JP2004337701A - 液滴吐出方法、及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、精度の高いパターンを基板上に形成できる液滴吐出方法及び液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】液滴吐出手段を備える吐出ヘッド３ａ（３）と基板５とを相対移動させながら、吐出ヘッド３ａ（３）が液滴を基板５に吐出して、当該基板５上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）データを作成し、当該ＣＡＤデータに基づいて液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成し、当該ビットマップデータに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】液滴吐出手段を備える吐出ヘッド３ａ（３）と基板５とを相対移動させながら、吐出ヘッド３ａ（３）が液滴を基板５に吐出して、当該基板５上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）データを作成し、当該ＣＡＤデータに基づいて液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成し、当該ビットマップデータに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置などが用いられている。例えば、液晶装置では、ガラス、プラスチックなどによって形成された基板の表面に、赤、緑、青のドット状の各色のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列またはモザイク配列などといった所定の配列で並べてカラーフィルタを形成している。
【０００３】
また、このようなカラーフィルタの形成方法としては、赤、緑、青のそれぞれの色素の液滴を吐出する色素滴噴出ヘッドをスキャンさせながら、ガラス基板上に塗布したアクリル樹脂に液滴を噴出し、固着させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１７３７０３号公報（第２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各液滴は、基板上の前もって定めた位置に固着させる必要があるので、大面積の基板上に多数のカラーフィルタを形成する場合には、基板の位置を精度良く調整する機構が必要であった。特に、基板上に形成するパターンが微細なカラーフィルタや、複雑な形状を有する回路などである場合には、高精度の整機構を設けなければならない。さらに、基板の位置を調整する機構の駆動に時間がかかる場合には、１枚の基板当たりのタクトタイムが長くなることがある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、精度の高いパターンを基板上に形成できる液滴吐出方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
即ち、本発明の液滴吐出方法は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）データを作成し、当該ＣＡＤデータに基づいて液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成し、当該ビットマップデータに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
【０００８】
ここで、「液滴吐出手段」とは、圧電素子等に供給された所定の電圧波形に応じて吐出ヘッド内の容積を変化させて、これに応じて押圧された液滴を吐出させる機能を有するものである。なお、当該液滴吐出手段としては、圧電素子等を用いた電気機械変換体を限定するものではなく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体や、帯電制御型及び加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式等であってもよい。
また、「液滴吐出データ」とは、上記の電圧波形を液滴吐出手段に供給するためのデータであり、即ち、液滴吐出手段による液滴の吐出を制御するためのデータである。なお、当該液滴吐出データには、吐出ヘッドと基板とを相対移動させるためのデータを含んでおり、即ち、基板上の液滴の吐出位置を決定するためのデータでもある。また、当該液滴吐出データのデータ形式は、「０」と「１」からなる時系列データであって、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されているものである。
また、「パターン」とは、基板上に液滴として吐出可能な材料が所定の位置に吐出されて形成されたものであって、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）からなるＲＧＢのカラーフィルタが有する画素パターンや、例えばラビリンス構造を有するコイルやアンテナ等のインダクタンス、コンデンサ等の容量素子からなるキャパシタンス、レジスタンスを有する回路パターン、又は半導体を有するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子、スイッチング素子に接続された画素電極等を有するパターン、又は局所的に吐出する必要がある液晶材料や配向膜材料等、を意味する。ここでいう、スイッチング素子とは、液体材料として吐出可能な材料によって形成されたものを意味する。
また、「基板」とは、上記の液滴が吐出されることによってパターンが形成される液滴吐出対象物である。その材料としては、種種のものが採用され、透明性を有する場合には例えばガラス等の基板、透明性が必要ない場合には例えば金属基板等が採用される。また、当該基板の寸法は限定するものではないが、本発明では、特に１ｍを超えるような大型基板を意味する。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをＣＡＤデータとして予め作成することができる。
また、このように作成されたＣＡＤデータを変換することによりビットマップデータを作成することができる。
また、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成した後に、当該液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、基板上にパターンを形成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、パターンは、所定の機能を有する複数の機能層が積層されることによって形成され、ＣＡＤデータは、機能層に対応した複数の層データを有し、当該複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成し、当該複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成し、当該複数の液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることにより複数の機能層からなるパターンを形成することを特徴とする。
ここで、「機能層」とは、上記のパターンを構成する各層を意味するものであって、例えば上述のインダクタンス、キャパシタンス、レジスタンス、スイッチング素子等の各層を意味するものである。即ち、このような各機能層が積層されることによって上述のパターンが形成されている。
また、「層データ」とは、所謂レイヤを意味しており、上記の機能層を形成するために予めコンピュータ等で作成されるものである。
本発明によれば、このような複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成することができる。また、当該複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成することができる。更に、当該複数の液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することによって、複数の機能層を形成することができる。従って、複数の機能層が積層されたパターンを形成することができる。
【００１０】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、複数の吐出ヘッドからなる吐出ヘッド群を備え、複数の機能層毎に吐出ヘッド群の吐出ヘッドが液滴を吐出し分けることにより、パターンを形成することを特徴とする。
ここで、吐出ヘッド群が、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の吐出ヘッドと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の吐出ヘッドと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の吐出ヘッドと、を有する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の吐出ヘッドが金属材料を含有した液滴を吐出する。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の吐出ヘッドが絶縁膜材料を含有した液滴を吐出し、第３の吐出ヘッドが透明電極材料を含有した液滴を吐出する。
このように、吐出ヘッド群が第１、第２、第３の吐出ヘッドを具備すると共に、これらの吐出ヘッドを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１１】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して当該基板上に機能層を形成する、複数の液滴吐出ユニットを備え、複数の液滴吐出ユニットのそれぞれが、基板上に複数の機能層毎に液滴を吐出し分けることにより、複数の機能層からなるパターンを形成することを特徴とする。
ここで、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の液滴吐出ユニットと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の液滴吐出ユニットと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の液滴吐出ユニットと、を用いてパターンを形成する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の液滴吐出ユニットによって基板上に金属材料を含有した液滴が吐出される。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の液滴吐出ユニットによって絶縁膜材料を含有した液滴が吐出され、第３の液滴吐出ユニットによって透明電極材料を含有した液滴が吐出される。なお、上記の第１、第２、第３の液滴吐出ユニットの相互においては、基板を搬送するための搬送ユニットが設置されていることが好ましい。
