以下、添付の図面を参照して、本発明を適用した液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、いわゆるフラットディスプレイの製造ラインに組み込まれるものであり、機能液滴吐出ヘッドを用いた液滴吐出法(インクジェット法を応用した)により、液晶表示装置のカラーフィルタや有機EL装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。
図1および図2に示すように、液滴吐出装置1は、複数の機能液滴吐出ヘッド53(図示省略)を搭載したヘッドユニット16を有し、ワークWに機能液滴による描画を行う描画装置2と、機能液滴吐出ヘッド53の機能維持・保守に供するメンテナンス装置3と、描画装置2(機能液滴吐出ヘッド53)に機能液を供給する図外の機能液供給装置4と、各装置を統括制御する図外の制御装置5と、を備えている。そして、液滴吐出装置1では、制御装置5による制御に基づいて、描画装置2に描画処理を行わせ、ワークW上に所定の描画パターンを描画させると共に、メンテナンス装置3により適宜メンテナンス処理を行って、機能液滴吐出ヘッド53の機能維持・保守を図るようになっている。
図1に示すように、描画装置2は、石定盤等で構成されたX軸支持ベース11と、X軸支持ベース11上に配設され、ワークWをセットしてこれを主走査方向となるX軸方向に移動させるためのX軸テーブル12と、複数本の支柱13を介してX軸テーブル12を跨ぐように架け渡された1対(2つ)のY軸支持ベース14と、Y軸支持ベース14上に配設されたY軸テーブル15と、複数の機能液滴吐出ヘッド53(図示省略)が搭載された7つのキャリッジユニット51から成り、副走査方向となるY軸方向に対して、Y軸テーブル15に移動自在に支持されたヘッドユニット16と、を備えている。
なお、図1における図示手前の位置が未処理のワークWを導入すると共に、処理済みのワークWを回収するためのワーク載せ換え位置となっていると共に、X軸テーブル12とY軸テーブル15とが交わる場所が、ワークWに対して描画を行うためのヘッドユニット16の描画位置となっている。
また、描画装置2には、駆動・制御用の圧縮エアーを供給するエアー供給装置(図示省略)や、ワークWをセットするためにエアー吸引を行うエアー吸引装置(図示省略)の他、ワークWをセット(位置補正)する際に用いられる一対のワーク認識カメラ21、ヘッドユニット16の位置補正を行うためのヘッド認識カメラ(図示省略)等の各種付帯装置が備えられている。
図1および図2に示すように、X軸テーブル12は、ワークWをセットするセットテーブル31と、セットテーブル31をX軸方向にスライド自在に支持するX軸エアースライダ32と、X軸方向に延在し、セットテーブル31を介してワークWをX軸方向に移動させる左右一対のX軸リニアモータ(図示省略)と、X軸リニアモータに並設され、X軸エアースライダ32の移動を案内する一対(2本)のX軸ガイドレール33と、X軸ガイドレール33に並設され、セットテーブル31を介してワークWの位置を把握するためのX軸リニアスケール(図示省略)と、を備えている。
セットテーブル31は、エアー吸引装置からのエアー吸引によりワークWを吸着セットする吸着テーブル34と、吸着テーブル34を回動自在に支持し、吸着テーブル34に吸着セットしたワークWをθ補正するためのθテーブル35等を有している(図7参照)。そして、吸着テーブル34に吸着セットされたワークWは、一対のワーク認識カメラ21により画像認識され、θテーブル35を介してθ補正される。
一対のX軸リニアモータを(同期させて)駆動すると、一対のX軸ガイドレール33にガイドされた状態で、X軸エアースライダ32がX軸方向に移動し、セットテーブル31にセットされたワークWがX軸方向に移動する。
なお、詳細は後述するが、セットテーブル31には、メンテナンス装置3の描画フラッシングユニット91(描画フラッシングボックス101)が支持されていると共に、X軸エアースライダ32には、メンテナンス装置3の描画ワイピングユニット131、および非描画フラッシングユニット92が搭載されている。
Y軸テーブル15は、ヘッドユニット16を構成する7つの各キャリッジユニット51をそれぞれ挿通して固定した7つのブリッジプレート41と、7つのブリッジプレート41の両端を支持する7組14個のY軸スライダ(図示省略)と、上記した一対のY軸支持ベース14上に設置され、7組14個のY軸スライダを介してブリッジプレート41をY軸方向に移動させる一対のY軸リニアモータ(図示省略)と、Y軸リニアモータと並んでY軸支持ベース14上に設置され、7組14個のY軸スライダを支持して、各Y軸スライダの移動を案内する一対のY軸ガイドレール(図示省略)と、Y軸ガイドレールに並設され、各キャリッジユニット51の位置をそれぞれ把握するためのY軸リニアスケール(図示省略)と、を備えている。
一対のY軸リニアモータを(同期させて)駆動すると、各Y軸スライダが一対のY軸ガイドレールを案内にして同時にY軸方向を平行移動する。これにより、ブリッジプレート41が両端を支持された状態でY軸方向を移動し、これと共にキャリッジユニット51がY軸方向に移動する。なお、この場合、Y軸リニアモータの駆動を制御することにより、各ブリッジプレート41(各キャリッジユニット51)を独立させて個別に移動させることも可能であるし、7つの全ブリッジプレート41をヘッドユニット16として一体に移動させることも可能である。
図1および図2に示すように、ヘッドユニット16は、同様に構成された7つのキャリッジユニット51をY軸方向に整列させて構成されている。各キャリッジユニット51は、ヘッドプレート52にヘッド保持プレート(図示省略)を介して12個の機能液滴吐出ヘッド53を搭載し、これをキャリッジ54に支持させて構成されている。
図3に示すように、ヘッドプレート52は、ステンレス等の厚板で平面視略平行四辺形に形成されている。ヘッドプレート52には、ヘッド保持プレートを介して機能液滴吐出ヘッド53を位置決め・装着するための開口(図示省略)が設けられており、各ヘッドプレート52に12個の機能液滴吐出ヘッド53を搭載すると、12個の機能液滴吐出ヘッド53のノズル列(後述する)がY軸方向において連続(一部重複)して、1本の分割描画ラインが形成されるようになっている。なお、本実施形態では、12個の機能液滴吐出ヘッド53をX軸方向およびY軸方向にそれぞれ位置ずれさせた階段状の配置パターンを採用しているが、各機能液滴吐出ヘッド53のノズル列がY軸方向に連続してさえいれば、機能液滴吐出ヘッド53の配置パターンを任意に設定可能である。
図4に示すように、機能液滴吐出ヘッド53(インクジェットヘッド)は、いわゆる2連のものであり、2連の接続針62を有する機能液導入部61と、機能液導入部61に連なる2連のヘッド基板63と、機能液導入部61の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体64と、を備えている。接続針62は、図外の機能液供給装置4(機能液タンク)に接続され、機能液導入部61に機能液を供給する。ヘッド本体64は、キャビティ65(ピエゾ圧電素子)と、多数の吐出ノズル68が開口したノズル面67を有するノズルプレート66と、で構成されている。機能液滴吐出ヘッド53を吐出駆動すると、(ピエゾ圧電素子に電圧が印加され)キャビティ65のポンプ作用により、吐出ノズル68から機能液滴が吐出される。
なお、多数の吐出ノズル68は、二分され、等ピッチ(約140μm間隔)に整列して、2列の分割ノズル列を形成していると共に、2列の分割ノズル列同士は、相互に半ピッチ(約70μm)分位置ずれしている。すなわち、機能液滴吐出ヘッド53には、2列の分割ノズル列により半ピッチ間隔のノズル列が形成され、高解像度の描画が可能となっている。
キャリッジ54は、(機能液滴吐出ヘッド53を搭載した)ヘッドプレート52を支持するキャリッジ本体71と、キャリッジ本体71を介してヘッドプレート52(機能液滴吐出ヘッド53)をθ補正(θ回転)可能に支持するθ回転機構72と、θ回転機構72を介して、ヘッドプレート52をY軸テーブル15(各ブリッジプレート41)に支持させる吊設部材73と、を備えている。また、図示省略したが、吊設部材73には、θ回転機構72を介してヘッドプレート52を昇降させるヘッド昇降機構(図示省略)が組み込まれており、ヘッドプレート52(機能液滴吐出ヘッド53のノズル面67)の高さ位置を調整可能に構成されている。
