JP4595673B2

JP4595673B2 - 電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置

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Inventors: 治春日
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Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2010-12-08
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Also published as: JP2006326379A

Description

本発明は、電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置及び吐出量検査方法に関する。

従来より、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の電気光学装置の製造方法として、インクジェット方式が採用されている。このインクジェット方式では、プロセスの簡略化・製造コストの軽減等の利点を有し、吐出ヘッドから液滴を基板に吐出して、液体中の分散質・溶質を基板に定着させることで、基板上に薄膜を形成する。

吐出ヘッドから吐出される液体は、予め吐出可能な粘度となるように調整されているが、液体の粘度は、製造工程の温度条件によって変化してしまう。液体の粘度変化は、吐出ヘッドから吐出された液滴の重量（吐出量）に影響を与えるため、基板に形成する薄膜の厚み等にばらつきが生じる問題がある。

これに対し、ヒータ等の温度調節機構を吐出ヘッドの周囲等に設け、吐出ヘッド内の液体の温度を所定範囲内に保持することにより、粘度を安定化する方法が提案されている。また、特許文献１には、吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する製造装置が記載されている。この製造装置は、吐出ヘッドを往復動させる移動機構と、基板を載置したテーブルを吐出ヘッドの下方に搬送する移動機構と、吐出ヘッドの移動可能な領域のうち、基板を載置したテーブル以外の場所に、秤量皿を配設した重量測定装置とを備えている。そして、吐出ヘッドの検査を行うため、吐出ヘッドから秤量皿に液滴を吐出させて、吐出された液滴の重量を測定する。この液滴の重量が所定範囲外となる場合には、吐出ヘッドに印加される駆動電圧の大きさ又は波形を変更し、吐出量を調節する。
特開２００４−４９１５号公報

ところが、上記した方法では、重量測定による検査工程での条件と、実際に基板に液体を吐出する吐出工程での条件とが異なることがある。例えば、ヘッド等に温度調節機構が具備されている場合、温度調節機構からの熱が、基板とヘッドとの間に蓄積され、局所的に温度が高くなる。このため、検査工程のときの液体の粘度と、実際に基板に液滴を吐出する吐出工程の液体の粘度との差異が大きくなり、液体の重量、即ち吐出量が変化してしまう。このように、検査工程及び実際の吐出工程の各条件の僅かな相違が、膜厚等の誤差の原因となる。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、液体吐出量を適切に制御することができる電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置及び吐出量検査方法を提供することにある。

本発明は、液滴吐出ヘッドから基板に向って液滴を吐出する工程を有する電気光学装置の製造方法において、前記液滴吐出ヘッドが前記基板に液滴を吐出する際の属性条件と、同じ属性条件を設定して、吐出量検査のために前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出し、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出し、算出された前記液滴の重量に応じて、前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御する。

これによれば、液滴吐出ヘッドが基板に液滴を吐出する際の属性条件と、同じ属性条件
を設定し、液滴吐出ヘッドから、吐出量検査のために液滴を吐出する。そして、液滴の重量を算出し、算出された液滴重量に応じて、液滴吐出ヘッドの吐出量を制御する。即ち、吐出量検査の際に、実際の吐出工程と同じ条件下で液滴を吐出するので、検査工程で算出された液滴の重量と、電気光学装置の製造工程において吐出される液滴の重量との誤差を小さくすることができる。そして、液滴重量の誤差を液滴吐出ヘッドの吐出量に反映させるので、電気光学装置の製造工程で生ずる誤差を小さくすることができる。

この製造方法において、前記基板上に秤量器を配置し、前記液滴吐出ヘッドが前記基板上に配置された前記秤量器に向かって液滴を吐出し、前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する。

これによれば、液滴吐出ヘッドは、基板上に配置された秤量器に液滴を吐出するので、液滴吐出ヘッドが実際に基板に液滴を吐出する際の条件に、より即した条件下で吐出量検査を行うことができる。
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、液滴吐出ヘッドから基板に向って液滴を吐出する工程を有する電気光学装置の製造方法において、前記基板上に秤量器を配置し、前記液滴吐出ヘッドが前記基板に液滴を吐出する際の属性条件と、同じ属性条件を設定して、吐出量検査のために前記液滴吐出ヘッドから前記基板上に配置された前記秤量器に向かって、液滴を吐出し、前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出し、算出された前記液滴の重量に応じて、前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御することを特徴とする。

この電気光学装置の製造方法において、吐出量検査のための秤量器を、前記液滴吐出ヘッドの移動可能範囲内に設けられた吐出量検査領域に配置し、前記吐出量検査領域を、前記液滴吐出ヘッドが前記基板に向って液滴を吐出する際の温度と同じ温度に設定する。

これによれば、吐出量検査のための秤量器を、液滴吐出ヘッドの移動可能範囲内に設けられた吐出量検査領域に配置し、吐出量検査領域を、液滴吐出ヘッドが基板に向って液滴を吐出する際の温度条件と同じ温度に設定する。このため、液滴量が、温度によって変化する場合に、液滴吐出ヘッドが基板に液滴を吐出する際の吐出条件に、より即した条件下で吐出量検査を行うことができる。

