JP4400048B2

JP4400048B2 - 描画装置および電気光学装置の製造方法

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Publication number: JP4400048B2
Application number: JP2002376521A
Authority: JP
Inventors: 真一中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP2004202423A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドを用いた描画装置および電気光学装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタのインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）は、微小なインク滴（液滴）をドット状に精度良く吐出することができることから、例えば吐出液に特殊なインクや感光性の樹脂等の機能液を用いることにより、各種電気光学装置の製造分野への応用が期待されている。
【０００３】
例えば、液滴吐出ヘッドを搭載して成るヘッドユニットを用い、カラーフィルタの基板といったワークに対しヘッドユニットを相対移動させつつ、液滴吐出ヘッドのノズル面に開設した複数の吐出ノズルからワークに向けて機能液の液滴を吐出することにより、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置等を製造することが考えられている。
【０００４】
ところで、液滴吐出ヘッドでは、吐出ノズルの周囲表面に液体の濡れができると、液滴の飛翔方向のずれ（飛行曲がり）といった吐出不良を生ずる。そのため、従来、ノズル面にフッ素樹脂等による撥液性皮膜を形成し、液体の濡れによる吐出不良を防止している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
然し、撥液性皮膜は経時的に劣化し、また、ノズル面のワイピングにより撥液性皮膜が摩耗するため、次第にサテライト（液滴吐出時に飛散する機能液のミスト状の微粒子）が付着し易くなる。そして、付着したサテライトは一部が固化して、ワイピングによっても拭き取れなくなり、ノズル面が機能液（サテライト）によって次第に汚れ、撥液性が低下して、液滴の吐出不良を生じ易くなる。そのため、ヘッドユニットを定期的に交換することが必要になっていた。
【０００６】
尚、描画装置に関するものではないが、従来、プラズマにより活性化させた処理ガスを用いて表面処理を行うプラズマ式表面処理装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この表面処理装置によれば、処理ガスとして酸素を用いることにより、酸素のイオン、励起種等の活性種を生成し、半導体等の被処理物の表面に付着した有機物をこの活性種との反応で一酸化炭素、二酸化炭素および水蒸気にして除去（アッシング）することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１１６３２７号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】
特開平６−１９０２６９号公報（第３−４頁、図１−図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ヘッドユニットの製作には手間とコストがかかり、また、新規のヘッドユニットを描画装置に投入する際は、ヘッドユニットの移動機構にミクロンオーダでヘッドユニットを正確に位置調整して取り付ける必要があって、その調整にも手間がかかる。そのため、上記の如くヘッドユニットを定期的に高頻度で交換したのでは、生産性が低下する。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、プラズマ式表面処理装置を利用して、ヘッドユニットの交換頻度を低減し、生産性を向上し得るようにした描画装置および電気光学装置の製造方法を提供することをその課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、複数の吐出ノズルを有するノズル面に撥液性皮膜を形成したインクジェットヘッドを、キャリッジに搭載したヘッドユニットを備え、ワークに対しこのヘッドユニットを相対移動させつつ、インクジェットヘッドに機能液を供給して、吐出ノズルからワークに向けて機能液の液滴を吐出するようにした描画装置であって、プラズマにより活性化させた処理ガスを用いて表面処理を行うプラズマ式の表面処理装置を備え、ヘッドユニットを表面処理装置に臨む位置に移動自在として、表面処理装置によりノズル面に付着した機能液による汚れを除去するアッシング処理を行うものにおいて、表面処理装置は、プラズマガンと、これを収納すると共に、ヘッドユニットが臨む上面の開口および強制排気手段に連なる排気口を形成した装置ケースと、表面処理装置に臨んだヘッドユニットのキャリッジに上面の開口縁部が密着するように、装置ケースと共にプラズマガンを昇降させる昇降機構と、を有していることを特徴とする。
