图案形成方法

专利名称：图案形成方法
技术领域：
本发明涉及图案形成方法。
背景技术：
液晶显示装置在元件基板和对置基板之间隔着密封件封入液晶。并 且，在元件基板及对置基板的液晶相接的面上形成有用于对液晶进行取向 的取向膜。取向膜形成在元件基板及对置基板的大致整个面上，其形成方 法之一包括喷墨法。喷墨法是将喷出到基板上的液滴彼此相互结合，在基 板上形成取向膜的图案。然而，喷出到基板上的液滴有时不能在基板上均 匀扩展，例如，收缩而产生条纹，或者靠向其他液滴而产生凸起等，难以 形成均匀的取向膜。为此，提出了如下方法(专利文献l):在由围堰(隔壁)包围的范围 内，适当地配置从液滴喷出装置喷出的液滴，以使不产生未填充的部位。 在专利文献l中，向玻璃基板上形成的像素电极上的隔壁所划分的区域内， 设喷出间隔为2秒以下，从喷墨喷嘴连续喷出两滴作为液滴的发光薄膜材 料，使其干燥而形成了发光薄膜层。通过使液滴的喷出间隔为2秒以下， 防止了液滴靠向先前喷出干燥的液滴而导致的液滴在围堰内不扩展。但是，在专利文献l中，无法应用到在广范围内使液滴均匀扩展的情况。为此，提出了如下方法(专利文献2):从液滴喷出装置喷出多个液滴， 将液滴在由围堰包围的范围内以不产生未填充部位的方式进行配置。在专 利文献2中，在由围堰包围的部分的围堰的角落部，使液滴喷出到角落部 的附近，随着朝向由围堰包围的部分的中央，减小所喷出的液滴间的间隔， 在中央附近，使液滴喷出到中央的部分。由此，使所喷出的液滴与围堰接 触时的液滴的高度在各处大致均匀，不会从围堰漏出液体，从而使液滴均匀地配置在由围堰包围的部分。专利文献l:特开2004—31077号公报 专利文献2:特开2006 — 178208号公报但是，在专利文献2中，需要进行液滴的喷出位置的正确的定位，喷 出方法变得复杂。另外，不易应用于使液滴在喷出耗费时间的广范围内扩 展的情况。发明内容本发明为了解决上述问题而实现，其目的在于提供一种在基板上以矩 阵状划分形成凹部并通过使液滴配置到适当地选择的凹部后扩展，从而在 基板上容易地形成正确的图案的图案形成方法。在本发明的图案形成方法中，在基板上邻接形成多个凹部，用液滴喷 出单元使功能液状体成为液滴向形成有该凹部的基板上喷出，并且跨越多 个所述凹部，在该基板上形成所述功能液状体的图案。根据本发明的图案形成方法，在基板上配置的液滴跨越多个凹部地配 置，该液滴所形成的图案的边缘部分的形状被限制为凹部的形状。因此， 通过喷出到基板上的液滴，能形成限制为凹部的形状的正确的形状的图 案。另外，形成图案的液滴即使向基板弹落的精度低，若至少其一部分跨 越目标的凹部，则也会扩展并被限制为该凹部的形状。因此，可减少由喷 出的液滴向基板弹落的精度差所导致的不良情况。另外，由于对液滴喷出 单元不要求高的液滴喷出精度，因此液滴喷出单元的构造和系统容易实 现。在该图案形成方法中，优选所述多个凹部被划分形成为矩阵状。 根据该图案形成方法，由于凹部被划分形成为矩阵状，因此，可通过液滴喷出装置选择喷出液滴的凹部。因此，若向所选择的凹部喷出液量少的液滴，则可形成为任意形状。结果，无需在基板上预先形成规定形状的图案，从而容易在基板上形成图案。另外，若向所选择的凹部喷出液量多的液滴，则能使喷出的液滴沿基板上的凹部适宜地扩展。结果，能在基板上适宜地形成功能液状体的液层。而且，由于以矩阵状划分形成凹部，因此容易形成凹部。在该图案形成方法中，优选所述液滴喷出单元按照与先前喷出到基板 上的液滴至少一部分重叠的方式喷出液滴。根据该图案形成方法，喷出的液滴与液滴至少一部分重叠。因此，能 使液滴与液滴接触结合来形成大的液层。结果，能使功能液状体在基板上 广泛润湿扩展，在基板上形成功能液状体的厚层。在该图案形成方法中，所述液滴喷出单元可按照在配置有喷出到基板 上的所述液滴的所述凹部，配置另外喷出的所述液滴的至少一部分的方式 喷出所述液滴。根据该图案形成方法，另外喷出的液滴配置到已经喷出的液滴所扩展 的凹部。因此，先前喷出的液滴能与后来喷出的液滴接触结合。结果，通 过喷出到基板上的液滴，能形成基于功能液状体的图案。在该图案形成方法中，所述凹部对所述功能液状体可以为亲液性。根据该图案形成方法，由于凹部对所述功能液状体为亲液性，因此， 液滴能在凹部适宜地润湿扩展。在该图案形成方法中，所述凹部可在与邻接的所述凹部之间具备凸 部，所述凸部对所述功能液状体可以为疏液性。根据该图案形成方法，由于凸部对所述功能液状体为疏液性，因此， 液滴容易保持在形成有凹部的范围内。因此，能在凹部适宜地形成功能液 状体的层。在该图案形成方法中，所述功能液状体可以是包含用于形成取向膜的 取向性高分子的液状体，所述基板可以是液晶显示装置的元件基板或对置 基板。根据该图案形成方法，从液滴喷出单元喷出的包含取向性高分子的液 滴能在形成了凹部的元件基板或对置基板上适宜地润湿扩展。因此，能通 过液滴喷出单元在元件基板或对置基板上形成适宜的取向膜。在该图案形成方法中，所述功能液状体可以是包含用于形成滤色器的 颜色材料的液状体，所述基板可以是液晶显示装置的对置基板。根据该图案形成方法，从液滴喷出单元喷出的包含颜色材料的液滴能 在形成了凹部的对置基板上适宜地润湿扩展。因此，能通过液滴喷出单元在对置基板上形成适宜的滤色器。在该图案形成方法中，所述功能液状体可以是包含用于形成导电性布 线的金属粒子的液状体，所述基板可以是液晶显示装置的元件基板或对置 基板。根据该图案形成方法，从液滴喷出单元喷出的包含金属粒子的液滴能 在形成了凹部的元件基板或对置基板上以正确的形状润湿扩展。因此，能 通过液滴喷出单元在元件基板或对置基板上以正确的图案形成导电性布 线。


