JP2005224724A - 液滴吐出装置とその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の液液吐出ヘッド34により基板に液状体を吐出する液滴吐出装置本体Bと、液滴吐出ヘッド34に対して、液滴吐出に付随する処理を行う処理装置81、90、172とを備える。それぞれ分割された液滴吐出装置本体Bと処理装置81、90、172とが連携状態で組み立てられる。
【選択図】 図2
Description
近年では、30〜60インチといった大型の液晶テレビジョンが市場に提供されつつある。これに適応するような大型のカラーフィルターを製造するため、より多くの液滴吐出ヘッドを配列させたヘッドユニットの導入が検討されている。このようなヘッドユニットを用いれば、大型のガラス基板の搬送中に、ガラス基板の全面に対して一気にインクの吐出を行うことができる。これにより、1枚のガラス基板を処理するのに必要なタクトタイムを短縮することができる。
また、液滴吐出装置を搬入する際にも、液滴吐出装置を設置する建物のレイアウトによっては建物の改造が必要になる虞もある。
本発明の液滴吐出装置は、複数の液液吐出ヘッドにより基板に液状体を吐出する液滴吐出装置本体と、前記液滴吐出ヘッドに対して、液滴吐出に付随する処理を行う処理装置とを備え、それぞれ分割された前記液滴吐出装置本体と前記処理装置とが連携状態で組み立てられることを特徴とするものである。
また、処理装置で発生した振動が液滴吐出装置本体に伝わらせないためには、前記液滴吐出装置本体と前記処理装置とを非接触で配置する構成も好適に採用可能である。
従って、本発明では、複数のキャリッジのそれぞれを移動させて位置決めすることにより、液滴吐出ヘッドを多数用いる場合であっても所定個数ごとに精度よく配置することができ、液滴吐出による描画精度を容易に確保することが可能になる。
これにより、本発明ではキャリッジからサブキャリッジを離脱させ、また別のサブキャリッジをキャリッジに装着することで、液滴吐出ヘッドの交換をサブキャリッジを介して容易に実施することが可能になる。
これにより、本発明では液滴吐出装置本体と処理装置との間に懸架されるリニアモータの固定子が複数配列された発磁体で構成されることになりため、容易に分割することが可能になる。
また、本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えたことを特徴としている。
これにより、本発明では、描画精度に優れた高品質の電気光学装置及び電子機器を得ることができる。
[第1実施形態]
最初に、本発明の第1実施形態につき、図1ないし図15を用いて説明する。
図1は本実施形態のカラーフィルター製造装置の概略構成図であり、R、G、Bの3色の着色層を備えたカラーフィルターを製造するための装置である。
本実施形態のカラーフィルター製造装置1は、図1に示すように、上流側からインク受容層形成装置2、R着色層形成装置3、G着色層形成装置4、B着色層形成装置5、本焼成装置6(加熱装置)が配置され、これらの装置が任意の搬送装置(図示略)を介して連結されたものである。このカラーフィルター製造装置1には、R、G、Bの各着色層のパターンを区画する隔壁(バンクとも言う)が形成されたガラス、プラスチック等からなる透明基板(基板)が供給される。インク受容層形成装置2は、隔壁で区画された領域内に樹脂組成物からなるインク受容層を下地層として形成するための装置である。R着色層形成装置3、G着色層形成装置4、B着色層形成装置5は、それぞれ後で着色層となるR、G、Bのインクからなる液状体を塗布するための装置である。本焼成装置6は、塗布後のR、G、Bのインクからなる液状体を一括して加熱、焼成するための装置である。これらの装置のうち、インク受容層形成装置2、R着色層形成装置3、G着色層形成装置4、B着色層形成装置5の4台には、本発明の液滴吐出装置(インクジェット装置)が用いられている。
ここではR着色層形成装置3を一例として説明する。R着色層形成装置3は、上流側から下流側(図1における右側から左側)に向けて給材部61、表面改質部62、描画部63、検査部64、仮焼成部65、除材部66が備えられている。大まかな処理の流れとしては、給材部61から供給された描画前の基板に対し、表面改質部62において親液処理、撥液処理が施され、描画部63において隔壁で区画された所定の領域にRのインクが吐出、描画される。次いで、検査部64において描画状態が検査され、仮焼成部65でインクの仮焼成が施された後、描画後の基板が除材部66により排出される。本装置において、これら各部は基板の流れ方向に沿って直線状に配置されている。給材部61および除材部66は任意の基板搬送手段で構成することができ、例えばローラコンベア、ベルトコンベア等が用いられる。表面改質部62は、プラズマ処理室を備えており、親液処理としては大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理(O2プラズマ処理)が行われ、基板の表面及び隔壁の側面が親液化される。撥液処理としては大気雰囲気中でテトラフルオロメタン(四フッ化炭素)を反応ガスとするプラズマ処理(CF4プラズマ処理)が行われ、隔壁の上面が撥液化される。
