JP2006263560A - 液滴吐出方法及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吐出した液滴を着弾位置に定着させ、その濡れ広がりを抑制し、パターンサイズの制御性を向上した液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供する。
【解決手段】 吐出方向Ｊ１に沿って微小液滴Ｆｂを吐出させ、吐出した微小液滴Ｆｂが飛行している間に、その微小液滴Ｆｂの接線方向（Ｘ矢印方向）の速度成分（接線速度ＶＦｘ）に相対する速度（搬送速度ＶＳｘ）で、基板ステージ（黒セルＣ１）をＸ矢印方向に搬送移動させるようにした。
【選択図】 図７

Description

本発明は、液滴吐出方法及び液滴吐出装置に関する。

従来、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）等の電気光学装置には、画像を表示するための透明ガラス基板（以下単に、基板という。）が備えられている。この種の基板には、品質管理や製造管理を目的として、その製造元や製品番号等の製造情報をコード化した識別コード（例えば、２次元コード）が形成されている。こうした識別コードは、選択したデータセルに、パターンとしてのコードパターン（例えば、有色の薄膜や凹部等）を備え、コードパターンの有無によって製造情報をコード化している。

その識別コードの形成方法には、金属箔にレーザ光を照射してコードパターンをスパッタ成膜するレーザスパッタ法や、研磨材を含んだ水を基板等に噴射してコードパターンを刻印するウォータージェット法が提案されている（特許文献１、特許文献２）。

しかし、レーザスパッタ法では、所望するサイズのコードパターンを得るために、金属箔と基板の間隙を、数〜数十μｍの距離に調整しなければならない。そのため、基板及び金属箔の表面に、極めて高い精度の平坦性が要求され、しかも、これらの間隙をμｍオーダの精度で調整しなければならない。その結果、識別コードを形成できる対象基板が制限されて、汎用性を損なう問題があった。また、ウォータージェット法では、基板の刻印時に、水や塵埃、研磨剤等が飛散するため、処理基板を汚染する問題があった。

近年、こうした生産上の問題を解消する方法として、インクジェット法が注目されている。インクジェット法は、金属微粒子を分散させた機能液の微小液滴を液滴吐出装置から吐出し、その液滴を乾燥させることによってコードパターンを形成する。そのため、識別コードを形成する基板の対象範囲を拡大することができ、基板の汚染等を回避して識別コードを形成することができる。
特開平１１−７７３４０号公報 特開２００３−１２７５３７号公報

しかしながら、上記するインクジェット法では、基板に着弾した微小液滴を乾燥することによってコードパターンを形成するために、基板に対する微小液滴の飛行方向や、その相対速度に応じて、以下の問題を招いていた。

すなわち、微小液滴の相対速度の中で基板の接線方向に平行な成分が大きくなると、着弾した微小液滴は、その接線方向の相対速度によって、接線方向に大きく濡れ広がる、若しくは、接線方向に変位して、その定着位置にバラツキを来たすようになる。

その結果、着弾した微小液滴が対応するデータセルから食み出すようになり、選択したデータセル以外のデータセルに、コードパターンが形成されるようになる。従って、データセルから食み出したコードパターンによって、基板情報が誤って読み取られる、若しくは、識別コードの読み取りを不能にする問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、吐出した液滴
を所望の着弾位置に定着させ、その濡れ広がりを抑制し、パターンサイズの制御性を向上した液滴吐出装置及び液滴吐出方法を提供することである。

本発明の液滴吐出方法は、基板ステージに載置された基板に向かって液滴吐出ヘッドから液滴を吐出するようにした液滴吐出方法において、前記基板の接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に、前記基板ステージと前記液滴吐出ヘッドを相対移動するようにした。

本発明の液滴吐出方法によれば、基板ステージと液滴吐出ヘッドを相対移動する分だけ、液滴の飛行する方向を、相対的に、基板の法線方向に近づけることができ、着弾した液滴の基板の接線方向に沿う濡れ広がりや変位を抑制することができる。その結果、吐出した液滴のサイズに相対したパターンを形成することができ、パターンサイズの制御性を向上することができる。

この液滴吐出方法において、着弾した前記液滴の前記接線方向と平行な移動速度成分を相殺するように、前記ステージと前記液滴吐出ヘッドとが相対移動するようにしてもよい。

この液滴吐出方法によれば、基板ステージと液滴吐出ヘッドを相対移動する分だけ、着弾した液滴の接線方向の移動速度を低減することができ、その濡れ広がりや変位を抑制することができる。ひいては、パターンサイズの制御性を、さらに向上することができる。

この液滴吐出方法において、前記液滴吐出ヘッドから前記基板の法線方向に対して傾斜した方向に前記液滴を吐出し、前記接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に前記基板ステージを移動するようにしてもよい。

この液滴吐出方法によれば、基板ステージの移動によって、着弾した液滴の濡れ広がりや変位を基板の接線方向で抑制することができる。
本発明の液滴吐出装置は、基板ステージに載置された前記基板に向かって液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、前記基板の接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に、前記基板ステージと前記液滴吐出ヘッドとを相対移動する移動制御手段を備えた。

本発明の液滴吐出装置によれば、移動制御手段が、基板ステージと液滴吐出ヘッドとを相対移動する分だけ、着弾した液滴の濡れ広がりや変位を、基板の接線方向で抑制することができる。その結果、吐出した液滴のサイズに相対したパターンを形成することができ、パターンサイズの制御性を向上することができる。

