(57)【要約】【課題】  高さ精度を確保でき、また微細径で先鋭な柱状体が得られる液状体塗布方法を提供する。【解決手段】  吐出ヘッド１のノズル２５から液状体Ｌを柱状に吐出し、基板Ｐに塗布する。塗布した液状体Ｌに光エネルギを付与する工程を有する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ヘッドのノズルから液状体を柱状に吐出し、基板に塗布する液状体塗布方法であって、
塗布した前記液状体に光エネルギを付与する工程を有することを特徴とする液状体塗布方法。
【請求項２】
請求項１記載の液状体塗布方法において、
前記吐出ヘッドと前記基板とを離間させながら、前記光エネルギを付与することを特徴とする液状体塗布方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の液状体塗布方法において、
前記液状体を塗布してから前記光エネルギを付与するまでの時間は、吐出した前記液状体の表面エネルギに基づいて設定されることを特徴とする液状体塗布方法。
【請求項４】
請求項３記載の液状体塗布方法において、
前記液状体が前記表面エネルギに応じて濡れ拡がる前に、前記光エネルギを付与することを特徴とする液状体塗布方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の液状体塗布方法において、
前記液状体の塗布位置の材質に応じて前記光エネルギの付与量を設定することを特徴とする液状体塗布方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の液状体塗布方法において、
塗布した前記液状体の径を検出する工程と、
検出した前記径に基づいて、前記光エネルギの付与位置を調整する工程とを有することを特徴とする液状体塗布方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の液状体塗布方法において、
前記液状体は、光熱変換材料を含有することを特徴とする液状体塗布方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の液状体塗布方法により、前記基板に液状体を塗布することを特徴とする液状体塗布装置。
【請求項９】
一対の基板間に電気光学層を挟持してなり、柱状体を用いて製造される電気光学装置であって、
請求項１から７のいずれかに記載の液状体塗布方法により前記柱状体が形成されることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電気光学装置において、
前記柱状体は、前記基板に設けられ絶縁部を挟む第１導電部と第２導電部とを導通させる導通部を形成するためのマスク部と、前記一対の基板の間の隙間を形成するスペーサと、画素部の周囲を囲んで設けられた隔壁との少なくとも一つであることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項９記載の電気光学装置において、
一対の電極を有し、
前記柱状体は、前記電極の一方に設けられ電子を放出する突起部であることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の電気光学装置を表示部として備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体塗布方法と液状体塗布装置及び電気光学装置並びに電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子装置の製造過程に用いられる塗布技術として、液体吐出方式の利用が拡大する傾向にある。液体吐出方式による塗布技術は、一般に、基板と液体吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液体吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから液状体を液滴として吐出し、その液滴を基板上に繰り返し付着させて塗布膜を形成するものであり、スピンコート方式などの従来の塗布技術に比べて、液状体の消費に無駄が少なく、任意のパターンをフォトリソグラフィーなどの手段を用いず直接塗布することが出来るといった利点を有する。
また、液体を吐出して基板に塗布する方法として、液体を柱状に吐出し、基板への付着位置の精度向上を図ることが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平４−１２９７４６号公報
【特許文献２】特開平９−１０１４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
例えば、液晶表示装置におけるセルギャップを定めるためのギャップ材として上記の柱状体を用いることが考えられるが、この場合、柱状体の径が微細であり、また高さの精度も求められるが、上記の塗布方法では、単に液体を柱状に吐出して基板へ付着させるだけで、基板に柱状体を形成するものではなく、従って、上述したように柱状体に求められる微細径及び高さ精度を確保することが極めて困難である。特に、液体を柱状に吐出した場合は、濡れ広がりによって高さや径が不安定になり、その制御が困難になるとともに、先鋭な柱状体を形成することが困難である。
