JP4962413B2 - 液状体吐出装置、及び液状体吐出方法 - Google Patents

液状体吐出装置、及び液状体吐出方法 Download PDF

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Description

本発明は、液状体を吐出する吐出ノズルを有する吐出ヘッドを備える液状体吐出装置、及び当該液状体吐出装置における液状体吐出方法に関する。
従来から、カラー液晶装置のカラーフィルタ膜などの機能膜を形成する技術として、液状体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を用いて、機能膜の材料を含む液状体の液滴を吐出して、被加工物としての基板上の任意の位置に着弾させることで、当該位置に液状体を配置し、配置した液状体を乾燥させて機能膜を形成する技術が知られている。このような膜形成に用いられる液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドは、その吐出ノズルから微小な液滴を選択的に吐出して位置精度良く着弾させることができるため、精密な平面形状及び膜厚を有する膜を形成することができる。
より高機能の機能膜を形成するために、より精密な平面形状及び膜厚の機能膜を実現することが必要になっている。一定の膜厚の機能膜を形成するためには、吐出ノズルからの機能液の吐出量を一定に維持することが必要である。吐出量は、液滴吐出ヘッドが吐出する液滴の大きさ(体積)や、連続吐出する吐出ヘッドが単位時間に吐出する量である。吐出量相当の機能液の重量を吐出重量と表記する。被加工物に向けて液状体を吐出する吐出を描画吐出と表記し、描画吐出を含む略連続した吐出工程を描画吐出工程と表記する。
液状体は、温度によって粘度が変動することが知られている。液状体吐出装置においては、液状体の粘度が変動することによって、液状体の流動抵抗が変動するため、吐出量が変動する可能性がある。すなわち、液状体吐出装置の温度が変動することに起因して、吐出装置からの吐出量が変動するという課題があった。
特許文献1には、液滴吐出装置をチャンバ内に設置して雰囲気の温度を略一定に維持すると共に、吐出重量を測定して、測定結果に拠って吐出量を調整することによって、均一な吐出量を実現する液滴吐出システムが開示されている。
特開2004−209429号公報
しかしながら、液状体吐出装置の吐出装置を駆動するための様々な駆動源は、多くの場合熱源となって熱を放出して、吐出装置の温度を変動させる可能性が高い。また、被加工物や吐出装置に供給される液状体のように、熱を発生させない部材は、熱を吸収する可能性があるため、吐出装置の温度を変動させる可能性がある。特許文献1に開示された液滴吐出システムのように、雰囲気の温度を略一定に維持しても、被加工物や液状体を供給し、吐出装置を駆動することによって描画吐出工程を実施する際には、吐出装置や液状体の温度が描画吐出工程を実施する間に変動する可能性があった。描画吐出工程を実施する間に温度が変動することに起因して、描画吐出工程を実施する間に吐出量が変動する可能性がある。同様に、描画吐出工程を実施する際と吐出重量を測定する際とで、吐出装置や液状体の温度が変動する可能性があり、このことに起因して、吐出重量を測定することで得られる吐出量が、必ずしも、描画吐出工程における正確な吐出量ではない可能性があるという課題があった。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
本発明にかかる液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出装置であって、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定手段と、前記吐出手段の温度を取得する温度取得手段と、前記吐出手段の温度を調整する温度調整手段と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整手段と、を備え、前記温度取得手段は、前記被吐出物に前記所定のパターンを形成する際の前記吐出手段の温度を取得し、前記温度調整手段は、前記吐出量測定手段により吐出量を測定する際の前記吐出手段の温度を、前記温度取得手段が取得した前記吐出手段の温度に調整することを特徴とする。
本発明にかかる液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出装置であって、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定手段と、前記液状体の温度を取得する温度取得手段と、前記液状体の温度を調整する温度調整手段と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整手段と、を備え、前記温度取得手段は、前記被吐出物に前記所定のパターンを形成する際の前記液状体の温度を取得し、前記温度調整手段は、前記吐出量測定手段により吐出量を測定する際の前記液状体の温度を、前記温度取得手段が取得した前記液状体の温度に調整することを特徴とする。
本発明にかかる液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出装置であって、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定手段と、前記吐出手段又は前記液状体の温度を取得する温度取得手段と、前記吐出手段又は前記液状体の温度を調整する温度調整手段と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整手段と、を備え、前記温度取得手段は、2種類以上の異なる暖機駆動条件において前記吐出手段の暖機駆動を実施することによって、前記所定のパターン形成時の温度を推定し、
前記温度調整手段は、前記吐出手段を暖機駆動させることによって、前記吐出量測定手段により吐出量を測定する際の前記吐出手段の温度又は前記液状体の温度を、推定した温度に調整することを特徴とする。
本発明にかかる液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出装置であって、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定手段と、前記吐出手段を暖機駆動させる暖機駆動条件を求める暖機条件設定手段と、前記吐出手段又は前記液状体の温度を調整する温度調整手段と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整手段と、を備え、前記暖機条件設定手段は、2種類以上の異なる前記暖機駆動条件において前記暖機駆動を実施することによって、前記暖機駆動を実施することで前記吐出手段又は前記液状体の温度が前記所定のパターン形成時の温度となる暖機駆動条件を推定し、前記吐出量測定手段は、推定した暖機駆動条件において暖機駆動を行った後、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定することを特徴とする。
本発明にかかる液状体吐出方法は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出方法であって、前記被吐出物に前記所定のパターンを形成する際の前記吐出手段の温度を取得する温度取得工程と、前記温度取得工程において取得した前記前記吐出手段の温度に、前記吐出手段の温度を調整する温度調整工程と、前記温度調整工程において調整した前記吐出手段の温度において、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定工程と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整工程と、を有することを特徴とする。
本発明にかかる液状体吐出方法は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出方法であって、前記被吐出物に前記所定のパターンを形成する際の前記液状体の温度を取得する温度取得工程と、前記温度取得工程において取得した前記液状体の温度に、前記液状体の温度を調整する温度調整工程と、前記温度調整工程において調整した前記液状体の温度において、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定工程と、 前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整工程と、を有する。
[適用例1]本適用例にかかる液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物とを相対移動させ、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出装置であって、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定手段と、前記吐出手段の前記所定のパターン形成時の温度を取得する温度取得手段と、前記吐出手段の温度を調整する温度調整手段と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整手段と、を備え、前記温度調整手段は、前記吐出量測定手段により吐出量を測定する際の前記吐出手段の温度を前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする。
この液状体吐出装置によれば、温度調整手段は、吐出量測定手段が吐出量を測定する際の吐出手段の温度を、温度取得手段が取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。吐出手段からの液状体の単位時間あたりに吐出される量又は吐出される液滴の体積である吐出量は、吐出手段の温度によって影響を受ける。吐出量測定手段による吐出量の測定は、吐出手段の温度が所定のパターン形成時の温度となった状態で実施される。これにより、吐出量の測定を実施する際に、所定のパターン形成時における吐出量が忠実に再現される可能性が高くなり、温度調整手段による吐出手段の温度調整を実施しない場合に比べて、所定のパターン形成時における吐出量をより正確に測定することができる。正確に測定された吐出量に基づいて、吐出量調整手段によって吐出量を調整することで、所定のパターンを形成する際と吐出量を測定する際との、吐出手段の温度の差に起因する吐出量の差を抑制して、正確な吐出量での所定のパターンの形成を実現することができる。
なお、吐出手段の温度としては、吐出手段における液状体が吐出される孔の周囲の温度や、液状体に吐出圧力を加える加圧室の温度や、液状体の流路の温度や、加圧室や流路の外壁面の温度などを、適宜採用することができる。いずれの温度であっても、当該部分の吐出手段による所定のパターン形成時の温度を取得し、吐出量を測定する際における当該部分の温度を、温度取得手段が取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。
[適用例2]本適用例にかかる液状体吐出装置は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物とを相対移動させ、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出装置であって、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定手段と、前記液状体の前記所定のパターン形成時の温度を取得する温度取得手段と、前記液状体の温度を調整する温度調整手段と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整手段と、を備え、前記温度調整手段は、前記吐出量測定手段により吐出量を測定する際の前記液状体の温度を前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする。
この液状体吐出装置によれば、温度調整手段は、吐出量測定手段が吐出量を測定する際の液状体の温度を、温度取得手段が取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。吐出手段からの液状体の単位時間あたりに吐出される量又は吐出される液滴の体積である吐出量は、液状体の温度によって影響を受ける。吐出量測定手段による吐出量の測定は、液状体の温度が所定のパターン形成時の温度となった状態で実施される。これにより、吐出量の測定を実施する際に、所定のパターン形成時における吐出量が忠実に再現される可能性が高くなり、温度調整手段による液状体の温度調整を実施しない場合に比べて、所定のパターン形成時における吐出量をより正確に測定することができる。正確に測定された吐出量に基づいて、吐出量調整手段によって吐出量を調整することで、所定のパターンを形成する際と吐出量を測定する際との、液状体の温度の差に起因する吐出量の差を抑制して、正確な吐出量での所定のパターンの形成を実現することができる。
なお、液状体の温度としては、吐出手段における液状体が吐出される孔に在る液状体の温度や、液状体に吐出圧力を加える加圧室内の液状体の温度や、液状体の流路内の液状体の温度や、吐出手段に供給される直前の液状体の温度などを、適宜採用することができる。いずれの液状体の温度であっても、当該部分の吐出手段による所定のパターン形成時の温度を取得し、吐出手段が所定のパターン形成を開始する時点における当該液状体の温度を、温度取得手段が取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。
[適用例3]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記吐出手段は、それぞれのノズル群が1以上の吐出ノズルを有する複数のノズル群を備え、前記吐出量測定手段は、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記液状体の吐出量を測定し、前記温度取得手段は、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記吐出手段又は前記液状体の前記所定のパターン形成時の温度を取得し、前記温度調整手段は、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記吐出手段又は前記液状体の温度を調整し、前記吐出量調整手段は、それぞれの前記ノズル群における吐出量を調整することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、ノズル群ごとに、所定のパターンを形成する際と吐出量を測定する際との、液状体の温度の差に起因する吐出量の差を抑制して、正確な吐出量での所定のパターンの形成を実現することができる。したがって、液状体吐出装置が備える全ての吐出ノズルについて、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整をする場合に比べて、液状体吐出装置が備える吐出ノズルの温度が各吐出ノズル間で異なっている場合であっても、正確な吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することができる。
[適用例4]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルに前記液状体を供給する経路が共通であることが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、液状体を供給する経路が共通である吐出ノズルが一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施される。液状体を供給する経路が共通である吐出ノズルは、供給される液状体の状態が略同じである可能性が高いため、当該吐出ノズルの近傍及び当該吐出ノズルの近傍の液状体の温度も互いの差が小さい可能性が高い。互いの温度の差が小さい吐出ノズルからなるノズル群について、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することで、吐出量の測定及び吐出量の調整の精度を損なうことなく、個別に実施する場合に比べて吐出量の測定及び吐出量の調整を効率良く実施することができる。
[適用例5]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記ノズル群は、1以上の前記吐出ノズルを有する吐出ヘッド1個が有する吐出ノズルで構成されていることが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、1個の吐出ヘッドが有する吐出ノズルが一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施される。1個の吐出ヘッドは、移動や吐出の制御などを独立して実施する単位である場合が多い。このため、当該吐出ヘッドにおけるそれぞれの吐出ノズルの近傍及び当該吐出ノズルの近傍の液状体の温度も互いの差が小さい可能性が高い。互いの温度の差が小さい吐出ノズルからなるノズル群について、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することで、吐出量の測定及び吐出量の調整の精度を損なうことなく、個別に実施する場合に比べて吐出量の測定及び吐出量の調整を効率良く実施することができる。
[適用例6]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルに供給される前記液状体が同じ種類の前記液状体であることが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、供給される液状体が同じ種類である吐出ノズルが一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施される。供給される液状体が同じ種類である吐出ノズルは、供給される液状体の特性が元々同じものであり、供給される液状体の特性及び状態が共通である可能性が高いため、当該吐出ノズルの近傍及び当該吐出ノズルの近傍の液状体の温度も互いの差が小さい可能性が高い。互いの温度の差が小さい吐出ノズルからなるノズル群について、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することで、吐出量の測定及び吐出量の調整の精度を損なうことなく、個別に実施する場合に比べて吐出量の測定及び吐出量の調整を効率良く実施することができる。
[適用例7]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記温度調整手段は、前記吐出手段を暖機駆動させることによって、前記吐出手段の温度又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、吐出手段を暖機駆動させることによって、温度調整装置を別に設けることなく、吐出手段又は液状体の温度を、所定のパターン形成時の温度にすることができる。なお、吐出手段を暖機駆動させている駆動状態は、吐出手段を、液状体を通常の状態で吐出するように駆動させる場合や、液状体を吐出しない程度に駆動させる場合を含む、駆動状態である。
[適用例8]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記温度取得手段は、前記暖機駆動の2種類以上の異なる暖機駆動条件において前記暖機駆動を実施することによって、前記所定のパターン形成時の温度を推定することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施する。異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施すると、暖機駆動を実施することによる温度変化の状態が暖機駆動条件ごとに互いに異なる。異なる温度変化状態を比較することによって、所定のパターン形成時の温度を推定することができる。
