液状体配置方法、デバイスの製造方法、液状体吐出装置
【課題】安定した吐出量を維持することができる液状体吐出装置および液状体配置方法、当該吐出方法を用いたデバイスの製造方法を提供すること。
【解決手段】液状体吐出装置は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドと、所定条件に係る前記電気信号を供給して前記液状体を吐出し、その吐出量の計測を行う吐出量計測手段と、前記吐出量の計測時において、前記ヘッドの周囲の第１温度を計測する第１温度計測手段と、前記ノズルからの前記液状体の吐出により、吐出対象物への前記液状体の配置を行うための配置制御手段と、前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２温度を計測する第２温度計測手段と、前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて、前記液状体の配置に際に供給する前記電気信号の条件を制御する電気信号制御手段と、を備える。
【解決手段】液状体吐出装置は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドと、所定条件に係る前記電気信号を供給して前記液状体を吐出し、その吐出量の計測を行う吐出量計測手段と、前記吐出量の計測時において、前記ヘッドの周囲の第１温度を計測する第１温度計測手段と、前記ノズルからの前記液状体の吐出により、吐出対象物への前記液状体の配置を行うための配置制御手段と、前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２温度を計測する第２温度計測手段と、前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて、前記液状体の配置に際に供給する前記電気信号の条件を制御する電気信号制御手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体吐出装置およびその液状体配置方法、当該方法を用いたデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機能性材料を含む液状体を微小ノズルから基板に対して吐出し、基板上に配置された液状体を固化して薄膜を形成する方法が提案されている。その薄膜としての代表的な例は、カラーフィルタや発光層、金属配線などが挙げられる。
【０００３】
このような方法では、良質な薄膜の形成のために、吐出される液状体の量（以下、吐出量）を安定的に維持することが求められる。吐出量は、吐出履歴によるハードウェア要素の劣化や、液状体の製造ばらつき等により変動することがあるためである。このため、吐出量の計測手段を備え、その計測結果に基づいて吐出に係る駆動条件を適正化するようにした液状体吐出装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０９４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、吐出量の安定化のためには、吐出に係る液状体の温度も重要な影響因子となる。液状体の粘度は温度によって変動し、その結果、吐出量にも影響するからである。そして、吐出量を計測する際と実際の描画を行う際とでは、装置内における熱源との位置関係に起因して液状体の温度にわずかながらも差が生じるため、この影響により駆動条件の適正化を高精度に行うことが困難となっていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、安定した吐出量を維持することができる液状体吐出装置および液状体配置方法、当該吐出方法を用いたデバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＡステップと、前記吐出量の計測の際における前記ヘッドの周囲の第１の温度を計測するＢステップと、前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２の温度を計測するＣステップと、前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＤステップと、を有する。
【０００８】
この発明の液状体配置方法では、液状体の配置に係る電気信号の条件を事前に計測した吐出量に基づいて適正化を行う。この際、吐出量の計測時の第１温度と液状体の配置時の第２温度が参照されるので、吐出量を計測する際と液状体の配置を行う際におけるヘッド周りの温度差の影響を好適に排除して、好適に電気信号の条件を適正化できる。
【０００９】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、前記電気信号の条件は、電圧成分であることを特徴とする。
【００１０】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲、または前記液状体の導入部の周囲、もしくは前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲および前記液状体の導入部の周囲の両方において行うことを特徴とする。
【００１１】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、前記Ｃステップおよび前記Ｄステップを、一の前記吐出対象物について少なくとも１回以上行うことを特徴とする。
【００１２】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、複数の前記ヘッドを用いる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液状体配置方法であって、前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記複数のヘッドの一部、またはそれぞれについて行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、所定条件に係る前記電気信号を供給して、前記液状体の配置を行うための第１エリアにおいて第１予備吐出量を、前記第１エリアから離間する第２エリアにおいて第２予備吐出量を計測するＧステップと、前記液状体の配置に際して、第２エリアにおいて、所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＨステップと、前記第１予備吐出量、前記第２予備吐出量、前記Ｈステップで計測された吐出量に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＩステップと、を有する。
【００１４】
本発明のデバイスの製造方法は、前記液状体配置方法を用いて基板に前記液状体を配置し、配置された当該液状体を固化して膜を形成するステップを有し、当該膜を構成要素として備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の液状体吐出装置は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドと、所定条件に係る前記電気信号を供給して前記液状体を吐出し、その吐出量の計測を行う吐出量計測手段と、前記吐出量の計測時において、前記ヘッドの周囲の第１温度を計測する第１温度計測手段と、前記ノズルからの前記液状体の吐出により、吐出対象物への前記液状体の配置を行うための配置制御手段と、前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２温度を計測する第２温度計測手段と、前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて、前記液状体の配置に際に供給する前記電気信号の条件を制御する電気信号制御手段と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、図示の便宜上、部材ないし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。
【００１７】
（液状体吐出装置の機械的構成）
次に、図１、図２を参照して、本発明の液状体配置方法に用いる液状体吐出装置の機械的構成について説明する。
図１は、液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図である。図２は、ヘッドユニットにおけるヘッドの配置構成を示す平面図である。
