(57)【要約】      （修正有）【課題】液体材料の層が形成される受容部に対して、液体材料を液滴の状態でノズルから吐出する液滴吐出装置で、液体材料を効率良く配置する液滴吐出装置を提供する。【解決手段】液体材料の層が形成される受容部に対して、液体材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する液滴吐出装置であって、ノズルから液滴を吐出する際に、受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出するか、またはそれぞれ規定の大きさの液滴を吐出する。【選択図】図５
2005013951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料の層が形成される受容部に対して、液体材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する液滴吐出装置であって、
前記ノズルから前記液滴を吐出する際に、前記受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記ノズルは、前記受容部に対して前記液滴を吐出しながら相対的に移動して複数回の走査を行うことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記液滴は、前記走査においてそれぞれ規定した大きさの液滴であることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
液体材料の層が形成される受容部に対して、液体材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する工程を有する液滴吐出方法であって、
前記ノズルから前記液滴を吐出する工程は、前記受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項５】
前記ノズルは、前記受容部に対して前記液滴を吐出しながら相対的に移動して複数回の走査工程を行うことを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出方法。
【請求項６】
前記走査工程は、前記受容部の隅部および周縁部に前記液滴を配置する第一走査工程と、前記受容部の中央部に前記第一走査で配置した前記液滴より大きな液滴を配置する第二走査工程とから成ることを特徴とする請求項４および５に記載の液滴吐出方法。
【請求項７】
前記走査工程は、前記受容部の隅部および周縁部に前記液滴を配置する第一走査工程と、前記第一走査工程において塗布された領域に隣接する領域に前記第一走査工程と同じ大きさの前記液滴を配置する第二走査工程と、前記受容部の中央部に前記第一走査工程および前記第二走査工程で配置した前記液滴より大きな液滴を配置する第三走査工程とから成ることを特徴とする請求項４および５に記載の液滴吐出方法。
【請求項８】
液体材料の層が形成される受容部に対して、カラーフィルタ材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する工程を有するカラーフィルタ表示装置の製造方法において、
前記ノズルから前記カラーフィルタ材料を吐出する工程は、前記受容部に対して異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とするカラーフィルタ表示装置の製造方法。
【請求項９】
液体材料の層が形成される受容部に対して、ルミネッサンス蛍光材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する工程を有するエレクトロルミネッサンス表示装置の製造方法において、
前記ノズルから前記ルミネッサンス蛍光材料を吐出する工程は、前記受容部に対して異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とするエレクトロルミネッサンス表示装置の製造方法。
【請求項１０】
液体材料の層が形成される受容部に対して、プラズマ蛍光材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する工程を有するプラズマ表示装置の製造方法において、
前記ノズルから前記プラズマ蛍光材料を吐出する工程は、前記受容部に対して異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とするプラズマ表示装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載の製造方法により製造されたカラーフィルタ表示装置、エレクトロルミネッサンス表示装置およびプラズマ表示装置を含む表示装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体材料を液滴の状態で吐出するインクジェット装置のような液滴吐出装置および液滴吐出方法、並びにカラーフィルタ表示装置の製造方法、エレクトロルミネッサ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電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液滴吐出装置によって吐出の対象物である基板にカラーフィルタなどの表示装置を形成する方法として、カラーフィルタを構成するそれぞれの色の受容部に特許文献１に示すパターン形成のように、同じ大きさの液滴（カラーフィルタ材料）を、順序よく配置する方法がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６０３０７  （第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カラーフィルタなどの表示装置が大型化すると受容部も大型になるため、液滴を受容部の全体に充満させるには、受容部の大きさに比例して液滴の吐出回数を増やさなければならなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、液体材料の層が形成される受容部に対して、液体材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する液滴吐出装置であって、ノズルから液滴を吐出する際に、受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とする。また、ノズルは、受容部に対して液滴を吐出しながら相対的に移動して複数回の走査を行ない、走査のそれぞれで吐出する液滴は、それぞれ規定した大きさの液滴であることが好ましい。
【０００６】
これらの構成によれば、受容部の吐出位置によって異なった大きさの液滴を吐出することができ、それぞれの吐出位置に最適の大きさの液滴を吐出し、効率的な液滴配置が可能となる。
【０００７】
本発明の液滴吐出方法は、液体材料の層が形成される受容部に対して、液体材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する工程を有する液滴吐出方法であって、ノズルから液滴を吐出する工程は、受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とする。また、ノズルは、受容部に対して液滴を吐出しながら相対的に移動して複数回の走査工程を行ない、この場合、走査工程は、受容部の隅部および周縁部に液滴を配置する第一走査工程と、受容部の中央部に第一走査で配置した液滴より大きな液滴を配置する第二走査工程とから成ること、あるいは、受容部の隅部および周縁部に液滴を配置する第一走査工程と、第一走査工程と隣接する領域に前記第一走査工程と同じ大きさの液滴を配置する第二走査工程と、受容部の中央部に第一走査工程および第二走査工程で配置した液滴より大きな液滴を配置する第三走査工程とから成ることが好ましい。
【０００８】
これらの構成によれば、液滴が充満しにくい個所には小さな液滴を吐出し、他の個所には大きな液滴を吐出する各走査工程により、受容部に対応した適切な液滴配置が可能である。
【０００９】
本発明のカラーフィルタ表示装置の製造方法は、液体材料の層が形成される受容部に対して、カラーフィルタ材料を液滴の状態でノズルから吐出して配置する工程を有するカラーフィルタ表示装置の製造方法において、ノズルからカラーフィルタ材料を吐出する工程は、受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とする。同様に、エレクトロルミネッサンス表示装置の製造方法において、ノズルから記ルミネッサンス蛍光材料を吐出する工程は、受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出し、さらに、プラズマ表示装置の製造方法において、ノズルからプラズマ蛍光材料を吐出する工程は、受容部に対して相互に異なった大きさの液滴を吐出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の電子機器は、本発明の製造方法により製造されたカラーフィルタ表示装置、エレクトロルミネッサンス表示装置およびプラズマ表示装置を含む表示装置を搭載したことを特徴とする。
【００１１】
これらの構成によれば、ノズルから異なった大きさの液滴を吐出する方法を用いて、各種の電子機器に搭載される表示装置のカラー表示部の形成を均一にかつ効率的に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の液滴吐出装置の実施の形態について説明する。この液滴吐出装置は、カラーフィルタ表示装置をはじめ各種の表示装置の製造などに用いられているような、カラーフィルタ材料等の液体（液体材料）を液滴の状態で基板等に設けられた受容部に吐出する、いわゆるインクジェット方式の装置である。
【００１３】
図１に示すように、液滴吐出装置１は、液滴を吐出するヘッド部１０を有するヘッド機構部２と、ヘッド部１０から吐出された液滴の吐出対象であるワーク２０を備えたワーク機構部３と、ヘッド部１０に液体を供給する液体供給部４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５とから成っている。
【００１４】