この液滴吐出装置において、前記移動制御手段は、着弾した前記液滴の前記接線方向と平行な移動速度成分を相殺するように、前記ステージと前記液滴吐出ヘッドとを相対移動するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、移動制御手段が、着弾した液滴の接線方向と平行な移動速度成分を相殺する分だけ、着弾した液滴の濡れ広がりや変位を抑制することができる。
この液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、前記基板の法線方向に対して傾斜した方向に前記液滴を吐出し、前記移動制御手段は、前記接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に前記基板ステージを移動するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、移動制御手段による基板ステージの移動によって、着弾し
た液滴の濡れ広がりや変位を、基板の接線方向で抑制することができる。
この液滴吐出装置において、前記基板に着弾した液滴の領域に、前記液滴を定着させるためのレーザ光を出力するレーザ出力手段を備えるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、液滴の濡れ広がりを抑制した状態で液滴を定着させることができ、パターンサイズの制御性を、さらに向上することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
まず、本発明の液滴吐出装置を使って形成された識別コードを有する液晶表示装置の表示モジュールについて説明する。図１は液晶表示装置の液晶表示モジュールの正面図、図２は液晶表示モジュールの裏面に形成された識別コードの正面図、図３は液晶表示モジュールの裏面に形成された識別コードの側面図である。

図１において、液晶表示モジュール１は、四角形状に形成された光透過性の透明ガラス基板２（以下単に、基板２という。）を備えている。本実施形態では、図１において、基板２の長手方向（横方向）をＸ矢印方向とし、Ｘ矢印方向と直交する方向をＹ矢印方向とする。

基板２の表面２ａであって、その略中央位置には、液晶分子を封入した四角形状の表示部３が形成されている。その表示部３の外側には、走査線駆動回路４及びデータ線駆動回路５が形成されている。そして、液晶表示モジュール１は、これら走査線駆動回路４の供給する走査信号と、データ線駆動回路５の供給するデータ信号に基づいて、前記液晶分子の配向状態を制御する。そして、液晶表示モジュール１は、図示しない照明装置から照射された平面光を、液晶分子の配向状態で変調し、表示部３に、所望の画像を表示するようになっている。

基板２の裏面２ｂであって、図１における右側上隅には、該液晶表示モジュール１の識別コード１０が形成されている。識別コード１０は、図２に示すように、コード形成領域Ｓ内に形成される複数のパターンとしてのドットＤによって構成されている。コード形成領域Ｓは、図４に示すように、１６行×１６列からなる２５６個のデータセル（以下単に、セルＣという。）に均等に仮想分割されている。詳述すると、本実施形態におけるコード形成領域Ｓは、２．２４ｍｍ角の正方形の領域であって、一辺の長さが１４０μｍの正方形のセルＣに仮想分割されている。そして、１６行×１６列の各セルＣ内に、選択的にドットＤが形成され、各セルＣ内のドットＤの有無によって、該液晶表示モジュール１の製品番号やロット番号等を識別可能にしている。

本実施形態では、このセルＣの一辺の長さをセル幅Ｒａという。また、この分割されたセルＣであって、ドットＤが形成されるセルＣを黒セルＣ１とし、セルＣ内にドットＤが形成されないセルＣを白セルＣ０という。また、図４において左側（Ｘ矢印方向側）から順に、１列目のセルＣ（１列目の黒セルＣ１１：図８参照）、２列目のセルＣ（２列目の黒セルＣ１２：図８参照）、・・・、１６列目のセルＣとし、図４において上側（Ｙ矢印方向側）から順に、１行目のセルＣ、２行目のセルＣ、・・・、１６行目のセルＣという。

黒セルＣ１に形成されたドットＤは、図３に示すように、基板２に半球状に密着して形成されている。このドットＤは、インクジェット法によって形成されている。詳述すると、ドットＤは、後述する液滴吐出装置２０（図５参照）の吐出口としての吐出ノズルＮ（図７参照）から金属微粒子（例えば、ニッケル微粒子等）を含む微小液滴Ｆｂ（図７参照）をセルＣ（黒セルＣ１）に吐出させ、セルＣ（黒セルＣ１）に着弾した微小液滴Ｆｂを
乾燥し、金属微粒子を焼成させることによって形成されている。この乾燥・焼成は、基板２（黒セルＣ１）に着弾した微小液滴Ｆｂに、レーザヘッド３６（図７参照）から出射したレーザ光Ｂ１（図７参照）を照射することによって行われる。

次に、前記識別コード１０を形成するために使用する液滴吐出装置２０について説明する。図５は、液滴吐出装置２０の構成を示す斜視図である。
図５において、液滴吐出装置２０には、直方体形状に形成される基台２１が備えられている。基台２１は、後述する基板ステージ２３に前記基板２を載置する状態で、その長手方向が、前記Ｘ矢印方向に沿うように形成されている。その基台２１の上面には、Ｘ矢印方向に延びる１対の案内凹溝２２が、Ｘ矢印方向全幅にわたり形成されている。

基台２１の上側には、前記案内凹溝２２に対応する図示しない直動機構を備えた基板ステージ２３が取付けられている。基板ステージ２３の直動機構は、例えば案内凹溝２２に沿ってＸ矢印方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸がステッピングモータよりなるＸ軸モータＭＸ（図８参照）に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がＸ軸モータＭＸに入力されると、Ｘ軸モータＭＸが正転又は逆転して、基板ステージ２３が同ステップ数に相当する分だけ、Ｘ矢印方向に沿って所定の速度（搬送速度ＶＳｘ）で往動又は復動する（Ｘ矢印方向に移動する）ようになっている。

