JP2007275809A - 液滴吐出装置及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避するとともに、液滴からなる膜パターンの均一性を向上させた液滴吐出装置及び液晶表示装置を提供する。
【解決手段】マザー基板ＭＡを載置するステージが、マザー基板ＭＡの各吐出領域Ｓに対応可能な複数のヒータ（ヒータ対ＨＰ）を有する。そして、マザー基板ＭＡを吐出ヘッド４０に対して主走査方向（Ｙ矢印方向）に走査するときに、吐出ヘッド４０と対向する吐出領域Ｓに対応したヒータ対ＨＰが、対応する吐出領域Ｓを局所的に昇温する。
【選択図】図８

Description

本発明は、液滴吐出装置及び液晶表示装置に関する。

一般的に、液晶表示装置の製造工程には、基板に設けられた吐出領域に液晶材料を吐出し、その吐出領域を対向基板で封止する封止工程がある。この封止工程では、液晶材料の吐出容量を安定させるために、液晶材料を複数の液滴にして吐出するインクジェット法が利用されている。

インクジェット法は、吐出ヘッドに形成する液状体の界面（メニスカス）を強制的に振動させて液滴を形成する。そのため、高粘度の液状体（例えば、液晶材料）を吐出する場合には、予め液状体の流路を加熱し、液状体の粘度を低下させる（例えば、特許文献１）。これによって、液滴の吐出動作を安定させ、吐出容量の均一化を図っている。
特開２００４−３４７６９５号公報

しかしながら、加熱した液状体を液滴として吐出すると、液状体あるいは液滴の温度変動に起因して以下の問題を招いていた。
すなわち、上記インクジェット法では、液滴の着弾精度を確保するために、吐出ヘッドと基板との間の距離（プラテンギャップ）を１ｍｍ程度まで狭くする。そのため、吐出ヘッドが基板に対して走査されるときに、加熱された液状体が、その熱量を基板側に放出し、その温度を変動させる。この結果、吐出する液状体の粘度が増減し、吐出容量の均一性を損なう問題があった。

また、加熱された液状体が液滴として基板に着弾すると、液滴の熱量が直ちに基板に奪われ、その粘度が急峻に増加する。そのため、液滴からなる液状膜を形成する場合、吐出した各液滴が着弾直後に増粘し、液滴間の接合を困難にする。ひいては、液状膜の膜厚均一性を損なう問題があった。

これらの問題は、液滴を吐出する工程で、常に基板の全体を加熱し、吐出する液状体あるいは着弾した液滴の放熱を抑制させることによって回避可能と考えられる。しかし、基板の全体を加熱すると、基板が熱膨張して液滴の着弾精度を低下させる虞があった。また、基板の加熱時間が長くなり、基板に形成された各種部材（例えば、液晶材料を封入するためのシール部材など）を熱的に損傷させる虞があった。

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、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避するとともに、液滴からなる膜パターンの均一性を向上させた液滴吐出装置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、加熱した液状体を液滴にして基板に吐出する吐出ヘッドと、前記基板を載置して前記基板を前記吐出ヘッドに対して相対移動するステージと、を備えた液滴吐出装置において、前記基板に形成された複数の吐出領域のそれぞれに対応して前記ステージに設けられ、対応する吐出領域を局所的に加熱する複数の加熱手段と、前記ステージが前記基板を前記吐出ヘッドに対して相対移動するときに、前記吐出ヘッドと対向する吐出領域に対応した加熱手段を前記複数の加熱手段の中から選択駆動する駆動制御手
段と、を備えた。

本発明の液滴吐出装置によれば、基板に形成された各吐出領域が、それぞれ吐出ヘッドと対向するタイミングで、対応する加熱手段からの局所的な加熱を受け、対向する吐出ヘッドに所定の熱量を供給する。この結果、基板全体にわたる昇温を抑制した状態で、吐出する液状体の粘度を安定させることができる。すなわち、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避させるとともに、液滴からなる膜パターンの均一性を向上させることができる。

また、この液滴吐出装置において、前記駆動制御手段は、前記吐出ヘッドと対向するときの吐出領域が前記加熱した液状体の温度近傍になるように、前記吐出ヘッドと対向する前の吐出領域に対応した加熱手段を予め選択駆動するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、各吐出領域が、吐出ヘッドと対向するタイミングで、吐出する液状体の温度近傍になる。よって、吐出ヘッドと対向する吐出領域が、吐出ヘッド内の液状体の放熱を、より確実に抑制する。この結果、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避させるとともに、液滴からなるパターンのサイズや形状の均一性を、より確実に向上させることができる。

また、この液滴吐出装置において、前記駆動制御手段は、前記各吐出領域に着弾した前記液滴が濡れ広がるように、前記吐出ヘッドと対向した後の吐出領域に対応した加熱手段を所定時間だけ継続して選択駆動するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、液滴の吐出された各吐出領域が、液滴の着弾後に所定時間だけ加熱され、着弾した液滴を濡れ広がらせる。この結果、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避させるとともに、液滴からなるパターンのサイズや形状の均一性を、さらに向上させることができる。

