(57)【要約】【課題】  粘度が高い液状材料であっても、微少量の液滴をより精度良く吐出できる液滴吐出装置、これを用いた液滴吐出方法を提供する。また、そのような液滴吐出方法を用いた液晶装置及びカラーフィルタの製造方法をも提供する。【解決手段】  ノズル２を介して液状材料を液滴９として吐出する液滴吐出装置１において、ノズル２の先端部に、一定の液量の前記液状材料を収容する計量室が設けられたことを特徴とする。ノズル２が上下動されることによって液滴９が吐出される構成であることがより好ましい。【選択図】    図１
2005169180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを介して液状材料を液滴として吐出する液滴吐出装置において、
前記ノズルの先端部に、１回の吐出量の前記液状材料を収容する計量室が設けられたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記液状材料を液滴として吐出する際にノズルを上下動させる上下動手段を備えた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】
前記計量室が、ノズルの先端方向に先拡がりの円錐形とされたことを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記計量室が前記ノズルの吐出側端部に設けられてなり、
前記計量室と前記液状材料の流路との間にオリフィスが設けられてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記ノズルの先端部が撥液処理されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記計量室において、側壁面のノズル先端部側の部位が撥液処理されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記ノズルが交換可能とされたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
ノズルを介して液状材料を液滴として吐出する液滴吐出装置において、
前記ノズルの先端部に前記液状材料を滴状に露呈し液滴として保持する保持手段と、
前記液滴を吐出する際に前記保持手段を上下させる上下動手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の液滴吐出装置を用いた液滴吐出方法であって、
前記ノズルを上下動させることによって、前記計量室内の液状材料を吐出することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項１０】
液滴を吐出する回数によって総合液滴吐出量を制御することを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出方法。
【請求項１１】
一対の基板に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、  
請求項９または１０に記載の液滴吐出方法を用い、前記液状材料として液晶を吐出することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１２】
一対の基板に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
請求項９または１０に記載の液滴吐出方法を用い、前記基板に形成された部材を覆うオーバーコートを形成する前記液状材料を吐出することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１３】
閉じた環状に形成されたシール材を介して貼り合わされた一対の基板に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
前記液晶を少なくとも一方の前記基板の上に吐出する液滴吐出装置のノズルの先端に設けられた計量室に前記液晶を充填する工程と、
前記計量室に充填された前記液晶を前記基板の所定領域に吐出する工程とを有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１４】
閉じた環状に形成されたシール材を介して貼り合わされた一対の基板に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、
前記液晶を前記基板の上に吐出する液滴吐出装置に設けられたノズルの先端に前記液晶を滴状に露呈して液滴を形成する工程と、
