JP5098788B2 - 液滴吐出方法、液滴吐出装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出方法、液滴吐出装置、及びデバイス製造方法に関する。

デバイスの製造方法の一つとして液滴吐出法が知られている。液滴吐出法は、液滴吐出装置の液滴吐出口より、デバイスを形成するためのインクの滴（液滴）を基板上に供給する。液滴吐出法では、基板上に隔壁（バンク）によって規定される凹部が形成され、その凹部に液滴が供給される。下記特許文献には、液滴吐出法に関する技術の一例が開示されている。
特開２００３−１５９７８７号公報

例えばカラーフィルタを液滴吐出法で製造する際、カラーフィルタを形成するためのインクで凹部を満たすために、凹部に対する液滴供給動作を複数回実行する場合がある。液滴が既に供給された凹部に液滴が供給されると、インクが凹部から溢れ出る可能性がある。その結果、製造されるデバイスの品質が低下する可能性がある。

本発明は、デバイスの品質の低下を抑制できる液滴吐出方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。また本発明は、品質の低下を抑制できるデバイスの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に従えば、基板上の隔壁によって規定される凹部の開口と液滴吐出口とが対向する第１状態で、凹部に、液滴吐出口より複数の液滴を供給する第１動作と、第１動作後、開口と液滴吐出口とが対向しない第２状態に変化させる第２動作と、第２動作後、第１状態に変化させて、液滴が供給された凹部に、液滴吐出口より複数の液滴を供給する第３動作と、を含み、第３動作における液滴供給位置が、第１動作における液滴供給位置より、開口のエッジから離れるように、第３動作における複数の液滴の間隔を第１動作における複数の液滴の間隔よりも狭くするための液滴供給位置の調整を行う液滴吐出方法が提供される。

本発明の第１の態様によれば、第１動作で凹部に液滴を供給し、第２状態を経た後、その凹部をインクで満たすために、第１状態において液滴が既に供給された凹部に、第３動作で液滴を供給する際、開口のエッジより離れた位置に液滴を供給することで、インクが凹部から溢れ出ることを抑制することができる。したがって、製造されるデバイスの品質の低下を抑制できる。

第１状態及び第２状態の一方から他方への変化は、基板の表面とほぼ平行な所定面内の第１方向に関する液滴吐出口と基板との相対移動によることとしてもよい。これにより、例えば基板上の複数の凹部のそれぞれに液滴を効率良く供給できる。

液滴吐出口から所定時間間隔で液滴が供給される際、例えば相対移動速度を調整することによって、エッジに対する液滴供給位置の調整を実行できる。また、第１方向に関して液滴吐出口と基板とが所定速度で相対移動される際、例えば液滴吐出口から液滴を供給する時間間隔を調整することによって、エッジに対する液滴供給位置の調整を実行できる。これらの方法は、第１方向に関するエッジと液滴供給位置との距離を調整することができる。

液滴吐出口が、所定面内において第１方向と異なる第２方向に複数配置されている場合、第１方向と第２方向とがなす角度を調整することによって、エッジに対する液滴供給位置の調整を実行できる。例えば、第２方向に複数配置されている液滴吐出口を有する液滴吐出ヘッドを、第１方向に関して傾けることによって、エッジに対する液滴供給位置の調整を実行できる。また、液滴吐出口が、所定面内において第１方向と異なる第２方向に複数配置されている場合、複数の液滴吐出口のうち、液滴を供給するための最適な液滴吐出口を選択することによって、エッジに対する液滴供給位置の調整を実行できる。これらの方法は、所定面内において第１方向と直交する方向に関するエッジと液滴供給位置との距離を調整することができる。

また、開口が、所定面内において、長辺エッジ及び短辺エッジを有する略長方形である場合、少なくとも長辺エッジから離れるように、液滴供給位置を調整することによって、凹部からインクが溢れ出ることを抑制できる。開口が略長方形である場合、凹部のインクは、短辺エッジよりも、長辺エッジから溢れ出る可能性が高い。したがって、少なくとも長辺エッジから離れるように、液滴供給位置を調整することによって、凹部からインクが溢れ出ることを抑制できる。

また、液滴吐出口と基板とを第１方向に相対移動しながら液滴を供給する際、短辺エッジが第１方向と略平行となるように基板を配置することが望ましい。これにより、液滴供給位置の制御が容易となり、凹部からインクが溢れ出ることを抑制できる。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の液滴吐出方法を用いて液滴を供給する工程を含むデバイスの製造方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、インクが凹部から溢れ出ることを抑制してデバイスを製造できる。したがって、製造されるデバイスの品質の低下を抑制できる。また、デバイスとしてカラーフィルタを製造する場合、インクが凹部から溢れ出ることが抑制されているので、各色のインクが混ざり合うことが抑制される。したがって、製造されるカラーフィルタの品質の低下を抑制できる。

本発明の第３の態様に従えば、液滴を供給可能な液滴吐出口を有する液滴吐出ヘッドと、隔壁によって規定される凹部が設けられた基板を支持するステージと、凹部の開口と液滴吐出口とが対向する第１状態及び対向しない第２状態の一方から他方へ変化するように、液滴吐出ヘッドとステージとを相対移動可能な駆動装置と、第１状態で、凹部の第１位置に液滴を供給し、第２状態に変化させた後、第１状態で、液滴が供給された凹部の、開口のエッジから第１位置より離れた第２位置に液滴が供給されるように、第２状態の後の複数の液滴の間隔を第２状態の前の複数の液滴の間隔よりも狭くするように、液滴吐出ヘッド及び駆動装置の少なくとも一方を制御する制御装置と、を備える液滴吐出装置が提供される。

