JP2004216318A - 液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差が予め定められた液滴吐出装置において、機能液滴吐出ヘッドの近傍に機能液タンクを配設可能とする液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供することを課題としている。
【解決手段】ワークＷを載置する載置テーブル４１と機能液滴吐出ヘッド２１を搭載したキャリッジ６とを相対移動させる移動機構（３および４）と、キャリッジ６に搭載され、機能液を供給する機能液タンク７と、を備え、載置テーブル４１は、水平面に対して傾斜しており、機能液タンク７は、予め規定された、機能液滴吐出ヘッド２１のノズル面２８と当該機能液タンク７に貯留する機能液の液面との高低差を満たすように、機能液滴吐出ヘッド２１より、傾斜した載置テーブル４１の低い位置に配設されていることを特徴とする。
【選択図】 図２
【解決手段】ワークＷを載置する載置テーブル４１と機能液滴吐出ヘッド２１を搭載したキャリッジ６とを相対移動させる移動機構（３および４）と、キャリッジ６に搭載され、機能液を供給する機能液タンク７と、を備え、載置テーブル４１は、水平面に対して傾斜しており、機能液タンク７は、予め規定された、機能液滴吐出ヘッド２１のノズル面２８と当該機能液タンク７に貯留する機能液の液面との高低差を満たすように、機能液滴吐出ヘッド２１より、傾斜した載置テーブル４１の低い位置に配設されていることを特徴とする。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差、すなわち両者間の水頭差、が予め規定された液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液滴吐出装置の一種として、従来から知られるインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッド（機能液滴吐出ヘッド）にインク（機能液）を供給するインクパック（機能液タンク）は、インク垂れを防止すべく、インクジェットヘッドよりも低い位置に配設されている。そして、インクジェットヘッドと水平に載置された印刷対象物とが、主走査方向および副走査方向に相対的に移動することで、印刷対象物（ワーク）に印刷が行われる。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドに対するインクパックからのインクの供給は、大気圧下で行われることを前提としている。したがって、インクジェットヘッドに形成された各ノズルから吐出されるインク滴の量的安定性を確保するために、インクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドとインクパックとの水頭差を精度良く保持するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４８７８４号公報（第７頁−第８頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、工業応用の液滴吐出装置では、機能液滴吐出ヘッドのノズル面とワークとの間隔（ギャップ）を狭くすることにより、機能液滴吐出ヘッドから吐出される機能液滴の飛行曲がり等の影響を補償し、高い吐出性能を確保している。しかしながら、機能液滴吐出ヘッドとワークとのギャップを狭くした上で、機能液滴吐出ヘッド（のノズル面）よりも機能液タンクを低く配設しようとすると、機能液滴吐出ヘッドに対して相対的に走査するワークの走査領域を避けて機能液タンクを配設しなければならないため、設置スペースの自由度がなく、装置全体が大型化するという問題が生じる。
【０００６】
また、ワークの走査領域を避けて機能液タンクを配設しなければならないため、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッド近傍に設けることができない。したがって、機能液滴吐出ヘッドから機能液タンクに至る機能液流路が長くなり、機能液タンクから機能液滴吐出ヘッドに供給する機能液の供給圧に損失が生じる等の問題も生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差が予め定められた液滴吐出装置において、機能液滴吐出ヘッドの近傍に機能液タンクを配設可能とする液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、載置テーブルに搭載したワークとキャリッジに搭載した機能液吐出ヘッドとを、主走査方向および副走査方向に相対的に移動させながら、ノズル列を有する機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出させて、ワーク上に描画を行う液滴吐出装置において、載置テーブルおよびキャリッジを介して、機能液滴吐出ヘッドおよびワークを相対的に移動させる移動機構と、キャリッジに搭載され、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液タンクと、を備え、載置テーブルは、水平面に対して傾斜しており、機能液タンクは、予め規定された、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と当該機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差を満たすように、機能液滴吐出ヘッドより、傾斜した載置テーブルの低い位置に配設されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ワークを載置する載置テーブルを水平面に対して傾斜させることにより生じた載置テーブルの高低差を利用して、予め定められた機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差を満たすように、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッドよりも低い位置に配設することができる。したがって、（相対的に移動する）載置テーブルに干渉することなく、機能液タンクを載置テーブルの上方に配設することが可能となる。また、載置テーブルの移動範囲内に機能液タンクを配設できるため、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッドの近傍に配置することができ、機能液タンクと機能液滴吐出ヘッドとを接続する給液チューブを短くすることが可能である。これにより、機能液供給時における機能液の管路抵抗を減少させ、機能液タンクから機能液滴吐出ヘッドに安定して機能液を供給することができると共に、給液チューブ内に留まる機能液量を減少させ、機能液を効率的に利用することができる。また、載置テーブルを傾斜させているので、載置テーブルを水平に配置する場合に比して、ワークの載置スペースを省スペース化することができる。
【００１０】
この場合、移動機構は、載置テーブルを主走査方向に移動させ、かつ前記キャリッジを副走査方向に移動させ、載置テーブルは、主走査方向に傾斜していることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、載置テーブルが主走査方向に傾斜しているので、機能液滴吐出ヘッドに形成された各ノズルの高さを一様とすることができる。したがって、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルと機能液タンクとの水頭差を同様に保つことができ、機能液滴吐出ヘッドと機能液タンクとの水頭差を精度良く確保することが可能である。また、移動テーブルを介して、載置テーブルが主走査方向に移動するので、機能液滴を吐出させる主走査時に機能液滴吐出ヘッドと共に機能液タンクを移動させることがなく、機能液滴吐出ヘッドから安定して機能液滴を吐出させることができる。すなわち、主走査時に機能液タンクを移動させると、特に移動の開始時および終了時に機能液タンクに貯留する機能液面が揺動するために、機能液滴吐出ヘッドからの機能液の吐出が不安定になりやすいが、載置テーブルを主走査方向に移動させる構成としているので、かかる問題は生じない。
【００１２】
この場合、機能液タンクは、当該機能液タンクの底面が傾斜した前記載置テーブルと略平行となるように支持されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、機能液タンクは、当該機能液タンクの底面が傾斜した載置テーブルと略平行になるように支持されるので、傾斜した載置テーブルと機能液タンクの底面（すなわち下面）を近接させて配置することができる。そして、機能液タンクの底面を水平となるように機能液タンクを支持した場合に比べ、所定の水頭差を維持した状態で、より一層、機能液滴吐出ヘッドの近傍に機能液タンクを配設することができると共に機能液タンクに貯留させる機能液量を増量させることができる。