【００１１】
上記の構成によれば、アッシング処理によるノズル面の汚れ除去で撥液性が回復し、液滴の吐出不良が防止される。そのため、ヘッドユニットを長期間使用できるようになり、ヘッドユニットの交換頻度を低減して、生産性の向上を図ることができる。
また、上記表面処理装置に臨んだヘッドユニットに対し、昇降機構により、表面処理装置の装置ケースと共にプラズマガンを昇降させるようにすれば、ヘッドユニット（液滴吐出ヘッド）とプラズマガンとを極力近づけることができると共に、ヘッドユニットと装置ケースとの間からの処理ガスの漏れを極力防止することができる。
【００１２】
更に、上記表面処理装置により、上記アッシング処理に加え、撥液性成分を含む処理ガスを用いて撥液性皮膜を再生する皮膜再生処理を行うようにすれば、撥液性皮膜を長期間良好な状態に維持でき、ヘッドユニットの交換頻度を一層低減することができる。
【００１３】
これらの場合、ワークに対しヘッドユニットを副走査方向に移動させるヘッド移動手段を備え、ヘッドユニットの表面処理装置に臨む位置が、ヘッド移動手段による副走査方向の移動経路の延長上に位置していることが、好ましい。
【００１４】
この構成よれば、ヘッドユニット（液滴吐出ヘッド）を、表面処理装置の直上部に簡単且つ短時間で臨ませることができると共に、装置構成を複雑化することがない。
【００１７】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した描画装置を用い、ワークである電子光学装置の基板にインクジェットヘッドから吐出された機能液の液滴から成る成膜部を形成することを特徴とする。
【００１８】
本発明の描画装置によれば、ノズル面の撥液性が維持されて液滴の吐出不良が防止されるため、成膜部が高精度で形成され、信頼性の高い電気光学装置を製造することが可能となる。なお、電気光学装置としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Field Emission Display）装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の装置が考えられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明を適用した描画装置の外観斜視図、図２は、本発明を適用した描画装置の正面図、図３は、本発明を適用した描画装置の右側面図、図４は、本発明を適用した描画装置の一部を省略した平面図である。詳細は後述するが、この描画装置１は、特殊なインクや発光性の樹脂液等の機能液を液滴吐出ヘッド３１に導入して、基板等のワークＷに液滴による成膜部を形成するものである。
【００２２】
図１ないし図４に示すように、描画装置１は、液滴吐出ヘッド３１をワークＷに対し相対移動させつつ機能液を吐出するための描画手段２と、液滴吐出ヘッド３１のメンテナンスを行うメンテナンス手段３と、液滴吐出ヘッド３１に機能液を供給すると共に不要となった機能液を回収する機能液供給回収手段４と、各手段を駆動・制御するための圧縮エアーを供給するエアー供給手段５と、を備えている。そして、これらの各手段は、図外の制御手段により、相互に関連付けられて制御されている。図示は省略したが、この他にも、ワークＷの位置を認識するワーク認識カメラや、描画手段２のヘッドユニット２１（後述する）の位置確認を行うヘッド認識カメラ、各種インジケータ等の付帯装置が設けられており、これらも制御手段によりコントロールされている。
【００２３】
図１ないし図４に示すように、描画手段２は、アングル材を方形に組んで構成した架台１１の上部に固定した石定盤１２の上に配設されており、機能液供給回収手段４およびエアー供給手段５の大部分は、架台１１に添設された機台１３に組み込まれている。機台１３には、大小２つの収容室１４、１５が形成されており、大きいほうの収容室１４には機能液供給回収手段４のタンク類が収容され、小さいほうの収容室１５にはエアー供給手段５の主要部が収容されている。また、機台１３上には、図５に示す如く、モータ１６によりボールねじ１７を介して機台１３の長手方向（すなわちＸ軸方向）に移動される移動テーブル１８が設けられており、移動テーブル１８上には、メンテナンス手段３の構成ユニットである後述する吸引ユニット９１、ワイピングユニット９２、ドット抜け検出ユニット９３および機能液の吐出量測定のための液滴受けユニット９４を載置する共通ベース１９が固定されている。