本発明の第３の態様によれば、第１状態で凹部の第１位置に液滴を供給し、第２状態を経た後、その凹部をインクで満たすために、液滴が既に供給された凹部の第２位置に液滴を供給する際、第２位置を開口のエッジより離れた位置とすることによって、インクが凹部から溢れ出ることを抑制することができる。したがって、製造されるデバイスの品質の低下を抑制できる。

本発明の第４の態様に従えば、第３の態様の液滴吐出装置を用いるデバイスの製造方法が提供される。

本発明の第４の態様によれば、インクが凹部から溢れ出ることを抑制してデバイスを製造できる。したがって、製造されるデバイスの品質の低下を抑制できる。また、デバイスとしてカラーフィルタを製造する場合、インクが凹部から溢れ出ることが抑制されているので、各色のインクが混ざり合うことが抑制される。したがって、製造されるカラーフィルタの品質の低下を抑制できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について、図１、図２、図３、及び図４を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る液滴吐出装置１の一例を示す斜視図、図２は、液滴吐出ヘッド３を下側から見た平面図、図３は、液滴吐出ヘッド３の構造の一例を説明するための断面図、図４は、ステージ４の側面図である。

液滴吐出装置１は、液滴Ｄを供給可能な液滴吐出口２を有する液滴吐出ヘッド３と、液滴Ｄが供給される基板Ｐを支持するステージ４と、液滴吐出ヘッド３を移動する第１駆動ユニット５と、ステージ４を移動する第２駆動ユニット６と、液滴吐出装置１全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。

液滴吐出ヘッド３は、インクの液滴Ｄを吐出する液滴吐出口２が形成された吐出面（ノズル形成面）８を有する。本実施形態において、吐出面８は、ＸＹ平面とほぼ平行である。また、本実施形態においては、吐出面８の外形は、Ｘ軸方向に長いほぼ長方形である。液滴吐出口２は、吐出面８において、Ｘ軸方向に複数配置されている。

図３に示すように、液滴吐出ヘッド３は、ヘッド本体９と、ヘッド本体９の下端に配置されたプレート部材（ノズルプレート）１０とを有する。液滴吐出口２は、プレート部材１０に形成されている。プレート部材１０は、上下方向に貫通する孔を複数有する。液滴吐出口２は、その孔の下端に配置されている。吐出面８は、プレート部材１０に配置されている。

また、液滴吐出ヘッド３は、プレート部材１０（液滴吐出口２）の上方に形成されたキャビティ１１と、キャビティ１１の上方に配置された可撓性の振動板（膜）１２と、振動板１２の上方に配置されたピエゾ素子１３とを有する。キャビティ１１は、複数の液滴吐出口２のそれぞれに対応するように複数形成されている。すなわち、キャビティ１１は、液滴吐出口２毎に配置されている。キャビティ１１は、流路を介してインク供給源（不図示）と接続される。キャビティ１１は、インク供給源からのインクを収容し、液滴吐出口２に供給する。振動板１２は、上下方向に振動することによって、キャビティ１１の圧力（容積）を変動可能である。ピエゾ素子１３は、振動板１２を上下方向に振動可能である。ピエゾ素子１３は、複数の液滴吐出口２のそれぞれに対応するように複数配置されている。すなわち、ピエゾ素子１３は、液滴吐出口２毎に配置されている。ピエゾ素子１３は、制御装置７からの駆動信号に基づいて振動板１２を振動させ、キャビティ１１の圧力を変動させることによって、液滴吐出口２よりインクの液滴Ｄを吐出させる。

すなわち、本実施形態の液滴吐出ヘッド３は、ピエゾ素子（圧電素子）１３に所定の駆動信号を供給して、そのピエゾ素子１３を変形させることによって、インクを収容したキャビディ（空間）１１の圧力を可撓性の振動板１２を介して変動させ、その圧力の変動を利用して、液滴吐出口２よりインクの液滴Ｄを吐出する、いわゆる電気機械変換方式の吐出ヘッドである。

第１駆動ユニット５は、液滴吐出ヘッド３を移動可能である。第１駆動ユニット５は、液滴吐出ヘッド３を支持する支持機構５Ａと、支持機構５Ａに支持された液滴吐出ヘッド３を移動可能なアクチュエータ５Ｂとを含む。第１駆動ユニット５は、液滴吐出ヘッド３を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

ステージ４は、液滴Ｄが供給される基板Ｐを支持して移動可能である。本実施形態において、ステージ４は、ベース部材１４上を移動可能な可動部材１５と、可動部材１５に搭載され、基板Ｐを保持するホルダ部材１６とを備えている。ホルダ部材１６は、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。

ベース部材１４の支持面１４Ｇと対向する可動部材１５の下面には、エアベアリングが形成されている。可動部材１５は、エアベアリングにより、支持面１４Ｇに非接触で支持される。支持面１４Ｇには、可動部材１５の移動をガイドするガイド部材１７が配置されている。本実施形態において、ガイド部材１７は、Ｙ軸方向に長い。可動部材１５の下面には、ガイド部材１７を配置可能な凹部１８が形成されている。可動部材１５の凹部１８の内面は、ガイド部材１７と対向する。

第２駆動ユニット６は、ベース部材１４に対して可動部材１５を移動可能な第１駆動装置６Ａと、可動部材１５に対してホルダ部材１６を移動可能な第２駆動装置６Ｂとを含む。本実施形態において、第１駆動装置６Ａは、リニアモータを含み、ガイド部材１７に配置された固定子１９と、凹部１８の内面に配置された可動子２０とを有する。固定子１９及び可動子２０を含む第１駆動装置６Ａは、可動部材１５をＹ軸方向に移動可能である。また、可動部材１５のＹ軸方向への移動に伴って、その可動部材１５に搭載されているホルダ部材１６（基板Ｐ）も、可動部材１５と一緒にＹ軸方向に移動する。

