JP2006320809A - 液滴吐出装置、液滴吐出方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高粘度の液状体を液滴として基板に吐出し、基板に吐出した液状体の容量の均一性を向上した液滴吐出装置、液滴吐出方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液滴吐出装置２０に、マザー基板４Ｍの実温度を検出する温度センサ２５を設け、液晶の液滴を前記マザー基板４Ｍに吐出する前に、前記温度センサ２５の検出する実温度に基づいて、液滴を吐出するための圧電素子の伸張幅（駆動量）を規定する吐出電圧を演算するようにした。そして、前記吐出電圧に基づいて、前記圧電素子を駆動させる圧電素子駆動信号を生成して、対応する圧電素子を駆動制御するようにした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置に関する。

従来、液晶表示装置の製造工程には、透明基板の表示領域に液晶を吐出し、その表示領域を対向基板で封止する封止工程が行われている。この封止工程では、表示領域に吐出した液晶の容量が変動すると、前記透明基板と前記対向基板との間の距離（セルギャップ）が変動して、液晶表示装置の表示画質を劣化させる問題があった。そこで、吐出する液晶の容量変動を抑制する方法として、前記液晶を微小な液滴として吐出する、いわゆるインクジェット法が提案されている（例えば、特許文献１）。

ところが、上記するインクジェット法では、一般的に、圧電素子の伸縮等によって吐出ノズルに形成させる液状体の界面（メニスカス）を強制的に振動させ、その振動過程において、前記メニスカスの液状体を、前記液滴として吐出させるようにしている。そのため、例えば粘度が５０〜１００ｃｐとなる液晶では、前記メニスカスの液晶を、前記振動によって吐出させることが困難となり、前記液滴の容量を変動させる、あるいは前記液滴を形成不能にする問題があった。

そこで、こうしたインクジェット法では、従来より、高粘度の液状体（液晶）を、均一な容量の液滴として吐出可能にする提案がなされている（例えば、特許文献２）。特許文献２では、吐出ノズルを有した液滴吐出ヘッドや前記液滴吐出ヘッドに液晶を供給する供給ラインを、チューブヒータ等の加熱装置によって加熱して、メニスカス近傍の液晶の粘度を低下させている。これによって、高粘度の液状体（液晶）を、均一な容量の液滴として吐出を可能にしている。
特開平５−２８１５６２号 公報 特開２００４−３５８３５２号 公報

しかしながら、インクジェット法では、吐出した液滴の着弾位置の精度を確保するために、前記吐出ノズルの開口（前記液滴吐出ヘッドのノズルプレート）を前記透明基板の表示領域に近づけている。その結果、前記吐出ノズル内の液晶と前記透明基板との間の熱交換によって、前記液晶の温度、すなわち前記液晶の粘度が変動し、吐出領域に吐出した液晶の容量を変動させる問題があった。

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、高粘度の液状体を液滴として基板に吐出し、基板に吐出した液状体の容量の均一性を向上した液滴吐出装置、液滴吐出方法、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置を提供することである。

本発明の液滴吐出装置は、圧力室に貯えられた液状体を加圧して、前記液状体を吐出口から基板に吐出する吐出手段と、前記液状体を加熱する液状体加熱手段とを備えた液滴吐出装置において、前記基板の実温度を検出する温度検出手段と、前記基板に吐出した前記液状体の容量が所定の容量になるように、前記温度検出手段の検出した前記実温度に基づいて、前記吐出手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備えた。

本発明の液滴吐出装置によれば、基板の実温度に基づいて、液状体を加圧する吐出手段を駆動制御することができる。従って、基板と吐出口等（液状体）との間の熱交換に対応した駆動量（例えば、圧力室への加圧量や圧力室を加圧する駆動回数等）で吐出手段を駆動制御することができ、吐出した液状体の容量を、所定の容量に制御することができる。その結果、加熱によって低粘度化した液状体の容量を所定の容量で吐出することができ、各基板に吐出する液状体の容量の均一性を向上することができる。

この液滴吐出装置は、前記駆動制御手段が、前記実温度に基づいて、前記液滴の容量が所定の容量になるように、前記圧力室に貯えられた前記液状体の圧力を制御するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、基板と吐出口（液状体）との間の熱交換に対応した圧力を圧力室の液状体に付与することができる。従って、吐出口の液状体の粘度の変動を圧力室の圧力で補正することができ、吐出した液状体の容量を所定の容量に制御することができる。

この液滴吐出装置は、予め設定された温度を前記吐出手段の駆動量に対応させた温度変換情報を記憶する記憶手段を備え、前記駆動制御手段は、前記温度変換情報に基づいて、前記温度検出手段の検出した前記実温度に対応する前記駆動量で前記吐出手段を駆動制御するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、予め記憶された温度変換情報に基づいて、実温度に対応した駆動量を吐出手段に付与することができる。従って、液状体の粘度に対応した駆動量を確実に再現することができ、均一な容量の液状体を、再現良く基板に吐出することができる。

この液滴吐出装置は、前記基板の温度を前記液状体の温度近傍まで加熱する基板加熱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、基板と吐出口（液状体）との間の熱交換を軽減することができ、基板に吐出した液状体容量の均一性を、さらに向上させることができる。

