(57)【要約】【課題】インクジェット塗布法で機能性材料を基板上に塗布し、液晶表示素子を製造するにあたり、インクジェット塗布装置に特別な機構、機能を付加することなく、塗布品質を安定させ、製品の信頼性を向上させる技術を提供することを目的とする。【解決手段】インクジェットヘッドのノズルの詰まりを低減するため、インクジェットヘッドの１回の基板送り方向への移動の間、少なくとも１回、インクジェットヘッドの全ノズルから吐出を行わせるダミーパターンを塗布データに設ける。また、ダミーパターンを撮影する撮影手段をさらに設ける。【選択図】図５
2010197528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して一軸方向に相対的に移動しながら機能性材料を吐出するインクジェットヘッドであって、前記基板面上で前記インクジェットヘッドが移動する方向に直交する軸方向に吐出口が複数配置されたノズルを有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット塗布装置であって、
前記基板上に前記機能性材料を塗布する領域を特定する全体パターンから塗布データを生成する塗布データ生成手段と、
前記塗布データに従って、前記複数のノズルの各ノズルから前記塗布対象物に機能性材料を吐出させる吐出制御信号と、前記インクジェットヘッドを駆動させる駆動制御信号とを生成する制御信号生成手段と、
前記吐出制御信号および駆動制御信号に従って、前記インクジェットヘッドおよび当該インクジェットヘッドのノズルの動作を制御する制御手段と、を備え、
前記塗布データ生成手段は、
ダミーパターンを生成するダミーパターン生成手段と、
予め保持された塗布パターンと前記ダミーパターンとを合成し、前記全体パターンを生成する合成手段と、を備え、
前記ダミーパターンの前記移動方向に直交する軸方向の幅は、当該軸方向の全ノズルに吐出動作を行わせる長さであること
を特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット塗布装置であって、
前記塗布データ生成手段は、
予め保持された前記塗布パターンの前記基板上への配置である塗布パターン配置を決定する塗布パターン配置決定手段をさらに備え、
前記ダミーパターン生成手段は、
前記前記塗布パターン配置に基づいて、当該ダミーパターンの幅を決定すること
を特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のインクジェット塗布装置であって、
前記合成生成手段は、
前記基板面上の、前記インクジェットヘッドが移動する軸方向の端部の少なくとも一方に前記ダミーパターンを配置するよう前記全体パターンを生成すること
を特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項記載のインクジェット塗布装置であって、
前記合成手段は、
前記基板面上の、前記インクジェットヘッドが移動する軸方向の前記塗布パターン間の少なくとも一箇所に、前記ダミーパターンを配置するよう前記全体パターンを生成すること
を特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１項記載のインクジェット塗布装置であって、
前記基板面上に塗布されたダミーパターンを撮影し、当該ダミーパターンの画像を取得する撮影手段をさらに備えること
を特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項６】
請求項５記載のインクジェット塗布装置であって、
前記取得したダミーパターンの画像を解析し、前記複数のノズルの中で詰まりが発生しているノズルを特定する画像解析手段をさらに備えること、
を特徴とするインクジェット塗布装置。
【請求項７】
所定の間隔を保持し、対向して配置される一対の透明基板と、前記一対の透明基板の対向側に形成された透明電極と、前記透明電極の前記基板と反対側に形成される機能性薄膜とを備える液晶表示素子を製造する液晶表示素子製造装置であって、
請求項１から６いずれか１項記載のインクジェット塗布装置と、
前記透明電極が形成された透明基板上に前記インクジェット塗布装置により前記機能性薄膜を形成する機能性薄膜形成手段と、を備えること
を特徴とする液晶表示素子製造装置。
【請求項８】
所定の間隔を保持し、対向して配置される一対の透明基板と、
前記一対の透明基板の対向側に形成された透明電極と、
前記透明電極の前記基板と反対側に形成される機能性薄膜とを備える液晶表示素子であって、
前記機能性薄膜は、請求項１から６いずれか１項記載のインクジェット塗布装置を用いて前記透明電極が形成された透明基板上に製造されたものであること
を特徴とする液晶表示素子。
【請求項９】
基板に対して一軸方向に相対的に移動しながら機能性材料を吐出するインクジェットヘッドであって、前記基板上で前記移動方向に直交する軸方向に吐出口が複数配置されたノズルを有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット塗布装置を用いて、導電体層が形成された基板上に機能性材料を塗布して機能性薄膜を形成する機能性薄膜形成方法であって、
前記基板上の、前記機能性薄膜の塗布パターンに重ならない位置に、前記複数のノズル全てから前記機能性材料を吐出させるダミーパターンを形成するダミーパターン形成ステップを備えること
