JP2008229477A - 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で安定した吐出量の液滴を吐出でき、基体上に均一な液状体のパターンを
、短時間に形成することができる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】吐出ヘッド４０のヘッド本体４０ａに、発熱量が少ない第１カートリッジヒ
ータＨ１と発熱量が多い第２カートリッジヒータＨ２を設けた。液晶材料Ｆの温度が目標
温度より低くその偏差が大きいときには、発熱量が多い第２カートリッジヒータＨ２を駆
動させて、液晶材料Ｆの温度を速やかに目標温度に近づける。液晶材料Ｆの温度が目標温
度に近づくと、発熱量が少ない第１カートリッジヒータＨ１を駆動させて、液晶材料Ｆの
温度がオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返すことなく、短時間に滑らかに目標
温度に収束させ安定させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。

従来の注入法に代わって、液滴吐出装置を使用して液晶材料の液滴を吐出させて貼り合
わせ前のガラス基板上のシール材の枠内に充填することが知られている。
この種の液滴吐出装置には、ステージに載置したマザー基板と、マザー基板上にマトリ
クス状に区画形成された各セル（領域）内に液晶を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと
、マザー基板（ステージ）と液滴吐出ヘッドを２次元的に相対移動させる機構を備えてい
る。そして、液滴吐出ヘッドから吐出させた液晶の液滴を、各セルの四角枠状に形成され
たシール部材内に、所定に量だけ配置させる。このとき、各セルに配置される液晶の液滴
の量は、全て同じである必要がある。そして、マザー基板と対向基板を貼り合わせた後、
セル毎に切断して複数の液晶パネルが製造される。

ところで、液晶は常温において粘度が高く、粘度が高い状態で液滴吐出ヘッドから吐出
すると、吐出重量が安定せず、各セルに配置される液晶の液滴の量が均一にならない。ま
た、目詰まりの原因にもなる。そのため、液滴吐出装置では、液晶を加熱手段で加熱し粘
度を下げた状態にして液晶を液滴にして吐出させるようにしている（特許文献１）。特許
文献１では、液滴吐出ヘッドに加熱手段を設け、その加熱手段を制御手段で制御し常に、
液晶が所定の温度（目標温度）になるようにしている。
特開２００３−１９７９０号 公報

ところで、液滴吐出ヘッドを、マザー基板から離れた待機位置からマザー基板に移動し
て、マザー基板の各セルへの液滴の配置を開始するとき、液滴吐出ヘッド内の液晶の温度
は、目標温度になっている必要がある。そのため、待機位置からマザー基板に移動して、
マザー基板の各セルへの液滴の配置を開始するまでの短時間に、加熱手段にて目標温度に
するためには、発熱量が多い加熱手段を使う必要になる。

しかしながら、発熱量が多い加熱手段は、液晶に加える熱量が大きいため、目標温度に
到達させるには優れているが、目標温度に近づき、その目標温度の状態を保つのに時間を
要していた。つまり、発熱量が多い加熱手段が大きな熱量で制御するため、液晶の温度は
オーバーシュート・アンダーシュートを繰り返して目標温度に収束することになり、安定
するのに時間を要していた。また、目標温度の制御されていた液晶の温度が、何らかの要
因で下がったとき、目標温度に戻す場合にも、同様な問題があった。

そこで、発熱量が少ない加熱手段を用いて制御することも考えられるが、加える熱量が
小さいため、待機位置からマザー基板の各セルの液滴配置まで移動して吐出を開始するま
でに、液晶材料の温度を目標温度に到達させることができず時間を要していた。即ち、吐
出量が一定となる液晶の粘性にするまでに時間を要していた。従って、生産性を図る上で
問題があった。

また、液晶を加熱手段にて制御していても、マザー基板から離れた待機位置からマザー
基板の各セルの液滴配置まで移動して吐出を開始するとき、移動とともに液晶の温度が下
がり、各セルに供給される液滴の量は、初期段階に供給されるセルの方が減少傾向にあっ
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、短時間で安定
した吐出量の液滴を吐出でき、基体上に均一な液状体のパターンを、短時間に形成するこ
とができる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供することにある。

本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴吐出ヘッド本体に貯留された液状体を、前記液滴吐出
ヘッド本体に設けたノズルプレートに形成したノズルから液滴にして吐出する液滴吐出ヘ
ッドであって、前記液滴吐出ヘッド本体に、発熱量の異なる加熱手段を複数設けた。

本発明の液滴吐出ヘッドによれば、発熱量の異なる複数の加熱手段を、適宜選択して駆
動制御することにより、液滴として吐出される液状体の温度を、例えば、目標温度まで短
時間に到達させたり、また、発熱量が多い加熱手段を駆動させて目標温度に到達したら、
発熱量が少ない加熱手段を駆動させて変動幅の小さい安定した目標温度に維持させること
ができる。従って、短時間に安定した吐出量の液滴を吐出させることができる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、液滴吐出ヘッド本体に貯留された液状体を、前記液滴吐出
ヘッド本体に設けたノズルプレートに形成したノズルから液滴にして吐出する液滴吐出ヘ
ッドであって、前記液滴吐出ヘッド本体には第１加熱手段と、前記第１加熱手段より発熱
量が多い第２加熱手段と、を有し、前記液滴吐出ヘッド本体のノズルプレート近傍部に前
記第１加熱手段を設けた。