前記液晶から前記液滴を切離して、前記基板の所定領域に吐出する工程とを有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の液晶装置の製造方法であって、
１回の吐出量を測定する工程と、
測定した１回の吐出量から一つの前記所定領域に必要な吐出回数を計算する工程とを有するとともに、
前記必要な吐出回数に基づいて、請求項１０又は１１に記載の各工程を繰返し、当該繰返し数によって一つの所定領域に必要な吐出量を制御することを特徴とする液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出方法、液晶装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置の製造工程などにおいて、ノズルを介して液状材料を液滴として吐出する液滴吐出法が使われている。近年、液晶装置等を用いた種々の電気光学装置は、パネルなどの小型化により、液晶などを配する際、より精密性が要求されるようになってきている。また、液晶の特性を向上させるために、液晶材料が改良され、より粘度の高い液晶が液状材料として使用される傾向にある。
液滴吐出法としては、例えば、液状材料を収容する液室の天井部にダイアフラムを設け、このダイアフラム部を外部力を用いて振動させることにより、液室より液状材料を吐出するという方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−６３０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述したように、近年、液晶材料の粘度はより高くなっており、また、液滴量もより微量な制御が必要になっている。しかしながら、上記のダイアフラムを液室の上部に用いた構成の液滴吐出装置では、微少量の液滴を吐出しようとする際、液滴が完全に吐出されないことがあるという問題点を有している。また、ダイアフラムとダイアフラムを振動させる構成は、構造が複雑であり、且つ、吐出量の安定性にも疑問が持たれる。さらに、液晶装置を構成する各種構成要素を覆うオーバーコート層を形成する際に、オーバーコート層の構成材料を液滴吐出法により塗布することも考えられ、その際にも上記液晶材料の場合と同様の問題があった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、粘度が高い液状材料であっても、微少量の液滴をより精度良く吐出できる液滴吐出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】
【０００４】
かかる課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、ノズルを介して液状材料を液滴として吐出する液滴吐出装置において、ノズルの先端部に、１回の吐出量の前記液状材料を収容する計量室が設けられたことを特徴とする。
このように、ノズルの先端部に１回の吐出量の前記液状材料を収容する計量室が設けられていれば、常に一定量の液滴をこの計量室より吐出することができるため、粘度が高く、微少量の液滴であっても、精度良く吐出することが可能となる。
【０００５】
また、液状材料を液滴として吐出する際にノズルを上下動させる上下動手段を備えていることが好ましい。前記計量室内が液状材料で充填された状態で、ノズルが上方向に引き上げられることによって、計量室内の液状材料のみが液滴として吐出される。このような動作を繰り返すことによって、一定量の液滴を連続的に吐出することが可能となる。さらに、従来の液滴吐出装置では駆動部等の金属が液状材料に触れることがあったが、前述した構成の液滴吐出装置は、液状材料が駆動部に接触する必要がないため、異物が発生することもなく、且つ敏感な液状材料であっても劣化することなく吐出することができる。
【０００６】
さらに、前記計量室が、ノズルの先端方向に先拡がりの円錐形とされていることが好ましい。計量室がこのような形状であれば、より確実に計量室内の液状材料をノズル内の残りの液状材料から分離し、計量室内の液状材料のみを液滴として吐出することができる。
また、前記計量室が前記ノズルの吐出側端部に設けられてなり、前記計量室と前記液状材料の流路との間にオリフィスが設けられてなることが望ましい。この構成によれば、計量室に充填された液状材料を分離させる際に、オリフィスが計量室に流入しようとする液状材料の抵抗となるため、計量室内の液状材料のみが吐出され、精度良く計量された液状材料が吐出される。したがって、吐出量の変動が抑制でき、均一な吐出量が実現できる。