本発明は、基板に向って液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、吐出量検査のための秤量器を前記基板上に配置するとともに、その秤量器を前記基板上から移動させる移動手段と、前記液滴吐出ヘッドから前記秤量器内に吐出された液体の重量を測定する測定手段と、前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する演算手段と、算出された前記液滴の重量に応じて前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御するヘッド制御手段とを備えた。

これによれば、液滴吐出装置は、吐出量検査のための秤量器を基板上に配置及び移動させる移動手段と、秤量器内の液体の重量を測定する測定手段とを備える。また、秤量器内の液体の重量に基づいて、液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する演算手段と、液滴重量に応じて液滴吐出ヘッドの吐出量を制御するヘッド制御手段とを備える。このため、吐出量検査を、液滴吐出ヘッドが実際に基板に液滴を吐出する際の条件に、より即した条件下で行うことができる。そして、その検査結果に基づいて、実際の液滴吐出ヘッドの吐出量を制御するので、実際の吐出工程の液滴重量との誤差をより小さくすることができる。
また、本発明の液滴吐出装置は、基板に向って液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、吐出量検査のための秤量器を前記基板上に配置するとともに、その秤量器を前記基板上から移動させる移動手段と、前記液滴吐出ヘッドから前記秤量器内に吐出された液体の重量を測定する測定手段と、前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する演算手段と、算出された前記液滴の重量に応じて前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御するヘッド制御手段とを備えたことを特徴とする。

この液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、前記液体供給手段から前記液滴吐出ヘッドまでのうち、少なくとも一部を加熱する加熱手段とを備えた。

これによれば、液滴吐出装置は、液体供給手段と、液体供給手段から液滴吐出ヘッドまでのうち、少なくとも一部を加熱する加熱手段とを備える。このため、温度変化によって吐出特性が変化してしまう液体を使用する場合に、吐出条件を安定化することができる。しかも、加熱手段による雰囲気の温度勾配が生じることによって、検査での吐出量と実際の吐出量との間で誤差が生じやすい場合に、吐出量検査を基板上で行うので、特に効果を発揮できる。
また、本発明の液滴吐出装置は、基板に向って液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、吐出量検査のための秤量器を前記基板上に配置するとともに、その秤量器を前記基板上から移動させる移動手段と、前記液滴吐出ヘッドから前記秤量器内に吐出された液体の重量を測定する測定手段と、前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する演算手段と、算出された前記液滴の重量に応じて前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御するヘッド制御手段と、前記液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、前記液体供給手段から前記液滴吐出ヘッドまでのうち、少なくとも一部を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする。

本発明は、基板に向って液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドを移動するヘッド移動機構と、前記液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、前記液体供給手段から前記液滴吐出ヘッドまでのうち、少なくとも一部を加熱する加熱手段と、吐出量検査のための秤量器が配設された吐出量検査領域を、前記液滴吐出ヘッドが前記基板に液滴を吐出する温度条件と同じ温度条件にする温度調節手段と、前記液滴吐出ヘッドから前記秤量器内に吐出された液体の重量を測定する測定手段と、前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する演算手段と、算出された前記液滴の重量に応じて前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御するヘッド制御手段とを備えた。

本発明は、基板に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの吐出量を検査する吐出量検査方法において、前記液滴吐出ヘッドが前記基板に液滴を吐出する際の属性条件と、同じ属性条件を設定して、吐出量検査のために前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出し、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する。

これによれば、液滴吐出ヘッドが基板に液滴を吐出する際の属性条件と同じ属性条件を設定して、吐出量検査のために液滴を吐出させ、その液滴の重量を算出する。このため、液滴吐出ヘッドが実際に基板に液滴を吐出する際の条件に、より即した条件下で吐出量検査を行うことができる。

以下、本発明の電気光学装置の製造方法、液滴吐出装置及び吐出量検査方法を、液晶表示装置を製造する装置に具体化した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。図１は、電気光学装置としての液晶表示装置１の概略図、図２は液晶表示装置１の要部断面図である。

図１及び図２に示すように、液晶表示装置１は、透明の素子基板２と対向基板３とを備えている。図１に示すように、素子基板２の素子形成面２ａであって、図中上側には、信号生成回路４ａ、電圧制御回路４ｂが形成されている。また、素子基板２は、その素子形成面２ａの左右両側に１対の走査線駆動回路４ｃが形成され、下側に信号線駆動回路４ｄが形成されている。そして、素子基板２には、各回路４ａ〜４ｄに囲まれた領域内に、液晶封入領域２５ｃ（図７参照）が形成され、その液晶封入領域２５ｃと相対向するように対向基板３が配設されている。液晶封入領域２５ｃには、左右方向に延びる複数の走査線（図示せず）が所定の間隔をおいて形成され、その各走査線が走査線駆動回路４ｃに接続されている。また、液晶封入領域２５ｃには、上下方向に延びる複数のデータ線（図示せず）が所定の間隔をおいて形成され、信号線駆動回路４ｄに接続されている。そして、走査線とデータ線の交差する位置には、対応する走査線及びデータ線に接続されて、ｎ行×ｍ列のマトリクス状に配設された複数の画素領域が形成されている。各画素領域内には、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（図示せず）が形成されている。さらに、素子基板２及び対向基板３の外側には、図示しない１対の偏光板が設けられている。