この液滴吐出装置は、前記液状体が液晶であってもよい。
この液滴吐出装置によれば、液晶を液滴として吐出することができ、基板に吐出した液晶容量の均一性を向上させることができる。

本発明の液滴吐出方法は、圧力室に貯えられた液状体を加熱加圧して、前記液状体の液滴を吐出口から基板に吐出するようにした液滴吐出方法において、前記基板の実温度を検出し、検出した前記実温度に基づいて、前記基板に吐出した前記液状体の容量が所定の容量になるように、前記圧力室の圧力を制御するようにした。

本発明の液滴吐出方法によれば、基板の実温度に基づいて、圧力室に貯えられた液状体の圧力を制御することができる。従って、基板と吐出口（液状体）との間の熱交換に対応した圧力を液状体に付与することができ、基板に吐出した液状体の容量を所定の容量に制御することができる。その結果、加熱によって低粘度化した液状体の容量を所定の容量にすることができ、基板に吐出した液状体容量の均一性を向上することができる。

この液滴吐出方法は、前記基板の実温度を前記圧力室に貯えられた前記液状体の圧力に対応させた温度変換情報に基づいて、前記圧力室の圧力を制御するようにしてもよい。
この液滴吐出方法によれば、温度変換情報に基づいて、液状体の圧力を、実温度に対応した圧力にすることができる。従って、実温度に対応した圧力を確実に再現することがで
き、均一な容量の液状体を、再現良く基板に吐出することができる。

この液滴吐出方法は、前記基板の実温度を前記液状体の温度近傍まで加熱するようにしてもよい。
この液滴吐出方法によれば、基板と液状体との間の熱交換を軽減することができ、基板に吐出した液状体容量の均一性を、さらに向上させることができる。

この液滴吐出方法は、前記液状体が液晶であってもよい。
この液滴吐出方法によれば、液晶を液滴として吐出することができ、基板に吐出した液状体容量の均一性を向上させることができる。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、素子基板と対向基板のいずれか一方に液晶を吐出して、前記素子基板と前記対向基板との間の間隙に前記液晶を封入するようにした液晶表示装置の製造方法において、前記液晶を、上記する液滴吐出方法によって吐出するようにした。

本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、液晶容量の均一性を向上した液晶表示装置を製造することができる。
本発明の液晶表示装置は、上記する液晶表示装置の製造方法によって製造するようにした。

本発明の液晶表示装置によれば、液晶容量の均一性を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７に従って説明する。まず、本発明の液晶表示装置について説明する。図１は、液晶表示装置の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１において、液晶表示装置１は、液晶パネル２と、前記液晶パネル２に平面状の光（平面光Ｌ）を照射する照射装置３を備えている。
液晶パネル２は、前記平面光Ｌの照射側に備えられた対向基板４と、前記対向基板４と相対向する素子基板５を有している。

対向基板４は、四角板状に形成される無アルカリガラス基板であって、図２に示すように、その素子基板５側（上側）の側面（対向電極形成面４ａ）には、ＩＴＯ等の透明導電層からなる対向電極６が積層されて、図示しない電源回路からの所定の共通電位が供給されるようになっている。対向電極６の上側には、ラビング処理等による配向処理の施された配向膜７ａが積層されて、前記対向電極６近傍で、後述する液晶１５の配向を所定の配向に設定するようになっている。

図１に示すように、素子基板５は、前記対向基板４と略同じく、四角板状に形成された無アルカリガラス基板であって、その対向基板４側（下側）の側面（素子形成面５ａ）には、Ｘ矢印方向に延びる複数の走査線８が所定の間隔をおいて形成されている。各走査線８は、図示しない走査線駆動回路に電気的に接続されて、所定のタイミングで選択駆動され、対応する走査信号が所定のタイミングで出力されるようになっている。また、素子形成面５ａには、前記走査線８と直交するＹ矢印方向に延びる複数のデータ線９が所定の間隔をおいて形成されている。各データ線９は、図示しないデータ線駆動回路に電気的に接続されて、表示データに基づくデータ信号が、対応するデータ線９に所定のタイミングで入力されるようになっている。

前記走査線８と前記データ線９の交差する位置には、対応する走査線８及びデータ線９に接続されて、ｎ行×ｍ列のマトリックス状に配列される複数の画素領域１０が形成されている。各画素領域１０内には、それぞれＴＦＴ等からなる図示しない制御素子と、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極１１（図２参照）が形成されている。

図２に示すように、前記データ線９（走査線８）及び画素電極１１の下側には、ラビング処理等による配向処理の施された配向膜７ｂが積層されて、前記画素電極近傍で、後述する液晶１５の配向を所定の配向に設定するようになっている。

素子基板５（配向膜７ａ）と対向基板４（配向膜７ｂ）の間の間隙には、略球形状のスペーサ１２ａを有した四角枠状のシール材１２が配設されている。シール材１２は、ディスペンサやスクリーン印刷等によって、前記スペーサ１２ａを分散した紫外線硬化性樹脂等を、前記対向基板４の外縁に沿う四角枠状に吐出して硬化することによって形成されている。そして、このシール材（スペーサ１２ａ）が各基板４，５の外縁に配設されることによって、前記素子基板５（素子形成面５ａ）と前記対向基板４（対向電極形成面４ａ）の外縁が、所定の距離（スペーサ１２ａの略外径分）だけ離間するようになっている。