液滴吐出装置１は、床上に設置された複数の支持脚６と、支持脚６の上側に設置された定盤７を備えている。定盤７の上側には、ワーク機構部３が定盤７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３の上方には、定盤７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２が、ワーク機構部３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７の一方の端部上には、ヘッド機構部２のヘッド部１０から連通して液体を供給する液体供給部４が配置されている。さらに、定盤７の下側には、制御部５が収容されている。
【００１５】
ヘッド機構部２は、液体を吐出するヘッド部１０と、ヘッド部１０を搭載したキャリッジ１１と、キャリッジ１１のＹ軸方向への移動をガイドするＹ軸ガイド１３と、Ｙ軸ガイド１３の下側にＹ軸方向に設置されたＹ軸ボールねじ１５と、Ｙ軸ボールねじ１５を正逆回転させるＹ軸モータ１４と、キャリッジ１１の下部にあって、Ｙ軸ボールねじ１５と螺合してキャリッジ１１を移動させる雌ねじ部が形成されたキャリッジ螺合部１２とを備えている。
【００１６】
ワーク機構部３は、ヘッド機構部２の下方に位置し、ヘッド機構部２とほぼ同様の構成でＸ軸方向に配置されており、ワーク２０と、ワーク２０を載置している載置台２１と、載置台２１の移動をガイドするＸ軸ガイド２３と、Ｘ軸ガイド２３の下側に設置されたＸ軸ボールねじ２５と、Ｘ軸ボールねじ２５を正逆回転させるＸ軸モータ２４と、載置台２１の下部にあって、Ｘ軸ボールねじ２５と螺合して載置台２１を移動させる載置台螺合部２２とから成っている。
【００１７】
なお、ヘッド機構部２およびワーク機構部３には、図示していないが、ヘッド部１０と載置台２１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１１と載置台２１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１０の中心を回転中心とした回転方向調整、および載置台２１の回転方向調整が可能である。
【００１８】
これらの構成により、ヘッド部１０とワーク２０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１０の移動について説明する。Ｙ軸モータ１４の正逆回転によってＹ軸ボールねじ１５が正逆回転し、Ｙ軸ボールねじ１５に螺合しているキャリッジ螺合部１２が、Ｙ軸ガイド１３に沿って移動することで、キャリッジ螺合部１２と一体のキャリッジ１１が任意の位置に移動する。すなわち、Ｙ軸モータ１４の駆動により、キャリッジ１１に搭載したヘッド部１０が、Ｙ軸方向に自在に移動する。
【００１９】
同様に、載置台２１に載置されたワーク２０は、Ｘ軸モータ２４の駆動により、Ｘ軸ボールねじ２５が回転し、Ｘ軸ボールねじ２５と螺合している載置台螺合部２２が、Ｘ軸ガイド２３に沿って移動することにより、Ｘ軸方向に自在に移動する。
【００２０】
このように、ヘッド部１０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２０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。ワーク２０が連続移動するＸ軸方向がいわゆる主走査方向であり、ヘッド部１０が断続移動（ピッチ移動）するＹ軸方向が副走査方向である。Ｘ軸方向に移動するワーク２０と、Ｙ軸方向に移動するヘッド部１０とを相対的に制御することにより、ワーク２０上に所定の描画等を行うことができる。
【００２１】
なお、本実施の形態では、ワーク２０を主走査方向（Ｘ軸方向）に移動させるように設定しているが、ヘッド部１０を主走査方向に移動させる構成でもよい。また、ヘッド部１０を固定として、ワーク２０を主走査方向および副走査方向に移動させる構成でもよいし、逆にワーク２０を固定とし、ヘッド部１０を主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【００２２】
次に、ヘッド部１０に液体３３を供給する液体供給部４は、ヘッド部１０に連通する流路を形成するチューブ３１ａと、チューブ３１ａへ液体を送り込むポンプ３２と、ポンプ３２へ液体３３を供給するチューブ３１ｂ（流路）と、チューブ３１ｂに連通して液体３３を貯蔵するタンク３０とから成っており、定盤７上の一端に配置されている。液体３３の補充および交換を考慮すると、タンク３０は、定盤７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１０の上方に設置できれば、ポンプ３２無しに一本のフレキシブルチューブでタンク３０とヘッド部１０を連結し、重力により液体の自然供給が可能となる。
【００２３】
ヘッド部１０は、図２（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１６を保持している。ここで、図２は、ヘッド部１０を載置台２１側から観察した図である。ヘッド部１０には６個の吐出ヘッド１６からなる列が、それぞれの吐出ヘッド１６の長手方向がＸ軸方向に対して角度をなすように２列配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、液体３３を吐出するための吐出ヘッド１６は、それぞれが吐出ヘッド１６の長手方向に延びる２つのノズル列１８、１８を有している。１つのノズル列１８は、１８０個のノズル１７が一列に並んだ列のことであり、このノズル列１８の方向に沿ったノズル１７の間隔は、約１４０μｍである。２つのノズル列１８、１８間のノズル１７はそれぞれ半ピッチ（約７０μｍ）ずれて配置されている。