そして、7つの各キャリッジ54を7つの各ブリッジプレート41にそれぞれ支持させ、7つのキャリッジユニット51をY軸方向に整列させることにより、ヘッドユニット16が構成される。この場合、各キャリッジユニット51は、上記のヘッド認識カメラにより撮像され、その画像認識に基づいて各キャリッジユニット51のθ回転機構72が駆動される。これにより、各キャリッジユニット51(ヘッドプレート52)の水平面内における位置が補正され、ヘッドユニット16においては、各キャリッジユニット51の7本の分割描画ラインがY軸方向に連続する1描画ラインが形成される。
ここで、ワークWに描画処理を行うときの描画装置2の一連の動作について説明する。先ず、X軸テーブル12が駆動され、セットテーブル31を介してワークWをX軸方向に往動する。このワークWの往動と同期して、描画位置に臨むヘッドユニット16の(複数の)機能液滴吐出ヘッド53が駆動され、ワークWに対する機能液滴の選択的な吐出(描画)が行われる。このとき、セットテーブル31は、所定の速度に達するまで加速移動した後、等速移動してから減速してワークWの往動が終了するが、本実施形態では、描画精度も安定させるためにワークWに対する描画を等速移動中に行うように構成されている。
ワークWの往動が終了すると、Y軸テーブル15が駆動され、ヘッドユニット16が所定距離だけY軸方向に移動する。そして、再度、X軸テーブル12が駆動されると共に、これと同期して機能液滴吐出ヘッド53の吐出駆動が為され、ワークWの復動とワークWに対する機能液滴の選択的な吐出が行われる。このように、描画装置2では、ワークWの主走査方向への移動とこれに同期した機能液滴吐出ヘッド53の吐出駆動(主走査)と、ヘッドユニット16の副走査方向への移動(副走査)と、を交互に繰り返すことにより、ワークWに対する描画処理を行ってゆく。
なお、本実施形態では、主走査および副走査を繰り返しながら描画処理を行う構成としたが、ヘッドユニット16の1描画ラインは、セットテーブル31にセット可能な最大規格のワークWのY軸方向の幅に対応しているため、1回の主走査で描画処理を行うことも可能である。また、本実施形態では、ワークWの往動時および復動時において機能液滴吐出ヘッド53を吐出駆動するようになっているが、往動時(または復動時)のみに吐出駆動させるようにしてもよい。また、本実施形態の主走査では、ヘッドユニット16に対してワークWをX軸方向に移動させているが、ワークWに対してヘッドユニット16をX軸方向に移動させる構成とすることも可能である。同様に、副走査でも、ヘッドユニット16のY軸方向への移動に代えて、ワークWをY軸方向に移動させる構成とすることも可能である。
次に、メンテナンス装置3について説明する。メンテナンス装置3は、機能液滴吐出ヘッド53からの捨て吐出を受けるフラッシングユニット81と、機能液滴吐出ヘッド53から機能液を強制的に排出させるための吸引ユニット82と、機能液滴吐出ヘッド53のノズル面67を払拭するワイピングユニット83と、を備えている。そして、図1および図2に示すように、フラッシングユニット81およびワイピングユニット83の描画ワイピングユニット131(後述する)は、上記したX軸テーブル12に搭載され、吸引ユニット82およびワイピングユニット83の非描画ワイピングユニット132(後述する)は、X軸テーブル12から外れ、かつY軸テーブル15によるヘッドユニット16の移動軌跡上に設置されたメンテナンス架台84上に配設されている。
フラッシングユニット81は、(1枚の)ワークWに対する一連の描画処理中において、ヘッドユニット16の全機能液滴吐出ヘッド53から捨て吐出される機能液、すなわち描画フラッシングの機能液を受ける描画フラッシングユニット91と、ワークWの載せ換え時等にように描画動作が一時的に休止される時(描画待機中)のヘッドユニット16の全機能液滴吐出ヘッド53から捨て吐出される機能液、すなわち非描画フラッシングの機能液を受ける非描画フラッシングユニット92と、を備えている。
なお、「捨て吐出」は、機能液滴吐出ヘッド53の吐出ノズル68内で(気化等により)粘度が増した機能液を排出すると共に、吐出ノズル68に状態の良い新たな機能液を供給するために行われるものであり、機能液滴吐出ヘッド53の(全)吐出ノズル68から捨て吐出を行わせることにより、機能液滴吐出ヘッド53を適切な状態に維持することが可能となる。
描画フラッシングユニット91は、セットテーブル31に支持され、機能液を受ける一対の描画フラッシングボックス101を有している。各描画フラッシングボックス101は、底部に吸収材(図示省略)が敷設された平面視長方形の細長い箱状に形成されている。そして、各描画フラッシングボックス101は、図外のボックス支持部材を介して、その長辺部分が吸着テーブル34のY軸方向に平行な一対の辺(周縁)に沿うようにそれぞれセットテーブル31(θテーブル35)に支持されている。この場合、描画フラッシングボックス101の上面は、吸着テーブル34の上面と略面一となっている。したがって、吸着テーブル34を介してワークWをX軸方向に往復動させると、(1回の主走査により、ヘッドユニット16がワークWに臨む直前およびヘッドユニット16がワークWから離間した直後のいずれの場合においても)ヘッドユニット16の全機能液滴吐出ヘッド53を順次描画フラッシングボックス101に臨ませることができ、描画フラッシングの機能液を適切に受けることができるようになっている。
非描画フラッシングユニット92は、上面が開放され、機能液を受ける非描画フラッシングボックス111と、上記のX軸エアースライダ32に搭載されており、X軸エアースライダ32に支持され、非描画フラッシングボックス111を支持する一対のボックス支柱部材(図示省略)と、を有している。非描画フラッシングボックス111は、上面が開放された平面視長方形状に形成されていると共に、ヘッドユニット16の全機能液滴吐出ヘッド53からの非描画フラッシングを同時に受けられるように、ヘッドユニット16の全機能液滴吐出ヘッド53を包含し得る十分な大きさのボックス状に構成されている。
なお、一対のボックス支柱部材は、セットテーブル31をワーク載せ換え位置に臨ませたときに、描画位置に位置するヘッドユニット16に非描画フラッシングボックス111が臨むようにこれを支持しており、ワークWの載せ換え中等において、ヘッドユニット16の全機能液滴吐出ヘッド53を吐出駆動して非描画フラッシングを行わせることができるようになっている。
図1等に示すように、吸引ユニット82は、ヘッドユニット16の7個の各キャリッジユニット51に対応して7個設けられており、これらは上記メンテナンス架台84上に整列配置されている。各吸引ユニット82は、キャリッジユニット51に搭載されている12個の機能液滴吐出ヘッド53(ノズル面67)に下側から密着してこれを封止するための12個のキャップ121と、12個のキャップ121を昇降自在に支持し、機能液滴吐出ヘッド53に対してキャップ121を離接させるキャップ昇降機構(図示省略)と、密着させたキャップ121を介して各機能液滴吐出ヘッド53に吸引力を作用させる吸引手段(エゼクタ:図示省略)と、を備えている。
機能液の吸引(機能液の強制排出)は、機能液滴吐出ヘッド53(吐出ノズル68)の目詰まりを解消/防止するために行われる他、液滴吐出装置1を新設した場合や、機能液滴吐出ヘッド53のヘッド交換を行った場合などに、機能液滴吐出ヘッド53に機能液を充填するために行われる。また、吸引ユニット82のキャップ121は、液滴吐出装置1の非稼動時に、機能液滴吐出ヘッド53を保管するためにも用いられる。この場合、吸引ユニット82にヘッドユニット16を臨ませ、機能液滴吐出ヘッド53のノズル面67にキャップ121を密着させることにより、ノズル面67を封止して、機能液滴吐出ヘッド53(吐出ノズル68)の乾燥を防止する。
ワイピングユニット83は、機能液滴吐出ヘッド53に下側から臨み、ワイピングシート141で機能液滴吐出ヘッド53のノズル面67を拭き取る(ワイピング)ものであり、(1枚の)ワークWに対する一連の描画処理中において、ワイピング可能に構成された一対の描画ワイピングユニット131と、吸引ユニット82による機能液滴吐出ヘッド53の吸引後に行う場合のように、非描画処理時にワイピングを行う非描画ワイピングユニット132と、を備えている。