本発明の液滴吐出ヘッドによれば、発熱量が少ない第１加熱手段と発熱量が多い第２加
熱手段とを、適宜選択して駆動制御することにより、液滴として吐出される液状体の温度
を、例えば、目標温度まで第２加熱手段を駆動させれば短時間に到達させることができる
。また、例えば、目標温度に到達したら、液状体の温度を、第１加熱手段を駆動させれば
変動幅が小さい安定した目標温度に維持させることができる。この場合、ノズルプレート
（ノズル）に近い吐出寸前の液状体は、発熱量が少ない第１加熱手段で加熱制御すること
から、変動幅の小さい目標温度に維持制御される。

従って、終始安定した吐出量の液滴を吐出することができる。その結果、短時間で安定
した吐出量の液滴を吐出できる。
この液滴吐出ヘッドにおいて、前記液状体は、液晶であってもよい。

この液滴吐出ヘッドによれば、液晶を液滴にして吐出できる粘性の温度に、短時間に到
達させることができるとともに、吐出できる粘性を一定に維持できることから、常に吐出
量が一定の液晶の液滴を吐出できる。

本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッド本体に貯留された液状体を、前記液滴吐出ヘ
ッド本体に設けたノズルプレートに形成したノズルから液滴にして吐出する液滴吐出ヘッ
ドを備え、前記ノズルから液滴を基体に吐出して、該基体に液状体を配置する液滴吐出装
置であって、前記液滴吐出ヘッド本体には第１加熱手段と、前記第１加熱手段より発熱量
が多い第２加熱手段とを有し、前記液滴吐出ヘッド本体のノズルプレート近傍部に前記第
１加熱手段を設けた。

本発明の液滴吐出装置によれば、発熱量が少ない第１加熱手段と発熱量が多い第２加熱
手段とを、適宜選択して駆動制御することにより、液滴として吐出される液状体の温度を
、例えば、目標温度まで第２加熱手段を駆動させれば短時間に到達させることができる。
また、例えば、目標温度に到達したら、液状体の温度を、第１加熱手段を駆動させれば変
動幅が小さい安定した目標温度に維持させることができる。この場合、ノズルプレート（
ノズル）に近い吐出寸前の液状体は、発熱量が少ない第１加熱手段で加熱制御することか
ら、変動幅の小さい目標温度に維持制御される。

従って、終始安定した吐出量の液滴を吐出することができる。その結果、短時間で安定
した吐出量の液滴を吐出でき、基体上に均一な液状体のパターンを、短時間に形成するこ
とができる。

この液滴吐出装置において、前記液状体の温度を検出する温度検出センサと、前記第１
加熱手段を駆動させる第１駆動回路と、前記第２加熱手段を駆動させる第２駆動回路と、
前記第１駆動回路を介して前記第１加熱手段を、前記第２駆動回路を介して前記第２加熱
手段を、前記液状体の温度に応じてそれぞれ駆動制御する制御回路とを備えてもよい。

この液滴吐出装置によれば、制御回路によって、液状体の温度を、適宜の目標温度に適
宜の時間に制御できるとともに、変動幅の小さい安定した目標温度に維持できる。
この液滴吐出装置において、前記制御回路は、目標温度に対する液状体温度の偏差に応
じた第１加熱手段と第２加熱手段を適宜選択し、選択した加熱手段を駆動制御して前記目
標温度に前記液状体を加熱制御してもよい。

この液滴吐出装置によれば、制御回路によって、液状体の温度を、変動幅の大きいハン
チングが抑制させることができ速やかに目標温度に到達させることができる。
この液滴吐出装置において、前記液状体は、液晶であってもよい。

この液滴吐出装置によれば、液晶を液滴にして吐出できる粘性の温度に、短時間に到達
させることができるとともに、吐出できる粘性を一定に維持できることから、常に吐出量
が一定の液晶の液滴を吐出できる。従って、例えば、液晶表示装置における基板のシール
材に囲まれた領域に均一な液晶のパターンを、短時間に形成できる。

以下、本発明を具体化した液滴吐出装置の一実施形態を図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、表示パネルに液晶を配置して作製された液晶表示
装置１０について説明する。図１は、液晶表示装置１０の斜視図であり、図２は、図１の
２−２線断面図である。

図１において、液晶表示装置１０の下側には、ＬＥＤなどの光源１１を有して四角板状
に形成されたエッジライト型のバックライト１２が備えられている。バックライト１２の
上方には、バックライト１２と略同じサイズに形成された四角板状の液晶パネル１３が備
えられている。そして、光源１１から出射される光が、液晶パネル１３に向かって照射さ
れるようになっている。