図5(a)は、液滴吐出ヘッドの構造説明図、図5(b)は正面断面図である。液滴吐出ヘッド34は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で液体を吐出させるもので、上述したように、一列または複数列に配列された複数のノズル18を有している。この液滴吐出ヘッド34の構造の一例を説明すると、液滴吐出ヘッド34は、図5(a)に示すように、例えばステンレス製のノズルプレート12と振動板13とを備え、両者を仕切部材(リザーバプレート)14を介して接合したものである。ノズルプレート12と振動板13との間には、仕切部材14によって複数の空間15と液溜まり16とが形成されている。各空間15と液溜まり16の内部はインクで満たされており、各空間15と液溜まり16とは供給口17を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート12には、空間15からインクを噴射するためのノズル18が形成されている。一方、振動板13には、液溜まり16にインクを供給するための孔19が形成されている。
図2に示すように、ヘッドユニット71(描画装置B)の+Y方向には、整備ユニット80が設けられている。
図6は整備ユニット80の平面図である。整備ユニット80には、各液滴吐出ヘッドのインク吐出面を覆うキャップユニット(キャッピング手段)81と、各液滴吐出ヘッドのインク吐出面を拭うワイパユニット(ワイピング手段)90とが、隣接して形成されている。
この図に示すように、整備ユニット80においては、基台161に対してキャップユニット81及びワイパユニット90が一体的に取り付けられている。各キャップユニット81においては、液滴吐出ヘッド34が上方を移動する動作に応じてキャップキャリッジ83を下降させる昇降装置162、液滴吐出ヘッド34から吐出される液滴の重量を測定する動作に応じてキャップキャリッジ83を昇降させる昇降装置163、ヘッド交換等のメンテナンスに応じてキャップキャリッジ83を昇降させる昇降装置164がそれぞれ設けられた3段昇降システムとなっている。
次に、上述した整備ユニット80を使用して描画装置を整備する方法について説明する。
上述した描画前フラッシングでは、液滴の吐出位置に加えて吐出面積を算出するので、ノズル詰まりを検出することが可能である。また、描画状態の検査や定期フラッシング等においても、ノズル詰まりが検出される場合がある。そして、ノズル詰まりが検出された場合には、これを解消させる必要がある。ノズル詰まりの解消は、当該ヘッドをキャッピングした上で、ノズルを吸引することによって行う。
このとき、吸引対象ではない他のヘッドについては、吸引キャップ82で密閉封止することにより、インク溶媒の蒸発を防いで増粘状態となることを回避する。
この図に示すように、架台156は、分割された描画装置B側の架台156Aと、整備ユニット80側の架台156Bとが、図示しない締結部材等により分割・一体化自在に組み立てられた構成となっている。同様に、ケース171も分割された描画装置B側の架台171Aと、整備ユニット80側の架台171Bとが、図示しない締結部材等により分割・一体化自在に組み立てられた構成となっている。さらに、リニアモータ158の固定子160は、複数の発磁体(磁石)が連結されて一本の軸状に構成されているが、本実施の形態では描画装置B側と整備ユニット80側とで分割されており、取付ネジ等の締結部材により一体的に組み立てられる。固定子がコイル体で構成されるムービングマグネット型のリニアモータでは固定子の分割が困難であるが、本実施形態のように固定子が発磁体からなるため分割が容易となっている。
上記の分割構造の中、架台156についてはガイドレール157が形成されているため、例えば架台156A、156Bの対向面の対向する位置にそれぞれ位置決め孔を形成し、両位置決め孔に位置決めピンを嵌合することで相対的な位置決めをすることが好ましい。
そして、設置先の工場等においては、分割した状態で各装置、ユニットを搬入し、設置箇所において各装置、ユニットを組み立てて一体化する。
従って、大型のトレーラーを用いたり、設置先の建物を改造することなく、液滴吐出装置の搬送・搬入を容易に実施することができる。
さらに、装置・ユニットの間に微少隙間を設けることで非接触状態で配置する構成も好ましい。この場合、整備ユニット80及び駆動ユニット172で振動が発生した場合でも、振動が描画装置Bに伝わらず、高精度な描画を実施することが可能になる。この場合、描画装置B及び整備ユニット80に跨る固定子160を非接触で配置することは困難であるため、固定子160の両端を別のフレームで支持する構成としてもよい。
次に、第1実施形態に係る液滴吐出装置の変形例につき、図9ないし図11を用いて説明する。
図9は、液滴吐出装置の第1変形例の説明図である。第1変形例は、各ヘッドキャリッジ173に対応して複数の整備ユニット180を設けたものである。各整備ユニット180は、それぞれキャップユニット181およびワイプユニット190を備えている。なお、各整備ユニット180の間には、ヘッドキャリッジ173の交換作業エリア160が設けられている。この構成によれば、各ヘッドの整備時間を短縮することが可能になる。また、各ヘッドキャリッジ173に搭載されたヘッドのキャッピングからワイピングまでの時間を統一することが可能になり、各ヘッドを同じ状態で使用することができる。
