JP2005000754A - Plotting device, method for manufacturing plotting device, electro-optic device and electronic equipment - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plotting device in which each droplet discharge head can easily be replaced. <P>SOLUTION: The plotting device has a head unit where a plurality of droplet discharge heads 34 are arranged. A nozzle formed in each droplet discharge head 34 is positioned on the side surface of a block body 73 and the droplet discharge heads 34 are fixed respectively to a plurality of the block bodies 73. The block bodies 73 are adjacently arranged freely attachably and detachably in the arrangement direction of the nozzles of the droplet discharge heads 34 to form a block line 732. The nozzles formed on respective droplet discharge heads 34 are arranged in parallel at nearly equal interval along the nozzle arrangement direction with a plurality of the block lines 732 shifted by a prescribed distance in the block arrangement direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、描画装置、描画装置の製造方法、電気光学装置ならびに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータディスプレイや大型テレビジョン等の電子機器の発達に伴い、液晶表示装置、特にカラー液晶表示装置の使用が増加している。この種の液晶表示装置には、通常、表示画像をカラー化するためにカラーフィルターが用いられている。カラーフィルターには、例えばガラス基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを所定のパターンで吐出させ、このインクを基板上で乾燥させることで着色層を形成するものがある。このような基板に対してインクを吐出する手段として、例えばインクジェット方式の描画装置が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１３に、従来技術に係るヘッドユニットの斜視図を示す。インクジェット方式の描画装置には、例えば図１３に示すようなヘッドユニットが設けられている。このヘッドユニット５７１では、メインプレート５７４に対して、６個の液滴吐出ヘッド５３４が光硬化性樹脂等により固定されている。各液滴吐出ヘッド５３４におけるインク吐出面５１２ａには、多数のノズル５１８が液滴吐出ヘッド５３４の長手方向に沿って等間隔に形成されている。そして、各液滴吐出ヘッド５３４は、メインプレート５７４の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。これにより、各液滴吐出ヘッド５３４におけるすべてのノズル５１８が、メインプレート５７４の長手方向に沿って等間隔に配置されるようになっている。このようなヘッドユニット５７１を使用することにより、ヘッドユニット５７１の長さと同等幅の基板に対して一気にインクを吐出することが可能になり、カラーフィルタを効率的に製造することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４８９２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
大型テレビジョン等の電子機器が所望の表示品質を発揮するためには、カラーフィルタが正確な位置に形成されていることが必要である。そのためには、基板のカラーフィルタ形成位置に対して、正確にインクを吐出する必要がある。そのためには、ヘッドユニットを構成する各液滴吐出ヘッドのノズルを、所定位置に正確に配置する必要がある。
【０００６】
なお、液滴吐出ヘッドのノズルが所定位置に配置されているか否かは、ヘッドユニットを組み上げた後にインクを吐出することによって確認する。そして、ノズルが所定位置に配置されていない場合には、当該液滴吐出ヘッドは使用不可能となる。この場合には、液滴吐出ヘッドを交換する必要がある。また、液滴吐出ヘッドをメインプレートに固定する際に、液滴吐出ヘッドが故障してインク吐出が不可能となる場合もある。この場合にも、液滴吐出ヘッドを交換する必要がある。
【０００７】
しかしながら、上述したヘッドユニットにおいて液滴吐出ヘッドを交換するには、まず描画装置からヘッドユニットを取り外し、さらに液滴吐出ヘッドを固定している光硬化性樹脂を溶剤等により溶解させて、メインプレートから液滴吐出ヘッドを取り外す必要がある。このように、液滴吐出ヘッドを交換するのが困難であるという問題がある。
【０００８】
近年では、３０〜６０インチといった大型の液晶テレビジョンが市場に提供されつつある。これに適応するような大型のカラーフィルタを製造するため、より多くの液滴吐出ヘッドを配列させたヘッドユニットの導入が検討されている。このようなヘッドユニットを用いれば、大型のガラス基板の搬送中に、ガラス基板の全面に対して一気にインクの吐出を行うことができる。これにより、１枚のガラス基板を処理するのに必要なタクトタイムを短縮することができる。しかしながら、より多くの液滴吐出ヘッドを配列させたヘッドユニットでは、液滴吐出ヘッドを交換するのがさらに困難になるという問題がある。
【０００９】
また、カラーフィルターのみならず、インクジェット方式の描画装置を用いた有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等のデバイス形成技術、あるいは配線形成技術が検討されている。上ではカラーフィルター製造装置を例に挙げ、従来の技術とその問題点を説明したが、上記の問題点はこれらデバイス形成技術、配線形成技術にも共通の問題点であり、より信頼性の高い製品、ひいては当該製品を製造する描画装置の実現が望まれている。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、各液滴吐出ヘッドを簡単に交換することが可能な、描画装置およびその製造方法の提供を目的とする。
また、信頼性の高い電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る描画装置は、基板上にパターン形成用材料を含有する液状体を吐出して所望形状のパターンを形成するため、複数の液滴吐出ヘッドが配列されたヘッドユニットを有する描画装置であって、前記各液滴吐出ヘッドを複数のブロック体に固定し、前記各ブロック体を着脱自在に隣接配置してブロック群を形成することにより、前記各液滴吐出ヘッドを所定位置に配列したことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、各ブロック体が着脱自在に配置されているので、使用不可能となった液滴吐出ヘッドをブロック体ごとヘッドユニットから簡単に取り外すことができる。また、各ブロック体を隣接配置することにより、各液滴吐出ヘッドを簡単に位置決めしてヘッドユニットを再構築することができる。したがって、液滴吐出ヘッドを簡単に交換することができる。
【００１３】
また、前記ブロック体に対して前記液滴吐出ヘッドを位置決めする位置決め手段を備えていることが望ましい。この構成によれば、ブロック体を所定位置に配置することにより、各液滴吐出ヘッドを簡単に位置決めすることができる。
【００１４】
また、前記各液滴吐出ヘッドは、前記ブロック体の側面に対して位置決めされて、前記ブロック体に固定されていることが望ましい。この構成によれば、各ブロック体の側面同士を接触させて隣接配置することにより、各液滴吐出ヘッドを簡単に位置決めすることができる。
【００１５】
また、前記ブロック群の外周部に配置された前記各ブロック体を、前記ブロック群の内側に向かって押圧する押圧手段を備えていることが望ましい。この構成によれば、各ブロック体の位置を固定することができるとともに、各ブロック体の側面同士を密着させて隣接配置することができる。したがって、各液滴吐出ヘッドを正確に位置決めすることができる。
【００１６】
また、前記各ブロック体を、前記液滴吐出ヘッドに形成された複数のノズルの配列方向に隣接配置して、ブロック列を形成し、複数の前記ブロック列を、それぞれ前記ノズルの配列方向に所定距離だけずれた状態で並列配置することにより、前記各液滴吐出ヘッドに形成された前記各ノズルを、前記ノズルの配列方向に沿ってほぼ等間隔に配置したことを特徴とする。この構成によれば、大型の基板に対して一気に液滴を吐出することが可能となり、液滴吐出時間を短縮することができる。
【００１７】
また、前記各ブロック列を前記所定距離だけずれた状態で配置するダミーブロックが、前記各ブロック列の端部に配置されていることが望ましい。この構成によれば、各ブロック列を所定距離だけずれた位置に正確かつ簡単に配置することができる。
【００１８】
また、前記各ブロック体には、１個の前記液滴吐出ヘッドが固定されていることが望ましい。この構成によれば、使用可能な液滴吐出ヘッドを残しつつ、使用不可能となった液滴吐出ヘッドのみを簡単に交換することができる。
【００１９】
一方、本発明に係る描画装置の製造方法は、基板上にパターン形成用材料を含有する液状体を吐出して所望形状のパターンを形成するため、複数の液滴吐出ヘッドを配列したヘッドユニットを有する描画装置の製造方法であって、前記各液滴吐出ヘッドを複数のブロック体に固定し、前記各ブロック体を着脱自在に隣接配置することにより、前記各液滴吐出ヘッドを所定位置に配列することを特徴とする。
この構成によれば、使用不可能となった液滴吐出ヘッドをブロック体ごとヘッドユニットから簡単に取り外すことができる。また、各液滴吐出ヘッドを簡単に位置決めしてヘッドユニットを再構築することができる。したがって、液滴吐出ヘッドを簡単に交換することが可能な描画装置を製造することができる。
【００２０】
また、前記各ブロック体に固定された前記各液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作の確認を行う工程と、正常に液滴吐出が可能な前記各液滴吐出ヘッドが固定された前記各ブロック体のみを着脱自在に隣接配置して、前記ヘッドユニットを形成する工程と、を有することが望ましい。
この構成では、各ブロック体を着脱自在に隣接配置する際に液滴吐出ヘッドが故障することはない。そこで、液滴吐出ヘッドがブロック体に固定された段階で液滴吐出動作の確認を行なうことにより、正常に液滴吐出が可能な描画装置を製造することができる。
【００２１】
一方、本発明に係る電気光学装置は、上述した描画装置を使用して製造したことを特徴とする。この構成によれば、基板の所定位置に液滴が吐出された信頼性の高い電気光学装置を低コストで提供することができる。
一方、本発明にかかる電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２３】
［第１実施形態］
最初に、本発明の第１実施形態につき、図１ないし図１０を用いて説明する。
【００２４】
［カラーフィルタ製造装置］
図１は本実施形態のカラーフィルタ製造装置の概略構成図であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を備えたカラーフィルタを製造するための装置である。
本実施形態のカラーフィルタ製造装置１は、図１に示すように、上流側からインク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５、本焼成装置６（加熱装置）が配置され、これらの装置が任意の搬送装置（図示略）を介して連結されたものである。このカラーフィルタ製造装置１には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層のパターンを区画する隔壁（バンクとも言う）が形成されたガラス、プラスチック等からなる透明基板（基板）が供給される。インク受容層形成装置２は、隔壁で区画された領域内に樹脂組成物からなるインク受容層を下地層として形成するための装置である。Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５は、それぞれ後で着色層となるＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を塗布するための装置である。本焼成装置６は、塗布後のＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を一括して加熱、焼成するための装置である。これらの装置のうち、インク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５の４台には、本発明の描画装置（インクジェット装置）が用いられている。
【００２５】
［描画装置］
図２は、本実施形態のカラーフィルタ製造装置１の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成斜視図である。描画装置が用いられるインク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５の基本構成は全て同様であるため、ここではＲ着色層形成装置３を一例として説明する。