を特徴とする機能性薄膜形成方法。
【請求項１０】
請求項９記載の機能性薄膜形成方法であって、
前記ダミーパターンは、前記インクジェットヘッドが移動する軸方向の、前記基板の端部の少なくともいずれか一方に形成されること
を特徴とする機能性薄膜形成方法。
【請求項１１】
請求項９または１０いずれか１項記載の機能性薄膜形成方法であって、
前記塗布パターンは前記基板上の前記インクジェットヘッドが移動する軸方向に複数形成され、
前記ダミーパターンは、当該軸方向の前記塗布パターン間の少なくとも一箇所に形成されること
を特徴とする機能性薄膜形成方法。
【請求項１２】
請求項９から１１いずれか１項記載の機能性薄膜形成方法であって、
前記ダミーパターン形成ステップでダミーパターンを形成後、当該形成したダミーパターンを撮影し、当該ダミーパターンの画像を取得する撮影ステップをさらに備えること
を特徴とする機能性薄膜形成方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の機能性薄膜形成方法であって、
前記画像を解析し、前記複数のノズルの中で詰まりが発生しているノズルを特定する画像解析ステップをさらに備えること
を特徴とする機能性薄膜形成方法。
【請求項１４】
所定の間隔を保持し、対向して配置される一対の透明基板と、前記一対の透明基板の対向側に形成された透明電極と、前記透明電極の前記基板と反対側に形成される機能性薄膜とを備える液晶表示素子を製造する液晶表示素子製造方法であって、
請求項９から１３のいずれか１項記載の機能性薄膜形成方法で前記機能性薄膜を形成するステップを備えること
を特徴とする液晶表示素子製造方法。
【請求項１５】
基板に対して一軸方向に相対的に移動しながら機能性材料を吐出するインクジェットヘッドであって、前記基板面上で前記インクジェットヘッドが移動する方向に直交する軸方向に吐出口が複数配置されたノズルを有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット塗布装置のノズル詰まり防止方法であって、
前記基板上の、前記機能性薄膜の塗布パターンに重ならない位置に、前記複数のノズル全てから前記機能性材料を吐出させるステップを備えること
を特徴とするインクジェット塗布装置のノズル詰まり防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット塗布装置を用いて液晶表示素子を製造する技術に関する。特に、インクジェットヘッドのノズルの詰まりを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、所定のパターンのＩＴＯ膜を形成したガラス基板上にポリイミドなどで配向膜を形成し、ラビング処理を施し、液晶材料を挟み込む構造を有する。配向膜は、液晶分子の配向を目的とするだけでなく、対向するＩＴＯ電極が液晶材料を通して電気的にショートすることを防ぐ機能も兼ねる。一部の液晶セルでは、絶縁特性の向上を図るため、ＩＴＯ膜を形成したガラス基板上にさらにシリカなどで絶縁膜を形成する。
【０００３】
従来、これらの絶縁膜、配向膜の形成はフレキソ印刷法により行われていたが、近年はインクジェット塗布装置によるインクジェット塗布法が主流となっている。インクジェット塗布装置は、基板に向けて機能性材料を複数の微細な吐出孔（ノズル）からそれぞれ吐出するインクジェットヘッドを有し、そのインクジェットヘッドと基板とを相対移動させながら、基板の塗布領域に機能性材料を吐出し、所定の塗布パターンを形成する。
【０００４】
ところが、絶縁膜や配向膜を形成する際に用いられる機能性材料では、溶媒としてＮ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、へキシレングリコールなどの有機溶剤を用いる。インクジェット塗布装置を用いてこれらの機能性材料を塗布する場合、使用していない時間が長くなると、溶媒が揮発してノズル内の機能性材料が固化し、ノズルが詰まり易い。
【０００５】
特に、機器への組み込みが主な用途である小型の液晶表示素子は、１枚のマザーガラス上に所定の塗布パターンを多数形成する、いわゆる多面取りが行われるため、生産予定枚数まで続けて同じ塗布パターンの塗布を繰返す。このため、インクジェットヘッド内の特定ノズルだけが使用され、それ以外のノズルからの吐出がなく、使われないノズルは一層詰まりやすい。
【０００６】
ノズルの詰まりは、塗布品質の低下を招く。これを避けるため、機能性材料の噴射塗布前にノズルを洗浄するものがある（例えば、特許文献１参照）。インクジェットヘッドを塗布ポジションから洗浄ポジションに移動させて機能性材料の溶媒がしみこんだ無塵布でノズルを拭った後、塗布ポジションに戻し塗布を開始する。
【０００７】
また、インクジェットヘッドのインク吐出面の乾燥を防止するため、待機時にインク吐出面をキャッピングする構成や、ノズルの詰まりを取り除くため、ノズル内部を吸引するクリーニングユニットを備えるものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、ノズルからの吐出状態を観察し、ノズルの詰まりを監視するカメラを別機構として設けたものがある。（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１６６７８３号公報