図２に示すように、素子基板２の液晶封入領域２５ｃには、画素電極５と、図示しない画素トランジスタとが形成されている。画素電極５の上には、図示しない配向膜が形成されている。素子基板２と対向基板３との間には、シール材７が液晶封入領域２５ｃを囲むように介在することにより空間が形成されている。シール材７は、図示しない球状の導電性粒子からなるスペーサを含み、素子形成面２ａ上に矩形状に形成されている。シール材７により形成された空間には、液晶８が封入されている。また、素子基板２の素子形成面２ａの反対側の面には、図示しないバックライトが配設されている。

図２に示すように、対向基板３は、素子基板２側の面（対向電極形成面３ａ）に、カラーフィルタ１０が設けられている。カラーフィルタ１０は、素子基板２の各画素領域を囲むように形成されたブラックマトリクスＫと、ブラックマトリクスＫの間に形成された赤色フィルタ層Ｒ、緑色フィルタ層Ｇ及び青色フィルタ層Ｂを備えている。各フィルタ層Ｒ,Ｇ,Ｂ及びブラックマトリクスＫの下側には光透過性を有する保護膜１１と、ＩＴＯ等の透明導電層からなる対向電極１２とが形成されている。対向電極１２の下側には、ラビング処理等による配向処理の施された図示しない配向膜が積層されていて、液晶８の配向を所定の配向に設定するようになっている。

次に、液晶表示装置１を製造する液滴吐出装置２０について、図３〜図６に従って説明する。図３は、液滴吐出装置２０の斜視図である。液滴吐出装置２０は、略直方体形状の基台２１を備えている。基台２１には、１対の案内溝２２が形成されている。以下、この案内溝２２が延びる方向を、Ｙ矢印方向とし、その水平面においてＹ矢印方向と直交する方向をＸ矢印方向とする。

基台２１の上には、基板ステージ２３が取り付けられている。基板ステージ２３と、基台２１との間には、駆動機構が備えられている。この駆動機構は、Ｙ矢印方向に延びるネジ軸と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備え、ネジ軸は、ステッピングモータからなるＹ軸モータＭＹ（図６参照）に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号が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は、入力されたステップ数に相当する分だけ、基台２１にＹ矢印方向に延びる案内溝２２に沿って往動又は復動するようになっている。

基板ステージ２３の上面は、載置面２４となっている。載置面２４には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。この載置面２４には、基板としての円盤状のマザー基板２５が配置される。尚、マザー基板２５は、数十個の液晶表示装置１を形成するためのガラス透明基板であって、配向膜、シール材７が既に形成されている。また、四角枠状に形成された各シール材７により、各液晶表示装置１の各液晶封入領域２５ｃが区画形成され、マザー基板２５上にマトリクス状に配置されている。尚、ここでは、マザー基板２５上において、液晶封入領域２５ｃ及びシール材７以外の領域を、液晶封入領域２５ｃを取り囲む周辺領域２５ｄとする。

さらに、基板ステージ２３内には、第１のヒータＨ１が内蔵されている。第１のヒータＨ１は、基板ステージ２３に設けられた第１の温度センサＳ１（図６参照）が検出した温度に基づいて、基板ステージ２３を所定温度範囲内に温度調節し、載置面２４に載置されたマザー基板２５を加熱するようになっている。

また、基台２１の外側には、基板位置検出装置３８（図６参照）が配設されている。基板位置検出装置３８は、例えば、検出ビームを射出する発光部と、その反射光を受光する受光部（いずれも図示せず）とを備えている。そして、搬送されたマザー基板２５が検出ビームを遮光することにより、マザー基板２５の端縁を検出するようになっている。

基台２１の両側には、１対の支持台２７，２８が立設されている。これらの支持台２７，２８には、Ｘ矢印方向に延びるヘッド移動機構を構成する案内部材２９が架設されている。案内部材２９は、基台２１の幅（Ｘ矢印方向の長さ）よりも長く形成され、その一端が支持台２７側に張り出すように配置されている。

案内部材２９の側面には、ヘッド移動機構を構成するＸ矢印方向に延びる上下一対の案内レール３０が突設されている。この案内レール３０には、キャリッジ３１が取り付けられ、その案内レール３０とキャリッジ３１との間には直動機構が設けられている。直動機構は、Ｘ矢印方向に延びるネジ軸と、ネジ軸に螺合するボールナットとを備え、ネジ軸は、ヘッド移動機構を構成するＸ軸モータＭＸに（図６参照）連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をＸ軸モータＭＸに入力すると、Ｘ軸モータＭＸが正転又は逆転して、キャリッジ３１がステップ数に相当する分だけＸ矢印方向に沿って往動又は復動する。