【００２６】
Ｒ着色層形成装置３は、図２に示すように、上流側から下流側（図２における右側から左側）に向けて給材部６１、表面改質部６２、描画部６３、検査部６４、仮焼成部６５、除材部６６が備えられている。大まかな処理の流れとしては、給材部６１から供給された描画前の基板に対し、表面改質部６２において親液処理、撥液処理が施され、描画部６３において隔壁で区画された所定の領域にＲのインクが吐出、描画される。次いで、検査部６４において描画状態が検査され、仮焼成部６５でインクの仮焼成が施された後、描画後の基板が除材部６６により排出される。本装置において、これら各部は基板の流れ方向に沿って直線状に配置されている。なお、本装置は大型の基板を処理可能な大規模な装置であるため、作業者が後述するヘッドユニットのメンテナンスを行うための通路６７が設けられている。給材部６１および除材部６６は任意の基板搬送手段で構成することができ、例えばローラコンベア、ベルトコンベア等が用いられる。表面改質部６２は、プラズマ処理室を備えており、親液処理としては大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）が行われ、基板の表面及び隔壁の側面が親液化される。撥液処理としては大気雰囲気中でテトラフルオロメタン（四フッ化炭素）を反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）が行われ、隔壁の上面が撥液化される。
【００２７】
図３は、描画部６３の近傍のみを示す概略構成斜視図である。描画部６３は、図３に示すように、一方向に移動可能なステージ７０上に基板Ｓを吸着保持し、その状態で基板Ｓを一方向（図３における右側から左側）に搬送する構成となっており、基板Ｓの搬送方向と直交して延びるヘッドユニット７１が装置本体に架設されている。後に詳述するように、ヘッドユニット７１は複数個の液滴吐出ヘッドを備え、各液滴吐出ヘッドのノズルから下方の基板Ｓに対してインク滴を吐出可能となっている。すなわち、本実施形態の描画装置７２は、液滴吐出ヘッド側が移動せず、基板側のみが移動する構成である。また、図３における符号７６はインクタンクである。インクタンク７６はインクを貯留するものであり、配管（図示せず）を介してインクを液滴吐出ヘッド３４に供給するものとなっている。
【００２８】
また、ヘッドユニット７１の長手方向の側方には、整備部８０が設けられている。整備部８０は、各液滴吐出ヘッド３４の詰まり等による吐出不良を防止すべく所定の頻度で各液滴吐出ヘッド３４の吸引・クリーニング作業等を行うためのものである。整備部８０の具体的な構成として、整備ユニット８０ａが配置されている。整備ユニット８０ａには、吸引時に各液滴吐出ヘッド３４のノズルを塞ぐキャップユニット８１や、インク吐出面を拭うためのワイパユニット９０が備えられている。また、ヘッドユニット７１の下流側には、描画後の基板Ｓの描画状態、すなわち所定の位置にインク滴が確実に吐出されているか否かを検査する検査部６４が設けられている。検査部６４は、例えばＣＣＤ等を用いたラインセンサにより構成されている。さらに本実施形態の場合、検査部６４により所定の位置にインクが吐出されていない不良箇所が発見された時にその箇所にのみ再度インクを吐出して不良箇所を補修するための補修用ヘッド６８がヘッドユニット７１の上流側に設置されている。補修用ヘッド６８がヘッドユニット７１の上流側に位置しているため、補修時のみはステージ７０が逆方向（図３における左側から右側）に移動するようになっている。補修用ヘッド６８は１個の液滴吐出ヘッド３４のみを有しており、基板Ｓの搬送方向と直交する方向に移動可能となっている。もしくは、補修用ヘッド６８はヘッドユニット７１の下流側に位置していてもよく、その場合にはステージ７０が逆方向に移動する必要はない。また、検査部６４の下流側には、例えばレーザ乾燥方式による仮焼成部６５が設けられている。仮焼成部の焼成条件は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色によってそれぞれ最適化される。
【００２９】
なお、描画装置の運転中における液滴吐出ヘッド３４のノズル詰まり等の発生を検出するため、各液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作の確認を行う確認手段を設けてもよい。その確認手段として、たとえば飛行観測ユニットを設ける。飛行観測ユニットは、間欠点灯可能なフラッシュライト（照明手段）と、液滴の飛行を観測するＣＣＤカメラ（第１の撮影手段）と、吐出された液滴を受ける受け皿とを備えている。この構成は、フラッシュライトを間欠点灯させた状態で、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させ、液滴の飛行経路をＣＣＤカメラで撮影するものである。これにより、液滴の飛行経路を観測することができ、液滴の飛行曲がりも観測可能な構成とされている。なお、この構成の他に、液滴の飛行経路を横切るようにレーザ等の光を照射する照射部（光照射手段）と、照射部から照射された光を検知する検知部（光検知手段）とを備えた構成も用いることができる。また確認手段として、ノズル検査ユニットを設けてもよい。ノズル検査ユニットは、液滴吐出ヘッド３４の液滴吐出方向からノズル１８およびその周囲を観測するものである。ノズル検査ユニットは、液滴吐出方向から液滴吐出ヘッド３４を観測するノズル観測カメラ（第２の撮影手段）を備えている。
【００３０】
以上には描画装置の構成をＲ着色層形成装置３の例を挙げて説明したが、図１に示すカラーフィルタ製造装置１の初段にあるインク受容層形成装置２のみは表面改質部６２の上流側に洗浄部６９を備えている。インク受容層形成装置２には隔壁が形成された基板Ｓが供給されるが、基板Ｓの表面改質を行う前にウェット洗浄、オゾン洗浄等の方法により基板Ｓを洗浄し、清浄になった基板Ｓを表面改質部６２に供給する構成となっている。この構成により、基板Ｓに付着した異物等に起因する描画不良の発生が抑えられ、歩留りを向上することができる。
【００３１】
［ヘッドユニット］
図４は、ヘッドユニット７１の分解図である。ヘッドユニット７１は、主に複数の液滴吐出ヘッド３４と、各液滴吐出ヘッド３４が固定される複数のブロック体７３と、各ブロック体が収容される枠体７４と、によって構成されている。
【００３２】
図７（ａ）は、液滴吐出ヘッドの構造説明図、図７（ｂ）は正面断面図である。液滴吐出ヘッド３４は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で液体を吐出させるもので、上述したように、一列または複数列に配列された複数のノズル１８を有している。この液滴吐出ヘッド３４の構造の一例を説明すると、液滴吐出ヘッド３４は、図７（ａ）に示すように、例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部はインクで満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５からインクを噴射するためのノズル１８が形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６にインクを供給するための孔１９が形成されている。
【００３３】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図７（ｂ）に示すように、圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、圧電材料を一対の電極２１で挟持したものであり、一対の電極２１に通電すると圧電材料が収縮するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当するインクが、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部のインクの圧力が上昇し、ノズル１８から基板に向けてインクの液滴Ｌが吐出される。
【００３４】
なお、液滴吐出ヘッド２のインクジェット方式としては、前記の圧電素子２０を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。
【００３５】
図６に、液滴吐出ヘッドを固定したブロック体の斜視図を示す。ブロック体７３は、線膨張係数が小さく耐薬品性に優れたセラミック等の材料によって構成されている。線膨張係数が小さい材料で構成することにより、液滴吐出ヘッド３４を固定する際にブロック体７３が膨張するのを抑制することができる。また、耐薬品性に優れた材料で構成することにより、ブロック体７３がインクにより浸食されるのを防止することができる。一方、液滴吐出ヘッド３４のノズル配列方向におけるブロック体７３の長さは、液滴吐出ヘッド３４におけるノズル配列長さに、ヘッドユニットのブロック列数を乗算した程度の長さとされている。なお後述するように、各ブロック体７３の側面同士を接触させて隣接配置することにより、液滴吐出ヘッド３４が位置決めされて所定位置に配列される。そこで、ブロック体７３の両端側面間の距離は精度良く形成されている。また、各側面の表面も精度良く仕上げられている。特に、液滴吐出ヘッド３４のノズル１８の配列方向におけるブロック体７３の両端側面７６を精度良く形成することにより、各液滴吐出ヘッド３４のノズル１８を所定間隔で配列することができる。
【００３６】
液滴吐出ヘッド３４は、そのインク吐出面に形成された複数のノズル１８をブロック体７３の側面に対して位置決めした上で、その裏面をブロック体７３の上面に密着させて配置されている。液滴吐出ヘッド３４の側面には取り付け用のフランジ部３５が突出形成され、そのフランジ部３５には取り付け孔３５ａが形成されている。そして、その取り付け孔３５ａにアクリル等の光硬化性樹脂が充填されて硬化されている。この光硬化性樹脂が、液滴吐出ヘッド３４の取り付け孔３５ａの内面およびブロック体７３の上面と接着することにより、液滴吐出ヘッド３４がブロック体７３の上面に固定されている。
【００３７】
上述したブロック体７３は、図４に示す枠体７４に収容される。この枠体７４も、ブロック体７３と同様に、線膨張係数が小さく耐薬品性に優れたセラミック等の材料によって構成されている。枠体７４は中空の箱状に形成され、その短尺方向両端面は閉塞されている。また、枠体７４の長尺方向両端面のうち、一方の端面は閉塞され、他方の端面は開口されている。そして、長尺方向の開口端面から閉塞端面に向かって、枠体７４の上面および下面に複数のスリット７４２が形成されている。図５は、図４のＡ−Ａ線に相当する部分におけるヘッドユニットの側面断面図である。各スリット７４２を隔てる中間枠７４３の内側には、リブ７４４が形成されている。このリブ７４４により、枠体７４の内部空間が複数の小空間に区画されている。なおリブ７４４は、上下に対向する中間枠７４３を連結するように形成してもよいし、逆に全く形成しなくてもよい。
【００３８】
そして、リブ７４４により区画された枠体内部の各小空間に、それぞれ各ブロック体７３が一列に挿入されている。なお、各ブロック体７３の上面に固定された液滴吐出ヘッド３４および各ブロック体７３の下面から伸びるインク配管（および電気配線）３６は、枠体７４に形成されたスリット７４２から枠体７４の外部に取り出されている。また図４に示すように、各ブロック体７３は、液滴吐出ヘッド３４におけるノズルの配列方向を枠体７４の長尺方向に一致させて、枠体７４の内部に挿入されている。枠体７４の内部に挿入された各ブロック体７３は、ノズル配列方向における側面同士を接触させて隣接配置されている。これにより、枠体内部の各小空間には、それぞれブロック列７３２（７３２ａ，７３２ｂ，７３２ｃ）が形成されている。
【００３９】
また、各ブロック列７３２ａ，７３２ｂ，７３２ｃは、ブロック配列方向に所定距離だけずれた状態で並列配置されている。図４では、ヘッドユニット７１の短尺方向の一方端部におけるブロック列７３２ａから、他方端部におけるブロック列７３２ｃにかけて、前記所定距離が順次大きくなっている。これにより、複数の液滴吐出ヘッド３４に形成されたすべてのノズルが、ヘッドユニット７１の長尺方向に沿ってほぼ等間隔に配列されるようになっている。このように各ブロック列７３２をずれた状態で配置するため、各ブロック列７３２におけるブロック配列方向の端部には、液滴吐出ヘッドが固定されていないダミーブロック７５が配置されている。このダミーブロック７５は、各ブロック列７３２の両端部に配置してもよいし、一方端部のみに配置してもよい。各ブロック列７３２のブロック配列方向におけるダミーブロック７５の長さは、上記所定距離の長さに設定されている。具体的には、液滴吐出ヘッド３４におけるノズル配列長さの整数倍程度とされている。なお、各ブロック列７３２の長手方向におけるダミーブロック７５の長さは精度良く形成され、また両端側面の表面は精度良く仕上げられている。このダミーブロック７５を採用することにより、各ブロック列を所定距離だけずれた位置に正確かつ簡単に配置することができる。
【００４０】
さらに、枠体７４における開口側面全体を閉塞するようにキャップ部材７９が挿入され、枠体７４に対して着脱自在に固定されている。キャップ部材７９の内側には、各ブロック列７３２に対応して複数の押圧板７７が配置されている。各押圧板７７は、ばね等の弾性体７８により、枠体７４の内側に向かって付勢されている。そして、押圧板７７を備えたキャップ部材７９と、枠体７４の長尺方向における閉塞端面とにより、各ブロック列７３２の押圧手段が構成されている。この押圧手段は、各ブロック列７３２の外周部（ブロック配列方向の両端部）に配置されたブロック体７３またはダミーブロック７５を、各ブロック列７３２の内側に向かって押圧するものである。この押圧手段により、各ブロック列７３２を構成する各ブロック体７３およびダミーブロック７５が枠体７４に固定されるとともに、各ブロック体７３およびダミーブロック７５の側面同士を密着させて隣接配置することができるようになっている。これにより、各液滴吐出ヘッドを正確に位置決めすることができる。
【００４１】