【００１８】
図１に示す液状体吐出装置２００は、直線的に設けられた１対のガイドレール２０１と、ガイドレール２０１の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）により主走査方向に移動する主走査移動台２０３を備えている。また、ガイドレール２０１の上方においてガイドレール２０１に直交するように直線的に設けられた１対のガイドレール２０２と、ガイドレール２０２の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）により副走査方向に沿って移動する副走査移動台２０４を備えている。
【００１９】
主走査移動台２０３上には、吐出対象物となる基板Ｐを載置するためのステージ２０５が設けられている。ステージ２０５は基板Ｐを吸着固定できる構成となっており、また、図示しない回転機構によって基板Ｐ内の基準軸を主走査方向、副走査方向に正確に位置合わせできるようになっている。
【００２０】
副走査移動台２０４は、吊り下げ式に取り付けられたキャリッジ２０９を備えている。また、キャリッジ２０９は、複数のヘッド３０（図２参照）が配設されたヘッドユニット１０と、ヘッド３０に液状体を供給するための液状体供給機構（図示せず）と、ヘッド３０に供給する電気信号（以下、駆動信号とする）を生成するための駆動回路基板２２１（図３参照）とを備えている。
【００２１】
図２に示すように、ヘッド３０は、吐出アセンブリ３２と、電気ケーブルとのコネクタ３３を有する回路基板３４と、液状体の導入部３５を有するケースアセンブリ３６とを備えている。吐出アセンブリ３２の一面は、複数のノズル３１が配設されたノズル形成面３７となっており、ノズル形成面３７と垂直な面をなす側面部３８にはサーミスタ３９が取り付けられている。サーミスタ３９は、ノズル形成面３７の周囲の温度を計測する本発明の第１温度計測手段、第２温度計測手段を構成するものである。尚、サーミスタ３９の取り付け位置は適宜変更が可能であり、例えば導入部３５の近傍に取り付けるようにしてもよい。
【００２２】
ノズル形成面３７において、ノズル３１は２組のノズル群４１Ａ，４１Ｂを構成しており、各ノズル群４１Ａ，４１Ｂのノズル３１は、それぞれ所定の方向に沿って一定のピッチで並んだライン配列をなしている。ノズル群４１Ａとノズル群４１Ｂに係る配列の方向は互いに一致しており、また本実施形態では、ノズル群４１Ａとノズル群４１Ｂとは、互いにピッチを補完して並列するいわゆる千鳥配列をなしている。
【００２３】
吐出アセンブリ３２内に形成されているノズル３１と連通する液室（キャビティ）は、その可動壁に接続された圧電素子４２（図３参照）の駆動によって容量が可変するように構成されている。そして、圧電素子４２に駆動信号を供給してキャビティ内の液圧を制御することにより、ノズル３１から液状体（液滴）を吐出させることが可能となっている。すなわち、圧電素子４２は、本発明における駆動手段を構成するものである。尚、駆動手段としては、圧電素子のほか、加熱素子などを採用することもできる。
【００２４】
再び図１に戻って、キャリッジ２０９を基板Ｐの直上の位置である描画エリア２１０に移動させた状態で、ヘッドユニット１０と基板Ｐとの相対移動（走査）、およびノズル３１毎の吐出のＯＮ／ＯＦＦの制御を行うことにより、基板Ｐ上に液状体が配置（描画）される。すなわち、上述したガイドレール２０１，２０２、主走査移動台２０３、副走査移動台２０４、ステージ２０５、キャリッジ２０９は、本発明における配置制御手段を構成するものである。また、描画エリア２１０は、本発明における第１エリアに対応している。
【００２５】
主走査移動台２０３の移動領域から副走査方向に数メートル程度離間した位置には、ノズル３１（図２参照）に対してキャッピング（封止）、強制吸引（回復）動作、ワイピング（払拭）などの各種メンテナンス動作を行うためのメンテナンスユニット２０７が設けられている。また、メンテナンスユニット２０７は、液状体の受容容器と受容容器を載置する電子天秤を備えた重量計測装置２０８を備えており、キャリッジ２０９をメンテナンスユニット２０７の直上の位置である重量計測エリア２１１まで移動させた状態で液状体の吐出を行うことにより、その吐出に係る液状体の重量（吐出量）を計測することができる。すなわち、重量計測装置２０８は、本発明における吐出量計測手段を構成するものである。また、重量計測エリア２１１は、本発明における第２エリアに対応している。
【００２６】
（液状体吐出装置の電気的構成）
次に、図３、図４を参照して、本発明の液状体配置方法に用いる液状体吐出装置の電気的構成について説明する。
図３は、液状体吐出装置の電気的構成を示すブロック図である。図４は、駆動信号の一例を示す図である。
【００２７】
図３において、液状体吐出装置２００は、ＣＰＵやメモリにより構成される制御部２２０と、キャリッジ２０９（図１参照）等を移動（走査）させるための走査機構部２１９と、駆動信号生成回路２２２を有する駆動回路基板２２１と、ヘッド３０と、重量計測装置２０８とを備えている。制御部２２０は、ユーザインターフェースとしての役割を果たすＰＣ（パーソナルコンピュータ）２３０からの各種命令を受けて、走査機構部２１９の駆動制御、ヘッド３０の駆動制御（以下、吐出制御とする）、重量計測装置２０８の計測に係る演算処理等を行う。また、制御部２２０は、サーミスタ３９で計測された温度情報を取得して、内部のメモリに格納するようになっている。
【００２８】
ヘッド３０の吐出制御は、駆動信号生成回路２２２において生成する駆動信号を圧電素子４２に供給することで行われる。駆動信号は、図４に示すように、充放電パルスを含むパルス群ＰＳが周期的に接続された構成となっている。本実施形態においては、パルス群ＰＳにおける充電パルスによりキャビティが減圧、放電パルスによりキャビティが加圧されるようになっており、一のパルス群が供給されることで一の液状体（液滴）が吐出される。すなわち、各パルス群ＰＳの発生タイミングが、各吐出制御のタイミングに対応するようになっている。
【００２９】
パルス群ＰＳにおける最低電位と最高電位との差の電圧を駆動電圧と呼んでおり、この駆動電圧は、後述する吐出量の制御のためのパラメータとなる。すなわち、駆動電圧に応じて圧電素子の変位量が変化し、吐出量は駆動電圧に対してほぼ線形の相関関係を示すという性質がある。尚、充放電パルスの時間成分や、充放電パルス間の接続時間成分によっても、吐出量の制御を行うことは可能であるが、駆動電圧による制御が扱いやすさの点で優れているため、本実施形態ではこの方法を用いることにしている。
【００３０】
（液状体配置方法）
次に、図１、図３を参照して、図５のフローチャートに沿って、液状体配置方法（描画方法）について説明する。
図５は、液状体配置の処理フローを示すフローチャートである。
【００３１】
この方法では、まず、走査機構部２１９を駆動してヘッドユニット１０を重量計測エリア２１１に移動させる（ステップＳ１）。次に、ヘッドユニット１０に取り付けられた各ヘッド３０について、駆動電圧の仮設定を行う（ステップＳ２）。この仮設定は、各ヘッド３０のノズル群４１Ａ，４１Ｂ（図２参照）単位で行われ、例えば、ヘッド３０の出荷前検査時に設定されたＩＤ情報に基づいて行われる。
【００３２】
次のステップＳ３では、仮設定された駆動電圧の下で重量計測装置２０８に対して液状体（液滴）を吐出し、吐出量ｑを計測する（本発明におけるＡステップに対応）。また、このときにおける第１温度Ｔ１をサーミスタ３９により計測する（本発明におけるＢステップに対応）。
【００３３】
吐出量ｑの測定では、各ヘッド３０のノズル群４１Ａ、４１Ｂ（図２参照）ごとに複数（例えば、１ノズルあたり数万ドット）の液滴が重量計測装置２０８に対して吐出され、その総重量が計測される。そして、制御部２２０において、この総重量のデータを吐出駆動の総数で除算することにより、１液滴あたりの吐出量ｑが取得され、制御部２２０内のメモリに格納される。
【００３４】
また、第１温度Ｔ１の計測はヘッド３０ごとに行われる。ステップＳ３における液状体の吐出は複数回分まとめて行われるため、ある程度の期間（数秒程度）を要することになるが、第１温度Ｔ１は、例えば当該期間における計測値の平均、あるいは、期間内における所定タイミングの計測値として取得される。そして取得された第１温度Ｔ１は、制御部２２０内のメモリに格納される。
【００３５】
