液滴吐出装置、液滴吐出方法及びカラーフィルターの製造方法
【課題】複数の領域毎に所望の量の液状体を生産性良く塗布可能な液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】液滴吐出装置は液滴２９を吐出するノズルを複数有する液滴吐出ヘッド２２を備える。液滴吐出ヘッド２２は複数種類の吐出量の液滴２９を同時に吐出する。液滴吐出装置は吐出制御部を備え、吐出制御部はノズル毎に吐出量を制御する。液滴吐出ヘッド２２はノズル毎に液滴２９を吐出する駆動素子を備え、吐出制御部は吐出量に対応する駆動波形７４を駆動素子毎に出力し、駆動素子は駆動波形７４に応じて液滴２９を吐出する。
【解決手段】液滴吐出装置は液滴２９を吐出するノズルを複数有する液滴吐出ヘッド２２を備える。液滴吐出ヘッド２２は複数種類の吐出量の液滴２９を同時に吐出する。液滴吐出装置は吐出制御部を備え、吐出制御部はノズル毎に吐出量を制御する。液滴吐出ヘッド２２はノズル毎に液滴２９を吐出する駆動素子を備え、吐出制御部は吐出量に対応する駆動波形７４を駆動素子毎に出力し、駆動素子は駆動波形７４に応じて液滴２９を吐出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出方法にかかわり、特に、面積の異なる複数の領域に機能液を塗布する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機能液を液滴にして吐出するインクジェット法を用いて塗布し、塗布された機能液を固化して膜を形成する方法が広く採用されている。そして、機能液には染料や顔料を含んで着色する機能を有する液状体や、金属粒子を含んで金属配線を形成する機能を有する液状体等の多種類の液状体が用いられている。
【０００３】
カラーフィルターの製造においては、マトリクス状に区画された領域を着色する機能液が塗布される。このとき、カラーフィルターが透過する光の色調の品質を良くするためには機能液の量を品質よく塗布する必要がある。
【０００４】
インクジェット法を用いて基板に機能液を塗布する液滴吐出装置が特許文献１に開示されている。液滴吐出装置は液滴吐出ヘッドを備え、液滴吐出ヘッドには液滴を吐出する複数のノズルが形成されている。液滴吐出ヘッドには各ノズルと連通するキャビティとキャビティの体積を増減させる振動子が設置されている。そして、振動子がキャビティの体積を増減させることにより、キャビティに充填された液状体が液滴となってノズルから吐出される。
【０００５】
液滴吐出装置はワークを移動させるワーク移動機構と液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備えている。このワークと液滴吐出ヘッドとは直交する方向に移動する。そして、機能液を塗布する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッドが位置するときに、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出する。これにより、所定の位置に液滴を着弾させてワークに所定のパターンを描画していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
１枚の基板上に複数種類のカラーフィルターを形成することにより、複数種類のカラーフィルターを同時に製造することができる。これにより、要求される多種類のカラーフィルターを早く製造することができる。カラーフィルターは種類毎に着色する領域である各画素の広さが異なっている。従って、広さの異なる領域毎に液滴の量と吐出回数を設定し所定の量の機能液を塗布する必要がある。これまでは、１つの液滴吐出ヘッドから１種類の吐出量の液滴しか吐出できなかった。そのため、広さの異なる複数の領域に同時に液滴を吐出することができなかったので、広さの異なる領域は別々に液滴を吐出する必要があった。そこで、複数の領域毎に所望の量の液状体を生産性良く塗布可能な液滴吐出装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例にかかる液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルを複数有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドは複数種類の吐出量の前記液滴を同時に吐出することを特徴とする。
【００１０】
この液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドは複数のノズルを備えているので、複数の場所に同時に液滴を吐出することができる。そして、複数種類の吐出量の液滴を吐出することができる為、吐出する場所で異なる吐出量の液滴を着弾させることができる。従って、各場所に着弾させる液滴の量を制御することができる為、複数の場所に所定量の液状体を生産性良く塗布することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記吐出量を制御する吐出制御部を備え、前記吐出制御部は前記ノズル毎に前記吐出量を制御することを特徴とする。
【００１２】
この液滴吐出装置によれば、吐出制御部は各ノズルの吐出量を異なる量に制御することができる。従って、吐出制御部は着弾させる液滴の量を着弾位置毎に制御することができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは前記ノズル毎に前記液滴を吐出する駆動素子を備え、前記吐出制御部は前記吐出量に対応する駆動信号を前記駆動素子毎に出力し、前記駆動素子は前記駆動信号に応じて前記液滴を吐出することを特徴とする。
【００１４】
この液滴吐出装置によれば、吐出制御部は吐出量に対応する駆動信号を個別に各駆動素子に出力する。従って、駆動素子は個々の駆動信号に対応する吐出量の液滴を吐出することができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記駆動素子は印加される電圧に応じて前記吐出量が変わる素子であり、前記駆動信号は所定の区間で所定の駆動電圧に維持される駆動波形であり、前記吐出制御部は前記吐出量に応じて前記駆動電圧を制御することを特徴とする。
【００１６】
この液滴吐出装置によれば、駆動波形の駆動電圧を制御することにより吐出量を切り替えている。電圧を制御するのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で制御することができる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例にかかる液滴吐出方法は、基材に設けられた複数の膜形成領域に向けて液滴を吐出する液滴吐出方法であって、複数種類の吐出量の前記液滴を液滴吐出ヘッドから複数の前記膜形成領域に同時に吐出することを特徴とする。
【００１８】
この液滴吐出方法によれば、液滴吐出ヘッドは複数の場所に同時に液滴を吐出する。そして、液滴吐出ヘッドは複数種類の吐出量の液滴を吐出することができる為、各膜形成領域にそれぞれ所定の吐出量の液滴を着弾させることができる。従って、各膜形成領域に着弾させる液滴の量を制御することができる為、複数の膜形成領域に所定量の液状体を生産性良く塗布することができる。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記膜形成領域に吐出する前記液滴の総和の目標値である吐出目標値を整数にて除算した値に前記吐出量を設定することを特徴とする。
【００２０】
この液滴吐出方法によれば、吐出量は吐出目標値を整数にて除算した値に設定されている。従って、吐出量の液滴を所定の回数吐出することにより、吐出目標値と同量の液滴を膜形成領域に吐出することができる。
【００２１】
［適用例７］
本適用例にかかるカラーフィルターの製造方法は、基材上に区画形成された複数の膜形成領域に着色膜を有するカラーフィルターの製造方法であって、前記膜形成領域は面積の異なる第１膜形成領域と第２膜形成領域とを有し、前記第１膜形成領域と前記第２膜形成領域とへ吐出量の異なる液滴を同時に吐出する描画工程と、吐出された前記液滴を固化して前記着色膜を形成する固化工程と、前記基材を分離して前記第１膜形成領域を含む第１カラーフィルターと前記第２膜形成領域を含む第２カラーフィルターとを形成する分離工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
このカラーフィルターの製造方法によれば、描画工程にて第１膜形成領域と第２膜形成領域とに液滴を吐出し、固化工程にて液滴を固化して着色膜を形成している。そして、分離工程において基材を分離して第１カラーフィルターと第２カラーフィルターとを形成している。描画工程において液滴吐出ヘッドは第１膜形成領域と第２膜形成領域とに同時に液滴を吐出する。このとき、第１膜形成領域と第２膜形成領域とで異なる吐出量の液滴を着弾させている。従って、第１膜形成領域に液滴を吐出した後、第２膜形成領域に液滴を吐出する場合に比べて各膜形成領域に所定量の液滴を生産性良く着弾させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、カラーフィルターを示す模式平面図、（ｂ）は、カラーフィルターの模式断面図。
【図２】（ａ）は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの配置を示す模式平面図、（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図３】（ａ）は、吐出量測定装置を示す模式断面図、（ｂ）は、載置面上に配置された基板を示す模式平面図。
【図４】液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図５】（ａ）は、液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図、（ｂ）は、駆動波形を示すタイムチャート。
【図６】カラーフィルターを製造する製造工程を示すフローチャート。
【図７】描画方法を説明するための模式図。
【図８】描画方法を説明するための模式図。
【図９】描画方法を説明するための模式図。
【図１０】第２の実施形態にかかわる圧電素子の駆動波形を説明するためのタイムチャート。
【図１１】第３の実施形態にかかわり、（ａ）は、液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図、（ｂ）は、駆動波形を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２５】
（第１の実施形態）
本実施形態における特徴的な液滴吐出装置の例とこの液滴吐出装置を用いて液滴を吐出してカラーフィルターを形成する特徴的な製造方法の例とについて図１〜図９に従って説明する。
【００２６】
（カラーフィルター）
最初に、カラーフィルター１について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、カラーフィルターを示す模式平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のカラーフィルターのＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。カラーフィルター１は液晶テレビ等の表示装置に用いられる。画像信号に応じた輝度分布をもつ白色光をカラーフィルター１に通過させることにより、カラー画像が形成される。図１に示すように、カラーフィルター１は基材としての基板２を備えている。この基板２は光透過性があり、張力に対して破れ難い強度があればよく、ガラス板、プラスチック板、プラスチックシート等を用いることができる。本実施形態においては、例えば、ガラス板を採用している。基板２の上面には着色素子３が縦横並んで配列して形成されている。そして、着色素子３は赤、青、緑色の着色素子３により構成され、各色の着色素子３が列毎に配列して配置されている。図１（ａ）において、上から赤色素子列３ａ、青色素子列３ｂ、緑色素子列３ｃの順に着色素子３が配列して配置されている。そして、図中の上から下へ、この順番を繰り返してストライプ状に配置されている。
【００２７】
着色素子３は格子状に形成された隔壁４を備え、隔壁４は着色された樹脂材料によって形成されている。これにより隔壁４を光が透過しないようになっている。隔壁４によって矩形に仕切られた場所には赤色着色膜５ａ、青色着色膜５ｂ、緑色着色膜５ｃ等の着色膜５が形成されている。赤色素子列３ａの着色素子３には赤色着色膜５ａが形成され、青色素子列３ｂ、緑色素子列３ｃにはそれぞれ青色着色膜５ｂ、緑色着色膜５ｃが形成されている。
【００２８】
（液滴吐出装置）
次に、基板２に液滴を吐出して着色膜５を形成する液滴吐出装置６について図２に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００２９】
図２（ａ）は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置６により液滴が吐出される。図２（ａ）に示すように、液滴吐出装置６には直方体形状に形成された基台７を備えている。本実施形態では、この基台７の長手方向をＹ方向とし水平面上でＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物である基板２とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。
【００３０】
基台７の上面７ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール８がＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台７の上側には、一対の案内レール８に対応する図示しない直動機構を備えたステージ９が取付けられている。そのステージ９の直動機構にはリニアモーターやネジ式直動機構等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、ステージ９はＹ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台７の上面７ａには案内レール８と平行に主走査位置検出装置１０が配置され、主走査位置検出装置１０によりステージ９の位置が検出される。
【００３１】
そのステージ９の上面には載置面１１が形成され、その載置面１１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。載置面１１上には基板２が設置され、基板２は基板チャック機構により載置面１１に固定されている。この基板２には隔壁４が形成されている。
【００３２】
基台７のＸ方向両側には一対の支持台１２が立設され、その一対の支持台１２にはＸ方向に延びる案内部材１３が架設されている。その案内部材１３の上側には吐出する機能液を供給可能に収容する収容タンク１４が設置されている。収容タンク１４は３つの容器に仕切られており、各容器にはそれぞれ赤色、青色、緑色の染料または顔料を含む機能液が収納されている。
【００３３】
案内部材１３の下側にはＸ方向に延びる案内レール１５がＸ方向全幅にわたって設置されている。案内レール１５に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ１６は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１６は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ９が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ１６が案内レール１５に沿って走査移動する。案内部材１３とキャリッジ１６との間には副走査位置検出装置１７が配置され、キャリッジ１６の位置が検出される。キャリッジ１６の下側にはヘッドユニット１８が設置され、このヘッドユニット１８のステージ９側には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００３４】
基台７の−Ｘ方向側の側面であって案内部材１３と対向する場所には吐出量測定装置１９が配置されている。この吐出量測定装置１９は電子天秤を備え、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の重量を測定する機能を備えている。
【００３５】
図２（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの配置を示す模式平面図である。図２（ｂ）に示すように、１つのヘッドユニット１８には、３個の吐出部としての液滴吐出ヘッド２２がＹ方向において等間隔に配列して配置されている。そして、この各色の機能液を吐出する液滴吐出ヘッド２２はそれぞれＸ方向に千鳥状に配列して配置されている。各液滴吐出ヘッド２２には番号が付番されている。−Ｙ方向側の液滴吐出ヘッド２２には−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて１番〜３番の番号が付番されている。Ｙ方向中側の液滴吐出ヘッド２２には−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて４番〜６番の番号が付番されている。さらに、＋Ｙ方向側の液滴吐出ヘッド２２には−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて７番〜９番の番号が付番されている。１番〜３番の液滴吐出ヘッド２２には赤色の機能液が供給されている。そして、４番〜６番の液滴吐出ヘッド２２には青色の機能液が供給され、７番〜９番の液滴吐出ヘッド２２には緑色の機能液が供給されている。
【００３６】
そして、液滴吐出ヘッド２２の表面にはノズルプレート２３が配置され、ノズルプレート２３にはノズル２４が複数形成されている。ノズル２４の数や配列は吐出するパターンと基板２の大きさとに合わせて設定すればよい。本実施形態においては、例えば、１個のノズルプレート２３にはノズル２４の配列が１列形成され、１列には１５個のノズル２４が配置されている。このノズル２４は−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて１番〜１５番の番号が付番されている。
【００３７】