【０００４】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、高さ精度を確保でき、また微細径で先鋭な柱状体が得られる液状体塗布方法と液状体塗布装置及びこの塗布方法により製造された電気光学装置並びに電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液状体塗布方法は、吐出ヘッドのノズルから液状体を柱状に吐出し、基板に塗布する液状体塗布方法であって、塗布した前記液状体に光エネルギを付与する工程を有することを特徴とするものである。
【０００６】
従って、本発明の液状体塗布方法では、塗布した液状体に光エネルギを付与することにより、この液状体を濡れ拡がらせずに乾燥または焼成して定着させることができる。そのため、柱状体を微細径の柱状体とすることが可能になるとともに、ノズルと基板とのギャップ、基板の濡れ性（表面エネルギ）、液状体の表面張力や弾性を制御することにより、所望の高さ精度及び径を確保することが可能になる。
【０００７】
基板に塗布した液状体に対しては、前記吐出ヘッドと前記基板とを離間させながら、前記光エネルギを付与する手順も好適に採用できる。
これにより、柱状体の先端が引っ張られて細くなるため、結果として先鋭な柱状体を得ることができる。
【０００８】
前記液状体を塗布してから前記光エネルギを付与するまでの時間は、吐出した前記液状体の表面エネルギに基づいて、より詳細には、前記液状体が前記着弾部位（塗布位置）で前記表面エネルギに応じて濡れ拡がる前に前記光エネルギを付与できる時間に設定することが好適である。
この場合、直径が小さい間に液状体を定着させることになり、微細径を有する柱状体を容易に得ることが可能になる。
また、塗布位置が親液性を有する場合でも、直径が小さい間に液状体を定着させることになるため、塗布位置の表面エネルギに依存することなく微細径を有する柱状体を形成することが可能になり、特に表面エネルギが大きく親液性の塗布位置に対して液状体を塗布することにより、基板等と柱状体との密着性を高めることができる。
【０００９】
また、本発明では、前記液状体の塗布位置の材質に応じて前記光エネルギの付与量を設定することが好適である。
この場合、例えば液状体の塗布位置が基板である場合と、基板に設けられた他の部材（例えば配線や電子素子）である場合とでは光に対する反射率が異なり、同じエネルギ量で光を照射しても液状体に付与される光エネルギの量が異なるため、塗布位置の材質に応じて光エネルギの付与量を設定することで、実際に液状体に付与されるエネルギ量を一定にすることが可能になる。
【００１０】
また、本発明では、塗布した前記液状体の径を検出する工程と、検出した前記径に基づいて、前記光エネルギの付与位置を調整する工程とを有する手順を好適に採用可能である。
これにより、液状体が塗布された際に、所望の高さに応じた適切な位置で光エネルギを付与することが可能になり、柱状体に対する高さ精度をより向上させることが可能になる。液状体の径を検出する方法としては、光検出器を設置する方法、反射光の拡がりを検出する方法、回折光の分布を検出する方法等を用いることができる。
【００１１】
液状体としては、光熱変換材料を含有することが望ましい。
この構成では、付与された光エネルギを効果的に熱エネルギに変換することが可能になり、効率的に液状体の乾燥または焼成を行うことができる。光熱変換材料としては公知のものを使用することができ、光を効率よく熱に変換できる材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、その酸化物及び／又はその硫化物よりなる金属層や、カーボンブラック、黒鉛又は赤外線吸収色素等が添加された高分子よりなる有機層等が挙げられる。赤外線吸収色素としては、アントラキノン系、ジチオールニッケル錯体系、シアニン系、アゾコバルト錯体系、ジインモニウム系、スクワリリウム系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系等が挙げられる。また、エポキシ樹脂等の合成樹脂をバインダとし、そのバインダ樹脂に前記光熱変換材料を溶解又は分散してもよい。
【００１２】
一方、本発明の電気光学装置は、一対の基板間に電気光学層を挟持してなり、柱状体を用いて製造される電気光学装置であって、上記の液状体塗布方法により前記柱状体を形成することを特徴としている。
従って、本発明では、微細径で所望の高さ精度を有する柱状体を有する電気光学装置を得ることができる。
【００１３】
上記柱状体としては、前記基板に設けられ絶縁部を挟む第１導電部と第２導電部とを導通させる導通部を形成するためのマスク部と、前記一対の基板の間の隙間を形成するスペーサと、画素部の周囲を囲んで設けられた隔壁との少なくとも一つとすることができる。  これにより、本発明では、微細径で所望の高さ精度を有するマスク部、スペーサ、隔壁を形成することが可能になる。
【００１４】
また、上記柱状体としては、一対の電極を有し、前記電極の一方に設けられ電子を放出する突起部とすることができる。