【００２４】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、それぞれの吐出ヘッド１６は、振動板４３と、ノズルプレート４４とを、備えている。振動板４３と、ノズルプレート４４との間には、タンク３０から孔４７を介して供給される液体３３が常に充填される液たまり４５が位置している。また、振動板４３と、ノズルプレート４４との間には、複数の隔壁４１が位置している。そして、振動板４３と、ノズルプレート４４と、１対の隔壁４１とによって囲まれた部分がキャビティ４０である。キャビティ４０はノズル１７に対応して設けられているため、キャビティ４０の数とノズル１７の数とは同じである。キャビティ４０には、１対の隔壁４１間に位置する供給口４６を介して、液たまり４５から液体３３が供給される。
【００２５】
振動板４３上には、それぞれのキャビティ４０に対応して、振動子４２が位置する。振動子４２は、ピエゾ素子４２ｃと、ピエゾ素子４２ｃを挟む１対の電極４２ａ、４２ｂとから成る。この１対の電極４２ａ、４２ｂに駆動電圧を与えることで、対応するノズル１７から液体３３が液滴５０となって吐出される。
【００２６】
次に、以上述べた構成を制御する制御系について図４を参考に説明する。制御系は、制御部５と駆動部７５とを備え、制御部５は、ＣＰＵ７０、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェイス７１からなり、ＣＰＵ７０が入出力インターフェイス７１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７１を介して駆動部７５へ制御信号を出力して、それぞれを制御する。
【００２７】
駆動部７５は、ヘッドドライバ７６、モータドライバ７７、ポンプドライバ７８から構成されている。モータドライバ７７は、制御部５の制御信号により、Ｘ軸モータ２４、Ｙ軸モータ１４を正逆回転させ、ワーク２０、ヘッド部１０の移動を制御する。ヘッドドライバ７６は、吐出ヘッド１６からの液晶吐出を制御し、モータドライバ７７の制御と同調して、ワーク２０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６８は、液体の吐出状態に対応してポンプ３２を制御し、吐出ヘッド１６への液体供給を最適に制御する。
【００２８】
制御部５は、ヘッドドライバ７６を介して、複数の振動子４２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１７から吐出される液滴５０の体積は、ヘッドドライバ７６からの信号に応じてノズル１７毎に制御される。さらに、ノズル１７のそれぞれから吐出される液滴５０の体積は、０ｐｌ〜４２ｐｌ（ピコリットル）の間で可変である。このため、後述するように、走査の間に吐出動作を行うノズル１７と、吐出動作を行わないノズル１７とを設定することもできる。
【００２９】
このような液滴吐出装置１を用いて、図５および図６に示すような液滴の吐出先の矩形領域である受容部５５に、液滴の大きさを選択して効率的に吐出して充満させる液滴吐出方法について説明する。受容部５５の大きさはＸ軸（長手）方向が３００μｍ、Ｙ軸方向が１００μｍである。この大きさの範囲を充満させるには液滴が約３００ｐｌ必要と算出できるが、従来の液滴吐出装置でＸ軸方向に２０ｐｌの液滴を１５滴吐出しても受容部５５の隅部や周辺部は充満しない。また、液滴を重ねて吐出数を増やしただけでは、受容部５５の隅部や周辺部を充満させることができない。これらは、表示装置に用いられるカラーフィルタ材料、ルミネッサンス蛍光材料、プラズマ蛍光材料等について該当する内容である。
【００３０】
そこで、図５に示すように二種類の大きさの液滴５０ａ、５０ｂを吐出して、受容部５５に液滴５０を充満させる第１の液滴吐出方法が発明された。液滴５０の大きさは、小液滴５０ａが１５ｐｌ大液滴５０ｂが４０ｐｌであり、それぞれ振動子４２に与える駆動電圧の差による振動板４３の振動の大小によって異なった大きさになる。この場合、小液滴５０ａは１０滴の吐出で、大液滴５０ｂは４滴の吐出で、合計３１０ｐｌの吐出となる。
【００３１】
受容部５５の隅部や周辺部に液滴５０充満させるため、各液滴５０は、小液滴５０ａが受容部５５のＸ軸方向の両周辺部に沿って各５滴ずつの２列に配置され、大液滴５０ｂが受容部５５の中央部にＸ軸方向に沿って４滴配置される。配置の順序は、まず、６０μｍ程度の間隔をおいた２つのノズル１７、１７から小液滴５０ａを吐出しながら、Ｘ軸方向へ受容部５５の長手方向の一端から他端まで移動する第一走査６０を行う。次に、移動方向を反対に変えて、第一走査６０とは別の１つのノズル１７から大液滴５０ｂを２列の小液滴５０ａの間に吐出しながら、受容部５５の長手方向の第一走査６０での終端から他端まで移動する第二走査６２を行う。このように、液滴５０が充満しにくい受容部５５の周辺部には小液滴５０ａを配置して周辺部を充満させ、残った受容部５５の中央部には大液滴５０ｂを配置して受容部５５全体に液滴５０を充満させることができる。
【００３２】