図1および図2に示すように、一対の描画ワイピングユニット131は、上記した一対の描画フラッシングボックス101の長辺に沿って隣接するように、上記のX軸エアースライダ32に搭載されている。各描画ワイピングユニット131は、ロール状に巻回したワイピングシート141を繰出す繰出しリール143および繰出されたワイピングシート141を巻き取る巻取りリール144を有し、ワイピングシート141を繰り出し送りしながら巻き取ってゆく巻取りユニット142と、描画フラッシングボックス101の長辺と平行になるように回転自在に軸支され、繰り出したワイピングシート141を周回させた拭取りローラ146を有する拭取りユニット145と、ワイピングシート141を介して拭取りローラ146がノズル面67に当接可能な拭取り位置とノズル面67から拭取りローラ146が離間する拭取り待機位置との間で、これら両ユニット142、145を昇降自在に支持するユニット昇降機構147と、を備えている(図7参照)。
そして、ユニット昇降機構147により(拭取り待機位置にある)拭取りローラ146を拭取り位置まで上昇させた状態で、描画処理の主走査を行う(X軸テーブル12を駆動する)と、ヘッドユニット16に搭載された機能液滴吐出ヘッド53のノズル面67に対してワイピングシート141が(下側から)摺接してゆき、(機能液滴吐出ヘッド53のノズル列方向と直交する方向:横拭き方向に)ノズル面67が順次ワイピング(横拭き)されていく。この場合、一対の描画ワイピングユニット131は、一対の描画フラッシングボックス101を挟むように配設されているため、1回の主走査に付きヘッドユニット16が描画フラッシングボックス101に到達する直前および離間した直後に、ワイピングを行うことが可能である。なお、ワイピングシート141の幅および拭取りローラ146の長さは、ヘッドユニット16の1描画ラインの長さに対応しており、1回の主走査でヘッドユニット16の全機能液滴吐出ヘッド53をワイピングできるようになっている。
また、ノズル面67に対するワイピング時には、巻取りユニット142により、ワイピングシート141を繰出し送りしながらノズル面67の拭取りを行うようにしても良いし、ワイピングシート141の繰出し送りを停止させた状態でノズル面67を拭取るようにしても良い。後者の場合、ワイピング開始直前またはワイピング終了直後に、ワイピングシート141の繰出し送りを適宜行うようにし、拭取り済みのワイピングシート141を適宜繰出し送りしておくことが好ましい。
非描画ワイピングユニット132は、7個の吸引ユニット82と並んでメンテナンス架台84に配設されている。非描画ワイピングユニット132は、描画ワイピングユニット131と略同様に構成されているが、繰出しリール143から拭取りローラ146に至るワイピングシート141のシート送り経路上には、繰出したワイピングシート141に洗浄液を噴霧する洗浄液供給ユニット151が設けられている。洗浄液供給ユニット151は、ワイピングシート141の幅方向に亘って洗浄液を噴霧させる噴霧ヘッド(図示省略)を有しており、どのノズル面67も洗浄液を噴霧させたワイピングシート141でワイピング可能に構成されている。(なお、ここでは、非描画ワイピングユニット132の描画ワイピングユニット131の各部材に相当する部材については、描画ワイピングユニット131で付した符号と同一の符号を付している)
また、非描画ワイピングユニット132に適用されるワイピングシート141および拭取りローラ146は、各キャリッジユニット51(ヘッドプレート52)のX軸方向における長さに対応して構成されていると共に、非描画ワイピングユニット132は、拭取りローラ146がX軸方向と並行になるように設置されている。したがって、拭取りローラ146を拭取り位置に臨ませた状態で、Y軸テーブル15を駆動させると、機能液滴吐出ヘッド53は、ノズル列方向にワイピング(縦拭き)される。なお、非描画ワイピングユニット132は、吸引ユニット82よりも描画装置2側に配設されており、吸引ユニット82による吸引後に描画位置に戻るヘッドユニット16(各キャリッジユニット51)に臨んで、効率よくワイピングを行えるようになっている(図7参照)。
機能液供給装置4は、ヘッドユニット16の各キャリッジユニット51にそれぞれ対応して構成されており、機能液滴吐出ヘッド53に供給する機能液を貯留する機能液タンク(図示省略)を有した7つのタンクユニット(図示省略)と、各タンクユニット(機能液タンク)から機能液滴吐出ヘッド53に供給する機能液の圧力を調整する圧力調整弁162を有した7つのバルブユニット161と、を備えている。
制御装置5は、パソコン等で構成され、データ入力、各種設定を行うための入力手段(キーボード等)や、入力データ・各種設定状態等を視認するためのディスプレイ等を備えている(いずれも図示省略)。
次に、図5を参照しながら液滴吐出装置1の主制御系について説明する。液滴吐出装置1は、描画装置2を有する描画部171と、メンテナンス装置3を有するメンテナンス部172と、描画装置2やメンテナンス装置3の各種センサを有し、各種検出を行う検出部173と、各部を駆動する各種ドライバ(描画装置2を駆動するための描画ドライバやメンテナンス装置3を駆動するためのメンテナンスドライバ等)を有する駆動部174と、各部に接続され、液滴吐出装置1全体の制御を行う制御部175(制御装置5)と、を備えている。
制御部175には、描画装置2およびメンテナンス装置3を接続するためのインタフェース181、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用されるRAM182、各種記憶領域を有し、制御プログラムや制御データを記憶するROM183、ワークWに描画処理を行うための描画データや、描画装置2およびメンテナンス装置3からの各種データ等を記憶すると共に、各種データを処理するためのプログラム等を記憶するハードディスク184、ROM183、およびハードディスク184に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理するCPU185、これらを互いに接続するバス186、が備えられている。
そして、制御部175は、描画装置2、メンテナンス装置3等からの各種データを、インタフェース181を介して入力すると共に、ハードディスク184に記憶された(または、CD−ROMドライブ等により順次読み出される)プログラムに従ってCPU185に演算処理させ、その処理結果を、インタフェース181を介して描画装置2やメンテナンス装置3等に出力することにより、各手段を制御している。
ところで、図6に示すように、本実施形態の液滴吐出装置1では、セットテーブル31上の領域が実描画領域202、一対の描画フラッシングボックス101上の領域が描画フラッシング領域203として設定されており、これらの領域202、203を併せて機能液を受けるための液滴吐出領域201が構成されている。また、各描画フラッシング領域に隣接し、一対の描画ワイピングユニット131の拭取りローラ146に臨む領域は、描画ワイピング領域211として設定されており、機能液滴吐出ヘッド53に対する描画ワイピングはこの領域で行われるようになっている。
このように、本実施形態の液滴吐出装置1では、液滴吐出領域201に隣接して描画ワイピング領域211が設定されており、主走査に伴うX軸エアースライダ32の移動を利用して、描画ワイピング、描画フラッシング、およびワークWへの描画を効率的に行い得るように構成されている。
図6および図7を参照して、本実施形態における主走査時の描画ワイピング、描画フラッシング、およびワークWに対する描画に関連した一連のフローについて説明する。なお、ここでは、説明の便宜を図るため、一対の描画ワイピングユニット131(描画ワイピング領域211)のうち、ヘッドユニット側(図1の図示奥側)を131a(211a)とし、ワーク載せ換え位置側(図1の図示手前側)を131b(211b)として説明する。同様用に、一対の描画フラッシングユニット91(描画フラッシング領域203)のうち、ヘッドユニット側を91a(203a)とし、ワーク載せ換え位置側を91b(203b)とする。
描画処理が開始され、図7(a)の状態から、主走査のためにX軸テーブル12が駆動されると、X軸エアースライダ32の往動に伴い、描画ワイピングユニット131、描画フラッシングユニット91、およびセットテーブル31がX軸方向へ移動する。これにより、描画位置で非描画フラッシングユニット92に臨んでいたヘッドユニット16が、描画ワイピング領域211a、描画フラッシング領域203a、実描画領域202が順に臨んでゆき、描画ワイピング、描画フラッシング、ワークWへの描画が連続して行われてゆく(図7(b)、(c)、(d)参照)。
