(57)【要約】【課題】  各ノズルからの着弾精度を上げ、これによって高精度の膜パターンを形成できるようにした液滴吐出装置と、これを用いた膜パターン形成方法とを提供する。【解決手段】  複数のノズルを有し、基体Ｓを載置するステージ３９の上方に設けられてノズルから基体Ｓ上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッド３４と、液滴吐出ヘッド３４とステージ３９とを相対的に移動させる移動手段３２、３３と、液滴吐出ヘッド３４から吐出された液滴の着弾状態を検知する検知手段６０と、検知手段６０で検知された液滴の着弾状態に基づいて各ノズルの吐出特性を検出し、この吐出特性に基づいて液滴吐出ヘッド３４の吐出を制御する制御手段４０と、ステージ３９上に液滴吐出ヘッド３４から吐出される液滴中の溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給する蒸気供給手段と、を備えた液滴吐出装置３０である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有し、基体を載置するステージの上方に設けられて前記ノズルから基体上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドと前記ステージとを相対的に移動させる移動手段と、
前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の着弾状態を検知する検知手段と、
前記検知手段で検知された液滴の着弾状態に基づいて前記各ノズルの吐出特性を検出し、この吐出特性に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御する制御手段と、
前記ステージ上に前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴中の溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給する蒸気供給手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記検知手段は、液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の着弾位置と着弾径とを検知し、
前記制御手段は、前記検知手段で検知された液滴の着弾位置と正規の着弾位置との第１の差と、前記検知手段で検知された液滴の着弾径と正規の着弾径との第２の差とを求め、前記第１の差と前記第２の差とに基づいて液滴の着弾位置と着弾径との補正値を決定し、前記補正値に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記制御手段には、前記検知手段で検知された液滴の着弾径について、液滴中の溶媒又は分散媒の蒸発によって減少した分を補正する蒸発補正手段が備えられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記蒸気供給手段は、前記ステージの側方のフラッシングエリアに配置されたフラッシング用の第１の容器と、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒を貯留してなる第２の容器と、該第２の容器内の溶媒あるいは分散媒を前記第１の容器内に移送する移送手段とを備えてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記第２の容器は前記第１の容器内に連通しており、
前記移送手段は、前記第２の容器を前記第１の容器より上に昇降可能に上昇させることのできる昇降手段によって構成さ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。
【請求項６】
前記ステージとフラッシングエリアと液滴吐出ヘッドとが、同じ閉空間内に配設されていることを特徴とする請求項４又は５記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記第１の容器に加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
基体を載置するステージの上方に設けられ、該ステージとの間で相対的に移動可能な複数のノズルを有した液滴吐出ヘッドから、基体上に機能性材料の液滴を吐出し、基体上に所望の膜パターンを形成する方法において、
前記所望の膜パターンの形成に先立って前記液滴吐出ヘッドから前記液滴を吐出してその着弾状態を検知する検知工程と、
前記検知工程で検知された液滴の着弾状態に基づいて前記各ノズルの吐出特性を検出し、この吐出特性に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御する制御信号を作成する制御処理工程と、
前記制御信号に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御しつつ、前記所望の膜パターンを形成する膜パターン形成処理と、を備え、
前記検知工程中に、前記ステージ上に前記液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給することを特徴とする膜パターン形成方法。
【請求項９】
前記膜パターン形成処理中にも、前記基体上に前記液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給することを特徴とする請求項８記載の膜パターン形成方法。
【請求項１０】
前記制御処理工程において、前記検知工程で検知された液滴の着弾径について、液滴中の溶媒又は分散媒の蒸発によって減少した分を補正して前記制御信号を作成することを特徴とする請求項８又は９記載の膜パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの吐出特性に基づいてその吐出動作を制御するようにした液滴吐出装置と、これを用いた膜パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜形成技術としては、薄膜塗布法の一つであるスピンコート法が一般的に用いられている。このスピンコート法は、塗布液を基板上に滴下した後に、基板を回転させて遠心力により基板全面に塗布を行い、薄膜を形成する方法であり、回転数及び回転保持時間、あるいは塗布液の粘度などによって膜厚を制御するものである。このようなスピンコート法は、例えば半導体製造工程等に用いられるフォトレジスト膜やＳＯＧ（スピンオングラス）等の層間絶縁膜の形成、液晶装置製造工程等におけるオーバーコート膜（平坦化膜）や配向膜の形成、さらには光ディスク等の製造工程における保護膜の形成等に広く用いられている。
