(57)【要約】【課題】吐出する液滴の最適液滴量を精度良く円滑に導き出すことができる液滴吐出装置及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】液滴吐出装置ＩＪは、印加された電圧に基づき液滴を吐出する吐出ヘッド１と、吐出ヘッド１に対して互いに異なる少なくとも２値の算出用電圧を印加するヘッド駆動手段３０と、吐出ヘッド１から吐出された液滴の重量を測定する測定手段４０と、２値の算出用電圧に基づき吐出された液滴のそれぞれの重量の測定結果に基づいて、吐出ヘッド１に対して印加する電圧と吐出ヘッド１から吐出される液滴の重量との関係を算出する算出手段５０と、算出した関係に基づいて、予め設定された液滴の重量の目標値に対応する駆動電圧を設定する設定手段６０とを備えている。【選択図】　　図１
2004130165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された電圧に基づき液滴を吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、
前記吐出ヘッドの駆動電圧を任意に設定する設定手段を有し、
前記吐出ヘッドに対して前記設定手段で設定した駆動電圧を印加するヘッド駆動手段と、
互いに異なる少なくとも２値の算出用駆動電圧によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する測定手段と、
前記少なくとも２値の算出用駆動電圧と前記測定手段による測定結果の関係を算出し、前記関係と予め設定された液滴の重量目標値との比較結果から前記重量目標値の液滴を吐出するための目標駆動電圧を算出する算出手段とを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記駆動電圧を設定する設定動作、前記駆動電圧を印加する印加動作、前記測定手段による測定動作、前記算出手段による算出動作に関する処理を制御する制御手段を備え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】
前記制御手段は、前記算出手段で算出した目標駆動電圧に基づいて前記設定手段にて駆動電圧を設定し、前記駆動電圧に基づいて前記測定手段による測定動作を制御し、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定することを特徴とする請求項１から３に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記測定による測定値と前記重量目標値との差が許容範囲外である場合に、前記算出動作を再実行することを特徴とする請求項３記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記算出動作を再実行する際、前記制御装置は前記少なくとも２値の算出用電圧及び前記設定した駆動電圧とこれに対応する液滴の重量の測定値とに基づいて前記関係を補正し、前記補正した関係に基づいて前記目標駆動電圧を算出し、前記設定手段にて駆動電圧の再設定をし、前記駆動電圧によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定す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】
前記制御手段は、前記処理を定期的に実行することを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記制御手段は、吐出する液滴の材料変更時に前記処理を実行することを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記吐出ヘッドは基材上に液滴を吐出して所定のパターンを形成可能であり、
前記制御手段は、前記吐出ヘッドによる前記パターンが変更される毎に前記処理を実行することを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記吐出ヘッドは液滴を吐出する複数の吐出ノズルを備え、前記制御手段は、前記複数の吐出ノズルのうち前記パターンを形成するために使用する吐出ノズルを指定し、該指定した吐出ノズルに対して前記処理を選択的に実行することを特徴とする請求項８記載の液滴吐出装置。
【請求項１０】
前記液滴の材料特性及び前記吐出ヘッドの吐出特性に関する情報が予め記憶されている記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記情報に基づいて前記吐出ヘッドに印加する算出用電圧の値を設定することを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
【請求項１１】
前記記憶手段は、前記吐出ヘッドから吐出された液滴に含まれる液体成分の単位時間当たりの揮発量に関する情報を予め記憶しており、
前記制御手段は、前記揮発量に関する情報に基づいて前記測定手段による測定値を補正することを特徴とする請求項１０記載の液滴吐出装置。
【請求項１２】
前記関係を表示する表示手段と、該表示されている前記関係について外部からの入力を受け付ける入力手段とを備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項記載の液滴吐出装置。
