JP2007117922A - パターン形成方法及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出した液滴の着弾位置の位置精度を維持して、被吐出面の接線方向に沿う液滴の相対速度を容易に変更可能にした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】キャリッジ２７の基板２側に、曲率中心Ｃｒを回動中心とする傾斜ステージ２９を設け、その傾斜ステージ２９に、吐出ヘッド３０を配設するようにした。そして、傾斜ステージ２９を「基準位置」から「傾斜位置」に配置移動するときに、吐出ヘッド３０の各ノズルＮが、それぞれ対応する着弾位置ＰＦ（曲率中心Ｃｒ）を回動中心にして回動して、その形成方向をＺ矢印方向に対して傾斜角θだけ傾斜させるようにした。
【選択図】図４

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、液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置には、画像を表示するための基板が備えられている。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、配列された多数のパターン形成領域（データセル）の一部に、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のドット）を備え、そのコードパターンの有無によって製造情報を再現可能にしている。

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、上記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に調整しなければならない。つまり、基板と金属箔の表面に対して非常に高い平坦性が要求され、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、その汎用性を損なう問題を招いていた。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、同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。インクジェット法では、金属微粒子を含む液滴を液滴吐出ヘッドのノズルから吐出して、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、同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。

また、上記インクジェット法は、液滴のサイズに応じたパターンを形成できる利便性から、上記する識別コードの他に、表示装置の画素領域に備えられるカラーフィルタや発光素子の製造方法としても利用されている。すなわち、基板に設けられた画素領域に液滴を吐出し、その液滴を乾燥させることによってカラーフィルタや発光素子を形成する。これによって、カラーフィルタや発光素子を形成するためのフォトリソグラフィ工程を削減することができ、表示装置の生産性向上を図っている。
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、基板に着弾した液滴を乾燥することによってドットを形成するために、吐出した液滴の基板に対する相対速度に応じて、以下の問題を招いていた。

すなわち、吐出する液滴は、その基板の接線方向に沿う相対速度が大きくなると、着弾した後に、基板の接線方向に沿って大きく濡れ広がる、あるいは、その着弾位置が基板の接線方向に大きく変位する。その結果、着弾した液滴の形状や着弾位置、つまりドットの形状や形成位置にバラツキを来たして、基板の製造情報を再現不能にする問題があった。

反対に、吐出する液滴は、その基板の接線方向に沿う相対速度が小さくなると、着弾した後に、画素領域の全体に広がることなく乾燥してしまう。その結果、カラーフィルタや発光素子の形成不良や膜厚の不均一を招いて、表示装置の生産性を損なう問題があった。

こうした問題は、液滴吐出ヘッドを基板に対して傾斜させ、基板に対する液滴の飛行方向を変更可能にする、すなわち基板の接線方向に沿う相対速度を変更可能することによって解決できると考えられる。しかし、液滴吐出ヘッドを基板に対して傾斜させると、ノズルと着弾位置との間の距離（液滴の飛行距離）が変動して液滴の位置精度、すなわちドット等の位置精度にバラツキを来たす虞があった。

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、吐出した液滴の着弾位置の位置精度を維持して、被吐出面の接線方向に沿う液滴の相対速度を容易に変更可能にしたパターン形成方法及び液滴吐出装置を提供することである。

本発明のパターン形成方法は、パターン形成材料を含む液滴を、ノズルから前記ノズルの吐出方向に位置する被吐出面の目標吐出位置に向かって吐出してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、前記液滴を吐出する前に、前記目標吐出位置を回動中心にして前記ノズルを回動し、前記ノズルの前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させるようにした。

本実施形態のパターン形成方法によれば、ノズルの吐出方向を被吐出面に対して傾斜させるときに、すなわち液滴の吐出方向を被吐出面に対して傾斜させるときに、目標吐出位置とノズルとの間の距離を維持することができる。従って、目標吐出位置を回動中心にしてノズルを回動するだけで、吐出した液滴の位置精度を維持して、被吐出面の接線方向に沿う液滴の相対速度を変更することができる。

このパターン形成方法において、前記吐出方向が、前記ノズルの前記被吐出面に対する相対移動方向と相反する成分を有するように、前記ノズルを回動するようにしてもよい。
このパターン形成方法によれば、吐出方向の傾斜によって、被吐出面に対する液滴の相対速度を減少させることができる。従って、着弾した液滴の過剰な濡れ広がりや目標吐出位置からの位置ズレを回避させることができる。

このパターン形成方法において、前記吐出方向が、前記ノズルの前記被吐出面に対する相対移動方向に沿う成分を有するように、前記ノズルを回動するようにしてもよい。
このパターン形成方法によれば、吐出方向の傾斜によって、被吐出面に対する液滴の相対速度を増加することができる。従って、着弾した液滴の濡れ不足を回避させることができ、その厚さの均一性を向上させることができる。