【０００３】
ところが、このスピンコート法では、供給された塗布液の大半が飛散してしまうため、多くの塗布液を供給する必要があるとともに無駄が多く、生産コストが高くなるといった不都合があった。また、基板を回転させるため、遠心力により塗布液が内側から外側へと流動し、外周領域の膜厚が内側よりも厚くなる傾向があるため、膜厚が不均一になるといった不都合もあった。
これらの対策のため、近年、いわゆるインクジェット法によって基板上に塗布液を塗布し、薄膜を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、相対移動手段によってインクジェットのノズルを基板に対して直線的に相対移動させ、これによって塗布液を、角型基板上に均一に塗布できるようにしたものである。
【０００４】
このようなインクジェット法等の液滴吐出法にあっては、インク滴（液滴）の着弾精度の向上、すなわち、制御部で制御した通りの正規の位置にインク滴（液滴）をより正確に着弾させることが、得られる膜パターンの精度向上を図るうえで必須となっている。
このような背景のもとに、従来では、特にインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）のノズルから吐出された液滴が飛行曲がりを起こし、正規の位置からずれて着弾してしまう場合に、以下のような対策が採られていた。
【０００５】
第１の対策としては、あるノズルから吐出された液滴が飛行曲がりを起こした場合、同じ場所に重ね打ちを行うとき、別のノズルから液滴を吐出させることで、飛行曲がりが起きた位置の近傍に空白ができるのを防止し、飛行曲がりによるパターン精度の低下を抑える。
第２の対策としては、飛行曲がりを起こすノズルがある場合に、このノズルを含む液滴吐出ヘッド全体の位置を、本来の位置からずらして吐出動作を行わせ、飛行曲がりによる影響を少なくする。
【０００６】
しかしながら、これらの対策では、得られる膜パターンから飛行曲がりによる影響を完全に無くすことはできず、したがってより高いパターン精度が要求される場合には、その要求に十分に応えることができなかった。
そこで、より高い精度を確保するべく、ノズルから吐出されたインク滴（液滴）の着弾状態に基づき、各ノズルの吐出特性を表すノズル情報を作成し、得られたノズル情報に基づいてノズルの駆動を制御するようにしたインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
このインクジェット記録装置によれば、ノズル情報に基づいて各ノズルの吐出動作を補正し、このように補正した条件のもとで吐出を行っているので、着弾精度を上げて高品位な画像を形成することができる。
【特許文献１】特開平８−２５０３８９号公報
【特許文献２】特開２００４−５８２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記インクジェット記録装置（液滴吐出装置）のように、ノズルから吐出されたインク滴（液滴）の着弾状態に基づいて各ノズルの吐出特性を表すノズル情報を作成し、得られたノズル情報に基づいてノズルの駆動を制御するようにした場合に、以下に述べる課題がある。
【０００９】
使用するインクの揮発性が高い場合や、インク滴を着弾させる記録媒体のインク吸収性が悪い場合では、インクを吐出して着弾させた後、着弾位置や着弾径等の着弾状態を計測すると、その間に着弾したインク中の溶媒や分散媒が蒸発（揮発）してしまう。そして、このような溶媒や分散媒の蒸発が進むと、記録媒体上でのインク滴の位置が変わったり、インク滴の径が変化してしまい、正確なデータが得られなくなってしまう。したがって、このようにして得られたデータに基づいて吐出動作の補正を行っても、着弾精度を一定以上に上げることはできなかった。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、各ノズルからの着弾精度を上げ、これによって高精度の膜パターンを形成できるようにした液滴吐出装置と、これを用いた膜パターン形成方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため本発明の液滴吐出装置は、複数のノズルを有し、基体を載置するステージの上方に設けられて前記ノズルから基体上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドと前記ステージとを相対的に移動させる移動手段と、前記液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の着弾状態を検知する検知手段と、前記検知手段で検知された液滴の着弾状態に基づいて前記各ノズルの吐出特性を検出し、この吐出特性に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御する制御手段と、前記ステージ上に前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴中の溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給する蒸気供給手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
この液滴吐出装置によれば、ステージ上に液滴吐出ヘッドから吐出される液滴中の溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給する蒸気供給手段を備えているので、例えば検査用の基板上に液滴を吐出して着弾させた後、着弾位置や着弾径等の着弾状態を計測する際、予め前記蒸気供給手段によってステージ上に溶媒（分散媒）蒸気を供給しておくことにより、着弾した液滴（インク）中の溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）を抑えることができる。したがって、この溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）に起因してノズルの吐出特性を不正確に検出してしまい、これによって吐出した際の着弾精度が低下してしまうのを防止することができる。よって、特に使用する液状材料（インク）の揮発性が高い場合や、液滴（インク滴）を着弾させる基体（記録媒体）の液吸収性が悪い場合でも、高精度の膜パターンを形成することが可能になる。
【００１３】