【請求項１３】
ヘッド駆動手段より印加された電圧に基づき液滴を吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の駆動方法において、
前記吐出ヘッドの駆動電圧を任意に設定する設定工程を有し、
前記吐出ヘッドに対して前記設定工程で設定した駆動電圧を印加する算出用電圧印加工程と、
互いに異なる少なくとも２値の算出用電圧に基づき吐出された液滴のそれぞれの重量を測定する測定工程と、
前記少なくとも２値の算出用駆動電圧と前記測定工程による測定結果の関係を算出し、前記関係と予め設定された液滴の重量目標値との比較結果から前記重量目標値の液滴を吐出するための目標駆動電圧を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出した目標駆動電圧を前記設定工程で駆動電圧として設定した前記吐出ヘッドを駆動する吐出工程とを備えることを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印加された電圧に基づき液滴を吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置及びその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、微細パターンを有するデバイスの製造方法としてフォトリソグラフィー法が多用されているが、下記特許文献に開示されているように液滴吐出方式を用いたデバイスの製造方法が注目されている。この技術は、パターン形成用材料を含んだ液体材料を液滴吐出装置の吐出ヘッドから吐出して基材上に材料を配置することでパターンを形成するものであり、少量多種生産に対応可能である点などにおいて大変有効である。液滴吐出装置の液滴吐出方式としては、圧電体素子の変形により液体材料の液滴を吐出させるピエゾジェット方式、及び熱の印加により急激に蒸気が発生することにより液体材料を吐出させる方式が主に知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２７４６７１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１６３３０号公報
【特許文献３】
特開２００２−１３７３７９号公報
【０００４】
ピエゾジェット方式は圧電体素子に電圧を印加することで液滴を吐出する方式であり、印加した電圧に応じた重量の液滴が吐出される。ここで、印加した電圧値と吐出される液滴量（１滴あたりの液滴の重量）とはほぼ比例する。デバイスを製造する際には所望の液滴量を得るための電圧値が設定される。この電圧値の設定作業では、吐出ヘッドに例えば電圧Ｖ１を印加したときの液適量、及び電圧Ｖ２を印加したときの液滴量のそれぞれが電子天秤などの測定手段で測定され、この２つの液滴量データに基づいて作業者が比例計算し、所望の液適量を得るための電圧値を設定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電圧値設定作業は作業者が行うものであって負担であり、また、測定ミスや計算ミスを招くおそれがあった。これら人為的ミスにより所望量とは異なった液滴量の液滴が吐出されると所望の性能を発揮するデバイスが製造されない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、吐出する液滴の最適液滴量を精度良く円滑に導き出すことができる液滴吐出装置及び液滴吐出装置の駆動方法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】
上記の課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、印加された電圧に基づき液滴を吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドの駆動電圧を任意に設定する設定手段を有し、前記吐出ヘッドに対して前記設定手段で設定した駆動電圧を印加するヘッド駆動手段と、互いに異なる少なくとも２値の算出用駆動電圧によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定する測定手段と、前記少なくとも２値の算出用駆動電圧と前記測定手段による測定結果の関係を算出し、前記関係と予め設定された液滴の重量目標値との比較結果から前記重量目標値の液滴を吐出するための目標駆動電圧を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の液滴吐出装置の駆動方法は、前記吐出ヘッドの駆動電圧を任意に設定する設定工程を有し、前記吐出ヘッドに対して前記設定工程で設定した駆動電圧を印加する算出用電圧印加工程と、互いに異なる少なくとも２値の算出用電圧に基づき吐出された液滴のそれぞれの重量を測定する測定工程と、前記少なくとも２値の算出用駆動電圧と前記測定工程による測定結果の関係を算出し、前記関係と予め設定された液滴の重量目標値との比較結果から前記重量目標値の液滴を吐出するための目標駆動電圧を算出する算出工程と、前記算出工程で算出した目標駆動電圧を前記設定工程で駆動電圧として設定した前記吐出ヘッドを駆動する吐出工程とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ヘッド駆動手段により駆動電圧が印加された吐出ヘッドからは、この印加された駆動電圧に応じた液滴量（１滴当たりの液滴の重量）の液滴が吐出される。測定手段は互いに異なる少なくとも２値の算出用駆動電圧で吐出された液滴量を測定し、測定結果を算出手段に出力する。算出手段は測定手段の測定結果に基づいて、駆動電圧と吐出ヘッドから吐出される液滴量との関係を自動的に求める。そして、その関係に基づいて所望の液適量を得るための目標駆動電圧を算出し、設定装置で駆動電圧として設定することができる。このように、吐出ヘッドに対する印加電圧と吐出ヘッドから吐出される液滴量との関係とその関係に基づいて所望の液滴量を得るための目標駆動電圧を算出手段で自動的に算出するようにしたので最適液滴量を精度良く円滑に導き出すことができる。
