(57)【要約】【課題】ノズルピッチと画素領域ピッチとを最適化して、効率的に画素領域を形成する。【解決手段】基板１１上に樹脂境界層１２によって仕切られた複数の画素領域１を形成する工程と、画素領域１へ描画装置１００の複数のノズル１１７から液滴を吐出して着弾滴２を形成する工程とを備えた描画方法であって、画素領域１を形成する工程は、画素領域１のピッチ寸法がノズルのピッチ寸法の整数倍となるように画素領域１を形成する。【選択図】  図２
2005087801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に樹脂境界層によって仕切られた複数の画素領域を形成する工程と、
前記画素領域へ描画装置の複数のノズルから液滴を吐出して複数の着弾滴を形成する工程と、
を備えた描画方法であって、
前記画素領域を形成する工程は、前記複数の画素領域のピッチ寸法が前記複数のノズルのピッチ寸法の正の整数倍となるように前記画素領域を形成する工程を含むことを特徴とする描画方法。
【請求項２】
前記画素領域を形成する工程は、前記樹脂境界層の幅と、前記複数の着弾滴のうち互いに重なり合わない２つの着弾滴の外周部の間隙幅と、を同一幅に形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の描画方法。
【請求項３】
前記着弾滴を形成する工程は、前記複数のノズルが並ぶ方向に前記複数の画素領域の長辺方向を合わせる工程と、前記複数の画素領域のそれぞれに同じ数の前記ノズルを用いて前記液滴を吐出する工程と、を含むことを特徴とする１または２に記載の描画方法。
【請求項４】
前記着弾滴を形成する工程は、同時に前記複数の画素領域に前記着弾滴を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の描画方法。
【請求項５】
前記着弾滴を形成する工程は、前記ノズルを前記画素領域の長辺方向と直角の方向へ相対移動させる工程を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の描画方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の描画方法によって製造された電気光学装置。
【請求項７】
基板上に樹脂境界層によって仕切られた複数の画素領域に対して、複数のノズルから液滴を吐出して着弾滴を形成する描画装置であって、
前記ノズルのピッチ寸法の整数倍と、前記画素領域のピッチ寸法と、がほぼ等しいことを特徴とする描画装置。
【請求項８】
前記複数のノズルは、前記画素領域の長辺方向と平行に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の描画装置。
【請求項９】
前記複数のノズルは、前記画素領域の長辺方向と直角の方向へ相対移動することを特徴とする請求項７あるいは８に記載の描画装置。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれかに記載の描画装置によって製造された電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素領域の描画方法、描画装置、および電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラーフィルタなどのカラー表示部は、樹脂境界層によってマトリックス状に仕切られた画素領域に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタ材料を塗布して形成されていた。フィルタ材料の塗布は、インクジェット方式の描画装置によって、描画装置のノズルからフィルタ材料を、液滴として画素領域へ吐出する描画方法によって塗布することが効果的である。描画装置を用いてフィルタ材料を塗布する場合には、配置されている画素領域のピッチに対応して、ノズルが形成されている吐出ヘッドを傾けて、ノズルのピッチ調整を行っていた。
【特許文献１】特開２００３−１２７３４３号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、多様なピッチの画素領域に対して、都度ノズルのピッチを機械的に調整することは、煩わしく、例えば１００ＰＰＩで表されるような、１インチに１００画素領域を形成する場合、画素領域のピッチは２５４μｍであり、ミクロン単位での調整および確認が必要である。また、既存ピッチのノズルを用いる場合、画素領域のピッチと合致するノズルからのみ液滴を吐出するため、全画素領域へ液滴を吐出するには、画素領域に対して何回も相対移動（走査）を繰り返さなければならない場合がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記問題点を鑑みてなされており、ノズルのピッチに合わせて画素領域のピッチを最適に設定した描画方法、描画装置、および電気光学装置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】
本発明の描画方法は、基板上に樹脂境界層によって仕切られた複数の画素領域を形成する工程と、画素領域へ描画装置の複数のノズルから液滴を吐出して複数の着弾滴を形成する工程とを備えた描画方法であって、画素領域を形成する工程は、複数の画素領域のピッチ寸法が複数のノズルのピッチ寸法の正の整数倍となるように画素領域を形成する工程を含むことを特徴とする
【０００６】