また、前記液滴吐出装置においては、前記検知手段は、液滴吐出ヘッドから吐出された液滴の着弾位置と着弾径とを検知し、前記制御手段は、前記検知手段で検知された液滴の着弾位置と正規の着弾位置との第１の差と、前記検知手段で検知された液滴の着弾径と正規の着弾径との第２の差とを求め、前記第１の差と前記第２の差とに基づいて液滴の着弾位置と着弾径との補正値を決定し、前記補正値に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御するよう構成されているのが好ましい。
このようにすれば、検知手段で検知された液滴の着弾位置と正規の着弾位置との差に基づく補正値を用いて吐出を制御することにより、着弾位置の精度を上げることができ、また、検知手段で検知された液滴の着弾径と正規の着弾径との差に基づく補正値を用いて吐出を制御することにより、吐出量の精度を上げることができる。
【００１４】
また、前記液滴吐出装置においては、前記制御手段には、前記検知手段で検知された液滴の着弾径について、液滴中の溶媒又は分散媒の蒸発によって減少した分を補正する蒸発補正手段が備えられているのが好ましい。
このようにすれば、使用する液状材料（インク）の揮発性が非常に高く、前述したように蒸気供給手段によって溶媒（分散媒）蒸気が供給されているにもかかわらず着弾した液滴から溶媒（分散媒）がある程度蒸発してしまうような場合に、蒸発による減少分を補正して制御手段により液滴吐出ヘッドの吐出を制御するので、吐出精度をより高くすることができる。
【００１５】
また、前記液滴吐出装置においては、前記蒸気供給手段は、前記ステージの側方のフラッシングエリアに配置されたフラッシング用の第１の容器と、前記液滴吐出ヘッドから吐出される液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒を貯留してなる第２の容器と、該第２の容器内の溶媒あるいは分散媒を前記第１の容器内に移送する移送手段とを備えてなるのが好ましい。
このようにすれば、通常、装置の一部として設けられるフラッシングエリアの第１の容器と、前記液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒を貯留する第２の容器と、移送手段とを設けただけであるので、液滴吐出装置の大型化や複雑化が抑えられ、装置構成が簡略なものとなる。
【００１６】
なお、この液滴吐出装置においては、前記第２の容器は前記第１の容器内に連通しており、前記移送手段は、前記第２の容器を前記第１の容器より上に昇降可能に上昇させることのできる昇降手段によって構成されているのが好ましい。
このようにすれば、第２の容器内に貯留された溶媒（あるいは分散媒）を、その自重によって第１の容器内に移送せしめることができ、したがって移送手段の装置構成が極めて簡略になる。
【００１７】
また、この液滴吐出装置においては、前記ステージとフラッシングエリアと液滴吐出ヘッドとが、同じ閉空間内に配設されているのが好ましい。
このようにすれば、溶媒（あるいは分散媒）をフラッシングエリアの第１の容器内に移送してそこで蒸発させることにより、閉空間内をほぼ均一な蒸気濃度にすることができ、したがって着弾位置や着弾径等の着弾状態を計測する際、予め前記蒸気供給手段によって基体上に溶媒（分散媒）蒸気を供給しておくことにより、着弾した液滴（インク）中の溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）を安定して確実に抑えることができる。
【００１８】
また、この液滴吐出装置においては、前記第１の容器に加熱手段が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、第１の容器内に移送された溶媒（あるいは分散媒）を、加熱手段で加熱することでその蒸発速度を速めることができ、したがって基体上の溶媒（あるいは分散媒）の蒸気濃度を、所望の濃度にまで迅速に高めることが可能になる。
【００１９】
本発明の膜パターン形成方法は、基体を載置するステージの上方に設けられ、該ステージとの間で相対的に移動可能な複数のノズルを有した液滴吐出ヘッドから、基体上に機能性材料の液滴を吐出し、基体上に所望の膜パターンを形成する方法において、前記所望の膜パターンの形成に先立って前記液滴吐出ヘッドから前記液滴を吐出してその着弾状態を検知する検知工程と、前記検知工程で検知された液滴の着弾状態に基づいて前記各ノズルの吐出特性を検出し、この吐出特性に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御する制御信号を作成する制御処理工程と、前記制御信号に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御しつつ、前記所望の膜パターンを形成する膜パターン形成処理と、を備え、前記検知工程中に、前記ステージ上に前記液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給することを特徴としている。
【００２０】
この膜パターン形成方法によれば、検知工程中に、ステージ上に液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給するようにしているので、例えば検査用の基板に着弾した液滴（インク）中の溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）を抑えることができる。したがって、前述したようにこの溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）に起因してノズルの吐出特性を不正確に検出してしまい、これによって吐出した際の着弾精度が低下してしまうのを防止することができる。よって、特に使用する液状材料（インク）の揮発性が高い場合や、液滴（インク滴）を着弾させる基体（記録媒体）の液吸収性が悪い場合でも、高精度の膜パターンを形成することが可能になる。
【００２１】
また、前記膜パターン形成方法においては、前記膜パターン形成処理中にも、前記基体上に前記液滴中の溶媒あるいは分散媒と同じ溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給するのが好ましい。
このようにすれば、基体上に吐出した液滴からなる膜の、中央部直上と周辺部直上での溶媒（あるいは分散媒）蒸気濃度の差を少なくすることができ、したがってこの蒸気濃度の差に起因して周辺部の膜厚が中央部の膜厚より厚くなり、得られる膜パターン全体の厚さの均一性が損なわれてしまうのを防止することが可能になる。
【００２２】