【０００９】
本発明の液滴吐出装置において、前期駆動電圧を設定する設定動作、前記算出用駆動電圧を印加する印加動作、前記測定手段による測定動作、前記算出手段による算出動作に関する処理を制御する制御手段を備えることを特徴とする。これによれば、デバイスを製造するための最適液滴量の設定作業の全てを制御手段の制御の基で自動的に行うことができ、最適液滴量を効率良く導き出すことができる。
【００１０】
本発明の液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記算出手段で算出した目標駆動電圧に基づいて前記設定手段にて駆動電圧を設定し、前記駆動電圧に基づいて前記測定手段による測定動作を制御し、前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定することを特徴とする。この場合において、前記制御手段は、前記測定による測定値と前記目標値との差が許容範囲外である場合に前記算出動作を再実行することを特徴とする。これによれば、前記算出手段で算出した目標駆動電圧を前記設定手段で駆動電圧として設定して吐出した液滴の液滴量の測定値が目標値に対して大きく異なる場合、制御手段は、算出動作を再実行することにより前記関係を求めなおし、最適液滴量を得るための駆動電圧値を算出し設定することができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出装置において、前記算出動作を再実行する際、前記制御手段は前記少なくとも２値の算出用電圧及び前記設定した駆動電圧とこれに対応する液滴の重量の測定値とに基づいて前記関係を補正し、前記補正した関係に基づいて前記目標駆動電圧を算出し、前記設定手段にて駆動電圧の再設定をし、前記駆動電圧によって前記吐出ヘッドから吐出された液滴の重量を測定することを特徴とする。これによれば、設定手段で設定した駆動電圧に基づき吐出した液滴の液適量が目標値でなかった場合、制御手段は、前記２値の算出用電圧（Ｖ１、Ｖ２）及び前記駆動電圧（Ｖｈ）とこれに対応する液滴の重量とに基づいて、算出手段で算出する前記関係を補正することができる。そして、この補正した前記関係に基づいて、算出手段による算出動作を再実行することにより、最適液適量を得るための駆動電圧値を算出し設定することができる。
【００１２】
本発明の液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記処理を定期的に実行することを特徴とする。これによれば、例えば液体材料の特性が経時変化するような場合でも、最適液適量を得るための駆動電圧の設定に関する処理を定期的に自動的に行うことにより、常に、最適液適量で液滴を吐出することができ、所望の性能を発揮するデバイスを製造できる。
【００１３】
本発明の液滴吐出装置において、前記制御手段は、吐出する液滴の材料変更時に前記処理を実行することを特徴とする。これによれば、最適液滴量を得るための駆動電圧の設定に関する処理を、吐出する液滴の材料を変更する毎に自動的に行うことにより、材料が変更しても常に、最適液滴量で液滴を吐出することができ、所望の性能を発揮するデバイスを製造できる。
【００１４】
本発明の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドは基材上に液滴を吐出して所定のパターンを形成可能であり、前記制御手段は、前記吐出ヘッドによる前記パターンが変更される毎に前記処理を実行することを特徴とする。これによれば、吐出ヘッドに設けられている複数のノズルから液滴を吐出する場合において、形成するパターンが変更されると、使用する吐出ノズル（吐出ノズルの数及び組み合わせ）も変更する。この場合、吐出ノズルのそれぞれに対応して設けられている複数の圧電体素子の振動の相互作用により、吐出ノズルから吐出される液滴量がパターンが変更する毎に僅かに変化する。したがって、基材上に形成するパターンを変更する毎に、最適液滴量を得るための駆動電圧の設定に関する処理を自動的に行うことにより、パターンが変更しても常に、最適液適量で液滴を吐出することができ、所望の性能を発揮するデバイスを製造できる。
【００１５】
