JP4337399B2 - 液滴吐出方法及び装置、並びにデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出方法及び装置、デバイス及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【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。
そこで、近年は、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、乾燥前のシール材によって囲まれた領域に液晶を配置する技術が用いられている。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。
ところが、上記インクジェット式装置は、あくまで粘度の低い機能液を吐出することを前提に設計されているために、液晶等の高粘度材料をそのままの粘度で吐出することは難しい。
そこで、高粘度の機能液を加熱することによって、吐出可能な粘度にまで低下させてから吐出するという技術が用いられている。
【0003】
【特許文献1】
特開平5−281562号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェット式装置を用いた液晶の吐出方法では、液晶が加熱されているために濡れ拡がりやすくなっている。このため、液晶が着弾後に濡れ拡がることによって乾燥前のシール材と接触する場合がある。このように、乾燥前のシール材と液晶とが接触すると、シール材の成分が液晶側に移行し、液晶の品質が低下することとなる。
【0005】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、液晶の劣化を防止することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述のように、加熱した機能液は基板上において濡れ拡がりやすくなっている。図1は、基板上に機能液として液晶を吐出した場合に、その液晶の濡れ拡がり方を示したグラフである。この図に示されたように、液晶は時間の経過と共に濡れ拡がる傾向にあるが、基板に着弾後20分を経過した辺りから濡れ拡がり方が遅くなっていることが分かる。これは、20分を経過した辺りで液晶が基板と熱交換されることによって充分な温度にまで冷却されたことに起因すると考えられる。
そこで、本発明に係る液滴吐出方法は、機能液を基板上の所定領域に吐出する液滴吐出方法であって、前記機能液を前記基板上に吐出する前に前記基板を冷却することを特徴とする。
また、本発明に係る液滴吐出装置は、機能液を吐出手段に設けられた吐出ヘッドから基板上の所定領域に吐出する液滴吐出装置であって、前記基板を冷却するための冷却手段を備えることを特徴とする。
【0007】
このような特徴を有する液滴吐出方法及び装置によれば、機能液が吐出される基板が冷却されているので、吐出可能なように加熱された機能液が基板と接触した際に急激に冷却され、機能液の濡れ拡がり性を低下させることが可能となる。そして、このように機能液の濡れ拡がり性を低下させることによって、機能液が所定領域の外部(非吐出領域)と接触することを防止することができるので、機能液の劣化を防止することが可能となる。
具体的には、例えば、液晶が乾燥前のシール材と接触することによって劣化することを防止することが可能となる。
また、上記シール材すなわち非吐出領域の下方に非吐出領域の形状に応じた冷却管等を配置し、この冷却管等によって基板を冷却することが好ましい。これによって、非吐出領域付近がより冷却されるので、効率的に非吐出領域を冷却することが可能となる。
【0008】
また、上述のように、基板が冷却されている場合であっても、機能液は多少濡れ拡がる。そこで、上記機能液が非吐出領域と接触しないよう、上記機能液は、少なくとも所定距離離れた位置に吐出されることが好ましい。
具体的には、非吐出領域から少なくとも100μm程度離れた位置に吐出されることが好ましい。これは、冷却した基板上に吐出された機能液の径が100μm程度であると考えられるため、余裕を持って定めたためである。
これによって、機能液が多少濡れ拡がる場合であってもより確実に機能液と非吐出領域との接触を防止することが可能となる。
【0009】
また、機能液を加熱する機能液加熱手段を備え、機能液を粘度が30cp(mPa・s)以下となるように加熱することが好ましく、
これは、現状のインクジェット式装置の吐出ヘッドから30cp以上の粘度の機能液を吐出することが困難であるためである。
また、機能液は、粘度が20cp以下となるように加熱されることがより好ましい。
これは、機能液の粘度が20cp〜30cpであると、上記吐出ヘッドから機能液を吐出することは可能であるが、機能液の飛翔時の速度が安定しないためである。
したがって、機能液の粘度は、安定して吐出ヘッドから機能液を吐出させることが可能な20cp以下であることがより好ましい。
【0010】
また、基板の温度を計測し、この計測結果に基づいて基板を冷却することが好ましい。また、本発明に係る液滴吐出装置は、基板の温度を計測する温度計測手段と、この温度計測手段の計測結果に基づいて、基板を冷却する冷却手段を制御する制御手段とを備えることが好ましい。
これによって、常に安定して基板の温度を所定の温度に冷却しておくことが可能となる。
なお、基板は5〜10℃程度に冷却されていることが好ましい。
【0011】
また、上記吐出手段の温度を測定する温度計測手段をさらに備え、制御手段は、この温度計測手段によって計測された吐出ヘッドの温度に基づいて、上記基板の温度を制御することが好ましい。