【特許文献１】特開２００５−１３４４６６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「Ｉｎｋ  Ｊｅｔ  液滴観察システム」カタログ  有限会社マイクロジェット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の手法では、インクジェットヘッドを洗浄ポジションまで移動させることが必要であり、時間がかかる。また、移動毎の精密な位置決めは困難を伴う。特許文献２の手法では、新たな構成を要し、構成が複雑化し、コストが高くなる。従って、これらの手法では、容易に塗布品質を高め、製品の信頼性を向上させることができない。
【００１２】
また、監視カメラを設ける場合、間欠動作である吐出そのものを撮影するためには、ノズルからの吐出周期（周波数）とフレームレートを同期させる必要があり、複雑な回路が必要となる。なお、吐出周期は、材料粘度、要求される膜厚などにより決定され、形成する液晶表示素子により異なる。さらに、各ノズルからの吐出状態を観察するためには、ごく微量の吐出を観察する必要がある。拡大した映像を得るため、カメラの画角（撮影できる角度）が狭くなり、１台のカメラでインクジェットヘッド全体を撮像できない。インクジェットヘッド全体を観察するため、複数台のカメラを用意する必要がある。これらの複数台のカメラからの画像を処理する画像処理回路、ソフトウェアが必要となり、装置の複雑化、大型化、コストアップは避けられない。なお、１台のカメラをインクジェットヘッドのノズルの並び方向に沿って移動させて画像を処理する手法もあるが、この場合、カメラを移動させる機構が必要な上に、一度に撮影することができないため、観察に要する時間が長くなる。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、インクジェット塗布法で機能性材料を基板上に塗布し、液晶表示素子を製造するにあたり、インクジェット塗布装置に特別な機構、機能を付加することなく、塗布品質を安定させ、製品の信頼性を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、インクジェットヘッドの１回の基板送り方向への移動の間、少なくとも１回、インクジェットヘッドの全ノズルから吐出を行わせるダミーパターンを塗布データに設ける。
【００１５】
具体的には、基板に対して一軸方向に相対的に移動しながら機能性材料を吐出するインクジェットヘッドであって、前記基板面上で前記インクジェットヘッドが移動する方向に直交する軸方向に吐出口が複数配置されたノズルを有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット塗布装置であって、前記基板上に前記機能性材料を塗布する領域を特定する全体パターンから塗布データを生成する塗布データ生成手段と、前記塗布データに従って、前記複数のノズルの各ノズルから前記塗布対象物に機能性材料を吐出させる吐出制御信号と、前記インクジェットヘッドを駆動させる駆動制御信号とを生成する制御信号生成手段と、前記吐出制御信号および駆動制御信号に従って、前記インクジェットヘッドおよび当該インクジェットヘッドのノズルの動作を制御する制御手段と、を備え、前記塗布データ生成手段は、ダミーパターンを生成するダミーパターン生成手段と、予め保持された塗布パターンと前記ダミーパターンとを合成し、前記全体パターンを生成する合成手段と、を備え、前記ダミーパターンの前記移動方向に直交する軸方向の幅は、当該軸方向の全ノズルに吐出動作を行わせる長さであることを特徴とするインクジェット塗布装置を提供する。
【００１６】
また、所定の間隔を保持し、対向して配置される一対の透明基板と、前記一対の透明基板の対向側に形成された透明電極と、前記透明電極の前記基板と反対側に形成される機能性薄膜とを備える液晶表示素子を製造する液晶表示素子製造装置であって、上述のインクジェット塗布装置を備え、前記透明電極が形成された透明基板上に前記インクジェット塗布装置により前記機能性薄膜を形成することを特徴とする液晶表示素子製造装置を提供する。
【００１７】
また、所定の間隔を保持し、対向して配置される一対の透明基板と、前記一対の透明基板の対向側に形成された透明電極と、前記透明電極の前記基板と反対側に形成される機能性薄膜とを備える液晶表示素子であって、前記機能性薄膜は、上述のインクジェット塗布装置を用いて前記透明電極が形成された透明基板上に製造されたものであることを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００１８】
また、基板に対して一軸方向に相対的に移動しながら機能性材料を吐出するインクジェットヘッドであって、前記基板上で前記移動方向に直交する軸方向に吐出口が複数配置されたノズルを有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット塗布装置を用いて、導電体層が形成された基板上に機能性材料を塗布して機能性薄膜を形成する機能性薄膜形成方法であって、前記基板上の、前記機能性薄膜の塗布パターンに重ならない位置に、前記複数のノズル全てから前記機能性材料を吐出させるダミーパターンを形成するダミーパターン形成ステップを備えることを特徴とする機能性薄膜形成方法を提供する。