图1是表示液晶显示装置的立体图；图2是表示从图1的A-A线观察的液晶显示装置的剖视图；图3是表示第一实施方式的对置基板的俯视图；图4是表示第一实施方式的对置基板的剖视图；图5是表示液滴喷出装置的立体图；图6是表示液滴喷头的立体图；图7是表示液滴喷头的侧视图；图8是对一个液滴的扩展进行说明的图，(a)是表示弹落了液滴的状 态的俯视图，(b)是表示在弹落的凹部润湿扩展状态的俯视图，(c)是表 示至液滴达到稳定为止扩展的状态的俯视图；图9是对在第一实施方式的对置基板上多个重叠的液滴的扩展进行说 明的图，(a)是表示弹落了液滴的状态的俯视图，(b)是从(a)的D-D 线观察的剖视图，(c)是表示在弹落的凹部润湿扩展状态的俯视图，(d) 是从(c)的E-E线观察的剖视图，(e)是表示至液滴达到稳定为止扩展 的状态的俯视图，(f)是从(e)的F-F线观察的剖视图； 图IO是用于说明液滴喷出装置的电气构成的电气框图； 图11是表示第二实施方式的对置基板的俯视图； 图12是表示从图11的C-C线观察的对置基板的剖视图； 图13是对在第二实施方式的对置基板上多个重叠的液滴的扩展进行 说明的图，(a)是表示弹落了液滴的状态的俯视图，(b)是表示在弹落的凹部润湿扩展状态的俯视图，(C)是表示至液滴达到稳定为止扩展的状态的俯视图；图14是表示第三实施方式的元件基板的剖视图；图15是对喷出到元件基板上的液滴的扩展进行说明的图，(a)是表 示弹落了液滴的状态的俯视图，(b)是表示至液滴达到稳定为止扩展的状 态的俯视图。图中Fb、 Fbl、 Fb2、 Fb3 —液滴；ZO、 Zl、 Z2、 Z3 —液层；10 —液晶显示装置；13 —液晶面板；14一元件基板；15 —对置基板；16 —密封件； 17 —液晶；22 —像素；23 —像素电极；24 —取向膜；25 —偏光板；26 —对置电极；26b —凸部；26c —第二凹部；27—取向膜；28a—框状隔壁；28b 一栅格状隔壁；28c —第一凹部；30 —液滴喷出配置；41一液滴喷头；51 一控制装置；60—对置基板；61 —滤色器；62 —过滤器形成凹部；63 —栅 格状隔壁；64—形成凹部；66—保护膜；70 —元件基板；71-绝缘层；73—墨液。
具体实施方式
(第一实施方式)以下，结合图1 图10，对将本发明具体化的第一实施方式进行说明。 首先，对具有通过本发明的图案形成方法形成的取向膜的液晶显示装置10 进行说明。图1是液晶显示装置10的立体图，图2是图1的A-A线剖视图。图1中，在液晶显示装置10的下侧，具备边缘照明型背光灯12，该 背光灯12具有LED等光源11且形成为四角板状。在背光灯12的上方， 具备形成为与背光灯12大致相同尺寸的四角板状的液晶面板13。而且， 从光源11射出的光朝向液晶面板13照射。液晶面板13具备相对置的元件基板14和对置基板15。这些元件基板 14和对置基板15如图2所示，通过由光硬化性树脂构成的四角框状的密 封件16贴合。而且，在这些元件基板14和对置基板15之间的间隙中封 入有液晶17。在元件基板14的下面(背光灯12侧的侧面)贴合有偏光板或相位差板等光学基板18。光学基板18将来自背光灯12的光转换成直线偏光并射 向液晶17。在元件基板14的上面(对置基板15侧的侧面元件形成面 14a)排列形成有在一方向(X箭头方向)大致全宽上延伸的多个扫描线 Lx。各扫描线Lx分别与元件基板14的一侧配置的扫描线驱动电路19电 连接，并且来自扫描线驱动电路19的扫描信号以规定的定时输入。另外， 在元件形成面14a上排列形成有在Y箭头方向大致全宽上延伸的多个数据 线Ly。各数据线Ly分别与元件基板14的另一侧配置的数据线驱动电路 21电连接，并且来自数据线驱动电路21的基于显示数据的数据信号以规 定的定时输入。在元件形成面14a上扫描线Lx与数据线Ly交叉的位置， 形成有与对应的扫描线Lx及数据线Ly连接且排列成矩阵状的多个像素 22。各像素22分别具备TFT等未图示的控制元件及由透明导电膜等构成 的光透过性的像素电极23。图2中，在各像素22的上侧整体上层叠有实施了基于摩擦(rubbing) 处理等的取向处理的取向膜24。取向膜24是由取向性聚酰亚胺等取向性 高分子构成的薄膜图案，在对应的像素电极23附近，将液晶17的取向设 定成规定的取向。该取向膜24由喷墨法形成。g卩，取向膜24是通过将取 向性高分子溶解在规定的溶剂中的作为功能液状体的取向膜形成材料F (参照图7)以液滴Fb (参照图7)的方式喷出到各像素22的上侧整体上， 并使弹落的液滴Fb干燥而形成。在所述对置基板15的上面配置有将与来自光学基板18的光正交的直 线偏光的光向外方(图2中的上方)射出的偏光板25。