第２駆動装置６Ｂは、可動部材１５とホルダ部材１６との間に配置された複数のアクチュエータ２１を含む。アクチュエータ２１は、例えばピエゾ素子を含む。制御装置７は、複数のアクチュエータ２１を含む第２駆動装置６Ｂを制御することによって、可動部材１５上で、基板Ｐを保持したホルダ部材１６を移動（微動）可能である。本実施形態においては、基板Ｐを保持したホルダ部材１６は、第２駆動装置６Ｂによって、可動部材１５上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動（微動）可能である。

本実施形態においては、液滴吐出ヘッド３の吐出面８は、下側（−Ｚ側）に向いている。液滴吐出ヘッド３からの液滴Ｄが吐出（供給）される基板Ｐの表面は、液滴吐出ヘッド３の吐出面８と対向するように、上側（＋Ｚ側）に向いている。ステージ４は、基板Ｐの表面と液滴吐出ヘッド３の吐出面８とが対向するように、基板Ｐを保持する。

本実施形態においては、制御装置７は、ステージ４に保持された基板Ｐを液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２に対してＹ軸方向に移動しつつ、液滴吐出口２より液滴Ｄを吐出して、その液滴Ｄを基板Ｐに供給する。

本実施形態において、制御装置７は、例えば特開２００１−５８４３３号公報に開示されているように、ピエゾ素子１３に供給する駆動信号を調整して、液滴吐出口２から吐出される液滴Ｄの大きさ、及び液滴吐出口２から吐出される液滴Ｄの時間間隔の少なくとも一方を調整可能である。液滴Ｄの大きさは、液滴Ｄの量、体積を含む。吐出される液滴Ｄの時間間隔は、液滴吐出口２から液滴Ｄが供給される時間間隔を含み、吐出周波数を含む。

制御装置７は、複数のピエゾ素子１３のそれぞれに所定の駆動信号を供給して、その駆動信号に応じた大きさの液滴Ｄを、所定の時間間隔で、複数の液滴吐出口２のそれぞれより吐出可能である。

図５は、駆動信号波形の一例を示すタイミングチャートである。図５において、横軸は、時間、縦軸は、ピエゾ素子１３に印加する電圧である。制御装置７は、図５に示すような駆動信号波形に基づいて、ピエゾ素子１３に電圧を印加することによって、その駆動信号波形に応じた大きさの液滴Ｄを、所定の時間間隔で、液滴吐出口２より吐出させることができる。制御装置７は、電圧Ｖを調整することによって、液滴吐出口２から吐出される液滴Ｄの大きさを調整可能であり、電圧を印加するタイミング（時間間隔）Ｔを調整することによって、液滴吐出口２から吐出される液滴Ｄの時間間隔を調整可能である。

次に、図６を参照して、基板Ｐについて説明する。基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。本実施形態においては、基板Ｐに液滴Ｄを供給して、カラーフィルタを形成する場合を例にして説明する。

図６（Ａ）は、基板Ｐを示す平面図、図６（Ｂ）は、基板Ｐの一部を示す側断面図であり、図６（Ａ）のＡ−Ａ線断面図に相当する。図６に示すように、基板Ｐ上には、隔壁（バンク）２２によって規定される凹部２３が設けられている。凹部２３は、その上端に開口２４を有する。

本実施形態において、基板Ｐは、例えばガラス基板である。なお、基板Ｐが、プラスチック等で形成されてもよい。隔壁２２は、合成樹脂製である。本実施形態において、隔壁２２は、カラーフィルタのブラックマトリクスとして機能する。

隔壁２２は、例えば基板Ｐ上に合成樹脂の膜を形成するコーティング処理と、露光処理、現像処理、及びエッチング処理を含むフォトリソグラフィ処理とを含む工程により形成可能である。

隔壁２２によって規定される凹部２３は、基板Ｐの表面と平行なＸＹ平面内において、マトリクス状に配置されている。また、本実施においては、凹部２３の開口２４は、ＸＹ平面内において、長辺エッジ２４Ｘ及び短辺エッジ２４Ｙを有する略長方形である。本実施形態において、長辺エッジ２４Ｘは、Ｘ軸方向とほぼ平行であり、短辺エッジ２４Ｙは、Ｙ軸方向とほぼ平行である。

次に、上述の液滴吐出装置１を用いて、カラーフィルタを製造する方法の一例について説明する。本実施形態においては、基板Ｐ上の凹部２３に、液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２より、カラーフィルタを製造するためのインクの液滴Ｄを供給して、カラーフィルタを製造する。

液滴吐出ヘッド３から吐出された液滴Ｄを基板Ｐ上の凹部２３に供給するために、制御装置７は、図７（Ａ）に示すように、第２駆動ユニット６を制御してステージ４を移動して、液滴吐出ヘッド３の吐出面８と対向する位置に、ステージ４に保持されている基板Ｐの＋Ｙ側の端部を配置する。また、制御装置７は、第１駆動ユニット５及び第２駆動ユニット６の少なくとも一方を用いて、吐出面８の液滴吐出口２から吐出された液滴Ｄが基板Ｐの凹部２３に供給されるように、液滴吐出ヘッド３の吐出面８とステージ４に保持されている基板Ｐの表面との間の距離（プラテンギャップ）、液滴吐出ヘッド３の吐出面８とステージ４に保持されている基板Ｐの表面との傾斜方向（θＸ、θＹ方向）の位置関係、及び回転方向（θＺ方向）の位置関係を調整する。制御装置７は、第１駆動ユニット５及び第２駆動ユニット６の少なくとも一方を用いて、液滴吐出ヘッド３の吐出面８と基板Ｐの表面とがほぼ平行となるように、且つ、プラテンギャップが所定の値になるように、液滴吐出ヘッド３の吐出面８とステージ４に保持されている基板Ｐの表面との位置関係を調整する。