また、第一走査６０のノズル１７、１７がＸ軸方向に沿って受容部５５の一端から他端まで相対走査を行う間、第二走査６２のノズル１７からは材料が吐出されない。この場合には、第二走査６２を行う別のノズル１７に対応するキャビティ内に充填されている液体３３に振動を与えることが好ましい。この振動は、液体３３を液滴５０としてノズル１７から吐出しない程度の振動であって、非吐出振動と呼ぶ。第二走査６２を行うノズル１７に対応するピエゾ素子４２ｃが非吐出振動をすることで、第二走査６２を行うノズル１７に対応するキャビティ４０内に充填された液体３３が、その振動を受けてキャビティ４０内で対流する。液体３３が対流すると、大気に触れている面の液体３３が常に流動するので、液体３３から溶媒が気化するのを防ぎ、従って、液体３３の粘性が増加することはない。このためノズル１７からの吐出不良を防止できる。
【００３３】
なお、図９（ａ）のように受容部５５が連続している場合には、Ｘ軸方向の１列の同じ液滴５０を吐出するすべての受容部５５に順に第一走査６０を行い、次に方向を変えて第二走査６２を行って戻って来る走査が効率的である。また、第一走査６０と第二走査６２のノズル１７は、上述のように別々のノズル１７、１７であってもよく、異なった液滴５０を選択的に吐出できる特徴を活かして第一走査６０のどちらかのノズル１７であってもよい。ノズル１７が液体３３を複数回断続的に吐出する場合には、吐出のタイミング間にノズル１７に対応するピエゾ素子４２ｃに非吐出振動をさせてもよい。そうすれば、ノズル１７からの液体３３の吐出が安定するので、この点で好ましい。
【００３４】
さらに、ノズル１７がＸ軸方向に沿って走査範囲の一端から他端まで相対走査する前後の毎回あるいはどちらかに、ノズル１７を走査範囲の外側の所定位置に移動させて、ノズル１７から液滴５０を吐出する、いわゆるフラッシングをしてもよい。そうすることにより、より安定してノズル１７からの吐出が確保できる。
【００３５】
以上のように、異なる大きさの液滴５０ａ、５０ｂを吐出して配置することにより、受容部５５に効率的に液体３３を充満させることができる。Ｙ軸方向がさらに長い受容部に対しては、第一走査６０と第二走査６２とを複数回行うことで対応でき、あるいは、液滴５０ａ、５０ｂの大きさを大きくして吐出することでも対応できる。各受容部５５に液滴５０を同じ配置で吐出するため受容部５５ごとの外観のバラツキも無く均一な受容部５５を得ることができる。
【００３６】
次に、受容部５５への第２の液滴吐出方法について、図６を参照して説明する。図６に示す液滴吐出方法は、液滴５０の大きさを図５で説明した場合より小さくして吐出し、受容部５５の隅部や周辺部に対してより緻密に液滴５０を配置する方法である。この場合液滴５０の大きさは、３２滴の小液滴５０ｃが６ｐｌであり、６滴の大液滴５０ｄが２０ｐｌであり、合計３１２ｐｌとなる。
【００３７】
液滴５０の配置はＸ軸方向の３回の走査によって行われ、まず、６０μｍ程度の間隔をおいた２つのノズル１７、１７から小液滴５０ｃを２列に吐出しながら、Ｘ軸方向へ受容部５５の長手方向の一端から他端まで移動する第一走査６０を行う。２つのノズル１７、１７のうちの１つのノズルはＸ軸に沿った受容部５５の周辺部に近接した位置に小液滴５０ｃを吐出するようにする。次に、移動方向を反対に変え、かつ、吐出位置をＹ軸方向へ移動して、Ｘ軸に沿った受容部５５のもう一方の周辺部に近接した位置に、第一走査６０を行ったノズル１７ではないもう一方のノズル１７から小液滴５０ｃを吐出するようにして、第一走査６０の終端から他端まで移動する第二走査６２を行う。これにより、Ｘ軸に沿った受容部５５の両周辺部にそれぞれ２列の小液滴５０ｃが配置される。この時点で、中央部には液滴５０が配置されていない。
【００３８】
次に、移動方向をもう一度反対に変えて、第一走査６０、第二走査６２とは別の１つのノズル１７から大液滴５０ｄを受容部５５の中央部へ吐出しながら、長手方向へ第一走査６０と同様に移動する三走査６４を行う。このように、液滴５０が充満しにくい受容部５５の周辺部には、図５に示した場合より小さな小液滴５０ｃを配置して周辺部をより均一に充満させ、残った受容部５５の中央部には大液滴５０ｄを配置して受容部５５全体に液滴５０を充満させることができる。
【００３９】
また、上述したように第一走査６０、第二走査６２を行う間に、吐出動作を行わない第三走査６４を行うノズル１７に非吐出振動を与えることと、各走査においてノズル１７のフラッシングを行うこと等が好ましい。そして、Ｙ軸方向の寸法が長い受容部に対しては、第一走査６０、第二走査６２と第三走査６４を複数回行うことで対応でき、あるいは、液滴吐出装置１の特徴である液滴５０の大きさを変えられることを活用し、液滴５０ｃ、５０ｄの大きさを変えて吐出することでも対応できる。このように本発明の液滴吐出装置１と液滴吐出方法によって、広い面積に対して隅部などにも均一な液滴５０の配置が可能となった。
【００４０】
なお、第１および第２の液滴吐出方法において６０μｍである２つのノズルの間隔は、キャリッジ１１を既述したΘ軸方向へ回転させることにより調節することができ、受容部５５の大きさに対応して液滴５０の大きさが選択できることと合わせて、それぞれ最適に設定することができる。
【００４１】