また、上記する素子基板５（配向膜７ａ）と対向基板４（配向膜７ｂ）の間の間隙には、前記シール材１２によって封止される液状体としての液晶１５からなる液晶層１５Ｌが形成されている。液晶層１５Ｌは、後述する液滴吐出装置２０（図３参照）からの前記液晶１５の液滴Ｄ（図６参照）を、後述する対向基板４のマザー基板４Ｍ（図３参照）上に吐出し、吐出した液晶１５を、対応する素子基板５（素子形成面５ａ）で封止することによって形成されている。

そして、走査線８が線順次走査に基づいて１本ずつ順次選択されると、画素領域１０の制御素子が順次、選択期間中だけオン状態となり、対応するデータ線９及び制御素子を介して、対応する前記画素電極１１にデータ信号が出力される。すると、素子基板５の画素電極１１と対向電極６の電位差に応じて、前記液晶１５の配向状態が、平面光Ｌを変調するように維持されて、変調された光が、図示しない偏光板を通過するか否かによって、液晶パネル２に、所望する画像が表示される。

上記する液晶パネル２では、液晶１５の容量を、液晶パネル２毎に、予め定めた所定の容量にすることによって、素子基板５（配向膜７ａ）と対向基板４（配向膜７ｂ）の間の間隙（セルギャップ）を均一にすることができ、各液晶パネル２の表示画質を均一にすることができている。尚、本実施形態の液晶表示装置１は、画素領域１０に制御素子であるＴＦＴを備えた、いわゆるアクティブマトリックス方式の液晶表示装置であるが、例えばパッシブ方式の液晶表示装置であってもよい。また、本実施形態の液晶表示装置１は、前記平面光Ｌの照射側に対向基板４を配設する構成にしたが、これに限らず、例えば照射側に素子基板５を配設する構成であってもよい。

上記する液晶パネル２は、以下の製造方法によって製造されている。すなわち、液晶パネル２は、前記対向基板４を切り出し可能にしたマザー基板４Ｍ（図３参照）の一側面（吐出面４Ｍａ）に、前記対向基板４に対応する複数のシール材１２を形成し、前記シール材１２で囲まれた領域（吐出領域Ｓ）に、それぞれ複数の液滴Ｄからなる所定容量の液晶１５を吐出する。そして、所定容量の液晶１５を有した複数の吐出領域Ｓを備えるマザー基板４Ｍに、前記素子基板５を切り出し可能にしたマザー基板を貼り合わせてダイシングすることにより形成されている。尚、本実施形態では、前記シール材１２（吐出領域Ｓ）を前記対向基板４のマザー基板４Ｍに形成し、液晶１５の液滴Ｄをマザー基板４Ｍに吐出する構成にしたが、これに限らず、例えば前記シール材１２を素子基板５のマザー基板に形成し、液滴Ｄを素子基板５のマザー基板に吐出する構成にしてもよい。

次に、前記マザー基板４Ｍの吐出領域Ｓに前記液晶１５を吐出するための液滴吐出装置２０について説明する。図３は、液滴吐出装置２０の構成を示す斜視図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線概略断面図である。

図３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に前記マザー基板４Ｍを載置する状態で、その長手方向が、前記Ｙ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、Ｙ矢印方向に延びる一対の案内凹溝２２が、Ｙ矢印方向全幅にわたり形成され、その案内凹溝２２には、Ｙ軸モータＭＹ（図７参照）に連結駆動されてＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に直動する基板ステージ２３が取付けられている。そして、所定の駆動信号が前記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２３が、Ｙ矢印方向に沿って、所定の速度で往動又は復動する（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、最も反Ｙ矢印方向に位置する基台２１の配置位置（図３及び図４に示す実線）を往動位置とし、最もＹ矢印方向の配置位置（図３及び図４に示す２点鎖線）を復動位置という。

基板ステージ２３の上面には、前記マザー基板４Ｍの吐出面４Ｍａを上側にして載置する載置面２４が形成され、載置したマザー基板４Ｍを、基板ステージ２３に対して位置決めするようになっている。また、基板ステージ２３の内部には、基板加熱手段を構成する加熱ヒータ２３Ｈが備えられ、基板ステージ２３の載置面２４を介して、載置されたマザー基板４Ｍを、所定の温度領域（本実施形態では約４０℃）まで加熱するようになっている。そして、加熱ヒータ２３Ｈがマザー基板４Ｍを加熱することによって、後述する液滴吐出ヘッド３０（液晶１５）との熱交換を抑制するようになっている。

載置面２４に載置されたマザー基板４Ｍ（吐出面４Ｍａ）の法線方向（Ｚ矢印方向）側には、図示しない支持台等に支持されて温度検出手段を構成する温度センサ２５が配設されている。温度センサ２５は、マザー基板４Ｍから放射される赤外線等を検出してマザー基板４Ｍの温度（実温度）を計測する非接触型の温度センサである。尚、本実施形態では、温度センサ２５を非接触型のセンサとして具体化したが、例えば熱電対等からなる接触型のセンサを載置面２４に配設する構成であってもよく、マザー基板４Ｍの実温度を検出可能なセンサであればよい。