このとき、制御装置5は、X軸テーブル12の駆動開始と同期してユニット昇降機構147を駆動し、描画ワイピング領域211aが描画位置に到達するまでに、描画ワイピングユニット131aの拭取りローラ146を拭取り位置に臨ませておく。また、制御装置5は、X軸テーブル12の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド53の駆動制御を行い、描画ワイピングを終えて描画フラッシング領域203aに臨む機能液滴吐出ヘッド53から描画フラッシング(捨て吐出)を行わせると共に、描画フラッシングを終えて実描画領域202に臨む機能液滴吐出ヘッド53に、所定の描画パターンを描画させる。
描画終了後もX軸テーブル12の駆動は続けられ、実描画領域202が通過した後のヘッドユニット16(機能液滴吐出ヘッド53)に描画フラッシング領域203b、描画ワイピング領域211bが順に臨む(図7(e)、(f)参照)。この場合、再度描画フラッシングおよび描画ワイピングを行うように、機能液滴吐出ヘッド53の駆動制御が為されると共に、描画ワイピングユニット131bの拭取りローラ146が拭取り位置に待機している。そして、描画ワイピング領域211bが描画位置を通過した後、X軸テーブル12の駆動が停止され、X軸エアースライダ32の往動が終了する。
X軸エアースライダ32の復動時では、X軸スライダの往動時と逆の動作フローが為され、X軸エアースライダ32の復動を利用して、描画ワイピングユニット131bによる描画ワイピング、描画フラッシングユニット91bへの描画フラッシング、ワークWへの描画、描画フラッシングユニット91aへの描画フラッシング、および描画ワイピングユニット131aによる描画ワイピングが連続して行われる。
このように、本実施形態の液滴吐出装置1では、主走査によるヘッドユニット16の相対移動範囲内に、一対の描画ワイピングユニット131、一対の描画フラッシングユニット91、およびセットテーブル31が配設されているため、主走査におけるセットテーブル31(ヘッドユニット16)の一連の移動により、描画ワイピング、描画フラッシング、およびワークWへの描画が円滑に連続して行われるようになっている。
また、描画ワイピングユニット131(131a)は、X軸方向(主走査方向)において、非描画フラッシングユニット92とセットテーブル31との間に介設されている。このため、描画処理開始前に非描画フラッシングユニット92に対して行った非描画フラッシングの機能液(サテライト)により、機能液滴吐出ヘッド53のノズル面67が汚れていたとしても、ワークWへの描画直前に行う描画ワイピングでこれを払拭することができる。したがって、ノズル面67の汚れに起因して生じうる機能液滴の飛行曲がりを有効に防止でき、描画精度を維持して、歩留まりを高めることができる。
なお、本実施形態では、描画フラッシングユニット91およびセットテーブル31に対して、描画ワイピングユニット131(拭取りローラ146)が極めて近接した状態で配置されており、描画ワイピングしながら描画フラッシング・描画を行ったり、描画しながら描画フラッシング、描画ワイピングを行ったりすることが可能である(図7(c)、(e)参照)。このように、描画ワイピングと描画フラッシング/描画の一部とを重複させることにより、これら一連の動作を短時間で効率的に行うことができる。もっとも、描画ワイピングがワークWに対する描画に悪影響を及ぼすような場合には、描画ワイピングユニット131と描画フラッシングユニット91との離間距離を調整するなどして、描画ワイピング中のヘッドユニット16が実描画領域202にかからないようにし、描画ワイピングには描画フラッシングのみが重複する構成とすることも可能である。
また、上述したように、ワークWに対する描画は、セットテーブル31の等速移動中に行われるようになっている。そこで、セットテーブル31が等速移動に達するまでの加速領域、およびセットテーブル31が等速移動から停止するまでの減速領域に対応させて一対の描画ワイピングユニット131をそれぞれ配置すれば、セットテーブル31の加減速に要する時間も描画ワイピングの時間として効率的に利用することができ、描画ワイピングのためだけにかかる時間を短縮することが可能である。
また、本実施形態では、ヘッドユニット16が描画ワイピング領域211、描画フラッシング領域203に臨むたび毎に描画ワイピングを行う構成であったが、描画ワイピングおよび描画フラッシングの実行タイミングはこれに限られるものではなく、機能液滴吐出ヘッド53に導入する機能液の種類等に応じて任意に(主走査におけるどの段階で、どのくらいの頻度で描画ワイピングおよび描画フラッシングを行うかを、描画ワイピングおよび描画フラッシングのいずれか一方しかを行わないといった設定も含め)設定可能である。(請求項にいうワイピング設定手段は、制御装置5により構成されている。)そして、この設定に応じて、制御装置5が、一対の描画ワイピングユニット131のユニット昇降機構147の駆動および機能液滴吐出ヘッド53の吐出駆動を制御することにより、設定した実行タイミングで描画ワイピングおよび描画フラッシングを実行させることが可能となる。
例えば、描画開始前にのみ描画ワイピングを行うように設定し、主走査の往動時にヘッドユニット16が、描画フラッシング領域203aに臨む前に描画ワイピングユニット131aで1回、主走査の復動時に描画フラッシング領域203bに臨む前に描画ワイピングユニット131bで1回、描画ワイピングを行うようにしてもよい。
この場合、制御装置5は、主走査の往動時には、描画ワイピングユニット131aの拭取りローラ146を拭取り位置に上昇させ、描画フラッシング領域aに臨んだヘッドユニット16の機能液滴吐出ヘッド53に描画ワイピングを行わせると共に、描画ワイピングが終了すると、描画ワイピングユニット131aの拭取りローラ146を下降させる。一方、描画ワイピングユニット131bの拭取りローラ146は待機位置に待機させておく。同様に、復動時において、制御装置5は、描画ワイピングユニット131aの拭取りローラ146を待機位置に待機させると共に、描画ワイピングユニット131bの拭取りローラ146が拭取り位置まで上昇させておき、描画ワイピングユニット131bによる描画ワイピング終了後には、その拭取りローラ146を待機位置まで下降させる。
また、本実施形態では、一対(2個)の描画ワイピングユニット131を備える構成としたが、描画ワイピングの実行頻度が低いような場合等には、いずれか一方(1個)の描画ワイピングユニット131のみを備える構成としても良い。
次に、第2実施形態の液滴吐出装置について説明する。第2実施形態の液滴吐出装置は、第1実施形態のものと略同様に構成されているが、一対の描画ワイピングユニット131、および一対の描画フラッシングユニット91の配置が異なっている。
具体的には、図8(a)に示すように、セットテーブル31(吸着テーブル34)に隣接して、一対の描画ワイピングユニット131が配設されていると共に、一対の描画ワイピングユニット131の外側に隣接して、一対の描画フラッシングユニット91が配設されている。すなわち、第1実施形態の液滴吐出装置において、描画ワイピングユニット131と描画フラッシングユニット91とを入れ替えた構成となっている。
これにより、実描画領域202への描画に先立ち、描画フラッシング、描画ワイピングの順で効率的に機能液滴吐出ヘッド53のメンテナンスを行うことが可能である。すなわち、描画フラッシングによって、機能液滴吐出ヘッド53のノズル面67に付着した機能液汚れが描画ワイピングにより直ぐに払拭されるため、ワークWへの描画に悪影響を及ぼすことを有効に防止できる。もっとも、この場合も第1実施形態と同様、描画フラッシングおよび描画ワイピングの実行タイミング(実行頻度)および実行順序は任意に設定可能であり、描画フラッシング、描画ワイピングの順で機能液滴吐出ヘッド53のメンテナンスを行う以外のメンテナンスが可能であることは言うまでも無い。
描画フラッシングおよび描画ワイピングをどのような実行順序(実行タイミング)で行う方が良いかについては、機能液の種類等によって異なっており、描画フラッシングの直前に描画ワイピングを行うことが好ましい場合には、第1実施形態の液滴吐出装置を用い、描画フラッシングの直後に描画ワイピングを行うことが好ましい場合には、第2実施形態の液滴吐出装置を用いるといったように、実情に合わせて使い分ければよい。
また、どのような実行順序で描画フラッシングおよび描画ワイピングを行っても効率的に対応させるために、第1実施形態の描画ワイピングユニット131の拭取りローラ146に沿って、さらに一対の描画フラッシングユニット91(描画フラッシングボックス101)を設けたり、第2実施形態の描画フラッシングボックス101に沿って、さらに一対の描画ワイピングユニット131を設けたりすることも考えられる(図8(b)、(c)参照)。