液晶パネル１３には、相対向する素子基板１４と対向基板１５が備えられている。これ
ら素子基板１４と対向基板１５は、図２に示すように、光硬化性樹脂からなる四角枠状の
シール材１６を介して貼り合わされている。そして、これら素子基板１４と対向基板１５
との間の間隙に、液晶１７が封入されている。

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の光学
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１７に出射するようになっている。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、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が配列形成されている。各走査線Ｌｘは、それぞれ素子基板１４の一側に配設さ
れる走査線駆動回路１９に電気的に接続されるとともに、走査線駆動回路１９からの走査
信号が、所定のタイミングで入力されるようになっている。また、素子形成面１４ａには
、Ｙ矢印方向略全幅にわたって延びる複数のデータ線Ｌｙが配列形成されている。各デー
タ線Ｌｙは、それぞれ素子基板１４の他側に配設されるデータ線駆動回路２１に電気的に
接続されるとともに、データ線駆動回路２１からの表示データに基づくデータ信号が、所
定のタイミングで入力されるようになっている。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などの図示しない制御素子や、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。

図２において、各画素２２の上側全体には、ラビング処理などによる配向処理の施され
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か
らなる薄膜パターンであって、対応する画素電極２３の近傍で、液晶１７の配向を所定の
配向に設定するようになっている。

前記対向基板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が配設されている。対向基板１５の下面（素子
基板１４側の側面：電極形成面１５ａ）全体には、各画素電極２３と相対向するように形
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、前
記データ線駆動回路２１に電気的に接続されるとともに、そのデータ線駆動回路２１から
の所定の共通電位が付与されるようになっている。対向電極２６の下面全体には、ラビン
グ処理などによる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
１７の配向を所定の配向に設定するようになっている。

そして、各走査線Ｌｘを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して、
各画素２２の制御素子を、それぞれ選択期間中だけオン状態にする。すると、各制御素子
に対応する各画素電極２３に、対応するデータ線Ｌｙからの表示データに基づくデータ信
号が出力される。各画素電極２３にデータ信号が出力されると、各画素電極２３と対向電
極２６との間の電位差に基づいて、対応する液晶１７の配向状態が変調される。すなわち
、光学基板１８からの光の偏光状態が画素２２ごとに変調される。そして、変調された光
が偏光板２５を通過するか否かによって、表示データに基づく画像が、液晶パネル１３の
上側に表示される。

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、本実施例では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、図４に示す液滴吐出装
置３０を利用して、各シール材１６で囲まれた領域（各対象領域Ｓ）に、それぞれ複数の
液滴Ｆｂを吐出する。そして、対象領域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を各対象領域Ｓ内に形成する。

各対象領域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、各対象領域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。

図４は、液滴吐出装置３０を説明する全体斜視図である。
図４において、液滴吐出装置３０は、直方体形状に形成された基台３１を有している。
基台３１の上面には、その長手方向（Ｙ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方向及び反Ｙ方向に移動するス
テージ３３が備えられている。

ステージ３３の上面には、載置部３４が形成されて、各対象領域Ｓを上側にしたマザー
基板ＭＡを載置する。載置部３４は、載置された状態のマザー基板ＭＡをステージ３３に
対して位置決め固定して、マザー基板ＭＡをＹ方向及び反Ｙ方向に搬送する。

基台３１には、Ｙ方向と直交する方向（Ｘ方向）に跨ぐ門型のガイド部材３５が架設さ
れている。
ガイド部材３５には、そのＸ矢印方向略全長にわたって、Ｘ方向に延びる上下一対のガ
イドレール３７が形成されている。上下一対のガイドレール３７には、キャリッジ３８が
取り付けられている。キャリッジ３８は、ガイドレール３７に案内されてＸ方向及び反Ｘ
方向に移動する。キャリッジ３８には、液滴吐出ヘッド４０が搭載されている。

図５は吐出ヘッド４０の要部断面図を示す。図６及び図７は吐出ヘッド４０とキャリッ
ジ３８の取付状態を説明するための斜視図及び要部分解斜視図を示す。
図７に示すように、吐出ヘッド４０は、吐出ヘッド本体４０ａがＸ方向に長い直方体形
状であって、その上面４０ｂに図示しない液晶カートリッジの導入口に対して抜き差し可
能に連結されるポートＰ０が設けられている。液晶カートリッジは、そのケース本体がス
テンレスにて形成され、ケース本体内に形成した収容室に液晶材料Ｆが収容されている。
そして、液晶カートリッジが、吐出ヘッド４０と抜き差し可能に連結されると、収容室の
液晶材料ＦがポートＰ０を介して吐出ヘッド本体４０ａ内に供給される。

