JP2006272293A - パターン形成方法及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吐出不良ノズルを有する吐出ヘッドを有効利用することができるドットパターン形成方法及び液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 液滴吐出装置１１が備える制御装置４０は、吐出ヘッドが有するノズルのうち、吐出正常ノズルのノズル配置データＩｎａを取得し、識別コードを形成する際に必要ノズル配置とノズル配置データＩｎａとを比較して、使用ノズル配置データＩａを生成する。また、液滴をノズルから吐出するためのビットマップデータＢＭＤをＲＡＭ４４に格納し、決定した使用ノズルの配置に合わせてビットマップデータＢＭＤを変換する。そして、変換したビットマップデータＢＭＤに基づき、吐出ヘッドの使用ノズルから液滴を基板に吐出し、液滴内の金属微粒子を基板に定着させて識別コードを描画する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、パターン形成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、単に基板と言う。）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、例えば、データセル内のドットの有無によって、ドットパターンを形成し、識別情報を示している。

このような識別コードの形成方法には、金属箔にレーザ光を照射することにより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に噴射することによりコードパターンを刻印するウォータジェット法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

しかし、上記したレーザスパッタ法では、所望のサイズのコードパターンを得るために、金属箔と基板との間隙を、数〜数十μｍに調整しなければならない。つまり、基板及び金属箔の表面に対して非常に高い平坦性が要求されるため、識別コードを形成する基板が制限されて、その汎用性を損なう問題がある。また、ウォータジェット法では、基板の刻印時に、水や塵埃、研磨材が飛散するため、基板を汚染する問題がある。

近年、こうした生産上の問題を解消する識別コードの形成方法として、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、画像の印刷の他、上記した電気光学装置の画素の製造方法としても用いられている。識別コードをインクジェット法によって形成する際には、金属微粒子を含む微小液滴を、液体吐出ヘッドのノズルから吐出し、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る。
特開平１１−７７３４０号公報 特開２００３−１２７５３７号公報

ところが、識別コードは、例えば、十数個のドットからなる複数の列及び行から構成され、識別コードを形成する際には、液体吐出ヘッドのノズルのうち、約十数個しか使用しない。しかし、電気光学装置の製造工程で使用される液体吐出ヘッドは、画素等を形成するヘッドが最も汎用性があり、通常１８０個等、識別コードを形成する際に使用するノズル数以上のノズルを有している。このため、汎用性のある吐出ヘッドを用いると、識別コード専用の吐出ヘッドを製造する必要がない利点を有するものの、使用しないノズルが多く、非効率的である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吐出不良ノズルを有する吐出ヘッドを有効利用することができるドットパターン形成方法及び液滴吐出装置を提供することにある。

本発明は、複数のノズルを有し、液状体を前記ノズルから吐出する吐出ヘッドを備えた
液滴吐出装置により、基板にドットパターンを形成するパターン形成方法において、前記吐出ヘッドの前記ノズルのうち、吐出正常ノズルのノズル配置情報を取得する工程と、前記吐出ヘッドのノズル全数よりも少ない数の前記ノズルを使用して、前記ドットパターンを形成するための必要ノズル配置と前記ノズル配置情報とを比較し、使用ノズルを決定する工程と、前記液状体を前記各ノズルから吐出して前記ドットパターンを形成するための吐出データを吐出データ格納手段に格納する工程と、決定した前記使用ノズルの配置に合わせて前記吐出データを変換する工程と、変換した前記吐出データに基づき、前記吐出ヘッドの前記使用ノズルから前記液状体を前記基板に吐出する工程と、前記基板上の前記液状体を定着させる工程とを有する。

これによれば、吐出ヘッドのノズルのうち、液状体を正常に吐出する吐出正常ノズルの配置情報を取得する。また、必要ノズル配置及びノズル配置情報に基づき、使用するノズルを決定する。さらに、決定したノズルの配置に合わせて吐出データを変換し、変換したデータに基づき、使用ノズルから液状体を吐出する。このため、吐出ヘッドが吐出不良ノズルを有していても、必要ノズル配置に合わせて使用ノズルを決定し、液状体を吐出することができる。このため、吐出不良ノズルを有する吐出ヘッドを有効利用することができる。

本発明の液滴吐出装置は、複数のノズルを有し、液状体を前記ノズルから吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの前記ノズルのうち、吐出正常ノズルのノズル配置情報を取得する配置情報取得手段と、前記吐出ヘッドのノズル全数よりも少ない数の前記ノズルを用いて描画を行うための必要ノズル配置と前記ノズル配置情報とを比較して、使用ノズルを決定するノズル決定手段と、前記液状体を前記各ノズルから吐出するための吐出データを格納する吐出データ格納手段と、決定した使用ノズル配置に合わせて前記吐出データを変換する変換手段と、変換した前記吐出データに基づき、前記吐出ヘッドの前記使用ノズルから前記液状体を吐出する吐出駆動手段とを備えた。

これによれば、液滴吐出装置は、配置情報取得手段によって吐出ヘッドのノズルのうち、液状体を正常に吐出する吐出正常ノズルの配置情報を取得する。そして、ノズル決定手段によって、必要ノズル配置及びノズル配置情報に基づき、使用するノズルを決定する。さらに、変換手段によって決定したノズルの配置に合わせて吐出データを変換し、変換したデータに基づき、吐出駆動手段により使用ノズルから液状体を吐出する。このため、吐出ヘッドが吐出不良ノズルを有していても、必要ノズル配置に合わせて使用ノズルを決定し、液状体を吐出することができる。このため、吐出不良ノズルを有する吐出ヘッドを有効利用することができる。