このように、第１、第２、第３の液滴吐出ユニットを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１２】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、層データは機能層の膜厚を規定する膜厚データを含んでおり、当該膜厚データに基づいて、吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することを特徴とする。
ここで、「膜厚データ」とは、機能層を構成する材料の膜厚を意味する。例えば、金属配線等を形成する場合には、揮発性溶媒に金属微粒子を分散させた液状体を液滴として吐出する方法が採用される。この方法においては、当該金属微粒子の含有量や、金属微粒子を析出させるための乾燥処理及び加熱処理による材料の変質や体積変化等を加味した上で液滴の吐出回数及び吐出量が設定される。
本発明によれば、膜厚データに基づいて、更に吐出される液滴に含まれる材料含有量等を加味して、液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出装置であって、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ作成手段と、当該ＣＡＤデータに基づいて液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成するビットマップデータ作成手段と、当該ビットマップデータに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成する作成手段と、を具備し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、ＣＡＤデータ作成手段によって上記の液滴の吐出で形成するパターンをＣＡＤデータとして予め作成することができる。
また、ビットマップデータ作成手段によってビットマップデータを作成することができる。
また、作成手段によって当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成することができる。
更に、当該液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、基板上にパターンを形成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、パターンは、所定の機能を有する複数の機能層が積層されることによって形成され、ＣＡＤデータ作成手段は、複数の機能層に対応した複数の層データを作成し、ビットマップデータ作成手段は、複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成し、作成手段は、複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成し、当該複数の液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることにより複数の機能層からなるパターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、ＣＡＤデータ作成手段が複数の層データを作成することができる。また、ビットマップデータ作成手段が複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成することができる。更に、作成手段が複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成することができる。更に、複数の液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することによって複数の機能層を形成することができる。従って、複数の機能層が積層されたパターンを形成することができる。
【００１５】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、複数の前記吐出ヘッドからなる吐出ヘッド群を具備し、当該吐出ヘッド群は複数の機能層毎に液滴を吐出し分けることを特徴とする。
ここで、吐出ヘッド群が、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の吐出ヘッドと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の吐出ヘッドと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の吐出ヘッドと、を有する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の吐出ヘッドが金属材料を含有した液滴を吐出する。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の吐出ヘッドが絶縁膜材料を含有した液滴を吐出し、第３の吐出ヘッドが透明電極材料を含有した液滴を吐出する。
このように、吐出ヘッド群が第１、第２、第３の吐出ヘッドを具備すると共に、これらの吐出ヘッドを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１６】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、吐出ヘッドをそれぞれ有する複数の液滴吐出ユニットを具備し、複数の液滴吐出ユニットのそれぞれが、複数の機能層毎に前記液滴を吐出し分けることを特徴とする。
ここで、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の液滴吐出ユニットと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の液滴吐出ユニットと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の液滴吐出ユニットと、を用いてパターンを形成する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の液滴吐出ユニットによって基板上に金属材料を含有した液滴が吐出される。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の液滴吐出ユニットによって絶縁膜材料を含有した液滴が吐出され、第３の液滴吐出ユニットによって透明電極材料を含有した液滴が吐出される。なお、上記の第１、第２、第３の液滴吐出ユニットの相互においては、基板を搬送するための搬送ユニットが設置されていることが好ましい。
このように、第１、第２、第３の液滴吐出ユニットを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１７】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、前記層データは、前記機能層の膜厚を規定する膜厚データを含んでおり、前記ＣＡＤデータ作成手段は、前記膜厚データに基づいて、前記吐出ヘッドから吐出される前記液滴の吐出回数と当該液滴の吐出量とを設定する設定手段を具備することを特徴とする。
ここで、「設定手段」とは、液滴に含有されている機能層の材料の比率や、乾燥処理等の処理による材料の変質や体積変化等を加味した上、液滴の吐出回数及び吐出量が設定するものである。例えば、金属配線等を形成する場合には、揮発性溶媒に金属微粒子を分散させた液状体を液滴として吐出する方法が用いられる。この方法においては、当該金属微粒子の含有量や、金属微粒子を析出させるための乾燥処理及び加熱処理による材料の変質や体積変化等を加味した上で液滴の吐出回数及び吐出量が設定される。
本発明によれば、膜厚データに基づいて、更に吐出される液滴に含まれる材料含有量等を加味して、液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように液滴吐出装置１は、制御装置２と、吐出ヘッド群３と、ステージ４と、を主な構成要素として備えている。
このような液滴吐出装置１においては、制御装置２が吐出ヘッド群３及びステージ４の動作を制御することによって、ステージ４に載置された基板５に液滴を吐出し、当該基板５上に所定のパターンを形成するものである。
次に、各構成要素について説明する。
なお、以下の説明においては、吐出ヘッド群３の配置方向をＸ方向とし、また、基板５の搬送方向をＹ方向とし、また、ＸＹ平面内における面内回転方向をθ方向とする。
【００２０】
吐出ヘッド群３は、１列に配列した複数の吐出ヘッド３ａから構成されており、基台６から立設する支柱７、７間にステージ４を跨ぐようにＸ方向に架設されたＸ方向軸８に移動可能に設けられている。当該吐出ヘッド群３を構成する各吐出ヘッド３ａには、液滴を吐出するノズルが基板５に向かって多数穿設されている（例えば、１８０個のノズルが一列に穿設されている。）。
【００２１】
当該吐出ヘッド３ａは、液滴を貯留するキャビティと、当該キャビティに連通するノズルと、当該キャビティ内に貯留された液状体をノズルから液滴として吐出する液滴吐出手段とを有した構成となっている。ここで、液滴吐出手段とは、圧電素子（ピエゾ素子）を意味しており、吐出ヘッド３ａの壁面に設けられている。このように構成された吐出ヘッド３ａにおいては、圧電素子に所望の電圧波形を供給することによって、吐出ヘッド３ａの壁面が変形し、キャビティ内の容積が変化し、ノズルから所定量の液滴が吐出される。ここで、圧電素子に供給される電圧波形は、後述する液滴吐出データに基づいて生成されるものである。
なお、吐出ヘッド３ａの液滴吐出手段としては、上記の圧電素子を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、更にはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【００２２】
また、上記複数の吐出ヘッド３ａには、パイプ等の流路を介して、材料液体を貯留する液状体タンクがそれぞれ接続されている。ここで、各液状体タンクに異種の材料液体を液状体タンクに貯留させておくことで、吐出ヘッド３ａのそれぞれから、異なる材料液体を基板上に形成することが可能となる。即ち、吐出ヘッド群３は、複数の吐出ヘッド３ａのうちいずれかを選択的に使用することによって、所定の材料液体を基板５上に吐出することが可能となる。
【００２３】
また、上記の吐出ヘッド群３は、１列に配列した複数の吐出ヘッド３ａから構成されたものであるが、これに限定されるものではない。例えば、各吐出ヘッド３ａのノズルの穿設間隔（ピッチ）に対して、Ｘ方向に１／２ピッチずらした吐出ヘッド３ａを２列配置してもよい。このように吐出ヘッド３ａを多数配列した場合には、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
また、吐出ヘッド３ａをＸ方向に対して所定の角度で傾かせて配置してもよい。この場合でも、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
【００２４】
ステージ４は、基板５を位置決めして載置する不図示のピンなどを備える載置部４ａと、当該載置部４ａをＸＹ平面上で面内回転可能に連結されたベース部４ｂとによって構成されたものである。また、ベース部４ｂには、エンコーダ４ｃが設けられている。このエンコーダ４ｃは、基台６のＹ方向に沿って設けられたリニアスケール１５のスケールを読み取るものであって、これによってＹ方向のステージ４の位置を検出することが可能となる。