[適用例9]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記暖機駆動の暖機駆動条件を求める暖機条件設定手段をさらに備え、前記暖機条件設定手段は、2種類以上の異なる前記暖機駆動条件において前記暖機駆動を実施することによって、前記暖機駆動を実施することで前記吐出手段又は前記液状体の温度が前記所定のパターン形成時の温度となる前記暖機駆動条件を推定することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施する。異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施すると、暖機駆動を実施することによる温度変化の状態が暖機駆動条件ごとに互いに異なる。異なる温度変化状態を比較することによって、所定のパターン形成時の温度を推定することができるため、当該温度を実現できる駆動条件として、所定のパターン形成時の温度を実現できる駆動条件を推定することができる。
[適用例10]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記温度調整手段は、前記吐出手段又は前記液状体の温度を測定する温度測定手段をさらに有し、前記温度測定手段の測定結果に応じて前記吐出手段を暖機駆動させることによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、温度測定手段の測定結果に応じて吐出手段を暖機駆動させることによって、吐出手段又は液状体の温度を調整するため、温度測定手段が実測した吐出手段又は液状体の実際の温度を、確実に所定のパターン形成時の温度に調整することができる。
[適用例11]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記温度調整手段は、加熱手段又は冷却手段であって、前記吐出手段又は前記液状体を加熱又は冷却することによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、加熱手段又は冷却手段によって、吐出手段又は液状体を加熱又は冷却することにより、吐出手段又は液状体の温度を確実に変えて、確実に所定のパターン形成時の温度に調整することができる。
[適用例12]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記温度取得手段は、前記所定のパターン形成を開始する時点における前記吐出手段又は前記液状体の温度を2種類以上の異なる温度に調整し、それぞれの温度の場合における前記所定のパターン形成を実施する際の温度変化によって、前記所定のパターン形成時の温度を推定することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、吐出手段又は液状体の温度が異なる状態で所定のパターン形成を開始する。所定のパターン形成開始時の温度が異なることで、所定のパターン形成を実施する際の吐出手段又は液状体の温度の挙動が互いに異なる。異なる温度変化を比較することによって、所定のパターン形成時の温度を推定することができる。
[適用例13]上記適用例にかかる液状体吐出装置において、前記温度調整手段は、前記吐出手段又は前記液状体の温度を測定する温度測定手段をさらに有し、前記加熱手段又は前記冷却手段は、前記温度測定手段の測定結果に応じて前記吐出手段又は前記液状体を加熱又は冷却することによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出装置によれば、温度測定手段の測定結果に応じて、加熱手段又は冷却手段は、吐出手段又は液状体を加熱又は冷却する。このため、温度測定手段が実測した吐出手段又は液状体の実際の温度を、確実に所定のパターン形成時の温度に調整することができる。
[適用例14]本適用例にかかる液状体吐出方法は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物とを相対移動させ、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出方法であって、前記吐出手段の前記所定のパターン形成時の温度を取得する温度取得工程と、前記吐出手段の温度を調整する温度調整工程と、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定工程と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整工程と、を有し、前記温度調整工程では、前記吐出量測定工程を実施する際の前記吐出手段の温度を前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする。
この液状体吐出方法によれば、温度調整工程において、吐出量測定工程を実施する際の吐出手段の温度を、温度取得工程において取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。吐出手段からの液状体の単位時間あたりに吐出される量又は吐出される液滴の体積である吐出量は、吐出手段の温度によって影響を受ける。吐出量測定工程における吐出量の測定は、吐出手段の温度が所定のパターン形成時の温度となった状態で実施される。これにより、吐出量測定工程において吐出量の測定を実施する際に、所定のパターン形成時における吐出量が忠実に再現される可能性が高くなり、吐出手段の温度調整を実施しない場合に比べて、所定のパターン形成時における吐出量をより正確に測定することができる。正確に測定された吐出量に基づいて、吐出量調整工程において吐出量を調整することで、所定のパターンを形成する際と吐出量を測定する際との、吐出手段の温度の差に起因する吐出量の差を抑制して、正確な吐出量での所定のパターンの形成を実現することができる。
なお、吐出手段の温度としては、吐出手段における液状体が吐出される孔の周囲の温度や、液状体に吐出圧力を加える加圧室の温度や、液状体の流路の温度や、加圧室や流路の外壁面の温度などを、適宜採用することができる。いずれの温度であっても、当該部分の吐出手段による所定のパターン形成時の温度を取得し、吐出量を測定する際における当該部分の温度を、温度取得手段が取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。
[適用例15]本適用例にかかる液状体吐出方法は、液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物とを相対移動させ、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出方法であって、前記液状体の前記所定のパターン形成時の温度を取得する温度取得工程と、前記液状体の温度を調整する温度調整工程と、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定工程と、前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整工程と、を有し、前記温度調整工程では、前記吐出量測定工程を実施する際の前記液状体の温度を前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする。
この液状体吐出方法によれば、温度調整工程において、吐出量測定工程を実施する際の液状体の温度を、温度取得工程において取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。吐出手段からの液状体の単位時間あたりに吐出される量又は吐出される液滴の体積である吐出量は、吐出される液状体の温度によって影響を受ける。吐出量測定工程における吐出量の測定は、液状体の温度が所定のパターン形成時の温度となった状態で実施される。これにより、吐出量測定工程において吐出量の測定を実施する際に、所定のパターン形成時における吐出量が忠実に再現される可能性が高くなり、吐出手段の温度調整を実施しない場合に比べて、所定のパターン形成時における吐出量をより正確に測定することができる。正確に測定された吐出量に基づいて、吐出量調整工程において吐出量を調整することで、所定のパターンを形成する際と吐出量を測定する際との、吐出手段の温度の差に起因する吐出量の差を抑制して、正確な吐出量での所定のパターンの形成を実現することができる。
なお、液状体の温度としては、吐出手段における液状体が吐出される孔に在る液状体の温度や、液状体に吐出圧力を加える加圧室内の液状体の温度や、液状体の流路内の液状体の温度や、吐出手段に供給される直前の液状体の温度などを、適宜採用することができる。いずれの温度であっても、当該部分の吐出手段による所定のパターン形成時の温度を取得し、吐出手段が所定のパターン形成を開始する時点における当該液状体の温度を、温度取得手段が取得した所定のパターン形成時の温度に調整する。
[適用例16]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記吐出手段は、それぞれのノズル群が1以上の吐出ノズルを有する複数のノズル群を備え、前記温度取得工程では、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記吐出手段又は前記液状体の前記所定のパターン形成時の温度を取得し、前記温度調整工程では、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記吐出手段又は前記液状体の温度を調整し、前記吐出量測定工程では、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記液状体の吐出量を測定し、前記吐出量調整工程では、それぞれの前記ノズル群における吐出量を調整することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、ノズル群ごとに、所定のパターンを形成する際と吐出量測定工程において吐出量を測定する際との、液状体の温度の差に起因する吐出量の差を抑制して、正確な吐出量での所定のパターンの形成を実現することができる。したがって、吐出手段が備える全ての吐出ノズルについて、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整をする場合に比べて、吐出手段が備える吐出ノズルの温度が各吐出ノズル間で異なっている場合であっても、正確な吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することができる。
[適用例17]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルに前記液状体を供給する経路が共通であることが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、液状体を供給する経路が共通である吐出ノズルが一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施される。液状体を供給する経路が共通である吐出ノズルは、供給される液状体の状態が略同じである可能性が高いため、当該吐出ノズルの近傍及び当該吐出ノズルの近傍の液状体の温度も互いの差が小さい可能性が高い。互いの温度の差が小さい吐出ノズルからなるノズル群について、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することで、吐出量の測定及び吐出量の調整の精度を損なうことなく、個別に実施する場合に比べて吐出量の測定及び吐出量の調整を効率良く実施することができる。
[適用例18]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルが、1以上の前記吐出ノズルを有する吐出ヘッド1個が有する吐出ノズルであることが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、1個の吐出ヘッドが有する吐出ノズルが一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施される。1個の吐出ヘッドは、移動や吐出の制御などを独立して実施する単位である場合が多い。このため、当該吐出ヘッドにおけるそれぞれの吐出ノズルの近傍及び当該吐出ノズルの近傍の液状体の温度も互いの差が小さい可能性が高い。互いの温度の差が小さい吐出ノズルからなるノズル群について、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することで、吐出量の測定及び吐出量の調整の精度を損なうことなく、個別に実施する場合に比べて吐出量の測定及び吐出量の調整を効率良く実施することができる。
[適用例19]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルに供給される前記液状体が同じ種類の前記液状体であることが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、供給される液状体が同じ種類である吐出ノズルが一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施される。供給される液状体が同じ種類である吐出ノズルは、供給される液状体の特性が元々同じものであり、供給される液状体の特性及び状態が共通である可能性が高いため、当該吐出ノズルの近傍及び当該吐出ノズルの近傍の液状体の温度も互いの差が小さい可能性が高い。互いの温度の差が小さい吐出ノズルからなるノズル群について、一括して吐出量の測定及び吐出量の調整を実施することで、吐出量の測定及び吐出量の調整の精度を損なうことなく、個別に実施する場合に比べて吐出量の測定及び吐出量の調整を効率良く実施することができる。
[適用例20]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記温度調整工程では、前記吐出手段を暖機駆動させることによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、吐出手段を暖機駆動させることによって、温度調整装置を別に設けることなく、吐出手段又は液状体の温度を、所定のパターン形成時の温度にすることができる。なお、吐出手段を暖機駆動させている駆動状態は、吐出手段を、液状体を通常の状態で吐出するように駆動させる場合や、液状体を吐出しない程度に駆動させる場合を含む、駆動状態である。
[適用例21]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記温度取得工程は、第一の暖機駆動条件において前記暖機駆動を実施した後に前記所定のパターンを形成する工程と、前記第一の暖機駆動条件とは異なる第二の暖機駆動条件において前記暖機駆動を実施した後に前記所定のパターンを形成する工程と、を有し、それぞれの工程における前記所定のパターンを形成する際の前記吐出手段又は前記液状体の温度変化によって、前記所定のパターン形成時の温度を推定することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施した後に所定のパターンを形成する工程を実施する。異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施すると、暖機駆動を実施することによる温度変化の状態及び到達する温度が暖機駆動条件ごとに互いに異なる。したがって、所定のパターンを形成する工程を開始する時点の温度が暖機駆動条件ごとに互いに異なる。開始時の温度が異なる場合の所定のパターンを形成する工程は、温度変化の状態が互いに異なる。異なる温度変化状態を比較することによって、所定のパターン形成時の温度を推定することができる。
[適用例22]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記暖機駆動の暖機駆動条件を求める暖機条件設定工程をさらに有し、前記暖機条件設定工程は、第一の暖機駆動条件において前記暖機駆動を実施した後に前記所定のパターンを形成する工程と、前記第一の暖機駆動条件とは異なる第二の暖機駆動条件において前記暖機駆動を実施した後に前記所定のパターンを形成する工程と、それぞれの工程における前記所定のパターンを形成する際の前記吐出手段又は前記液状体の温度変化によって、前記暖機駆動を実施することで前記吐出手段又は前記液状体の温度が前記所定のパターン形成時の温度となる前記暖機駆動条件を推定する工程と、を有することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施した後に所定のパターンを形成する工程を実施する。異なる暖機駆動条件において暖機駆動を実施すると、暖機駆動を実施することによる温度変化の状態及び到達する温度が暖機駆動条件ごとに互いに異なる。したがって、所定のパターンを形成する工程を開始する時点の温度が暖機駆動条件ごとに互いに異なる。開始時の温度が異なる場合の所定のパターンを形成する工程は、温度変化の状態が互いに異なる。異なる温度変化状態を比較することによって、所定のパターン形成時の温度を推定することができるため、当該温度を実現できる駆動条件として、所定のパターン形成時の温度を実現できる駆動条件を推定することができる。
[適用例23]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記温度調整工程は、前記吐出手段又は前記液状体の温度を測定する温度測定工程を含み、前記温度測定工程における測定結果に応じて前記吐出手段を暖機駆動させることによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、温度測定工程における測定結果に応じて吐出手段を暖機駆動させることによって、吐出手段又は液状体の温度を調整するため、温度測定工程において実測された吐出手段又は液状体の実際の温度を、確実に所定のパターン形成時の温度に調整することができる。
[適用例24]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記温度調整工程では、前記吐出手段又は前記液状体を加熱又は冷却することによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、吐出手段又は液状体を加熱又は冷却することにより、吐出手段又は液状体の温度を確実に変えて、確実に所定のパターン形成時の温度に調整することができる。
[適用例25]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記温度取得工程では、前記所定のパターン形成を開始する時点における前記吐出手段又は前記液状体の温度を2種類以上の異なる温度に調整し、それぞれの温度の場合における前記所定のパターン形成を実施する際の温度変化によって、前記所定のパターン形成時の温度を推定することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、吐出手段又は液状体の温度が異なる状態で所定のパターン形成を開始する。所定のパターン形成開始時の温度が異なることで、所定のパターン形成を実施する際の吐出手段又は液状体の温度の挙動が互いに異なる。異なる温度変化を比較することによって、所定のパターン形成時の温度を推定することができる。
[適用例26]上記適用例にかかる液状体吐出方法において、前記温度調整工程は、前記吐出手段又は前記液状体の温度を測定する温度測定工程をさらに有し、前記温度測定工程における測定結果に応じて前記吐出手段又は前記液状体を加熱又は冷却することによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することが好ましい。
この液状体吐出方法によれば、温度測定工程における測定結果に応じて、吐出手段又は液状体を加熱又は冷却する。このため、温度測定工程において実測した吐出手段又は液状体の実際の温度を、確実に所定のパターン形成時の温度に調整することができる。
以下、液状体吐出装置、液状体吐出方法、電気光学装置の製造装置、電気光学装置の製造方法、電子機器の製造装置、及び電子機器の製造方法の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。実施形態は、液状体吐出装置の一例であるインクジェット方式の液滴吐出装置を用いて、電気光学装置の一例である液晶表示装置を構成するカラーフィルタを有する基板に対してカラーフィルタを構成する色要素膜(フィルタ膜)などを形成する工程を例に説明する。なお、以下の説明において参照する図面では、図示の便宜上、部材又は部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
