JP2005051216A - 液滴吐出装置及びパターンの作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の液滴吐出装置は、各行で吐出口が一軸方向に配列された複数のノズルを複数行含む液滴吐出手段を有し、複数のノズルの吐出口の径は、各行で異なることを特徴とする。また、本発明のパターンの作製方法の一態様は、各行で吐出口が一軸方向に配列された複数のノズルを2行分含む液滴吐出手段のうち、1行目に配置された複数のノズルから組成物を吐出して第1のパターンを形成するステップ、第1のパターンの凹部に2行目に配置された複数のノズルから組成物を選択的に吐出して第2のパターンを形成するステップを有し、1行目に配置された複数のノズルと2行目に配置された複数のノズルから吐出する組成物の吐出量は互いに異なることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
また、各行に配置されたノズル131の径R1、ノズル132の径R2及びノズル133の径R3は互いに異なっており、そのため、各行に配置された各ノズル131〜133の吐出量は互いに異なる。
D1〜D3はノズル間の間隔(ピッチ)であり、多くの場合において、D1>D2>D3を満たす。径R1〜R3と間隔D1〜D3の条件の一例としては、R2=R1/2、R3=R2/2=R1/4、D2=D1/2、D3=D2/2=D3/4、という条件が挙げられる。また、具体的な数値で、径の条件の一例を挙げると、R1=13μm、R2=6.5μm、R3=3μmという条件が挙げられる。この場合、径がR1のノズル131は、吐出量は1pl、径が16μmのパターン、径がR2のノズル132は、吐出量は0.1pl、径が7μmのパターン、径がR3のノズル133は、吐出量は0.01pl、径が3.25μmのパターンを形成する。従って、ノズル131は画素電極などの大きな面積のパターンの形成、ノズル132は配線パターンよりもラフなパターンの形成、ノズル133は配線パターンの形成に用いる等して、各ノズルの吐出口の径に合わせて使い分けるとよい。
溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等に相当する。
組成物の粘度は300cp以下が好適であり、これは、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにするためである。なお、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度、表面張力等は適宜調整するとよい。一例として、ITOや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は5〜50mPa・S、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は5〜20mPa・S、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は10〜20mPa・Sである。
(実施の形態2)
一例を具体的な数値を挙げて説明すると、吐出量が0.01plのとき、ノズルの吐出口の径は3μm、着弾後の組成物の径は3.25μmとなり、そのサイズは1.08倍となる。吐出量が0.1plのとき、ノズルの吐出口の径は6.5μm、着弾後の組成物の径は7μmとなり、そのサイズは1.08倍となる。吐出量が1plのとき、ノズルの吐出口の径は13μm、着弾後の組成物の径は16μmとなり、そのサイズは1.23倍となる。
そこで、以下には、ノズルの吐出口の径と、着弾後の組成物の径がほぼ同じ(例えば、1.1倍以下)である場合と、ノズルの吐出口の径と、着弾後の組成物の径が変化する場合(例えば、1.1倍以上)に変化する場合の2つの場合に分けて説明する。
次に、径がR2の吐出口を有するノズル152を用いて、パターン146を形成する(図4(C))。この工程では、前の工程でパターン145が形成されなかった領域に、組成物が吐出される。本工程を経ると、パターン形成領域154のほぼ全面に組成物が吐出される。しかしながら、断面図に示すように、そのパターン146の表面には凸凹が生じている。
最後に、径がR3の吐出口を有するノズル153を用いて、パターン147を形成する(図4(D))。この工程は、パターンの平坦化を目的としたものであり、凸凹した箇所に選択的に吐出する。そうすると、断面図に示すように、表面が平坦化されたパターン147を形成することができる。
次に、径がR2の吐出口を有するノズル152を用いて、パターン156を形成する(図5(B))。この工程では、前の工程で凸凹が生じてしまった箇所に組成物を吐出する。本工程を経ると、パターン156の表面の凸凹はほぼ解消される。
最後に、径がR3の吐出口を有するノズル153を用いて、パターン157を形成する(図5(C))。この工程は、パターン156の平坦化を目的としたものであり、凸凹した箇所に選択的に吐出する。そうすると、断面図に示すように、パターンの表面が平坦化される。
(実施の形態3)
(実施の形態4)
本発明の液滴吐出装置は、吐出口が一軸方向に配列された複数のノズルを具備した液滴吐出手段を有するものであることは上述した通りであるが、本実施の形態では、各ノズルのピッチが、画素ピッチのn倍(nは整数)以上であることを特徴とした液滴吐出手段と、該液滴吐出手段を用いたパターンの作製方法について、図16〜図19を用いて説明する。
つまり、配線等の直線状のパターンを描画する場合、各ノズルのピッチが、画素ピッチのn倍であるとすると、基板の走査(又はヘッドの走査)をn回行って、且つ複数のノズルを同時に使用すれば、描画を終了させることができる。
