JP2005246130A

JP2005246130A - 液滴吐出装置

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Publication number: JP2005246130A
Application number: JP2004056178A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Yanagihara; 弘和柳原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴的吐出装置において、液滴着弾精度の向上を実現する。
【解決手段】本発明の液滴吐出装置は、キャリッジ２２に支持された液滴吐出ヘッド２１を具備してなり、前記液滴吐出ヘッド２１が、該液滴吐出ヘッド２１を少なくとも前記キャリッジ２２の面方向に移動可能なヘッド位置調整手段４０を介して前記キャリッジ２２に固定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液滴吐出装置に関するものである。

インクなどの液滴を吐出して薄膜形成やパターニングなどを行う液滴吐出装置として、一般にインクジェット技術を応用した装置がある。この装置は、液状材料供給部からの液状材料（液状体）の供給を受ける液滴吐出ヘッドと、基板等を液滴吐出ヘッドに対して相対的に移動させるステージとを備え、吐出データに基づいて液滴吐出ヘッドを移動させながら基板上に液滴を吐出させ、薄膜形成やパターニングなどを行うものである。

このような装置では、正確な位置に液滴吐出を行うために、液滴吐出ヘッドを精度良く組み立てる必要があり、特に複数の液滴吐出ヘッドが配列されたキャリッジを備えた液滴吐出装置では、キャリッジ上の液滴吐出ヘッド間での位置合わせも正確に行う必要がある。例えば下記特許文献１では、キャリッジに液滴吐出ヘッドを仮止めした状態で取付孔の画像を取得し、その取付孔と目標位置とが一致するように液滴吐出ヘッドの位置を調整することが成されている。
特開２００１−１６２８９２号公報

上記特許文献１に記載の技術によれば、キャリッジに対して液滴吐出ヘッドが高精度に位置決めされて固定されるので、正確な液滴動作が可能であると考えられる。しかし、上記の如く液滴吐出ヘッドをキャリッジに対して位置合わせした構成では、実際の液滴吐出動作に際して十分な着弾精度が得られない場合があることが本発明者の検討において判明した。従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴的吐出装置における液滴着弾精度の向上を実現することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、キャリッジに支持された液滴吐出ヘッドを具備してなる液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドが、該液滴吐出ヘッドを少なくとも前記キャリッジの面方向に移動可能なヘッド位置調整手段を介して前記キャリッジに固定されていることを特徴とする液滴吐出装置を提供する。

本発明者の検討によれば、従来の液滴吐出装置において、装置に実装した液滴吐出ヘッドを動作させた場合に液滴の着弾精度が低下するのは、キャリッジの液滴吐出装置への装着誤差等、他の組立誤差要因があること、またキャリッジへの取付の際に行う位置合わせは、あくまでも部材間の位置合わせであって、液滴の実際の着弾位置に基づくものではないこと、さらには、液滴吐出ヘッドの吐出特性が経時的に変化することに起因すると考えられる。特に、吐出ノズルの位置をキャリッジ上で正確に位置合わせしたとしても、吐出ノズルから吐出される液滴の着弾位置は吐出ノズル自体の吐出特性にも影響されるため、液滴吐出ヘッドとキャリッジとの位置合わせのみでは高精度の液滴吐出動作を実現するには不十分であることが予想される。

そこで本発明者は、上記構成を採用することで、キャリッジ上における液滴吐出ヘッドの位置調整を可能にした。これにより、実際の液滴吐出動作における着弾位置のずれを容易かつ効果的に補正することができ、もって基板等へ高精度に液滴を着弾させることができる。また、液滴吐出ヘッドの特性が経時的に変化し、液滴の着弾位置にずれが生じたとしても、上記ヘッド位置調整手段を用いれば着弾位置の補正を行うことができる。またこれにより、ヘッド位置調整に伴う装置の停止時間も従来に比して短くなるので、長期間の連続稼働に好適な液滴吐出装置となる。

本発明の液滴吐出装置では、前記ヘッド位置調整手段が、電気的駆動手段を備えている構成とすることができる。この構成によれば、前記ヘッド位置の調整動作を外部からの制御により行うことが可能になるので、前記位置調整を容易かつ迅速に、高い精度をもって行うことが可能になる。

本発明の液滴吐出装置では、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の着弾位置と該液滴の目標着弾位置とを比較し、前記両着弾位置のずれ幅を検出する着弾誤差検出手段を備えていることが好ましい。この構成によれば、実際の液滴吐出動作における液滴着弾位置のずれを迅速に検知できるようになり、液体材料の塗布不良が生じる以前に着弾位置の補正を行うことができるので、製造歩留まりの向上に寄与する。