【０００７】
さらに、前記ノズルの先端部が撥液処理されていることが好ましい。ノズルの先端部が撥液処理されていれば、計量室に充填された液状材料がノズルの先端部に濡れ拡がることがなく、吐出する液滴量がより精密に制御される。また、ノズルが上方向に移動し液滴が形成される際、液滴が吐出され易くなり、液滴がノズル方向に戻る現象を防止することが可能となる。これらの効果は、前記計量室において、側壁面のノズル先端部側の部位が撥液処理されていれば、より一層向上する。
さらに、前記ノズルが交換可能とされていることが好ましい。ノズルが交換可能であれば、異なる容量の計量室を有するノズルを使用して、吐出量を幅広く変化させることが可能となり、このような液滴吐出装置は、様々な用途に適用することができる。
【０００８】
本発明の他の液滴吐出装置は、ノズルを介して液状材料を液滴として吐出する液滴吐出装置において、前記ノズルの先端部に前記液状材料を滴状に露呈し液滴として保持する保持手段と、前記液滴を吐出する際に前記保持手段を上下させる上下動手段と、を備えたことを特徴とする。
本構成の液滴吐出装置によれば、ノズルの先端に一定量の液滴が形成されるため、吐出量が精度良く再現される。液滴はノズルの先端部に露呈しており、分離されやすい状態であるため、液滴が切り離されて吐出した際の液滴の容積は精度良く再現される。したがって、吐出量のばらつきが抑制でき、均一な吐出量が実現できる。
【０００９】
本発明の液滴吐出方法は、上記の液滴吐出装置を用いた液滴吐出方法であって、ノズルを上下動させることによって、前記計量室内の液状材料を吐出することを特徴とする。本発明の液滴吐出方法を用いれば、液状材料を、前述した計量室から一定の液量で精度良く液滴として吐出することができる。
また、液滴を吐出する回数によって総合液滴吐出量を制御することが好ましい。例えば、所望の総合液滴吐出量に対して、一度にその１００分の１の液滴を吐出し、１００回吐出すればよい。このようにすることによって、一度の吐出量に多少のばらつきがあっても、吐出する回数を重ねるごとに全体的なばらつきは減少し、所望の総合液滴吐出量をより正確に得ることができるようになる。
【００１０】
本発明の液晶装置の製造方法は、上述した液滴吐出方法を用いた液晶装置の製造方法であって、前記液状材料が液晶であることを特徴とする。
本発明の他の液晶装置の製造方法は、上述した液滴吐出方法を用い、前記基板に形成された部材を覆うオーバーコートを形成する前記液状材料を吐出することを特徴とする。
このような液晶装置の製造方法においては、セル厚のばらつきが抑えられ、表示品位が安定した液晶装置が製造できる。また、色むら等の不具合が減少し、好適である。
【００１１】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、閉じた環状に形成されたシール材を介して貼り合わされた一対の基板に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記液晶を少なくとも一方の前記基板の上に吐出する液滴吐出装置のノズルの先端に設けられた計量室に前記液晶を充填する工程と、前記計量室に充填された前記液晶を前記基板の所定領域に吐出する工程とを有することを特徴とする。
この構成によれば、吐出装置のノズルの先端部に設けられた計量室に液晶を充填する構成であるから、常に一定量の液晶をこの計量室から基板の所定領域に吐出することができるため、粘度が高く、微少量の液晶であっても、精度良く吐出することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の液晶装置の製造方法は、閉じた環状に形成されたシール材を介して貼り合わされた一対の基板に液晶を挟持してなる液晶装置の製造方法であって、前記液晶を前記基板の上に吐出する液滴吐出装置に設けられたノズルの先端に前記液晶を滴状に露呈して液滴を形成する工程と、前記液晶から前記液滴を切離して、前記基板の所定領域に吐出する工程とを有することを特徴とする。
この構成によれば、ノズルの先端に一定量の液晶の液滴が形成されるため、吐出量が精度良く再現される。液滴はノズルの先端部に露呈しており、分離されやすい状態であるため、液滴が切り離されて吐出した際の液滴の容積は精度良く再現される。したがって、吐出量のばらつきが抑制でき、均一な吐出量が実現できる。
【００１３】
さらに、上記液晶装置の製造方法において、１回の吐出量を測定する工程と、測定した１回の吐出量から一つの前記所定領域に必要な吐出回数を計算する工程とを有するとともに、前記必要な吐出回数に基づいて、上記各工程を繰返し、当該繰返し数によって一つの所定領域に必要な吐出量を制御するようにしてもよい。