キャリッジ３１の下面には、液滴吐出ヘッドとしての吐出ヘッド３２が設けられている。吐出ヘッド３２は、図５に示すように、その下面にノズルプレート３３を備えている。ノズルプレート３３には、例えば１８０個のノズル（図示せず）がＸ矢印方向に一列に形成されている。

また、吐出ヘッド３２は、各ノズルにそれぞれ対応する貯留室（図示せず）と、圧電素子ＰＺと（図６参照）を備えている。貯留室は、吐出ヘッド３２に供給された液晶を一時貯留するようになっている。そして、圧電素子ＰＺが、印加された駆動波形に応じて変形すると、貯留室内の液体としての液晶が、図５に示すような液滴としての微小液滴Ｄ１となって吐出される。

さらに、図５に示すように、キャリッジ３１には、吐出ヘッド３２を加熱するための第２のヒータＨ２が吐出ヘッド３２の周囲を取り囲むように設けられている。第２のヒータＨ２は、吐出ヘッド３２内の高粘度の液晶を加熱して、低粘度化し、吐出性を良好にするようになっている。また、第２のヒータＨ２は、第２の温度センサＳ２（図６参照）が検出した温度に基づいて加熱制御され、吐出ヘッド３２内の液晶の温度調節を行うようになっている。

また、図３に示すように、案内部材２９の上側には、液体供給手段を構成する収容タンク３５が配設され、その収容タンク３５には、吐出ヘッド３２に供給する液晶が貯留されている。収容タンク３５には、キャリッジ３１に液晶を供給する図示しない供給機構が連結されている。

また、収容タンク３５には、加熱手段としての第３のヒータＨ３が設けられている。第３のヒータＨ３は、収容タンク３５内の液晶を加熱し、例えば、液晶の粘度が２〜２０ｃｐｓになるような温度にする。さらに、収容タンク３５には、第３の温度センサＳ３（図６参照）が設けられ、第３の温度センサＳ３は、収容タンク３５内の液温を測定する。そして、基板ステージ２３及び吐出ヘッド３２に設けられた第１及び第２のヒータＨ１，Ｈ２は、収容タンク３５で加熱された液晶の温度が下がらないように、温度を所定範囲内に保持している。

また、図３に示すように、液滴吐出装置２０は、検査機構４０を備えている。検査機構４０は、移動手段としての搬送ロボット４１と、測定手段としての重量測定装置４２とを有している。搬送ロボット４１は、基台４３と、基台４３に配設された支持部４４と、支持部４４に取り付けられたアーム部４５とを有している。アーム部４５は、２つの腕部から構成され、略中央で屈曲可能になっており、第１〜第４検査用モータＭＺ１〜ＭＺ４（
図６参照）を駆動源として駆動する。第１検査用モータＭＺ１は、支持部４４を中心にアーム部４５を約３６０度回転可能になっている。また、第２検査用モータＭＺ２は、支持部４４をＺ矢印方向に往復動させることによってアーム部４５を上下動させるようになっている。さらに、第３検査用モータＭＺ３は、アーム部４５の２つの腕部のなす角度を制御する。さらにまた、第４検査用モータＭＺ４は、アーム部４５の先端に設けた開閉可能なクランプ部４６を開閉駆動する。

搬送ロボット４１は、図示しない収容部に収容された秤量器としての秤量皿４７を、クランプ部４６によって把持し、図４中実線で示すように、基板ステージ２３上に載置されたマザー基板２５の上に秤量皿４７を運び、図３に示すように秤量皿４７を周辺領域２５ｄに載置する。秤量皿４７は、アルミニウム等の軽量金属からなり、直径数センチメートルの円形状に形成されている。この秤量皿４７は、基板ステージ２３の移動により、図５に示すように吐出ヘッド３２の下方まで搬送され、吐出ヘッド３２から吐出量検査のために吐出された微小液滴Ｄ１を受け止めるようになっている。

また、搬送ロボット４１は、吐出ヘッド３２から吐出された液晶が入っている秤量皿４７をクランプ部４６によって把持し、図４中２点鎖線で示すように、アーム部４５の回転により、秤量皿４７を重量測定装置４２上に置くようになっている。重量測定装置４２は、例えば、電子天秤であって、液体の入った秤量皿４７の重量を測定する。そして、予め測定した空の秤量皿４７の重量を差し引いて、秤量皿４７に入った液体の重量を算出する。

次に、液滴吐出装置２０の電気的構成を図６に従って説明する。液滴吐出装置２０は、制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ヘッド制御手段及び演算手段としての制御部５１と、各種データを受信するＩ／Ｆ部５２とを備えている。さらに、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなるＲＡＭ５３、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ５４、各種データを出力するＩ／Ｆ部５５を備えている。