上述したステップＳ１〜Ｓ３は、描画動作に係る駆動電圧を設定する（後述するステップＳ６）ための予備工程としての役割を果たしている。このため、ステップＳ１〜Ｓ３は、長期間にわたって実行される描画動作（後述するステップＳ４〜Ｓ７）の途中に割り込む形式で、定期的に、あるいは作業者の指示によって適宜実行されるものである。
【００３６】
描画動作は、次に説明するステップＳ４〜Ｓ７で構成されている。すなわち、ヘッドユニット１０を描画エリア２１０に移動させ（ステップＳ４）、さらに第２温度Ｔ２の計測を行って（本発明のＣステップに対応するステップＳ５）、計測された第２温度Ｔ２を制御部２２０内のメモリに格納する。制御部２２０は、メモリ内に格納されている吐出量ｑ、第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２をパラメータとして、式１を用いて駆動電圧Ｖの本設定を行い（ステップＳ６）、本設定された駆動電圧Ｖ生成された駆動信号を圧電素子４２に供給して、液状体の配置（描画）を行う（本発明のＤステップに対応するステップＳ６）。
【００３７】
Ｖ＝Ｖ0＋α（ｑ−ｑ0）＋β（Ｔ２−Ｔ１） ・・・（式１）
【００３８】
式１において、Ｖ0は仮設定された（ステップＳ２）駆動電圧であり、ｑ0は吐出量の仕様値である。また、αは単位吐出量あたりの吐出量補正に必要な駆動電圧の変化量を、βは単位温度あたりの吐出量補正に必要な駆動電圧の変化量を表す補正係数であり、それぞれ、あらかじめ実験により得られた定数である。
【００３９】
式１における第２項：α（ｑ−ｑ0）は、重量計測装置２０８を用いて計測された吐出量ｑと仕様値ｑ0との差を補償するために、Ｖ0に対して付加すべき電圧補正量を表している。すなわち、吐出履歴によるハードウェア要素の劣化や、液状体の製造ばらつき等による吐出量変動の要因を補償して、描画動作時における吐出量を仕様値ｑ0に近づけるための電圧補正量を表すものである。
【００４０】
しかしながら、重量測定時における環境温度である第１温度Ｔ１と、描画動作時における環境温度である第２温度Ｔ２とに温度差がある場合には（装置構成における熱源との位置関係により実際にある程度の温度差が存在する）、この温度差が原因となって第２項による補正を行っても精細な補正ができないことになる。例えば、第１温度Ｔ１が第２温度Ｔ２に比べて低温である場合、第２項による補正だけでは仕様値ｑ0以上の液状体が吐出されることになってしまう。式１における第３項：β（Ｔ２−Ｔ１）は、このような課題に鑑みて、重量測定時と描画動作時における温度差の影響を解消するために導入された補正項であり、かくしてこの実施形態では、高精度に適正化された電気信号により描画を行うことが可能となっている。
【００４１】
ステップＳ５における駆動電圧の設定は、各ヘッド３０のノズル群４１Ａ、４１Ｂ（図２参照）単位で行われ、この際、仮設定時の駆動電圧Ｖ0、吐出量ｑについては、それぞれのノズル群４１Ａ、４１Ｂに対応したものが参照される。また、第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２については、各ヘッド３０に対応したものが参照される。また、補正係数α、βは、液状体の種類に応じた固有の値が適用されるようになっている。
【００４２】
ステップＳ５〜Ｓ７の連続した工程は、連続する描画動作内において、定期的に、例えば、基板Ｐの入れ替えのタイミングや、各主走査のタイミング、あるいは各吐出制御のタイミングにおいて行うようにすることが好ましい。このようにすることで、描画動作中における環境温度（第２温度）の変化に迅速に対応することができ、吐出量の一層の安定化を図ることが可能である。
【００４３】
（液状体配置方法の第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態に係る液状体配置方法の説明を行う。
図６は、第２実施形態に係る液状体配置の処理フローを示すフローチャートである。
【００４４】
この方法では、まず、主走査移動台２０３に重量計測装置（メンテナンスユニット２０７に搭載されているものと同様の構成のもの）を仮置きする（ステップＳ１１）。そして、ヘッドユニット１０を描画エリア２１０に移動させて（ステップＳ１２）、駆動電圧の仮設定を行い（ステップＳ１３）、ステップＳ１１で仮置きした重量計測装置に対して液状体を吐出し、その吐出量である第１予備吐出量ｑｄ１を計測する（ステップＳ１４）。尚、ステップＳ１３における駆動電圧の仮設定、ステップＳ１４における第１予備吐出量ｑｄ１の計測は、それぞれ第１実施形態におけるステップＳ２、ステップＳ３と同様の方法で行われる。計測された第１予備吐出量ｑｄ１は、制御部２２０内のメモリに格納される。
【００４５】
次に、ヘッドユニット１０を重量計測エリア２１１に移動させて（ステップＳ１５）、重量計測装置２０８に対して液状体を吐出し、その吐出量である第２予備吐出量ｑｄ２を計測する（ステップＳ１６）。尚、ステップＳ１６における第２予備吐出量ｑｄ２の計測は、第１予備吐出量ｑｄ１の計測の際と同じ駆動電圧、同じロットの液状体を用いて行われる。計測された第１予備吐出量ｑｄ１は、制御部２２０内のメモリに格納される。そして、仮置した重量計測装置を除去する（ステップＳ１７）。
【００４６】
上述したステップＳ１１〜Ｓ１７は、描画エリア２１０と重量計測エリア２１１との間における位置的な環境（主として温度）の差による吐出量変化を調べるための工程であり、描画動作に係る駆動電圧を設定する（後述するステップＳ２０）ための予備工程としての役割を果たしている。すなわち、ステップＳ１１〜Ｓ１７は、本発明におけるＧステップに対応する工程である。このステップＳ１１〜Ｓ１７は、液状体吐出装置２００の始動時のほか、装置の設置環境や構成が変更された場合などにおいて行われる。
【００４７】
次のステップＳ１８〜Ｓ２０は、吐出履歴によるハードウェア要素の劣化や、液状体の製造ばらつき等による吐出量変動の要因を補償するための条件出しを行う目的で、長期間にわたって実行される描画動作（後述するステップＳ２１）の途中に割り込む形式で、定期的に、あるいは作業者の指示によって適宜実行される。
【００４８】
すなわち、ステップＳ１８において駆動電圧の仮設定を行い（ステップＳ１８）、ステップＳ１９において重量計測装置２０８に対して液状体を吐出し、その吐出量ｑを計測する（本発明におけるＨステップとしてのステップＳ１９）。計測された吐出量ｑは、制御部２２０内のメモリに格納される。そして、ステップＳ２０（本発明におけるＩステップに相当する）において、制御部２２０は、メモリ内に格納されている吐出量ｑ、第１予備吐出量ｑｄ１、第２予備吐出量ｑｄ２をパラメータとして、式２を用いて駆動電圧Ｖの本設定を行う。
【００４９】
Ｖ＝Ｖ0＋α｛ｑ＋（ｑｄ１−ｑｄ２）−ｑ0｝ ・・・（式２）
【００５０】
式２において、Ｖ0は仮設定された（ステップＳ１８）駆動電圧であり、ｑ0は吐出量の仕様値である。また、αは単位吐出量あたりの吐出量補正に必要な駆動電圧の変化量を表す補正係数であり、あらかじめ実験により得られた定数である。
【００５１】
式２における（ｑｄ１−ｑｄ２）の項は、描画エリア２１０と重量計測エリア２１１との間における位置的な環境差に起因する固有の吐出量の計測誤差を表している。この補正項は、エリア間の環境差による吐出量変動の影響を解消するために導入されたものであり、かくしてこの実施形態では、高精度に適正化された電気信号により描画を行うことが可能となっている。
【００５２】
（液晶表示装置の製造方法）
次に、図７を参照して、本発明に係るデバイスとしての液晶表示装置の製造方法について説明する。
図７は、液晶表示装置の概略構造を示す分解斜視図である。
【００５３】
図７に示すように、液晶表示装置５００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）透過型の液晶表示パネル５２０と、液晶表示パネル５２０を照明する照明装置５１６とを備えている。液晶表示パネル５２０は、着色層としてのカラーフィルタ５０５を有する対向基板５０１と、画素電極５１０に３端子のうちの１つが接続されたＴＦＴ素子５１１を有する素子基板５０８と、両基板５０１，５０８によって挟持された液晶（図示省略）とを備えている。また、液晶表示パネル５２０の外面側となる両基板５０１，５０８の表面には、透過する光を偏向させる上偏光板５１４と下偏光板５１５とが配設される。
【００５４】
