專利名稱：材料的噴出裝置和方法及濾色器等的制造裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于向目的物噴出材料的材料噴出裝置，具體地說，本發(fā)明涉及用于光學(xué)裝置如液晶裝置等的濾色器的制造裝置和制造方法。另外，本發(fā)明也涉及具有濾色器的液晶裝置的制造裝置和制造方法。另外，本發(fā)明還涉及利用EL(場致發(fā)光)發(fā)光層進(jìn)行顯示的EL裝置的制造裝置和制造方法。另外，本發(fā)明還涉及通過這些方法制造的電子器件。
背景技術(shù)：
最近，顯示裝置如液晶裝置、場致發(fā)光裝置(以下稱為″EL裝置″)等已經(jīng)廣泛地用作電子器件如蜂窩電話、便攜式計(jì)算機(jī)等的顯示部分。另外，近年來，越來越多地通過顯示裝置進(jìn)行全色顯示。液晶裝置的全色顯示，例如，通過由液晶層調(diào)制的光穿濾色色器來進(jìn)行。濾色器是通過，例如點(diǎn)狀的R(紅)、G(綠)以及B(藍(lán))的濾色器元件以預(yù)定的排列如條紋排列、三角形排列、或馬賽克排列，配置在由玻璃、塑料等制成的基片的表面上而形成。
在通過EL裝置進(jìn)行全色顯示的情況下，在由玻璃、塑料等制成的基片的表面上配置電極，再在上面以預(yù)定的排列配置例如R(紅)、G(綠)以及B(藍(lán))的點(diǎn)狀的各色的EL發(fā)光層。通過控制施加于每個(gè)像素的電極的電壓，從每個(gè)像素發(fā)出期望顏色的光，從而進(jìn)行全色顯示。
濾色器的R、G、B等的各色濾色元件的圖案形成、或EL裝置的R、G、B等的各色像素的圖案形成過程中，傳統(tǒng)使用光刻蝕法。但是，在利用光刻蝕法的情況下，工序變得復(fù)雜并且由于各色材料和光致抗蝕劑的高消耗導(dǎo)致成本增加等問題。
為了解決該問題，提議了一種方法，通過噴墨法點(diǎn)狀噴出濾色材料、EL發(fā)光材料等形成點(diǎn)狀排列的細(xì)絲和EL發(fā)光層等。
例如，圖22(a)中由玻璃、塑料等制成的大面積基片即母板301的表面設(shè)定的多個(gè)面板區(qū)域302的內(nèi)部區(qū)域中，考慮如圖22(b)所示，點(diǎn)狀配置的多個(gè)濾色元件303通過噴墨法形成的情況。在這種情況下，如圖22(c)所示，具有包括排狀排列的多個(gè)噴嘴304的噴嘴排305的噴墨頭306，如圖22(b)的箭頭A1和A2所示，在一個(gè)面板區(qū)域302進(jìn)行若干次(圖22(b)中為兩次)主掃描時(shí)，在主掃描期間，從多個(gè)噴嘴304有選擇性地噴出墨水、即濾色材料，在期望位置形成濾色元件303。
R、G、B每一種像素色的濾色元件303是以適當(dāng)?shù)呐帕行问饺鐥l紋排列、三角形排列或馬賽克排列形成的。因此，在從圖22(b)所示的通過噴墨頭306的墨水噴出處理中，只為R、G、B等3色預(yù)先設(shè)置用于噴出R、G、B的單色的噴墨頭306，以便依次使用這些噴墨頭306，在一個(gè)母板301上形成R、G、B的3色的排列。
可是，設(shè)置在噴墨頭306上的噴嘴數(shù)目通常大約為160到180。另外，母板301通常具有比噴墨頭306大的面積。因此，通過利用噴墨頭306，在母板301表面上形成濾色元件303期間，必須一邊使噴墨頭306相對于母板301作副掃描移動，一邊通過噴墨頭306使母板301主掃描移動若干次，在每次主掃描期間，噴出墨水，進(jìn)行圖案描繪。
但是，這種方法有這樣的問題，由于相對于母板的噴墨頭306的掃描次數(shù)多，描繪時(shí)間即制造濾色器的時(shí)間變長。為了解決這個(gè)問題，本申請人在日本專利申請平11-279752號中提出了一種發(fā)明，通過支持機(jī)構(gòu)支持的多個(gè)噴頭線性地排列以便增加實(shí)質(zhì)的噴嘴數(shù)目。
如果利用此方法，例如圖23(a)所示，多個(gè)噴頭，例如六噴頭306通過支持機(jī)構(gòu)307支持成直線狀、當(dāng)在副掃描方向Y副掃描移動支持機(jī)構(gòu)307時(shí)，如箭頭A1、A2.....所示進(jìn)行多次主掃描，在主掃描期間從每個(gè)噴嘴304有選擇地噴出墨水。這種方法可以通過一次主掃描向很寬的區(qū)域供應(yīng)墨水，從而確實(shí)縮短制造濾色器的時(shí)間。
可是，在圖23(a)顯示的傳統(tǒng)方法中，每個(gè)噴頭306由平行于副掃描方向Y配置的直線狀的噴嘴排形成，因而多個(gè)噴嘴之間的間隔即噴嘴節(jié)距必須與母板301上的濾色元件303之間的間隔即元件節(jié)距相同。但是，很難形成噴嘴節(jié)距與元件節(jié)距相同的噴墨頭。
為了解決該問題，考慮這樣的方法，如圖23(b)所示，使支持機(jī)構(gòu)307相對于副掃描方向Y傾斜角度θ，使噴頭306的噴嘴節(jié)距與母板301內(nèi)的元件節(jié)距相同。但是在這種情況下，對于由噴頭306排列形成的噴嘴排、在主掃描方向X上引起尺寸Z的偏差，從而引起用于墨水噴出的主掃描時(shí)間增加對應(yīng)于偏差量的時(shí)間的問題。特別是，在使用如圖23(b)所示的這種六聯(lián)結(jié)構(gòu)的噴頭單元時(shí)，由于噴嘴排變長該偏差也變長，從而引起主掃描時(shí)間進(jìn)一步增加的問題。
本發(fā)明已經(jīng)考慮到所述問題，本發(fā)明的目的是縮短用于形成濾色器的濾色元件和EL裝置的像素等圖案的噴墨頭的掃描時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到所述目的，根據(jù)本發(fā)明的向目的物噴出材料的材料噴出裝置包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；以及使所述目的物和所述支持機(jī)構(gòu)的任何一個(gè)相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描的機(jī)構(gòu)；其中所述噴嘴排相對于所述掃描方向傾斜。更具體地說，所述多個(gè)噴頭是相對于所述支持機(jī)構(gòu)的縱向傾斜地被支持的。另外，這里所說的″掃描″意味著主掃描方向和與主掃描方向交叉的副掃描方向中的一個(gè)或兩個(gè)。
在本發(fā)明的材料噴出裝置中，利用支持裝置支持多個(gè)噴頭掃描基片以便材料可以從這多個(gè)噴頭噴出。因此，與用單個(gè)噴頭掃描目的物比較，可以縮短掃描時(shí)間。
在本發(fā)明中，最好所述多個(gè)噴頭中，所述噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。從而，材料可以有規(guī)則地向目的物噴出，易于控制描繪有規(guī)則的圖案。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)進(jìn)行掃描，屬于各噴頭的多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在目的物上的濾色元件的元件節(jié)距一致。
此外，由于支持裝置不是整體傾斜而是各噴頭分別傾斜，靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比支持裝置整體傾斜的情況短，從而縮短支持裝置掃描基片的時(shí)間。
另外，根據(jù)本發(fā)明的材料噴出裝置，用以向目的物噴出材料的材料噴出裝置包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；使所述目的物和所述支持機(jī)構(gòu)的任何一個(gè)相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描的機(jī)構(gòu)；控制由至少一個(gè)所述噴嘴排和所述掃描方向形成的角度的機(jī)構(gòu)，最好還包括控制所述噴嘴排之間間隔的機(jī)構(gòu)。
在具有所述結(jié)構(gòu)的材料噴出裝置中，噴嘴排通過噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)設(shè)置在傾斜狀態(tài)，從而獲得與所述材料噴出裝置相同的效果。
而且，在該材料噴出裝置中，由一個(gè)支持機(jī)構(gòu)支持的各噴頭很容易通過噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)與不同的元件節(jié)距一致。而且，在這種情況下，一個(gè)噴嘴排和相鄰噴嘴排之間距離可以通過噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)精確地調(diào)節(jié)以便噴嘴排繼續(xù)保持恒定的噴嘴節(jié)距。
噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)和噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)不局限于特別的結(jié)構(gòu)，可以用任何一種能實(shí)現(xiàn)所述功能的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)可以通過以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，即，各噴頭安裝在支持機(jī)構(gòu)上并使其在平面可旋轉(zhuǎn)，并且這些噴頭直接地或經(jīng)由動傳機(jī)構(gòu)間接地連接到步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)等能夠控制旋轉(zhuǎn)角的動力源的結(jié)構(gòu)。在此結(jié)構(gòu)中，通過控制動力源的輸出角度值，可以將各噴嘴排的傾斜角度調(diào)節(jié)到期望值，并且通過在調(diào)節(jié)后保持動力源的輸出軸在鎖定狀態(tài)，使各噴嘴排的傾斜角度保持固定的期望值。
另外，噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)不局限于特別的結(jié)構(gòu)，可以用任何一種能實(shí)現(xiàn)所述功能的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，各噴頭的平面旋轉(zhuǎn)的中心部分安裝在支持機(jī)構(gòu)上并使其可以滑動，并且這些噴頭連接到往復(fù)滑動移動驅(qū)動裝置形成的結(jié)構(gòu)。例如，往復(fù)滑動驅(qū)動裝置可以由能夠控制旋轉(zhuǎn)角的步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)等作為動力源的滑動驅(qū)動裝置和線性電動機(jī)等線性運(yùn)動驅(qū)動源構(gòu)成的滑動驅(qū)動裝置構(gòu)成。
另外，控制噴嘴排和掃描方向之間夾角的機(jī)構(gòu)最好用這樣的方式控制角度，使得所述多個(gè)噴頭中的噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，并且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
根據(jù)本發(fā)明的向目的物噴出材料的材料噴出方法包括或者使具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭或者使支持多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)相對于另一個(gè)的進(jìn)行掃描的工序，所述噴頭各自具有排列有多個(gè)噴嘴的噴嘴排；以及向所述目的物噴出所述材料的噴出工序；其中，至少一個(gè)所述噴嘴排相對于所述掃描方向傾斜。在這種情況下，所述目的物和所述支持機(jī)構(gòu)中的任何一個(gè)在主掃描方向或與主掃描方向交叉的副掃描方向或兩個(gè)方向上相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描。