【００１４】
これら場合、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する供給管路の上流端は、傾斜した機能液タンクの最深部に浸漬されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、供給管路の上流端が、傾斜した機能液タンクの最深部に浸漬されているので、機能液タンクが空になるまで当該機能液タンクに貯留する機能液を利用することができ、高価な機能液を無駄にすることがない。
【００１６】
これら場合、移動機構を介して、キャリッジおよび載置テーブルを支持する支持台をさらに備え、支持台は、キャリッジおよび載置テーブルの水平面に対する傾斜角度を調整可能な角度調整手段を有していることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、角度調整手段を用いてキャリッジおよび載置テーブルの傾斜角度を調整することにより、機能液滴吐出ヘッドに導入する機能液に応じた水頭差を管理することが可能である。また、水頭差を変化させることにより、機能液滴吐出ヘッドから吐出させる機能液量を変化させることも可能である。また、載置テーブルの傾斜角度を調整できるため、ワーク交換時には操作性および作業性の良い角度に載置テーブルを調節可能である。したがって、ワーク交換時には、例えば、載置テーブルを水平に調節するなどして、ワーク交換時における作業性および操作性を向上させることができる。さらに、大気圧の変化に応じて、水頭差を変化させることが可能である。
【００１８】
この場合、機能液滴吐出ヘッドの駆動に伴い減少する、機能液タンクに貯留される機能液の液位を連続的に検出する液位検出手段と、角度調整手段を制御する制御手段と、をさらに備え、制御手段は、液位検出手段の検出結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差が一定になるように角度調整手段を制御することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドの駆動に伴い、機能液タンクに貯留する機能液が減少しても、液位検出手段の検出結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差が一定になるように角度調整手段が制御されるので、機能液の減少によって、両者間の水頭差に変動を生じることがない。したがって、機能液タンクの機能液量が減少しても、安定して機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出させることができる。
【００２０】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする。
【００２２】
これらの構成によれば、大気圧下での機能液の供給を前提として、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッドの近傍に設けることが可能な液滴吐出装置を用いて製造されるため、電気光学装置を効率よく製造することが可能となる。なお、電気光学装置（デバイス）としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。
【００２３】
本発明の電子機器は、上記した電気光学装置を搭載したことを特徴とする
【００２４】
この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、この液滴吐出装置１は、機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッド２１を搭載したヘッドユニット２と、ワークＷを載置する載置テーブル４１を有し、載置テーブル４１を介してワークＷをＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル３と、Ｘ軸テーブル３と直交し、ヘッドユニット２をＹ軸方向（副走査方向）に移動させるＹ軸テーブル４と、を有している。
【００２６】
図２に示すように、この液滴吐出装置１は、直方体状の機台１１を備え、機台１１には、傾斜角度θ０で、水平面に対して（主走査方向に）傾斜した傾斜テーブル５が設けられている。すなわち、機台１１と傾斜テーブル５により、請求項にいう支持台が構成されている。傾斜テーブル５には、Ｘ軸テーブル３が直接支持されており、ワークＷが傾斜した状態でセットされるようになっている。また、傾斜テーブル５には、傾斜テーブル５に対して垂直に立設したＹ軸スタンド１２がＸ軸テーブル３を跨ぐように配設されている。また、傾斜テーブル５には、傾斜テーブル５の傾斜角度を調整するための角度調整機構５３が組み込まれている。
【００２７】
同図に示すように、Ｙ軸スタンド１２には、Ｙ軸テーブル４の両端が支持されており、Ｙ軸テーブル４には、キャリッジ６を介してヘッドユニット２が支持されている。また、キャリッジ６には、機能液滴吐出ヘッド２１に機能液を供給する機能液タンク７をタンクキャリッジ７５が設けられている。本実施形態の液滴吐出装置１では、大気圧下での機能液の供給を前提として、機能液滴吐出ヘッド２１の吐出ノズル２９と機能液タンク７に貯留する機能液の液面との水頭差（高低差）が予め規定されており、この高低差を満たすように、機能液タンク７は、タンクキャリッジ７５により支持されている。
【００２８】
また、この液滴吐出装置１には、装置全体をコントロールするコントローラ８が設けられており、コントローラ８により各部が制御されている。そして、コントローラ８が、Ｘ軸テーブル３およびＹ軸テーブル４を駆動して、ヘッドユニット２とワークＷとを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド２１を駆動して機能液を選択的に吐出させることにより、ワークＷに対して描画が行われるようになっている（図１参照）。
【００２９】
以下、液滴吐出装置１の各部について説明する。ヘッドユニット２は、機能液滴吐出ヘッド２１と、後述するキャリッジ６のキャリッジプレート７４と、で構成されている。図１に示すように、機能液滴吐出ヘッド２１は、多数（１８０個の）吐出ノズル２９（後述する）を有しており、多数の吐出ノズル２９が副走査方向に連続するように配設されている。なお、全吐出ノズル２９が副走査方向に連続していれば、機能液滴吐出ヘッド２１の個数や配列は、上記したものに限られるものではなく任意である。
【００３０】
図示省略したが、機能液滴吐出ヘッド２１は、機能液タンク７から連続的に機能液の供給を受ける機能液導入部と、機能液導入部に連なるヘッド基板と、機能液導入部の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体と、を備えている。ヘッド本体は、図示省略のポンプ部（ピエゾ圧電素子）と、多数の吐出ノズル２９を形成したノズルプレート２６と、を有しており、この機能液滴吐出ヘッド２１は、ポンプ部の作用により吐出ノズル２９から機能液滴を吐出するようになっている。ノズルプレート２６の下面は、ノズル面２７となっており、ノズル面２７には、１列のノズル列２８が形成されている。ノズル列２８は、等間隔に並べられた１８０個の吐出ノズル２９で構成されている。
【００３１】
Ｘ軸テーブル３は、載置テーブル４１と、傾斜テーブル５に支持され、載置テーブル４１をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダ（図示省略）と、Ｘ軸エアースライダに併設したＸ軸リニアモータ（図示省略）と、を有している。Ｙ軸テーブル４は、傾斜テーブル５に立設されたＹ軸スタンド１２に固定されており、図示省略したが、キャリッジ６を介してヘッドユニット２および機能液タンク７をスライド自在に支持するＹ軸スライダと、Ｙ軸スライダをＹ軸方向に移動させるＹ軸ボールねじと、サーボモータで構成され、Ｙ軸ボールねじを正逆回転させるＹ軸モータと、を有している。
【００３２】
図２および図３に示すように、傾斜テーブル５は、機台１１に固定された支持ベース５１と、一端を支持ベース５１に回動自在に固定され、Ｘ軸テーブル３を直接支持すると共にＹ軸スタンド１２を立設した支持テーブル５２と、支持テーブル５２を回動させることにより、支持テーブル５２を介して載置テーブル４１の傾斜角度を調整する角度調整機構５３と、支持テーブル５２の回動を案内する移動ガイド５４と、を有している。
【００３３】
図２に示すように、支持テーブル５２は、略方形の厚板で構成されおり、支持テーブル５２のＹ軸方向と一致する一端（基部）は、支持ベース５１に回動自在に固定されている。そして、支持テーブル５２は、予め傾斜角度θ０で（Ｘ軸方向に）傾斜しており、載置テーブル４１を傾斜角度θ０で支持している。図示省略したが、支持テーブル５２の支持ベース５１に固定されていない他端の側部には、移動ガイド５４のガイド溝を摺動する摺動片（図示省略）が設けられている。また、移動ガイド５４は、支持テーブル５２を安定して上下方向に回動させるためのもので、支持ベース５１に固定された、左右一対のガイド部材５５で構成されている。図示省略したが、ガイド部材５５には、支持テーブル５２を回動させたときの軌跡に合わせて形成され、支持テーブル５２の摺動片を案内する円弧状のガイド溝を有している（図３参照）。