対向基板５０１は、透明なガラス等の材料からなり、液晶を挟む表面側に隔壁部５０４によってマトリクス状に区画された複数の着色領域に複数種の着色層としてＲＧＢ３色のカラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂがストライプ状に形成されている。隔壁部５０４は、Ｃｒなどの遮光性を有する金属あるいはその酸化膜からなるブラックマトリクスと呼ばれる下層バンク５０２と、下層バンク５０２の上（図面では下向き）に形成された有機化合物からなる上層バンク５０３とにより構成されている。また対向基板５０１は、隔壁部５０４と隔壁部５０４によって区画されたカラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂとを覆う平坦化層としてのオーバーコート層（ＯＣ層）５０６と、ＯＣ層５０６を覆うように形成されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなる対向電極５０７とを備えている。カラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂは後述するカラーフィルタの製造方法を用いて製造されている。
【００５５】
素子基板５０８は、同じく透明なガラス等の材料からなり、液晶を挟む表面側に絶縁膜５０９を介してマトリクス状に形成された画素電極５１０と、画素電極５１０に対応して形成された複数のＴＦＴ素子５１１とを有している。ＴＦＴ素子５１１の３端子のうち、画素電極５１０に接続されない他の２端子は、互いに絶縁された状態で画素電極５１０を囲むように格子状に配設された走査線５１２とデータ線５１３とに接続されている。
【００５６】
照明装置５１６は、光源として白色のＬＥＤ、ＥＬ、冷陰極管等を用い、これらの光源からの光を液晶表示パネル５２０に向かって出射することができる導光板や拡散板、反射板等の構成を備えたものであれば、どのようなものでもよい。
【００５７】
なお、液晶を挟む対向基板５０１と素子基板５０８の表面には、液晶の分子を所定の方向に配列させるための配向膜がそれぞれ形成されているが、図示省略した。また、上下偏光板５１４，５１５は、視角依存性を改善する目的等で用いられる位相差フィルムなどの光学機能性フィルムと組み合わされたものでもよい。液晶表示パネル５２０は、アクティブ素子としてＴＦＴ素子に限らずＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を有したものでもよく、さらには、少なくとも一方の基板にカラーフィルタを備えるものであれば、画素を構成する電極が互いに交差するように配置されるパッシブ型の液晶表示装置でもよい。
【００５８】
ここで、カラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂ、オーバーコート層５０６、対向電極５０７、画素電極５１０、配向膜、ＴＦＴ素子５１１を構成するシリコン層、走査線５１２、データ線５１３は、上述した液状体配置方法を用いて形成することができる。すなわち、対応する機能性材料を含む液状体を基板上にパターン化して配置し、配置された液状体を固化して形成することができる。
【００５９】
例えば、カラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂの場合、上層バンク５０３により区画された画素の対応領域内に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する顔料を含む液状体を配置し、液状体を乾燥させて形成することができる。また、対向電極５０７、画素電極５１０等の金属膜の場合は、金属微微粒子の分散液を配置、焼成させて形成することができる。また、配向膜の場合は、ポリイミドの溶液を配置、乾燥させて形成することができる。
【００６０】
このような方法によれば、液状体の吐出量が高精度に適正化された状態の下で各種機能性膜を形成することができるため、膜厚やプロファイルの均一性に関して良質のものを得ることができる。
【００６１】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、ヘッド周囲における温度の検出位置の変形例として、ノズル形成面やヘッド内における流路内、ヘッドに対して液状体を供給する液状体供給機構などを挙げることができる。
また、ヘッド周囲における温度の検出方法の変形例として、温度分析装置を備えた赤外線カメラなどを挙げることができる。
また、上述した液状体配置方法を用いた別の例として、例えば、プラズマディスプレイ装置における蛍光膜の形成などが挙げられる。
また、実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図。
【図２】ヘッドユニットにおけるヘッドの配置構成を示す平面図。
【図３】液状体吐出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】駆動信号の一例を示す図。
【図５】液状体配置の処理フローを示すフローチャート。
【図６】第２実施形態に係る液状体配置の処理フローを示すフローチャート。
【図７】液晶表示装置の概略構造を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００６３】
１０…ヘッドユニット、３０…ヘッド、３１…ノズル、３９…サーミスタ、４２…圧電素子、２００…液状体吐出装置、２０７…メンテナンスユニット、２０８…重量計測装置、２０９…キャリッジ、２１０…描画エリア、２１１…重量計測エリア、２１９…走査機構部、２２０…制御部、２２１…駆動回路基板、２２２…駆動信号生成回路、５００…液晶表示装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体吐出装置およびその液状体配置方法、当該方法を用いたデバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機能性材料を含む液状体を微小ノズルから基板に対して吐出し、基板上に配置された液状体を固化して薄膜を形成する方法が提案されている。その薄膜としての代表的な例は、カラーフィルタや発光層、金属配線などが挙げられる。
【０００３】
このような方法では、良質な薄膜の形成のために、吐出される液状体の量（以下、吐出量）を安定的に維持することが求められる。吐出量は、吐出履歴によるハードウェア要素の劣化や、液状体の製造ばらつき等により変動することがあるためである。このため、吐出量の計測手段を備え、その計測結果に基づいて吐出に係る駆動条件を適正化するようにした液状体吐出装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０９４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、吐出量の安定化のためには、吐出に係る液状体の温度も重要な影響因子となる。液状体の粘度は温度によって変動し、その結果、吐出量にも影響するからである。そして、吐出量を計測する際と実際の描画を行う際とでは、装置内における熱源との位置関係に起因して液状体の温度にわずかながらも差が生じるため、この影響により駆動条件の適正化を高精度に行うことが困難となっていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、安定した吐出量を維持することができる液状体吐出装置および液状体配置方法、当該吐出方法を用いたデバイスの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＡステップと、前記吐出量の計測の際における前記ヘッドの周囲の第１の温度を計測するＢステップと、前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２の温度を計測するＣステップと、前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＤステップと、を有する。
【０００８】
この発明の液状体配置方法では、液状体の配置に係る電気信号の条件を事前に計測した吐出量に基づいて適正化を行う。この際、吐出量の計測時の第１温度と液状体の配置時の第２温度が参照されるので、吐出量を計測する際と液状体の配置を行う際におけるヘッド周りの温度差の影響を好適に排除して、好適に電気信号の条件を適正化できる。
【０００９】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、前記電気信号の条件は、電圧成分であることを特徴とする。