本発明の液滴吐出装置は、パターン形成材料を含む液滴を吐出方向に吐出するノズルを有して、前記ノズルからの液滴を被吐出面の目標吐出位置に向かって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、前記目標吐出位置を回動中心にして前記ノズルを回動し、前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させる傾斜手段を備えた。

本実施形態の液滴吐出装置によれば、吐出方向を被吐出面に対して傾斜させるときに、目標吐出位置とノズルとの間の距離を維持することができる。従って、傾斜手段によるノズルの回動だけで、吐出した液滴の位置精度を維持して、被吐出面の接線方向に沿う液滴の相対速度を変更することができる。

この液滴吐出装置において、前記傾斜手段は、前記目標吐出位置を回動中心にして前記液滴吐出ヘッドを回動可能に支持する傾斜ステージを備えるようにしてもよい。
この液滴吐出装置によれば、傾斜ステージによる液滴吐出ヘッドの回動だけて、吐出した液滴の位置精度を維持して、被吐出面の接線方向に沿う液滴の相対速度を変更することができる。

この液滴吐出装置において、前記被吐出面に対して前記液滴吐出ヘッドを相対移動する相対移動手段を備え、前記傾斜手段は、前記吐出方向が、前記被吐出面に対する前記ノズルの相対移動方向と相反する成分を有するように、前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、被吐出面に対する吐出方向の傾斜によって、被吐出面に対する液滴の相対速度を減少させることができる。従って、着弾した液滴の過剰な濡れ広がりや目標吐出位置からの位置ズレを回避させることができる。

この液滴吐出装置において、前記被吐出面に対して前記液滴吐出ヘッドを相対移動する相対移動手段を備え、前記傾斜手段は、前記吐出方向が、前記被吐出面に対する前記ノズルの相対移動方向に沿う成分を有するように、前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、被吐出面に対する吐出方向の傾斜によって、被吐出面に対する液滴の相対速度を増加することができる。従って、着弾した液滴の濡れ不足を回避させることができ、その厚さの均一性を向上させることができる。

この液滴吐出装置において、前記相対移動手段は、前記被吐出面を搬送する搬送ステージであってもよい。
この液滴吐出装置によれば、ステージの移動速度に関わらず、目標吐出位置に着弾する液滴の形状を、所望の形状に変更することができる。

この液滴吐出装置において、前記目標吐出位置に着弾した前記液滴の領域に光を照射して前記液滴を乾燥する乾燥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、着弾した液滴を光によって乾燥させることができる。その結果、液滴によって形成するパターンの形状制御性を向上させることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。まず、本発明のパターン形成方法を利用して形成した識別コードを有する液晶表示装置１について説明する。

図１において、基板２の一側面（被吐出面としての表面２ａ）には、その略中央位置に液晶分子を封入した四角形状の表示部３が形成されて、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。液晶表示装置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、前記表示部３内の液晶分子の配向状態を制御するようになっている。そして、液晶表示装置１は、図示しない照明装置からの平面光を液晶分子の配向状態によって変調して、表示部３の領域に所望の画像を表示するようになっている。

表面２ａの左側下隅には、一辺が約１ｍｍの正方形からなるコード形成領域Ｓが区画形成されて、そのコード形成領域Ｓ内には、１６行×１６列のデータセルＣが仮想分割されている。そのコード形成領域Ｓの選択されたデータセルＣの領域には、それぞれパターン
としてのドットＤが形成されて、これら複数のドットＤによって、液晶表示装置１の識別コード１０が構成している。

本実施形態では、ドットＤの形成されたデータセルＣの中心位置を「目標吐出位置Ｐ」とし、各データセルＣの一辺の長さを「セル幅Ｗ」という。
各ドットＤは、その外径がデータセルＣの一辺の長さ（前記セル幅Ｗ）で形成された半球状のパターンである。このドットＤは、パターン形成材料としての金属微粒子（例えば、ニッケル微粒子やマンガン微粒子）を分散媒に分散させた液状体Ｆ（図５参照）の液滴ＦｂをデータセルＣに吐出して、データセルＣに着弾した液滴Ｆｂを乾燥及び焼成させることによって形成されている。着弾した液滴Ｆｂの乾燥・焼成は、レーザ光Ｂ（図５参照）を照射することによって行われる。尚、本実施形態では、液滴Ｆｂを乾燥・焼成することによってドットＤを形成するようにしているが、これに限らず、例えばレーザ光Ｂの乾燥のみによって形成するようにしてもよい。

そして、識別コード１０は、各データセルＣ内のドットＤの有無によって、液晶表示装置１の製品番号やロット番号等を再現できるようになっている。
本実施形態では、上記基板２の長手方向をＸ矢印方向とし、Ｘ矢印方向と直交する方向をＹ矢印方向という。