このように、描画フラッシングおよび描画ワイピングの実行順序(実行タイミング)に合わせて描画フラッシングユニット91および描画ワイピングユニット131の配置を変えることにより、適切なメンテナンスを効率良く行うことができ、その結果、描画効率を向上させることができる。
なお、これらの場合、描画フラッシングユニット91および描画ワイピングユニット131をセットテーブル31(吸着テーブル34)およびX軸エアースライダ32のいずれに支持させかについては任意である。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の液滴吐出装置は、第1実施形態(または第2実施形態)の液滴吐出装置と略同様に構成されているが、描画ワイピングユニット131の構成において異なっている。
具体的には、本実施形態の描画ワイピングユニットは、非描画ワイピングユニット132と同様(大きさは異なるものの)に構成されており、ワイピングシート141に洗浄液を供給する洗浄液供給ユニット151を備えている。したがって、洗浄液が噴霧されたワイピングシート141で描画ワイピングを行うことが可能となり、描画ワイピング時の拭き残しを低減させることが可能である。
もっとも、洗浄液を供給したワイピングシート141で描画ワイピングを行った方が良いかについては機能液毎に異なるため、描画ワイピングおよび描画フラッシングの実行タイミングと併せて、洗浄液の供給タイミングも設定可能とすることが好ましい。これにより、単に描画ワイピング時に洗浄液を供給するか否かだけではなく、ワークWへの描画前に行う描画ワイピングは、洗浄液を噴霧したワイピングシートで、描画直後に行う描画ワイピングは、(洗浄液なしの)乾拭きでといったように、きめ細かいメンテナンスが可能となる。
また、本実施形態では、一対の描画ワイピングユニット131の両方に、洗浄液供給ユニットを設ける構成としたが、いずれか一方にのみ設ける構成とすることも当然に可能である。
次に、本実施形態の液滴吐出装置1を用いて製造される電気光学装置(フラットパネルディスプレイ)として、カラーフィルタ、液晶表示装置、有機EL装置、プラズマディスプレイ(PDP装置)、電子放出装置(FED装置、SED装置)、更にこれら表示装置に形成されてなるアクティブマトリクス基板等を例に、これらの構造およびその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板とは、薄膜トランジスタ、及び薄膜トランジスタに電気的に接続するソース線、データ線が形成された基板を言う。
先ず、液晶表示装置や有機EL装置等に組み込まれるカラーフィルタの製造方法について説明する。図9は、カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート、図10は、製造工程順に示した本実施形態のカラーフィルタ600(フィルタ基体600A)の模式断面図である。
まず、ブラックマトリクス形成工程(S101)では、図10(a)に示すように、基板(W)601上にブラックマトリクス602を形成する。ブラックマトリクス602は、金属クロム、金属クロムと酸化クロムの積層体、または樹脂ブラック等により形成される。金属薄膜からなるブラックマトリクス602を形成するには、スパッタ法や蒸着法等を用いることができる。また、樹脂薄膜からなるブラックマトリクス602を形成する場合には、グラビア印刷法、フォトレジスト法、熱転写法等を用いることができる。
続いて、バンク形成工程(S102)において、ブラックマトリクス602上に重畳する状態でバンク603を形成する。即ち、まず図10(b)に示すように、基板601及びブラックマトリクス602を覆うようにネガ型の透明な感光性樹脂からなるレジスト層604を形成する。そして、その上面をマトリクスパターン形状に形成されたマスクフィルム605で被覆した状態で露光処理を行う。
さらに、図10(c)に示すように、レジスト層604の未露光部分をエッチング処理することによりレジスト層604をパターニングして、バンク603を形成する。なお、樹脂ブラックによりブラックマトリクスを形成する場合は、ブラックマトリクスとバンクとを兼用することが可能となる。
このバンク603とその下のブラックマトリクス602は、各画素領域607aを区画する区画壁部607bとなり、後の着色層形成工程において機能液滴吐出ヘッド53により着色層(成膜部)608R、608G、608Bを形成する際に機能液滴の着弾領域を規定する。
以上のブラックマトリクス形成工程及びバンク形成工程を経ることにより、上記フィルタ基体600Aが得られる。
なお、本実施形態においては、バンク603の材料として、塗膜表面が疎液(疎水)性となる樹脂材料を用いている。そして、基板(ガラス基板)601の表面が親液(親水)性であるので、後述する着色層形成工程においてバンク603(区画壁部607b)に囲まれた各画素領域607a内への液滴の着弾位置精度が向上する。
次に、着色層形成工程(S103)では、図10(d)に示すように、機能液滴吐出ヘッド53によって機能液滴を吐出して区画壁部607bで囲まれた各画素領域607a内に着弾させる。この場合、機能液滴吐出ヘッド53を用いて、R・G・Bの3色の機能液(フィルタ材料)を導入して、機能液滴の吐出を行う。なお、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライプ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
その後、乾燥処理(加熱等の処理)を経て機能液を定着させ、3色の着色層608R、608G、608Bを形成する。着色層608R、608G、608Bを形成したならば、保護膜形成工程(S104)に移り、図10(e)に示すように、基板601、区画壁部607b、および着色層608R、608G、608Bの上面を覆うように保護膜609を形成する。
即ち、基板601の着色層608R、608G、608Bが形成されている面全体に保護膜用塗布液が吐出された後、乾燥処理を経て保護膜609が形成される。
そして、保護膜609を形成した後、カラーフィルタ600は、次工程の透明電極となるITO(Indium Tin Oxide)などの膜付け工程に移行する。
図11は、上記のカラーフィルタ600を用いた液晶表示装置の一例としてのパッシブマトリックス型液晶装置(液晶装置)の概略構成を示す要部断面図である。この液晶装置620に、液晶駆動用IC、バックライト、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての透過型液晶表示装置が得られる。なお、カラーフィルタ600は図10に示したものと同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、その説明は省略する。
この液晶装置620は、カラーフィルタ600、ガラス基板等からなる対向基板621、及び、これらの間に挟持されたSTN(Super Twisted Nematic)液晶組成物からなる液晶層622により概略構成されており、カラーフィルタ600を図中上側(観測者側)に配置している。
なお、図示していないが、対向基板621およびカラーフィルタ600の外面(液晶層622側とは反対側の面)には偏光板がそれぞれ配設され、また対向基板621側に位置する偏光板の外側には、バックライトが配設されている。
カラーフィルタ600の保護膜609上(液晶層側)には、図11において左右方向に長尺な短冊状の第1電極623が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極623のカラーフィルタ600側とは反対側の面を覆うように第1配向膜624が形成されている。
一方、対向基板621におけるカラーフィルタ600と対向する面には、カラーフィルタ600の第1電極623と直交する方向に長尺な短冊状の第2電極626が所定の間隔で複数形成され、この第2電極626の液晶層622側の面を覆うように第2配向膜627が形成されている。これらの第1電極623および第2電極626は、ITOなどの透明導電材料により形成されている。