【００２４】
この描画装置１は、描画手段２の液滴吐出ヘッド３１をメンテナンス手段３で保守させながら、機能液供給回収手段４から液滴吐出ヘッド３１に機能液を供給すると共に、液滴吐出ヘッド３１からワークＷに機能液を吐出させるものである。なお、機能液は、収納室１４に収納した加圧タンク２０１から機台１３上に配置した給液タンク２０２を介して液滴吐出ヘッド３１に供給される。以下、各手段について説明する。
【００２５】
描画手段２は、機能液を吐出する液滴吐出ヘッド３１を複数搭載したヘッドユニット２１と、ヘッドユニット２１を支持するメインキャリッジ２２と、ヘッドユニット２１をワークＷに対し主走査方向（Ｘ軸方向）とこれに直交する副走査方向（Ｙ軸方向）との２つの走査方向に相対移動させるＸ・Ｙ移動機構２３と、を有している。
【００２６】
図６および図７に示すように、ヘッドユニット２１は、複数（１２個）の液滴吐出ヘッド３１と、これら液滴吐出ヘッド３１を搭載するサブキャリッジ５１と、各液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４を下面に突出させてサブキャリッジ５１に取り付けるためのヘッド保持部材５２と、から構成されている。１２個の液滴吐出ヘッド３１は、サブキャリッジ５１に、６個宛の二つのヘッド列３０Ｌ，３０Ｒに分けて主走査方向（Ｘ軸方向）に離間配置されている。また、各液滴吐出ヘッド３１は、ワークＷに対して機能液の十分な塗布密度を確保するために所定角度傾けて配設されている。更に、一方のヘッド列３０Ｌと他方のヘッド列３０Ｒの各液滴吐出ヘッド３１は、副走査方向（Ｙ軸方向）に対して相互に位置ずれして配設され、副走査方向において各液滴吐出ヘッド３１の吐出ノズル４２が連続（一部重複）するようになっている。なお、液滴吐出ヘッド３１を専用部品で構成するなどして、ワークＷに対して機能液の十分な塗布密度を確保できる場合は、液滴吐出ヘッド３１をあえて傾けてセットする必要はない。
【００２７】
図６に示すように、液滴吐出ヘッド３１は、いわゆる２連のものであり、２連の接続針３３を有する機能液導入部３２と、機能液導入部３２に連なる２連のヘッド基板３４と、機能液導入部３２の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体３５と、を備えている。各接続針３３は、配管アダプタ３６を介して機能液供給回収手段４の給液タンク２０２に接続されており、機能液導入部３２は、各接続針３３から機能液の供給を受けるようになっている。ヘッド本体３５は、２連のポンプ部４１と、多数の吐出ノズル４２を形成したノズル面４４を有するノズル形成プレート４３と、を有しており、液滴吐出ヘッド３１では、ポンプ部４１の作用により吐出ノズル４２から液滴を吐出するようになっている。
【００２８】
なお、ノズル面４４には、多数の吐出ノズル４２から成る２列の吐出ノズル列が形成されている。また、吐出ノズル４２の周囲表面に液体の濡れができると、液滴の飛翔方向のずれ（飛行曲がり）といった吐出不良を生ずるため、ノズル面４４に、共析メッキやプラズマ重合といった公知の手法でポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂から成る撥液性皮膜を形成している。
【００２９】
図６に示すように、サブキャリッジ５１は、一部が切り欠かれた本体プレート５３と、本体プレート５３の長辺方向の中間位置に設けた左右一対の基準ピン５４と、本体プレート５３の両長辺部分に取り付けた左右一対の支持部材５５と、を備えている。一対の基準ピン５４は、画像認識を前提として、サブキャリッジ５１（ヘッドユニット２１）をＸ軸、Ｙ軸、およびθ軸方向に位置決め（位置認識）するための基準となるものである。支持部材５５は、ヘッドユニット２１をメインキャリッジ２２に固定する際の固定部位となる。また、サブキャリッジ５１には、各液滴吐出ヘッド３１と給液タンク２０２を配管接続するための配管ジョイント５６が設けられている。配管ジョイント５６は、一端に各液滴吐出ヘッド３１（の接続針３３）と接続した配管アダプタ３６からのヘッド側配管部材を接続し、もう一端には給液タンク２０２からの装置側配管部材を接続するための１２個のソケット５７を有している。
【００３０】
図３に示すように、メインキャリッジ２２は、後述するブリッジプレート８２に下側から固定される外観「Ｉ」形の吊設部材６１と、吊設部材６１の下面に取り付けたθテーブル６２と、θテーブル６２の下方に吊設するよう取り付けたキャリッジ本体６３と、で構成されている。キャリッジ本体６３には、ヘッドユニット２１を遊嵌するための方形の開口を有しており、ヘッドユニット２１を位置決め固定するようになっている。
【００３１】