【００１９】
また、所定の間隔を保持し、対向して配置される一対の透明基板と、前記一対の透明基板の対向側に形成された透明電極と、前記透明電極の前記基板と反対側に形成される機能性薄膜とを備える液晶表示素子を製造する液晶表示素子製造方法であって、上述の機能性薄膜形成方法で前記機能性薄膜を形成するステップを備えることを特徴とする液晶表示素子製造方法を提供する。
【００２０】
さらに、基板に対して一軸方向に相対的に移動しながら機能性材料を吐出するインクジェットヘッドであって、前記基板面上で前記インクジェットヘッドが移動する方向に直交する軸方向に吐出口が複数配置されたノズルを有するインクジェットヘッドを備えるインクジェット塗布装置のノズル詰まり防止方法であって、前記基板上の、前記機能性薄膜の塗布パターンに重ならない位置に、前記複数のノズル全てから前記機能性材料を吐出させるステップを備えることを特徴とするインクジェット塗布装置のノズル詰まり防止方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、インクジェット塗布法で機能性材料を基板上に塗布することにより液晶表示素子を製造するにあたり、インクジェット塗布装置に特別な機構、機能を付加することなく、塗布品質を安定させ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、第一の実施形態の液晶表示素子の断面図である。
【図２】第一の実施形態のインクジェット塗布装置の概略構成図である。
【図３】（ａ）は、第一の実施形態の全体パターンを、（ｂ）および（ｄ）は、第一の実施形態のインクジェットヘッドのノズル配置を説明するための図であり、（ｃ）は、インクジェットヘッドの配置を説明するための図である。
【図４】（ａ）は従来の塗布データに従った塗布の様子を、（ｂ）は従来のノズルを説明するための図である。
【図５】第一の実施形態の塗布データを説明するための図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、第一の実施形態の塗布データを説明するための図である。
【図７】第二の実施形態のインクジェット塗布装置の概略構成図である。
【図８】第二の実施形態の撮影結果の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２４】
本実施形態の液晶表示素子製造装置は、インクジェット塗布法によりマザーガラスに機能性材料を塗布し液晶表示素子の配向膜、絶縁膜といった機能性薄膜を生成するインクジェット塗布装置を備える。図１は、本実施形態の液晶表示素子製造装置で製造される液晶表示素子１の一例である。図１（ａ）に示すように、所定の間隔を保持しつつ対向して配置される一対のガラス基板２と、前記ガラス基板２の対向面側に形成された所定パターンのＩＴＯ膜からなる透明電極３と、透明電極３の対向面側にポリイミドなどの機能性材料で形成された機能性薄膜である配向膜４と、配向膜４間に狭持された液晶５と、一対のガラス基板２の対向面側に形成され、液晶５の封止と一対のガラス基板２の接着とを担うメインシール６と、を備える。また、液晶表示素子１は、メインシール６に導通材７を備え、一対のガラス基板２の対向面と反対側には、偏光板８を備える。なお、図１（ｂ）に示すように、透明電極３の対向面側にシリカなどで絶縁膜９を形成し、その上の配向膜４を形成するよう構成してもよい（液晶表示素子１’）。
【００２５】
次に、本実施形態の液晶表示素子製造装置のインクジェット塗布装置１００の詳細について説明する。図２は、本実施形態の液晶表示素子製造装置が備えるインクジェット塗布装置１００の構成図である。本実施形態のインクジェット塗布装置１００は、機能性材料を塗布して配向膜４または絶縁膜９（機能性薄膜）を形成するマザーガラス１１０を載置する載置台１２０と、載置台１２０上をマザーガラス１２０に対して相対的に移動し、マザーガラス１１０に塗布パターンを塗布する１以上のインクジェットヘッド１３１から構成されるインクジェットヘッドアレイ１３０と、マザーガラス１１０を載置する載置台１２０とインクジェットヘッドアレイ１３０を載置台１２０上で相対的にＸ、Ｙ、Ｚ軸方向に移動させる駆動部１４０と、各々のインクジェットヘッド１３１が有するノズル１３２の吐出を制御するノズル制御部１５０と、駆動部１４０およびノズル制御部１５０を制御する制御信号をそれぞれ生成し、駆動部１４０およびノズル制御部１５０にそれぞれ出力する制御装置１６０とを備える。なお、ノズル１３２から吐出させる機能性材料は、機能性材料タンク（不図示）に保持され、インクジェットヘッド１３１に適宜供給される。
【００２６】
本実施形態では、機能性薄膜を、マザーガラス１１０上に塗布パターンとして形成する。図３は、本実施形態のインクジェットヘッドアレイ１３０と、インクジェットヘッド１３１と、ノズル１３２と、マザーガラス１１０上の塗布パターン１１１を説明するための図である。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、本実施形態のインクジェットヘッドアレイ１３０は、マザーガラス１１０面上の一軸方向にアレイ状に並んだ１以上のインクジェットヘッド１３１を備える。ここでは、一例として、インクジェットヘッド１３１を７つ備える場合を示す。また、各インクジェットヘッド１３１は、幅ｌｙを有し、図３（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１３０の幅方向に一列に並んだ１以上のノズル１３２を備える。ここでは、一例としてノズル１３２を１３備える場合を示す。