ところで、本発明の液滴吐出装置１は、いろいろな機能を持った液体を吐出することが可能で、各種の表示装置などの製造に用いることができ、特に大型の表示装置において効果的である。たとえば、カラーフィルタ表示装置、エレクトロルミネッサンス表示装置およびプラズマ表示装置、さらに応用として、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成装置等にも適用することができる。そこで、一例として、この液滴吐出装置１を用いたカラーフィルタ表示装置の製造方法、エレクトロルミネッサンス表示装置およびプラズマ表示装置の製造方法について図に基づいて簡単に説明する。
【００４２】
図７は、カラーフィルタ表示装置の断面図である。同図に示すように、カラーフィルタ表示装置１００は、偏光板１２２、１２７が対向して配置され、偏光板１２２の内側表面にはカラーフィルタ１１０が形成され、偏光板１２７の内側表面には対向基板１２６が形成されている。また、カラーフィルタ１１０および対向基板１２６間には、配向膜１２１、１２４が構成され、対向基板１２６の内側の面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示せず）と画素電極１２３とがマトリクス状に形成されている。そして、配向膜１２１、１２４の間に設置されたシール部１２８に囲まれた空間へ、液晶１２５を封入することにより、カラーフィルタ表示装置１００が構成されている。
【００４３】
本発明の液滴吐出装置１および液滴吐出方法を適用することによって、カラーフィルタ１１０を効率的に製造できる。この場合、図１の液滴吐出装置１のワーク２０に相当するカラーフィルタ１１０は、図９（ａ）に示すように、マトリクス状に並んだ着色層（フィルタエレメント）である受容部５５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バンク１１２により区切られている。受容部５５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。すなわち、カラーフィルタ１１０は、図７のように透光性の基板１１１と、遮光性のバンク１１２とを備え、バンク１１２が形成されていない部分は上記受容部５５を構成している。さらにバンク１１２及び受容部５５の上面には、オーバーコート層１１４及び電極層１１５が形成されている。なお、受容部５５は、図９（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。
【００４４】
受容部５５は、液滴吐出装置１を用い、図９（ｂ）に示すバンク１１２で区切られて形成された各領域内に、吐出ヘッド１６により、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色のカラーフィルタ材料の液滴１８０を、図５あるいは図６を参照して説明した液滴吐出方法によって選択的に吐出して形成されている。そして、塗布したカラーフィルタ材料１８０を乾燥させることにより、各色の受容部５５Ｒ、５５Ｇ、５５Ｂを得るようにしている。カラーフィルタ表示装置１００の大型化に伴い受容部５５も大型化しており、たとえば大きな液滴１８０を選択的に吐出できることは、大きな受容部５５の形成に効果を発揮できる。また、オーバーコート層１１４も液滴吐出装置１を用いて、オーバーコート材料を吐出ヘッド１６により吐出して形成されている。
【００４５】
図８に示すカラーフィルタ表示装置１００の製造装置１３０は、図９（ｂ）のカラーフィルタの受容部５５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１８０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液滴吐出装置１である。製造装置１３０は、赤のカラーフィルタ材料を塗布する受容部５５Ｒ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１４０Ｒと、受容部５５Ｒ上のカラーフィルタ材料を乾燥させる乾燥装置１５０Ｒと、緑のカラーフィルタ材料を塗布する受容部５５Ｇ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１４０Ｇと、受容部５５Ｇ上のカラーフィルタ材料を乾燥させる乾燥装置１５０Ｇと、同様に青のカラーフィルタ材料を塗布する受容部５５Ｂ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１４０Ｂ、乾燥装置１５０Ｂ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１６０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１１４を設ける吐出装置１４０Ｃと、オーバーコート層１１４を乾燥させる乾燥装置１５０Ｃと、乾燥されたオーバーコート層１１４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１４０Ｒ、乾燥装置１５０Ｒ、吐出装置１４０Ｇ、乾燥装置１５０Ｇ、吐出装置１４０Ｂ、乾燥装置１５０Ｂ、吐出装置１４０Ｃ、乾燥装置１５０Ｃ、硬化装置１６５の順番にカラーフィルタの受容部５５を搬送する搬送装置１７０も備えている。
【００４６】