制御部５１は、ＣＰＵ等からなり、Ｉ／Ｆ部５２を介して、基板位置検出装置３８から端縁検出信号を受信すると、マザー基板２５が初期位置に到達したと判断する。そして、制御部５１は、Ｉ／Ｆ部５５を介して、Ｙ軸モータ駆動回路５６を駆動し、Ｙ軸モータＭＹを回転させて、基板ステージ２３をＹ矢印方向の所望の位置に導く。また、制御部５１は、Ｉ／Ｆ部５５を介して、ヘッド制御手段を構成するＸ軸モータ駆動回路５７を駆動し、Ｘ軸モータＭＸを回転させて、キャリッジ３１をマザー基板２５上であって、Ｘ矢印方向の所望の位置に移動する。吐出量検査の場合には、制御部５１は、ＲＯＭ５４に格納された検査プログラムに従って、Ｙ軸モータ駆動回路５６及びＸ軸モータ駆動回路５７を駆動して、マザー基板２５を所定の位置に移動させる。

また、制御部５１は、重量測定装置４２から、秤量皿４７内の液晶の重量を示す測定データをＩ／Ｆ部５２を介して取得する。制御部５１は、検査プログラムに基づき、液晶重量を吐出液滴数で除算する。吐出液滴数は、検査の際に吐出ヘッド３２から吐出される液滴数を示し、例えば５０００滴等のように予め定められ、ＲＯＭ５４に格納されている。制御部５１は、液滴あたりの重量を算出すると、その重量が、基準値を中心とした所定重量範囲内に収まるか否かを判断する。液滴（液晶）の重量が、所定重量範囲内に収まる場合には、そのとき吐出ヘッド３２の圧電素子ＰＺに印加された駆動電圧を維持する。液滴（液晶）の重量が、所定範囲外となる場合には、吐出ヘッド３２の圧電素子ＰＺに印加される駆動電圧の大きさ・波形を変更する。このとき、制御部５１は、算出した液滴の重量に応じて、圧電素子ＰＺに印加する駆動電圧の波形データを生成して、駆動電圧生成回路６３に出力する。

駆動電圧生成回路６３は、入力した波形データを、デジタル／アナログ変換し、アナログ信号の波形信号を増幅して、駆動電圧を生成する。生成した駆動電圧は、発振回路６１から発生するクロック信号に同期させて、ヘッド制御手段を構成するヘッド駆動回路５８に出力する。つまり、液滴の重量が、所定範囲よりも小さい場合には、制御部５１は、吐出ヘッド３２からの吐出量（微小液滴Ｄ１の体積）を増大させる波形データを生成する。反対に、液滴の重量が所定範囲よりも大きい場合には、吐出ヘッド３２からの吐出量（微小液滴Ｄ１の体積）を減少させる波形データを生成する。

さらに、制御装置５０は、温度制御部６０を有している。温度制御部６０は、Ｉ／Ｆ部５２を介して、収容タンク３５、キャリッジ３１、基板ステージ２３に配設された各温度センサＳ１〜Ｓ３から温度検出データを入力する。そして、それらの温度が、所定温度範囲内であるか否かを判断する。各温度が所定温度範囲外である場合には、各温度が所定温度範囲内になるように、第１〜第３のヒータＨ１〜Ｈ３をそれぞれ駆動制御して、液晶を予め定めた適切な温度に維持するようになっている。

また、制御部５１は、検査プログラムに従って、検査用モータ駆動回路６２を駆動する。検査用モータ駆動回路６２は、搬送ロボット４１を駆動する第１〜第４検査用モータＭＺ１〜ＭＺ４を、適宜駆動制御する。即ち、制御部５１は、検査用モータ駆動回路６２を介して、搬送ロボット４１が秤量皿４７を把持するように制御し、把持した状態で、基板ステージ２３に載置されたマザー基板２５の所定の位置に、秤量皿４７を載置するように制御する。そして、吐出ヘッド３２から秤量皿４７に微小液滴Ｄ１（液晶）が吐出されると、制御部５１は、搬送ロボット４１を、クランプ部４６により液晶が入った秤量皿４７を把持させるように制御する。さらに、秤量皿４７を把持した状態のまま、クランプ部４６が、重量測定装置４２の測定部に位置するまで、アーム部４５を回転させる。そして、クランプ部４６を駆動して、秤量皿４７を重量測定装置４２の上に載置させる。この検査は、１枚のマザー基板２５に対して１回ずつ行われる。

次に、吐出ヘッド３２の検査工程、及び液晶表示装置１の製造工程を説明する。まず、検査工程において、基板ステージ２３上にマザー基板２５が載置されると、制御部５１は、基板位置検出装置３８から取得した端縁検出信号に基づいて、マザー基板２５の位置を算出する。そして、制御部５１は、Ｙ軸モータ駆動回路５６を駆動し、図３に示すように、マザー基板２５を、搬送ロボット４１が周辺領域２５ｄに秤量皿４７を配置可能な位置まで搬送する。また、このとき、温度制御部６０は、各温度センサＳから検出データを取得して、基板ステージ２３、吐出ヘッド３２、収容タンク３５の液温等を、所定温度範囲内に調節している。

基板ステージ２３の位置調整が終わると、制御部５１は、検査用モータ駆動回路６２を介して、搬送ロボット４１を制御する。まず、搬送ロボット４１のクランプ部４６を制御して、図示しない収容部に収容された空の秤量皿４７を把持させる。そして、支持部４４を中心にアーム部４５を回動させ、クランプ部４６を、マザー基板２５の周辺領域２５ｄのうち、例えば左上の位置に配置する。そして、支持部４４を上下動させるとともに、クランプ部４６を制御して、図３に示すように、周辺領域２５ｄに秤量皿４７を載置する。