これによって、機能液の温度と基板との温度差を得られるので、より安定して機能液の温度を冷却することが可能となる。
【0012】
なお、機能液としては、上述の液晶の他に、例えば、有機EL装置の機能層材料等が挙げられる。このように、機能液として機能層材料を用いた場合であっても、機能層材料が非吐出領域であるバンク層と接触することを防止することが可能となる。
【0013】
次に、本発明に係るデバイスの製造方法は、本発明に係る液滴吐出方法を用いて機能液が吐出され配置されることを特徴とする。
また、本発明に係るデバイスは、本発明に係る液滴吐出装置を用いて機能液が吐出され配置されることを特徴とする。
これによって、機能液の劣化を防止したデバイスを提供することが可能となる。
【0014】
次に、本発明に係る電気光学装置は、上述の本発明に係るデバイスを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を備えることを特徴とする。
これによって、機能液の劣化を防止することによって良好な表示品質を得た電気光学装置及び電子機器を提供することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る液滴吐出方法及び装置、デバイス及びその製造方法、電気光学装置並びに電子機器の一実施形態について説明する。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。
【0016】
図2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2に示すように、本実施形態のインクジェット式装置1は、吐出ヘッド群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及び基台9を有している。
【0017】
吐出ヘッド群100は、複数の吐出ヘッドを備えており、機能液が貯蔵されたタンク500から供給パイプ400(各吐出ヘッド毎に対応する液供給路の集合)を介して供給された機能液を、各吐出ヘッドから吐出するようになっている。ここで、吐出ヘッド群100、タンク500及び供給パイプ400には、後述するように、第1〜第3のヒータ310、320、330(機能液加熱手段)が各々設けられている。
なお、本発明に係る吐出手段は、吐出ヘッド群100、タンク500及び供給パイプ400から構成される。
【0018】
ステージ7は、吐出ヘッド群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。また、このステージ7には、図3に示すように、基板Wの非吐出領域に応じて張巡らされた冷却管10が設置されている。そして、この冷却管10には、冷却管10に冷却水Xを循環させるための冷却ポンプ11が接続されている。また、ステージ7には基板Wの温度を計測するための温度センサ345(温度計測手段)が複数配置されている。
なお、本発明に係る冷却手段は、冷却管10及び冷却ポンプ11によって構成されている。
【0019】
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、吐出ヘッド群100がX方向駆動軸4上をX方向に移動する。
【0020】
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、吐出ヘッド群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。
【0021】
後述の図4を参照して後述するように、制御装置6は、吐出ヘッド群100に機能液の吐出制御用の信号を供給する駆動信号制御装置31を備えている。また、制御装置6は、X方向駆動モータ2及びY方向駆動モータ3に吐出ヘッド群100とステージ7との位置関係を制御する信号を供給するヘッド位置制御装置32を備えている。
また、制御装置6は、後述の図6に示す温度制御部300(制御手段)を備えている。
【0022】
クリーニング機構部8は、吐出ヘッド群100をクリーニングする機構を備えている。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】
(吐出動作に関する制御系の構成)
図4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4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、パーソナルコンピュータなどから構成された駆動信号制御装置31と、ヘッド位置制御装置32とを備えている。
【0024】
駆動信号制御装置31は、吐出ヘッド群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、複数の吐出ヘッドのうち、いずれの吐出ヘッドを用いて、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。
【0025】
ここで、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。
【0026】
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群100に出力する。
【0027】