また、この液滴吐出装置において、前記複数の吐出領域は、それぞれ前記吐出ヘッドに対する前記基板の主走査方向に沿って配列され、前記ステージは、前記吐出ヘッドに対して前記基板を前記主走査方向に走査し、前記駆動制御手段は、前記ステージが前記基板を前記吐出ヘッドに対して走査するときに、前記複数の加熱手段を前記主走査方向側から順に選択駆動するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、複数の吐出領域が、主走査方向側から順に局所的な加熱を受け、主走査方向側から順に液滴を受ける。よって、複数の吐出領域に対して、その吐出順序と加熱順序を、確実に一致させることができる。この結果、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避させるとともに、液滴からなるパターンのサイズや形状の均一性を、より確実に向上させることができる。

また、この液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドに対する前記基板の相対位置に関する位置情報を生成する位置情報生成手段を備え、前記駆動制御手段は、前記ステージが前記基板を前記吐出ヘッドに対して相対移動するときに、前記位置情報生成手段の生成する位置情報に基づいて前記吐出ヘッドと対向する吐出領域に対応した加熱手段を選択駆動するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、駆動制御手段が、位置情報に基づいて吐出領域を選択し、選択した吐出領域に対応する加熱手段を駆動する。よって、吐出ヘッドと対向する吐出領域を、より高い精度で昇温させることができる。この結果、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避させるとともに、液滴からなるパターンのサイズや形状の均一性を、
より確実に向上させることができる。

また、この液滴吐出装置において、前記液状体は、液晶材料であってもよい。
この液滴吐出装置によれば、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避させるとともに、液晶材料からなるパターンのサイズや形状の均一性を、より確実に向上させることができる。

本発明の液晶表示装置は、上記液滴吐出装置によって吐出された液晶材料を備えた。
本発明の液晶表示装置によれば、膜厚均一性を向上させた液晶材料を備えることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。まず、本発明の液晶表示装置１０について説明する。図１は、液晶表示装置１０を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。

図１に示すように、液晶表示装置１０は、その下側に、ＬＥＤ１１を有した四角板状のバックライト１２を備えている。そのバックライト１２の上方には、バックライト１２と略同じ四角板状に形成され、バックライト１２からの光が照射される液晶パネル１３が備えられている。

図２に示すように、液晶パネル１３は、互いに対向する素子基板１４と対向基板１５を備えている。素子基板１４と対向基板１５は、無色透明のガラス基板であって、紫外線光硬化性樹脂からなる四角枠状のシール材１６によって貼り合わされている。素子基板１４と対向基板１５との間の間隙には、液状体としての液晶材料Ｆからなる液晶層１７が形成されている。液晶層１７は、液滴吐出装置としてのインクジェット装置３０を使用して形成され、その内部に気泡を混在させたり、その表面を凹凸形状にさせたりすることなく、均一に充填されている。この液晶材料Ｆは、常温における粘度が５０ｃＰ〜１００ｃＰである。

素子基板１４の下面（バックライト１２側の側面）には、偏光板や位相差板などからなる光学基板１８が貼り合わされている。光学基板１８は、バックライト１２からの光を直線偏光にして液晶層１７に出射する。

素子基板１４の上面（対向基板１５側の側面：素子形成面１４ａ）には、図１に示すように、その一方向（Ｘ矢印方向）略全幅にわったって延びる複数の走査線Ｌｘが配列されている。各走査線Ｌｘは、それぞれ素子基板１４の一側に形成された走査線駆動回路１９に電気的に接続され、走査線駆動回路１９の生成する走査信号が所定のタイミングで入力される。また、素子形成面１４ａには、Ｘ矢印方向と直交する他方向（Ｙ矢印方向）略全幅にわたって延びる複数のデータ線Ｌｙが配列されている。各データ線Ｌｙは、それぞれ素子基板１４の他側に形成されたデータ線駆動回路２１に電気的に接続され、データ線駆動回路２１の生成するデータ信号が所定のタイミングで入力される。

素子形成面１４ａであって、走査線Ｌｘとデータ線Ｌｙの交差する位置には、対応する走査線Ｌｘ及びデータ線Ｌｙに接続されてマトリックス状に配列される複数の画素２２が形成されている。各画素２２には、それぞれＴＦＴなどの制御素子や、透明導電膜などからなる光透過性の画素電極２３が備えられている。各画素２２の制御素子は、対応する走査線Ｌｘの線順次走査に基づいて、１本ずつ所定のタイミングで選択されてオン状態になる。各画素電極２３には、対応する画素２２の制御素子がオン状態になるときに、それぞれ表示データに基づくデータ信号が入力される。

各画素２２（各画素電極２３）の上側全体には、図２に示すように、配向処理の施された配向膜２４が積層されている。配向膜２４は、配向性ポリイミドなどの配向性高分子によって形成され、対応する画素電極２３の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。