(第一の実施形態)
本実施形態に係る液状体吐出装置としての液滴吐出装置は、液晶装置の製造ラインに組み込まれており、色要素膜を構成する材料などを含む機能液を吐出可能なインクジェット方式の液滴吐出ヘッドを用い、描画対象物(被加工物)としてのガラス基板などの上に当該機能液を配置することで、カラーフィルタの色要素膜などを形成するものである。
<液滴吐出法>
最初に、フィルタ膜などの機能膜の形成に用いられる液滴吐出法について説明する。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を精度よく配置できるという利点を有する。液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。
このうち、電気機械変換方式は、ピエゾ素子(圧電素子)がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって液状の材料を貯留した空間に可撓性を有する材料で形成された部材を介して圧力を与え、この空間から液状材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。ピエゾ方式は、液状材料を加熱し発泡させることがないため、材料の組成などへの影響が少なく、駆動電圧を調整することによって液滴の大きさを容易に調整することができるなどの利点を有する。本実施形態では、材料の組成などに影響を与えないため液状材料選択の自由度が高いこと、及び液滴の大きさを容易に調整することができるため液滴の制御性がよいことから、上記ピエゾ方式を用いる。
<液滴吐出装置>
次に、液滴吐出装置1の全体構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、液滴吐出装置の概略構成を示す平面図である。図2は、液滴吐出装置の概略構成を示す側面図である。
図1、又は図2に示したように、液滴吐出装置1は、液滴吐出ヘッド17(図3参照)を有する吐出ユニット2と、ワークユニット3と、給液ユニット60(図7参照)と、検査ユニット4と、メンテナンスユニット5と、吐出装置制御部6(図7参照)とを備えている。
吐出ユニット2は、液状体に相当する機能液を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド17を6個備えており、当該液滴吐出ヘッド17をY軸方向に移動させると共に移動した位置に保持するためのY軸テーブル12を備えている。ワークユニット3は、液滴吐出ヘッド17から吐出された液滴の吐出対象であるワークWを載置するワーク載置台21を有している。給液ユニット60は、機能液を貯留する貯留タンク(図示省略)を有し、液滴吐出ヘッド17への機能液の供給を行う。検査ユニット4は、液滴吐出ヘッド17からの吐出状態を検査するための、吐出検査ユニット18及び重量測定ユニット19を有しており、重量測定ユニット19にはフラッシングユニット14が併設されている。メンテナンスユニット5は、液滴吐出ヘッド17の保守を行う吸引ユニット15及びワイピングユニット16を有している。
吐出装置制御部6は、これら各ユニットなどを総括的に制御する。重量測定ユニット19、吐出ユニット2、吐出検査ユニット18、又はメンテナンスユニット5などを用いて実施される重量測定処理、描画処理、吐出検査処理、及びメンテナンス処理などは、吐出装置制御部6が各ユニットなどを制御して実施される。
液滴吐出装置1は、石定盤に支持されたX軸支持ベース1Aを備え、各ユニットなどが、X軸支持ベース1Aの上に配設されている。X軸テーブル11は、主走査方向としてのX軸方向に延在して、X軸支持ベース1Aの上に配設されており、ワーク載置台21をX軸方向(主走査方向)に移動させる。
吐出ユニット2のY軸テーブル12は、複数本の支柱7Aを介してX軸テーブル11を跨ぐように架け渡された一対のY軸支持ベース7,7の上に配設され、副走査方向となるY軸方向に延在している。吐出ユニット2は、6個の液滴吐出ヘッド17を有するキャリッジユニット51を備えている。キャリッジユニット51は、ブリッジプレート52に吊設されている。ブリッジプレート52は、Y軸スライダ(図示省略)を介して、Y軸テーブル12に、Y軸方向に摺動自在に支持されている。Y軸テーブル12は、ブリッジプレート52(キャリッジユニット51)を、Y軸方向(副走査方向)に移動させる。
X軸テーブル11及びY軸テーブル12の駆動と同期して、吐出ユニット2の液滴吐出ヘッド17を吐出駆動させることによって機能液の液滴を吐出させることで、ワーク載置台21の上に載置されたワークWに対して、任意の描画パターンを、機能液によって描画する。
吐出検査ユニット18は、検査描画ユニット161と、撮像ユニット162とを有している。検査描画ユニット161は、X軸第2スライダ23に固定されており、同じくX軸第2スライダ23に固定された重量測定ユニット19及びフラッシングユニット14と一体に移動するように構成されている。撮像ユニット162は、2個の検査カメラ163と、検査カメラ163をY軸方向にスライド自在に支持するカメラ移動機構164と、を有している。
メンテナンスユニット5が備える吸引ユニット15及びワイピングユニット16は、X軸テーブル11から外れ、かつY軸テーブル12によりキャリッジユニット51が移動可能である位置に配設された架台8の上に配設されている。吸引ユニット15は、キャップユニット15aを備え、液滴吐出ヘッド17のノズル形成面76a(図3参照)を封止して吐出ノズル78(図3参照)を吸引することによって、液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル78から機能液を強制的に排出させる。ワイピングユニット16は、洗浄液を噴霧したワイピングシート16aを有し、吸引後の液滴吐出ヘッド17のノズル形成面76aを拭き取る(ワイピングを行う)ものである。このようにして、吸引ユニット15及びワイピングユニット16は、吐出ユニット2の液滴吐出ヘッド17の機能維持又は機能回復を図るための保守作業を実施する。
X軸テーブル11は、X軸第1スライダ22と、X軸第2スライダ23と、左右一対のX軸リニアモータ26,26と、一対のX軸共通支持ベース24,24と、を備えている。
X軸第1スライダ22には、ワーク載置台21が取り付けられている。X軸第1スライダ22は、X軸方向に延在するX軸共通支持ベース24に、X軸方向にスライド自在に支持されている。X軸第2スライダ23には、検査描画ユニット161と、重量測定ユニット19と、フラッシングユニット14とが取り付けられている。X軸第2スライダ23は、X軸方向に延在するX軸共通支持ベース24に、X軸方向にスライド自在に支持されている。X軸リニアモータ26は、X軸共通支持ベース24に並設されており、X軸第1スライダ22又はX軸第2スライダ23をX軸共通支持ベース24に沿って移動させることによって、ワーク載置台21(ワーク載置台21に載置されたワークW)又は重量測定ユニット19などをX軸方向に移動させる。X軸第1スライダ22とX軸第2スライダ23とは、X軸リニアモータ26により個別に駆動可能である。X軸方向が主走査方向に相当し、Y軸方向が副走査方向に相当する。
ワーク載置台21は、吸着テーブル31と、θテーブル32などを有している。吸着テーブル31は、載置されたワークWを吸着固定して保持する。θテーブル32は、吸着テーブル31を支持し、吸着テーブル31にセットしたワークWの位置をX軸方向及びY軸方向に直角なZ軸回りのθ方向にθ補正すると共に、θ補正が完了した方向を維持して保持する。θテーブル32は、θ駆動モータ532を有し、当該θ駆動モータ532によって駆動される。
図1及び図2におけるワーク載置台21の位置が、ワークWの給除材を行うための給除材位置となっており、未処理のワークWを吸着テーブル31に導入(給材)するときや、処理済のワークWを回収(除材)するときには、吸着テーブル31をこの位置まで移動させる。当該給除材位置において、ロボットアーム(図示省略)により、吸着テーブル31に対するワークWの搬入・搬出(載換え)が行われる。吸着テーブル31に給材された未処理のワークWのアライメントは、θテーブル32及び画像認識ユニット80を用いて、給除材位置において実施される。
画像認識ユニット80は、2台のアライメントカメラ81と、カメラ移動機構82と、を有している。カメラ移動機構82は、X軸支持ベース1Aの上に、Y軸方向に延在して、X軸テーブル11を跨ぐように配設されている。アライメントカメラ81は、カメラホルダ(図示省略)を介して、カメラ移動機構82に、Y軸方向にスライド自在に支持されている。カメラ移動機構82に支持されたアライメントカメラ81は、X軸テーブル11に上側から臨み、X軸テーブル11の上のワーク載置台21に載置されたワークWの各基準マーク(アライメントマーク)を画像認識することができる。2台のアライメントカメラ81は、カメラ移動モータ(図示省略)によって、それぞれ独立してY軸方向に移動させられる。
各アライメントカメラ81は、ワーク載置台21のX軸方向への移動と協働して、カメラ移動機構82によりY軸方向に移動しながら、上記したロボットアームが給材した各種ワークWのアライメントマークを撮像して、各種ワークWの位置認識を実施する。そして、このアライメントカメラ81の撮像結果に基づいて、θテーブル32によるワークWのθ補正(アライメント)が実施される。
Y軸テーブル12は、一対のY軸スライダ(図示省略)と、一対のY軸リニアモータ(図示省略)と、を備えている。一対のY軸リニアモータは、上記した一対のY軸支持ベース7,7の上にそれぞれ設置されて、Y軸方向に延在している。一対のY軸スライダは、一対のY軸支持ベース7,7のそれぞれに各1個ずつ摺動自在に支持されている。一対のY軸支持ベース7,7のそれぞれに支持された各1個のY軸スライダからなる一対のY軸スライダは、吐出ユニット2を構成するキャリッジユニット51が固定されたブリッジプレート52を両持ちで支持している。吐出ユニット2を構成するキャリッジユニット51を固定したブリッジプレート52は、ブリッジプレート52を両持ちで支持するY軸スライダを介して、一対のY軸支持ベース7,7の上に設置されている。
一対のY軸リニアモータを(同期して)駆動すると、各Y軸スライダが一対のY軸支持ベース7,7を案内にして同時にY軸方向を平行移動する。これにより、ブリッジプレート52がY軸方向に移動し、ブリッジプレート52に吊設されたキャリッジユニット51がY軸方向に移動する。
キャリッジユニット51は、6個の液滴吐出ヘッド17と、6個の液滴吐出ヘッド17を3個ずつ2群に分けて支持するキャリッジプレート53(図4参照)と、を有するヘッドユニット54(図4参照)を備えている。ヘッドユニット54は、ヘッド昇降機構(図示省略)を介して、Z軸方向に昇降自在に支持されている。
<液滴吐出ヘッド>
次に、図3を参照して、液滴吐出ヘッド17について説明する。図3は、液滴吐出ヘッドの構成を示す図である。図3(a)は、液滴吐出ヘッドをノズルプレート側から見た外観斜視図であり、図3(b)は、液滴吐出ヘッドの圧力室周りの構造を示す斜視断面図であり、図3(c)は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズル部の構造を示す断面図である。液滴吐出ヘッド17が、吐出手段に相当する。
図3(a)に示したように、液滴吐出ヘッド17は、いわゆる2連のものであり、2連の接続針72,72を有する液体導入部71と、液体導入部71の側方に連なるヘッド基板73と、液体導入部71に連なるポンプ部75と、ポンプ部75に連なるノズルプレート76と、を備えている。液体導入部71のそれぞれの接続針72には、それぞれ配管接続部材が接続されて、当該配管接続部材を介して給液チューブが接続され、給液チューブに接続された給液ユニット60から機能液が供給される。ヘッド基板73には、一対のヘッドコネクタ77,77が実装されており、当該ヘッドコネクタ77を介してフレキシブルフラットケーブル(FFCケーブル)が接続される。液滴吐出ヘッド17は、FFCケーブルを介して吐出装置制御部6と接続されており、FFCケーブルを介して信号の授受が行われる。ポンプ部75とノズルプレート76とにより、方形のヘッド本体74が構成されている。
ポンプ部75の基部側、すなわちヘッド本体74の基部側は、液体導入部71及びヘッド基板73を受けるべく方形フランジ状にフランジ部79が形成されている。このフランジ部79には、液滴吐出ヘッド17を固定する小ねじ用のねじ孔(雌ねじ)79aが一対形成されている。ヘッド保持用の部材を貫通してねじ孔79aに螺合したヘッド止めねじにより、液滴吐出ヘッド17がヘッド保持用の部材に固定される。
ノズルプレート76のノズル形成面76aには、ノズルプレート76に形成されており液滴を吐出する吐出ノズル78から成るノズル列78Aが、2本形成されている。2本のノズル列78Aは相互に平行に列設されており、各ノズル列78Aは、等ピッチで並べた例えば180個(図示では模式的に表している)の吐出ノズル78で構成されている。すなわち、ヘッド本体74のノズル形成面76aには、その中心線を挟んで2本のノズル列78Aが配設されている。
液滴吐出ヘッド17が液滴吐出装置1に取り付けられた状態では、ノズル列78AはY軸方向に延在する。2列のノズル列78Aをそれぞれ構成する吐出ノズル78同士は、Y軸方向において、相互に半ノズルピッチずつ位置がずれている。1ノズルピッチは、例えば140μmである。X軸方向の同じ位置において、それぞれのノズル列78Aを構成する吐出ノズル78から吐出された液滴は、設計上では、Y軸方向に等間隔に並んで一直線上に着弾する。ノズル列78Aにおける吐出ノズル78のノズルピッチが140μmの場合、当該一直線状に連なる着弾位置の中心間距離は、設計上では、70μmである。
図3(b)及び(c)に示すように、液滴吐出ヘッド17は、ノズルプレート76にポンプ部75を構成する圧力室プレート151が積層されており、圧力室プレート151に振動板152が積層されている。
圧力室プレート151には、液体導入部71から振動板152の液供給孔153を経由して供給される機能液が常に充填される液たまり155が形成されている。液たまり155は、振動板152と、ノズルプレート76と、圧力室プレート151の壁とに囲まれた空間である。また、圧力室プレート151には、複数のヘッド隔壁157によって区切られた圧力室158が形成されている。振動板152と、ノズルプレート76と、2個のヘッド隔壁157とによって囲まれた空間が圧力室158である。
圧力室158は吐出ノズル78のそれぞれに対応して設けられており、圧力室158の数と吐出ノズル78の数とは同じである。圧力室158には、2個のヘッド隔壁157の間に位置する供給口156を介して、液たまり155から機能液が供給される。ヘッド隔壁157と圧力室158と吐出ノズル78と供給口156との組は、液たまり155に沿って1列に並んでおり、1列に並んだ吐出ノズル78がノズル列78Aを形成している。図3(b)では図示省略したが、図示した吐出ノズル78を含むノズル列78Aに対して液たまり155に関して略対称位置に、1列に並んで配設された吐出ノズル78がもう一列のノズル列78Aを形成しており、対応するヘッド隔壁157と圧力室158と供給口156との組が、1列に並んでいる。
振動板152の圧力室158を構成する部分には、それぞれ圧電素子159の一端が固定されている。圧電素子159の他端は、固定板154(図9(b)参照)を介して液滴吐出ヘッド17全体を支持する基台(図示省略)に固定されている。
圧電素子159は電極層と圧電材料とを積層した活性部を有し、電極層に駆動電圧を印加することで、活性部が長手方向(図3(b)又は(c)における振動板152の厚さ方向)に縮む。活性部が縮むことで、圧電素子159の一端が固定された振動板152が圧力室158と反対側に引張られる力を受ける。振動板152が圧力室158と反対側に引張られることで、振動板152が圧力室158の反対側に撓む。これにより、圧力室158の容積が増加することから、機能液が液たまり155から供給口156を経て圧力室158に供給される。次に、電極層に印加されていた駆動電圧が解除されると、活性部が元の長さに戻ることで、圧電素子159が振動板152を押圧する。振動板152が押圧されることで、圧力室158側に戻る。これにより、圧力室158の容積が急激に元に戻る、すなわち増加していた容積が減少することから、圧力室158内に充填されていた機能液に圧力が加わり、当該圧力室158に連通して形成された吐出ノズル78から機能液が液滴となって吐出される。機能液が流動する、液たまり155、供給口156、及び圧力室158などが、機能液の流路に相当する。
吐出装置制御部6は、圧電素子159への印加電圧の制御、すなわち駆動信号を制御することにより、複数の吐出ノズル78のそれぞれに対して、機能液の吐出制御を行う。より詳細には、吐出ノズル78から吐出される液滴の体積や、単位時間あたりに吐出する液滴の数などを変化させることができる。これにより、基板上に着弾した液滴同士の距離や、基板上の一定の面積に着弾させる機能液の量などを変化させることができる。例えば、ノズル列78Aに並ぶ複数の吐出ノズル78の中から、液滴を吐出させる吐出ノズル78を選択的に使用することにより、ノズル列78Aの延在方向では、ノズル列78Aの長さの範囲であって吐出ノズル78のピッチ間隔で、複数の液滴を同時に吐出することができる。ノズル列78Aの延在方向と略直交する方向では、基板と吐出ノズル78とを相対移動させて、当該相対移動方向において、当該吐出ノズル78が対向可能な、基板の任意の位置に吐出ノズル78から吐出される液滴を配置することができる。なお、吐出ノズル78のそれぞれから吐出される液滴の体積は、例えば1pl〜300pl(ピコリットル)の間で可変である。
<ヘッドユニット>
次に、吐出ユニット2が備えるヘッドユニット54の概略構成について、図4を参照して説明する。図4は、ヘッドユニットの概略構成を示す平面図である。図4に示したX軸及びY軸は、ヘッドユニット54が液滴吐出装置1に取り付けられた状態において、図1に示したX軸及びY軸と一致している。
図4に示したように、ヘッドユニット54は、キャリッジプレート53と、キャリッジプレート53に搭載された6個の液滴吐出ヘッド17と、を有している。液滴吐出ヘッド17は、図示省略したヘッド保持部材を介してキャリッジプレート53に固定されており、ヘッド本体74がキャリッジプレート53に形成された孔(図示省略)に遊嵌して、ノズルプレート76(ヘッド本体74)が、キャリッジプレート53の面より突出している。図4は、ノズルプレート76(ノズル形成面76a)側から見た図である。6個の液滴吐出ヘッド17は、Y軸方向に分かれて、それぞれ3個ずつの液滴吐出ヘッド17を有するヘッド組55を2群形成している。それぞれの液滴吐出ヘッド17のノズル列78AはY軸方向に延在している。
一つのヘッド組55が有する3個の液滴吐出ヘッド17は、Y軸方向において、互いに隣り合う液滴吐出ヘッド17の、一方の液滴吐出ヘッド17の端の吐出ノズル78に対して、もう一方の液滴吐出ヘッド17の端の吐出ノズル78が半ノズルピッチずれて位置するように、位置決めされている。仮に、ヘッド組55が有する3個の液滴吐出ヘッド17において、全ての吐出ノズル78のX軸方向の位置を同じにすると、吐出ノズル78は、Y軸方向に半ノズルピッチの等間隔で並ぶ。すなわち、X軸方向の同じ位置において、それぞれの液滴吐出ヘッド17が有するそれぞれのノズル列78Aを構成する吐出ノズル78から吐出された液滴は、設計上では、Y軸方向に等間隔に並んで一直線上に着弾する。液滴吐出ヘッド17は、Y軸方向において互いに重なるため、X軸方向に階段状に並んでヘッド組55を構成している。
ヘッド組55がそれぞれの吐出ノズル78から1滴ずつ吐出して形成できる直線を、ノズル組線と表記する。ヘッド組55とヘッド組55とのY軸方向の相互位置は、それぞれのヘッド組55において端に位置する吐出ノズル78が、互いにノズル組線の長さに1ノズルピッチを加えた距離だけ離れている。例えば、2組のヘッド組55がそれぞれの吐出ノズル78から1滴ずつ吐出して2本のノズル組線を形成し、Y軸方向にノズル組線の長さに半ノズルピッチを加えた距離だけ移動した位置に、2組のヘッド組55がそれぞれノズル組線を形成する。このようにすることにより、6個の液滴吐出ヘッド17が有する2160個の吐出ノズル78から吐出された4320個の液滴が等間隔で配置された直線が形成される。
