JP4123052B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液滴吐出装置、電気光学パネル、電気光学装置、電子機器、液滴吐出方法、電気光学パネルの製造方法及び電子機器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶パネルの製造に際し、シール剤で囲まれた範囲内に液晶を滴下する装置としてディスペンサーがある。ディスペンサーを用いた場合、ある一定量まではある程度の精度で液晶を滴下することが可能であるが、それ以下の量を滴下するとなると吐出量の精度の面での信頼性に欠ける。また、ディスペンサーで液晶を滴下する場合、滴下した跡がそのままムラになるという現象が起こる。
【０００３】
特開平５−２８１５６２号公報には、一滴が極めて微少量で高精度な吐出が可能なインクジェットを利用した液晶パネルの製造方法が開示されている。同公報によれば、液晶のような高粘度の液体はインクジェットで適切に吐出することができないため、液晶室底部に設けられたヒータで加熱することで液晶の粘度を低下させてインクジェットヘッドからの吐出を行っている。具体的には、そこで使用している液晶は粘度が２０ｃｐｓ以上のものであり、これを４０℃以上に加熱することにより粘度を低下させ、吐出量のばらつき±２％を実現している。また、同公報には、加熱機構は圧力室にも設ければ更によい旨と、加熱機構は液晶室底部に設けられたヒータに限られず、他のヒータであってもかまわない旨が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２８１５６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報の技術では、インクジェットヘッドから液晶を適切に吐出するために、液晶タンク（液晶室）において液晶を加熱して、液晶の粘度を下げている。また、吐出時点での液晶の粘度を低く抑えることで吐出を適切に行うという上記と同じ目的で、圧力室にも加熱機構が設けられると更によいとされている。
【０００６】
しかしながら、上記のようにインクジェットヘッド（吐出部）における液晶の粘度を低く抑えるのみでは、吐出量の精度を十分に高くすることはできない。特に、高い周波数でインクジェットヘッドが駆動され、単位時間当たりの吐出回数が多い場合には、一層、安定的な吐出ができない。
【０００７】
本発明の目的は、安定的に高粘度液状体（液晶を含む）の吐出を行うことのできる液滴吐出装置及び方法を提供することである。
本発明の他の目的は、高粘度液状体（液晶を含む）の吐出量の精度を十分に高くすることができる液滴吐出装置及び方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、比較的簡易な構成で高粘度液状体（液晶を含む）の温度制御を高精度に行うことができる液滴吐出装置及び方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液滴吐出装置は、液晶からなる液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドから吐出される前記液晶からなる高粘度液状体を入れる容器と、前記容器内の前記高粘度液状体が前記液滴吐出ヘッドに至る途中に通過する流路と、前記流路を加熱する加熱部とを備えている。
【０００９】
本発明の液滴吐出装置は、液晶からなる液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドから吐出される前記液滴からなる高粘度液状体を入れる容器と、前記容器内の前記高粘度液状体が前記液滴吐出ヘッドから吐出される途中に通過する流路と、前記液滴吐出ヘッドに対する前記高粘度液状体の供給に際して前記流路において前記高粘度液状体に必要とされる粘度を有するように、前記流路における前記高粘度液状体の温度を管理する温度管理部とを備えている。
【００１０】
本発明の液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドと前記容器とは互いに接触部にて接触可能な位置に設けられ、前記流路は、前記接触部又は前記接触部の近傍に設けられている。
【００１１】
本発明の液滴吐出装置において、前記容器は、前記液滴吐出ヘッドの走査時に前記液滴吐出ヘッドと共に移動可能な一体型として設けられている。
【００１２】
本発明の液滴吐出装置において、前記容器、前記流路及び前記液滴吐出ヘッドは、加熱手段で覆われている。
【００１３】
本発明の液滴吐出装置において、前記容器、前記流路及び前記液滴吐出ヘッドは、同じ温度となるように制御されている。
【００１４】
本発明の液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッド内において前記高粘度液状体が吐出されるノズルに連通し、前記液滴吐出ヘッド内において前記高粘度液状体を一時的に溜めるキャビティには、温度センサが設けられ、前記液滴吐出ヘッドの温度は、前記温度センサによる検出結果に基づいて制御される。
【００１５】
本発明の液滴吐出装置において、前記キャビティには、前記キャビティ内の前記高粘度液状体を加熱するキャビティ加熱部が設けられている。
【００１６】
本発明の液滴吐出装置において、前記容器内の前記高粘度液状体の量に依らず、前記容器内の前記高粘度液状体の水頭値が一定となるようにする水頭値維持部を備えている。
【００１７】
本発明の液滴吐出装置において、前記水頭値維持部は、前記液滴吐出ヘッドから独立して前記容器の位置を上昇させる。
【００１８】
本発明の液滴吐出装置において、前記水頭値維持部は、前記容器内を負圧にする。
【００１９】
本発明の電気光学パネルは、基板と、前記基板に対し、液滴吐出ヘッドにより吐出された液晶を含む高粘度液状体の液滴により形成される薄膜とを備え、前記液滴は、前記高粘度液状体を入れる容器から前記容器内の前記高粘度液状体を吐出する前記液滴吐出ヘッドに至る途中に設けられた前記高粘度液状体の流路において、前記高粘度液状体の温度が管理された状態で前記液滴吐出ヘッドから吐出されたものである。
【００２０】
本発明の電気光学装置は、上記本発明の電気光学パネルを備えたものである。
【００２１】
本発明の電子機器は、上記本発明の電気光学装置を備えたものである。
【００２２】
本発明の高粘度液状体の液滴吐出方法は、（ａ） 容器に液晶からなる高粘度液状体を入れるステップと、（ｂ） 前記容器から前記容器内の前記高粘度液状体を吐出する液滴吐出ヘッドに至る途中に設けられた前記高粘度液状体の流路において、前記高粘度液状体の温度を管理するステップとを備えている。
【００２３】
本発明の液滴吐出方法において、前記（ｂ）は、前記流路を加熱することを含む。
【００２４】
本発明の液滴吐出方法において、前記（ｂ）は、前記流路での前記高粘度液状体の温度低下分を考慮して、前記容器での前記高粘度液状体の加熱温度を設定することを含む。
【００２５】
本発明の液滴吐出方法において、前記（ｂ）は、前記流路において、前記液滴吐出ヘッドに対する前記高粘度液状体の供給が異常なく行われるために必要な粘度を前記流路内の高粘度液状体が有するように行う。
【００２６】
本発明の液滴吐出方法において、前記（ｂ）は、単位時間当たり前記液滴吐出ヘッドからの前記高粘度液状体の所定の吐出回数分だけ所定の吐出量で行われるべき吐出に対応して、前記容器から前記液滴吐出ヘッドへの前記高粘度液状体の所定の供給回数分だけ所定の供給量の供給が得られるために必要な粘度を前記流路内の高粘度液状体が有するように行う。
【００２７】
本発明の電気光学パネルの製造方法は、（ｃ） 基材にカラーフィルタ材料の液滴を液滴吐出ヘッドから吐出するステップと、（ｄ） 前記カラーフィルタの上へ液晶を含む高粘度液状体の液滴を前記液滴吐出ヘッドから吐出するステップとを備え、前記（ｄ）は、前記高粘度液状体を入れる容器から前記容器内の前記高粘度液状体を吐出する前記液滴吐出ヘッドに至る途中に設けられた前記高粘度液状体の流路において、前記高粘度液状体の温度が管理された状態で行う。
【００２８】
本発明の電子機器の製造方法は、上記本発明の電気光学パネルの製造方法で製造された電気光学パネルに実装部品を実装して電子機器を製造するステップを備えたものである。
【００２９】
液晶は、液晶タンク（液晶室）からヘッドに供給される過程（流路）においても、粘度が高いと移動が円滑に行われない。特に、微量の液滴が吐出される場合には、吐出までの温度変化によって吐出量が大きく変化する可能性がある。また、特に、高い周波数でインクジェットヘッドが駆動される場合には、その周波数に応じて液晶タンク（液晶室）から液晶がヘッドに供給される必要がある。本発明は、これらの問題点を解決している。
【００３０】
また、本発明では、タンク内の液状体が消費されて、タンク内の液面が下がることによる液状体の圧力の変化が生じないようにタンク内の液面高さを制御する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。なお、本発明に係る電子光学パネルとしては、例えば液晶表示パネルが挙げられる。
【００３２】
（実施の形態１）
以下、本発明の液滴吐出装置の一実施形態として、インクジェット方式の液晶滴下装置について説明する。
【００３３】
まず、図１を参照して、本実施形態の液晶滴下方法により製造される液晶パネル（電子光学パネル１００）について説明する。この電子光学パネル１００は、所定の粘度に正確に制御された液晶３３が、インクジェット方式により高周波数（高速）で吐出されてなる点に特徴がある。
【００３４】
図１に示すように、電子光学パネル１００は、基材１の上にカラーフィルタ１１を表面に形成したカラーフィルタ基板１０ａと、これに対向配置される対向基板１０ｂとの間に液晶１２が封入されている。カラーフィルタ基板１０ａと対向基板１０ｂとの間には、スペーサー１３が配置されており、両基板の間隔ｔを全面にわたって略一定にする。
【００３５】
カラーフィルタ基板１０ａには、カラーフィルタ保護膜２０（以下ＣＦ保護膜）が形成されており、基材１上に形成されたカラーフィルタ１１を保護している。また、ＣＦ保護膜２０上には、ＩＴＯ１４及び配向膜１６が形成されている。ＣＦ保護膜２０は、ＩＴＯ１４を形成するときの高温からカラーフィルタ１１を保護する機能、及びカラーフィルタ１１間の凹凸を平坦にしてＩＴＯ１４の断線及び配向膜１６のラビング不良を抑制する機能を備えている。
【００３６】
図２及び図３は、本実施形態に係る電子光学パネル及び電子機器の製造方法を示す説明図である。図４は、本実施形態に係る電子光学パネル及び電子機器の製造方法を示すフローチャートである。図５は、本実施形態に係る液滴吐出装置を示す説明図である。
【００３７】
まず、図２（ａ）に示すように、基材１上に、フォトリソグラフィーあるいはインクジェットやプランジャ等の液滴吐出によってカラーフィルタ１１を形成する（ステップＳ１０１）。
【００３８】
次に、カラーフィルタ１１と、この上に塗布される液状の保護膜材料との濡れ性を向上させるため、図２（ｂ）に示すようにカラーフィルタ１１へ表面改質処理を施し（ステップＳ１０２）、保護膜材料に対する濡れ性を向上させる。濡れ性が悪いと保護膜材料が凝集しやすくなるので、カラーフィルタ１１上へ保護膜材料が均一に塗布されないからである。また、カラーフィルタ１１間へ保護膜材料が浸透しにくくなり、この部分へ気泡が生ずることもあり、電子光学パネルの表示画像品質を低下させるおそれもあるからである。本実施形態においては、ＵＶランプ３を用いて紫外線光を照射することにより表面改質処理を施しているが、この他にも酸素プラズマ処理を適用することができる。特に酸素プラズマ処理によれば、カラーフィルタ１１上の残渣も除去できるので、ＣＦ保護膜２０の品質が高くなり好ましい。
【００３９】
カラーフィルタ１１と、この上に塗布される液状の保護膜材料との濡れ性は、カラーフィルタ１１に対する保護膜材料の接触角βで規定できる（図２（ｃ）参照）。本実施形態に係る電子光学パネルの製造方法においては、前記接触角βは１０度以下が好ましい。この範囲であればカラーフィルタ１１間へ保護膜材料を十分に浸透させ、また、カラーフィルタ１１上へ保護膜材料が均一の厚さで形成できるので、高品質なＣＦ保護膜２０を形成することができる。
【００４０】
表面改質処理が終了したら、図２（ｄ）に示すように、液滴吐出によって液状の保護膜材料をカラーフィルタ１１上へ塗布する（ステップＳ１０３）。
【００４１】
カラーフィルタ基板１０ａ上へ保護膜材料を塗布したら、保護膜材料中の溶媒を揮発させるため、保護膜材料を乾燥させる（ステップＳ１０４）。本実施の形態においては、図２（ｅ）に示すように、保護膜材料の液滴を塗布した基材１をホットプレート６７上へ載せて、保護膜材料中の溶媒を揮発させる。このとき、ＣＦ保護膜２０の表面を平滑にするために、比較的低温度で、ある程度の時間をかけて乾燥させることが好ましい。具体的には７０℃以下で５分以上の時間を要することが好ましい。ＣＦ保護膜２０の表面状態をより平滑にするためには、５０℃以下で１０分以上の時間を要することが好ましく、さらには３０℃以下で１時間以上の時間を要することが好ましい。なお、乾燥はホットプレート６７に限られず、赤外線ヒータの加熱により乾燥させたり、オーブン内で乾燥させたりしてもよい。このようにして保護膜材料中の溶媒を揮発させて、カラーフィルタ基板１０ａへＣＦ保護膜２０が形成される。
【００４２】
次に、図３（ｆ）に示すように、ＣＦ保護膜２０上へＩＴＯ１４及び配向膜１６を形成する（ステップＳ１０５）。その後、配向膜１６のラビングを行う（ステップＳ１０６）。
【００４３】
次に、図３（ｇ）に示すように、配向膜１６の上に、シール材３２をスクリーン印刷等により形成する。ここで、シール材３２は、紫外線硬化型樹脂を使用した（ステップＳ１０７）。
【００４４】
シール材の形成が終了したら、図３（ｈ）に示すように、液滴吐出によって液晶３３を配向膜１６上に塗布する（ステップＳ１０８）。ここで、液滴として吐出される液晶３３には、スペーサ１３Ａとなるスペーサ材が混入されている。
【００４５】
ここで、図５を用いて液晶の塗布について説明する。
本実施形態においては、液滴吐出としてインクジェットを使用する。図５（ａ）に示すように、薄膜形成装置１０は、基板１の表面に例えば液晶の塗布液３３を吐出する液滴吐出ヘッド１２を有する液滴吐出手段（液晶滴下装置）１３と、液滴吐出ヘッド１２と基板１との位置を相対的に移動させる移動手段１４と、液滴吐出手段１３及び移動手段１４を制御する制御手段１５とを具備している。
【００４６】
移動手段１４は、ステージ１６上に載置された基板１の上方に、液滴吐出ヘッド１２を下方側に向けて支持すると共に移動自在のステージ１８によりＸ軸方向に移動自在のヘッド支持部１７と、上方の液滴吐出ヘッド１２に対して基板ステージ１６と共に基板をＹ軸方向に移動させるステージ駆動部１９とから構成されている。
【００４７】
ヘッド支持部１７は、液滴吐出ヘッド１２を基板１に対してその鉛直軸方向（Ｚ軸）に任意の移動速度で移動可能且つ位置決め可能な例えばリニアモータ等の機構と、鉛直軸を中心に液滴吐出ヘッド１２を回転させることによって下方の基板１に対して任意な角度に設定可能なステッピングモータ等の機構とを備えたものである。
【００４８】
ステージ駆動部１９は、鉛直軸を中心に基板ステージ１６を回転させて上方の液滴吐出ヘッド１２に対して任意な角度に設定可能なθ軸ステージ２０と、基板ステージ１６とを液滴吐出ヘッド１２に対して水平方向（Ｙ方向）に移動させ且つ位置決めするステージ２１とを備えている。なお、θ軸ステージ２０は、ステッピングモータ等から構成され、ステージ２１はリニアモータ等から構成されている。
【００４９】
図５（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド１２は、配列幅Ｈの間に複数のノズル５４が一定のピッチＰで配列されている。また、それぞれのノズル５４はピエゾ素子（図示せず）を備えており、制御装置１５からの指令によって、任意のノズル５４から液晶の液滴を吐出する。また、ピエゾ素子に与える駆動パルスを変化させることにより、ノズル５４から吐出される液晶の吐出量を変化させることができる。なお、制御装置１５は、パーソナルコンピュータやワークステーションを使用してもよい。
【００５０】
この液滴吐出ヘッド１２の構成の一例について図６、図７を参照して説明する。図６、図７に示すように、液滴吐出ヘッド１２は、例えばステンレス製のノズルプレート１３１と振動版１３２とを備え、仕切り部材（リザーバプレート）１３３を介して両者を接合したものである。ノズルプレート１３３と振動板１３２との間には、仕切り部材によって複数の空間（キャビティ）１３４と液溜まり１３５とが形成されている。各空間１３４と液溜まり１３５の内部は液状材料(図示せず)で満たされており、各空間１３４と液溜まり１３５とは供給口１３６を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１３１には、各空間１３４から液状材料１１１を噴射するための微小孔のノズル５４が形成されている。一方、振動板１３２には、液溜まり１３５に塗布液１１１を供給するためのノズル５４が形成されている。
【００５１】
振動板１３２の空間に対向する面と反対側の面上には、図６、図７に示すように、圧電素子（ピエゾ素子）１３８が接合されている。この圧電素子１３８は、図７に示すように一対の電極１３９，１３９の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するように撓曲するようになっている。そして、このような構成のもとに圧電素子１３８が接合されている振動板１３２は、圧電素子１３８と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１３４の内部容積が増大するようになっている。したがって、空間１３４内に増大した容積分に相当する液状材料が液溜まり１３５から供給口１３６を介して流入する。また、このような状態から圧電素子１３８への通電を解除すると、圧電素子１３８と振動板１１３とは共に元の形状に戻る。したがって、空間１３４も元の容積に戻ることから、空間内部の塗布液１１１の圧力が上昇し、ノズル５４から基材１に向けて液状材料の噴霧状液滴が吐出される。
【００５２】
なお、液滴吐出ヘッド１２の方式としては、上述したような圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、超音波モータ，リニアモータ等により、振動を付与し、またはタンク内に圧力を印加することにより、上記微***から塗布液１１１である液晶を射出させるようにしてもよい。ここで、タンク内の液晶は、前もって脱泡処理されていることが望ましい。尚、液滴吐出ヘッド１２は、タンク内の液晶ないしは液晶と低粘性揮発性液体の混合物を加熱して、該物質の膨張・発泡により、微***から液晶を射出させる、所謂バブルジェット（Ｒ）方式として構成されていてもよい。
【００５３】
また、液滴吐出ヘッド１２は、当該ヘッド中心に垂直な回転軸Ａを回転中心として回転軸Ａの周りを回転可能となっている。図５（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド１２を回転軸Ａの周りに回転させて、ノズル５４の配列方向とＸ方向とに角度θを与えると、見かけ上ノズル５４のピッチをＰ’＝Ｐ×Ｓｉｎθとすることができる。これにより、液晶の塗布領域や塗布条件に応じて、ノズル５４のピッチを変更することができる。配向処理が施された透明電極付き基板１は、ステージ１６に設置されている。ステージ１６は、Ｙ方向（副走査方向）に移動でき、また、ステージ１６中心に垂直な回転軸Ｂを回転中心として回転軸Ｂの周りに回転できる。
【００５４】
液滴吐出ヘッド１２は、図中Ｘ方向（主走査方向）に往復して、その間に液晶３３（１１１）の液滴をカラーフィルタ基板１０ａ上へノズル５４の配列幅Ｈで吐出する。一回の走査で液晶３３を塗布したら、ステージ１６がＹ方向にノズル５４の配列幅Ｈだけ移動して、液滴吐出ヘッド１２は次の領域へ液晶３３を吐出する。液滴吐出ヘッド１２の動作、ノズル５４の吐出及びステージ１６の動作は、制御装置１５によって制御される。これらの動作パターンを予めプログラムしておけば、カラーフィルタ基板１０ａの塗布領域や液晶３３の種類その他の塗布条件に応じて塗布パターンを変更することも容易である。上記動作を繰り返して、カラーフィルタ基板１０ａの全領域に液晶３３を塗布することができる。
【００５５】
図８を参照して、液滴吐出ヘッド１２のノズル５４のピッチと、主走査方向（描画方向）の走査ピッチについて説明する。
図８は、液滴吐出ヘッド１２から吐出された液晶の液滴が滴下された状態を示す平面図である。カラーフィルタ基板１０ａの配向膜１６上に、液晶の液滴が主走査方向（Ｘ方向）に１０μｍ、副走査方向（Ｙ方向）に１００μｍの間隔で、液晶の液滴が滴下されるとする。この場合、副走査方向における液滴の間隔ｙは、ノズル５４のピッチＰと同じであり、主走査方向における液滴の間隔ｘは、液滴吐出ヘッド１２の走査速度と吐出周波数とに依存する。
【００５６】
上記のようにして、液晶の液滴３３の塗布が終了し、図３（ｉ）に示すように、単一の薄膜が形成されると、次の工程に進む。即ち、液晶が塗布されたカラーフィルタ基板１０ａと対向基板１０ｂとの貼り合わせ工程を経て（ステップＳ１０９）、電子光学パネル１００が完成する。
【００５７】
次いで、図３（ｊ）に示すように、完成した電子光学パネル１００にハーネスやＦＣ（Flexible Cable）基板７、あるいはドライバＩＣ５が実装される（ステップＳ１１０）。そして、図３（ｋ）に示すように、携帯電話やＰＤＡ等の電子機器９へ取り付けられて、これらの電子機器が完成する（ステップＳ１１１）。
【００５８】
次に、本実施形態の特徴の一つである液晶滴下装置（吐出手段）１３について説明する。
【００５９】
図９に示すように、吐出手段１３は、液滴吐出ヘッド１２とタンク２３とを備えている。タンク２３は、液滴吐出ヘッド１２の上に載置されるように設けられ、液滴吐出ヘッド１２とタンク２３は、それぞれの接触面が互いに接触している。液滴吐出ヘッド１２とタンク２３は、樹脂により一体として形成されることができる。タンク２３は、流路２２を介して液滴吐出ヘッド１２に接続されている。
【００６０】
タンク２３は塗布液３３（１１１）である液晶を貯留し、流路２２を介してこの塗布液３３を液滴吐出ヘッド１２に供給する。このような構成によって液滴吐出手段１３は、タンク２３に貯留された塗布液３３を液滴吐出ヘッド１２から吐出し、これを基板１上に塗布する。液滴吐出ヘッド１２は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮し、その圧力で液滴（液状材料）を吐出させるものであり、一列又は複数列に配列された複数のノズル(ノズル孔)５４を有している。流路２２は、最小限の長さとなるように設計されている。流路２２は、例えば、液滴吐出ヘッド１２とタンク２３とを連通させる連通口であることができる。
【００６１】
本実施形態において、液滴吐出ヘッド１２から吐出されるべく、タンク２３に貯留される液晶３３の量は、一日の作業時間あたり、数十ｍｌと比較的少量である。よって、タンク２３の容量をそれほど大型化する必要は無い。このことから、タンク２３は、液滴吐出ヘッド１２の上に載せられた状態に設けられて、走査時に液滴吐出ヘッド１２と共に移動する構成に適している（図５（ａ）参照）。
【００６２】
図９に示すように、液滴吐出ヘッド１２と流路２２とタンク２３は、加熱手段５１によって覆われている。加熱手段５１は、液滴吐出ヘッド１２のノズル５４が設けられる位置（液滴吐出ヘッド１２の下部）ｈ１からタンク２３の上部ｈ２までの高さを有し、液滴吐出ヘッド１２のノズル５４が形成される面（下面）を除いて、液滴吐出ヘッド１２及びタンク２３を覆っている。
【００６３】
加熱手段５１は、液滴吐出ヘッド１２と流路２２とタンク２３とを全て同じ温度に加熱する。加熱手段５１はリボンヒータである。リボンヒータとは、ＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｃａｂｌｅ）のような平坦で可撓性のある帯状のケーブル内に熱電対（電熱線）が設けられているものである。
【００６４】
リボンヒータ５１によって液滴吐出ヘッド１２と流路２２とタンク２３の周囲が覆われている。タンク２３に巻かれたリボンヒータ５１と、液滴吐出ヘッド１２に巻かれたリボンヒータ５１とをそれぞれ同じ電源に接続することにより、同じ温度に加熱することができる。
【００６５】
本実施形態では、加熱手段５１による、液滴吐出ヘッド１２、流路２２及びタンク２３の加熱温度を６０℃とする。この温度まで加熱することにより粘度が所定の低い粘度まで下げられた液晶３３は、液滴吐出ヘッド１２の駆動周波数が高くなり、単位時間あたりの液滴吐出ヘッド１２からの液晶３３の吐出、及びタンク２３から液滴吐出ヘッド１２への液晶３３の供給の回数が多い場合であっても、不都合無く移動し、吐出される。
【００６６】
従来は、上記公報に示されるように、液晶室や圧縮室にそれぞれ加熱手段を設けることで、吐出時点（吐出部）での液晶の粘度を所定の粘度まで下げる技術は一応存在したと思われる。しかしながら、本発明者が実験したところ、その従来の構成では、以下のような問題が生じることが明らかとなった。
【００６７】
即ち、従来は、液晶タンクと液滴吐出ヘッドとの間の流路（連通口）には、加熱手段が設けられていないため、液晶タンクにおいて所定の粘度が得られる温度まで一旦加熱された液晶は、加熱手段が無い流路部分において温度が低下し、その分だけ粘度が上がる。その後、吐出部（吐出時点）において、再度、所定の粘度が得られる温度まで液晶が加熱された後、液滴吐出ヘッドから吐出される。
【００６８】
確かに、吐出部においては、液晶が所定の粘度となる温度まで加熱された後に、吐出部から吐出されるため、吐出の動作自体には問題が無いと考えられる。しかしながら、液滴吐出装置全体としての動作には、次のような問題が生じる。
【００６９】
吐出部においては、液晶が十分に加熱されて粘度が所定の値まで下がっているために、単位時間当たり所定の吐出回数分だけ所定の吐出量で、問題なく液晶が吐出される（理論上）。
これに対し、その吐出部に液晶を供給するための流路においては、適切な温度管理がなされていない結果、粘度が所定の粘度よりも上昇している。そのため、流路内では、吐出部で上記のように所定の吐出が行われる動作に対して、適切に対応（追従，同期）するような液晶の移動が行われない。よって、吐出部に対する液晶の供給が追いつかずに、吐出部において液晶量が不足し、単位時間当たり所定の吐出回数分だけ所定の吐出量で行われるべき吐出が行われない。上記問題は、特に、液滴吐出ヘッドの駆動周波数が高い（単位時間当たりの吐出回数が多い）場合に顕著である。
【００７０】
このことから分かるように、吐出部に対する液晶の供給が吐出部での要求どおりに適切に行われるべく、液晶が問題なく移動するためには、吐出部を含めて、液晶の供給ルートにおいて吐出部よりも前段（液晶タンク及び液晶タンクから吐出部までの流路）の全てにおいて、吐出部にて要求される所定の粘度まで液晶の粘度が下がっていることが求められる。即ち、吐出部を含めて、液晶の供給ルートにおいて吐出部よりも前段（液晶タンク及び液晶タンクから吐出部までの流路）の全てにおいて、吐出部における液晶の加熱温度まで、液晶が加熱されている必要がある。
【００７１】
加熱手段５１は、上記リボンヒータに限定されるものではない。例えば、タンク２３及び液滴吐出ヘッド１２を樹脂で成形するときに、樹脂の内部にニクロム線を埋め込む構成をとることもできる。
液滴吐出ヘッド１２において、加熱手段５１が設けられる具体的な位置は、液滴吐出ヘッド１２の内部において塗布液（液晶）を一時的に溜めるキャビティ１３４である。液滴吐出ヘッド１２において、キャビティ１３４は、前述した通り、ノズル５４の数と同じ数だけ存在する（図６及び図７参照）。
【００７２】
タンク２３及び液滴吐出ヘッド１２のキャビティ１３４には、それぞれ温度センサ（図示せず）が設けられており、各温度センサの検出結果に基づいて、タンク２３及び液滴吐出ヘッド１２のそれぞれの加熱手段５１での加熱温度が制御される。
【００７３】
なお、温度センサは、全てのキャビティ１３４にそれぞれ設けられるのがよいが、必ずしも全てのキャビティ１３４のそれぞれに設けられなくてもよい。例えば、連続する１０個のノズル５４群のうちの１つのノズル５４のキャビティ１３４にのみ温度センサを設け、それ以外の９個のノズル５４群の各キャビティ１３４の温度を、上記１つのノズル５４のキャビティ１３４に設けた温度センサの検出結果と同じとみなして、液滴吐出ヘッド１２の加熱手段５１での加熱温度を制御することができる。
【００７４】
タンク２３は、図９に示すように、所謂横置きと呼ばれる、横断面の面積が大きくなるような形状に形成されている。タンク２３は、液晶３３が液滴吐出ヘッド１２から吐出された結果、タンク２３内の液晶３３の量が減ったときに、液晶３３の液面の高さがなるべく変わらないようにするために、上記横置きの形状に形成されている。
【００７５】
タンク２３の上面２３ａは、可撓性のある樹脂により形成されており、その上面２３ａには、バネ（引き上げ手段，付勢手段，弾性部材）５２が接続されている。また、その上面２３ａには、大気を取り込み可能な大気連通孔（図示せず）が形成されている。タンク２３には、タンク２３内の液晶の重量を測る重量センサ（図示せず）が設けられている。その重量センサの検出結果に基づいて、タンク２３に貯留された液晶の量を検出することができる。
【００７６】
液晶３３が液滴吐出ヘッド１２から吐出された結果、タンク２３内の液晶３３の量が減った（水頭が下がった）ことが上記重量センサの検出結果に基づいて検出されたときには、その検出結果に応じた分だけ、バネ５２によりタンク２３の上面２３ａを引っ張る。これにより、タンク２３内が負圧となり、タンク２３内の液晶３３の液面高さが、タンク２３内の液晶３３の量が減る前と同じ高さとなる。
【００７７】
バネ５２によりタンク２３の上面２３ａが引っ張られると、大気連通孔からタンク２３内に大気が導入されてタンク２３内の液晶３３に所定の圧力（背圧）が作用し、タンク２３内の液晶３３の水頭が下がったことによる液晶３３への圧力低下を補うことができる。
これにより、タンク２３内における液晶３３の貯留量によらずに、液滴吐出ヘッド１２の上記キャビティ１３４内の圧力を同じにすることができ、常に同じ条件で液滴吐出ヘッド１２から液滴を吐出することができる。
【００７８】
本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７９】
本実施形態では、タンク２３と液滴吐出ヘッド１２とが互いに直接接触するような隣接した配置とされている。タンク２３と液滴吐出ヘッド１２とが一体型に構成されている。これにより、タンク２３から液滴吐出ヘッド１２に対して液晶３３が流れる流路２２の長さを最小限に構成することが可能である。
【００８０】
液晶３３を液滴吐出ヘッド（吐出部）１２から安定的に吐出させるには、タンク２３から出て吐出部から吐出されるまで、温度の変化がないことが望ましい。液晶タンクからヘッドまでを長い流路でつないだ場合、流路に加熱機構を設けない限り、流路を通っている間に液晶の温度低下が起こり吐出が困難になる。特に、単位時間当たりの吐出回数が多い場合には顕著である。よって、タンク２３は液滴吐出ヘッド１２の直上に取り付けることで流路２２を最小限にしている。
【００８１】
また、タンク２３を液滴吐出ヘッド１２に連結させて一体型とすることにより、液滴吐出ヘッド１２とタンク２３を結ぶ流路を短くすることが可能であるため、吐出装置１３自体をコンパクトにすることができ、装置１０の簡素化に繋がる。また、流路２２内に留まる液晶３３の量を少なくさせるため、液晶材料の削減に繋がる。
【００８２】
タンク２３と液滴吐出ヘッド１２とを一体型にするのは、液晶３３が吐出されるまでの移動量を最小限として、液晶３３の温度低下を防ぐためである。本実施形態では、更に、加熱機構を、液滴吐出ヘッド１２、流路２２及びタンク２３を一体型にしたシステム全体に設置することで、液滴吐出ヘッド１２、流路２２及びタンク２３の加熱温度を等しくさせている。
【００８３】
また、インクジェットで吐出可能な粘度は、２０ｍＰａ，ｓ以下であるため、液滴吐出ヘッド１２のキャビティ１３４内の温度制御を厳密に行う温度センサをキャビティ１３４内に設置し、キャビティ１３４内の液晶温度を常に２０ｍＰａ，ｓ以下に制御する。これにより、ナノグラムオーダーの吐出重量の制御が可能となる。
【００８４】
一体型になった装置全体を加熱する機構を設けることにより、タンク２３、液滴吐出ヘッド１２、流路２２の各点での温度変化（温度ばらつき）を抑制することが可能となり、加熱しながら高粘度液晶を吐出させるときの吐出重量のばらつきを低減することが可能となる。
【００８５】
液体を吐出させるとき、タンク内の液面の高さが吐出量に大きく影響する。ヘッドの吐出面（ノズルが開口した面）に対するタンク内の液面の高さが変動すると、一定量の液晶の吐出が難しくなる。よって、本実施形態では、タンク２３内の液晶３３の液面を常に同じ高さにするような機構を設けることで吐出量を安定させる。
【００８６】
例えばタンク２３の液晶量（重量、又は液面の高さ）を検出するシステムを設ける。例として、重量を測定するセンサ（図示せず）をタンク２３の底面に設けることができる。また、液面の決まった位置を通過するレーザ（図示せず）をタンクに設け、絶えず液面がレーザに当たっているようにすることで液面高さの維持を図ることができる。
【００８７】
液晶３３の液面の高さを常に一定に保つ制御については、例えば、タンク２３の底面に、上記重量センサからの情報に基づいて上下に移動するような台を設けることで対応することができる。
【００８８】
タンク２３の液面と液滴吐出ヘッド１２の吐出面を常に一定にすることによって水頭値を等しくし、大気圧の影響による吐出重量のばらつきを抑える。
【００８９】
本実施形態では、図５（ａ）及び図９に示すように、ヘッド１２、流路２２、タンク２３を一体型にしたシステムを基板１の上部に設置し、レール又はアームで連結させた、上記一体型のシステムを移動させることで、基板１のどの位置に対しても移動が可能となる。
【００９０】
図１０に示すように、基板９１の上で複数のチップ９２のそれぞれに対して吐出装置１３から液状体（液晶３３）を吐出する場合、従来のように、ある位置（範囲）に固定されたタンクと、吐出位置（走査）に応じて移動する液滴吐出ヘッドとが流路によって接続されているとすると、液滴吐出ヘッドの移動範囲が制限されることがある。これに対し、本実施形態では、タンク２３と液滴吐出ヘッド１２とが一体型であるため、基板９１上で最初に吐出されるチップ９２ａと、それ以外に（特に最後に）吐出されるチップ９２ｌとを同じ吐出条件で吐出することができる。
【００９１】
一体型になった吐出システム全体を移動させることで、目的の吐出位置まで速やかに移動が可能となり、流路を通る液晶３３の量も常に一定とすることで吐出ばらつきを抑えることができる。
【００９２】
次に、図１１を参照して、第２実施形態について説明する。
以下では、第１実施形態との相違点のみを中心として説明する。
【００９３】
図１１に示すように、第２実施形態の吐出手段１３’では、タンク２３と液滴吐出ヘッド１２とが蛇腹状のフレキシブルジョイント５３によって接続されている。タンク２３と液滴吐出ヘッド１２とを結ぶ流路２２’は、フレキシブルジョイント５３の内部に蛇腹状の流路として形成されている。流路２２’には、リボンヒータが巻かれている等、加熱手段５１が設けられている。
【００９４】
液滴吐出ヘッド１２の上面には、タンク２３を所定の高さ分だけ持ち上げる持上手段（図示せず）が設けられている。通常時は、図１１（ａ）に示すように、タンク２３の下面は、液滴吐出ヘッド１２の上面に接触している。図１１（ａ）の状態では、蛇腹状のフレキシブルジョイント５３及び流路２２’は、縮んだ状態にある。持上手段が作動すると、図１１（ｂ）に示すように、タンク２３が液滴吐出ヘッド１２から上方に離間するように持ち上げられる。図１１（ｂ）の状態では、蛇腹状のフレキシブルジョイント５３及び流路２２’は、伸びた状態にある。
【００９５】
液晶３３が液滴吐出ヘッド１２から吐出された結果、タンク２３内の液晶３３の量が減った（水頭が下がった）ことが上記重量センサの検出結果に基づいて検出されたときには、持上手段が作動する。図１１（ｂ）に示すように、持上手段は、上記検出結果に基づいて、タンク２３内の液晶３３の液面の高さの減少分だけ上方にタンク２３を持ち上げて（図中矢印Ｍ参照）、タンク２３内の液晶３３の量によらず、液晶３３の水頭（液面高さ）が同じ高さ（符号ｈで示す）となるようにしている。上記のことから、第２実施形態には、第１実施形態で用いたバネ５２は不要である。なお、前述した通り、本実施形態において１日の作業において消費する液晶３３の量は、数十ｍｌと少なく、またタンク２３が液晶３３の量が減っても液面高さが大きく下がらないような例えば横置き形状とされているため、上記持上手段による持ち上げ量は、それほど大きくはならない。
【００９６】
本実施形態において、蛇腹状の構成に代えて、高さの変化を吸収可能な部材を使用することも可能である。
【００９７】
以上述べた、第１及び第２実施形態では、流路２２（タンク２３とヘッド１２の間）において、タンク２３からヘッド１２に対する液晶３３の供給が円滑に行われるために必要な粘度を液晶３３が有するように、流路２２における液晶２３の温度を管理する。
【００９８】
そのためには、タンク２３、流路２２及びヘッド１２を一体型にしてその全体を加熱手段５１で覆って、流路２２を含めた全体を加熱するのが有効である。また、タンク２３、流路２２及びヘッド１２を一体型にしてその全体を加熱手段５１で覆って、その全体を同じ温度に制御するのが有効である。
【００９９】
流路２２における液晶２３の温度を管理する上では、上記のように、流路２２を加熱する方法がある。その他の方法としては、流路２２を加熱しなくてもその流路２２での液晶３３の温度低下分だけ前段のタンク２３での加熱温度を高く設定してもよい。流路２２での液晶３３の温度低下分を決める要素（例えば、流路２２の長さや流路２２の材質や液晶２２の供給速度や流路２２の周辺の温度）に基づいて、タンク２３での加熱温度の設定を変えることができる。
【０１００】
上記の液滴滴下装置１３，１３’において、塗布液３３として吐出されるものは、液晶の他、高粘度の液状体であってその原液のまま滴下（吐出）されるべきものを使用することができる。原液の状態で吐出される必要がないものは、溶剤で粘度を制御可能であり、本実施形態のように粘度低下のための加熱又は厳密な温度制御が不要である。そのため、敢えて本実施形態を適用する意義は低いと思われる。
【０１０１】
（本発明の適用対象）
本発明に係る電子光学パネルが適用できる電子機器としては、携帯電話機の他に、例えば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器や携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機等、電気光学装置である電子光学パネルを用いる機器が挙げられる。したがって、これらの電子機器における電気的接続構造であっても、本発明が適用可能であることはいうまでもない。
【０１０２】
また、この電子光学パネルは、透過型又は反射型の電子光学パネルであり、図示しない照明装置をバックライトとして用いる。なお、アクティブマトリックス型のカラー電子光学パネルであっても同様である。例えば、以上説明した各実施形態においては、いずれもパッシブマトリクス型の電子光学パネルを例示してきたが、本発明の電子光学装置としては、アクティブマトリクス型の電子光学パネル（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた電子光学パネル）にも同様に適用することができる。また、透過型又は反射型の電子光学パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電界放出表示装置、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置などのように、複数の画素毎に表示状態を制御可能な各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態に係る電子光学パネルの構造を示す一部断面図。
【図２】 本実施形態に係る電子光学パネルの製造方法の一部を示す説明図。
【図３】 本実施形態に係る電子光学パネル及び電子機器の製造方法の一部を示す説明図。
【図４】 本実施形態に係る電子光学パネル及び電子機器の製造方法を示すフローチャート。
【図５】 本実施形態に係る液滴吐出装置を示す説明図。
【図６】 本実施形態に係る液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを示す斜視図。
【図７】 本実施形態に係る液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを示す断面図。
【図８】 本実施形態に係る液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドを示す説明図。
【図９】 本実施形態に係る液晶の液滴吐出装置の吐出手段を示す側面図。
【図１０】 本実施形態に係る液晶の液滴吐出装置の吐出手段を説明するための説明図。
【図１１】 本実施形態に係る液晶の液滴吐出装置の他の吐出手段を示す側面図。
【符号の説明】
１ 基材、 ９ 電子機器、 １０ａ カラーフィルタ基板、 １１ カラーフィルタ、 １２ 液滴吐出ヘッド、 ２０ カラーフィルタ保護膜（ＣＦ保護膜）、 ２２ 流路、 ２３ タンク、 ５１ 加熱手段、 ５４ ノズル、 １００ 電子光学パネル

Claims (6)

1. 液晶からなる液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴吐出ヘッドから吐出される前記液晶を入れる容器と、
   前記容器内の前記液晶が前記液滴吐出ヘッドに至る途中に通過する流路とを備え、
   前記容器、前記流路及び前記液滴吐出ヘッドは、加熱手段で覆われており、
   ＿さらに前記容器の上面には、バネが接続されている
   ＿液滴吐出装置。
2. 請求項１記載の液滴吐出装置において、
   前記液滴吐出ヘッドと前記容器とは互いに接触部にて接触可能な位置に設けられ、
   前記流路は、前記接触部又は前記接触部の近傍に設けられている
   液滴吐出装置。
3. 請求項１または２に記載の液滴吐出装置において、
   前記容器は、前記液滴吐出ヘッドの走査時に前記液滴吐出ヘッドと共に移動可能な一体型として設けられている
   液滴吐出装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置において、
   前記容器、前記流路及び前記液滴吐出ヘッドは、同じ温度となるように制御されている
   液滴吐出装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置において、
   前記液滴吐出ヘッド内において前記液晶が吐出されるノズルに連通し、前記液滴吐出ヘッド内において前記液晶を一時的に溜めるキャビティには、温度センサが設けられ、
   前記液滴吐出ヘッドの温度は、前記温度センサによる検出結果に基づいて制御される
   液滴吐出装置。
6. 請求項５記載の液滴吐出装置において、
   前記キャビティには、前記キャビティ内の前記液晶を加熱するキャビティ加熱部が設けられている
   液滴吐出装置。

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