次に、前記識別コード１０を形成するための液滴吐出装置２０について説明する。
図２において、液滴吐出装置２０の基台２１は、その長手方向がＸ矢印方向に沿う直方体形状に形成されて、その上面には、Ｘ矢印方向に延びる一対の案内溝２２が形成されている。基台２１の上側には、Ｘ軸モータＭＸ（図６参照）に駆動連結される相対移動手段としての基板ステージ２３が案内溝２２に沿って摺動可能に配設されて、所定の速度（搬送速度Ｖｘ）でＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に直動するようになっている。基板ステージ２３の上面には、図示しない吸引式のチャック機構が設けられて、載置される基板２が、表面２ａ（コード形成領域Ｓ）を上側にして位置決め固定されるようになっている。

基台２１のＹ矢印方向両側には、Ｘ矢印方向から見て門型に形成された案内部材２４が配設されて、案内部材２４の上側には、収容タンク２５が配設されている、収容タンク２５は、液状体Ｆを収容して、同液状体Ｆを吐出ヘッド３０に導出するようになっている。案内部材２４の下側には、Ｙ矢印方向に延びる上下一対の案内レール２６がＹ矢印方向全幅にわたり形成されて、Ｙ軸モータＭＹ（図６参照）に駆動連結されるキャリッジ２７が、その案内レール２６に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に直動するようになっている。

図４において、キャリッジ２７の下側には、Ｙ矢印方向に延びる直方体形状のガイド板２８が配設されて、そのガイド板２８の下側面には、円弧状のガイド面２８ａが形成されている。ガイド面２８ａは、キャリッジ２７のＹ矢印方向略全幅にわたって形成される凹曲面であって、その曲率中心Ｃｒが基板ステージ２３に載置された基板２の表面２ａ上に位置するように形成されている。

ガイド板２８のガイド面２８ａには、Ｙ矢印方向に延びる蒲鉾状に形成された傾斜手段を構成する傾斜ステージ２９が配設されている。傾斜ステージ２９は、そのキャリッジ２７側の側面に、前記ガイド面２８ａに相対する凸曲面（摺動面２９ａ）を有し、基板ステージ２３側の側面に、基板２の表面２ａに沿う平面（取着面２９ｂ）を有している。その傾斜ステージ２９は、キャリッジ２７に内設された図示しないウォームギヤ等を介して回動モータＭＲ（図６参照）に駆動連結されて、その摺動面２９ａを前記ガイド面２８ａに沿って摺動（回動）させるようになっている。すなわち、傾斜ステージ２９は、その摺動面２９ａと前記ガイド面２８ａが面一となるように、前記曲率中心Ｃｒを回動中心にして
回動するようになっている。

そして、傾斜ステージ２９を回動させるための信号（回動モータ駆動信号ＳＭＲ：図６参照）を回動モータＭＲに供給すると、回動モータＭＲが、正転駆動又は逆転駆動して、傾斜ステージ２９が、前記ガイド面２８ａに沿って、図４における右回り又は左回りに回動するようになっている。

本実施形態では、図４の実線で示すように、取着面２９ｂの法線方向（以下単に、「吐出方向Ａ」という。）と基板２の表面２ａの法線方向（Ｚ矢印方向）が一致するときの傾斜ステージ２９の配置位置を、「基準位置」という。また、図４の二点鎖線で示すように、前記吐出方向ＡがＺ矢印方向に対して右回りに所定の角度（傾斜角θ）だけ傾斜するときの傾斜ステージ２９の配置位置を、「傾斜位置」という。

傾斜ステージ２９の取着面２９ｂには、液滴吐出ヘッド３０（以下単に、「吐出ヘッド３０」という。）取着されている。図３は、吐出ヘッド３０を基板２側から見た斜視図である。

図３において、吐出ヘッド３０の基板２側には、ノズルプレート３１が備えられて、そのノズルプレート３１の基板２側には、前記取着面２９ｂと平行なノズル形成面３１ａが形成されている。ノズル形成面３１ａには、Ｙ矢印方向に沿って等間隔（前記セル幅Ｗのピッチ幅）に配列された１６個のノズルＮが形成されている。

図４において、各ノズルＮは、それぞれの形成方向がノズル形成面３１ａ（取着面２９ｂ）の法線方向、すなわち前記吐出方向Ａに沿うようにノズルプレート３１に貫通形成されて、傾斜ステージ２９が前記「基準位置」に位置するときに、前記曲率中心ＣｒのＺ矢印方向（吐出方向Ａの反対方向）側に位置するように配置形成されている。