図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図２（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２は、ノズルプレート２３を備え、ノズルプレート２３には、ノズル２４が形成されている。ノズルプレート２３の図中上側であって、ノズル２４と対向する位置には、ノズル２４と連通する圧力室としてのキャビティ２５が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド２２のキャビティ２５には、収容タンク１４に貯留されている液状体としての機能液２６が図示しない流路を介して供給される。
【００３８】
キャビティ２５の上側には、上下方向（Ｚ方向）に振動して、キャビティ２５内の容積を拡大縮小する振動板２７と、上下方向に伸縮して振動板２７を振動させる駆動素子としての圧電素子２８が配設されている。そして、液滴吐出ヘッド２２が圧電素子２８を制御駆動するための駆動信号を受けると、圧電素子２８が伸縮する。これにより、振動板２７がキャビティ２５内の容積を拡大縮小してキャビティ２５を加圧する。その結果、液滴吐出ヘッド２２のノズル２４から、縮小した容積分の機能液２６が液滴２９として吐出される。
【００３９】
図３（ａ）は、吐出量測定装置を示す模式断面図である。図３（ａ）において、吐出量測定装置１９は土台３０を備え、土台３０の上には内部に空洞を備えた外装部３１が設置されている。外装部３１の内部には３台の電子天秤３２がＹ方向に配列して設置されている。各電子天秤３２には受皿３３が配置され、受皿３３のＺ方向側にはスポンジ状の吸収体３４が設置されている。そして、液滴吐出ヘッド２２から受皿３３に吐出された液滴２９が跳ねて受皿３３の外に出ないようになっている。受皿３３に着弾した液滴２９は合体して機能液２６の液溜まりとなり、吸収体３４を通過して受皿３３上に蓄積される。液滴吐出ヘッド２２が液滴２９を複数回吐出し、吐出する前後で電子天秤３２は受皿３３と受皿３３に吐出された液滴２９とを合わせた重量を測定する。そして、吐出前後における受皿３３の重量の差分を演算することにより、吐出量測定装置１９は吐出された液滴２９の重量を算出する。そして、算出された液滴２９の重量を吐出回数にて除算することにより、吐出量測定装置１９は１回の吐出における液滴２９の重量を検出することができる。
【００４０】
図３（ｂ）は、載置面上に配置された基板を示す模式平面図である。図３（ｂ）において、基板２上には隔壁４によって２つの第１パターン３５と３つの第２パターン３６とが形成されている。第１パターン３５と第２パターン３６とは相似形のパターンであり、第１パターン３５は第２パターン３６を拡大した図形となっている。第１パターン３５において隔壁４に区分けされた領域を第１膜形成領域としての第１塗布領域３７とし、第２パターン３６において隔壁４に区分けされた領域を第２膜形成領域としての第２塗布領域３８とする。第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８が液滴吐出装置６によって機能液２６が塗布される場所となっている。２つの第１パターン３５は主走査方向であるＹ方向に並んで配置され、３つの第２パターン３６もＹ方向に並んで配置されている。そして、副走査方向であるＸ方向には第１パターン３５と第２パターン３６とが並んで配置されている。
【００４１】
第１パターン３５及び第２パターン３６を取り囲んで矩形の切断予定線３９が設定される。切断予定線３９はカラーフィルター１の外形となる線である。基板２は切断予定線３９に沿って分離されることにより個々のカラーフィルター１となる。
【００４２】
図４は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図４に示すように、液滴吐出装置６は液滴吐出装置６の動作を制御する制御部としての制御装置４２を備えている。そして、制御装置４２はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４３と、各種情報を記憶する記憶部としてのメモリー４４とを備えている。
【００４３】
主走査駆動装置４５、主走査位置検出装置１０、副走査駆動装置４６、副走査位置検出装置１７は、入出力インターフェイス４７及びデータバス４８を介してＣＰＵ４３に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド２２を駆動するヘッド駆動回路４９、吐出量測定装置１９、入力装置５０、表示装置５１も入出力インターフェイス４７及びデータバス４８を介してＣＰＵ４３に接続されている。
【００４４】
主走査駆動装置４５はステージ９の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置４６はキャリッジ１６の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置１０がステージ９の位置を検出し、主走査駆動装置４５がステージ９を駆動することにより、ステージ９を所望の速度で移動して停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検出装置１７がキャリッジ１６の位置を検出し、副走査駆動装置４６がキャリッジ１６を駆動することにより、キャリッジ１６を所望の位置に移動して停止することが可能となっている。
【００４５】
入力装置５０は液滴２９を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板２に液滴２９を吐出する座標を図示しない外部装置から受信して入力する装置である。表示装置５１は加工条件や作業状況を表示する装置であり、操作者は表示装置５１に表示される情報を確認し入力装置５０を用いて入力操作を行う。
【００４６】
メモリー４４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には液滴吐出装置６における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト５２を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板２上に吐出する吐出位置の座標データである吐出位置データ５３を記憶するための記憶領域も設定される。
【００４７】
他にも、液滴吐出ヘッド２２を駆動するときの駆動波形の電圧と吐出量の関係を示すデータである駆動電圧データ５４や液滴吐出ヘッド２２を駆動する波形の形状を示す駆動波形データ５５等の吐出条件を複数記憶するための記憶領域が設定される。さらに、吐出する各場所における駆動波形の電圧のデータである吐出計画データ５６を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、ＣＰＵ４３のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種類の記憶領域が設定される。
【００４８】
ＣＰＵ４３は、メモリー４４内に記憶されたプログラムソフト５２に従って基板２上の所定の位置に液滴２９を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、液滴吐出ヘッド２２から液滴２９を吐出して描画するための制御を行う描画制御部５７を有する。描画制御部５７を詳しく分割すれば、描画制御部５７はステージ９を主走査方向へ所定の速度で走査移動させるための制御を行う主走査制御部５８を有する。他にも、描画制御部５７は液滴吐出ヘッド２２を副走査方向へ所定の副走査量で移動させるための制御を行う副走査制御部５９を有する。さらに、描画制御部５７は液滴吐出ヘッド２２内に複数あるノズルのうち、どのノズルに対応する圧電素子２８を作動させて液滴２９を吐出するかを制御する吐出制御部６０等といった各種の制御部を有する。
【００４９】
他にも、液滴吐出ヘッド２２及び吐出量測定装置１９を駆動して液滴吐出ヘッド２２が吐出する液滴２９の重量である吐出量を測定する吐出量測定制御部６１を有する。さらに、第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に吐出する機能液２６の量と吐出特性からノズル２４から吐出する液滴２９の吐出量と吐出回数を設定する吐出条件設定部６２を有する。他にも液滴２９を吐出する各場所における圧電素子２８の駆動波形を設定する吐出計画設定部６３を有する。
【００５０】
図５（ａ）は、液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図である。図５（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２はヘッド駆動回路４９と電気的に接続され、ヘッド駆動回路４９は制御装置４２と電気的に接続されている。ヘッド駆動回路４９は液滴吐出ヘッド２２を駆動する回路であり、制御装置４２は液滴吐出装置６の動作を制御する装置である。
【００５１】
制御装置４２は機能液２６を吐出するノズル２４にかかわるデータや、吐出するときに圧電素子２８を駆動する駆動信号データ及び吐出タイミングデータ等をヘッド駆動回路４９に出力する。ヘッド駆動回路４９は、主に吐出制御回路６６と９個の駆動信号回路６７及び電力供給回路６８とを備え、吐出制御回路６６は駆動信号回路６７及び電力供給回路６８と電気的に接続されている。ヘッドユニット１８には９個の液滴吐出ヘッド２２が配置されており、１個の液滴吐出ヘッド２２に対して駆動信号回路６７が１個配置されている。吐出制御回路６６、駆動信号回路６７、電力供給回路６８の個数は、これに限らず、装置の仕様に合わせて適正な個数を配置するのが好ましい。
【００５２】
制御装置４２からヘッド駆動回路４９へ出力されたデータは吐出制御回路６６に入力される。吐出制御回路６６は入力されたノズル２４にかかわるデータ及び駆動信号データを液滴吐出ヘッド２２毎に区分する。そして、吐出制御回路６６は区分した駆動信号データと吐出タイミングデータを駆動信号回路６７に分配して出力する。さらに、駆動電圧データを電力供給回路６８に出力する。駆動信号回路６７は入力した吐出波形データや吐出タイミングデータ等のデータを用いて吐出波形信号を形成する。
【００５３】
液滴吐出ヘッド２２は、分配回路６９と圧電素子２８とを備え、駆動信号回路６７及び電力供給回路６８は分配回路６９と電気的に接続されている。さらに、分配回路６９は圧電素子２８と電気的に接続されている。そして、駆動信号回路６７は機能液２６を吐出するタイミングに合わせて、圧電素子２８を駆動する駆動波形の電圧信号を分配回路６９に出力する。さらに、電力供給回路６８は入力した駆動電圧データに対応する供給電圧を分配回路６９に出力する。
【００５４】
分配回路６９は、入力した吐出波形信号と供給電圧とを用いて各圧電素子２８に駆動波形を出力する。そして、各圧電素子２８は駆動波形を入力し、駆動波形に対応して収縮した後伸長する。これにより、液滴吐出ヘッド２２から機能液２６が吐出される。
【００５５】
図５（ｂ）は、駆動波形を示すタイムチャートである。図５（ｂ）において、縦軸は電圧を示し、上側が下側より高い電圧になっている。横軸は時間の経過を示し時間は図中左から右に推移する。吐出波形信号７０は駆動信号回路６７が分配回路６９に出力する信号を示している。吐出波形信号７０の波形は電圧が０〜１ボルトの間で変化し台形状に形成されている。吐出波形信号７０の例として第１吐出波形信号７０ａ、第２吐出波形信号７０ｂ、第３吐出波形信号７０ｃの３種類の波形が示されている。
【００５６】
吐出波形信号７０は所定の電圧まで上昇し所定の区間電圧を維持した後下降する。電圧が上昇するタイミングにて圧電素子２８が収縮してキャビティ２５の体積が増える。電圧が下降するタイミングにて圧電素子２８が伸長してキャビティ２５の体積が減少する。従って、電圧が上昇するタイミングにてキャビティ２５内に機能液２６が流入し、電圧が下降するタイミングにて液滴２９が吐出される。電圧が上昇するタイミングと電圧が下降するタイミングとの間隔は略一定の間隔が維持される。これにより、吐出量が品質良く制御される。第１吐出波形信号７０ａ、第２吐出波形信号７０ｂ、第３吐出波形信号７０ｃの各吐出波形信号７０における波形高さ７１をそれぞれ０．９ボルトの第１波形高さ７１ａ、０．８ボルトの第２波形高さ７１ｂ、０．７ボルトの第３波形高さ７１ｃとする。
【００５７】
供給電圧波形７２は電力供給回路６８が分配回路６９に出力する供給電圧７３の波形を示す。供給電圧波形７２に示すように供給電圧７３は３０ボルトの一定な電圧となっている。
【００５８】
駆動信号としての駆動波形７４は分配回路６９が圧電素子２８に出力する電圧の波形である。駆動波形７４は吐出波形信号７０と供給電圧波形７２とが乗算されて形成されている。吐出波形信号７０の波形高さが第１波形高さ７１ａ、第２波形高さ７１ｂ、第３波形高さ７１ｃのときの駆動波形７４をそれぞれ第１駆動波形７４ａ、第２駆動波形７４ｂ、第３駆動波形７４ｃとする。そして、駆動波形７４が上昇して所定の区間維持される電圧を駆動電圧７５とする。このとき、第１駆動波形７４ａの駆動電圧７５である第１駆動電圧７５ａは０．９ボルトの第１波形高さ７１ａと３０ボルトの供給電圧７３とを乗算した２７ボルトになっている。同様に、第２駆動波形７４ｂの駆動電圧７５である第２駆動電圧７５ｂは０．８ボルトの第２波形高さ７１ｂと３０ボルトの供給電圧７３とを乗算した２４ボルトになっている。第３駆動波形７４ｃの駆動電圧７５である第３駆動電圧７５ｃは０．７ボルトの第３波形高さ７１ｃと３０ボルトの供給電圧７３とを乗算した２１ボルトになっている。
【００５９】
分配回路６９は駆動波形７４の電圧信号を圧電素子２８に出力する。このとき、分配回路６９はノズル２４毎に設定された駆動波形７４の電圧信号を圧電素子２８に出力する。そして、１つの液滴吐出ヘッド２２内の圧電素子２８には各々吐出量に対応する駆動波形７４が出力される。吐出波形信号７０の波形高さ７１は吐出毎に切り替えられるので、吐出する毎に駆動波形７４の駆動電圧７５を変更することが可能になっている。
【００６０】
（描画方法）
次に、上述した液滴吐出装置６を使って、液滴吐出ヘッド２２から基板２に吐出して描画する描画方法について図６〜図９を用いて説明する。図６は、基板に液滴を吐出してカラーフィルターを製造する製造工程を示すフローチャートである。図７〜図９は、液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図である。
【００６１】
ステップＳ１は吐出特性測定工程に相当する。この工程では圧電素子を駆動する駆動波形を変えてノズルから液滴を吐出する。そして、駆動波形を変更したときに吐出される液滴の量の変化を測定する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は電圧−吐出位置設定工程に相当する。この工程は基板における液滴吐出ヘッドの各位置に対して圧電素子を駆動する駆動波形を設定する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は給材工程に相当し、基板をステージの載置面に載置する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は吐出条件設定工程に相当する。この工程では予め設定されている駆動波形吐出波形信号を駆動信号回路に設定する。そして、２回目以降の走査移動後では改行してステージの移動方向を変更する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は吐出工程に相当し、ステージを移動させながらノズルから液滴を吐出する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は終了判断工程に相当し、液滴を吐出する予定の総ての場所に液滴を吐出したかの判断をする工程である。まだ吐出していない場所があるので吐出を継続するときステップＳ４に移行する。予定した総ての場所に液滴を吐出したので吐出を終了するときステップＳ７に移行する。ステップＳ４からステップＳ６までの工程を合わせてステップＳ１１の描画工程とする。この工程は基板に所定のパターンを描画する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は除材工程に相当し、基板を載置面から移動して次の工程へ基板を移動する工程である。ステップＳ８は、固化工程に相当し、基板に塗布された機能液を固化して膜を形成する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、分離工程に相当し、基板を切断して個々のカラーフィルターに分割する工程である。以上にて基板に液滴を吐出してカラーフィルターを製造する製造工程を終了する。
【００６２】
次に、図７〜図９を用いて図６に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッド２２から液滴２９を吐出してカラーフィルター１を製造する製造方法を詳細に説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、ステップＳ１の吐出特性測定工程に対応する図である。図７（ａ）に示すように、ステップＳ１において液滴吐出ヘッド２２の吐出量を検出する。吐出量測定制御部６１は駆動波形７４の駆動電圧７５を所定の電圧に設定する。そして、吐出量測定制御部６１はノズル２４から液滴２９を吐出する。そして、吐出量測定制御部６１は吐出量測定装置１９を駆動して吐出された液滴２９の重量である吐出量を検出する。
【００６３】
詳細には、まず、吐出量測定制御部６１は電子天秤３２に受皿３３の重量を測定させる。次に、吐出量測定制御部６１はヘッド駆動回路４９を駆動することにより液滴吐出ヘッド２２のノズル２４から所定の吐出回数の吐出を行う。このとき１つの液滴吐出ヘッド２２でステップＳ１１の描画工程で使用する総てのノズル２４から液滴２９を吐出する。液滴２９を吐出するノズル２４の数を吐出ノズル数とする。吐出回数が多い程測定精度が良くなるが消費する機能液２６の量が多量になるので、吐出回数は必要な測定精度を満たす条件内で少ない回数が良い。吐出回数は特に限定されないが本実施形態では例えば１０００回に設定している。
【００６４】
液滴２９を吐出した後で吐出量測定制御部６１は再度電子天秤３２に受皿３３の重量を測定させる。そして、液滴２９を吐出した後の受皿３３の重量から液滴２９を吐出する前の受皿３３の重量の差を演算する。その後、重量の差の値を吐出回数と吐出ノズル数とで除算することにより１つのノズル２４から１回吐出する液滴２９の吐出量を算出する。つまり、この吐出量は１つの液滴吐出ヘッド２２における吐出量の平均値となっている。尚、吐出量の検出において、ノズル２４毎に吐出量を検出しても良い。その場合には、各ノズル２４の吐出量を精度良く検出することができる。