本発明の液滴吐出装置では、前記着弾誤差検出手段により検出された前記ずれ幅に基づいて前記ヘッド位置調整手段を駆動するヘッド位置制御手段を備えていることが好ましい。この構成によれば、前記ずれ幅に基づきヘッド位置の調整を行うので正確な調整が可能である。また操作者の手を煩わせることなく調整することも可能になるため、稼働に際しての装置調整時間を短縮できるという利点も得られる。

本発明の液滴吐出装置では、前記着弾誤差検出手段が、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の着弾位置と該液滴の目標着弾位置とを検出する光学測定手段と、前記検出された着弾位置の目標着弾位置からのずれ幅を算出する着弾誤差算出手段とを備えていることが好ましい。この構成によれば、液滴の着弾位置を正確に把握でき、またそれに基づくヘッド位置の補正パラメータの設定も正確なものとなるため、正確且つ迅速な着弾位置の補正が可能になる。

本発明の液滴吐出装置では、前記着弾誤差検出手段に、前記目標着弾位置を記録した検査媒体が備えられており、前記光学測定手段が、前記検査媒体に対して吐出された前記液滴の着弾位置と、前記目標着弾位置とを検出し、前記着弾誤差算出手段に対して前記検出した位置情報を出力する構成とすることができる。このように検査媒体を用いて液滴吐出ヘッドの吐出特性を検査することとすれば、液滴の着弾位置のずれを簡便かつ正確に検出することができる。

本発明は、キャリッジに支持されてなる液滴吐出ヘッドの位置調整方法であって、表面に目標着弾位置が記録された検査媒体に対して前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出する過程と、前記検査媒体上に配された液滴の着弾位置と前記目標着弾位置とを光学的に測定する過程と、前記両着弾位置のずれ幅を算出する過程と、前記算出されたずれ幅に基づき前記液滴吐出ヘッドの位置を調整する過程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの位置調整方法を提供する。

上記位置調整方法において、前記検査媒体上に配された液滴の着弾位置と前記目標着弾位置とを光学的に測定する過程は、光学測定手段による画像情報の取得により行うことができる。前記両着弾位置のずれ幅を算出する過程は、前記光学測定手段から出力された画像情報を着弾誤差算出手段にて演算処理することにより行うことができる。前記算出されたずれ幅に基づき前記液滴吐出ヘッドの位置を調整する過程は、前記着弾誤差算出手段から出力されたずれ幅に基づき、前記液滴吐出ヘッドに備えられたヘッド位置調整手段を駆動することにより行うことができる。

本発明は、キャリッジに支持されてなる液滴吐出ヘッドの位置調整プログラムであって、表面に目標着弾位置が記録された検査媒体に対して前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出する処理と、前記検査媒体上に配された液滴の着弾位置と前記目標着弾位置とを光学的に測定する処理と、前記両着弾位置のずれ幅を算出する処理と、前記算出されたずれ幅に基づき前記液滴吐出ヘッドの位置を調整する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの位置調整プログラムを提供する。

また本発明は、先に記載の本発明の液滴吐出装置を用いて基材上に液体材料を配することを特徴とするデバイスの製造方法を提供する。係る製造方法によれば、前記液滴吐出装置により高精度に機能部（機能膜や配線等）を形成できるため、高機能かつ高信頼性のデバイスの製造が可能である。

また本発明は、上記デバイスの製造方法により得られたことを特徴とするデバイスを提供する。さらに本発明は、上記本発明に係るデバイスを備えたことを特徴とする電子機器を提供する。
本発明によれば、本発明に係る液滴吐出装置を用いて高精度に形成された機能部を備え、機能性や信頼性に優れたデバイス、及びこれを備えた電子機器が提供される。

（液滴吐出装置）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施の形態である液滴吐出装置の斜視構成図である。図１に示す液滴吐出装置ＩＪは、ヘッドユニット１と、Ｙ軸方向駆動軸４と、Ｘ軸方向ガイド軸５と、制御装置６と、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えて構成されている。ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪでの処理（液状材料の配置）に供される基板１０１を支持するものであり、基板１０１を基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。ヘッドユニット１は、複数の吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を備えたマルチヘッドタイプのヘッドユニットであり、ステージ７に支持されている基板１０１に対して、例えば高分子材料を含む液体材料や導電性微粒子を含む液状材料を吐出する機能を具備している。

Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２は、ステッピングモータ等であり、制御装置６から供給されたＸ軸方向の駆動信号に基づきＸ軸方向駆動軸４を回転させるようになっている。そして、係るＸ軸方向駆動軸４の回転角度に応じて、ヘッドユニット１がＸ軸方向に移動するようになっている。Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定され、ステージ７に備えられたＹ軸方向駆動モータ３と接続されている。Ｙ軸方向モータ３は、例えばステッピングモータ等であり、その回転駆動力によって自身をＹ軸方向ガイド軸５上で移動可能になっている。そして、制御装置６から供給されるＹ軸方向の駆動信号に基づき、支持したステージ７をＹ軸方向に移動するようになっている。
このような構成のもと、液滴吐出装置ＩＪはヘッドユニット１と基板１０１を支持するステージ７とを相対的に移動させつつ基板１０１に対してヘッドユニット１から液体材料の液滴を吐出することができるようになっている。