最好所述多個(gè)噴頭中的噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，并且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
另外，材料噴出方法還可以包括控制由至少一個(gè)所述噴嘴排和所述掃描方向形成的角度的工序，以及控制所述多個(gè)噴嘴排之間間隔的工序。
所述材料噴出裝置和材料噴出方法能夠使用于，例如，向基片噴出濾色材料的濾色器的制造裝置和濾色器的制造方法，以及向基片噴出EL發(fā)光材料的EL裝置的制造裝置和制造方法等。當(dāng)然，應(yīng)用不局限于這些裝置和方法，可以應(yīng)用于各種不同的技術(shù)領(lǐng)域。
特別是，通過包括材料噴出方法的生產(chǎn)方法制造的組件能被使用于電子器件如蜂窩電話、便攜式計(jì)算機(jī)等。
另外，根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造裝置包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭以及用以支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)，其中，所述支持機(jī)構(gòu)以傾斜狀態(tài)支持所述多個(gè)噴頭。
在所述結(jié)構(gòu)中，濾色器可以例如包括R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))三原色、和C(青色)、Y(黃色)、M(洋紅)三原色的各色著色劑。
采用該濾色器的制造裝置，可以通過支持多個(gè)噴頭的支持裝置進(jìn)行主掃描期間，從這些多個(gè)噴頭噴出濾色材料，因此，與用單個(gè)噴頭掃描基片表面比較，縮短了掃描時(shí)間。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)執(zhí)行主掃描，各噴頭多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片上的濾色元件的元件節(jié)距一致。此外，由于支持裝置不是整體傾斜而是各噴頭分別傾斜，靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比支持裝置整體傾斜的情況短，從而縮短支持裝置掃描基片的時(shí)間。因此，可以縮短制造濾色器的時(shí)間。
另外，在具有上述結(jié)構(gòu)的濾色器的制造裝置中，所述支持裝置可以以固定狀態(tài)支持所述噴頭，或以可以改變傾斜角度和/或噴頭間距離的狀態(tài)支持所述噴頭。
另外，在具有所述結(jié)構(gòu)的濾色器的制造裝置中，最好所述多個(gè)噴頭的噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，而且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。這樣，易于控制向期望位置供應(yīng)濾色材料。
另外，多個(gè)噴嘴排的傾斜角度最好相同，但傾斜方向可正可負(fù)。另外，這里以及以下，″大體上″意味著包括即使當(dāng)由于制造誤差發(fā)生小的偏差時(shí)，在功能上不發(fā)生大的差異的情況。
另外，根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造裝置，其特征在于包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；向所述噴頭供應(yīng)濾色材料的機(jī)構(gòu)；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)執(zhí)行主掃描的主掃描機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)執(zhí)行副掃描的副掃描機(jī)構(gòu)；控制所述多個(gè)噴嘴排傾斜角度的噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)；控制所述多個(gè)噴嘴排之間間隔的噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)。
采用具有所述結(jié)構(gòu)的濾色器制造裝置，所述多個(gè)噴嘴排通過所述噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在傾斜狀態(tài)，從而獲得與所述濾色器的制造裝置相同的效果。
另外，采用所述第二個(gè)濾色器的制造裝置，通過噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)的作用，可以容易地使支持機(jī)構(gòu)所支持的各噴頭與不同的元件節(jié)距一致。
而且在這種情況下，一個(gè)噴嘴排和相鄰噴嘴排之間的間隔可以通過噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)精確地調(diào)節(jié)，以便這些噴嘴排繼續(xù)保持恒定的噴嘴節(jié)距。
另外，噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)和噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)不局限于特別的結(jié)構(gòu)，可以通過任何能實(shí)現(xiàn)所述功能的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，能使用所述材料噴出裝置中說明的結(jié)構(gòu)。
在所述濾色器的制造裝置中，最好所述多個(gè)噴頭的噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，并且噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
其次，根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造方法包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的噴頭在主掃描方向移動時(shí)，從所述多個(gè)噴嘴噴出濾色材料，在所述基片上形成所述濾色元件的步驟，其中并排設(shè)置了多個(gè)所述噴頭，而且以傾斜的狀態(tài)配置。
采用該制造方法，多個(gè)噴頭同時(shí)在主掃描方向移動以便濾色材料可以從各噴頭噴出，因此，與用單個(gè)噴頭掃描基片表面比較，可以縮短掃描時(shí)間。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)執(zhí)行掃描，各噴頭的多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片上的濾色元件的元件節(jié)距一致。此外，由于不是使多個(gè)噴頭并列成一排、并使該排傾斜，而是各噴頭分別傾斜，因此，靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比整排傾斜的情況短，從而縮短多個(gè)噴嘴排掃描基片的時(shí)間。因此，可以縮短制造濾色器的時(shí)間。
另外，在具有上述結(jié)構(gòu)的濾色器的制造方法中，最好所述多個(gè)噴頭中的所述噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，而且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
其次，根據(jù)本發(fā)明的液晶裝置的制造裝置包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；向所述噴頭供應(yīng)濾色材料的機(jī)構(gòu)；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)執(zhí)行主掃描的主掃描機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)執(zhí)行副掃描的副掃描機(jī)構(gòu)。其中，所述支持機(jī)構(gòu)以傾斜狀態(tài)支持所述多個(gè)噴頭。
采用該液晶裝置的制造裝置，在利用支持多個(gè)噴頭的支持裝置進(jìn)行基片的主掃描期間，可以從多個(gè)噴頭噴出墨水，即濾色材料，與用單個(gè)噴頭掃描基片表面比較，可以縮短掃描時(shí)間。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)進(jìn)行掃描，各噴頭的多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片上的濾色元件的元件節(jié)距一致。此外，由于支持裝置不是整體傾斜而是各噴頭分別傾斜，所以靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比支持裝置整體傾斜的情況短，從而縮短支持裝置掃描基片的時(shí)間。因此，可以縮短制造濾色器的時(shí)間。
其次，根據(jù)本發(fā)明的液晶裝置的制造方法包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的噴頭在主掃描方向移動時(shí)，從所述多個(gè)噴嘴噴出濾色材料，在所述基片上形成所述濾色元件的工序，其特征在于并排設(shè)置了多個(gè)所述噴頭，而且以傾斜的狀態(tài)配置。
采用該制造方法，多個(gè)噴頭同時(shí)在主掃描方向移動以便墨水可以從各噴頭噴出，因此，與用單個(gè)噴頭掃描基片表面比較，可以縮短掃描時(shí)間。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)執(zhí)行掃描，各噴頭的多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片上的濾色元件的元件節(jié)距一致。此外，由于不是使多個(gè)噴頭并排成一排，并使該排傾斜而是各噴頭分別傾斜，靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比整排傾斜的情況短，從而縮短多個(gè)噴嘴排掃描基片的時(shí)間。因此，可以縮短濾色器的制造時(shí)間，從而可以縮短液晶裝置的制造時(shí)間。
其次，根據(jù)本發(fā)明的EL裝置的制造裝置包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；向所述噴頭供應(yīng)EL發(fā)光材料的機(jī)構(gòu)；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)執(zhí)行主掃描的主掃描機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)執(zhí)行副掃描的副掃描機(jī)構(gòu)；控制所述多個(gè)噴嘴排傾斜角度的噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)；控制所述多個(gè)噴嘴排之間間隔的噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)。