そして、制御装置７は、第２駆動ユニット６を制御して、ステージ４に保持された基板Ｐを液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２に対してＹ軸方向に移動しつつ、液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２より、基板Ｐ上の凹部２３に液滴Ｄを吐出（供給）する。すなわち、制御装置７は、液滴吐出ヘッド３と基板Ｐとの位置関係が、図７（Ａ）に示す状態から、図７（Ｂ）に示す状態へ変化するように基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、液滴吐出口２より、基板Ｐ上の複数の凹部２３に液滴Ｄを供給する。

本実施形態においては、制御装置７は、ステージ４の基板Ｐを液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２に対してＹ軸方向に移動しつつ液滴吐出口２より基板Ｐ上の凹部２３に液滴Ｄを吐出（供給）する動作を複数回繰り返す。本実施形態においては、基板Ｐを＋Ｙ方向に移動しつつ液滴Ｄを吐出する動作と、基板Ｐを−Ｙ方向に移動しつつ液滴Ｄを吐出する動作とを複数回繰り返す。

一例として、本実施形態においては、制御装置７は、ステージ４の基板Ｐを液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２に対してＹ軸方向に移動しつつ液滴吐出口２より基板Ｐに液滴Ｄを吐出（供給）する動作を４回繰り返す。

ここで、以下の説明において、Ｙ軸方向に関する基板Ｐの一方の端部と液滴吐出ヘッド３の吐出面８とが対向する状態から、Ｙ軸方向に関する基板Ｐの他方の端部と液滴吐出ヘッド３の吐出面８とが対向する状態へ変化するように基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、液滴吐出口２より、基板Ｐ上の複数の凹部２３に液滴Ｄを供給する動作を適宜、パス動作、と称する。

したがって、本実施形態においては、制御装置７は、パス動作を４回実行して、凹部２３に対する液滴供給動作を複数回実行する。パス動作を複数回繰り返すことによって、凹部２３はインクで十分に満たされる。

本実施形態においては、第１回目のパス動作において、基板Ｐ上の凹部２３に、その凹部２３の開口２４と対向する液滴吐出口２から液滴Ｄが供給される。その後、液滴吐出口２に対する基板ＰのＹ軸方向への移動により、第１回目のパス動作において液滴Ｄが供給された凹部２３の開口２４は、第２回目のパス動作において液滴Ｄが供給されるまでの間、液滴吐出口２と対向しない状態となる。そして、第２回目のパス動作において、その凹部２３に、その凹部２３の開口２４と対向する液滴吐出口２から液滴Ｄが供給される。その後、液滴吐出口２に対する基板ＰのＹ軸方向への移動により、第２回目のパス動作において液滴Ｄが供給された凹部２３の開口２４は、第３回目のパス動作において液滴Ｄが供給されるまでの間、液滴吐出口２と対向しない状態となる。そして、第３回目のパス動作において、その凹部２３に、その凹部２３の開口２４と対向する液滴吐出口２から液滴Ｄが供給される。その後、液滴吐出口２に対する基板ＰのＹ軸方向への移動により、第３回目のパス動作において液滴Ｄが供給された凹部２３の開口２４は、第４回目のパス動作において液滴Ｄが供給されるまでの間、液滴吐出口２と対向しない状態となる。そして、第４回目のパス動作において、その凹部２３に、その凹部２３の開口２４と対向する液滴吐出口２から液滴Ｄが供給される。

このように、本実施形態においては、制御装置７は、第１駆動ユニット５及び第２駆動ユニット６の少なくとも一方を調整して、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向する状態、及び対向しない状態の一方から他方へ変化するように、液滴吐出ヘッド３とステージ４とを相対的に移動する。

そして、本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐ上の隔壁２２によって規定される凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向する第１状態で、凹部２３に、液滴吐出口２より液滴Ｄを供給する第１回目のパス動作と、第１回目のパス動作後、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向しない第２状態に変化させる動作と、その動作後、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向する第１状態に変化させて、第１回目のパス動作において液滴Ｄが供給された凹部２３に、液滴吐出口２より液滴Ｄを供給する第２回目のパス動作とを実行する。

さらに、制御装置７は、第２回目のパス動作後、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向しない第２状態に変化させる動作と、その動作後、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向する第１状態に変化させて、第２回目のパス動作において液滴Ｄが供給された凹部２３に、液滴吐出口２より液滴Ｄを供給する第３回目のパス動作と、第３回目のパス動作後、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向しない第２状態に変化させる動作と、その動作後、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向する第１状態に変化させて、第３回目のパス動作において液滴Ｄが供給された凹部２３に、液滴吐出口２より液滴Ｄを供給する第４回目のパス動作とを実行する。

本実施形態においては、制御装置７は、例えば第２回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置が、第１回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置より、開口２４のエッジから離れるように、液滴Ｄの供給位置を調整する。

また、本実施形態においては、制御装置７は、例えば第３回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置が、第２回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置より、開口２４のエッジから離れるように、液滴Ｄの供給位置を調整する。

また、本実施形態においては、制御装置７は、例えば第４回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置が、第３回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置より、開口２４のエッジから離れるように、液滴Ｄの供給位置を調整する。