<吐出検査ユニット>
次に、吐出検査ユニット18について、図5を参照して説明する。図5は、検査描画ユニットの全体構成を示す外観斜視図である。図1を参照して説明したように、吐出検査ユニット18は、検査描画ユニット161と、撮像ユニット162とを有している。検査描画ユニット161は、重量測定ユニット19及びフラッシングユニット14と一体に移動するように構成されている。
吐出検査ユニット18は、吐出ユニット2を構成する全液滴吐出ヘッド17(の吐出ノズル78)から機能液が適切に吐出されているか否かを検査するためのものである。検査描画ユニット161は、吐出ユニット2を構成するヘッドユニット54がY軸方向においてワーク載置台21に載置されたワークWに対向可能な位置にある場合、ヘッドユニット54が備える全液滴吐出ヘッド17の全吐出ノズル78から検査吐出された機能液を受けられるように構成されている。撮像ユニット162は、検査描画ユニット161に描画された検査パターン(着弾ドットのパターン)を撮像して検査する。上述したように、検査描画ユニット161はX軸テーブル11に搭載されている。撮像ユニット162はY軸テーブル12の直下で、Y軸支持ベース7に固定されており、X軸方向においては、検査位置に固定的に設けられている。撮像ユニット162が有する2個の検査カメラ163は、それぞれ独立してY軸方向に移動可能である。
図5に示すように、検査描画ユニット161は、検査シート171と、検査ステージ172と、シート送り手段173と、シート送り支持部材174と、ユニットベース175と、を備えている。検査シート171は、液滴吐出ヘッド17から検査吐出された機能液の液滴を着弾させるための帯状のシートである。検査シート171は、液滴吐出装置1において、図1に示したY軸方向に延在している。検査ステージ172は、液滴吐出装置1において、図1に示したY軸方向に延在しており、検査ステージ172の上に検査シート171が載っている。シート送り手段173が、非検査済み部分を検査ステージ172に送り込むように、かつ検査シート171の検査済み部分を検査ステージ172の上から送り出すように、検査シート171を移動させる。シート送り手段173は、シート送り支持部材174に支持されており、シート送り支持部材174は、ユニットベース175に支持されている。
図2を参照して説明したように、撮像ユニット162は、2個の検査カメラ163と、検査カメラ163をY軸方向にスライド自在に支持するカメラ移動機構164と、を有している。検査カメラ163は、検査シート171に検査吐出された着弾ドットを画像認識するもので、X軸テーブル11に上側から臨む姿勢で、Y軸支持ベース7に固定されたカメラ移動機構164を介して、Y軸方向にスライド自在にY軸支持ベース7に支持されている。
検査描画ユニット161は、吸着テーブル31が給除材位置に移動したときに、検査シート171が撮像ユニット162の検査カメラ163に臨む位置に移動して当該位置に位置することが可能である。2個の検査カメラ163による撮像結果は、吐出装置制御部6に送信されて画像認識され、この画像認識に基づいて、各液滴吐出ヘッド17の各吐出ノズル78が正常に機能液を吐出しているか(ノズル詰まりがないか)否かが判定される。また、着弾した液滴の相対位置が規定された位置であるか否かが判定される。
<重量測定ユニット>
次に、重量測定ユニット19及びフラッシングユニット14について、図6を参照して説明する。図6は、重量測定ユニットの部分及びフラッシングユニットの部分を含む重量測定ブロックの図である。図6(a)は、重量測定ブロックの平面図であり、図6(b)は、重量測定ブロックの側面図である。上述したように、重量測定ユニット19、フラッシングユニット14、及び検査描画ユニット161が一体に設けられた吐出検査ブロックが、一体に移動するように構成されている。
図6に示すように、重量測定ブロック91Aは、2個の重量測定装置91と、支持フレーム92とを備えている。支持フレーム92は、2個の重量測定装置91を支持しており、支持フレーム92がX軸第2スライダ23に固定されることによって、重量測定ブロック91AがX軸第2スライダ23に搭載されている。一つの重量測定装置91が一つのヘッド組55に対応しており、並列する二つの重量測定装置91が、一つのヘッドユニット54に対応している。
重量測定装置91は、定期フラッシングボックス93と、受液容器94と、電子天秤99(図6(a)では受液容器94の下に隠れている)と、重量測定時フラッシングボックス95と、機能液吸収材97と、押えプレート98と、これらを収容するケース96と、を有している。定期フラッシングボックス93と、重量測定時フラッシングボックス95と、機能液吸収材97と、押えプレート98とは、フラッシングユニット14に含まれる。受液容器94と、電子天秤99とは、重量測定ユニット19に含まれる。
受液容器94は、ヘッド組55を構成する3個の液滴吐出ヘッド17のうち、任意の1個の液滴吐出ヘッド17のみに対向して、当該液滴吐出ヘッド17から吐出した機能液を受けることができる大きさである。受液容器94は、電子天秤99の上に載っており、電子天秤99は受液容器94の重量を測定することで、受液容器94内に着弾した機能液の重量を測定する。液滴吐出ヘッド17から吐出した機能液を受けることで増加した受液容器94の重量が、液滴吐出ヘッド17から吐出されて受液容器94内に着弾した機能液の重量である。
重量測定時フラッシングボックス95は、重量測定時フラッシングボックス95aと重量測定時フラッシングボックス95bとが、X軸方向において受液容器94を挟んで配置されている。ヘッド組55を構成する3個の液滴吐出ヘッド17のうち1個の液滴吐出ヘッド17が受液容器94に臨む位置にあるとき、ヘッド組55を構成する他の2個の液滴吐出ヘッド17は、重量測定時フラッシングボックス95a又は重量測定時フラッシングボックス95bのいずれかに臨む位置に位置する。重量測定対象の液滴吐出ヘッド17が受液容器94に臨んで重量測定のための吐出を実施する時に、測定対象外の液滴吐出ヘッド17は、重量測定時フラッシングボックス95a又は重量測定時フラッシングボックス95bに臨んで、捨て吐出を実施する。
1個の重量測定装置91でヘッド組55の3個の液滴吐出ヘッド17について重量測定を行うため、1個の液滴吐出ヘッド17が重量測定吐出を行っている際に、その他の2個の液滴吐出ヘッド17はその重量測定吐出が終わるのを待つことになるが、その「待ち」状態の液滴吐出ヘッド17に捨て吐出を行わせることができる。これにより、「待ち」状態の間に吐出ノズル78が乾燥することを抑制して、「待ち」状態の後に実施する重量測定吐出を良好に行うことができ、適切な測定結果を得ることができる。
定期フラッシングボックス93は、定期フラッシング時に捨て吐出された機能液を受けるものである。
重量測定時フラッシングボックス95及び定期フラッシングボックス93内には、機能液吸収材97が、その両長辺部を一対の押えプレート98により押え付けた状態で敷設されている。なお、受液容器94は、各液滴吐出ヘッド17に対し、ノズル列単位で機能液を受け得る大きさに形成されている。
電子天秤99は、受液容器94に吐出された機能液の重量を測定し、測定結果を吐出装置制御部6に出力する。吐出装置制御部6は、電子天秤99から入力した測定結果に基づいて、ヘッドドライバ17d(図7参照)から液滴吐出ヘッド17に印加する駆動電力(電圧値)を制御する。
<液滴吐出装置の電気的構成>
次に、上述したような構成を有する液滴吐出装置1を駆動するための電気的構成について、図7を参照して説明する。図7は、液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図である。液滴吐出装置1は、制御装置65を介してデータの入力や、稼働開始や停止などの制御指令の入力を行うことで、制御される。制御装置65は、演算処理を行うホストコンピュータ66と、液滴吐出装置1に情報を入出力するための入出力装置68とを有し、インタフェイス(I/F)67を介して吐出装置制御部6と接続されている。入出力装置68は、情報を入力可能なキーボード、記録媒体を介して情報を入出力する外部入出力装置、外部入出力装置を介して入力された情報を保存しておく記録部、モニタ装置などである。
液滴吐出装置1の吐出装置制御部6は、インタフェイス(I/F)47と、CPU(Central Processing Unit)44と、ROM(Read Only Memory)45と、RAM(Random Access Memory)46と、ハードディスク48と、を有している。また、ヘッドドライバ17dと、駆動機構ドライバ40dと、給液ドライバ60dと、メンテナンスドライバ5dと、検査ドライバ4dと、検出部インタフェイス(I/F)43と、を有している。これらは、データバス49を介して互いに電気的に接続されている。
インタフェイス47は、制御装置65とデータの授受を行い、CPU44は、制御装置65からの指令に基づいて各種演算処理を行い、液滴吐出装置1の各部の動作を制御する制御信号を出力する。RAM46は、CPU44からの指令に従って、制御装置65から受け取った制御コマンドや印刷データを一時的に保存する。ROM45は、CPU44が各種演算処理を行うためのルーチン等を記憶している。ハードディスク48は、制御装置65から受け取った制御コマンドや印刷データを保存したり、CPU44が各種演算処理を行うためのルーチン等を記憶したりしている。
ヘッドドライバ17dには、吐出ユニット2を構成する液滴吐出ヘッド17が接続されている。ヘッドドライバ17dは、CPU44からの制御信号に従って液滴吐出ヘッド17を駆動して、機能液の液滴を吐出させる。駆動機構ドライバ40dには、Y軸テーブル12のヘッド移動モータと、X軸テーブル11のX軸リニアモータ26と、各種駆動源を有する各種駆動機構を含む駆動機構41とが接続されている。各種駆動機構は、上記した、アライメントカメラ81を移動するためのカメラ移動モータや、θテーブル32のθ駆動モータ532などである。駆動機構ドライバ40dは、CPU44からの制御信号に従って上記モータなどを駆動して、液滴吐出ヘッド17とワークWとを相対移動させてワークWの任意の位置と液滴吐出ヘッド17とを対向させ、ヘッドドライバ17dと協働して、ワークW上の任意の位置に機能液の液滴を着弾させる。
メンテナンスドライバ5dには、メンテナンスユニット5の吸引ユニット15と、ワイピングユニット16とが接続されている。メンテナンスドライバ5dは、CPU44からの制御信号に従って、吸引ユニット15、又はワイピングユニット16を駆動して、液滴吐出ヘッド17の保守作業を実施させる。
検査ドライバ4dには、検査ユニット4の吐出検査ユニット18と、重量測定ユニット19とが接続されている。検査ドライバ4dは、CPU44からの制御信号に従って、吐出検査ユニット18、又は重量測定ユニット19を駆動して、吐出重量や吐出の可否や着弾位置精度などの、液滴吐出ヘッド17の吐出状態の検査を実施させる。
なお、本実施形態における吐出重量は、液滴吐出ヘッド17が吐出する機能液の液滴一滴の重量である。液滴吐出ヘッド17が吐出する機能液の液滴一滴の大きさ(体積)は、吐出量と表記する。吐出重量と吐出量とは、同じ量を重量又は体積で表す場合のそれぞれの呼称である。
給液ドライバ60dには、給液ユニット60が接続されている。給液ドライバ60dは、CPU44からの制御信号に従って給液ユニット60を駆動して、液滴吐出ヘッド17に機能液を供給する。検出部インタフェイス43には、液滴吐出ヘッド17の温度を測定するヘッド温度センサ142などの各種センサを含む検出部42が接続されている。検出部42の各センサによって検出された検出情報が検出部インタフェイス43を介してCPU44に伝達される。
なお、液滴吐出ヘッド17の温度としては、液滴吐出ヘッド17の部分であって、当該部分の温度の変動が、液滴吐出ヘッド17が吐出する液滴の重量の変動に関連付けて測定可能な部分の温度を用いる。例えばポンプ部75の外壁面の温度や、ノズルプレート76の温度や、振動板152の圧力室158を構成する部分の温度などのいずれかを用いることができる。ヘッド温度センサ142は、例えば接触式の温度センサであって、これらのいずれかに接触して、これらの温度のいずれかを測定可能な位置に配設されている。
<機能液の吐出>
次に、液滴吐出装置1における吐出制御方法について、図8を参照して説明する。図8は、液滴吐出ヘッドの電気的構成と信号の流れを示す説明図である。
上述したように、液滴吐出装置1は、液滴吐出装置1の各部の動作を制御する制御信号を出力するCPU44と、液滴吐出ヘッド17の電気的な駆動制御を行うヘッドドライバ17dとを備えている。
図8に示すように、ヘッドドライバ17dは、FFCケーブルを介して各液滴吐出ヘッド17と電気的に接続されている。また、液滴吐出ヘッド17は、吐出ノズル78(図3参照)ごとに設けられた圧電素子159に対応して、シフトレジスタ(SL)85と、ラッチ回路(LAT)86と、レベルシフタ(LS)87と、スイッチ(SW)88とを備えている。
液滴吐出装置1における吐出制御は次のように行われる。最初に、CPU44がワークWなどの描画対象物における機能液の配置パターンをデータ化したドットパターンデータをヘッドドライバ17dに伝送する。そして、ヘッドドライバ17dは、ドットパターンデータをデコードして吐出ノズル78ごとのON/OFF(吐出/非吐出)情報であるノズルデータを生成する。ノズルデータは、シリアル信号(SI)化されて、クロック信号(CK)に同期して各シフトレジスタ85に伝送される。
シフトレジスタ85に伝送されたノズルデータは、ラッチ信号(LAT)がラッチ回路86に入力されるタイミングでラッチされ、さらにレベルシフタ87でスイッチ88用のゲート信号に変換される。即ち、ノズルデータが「ON」の場合にはスイッチ88が開いて圧電素子159に駆動信号(COM)が供給され、ノズルデータが「OFF」の場合にはスイッチ88が閉じられて圧電素子159に駆動信号(COM)は供給されないことになる。そして、「ON」に対応する吐出ノズル78からは機能液が液滴となって吐出され、吐出された機能液の液滴がワークWなどの描画対象物の上に着弾して、描画対象物の上に機能液が配置される。
<駆動波形>
次に、圧電素子159に印加する駆動信号の駆動波形、及び当該駆動波形の駆動信号を印加された圧電素子159の動作による吐出動作について、図9を参照して説明する。図9は、駆動波形の基本波形及び駆動波形に対応した圧電素子の動作を示す図である。図9(a)は、圧電素子に印加する駆動信号の駆動波形の基本波形を示す図であり、図9(b)は、駆動波形に対応した圧電素子の動作による液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す模式断面図である。
図9(a)に示すように、駆動信号を印加する前の待機状態では、圧電素子159には一定の電圧が印加されている(図9(a)のA)。この電圧を中間電位と表記する。描画を実施する際は、描画開始前に、圧電素子159に印加する電圧を中間電位に引き上げ、描画終了後に、グランドレベルに戻す。
図9(b)に示すように、圧電素子159を中間電位に維持した待機状態では、圧電素子159がわずかに縮んで振動板152が圧電素子159の側に引張られることで、振動板152が圧力室158の反対側に撓んでいる(図9(b)のA)。
駆動周期の最初の工程は、圧電素子159に印加する電圧を、中間電位から始まって、高電位に引き上げる(図9(a)のB)。圧電素子159に印加される電圧が高くなることで、圧電素子159がさらに縮んで、振動板152が圧力室158と反対側に引張られる力を受ける。振動板152が圧力室158と反対側に引張られることで、可撓性を有する材料で形成された振動板152が圧力室158の反対側に撓む。これにより、圧力室158の容積が増加することから、機能液が液たまり155から供給口156を経て圧力室158に供給される(図9(b)のB)。この工程を、昇圧給液工程と表記する。昇圧給液工程では、吐出ノズル78から空気が圧力室に入り込まないように、圧電素子159をゆっくり変位させる。圧電素子159に印加される高電位の電圧が、液滴吐出ヘッド17を駆動するために印加される駆動電圧に相当する。
昇圧給液工程後、圧電素子159に印加する電圧を高電位に保った状態を維持する。この状態を、吐出前待機状態と表記する(図9(a)のC)。圧電素子159を構成する圧電材料は、電圧変動がなくなっても機械的に振動しているため、その機械振動が収まるまで待機する工程が、吐出前待機状態である。
機械振動が収まる時間だけ吐出前待機状態を維持した後、圧電素子159に印加する電圧を、一気に降圧させる(図9(a)のD)。圧電素子159に印加する電圧を、一気に降圧させることによって、圧電素子159の変位が一気に零になり、圧力室158は急激に狭くなり、圧力室158の内部に充填されていた機能液が、吐出ノズル78から吐出される(図9(b)のD)。この工程を、降圧吐出工程と表記する。
高電位の電圧値によって、圧電素子159が縮む量が異なるため、圧力室158の容積が増加する量も異なる。このため、当該高電位の電圧値を変えることによって、圧力室158に充填されて吐出される機能液の量、すなわち液滴吐出ヘッド17からの吐出量を調整することができる。
降圧吐出工程の次に、圧電素子159に印加する電圧を低電位に保った状態を維持する。この状態を、吐出後待機状態と表記する(図9(a)のE)。圧電素子159の機械振動が収まる時間だけ低電位状態を維持する工程が、吐出後待機状態である。
圧電素子159の機械振動が収まる時間だけ吐出後待機状態を維持した後、圧電素子159に印加する電圧を中間電位に引き上げて(図9(a)のF)、再び待機状態(中間電位)にする。
<液晶表示パネルの構成>
次に、液滴吐出装置1を用いて機能膜を形成する電気光学装置としての液晶装置の一例である液晶表示パネルについて説明する。液晶表示パネル200(図10参照)は、液晶装置の一例であり、カラーフィルタの一例である液晶表示パネル用のカラーフィルタを備える液晶表示パネルである。
最初に、液晶表示パネル200の構成について、図10を参照して説明する。図10は、液晶表示パネルの概略構成を示す分解斜視図である。図10に示した液晶表示パネル200は、駆動素子として薄膜トランジスタ(TFT(Thin Film Transistor)素子)を用いるアクティブマトリックス方式の液晶装置であり、図示省略したバックライトを用いる透過型の液晶装置である。
図10に示すように、液晶表示パネル200は、TFT素子215を有する素子基板210と、対向電極207を有する対向基板220と、シール材(図示省略)によって接着された素子基板210と対向基板220との隙間に充填された液晶230(図15(k)参照)とを備えている。貼り合わされた素子基板210と、対向基板220とには、互いに貼り合わされた面の反対側の面に、それぞれ偏光板231と偏光板232とが、配設されている。
素子基板210は、ガラス基板211の対向基板220と対向する面に、TFT素子215や、導電性を有する画素電極217や走査線212や信号線214が、形成されている。これらの素子や導電性を有する膜の間を埋めるように、絶縁層216が形成されており、走査線212及び信号線214は、絶縁層216の部分を挟んで互いに交差する状態で形成されている。走査線212と信号線214とは、絶縁層216の部分を間に挟むことで互いに絶縁されている。これらの走査線212と信号線214とに囲まれた領域内には画素電極217が形成されている。画素電極217は方形状の一部の角部分が方形状に欠けた形状をしている。画素電極217の切欠部と走査線212と信号線214とに囲まれた部分には、ソース電極、ドレイン電極、半導体部、及びゲート電極を具備するTFT素子215が組み込まれて構成されている。走査線212と信号線214に信号を印加することによってTFT素子215をオン・オフして画素電極217への通電制御を実施する。
素子基板210の液晶230と接する面には、上記した走査線212や信号線214や画素電極217が形成された領域全体を覆う配向膜218が設けられている。