図３のようにマザー基板２５に秤量皿４７を載置すると、制御部５１は、アーム部４５を上動させ、退避位置まで移動する。そして、Ｙ軸モータ駆動回路５６及びＸ軸モータ駆動回路５７を介して、Ｙ軸モータＭＹ及びＸ軸モータＭＸを所定量だけ回転させて、図５に示すように、秤量皿４７が吐出ヘッド３２と対峙する位置まで、基板ステージ２３及びキャリッジ３１を駆動する。そして、制御部５１は、マザー基板２５に実際に微小液滴Ｄ１を吐出するための波形データと同様の波形データを駆動電圧生成回路６３に送信し、駆動電圧生成回路６３は波形データに応じた駆動電圧をヘッド駆動回路５８に送信する。こ
のとき、吐出ヘッド３２の各ノズルのうち、秤量皿４７内に微小液滴Ｄ１を吐出可能なノズルのみに対し、５０００ショット分の駆動電圧を生成する。ヘッド駆動回路５８は、その駆動電圧を圧電素子ＰＺに印加して、圧電素子ＰＺを変形させる。これにより、吐出ヘッド３２から、例えば５０００滴の微小液滴Ｄ１が秤量皿４７に向って吐出される。このように、吐出ヘッド３２及び基板ステージ２３等に配設された第１〜第３のヒータＨ１〜Ｈ３から発せられた熱が吐出ヘッド３２及びマザー基板２５の間に蓄積され、局所的に温度が高い領域が生じている場合にも、秤量皿４７がマザー基板２５上に載置されるため、実際の液滴吐出工程と同じ雰囲気下で検査が行われる。これにより、検査工程の温度条件（属性条件）が、実際の製造工程の温度条件（属性条件）と等しくなるため、液体の粘度変化が解消され、検査工程で吐出された微小液滴Ｄ１の重量と、実際の吐出工程で吐出された微小液滴Ｄ１との誤差が発生しにくくなる。

吐出ヘッド３２からの微小液滴Ｄ１の吐出が終了すると、制御部５１は、支持部４４を中心にアーム部４５を回動し、クランプ部４６が、液晶が入った秤量皿４７を把持するように制御する。そして、制御部５１は、アーム部４５を回動し、図４中２点鎖線で示すように、把持した秤量皿４７を重量測定装置４２に載置するように制御する。液晶が入った秤量皿４７を重量測定装置４２に載置すると、制御部５１は、次の検査のため、クランプ部４６により空の新しい秤量皿４７を把持可能な位置までアーム部４５を回動する。

重量測定装置４２上に、液晶の入った秤量皿４７が載置されると、重量測定装置４２は、全重量から、予め測定した空の秤量皿４７の重量を減算して、液晶の重量を示す測定データを算出する。そして、その測定データを、制御装置５０（制御部５１）に送信する。

制御部５１は、測定データを取得すると、検査プログラムに従って、その測定データに基づく液晶の重量を、吐出ヘッド３２から吐出させた液滴数（例えば、５０００滴）で除算する。これにより、微小液滴Ｄ１の重量の平均値が算出される。

さらに、算出した微小液滴Ｄ１の重量が、所定の重量範囲であるか否かを判断する。この重量範囲は、液晶表示装置１に封入される液晶量の誤差の許容範囲に基づいて決められている。微小液滴Ｄ１の重量が、所定の重量範囲外である場合には、ＲＡＭ５３に格納された、検査結果を示すフラグを、所定の重量範囲外であること、即ち吐出ヘッド３２に吐出不良が生じていることを示す状態に更新する。また、その微小液滴Ｄ１の基準値に対する誤差もＲＡＭ５３に一時格納する。

続いて、液晶表示装置１を製造するための、液体吐出工程を行う。制御部５１は、マザー基板２５のＹ軸方向側の液晶封入領域２５ｃのうち、左端の液晶封入領域２５ｃが吐出ヘッド３２と対峙するように、Ｙ軸モータ駆動回路５６及びＸ軸モータ駆動回路５７を駆動する。

同時に、制御部５１は、ＲＡＭ５３に格納された、検査結果を示すフラグ、検査工程での液滴重量の誤差を示すデータに従って、波形データを生成する。即ち、制御部５１は、ＲＡＭ５３に格納されたフラグが、検査結果が所定の重量範囲外であることを示し、液滴重量が、所定重量範囲よりも小さいと判断すると、誤差の大きさに応じて、吐出ヘッド３２から吐出される微小液滴Ｄ１の体積（吐出量）を大きくするような波形データを生成する。つまり、液滴重量が、重量範囲外である場合においても、基準値との差異が大きい場合には、その差異の大きさに応じて、微小液滴Ｄ１の大きさを大きくするような波形データを生成する。