【００６５】
続いて、吐出量測定制御部６１は駆動波形７４の駆動電圧７５を変更する。そして、吐出量測定制御部６１は同様の方法にて吐出量を検出する。吐出量測定制御部６１は駆動電圧７５の変更と吐出量の検出を繰り返して駆動電圧７５と吐出量との相関関係を検出する。
【００６６】
その結果、図７（ｂ）に示すように駆動電圧と吐出量との関係を示すグラフが得られる。図７（ｂ）において、横軸は駆動電圧７５を示し右側が左側より高い電圧となっている。縦軸は吐出量を示し上側が下側より大きな量となっている。駆動電圧吐出量相関線７６は駆動電圧７５と吐出量との関係を示す相関線である。駆動電圧吐出量相関線７６では駆動電圧７５が高くなる程吐出量が大きくなる相関関係となっている。この関係は液滴吐出ヘッド２２の吐出特性により変わるので液滴吐出ヘッド２２毎に検出するのが好ましい。
【００６７】
駆動電圧吐出量相関線７６の例において、駆動電圧７５が第１駆動電圧７５ａの２７ボルトのとき吐出量は１１ｎｇとなり、この吐出量を第１吐出量７７ａとする。同様に、駆動電圧７５が第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトのとき吐出量は９ｎｇとなり、この吐出量を第２吐出量７７ｂとする。吐出量測定制御部６１は駆動電圧吐出量相関線７６のデータを駆動電圧データ５４としてメモリー４４に出力し記憶させる。
【００６８】
図７（ｃ）及び図７（ｄ）はステップＳ２の電圧−吐出位置設定工程に対応する図である。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ２において、吐出条件設定部６２は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に吐出する液滴２９の総量の目標値である吐出目標値を設定する。吐出目標値は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８の面積と着色膜５の厚さとを乗算し機能液２６の固化前後の体積減少率にて除算することによって算出される。本実施形態では、例えば、第１塗布領域３７における吐出目標値は１１００ｎｇとし、第２塗布領域３８における吐出目標値は６３０ｎｇとする。
【００６９】
続いて、吐出条件設定部６２は各領域における吐出量を設定する。このとき、吐出条件設定部６２は吐出量を整数倍した値が吐出目標値に近くなるように吐出量を設定する。吐出量を整数倍した値が吐出目標値と同じ値となる場合はさらに好ましい。換言すれば、吐出条件設定部６２を整数にて除算した値に吐出量を設定するのが好ましい。
【００７０】
第１塗布領域３７では吐出量を第１吐出量７７ａの１１ｎｇにして１００回吐出することにより吐出目標値の１１００ｎｇに対応する量の機能液２６を塗布することができる。第１吐出量７７ａの１１ｎｇに対応する駆動電圧７５は第１駆動電圧７５ａの２７ボルトなので、第１塗布領域３７において圧電素子２８を駆動する駆動電圧７５は第１駆動電圧７５ａの２７ボルトに設定する。同様に、第２塗布領域３８では吐出量を第２吐出量７７ｂの９ｎｇにして７０回吐出することにより吐出目標値の６３０ｎｇに対応する量の機能液２６を塗布することができる。第２吐出量７７ｂに対応する駆動電圧７５は第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトなので、第２塗布領域３８において圧電素子２８を駆動する駆動電圧７５は第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトに設定する。
【００７１】
つまり、第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを選定するとき、第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを整数倍した値が吐出目標値となるように第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを選定している。これにより、吐出する液滴２９の総量を吐出目標値と同じにすることができる。尚、吐出量を選択可能な範囲内にこのような吐出条件が見出せない場合には、第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを整数倍した値が吐出目標値と近い値になるように第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを選定するのが好ましい。
【００７２】
図７（ｄ）に示すように、吐出計画設定部６３は液滴吐出ヘッド２２が移動する位置毎にノズル２４と対応する圧電素子２８を駆動するための吐出波形信号７０の波形高さ７１を設定する。番号の欄は液滴吐出ヘッド２２の番号が記載され１番〜９番のヘッド番号のいずれかが設定される。Ｘ座標とＹ座標には液滴吐出ヘッド２２の位置を示す座標が記載され、単位はｍｍとなっている。ノズル番号／波形高さ×１００の欄にはノズル番号を示す１〜１５の欄が設けられている。各欄には吐出波形信号７０の波形高さ７１の値に１００を乗算した値が記載される。供給電圧７３は３０ボルトで一定の電圧とするので波形高さ７１を設定することにより駆動電圧７５が設定される。
【００７３】
本実施形態では、例えば、１番の液滴吐出ヘッド２２においてＸ座標が１００．００ｍｍ、Ｙ座標が１５０．４０ｍｍの場所に位置するとき、吐出計画設定部６３はこの液滴吐出ヘッド２２の総ての波形高さ７１の値を第１波形高さ７１ａの０．９と設定する。図中波形高さ７１は１００倍した値が表示されているので９０の値が表示されている。このとき、圧電素子２８には供給電圧７３の３０ボルトと第１波形高さ７１ａの０．９を乗算した２７ボルトの第１駆動波形７４ａが出力される。
【００７４】
また、１番の液滴吐出ヘッド２２においてＸ座標が７００．００ｍｍ、Ｙ座標が９５０．８０ｍｍの場所に位置するとき、吐出計画設定部６３はノズル番号が１番〜４番、５番〜１０番、１１番〜１５番の各波形高さ７１を０．９、０、０．８とする。このとき、ノズル番号が１番〜４番のノズル２４と対応する圧電素子２８には第１駆動波形７４ａが出力される。ノズル番号が５番〜１０番のノズル２４と対応する圧電素子２８には駆動波形７４が出力されない。ノズル番号が１１番〜１５番のノズル２４と対応する圧電素子２８には第２駆動波形７４ｂが出力される。この様に、各ノズル２４と対応する圧電素子２８には各ノズル２４から出力する液滴２９の吐出量に対応する駆動電圧７５が液滴吐出ヘッド２２の場所毎に設定される。
【００７５】
吐出計画設定部６３は第１塗布領域３７に第１吐出量７７ａの液滴２９を１００回吐出するように設定する。さらに、吐出計画設定部６３は第２塗布領域３８に第２吐出量７７ｂの液滴２９を７０回吐出するように設定する。これにより、吐出計画設定部６３は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布される機能液２６の量を吐出目標値に設定する。そして、吐出計画設定部６３は設定した機能液２６を吐出する位置と波形高さ７１のデータを吐出計画データ５６としてメモリー４４に記憶する。
【００７６】
図８（ａ）はステップＳ３の給材工程に対応する図である。図８（ａ）に示すように、ステップＳ３において操作者は基板２をステージ９の載置面１１上に載置する。基板２には予め隔壁４が形成されている。隔壁４はフォトリソグラフィーの方法を用いて製造することができる。尚、この製造方法は公知な方法であり、説明を省略する。次に、液滴吐出装置６は吸引式の基板チャック機構を駆動させることにより基板２を載置面１１に固定する。尚、わかり易くするために図中の液滴吐出ヘッド２２及びノズル２４は１個のみ表示され、他の液滴吐出ヘッド２２、ノズル２４やヘッドユニット１８は省略されている。
【００７７】
図８（ｂ）はステップＳ４の吐出条件設定工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステージ９が走査移動する区間は３つの区間に区分けされる。第１設定区間７８ａは基板２がＹ方向に１回移動する間の描画条件を設定する区間である。ステップＳ４において、描画制御部５７はメモリー４４から吐出計画データ５６を入力する。そして、各区間で液滴吐出ヘッド２２に対向する基板２の位置に対応して吐出するノズル２４と吐出波形信号７０のデータをヘッド駆動回路４９に出力する準備を行う。
【００７８】
第２設定区間７８ｂは第１パターン３５の第１塗布領域３７及び第２パターン３６の第２塗布領域３８に液滴２９を吐出する区間である。第１塗布領域３７と対向する場所のノズル２４の圧電素子２８には吐出制御部６０が第１駆動波形７４ａを出力させる。そして、駆動電圧７５は第１駆動電圧７５ａの２７ボルトに設定される。さらに、第２塗布領域３８と対向する場所のノズル２４の圧電素子２８には吐出制御部６０が第２駆動波形７４ｂを出力させる。そして、駆動電圧７５は第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトに設定される。
【００７９】
第３設定区間７８ｃは基板２が−Ｙ方向に１回移動する間の描画条件を設定する区間である。描画制御部５７は第１設定区間７８ａと同様に各区間で液滴吐出ヘッド２２に対向する基板２の位置に対応して吐出するノズル２４と吐出波形信号７０のデータをヘッド駆動回路４９に出力する準備を行う。さらに、副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行動作を行い、主走査制御部５８がステージ９の移動方向を変更する。
【００８０】
続いて、液滴吐出ヘッド２２が第３設定区間７８ｃから第１設定区間７８ａに向かって移動する。その後、第１設定区間７８ａにおいて描画制御部５７は再度第２設定区間７８ｂで液滴吐出ヘッド２２に対向する基板２の位置に対応して吐出するノズル２４と吐出波形信号７０のデータをヘッド駆動回路４９に出力する準備を行う。さらに、副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行動作を行い、主走査制御部５８がステージ９の移動方向を変更する。以上のように、第１設定区間７８ａ及び第３設定区間７８ｃにおいて液滴吐出ヘッド２２と基板２とが１方向に相対移動する間の吐出準備を行う。そして、液滴吐出ヘッド２２と基板２とを相対的に往復移動させながら吐出する吐出条件を設定する。
【００８１】
図８（ｃ）〜図９（ｃ）はステップＳ５の吐出工程に対応する図である。図８（ｃ）に示すように、ステップＳ５において、主走査制御部５８はステージ９をＹ方向に走査移動させる。そして、第１設定区間７８ａ及び第３設定区間７８ｃにて副走査制御部５９はキャリッジ１６を駆動させて改行を行う。第２設定区間７８ｂにおいて液滴２９を吐出する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッド２２が位置するとき、吐出制御部６０はノズル２４から第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に液滴２９を吐出させる。
【００８２】
主走査制御部５８がステージ９を移動させることにより液滴吐出ヘッド２２と基板２とがＹ方向に相対移動する。これにより、図９（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２が第１塗布領域３７と対向する場所に位置する。吐出制御部６０はヘッド駆動回路４９に第１駆動波形７４ａで圧電素子２８を駆動させる。これにより、液滴吐出ヘッド２２は第１塗布領域３７に第１吐出量７７ａである１１ｎｇの液滴を吐出する。吐出制御部６０は吐出計画データ５６に基づいて液滴２９を吐出するので第１塗布領域３７には１００回の吐出が行われる。その結果、第１塗布領域３７には吐出目標値である１１００ｎｇの機能液２６が塗布される。
【００８３】
副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行を行う。続いて、主走査制御部５８がステージ９を移動させることにより液滴吐出ヘッド２２と基板２とがＹ方向に相対移動する。この動作を複数回実施する。これにより、図９（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２の一部が第１塗布領域３７と対向する場所に位置し、一部が第２塗布領域３８と対向する場所に位置する。この場所においても吐出制御部６０はヘッド駆動回路４９を駆動する。吐出制御部６０は、第１塗布領域３７と対向するノズル２４と対応する圧電素子２８をヘッド駆動回路４９に第１駆動波形７４ａで駆動させる。同時に、吐出制御部６０は、第２塗布領域３８と対向するノズル２４と対応する圧電素子２８をヘッド駆動回路４９に第２駆動波形７４ｂで駆動させる。これにより、液滴吐出ヘッド２２は第１塗布領域３７に第１吐出量７７ａである１１ｎｇの液滴を吐出する。同時に、液滴吐出ヘッド２２は第２塗布領域３８に第２吐出量７７ｂである９ｎｇの液滴を吐出する。吐出制御部６０は吐出計画データ５６に基づいて液滴２９を吐出するので第１塗布領域３７には液滴２９が１００回吐出され、第２塗布領域３８には液滴２９が７０回吐出される。その結果、第１塗布領域３７には吐出目標値である１１００ｎｇの機能液２６が塗布され、第２塗布領域３８には吐出目標値である６３０ｎｇの機能液２６が塗布される。
【００８４】
さらに、副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行を行う。続いて、主走査制御部５８がステージ９を移動させることにより液滴吐出ヘッド２２と基板２とがＹ方向に相対移動する。これにより、図９（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２が第２塗布領域３８と対向する場所に位置する。吐出制御部６０はヘッド駆動回路４９に第２駆動波形７４ｂで圧電素子２８を駆動させる。これにより、液滴吐出ヘッド２２は第２塗布領域３８に第２吐出量７７ｂである９ｎｇの液滴を吐出する。吐出制御部６０は吐出計画データ５６に基づいて液滴２９を吐出するので第２塗布領域３８には７０回の吐出が行われる。その結果、第２塗布領域３８には吐出目標値である６３０ｎｇの機能液２６が塗布される。
【００８５】
ステップＳ６の終了判断工程において予定した総ての場所に液滴２９を吐出したことを確認するまでステップＳ１１の描画工程が行われる。予定した総ての場所に液滴２９を吐出したときステップＳ７の除材工程に移行する。ステップＳ７では操作者が基板チャック機構を解除し基板２を載置面１１から次工程に移動する。
【００８６】
図９（ｄ）はステップＳ８の固化工程に対応する図である。図９（ｄ）に示すように、ステップＳ８において機能液２６が塗布された基板２を乾燥装置８１の内部に配置する。乾燥装置８１は乾燥室８２を備えている。乾燥室８２は載置台８３を備え、基板２がこの載置台８３に設置される。乾燥室８２は図中上側の供給管８４及び供給バルブ８５を介して乾燥気体供給部８６と接続されている。さらに、乾燥室８２は図中下側の排気管８７及び排気バルブ８８を介して排気部８９と接続されている。そして、乾燥気体供給部８６から供給される乾燥気体９０が供給バルブ８５及び供給管８４を介して乾燥室８２に供給される。次に、乾燥気体９０は基板２に塗布された機能液２６に沿って流動する。このとき、機能液２６に含まれる溶媒及び分散媒を乾燥気体９０に蒸発させて除去することにより、乾燥装置８１は機能液２６を乾燥させる。そして、機能液２６が乾燥することにより、着色膜５が形成される。次に、溶媒及び分散媒を含んだ乾燥気体９０は排気管８７及び排気バルブ８８を通過して、排気部８９により図示しない排気処理装置に排気される。
【００８７】
ステップＳ９の分離工程では基板２が分離される。基板２がガラス板の場合には作業者が基板２上でカラーフィルター１の外形を形成する切断予定線３９に沿ってガラスカッターを摺動する。これにより基板２には切断予定線３９線に沿ってクラックが形成される。そして、クラックが開くように基板２に応力を加えることにより基板２を分断する。個々のカラーフィルター１についても同様の処理を行い、カラーフィルター１を総て分離する。これにより、カラーフィルター１が完成する。以上の工程により、基板２に液滴２９を吐出してカラーフィルター１を製造する製造工程を終了する。
【００８８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、液滴吐出ヘッド２２は複数のノズル２４を備えているので、複数の場所に同時に液滴２９を吐出することができる。そして、複数種類の吐出量の液滴２９を吐出することができる為、吐出する場所で異なる吐出量の液滴２９を着弾させることができる。従って、各場所に塗布する機能液２６の量を制御することができる。
【００８９】
（２）本実施形態によれば、吐出制御部６０はノズル２４毎に吐出量を異なる量に制御することができる。従って、吐出制御部６０は着弾させる液滴２９の量を着弾位置毎に制御することができる。
【００９０】
（３）本実施形態によれば、吐出制御部６０は吐出量に対応する駆動波形７４を個別に各圧電素子２８に出力する。従って、圧電素子２８は個々の駆動波形７４に対応する吐出量の液滴２９を吐出させることができる。
【００９１】
（４）本実施形態によれば、駆動波形７４の駆動電圧７５を切り替えることにより吐出量を切り替えている。電圧を切り替えるのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で制御することができる。
【００９２】
（５）本実施形態によれば、第１吐出量７７ａである１１ｎｇは第１塗布領域３７の吐出目標値である１１００ｎｇを１００で割り切れる値に設定されている。従って、第１吐出量７７ａの液滴２９を１００回吐出することにより、第１塗布領域３７に吐出目標値の量の機能液２６を塗布することができる。同様に、第２吐出量７７ｂである９ｎｇは第２塗布領域３８の吐出目標値である６３０ｎｇを７０で割り切れる値に設定されている。従って、第２吐出量７７ｂの液滴２９を７０回吐出することにより、第２塗布領域３８に吐出目標値の量の機能液２６を塗布することができる。
【００９３】