この液滴吐出装置において、前記使用ノズルの位置に基づいて、前記吐出ヘッドの吐出初期位置を設定する初期位置設定手段をさらに備えた。
これによれば、液滴吐出装置の備える初期位置設定手段により、使用ノズルの位置に基づいて、吐出ヘッドの初期位置が設定されるので、所望の位置に描画を行うことができる。

この液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドの不要ノズルを閉塞する閉塞手段と、前記吐出ヘッドの前記各ノズルのうち、前記閉塞手段により閉塞されていない前記使用ノズルから前記液状体を吸引する吸引手段とを備えた。

これによれば、閉塞手段によって吐出ヘッドの不要ノズルは閉塞されるため、吸引手段は必要ノズルからのみ液状体を吸引する。このため、吸引工程による、液状体の消費量を抑制することができる。

この液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドの前記使用ノズルのみを密閉し、前記使用ノズルから前記液状体を吸引する吸引手段を備えた。
これによれば、吸引手段によって吐出ヘッドの使用ノズルのみから液状体が吸引される。このため、吸引工程による、液状体の消費量を抑制することができる。

この液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドの前記使用ノズルから、基板に前記液状体を吐出して、前記基板に識別コードを描画する。
これによれば、液滴吐出装置は、基板に識別コードを描画する。即ち、識別コードが描画される際には、比較的少ないノズル数のみ使用されるので、吐出ヘッドに吐出不良ノズルがあっても、その吐出ヘッドの使用できるノズルのみで識別コードを描画できる。このため、特に効果を発揮できる。

以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図１２に従って説明する。まず、本発明の液滴吐出装置を用い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、液晶表示モジュール１の正面図、図２は液晶表示モジュール１の裏面に形成された識別コード１０の正面図である。

図１に示すように、液晶表示モジュール１は、光透過性を有する透明ガラス基板（以下、単に基板２と言う）を備えている。基板２の表面２ａ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。また、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。液晶表示モジュール１は、走査線駆動回路４が供給する走査信号と、データ線駆動回路５が供給するデータ信号とに基づいて液晶分子の配向状態を制御し、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することによって、表示部３に所望の画像を表示するようになっている。

また、基板２の裏面２ｂの右隅には、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、パターン形成領域Ｓ内に形成された複数のドットＤから構成されている。

本実施形態では、パターン形成領域Ｓは、１．１２ｍｍ角の正方形に区画された領域である。このパターン形成領域Ｓは、１６行×１６列からなる２５６個のデータセル（以下、単にセルＣと言う）に均等に仮想分割され、各セルＣは、一辺の長さが７０μｍの正方形になっている。そして、１６行×１６列のセルＣに選択的にドットＤが描画されることにより、ドットパターンが形成される。このドットパターンは、液晶表示モジュール１のロット番号、製品番号を示す識別コードになっている。

次に、識別コード１０をインクジェット法によって形成する、液滴吐出装置１１について図３に従って説明する。液滴吐出装置１１は、略直方体形状の基台１２を備えている。基台１２には、１対の案内溝１３が形成されている。以下、この案内溝１３が延びる方向を、Ｙ矢印方向とし、同Ｙ矢印方向と直交する方向をＸ矢印方向とする。

基台１２の上には、基板ステージ１４が取り付けられている。基板ステージ１４は、基台１２の案内溝１３に対応する駆動機構を備えている。この駆動機構は、Ｙ矢印方向に延びるネジ軸と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備え、ネジ軸は、ステッピングモータからなるＹ軸モータＭＹ（図１０参照）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がＹ軸モータＭＹに入力されると、Ｙ軸モータＭＹが正転又は逆転して、基板ステージ１４は、入力された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ようになっている。

基板ステージ１４の上面は、載置面１５となっている。載置面１５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。この載置面１５には、マザー基板６が、パターン形成領域Ｓが設けられた裏面６ｂ（裏面２ｂ）を上側にして配置される。尚、マザー基板６は、９枚分の基板２を形成するためのガラス透明基板であって、マザー基板６を３行×３列に等分割することにより、９枚の基板２が形成される。このため、マザー基板６の裏面６ｂの９箇所に、識別コード１０を形成するためのパターン形成領域Ｓが設定されている。そして、このマザー基板６は、基板チャック機構によって、載置面１５の所定の位置に個定される。

基台１２の両側には、１対の支持台１６ａ，１６ｂが立設されている。これらの支持台１６ａ，１６ｂには、Ｘ矢印方向に延びる案内部材１７が架設されている。案内部材１７は、基台１２の幅（Ｘ矢印方向の長さ）よりも長く形成され、その一端が支持台１６ａ側に張り出すように配置されている。

案内部材１７の側面には、Ｘ矢印方向に延びる上下一対の案内レール１８が突設されている。この案内レール１８には、その案内レール１８に対応する図示しない直動機構を備えたキャリッジ１９が取り付けられている。キャリッジ１９の直動機構は、Ｘ矢印方向に延びるネジ軸と、ネジ軸に螺合するボールナットとを備え、ネジ軸は、Ｘ軸モータＭＸに（図１０参照）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Ｘ軸モータＭＸに入力すると、Ｘ軸モータＭＸが正転又は逆転して、キャリッジ１９がステップ数に相当する分だけＸ矢印方向に沿って往動又は復動する。

キャリッジ１９の下面には、吐出ヘッド２０が設けられている。吐出ヘッド２０は、図４に示すように、その下面にノズルプレート２１を備えている。また、図５に示すように、ノズルプレート２１には、１８０個のノズルＮが一列に形成されている。尚、便宜上、各ノズルＮは実際の径よりも大きく図示している。また、各ノズルＮに対して、図５中最上端（最もＸ矢印側）から下側（反Ｘ矢印側）に向って、ノズルＮ１，ノズルＮ２、ノズルＮ３、・・・ノズルＮ１８０のようにノズル番号を付与している。これらのノズルＮからなるノズル列ＮＬは、Ｘ矢印方向と平行に形成されている。