基台９の裏面側（図示下面側）に配設された制御装置６は、ヘッドユニット１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２にヘッドユニット１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。

クリーニング機構８は、ヘッドユニット１のノズル面をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動可能になっている。このクリーニング機構８の制御も制御装置６による。

ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基板１０１を熱処理する手段として備えられ、基板１０１上に塗布された液状材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置６により制御可能である。

次に、図２から図５を参照してヘッドユニット１について説明する。図２は、図１に示すヘッドユニット１をノズル面側（基板１０１側）から見た斜視構成図である。ヘッドユニット１は、複数（図２では４個）の吐出ヘッド２１と、これらの吐出ヘッド２１を搭載したキャリッジ２２とを備えている。吐出ヘッド２１のノズル面２４には、液状材料の液滴を吐出する複数の吐出ノズル１０が形成されている。平面視略矩形状のノズル面２４において、吐出ノズル１０は吐出ヘッド２１の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って一定間隔で列状に、且つヘッド部２１の幅方向である略Ｘ軸方向に間隔をあけて２列でノズル面２４のそれぞれに複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、吐出ヘッド２１は、吐出ノズル１０を基板１０１側に向け、その長手方向がＹ軸方向に沿うように配置されており、キャリッジ２２に支持された複数（図２では４個）の吐出ヘッド２１は、キャリッジ２２の対角線方向に所定間隔を空けて配列されている。

またヘッドユニット１には、後述する吐出ヘッド２１から吐出された液滴の着弾位置を検出するためのカメラ部（光学測定手段）３０が設けられており、キャリッジ２２のＹ軸方向に沿う辺端部に配設され、全ての吐出ヘッド２１…における前記着弾位置を測定できるよう、ヘッド４個分幅を有してＹ軸方向に延在している。このカメラ部３０も制御装置６によって制御可能とされている。

ここで、ヘッドユニット１は、図１に示す液滴吐出装置ＩＪにおけるヘッドユニット１のＹ軸方向に対する取り付け角度を調整可能な角度調整機構（不図示）を備えている。この角度調整機構により、ヘッドユニット１はＹ軸方向に対する角度を可変とすることで、吐出ノズル１０の基板１０１に対する実質的なピッチを変えることができるようになっている。すなわち、吐出ヘッド２１の長手方向がＹ軸方向と平行になるように配置すれば、基板１０１に対する吐出ノズルの実質的なピッチは最大となり、上記長手方向とＹ軸方向との角度を大きくするほど、基板１０１に対する吐出ノズル１０の実質的なピッチは狭くなる。

次に図３（ａ）は、図２に示したヘッドユニット１を図２とは反対側からみた平面構成図であり、（ｂ）は、同ヘッドユニット１のＹ軸方向の側面構成図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、各吐出ヘッド２１は、キャリッジ２２に設けられた開口部２２ａ内に配置されるとともに、その基端部（ノズル面２４と反対側）に接続されたヘッド位置調整手段４０を介してキャリッジ２２の裏面側（図３（ｂ）上面側）に固定されている。

ヘッド位置調整手段４０は、吐出ヘッド２１を支持する２本の保持部材４４と、この保持部材４４，４４をＹ軸方向に移動可能に支持する平面視略矩形枠状の基体４１と、４個のステッピングモータ（電気的駆動手段）４２ａ〜４２ｄとを備えて構成されている。ステッピングモータ４２ａ〜４２ｄは、吐出ヘッド２１とともに制御装置６により制御可能となっている。
保持部材４４，４４は、基体４１の略中央部に形成された矩形状の開口部４１ａに挿入された吐出ヘッド２１をＹ軸方向に挟み込んで支持している。また保持部材４４，４４のＸ軸方向両端部をＹ軸方向に貫通して２本の駆動軸４３ｃ、４３ｄが設けられている。各駆動軸４３ｃ、４３ｄは、基体４１上に立設された軸支部材４５ｃ、４５ｃ、及び４５ｄ、４５ｄによって軸支されるとともに、その一端側をステッピングモータ４２ｃ、４２ｄに接続されている。
基体４１のＹ軸方向両端部には、それぞれ基体４１をＸ軸方向に貫通する２本の駆動軸４３ａ、４３ｂが設けられており、各駆動軸４３ａ、４３ｂはキャビティ２２上に立設された軸支部材４５ａ、４５ａ、及び４５ｂ、４５ｂによって軸支されている。そして、上記駆動軸４３ａ、４３ｂの一端側に前記ステッピングモータ４２ａ、４２ｂがそれぞれ接続されている。