采用該EL裝置的制造裝置，在利用支持多個(gè)噴頭的支持裝置進(jìn)行基片的主掃描期間，可以從多個(gè)噴頭噴出墨水，即EL發(fā)光材料，與用單個(gè)噴頭掃描基片表面比較，可以縮短掃描時(shí)間。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)進(jìn)行掃描，各噴頭的多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片上的像素的像素節(jié)距一致。此外，由于支持裝置不是整體傾斜而是各噴頭分別傾斜，所以靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比支持裝置整體傾斜的情況短，從而縮短支持裝置掃描基片的時(shí)間。因此，可以縮短EL裝置的制造時(shí)間。
其次，根據(jù)本發(fā)明的EL裝置的制造方法包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的噴頭在主掃描方向移動時(shí)，從所述多個(gè)噴嘴噴出EL發(fā)光材料，在基片上形成EL發(fā)光層的工序，其中，并排設(shè)置了多個(gè)所述噴頭，而且所述多個(gè)噴頭以傾斜的狀態(tài)排列。
采用該制造方法，多個(gè)噴頭同時(shí)在主掃描方向移動以便墨水，即EL發(fā)光材料可以從各噴頭噴出，因此，與用單個(gè)噴頭掃描基片表面比較，可以縮短掃描時(shí)間。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)執(zhí)行掃描，各噴頭的多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片上的像素的像素節(jié)距一致。此外，由于不是使多個(gè)噴頭并排成一排，并使該排傾斜而是各噴頭分別傾斜，所以靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比整排傾斜的情況短，從而縮短多個(gè)噴嘴排掃描基片的時(shí)間。因此，可以縮短EL裝置的制造時(shí)間。


圖1是示意地表示利用根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造裝置的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的制造方法的主要工序的平面圖。
圖2是圖1的噴墨頭的透視圖。
圖3是示意地表示利用根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造裝置的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的制造方法的主要工序的平面圖。
圖4是圖3的噴墨頭的透視圖。
圖5是示意地表示利用根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造裝置的又一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的制造方法的主要工序的平面圖。
圖6(a)是表示根據(jù)本發(fā)明的濾色器的一個(gè)實(shí)施例的平面圖，(b)是表示作為其基礎(chǔ)的母板的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。
圖7是利用圖6(a)的沿VII-VII線的截面部分示意地表示濾色器的制造工序的圖。
圖8是表示濾色器中的R、G、B3色的像素元素的排列例的示意圖。
圖9是表示作為根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造裝置、根據(jù)本發(fā)明的液晶裝置的制造裝置、根據(jù)本發(fā)明的EL裝置的制造裝置的各制造裝置的主要部分的噴墨裝置的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖10是圖9的裝置的主要部分放大的透視圖。
圖11是表示圖1的噴墨頭上設(shè)置的一個(gè)噴頭的透視圖。
圖12是表示噴頭的改變例的透視圖。
圖13是表示噴頭的內(nèi)部構(gòu)造、(a)表示部分破斷的透視圖、(b)表示沿(a)的J-J線的截面構(gòu)造。
圖14是表示使用圖9的噴墨裝置的電氣控制系統(tǒng)的方框圖。
圖15是表示根據(jù)圖14的控制系統(tǒng)實(shí)行的控制的流程圖。
圖16是表示另一個(gè)噴頭的改變例的透視圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的液晶裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的工序圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的液晶裝置的制造方法制造的液晶裝置的一個(gè)例子的分解狀態(tài)的透視圖。
圖19是表示圖18沿X-X線的液晶裝置的截面構(gòu)造的截面圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的EL裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例的工序圖。
圖21是對應(yīng)圖20所示工序圖的EL裝置的截面圖。
圖22是表示傳統(tǒng)的濾色器的制造方法的一個(gè)例子的圖。
圖23是表示傳統(tǒng)的濾色器的制造方法的另一個(gè)例子的圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1以下將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的濾色器的制造方法和制造裝置。首先，在制造方法和制造裝置說明之前，說明通過該制造方法制造的濾色器。圖6(a)顯示根據(jù)實(shí)施例的濾色器的平面構(gòu)造。圖7(d)顯示沿著圖6(a)的線VII-VII的截面的構(gòu)造。
本實(shí)施例的濾色器1是通過在由玻璃、塑料等制成的方形基片2的表面上，多個(gè)濾色元件3形成點(diǎn)狀圖形、本實(shí)施例中為點(diǎn)陣，然后如圖7(d)所示在其上積層保護(hù)膜4而形成。圖6(a)是除去保護(hù)膜4的濾色器1的平面圖。即在本實(shí)施例中，舉例說明作為由噴墨形成的彩色圖案的濾色元件3。
濾色元件3是由非透光性樹脂材料制成并形成格子狀圖案的隔板6分隔的、以點(diǎn)陣排列的多個(gè)方形區(qū)域，充填著色劑而形成的。另外，這些濾色元件3分別由R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))的任何一個(gè)的著色劑構(gòu)成，然后各顏色的濾色元件3以預(yù)定的排列配置。這種排列，已知如圖8(a)所示條紋排列、圖8(b)所示馬賽克排列、以及圖8(c)所示三角形排列。
在條紋排列中，矩陣的每排全部配置成相同的顏色。在馬賽克排列中，垂直與水平線上的任何三個(gè)濾色元件配置成R(紅)、G(綠)B(藍(lán))。在三角形排列中，濾色元件交錯配置以致任何三個(gè)相鄰濾色元件分別是R、G、B。
圖6中，濾色器1的尺寸是、例如1.8英寸。各濾色元件3的尺寸是、例如30μm×100μm。各個(gè)濾色元件3之間的間隔即元件節(jié)距是，例如75μm。
當(dāng)本實(shí)施例的濾色器1用作光學(xué)元件用于全色顯示時(shí)，R、G、B三個(gè)濾色元件3作為一個(gè)單元形成一個(gè)像素，一個(gè)像素中的R、G、B的任何一個(gè)或它們的組合有選擇地使光通過，執(zhí)行全色顯示。在這種情況下，由非透光性樹脂材料制成的隔板起黑色掩膜的作用。
所述濾色器1被從如圖6所示的大面積母板12中裁出。具體地說，首先，母板12中設(shè)定的多個(gè)濾色器形成區(qū)域11的各個(gè)表面上形成濾色器1的一個(gè)的圖案，然后在這些濾色器形成區(qū)域11的周圍形成切斷溝槽，然后沿著這些溝槽切斷母板12、形成各個(gè)濾色器1。
以下將說明制造圖6(a)所示濾色器1的制造方法以及制造裝置。
圖7示意地按照工序順序表示了濾色器1的制造方法。首先，從箭頭B方向觀察，由非透光性樹脂材料制成的隔板6在母板12的表面上形成格子圖案。格子圖案的格子穴部分7是形成濾色元件3的區(qū)域即，濾色元件形成區(qū)域。從箭頭B方向觀察，由隔板6形成的各個(gè)濾色元件形成區(qū)域7的平面尺寸為，例如大約30μm×100μm。
隔板6具有阻止提供給濾色元件形成區(qū)域7的墨水即，濾色元件材料流動的功能，并且起黑底的作用。隔板6由任意的圖案形成方法，例如光刻蝕法形成，并且根據(jù)需要還可以通過加熱器加熱。
隔板6形成之后，如圖7(b)所示，濾色元件材料的液滴8提供給各濾色元件形成區(qū)域7，用濾色元件材料13填充各濾色元件區(qū)域7。圖7(b)中，符號13R表示具有R(紅)顏色的濾色元件材料，符號13G表示具有G(綠)顏色的濾色元件材料以及符號13B表示具有B(藍(lán))顏色的濾色元件材料。
當(dāng)預(yù)定量的濾色元件材料填充到各濾色元件形成區(qū)域7時(shí)，通過加熱器以大約70℃左右向母板加熱，蒸發(fā)濾色元件材料的溶劑。該蒸發(fā)減少了濾色元件材料13的體積并使表面變平，如圖7(c)所示。當(dāng)體積急劇減小時(shí)，供應(yīng)濾色元件材料的液滴并重復(fù)地加熱直到濾色器具有足夠的膜厚為止。通過所述處理，最終只有濾色元件材料的固體成分殘留形成薄膜，從而形成期望的各色的濾色元件3。
通過以上形成濾色元件3后，為了完全地干燥濾色元件3，用預(yù)定溫度進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的加熱處理。然后，例如，使用旋涂法、輥式涂敷法、浸漬法、噴墨法等適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬杀Ｗo(hù)膜4。該形成的保護(hù)膜4用于保護(hù)濾色元件3等并使濾色器1的表面變平。
圖9是表示構(gòu)成濾色器的制造裝置的構(gòu)成組件之一，圖7(b)所示執(zhí)行濾色元件材料供給處理的噴墨裝置的一個(gè)實(shí)施例。該噴墨裝置16是將R、G、B中的一種顏色如R色的濾色元件材料形成墨水的液滴，噴出到母板12(參照圖(6))內(nèi)的各濾色器形成區(qū)域11內(nèi)的預(yù)定位置并附著在上面的裝置。還準(zhǔn)備有分別用于G色的濾色元件材料以及B色的濾色元件材料的噴墨裝置，這些裝置的構(gòu)造可以與圖9的裝置相同，因而省略其說明。
圖9中，噴墨裝置16包括具備噴墨頭22的噴頭單元26；控制噴墨頭22位置的噴頭位置控制裝置17；控制母板12位置的基片位置控制裝置18；使噴墨頭22相對于母板12作主掃描移動的主掃描驅(qū)動裝置19；使噴墨頭22相對于母板12作副掃描移動的副掃描驅(qū)動裝置21；將母板12供給到噴墨裝置16內(nèi)預(yù)定作業(yè)位置的基片供給裝置23；以及控制整個(gè)噴墨裝置16的控制裝置24。
噴頭位置控制裝置17、基片位置控制裝置18、主掃描驅(qū)動裝置19、副掃描驅(qū)動裝置21設(shè)置在基座9的上面。另外，這些裝置根據(jù)需要用蓋14覆蓋。
噴墨頭22，如圖2所示包括多個(gè)、本實(shí)施例中為6個(gè)噴頭20；使這些噴頭20并排并作為支持裝置支持這些噴頭20的托架25。托架25在支持噴頭20的位置具有比噴頭20稍大的穴即凹部，各噴頭20插入穴中并通過螺絲、粘接劑等連接裝置固定。另外，如果能夠精確確定相對于托架25的噴頭20的位置，也可以不使用特別的連接裝置，僅僅通過壓入噴頭20進(jìn)行固定。
噴頭20，如圖11所示，包括由多個(gè)噴嘴27排狀排列形成的噴嘴排28。噴嘴27的數(shù)目為，例如180個(gè)，噴嘴27的孔徑為，例如28μm，噴嘴27之間的噴嘴節(jié)距為，例如141μm。圖6(a)及圖6(b)中，相對于濾色器1及母板12的主掃描方向X及與其正交的副掃描方向Y按照圖11所示設(shè)定。