（６）本実施形態によれば、ステップＳ１１の描画工程において液滴吐出ヘッド２２は第１塗布領域３７と第２塗布領域３８とに同時に液滴２９を吐出している。このとき、第１塗布領域３７と第２塗布領域３８とで異なる吐出量の液滴２９を着弾させている。従って、液滴吐出装置６は第１塗布領域３７に液滴２９を吐出した後、吐出量を切り替えて第２塗布領域３８に液滴２９を吐出する場合に比べて生産性良く液滴２９を吐出することができる。
【００９４】
（第２の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図１０の圧電素子の駆動波形を説明するためのタイムチャートを用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図５（ｂ）に示した駆動波形７４の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９５】
すなわち、本実施形態では、図１０に示したように駆動波形の形状を変えることにより吐出条件を切り替える３つの例を示している。尚、吐出条件を切り替える例はこれに限らず液滴吐出ヘッド２２の特性に合わせて操作し易い方法を選択してもよい。図の横軸は時間の経過を示し、時間は左から右へ推移する。縦軸は電圧を示し、上側は下側より高い電圧となっている。図１０（ａ）において第１波形９３ａ、第２波形９３ｂ、第３波形９３ｃは波長９４が異なる駆動波形９３の一例を示している。第１波形９３ａ、第２波形９３ｂ、第３波形９３ｃの波長９４はそれぞれ、第１波長９４ａ、第２波長９４ｂ、第３波長９４ｃである。この３つの駆動波形９３において第１波長９４ａが最も長く、第３波長９４ｃが最も短くなっている。
【００９６】
本実施形態の液滴吐出ヘッド２２では波長９４が長い方が短い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド２２の構造によって異なる。そして、ステップＳ１の吐出特性測定工程において駆動電圧７５を所定の電圧に固定して波長９４を変える。そして、吐出量測定制御部６１は各波長９４の駆動波形９３にて圧電素子２８を駆動する。これにより、波長９４に対する吐出量の関係を示す波長吐出量相関線を設定することができる。この波長吐出量相関線は第１の実施形態における駆動電圧吐出量相関線７６に対応する線である。そして、吐出量が第１吐出量７７ａとなる駆動波形９３の第１波長９４ａと吐出量が第２吐出量７７ｂとなる駆動波形９３の第２波長９４ｂを算出する。ステップＳ５の吐出工程では吐出量に対応して駆動波形９３の波長９４を切り替える。これにより、描画制御部５７は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布する機能液２６の量を吐出目標値となるように制御することができる。
【００９７】
図１０（ｂ）において第４波形９５ａ、第５波形９５ｂ、第６波形９５ｃは波形が異なる駆動波形９５の一例を示している。駆動波形９５は台形状の正電圧の前部波形９６とこの波形の後に続けて台形状の負電圧の後部波形９７とから構成されている。前部波形９６の前部駆動電圧９８は各駆動波形９５共に同じ電圧に設定されている。一方、後部波形９７の後部駆動電圧９９は駆動波形９５毎に異なる電圧に設定されている。例えば、第４波形９５ａにおける第４後部駆動電圧９９ａは第５波形９５ｂにおける第５後部駆動電圧９９ｂより低い負の電圧に設定されている。第６波形９５ｃでは後部駆動電圧９９が０ボルトとなっており、後部波形９７が形成されていない。
【００９８】
本実施形態の液滴吐出ヘッド２２では後部駆動電圧９９が低い方が高い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド２２の構造によって異なる。そして、ステップＳ１の吐出特性測定工程では後部駆動電圧９９を変える。そして、吐出量測定制御部６１は各後部駆動電圧９９の駆動波形９５にて圧電素子２８を駆動する。これにより、後部駆動電圧９９に対する吐出量の関係を示す電圧吐出量相関線を設定することができる。この電圧吐出量相関線は第１の実施形態における駆動電圧吐出量相関線７６に対応する線である。そして、吐出量が第１吐出量７７ａとなる駆動波形９５の第４後部駆動電圧９９ａと吐出量が第２吐出量７７ｂとなる駆動波形９５の第５後部駆動電圧９９ｂを算出する。ステップＳ５の吐出工程では吐出量に対応して駆動波形９５の後部駆動電圧９９を切り替える。これにより、描画制御部５７は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布する機能液２６の量を吐出目標値となるように制御することができる。
【００９９】
図１０（ｃ）において第７波形１００ａ、第８波形１００ｂ、第９波形１００ｃは波形が異なる駆動波形１００を示している。駆動波形１００の駆動電圧１０１は各駆動波形１００共に同じ電圧に設定されている。そして、駆動波形１００は台形状の波形において電圧が降下するのに要する降下時間１０２が駆動波形１００毎に異なる時間に設定されている。例えば、第７波形１００ａにおける降下時間１０２である第７降下時間１０２ａは第８波形１００ｂにおける降下時間１０２である第８降下時間１０２ｂより短い時間に設定されている。第８波形１００ｂにおける降下時間１０２である第８降下時間１０２ｂは第９波形１００ｃにおける降下時間１０２である第９降下時間１０２ｃより短い時間に設定されている。
【０１００】
本実施形態の液滴吐出ヘッド２２では降下時間１０２が短い方が長い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド２２の構造によって異なる。ステップＳ１の吐出特性測定工程では駆動波形１００の降下時間１０２を変える。そして、吐出量測定制御部６１は各降下時間１０２の駆動波形１００にて圧電素子２８を駆動する。これにより、降下時間１０２に対する吐出量を示す降下時間吐出量相関線を設定することができる。この降下時間吐出量相関線は第１の実施形態における駆動電圧吐出量相関線７６に対応する線である。そして、吐出量が第１吐出量７７ａとなる駆動波形１００の第７降下時間１０２ａと吐出量が第２吐出量７７ｂとなる駆動波形１００の第８降下時間１０２ｂを算出する。ステップＳ５の吐出工程では吐出量に対応して駆動波形１００の降下時間１０２を切り替える。これにより、描画制御部５７は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布する機能液２６の量を吐出目標値となるように制御することができる。
【０１０１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、吐出量に対応して圧電素子２８を駆動する駆動波形９３，９５，１００を切り替えて吐出している。このとき、駆動波形９３，９５，１００の条件と吐出量の関係を示すデータを用いて、各吐出領域で駆動する駆動波形９３，９５，１００と吐出回数を切り替えている。従って、各吐出領域で吐出量の総量を吐出目標値にすることができる。
【０１０２】
（第３の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図１１（ａ）の液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図及び図１１（ｂ）の駆動波形を示すタイムチャートを用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図５（ｂ）に示した供給電圧７３を切り替えることにより駆動電圧７５を切り替える点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０３】
図１１（ａ）に示すように、液滴吐出装置１０５は液滴吐出ヘッド１０６を備え、液滴吐出ヘッド１０６はヘッド駆動回路１０７と電気的に接続されている。そして、ヘッド駆動回路１０７は制御装置４２と電気的に接続されている。ヘッド駆動回路１０７は液滴吐出ヘッド１０６を駆動する回路であり、制御装置４２は液滴吐出装置１０５の動作を制御する装置である。
【０１０４】
制御装置４２は機能液２６を吐出するノズル２４にかかわるデータや、吐出するときに圧電素子２８を駆動する駆動信号データ及び吐出タイミングデータ等をヘッド駆動回路１０７に出力する。ヘッド駆動回路１０７は、主に吐出制御回路１０８と９個の駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９とを備え、吐出制御回路１０８は駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９と電気的に接続されている。ヘッドユニット１１０には９個の液滴吐出ヘッド１０６が配置されており、１個の液滴吐出ヘッド１０６に対して駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９が各１個配置されている。
【０１０５】
制御装置４２からヘッド駆動回路１０７へ出力されたデータは吐出制御回路１０８に入力される。吐出制御回路１０８は入力されたノズル２４にかかわるデータ及び駆動信号データを液滴吐出ヘッド１０６毎に区分する。そして、吐出制御回路１０８は区分した駆動信号データと吐出タイミングデータを駆動信号回路６７に出力する。さらに、駆動電圧データを電力供給回路１０９に出力する。駆動信号回路６７は入力した吐出波形データや吐出タイミングデータ等のデータを用いて吐出波形信号を形成する。
【０１０６】
液滴吐出ヘッド１０６は、分配回路１１１と圧電素子２８とを備え、駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９は分配回路１１１と電気的に接続されている。さらに、分配回路１１１は圧電素子２８と電気的に接続されている。そして、駆動信号回路６７は機能液２６を吐出するタイミングに合わせて、圧電素子２８を駆動する駆動波形の信号を分配回路１１１に出力する。さらに、電力供給回路１０９は入力した駆動電圧データに対応する供給電圧を分配回路１１１に出力する。この供給電圧は圧電素子２８毎のデータとなっている。
【０１０７】
分配回路１１１は、入力した吐出波形信号と供給電圧とを用いて各圧電素子２８に駆動波形を出力する。そして、各圧電素子２８は駆動波形を入力し、駆動波形に対応して収縮した後伸長する。これにより、液滴吐出ヘッド１０６から機能液２６が吐出される。
【０１０８】
図１１（ｂ）において、縦軸は電圧を示し、上側が下側より高い電圧になっている。横軸は時間の経過を示し時間は図中左から右に推移する。吐出波形信号１１２は駆動信号回路６７が分配回路１１１に出力する信号を示している。吐出波形信号１１２の波形は電圧が０〜１ボルトの間で変化し台形状に形成されている。吐出波形信号１１２の例として第１吐出波形信号１１２ａ、第２吐出波形信号１１２ｂ、第３吐出波形信号１１２ｃの３種類の波形が示されている。
【０１０９】
吐出波形信号１１２は１ボルトの電圧まで上昇し所定の区間電圧を維持した後下降する。電圧が上昇するタイミングにて圧電素子２８が収縮してキャビティ２５の体積が増える。電圧が下降するタイミングにて圧電素子２８が伸長してキャビティ２５の体積が減少する。従って、電圧が上昇するタイミングにてキャビティ２５内に機能液２６が流入し、電圧が下降するタイミングにて液滴２９が吐出される。電圧が上昇するタイミングと電圧が下降するタイミングとの間隔は略一定の間隔が維持される。これにより、吐出量が品質良く制御される。第１吐出波形信号１１２ａ、第２吐出波形信号１１２ｂ、第３吐出波形信号１１２ｃは波形高さ１１３が共通でタイミングの異なる波形となっている。
【０１１０】
供給電圧波形１１４は電力供給回路１０９が分配回路１１１に出力する供給電圧１１５の波形を示す。電力供給回路１０９は分配回路１１１が分配する圧電素子２８の数と同じ数の供給電圧波形１１４を出力する。第１電圧１１５ａ、第２電圧１１５ｂ、第３電圧１１５ｃは供給電圧１１５の１例である。そして、この例では第１電圧１１５ａ、第２電圧１１５ｂ、第３電圧１１５ｃの順に電圧が小さくなっている。供給電圧波形１１４は吐出波形信号１１２が上昇するタイミングより前に供給電圧１１５の切り替えが行われ、吐出波形信号１１２が下降するタイミングより後に供給電圧１１５の切り替えが行われる。
【０１１１】
駆動波形１１６は分配回路１１１が圧電素子２８に出力する電圧の波形である。駆動波形１１６は吐出波形信号１１２と供給電圧波形１１４とが乗算されて形成されている。吐出波形信号１１２の波形高さ１１３は１ボルトの電圧となっているので、駆動波形１１６の電圧は供給電圧波形１１４と同じ電圧となる。供給電圧１１５が第１電圧１１５ａ、第２電圧１１５ｂ、第３電圧１１５ｃのときの駆動波形１１６をそれぞれ第１駆動波形１１６ａ、第２駆動波形１１６ｂ、第３駆動波形１１６ｃとする。そして、駆動波形１１６が上昇して所定の区間維持される電圧を駆動電圧１１７とする。このとき、第１駆動波形１１６ａの駆動電圧１１７である第１駆動電圧１１７ａは第１電圧１１５ａと同じ電圧になる。同様に、第２駆動波形１１６ｂの駆動電圧１１７である第２駆動電圧１１７ｂは第２電圧１１５ｂと同じ電圧になり、第３駆動波形１１６ｃの駆動電圧１１７である第３駆動電圧１１７ｃは第３電圧１１５ｃと同じ電圧になる。
【０１１２】
分配回路１１１は駆動波形１１６の電圧信号を圧電素子２８に出力する。このとき、分配回路１１１は液滴２９を吐出する予定のノズル２４に対応する圧電素子２８にのみ駆動波形１１６の電圧信号を出力する。そして、各圧電素子２８にはそれぞれ供給電圧１１５の駆動波形１１６が出力される。供給電圧波形１１４の供給電圧１１５の電圧は吐出毎に切り替えられるので、吐出する毎に駆動波形１１６の駆動電圧１１７を変更することが可能になっている。
【０１１３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、供給電圧波形１１４の供給電圧１１５を切り替えることにより吐出条件を切り替えている。電圧を切り替えるのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で制御することができる。
【０１１４】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１吐出量７７ａが１１ｎｇであり、第２吐出量７７ｂが９ｎｇであった。吐出量は整数に限らず、小数点以下を含んだ値にしても良い。吐出目標値に合わせやすい値にしても良い。吐出量を設定し易くすることができる。
【０１１５】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、キャビティ２５を加圧する加圧手段に、圧電素子２８を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板２７を変形させて加圧しても良い。他に、キャビティ２５内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液２６を気化させたり、機能液２６に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板２７を変形させて加圧しても良い。尚、コイルやヒーター配線のように駆動する電流で吐出量を制御できる場合には、駆動波形は電流の波形でも良い。前記実施形態と同様にノズル毎に加圧手段を駆動する駆動波形を切り替えることによりノズル毎に所定の吐出量の液滴２９を吐出することができる。
【０１１６】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、着色する機能を有する機能液２６を塗布して、カラーフィルター１を製造する例を示した。塗布する機能液２６はこれに限らない。例えば、通電性の機能液２６を塗布して配線や電極を形成しても良い。他にも、正孔輸送層や発光層の材料を含む機能液２６を塗布して有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を形成しても良い。これらの場合にも、液滴２９を吐出する駆動波形を切り替えることにより複数のパターンに対して異なる吐出量の液滴を吐出することができる。
【０１１７】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、カラーフィルター１の基板２に機能液２６を吐出して塗布したが、塗布する基材は基板２に限らず、直方体等のようにＺ方向の高さがある物や凹凸のある物にも適用することができる。この場合にも吐出目標値の液滴２９を吐出することができる。
【０１１８】
（変形例５）
前記第１の実施形態では、基板２に２種類のパターンを配置し、２種類の駆動波形７４を用いて圧電素子２８を駆動した。パターンの数や駆動波形７４の種類の数は３種類以上でもよい。この場合にもノズル２４から多種類の吐出量の液滴２９を吐出することにより、各領域に塗布する機能液２６の量を制御することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１…カラーフィルター、２…基材としての基板、５…着色膜、６…液滴吐出装置、２２…液滴吐出ヘッド、２４…ノズル、２８…圧電素子、２９…液滴、３７…第１膜形成領域としての第１塗布領域、３８…第２膜形成領域としての第２塗布領域、６０…吐出制御部、７４…駆動信号としての駆動波形、７５…駆動電圧。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出方法にかかわり、特に、面積の異なる複数の領域に機能液を塗布する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機能液を液滴にして吐出するインクジェット法を用いて塗布し、塗布された機能液を固化して膜を形成する方法が広く採用されている。そして、機能液には染料や顔料を含んで着色する機能を有する液状体や、金属粒子を含んで金属配線を形成する機能を有する液状体等の多種類の液状体が用いられている。
【０００３】
カラーフィルターの製造においては、マトリクス状に区画された領域を着色する機能液が塗布される。このとき、カラーフィルターが透過する光の色調の品質を良くするためには機能液の量を品質よく塗布する必要がある。
【０００４】
インクジェット法を用いて基板に機能液を塗布する液滴吐出装置が特許文献１に開示されている。液滴吐出装置は液滴吐出ヘッドを備え、液滴吐出ヘッドには液滴を吐出する複数のノズルが形成されている。液滴吐出ヘッドには各ノズルと連通するキャビティとキャビティの体積を増減させる振動子が設置されている。そして、振動子がキャビティの体積を増減させることにより、キャビティに充填された液状体が液滴となってノズルから吐出される。
【０００５】