本発明の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドは液滴を吐出する複数の吐出ノズルを備え、前記制御手段は、前記複数の吐出ノズルのうち前記パターンを形成するために使用する吐出ノズルを指定し、該指定した吐出ノズルに対して前記処理を選択的に実行することを特徴とする。これによれば、前記処理を全ての吐出ノズルに対して行うことなく、パターン形成のために必要な吐出ノズルに対してのみ行う構成であるため、最適液滴量を得るための駆動電圧の設定に関する処理を効率良く行うことができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出装置において、前記液滴の材料特性及び前記吐出ヘッドの吐出特性に関する情報が予め記憶されている記憶手段を備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されている前記情報に基づいて前記吐出ヘッドに印加する算出用電圧の値を設定することを特徴とする。すなわち、液滴の材料特性あるいは吐出ヘッドの吐出特性に応じて吐出ヘッドに対して印加する電圧の適正範囲が存在するが、制御手段は記憶手段に記憶されている情報に基づいて、吐出ヘッドに印加する算出用電圧の値を前記適正範囲内に設定できるので、処理を効率良く行うことができる。
【００１７】
本発明の液滴吐出装置において、前記記憶手段は、前記吐出ヘッドから吐出された液滴に含まれる液体成分の単位時間当たりの揮発量に関する情報を予め記憶しており、前記制御手段は、前記揮発量に関する情報に基づいて前記測定手段による測定値を補正することを特徴とする。これによれば、吐出ヘッドから吐出した液滴の液体成分（溶媒成分）は測定手段で測定する際に揮発する場合があり、これにより測定値に誤差が生じる場合があるが、揮発量に関する情報を予め求めておき、この情報に基づいて前記測定値を補正することにより、最適液滴量を得るための駆動電圧を精度良く求めることができる。
【００１８】
本発明の液滴吐出装置において、前記関係を表示する表示手段と、該表示されている前記関係について外部からの入力を受け付ける入力手段とを備えることを特徴とする。これによれば、最適液滴量を得るための駆動電圧を算出し設定するための処理を表示手段の表示を参照しながら効率良く円滑に行うことができる。
【００１９】
ここで、上述した液滴吐出装置は液滴吐出法に基づくデバイスの製造に用いられるものであって、インクジェットヘッドを備えたインクジェット装置を含む。インクジェット装置のインクジェットヘッドは、インクジェット法により液体材料の液滴を定量的に吐出可能であり、例えば１ドットあたり１〜３００ナノグラムの液体材料を定量的に断続して滴下可能な装置である。なお、液滴吐出装置としてはディスペンサー装置であってもよい。
【００２０】
液状材料とは、液滴吐出装置の吐出ヘッドの吐出ノズルから吐出可能（滴下可能）な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であると問わない。吐出ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。また、液体材料に含まれる材料は融点以上に加熱されて溶解されたものでも、溶媒中に微粒子として攪拌されたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。また、基材はフラット基板を指す他、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの表面であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の液滴吐出装置の一実施形態を示す概略構成図である。本実施形態に係る液滴吐出装置の液滴吐出方式は、圧電体素子の変形により液体材料の液滴を吐出するピエゾジェット方式である。
図１において、液滴吐出装置ＩＪは、印加された電圧に基づき液体材料の液滴を吐出する吐出ヘッド１と、デバイスを製造するための基材である基板Ｐを支持するステージ装置２と、液体材料を収容する収容装置（タンク）３と、タンク３と吐出ヘッド１とを接続し、タンク３に収容されている液体材料を吐出ヘッド１に搬送する搬送装置（チューブ）４とを備えている。吐出ヘッド１はその吐出面１Ｐに液滴を吐出する複数の吐出ノズル１１（図２参照）を有している。液滴吐出装置ＩＪは吐出ヘッド１より基板Ｐの表面（所定面）に液滴を配置することで液滴に含まれている機能材料を成膜する。吐出ヘッド１は不図示の駆動装置により図中、ＸＹ方向（水平方向）に移動可能であるとともに、Ｚ方向（垂直方向）に移動可能である。更に、吐出ヘッド１はθＸ方向（Ｘ軸まわり方向）、θＹ方向（Ｙ軸まわり方向）、及びθＺ方向（Ｚ軸まわり方向）に移動可能である。ステージ装置２は不図示の駆動装置により図中、ＸＹ方向（水平方向）に移動可能であるとともに、Ｚ方向（垂直方向）及びθＺ方向（Ｚ軸まわり方向）に移動可能である。
尚、図１中のＸ、Ｙ、Ｚの各方向は、吐出ヘッド１とステージ装置２（及び基板Ｐ）のみの移動方向に関する記載である。
【００２２】
ここで、液体材料に含まれる機能材料としては、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を形成するための有機ＥＬ素子形成材料、カラーフィルタを含む液晶素子を形成するための液晶素子形成材料、及び配線パターンを形成するための金属を含む配線パターン形成材料が挙げられる。
【００２３】
タンク３は、タンク３に取り付けられこのタンク３に収容されている液体材料の温度を調整する温度調整手段３Ａと、タンク３に収容されている液体材料を攪拌する撹拌装置３Ｂとを備えている。温度調整手段３Ａはヒータにより構成されており、タンク３内の液体材料を任意の温度に調整する。タンク３内の液体材料は温度調整手段３Ａにより温度調整されることで所望の粘度に調整される。