次に、図７に基づき液晶１２５の封入工程について簡単に説明する。第一基板１８０は既に説明した偏光板１２２と、カラーフィルタ１１０と、配向膜１２１とから成り、第二基板１９０は偏光板１２７と、対向基板１２６と、画素電極１２３と、配向膜１２４とから成っている。まず、第一基板１８０の表面に、液晶１２５の塗布領域を形成する矩形のシール部１２８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１２８の内側に、液滴吐出装置１を用いて、カラーフィルタ材料と同様に液晶１２５を吐出ヘッド１６のノズル１７から吐出する。液晶１２５がシール部１２８の内側に満たされた後、第一基板１８０上のシール部１２８に第二基板１４０を張り合わせてカラーフィルタ表示装置１００ができあがる。
【００４７】
さらに、図１０を参照して、表示装置であるエレクトロルミネッサンス表示装置とその製造方法を説明する。同図に示すように、エレクトロルミネッサンス表示装置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サンス表示素子２０４が積層されている。またエレクトロルミネッサンス表示素子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。
【００４８】
エレクトロルミネッサンス表示素子２０４には、無機物バンク層２１２ａおよびこれに重ねた有機物バンク層２１２ｂによりバンク２１２が形成され、このバンク２１２により、図９（ａ）のカラーフィルタ材料の受容部５５に相当するマトリクス状の受容部２２０が画成されている。そして、各受容部内には、下側から画素電極２１１、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの発光層２１０および正孔注入／輸送層２１３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。
【００４９】
発光層２１０の形成は、本発明の液滴吐出装置１および図５あるいは図６を参照して説明した液滴吐出方法を用いて、図９を基に説明したカラーフィルタ材料１８０の塗布と同様に、バンク２１２で区切られて形成された各受容部２２０に、吐出ヘッド１６のノズル１７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、塗布したルミネッサンス蛍光材料を乾燥させることにより、各受容部２２０内に各色の発光層２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂが形成される。
【００５０】
図１１に示すエレクトロルミネッサンス表示装置の製造装置２３０は、マトリックス状の受容部２２０のそれぞれに対して、対応するルミネッサ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、赤のルミネッサンス蛍光材料を塗布する発光層２１０Ｒのすべてに赤のルミネッサ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サ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に緑のルミネッサ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と、乾燥装置２５０Ｇと、同様に、発光層２１０Ｂに青のルミネッサ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と、乾燥装置２５０Ｂと、ルミネッサンス蛍光材料の上に正孔注入／輸送層２１２を形成する機能液を塗布する吐出装置２６０とを備えている。さらに製造装置２３０は、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、吐出装置２６０の順番に発光層２１０を搬送する搬送装置２７０も備えている。
【００５１】
このように形成された受容部２２０とバンク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サンス表示装置２００ができあがる。エレクトロルミネッサンス表示装置２００においても、カラーフィルタ表示装置１００と同様に大型化に伴い受容部２２０が大型化しており、たとえば大きな液滴のルミネッサンス蛍光材料を選択的に吐出できることは、大きな受容部２２０の形成に効果を発揮できる。
【００５２】
次に、図１２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液滴吐出装置１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受容部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受容部領域を規定するバンク３０５とから成る。複数の受容部領域は格子状に位置しており、受容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。
【００５３】
受容部３２５には、液滴吐出装置１を用い、図９を基に説明したカラーフィルタ材料１８０の塗布と同様に、バンク３０５で区切られて形成された各受容部領域内に、吐出ヘッド１６のノズル１７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。
【００５４】