この描画方法によれば、画素領域のピッチがノズルのピッチの整数倍である設定のため、各画素領域に対していずれかのノズルが対応しており、一度の相対移動で該当する画素領域へ液滴を吐出して着弾滴を形成することができる。例えば、ノズルピッチが３０μｍの描画装置を用いて、１００ＰＰＩ相当の画素領域として、３０μｍの整数倍の２４０μｍあるいは２７０μｍピッチの画素領域のカラーフィルタを設定すれば、各画素領域に必ずノズルが対応しており、効率的に画素領域へフィルタ材料を塗布することができる。また、各画素領域内の着弾滴配置が同一であり、液滴量が均一でムラの無い高品質なカラーフィルタができる。このカラーフィルタと、厳密に１００ＰＰＩである２５４μｍピッチのカラーフィルタとは目で見て解像度等に差はないものである。また、ノズルのピッチを予め小さく設定しておけば、多様なピッチの画素領域に柔軟に対応することが可能である。
【０００７】
この場合、画素領域を形成する工程は、樹脂境界層の幅と、複数の着弾滴の互いに重なり合わない２つの着弾滴の外周部の間隙幅と、を同一幅に形成する工程を含むことが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、画素領域へ一定のピッチで形成される着弾滴のうち、互いに重なり合わない着弾滴の外周部の間隙幅を、画素領域を仕切る樹脂境界層の幅としている。このため、間隙幅部に係る着弾滴を吐出しないように該当ノズルを閉鎖制御することにより、着弾滴の無い樹脂境界層の幅が確保される。樹脂境界層に対して同様のノズル閉鎖を行えば、樹脂境界層を避けて画素領域へ着弾滴を配置することが容易にできる。
【０００９】
また、着弾滴を形成する工程は、複数のノズルが並ぶ方向に複数の画素領域の長辺方向を合わせる工程と、複数の画素領域のそれぞれに同じ数のノズルを用いて液滴を吐出する工程と、を含むことが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、ノズルの並ぶ方向に、画素領域の長辺方向を合わせ、各画素領域へ同じ数のノズルから液滴を吐出することにより、全画素領域に対し均一な着弾滴を形成できる。
【００１１】
さらに、着弾滴を形成する工程は、同時に複数の画素領域に着弾滴を形成する工程と、ノズルを画素領域の長辺方向と直角の方向へ相対移動させる工程を含むことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、多数のノズルから一斉に液滴を吐出して、同時に複数の画素領域へ着弾滴を形成することができる。加えて、画素領域がその長辺方向へ複数並んでいる列は、長辺方向と直角方向へも複数配置されており、ノズルを画素領域の長辺方向と直角の方向へ相対移動させることにより、各列ごとに効率良く着弾滴を形成することができる。
【００１３】
本発明の描画装置は、基板上に樹脂境界層によって仕切られた複数の画素領域に対して、複数のノズルから液滴を吐出して着弾滴を形成する描画装置であって、ノズルのピッチ寸法の整数倍と、画素領域のピッチ寸法と、がほぼ等しいことを特徴とする。
【００１４】
この描画装置によれば、描画装置のノズルのピッチに対して、画素領域のピッチを描画装置のノズルピッチの整数倍に設定するため、いずれかのノズルが画素領域に必ず対応している配置となっている。従って、１回の相対移動で、全ノズルでカバーする領域の全画素領域へ、ノズルから液滴を同時に吐出配置することができる。
【００１５】
この場合、複数のノズルは、画素領域の長辺方向と平行に配置されて、画素領域の長辺方向と直角の方向へ相対移動することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ノズルと平行に配置されている画素領域の複数の列に対し、列単位で一斉に画素領域へ着弾滴を形成することができ、順次相対移動してすべての列の画素領域へ着弾滴を短時間に形成することが可能である。
【００１７】
本発明の電気光学装置は、前記描画方法あるいは描画装置によって製造されたことを特徴とする。
【００１８】
この電気光学装置は、本発明の描画方法あるいは描画装置を用いて、画素領域への着弾滴が均一でムラ無く配置されたカラーフィルタ表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置などを搭載して、高品質の表示を提供できるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の描画方法によれば、液滴を画素領域へ吐出するノズルの配置されるピッチの整数倍を、画素領域の配置されるピッチとすることにより、各画素領域に対していずれかのノズルが対応する設定となり、複数の画素領域へ同時に液滴を効率的に吐出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、添付図面を参照して本発明の描画方法を説明する。この描画方法は、公知のカラーフィルタなどの画素領域へ、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のフィルタ材料を、後述する描画装置のノズルから液滴として吐出する方法である。ここではカラーフィルタの画素領域を例として説明を行う。図１（ｂ）に示すように、カラーフィルタ１５は、透明なフィルタ基板１１と、フィルタ基板１１の一方の面に格子状に形成されている樹脂境界層１２と、樹脂境界層１２によって仕切られている画素領域１と、画素領域１に塗布されているフィルタ材料Ｒ、Ｇ、Ｂと、樹脂境界層１２とフィルタ材料を覆うオーバーコート層１３と、から成っている。