Ｘ・Ｙ移動機構２３は、図１ないし図３に示すように、上記した石定盤１２に固定され、ワークＷを主走査（Ｘ軸方向）させると共にメインキャリッジ２２を介してヘッドユニット２１を副走査（Ｙ軸方向）させるものである。Ｘ・Ｙ移動機構２３は、石定盤１２の長辺に沿う中心線に軸線を合致させて固定されたＸ軸テーブル７１と、Ｘ軸テーブル７１を跨いで、石定盤１２の短辺に沿う中心線に軸線を合致させたＹ軸テーブル８１と、を有している。
【００３２】
Ｘ軸テーブル７１は、ワークＷをエアー吸引により吸着セットする吸着テーブル７２と、吸着テーブル７２を支持するθテーブル７３と、θテーブル７３をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダ７４と、θテーブル７３を介して吸着テーブル７２上のワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸リニアモータ(図示省略)と、Ｘ軸エアースライダ７４に併設したＸ軸リニアスケール７５とで構成されている。液滴吐出ヘッド３１の主走査は、Ｘ軸リニアモータの駆動により、ワークＷを吸着した吸着テーブル７２およびθテーブル７３が、Ｘ軸エアースライダ７４を案内にしてＸ軸方向に往復移動することにより行われる。
【００３３】
Ｙ軸テーブル８１は、メインキャリッジ２２を吊設するブリッジプレート８２と、ブリッジプレート８２を両持ちで且つＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸スライダ８３と、Ｙ軸スライダ８３に併設したＹ軸リニアスケール８４と、一対のＹ軸スライダ８３を案内にしてブリッジプレート８２をＹ軸方向に移動させるＹ軸ボールねじ８５と、Ｙ軸ボールねじ８５を正逆回転させるＹ軸モータ(図示省略)とを備えている。Ｙ軸モータはサーボモータで構成されており、Ｙ軸モータが正逆回転すると、Ｙ軸ボールねじ８５を介してこれに螺合しているブリッジプレート８２が一対のＹ軸スライダ８３を案内にしてＹ軸方向に移動する。すなわち、ブリッジプレート８２の移動に伴い、メインキャリッジ２２（ヘッドユニット２１）がＹ軸方向の往復移動を行い、液滴吐出ヘッド３１の副走査が行われる。なお、図４では、Ｙ軸テーブル８１とθテーブル７３とを省略している。
【００３４】
ここで、描画手段２の一連の動作を簡単に説明する。まず、ワークＷに向けて機能液を吐出する描画作業前の準備として、ヘッド認識カメラによるヘッドユニット２１の位置補正が行われた後、ワーク認識カメラによって、吸着テーブル７２にセットされたワークＷの位置補正がなされる。次に、ワークＷをＸ軸テーブル７１により主走査（Ｘ軸）方向に往復動させると共に、複数の液滴吐出ヘッド３１を駆動させてワークＷに対する液滴の選択的な吐出動作が行われる。そして、ワークＷを復動させた後、ヘッドユニット２１をＹ軸テーブル８１により副走査（Ｙ軸）方向に移動させ、再度ワークＷの主走査方向への往復移動と液滴吐出ヘッド３１の駆動が行われる。なお、本実施形態では、ヘッドユニット２１に対して、ワークＷを主走査方向に移動させるようにしているが、ヘッドユニット２１を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ワークＷを固定とし、ヘッドユニット２１を主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【００３５】
次に、メンテナンス手段３の各構成ユニットについて説明する。メンテナンス手段３は、上述した共通ベース１９上の吸引ユニット９１、ワイピングユニット９２、ドット抜け検出ユニット９３および液滴受けユニット９４で概略構成されている。ヘッドユニット２１は、描画作業の休止時に機台１３の上方のメンテナンス位置に移動され、この状態で移動テーブル１８を介して共通ベース１９を移動することにより、吸引ユニット９１とワイピングユニット９２と液滴受けユニット９４とを選択的にヘッドユニット２１の直下部に臨ませる。
【００３６】
吸引ユニット９１は、液滴吐出ヘッド３１から機能液を強制的に吸引すると共に、液滴吐出ヘッド３１からの機能液の吐出を受けるフラッシングボックスの機能を有している。吸引ユニット９１は、共通ベース１９（移動テーブル１８）がホーム位置（図４，図５に示す位置）に存するときに、メンテナンス位置に存するヘッドユニット２１の直下部に臨む昇降自在なキャップユニット１０１を備えている。
【００３７】
キャップユニット１０１は、ヘッドユニット２１に搭載された１２個の液滴吐出ヘッド３１の配置に対応させて、１２個のキャップ１０２をキャップベース１０３に配設したものであり、対応する各液滴吐出ヘッド３１に各キャップ１０２を密着可能に構成されている。
【００３８】