この構成によれば、所定領域に液晶を塗布するにあたり、複数回に分けて吐出を行うこととし、１回の吐出量に応じてその吐出回数を決めることにより、吐出回数で所定吐出量（塗布量）を制御する。このため、所定吐出量の誤差は１回の吐出量の１／２以下になり、吐出回数を増やすことによって所定吐出量の精度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（液晶表示装置）
本実施形態においては、アクティブマトリクス型の液晶装置（液晶表示装置）に用いられる液晶パネルの一部を本発明の液滴吐出方法を用いて形成する。
最初に、本実施形態に使用する第１の液滴吐出装置について図を参照して説明する。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００１５】
図１は、本実施形態に用いる液滴吐出装置の概略構成を示した斜視図である。図１に示す液滴吐出装置１は、液状材料を吐出するノズル２と、このノズル２を上下動させるサーボモータ３と、ノズル２下方にあって液滴９が吐出される基板Ｐを載置するテーブル４と、ノズル２とテーブル４を相対的に移動することができる制御装置５とが備えられている。
液滴吐出装置１において、ノズル２はサーボモータ３に連結部３１を介して接続されている。サーボモータ３は、ノズル２を上下方向に高速で微移動させることができる。サーボモータ３によるノズル２の上下運動の速度及び振り幅については、後段で詳しく説明するが、使用する液状材料の組成、目標とする吐出量等によって適宜決定される。このサーボモータ３の動きは、ノズル移動装置５によって制御されている。
【００１６】
ノズル移動装置５は、基板Ｐを載置するテーブル４とノズル２とを相対的にｘ、ｙ、ｚ軸方向に自由に移動させることができる。ここで、ｚ軸方向の移動とは、上記のサーボモータ３によるノズル２の上下動とノズル自体の高さ調整をも含んでいる。すなわち、ノズル移動装置５は、基板Ｐの任意の箇所の上方にノズル２を配置することが可能である。本実施形態においては、テーブル４は固定されており、ノズル移動装置５は、ノズル２を３軸方向に移動するようになっている。さらに、ノズル移動装置５は図示しない制御装置等に接続されていてもよい。
【００１７】
図２は、図１に示した液滴吐出装置１におけるノズル２の先端部Ａ−Ａ’を示した断面図である。ノズル２の内部は、吐出される液状材料が収容される収容室７を有している。また、このノズル２の先端部には、液状材料８を吐出する計量室６が設けられている。この計量室６は、ノズル２の先端方向に先拡がりの円錐形の形状をしている。また、計量室６の頂点付近においては、液状材料８が充填された収容室７と連通部６０において連通している。そして、この連通部６０が液状材料の流路が縮径したオリフィスを構成している。この構成によれば、計量室６に充填された液状材料８を分離させる際に、オリフィスが計量室６に流入しようとする液状材料の抵抗となるため、計量室６内の液状材料のみが吐出され、精度良く計量された液状材料が吐出される。したがって、吐出量の変動が抑制でき、均一な吐出量が実現できる。後述する液滴吐出方法において、液滴９を吐出する際、計量室６が図２に示すような円錐形状であれば、より液滴９が吐出されやすいため好ましい。
【００１８】
図１及び図２に示す液滴吐出装置１は、ノズル２の先端面２１及び計量室６の側壁面６１の一部が撥液処理されている。計量室６の側壁面６１のうち、撥液処理されているのは、ノズル２の先端面２１側の所定の領域である。従来の液滴吐出装置において、微少量の液滴９が確実に吐出されない問題があったが、本実施形態のように、ノズル２の先端部２１及び計量室６の側壁面６１の一部が撥液処理されていれば、液滴９を計量室６から吐出する際に液滴９がノズル２方向に戻ることを防止し、より確実に液滴９を吐出することが可能となる。また、液状材料がノズル２の先端面２１に濡れ拡がることがないため、吐出する液滴量がより精密に制御される。
【００１９】
図３は、本発明に係る液晶表示装置について、各構成要素を対向基板側から見た平面図である。図３において、本実施形態の液晶表示装置１００は、対をなすＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０とが光硬化性の封止材であるシール材５２によって貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層が封入、保持されている。シール材５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されており、液晶注入口を備えていない構成となっている。