另一方面，在对置 基板15的下面(元件基板14侧的侧面)，如图3所示，形成有四角框状 的隔壁(以下称为框状隔壁)28a、和形成在该框状隔壁28a所包围的部 分的栅格状的隔壁(以下称为栅格状隔壁)28b。框状隔壁28a和栅格状隔壁28b为相同材质，在本实施方式中，由聚 酰亚胺树脂或丙烯酸树脂等构成的光透过性的树脂形成，并且具有针对取 向膜形成材料F的亲液性。另外，栅格状隔壁28b的高度比框状隔壁28a的高度低，大致为100 纳米。另外，栅格状隔壁28b的宽度Dl是l 2微米。进而，沿X箭头 方向或Y箭头方向平行排列的栅格状隔壁28b彼此的间隔D2均为10微米加上栅格状隔壁28b的宽度Dl后的距离。并且，由栅格状隔壁28b包围的部分形成以对置基板15为底部的四 角形状的第一凹部28c。各第一凹部28c形成为在使元件基板14和对置 基板15贴合时，分别位于与对应的像素电极23相对置的位置。第一凹部28c的四边的长度均为大致10微米，第一凹部28c的深度 与栅格状隔壁28b的高度大致相同，大致为100纳米。即，各第一凹部28c 的容积(容量C1)大约为10X10—18立方米，即，大约为0.01皮可升(pico litre )。在形成有框状隔壁28a和栅格状隔壁28b的对置基板15的下面，如 图4所示，按照与各像素电极23相对置的方式层叠有由光透过性导电膜 构成的对置电极26。对置电极26通过溅射法等形成在具备由栅格状隔壁28b和第一凹部 28c形成的凹凸的对置基板15的表面。由溅射法层叠的对置电极26的厚 度在整个面上大致恒定。因此，在对置电极26的表面由栅格状隔壁28b 和第一凹部28c形成凹凸。g卩，在对置电极26的表面，在与栅格状隔壁 28b对应的部分形成凸部26b，在与第一凹部28c对应的部分形成第二凹 部26c。此时的第二凹部26c的容积(容量C2)大致与容量C1同样约为 0.01皮可升。在图2中，对置电极26与所述数据线驱动电路21电连接，并被赋予 来自该数据线驱动电路21的规定的公共电位。在对置电极26的下面整体 (图4中的上侧)上层叠有实施了基于摩擦处理等的取向处理的取向膜 27。该取向膜27与所述取向膜24相同，由喷墨法形成，在所述对置电极 26附近，将液晶17的取向设定成规定的取向。并且，根据线顺序扫描逐一地以规定的定时选择各扫描线Lx，将各 像素22的控制元件分别仅在选择期间中设成接通状态。于是，向与各控 制元件对应的各像素电极23输出来自对应的数据线Ly的基于显示数据的 数据信号。若向各像素电极23输出数据信号，则根据各像素电极23与对 置电极26之间的电位差，对应的液晶17的取向状态被调制。即，按各像 素22调制来自光学基板18的光的偏光状态。并且，根据调制后的光是否 通过偏光板25，基于显示数据的图像显示在液晶面板13的上侧。其次，结合图5 7，对用于形成上述取向膜27的作为液滴喷出单元 的液滴喷出装置30进行说明。图5中，液滴喷出装置30具备形成为长方体形状的基座31，并且在 该基座31的上面，形成有沿其长度方向(X箭头方向)延伸的一对引导 槽32。在该基座31的上方，设置有与基座31上设置的X轴马达MX (参 照图10的左上方)的输出轴驱动连结的作为移动单元的基板载置台33， 并且，该基板载置台33沿着所述引导槽32以规定的速度(输送速度Vx) 沿X箭头方向及逆X箭头方向往复移动(被沿着X箭头方向扫描)。在基板载置台33的上面形成有能够载置以所述对置电极26为上侧的 对置电极15的载置面34，将被载置状态下的对置基板15相对于基板载置 台33定位固定。再有，本实施方式中，设置成在载置面34上载置对置基 板15的构成，但并不限定于此，也可以构成为对以所述各像素电极23为 上侧的元件基板14进行载置。另外，能够在载置面34上定位固定各种尺 寸的基板。在基座31的Y箭头方向两侧，配置有形成为门型的导向部件35，并 且在该导向部件35上形成有沿Y箭头方向延伸的上下一对导轨36。另外， 导向部件35具备与设置在导向部件35上的Y轴马达MY (参照图10的 左下方)的输出轴驱动连结的滑架37，并且该滑架37沿着导轨36在Y 箭头方向及逆Y箭头方向往复移动(被沿Y箭头方向扫描)。在滑架37 的内部配置有按照能导出的方式收容所述取向膜形成材料F (参照图7) 的墨罐38，并且该墨罐38内的取向膜形成材料F被导出到滑架37的下方 搭载的液滴喷头41。图6是从下方(对置基板15侦ij)观察滑架37 (液滴喷头41)的概略 立体图，图7是从Y箭头方向侧观察液滴喷头41的概略侧视图。图6中，在滑架37的下侧(图6中的上侧)配置有沿Y箭头方向延 伸的长方体形状的框体40，在其安装面40b上设置有沿Y箭头方向延伸 的形成为长方体形状的液滴喷头(以下，简称为喷头)41。在喷头41的 下侧(图6中的上侧)配置有喷嘴板42，并且在该喷嘴板42的对置基板 15侧(图6中的上侧)形成有与安装面40b平行的喷嘴形成面42a。在该 喷嘴形成面42a上沿Y箭头方向以等间距排列形成有作为喷出口的多个喷嘴N。图7中，各喷嘴N沿着喷嘴形成面42a (安装面40b)的法线方向即 喷出方向A贯通形成在喷嘴板42上。在本实施方式中，将与各喷嘴N的 喷出方向A对应的位置分别称为弹落位置PF。在各喷嘴N的喷出方向A的相反侧，形成有与所述墨罐38连通的腔 室43，将来自墨罐38的取向膜形成材料F供给到对应的喷嘴N。