ヘッドユニット２１の液滴吐出ヘッド３１に機能液の充填を行う場合や、液滴吐出ヘッド３１内で増粘した機能液を除去する場合には、各キャップ１０２を各液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４に密着させて、ポンプ吸引を行い、吸引した機能液を収納室１４に配置した再利用タンク２０３に回収する。また、装置の非稼働時には、各キャップ１０２を各液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４に密着させて、液滴吐出ヘッド３１の保全（機能液の乾燥防止等）を行う。さらに、ワーク交換などで描画作業を休止するときには、各キャップ１０２を各液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４から僅かに離間させておいて、フラッシング（予備吐出）を行うようにしている。
【００３９】
ところで、液滴吐出ヘッド３１のフラッシング動作（予備吐出）は、描画作業中にも行われる。そのために、Ｘ軸テーブル７１のθテーブル７３に、吸着テーブル７１を挟むようにして固定した１対のフラッシングボックス９５ａを有するフラッシングユニット９５を設けている（図４参照）。フラッシングボックス９５ａは、θテーブル７３と共に主走査時に移動するので、ヘッドユニット２１等をフラッシング動作のために移動させることがない。すなわち、フラッシングボックス９５ａはワークＷと共にヘッドユニット２１へ向かって移動していくので、フラッシングボックス９５ａに臨んだ液滴吐出ヘッド３１の吐出ノズル４２から順次フラッシング動作を行うことができる。なお、フラッシングボックス９５ａで受けた機能液は、収納室１４に配置した廃液タンク２０４に貯留される。
【００４０】
ワイピングユニット９２は、液滴吐出ヘッド３１の吸引（クリーニング）等により機能液が付着して汚れた各液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４を、ワイピングシート（図示省略）を用いて拭き取るものであり、別個独立に構成されたシート供給ユニット１１１と拭き取りユニット１１２とを備える。これらシート供給ユニット１１１と拭き取りユニット１１２とは、共通ベース１９上に、拭き取りユニット１１２を吸引ユニット９１側に位置させた状態でＸ軸方向に並べて配置されている。
【００４１】
シート供給ユニット１１１には、ワイピングシートの繰り出しリール１１３と巻き取りリール１１４とが設けられ、また、拭き取りユニット１１２には、シート供給ユニット１１１から供給されるワイピングシートを折り返すようにして巻き掛けする押圧ローラ１１５と、押圧ローラ１１５のシート送り込み側に位置する洗浄液吐出ヘッド１１６とが設けられ、押圧ローラ１１５によりワイピングシートをノズル面４４に押し付けると共に、機台１３の収納室１４に配置した洗浄液タンク２０５から供給される機能液の溶剤から成る洗浄液を洗浄液吐出ヘッド１１６によりワイピングシートに塗布するようにしている。ワイピングに際しては、メンテナンス位置に存するヘッドユニット２１に向けて移動テーブル１８の動きにより拭き取りユニット１１２がシート供給ユニット１１１と一体に払拭方向であるＸ軸方向一方（図４，図５の右方）に移動し、ヘッドユニット２１の１２個全ての液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４を払拭する。
【００４２】
ドット抜け検出ユニット９３は、液滴吐出ヘッド３１の全吐出ノズル４２から液滴が確実に吐出されているか否か、すなわち各液滴吐出ヘッド３１にノズル詰まり等が生じているか否かを検出するものである。ドット抜け検出ユニット９３は、ヘッドユニット２１の２つのヘッド列３０Ｌ，３０Ｒに対応して設けた一対の光学式検出器１２１Ｌ，１２１Ｒで構成されている。各検出器１２１Ｌ，１２１Ｒは、レーザーダイオード等の発光素子１２２と受光素子１２３とを対向させ、両素子１２２，１２３間の光路を吐出した液滴が遮断するか否かで、ドット抜け（吐出不良）を検出するようになっている。そして、ヘッドユニット２１を各ヘッド列３０Ｌ，３０Ｒの液滴吐出ヘッド３１が各検出器１２１Ｌ，１２１Ｒの直上部を通るようにＹ軸方向に移動させつつ、各吐出ノズル４２から順に液滴を吐出させて、ドット抜けの検査を行う。
【００４３】
液滴受けユニット９４は、液滴の吐出量（重量）を液滴吐出ヘッド２１単位で測定するために使用するものであり、共通ベース１９上に、昇降シリンダ１３１とシフトシリンダ１３２とで上下方向およびＸ軸方向に移動自在に配置した載置台１３３と、載置台１３３上にヘッドユニット２１の１２個の液滴吐出ヘッド３１に合わせて載置した１２個の受け容器１３４とを備えている。液滴の吐出量測定に際しては、載置台１３３を下降端位置に存するキャップユニット１０１の直上部に進入するようにＸ軸方向に移動させ、次に載置台１３３を上昇させて、メンテナンス位置に存するヘッドユニット２１の各液滴吐出ヘッド３１の直下に各受け容器１３４を近接対向させ、この状態で各液滴吐出ヘッド３１から各受け容器１３４に向けて所定回数液滴を吐出させる。その後、各受け容器１３４を図外の電子天秤に移載して、各受け容器１３４内の液滴の重量を測定する。