液滴吐出装置はワークを移動させるワーク移動機構と液滴吐出ヘッドを移動させるヘッド移動機構とを備えている。このワークと液滴吐出ヘッドとは直交する方向に移動する。そして、機能液を塗布する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッドが位置するときに、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出する。これにより、所定の位置に液滴を着弾させてワークに所定のパターンを描画していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−９４０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
１枚の基板上に複数種類のカラーフィルターを形成することにより、複数種類のカラーフィルターを同時に製造することができる。これにより、要求される多種類のカラーフィルターを早く製造することができる。カラーフィルターは種類毎に着色する領域である各画素の広さが異なっている。従って、広さの異なる領域毎に液滴の量と吐出回数を設定し所定の量の機能液を塗布する必要がある。これまでは、１つの液滴吐出ヘッドから１種類の吐出量の液滴しか吐出できなかった。そのため、広さの異なる複数の領域に同時に液滴を吐出することができなかったので、広さの異なる領域は別々に液滴を吐出する必要があった。そこで、複数の領域毎に所望の量の液状体を生産性良く塗布可能な液滴吐出装置が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］
本適用例にかかる液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルを複数有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドは複数種類の吐出量の前記液滴を同時に吐出することを特徴とする。
【００１０】
この液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドは複数のノズルを備えているので、複数の場所に同時に液滴を吐出することができる。そして、複数種類の吐出量の液滴を吐出することができる為、吐出する場所で異なる吐出量の液滴を着弾させることができる。従って、各場所に着弾させる液滴の量を制御することができる為、複数の場所に所定量の液状体を生産性良く塗布することができる。
【００１１】
［適用例２］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記吐出量を制御する吐出制御部を備え、前記吐出制御部は前記ノズル毎に前記吐出量を制御することを特徴とする。
【００１２】
この液滴吐出装置によれば、吐出制御部は各ノズルの吐出量を異なる量に制御することができる。従って、吐出制御部は着弾させる液滴の量を着弾位置毎に制御することができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは前記ノズル毎に前記液滴を吐出する駆動素子を備え、前記吐出制御部は前記吐出量に対応する駆動信号を前記駆動素子毎に出力し、前記駆動素子は前記駆動信号に応じて前記液滴を吐出することを特徴とする。
【００１４】
この液滴吐出装置によれば、吐出制御部は吐出量に対応する駆動信号を個別に各駆動素子に出力する。従って、駆動素子は個々の駆動信号に対応する吐出量の液滴を吐出することができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記駆動素子は印加される電圧に応じて前記吐出量が変わる素子であり、前記駆動信号は所定の区間で所定の駆動電圧に維持される駆動波形であり、前記吐出制御部は前記吐出量に応じて前記駆動電圧を制御することを特徴とする。
【００１６】
この液滴吐出装置によれば、駆動波形の駆動電圧を制御することにより吐出量を切り替えている。電圧を制御するのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で制御することができる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例にかかる液滴吐出方法は、基材に設けられた複数の膜形成領域に向けて液滴を吐出する液滴吐出方法であって、複数種類の吐出量の前記液滴を液滴吐出ヘッドから複数の前記膜形成領域に同時に吐出することを特徴とする。
【００１８】
この液滴吐出方法によれば、液滴吐出ヘッドは複数の場所に同時に液滴を吐出する。そして、液滴吐出ヘッドは複数種類の吐出量の液滴を吐出することができる為、各膜形成領域にそれぞれ所定の吐出量の液滴を着弾させることができる。従って、各膜形成領域に着弾させる液滴の量を制御することができる為、複数の膜形成領域に所定量の液状体を生産性良く塗布することができる。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例にかかる液滴吐出方法において、前記膜形成領域に吐出する前記液滴の総和の目標値である吐出目標値を整数にて除算した値に前記吐出量を設定することを特徴とする。
【００２０】
この液滴吐出方法によれば、吐出量は吐出目標値を整数にて除算した値に設定されている。従って、吐出量の液滴を所定の回数吐出することにより、吐出目標値と同量の液滴を膜形成領域に吐出することができる。
【００２１】
［適用例７］
本適用例にかかるカラーフィルターの製造方法は、基材上に区画形成された複数の膜形成領域に着色膜を有するカラーフィルターの製造方法であって、前記膜形成領域は面積の異なる第１膜形成領域と第２膜形成領域とを有し、前記第１膜形成領域と前記第２膜形成領域とへ吐出量の異なる液滴を同時に吐出する描画工程と、吐出された前記液滴を固化して前記着色膜を形成する固化工程と、前記基材を分離して前記第１膜形成領域を含む第１カラーフィルターと前記第２膜形成領域を含む第２カラーフィルターとを形成する分離工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
このカラーフィルターの製造方法によれば、描画工程にて第１膜形成領域と第２膜形成領域とに液滴を吐出し、固化工程にて液滴を固化して着色膜を形成している。そして、分離工程において基材を分離して第１カラーフィルターと第２カラーフィルターとを形成している。描画工程において液滴吐出ヘッドは第１膜形成領域と第２膜形成領域とに同時に液滴を吐出する。このとき、第１膜形成領域と第２膜形成領域とで異なる吐出量の液滴を着弾させている。従って、第１膜形成領域に液滴を吐出した後、第２膜形成領域に液滴を吐出する場合に比べて各膜形成領域に所定量の液滴を生産性良く着弾させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、カラーフィルターを示す模式平面図、（ｂ）は、カラーフィルターの模式断面図。
【図２】（ａ）は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの配置を示す模式平面図、（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図３】（ａ）は、吐出量測定装置を示す模式断面図、（ｂ）は、載置面上に配置された基板を示す模式平面図。
【図４】液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図５】（ａ）は、液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図、（ｂ）は、駆動波形を示すタイムチャート。
【図６】カラーフィルターを製造する製造工程を示すフローチャート。
【図７】描画方法を説明するための模式図。
【図８】描画方法を説明するための模式図。
【図９】描画方法を説明するための模式図。
【図１０】第２の実施形態にかかわる圧電素子の駆動波形を説明するためのタイムチャート。
【図１１】第３の実施形態にかかわり、（ａ）は、液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図、（ｂ）は、駆動波形を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００２５】
（第１の実施形態）
本実施形態における特徴的な液滴吐出装置の例とこの液滴吐出装置を用いて液滴を吐出してカラーフィルターを形成する特徴的な製造方法の例とについて図１〜図９に従って説明する。
【００２６】
（カラーフィルター）
最初に、カラーフィルター１について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、カラーフィルターを示す模式平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のカラーフィルターのＡ−Ａ’線に沿う模式断面図である。カラーフィルター１は液晶テレビ等の表示装置に用いられる。画像信号に応じた輝度分布をもつ白色光をカラーフィルター１に通過させることにより、カラー画像が形成される。図１に示すように、カラーフィルター１は基材としての基板２を備えている。この基板２は光透過性があり、張力に対して破れ難い強度があればよく、ガラス板、プラスチック板、プラスチックシート等を用いることができる。本実施形態においては、例えば、ガラス板を採用している。基板２の上面には着色素子３が縦横並んで配列して形成されている。そして、着色素子３は赤、青、緑色の着色素子３により構成され、各色の着色素子３が列毎に配列して配置されている。図１（ａ）において、上から赤色素子列３ａ、青色素子列３ｂ、緑色素子列３ｃの順に着色素子３が配列して配置されている。そして、図中の上から下へ、この順番を繰り返してストライプ状に配置されている。
【００２７】
着色素子３は格子状に形成された隔壁４を備え、隔壁４は着色された樹脂材料によって形成されている。これにより隔壁４を光が透過しないようになっている。隔壁４によって矩形に仕切られた場所には赤色着色膜５ａ、青色着色膜５ｂ、緑色着色膜５ｃ等の着色膜５が形成されている。赤色素子列３ａの着色素子３には赤色着色膜５ａが形成され、青色素子列３ｂ、緑色素子列３ｃにはそれぞれ青色着色膜５ｂ、緑色着色膜５ｃが形成されている。
【００２８】
（液滴吐出装置）
次に、基板２に液滴を吐出して着色膜５を形成する液滴吐出装置６について図２に従って説明する。液滴吐出装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００２９】
図２（ａ）は、液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置６により液滴が吐出される。図２（ａ）に示すように、液滴吐出装置６には直方体形状に形成された基台７を備えている。本実施形態では、この基台７の長手方向をＹ方向とし水平面上でＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、鉛直方向をＺ方向とする。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物である基板２とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。
【００３０】
基台７の上面７ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール８がＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台７の上側には、一対の案内レール８に対応する図示しない直動機構を備えたステージ９が取付けられている。そのステージ９の直動機構にはリニアモーターやネジ式直動機構等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、ステージ９はＹ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台７の上面７ａには案内レール８と平行に主走査位置検出装置１０が配置され、主走査位置検出装置１０によりステージ９の位置が検出される。
【００３１】
そのステージ９の上面には載置面１１が形成され、その載置面１１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。載置面１１上には基板２が設置され、基板２は基板チャック機構により載置面１１に固定されている。この基板２には隔壁４が形成されている。
【００３２】
基台７のＸ方向両側には一対の支持台１２が立設され、その一対の支持台１２にはＸ方向に延びる案内部材１３が架設されている。その案内部材１３の上側には吐出する機能液を供給可能に収容する収容タンク１４が設置されている。収容タンク１４は３つの容器に仕切られており、各容器にはそれぞれ赤色、青色、緑色の染料または顔料を含む機能液が収納されている。
【００３３】
案内部材１３の下側にはＸ方向に延びる案内レール１５がＸ方向全幅にわたって設置されている。案内レール１５に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ１６は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１６は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ９が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ１６が案内レール１５に沿って走査移動する。案内部材１３とキャリッジ１６との間には副走査位置検出装置１７が配置され、キャリッジ１６の位置が検出される。キャリッジ１６の下側にはヘッドユニット１８が設置され、このヘッドユニット１８のステージ９側には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００３４】
基台７の−Ｘ方向側の側面であって案内部材１３と対向する場所には吐出量測定装置１９が配置されている。この吐出量測定装置１９は電子天秤を備え、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴の重量を測定する機能を備えている。
【００３５】
図２（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの配置を示す模式平面図である。図２（ｂ）に示すように、１つのヘッドユニット１８には、３個の吐出部としての液滴吐出ヘッド２２がＹ方向において等間隔に配列して配置されている。そして、この各色の機能液を吐出する液滴吐出ヘッド２２はそれぞれＸ方向に千鳥状に配列して配置されている。各液滴吐出ヘッド２２には番号が付番されている。−Ｙ方向側の液滴吐出ヘッド２２には−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて１番〜３番の番号が付番されている。Ｙ方向中側の液滴吐出ヘッド２２には−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて４番〜６番の番号が付番されている。さらに、＋Ｙ方向側の液滴吐出ヘッド２２には−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて７番〜９番の番号が付番されている。１番〜３番の液滴吐出ヘッド２２には赤色の機能液が供給されている。そして、４番〜６番の液滴吐出ヘッド２２には青色の機能液が供給され、７番〜９番の液滴吐出ヘッド２２には緑色の機能液が供給されている。
【００３６】
そして、液滴吐出ヘッド２２の表面にはノズルプレート２３が配置され、ノズルプレート２３にはノズル２４が複数形成されている。ノズル２４の数や配列は吐出するパターンと基板２の大きさとに合わせて設定すればよい。本実施形態においては、例えば、１個のノズルプレート２３にはノズル２４の配列が１列形成され、１列には１５個のノズル２４が配置されている。このノズル２４は−Ｘ側から＋Ｘ側に向けて１番〜１５番の番号が付番されている。
【００３７】
図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図２（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２は、ノズルプレート２３を備え、ノズルプレート２３には、ノズル２４が形成されている。ノズルプレート２３の図中上側であって、ノズル２４と対向する位置には、ノズル２４と連通する圧力室としてのキャビティ２５が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド２２のキャビティ２５には、収容タンク１４に貯留されている液状体としての機能液２６が図示しない流路を介して供給される。
【００３８】
キャビティ２５の上側には、上下方向（Ｚ方向）に振動して、キャビティ２５内の容積を拡大縮小する振動板２７と、上下方向に伸縮して振動板２７を振動させる駆動素子としての圧電素子２８が配設されている。そして、液滴吐出ヘッド２２が圧電素子２８を制御駆動するための駆動信号を受けると、圧電素子２８が伸縮する。これにより、振動板２７がキャビティ２５内の容積を拡大縮小してキャビティ２５を加圧する。その結果、液滴吐出ヘッド２２のノズル２４から、縮小した容積分の機能液２６が液滴２９として吐出される。
【００３９】
図３（ａ）は、吐出量測定装置を示す模式断面図である。図３（ａ）において、吐出量測定装置１９は土台３０を備え、土台３０の上には内部に空洞を備えた外装部３１が設置されている。外装部３１の内部には３台の電子天秤３２がＹ方向に配列して設置されている。各電子天秤３２には受皿３３が配置され、受皿３３のＺ方向側にはスポンジ状の吸収体３４が設置されている。そして、液滴吐出ヘッド２２から受皿３３に吐出された液滴２９が跳ねて受皿３３の外に出ないようになっている。受皿３３に着弾した液滴２９は合体して機能液２６の液溜まりとなり、吸収体３４を通過して受皿３３上に蓄積される。液滴吐出ヘッド２２が液滴２９を複数回吐出し、吐出する前後で電子天秤３２は受皿３３と受皿３３に吐出された液滴２９とを合わせた重量を測定する。そして、吐出前後における受皿３３の重量の差分を演算することにより、吐出量測定装置１９は吐出された液滴２９の重量を算出する。そして、算出された液滴２９の重量を吐出回数にて除算することにより、吐出量測定装置１９は１回の吐出における液滴２９の重量を検出することができる。
【００４０】