なお、図６のＸ方向およびＺ方向における各ブロック体７３の位置決めは、枠体７４の短尺方向両端面および上下面の中間枠によって行う。しかし、図６のＸ方向およびＺ方向から各ブロック体７３を押圧する押圧手段を設けることにより、同方向における各ブロック体７３の位置決めを行ってもよい。
【００４２】
［ヘッドユニットの製造方法］
次に、上述したヘッドユニットの製造方法について、図４ないし図６を用いて説明する。
まず図６に示すように、液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３に固定する。具体的には、まず液滴吐出ヘッド３４のノズル配列方向におけるブロック体７３の側面７６に対して、液滴吐出ヘッド３４の各ノズル１８を位置決めした上で、液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３の上面に配置する。次に、液滴吐出ヘッド３４のフランジ部３５に形成された取り付け孔３５ａに、硬化前の光硬化性樹脂を充填する。そして、充填した光硬化性樹脂に紫外線等の光を照射して、その光硬化性樹脂を硬化させる。これにより、液滴吐出ヘッド３４とブロック体７３とが相互に固定される。なお、液滴吐出ヘッド３４とブロック体７３との間には光硬化性樹脂が介在しないので、両者を固定した状態での高さ寸法の精度を確保することができる。また、光硬化性樹脂を用いることにより、液滴吐出ヘッド３４および／またはブロック体７３に力を作用させることなく両者を固定できるので、両者の位置精度を維持することができる。
【００４３】
なお、光硬化性樹脂に光を照射すると、ブロック体７３および／または液滴吐出ヘッド３４が発熱するので、両者を冷却しつつ光硬化性樹脂に光を照射するのが望ましい。これにより、ブロック体７３および／または液滴吐出ヘッド３４の膨張を防止しつつ両者を固定することが可能になり、両者の位置精度を維持することができる。なお、ブロック体７３は小型に形成されているので、簡単かつ短時間にブロック体７３を冷却することができる。
【００４４】
ところで、液滴吐出ヘッド３４の各ノズルは例えば４０μｍ程度の微小径に形成されているため、わずかなゴミが侵入した場合でもノズル詰まりが発生するおそれがある。また、液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３に固定する際に、液滴吐出ヘッド３４が故障してインク吐出が不可能となる場合もある。そこで、液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３に固定した段階で、液滴吐出ヘッド３４の液滴吐出動作の確認を行うのが望ましい。具体的には、液滴吐出ヘッド３４からインクを空打ちして、所定位置に所定量のインクを吐出できるか確認する。そして、正常に液滴吐出可能な液滴吐出ヘッド３４が固定されたブロック体７３のみを使用して、図４に示すヘッドユニット７１を形成する。なお、ブロック体７３を枠体７４に挿入する際に液滴吐出ヘッド３４が故障することはないので、液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３に固定した段階で液滴吐出動作の確認を行うことにより、正常に液滴吐出が可能な描画装置を製造することができる。
【００４５】
次に、図４に示すように、ブロック体７３およびダミーブロック７５を枠体７４に挿入する。具体的には、リブ７４４（図５参照）によって区画された枠体内部の小空間に、各ブロック列７３２を構成するブロック体７３およびダミーブロック７５を順次挿入する。これにより、各ブロック体７３がブロック配列方向の側面同士を接触させた状態で配置されるとともに、各ブロック列７３２がブロック配列方向にずれた状態で並列配置される。次に、キャップ部材７９を枠体７４の開口端部に挿入し、枠体７４に対して着脱自在に固定する。すると、キャップ部材７９の押圧板７７と枠体７４の閉塞端面との間で、各ブロック列７３２が内側に向かって押圧される。これにより、各ブロック体７３およびダミーブロック７５が枠体７４に対して着脱自在に固定されるとともに、各ブロック体７３が側面同士を密着させて隣接配置される。その結果、各ブロック体７３に固定された液滴吐出ヘッド３４が位置決めされて所定位置に配列される。以上により、複数の液滴吐出ヘッド３４に形成されたすべてのノズルが、ヘッドユニット７１の長尺方向に沿ってほぼ等間隔に配列される。
【００４６】
一方、描画装置の運転中に、ヘッドユニット７１を構成する一部の液滴吐出ヘッド３４にノズル詰まり等が発生して、その液滴吐出ヘッド３４が使用不可能となる場合がある。そこで、使用不可能となった液滴吐出ヘッド３４を交換する方法について説明する。まず、描画装置の運転を一時停止して、ヘッドユニット７１をステージ側方の整備部８０に移動させる（図３参照）。次に、枠体７４からキャップ部材７９を取り外し、使用不可能となった液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３ごと枠体７４から取り出す。ここで、液滴吐出ヘッド３４が固定されたブロック体７３は、枠体７４に対して着脱自在に固定されているので、使用不可能となった液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３ごと簡単に取り出すことができる。なお、その作業は描画装置から枠体７４を取り外さなくても実施することが可能である。そして、正常に液滴吐出が可能な新しい液滴吐出ヘッド３４をブロック体７３に固定し、そのブロック体７３を他のブロック体とともに枠体７４に挿入して、キャップ部材７９を取り付ける。これにより、各ブロック体７３が隣接配置されて液滴吐出ヘッド３４が位置決めされ、ヘッドユニット７１を簡単に再構築することができる。以上により、液滴吐出ヘッド３４を簡単に交換することができる。なお、各ブロック体７３には１個の液滴吐出ヘッド３４のみが固定されているので、使用不可能となった液滴吐出ヘッド３４のみを簡単に交換することができる。
【００４７】
また、フィルターエレメントのピッチが異なるカラーフィルタを製造する場合には、ヘッドユニットのノズルピッチを変更する必要がある。そこで、ヘッドユニットのノズルピッチを変更する方法について説明する。まず、上記と同様の方法で、ヘッドユニット７１を構成するすべての液滴吐出ヘッド３４を、ブロック体７３ごと枠体７４から取り出す。一方で、新たなノズルピッチを有する液滴吐出ヘッドを、新たなブロック体に固定する。なお、液滴吐出ヘッドのノズル配列方向におけるブロック体の長さは、液滴吐出ヘッドにおけるノズル配列長さに、ヘッドユニット７１のブロック列数を乗算した程度の長さとする。また、各ブロック列の端部に配置するダミーブロックを形成する。なお、ブロック配列方向におけるダミーブロックの長さは、液滴吐出ヘッドにおけるノズル配列長さの整数倍程度とする。そして、新たなブロック体およびダミーブロックを枠体７４の内部に挿入する。これにより、新たなブロック列がブロック配列方向にずれた状態で配置され、新たな液滴吐出ヘッドに形成されたすべてのノズルがヘッドユニット７１の長尺方向に沿ってほぼ等間隔に配列される。以上により、ヘッドユニット７１のノズルピッチの変更を簡単に行うことができる。
【００４８】
上述したように本実施形態では、複数の液滴吐出ヘッドを複数のブロック体に固定し、各ブロック体を着脱自在に隣接配置して、液滴吐出ヘッドを位置決めした。特に、ブロック体の側面に対してノズルを位置決めした上で液滴吐出ヘッドを固定し、各ブロック体の側面同士を密着させて隣接配置した。この構成によれば、ヘッドユニットから各液滴吐出ヘッドをブロック体ごと簡単に取り外すことが可能であり、また各液滴吐出ヘッドを簡単に位置決めしてヘッドユニットを再構築することが可能である。したがって、使用不可能であることが判明した液滴吐出ヘッドを簡単に交換することができる。また、ヘッドユニットのノズルピッチの変更を簡単に行うことができる。
【００４９】
また本実施形態では、ノズルの配列方向に各ブロック体を隣接配置して複数のブロック列を形成し、各ブロック列を配列方向にずらした状態で配置した。これにより、複数の液滴吐出ヘッド３４に形成されたすべてのノズル１８が、ヘッドユニット７１の長手方向に沿ってほぼ等間隔に配列されるようになる。すなわち、このヘッドユニット７１は、例えば数ｍという幅にわたって誤差±５μｍの所定ピッチでインク滴を吐出可能となっている。そして、基板を搬送しつつこのヘッドユニット７１からインク滴を吐出することで、基板の全面にわたって一気にインクを描画することができる。また、枠体７４の表面から各液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａまでの高さは、ほぼ一定の所定高さに形成されている。これにともなって、各液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａから基板までの距離は、ほぼ一定の短距離に設定されている。これにより、液滴吐出ヘッド３４から吐出されたインクを、基板上の所定位置に着弾させることが可能になっている。
【００５０】
［カラーフィルタの製造方法］
次に、本実施形態のカラーフィルタ製造装置１を用いたカラーフィルタの製造方法の一例を説明する。図８は、基板Ｓにおけるカラーフィルタ領域５１の説明図である。上記カラーフィルタ製造装置１を用いたカラーフィルタの製造方法は、生産性を高める観点から長方形状の基板Ｓ上に、複数個のカラーフィルタ領域５１をマトリクス状に形成する際に適用することができる。これらのカラーフィルタ領域５１は、後で基板Ｓを切断することにより、液晶表示装置に適合する個々のカラーフィルタとして用いることができる。なお、各カラーフィルタ領域５１においては、図８に示したように、Ｒのインク、Ｇのインク、およびＢのインクをそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成して配置する。なお、この形成パターンとしては、ストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェアー型等としてもよい。
【００５１】
図９は、カラーフィルタの製造方法の説明図である。このようなカラーフィルタ領域５１を形成するには、まず、図９（ａ）に示すように、透明の基板Ｓの一方の面に対し、ブラックマトリクス５２を形成する。このブラックマトリクス５２を形成する際には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色樹脂）を、スピンコート等の方法で所定の厚さ（例えば２μｍ程度）に塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングする。このブラックマトリクス５２の格子で囲まれる最小の表示要素、すなわちフィルターエレメント５３については、例えばＸ軸方向の幅を３０μｍ、Ｙ軸方向の長さを１００μｍ程度とする。このブラックマトリクスは充分な高さを有しており、インク吐出時の隔壁として機能する。
【００５２】
次に、図９（ｂ）に示すように、本実施形態のカラーフィルタ製造装置１におけるインク受容層形成装置２の液滴吐出ヘッド３４からインク受容層となる樹脂組成物を含有するインク滴５４（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、インク受容層形成装置２の焼成部においてインク滴の焼成を行い、図９（ｃ）に示すようなインク受容層６０とする。
【００５３】
次に、図９（ｄ）に示すように、Ｒ着色層形成装置３の液滴吐出ヘッド３４からＲのインク滴５４Ｒ（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、Ｒ着色層形成装置３の仮焼成部６５においてインクの仮焼成を行い、図９（ｅ）に示すようなＲ着色層３４Ｒとする。以上の工程を、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５においても繰り返し、図９（ｆ）に示すように、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを順次形成する。Ｒ着色層３４Ｒ、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを全て形成した後、本焼成装置６においてこれら着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを一括して焼成する。
【００５４】
次いで、基板Ｓを平坦化し、かつ着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを保護するため、図９（ｇ）に示すように各着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂやブラックマトリクス５２を覆うオーバーコート膜（保護膜）５６を形成する。このオーバーコート膜５６の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することもできるが、着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの場合と同様に描画装置を用いることもできる。
【００５５】
上述したように、本実施形態のカラーフィルタ製造装置１を構成する描画装置７２は、給材部６１と除材部６６とを結ぶ直線状の基板搬送ラインの途中に描画部６３を備え、複数の液滴吐出ヘッド３４の配列方向と交差する方向に、基板Ｓを移動させつつ液滴吐出ヘッド３４からインクを吐出することで所望形状のパターンを形成するものである。つまり、描画前の基板Ｓを描画部６３の一端から供給し、描画後の基板Ｓを描画部６３の他端から排出する構成であるから、基板Ｓを描画部６３内に連続的に流すことができ、一方向のみの搬送中に複数の液滴吐出ヘッド３４を用いて一気に描画を行うことができる。そのため、１枚の基板を処理するのに必要なタクトタイムを短縮でき、生産性に優れた装置を実現することができる。また、給材部６１、描画部６３、および除材部６６が直線状に配列されているため、装置の占有スペースを縮小することができる。さらに、基板の搬送方向を変える機能を持つ搬送装置が不要となるので、装置構成を簡略化することができる。
【００５６】
［液晶装置］