【００２１】
画素領域１は、図１（ａ）に示すように、平面形状が矩形である。また、画素領域１の長辺方向がＹ軸方向と平行である。複数の赤（Ｒ）の画素領域１が列６としてＹ軸方向へ延在し、複数の緑（Ｇ）の画素領域１が列７として、赤（Ｒ）の画素領域１の列６と隣り合ってＹ軸方向へ延在している。同様に列７の隣に青（Ｂ）の画素領域１の列が延在し、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）の順で繰り返し、画素領域１の列が形成されている。なお、列６における各画素領域１は、樹脂境界層１２幅を含む画素領域１の中心間距離であるピッチＦで、Ｙ軸方向へ配置されている。列７における画素領域１も同様に配置されている。
【実施例１】
【００２２】
本発明の描画方法により、カラーフィルタ１５の画素領域１へ、フィルタ材料をノズルから液滴として吐出して塗布する方法について述べる。図２に示すように、カラーフィルタ１５において、フィルタ基板１１上に赤（Ｒ）のフィルタ材料が塗布される画素領域１の列６が配置されている。描画装置においては、吐出ヘッド１１６に、Ｙ軸方向と平行な２列のノズル列８、９として、ノズル１１７が配置されている。ノズル列８とノズル列９のノズル１１７とは、互いにずれて配置されており、吐出ヘッド１１６のＹ軸方向のノズルピッチはＰである。
【００２３】
この構成によって、吐出ヘッド１１６が画素領域１の直上へ移動し、例えばノズル列８のノズルｎ１から赤のフィルタ材料の液滴５が、画素領域１のｍ位置へ吐出されて、画素領域１へ着弾後、液滴５の体積に応じた着弾滴２となる。
【００２４】
この着弾滴２の外周の大きさは、ノズル１１７から吐出される液滴５の体積および表面張力と、液滴５が吐出されるフィルタ基板１１の面接触角とによって決まる。フィルタ基板１１がガラス材である場合、フィルタ材料とガラスとの面接触角は１５度であり、図４（ａ）に示すように、液滴５の体積Ｖ１が６ｐｌ（ピコリットル）とすると、着弾滴２の外周径Ф１は６０μｍになる。同様に、図４（ｂ）（ｃ）に示すように、液滴５の体積Ｖ２が１３ｐｌとすると、着弾滴２の外周径Ф２は８０μｍとなり、液滴５の体積Ｖ３が２６ｐｌとすると、着弾滴２の外周径Ф３は１００μｍとなる。液滴５と材料とがなす接触角から求められる着弾滴の外周径Фは、液滴５の体積Ｖを変えることで設定することができ、多様な大きさの画素領域１に最適な液滴５を配置することができる。
【００２５】
次に、ノズル１１７の配置と、画素領域１の配置の関係について、図２を参照して詳細に説明する。ノズル１１７は既に概略を述べたように、吐出ヘッド１１６に２列のノズル列８、９としてＹ軸方向に沿って設けられており、さらにノズル列８とノズル列９のノズル１１７は、吐出ヘッド１１６のＹ軸方向のノズルピッチがＰとなるように、互いにずれた状態で配置されている。これらピッチＰのノズル１１７を基準として、液滴５の体積Ｖ、すなわち液滴５による着弾滴２の外周径Фを選択して、画素領域１を効率的に形成することができる。以下では１００ＰＰＩ相当の画素領域１を形成する場合を例に説明する。
ここでは、吐出ヘッド１１６のＹ軸方向のノズルピッチＰを３０μｍ、液滴５の体積Ｖを１３ｐｌとする。また、フィルタ基板１１がガラス材であるので、１３ｐｌの体積の液滴５による着弾滴２の外周径Фは８０μｍとなる。
【００２６】
本実施例では、Ｙ軸方向のピッチＰが３０μｍのノズル１１７を使用するため、画素領域１のピッチＦとして、ピッチＰの整数倍である２７０μｍとする。この設定により、いずれの画素領域１に対してもいずれかのノズル１１７が対応するようになる。なお、画素領域１のピッチＦは、図２に示す画素領域１の長辺長さＳ１と樹脂境界層１２の幅ｔ１とを合わせたＬ１である。
【００２７】
樹脂境界層１２の幅ｔ１は、重なり合わない２つの着弾滴２の外周の間隔ｄ１に設定する。具体的には、ノズルｎ１から画素領域１のｍへ吐出された着弾滴２と、画素領域１のｍへ吐出された着弾滴２から1つ目および２つ目の着弾滴２とは互いに重なり合うが、３つ目の着弾滴２は重なり合わない。ｍ位置の着弾滴２と３つ目の着弾滴２の中心間距離は９０μｍで、それぞれの外周径Фは８０μｍであるので、外周間の最小の間隙幅ｄ１は１０μｍであり、この１０μｍのｄ１を樹脂境界層１２の幅ｔ１とする。
【００２８】
また、画素領域１の短辺長さＷは着弾滴２の外周径Фと同じ８０μｍとする。従って、この場合、１００ＰＰＩ相当の画素領域１は、ピッチＦ（Ｌ１）が２７０μｍ、画素領域１を仕切る樹脂境界層幅ｔ１が１０μｍ、画素領域１の長辺長さＳ１が２６０μｍ、短辺長さが８０μｍの設定となる。
【００２９】
画素領域１には、長辺方向に沿って７つの外周径Ф８０μｍの着弾滴２が配置され、それぞれ重なり合って、長辺長さS１の２６０μｍと一致した長さで画素領域１を充填する。充填方法は、まず、ノズル列８のノズル１１７が列６の画素領域１の直上に移動し、列６の画素領域１に、各ノズル１１７から同時に液滴５を吐出する。次に、ノズル列９が列６の画素領域１上へ移動し、同様に液滴５を吐出する。こうして、列６の画素領域１に効率的にフィルタ材料の液滴５を配置することができる。他の画素領域１の列に対しても同じように液滴５を吐出してフィルタ材料の液滴５を配置して行く。この時、Ｘ軸方向の樹脂境界層１２の幅も１０μｍとなるように、吐出ヘッド１１６を９０μｍ単位で移動させる。