また、吐出ヘッド２０は、各ノズルＮにそれぞれ対応する貯留室（図示せず）と、圧電素子ＰＺと（図１０参照）を備えている。貯留室は、吐出ヘッド２０に供給された、液状体としての液体を一時貯留するようになっている。液体は、親液性を有する分散媒と、例えばニッケル微粒子等の金属微粒子とから構成されている。そして、圧電素子ＰＺが駆動信号を受信すると、圧電素子の変形により、貯留室内の液体が、図４に示すような、液状体としての微小液滴Ｄ１となって、基板ステージ１４上のマザー基板６に吐出される。微小液滴Ｄ１は、マザー基板６に着弾すると、半球状の液状体としての液滴Ｄ２となる。

また、図３に示すように、案内部材１７の上側には、収容タンク２２が配設され、その収容タンク２２には、液体が収容されている。収容タンク２２には、キャリッジ１９に液体を供給する供給機構が連結されている。また、キャリッジ１９は、吐出ヘッド２０に液体を供給する。

また、図４に示すように、吐出ヘッド２０の側部には、レーザヘッド２３が併設されている。レーザヘッド２３は、吐出ヘッド２０よりもＹ矢印方向側に併設されている。レーザヘッド２３の下面であって、ノズルＮのＹ矢印方向には、各ノズルＮに対応する１８０個の出射口２４が列設されている。また、レーザヘッド２３は、各出射口２４にそれぞれ対応する半導体レーザＬＤを内蔵している。そして、半導体レーザＬＤが制御信号を受信すると、マザー基板６に着弾した液滴Ｄ２の分散媒を乾燥可能にする波長（例えば、８００ｎｍ）のレーザ光Ｂが出射口２４に向って出射される。

また、レーザヘッド２３は、半導体レーザＬＤよりも下方に、コリメータＣＬ及び集光レンズＧＬを備え、半導体レーザＬＤの出射したレーザ光Ｂを集光して、液滴Ｄ２の着弾位置にスポット照射する。即ち、吐出ヘッド２０から微小液滴Ｄ１を吐出し、マザー基板６のパターン形成領域Ｓに液滴Ｄ２を付着させた後、基板ステージ１４がＹ矢印方向に所定量だけ移動すると、液滴Ｄ２がレーザ光Ｂの照射位置内に配置される。そして、レーザヘッド２３からレーザ光Ｂが出射されると、液滴Ｄ２にレーザ光Ｂが照射され、液滴Ｄ２の分散媒が蒸発する。

さらに、案内部材１７の図３中左端の下方には、吸引手段としてのメンテナンス装置２５が設けられている。メンテナンス装置２５は、駆動源であるメンテナンスモータＭＺ及びメンテナンス機構２６（図１０参照）を備えている。メンテナンス機構２６は、図６に示すキャップ２７と吸引ポンプ２８（図１０参照）を備えている。メンテナンス機構２６は、図３中実線で示すキャリッジ１９のように、案内部材１７の左端に移動した際に、図６に示すようにキャップ２７を吐出ヘッド２０の下面に当接する位置まで上昇させる。これにより、吐出ヘッド２０の下面がキャップ２７により密閉される。この状態で、吸引ポンプ２８が駆動すると、吐出ヘッド２０の開放された各ノズルＮ内から、キャップ２７を介して液体が吸引される。その結果、粘度の上昇した液体、塵埃、気泡等がキャップ２７を介して排出され、各ノズルＮの目詰まりが防止されるようになっている。

次に、液滴吐出装置１１の吐出ヘッド２０を検査する検査装置３０について説明する。図７は、検査装置３０を側方からみた模式図、図８は検査工程を説明する説明図である。図７に示すように、検査装置３０は、搬送台３１を備えている。搬送台３１は、図示しない駆動機構を備え、図７中Ｙ１矢印方向に沿って往動及び復動するようになっている。また、搬送台３１は、その上面に、検査用フィルム３２を搭載し、図７中Ｙ１矢印方向に検査用フィルム３２を搬送する。また、検査用フィルム３２には、図８に示すような１８０個の検査用セル３４が仮想的に設けられ、各検査用セル３４はＸ１矢印方向に沿って一列に並んでいる。

また、図７に示すように、搬送台３１の上方には、ヘッド固定部３３が配置されている。ヘッド固定部３３は、検査対象の吐出ヘッド２０を装着可能に搭載している。ヘッド固定部３３に搭載された吐出ヘッド２０は、各ノズルＮから、各ノズルＮに対峙する、検査用フィルム３２の検査用セル３４に対して微小液滴Ｄ１をそれぞれ吐出する。吐出された微小液滴Ｄ１は、各検査用セル３４に着弾して、半球状の液滴Ｄ２となる。即ち、１８０個全てのノズルＮに目詰まりが生じていない場合（全てのノズルＮが吐出正常ノズルである場合）には、１８０個の所定の形状の液滴Ｄ２が各検査用セル３４内に付着する。

また、図７に示すように、ヘッド固定部３３よりもＹ１矢印方向側であって、搬送台３１よりも上方には、検出部３５が設けられている。検出部３５は、ＣＣＤ撮像素子３６（図１０参照）及び図示しない光学機構を備え、検出部３５の直下まで移動した検査用フィルム３２上の液滴Ｄ２を撮像する。また、検出部３５は、検査用制御部３７（図１０参照）を備え、撮像データに基づき、液滴Ｄ２と検査用フィルム３２との輝度の差異等により、液滴Ｄ２の有無を検出する。