【００２４】
なお、図１には吐出ヘッド１及びタンク３はそれぞれ１つだけ図示されているが、液滴吐出装置ＩＪには複数の吐出ヘッド１及びタンク３が設けられており、これら複数の吐出ヘッド１のそれぞれから異種または同種の液体材料の液滴が吐出されるようになっている。そして、基板Ｐに対してこれら複数の吐出ヘッド１のうち、第１の吐出ヘッドから第１の液体材料を吐出した後、これを焼成又は乾燥し、次いで第２の吐出ヘッドから第２の液体材料を基板Ｐに対して吐出した後これを焼成又は乾燥し、以下、複数の吐出ヘッドを用いて同様の処理を行うことにより、基板Ｐ上に複数の材料層が積層され、多層パターンが形成される。
【００２５】
図２は吐出ヘッド１の分解斜視図であり、図３は吐出ヘッド１の斜視図一部断面図である。図２に示すように、吐出ヘッド１は、吐出ノズル１１を有するノズルプレート１０と、振動板１２を有する圧力室基板１３と、これらノズルプレート１０と振動板１２とを嵌め込んで支持する筐体１４とを備えている。図３に示すように、吐出ヘッド１の主要部構造は、圧力室基板１３をノズルプレート１０と振動板１２とで挟み込んだ構造を有する。圧力室基板１３はシリコン単結晶基板等により構成され、これをエッチングすることで形成される複数のキャビティ（圧力室）１６を有している。吐出ノズル１１はノズルプレート１０において、ノズルプレート１０と圧力室基板１３とを貼り合わせたときにキャビティ１６に対応する位置に形成されている。
【００２６】
複数のキャビティ１６どうしの間は側壁１７で分離されている。キャビティ１６は供給口１８を介して共通の流路であるリザーバ１５にそれぞれ接続している。振動板１２は例えば熱酸化膜等により形成される。振動板１２はタンク口１９を有し、タンク口１９からチューブ４（図１参照）を介して液体材料が供給される。振動板１２上のキャビティ１６に対応する位置には圧電体素子２０が設けられている。圧電体素子２０はＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極（図示せず）で挟んだ構造を有する。圧電体素子２０は印加された電圧に基づき変形する。
【００２７】
図１に戻って、液滴吐出装置ＩＪは、吐出ヘッド１に電圧を印加するヘッド駆動手段３０と、吐出ヘッド１から吐出された液滴の重量を測定する測定手段４０と、測定手段４０の測定結果に基づき所定の算出動作を行う算出手段５０と、算出手段５０の算出結果に基づいて、吐出ヘッド１に対して印加する駆動電圧を設定する設定手段６０と、液滴吐出装置ＩＪ全体の動作制御を行う制御手段ＣＯＮＴとを備えている。制御手段ＣＯＮＴは、前述した吐出ヘッド１及びステージ装置２のそれぞれに設けられている駆動手段の駆動制御、及びタンク３に設けられている温度調整手段３Ａの制御を行う。更に、制御手段ＣＯＮＴは、ヘッド駆動手段３０により吐出ヘッド１に対して電圧を印加する印加動作制御、測定手段４０の測定動作制御、算出手段５０の算出動作制御、及び設定手段６０の設定動作制御を行う。
【００２８】
ヘッド駆動手段３０は制御手段ＣＯＮＴの制御のもとで吐出ヘッド１に対して所定値の電圧を印加し、吐出ヘッド１を駆動して液滴を吐出させる。吐出ヘッド１より液滴を吐出するためには、吐出ヘッド１に対してヘッド駆動手段３０より電圧が印加される。吐出ヘッド１のキャビティ１６（図３参照）には液体材料が流入しており、吐出信号である電圧が印加された吐出ヘッド１では、圧電体素子２０がその上部電極と下部電極との間に印加された電圧により変形する。この変形は振動板１２を変形させ、キャビティ１６の体積を変化させる。この結果、キャビティ１６の吐出ノズル１１から液滴が吐出される。液滴が吐出されたキャビティ１６には吐出によって減った液体材料がタンク３から新たに供給される。
【００２９】
測定手段４０は例えば電子天秤により構成されている。測定手段４０で吐出ヘッド１から吐出された液滴の重量を測定する際には、吐出ヘッド１が測定手段４０と対向する位置に移動し、所定の吐出発数（例えば５万発など）だけ液滴を吐出する。測定手段４０は吐出された液滴の重量を測定する。測定手段４０は測定結果を算出手段５０に出力する。
【００３０】
算出手段５０は例えばパーソナルコンピュータにより構成されている。算出手段５０は測定手段４０の測定結果に基づいて所定の演算処理を行う。設定手段６０も例えばパーソナルコンピュータにより構成されている。設定手段６０は算出手段５０の算出結果に基づいて、デバイスを製造するための予め設定された液滴の重量の目標値に対応する最適駆動電圧を設定する。また、算出手段５０の算出結果及び設定手段６０の設定結果は制御手段ＣＯＮＴに出力される。
【００３１】
制御手段ＣＯＮＴには記憶手段７０が接続されている。記憶手段７０には、吐出ヘッド１から吐出される液滴の材料特性及び吐出ヘッド１の吐出特性に関する情報が予め記憶されている。更に、記憶手段７０には、液滴に含まれる液体成分（溶媒成分）の単位時間あたりの揮発量に関する情報も予め記憶されている。
【００３２】
また、制御手段ＣＯＮＴには表示手段８０が接続されている。この表示手段８０は例えば液晶ディスプレイやＣＲＴなどにより構成されており、制御手段ＣＯＮＴの処理情報を表示可能である。また、制御手段ＣＯＮＴ（表示手段８０）には、制御手段ＣＯＮＴに対して操作入力可能な入力手段９０が接続されている。入力手段９０は例えばキーボードあるいはマウスなどにより構成されている。