なお、ヘッド位置制御装置32は、吐出ヘッド群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と協動して吐出ヘッド群100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群100とステージ7との相対位置に関する情報を出力する。
【0028】
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群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。
【0029】
(吐出ヘッドHの構成)
図5は、本形態のインクジェット式装置1の吐出ヘッド群100を構成する、個々の吐出ヘッドHの分解斜視図である。図5に示すように、本形態の吐出ヘッドH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として個々の吐出ヘッドH毎に設けられたカートリッジヒータ180と、個々の吐出ヘッドH毎に設けられた温度センサ190(温度計測手段)とが組み込まれている。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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2を参照)から延びてきた供給パイプ400の吐出ヘッドH毎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。
【0038】
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。
【0039】
それにはまず、ケース150の下面に振動板140及びキャビティ形成板130をこの順に重ねた状態で、各位置決め孔137、147、157に対して位置決めピン101を差し込んでこれらの板材を位置決めした後、ねじ102を貫通孔136、146を介してねじ孔156に止めてケース150の下面に、振動板140及びキャビティ形成板130をこの順に重ねた状態で固定する。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
このように構成した吐出ヘッドHにおいて、図2を参照して説明した中継回路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。
【0045】
(温度制御のための構成)
図6は、図2に示すインクジェット式装置1の温度制御のための構成を示すブロック図である。図6に示すように、吐出ヘッド群100には第1のヒータ310及び第1の温度センサ315(図5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(温度計測手段)を設け、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(温度計測手段)を設ける。ステージ7には、冷却管10及び温度センサ345(以下第4の温度センサ345と言う)を設ける。なお、各部位には、保温材なども配置されるが、図6には図示を省略してある。
【0046】
温度制御部300は、図2に示す制御装置6に設けられ、第1の温度センサ315、第2の温度センサ325、第3の温度センサ335及び第4の温度センサ345は、吐出ヘッド群100、タンク500、供給パイプ400及び基板Wに対する各温度監視結果を温度制御部300に出力するように構成されている。
そして、これらの各温度センサ315、325、335、345の温度監視結果に基づいて、温度制御部300は、第1のヒータ310、第2のヒータ320、第3のヒータ330及び冷却ポンプ11を個別に制御する。
このため、本実施形態においては、吐出ヘッド群100、タンク500、供給パイプ400及び基板Wの温度を各々独立して所定の温度に制御することができる。
【0047】
さらに、吐出ヘッド群100についは、個々の吐出ヘッドHに組み込まれた温度センサ190の温度監視結果に基づいて、個々のカートリッジヒータ180を個別に制御する。
このため、本実施形態においては、個別に加熱量を調整することができるので、個々の吐出ヘッドH毎に温度が異ならないように、均一な温度調整が可能である。また、個々の吐出ヘッドH間に断熱材を設ければ、個々の吐出ヘッドH毎に、個別の温度となるように制御することも可能である。
【0048】
また、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の吐出ヘッド群100近傍のみに設けても良い。
さらに、個々の吐出ヘッドHに対応する液供給路107の温度を、個別に設定する必要がある場合は、個々の液供給路107毎にヒータを設けても良い。
【0049】
(吐出方法)
図2に示すインクジェット式装置1で、基板Wに機能液を吐出する液滴吐出方法について説明する。
まず、予備吐出工程を行う。予備吐出工程では、第1のヒータ310で吐出ヘッド群100を温度Tに加熱する。この温度Tは、機能液の粘度を吐出ヘッドHから吐出可能な粘度まで低下させる温度である。
なお、ここで言う吐出可能な粘度は、30cp以下であり、より好ましくは20cp以下である。これは、現状のインクジェット式装置の吐出ヘッドHから30cp以上の粘度の機能液を吐出することが困難であるためであり、また粘度が20cp〜30cpであると、上記吐出ヘッドHから機能液を吐出することは可能であるが、機能液の飛翔時の速度が安定しないためである。
例えば、機能液として液晶(温度が20℃の場合の粘度が55cpのTN液晶)を用いた場合には、機能液の粘度と機能液の温度との関係は、図7(a),(b)に示すようになる。この図から分かるように、液晶を機能液として用いた場合には、第1のヒータ310によって吐出ヘッド群100を約37度以上に加熱する。また、より好ましくは、約46℃以上に加熱する。