また、前記膜パターン形成方法においては、制御処理工程において、前記検知工程で検知された液滴の着弾径について、液滴中の溶媒又は分散媒の蒸発によって減少した分を補正して前記制御信号を作成するのが好ましい。
このようにすれば、使用する液状材料（インク）の揮発性が非常に高く、前述したように溶媒（分散媒）蒸気を供給しているにもかかわらず着弾した液滴から溶媒（分散媒）がある程度蒸発してしまうような場合に、蒸発による減少分を補正して制御信号を作成し、この制御信号に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御するので、吐出精度をより高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置の一例を示す図であり、図１において符号３０は液滴吐出装置である。この液滴吐出装置３０は、ベース３１、基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３、液滴吐出ヘッド３４、液供給手段３５、制御装置４０等を有して構成されたものである。ベース３１は、その上に、本発明における移動手段を構成する前記基板移動手段３２とヘッド移動手段３３とを設置したものである。
【００２４】
基板移動手段３２は、ベース３１上に設けられたもので、Ｙ軸方向に沿って配置されたガイドレール３６を有したものである。この基板移動手段３２は、例えばリニアモータ（図示せず）により、スライダ３７をガイドレール３６に沿って移動させるよう構成されたものである。
スライダ３７上にはステージ３９が固定されている。よって、基板移動手段３２がステージ３９の移動軸となる。このステージ３９は、基板（基体）Ｓを位置決めし保持するためのものである。すなわち、このステージ３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Ｓをステージ３９の上に吸着保持するようになっている。基板Ｓは、例えばステージ３９の位置決めピン（図示せず）により、ステージ３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。
【００２５】
ステージ３９上の基板Ｓに対し、その両側、すなわち後述する液滴吐出ヘッド３４の移動方向（Ｘ軸方向）での両側には、液滴吐出ヘッド３４にフラッシングを行わせるためのフラッシングエリアＦ、Ｆが設けられている。これらフラッシングエリアＦ、Ｆには、液滴吐出ヘッド３４からのフラッシングによる液滴を受ける第１の容器５０が設けられている。
【００２６】
第１の容器５０は、前記ステージ３９の移動方向（Ｙ軸方向）に沿って長く形成された直方体状のもので、内部にスポンジ等の液滴を吸収する部材（図示せず）を収容したものである。また、この第１の容器５０にはヒーター等の加熱手段が設けられており、これによって内部に収容される液状材料（インク）は、その溶媒（又は分散媒）成分の蒸発が促進されるようになっている。また、この第１の容器５０は、その底面が一方の側、本実施形態では液滴吐出ヘッド３４と反対の側が低位となるように、傾斜して形成されている。そして、この低位となった側の側面（又は底面）において、フレキシブルチューブ５１を介して第２の容器５２に接続している。
【００２７】
第２の容器５２は、前記のフレキシブルチューブ５１を介して第１の容器５０に接続したことにより、その内部が第１の容器５０内に連通したものとなっている。また、この第２の容器５２は、ベース３１に設けられた昇降装置５３上に載置され、これによって昇降可能となっている。昇降装置５３は、本実施形態ではエアーシリンダー５４と、これに移動可能に設けられたロッド５５と、このロッド５５に接続し、かつ前記第２の容器５２を載置した載置板５６とからなるもので、ロッド５５を昇降可能としたことにより、これに接続する載置板５６を昇降可能にしたものである。
【００２８】
このような構成のもとに昇降装置５３は、第２の容器５２を昇降可能に保持するものとなっている。そして、第２の容器５２を第１の容器５０より高く上昇させることにより、第２の容器５２内の液を、フレキシブルチューブ５１を介して第１の容器５０内に移送できるようになっている。これにより、昇降装置５３は本発明における移送手段として機能するようになっている。そして、この昇降装置５３と前記の第１の容器５０、フレキシブルチューブ５１、第２の容器５２とから、本発明の蒸気供給手段が構成されている。
なお、本実施形態では、ベース３１の上面の一部が切り欠かれて開口が形成され、この開口内を前記載置板５６が昇降するように、昇降装置５３が構成されている。
【００２９】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ、３３ａと、これら架台３３ａ、３３ａ上に設けられた走行路３３ｂとを備えてなるもので、該走行路３３ｂをＸ軸方向、すなわち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ、３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ、３３ｄとを有して形成されたもので、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向に液滴吐出ヘッド３４を搭載するキャリッジ４２を移動可能に保持したものである。キャリッジ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これにより液滴吐出ヘッド３４をＸ軸方向に移動させるよう構成されたものである。
このような構成のもとに、このヘッド移動手段３３と前記の基板移動手段３２とは、液滴吐出ヘッド３４とステージ３９とを相対的に移動させる、移動手段として機能するようになっている。
【００３０】
ここで、このキャリッジ４２は、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向、すなわちＸ軸方向に例えば１μｍ単位で移動が可能になっており、このような移動は制御装置４０によって制御されるようになっている。したがって、後述するように基板Ｓへの吐出に先だって液滴吐出ヘッド３４の吐出特性を調べる際、予め設定した位置に向けて液滴を吐出させることができるようになっている。また、前述したように第１の容器５０、５０の位置が制御装置４０に記憶されることにより、後述するように液滴吐出ヘッド３４によるフラッシングのための液滴の吐出が、第１の容器５０上に確実になされるようになっている。
【００３１】