【００３３】
次に、上述した液滴吐出装置ＩＪの駆動方法について説明する。本実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪの駆動方法は、図４に示すフローチャート図のように、デバイスを製造するための最適液滴量を得るための駆動電圧の設定に関する処理を行う工程と、設定した駆動電圧で吐出ヘッド１を駆動してデバイスを製造するデバイス製造工程とを有する。また、駆動電圧の設定に関する処理工程は、ヘッド駆動手段３０より吐出ヘッド１に対して互いに異なる少なくとも２値の算出用電圧Ｖ１、Ｖ２を設定して印加する工程と、２値の算出用電圧Ｖ１、Ｖ２に基づき吐出された液滴のそれぞれの重量を測定手段４０で測定する測定工程と、測定手段４０の測定結果に基づいて、吐出ヘッド１に対して印加する電圧と吐出ヘッド１から吐出される液滴の重量との関係を算出手段５０で算出する算出工程と、算出手段５０で求めた関係に基づいて予め設定された液滴の重量の目標値に対応する駆動電圧Ｖｈを設定する設定工程とを有している。そして、以下に説明する駆動電圧の設定に関する処理は制御手段ＣＯＮＴの制御のもとで自動的に行われ、この処理に関する情報は図５に示すように表示手段８０に出力される。なお、以下の説明における「液滴量」とは「１滴あたりの液滴の重量」である。
【００３４】
まず、作業者が表示手段８０を参照し、入力手段９０を介して表示手段８０の入力位置Ａに目標液滴量を入力する。位置Ａには目標液滴量が表示される。そして、制御手段ＣＯＮＴのもとで処理の自動実行が開始される（ステップＳ０）。
【００３５】
Ｍ＝１が設定され（ステップＳ１）、制御手段ＣＯＮＴは、ヘッド駆動手段３０よる吐出ヘッド１に対する算出用駆動電圧Ｖ１を設定する（ステップＳ２）。そして、駆動電圧を印加する（ステップＳ３）。このときの吐出ヘッド１の吐出周波数及び吐出発数（吐出回数）は制御手段ＣＯＮＴにより自動設定される。そして、制御手段ＣＯＮＴはこの算出用電圧Ｖ１に基づき吐出された液滴の重量を測定手段４０で測定する（ステップＳ４）。Ｍ＝Ｍ＋１とされ（ステップＳ５）、Ｍ＝２かどうかを判別する（ステップＳ６）。Ｍ＝２であると判断したら、制御手段ＣＯＮＴは、ヘッド駆動手段３０より前記算出用電圧Ｖ１とは異なる値の算出用電圧Ｖ２を設定し（ステップＳ７）、吐出ヘッド１に対して印加し（ステップＳ３）、このとき吐出された液滴の重量を測定手段４０で測定する（ステップＳ４）。ここで、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２のそれぞれに基づく吐出動作の際の吐出周波数及び吐出回数は同じ値である。なお、制御手段ＣＯＮＴは、液滴の吐出回数を測定手段４０の検出特性に基づいて設定する。すなわち、軽量領域での検出を高精度に実行可能な測定手段に対しては制御手段ＣＯＮＴは吐出回数を少なく設定し、比較的重量領域での検出を高精度に実行可能な測定手段に対しては吐出回数を多く設定する。
【００３６】
ここで、制御手段ＣＯＮＴは、記憶手段７０に予め記憶されている、液滴の材料特性及び吐出ヘッド１の吐出特性に関する情報に基づいて、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２の値を設定する。すなわち、吐出ヘッドに対する印加電圧と吐出される液滴量とはほぼ比例関係にあるが、図６の模式図に示すように、印加する電圧値が低すぎたり高すぎたりする電圧の範囲（不適正範囲）では比例関係にならない。例えば低すぎる場合は液滴が所望量吐出されず、高すぎる場合は液滴量が飽和するとともに吐出ヘッド１の破損を招く。一方、この不適正範囲以外の適正範囲ではほぼ比例関係となる。そして、この適正範囲は、液滴の材料特性（用いられる材料や液滴の粘度など）や、吐出ヘッドの吐出特性（圧電体素子の特性やキャビティの容量など）に応じて変化する。記憶手段７０には、この液滴の材料特性及び吐出ヘッドの吐出特性に応じた電圧の適正範囲に関する情報が予め記憶されている。この情報は予め実験を行うことにより求めることができる。制御手段ＣＯＮＴは、記憶手段７０に記憶されている前記情報に基づいて、印加する算出用電圧Ｖ１、Ｖ２が前記適正範囲内となるように設定する。これにより、算出工程における算出処理を正確且つ効率良く行うことができる。
【００３７】
なお、ここでは、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２の設定は制御手段ＣＯＮＴにより自動的に設定する構成であるが、作業者が設定してもよい。ここで、作業者は表示手段８０の表示上、例えば入力位置Ｂ、Ｃに入力できる。表示手段８０（制御手段ＣＯＮＴ）は外部からの入力手段９０による入力を位置Ｂ、Ｃを介して受け付ける。そして、表示手段８０にはこの算出用電圧Ｖ１、Ｖ２が表示される。同様に、吐出ヘッド１で吐出する際の吐出周波数及び吐出発数も、作業者は表示手段８０の表示上、例えば入力位置Ｄ、Ｅに入力できる。
【００３８】