また、吐出ヘッド本体４０ａの上部側面には、フランジ４０ｃが形成されている。そし
て、吐出ヘッド４０は、キャリッジ３８の支持板３９に形成したＸ方向に長い長方形の貫
通穴３９ａに対して上方から貫挿させる。このとき、吐出ヘッド４０に形成したフランジ
４０ｃは、抜け止めの役目を果たすとともに、図示しない、ネジ等で支持板３９と連結固
定される連結部の役目を果たす。つまり、吐出ヘッド４０は、支持板３９に形成した貫通
穴３９ａを上方（反Ｚ方向）から貫挿させてフランジ４０ｃをネジ（図示せず）で支持板
３９に固定することによって、キャリッジ３８に取着される。尚、支持板３９は、本実施
形態では、ステンレスにて形成されている。

キャリッジ３８の支持板３９から突出した吐出ヘッド本体４０ａの下側には、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、その下面（ノズル形成面４１ａ）
がマザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａと略平行に形成されている。ノズルプレート４１は、マ
ザー基板ＭＡが吐出ヘッド４０の直下に位置するとき、ノズル形成面４１ａとマザー基板
ＭＡの吐出面ＭＡａとの間の距離（プラテンギャップ）を所定の距離（例えば、５００μ
ｍ）に保持する。

図６において、ノズル形成面４１ａには、Ｘ方向に沿って配列された複数のノズルＮか
らなる一対のノズル列が形成されている。一対のノズル列には、それぞれ１インチ当たり
に１８０個のノズルＮが形成されている。なお、図６では、説明の都合上、一列当り数を
省略して記載している。

一対のノズル列では、Ｘ方向から見て、一方のノズル列の各ノズルＮが、他方のノズル
列の各ノズルＮの間を補間する。すなわち、吐出ヘッド４０は、Ｘ方向に、１インチ当り
に１８０個×２＝３６０個のノズルＮを有する（最大解像度が３６０ｄｐｉである）。

図５において、各ノズルＮの上側には、ポートＰ０に連通するキャビティ４２が形成さ
れている。キャビティ４２は、液晶カートリッジからの液晶材料ＦをポートＰ０を介して
収容して、対応するノズルＮに液晶材料Ｆを供給する。キャビティ４２の上側には、上下
方向に振動してキャビティ４２内の容積を拡大及び縮小する振動板４３が貼り付けられて
いる。振動板４３の上側には、ノズルＮに対応する圧電素子ＰＺが配設されている。圧電
素子ＰＺは、上下方向に収縮及び伸張して振動板４３を上下方向に振動させる。上下方向
に振動する振動板４３は、液晶材料Ｆを所定サイズの液滴Ｆｂにして対応するノズルＮか
ら吐出させる。吐出された液滴Ｆｂは、対応するノズルＮの反Ｚ方向に飛行して、マザー
基板ＭＡの吐出面ＭＡａに着弾する。

支持板３９から突出した吐出ヘッド本体４０ａのＹ方向及び反Ｙ方向の側面であって、
その両側面のノズルＮに近い下部（近傍部）には、第１加熱手段としての第１カートリッ
ジヒータＨ１が、面接触して取着されている。第１カートリッジヒータＨ１は、吐出され
る寸前のノズルプレート４１に近接した液晶材料Ｆを目標温度（本実施形態では、７０℃
）になるように加熱して、低粘度化（本実施形態では、粘度を２０ｃＰに低下）を図る。

支持板３９から突出した吐出ヘッド本体４０ａのＹ方向及び反Ｙ方向の側面であって、
第１カートリッジヒータＨ１の上部には、第２加熱手段としての第２カートリッジヒータ
Ｈ２が、面接触して取着されている。第２カートリッジヒータＨ２は、第１カートリッジ
ヒータＨ１よりも、発熱量が多いカートリッジヒータであってキャビティ４２に貯留され
ている液晶材料Ｆを目標温度になるように加熱して、低粘度化（本実施形態では、粘度を
２０ｃＰに低下）を図る。

第１カートリッジヒータＨ１及び第２カートリッジヒータＨ２は、アルミ板に貫通穴を
形成しその貫通穴に電流を流すことによって発熱する発熱体を挿入した構成であって、そ
の発熱体の発熱によって、液晶材料Ｆを加熱する。そして、第１カートリッジヒータＨ１
の発熱体の発熱量は、第２カートリッジヒータＨ２の発熱体の発熱量より小さく設定され
ている。

支持板３９から突出した吐出ヘッド４０のＸ方向の側面には、図６に示すように、温度
検出センサＳＥが取着されている。温度検出センサＳＥは、キャビティ４２内の液晶材料
Ｆの温度を検出するようになっている。

さらに、図４に示すように、基台３１の反Ｘ矢印方向側には、待機ステージ４５が設け
られている。待機ステージ４５は、その上面４５ａが四角形状をなし、その直上位置に、
吐出ヘッド４０が、待機状態にあるとき、対向配置されるようになっている。ここで、こ
の吐出ヘッド４０がステージ３３の反Ｘ矢印方向側に設けた待機ステージ４５に位置する
位置を待機位置という。尚、本実施形態では、待機ステージ４５は、吐出ヘッド４０のノ
ズルプレート４１と待機ステージ４５の上面４５ａとの間隔が、該ノズルプレート４１と
ステージ３３に載置されたマザー基板ＭＡと同じ間隔となるように高さ調整がなされてい
る。