次に、上記カラーフィルタを備えた液晶装置（電気光学装置）の一実施形態を示す。図１０はパッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図であり、図１０中の符号３０は液晶装置である。この液晶装置３０は透過型のもので、一対のガラス基板３１、３２の間にＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶等からなる液晶層３３が挟持されてなるものである。
【００５７】
一方のガラス基板３１には、その内面に上記カラーフィルタ５５が形成されている。カラーフィルタ５５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色からなる着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂが規則的に配列されて構成されたものである。なお、これらの色素層３４Ｒ（３４Ｇ、３４Ｂ）間には、ブラックマトリクス５２が形成されている。そして、これらカラーフィルタ５５およびブラックマトリクス５２の上には、カラーフィルタ５５やブラックマトリクス５２によって形成される段差をなくしてこれを平坦化するため、オーバーコート膜（保護膜）５６が形成されている。オーバーコート膜５６の上には複数の電極３７がストライプ状に形成され、さらにその上には配向膜３８が形成されている。
【００５８】
他方のガラス基板３２には、その内面に、カラーフィルタ５５側の電極３７と直交するようにして、複数の電極３９がストライプ状に形成されており、これら電極３９上には、配向膜４０が形成されている。なお、前記カラーフィルタ５５の各着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂは、それぞれ各ガラス基板３２上の電極３９、３７の交差する位置に配置されている。また、電極３７、３９は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電材料によって形成されている。さらに、ガラス基板３２とカラーフィルタ５５の外面側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が設けられ、ガラス基板３１、３２間にはこれら基板３１、３２間の間隔（セルギャップ）を一定に保持するためスペーサ４１が設けられている。さらに、これらガラス基板３１、３２間には液晶３３を封入するためのシール材４２が設けられている。
【００５９】
本実施形態の液晶装置３０では、上記カラーフィルタ製造装置１を用いて製造されるカラーフィルタ５５を適用しているため、安価で品質の良いカラー液晶表示装置を実現することができる。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態につき、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態のカラーフィルタ製造装置の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成図である。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００６１】
本実施形態のカラーフィルタ製造装置における描画装置１０３は、基板の搬送ラインの側方に描画部１６３を有しており、前工程側から後工程側に搬送される基板Ｓをメイン搬送ライン１６０から引き込んで描画を行い、描画後に再度メイン搬送ライン１６０に戻す構成である。そのため、メイン搬送ライン１６０から描画部１６３への分岐点に、基板の搬送方向を９０°切り替えるピボット装置１６９が設けられている。なお、このピボット装置１６９と描画部１６３との間に、表面改質部１６２が設けられている。また、描画部１６３から見てメイン搬送ライン１６０の反対側に整備部１８０が設けられている。そしてヘッドユニット１７１が、描画部１６３から整備部１８０へと移動可能に形成されている。本実施形態の構成とすることにより、基板Ｓをメイン搬送ライン１６０から引き込む過程でカラーフィルタの描画を行い、基板Ｓを再度メイン搬送ライン１６０に戻す過程で描画不良の補修を行うことができる。
【００６２】
第２実施形態の描画装置１０３にも、第１実施形態と同様のヘッドユニット１７１が設けられている。すなわち、基板の搬送方向と直交する方向に伸びる枠体に、複数の液滴吐出ヘッドが整列配置されている。具体的には、枠体の長尺方向に沿って複数の液滴吐出ヘッドが３列に配列され、各ブロック列がブロック配列方向にずれた状態で並列配置されている。この液滴吐出ヘッドを上記のように配列することにより、複数の液滴吐出ヘッドに形成されたすべてのノズルが、枠体の長尺方向に沿ってほぼ等間隔に配列されるようになっている。そして、基板を搬送しつつこのヘッドユニットからインク滴を吐出することで、基板の全面にわたって一気にインクを描画することができる。
【００６３】
［電子機器］
次に、上記液晶装置からなる表示手段を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１２は、液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。図１２において、符号５００は液晶テレビジョン本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図１２に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるから、安価で表示品位に優れたカラー液晶表示を有する電子機器を実現することができる。
【００６４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態のカラーフィルタ製造装置の細部の具体的な構成等に関しては適宜変更が可能である。また、上記実施形態では本発明の描画装置をカラーフィルタの製造に応用する例を挙げたが、カラーフィルタのみならず、有機ＥＬ素子等のデバイス形成技術、あるいは各種配線形成技術に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のカラーフィルタ製造装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態のカラーフィルタ製造装置の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成斜視図である。
【図３】描画部の近傍のみを示す概略構成斜視図である。
【図４】ヘッドユニットの分解図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に相当する部分におけるヘッドユニットの側面断面図である。
【図６】液滴吐出ヘッドを固定したブロック体の斜視図である。
【図７】液滴吐出ヘッドの説明図である。
【図８】基板におけるカラーフィルタ領域の説明図である。
【図９】カラーフィルタの製造方法の説明図である。
【図１０】パッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図である。
【図１１】第２実施形態のカラーフィルタ製造装置の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成斜視図である。
【図１２】液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。
【図１３】従来のヘッドユニットの説明図である。
【符号の説明】
３４液滴吐出ヘッド ７１ヘッドユニット ７３ブロック体 ７４枠体 ７５ダミーブロック ７３２ブロック列[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drawing apparatus, a method for manufacturing the drawing apparatus, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of electronic devices such as computer displays and large televisions, the use of liquid crystal display devices, particularly color liquid crystal display devices, has increased. In this type of liquid crystal display device, a color filter is usually used to color a display image. In the color filter, for example, R (red), G (green), and B (blue) inks are ejected in a predetermined pattern onto a glass substrate, and the ink is dried on the substrate to form a colored layer. There is something. As means for ejecting ink to such a substrate, for example, an ink jet drawing apparatus is employed (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
FIG. 13 shows a perspective view of a head unit according to the prior art. For example, a head unit as shown in FIG. 13 is provided in an ink jet drawing apparatus. In the head unit 571, six droplet discharge heads 534 are fixed to the main plate 574 with a photocurable resin or the like. A large number of nozzles 518 are formed at equal intervals along the longitudinal direction of the droplet discharge head 534 on the ink discharge surface 512 a of each droplet discharge head 534. The droplet discharge heads 534 are arranged in a staggered manner along the longitudinal direction of the main plate 574. Thus, all the nozzles 518 in each droplet discharge head 534 are arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the main plate 574. By using such a head unit 571, it becomes possible to eject ink to a substrate having a width equal to the length of the head unit 571 at once, and a color filter can be efficiently manufactured.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-248926
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order for an electronic device such as a large television to exhibit a desired display quality, the color filter needs to be formed at an accurate position. For this purpose, it is necessary to accurately eject ink to the color filter formation position of the substrate. For this purpose, it is necessary to accurately arrange the nozzles of the respective droplet discharge heads constituting the head unit at predetermined positions.
[0006]
Whether or not the nozzles of the droplet discharge head are arranged at a predetermined position is confirmed by discharging ink after assembling the head unit. When the nozzle is not disposed at a predetermined position, the droplet discharge head cannot be used. In this case, it is necessary to replace the droplet discharge head. Further, when the droplet discharge head is fixed to the main plate, the droplet discharge head may fail and ink discharge may be impossible. Also in this case, it is necessary to replace the droplet discharge head.