例えば、図８に示す吐出ヘッド２０の上端から３番目のノズルＮ３に目詰まりが生じている場合には、上端から３番目の検査用セル３４には液滴Ｄ２が着弾していない。或いは、３番目の検査用セル３４には、外径が小さい液滴Ｄ２等、所定の形状を満たさない液滴Ｄ２が付着している。このとき、検査用制御部３７は、各検査用セル３４を撮像した撮像データに基づき、３番目の検査用セル３４に所定の形状の液滴Ｄ２が付着していないと判断して、吐出ヘッド２０の３番目のノズルＮ３に吐出不良が生じていると判断する。そし
て、３番目のノズルＮ３以外のノズルＮが吐出正常であることを示すノズル配置データＩｎａ（図１０参照）を作成する。

また、検査装置３０は、出力部３８（図１０参照）を備えている。出力部３８は、検査結果を反映した、使用するノズルＮの配置を表示する。具体的には、検査用制御部３７は、吐出不良の生じていない、吐出正常のノズルＮの位置を示すノズル配置データＩｎａを、液滴吐出装置１１の制御装置４０（図１０参照）に送信する。制御装置４０は、受信したノズル配置データＩｎａに基づき、識別コード１０を形成するために使用する、連続する１６個のノズルＮを決定する。そして、その連続する１６個のノズルＮの配置を示す、使用ノズル配置データＩａ（図１０参照）を検査装置３０に送信する。使用ノズル配置データＩａを受信した検査用制御部３７は、使用するノズルＮの配置を出力部３８に表示する。

ユーザは、出力部３８の検出結果を確認して、使用するノズルＮ以外のノズルＮ（不要ノズル）を、閉塞手段としてのポリイミドテープによって閉塞する。例えば、出力部３８に、使用するノズルＮが４番目のノズルＮ４〜Ｎ１９番目のノズルＮ１９であることが表示された場合には、図９に示すように１〜３番目のノズルＮ１〜Ｎ３をポリイミドテープＰＴで閉塞する。また、図９に示すように２０番目のノズルＮ２０〜１８０番目のノズルＮ１８０をポリイミドテープＰＴで閉塞する。

次に、液滴吐出装置１１の電気的構成を図１０に従って説明する。液滴吐出装置１１は、制御装置４０を備え、制御装置４０は、外部コンピュータ等の入力装置４１及び検査装置３０から各種データを受信するＩ／Ｆ部４２と、ＣＰＵ等からなり、配置情報取得手段、ノズル決定手段、変換手段、吐出駆動手段及び初期位置設定手段としての制御部４３とを備えている。さらに、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなる吐出データ格納手段としてのＲＡＭ４４、使用ノズル決定プログラム、コード作成プログラム、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ４５を備えている。

Ｉ／Ｆ部４２は、検査装置３０から、上記したノズル配置データＩｎａを受信する。ノズル配置データＩｎａは、１８０個のノズルＮのうち、微小液滴Ｄ１の吐出を正常に行うことができるノズルＮ（吐出正常ノズル）の位置を示すデータである。制御部４３は、このノズル配置データＩｎａを使用して、正常に吐出するノズルＮの位置（ノズル番号）と、吐出不良のノズルＮの位置（ノズル番号）とが判別できるようになっている。

制御部４３は、ＲＯＭ４５に格納された使用ノズル決定プログラムに基づいて、ノズル配置データＩｎａを使用して、使用ノズル配置データＩａを作成する。使用ノズル決定プログラムには、識別コード１０を形成するために使用するノズルの配置（必要ノズル配置）が設定され、本実施形態では必要ノズル配置として、１列に配置された、１６個の連続するノズル群が設定されている。例えば、制御部４３は、使用ノズル決定プログラムに従って、１８０個のノズルＮのうち、ノズル番号が小さい方から、連続する１６個の使用ノズル群を選択する。このノズル群の中には、吐出不良の生じたノズルＮは含まれていない。例えば、図８に示すように、３番目のノズルＮ３に吐出不良が生じ、４番目から１８０番目までのノズルＮ４〜Ｎ１８０に、吐出不良が生じていない場合には、ノズル番号の小さい４番目から１９番目のノズルＮからなる使用ノズル群Ｇを選択する。そして、この使用ノズル群Ｇの配置を示すデータを、使用ノズル配置データＩａとしてＲＡＭ４４に格納する。

また、上記したように、制御部４３は、生成した使用ノズル配置データＩａを検査装置３０に送信する。検査装置３０の検査用制御部３７は、使用ノズル配置データＩａに基づいて、出力部３８に、使用するノズルＮの配置を表示する。

また、Ｉ／Ｆ部４２は、入力装置４１から、基板２の製品番号やロット番号等の識別コードを公知の方法で２次元コード化した識別コードの画像を、所定の形式の描画データとして受信する。

制御部４３は、ＲＯＭ４５に格納された制御プログラムに従って、Ｉ／Ｆ部４２が受信した描画データに所定の展開処理を施して、吐出データとしてのビットマップデータＢＭＤを生成し、ＲＡＭ４４に格納する。ビットマップデータＢＭＤは、１６×１６ビットのビット長を有するドットパターンデータＤＰＤと、ダミーデータＤＭＤとから構成されている。

ドットパターンデータＤＰＤは、パターン形成領域Ｓ上における各セルＣに、微小液滴Ｄ１を吐出するか否かを示すデータであって、各ビットの値（０又は１）に応じて、吐出ヘッド２０の圧電素子ＰＺのオン又はオフを規定するものである。