これにより、本発明では、微細径で所望の高さ精度を有する突起部（例えば電界放出素子（ＦＥＤ）の陰極）を形成することが可能になる。
【００１５】
そして、本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を表示部として備えることを特徴としている。
これにより、本発明では、表示品質に優れた電子機器を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の液状体塗布方法と液状体塗布装置及び電気光学装置並びに電子機器の実施の形態を、図１ないし図１１を参照して説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明に係る液状体塗布装置について説明する。
この液状体塗布装置としては、吐出ヘッドから液状体（液滴）を吐出して基板に塗布する液状体吐出装置（インクジェット装置）が用いられる。
【００１７】
図１は、液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置（液滴塗布装置）ＩＪは、吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。
ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料）を設けられる基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
【００１８】
吐出ヘッド１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、吐出ヘッド１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。吐出ヘッド１の吐出ノズルからは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対してインクが吐出される。また、吐出ヘッド１は、制御装置ＣＯＮＴの制御により、基板Ｐに対して離間・接近する方向、即ち上下方向に移動する構成となっている。
【００１９】
Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。
Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。
【００２０】
制御装置ＣＯＮＴは、吐出ヘッド１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に吐出ヘッド１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は、吐出ヘッド１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２１】
液滴吐出装置ＩＪは、吐出ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｙ軸方向を走査方向、Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向を非走査方向とする。したがって、吐出ヘッド１の吐出ノズルは、非走査方向であるＸ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図１では、吐出ヘッド１は、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、吐出ヘッド１の角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、吐出ヘッド１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。
【００２２】
液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３×１０５Ｐａ程度の高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。
【００２３】
図２は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。
図２において、液体材料（機能液）を収容する液体室２１に隣接してピエゾ素子２２が設置されている。液体室２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系２３を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子２２は駆動回路２４に接続されており、この駆動回路２４を介してピエゾ素子２２に電圧を印加し、ピエゾ素子２２を変形させることにより、液体室２１が変形し、ノズル２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を所定の駆動波形で変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み速度が制御される。
なお、液滴吐出方式としては、液体材料を加熱し発生した泡（バブル）により液体材料を吐出させるバブル（サーマル）方式でも採用可能であるが、ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【００２４】