本実施形態では、図５に示すように、最も反Ｘ矢印方向に位置する基台２１の配置位置を往動位置とし、最もＸ矢印方向の配置位置（図５に示す２点鎖線）を復動位置という。
基板ステージ２３の上面（載置面２４）には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、基板２が、その裏面２ｂ（コード形成領域Ｓ）を上側にして載置面２４に載置されると、裏面２ｂが載置面２４に対して位置決めされ、１列目のセルＣが、最もＸ矢印方向側（復動位置側）となるように配置されるようになっている。この状態から基板ステージ２３を搬送速度ＶＳｘでＸ矢印方向に往動すると、基板ステージ２３は、裏面２ｂ（セルＣ）を、搬送速度ＶＳｘで同Ｘ矢印方向に移動させるようになっている。

本実施形態において、このセルＣ（基板２）の搬送速度ＶＳｘは、後述する微小液滴Ｆｂの接線速度ＶＦｘ（図７参照）と相対する値に設定させている。
基台２１のＹ矢印方向両側には、一対の支持台２５a、２５ｂが立設され、その一対の
支持台２５a、２５ｂには、Ｙ矢印方向に延びる案内部材２６が架設されている。案内部
材２６は、その長手方向の幅が基板ステージ２３のＹ矢印方向の幅よりも長く形成され、その一端が支持台２５a側に張り出すように配置されている。この支持台２５ａの張り出
した部分の直下には、後述する吐出ヘッド３０のノズル形成面３１ａ（図６参照）を払拭して、そのノズル形成面３１ａを洗浄する図示しないメンテナンスユニットが配設されている。

案内部材２６の上側には、収容タンク２７が配設されている。収容タンク２７内には、前記金属微粒子を分散させた機能液Ｆ（図７参照）が、後述する液滴吐出ヘッド３０に導出可能に収容されている。

案内部材２６の下側には、Ｙ矢印方向に延びる上下一対の案内レール２８がＹ矢印方向全幅にわたり凸設されている。この案内レール２８には、同案内レール２８に対応する図示しない直動機構を備えたキャリッジ２９が取付けられている。キャリッジ２９の直動機構は、例えば案内レール２８に沿ってＹ矢印方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、ステッピングモータよりなるＹ軸モータＭＹ（図８参照）に連結されている。そして、所定のステップ
数に相当する駆動信号をＹ軸モータＭＹに入力すると、Ｙ軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ２９が同ステップ数に相当する分だけＹ矢印方向に沿って往動又は復動する（Ｙ矢印方向に移動する）ようになっている。

本実施形態では、図５に示すように、最も支持台２５ａ側（反Ｙ矢印方向側）に位置するキャリッジ２９の配置位置を往動位置とし、最も支持台２５ｂ側（Ｙ矢印方向側）に位置する配置位置（図５に示す２点鎖線）を復動位置という。

図５に示すように、そのキャリッジ２９の下側には、液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッド３０という。）が設けられている。図６は、その吐出ヘッド３０の下面（基板ステージ２３側の面）を上方に向けた場合の斜視図を示す。図７は、その吐出ヘッド３０の内部構造を説明するための要部断面図である。

吐出ヘッド３０には、その下側にノズルプレート３１が備えられている。ノズルプレート３１は、その下面（ノズル形成面３１ａ）のＸ方向矢印側を基板２から離間するように、所定の角度（吐出角θｓ）だけ傾斜してキャリッジ２９に配設されている。そのノズルプレート３１には、後述する微小液滴Ｆｂを形成するための１６個の吐出口を構成するノズルＮが、Ｙ矢印方向（前記セルＣの列方向）に一列となって等間隔に貫通形成されている。ノズルＮは、そのピッチ幅が、セルＣの形成ピッチと同じ大きさで形成される円形孔であって、基板２（コード形成領域Ｓ）がＸ矢印方向に沿って往復直線移動するときに、それぞれ行方向に沿う各セルＣと対峙可能に配置形成されている。

図７に示すように、各ノズルＮの形成方向は、下面３１ａに対して垂直であって、基板２（裏面２ｂ）の法線方向（Ｚ矢印方向）に対して、前記吐出角θｓだけ時計回りに傾斜している。本実施形態では、このノズルＮの形成方向であって、ノズルＮから基板２に向かう方向を吐出方向Ｊ１という。また、裏面２ｂ上であって、ノズルＮのＺ矢印方向の位置を、ノズル相対位置ＰＮという。

そのノズルプレート３１（ノズルＮ）の吐出方向Ｊ１の反対側には、圧力室としてのキャビティ３２が形成されている。キャビティ３２は、それぞれ対応する連通孔３３及び各連通孔３３に共通する供給路３４を介して、前記収容タンク２７に連通し、収容タンク２７内の導出する機能液Ｆが導入されるようになっている。そして、キャビティ３２は、導入された機能液Ｆを、それぞれ対応する吐出ノズルＮ内に供給するようになっている。

キャビティ３２の吐出方向Ｊ１の反対側には、振動板３５が備えられている。振動板３５は、例えば、厚さが約２μｍからなるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムであって、吐出方向Ｊ１及び吐出方向Ｊ１の反対側に、振動可能に貼り付けられ、キャビティ３２内の容積を拡大・縮小するようになっている。