また、液滴重量が、所定重量範囲よりも大きい場合には、制御部５１は、吐出ヘッド３２から吐出される微小液滴Ｄ１の体積（吐出量）を、基準値との差に応じて小さくするよ
うな波形データを生成する。

制御部５１は、検査結果に基づいて生成した波形データを駆動電圧生成回路６３に出力する。駆動電圧生成回路６３は、波形データに基づいた駆動電圧を生成し、その駆動電圧をクロック信号に同期させて、ヘッド駆動回路５８に供給する。ヘッド駆動回路５８は、圧電素子ＰＺに駆動電圧を印加する。すると、図７に示すように、吐出ヘッド３２から、シール材７によって囲まれた液晶封入領域２５ｃに向って、微小液滴Ｄ１が吐出される。液晶封入領域２５ｃに吐出された微小液滴Ｄ１は、図８に示すように、マザー基板２５に付着して、半球状の液滴Ｄ２となる。このときの微小液滴Ｄ１の体積（吐出量）は、検査結果を反映しているため、その重量は所定重量範囲内になっている。

１つの液晶封入領域２５ｃに微小液滴Ｄ１を吐出し終わると、制御部５１は、Ｙ軸モータ駆動回路５６を制御して、基板ステージ２３を所定量だけＹ軸方向に搬送する。そして、吐出し終わった液晶封入領域２５ｃと、Ｙ軸方向（列方向）において隣接する液晶封入領域２５ｃに向って、同じように微小液滴Ｄ１を吐出する。

１列の液晶封入領域２５ｃに液体を吐出すると、制御部５１は、Ｘ軸モータ駆動回路５７を制御して、隣の列の各液晶封入領域２５ｃと、吐出ヘッド３２とが対峙するようにキャリッジ３１を移動する。そして、各列の液晶封入領域２５ｃに吐出ヘッド３２から液晶を吐出する。

そして、液晶封入領域２５ｃに液晶を吐出し終わると、素子基板２を形成するためのマザー基板２５に、対向基板３を形成するためのマザー基板２５を真空下で貼り合せる。さらに、所定の大きさに成形することにより、各液晶表示装置１を形成する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、液滴吐出装置２０は、微小液滴Ｄ１を吐出する吐出ヘッド３２と、マザー基板２５を搬送する基板ステージ２３を備えるようにした。また、吐出量検査のための秤量皿４７をマザー基板２５上に配置するとともに、液体が入った秤量皿４７を重量測定装置４２に移動させる搬送ロボット４１を備えるようにした。さらに、吐出ヘッド３２から秤量皿４７内に吐出された液体の重量に基づいて、各微小液滴Ｄ１の重量を算出し、算出された液滴重量に応じて、吐出ヘッド３２の吐出量を制御する制御部５１及び駆動電圧生成回路６３を備えるようにした。即ち、検査工程において、実際の液体吐出工程と同じ条件下で微小液滴Ｄ１を吐出するので、液晶の粘度を一定にし、検査工程の液滴重量と、実際の製造工程での液滴重量との差異をほぼ無くすことができる。そして、検査工程で算出された、液滴重量の基準値からの誤差を、吐出ヘッド３２の吐出量に反映させるので、液晶表示装置１に封入される液晶材料の誤差を小さくすることができる。

（２）上記実施形態では、液滴吐出装置２０は、液晶の粘度を適切な粘度にするために、第３のヒータＨ３を収容タンク３５に配設するようにした。また、第１及び第２のヒータＨ１，Ｈ２を、基板ステージ２３及び吐出ヘッド３２にそれぞれ配設するようにした。このため、吐出ヘッド３２内の液体の温度を適切な範囲に保持することができる。そして、吐出ヘッド３２とマザー基板２５との間に熱が蓄積され易く、雰囲気に温度勾配が生じやすい装置において、秤量皿４７をマザー基板２５上に載置して検査を行うので、吐出ヘッド３２から吐出される微小液滴Ｄ１の重量の誤差を小さくできるため、特に効果を発揮できる。

（３）上記実施形態では、液滴吐出装置２０は、液晶表示装置１の液晶層を形成するために液晶を吐出ヘッド３２から吐出するようにしたので、封入された液晶材料量の誤差が小さくなり、液晶表示装置１の表示不良を防ぐことができる。

尚、本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、ＲＡＭ５３に、検査結果を示すフラグを格納するようにしたが、基準値からの誤差のみを格納するようにしてもよい。そして、実際の吐出工程の際に、制御部５１が、ＲＡＭ５３に格納された誤差に基づき、微小液滴Ｄ１が所定の重量範囲内であるか否かを判断するようにしてもよい。