本実施形態では、前記曲率中心Ｃｒであるとともに、各ノズルＮの吐出方向Ａ側に相対する位置を、それぞれ「着弾位置ＰＦ」という。
そして、回動モータＭＲを正転駆動して、傾斜ステージ２９を「基準位置」から「傾斜位置」に配置移動すると、図５に示すように、各ノズルＮは、それぞれ前記着弾位置ＰＦ（曲率中心Ｃｒ）を回動中心にして右回りに回動して、それぞれの形成方向をＺ矢印方向に対して傾斜角θだけ傾斜させるようになる。

従って、各ノズルＮは、それぞれの形成方向を表面２ａに対して傾斜させるときに、常に、その吐出方向Ａ側に着弾位置ＰＦを配置するとともに、対応する着弾位置ＰＦとの間の距離（飛行距離Ｌ）を維持することができる。

図５において、各ノズルＮの吐出方向Ａの反対側には、収容タンク２５に連通するキャビティ３２が形成されて、収容タンク２５の導出する液状体Ｆを、それぞれ対応するノズルＮ内に供給するようになっている。各キャビティ３２の吐出方向Ａの反対側には、吐出方向Ａ及びその反対方向に振動可能な振動板３３が貼り付けられて、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３３の上側には、各ノズルＮに対応する１６個の圧電素子ＰＺが配設されて、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ＣＯＭ１：図６参照）を受けて収縮・伸張し、対応する振動板３３を吐出方向Ａ及びその反対方向に振動させるようになっている。

そして、基板ステージ２３を搬送速度ＶｘでＸ矢印方向に搬送し、データセルＣの目標吐出位置Ｐが着弾位置ＰＦに位置するタイミングで、対応する圧電素子ＰＺを収縮・伸張させる。すると、対応するキャビティ３２内の容積が拡大・縮小して対応するノズルＮ内
の液状体Ｆの界面が振動し、所定容量の液状体Ｆが、対応するノズルＮから液滴Ｆｂとして吐出される。ノズルＮから吐出された液滴Ｆｂは、ノズルＮの形成方向、すなわち吐出方向Ａに沿って、所定の吐出速度Ｖｆで飛行距離Ｌだけ飛行する。

この際、各ノズルＮの形成方向（吐出方向Ａ）には、傾斜ステージ２９の傾斜によって、傾斜角θに対応するＸ矢印方向の成分（各ノズルＮの表面２ａに対する相対移動方向と相反する方向成分）が付与されて、吐出する液滴Ｆｂには、Ｘ矢印方向に沿う速度成分（接線方向速度Ｖｆｘ）が付与されるようになる。

その結果、吐出された液滴Ｆｂは、付与された接線方向速度Ｖｆｘによって、その表面２ａに対する相対速度を減少させるとともに、飛行距離Ｌの維持によって、着弾する位置の位置精度を維持するようになる。すなわち、表面２ａに着弾する液滴Ｆｂは、その表面２ａに対して相対速度（＝Ｖｘ−Ｖｆｘ）で飛行距離Ｌを飛行し、Ｘ矢印方向に沿う濡れ広がりと位置ズレを回避して着弾位置ＰＦ（目標吐出位置Ｐ）に着弾することができる。

目標吐出位置Ｐに着弾した液滴Ｆｂは、基板ステージ２３の搬送移動によってＸ矢印方向に移動するとともに、その搬送時間の経過によって、対応するデータセルＣ内に濡れ広がって、乾燥するためのサイズ（本実施形態では、外径が前記セル幅Ｗになるサイズ）まで拡大する。

本実施形態では、搬送移動される液滴Ｆｂの中心位置（目標吐出位置Ｐ）であって、その液滴Ｆｂの外径がセル幅Ｗになる位置を、「照射位置ＰＴ」という。また、液滴Ｆｂの吐出動作の開始時から、その吐出した液滴Ｆｂが前記照射位置ＰＴに到達するまでの時間を、「照射待機時間Ｔ１」という。

図５において、キャリッジ２７の下側であって、ガイド板２８（吐出ヘッド３０）のＸ矢印方向側には、キャリッジ２７の下面から基板２側（反Ｚ矢印方向側）に延びる支持部材３４が配設されて、その支持部材３４の下端部には、乾燥手段を構成するレーザヘッド３５が配設されている。レーザヘッド３５は、各ノズルＮに対応する半導体レーザＬＤと各種光学系（例えば、コリメータや集光レンズ）を備えて、前記液状体Ｆ（分散媒や金属微粒子）の吸収波長に対応した波長領域のレーザ光Ｂを、前記照射位置ＰＴの領域に向けて出射するようになっている。