上記構成のもと、ヘッド位置調整手段４０は、吐出ヘッド２１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。すなわち、制御装置６から供給される制御信号に基づき、２個のステッピングモータ４２ａ、４２ｂを駆動することでそれらと接続された駆動軸４３ａ、４３ｂを軸周りに回転させるならば、駆動軸４３ａ、４３ｂと螺合された基体４１をＸ軸方向に移動させ、もって吐出ヘッド２１をＸ軸方向に移動させることができる。また、他の２個のステッピングモータ４３ｃ、４３ｄを駆動してそれらと接続された駆動軸４３ｃ、４３ｄを軸周りに回転させるならば、駆動軸４３ｃ、４３ｄと螺合された保持部材４４，４４をＹ軸方向に移動させ、もって吐出ヘッド２１をＹ軸方向に移動させることができる。このようにして本実施形態に係るヘッドユニット１は、キャリッジ２２に設けられた複数の開口部２２ａの平面領域内で各吐出ヘッド２１を面方向に移動可能としている。

ここで図４は、吐出ヘッド２１の分解斜視図であり、図５は吐出ヘッド２１の斜視図一部断面図である。図４に示すように、吐出ヘッド２１は、吐出ノズル１０を有するノズルプレート２６と、振動板２７を有する圧力室基板２３と、これらノズルプレート２６と振動板２７とを嵌め込んで支持する筐体２４とを備えている。図５に示すように、吐出ヘッド２１の主要部構造は、圧力室基板２３をノズルプレート２６と振動板２７とで挟み込んだ構造を有する。圧力室基板２３は、例えばシリコン単結晶基板により構成され、それをエッチングすることで形成した複数のキャビティ（圧力室）３４を有している。吐出ノズル１０はノズルプレート２６において、ノズルプレート２６と圧力室基板２３とを貼り合わせたときにキャビティ３４に対応する位置に形成されている。

複数のキャビティ３４どうしの間は側壁３３で分離されている。各キャビティ３４は供給口３２を介して共通の流路であるリザーバ２５に連通されている。振動板２７は例えば熱酸化膜等により形成される。振動板２７はタンク口２９を有しており、このタンク口２９に図示略のタンクから延びるチューブを接続することで、液状体材料の供給を受けるようになっている。振動板２７上のキャビティ３４に対応する位置には圧電体素子３１が設けられている。圧電体素子３１はＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極（図示せず）で挟んだ構造を有する。圧電体素子３１は印加された電圧に基づき変形し、振動板２７を介してキャビティ３４の内容積を変化させる。これにより、キャビティ３４内の液体材料を吐出ノズル１０から吐出させる。

次に、図６から図８を参照して本実施形態の液滴吐出装置ＩＪにおける吐出ヘッド２１の位置調整方法について説明する。図６は、本実施形態に係る位置調整ステップのフローチャートである。また、図７は、前記位置調整方法で用いられる検査媒体の部分平面構成図であり、図８は位置調整方法を説明するための検査媒体の平面構成図である。

尚、以下の説明では、液滴吐出装置ＩＪの各部の駆動制御、及びヘッドユニット１の各部の駆動制御を、単一の制御装置６により行う場合について説明する。すなわち、本実施形態に係る制御装置６には、画像信号を演算処理する着弾誤差検出手段としての機能や、前記位置調整手段４０へ制御信号を供給するヘッド位置制御手段としての機能が備えられているものとする。但し、それぞれの駆動部について別個の制御手段を設けた構成としてもよいのは勿論である。

図６に示すフローチャートにおいてヘッドの位置調整処理が開始されると、位置調整回数のカウンタＮに「１」がセットされた後、ステージ７が基板受取位置に移動される（ステップＳ１）。続いて、ステージ７上に、図７に示す構成を備えた検査媒体５０がセットされる（ステップＳ２）。ここで検査媒体５０は、図７に示すような略平板状の部材であって、その一面側（図示表面側）に、アライメントマーク５１と、複数のターゲットマーク（目標着弾位置）５５とが形成（描画）されたものである。ターゲットマーク５５…は、Ｙ軸方向に延びる互いに平行な直線状を成しており、Ｘ軸方向で互いに所定間隔にて離間されることで階段状に配置されている。

その後、検査媒体５０を支持したステージ７を描画位置に移動する（ステップＳ３）。そして、ヘッドユニット１を移動してキャリッジ２２を検査媒体５０上の所定のアライメント確認位置に配置する（ステップＳ４）。具体的には、検査媒体５０上に設けられているアライメントマーク５１をキャリッジ２２に配設されたカメラ部３０により撮影可能な位置にヘッドユニット１を移動させる。