図８は、第１〜第４回目のパス動作と、それら第１〜第４回目のパス動作のそれぞれにおける凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置との関係を説明するための模式図である。図８（Ａ）は、第１回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置を示す図、図８（Ｂ）は、第２回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置を示す図、図８（Ｃ）は、第３回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置を示す図、図８（Ｄ）は、第４回目のパス動作における凹部２３に対する液滴Ｄの供給位置を示す図である。

図８に示すように、制御装置７は、第１〜第４回目のパス動作のそれぞれにおいて、開口２４のエッジを含む枠状の非供給エリア（マージン）ＮＡを除々に拡げる。換言すれば、制御装置７は、第１〜第４回目のパス動作のそれぞれにおいて、凹部２３における液滴Ｄの供給エリアＭＡを除々に狭くする。非供給エリアＮＡは、開口２４のエッジと供給エリアＭＡの外縁（エッジ）との間のエリアである。

本実施形態においては、液滴供給位置（供給エリアＭＡ）の調整は、Ｙ軸方向に関する開口２４のエッジと液滴供給位置（供給エリアＭＡのエッジ）との距離の調整を含む。すなわち、液滴供給位置（供給エリアＭＡ）の調整は、Ｙ軸方向に関する非供給エリアＮＡのサイズＮｙの調整を含む。

また、本実施形態においては、液滴供給位置（供給エリアＭＡ）の調整は、Ｘ軸方向に関する開口２４のエッジと液滴供給位置（供給エリアＭＡのエッジ）との距離の調整を含む。すなわち、液滴供給位置（供給エリアＭＡ）の調整は、Ｘ軸方向に関する非供給エリアＮＡのサイズＮｘの調整を含む。

本実施形態において、制御装置７は、液滴Ｄに応じた大きさをそれぞれ有し、液滴Ｄを供給可能な領域を規定する複数のピクセルによって、凹部２３を含む基板Ｐの表面を予め区画する。そして、制御装置７は、それら複数のピクセルにおける液滴Ｄを供給する第１ピクセルの配列情報、及び／又は液滴Ｄを供給しない第２ピクセルの配列情報、所謂ビットマップデータを予め作成する。制御装置７は、そのビットマップデータに基づいて、凹部２３の所望の位置に液滴Ｄを供給する。

供給エリアＭＡは、複数の第１ピクセルを含む。非供給エリアＮＡは、複数の第２ピクセルを含む。制御装置７は、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向する第１状態で、凹部２３の供給エリアＭＡの第１位置に液滴Ｄを供給し、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向しない第２状態に変化させた後、凹部２３の開口２４と液滴吐出口２とが対向する第１状態で、液滴Ｄが供給された凹部２３の供給エリアＭＡの、開口２４のエッジから第１位置より離れた第２位置に液滴Ｄが供給されるように、液滴吐出ヘッド３の液滴供給動作、第１駆動ユニット５、及び第２駆動ユニット６の少なくとも一つを制御する。

制御装置７は、第２回目のパス動作における非供給エリアＮＡが、第１回目のパス動作における非供給エリアＮＡよりも大きくなるように、ビットマップデータを作成し、その作成したビットマップデータに基づいて、凹部２３に液滴Ｄを供給する。

同様に、制御装置７は、第３回目のパス動作における非供給エリアＮＡが、第２回目のパス動作における非供給エリアＮＡよりも大きくなるように、ビットマップデータを作成し、その作成したビットマップデータに基づいて、凹部２３に液滴Ｄを供給する。

同様に、制御装置７は、第４回目のパス動作における非供給エリアＮＡが、第３回目のパス動作における非供給エリアＮＡよりも大きくなるように、ビットマップデータを作成し、その作成したビットマップデータに基づいて、凹部２３に液滴Ｄを供給する。

本実施形態においては、制御装置７は、第１〜第４回目のパス動作において、長辺エッジ２４Ｘ及び短辺エッジ２４Ｙのそれぞれから離れるように、液滴供給位置（供給エリアＭＡ）を調整する。

本実施形態においては、長辺エッジ２４ＸのサイズＬｘは、約６００μｍであり、短辺エッジ２４ＹのサイズＬｙは、約２００μｍである。また、液滴Ｄのサイズ（直径）φは、約３０μｍである。

本実施形態において、第１回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＸ軸方向に関するサイズ（短辺エリア２４Ｙと供給エリアＭＡの外縁との距離）Ｎｘは、約４０μｍである。第１回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＹ軸方向に関するサイズ（長辺エリア２４Ｘと供給エリアＭＡの外縁との距離）Ｎｙは、約４０μｍである。したがって、第１回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＸ軸方向に関するサイズＭｘは、約５２０μｍである。また、第１回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＹ軸方向に関するサイズＭｙは、約１２０μｍである。

本実施形態において、第２回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＸ軸方向に関するサイズＮｘは、約５０μｍである。第２回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＹ軸方向に関するサイズＮｙは、約５０μｍである。したがって、第２回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＸ軸方向に関するサイズＭｘは、約５００μｍである。また、第２回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＹ軸方向に関するサイズＭｙは、約１００μｍである。

本実施形態において、第３回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＸ軸方向に関するサイズＮｘは、約６０μｍである。第３回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＹ軸方向に関するサイズＮｙは、約６０μｍである。したがって、第３回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＸ軸方向に関するサイズＭｘは、約４８０μｍである。また、第３回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＹ軸方向に関するサイズＭｙは、約８０μｍである。

本実施形態において、第４回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＸ軸方向に関するサイズＮｘは、約７０μｍである。第２回目のパス動作で設定される非供給エリアＮＡのＹ軸方向に関するサイズＮｙは、約７０μｍである。したがって、第４回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＸ軸方向に関するサイズＭｘは、約４６０μｍである。また、第４回目のパス動作で設定される供給エリアＭＡのＹ軸方向に関するサイズＭｙは、約６０μｍである。