【００３４】
図３に示すように、角度調整機構５３は、一端を支持テーブル５２に回動自在に取り付けられ、他端を支持ベース５１に取り付けられた、菱形のねじ機構からなるジャッキアップ機構６１と、ジャッキアップ機構６１のリードねじ６２に連結したギヤードモータ６５と、で構成されている。ジャッキアップ機構６１は、逆「Ｖ」字状の上リンク６３と、「Ｖ」字状の下リンク６４と、を２つの雌ねじで連結したものであり、ギヤードモータ６５を正逆回転させ、リードねじ６２を介してその菱形形状を変形させることにより、支持ベース５１に対して支持テーブル５２を上下方向に回動させる。これにより、支持テーブル５２は、固定された基部側のヒンジを介して傾動し、角度調節される。
【００３５】
図２に示すように、キャリッジ６は、背面に、上記したＹ軸テーブル４のＹ軸スライダに取り付けられたキャリッジ本体７１と、キャリッジ本体６に支持され、ヘッドユニット２を支持するヘッドキャリッジ７２と、キャリッジ本体７１に支持され、機能液タンク７を支持するタンクキャリッジ７５と、を有している。
【００３６】
ヘッドキャリッジ７２は、（キャリッジプレート７４を介してヘッドユニット２の）θ方向に対する位置補正を行うためのθテーブル７３と、θテーブル７３の下方に設けられ、ヘッドユニット２を構成するキャリッジプレート７４と、で構成されている。キャリッジプレート７４には、機能液滴吐出ヘッド２１を遊嵌するための方形の開口を有しており、機能液滴吐出ヘッド２１を位置決め固定するようになっている。なお、θテーブル７３およびキャリッジプレート７４は、支持テーブル５２（載置テーブル４１）と略平行に配設されており、搭載した機能液滴吐出ヘッド２１のノズル面２７をワークＷに平行かつ近接させて保持することができるようになっている。一方、タンクキャリッジ７５は、一端をキャリッジ本体７１に固定した固定部（図示省略）と、固定部からＸ軸方向に延在したアーム部７６と、アーム部７６の他端に形成され、機能液タンク７を支持するタンク支持部７７と、を有している。なお、タンクキャリッジ７５には、機能液タンク７と機能液滴吐出ヘッド２１とを接続し、機能液タンク７から機能液滴吐出ヘッド２１に機能液を供給するための給液チューブ（供給管路）８１が固定されている。
【００３７】
図２に示すように、機能液タンク７は、傾斜テーブル５の傾斜を利用して、ヘッドユニット２（機能液滴吐出ヘッド２１）に比し、傾斜テーブル５の低い位置に配設されており、機能液タンク７に貯留する機能液の液面と機能液滴吐出ヘッド２１のノズル面２７との水頭差が規定された値に保たれている。機能液タンク７は、機能液滴吐出ヘッド２１に供給する機能液を貯留するタンク本体９１と、タンク本体９１に貯留されている機能液の液位を連続的に検出する液位検出器９２と、を備えている。
【００３８】
同図に示すように、タンク本体９１は、傾斜テーブル５（支持テーブル５２）の傾斜角度θ０に対応させて底面が形成されており、タンク本体９１の底面を傾斜テーブル５（載置テーブル４１）に近接し、かつタンク本体９１の底面と支持テーブル５２とが略平行になるようにタンク本体９１は配設されている。これにより、載置テーブル４１上の空間を有効に利用して、効率的に機能液を貯留可能となっている。また、タンク本体９１の上面には、上記した給液チューブ８１が繋ぎ込まれており、機能液に浸漬される給液チューブ８１の一端部がタンク本体９１の最も低い位置（最深部）に位置している。したがって、タンク本体９１の機能液を残さず機能液滴吐出ヘッド２１に供給することができ、タンク本体９１に貯留する機能液を効率的に利用可能となっている。
【００３９】
このように、本実施形態の液滴吐出装置１では、載置テーブル４１を傾斜させることによって生じた載置テーブル４１の高低差を利用して、機能液滴吐出ヘッド２１と機能液タンク７を配設することにより、規定された水頭差を満たした上で、Ｘ軸方向に移動する載置テーブル４１に干渉せずに、機能液タンク７がヘッドユニット２（機能液滴吐出ヘッド２１）と共に移動可能となっている。また、これにより、載置テーブル４１の移動範囲内に機能液タンク７を配設することができるので、機能液タンク７をヘッドユニット２の近傍に配設することができる。そして、機能液タンク７とヘッドユニット２とを接続する給液チューブ８１を短くすることが可能である。さらに、機能液タンク７がヘッドユニット２と共に移動するので、給液チューブ８１を固定した状態で支持することができ、機能液タンク７から機能液滴吐出ヘッド２１に、安定して機能液を供給することが可能となっている。
【００４０】
ところで、本実施形態の液滴吐出装置１では、機能液滴吐出ヘッド２１の駆動に伴って機能液タンク７に貯留する機能液が減少しても、水頭差を一定に保つよう、コントローラ８によって制御されている。図２および図３を参照して具体的に説明する。コントローラ８には、上記した液位検出器９２が接続されており、コントローラ８は、液位検出器９２による検出結果に基づいて、傾斜テーブル５の傾斜角度を調節することにより、水頭差を一定に保っている。
【００４１】
すなわち、機能液タンク７の液量が減少して機能液の液位が低下すると、水頭差が大きくなるので、角度調整機構５３のギヤードモータ６５を駆動させ、支持テーブル５２の傾斜角度を連続的にθ０からθ１にする（ただしθ０＞θ１）。これにより、ヘッドユニット２の高さ位置を下降させると共に、機能液タンクの高さ位置を上昇させることができるので、吐出ノズル２９（ノズル列２８）と機能液タンク７の液面との相対的な高低差を維持し、両者の水頭差を一定に保つことができるようになっている。
【００４２】
本実施形態の液滴吐出装置１では、機能液タンク７は、カートリッジ形式のものを採用しており、機能液タンク７内に貯留する機能液が空になって機能液タンク７が交換されると、再びギヤードモータ６５が駆動して支持テーブル５２の傾斜角度をθ０となり、水頭値が適切に保持されるようになっている。なお、カートリッジ形式ではなく、機能液を大量に貯留したメインタンクから連続的に機能液の供給を受けるサブタンク形式のものを採用しても良い。この場合、機能液滴吐出ヘッド２１から機能液を吐出しているときには、吐出を安定させるためにメインタンクから機能液タンク７に機能液の補給が為されないので、液位検出器９２の検出結果に基づいて、支持テーブル５２の傾斜角度をθ０からθ１に減少させるようにし、機能液タンク７に機能液の補給を受け、機能液タンクに貯留する機能液量が増したときには、液位検出器９２の検出結果に基づいて、支持テーブル５２の傾斜角度をθ１からθ０に調節する。
【００４３】
なお、本実施形態の液滴吐出装置１では、水頭差を一定に保つために、液位検出器９２による検出結果に基づいて傾斜テーブル５の傾斜角度を調節する構成としているが、機能液タンク７自身を機能液滴吐出ヘッド２１（のノズル面２７）に対して相対的に上下させる機構としても良い。この場合、液位検出器９２の検出結果に基づいて、機能液タンク７自身をワークＷに干渉しない範囲で上下させることにより、機能液滴吐出ヘッド２１と機能液タンク７との水頭差を一定に保つことができる。
【００４４】
次に、上記の液滴吐出装置１を液晶表示装置の製造に適用した場合について説明する。図４は、液晶表示装置３０１の断面構造を表している。同図に示すように、液晶表示装置３０１は、ガラス基板３２１を主体として対向面に透明導電膜（ＩＴＯ膜）３２２および配向膜３２３を形成した上基板３１１および下基板３１２と、この上下両基板３１１，３１２間に介設した多数のスペーサ３３１と、上下両基板３１１，３１２間を封止するシール材３３２と、上下両基板３１１、３１２間に充填した液晶３３３とで構成されると共に、上基板３１１の背面に位相基板３４１および偏光板３４２ａを積層し、且つ下基板３１２の背面に偏光板３４２ｂおよびバックライト３４３を積層して、構成されている。
【００４５】
通常の製造工程では、それぞれ透明導電膜３２２のパターニングおよび配向膜３２３の塗布を行って上基板３１１および下基板３１２を別々に作製した後、下基板３１２にスペーサ３３１およびシール材３３２を作り込み、この状態で上基板３１１を貼り合わせる。次いで、シール材３３２の注入口から液晶３３３を注入し、注入口を閉止する。その後、位相基板３４１、両偏光板３４２ａ，３４２ｂおよびバックライト３４３を積層する。
【００４６】