更に、ステージ４は、Ｘ方向と直交するように敷設してあるＹ方向軸９に沿って移動可能に構成されている。ステージ４をＹ方向に移動させる搬送機構としては、Ｙ方向軸９上に配列した永久磁石１０と、ステージ４のベース部４ｂの下側に固設したプレート１１にＹ方向に沿って、かつ、永久磁石１０に近接させて配列した複数のコイル（不図示）とから構成されるリニアモータがあげられる。
【００２５】
基板５は、本実施形態でパターンが形成される対象物である。材料としてはガラス等の透明基板が用いられるが、透明性を要求しない場合には金属板等を採用してもよい。また、当該基板５のサイズは、縦横がそれぞれ１ｍを超えるものである。
また、基板５上に形成されるパターンとしては、ＲＧＢ色を有するカラーフィルタによって形成される画素パターンや、ＴＦＴ回路を形成する場合の金属配線等が挙げられる。
【００２６】
制御装置２は、上述の液滴吐出装置１の各構成要素に電気的に接続されたものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力用のインターフェイス、発振回路等がバス接続された所謂コンピュータである。このような制御装置２は、予め入力されたプログラムに応じて液滴吐出装置１を統括して制御するようになっている。
【００２７】
次に、図２を参照して制御装置２の詳細な構成について説明する。
図２は、制御装置２の機能を説明するためのブロック図である。
図２に示すように、制御装置２は、液滴吐出データ設定値入力部２０と、吐出ヘッド設定値入力部２２と、ＣＡＤデータ操作部（ＣＡＤデータ作成手段）２４と、ビットマップデータ作成部（ビットマップデータ作成手段）２６と、ビットマップ処理部２８と、液滴吐出データ作成部（作成手段）３０と、液滴吐出データ転送部３２と、スイッチ群３４と、ヘッド駆動部３８と、ヘッド駆動制御部４０と、ヘッド位置検出部４２と、液滴吐出タイミング制御部４４と、を有している。
【００２８】
ここで、液滴吐出データ設定値入力部２０は、基板５の寸法と、基板５を複数のチップとして切り出すためのチップの寸法と、隣接するチップのピッチと、画素（パターン）の配列と、画素の個数と、画素の寸法（画素の縦、横のサイズ）と、隣接する画素のピッチと、を設定する機能を有している。
また、吐出ヘッド設定値入力部２２は、画素を形成するために必要な液滴量と、画素を形成するために必要な吐出ヘッド群３と基板５とのパス数と、使用する上記の吐出ヘッド群３の吐出ヘッド３ａの個数、及び吐出ヘッド３ａの配置を設定する機能を有している。
【００２９】
また、ＣＡＤデータ操作部２４は、基板に形成すべきパターンの設計図となるＣＡＤデータを生成する機能を有しており、図形情報（ベクトルデータ、図形の属性等のデータ）を入力するための入力手段と、図形処理機能を有するワークステーション等から構成されている。また、ＣＡＤデータ操作部２４は、レイヤ作成部２４ａと、レイヤ厚設定部（設定手段）２４ｂとを有している。
ここで、パターンが複数の層（機能層）によって積層形成された積層構造体である場合に、当該レイヤ作成部２４ａが各層に対応させたレイヤ（層データ）をＣＡＤデータの一部として作成する機能を有している。また、レイヤ厚設定部（設定手段）２４ｂは、当該レイヤの膜厚を設定すると共に、吐出ヘッド３ａから吐出される液滴の吐出回数と液滴の吐出量とを設定する機能を有している。
【００３０】
また、ビットマップデータ作成部２６は、上記レイヤを有するＣＡＤデータに基づいて、各レイヤに応じたビットマップデータを作成する機能を有している。また、ビットマップ処理部２８は、ビットマップデータ作成部２６により作成されたビットマップデータを吐出ヘッドの個数、配置、あるいは液滴の基板への着弾径を考慮した回路パターンの細線化の要求に応じて変更する処理を行う。
また、液滴吐出データ作成部３０は、所望のパターンサイズとなるように液滴が着弾した際の着弾径を考慮し、液滴吐出データ（バイナリの時系列データ）を作成するものである。ここで、当該液滴吐出データは、吐出ヘッド群３の各ノズルに対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応するドット数の記録データを含んでいる。
【００３１】
また、液滴吐出データ転送部３２は、液滴吐出データ作成部３０から出力される液滴吐出データを吐出ヘッド群３の液滴吐出手段に転送する機能を有する。
また、スイッチ群３４は、液滴吐出データ転送部３２と吐出ヘッド群３との間に設けられ、吐出ヘッド群３に含まれる複数の各駆動部に１対１に対応して接続され、液滴吐出データ転送部３２から転送される記録データによりオン、オフ状態に設定される複数のスイッチから構成されている。
また、ヘッド駆動部３８は、吐出ヘッド群３と一体化しており、例えば、リニアモータであり、吐出ヘッド群３を基板５の搬送方向と直交する方向に移動させる。
また、ヘッド駆動制御部４０は、ヘッド駆動部３８を図示してないシステムの上位コントローラの指示に基づいてヘッド駆動部３８を駆動制御する。
また、ヘッド位置検出部４２は、基板５が固定されるステージ４の位置の変位量、即ち、基板５上における吐出ヘッド群３の相対位置を検出する機能を有するものである。当該ヘッド位置検出部は、上記のエンコーダ４ｃに相当するものである。
また、液滴吐出タイミング制御部４４は、ヘッド位置検出部４２の検出出力に基づくタイミングで複数の駆動部の各々に駆動信号を供給する。
【００３２】
次に、図３から図５を参照し、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作（液滴吐出方法）について説明する。
図３及び図４は基板５に回路パターンを形成する場合のフローチャート図、図５は本実施形態で形成される回路パターンを示す斜視図であって、図５（ａ）から図５（ｃ）は回路パターンが形成される過程を示す図である。
【００３３】
図５（ｃ）に示すように、回路パターン（パターン）Ｐは、導電性配線（機能層）Ｐ１、Ｐ３と、絶縁膜（機能層）Ｐ２とから構成されている。ここで、導電性配線Ｐ１、Ｐ３を形成するために、金属微粒子等を含む材料液体を使用し、また、絶縁膜Ｐ２を形成するために、有機絶縁材料等を含む材料液体を使用する。更に、上記の各材料液体を吐出する吐出ヘッド３ａが吐出ヘッド群３に配置されている。
【００３４】
次に、図３及び図４のフローチャート図に基づいて、基板５上に回路パターンＰを形成する液滴吐出方法について説明する。
まず、液滴吐出対象となる基板のサイズ、液滴吐出分解能を決定する（ステップ１００）。
次に、ＣＡＤデータ操作部２４により、回路パターンＰのＣＡＤデータをビットマップデータ作成部２６に出力する（ステップ１０１）。
【００３５】
ここで、ステップ１０１について詳述する。
まず、レイヤ作成部２４ａによって回路パターンＰを構成する各層（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ２）をＣＡＤデータのレイヤとして作成すると共に、レイヤ厚設定部２４ｂによって当該レイヤの膜厚を設定する。ここで、レイヤの膜厚を設定することにより、自動的に吐出ヘッド３ａから吐出される液滴の吐出回数と液滴の吐出量とが設定される。
【００３６】
次に、ビットマップデータ作成部２６は、ＣＡＤデータの各レイヤに基づいてそれぞれのビットマップデータを作成し、液滴吐出データ作成部３０に出力する（ステップ１０２）。
【００３７】
次に、ビットマップデータ処理部２８は、液滴吐出の仕方に応じて上記のビットマップデータを処理する（ステップ１０３）。即ち、吐出ヘッド群３のノズルピッチと画素ピッチが合わない場合、要求される液滴量が１度に打てない場合、あるいは１度に打つと液滴が固まってしまい目的とするパターンが得られない場合等を考慮してビットマップデータを変更する処理を行う。
【００３８】
次に、使用する吐出ヘッド群３のヘッド個数、配置を決定し、吐出ヘッド設定値入力部２２により液滴吐出データ作成部に入力する（ステップ１０４）。
次に、液滴吐出データ作成部３０では、ビットマップデータ処理部２８及び吐出ヘッド設定値入力部２２より入力されたデータに基づいて、回路パターンＰの各層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）毎に液滴吐出データを作成する（ステップ１０５）。
次に、ステージ４の搬送機構と、ヘッド駆動制御部４０とによって基板５を搬送し、位置決めを行う（ステップ１０６）。
【００３９】
次に、全ての液滴吐出データを液滴吐出データ転送部３２に転送する（ステップ１０７）。
液滴吐出データ転送部３２では、まず、導電性配線Ｐ１を形成するにあたり、最初のパスの液滴吐出データをスイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送する（ステップ１０８）。次に、吐出ヘッド群３のノズルに対向する位置まで搬送された基板５に対して吐出ヘッド群３より液滴が吐出される（ステップ１０９）。
【００４０】
次に、最初のパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される（ステップ１１０）。ステップ１１０の判定が否定された場合にはステップ１０９に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ１１０の判定が肯定された場合には、次のパスの液滴吐出データを、スイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送する（ステップ１１１）。次に、既述したように基板５に対して吐出ヘッド群３より液滴が吐出される（ステップ１１２）。
【００４１】
次に、全てのパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される（ステップ１１３）。ステップ１１３の判定が否定された場合にはステップ１１１に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ１１３の判定が肯定されると、図５（ａ）に示すように導電性配線Ｐ１が形成されたことになる。続いて、回路パターンＰの全ての層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を形成したが否か判定される（ステップ１１４）。ステップ１１４の判定が否定された場合、即ち、絶縁膜Ｐ２と導電性配線Ｐ３とが形成されていない場合に、ステップ１０８に戻り、既述した処理を繰り返すことによって、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように絶縁膜Ｐ２と導電性配線Ｐ３とが形成される。
そして、ステップ１１４の判定が肯定された場合、即ち、回路パターンＰの全ての層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が形成され場合に、基板５がステージ４の搬送機構により他の工程に移送するように搬出される（ステップ１１５）。
【００４２】
上述したように、回路パターンＰを液滴の吐出で形成するにあたり、当該回路パターンをＣＡＤデータとして作成することができる。また、このように作成されたＣＡＤデータを変換することによりビットマップデータを作成することができる。また、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成した後に、当該液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、基板５上に回路パターンＰを形成することが可能となる。