次に、上記のように構成した液滴吐出装置３０の電気的構成を図８に従って説明する。
図８において、制御回路としての制御装置５０は、ＣＰＵ５０Ａ、ＲＯＭ５０Ｂ、ＲＡ
Ｍ５０Ｃ等を有している。制御装置５０は、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の搬送処理、キャリッジ３８の搬送処理、吐出ヘッド４０の液
滴吐出処理を実行する。また、制御装置５０は、同様に、第１カートリッジヒータＨ１及
び第２カートリッジヒータＨ２の駆動制御などを実行する。

制御装置５０には、各種操作スイッチとディスプレイを有した入出力装置５１が接続さ
れている。入出力装置５１は、液滴吐出装置３０が実行する各種処理の処理状況を表示す
る。入出力装置５１は、マザー基板ＭＡ上に液滴Ｆｂでパターンを形成するためのビット
マップデータＢＤを生成し、そのビットマップデータＢＤを制御装置５０に入力する。

ビットマップデータＢＤ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したデータである。ビットマップデータＢＤは、吐出ヘッド４０
（各ノズルＮ）の通過する描画平面（吐出面ＭＡａ）上の各位置に、液滴Ｆｂを吐出する
か否かを規定したデータである。すなわち、ビットマップデータＢＤは、吐出面ＭＡａに
規定されたパターンの目標形成位置に液滴Ｆｂを吐出させるためのデータである。

そして、本実施形態のビットマップデータＢＤは、図３に示すように、マザー基板ＭＡ
の各シール材１６で囲まれた各対象領域Ｓに対して予め定めた同じ量の液晶材料Ｆを供給
するために、各対象領域Ｓ内のどの位置に液滴Ｆｂを配置（着弾）させる、即ち、各対象
領域Ｓ内を液滴Ｆｂでパターンを形成（描画）するためのビットマップデータＢＤである
。

制御装置５０には、Ｘ軸モータ駆動回路５２が接続されている。制御装置５０は、駆動
制御信号をＸ軸モータ駆動回路５２に出力する。Ｘ軸モータ駆動回路５２は、制御装置５
０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が接続されている。制
御装置５０は、駆動制御信号をＹ軸モータ駆動回路５３に出力する。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、ヘッド駆動回路５４が接続されている。制御装置５０は、所定の吐
出周波数に同期させた吐出タイミング信号ＬＴをヘッド駆動回路５４に出力する。制御装
置５０は、各圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧ＣＯＭを吐出周波数に同期させてヘ
ッド駆動回路５４に出力する。

制御装置５０は、ビットマップデータＢＤを利用して所定の周波数に同期したパターン
形成用制御信号ＳＩを生成し、パターン形成用制御信号ＳＩをヘッド駆動回路５４にシリ
アル転送する。ヘッド駆動回路５４は、制御装置５０からのパターン形成用制御信号ＳＩ
を各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換する。ヘッド駆動回路５４は
、制御装置５０からの吐出タイミング信号ＬＴを受けるたびに、シリアル／パラレル変換
したパターン形成用制御信号ＳＩをラッチし、パターン形成用制御信号ＳＩによって選択
される圧電素子ＰＺにそれぞれ駆動電圧ＣＯＭを供給する。

制御装置５０には、第１駆動回路としての第１カートリッジヒータ駆動回路５５が接続
されている。制御装置５０は、第１カートリッジヒータ駆動回路５５に駆動制御信号を出
力する。第１カートリッジヒータ駆動回路５５は、制御装置５０からの駆動制御信号に応
答して、第１カートリッジヒータＨ１を駆動制御する。そして、吐出ヘッド４０に取着し
た第１カートリッジヒータＨ１は、吐出ヘッド４０内であってノズルＮの近い位置にある
液晶材料Ｆを予め定めた目標温度にまで加熱する。即ち、第１カートリッジヒータＨ１に
よって、吐出ヘッド４０のノズルＮから吐出寸前の液晶材料Ｆは、予め定めた目標温度の
７０℃に加熱されるようになっている。

制御装置５０は、本実施形態では、吐出ヘッド４０が吐出動作を行っているとき、すな
わち、マザー基板ＭＡの各対象領域Ｓに液晶材料Ｆを吐出させるときのみ、第１カートリ
ッジヒータＨ１を温度制御のために駆動させるようにしている。

制御装置５０には、第２駆動回路としての第２カートリッジヒータ駆動回路５６が接続
されている。制御装置５０は、第２カートリッジヒータ駆動回路５６に駆動制御信号を出
力する。第２カートリッジヒータ駆動回路５６は、制御装置５０からの駆動制御信号に応
答して、第２カートリッジヒータＨ２を駆動制御する。そして、吐出ヘッド４０に取着し
た第２カートリッジヒータＨ２は、吐出ヘッド４０内である液晶材料Ｆを所定の発熱量で
前記目標温度に向かって加熱する。制御装置５０は、本実施形態では、吐出ヘッド４０が
吐出動作を行っているとき以外であって、例えば、液滴吐出装置３０の立ち上げ時や、待
機ステージ４５からマザー基板ＭＡに液滴を吐出するために移動した時のように、液晶材
料Ｆの温度が目標温度より大きく下がってとき、第２カートリッジヒータＨ２を駆動させ
るようにしている。