対向基板１５の上面には、光学基板１８からの光と直交する直線偏光の光を外方（図２における上方）に出射する偏光板２５が貼り合わされている。対向基板１５の下面（電極形成面１５ａ）全体には、各画素電極２３と対向するように形成された光透過性の導電膜からなる対向電極２６が積層されている。対向電極２６は、データ線駆動回路２１に電気的に接続され、データ線駆動回路２１の生成する所定の共通電位が入力される。対向電極２６の下面全体には、配向処理の施された配向膜２７が積層され、対向電極２６の近傍で液晶分子の配向を所定の方向に設定する。

液晶層１７を通過する光の偏光状態は、データ信号が各画素電極２３に入力されるときに、各画素電極２３と対向電極２６との間の電位差に基づいて、画素２２ごとに変調される。偏光状態の変調された光は、偏光板２５を通過するか否かによって、表示データに基づく画像を液晶パネル１３の上側に表示する。

表示される画像は、液晶層１７が均一に形成されるため、すなわち各画素電極２３と対向電極２６との間の間隙（セルギャップ）が均一に形成されるため、セルギャップのバラツキに起因した輝度ムラや色ムラなどを来たすことなく、その表示画質を保持する。

次に、液晶パネル１３の製造方法について図３に従って説明する。図３は、液晶パネル１３の製造方法を説明する説明図である。
図３に示すように、まず、２４枚（６行×４列）の対向基板１５を切り出し可能にしたマザー基板ＭＡの一側面（配向膜２７側の側面：吐出面ＭＡａ）に、ディスペンサ装置などを利用してシール材１６を形成する。すなわち、吐出面ＭＡａに形成された各対向基板１５に対応する領域の外縁に、それぞれ紫外線光硬化性樹脂からなる四角枠状のシール材１６を吐出形成する。各シール材１６を形成すると、液滴吐出装置としてのインクジェット装置３０を利用して、各シール材１６で囲まれた領域（各吐出領域Ｓ）に、それぞれ複数の液滴Ｆｂを吐出する。そして、吐出領域Ｓに着弾した各液滴Ｆｂを接合し、所定容量の液晶材料Ｆからなる液状膜ＬＦを各吐出領域Ｓ内に形成する。

各吐出領域Ｓに液晶材料Ｆの液状膜ＬＦを形成すると、マザー基板ＭＡを減圧雰囲気内に搬送し、マザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａ側に、２４枚（６行×４列）の素子基板１４を切出し可能にしたマザー基板ＭＢを貼り合わせる。マザー基板ＭＡにマザー基板ＭＢを貼り合わせると、マザー基板ＭＡ及びマザー基板ＭＢを大気開放するとともに、各シール材１６に紫外線を照射して硬化し、各吐出領域Ｓ内に液晶材料Ｆを封入する。液晶材料Ｆを封入すると、マザー基板ＭＡ及びマザー基板ＭＢをダイシングして、各液晶パネル１３を形成する。本実施形態では、吐出領域ＳのＸ矢印方向の幅が吐出幅ＷＳとして定義される。

次に、液晶材料Ｆを吐出するためのインクジェット装置３０について図４〜図１０に従って説明する。図４は、インクジェット装置３０を示す斜視図である。
図４に示すように、インクジェット装置３０は、直方体形状に形成された基台３１を備えている。基台３１の上面には、その長手方向（Ｙ矢印方向）に沿って延びる一対の案内溝３２が形成されている。案内溝３２の上方には、案内溝３２に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に移動するステージ３３が備えられている。本実施形態では、図４においてＹ矢印方向が主走査方向として定義される。また、図４において、Ｙ矢印方向と直交するＸ
矢印方向が副走査方向として定義される。

ステージ３３の上面には、各吐出領域Ｓを上側にしたマザー基板ＭＡを載置する載置部３４が形成されている。図５は、載置部３４を上方から見た平面図である。
図５に示すように、載置部３４には、加熱手段としての複数のヒータＨが備えられている。各ヒータＨは、吐出領域Ｓよりも小さいサイズに形成された四角板状のセラミックヒータである。各ヒータＨは、副走査方向及び主走査方向に沿って、１０行×８列のマトリックス状に配置され、それぞれ対応するマザー基板ＭＡの領域を高速昇温及び高速降温する。

詳述すると、各ヒータＨは、その副走査方向の幅（加熱幅ＷＨ）が吐出幅ＷＳの略半分のサイズで形成され、副走査方向に隣接する２列分のヒータＨが、載置部３４に載置されたマザー基板ＭＡの１列分の吐出領域Ｓと対向する。各ヒータＨは、マザー基板ＭＡが載置部３４に載置されるときに選択駆動され、それぞれ対向するマザー基板ＭＡの領域を局所的に加熱し、対応する吐出領域Ｓの一部を所定の温度（吐出温度：本実施形態では、７０℃）に高速昇温する。また、これらのヒータＨは、それぞれ対向するマザー基板ＭＡの領域の局所的な加熱を終了し、対応する吐出領域Ｓの一部を吐出温度から常温に高速降温する。本実施形態では、図５において副走査方向に併設された一対のヒータＨが、それぞれヒータ対ＨＰとして定義される。また、副走査方向に隣接する２列分のヒータＨが、それぞれヒータブロックＨＢとして定義される。