次に、カメラ部３０により検査媒体５０上のアライメントマーク５１を撮影する（ステップＳ５）。次いで、得られたアライメントマーク５１の画像データを、制御装置６に送信して画像処理を施す（ステップＳ６）。そして、上記画像処理によりキャリッジ２２と検査媒体５０との位置合わせ状態を確認する（ステップＳ７）。このとき、キャリッジ２２と検査媒体５０とが正確に位置合わせされていない場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、先のステップＳ１〜Ｓ６を、位置合わせが成されていると判断されるまで繰り返す。

キャリッジ２２と検査媒体５０とが位置合わせされた（ステップＳ７の判断結果が「ＹＥＳ」となった）ならば、キャリッジ２２を描画位置に移動する（ステップＳ８）とともに、ステージ７を描画位置に移動する（ステップＳ９）。これらキャリッジ２２及びステージ７の移動により、吐出ヘッド２１が、検査媒体５０のターゲットマーク５５に対して位置決めされる（図７参照）。

上記吐出ヘッド２１とターゲットマーク５５とを位置合わせしたならば、キャリッジ２２を停止した状態で吐出ヘッド２１を動作させ、その吐出ノズル１０…からターゲットマーク５５に向けて液体材料を吐出する（ステップＳ１０）。このとき、連続して５ショットの吐出を同位置に対して行う。

検査媒体５０上への液体材料の吐出が終了したならば、続いて、ステージ７を移動してターゲットマーク確認位置に検査媒体５０を配置する（ステップＳ１１）。すなわち、キャリッジ２２に配設されたカメラ部３０により撮影可能な位置にターゲットマーク５５を移動させる。そして、カメラ部３０により、検査媒体５０上のターゲットマーク５５及び吐出された液体材料を撮影する（ステップＳ１２）。この撮影により得られる画像の一例を図８に示す。

その後、制御装置６において、上記ステップで得られた画像データに対し所定の画像処理を施すとともに、所定の演算処理を行うことで、検査媒体５０上に配された液体材料の着弾位置と、ターゲットマーク５５とのずれ幅を得る（ステップＳ１３、Ｓ１４）。次いで、Ｘ軸方向のずれ幅ｄｘ（図８参照）について、予め設定されている制限値と比較し、許容範囲外（ｄｘが制限値以上）であれば（判定結果が「ＹＥＳ」であれば）、ずれ幅ｄｘの分だけ吐出ヘッド２１をキャリッジ２２上で移動させる。つまり、図３に示したステッピングモータ４２ａ、４２ｂを駆動することで、基体４１とともに吐出ヘッド２１をＸ軸方向に移動させる。尚、上記ステップＳ１５においてＸ軸方向のずれ幅ｄｘが制限値未満である場合（判定結果が「ＮＯ」である場合）には、ステップＳ１６をスキップして次のステップＳ１７に移行する。

次に、Ｙ軸方向のずれ幅ｄｙ（図８参照）について、予め設定されている制限値と比較する（ステップＳ１７）。比較の結果許容範囲外（ｄｙが制限値以上）である場合（判定結果が「ＹＥＳ」である場合）には、ずれ幅ｄｙの分だけ吐出ヘッド２１を移動させる。すなわち、ステッピングモータ４２ｃ、４２ｄを駆動することで、吐出ヘッド２１をＹ軸方向に移動させる。
尚、上記ステップＳ１２〜Ｓ１８の説明では、１つの吐出ヘッド２１における着弾位置のずれを補正する場合について説明したが、複数の吐出ヘッド２１について同時に上記ステップＳ１１〜Ｓ１８を行うこともでき、ステップＳ１１〜Ｓ１８を吐出ヘッド毎に順次行うこともできる。

その後、最初のステップＳ１に戻り、検査媒体５０への液体材料の吐出動作を行った後、再度検査媒体５０上に配された液体材料とターゲットマーク５５との比較を行う。そして、一連の動作の繰り返しによりＸ軸方向のずれ幅ｄｘ及びＹ軸方向のずれ幅ｄｙが許容範囲内となったならば、位置調整回数のカウンタＮに１を加え（ステップＳ１９）、このカウンタＮの判定を行う（ステップＳ２０）。カウンタＮが２以上である場合（判定結果が「ＹＥＳ」である場合）には、位置調整処理を終了する。またカウンタＮが１以下である場合（判定結果が「ＮＯ」である場合）、Ｙ軸方向のずれ幅ｄｙが制限値以上であるので、最初のステップＳ１に戻り、一連の処理を繰り返し行う。
以上の手順により、各吐出ヘッド２１は目標着弾位置（ターゲットマーク５５）に対して正確に液体材料を配置できるようになり、高精度の液滴吐出動作が可能になる。