液晶層622内に設けられたスペーサ628は、液晶層622の厚さ(セルギャップ)を一定に保持するための部材である。また、シール材629は液晶層622内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するための部材である。なお、第1電極623の一端部は引き回し配線623aとしてシール材629の外側まで延在している。
そして、第1電極623と第2電極626とが交差する部分が画素であり、この画素となる部分に、カラーフィルタ600の着色層608R、608G、608Bが位置するように構成されている。
通常の製造工程では、カラーフィルタ600に、第1電極623のパターニングおよび第1配向膜624の塗布を行ってカラーフィルタ600側の部分を作成すると共に、これとは別に対向基板621に、第2電極626のパターニングおよび第2配向膜627の塗布を行って対向基板621側の部分を作成する。その後、対向基板621側の部分にスペーサ628およびシール材629を作り込み、この状態でカラーフィルタ600側の部分を貼り合わせる。次いで、シール材629の注入口から液晶層622を構成する液晶を注入し、注入口を閉止する。その後、両偏光板およびバックライトを積層する。
実施形態の液滴吐出装置1は、例えば上記のセルギャップを構成するスペーサ材料(機能液)を塗布すると共に、対向基板621側の部分にカラーフィルタ600側の部分を貼り合わせる前に、シール材629で囲んだ領域に液晶(機能液)を均一に塗布することが可能である。また、上記のシール材629の印刷を、機能液滴吐出ヘッド53で行うことも可能である。さらに、第1・第2両配向膜624,627の塗布を機能液滴吐出ヘッド53で行うことも可能である。
図12は、本実施形態において製造したカラーフィルタ600を用いた液晶装置の第2の例の概略構成を示す要部断面図である。
この液晶装置630が上記液晶装置620と大きく異なる点は、カラーフィルタ600を図中下側(観測者側とは反対側)に配置した点である。
この液晶装置630は、カラーフィルタ600とガラス基板等からなる対向基板631との間にSTN液晶からなる液晶層632が挟持されて概略構成されている。なお、図示していないが、対向基板631およびカラーフィルタ600の外面には偏光板等がそれぞれ配設されている。
カラーフィルタ600の保護膜609上(液晶層632側)には、図中奥行き方向に長尺な短冊状の第1電極633が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極633の液晶層632側の面を覆うように第1配向膜634が形成されている。
対向基板631のカラーフィルタ600と対向する面上には、カラーフィルタ600側の第1電極633と直交する方向に延在する複数の短冊状の第2電極636が所定の間隔で形成され、この第2電極636の液晶層632側の面を覆うように第2配向膜637が形成されている。
液晶層632には、この液晶層632の厚さを一定に保持するためのスペーサ638と、液晶層632内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するためのシール材639が設けられている。
そして、上記した液晶装置620と同様に、第1電極633と第2電極636との交差する部分が画素であり、この画素となる部位に、カラーフィルタ600の着色層608R、608G、608Bが位置するように構成されている。
図13は、本発明を適用したカラーフィルタ600を用いて液晶装置を構成した第3の例を示したもので、透過型のTFT(Thin Film Transistor)型液晶装置の概略構成を示す分解斜視図である。
この液晶装置650は、カラーフィルタ600を図中上側(観測者側)に配置したものである。
この液晶装置650は、カラーフィルタ600と、これに対向するように配置された対向基板651と、これらの間に挟持された図示しない液晶層と、カラーフィルタ600の上面側(観測者側)に配置された偏光板655と、対向基板651の下面側に配設された偏光板(図示せず)とにより概略構成されている。
カラーフィルタ600の保護膜609の表面(対向基板651側の面)には液晶駆動用の電極656が形成されている。この電極656は、ITO等の透明導電材料からなり、後述の画素電極660が形成される領域全体を覆う全面電極となっている。また、この電極656の画素電極660とは反対側の面を覆った状態で配向膜657が設けられている。
対向基板651のカラーフィルタ600と対向する面には絶縁層658が形成されており、この絶縁層658上には、走査線661及び信号線662が互いに直交する状態で形成されている。そして、これらの走査線661と信号線662とに囲まれた領域内には画素電極660が形成されている。なお、実際の液晶装置では、画素電極660上に配向膜が設けられるが、図示を省略している。
また、画素電極660の切欠部と走査線661と信号線662とに囲まれた部分には、ソース電極、ドレイン電極、半導体、およびゲート電極とを具備する薄膜トランジスタ663が組み込まれて構成されている。そして、走査線661と信号線662に対する信号の印加によって薄膜トランジスタ663をオン・オフして画素電極660への通電制御を行うことができるように構成されている。
なお、上記の各例の液晶装置620,630,650は、透過型の構成としたが、反射層あるいは半透過反射層を設けて、反射型の液晶装置あるいは半透過反射型の液晶装置とすることもできる。
次に、図14は、有機EL装置の表示領域(以下、単に表示装置700と称する)の要部断面図である。
この表示装置700は、基板(W)701上に、回路素子部702、発光素子部703及び陰極704が積層された状態で概略構成されている。
この表示装置700においては、発光素子部703から基板701側に発した光が、回路素子部702及び基板701を透過して観測者側に出射されるとともに、発光素子部703から基板701の反対側に発した光が陰極704により反射された後、回路素子部702及び基板701を透過して観測者側に出射されるようになっている。
回路素子部702と基板701との間にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜706が形成され、この下地保護膜706上(発光素子部703側)に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜707が形成されている。この半導体膜707の左右の領域には、ソース領域707a及びドレイン領域707bが高濃度陽イオン打ち込みによりそれぞれ形成されている。そして陽イオンが打ち込まれない中央部がチャネル領域707cとなっている。
また、回路素子部702には、下地保護膜706及び半導体膜707を覆う透明なゲート絶縁膜708が形成され、このゲート絶縁膜708上の半導体膜707のチャネル領域707cに対応する位置には、例えばAl、Mo、Ta、Ti、W等から構成されるゲート電極709が形成されている。このゲート電極709及びゲート絶縁膜708上には、透明な第1層間絶縁膜711aと第2層間絶縁膜711bが形成されている。また、第1、第2層間絶縁膜711a、711bを貫通して、半導体膜707のソース領域707a、ドレイン領域707bにそれぞれ連通するコンタクトホール712a,712bが形成されている。
そして、第2層間絶縁膜711b上には、ITO等からなる透明な画素電極713が所定の形状にパターニングされて形成され、この画素電極713は、コンタクトホール712aを通じてソース領域707aに接続されている。
また、第1層間絶縁膜711a上には電源線714が配設されており、この電源線714は、コンタクトホール712bを通じてドレイン領域707bに接続されている。
このように、回路素子部702には、各画素電極713に接続された駆動用の薄膜トランジスタ715がそれぞれ形成されている。
上記発光素子部703は、複数の画素電極713上の各々に積層された機能層717と、各画素電極713及び機能層717の間に備えられて各機能層717を区画するバンク部718とにより概略構成されている。
これら画素電極713、機能層717、及び、機能層717上に配設された陰極704によって発光素子が構成されている。なお、画素電極713は、平面視略矩形状にパターニングされて形成されており、各画素電極713の間にバンク部718が形成されている。
バンク部718は、例えばSiO、SiO2、TiO2等の無機材料により形成される無機物バンク層718a(第1バンク層)と、この無機物バンク層718a上に積層され、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストにより形成される断面台形状の有機物バンク層718b(第2バンク層)とにより構成されている。このバンク部718の一部は、画素電極713の周縁部上に乗上げた状態で形成されている。