図４に示すように、基台３１の副走査方向両側には、門型に形成されたガイド部材３５が基台３１を跨ぐように架設されている。ガイド部材３５の上側には、副走査方向に延びる貯留タンク３６が配設されている。貯留タンク３６は、液晶材料Ｆを貯留し、下方に配設される吐出ヘッド４０に対して、液晶材料Ｆを所定の圧力で導出する。

ガイド部材３５の下側には、副走査方向略全幅にわたって、上下一対のガイドレール３７が形成されている。一対のガイドレール３７には、ガイドレール３７に沿ってＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に移動するキャリッジ３８が取り付けられている。そのキャリッジ３８の下側には、吐出ヘッド４０が搭載されている。図６は、吐出ヘッド４０を下方（載置部３４側）から見た斜視図である。図７は、図６のＡ−Ａ線断面図である。図８及び図９は、吐出ヘッド４０とヒータＨの関係を説明する説明図である。

図６に示すように、吐出ヘッド４０は、副走査方向に延びる直方体形状に形成されている。吐出ヘッド４０の下側（図６の上側：載置部３４側）には、載置部３４と対向するノズルプレート４１が備えられている。ノズルプレート４１は、副走査方向に延びる板状に形成され、その副走査方向の幅が、吐出幅ＷＳと略同じのサイズで形成されている。

図６及び図７に示すように、ノズルプレート４１の下面（図６の上面）には、マザー基板ＭＡ側に露出するノズル形成面４１ａが形成されている。ノズル形成面４１ａは、マザー基板ＭＡが吐出ヘッド４０の直下に位置するときに、ノズル形成面４１ａと吐出面ＭＡａとの間の距離（プラテンギャップＧ）を所定の距離（本実施形態では、１ｍｍ）にする。そのノズル形成面４１ａには、ノズル形成面４１ａの法線方向に貫通形成された複数のノズルＮが副走査方向略全幅にわたって等間隔に配列されている。本実施形態では、吐出面ＭＡａに沿う平面上の位置であって、各ノズルＮの直下に対応する位置が、それぞれ着弾位置Ｐとして定義される。

吐出ヘッド４０の外周には、ヘッドヒータ４２が配設されている。ヘッドヒータ４２は、貯留タンク３６からの液晶材料Ｆを所定温度（本実施形態では、前記吐出温度：７０℃）まで加熱し、低粘度化（本実施形態では、粘度を２０ｃＰに低下）した液晶材料Ｆを吐
出ヘッド４０に供給する。

図７に示すように、各ノズルＮの上側には、それぞれ貯留タンク３６に連通するキャビティ４３が形成されている。キャビティ４３は、貯留タンク３６からの液晶材料Ｆを対応するノズルＮに供給する。各キャビティ４３の上側には、上下方向に振動する振動板４４が貼り付けられ、キャビティ４３内の容積を拡大・縮小する。振動板４４の上側には、ノズルＮに対応する複数の圧電素子ＰＺが配設されている。各圧電素子ＰＺは、それぞれ上下方向に収縮・伸張して対応する振動板４４を上下方向に振動し、対応するノズルＮから液晶材料Ｆの液滴Ｆｂを吐出させる。吐出される液滴Ｆｂは、対応するノズルＮの反Ｚ矢印方向に沿って飛行し、対応するノズルＮの直下、すなわち着弾位置Ｐに着弾する。

図８及び図９において、この吐出ヘッド４０は、マザー基板ＭＡが主走査方向に沿って移動する（主走査される）ときに、列方向（主走査方向）に配列された６つの吐出領域Ｓ上を、主走査方向側から順に通過する。

この間、６つの吐出領域Ｓに対応するヒータブロックＨＢの各ヒータ対ＨＰは、それぞれ着弾位置Ｐに到達する所定時間（第一加熱時間）前に選択駆動され、対応する吐出領域Ｓの一部を高速昇温する。また、各ヒータ対ＨＰは、それぞれ着弾位置Ｐを通過した所定時間（第二加熱時間）後に、対応する吐出領域Ｓを高速降温する。図８及び図９では、この加熱状態にあるヒータ対ＨＰにグラデーションを付している。