圖2中，各噴頭20安裝在托架25上，使得各噴頭的噴嘴排28的延長線K0相對托架25的縱向的中心軸線K1傾斜角度θ。另外，噴墨頭22的位置設(shè)置在如圖1所示，該托架25的中心軸線K1與主掃描方向X的交差的方向，本實(shí)施例為正交方向的延長線上。即，各噴嘴排28相對主掃描方向?yàn)橹苯?、相對副掃描方向?yàn)榻嵌圈鹊膬A斜狀態(tài)進(jìn)行位置設(shè)定。
噴墨頭22沿著X方向平行移動對母板12進(jìn)行主掃描，在主掃描期間，從各噴頭20的多個(gè)噴嘴27有選擇性地噴出作為墨水的濾色材料，在母板12內(nèi)的預(yù)定位置附著濾色元件材料。另外，噴墨頭22可以通過沿著副掃描方向Y方向平行移動預(yù)定距離，例如比噴嘴排28在副掃描方向Y上的長度的6倍較短或較長的距離，以便能夠以預(yù)定的間隔與噴墨頭22的主掃描位置錯開。
各個(gè)噴頭20具有如圖13(a)和13(b)所示的內(nèi)部構(gòu)造。具體地說，噴頭20包括，例如不銹鋼制的噴嘴板29；與之相對的振動板31；將它們連接在一起的多個(gè)分隔部件32。噴嘴板29與振動板31之間，通過分隔部件32形成多個(gè)墨水室33和蓄液槽34。多個(gè)墨水室33和蓄液槽34通過通路38互相連通。
在振動板31的適當(dāng)位置形成墨水供給孔36，該墨水供給孔36與墨水供給裝置37連接。該墨水供給裝置37向墨水供給孔36供應(yīng)R、G、B中的一種顏色如R色的濾色元件材料M。供應(yīng)的濾色元件材料M充滿蓄液槽34，并通過通路38充滿墨水室33。
噴嘴板29中設(shè)置了噴嘴27以便來自墨水室33的濾色元件材料M以射流狀進(jìn)行噴射。另外，在振動板31的墨水室33形成面的里面安裝有對應(yīng)于墨水室33的墨水加壓體39。如圖13(b)所示，該墨水加壓體39具有與壓電元件41并排并夾持壓電元件41的一對電極42a和42b。對電極42a和42b通電使壓電元件41如箭頭C所示方向向外側(cè)撓曲變形，從而增大墨水室33的容積。這樣，與增大的容積部分相當(dāng)?shù)臑V色元件材料M從蓄液槽34通過通路38流入墨水室33。
其次，當(dāng)壓電元件41的通電停止時(shí)，該壓電元件41連同振動板31一起回復(fù)到原來的形狀。從而，由于墨水室33也要回復(fù)原來的容積，墨水室33中的濾色元件材料M的壓力上升，濾色元件材料M從噴嘴27向母板12(參照圖6(b))形成液滴8噴出。另外，在噴嘴27的周圍，為了防止液滴8飛行彎曲和噴嘴27的孔阻塞，設(shè)置例如鎳-四氟乙烯共析鍍層構(gòu)成的疏墨水層43。
圖10中，噴頭位置控制裝置17包括使噴墨頭22在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的α馬達(dá)44；使噴墨頭22繞與副掃描方向Y平行的軸線擺動和旋轉(zhuǎn)的β馬達(dá)46；使噴墨頭22繞與主掃描方向X平行的軸線擺動和旋轉(zhuǎn)的γ馬達(dá)47；以及使噴墨頭22在上下方向平行移動的Z馬達(dá)48。
圖10中，圖9所示的基片位置控制裝置18包括承載母板12的承載臺49；使該承載臺49沿著箭頭θ在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的θ馬達(dá)51。另外，圖9所示的主掃描驅(qū)動裝置19包括如圖10所示沿著主掃描方向X延伸的導(dǎo)軌52；包含脈沖驅(qū)動的直線馬達(dá)的滑座53。包含的直線馬達(dá)動作時(shí)，滑座53沿著導(dǎo)軌52在主掃描方向平行移動。
另外，圖9所示的副掃描驅(qū)動裝置21包括如圖10所示沿著副掃描方向Y延伸的導(dǎo)軌54；包含脈沖驅(qū)動的直線馬達(dá)的滑座56。包含的直線馬達(dá)動作時(shí)，滑座56沿著導(dǎo)軌54在副掃描方向Y上平行移動。
滑座53和滑座56內(nèi)的脈沖驅(qū)動的直線馬達(dá)能夠根據(jù)供給馬達(dá)的脈沖信號精確地控制輸出軸的回轉(zhuǎn)角度，因而可以精確地控制滑座53支持的噴墨頭22在主掃描方向X上的位置和承載臺49在副掃描方向Y上的位置。而且，噴墨頭22和承載臺49的位置控制不局限于使用脈沖馬達(dá)的位置控制裝置，也可以使用利用伺服馬達(dá)的反饋控制，以及其他能夠?qū)崿F(xiàn)的任意的控制方法。
圖9所示的基片供給裝置23包括收容母板12的母板收容部57；搬運(yùn)母板12的機(jī)械手58。機(jī)械手58包括置于地面等設(shè)置平面的基臺59；相對基臺升降的升降軸61；繞升降軸中心旋轉(zhuǎn)的第一機(jī)械臂62；對第一機(jī)械臂62旋轉(zhuǎn)的第二機(jī)械臂63；第二機(jī)械臂63前端下面設(shè)置的吸盤64。吸盤64通過空氣吸引等吸附母板12。
圖9中，主掃描驅(qū)動裝置19驅(qū)動的進(jìn)行主掃描移動的噴墨頭22的軌跡下，副掃描驅(qū)動裝置21的一側(cè)的位置上配置有壓蓋裝置76和清潔裝置77。另外，在另一側(cè)配置有電子天平78。清潔裝置77用以洗凈噴墨頭22。電子天平78是用以分別測量噴墨頭22內(nèi)的各個(gè)噴嘴27(參照圖11)噴出的墨水液滴的重量的器件。另外，壓蓋裝置76是當(dāng)噴墨頭22處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，防止噴嘴27干燥的裝置。
在噴墨頭22旁邊，配置有與噴墨頭22一起移動的噴頭用攝象機(jī)81。另外，基座9上設(shè)置的支持裝置(圖中未顯示)支持的基片用攝象機(jī)82配置在能夠拍攝母板12的位置。
圖9所示的控制裝置24，包括容納處理器的計(jì)算機(jī)本體66；作為輸入裝置的鍵盤67；作為顯示裝置的CRT(陰極射線管)顯示器68。如圖14所示，所述處理器包括進(jìn)行演算處理的CPU(中央處理單元)69和存儲各種信息的存儲器即信息存儲媒體71。
圖9所示的噴頭位置控制裝置17、基片位置控制裝置18、主掃描驅(qū)動裝置19、副掃描驅(qū)動裝置21、以及驅(qū)動噴墨頭22內(nèi)的壓電元件41(參照圖13(b))的驅(qū)動電路72通過輸入輸出接口73和總線74連接到CPU69。另外，基片供給裝置23、輸入裝置67、顯示器68、電子天平78、清潔裝置77以及壓蓋裝置76也通過輸入輸出接口73和總線74連接到CPU69。
存儲器71包括RAM(隨機(jī)存取存儲器)、ROM(只讀存儲器)等半導(dǎo)體存儲器以及硬盤、CD-ROM讀取裝置、碟型存儲媒體等外部存儲裝置等概念，從功能上說，設(shè)定了用以存儲記錄噴墨裝置16的動作的控制順序的程序軟件的存儲區(qū)域、用以存儲實(shí)現(xiàn)圖8所示各種R、G、B排列的R、G、B中的一種顏色在母板12(參照圖6)內(nèi)的噴出位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域、用以存儲圖10中沿著副掃描方向Y的母板12的副掃描移動量的存儲區(qū)域、作為CPU69的工作區(qū)域和臨時(shí)文件的區(qū)域、以及其他各種存儲區(qū)域。
CPU69根據(jù)存儲器71中存儲的程序軟件，控制在母板12表面的預(yù)定位置噴出墨水即濾色元件材料。具體的功能實(shí)現(xiàn)單元包括進(jìn)行實(shí)現(xiàn)清潔處理的演算的清潔演算單元；進(jìn)行實(shí)現(xiàn)壓蓋處理的演算的壓蓋演算單元；進(jìn)行使用電子天平78(參照圖9)實(shí)現(xiàn)重量測定處理的演算的重量測定演算單元；進(jìn)行通過噴墨描繪濾色元件材料的演算的描繪演算單元。
描繪演算單元可以更詳細(xì)地劃分為設(shè)定噴墨頭描繪的初始位置的描繪開始位置演算單元；進(jìn)行噴墨頭22沿著主掃描方向X以預(yù)定速度掃描移動的控制的演算的主掃描控制演算單元；進(jìn)行母板12沿著副掃描方向Y錯開預(yù)定的副掃描量的控制的演算的副掃描控制演算單元；以及，進(jìn)行使噴墨頭22內(nèi)的多個(gè)噴嘴27動作并是否噴出墨水即濾色元件材料的控制的演算的噴嘴噴出控制演算單元等各種功能的演算單元。
另外，本實(shí)施例中，雖然所述各功能是利用CPU69通過軟件實(shí)現(xiàn)的，但是在不使用CPU而通過單獨(dú)的電子電路能夠?qū)崿F(xiàn)的情況下，也可以利用電子電路。
以下，根據(jù)圖15的流程圖說明通過所述構(gòu)成形成的噴墨裝置16的動作。
當(dāng)操作員接通電源啟動噴墨裝置16時(shí)，首先，進(jìn)行步驟S1中的初始設(shè)定。具體地說，把噴頭單元26和基片供給裝置23以及控制裝置24等設(shè)定成預(yù)定的初始狀態(tài)。
其次，當(dāng)重量測定時(shí)刻來臨時(shí)(步驟S2的是)，圖10的噴頭單元26通過主掃描驅(qū)動裝置19移動到圖9的電子天平的位置(步驟S3)，用電子天平測定78測定噴嘴27噴出的墨水量(步驟S4)。然后，將各個(gè)噴嘴27的墨水噴出特性綜合，調(diào)節(jié)施加在對應(yīng)于各個(gè)噴嘴27的壓電元件的電壓(步驟S5)。
其次，當(dāng)清潔時(shí)刻來臨時(shí)(步驟S6的是)，噴頭單元26通過主掃描驅(qū)動裝置19移動到清潔裝置77的位置(步驟S7)，通過清潔裝置77清潔噴墨頭22(步驟S8)。
當(dāng)重量測定時(shí)刻和清潔時(shí)刻未來臨(步驟S2及S6的否)、或這些處理完成的情況下，步驟S9中，使圖9的基片供給裝置23動作，將母板12供給到承載臺49上。具體地說，基片收容部57內(nèi)的母板12用吸盤64吸持，其次，使升降軸61、第一機(jī)械臂62以及第二機(jī)械臂63動作，將母板12搬運(yùn)到承載臺49，并壓入承載臺49的適當(dāng)位置預(yù)先設(shè)置的定位銷50(參照圖10)。另外，為了防止承載臺49上的母板12的位置偏差，最好使用空氣吸引等裝置在承載臺49上固定母板12。
其次，通過圖9的基片用攝象機(jī)82觀察母板12時(shí)，圖10的θ馬達(dá)51的輸出軸旋轉(zhuǎn)很小的角度單位，使承載臺49在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)很小的角度單位，確定母板12的位置(步驟S10)。其次，通過圖9的噴頭用攝象機(jī)81觀察母板12時(shí)，通過演算確定噴墨頭22的開始描繪位置(步驟S11)，然后，使主掃描驅(qū)動裝置19及副掃描驅(qū)動裝置21適當(dāng)動作，將噴墨頭22移動到開始描繪位置(步驟S12)。
這時(shí)，如圖1所示，設(shè)定噴墨頭22的托架25的中心軸線K1與主掃描方向X成直角。從而，將噴嘴排28配置成相對于噴墨頭22的副掃描方向Y傾斜角度θ。這樣，在通常的噴墨裝置的情況下，相鄰的噴嘴排之間的噴嘴節(jié)距和相鄰濾色元件3即濾色元件形成區(qū)域7之間的元件節(jié)距往往不同，使噴墨頭22沿著主掃描方向X移動時(shí)，采取措施使得噴嘴節(jié)距在副掃描方向Y上的幾何尺寸分量等于元件節(jié)距。
圖15的步驟S12中噴墨頭22置于描繪開始位置后，沿著圖15的步驟S13中的X方向開始主掃描，同時(shí)開始噴出墨水。具體地說，圖10的主掃描驅(qū)動裝置動作，噴墨頭22沿著圖1的主掃描方向X以恒定的速度直線掃描移動，移動中，當(dāng)對應(yīng)于應(yīng)該供給墨水的的噴嘴27到達(dá)時(shí)，從該噴嘴27噴出墨水即濾色元件材料，填充到該區(qū)域7而形成濾色元件3。
在相對于母板12的一次主掃描完成后(步驟S14的是)，噴墨頭22反轉(zhuǎn)移動，回復(fù)到初始位置(步驟S15)。然后，噴墨頭22，通過副掃描驅(qū)動裝置21驅(qū)動沿著副掃描方向Y移動預(yù)定的副掃描量，例如6個(gè)噴嘴排28的總長的副掃描方向Y上的分量(步驟S16)。然后，反復(fù)進(jìn)行主掃描及墨水噴出，在濾色元件形成區(qū)域7填充濾色元件材料，形成濾色元件3(步驟S13)。