このように本発明に係る液滴吐出装置ＩＪでは、そのヘッドユニット１において、上記ヘッド位置調整方法によって各吐出ヘッド２１のキャリッジ２２上での位置調整が可能になっており、しかもその調整は吐出ヘッド２１から吐出される液体材料の実際の着弾位置情報に基づいて成されるため、極めて正確な着弾精度を備えた液滴吐出装置となっている。また、実際の着弾位置情報に基づく補正を行うため、各吐出ヘッド２１のキャリッジ２２への実装誤差や、ヘッドユニット１の液滴吐出装置ＩＪへの実装誤差も適切に補正することができるという利点がある。さらに、上記吐出ヘッド２１の位置調整は、ステージ７上に検査媒体５０を載置すれば任意のタイミングで行うことができるので、液滴吐出装置ＩＪによるデバイス生産時に、定期的又は不定期にヘッドの位置調整を行うようにすれば、液滴吐出装置ＩＪにおける生産停止時間を短時間に抑えつつ、吐出ヘッド２１の経時的な特性変化を適切に補正できる。

尚、上記実施の形態では、ステージ７上に検査媒体５０を配置して吐出ヘッド２１の位置調整を行う場合について説明したが、上記検査媒体５０は、予め液滴吐出装置ＩＪに備えられている構成とすることができる。例えば、図１に示したクリーニング機構８が検査媒体５０を備えている構成とすれば、吐出ヘッド２１のクリーニング動作とともに、吐出ヘッド２１の位置調整動作も行えるようになるので、より効率的に上記両動作を行えるようになる。
さらに、上記検査媒体５０の機能を備えた基板１０１を液滴吐出工程に供することとすれば、基板１０１毎の目標着弾位置のずれも補正できるようになるため、液滴吐出装置による液体材料の配置をさらに正確に行うことが可能になる。

（デバイスの製造方法）
以下に、上記実施形態の液滴吐出装置ＩＪを適用できるデバイス製造方法を例示して説明する。

まず本発明に係る液滴吐出装置ＩＪは、カラーフィルタの構成要素となる膜の形成に用いることができる。図９は基板Ｐ上に形成されるカラーフィルタを示す図であり、図１０はカラーフィルタの製造手順を示す図である。図９に示すように、本例では長方形状の基板Ｐ上に生産性を向上させる観点から複数個のカラーフィルタ領域２５１をマトリクス状に形成する。これらカラーフィルタ領域２５１は、後で基板Ｐを切断することにより、液晶表示装置に適合するカラーフィルタとして用いることができる。カラーフィルタ領域２５１は、Ｒ（赤）の液状体組成物、Ｇ（緑）の液状体組成物、及びＢ（青）の液状体組成物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される。なお、この形成パターンとしては、ストライプ型の他に、モザイク型、デルタ型、あるいはスクウェア型などでもよい。

このようなカラーフィルタ領域２５１を形成するには、まず図１０（ａ）に示すように透明の基板Ｐの一方の面に対し、基板Ｐを平面的に区画するバンク２５２が突出形成される。このバンク２５２の形成方法は、スピンコート後に露光、現像する。バンク２５２は平面視格子状に形成され、格子で囲まれるバンク内部にインクが配置される。このとき、バンク２５２は撥液性を有することが好ましい。また、バンク２５２はブラックマトリクスとして機能することが好ましい。次に、図１０（ｂ）に示すように、前記液滴吐出ヘッドから液状体組成物の液滴２５４が吐出され、フィルタエレメント２５３に着弾する。吐出する液滴２５４の量については、加熱工程における液状体組成物の体積減少を考慮した十分な量とする。このようにして基板Ｐ上の全てのフィルタエレメント２５３に液滴２５４を充填したら、ヒータを用いて基板Ｐが所定の温度（例えば７０℃程度）となるように加熱処理される。この加熱処理により、液状体組成物の溶媒が蒸発して液状体組成物の体積が減少する。この体積減少が著しい場合には、カラーフィルタとして十分な膜厚が得られるまで、液滴吐出工程と加熱工程とを繰り返す。この処理により、液状体組成物に含まれる溶媒が蒸発して、最終的に液状体組成物に含まれる固形分のみが残留して膜化し、図１０（ｃ）に示すようなカラーフィルタ２５５となる。次いで、基板Ｐを平坦化し、且つカラーフィルタ２５５を保護するために、図１０（ｄ）に示すようにカラーフィルタ２５５やバンク２５２を覆って基板Ｐ上に保護膜２５６を形成する。この保護膜２５６の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法などの方法を採用することができるが、カラーフィルタ２５５と同様に、液滴吐出法により行うこともできる。次いで、図１０（ｅ）に示すようにこの保護膜２５６の全面に、スパッタ法や真空蒸着法などによって透明導電膜２５７を形成する。その後、透明導電膜２５７をパターニングし、図１０（ｆ）に示すように画素電極２５８をフィルタエレメント２５３に対応させてパターニングする。なお、液状表示パネルの駆動にＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いる場合には、このパターニングは不要である。