【００２０】
シール材５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り５３が形成されている。シール材５２の外側の領域には、データ線駆動回路２０１及び実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１１０の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する二辺に沿って走査線駆動回路２０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１１０の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２０４の間を接続するための複数の配線２０５が設けられている。また、対向基板１２０のコーナー部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０との間で電気的導通をとるための基板間導通材２０６が配設されている。
【００２１】
なお、データ線駆動回路２０１及び走査線駆動回路２０４をＴＦＴアレイ基板１１０の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape  Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１１０の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。さらに、使用する液晶の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。また、このような構造を有する液晶表示装置１００の画像表示領域においては、複数の画素がマトリクス状に構成されているとともに、これらの画素の各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ（スイッチング素子）が形成されているが、これらについても図示を省略する。
【００２２】
図４及び図５は、本実施形態の液晶表示装置の製造方法を、順を追って示した断面図である。
本実施形態では、ＴＦＴ素子などが形成されたアクティブマトリクス基板Ｐ上の所定の位置に前述した液滴吐出装置１を用いて液晶を塗布する。図４及び以下の図において、ＴＦＴ素子は図示を省略する。また、以下、アクティブマトリクス基板Ｐを基板Ｐと称する。
【００２３】
液状材料８を、予め必要量分ノズル２内の収容室７に収容しておく。前述したように、収容室７は計量室６とは連通部６０において連通している。この計量室６は、ノズル２の先端方向に先拡がりの円錐形である。収容室７内の液状材料８は、重力によって連通部６０を介して計量室６内に所定量充填される。後述するように、この計量室６内の液状材料８が液滴９として一度に吐出される。計量室６内の液状材料８は、表面張力によって外圧力がない状態では計量室６に留まっている。このとき、ノズル２の先端面２１が撥液処理されているので、この部位に液状材料が濡れ拡がることがない。したがって、後述するように液滴を吐出する際、液滴量がより精密に制御される。
【００２４】
液状材料８を基板Ｐに塗布する際は、最初に、図４（ａ）に示すように、基板Ｐの所定の位置上方にノズル２が配置されるように、液滴吐出装置１の制御装置５によってｘ軸とｙ軸方向にノズル位置を調整する。計量室６に液状材料８が充填された状態で、重力と反対方向（図４（ａ）矢印）にノズル２を移動させる。
上記の液滴吐出装置１の説明において述べたように、ノズル２の上下動は、サーボモータ３によって行われる。ノズル２の上下動には最適条件があり、その範囲を逸脱すると、前述した特性を有する液晶からなる液状材料８が、液滴として吐出されないなどの問題が生じる可能性がある。
【００２５】
ノズル２をこのような条件で上方向に高速で移動させると、液状材料８に慣性力が働き、その結果、図４（ｂ）に示すように、計量室６と収容室７の連通部６０において、液状材料８が分断され、計量室６内にあった液状材料が液滴９として形成される。前述したように、ノズル２の先端面２１及び計量室６の側壁面６１の一部が撥液処理されていることで、液滴９がより形成されやすくなっている。また、一度形成された液滴９が、撥液処理をされたノズル２方向に戻ることが防止されるという効果もある。
【００２６】