【００３０】
なお、列６の画素領域１間を仕切る樹脂境界層１２には、液滴５を吐出する必要が無いため、樹脂境界層幅ｔ１の１０μｍの間隔をあけるように、樹脂境界層１２に対応するノズル１１７を閉鎖して液滴吐出を止めておく。この例の場合、画素領域１の一方の短辺に接する樹脂境界層１２に対応してノズルｎ２、ｎ３を閉鎖し、他方の短辺に接する樹脂境界層１２に対応してｎ４、ｎ６の２つのノズル１１７を閉鎖する。同様に、他の各樹脂境界層１２に対応するそれぞれ２つのノズル１１７を閉鎖することにより、各樹脂境界層１２への吐出を避けられる。
【００３１】
画素領域１にはフィルタ材料を全面に充填させなくてはならず、矩形の画素領域１に対して、円形の着弾滴２で充填させるため、各着弾滴２を重なり合わせて、着弾滴２単独の外周径Фより広がるように設定しなくてはならない。各着弾滴２を充填に必要なだけ重なり合わせるため、着弾滴２の半径は、Ｙ軸方向のノズルピッチＰ以上とすることが望ましい。このような設定によって、各画素領域１は、すべて７つの着弾滴２で均一に充填され、ムラの無い高品質なものとなる。
【００３２】
なお、樹脂境界層１２の幅ｔ１は、１０μｍの設定以外に、着弾滴２とそれから４つ目の着弾滴２とのそれぞれの外周の間隙幅にしてもよい。この場合の間隙幅は、最小の間隙幅ｄ１（１０μｍ）にノズル１１７のピッチＰの３０μｍを加えた、４０μｍである。１つ目、２つ目および３つ目の３つのノズル１１７を閉鎖することで４０μｍの着弾滴２の無い間隙が確保される。各樹脂境界層１２において該当する３つのノズル１１７を閉鎖することで、４０μｍの樹脂境界層１２が設定できる。
【実施例２】
【００３３】
次に、１００ＰＰＩ相当の画素領域１のピッチＦとして、ノズル１１７のＹ軸方向のピッチＰの整数倍である２４０μｍと設定した場合について説明する。この場合、吐出ヘッド１１６のノズルピッチＰは３０μｍ、着弾滴２の外周径Фは８０μｍであり、画素領域１のピッチＦが２７０μｍの場合と同じとする。図３を参照し、ピッチＦ（Ｌ２）が２４０μｍの画素領域１は、画素領域１を仕切る樹脂境界層幅ｔ２が１０μｍ、画素領域１の長辺長さＳ２が２３０μｍ、短辺長さが８０μｍの設定となり、各画素領域１には、それぞれ６つの着弾滴２が配置され、６つの着弾滴２の長さは、画素領域１の長辺長さＳ２の２３０μｍと一致する。
【００３４】
また、列６の画素領域１間を仕切る樹脂境界層１２には、液滴５を吐出する必要が無いため、樹脂境界層幅ｔ２の１０μｍの間隔をあけるように、樹脂境界層１２に対応するノズル１１７を閉鎖して液滴吐出を止めておく。この場合、画素領域１の一方の短辺に接する樹脂境界層１２に対しては、画素領域１のピッチＦが２７０μｍの場合と同じくノズルｎ２、ｎ３を閉鎖し、他方の短辺に接する樹脂境界層１２に対しては、画素領域１のピッチＦが２７０μｍの場合と異なりｎ４、ｎ５の２つのノズル１１７を閉鎖する。そして、樹脂境界層幅ｔ２を１０μｍ以外に設定することもでき、例えば、ノズルｎ４、ｎ５、ｎ６の３つを閉鎖することによって、樹脂境界層幅ｔ２を４０μｍとすることができる。いずれの設定においても、列になっている各画素領域１に対して同時に液滴５を吐出して着弾滴２を形成でき、吐出後、各画素領域１に６つの着弾滴が均一に充填され、高品質な画素領域が得られる。
【００３５】
ピッチＦ（Ｌ２）が２４０μｍの場合に画素領域１の短辺長さＷ２を、例えば、８０μｍより小さく６０μｍにしても良い。この場合、ノズル１１７から吐出される液滴５は、体積が６ｐｌ、着弾滴２の外周径Фが６０μｍであり、画素領域１内の重なり合わない着弾滴２は、一つの着弾滴２とその着弾滴２から３つ目の着弾滴２である。これら重なり合わない２つの着弾滴２の外周の間隔ｄ２は、それぞれの中心間距離が９０μｍ、外周径Фが６０μｍであるので、３０μｍとなる。従って、画素領域１の長辺長さＳ２は２１０μｍ、樹脂境界層幅ｔ２は３０μｍ、各画素領域１には、それぞれ６つの着弾滴２が２１０μｍの長さで配置される構成となる。このような短辺長さＷの変更は、実施例１においても適用が可能である。
【００３６】
以上のように、ノズル１１７のピッチＰを基準に、画素領域１のピッチＦを決め、着弾滴２の外周径Фを設定することで、吐出ノズル１１７と非吐出（閉鎖）ノズル１１７とがＸ軸方向への吐出走査の間に亘って固定され、制御が容易となる。さらに、画素領域１の寸法設定も、ノズル１１７のピッチＰおよび着弾滴２の外周径Фから簡単に設定できる。これらの設定による画素領域１を備えたカラーフィルタ等は、従来の細かな寸法設定の画素領域のものと比べ、遜色の無い品質である。
【００３７】
さらに、画素領域１への液滴５の吐出において、画素領域１の長辺方向を、液滴５を吐出するノズル１１７の列と、平行に配置して画素領域１を並べることにより、一列に並ぶ画素領域１に、同時に液滴５を吐出して効率の良い加工ができる。
【００３８】
次に、以上説明した描画方法に用いられる描画装置について詳細に説明する。描画装置１００は、図５に示すように、液滴を吐出するヘッド部１１０を有するヘッド機構部１０２と、ヘッド部１１０から吐出された液滴の吐出対象であるワーク１２０を備えたワーク機構部１０３と、ヘッド部１１０に液体１３３を供給する液体供給部１０４と、これら各機構部および供給部を総括的に制御する制御部１０５とから成っている。
【００３９】