[0007]
However, in order to replace the droplet discharge head in the above-described head unit, first the head unit is removed from the drawing device, and the photocurable resin fixing the droplet discharge head is dissolved with a solvent or the like, and the main plate It is necessary to remove the droplet discharge head from the head. Thus, there is a problem that it is difficult to replace the droplet discharge head.
[0008]
In recent years, large liquid crystal televisions of 30 to 60 inches are being offered to the market. In order to manufacture a large color filter that can be adapted to this, the introduction of a head unit in which a larger number of droplet discharge heads are arranged has been studied. If such a head unit is used, ink can be ejected to the entire surface of the glass substrate at a stretch during the conveyance of the large glass substrate. Thereby, the tact time required for processing one glass substrate can be shortened. However, in a head unit in which more droplet discharge heads are arranged, there is a problem that it is more difficult to replace the droplet discharge heads.
[0009]
Further, not only a color filter but also a device forming technique such as an organic EL (Electro-Luminescence) element using an ink jet drawing apparatus, or a wiring forming technique has been studied. In the above, the color filter manufacturing apparatus was taken as an example, and the conventional technology and its problems were explained. However, the above problems are common to these device formation technology and wiring formation technology, and are more reliable. Realization of a product, and thus a drawing apparatus for manufacturing the product, is desired.
[0010]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a drawing apparatus and a method for manufacturing the same, in which each droplet discharge head can be easily replaced.
It is another object of the present invention to provide a highly reliable electro-optical device and electronic apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a drawing apparatus according to the present invention has a plurality of droplet discharge heads arranged in order to form a pattern of a desired shape by discharging a liquid containing a pattern forming material onto a substrate. A drawing apparatus having a head unit, wherein each droplet discharge head is fixed to a plurality of block bodies, and each block body is detachably arranged adjacently to form a block group, whereby each droplet discharge head is formed. The head is arranged in a predetermined position.
[0012]
According to this configuration, since each block body is detachably disposed, the droplet discharge head that has become unusable can be easily detached from the head unit together with the block body. Further, by arranging the block bodies adjacent to each other, it is possible to easily position each droplet discharge head and reconstruct the head unit. Therefore, the droplet discharge head can be easily replaced.
[0013]
In addition, it is preferable that positioning means for positioning the droplet discharge head with respect to the block body is provided. According to this configuration, each droplet discharge head can be easily positioned by disposing the block body at a predetermined position.
[0014]
Further, it is desirable that each droplet discharge head is positioned with respect to a side surface of the block body and fixed to the block body. According to this configuration, the droplet discharge heads can be easily positioned by placing the side surfaces of the block bodies in contact with each other and arranging them adjacent to each other.
[0015]
Moreover, it is desirable to provide a pressing means for pressing the block bodies arranged on the outer peripheral portion of the block group toward the inside of the block group. According to this structure, while being able to fix the position of each block body, the side surfaces of each block body can be closely_contact | adhered and can be arrange | positioned adjacently. Therefore, each droplet discharge head can be accurately positioned.
[0016]
The block bodies are arranged adjacent to each other in the arrangement direction of the plurality of nozzles formed in the droplet discharge head to form a block row, and the plurality of block rows are respectively set in the arrangement direction of the nozzles. The nozzles formed on the droplet discharge heads are arranged at substantially equal intervals along the arrangement direction of the nozzles by arranging them in parallel in a state shifted by a distance. According to this configuration, it is possible to eject droplets to a large substrate at a stretch, and the droplet ejection time can be shortened.
[0017]
In addition, it is preferable that a dummy block that arranges each block row in a state shifted by the predetermined distance is arranged at an end of each block row. According to this configuration, each block row can be accurately and easily arranged at a position shifted by a predetermined distance.
[0018]
Moreover, it is desirable that one droplet discharge head is fixed to each block body. According to this configuration, it is possible to easily replace only a droplet discharge head that has become unusable while leaving a usable droplet discharge head.
[0019]
On the other hand, the drawing apparatus manufacturing method according to the present invention includes a head unit in which a plurality of droplet discharge heads are arranged in order to form a pattern having a desired shape by discharging a liquid containing a pattern forming material onto a substrate. A drawing apparatus manufacturing method comprising: fixing each droplet discharge head to a plurality of block bodies, and arranging each block discharge body adjacent to each other in a detachable manner so that the droplet discharge heads are arranged at predetermined positions. It is characterized by doing.
According to this configuration, the droplet discharge head that has become unusable can be easily removed from the head unit together with the block body. Further, the head unit can be reconstructed by easily positioning each droplet discharge head. Therefore, it is possible to manufacture a drawing apparatus that can easily replace the droplet discharge head.
[0020]
A step of confirming a droplet discharge operation of each droplet discharge head fixed to each block body; and each block body to which each droplet discharge head capable of normally discharging a droplet is fixed It is desirable to have a step of forming a head unit by detachably adjoining only the head unit.
In this configuration, the droplet discharge head does not fail when the block bodies are detachably arranged adjacent to each other. Therefore, by confirming the droplet discharge operation at the stage where the droplet discharge head is fixed to the block body, it is possible to manufacture a drawing apparatus that can normally discharge droplets.
[0021]
On the other hand, an electro-optical device according to the present invention is manufactured using the above-described drawing device. According to this configuration, a highly reliable electro-optical device in which droplets are ejected to a predetermined position on the substrate can be provided at a low cost.
On the other hand, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device. According to this configuration, a highly reliable electronic device can be provided.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
[0023]
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
[Color filter manufacturing equipment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color filter manufacturing apparatus according to the present embodiment, which is an apparatus for manufacturing a color filter having three colored layers of R, G, and B.
As shown in FIG. 1, the color filter manufacturing apparatus 1 of the present embodiment includes an ink receiving layer forming apparatus 2, an R colored layer forming apparatus 3, a G colored layer forming apparatus 4, a B colored layer forming apparatus 5, and a book from the upstream side. A firing device 6 (heating device) is arranged, and these devices are connected via an arbitrary conveying device (not shown). The color filter manufacturing apparatus 1 is supplied with a transparent substrate (substrate) made of glass, plastic, or the like on which partition walls (also referred to as banks) for partitioning the patterns of the R, G, and B colored layers are formed. The ink receiving layer forming apparatus 2 is an apparatus for forming an ink receiving layer made of a resin composition as a base layer in a region partitioned by partition walls. The R colored layer forming apparatus 3, the G colored layer forming apparatus 4, and the B colored layer forming apparatus 5 are apparatuses for applying a liquid material composed of R, G, and B inks that will be colored layers later. The main baking apparatus 6 is an apparatus for heating and baking a liquid material composed of R, G, and B inks after coating. Among these devices, the drawing device (inkjet device) of the present invention is used for four units, namely, the ink receiving layer forming device 2, the R colored layer forming device 3, the G colored layer forming device 4, and the B colored layer forming device 5. It has been.
[0025]
[Drawing device]
FIG. 2 is a schematic configuration perspective view showing only a portion of a drawing apparatus which is a main part of the color filter manufacturing apparatus 1 of the present embodiment. Since the basic configurations of the ink receiving layer forming device 2, the R colored layer forming device 3, the G colored layer forming device 4, and the B colored layer forming device 5 in which the drawing device is used are all the same, here the R colored layer forming device 3 is used. Will be described as an example.
[0026]
As shown in FIG. 2, the R colored layer forming apparatus 3 includes a material supply unit 61, a surface modification unit 62, a drawing unit 63, an inspection unit 64, from the upstream side to the downstream side (from the right side to the left side in FIG. 2). A temporary firing part 65 and a material removal part 66 are provided. As a rough flow of processing, a lyophilic process and a liquid repellent process are performed in the surface modification unit 62 on the undrawn substrate supplied from the material supply unit 61, and a predetermined partition partitioned by a partition in the drawing unit 63. R ink is ejected and drawn in this area. Next, the drawing state is inspected by the inspection unit 64, the ink is temporarily baked by the temporary baking unit 65, and then the substrate after drawing is discharged by the material removal unit 66. In the present apparatus, these units are arranged linearly along the flow direction of the substrate. Since this apparatus is a large-scale apparatus capable of processing a large substrate, a passage 67 is provided for an operator to perform maintenance of the head unit described later. The material supply part 61 and the material removal part 66 can be comprised by arbitrary board | substrate conveyance means, for example, a roller conveyor, a belt conveyor, etc. are used. The surface modification unit 62 includes a plasma processing chamber. As a lyophilic process, a plasma process using oxygen as a reactive gas (O 2 plasma process) is performed in an air atmosphere, and the surface of the substrate and the side surfaces of the partition walls are parent. Liquefied. As the liquid repellent treatment, a plasma treatment (CF4 plasma treatment) using tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride) as a reactive gas is performed in an air atmosphere, and the upper surface of the partition wall is made liquid repellent.
[0027]
FIG. 3 is a schematic configuration perspective view showing only the vicinity of the drawing unit 63. As shown in FIG. 3, the drawing unit 63 sucks and holds the substrate S on a stage 70 movable in one direction, and conveys the substrate S in one direction (from the right side to the left side in FIG. 3). A head unit 71 extending perpendicularly to the transport direction of the substrate S is installed on the apparatus main body. As will be described in detail later, the head unit 71 includes a plurality of droplet discharge heads, and can discharge ink droplets from the nozzles of the droplet discharge heads to the substrate S below. That is, the drawing device 72 of the present embodiment has a configuration in which only the substrate side moves without moving the droplet discharge head side. Further, reference numeral 76 in FIG. 3 denotes an ink tank. The ink tank 76 stores ink and supplies ink to the droplet discharge head 34 via a pipe (not shown).
[0028]
A maintenance unit 80 is provided on the side of the head unit 71 in the longitudinal direction. The maintenance unit 80 is for performing a suction / cleaning operation or the like of each droplet discharge head 34 at a predetermined frequency in order to prevent ejection failure due to clogging or the like of each droplet discharge head 34. As a specific configuration of the maintenance unit 80, a maintenance unit 80a is arranged. The maintenance unit 80a includes a cap unit 81 that closes the nozzles of the droplet discharge heads 34 during suction, and a wiper unit 90 that wipes the ink discharge surface. Further, on the downstream side of the head unit 71, an inspection unit 64 that inspects the drawing state of the substrate S after drawing, that is, whether or not ink droplets are reliably discharged at a predetermined position is provided. The inspection unit 64 is configured by a line sensor using, for example, a CCD. Further, in the case of the present embodiment, when a defective portion where ink is not ejected at a predetermined position is found by the inspection unit 64, a repair head 68 for repairing the defective portion by discharging ink again only to that portion is provided. It is installed on the upstream side of the head unit 71. Since the repair head 68 is located on the upstream side of the head unit 71, the stage 70 moves in the reverse direction (from left to right in FIG. 3) only during repair. The repair head 68 has only one droplet discharge head 34 and is movable in a direction orthogonal to the transport direction of the substrate S. Alternatively, the repair head 68 may be located on the downstream side of the head unit 71, and in this case, the stage 70 does not need to move in the reverse direction. Further, on the downstream side of the inspection unit 64, for example, a temporary baking unit 65 by a laser drying method is provided. The firing conditions of the pre-fired part are optimized for each color of R, G, and B.