【0050】
なお、予備吐出を行わず、吐出しない程度の駆動波形をヘッドに印加して機能液に微振動を与えてもよい。
そして、この加熱の結果吐出が可能な粘度となった機能液を、吐出ヘッドHから吐出する。ただし、このとき、吐出される機能液は基板W上の機能液を吐出すべき領域(所定領域)には吐出せず、基板W以外の場所、または所定領域以外の基板W上に吐出する。これにより、変質、変性している可能性のある機能液を、所定領域に吐出することを回避することができる。
【0051】
予備吐出工程においては、必要に応じて、第3のヒータ330で供給パイプ400を温度Tに加熱する。この供給パイプ400の加熱は、吐出ヘッド群100内に収容される機能液の量が少量で、吐出ヘッド群100の加熱のみでは吐出が開始できない場合に有効である。なお、供給パイプ400の加熱は予備吐出工程だけに限らず、後述する吐出工程でも行うことが可能である。これは、供給パイプ400内を加熱することで液晶の温度を吐出ヘッド群100及びタンク500と同温度にすることで液晶の流動性を統一し、吐出ヘッド群100内により一層安定した液晶供給を行うことが可能となる。
【0052】
そして、上述の予備加熱工程と同時に冷却ポンプ11によって冷却水Xを冷却管10において循環させることによって、基板Wを5〜10℃程度にまで冷却する。
なお、基板Wの温度は、第1〜第4の温度センサ315,325,335,345の計測結果に基づいて温度制御部300が制御している。このため、基板Wの温度を常に一定に維持できる。
【0053】
次に、吐出工程を行う。本吐出工程において吐出される機能液は、基板W上の機能液を吐出すべき領域(所定領域)に吐出される。ここで基板Wは5〜10℃程度に冷却されているため、機能液は基板Wと接触することによって急激に冷却され、濡れ拡がり性が低下する。また、この際、図8に示すように、機能液は非吐出領域から少なくとも所定距離離れた位置に吐出される。なお、機能液は、非吐出領域から少なくとも100μm程度離れた位置に吐出されることが好ましい。これは、冷却された基板W上に着弾した機能液が100μm程度の径で濡れ拡がると想定できるためである。したがって、非吐出領域から100μ程度離れた位置に向け吐出された機能液は、着弾後非吐出領域から50μm程度の位置まで濡れ拡がる。
なお、機能液を少なくとも非吐出領域から100μm程度離れた位置に吐出するのは、インクジェット式装置1の吐出位置のずれ及び機能液の濡れ拡がり方のずれを考慮した上で、余裕を持って定めたためである。
【0054】
なお、必要により、全吐出工程を通じて第2のヒータ320でタンク500を加熱して機能液を予熱する。これにより、機能液を温度Tまでスムーズに加熱ができる。
【0055】
(電気光学装置)
次に、上述した液滴吐出装置を液晶装置の製造過程に用いた例について説明する。液晶装置の構成例について説明する。
【0056】
図9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。さらに、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を備えている。
【0057】
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。
【0058】
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、前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、前記カラーフィルタ204の各着色層204R、204G、204Bはそれぞれ、ガラス基板202の電極209と前記ガラス基板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。
【0059】
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、液晶の劣化の防止が図られる。
【0060】
図10(a)〜(d)は、上記液晶装置200の製造方法を模式的に示しており、図10(a)及び(b)は、ガラス基板上に液晶を定量配置する工程、図10(c)及び(d)は、液晶を封止する工程をそれぞれ示している。なお、図10(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。
【0061】
図10(a)及び(b)において、液晶を配置する工程では、上述した液滴吐出方法を用いて、ガラス基板201上に所定量の液晶を定量配置する。
すなわち、図10(a)に示すように、冷却されたガラス基板201に対して吐出ヘッドHを相対的に移動させながら、吐出ヘッドHのノズルから液晶を液滴Lnにしてシール材212から100μm程度離れた位置に吐出し、その液滴Lnをガラス基板201上に配置する。そして、図10(b)に示すように、ガラス基板201上に配置される液晶が所定量に達するまで、その液滴Lnの配置動作を複数回繰り返す。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ほぼ同じである。
【0062】
液晶の定量配置時、液滴Lnの体積やその配置位置など、液滴Lnの吐出条件が制御される。本実施形態では、液晶を液滴Lnにしてガラス基板201上に配置することから、ガラス基板201上に配置する液晶の量や位置を細かく制御でき、ガラス基板201上への液晶203の均一な配置が可能である。