振動板３５の吐出方向Ｊ１の反対側には、各吐出ノズルＮに対応する１６個の圧電素子ＰＺが配設されている。圧電素子ＰＺは、その圧電素子ＰＺを駆動制御するための信号（圧電素子駆動電圧ＶＤＰ：図８参照）を受けて収縮・伸張し、前記振動板３５を、吐出方向Ｊ１及び吐出方向Ｊ１の反対側に振動させるようになっている。そして、圧電素子ＰＺが収縮・伸張すると、キャビティ３２内の容積が拡大・縮小し、縮小した容積に相対する機能液Ｆが、対応する吐出ノズルＮから、微小液滴Ｆｂとして吐出され、裏面２ｂに向かって飛行する。

本実施形態では、図７に示すように、この微小液滴Ｆｂの吐出された直後の飛行速度であって、裏面２ｂの接線方向（Ｘ矢印方向）の速度成分を接線速度ＶＦｘとし、裏面２ｂの反法線方向（反Ｚ矢印方向）の速度成分を鉛直速度ＶＦｚ（＝ＶＦｘ／ｔａｎθｓ）と
する。尚、吐出された微小液滴Ｆｂは、厳密には、その重量と重力場に対応して反Ｚ矢印方向に加速される、あるいはその空気抵抗等に対応して反Ｘ矢印方向に減速される。しかし、本実施形態では、ノズルＮ（吐出）から裏面２ｂ（着弾）までの間の距離で受ける変量が、初速（接線速度ＶＦｘ及び鉛直速度ＶＦｚ）に対して十分小さく、微小液滴Ｆｂは、その接線速度ＶＦｘ及び鉛直速度ＶＦｚを維持した等速度の飛行に近似できるものとする。

従って、ノズルＮから吐出された微小液滴Ｆｂは、接線速度ＶＦｘと鉛直速度ＶＦｚを合成した速度で、吐出方向Ｊ１に沿って裏面２ｂまで飛行する。
吐出方向Ｊ１に沿って飛行する微小液滴Ｆｂは、やがて、搬送速度ＶＳｘでＸ矢印方向に移動する裏面２ｂに着弾する。この際、微小液滴Ｆｂは、接線速度ＶＦｘに相対する搬送速度ＶＳｘによって、その接線速度ＶＦｘが相殺されて裏面２ｂに着弾する。すなわち、基板２（セルＣ）から見て、微小液滴Ｆｂは、相対的に、反Ｚ矢印方向の鉛直速度ＶＦｚのみによって着弾する。

従って、微小液滴Ｆｂは、その接線方向（Ｘ矢印方向）の移動速度成分を相殺して裏面２ｂ（対応する黒セルＣ１）に着弾し、接線速度ＶＦｘによるＸ矢印方向の濡れ広がりや、裏面２ｂ上におけるＸ矢印方向への移動（変位）を回避する。これによって、着弾した各微小液滴Ｆｂは、それぞれ対応する黒セルＣ１内であって、その外径をセル幅Ｒａ以内に維持するようになっている。

尚、本実施形態では、裏面２ｂ上であって微小液滴Ｆｂの着弾する位置を、着弾位置Ｐｓとする。換言すれば、裏面２ｂからノズルＮまでの距離をノズル離間距離Ｈとすると、微小液滴Ｆｂは、前記ノズル相対位置ＰＮから、所定の距離（着弾偏移距離Ｌ＝Ｈ×ｔａｎθｓ）だけＸ矢印方向に偏移した位置（着弾位置Ｐｓ）に着弾する。

図５に示すように、キャリッジ２９の下側であって前記吐出ヘッド３０のＸ矢印方向側には、レーザ照射部としてのレーザヘッド３６が併設されている。図６及び図７に示すように、そのレーザヘッド３６の下面３６ａであって、前記１６個のノズルＮのＸ矢印方向には、各ノズルＮに対応する１６個の出射口３７が形成されている。

レーザヘッド３６の内部には、前記１６個の出射口３７に対応するレーザ出力手段としての半導体レーザＬＤが備えられ、半導体レーザＬＤから出射されたレーザ光Ｂ１が、コリメータ３８と集光レンズ３９を通して、反Ｚ矢印方向に沿う光軸ＡＬＤに沿って出射され、基板２の裏面２ｂの高さ位置近傍で集光するようになっている。

尚、本実施形態では、裏面２ｂ上であって集光した前記レーザ光Ｂ１の照射される位置を照射位置Ｐｅとする。また、本実施形態のレーザ光Ｂ１は、前記照射位置Ｐｅに、前記微小液滴Ｆｂの分散媒を蒸発し、その金属微粒子を焼結可能にする光エネルギーを照射する。

そして、着弾した微小液滴Ｆｂが照射位置Ｐｅに位置する時に、半導体レーザＬＤが、該半導体レーザＬＤを駆動制御するための信号（レーザ駆動電圧ＶＤＬ：図８参照）を受けると、着弾した微小液滴Ｆｂにレーザ光Ｂ１が照射され、乾燥・焼成された微小液滴Ｆｂによって、外径がセル幅Ｒａ以下のドットＤが形成される。

次に、上記のように構成した液滴吐出装置２０の電気的構成を図８に従って説明する。
図８において、移動制御手段を構成する制御部４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備え、ＲＯＭ等に格納された各種制御プログラム（例えば、識別コード作成プログラム）に従って、基板ステージ２３を移動させ、液滴吐出ヘッド３０及びレーザヘッド３６を駆動
させる。