上記した液滴吐出装置１は、例えば、スペーサ３３１の形成や、液晶３３３の注入に利用することができる。具体的には、機能液としてセルギャップを構成するスペーサ材料（例えば、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂）や液晶を導入し、これらを所定の位置に均一に吐出（塗布）させていく。先ずシール材３３２を環状に印刷した下基板３１２を吸着テーブルにセットし、この下基板３１２上にスペーサ材料を粗い間隔で吐出し、紫外線照射してスペーサ材料を凝固させる。次に、下基板３１２のシール材３３２の内側に、液晶３３３を所定量だけ均一に吐出して注入する。その後、別途準備した上基板３１１と、液晶を所定量塗布した下基板３１２を真空中に導入して貼り合わせる。
【００４７】
このように、上基板３１１と下基板３１２とを貼り合わせる前に、液晶３３３をセルの中に均一に塗布（充填）するようにしているため、液晶３３３がセルの隅など細部に行き渡らない等の不具合を解消することができる。
【００４８】
なお、機能液（シール材用材料）として紫外線硬化樹脂或いは熱硬化樹脂を用いることで、上記のシール材３３２の印刷をこの液滴吐出装置１で行うことも可能である。同様に、機能液（配向膜材料）としてポリイミド樹脂を導入することで、配向膜３２３を液滴吐出装置１で作成することも可能である。
【００４９】
上記した液滴吐出装置１は、ヘッドユニット２と共に機能液タンクを移動させ、ワークＷに精度良く描画を行うことができるため、効率よく液晶表示装置３０１を製造することができる。また、ワークＷを載置する載置テーブル４１を傾斜させることで、ワークＷの設置面積を減少させることができ、装置の省スペース化を図り、効率よく液晶表示装置３０１を製造することができる。
【００５０】
ところで、上記した液滴吐出装置１は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される上記の液晶表示装置３０１の他、各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることが可能である。すなわち、有機ＥＬ装置、ＦＥＤ装置、ＰＤＰ装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができ、これらを効率よく製造することが可能である。
【００５１】
有機ＥＬ装置の製造に、上記した液滴吐出装置１を応用した例を簡単に説明する。有機ＥＬ装置は、図５に示すように、有機ＥＬ装置４０１は、基板４２１、回路素子部４２２、画素電極４２３、バンク部４２４、発光素子４２５、陰極４２６（対向電極）、および封止用基板４２７から構成された有機ＥＬ素子４１１に、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。回路素子部４２２は基板４２１上に形成され、複数の画素電極４２３が回路素子部４２２上に整列している。そして、各画素電極４２３間にはバンク部４２４が格子状に形成されており、バンク部４２４により生じた凹部開口４３１に、発光素子４２５が形成されている。陰極４２６は、バンク部４２４および発光素子４２５の上部全面に形成され、陰極４２６の上には、封止用基板４２７が積層されている。
【００５２】
有機ＥＬ装置４０１の製造工程では、予め回路素子部４２２上および画素電極４２３が形成されている基板４２１（ワークＷ）上の所定の位置にバンク部４２４が形成された後、発光素子４２５を適切に形成するためのプラズマ処理が行われ、その後に発光素子４２５および陰極４２６（対向電極）を形成される。そして、封止用基板４２７を陰極４２６上に積層して封止して、有機ＥＬ素子４１１を得た後、この有機ＥＬ素子４１１の陰極４２６をフレキシブル基板の配線に接続すると共に、駆動ＩＣに回路素子部４２２の配線を接続することにより、有機ＥＬ装置４０１が製造される。
【００５３】
液滴吐出装置１は、発光素子４２５の形成に用いられる。具体的には、機能液滴吐出ヘッド３１に発光素子材料（機能液）を導入し、バンク部４２４が形成された基板４２１の画素電極４２３の位置に対応して、発光素子材料を吐出させ、これを乾燥させることで発光素子４２５を形成する。なお、上記した画素電極４２３や陰極４２６の形成等においても、それぞれに対応する液体材料を用いることで、液滴吐出装置１を利用して作成することも可能である。
【００５４】
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の他、上記したプレパラート形成を包含する装置が考えられる。上記した液滴吐出装置１を各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の液滴吐出装置によれば、ワークを載置する載置テーブルを傾斜させることにより、傾斜した載置テーブルの高低差を利用して、機能液滴吐出ヘッドよりも機能液タンクを低く配置することができ、機能液滴吐出ヘッドと機能液タンクの液面との水頭差を規定された所定の水頭差に維持した状態で、ヘッドユニット（機能液滴吐出ヘッド）と共に機能液タンクを移動する構成とすることができる。また、載置テーブルに機能液タンクが干渉することがなく、載置テーブルの移動領域内に機能液タンクを配設することが可能となるため、機能液タンクをヘッドユニットの近傍に配設することができ、機能液タンクとヘッドユニット（機能液滴吐出ヘッド）とを接続する給液チューブを短くすることができる。したがって、給液チューブ内に貯留される機能液量を削減して、機能液を効率よく利用可能であると共に、機能液を送液する際の摩擦抵抗による影響を低減させることができ、安定的に機能液を供給することが可能となる。さらに、ヘッドユニットと共に機能液タンクが移動するため、ヘッドユニットの移動により給液チューブの曲率が変化することがなく、給液チューブを一定の状態で保持することができる。これにより、より安定した状態で、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給することが可能となり、機能液滴吐出ヘッドから機能液を安定して吐出させることができる。
【００５６】
また、本発明の電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器によれば、上記した液滴吐出装置を用いて製造されるので、効率よくこれらを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における機能液滴吐出装置の模式図である。
【図２】本実施形態における機能液滴吐出装置を側面視したときの模式図である。
【図３】角度調整機構回りの模式図である。
【図４】本発明の製造方法を用いて製造した液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の製造方法を用いて製造した有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 液滴吐出装置 ２ ヘッドユニット
３ Ｘ軸テーブル ４ Ｙ軸テーブル
５ 傾斜テーブル ６ キャリッジ
７ 機能液タンク ８ コントローラ
２１ 機能液滴吐出ヘッド ２９ 吐出ノズル
４１ 載置テーブル ５２ 支持テーブル
５３ 角度調整機構 ８１ 給液チューブ
９２ 液位検出器
【発明が属する技術分野】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差、すなわち両者間の水頭差、が予め規定された液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液滴吐出装置の一種として、従来から知られるインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッド（機能液滴吐出ヘッド）にインク（機能液）を供給するインクパック（機能液タンク）は、インク垂れを防止すべく、インクジェットヘッドよりも低い位置に配設されている。そして、インクジェットヘッドと水平に載置された印刷対象物とが、主走査方向および副走査方向に相対的に移動することで、印刷対象物（ワーク）に印刷が行われる。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドに対するインクパックからのインクの供給は、大気圧下で行われることを前提としている。したがって、インクジェットヘッドに形成された各ノズルから吐出されるインク滴の量的安定性を確保するために、インクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドとインクパックとの水頭差を精度良く保持するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４８７８４号公報（第７頁−第８頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、工業応用の液滴吐出装置では、機能液滴吐出ヘッドのノズル面とワークとの間隔（ギャップ）を狭くすることにより、機能液滴吐出ヘッドから吐出される機能液滴の飛行曲がり等の影響を補償し、高い吐出性能を確保している。しかしながら、機能液滴吐出ヘッドとワークとのギャップを狭くした上で、機能液滴吐出ヘッド（のノズル面）よりも機能液タンクを低く配設しようとすると、機能液滴吐出ヘッドに対して相対的に走査するワークの走査領域を避けて機能液タンクを配設しなければならないため、設置スペースの自由度がなく、装置全体が大型化するという問題が生じる。