また、本実施の形態においては、図３（ａ）に示すように、吐出ヘッド１の走査方向一方側に位置して光検出器１１が設けられ、吐出ヘッド１の走査方向他方側に位置してレーザ光源１２が複数のノズル毎にそれぞれ設けられている。光検出器１１は、吐出ヘッド１の直下の位置に検知光を照射し、その反射光を検出することにより、液柱状に塗布された液状体（柱状体）の径を検出するものであり、検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。
なお、柱状体の径を検出する方法としては、反射光の広がりを調べる方法、回折光の分布を調べる方法等を用いてもよい。
【００２５】
レーザ光源１２は、制御装置ＣＯＮＴの制御の下、吐出ヘッド１の下方に向けて斜入射でレーザ光を照射するものであり、内部にはレーザ光を集光する光学素子（図示せず）が設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、光学素子の位置を調整することにより、レーザ光の焦点位置、すなわちレーザ光による光エネルギ付与位置を調整することが可能な構成となっている。なお、本実施の形態では、微小径の液滴に対して効果的に光エネルギを付与するために、図４に示すように、ビーム中心の光強度が高くなるビームプロファイルとした。
【００２６】
次に、上記液状体塗布装置ＩＪによる基板への液状体の塗布方法について説明する。
本実施形態の液状体塗布方法では、まず、吐出ヘッド１に対して柱状体を形成すべき位置に基板Ｐを移動させ位置決めした後に、塗布装置ＩＪの吐出ヘッド１から液状体を液柱状に吐出させて基板Ｐに塗布し、直ちにレーザ光源１２によってレーザ光を照射する。
【００２７】
なお、レーザ光としては、ＹＡＧレーザ（ＹＡＧ基本波；波長１０６４ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（ＹＡＧ二倍波；波長５３２ｎｍ）、半導体レーザ（波長８０８ｎｍ）、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長４４２ｎｍ）、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長３２５ｎｍ）、ＹＶＯ４レーザ（波長２６６ｎｍ）等を用いることができるが、ここではＹＡＧレーザ（ビーム直径が約２０μｍのガウシアンビーム）を用いる。そして、基板Ｐに対しては、インクとの密着性を高めるために、紫外線照射処理やＯ２プラズマ処理等により、予め親液性（高表面エネルギ）を付与している。
なお、ここでは、形成すべき柱状体の位置に応じてノズル２５が、図３の紙面と垂直な方向に複数配置されているものとする。
【００２８】
以下、ピエゾ素子２２に対して駆動回路２４から、図５に示す波形Ｗ１の駆動電圧を印加した場合について説明する。
まず、駆動電圧が正勾配部ａ１では、ピエゾ素子２２が収縮して液体室２１の容積が増加し、液状体供給系２３から液体室２１内に液状体が流入する。
【００２９】
次いで、負勾配部ａ２では、ピエゾ素子２２が膨張して液体室２１の容積が減少し、加圧された液状体がノズル２５から吐出される。
ここで、液状体が、例えば、ＵＶ硬化樹脂であればモノマー・オリゴマーの混合液を用いるが、これにポリエチレングリコール、ポリスチレン、ポリジメチルアクリルアミド（ＰＤＭＡＡ）などのポリマーを添加することにより、その弾性率を調整する。これにより液柱長さが長くなるのであらかじめ所望の長さになるように濃度とポリマーの分子量を調整しておく。本実施形態では分子量38万程度のＰＤＭＡＡを約０．７重量％添加した。これにより、図６に示すように、ノズル２５から吐出された液状体Ｌは、途中でちぎれることなく液柱状に吐出される。
【００３０】
また、液状体により導電性の柱状体を形成する場合には、例えばＡｇ水系分散インクやＡｇ有機分散系インクを用いることができる。
また、本実施の形態では、光熱変換材料を含有するインクの液滴を吐出する。光熱変換材料としては、例えば、アルミニウム、その酸化物及び／又はその硫化物よりなる金属層や、カーボンブラック、黒鉛又は赤外線吸収色素等が添加された高分子よりなる有機層等が挙げられる。赤外線吸収色素としては、アントラキノン系、ジチオールニッケル錯体系、シアニン系、アゾコバルト錯体系、ジインモニウム系、スクワリリウム系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系等が挙げられる。また、エポキシ樹脂等の合成樹脂をバインダとし、そのバインダ樹脂に前記光熱変換材料を溶解又は分散してもよい。
【００３１】
そして、ノズル２５から吐出した液柱状の液状体は、その先端部分が基板Ｐの表面に到達する。ここで、基板Ｐの表面が親液化されているため、液状体Ｌ（の先端部分）は一定の時間、または、液状体の表面エネルギーに応じた時間（例えば約２０マイクロ秒）が経過した後に濡れ拡がり始め、数十ミリ秒程度をかけて基板Ｐの表面エネルギと液状体表面エネルギーに応じた接触角になるまで濡れ拡がる。この時間は既知であるため、制御装置ＣＯＮＴは、液状体Ｌが基板Ｐの表面で濡れ拡がる前に、図３（ａ）に示すように、レーザ光源１２からレーザ光（例えば１．０Ｗ／ｍｍ２を１ミリ秒）を照射させる。レーザ光の照射により光エネルギが付与された液状体Ｌは、乾燥または焼成する。特に、液状体Ｌには光熱変換材料が含まれているため、付与されたエネルギが効率的に熱に変換されるため、効果的に液状体Ｌに熱を付与して乾燥または焼成させることができる。