ここで、吐出ヘッド１は液滴を吐出する吐出ノズル１１を複数備えている。制御手段ＣＯＮＴは、複数の吐出ノズル１１のうちパターンを形成するために使用する吐出ノズルを指定し、この指定した吐出ノズル１１に対して選択的に処理を実行することができる。例えば、本実施形態では、制御手段ＣＯＮＴは、吐出ノズル１１を全て使用するか、あるいは、印字パターンで使用する吐出ノズル１１のみを使用するかを指定し、吐出動作を行う。なお、使用する吐出ノズル１１の指定は、作業者により行われてもよい。作業者は表示手段８０の表示上、例えば入力位置Ｆで液滴の重量測定を行う際に使用する吐出ノズルの数及び組み合わせを選択入力することができる。
【００３９】
測定手段４０の測定結果は算出手段５０に出力される。算出手段５０は測定手段４０の測定結果及び吐出回数に基づいて、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２に対応する液滴量（１滴あたりの液滴の重量）の平均値を算出する。制御手段ＣＯＮＴは、表示手段８０に、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２、及びこれに対応する液滴量をプロットする（図５中、符号Ｇ、Ｈ参照）。また、表示手段８０の位置Ｑ、Ｒには、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２に対応する液滴量が数値として表示される。そして、算出手段５０は、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２に基づき吐出された液滴量の測定結果に基づいて、吐出ヘッド１に対する印加電圧と吐出ヘッド１から吐出される液滴量との関係を算出する。ここでは、算出手段５０は２つの測定値に基づいて比例計算し、印加電圧と液滴量との関係を求める。算出手段５０で算出した前記関係は、表示手段８０にラインＬとして表示される。
【００４０】
次いで、設定手段６０は、ステップＳ０において予め設定された液滴の重量の目標値（目標液滴量）と、求めた前記関係とに基づいて、目標液滴量に対応する駆動電圧Ｖｈを求める（ステップＳ８）。表示手段８０には、この設定した駆動電圧Ｖｈに関する情報が、例えば位置Ｊ及び位置Ｓに表示される。
【００４１】
なお、ここでは、算出工程や設定工程は制御手段ＣＯＮＴのもとで自動的に行われる構成であるが、例えば、表示手段８０の表示上、「実行」ポインタ（符号Ｋ参照）を介して作業者が算出工程及び設定工程の実行指令を入力する構成でもよい。また、表示手段８０の表示上、「中断」ポインタ（符号Ｍ参照）を介して処理の中断指令を作業者が入力することもできる。
【００４２】
制御手段ＣＯＮＴは、設定手段６０で駆動電圧Ｖｈを設定し（ステップＳ９）、設定した駆動電圧Ｖｈをヘッド駆動手段３０を介して吐出ヘッド１に印加し（ステップＳ１０）、液滴を吐出する。そして、制御手段ＣＯＮＴはこのときの液滴量を測定手段４０で測定する（ステップＳ１１）。表示手段８０には、駆動電圧Ｖｈに基づき吐出された液滴量の測定値が位置Ｔに表示されるとともに、駆動電圧Ｖｈに基づく液滴量がプロットされる（符号Ｎ参照）。
【００４３】
制御手段ＣＯＮＴは、ステップＳ６での液滴量の測定値と目標値（目標液滴量）とを比較し、測定値と目標値との差を求める。そして、制御手段ＣＯＮＴは、求めた差が予め設定されている許容範囲内であるかどうかを判別する（ステップＳ１２）。なお、このときの測定値と目標値との差の情報は、表示手段８０上にメッセージボックス（符号Ｚ参照）として表示される。ステップＳ７において、測定値と目標値との差が許容範囲内であると判断したら、すなわち、駆動電圧Ｖｈのもとで吐出した液滴量が目標液滴量と一致（もしくはほぼ一致）したと判断したら、制御手段ＣＯＮＴは、前記求めた駆動電圧Ｖｈのもとでデバイスを製造するための吐出動作を行い（ステップＳ１３）、処理を終了する（ステップＳ１４）。
【００４４】
一方、ステップＳ１２において、測定値と目標値との差が許容範囲外であると判断したら、すなわち、駆動電圧Ｖｈのもとで吐出した液適量が目標液滴量と大きく異なっていると判断したら、制御手段ＣＯＮＴは駆動電圧と液滴量との関係の補正のため、直前の駆動電圧とその液滴量との情報を算出工程へ出力する（ステップＳ１５）。算出手段５０は算出動作を再実行する。ここで、制御手段ＣＯＮＴは、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２及び駆動電圧Ｖｈとこれに対応する液滴量とに基づいて前記関係Ｌを補正する。すなわち、図７に示すように、駆動電圧Ｖｈに基づき吐出した液滴量の測定値Ｎの目標値Ｎｒに対する誤差が大きい場合、制御手段ＣＯＮＴは、電圧Ｖ１、Ｖ２、及びＶｈとこれに対応する液滴量の測定値とに基づいて、すなわち、３つの測定点Ｇ、Ｎ、Ｈに基づいて、これ３つの測定点Ｇ、Ｎ、Ｈを近似的に通るライン（印加電圧と液滴量との関係）Ｌ’を算出手段５０で算出する。このように、算出手段５０は、算出用電圧Ｖ１、Ｖ２及び駆動電圧Ｖｈとこれに対応する液適量の測定値とに基づいて、ラインＬを補正してラインＬ’を求める。そして、補正されたライン（関係）Ｌ’を求めたら、制御手段ＣＯＮＴはステップＳ８に戻り、目標液滴量を得るための駆動電圧Ｖｈの再設定を行う。設定手段６０はラインＬ’に基づいて駆動電圧Ｖｈ’を再設定する。そして、この駆動電圧Ｖｈ’に基づき吐出動作を行い、このときの液滴量を測定する（ステップＳ１１）。そして、このときの測定値Ｎ２と目標値Ｎｒとの差が許容範囲内となるまで制御手段ＣＯＮＴは処理を繰り返す。なお、再設定した駆動電圧Ｖｈ’及び液滴量に基づいて、表示手段８０は位置Ｔ、Ｓの表示を更新する。