詳述すると、まず、最も主走査方向側に位置するヒータ対ＨＰは、マザー基板ＭＡが主走査方向に走査されるときに、その着弾位置Ｐとの間の距離が加熱開始距離Ｌａ以下になるタイミングで選択駆動される（図８（ａ）参照）。選択駆動されるヒータ対ＨＰは、最も主走査方向側に位置する吐出領域Ｓの一部を局所的に加熱し、同吐出領域Ｓを吐出温度まで高速昇温する。最も主走査方向側に位置するヒータ対ＨＰは、その着弾位置Ｐとの間の距離が加熱終了距離Ｌｂ以上に広がるまで、対応する吐出領域Ｓの一部を吐出温度に安定保持する（図８（ｂ）及び図８（ｃ）参照）。

この際、吐出温度に保持される吐出領域Ｓは、まず、吐出ヘッド４０と対向するときに、ノズルプレート４１との温度差を軽減し、ノズルプレート４１の放熱を抑制する。つまり、吐出温度に維持される吐出領域Ｓは、着弾位置Ｐを通過するときに、吐出する液晶材料Ｆの粘度変動を抑制し、液滴Ｆｂの吐出容量や飛行状態の変動を抑制する。次いで、吐出温度に保持される吐出領域Ｓは、同吐出領域Ｓに着弾した各液滴Ｆｂの増粘を抑制し、着弾した各液滴Ｆｂをそれぞれ均一に接合する。

以後、同様に、６つの吐出領域Ｓに対応する各ヒータ対ＨＰが、それぞれ着弾位置Ｐに到達する第一加熱時間前から着弾位置Ｐを通過した第二加熱時間後までの間、対応する吐出領域Ｓを吐出温度に安定保持する（図９（ａ）〜図９（ｃ）参照）。この結果、６つの吐出領域Ｓは、対応する吐出面ＭＡａに、所定容量の液晶材料Ｆからなる均一な液状膜ＬＦを形成する。

尚、本実施形態の第一加熱時間は、着弾位置Ｐに位置するときの吐出領域Ｓが吐出温度に安定保持される時間に設定されている。また、本実施形態の第二加熱時間は、吐出領域Ｓに着弾した液滴Ｆｂが均一に接合する時間に設定されている。

次に、上記のように構成したインクジェット装置３０の電気的構成を図１０に従って説明する。
図１０において、駆動制御手段及び位置情報生成手段を構成する制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有し、格納された各種データ及び各種制御プログラムに従って
、ステージ３３及びキャリッジ３８を移動させるとともに、各圧電素子ＰＺ及び各ヒータ対ＨＰを選択駆動する。制御装置５０には、例えばノズル情報ＮＤ、位置情報としてのステージ情報ＳＤ及びヒータ情報ＨＤが格納されている。ノズル情報ＮＤ及びステージ情報ＳＤは、それぞれＸＹ座標系における各ノズルＮ（着弾位置Ｐ）及びステージ３３（マザー基板ＭＡ）の位置座標に関する情報である。これらノズル情報ＮＤ及びステージ情報ＳＤは、キャリッジ３８及びステージ３３の移動ごとに更新される。ヒータ情報ＨＤは、ステージ３３を基準にしたＸＹ座標系における各ヒータＨの位置座標に関する情報である。制御装置５０は、これらノズル情報ＮＤ、ステージ情報ＳＤ及びヒータ情報ＨＤに基づいて、着弾位置Ｐと各ヒータ対ＨＰとの間の距離を演算し、各ヒータ対ＨＰを選択駆動する。

制御装置５０には、起動スイッチ、停止スイッチなどの操作スイッチを有した入力装置５１が接続されている。入力装置５１は、描画平面（吐出面ＭＡａ）に対する各吐出領域Ｓの位置座標や各吐出領域Ｓに吐出する液晶材料Ｆの容量などに関する情報を既定形式の描画情報Ｉａとして制御装置５０に入力する。制御装置５０は、入力装置５１からの描画情報Ｉａを受けて、吐出情報ＩＤを生成する。

吐出情報ＩＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて各圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するものである。吐出情報ＩＤは、描画平面（吐出面ＭＡａ）の各位置に液滴Ｆｂを吐出するか否かを規定するものである。すなわち、吐出情報ＩＤは、吐出領域Ｓに規定される各格子点に液滴Ｆｂを吐出させるためのものである。

制御装置５０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に対応する駆動制御信号を出力する。Ｘ軸モータ駆動回路５２は、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、キャリッジ３８を移動させるためのＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させる。

制御装置５０には、Ｙ軸モータ駆動回路５３が接続されて、Ｙ軸モータ駆動回路５３に対応する駆動制御信号を出力する。Ｙ軸モータ駆動回路５３は、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、ステージ３３を移動させるためのＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させる。

制御装置５０には、マザー基板ＭＡの端縁を検出可能な基板検出装置５４が接続され、基板検出装置５４からの検出信号に基づいて、各着弾位置Ｐに対する吐出面ＭＡａの位置を演算するために利用される。

制御装置５０には、Ｘ軸モータ回転検出器５５が接続されて、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５０は、Ｘ軸モータ回転検出器５５からの検出信号に基づいて、キャリッジ３８の移動方向及び移動量を演算し、ノズル情報ＮＤを更新する。