なお、液状体により柱状体を形成する際に、柱状体に所望の強度が必要であれば、液状体Ｌの先端部分（柱状体の基礎部分）が所定の大きさになるまでレーザ光の照射を遅延させてもよい。
【００３２】
その後、駆動電圧の正勾配部ａ３では、ピエゾ素子２２が収縮して液体室２１の容積が増加する。これにより、ノズル２５から吐出されていた液柱状の液状体が液体室２１内に引き込まれる。また、このとき、制御装置ＣＯＮＴは、吐出ヘッド１を上昇させ、基板Ｐから離間させる。これにより、基板Ｐへの液状体の供給量が少なくなり、また液状体Ｌの下端部分が乾燥・焼成されて定着しているため、液状体Ｌの上端部は細くなってちぎれ、図３（ｂ）に示すように、上端が先鋭な柱状体Ｔが形成される。
【００３３】
このとき、レーザ光を照射すべき位置（集光位置）は、液状体Ｌに沿って高くなるため、制御装置ＣＯＮＴは、光検出器１１が検出した液状体Ｌの径に基づいてレーザ光源１２の光学素子を移動させ、レーザ光の焦点位置（光エネルギの付与位置）を液状体Ｌに沿って上方へ移動させる。これにより、液状体Ｌの全体に対してレーザ光を照射することができ、定着した柱状体Ｔを形成することができる。
【００３４】
また、柱状体Ｔの大きさ（高さと径との関係）を制御する場合には、光検出器１１が検出した高さでの径が所定値になったところで、レーザ光を照射すればよい。これにより、所望の断面形状を有する柱状体Ｔを形成することが可能になる。
【００３５】
また、液状体Ｌは先端部分のみが基板Ｐ上に当接して塗布されるため、下地の差異により先端部分と上方部分（先端以外の部分）とではレーザ照射点における反射率が異なる。そのため、上方部分の液状体Ｌに対して先端部分と同等の光エネルギを付与すると、上方部分に加わる熱が大きくて蒸発してしまう可能性がある。そのため、制御装置ＣＯＮＴは、上方部分の液状体に対しては、先端部分よりも小さな光エネルギ（例えば０．５Ｗ／ｍｍ２を１ミリ秒）を付与するというように、液状体の塗布位置の材質に応じて光エネルギの付与量を設定する。
このように、液状体Ｌに光エネルギを付与して乾燥または焼成することで、基板Ｐ上に先鋭の柱状体Ｔを立設することができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態では、塗布した液状体Ｌに光エネルギを付与して直ちに定着させるので、高さ精度が確保され、また先鋭な柱状体Ｔを容易に形成することができる。特に、本実施の形態では、吐出ヘッド１を引き上げながらレーザ光を照射するので、柱状体Ｔの先端を容易に先鋭することが可能である。
また、柱状体Ｔの太さ（径）は、吐出する液状体Ｌを高精度に管理できる液滴吐出方式の径となるので、微細径の柱状体Ｔを容易に形成することが可能である。加えて、本実施の形態では、光検出器１１で検出した液状体Ｌの径に基づいて、レーザ光を照射し液状体Ｌを定着させるので、柱状体Ｔの径も高精度に制御することが可能である。
【００３７】
また、本実施の形態では、液状体Ｌを塗布してから光エネルギを付与するまでの時間は、液状体Ｌの着弾部位（塗布位置）の表面エネルギに基づき、液状体Ｌが濡れ拡がる前に設定されているので、塗布位置が親液性であっても、微細径の柱状体Ｔを形成することができる。そのため、基板Ｐに対して密着性が高い柱状体Ｔを形成することが可能になる。
【００３８】
しかも、本実施の形態では、液滴Ｌの塗布位置の材質に応じて光エネルギの付与量を調整するので、塗布した液状体Ｌが蒸発してしまう等の不都合を生じさせず、所望形状の柱状体Ｔを安定して形成することができる。さらに、本実施の形態では、液滴Ｌに光熱変換材料を含有させているので、光エネルギを効果的に熱エネルギに変換することが可能になり、塗布した液滴を効率的に定着させることができる。
【００３９】
（第２実施形態）
続いて、上記液状体塗布方法により製造される液晶表示装置（電気光学装置）について説明する。
まず、液晶表示装置の概略構成につき、図７及び図８を用いて説明する。図７は液晶表示装置の分解斜視図であり、図８は図７のＡ−Ａ線における側面断面図である。図８に示すように、液晶表示装置（電気光学装置）１０１は、下基板（対向基板）７０および上基板（素子基板）８０により液晶層（電気光学層）１０２を挟持して構成されている。この液晶層１０２にはネマチック液晶等が採用され、液晶表示装置１０１の動作モードとしてツイステッドネマチック（ＴＮ）モードが採用されている。なお上記以外の液晶材料を採用することも可能であり、また上記以外の動作モードを採用することも可能である。なお以下には、スイッチング素子としてＴＦＤ素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例にして説明するが、これ以外のアクティブマトリクス型の液晶表示装置やパッシブマトリクス型の液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。