図３（ｂ）は、載置面上に配置された基板を示す模式平面図である。図３（ｂ）において、基板２上には隔壁４によって２つの第１パターン３５と３つの第２パターン３６とが形成されている。第１パターン３５と第２パターン３６とは相似形のパターンであり、第１パターン３５は第２パターン３６を拡大した図形となっている。第１パターン３５において隔壁４に区分けされた領域を第１膜形成領域としての第１塗布領域３７とし、第２パターン３６において隔壁４に区分けされた領域を第２膜形成領域としての第２塗布領域３８とする。第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８が液滴吐出装置６によって機能液２６が塗布される場所となっている。２つの第１パターン３５は主走査方向であるＹ方向に並んで配置され、３つの第２パターン３６もＹ方向に並んで配置されている。そして、副走査方向であるＸ方向には第１パターン３５と第２パターン３６とが並んで配置されている。
【００４１】
第１パターン３５及び第２パターン３６を取り囲んで矩形の切断予定線３９が設定される。切断予定線３９はカラーフィルター１の外形となる線である。基板２は切断予定線３９に沿って分離されることにより個々のカラーフィルター１となる。
【００４２】
図４は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。図４に示すように、液滴吐出装置６は液滴吐出装置６の動作を制御する制御部としての制御装置４２を備えている。そして、制御装置４２はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４３と、各種情報を記憶する記憶部としてのメモリー４４とを備えている。
【００４３】
主走査駆動装置４５、主走査位置検出装置１０、副走査駆動装置４６、副走査位置検出装置１７は、入出力インターフェイス４７及びデータバス４８を介してＣＰＵ４３に接続されている。さらに、液滴吐出ヘッド２２を駆動するヘッド駆動回路４９、吐出量測定装置１９、入力装置５０、表示装置５１も入出力インターフェイス４７及びデータバス４８を介してＣＰＵ４３に接続されている。
【００４４】
主走査駆動装置４５はステージ９の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置４６はキャリッジ１６の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置１０がステージ９の位置を検出し、主走査駆動装置４５がステージ９を駆動することにより、ステージ９を所望の速度で移動して停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検出装置１７がキャリッジ１６の位置を検出し、副走査駆動装置４６がキャリッジ１６を駆動することにより、キャリッジ１６を所望の位置に移動して停止することが可能となっている。
【００４５】
入力装置５０は液滴２９を吐出する各種加工条件を入力する装置であり、例えば、基板２に液滴２９を吐出する座標を図示しない外部装置から受信して入力する装置である。表示装置５１は加工条件や作業状況を表示する装置であり、操作者は表示装置５１に表示される情報を確認し入力装置５０を用いて入力操作を行う。
【００４６】
メモリー４４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には液滴吐出装置６における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト５２を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板２上に吐出する吐出位置の座標データである吐出位置データ５３を記憶するための記憶領域も設定される。
【００４７】
他にも、液滴吐出ヘッド２２を駆動するときの駆動波形の電圧と吐出量の関係を示すデータである駆動電圧データ５４や液滴吐出ヘッド２２を駆動する波形の形状を示す駆動波形データ５５等の吐出条件を複数記憶するための記憶領域が設定される。さらに、吐出する各場所における駆動波形の電圧のデータである吐出計画データ５６を記憶するための記憶領域が設定される。さらに、ＣＰＵ４３のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種類の記憶領域が設定される。
【００４８】
ＣＰＵ４３は、メモリー４４内に記憶されたプログラムソフト５２に従って基板２上の所定の位置に液滴２９を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、液滴吐出ヘッド２２から液滴２９を吐出して描画するための制御を行う描画制御部５７を有する。描画制御部５７を詳しく分割すれば、描画制御部５７はステージ９を主走査方向へ所定の速度で走査移動させるための制御を行う主走査制御部５８を有する。他にも、描画制御部５７は液滴吐出ヘッド２２を副走査方向へ所定の副走査量で移動させるための制御を行う副走査制御部５９を有する。さらに、描画制御部５７は液滴吐出ヘッド２２内に複数あるノズルのうち、どのノズルに対応する圧電素子２８を作動させて液滴２９を吐出するかを制御する吐出制御部６０等といった各種の制御部を有する。
【００４９】
他にも、液滴吐出ヘッド２２及び吐出量測定装置１９を駆動して液滴吐出ヘッド２２が吐出する液滴２９の重量である吐出量を測定する吐出量測定制御部６１を有する。さらに、第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に吐出する機能液２６の量と吐出特性からノズル２４から吐出する液滴２９の吐出量と吐出回数を設定する吐出条件設定部６２を有する。他にも液滴２９を吐出する各場所における圧電素子２８の駆動波形を設定する吐出計画設定部６３を有する。
【００５０】
図５（ａ）は、液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図である。図５（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２はヘッド駆動回路４９と電気的に接続され、ヘッド駆動回路４９は制御装置４２と電気的に接続されている。ヘッド駆動回路４９は液滴吐出ヘッド２２を駆動する回路であり、制御装置４２は液滴吐出装置６の動作を制御する装置である。
【００５１】
制御装置４２は機能液２６を吐出するノズル２４にかかわるデータや、吐出するときに圧電素子２８を駆動する駆動信号データ及び吐出タイミングデータ等をヘッド駆動回路４９に出力する。ヘッド駆動回路４９は、主に吐出制御回路６６と９個の駆動信号回路６７及び電力供給回路６８とを備え、吐出制御回路６６は駆動信号回路６７及び電力供給回路６８と電気的に接続されている。ヘッドユニット１８には９個の液滴吐出ヘッド２２が配置されており、１個の液滴吐出ヘッド２２に対して駆動信号回路６７が１個配置されている。吐出制御回路６６、駆動信号回路６７、電力供給回路６８の個数は、これに限らず、装置の仕様に合わせて適正な個数を配置するのが好ましい。
【００５２】
制御装置４２からヘッド駆動回路４９へ出力されたデータは吐出制御回路６６に入力される。吐出制御回路６６は入力されたノズル２４にかかわるデータ及び駆動信号データを液滴吐出ヘッド２２毎に区分する。そして、吐出制御回路６６は区分した駆動信号データと吐出タイミングデータを駆動信号回路６７に分配して出力する。さらに、駆動電圧データを電力供給回路６８に出力する。駆動信号回路６７は入力した吐出波形データや吐出タイミングデータ等のデータを用いて吐出波形信号を形成する。
【００５３】
液滴吐出ヘッド２２は、分配回路６９と圧電素子２８とを備え、駆動信号回路６７及び電力供給回路６８は分配回路６９と電気的に接続されている。さらに、分配回路６９は圧電素子２８と電気的に接続されている。そして、駆動信号回路６７は機能液２６を吐出するタイミングに合わせて、圧電素子２８を駆動する駆動波形の電圧信号を分配回路６９に出力する。さらに、電力供給回路６８は入力した駆動電圧データに対応する供給電圧を分配回路６９に出力する。
【００５４】
分配回路６９は、入力した吐出波形信号と供給電圧とを用いて各圧電素子２８に駆動波形を出力する。そして、各圧電素子２８は駆動波形を入力し、駆動波形に対応して収縮した後伸長する。これにより、液滴吐出ヘッド２２から機能液２６が吐出される。
【００５５】
図５（ｂ）は、駆動波形を示すタイムチャートである。図５（ｂ）において、縦軸は電圧を示し、上側が下側より高い電圧になっている。横軸は時間の経過を示し時間は図中左から右に推移する。吐出波形信号７０は駆動信号回路６７が分配回路６９に出力する信号を示している。吐出波形信号７０の波形は電圧が０〜１ボルトの間で変化し台形状に形成されている。吐出波形信号７０の例として第１吐出波形信号７０ａ、第２吐出波形信号７０ｂ、第３吐出波形信号７０ｃの３種類の波形が示されている。
【００５６】
吐出波形信号７０は所定の電圧まで上昇し所定の区間電圧を維持した後下降する。電圧が上昇するタイミングにて圧電素子２８が収縮してキャビティ２５の体積が増える。電圧が下降するタイミングにて圧電素子２８が伸長してキャビティ２５の体積が減少する。従って、電圧が上昇するタイミングにてキャビティ２５内に機能液２６が流入し、電圧が下降するタイミングにて液滴２９が吐出される。電圧が上昇するタイミングと電圧が下降するタイミングとの間隔は略一定の間隔が維持される。これにより、吐出量が品質良く制御される。第１吐出波形信号７０ａ、第２吐出波形信号７０ｂ、第３吐出波形信号７０ｃの各吐出波形信号７０における波形高さ７１をそれぞれ０．９ボルトの第１波形高さ７１ａ、０．８ボルトの第２波形高さ７１ｂ、０．７ボルトの第３波形高さ７１ｃとする。
【００５７】
供給電圧波形７２は電力供給回路６８が分配回路６９に出力する供給電圧７３の波形を示す。供給電圧波形７２に示すように供給電圧７３は３０ボルトの一定な電圧となっている。
【００５８】
駆動信号としての駆動波形７４は分配回路６９が圧電素子２８に出力する電圧の波形である。駆動波形７４は吐出波形信号７０と供給電圧波形７２とが乗算されて形成されている。吐出波形信号７０の波形高さが第１波形高さ７１ａ、第２波形高さ７１ｂ、第３波形高さ７１ｃのときの駆動波形７４をそれぞれ第１駆動波形７４ａ、第２駆動波形７４ｂ、第３駆動波形７４ｃとする。そして、駆動波形７４が上昇して所定の区間維持される電圧を駆動電圧７５とする。このとき、第１駆動波形７４ａの駆動電圧７５である第１駆動電圧７５ａは０．９ボルトの第１波形高さ７１ａと３０ボルトの供給電圧７３とを乗算した２７ボルトになっている。同様に、第２駆動波形７４ｂの駆動電圧７５である第２駆動電圧７５ｂは０．８ボルトの第２波形高さ７１ｂと３０ボルトの供給電圧７３とを乗算した２４ボルトになっている。第３駆動波形７４ｃの駆動電圧７５である第３駆動電圧７５ｃは０．７ボルトの第３波形高さ７１ｃと３０ボルトの供給電圧７３とを乗算した２１ボルトになっている。
【００５９】
分配回路６９は駆動波形７４の電圧信号を圧電素子２８に出力する。このとき、分配回路６９はノズル２４毎に設定された駆動波形７４の電圧信号を圧電素子２８に出力する。そして、１つの液滴吐出ヘッド２２内の圧電素子２８には各々吐出量に対応する駆動波形７４が出力される。吐出波形信号７０の波形高さ７１は吐出毎に切り替えられるので、吐出する毎に駆動波形７４の駆動電圧７５を変更することが可能になっている。
【００６０】
（描画方法）
次に、上述した液滴吐出装置６を使って、液滴吐出ヘッド２２から基板２に吐出して描画する描画方法について図６〜図９を用いて説明する。図６は、基板に液滴を吐出してカラーフィルターを製造する製造工程を示すフローチャートである。図７〜図９は、液滴吐出装置を使った描画方法を説明するための模式図である。
【００６１】
ステップＳ１は吐出特性測定工程に相当する。この工程では圧電素子を駆動する駆動波形を変えてノズルから液滴を吐出する。そして、駆動波形を変更したときに吐出される液滴の量の変化を測定する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は電圧−吐出位置設定工程に相当する。この工程は基板における液滴吐出ヘッドの各位置に対して圧電素子を駆動する駆動波形を設定する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は給材工程に相当し、基板をステージの載置面に載置する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は吐出条件設定工程に相当する。この工程では予め設定されている駆動波形吐出波形信号を駆動信号回路に設定する。そして、２回目以降の走査移動後では改行してステージの移動方向を変更する工程である。次にステップＳ５に移行する。ステップＳ５は吐出工程に相当し、ステージを移動させながらノズルから液滴を吐出する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は終了判断工程に相当し、液滴を吐出する予定の総ての場所に液滴を吐出したかの判断をする工程である。まだ吐出していない場所があるので吐出を継続するときステップＳ４に移行する。予定した総ての場所に液滴を吐出したので吐出を終了するときステップＳ７に移行する。ステップＳ４からステップＳ６までの工程を合わせてステップＳ１１の描画工程とする。この工程は基板に所定のパターンを描画する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は除材工程に相当し、基板を載置面から移動して次の工程へ基板を移動する工程である。ステップＳ８は、固化工程に相当し、基板に塗布された機能液を固化して膜を形成する工程である。次にステップＳ９に移行する。ステップＳ９は、分離工程に相当し、基板を切断して個々のカラーフィルターに分割する工程である。以上にて基板に液滴を吐出してカラーフィルターを製造する製造工程を終了する。
【００６２】
次に、図７〜図９を用いて図６に示したステップと対応させて、液滴吐出ヘッド２２から液滴２９を吐出してカラーフィルター１を製造する製造方法を詳細に説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、ステップＳ１の吐出特性測定工程に対応する図である。図７（ａ）に示すように、ステップＳ１において液滴吐出ヘッド２２の吐出量を検出する。吐出量測定制御部６１は駆動波形７４の駆動電圧７５を所定の電圧に設定する。そして、吐出量測定制御部６１はノズル２４から液滴２９を吐出する。そして、吐出量測定制御部６１は吐出量測定装置１９を駆動して吐出された液滴２９の重量である吐出量を検出する。
【００６３】
詳細には、まず、吐出量測定制御部６１は電子天秤３２に受皿３３の重量を測定させる。次に、吐出量測定制御部６１はヘッド駆動回路４９を駆動することにより液滴吐出ヘッド２２のノズル２４から所定の吐出回数の吐出を行う。このとき１つの液滴吐出ヘッド２２でステップＳ１１の描画工程で使用する総てのノズル２４から液滴２９を吐出する。液滴２９を吐出するノズル２４の数を吐出ノズル数とする。吐出回数が多い程測定精度が良くなるが消費する機能液２６の量が多量になるので、吐出回数は必要な測定精度を満たす条件内で少ない回数が良い。吐出回数は特に限定されないが本実施形態では例えば１０００回に設定している。
【００６４】
液滴２９を吐出した後で吐出量測定制御部６１は再度電子天秤３２に受皿３３の重量を測定させる。そして、液滴２９を吐出した後の受皿３３の重量から液滴２９を吐出する前の受皿３３の重量の差を演算する。その後、重量の差の値を吐出回数と吐出ノズル数とで除算することにより１つのノズル２４から１回吐出する液滴２９の吐出量を算出する。つまり、この吐出量は１つの液滴吐出ヘッド２２における吐出量の平均値となっている。尚、吐出量の検出において、ノズル２４毎に吐出量を検出しても良い。その場合には、各ノズル２４の吐出量を精度良く検出することができる。
【００６５】
続いて、吐出量測定制御部６１は駆動波形７４の駆動電圧７５を変更する。そして、吐出量測定制御部６１は同様の方法にて吐出量を検出する。吐出量測定制御部６１は駆動電圧７５の変更と吐出量の検出を繰り返して駆動電圧７５と吐出量との相関関係を検出する。
【００６６】
その結果、図７（ｂ）に示すように駆動電圧と吐出量との関係を示すグラフが得られる。図７（ｂ）において、横軸は駆動電圧７５を示し右側が左側より高い電圧となっている。縦軸は吐出量を示し上側が下側より大きな量となっている。駆動電圧吐出量相関線７６は駆動電圧７５と吐出量との関係を示す相関線である。駆動電圧吐出量相関線７６では駆動電圧７５が高くなる程吐出量が大きくなる相関関係となっている。この関係は液滴吐出ヘッド２２の吐出特性により変わるので液滴吐出ヘッド２２毎に検出するのが好ましい。
【００６７】
駆動電圧吐出量相関線７６の例において、駆動電圧７５が第１駆動電圧７５ａの２７ボルトのとき吐出量は１１ｎｇとなり、この吐出量を第１吐出量７７ａとする。同様に、駆動電圧７５が第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトのとき吐出量は９ｎｇとなり、この吐出量を第２吐出量７７ｂとする。吐出量測定制御部６１は駆動電圧吐出量相関線７６のデータを駆動電圧データ５４としてメモリー４４に出力し記憶させる。
【００６８】
図７（ｃ）及び図７（ｄ）はステップＳ２の電圧−吐出位置設定工程に対応する図である。図７（ｃ）に示すように、ステップＳ２において、吐出条件設定部６２は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に吐出する液滴２９の総量の目標値である吐出目標値を設定する。吐出目標値は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８の面積と着色膜５の厚さとを乗算し機能液２６の固化前後の体積減少率にて除算することによって算出される。本実施形態では、例えば、第１塗布領域３７における吐出目標値は１１００ｎｇとし、第２塗布領域３８における吐出目標値は６３０ｎｇとする。
【００６９】
続いて、吐出条件設定部６２は各領域における吐出量を設定する。このとき、吐出条件設定部６２は吐出量を整数倍した値が吐出目標値に近くなるように吐出量を設定する。吐出量を整数倍した値が吐出目標値と同じ値となる場合はさらに好ましい。換言すれば、吐出条件設定部６２を整数にて除算した値に吐出量を設定するのが好ましい。
【００７０】