制御部４１には、入力装置４２が接続されている。入力装置４２は、起動スイッチ、停止スイッチ等の操作スイッチを有し、各スイッチの操作による操作信号を制御部４１に出力する。

また、入力装置４２は、予め飛行観測システム等によって計測した前記接線速度ＶＦｘに相対する搬送速度ＶＳｘを、既定形成式の速度データＩａとして制御部４１に出力する。さらにまた、入力装置４２は、基板２の製品番号やロット番号等の識別データを公知の方法で２次元コード化した識別コード１０の画像を既定形式の描画データＩｂとして制御部４１に出力する。

制御部４１は、入力装置４２の出力する速度データＩａを受けて、その速度データＩａをＲＯＭに格納する。また、制御部４１は、入力装置４２の出力する描画データＩｂを受けて、基板２に識別コード１０を作成するためのビットマップデータＢＭＤ、前記圧電素子駆動電圧ＶＤＰ及び前記レーザ駆動電圧ＶＤＬを生成する。

詳述すると、制御部４１は、描画データＩｂに所定の展開処理を施し、二次元描画平面（コード形成領域Ｓ）上における各セルＣに、微小液滴Ｆｂを吐出するか否かを示すビットマップデータＢＭＤを生成してＲＡＭに格納する。このビットマップデータＢＭＤは、前記セルＣに対応した１６×１６ビットのデータであり、各ビットの値（０あるいは１）に応じて、前記圧電素子ＰＺのオンあるいはオフ（微小液滴Ｆｂを吐出するか否か）を規定するものである。

また、制御部４１は、前記描画データＩｂに、前記ビットマップデータＢＭＤの展開処理と異なる展開処理を施し、対応する前記ビットの値が１となる圧電素子ＰＺに、共通に印加する前記圧電素子駆動電圧ＶＤＰと、対応する前記ビットの値が１となる各半導体レーザＬＤに、共通に印加する前記レーザ駆動電圧ＶＤＬをそれぞれ生成する。

制御部４１は、Ｘ軸モータ駆動回路４３が接続されて、Ｘ軸モータ駆動回路４３にＸ軸モータ駆動制御信号を出力するようになっている。Ｘ軸モータ駆動回路４３は、制御部４１からのＸ軸モータ駆動制御信号に応答して、前記基板ステージ２３を往復移動させるＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させるようになっている。そして、例えば、Ｘ軸モータＭＸを正転させると、基板ステージ２３は、搬送速度ＶＳｘでＸ矢印方向に移動し、逆転させると基板ステージ２３は、搬送速度ＶＳｘで反Ｘ矢印方向に移動するようになっている。

制御部４１は、Ｙ軸モータ駆動回路４４が接続されて、Ｙ軸モータ駆動回路４４にＹ軸モータ駆動制御信号を出力するようになっている。Ｙ軸モータ駆動回路４４は、制御部４１からのＹ軸モータ駆動制御信号に応答して、前記キャリッジ２９を往復移動させるＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させるようになっている。例えば、Ｙ軸モータＭＹを正転させると、キャリッジ２９はＹ矢印方向に移動し、逆転させるとキャリッジ２９は反Ｙ矢印方向に移動する。

制御部４１には、基板検出装置４５が接続されている。基板検出装置４５は、基板２の端縁を検出可能な撮像機能等を備え、制御部４１によってノズルＮの直下を通過する基板２の位置を算出する際に利用される。

制御部４１には、Ｘ軸モータ回転検出器４６が接続されて、Ｘ軸モータ回転検出器４６からの検出信号が入力される。制御部４１は、Ｘ軸モータ回転検出器４６からの検出信号に基づいて、Ｘ軸モータＭＸの回転方向及び回転量を検出し、吐出ヘッド３０に対する基
板２のＸ矢印方向の移動方向及び移動量を演算する。

そして、制御部４１は、セルＣの中心位置（例えば、図７における１列目の黒セルＣ１１の中心位置）が、対応するノズルＮの直下に位置する、すなわちノズル相対位置ＰＮに位置するタイミングで、後述する吐出ヘッド駆動回路４８及びレーザ駆動回路４９に、吐出タイミング信号ＳＧを出力する。

制御部４１には、Ｙ軸モータ回転検出器４７が接続されて、Ｙ軸モータ回転検出器４７からの検出信号が入力される。制御部４１は、Ｙ軸モータ回転検出器４７からの検出信号に基づいて、Ｙ軸モータＭＹの回転方向及び回転量を検出し、液滴吐出ヘッド３０に対する基板２のＹ矢印方向の移動方向及び移動量を演算する。

制御部４１は、吐出ヘッド駆動回路４８が接続されている。制御部４１は、所定のクロック信号に同期させた前記ビットマップデータＢＭＤを、圧電素子選択信号ＳＳＰとして、吐出ヘッド駆動回路４８に、順次シリアル転送するようになっている。また、制御部４１は、吐出ヘッド駆動回路４８に、前記圧電素子駆動電圧ＶＤＰを出力するようになっている。吐出ヘッド駆動回路４８は、制御部４１からの圧電素子選択信号ＳＳＰを受けて、その圧電素子選択信号ＳＳＰを各圧電素子ＰＺ（ＰＺ１〜ＰＺ１６）に対応させてシリアル／パラレル変換する。