本実施形態においては、液滴吐出口２から一定の時間間隔Ｔで液滴Ｄが供給され、液滴供給位置の調整は、Ｙ軸方向に関する液滴吐出口２に対する基板Ｐ（ステージ４）のＹ軸方向に関する移動速度の調整を含む。すなわち、制御装置７は、液滴吐出口２から一定の時間間隔Ｔで液滴Ｄが供給する際、Ｙ軸方向に関する基板Ｐ（ステージ４）の移動速度を調整することによって、凹部２３における液滴供給位置を調整する。

図８に示すように、本実施形態においては、凹部２３内において、１回のパス動作で、Ｙ軸方向に関して３箇所、Ｘ軸方向に関して３箇所のそれぞれに液滴Ｄが供給される。すなわち、１回のパス動作で、凹部２３には９個の液滴Ｄが供給される。このパス動作を４回繰り返すことにより、凹部２３に３６個の液滴Ｄが供給され、凹部２３が所定量のインクで満たされる。

本実施形態においては、制御装置７は、Ｙ軸方向に関する基板Ｐ（ステージ４）の移動速度を調整することによって、凹部２３内における、Ｙ軸方向に関する液滴Ｄの間隔Ｄｙを調整することができる。したがって、Ｙ軸方向に関する基板Ｐ（ステージ４）の移動速度を調整することによって、凹２３内においてＹ軸方向に関して３箇所に液滴Ｄを供給しつつ、供給エリアＭＡを調整することができる。

本実施形態においては、液滴吐出口２から一定の時間間隔Ｔで液滴Ｄが供給される場合において、制御装置７は、第１回目のパス動作において、Ｙ軸方向に関して基板Ｐ（ステージ４）を第１移動速度Ｖ１で移動し、第２回目のパス動作において、Ｙ軸方向に関して基板Ｐ（ステージ４）を第１移動速度Ｖ１より遅い第２移動速度Ｖ２で移動し、第３回目のパス動作において、Ｙ軸方向に関して基板Ｐ（ステージ４）を第２移動速度Ｖ２より遅い第３移動速度Ｖ３で移動し、第４回目のパス動作において、Ｙ軸方向に関して基板Ｐ（ステージ４）を第３移動速度Ｖ３より遅い第４移動速度Ｖ４で移動する。そして、制御装置７は、第１〜第４回目のパス動作において、第１〜第４移動速度Ｖ１〜Ｖ４で基板Ｐを移動しながら、ビットマップデータにより設定された、供給エリアＭＡの第１ピクセルに対して液滴Ｄを供給する。

また、本実施形態においては、制御装置７は、凹部２３内における、Ｘ軸方向に関する液滴Ｄの間隔Ｄｘを調整するために、液滴吐出ヘッド３を、ＸＹ平面内において、Ｘ軸に対して傾斜させる。上述のように、本実施形態においては、液滴吐出口２は、ＸＹ平面とほぼ平行な吐出面８において、吐出面８の長手方向（Ｘ軸方向）に複数配置されている。

図９の模式図に示すように、制御装置７は、間隔Ｄｘを調整するために、第１駆動ユニット５を制御して、ＸＹ平面内における、Ｙ軸方向と液滴吐出口２の並び方向とがなす角度を調整する。これにより、凹部２３（基板Ｐ上）における、液滴吐出口２から供給される複数の液滴ＤのＸ軸方向に関する相対位置（液滴供給位置）、すなわちＸ軸方向に関する液滴Ｄの間隔Ｄｘが調整される。

本実施形態においては、制御装置７は、第１回目のパス動作において、Ｘ軸方向と液滴吐出口２の並び方向（吐出面８の長手方向）とがなす角度を第１角度θ１に調整し、第２回目のパス動作において、Ｘ軸方向と液滴吐出口２の並び方向（吐出面８の長手方向）とがなす角度を第１角度θ１より大きい第２角度θ２に調整し、第３回目のパス動作において、Ｘ軸方向と液滴吐出口２の並び方向（吐出面８の長手方向）とがなす角度を第２角度θ２より大きい第３角度θ３に調整し、第４回目のパス動作において、Ｘ軸方向と液滴吐出口２の並び方向（吐出面８の長手方向）とがなす角度を第３角度θ３より大きい第４角度θ４に調整する。そして、制御装置７は、第１〜第４回目のパス動作において、基板ＰをＹ軸方向に移動しながら、ビットマップデータにより設定された、供給エリアＭＡの第１ピクセルに対して液滴Ｄを供給する。

本実施形態によれば、第１回目のパス動作で凹部２３に液滴Ｄを供給し、その液滴Ｄが既に供給された凹部２３に、第２回目のパス動作で液滴Ｄを供給する際、開口２３のエッジより離れた位置に液滴Ｄを供給することで、インクが凹部２３から溢れ出ることを抑制することができる。液滴Ｄ（インク）が既に存在する凹部２３に対して液滴Ｄを供給する際、開口２４のエッジに近い位置に液滴Ｄが供給されると、インクが凹部２３から溢れ出る現象が発生する可能性が高くなる。本実施形態のように、基板Ｐ上に液滴Ｄを供給することによってカラーフィルタを製造する場合、凹部２３からインクが溢れ出ると、各色のインクが混ざり合い、製造されるカラーフィルタの品質が低下する可能性がある。

本実施形態によれば、インクが凹部２３から溢れ出ることが抑制されているので、製造されるカラーフィルタの品質の低下を抑制できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