【００１０】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲、または前記液状体の導入部の周囲、もしくは前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲および前記液状体の導入部の周囲の両方において行うことを特徴とする。
【００１１】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、前記Ｃステップおよび前記Ｄステップを、一の前記吐出対象物について少なくとも１回以上行うことを特徴とする。
【００１２】
また好ましくは、前記液状体配置方法において、複数の前記ヘッドを用いる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液状体配置方法であって、前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記複数のヘッドの一部、またはそれぞれについて行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、所定条件に係る前記電気信号を供給して、前記液状体の配置を行うための第１エリアにおいて第１予備吐出量を、前記第１エリアから離間する第２エリアにおいて第２予備吐出量を計測するＧステップと、前記液状体の配置に際して、第２エリアにおいて、所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＨステップと、前記第１予備吐出量、前記第２予備吐出量、前記Ｈステップで計測された吐出量に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＩステップと、を有する。
【００１４】
本発明のデバイスの製造方法は、前記液状体配置方法を用いて基板に前記液状体を配置し、配置された当該液状体を固化して膜を形成するステップを有し、当該膜を構成要素として備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の液状体吐出装置は、駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドと、所定条件に係る前記電気信号を供給して前記液状体を吐出し、その吐出量の計測を行う吐出量計測手段と、前記吐出量の計測時において、前記ヘッドの周囲の第１温度を計測する第１温度計測手段と、前記ノズルからの前記液状体の吐出により、吐出対象物への前記液状体の配置を行うための配置制御手段と、前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２温度を計測する第２温度計測手段と、前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて、前記液状体の配置に際に供給する前記電気信号の条件を制御する電気信号制御手段と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、図示の便宜上、部材ないし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。
【００１７】
（液状体吐出装置の機械的構成）
次に、図１、図２を参照して、本発明の液状体配置方法に用いる液状体吐出装置の機械的構成について説明する。
図１は、液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図である。図２は、ヘッドユニットにおけるヘッドの配置構成を示す平面図である。
【００１８】
図１に示す液状体吐出装置２００は、直線的に設けられた１対のガイドレール２０１と、ガイドレール２０１の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）により主走査方向に移動する主走査移動台２０３を備えている。また、ガイドレール２０１の上方においてガイドレール２０１に直交するように直線的に設けられた１対のガイドレール２０２と、ガイドレール２０２の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）により副走査方向に沿って移動する副走査移動台２０４を備えている。
【００１９】
主走査移動台２０３上には、吐出対象物となる基板Ｐを載置するためのステージ２０５が設けられている。ステージ２０５は基板Ｐを吸着固定できる構成となっており、また、図示しない回転機構によって基板Ｐ内の基準軸を主走査方向、副走査方向に正確に位置合わせできるようになっている。
【００２０】
副走査移動台２０４は、吊り下げ式に取り付けられたキャリッジ２０９を備えている。また、キャリッジ２０９は、複数のヘッド３０（図２参照）が配設されたヘッドユニット１０と、ヘッド３０に液状体を供給するための液状体供給機構（図示せず）と、ヘッド３０に供給する電気信号（以下、駆動信号とする）を生成するための駆動回路基板２２１（図３参照）とを備えている。
【００２１】
図２に示すように、ヘッド３０は、吐出アセンブリ３２と、電気ケーブルとのコネクタ３３を有する回路基板３４と、液状体の導入部３５を有するケースアセンブリ３６とを備えている。吐出アセンブリ３２の一面は、複数のノズル３１が配設されたノズル形成面３７となっており、ノズル形成面３７と垂直な面をなす側面部３８にはサーミスタ３９が取り付けられている。サーミスタ３９は、ノズル形成面３７の周囲の温度を計測する本発明の第１温度計測手段、第２温度計測手段を構成するものである。尚、サーミスタ３９の取り付け位置は適宜変更が可能であり、例えば導入部３５の近傍に取り付けるようにしてもよい。
【００２２】
ノズル形成面３７において、ノズル３１は２組のノズル群４１Ａ，４１Ｂを構成しており、各ノズル群４１Ａ，４１Ｂのノズル３１は、それぞれ所定の方向に沿って一定のピッチで並んだライン配列をなしている。ノズル群４１Ａとノズル群４１Ｂに係る配列の方向は互いに一致しており、また本実施形態では、ノズル群４１Ａとノズル群４１Ｂとは、互いにピッチを補完して並列するいわゆる千鳥配列をなしている。
【００２３】
吐出アセンブリ３２内に形成されているノズル３１と連通する液室（キャビティ）は、その可動壁に接続された圧電素子４２（図３参照）の駆動によって容量が可変するように構成されている。そして、圧電素子４２に駆動信号を供給してキャビティ内の液圧を制御することにより、ノズル３１から液状体（液滴）を吐出させることが可能となっている。すなわち、圧電素子４２は、本発明における駆動手段を構成するものである。尚、駆動手段としては、圧電素子のほか、加熱素子などを採用することもできる。
【００２４】
再び図１に戻って、キャリッジ２０９を基板Ｐの直上の位置である描画エリア２１０に移動させた状態で、ヘッドユニット１０と基板Ｐとの相対移動（走査）、およびノズル３１毎の吐出のＯＮ／ＯＦＦの制御を行うことにより、基板Ｐ上に液状体が配置（描画）される。すなわち、上述したガイドレール２０１，２０２、主走査移動台２０３、副走査移動台２０４、ステージ２０５、キャリッジ２０９は、本発明における配置制御手段を構成するものである。また、描画エリア２１０は、本発明における第１エリアに対応している。
【００２５】
主走査移動台２０３の移動領域から副走査方向に数メートル程度離間した位置には、ノズル３１（図２参照）に対してキャッピング（封止）、強制吸引（回復）動作、ワイピング（払拭）などの各種メンテナンス動作を行うためのメンテナンスユニット２０７が設けられている。また、メンテナンスユニット２０７は、液状体の受容容器と受容容器を載置する電子天秤を備えた重量計測装置２０８を備えており、キャリッジ２０９をメンテナンスユニット２０７の直上の位置である重量計測エリア２１１まで移動させた状態で液状体の吐出を行うことにより、その吐出に係る液状体の重量（吐出量）を計測することができる。すなわち、重量計測装置２０８は、本発明における吐出量計測手段を構成するものである。また、重量計測エリア２１１は、本発明における第２エリアに対応している。
【００２６】
（液状体吐出装置の電気的構成）
次に、図３、図４を参照して、本発明の液状体配置方法に用いる液状体吐出装置の電気的構成について説明する。
図３は、液状体吐出装置の電気的構成を示すブロック図である。図４は、駆動信号の一例を示す図である。
【００２７】