このようにして、液滴９が形成され、基板Ｐの所定位置に吐出される。従来の技術においては、微少量の液滴の精密性に課題を有していたが、以上説明したように、本発明においては、計量室６内の一定量の液状材料が液滴９として吐出されるため、精度が良い。さらに、従来のピエゾ素子による圧力を利用した液滴吐出方法などと比較して、本発明の液滴吐出装置１は、液状材料８は駆動部などに一切触れないため、液状材料８の特性等が劣化することが防止される。
【００２７】
液滴９が吐出された後、ノズル２を重力方向（図４（ｂ）矢印）にさらに移動する。また、ノズル２内の液状材料８は、暫時重力によって計量室６に充填される。さらに、制御装置５によってノズル２をｘ軸、ｙ軸方向に移動し、図５（ｃ）に示すように基板Ｐ上の次の所定位置上方に配置する。
以上説明した工程を繰り返し、図５（ｄ）に示すように、シール材５２の内側に総合液滴吐出量が所望量になるように液状材料（液晶）を塗布していく。
【００２８】
この場合、１回の吐出量を測定した後、測定した１回の吐出量から一つの領域に必要な吐出回数を計算し、この必要吐出回数に基づいて吐出工程を繰返し、当該繰返し数によって一つの所定領域に必要な吐出量を制御することができる。液状材料（液晶）の１回の吐出量は、シール材５２の内側の容積全部を複数回の吐出で埋める量となる。そこで、１回の吐出量とシール材５２の内側領域の空間を埋めるのに必要な液晶量とを比較し、最も適当な吐出回数を計算する。例えば、本実施形態では１回の吐出量を全量の１／５０に設定し、計量室６の形状精度誤差やその他の環境変動や経時変化などの誤差がない場合には、シール材５２の内側領域に対して５０回吐出して容積全部を埋めるようにする。この際、例えば１回の吐出量誤差が１回の所定吐出量に対して１／５０の１／２、すなわち１／１００より若干大きい場合には、例えば吐出回数を４９回または５１回にする。吐出回数の増減によって吐出量誤差を緩和し、シール材５２の内側領域の全必要吐出量に対する誤差を１回の所定吐出量の１／２以下、本実施形態の場合ではシール材５２の内側領域の全必要吐出量の１／１００以下とすることができる。
【００２９】
次いで、図５（ｅ）に示すように、対向基板１２０を基板Ｐ上にシール材５２を介して貼り合わせる。対向基板１２０上には、図示はしないが液晶側に電極層及び配向膜が順に形成されている構成である。このようにして、液滴吐出方法によって塗布された液状材料が基板Ｐ、対向基板１２０、シール材５２で囲まれた空間に密閉された液晶層１０が形成される。本発明の液滴吐出方法を用いれば、上述したように微少量の液滴が精度良く配置されるため、色むら等の不具合の少ない液晶層１０を得ることができ、このような液晶表示装置１００は良好である。
【００３０】
次に、本実施形態の液晶装置の製造方法に使用可能な第２の液滴吐出装置について、図を参照して説明する。
図７は、本実施形態に用いる液滴吐出装置の概略構成を示した斜視図である。図１に示す液滴吐出装置７１は、液状材料を吐出するヘッド７２と、このヘッド７２を上下動させる上下移動部（移動手段）７３と、ヘッド７２下方にあって液滴７９が転写される基板Ｐを載置するテーブル７４と、ヘッド７２とテーブル７４を水平方向に相対的に移動させることができる水平移動部（水平移動手段）７５とが備えられている。上下移動部７３、水平移動部７５としては、例えば、ボールねじとサーボモータを用いることができる。
液滴吐出装置７１において、上下移動部７３及び水平移動部７５の動作は、図示しない制御装置によって制御されている。
【００３１】
図８（ａ）は、図７に示した液滴吐出装置７１におけるヘッド７２の内部構成を示した断面図であり、図８（ｂ）は、ヘッド７２におけるノズル７６の先端部を拡大した断面図である。
ヘッド７２には、液状材料７８を収容する密閉容器７７（液状材料収容部）と、前記密閉容器７７内の空間に対して圧力を加える加圧手段８０とが備えられている。加圧手段８０は、ピストンであり、図示しないエアシリンダ等により上下動可能とされている。また、このようなヘッド７２の先端部には、前記密閉容器７７と連通され、液状材料７８を流通、吐出させる孔を有したノズル（保持手段）７６が設けられている。本実施形態のヘッド７２は、一の加圧手段に対して複数のノズル７６を備えている。すなわち、一度の加圧によってより多くの液体を塗布できるようになっている。
【００３２】
図７及び図８に示す液滴吐出装置７１は、ノズル７６の先端部６１が撥液処理されている。従来の液滴吐出装置において、微少量の液滴７９が確実に吐出されない問題があったが、本実施形態のように、ノズル７６の先端部６１が撥液処理されていれば、液滴７９をノズル７６から吐出する際に液滴７９がヘッド７２方向に戻ることを防止し、より確実に液滴７９を吐出することが可能となる。また、液状材料がノズル７６の先端部６１に濡れ拡がることがないため、吐出する液滴量がより精密に制御される。