そして、基板ステージ２３を搬送速度ＶｘでＸ矢印方向に搬送し、データセルＣが照射位置ＰＴに侵入するタイミングで、レーザ光Ｂを出射するための駆動信号（レーザ駆動電圧ＣＯＭ２：図６参照）を対応する半導体レーザＬＤに供給する。すると、図５の破線で示すように、所定強度のレーザ光Ｂが、対応する照射位置ＰＴの領域に向けて出射されて、照射位置ＰＴを通過する液滴Ｆｂを瞬時に乾燥して固化する。固化した液滴Ｆｂは、連続するレーザ光Ｂの照射によって金属微粒子が焼成されて、基板２の表面２ａに固着したドットＤを形成する。

この際、照射位置ＰＴを通過する各液滴Ｆｂは、傾斜ステージ２９の傾斜と照射待機時間Ｔ１の経過によって、その中心位置と外径を、それぞれ対応するデータセルＣの目標吐出位置Ｐとセル幅Ｗに整合させて、レーザ光Ｂの照射を受ける。従って、外径をセル幅Ｗにした半球面状のドットＤを、対応するデータセルＣからはみ出すことなく形成することができる。

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６に従って説明する。
図６において、制御装置４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備え、ＲＯＭ等に格納された各種データと各種制御プログラムに従って、基板ステージ２３を移動させて、吐出ヘ
ッド３０、レーザヘッド３５及び傾斜ステージ２９を駆動させる。

制御装置４１には、起動スイッチ、停止スイッチ等の操作スイッチを有した入力装置４２が接続されて、識別コード１０の画像が既定形式の描画データＩａとして入力されるとともに、傾斜ステージ２９の傾斜角θが既定形式の傾斜角データＩθとして入力されるようになっている。そして、制御装置４１は、入力装置４２からの描画データＩａを受けて、ビットマップデータＢＭＤ、圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１及びレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を生成し、入力装置４２からの傾斜角データＩθを受けて、回動モータ駆動信号ＳＭＲを生成するようになっている。

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、圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するものであり、二次元描画平面（コード形成領域Ｓ）上における各データセルＣに、液滴Ｆｂを吐出するか否かを規定するデータである。

制御装置４１には、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に対応する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、制御装置４１からの駆動制御信号に応答してＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させるようになっている。制御装置４１には、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に対応する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、制御装置４１からの駆動制御信号に応答してＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させるようになっている。制御装置４１には、基板２の端縁を検出可能な基板検出装置４５が接続されて、基板検出装置４５からの検出信号に基づいて、着弾位置ＰＦを通過する基板２の位置を算出するようになっている。

制御装置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ようになっている。制御装置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、基板ステージ２３（基板２）の移動方向及び移動量を演算するようになっている。そして、制御装置４１は、各データセルＣの中心位置が着弾位置ＰＦに位置するタイミングで、吐出ヘッド駆動回路４８に、それぞれ吐出タイミング信号ＬＰ１を出力するようになっている。

制御装置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ようになっている。制御装置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、液滴吐出ヘッド３０（レーザヘッド３５）のＹ矢印方向の移動方向及び移動量を演算するようになっている。そして、制御装置４１は、各ノズルＮに対応する着弾位置ＰＦを、それぞれ目標吐出位置Ｐの搬送経路上に配置するようになっている。

制御装置４１には、吐出ヘッド駆動回路４８が接続されて、吐出タイミング信号ＬＰ１を出力するようになっている。また、制御装置４１は、圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を所定の基準クロック信号に同期させて、吐出ヘッド駆動回路４８に出力するようになっている。さらにまた、制御装置４１は、ビットマップデータＢＭＤを、それぞれ所定の基準クロック信号に同期させて吐出制御信号ＳＩを生成し、その吐出制御信号ＳＩを吐出ヘッド駆動回路４８にシリアル転送するようになっている。吐出ヘッド駆動回路４８は、制御装置４１からの吐出制御信号ＳＩを、それぞれ各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換するようになっている。

そして、吐出ヘッド駆動回路４８は、制御装置４１からの吐出タイミング信号ＬＰ１を受けると、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択された圧電素子ＰＺに、それぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給するとともに、シリアル／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩをレ
ーザ駆動回路４９に出力するようになっている。

制御装置４１には、レーザ駆動回路４９が接続されて、レーザ駆動電圧ＣＯＭ２を所定の基準クロック信号に同期させて出力するようになっている。
そして、レーザ駆動回路４９は、吐出ヘッド駆動回路４８からの吐出制御信号ＳＩを受けると、所定の時間（前記照射待機時間Ｔ１）だけ待機して、吐出制御信号ＳＩに対応した各半導体レーザＬＤに、それぞれレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を供給するようになっている。すなわち、制御装置４１は、着弾した液滴Ｆｂが照射位置ＰＴに搬送移動される都度、レーザ駆動回路４９を介して、その液滴Ｆｂの領域に向かってレーザ光Ｂを照射するようになっている。