図３において、液状体吐出装置２００は、ＣＰＵやメモリにより構成される制御部２２０と、キャリッジ２０９（図１参照）等を移動（走査）させるための走査機構部２１９と、駆動信号生成回路２２２を有する駆動回路基板２２１と、ヘッド３０と、重量計測装置２０８とを備えている。制御部２２０は、ユーザインターフェースとしての役割を果たすＰＣ（パーソナルコンピュータ）２３０からの各種命令を受けて、走査機構部２１９の駆動制御、ヘッド３０の駆動制御（以下、吐出制御とする）、重量計測装置２０８の計測に係る演算処理等を行う。また、制御部２２０は、サーミスタ３９で計測された温度情報を取得して、内部のメモリに格納するようになっている。
【００２８】
ヘッド３０の吐出制御は、駆動信号生成回路２２２において生成する駆動信号を圧電素子４２に供給することで行われる。駆動信号は、図４に示すように、充放電パルスを含むパルス群ＰＳが周期的に接続された構成となっている。本実施形態においては、パルス群ＰＳにおける充電パルスによりキャビティが減圧、放電パルスによりキャビティが加圧されるようになっており、一のパルス群が供給されることで一の液状体（液滴）が吐出される。すなわち、各パルス群ＰＳの発生タイミングが、各吐出制御のタイミングに対応するようになっている。
【００２９】
パルス群ＰＳにおける最低電位と最高電位との差の電圧を駆動電圧と呼んでおり、この駆動電圧は、後述する吐出量の制御のためのパラメータとなる。すなわち、駆動電圧に応じて圧電素子の変位量が変化し、吐出量は駆動電圧に対してほぼ線形の相関関係を示すという性質がある。尚、充放電パルスの時間成分や、充放電パルス間の接続時間成分によっても、吐出量の制御を行うことは可能であるが、駆動電圧による制御が扱いやすさの点で優れているため、本実施形態ではこの方法を用いることにしている。
【００３０】
（液状体配置方法）
次に、図１、図３を参照して、図５のフローチャートに沿って、液状体配置方法（描画方法）について説明する。
図５は、液状体配置の処理フローを示すフローチャートである。
【００３１】
この方法では、まず、走査機構部２１９を駆動してヘッドユニット１０を重量計測エリア２１１に移動させる（ステップＳ１）。次に、ヘッドユニット１０に取り付けられた各ヘッド３０について、駆動電圧の仮設定を行う（ステップＳ２）。この仮設定は、各ヘッド３０のノズル群４１Ａ，４１Ｂ（図２参照）単位で行われ、例えば、ヘッド３０の出荷前検査時に設定されたＩＤ情報に基づいて行われる。
【００３２】
次のステップＳ３では、仮設定された駆動電圧の下で重量計測装置２０８に対して液状体（液滴）を吐出し、吐出量ｑを計測する（本発明におけるＡステップに対応）。また、このときにおける第１温度Ｔ１をサーミスタ３９により計測する（本発明におけるＢステップに対応）。
【００３３】
吐出量ｑの測定では、各ヘッド３０のノズル群４１Ａ、４１Ｂ（図２参照）ごとに複数（例えば、１ノズルあたり数万ドット）の液滴が重量計測装置２０８に対して吐出され、その総重量が計測される。そして、制御部２２０において、この総重量のデータを吐出駆動の総数で除算することにより、１液滴あたりの吐出量ｑが取得され、制御部２２０内のメモリに格納される。
【００３４】
また、第１温度Ｔ１の計測はヘッド３０ごとに行われる。ステップＳ３における液状体の吐出は複数回分まとめて行われるため、ある程度の期間（数秒程度）を要することになるが、第１温度Ｔ１は、例えば当該期間における計測値の平均、あるいは、期間内における所定タイミングの計測値として取得される。そして取得された第１温度Ｔ１は、制御部２２０内のメモリに格納される。
【００３５】
上述したステップＳ１〜Ｓ３は、描画動作に係る駆動電圧を設定する（後述するステップＳ６）ための予備工程としての役割を果たしている。このため、ステップＳ１〜Ｓ３は、長期間にわたって実行される描画動作（後述するステップＳ４〜Ｓ７）の途中に割り込む形式で、定期的に、あるいは作業者の指示によって適宜実行されるものである。
【００３６】
描画動作は、次に説明するステップＳ４〜Ｓ７で構成されている。すなわち、ヘッドユニット１０を描画エリア２１０に移動させ（ステップＳ４）、さらに第２温度Ｔ２の計測を行って（本発明のＣステップに対応するステップＳ５）、計測された第２温度Ｔ２を制御部２２０内のメモリに格納する。制御部２２０は、メモリ内に格納されている吐出量ｑ、第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２をパラメータとして、式１を用いて駆動電圧Ｖの本設定を行い（ステップＳ６）、本設定された駆動電圧Ｖ生成された駆動信号を圧電素子４２に供給して、液状体の配置（描画）を行う（本発明のＤステップに対応するステップＳ６）。
【００３７】
Ｖ＝Ｖ0＋α（ｑ−ｑ0）＋β（Ｔ２−Ｔ１） ・・・（式１）
【００３８】
式１において、Ｖ0は仮設定された（ステップＳ２）駆動電圧であり、ｑ0は吐出量の仕様値である。また、αは単位吐出量あたりの吐出量補正に必要な駆動電圧の変化量を、βは単位温度あたりの吐出量補正に必要な駆動電圧の変化量を表す補正係数であり、それぞれ、あらかじめ実験により得られた定数である。
【００３９】
式１における第２項：α（ｑ−ｑ0）は、重量計測装置２０８を用いて計測された吐出量ｑと仕様値ｑ0との差を補償するために、Ｖ0に対して付加すべき電圧補正量を表している。すなわち、吐出履歴によるハードウェア要素の劣化や、液状体の製造ばらつき等による吐出量変動の要因を補償して、描画動作時における吐出量を仕様値ｑ0に近づけるための電圧補正量を表すものである。
【００４０】
しかしながら、重量測定時における環境温度である第１温度Ｔ１と、描画動作時における環境温度である第２温度Ｔ２とに温度差がある場合には（装置構成における熱源との位置関係により実際にある程度の温度差が存在する）、この温度差が原因となって第２項による補正を行っても精細な補正ができないことになる。例えば、第１温度Ｔ１が第２温度Ｔ２に比べて低温である場合、第２項による補正だけでは仕様値ｑ0以上の液状体が吐出されることになってしまう。式１における第３項：β（Ｔ２−Ｔ１）は、このような課題に鑑みて、重量測定時と描画動作時における温度差の影響を解消するために導入された補正項であり、かくしてこの実施形態では、高精度に適正化された電気信号により描画を行うことが可能となっている。
【００４１】
ステップＳ５における駆動電圧の設定は、各ヘッド３０のノズル群４１Ａ、４１Ｂ（図２参照）単位で行われ、この際、仮設定時の駆動電圧Ｖ0、吐出量ｑについては、それぞれのノズル群４１Ａ、４１Ｂに対応したものが参照される。また、第１温度Ｔ１、第２温度Ｔ２については、各ヘッド３０に対応したものが参照される。また、補正係数α、βは、液状体の種類に応じた固有の値が適用されるようになっている。
【００４２】
ステップＳ５〜Ｓ７の連続した工程は、連続する描画動作内において、定期的に、例えば、基板Ｐの入れ替えのタイミングや、各主走査のタイミング、あるいは各吐出制御のタイミングにおいて行うようにすることが好ましい。このようにすることで、描画動作中における環境温度（第２温度）の変化に迅速に対応することができ、吐出量の一層の安定化を図ることが可能である。
【００４３】
（液状体配置方法の第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態に係る液状体配置方法の説明を行う。
図６は、第２実施形態に係る液状体配置の処理フローを示すフローチャートである。
【００４４】
この方法では、まず、主走査移動台２０３に重量計測装置（メンテナンスユニット２０７に搭載されているものと同様の構成のもの）を仮置きする（ステップＳ１１）。そして、ヘッドユニット１０を描画エリア２１０に移動させて（ステップＳ１２）、駆動電圧の仮設定を行い（ステップＳ１３）、ステップＳ１１で仮置きした重量計測装置に対して液状体を吐出し、その吐出量である第１予備吐出量ｑｄ１を計測する（ステップＳ１４）。尚、ステップＳ１３における駆動電圧の仮設定、ステップＳ１４における第１予備吐出量ｑｄ１の計測は、それぞれ第１実施形態におけるステップＳ２、ステップＳ３と同様の方法で行われる。計測された第１予備吐出量ｑｄ１は、制御部２２０内のメモリに格納される。
【００４５】
次に、ヘッドユニット１０を重量計測エリア２１１に移動させて（ステップＳ１５）、重量計測装置２０８に対して液状体を吐出し、その吐出量である第２予備吐出量ｑｄ２を計測する（ステップＳ１６）。尚、ステップＳ１６における第２予備吐出量ｑｄ２の計測は、第１予備吐出量ｑｄ１の計測の際と同じ駆動電圧、同じロットの液状体を用いて行われる。計測された第１予備吐出量ｑｄ１は、制御部２２０内のメモリに格納される。そして、仮置した重量計測装置を除去する（ステップＳ１７）。
【００４６】