所述通過噴墨頭22對于母板12的全部區(qū)域的濾色元件3的描繪作業(yè)完成之后(步驟S17的是)，在步驟S18中，處理后的母板12通過基片供給裝置23或其他搬運(yùn)裝置向外部排出。之后，除非操作員作出處理完成的指示(步驟S1的否)，否則返回到步驟S2，重復(fù)對其他母板12進(jìn)行R、G、B中的一種顏色的墨水的噴出作業(yè)。
當(dāng)操作員作出處理完成的指示時(shí)(步驟S19的是)，CPU69將圖9中的噴墨頭22搬運(yùn)到壓蓋裝置76的位置，通過該壓蓋裝置76對噴墨頭22進(jìn)行壓蓋處理(步驟S20)。
從而，構(gòu)成濾色器的R、G、B3色中的第1色，如R色的圖案描繪完成后，將母板12搬運(yùn)到R、G、B的第2色例如G色作為濾色元件材料的噴墨裝置16并進(jìn)行G色的圖案描繪，最后，搬運(yùn)到R、G、B的第3色例如B色作為濾色元件材料的噴墨裝置16并進(jìn)行B色圖案的描繪。從而，制造出形成有多個(gè)具有條紋排列等期望的R、G、B的點(diǎn)狀排列的濾色器1(圖6(a))的母板12。通過沿各個(gè)濾色器區(qū)域切斷該母板，單個(gè)濾色器1從多個(gè)中分割出來。
另外，當(dāng)利用本濾色器1進(jìn)行液晶裝置的彩色顯示時(shí)，在本濾色器1的表面還積層電極和定向膜。這種情況下，如果在積層電極和定向膜之前已經(jīng)將母板12切斷成各個(gè)濾色器1，則之后的電極形成工序非常麻煩。因而，這種情況下，最好在母板12上形成濾色器1之后，不馬上切斷母板12，而是在電極形成和定向膜形成等必要的附加工序完成之后切斷母板12。
采用如上所述的根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造方法和制造裝置，如圖1所示，通過作為支持裝置支持多個(gè)噴頭20的托架25主掃描基片12期間，由于墨水從多個(gè)噴頭20的噴嘴排28噴出，與用單個(gè)噴頭掃描基片12的表面比較，縮短了掃描時(shí)間。從而，縮短了濾色器的制造時(shí)間。
另外，由于各噴頭20相對副掃描方向Y以傾斜角度θ的狀態(tài)進(jìn)行掃描，各噴頭20的多個(gè)噴嘴27的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片12上的濾色元件形成區(qū)域7的間隔即元件節(jié)距一致。通過這樣使噴嘴節(jié)距與元件節(jié)距在幾何學(xué)上一致，從而具有不需要控制噴嘴排28在副掃描方向Y上的位置的優(yōu)點(diǎn)。
另外，本實(shí)施例中，噴頭20固定在托架25上，相對于一個(gè)托架25有一個(gè)傾斜角度θ。從而，基片12側(cè)的元件節(jié)距變化的情況下，必須使用其他托架25以便實(shí)現(xiàn)對應(yīng)該元件節(jié)距的傾斜角度θ。
而且，本實(shí)施例中，由于托架25不是整體傾斜而是各噴頭20分別傾斜，靠近基片12的噴嘴27和遠(yuǎn)離基片12的噴嘴27之間的距離T比托架25整體傾斜的情況小得多，因而顯著縮短噴墨頭22掃描基片12的時(shí)間。從而，縮短了濾色器的制造時(shí)間。
另外，本實(shí)施例的制造方法和制造裝置中，由于利用噴墨頭22噴出墨水形成濾色元件，不必經(jīng)過如光刻蝕法的復(fù)雜的工序，并且沒有材料的浪費(fèi)。
本實(shí)施例1中，使用非透光性樹脂作為隔板6，但是隔板6當(dāng)然也可以采用透光性樹脂。這種情況下，在濾色元件之間的對應(yīng)位置，例如隔板6的上面、隔板6的下面，可以采用其他用途的遮光性的金屬膜或樹脂材料作為黑色掩膜。另外，也可以采用利用透光性樹脂形成隔板6，不設(shè)置黑色掩膜的結(jié)構(gòu)。
另外，本實(shí)施例1中，采用R、G、B作為濾色元件，但是，不局限于R、G、B，例如也可以采用C(青色)、Y(黃色)、M(洋紅)。這種情況下，可以用C、Y、M的濾色元件材料取代R、G、B的濾色元件材料。實(shí)施例2圖3示意地表示根據(jù)本發(fā)明的濾色器的制造方法和制造裝置的另一個(gè)實(shí)施例，利用噴墨頭22，在母板12內(nèi)的濾色器形成區(qū)域11內(nèi)的濾色元件形成區(qū)域7噴出墨水即濾色元件材料進(jìn)行供給的情況。
根據(jù)本實(shí)施例實(shí)施的大致的工序與圖7所示的工序相同，用于噴出墨水的噴墨裝置也與圖9所示的裝置在機(jī)構(gòu)上相同。
本實(shí)施例與圖1所示的前面的實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，改變了通過托架25支持噴頭20的支持構(gòu)造。具體地說，圖4中，以這種方式支持各個(gè)噴頭20，使得相對于托架25，各個(gè)噴頭20以噴頭20的中心軸線K2為中心可以繞箭頭N的方向旋轉(zhuǎn)即平面內(nèi)可旋轉(zhuǎn)。另外，相對于托架25，各個(gè)噴頭20可以沿箭頭P的方向滑動即平面內(nèi)可平行移動。另外，在托架25上附加設(shè)置有噴嘴排角度控制裝置83和噴嘴排間隔控制裝置84。
噴嘴排角度控制裝置83可以個(gè)別或一起控制多個(gè)噴嘴排28的平面內(nèi)傾斜角度θ。該噴嘴排角度控制裝置83可以通過任何能實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。例如，通過將安裝在框架25上可以以箭頭N的方向在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的噴頭直接地或經(jīng)由傳動機(jī)構(gòu)間接地連接到能夠控制旋轉(zhuǎn)角的步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)等動力源而構(gòu)成。采用此結(jié)構(gòu)，通過控制動力源的輸出角度值，可以將各噴嘴排20的傾斜角度θ調(diào)節(jié)到期望值，并且通過在調(diào)節(jié)后保持動力源的輸出軸在鎖定狀態(tài)，使各噴嘴排20的傾斜角度θ保持固定的期望值。
另外，噴嘴排間隔控制裝置84可以個(gè)別控制各個(gè)間隔或一起控制多個(gè)噴嘴排20的間隔。該噴嘴排間隔控制裝置83可以通過任何能實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。例如，通過將安裝在框架25上可以以箭頭P的方向滑動的噴頭20連接到由能夠控制旋轉(zhuǎn)角的步進(jìn)馬達(dá)、伺服馬達(dá)等作為動力源的滑動驅(qū)動裝置和線性電動機(jī)等線性運(yùn)動驅(qū)動源構(gòu)成的滑動驅(qū)動裝置而構(gòu)成。
根據(jù)本實(shí)施例，通過使圖4的噴嘴排角度控制裝置83動作，在圖3中使噴頭20繞箭頭N的方向在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)噴頭20的平面內(nèi)傾斜角度θ，使噴嘴排28的噴嘴節(jié)距與形成在基片12上的濾色元件形成區(qū)域7的元件節(jié)距一致。而且，使圖4的噴嘴排間隔控制裝置84動作，調(diào)節(jié)圖3中的噴頭20之間的間隔，使彼此相鄰的噴嘴排同一端的噴嘴之間的距離與基片12側(cè)的元件節(jié)距一致。
從而，可以形成具有6個(gè)噴嘴排28、并且與元件節(jié)距一致的噴嘴節(jié)距的連續(xù)的長噴嘴排。從而，根據(jù)本實(shí)施例，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)一個(gè)噴墨頭22內(nèi)的噴嘴節(jié)距，可以在基片12上描繪元件節(jié)距不同的圖案。實(shí)施例3圖5示意地表示根據(jù)本發(fā)明的制造裝置和制造方法的另一個(gè)實(shí)施例，利用噴墨頭22，在母板12內(nèi)的濾色器形成區(qū)域11內(nèi)的濾色元件形成區(qū)域7噴出墨水即濾色元件材料進(jìn)行供給的情況。
根據(jù)本實(shí)施例實(shí)施的大致的工序與圖7所示的工序相同，用以噴出墨水的噴墨裝置也與圖9所示的裝置在機(jī)構(gòu)上相同。
本實(shí)施例與圖1及圖3所示的前面的實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，各噴嘴排28之間的噴嘴排28的傾斜角度θ的大小相同，但是傾斜方向在正負(fù)之間交互變化。從而，可以形成具有6個(gè)噴嘴排28、并且與元件節(jié)距一致的噴嘴節(jié)距的連續(xù)的長噴嘴排。
另外，如圖1所示，本實(shí)施例也可以由使噴嘴排28固定的構(gòu)造形成，或如圖3所示，由可以調(diào)節(jié)噴嘴排28的傾斜角度θ及噴嘴排之間距離的構(gòu)造形成。實(shí)施例4圖12表示改變本發(fā)明使用的噴頭20的例子。這里顯示的噴頭20與圖11所示噴頭20的不同點(diǎn)在于，沿著主掃描方向X設(shè)置了2排噴嘴排28。從而，可以通過同一條主掃描線承載的2個(gè)噴嘴27向一個(gè)濾色元件形成區(qū)域7供給濾色元件材料。
另外，本實(shí)施例中，由于噴墨頭22的中心軸線K0相對于副掃描方向Y在平面內(nèi)傾斜一個(gè)傾斜角度θ，2段的噴嘴排28內(nèi)的噴嘴27，最好配置成不與托架25的中心軸線K0垂直，從托架25方向看與主掃描方向X相互錯開。實(shí)施例5圖16表示改變本發(fā)明使用的噴頭20的另一個(gè)例子。該噴頭20與圖11所示噴頭20的不同點(diǎn)在于，噴出R色墨水的噴嘴排28R、噴出G色墨水的噴嘴排28G以及噴出B色墨水的噴嘴排28B的三種噴嘴排形成一個(gè)噴頭20，并分別為三種噴嘴排設(shè)置圖13(a)及圖13(b)所示的墨水噴出系統(tǒng)，R墨水供給裝置37R連接到對應(yīng)于R色噴嘴排28R的墨水噴出系統(tǒng)，G墨水供給裝置37G連接到對應(yīng)于G色噴嘴排28G的墨水噴出系統(tǒng)，并且B墨水供給裝置37B連接到對應(yīng)于B色噴嘴排28B的墨水噴出系統(tǒng)。
根據(jù)本實(shí)施例實(shí)施的大致的工序與圖7所示的工序相同，用以噴出墨水的噴墨裝置也基本上與圖9所示的裝置相同。
圖11所示的實(shí)施例中，由于噴頭20中只設(shè)置了1種噴嘴排28，通過R、G、B3色形成濾色器時(shí)，必須為R、G、B的3色中的各個(gè)顏色準(zhǔn)備圖2等所示的噴墨頭22。另一方面，當(dāng)使用圖16所示的構(gòu)造的噴頭20時(shí)，通過具有多個(gè)噴頭20的噴墨頭22沿著X方向的1次主掃描，可以使R、G、B的3色同時(shí)附著在母板12上，因而僅僅準(zhǔn)備一個(gè)噴墨頭22就可以了。實(shí)施例6圖17表示使用根據(jù)本發(fā)明的液晶裝置的制造裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例。另外，圖18表示根據(jù)該制造方法制造的液晶裝置的一個(gè)實(shí)施例。另外，圖19表示沿圖18中的X-X線的液晶裝置的截面構(gòu)造。在說明液晶裝置的制造方法及制造裝置之前，首先舉例說明根據(jù)該制造方法制造的液晶裝置。另外，本實(shí)施例的液晶裝置以單矩陣系統(tǒng)方式進(jìn)行全色顯示的半透過反射方式的液晶裝置。
圖18中，液晶裝置101通過在液晶面板102中安裝作為半導(dǎo)體芯片的液晶驅(qū)動用IC103a及103b，將作為配線連接組件的FPC(柔性印刷電路)104連接到液晶面板102，并且在液晶面板102的背面設(shè)置作為背光的照明裝置106而形成。