対向基板220は、ガラス基板201の素子基板210と対向する面に、カラーフィルタ(以降、「CF」と表記する。)層208が形成されている。CF層208は、隔壁204と、赤色フィルタ膜205Rと、緑色フィルタ膜205Gと、青色フィルタ膜205Bとを有している。ガラス基板201上に、格子状に隔壁204を構成するブラックマトリックス202が形成され、ブラックマトリックス202の上にバンク203が形成されている。ブラックマトリックス202とバンク203とで構成された隔壁204によって、方形のフィルタ膜領域225が形成されている。フィルタ膜領域225には、赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、又は青色フィルタ膜205Bが形成されている。赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bは、それぞれ上述した画素電極217のそれぞれと対向する位置及び形状に形成されている。
CF層208の上(素子基板210側)には、平坦化膜206が設けられている。平坦化膜206の上には、ITOなどの透明な導電性材料で形成された対向電極207が設けられている。平坦化膜206を設けることによって、対向電極207を形成する面を略平坦な面にしている。対向電極207は、上述した画素電極217が形成された領域全体を覆う大きさの連続した膜である。対向電極207は、図示省略した導通部を介して、素子基板210に形成された配線に接続されている。
対向基板220の液晶230と接する面には、画素電極217の全面を覆う配向膜228が設けられている。液晶230は、素子基板210と対向基板220とが貼り合わされた状態において、対向基板220の配向膜228と、素子基板210の配向膜218と、対向基板220と素子基板210とを貼り合わせるシール材とに囲まれた空間に充填されている。
なお、液晶表示パネル200は、透過型の構成としたが、反射層あるいは半透過反射層を設けて、反射型の液晶装置あるいは半透過反射型の液晶装置とすることもできる。
<マザー対向基板>
次に、マザー対向基板201Aについて、図11を参照して説明する。対向基板220は、分割されてガラス基板201となるマザー対向基板201Aの上に上述したCF層208などを形成した後、マザー対向基板201Aを個別の対向基板220(ガラス基板201)に分割して形成される。図11(a)は、対向基板の平面構造を模式的に示す平面であり、図11(b)は、マザー対向基板の平面構造を模式的に示す平面図である。なお、本実施形態においては、マザー対向基板201Aの上にCF層208などを形成したものや、CF層208などを形成する途中の状態のものも、マザー対向基板201Aと表記する。
対向基板220は、厚みおよそ1.0mmの透明な石英ガラスからなるガラス基板201を用いて形成されている。図11(a)に示すように、対向基板220は、ガラス基板201の周囲の僅かな額縁領域を除く部分に、CF層208が形成されている。CF層208は、方形状のガラス基板201の表面に複数のフィルタ膜領域225をドットパターン状、本実施形態ではドット・マトリクス状に形成し、当該フィルタ膜領域225にフィルタ膜205を形成することによって形成されている。ガラス基板201のCF層208が形成される領域にかからない位置には、図示省略したアライメントマークが形成されている。アライメントマークは、CF層208などを形成する諸工程を実行するためにガラス基板201を、液滴吐出装置1などの製造装置に取り付ける際などに位置決め用の基準マークとして用いられる。
図11(b)に示すように、マザー対向基板201Aには、対向基板220のCF層208が、分割されてガラス基板201となる部分のそれぞれに形成されている。
<カラーフィルタ>
次に、対向基板220に形成されているCF層208及びCF層208におけるフィルタ膜205(赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205B)の配列について、図12を参照して説明する。図12は、3色カラーフィルタのフィルタ膜の配列例を示す模式平面図である。
図12に示すように、フィルタ膜205は、透光性のない樹脂材料によって格子状のパターンに形成された隔壁204によって区画されてドット・マトリクス状に並んだ複数の例えば方形状のフィルタ膜領域225を色材で埋めることによって形成される。例えば、フィルタ膜205を構成する色材を含む機能液をフィルタ膜領域225に充填し、当該機能液の溶媒を蒸発させて機能液を乾燥させることで、フィルタ膜領域225を埋める膜状のフィルタ膜205を形成する。
3色カラーフィルタにおける赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bの配列としては、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列などが知られている。ストライプ配列は、図12(a)に示したように、マトリクスの縦列が全て同色の赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、又は青色フィルタ膜205Bになる配列である。モザイク配列は、図12(b)に示したように、横方向の各行ごとにフィルタ膜205一つ分だけ色をずらした配列で、3色フィルタの場合、縦横の直線上に並んだ任意の3つのフィルタ膜205が3色となる配列である。デルタ配列は、図12(c)に示したように、フィルタ膜205の配置を段違いにし、3色フィルタの場合、任意の隣接する3つのフィルタ膜205が異なる色となる配色である。
図12(a)、(b)、又は(c)に示した3色フィルタにおいて、フィルタ膜205は、それぞれが、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)のうちのいずれか1色の色材によって形成されている。隣り合って形成された赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bを各1個ずつ含むフィルタ膜205の組で、画像を構成する最小単位である絵素のフィルタ(以降、「絵素フィルタ254」と表記する。)を形成している。一つの絵素フィルタ254内の赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bのいずれか一つ又はそれらの組み合わせに光を選択的に通過させることにより、さらに、通過させる光の光量を調整することによりフルカラー表示を行う。
<液晶表示パネルの形成>
次に、液晶表示パネル200を形成する工程について、図13、図14、及び図15を参照して説明する。図13は、液晶表示パネルを形成する過程を示すフローチャートである。図14は、液晶表示パネルを形成する過程におけるフィルタ膜を形成する工程などを示す断面図であり、図15は、液晶表示パネルを形成する過程における配向膜を形成する工程などを示す断面図である。液晶表示パネル200は、それぞれ別々に形成した素子基板210と対向基板220とを、貼り合わせて形成する。
図13に示したステップS1からステップS5を実行することで、対向基板220を形成する。
ステップS1では、ガラス基板201の上に、フィルタ膜領域225を区画形成するための隔壁部を形成する。隔壁部は、ブラックマトリックス202を格子状に形成し、その上にバンク203を形成して、ブラックマトリックス202とバンク203とで構成された隔壁204を格子状に配置することによって形成する。これにより、図14(a)に示すように、ガラス基板201の表面に、隔壁204によって区画された方形のフィルタ膜領域225が形成される。
次に、図13のステップS2では、赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bを形成して、CF層208を形成する。赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bは、フィルタ膜領域225に、赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、又は青色フィルタ膜205Bを構成する材料を含む機能液をそれぞれ充填して、当該機能液を乾燥させることによって形成する。
より詳細には、図14(b)に示すように、隔壁204によって区画されたフィルタ膜領域225が形成されたガラス基板201の表面に赤色吐出ヘッド17Rを対向させる。当該赤色吐出ヘッド17Rが有する吐出ノズル78から、赤色フィルタ膜205Rを形成するべきフィルタ膜領域225Rに向けて、赤色機能液252Rを吐出することによって、フィルタ膜領域225Rに赤色機能液252Rを配置する。同時に、ガラス基板201に対して赤色吐出ヘッド17Rを矢印aで示したように相対移動させることによって、ガラス基板201に形成された全てのフィルタ膜領域225Rに赤色機能液252Rを配置する。配置した赤色機能液252Rを乾燥させることによって、図14(c)に示すように、フィルタ膜領域225Rに赤色フィルタ膜205Rを形成する。
同様にして、図14(b)に示した、緑色フィルタ膜205G又は青色フィルタ膜205Bを形成するべきフィルタ膜領域225G又はフィルタ膜領域225Bに、図14(c)に示すように、緑色機能液252G又は青色機能液252Bを配置する。緑色機能液252G及び青色機能液252Bを乾燥させることによって、図14(d)に示すように、フィルタ膜領域225G及びフィルタ膜領域225Bに緑色フィルタ膜205G又は青色フィルタ膜205Bを形成する。赤色フィルタ膜205Rと合わせて、赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bからなる3色カラーフィルタが形成される。
次に、図13のステップS3では、平坦化層を形成する。図14(e)に示すように、CF層208を構成する赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、青色フィルタ膜205B、及び隔壁204の上に、平坦化層としての平坦化膜206を形成する。平坦化膜206は、少なくともCF層208の全面を覆う領域に形成する。平坦化膜206を設けることによって、対向電極207を形成する面を略平坦な面にしている。
次に、図13のステップS4では、対向電極207を形成する。図14(f)に示すように、平坦化膜206の上の、少なくともCF層208のフィルタ膜205が形成された領域の全面を覆う領域に、透明な導電材料を用いて、薄膜を形成する。この薄膜が、上述した対向電極207である。
次に、図13のステップS5では、対向電極207の上に、対向基板220の配向膜228を形成する。配向膜228は、少なくともCF層208の全面を覆う領域に形成する。
図15(g)に示すように、対向電極207が形成されたガラス基板201の表面に液滴吐出ヘッド17を対向させて、液滴吐出ヘッド17からガラス基板201の表面に向けて配向膜液242を吐出する。同時に、ガラス基板201に対して液滴吐出ヘッド17を矢印aで示したように相対移動させることによって、ガラス基板201の配向膜228を形成する領域の全面に配向膜液242を配置する。配置された配向膜液242を乾燥させることで、図15(h)に示すように、配向膜228を形成する。ステップS5を実施して、対向基板220が形成される。
図13に示したステップS6からステップS8を実行することで、素子基板210を形成する。
ステップS6では、ガラス基板211の上に導電層や絶縁層や半導体層を形成することで、TFT素子215などの素子や、走査線212や、信号線214や、絶縁層216などを形成する。走査線212及び信号線214は、素子基板210と対向基板220とが、貼り合わされた状態で、隔壁204に対向する位置に、即ち画素の周辺の位置に形成する。TFT素子215は、画素の端に位置するように形成し、1画素に少なくとも1個のTFT素子215を形成する。
次に、ステップS7では、画素電極217を形成する。画素電極217は、素子基板210と対向基板220とが、貼り合わされた状態で、赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、又は青色フィルタ膜205Bに対向する位置に、形成する。画素電極217は、TFT素子215のドレイン電極と電気的に接続させる。
次に、ステップS8では、画素電極217などの上に、素子基板210の配向膜218を形成する。配向膜218は、少なくとも全ての画素電極217の全面を覆う領域に形成する。
図15(i)に示すように、画素電極217が形成されたガラス基板211の表面に液滴吐出ヘッド17を対向させて、液滴吐出ヘッド17からガラス基板211の表面に向けて配向膜液242を吐出する。同時に、ガラス基板211に対して液滴吐出ヘッド17を矢印aで示したように相対移動させることによって、ガラス基板211の配向膜218を形成する領域の全面に配向膜液242を配置する。配置された配向膜液242を乾燥させることで、図15(j)に示すように、配向膜218を形成する。ステップS8を実施して、素子基板210が形成される。
次に、図13のステップS9では、形成された対向基板220と素子基板210とを貼り合わせて、図15(k)に示すように、間に液晶230を充填する。さらに、偏光板231と偏光板232とを貼りつけるなどして、液晶表示パネル200を組立てる。複数のガラス基板201やガラス基板211からなるマザー基板に、複数の対向基板220や素子基板210を形成する場合には、複数の液晶表示パネル200が形成されたマザー基板を個別の液晶表示パネル200に分割する。あるいは、マザー対向基板201Aやマザー素子基板を、対向基板220や素子基板210に分割する工程を実施した後にステップS9を実施する。ステップS9を実施して、液晶表示パネル200を形成する工程を終了する。
<配線基板の構成>
次に、液滴吐出装置1を用いて機能液を配置して機能膜を形成する対象物の一例として、金属配線を形成する配線基板について、図16を参照して説明する。図16は配線基板のマザー基板を示す概略平面図である。
図16に示すように、配線基板270は、半導体装置(IC)を平面実装する回路基板であり、ICの入出力電極(バンプ)に対応して配置された導電性材料からなる配線としての入力配線271及び出力配線273と、絶縁膜277とにより構成されている。絶縁膜277は、二点鎖線で示した外形276の内側であって、二点鎖線で示した実装領域275以外の部分に形成されており、入力端子部272及び出力端子部274を避けると共に、実装領域275の内側に入力配線271と出力配線273のそれぞれの一部が露出するように複数の入力配線271及び出力配線273を覆っている。配線基板270は、マザー基板270A上に、複数の配線基板270がマトリクス状に形成される。当該マザー基板270Aを分割することによって、個別の配線基板270がり取り出される。マザー基板270Aは、絶縁基板としてリジットなガラス基板、セラミック基板、ガラスエポキシ樹脂基板の他、フレキシブルな樹脂基板を用いることができる。分割方法としては、スクライブ、ダイシング、レーザーカット、プレスなどがマザー基板270Aの材料に応じて選択できる。
本実施形態では、上述した液滴吐出装置1を用いた液滴吐出法により、導電性材料からなる入力配線271及び出力配線273や絶縁性材料からなる絶縁膜277を形成する。液滴吐出法を用いることで、各材料の無駄を省いて配線や絶縁膜を形成することができる。また、フォトリソグラフィ法に比べてパターン形成するための露光用マスクや現像、エッチングなどの工程を必要としないので、マザー基板270Aのサイズによらず工程を簡略化することができる。
液滴吐出装置1から吐出する機能液に含まれる導電性材料としては、例えば金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、及びニッケルのうちの少なくともいずれか1つを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は1nm以上1.0μm以下であることが好ましい。1.0μmより大きいと液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル78に目詰まりが生じるおそれがある。また、1nmより小さいと導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。
分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。
上記導電性微粒子の分散液(機能液)の表面張力は0.02N/m以上0.07N/m以下の範囲内であることが好ましい。液滴吐出法により機能液を吐出する際、表面張力が0.02N/m未満であると、機能液のノズル形成面76aに対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、0.07N/mを超えると吐出ノズル78の先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、マザー基板270Aとの接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、機能液のマザー基板270Aへの濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトンなどの有機化合物を含んでもよい。
上記分散液の粘度は、1mPa・s以上50mPa・s以下であることが好ましい。液滴吐出法を用いて機能液を液滴として吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合には吐出ノズル78周辺部が機能液の流出により汚染されやすく、また粘度が50mPa・sより大きい場合は、吐出ノズル78のノズル孔での目詰まり頻度が高くなり円滑な液滴の吐出が困難となる。分散液の粘度は、分散液の温度が変わることによって変動するため、分散液の温度は略一定に保たれることが好ましい。
<機能液配置>
次に、液滴吐出装置1が有する液滴吐出ヘッド17から機能液を吐出して、マザー対向基板201AにおけるCF層208のフィルタ膜領域225などに機能液を配置するための工程について、図17を参照して説明する。図17は、機能液を配置する工程を示すフローチャートである。
図17のステップS21では、予め求められた描画中飽和温度を取得する。描画中飽和温度は、液滴吐出装置1が有する液滴吐出ヘッド17からマザー対向基板201Aなどに向けて機能液を吐出する描画吐出を実施している際に、液滴吐出ヘッド17が駆動することによって液滴吐出ヘッド17の温度が変化し、駆動を継続することによって略一定になった状態での温度である。描画中飽和温度は、吐出ユニット2が備える12列のノズル列78Aについて、それぞれ個別に求められたデータが取得される。この場合のノズル列78Aが、ノズル群に相当する。
上述したように、液滴吐出ヘッド17の温度としては、液滴吐出ヘッド17の部分であって、当該部分の温度の変動が、液滴吐出ヘッド17が吐出する液滴の重量の変動に関連付けて測定可能な部分の温度を用いる。例えばポンプ部75の外壁面の温度や、ノズルプレート76の温度や、振動板152の圧力室158を構成する部分の温度などのいずれかを用いることができる。
ポンプ部75の外壁面や、振動板152の圧力室158を構成する部分の温度は、当該部分にヘッド温度センサ142を配設して測定することができる。振動板152の圧力室158を構成する部分の温度は、圧電素子159を構成する圧電材料を温度センサとして利用して測定することもできる。ポンプ部75の外壁面や、ノズルプレート76の温度は、非接触の赤外線温度センサを用いて離れた位置から測定することもできる。
描画中飽和温度は、例えば制御装置65の入出力装置68などから入力し、吐出装置制御部6のRAM46やハードディスク48に記憶する。この場合の制御装置65の入出力装置68などが、温度取得手段に相当する。
次に、ステップS22では、暖機駆動を実施する。暖機駆動の駆動条件は、到達するべき描画中飽和温度に対応して、それぞれの温度ごとに予め求められて入力され、吐出装置制御部6のRAM46やハードディスク48などに記憶されている駆動条件を用いる。描画中飽和温度は、吐出ユニット2が備える12列のノズル列78Aについて、それぞれ個別に求められているため、駆動条件は、吐出ユニット2が備える12列のノズル列78Aのそれぞれの描画中飽和温度に対応した、それぞれ個別の駆動条件が用いられる。
吐出装置制御部6が、当該駆動条件で液滴吐出ヘッド17を駆動させることによって、暖機駆動を実施する。この場合、吐出装置制御部6が、温度調整手段に相当する。
次に、ステップS23では、吐出重量の測定を実施する。