液滴吐出ヘッド３４は、前記キャリッジ４２に取付部４３を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部４３にはモータ４４が設けられており、液滴吐出ヘッド３４はその支持軸（図示せず）がモータ４４に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド３４はその周方向に回動可能となっている。また、モータ４４も前記制御装置４０に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド３４はその周方向への回動も、制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００３２】
ここで、液滴吐出ヘッド３４は、図２（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部は液状材料で満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７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１２には、空間１５から液状材料を噴射するためのノズル孔１８が縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６に液状材料を供給するための孔１９が形成されている。
【００３３】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図２（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１を有し、これら電極２１、２１間に通電されると外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０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１５の容積が増大するようになっている。したがって、増大した容積分に相当する液状材料が、液溜まり１６から供給口１７を介して空間１５内に流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズル孔１８から基板に向けて液状材料の液滴２２が吐出される。
【００３４】
なお、このような構成からなる液滴吐出ヘッド３４は、その底面形状が略矩形状のもので、ノズル１８を例えば縦×横が２×１８０となるように整列配置させたものである。ここで、図１では液滴吐出ヘッド３４を一つしか示していないが、本発明の液滴吐出装置はこれに限定されることなく、液滴吐出ヘッド３４を複数備えていてもよく、例えば１２台の液滴吐出ヘッド３４を並列した状態に備えるようにしてもよい。
また、液滴吐出ヘッド３４としては、前記の圧電素子２０を用いたピエゾジェットタイプ以外にも、例えばエネルギー発生素子として電気熱変換体を用いる方式などを採用することができる。
【００３５】
液供給手段３５は、液滴吐出ヘッド３４に液状材料を供給する液供給源４５と、この液供給源４５から液滴吐出ヘッド３４に液を送るための液供給チューブ４６とからなるものである。
また、前記ステージ３９の直上には、前記液滴吐出ヘッド３４から吐出された液滴の着弾状態を検知する検知手段６０が設けられている。この検知手段６０は、ステージ３９上に保持された検査用基板Ａの上を走査できるよう、移動可能に構成されたもので、本実施形態ではＣＣＤカメラからなっている。
【００３６】
ここで、前記検査用基板Ａとしては、通常は膜パターンの形成に供される基板Ｓと同じ材質のものが用いられるが、簡易的にはガラス基板が好適に用いられる。この検査用基板Ａには、例えば基準の線または点が設けられており、この基準線（基準点）は後述するように制御装置４０に記憶され、各ノズルの吐出特性の検査に用いられるようになっている。
【００３７】
前記ＣＣＤカメラからなる検知手段６０は、このような検査用基板Ａ上に前記液滴吐出ヘッド３４の各ノズルから液滴が吐出された跡を検査するものであり、具体的には、各ノズルから吐出された液滴の着弾状態、すなわち着弾位置と着弾径とを検知するものである。ここで、着弾位置や着弾径の検知方法としては、検査用基板Ａ上に着弾した液滴を撮影して記録し、得られた着弾状態のデータを制御装置４０に送ることで行う。
なお、この検知手段６０については、前記液滴吐出ヘッド３４に干渉しないようにして、この液滴吐出ヘッド３４とともに前記ヘッド移動手段３３に設け、移動可能としてもよい。
【００３８】
制御装置４０は、本発明における制御手段となるもので、装置全体の制御を行うマイクロプロセッサ等のＣＰＵや、各種信号の入出力機能を有するコンピュータなどによって構成されたものである。この制御装置４０は、図３のブロック図に示すように、液滴吐出ヘッド３４による吐出動作、及び基板移動手段３２やヘッド移動手段３３による移動動作を制御するとともに、前記検知手段６０で検知された液滴の着弾状態に基づき、前記液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出特性を検出し、この吐出特性に基づいて前記液滴吐出ヘッドの吐出を制御するようになっている。また、この制御装置４０は、液滴吐出ヘッド３４の位置情報、すなわち液滴吐出ヘッド３４のガイドレール３３ｄ、３３ｄ上での位置（Ｘ座標）とそのときの各ノズルの位置（Ｘ座標）とを検知して記憶するようになっている。さらに、この制御装置４０には前記昇降装置５３も電気的に接続されており、昇降装置５３の載置板５６の昇降も制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００３９】
ここで、この制御装置４０は、前記検知手段６０で検知された液滴の着弾状態に基づく液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出特性の検出を、以下のようにして行っている。
まず、この制御装置４０では、前述したように前記検査用基板Ａの基準線（基準点）を認識してこれを記憶する。これは、例えば検知手段に６０によって検知された位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を信号（データ）として受け取り、これを記憶することで行う。また、基準線（基準点）の位置（Ｘ座標、Ｙ座標）をオペレーターが入力することなどによって行ってもよい。
【００４０】