【００２８】
インクジェットヘッドアレイ１３０は、図３（ｃ）に示すように、隣接するインクジェットヘッド１３１の最端部のノズル１３２と、当該インクジェットヘッド１３１の再端部のノズル１３２との間隔が、１のインクジェットヘッド１３１内のノズルピッチｄと同じとなるよう配置される。例えば、各インクジェットヘッド１３１の両端に存在するノズル１３１が配置されていない領域の幅をａとすると、２ａがｄより大きい場合、各インクジェットヘッド１３１は重なるよう配置される。
【００２９】
なお、図３（ｂ）では、ノズル１３１がインクジェットヘッド１３０幅方向に一列に並ぶ場合を例にあげているが、この形態に限られない。例えば、図３（ｄ）に示すように、２列で幅方向に重ならない位置に配置されていてもよい。このように構成することで、より小さなノズルピッチｄを得ることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、載置台１２０上面に載置されたマザーガラス１１０上において、インクジェットヘッドアレイ１３０の並び方向（インクジェットヘッド１３１の幅方向）をＹ軸方向、Ｙ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とする。本実施形態では、駆動部１４０は、制御信号に従って、インクジェットヘッドアレイ１３０を載置台１２０に対して相対的に初期位置に移動させ、その後、予め定められた範囲のＸ軸方向の相対的な移動を少なくとも１回行わせ、機能性材料を塗布する。Ｘ軸方向の１回の移動量は、少なくとも機能性材料を塗布する範囲の端部から端部までの距離ｌｘである。
【００３１】
また、ノズル制御部１５０は、インクジェットヘッド１３０がＸ軸方向の相対的な移動を行っている間、制御信号に従って、機能性材料を吐出する。以上の動作により、図３（ａ）に示すように、マザーガラス１１０上に、いわゆる多面取りで複数の塗布パターン１１１が配置された全体パターン１１２を形成する。個々の塗布パターン１１１は、１つの液晶表示素子１に対応し、隣接する塗布パターン１１１間には、メインシール６配置および切断のため、スペース１１４が設けられる。
【００３２】
上述のように、制御装置１６０は、マザーガラス１１０上の、機能性材料を塗布する領域を特定する全体パターン１１２どおりの塗布を実現するためにインクジェットヘッド１３０を相対的に移動させる駆動制御信号およびノズル１３１からの機能性材料を吐出させるノズル制御信号を制御信号として生成する。これを実現するために、駆動制御信号およびノズル制御信号を生成する制御信号生成部１６１と、全体パターン１１２を決定し、決定した全体パターン１１２から塗布データを生成する塗布データ生成部１６２とを備える。
【００３３】
一般に、塗布パターン１１１は、マザーガラス１１０のサイズおよび１の当該塗布パターン１１１のサイズに基づき、マザーガラス１１０上で最も効率よく取得できるよう配置される。ところが、上述のように、塗布パターン１１１間には、スペース１１４を設けることが必須である。従って、塗布パターン１１１を最も効率よく配置したとしても、図４（ａ）に示すように、各塗布パターン１１１間には最低限スペース１１４の、塗布が行われない領域が発生する。従って、図４（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向のスペース１１４により、インクジェットヘッドアレイ１３０をＸ軸方向に１回移動させる間、全く使用されないノズル（未使用ノズル）１３２が発生する。上述のように、このようなノズル１３２は、詰まりが発生し易い。
【００３４】
本実施形態では、インクジェットヘッドアレイ１３０の１回のＸ軸方向の相対的な移動の中で、少なくとも１回、塗布パターン１１１と重ならない位置であって、かつ、マザーガラス１１０上の領域で、インクジェットヘッドアレイ１３０の全インクジェットヘッド１３１の全ノズル１３２から機能性材料を吐出させる。具体的には、このような吐出を行わせるダミーパターンを塗布パターンに追加して全体パターンを構成する。上述のように、塗布パターン１１１間にはスペース１１４があり、また、一般にマザーガラス１１０上の両端領域には多面取りレイアウトにおいて、必要寸法を確保できないため、塗布パターン１１１が形成されない領域１１５がある。ダミーパターンは、このようなスペース１１４または領域１１５に形成する。
【００３５】
上記ダミーパターンを含む全体パターンの形成を実現するため、本実施形態の塗布データ生成部１６２は、ダミーパターンを生成するダミーパターン生成部１６３と、塗布パターン１１１のマザーガラス１１０への配置である塗布パターン配置を決定する塗布パターン配置決定部１６４と、生成したダミーパターンおよび塗布パターン配置とを合成して全体パターン１１２を生成するデータ合成部１６５と、を備える。塗布データ生成部１６２は、データ合成部１６５が生成した全体パターン１１２に基づいて、塗布データを生成する。また、制御信号生成部１６１は、塗布データに基づき、周知の手法を用いて駆動制御信号およびノズル制御信号を生成する。