重量測定の開始に際して、X軸リニアモータ26によってX軸第2スライダ23をX軸方向に移動させると共に、Y軸リニアモータによってヘッドユニット54をY軸方向に移動させる。この操作によって、X軸第2スライダ23に固定された各重量測定装置91の各受液容器94を、ヘッドユニット54の各ヘッド組55の1番目の液滴吐出ヘッド17に臨ませる。
次に、各受液容器94に向けて、各ヘッド組55の1番目の液滴吐出ヘッド17の一列のノズル列78Aにおける全ノズルから、重量測定吐出を実施する。このとき、各ヘッド組55の2番目及び3番目の液滴吐出ヘッド17は、重量測定時フラッシングボックス95に対向しており、重量測定時フラッシングボックス95に向けて捨て吐出を実施する。予め定めた所定量の重量測定吐出が終わると、電子天秤99により、受液容器94に着弾した吐出液滴の重量の測定を行う。
ヘッド組55の吐出重量測定は、ヘッド組55が備える3個の液滴吐出ヘッド17が有する6列のノズル列78Aについて、それぞれ吐出重量を測定する。重量測定装置91を備える重量測定ユニット19が、吐出量測定手段に相当する。
次に、ステップS24では、ステップS23で測定された吐出重量を規定の吐出重量と比較し、規定の吐出重量からのずれ量に対応して、吐出量を調整する。吐出量は、図9を参照して説明したように、圧電素子159に印加する駆動信号の駆動波形における高電位の電圧値(駆動電圧)を変えることによって、圧力室158に充填されて吐出される機能液の量を調整することで、調整することができる。あるいは、降圧吐出工程の時間や低電位の電圧値を調整することでも、調整することができるし、昇圧給液工程の時間や、吐出前待機状態の時間を調整することでも、調整することができる。
吐出量の調整は、吐出ユニット2が備える12列のノズル列78Aについて、それぞれ実施する。ヘッドドライバ17dから液滴吐出ヘッド17に印加される駆動信号の駆動電圧値は、ROM45などに記憶されたプログラムで制御されるCPU44によって調整される。この場合のCPU44が、吐出量調整手段に相当する。
次に、ステップS25では、ステップS24で吐出量が調整された液滴吐出ヘッド17からフィルタ膜領域225などに向けて、機能液を吐出する描画吐出を実施する。
ステップS25の描画吐出を実施して、機能液を配置する工程を終了する。
なお、描画吐出が終了したマザー対向基板201Aなどの加工対象物を、新たな加工対象物と交換する際は、液滴吐出ヘッド17は休止状態であり、描画吐出を実施している際の液滴吐出ヘッド17の温度が維持されない可能性がある。したがって、加工対象物の交換の間などのように、描画吐出の間に液滴吐出ヘッド17が休止している場合には、ヘッド温度の変化を抑制するために、液滴吐出ヘッド17の暖機駆動を実施することが好ましい。
<暖機駆動の駆動条件の設定>
次に、液滴吐出ヘッド17における暖機駆動の駆動条件の設定方法について、図18を参照して説明する。図18(a)は、吐出重量(吐出量)とヘッド温度との関係を示すグラフであり、図18(b)は、描画吐出を実施している時間とヘッド温度との関係を示すグラフであり、図18(c)は、暖機駆動及び描画吐出を実施している時間とヘッド温度との関係を示すグラフであり、図18(d)は、暖機駆動電圧を推定する方法を示すグラフである。
図18(a)に示すように、液滴吐出ヘッド17の吐出量は、液滴吐出ヘッド17のヘッド温度に依存する。上述したように、液滴吐出ヘッド17のヘッド温度としては、液滴吐出ヘッド17の部分であって、当該部分の温度の変動が、液滴吐出ヘッド17が吐出する液滴の重量の変動に関連付けて測定可能であって、温度図18(a)に示すような関係が得られる部分の温度を用いる。
図18(b)に示すように、描画吐出を実施している液滴吐出ヘッド17の温度は、描画吐出の実施時間と共に上昇して、描画中飽和温度HM℃になって略安定する。
図8を参照して説明したように、シフトレジスタ85に伝送されたノズルデータは、ラッチ信号(LAT)がラッチ回路86に入力されるタイミングでラッチされ、さらにレベルシフタ87でスイッチ88用のゲート信号に変換される。ノズルデータが「ON」の場合にはスイッチ88が開いて圧電素子159に駆動信号(COM)が供給され、対応する吐出ノズル78からは機能液が液滴となって吐出される。吐出ノズル78において、ラッチされた回数に対する機能液が液滴となって吐出される回数を、吐出ノズルの「吐出率」と表記する。液滴吐出ヘッド17が有する全ての吐出ノズル78の吐出率の平均値を、液滴吐出ヘッド17の吐出率と表記する。ノズル列78Aが有する全ての吐出ノズル78の吐出率の平均値を、ノズル列78Aの吐出率と表記し、複数の吐出ノズル78からなるノズル群が有する全ての吐出ノズル78の吐出率の平均値を、当該ノズル群の吐出率と表記する。
描画する形状は様々であり、描画吐出を実施している液滴吐出ヘッド17の吐出率は、描画する形状によって異なっている。液滴吐出ヘッド17の吐出率が異なると、圧電素子159や圧電素子159の駆動回路などの稼働状態が異なるため、描画中飽和温度HM℃も、それぞれの吐出率に対応した、異なる値となる。
図18(c)に示すように、暖機駆動を実施することなく、時点Sにおいて描画吐出を開始すると、描画吐出を実施している液滴吐出ヘッド17の温度は、図18(b)に示した場合と同様に、一定時間の描画吐出後に、概ね描画中飽和温度HM℃になって、略安定する。
適正な吐出量が得られる設計上の駆動電圧のa%の駆動電圧である駆動電圧aで暖機駆動をすると、ヘッド温度はHa℃に収束し、時点Sにおけるヘッド温度は、Ha℃となる。Ha℃のヘッド温度で描画吐出を開始すると、図18(c)にa0と表記した温度上昇曲線でヘッド温度が上昇して、略描画中飽和温度HM℃になって略安定する。曲線a0の、時点Sにおける傾きを傾きa1と表記する。
適正な吐出量が得られる設計上の駆動電圧のb%の駆動電圧である駆動電圧bで暖機駆動をすると、ヘッド温度はHb℃に収束し、時点Sにおけるヘッド温度は、Hb℃となる。Hb℃のヘッド温度で描画吐出を開始すると、図18(c)にb0と表記した温度下降曲線でヘッド温度が下降して、略描画中飽和温度HM℃になって略安定する。曲線b0の、時点Sにおける傾きを傾きb1と表記する。
図18(d)に示すように、縦軸に傾き、横軸に暖機駆動電圧をとって、(a,a1)点及び(b,b1)点を通る直線が横軸と交わる点、すなわち傾きが0になる場合の暖機駆動電圧の値Mを求める。
図18(c)に示すように、適正な吐出量が得られる設計上の駆動電圧のM%の駆動電圧である駆動電圧をMで暖機駆動を実施すると、ヘッド温度はHM℃に収束し、時点Sにおけるヘッド温度は、描画中飽和温度HM℃となると推定される。描画中飽和温度HM℃のヘッド温度で描画吐出を開始すると、描画吐出の間に液滴吐出ヘッド17の温度が変動する可能性はほとんどないため、描画吐出開始時から液滴吐出ヘッド17の温度は略安定している。
駆動電圧をMで暖機駆動を実施して、到達する液滴吐出ヘッド17の温度が描画中飽和温度HM℃とは異なっていた場合には、暖機駆動の駆動電圧をMから微調整して、当該駆動電圧を用いて再度暖機駆動を行い、描画中飽和温度HM℃が得られる適切な暖機駆動の駆動電圧を求める。
第一の実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
(1)吐出重量測定に先立って暖機駆動を実施して、吐出重量測定を実施する際の液滴吐出ヘッド17の温度を描画中飽和温度に調整することによって、吐出重量測定を実施する間の液滴吐出ヘッド17の温度を、描画中の温度と略同一にすることができる。これにより、吐出重量測定時の液滴吐出ヘッド17の温度と、描画吐出時の液滴吐出ヘッド17の温度と、の差に起因して生ずる可能性がある吐出重量の測定誤差を抑制することができる。
(2)駆動電圧a又は駆動電圧bで暖機駆動を実施し、描画吐出開始時点のヘッド温度の上昇又は下降曲線の傾きから、暖機駆動によってヘッド温度を描画中飽和温度HM℃にすることができる駆動電圧を推定している。これにより、実際に描画吐出を実施することによって暖機駆動の駆動電圧を求める場合に比べて、駆動電圧を求める時間を短縮することができる。駆動電圧を求めるために消費する機能液や被加工部材の消費も抑制することができる。
(3)描画中飽和温度の測定、ヘッド温度の調整、吐出重量の測定、及び測定結果に対応する吐出量の調整を、ノズル列78Aごとに実施している。これにより、吐出ユニット2におけるノズル列78Aごとの温度のばらつきが存在しても、当該ばらつきを是正して、ノズル列78Aごとの温度のばらつきによる影響を抑制した吐出重量の測定及び吐出量の調整を実施することができる。
(4)描画中飽和温度の測定、ヘッド温度の調整、吐出重量の測定、及び測定結果に対応する吐出量の調整を、ノズル列78Aごとに実施している。これにより、個別の吐出ノズル78ごとに実施する場合に比べて、効率良く描画中飽和温度の測定、ヘッド温度の調整、吐出重量の測定、及び測定結果に対応する吐出量の調整を実施することができる。一列のノズル列が有する吐出ノズル78には、共通の液たまり155を介して機能液が供給されるため、ノズル列が有する吐出ノズル78は、給液ユニット60から液たまり155に至る機能液の供給経路が共通である。このため、供給される機能液の条件が略均等であり、ノズル列が有する吐出ノズル78間の温度のばらつきも小さいと考えられる。
(5)暖機駆動は、暖機駆動を実施することによってヘッド温度を描画中飽和温度HM℃にすることができる駆動電圧で実施している。このため、暖機駆動を実施すると、液滴吐出ヘッド17のヘッドの温度は、少なくとも描画中飽和温度HM℃に近づく方向に変化する。したがって、暖機駆動を実施する時間の長さによって過剰にヘッド温度を変動させる可能性を非常に小さくすることができる。
(第二の実施形態)
次に、液状体吐出装置、液状体吐出方法、電気光学装置の製造装置、電気光学装置の製造方法、電子機器の製造装置、及び電子機器の製造方法の第二の実施形態について、説明する。本実施形態に係る液状体吐出装置としての液滴吐出装置は、第一の実施形態と同様に、液晶装置の製造ラインに組み込まれているものである。この液滴吐出装置は、色要素膜を構成する材料などを含む機能液を吐出可能なインクジェット方式の液滴吐出ヘッドを用い、描画対象物(被加工物)としてのガラス基板などの上に当該機能液を配置することで、カラーフィルタの色要素膜などの機能膜を形成する。
本実施形態の液滴吐出装置301(図20参照)は、第一の実施形態の液滴吐出装置1と基本的な構成及び機能は共通である。液滴吐出装置301の液滴吐出装置1と異なる構成、及び液滴吐出装置301を用いてフィルタ膜205を形成する描画工程について説明する。
<液滴吐出ヘッド、及び温度調整ユニットの取り付け>
最初に、吐出ユニット302(図20参照)が有するヘッドユニット354における、液滴吐出ヘッド17のキャリッジプレート53への取付構造、及び温度調整ユニット110の取付構造について、図19を参照して説明する。図19は、液滴吐出ヘッド、及び温度調整ユニットのキャリッジプレートへの取付構造を示す図である。図19(a)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットをノズルプレート側からみた平面図であり、図19(b)は、図19(a)にA−Aで示した断面の断面図である。図19(c)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットの側面図であり、図19(d)は、キャリッジプレートに取り付けられた温度調整ユニットの側面図であり、図19(e)は、温度調整ユニットの端子基板の平面図である。
図19(a)、(b)、及び(c)に示したように、液滴吐出ヘッド17は、主ヘッド保持部材102及び副ヘッド保持部材103を介して、キャリッジプレート53に取り付けられている。主ヘッド保持部材102及び副ヘッド保持部材103は、液滴吐出ヘッド17をキャリッジプレート53に精度良く位置決めすると共に、キャリッジプレート53への着脱を容易にするためのものである。
キャリッジプレート53にはヘッド開口53aが形成されており、主ヘッド保持部材102がヘッド開口53aを略覆うように、キャリッジプレート53に固定されている。主ヘッド保持部材102は、主ヘッド保持部材102に形成された孔を貫通してキャリッジプレート53に形成されたねじ孔に螺合した3本の保持部材ねじ108により、キャリッジプレート53に固定されている。以降、主ヘッド保持部材102がセットされた側を「裏面側」と表記し、反対側を「表面側」と表記する。
主ヘッド保持部材102にはフランジ開口102aが形成されており、副ヘッド保持部材103は、その長辺方向の両端部でフランジ開口102aを跨ぐようにして、主ヘッド保持部材102の裏面側に固定されている。副ヘッド保持部材103は、副ヘッド保持部材103に形成された孔を貫通して主ヘッド保持部材102に形成されたねじ孔に螺合した2本の保持部材ねじ108により、主ヘッド保持部材102に固定されている。
副ヘッド保持部材103は、ステンレスなどで構成されており、略長方形の平板状に形成されている。副ヘッド保持部材103には、その中央に液滴吐出ヘッド17のヘッド本体74が挿通する方形のヘッド本体開口103dが形成されている。上記したように、副ヘッド保持部材103は、フランジ開口102aを跨ぐようにして主ヘッド保持部材102の裏面側にセットされている。これに対し液滴吐出ヘッド17は、そのヘッド本体74をヘッド本体開口103dに挿通してヘッド本体74を副ヘッド保持部材103の裏面側に突出させるようにして、主ヘッド保持部材102の表面側からセットされている。液滴吐出ヘッド17は、副ヘッド保持部材103に形成された孔を貫通してフランジ部79(図3参照)に形成されたねじ孔79a(図3参照)に螺合した2本のヘッド止めねじ107により、副ヘッド保持部材103に固定されている。
副ヘッド保持部材103のヘッド本体開口103dの周囲には、上記したねじ孔79aに対応する2つの貫通孔、及びヘッド本体開口103dの中心線上において第一調整穴103aと第二調整穴103bとが形成されている。第一調整穴103a及び第二調整穴103bは、位置補正用の調整ピンが係合される部位である。
また、ヘッド本体開口103dの中心線上において、第一調整穴103a又は第二調整穴103bのヘッド本体開口103dの反対側には、それぞれ接着剤孔103cが、ヘッド本体開口103dに関して略対称位置に形成されている。各接着剤孔103cは副ヘッド保持部材103の横断方向に延びる長孔となっている。接着剤孔103cに接着剤を注入して、当該接着剤(図示省略)によって副ヘッド保持部材103を主ヘッド保持部材102に接着固定する。
1個の液滴吐出ヘッド17に対応して、2個の温度調整ユニット110が取り付けられている。温度調整ユニット110は、ヘッド本体74における液滴吐出ヘッド17のノズル列78A(図3参照)の延在方向に延在する外面に沿って固定されている。
図19(d)に示したように、温度調整ユニット110は、温度調整素子111と端子基板112とを有している。端子基板112は、ベースフィルム116と伝熱パターン114とカバーフィルム117とが、伝熱パターン114を中に挟む状態で積層されて形成されている。ベースフィルム116及びカバーフィルム117は、例えばポリイミドのような、可撓性に富む材料で形成されている。伝熱パターン114は、例えば銅のような熱伝導率が高い材料で、曲げ変形可能な箔状又は薄板状の形状に形成されている。
伝熱パターン114におけるカバーフィルム117によって覆われておらず露出した部分が、液滴吐出ヘッド17のヘッド本体74の外壁に熱伝導性に富む材料で形成された接着剤を用いて接着されている。ベースフィルム116における図19(e)に示した開口部116aの部分で露出した伝熱パターン114には、温度調整素子111が固定されている。温度調整素子111は、フレキシブルフラットケーブル(FFCケーブル)(図示省略)によって、電気的に吐出装置制御部306(図20参照)に接続されている。FFCケーブルを介して、吐出装置制御部306から温度調整素子111に制御信号が送られることによって、温度調整素子111の温度が制御される。
温度調整素子111から、温度調整素子111に固定された端子基板112の伝熱パターン114を介して、伝熱パターン114が接着されている液滴吐出ヘッド17のヘッド本体74の外壁に熱エネルギが伝導される、又は液滴吐出ヘッド17から熱エネルギが奪われる。これによって、液滴吐出ヘッド17の温度が調整される。図3を参照して説明したように、ヘッド本体74の当該外壁の内側には、圧力室158が形成されており、外壁が温度調整されることで、圧力室158や、ノズルプレート76の圧力室158に臨む部分や、圧力室158内の機能液などが、温度調整される。温度調整素子111としては、例えばペルチェ素子を用いる。ペルチェ素子は、印加する電圧の極性を変えるだけで加熱素子又は冷却素子として機能する。
図19(e)に示したように、伝熱パターン114は、伝熱基部114aと、端子部114bとを有している。伝熱基部114aと端子部114bとの境界部分には、複数の調整孔115が形成されている。
伝熱基部114aは、片面がカバーフィルム117に覆われており、もう一面は、周辺部分がベースフィルム116に覆われており、ベースフィルム116の開口部116aの部分が露出している。この伝熱基部114aの露出部分に、温度調整素子111が、熱伝導可能に接続される。
端子部114bは、片面が伝熱基部114aと共にベースフィルム116に覆われている。もう片面は、カバーフィルム117が、伝熱基部114aから調整孔115の途中の部分までを覆っており、端子部114bは露出している。露出した端子部114bがヘッド本体74の外壁に熱伝導可能に接続される。
伝熱基部114aと端子部114bとの境界部分に形成されている複数の調整孔115のそれぞれにおいて、調整孔115の幅を変えることによって、伝熱基部114aと端子部114bとの境界部分の幅、及び伝熱基部114aと端子部114bとを連結する部分の配置を調整することができる。伝熱基部114aと端子部114bとを連結する部分の配置を調整することにより、単位時間当たりに伝わる熱量をノズル列における吐出ノズルの配列方向において異ならせることができる。
<液滴吐出装置の電気的構成>
次に、上述したような構成を有する液滴吐出装置301を駆動するための電気的構成について、図20を参照して説明する。図20は、液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図である。液滴吐出装置301は、第一の実施形態における液滴吐出装置1と同様に、制御装置65を介してデータの入力や、稼働開始や停止などの制御指令の入力を行うことで、制御される。
図20に示したように、液滴吐出装置301の吐出装置制御部306は、温調素子ドライバ111dを備えており、その他は、液滴吐出装置1の吐出装置制御部6と基本的に同様の構成を有している。
温調素子ドライバ111dには、温度調整ユニット110の温度調整素子111が接続されている。温調素子ドライバ111dは、CPU44からの制御信号に従って、温度調整素子111を駆動して、液滴吐出ヘッド17の温度を調整する。
検出部インタフェイス43には、液滴吐出ヘッド17の温度を測定するヘッド温度センサ142などの各種センサを有する検出部42が接続されている。検出部42の各センサによって検出された検出情報が、検出部インタフェイス43を介してCPU44に伝達される。
<機能液配置>
次に、液滴吐出装置301が有する液滴吐出ヘッド17から機能液を吐出して、マザー対向基板201AにおけるCF層208のフィルタ膜領域225などに機能液を配置するための工程について、図21を参照して説明する。図21は、機能液を配置する工程を示すフローチャートである。
図21のステップS31では、予め求められた描画中飽和温度を取得する。描画中飽和温度は、液滴吐出装置301が有する液滴吐出ヘッド17からマザー対向基板201Aなどに向けて機能液を吐出する描画吐出を実施している際に、液滴吐出ヘッド17が駆動することによって液滴吐出ヘッド17の温度が変化し、描画吐出のための駆動を継続することによって略一定になった状態での温度である。描画中飽和温度は、吐出ユニット302が備える120列のノズル列78Aについて、それぞれ個別に求められたデータが取得される。この場合のノズル列78Aが、ノズル群に相当する。