上述の実施形態においては、液滴吐出口２から一定の時間間隔Ｔで液滴Ｄが供給され、液滴吐出口２に対する基板Ｐ（ステージ４）の移動速度を調整することによって、Ｙ軸方向に関する液滴供給位置を調整する例について説明した。

本実施形態においては、Ｙ軸方向に関して液滴吐出口２に対して基板Ｐ（ステージ４）が一定の速度で移動される場合、液滴吐出口２から液滴Ｄを供給する時間間隔Ｔを調整することによって、液滴供給位置を調整する。すなわち、制御装置７は、Ｙ軸方向に関して液滴吐出口２に対して基板Ｐ（ステージ４）を一定の速度で移動する際、液滴吐出口２から液滴Ｄを供給する時間間隔Ｔを調整することによって、凹部２３における液滴供給位置を調整することができる。

すなわち、本実施形態においては、制御装置７は、液滴供給口２から液滴Ｄを供給する時間間隔Ｔを調整することによって、凹部２３内における、Ｙ軸方向に関する液滴Ｄの間隔Ｄｙを調整することができる。したがって、制御装置７は、液滴供給口２から液滴Ｄを供給する時間間隔Ｔを調整することによって、凹２３内における供給エリアＭＡを調整することができる。

本実施形態においては、液滴吐出口２に対して基板Ｐを一定の速度でＹ軸方向に移動する場合において、制御装置７は、第１回目のパス動作において、第１時間間隔Ｔ１で液滴吐出口２より液滴Ｄを供給し、第２回目のパス動作において、第１時間間隔Ｔ１より短い第２時間間隔Ｔ２で液滴吐出口２より液滴Ｄを供給し、第３回目のパス動作において、第２時間間隔Ｔ２より短い第３時間間隔Ｔ３で液滴吐出口２より液滴Ｄを供給し、第４回目のパス動作において、第３時間間隔Ｔ３より短い第４時間間隔Ｔ４で液滴吐出口２より液滴Ｄを供給する。制御装置７は、第１〜第４回目のパス動作において、第１〜第４時間間隔Ｔ１〜Ｔ４で液滴Ｄを供給しながら、ビットマップデータにより設定された、供給エリアＭＡの第１ピクセルに対して液滴Ｄを供給する。

なお、Ｙ軸方向に関する液滴供給位置（供給エリアＭＡ）を調整するために、液滴吐出口２に対する基板Ｐの移動速度と、液滴供給口２から液滴Ｄを供給する時間間隔Ｔとの両方を調整してもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

上述の実施形態においては、ＸＹ平面内における、Ｘ軸方向と液滴吐出口２の並び方向とがなす角度を調整することによって、Ｘ軸方向に関する液滴供給位置を調整する例について説明した。

本実施形態においては、Ｙ軸方向と異なる所定方向に複数配置された液滴吐出口２のうち、液滴Ｄを供給する液滴吐出口２を選択することによって、Ｘ軸方向に関する液滴供給位置を調整する。

例えば、図１０に示すように、複数の液滴吐出口２を有する液滴吐出ヘッド３をＹ軸方向に関して複数（図１０では２つ）配置する。本実施形態においては、Ｘ軸方向に関して、一方の液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２の間に、他方の液滴吐出ヘッド３の液滴吐出口２が配置されるように、一方の液滴吐出ヘッド３と他方の液滴吐出ヘッド３との位置関係が定められている。

例えば、第１回目のパス動作においては、１つの凹部２３に対して、図１０中、選択された３つの液滴吐出口２Ａより、液滴Ｄが供給される。第２回目のパス動作においては、１つの凹部２３に対して、選択された３つの液滴吐出口２Ｂより、液滴Ｄが供給される。第３回目のパス動作においては、１つの凹部２３に対して、選択された３つの液滴吐出口２Ｃより、液滴Ｄが供給される。第４回目のパス動作においては、１つの凹部２３に対して、選択された液滴吐出口２Ｄより、液滴Ｄが供給される。

このように、複数の液滴吐出口２のうち、液滴Ｄを供給する液滴吐出口２を選択することによって、Ｘ軸方向に関する液滴供給位置を調整することができる。

なお、上述の第１〜第３実施形態においては、長辺エッジ２４Ｘ及び短辺エッジ２４Ｙのそれぞれから離れるように、液滴供給位置を調整する場合を例にして説明したが、長辺エッジ２４Ｘ及び短辺エッジ２４Ｙのいずれか一方から離れるように、液滴供給位置を調整してもよい。すなわち、図１１（Ａ）に示すような供給エリアＭＡを設定し、長辺エッジ２４Ｘと供給エリアＭＡとの間にのみ非供給エリアＮＡを設定することができるし、図１１（Ｂ）に示すような供給エリアＭＡを設定し、短辺エッジ２４Ｙと供給エリアＭＡとの間にのみ非供給エリアＮＡを設定することもできる。

なお、凹部２３に液滴Ｄを供給する際、例えば図１１（Ａ）に示す例のように、少なくとも長辺エッジ２４Ｘから離れるように、供給エリアＭＡを定めて、液滴供給位置を調整することが望ましい。

本発明者の知見によれば、凹部２３のインクが長辺エッジ２４Ｘを介して溢れ出る現象が発生する確率のほうが、短辺エッジ２４Ｙを介して溢れ出る現象が発生する確率より、高い。すなわち、凹部２３内のインクは、長辺エッジ２４Ｘから溢れ出やすい。したがって、少なくとも長辺エッジ２４Ｘから離れるように、液滴供給位置を調整することによって、凹部２３からインクが溢れ出ることを抑制することができる。