【００４０】
図７に示すように、液晶表示装置１０１では、ガラス等の透明材料からなる下基板７０および上基板８０が対向配置されている。上基板８０の内側には、複数の走査線８１が形成されている。その走査線８１の側方には、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる複数の画素電極８２が、マトリクス状に配置されている。この画素電極８２は、ＴＦＤ素子８３を介して各走査線８１に接続されている。このＴＦＤ素子８３は、基板表面に形成されたＴａを主成分とする第１導電膜と、その第１導電膜の表面に形成されたＴａ２Ｏ３を主成分とする絶縁膜と、その絶縁膜の表面に形成されたＣｒを主成分とする第２導電膜とによって構成されている（いわゆるＭＩＭ構造）。そして、第１導電膜が走査線８１に接続され、第２導電膜が画素電極８２に接続されている。これによりＴＦＤ素子８３は、画素電極８２への通電を制御するスイッチング素子として機能する。
【００４１】
一方、下基板７０の内側には、ＩＴＯ等の透明導電性材料からなる複数の対向電極７２が形成されている。この対向電極７２は、上記走査線８１と直交するストライプ状に形成されている。そして、走査線８１に走査信号が供給され、対向電極７２にデータ信号が供給されると、対向する画素電極８２および対向電極７２により、液晶層に電界が印加されるようになっている。したがって、各画素電極８２の形成領域により画素領域が構成されている。
【００４２】
そして、隣接する画素領域からの光洩れを防止するため、下基板７０の内側にはブラックマトリックスと称される遮光膜７７が形成されている。この遮光膜７７は、光吸収性を有する黒色の金属クロム等によって構成されている。また遮光膜７７は、各画素領域に対応する複数の開口部７８を備えている、この開口部７８により、画像領域への光源光の入射または画像領域からの画像光の出射が可能とされている。そして、遮光膜７７を覆うように、図７に示す透明な絶縁膜７９が形成されている。さらに絶縁膜７９の内側には、上述した対向電極７２が形成されている。
【００４３】
また、画素電極８２および対向電極７２を覆うように、配向膜７４，８４が形成されている。この配向膜７４，８４は、電界無印加時における液晶分子の配向状態を制御するものであり、ポリイミド等の有機高分子材料によって構成され、その表面にラビング処理が施されている。これにより電界無印加時には、配向膜７４，８４の表面付近における液晶分子が、その長軸方向をラビング処理方向に一致させて、配向膜７４，８４と略平行に配向されるようになっている。なお、配向膜７４の表面付近における液晶分子の配向方向と、配向膜８４の表面付近における液晶分子の配向方向とが、所定角度だけずれるように、各配向膜７４，８４に対してラビング処理が施されている。これにより、液晶層１０２を構成する液晶分子は、液晶層１０２の厚さ方向に沿ってらせん状に積層されるようになっている。
【００４４】
また、両基板７０，８０は、熱硬化型や紫外線硬化型などの接着剤からなるシール材１０３によって周縁部が接合されている。そして、両基板７０，８０とシール材１０３とによって囲まれた空間に、液晶層１０２が封止されている。そして、液晶層１０２の厚さ（セルギャップ、隙間）は、両基板７０，８０の間に配置されたスペーサ１０５によって規制されている。スペーサ１０５は、ここではＵＶ硬化樹脂により、上述した液状体塗布方法を用いて遮光膜７７上に高さ５μｍ程度に形成されている。
【００４５】
一方、下基板７０および上基板８０の外側には、偏光板（不図示）が配置されている。
各偏光板は、相互の偏光軸（透過軸）が所定角度だけずれた状態で配置されている。また入射側偏光板の外側には、バックライト（不図示）が配置されている。
そして、バックライトから照射された光は、入射側偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換されて、下基板７０から液晶層１０２に入射する。この直線偏光は、電界無印加状態の液晶層１０２を透過する過程で、液晶分子のねじれ方向に沿って所定角度だけ旋回し、出射側偏光板を透過する。これにより、電界無印加時には白表示が行われる（ノーマリーホワイトモード）。一方、液晶層１０２に電界を印加すると、電界方向に沿って配向膜７４，８４と垂直に液晶分子が再配向する。この場合、液晶層１０２に入射した直線偏光は旋回しないので、出射側偏光板を透過しない。これにより、電界無印加時には黒表示が行われる。なお、印加する電界の強さによって階調表示を行うことも可能である。
液晶表示装置１０１は、以上のように構成されている。
【００４６】
本実施形態では、液状体塗布法により、上述したスペーサ１０５を下基板（以下、単に基板と呼ぶ）７０の遮光膜７７の表面に塗布する。本実施形態のレーザ光源としては、紫外線レーザ光（Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長４４２ｎｍ）、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（波長３２５ｎｍ）、ＹＶＯ４レーザ（波長２６６ｎｍ）等）を用いることができる。