ここで、液滴吐出ヘッド17の温度としては、液滴吐出ヘッド17の部分であって、当該部分の温度の変動が、液滴吐出ヘッド17が吐出する液滴の重量の変動に関連付けて測定可能な部分の温度を用いる。例えばポンプ部75の外壁面の端子基板112が当接していない部分の温度や、ノズルプレート76の温度や、振動板152の圧力室158を構成する部分の温度などのいずれかを用いることができる。
ポンプ部75の外壁面や、振動板152の圧力室158を構成する部分の温度は、当該部分に温度センサを配設して測定することができる。振動板152の圧力室158を構成する部分の温度は、圧電素子159を構成する圧電材料を温度センサとして利用して測定することもできる。ポンプ部75の外壁面や、ノズルプレート76の温度は、非接触の赤外線温度センサを用いて離れた位置から測定することもできる。
描画中飽和温度は、例えば制御装置65の入出力装置68などから入力し、吐出装置制御部306のRAM46やハードディスク48に記憶する。この場合の制御装置65の入出力装置68などが、温度取得手段に相当する。
次に、ステップS32では、液滴吐出ヘッド17のヘッド温度を調整する。上述したように、吐出装置制御部306によって、温度調整ユニット110の温度調整素子111の温度を制御して、液滴吐出ヘッド17の温度を調整することが可能であり、温度調整ユニット110を用いて液滴吐出ヘッド17の温度を描画中飽和温度に調整する。
より詳細には、液滴吐出ヘッド17においてその部分の温度をヘッド温度の描画中飽和温度をとした部分の温度と、温度調整素子111の温度との相互関係を予め求めて、ヘッド温度と温度調整素子111との温度関係テーブルを作成し、吐出装置制御部306のRAM46やハードディスク48に記憶しておく。次に、ステップS31で入力された描画中飽和温度を温度関係テーブルに照らして、描画中飽和温度に対応する温度調整素子111の温度を求める。次に、温度調整素子111の温度を、求めた描画中飽和温度に対応する温度調整素子111の温度に調整する。
上述したように、温度調整ユニット110は、1個の液滴吐出ヘッド17に対して2個配設されており、それぞれの温度調整ユニット110は、液滴吐出ヘッド17のノズル列78Aに沿うように固定されている。このため、温度調整ユニット110を用いて、ノズル列78Aごとに温度を調整することができる。描画中飽和温度は、吐出ユニット302が備える120列のノズル列78Aについて、それぞれ個別に求められており、描画中飽和温度に対応する温度調整素子111の温度は、吐出ユニット302が備える120列のノズル列78Aのそれぞれの描画中飽和温度に対応した、それぞれ個別の温度が用いられる。
吐出装置制御部306及び温度調整ユニット110が、温度調整手段に相当し、加熱手段又は冷却手段にも相当する。
次に、ステップS33では、吐出重量の測定を実施する。重量測定の開始に際して、X軸リニアモータ26によってX軸第2スライダ23をX軸方向に移動させると共に、Y軸リニアモータによってヘッドユニット354をY軸方向に移動させる。この操作によって、X軸第2スライダ23に固定された各重量測定装置91の各受液容器94を、ヘッドユニット354の各ヘッド組55の1番目の液滴吐出ヘッド17に臨ませる。
次に、各受液容器94に向けて、各ヘッド組55の1番目の液滴吐出ヘッド17の一列のノズル列78Aにおける全ノズルから、重量測定吐出を実施する。このとき、各ヘッド組55の2番目及び3番目の液滴吐出ヘッド17は、重量測定時フラッシングボックス95に対向しており、重量測定時フラッシングボックス95に向けて捨て吐出を実施する。予め定めた所定数の液滴の重量測定吐出が終わると、電子天秤99により、受液容器94に着弾した吐出液滴の重量の測定を行う。
ヘッド組55の吐出重量測定は、ヘッド組55が備える3個の液滴吐出ヘッド17が有する6列のノズル列78Aについて、それぞれ吐出重量を測定する。上述したように、液滴吐出装置301は、2組のヘッド組55を有するヘッドユニット354を10個備えており、2個の重量測定ユニット19を有する重量測定ブロック91Aを10個備えている。1個の重量測定ユニット19によって、1組のヘッド組55が有する6列のノズル列78Aについての吐出重量測定を実施することで、液滴吐出装置301が有する120列のノズル列78Aについての吐出重量測定を実施することができる。重量測定装置91を備える重量測定ユニット19が、吐出量測定手段に相当する。
次に、ステップS34では、ステップS33で測定された吐出重量を規定の吐出重量と比較し、規定の吐出重量からのずれ量に対応して、吐出量を調整する。吐出量は、図9を参照して説明したように、圧電素子159に印加する駆動信号の駆動波形における高電位の電圧値(駆動電圧)を変えることによって、圧力室158に充填されて吐出される機能液の量を調整することで、調整することができる。あるいは、降圧吐出工程の時間や低電位の電圧値を調整することでも、調整することができるし、昇圧給液工程の時間や、吐出前待機状態の時間を調整することでも、調整することができる。
吐出量の調整は、吐出ユニット302が備える120列のノズル列78Aについて、それぞれ実施する。ヘッドドライバ17dから液滴吐出ヘッド17に印加される駆動信号の駆動電圧値は、ROM45などに記憶されたプログラムで制御されるCPU44によって調整される。この場合のCPU44が、吐出量調整手段に相当する。
次に、ステップS35では、ステップS34で吐出量が調整された液滴吐出ヘッド17からフィルタ膜領域225などに向けて、機能液を吐出する描画吐出を実施する。
ステップS35の描画吐出を実施して、機能液を配置する工程を終了する。
なお、描画吐出が終了したマザー対向基板201Aなどの加工対象物を、新たな加工対象物と交換する際は、液滴吐出ヘッド17は休止状態であり、描画吐出を実施している際の液滴吐出ヘッド17の温度が維持されない可能性がある。したがって、加工対象物の交換の間などのように、描画吐出の間に液滴吐出ヘッド17が休止している場合には、その間は、温度調整ユニット110を稼働させて、液滴吐出ヘッド17のヘッド温度調整を実施することが好ましい。
<他の温度調整ユニット、及び他の温度調整ユニットの取り付け>
次に、温度調整ユニット110とは異なる温度調整ユニット310の構成、及び温度調整ユニット310を有するヘッドユニット374における液滴吐出ヘッド17のキャリッジプレート53への取付構造及び温度調整ユニット310の取付構造について、図22を参照して説明する。図22は、温度調整ユニットの構成、並びに液滴吐出ヘッド、及び温度調整ユニットのキャリッジプレートへの取付構造を示す図である。図22(a)は、温度調整ユニットの端子基板の平面図であり、図22(b)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットの側面図であり、図22(c)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットをノズルプレート側からみた平面図である。
図22(a)及び(b)に示したように、温度調整ユニット310は、温度調整素子311と端子基板312とを有している。端子基板312は、ベースフィルム316と伝熱パターン314とカバーフィルム317とが、伝熱パターン314を中に挟む状態で積層されて形成されている。ベースフィルム316及びカバーフィルム317は、例えばポリイミドのような、可撓性に富む材料で形成されている。伝熱パターン314は、例えば銅のような熱伝導率が高い材料で、曲げ変形可能な形状に形成されている。
伝熱パターン314におけるカバーフィルム317によって覆われておらず露出した部分が、液滴吐出ヘッド17のヘッド本体74の外壁に、熱伝導性に富む材料で形成された接着剤を用いて接着されている。ベースフィルム316におけ開口部316aの部分で露出した伝熱パターン314には、温度調整素子311が熱伝導性に富む材料で形成された接着剤を用いて接着されて固定されている。端子基板312は、複数の伝熱パターン314を有しており、伝熱パターン314のそれぞれに、温度調整素子311が固定されている。
温度調整素子311は、フレキシブルフラットケーブル(図示省略)によって、温度調整素子111と同様に、電気的に吐出装置制御部306(図20参照)と同様の吐出装置制御部に接続されており、吐出装置制御部によって温度が制御される。複数の温度調整素子311は、それぞれ独立して温度を制御される。
吐出装置制御部及び温度調整ユニット310が、温度調整手段に相当し、加熱手段又は冷却手段にも相当する。
温度調整素子311によって、温度調整素子311が固定された伝熱パターン314が温度調整され、伝熱パターン314が接着されているヘッド本体74の外壁が温度調整される。図3を参照して説明したように、当該外壁の内側には、圧力室158が形成されており、外壁が温度調整されることで、圧力室158や、ノズルプレート76の圧力室158に臨む部分や、圧力室158内の機能液などが、温度調整される。
図22(c)に示したように、ヘッドユニット374における液滴吐出ヘッド17のキャリッジプレート53への取り付けは、図19を参照して説明したヘッドユニット354における液滴吐出ヘッド17のキャリッジプレート53への取り付けと同様である。
ヘッドユニット374における温度調整ユニット310のキャリッジプレート53への取り付けは、図19を参照して説明したヘッドユニット354における温度調整ユニット110のキャリッジプレート53への取り付けと同様である。
<電子機器>
次に、液滴吐出装置1又は液滴吐出装置301を用いて機能液を配置して機能膜を形成する対象物の一例として、電子機器について、図23を参照して説明する。本実施形態の電子機器は、第一の実施形態で説明した液晶表示パネル200のような液晶表示装置を備えた電子機器である。本実施形態の電子機器の具体例について説明する。
図23は、電子機器の一例である大型液晶テレビを示す外観斜視図である。図23に示すように、電子機器の一例である大型液晶テレビ400は、表示部401を備えている。表示部401は、第一の実施形態で説明した液晶表示パネル200のような液晶表示装置を表示手段として搭載している。
第二の実施形態によれば、第一の実施形態によって得られる効果に加えて、以下に記載する効果が得られる。
(1)ヘッドユニット354及びヘッドユニット374は、温度調整ユニット110又は温度調整ユニット310を備えている。このため、液滴吐出装置301は、温度調整ユニット110又は温度調整ユニット310を用いて液滴吐出ヘッド17の温度を描画中飽和温度に調整することができる。
(2)温度調整ユニット110及び温度調整ユニット310は、2列のノズル列78Aを備える1個の液滴吐出ヘッド17に対して、それぞれ2個配設されており、ノズル列78Aの延在方向に略並行な外壁の温度を調整可能に固定されている。この構成により、温度調整ユニット110又は温度調整ユニット310を用いて、ノズル列78Aごとに温度を調整することができる。
(3)温度調整ユニット310の端子基板312は、複数の伝熱パターン314を有しており、伝熱パターン314のそれぞれに、温度調整素子311が固定されている。これにより、伝熱パターン314ごとに独立して温度を調整することができる。したがって、伝熱パターン314が対応する範囲の個別の吐出ノズル78又は複数の吐出ノズル78ごとに、独立して温度を調整することができる。
(4)温度調整ユニット110及び温度調整ユニット310は、可撓性を有する端子基板112又は端子基板312を介して、液滴吐出ヘッド17と熱伝導可能に接続されている。このため、温度調整ユニット110及び温度調整ユニット310を液滴吐出ヘッド17に対して厳密に位置合わせすることを必要とせず、温度調整ユニット110及び温度調整ユニット310を、容易にヘッドユニット354又はヘッドユニット374に取り付けることができる。
以上、添付図面を参照しながら好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。実施形態は、要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
(変形例1)前記実施形態においては、吐出手段としての液滴吐出ヘッド17におけるヘッド温度の所定のパターン形成時の温度としての描画中飽和温度を求め、吐出重量測定に先立って、描画中飽和温度になるように、ヘッド温度を調整していた。しかし、所定のパターン形成時の温度を求め、吐出重量測定に先立って、所定のパターン形成時の温度になるように、温度を調整する対象は吐出手段の温度に限らない。液状体の所定のパターン形成時の温度を求め、吐出重量測定に先立って、液状体の温度を所定のパターン形成時の温度になるように調整してもよい。液状体の温度が変動すると、液状体の粘度が変動する。吐出量(吐出重量)は吐出される液状体の粘度の影響を受ける。液状体の温度を調整して、重量測定時の液状体の温度を所定のパターン形成時の液状体の温度に調整することによって、重量測定時における液状体の温度と所定のパターン形成時の液状体の温度との差異に起因する吐出重量の変化を抑制できるため、重量測定時に、所定のパターン形成時の吐出重量を忠実に再現することができる。これにより、正確な吐出重量を測定することができる。
(変形例2)前記実施形態においては、ノズル群としてのノズル列78Aごとに、描画中飽和温度を求めたり、温度を調整したり、吐出重量を測定したり、吐出量を調整したりしていたが、ノズル群がノズル列78Aであることは必須ではない。ノズル群は、当該ノズル群に含まれる吐出ノズルの温度のばらつきに起因する吐出量のばらつきが、描画された機能膜の特性などに影響を及ぼさない程度の範囲にあれば、どのような吐出ノズルの集合であってもよい。例えば、液滴吐出ヘッド17のような1個の吐出ヘッドに含まれる吐出ノズルが一つのノズル群であってもよいし、図14を参照して説明した赤色吐出ヘッド17Rなどが有する吐出ノズル78のように、同一の機能液を吐出する吐出ノズルが一つのノズル群であってもよい。吐出ノズルごとに温度のばらつきが大きい場合には、単独の吐出ノズルが一つのノズル群であってもよいし、液状体吐出装置が有する全ての吐出ノズルにおいて温度のばらつきが小さい場合には、液状体吐出装置が有する全ての吐出ノズルが一つのノズル群であってもよい。
なお、ここでの吐出ノズルの温度は、例えば液滴吐出ヘッド17では、圧力室158の外壁面の温度や、ノズルプレート76の吐出ノズル78の周囲の温度や、振動板152の圧力室158を構成する部分の温度などである。あるいは、圧力室158内の機能液の温度や、吐出ノズル78内の機能液の温度や、吐出ノズル78から吐出されつつある又は吐出された直後の機能液の温度などである。
(変形例3)前記第一の実施形態においては、ヘッド温度センサ142を用いて描画中飽和温度を測定していた。しかし、所定のパターン形成時の温度としての描画中飽和温度を実際に測定することは必須ではない。描画中飽和温度は、推定して求めてもよい。描画中飽和温度は、例えば、図18を参照して説明した暖機駆動の駆動条件を推定して求める方法と同様にして推定することができる。
図18(c)に示すように、暖機駆動を実施することなく、時点Sにおいて描画吐出を開始すると、描画吐出を実施している液滴吐出ヘッド17の温度は、図18(b)に示した場合と同様に、一定時間の描画吐出後に、概ね描画中飽和温度HM℃になって、略安定する。
適正な吐出量が得られる設計上の駆動電圧のa%の駆動電圧である駆動電圧aで暖機駆動をすると、ヘッド温度はHa℃に収束し、時点Sにおけるヘッド温度は、Ha℃となる。Ha℃のヘッド温度で描画吐出を開始すると、図18(c)にa0と表記した温度上昇曲線でヘッド温度が上昇して、略描画中飽和温度HM℃になって略安定する。曲線a0の、時点Sにおける傾きを傾きa1と表記する。
適正な吐出量が得られる設計上の駆動電圧のb%の駆動電圧である駆動電圧bで暖機駆動をすると、ヘッド温度はHb℃に収束し、時点Sにおけるヘッド温度は、Hb℃となる。Hb℃のヘッド温度で描画吐出を開始すると、図18(c)にb0と表記した温度下降曲線でヘッド温度が下降して、略描画中飽和温度HM℃になって略安定する。曲線b0の、時点Sにおける傾きを傾きb1と表記する。
図18(d)を参照して説明した方法と同様に、縦軸に傾き、横軸に暖機駆動の結果収束する液滴吐出ヘッド17の温度をとって、(a,Ha)点及び(b,Hb)点を通る直線が横軸と交わる点、すなわち傾きが0になる液滴吐出ヘッド17の温度の値を求める。当該温度が、描画中飽和温度であると推定する。当該温度が、描画中飽和温度であるか否かは、液滴吐出ヘッド17の温度を当該温度に調整して、描画吐出を開始することで検証できる。当該温度が、描画中飽和温度であれば、当該温度で描画吐出を開始すると、描画吐出の間に液滴吐出ヘッド17の温度が変動する可能性はほとんどない。このため、当該温度で描画吐出を開始して、描画吐出開始時から液滴吐出ヘッド17の温度が略安定している場合には、当該温度が描画中飽和温度である。この場合、液滴吐出ヘッド17の駆動条件を制御することによって描画中飽和温度を推定する吐出装置制御部6が、温度取得手段に相当する。
(変形例4)前記実施形態においては、予め描画中飽和温度を求め、機能液を配置するための工程においては、予め求められた描画中飽和温度を取得していた。しかし、所定のパターン形成時の温度としての描画中飽和温度を予め求めることは必須ではない。予め求めた所定のパターン形成時の温度を取得する工程に代えて、所定のパターン形成時の温度を測定又は描画中の各ノズル、液滴吐出ヘッド、あるいは、それらを含む液状体吐出装置の駆動条件から温度変化を推定することによって所定のパターン形成時の温度を取得する工程を実施してもよい。
(変形例5)前記第一の実施形態においては、暖機駆動を実施することによって液滴吐出ヘッド17の温度が描画中飽和温度となる駆動条件を求めて、当該駆動条件で暖機駆動を実施していたが、液滴吐出ヘッド17の温度が描画中飽和温度となる駆動条件を求めることは必須ではない。暖機駆動を実施しながら液滴吐出ヘッド17の温度を測定するヘッド温度センサ142のような温度センサを用いて液滴吐出ヘッド17の温度を測定し、測定結果に対応して暖機駆動を制御してもよい。この場合のヘッド温度センサ142が、温度調整手段が有する温度測定手段に相当する。
(変形例6)前記実施形態においては、液滴吐出ヘッド17の描画中飽和温度を求め、当該描画中飽和温度を指標にして、液滴吐出ヘッド17の温度を当該描画中飽和温度にできる暖機駆動の駆動条件を求めていたが、描画中飽和温度を指標にすることは必須ではない。上述した変形例2と同様にして、液滴吐出ヘッド17の温度が描画中飽和温度となる駆動条件を推定し、当該駆動条件を指標としてもよい。当該駆動条件で暖機駆動を実施することによって、描画中飽和温度を実現したと推定してもよい。
(変形例7)前記第二の実施形態においては、ヘッド温度センサ142を用いて描画中飽和温度を測定していた。しかし、所定のパターン形成時の温度としての描画中飽和温度を実際に測定することは必須ではない。変形例2で説明した例と同様に、描画中飽和温度を推定してもよい。例えば、図18を参照して説明した暖機駆動の駆動条件を推定して求める方法と同様にして推定することができる。
図18(c)に示すように、温度調整を実施することなく、時点Sにおいて描画吐出を開始すると、描画吐出を実施している液滴吐出ヘッド17の温度は、図18(b)に示した場合と同様に、一定時間の描画吐出後に、概ね描画中飽和温度HM℃になって、略安定する。
例えば温度調整ユニット110を稼働させて液滴吐出ヘッド17のヘッド温度を、Ha℃に加熱又は冷却する。上述したように、Ha℃のヘッド温度で描画吐出を開始すると、図18(c)にa0と表記した温度上昇曲線でヘッド温度が上昇して、略描画中飽和温度HM℃になって略安定する。曲線a0の、時点Sにおける傾きを傾きa1と表記する。
同様に、温度調整ユニット110を稼働させて液滴吐出ヘッド17のヘッド温度を、Hb℃に加熱又は冷却する。上述したように、Hb℃のヘッド温度で描画吐出を開始すると、図18(c)にb0と表記した温度下降曲線でヘッド温度が下降して、略描画中飽和温度HM℃になって略安定する。曲線b0の、時点Sにおける傾きを傾きb1と表記する。