制御装置４１には、回動モータ駆動回路５０が接続されて、回動モータ駆動回路５０に回動モータ駆動信号ＳＭＲを出力するようになっている。回動モータ駆動回路５０は、制御装置４１からの回動モータ駆動信号ＳＭＲに応答して、傾斜ステージ２９を傾斜させる回動モータＭＲを正転駆動又は逆転駆動させるようになっている。そして、回動モータ駆動回路５０は、制御装置４１からの回動モータ駆動信号ＳＭＲを受けると、回動モータＭＲを正転駆動あるいは逆転駆動して、傾斜ステージ２９を傾斜角θだけ傾斜させるようになっている。

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２に示すように、基板ステージ２３に、表面２ａが上側になるように基板２を配置固定する。このとき、基板２は、案内部材２４（キャリッジ２７）よりも反Ｘ矢印方向側に配置されて、傾斜ステージ２９は、前記「基準位置」に配置されている。

この状態から、入力装置４２を操作して描画データＩａと傾斜角データＩθを制御装置４１に入力する。すると、制御装置４１は、描画データＩａに基づくビットマップデータＢＭＤを生成して格納し、圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１及びレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を生成する。圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１及びレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を生成すると、制御装置４１は、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御して、基板２をＸ矢印方向に搬送するときに、各目標吐出位置Ｐが対応する着弾位置ＰＦを通過するように、キャリッジ２７（各ノズルＮ）をセットする。

また、制御装置４１は、傾斜角データＩθに基づく回動モータ駆動信号ＳＭＲを生成して、その回動モータ駆動信号ＳＭＲを回動モータ駆動回路５０に出力する。回動モータ駆動信号ＳＭＲを出力すると、制御装置４１は、回動モータ駆動回路５０を介して、回動モータＭＲを正転駆動し、傾斜ステージ２９を「基準位置」から「傾斜位置」に回動する。これによって、液滴Ｆｂの飛行距離Ｌを維持した状態で、各ノズルＮの形成方向を傾斜角θだけ傾斜させることができる。

傾斜ステージ２９を「傾斜位置」に回動すると、制御装置４１は、Ｘ軸モータＭＸを駆動制御して、基板２のＸ矢印方向への搬送を開始し、基板検出装置４５及びＸ軸モータ回転検出器４６からの検出信号に基づいて、最もＸ矢印方向側に位置するデータセルＣの目標吐出位置ＰがノズルＮの直下まで搬送されたか否か判断する。

この間、制御装置４１は、吐出ヘッド駆動回路４８に吐出制御信号ＳＩを出力するとともに、吐出ヘッド駆動回路４８及びレーザ駆動回路４９に、それぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１及びレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を出力する。

そして、最もＸ矢印方向側に位置するデータセルＣの目標吐出位置Ｐが着弾位置ＰＦに搬送されると、制御装置４１は、吐出ヘッド駆動回路４８に吐出タイミング信号ＬＰ１を
出力する。

吐出タイミング信号ＬＰ１を吐出ヘッド駆動回路４８に出力すると、制御装置４１は、吐出ヘッド駆動回路４８を介して、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択された圧電素子ＰＺに、それぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給し、選択されたノズルＮから、一斉に液滴Ｆｂを吐出させる。

この際、傾斜ステージ２９の傾斜によって、各ノズルＮの形成方向には、傾斜角θに対応するＸ矢印方向の成分が付与されて、吐出された液滴Ｆｂには、Ｘ矢印方向に沿う接線方向速度Ｖｆｘが付与される。

そのため、吐出された液滴Ｆｂは、付与された接線方向速度Ｖｆｘによって、その表面２ａに対する相対速度を減少させるとともに、飛行距離Ｌの維持によって着弾する位置の位置精度を維持する。すなわち、表面２ａに着弾する液滴Ｆｂは、その表面２ａに対する相対速度（＝Ｖｘ−Ｖｆｘ）で飛行距離Ｌを飛行する分だけ、Ｘ矢印方向に沿う濡れ広がりと位置ズレを回避させることができ、対応する着弾位置ＰＦ（目標吐出位置Ｐ）に着弾する。

目標吐出位置Ｐに着弾した液滴Ｆｂは、基板ステージ２３の搬送移動によってＸ矢印方向に移動するとともに、その搬送時間の経過によって、対応するデータセルＣ内に濡れ広がる。そして、吐出動作の開始から照射待機時間Ｔ１だけ経過すると、制御装置４１は、目標吐出位置Ｐに着弾した液滴Ｆｂを照射位置ＰＴまで搬送して、その外径をセル幅Ｗにする。

また、吐出タイミング信号ＬＰ１を吐出ヘッド駆動回路４８に出力すると、制御装置４１は、レーザ駆動回路４９を介して、半導体レーザＬＤを照射待機時間Ｔ１だけ待機させ、吐出ヘッド駆動回路４８からの吐出制御信号ＳＩに基づいて、選択された半導体レーザＬＤに、それぞれレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を供給する。そして、制御装置４１は、選択された半導体レーザＬＤから、一斉にレーザ光Ｂを出射させる。