描画装置１００は、床上に設置された複数の支持脚１０６と、支持脚１０６の上側に設置された定盤１０７を備えている。定盤１０７の上側には、ワーク機構部１０３が定盤１０７の長手方向（Ｘ軸方向）に延在するように配置されており、ワーク機構部１０３の上方には、定盤１０７に固定された２本の柱で両持ち支持されているヘッド機構部１０２が、ワーク機構部１０３と直交する方向（Ｙ軸方向）に延在して配置されている。また、定盤１０７の一方の端部上には、ヘッド機構部１０２のヘッド部１１０から連通して液体１３３を供給する液体供給部１０４が配置されている。さらに、定盤１０７の下側には、制御部１０５が収容されている。
【００４０】
ヘッド機構部１０２は、液体１３３を吐出するヘッド部１１０と、ヘッド部１１０を搭載したキャリッジ１１１と、キャリッジ１１１のＹ軸方向への移動をガイドするＹ軸ガイド１１３と、Ｙ軸ガイド１１３の下側にＹ軸方向に設置されたＹ軸ボールねじ１１５と、Ｙ軸ボールねじ１１５を正逆回転させるＹ軸モータ１１４と、キャリッジ１１１の下部にあって、Ｙ軸ボールねじ１１５と螺合してキャリッジ１１１を移動させる雌ねじ部が形成されたキャリッジ螺合部１１２とを備えている。
【００４１】
ワーク機構部１０３は、ヘッド機構部１０２の下方に位置し、ヘッド機構部１０２とほぼ同様の構成でＸ軸方向に配置されており、ワーク１２０と、ワーク１２０を載置している載置台１２１と、載置台１２１の移動をガイドするＸ軸ガイド１２３と、Ｘ軸ガイド１２３の下側に設置されたＸ軸ボールねじ１２５と、Ｘ軸ボールねじ１２５を正逆回転させるＸ軸モータ１２４と、載置台１２１の下部にあって、Ｘ軸ボールねじ１２５と螺合して載置台１２１を移動させる載置台螺合部１２２とから成っている。
【００４２】
なお、ヘッド機構部１０２およびワーク機構部１０３には、図示していないが、ヘッド部１１０と載置台１２１の移動した位置を検出する位置検出手段が、それぞれ備えられている。また、キャリッジ１１１と載置台１２１には、回転方向（いわゆるΘ軸）を調整する機構が組込まれ、ヘッド部１１０の中心を回転中心とした回転方向調整、および載置台１２１の回転方向調整が可能である。
【００４３】
これらの構成により、ヘッド部１１０とワーク１２０とは、それぞれＹ軸方向およびＸ軸方向に往復自在に移動することができる。まず、ヘッド部１１０の移動について説明する。Ｙ軸モータ１１４の正逆回転によってＹ軸ボールねじ１１５が正逆回転し、Ｙ軸ボールねじ１１５に螺合しているキャリッジ螺合部１１２が、Ｙ軸ガイド１１３に沿って移動することで、キャリッジ螺合部１１２と一体のキャリッジ１１１が任意の位置に移動する。すなわち、Ｙ軸モータ１１４の駆動により、キャリッジ１１１に搭載したヘッド部１１０が、Ｙ軸方向に自在に移動する。同様に、載置台１２１に載置されたワーク１２０もＸ軸方向に自在に移動する。
【００４４】
このように、ヘッド部１１０は、Ｙ軸方向の吐出位置まで移動して停止し、下方にあるワーク１２０のＸ軸方向の移動に同調して、液滴を吐出する構成となっている。Ｘ軸方向に移動するワーク１２０と、Ｙ軸方向に移動するヘッド部１１０とを相対的に制御することにより、ワーク１２０上に所定の描画等を行うことができる。
【００４５】
次に、ヘッド部１１０に液体１３３を供給する液体供給部１０４は、ヘッド部１１０に連通する流路を形成するチューブ１３１ａと、チューブ１３１ａへ液体を送り込むポンプ１３２と、ポンプ１３２へ液体１３３を供給するチューブ１３１ｂ（流路）と、チューブ１３１ｂに連通して液体１３３を貯蔵するタンク１３０とから成っており、定盤１０７上の一端に配置されている。液体１３３の補充および交換を考慮すると、タンク１３０は、定盤１０７の上側あるいは下方に設置することが望ましいが、配置上、ヘッド部１１０の上方に設置できれば、ポンプ１３２無しに一本のフレキシブルチューブでタンク１３０とヘッド部１１０を連結し、重力により液体の自然供給が可能となる。
【００４６】
ヘッド部１１０は、図６（ａ）に示すように互いに同じ構造を有する複数の吐出ヘッド１１６を保持している。ここで、図６（ａ）は、ヘッド部１１０を載置台１２１側から観察した図である。ヘッド部１１０には６個の吐出ヘッド１１６からなる列が、それぞれの吐出ヘッド１１６の長手方向がＹ軸方向に対して平行となるように、この場合１２個配置されている。また、液体１３３を吐出するための吐出ヘッド１１６は、それぞれが吐出ヘッド１１６の長手方向に延びる２つのノズル列１１８、１１９を有している。１つのノズル列は、それぞれ１８０個のノズル１１７が等間隔で一列に並んだ列のことであり、ノズル列１１８のノズル１１７は、ノズル列１１９の２つのノズル１１７の中間位置にずれて配置されている。隣り合うノズル１１７はピッチＰで等間隔に配置されており、１２個の吐出ヘッド１１６は、各吐出ヘッド１１６のノズル１１７がＹ軸方向へピッチＰで連続して配置されているように、Ｘ軸方向へ階段状に設置されている。ノズル列１１８、１１９は、図２、図３をもとに説明した描画方法におけるノズル列８、９に該当する。
【００４７】
また、図６（ｂ）に示すように、それぞれの吐出ヘッド１１６は、振動板１４３と、ノズルプレート１４４とを、備えている。振動板１４３と、ノズルプレート１４４との間には、タンク１３０から孔１４７を介して供給される液体１３３が常に充填される液たまり１４５が位置している。また、振動板１４３と、ノズルプレート１４４との間には、複数の隔壁１４１が位置している。そして、振動板１４３と、ノズルプレート１４４と、１対の隔壁１４１とによって囲まれた部分がキャビティ１４０である。キャビティ１４０はノズル１１７に対応して設けられているため、キャビティ１４０の数とノズル１１７の数とは同じである。キャビティ１４０には、１対の隔壁１４１間に位置する供給口１４６を介して、液たまり１４５から液体１３３が供給される。