【０００６】
また、ワークの走査領域を避けて機能液タンクを配設しなければならないため、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッド近傍に設けることができない。したがって、機能液滴吐出ヘッドから機能液タンクに至る機能液流路が長くなり、機能液タンクから機能液滴吐出ヘッドに供給する機能液の供給圧に損失が生じる等の問題も生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差が予め定められた液滴吐出装置において、機能液滴吐出ヘッドの近傍に機能液タンクを配設可能とする液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、載置テーブルに搭載したワークとキャリッジに搭載した機能液吐出ヘッドとを、主走査方向および副走査方向に相対的に移動させながら、ノズル列を有する機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出させて、ワーク上に描画を行う液滴吐出装置において、載置テーブルおよびキャリッジを介して、機能液滴吐出ヘッドおよびワークを相対的に移動させる移動機構と、キャリッジに搭載され、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液タンクと、を備え、載置テーブルは、水平面に対して傾斜しており、機能液タンクは、予め規定された、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と当該機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差を満たすように、機能液滴吐出ヘッドより、傾斜した載置テーブルの低い位置に配設されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、ワークを載置する載置テーブルを水平面に対して傾斜させることにより生じた載置テーブルの高低差を利用して、予め定められた機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差を満たすように、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッドよりも低い位置に配設することができる。したがって、（相対的に移動する）載置テーブルに干渉することなく、機能液タンクを載置テーブルの上方に配設することが可能となる。また、載置テーブルの移動範囲内に機能液タンクを配設できるため、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッドの近傍に配置することができ、機能液タンクと機能液滴吐出ヘッドとを接続する給液チューブを短くすることが可能である。これにより、機能液供給時における機能液の管路抵抗を減少させ、機能液タンクから機能液滴吐出ヘッドに安定して機能液を供給することができると共に、給液チューブ内に留まる機能液量を減少させ、機能液を効率的に利用することができる。また、載置テーブルを傾斜させているので、載置テーブルを水平に配置する場合に比して、ワークの載置スペースを省スペース化することができる。
【００１０】
この場合、移動機構は、載置テーブルを主走査方向に移動させ、かつ前記キャリッジを副走査方向に移動させ、載置テーブルは、主走査方向に傾斜していることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、載置テーブルが主走査方向に傾斜しているので、機能液滴吐出ヘッドに形成された各ノズルの高さを一様とすることができる。したがって、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルと機能液タンクとの水頭差を同様に保つことができ、機能液滴吐出ヘッドと機能液タンクとの水頭差を精度良く確保することが可能である。また、移動テーブルを介して、載置テーブルが主走査方向に移動するので、機能液滴を吐出させる主走査時に機能液滴吐出ヘッドと共に機能液タンクを移動させることがなく、機能液滴吐出ヘッドから安定して機能液滴を吐出させることができる。すなわち、主走査時に機能液タンクを移動させると、特に移動の開始時および終了時に機能液タンクに貯留する機能液面が揺動するために、機能液滴吐出ヘッドからの機能液の吐出が不安定になりやすいが、載置テーブルを主走査方向に移動させる構成としているので、かかる問題は生じない。
【００１２】
この場合、機能液タンクは、当該機能液タンクの底面が傾斜した前記載置テーブルと略平行となるように支持されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、機能液タンクは、当該機能液タンクの底面が傾斜した載置テーブルと略平行になるように支持されるので、傾斜した載置テーブルと機能液タンクの底面（すなわち下面）を近接させて配置することができる。そして、機能液タンクの底面を水平となるように機能液タンクを支持した場合に比べ、所定の水頭差を維持した状態で、より一層、機能液滴吐出ヘッドの近傍に機能液タンクを配設することができると共に機能液タンクに貯留させる機能液量を増量させることができる。
【００１４】
これら場合、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する供給管路の上流端は、傾斜した機能液タンクの最深部に浸漬されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、供給管路の上流端が、傾斜した機能液タンクの最深部に浸漬されているので、機能液タンクが空になるまで当該機能液タンクに貯留する機能液を利用することができ、高価な機能液を無駄にすることがない。
【００１６】
これら場合、移動機構を介して、キャリッジおよび載置テーブルを支持する支持台をさらに備え、支持台は、キャリッジおよび載置テーブルの水平面に対する傾斜角度を調整可能な角度調整手段を有していることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、角度調整手段を用いてキャリッジおよび載置テーブルの傾斜角度を調整することにより、機能液滴吐出ヘッドに導入する機能液に応じた水頭差を管理することが可能である。また、水頭差を変化させることにより、機能液滴吐出ヘッドから吐出させる機能液量を変化させることも可能である。また、載置テーブルの傾斜角度を調整できるため、ワーク交換時には操作性および作業性の良い角度に載置テーブルを調節可能である。したがって、ワーク交換時には、例えば、載置テーブルを水平に調節するなどして、ワーク交換時における作業性および操作性を向上させることができる。さらに、大気圧の変化に応じて、水頭差を変化させることが可能である。
【００１８】
この場合、機能液滴吐出ヘッドの駆動に伴い減少する、機能液タンクに貯留される機能液の液位を連続的に検出する液位検出手段と、角度調整手段を制御する制御手段と、をさらに備え、制御手段は、液位検出手段の検出結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差が一定になるように角度調整手段を制御することが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドの駆動に伴い、機能液タンクに貯留する機能液が減少しても、液位検出手段の検出結果に基づいて、機能液滴吐出ヘッドのノズル面と機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差が一定になるように角度調整手段が制御されるので、機能液の減少によって、両者間の水頭差に変動を生じることがない。したがって、機能液タンクの機能液量が減少しても、安定して機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出させることができる。
【００２０】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電気光学装置は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする。
【００２２】
これらの構成によれば、大気圧下での機能液の供給を前提として、機能液タンクを機能液滴吐出ヘッドの近傍に設けることが可能な液滴吐出装置を用いて製造されるため、電気光学装置を効率よく製造することが可能となる。なお、電気光学装置（デバイス）としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置、電子放出装置、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）装置および電気泳動表示装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。