制御装置５０には、温度検出センサＳＥが接続されている。制御装置５０は、温度検出
センサＳＥからの検出信号に基づいてキャビティ内の液晶材料Ｆの実温度を検出する。
次に、上記液滴吐出装置３０を利用してマザー基板ＭＡの各対象領域Ｓに、予め定めた
量の液晶材料Ｆを供給する方法について説明する。

いま、図４に示すように、吐出ヘッド４０は、待機ステージ４５と相対向する待機位置
で待機している。この待機状態において、液滴吐出装置３０が立ち上がっておらず、第１
カートリッジヒータＨ１及び第２カートリッジヒータＨ２は駆動していない。従って、吐
出ヘッド４０内の液晶材料Ｆは常温（２８℃）にある。

この状態から、液滴吐出装置３０が立ち上げると、制御装置５０は、吐出ヘッド４０内
の液晶材料Ｆの温度を温度検出センサＳＥにて検出し、目標温度から大きく離れた２８℃
の液晶材料Ｆを加熱する。このとき、液晶材料Ｆの温度は２８℃と目標温度より遙かに低
いため、制御装置５０は、吐出ヘッド４０内の液晶材料Ｆを目標温度になるように、第２
カートリッジヒータ駆動回路５６を介して発熱量が多い第２カートリッジヒータＨ２を駆
動して、加熱制御する。従って、第２カートリッジヒータＨ２は発熱量が多いため、液晶
材料Ｆの温度は、速やかに目標温度に向かって上昇する。

やがて、液晶材料Ｆの温度が、目標温度に近づくと、制御装置５０は、第２カートリッ
ジヒータＨ２の駆動を停止させ、発熱量が少ない第１カートリッジヒータＨ１を駆動させ
、第１カートリッジヒータＨ１を使って液晶材料Ｆが目標温度となるように加熱制御する
。つまり、液晶材料Ｆが目標温度の近づいた後は、発熱量が少ない第１カートリッジヒー
タＨ１を駆動制御することで、液晶材料Ｆの温度は大きな値のオーバーシュートとアンダ
ーシュートを繰り返すことなく、短時間に滑らかに目標温度に収束し安定する。そして、
待機状態にあるとき、発熱量が少ない第１カートリッジヒータＨ１を駆動制御することで
、小さな消費電力で変動幅に小さい温度制御を行う。

またこの状態では、マザー基板ＭＡの各対象領域Ｓに液滴Ｆｂによるパターンを形成す
るためのビットマップデータＢＤが入出力装置５１から制御装置５０に入力されている。
従って、制御装置５０は、入出力装置５１からのビットマップデータＢＤを格納している
。

やがて、マザー基板ＭＡがステージ３３に載置される。このとき、マザー基板ＭＡは、
ステージ３３の載置部３４上の反Ｙ矢印方向側に配置され、入出力装置５１から、制御装
置５０へ作業開始の指令信号が出力される。

制御装置５０は、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ軸モータＭＸを駆動して吐出ヘッ
ド４０を待機位置（待機ステージ４５）からＸ矢印方向に移動させる。そして、吐出ヘッ
ド４０を、マザー基板ＭＡの最も反Ｘ矢印方向側にある各対象領域Ｓがその直下をＹ矢印
方向に通過する位置まで移動させると、制御装置５０は、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介し
てＸ軸モータＭＸを停止させるとともに、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭ
Ｙを駆動して、マザー基板ＭＡをＹ矢印方向移動させる。

このとき、吐出ヘッド４０が待機位置（待機ステージ４５）からマザー基板ＭＡの直下
までの移動によって、ノズルプレート４１は熱を奪われ、吐出ヘッド４０、即ち液晶材料
Ｆの温度は目標温度から大きく例えば５７℃まで低下する。

この液晶材料Ｆの温度の大きな低下を検出して、制御装置５０は、第１カートリッジヒ
ータＨ１の駆動を停止させ、第２カートリッジヒータＨ２を駆動させ、該第２カートリッ
ジヒータＨ２を使って液晶材料Ｆが目標温度となるように加熱制御する。つまり、大きく
下がった液晶材料Ｆの温度を速やかに目標温度にするために、発熱量が多い第２カートリ
ッジヒータＨ２を駆動制御する。