【００４８】
そして、図７に示すように、振動板１４３上には、それぞれのキャビティ１４０に対応して、振動子１４２が位置する。振動子１４２は、ピエゾ素子１４２ｃと、ピエゾ素子１４２ｃを挟む１対の電極１４２ａ、１４２ｂとから成る。この１対の電極１４２ａ、１４２ｂに駆動電圧を与えることで、対応するノズル１１７から液体１３３が液滴５となって吐出される。カラーフィルタ１５の場合、液滴５は、フィルタ基板１１と樹脂境界層１２に囲まれた画素領域１へ吐出されて、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素領域１を形成する。
【００４９】
次に、以上述べた構成を制御する制御系について図８を参考に説明する。制御系は、制御部１０５と駆動部１７５とを備え、制御部１０５は、ＣＰＵ１７０、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェイス１７１からなり、ＣＰＵ１７０が入出力インターフェイス１７１を介して入力される各種信号を、ＲＯＭ、ＲＡＭのデータに基づき処理し、入出力インターフェイス１７１を介して駆動部１７５へ制御信号を出力して、それぞれを制御する。
【００５０】
駆動部１７５は、ヘッドドライバ１７６、モータドライバ１７７、ポンプドライバ１７８から構成されている。モータドライバ１７７は、制御部１０５の制御信号により、Ｘ軸モータ１２４、Ｙ軸モータ１１４を正逆回転させ、ワーク１２０、ヘッド部１１０の移動を制御する。ヘッドドライバ１７６は、吐出ヘッド１１６からの液体１３３の吐出を制御し、モータドライバ１７７の制御と同調して、ワーク１２０上に所定の描画が行えるようにする。また、ポンプドライバ１７８は、液体１３３の吐出状態に対応してポンプ１３２を制御し、吐出ヘッド１１６への液体供給を最適に制御する。
【００５１】
制御部１０５は、ヘッドドライバ１７６を介して、複数の振動子１４２のそれぞれに互いに独立な信号を与えるように構成されている。このため、ノズル１１７から吐出される液滴５の体積は、ヘッドドライバ１７６からの信号に応じてノズル１１７毎に制御される。さらに、ノズル１１７のそれぞれから吐出される液滴５の体積は、０ｐｌ〜４２ｐｌの間で可変であり、液滴５の体積および着弾滴２の外周径Фの選定幅が、広くとれるメリットがある。
【００５２】
次に、既に説明した描画方法あるいは描画装置を用いて、各種の高品質な電気光学装置の製造について述べる。ここでは、電気光学装置としてカラーフィルタ表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置およびプラズマ表示装置について記述する。
【００５３】
図９は、カラーフィルタ表示装置の構成を示す断面図である。同図に示すように、カラーフィルタ表示装置１０は、偏光板２１、２７が対向して配置され、偏光板２１の内側表面にはカラーフィルタ１５が形成されており、偏光板２１の外側表面にはバックライト２０がとりつけられ、偏光板２７の内側表面には対向基板２６が形成されている。また、カラーフィルタ１５および対向基板２６間には、配向膜２２、２４が構成され、対向基板２６の内側の面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示せず）と対向電極２３とがマトリクス状に形成されている。そして、配向膜２２、２４の間に設置されたシール部２８に囲まれた空間へ、液晶２５を封入することにより、カラーフィルタ表示装置１０が構成されている。
【００５４】
本発明の描画方法および描画装置１００を適用することによって、カラーフィルタ１５を効率的に製造することができる。この場合、図５の描画装置１００のワーク１２０に相当するカラーフィルタ１５は、図１（ａ）に示すように、マトリクス状に並んだ画素領域１を備え、それらの境目は、ディスペンサやスクリーン印刷、もしくはフォトリソグラフィにより形成された樹脂境界層１２により区切られている。画素領域１の１つ１つには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかのカラーフィルタ材料が導入されている。より具体的には、カラーフィルタ１５は、図９のように透光性のフィルタ基板１１と、遮光性の樹脂境界層１２とを備え、樹脂境界層１２が形成されていない部分は画素領域１を構成している。さらに樹脂境界層１２及び画素領域１の上面には、オーバーコート層１３及び画素電極１４が形成されている。なお、画素領域１は、図１（ａ）のようなモザイク状の配列だけでなく、ストライプ状やデルタ状の配列であっても良い。
【００５５】
画素領域１は、描画装置１００を用い、図２および図３を参考に説明した描画方法により、図９に示すように樹脂境界層１２で区切られて形成された各画素領域１内に、図７に示すノズル１１７からＲ・Ｇ・Ｂ各色のカラーフィルタ材料の液滴５を選択的に吐出して形成されている。そして、塗布した液滴５を乾燥させることにより、各色の画素領域１を得るようにしている。また、オーバーコート層１３も描画装置１００を用いて、オーバーコート材料を吐出ヘッド１１６により吐出して形成することもできる。
【００５６】