制御装置５０には、Ｙ軸モータ回転検出器５６が接続されて、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５０は、Ｙ軸モータ回転検出器５６からの検出信号に基づいて、ステージ３３の移動方向及び移動量を演算し、ステージ情報ＳＤを更新して各種信号を出力する。

すなわち、制御装置５０は、ノズル情報ＮＤ、ステージ情報ＳＤ及びヒータ情報ＨＤに基づいて、各ヒータ対ＨＰと着弾位置Ｐとの間の距離を演算する。制御装置５０は、着弾位置Ｐを通過する前のヒータ対ＨＰと着弾位置Ｐとの間の距離が加熱開始距離Ｌａになるたびに、対応するヒータ対ＨＰに加熱動作を開始させるための信号（開始タイミング信号
Ｓｔ）をヒータ駆動回路５８に出力する。また、制御装置５０は、着弾位置Ｐを通過したヒータ対ＨＰと着弾位置Ｐとの間の距離が加熱終了距離Ｌｂになるたびに、対応するヒータ対ＨＰの加熱動作を停止させるための信号（停止タイミング信号Ｓｐ）をヒータ駆動回路５８に出力する。

また、制御装置５０は、ノズル情報ＮＤ及びステージ情報ＳＤに基づいて、各着弾位置Ｐが吐出領域Ｓに規定された格子点に位置するたびに、吐出ヘッド駆動回路５７に吐出タイミング信号ＬＰを出力する。

制御装置５０には、吐出ヘッド駆動回路５７が接続されて、圧電素子ＰＺを駆動するための信号（圧電素子駆動電圧ＣＯＭ）を吐出タイミング信号ＬＰに同期させて出力する。また、制御装置５０は、一回の主走査に対応する吐出情報ＩＤに基づいて所定のクロック信号に同期させた吐出制御信号ＳＩを生成し、その吐出制御信号ＳＩを吐出ヘッド駆動回路５７にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路５７は、制御装置５０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。吐出ヘッド駆動回路５７は、制御装置５０からの吐出タイミング信号ＬＰを受けるたびに、シリアル／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩに基づいて選択される圧電素子ＰＺに圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給する。

制御装置５０には、ヒータ駆動回路５８が接続されて、開始タイミング信号Ｓｔと停止タイミング信号Ｓｐを出力する。ヒータ駆動回路５８は、制御装置５０からの開始タイミング信号Ｓｔ及び停止タイミング信号Ｓｐを受け、吐出ヘッド４０の走査領域に対応するヒータブロックＨＢを選択駆動する。すなわち、ヒータ駆動回路５８は、開始タイミング信号Ｓｔを受けるたびに、対応するヒータブロックＨＢのヒータ対ＨＰを主走査方向側から順に選択し、加熱動作を開始する。また、ヒータ駆動回路５８は、停止タイミング信号Ｓｐを受けるたびに、対応するヒータブロックＨＢのヒータ対ＨＰを主走査方向側から順に選択し、加熱動作を停止する。

次に、インクジェット装置３０を使用して液晶材料Ｆを吐出させる方法について説明する。
まず、図４に示すように、吐出面ＭＡａが上側になるようにマザー基板ＭＡをステージ３３に載置する。このとき、マザー基板ＭＡは、キャリッジ３８よりも反Ｙ矢印方向側に配置される。

この状態から、描画情報Ｉａが入力装置５１から制御装置５０に入力され、制御装置５０が描画情報Ｉａに基づいた吐出情報ＩＤを生成して格納する。次いで、マザー基板ＭＡが主走査するときに、吐出ヘッド４０が最も反Ｘ矢印方向側に位置する吐出領域Ｓ上を通過するように、制御装置５０が、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してキャリッジ３８を副走査方向に移動し、吐出ヘッド４０をセットする。

吐出ヘッド４０をセットすると、制御装置５０が吐出制御信号ＳＩを生成して吐出ヘッド駆動回路５７に出力する。また、制御装置５０が、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してマザー基板ＭＡの主走査を開始する。

マザー基板ＭＡの主走査を開始すると、制御装置５０が、ノズル情報ＮＤ、ステージ情報ＳＤ及びヒータ情報ＨＤを参照し、各ヒータ対ＨＰと着弾位置Ｐとの間の距離が加熱開始距離Ｌａになるたびに開始タイミング信号Ｓｔを出力する。また、着弾位置Ｐを通過した各ヒータ対ＨＰと着弾位置Ｐとの間の距離が加熱終了距離Ｌｂになるたびに停止タイミング信号Ｓｐを出力する。さらに、制御装置５０が、吐出領域Ｓの各格子点が対応する着弾位置Ｐに位置するたびに吐出タイミング信号ＬＰを出力する。