まず、径が最大の吐出口711を有するノズルを用いて、パターン形成領域714にパターンを形成する(図19(A))。次に、基板101を少しずらして、吐出口711を有するノズルを用いて、該パターン形成領域714にパターンを形成する(図19(B))。そうすると、パターン形成領域714のほぼ全面に組成物が吐出される。最後に吐出口711を有するノズルを用いて、パターンを形成する(図19(C))。そうすると、表面が平坦化され、且つ大面積のパターンを短時間で描画することができる。
上記のパターンの作製方法では、ノズルのピッチが画素ピッチであることを活用しており、基板の走査(又はヘッドの走査)を複数回行って、且つ複数のノズルを同時に使用する。そうすると、大面積のパターンを短時間で描画することが可能となる。
まず、CADにより、回路設計が行われ、アライメントマーカー、ゲートメタル、2ndメタル及びITOの配置箇所が決定する。そして、入力手段513により、コンピュータにデータが入力されると、このデータを基に、液滴吐出手段504が有するノズルのうち、最適な径の吐出口を有するノズルが決定され、続いて、該液滴吐出手段504の走査経路が決定する。また、基板上にフォトリソグラフィ技術やレーザ光を用いてアライメントマーカーを形成する。そして、アライメントマーカーが形成された基板を装置内に設置し、該装置に具備された撮像手段によりマーカーの位置を検出しておく。その後、決定された走査経路に従って走査され、選択的に組成物を吐出すると、パターンが形成される。
まず、CADにより、回路設計が行われ、ゲートメタル、2ndメタル及びITOの配置箇所が決定する。そして、入力手段513により、コンピュータにデータが入力されると、このデータを基に、液滴吐出手段504が有するノズルのうち、最適な径の吐出口を有するノズルが決定され、続いて、走査経路が決定する。そして、装置内に設置された基板上に、決定された経路に従って、組成物を吐出してゲートメタルを形成する。その後、撮像手段507により、基板上のゲートメタルのパターン情報を検出し、コンピュータに情報として入力する。コンピュータでは、CADにより設計されたゲートメタルのパターン情報と、撮像手段によって得られるパターンの情報とを照らし合わせて、基板との位置合わせを行う。その後、決定された経路に従って、残りのパターンの作成を行う。
また、圧電体を具備したノズルを用いた場合、該圧電体に印加する波形を制御することで、吐出量を制御するという特徴を有する。つまり、このシステムに本特徴を活用してもよく、より詳しくは、開口部検出手段514から得られた情報により、最適な径の吐出口を有するノズルを選択する。次に、ノズルから得られる吐出量を最適なものとするために、圧電体に印加する波形を制御する吐出量制御回路505を活用するとよい。
102 吐出口
103 吐出口
104 吐出口
105 接着剤
106 SUSプレート
107 ンク室板
108 振動板
109 下部電極
110 ピエゾ
111 上部電極
112 供給孔
113 インク室
120 撮像手段
122 ステージ
123 インクボトル
124 基板
125 液滴吐出手段
131 ノズル
132 ノズル
133 ノズル
134 マーカー
Claims (6)
- 各行で吐出口が一軸方向に配列された複数のノズルを複数行含む液滴吐出手段を有し、
前記複数のノズルの吐出口の径は、各行で異なることを特徴とする液滴吐出装置。 - 各行で吐出口が一軸方向に配列された複数のノズルを2行分含む液滴吐出手段のうち、1行目に配置された複数のノズルから組成物を吐出して第1のパターンを形成し、
前記第1のパターンの凹部に、2行目に配置された複数のノズルから組成物を選択的に吐出して第2のパターンを形成し、
1行目に配置された前記複数のノズルと、2行目に配置された前記複数のノズルから吐出する組成物の吐出量は互いに異なることを特徴とするパターンの作製方法。 - 請求項2において、1行目に配置された前記複数のノズルの吐出口の径と、2行目に配置された前記複数のノズルの吐出口の径は互いに異なることを特徴とするパターンの作製方法。
- 各行で吐出口が一軸方向に配列された複数のノズルを3行分含む液滴吐出手段のうち、1行目に配置された複数のノズルから組成物を吐出して複数の第1のパターンを形成し、
前記複数の第1のパターン同士が一体化するように、2行目に配置された複数のノズルから組成物を吐出して第2のパターンを形成し、
前記第1のパターンと前記第2のパターンにより形成された凹部に、3行目に配置された複数のノズルから組成物を選択的に吐出して、第3のパターンを形成し、
1行目に配置された前記複数のノズルと、2行目に配置された前記複数のノズルと、3行目に配置された前記複数のノズルから吐出する組成物の吐出量は互いに異なることを特徴とするパターンの作製方法。 - 各行で吐出口が一軸方向に配列された複数のノズルを3行分含む液滴吐出手段のうち、1行目に配置された複数のノズルから組成物を吐出して第1のパターンを形成し、
前記第1のパターンの凹部に、2行目に配置された複数のノズルから組成物を吐出して第2のパターンを形成し、
前記第1のパターンと前記第2のパターンにより形成された凹部に、3行目に配置された複数のノズルから組成物を選択的に吐出して、第3のパターンを形成し、
1行目に配置された前記複数のノズルと、2行目に配置された前記複数のノズルと、3行目に配置された前記複数のノズルから吐出する組成物の吐出量は互いに異なることを特徴とするパターンの作製方法。 - 請求項4又は請求項5において、1行目に配置された前記複数のノズルの吐出口の径と、2行目に配置された前記複数のノズルの吐出口の径と、3行目に配置された前記複数のノズルの吐出口の径とは互いに異なることを特徴とするパターンの作製方法。
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