基台２１のＸ矢印方向両側には、一対の支持台２６ａ、２６ｂが立設され、その一対の支持台２６ａ、２６ｂには、Ｘ矢印方向に延びる案内部材２７が架設されている。その案内部材２７の上側には、収容タンク２８が配設され、その収容タンク２８内には、液状体としての液晶１５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。尚、本実施形態における液晶１５の粘度は５０〜１００ｃｐであるが、これに限られるものではない。

案内部材２７の下側には、Ｘ矢印方向に延びる一対の案内レール２８ａが、Ｘ矢印方向の略全幅にわたり形成され、その案内レール２８ａには、Ｘ軸モータＭＸ（図７参照）に連結駆動されてＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に直動するキャリッジ２９が取付けられている。キャリッジ２９のＸ矢印方向の幅は、前記マザー基板４Ｍ（吐出面４Ｍａ）のＸ矢印方向の幅と略同じサイズで形成されている。そして、所定の駆動信号をＸ軸モータＭＸに入力すると、Ｘ軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ２９がＸ矢印方向に沿って往動又は復動する（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、最も支持台２６ａ側（Ｘ矢印方向側）に位置するキャリッジ２９の配置位置（図３に示す実線）を往動位置とし、最も支持台２６ｂ側（反Ｘ矢印方向側）に位置する配置位置（図３に示す２点鎖線）を復動位置という。

キャリッジ２９の下側には、複数の液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッド３０という。）がＸ矢印方向に沿って配設されている。図５は、前記吐出ヘッド３０を下側（基板ステージ２３側）から見た斜視図であって、図６は、前記吐出ヘッド３０のＹ矢印方向に沿う概略断面図である。

図５において、各吐出ヘッド３０は、Ｘ矢印方向に延びる略直方体形状に形成され、その下側（基板ステージ２３側）には、それぞれノズルプレート３１が備えられている。各ノズルプレート３１の下面（ノズル形成面３１ａ）には、Ｚ矢印方向に沿って貫通形成される多数の吐出口としての吐出ノズル（以下単に、ノズルＮという。）が、Ｘ矢印方向に沿って一列に配列されている。

図６に示すように、各ノズルＮのＺ矢印方向には、それぞれ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、各ノズルＮに共通する供給路３３を介して、前記収容タンク２８内に連通して、収容タンク２８の導出する前記液晶１５が導入されるようになっている。そして、キャビティ３２は、導入された液晶１５を、それぞれ対応するノズルＮに供給するようになっている。キャビティ３２のＺ矢印方向には、Ｚ矢印方向及び反Ｚ矢印方向に振動可能に貼り付けられた振動板３４が備えられて、キャビティ３２内の容積を拡大・縮小可能にしている。振動板３４のＺ矢印方向には、各ノズルＮに対応する吐出手段を構成する圧電素子３５が配設されている。圧電素子３５は、その圧電素子３５を駆動制御するための信号（圧電素子駆動信号ＣＯＭ：図７参照）を受けてＺ矢印方向に沿って収縮・伸張し、前記振動板３４をＺ矢印方向及び反Ｚ矢印方向に振動させてキャビティ３２内を加圧・減圧するようになっている。

図４及び図６に示すように、キャリッジ２９内であって、前記吐出ヘッド３０の外周には、液状体加熱手段としての加熱ヒータ３０Ｈが配設されている。加熱ヒータ３０Ｈは、キャビティ３２内の液晶１５を所定の温度領域（本実施形態では約６０℃）まで加熱するようになっている。そして、加熱ヒータ３０Ｈが各キャビティ３２内の液晶１５を加熱することによって、液晶１５の粘度を、対応するノズルＮの近傍で低下させるようになっている。尚、本実施形態では、吐出ヘッド３０の外周のみに前記加熱ヒータ３０Ｈを配設する構成にしたが、前記収容タンク２８から前記吐出ヘッド３０までの液晶１５の供給配管等の外周にも、別途加熱ヒータを配設する構成にしてもよい。

そして、搬送されるマザー基板４Ｍの吐出領域Ｓが前記吐出ヘッド３０の直下に侵入し、対応するノズルＮの圧電素子３５が収縮・伸張すると、対応するキャビティ３２の圧力が減圧・加圧されて、対応するノズルＮ内の液晶１５の界面（メニスカスＭ）がＺ矢印方向及び反Ｚ矢印方向に振動する。そして、液晶１５のメニスカスが振動することによって、圧電素子３５の伸張幅に相対する容量の液晶１５が、対応するノズルＮから、液滴Ｄとして吐出される。そして、吐出された液滴Ｄは、対応するノズルＮの反Ｚ矢印方向に沿って飛行して、吐出領域Ｓ内に着弾する。