すなわち、制御装置５０が、ヒータ駆動回路５８を介して、着弾位置Ｐに到達する第一加熱時間前の各ヒータ対ＨＰを選択駆動し、各ヒータ対ＨＰに対応する吐出領域Ｓの一部を吐出温度まで高速昇温する。また、制御装置５０が、吐出ヘッド駆動回路５７を介して、着弾位置Ｐに到達した吐出領域Ｓの各格子点に向けて液滴Ｆｂを吐出する。さらに、制御装置５０が、ヒータ駆動回路５８を介して、着弾位置Ｐを通過した第二加熱時間後のヒータ対ＨＰを選択し、同ヒータ対ＨＰに対応する吐出領域Ｓの一部を常温まで高速降温する。

この結果、各ヒータ対ＨＰに対応する吐出領域Ｓは、それぞれ着弾位置Ｐに到達する第一加熱時間前から着弾位置Ｐに到達した第二加熱時間後まで局所的に吐出温度を保持し、対応する吐出面ＭＡａに着弾した所定容量からなる各液滴Ｆｂを均一に接合する。よって、マザー基板ＭＡの全体にわたる昇温を回避して、吐出した液滴Ｆｂの位置ズレやマザー基板ＭＡの熱的損傷を回避させるとともに、各吐出領域Ｓに形成する液状膜ＬＦの均一性を向上させることができる。

次に、上記のように構成した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、ステージ３３の載置部３４が、マザー基板ＭＡの各吐出領域Ｓに対応可能な複数のヒータＨを有する。そして、ステージ３３がマザー基板ＭＡを走査するときに、吐出ヘッド４０と対向する吐出領域Ｓに対応したヒータ対ＨＰが、対応する吐出領域Ｓを局所的に昇温する。そのため、局所的に昇温した吐出領域Ｓが、液晶材料Ｆの放熱を抑制し、液滴Ｆｂの吐出容量や飛行状態を安定させる。この結果、マザー基板ＭＡの全体にわたる昇温を回避して、吐出した液滴Ｆｂの位置ズレやマザー基板ＭＡの熱的損傷を回避させるとともに、各吐出領域Ｓに形成する液状膜ＬＦの均一性を向上させることができる。

（２）上記実施形態によれば、着弾位置Ｐに到達するときの吐出領域Ｓが吐出温度に安定保持されるように、着弾位置Ｐに到達する第一加熱時間前のヒータ対ＨＰが、対応する吐出領域Ｓを予め昇温する。そのため、吐出ヘッド４０と対向するときの各吐出領域Ｓが、それぞれ吐出温度を安定保持することができる。よって、液滴Ｆｂの吐出容量や飛行状態を、より確実に安定させることができ、液状膜ＬＦの均一性を、より確実に向上させることができる。

（３）上記実施形態によれば、吐出領域Ｓに着弾した各液滴Ｆｂが濡れ広がるように、着弾位置Ｐを通過した各ヒータ対ＨＰが、対応する吐出領域Ｓの吐出温度を第二加熱時間だけ保持する。そのため、着弾した各液滴Ｆｂが、その増粘を抑制し、対応する吐出領域Ｓ内に濡れ広がる。この結果、液状膜ＬＦのサイズや形状の均一性を、さらに向上させることができる。

（４）上記実施形態によれば、各吐出領域Ｓがマザー基板ＭＡの主走査方向に沿って配列される。そして、制御装置５０が、各吐出領域Ｓに対応する各ヒータ対ＨＰを、その主走査方向側から順に選択駆動する。そのため、各吐出領域Ｓに対して、その吐出順序と加熱順序を、確実に一致させることができる。この結果、吐出した液滴Ｆｂの位置ズレやマザー基板ＭＡの熱的損傷を回避させるとともに、液滴Ｆｂからなる液状膜ＬＦのサイズや形状の均一性を、より確実に向上させることができる。