液晶面板102通過利用密封材料108將第1基片107a和第2基片107b貼在一起而形成。密封材料108，例如通過絲網(wǎng)印刷，將環(huán)氧樹脂成環(huán)狀附著在第1基片107a和第2基片107b的內(nèi)側(cè)表面而形成。另外，如圖19所示，密封材料108的內(nèi)部包含有呈分散狀態(tài)、由導(dǎo)電材料形成的球狀或圓筒狀導(dǎo)體109。
圖19中，第1基片107a包括由透明的玻璃和透明的塑料等形成的板狀基材111a。該板狀基材111a的內(nèi)側(cè)表面(圖19的上側(cè)表面)形成有反射膜112，其上積層有絕緣膜113，再上面形成有從箭頭D方向看成條紋狀的第1電極114a(參照圖18)，而且再上面形成有定向膜116a。另外，基材111a的外側(cè)表面(19的下側(cè)表面)通過粘合安裝有偏光板117a。
圖18中，第1電極114a的排列為了易于理解，這些條紋間隔描繪得比實(shí)際大，因而只描繪了少量條數(shù)的第1電極114a。但是實(shí)際上，在基材111a上形成了更多條數(shù)的第1電極114a。
圖19中，第2基片107b包括由透明的玻璃和透明的塑料等形成的板狀基材111b。該板狀基材111b的內(nèi)側(cè)表面(圖19的下側(cè)表面)形成有濾色器118，其上形成與所述第1電極114a成正交方向、從箭頭D方向看成條紋狀的第2電極114b(參照圖18)，而且再上面形成有定向膜116b。另外，基材111b的外側(cè)表面(19的上側(cè)表面)通過粘合安裝有偏光板117b。
圖18中，第2電極114b的排列為了易于理解，與第1電極114a的情況相同，這些條紋間隔描繪得比實(shí)際大，因而只描繪了少量條數(shù)的第2電極114b。但是實(shí)際上，在基材111b上形成了更多條數(shù)的第2電極114b。
圖19中，第1基片107a、第2基片107b及密封材料108圍成的間隙即單元間隙(cell gap)中封入液晶如STN(超扭曲向列)液晶L。第1基片107a和第2基片107b的內(nèi)側(cè)表面分散有很多微小的球狀隔離物119，通過這些存在于單元間隙的隔離物119，保持單元間隙的厚度均勻。
第1電極114a與第2電極114b呈正交方向配置，它們的交叉點(diǎn)從圖19的箭頭D方向看呈點(diǎn)陣狀排列。該點(diǎn)陣狀的各交叉點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)像素元素。濾色器118，從箭頭D方向看，由R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))的各色要素按照預(yù)定的圖案如條紋排列、三角形排列、馬賽克排列等圖案配置而形成。所述的一個(gè)像素元素與這些R、G、B的各色一一對應(yīng)，因而R、G、B的3色像素元素成為一個(gè)單元，構(gòu)成一個(gè)像素。
通過使點(diǎn)陣狀排列的多個(gè)像素元素，因而像素有選擇地發(fā)光，在液晶面板102的第2基板107b的外側(cè)顯示文字、數(shù)字等圖像。從而，顯示圖像的區(qū)域是有效像素區(qū)域，圖18及圖19中箭頭V表示的平面矩形區(qū)域變成有效顯示區(qū)域。
圖19中，反射膜112由APC合金、Al(鋁)等光反射性材料形成，在第1電極114a和第2電極114b的交叉點(diǎn)上的各像素元素的對應(yīng)位置上形成有開口121。從而，從圖19的箭頭方向看，開口121與像素元素一起配置在相同的點(diǎn)陣內(nèi)。
第1電極114a和第2電極114b，例如，由透明導(dǎo)電材料ITO形成。另外，定向膜116a及116b由聚酰亞胺樹脂附著在均一厚度的膜上形成。這些定向膜116a及116b通過摩擦處理，確定第1基片107a和第2基片107b的表面上的液晶分子的初始定向。
在圖18中，第1基片107a比第2基片107b形成了更大的面積，這些基片通過密封材料108粘合在一起時(shí)，第1基片107a具有向第2基片107b外側(cè)伸出的基片伸出部分107c。在該基片伸出部分107c上，從第1電極114a延伸出來的引出配線114c、通過存在于密封材料108內(nèi)部的導(dǎo)體109(參照圖19)與第2基片107b上的第2電極114b導(dǎo)通的引出配線114d、與液晶驅(qū)動用IC103a的輸入凸點(diǎn)即輸入用端子連接的金屬配線114e、以及與液晶驅(qū)動用IC103b的輸入凸點(diǎn)連接的金屬配線114f等各種配線以適當(dāng)?shù)膱D案形成。
本實(shí)施例中，第1電極114a延伸出來的引出配線114c和與第2電極114b導(dǎo)通的引出配線114d由與它們的電極相同的材料ITO即導(dǎo)電性氧化物形成。另外，作為液晶驅(qū)動用IC103a和液晶驅(qū)動用IC103b的輸入側(cè)的配線的金屬配線114e和114f由電阻值低的金屬材料如APC合金形成。APC合金主要包含Ag、并附加有Pd和Cu，例如，Ag98％、Pd1％、Cu1％形成的合金。
液晶驅(qū)動用IC103a和液晶驅(qū)動用IC103b通過ACF(Anisotropicconductive film各向異性導(dǎo)電膜)122連接到基片伸出部分107c并安裝，即本實(shí)施例中，形成了作為半導(dǎo)體芯片直接安裝在基片上的構(gòu)造的、所謂COG(Chip on glass)方式的液晶面板。該COG方式的安裝構(gòu)造中，通過ACF122內(nèi)部包含的導(dǎo)電粒子，液晶驅(qū)動用IC103a和液晶驅(qū)動用IC103b的輸入側(cè)凸點(diǎn)與金屬配線114e和114f導(dǎo)電性地連接，液晶驅(qū)動用IC103a和液晶驅(qū)動用IC103b的輸出側(cè)凸點(diǎn)與引出配線114c和114d導(dǎo)電性地連接。
圖18中，F(xiàn)PC104包括柔性樹脂膜123、包含芯片部件124的電路126、以及金屬配線端子127。電路126通過焊接或其他導(dǎo)電連接方法直接安裝在樹脂膜123的表面。另外，金屬配線端子127由APC合金、Cr、Cu或其他導(dǎo)電材料形成。FPC104中形成金屬配線端子127的部分，與第1基片107a中形成金屬配線114e和金屬配線114f的部分通過ACF122連接。另外，通過ACF122內(nèi)部包含的導(dǎo)電粒子，基片側(cè)的金屬配線114e和金屬配線114f與FPC側(cè)的金屬配線端子127導(dǎo)通。
FPC104的相反一側(cè)的端部形成外部連接端子131，該外部連接端子131連接到圖中未顯示的外部電路。然后，根據(jù)從外部電路傳送的信號驅(qū)動液晶驅(qū)動用IC103a和IC103b，向第1電極114a及第2電極114b中的一個(gè)供給掃描信號，另一個(gè)供給數(shù)據(jù)信號。從而，對每個(gè)像素，控制有效顯示區(qū)域V內(nèi)配置的點(diǎn)陣狀的各個(gè)像素元素的電壓，結(jié)果，對各個(gè)像素元素控制液晶L的定向。
圖18中，作為所謂背光功能的照明裝置106包括丙烯酸樹脂等構(gòu)成的光導(dǎo)體132；光導(dǎo)體132的光出射面132b上設(shè)置的擴(kuò)散板133；光導(dǎo)體132的光出射面132b的反面上設(shè)置的反射板134；作為發(fā)光源的LED(發(fā)光二極管)136。
LED通過LED基片137支持、該LED基片137安裝在，例如與光導(dǎo)體132一體形成的支持部分上(圖中未顯示)。LED基片137安裝在支持部分的預(yù)定位置上，LED136置放在光導(dǎo)體132側(cè)面的光入射面132a的對面的位置。另外，符號138表示用于緩沖施加在液晶面板102的沖擊的緩沖材料。
當(dāng)LED136發(fā)光時(shí)，光從光入射面132a入射并導(dǎo)入光導(dǎo)體132的內(nèi)部，通過在反射板134和光導(dǎo)體132的壁上反射進(jìn)行傳播時(shí)，從光出射面132b通過擴(kuò)散板133作為平面光出射到外部。
由于本實(shí)施例的液晶裝置101如上構(gòu)成，當(dāng)太陽光、室內(nèi)光等外部光十分明亮的情況下，圖19中，來自第2基片107b側(cè)的外部光入射到液晶面板102的內(nèi)部，光通過液晶L后，經(jīng)反射膜112反射、再次供給液晶L。通過夾持液晶L的電極114a及114b，對各個(gè)R、G、B的像素元素控制液晶L的定向，從而，對各個(gè)像素元素調(diào)制供給液晶L的光。通過調(diào)制，由通過偏光板117b的光和不能通過的光在液晶面板102的外部顯示文字、數(shù)字等圖像。從而進(jìn)行反射型顯示。
另一方面，在外部光不足的情況下，LED136發(fā)光并從光導(dǎo)體132的光出射面132b出射平面光，該光通過在反射膜形成的開口121供給液晶L。這時(shí)，與反射型顯示相同，通過控制液晶L的定向，對各個(gè)像素元素調(diào)制供給的光，從而向外部顯示圖像。從而進(jìn)行透過型顯示。
所述構(gòu)成的液晶裝置101，例如，可根據(jù)圖17所示的制造方法制造。該制造方法中，工序P1-P6的系排工序是形成第1基片107a的工序，工序P11-P14的系排工序是形成第2基片107b的工序。第1基片形成工序和第2基片形成工序通常分別各自進(jìn)行。
首先，說明第1基片形成工序，透光性玻璃、透光性塑料等形成的大面積的母原料基材的表面用光刻蝕法形成用于多個(gè)液晶面板102的反射膜112，其上再用眾所周知的成膜法形成絕緣膜113(工序P1)，然后，用光刻蝕法等形成第1電極114a及配線114c、114d、114e、114f(工序P2)。
然后，在第1電極114a上通過涂敷、印刷等形成定向膜116a(工序P3)，并通過對該定向膜116a進(jìn)行摩擦處理確定液晶的初始定向(工序P4)。然后，例如通過絲網(wǎng)印刷形成環(huán)狀的密封材料108(工序P5)，并在其上分散球狀的隔離物119(工序P6)。從而，形成了在液晶面板102的第1基片107a上具有多個(gè)面板圖案的大面積的第1母基片。
第2基片形成工序(圖17的工序P11-P14)的實(shí)施與所述第1基片形成工序分開進(jìn)行。首先，準(zhǔn)備由透光性玻璃、透光性塑料等形成的大面積的母原料基材，在其表面形成用于多個(gè)液晶面板102的濾色器118(工序P11)。該濾色器118的形成工序用圖7所示的制造方法進(jìn)行，該制造方法中的R、G、B的各色濾色元件，采用圖9的噴墨裝置16、根據(jù)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5等所示噴墨頭的控制方法而形成。這些濾色器的制造方法及噴墨頭的控制方法與已經(jīng)說明的內(nèi)容相同，因而省略其說明。
圖7(d)所示，在母板12即母原料基材上形成濾色器1即濾色器118之后，用光刻蝕法等形成第2電極114b(工序P12)，然后通過涂敷、印刷等形成定向膜116b(工序P13)，并通過對該定向膜116b進(jìn)行摩擦處理確定液晶的初始定向(工序P14)。從而，形成了在液晶面板102的第2基片107b上具有多個(gè)面板圖案的大面積的第2母基片。
通過以上形成大面積的第1母基片和第2母基片之后，這些母板通過將密封材料108夾于其間并對齊，即位置對齊，相互貼合在一起(工序P21)。從而，形成包含多個(gè)液晶面板的面板部分，并且未封入液晶的空的面板結(jié)構(gòu)。
然后，完成的空的面板結(jié)構(gòu)的預(yù)定位置形成劃線溝即切斷用溝，并以該劃線溝為基準(zhǔn)分開即切斷面板結(jié)構(gòu)(工序P22)。從而，形成各液晶面板部分的密封材料108的液晶注入用開口110(參照圖18)呈外露狀態(tài)，所謂長條狀的空的面板結(jié)構(gòu)。