【００２３】
本発明の電子機器は、上記した電気光学装置を搭載したことを特徴とする
【００２４】
この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１に示すように、この液滴吐出装置１は、機能液を吐出する機能液滴吐出ヘッド２１を搭載したヘッドユニット２と、ワークＷを載置する載置テーブル４１を有し、載置テーブル４１を介してワークＷをＸ軸方向（主走査方向）に移動させるＸ軸テーブル３と、Ｘ軸テーブル３と直交し、ヘッドユニット２をＹ軸方向（副走査方向）に移動させるＹ軸テーブル４と、を有している。
【００２６】
図２に示すように、この液滴吐出装置１は、直方体状の機台１１を備え、機台１１には、傾斜角度θ０で、水平面に対して（主走査方向に）傾斜した傾斜テーブル５が設けられている。すなわち、機台１１と傾斜テーブル５により、請求項にいう支持台が構成されている。傾斜テーブル５には、Ｘ軸テーブル３が直接支持されており、ワークＷが傾斜した状態でセットされるようになっている。また、傾斜テーブル５には、傾斜テーブル５に対して垂直に立設したＹ軸スタンド１２がＸ軸テーブル３を跨ぐように配設されている。また、傾斜テーブル５には、傾斜テーブル５の傾斜角度を調整するための角度調整機構５３が組み込まれている。
【００２７】
同図に示すように、Ｙ軸スタンド１２には、Ｙ軸テーブル４の両端が支持されており、Ｙ軸テーブル４には、キャリッジ６を介してヘッドユニット２が支持されている。また、キャリッジ６には、機能液滴吐出ヘッド２１に機能液を供給する機能液タンク７をタンクキャリッジ７５が設けられている。本実施形態の液滴吐出装置１では、大気圧下での機能液の供給を前提として、機能液滴吐出ヘッド２１の吐出ノズル２９と機能液タンク７に貯留する機能液の液面との水頭差（高低差）が予め規定されており、この高低差を満たすように、機能液タンク７は、タンクキャリッジ７５により支持されている。
【００２８】
また、この液滴吐出装置１には、装置全体をコントロールするコントローラ８が設けられており、コントローラ８により各部が制御されている。そして、コントローラ８が、Ｘ軸テーブル３およびＹ軸テーブル４を駆動して、ヘッドユニット２とワークＷとを相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッド２１を駆動して機能液を選択的に吐出させることにより、ワークＷに対して描画が行われるようになっている（図１参照）。
【００２９】
以下、液滴吐出装置１の各部について説明する。ヘッドユニット２は、機能液滴吐出ヘッド２１と、後述するキャリッジ６のキャリッジプレート７４と、で構成されている。図１に示すように、機能液滴吐出ヘッド２１は、多数（１８０個の）吐出ノズル２９（後述する）を有しており、多数の吐出ノズル２９が副走査方向に連続するように配設されている。なお、全吐出ノズル２９が副走査方向に連続していれば、機能液滴吐出ヘッド２１の個数や配列は、上記したものに限られるものではなく任意である。
【００３０】
図示省略したが、機能液滴吐出ヘッド２１は、機能液タンク７から連続的に機能液の供給を受ける機能液導入部と、機能液導入部に連なるヘッド基板と、機能液導入部の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体と、を備えている。ヘッド本体は、図示省略のポンプ部（ピエゾ圧電素子）と、多数の吐出ノズル２９を形成したノズルプレート２６と、を有しており、この機能液滴吐出ヘッド２１は、ポンプ部の作用により吐出ノズル２９から機能液滴を吐出するようになっている。ノズルプレート２６の下面は、ノズル面２７となっており、ノズル面２７には、１列のノズル列２８が形成されている。ノズル列２８は、等間隔に並べられた１８０個の吐出ノズル２９で構成されている。
【００３１】
Ｘ軸テーブル３は、載置テーブル４１と、傾斜テーブル５に支持され、載置テーブル４１をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸エアースライダ（図示省略）と、Ｘ軸エアースライダに併設したＸ軸リニアモータ（図示省略）と、を有している。Ｙ軸テーブル４は、傾斜テーブル５に立設されたＹ軸スタンド１２に固定されており、図示省略したが、キャリッジ６を介してヘッドユニット２および機能液タンク７をスライド自在に支持するＹ軸スライダと、Ｙ軸スライダをＹ軸方向に移動させるＹ軸ボールねじと、サーボモータで構成され、Ｙ軸ボールねじを正逆回転させるＹ軸モータと、を有している。
【００３２】
図２および図３に示すように、傾斜テーブル５は、機台１１に固定された支持ベース５１と、一端を支持ベース５１に回動自在に固定され、Ｘ軸テーブル３を直接支持すると共にＹ軸スタンド１２を立設した支持テーブル５２と、支持テーブル５２を回動させることにより、支持テーブル５２を介して載置テーブル４１の傾斜角度を調整する角度調整機構５３と、支持テーブル５２の回動を案内する移動ガイド５４と、を有している。
【００３３】
図２に示すように、支持テーブル５２は、略方形の厚板で構成されおり、支持テーブル５２のＹ軸方向と一致する一端（基部）は、支持ベース５１に回動自在に固定されている。そして、支持テーブル５２は、予め傾斜角度θ０で（Ｘ軸方向に）傾斜しており、載置テーブル４１を傾斜角度θ０で支持している。図示省略したが、支持テーブル５２の支持ベース５１に固定されていない他端の側部には、移動ガイド５４のガイド溝を摺動する摺動片（図示省略）が設けられている。また、移動ガイド５４は、支持テーブル５２を安定して上下方向に回動させるためのもので、支持ベース５１に固定された、左右一対のガイド部材５５で構成されている。図示省略したが、ガイド部材５５には、支持テーブル５２を回動させたときの軌跡に合わせて形成され、支持テーブル５２の摺動片を案内する円弧状のガイド溝を有している（図３参照）。
【００３４】
図３に示すように、角度調整機構５３は、一端を支持テーブル５２に回動自在に取り付けられ、他端を支持ベース５１に取り付けられた、菱形のねじ機構からなるジャッキアップ機構６１と、ジャッキアップ機構６１のリードねじ６２に連結したギヤードモータ６５と、で構成されている。ジャッキアップ機構６１は、逆「Ｖ」字状の上リンク６３と、「Ｖ」字状の下リンク６４と、を２つの雌ねじで連結したものであり、ギヤードモータ６５を正逆回転させ、リードねじ６２を介してその菱形形状を変形させることにより、支持ベース５１に対して支持テーブル５２を上下方向に回動させる。これにより、支持テーブル５２は、固定された基部側のヒンジを介して傾動し、角度調節される。
【００３５】
図２に示すように、キャリッジ６は、背面に、上記したＹ軸テーブル４のＹ軸スライダに取り付けられたキャリッジ本体７１と、キャリッジ本体６に支持され、ヘッドユニット２を支持するヘッドキャリッジ７２と、キャリッジ本体７１に支持され、機能液タンク７を支持するタンクキャリッジ７５と、を有している。
【００３６】
ヘッドキャリッジ７２は、（キャリッジプレート７４を介してヘッドユニット２の）θ方向に対する位置補正を行うためのθテーブル７３と、θテーブル７３の下方に設けられ、ヘッドユニット２を構成するキャリッジプレート７４と、で構成されている。キャリッジプレート７４には、機能液滴吐出ヘッド２１を遊嵌するための方形の開口を有しており、機能液滴吐出ヘッド２１を位置決め固定するようになっている。なお、θテーブル７３およびキャリッジプレート７４は、支持テーブル５２（載置テーブル４１）と略平行に配設されており、搭載した機能液滴吐出ヘッド２１のノズル面２７をワークＷに平行かつ近接させて保持することができるようになっている。一方、タンクキャリッジ７５は、一端をキャリッジ本体７１に固定した固定部（図示省略）と、固定部からＸ軸方向に延在したアーム部７６と、アーム部７６の他端に形成され、機能液タンク７を支持するタンク支持部７７と、を有している。なお、タンクキャリッジ７５には、機能液タンク７と機能液滴吐出ヘッド２１とを接続し、機能液タンク７から機能液滴吐出ヘッド２１に機能液を供給するための給液チューブ（供給管路）８１が固定されている。
【００３７】
図２に示すように、機能液タンク７は、傾斜テーブル５の傾斜を利用して、ヘッドユニット２（機能液滴吐出ヘッド２１）に比し、傾斜テーブル５の低い位置に配設されており、機能液タンク７に貯留する機能液の液面と機能液滴吐出ヘッド２１のノズル面２７との水頭差が規定された値に保たれている。機能液タンク７は、機能液滴吐出ヘッド２１に供給する機能液を貯留するタンク本体９１と、タンク本体９１に貯留されている機能液の液位を連続的に検出する液位検出器９２と、を備えている。
【００３８】