【００３６】
なお、制御装置１６０は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置等を備える一般の情報処理装置で実現され、制御装置１６０が備える各機能は、記憶装置に予め格納されるプログラムを、ＣＰＵがメモリにロードし、実行することにより実現される。なお、それぞれ専用の回路を用いて実現するよう構成してもよい。また、１の塗布パターン１１１は、本実施形態の液晶表示素子製造装置が製造する液晶表示素子に応じて、塗布パターンデータ１６６として予め記憶装置に格納される。スペース１１４のデータも、予め記憶装置に格納される。また、制御装置１６０は、ユーザインタフェースとして、制御装置１６０に指示を与えるための入力装置(不図示）と制御結果を出力するための表示装置等の出力装置（不図示）とを備えてもよい。
【００３７】
塗布パターン配置決定部１６４は、予め保持される液晶表示素子１の仕様と、一対のガラス基板２の大きさと、塗布パターン１１１それぞれの大きさと、マザーガラス１１０の大きさとから、多面取りを行う際の周知の手法でマザーガラス１１０上への塗布パターン１１１の配置を決定する。
【００３８】
ダミーパターン生成部１６３は、塗布パターン配置決定部１６４が決定した塗布パターン配置に基づき、ダミーパターンを生成する。ここで、生成するダミーパターンについて説明する。図５は、本実施形態のダミーパターンを含む全体パターン１１２を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態のダミーパターン１１３は、Ｙ軸方向の幅がＤｐｗでＸ軸方向の長さがＤｐｌの略長方形状を有する。
【００３９】
本実施形態のダミーパターン１１３は、上述のように、ノズル１３２の詰まりを防止するために、全ノズル１３２を使用するためのものである。従って、その塗布幅Ｄｐｗは、少なくとも、インクジェットヘッドアレイ１３０を構成する全インクジェットヘッド１３１の全ノズル１３２を用いて、一度に塗布する幅とする。また、塗布長さＤｐｌは、長ければ長いほど塗布時間が長くなり詰まり防止の観点からは良い。従って、塗布パターン配置に従って、Ｘ軸方向に確保可能な最大値とすることが望ましい。
【００４０】
なお、インクジェット塗布法では、インクジェットヘッド１３１のノズル１３２から吐出された機能性材料が、マザーガラス１１０に着弾した直後は粒状であり、塗布されたエリア全体に微小なドットとして存在する。これが、マザーガラス１１０の表面張力と機能性材料の粘度に応じて時間とともに広がり、膜となる。その結果、膜は、着弾した位置よりも外側に拡がった状態で形成される。従って、塗布長さＤｐｌは、このようなインクジェット塗布法の特性を考慮して決定する。
【００４１】
データ合成部１６５は、塗布パターン配置にダミーパターン１１３を合成し、全体パターン１１２を生成する。この時の合成例を図５および図６に示す。図５は、マザーガラス１１０のＸ軸方向の一方の端部にダミーパターン１１３を配置した例である。１枚のマザーガラス１１０に対し、インクジェットヘッドアレイ１３０をＸ軸方向に１回、相対的に移動させるだけで塗布が完了する塗布条件の場合、塗布パターン１１１の開始位置より手前もしくは終了位置の後にあれば良いため、本図に示すようなダミーパターン１１３が配置された全体パターン１１２が適している。
【００４２】
また、図６（ａ）は、マザーガラス１１０のＸ軸方向の両端にダミーパターン１１３を合成した例である。例えば、インクジェットヘッドアレイ１３０をＸ軸方向に相対的に往復させて機能性材料を塗布する塗布条件の場合、各Ｘ軸方向の相対的な移動とともに行われる塗布の開始前または後に必ずダミーパターン１１３に従って全ノズル１３２から吐出が行われる。従って、このような塗布条件には、図６（ａ）に示す全体パターン１１２が適している。また、インクジェットヘッドアレイ１３０をＸ軸方向に１回、相対的に移動させる塗布条件であっても、本全体パターン１１２は有効である。
【００４３】
なお、インクジェットヘッドアレイ１３０をＸ軸方向に往復させて塗布を行うものには、インクジェットヘッドアレイ１３０並び方向（Ｙ軸方向）の塗布分解能を高めるための塗布がある。すなわち、例インクジェット塗布法では、インクジェットヘッドアレイ１３０の並びの方向（Ｙ軸方向）の塗布分解能は、ノズルピッチｄに依存する。従って、マザーガラス１１０の送り方向（Ｘ軸方向）の分解能より低くなることが多い。この対策として、インクジェットヘッドアレイ１３０の並び方向（Ｙ軸方向）の塗布分解能をあげるため、ノズルピッチｄを所定分割した量（ｄ/ｍ：ｍは２以上の整数）だけＹ軸方向にインクジェットヘッドアレイ１３０をずらして複数回塗布を行う。このとき、塗布時間を短縮し、効率を上げるため、Ｘ軸方向の塗布開始位置からマザーガラス１１０の反対側の端面となる塗布終了位置に到達した後、ｄ／ｍだけインクジェットヘッドアレイ１３０をＹ軸方向にずらして、Ｘ軸方向の塗布終了位置を開始位置として逆方向に塗布を行う往復塗布が行われる。
【００４４】