そして、各バンク部718の間には、画素電極713に対して上方に向けて次第に拡開した開口部719が形成されている。
上記機能層717は、開口部719内において画素電極713上に積層状態で形成された正孔注入/輸送層717aと、この正孔注入/輸送層717a上に形成された発光層717bとにより構成されている。なお、この発光層717bに隣接してその他の機能を有する他の機能層を更に形成しても良い。例えば、電子輸送層を形成する事も可能である。
正孔注入/輸送層717aは、画素電極713側から正孔を輸送して発光層717bに注入する機能を有する。この正孔注入/輸送層717aは、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(機能液)を吐出することで形成される。正孔注入/輸送層形成材料としては、公知の材料を用いる。
発光層717bは、赤色(R)、緑色(G)、又は青色(B)の何れかに発光するもので、発光層形成材料(発光材料)を含む第2組成物(機能液)を吐出することで形成される。第2組成物の溶媒(非極性溶媒)としては、正孔注入/輸送層717aに対して不溶な公知の材料を用いることが好ましく、このような非極性溶媒を発光層717bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層717aを再溶解させることなく発光層717bを形成することができる。
そして、発光層717bでは、正孔注入/輸送層717aから注入された正孔と、陰極704から注入される電子が発光層で再結合して発光するように構成されている。
陰極704は、発光素子部703の全面を覆う状態で形成されており、画素電極713と対になって機能層717に電流を流す役割を果たす。なお、この陰極704の上部には図示しない封止部材が配置される。
次に、上記の表示装置700の製造工程を図15〜図23を参照して説明する。
この表示装置700は、図15に示すように、バンク部形成工程(S111)、表面処理工程(S112)、正孔注入/輸送層形成工程(S113)、発光層形成工程(S114)、及び対向電極形成工程(S115)を経て製造される。なお、製造工程は例示するものに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
まず、バンク部形成工程(S111)では、図16に示すように、第2層間絶縁膜711b上に無機物バンク層718aを形成する。この無機物バンク層718aは、形成位置に無機物膜を形成した後、この無機物膜をフォトリソグラフィ技術等によりパターニングすることにより形成される。このとき、無機物バンク層718aの一部は画素電極713の周縁部と重なるように形成される。
無機物バンク層718aを形成したならば、図17に示すように、無機物バンク層718a上に有機物バンク層718bを形成する。この有機物バンク層718bも無機物バンク層718aと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。
このようにしてバンク部718が形成される。また、これに伴い、各バンク部718間には、画素電極713に対して上方に開口した開口部719が形成される。この開口部719は、画素領域を規定する。
表面処理工程(S112)では、親液化処理及び撥液化処理が行われる。親液化処理を施す領域は、無機物バンク層718aの第1積層部718aa及び画素電極713の電極面713aであり、これらの領域は、例えば酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理される。このプラズマ処理は、画素電極713であるITOの洗浄等も兼ねている。
また、撥液化処理は、有機物バンク層718bの壁面718s及び有機物バンク層718bの上面718tに施され、例えば4フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)される。
この表面処理工程を行うことにより、機能液滴吐出ヘッド53を用いて機能層717を形成する際に、機能液滴を画素領域に、より確実に着弾させることができ、また、画素領域に着弾した機能液滴が開口部719から溢れ出るのを防止することが可能となる。
そして、以上の工程を経ることにより、表示装置基体700Aが得られる。この表示装置基体700Aは、図1に示した液滴吐出装置1のセットテーブル31に載置され、以下の正孔注入/輸送層形成工程(S113)及び発光層形成工程(S114)が行われる。
図18に示すように、正孔注入/輸送層形成工程(S113)では、機能液滴吐出ヘッド53から正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を画素領域である各開口部719内に吐出する。その後、図19に示すように、乾燥処理及び熱処理を行い、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、画素電極(電極面713a)713上に正孔注入/輸送層717aを形成する。
次に発光層形成工程(S114)について説明する。この発光層形成工程では、上述したように、正孔注入/輸送層717aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第2組成物の溶媒として、正孔注入/輸送層717aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
しかしその一方で、正孔注入/輸送層717aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層717a上に吐出しても、正孔注入/輸送層717aと発光層717bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層717bを均一に塗布できない虞がある。
そこで、非極性溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層717aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面処理(表面改質処理)を行うことが好ましい。この表面処理は、発光層形成の際に用いる第2組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、正孔注入/輸送層717a上に塗布し、これを乾燥させることにより行う。
このような処理を施すことで、正孔注入/輸送層717aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層717aに均一に塗布することができる。
そして次に、図20に示すように、各色のうちの何れか(図20の例では青色(B))に対応する発光層形成材料を含有する第2組成物を機能液滴として画素領域(開口部719)内に所定量打ち込む。画素領域内に打ち込まれた第2組成物は、正孔注入/輸送層717a上に広がって開口部719内に満たされる。なお、万一、第2組成物が画素領域から外れてバンク部718の上面718t上に着弾した場合でも、この上面718tは、上述したように撥液処理が施されているので、第2組成物が開口部719内に転がり込み易くなっている。
その後、乾燥工程等を行う事により、吐出後の第2組成物を乾燥処理し、第2組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させ、図21に示すように、正孔注入/輸送層717a上に発光層717bが形成される。この図の場合、青色(B)に対応する発光層717bが形成されている。
同様に、機能液滴吐出ヘッド53を用い、図22に示すように、上記した青色(B)に対応する発光層717bの場合と同様の工程を順次行い、他の色(赤色(R)及び緑色(G))に対応する発光層717bを形成する。なお、発光層717bの形成順序は、例示した順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能である。また、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライブ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