【0063】
次に、図10(c)及び(d)において、所定量の液晶203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10(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、液晶203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203がシール材212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203との接触に伴うシール材212の性能低下や液晶203の劣化は少ない。
【0064】
ガラス基板201,202同士を貼り合わせた後、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。
このようにして製造される液晶装置は、液晶の消費量が少なく、低コスト化が図れる。また、液晶の劣化に伴う表示品質の低下もない。
【0065】
(電子機器)
図11(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11(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図11(a)において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は前記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図11(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図11(b)において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は前記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図11(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11(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は前記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図11(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、視認性の高く、品質の向上が図られる。
なお、本実施形態は、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。
【0066】
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 液晶の濡れ拡がり方を示した図である。
【図2】 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3】 ステージの概略拡大図である。
【図4】 吐出動作に対する制御系の構成を示すブロック図である。
【図5】 吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図6】 温度制御のための構成を示すブロック図である。
【図7】 液晶の温度と粘度の関係を示した図である。
【図8】 機能液の吐出位置を説明するための図である。
【図9】 液晶装置の断面構造の模式図である。
【図10】 液晶装置を製造する手順を模式的に示す図である。
【図11】 電子機器の具体例を示す図である。
【符号の説明】
1……インクジェット式装置、2……X方向駆動モータ、3……Y方向駆動モータ、4……X方向駆動軸、5……Y方向ガイド軸、6……制御装置、7……ステージ、8……クリーニング機構部、9……基台、10……冷却管、11……冷却ポンプ、100……吐出ヘッド群、200……液晶装置、300……温度制御部(制御手段)、310,320,330……ヒータ(機能液加熱手段)、315,325,335,345……温度センサ(温度計測手段)、H……吐出ヘッド、X……冷却水、W……基板
Claims (5)
- 機能液である液晶を基板上の所定領域に吐出して配置する液滴吐出方法であって、
吐出可能な粘度となるように加熱した前記機能液を前記基板上に吐出する前に、前記基板の温度を計測し、この計測結果に基づいて前記基板を冷却することを特徴とする液滴吐出方法。 - 前記基板に着弾した後に前記機能液が非吐出領域と接触しないよう、前記機能液は、前記非吐出領域から少なくとも所定距離離れた位置に吐出されることを特徴とする請求項1記載の液滴吐出方法。
- 請求項1または2記載の液滴吐出方法を用いて機能液が吐出され配置されることを特徴とするデバイスの製造方法。
- 機能液である液晶を吐出手段に設けられた吐出ヘッドから基板上の所定領域に吐出して配置する液滴吐出装置であって、
前記基板を冷却するための冷却手段と、
前記基板の温度を計測する温度計測手段と、
吐出可能な粘度となるように加熱した前記機能液を前記基板上に吐出する前に、前記温度計測手段の計測結果に基づいて前記冷却手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記温度計測手段は、前記吐出手段にも設けられていることを特徴とする請求項4記載の液滴吐出装置。
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