（５）上記実施形態によれば、制御装置５０が、ノズル情報ＮＤ及びステージ情報ＳＤを生成し、これらノズル情報ＮＤ、ステージ情報ＳＤ及びヒータ情報ＨＤに基づいて、各ヒータ対ＨＰを選択駆動する。そのため、吐出ヘッド４０と対向する前の吐出領域Ｓや、吐出ヘッド４０と対向するときの吐出領域Ｓ、さらには吐出ヘッド４０と対向した後の吐
出領域Ｓを、より高い精度で昇温させることができる。この結果、吐出した液滴Ｆｂの位置ズレやマザー基板ＭＡの熱的損傷を、より確実に回避させるとともに、液滴Ｆｂからなる液状膜ＬＦのサイズや形状の均一性を、より確実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、加熱手段をセラミックヒータに具体化した。これに限らず、例えば、加熱手段を赤外線ランプヒータに具体化してもよく、各吐出領域を局所的に昇温可能なものであればよい。
・上記実施形態では、１つの吐出領域Ｓに対して、１又は２個のヒータ対ＨＰを対応させる構成にした。これに限らず、１つの吐出領域Ｓに対して、１個のヒータ対ＨＰ（ヒータＨ）を対応させる構成にしてもよい。さらには、１つの吐出領域Ｓに対して、３個以上のヒータ対ＨＰ（ヒータＨ）を対応させる構成にしてもよい。
・上記実施形態では、マザー基板ＭＡにシール材１６を形成し、同マザー基板ＭＡに液晶材料Ｆの液滴Ｆｂを吐出させる構成にした。これに限らず、例えば、マザー基板ＭＢにシール材１６を形成してもよく、さらにはマザー基板ＭＢに液滴Ｆｂを吐出させる構成にしてもよい。
・上記実施形態では、描画情報Ｉａに基づいて吐出情報ＩＤを生成する構成にした。これに限らず、予め外部装置で生成した吐出情報ＩＤを入力装置５１から制御装置５０に入力する構成にしてもよい。
・上記実施形態では、５０ｃＰ〜１００ｃＰの液晶材料Ｆを吐出する場合について説明した。これに限らず、５０ｃＰ未満の液晶材料Ｆや１００ｃＰよりも高い液晶材料Ｆを吐出する構成であってもよい。さらには、金属微粒子を含有した金属インクを吐出する構成であってもよい。つまり、本発明の液状体は、局所的な加熱による低粘度化によって接合できる液状体であればよい。
・上記実施形態では、液晶表示装置１０をアクティブマトリックス方式の透過型液晶表示装置に具体化した。これに限らず、例えば、液晶表示装置１０を、反射透過型液晶表示装置、あるいはパッシブ方式の液晶表示装置に具体化してもよい。すなわち、液晶表示装置は、素子基板１４と対向基板１５との間に液晶層１７を封入するものであればよい。
・上記実施形態では、液晶材料Ｆを吐出して液晶層１７（液晶表示装置１０）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に具体化し、液晶表示装置１０の各種金属配線などを形成する構成にしてもよい。また、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）の各種金属配線などを形成する構成にしてもよい。すなわち、液状体の液滴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、液滴吐出装置を、インクジェット装置３０に具体化した。これに限らず、ディスペンサ装置に具体化してもよく、液状体の液滴を吐出して基板にパターンを形成する装置であればよい。

本実施形態の液晶表示装置を示す斜視図。 同じく、液晶表示装置を示す断面図。 同じく、液晶表示装置の製造方法を説明する説明図。 同じく、液滴吐出装置を示す斜視図。 同じく、吐出領域とヒータの関係を説明する説明図。 同じく、吐出ヘッドを示す斜視図。 同じく、吐出ヘッドを示す側断面図。 同じく、吐出ヘッドとヒータの関係であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に吐出ヘッドの走査経過を説明する説明図。 同じく、吐出ヘッドとヒータの関係であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に吐出ヘッドの走査経過を説明する説明図。 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

Ｈ…加熱手段としてのヒータ、ＭＡ…基板としてのマザー基板、Ｆ…液状体としての液晶材料、Ｆｂ…液滴、Ｓ…吐出領域、１０…液晶表示装置、３０…インクジェット装置、３３…ステージ、４０…吐出ヘッド、５０…駆動制御手段及び位置情報生成手段を構成する制御装置。

Claims (7)

1. 加熱した液状体を液滴にして基板に吐出する吐出ヘッドと、
   前記基板を載置して前記基板を前記吐出ヘッドに対して相対移動するステージと、を備えた液滴吐出装置において、
   前記基板に形成された複数の吐出領域のそれぞれに対応して前記ステージに設けられ、対応する吐出領域を局所的に加熱する複数の加熱手段と、
   前記ステージが前記基板を前記吐出ヘッドに対して相対移動するときに、前記吐出ヘッドと対向する吐出領域に対応した加熱手段を前記複数の加熱手段の中から選択駆動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、前記吐出ヘッドと対向するときの吐出領域が前記加熱した液状体の温度近傍になるように、前記吐出ヘッドと対向する前の吐出領域に対応した加熱手段を予め選択駆動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、
   前記駆動制御手段は、前記各吐出領域に着弾した前記液滴が濡れ広がるように、前記吐出ヘッドと対向した後の吐出領域に対応した加熱手段を所定時間だけ継続して選択駆動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、
   前記複数の吐出領域は、それぞれ前記吐出ヘッドに対する前記基板の主走査方向に沿って配列され、
   前記ステージは、前記吐出ヘッドに対して前記基板を前記主走査方向に走査し、
   前記駆動制御手段は、前記ステージが前記基板を前記吐出ヘッドに対して走査するときに、前記複数の加熱手段を前記主走査方向側から順に選択駆動する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、
   前記吐出ヘッドに対する前記基板の相対位置に関する位置情報を生成する位置情報生成手段を備え、
   前記駆動制御手段は、前記ステージが前記基板を前記吐出ヘッドに対して相対移動するときに、前記位置情報生成手段の生成する位置情報に基づいて前記吐出ヘッドと対向する吐出領域に対応した加熱手段を選択駆動することを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項１〜５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、液晶材料であることを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項６に記載の液滴吐出装置によって吐出された液晶材料を備えた液晶表示装置。

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