【００４３】
また、ＣＡＤデータを構成するレイヤに基づいて複数のビットマップデータを作成することができる。また、当該複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成することができる。更に、当該複数の液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することによって、複数の層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を形成することができる。
【００４４】
また、吐出ヘッド群３が異なる種類の材料液体毎に吐出ヘッド３ａを使用し、当該複数の材料液体を吐出し分けることによって、複数の層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）からなる回路パターンＰを形成することができる。
【００４５】
また、レイヤの膜厚に基づいて、更に吐出される液滴に含まれる材料含有量等を加味し、液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の液滴吐出装置の他の実施形態について説明する。
図６は液滴吐出装置の構成を示す構成図である。
本実施形態においては、既に説明した構成及び動作についての説明を省略し、異なる部分のみについて説明する。
【００４７】
図６に示すように液滴吐出装置８１は、第１の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）Ｕ１と、第２の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）Ｕ２と、第３の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）Ｕ３と、基板搬送部Ｕ４と、基板搬入部Ｕ５と、基板搬出部Ｕ６とを備えた構成となっている。
第１の液滴吐出部Ｕ１と、第２の液滴吐出部Ｕ２と、第３の液滴吐出部Ｕ３のそれぞれは、１種類の材料液体を液滴として吐出するための吐出ヘッド３ａと、当該吐出ヘッド３ａと基板５とを相対移動させるためのステージ４と、これらの動作を制御する制御装置２とを備えた構成となっている。また、第１及び第３の液滴吐出部Ｕ１、Ｕ３のそれぞれは、導電性配線Ｐ１、Ｐ３を形成するための金属微粒子を含む材料異なる材料液体の液滴を吐出するものである。また、第２の液滴吐出部Ｕ２は、絶縁膜Ｐ２を形成するための有機絶縁材料等を含む材料液体の液滴を吐出するものである。従って、各液滴吐出部Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３が液滴を吐出することにより、導電性配線Ｐ１、Ｐ３と絶縁膜Ｐ２とを形成し、最終的に基板５上に回路パターンＰを形成するようになっている。
【００４８】
また、基板搬送部Ｕ４は、基板搬入部Ｕ５から搬入された基板５を各液滴吐出部Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に搬送し、最終的に回路パターンＰが形成された基板５を基板搬出部６から搬出するものである。
【００４９】
このように構成された液滴吐出装置８１による液滴吐出方法について説明する。
まず、基板搬送部Ｕ４は基板搬送部Ｕ５から第１の液滴吐出部Ｕ１に基板５を搬送する。当該第１の液滴吐出部Ｕ１においては、先に記載の液滴吐出方法によって、金属微粒子を含む材料液体を吐出することで、図５（ａ）に示す導電性配線Ｐ１を形成する。
次に、基板搬送部Ｕ４は第１の液滴吐出部Ｕ１から第２の液滴吐出部Ｕ２に基板５を搬送する。当該第２の液滴吐出部Ｕ２においては、先に記載の液滴吐出方法によって、有機絶縁材料を含む材料液体を吐出することで、図５（ｂ）に示す絶縁膜Ｐ２を形成する。
次に、基板搬送部Ｕ４は第２の液滴吐出部Ｕ２から第３の液滴吐出部Ｕ３に基板５を搬送する。当該第３の液滴吐出部Ｕ３においては、先に記載の液滴吐出方法によって、金属微粒子を含む材料液体を吐出することで、図５（ｃ）に示す絶縁膜Ｐ３を形成する。
次に、基板搬送部Ｕ４は第３の液滴吐出部Ｕ３から基板搬出部Ｕ６に基板５を搬送する。
【００５０】
上述したように、各液滴吐出部Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３を用いて液滴を吐出し分けることにより、複数の層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）からなる回路パターンＰを形成することができる。
【００５１】
次に、本発明の液滴吐出方法を用いて、液晶表示装置を製造する過程について詳述する。
図７は、液晶表示装置を説明するための図であって、図７（ａ）は液晶表示装置の画像表示領域を構成する、スイッチング素子等の各種素子及び配線等の等価回路であり、図７（ｂ）は液晶表示装置の要部を示し、各画素が備えるスイッチング素子と画素電極との構造を説明するための斜視図である。
なお、既に説明した構成及び動作についての説明を省略し、異なる部分のみについて説明する。
【００５２】
まず、本発明の液滴吐出方法によって形成される液晶表示装置について説明する。
図７（ａ）に示すように液晶表示装置２００は、マトリクス状に配置された走査線（機能層）２０１及びデータ線（機能層）２０２と、画素電極（機能層）２３０と、当該画素電極２３０を制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ（機能層）２１０とが複数形成された回路パターンを有している。走査線２０１においては、パルス的に走査信号Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｍが供給されるようになっており、データ線２０２においては、画像信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎが供給されるようになっている。更に、走査線２０１及びデータ線２０２は後述するようにＴＦＴ２１０と接続されており、走査信号Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｍ及び画像信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎによって、ＴＦＴ２１０が駆動するようになっている。更に、所定レベルの画像信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎを一定期間保持する蓄積容量（機能層）２２０が形成され、当該蓄積容量２２０には容量線（機能層）２０３が接続されている。
【００５３】
更に、図７（ｂ）に示すようにＴＦＴ２１０は、所謂ボトムゲート型（逆スタガ型）構造のＴＦＴであって、その具体的な構造としては、液晶表示装置２００の基材となる絶縁基板２００ａと、絶縁基板２００ａの表面に形成された下地保護膜（機能層）２００Ｉと、ゲート電極（機能層）２１０Ｇと、ゲート絶縁膜（機能層）２１０Ｉと、チャネル領域（機能層）２１０Ｃと、チャネル保護用の絶縁膜（機能層）２１１Ｉとがこの順序で積層されたものである。絶縁膜（機能層）２１１Ｉの両側にはソース領域（機能層）２１０Ｓ及びドレイン領域（機能層）２１０Ｄが形成され、これらのソース・ドレイン領域２１０Ｓ、２１０Ｄの表面にはソース電極（機能層）２１１Ｓ及びドレイン電極（機能層）２１１Ｄが形成されている。
【００５４】
更に、それらの表面側には層間絶縁膜２１２Ｉと、ＩＴＯ等の透明電極からなる画素電極（機能層）２３０とが形成され、画素電極２３０はコンタクトホールを介してドレイン電極２１１Ｄに電気的に接続されている。
ここで、ゲート電極２１０Ｇは走査線２０１の一部分であり、また、ソース電極２１１Ｓはデータ線２０２の一部分である。
【００５５】
次に、このように構成された液晶表示装置２００の回路パターンの製造方法について簡単に説明する。
当該回路パターンは、上記各機能層に対応した複数のレイヤをＣＡＤデータとして作成し、当該ＣＡＤデータからビットマップデータを作成し、更に、液滴吐出データを作成する。更に、液滴吐出データに基づいて吐出ヘッド３ａ（吐出ヘッド群３）が液滴を吐出する。当該液滴の材料液体は、各機能層に応じた材料が採用される。
【００５６】
上述したように、本発明の液滴吐出方法を用いることにより、積層構造のパターンを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の構成を示す斜視図。
【図２】本発明の液滴吐出装置の制御装置の機能を説明するブロック図。
【図３】本発明の液滴吐出装置で画素を形成するフローチャート図。
【図４】図３に続くフローチャート図。
【図５】本発明の液滴吐出方法で形成される回路パターンを示す斜視図。
【図６】本発明の液滴吐出装置の構成を示す構成図。
【図７】本発明の液滴吐出方法で形成される液晶表示装置を示す図。
【符号の説明】
１…液滴吐出装置、３…吐出ヘッド群、３ａ…吐出ヘッド、５…基板、Ｐ…回路パターン（パターン）、Ｐ１、Ｐ３…導電性配線（機能層）、Ｐ２…絶縁膜（機能層）、Ｕ１…第１の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）、Ｕ２…第２の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）、Ｕ３…第３の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）、２４…ＣＡＤデータ操作部（ＣＡＤデータ作成手段）、２６…ビットマップデータ作成部（ビットマップデータ作成手段）、３０…液滴吐出データ作成部（作成手段）、２４ｂ…レイヤ厚設定部（設定手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出方法、及び液滴吐出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置、エレクトロルミネッセンス装置などが用いられている。例えば、液晶装置では、ガラス、プラスチックなどによって形成された基板の表面に、赤、緑、青のドット状の各色のフィルタエレメントを、いわゆるストライプ配列、デルタ配列またはモザイク配列などといった所定の配列で並べてカラーフィルタを形成している。
【０００３】
また、このようなカラーフィルタの形成方法としては、赤、緑、青のそれぞれの色素の液滴を吐出する色素滴噴出ヘッドをスキャンさせながら、ガラス基板上に塗布したアクリル樹脂に液滴を噴出し、固着させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１７３７０３号公報（第２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各液滴は、基板上の前もって定めた位置に固着させる必要があるので、大面積の基板上に多数のカラーフィルタを形成する場合には、基板の位置を精度良く調整する機構が必要であった。特に、基板上に形成するパターンが微細なカラーフィルタや、複雑な形状を有する回路などである場合には、高精度の整機構を設けなければならない。さらに、基板の位置を調整する機構の駆動に時間がかかる場合には、１枚の基板当たりのタクトタイムが長くなることがある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、精度の高いパターンを基板上に形成できる液滴吐出方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