次に、実際の膜パターン形成に先立ち、液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出特性の検出用として、各ノズルから前記検査用基板Ａ上に液滴を吐出させる。このとき、制御装置４０は各ノズルの吐出位置を認識してその位置で吐出指示を行う。したがって、飛行曲がりがなく指示通り正確に吐出がなされて着弾した場合には、前記の吐出位置がそのまま検査用基板Ａ上での着弾位置となる。よって、各ノズルの吐出位置を、それぞれのノズルにおける正規の着弾位置として記憶する。なお、この正規の着弾位置については、予め記憶しておいた前記の基準線（基準点）に対する位置として、記憶される。
【００４１】
また、着弾径については、各ノズルの圧電素子への吐出信号（吐出電圧）によって決まる吐出量から、これが検査用基板Ａ上に着弾したときの着弾径を、実験的に、あるいはシミュレーション等によって求めておき、これを正規の着弾径として記憶する。なお、このようにして記憶した着弾径や、後述するように検知手段６０で検知した着弾径については、最終的には再度吐出量に換算し直し、各ノズルの吐出性能を、その吐出量についてとらえるものとする。
【００４２】
そして、各ノズルから前記検査用基板Ａ上に吐出された液滴の着弾状態、すなわち着弾位置と着弾径との検知結果によるデータが検知手段６０から送られてきたら、このデータと先に記憶した着弾位置、着弾径とを比較する。すなわち、検知手段６０で検知された液滴の着弾位置と前記の正規の着弾位置との差（第１の差）を求め、さらに、検知手段６０で検知された液滴の着弾径と前記の正規の着弾径との差（第２の差）を求める。そして、これらの差（第１の差と第２の差）を各ノズルの吐出特性、すなわち、各ノズルの吐出バラツキとして認識し、このバラツキをなくして正規の吐出を行うように、吐出位置や吐出量についての制御値に対する補正値を決定する。
【００４３】
このようにして液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出特性を検出し、各ノズル毎に吐出についての補正値を決定したら、制御装置４０は、この補正値に基づいて前記液滴吐出ヘッド３４の吐出、すなわち各ノズルからの吐出をなさせるべく、その吐出制御を行うようになっている。
また、この制御装置４０には、図３に示したように、特に検知手段６０で検知された液滴の着弾径について、液滴中の溶媒又は分散媒の蒸発によって減少した分を補正する蒸発補正手段６１が備えられている。
【００４４】
また、このような液滴吐出装置３０は、図１中二点鎖線で示すチャンバー４１内に設けられている。このチャンバー４１は、外部と遮断されたことによって内部を閉空間とするもので、真空ポンプ等の減圧手段を備え、これによって内部の圧力を制御できるようにしたものである。なお、このチャンバー４１には扉が備えられており、内部への出入りができるようになっているのはもちろんである。
【００４５】
次に、このような構成からなる液滴吐出装置３０を用いた膜パターン形成方法について説明する。
まず、前記の検査用基板Ａと膜パターン形成用の基板（基体）Ｓとを、ステージ３９上の所定位置にそれぞれセットする。ここで、基板Ｓとしては、各種の機能性材料からなる膜パターンを形成するための下地となるもので、膜パターンの種類に応じてガラスやシリコン等の各種の基板が採用される。また、このような基板の上に、ＴＦＴや配線、絶縁層など各種の構成要素を形成したものも、使用可能である。このような基板やその上に各種の構成要素を形成したものを含めて、本発明ではこれらを基体と称している。なお、ここでは検査用基板Ａと膜パターン形成用の基板（基体）Ｓとを同時にステージ３９上にセットする例について説明するが、検査用基板Ａを用いて液滴吐出ヘッド３４の吐出性能を検出し、その後、検査用基板Ａを外して基板（基体）Ｓをステージ３９上にセットし、ここに膜パターンを形成するようにしてもよい。
【００４６】
次に、液滴吐出ヘッド３４から膜パターンの形成材料（液状材料）を基板Ｓ上に吐出するのに先立ち、前述したようにして、制御装置４０で前記検査用基板Ａの基準線（基準点）を認識し、これを記憶する。
続いて、液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出特性を検出するべく、各ノズルから前記検査用基板Ａ上に液滴を吐出させる。ここで、液滴吐出ヘッド３４は、前述したようにノズルを縦×横が２×１８０となるように整列配置させたものとし、これら全てのノズルから同時に液滴を吐出させるものとする。このようにして全てのノズルから検査用基板Ａ上に液滴を吐出させたら、検査用基板Ａ上での各液滴の着弾状態を、検知手段６０によって検知する（検知工程）。なお、検知手段６０による着弾状態の検知については、本例では横方向に１８０個が整列されたノズル列の一方の側から順に、その着弾状態を撮影し記録することで行う。
【００４７】
なお、この液滴吐出にあたっては、これに先立ち、フラッシングを行うのが好ましい。このフラッシングは、特に吐出する液状材料中の溶媒又は分散媒の揮発性が高い場合などに、液状材料の吐出が連続的になされないノズルでは、その開口に滞留する液状が溶媒（分散媒）の揮発によって粘度上昇を起こし、甚だしい場合には液状材料が固化したり、ここに塵埃が付着したり、さらには気泡の混入などによりノズル開口に目詰まりを発生し、吐出不良を起こすといった不都合に対処するためのものである。
【００４８】
また、このようなフラッシング時には、予め前記昇降装置５３によってその載置板５６を下降し、図４（ａ）に示すように第２の容器５２が前記第１の容器５０より低位となるようにしておく。すると、フラッシングによって第１の容器５０内に吐出された液状材料Ｌは、この第１の容器５０内に設けられたスポンジ等の部材に吸収されて一部の溶媒（分散媒）が揮発（蒸発）し、残部は第１の容器５０の底部に至る。この底部に至った液状材料Ｌは、フレキシブルチューブ５１を通って第２の容器５２に移送される。
【００４９】
なお、フラッシングによって吐出される液状材料の量はそれほど多くなく、したがって後述する溶媒（分散媒）の蒸気生成には十分でないのが普通である。そのような場合には、予め第２の容器５２内に、薄膜形成材料となる液状材料Ｌそのもの、あるいはこの液状材料中の溶媒（分散媒）成分のみを入れておく。
【００５０】
前記検知手段６０で検知された着弾状態については、撮影記録して得られたデータが制御装置４０にて公知の手法で解析されることにより、各ノズル毎に着弾位置と着弾径として決定され、制御装置４０に記憶される。なお、着弾位置については、通常はその中心（重心）によってその位置が規定される。また、特にこの着弾位置については、前述した正規の着弾位置と同様に、予め記憶しておいた前記の基準線（基準点）に対する位置として、記憶される。
【００５１】