そして、吐出ヘッド駆動回路４８は、制御部４１からの前記吐出タイミング信号ＳＧを受けると、圧電素子選択信号ＳＳＰに応じた圧電素子ＰＺに、共通の圧電素子駆動電圧ＶＤＰを供給する。すなわち、吐出ヘッド駆動回路４８は、セルＣの中心位置がノズル相対位置ＰＮに位置するタイミングで、圧電素子選択信号ＳＳＰに対応したノズルＮから、吐出方向Ｊ１に沿って微小液滴Ｆｂを吐出させる。

制御部４１は、レーザ駆動回路４９が接続されている。制御部４１は、所定のクロック信号に同期させた前記ビットマップデータＢＭＤを、レーザ選択信号ＳＳＬとして、レーザ駆動回路４９に、順次シリアル転送するようになっている。また、制御部４１は、レーザ駆動回路４９に、前記レーザ駆動電圧ＶＤＬを出力するようになっている。レーザ駆動回路４９は、制御部４１からのレーザ選択信号ＳＳＬを受けて、そのレーザ選択信号ＳＳＬを各半導体レーザＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ１６）に対応させてシリアル／パラレル変換する。

そして、レーザ駆動回路４９は、制御部４１からの前記吐出タイミング信号ＳＧを受けると、ノズル相対位置ＰＮに位置した黒セルＣ１の中心位置が照射位置Ｐｅに到達するまでの所定の時間（待機時間）だけ待機する。そして、レーザ駆動回路４９は、待機時間が経過した時に、レーザ選択信号ＳＳＬに応じた半導体レーザＬＤに、共通のレーザ駆動電圧ＶＤＬを供給する。すなわち、レーザ駆動回路４９は、着弾した微小液滴Ｆｂが照射位置Ｐｅに位置するタイミングで、圧電素子選択信号ＳＳＰに対応した出射口３７から、レーザ光Ｂ１を出射させる。

次に、液滴吐出装置２０を使って識別コード１０を形成する方法について説明する。
まず、図５に示すように、往動位置に位置する基板ステージ２３上に、基板２を、その裏面２ｂが上側になるように配置固定する。このとき、基板２のＸ矢印方向側の辺は、案内部材２６より反Ｘ矢印方向側に配置されている。

この状態から、入力装置４２を操作して速度データＩａ及び描画データＩｂを制御部４１に入力する。すると、制御部４１は、速度データＩａをＲＡＭに格納し、描画データＩｂに基づくビットマップデータＢＭＤを生成する。加えて、制御部４１は、圧電素子を駆
動するための前記圧電素子駆動電圧ＶＤＰと半導体レーザＬＤを駆動するための前記レーザ駆動電圧ＶＤＬを生成する。

続いて、制御部４１は、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御して、キャリッジ２９（吐出ヘッド３０）を往動位置からＹ矢印方向に搬送させる。そして、基板２がＸ矢印方向に移動するときに、各吐出ノズルＮ（出射口３７）の直下を、対応するセルＣが通過する位置に、キャリッジ２９をセットする。キャリッジ２９をセットすると、制御部４１は、Ｘ軸モータＭＸを駆動制御し、基板ステージ２３を介して、基板２（各セルＣ）を搬送速度ＶＳｘでＸ矢印方向に搬送する。

やがて、基板検出装置４５が基板２のＸ矢印方向側端部を検出すると、制御部４１は、Ｙ軸モータ回転検出器４７からの検出信号に基づいて、１列目のセルＣ（黒セルＣ１１：図７における破線）の中心位置が、ノズル相対位置ＰＮまで搬送されたか否か判断する。

この間、制御部４１は、吐出ヘッド駆動回路４８に、圧電素子駆動電圧ＶＤＰと圧電素子選択信号ＳＳＰを出力し、レーザ駆動回路４９に、レーザ駆動電圧ＶＤＬとレーザ選択信号ＳＳＬを出力する。そして、制御部４１は、これら吐出ヘッド駆動回路４８及びレーザ駆動回路４９に、吐出タイミング信号ＳＧを出力するタイミングを待つ。

そして、図７に示すように、１列目の黒セルＣ１１の中心位置が、ノズル相対位置ＰＮに搬送されると、制御部４１は、基板２を搬送速度ＶＳｘでＸ矢印方向に移動させながら、吐出ヘッド駆動回路４８とレーザ駆動回路４９に吐出タイミング信号ＳＧを出力する。

吐出ヘッド駆動回路４８は、制御部４１からの吐出タイミング信号ＳＧを受けて、圧電素子選択信号ＳＳＰに応じた圧電素子ＰＺに、共通の圧電素子駆動電圧ＶＤＰを供給する。すなわち、圧電素子選択信号ＳＳＰに対応したノズルＮから、一斉に微小液滴Ｆｂを吐出させる。吐出された微小液滴Ｆｂは、対応するノズルＮから、接線速度ＶＦｘと鉛直速度ＶＦｚを合成した速度で、吐出方向Ｊ１に沿って飛行する。

そして、１列目の黒セルＣ１１の中心位置が、前記着弾偏移距離Ｌだけ移動して前記着弾位置Ｐｓに搬送されると、対応するノズルＮから吐出された微小液滴Ｆｂが、一斉に１列目の黒セルＣ１１に着弾する。

この際、微小液滴Ｆｂは、接線速度ＶＦｘに相対する基板２の搬送速度ＶＳｘによって、その接線速度ＶＦｘが相殺されて、１列目の黒セルＣ１１に着弾する。すなわち、微小液滴Ｆｂは、１列目の黒セルＣ１１から見て、相対的に、鉛直速度ＶＦｚのみによって着弾する。着弾した微小液滴Ｆｂは、その接線速度ＶＦｘによるＸ矢印方向の濡れ広がりや、裏面２ｂ上におけるＸ矢印方向への移動（変位）を回避して、それぞれ対応する１列目の黒セルＣ１１内で、その外径をセル幅Ｒａ以内に維持するようになる。