即ち、本発明の液滴吐出方法は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）データを作成し、当該ＣＡＤデータに基づいて液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成し、当該ビットマップデータに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
【０００８】
ここで、「液滴吐出手段」とは、圧電素子等に供給された所定の電圧波形に応じて吐出ヘッド内の容積を変化させて、これに応じて押圧された液滴を吐出させる機能を有するものである。なお、当該液滴吐出手段としては、圧電素子等を用いた電気機械変換体を限定するものではなく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体や、帯電制御型及び加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式等であってもよい。
また、「液滴吐出データ」とは、上記の電圧波形を液滴吐出手段に供給するためのデータであり、即ち、液滴吐出手段による液滴の吐出を制御するためのデータである。なお、当該液滴吐出データには、吐出ヘッドと基板とを相対移動させるためのデータを含んでおり、即ち、基板上の液滴の吐出位置を決定するためのデータでもある。また、当該液滴吐出データのデータ形式は、「０」と「１」からなる時系列データであって、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されているものである。
また、「パターン」とは、基板上に液滴として吐出可能な材料が所定の位置に吐出されて形成されたものであって、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）からなるＲＧＢのカラーフィルタが有する画素パターンや、例えばラビリンス構造を有するコイルやアンテナ等のインダクタンス、コンデンサ等の容量素子からなるキャパシタンス、レジスタンスを有する回路パターン、又は半導体を有するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のスイッチング素子、スイッチング素子に接続された画素電極等を有するパターン、又は局所的に吐出する必要がある液晶材料や配向膜材料等、を意味する。ここでいう、スイッチング素子とは、液体材料として吐出可能な材料によって形成されたものを意味する。
また、「基板」とは、上記の液滴が吐出されることによってパターンが形成される液滴吐出対象物である。その材料としては、種種のものが採用され、透明性を有する場合には例えばガラス等の基板、透明性が必要ない場合には例えば金属基板等が採用される。また、当該基板の寸法は限定するものではないが、本発明では、特に１ｍを超えるような大型基板を意味する。
本発明によれば、ディスプレイ等の表示部とキーボード等の入力部を備えたコンピュータを用いることにより、上記の液滴の吐出で形成するパターンをＣＡＤデータとして予め作成することができる。
また、このように作成されたＣＡＤデータを変換することによりビットマップデータを作成することができる。
また、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成した後に、当該液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、基板上にパターンを形成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、パターンは、所定の機能を有する複数の機能層が積層されることによって形成され、ＣＡＤデータは、機能層に対応した複数の層データを有し、当該複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成し、当該複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成し、当該複数の液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることにより複数の機能層からなるパターンを形成することを特徴とする。
ここで、「機能層」とは、上記のパターンを構成する各層を意味するものであって、例えば上述のインダクタンス、キャパシタンス、レジスタンス、スイッチング素子等の各層を意味するものである。即ち、このような各機能層が積層されることによって上述のパターンが形成されている。
また、「層データ」とは、所謂レイヤを意味しており、上記の機能層を形成するために予めコンピュータ等で作成されるものである。
本発明によれば、このような複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成することができる。また、当該複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成することができる。更に、当該複数の液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することによって、複数の機能層を形成することができる。従って、複数の機能層が積層されたパターンを形成することができる。
【００１０】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、複数の吐出ヘッドからなる吐出ヘッド群を備え、複数の機能層毎に吐出ヘッド群の吐出ヘッドが液滴を吐出し分けることにより、パターンを形成することを特徴とする。
ここで、吐出ヘッド群が、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の吐出ヘッドと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の吐出ヘッドと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の吐出ヘッドと、を有する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の吐出ヘッドが金属材料を含有した液滴を吐出する。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の吐出ヘッドが絶縁膜材料を含有した液滴を吐出し、第３の吐出ヘッドが透明電極材料を含有した液滴を吐出する。
このように、吐出ヘッド群が第１、第２、第３の吐出ヘッドを具備すると共に、これらの吐出ヘッドを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１１】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して当該基板上に機能層を形成する、複数の液滴吐出ユニットを備え、複数の液滴吐出ユニットのそれぞれが、基板上に複数の機能層毎に液滴を吐出し分けることにより、複数の機能層からなるパターンを形成することを特徴とする。
ここで、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の液滴吐出ユニットと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の液滴吐出ユニットと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の液滴吐出ユニットと、を用いてパターンを形成する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の液滴吐出ユニットによって基板上に金属材料を含有した液滴が吐出される。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の液滴吐出ユニットによって絶縁膜材料を含有した液滴が吐出され、第３の液滴吐出ユニットによって透明電極材料を含有した液滴が吐出される。なお、上記の第１、第２、第３の液滴吐出ユニットの相互においては、基板を搬送するための搬送ユニットが設置されていることが好ましい。
このように、第１、第２、第３の液滴吐出ユニットを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１２】
また、本発明は先に記載の液滴吐出方法であり、層データは機能層の膜厚を規定する膜厚データを含んでおり、当該膜厚データに基づいて、吐出ヘッドから吐出される液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することを特徴とする。
ここで、「膜厚データ」とは、機能層を構成する材料の膜厚を意味する。例えば、金属配線等を形成する場合には、揮発性溶媒に金属微粒子を分散させた液状体を液滴として吐出する方法が採用される。この方法においては、当該金属微粒子の含有量や、金属微粒子を析出させるための乾燥処理及び加熱処理による材料の変質や体積変化等を加味した上で液滴の吐出回数及び吐出量が設定される。
本発明によれば、膜厚データに基づいて、更に吐出される液滴に含まれる材料含有量等を加味して、液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、吐出ヘッドが液滴を基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出装置であって、パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ作成手段と、当該ＣＡＤデータに基づいて液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成するビットマップデータ作成手段と、当該ビットマップデータに基づいて液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成する作成手段と、を具備し、当該液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることによりパターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、ＣＡＤデータ作成手段によって上記の液滴の吐出で形成するパターンをＣＡＤデータとして予め作成することができる。
また、ビットマップデータ作成手段によってビットマップデータを作成することができる。
また、作成手段によって当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成することができる。
更に、当該液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、基板上にパターンを形成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、パターンは、所定の機能を有する複数の機能層が積層されることによって形成され、ＣＡＤデータ作成手段は、複数の機能層に対応した複数の層データを作成し、ビットマップデータ作成手段は、複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成し、作成手段は、複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成し、当該複数の液滴吐出データに応じて液滴吐出手段を駆動させることにより複数の機能層からなるパターンを形成することを特徴とする。