本実施形態では、カラーフィルタ２５５や画素電極２５８を形成する際に本発明に係る液滴吐出装置ＩＪを適用でき、本液滴吐出装置ＩＪを用いるならば、吐出ヘッド２１から吐出される液滴の着弾位置が高精度に制御されているので、膜厚の均一性に優れたカラーフィルタ２５５や画素電極２５８を形成することができる。

次に、本発明に係る液滴吐出装置ＩＪは、有機ＥＬ装置を製造する場合にも適用できる。以下に、図１１〜図１３を参照しながら有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。なお、図１１〜図１３には、説明を簡略化するために単一の画素についてのみが図示されている。
まず、基板Ｐが用意される。ここで、有機ＥＬ素子では後述する発光層による発光光を基板側から取り出すことも可能であり、また基板と反対側から取り出す構成とすることも可能である。発光光を基板側から取り出す構成とする場合、基板材料としてはガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明なものが用いられるが、特に安価なガラスが好適に用いられる。本例では、基板として図１１（ａ）に示すようにガラス等からなる透明基板Ｐを用いている。そして、基板Ｐ上にアモルファスシリコン膜からなる半導体膜７００が形成される。次いで、この半導体膜７００に対してレーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程が行われ、半導体膜７００がポリシリコン膜に結晶化される。次いで、図１１（ｂ）に示すように、半導体膜（ポリシリコン膜）７００をパターニングして島状の半導体膜７１０が形成され、その表面に対してゲート絶縁膜７２０が形成される。次いで、図１１（ｃ）に示すようにゲート電極６４３Ａが形成される。次いで、この状態で高濃度のリンイオンが打ち込まれ、半導体膜７１０に、ゲート電極６４３Ａに対して自己整合的にソース・ドレイン領域６４３ａ、６４３ｂが形成される。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域６４３ｃとなる。次いで、図１１（ｄ）に示すように、コンタクトホール７３２、７３４を有する層間絶縁膜７３０が形成された後、これらコンタクトホール７３２、７３４内に中継電極７３６、７３８が埋め込まれる。次いで、図１１（ｅ）に示すように、層間絶縁膜７３０上に、信号線６３２、共通給電線６３３及び走査線（図示せず）が形成される。ここで、中継電極７３８と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。このとき、中継電極７３６は、後述するＩＴＯ膜により形成されることになる。そして、各配線の上面を覆うように層間絶縁膜７４０が形成され、中継電極７３６に対応する位置にコンタクトホール（図示せず）が形成され、そのコンタクトホール内にも埋め込まれるようにＩＴＯ膜が形成され、さらにそのＩＴＯ膜がパターニングされて、信号線６３２、共通給電線６３３及び走査線（図示せず）に囲まれた所定位置に、ソース・ドレイン領域６４３ａに電気的に接続する画素電極６４１が形成される。ここで、信号線６３２及び共通給電線６３３、さらには走査線（図示せず）に挟まれた部分が、後述するように正孔注入層や発光層の形成場所となっている。

次いで、図１２（ａ）に示すように、前記の形成場所を囲むようにバンク６５０が形成される。このバンク６５０は仕切部材として機能するものであり、例えばポリイミド等の絶縁性有機材料で形成するのが好ましい。また、バンク６５０は、液滴吐出ヘッドから吐出される液状体組成物に対して非親和性を示すものが好ましい。バンク６５０に非親和性を発現させるためには、例えばバンク６５０の表面をフッ素系化合物などで表面処理するといった方法が採用される。フッ素化合物としては、例えばＣＦ_４、ＳＦ_５、ＣＨＦ_３などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、ＵＶ照射処理などが挙げられる。そして、このような構成のもとに、正孔注入層や発光層の形成場所、すなわちこれらの形成材料の塗布位置とその周囲のバンク６５０との間に、十分な高さの段差６１１が形成される。次いで、図１２（ｂ）に示すように、基板Ｐの上面を上に向けた状態で、正孔注入層形成用材料を含む液状体組成物６１４Ａが液滴吐出ヘッドによりバンク６５０に囲まれた塗布位置、すなわちバンク６５０内に選択的に塗布される。次いで、図１２（ｃ）に示すように加熱あるいは光照射により液状体組成物６１４Ａの溶媒を蒸発させて、画素電極６４１上に、固形の正孔注入層６４０Ａが形成される。