在各腔 室43的喷出方向A的相反侧，贴付有可在喷出方向A及其相反方向振动 的振动板44，使腔室43内的容积扩大或縮小。在振动板44的上侧配置有 与各喷嘴N对应的多个压电元件PZ。各压电元件PZ接受分别对压电元件 PZ进行驱动控制用的信号(压电元件驱动信号COM:参照图10的左下) 而收縮或伸张，使对应的振动板44在喷出方向A及其相反方向振动。并且，在对置电极26 (对置基板15)上，在形成所述取向膜27的区 域(框状隔壁28a内)，将用于使液滴Fb弹落的栅格点(以下称为"目标 位置P")沿着X箭头方向规定为等间隔(喷出间隔W)。向X箭头方向 输送基板载置台33，每当各目标位置P通过喷头41的喷嘴N的正下方的 定时，向各压电元件PZ供给压电元件驱动信号COM。于是，各腔室43的容积扩大或縮小，各喷嘴N内的弯液面(meniscus) (取向膜形成材料F的界面)振动。各喷嘴N内的弯液面振动时，与压电 元件驱动信号COM相应的规定重量的取向膜形成材料F从对应的喷嘴N 以规定的外径即规定的液量所构成的液滴Fb喷出。喷出的各液滴Fb沿着 喷出方向A飞行飞行距离L，结果弹落在对置电极26上的目标位置P (弹 落位置PF)的区域。在本实施方式中，液滴Fb的规定的液量是弹落在对 置电极26上的液滴Fb扩展到多个第二凹部26c的量，例如，设定为第二 凹部26c的容量C2的1000倍即10皮可升。再有，本实施方式的压电元件驱动信号COM根据预先通过试验等设 定的波形数据WD (参照图10)生成，并且设定成使弯液面顺畅地振动， 使液滴Fb的重量稳定在规定重量。即，本实施方式的液滴喷出装置30通 过公共的压电元件驱动信号COM (波形数据WD)使各液滴Fb喷出，并 使各液滴Fb的外径即喷出的液量稳定。接着，结合图10，对如上所述构成的液滴喷出装置30的电气构成进行说明。图10中，控制装置51具备CPU、 RAM、 ROM等。而且，控制装置 51按照RAM或ROM等所存储的各种数据及各种程序，使基板载置台33 及滑架37进行扫描，并且对喷头41的各压电元件PZ进行驱动控制。在控制装置51上连接有输入装置52、 X轴马达驱动电路53、 Y轴马 达驱动电路54及喷头驱动电路55 。输入装置52具有启动开关、停止开关等操作开关，向控制装置51输 入各种操作信号。另外，将与对置基板15上形成的取向膜27的目标膜厚 有关的信息以规定形式的膜厚信息It从输入装置52输入到控制装置51。 于是，控制装置51接收来自输入装置52的膜厚信息It，运算喷出到对置 电极26上的取向膜形成材料F的总重量，并且基于运算出的总重量和与 波形数据WD对应的液滴Fb的喷出重量，对液滴Fb的喷出间隔W (各 目标位置P的位置坐标)进行运算。在对各目标位置P的位置坐标进行运 算后，控制装置51生成用于使液滴Fb喷出的位图数据BMD并进行存储。位图数据BMD是对在对置电极26上的各目标喷出位置P分别对应 了各位的值(0或1)的数据，是根据各位的值规定各压电元件PZ的接通 或断开的数据。而且，位图数据BMD被规定成每当各弹落位置PF位 于对应的目标位置P时，就会喷出液滴Fb。X轴马达驱动电路53响应来自控制装置51的与X轴马达驱动电路 53对应的驱动控制信号，使用于使基板载置台33往复移动的X轴马达 MX正转或反转。在该X轴马达驱动电路53上连接有X轴马达旋转检测 器MEX，从而被输入来自X轴马达旋转检测器MEX的检测信号。X轴 马达驱动电路53根据来自X轴马达旋转检测器MEX的检测信号，对基 板载置台33 (对置基板15)的移动方向及移动量进行运算，并且生成与 基板载置台33的当前位置相关的信息作为载置台位置信息SPI。然后，控 制装置51接收来自X轴马达驱动电路53的载置台位置信息SPI，输出各 种信号。Y轴马达驱动电路54响应来自控制装置51的与Y轴马达驱动电路 54对应的驱动控制信号，使用于使滑架37往复移动的Y轴马达MY正转 或反转。在该Y轴马达驱动电路54上连接有Y轴马达旋转检测器MEY，从而被输入来自Y轴马达旋转检测器MEY的检测信号。Y轴马达驱动电 路54根据来自Y轴马达旋转检测器MEY的检测信号，对滑架37 (头单 元30)的移动方向及移动量进行运算，并且生成与滑架37的当前位置相 关的信息作为滑架位置信息CPI。然后，控制装置51接收来自Y轴马达 驱动电路54的滑架位置信息CPI，输出各种信号。详述时，控制装置51在对置基板15侵入滑架37的正下方之前，根 据载置台位置信息SPI及滑架位置信息CPI，生成基于与对置基板15的扫 描量(往动或复动)对应的位图数据BMD而与规定的时钟信号同步的喷 出控制信号SI。然后，控制装置51在每次使滑架37进行扫描时，都要将 生成的喷出控制信号SI分别依次串行传送至喷头驱动电路55。另外，每当各弹落位置PF分别位于对应的目标位置P时，控制装置 51都会根据载置台位置信息SPI，生成用于将基于波形数据WD的压电元 件驱动信号COM输出至压电元件PZ的信号(喷出定时信号LP)。然后， 控制装置51将生成的喷出定时信号LP依次输出至喷头驱动电路55。喷头驱动电路55与喷头41连接，并且被供给来自控制装置51的波 形数据WD、喷出控制信号SI及喷出定时信号LP。