図18(d)を参照して説明した方法と同様に、縦軸に傾き、横軸に暖機駆動の結果収束する液滴吐出ヘッド17の温度をとって、(a,Ha)点及び(b,Hb)点を通る直線が横軸と交わる点、すなわち傾きが0になる液滴吐出ヘッド17の温度の値を求める。当該温度が、描画中飽和温度であると推定する。当該温度が、描画中飽和温度であるか否かは、液滴吐出ヘッド17の温度を当該温度に調整して、描画吐出を開始することで検証できる。当該温度が、描画中飽和温度であれば、当該温度で描画吐出を開始すると、描画吐出の間に液滴吐出ヘッド17の温度が変動する可能性はほとんどない。このため、当該温度で描画吐出を開始して、描画吐出開始時から液滴吐出ヘッド17の温度が略安定している場合には、当該温度が描画中飽和温度である。この場合、液滴吐出ヘッド17の駆動条件を制御することによって描画中飽和温度を推定する吐出装置制御部306が、温度取得手段に相当する。
(変形例8)前記第二の実施形態においては、温度調整素子111の温度を、予め求めた液滴吐出ヘッド17の描画中飽和温度に対応する温度調整素子111の温度に調整することによって、液滴吐出ヘッド17の温度を描画中飽和温度に調整していた。しかし、液滴吐出ヘッド17の描画中飽和温度に対応する温度調整素子111の温度を求めることは必須ではない。液滴吐出ヘッド17の温度を測定するヘッド温度センサ142のような温度センサを用いて液滴吐出ヘッド17の温度を測定しながら、測定結果に対応して温度調整素子111の温度を制御してもよい。液滴吐出ヘッド17の温度の測定値を描画中飽和温度に調整するため、液滴吐出ヘッド17の温度をより正確に描画中飽和温度に調整することができる。この場合のヘッド温度センサ142が、温度調整手段が有する温度測定手段に相当する。
(変形例9)前記実施形態においては、ヘッド温度センサ142は、例えば接触式の温度センサであって、例えばポンプ部75の外壁面や、ノズルプレート76や、振動板152の圧力室158を構成する部分などのいずれかに接触して、これらの温度のいずれかを測定していた。しかし、ヘッド温度センサが接触式の温度センサであることは必須ではない。ヘッド温度センサは、非接触の赤外線温度センサなどを用いてもよい。
(変形例10)前記実施形態においては、暖機駆動の駆動条件として駆動電圧を規定していたが、暖機駆動の駆動条件として規定して、駆動条件を変えるために調整するのは駆動電圧に限らない。図9を参照して説明した駆動波形の様々な要素を変えることで、吐出量を調整することが可能であり、液滴吐出ヘッドの温度を調整することも可能である。
(変形例11)前記実施形態においては、液滴吐出装置1及び液滴吐出装置301は、液滴吐出ヘッド17の吐出量を測定する装置として、吐出された機能液の重量を測定する重量測定装置91を備えていたが、吐出重量を測定することによって吐出量を測定することは必須ではない。例えば、光学的な方法によって液滴の大きさや体積を求めることにより、吐出量を測定してもよい。飛行中の液滴の大きさや、対象物に着弾した直後の液滴の形状及び大きさや、対象物に着弾して広がった液滴の大きさなどを光学的に測定することによって、液滴の体積を求めることにより、吐出量を測定してもよい。
(変形例12)前記実施形態においては、液滴吐出装置1のヘッドユニット54や液滴吐出装置301のヘッドユニット354は6個の液滴吐出ヘッド17を備えていたが、ヘッドユニットが備える液滴吐出ヘッドの数は、6個に限らない。ヘッドユニットは、何個の液滴吐出ヘッドを備えていてもよい。
(変形例13)前記実施形態においては、液状体吐出装置としての液滴吐出装置1は1組のヘッドユニット54を備えており、液滴吐出装置301は1組のヘッドユニット354を備えていたが、液状体吐出装置が備えるヘッドユニットは1組に限らない。液状体吐出装置は、何組のヘッドユニットを備えていてもよい。
(変形例14)前記実施形態においては、温度調整素子111又は温度調整素子311と液滴吐出ヘッド17との間で熱を伝える伝熱部材としての伝熱パターン114又は伝熱パターン314は、金属材料が箔状又は薄板状の形状に形成されたものをフィルムに挟んで基板状に形成されていたが、伝熱部材の形態は基板状のものに限らない。吐出ヘッドに接触させて熱を伝導させることが可能であれば、どのような形状であってもよい。伝熱部材を構成する材料も、熱伝導率が高い材料であれば、どのような材料であってもよい。
(変形例15)前記実施形態においては、温度調整素子111又は温度調整素子311と液滴吐出ヘッド17との間で熱を伝える伝熱部材としての伝熱パターン114又は伝熱パターン314は、金属材料が箔状又は薄板状の形状に形成されたものをフィルムに挟んで基板状に形成されていたが、伝熱部材が金属などの固体であることは必須ではない。温度調整素子と液滴吐出ヘッドとの間に液状体の流路を設け、当該流路に液状体を循環させることによって、熱を伝える構成であってもよい。
(変形例16)前記実施形態においては、温度調整素子111又は温度調整素子311と液滴吐出ヘッド17との間で熱を伝える伝熱部材としての伝熱パターン114又は伝熱パターン314は、液滴吐出ヘッド17のヘッド本体74の外壁に熱伝導性に富む材料で形成された接着剤を用いて接着されていた。しかし、伝熱部材を吐出ヘッドに固定するために接着剤を用いることは必須ではない。熱伝導が良好に行えればどのような固着方法であってもよい。温度調整素子と伝熱部材との接続も、熱伝導が良好に行えればどのような接続方法であってもよい。
(変形例17)前記実施形態においては、液晶表示パネル200のフィルタ膜205を形成する際の描画吐出について説明したが、形成する膜は、フィルタ膜に限らない。形成する膜は、液晶表示装置の画素電極膜や配向膜や対向電極膜や、カラーフィルタなどを保護するためなどに設けるオーバーコート膜などであってもよい。
形成する膜を有する装置、又は形成過程において膜を形成する必要がある装置も、液晶表示装置に限らない。上述したような膜を有する装置、又は形成過程において上記したような膜を形成する必要がある装置であれば、どのような装置であってもよい。例えば、有機EL表示装置にも適用できる。有機EL表示装置を製造する際に上述した液滴吐出装置を用いて形成する機能膜は、有機EL表示装置の正極電極膜や陰極電極膜、フォトエッチングなどによってパターンを形成するための膜や、フォトエッチングなどのフォトレジスト膜などであってもよい。
(変形例18)前記実施形態においては、液滴吐出装置1を使用して機能液を配置することで描画を実施する描画対象物の一例として、電気光学装置の一例であるカラーフィルタを備える液晶表示パネル200について説明した。また、導電性材料からなる配線を有する配線基板270について説明した。しかし、描画対象物は電気光学装置や配線基板に限らない。上述した液状体吐出装置及び液状体吐出方法は、製造に際して様々な液状体を配置して加工を実施する様々な加工対象物を加工するための製造装置、及び製造方法として利用できる。例えば、半導体ウェハ、及び液状の導電材料を吐出する半導体装置の配線導電膜の加工方法又は加工装置、半導体ウェハ、及び液状の絶縁材料を吐出する半導体装置の絶縁層の加工方法又は加工装置などとして、利用することもできる。
(変形例19)前記実施形態においては、液晶表示パネル200が備えるCF層208は、赤色フィルタ膜205R、緑色フィルタ膜205G、及び青色フィルタ膜205Bの3色のフィルタ膜を有する3色フィルタであったが、カラーフィルタは、さらに多くの種類のフィルタ膜を有する多色のカラーフィルタであってもよい。多色のカラーフィルタとしては、例えば、赤色、緑色、青色に加えて赤色、緑色、青色の補色のシアン(青緑)、マゼンタ(紫赤)、イエロー(黄色)の有機EL素子を有する6色カラーフィルタや、シアン(青緑)、マゼンタ(紫赤)、イエロー(黄色)の3色に緑色を加えた4色カラーフィルタなどがあげられる。
(変形例20)前記実施形態においては、膜形成区画、機能膜区画、又は色要素領域としてのフィルタ膜領域225などは長方形であったが、膜形成区画、機能膜区画、又は色要素領域が長方形であることは必須ではない。近年、表示特性を向上させるために、画素の形状が長方形とは異なる表示装置も考案されている。膜形成区画、機能膜区画、又は色要素領域の形状は、形状が長方形とは異なる画素などを形成することができる形状のものであってもよい。
(変形例21)前記実施形態においては、一つの膜形成領域、機能膜領域、又はフィルタ領域膜においては、膜形成区画、機能膜区画、又は色要素領域としてのフィルタ膜領域225などは同じ大きさ及び形状であった。しかし、一つの膜形成領域、機能膜領域、又はフィルタ領域膜においては、膜形成区画、機能膜区画、又は色要素領域が単一の大きさ及び形状であることは必須ではない。例えば、4色カラーフィルタにおける表示の最小単位を構成する色要素の各色の大きさを光源の特性に合わせて異ならせたような、異なる大きさの膜形成区画、機能膜区画、又は色要素領域を有する膜形成領域、機能膜領域、又はフィルタ領域膜であってもよい。
(変形例22)前記実施形態においては、液滴吐出装置1及び液滴吐出装置301は、マザー対向基板201Aなどを載置したワーク載置台21を主走査方向に移動させると共に、液滴吐出ヘッド17から機能液を吐出させることによって機能液を配置していた。また、ヘッドユニット54又はヘッドユニット354を副走査方向に移動することによって、マザー対向基板201Aなどに対する液滴吐出ヘッド17(吐出ノズル78)の位置を合わせこんでいた。しかし、配置ヘッドとしての液滴吐出ヘッドとマザー基板との、主走査方向の相対移動をマザー基板を移動させることで実施することも、副走査方向の相対移動を吐出ヘッドを移動させることで実施することも、必須ではない。
吐出ヘッドとマザー基板との、主走査方向の相対移動を吐出ヘッドを主走査方向に移動させることで実施してもよい。吐出ヘッドとマザー基板との、副走査方向の相対移動をマザー基板を副走査方向に移動させることで実施してもよい。あるいは、吐出ヘッドとマザー基板との、主走査方向及び副走査方向の相対移動を、吐出ヘッド、又はマザー基板のどちらか一方を、主走査方向及び副走査方向に移動させることで実施してもよいし、吐出ヘッド、又はマザー基板の両方を、主走査方向及び副走査方向に移動させることで実施してもよい。
(変形例23)前記実施形態においては、機能液をマザー対向基板201Aなどに配置する液状体吐出装置として、インクジェット方式の液滴吐出ヘッド17を備える液滴吐出装置1又は液滴吐出装置301を例に説明したが、液状体吐出装置が液滴吐出装置であることは必須ではない。液状体吐出装置としては、例えば、ディスペンサを備える吐出装置なども用いることができる。大面積の膜形成区画に大量の膜材料を配置する必要がある場合には、液滴吐出ヘッドより単位時間あたりの吐出量が多いディスペンサを用いることが有用である。
第一の実施形態における液滴吐出装置の概略構成を示す平面図。 液滴吐出装置の概略構成を示す側面図。 (a)は、液滴吐出ヘッドをノズルプレート側から見た外観斜視図。(b)は、液滴吐出ヘッドの圧力室周りの構造を示す斜視断面図。(c)は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズル部の構造を示す断面図。 ヘッドユニットの概略構成を示す平面図。 検査描画ユニットの全体構成を示す外観斜視図。 (a)は、重量測定ユニットの部分及びフラッシングユニットの部分を含む重量測定ブロックの平面図。(b)は、重量測定ブロックの側面図。 液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図。 液滴吐出ヘッドの電気的構成と信号の流れを示す説明図。 (a)は、圧電素子に印加する駆動信号の駆動波形の基本波形を示す図。(b)は、駆動波形に対応した圧電素子の動作による液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す模式断面図。 液晶表示パネルの概略構成を示す分解斜視図。 (a)は、対向基板の平面構造を模式的に示す平面図。(b)は、マザー対向基板の平面構造を模式的に示す平面図。 3色カラーフィルタのフィルタ膜の配列例を示す模式平面図。 液晶表示パネルを形成する過程を示すフローチャート。 液晶表示パネルを形成する過程におけるフィルタ膜を形成する工程などを示す断面図。 液晶表示パネルを形成する過程における配向膜を形成する工程などを示す断面図。 配線基板のマザー基板を示す概略平面図。 機能液を配置する工程を示すフローチャート。 (a)は、吐出量とヘッド温度との関係を示すグラフ。(b)は、描画吐出を実施している時間とヘッド温度との関係を示すグラフ。(c)は、暖機駆動及び描画吐出を実施している時間とヘッド温度との関係を示すグラフ。(d)は、暖機駆動電圧を推定する方法を示すグラフ。 (a)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットをノズルプレート側からみた平面図。(b)は、(a)にA−Aで示した断面の断面図。(c)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットの側面図。(d)は、キャリッジプレートに取り付けられた温度調整ユニットの側面図。(e)は、温度調整ユニットの端子基板の平面図。 液滴吐出装置の電気的構成を示す電気構成ブロック図。 機能液を配置する工程を示すフローチャート。 (a)は、温度調整ユニットの端子基板の平面図。(b)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットの側面図。(c)は、キャリッジプレートに取り付けられた液滴吐出ヘッド及び温度調整ユニットをノズルプレート側からみた平面図。 電子機器の一例である大型液晶テレビを示す外観斜視図。
符号の説明
1,301…液滴吐出装置、6,306…吐出装置制御部、17…液滴吐出ヘッド、19…重量測定ユニット、44…CPU、45…ROM、46…RAM、53…キャリッジプレート、54…ヘッドユニット、68…入出力装置、74…ヘッド本体、75…ポンプ部、76…ノズルプレート、78…吐出ノズル、78A…ノズル列、91…重量測定装置、110…温度調整ユニット、111…温度調整素子、112…端子基板、114…伝熱パターン、142…ヘッド温度センサ、151…圧力室プレート、152…振動板、158…圧力室、159…圧電素子、200…液晶表示パネル、201A…マザー対向基板、205…フィルタ膜、218…配向膜、310…温度調整ユニット、311…温度調整素子、312…端子基板、400…大型液晶テレビ、401…表示部。

Claims (12)

  1. 液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出装置であって、
    前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定手段と、
    前記吐出手段又は前記液状体の温度を取得する温度取得手段と、
    前記吐出手段又は前記液状体の温度を調整する温度調整手段と、
    前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整手段と、を備え、
    前記温度取得手段は、2以上の異なる駆動条件において前記吐出手段の駆動を実施することによって、前記所定のパターン形成時の温度を推定し、
    前記温度調整手段は、前記吐出手段を駆動させることによって、前記吐出量測定手段により吐出量を測定する際の前記吐出手段の温度又は前記液状体の温度を、推定した温度に調整することを特徴とする液状体吐出装置。
  2. 液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出方法であって、
    第一の駆動条件において駆動した後に前記所定のパターンを形成する工程と、前記第一の駆動条件とは異なる第二の駆動条件において駆動した後に前記所定のパターンを形成する工程と、を有し、
    それぞれの工程における前記所定のパターンを形成する際の前記吐出手段又は前記液状体の温度変化によって、前記所定のパターン形成時の前記吐出手段の温度を推定し取得する温度取得工程と、
    前記温度取得工程において取得した前記前記吐出手段の温度に、前記吐出手段の温度を調整する温度調整工程と、
    前記温度調整工程において調整した前記吐出手段の温度において、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定工程と、
    前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整工程と、を有することを特徴とする液状体吐出方法。
  3. 液状体を吐出する吐出手段と前記液状体が吐出される被吐出物との相対移動を行い、前記被吐出物に所定のパターンを形成する液状体吐出方法であって、
    第一の駆動条件において駆動した後に前記所定のパターンを形成する工程と、前記第一の駆動条件とは異なる第二の駆動条件において駆動した後に前記所定のパターンを形成する工程と、を有し、
    それぞれの工程における前記所定のパターンを形成する際の前記吐出手段又は前記液状体の温度変化によって、前記所定のパターン形成時の前記液状体の温度を推定し取得する温度取得工程と、
    前記温度取得工程において取得した前記液状体の温度に、前記液状体の温度を調整する温度調整工程と、
    前記温度調整工程において調整した前記液状体の温度において、前記吐出手段から吐出される前記液状体の吐出量を測定する吐出量測定工程と、
    前記吐出手段の吐出量を調整する吐出量調整工程と、を有することを特徴とする液状体吐出方法。
  4. 前記吐出手段は、それぞれのノズル群が1以上の吐出ノズルを有する複数のノズル群を備え、
    前記温度取得工程では、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記吐出手段又は前記液状体の前記所定のパターン形成時の温度を取得し、
    前記温度調整工程では、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記吐出手段又は前記液状体の温度を調整し、
    前記吐出量測定工程では、それぞれの前記ノズル群ごとに、前記液状体の吐出量を測定し、
    前記吐出量調整工程では、それぞれの前記ノズル群における吐出量を調整することを特徴とする、請求項2又は3に記載の液状体吐出方法。
  5. 前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルに前記液状体を供給する経路が共通であることを特徴とする、請求項4に記載の液状体吐出方法。
  6. 前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルが、1以上の前記吐出ノズルを有する吐出ヘッド1個が有する吐出ノズルであることを特徴とする、請求項4に記載の液状体吐出方法。
  7. 前記ノズル群は、当該ノズル群に含まれるそれぞれの前記吐出ノズルに供給される前記液状体が同じの前記液状体であることを特徴とする、請求項4に記載の液状体吐出方法。
  8. 前記温度調整工程において、前記吐出手段を駆動させることによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする、請求項2乃至7のいずれか一項に記載の液状体吐出方法。
  9. 前記温度調整工程は、前記吐出手段又は前記液状体の温度を測定する温度測定工程を含み、前記温度測定工程における測定結果に応じて前記吐出手段を駆動させることによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする、請求項8に記載の液状体吐出方法。
  10. 前記温度調整工程では、前記吐出手段又は前記液状体を加熱又は冷却することによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする、求項2乃至7のいずれか一項に記載の液状体吐出方法。
  11. 前記温度取得工程では、前記所定のパターン形成を開始する時点における前記吐出手段又は前記液状体の温度を2以上の異なる温度に調整し、それぞれの温度の場合における前記所定のパターン形成を実施する際の温度変化によって、前記所定のパターン形成時の温度を推定することを特徴とする、請求項10に記載の液状体吐出方法。
  12. 前記温度調整工程は、前記吐出手段又は前記液状体の温度を測定する温度測定工程をさらに有し、前記温度測定工程における測定結果に応じて前記吐出手段又は前記液状体を加熱又は冷却することによって、前記吐出手段又は前記液状体の温度を、前記所定のパターン形成時の温度に調整することを特徴とする、請求項10に記載の液状体吐出方法。
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