この際、吐出ヘッド３０は、前記加熱ヒータ３０Ｈの加熱によって、液晶１５の粘度を低下させた分だけ、円滑に液滴Ｄを吐出する。一方、吐出ヘッド３０（液晶１５）は、相対向するマザー基板４Ｍ（吐出面４Ｍａ）との間の大気を介した熱交換によって、ノズルＮ近傍の液晶１５の温度、すなわち液晶１５の粘度を、その熱交換分だけ変動させる。つまり、吐出ヘッド３０に同じ圧電素子駆動信号ＣＯＭが供給されると、吐出ヘッド３０は、マザー基板４Ｍとの熱交換分だけ、その液滴Ｄの吐出容量を変動させるようになる。

そのため、本実施形態の液滴吐出装置２０では、後述する温度変換情報としての温度変換データＴＴＤ（図７参照）に基づいて、マザー基板４Ｍの実温度に対応する前記圧電素
子駆動信号ＣＯＭを生成し、圧電素子３５に、液晶１５の粘度に対応した伸張幅を付与して、所定容量の液滴Ｄが安定して吐出されるようなっている。つまり、本実施形態の液滴吐出装置２０では、マザー基板４Ｍ毎に圧電素子駆動信号ＣＯＭを生成し、マザー基板４Ｍと吐出ヘッド３０（液晶１５）の熱交換による粘度の変動を補償して、それぞれ等しい容量の液晶１５が各吐出領域Ｓに吐出されるようになっている。

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７に従って説明する。
図７において、制御装置４０は、ＣＰＵ等からなる駆動制御手段としての制御部４１、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなり各種データを格納するＲＡＭ４２、各種データや各種制御プログラムを格納する記憶手段としてのＲＯＭ４３を有している。そのＲＯＭ４３には、前記温度センサ２５からの検出信号（温度検出信号ＳＴ）に基づいて、前記圧電素子駆動信号ＣＯＭを変更するための温度変換情報としての温度変換データＴＴＤが格納されている。

詳述すると、温度変換データＴＴＤは、予め試験等に基づいて設定されたデータであって、複数の温度（前記マザー基板４Ｍの温度）を、それぞれ圧電素子３５の駆動電圧であって、その駆動量（伸張幅）を規定する電圧（吐出電圧）に対応させたデータである。すなわち、温度変換データＴＴＤは、各マザー基板４Ｍの温度を、キャビティ３２内の圧力に対応させるデータ（例えば、ルックアップテーブル）である。そして、温度変換データＴＴＤには、吐出する液滴Ｄの容量が、予め設定した所定の容量になるように、各マザー基板４Ｍの温度に対して、それぞれ対応する前記吐出電圧（圧電素子３５の駆動量）が設定されている。例えば、温度変換データＴＴＤには、マザー基板４Ｍの実温度が４０℃よりも低い領域において、対応する前記吐出電圧が、前記圧電素子３５の伸張幅を拡大する電位に設定されている、すなわち高粘度の液晶１５を、より大きい駆動量（圧力）で吐出させるようになっている。反対に、マザー基板４Ｍの実温度が４０℃よりも高い領域において、対応する前記吐出電圧が、前記圧電素子３５の伸張幅を縮小する電位に設定されている、すなわち低粘度の液晶１５を、より小さい駆動量（圧力）で吐出させるようになっている。

また、制御装置４０は、前記圧電素子駆動信号ＣＯＭを生成する駆動信号生成回路４４、各種信号を同期するためのクロック信号ＣＬＫを生成する発振回路４５等を有している。そして、制御装置４０では、これら制御部４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、駆動信号生成回路４４及び発振回路４５が、図示しないバスを介して接続されている。

その制御装置４０には、入力装置５１が接続されている。入力装置５１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や、マザー基板４Ｍに吐出する液晶１５の吐出位置（吐出領域Ｓ）や吐出容量を吐出データＩａとして前記制御装置４０に出力する。制御装置４０は、入力装置５１からの吐出データＩａと、ＲＯＭ４３等に格納された制御プログラム（例えば、液晶吐出プログラム）に従って、基板ステージ２３を移動させてマザー基板４Ｍの搬送処理動作を行い、吐出ヘッド３０の各圧電素子３５を駆動させて液晶１５の液滴吐出処理動作を行う。

詳述すると、制御部４１は、入力装置５１からの吐出データＩａに所定の展開処理を施し、二次元描画平面（吐出面４Ｍａ）上における位置に、液滴Ｄ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、生成したビットマップデータＢＭＤをＲＡＭに格納するようになっている。このビットマップデータＢＭＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて、前記圧電素子３５のオンあるいはオフ（液滴Ｄを吐出するか否か）を規定するものである。そして、制御部４１は、前記ビットマップデータＢＭＤを、発振回路４５の生成するクロック信号ＣＬＫに同期させて、各スキャン（基板ステージ２３の１回の往動もしくは復動分）毎のデータを、吐出制御信号ＳＩとして、後述する吐出ヘッド駆動回
路５７に転送するようになっている。

また、制御部４１は、入力装置５１からの吐出データＩａ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、前記圧電素子駆動信号ＣＯＭの波形データを生成して駆動信号生成回路４４に出力するようになっている。また、制御部４１は、ＲＯＭ４３に格納した温度変換データＴＴＤを参照し、後述する温度センサ駆動回路５８からの温度検出信号ＳＴに対応する前記吐出電圧を駆動信号生成回路４４に出力するようになっている。