[0029]
In order to detect the occurrence of nozzle clogging or the like of the droplet discharge head 34 during the operation of the drawing apparatus, confirmation means for confirming the droplet discharge operation of each droplet discharge head may be provided. For example, a flight observation unit is provided as the confirmation means. The flight observation unit includes a flashlight (illumination unit) that can be intermittently lit, a CCD camera (first imaging unit) that observes the flight of droplets, and a tray that receives the ejected droplets. In this configuration, droplets are ejected from a droplet ejection head in a state where a flashlight is intermittently lit, and a flight path of the droplets is photographed with a CCD camera. As a result, the flight path of the droplet can be observed, and the flight curve of the droplet can also be observed. In addition to this configuration, an irradiation unit (light irradiation unit) that irradiates light such as a laser so as to cross the flight path of the droplet, and a detection unit (light detection unit) that detects light emitted from the irradiation unit A configuration provided with can also be used. Moreover, you may provide a nozzle test | inspection unit as a confirmation means. The nozzle inspection unit observes the nozzle 18 and its surroundings from the droplet discharge direction of the droplet discharge head 34. The nozzle inspection unit includes a nozzle observation camera (second imaging unit) that observes the droplet discharge head 34 from the droplet discharge direction.
[0030]
Although the configuration of the drawing device has been described above by taking the example of the R colored layer forming device 3, only the ink receiving layer forming device 2 in the first stage of the color filter manufacturing device 1 shown in FIG. A cleaning unit 69 is provided on the upstream side. The substrate S on which the partition walls are formed is supplied to the ink receiving layer forming apparatus 2, but the substrate S is cleaned by a method such as wet cleaning or ozone cleaning before the surface modification of the substrate S is performed. The substrate S is supplied to the surface modification unit 62. With this configuration, it is possible to suppress the occurrence of drawing defects due to foreign matter or the like attached to the substrate S, and to improve the yield.
[0031]
[Head unit]
FIG. 4 is an exploded view of the head unit 71. The head unit 71 mainly includes a plurality of droplet discharge heads 34, a plurality of block bodies 73 to which the respective droplet discharge heads 34 are fixed, and a frame body 74 in which each block body is accommodated. .
[0032]
FIG. 7A is a structural explanatory view of a droplet discharge head, and FIG. 7B is a front sectional view. The droplet discharge head 34 compresses the liquid chamber by, for example, a piezo element and discharges the liquid with the pressure wave. As described above, the droplet discharge head 34 has a plurality of nozzles 18 arranged in one or a plurality of rows. . An example of the structure of the droplet discharge head 34 will be described. As shown in FIG. 7A, the droplet discharge head 34 includes a nozzle plate 12 and a diaphragm 13 made of, for example, stainless steel. (Reservoir plate) 14 are joined together. A plurality of spaces 15 and a liquid reservoir 16 are formed between the nozzle plate 12 and the diaphragm 13 by the partition member 14. Each space 15 and the liquid reservoir 16 are filled with ink, and each space 15 and the liquid reservoir 16 communicate with each other via a supply port 17. The nozzle plate 12 has nozzles 18 for ejecting ink from the space 15. On the other hand, a hole 19 for supplying ink to the liquid reservoir 16 is formed in the vibration plate 13.
[0033]
Further, a piezoelectric element (piezo element) 20 is bonded to the surface of the diaphragm 13 opposite to the surface facing the space 15 as shown in FIG. The piezoelectric element 20 is configured such that a piezoelectric material is sandwiched between a pair of electrodes 21, and the piezoelectric material contracts when the pair of electrodes 21 are energized. The diaphragm 13 to which the piezoelectric element 20 is bonded in such a configuration is bent integrally with the piezoelectric element 20 at the same time so that the volume of the space 15 is increased. It is going to increase. Therefore, ink corresponding to the increased volume in the space 15 flows from the liquid reservoir 16 through the supply port 17. Further, when energization to the piezoelectric element 20 is released from such a state, both the piezoelectric element 20 and the diaphragm 13 return to their original shapes. Accordingly, since the space 15 also returns to the original volume, the pressure of the ink inside the space 15 rises, and the ink droplet L is ejected from the nozzle 18 toward the substrate.
[0034]
The ink jet system of the droplet discharge head 2 may be a system other than the piezo jet type using the piezoelectric element 20, for example, a system using an electrothermal transducer as an energy generating element. .
[0035]
FIG. 6 is a perspective view of the block body to which the droplet discharge head is fixed. The block body 73 is made of a material such as ceramic having a small linear expansion coefficient and excellent chemical resistance. By constituting the material with a small linear expansion coefficient, it is possible to prevent the block body 73 from expanding when the droplet discharge head 34 is fixed. Further, the block body 73 can be prevented from being eroded by ink by being composed of a material having excellent chemical resistance. On the other hand, the length of the block body 73 in the nozzle array direction of the droplet discharge head 34 is set to a length that is obtained by multiplying the nozzle array length in the droplet discharge head 34 by the number of block rows of the head unit. As will be described later, the droplet discharge heads 34 are positioned and arranged at predetermined positions by placing the side surfaces of the block bodies 73 in contact with each other so as to be adjacent to each other. Therefore, the distance between both side surfaces of the block body 73 is formed with high accuracy. Moreover, the surface of each side surface is also finished with high accuracy. In particular, the nozzles 18 of the droplet discharge heads 34 can be arranged at a predetermined interval by accurately forming the both end side surfaces 76 of the block body 73 in the arrangement direction of the nozzles 18 of the droplet discharge heads 34.
[0036]
The droplet discharge head 34 is arranged such that the plurality of nozzles 18 formed on the ink discharge surface are positioned with respect to the side surface of the block body 73 and the back surface thereof is in close contact with the upper surface of the block body 73. A flange portion 35 for attachment projects from the side surface of the droplet discharge head 34, and an attachment hole 35 a is formed in the flange portion 35. The mounting hole 35a is filled with a photocurable resin such as acrylic and cured. The photocurable resin adheres to the inner surface of the mounting hole 35 a of the droplet discharge head 34 and the upper surface of the block body 73, so that the droplet discharge head 34 is fixed to the upper surface of the block body 73.
[0037]
The block body 73 mentioned above is accommodated in the frame body 74 shown in FIG. As with the block body 73, the frame body 74 is also made of a material such as ceramic having a small linear expansion coefficient and excellent chemical resistance. The frame 74 is formed in a hollow box shape, and both end surfaces in the short direction are closed. Moreover, one end surface is obstruct | occluded among the longitudinal direction both end surfaces of the frame 74, and the other end surface is opened. A plurality of slits 742 are formed on the upper surface and the lower surface of the frame body 74 from the opening end surface in the longitudinal direction toward the closing end surface. FIG. 5 is a side sectional view of the head unit at a portion corresponding to the line AA in FIG. Ribs 744 are formed inside the intermediate frame 743 that separates the slits 742. By this rib 744, the internal space of the frame body 74 is partitioned into a plurality of small spaces. The ribs 744 may be formed so as to connect the intermediate frames 743 that are vertically opposed to each other, or may not be formed at all.
[0038]
Each block 73 is inserted in a row in each small space inside the frame defined by the ribs 744. The droplet discharge head 34 fixed to the upper surface of each block body 73 and the ink pipe (and electrical wiring) 36 extending from the lower surface of each block body 73 are connected to the frame body 74 through slits 742 formed in the frame body 74. It is taken out to the outside. As shown in FIG. 4, each block body 73 is inserted into the frame body 74 with the nozzle arrangement direction in the droplet discharge head 34 aligned with the longitudinal direction of the frame body 74. The block bodies 73 inserted into the frame body 74 are arranged adjacent to each other with their side surfaces in the nozzle arrangement direction in contact with each other. Thereby, block rows 732 (732a, 732b, 732c) are formed in the small spaces inside the frame.
[0039]
Further, the respective block rows 732a, 732b, 732c are arranged in parallel in a state shifted by a predetermined distance in the block arrangement direction. In FIG. 4, the predetermined distance is sequentially increased from the block row 732a at one end in the short direction of the head unit 71 to the block row 732c at the other end. Thereby, all the nozzles formed in the plurality of droplet discharge heads 34 are arranged at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the head unit 71. Thus, in order to arrange each block row 732 in a shifted state, a dummy block 75 to which the droplet discharge head is not fixed is arranged at the end of each block row 732 in the block arrangement direction. The dummy blocks 75 may be arranged at both ends of each block row 732 or may be arranged only at one end. The length of the dummy block 75 in the block arrangement direction of each block row 732 is set to the length of the predetermined distance. Specifically, it is set to an integer multiple of the nozzle arrangement length in the droplet discharge head 34. In addition, the length of the dummy block 75 in the longitudinal direction of each block row 732 is formed with high accuracy, and the surfaces of both side surfaces are finished with high accuracy. By adopting this dummy block 75, each block row can be accurately and easily arranged at a position shifted by a predetermined distance.
[0040]
Further, a cap member 79 is inserted so as to close the entire opening side surface of the frame body 74 and is detachably fixed to the frame body 74. Inside the cap member 79, a plurality of pressing plates 77 are arranged corresponding to each block row 732. Each pressing plate 77 is urged toward the inside of the frame body 74 by an elastic body 78 such as a spring. The cap member 79 including the pressing plate 77 and the closed end surface of the frame body 74 in the longitudinal direction constitute pressing means for each block row 732. This pressing means presses the block body 73 or the dummy block 75 disposed on the outer peripheral portion (both ends in the block arrangement direction) of each block row 732 toward the inside of each block row 732. By this pressing means, each block body 73 and dummy block 75 constituting each block row 732 are fixed to the frame body 74, and the side surfaces of each block body 73 and dummy block 75 are placed in close contact with each other. It can be done. Thereby, each droplet discharge head can be positioned accurately.
[0041]
Note that the positioning of each block body 73 in the X direction and the Z direction in FIG. However, positioning of each block body 73 in the same direction may be performed by providing a pressing means for pressing each block body 73 from the X direction and the Z direction in FIG.