同図に示すように、タンク本体９１は、傾斜テーブル５（支持テーブル５２）の傾斜角度θ０に対応させて底面が形成されており、タンク本体９１の底面を傾斜テーブル５（載置テーブル４１）に近接し、かつタンク本体９１の底面と支持テーブル５２とが略平行になるようにタンク本体９１は配設されている。これにより、載置テーブル４１上の空間を有効に利用して、効率的に機能液を貯留可能となっている。また、タンク本体９１の上面には、上記した給液チューブ８１が繋ぎ込まれており、機能液に浸漬される給液チューブ８１の一端部がタンク本体９１の最も低い位置（最深部）に位置している。したがって、タンク本体９１の機能液を残さず機能液滴吐出ヘッド２１に供給することができ、タンク本体９１に貯留する機能液を効率的に利用可能となっている。
【００３９】
このように、本実施形態の液滴吐出装置１では、載置テーブル４１を傾斜させることによって生じた載置テーブル４１の高低差を利用して、機能液滴吐出ヘッド２１と機能液タンク７を配設することにより、規定された水頭差を満たした上で、Ｘ軸方向に移動する載置テーブル４１に干渉せずに、機能液タンク７がヘッドユニット２（機能液滴吐出ヘッド２１）と共に移動可能となっている。また、これにより、載置テーブル４１の移動範囲内に機能液タンク７を配設することができるので、機能液タンク７をヘッドユニット２の近傍に配設することができる。そして、機能液タンク７とヘッドユニット２とを接続する給液チューブ８１を短くすることが可能である。さらに、機能液タンク７がヘッドユニット２と共に移動するので、給液チューブ８１を固定した状態で支持することができ、機能液タンク７から機能液滴吐出ヘッド２１に、安定して機能液を供給することが可能となっている。
【００４０】
ところで、本実施形態の液滴吐出装置１では、機能液滴吐出ヘッド２１の駆動に伴って機能液タンク７に貯留する機能液が減少しても、水頭差を一定に保つよう、コントローラ８によって制御されている。図２および図３を参照して具体的に説明する。コントローラ８には、上記した液位検出器９２が接続されており、コントローラ８は、液位検出器９２による検出結果に基づいて、傾斜テーブル５の傾斜角度を調節することにより、水頭差を一定に保っている。
【００４１】
すなわち、機能液タンク７の液量が減少して機能液の液位が低下すると、水頭差が大きくなるので、角度調整機構５３のギヤードモータ６５を駆動させ、支持テーブル５２の傾斜角度を連続的にθ０からθ１にする（ただしθ０＞θ１）。これにより、ヘッドユニット２の高さ位置を下降させると共に、機能液タンクの高さ位置を上昇させることができるので、吐出ノズル２９（ノズル列２８）と機能液タンク７の液面との相対的な高低差を維持し、両者の水頭差を一定に保つことができるようになっている。
【００４２】
本実施形態の液滴吐出装置１では、機能液タンク７は、カートリッジ形式のものを採用しており、機能液タンク７内に貯留する機能液が空になって機能液タンク７が交換されると、再びギヤードモータ６５が駆動して支持テーブル５２の傾斜角度をθ０となり、水頭値が適切に保持されるようになっている。なお、カートリッジ形式ではなく、機能液を大量に貯留したメインタンクから連続的に機能液の供給を受けるサブタンク形式のものを採用しても良い。この場合、機能液滴吐出ヘッド２１から機能液を吐出しているときには、吐出を安定させるためにメインタンクから機能液タンク７に機能液の補給が為されないので、液位検出器９２の検出結果に基づいて、支持テーブル５２の傾斜角度をθ０からθ１に減少させるようにし、機能液タンク７に機能液の補給を受け、機能液タンクに貯留する機能液量が増したときには、液位検出器９２の検出結果に基づいて、支持テーブル５２の傾斜角度をθ１からθ０に調節する。
【００４３】
なお、本実施形態の液滴吐出装置１では、水頭差を一定に保つために、液位検出器９２による検出結果に基づいて傾斜テーブル５の傾斜角度を調節する構成としているが、機能液タンク７自身を機能液滴吐出ヘッド２１（のノズル面２７）に対して相対的に上下させる機構としても良い。この場合、液位検出器９２の検出結果に基づいて、機能液タンク７自身をワークＷに干渉しない範囲で上下させることにより、機能液滴吐出ヘッド２１と機能液タンク７との水頭差を一定に保つことができる。
【００４４】
次に、上記の液滴吐出装置１を液晶表示装置の製造に適用した場合について説明する。図４は、液晶表示装置３０１の断面構造を表している。同図に示すように、液晶表示装置３０１は、ガラス基板３２１を主体として対向面に透明導電膜（ＩＴＯ膜）３２２および配向膜３２３を形成した上基板３１１および下基板３１２と、この上下両基板３１１，３１２間に介設した多数のスペーサ３３１と、上下両基板３１１，３１２間を封止するシール材３３２と、上下両基板３１１、３１２間に充填した液晶３３３とで構成されると共に、上基板３１１の背面に位相基板３４１および偏光板３４２ａを積層し、且つ下基板３１２の背面に偏光板３４２ｂおよびバックライト３４３を積層して、構成されている。
【００４５】
通常の製造工程では、それぞれ透明導電膜３２２のパターニングおよび配向膜３２３の塗布を行って上基板３１１および下基板３１２を別々に作製した後、下基板３１２にスペーサ３３１およびシール材３３２を作り込み、この状態で上基板３１１を貼り合わせる。次いで、シール材３３２の注入口から液晶３３３を注入し、注入口を閉止する。その後、位相基板３４１、両偏光板３４２ａ，３４２ｂおよびバックライト３４３を積層する。
【００４６】
上記した液滴吐出装置１は、例えば、スペーサ３３１の形成や、液晶３３３の注入に利用することができる。具体的には、機能液としてセルギャップを構成するスペーサ材料（例えば、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂）や液晶を導入し、これらを所定の位置に均一に吐出（塗布）させていく。先ずシール材３３２を環状に印刷した下基板３１２を吸着テーブルにセットし、この下基板３１２上にスペーサ材料を粗い間隔で吐出し、紫外線照射してスペーサ材料を凝固させる。次に、下基板３１２のシール材３３２の内側に、液晶３３３を所定量だけ均一に吐出して注入する。その後、別途準備した上基板３１１と、液晶を所定量塗布した下基板３１２を真空中に導入して貼り合わせる。
【００４７】
このように、上基板３１１と下基板３１２とを貼り合わせる前に、液晶３３３をセルの中に均一に塗布（充填）するようにしているため、液晶３３３がセルの隅など細部に行き渡らない等の不具合を解消することができる。
【００４８】
なお、機能液（シール材用材料）として紫外線硬化樹脂或いは熱硬化樹脂を用いることで、上記のシール材３３２の印刷をこの液滴吐出装置１で行うことも可能である。同様に、機能液（配向膜材料）としてポリイミド樹脂を導入することで、配向膜３２３を液滴吐出装置１で作成することも可能である。
【００４９】
上記した液滴吐出装置１は、ヘッドユニット２と共に機能液タンクを移動させ、ワークＷに精度良く描画を行うことができるため、効率よく液晶表示装置３０１を製造することができる。また、ワークＷを載置する載置テーブル４１を傾斜させることで、ワークＷの設置面積を減少させることができ、装置の省スペース化を図り、効率よく液晶表示装置３０１を製造することができる。
【００５０】
ところで、上記した液滴吐出装置１は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される上記の液晶表示装置３０１の他、各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることが可能である。すなわち、有機ＥＬ装置、ＦＥＤ装置、ＰＤＰ装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができ、これらを効率よく製造することが可能である。
【００５１】
有機ＥＬ装置の製造に、上記した液滴吐出装置１を応用した例を簡単に説明する。有機ＥＬ装置は、図５に示すように、有機ＥＬ装置４０１は、基板４２１、回路素子部４２２、画素電極４２３、バンク部４２４、発光素子４２５、陰極４２６（対向電極）、および封止用基板４２７から構成された有機ＥＬ素子４１１に、フレキシブル基板（図示省略）の配線および駆動ＩＣ（図示省略）を接続したものである。回路素子部４２２は基板４２１上に形成され、複数の画素電極４２３が回路素子部４２２上に整列している。そして、各画素電極４２３間にはバンク部４２４が格子状に形成されており、バンク部４２４により生じた凹部開口４３１に、発光素子４２５が形成されている。陰極４２６は、バンク部４２４および発光素子４２５の上部全面に形成され、陰極４２６の上には、封止用基板４２７が積層されている。
【００５２】
有機ＥＬ装置４０１の製造工程では、予め回路素子部４２２上および画素電極４２３が形成されている基板４２１（ワークＷ）上の所定の位置にバンク部４２４が形成された後、発光素子４２５を適切に形成するためのプラズマ処理が行われ、その後に発光素子４２５および陰極４２６（対向電極）を形成される。そして、封止用基板４２７を陰極４２６上に積層して封止して、有機ＥＬ素子４１１を得た後、この有機ＥＬ素子４１１の陰極４２６をフレキシブル基板の配線に接続すると共に、駆動ＩＣに回路素子部４２２の配線を接続することにより、有機ＥＬ装置４０１が製造される。