図６（ｂ）は、塗布パターン１１１の間にダミーパターン１１３を配置する例である。この場合、ダミーパターン１１３のＸ軸方向の塗布長さＤｐｌは、塗布パターン１１１間で最低限確保できる長さ（Ｘ軸方向のスペース（不図示））以下となる。ここでは、例えば、マザーガラス１１０を分割するためのスクライブ時に用いられる位置合わせマーク１１６の位置にダミーパターン１１３が形成されるよう全体パターン１１２を構成することも可能である。このように構成することで、インクジェットヘッドアレイ１３０の全ノズルからの吐出が頻繁に行われることになり、ノズル詰まり防止の効果が向上する。
【００４５】
なお、塗布パターン１１１がＸ軸方向に複数配置される場合、マザーガラス１１０のＸ軸方向の両端部にはダミーパターン１１３を配置せず、塗布パターン１１１間のみにダミーパターン１１３を配置するよう構成してもよい。このように構成することにより、塗布パターン１１１の開始前および終了後のダミーパターン１１３への塗布がないため、インクジェットヘッドアレイ１３０のＸ軸方向の相対的な移動量が少なくてすむ。
【００４６】
次に、実際にダミーパターン１１３を形成し、塗布を行った場合の結果を説明する。ここでは、図６（ａ）に示すように、マザーガラス１１０の両端部のそれぞれ端部から３ｍｍの位置にダミーパターン１１３を配置した。Ｘ軸方向の塗布長さＤｐｌを２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍ、３ｍｍと変えて実験を行ったところ、最短の塗布長さ３ｍｍの場合であっても、それ以上の長さの場合と同様に、連続して１００シート以上のマザーガラス１１０への印刷を行っても、ノズル１３２の詰まりを防止する効果が得られた。なお、このとき使用した機能性材料の粘度は、１４ｍＰａ・ｓ±１ｍＰａ・ｓであり、１ｍｍ２当たり１８．４ｎＬ塗布した。なお、ダミーパターン１１３を形成しない場合、連続して３シート程度のマザーガラス１１０への印刷でノズル１３２の詰まりが発生した。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、マザーガラス１１０上にどのような塗布パターン１１１を形成する場合であっても、インクジェットヘッドアレイ１３０のＸ軸方向の１回の相対的な移動の間に必ず全ノズル１３２から１回は機能性材料が吐出される。従って、長期間使用しないノズル１３２がなくなるため、ノズル１３２が詰まりにくくなる。すなわち、本実施形態によれば、これを、塗布パターン１１１配置にダミーパターン１１３を追加するだけで実現している。これは、塗布に必要なデータ、一例を挙げればＣＡＤデータを変更するだけで対応できる。従って、本実施形態によれば、インクジェット塗布装置１００に特別な機構、機能を付加することなく、ノズル１３２の詰まりを効果的に防止することができる。
【００４８】
従って、本実施形態によれば、塗布する材料、膜厚、塗布パターンが変わった場合であっても、容易に対応できる。ダミーパターン１１３の最適塗布長さは、予備塗布などで容易に決定することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、仮にノズル１３２に詰まりが発生した場合であっても、実際に塗布されたダミーパターン１１３を観察することにより、詰まりが発生したノズル１３２を容易に特定できる。従って、詰まりが塗布パターン１１１の形成に関係しないノズル（休止ノズル）１３２で発生したと判別できる場合、生産を継続できるとともに、ノズル１３２の洗浄、交換等の準備作業を行うことができる。このため、詰まりが発生したとしても、装置の停止時間を最小にすることができる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、塗布パターン１１１のマザーガラス１１０上での配置を決定してから、ダミーパターン１１３を形成しているが、これに限られない。ダミーパターン１１３を予め形成するとともに、ダミーパターン１１３の配置位置も決定し、ダミーパターン１１３と塗布パターン１１１とに基づき、塗布パターン配置を決定するよう構成してもよい。
【００５１】
この場合、ダミーパターン１１３の塗布長さ（Ｘ軸方向の長さ）Ｄｐｌは自由に決定することができる。しかし、ダミーパターン１１３の塗布長さＤｐｌは、上述のように長ければ長いほど好ましい。しかし、ダーパターン１１３の塗布長さＤｐｌが長くなるとマザーガラス１１０上でのダミーパターン１１３が占有する面積が増え、本来必要となる塗布パターン１１１の面積が減り、面取り効率（マザーガラス１１０に占める塗布パターン１１１の割り合い）が低下し、生産性が悪化する。すなわち、生産性を考慮するとダミーパターン１１３の塗布長さは短い方が良い。従って、ダミーパターン１１３の塗布長さＤｐｌは、面取り効率を低下させない範囲で、最長になるよう決定する。
【００５２】
なお、上記ではダミーパターン１１３のそれぞれは一の略長方形状としたが、これに限られない。上述のように、ダミーパターン１１３は、所定の間隔で、インクジェットヘッドアレイ１３０の全ノズル１３２から吐出させるためのものである。従って、これを実現可能な形状であれば、例えば網点やハッチング様であってもよく、複数の直線、ジグザグ線状や正弦波状などの線状であってもよい。