【００４４】
ところで、液滴吐出ヘッド３１から機能液の液滴を吐出すると、吐出された機能液の一部が霧状の微粒子、即ち、サテライトとなって浮遊、飛散する。ここで、液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４には、上記の如く撥液性皮膜が形成されているが、この皮膜の経時劣化や、ワイピングによる摩耗等により、次第にサテライトがノズル面４４に付着し易くなる。そして、ノズル面４４にサテライトが付着すると、その一部が固化して、ワイピングによっても拭き取れなくなる。その結果、ノズル面４４がサテライト、即ち、機能液によって次第に汚れ、撥液性が低下して、液滴の飛翔方向のずれといった吐出不良を生じ易くなる。
【００４５】
そこで、本実施形態では、図４に示す如く、石定盤１２の機台１３とは反対側の側部に、プラズマにより活性化させた処理ガスを用いて表面処理を行うプラズマ式の表面処理装置９６を配置し、この表面処理装置９６上に臨む処理位置にヘッドユニット２１をＹ軸方向（副走査方向）に移動させた状態で、ノズル面４４に付着した機能液による汚れを除去するアッシング処理と、ノズル面４４の撥液性皮膜を再生する皮膜再生処理とを行うようにしている。すなわち、Ｙ軸テーブル８１によりヘッドユニット２１を、ワークＷを越えて先方に移動させることにより、ヘッドユニット２１が表面処理装置９６の直上部に移動し、ここで各処理を行うようになっている。
【００４６】
プラズマ式表面処理装置９６は、図８に示す如く、上面を開口させた箱形の装置ケース１４１と、このケース１４１内に配置した、ヘッドユニット２１の２つのヘッド列３０Ｌ，３０Ｒに対応する２つのプラズマガン１４２Ｌ，１４２Ｒとで構成されている。各プラズマガン１４２Ｌ，１４２Ｒは、各ヘッド列３０Ｌ，３０Ｒの長手方向に長手で、上部を幅広とした断面Ｔ字状の中空の金属製ガン本体１４３と、ガン本体１４３内に収納した断面Ｔ字状の電極１４４とを備えており、ガン本体１４３の上面に、各ヘッド列３０Ｌ，３０Ｒに属する６個の液滴吐出ヘッド３１に対応する６個のスリット状のガス吹き出し口１４５を開設している。
【００４７】
そして、装置ケース１４１の底板上に、各プラズマガン１４２Ｌ，１４２Ｒを絶縁材料製の各ガンホルダ１４６を介して立設し、各ガンホルダ１４６にガン本体１４３内に連通する処理ガス用の流入通路１４７を形成して、流入通路１４７に、アッシング処理に用いる処理ガス用のガス源１４８と、皮膜再生処理に用いる処理ガス用のガス源１４９とを切替弁１５０を介して切り替え自在に接続している。尚、本実施形態では、アッシング処理用のガスとして酸素Ｏ₂を用い、皮膜再生処理用のガスとして四フッ化炭素ＣＦ₄を用いているが、アッシング処理用のガスとしてヘリウムや窒素等と酸素の混合ガスや圧縮空気を用いても良く、また、皮膜再生処理用のガスとして四フッ化炭素以外の撥液性を発揮するフッ素化合物、更には、これらフッ素化合物とヘリウムや窒素等との混合ガスを用いても良い。
【００４８】
各プラズマガン１４２Ｌ，１４２Ｒのガン本体１４３は接地されており、電極１４４を高周波電源１５１に接続すると、大気圧またはその近傍の圧力下で電極１４４とガン本体１４３との間での気体放電を生じ、ガン本体１４３内に供給した処理ガスが放電部のプラズマにより活性化される。即ち、処理ガスとして酸素を供給するアッシング処理時は、プラズマにより酸素のイオン、励起種等の活性種が生成され、この活性種がガス吹き出し口１４５を通してノズル面４４に吹き付けられる。そして、ノズル面４４に付着している機能液による汚れは、酸素の活性種との反応で一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気となって除去される。
【００４９】
また、処理ガスとして四フッ化炭素を供給する皮膜再生処理時は、プラズマにより四フッ化炭素のイオン、励起種等の活性種が生成され、この活性種がノズル面４４に吹き付けられて、撥液性皮膜にフッ素基が導入され、撥液性皮膜が再生される。
【００５０】
アッシング処理のみを実行するようにしても、ノズル面４４の汚れが除去されて撥液性が回復するため、液滴の吐出不良を防止できるが、アッシング処理に続いて皮膜再生処理を実行すれば、撥液性皮膜の寿命が延び、ヘッドユニット２１をより長期間使用できるようになる。そのため、ヘッドユニット２１の交換頻度を可及的に低減でき、ヘッドユニット２１の交換による時間的、コスト的ロスを削減して、生産性を大幅に向上できる。尚、アッシング処理および皮膜再生処理は、稼働開始時等に１日１回定期的に行えば充分である。
