B2 true JP4329569B2 (ja) 2009-09-09

Family

ID=35020409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004051661A Expired - Fee Related JP4329569B2 (ja) 2004-02-26 2004-02-26 液状材料の塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4329569B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010104861A (ja) * 2008-10-28 2010-05-13 Seiko Epson Corp 液状体の吐出方法、カラーフィルタの製造方法および有機el装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005238110A (ja) 2005-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100645486B1 (ko) 토출 장치, 재료 도포 방법, 컬러 필터 기판의 제조 방법,일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 방법, 플라즈마표시 장치의 제조 방법 및 배선 제조 방법
JP4289391B2 (ja) 液状体の描画方法、カラーフィルタの製造方法、有機el素子の製造方法
JP4100354B2 (ja) 材料塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法。
US6948795B2 (en) Ejection device, manufacturing device of color filter substrate, manufacturing device of electro-luminescent display device, manufacturing device of plasma display device, and ejection method
JP3891164B2 (ja) 吐出装置
JP4289172B2 (ja) 吐出装置
JP2005131606A (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置、および吐出方法
KR100690529B1 (ko) 토출 장치, 컬러 필터 기판의 제조 장치,일렉트로루미네선스 표시 장치의 제조 장치, 플라즈마표시 장치의 제조 장치, 및 토출 방법
JP4329569B2 (ja) 液状材料の塗布方法、カラーフィルタの製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびプラズマ表示装置の製造方法
JP4124081B2 (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置、プラズマ表示装置の製造方法、および吐出方法
JP2005238159A (ja) 材料塗布方法、カラーフィルタ基板の製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、プラズマ表示装置の製造方法、検査方法、および吐出システム
JP2005211873A (ja) 吐出装置、材料塗布方法、カラーフィルタ基板の製造方法、および検査方法
JP4506118B2 (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置、プラズマ表示装置の製造装置、配線製造装置、および塗布方法。
JP2005230615A (ja) 材料塗布方法、カラーフィルタ基板の製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、プラズマ表示装置の製造方法、および吐出装置
JP4466005B2 (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置、プラズマ表示装置の背面基板の製造装置、配線製造装置、および塗布方法。
JP2005095833A (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置、および吐出方法
JP2005125195A (ja) 吐出装置、塗布方法、カラーフィルタ基板の製造方法、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、プラズマ表示装置の製造方法、および配線製造方法
JP5257278B2 (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置、プラズマ表示装置の製造装置、配線製造装置、および塗布方法
JP2008119625A (ja) 液状体の描画方法、カラーフィルタの製造方法、有機el素子の製造方法
JP2005231190A (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置、プラズマ表示装置の製造装置、配線製造装置、および製造方法。
JP2005031149A (ja) 吐出装置、カラーフィルタ基板の製造装置、カラーフィルタ基板、電気光学装置、電気光学装置の製造装置、配線製造装置、電気光学装置の製造方法、および吐出方法、ならびに電子機器。
JP2009050785A (ja) 液状体の吐出方法、カラーフィルタの製造方法、有機el素子の製造方法
JP2009148694A (ja) 液状体の吐出方法、カラーフィルタの製造方法、有機el素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050905

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070403

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090526

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090608

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4329569

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120626

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130626

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130626

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees