JP2004358300A - 液滴吐出装置と液滴吐出方法、及びデバイス製造装置とデバイス製造方法並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】低粘度化された液滴を吐出する場合でも濡れ拡がりに起因するふぐあいを回避できる液滴吐出装置と液滴吐出方法、及びデバイス製造装置とデバイス製造方法並びに電子機器を提供する。
【解決手段】基板２０１に機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置１であって、所定温度の液滴を基板２０１上の第１エリアＡ１に吐出する第１吐出部と、所定温度より低温の液滴を第１エリアＡ１の周囲の第２エリアＡ２に吐出する第２吐出部とを有する。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置と液滴吐出方法、及びデバイス製造装置とデバイス製造方法並びに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶装置では、表示の制御手段の一部として、液晶パネル内に配置された液晶が用いられている。
従来、このような液晶パネル内に液晶を配置する場合には、まず２枚の基板をシール材を用いて貼り合せることによって液晶パネルを形成した後に液晶パネルの内部を真空雰囲気にし、その後液晶を液晶パネル内部に吸い込ませている。
ところが、この方法は、液晶の使用量が莫大になることや１枚の液晶パネルを製造する時間が長くなるという問題を有している。
【０００３】
そこで、近年では、インクジェット式装置等を用いることによって、２枚の基板を貼り合せる前に、基板上に液晶を配置する技術が用いられている（例えば特許文献１参照）。このインクジェット式装置によれば、用いられる液晶の量が必要最小限で済み、また、液晶の配置をより高精細に行うことができる。
また、特許文献２には、高粘度のインクを吐出するために、インクジェットヘッド（以下、ヘッド）にヒータユニットを設置することにより、インクを高温化（低粘度化）して吐出する方法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２８１５６２号公報
【特許文献２】
特開２００３−１９７９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
低粘度のインクは吐出が容易であり、高い吐出量が得られる。そのため、所定の吐出量を複数の液滴で得る場合には、高温のインクを用いる方が液滴数が少なくなり、生産効率が向上する。
基板上に吐出されたインク滴は濡れ拡がるが、特に低粘度のインクは濡れ拡がり方が大きい。濡れ拡がったインク、例えば液晶が基板貼り合わせのための未硬化のシール材に接触した場合、液晶に異物が混入して液晶の配向機能の低下やシール材のシール特性の低下を招く虞がある。また、液晶がシール材を乗り越えた場合には、液晶の除去作業が必要になる等、後工程に悪影響を及ぼすとともに、基板間のギャップを所定値に維持できなくなる虞もある。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、低粘度化された液滴を吐出する場合でも濡れ拡がりに起因する不具合を回避できる液滴吐出装置と液滴吐出方法、及びデバイス製造装置とデバイス製造方法並びに電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置は、基板に機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置であって、所定温度の液滴を基板上の第１エリアに吐出する第１吐出部と、前記所定温度より低温の液滴を前記第１エリアの周囲の第２エリアに吐出する第２吐出部とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明では、第１エリアに吐出した高温の液滴（機能液）が濡れ拡がった場合でも、第２エリアに吐出した液滴により濡れ拡がりを抑えることが可能となる。第２エリアに吐出した液滴は低温で粘度が大きく濡れ拡がりが小さいので、第２エリアの外側にシール材等が配置される場合であってもシール材等との接触を防止して不具合の発生を防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明では前記第１吐出部の温度を前記所定温度に調整するとともに、前記第２吐出部の温度を前記所定温度より低温に調整する温度調整手段を有することが好ましい。
これにより、本発明では第１エリアに吐出した機能液の粘度と、第２エリアに吐出した機能液の粘度を機能液の温度特性に応じてそれぞれ所望の値に調整することができる。
【０００９】
第１吐出部を、前記所定温度に制御された第１液滴吐出ヘッドとし、第２吐出部を、前記第１液滴吐出ヘッドよりも低温に制御された第２液滴吐出ヘッドとして、それぞれ個別のヘッドを用いる構成を採用可能である。
また、液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備える場合、前記第１吐出部を前記複数のノズルのうち、前記所定温度の液滴を吐出する第１ノズルとし、前記第２吐出部を前記複数のノズルのうち、前記所定温度より低温の液滴を吐出する第２ノズルとすることも可能である。この場合、例えば一つのヘッドのみで温度の異なる液滴を吐出することも可能となり、装置の小型化に寄与することができる。
液滴吐出ヘッドにおいては、熱放射によって中央部に比較して外側の方が温度が低くなる傾向があるため、第２ノズルとしては、前記第１ノズルよりも外側に配置することが温度制御の容易性という観点から好ましい。
【００１０】
また、本発明では、前記複数のノズルの温度をそれぞれ計測する温度計測手段と、前記温度計測手段の計測結果に基づいて前記第１吐出部及び前記第２吐出部としてのノズルをそれぞれ選択する選択手段とを有する構成も採用可能である。
この場合、所望の温度、すなわち所望の粘度の液滴を吐出するノズルを選択することが可能となり、第２エリアに吐出した液滴の粘度をより高精度に管理することが可能となる。
【００１１】
一方、本発明のデバイス製造装置は、機能液の液滴が吐出された一方の基板に対して他方の基板が貼り合わされてなるデバイスの製造装置であって、前記一方の基板に前記機能液の液滴を吐出する装置として、上記の液滴吐出装置が用いられることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明では、一方及び他方の基板を第２エリアの外側に配置されたシール材を用いて貼り合わせる場合であっても、液滴（機能液）が濡れ拡がってシール材と接触することを防止できる。そのため、基板上の機能液に異物が混入して機能液の特性や基板同士の貼り合わせに悪影響を及ぼしたり、機能液とシール材とが接触して後工程の発生やギャップ量の変動等の問題が生じる事態も回避することが可能になる。
【００１３】
また、本発明の電子機器は、上記のデバイス製造装置で製造されたデバイスを有することを特徴としている。
従って、本発明では、機能液の濡れ拡がりに起因する不具合が生じない高品質の電子機器を得ることができる。
【００１４】
一方、本発明の液滴吐出方法は、基板に機能液の液滴を吐出する液滴吐出方法であって、所定温度の液滴を基板上の第１エリアに吐出する第１吐出工程と、前記所定温度より低温の液滴を前記第１エリアの周囲の第２エリアに吐出する第２吐出工程とを有することを特徴としている。
従って、本発明では、第１エリアに吐出した高温の液滴（機能液）が濡れ拡がった場合でも、第２エリアに吐出した液滴により濡れ拡がりを抑えることが可能となる。第２エリアに吐出した液滴は低温で粘度が大きく濡れ拡がりが小さいので、第２エリアの外側にシール材等が配置される場合であってもシール材等との接触を防止して不具合の発生を防ぐことができる。
【００１５】
前記第１吐出工程としては、前記第２工程の前に行われることが好ましい。
この場合、第２工程を行っている間に第１エリアに吐出した液滴の温度が低下して粘度が大きくなり、濡れ拡がりを一層抑えることが可能になる。
【００１６】
また、本発明のデバイス製造方法は、機能液の液滴を一方の基板に吐出する液滴吐出工程と、前記液滴が吐出された一方の基板に対して他方の基板を貼り合わせる貼り合わせ工程とを有するデバイスの製造方法であって、前記液滴吐出工程を上記の液滴吐出方法により行うことを特徴としている。
従って、本発明では、一方及び他方の基板を第２エリアの外側に配置されたシール材を用いて貼り合わせる場合であっても、液滴（機能液）が濡れ拡がってシール材と接触することを防止できる。そのため、基板上の機能液に異物が混入して機能液の特性や基板同士の貼り合わせに悪影響を及ぼしたり、機能液とシール材とが接触して後工程の発生やギャップ量の変動等の問題が生じる事態も回避することが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出装置と液滴吐出方法、及びデバイス製造装置とデバイス製造方法並びに電子機器の実施の形態を、図１ないし図１０を参照して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。
【００１８】
（液滴吐出装置の構成）
図１は、本発明を適用した液滴吐出装置であるインクジェット式装置の全体構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、本実施形態のインクジェット式装置１は、吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）１００、Ｘ方向駆動モータ２、Ｘ方向駆動軸４、Ｙ方向駆動モータ３、Ｙ方向ガイド軸５、制御装置６、ステージ７、クリーニング機構部８、基台９、フラッシングエリア１０を有している。
【００１９】
吐出ヘッド１００は、Ｘ軸方向に配列された複数の吐出ノズルを備えており、機能液が貯蔵されたタンク５００から供給パイプ４００を介して供給された機能液を各吐出ノズルから吐出するようになっている。ここで、吐出ヘッド１００、タンク５００及び供給パイプ４００には、後述する第１〜第３のヒータ３１０、３２０、３３０が各々設けられている。
【００２０】
ステージ７は、吐出ヘッド１００から機能液が吐出される基板Ｗを載置するためのものであり、この基板Ｗを所定の基準位置に固定する機構を有している。
Ｘ方向駆動軸４は、ボールねじなどから構成され、端部にはＸ方向駆動モータ２が接続されている。このＸ方向駆動モータ２は、ステッピングモータなどであり、制御装置６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ方向駆動軸４を回転させる。このＸ方向駆動軸４が回転すると、吐出ヘッド１００がＸ方向駆動軸４上をＸ方向に移動する。
【００２１】
Ｙ方向ガイド軸５もボールねじなどから構成されているが、基台９上に所定位置に配置されている。このＹ方向ガイド軸５上にステージ７が配置され、このステージ７はＹ方向駆動モータ３を備えている。このＹ方向駆動モータ３は、ステッピングモータなどであり、制御装置６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７は、Ｙ方向ガイド軸５に案内されながらＹ方向に移動する。
このようにしてＸ軸方向の駆動とＹ軸方向の駆動とを行うことにより、吐出ヘッド１００を基板Ｗ上の任意の場所に相対移動させることができる。
吐出ヘッド１００のＸ軸方向側には、吐出ヘッド１００にフラッシングを行わせるためのフラッシングエリア１０が設けられている。
【００２２】
クリーニング機構部８は、吐出ヘッド１００に形成された吐出ノズル内を負圧吸引することによって吐出ノズルの目詰まりを解消するためのものである。このクリーニング機構部８は、Ｙ方向の駆動モータ（図示せず）を備えており、この駆動モータの駆動により、クリーニング機構部８はＹ方向ガイド軸５に沿って移動する。このようなクリーニング機構部８の移動も制御装置６によって制御される。
【００２３】
（吐出ヘッド１００の構成）
図２は、本形態のインクジェット式装置１を構成する、吐出ヘッド１００の分解斜視図である。この図に示すように、本形態の吐出ヘッド１００は、概ね、ノズル形成板押え１１０、ノズル形成板１２０、キャビティ形成板１３０、振動板１４０、ケース１５０、圧力発生素子アセンブリ１６０、ヒータハウジング１７０から構成されている。
そして、ヒータハウジング１７０に、第１のヒータ３１０として吐出ヘッド１００に設けられたカートリッジヒータ１８０と、吐出ヘッド１００に設けられた温度センサ１９０とが組み込まれている。
【００２４】
まず、ノズル形成板押え１１０は矩形の金属材などから構成され、それには、Ｌ字形状の貫通溝１１１が形成されている。ノズル形成板押え１１０には、四隅に貫通孔１１２が形成されているとともに、貫通溝１１１を挟む両側には位置決め用の小孔１１３が形成されている。さらに、ノズル形成板押え１１０には、余剰な液を除去するための吸引パイプ１１６が接続されている。
ノズル形成板１２０は矩形の金属板であり、その中央にノズル開口１２１が形成されている。ノズル形成板１２０には、四隅に貫通孔１２２が形成されているとともに、ノズル開口１２１を挟む両側には位置決め用の小孔１２３が形成されている。ここで、ノズル形成板１２０は、ノズル形成板押え１１０をノズル形成板１２０の下面に重ねたとき、貫通孔１１２、１２２同士が重なり、位置決め用の小孔１１３、１２３同士が重なるように形成されている。
【００２５】
なお、機能液が親水性を有する場合には撥水性の表面処理が施されたノズル形成板１２０を使用し、機能液が撥水性を有する場合には親水性の表面処理が施されたノズル形成板１２０を使用する。これにより、機能液がノズル開口１２１の周辺に付着しにくいという効果がある。
また、ノズル開口１２１の大きなノズル形成板１２０を使用するほど、高い粘度の機能液を吐出しやすい。一方、機能液の粘度が低い場合にはノズル開口１２１の小さなノズル形成板１２０を使用する方が吐出量が安定する。
【００２６】
キャビティ形成板１３０は、ノズル形成板１２０より大きめの矩形のシリコン基板などから構成され、それには、ノズル開口１２１と連通可能な位置に形成されたキャビティ（圧力発生室）１３１と、このキャビティ１３１に対して括れ部分を介して接続するリザーバ１３２とからなる流路１３３が形成されている。キャビティ形成板１３０には、キャビティ形成板１３０の下面にノズル形成板１２０を重ねたときにノズル形成板１２０の貫通孔１２２と重なる４つの貫通孔１３４と、小孔１２３と重なる位置決め用の小孔１３５とが形成されている。さらに、キャビティ形成板１３０において、その長手方向の中央からリザーバ１３２が形成されている領域にかけては、６つの貫通孔１３６が形成されているとともに、小孔１３５よりもやや大きめの２つの位置決め用孔１３７も形成されている。なお、流路１３３の断面積の大きなキャビティ形成板１３０を使用するほど、高い粘度の機能液を吐出しやすい。一方、機能液の粘度が低い場合には流路１３３の断面積の小さなキャビティ形成板１３０を使用する方が吐出量が安定する。
【００２７】
振動板１４０は、キャビティ形成板１３０と略同じ大きさの矩形の金属板から構成され、それには、振動板１４０をキャビティ形成板１３０の上面に重ねたときに、キャビティ形成板１３０のキャビティ１３１と重なる領域に肉薄の振動板部１４１が形成されているとともに、リザーバ１３２と重なる領域には、供給口１４２及び肉薄の伝熱部１４３が形成されている。また、振動板１４０にはキャビティ形成板１３０の貫通孔１３４、貫通孔１３６、位置決め用孔１３７と各々、重なる貫通孔１４４、貫通孔１４６、位置決め用孔１４７が形成されている。
【００２８】
ケース１５０は、振動板１４０と略同じ大きさの厚手の金属材から構成され、それには、振動板１４０をケース１５０の下面に重ねたときに、キャビティ１３１と重なる領域には素子配置用の第１の開口１５１が形成され、伝熱部１４３と重なる領域には第２の開口１５２が形成されている。また、ケース１５０には、振動板１４０の貫通孔１４４、貫通孔１４６、位置決め用孔１４７と各々、重なるねじ孔１５４、ねじ孔１５６、位置決め用孔１５７が形成されている。
【００２９】
ここで、ケース１５０は内部が部分的に中空であり、ケース１５０の下面には振動板１４０の供給口１４２と重なる第１の供給口（図示せず）が形成されているとともに、ケース１５０の後端面には、第１の供給口と連通する第２の供給口（図示せず）が形成されている。本形態では、ケース１５０の第２の供給口に対して、タンク５００（図１を参照）から延びてきた供給パイプ４００の吐出ヘッド１００に対応する液供給路１０７が、メッシュフィルタ１０８を介して接続されている。
このように構成したケース１５０の下面に対して、振動板１４０、キャビティ形成板１３０、ノズル形成板１２０及びノズル形成板押え１１０がこの順に重ねた状態で取り付けられる。
【００３０】
次に、キャビティ形成板１３０の下面にノズル形成板１２０及びノズル形成板押え１１０をこの順に重ねた状態で、各位置決め用の小孔１１３、１２３、１３５に対して位置決めピン１０３を差し込んでこれらの板材を位置決めした後、ねじ１０４を貫通孔１１２、１２２、１３４、１４４を介してねじ孔１５４に止め、ケース１５０の下面に対して、振動板１４０、キャビティ形成板１３０、ノズル形成板１２０及びノズル形成板押え１１０をこの順に重ねた状態で固定する。
【００３１】
これに対して、ケース１５０の上方では、圧電振動子からなる圧力発生素子１６１を備える圧力発生用素子アセンブリ１６０をその下端側から素子配置用の第１の開口１５１に装着する。この際、圧力発生用素子アセンブリ１６０の下端部（圧力発生素子１６１の下端部）と振動板１４０の振動板部１４１とを接着剤で固定する。
【００３２】
また、ケース１５０の上方には、圧力発生用素子アセンブリ１６０に被さるように、金属製のヒータハウジング１７０を取り付ける。ここで、ヒータハウジング１７０には、それをケース１５０の上方に重ねたときに、ケース１５０に形成されたねじ孔（図示せず）に重なる貫通孔が形成されている。従って、ヒータハウジングの貫通孔からケース１５０のねじ孔に対してねじ（図示せず）を各々止めれば、ケース１５０の上方にヒータハウジング１７０を固定することができる。
【００３３】
ここで、ヒータハウジング１７０には、横方向に貫通するヒータ装着孔１７２が形成されており、このヒータ装着孔１７２には、丸棒状のカートリッジヒータ１８０が装着される。また、ヒータハウジング１７０の上面に形成されている段差部分を利用して、一点鎖線で示すように、温度センサ１９０が搭載され、この温度センサ１９０は、Ｌ字プレートやねじ（図示せず）によってヒータハウジング１７０に固定されている。
【００３４】
このように構成した吐出ヘッド１００において、後述する中継回路３５から圧力発生素子１６１に所定の駆動電圧を印加すると、この圧力発生素子１６１の変形に伴って、振動板１４０の振動板部１４１が振動する。その間に、キャビティ１３１の容積が膨張した後、キャビティ１３１の容積が収縮し、キャビティ１３１に正圧が発生する。その結果、キャビティ１３１内の機能液は、ノズル開口１２１から液滴として基板Ｗ上の所定位置に吐出される。
【００３５】
（吐出動作に関する制御系の構成）
図３は、本形態のインクジェット式装置１の制御系を示すブロック図である。図３に示すように、本形態のインクジェット式装置１において、制御装置６は、駆動信号制御装置３１と、ヘッド位置制御装置３２とを備えている。
駆動信号制御装置３１は、吐出ヘッド１００を駆動するための波形を出力する。また、駆動信号制御装置３１は、例えば、複数の吐出ノズルのうち、いずれの吐出ノズルを用いて、どのタイミングで機能液を吐出するかを示すビットマップデータも出力する。
【００３６】
駆動信号制御装置３１は、アナログアンプ３３と、タイミング制御回路３４とに接続されている。アナログアンプ３３は、上記波形を増幅して所定の駆動電圧を得る回路である。タイミング制御回路３４は、クロックパルス回路を内蔵しており、上記ビットマップデータ及びクロックパルス回路によって決定される駆動周波数に従って、機能液の吐出タイミングを制御する回路である。
アナログアンプ３３とタイミング制御回路３４はいずれも、中継回路３５に接続され、この中継回路３５は、タイミング制御回路３４から出力された所定の駆動周波数のタイミング信号に従ってアナログアンプから出力された駆動電圧を吐出ヘッド１００に出力する。
【００３７】
なお、ヘッド位置制御装置３２は、吐出ヘッド１００とステージ７との位置関係を制御するための回路であり、駆動信号制御回路３１と協動して吐出ノズルから吐出された機能液の液滴が基板Ｗ上の所定の位置に着弾するように制御する。このヘッド位置制御装置３２は、Ｘ−Ｙ制御回路３７に接続されており、このＸ−Ｙ制御回路３７に対して吐出ヘッド１００とステージ７との相対位置に関する情報を出力する。
Ｘ−Ｙ制御回路３７は、Ｘ方向駆動モータ２及びＹ方向駆動モータ３に接続されており、ヘッド位置制御装置３２から出力された信号に基づいて、Ｘ方向駆動モータ２及びＹ方向駆動モータ３に対して、Ｘ軸方向における吐出ヘッド１００の位置及びＹ軸方向におけるステージ７の位置を制御する信号を出力する。
【００３８】
（温度制御のための構成）
図４は、温度制御部（選択手段）３００を中心にして、図１に示すインクジェット式装置１の温度制御を行う構成（加熱部）を示すブロック図である。図１に示すように、吐出ヘッド１００には第１のヒータ３１０及び第１の温度センサ３１５（図２の温度センサ１９０の集合）を設け、タンク５００には第２のヒータ３２０及び第２の温度センサ３２５を設ける。第１のヒータ３１０は、吐出ヘッド１００の長さ方向に対して例えば複数設けられている。なお、本実施形態においては、図５に示すように、吐出ヘッド１００の中央部にヒータ３１０ａが設置され、吐出ヘッド１００の図５における左側にヒータ３１０ｂが設置され、吐出ヘッド１００の図５における右側にヒータ３１０ｃが設置されている。さらに、供給パイプ４００には、第３のヒータ３３０及び第３の温度センサ３３５を設ける。なお、第３のヒータ３３０は、供給パイプ４００全体に設けても良く、供給パイプ４００の吐出ヘッド１００近傍のみに設けても良い。なお、各部位には、保温材なども配置されるが、図４には図示を省略してある。
【００３９】
また、図５に示すように、吐出ヘッド１００には、機能液の液滴を吐出するための吐出ノズル（ノズル）１００ａが複数設けられており、各吐出ノズル１００ａには温度センサ（温度計測手段）１０５がそれぞれ設けられている。なお、実際に実機に用いられる吐出ヘッド１００には、例えば吐出ノズル１００ａが１８０個形成されており、この場合、温度センサ１０５も各々１８０個配置されるが、図５では便宜上、吐出ノズル１００ａ及び温度センサ１０５を７つずつのみ図示している。
【００４０】
温度制御部３００は、図１に示す制御装置６に設けられ、温度センサ３１５、３２５、３３５及び１０５から吐出ヘッド１００（吐出ノズル１００ａ）、タンク５００及び供給パイプ４００に対応する各温度信号が入力されるように構成されている。そして、温度制御部３００は、入力した温度信号に基づいて、第１のヒータ３１０ａ〜３１０ｃ、第２のヒータ３２０及び第３のヒータ３３０を制御することによって、機能液の温度が基板の所定領域に着弾後に好適に濡れ拡がるような温度（吐出速度）となるように制御することが可能となる。
【００４１】
（デバイスとその製造方法）
次に、上述した液滴吐出装置を用いて製造される液晶パネル（デバイス）及び当該液晶パネルを備える液晶装置（電気光学装置）について説明する。
図６は、パッシブマトリクス型の液晶装置の断面構造を模式的に示している。液晶装置２００は、透過型のもので、一対のガラス基板２０１，２０２の間にＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶等からなる液晶層２０３が挟まれた構造からなる液晶パネルＰと、液晶層に駆動信号を供給するためのドライバＩＣ２１３と、光源となるバックライト２１４とを備えている。
【００４２】
ガラス基板２０１（基板Ｗ）には、その内面にカラーフィルタ２０４が配設されている。カラーフィルタ２０４は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色からなる着色層２０４Ｒ、２０４Ｇ、２０４Ｂが規則的に配列されて構成されたものである。なお、これらの着色層２０４Ｒ（２０４Ｇ、２０４Ｂ）間には、ブラックマトリクスやバンクなどからなる隔壁２０５が形成されている。また、カラーフィルタ２０４及び隔壁２０５の上には、カラーフィルタ２０４や隔壁２０５によって形成される段差をなくしてこれを平坦化するためのオーバーコート膜２０６が配設されている。
【００４３】
オーバーコート膜２０６の上には、複数の電極２０７がストライプ状に形成され、さらにその上には配向膜２０８が形成されている。
他方のガラス基板２０２には、その内面に、上記のカラーフィルタ２０４側の電極と直交するようにして、複数の電極２０９がストライプ状に形成されており、これら電極２０９上には、配向膜２１０が形成されている。なお、上記カラーフィルタ２０４の各着色層２０４Ｒ、２０４Ｇ、２０４Ｂはそれぞれ、ガラス基板２０２の電極２０９と上記ガラス基板２０１の電極２０７との交差位置に対応する位置に配置されている。また、電極２０７，２０９は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明導電材料によって形成されている。ガラス基板２０２とカラーフィルタ２０４の外面側にはそれぞれ偏向板（図示せず）が設けられている。ガラス基板２０１，２０２同士の間には、これら基板２０１，２０２同士の間隔（セルギャップ）を一定に保持するための不図示のスペーサと、液晶２０３を外気から遮断するためのシール材２１２とが配設されている。シール材２１２としては、例えば、熱硬化型あるいは光硬化型の樹脂が用いられる。
この液晶装置２００では、上述した液晶層２０３が上述した液滴吐出方法を用いてガラス基板上に配置される。そのため、安定して所定量の液晶がガラス基板上に配置され、視認性の向上が図られる。
【００４４】
（吐出方法）
続いて、上記の液滴吐出装置を用いて機能液である液晶の液滴を吐出してガラス基板（一方の基板）２０１上に配置する手順について説明する。
（第１実施形態）
図７（ａ）〜（ｄ）は、上記液晶パネルＰの製造方法を模式的に示しており、図７（ａ）及び（ｂ）は、ガラス基板上に液晶を定量配置する工程（第１吐出工程、第２吐出工程）、図７（ｃ）及び（ｄ）は、液晶を封止する工程（貼り合わせ工程）をそれぞれ示している。なお、図７（ａ）〜（ｄ）では、簡略化のために、上述したガラス基板上の電極やカラーフィルタ、スペーサなどの図示を省略している（ただし、遮光膜Ｓは図示している）。
【００４５】
まず液滴を吐出する前に、吐出ヘッド１００を予備加熱する。
本実施の形態では、吐出ヘッド１００を加熱するヒータ３１０ａ〜３１０ｃを制御して吐出ヘッド１００に温度分布を形成する。
具体的には、温度調整手段である温度制御部３００は、ヒータ３１０ａの駆動を制御することにより、図５に示すヒータ３１０ａの近傍で吐出ヘッド中央部に位置する吐出ノズル（第１吐出部、第１ノズル）１００Ａに対して、液晶が吐出可能な粘度で、且つ高い吐出量が得られる所定の吐出温度（例えば７０℃）に加熱（調整）する。また、温度制御部３００は、ヒータ３１０ｂ、３１０ｃの駆動を制御することにより、ヒータ３１０ｂ、３１０ｃの近傍で吐出ノズル１００Ａを挟んだ両外側に位置する吐出ノズル（第２吐出部、第２ノズル）１００Ｂ、１００Ｃに対して、液晶が吐出可能な粘度で、且つ吐出ノズル１００Ａの温度よりも低温の温度（例えば４０℃）に加熱（調整）する。なお、吐出ノズル１００Ａから吐出される液晶と、吐出ノズル１００Ｂ、１００Ｃから吐出される液晶の温度を異ならせるため、以下の説明では両者を比較して相対的に温度が高い方を高温の液晶（機能液）と称し、温度が低い方を低温の液晶（機能液）と称する。
なお、温度制御部３００は、温度センサ１０５の計測結果に基づいて、これらヒータ３１０ａ〜３１０ｃの駆動を制御する。
【００４６】
続いて、上記予備加熱により吐出可能となった液晶をフラッシングエリア１０に吐出する予備吐出を実施する。
予備吐出が終了すると、液晶を液滴としてガラス基板２０１上に吐出する。
この機能液吐出配置工程では、制御装置６によってステージ７と吐出ヘッド１００を相対移動させながら、吐出ノズル１００ａから液晶をステージ７上に載置されたガラス基板２０１の所定領域に吐出することによって所定量の液晶を配置するが、この液晶吐出工程は第１吐出工程と第２吐出工程とに大別される。
【００４７】
第１吐出工程では、複数の吐出ノズル１００ａの中、吐出ノズル１００Ａから高温状態で低粘度の液晶（の液滴）を、図７（ａ）に示すように、ガラス基板２０１上の描画エリアの中、中央エリア（第１エリア）Ａ１に対して所定量吐出する。続く第２吐出工程では、複数の吐出ノズル１００ａの中、吐出ノズル１００Ｂ、１００Ｃから低温状態で高粘度の液晶（の液滴）を、図７（ｂ）に示すように、中央エリアＡ１の周囲で、且つシール材２１２との当接部２１２ａより内側の周囲エリア（第２エリア）Ａ２に対して所定量吐出する。
このとき、周囲エリアＡ２は、ガラス基板２０１に着弾した液晶が濡れ拡がった場合でも、シール材２１２との当接部２１２ａに到達しない範囲に設定される。なお、ガラス基板２０１上に配置すべき液晶の所定量は、封止後にガラス基板同士の間に形成される空間の容量と同じである。
【００４８】
次に、図７（ｃ）及び（ｄ）において、所定量の液晶が配置されたガラス基板２０１上にシール材２１２を介して他方のガラス基板２０２を減圧下で貼り合わせる。
具体的には、まず、図７（ｃ）に示すように、シール材２１２が配置されているガラス基板２０１，２０２の縁部に主に圧力をかけ、シール材２１２とガラス基板２０１，２０２とを接着する。その後、所定の時間の経過後、シール材２１２がある程度乾燥した後に、ガラス基板２０１，２０２の外面全体に圧力をかけて、図７（ｄ）に示すように、液晶を両基板２０１，２０２に挟まれた空間全体に行き渡らせる。
この場合、液晶がシール材２１２（の側面）と接触する際には、すでにシール材２１２がある程度乾燥しているので、液晶との接触に伴うシール材２１２の性能低下や液晶の劣化は少ない。
そして、熱や光をシール材２１２に付与してシール材２１２を硬化させることにより、ガラス基板２０１，２０２の間に液晶が封止される。
【００４９】
このように、本実施の形態では、周囲エリアＡ２に低温で高粘度の液晶を吐出するので、液晶が濡れ拡がってシール材２１２との当接部２１２ａまで到達することを防止でき、中央エリアＡ１には高温で低粘度の液晶を吐出して生産効率の向上を図りつつ、シール材２１２の性能低下や液晶の劣化等、液晶の濡れ拡がりに起因する不具合も抑制することができる。また、液晶がシール材２１２からはみ出すことも防止でき、後工程に悪影響を及ぼしたり、ガラス基板間のギャップを所定値に維持できなくなるといった不具合も回避することが可能である。
また、本実施の形態では、高温の液晶吐出を先に行っているので、低温の液晶吐出を行っている間に高温の液晶温度が低下して粘度が大きくなり、濡れ拡がりを一層抑えることが可能になる。
【００５０】
（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、吐出ノズル群１００Ａ〜１００Ｃの全てから液晶を吐出するものとして説明したが、同じ温度に設定した吐出ノズル間でも温度分布が生じることがある。そのため、本実施の形態では特定の吐出ノズルを選択し、その吐出ノズルからのみ液晶を吐出する。
【００５１】
具体的には、高温の液晶、及び低温の液晶を吐出する前に、温度制御部３００には温度センサ１０５が計測した全てのノズル温度の信号が入力している。そして、温度制御部３００は所定温度（上述したように、例えば吐出ノズル群１００Ａでは７０℃、吐出ノズル群１００Ｂ、１００Ｃでは４０℃）に保持されている最適な吐出ノズルを各ノズル群１００Ａ〜１００Ｃから選択し、選択結果を制御装置６へ出力する。制御装置６は、中央エリアＡ１、周囲エリアＡ２の各エリアに液晶を吐出する際に、選択された吐出ノズルからのみ液晶を吐出させる。