次いで、図１３（ａ）に示すように、基板Ｐの上面を上に向けた状態で、液滴吐出ヘッドより、発光層形成用材料（発光材料）を含む液状体組成物６１４Ｂがバンク６５０内の正孔注入層６４０Ａ上に選択的に塗布される。発光層形成用材料を含む液状体組成物６１４Ｂを液滴吐出ヘッドから吐出すると、液状体組成物６１４Ｂはバンク６５０内の正孔注入層６４０Ａ上に塗布される。ここで、液状体組成物６１４Ｂの吐出による発光層の形成は、赤色の発色光を発光する発光層形成用材料を含む液状体組成物、緑色の発色光を発光する発光層形成用材料を含む液状体組成物、青色の発色光を発光する発光層形成用材料を含む液状体組成物を、それぞれ対応する画素に吐出し塗布することによって行う。なお、各色に対応する画素は、これらが規則的な配置となるように予め決められている。このようにして各色の発光層形成用材料を含む液状体組成物６１４Ｂを吐出し塗布したら、液状体組成物６１４Ｂ中の溶媒を蒸発させることにより、図１３（ｂ）に示すように正孔層注入層６４０Ａ上に固形の発光層６４０Ｂが形成され、これにより正孔層注入層６４０Ａと発光層６４０Ｂとからなる発光部６４０が得られる。その後、図１３（ｃ）に示すように、透明基板Ｐの表面全体に、あるいはストライプ状に反射電極６５４（対向電極）が形成される。こうして、有機ＥＬ素子が製造される。
なお、画素電極を反射特性を有する電極とし、対向電極として透明性を有する電極（透明電極）を形成する構造であっても構わない。その場合、図面上、上方に発光する光が射出する。更には、画素電極として透明性を有する電極を形成し、画素電極よりも下層に反射性を有する材料を形成することも可能である。この場合、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の材料を主成分とする材料により形成することができ、前述同様、図面上の上方に光が射出する構造となる。

上述したように、本実施形態では、正孔注入層６４０Ａ、発光層６４０Ｂ等の有機機能層が液滴吐出法に基づいて形成されるため、本発明に係る液滴吐出装置ＩＪを好適に用いることができる。また、信号線６３２、共通給電線６３３、走査線、及び画素電極６４１等の導電膜も、本発明に係る液滴吐出装置ＩＪを用いて形成することができる。これらの構成要素につき本発明の液滴吐出装置ＩＪを用いるならば、膜厚の均一性に優れ、また形成位置が高精度に制御された有機機能層や導電膜が得られる。従って、表示特性や信頼性に優れる有機ＥＬ装置を製造できる。

（電子機器）
図１４は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、本発明に係るデバイス（実施形態ではカラーフィルタないし有機ＥＬ装置）を小サイズの表示部１３０１に備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記各実施の形態のデバイスは、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の表示部に好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高画質表示が可能である。

図１は、実施形態に係る液滴吐出装置の斜視構成図。図２は、同、ヘッドユニットの斜視構成図。図３は、同、ヘッドユニットの平面構成図及び側面構成図。図４は、同、吐出ヘッドの分解斜視図。図５は、同、吐出ヘッドの要部を示す拡大斜視図。図６は、ヘッド位置調整処理のフローチャート。図７は、検査媒体の平面構成図。図８は、ヘッド位置調整処理を説明するための検査媒体の部分平面図。図９は、カラーフィルタの斜視構成図。図１０は、カラーフィルタの製造工程図。図１１は、有機ＥＬ装置の製造工程図。図１２は、有機ＥＬ装置の製造工程図。図１３は、有機ＥＬ装置の製造工程図。図１４は、電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

ＩＪ液滴吐出装置、１ヘッドユニット、６制御装置（着弾誤差算出手段、ヘッド位置制御手段）、１０吐出ノズル、２１吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）、２２キャリッジ、２４ノズル面、３０カメラ部（光学測定手段）、４０ヘッド位置調整手段、４２ａ〜４２ｄステッピングモータ（電気的駆動手段）

Claims

キャリッジに支持された液滴吐出ヘッドを具備してなる液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドが、該液滴吐出ヘッドを少なくとも前記キャリッジの面方向に移動可能なヘッド位置調整手段を介して前記キャリッジに固定されていることを特徴とする液滴吐出装置。
前記ヘッド位置調整手段が、電気的駆動手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の着弾位置と該液滴の目標着弾位置とを比較し、前記両着弾位置のずれ幅を検出する着弾誤差検出手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
前記着弾誤差検出手段により検出された前記ずれ幅に基づいて前記ヘッド位置調整手段を駆動するヘッド位置制御手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
前記着弾誤差検出手段が、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の着弾位置と該液滴の目標着弾位置とを検出する光学測定手段と、前記検出された着弾位置の目標着弾位置からのずれ幅を算出する着弾誤差算出手段とを備えていることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
前記着弾誤差検出手段に、前記目標着弾位置を記録した検査媒体が備えられており、
前記光学測定手段が、前記検査媒体に対して吐出された前記液滴の着弾位置と、前記目標着弾位置とを検出し、前記着弾誤差算出手段に対して前記検出した位置情報を出力することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。