【００３３】
図９及び図１０は、上記液滴吐出装置７１を用いた液晶表示装置の製造方法を、順を追って示した断面図である。
液状材料７８を基板Ｐに塗布する際は、最初に、図９（ａ）に示すように、基板Ｐの所定の位置上方にヘッド７２が配置されるように、液滴吐出装置７１の水平移動部７５によってｘ軸とｙ軸方向にヘッド７２の位置を調整する。加圧手段８０によって密閉容器７７内を加圧し、ノズル７６の先端に液滴７９を作る。加圧の程度は、密閉容器７７の容量、ノズル７６の数、液状材料の特性などを考慮して決定する。このとき、液滴７９が基板Ｐに触れないように上下移動部７３によってヘッド７２と基板Ｐとの間を所定間隔空けておく。
【００３４】
具体的には、ノズル７６に形成される液滴７９の重量を図示しない電子天秤などによって測定し、その測定結果と、転写を行う所定領域内に必要な総合液量とを基に、加圧量を決定する。すなわち、予め決められた滴数転写した際に、必要な液量に満たなければ初期の加圧量を増やし、必要滴量を超えるようであれば初期の加圧量を減らして、採用する加圧量を決定する。加圧量は加圧値と加圧時間によって決まるが、制御方法には２通りがある。一つは、加圧手段８０が液晶を加圧する加圧値を一定とし、加圧時間によって制御する方法である。この方法によれば、塗布の時間間隔が異なっても、つまり、どんな塗布タイミングでも所定の液滴の量を塗布することができる。他の一つは、加圧手段８０により液晶を加圧する加圧値と塗布する時間間隔とによって制御する方法である。この方法によれば、加圧時間のみで液量を正確に制御するのは難しいが、決めた一定の加圧値に保持した状態で、同様に決めた時間間隔で塗布していけば、正確な液滴量で塗布することができる。
【００３５】
次に、図９（ｂ）に示すように、上下移動部７３によってヘッド７２を下降させ、液滴７９を基板Ｐに接触させ、液滴７９を転写する。このとき、液滴７９の周辺部一点において基板Ｐと接触すればよく、したがって、液滴７９の大きさに応じて基板Ｐとヘッド７２をどの程度接近させるべきか調整する。前述したように、基板Ｐの表面は親液処理が施されており、液滴７９が接触すると、ノズル７６から基板Ｐへと液滴７９の転写が行われやすくなっている。さらに、ノズル７６の先端部６１が撥液処理されていることで、転写された液滴７９がノズル７６方向に戻ることが防止される。
【００３６】
次いで、図１０（ｃ）に示すように、転写された液滴が基板Ｐ上に留まった状態で、上下移動部７３がヘッド７２を上昇させ、一回の転写を終了する。このようにして、液状材料７８を液滴７９として基板Ｐの所定位置に塗布する。従来の技術においては、微少量の液滴を吐出する際の精密性に課題を有していたが、以上説明したように、本発明においては、ノズル７６の先端に形成された一定量の液滴７９が転写して塗布されるため、精度が良い。さらに、従来のピエゾ素子による圧力を利用した液滴吐出装置と比較して、この液滴吐出装置７１は、一度の加圧によってより多くの液状材料を塗布することができる。
【００３７】
さらに、図１０（ｄ）に示すように、水平移動部７５によって、ヘッド７２の位置を次の所望位置に移動する。加圧手段８０によって、密閉容器７７内をさらに加圧し、新たな液滴７９をノズル７６先端に形成する。
以上説明した工程を繰り返し、図１０（ｅ）に示すように、シール材５２の内側に総合塗布量が所望量になるように液状材料（液晶）を塗布していく。
【００３８】
次いで、図１０（ｆ）に示すように、対向基板１２０を基板Ｐ上にシール材５２を介して貼り合わせる。対向基板１２０上には、図示はしないが液晶側に電極層及び配向膜が順に形成されている構成である。このようにして、液体塗布方法によって塗布された液状材料が基板Ｐ、対向基板１２０、シール材５２で囲まれた空間に密閉された液晶層８０が形成される。本発明の液滴吐出方法を用いれば、液晶が均一に塗布された液晶層８０を得ることができ、このような液晶層においては、画面表示領域の色むらなどの問題が抑制される。
【００３９】
（カラーフィルタ）
本実施形態においては、先に述べたような液晶表示装置の対向基板１２０において、ＴＦＴアレイ基板１１０の各画素電極に対向する領域に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをそのオーバーコート（保護膜）とともに形成し、カラー液晶表示装置を得る。以下、カラー液晶表示装置の製造方法を図を参照して説明するが、対向基板１２０上にカラーフィルタを形成する他の上記の実施形態と重複する部分については、説明を省略する。