そして、前記微小液滴Ｆｂの吐出動作から待機時間だけ経過すると、外径をセル幅Ｒａ以下にした微小液滴Ｆｂ（１列目の黒セルＣ１１の中心位置）が、照射位置Ｐｅに搬送される。

一方、レーザ駆動回路４９は、制御部４１からの吐出タイミング信号ＳＧを受け、その待機時間経過後に、レーザ選択信号ＳＳＬに応じた半導体レーザＬＤに、共通のレーザ駆動電圧ＶＤＬを供給する。すなわち、微小液滴Ｆｂが照射位置Ｐｅに位置するタイミングで、レーザ選択信号ＳＳＬに対応した半導体レーザＬＤからレーザ光Ｂ１を出射させる。

従って、前記微小液滴Ｆｂの吐出動作から待機時間だけ経過すると、照射位置Ｐｅに位
置する微小液滴Ｆｂに一斉にレーザ光Ｂ１が照射される。これによって、１行目の黒セルＣ１１に着弾した各微小液滴Ｆｂは、一斉にその分散媒が蒸発し、その金属微粒子が焼成される。そして、１列目の黒セルＣ１１に、外径をセル幅Ｒａ以下にした各ドットＤが形成される。

以後、同様に、制御部４１は、基板２を搬送速度ＶＳｘで移動させながら、各列のセルＣがノズル相対位置ＰＮに搬送されるタイミングで、対応するノズルＮから、微小液滴Ｆｂを一斉に吐出し、着弾する微小液滴Ｆｂの接線速度ＶＦｘを相殺して、外径がセル幅Ｒａ以下となるドットＤを形成する。そして、コード形成領域Ｓに形成される識別コード１０の全てドットＤが形成されると、制御部４１は、Ｙ軸モータＭＹを制御して、基板２を吐出ヘッド３０の下方位置から退出させる。

次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、吐出方向Ｊ１に沿って微小液滴Ｆｂを吐出させ、吐出した微小液滴Ｆｂが飛行している間に、その微小液滴Ｆｂの接線方向（Ｘ矢印方向）の速度成分（接線速度ＶＦｘ）に相対する速度（搬送速度ＶＳｘ）で、基板ステージ２３（黒セルＣ１）をＸ矢印方向に搬送移動させるようにした。

その結果、接線速度ＶＦｘに相対する搬送速度ＶＳｘによって、微小液滴Ｆｂの接線速度ＶＦｘを相殺させることができ、微小液滴Ｆｂの飛行方向を、黒セルＣ１から見て、相対的に、反Ｚ矢印方向に近づけることができる。従って、微小液滴Ｆｂの飛行方向を相対的に反Ｚ矢印方向に近づける分だけ、着弾した微小液滴Ｆｂの濡れ広がりや変位を、接線方向（Ｘ矢印方向）で抑制することができる。ひいては、吐出した微小液滴Ｆｂのサイズに相対したドットＤを形成することができ、ドットＤのサイズの制御性を向上することができる。

（２）上記実施形態によれば、黒セルＣ１の中心位置がノズル相対位置ＰＮに位置するタイミングで、微小液滴Ｆｂを吐出させ、吐出した微小液滴Ｆｂが着弾位置Ｐｓに着弾するタイミングで、その着弾位置Ｐｓを、黒セルＣ１が搬送速度ＶＳｘで通過するようにした。

その結果、吐出した微小液滴Ｆｂを確実に対応する黒セルＣ１に着弾させることができ、着弾した微小液滴Ｆｂの接線方向（Ｘ矢印方向）の移動速度を相殺することができる。従って、微小液滴Ｆｂの濡れ広がりや変位を、接線方向（Ｘ矢印方向）で確実に抑制することができる。

（３）上記実施形態によれば、液滴吐出ヘッド３０のＸ矢印方向にレーザヘッド３６を設け、着弾位置Ｐｓに着弾した微小液滴Ｆｂが照射位置Ｐｅに位置するタイミングで、その照射位置Ｐｅに、レーザ光Ｂ１を照射させるようにした。

従って、外径がセル幅Ｒａ以下の微小液滴Ｆｂを乾燥・焼成することができ、セルＣ（黒セルＣ１）から食み出すことのないドットＤを確実に形成することができる。
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。

○上記実施形態では、基板ステージ２３の搬送速度ＶＳｘによって、微小液滴Ｆｂの接線速度ＶＦｘを相殺するようにした。これに限らず、例えば、キャリッジ２９を反Ｘ矢印方向に移動可能にして、その反Ｘ矢印方向の移動速度によって、接線速度ＶＦｘを相殺するようにしてもよく、液滴吐出ヘッド３０（ノズルＮ）と基板ステージ２３（基板２）の相対移動によって、接線速度ＶＦｘを相殺する構成であればよい。

○上記実施形態では、ノズル形成面３１ａ（液滴吐出ヘッド３０）の吐出角θｓの傾斜によって、微小液滴Ｆｂが、吐出方向Ｊ１（接線速度ＶＦｘ）で吐出される構成にした。これに限らず、例えば、ノズル形成面３１ａを裏面２ｂに対して平行に配設し、ノズルＮの形成方向を、ノズル形成面３１ａの法線方向に対して吐出角θｓだけ傾斜させる構成であってもよく、吐出した微小液滴Ｆｂが、接線速度ＶＦｘを有する構成であればよい。