そして、液晶材料Ｆが、目標温度の近づくと、制御装置５０は、第２カートリッジヒー
タＨ２の駆動を停止させ、第１カートリッジヒータＨ１を駆動させ、第１カートリッジヒ
ータＨ１を使って液晶材料Ｆが目標温度となるように加熱制御する。つまり、前記と同様
に、液晶材料Ｆが目標温度の近づいた後は、発熱量が少ない第１カートリッジヒータＨ１
を駆動制御することで、液晶材料Ｆの温度は大きな値のオーバーシュートとアンダーシュ
ートを繰り返すことなく、短時間に滑らかに目標温度に収束させ安定させる。従って、短
時間に、吐出ヘッド４０を駆動させ液滴Ｆｂを吐出させる状態にすることができる。以後
、第１カートリッジヒータＨ１で駆動制御することで、液晶材料Ｆの温度を、目標温度を
中心に変動幅に小さい温度制御を行う。

そして、マザー基板ＭＡをＹ矢印方向に移動させると、制御装置５０は、ビットマップ
データＢＤに基づいてパターン形成用制御信号ＳＩを生成して、パターン形成用制御信号
ＳＩと駆動電圧ＣＯＭをヘッド駆動回路５４に出力する。すなわち、制御装置５０は、ヘ
ッド駆動回路５４を介して各圧電素子ＰＺを駆動制御し、各対象領域Ｓ内に液晶材料Ｆを
供給するための着弾位置が吐出ヘッド４０の直下を通過するたびに、選択されたノズルＮ
から液滴Ｆｂを吐出させる。このとき、液晶材料Ｆは、目標温度に制御されているため、
終止一定の吐出量の液滴Ｆｂが吐出ヘッド４０から吐出される。

マザー基板ＭＡの最も反Ｘ矢印方向側にある各対象領域Ｓへの液晶材料Ｆ（液滴Ｆｂ）
の供給が終了すると、制御装置５０は、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭＹ
を停止させるとともに、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ軸モータＭＸを駆動して吐出
ヘッド４０を、マザー基板ＭＡの次の反Ｘ矢印方向側にある各対象領域Ｓが、その直下を
反Ｙ矢印方向に通過する位置まで、移動（フィード）させる。

吐出ヘッド４０がフィードされると、制御装置５０は、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介し
てＹ軸モータＭＹを駆動して、ステージ３３を反Ｙ矢印方向に移動（スキャン）させる。
ステージ３３の反Ｙ矢印方向に移動を開始させると、制御装置５０は、ビットマップデー
タＢＤに基づいてパターン形成用制御信号ＳＩを生成して、パターン形成用制御信号ＳＩ
と駆動電圧ＣＯＭをヘッド駆動回路５４に出力する。すなわち、制御装置５０は、ヘッド
駆動回路５４を介して各圧電素子ＰＺを駆動制御し、各対象領域Ｓ内に液晶材料Ｆを供給
するための着弾位置が吐出ヘッド４０の直下を通過するたびに、選択されたノズルＮから
液滴Ｆｂを吐出させる。

以後、同様な動作を繰り返して、マザー基板ＭＡの全ての対象領域Ｓに全て同じ量の液
晶材料Ｆを供給して、一つのマザー基板ＭＡに対する各対象領域Ｓへの液晶材料Ｆの供給
が完了する。そして、吐出ヘッド４０は待機位置（待機ステージ４５）に移動し、次の新
たなマザー基板ＭＡがステージ３３にセットされるのを待つ。

このとき、前記と同様に、制御装置５０は、待機位置において、発熱量が少ない第１カ
ートリッジヒータＨ１にて吐出ヘッド４０内の液晶材料Ｆを温度制御する。
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、吐出ヘッド本体４０ａに、発熱量が少ない第１カートリ
ッジヒータＨ１と発熱量が多い第２カートリッジヒータＨ２を設けた。従って、液晶材料
Ｆの温度が目標温度より低くその偏差が大きいときには、発熱量が多い第２カートリッジ
ヒータＨ２を駆動制御させて、液晶材料Ｆの温度を速やかに目標温度に近づけことができ
る。そして、液晶材料Ｆの温度が目標温度に近づき、その偏差が小さくなったとき、発熱
量が少ない第１カートリッジヒータＨ１を駆動制御させて、液晶材料Ｆの温度が大きな値
のオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返すことなく、短時間に滑らかに目標温度
に収束させ安定させる。従って、短時間に、安定した目標温度にすることができる。従っ
て、短時間に吐出ヘッド４０を駆動させることができる。

（２）上記実施形態では、液晶材料Ｆの温度が目標温度に到達したのち、該目標温度を
維持するのに発熱量が少ない第１カートリッジヒータＨ１で駆動制御するようにした。従
って、液晶材料Ｆの温度を、目標温度を中心に変動幅に小さい温度制御が可能となり、吐
出ヘッド４０は常に安定した吐出量の液滴Ｆｂを吐出させることができる。

（３）上記実施形態によれば、発熱量が少ない第１カートリッジヒータＨ１をノズルＮ
に近いノズルプレート４１を直接加熱するように設けた。ノズルプレート４１（ノズルＮ
）に近い吐出寸前の液晶材料Ｆの温度は、非常に遠藤幅の小さい目標温度に維持制御され
る。