ダミーデータＤＭＤは、圧電素子ＰＺをオフ状態に規定するものであり、使用するノズルＮ以外のノズルＮに対応する圧電素子ＰＺに対して設定される。
また、制御装置４０は、駆動電圧生成回路４６を備えている。制御部４３は、描画データに、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、圧電素子ＰＺに印加する駆動電圧の波形データを生成して、駆動電圧生成回路４６に出力する。駆動電圧生成回路４６は、受信した波形データを、デジタル／アナログ変換し、アナログ信号の波形信号を増幅して、駆動電圧を生成する。

また、制御装置４０は、変換手段を構成する吐出制御信号生成回路４７及びクロック信号を生成する発振回路５０を備えている。この吐出制御信号生成回路４７は、セレクタ４８及びパラレル／シリアル変換回路４９を備えている。制御部４３は、ＲＡＭ４４に格納された使用ノズル配置データＩａに基づき、選択信号Ｉｓを、クロック信号に同期させて吐出制御信号生成回路４７に送信する。具体的には、制御部４３は、例えば、使用ノズル群Ｇが、４番目〜１９番目のノズルＮ４〜Ｎ１９であるとすると、１番目〜３番目のノズルＮ１〜Ｎ３に対しては、ダミーデータＤＭＤを選択するための選択信号Ｉｓを生成する。また、４番目〜１９番目のノズルＮ４〜Ｎ１９に対しては、ドットパターンデータＤＰＤを選択するための選択信号Ｉｓを生成する。さらに、２０番目〜１８０番目のノズルＮ２０〜１８０には、ダミーデータＤＭＤを選択するための選択信号Ｉｓを生成する。

セレクタ４８は、制御部４３から送信された選択信号Ｉｓに基づいて、ビットマップデータＢＭＤのドットパターンデータＤＰＤ及びダミーデータＤＭＤのいずれかを選択するようになっている。即ち、ダミーデータＤＭＤを選択するための選択信号Ｉｓが入力された場合には、ＲＡＭ４４内のダミーデータＤＭＤを選択する。また、ドットパターンデータＤＰＤを選択するための選択信号Ｉｓが入力された場合には、ドットパターンデータＤＰＤから１ビットずつ読出す。パラレル／シリアル変換回路４９は、クロック信号に同期させて、セレクタ４８から入力されたデータをパラレル／シリアル変換し、吐出制御信号としてＩ／Ｆ部５１に送信する。

また、制御装置４０には、Ｉ／Ｆ部５１を介して、吐出駆動手段としてのヘッド駆動回路５５、基板位置検出装置５６、Ｘ軸モータ駆動回路５７、Ｙ軸モータ駆動回路５８、メンテナンスモータ駆動回路５９及びレーザ駆動回路６０が接続されている。

ヘッド駆動回路５５は、クロック信号に同期して、制御装置４０が転送した吐出制御信号を、シリアル／パラレル変換する。そして、パラレル変換した吐出制御信号に基づき、１８０個の各圧電素子ＰＺに対応する開閉信号を生成する。さらに、ヘッド駆動回路５５
は、その開閉信号に応じて、各圧電素子ＰＺに駆動電圧を供給するか否かを制御するようになっている。

また、基板位置検出装置５６は、マザー基板６の端縁を検出し、端縁検出データを制御部４３に送信するようになっている。制御部４３は、端縁検出データを受信すると、そのデータに基づいて、マザー基板６の位置、及び各パターン形成領域Ｓの位置を算出するようになっている。

Ｘ軸モータ駆動回路５７は、制御装置４０（制御部４３）から、Ｘ軸モータ駆動信号を受信して、Ｘ軸モータＭＸを所定量だけ正転又は逆転させるようになっている。Ｘ軸モータＭＸが正転すると、キャリッジ１９がＸ矢印方向に移動し、逆転すると、反Ｘ矢印方向に移動する。

Ｙ軸モータ駆動回路５８は、制御装置４０（制御部４３）から、Ｙ軸モータ駆動信号を受信して、Ｙ軸モータＭＹを所定量だけ正転又は逆転させるようになっている。Ｙ軸モータＭＹが正転すると、基板ステージ１４がＹ矢印方向に移動し、逆転すると、反Ｙ矢印方向に移動する。

メンテナンスモータ駆動回路５９は、制御装置４０（制御部４３）から、駆動信号を受信して、ステッピングモータからなるメンテナンスモータＭＺを所定のステップ数だけ正転又は逆転させるようになっている。

レーザ駆動回路６０は、制御部４３からのレーザ出力制御信号に基づき、半導体レーザＬＤを駆動して、レーザ光を出射させるようになっている。
次に、識別コード１０の形成方法について説明する。まず、検査装置３０を用いて、吐出ヘッド２０の吐出検査を行う。

ユーザは、図７に示すように、検査装置３０のヘッド固定部３３に、検査対象の吐出ヘッド２０を取り付ける。検査装置３０の検査用制御部３７は、検査を行う吐出ヘッド２０の圧電素子ＰＺに所定の駆動波形の駆動電圧を印加する。これにより、吐出ヘッド２０の１８０個の各ノズルＮからは、微小液滴Ｄ１が吐出される。微小液滴Ｄ１は、検査用フィルム３２の検査用セル３４に着弾し、半球状の液滴Ｄ２となる。このとき、目詰まりが生じているノズルＮがある場合には、そのノズルＮに対峙する検査用セル３４には液滴Ｄ２が付着しない状態となる。又は、検査用セル３４に付着した液滴が、駆動波形に応じた液滴の径・形状を満たさない状態となる。