【００５２】
本実施の形態では、複数の吐出ノズルに温度分布が生じていても、所定温度の液晶を吐出することができるので、基板２０１上の液晶の粘度を高精度に管理することが可能になる。そのため、液晶の濡れ拡がり特性も高精度で管理することができ、より高品質の液晶パネル製造が可能になる。
【００５３】
（第３実施形態）
上記第１、第２実施形態では、複数のヒータ３１０ａ〜３１０ｃ及び複数の温度センサ１０５を用いて液晶の温度制御を行ったが、簡易的な構成で温度の異なる液晶を吐出することも可能である。
具体的には、図２に示すように、例えばヒータ１８０及び温度センサ１９０を一つずつ用いた場合、吐出ヘッド１００においては熱の発散により、外側の方が中央部に比べて温度が低くなることが多い。
【００５４】
図８に示すような粘度−温度依存性を有する液晶を、例えば４０℃で吐出するための温度制御を行ったところ、ヘッド外側に５℃程度の温度低下が生じる場合がある。この場合、粘度が５ｍＰａ・ｓ程度大きくなるため、濡れ拡がりを十分に抑えることができる。そのため、温度が低下して粘度が大きくなった液晶を吐出可能であれば、温度分布を予め実験等で求めておき、求めた温度分布に基づいて選択した吐出ノズルから高温の液晶と低温の液晶とをそれぞれ吐出することで、簡単な温度制御機構により、液晶の濡れ拡がり特性を管理・制御することが可能になる。
【００５５】
（第４実施形態）
上記実施形態では、一つの吐出ヘッド１００を用いて高温の液晶と低温の液晶とを吐出したが、複数の吐出ヘッドを用いることも可能である。
図９は、吐出ヘッドの温度制御に係る概略の構成図である。
この図に示すように、本実施の形態では、それぞれ独立して液晶を吐出可能な吐出ヘッド（第１液滴吐出ヘッド）６００Ａ及び吐出ヘッド（第２液滴吐出ヘッド）６００Ｂを備えている。各吐出ヘッド６００Ａ、６００Ｂには、ヒータ１８０と温度センサ１９０とが設けられている。
【００５６】
本実施の形態では、温度制御部３００が吐出ヘッド６００Ａを例えば７０℃に温度制御し、吐出ヘッド６００Ｂを４０℃に温度制御する。そして、液晶を吐出する際には、第１吐出部としての吐出ヘッド６００Ａから中央エリアＡ１に高温の液晶を吐出し、第２吐出部としての吐出ヘッド６００Ｂから低温の液晶を吐出する。これにより、上記実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。また、この構成では吐出ヘッド毎の温度調整を容易に行うことができ、液晶の濡れ拡がりを高精度に管理できるという効果も得られる。
【００５７】
なお、上記の液晶パネルＰについては、液晶層２０３のみならず、カラーフィルタ２０４、配向膜２０８、２１０、オーバーコート膜２０６も本発明に係る液滴吐出装置及び液滴吐出方法を用いて製造してもよい。
また、本発明に係るデバイスの製造方法は、上述した液晶パネルの製造方法のみに適用されるものではなく、例えば、電流を通すことによって発光する有機機能層を画素として用いる有機ＥＬ装置等にも適用可能である。なお、有機ＥＬ装置に本発明を適用した場合には、有機機能層が本発明に係る液滴吐出方法及び装置によって形成される。
さらに、液晶パネルや有機ＥＬ装置以外にも、レジストやマイクロレンズアレイ、バイオ分野にも適用可能である。
【００５８】
（電子機器）
図１０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、本発明の液晶装置を表示手段として備えている。
図１０（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図１０（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１０（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図１０（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１０（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図１０（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、本発明の液晶装置を表示手段として備えているので、濡れ拡がりに起因する不具合を排除して品質の向上が図られる。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６０】
例えば、上記実施形態では、パッシブマトリクス型の液晶装置としたが、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：薄膜ダイオード）やＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として用いた、アクティブマトリクス型の液晶装置とすることもできる。