然后，通過露出的液晶注入用開口110，向各液晶面板部分的內(nèi)部注入液晶L，再用樹脂封住各液晶注入口110(工序P23)。通常的液晶注入處理，例如，將液晶儲存在儲存容器中，將儲存該液晶的儲存容器和長條狀的空的面板放入室中，使該室成為真空狀態(tài)之后將長條狀的空的面板浸入該室內(nèi)部的液晶中，然后，將該室開放到大氣壓。這時(shí)，由于空的面板為真空狀態(tài)，通過大氣壓加壓，液晶通過液晶注入用開口導(dǎo)入面板內(nèi)部。由于液晶注入后的液晶面板結(jié)構(gòu)的周圍附著有液晶，液晶注入處理后的長條狀面板在工序24中進(jìn)行洗凈處理。
然后，液晶注入及洗凈后的長條狀母面板再次在預(yù)定位置形成劃線溝，并以該劃線溝為基準(zhǔn)切斷長條狀面板結(jié)構(gòu)，分割出多個(gè)液晶面板(工序P25)。對這樣制成的各個(gè)液晶面板，如圖18所示，通過安裝液晶驅(qū)動用IC103a、103b，安裝作為背光的照明裝置106，并連接FPC104，從而完成目標(biāo)的液晶裝置101(工序P26)。
以上說明的液晶裝置的制造方法和制造裝置特別是在濾色器的制造階段中具有以下的特征。即作為噴墨頭，采用圖1、圖2、圖3、圖4和圖5等所示的構(gòu)造，通過作為支持裝置的托架25主掃描基片12期間，從這些多個(gè)噴頭20的噴嘴排28噴出墨水，與用單個(gè)噴頭掃描基片12的表面比較，可以縮短掃描時(shí)間。從而，縮短濾色器的制造時(shí)間。
另外，由于各噴頭20相對副掃描方向Y以傾斜角度θ的狀態(tài)進(jìn)行掃描，各噴頭20的多個(gè)噴嘴27的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片12上的濾色元件形成區(qū)域7的間隔即元件節(jié)距一致。通過這樣使噴嘴節(jié)距與元件節(jié)距在幾何學(xué)上一致，從而具有不需要控制噴嘴排28在副掃描方向Y上的位置的優(yōu)點(diǎn)。
另外，由于托架25不是整體傾斜而是各噴頭20分別傾斜，靠近基片12的噴嘴27和遠(yuǎn)離基片12的噴嘴27之間的距離T比托架25整體傾斜的情況小得多，因而顯著縮短噴墨頭22掃描基片12的時(shí)間。從而，縮短了濾色器的制造時(shí)間。
另外，本實(shí)施例的制造方法和制造裝置中，由于利用噴墨頭22噴出墨水形成濾色元件3，不必經(jīng)過如光刻蝕法的復(fù)雜的工序，并且沒有材料的浪費(fèi)。實(shí)施例8
圖20表示利用根據(jù)本發(fā)明的EL裝置的制造裝置的制造方法的一個(gè)實(shí)施例。另外，圖21表示該制造方法的主要工序及最終得到的EL裝置的主要截面構(gòu)造。如圖21(d)所示，EL裝置201通過在透明基片204上形成像素電極202、各像素電極202之間形成從箭頭G方向看成格子狀的排205、在這些格子狀凹部中形成正孔注入層220、在各格子狀凹部中形成R色發(fā)光層203R、G色發(fā)光層203G、B色發(fā)光層203B使得從箭頭G方向看呈條紋排列等預(yù)定排列、并在其上形成對面電極213而形成。
所述像素電極202通過TFD(薄膜二極管)元件等雙端型的有源元件驅(qū)動的情況下，所述對面電極213形成從箭頭G方向看呈條紋狀。另外，像素電極202通過TFT(薄膜三極管)3端型的有源元件驅(qū)動的情況下，所述對面電極213作為單一的平面電極形成。
各像素電極202和各對面電極213所夾的區(qū)域形成一個(gè)像素元素，R、G、B3色的像素元素成為一個(gè)單元形成一個(gè)像素。通過控制流過各像素元素的電流，使多個(gè)像素元素中期望的像素有選擇地發(fā)光，從而，能夠在箭頭H方向上顯示期望的全色圖像。
所述EL裝置201，例如，可以根據(jù)圖20所示的制造方法制造。即，如工序P51及圖21(a)所示，在透明基片204的表面上形成TFD元件和TFT元件等有源元件，并形成像素電極?？梢圆捎美绻饪涛g法、真空淀積法、噴涂法、熔溶膠法作為形成方法。作為像素元件的材料，可以采用ITO(氧化銦錫)、氧化錫、氧化銦和氧化鋅的復(fù)合氧化物等。
其次，如工序P52及圖20(a)所示，隔板即排205用眾所周知的圖案形成方法如光刻蝕法形成，并將該排205填充到各透明電極202之間。從而，能夠提高對比度、防止發(fā)光材料的混色、并防止從像素與像素之間的光泄露。作為排205的材料，只要是對EL材料的溶劑具有耐久性的材料，并無特別限制，但最好是通過碳氟化合物氣體的等離子體處理能夠氟化樹脂化的、例如，丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、感光性聚酰亞胺等有機(jī)材料。
其次，在涂敷正孔注入層用墨水之前，在基片204上連續(xù)進(jìn)行氧氣和碳氟化合物氣體的等離子體處理(工序P53)。從而使聚酰亞胺表面疏水化、ITO表面親水化，控制基片側(cè)的濕潤性以便進(jìn)行細(xì)微的噴墨液滴的圖案形成。作為發(fā)生等離子體的裝置，可以用真空中發(fā)生等離子體的裝置，也可以用大氣中發(fā)生等離子體的裝置。
其次，如工序P54及圖21(a)所示，從圖9的噴墨頭裝置16的噴墨頭噴出正孔注入層用墨水，在各像素電極上進(jìn)行圖案形成的涂敷。具體的噴墨頭的控制方法采用圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示的方法。涂敷后，在真空(1乇)中、室溫、20分鐘的條件下除去溶劑(工序P55)，然后，通過在大氣中、20℃(烤盤上)、10分鐘的熱處理，形成與發(fā)光層用墨水不相溶的正孔注入層220(工序P56)。膜厚為40nm。
其次，如工序P57及圖21(b)所示，各濾色元件區(qū)域內(nèi)的正孔注入層220上，用噴墨方法涂敷R發(fā)光層用墨水和G發(fā)光層用墨水。這里，各發(fā)光層用墨水從圖9的噴墨裝置16的噴墨頭22噴出，并且噴墨頭的控制方法采用圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示的方法。采用噴墨方法，可以簡便且在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行細(xì)微的圖案形成。另外，可以通過改變墨水組成物的固體的濃度和噴出量改變膜厚。
涂敷發(fā)光層用墨水后，在真空(1托)中、室溫、20分鐘的條件下除去溶劑(工序P58)，然后通過在氮?dú)鈿夥罩小?50℃、4小時(shí)的熱處理，形成共軛的R色發(fā)光層203R和G色發(fā)光層203G(工序P59)。膜厚為50nm。通過熱處理的共軛的發(fā)光層不溶于溶劑。
另外，發(fā)光層形成之前，也可以在正孔注入層220上進(jìn)行氧氣和碳氟化合物氣體的連續(xù)的等離子體處理。從而，在正孔注入層220上形成氟化層，通過增加電離電勢而增加正孔注入效率，從而能夠提供發(fā)光效率高的有機(jī)EL裝置。
其次，如工序P60及圖21(c)所示，在各像素元素內(nèi)的R色發(fā)光層203R和G色發(fā)光層203G及正孔注入層220上重疊形成B色發(fā)光層203B。從而，不僅可以形成R、G、B的3原色，而且可以填平R色發(fā)光層203R和G色發(fā)光層203G與排205之間的段差。從而，可以切實(shí)防止上下電極間的短路。通過調(diào)整B色發(fā)光層203B的膜厚，B色發(fā)光層203B在包括R色發(fā)光層203R和G色發(fā)光層203G的積層結(jié)構(gòu)中起電子注入輸送層的作用，不發(fā)出B色光。
作為以上的B色發(fā)光層203B的形成方法，也可以采用例如作為濕式法的自旋涂敷法，或采用與R色發(fā)光層203R和G色發(fā)光層203G的形成方法相同的噴墨法。
然后，如工序P61及圖21(d)所示，通過形成對面電極213，制造成目標(biāo)的EL裝置201。當(dāng)對面電極213為平面電極的情況下，例如，以Mg、Ag、Al、Li等作為材料、采用蒸鍍法、噴鍍法等成膜法形成。另外，當(dāng)對面電極213為條紋狀電極的情況下，采用光刻蝕法等圖案形成方法形成成膜的電極層。
以上說明的EL裝置的制造方法和制造裝置中，作為噴墨頭，采用圖1、圖2、圖3、圖4和圖5等所示的構(gòu)造，通過作為支持裝置支持多個(gè)噴頭20的托架25主掃描基片12期間，從這些多個(gè)噴頭20的噴嘴排28噴出墨水，與用單個(gè)噴頭掃描基片12的表面比較，可以縮短掃描時(shí)間。從而，縮短EL裝置的制造時(shí)間。
另外，由于各噴頭20相對副掃描方向Y以傾斜角度θ的狀態(tài)進(jìn)行掃描，各噴頭20的多個(gè)噴嘴27的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片12上的EL像素元素形成區(qū)域7的間隔即元件節(jié)距一致。通過這樣使噴嘴節(jié)距與元件節(jié)距在幾何學(xué)上一致，從而具有不需要控制噴嘴排28在副掃描方向Y上的位置的優(yōu)點(diǎn)。
另外，由于托架25不是整體傾斜而是各噴頭20分別傾斜，靠近基片12的噴嘴27和遠(yuǎn)離基片12的噴嘴27之間的距離T比托架25整體傾斜的情況小得多，因而顯著縮短噴墨頭22掃描基片12的時(shí)間。從而，縮短了EL裝置的制造時(shí)間。另外，本實(shí)施例的制造方法和制造裝置中，由于利用噴墨頭22噴出墨水形成像素元素3，不必經(jīng)過如光刻蝕法的復(fù)雜的工序，并且沒有材料的浪費(fèi)。其他實(shí)施例以上，通過例舉最佳實(shí)施例說明本發(fā)明，但是不限于這些實(shí)施例，可以在權(quán)利要求書記載的發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行種種變更。
例如，以上說明的實(shí)施例中，如圖1所示，噴墨頭22中設(shè)置了6個(gè)噴頭20，但是可以設(shè)置較多或較少的噴頭20。
另外，圖1等所示的實(shí)施例中，顯示了在母板12中設(shè)置多排濾色器形成區(qū)域11的情況，在母板12中設(shè)置一排濾色器形成區(qū)域11的情況也適用于本發(fā)明。另外，在母板12中，僅僅設(shè)置具有大約與母板12一樣尺寸或小得多的一個(gè)濾色器形成區(qū)域11的情況也適用于本發(fā)明。
另外，圖9及圖10所示濾色器的制造裝置中，使噴墨頭22沿著X方向移動而主掃描基片12、通過用副掃描驅(qū)動裝置21使基片12沿著Y方向移動，用噴墨頭22進(jìn)行副掃描。但是也可以反過來，基片12沿著Y方向移動進(jìn)行主掃描，噴墨頭22沿著X方向移動進(jìn)行副掃描。
另外，所述實(shí)施例中，使用利用壓電元件的撓曲變形噴出墨水的構(gòu)造的噴墨頭，但是也可以使用其他任意構(gòu)造的噴墨頭。
另外，所述實(shí)施例中，僅僅示例了主掃描方向與副掃描方向正交的最一般的構(gòu)成，但是不局限于主掃描方向與副掃描方向正交的情況，可以以任意角度交差。
作為噴出的材料，根據(jù)在基片等目的物上形成的因素可以有種種選擇，例如所述的墨水、EL發(fā)光材料之外，可以舉出石英玻璃的前體、金屬化合物等導(dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體材料等的例子。
另外，所述實(shí)施例中，以濾色器的制造方法及制造裝置、液晶裝置的制造方法及制造裝置、EL裝置的制造方法及制造裝置為例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不局限于此，可以用于所有工業(yè)技術(shù)中在目的物上進(jìn)行細(xì)微圖案描繪的情況。
應(yīng)用范圍的例子包括，例如，各種半導(dǎo)體元件(薄膜晶體管、薄膜二極管等)、各種配線圖案以及絕緣膜的形成等。
作為從噴頭噴出的材料，根據(jù)在基片等目的物上形成的因素可以有種種選擇，例如所述的墨水、EL發(fā)光材料之外，可以舉出石英玻璃的前體、金屬化合物等導(dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體材料等的例子。