図１０に示すカラーフィルタ表示装置１０の製造装置８０は、カラーフィルタの画素領域１のそれぞれに対して、対応するカラーフィルタ材料の液滴５を吐出する吐出装置を含んだ装置群である。各吐出装置は本発明の描画装置１００である。製造装置８０は、赤のカラーフィルタ材料が塗布されるべき画素領域１のすべてに、赤のカラーフィルタ材料を塗布する吐出装置４０Ｒと、画素領域１上のカラーフィルタ材料を乾燥させる乾燥装置５０Ｒと、緑のカラーフィルタ材料が塗布されるべき画素領域１のすべてに緑のカラーフィルタ材料を塗布する吐出装置４０Ｇと、画素領域１上のカラーフィルタ材料を乾燥させる乾燥装置５０Ｇと、同様に青のカラーフィルタ材料が塗布されるべき画素領域１のすべてに、青のカラーフィルタ材料をそれぞれ塗布および乾燥させる吐出装置４０Ｂ、乾燥装置５０Ｂと、各色のカラーフィルタ材料を再度加熱（ポストベーク）するオーブン６０と、ポストベークされたカラーフィルタ材料の層の上にオーバーコート層１３を設ける吐出装置４０Ｃと、オーバーコート層１３を乾燥させる乾燥装置５０Ｃと、乾燥されたオーバーコート層１３を再度加熱して硬化する硬化装置６５とを備えている。さらに製造装置８０は、吐出装置４０Ｒ、乾燥装置５０Ｒ、吐出装置４０Ｇ、乾燥装置５０Ｇ、吐出装置４０Ｂ、乾燥装置５０Ｂ、吐出装置４０Ｃ、乾燥装置５０Ｃ、硬化装置６５の順番にカラーフィルタ１５を搬送する搬送装置７０も備えている。
【００５７】
次に、図９に基づき液晶２５の封入工程について簡単に説明する。第一基板３０は既に説明した偏光板２１と、カラーフィルタ１５と画素電極１４と、配向膜２２とから成り、第二基板３５は偏光板２７と、対向基板２６と、対向電極２３と、配向膜２４とから成っている。まず、第一基板３０の表面に、液晶２５の塗布領域を形成する矩形のシール部２８を、ディスペンサやスクリーン印刷により形成する。このシール部２８の内側に、描画装置１００を用いて、カラーフィルタ材料と同様に液晶２５を吐出ヘッド１１６のノズル１１７から吐出する。液晶２５がシール部２８の内側に満たされた後、第一基板３０上のシール部２８に第二基板３５を張り合わせ、偏光板２１へ光が入射するようにバックライト２０を取り付けてカラーフィルタ表示装置１０ができあがる。
【００５８】
さらに、図１０を参照して、エレクトロルミネッセンス表示装置と描画装置１００を用いたその製造方法を説明する。図１１に示すように、エレクトロルミネッセンス表示装置２００は、ガラス基板２０１上に回路素子部２０２が積層され、回路素子部２０２上に主体を為すエレクトロルミネッセンス表示素子２０４が積層されている。またエレクトロルミネッセンス表示素子２０４の上側には、不活性ガスの空間を存して封止用基板２０５が形成されている。
【００５９】
エレクトロルミネッセンス表示素子２０４には、無機物境界層２１２ａおよびこれに重ねた有機物境界層２１２ｂにより境界層２１２が形成され、この境界層２１２により、図１（ａ）のカラーフィルタ材料の画素領域１に相当するマトリクス状の発光部２２０が画成されている。そして、各発光部２２０内には、下側から画素電極２１１、正孔注入／輸送層２１３、および赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの発光層２１０が積層され、且つ全体がＣａやＡｌ等の薄膜を複数層に亘って真空蒸着法などを用いて積層した対向電極２０３で覆われている。
【００６０】
発光層２１０の形成は、本発明の描画装置１００および図２あるいは図３を参照して説明した描画方法を用いて、図９を基に説明したカラーフィルタ材料の塗布と同様に、境界層２１２で区切られて形成された各発光部２２０に、吐出ヘッド１１６のノズル１１７により、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色のルミネッサンス蛍光材料を選択的に吐出して形成されている。そして、塗布したルミネッセンス蛍光材料を乾燥させることにより、各発光部２２０内に各色の発光層２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂが形成される。
【００６１】
図１２に示すエレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置２３０は、マトリックス状の発光部２２０のそれぞれに対して、対応するルミネッセンス蛍光材料を吐出する装置を含んだ装置群である。製造装置２３０は、画素電極２１１の上に正孔注入／輸送層２１２を形成する機能液を塗布する吐出装置２６０と、赤のルミネッセンス蛍光材料が塗布されるべき発光層２１０Ｒのすべてに赤のルミネッセンス蛍光材料を塗布する吐出装置２４０Ｒと、塗布した赤のルミネッセンス蛍光材料を乾燥させる乾燥装置２５０Ｒと、同様に、発光層２１０Ｇに緑のルミネッセンス蛍光材料をそれぞれ塗布および乾燥させる吐出装置２４０Ｇおよび乾燥装置２５０Ｇと、同様に、発光層２１０Ｂに青のルミネッセンス蛍光材料をそれぞれ塗布および乾燥させる吐出装置２４０Ｂおよび乾燥装置２５０Ｂとを備えている。さらに製造装置２３０は、吐出装置２６０、吐出装置２４０Ｒ、乾燥装置２５０Ｒ、吐出装置２４０Ｇ、乾燥装置２５０Ｇ、吐出装置２４０Ｂ、乾燥装置２５０Ｂ、の順番に発光層２１０を搬送する搬送装置２７０も備えている。
【００６２】
このように形成された発光部２２０と境界層２１２の上に、既述したように対向電極２０３を積層し、対向電極２０３と封止用基板２０５間に不活性ガスを封入してエレクトロルミネッセンス表示装置２００ができあがる。
【００６３】