半導体レーザＬＤから出射されたレーザ光Ｂは、照射位置ＰＴに位置する液滴Ｆｂの領域、すなわち外径をセル幅Ｗにする液滴Ｆｂの領域に照射される。レーザ光Ｂの照射された液滴Ｆｂは、分散媒の蒸発と金属微粒子の焼成によって、その外径がセル幅ＷのドットＤとして基板２の表面２ａに固着される。これによって、最もＸ矢印方向側に位置するデータセルＣに、セル幅Ｗに整合したドットＤを形成する。

以後、同様に、制御装置４１は、基板２をＸ矢印方向に搬送して、各目標吐出位置Ｐが着弾位置ＰＦに到達する毎に、選択したノズルＮから液滴Ｆｂを吐出し、着弾した液滴Ｆｂがセル幅Ｗになるタイミングで、液滴Ｆｂの領域にレーザ光Ｂを照射する。これによって、コード形成領域Ｓ内に、全てのドットＤを形成する。

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、キャリッジ２７の基板２側に、曲率中心Ｃｒを回動中心とする傾斜ステージ２９を設け、その傾斜ステージ２９に、吐出ヘッド３０を配設するようにした。そして、傾斜ステージ２９を「基準位置」から「傾斜位置」に配置移動するときに、吐出ヘッド３０の各ノズルＮが、それぞれ対応する着弾位置ＰＦ（曲率中心Ｃｒ）を回動中心にして回動して、その形成方向をＺ矢印方向に対して傾斜角θだけ傾斜させるようにした。

従って、各ノズルＮの形成方向を表面２ａに対して傾斜させるときに、常に、各ノズル
Ｎの吐出方向Ａ側に着弾位置ＰＦを配置させることができ、各ノズルＮと対応する着弾位置ＰＦとの間の飛行距離Ｌを維持することができる。その結果、傾斜ステージ２９を「傾斜位置」に配置するだけで、液滴Ｆｂの着弾する位置の位置精度を維持して、表面２ａの接線方向に沿う液滴Ｆｂの相対速度を変更することができる。
（２）上記実施形態によれば、傾斜ステージ２９を傾斜角θだけ傾斜させて、各ノズルＮの形成方向に、Ｘ矢印方向の成分、すなわち各ノズルＮの基板２に対する相対移動方向と相反する方向成分を付与するようにした。従って、各ノズルＮから吐出される液滴Ｆｂに、Ｘ矢印方向に沿う接線方向速度Ｖｆｘを付与することができ、その表面２ａに対する相対速度を減少させることができる。その結果、表面２ａに着弾する液滴ＦｂのＸ矢印方向に沿う過剰な濡れ広がりや位置ズレを回避させることができて、その着弾位置ＰＦに対する位置精度を向上させることができる。
（３）しかも、基板２の搬送速度Ｖｘに関わらず、液滴Ｆｂの着弾位置ＰＦの位置精度を向上させることができる。そのため、液滴Ｆｂの位置ズレ等を来たすことなく搬送速度Ｖｘを増加することができて、識別コード１０の生産性を向上させることができる。
（４）上記実施形態によれば、吐出ヘッド３０のＸ矢印方向側に、照射位置ＰＴの領域に向かってレーザ光Ｂを出射するレーザヘッド３５を配設した。そして、液滴Ｆｂを有したデータセルＣが照射位置ＰＴに侵入するタイミングでレーザ光Ｂを出射し、液滴Ｆｂを瞬時に乾燥・焼成するようにした。従って、着弾した液滴Ｆｂの過剰な濡れ広がりを、より確実に回避させることができ、対応するデータセルＣ内に所望するサイズのドットＤを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、傾斜ステージ２９を傾斜角θだけ傾斜させて、各ノズルＮの形成方向に、Ｘ矢印方向の成分、すなわち各ノズルＮの基板２に対する相対移動方向と相反する方向成分を付与するようにした。これに限らず、例えば各ノズルＮの形成方向に、反Ｘ矢印方向の成分、すなわち相対移動方向に沿う方向成分を付与するようにしてもよい。