【００４７】
本実施形態では、スペーサとしての強度を確保するために、液滴を濡れ拡がった後に、紫外光を照射して光エネルギを付与する。
具体的には、直径が１５μｍ程度の液状体を遮光膜７７上に塗布し、液状体着弾後１ｍｓ経過後に紫外光を照射した。この場合、ＵＶ照射により一旦硬化反応が始まると最後まで反応が進むので、後からキュアする必要はない。そして、図９に簡略的に示すように、下基板７０の遮光膜７７上に高さ５μｍ程度で精度を確保されたスペーサ１０５としての柱状体Ｔを形成することができる。
この後、液晶を液滴吐出方式で塗布し、図８に示すように、上基板８０と貼り合わせることにより、正確なギャップを有する液晶表示装置１０１を製造することができる。
【００４８】
なお、液晶表示装置においては、上記スペーサ１０５の他に、遮光マスク（マスク部）や液滴吐出用の隔壁としても適用可能である。
この遮光マスクは、基板に設けられ層間絶縁膜（絶縁部）を介して配設される第１、第２導電部としての上下の配線パターンを電気的に接続する場合、層間絶縁膜に導電性材料のプラグを埋め込むためのコンタクトホールを形成する際に用いられる。
具体的には、基板上にエッチング等により下層配線層を形成し、この下層配線層上のコンタクトホールと対応する位置に上記の液滴塗布方法によりマスク部としての柱状体を形成した後に下層配線層の上に層間絶縁膜を形成する。そして、エッチング等により、柱状体を除去することにより、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成することができる。
そして、このようにしてコンタクトホールを形成した後、コンタクトホールに導電性材料を埋め込んでプラグを形成し、さらにこのプラグに接するようにして前記層間絶縁膜上に上層配線層を形成することにより、前記コンタクトホール内のプラグを介して下層配線層と上層配線層とを電気的に接続させることができる。
【００４９】
また、この他に、液晶表示装置に用いるカラーフィルタの製造時、着色材を含む液滴を画素に対応した領域に塗布する際に、混色等を避けるためにバンクと称される隔壁を画素部の周囲を囲むように形成するが、この隔壁も上記液滴塗布方法により形成することが可能である。さらに、液晶表示装置以外にも、有機ＥＬ装置を製造する際に、発光層を液滴吐出方式で形成する際に用いられる隔壁にも適用可能である。
【００５０】
（第３実施形態）
続いて、上記液状体塗布方法により製造される電界放出素子（電気放出素子）を備えた電気光学装置である電界放出ディスプレイ（Field Emission Display、以下ＦＥＤと称す。）について説明する。
図１０は、ＦＥＤを説明するための図であって、図１０（ａ）はＦＥＤを構成するカソード基板とアノード基板の配置を示した概略構成図、図１０（ｂ）はＦＥＤのうちカソード基板が具備する駆動回路の模式図である。
【００５１】
図１０（ａ）に示すようにＦＥＤ（電気光学装置）２００は、カソード基板２００ａとアノード基板２００ｂとが対向配置された構成となっている。カソード基板２００ａは、図１０（ｂ）に示すようにゲート線２０１と、エミッタ線２０２と、これらゲート線２０１とエミッタ線２０２とに接続された電界放出素子２０３とを具備しており、すなわち、所謂単純マトリクス駆動回路となっている。ゲート線２０１においては、ゲート信号Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｍが供給されるようになっており、エミッタ線２０２においては、エミッタ信号Ｗ１、Ｗ２、…、Ｗｎが供給されるようになっている。また、アノード基板２００ｂは、ＲＧＢからなる蛍光体を備えており、当該蛍光体は電子が当ることにより発光する性質を有する。
【００５２】
図１１に示すように、電界放出素子２０３はエミッタ線２０２に接続されたエミッタ電極２０３ａと、ゲート線２０１に接続されたゲート電極２０３ｂとを備えた構成となっている。さらに、エミッタ電極２０３ａは、エミッタ電極２０３ａ側からゲート電極２０３ｂに向かって小径化するエミッタティップ２０５と呼ばれる突起部を備えており、このエミッタティップ２０５と対応した位置にゲート電極２０３ｂに孔部２０４が形成され、孔部２０４内にエミッタティップ２０５の先端が配置されている。
【００５３】
このようなＦＥＤ２００においては、ゲート線２０１のゲート信号Ｖ１、Ｖ２、…、Ｖｍ、及びエミッタ線２０２のエミッタ信号Ｗ１、Ｗ２、…、Ｗｎを制御することにより、エミッタ電極２０３ａとゲート電極２０３ｂとの間に電圧が供給され、電解の作用によってエミッタティップ２０５から孔部２０４に向かって電子２１０が移動し、エミッタティップ２０５の先端から電子２１０が放出される。ここで、当該電子２１０とアノード基板２００ｂの蛍光体２０６とが当ることにより発光するので、所望にＦＥＤ２００を駆動することが可能になる。
【００５４】
このように構成されたＦＥＤにおいては、陰極としてのエミッタティップ２０５が上述した液状体塗布方法によって形成されている。吐出するインクとしては、仕事関数の低い材料（Ｋ、Ｃａ、ＩＴＯ、Ａｇ-Ｏ-Ｃｓ、ＩｎＧａ/Ａｓ等）を微粒子状態にして分散させたものを用いることができる。また、金属をイオン化して水溶液状態で吐出し、乾燥時にレーザで酸化させる方法も採用できる（ＡｇとＣｓ、ＩｎとＳｎ等）。さらに、カーボンナノチューブを有機溶媒に溶かして塗布する方法も採用できる。そして、これらのインク中に、例えばＰＤＭＡＡ（ポリジメチルアクリルアミド）を１重量％程度添加することにより液柱状に吐出することが可能になる。