検査装置３０の検査用制御部３７は、１８０個の検査用セル３４を撮像して、撮像データを生成する。そして、その撮像データに基づき、各検査用セル３４内に、所定の径及び形状の液滴Ｄ２があるか否かを判断する。さらに、検査用制御部３７は、液滴Ｄ２の検出結果に基づいて、吐出不良のないノズルＮの位置を示したノズル配置データＩｎａを生成する。さらに、検査用制御部３７は、生成したノズル配置データＩｎａを、制御装置４０に送信する。

制御装置４０の制御部４３は、ノズル配置データＩｎａを受信すると、そのノズル配置データＩｎａをＲＡＭ４４に一時格納する。そして、制御部４３は、そのノズル配置データＩｎａに基づいて、使用するノズルＮを決定する。例えば、制御部４３は、吐出不良が生じていないノズルＮのうち、ノズル番号が小さい方から、連続する１６個のノズルＮを選択し、使用ノズル配置データＩａを生成する。生成した使用ノズル配置データＩａは、ＲＡＭ４４に一時格納する。また、制御部４３は、吐出不良の有無を示す検査結果及び使用ノズル配置データＩａを検査装置３０に送信する。

検査用制御部３７は、検査結果及び受信した使用ノズル配置データＩａを出力部３８に表示する。これにより、ユーザは、検査した吐出ヘッド２０に吐出不良ノズルがあるか否かを確認する。吐出不良ノズルがある場合には、その吐出ヘッド２０を識別コード１０の形成工程に使用する。この場合、ユーザは、さらに、検査した吐出ヘッド２０の使用ノズルの位置を確認する。そして、使用ノズル群Ｇ以外のノズルＮ（不要ノズル）にポリイミドテープＰＴを貼着して閉塞する。

また、吐出ヘッド２０に吐出不良が生じていない場合には、その吐出ヘッド２０は、液晶表示モジュール１の画素形成等の別の製造工程で用いる。この場合、制御装置４０は、ＲＡＭ４４に格納されたノズル配置データＩｎａ及び使用ノズル配置データＩａを削除する。

続いて、液滴吐出工程に移る。吐出不良が生じたノズルＮを有する吐出ヘッド２０は、液滴吐出装置１１のキャリッジ１９に取り付けられる。また、図３に示すように、案内部材１７よりも反Ｙ矢印方向に配置された基板ステージ１４上に、マザー基板６を裏面６ｂが上側になるように配置固定する。このとき、キャリッジ１９は、図３中２点鎖線で示すように、マザー基板６がＹ矢印方向に搬送されたとき、キャリッジ１９の直下を、マザー基板６の図３中右端（Ｘ矢印方向側）に設けられた各パターン形成領域Ｓが通過する開始位置にセットされている。

この状態から、制御装置４０は、Ｙ軸モータＭＹを正方向に回転させ、基板ステージ１４をＹ矢印方向に搬送する。やがて、基板位置検出装置５６が、マザー基板６のＹ矢印方向側の端縁を検出すると、制御装置４０は、所定量だけＹ軸モータＭＹを回転させて、右端の各パターン形成領域Ｓのうち、Ｙ矢印方向側のパターン形成領域Ｓが、吐出ヘッド２０の直下に配置されたか否かを判断する。詳述すると、制御部４３は、図１１に示すように、そのパターン形成領域Ｓの１行目のセルＣが、吐出ヘッド２０のノズル列ＮＬと対峙する位置まで搬送されたか否かを判断する。

また、１行目のセルＣが、吐出ヘッド２０のノズル列ＮＬと対峙すると、制御部４３は、使用ノズル配置データＩａに基づいてＸ軸モータＭＸを駆動する。即ち、使用ノズル群Ｇが、４番目〜１９番目のノズルＮ４〜Ｎ１９である場合には、制御部４３は、図１２に示すように、使用ノズル群Ｇの最端にある４番目のノズルＮが、パターン形成領域Ｓの左角に設けられたセルＣと対峙するようにキャリッジ１９を移動させる。このときの吐出ヘッド２０の位置は、吐出初期位置である。

この間に、制御装置４０は、ＲＯＭ４５に格納されたコード作成プログラムに従って、ＲＡＭ４４に格納したビットマップデータＢＭＤに基づく吐出制御信号と、駆動電圧生成回路４６で生成した駆動電圧をヘッド駆動回路５５に出力する。

そして、吐出ヘッド２０が吐出初期位置に配置されたと判断すると、制御装置４０は、吐出命令信号をヘッド駆動回路５５に送信する。ヘッド駆動回路５５は、制御装置４０からの吐出命令信号を受信すると、開閉信号を生成して、選択された圧電素子ＰＺに、駆動電圧を供給する。その結果、選択されたノズルＮから、微小液滴Ｄ１が一斉に吐出される。吐出された微小液滴Ｄ１は、パターン形成領域Ｓの各セルＣに着弾し、半球状の液滴Ｄ２となる。

１行分のセルＣに微小液滴Ｄ１を吐出すると、制御部４３は、Ｙ軸モータＭＹを駆動して、基板ステージ１４を、セルＣの１行分搬送する。そして、上記と同様に、２行目のセルＣに対して、吐出ヘッド２０から微小液滴Ｄ１を吐出させる。

また、制御部４３は、ビットマップデータＢＭＤに基づき、液滴Ｄ２が付着したセルＣに対して、レーザヘッド２３からレーザ光Ｂを照射させる。これにより、液滴Ｄ２の分散媒が蒸発し、金属微粒子がマザー基板６に定着する。

以下、制御装置４０は、吐出ヘッド２０による微小液滴Ｄ１の吐出、基板ステージ１４の搬送、レーザヘッド２３のレーザ光Ｂ出射を繰り返し、吐出対象のセルＣ全てに対し、ドットＤを形成する。