本発明によれば、ＣＡＤデータ作成手段が複数の層データを作成することができる。また、ビットマップデータ作成手段が複数の層データに基づいて複数のビットマップデータを作成することができる。更に、作成手段が複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成することができる。更に、複数の液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することによって複数の機能層を形成することができる。従って、複数の機能層が積層されたパターンを形成することができる。
【００１５】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、複数の前記吐出ヘッドからなる吐出ヘッド群を具備し、当該吐出ヘッド群は複数の機能層毎に液滴を吐出し分けることを特徴とする。
ここで、吐出ヘッド群が、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の吐出ヘッドと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の吐出ヘッドと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の吐出ヘッドと、を有する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の吐出ヘッドが金属材料を含有した液滴を吐出する。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の吐出ヘッドが絶縁膜材料を含有した液滴を吐出し、第３の吐出ヘッドが透明電極材料を含有した液滴を吐出する。
このように、吐出ヘッド群が第１、第２、第３の吐出ヘッドを具備すると共に、これらの吐出ヘッドを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１６】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、吐出ヘッドをそれぞれ有する複数の液滴吐出ユニットを具備し、複数の液滴吐出ユニットのそれぞれが、複数の機能層毎に前記液滴を吐出し分けることを特徴とする。
ここで、例えば、金属材料を含有した液滴を吐出する第１の液滴吐出ユニットと、絶縁膜材料を含有した液滴を吐出する第２の液滴吐出ユニットと、透明電極材料を含有した液滴を吐出する第３の液滴吐出ユニットと、を用いてパターンを形成する場合について説明する。まず、基板上に、金属配線からなる機能層を形成する場合には、金属配線を形成するための層データからビットマップデータを作成した後に、液滴吐出データを作成し、当該液滴吐出データに基づいて第１の液滴吐出ユニットによって基板上に金属材料を含有した液滴が吐出される。その後、絶縁膜と透明電極の機能層を形成する場合には、絶縁膜及び透明電極を形成するための層データから、上記同様にそれぞれの液滴吐出データを作成し、これらに基づいて第２の液滴吐出ユニットによって絶縁膜材料を含有した液滴が吐出され、第３の液滴吐出ユニットによって透明電極材料を含有した液滴が吐出される。なお、上記の第１、第２、第３の液滴吐出ユニットの相互においては、基板を搬送するための搬送ユニットが設置されていることが好ましい。
このように、第１、第２、第３の液滴吐出ユニットを用いて液滴を吐出し分けることによって、複数の機能層からなるパターンを形成することができる。
【００１７】
また、本発明は先に記載の液滴吐出装置であり、前記層データは、前記機能層の膜厚を規定する膜厚データを含んでおり、前記ＣＡＤデータ作成手段は、前記膜厚データに基づいて、前記吐出ヘッドから吐出される前記液滴の吐出回数と当該液滴の吐出量とを設定する設定手段を具備することを特徴とする。
ここで、「設定手段」とは、液滴に含有されている機能層の材料の比率や、乾燥処理等の処理による材料の変質や体積変化等を加味した上、液滴の吐出回数及び吐出量が設定するものである。例えば、金属配線等を形成する場合には、揮発性溶媒に金属微粒子を分散させた液状体を液滴として吐出する方法が用いられる。この方法においては、当該金属微粒子の含有量や、金属微粒子を析出させるための乾燥処理及び加熱処理による材料の変質や体積変化等を加味した上で液滴の吐出回数及び吐出量が設定される。
本発明によれば、膜厚データに基づいて、更に吐出される液滴に含まれる材料含有量等を加味して、液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように液滴吐出装置１は、制御装置２と、吐出ヘッド群３と、ステージ４と、を主な構成要素として備えている。
このような液滴吐出装置１においては、制御装置２が吐出ヘッド群３及びステージ４の動作を制御することによって、ステージ４に載置された基板５に液滴を吐出し、当該基板５上に所定のパターンを形成するものである。
次に、各構成要素について説明する。
なお、以下の説明においては、吐出ヘッド群３の配置方向をＸ方向とし、また、基板５の搬送方向をＹ方向とし、また、ＸＹ平面内における面内回転方向をθ方向とする。
【００２０】
吐出ヘッド群３は、１列に配列した複数の吐出ヘッド３ａから構成されており、基台６から立設する支柱７、７間にステージ４を跨ぐようにＸ方向に架設されたＸ方向軸８に移動可能に設けられている。当該吐出ヘッド群３を構成する各吐出ヘッド３ａには、液滴を吐出するノズルが基板５に向かって多数穿設されている（例えば、１８０個のノズルが一列に穿設されている。）。
【００２１】
当該吐出ヘッド３ａは、液滴を貯留するキャビティと、当該キャビティに連通するノズルと、当該キャビティ内に貯留された液状体をノズルから液滴として吐出する液滴吐出手段とを有した構成となっている。ここで、液滴吐出手段とは、圧電素子（ピエゾ素子）を意味しており、吐出ヘッド３ａの壁面に設けられている。このように構成された吐出ヘッド３ａにおいては、圧電素子に所望の電圧波形を供給することによって、吐出ヘッド３ａの壁面が変形し、キャビティ内の容積が変化し、ノズルから所定量の液滴が吐出される。ここで、圧電素子に供給される電圧波形は、後述する液滴吐出データに基づいて生成されるものである。
なお、吐出ヘッド３ａの液滴吐出手段としては、上記の圧電素子を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式、静電吸引方式、更にはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液状体を吐出させる方式を採用することもできる。
【００２２】
また、上記複数の吐出ヘッド３ａには、パイプ等の流路を介して、材料液体を貯留する液状体タンクがそれぞれ接続されている。ここで、各液状体タンクに異種の材料液体を液状体タンクに貯留させておくことで、吐出ヘッド３ａのそれぞれから、異なる材料液体を基板上に形成することが可能となる。即ち、吐出ヘッド群３は、複数の吐出ヘッド３ａのうちいずれかを選択的に使用することによって、所定の材料液体を基板５上に吐出することが可能となる。
【００２３】
また、上記の吐出ヘッド群３は、１列に配列した複数の吐出ヘッド３ａから構成されたものであるが、これに限定されるものではない。例えば、各吐出ヘッド３ａのノズルの穿設間隔（ピッチ）に対して、Ｘ方向に１／２ピッチずらした吐出ヘッド３ａを２列配置してもよい。このように吐出ヘッド３ａを多数配列した場合には、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
また、吐出ヘッド３ａをＸ方向に対して所定の角度で傾かせて配置してもよい。この場合でも、ノズルの穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出が可能となる。
【００２４】
ステージ４は、基板５を位置決めして載置する不図示のピンなどを備える載置部４ａと、当該載置部４ａをＸＹ平面上で面内回転可能に連結されたベース部４ｂとによって構成されたものである。また、ベース部４ｂには、エンコーダ４ｃが設けられている。このエンコーダ４ｃは、基台６のＹ方向に沿って設けられたリニアスケール１５のスケールを読み取るものであって、これによってＹ方向のステージ４の位置を検出することが可能となる。
更に、ステージ４は、Ｘ方向と直交するように敷設してあるＹ方向軸９に沿って移動可能に構成されている。ステージ４をＹ方向に移動させる搬送機構としては、Ｙ方向軸９上に配列した永久磁石１０と、ステージ４のベース部４ｂの下側に固設したプレート１１にＹ方向に沿って、かつ、永久磁石１０に近接させて配列した複数のコイル（不図示）とから構成されるリニアモータがあげられる。
【００２５】
基板５は、本実施形態でパターンが形成される対象物である。材料としてはガラス等の透明基板が用いられるが、透明性を要求しない場合には金属板等を採用してもよい。また、当該基板５のサイズは、縦横がそれぞれ１ｍを超えるものである。
また、基板５上に形成されるパターンとしては、ＲＧＢ色を有するカラーフィルタによって形成される画素パターンや、ＴＦＴ回路を形成する場合の金属配線等が挙げられる。
【００２６】
制御装置２は、上述の液滴吐出装置１の各構成要素に電気的に接続されたものであり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力用のインターフェイス、発振回路等がバス接続された所謂コンピュータである。このような制御装置２は、予め入力されたプログラムに応じて液滴吐出装置１を統括して制御するようになっている。
【００２７】
次に、図２を参照して制御装置２の詳細な構成について説明する。
図２は、制御装置２の機能を説明するためのブロック図である。
図２に示すように、制御装置２は、液滴吐出データ設定値入力部２０と、吐出ヘッド設定値入力部２２と、ＣＡＤデータ操作部（ＣＡＤデータ作成手段）２４と、ビットマップデータ作成部（ビットマップデータ作成手段）２６と、ビットマップ処理部２８と、液滴吐出データ作成部（作成手段）３０と、液滴吐出データ転送部３２と、スイッチ群３４と、ヘッド駆動部３８と、ヘッド駆動制御部４０と、ヘッド位置検出部４２と、液滴吐出タイミング制御部４４と、を有している。
【００２８】
ここで、液滴吐出データ設定値入力部２０は、基板５の寸法と、基板５を複数のチップとして切り出すためのチップの寸法と、隣接するチップのピッチと、画素（パターン）の配列と、画素の個数と、画素の寸法（画素の縦、横のサイズ）と、隣接する画素のピッチと、を設定する機能を有している。
また、吐出ヘッド設定値入力部２２は、画素を形成するために必要な液滴量と、画素を形成するために必要な吐出ヘッド群３と基板５とのパス数と、使用する上記の吐出ヘッド群３の吐出ヘッド３ａの個数、及び吐出ヘッド３ａの配置を設定する機能を有している。
【００２９】
また、ＣＡＤデータ操作部２４は、基板に形成すべきパターンの設計図となるＣＡＤデータを生成する機能を有しており、図形情報（ベクトルデータ、図形の属性等のデータ）を入力するための入力手段と、図形処理機能を有するワークステーション等から構成されている。また、ＣＡＤデータ操作部２４は、レイヤ作成部２４ａと、レイヤ厚設定部（設定手段）２４ｂとを有している。