図１３に示す製造装置３３０は、背面基板３１５の受容部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を塗布する蛍光層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と、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と、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。
【００５５】
次に図１２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、各バンク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。プラズマ表示装置３００においても、カラーフィルタ表示装置１００やエレクトロルミネッサンス表示装置２００と同様に大型化に伴い受容部３２５が大型化しており、たとえば大きな液滴のルミネッサンス蛍光材料を選択的に吐出できることは、大きな受容部３２５の形成に効果を発揮できる。
【００５６】
このように、本発明の液滴吐出装置および液滴吐出方法は、既述したようにカラーフィルタ表示装置、エレクトロルミネッサンス表示装置、プラズマ表示装置などの表示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、携帯電話などの電子機器を提供できる。更に、本発明は、メタル配線形成にも適用することができ、プラズマディスプレイ、液晶パネル、有機ＥＬに加え、電子放出素子（ＦＥＤ（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ））やＳＥＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等のディスプレイ（電気光学装置）にも適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液滴吐出装置によれば、異なる大きさの液滴を使い分けて吐出することができるため、液滴が充満しにくい受容部の隅部や周辺部には、小液滴５０ａ、５０ｃを配置して均一に充満させ、残りの広い面積の受容部に対しては、大液滴５０ｂ、５０ｄを配置して液滴５０を充満させることにより、小型の受容部はもちろん大型の受容部に対しても効率良い液滴の配置をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の外観斜視図である。
【図２】（ａ）液滴吐出装置の吐出ヘッドの配置を示す平面図である。
（ｂ）吐出ヘッドに設けられたノズルの平面図である。
【図３】吐出ヘッドの構造を示す詳細図である。
【図４】液滴吐出装置の制御系のブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る第１の液滴吐出方法を示す液滴の配置図である。
【図６】本発明の実施形態に係る第２の液滴吐出方法を示す液滴の配置図である。
【図７】液滴吐出装置を用いて製造したカラーフィルタ表示装置の断面図である。
【図８】カラーフィルタ表示装置の製造装置を示す模式図である。
【図９】（ａ）カラーフィルタの配置を示す平面図である。
（ｂ）カラーフィルタを示す断面図である。
【図１０】液滴吐出装置を用いて製造したエレクトロルミネッサンス表示装置の断面図である。
【図１１】エレクトロルミネッサンス表示装置の製造装置を示す模式図である。
【図１２】液滴吐出装置を用いて製造したプラズマ表示装置の断面図である。
【図１３】プラズマ表示装置の製造装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１  液滴吐出装置
１０  ヘッド部
１６  吐出ヘッド
１７  ノズル
４３  振動板
５０ａ、５０ｃ  小液滴
５０ｂ、５０ｄ  大液滴
５５、２２０、３２５  受容部
６０  第一走査
６２  第二走査
６４  第三走査
７６  ヘッドドライバ
１００  カラーフィルタ表示装置
１１０  カラーフィルタ
１３０  カラーフィルタ表示装置の製造装置
２００  エレクトロルミネッサンス表示装置
２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ  発光層
２３０  エレクトロルミネッサンス表示装置の製造装置
３００  プラズマ表示装置
３２０Ｒ、３２０Ｇ、３２０Ｂ  蛍光層
３３０  プラズマ表示装置の製造装置
【図１】
2005013951.tif 000003
【図２】
2005013951.tif 000004
【図３】
2005013951.tif 000005
【図４】
2005013951.tif 000006
【図５】
2005013951.tif 000007
【図６】
2005013951.tif 000008
【図７】
2005013951.tif 000009
【図８】
2005013951.tif 000010
【図９】
2005013951.tif 000011
【図１０】
2005013951.tif 000012
【図１１】
2005013951.tif 000013
【図１２】
2005013951.tif 000014
【図１３】
2005013951.tif 000015