１つのパターン形成領域Ｓに対して、識別コード１０を形成すると、制御部４３は、図３中実線で示すキャリッジ１９のように、ホームポジションにキャリッジ１９を移動する。そして、メンテナンスモータＭＺを回転させて、メンテナンス機構２６を駆動する。これにより、キャップ２７が、吐出ヘッド２０の下面を閉塞する。また、メンテナンスモータＭＺの駆動により、吸引ポンプ２８が駆動して、キャップ２７を介して、吐出ヘッド２０内の液体を吸引する。このとき、使用ノズル群Ｇ以外のノズルＮは、ポリイミドテープＰＴにより閉塞されているので、使用するノズルＮのみから液体が吸引される。このため、使用しないノズルＮから液体が吸引されることがないので、メンテナンスの際の液体の消耗量を抑制することができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
メンテナンスが終了すると、制御部４３は、キャリッジ１９を開始位置に移動させ、次のパターン形成領域Ｓに対するドットパターンの形成を行う。

（１）上記実施形態では、液滴吐出装置１１の制御装置４０は、検査装置３０から、検査を行った吐出ヘッド２０のノズルＮのうち、吐出正常ノズルの位置を示すノズル配置データＩｎａを取得するようにした。また、制御装置４０は、識別コード１０を形成するために必要なノズル配置と、ノズル配置データＩｎａとを比較して、使用ノズルの配置を示す使用ノズル配置データＩａを生成するようにした。さらに、制御装置４０は、吐出制御信号生成回路４７を用いて、ＲＡＭ４４に格納したビットマップデータＢＭＤを、使用ノズル配置データＩａに合わせて変換し、微小液滴Ｄ１の吐出の有無を示す吐出制御信号を生成するようにした。また、制御装置４０は、吐出制御信号及び駆動波形データに基づき、吐出ヘッド２０の使用ノズル群Ｇから微小液滴Ｄ１を吐出するようにした。

このため、吐出ヘッド２０が吐出不良の生じたノズルＮを有していても、必要なノズル数に合わせて使用ノズルを決定し、微小液滴Ｄ１を吐出してドットパターンを基板２に形成することができる。このため、識別コード１０形成用の吐出ヘッドを製造することなく、汎用性の高い吐出ヘッド２０を用いて、基板２上に識別コード１０を形成することができる。また、汎用性の高い吐出ヘッド２０のうち、吐出正常ノズルのみを有する吐出ヘッド２０は、使用ノズル数の多い別の工程で使用し、識別コード１０を形成する工程では、吐出不良が生じたノズルＮを有する吐出ヘッド２０を使用するので、生産性を向上できる。また、吐出不良が生じた吐出ヘッド２０を廃棄せず、有効利用することができる。

（２）上記実施形態では、制御装置４０は、使用ノズル配置データＩａに基づいて、吐出ヘッド２０の吐出初期位置を設定するようにした。このため、基板２の所望の位置に描画を行うことができる。

（３）上記実施形態では、検査装置３０の出力部３８に、使用するノズルＮの位置を表示するようにした。そして、吐出ヘッド２０の不要ノズルを、ポリイミドテープＰＴによって閉塞するようにした。このため、メンテナンス装置２５により、吐出ヘッド２０内の液体を吸引するとき、ポリイミドテープＰＴにより閉塞されていない使用ノズル群Ｇのみ
から液体を吸引することができるので、メンテナンスの際の液体の消費量を抑制することができる。

（４）上記実施形態では、液滴吐出装置１１は、液晶表示モジュール１の基板２に、識別コード１０を描画するようにした。即ち、識別コード１０の描画工程のように、使用ノズル数が十数個である場合に、液晶表示モジュール１の製造工程に使用し、且つ吐出不良が生じた吐出ヘッド２０を、そのまま識別コード１０の描画に使用することができるので、効率的であり、特に効果を発揮できる。

尚、本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、吐出ヘッド２０の各ノズルＮのうち、使用しないノズルＮをポリイミドテープＰＴで閉塞したが、使用しないノズルＮ内に樹脂で栓をする等して閉塞してもよい。

・メンテナンス装置２５は、吐出ヘッド２０のノズルＮのうち、使用ノズル群Ｇを部分的に密閉するキャップを備えていてもよい。この場合、制御装置４０の制御部４３は、使用ノズル配置データＩａに基づき、キャップの直上に使用ノズル群Ｇが配置されるように、Ｘ軸モータＭＸを駆動する。このようにすると、吐出ヘッド２０の不使用ノズルをポリイミドテープＰＴ等で閉塞する手間を省略できる。

・検査装置３０は、液滴Ｄ２と検査用フィルム３２との輝度の差異を検出する画像処理を行う装置としたが、可視光等を照射して、その反射率の差異から液滴Ｄ２を検出する装置でもよい。

・上記実施形態では、ノズルＮが１列に配置された吐出ヘッド２０を使用したが、ノズル列ＮＬが並設された吐出ヘッドを使用してもよい。このような吐出ヘッドの中には、各ノズル列ＮＬのノズルを互いにＸ矢印方向にずらした位置（例えば千鳥格子状）に配置するヘッドがある。このような場合には、１６行×１６列の識別コード１０を形成するとき、必要ノズル配置は、一方のノズル列の連続する８個のノズルと、他方のノズル列の連続する８個であって、使用ノズル配置データＩａは、各ノズル列を構成する、連続する８個の各ノズル群の配置を示す。

・液滴吐出装置１１は、検査装置３０を一体に備えていてもよい。また、１つの識別コード１０を形成するたびに、吐出不良ノズルの有無を検査するようにしてもよい。そして、検査によって、使用ノズル群Ｇに吐出不良が生じたノズルＮを検出した場合には、ポリイミドテープＰＴを剥がし、制御装置４０によって他の使用ノズル群Ｇを選択してもよい。