【００５１】
ところで、描画装置１は、クリーンルーム形式のチャンバーにより不活性ガスの雰囲気中に置かれており、処理ガスや処理時に発生するガスによる雰囲気の汚損を防止する必要がある。そこで、装置ケース１４１を昇降機構１５３により昇降自在とし、ヘッドユニット２１を処理位置に移動させた後、装置ケース１４１を上昇させて、装置ケース１４１の上面の開口縁部をヘッドユニット２１のサブキャリッジ５１の下面に密着させ、更に、装置ケース１４１に設けた排気口１５２を介して装置ケース１４１内を強制排気し、処理ガスや処理時に発生するガスが雰囲気中に漏れ出ることを防止している。
【００５２】
次に、上記の描画装置１を液晶表示装置の製造に適用した場合について、説明する。図９は、液晶表示装置３０１の断面構造を表している。同図に示すように、液晶表示装置３０１は、ガラス基板３２１を主体として対向面に透明導電膜（ＩＴＯ膜）３２２および配向膜３２３を形成した上基板３１１および下基板３１２と、この上下両基板３１１，３１２間に介設した多数のスペーサ３３１と、上下両基板３１１，３１２間を封止するシール材３３２と、上下両基板３１１，３１２間に充填した液晶３３３とで構成されると共に、上基板３１１の背面に位相基板３４１および偏光板３４２ａを積層し、且つ下基板３１２の背面に偏光板３４２ｂおよびバックライト３４３を積層して、構成されている。
【００５３】
通常の製造工程では、それぞれ透明導電膜３２２のパターニングおよび配向膜３２３の塗布を行って上基板３１１および下基板３１２を別々に作製した後、下基板３１２にスペーサ３３１およびシール材３３２を作り込み、この状態で上基板３１１を貼り合わせる。次いで、シール材３３２の注入口から液晶３３３を注入し、注入口を閉止する。その後、位相基板３４１、両偏光板３４２ａ，３４２ｂおよびバックライト３４３を積層する。
【００５４】
実施形態の描画装置１は、例えば、スペーサ３３１の形成や、液晶３３３の注入に利用することができる。具体的には、機能液としてセルギャップを構成するスペーサ材料（例えば、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂）や液晶を導入し、これらを所定の位置に均一に吐出（塗布）させていく。先ずシール材３３２を環状に印刷した下基板３１２を吸着テーブルにセットし、この下基板３１２上にスペーサ材料を粗い間隔で吐出し、紫外線照射してスペーサ材料を凝固させる。次に、下基板３１２のシール材３３２の内側に、液晶３３３を所定量だけ均一に吐出して注入する。その後、別途準備した上基板３１１と、液晶を所定量塗布した下基板３１２を真空中に導入して貼り合わせる。
【００５５】
このように、上基板３１１と下基板３１２とを貼り合わせる前に、液晶３３３をセルの中に均一に塗布（充填）するようにしているため、液晶３３３がセルの隅など細部に行き渡らない等の不具合を解消することができる。
【００５６】
なお、機能液（シール材用材料）として紫外線硬化樹脂或いは熱硬化樹脂を用いることで、上記のシール材３３２の印刷をこの描画装置１で行うことも可能である。同様に、機能液（配向膜材料）としてポリイミド樹脂を導入することで、配向膜３２３を描画装置１で作成することも可能である。
【００５７】
このように、液晶表示装置３０１の製造に上記した描画装置１を使用した場合、液滴吐出ヘッド３１のノズル面４４の撥液性を良好に維持して、液滴を正確に吐出できるため、液滴の吐出不良による不良製品の発生を防止できる。
【００５８】
ところで、上記した描画装置１は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される上記の液晶表示装置３０１の他、各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることが可能である。すなわち、有機ＥＬ装置、ＦＥＤ装置、ＰＤＰ装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができる。
【００５９】
有機ＥＬ装置の製造に、上記した描画装置１を応用した例を簡単に説明する。図１７に示すように、有機ＥＬ装置４０１は、基板４２１、回路素子部４２２、画素電極４２３、バンク部４２４、発光素子４２５、陰極４２６（対向電極）、および封止用基板４２７から構成された有機ＥＬ素子４１１に、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。回路素子部４２２は基板４２１上に形成され、複数の画素電極４２３が回路素子部４２２上に整列している。そして、各画素電極４２３間にはバンク部４２４が格子状に形成されており、バンク部４２４により生じた凹部開口４３１に、発光素子４２５が形成されている。陰極４２６は、バンク部４２４および発光素子４２５の上部全面に形成され、陰極４２６の上には、封止用基板４２７が積層されている。