なお、上述の各実施形態においては、第１回目のパス動作、第２回目のパス動作、第３回目のパス動作、及び第４回目のパス動作において、供給エリアＭＡが除々に小さくなる場合について説明したが、例えば、第１、第２、第３回目のパス動作のそれぞれにおける供給エリアＭＡの大きさをほぼ同じにして、第４回目のパス動作における供給エリアＭＡのみを小さくしてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、デバイスとしてカラーフィルタを製造する場合を例にして説明したが、隔壁によって規定される凹部に液滴を供給することによってデバイスを製造する際に、上述の各実施形態で説明した装置及び方法を適用することができる。

第１実施形態に係る液滴吐出装置の一例を示す斜視図である。 第１実施形態に係る液滴吐出ヘッドを下側から見た平面図である。 第１実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構造の一例を説明するための断面図である。 第１実施形態に係るステージの側面図である。 第１実施形態に係る駆動信号波形の一例を示すタイミングチャートである。 第１実施形態に係る基板の一例を示す図である。 第１実施形態に係る液滴吐出方法の一例を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る液滴吐出方法の一例を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る液滴吐出方法の一例を説明するための模式図である。 第３実施形態に係る液滴吐出装置の一例を説明するための模式図である。 設定される供給エリアの一例を説明するための模式図である。

符号の説明

１…液滴吐出装置、２…液滴吐出口、３…液滴吐出ヘッド、４…ステージ、５…第１駆動ユニット、６…第２駆動ユニット、２２…隔壁、２３…凹部、２４…開口、２４Ｘ…長辺エッジ、２４Ｙ…短辺エッジ、Ｄ…液滴、Ｐ…基板

Claims (15)

1. 基板上の隔壁によって規定される凹部の開口と液滴吐出口とが対向する第１状態で、前記凹部に、前記液滴吐出口より複数の液滴を供給する第１動作と、
   前記第１動作後、前記開口と前記液滴吐出口とが対向しない第２状態に変化させる第２動作と、
   前記第２動作後、前記第１状態に変化させて、前記液滴が供給された前記凹部に、前記液滴吐出口より複数の液滴を供給する第３動作と、を含み、
   前記第３動作における液滴供給位置が、前記第１動作における液滴供給位置より、前記開口のエッジから離れるように、前記第３動作における前記複数の液滴の間隔を前記第１動作における前記複数の液滴の間隔よりも狭くするための前記液滴供給位置の調整を行う液滴吐出方法。
2. 前記第１状態及び前記第２状態の一方から他方への変化は、前記基板の表面とほぼ平行な所定面内の第１方向に関する前記液滴吐出口と前記基板との相対移動による請求項１記載の液滴吐出方法。
3. 前記液滴吐出口から所定時間間隔で液滴が供給され、
   前記液滴供給位置の調整は、前記相対移動速度の調整を含む請求項２記載の液滴吐出方法。
4. 前記第１方向に関して前記液滴吐出口と前記基板とが所定速度で相対移動され、
   前記液滴供給位置の調整は、前記液滴吐出口から液滴を供給する時間間隔の調整を含む請求項２記載の液滴吐出方法。
5. 前記液滴供給位置の調整は、前記第１方向に関する前記エッジと前記液滴供給位置との距離の調整を含む請求項３又は４記載の液滴吐出方法。
6. 前記液滴吐出口は、前記所定面内において前記第１方向と異なる第２方向に複数配置され、
   前記液滴供給位置の調整は、前記第１方向と前記第２方向とがなす角度の調整を含む請求項２〜５のいずれか一項記載の液滴吐出方法。
7. 前記液滴吐出口は、前記所定面内において前記第１方向と異なる第２方向に複数配置され、
   前記液滴供給位置の調整は、前記複数の液滴吐出口のうち、液滴を供給する液滴吐出口の選択を含む請求項２〜５のいずれか一項記載の液滴吐出方法。
8. 前記液滴供給位置の調整は、前記所定面内において前記第１方向と直交する方向に関する前記エッジと前記液滴供給位置との距離の調整を含む請求項請求項６又は７記載の液滴吐出方法。
9. 前記開口は、前記所定面内において、長辺エッジ及び短辺エッジを有する略長方形であり、
   少なくとも前記長辺エッジから離れるように、前記液滴供給位置を調整する請求項２〜８のいずれか一項記載の液滴吐出方法。
10. 前記短辺エッジは、前記第１方向と略平行である請求項９記載の液滴吐出方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項記載の液滴吐出方法を用いて液滴を供給する工程を含むデバイスの製造方法。
12. 前記デバイスは、カラーフィルタを含む請求項１１記載の製造方法。
13. 液滴を供給可能な液滴吐出口を有する液滴吐出ヘッドと、
    隔壁によって規定される凹部が設けられた基板を支持するステージと、
    前記凹部の開口と前記液滴吐出口とが対向する第１状態及び対向しない第２状態の一方から他方へ変化するように、前記液滴吐出ヘッドと前記ステージとを相対移動可能な駆動装置と、
    前記第１状態で、前記凹部の第１位置に前記液滴を供給し、前記第２状態に変化させた後、前記第１状態で、前記液滴が供給された前記凹部の、前記開口のエッジから前記第１位置より離れた第２位置に液滴が供給されるように、前記第２状態の後の前記複数の液滴の間隔を前記第２状態の前の前記複数の液滴の間隔よりも狭くするように、前記液滴吐出ヘッド及び前記駆動装置の少なくとも一方を制御する制御装置と、を備える液滴吐出装置。
14. 請求項１３記載の液滴吐出装置を用いるデバイスの製造方法。
15. 前記デバイスは、カラーフィルタを含む請求項１４記載の製造方法。

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