・上記実施形態では、レーザヘッド２３によって、基板２に吐出された液滴Ｄ２を乾燥し、金属微粒子を定着させるようにしたが、全てのセルＣに対して液滴吐出工程が終了してから、ホットプレート等で基板２を加熱して、液滴Ｄ２を乾燥させるようにしてもよい。

・上記実施形態では、吐出ヘッド２０は、分散媒に、金属微粒子を分散させた液体を吐出するようにしたが、金属微粒子は、ニッケルの他に、銀、銅等の金属微粒子でもよい。又は、金属微粒子ではなく、樹脂からなる微粒子でもよい。

・制御装置４０の制御部４３は、入力装置４１から受信した描画データを展開処理するとき等に、使用ノズル配置データＩａに応じた、ビットマップデータＢＭＤの変換を行うようにしてもよい。このようにすると、吐出制御信号生成回路４７を省略することができ
る。

・上記実施形態では、液滴吐出装置１１は、識別コード１０以外のパターンを形成するようにしてもよい。このとき、形成するパターンは、少なくとも吐出ヘッド２０の全ノズル数未満のノズル数（例えば、全ノズル数１８０個の場合には、１〜１７９個のノズル数）のノズルＮを使用して形成されるパターンである。

・上記実施形態では、パターン形成領域Ｓの位置精度が要求されない場合には、使用ノズル配置データＩａに応じて、キャリッジ１９を吐出初期位置に移動させなくてもよい。
・上記実施形態では、液晶表示モジュール１の基板２に識別コード１０を描画するようにしたが、識別コード１０が描画された基板２は、液晶表示モジュール１に限定されることなく、その他の装置に搭載されてもよい。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い。又は、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）の表示モジュールでもよい。

本実施形態の液晶表示モジュールの正面図。 同液晶表示モジュールの基板に形成された識別コードの正面図。 識別コードを描画する液滴吐出装置の斜視図。 同液滴吐出装置の吐出ヘッドの側面図。 同吐出ヘッドのノズルプレートの下面図。 同液滴吐出装置の要部側面図。 検査装置の模式図。 検査工程の説明図。 同ノズルプレートの下面図。 同液滴吐出装置のブロック図。 液滴吐出工程を説明する説明図。 液滴吐出工程を説明する説明図。

符号の説明

１…液晶表示モジュール、２…基板、６…基板としてのマザー基板、１０…識別コード、１１…液滴吐出装置、２０…吐出ヘッド、３０…検査装置、２５…吸引手段としてのメンテナンス装置、４３…配置情報取得手段、ノズル決定手段、変換手段、吐出駆動手段及び初期位置設定手段としての制御部、４４…吐出データ格納手段としてのＲＡＭ、４７…変換手段を構成する吐出制御信号生成回路、５５…吐出駆動手段としてのヘッド駆動回路、ＢＭＤ…吐出データとしてのビットマップデータ、Ｄ１…液状体としての微小液滴、Ｄ２…液状体としての液滴、Ｉｎａ…ノズル配置データ、Ｎ，Ｎ１〜Ｎ１８０…ノズル、ＰＴ…閉塞手段。

Claims (6)

1. 複数のノズルを有し、液状体を前記ノズルから吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置により、基板にドットパターンを形成するパターン形成方法において、
   前記吐出ヘッドの前記ノズルのうち、吐出正常ノズルのノズル配置情報を取得する工程と、
   前記吐出ヘッドのノズル全数よりも少ない数の前記ノズルを使用して、前記ドットパターンを形成するための必要ノズル配置と前記ノズル配置情報とを比較し、使用ノズルを決定する工程と、
   前記液状体を前記各ノズルから吐出して前記ドットパターンを形成するための吐出データを吐出データ格納手段に格納する工程と、
   決定した前記使用ノズルの配置に合わせて前記吐出データを変換する工程と、
   変換した前記吐出データに基づき、前記吐出ヘッドの前記使用ノズルから前記液状体を前記基板に吐出する工程と、
   前記基板上の前記液状体を定着させる工程と
   を有することを特徴とするパターン形成方法。
2. 複数のノズルを有し、液状体を前記ノズルから吐出する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドの前記ノズルのうち、吐出正常ノズルのノズル配置情報を取得する配置情報取得手段と、
   前記吐出ヘッドのノズル全数よりも少ない数の前記ノズルを用いて描画を行うための必要ノズル配置と前記ノズル配置情報とを比較して、使用ノズルを決定するノズル決定手段と、
   前記液状体を前記各ノズルから吐出するための吐出データを格納する吐出データ格納手段と、
   決定した使用ノズル配置に合わせて前記吐出データを変換する変換手段と、
   変換した前記吐出データに基づき、前記吐出ヘッドの前記使用ノズルから前記液状体を吐出する吐出駆動手段と
   を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項２に記載の液滴吐出装置において、
   前記使用ノズルの位置に基づいて、前記吐出ヘッドの吐出初期位置を設定する初期位置設定手段をさらに備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項２又は３に記載の液滴吐出装置において、
   前記吐出ヘッドの不要ノズルを閉塞する閉塞手段と、
   前記吐出ヘッドの前記各ノズルのうち、前記閉塞手段により閉塞されていない前記使用ノズルから前記液状体を吸引する吸引手段と
   を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項２又は３に記載の液滴吐出装置において、
   前記吐出ヘッドの前記使用ノズルのみを密閉し、前記使用ノズルから前記液状体を吸引する吸引手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置において、
   前記吐出ヘッドの前記使用ノズルから、基板に前記液状体を吐出して、前記基板に識別コードを描画することを特徴とする液滴吐出装置。

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