以上のようにして、画素電極713上に機能層717、即ち、正孔注入/輸送層717a及び発光層717bが形成される。そして、対向電極形成工程(S115)に移行する。
対向電極形成工程(S115)では、図23に示すように、発光層717b及び有機物バンク層718bの全面に陰極704(対向電極)を、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等によって形成する。この陰極704は、本実施形態においては、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。
この陰極704の上部には、電極としてのAl膜、Ag膜や、その酸化防止のためのSiO2、SiN等の保護層が適宜設けられる。
このようにして陰極704を形成した後、この陰極704の上部を封止部材により封止する封止処理や配線処理等のその他処理等を施すことにより、表示装置700が得られる。
次に、図24は、プラズマ型表示装置(PDP装置:以下、単に表示装置800と称する)の要部分解斜視図である。なお、同図では表示装置800を、その一部を切り欠いた状態で示してある。
この表示装置800は、互いに対向して配置された第1基板801、第2基板802、及びこれらの間に形成される放電表示部803を含んで概略構成される。放電表示部803は、複数の放電室805により構成されている。これらの複数の放電室805のうち、赤色放電室805R、緑色放電室805G、青色放電室805Bの3つの放電室805が組になって1つの画素を構成するように配置されている。
第1基板801の上面には所定の間隔で縞状にアドレス電極806が形成され、このアドレス電極806と第1基板801の上面とを覆うように誘電体層807が形成されている。誘電体層807上には、各アドレス電極806の間に位置し、且つ各アドレス電極806に沿うように隔壁808が立設されている。この隔壁808は、図示するようにアドレス電極806の幅方向両側に延在するものと、アドレス電極806と直交する方向に延設された図示しないものを含む。
そして、この隔壁808によって仕切られた領域が放電室805となっている。
放電室805内には蛍光体809が配置されている。蛍光体809は、赤(R)、緑(G)、青(B)の何れかの色の蛍光を発光するもので、赤色放電室805Rの底部には赤色蛍光体809Rが、緑色放電室805Gの底部には緑色蛍光体809Gが、青色放電室805Bの底部には青色蛍光体809Bが各々配置されている。
第2基板802の図中下側の面には、上記アドレス電極806と直交する方向に複数の表示電極811が所定の間隔で縞状に形成されている。そして、これらを覆うように誘電体層812、及びMgOなどからなる保護膜813が形成されている。
第1基板801と第2基板802とは、アドレス電極806と表示電極811が互いに直交する状態で対向させて貼り合わされている。なお、上記アドレス電極806と表示電極811は図示しない交流電源に接続されている。
そして、各電極806,811に通電することにより、放電表示部803において蛍光体809が励起発光し、カラー表示が可能となる。
本実施形態においては、上記アドレス電極806、表示電極811、及び蛍光体809を、図1に示した液滴吐出装置1を用いて形成することができる。以下、第1基板801におけるアドレス電極806の形成工程を例示する。
この場合、第1基板801を液滴吐出装置1のセットテーブル31に載置された状態で以下の工程が行われる。
まず、機能液滴吐出ヘッド53により、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴としてアドレス電極形成領域に着弾させる。この液体材料は、導電膜配線形成用材料として、金属等の導電性微粒子を分散媒に分散したものである。この導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、又はニッケル等を含有する金属微粒子や、導電性ポリマー等が用いられる。
補充対象となる全てのアドレス電極形成領域について液体材料の補充が終了したならば、吐出後の液体材料を乾燥処理し、液体材料に含まれる分散媒を蒸発させることによりアドレス電極806が形成される。
ところで、上記においてはアドレス電極806の形成を例示したが、上記表示電極811及び蛍光体809についても上記各工程を経ることにより形成することができる。
表示電極811の形成の場合、アドレス電極806の場合と同様に、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴として表示電極形成領域に着弾させる。
また、蛍光体809の形成の場合には、各色(R,G,B)に対応する蛍光材料を含んだ液体材料(機能液)を機能液滴吐出ヘッド53から液滴として吐出し、対応する色の放電室805内に着弾させる。
次に、図25は、電子放出装置(FED装置あるいはSED装置ともいう:以下、単に表示装置900と称する)の要部断面図である。なお、同図では表示装置900を、その一部を断面として示してある。
この表示装置900は、互いに対向して配置された第1基板901、第2基板902、及びこれらの間に形成される電界放出表示部903を含んで概略構成される。電界放出表示部903は、マトリクス状に配置した複数の電子放出部905により構成されている。
第1基板901の上面には、カソード電極906を構成する第1素子電極906aおよび第2素子電極906bが相互に直交するように形成されている。また、第1素子電極906aおよび第2素子電極906bで仕切られた部分には、ギャップ908を形成した導電性膜907が形成されている。すなわち、第1素子電極906a、第2素子電極906bおよび導電性膜907により複数の電子放出部905が構成されている。導電性膜907は、例えば酸化パラジウム(PdO)等で構成され、またギャップ908は、導電性膜907を成膜した後、フォーミング等で形成される。
第2基板902の下面には、カソード電極906に対峙するアノード電極909が形成されている。アノード電極909の下面には、格子状のバンク部911が形成され、このバンク部911で囲まれた下向きの各開口部912に、電子放出部905に対応するように蛍光体913が配置されている。蛍光体913は、赤(R)、緑(G)、青(B)の何れかの色の蛍光を発光するもので、各開口部912には、赤色蛍光体913R、緑色蛍光体913Gおよび青色蛍光体913Bが、上記した所定のパターンで配置されている。
そして、このように構成した第1基板901と第2基板902とは、微小な間隙を存して貼り合わされている。この表示装置900では、導電性膜(ギャップ908)907を介して、陰極である第1素子電極906aまたは第2素子電極906bから飛び出す電子を、陽極であるアノード電極909に形成した蛍光体913に当てて励起発光し、カラー表示が可能となる。
この場合も、他の実施形態と同様に、第1素子電極906a、第2素子電極906b、導電性膜907およびアノード電極909を、液滴吐出装置1を用いて形成することができると共に、各色の蛍光体913R,913G,913Bを、液滴吐出装置1を用いて形成することができる。
第1素子電極906a、第2素子電極906bおよび導電性膜907は、図26(a)に示す平面形状を有しており、これらを成膜する場合には、図26(b)に示すように、予め第1素子電極906a、第2素子電極906bおよび導電性膜907を作り込む部分を残して、バンク部BBを形成(フォトリソグラフィ法)する。次に、バンク部BBにより構成された溝部分に、第1素子電極906aおよび第2素子電極906bを形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)し、その溶剤を乾燥させて成膜を行った後、導電性膜907を形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)する。そして、導電性膜907を成膜後、バンク部BBを取り除き(アッシング剥離処理)、上記のフォーミング処理に移行する。なお、上記の有機EL装置の場合と同様に、第1基板901および第2基板902に対する親液化処理や、バンク部911,BBに対する撥液化処理を行うことが、好ましい。
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の装置が考えられる。上記した液滴吐出装置1を各種の電気光学装置(デバイス)の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。