駆動信号生成回路４４は、制御部４１からの前記波形データを図示しない波形メモリに格納する。そして、駆動信号生成回路４４は、格納した駆動波形データをデジタル／アナログ変換し、制御部４１からの前記吐出電圧に基づいて、アナログ信号の波形信号を増幅して、対応する圧電素子駆動信号ＣＯＭを生成するようになっている。そして、制御部４１は、前記圧電素子駆動信号ＣＯＭを、後述する吐出ヘッド駆動回路５７に出力するようになっている。

図７に示すように、制御装置４０には、Ｘ軸モータ駆動回路５２が接続されて、Ｘ軸モータ駆動回路５２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５２は、制御装置４０からのＸ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、キャリッジ２９はＸ矢印方向に移動し、逆転させると、キャリッジ２９は反Ｘ矢印方向に移動するようになっている。

制御装置４０には、Ｙ軸モータ駆動回路５３が接続され、Ｙ軸モータ駆動回路５３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５３は、制御装置４０からのＹ軸モータ駆動制御信号に応答して、前記基板ステージ２３（マザー基板４Ｍ）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、基板ステージ２３（マザー基板４Ｍ）はＹ矢印方向に移動し、逆転させると、基板ステージ２３（マザー基板４Ｍ）は反Ｙ矢印方向に移動する。

制御装置４０には、基板検出装置５４が接続されている。基板検出装置５４は、対向基板４の端縁を検出し、制御装置４０によってキャリッジ２９の直下を通過するマザー基板４Ｍ（吐出領域Ｓ）の位置を算出する際に利用される。

制御装置４０には、Ｘ軸モータ回転検出器５５が接続され、Ｘ軸モータ回転検出器５５からの検出信号が入力される。制御装置４０は、Ｘ軸モータ回転検出器５５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、キャリッジ２９のＸ矢印方向の移動量と、移動方向とを演算するようになっている。

制御装置４０には、Ｙ軸モータ回転検出器５６が接続され、Ｙ軸モータ回転検出器５６からの検出信号が入力される。制御装置４０は、Ｙ軸モータ回転検出器５６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、基板ステージ２３（吐出領域Ｓ）のＹ矢印方向の移動方向及び移動量を演算する。

制御装置４０には、吐出ヘッド駆動回路５７が接続されて、その吐出ヘッド駆動回路５７に、前記吐出制御信号ＳＩと前記圧電素子駆動信号ＣＯＭを出力するようになっている。吐出ヘッド駆動回路５７は、制御装置４０からの吐出制御信号ＳＩに応答して、前記圧電素子駆動信号ＣＯＭを、対応する各圧電素子３５に供給するか否かを制御するようになっている。

制御装置４０には、温度センサ駆動回路５８が接続されて、温度センサ駆動回路５８からの温度検出信号ＳＴが入力されるようになっている。温度センサ駆動回路５８は、前記温度センサ２５を駆動させる電源電圧を温度センサ２５に出力し、温度センサ２５からの検出信号が入力されるようになっている。そして、温度センサ駆動回路５８は、温度センサ２５からの検出信号に基づいて、マザー基板４Ｍの実温度に相対する温度検出信号ＳＴを、制御装置４０に逐次入力するようになっている。

次に、液滴吐出装置２０を使ってマザー基板４Ｍに液晶１５を吐出する液滴吐出方法について以下に説明する。
まず、図３に示すように、往動位置に位置する基板ステージ２３上に、吐出面４Ｍａを上側にしてマザー基板４Ｍを配置固定する。このとき、マザー基板４Ｍ（吐出面４Ｍａ）のＹ矢印方向側の辺は、案内部材２７より反Ｙ矢印方向側に配置されている。

この状態から、入力装置５１に吐出データＩａを入力して、液晶吐出プログラムを開始するための操作信号を入力する。すると、制御装置４０は、Ｘ軸モータＭＸを駆動制御してキャリッジを往動位置から往動させ、マザー基板４ＭがＹ矢印方向に移動したときに、各吐出ヘッド３０の直下を吐出領域Ｓが通過する位置にセットさせる。また、制御装置４０は、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御して、基板ステージ２３（マザー基板４Ｍ）をＹ矢印方向に搬送させる。

やがて、基板検出装置５４がマザー基板４Ｍ（吐出面４Ｍａ）のＹ矢印方向側の端縁を検出すると、制御装置４０は、Ｙ軸モータ回転検出器５６からの検出信号に基づいて、最もＹ矢印方向側に位置する吐出領域ＳのＹ矢印方向側端部が、各吐出ヘッド３０の直下まで搬送されたかどうか演算する。

この間、制御装置４０は、温度変換データＴＴＤを参照して、温度センサ駆動回路５８からの温度検出信号ＳＴに対応する吐出電圧を演算し、駆動信号生成回路４４に、マザー基板４Ｍの実温度に対応する圧電素子駆動信号ＣＯＭを生成させる。そして、制御装置４０は、駆動信号生成回路４４の生成した圧電素子駆動信号ＣＯＭを吐出ヘッド駆動回路５７に出力する。