【００５３】
液滴吐出装置１は、発光素子４２５の形成に用いられる。具体的には、機能液滴吐出ヘッド３１に発光素子材料（機能液）を導入し、バンク部４２４が形成された基板４２１の画素電極４２３の位置に対応して、発光素子材料を吐出させ、これを乾燥させることで発光素子４２５を形成する。なお、上記した画素電極４２３や陰極４２６の形成等においても、それぞれに対応する液体材料を用いることで、液滴吐出装置１を利用して作成することも可能である。
【００５４】
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の他、上記したプレパラート形成を包含する装置が考えられる。上記した液滴吐出装置１を各種の電気光学装置（デバイス）の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の液滴吐出装置によれば、ワークを載置する載置テーブルを傾斜させることにより、傾斜した載置テーブルの高低差を利用して、機能液滴吐出ヘッドよりも機能液タンクを低く配置することができ、機能液滴吐出ヘッドと機能液タンクの液面との水頭差を規定された所定の水頭差に維持した状態で、ヘッドユニット（機能液滴吐出ヘッド）と共に機能液タンクを移動する構成とすることができる。また、載置テーブルに機能液タンクが干渉することがなく、載置テーブルの移動領域内に機能液タンクを配設することが可能となるため、機能液タンクをヘッドユニットの近傍に配設することができ、機能液タンクとヘッドユニット（機能液滴吐出ヘッド）とを接続する給液チューブを短くすることができる。したがって、給液チューブ内に貯留される機能液量を削減して、機能液を効率よく利用可能であると共に、機能液を送液する際の摩擦抵抗による影響を低減させることができ、安定的に機能液を供給することが可能となる。さらに、ヘッドユニットと共に機能液タンクが移動するため、ヘッドユニットの移動により給液チューブの曲率が変化することがなく、給液チューブを一定の状態で保持することができる。これにより、より安定した状態で、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給することが可能となり、機能液滴吐出ヘッドから機能液を安定して吐出させることができる。
【００５６】
また、本発明の電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器によれば、上記した液滴吐出装置を用いて製造されるので、効率よくこれらを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における機能液滴吐出装置の模式図である。
【図２】本実施形態における機能液滴吐出装置を側面視したときの模式図である。
【図３】角度調整機構回りの模式図である。
【図４】本発明の製造方法を用いて製造した液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の製造方法を用いて製造した有機ＥＬ装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 液滴吐出装置 ２ ヘッドユニット
３ Ｘ軸テーブル ４ Ｙ軸テーブル
５ 傾斜テーブル ６ キャリッジ
７ 機能液タンク ８ コントローラ
２１ 機能液滴吐出ヘッド ２９ 吐出ノズル
４１ 載置テーブル ５２ 支持テーブル
５３ 角度調整機構 ８１ 給液チューブ
９２ 液位検出器
Claims (9)
- 載置テーブルに搭載したワークとキャリッジに搭載した機能液吐出ヘッドとを、主走査方向および副走査方向に相対的に移動させながら、ノズル列を有する前記機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出させて、前記ワーク上に描画を行う液滴吐出装置において、
前記載置テーブルおよび前記キャリッジを介して、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ワークを相対的に移動させる移動機構と、
前記キャリッジに搭載され、前記機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液タンクと、を備え、
前記載置テーブルは、水平面に対して傾斜しており、
前記機能液タンクは、予め規定された、前記機能液滴吐出ヘッドのノズル面と当該機能液タンクに貯留する機能液の液面との高低差を満たすように、前記機能液滴吐出ヘッドより、傾斜した前記載置テーブルの低い位置に配設されていることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記移動機構は、前記載置テーブルを主走査方向に移動させ、かつ前記キャリッジを副走査方向に移動させ、
前記載置テーブルは、前記主走査方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。 - 前記機能液タンクは、当該機能液タンクの底面が傾斜した前記載置テーブルと略平行となるように支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
- 前記機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する供給管路の上流端は、傾斜した前記機能液タンクの最深部に浸漬されていることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
- 前記移動機構を介して、前記キャリッジおよび前記載置テーブルを支持する支持台をさらに備え、
前記支持台は、前記キャリッジおよび前記載置テーブルの水平面に対する傾斜角度を調整可能な角度調整手段を有していることを特徴とする請求項２または３に記載の液滴吐出装置。 - 前記機能液滴吐出ヘッドの駆動に伴い減少する、前記機能液タンクに貯留される前記機能液の液位を連続的に検出する液位検出手段と、
前記角度調整手段を制御する制御手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記液位検出手段の検出結果に基づいて、前記機能液滴吐出ヘッドの前記ノズル面と前記機能液タンクに貯留する前記機能液の液面との高低差が一定になるように前記角度調整手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出装置。 - 請求項１ないし６のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項１ないし６のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項８に記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003008753A JP2004216318A (ja) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | 液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003008753A JP2004216318A (ja) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | 液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004216318A true JP2004216318A (ja) | 2004-08-05 |
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ID=32898463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003008753A Pending JP2004216318A (ja) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | 液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2004216318A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103140352A (zh) * | 2010-09-29 | 2013-06-05 | 京瓷株式会社 | 液体喷出头及使用了其的液体喷出头装置、液体喷出装置以及印刷方法 |
-
2003
- 2003-01-16 JP JP2003008753A patent/JP2004216318A/ja active Pending
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