【００５５】
いずれの方法においても、本発明の液状体塗布方法により柱状体を形成・定着させ、先端の細い陰極（エミッタティップ２０５）を形成することで、電子の放出を容易にできる。また、液滴吐出方式によって液滴の吐出量を制御できるため、画素間のばらつきがなく、高精度に陰極を形成することができる。特に、インクに添加するポリマーは乾燥・焼成後の柱状体Ｔのクラックの発生も防ぎ、また柱の形状を維持するための基材ともなり、好ましい。
【００５６】
（第４実施形態）
続いて、上記実施形態に係る電気光学装置を備えた電子機器について説明する。
図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、本発明に係る液滴塗布方法により製造された電気光学装置（液晶表示装置や有機ＥＬ装置、ＦＥＤ）を表示手段として備えている。
図１２（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１２（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体（電子機器）を示し、符号１００１は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。
図１２（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１２（ｂ）において、符号１１００は時計本体（電子機器）を示し、符号１１０１は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。
図１２（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置（電子機器）、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、本発明の電気光学装置を表示手段として備えているので、微細径で所望の高さ精度を有する突起部を有し、高品質の表示特性を有する電子機器を得ることができる。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５８】
例えば、本発明に係る液滴塗布方法により製造される電気光学装置としては、上記の他に、例えば面発光レーザ上に焦点距離調整のために設けるマイクロレンズを本発明の液滴塗布方法により柱状体に形成して発光角度を小さくしたり、カメラのピント調整に用いられるファインダースクリーンの突起部を本発明に係る液滴塗布方法により製造することができる。その他にも、プロジェクタスクリーンやマイクロマシンにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る液滴吐出装置の概略斜視図である。
【図２】ピエゾ方式による液状体の吐出原理を説明するための図である。
【図３】吐出ヘッドの近傍に光検出器及びレーザ光源が配置された図である。
【図４】レーザ光における位置と光強度との関係を示す図である。
【図５】ピエゾ素子へ印加する駆動電圧の波形を示す図である。
【図６】液柱状に吐出される液状体を示す図である。
【図７】液晶表示装置の分解斜視図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線における側面断面図である。
【図９】上基板と下基板を貼り合わせて液晶表示装置を製造する手順を示す図である。
【図１０】（ａ）はＦＥＤを構成するカソード基板とアノード基板の配置を示した概略構成図、（ｂ）はＦＥＤのうちカソード基板が具備する駆動回路の模式図である。
【図１１】ＦＥＤの概略的な構成を示す図である。
【図１２】本発明の電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
ＩＪ…液滴吐出装置（液滴塗布装置）、  Ｌ、Ｌ１〜Ｌ３…液滴、  Ｐ…基板、  １…吐出ヘッド、  ２５…ノズル、  ７０…下基板（基板）、  ８０…上基板（基板）、  １０１…液晶表示装置（電気光学装置）、  １０２…液晶層（電気光学層）、  ２００…電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ、電気光学装置）、  ２０５…エミッタティップ（突起部）、  １０００…携帯電話本体（電子機器）、  １１００…時計本体（電子機器）、  １２００…情報処理装置（電子機器）
【図１】
2006061841.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006061841.tif 000010
【図９】
2006061841.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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