[0042]
[Method for manufacturing head unit]
Next, a method for manufacturing the head unit described above will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 6, the droplet discharge head 34 is fixed to the block body 73. Specifically, first, each nozzle 18 of the droplet discharge head 34 is positioned with respect to the side surface 76 of the block body 73 in the nozzle arrangement direction of the droplet discharge head 34, and then the droplet discharge head 34 is moved to the block body 73. Place on the top surface. Next, the mounting hole 35 a formed in the flange portion 35 of the droplet discharge head 34 is filled with a photo-curing resin before curing. Then, the filled photocurable resin is irradiated with light such as ultraviolet rays to cure the photocurable resin. Thereby, the droplet discharge head 34 and the block body 73 are fixed to each other. In addition, since the photocurable resin is not interposed between the droplet discharge head 34 and the block body 73, it is possible to ensure the accuracy of the height dimension in a state in which both are fixed. Further, by using the photo-curing resin, both can be fixed without applying force to the droplet discharge head 34 and / or the block body 73, so that the positional accuracy of both can be maintained.
[0043]
Note that, when the photocurable resin is irradiated with light, the block body 73 and / or the droplet discharge head 34 generate heat. Therefore, it is desirable to irradiate the photocurable resin with light while cooling both. Thereby, it becomes possible to fix both while preventing the expansion of the block body 73 and / or the droplet discharge head 34, and the positional accuracy of both can be maintained. In addition, since the block body 73 is formed small, the block body 73 can be cooled easily and in a short time.
[0044]
By the way, since each nozzle of the droplet discharge head 34 is formed to have a minute diameter of, for example, about 40 μm, there is a possibility that nozzle clogging may occur even if a small amount of dust enters. Further, when the droplet discharge head 34 is fixed to the block body 73, the droplet discharge head 34 may break down and ink discharge may be impossible. Therefore, it is desirable to confirm the droplet discharge operation of the droplet discharge head 34 when the droplet discharge head 34 is fixed to the block body 73. Specifically, it is confirmed whether or not a predetermined amount of ink can be ejected to a predetermined position by ejecting ink from the droplet ejection head 34. Then, the head unit 71 shown in FIG. 4 is formed using only the block body 73 to which the droplet discharge head 34 capable of normally discharging droplets is fixed. Since the droplet discharge head 34 does not fail when the block body 73 is inserted into the frame body 74, the droplet discharge operation is confirmed when the droplet discharge head 34 is fixed to the block body 73. Thus, it is possible to manufacture a drawing apparatus that can normally discharge droplets.
[0045]
Next, as shown in FIG. 4, the block body 73 and the dummy block 75 are inserted into the frame body 74. Specifically, the block bodies 73 and the dummy blocks 75 constituting each block row 732 are sequentially inserted into a small space inside the frame body defined by the ribs 744 (see FIG. 5). Accordingly, the block bodies 73 are arranged in a state where the side surfaces in the block arrangement direction are in contact with each other, and the block rows 732 are arranged in parallel in a state shifted in the block arrangement direction. Next, the cap member 79 is inserted into the opening end of the frame body 74 and fixed to the frame body 74 in a detachable manner. Then, each block row 732 is pressed inward between the pressing plate 77 of the cap member 79 and the closed end surface of the frame body 74. Thereby, each block body 73 and the dummy block 75 are detachably fixed to the frame body 74, and each block body 73 is disposed adjacent to each other with the side surfaces in close contact with each other. As a result, the droplet discharge heads 34 fixed to the respective block bodies 73 are positioned and arranged at predetermined positions. As described above, all the nozzles formed in the plurality of droplet discharge heads 34 are arranged at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the head unit 71.
[0046]
On the other hand, during operation of the drawing apparatus, nozzle clogging or the like may occur in some of the droplet discharge heads 34 constituting the head unit 71, and the droplet discharge heads 34 may become unusable. Therefore, a method for replacing the droplet discharge head 34 that has become unusable will be described. First, the operation of the drawing apparatus is temporarily stopped, and the head unit 71 is moved to the maintenance unit 80 on the side of the stage (see FIG. 3). Next, the cap member 79 is removed from the frame body 74, and the droplet discharge head 34 that has become unusable is removed from the frame body 74 together with the block body 73. Here, since the block body 73 to which the droplet discharge head 34 is fixed is detachably fixed to the frame body 74, the droplet discharge head 34 that has become unusable can be easily removed together with the block body 73. It can be taken out. The work can be performed without removing the frame 74 from the drawing apparatus. Then, a new droplet discharge head 34 capable of normally discharging droplets is fixed to the block body 73, the block body 73 is inserted into the frame body 74 together with other block bodies, and the cap member 79 is attached. Thereby, the block bodies 73 are arranged adjacent to each other, the droplet discharge head 34 is positioned, and the head unit 71 can be easily reconstructed. As described above, the droplet discharge head 34 can be easily replaced. Since only one droplet discharge head 34 is fixed to each block 73, only the droplet discharge head 34 that has become unusable can be easily replaced.
[0047]
Further, when manufacturing color filters with different filter element pitches, it is necessary to change the nozzle pitch of the head unit. Therefore, a method for changing the nozzle pitch of the head unit will be described. First, all the droplet discharge heads 34 constituting the head unit 71 are taken out from the frame body 74 together with the block bodies 73 by the same method as described above. On the other hand, a droplet discharge head having a new nozzle pitch is fixed to a new block body. Note that the length of the block body in the nozzle array direction of the droplet discharge head is set to a length that is obtained by multiplying the nozzle array length in the droplet discharge head by the number of block rows of the head unit 71. In addition, a dummy block to be arranged at the end of each block row is formed. Note that the length of the dummy block in the block arrangement direction is set to an integer multiple of the nozzle arrangement length in the droplet discharge head. Then, a new block body and a dummy block are inserted into the frame body 74. As a result, new block rows are arranged in a state shifted in the block arrangement direction, and all nozzles formed in the new droplet discharge head are arranged at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the head unit 71. . As described above, the nozzle pitch of the head unit 71 can be easily changed.
[0048]
As described above, in the present embodiment, a plurality of droplet discharge heads are fixed to a plurality of block bodies, and each block body is detachably adjacently positioned to position the droplet discharge heads. In particular, after the nozzles were positioned with respect to the side surfaces of the block bodies, the droplet discharge heads were fixed, and the side surfaces of each block body were brought into close contact with each other and arranged adjacent to each other. According to this configuration, it is possible to easily remove each droplet discharge head from the head unit together with the block body, and it is possible to easily position each droplet discharge head and reconstruct the head unit. . Therefore, it is possible to easily replace a droplet discharge head that has been found to be unusable. Further, the nozzle pitch of the head unit can be changed easily.
[0049]
In this embodiment, the block bodies are arranged adjacent to each other in the nozzle arrangement direction to form a plurality of block rows, and the block rows are arranged in a state shifted in the arrangement direction. As a result, all the nozzles 18 formed in the plurality of droplet discharge heads 34 are arranged at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the head unit 71. That is, the head unit 71 can eject ink droplets at a predetermined pitch with an error of ± 5 μm over a width of, for example, several meters. Then, ink can be drawn all over the entire surface of the substrate by ejecting ink droplets from the head unit 71 while transporting the substrate. Further, the height from the surface of the frame 74 to the ink ejection surface 12a of each droplet ejection head 34 is formed to be a substantially constant predetermined height. Accordingly, the distance from the ink ejection surface 12a of each droplet ejection head 34 to the substrate is set to a substantially constant short distance. As a result, the ink discharged from the droplet discharge head 34 can be landed on a predetermined position on the substrate.
[0050]
[Color filter manufacturing method]
Next, an example of a color filter manufacturing method using the color filter manufacturing apparatus 1 of the present embodiment will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram of the color filter region 51 in the substrate S. FIG. The color filter manufacturing method using the color filter manufacturing apparatus 1 can be applied when a plurality of color filter regions 51 are formed in a matrix on the rectangular substrate S from the viewpoint of increasing productivity. . These color filter regions 51 can be used as individual color filters suitable for a liquid crystal display device by cutting the substrate S later. In each color filter region 51, as shown in FIG. 8, R ink, G ink, and B ink are respectively formed in a predetermined pattern, in this example, a conventionally known stripe type and arranged. . In addition to the stripe type, the formation pattern may be a mosaic type, a delta type, or a square type.
[0051]
FIG. 9 is an explanatory diagram of a color filter manufacturing method. In order to form such a color filter region 51, first, a black matrix 52 is formed on one surface of a transparent substrate S as shown in FIG. When the black matrix 52 is formed, a non-light-transmitting resin (preferably a black resin) is applied to a predetermined thickness (for example, about 2 μm) by a method such as spin coating, and the photolithography technique is used. Pattern. For the minimum display element surrounded by the black matrix 52, that is, the filter element 53, for example, the width in the X-axis direction is set to 30 μm and the length in the Y-axis direction is set to about 100 μm. This black matrix has a sufficient height and functions as a partition wall during ink ejection.
[0052]
Next, as shown in FIG. 9B, ink droplets 54 containing a resin composition that becomes an ink receiving layer from the droplet discharge head 34 of the ink receiving layer forming apparatus 2 in the color filter manufacturing apparatus 1 of the present embodiment. (Liquid) is discharged and landed on the substrate S. The amount of ink droplets 54 to be ejected is a sufficient amount in consideration of a decrease in ink volume in the heating process. Next, ink droplets are fired in the firing part of the ink receiving layer forming apparatus 2 to obtain an ink receiving layer 60 as shown in FIG.
[0053]
Next, as illustrated in FIG. 9D, R ink droplets 54 </ b> R (liquid material) are ejected from the droplet ejection head 34 of the R colored layer forming apparatus 3, and land on the substrate S. The amount of ink droplets 54 to be ejected is a sufficient amount in consideration of a decrease in ink volume in the heating process. Next, the ink is temporarily fired in the temporary firing portion 65 of the R colored layer forming apparatus 3 to obtain an R colored layer 34R as shown in FIG. The above steps are repeated in the G colored layer forming apparatus 4 and the B colored layer forming apparatus 5 to sequentially form the G colored layer 34G and the B colored layer 34B as shown in FIG. 9 (f). After all of the R colored layer 34R, the G colored layer 34G, and the B colored layer 34B are formed, the colored layers 34R, 34G, and 34B are collectively fired in the firing apparatus 6.
[0054]
Next, in order to planarize the substrate S and protect the colored layers 34R, 34G, and 34B, as shown in FIG. 9G, an overcoat film (protective film) that covers the colored layers 34R, 34G, and 34B and the black matrix 52 is formed. ) 56 is formed. In forming the overcoat film 56, a spin coating method, a roll coating method, a ripping method, or the like can be employed, but a drawing apparatus can be used as in the case of the colored layers 34R, 34G, and 34B. .