【００４５】
ところで、制御手段ＣＯＮＴは、図４を用いて説明した一連の処理（ステップＳ０〜Ｓ１５）を定期的に自動的に実行することができる。これにより、液体材料の特性（例えば粘度など）が経時変化するような場合でも、最適液適量を得るための駆動電圧の設定に関する処理を定期的に自動的に行うことで、常に最適液適量で液滴を吐出することができる。同様に、制御手段ＣＯＮＴは、吐出する液滴の材料変更時に前記処理を実行することによっても常に最適液適量で液滴を吐出することができる。更に、制御手段ＣＯＮＴは、デバイスを製造するためのパターンが変更される毎に処理を実行することができる。すなわち、形成するパターンが変更されると使用する吐出ノズルの数及び組み合わせも変更されるが、この場合、吐出ノズルのそれぞれに対応して設けられている複数の圧電体素子の振動の相互作用により、吐出ノズルから吐出される液滴量がパターンが変更する毎に僅かに変化する場合がある。したがって、基板Ｐ上に形成するパターンを変更する毎に、最適液滴量を得るための駆動電圧の設定に関する処理を自動的に行うことにより、パターンが変更しても常に最適液適量で液滴を吐出することができる。また、制御手段ＣＯＮＴは、温度や湿度などの環境条件が変化する毎においても一連の処理を自動的に実行する。すなわち、制御手段ＣＯＮＴは、上述したような、印加電圧と液適量との関係が変化する条件となったら処理を実行する。
【００４６】
ところで、液体材料は機能材料（固体成分）と溶媒成分（液体成分）とを含んで構成されているのが一般であり、そのため、液体材料からは溶媒成分が揮発する。ここで、測定手段４０での測定処理が時間を要する場合、揮発した溶媒成分により測定値に誤差が生じる場合がある。そこで、記憶手段７０に、吐出ヘッド１から吐出された液滴に含まれる溶媒成分の単位時間当たりの揮発量に関する情報を予め記憶させておき、制御手段ＣＯＮＴは、揮発量に関する情報に基づいて測定手段４０による測定値を補正することにより、測定値の誤差をキャンセルできる。なお、タンク３の重量を測定し、タンク３の減量分を吐出した液滴の重量としてもよい。
【００４７】
なお、上記実施形態では算出用電圧はＶ１及びＶ２の２値であるが３値以上の複数であっても構わない。３値以上の複数の算出用電圧をもとに算出動作を行う構成は、印加電圧と液滴量とが比例関係にならない特性を有する吐出ヘッドの印加電圧と液滴量との関係を求める場合、あるいは図６に示した適正範囲と不適正範囲との境界部といった変曲点近傍における前記関係を求める際に有効である。このように、液滴の材料特性や吐出ヘッドの特性に応じて、印加する算出用電圧の値の数（測定点数）を変更することができる。
【００４８】
本発明の液滴吐出装置ＩＪにより、有機ＥＬ装置及び液晶装置等の電気光学装置（デバイス）を製造できる。以下、液滴吐出装置ＩＪで製造された電気光学装置を備えた電子機器の適用例について説明する。
図８は携帯電話の一例を示した斜視図である。図８において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。図９は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。図１０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は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。図８〜図１０に示す電子機器は、上記実施の形態の電気光学装置を備えているので、表示品位に優れ、明るい画面の表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００４９】
なお、上述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型や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、ＰＯＳ端末、電子ペーパー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】吐出ヘッドを示す図である。
【図３】吐出ヘッドを示す図である。
【図４】本発明の液滴吐出装置の駆動方法の一実施形態を示すフローチャート図である。
【図５】表示手段による表示の一実施形態を示す図である。
【図６】印加電圧と１滴あたりの液滴の重量との関係を示す図である。
【図７】駆動電圧を設定するための処理を説明するための図である。
【図８】本発明の液滴吐出装置で製造されたデバイスが搭載された電子機器を示す図である。
【図９】本発明の液滴吐出装置で製造されたデバイスが搭載された電子機器を示す図である。
【図１０】本発明の液滴吐出装置で製造されたデバイスが搭載された電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１…吐出ヘッド、１１…吐出ノズル、２０…圧電体素子、
３０…ヘッド駆動手段、４０…測定手段、５０…算出手段、６０…設定手段、
７０…記憶手段、８０…表示手段、９０…入力手段、ＣＯＮＴ…制御手段、
ＩＪ…液滴吐出装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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