・上記実施形態では、マザー基板２５上に秤量皿４７を載置したが、キャリッジ３１の移動可能範囲内に秤量皿４７を配置してもよい。例えば、図９に示すように、キャリッジ３１の移動可能範囲内に配置された吐出量検査領域７０に、温度調節手段を構成する温度調節ユニット７１を内蔵した重量測定装置４２を配置してもよい。温度調節ユニット７１は、マザー基板２５と吐出ヘッド３２との間の雰囲気と同じ雰囲気を生成することができる。即ち、温度調節ユニット７１は、マザー基板２５と吐出ヘッド３２との間の温度と、秤量皿４７と吐出ヘッド３２との間の温度とが少なくとも同じになるように、秤量皿４７を載置した載置面を保温する。そして、重量測定装置４２上に秤量皿４７を載置し、キャリッジ３１の移動により吐出ヘッド３２と秤量皿４７とが対峙可能となるようにして、吐出量検査の際には、吐出ヘッド３２から秤量皿４７に向って微小液滴Ｄ１を吐出する。また、このとき、マザー基板２５に対して微小液滴Ｄ１を吐出する際に、吐出ヘッド３２近傍の温度を測定する図示しない温度センサをキャリッジ３１に具備してもよい。そして、実際の吐出工程の際の、吐出ヘッド３２とマザー基板２５との間の雰囲気の温度を、その温度センサにより予め測定しておき、検査工程において、温度制御部６０により、吐出ヘッド３２と秤量皿４７との間の雰囲気が、予め測定した温度になるように、制御部５１が温度調節ユニット７１を制御するようにしてもよい。このようにすると、マザー基板２５以外の場所で、実際の吐出工程の条件に即した検査を行うことができる。

・上記実施形態では、秤量皿４７は、マザー基板２５の周辺領域２５ｄのうち、いずれの位置に配置してもよい。また、基板ステージ２３と吐出ヘッド３２との間の温度と、マザー基板２５と吐出ヘッド３２との間の温度がほぼ同じである場合には、秤量皿４７を基板ステージ２３に載置するようにしてもよい。

・制御装置５０に備えられた温度制御部６０は制御装置５０と別体であってもよい。
・基板ステージ２３に配設された第１のヒータＨ１、収容タンク３５に配設された第３のヒータＨ３は省略してもよい。また、第３のヒータＨ３は、収容タンク３５から、吐出ヘッド３２までの液体供給機構のうち、他の位置に設けてもよい。

・秤量皿４７をマザー基板２５上に配置し、液晶の入った秤量皿４７をマザー基板２５から移動させる移動手段は、搬送ロボット４１以外の装置でもよい。例えば、秤量皿４７を取付けたテーブルをマザー基板２５上に搬送する装置等、その他の装置でもよい。

・液晶表示装置１は、図１及び図２に示すような構成にしたが、それ以外の構成の液晶表示装置１にしてもよい。
・上記実施形態では、液滴吐出装置２０は、液晶表示装置１の液晶を吐出するようにしたが、その他の液体を吐出する装置に具体化してもよい。例えば、液晶表示装置１のうち、配線、フィルタ層等、他の部材を製造する装置でもよい。又は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の電気光学装置を製造する装置でもよい。又は、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）の電気光学装置を製造する装置でもよい。

液晶表示装置の概略図。液晶表示装置の要部断面図。液滴吐出装置の斜視図。同液滴吐出装置の要部平面図。同液滴吐出装置の要部側面図。同液滴吐出装置の構成を説明するブロック図。同液滴吐出装置の要部側面図。液滴が付着した基板の断面図。別例の液滴吐出装置の斜視図。

符号の説明

１…電気光学装置としての液晶表示装置、２０…液滴吐出装置、２５…基板としてのマザー基板、２９…ヘッド移動機構を構成する案内部材、３０…ヘッド移動機構を構成する案内レール、３２…液滴吐出ヘッドとしての吐出ヘッド、３５…液体供給手段を構成する収容タンク、４０…移動手段としての搬送ロボット、４２…測定手段としての重量測定装置、４７…秤量器としての秤量皿、５１…ヘッド制御手段及び演算手段を構成する制御部、５８…ヘッド制御手段を構成するヘッド駆動回路、６３…ヘッド制御手段を構成する駆動電圧生成回路、７０…吐出量検査領域、７１…温度調節手段を構成する温度調節ユニット、Ｄ１…液滴としての微小液滴、Ｄ２…液滴、ＭＸ…ヘッド移動機構を構成するＸ軸モータ、ＵＴ…加熱手段としての加熱ユニット。

Claims

液滴吐出ヘッドから基板に向って液滴を吐出する工程を有する電気光学装置の製造方法において、
前記基板上に秤量器を配置し、
前記液滴吐出ヘッドが前記基板に液滴を吐出する際の属性条件と、同じ属性条件を設定して、吐出量検査のために前記液滴吐出ヘッドから前記基板上に配置された前記秤量器に向かって、液滴を吐出し、
前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出し、
算出された前記液滴の重量に応じて、前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
基板に向って液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
吐出量検査のための秤量器を前記基板上に配置するとともに、その秤量器を前記基板上から移動させる移動手段と、
前記液滴吐出ヘッドから前記秤量器内に吐出された液体の重量を測定する測定手段と、
前記秤量器内の液体の重量に基づいて、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を算出する演算手段と、
算出された前記液滴の重量に応じて前記液滴吐出ヘッドの吐出量を制御するヘッド制御手段とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
請求項２に記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、
前記液体供給手段から前記液滴吐出ヘッドまでのうち、少なくとも一部を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。