また、これとは別に、制御装置４０は各ノズルについて、前述したようにそれぞれの正規の着弾位置と正規の着弾径とを記憶する。そして、検知手段６０で検知された液滴の着弾位置と前記の正規の着弾位置との差を求め、さらに、検知手段６０で検知された液滴の着弾径と前記の正規の着弾径との差を求めることにより、前述したように各ノズルの吐出特性を検出する。この吐出特性は、前述したように各ノズルの吐出バラツキとして認識される。そして、このバラツキをなくして正規の吐出を行わせるように、吐出位置や吐出量についての制御値に対する補正値が決定される（制御処理工程）。
【００５２】
このようにして液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出特性を検出し、各ノズル毎に吐出についての補正値を決定したら、制御装置４０は、後述する膜パターン形成のための吐出に際して、この補正値に基づいて前記液滴吐出ヘッド３４の吐出、すなわち各ノズルからの吐出をなさせるべく、その吐出制御を行う。
【００５３】
また、前記の補正値決定に際し、特に前記検知工程では、前記ステージ３９上、すなわち前記検査用基板Ａの上に、前記液滴中の溶媒（分散媒）と同じ溶媒（分散媒）の蒸気を、以下のようにして供給する。
前記昇降装置５３を作動してそのその載置板５６を上昇させ、図４（ｂ）に示すように第２の容器５２を前記第１の容器５０より高位となるようにする。すると、第２の容器５２内に貯留された液状材料またはその溶媒（分散媒）成分は、フレキシブルチューブ５１を介して第１の容器５０内に移送される。そして、この第１の容器５０内にて特に溶媒（分散媒）が蒸発し、これにより検査用基板Ａ上での溶媒（分散媒）の蒸気濃度を高める。
ここで、使用する液状材料中の溶媒（分散媒）の揮発性が低い場合などでは、第１の容器５０に設けた加熱手段で液状材料またはその溶媒（分散媒）を加熱し、溶媒（あるいは分散媒）の蒸発速度を速めるようにしてもよい。
【００５４】
このようにして第１の容器５０内から溶媒（分散媒）を蒸発させ、検査用基板Ａ上での溶媒（分散媒）の蒸気濃度を十分に高めておくことにより、検査用基板Ａ上に着弾した液滴中の溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）を抑えることができる。したがって、この溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）に起因して特に着弾径が小さく検知され、これによりノズルの吐出特性が不正確に検出され、結果としてこのノズルから吐出した際の着弾精度が低下してしまうのを、防止することができる。
【００５５】
また、使用する液状材料の揮発性が非常に高く、前述したように検査用基板Ａ上に溶媒（分散媒）蒸気を供給しているにもかかわらず、着弾した液滴から溶媒（分散媒）がある程度蒸発してしまうことがある。このような場合には、特に前記の蒸発補正手段６１により、検知手段６０で検知された液滴の着弾径について、例えば以下のようにして液滴中の溶媒（分散媒）の蒸発で減少した分を補正するのが好ましい。
【００５６】
図５は蒸発補正手段６１による補正のフローチャートである。
まず、液滴吐出ヘッド３４における１８０個のノズルからなる列の、１番目の位置のノズル＃１について、検知手段６０および制御手段４０によってその着弾径を求め、これを制御手段４０の前記蒸発補正手段６１に記憶する（ステップ１；図５中ではＳＴ１として示す。以下同様）。
【００５７】
次に、２番目の位置のノズル＃２、３番目の位置のノズル＃３、以下、ノズル＃４、ノズル＃５……と、順次その着弾径を求めていく（ステップ２）。そして、全ノズル（１８０個）についてその着弾径を求めたら、再度、先に１番目の位置のノズル＃１から吐出した液滴の着弾径を求め、これを前記蒸発補正手段６１に記憶する（ステップ３）。そして、ここで記憶したノズル＃１の着弾径ｄ１（２）と先に記憶したノズル＃１の着弾径ｄ１（１）とから、着弾した（吐出した）液滴のそれぞれの体積Ｓ１（１）、Ｓ１（２）を計算あるいは実験等に基づくシミュレーションによって求める。
【００５８】
これにより、検知手段６０による１回目の検知と２回目の検知との間での液滴の蒸発量（揮発量）Ｓｋは、Ｓ１（１）−Ｓ１（２）となる。
また、各ノズルについての着弾径の検知については、この検知に要する時間が各ノズル毎に一定となっているものとする。
すると、前記ノズルにおけるＮ番目の位置のノズル＃Ｎについての、着弾直後の液滴中の溶媒（分散媒）が蒸発によって減少した分ＳＮｋは、Ｓｋ×（Ｎ／１８０）によって表される。よって、この蒸発による減少分ＳＮｋを補正値とし、検知された着弾径から得られる体積を補正する（ステップ４）。
すなわち、前記ノズルにおけるＮ番目の位置のノズル＃Ｎについては、検知された着弾径に基づく体積をＳＮ（１）とすると、これに前記の補正値ＳＮｋ｛＝Ｓｋ×（Ｎ／１８０）｝を加えることにより、補正後の真の体積は、ＳＮ（１）＋Ｓｋ×（Ｎ／１８０）で表されるようになる。
【００５９】
このようにして、前記液滴吐出ヘッド３４の全ノズルについての吐出を制御する制御信号を作成する際に、前記検知工程で検知された液滴の着弾径について、特に液滴中の溶媒（分散媒）の蒸発によって減少した分を補正することができる。
そして、このようにして作成された制御信号に基づき、前記液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出を制御しつつ、膜パターンの形成材料（液状材料）を基板Ｓ上に吐出することにより、所望の膜パターンを形成することができる（膜パターン形成処理）。
【００６０】
ここで、制御信号に基づく液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出制御として、具体的には、以下のようにして行う。
着弾位置については、液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出位置を、正規の着弾位置との差の分をなくすように補正し、そこから吐出を行わせるようにする。
また、着弾径に基づく吐出量については、液滴吐出ヘッド３４の各ノズルの吐出量を、正規の吐出量との差の分をなくすように補正し、吐出を行わせるようにする。
【００６１】
このようにして、着弾位置、吐出量（着弾径）についてそれぞれ補正して吐出動作を行わせることで、本発明の液滴吐出装置３０は精度の高い膜パターンを形成することができる。また、特に検知工程中に、検査基板Ａ（ステージ３９）上に液滴中の溶媒（分散媒）と同じ溶媒あるいは分散媒の蒸気を供給するようにしているので、この基板Ａに着弾した液滴中の溶媒（分散媒）の蒸発（揮発）を抑えることができる。したがって、ノズルの吐出特性を不正確に検出してしまい、これによって吐出した際の着弾精度が低下してしまうのを防止することができる。よって、特に使用する液状材料（インク）の揮発性が高い場合や、液滴を着弾させる基板の液吸収性が悪い場合でも、高精度の膜パターンを形成することができる。