次に、図１３を参照してプラズマ表示装置３００の背面基板３１５を製造する製造装置に描画装置１００を適用した例を説明する。背面基板３１５は、格子状に配置された複数の蛍光部３２５を有している。詳細には、さらに支持基板３０１と、支持基板３０１上にストライプ状に形成された複数のアドレス電極３０２と、アドレス電極３０２を覆うように形成された誘電体ガラス層３０３と、格子状の形状を有するとともに複数の蛍光部領域を規定する境界層３０５とから成る。複数の蛍光部領域は格子状に位置しており、蛍光部領域からなる複数の列のそれぞれは、複数のアドレス電極３０２のそれぞれに対応する。アドレス電極３０２、誘電体ガラス層３０３はスクリーン印刷技術で形成される。
【００６４】
発光部３２５には、描画装置１００を用い、図９を基に説明したカラーフィルタ材料の塗布と同様に、境界層３０５で区切られて形成された各蛍光部領域内に、吐出ヘッド１１６のノズル１１７により、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色のプラズマ蛍光材料を選択的に吐出して蛍光層３２０Ｒ、３２０Ｇ、３２０Ｂが形成されている。そして、塗布したプラズマ蛍光材料を乾燥させることにより、背面基板３１５が形成される。
【００６５】
図１４に示す製造装置３３０は、背面基板３１５の蛍光部３２５のそれぞれに対して、対応するプラズマ蛍光材料を吐出する装置である。製造装置３３０は、赤のプラズマ蛍光材料が塗布されるべき蛍光層３２０Ｒのすべてに赤のプラズマ蛍光材料を塗布する吐出装置３４０Ｒと、塗布した赤のプラズマ蛍光材料を乾燥させる乾燥装置３５０Ｒと、同様に蛍光層３２０Ｇに緑のプラズマ蛍光材料をそれぞれ塗布および乾燥させる吐出装置３４０Ｇおよび乾燥装置３５０Ｇと、同様に蛍光層３２０Ｂに青のプラズマ蛍光材料をそれぞれ塗布および乾燥させる吐出装置３４０Ｂおよび乾燥装置３５０Ｂとを備えている。さらに製造装置３３０は、吐出装置３４０Ｒ、乾燥装置３５０Ｒ、吐出装置３４０Ｇ、乾燥装置３５０Ｇ、吐出装置３４０Ｂ、乾燥装置３５０Ｂの順番に背面基板３１５を搬送する搬送装置３７０も備えている。
【００６６】
次に図１３に示すように、背面基板３１５と、前面基板３１６とを貼り合わせてプラズマ表示装置３００が得られる。この前面基板３１６は、ガラス基板３１３と、ガラス基板３１３上で互いに平行にパターニングされた表示電極および表示スキャン電極３１２と、表示電極および表示スキャン電極３１２とを覆うように形成された誘電体ガラス層３１１と、誘電体ガラス層３１１上に形成された保護層３１０とを有する。背面基板３１５と前面基板３１６とは、背面基板３１５のアドレス電極３０２と、前面基板３１６の表示電極・表示スキャン電極３１２とが、互いに直交するように位置合わせされている。そして、各境界層３０５で囲まれる領域には、所定の圧力で放電ガス３１４を封入する。
【００６７】
このように、本発明の描画方法および描画装置１００は、カラーフィルタ表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置などの電気光学装置の製造に貢献でき、これらを搭載したテレビ、パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション、デジタルカメラ、携帯電話などの高品質な電子機器を提供できる。更に、本発明は、カラーフィルタ、エレクトロルミネッセンス、プラズマの表示装置（ディスプレイ）に加え、電子放出素子を備えた表示装置（ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ））やＳＥＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】（ａ）カラーフィルタの画素領域の配置を示す平面図（ｂ）カラーフィルタの構成を示すＡ−Ａ’断面図。
【図２】ノズルから液滴を吐出して画素領域へ配置する実施例１を示す模式図。
【図３】ノズルから液滴を吐出して画素領域へ配置する実施例２を示す模式図。
【図４】液滴の大きさと着弾滴の径の関係を示す断面図。
【図５】描画装置の外観斜視図。
【図６】（ａ）描画装置の吐出ヘッドとノズルの配置を示す平面図（ｂ）吐出ヘッドの構造を示す詳細図。
【図７】ノズル構造を示す断面図。
【図８】描画装置の制御系のブロック図。
【図９】カラーフィルタ表示装置の構成を示す断面図。
【図１０】カラーフィルタ表示装置の製造装置を示す模式図。
【図１１】エレクトロルミネッセンス表示装置の構成を示す断面図。
【図１２】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。
【図１３】プラズマ表示装置の構成を示す断面図。
【図１４】プラズマ表示装置の製造装置を示す模式図。
【符号の説明】
【００６９】
１．画素領域
２．着弾滴
５．液滴
６．赤（Ｒ）の画素領域列
７．緑（Ｇ）の画素領域列
８，９．ノズル列
１０．カラーフィルタ表示装置
１２．樹脂境界層
１００．描画装置
１１７．ノズル
２００．エレクトロルミネッセンス表示装置
３００．プラズマ表示装置
Ｆ．画素領域ピッチ
Ｐ．ノズルピッチ
【図１】
2005087801.tif 000003
【図２】
2005087801.tif 000004
【図３】
2005087801.tif 000005
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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