これによれば、各ノズルＮから吐出される液滴Ｆｂに、反Ｘ矢印方向に沿う接線方向速度Ｖｆｘを付与することができ、その表面２ａに対する相対速度を、接線方向速度Ｖｆｘの分だけ、増加させることができる。その結果、接線方向速度Ｖｆｘの分だけ、表面２ａに着弾する液滴Ｆｂの領域を反Ｘ矢印方向に広げることができる。そのため、吐出した液滴Ｆｂによってカラーフィルタや発光素子等の薄膜パターンを形成する場合、液滴Ｆｂの領域を広げる分だけ、薄膜パターンの抜けを回避させることができ、その膜厚の均一性を向上させることができる。
・上記実施形態では、相対移動手段を基板ステージ２３に具体化した。これに限らず、例えば相対移動手段をキャリッジ２７に具体化してもよく、被吐出面に対してノズルを相対移動可能なものであればよい。
・上記実施形態では、液滴Ｆｂの領域に照射するレーザ光Ｂによって、液滴Ｆｂを乾燥・焼成する構成にした。これに限らず、例えば照射するレーザ光Ｂのエネルギーによって、液滴Ｆｂを所望の方向に流動させる構成にしてもよく、あるいは液滴Ｆｂの外縁のみに照射して液滴Ｆｂをピニングする構成にしてもよい。すなわち、液滴Ｆｂの領域に照射するレーザ光Ｂによってパターンを形成する構成であればよい。
・上記実施形態では、乾燥手段をレーザヘッド３５に具体化した。これに限らず、例えば乾燥手段を赤外線ランプ等の加熱ランプで構成してもよく、液滴Ｆｂの領域に光を照射して、液滴Ｆｂを乾燥可能なものであればよい。
・上記実施形態では、液滴Ｆｂによって半円球状のドットＤを形成する構成にしたが、これに限らず、例えば、楕円形状のドットや線状のパターンを形成する構成であってもよい。
・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、例えば液晶表示装置１や、平面状の電子放出素子を備えて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）に設けられる各種薄膜、金属配線、カラーフィルタ等に具体化してもよく、着弾した液滴Ｆｂによって形成するパターンであればよい。
・上記実施形態では、被吐出面を基板２の表面２ａ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の一側面であってもよく、着弾した液滴Ｆｂによってパターンを形成する対象物の一側面であればよい。

本実施形態における液晶表示装置を示す平面図。 同じく、液滴吐出装置を示す概略斜視図。 同じく、液滴吐出ヘッドを示す概略斜視図。 同じく、液滴吐出ヘッドを説明する説明図。 同じく、液滴吐出ヘッドを説明する説明図。 同じく、液滴吐出装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。

符号の説明

２…基板、２ａ…被吐出面としての表面、１０…識別コード、２０…液滴吐出装置、２３…相対移動手段を構成する基板ステージ、２９…傾斜ステージ、３０…液滴吐出ヘッド、３５…乾燥手段を構成するレーザヘッド、Ａ…吐出方向、Ｂ…レーザ光、Ｄ…パターンとしてのドット、Ｆｂ…液滴、Ｎ…ノズル、Ｐ…目標吐出位置。

Claims (9)

1. パターン形成材料を含む液滴を、ノズルから前記ノズルの吐出方向に位置する被吐出面の目標吐出位置に向かって吐出してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、
   前記液滴を吐出する前に、前記目標吐出位置を回動中心にして前記ノズルを回動し、前記ノズルの前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させるようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
2. 請求項１に記載のパターン形成方法において、
   前記吐出方向が、前記ノズルの前記被吐出面に対する相対移動方向と相反する成分を有するように、前記ノズルを回動するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
3. 請求項１に記載のパターン形成方法において、
   前記吐出方向が、前記ノズルの前記被吐出面に対する相対移動方向に沿う成分を有するように、前記ノズルを回動するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
4. パターン形成材料を含む液滴を吐出方向に吐出するノズルを有して、前記ノズルからの液滴を被吐出面の目標吐出位置に向かって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、
   前記目標吐出位置を回動中心にして前記ノズルを回動し、前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させる傾斜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、
   前記傾斜手段は、前記目標吐出位置を回動中心にして前記液滴吐出ヘッドを回動可能に支持する傾斜ステージを備えた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、
   前記被吐出面に対して前記液滴吐出ヘッドを相対移動する相対移動手段を備え、
   前記傾斜手段は、
   前記吐出方向が、前記被吐出面に対する前記ノズルの相対移動方向と相反する成分を有するように、前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させることを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項４又は５に記載の液滴吐出装置において、
   前記被吐出面に対して前記液滴吐出ヘッドを相対移動する相対移動手段を備え、
   前記傾斜手段は、
   前記吐出方向が、前記被吐出面に対する前記ノズルの相対移動方向に沿う成分を有するように、前記吐出方向を前記被吐出面に対して傾斜させることを特徴とする液滴吐出装置。
8. 請求項６又は７に記載の液滴吐出装置において、
   前記相対移動手段は、前記被吐出面を搬送する搬送ステージであることを特徴とする液滴吐出装置。
9. 請求項４〜８のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記目標吐出位置に着弾した前記液滴の領域に光を照射して前記液滴を乾燥する乾燥手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

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