上述したステップＳ１１〜Ｓ１７は、描画エリア２１０と重量計測エリア２１１との間における位置的な環境（主として温度）の差による吐出量変化を調べるための工程であり、描画動作に係る駆動電圧を設定する（後述するステップＳ２０）ための予備工程としての役割を果たしている。すなわち、ステップＳ１１〜Ｓ１７は、本発明におけるＧステップに対応する工程である。このステップＳ１１〜Ｓ１７は、液状体吐出装置２００の始動時のほか、装置の設置環境や構成が変更された場合などにおいて行われる。
【００４７】
次のステップＳ１８〜Ｓ２０は、吐出履歴によるハードウェア要素の劣化や、液状体の製造ばらつき等による吐出量変動の要因を補償するための条件出しを行う目的で、長期間にわたって実行される描画動作（後述するステップＳ２１）の途中に割り込む形式で、定期的に、あるいは作業者の指示によって適宜実行される。
【００４８】
すなわち、ステップＳ１８において駆動電圧の仮設定を行い（ステップＳ１８）、ステップＳ１９において重量計測装置２０８に対して液状体を吐出し、その吐出量ｑを計測する（本発明におけるＨステップとしてのステップＳ１９）。計測された吐出量ｑは、制御部２２０内のメモリに格納される。そして、ステップＳ２０（本発明におけるＩステップに相当する）において、制御部２２０は、メモリ内に格納されている吐出量ｑ、第１予備吐出量ｑｄ１、第２予備吐出量ｑｄ２をパラメータとして、式２を用いて駆動電圧Ｖの本設定を行う。
【００４９】
Ｖ＝Ｖ0＋α｛ｑ＋（ｑｄ１−ｑｄ２）−ｑ0｝ ・・・（式２）
【００５０】
式２において、Ｖ0は仮設定された（ステップＳ１８）駆動電圧であり、ｑ0は吐出量の仕様値である。また、αは単位吐出量あたりの吐出量補正に必要な駆動電圧の変化量を表す補正係数であり、あらかじめ実験により得られた定数である。
【００５１】
式２における（ｑｄ１−ｑｄ２）の項は、描画エリア２１０と重量計測エリア２１１との間における位置的な環境差に起因する固有の吐出量の計測誤差を表している。この補正項は、エリア間の環境差による吐出量変動の影響を解消するために導入されたものであり、かくしてこの実施形態では、高精度に適正化された電気信号により描画を行うことが可能となっている。
【００５２】
（液晶表示装置の製造方法）
次に、図７を参照して、本発明に係るデバイスとしての液晶表示装置の製造方法について説明する。
図７は、液晶表示装置の概略構造を示す分解斜視図である。
【００５３】
図７に示すように、液晶表示装置５００は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）透過型の液晶表示パネル５２０と、液晶表示パネル５２０を照明する照明装置５１６とを備えている。液晶表示パネル５２０は、着色層としてのカラーフィルタ５０５を有する対向基板５０１と、画素電極５１０に３端子のうちの１つが接続されたＴＦＴ素子５１１を有する素子基板５０８と、両基板５０１，５０８によって挟持された液晶（図示省略）とを備えている。また、液晶表示パネル５２０の外面側となる両基板５０１，５０８の表面には、透過する光を偏向させる上偏光板５１４と下偏光板５１５とが配設される。
【００５４】
対向基板５０１は、透明なガラス等の材料からなり、液晶を挟む表面側に隔壁部５０４によってマトリクス状に区画された複数の着色領域に複数種の着色層としてＲＧＢ３色のカラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂがストライプ状に形成されている。隔壁部５０４は、Ｃｒなどの遮光性を有する金属あるいはその酸化膜からなるブラックマトリクスと呼ばれる下層バンク５０２と、下層バンク５０２の上（図面では下向き）に形成された有機化合物からなる上層バンク５０３とにより構成されている。また対向基板５０１は、隔壁部５０４と隔壁部５０４によって区画されたカラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂとを覆う平坦化層としてのオーバーコート層（ＯＣ層）５０６と、ＯＣ層５０６を覆うように形成されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなる対向電極５０７とを備えている。カラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂは後述するカラーフィルタの製造方法を用いて製造されている。
【００５５】
素子基板５０８は、同じく透明なガラス等の材料からなり、液晶を挟む表面側に絶縁膜５０９を介してマトリクス状に形成された画素電極５１０と、画素電極５１０に対応して形成された複数のＴＦＴ素子５１１とを有している。ＴＦＴ素子５１１の３端子のうち、画素電極５１０に接続されない他の２端子は、互いに絶縁された状態で画素電極５１０を囲むように格子状に配設された走査線５１２とデータ線５１３とに接続されている。
【００５６】
照明装置５１６は、光源として白色のＬＥＤ、ＥＬ、冷陰極管等を用い、これらの光源からの光を液晶表示パネル５２０に向かって出射することができる導光板や拡散板、反射板等の構成を備えたものであれば、どのようなものでもよい。
【００５７】
なお、液晶を挟む対向基板５０１と素子基板５０８の表面には、液晶の分子を所定の方向に配列させるための配向膜がそれぞれ形成されているが、図示省略した。また、上下偏光板５１４，５１５は、視角依存性を改善する目的等で用いられる位相差フィルムなどの光学機能性フィルムと組み合わされたものでもよい。液晶表示パネル５２０は、アクティブ素子としてＴＦＴ素子に限らずＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を有したものでもよく、さらには、少なくとも一方の基板にカラーフィルタを備えるものであれば、画素を構成する電極が互いに交差するように配置されるパッシブ型の液晶表示装置でもよい。
【００５８】
ここで、カラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂ、オーバーコート層５０６、対向電極５０７、画素電極５１０、配向膜、ＴＦＴ素子５１１を構成するシリコン層、走査線５１２、データ線５１３は、上述した液状体配置方法を用いて形成することができる。すなわち、対応する機能性材料を含む液状体を基板上にパターン化して配置し、配置された液状体を固化して形成することができる。
【００５９】
例えば、カラーフィルタ５０５Ｒ，５０５Ｇ，５０５Ｂの場合、上層バンク５０３により区画された画素の対応領域内に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に対応する顔料を含む液状体を配置し、液状体を乾燥させて形成することができる。また、対向電極５０７、画素電極５１０等の金属膜の場合は、金属微微粒子の分散液を配置、焼成させて形成することができる。また、配向膜の場合は、ポリイミドの溶液を配置、乾燥させて形成することができる。
【００６０】
このような方法によれば、液状体の吐出量が高精度に適正化された状態の下で各種機能性膜を形成することができるため、膜厚やプロファイルの均一性に関して良質のものを得ることができる。
【００６１】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、ヘッド周囲における温度の検出位置の変形例として、ノズル形成面やヘッド内における流路内、ヘッドに対して液状体を供給する液状体供給機構などを挙げることができる。
また、ヘッド周囲における温度の検出方法の変形例として、温度分析装置を備えた赤外線カメラなどを挙げることができる。
また、上述した液状体配置方法を用いた別の例として、例えば、プラズマディスプレイ装置における蛍光膜の形成などが挙げられる。
また、実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図。
【図２】ヘッドユニットにおけるヘッドの配置構成を示す平面図。
【図３】液状体吐出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】駆動信号の一例を示す図。
【図５】液状体配置の処理フローを示すフローチャート。
【図６】第２実施形態に係る液状体配置の処理フローを示すフローチャート。
【図７】液晶表示装置の概略構造を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００６３】