そして、制御装置４０は、ＲＡＭ４２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ＳＩを吐出ヘッド駆動回路５７に出力するタイミングを待つ。
ここで、最もＹ矢印方向側に位置する吐出領域ＳのＹ矢印方向側端部が、各吐出ヘッド３０（ノズルＮ）の直下まで搬送されると、制御装置４０は、Ｙ軸モータ回転検出器５６からの検出信号に応答して、前記吐出制御信号ＳＩを吐出ヘッド駆動回路５７に出力する。吐出ヘッド駆動回路５７は、制御装置４０からの吐出制御信号ＳＩを受けると、前記吐出制御信号ＳＩに基づいて、対応する各圧電素子３５に、前記圧電素子駆動信号ＣＯＭを供給する。そして、吐出ヘッド駆動回路５７は、各吐出領域Ｓに対峙する各ノズルＮから、液滴Ｄを吐出させる。

この際、実温度に対応した吐出電圧に基づく圧電素子駆動信号ＣＯＭを供給するため、対応する圧電素子３５には、マザー基板４Ｍと吐出ヘッド３０との間の熱交換を反映した駆動量（伸張幅）、すなわち液晶１５の粘度に対応した駆動量が付与される。これによって、予め設定した所定の容量からなる液滴Ｄが、対応する吐出領域Ｓに着弾する。

以後、同様に、制御装置４０は、基板ステージ２３（吐出領域Ｓ）をＹ矢印方向に搬送させながら、対応するノズルＮからの液滴Ｄの吐出を繰り返し、マザー基板４Ｍ（吐出面４Ｍａ）の全ての吐出領域Ｓに、予め設定した所定容量の液晶１５を吐出する。

そして、液滴吐出装置２０が上記する液滴吐出方法を各マザー基板４Ｍに対して繰り返すことにより、各マザー基板４Ｍの吐出領域Ｓに均一な容量の液晶１５を吐出することができ、前記対向基板４と前記素子基板５との間の間隙の距離（セルギャップ）を均一にした液晶パネル２を製造することができる。

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、液滴吐出装置２０にマザー基板４Ｍの実温度を検出する温度センサ２５を設け、制御装置４０が、液晶１５の液滴Ｄを吐出する前に、前記温度センサ２５の検出する実温度に基づいて、圧電素子３５の伸張幅を規定する吐出電圧を演算するようにした。そして、吐出データＩａと前記吐出電圧に基づいて、圧電素子３５を駆動させる圧電素子駆動信号ＣＯＭを生成するようにした。

その結果、マザー基板４Ｍの実温度に基づいて、液晶１５を加圧する圧電素子３５の駆動量（伸張幅）を制御することができる。従って、マザー基板４Ｍと吐出ヘッド３０（液晶１５）との間の熱交換に対応した圧力をノズルＮの液晶１５に付与することができ、吐出する液滴Ｄの容量を、所定の容量に制御することができる。従って、各マザー基板４Ｍに吐出する液晶１５の容量を均一にすることができ、液晶表示装置１の液晶１５の容量、すなわち対向基板４と素子基板５の間の間隙（セルギャップ）を均一にすることができる。

（２）上記実施形態によれば、マザー基板４Ｍの温度を前記圧電素子３５の吐出電圧に対応させた温度変換データＴＴＤに基づいて、前記吐出電圧を演算し、前記温度センサ２５の検出した前記実温度に対応する吐出電圧（圧電素子駆動信号ＣＯＭ）によって、対応する圧電素子３５を駆動制御するようにした。

その結果、圧電素子３５に対して、マザー基板４Ｍの実温度に対応した駆動量（伸張幅）を、確実に付与することができる。従って、各マザー基板４Ｍに、等しい容量の液晶１５を吐出することができる。

（３）上記実施形態によれば、基板ステージ２３内にマザー基板４Ｍを加熱する加熱ヒータ２３Ｈを配設し、マザー基板４Ｍの温度を、吐出ヘッド３０（液晶１５）の温度近傍まで加熱するようにした。その結果、マザー基板４Ｍと吐出ヘッド３０（液晶１５）との間の熱交換を軽減することができ、液滴Ｄの容量の均一性を、さらに向上させることができる。

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、温度変換情報を温度変換データＴＴＤとして具体化し、温度センサ２５の検出した実温度に基づいて、圧電素子３５の圧電素子駆動信号ＣＯＭを生成して液滴Ｄの容量を制御する構成にした。これに限らず、例えば、同一の圧電素子駆動信号ＣＯＭを圧電素子３５に供給し、温度センサ２５の検出した実温度に基づいて、その圧電素子駆動信号ＣＯＭを圧電素子３５に供給する回数、すなわち吐出領域Ｓに吐出する液滴Ｄの数量を変更する構成にしてもよい。つまり、マザー基板４Ｍ（吐出領域Ｓ）に吐出した液晶１５（液状体）の容量が等しくなる構成であればよい。この際、温度変換情報は、温度センサ駆動回路５８からの温度検出信号ＳＴに基づいて、ビットマップデータＢＭＤを変換する構成にするのが好ましい。