喷头驱动电路55接收 来自控制装置51的喷出控制信号SI，分别对应各压电元件PZ将该喷出控 制信号SI依次进行串行/并行转换。然后，喷头驱动电路55每当接收来自 控制装置51的喷出定时信号LP时，根据串行/并行转换后的喷出控制信 号SI，将基于波形数据WD的压电元件驱动信号COM供给至各压电元件 PZ。即，喷头驱动电路55每当各弹落置PF位于目标位置P时，都会向对 应的压电元件PZ供给压电元件驱动信号COM。接着，对使用上述的液滴喷出装置30形成取向膜27的方法进行说明。首先，如图5所示，在基板载置台33上载置对置基板15。此时，基 板载置台33配置在比滑架37更靠逆X箭头方向侧，滑架37配置在导向 部件35的最靠逆Y箭头方向。从该状态开始，操作输入装置52，向控制装置51输入膜厚信息It。 于是，控制装置51根据膜厚信息It生成位图数据BMD并进行储存。若生成位图数据BMD，则控制装置51驱动控制Y轴马达MY，使滑 架37配置移动。然后，在对置基板15被沿X箭头方向输送时，设置滑架37 (各喷嘴N)，使得各弹落位置PF位于对应的目标位置P的扫描路径上 (X箭头方向)上。在设置滑架37后，控制装置51驱动控制X轴马达 MX，使基板载置台33 (对置基板15)开始沿X箭头方向移动输送。此时，控制装置51使波形数据WD与规定的时钟信号同步后向喷头 驱动电路55输出。另外，控制装置51生成使基板载置台33的一次扫描 量所对应的位图数据BMD与规定的时钟信号同步的喷出控制信号SI，并 且，将生成的喷出控制信号SI分别依次串行传送至喷头驱动电路55。结果，每当各弹落位置PF分别位于对置电极26上的各栅格点(目标 位置P)时，控制装置51都会根据载置台位置信息SPI及滑架位置信息 CPI，生成喷出定时信号LP，执行基于喷出控制信号SI的液滴喷出动作。艮P，控制装置51在各弹落位置PF位于目标位置P的定时，向各压电 元件PZ供给与波形数据WD对应的压电元件驱动信号COM，从各弹落 位置PF与目标位置P对应的各喷嘴N —齐喷出取向膜形成材料F的液滴 Fb。此时，喷出的各液滴Fb沿喷出方向A飞行，依次弹落在沿X箭头方 向相隔喷出间隔W的目标位置P的区域。弹落在目标位置P的液滴Fb如图7所示，在对置电极26的上面形成 直径比飞行中的液滴Fb的直径大的(弹落直径R1)的液滴Fbl。另外， 弹落直径R1的长度至少比第二凹部26c的对角长。弹落直径R1由液滴 Fb的喷出重量确定，由波形数据WD确定。弹落的一个液滴Fbl如图8 (a)所示，跨越多个第二凹部26c，并且 中央因表面张力而隆起为半圆球状。该液滴Fbl的形状无法由表面张力来 维持，因此，液滴Fbl在所弹落的各个第二凹部26c的内部向各箭头的方 向润湿扩展。并且，液滴Fbl如图8 (b)所示，在各个第二凹部26c的内 部均匀扩展，形成由各个凸部26b暂时保持的液层Z0。该液层Z0的大致中央也因表面张力而隆起。液层Z0的表面中凹陷成 L字状的中央部分K (参照图8 (b))与其他表面相比表面的倾斜更急剧。 因此，液层Z0从该中央部分K向箭头所示的方向越过暂时保持的凸部 26b，向箭头方向即向对角方向上邻接的第二凹部26c扩展。结果，如图8 (c)所示，暂时形成矩形状的液层ZO。成为矩形形状的液层ZO的表面整体形成近似同样的倾斜，因此，容 易稳定。此时，若液层ZO的表面能由表面张力保持，则液层ZO的润湿扩展停止。另一方面，若液层zo的表面不能由表面张力保持，则液层zo会从任一表面部分向邻接的第二凹部26c润湿扩展，并反复进行该润湿扩展 直至液层Z0的表面达到稳定。可是，依次弹落的各液滴Fb在对置电极26的上面成为弹落直径Rl 的液滴Fbl，但如图9 (a)所示，分别与先前弹落的各液滴Fbl重叠。因此，各液滴Fb若弹落到对置电极26上，则相互接触结合，形成一 个液层Z1。此时的液层Z1的中央的附近如图9 (b)所示，比边缘的部分 隆起，g卩，液层Z1的剖面成为大致山型的形状。液层Z1由于中央隆起，因此，如图9 (c)所示，扩展到所跨越的各 第二凹部26c的整个内部。由于各液滴Fb的喷出量多，因此，即使液层 Zl扩展到所跨越的各第二凹部26c的整个内部，也如图9 (d)所示，液 层Z1的中央附近隆起。在该状态下，液层Z1在其表面中从靠近中央的侧 面部分分别向尚未润湿扩展的邻接的第二凹部26c润湿扩展。以后，液层 Zl反复进行从靠近中央的表面的侧面部分分别向尚未润湿扩展的邻接的 第二凹部26c润湿扩展。然后，控制装置51在使对置基板15的端部分位于各弹落位置PF所 对应的目标位置P的扫描路径上(X箭头方向)后，对X轴马达MX进 行驱动控制，结束基板载置台33 (对置基板15)向X箭头方向的输送。另外，液层Z1如图9 (e)和(f)所示，在对置电极26的整个面上 均匀润湿扩展。并且，使该液层Z1干燥后形成取向膜27。由此，能使液滴Fb接合来准确地形成均匀膜厚的取向膜27。根据本实施方式，能够获得如以下的效果。(1) 根据本实施方式，在对置电极26上形成了第二凹部26c。因此， 喷出到对置电极26上的液滴Fb能在所弹落的各个第二凹部26c上适宜地 润湿扩展。