（４）上記実施形態によれば、吐出ヘッド本体４０ａに、発熱量が少ない第１カートリ
ッジヒータＨ１と発熱量が多い第２カートリッジヒータＨ２を設けたので、第１カートリ
ッジヒータＨ１と発熱量の多い第２カートリッジヒータＨ２を適宜選択して上記以外の液
晶材料Ｆに対する種々の温度制御を実行することもできる。

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、２つの異なる発熱量の加熱手段を用いたが、これに限定されるも
のではなく、異なる発熱量の加熱手段を３つ以上設けて実施してもよい。

○上記実施形態では、温度検出センサＳＥで温度検出して、液晶材料Ｆの温度と目標温
度の偏差に基づいて、第１カートリッジヒータＨ１及び第２カートリッジヒータＨ２を選
択制御した。これを、タイマを設け、時間に基づいて、第１カートリッジヒータＨ１及び
第２カートリッジヒータＨ２を選択制御してもよい。例えば、液滴吐出装置３０を立ち上
げたとき、予め定めた時間だけ第２カートリッジヒータＨ２を駆動させ、予め定めた時間
経過後は第１カートリッジヒータＨ１を駆動させるように実施してもよい。

○上記実施形態では、液晶材料Ｆを吐出する液滴吐出ヘッド４０（液滴吐出装置３０）
に具体化したが、これに限定されるものではなく、液滴として吐出できる液状体であれば
良く、特に、液晶表示装置に用いられる配向膜等、粘性の高い液状体を吐出させる場合に
は、優れた効果を発する。

○上記実施形態では、第１加熱手段及び第２加熱手段をそれぞれ第１カートリッジヒー
タＨ１及び第２カートリッジヒータＨ２で実施したが、これに代えて、例えば、ラバーヒ
ータで実施してもよい。

○上記実施形態では、液滴吐出手段を、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド４０に具体
化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに
具体化してもよい。

液晶表示装置の斜視図。 液晶表示装置の２−２線断面図。 素子基板側のマザー基板と対向基板側のマザー基板を説明する斜視図。 液滴吐出装置の全体斜視図。 吐出ヘッドの要部断面図。 吐出ヘッドを下側から見た斜視図。 吐出ヘッドの取り付け状態を説明する分解斜視図 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

１０…液晶表示装置、１３…液晶パネル、１４…素子基板、１５…対向基板、３０…液
滴吐出装置、４０…液滴吐出ヘッド、４０ａ…液滴吐出ヘッド本体、４１…ノズルプレー
ト、４５…待機ステージ、５０…制御装置、Ｆ…液晶材料、Ｆｂ…液滴、Ｈ１…第１カー
トリッジヒータ、Ｈ２…第２カートリッジヒータ、ＭＡ…マザー基板、Ｎ…ノズル、ＰＺ
…圧電素子、Ｓ…対象領域、ＳＥ…温度検出センサ。

Claims (7)

1. 液滴吐出ヘッド本体に貯留された液状体を、前記液滴吐出ヘッド本体に設けたノズルプレ
   ートに形成したノズルから液滴にして吐出する液滴吐出ヘッドであって、
   前記液滴吐出ヘッド本体に、発熱量の異なる加熱手段を複数設けたことを特徴とする液
   滴吐出ヘッド。
2. 液滴吐出ヘッド本体に貯留された液状体を、前記液滴吐出ヘッド本体に設けたノズルプレ
   ートに形成したノズルから液滴にして吐出する液滴吐出ヘッドであって、
   前記液滴吐出ヘッド本体には第１加熱手段と、
   前記第１加熱手段より発熱量が多い第２加熱手段と、を有し、
   前記液滴吐出ヘッド本体のノズルプレート近傍部に前記第１加熱手段を設けたことを特
   徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記液状体は、液晶であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 液滴吐出ヘッド本体に貯留された液状体を、前記液滴吐出ヘッド本体に設けたノズルプレ
   ートに形成したノズルから液滴にして吐出する液滴吐出ヘッドを備え、前記ノズルから液
   滴を基体に吐出して、該基体に液状体を配置する液滴吐出装置であって、
   前記液滴吐出ヘッド本体には第１加熱手段と、
   前記第１加熱手段より発熱量が多い第２加熱手段と、を有し、
   前記液滴吐出ヘッド本体のノズルプレート近傍部に前記第１加熱手段を設けたことを特
   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、
   前記液状体の温度を検出する温度検出センサと、
   前記第１加熱手段を駆動させる第１駆動回路と、
   前記第２加熱手段を駆動させる第２駆動回路と、
   前記第１駆動回路を介して前記第１加熱手段を、前記第２駆動回路を介して前記第２加
   熱手段を、前記液状体の温度に応じてそれぞれ駆動制御する制御回路と
   を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項５に記載の液滴吐出装置において、
   前記制御回路は、目標温度に対する液状体温度の偏差に応じた第１加熱手段と第２加熱
   手段を適宜選択し、選択した加熱手段を駆動制御して前記目標温度に前記液状体を加熱制
   御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。

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