第１塗布領域３７では吐出量を第１吐出量７７ａの１１ｎｇにして１００回吐出することにより吐出目標値の１１００ｎｇに対応する量の機能液２６を塗布することができる。第１吐出量７７ａの１１ｎｇに対応する駆動電圧７５は第１駆動電圧７５ａの２７ボルトなので、第１塗布領域３７において圧電素子２８を駆動する駆動電圧７５は第１駆動電圧７５ａの２７ボルトに設定する。同様に、第２塗布領域３８では吐出量を第２吐出量７７ｂの９ｎｇにして７０回吐出することにより吐出目標値の６３０ｎｇに対応する量の機能液２６を塗布することができる。第２吐出量７７ｂに対応する駆動電圧７５は第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトなので、第２塗布領域３８において圧電素子２８を駆動する駆動電圧７５は第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトに設定する。
【００７１】
つまり、第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを選定するとき、第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを整数倍した値が吐出目標値となるように第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを選定している。これにより、吐出する液滴２９の総量を吐出目標値と同じにすることができる。尚、吐出量を選択可能な範囲内にこのような吐出条件が見出せない場合には、第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを整数倍した値が吐出目標値と近い値になるように第１吐出量７７ａ及び第２吐出量７７ｂを選定するのが好ましい。
【００７２】
図７（ｄ）に示すように、吐出計画設定部６３は液滴吐出ヘッド２２が移動する位置毎にノズル２４と対応する圧電素子２８を駆動するための吐出波形信号７０の波形高さ７１を設定する。番号の欄は液滴吐出ヘッド２２の番号が記載され１番〜９番のヘッド番号のいずれかが設定される。Ｘ座標とＹ座標には液滴吐出ヘッド２２の位置を示す座標が記載され、単位はｍｍとなっている。ノズル番号／波形高さ×１００の欄にはノズル番号を示す１〜１５の欄が設けられている。各欄には吐出波形信号７０の波形高さ７１の値に１００を乗算した値が記載される。供給電圧７３は３０ボルトで一定の電圧とするので波形高さ７１を設定することにより駆動電圧７５が設定される。
【００７３】
本実施形態では、例えば、１番の液滴吐出ヘッド２２においてＸ座標が１００．００ｍｍ、Ｙ座標が１５０．４０ｍｍの場所に位置するとき、吐出計画設定部６３はこの液滴吐出ヘッド２２の総ての波形高さ７１の値を第１波形高さ７１ａの０．９と設定する。図中波形高さ７１は１００倍した値が表示されているので９０の値が表示されている。このとき、圧電素子２８には供給電圧７３の３０ボルトと第１波形高さ７１ａの０．９を乗算した２７ボルトの第１駆動波形７４ａが出力される。
【００７４】
また、１番の液滴吐出ヘッド２２においてＸ座標が７００．００ｍｍ、Ｙ座標が９５０．８０ｍｍの場所に位置するとき、吐出計画設定部６３はノズル番号が１番〜４番、５番〜１０番、１１番〜１５番の各波形高さ７１を０．９、０、０．８とする。このとき、ノズル番号が１番〜４番のノズル２４と対応する圧電素子２８には第１駆動波形７４ａが出力される。ノズル番号が５番〜１０番のノズル２４と対応する圧電素子２８には駆動波形７４が出力されない。ノズル番号が１１番〜１５番のノズル２４と対応する圧電素子２８には第２駆動波形７４ｂが出力される。この様に、各ノズル２４と対応する圧電素子２８には各ノズル２４から出力する液滴２９の吐出量に対応する駆動電圧７５が液滴吐出ヘッド２２の場所毎に設定される。
【００７５】
吐出計画設定部６３は第１塗布領域３７に第１吐出量７７ａの液滴２９を１００回吐出するように設定する。さらに、吐出計画設定部６３は第２塗布領域３８に第２吐出量７７ｂの液滴２９を７０回吐出するように設定する。これにより、吐出計画設定部６３は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布される機能液２６の量を吐出目標値に設定する。そして、吐出計画設定部６３は設定した機能液２６を吐出する位置と波形高さ７１のデータを吐出計画データ５６としてメモリー４４に記憶する。
【００７６】
図８（ａ）はステップＳ３の給材工程に対応する図である。図８（ａ）に示すように、ステップＳ３において操作者は基板２をステージ９の載置面１１上に載置する。基板２には予め隔壁４が形成されている。隔壁４はフォトリソグラフィーの方法を用いて製造することができる。尚、この製造方法は公知な方法であり、説明を省略する。次に、液滴吐出装置６は吸引式の基板チャック機構を駆動させることにより基板２を載置面１１に固定する。尚、わかり易くするために図中の液滴吐出ヘッド２２及びノズル２４は１個のみ表示され、他の液滴吐出ヘッド２２、ノズル２４やヘッドユニット１８は省略されている。
【００７７】
図８（ｂ）はステップＳ４の吐出条件設定工程に対応する図である。図８（ｂ）に示すように、ステージ９が走査移動する区間は３つの区間に区分けされる。第１設定区間７８ａは基板２がＹ方向に１回移動する間の描画条件を設定する区間である。ステップＳ４において、描画制御部５７はメモリー４４から吐出計画データ５６を入力する。そして、各区間で液滴吐出ヘッド２２に対向する基板２の位置に対応して吐出するノズル２４と吐出波形信号７０のデータをヘッド駆動回路４９に出力する準備を行う。
【００７８】
第２設定区間７８ｂは第１パターン３５の第１塗布領域３７及び第２パターン３６の第２塗布領域３８に液滴２９を吐出する区間である。第１塗布領域３７と対向する場所のノズル２４の圧電素子２８には吐出制御部６０が第１駆動波形７４ａを出力させる。そして、駆動電圧７５は第１駆動電圧７５ａの２７ボルトに設定される。さらに、第２塗布領域３８と対向する場所のノズル２４の圧電素子２８には吐出制御部６０が第２駆動波形７４ｂを出力させる。そして、駆動電圧７５は第２駆動電圧７５ｂの２４ボルトに設定される。
【００７９】
第３設定区間７８ｃは基板２が−Ｙ方向に１回移動する間の描画条件を設定する区間である。描画制御部５７は第１設定区間７８ａと同様に各区間で液滴吐出ヘッド２２に対向する基板２の位置に対応して吐出するノズル２４と吐出波形信号７０のデータをヘッド駆動回路４９に出力する準備を行う。さらに、副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行動作を行い、主走査制御部５８がステージ９の移動方向を変更する。
【００８０】
続いて、液滴吐出ヘッド２２が第３設定区間７８ｃから第１設定区間７８ａに向かって移動する。その後、第１設定区間７８ａにおいて描画制御部５７は再度第２設定区間７８ｂで液滴吐出ヘッド２２に対向する基板２の位置に対応して吐出するノズル２４と吐出波形信号７０のデータをヘッド駆動回路４９に出力する準備を行う。さらに、副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行動作を行い、主走査制御部５８がステージ９の移動方向を変更する。以上のように、第１設定区間７８ａ及び第３設定区間７８ｃにおいて液滴吐出ヘッド２２と基板２とが１方向に相対移動する間の吐出準備を行う。そして、液滴吐出ヘッド２２と基板２とを相対的に往復移動させながら吐出する吐出条件を設定する。
【００８１】
図８（ｃ）〜図９（ｃ）はステップＳ５の吐出工程に対応する図である。図８（ｃ）に示すように、ステップＳ５において、主走査制御部５８はステージ９をＹ方向に走査移動させる。そして、第１設定区間７８ａ及び第３設定区間７８ｃにて副走査制御部５９はキャリッジ１６を駆動させて改行を行う。第２設定区間７８ｂにおいて液滴２９を吐出する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッド２２が位置するとき、吐出制御部６０はノズル２４から第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に液滴２９を吐出させる。
【００８２】
主走査制御部５８がステージ９を移動させることにより液滴吐出ヘッド２２と基板２とがＹ方向に相対移動する。これにより、図９（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２が第１塗布領域３７と対向する場所に位置する。吐出制御部６０はヘッド駆動回路４９に第１駆動波形７４ａで圧電素子２８を駆動させる。これにより、液滴吐出ヘッド２２は第１塗布領域３７に第１吐出量７７ａである１１ｎｇの液滴を吐出する。吐出制御部６０は吐出計画データ５６に基づいて液滴２９を吐出するので第１塗布領域３７には１００回の吐出が行われる。その結果、第１塗布領域３７には吐出目標値である１１００ｎｇの機能液２６が塗布される。
【００８３】
副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行を行う。続いて、主走査制御部５８がステージ９を移動させることにより液滴吐出ヘッド２２と基板２とがＹ方向に相対移動する。この動作を複数回実施する。これにより、図９（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２の一部が第１塗布領域３７と対向する場所に位置し、一部が第２塗布領域３８と対向する場所に位置する。この場所においても吐出制御部６０はヘッド駆動回路４９を駆動する。吐出制御部６０は、第１塗布領域３７と対向するノズル２４と対応する圧電素子２８をヘッド駆動回路４９に第１駆動波形７４ａで駆動させる。同時に、吐出制御部６０は、第２塗布領域３８と対向するノズル２４と対応する圧電素子２８をヘッド駆動回路４９に第２駆動波形７４ｂで駆動させる。これにより、液滴吐出ヘッド２２は第１塗布領域３７に第１吐出量７７ａである１１ｎｇの液滴を吐出する。同時に、液滴吐出ヘッド２２は第２塗布領域３８に第２吐出量７７ｂである９ｎｇの液滴を吐出する。吐出制御部６０は吐出計画データ５６に基づいて液滴２９を吐出するので第１塗布領域３７には液滴２９が１００回吐出され、第２塗布領域３８には液滴２９が７０回吐出される。その結果、第１塗布領域３７には吐出目標値である１１００ｎｇの機能液２６が塗布され、第２塗布領域３８には吐出目標値である６３０ｎｇの機能液２６が塗布される。
【００８４】
さらに、副走査制御部５９がキャリッジ１６を移動させて改行を行う。続いて、主走査制御部５８がステージ９を移動させることにより液滴吐出ヘッド２２と基板２とがＹ方向に相対移動する。これにより、図９（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２２が第２塗布領域３８と対向する場所に位置する。吐出制御部６０はヘッド駆動回路４９に第２駆動波形７４ｂで圧電素子２８を駆動させる。これにより、液滴吐出ヘッド２２は第２塗布領域３８に第２吐出量７７ｂである９ｎｇの液滴を吐出する。吐出制御部６０は吐出計画データ５６に基づいて液滴２９を吐出するので第２塗布領域３８には７０回の吐出が行われる。その結果、第２塗布領域３８には吐出目標値である６３０ｎｇの機能液２６が塗布される。
【００８５】
ステップＳ６の終了判断工程において予定した総ての場所に液滴２９を吐出したことを確認するまでステップＳ１１の描画工程が行われる。予定した総ての場所に液滴２９を吐出したときステップＳ７の除材工程に移行する。ステップＳ７では操作者が基板チャック機構を解除し基板２を載置面１１から次工程に移動する。
【００８６】
図９（ｄ）はステップＳ８の固化工程に対応する図である。図９（ｄ）に示すように、ステップＳ８において機能液２６が塗布された基板２を乾燥装置８１の内部に配置する。乾燥装置８１は乾燥室８２を備えている。乾燥室８２は載置台８３を備え、基板２がこの載置台８３に設置される。乾燥室８２は図中上側の供給管８４及び供給バルブ８５を介して乾燥気体供給部８６と接続されている。さらに、乾燥室８２は図中下側の排気管８７及び排気バルブ８８を介して排気部８９と接続されている。そして、乾燥気体供給部８６から供給される乾燥気体９０が供給バルブ８５及び供給管８４を介して乾燥室８２に供給される。次に、乾燥気体９０は基板２に塗布された機能液２６に沿って流動する。このとき、機能液２６に含まれる溶媒及び分散媒を乾燥気体９０に蒸発させて除去することにより、乾燥装置８１は機能液２６を乾燥させる。そして、機能液２６が乾燥することにより、着色膜５が形成される。次に、溶媒及び分散媒を含んだ乾燥気体９０は排気管８７及び排気バルブ８８を通過して、排気部８９により図示しない排気処理装置に排気される。
【００８７】
ステップＳ９の分離工程では基板２が分離される。基板２がガラス板の場合には作業者が基板２上でカラーフィルター１の外形を形成する切断予定線３９に沿ってガラスカッターを摺動する。これにより基板２には切断予定線３９線に沿ってクラックが形成される。そして、クラックが開くように基板２に応力を加えることにより基板２を分断する。個々のカラーフィルター１についても同様の処理を行い、カラーフィルター１を総て分離する。これにより、カラーフィルター１が完成する。以上の工程により、基板２に液滴２９を吐出してカラーフィルター１を製造する製造工程を終了する。
【００８８】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、液滴吐出ヘッド２２は複数のノズル２４を備えているので、複数の場所に同時に液滴２９を吐出することができる。そして、複数種類の吐出量の液滴２９を吐出することができる為、吐出する場所で異なる吐出量の液滴２９を着弾させることができる。従って、各場所に塗布する機能液２６の量を制御することができる。
【００８９】
（２）本実施形態によれば、吐出制御部６０はノズル２４毎に吐出量を異なる量に制御することができる。従って、吐出制御部６０は着弾させる液滴２９の量を着弾位置毎に制御することができる。
【００９０】
（３）本実施形態によれば、吐出制御部６０は吐出量に対応する駆動波形７４を個別に各圧電素子２８に出力する。従って、圧電素子２８は個々の駆動波形７４に対応する吐出量の液滴２９を吐出させることができる。
【００９１】
（４）本実施形態によれば、駆動波形７４の駆動電圧７５を切り替えることにより吐出量を切り替えている。電圧を切り替えるのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で制御することができる。
【００９２】
（５）本実施形態によれば、第１吐出量７７ａである１１ｎｇは第１塗布領域３７の吐出目標値である１１００ｎｇを１００で割り切れる値に設定されている。従って、第１吐出量７７ａの液滴２９を１００回吐出することにより、第１塗布領域３７に吐出目標値の量の機能液２６を塗布することができる。同様に、第２吐出量７７ｂである９ｎｇは第２塗布領域３８の吐出目標値である６３０ｎｇを７０で割り切れる値に設定されている。従って、第２吐出量７７ｂの液滴２９を７０回吐出することにより、第２塗布領域３８に吐出目標値の量の機能液２６を塗布することができる。
【００９３】
（６）本実施形態によれば、ステップＳ１１の描画工程において液滴吐出ヘッド２２は第１塗布領域３７と第２塗布領域３８とに同時に液滴２９を吐出している。このとき、第１塗布領域３７と第２塗布領域３８とで異なる吐出量の液滴２９を着弾させている。従って、液滴吐出装置６は第１塗布領域３７に液滴２９を吐出した後、吐出量を切り替えて第２塗布領域３８に液滴２９を吐出する場合に比べて生産性良く液滴２９を吐出することができる。
【００９４】
（第２の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図１０の圧電素子の駆動波形を説明するためのタイムチャートを用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図５（ｂ）に示した駆動波形７４の形状が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【００９５】
すなわち、本実施形態では、図１０に示したように駆動波形の形状を変えることにより吐出条件を切り替える３つの例を示している。尚、吐出条件を切り替える例はこれに限らず液滴吐出ヘッド２２の特性に合わせて操作し易い方法を選択してもよい。図の横軸は時間の経過を示し、時間は左から右へ推移する。縦軸は電圧を示し、上側は下側より高い電圧となっている。図１０（ａ）において第１波形９３ａ、第２波形９３ｂ、第３波形９３ｃは波長９４が異なる駆動波形９３の一例を示している。第１波形９３ａ、第２波形９３ｂ、第３波形９３ｃの波長９４はそれぞれ、第１波長９４ａ、第２波長９４ｂ、第３波長９４ｃである。この３つの駆動波形９３において第１波長９４ａが最も長く、第３波長９４ｃが最も短くなっている。
【００９６】
本実施形態の液滴吐出ヘッド２２では波長９４が長い方が短い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド２２の構造によって異なる。そして、ステップＳ１の吐出特性測定工程において駆動電圧７５を所定の電圧に固定して波長９４を変える。そして、吐出量測定制御部６１は各波長９４の駆動波形９３にて圧電素子２８を駆動する。これにより、波長９４に対する吐出量の関係を示す波長吐出量相関線を設定することができる。この波長吐出量相関線は第１の実施形態における駆動電圧吐出量相関線７６に対応する線である。そして、吐出量が第１吐出量７７ａとなる駆動波形９３の第１波長９４ａと吐出量が第２吐出量７７ｂとなる駆動波形９３の第２波長９４ｂを算出する。ステップＳ５の吐出工程では吐出量に対応して駆動波形９３の波長９４を切り替える。これにより、描画制御部５７は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布する機能液２６の量を吐出目標値となるように制御することができる。
【００９７】
図１０（ｂ）において第４波形９５ａ、第５波形９５ｂ、第６波形９５ｃは波形が異なる駆動波形９５の一例を示している。駆動波形９５は台形状の正電圧の前部波形９６とこの波形の後に続けて台形状の負電圧の後部波形９７とから構成されている。前部波形９６の前部駆動電圧９８は各駆動波形９５共に同じ電圧に設定されている。一方、後部波形９７の後部駆動電圧９９は駆動波形９５毎に異なる電圧に設定されている。例えば、第４波形９５ａにおける第４後部駆動電圧９９ａは第５波形９５ｂにおける第５後部駆動電圧９９ｂより低い負の電圧に設定されている。第６波形９５ｃでは後部駆動電圧９９が０ボルトとなっており、後部波形９７が形成されていない。