(2) 根据本实施方式，使液滴喷出装置30所喷出的液滴Fb是比第 二凹部26c的容积(容量C2)大的液滴。因此，各液滴Fb在润湿扩展到 所弹落的各个第二凹部26c之后，逐一扩展到邻接的第二凹部26c。并且，能在对置电极26的整个面上均匀形成用于形成取向膜27的液层Zl。结 果，能在对置电极26的上面适宜地形成大致均匀的取向膜27。(3) 根据本实施方式，使第二凹部26c和凸部26b为亲液性。因此， 液层Z1在对置电极26的上面能更均匀地形成。(4) 根据本实施方式，弹落到对置电极26上的液滴Fb被限制为第 二凹部26c的形状。因此，即使少偏离目标位置而弹落的液滴Fb也被限 制为第二凹部26c的形状。因此，能降低液滴Fb的润湿扩展受弹落精度 的影响。结果，能容易地实现液滴喷出装置30的构造和系统。(5) 根据本实施方式，第二凹部26c被划分为矩阵状。因此，用于 使液滴Fb适宜地扩展的第二凹部26c为简单的形状，因此能较容易地形 成。(第二实施方式)以下，结合图11 图14，对将本发明具体化的第二实施方式进行说 明。此外，本实施方式是使用液滴喷出装置在液晶面板的对置基板上形成 滤色器的方法。本实施方式的液晶面板与第一实施方式相比液晶面板的尺寸大，但元 件基板的构造大致相同。另外，制造中使用的液滴喷出装置的构造也与第 一实施方式的液滴喷出装置30大致相同，因此省略其说明。为了便于说 明，使用第一实施方式的液晶显示装置10的编号进行说明。首先，基于图11和图12，说明对置基板60。在对置基板60的整个表面(元件基板14侧的侧面)上，在元件基板 14的与各像素22相对置的位置形成有滤色器61。在滤色器61上以栅格 形状形成有黑矩阵BM。黑矩阵BM通过在铬膜等具有遮光性的膜上层叠具有遮光性的树脂等 而形成。在本实施方式中，黑矩阵BM的高度H1形成为在1微米以上， 黑矩阵BM的宽度D3形成为大致10微米。另外，在X箭头方向和Y箭 头方向上平行排列的黑矩阵BM的栅格的间隔D4形成为大致100微米。由黑矩阵BM包围的部分，形成有大致四角框状的过滤器形成凹部 62。过滤器形成凹部62的四边的长度分别是从黑矩阵BM的栅格的间隔D4减去黑矩阵BM的宽度D3后的长度，其深度与黑矩阵BM的高度Hl 大致相同，形成为在1微米以上。另外，过滤器形成凹部62在与所述元 件基板14贴合时，形成在与各像素电极23相对置的位置。图13 (a)表示一个过滤器形成凹部62。在过滤器形成凹部62的底 面(对置基板60的表面上)，如图13 (a)所示，以栅格形状形成有作为 凸部的栅格状隔壁63。栅格状隔壁63由具有透光性的树脂例如由聚酰亚 胺树脂或丙烯酸树脂等形成。在本实施方式中，栅格状隔壁63的高度形 成为大致50 60纳米，栅格状隔壁63的间隔形成为大致10微米。由栅格状隔壁63包围的部分，分别形成有大致四角框状的形成凹部 64。在本实施方式中，形成凹部64的上面的四边的长度形成为大致10微 米，形成凹部64的深度与栅格状隔壁63的高度大致相同，形成为在50 60纳米。在各过滤器形成凹部62上，以覆盖底面上形成的栅格状隔壁63和形 成凹部64的方式分别形成有四角框状的红色过滤器层R、绿色过滤器层G 和蓝色过滤器层B。在本实施方式中，各过滤器层R、 G、 B的四边的长 度分别形成为大致10微米，其厚度形成为大致1微米。另外，各过滤器 层R、 G、 B形成在元件基板14的与各像素电极23对应的位置。各过滤 器层R、 G、 B在对置基板60上，如图11所示，在X箭头方向，按红色 过滤器层R、绿色过滤器层G和蓝色过滤器层B的顺序重复形成，在Y 箭头方向，过滤器层R、过滤器层G和过滤器层B分别成为一列。滤色器61的上面形成具有透明性的保护膜66，在该保护膜66的上面 形成有对置电极26。在对置电极26的上面层叠有摩擦处理后的取向膜27。接着，对使用液滴喷出装置形成各过滤器层R、 G、 B的方法进行说 明。该液滴喷出装置是与图5所示的液滴喷出装置30大致相同的构成， 因此，省略其详细的说明。另外，为了便于说明，使用图5 7和图10所 示的液滴喷出装置30的标记进行说明。此外，形成各过滤器层R、 G、 B的液滴喷出装置30在载置台33上 载置对置基板60，在墨罐38中收纳有将形成各过滤器层的颜色材料分散 到规定的分散剂中的作为功能液状体的液状体Cr、 Cg、 Cb。该液状体Cr、 Cg、 Cb对栅格状隔壁63和形成凹部64具有亲液性。并且，液滴喷出装置30能将该液状体Cr、 Cg、 Cb从液滴喷头41向对置基板60作为如图7 所示那样的液滴Fb喷出。在本实施方式中，液滴Fb的喷出重量是弹落到 过滤器形成凹部62的液滴Fb扩展到多个形成凹部64的量，例如设定为 IO皮可升。另外，控制装置51基于用于形成各过滤器层R、 G、 B的位图数据 BMD2(在图IO中用括号表示)，向由对置基板60的黑矩阵BM包围的过 滤器形成凹部62配置液滴Fb。以下，仅对形成过滤器层R的方法进行说明，但对过滤器层G、 B的 形成也同样。弹落到对置基板60的目标位置的各液滴Fb如图13 (a)所示，作为 弹落直径R2的液滴Fb2，跨越栅格状隔壁63和形成凹部64而配置。另 外，弹落的液滴Fb2与先前弹落的液滴Fb2重叠。因此，各液滴Fb2若弹 落到过滤器形成凹部62,则相互接触结合，形成一个液层Z2。