ここで、パターンが複数の層（機能層）によって積層形成された積層構造体である場合に、当該レイヤ作成部２４ａが各層に対応させたレイヤ（層データ）をＣＡＤデータの一部として作成する機能を有している。また、レイヤ厚設定部（設定手段）２４ｂは、当該レイヤの膜厚を設定すると共に、吐出ヘッド３ａから吐出される液滴の吐出回数と液滴の吐出量とを設定する機能を有している。
【００３０】
また、ビットマップデータ作成部２６は、上記レイヤを有するＣＡＤデータに基づいて、各レイヤに応じたビットマップデータを作成する機能を有している。また、ビットマップ処理部２８は、ビットマップデータ作成部２６により作成されたビットマップデータを吐出ヘッドの個数、配置、あるいは液滴の基板への着弾径を考慮した回路パターンの細線化の要求に応じて変更する処理を行う。
また、液滴吐出データ作成部３０は、所望のパターンサイズとなるように液滴が着弾した際の着弾径を考慮し、液滴吐出データ（バイナリの時系列データ）を作成するものである。ここで、当該液滴吐出データは、吐出ヘッド群３の各ノズルに対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応して設けられた各液滴吐出手段の数に対応するドット数の記録データを含んでいる。
【００３１】
また、液滴吐出データ転送部３２は、液滴吐出データ作成部３０から出力される液滴吐出データを吐出ヘッド群３の液滴吐出手段に転送する機能を有する。
また、スイッチ群３４は、液滴吐出データ転送部３２と吐出ヘッド群３との間に設けられ、吐出ヘッド群３に含まれる複数の各駆動部に１対１に対応して接続され、液滴吐出データ転送部３２から転送される記録データによりオン、オフ状態に設定される複数のスイッチから構成されている。
また、ヘッド駆動部３８は、吐出ヘッド群３と一体化しており、例えば、リニアモータであり、吐出ヘッド群３を基板５の搬送方向と直交する方向に移動させる。
また、ヘッド駆動制御部４０は、ヘッド駆動部３８を図示してないシステムの上位コントローラの指示に基づいてヘッド駆動部３８を駆動制御する。
また、ヘッド位置検出部４２は、基板５が固定されるステージ４の位置の変位量、即ち、基板５上における吐出ヘッド群３の相対位置を検出する機能を有するものである。当該ヘッド位置検出部は、上記のエンコーダ４ｃに相当するものである。
また、液滴吐出タイミング制御部４４は、ヘッド位置検出部４２の検出出力に基づくタイミングで複数の駆動部の各々に駆動信号を供給する。
【００３２】
次に、図３から図５を参照し、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作（液滴吐出方法）について説明する。
図３及び図４は基板５に回路パターンを形成する場合のフローチャート図、図５は本実施形態で形成される回路パターンを示す斜視図であって、図５（ａ）から図５（ｃ）は回路パターンが形成される過程を示す図である。
【００３３】
図５（ｃ）に示すように、回路パターン（パターン）Ｐは、導電性配線（機能層）Ｐ１、Ｐ３と、絶縁膜（機能層）Ｐ２とから構成されている。ここで、導電性配線Ｐ１、Ｐ３を形成するために、金属微粒子等を含む材料液体を使用し、また、絶縁膜Ｐ２を形成するために、有機絶縁材料等を含む材料液体を使用する。更に、上記の各材料液体を吐出する吐出ヘッド３ａが吐出ヘッド群３に配置されている。
【００３４】
次に、図３及び図４のフローチャート図に基づいて、基板５上に回路パターンＰを形成する液滴吐出方法について説明する。
まず、液滴吐出対象となる基板のサイズ、液滴吐出分解能を決定する（ステップ１００）。
次に、ＣＡＤデータ操作部２４により、回路パターンＰのＣＡＤデータをビットマップデータ作成部２６に出力する（ステップ１０１）。
【００３５】
ここで、ステップ１０１について詳述する。
まず、レイヤ作成部２４ａによって回路パターンＰを構成する各層（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ２）をＣＡＤデータのレイヤとして作成すると共に、レイヤ厚設定部２４ｂによって当該レイヤの膜厚を設定する。ここで、レイヤの膜厚を設定することにより、自動的に吐出ヘッド３ａから吐出される液滴の吐出回数と液滴の吐出量とが設定される。
【００３６】
次に、ビットマップデータ作成部２６は、ＣＡＤデータの各レイヤに基づいてそれぞれのビットマップデータを作成し、液滴吐出データ作成部３０に出力する（ステップ１０２）。
【００３７】
次に、ビットマップデータ処理部２８は、液滴吐出の仕方に応じて上記のビットマップデータを処理する（ステップ１０３）。即ち、吐出ヘッド群３のノズルピッチと画素ピッチが合わない場合、要求される液滴量が１度に打てない場合、あるいは１度に打つと液滴が固まってしまい目的とするパターンが得られない場合等を考慮してビットマップデータを変更する処理を行う。
【００３８】
次に、使用する吐出ヘッド群３のヘッド個数、配置を決定し、吐出ヘッド設定値入力部２２により液滴吐出データ作成部に入力する（ステップ１０４）。
次に、液滴吐出データ作成部３０では、ビットマップデータ処理部２８及び吐出ヘッド設定値入力部２２より入力されたデータに基づいて、回路パターンＰの各層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）毎に液滴吐出データを作成する（ステップ１０５）。
次に、ステージ４の搬送機構と、ヘッド駆動制御部４０とによって基板５を搬送し、位置決めを行う（ステップ１０６）。
【００３９】
次に、全ての液滴吐出データを液滴吐出データ転送部３２に転送する（ステップ１０７）。
液滴吐出データ転送部３２では、まず、導電性配線Ｐ１を形成するにあたり、最初のパスの液滴吐出データをスイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送する（ステップ１０８）。次に、吐出ヘッド群３のノズルに対向する位置まで搬送された基板５に対して吐出ヘッド群３より液滴が吐出される（ステップ１０９）。
【００４０】
次に、最初のパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される（ステップ１１０）。ステップ１１０の判定が否定された場合にはステップ１０９に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ１１０の判定が肯定された場合には、次のパスの液滴吐出データを、スイッチ群３４を介して吐出ヘッド群３に転送する（ステップ１１１）。次に、既述したように基板５に対して吐出ヘッド群３より液滴が吐出される（ステップ１１２）。
【００４１】
次に、全てのパスについて液滴吐出が終了したか否かが判定される（ステップ１１３）。ステップ１１３の判定が否定された場合にはステップ１１１に戻り、既述した処理を繰り返す。また、ステップ１１３の判定が肯定されると、図５（ａ）に示すように導電性配線Ｐ１が形成されたことになる。続いて、回路パターンＰの全ての層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を形成したが否か判定される（ステップ１１４）。ステップ１１４の判定が否定された場合、即ち、絶縁膜Ｐ２と導電性配線Ｐ３とが形成されていない場合に、ステップ１０８に戻り、既述した処理を繰り返すことによって、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように絶縁膜Ｐ２と導電性配線Ｐ３とが形成される。
そして、ステップ１１４の判定が肯定された場合、即ち、回路パターンＰの全ての層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が形成され場合に、基板５がステージ４の搬送機構により他の工程に移送するように搬出される（ステップ１１５）。
【００４２】
上述したように、回路パターンＰを液滴の吐出で形成するにあたり、当該回路パターンをＣＡＤデータとして作成することができる。また、このように作成されたＣＡＤデータを変換することによりビットマップデータを作成することができる。また、当該ビットマップデータに基づいて液滴吐出データを作成した後に、当該液滴吐出データに基づいて吐出ヘッドから基板上の所定の位置に吐出することにより、基板５上に回路パターンＰを形成することが可能となる。
【００４３】
また、ＣＡＤデータを構成するレイヤに基づいて複数のビットマップデータを作成することができる。また、当該複数のビットマップデータに基づいて複数の液滴吐出データを作成することができる。更に、当該複数の液滴吐出データに基づいて液滴を吐出することによって、複数の層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）を形成することができる。
【００４４】
また、吐出ヘッド群３が異なる種類の材料液体毎に吐出ヘッド３ａを使用し、当該複数の材料液体を吐出し分けることによって、複数の層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）からなる回路パターンＰを形成することができる。
【００４５】
また、レイヤの膜厚に基づいて、更に吐出される液滴に含まれる材料含有量等を加味し、液滴の吐出回数と、液滴の吐出量とを設定することが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の液滴吐出装置の他の実施形態について説明する。
図６は液滴吐出装置の構成を示す構成図である。
本実施形態においては、既に説明した構成及び動作についての説明を省略し、異なる部分のみについて説明する。
【００４７】
図６に示すように液滴吐出装置８１は、第１の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）Ｕ１と、第２の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）Ｕ２と、第３の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）Ｕ３と、基板搬送部Ｕ４と、基板搬入部Ｕ５と、基板搬出部Ｕ６とを備えた構成となっている。
第１の液滴吐出部Ｕ１と、第２の液滴吐出部Ｕ２と、第３の液滴吐出部Ｕ３のそれぞれは、１種類の材料液体を液滴として吐出するための吐出ヘッド３ａと、当該吐出ヘッド３ａと基板５とを相対移動させるためのステージ４と、これらの動作を制御する制御装置２とを備えた構成となっている。また、第１及び第３の液滴吐出部Ｕ１、Ｕ３のそれぞれは、導電性配線Ｐ１、Ｐ３を形成するための金属微粒子を含む材料異なる材料液体の液滴を吐出するものである。また、第２の液滴吐出部Ｕ２は、絶縁膜Ｐ２を形成するための有機絶縁材料等を含む材料液体の液滴を吐出するものである。従って、各液滴吐出部Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３が液滴を吐出することにより、導電性配線Ｐ１、Ｐ３と絶縁膜Ｐ２とを形成し、最終的に基板５上に回路パターンＰを形成するようになっている。
【００４８】
また、基板搬送部Ｕ４は、基板搬入部Ｕ５から搬入された基板５を各液滴吐出部Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３に搬送し、最終的に回路パターンＰが形成された基板５を基板搬出部６から搬出するものである。