【００６２】
また、この液滴吐出装置３０にあっては、通常、装置の一部として設けられるフラッシングエリアの第１の容器５０に第２の容器５２を接続し、この第２の容器５２内の溶媒（分散媒）を前記第１の容器５０内に移送する移送手段（昇降装置５３）を設けただけで、蒸気供給手段を構成しているので、装置の大型化や複雑化を抑えて装置構成を簡略なものにすることができ、これにより装置コストの上昇を抑えることができる。
【００６３】
なお、前記液滴吐出ヘッド３４の各ノズルから、その吐出を制御しつつ、膜パターンの形成材料（液状材料）を基板Ｓ上に吐出する際には、検知工程と同様に前記ステージ３０上、すなわち基板Ｓ上に、前記液状材料中の溶媒（分散媒）と同じ溶媒（分散媒）の蒸気を供給するのが好ましい。
このようにすれば、基板Ｓ上に吐出した液滴からなる膜の、中央部直上と周辺部直上での溶媒（分散媒）蒸気濃度の差を十分少なくすることができ、したがって、この蒸気濃度の差に起因して周辺部の膜厚が中央部の膜厚より厚くなり、得られる膜パターン全体の厚さの均一性が損なわれてしまうのを防止することができる。
【００６４】
なお、本発明の液滴吐出装置は、前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の変更が可能である。例えば、蒸気供給手段における移送手段として、第２の容器５２を昇降する昇降装置５３を用いたが、これに代えて、送液ポンプを用いて第２の容器５２中の液を第１の容器５０に移送するようにしてもよい。
また、ステージの移動軸に対してその両側のフラッシングエリアに第１の容器５０を設け、これに第２の容器５２を接続したが、一方の側のフラッシングエリアのみに第１の容器５０を設けるようにしてもよい。
【００６５】
次に、このような液滴吐出装置３０を用いた薄膜形成方法を、有機ＥＬ装置の製造方法に適用した例について説明する。
図６は、前記液滴吐出装置３０によって一部の構成要素が製造された有機ＥＬ装置の側断面図であり、まずこの有機ＥＬ装置の概略構成を説明する。
図６に示すようにこの有機ＥＬ装置３０１は、基板３１１、回路素子部３２１、画素電極３３１、バンク部３４１、発光素子３５１、陰極３６１（対向電極）、および封止基板３７１から構成された有機ＥＬ素子３０２に、フレキシブル基板（図示略）の配線および駆動ＩＣ（図示略）を接続したものである。回路素子部３２１は基板３１１上に形成され、複数の画素電極３３１が回路素子部３２１上に整列している。そして、各画素電極３３１間にはバンク部３４１が格子状に形成されており、バンク部３４１により生じた凹部開口３４４に、発光素子３５１が形成されている。陰極３６１は、バンク部３４１および発光素子３５１の上部全面に形成され、陰極３６１の上には封止用基板３７１が積層されている。
【００６６】
有機ＥＬ素子を含む有機ＥＬ装置３０１の製造プロセスは、バンク部３４１を形成するバンク部形成工程と、発光素子３５１を適切に形成するためのプラズマ処理工程と、発光素子３５１を形成する発光素子形成工程と、陰極３６１を形成する対向電極形成工程と、封止用基板３７１を陰極３６１上に積層して封止する封止工程とを備えている。
【００６７】
発光素子形成工程は、凹部開口３４４、すなわち画素電極３３１上に正孔注入層３５２および発光層３５３を形成することにより発光素子３５１を形成するもので、正孔注入層形成工程と発光層形成工程とを具備している。そして、正孔注入層形成工程は、正孔注入層３５２を形成するための第１組成物（液状材料）を各画素電極３３１上に吐出する第１吐出工程と、吐出された第１組成物を乾燥させて正孔注入層３５２を形成する第１乾燥工程とを有し、発光層形成工程は、発光層３５３を形成するための第２組成物（液状材料）を正孔注入層３５２の上に吐出する第２吐出工程と、吐出された第２組成物を乾燥させて発光層３５３を形成する第２乾燥工程とを有している。
【００６８】
この発光素子形成工程において、正孔注入層形成工程における第１吐出工程と、発光層形成工程における第２吐出工程とで前記の液滴吐出装置３０を用いている。
この有機ＥＬ装置３０１の製造においても、各膜パターンの形成のための吐出に先立ち、予め各ノズルの吐出性能を検出し、検出した吐出性能に基づいて前記液滴吐出ヘッド３４の吐出を制御することにより、膜パターンとして得られる正孔注入層３５２や発光層３５３を極めて高精度に形成することができる。したがって、正孔注入層３５２や発光層３５３が高精度なパターンとなることにより、発光特性が良好な有機ＥＬ装置３０１を製造することができる。
【００６９】
なお、このようにして製造された有機ＥＬ装置３０１は、携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Data Assistance）、腕時計型電子機器などの各種電子機器の表示部として好適に用いられる。
また、本発明の膜パターン形成方法は、前記有機ＥＬ装置における正孔注入層や発光層以外にも、例えば配線パターンや液晶表示装置におけるカラーフィルタなど、各種の膜パターンの形成に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の液滴吐出装置の概略的構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は液滴吐出ヘッドの概略構成を説明するための図である。
【図３】制御装置に係わる構成を説明するためのブロック図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は第２の容器の動作を説明するための図である。
【図５】蒸発補正手段による補正のフローチャートである。
【図６】有機ＥＬ装置の側断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
３０…液滴吐出装置、３２…基板移動手段（移動手段）、
３３…ヘッド移動手段（移動手段）、３４…液滴吐出ヘッド、３９…ステージ、
４０…制御装置（制御手段）、４１…チャンバー、５０…第１の容器、
５１…フレキシブルチューブ、５２…第２の容器、５３…昇降装置（移送手段）、
６０…検知手段、Ａ…検査用基板、Ｆ…フラッシングエリア、Ｓ…基板（基体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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