○上記実施形態では、吐出方向Ｊ１（着弾位置Ｐｓ）が、微小液滴Ｆｂに対する重力場や空気抵抗に影響されない構成にして、搬送速度ＶＳｘ、微小液滴Ｆｂを吐出するタイミング及びレーザ光Ｂ１を照射するタイミングを設定した。これに限らず、例えば、超高速度カメラ等による飛行観測システムによって、微小液滴Ｆｂの飛行状態（例えば、接線速度ＶＦｘ、鉛直速度ＶＦｚ、吐出方向Ｊ１及び着弾位置Ｐｓ）を計測し、その計測結果に基づいて、上記する搬送速度ＶＳｘ、微小液滴Ｆｂを吐出するタイミング及びレーザ光Ｂ１を照射するタイミングを設定する構成にしてもよい。

○上記実施形態では、搬送速度ＶＳｘを、接線速度ＶＦｘに相対した値で構成にした。これに限らず、例えば、搬送速度ＶＳｘが接線速度ＶＦｘよりも小さい値であってもよく、微小液滴Ｆｂの接線速度ＶＦｘを相殺する速度であればよい。

○上記実施形態では、レーザ出力手段を半導体レーザＬＤで具体化したが、これに限らず、例えばＣＯ_２レーザやＹＡＧレーザであってもよく、着弾した微小液滴Ｆｂを、黒セルＣ１内に定着可能なレーザであればよい。

○上記実施形態では、ノズルＮの数量分だけ半導体レーザＬＤを設ける構成にしたが、これに限らず、レーザ光源から出射された単一のレーザ光Ｂ１を、回折素子等の分岐素子によって１６分割する光学系によって構成してもよい。

○上記実施形態では、ドットＤを半円球状に具体化したが、その形状は限定されるものではなく、例えば、その平面形状が楕円形のドットであったり、バーコードを構成するバーのように線状であったりしてもよい。

○上記実施形態では、パターンを識別コード１０のドットＤに具体化した。これに限らず、例えば、吐出した微小液滴Ｆｂによって形成する絶縁膜や金属配線のパターンに具体化してもよい。この場合にも、吐出した液滴を所望の着弾位置に定着させ、その濡れ広がりを抑制し、パターンサイズの制御性を向上することができる。

○上記実施形態では、基板を透明ガラス基板２に具体化したが、これに限らず、例えばシリコン基板やフレキシブル基板、あるいは金属基板等であってもよい。
○上記実施形態では、ドットＤ（識別コード１０）を液晶表示モジュール１に適用した。これに限らず、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置の表示モジュールであってもよく、あるいは平面状の電子放出素子を備え、同素子から放出された電子による蛍光物質の発光を利用した電界効果型装置（ＦＥＤやＳＥＤ等）を備えた表示モジュールであってもよい。

液晶表示装置の液晶表示モジュールの正面図。 第１実施形態における液晶表示モジュールの裏面に形成された識別コードの正面図。 同じく、識別コードの側面図。 同じく、識別コードの構成を説明するための説明図。 同じく、液滴吐出装置の要部斜視図。 同じく、液滴吐出ヘッドを説明するための斜視図。 同じく、液滴吐出ヘッドを説明するための概略断面図。 同じく、液滴吐出装置の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。

符号の説明

２…基板としての透明ガラス基板、２０…液滴吐出装置、２３…基板ステージ、３０…液滴吐出ヘッド、４１…移動制御手段を構成する制御部、４３…移動制御手段を構成するＸ軸モータ駆動回路、４９…レーザ駆動制御手段を構成するレーザ駆動回路、Ｂ１…レーザ光、Ｄ…パターンとしてのドット、ＬＤ…レーザ出力手段としての半導体レーザ、ＶＦｘ…接線速度。

Claims (7)

1. 基板ステージに載置された基板に向かって液滴吐出ヘッドから液滴を吐出するようにした液滴吐出方法において、
   前記基板の接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に、前記基板ステージと前記液滴吐出ヘッドを相対移動するようにしたことを特徴とする液滴吐出方法。
2. 請求項１に記載の液滴吐出方法において、
   着弾した前記液滴の前記接線方向と平行な移動速度成分を相殺するように、前記ステージと前記液滴吐出ヘッドとが相対移動するようにしたことを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項１又は２に記載の液滴吐出方法において、
   前記液滴吐出ヘッドから前記基板の法線方向に対して傾斜した方向に前記液滴を吐出し、前記接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に前記基板ステージを移動するようにしたことを特徴とする液滴吐出方法。
4. 基板ステージに載置された基板に向かって液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、
   前記基板の接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に、前記基板ステージと前記液滴吐出ヘッドとを相対移動する移動制御手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項４に記載の液滴吐出装置において、
   前記移動制御手段は、着弾した前記液滴の前記接線方向と平行な移動速度成分を相殺するように、前記ステージと前記液滴吐出ヘッドとを相対移動することを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項４又は５に記載の液滴吐出装置において、
   前記液滴吐出ヘッドは、前記基板の法線方向に対して傾斜した方向に前記液滴を吐出し、
   前記移動制御手段は、前記接線方向と平行な前記液滴の飛行速度成分を相殺する方向に前記基板ステージを移動することを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記基板に着弾した液滴の領域に、前記液滴を定着させるためのレーザ光を出力するレーザ出力手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

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