此时的液 层Z2的中央的附近比边缘的部分隆起。液层Z2由于中央隆起，因此，如图13 (b)所示，扩展到所跨越的 各形成凹部64的整个内部。即使液层Z2扩展到所跨越的形成凹部64的 整个内部，也由于液滴Fb的喷出量多而其表面的靠近中央的附近隆起。 在该状态下，液层Z2在其表面中从靠近中央的部分向尚未润湿扩展的邻 接的形成凹部64润湿扩展。以后，液层Z2反复进行从靠近中央的表面的 部分向尚未润湿扩展的邻接的形成凹部64润湿扩展。然后，由液滴喷出装置30进行的液滴Fb的喷出结束。另外，液层 Z2如图13 (c)所示，在过滤器形成凹部62、即由黑矩阵BM包围的部 分的内侧均匀润湿扩展。使该液层Z2干燥后形成红色过滤器层R。根据本实施方式，除所述第一实施方式的效果之外，还可获得如下效果。(1)根据本实施方式，使液滴Fb是比形成凹部64的容积更大的液 滴。因此，液滴Fb在润湿扩展到限制为所弹落的各个形成凹部64的凹部 之后，跨越栅格状隔壁63，逐一扩展到邻接的形成凹部64。并且，能在 过滤器形成凹部62上均匀形成用于形成过滤器层R、 G、 B的液层Z2。 结果，能在过滤器形成凹部62上适宜地形成大致均匀的过滤器层R、 G、(第三实施方式)以下，对将本发明具体化的第三实施方式进行说明。 以下，结合图14和图I5，对将本发明具体化的第三实施方式进行说 明。此外，本实施方式是使用液滴喷出装置形成第二实施方式中的元件基 板的像素电极的方法。此外，为了便于说明，使用第一实施方式的液晶显 示装置10的编号进行说明。另外，对与第一实施方式相同的部件标注相 同编号，并省略其说明。图14是将元件基板70中的作为导电性布线的像素电极23的部分放 大后的剖视图。如图14所示，在像素电极23的下层即元件基板70的上面，形成有 由硅氧化膜等构成的作为凸部的绝缘层71。在绝缘层71的上面如图15 所示，通过基于光刻法的蚀刻，形成有被划分形成为矩阵状的四角框状的 多个凹坑72。凹坑72的四边的长度均形成为大致IO微米，高度形成为 50 60纳米。艮P，在绝缘层71的上面，按照覆盖在其底面形成的各凹坑72的方式， 通过液滴喷出装置30形成像素电极23。接着，对使用液滴喷出装置形成像素电极23的方法进行说明。该液 滴喷出装置是与图5所示的液滴喷出装置30大致相同的构成，因此，省 略其详细的说明。另外，为了便于说明，使用图5 7和图IO所示的液滴 喷出装置30的标记进行说明。此外，形成像素电极23的液滴喷出装置30在载置台33上载置以绝 缘层71为上面的元件基板70，在墨罐38中收纳有将包含作为形成像素电 极23的金属粒子的金属微粒例如银粒子的作为功能液状体的墨液73。该 墨液73对绝缘层71和凹坑72具有亲液性。并且，液滴喷出装置30能将 该墨液73从液滴喷头41向元件基板70作为如图7所示那样的液滴Fb喷 出。另外，控制装置51基于用于形成像素电极23的位图数据BMD3 (在 图10中用括号表示)，向元件基板70的绝缘层71的上面液量，例如设定为1皮可升。并且，弹落到元件基板70的目标位置的各液滴Fb如图15 (a)所示， 作为弹落直径R3的液滴Fb3，跨越多个凹坑72而配置。另外，弹落的液 滴Fb3按照先前弹落的液滴Fb3所扩展到的凹坑72包含于其弹落的凹坑 72的一部分中的方式弹落。液滴Fb3由于中央隆起，因此，扩展到各液滴Fb3所弹落的各凹坑 72的整个内部。但是，由于喷出的液滴Fb为少量，因此最初弹落的各凹 坑72以外的凹坑72不扩展。即，在与邻接的液滴Fb3共有的各凹坑72 中，如图15 (b)所示，各液滴Fb3与其他液滴Fb3接触结合，形成一个 液层Z3，但该液层Z3不会扩展到此外的凹坑72中。然后，由液滴喷出装置30进行的液滴Fb的喷出结束，则液层Z3仅 扩展到所弹落的液滴Fb3被配置的各凹坑72中。即，液层Z3形成为由布 线坐标信息Ip (在图10中用括号表示)设定的布线或膜的形状，使该液 层Z3干燥后形成规定形状的像素电极23。根据本实施方式，除所述第一实施方式和第二实施方式的效果之外， 还可获得如下效果。(1) 根据本实施方式，使液滴Fb是比凹坑72的容积更大但不会扩 展到此外的凹坑72的液滴。因此，液滴Fb被限制为弹落的各个凹坑72， 扩展到凹部，在该状态下不润湿扩展。结果，能将像素电极23形成为液 滴喷出装置30所喷出的液滴的图案形状。结果，能在绝缘层71的上面以 规定形状准确地形成像素电极23。(2) 根据本实施方式，液滴Fb在绝缘层71上对凹坑72具有亲液性。 因此，跨越凹坑72而形成的液层Z3不会在凹坑72与凹坑72之间中途断 裂，能适宜地形成像素电极23。再有，上述实施方式也可以如下变更。，上述实施方式中，在分别以矩阵状在液晶显示装置的对置基板15 上划分形成了第二凹部26c、在对置基板60上划分形成了形成凹部64、 在元件基板70上形成了凹坑72之后，由液滴喷出装置30喷出液滴Fb来 形成基于功能液状体的图案。但并不限定于此，只要基板为形成图案而可 具备凹部，则可以是任何基板。例如，作为液晶显示装置以外的电光装置，可以是有机场致发光装置、电泳显示装置等的元件基板或对置基板。 