１０…ヘッドユニット、３０…ヘッド、３１…ノズル、３９…サーミスタ、４２…圧電素子、２００…液状体吐出装置、２０７…メンテナンスユニット、２０８…重量計測装置、２０９…キャリッジ、２１０…描画エリア、２１１…重量計測エリア、２１９…走査機構部、２２０…制御部、２２１…駆動回路基板、２２２…駆動信号生成回路、５００…液晶表示装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、
所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＡステップと、
前記吐出量の計測の際における前記ヘッドの周囲の第１の温度を計測するＢステップと、
前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２の温度を計測するＣステップと、
前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＤステップと、を有する液状体配置方法。
【請求項２】
前記電気信号の条件は、電圧成分であることを特徴とする請求項１に記載の液状体配置方法。
【請求項３】
前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲、または前記液状体の導入部の周囲、もしくは前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲および前記液状体の導入部の周囲の両方において行うことを特徴とする請求項１または２に記載の液状体配置方法。
【請求項４】
前記Ｃステップおよび前記Ｄステップを、一の前記吐出対象物について少なくとも１回以上行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液状体配置方法。
【請求項５】
複数の前記ヘッドを用いる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液状体配置方法であって、
前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記複数のヘッドの一部、またはそれぞれについて行うことを特徴とする液状体配置方法。
【請求項６】
駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、
所定条件に係る前記電気信号を供給して、前記液状体の配置を行うための第１エリアにおいて第１予備吐出量を、前記第１エリアから離間する第２エリアにおいて第２予備吐出量を計測するＧステップと、
前記液状体の配置に際して、第２エリアにおいて、所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＨステップと、
前記第１予備吐出量、前記第２予備吐出量、前記Ｈステップで計測された吐出量に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＩステップと、を有する液状体配置方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液状体配置方法を用いて基板に前記液状体を配置し、配置された当該液状体を固化して膜を形成するステップを有する、当該膜を構成要素として備えるデバイスの製造方法。
【請求項８】
駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドと、
所定条件に係る前記電気信号を供給して前記液状体を吐出し、その吐出量の計測を行う吐出量計測手段と、
前記吐出量の計測時において、前記ヘッドの周囲の第１温度を計測する第１温度計測手段と、
前記ノズルからの前記液状体の吐出により、吐出対象物への前記液状体の配置を行うための配置制御手段と、
前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２温度を計測する第２温度計測手段と、
前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて、前記液状体の配置に際に供給する前記電気信号の条件を制御する電気信号制御手段と、を備える液状体吐出装置。
【請求項１】
駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、
所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＡステップと、
前記吐出量の計測の際における前記ヘッドの周囲の第１の温度を計測するＢステップと、
前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２の温度を計測するＣステップと、
前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＤステップと、を有する液状体配置方法。
【請求項２】
前記電気信号の条件は、電圧成分であることを特徴とする請求項１に記載の液状体配置方法。
【請求項３】
前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲、または前記液状体の導入部の周囲、もしくは前記ヘッドにおける前記ノズルの形成面の周囲および前記液状体の導入部の周囲の両方において行うことを特徴とする請求項１または２に記載の液状体配置方法。
【請求項４】
前記Ｃステップおよび前記Ｄステップを、一の前記吐出対象物について少なくとも１回以上行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液状体配置方法。
【請求項５】
複数の前記ヘッドを用いる請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液状体配置方法であって、
前記第１温度および前記第２温度の計測を、前記複数のヘッドの一部、またはそれぞれについて行うことを特徴とする液状体配置方法。
【請求項６】
駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドを用いて、吐出対象物に当該液状体の配置を行う液状体配置方法であって、
所定条件に係る前記電気信号を供給して、前記液状体の配置を行うための第１エリアにおいて第１予備吐出量を、前記第１エリアから離間する第２エリアにおいて第２予備吐出量を計測するＧステップと、
前記液状体の配置に際して、第２エリアにおいて、所定条件に係る前記電気信号を供給して吐出量を計測するＨステップと、
前記第１予備吐出量、前記第２予備吐出量、前記Ｈステップで計測された吐出量に基づいて決定される条件で前記電気信号を生成し、生成された当該電気信号を供給して前記液状体の配置を行うＩステップと、を有する液状体配置方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の液状体配置方法を用いて基板に前記液状体を配置し、配置された当該液状体を固化して膜を形成するステップを有する、当該膜を構成要素として備えるデバイスの製造方法。
【請求項８】
駆動手段に電気信号を供給することによりノズルから液状体を吐出するヘッドと、
所定条件に係る前記電気信号を供給して前記液状体を吐出し、その吐出量の計測を行う吐出量計測手段と、
前記吐出量の計測時において、前記ヘッドの周囲の第１温度を計測する第１温度計測手段と、
前記ノズルからの前記液状体の吐出により、吐出対象物への前記液状体の配置を行うための配置制御手段と、
前記液状体の配置に際して、前記ヘッドの周囲の第２温度を計測する第２温度計測手段と、
前記吐出量、前記第１温度、前記第２温度に基づいて、前記液状体の配置に際に供給する前記電気信号の条件を制御する電気信号制御手段と、を備える液状体吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１２６１７５（Ｐ２００８−１２６１７５Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１６０１２（Ｐ２００６−３１６０１２）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【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２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【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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