【００４０】
図６は、対向基板１２０上にカラーフィルタを形成する工程を順を追って示した断面図である。
図６（ａ）に示すように、ガラスでできた対向基板１２０上には、透光性のない樹脂材料からなる隔壁１０５が矢印Ｂ方向から見て格子状パターンに形成されている。隔壁１０５は、カラーフィルタ材料１０４の流動を阻止する機能及びブラックマトリクスの機能を併せて有する。隔壁１０５は、任意のパターニング手法、例えばフォトリソグラフィ法によって形成され、さらに必要に応じてヒータによって加熱されて焼成されることによって形成されている。なお、個々の格子の矢印Ｂ方向から見た場合の平面寸法は、例えば、３０μｍ×１００μｍ程度である。
さらに、図６（ａ）に示すように、対向基板１２０上には、上記の格子状の隔壁１０５で囲まれた領域１０２にそれぞれカラーフィルタ材料１０４が所定の厚さで配置されている。図６において、符号ＲはＲ（赤）の色を、符号ＧはＧ（緑）の色を、そして符号ＢはＢ（青）の色を有するカラーフィルタ材料を示している。
【００４１】
このような対向基板１２０に対して、前述の実施形態において述べた液滴吐出方法と同様にしてオーバーコート層１０６を形成する。このオーバーコート層１０６は、カラーフィルタ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ等を保護し、また、カラーフィルタ１０４の表面を平坦化する。
【００４２】
オーバーコート層１０６を形成した後、図６（ｃ）及び（ｄ）に示すように、電極１０７、配向膜１０８を順を追って形成する。これらの層の形成方法は、公知の技術を使用すればよい。
以上説明した構成の対向基板１２０を、電極１０７や配向膜１０８が基板Ｐ側になる状態で、液晶層を備えた基板Ｐ上に配する。オーバーコート層１０６は、前述した液滴吐出方法によって所定の膜厚でムラなく精度良く形成されているため、このようにして得られたカラー液晶表示装置は良好である。なお、本実施の形態ではカラーフィルター１０４上にオーバーコート層１０６を形成する場合に本発明の液滴吐出方法を適用する例を示したが、電極上や反射層上にオーバーコート層を形成する場合にも本発明を適用することができる。
【００４３】
以上、本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは言うまでもなく、本発明の主旨を損なわない程度に適宜変更可能である。例えば、本発明の液晶表示装置の製造方法は、アクティブマトリクス基板以外にもパッシブマトリクス基板にも適用できる。本発明の液滴吐出装置は、ノズルをｘ軸とｙ軸方向に固定して、テーブル４を移動させることも可能である。また、ノズル２を上下動させる手段としては、サーボモータ３の代わりにエアシリンジなど種々の加圧手段を用いることができる。カラーフィルタもまた、本実施形態に限定されず、液晶表示装置の他種々の表示装置などに備えられるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態に用いる液滴吐出装置の概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した液滴吐出装置１におけるノズル２の先端部Ａ−Ａ’を示した断面図である。
【図３】本発明に係る液晶表示装置について、各構成要素を対向基板側から見た平面図である
【図４】第１の実施形態の液晶表示装置の製造方法を、順を追って示した断面図である。
【図５】図４に続く本実施形態の液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【図６】第２の実施形態のカラーフィルタの製造方法を順を追って示した断面図である。
【図７】第１の実施形態に用いる他の液滴吐出装置の概略構成を示した斜視図である。
【図８】図７に示した液滴吐出装置におけるヘッドの内部構成を示した断面図である。
【図９】同装置を用いた液晶表示装置の製造方法を順を追って示した断面図である。
【図１０】図９に続く本実施形態の液晶表示装置の製造方法を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，７１…液滴吐出装置、２，７２…ノズル、６…計量室、８…液状材料、９，７９…液滴、１００…液晶装置、１０４…カラーフィルタ、１０６…オーバーコート層（オーバーコート）
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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