【００５３】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態の液晶表示素子製造装置および当該液晶表示素子製造装置に含まれるインクジェット塗布装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、本実施形態のインクジェット塗布装置は、ノズル１３１の詰まりを観察可能な機能を備える。図７は、本実施形態のインクジェット塗布装置１００Ａの概略構成図である。本図に示すように、本実施形態のインクジェット塗布装置１００Ａは、第一の実施形態の構成に加え、カメラ１７０を備える。また、制御装置１６０Ａは、カメラ１７０で撮影した画像を解析する画像解析部１６７をさらに備える。また、本実施形態の制御信号生成部１６１Ａは、カメラ１７０に撮影を指示する撮影制御信号をさらに生成する。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００５４】
本実施形態のカメラ１７０は、少なくとも１回、ダミーパターン１１３が塗布された後、予め定められたタイミングで撮影を行う。従って、制御信号生成部１６１Ａは、塗布データ生成部１６２が生成した塗布データと、塗布データから生成した駆動制御信号とに基づき、マザーガラス１１０への全体パターン１１２の塗布において、Ｘ方向への塗布が一行程完了後、またはマザーガラス１１０への全体パターン１１２の塗布が完全に完了した後に撮影が行われるよう、撮影制御信号を生成する。
【００５５】
カメラ１７０は、上記撮影制御信号に従って、ダミーパターン１１３を撮影する。画像解析部１６７は、カメラ１７０で得たダミーパターン１１３の画像を解析し、詰まりの発生したノズル１３２を特定する。
【００５６】
ここで、カメラ１７０により撮影した結果を図８に示す。ここでは、実験のため、Ｙ軸方向の塗布パターン１１１の３つ分に対して、ダミーパターン１１３を設けた例である。点線で囲った領域が塗布パターン１１１およびダミーパターン１１３を形成した領域である。本図の例では、マザーガラス１１０とインクジェットヘッドアレイ１３０との相対的な移動方向は左右方向なので、ノズル１３２に詰まりが発生した場合、少なくともダミーパターン１１３には横線状に機能性膜の形成されない領域が発生する。画像解析部１６７は、周知の手法で、カメラ１７０で撮影した画像を解析し、この横線を検知することにより、上述のように詰まりの発生したノズル１３２を特定する。
【００５７】
なお、横線を検知した場合、画像解析部１６７は、その旨、制御信号生成部１６１Ａに通知するよう構成してもよい。制御信号生成部１６１Ａは、通知を受け、例えば、装置を停止する信号を生成し、装置を停止させる。また、出力処理部及び出力装置を備えるよう構成し、画像解析部１６７は特定結果を出力処理部に通知し、出力処理部が特定結果を出力装置に報告表示するよう構成してもよい。
【００５８】
カメラ１７０および画像解析部１６７には、特別な機能は不要で、一般に用いられる工業用の検査装置を用いればよい。一般に、機能性膜は膜厚が薄く、透明度が高いため、カメラ１７０による撮影には干渉色を効率よく撮影できるよう設定を行うことが好ましい。また、撮影後の画像に対して、色調返還や色差検知などの周知の後処理を行うことも機能性膜の欠損部検知に有効である。また、ダミーパターン１１３の乱れは目視でも観察可能であるため、出力装置を備え、カメラ１７０で撮影した画像を当該出力装置に出力するよう構成してもよい。この場合、出力された画像に基づき、オペレータが詰まりの発生しているノズル１３２を特定する。この場合、制御装置１６０Ａの画像解析部１６７はなくてもよい。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、簡易な構成で確実にノズルの詰まりを低減することができる。さらに、従来から用いられている画像検査装置といった簡易な構成を追加するのみで、ノズル１３２に詰まりが発生した場合も、短時間で詰まりを発見することができ、早期に対処できる。従って、本実施形態の液晶表示素子製造装置の信頼性を高めることができ、さらには、本実施形態の液晶表示素子製造装置で製造した液晶表示素子の品質を高め、信頼性を高めることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１：液晶表示素子、２：ガラス基板、３：透明電極、４：配向膜、５：液晶、６：メインシール、７：導通材、８：偏光板、９：絶縁膜、１００：インクジェット塗布装置、１００Ａ：インクジェット塗布装置、１１０：マザーガラス、１１１：塗布パターン、１１２：全体パターン、１１３：ダミーパターン、１１４：スペース、１１５：領域、１１６：位置合わせマーク、１２０：載置台、１３０：インクジェットヘッドアレイ、１３１：インクジェットヘッド、１３２：ノズル、１４０：駆動部、１５０：ノズル制御部、１６０：制御装置、１６０Ａ：制御装置、１６１：制御信号生成部、１６１Ａ：制御信号生成部、１６２：塗布データ生成部、１６３：ダミーパターン生成部、１６４：塗布パターン配置決定部、１６５：データ合成部、１６６：塗布パターンデータ、１６７：画像解析部、１７０：カメラ
【図１】
2010197528.tif 000003
【図２】
2010197528.tif 000004
【図３】
2010197528.tif 000005
【図４】
2010197528.tif 000006
【図５】
2010197528.tif 000007
【図６】
2010197528.tif 000008
【図７】
2010197528.tif 000009
【図８】
2010197528.tif 000010