○上記実施形態では、温度センサ２５を液滴吐出装置２０に配設する構成にしたが、これに限らず、マザー基板４Ｍの実温度を検出可能にする温度検出装置を、別途液滴吐出装置２０の近傍に配置する構成にしてもよい。

○上記実施形態では、吐出手段を圧電素子３５として具体化した。これに限らず、例えば、吐出手段を抵抗加熱素子として具体化し、その抵抗加熱素子の加熱によってキャビティ３２内に気泡を形成し、その気泡によってキャビティ３２内を加圧する構成にしてもよい。あるいは、吐出手段をディスペンサに供給するエアーの加圧ポンプ等で構成してもよく、液晶１５（液状体）を加圧して吐出させる手段であればよい。

○上記実施形態では、液滴吐出ヘッド３０の吐出ノズルＮによって吐出口を構成するようにした。これに限らず、例えばエアー式ディスペンサ等の吐出ノズルによって吐出口を構成するようにしてもよい。

○上記実施形態では、液状体を液晶１５として具体化した。これに限らず、例えば、金属微粒子を含有した金属インクに具体化してもよい。つまり、加熱することによって低粘度化して、液滴として吐出可能な液状体であればよい。

○上記実施形態では、対向基板４のマザー基板４Ｍに形成された複数の吐出領域Ｓに液晶１５（液滴Ｄ）を吐出する構成にした。これに限らず、１つの吐出領域Ｓを有した基板（対向基板４）に液滴Ｄを吐出する構成にしてもよい。

○上記実施形態では、液状体としての液晶を吐出して液晶表示装置１を製造する構成した。これに限らず、例えば液状体を金属インクとして具体化し、液晶表示装置１の各種金属配線や、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）を備えた表示装置の金属配線を製造する構成にしてもよい。

本実施形態の液晶表示装置の概略斜視図。 同じく、液晶表示装置の概略断面図。 同じく、液滴吐出装置の概略斜視図。 同じく、液滴吐出装置の概略断面図。 同じく、液滴吐出ヘッドを説明するための概略斜視図。 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

１…液晶表示装置、４…対向基板、４Ｍ…マザー基板、５…素子基板、１５…液状体としての液晶、２０…液滴吐出装置、２３Ｈ…基板加熱手段を構成する加熱ヒータ、２５…温度検出手段を構成する温度センサ、３０Ｈ…液状体加熱手段を構成する加熱ヒータ、３２…圧力室としてのキャビティ、３５…吐出手段を構成する圧電素子、４１…駆動制御手段としての制御部、４３…記憶手段としてのＲＯＭ、Ｄ…液滴、Ｎ…吐出口としての吐出ノズル、Ｓ…吐出領域、ＴＴＤ…温度変換情報としての温度変換データ。

Claims (11)

1. 圧力室に貯えられた液状体を加圧して、前記液状体を吐出口から基板に吐出する吐出手段と、前記液状体を加熱する液状体加熱手段とを備えた液滴吐出装置において、
   前記基板の実温度を検出する温度検出手段と、
   前記基板に吐出した前記液状体の容量が所定の容量になるように、前記温度検出手段の検出した前記実温度に基づいて、前記吐出手段を駆動制御する駆動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１に記載の液滴吐出装置において、
   前記駆動制御手段は、前記実温度に基づいて、前記液滴の容量が所定の容量になるように、前記圧力室に貯えられた前記液状体の圧力を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項１又は２に記載の液滴吐出装置において、
   予め設定された温度を前記吐出手段の駆動量に対応させた温度変換情報を記憶する記憶手段を備え、
   前記駆動制御手段は、前記温度変換情報に基づいて、前記温度検出手段の検出した前記実温度に対応する前記駆動量で前記吐出手段を駆動制御することを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記基板の温度を前記液状体の温度近傍まで加熱する基板加熱手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記液状体は液晶であることを特徴とする液滴吐出装置。
6. 圧力室に貯えられた液状体を加熱加圧して、前記液状体の液滴を吐出口から基板に吐出するようにした液滴吐出方法において、
   前記基板の実温度を検出し、検出した前記実温度に基づいて、前記基板に吐出した前記液状体の容量が所定の容量になるように、前記圧力室の圧力を制御するようにしたことを特徴とする液滴吐出方法。
7. 請求項６に記載の液滴吐出方法において、
   前記基板の実温度を前記圧力室に貯えられた前記液状体の圧力に対応させた温度変換情報に基づいて、前記圧力室の圧力を制御するようにしたことを特徴とする液滴吐出方法。
8. 請求項６又は７に記載の液滴吐出方法において、
   前記基板の実温度を前記液状体の温度近傍まで加熱するようにしたことを特徴とする液滴吐出方法。
9. 請求項６〜８のいずれか１つに記載の液滴吐出方法において、
   前記液状体は液晶であることを特徴とする液滴吐出方法。
10. 素子基板と対向基板のいずれか一方に液晶を吐出して、前記素子基板と前記対向基板との間の間隙に前記液晶を封入するようにした液晶表示装置の製造方法において、
    前記液晶を、請求項９に記載の液滴吐出方法によって吐出するようにしたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
11. 請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法によって製造した液晶表示装置。

Images