另外，所述實(shí)施例中，為了簡便稱為“噴墨頭”，但是從該噴墨頭噴出的噴出物不限于墨水，例如，可以是所述EL發(fā)光材料、石英玻璃的前體、金屬化合物等導(dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體材料等。所述實(shí)施例的制造方法制造的液晶裝置、EL裝置可以安裝在例如便攜式電話、手提電腦等電子器件的顯示部分。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的濾色器、液晶裝置、EL裝置的各個(gè)制造裝置和它們的制造方法，可以通過多個(gè)噴頭主掃描基片期間，從這些多個(gè)噴頭噴出墨水，因此，與用單個(gè)噴頭掃描基片表面比較，縮短了掃描時(shí)間。
另外，由于各噴頭以傾斜狀態(tài)執(zhí)行掃描，各噴頭的多個(gè)噴嘴的噴嘴節(jié)距可以與形成在基片上的濾色元件和像素元素的元件節(jié)距一致。
此外，由于多個(gè)噴頭的支持裝置不是整體傾斜而是各噴頭分別傾斜，靠近基片的噴嘴和遠(yuǎn)離基片的噴嘴之間的距離比支持裝置整體傾斜的情況短，從而縮短支持裝置掃描基片的時(shí)間。因此，可以縮短濾色器、液晶裝置及EL裝置等的制造時(shí)間。
符號說明1濾色器2基片3濾色元件4保護(hù)膜6隔板7濾色元件形成區(qū)域11濾色器形成區(qū)域12母板13濾色元件材料16噴墨裝置17噴頭位置控制裝置18母板位置控制裝置19主掃描驅(qū)動裝置(主掃描驅(qū)動裝置)20噴頭21副掃描驅(qū)動裝置(副掃描驅(qū)動裝置)22噴墨頭25托架(支持裝置)26噴頭單元27噴嘴28噴嘴排37墨水供給裝置(墨水供給裝置)39墨水加壓體41壓電元件49承載臺76壓蓋裝置77清潔裝置78電子天平81噴頭用攝象機(jī)82基片用攝象機(jī)83噴嘴排角度控制裝置(噴嘴排角度控制裝置)84噴嘴排間隔控制裝置(噴嘴排間隔控制裝置)101液晶裝置102液晶面板107a，107b基片111a，111b基材114a，114b電極118濾色器201 EL裝置202像素電極203R，203G，203B發(fā)光層204基片205排213對面電極220正孔注入層L液晶M濾色元件材料X主掃描方向Y副掃描方向
權(quán)利要求
1.一種用于向目的物噴出材料的材料噴出裝置，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；用于使所述目的物和所述支持機(jī)構(gòu)中的任何一個(gè)相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描的機(jī)構(gòu)，其中所述噴嘴排相對于掃描方向是傾斜的。
2.權(quán)利要求1的材料噴出裝置，其特征在于所述多個(gè)噴頭是相對于所述支持機(jī)構(gòu)的縱向傾斜地被支持的。
3.權(quán)利要求1或2的材料噴出裝置，其特征在于所述目的物和所述支持機(jī)構(gòu)中的任何一個(gè)在主掃描方向或與主掃描方向交叉的副掃描方向相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描。
4.權(quán)利要求1到3中的任何一個(gè)的材料噴出裝置，其特征在于所述多個(gè)噴頭具有大體上相同的所述噴嘴排的噴嘴節(jié)距，大體上相同的噴嘴排的傾斜角度。
5.一種用于向目的物噴出材料的材料噴出裝置，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；以及用于使所述目的物和所述支持機(jī)構(gòu)中的任何一個(gè)相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描的機(jī)構(gòu)；以及用于控制由至少一個(gè)所述噴嘴排和所述掃描方向形成的角度的機(jī)構(gòu)。
6.權(quán)利要求5的材料噴出裝置，其特征在于還包括控制所述多個(gè)噴嘴排之間間隔的機(jī)構(gòu)。
7.權(quán)利要求5或6的材料噴出裝置，其特征在于用于控制所述噴嘴排和所述掃描方向之間夾角的所述機(jī)構(gòu)用這樣的方式進(jìn)行所述控制、使得所述多個(gè)噴頭中，所述噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，并且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
8.一種用于向目的物噴出材料的材料噴出方法，它包括或者具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭、或者支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描的工序；以及向所述目的物噴出所述材料的工序，其中至少一個(gè)所述噴嘴排相對于所述掃描方向是傾斜的。
9.權(quán)利要求8的材料噴出方法，其特征在于所述目的物和所述支持機(jī)構(gòu)中的任何一個(gè)在主掃描方向或與主掃描方向交叉的副掃描方向相對于另一個(gè)進(jìn)行掃描。
10.權(quán)利要求8和9中任何一個(gè)的材料噴出方法，其特征在于所述多個(gè)噴頭中，所述噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，并且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
11.權(quán)利要求8到10中任何一個(gè)的材料噴出方法，其特征在于還包括控制由至少一個(gè)所述噴嘴排和所述掃描方向形成的角度的工序。
12.權(quán)利要求8到11中任何一個(gè)的材料噴出方法，其特征在于還包括控制所述多個(gè)噴嘴排之間間隔的工序。
13.一種用于制造濾色器的裝置，它包括權(quán)利要求1到7中任何一個(gè)的噴出裝置，其中作為所述材料的濾色器材料噴出到作為所述目的物的基片上。
14.一種用于制造EL裝置的裝置，它包括權(quán)利要求1到7中任何一個(gè)的噴出裝置，其中，作為所述材料的EL發(fā)光材料噴出到作為所述目的物的基片。
15.一種電子器件，它包括利用包括權(quán)利要求10到12中任何一個(gè)的材料噴出方法的制造方法制造的組件。
16.一種用于制造濾色器的裝置，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；向所述噴頭供應(yīng)濾色材料的機(jī)構(gòu)；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)，其中，所述支持機(jī)構(gòu)以傾斜的狀態(tài)支持所述多個(gè)噴頭。
17.權(quán)利要求16的制造濾色器的裝置，其特征在于所述支持機(jī)構(gòu)以固定的狀態(tài)支持所述噴頭。
18.權(quán)利要求16或17中任何一個(gè)的制造濾色器的裝置，其特征在于所述多個(gè)噴頭中，所述噴嘴排的噴管節(jié)距大體上相同，并且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
19.一種用于制造濾色器的裝置，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；向所述噴頭供應(yīng)濾色材料的機(jī)構(gòu)；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)進(jìn)行主掃描移動的主掃描機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)進(jìn)行副掃描移動的副掃描機(jī)構(gòu)；控制所述多個(gè)噴嘴排的傾斜角度的噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)；以及控制所述多個(gè)噴嘴排之間間隔的噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)。
20.權(quán)利要求19的濾色器的制造裝置，其特征在于所述多個(gè)噴頭中，所述噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，并且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
21.一種制造濾色器的方法，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的噴頭在主掃描方向移動時(shí)、從所述多個(gè)噴嘴噴出濾色材料、在基片上形成濾色元件的工序，其中設(shè)置了多個(gè)以傾斜的狀態(tài)布置的所述噴頭。
22.權(quán)利要求21的制造濾色器的方法，其特征在于所述噴嘴排的噴嘴節(jié)距大體上相同，而且所述噴嘴排的傾斜角度大體上相同。
23.一種用于制造液晶裝置的裝置，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；向所述噴頭供應(yīng)濾色材料的機(jī)構(gòu)；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)進(jìn)行主掃描移動的主掃描機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)進(jìn)行副掃描移動的副掃描機(jī)構(gòu)；其中，所述支持機(jī)構(gòu)以傾斜的狀態(tài)支持所述多個(gè)噴頭。
24.一種制造液晶裝置的方法，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的噴頭在主掃描方向移動時(shí)，從所述多個(gè)噴嘴噴出濾色材料，在基片上形成濾色元件的工序，其中設(shè)置了多個(gè)以傾斜的狀態(tài)布置的所述噴頭。
25.一種用于制造EL裝置的裝置，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的多個(gè)噴頭；向所述噴頭供應(yīng)EL發(fā)光材料的機(jī)構(gòu)；支持所述多個(gè)噴頭的支持機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)進(jìn)行主掃描移動的主掃描機(jī)構(gòu)；使所述支持機(jī)構(gòu)進(jìn)行副掃描移動的副掃描機(jī)構(gòu)；控制所述多個(gè)噴嘴排的傾斜角度的噴嘴排角度控制機(jī)構(gòu)；以及控制所述多個(gè)噴嘴排之間間隔的噴嘴排間隔控制機(jī)構(gòu)。
26.一種制造EL裝置的方法，它包括具有配置了多個(gè)噴嘴的噴嘴排的噴頭在主掃描方向移動時(shí)，從所述多個(gè)噴嘴噴出EL發(fā)光材料，在基片上形成EL發(fā)光層的工序，其中設(shè)置了多個(gè)以傾斜的狀態(tài)布置的所述噴頭。
全文摘要
本發(fā)明的目的是縮短用于濾色器的濾色元件和EL裝置的像素元素等的圖案形成的噴墨頭部分的掃描時(shí)間。本發(fā)明涉及一種制造包含排列在基片上的多個(gè)濾色元件的濾色器的裝置。該裝置包括:具有配置了多個(gè)噴嘴27的噴嘴排28的多個(gè)噴頭20;向噴頭20供應(yīng)濾色材料的墨水供應(yīng)裝置;支撐排列在其上的噴頭20的托架25;使托架25在X軸方向進(jìn)行主掃描移動的主掃描驅(qū)動裝置;使托架25在Y軸方向進(jìn)行副掃描移動的副掃描驅(qū)動裝置;托架25以平面內(nèi)的傾斜角度θ的傾斜狀態(tài)分別支持多個(gè)噴頭20。
文檔編號B41J2/21GK1365891SQ021023
公開日2002年8月28日 申請日期2002年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月15日
發(fā)明者片上悟, 有賀久, 木口浩史, 伊藤達(dá)也, 川瀨智己, 清水政春 申請人:精工愛普生株式會社