[0055]
As described above, the drawing device 72 constituting the color filter manufacturing apparatus 1 of the present embodiment includes the drawing unit 63 in the middle of the linear substrate transport line that connects the material supply unit 61 and the material removal unit 66, and includes a plurality of drawing units 63. A pattern having a desired shape is formed by ejecting ink from the droplet ejection head 34 while moving the substrate S in a direction intersecting the arrangement direction of the droplet ejection heads 34. That is, since the substrate S before drawing is supplied from one end of the drawing unit 63 and the substrate S after drawing is discharged from the other end of the drawing unit 63, the substrate S is continuously flowed into the drawing unit 63. It is possible to perform drawing at once using a plurality of droplet discharge heads 34 during conveyance in only one direction. Therefore, the tact time required for processing one substrate can be shortened, and an apparatus with excellent productivity can be realized. In addition, since the material supply unit 61, the drawing unit 63, and the material removal unit 66 are arranged in a straight line, the space occupied by the apparatus can be reduced. Furthermore, since a transport device having a function of changing the transport direction of the substrate is not necessary, the device configuration can be simplified.
[0056]
[Liquid Crystal Device]
Next, an embodiment of a liquid crystal device (electro-optical device) including the color filter will be described. FIG. 10 is a side cross-sectional view of a passive matrix liquid crystal device. Reference numeral 30 in FIG. 10 denotes a liquid crystal device. The liquid crystal device 30 is of a transmissive type, and a liquid crystal layer 33 made of STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal or the like is sandwiched between a pair of glass substrates 31 and 32.
[0057]
One glass substrate 31 has the color filter 55 formed on the inner surface thereof. The color filter 55 is configured by regularly arranging colored layers 34R, 34G, and 34B made of R, G, and B colors. A black matrix 52 is formed between the dye layers 34R (34G, 34B). An overcoat film (protective film) 56 is formed on the color filter 55 and the black matrix 52 in order to eliminate the step formed by the color filter 55 and the black matrix 52 and to flatten the same. . A plurality of electrodes 37 are formed in a stripe shape on the overcoat film 56, and an alignment film 38 is further formed thereon.
[0058]
On the other glass substrate 32, a plurality of electrodes 39 are formed in stripes on the inner surface so as to be orthogonal to the electrodes 37 on the color filter 55 side. On these electrodes 39, an alignment film 40 is formed. Is formed. The colored layers 34R, 34G, and 34B of the color filter 55 are disposed at positions where the electrodes 39 and 37 intersect on the glass substrates 32, respectively. The electrodes 37 and 39 are made of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide). Further, polarizing plates (not shown) are provided on the outer surface sides of the glass substrate 32 and the color filter 55, respectively, and the space (cell gap) between the substrates 31, 32 is kept constant between the glass substrates 31, 32. For this purpose, a spacer 41 is provided. Further, a sealing material 42 for enclosing the liquid crystal 33 is provided between the glass substrates 31 and 32.
[0059]
In the liquid crystal device 30 of the present embodiment, the color filter 55 manufactured by using the color filter manufacturing device 1 is applied, so that a low-cost and high-quality color liquid crystal display device can be realized.
[0060]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing only a portion of a drawing apparatus that is a main part of the color filter manufacturing apparatus of the present embodiment. Note that detailed description of portions having the same configuration as in the first embodiment is omitted.
[0061]
The drawing apparatus 103 in the color filter manufacturing apparatus of the present embodiment has a drawing unit 163 on the side of the substrate transfer line, and the substrate S transferred from the front process side to the back process side is transferred from the main transfer line 160. The drawing is performed by drawing and returning to the main transport line 160 after drawing. Therefore, a pivot device 169 that switches the substrate transport direction by 90 ° is provided at a branch point from the main transport line 160 to the drawing unit 163. A surface modification unit 162 is provided between the pivot device 169 and the drawing unit 163. Further, a maintenance unit 180 is provided on the opposite side of the main conveyance line 160 as viewed from the drawing unit 163. The head unit 171 is formed to be movable from the drawing unit 163 to the maintenance unit 180. With the configuration of the present embodiment, it is possible to perform color filter drawing in the process of drawing the substrate S from the main transport line 160 and repair drawing defects in the process of returning the substrate S to the main transport line 160 again.
[0062]
The drawing apparatus 103 of the second embodiment is also provided with a head unit 171 similar to that of the first embodiment. In other words, a plurality of droplet discharge heads are arranged in a line on a frame extending in a direction perpendicular to the substrate transport direction. Specifically, a plurality of liquid droplet ejection heads are arranged in three rows along the longitudinal direction of the frame, and each block row is arranged in parallel in a state shifted in the block arrangement direction. By arranging the droplet discharge heads as described above, all the nozzles formed on the plurality of droplet discharge heads are arranged at substantially equal intervals along the longitudinal direction of the frame body. Yes. And ink can be drawn at a stretch over the whole surface of a board | substrate by discharging an ink drop from this head unit, conveying a board | substrate.
[0063]
[Electronics]
Next, a specific example of an electronic apparatus provided with display means including the liquid crystal device will be described.
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a liquid crystal television. In FIG. 12, reference numeral 500 denotes a liquid crystal television main body, and reference numeral 501 denotes a liquid crystal display unit including the liquid crystal device of the above embodiment. As described above, since the electronic apparatus shown in FIG. 12 includes the liquid crystal device of the above embodiment, an electronic apparatus having a color liquid crystal display that is inexpensive and excellent in display quality can be realized.
[0064]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the specific configuration of details of the color filter manufacturing apparatus of the above embodiment can be changed as appropriate. Moreover, although the example which applies the drawing apparatus of this invention to manufacture of a color filter was given in the said embodiment, it can apply not only to a color filter but to device formation techniques, such as an organic EL element, or various wiring formation techniques. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color filter manufacturing apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration perspective view showing only a part of a drawing apparatus which is a main part of the color filter manufacturing apparatus of the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic configuration perspective view showing only the vicinity of a drawing unit;
FIG. 4 is an exploded view of the head unit.
FIG. 5 is a side cross-sectional view of the head unit at a portion corresponding to the line AA in FIG. 4;
FIG. 6 is a perspective view of a block body to which a droplet discharge head is fixed.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a droplet discharge head.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a color filter region on a substrate.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a color filter manufacturing method.
FIG. 10 is a side cross-sectional view of a passive matrix liquid crystal device.
FIG. 11 is a schematic configuration perspective view showing only a part of a drawing apparatus which is a main part of a color filter manufacturing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a liquid crystal television.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional head unit.
[Explanation of symbols]
34 droplet discharge head 71 head unit 73 block body 74 frame body 75 dummy block 732 block row

Claims (11)

基板上にパターン形成用材料を含有する液状体を吐出して所望形状のパターンを形成するため、複数の液滴吐出ヘッドが配列されたヘッドユニットを有する描画装置であって、
前記各液滴吐出ヘッドを複数のブロック体に固定し、前記各ブロック体を着脱自在に隣接配置してブロック群を形成することにより、前記各液滴吐出ヘッドを所定位置に配列したことを特徴とする描画装置。A drawing apparatus having a head unit in which a plurality of droplet discharge heads are arranged in order to form a pattern of a desired shape by discharging a liquid containing a pattern forming material on a substrate.
The droplet discharge heads are arranged at predetermined positions by fixing the droplet discharge heads to a plurality of block bodies and detachably adjoining the block bodies to form a block group. A drawing device. 前記ブロック体に対して前記液滴吐出ヘッドを位置決めする位置決め手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。The drawing apparatus according to claim 1, further comprising a positioning unit that positions the droplet discharge head with respect to the block body. 前記液滴吐出ヘッドは、前記ブロック体の側面に対して位置決めされて、前記ブロック体に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の描画装置。The drawing apparatus according to claim 1, wherein the droplet discharge head is positioned with respect to a side surface of the block body and fixed to the block body. 前記ブロック群の外周部に配置された前記各ブロック体を、前記ブロック群の内側に向かって押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の描画装置。The pressing unit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a pressing unit that presses each of the block bodies arranged on an outer peripheral portion of the block group toward the inside of the block group. Drawing device. 前記各ブロック体を、前記液滴吐出ヘッドに形成された複数のノズルの配列方向に隣接配置して、ブロック列を形成し、
複数の前記ブロック列を、それぞれ前記ノズルの配列方向に所定距離だけずれた状態で並列配置することにより、
前記各液滴吐出ヘッドに形成された前記各ノズルを、前記ノズルの配列方向に沿ってほぼ等間隔に配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の描画装置。The block bodies are arranged adjacent to each other in the arrangement direction of a plurality of nozzles formed in the droplet discharge head, thereby forming a block row,
By arranging the plurality of block rows in parallel with each other being shifted by a predetermined distance in the arrangement direction of the nozzles,
5. The drawing apparatus according to claim 1, wherein the nozzles formed in the droplet discharge heads are arranged at substantially equal intervals along an arrangement direction of the nozzles. 前記各ブロック列を前記所定距離だけずれた状態で配置するダミーブロックが、前記各ブロック列の端部に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の描画装置。6. The drawing apparatus according to claim 5, wherein a dummy block that arranges each block row in a state shifted by the predetermined distance is arranged at an end of each block row. 前記各ブロック体には、１個の前記液滴吐出ヘッドが固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の描画装置。The drawing apparatus according to claim 1, wherein one droplet discharge head is fixed to each block body. 基板上にパターン形成用材料を含有する液状体を吐出して所望形状のパターンを形成するため、複数の液滴吐出ヘッドを配列したヘッドユニットを有する描画装置の製造方法であって、
前記各液滴吐出ヘッドを複数のブロック体に固定し、前記ブロック体を着脱自在に隣接配置することにより、前記各液滴吐出ヘッドを所定位置に配列することを特徴とする描画装置の製造方法。A method of manufacturing a drawing apparatus having a head unit in which a plurality of droplet discharge heads are arranged to discharge a liquid containing a pattern forming material onto a substrate to form a pattern having a desired shape.
A method of manufacturing a drawing apparatus, wherein each of the droplet discharge heads is fixed to a plurality of block bodies, and the block bodies are detachably arranged adjacent to each other to arrange the droplet discharge heads at predetermined positions. . 前記各ブロック体に固定された前記各液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作の確認を行う工程と、
正常に液滴吐出が可能な前記各液滴吐出ヘッドが固定された前記各ブロック体のみを着脱自在に隣接配置して、前記ヘッドユニットを形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の描画装置の製造方法。A step of confirming a droplet discharge operation of each droplet discharge head fixed to each block body;
Forming the head unit by detachably adjoining only the block bodies to which the droplet discharge heads capable of normally discharging droplets are fixed; and
The method of manufacturing a drawing apparatus according to claim 8, comprising: 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の描画装置を使用して製造したことを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device manufactured using the drawing device according to claim 1. 請求項１０に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 10.

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