【００４９】
このように構成された液滴吐出装置８１による液滴吐出方法について説明する。
まず、基板搬送部Ｕ４は基板搬送部Ｕ５から第１の液滴吐出部Ｕ１に基板５を搬送する。当該第１の液滴吐出部Ｕ１においては、先に記載の液滴吐出方法によって、金属微粒子を含む材料液体を吐出することで、図５（ａ）に示す導電性配線Ｐ１を形成する。
次に、基板搬送部Ｕ４は第１の液滴吐出部Ｕ１から第２の液滴吐出部Ｕ２に基板５を搬送する。当該第２の液滴吐出部Ｕ２においては、先に記載の液滴吐出方法によって、有機絶縁材料を含む材料液体を吐出することで、図５（ｂ）に示す絶縁膜Ｐ２を形成する。
次に、基板搬送部Ｕ４は第２の液滴吐出部Ｕ２から第３の液滴吐出部Ｕ３に基板５を搬送する。当該第３の液滴吐出部Ｕ３においては、先に記載の液滴吐出方法によって、金属微粒子を含む材料液体を吐出することで、図５（ｃ）に示す絶縁膜Ｐ３を形成する。
次に、基板搬送部Ｕ４は第３の液滴吐出部Ｕ３から基板搬出部Ｕ６に基板５を搬送する。
【００５０】
上述したように、各液滴吐出部Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３を用いて液滴を吐出し分けることにより、複数の層（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）からなる回路パターンＰを形成することができる。
【００５１】
次に、本発明の液滴吐出方法を用いて、液晶表示装置を製造する過程について詳述する。
図７は、液晶表示装置を説明するための図であって、図７（ａ）は液晶表示装置の画像表示領域を構成する、スイッチング素子等の各種素子及び配線等の等価回路であり、図７（ｂ）は液晶表示装置の要部を示し、各画素が備えるスイッチング素子と画素電極との構造を説明するための斜視図である。
なお、既に説明した構成及び動作についての説明を省略し、異なる部分のみについて説明する。
【００５２】
まず、本発明の液滴吐出方法によって形成される液晶表示装置について説明する。
図７（ａ）に示すように液晶表示装置２００は、マトリクス状に配置された走査線（機能層）２０１及びデータ線（機能層）２０２と、画素電極（機能層）２３０と、当該画素電極２３０を制御するための画素スイッチング用ＴＦＴ（機能層）２１０とが複数形成された回路パターンを有している。走査線２０１においては、パルス的に走査信号Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｍが供給されるようになっており、データ線２０２においては、画像信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎが供給されるようになっている。更に、走査線２０１及びデータ線２０２は後述するようにＴＦＴ２１０と接続されており、走査信号Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｍ及び画像信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎによって、ＴＦＴ２１０が駆動するようになっている。更に、所定レベルの画像信号Ｒ１、Ｒ２、…、Ｒｎを一定期間保持する蓄積容量（機能層）２２０が形成され、当該蓄積容量２２０には容量線（機能層）２０３が接続されている。
【００５３】
更に、図７（ｂ）に示すようにＴＦＴ２１０は、所謂ボトムゲート型（逆スタガ型）構造のＴＦＴであって、その具体的な構造としては、液晶表示装置２００の基材となる絶縁基板２００ａと、絶縁基板２００ａの表面に形成された下地保護膜（機能層）２００Ｉと、ゲート電極（機能層）２１０Ｇと、ゲート絶縁膜（機能層）２１０Ｉと、チャネル領域（機能層）２１０Ｃと、チャネル保護用の絶縁膜（機能層）２１１Ｉとがこの順序で積層されたものである。絶縁膜（機能層）２１１Ｉの両側にはソース領域（機能層）２１０Ｓ及びドレイン領域（機能層）２１０Ｄが形成され、これらのソース・ドレイン領域２１０Ｓ、２１０Ｄの表面にはソース電極（機能層）２１１Ｓ及びドレイン電極（機能層）２１１Ｄが形成されている。
【００５４】
更に、それらの表面側には層間絶縁膜２１２Ｉと、ＩＴＯ等の透明電極からなる画素電極（機能層）２３０とが形成され、画素電極２３０はコンタクトホールを介してドレイン電極２１１Ｄに電気的に接続されている。
ここで、ゲート電極２１０Ｇは走査線２０１の一部分であり、また、ソース電極２１１Ｓはデータ線２０２の一部分である。
【００５５】
次に、このように構成された液晶表示装置２００の回路パターンの製造方法について簡単に説明する。
当該回路パターンは、上記各機能層に対応した複数のレイヤをＣＡＤデータとして作成し、当該ＣＡＤデータからビットマップデータを作成し、更に、液滴吐出データを作成する。更に、液滴吐出データに基づいて吐出ヘッド３ａ（吐出ヘッド群３）が液滴を吐出する。当該液滴の材料液体は、各機能層に応じた材料が採用される。
【００５６】
上述したように、本発明の液滴吐出方法を用いることにより、積層構造のパターンを形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の構成を示す斜視図。
【図２】本発明の液滴吐出装置の制御装置の機能を説明するブロック図。
【図３】本発明の液滴吐出装置で画素を形成するフローチャート図。
【図４】図３に続くフローチャート図。
【図５】本発明の液滴吐出方法で形成される回路パターンを示す斜視図。
【図６】本発明の液滴吐出装置の構成を示す構成図。
【図７】本発明の液滴吐出方法で形成される液晶表示装置を示す図。
【符号の説明】
１…液滴吐出装置、３…吐出ヘッド群、３ａ…吐出ヘッド、５…基板、Ｐ…回路パターン（パターン）、Ｐ１、Ｐ３…導電性配線（機能層）、Ｐ２…絶縁膜（機能層）、Ｕ１…第１の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）、Ｕ２…第２の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）、Ｕ３…第３の液滴吐出部（液滴吐出ユニット）、２４…ＣＡＤデータ操作部（ＣＡＤデータ作成手段）、２６…ビットマップデータ作成部（ビットマップデータ作成手段）、３０…液滴吐出データ作成部（作成手段）、２４ｂ…レイヤ厚設定部（設定手段）
Claims (10)
- 液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出方法であって、
前記パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）データを作成し、
当該ＣＡＤデータに基づいて前記液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成し、
当該ビットマップデータに基づいて前記液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成し、
当該液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出方法。 - 前記パターンは、所定の機能を有する複数の機能層が積層されることによって形成され、
前記ＣＡＤデータは、前記機能層に対応した複数の層データを有し、
当該複数の層データに基づいて複数の前記ビットマップデータを作成し、
当該複数のビットマップデータに基づいて複数の前記液滴吐出データを作成し、
当該複数の液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより前記複数の機能層からなる前記パターンを形成することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出方法。 - 複数の前記吐出ヘッドからなる吐出ヘッド群を備え、
前記複数の機能層毎に前記吐出ヘッド群の前記吐出ヘッドが前記液滴を吐出し分けることにより、前記パターンを形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出方法。 - 前記吐出ヘッドが前記液滴を前記基板に吐出して当該基板上に前記機能層を形成する、複数の液滴吐出ユニットを備え、
前記複数の液滴吐出ユニットのそれぞれが、前記基板上に前記複数の機能層毎に前記液滴を吐出し分けることにより、前記複数の機能層からなる前記パターンを形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出方法。 - 前記層データは、前記機能層の膜厚を規定する膜厚データを含んでおり、
当該膜厚データに基づいて、前記吐出ヘッドから吐出される前記液滴の吐出回数と、当該液滴の吐出量と、を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液滴吐出方法。 - 液滴吐出手段を備える吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記吐出ヘッドが液滴を前記基板に吐出して、当該基板上にパターンを形成する液滴吐出装置であって、
前記パターンの形状に応じて、複数のベクトルデータの組み合わせによって規定されたＣＡＤデータを作成するＣＡＤデータ作成手段と、
当該ＣＡＤデータに基づいて前記液滴の吐出位置がＸＹ格子によって規定されたビットマップデータを作成するビットマップデータ作成手段と、
当該ビットマップデータに基づいて前記液滴の吐出を行うための液滴吐出データを作成する作成手段と、
を具備し、
当該液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記パターンは、所定の機能を有する複数の機能層が積層されることによって形成され、
前記ＣＡＤデータ作成手段は、前記複数の機能層に対応した複数の層データを作成し、
前記ビットマップデータ作成手段は、前記複数の層データに基づいて複数の前記ビットマップデータを作成し、
前記作成手段は、前記複数のビットマップデータに基づいて複数の前記液滴吐出データを作成し、
当該複数の液滴吐出データに応じて前記液滴吐出手段を駆動させることにより複数の前記機能層からなる前記パターンを形成することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。 - 複数の前記吐出ヘッドからなる吐出ヘッド群を具備し、
当該吐出ヘッド群は、前記複数の機能層毎に前記液滴を吐出し分けることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液滴吐出装置。 - 前記吐出ヘッドをそれぞれ有する複数の液滴吐出ユニットを具備し、
前記複数の液滴吐出ユニットのそれぞれが、前記複数の機能層毎に前記液滴を吐出し分けることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液滴吐出装置。 - 前記層データは、前記機能層の膜厚を規定する膜厚データを含んでおり、
前記ＣＡＤデータ作成手段は、前記膜厚データに基づいて、前記吐出ヘッドから吐出される前記液滴の吐出回数と当該液滴の吐出量とを設定する設定手段を具備することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の液滴吐出装置。
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