【００９８】
本実施形態の液滴吐出ヘッド２２では後部駆動電圧９９が低い方が高い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド２２の構造によって異なる。そして、ステップＳ１の吐出特性測定工程では後部駆動電圧９９を変える。そして、吐出量測定制御部６１は各後部駆動電圧９９の駆動波形９５にて圧電素子２８を駆動する。これにより、後部駆動電圧９９に対する吐出量の関係を示す電圧吐出量相関線を設定することができる。この電圧吐出量相関線は第１の実施形態における駆動電圧吐出量相関線７６に対応する線である。そして、吐出量が第１吐出量７７ａとなる駆動波形９５の第４後部駆動電圧９９ａと吐出量が第２吐出量７７ｂとなる駆動波形９５の第５後部駆動電圧９９ｂを算出する。ステップＳ５の吐出工程では吐出量に対応して駆動波形９５の後部駆動電圧９９を切り替える。これにより、描画制御部５７は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布する機能液２６の量を吐出目標値となるように制御することができる。
【００９９】
図１０（ｃ）において第７波形１００ａ、第８波形１００ｂ、第９波形１００ｃは波形が異なる駆動波形１００を示している。駆動波形１００の駆動電圧１０１は各駆動波形１００共に同じ電圧に設定されている。そして、駆動波形１００は台形状の波形において電圧が降下するのに要する降下時間１０２が駆動波形１００毎に異なる時間に設定されている。例えば、第７波形１００ａにおける降下時間１０２である第７降下時間１０２ａは第８波形１００ｂにおける降下時間１０２である第８降下時間１０２ｂより短い時間に設定されている。第８波形１００ｂにおける降下時間１０２である第８降下時間１０２ｂは第９波形１００ｃにおける降下時間１０２である第９降下時間１０２ｃより短い時間に設定されている。
【０１００】
本実施形態の液滴吐出ヘッド２２では降下時間１０２が短い方が長い方に比べて吐出量が多い特性を有している。尚、この特性は液滴吐出ヘッド２２の構造によって異なる。ステップＳ１の吐出特性測定工程では駆動波形１００の降下時間１０２を変える。そして、吐出量測定制御部６１は各降下時間１０２の駆動波形１００にて圧電素子２８を駆動する。これにより、降下時間１０２に対する吐出量を示す降下時間吐出量相関線を設定することができる。この降下時間吐出量相関線は第１の実施形態における駆動電圧吐出量相関線７６に対応する線である。そして、吐出量が第１吐出量７７ａとなる駆動波形１００の第７降下時間１０２ａと吐出量が第２吐出量７７ｂとなる駆動波形１００の第８降下時間１０２ｂを算出する。ステップＳ５の吐出工程では吐出量に対応して駆動波形１００の降下時間１０２を切り替える。これにより、描画制御部５７は第１塗布領域３７及び第２塗布領域３８に塗布する機能液２６の量を吐出目標値となるように制御することができる。
【０１０１】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、吐出量に対応して圧電素子２８を駆動する駆動波形９３，９５，１００を切り替えて吐出している。このとき、駆動波形９３，９５，１００の条件と吐出量の関係を示すデータを用いて、各吐出領域で駆動する駆動波形９３，９５，１００と吐出回数を切り替えている。従って、各吐出領域で吐出量の総量を吐出目標値にすることができる。
【０１０２】
（第３の実施形態）
次に、液滴吐出装置の一実施形態について図１１（ａ）の液滴吐出ヘッドの電気制御ブロック図及び図１１（ｂ）の駆動波形を示すタイムチャートを用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図５（ｂ）に示した供給電圧７３を切り替えることにより駆動電圧７５を切り替える点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
【０１０３】
図１１（ａ）に示すように、液滴吐出装置１０５は液滴吐出ヘッド１０６を備え、液滴吐出ヘッド１０６はヘッド駆動回路１０７と電気的に接続されている。そして、ヘッド駆動回路１０７は制御装置４２と電気的に接続されている。ヘッド駆動回路１０７は液滴吐出ヘッド１０６を駆動する回路であり、制御装置４２は液滴吐出装置１０５の動作を制御する装置である。
【０１０４】
制御装置４２は機能液２６を吐出するノズル２４にかかわるデータや、吐出するときに圧電素子２８を駆動する駆動信号データ及び吐出タイミングデータ等をヘッド駆動回路１０７に出力する。ヘッド駆動回路１０７は、主に吐出制御回路１０８と９個の駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９とを備え、吐出制御回路１０８は駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９と電気的に接続されている。ヘッドユニット１１０には９個の液滴吐出ヘッド１０６が配置されており、１個の液滴吐出ヘッド１０６に対して駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９が各１個配置されている。
【０１０５】
制御装置４２からヘッド駆動回路１０７へ出力されたデータは吐出制御回路１０８に入力される。吐出制御回路１０８は入力されたノズル２４にかかわるデータ及び駆動信号データを液滴吐出ヘッド１０６毎に区分する。そして、吐出制御回路１０８は区分した駆動信号データと吐出タイミングデータを駆動信号回路６７に出力する。さらに、駆動電圧データを電力供給回路１０９に出力する。駆動信号回路６７は入力した吐出波形データや吐出タイミングデータ等のデータを用いて吐出波形信号を形成する。
【０１０６】
液滴吐出ヘッド１０６は、分配回路１１１と圧電素子２８とを備え、駆動信号回路６７及び電力供給回路１０９は分配回路１１１と電気的に接続されている。さらに、分配回路１１１は圧電素子２８と電気的に接続されている。そして、駆動信号回路６７は機能液２６を吐出するタイミングに合わせて、圧電素子２８を駆動する駆動波形の信号を分配回路１１１に出力する。さらに、電力供給回路１０９は入力した駆動電圧データに対応する供給電圧を分配回路１１１に出力する。この供給電圧は圧電素子２８毎のデータとなっている。
【０１０７】
分配回路１１１は、入力した吐出波形信号と供給電圧とを用いて各圧電素子２８に駆動波形を出力する。そして、各圧電素子２８は駆動波形を入力し、駆動波形に対応して収縮した後伸長する。これにより、液滴吐出ヘッド１０６から機能液２６が吐出される。
【０１０８】
図１１（ｂ）において、縦軸は電圧を示し、上側が下側より高い電圧になっている。横軸は時間の経過を示し時間は図中左から右に推移する。吐出波形信号１１２は駆動信号回路６７が分配回路１１１に出力する信号を示している。吐出波形信号１１２の波形は電圧が０〜１ボルトの間で変化し台形状に形成されている。吐出波形信号１１２の例として第１吐出波形信号１１２ａ、第２吐出波形信号１１２ｂ、第３吐出波形信号１１２ｃの３種類の波形が示されている。
【０１０９】
吐出波形信号１１２は１ボルトの電圧まで上昇し所定の区間電圧を維持した後下降する。電圧が上昇するタイミングにて圧電素子２８が収縮してキャビティ２５の体積が増える。電圧が下降するタイミングにて圧電素子２８が伸長してキャビティ２５の体積が減少する。従って、電圧が上昇するタイミングにてキャビティ２５内に機能液２６が流入し、電圧が下降するタイミングにて液滴２９が吐出される。電圧が上昇するタイミングと電圧が下降するタイミングとの間隔は略一定の間隔が維持される。これにより、吐出量が品質良く制御される。第１吐出波形信号１１２ａ、第２吐出波形信号１１２ｂ、第３吐出波形信号１１２ｃは波形高さ１１３が共通でタイミングの異なる波形となっている。
【０１１０】
供給電圧波形１１４は電力供給回路１０９が分配回路１１１に出力する供給電圧１１５の波形を示す。電力供給回路１０９は分配回路１１１が分配する圧電素子２８の数と同じ数の供給電圧波形１１４を出力する。第１電圧１１５ａ、第２電圧１１５ｂ、第３電圧１１５ｃは供給電圧１１５の１例である。そして、この例では第１電圧１１５ａ、第２電圧１１５ｂ、第３電圧１１５ｃの順に電圧が小さくなっている。供給電圧波形１１４は吐出波形信号１１２が上昇するタイミングより前に供給電圧１１５の切り替えが行われ、吐出波形信号１１２が下降するタイミングより後に供給電圧１１５の切り替えが行われる。
【０１１１】
駆動波形１１６は分配回路１１１が圧電素子２８に出力する電圧の波形である。駆動波形１１６は吐出波形信号１１２と供給電圧波形１１４とが乗算されて形成されている。吐出波形信号１１２の波形高さ１１３は１ボルトの電圧となっているので、駆動波形１１６の電圧は供給電圧波形１１４と同じ電圧となる。供給電圧１１５が第１電圧１１５ａ、第２電圧１１５ｂ、第３電圧１１５ｃのときの駆動波形１１６をそれぞれ第１駆動波形１１６ａ、第２駆動波形１１６ｂ、第３駆動波形１１６ｃとする。そして、駆動波形１１６が上昇して所定の区間維持される電圧を駆動電圧１１７とする。このとき、第１駆動波形１１６ａの駆動電圧１１７である第１駆動電圧１１７ａは第１電圧１１５ａと同じ電圧になる。同様に、第２駆動波形１１６ｂの駆動電圧１１７である第２駆動電圧１１７ｂは第２電圧１１５ｂと同じ電圧になり、第３駆動波形１１６ｃの駆動電圧１１７である第３駆動電圧１１７ｃは第３電圧１１５ｃと同じ電圧になる。
【０１１２】
分配回路１１１は駆動波形１１６の電圧信号を圧電素子２８に出力する。このとき、分配回路１１１は液滴２９を吐出する予定のノズル２４に対応する圧電素子２８にのみ駆動波形１１６の電圧信号を出力する。そして、各圧電素子２８にはそれぞれ供給電圧１１５の駆動波形１１６が出力される。供給電圧波形１１４の供給電圧１１５の電圧は吐出毎に切り替えられるので、吐出する毎に駆動波形１１６の駆動電圧１１７を変更することが可能になっている。
【０１１３】
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、供給電圧波形１１４の供給電圧１１５を切り替えることにより吐出条件を切り替えている。電圧を切り替えるのは簡便な電気回路にて実施可能であることから簡便な装置で制御することができる。
【０１１４】
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、第１吐出量７７ａが１１ｎｇであり、第２吐出量７７ｂが９ｎｇであった。吐出量は整数に限らず、小数点以下を含んだ値にしても良い。吐出目標値に合わせやすい値にしても良い。吐出量を設定し易くすることができる。
【０１１５】
（変形例２）
前記第１の実施形態では、キャビティ２５を加圧する加圧手段に、圧電素子２８を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板２７を変形させて加圧しても良い。他に、キャビティ２５内にヒーター配線を配置して、ヒーター配線を加熱することにより、機能液２６を気化させたり、機能液２６に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板２７を変形させて加圧しても良い。尚、コイルやヒーター配線のように駆動する電流で吐出量を制御できる場合には、駆動波形は電流の波形でも良い。前記実施形態と同様にノズル毎に加圧手段を駆動する駆動波形を切り替えることによりノズル毎に所定の吐出量の液滴２９を吐出することができる。
【０１１６】
（変形例３）
前記第１の実施形態では、着色する機能を有する機能液２６を塗布して、カラーフィルター１を製造する例を示した。塗布する機能液２６はこれに限らない。例えば、通電性の機能液２６を塗布して配線や電極を形成しても良い。他にも、正孔輸送層や発光層の材料を含む機能液２６を塗布して有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を形成しても良い。これらの場合にも、液滴２９を吐出する駆動波形を切り替えることにより複数のパターンに対して異なる吐出量の液滴を吐出することができる。
【０１１７】
（変形例４）
前記第１の実施形態では、カラーフィルター１の基板２に機能液２６を吐出して塗布したが、塗布する基材は基板２に限らず、直方体等のようにＺ方向の高さがある物や凹凸のある物にも適用することができる。この場合にも吐出目標値の液滴２９を吐出することができる。
【０１１８】
（変形例５）
前記第１の実施形態では、基板２に２種類のパターンを配置し、２種類の駆動波形７４を用いて圧電素子２８を駆動した。パターンの数や駆動波形７４の種類の数は３種類以上でもよい。この場合にもノズル２４から多種類の吐出量の液滴２９を吐出することにより、各領域に塗布する機能液２６の量を制御することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１…カラーフィルター、２…基材としての基板、５…着色膜、６…液滴吐出装置、２２…液滴吐出ヘッド、２４…ノズル、２８…圧電素子、２９…液滴、３７…第１膜形成領域としての第１塗布領域、３８…第２膜形成領域としての第２塗布領域、６０…吐出制御部、７４…駆動信号としての駆動波形、７５…駆動電圧。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを複数有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは複数種類の吐出量の前記液滴を同時に吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置であって、
前記吐出量を制御する吐出制御部を備え、
前記吐出制御部は前記ノズル毎に前記吐出量を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは前記ノズル毎に前記液滴を吐出する駆動素子を備え、
前記吐出制御部は前記吐出量に対応する駆動信号を前記駆動素子毎に出力し、前記駆動素子は前記駆動信号に応じて前記液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出装置であって、
前記駆動素子は印加される電圧に応じて前記吐出量が変わる素子であり、前記駆動信号は所定の区間で所定の駆動電圧に維持される駆動波形であり、前記吐出制御部は前記吐出量に応じて前記駆動電圧を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
基材に設けられた複数の膜形成領域に向けて液滴を吐出する液滴吐出方法であって、
複数種類の吐出量の前記液滴を液滴吐出ヘッドから複数の前記膜形成領域に同時に吐出することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の液滴吐出方法であって、
前記膜形成領域に吐出する前記液滴の総和の目標値である吐出目標値を整数にて除算した値に前記吐出量を設定することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項７】
基材上に区画形成された複数の膜形成領域に着色膜を有するカラーフィルターの製造方法であって、
前記膜形成領域は面積の異なる第１膜形成領域と第２膜形成領域とを有し、前記第１膜形成領域と前記第２膜形成領域とへ吐出量の異なる液滴を同時に吐出する描画工程と、
吐出された前記液滴を固化して前記着色膜を形成する固化工程と、
前記基材を分離して前記第１膜形成領域を含む第１カラーフィルターと前記第２膜形成領域を含む第２カラーフィルターとを形成する分離工程と、を有することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを複数有する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは複数種類の吐出量の前記液滴を同時に吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置であって、
前記吐出量を制御する吐出制御部を備え、
前記吐出制御部は前記ノズル毎に前記吐出量を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは前記ノズル毎に前記液滴を吐出する駆動素子を備え、
前記吐出制御部は前記吐出量に対応する駆動信号を前記駆動素子毎に出力し、前記駆動素子は前記駆動信号に応じて前記液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出装置であって、
前記駆動素子は印加される電圧に応じて前記吐出量が変わる素子であり、前記駆動信号は所定の区間で所定の駆動電圧に維持される駆動波形であり、前記吐出制御部は前記吐出量に応じて前記駆動電圧を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
基材に設けられた複数の膜形成領域に向けて液滴を吐出する液滴吐出方法であって、
複数種類の吐出量の前記液滴を液滴吐出ヘッドから複数の前記膜形成領域に同時に吐出することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の液滴吐出方法であって、
前記膜形成領域に吐出する前記液滴の総和の目標値である吐出目標値を整数にて除算した値に前記吐出量を設定することを特徴とする液滴吐出方法。
【請求項７】
基材上に区画形成された複数の膜形成領域に着色膜を有するカラーフィルターの製造方法であって、
前記膜形成領域は面積の異なる第１膜形成領域と第２膜形成領域とを有し、前記第１膜形成領域と前記第２膜形成領域とへ吐出量の異なる液滴を同時に吐出する描画工程と、
吐出された前記液滴を固化して前記着色膜を形成する固化工程と、
前記基材を分離して前記第１膜形成領域を含む第１カラーフィルターと前記第２膜形成領域を含む第２カラーフィルターとを形成する分離工程と、を有することを特徴とするカラーフィルターの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７７６６０（Ｐ２０１１−１７７６６０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４９８９（Ｐ２０１０−４４９８９）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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