次に、本実施形態のカラーフィルタ製造装置1を用いたカラーフィルタの製造方法の一例を説明する。図12は、基板Sにおけるカラーフィルタ領域51の説明図である。上記カラーフィルタ製造装置を用いたカラーフィルタの製造方法は、生産性を高める観点から長方形状の基板S上に、複数個のカラーフィルタ領域51をマトリクス状に形成する際に適用することができる。これらのカラーフィルタ領域51は、後で基板Sを切断することにより、電気光学装置である液晶表示装置に適合する個々のカラーフィルタとして用いることができる。なお、各カラーフィルタ領域51においては、図12に示したように、Rのインク、Gのインク、およびBのインクをそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成して配置する。なお、この形成パターンとしては、ストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェア型等としてもよい。
次に、上記カラーフィルタを備えた液晶装置(電気光学装置)の一実施形態を示す。図14はパッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図であり、図14中の符号30は液晶装置である。この液晶装置30は透過型のもので、一対のガラス基板31、32の間にSTN(Super Twisted Nematic)液晶等からなる液晶層33が挟持されてなるものである。
次に、本発明の第2実施形態につき、図15を用いて説明する。図15は、第2実施形態のカラーフィルタ製造装置の概略構成図である。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
そして、第2実施形態のカラーフィルタ製造装置における描画部63にも、第1実施形態と同様の液滴吐出装置を採用することが可能であり、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
次に、上記液晶装置からなる表示手段を備えた電子機器の具体例について説明する。
図16は、液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。図16において、符号500は液晶テレビジョン本体を示し、符号501は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図16に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるから、表示品位に優れたカラー液晶表示を有する電子機器を実現することができる。
Claims (11)
- 複数の液液吐出ヘッドにより基板に液状体を吐出する液滴吐出装置本体と、
前記液滴吐出ヘッドに対して、液滴吐出に付随する処理を行う処理装置とを備え、
それぞれ分割された前記液滴吐出装置本体と前記処理装置とが連携状態で組み立てられることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出装置本体と前記処理装置とは、それぞれ個別に一体化されていることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1または2記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出装置本体と前記処理装置との間には、緩衝材が介装されることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出装置本体は、前記処理装置より高い剛性を有することを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1または2記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出装置本体と前記処理装置とは、非接触で接続されることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1から5のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記複数の液滴吐出ヘッドは、それぞれが当該液滴吐出ヘッドを所定個数支持し、前記液滴吐出装置本体と前記処理装置との間を独立して移動する複数のキャリッジに搭載されることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項6記載の液滴吐出装置において、
前記所定個数の液滴吐出ヘッドは、前記キャリッジに着脱自在に設けられたサブキャリッジを介して前記キャリッジに搭載されることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項6または7記載の液滴吐出装置において、
前記キャリッジは、ムービングコイル型のリニアモータで駆動されることを特徴とする液滴吐出装置。 - 請求項1から8のいずれかに記載の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項9に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- 複数の液液吐出ヘッドにより基板に液状体を吐出する液滴吐出装置本体を製造する工程と、
前記液滴吐出ヘッドに対して、液滴吐出に付随する処理を行う処理装置を製造する工程と、
それぞれ分割して製造された前記液滴吐出装置本体と前記処理装置とを連携状態で組み立てる工程とを有することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
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