上述实施方式中，通过液滴喷出装置30在对置基板15上形成了取 向膜27、在对置基板60上形成了过滤器层R、 G、 B、在元件基板70上 形成了像素电极23。但是，并不限定于此，也可以形成对置基板15、 60、 元件基板70的其他膜或层、布线的图案。*上述实施方式中，各凹部28c、 64和凹坑72划分为矩阵状，形成 为大致四角框状。但并不限定于此，各凹部28c、 64和凹坑72只要能邻 接形成，则也可形成为多角形，还可形成为镶嵌状。*上述实施方式中，液滴Fb的一滴是比一个凹部28c、 64或凹坑72 的容积(容量)多的液量。但并不限定于此，液滴Fb也可是比一个凹部 28c、 64或凹坑72的容积(容量)少的液量。在该情况下，结合多个液滴 Fb来形成大的液层Zl、 Z2、 Z3，使该液层Z1、 Z2、 Z3跨越各凹部28c、 64或凹坑72即可。由此，在具备大的凹部28c、 64或凹坑72的基板上也 能形成图案。 第一实施方式中，栅格状隔壁28b的高度形成为比框状隔壁28a的 高度低但并不限定于此，高度也可与外框相同或比其更高。另外，栅格状 隔壁28b的间隔大致为IO微米，但并不限定于10微米。进而，另外，栅 格状隔壁28b的宽度形成为1 2微米但宽度并不限定于1 2微米。 上述实施方式中，液滴Fb的液量在第一和第二实施方式中设为10 皮可升，在第三实施方式中设为1皮可升。但各个液滴Fb的液量可比各 个实施方式中的液量多或少。液滴Fb的液量只要是根据液滴Fb的表面张力、喷出的面上的液滴 Fb的润湿扩展容易度、在喷出的面上形成的围堰的尺寸的关系，能在喷出 液滴Fb的面上适宜地润湿扩展的量即可。*上述实施方式中，使用液滴喷出装置30来喷出液滴Fb。但并不限 定于此，只要是能将规定液量的液滴Fb喷出到基板的规定位置的构成， 则例如也可使用分配器。 第一实施方式和第二实施方式中，使后来弹落的液滴Fb与先前弹 落的液滴Fb—部分重叠。但并不限定于此，后来弹落的液滴Fb也可不与 先前弹落的液滴Fb重叠。该情况下，使液滴Fb在后来液滴Fb润湿扩展时与其他液滴Fb接触即可。'第二实施方式中，黑矩阵BM通过在铬膜等膜上层叠树脂等而形成。 但并不限定于此，黑矩阵BM可仅由树脂形成，也可仅由络膜形成。，第一实施方式和第二实施方式中，框状隔壁28a、栅格状隔壁28b、 栅格状隔壁63由聚酰亚胺、丙烯酸树脂形成。但并不限定于此，也可由 对功能液状体具有疏液性的氟系树脂等所构成的光透过性的树脂形成。或者，在第三实施方式中，在由硅氧化膜等形成的绝缘层71的上面 形成了凹坑72。但并不限定于此，也可在绝缘层71的上面对功能液状体 加工成疏液性。由此，可仅在凹坑72的部分配置功能液状体。
权利要求
1、一种图案形成方法，在基板上邻接形成多个凹部，用液滴喷出单元使功能液状体成为液滴向形成有该凹部的基板上喷出，并且跨越多个所述凹部，在该基板上形成所述功能液状体的图案。
2、 根据权利要求1所述的图案形成方法，其特征在于， 所述多个凹部被划分形成为矩阵状。
3、 根据权利要求1或2所述的图案形成方法，其特征在于， 所述液滴喷出单元按照与先前喷出到基板上的液滴至少一部分重叠的方式喷出液滴。
4、 根据权利要求1或2所述的图案形成方法，其特征在于， 所述液滴喷出单元按照在配置有喷出到基板上的所述液滴的所述凹部，配置另外喷出的所述液滴的至少一部分的方式喷出所述液滴。
5、 根据权利要求1 4中任一项所述的图案形成方法，其特征在于， 所述凹部对所述功能液状体为亲液性。
6、 根据权利要求1 5中任一项所述的图案形成方法，其特征在于， 所述凹部在与邻接的所述凹部之间具备凸部， 所述凸部对所述功能液状体为疏液性。
7、 根据权利要求1 5中任一项所述的图案形成方法，其特征在于， 所述功能液状体是包含用于形成取向膜的取向性高分子的液状体， 所述基板是液晶显示装置的元件基板或对置基板。
8、 根据权利要求1 5中任一项所述的图案形成方法，其特征在于，所述功能液状体是包含用于形成滤色器的颜色材料的液状体， 所述基板是液晶显示装置的对置基板。
9、 根据权利要求1 5中任一项所述的图案形成方法，其特征在于， 所述功能液状体是包含用于形成导电性布线的金属粒子的液状体， 所述基板是液晶显示装置的元件基板或对置基板。
全文摘要
在形成有各第二凹部(26c)的对置基板的对置电极(26)上，从液滴喷出装置喷出弹落的各液滴(Fb1)相结合形成液层(Z1)。在液层(Z1)的中央附近隆起为大致山型，因此，扩展到液层(Z1)所跨越的各第二凹部(26c)的整个内部。此时喷出的液量多，因此仍在液层(Z1)的中央附近隆起。该状态下，液层(Z1)从靠近液层(Z1)中央的侧面部分向邻接的第二凹部(26c)润湿扩展。以后，液层(Z1)反复润湿扩展到邻接的第二凹部(26c)。然后，使在对置电极(26)的整个面上均匀润湿扩展的液层(Z1)干燥后形成取向膜。由此，提供通过在基板上以矩阵状划分形成凹部，将液滴配置到适当选择的凹部后使其扩展，从而容易地在基板上形成正确的图案的图案形成方法。
文档编号G02F1/1333GK101226295SQ20081000405
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年1月18日
发明者铃木克己 申请人:精工爱普生株式会社