【００６０】
有機ＥＬ装置４０１の製造工程では、予め回路素子部４２２上および画素電極４２３が形成されている基板４２１（ワークＷ）上の所定の位置にバンク部４２４が形成された後、発光素子４２５を適切に形成するためのプラズマ処理が行われ、その後に発光素子４２５および陰極４２６（対向電極）を形成される。そして、封止用基板４２７を陰極４２６上に積層して封止して、有機ＥＬ素子４１１を得た後、この有機ＥＬ素子４１１の陰極４２６をフレキシブル基板の配線に接続すると共に、駆動ＩＣに回路素子部４２２の配線を接続することにより、有機ＥＬ装置４０１が製造される。
【００６１】
描画装置１は、発光素子４２５の形成に用いられる。具体的には、液滴吐出ヘッド３１に発光素子材料（機能液）を導入し、バンク部４２４が形成された基板４２１の画素電極４２３の位置に対応して、発光素子材料を吐出させ、これを乾燥させることで発光素子４２５を形成する。なお、上記した画素電極４２３や陰極４２６の形成等においても、それぞれに対応する液体材料を用いることで、描画装置１を利用して作成することも可能である。
【００６２】
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の他、上記したプレパラート形成を包含する装置が考えられる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、インクジェットヘッドのノズル面の撥液性を長期間良好に維持でき、そのため、ヘッドユニットの交換頻度を低減して、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の描画装置の外観斜視図である。
【図２】実施形態の描画装置の正面図である。
【図３】図２の右方から見た実施形態の描画装置の側面図である。
【図４】実施形態の描画装置の一部を省略した平面図である。
【図５】実施形態のメンテナンス手段の斜視図である。
【図６】実施形態のヘッドユニットの平面図である。
【図７】（ａ）実施形態の液滴吐出ヘッドの斜視図、（ｂ）液滴吐出ヘッドの要部の断面図である。
【図８】実施形態の表面処理装置の模式的な断面図である。
【図９】実施形態の描画装置で製造する液晶表示装置の断面図である。
【図１０】実施形態の描画装置で製造する有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
１…描画装置２１…ヘッドユニット
３１…液滴吐出ヘッド４２…吐出ノズル
４４…ノズル面９６…表面処理装置
１４１…装置ケース１４２Ｌ，１４２Ｒ…プラズマガン
１４８…アッシング処理用ガス源１４９…皮膜再生処理用ガス源
１５３…昇降機構

Claims

複数の吐出ノズルを有するノズル面に撥液性皮膜を形成したインクジェットヘッドを、キャリッジに搭載したヘッドユニットを備え、ワークに対しこのヘッドユニットを相対移動させつつ、前記インクジェットヘッドに機能液を供給して、前記吐出ノズルからワークに向けて機能液の液滴を吐出するようにした描画装置であって、
プラズマにより活性化させた処理ガスを用いて表面処理を行うプラズマ式の表面処理装置を備え、
前記ヘッドユニットを前記表面処理装置に臨む位置に移動自在として、前記表面処理装置により前記ノズル面に付着した機能液による汚れを除去するアッシング処理を行うものにおいて、
前記表面処理装置は、プラズマガンと、これを収納すると共に、前記ヘッドユニットが臨む上面の開口および強制排気手段に連なる排気口を形成した装置ケースと、前記表面処理装置に臨んだ前記ヘッドユニットの前記キャリッジに前記上面の開口縁部が密着するように、前記装置ケースと共に前記プラズマガンを昇降させる昇降機構と、を有していることを特徴とする描画装置。
前記表面処理装置は、前記アッシング処理に加え、撥液性成分を含む処理ガスを用いて前記撥液性皮膜を再生する皮膜再生処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
ワークに対し前記ヘッドユニットを副走査方向に移動させるヘッド移動手段を備え、
前記ヘッドユニットの前記表面処理装置に臨む位置が、前記ヘッド移動手段による副走査方向の移動経路の延長上に位置していることを特徴とする請求項１または２に記載の描画装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の描画装置を用い、ワークである電気光学装置の基板に前記インクジェットヘッドから吐出された機能液の液滴から成る成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。