なお、上記実施の形態では、基板同士の貼り合わせ時に機能液の濡れ拡がりが与える影響を主眼に説明したが、これ以外にも、吐出する機能液の温度によってデバイスの性能に差が生じる場合、例えば高温の機能液を用いると性能が向上する場合には、デバイスを形成する箇所（中央部）に高温の機能液を吐出し、その周囲に低温の機能液を吐出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット式装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図３】吐出動作に関する制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】温度制御のための構成を示すブロック図である。
【図５】第１のヒータの配置を説明するための図である。
【図６】液晶装置の断面構造の模式図である。
【図７】液晶装置を製造する手順を模式的に示す図である。
【図８】液晶の粘度の温度依存性を示す図である。
【図９】吐出ヘッドの温度制御に係る概略の構成図である。
【図１０】電子機器の具体例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ１…中央エリア（第１エリア）、Ａ２…周囲エリア（第２エリア）、Ｐ…液晶パネル（デバイス）、Ｗ…基板、１…インクジェット式装置（液滴吐出装置）、６…制御装置、１００…吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）、１００Ａ…吐出ノズル（第１吐出部、第１ノズル）、１００Ｂ、１００Ｃ…吐出ノズル（第２吐出部、第２ノズル）、１０５…温度センサ（温度計測手段）、２０１…ガラス基板（一方の基板）、２０２…ガラス基板（他方の基板）、３００…温度制御部（選択手段、温度調整手段）、６００Ａ…吐出ヘッド（第１液滴吐出ヘッド、第１吐出部）、６００Ｂ…吐出ヘッド（第１液滴吐出ヘッド、第２吐出部）、１０００…携帯電話本体（電子機器）、１１００…時計本体（電子機器）、１２００…情報処理装置（電子機器）

Claims (11)

1. 基板に機能液の液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
   所定温度の液滴を基板上の第１エリアに吐出する第１吐出部と、
   前記所定温度より低温の液滴を前記第１エリアの周囲の第２エリアに吐出する第２吐出部とを有することを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１記載の液滴吐出装置において、
   前記第１吐出部の温度を前記所定温度に調整するとともに、前記第２吐出部の温度を前記所定温度より低温に調整する温度調整手段を有することを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項１または２記載の液滴吐出装置において、
   前記第１吐出部は、前記所定温度に制御された第１液滴吐出ヘッドであり、
   前記第２吐出部は、前記第１液滴吐出ヘッドよりも低温に制御された第２液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項１または２記載の液滴吐出装置において、
   液滴を吐出する複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドを備え、
   前記第１吐出部は、前記複数のノズルのうち、前記所定温度の液滴を吐出する第１ノズルであり、
   前記第２吐出部は、前記複数のノズルのうち、前記所定温度より低温の液滴を吐出する第２ノズルであることを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項４記載の液滴吐出装置において、
   前記第２ノズルは、前記第１ノズルよりも外側に配置されることを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項４または５記載の液滴吐出装置において、
   前記複数のノズルの温度をそれぞれ計測する温度計測手段と、
   前記温度計測手段の計測結果に基づいて、前記第１吐出部及び前記第２吐出部としてのノズルをそれぞれ選択する選択手段とを有することを特徴とする液滴吐出装置。
7. 機能液の液滴が吐出された一方の基板に対して他方の基板が貼り合わされてなるデバイスの製造装置であって、
   前記一方の基板に前記機能液の液滴を吐出する装置として、請求項１から６のいずれかに記載の液滴吐出装置が用いられることを特徴とするデバイス製造装置。
8. 請求項７記載のデバイス製造装置で製造されたデバイスを有することを特徴とする電子機器。
9. 基板に機能液の液滴を吐出する液滴吐出方法であって、
   所定温度の液滴を基板上の第１エリアに吐出する第１吐出工程と、
   前記所定温度より低温の液滴を前記第１エリアの周囲の第２エリアに吐出する第２吐出工程とを有することを特徴とする液滴吐出方法。
10. 請求項９記載の液滴吐出方法において、
    前記第１吐出工程は、前記第２工程の前に行われることを特徴とする液滴吐出方法。
11. 機能液の液滴を一方の基板に吐出する液滴吐出工程と、前記液滴が吐出された一方の基板に対して他方の基板を貼り合わせる貼り合わせ工程とを有するデバイスの製造方法であって、
    前記液滴吐出工程を請求項９または１０記載の液滴吐出方法により行うことを特徴とするデバイス製造方法。

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