(57)【要約】【課題】各液滴吐出ヘッドを所定位置に精度よく配置することが可能であり、各液滴吐出ヘッドを簡単に交換することが可能な、描画装置を提供する。【解決手段】複数の液滴吐出ヘッド３４をメインプレート７４に配列したヘッドユニット７１を有する描画装置であって、サブプレート７３とメインプレート７４とを位置決めするために各サブプレート７３に形成された位置決め孔７６に対して、各液滴吐出ヘッド３４のノズル１８を位置決めした上で、各液滴吐出ヘッド３４が各サブプレート７３に固定され、各サブプレート７３の位置決め孔７６を用いて各サブプレート７３をメインプレート７４に位置決めした上で、各サブプレート７３がメインプレート７４に着脱自在に固定されている構成とした。【選択図】        図４
2004337706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に液状体を吐出して所望形状のパターンを形成する描画装置において、
複数の液滴吐出ヘッドと、
前記複数の液滴吐出ヘッドを配列したメインプレートと、を備え、
前記液滴吐出ヘッドは複数のサブプレートに固定されており、
前記各サブプレートは前記メインプレートに着脱自在に固定されていることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の描画装置において、
前記各液滴吐出ヘッドに形成され前記液状体を吐出するノズルと、
前記サブプレートに前記サブプレートと前記メインプレートとの位置合せをする位置決め手段と、を有し、
前記ノズルの吐出位置に合せて前記液滴吐出ヘッドは前記サブプレートに固定されており、前記サブプレートは前記位置決め手段を用いて前記メインプレートに着脱自在に固定されていることを特徴とする描画装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の描画装置において、
前記各液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作の確認を行う確認手段を有することを特徴とする描画装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の描画装置において、
前記各サブプレートには、１個の前記液滴吐出ヘッドが固定されていることを特徴とする描画装置。
【請求項５】
基板に液状体を吐出して所望形状のパターンを形成するため、複数の液滴吐出ヘッドをメインプレートに配列する描画装置の製造方法において、
複数の液滴吐出ヘッドと、
前記複数の液滴吐出ヘッドを配列したメインプレートと、を備え、
前記各液滴吐出ヘッドは複数のサブプレートに固定され、前記各サブプレートは前記メインプレートに着脱自在に固定されることを特徴とする描画装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の描画装置の製造方法において、
前記各液滴吐出ヘッドに形成され前記液状体を吐出するノズルと、
前記サブプレートに前記サブプレートと前記メインプレートとの位置合せをする位置決め手段と、を有し、
前記ノズルの吐出位置に合せて前記液滴吐出ヘッドは前記サブプレートに固定されており、前記サブプレートは前記位置決め手段を用いて前記メインプレートに着脱自在に固定されている描画装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５または６記載の描画装置の製造方法において、
前記各液滴吐出ヘッドの高さ寸法を測定する工程と、
前記各液滴吐出ヘッドと組み合わせて所定の高さ寸法を実現しうる前記各サブプレートに対して、前記各液滴吐出ヘッドを固定する工程と、を有することを特徴とする描画装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれかに記載の描画装置の製造方法において、
前記各液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作の確認を行う確認手段を有することを特徴とする描画装置の製造方法。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれかに記載の描画装置の製造方法において、前記各サブプレートには、１個の前記液滴吐出ヘッドが固定されていることを特徴とする描画装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし４のいずれかに記載の描画装置を使用して製造したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、描画装置、描画装置の製造方法、電気光学装置ならびに電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータディスプレイや大型テレビジョン等の電子機器の発達に伴い、液晶表示装置、特にカラー液晶表示装置の使用が増加している。この種の液晶表示装置には、通常、表示画像をカラー化するためにカラーフィルターが用いられている。カラーフィルターには、例えばガラス基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）のインクを所定のパターンで吐出させ、このインクを基板上で乾燥させることで着色層を形成するものがある。このような基板に対してインクを吐出する手段として、例えばインクジェット方式の描画装置が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１２に、従来技術に係るヘッドユニットの斜視図を示す。このヘッドユニット５７１では、メインプレート５７４に対して、６個の液滴吐出ヘッド５３４が光硬化性樹脂等により固定されている。各液滴吐出ヘッド５３４におけるインク吐出面５１２ａには、多数のノズル５１８が液滴吐出ヘッド５３４の長手方向に沿って等間隔に形成されている。そして、各液滴吐出ヘッド５３４は、メインプレート５７４の長手方向に沿って千鳥状に配置されている。これにより、各液滴吐出ヘッド５３４におけるすべてのノズル５１８が、メインプレート５７４の長手方向に沿って等間隔に配置されるようになっている。このようなヘッドユニット５７１を使用することにより、ヘッドユニット５７１の長さと同等幅の基板に対して一気にインクを吐出することが可能になり、カラーフィルターを効率的に製造することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４８９２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、３０〜６０インチといった大型の液晶テレビジョンが市場に提供されつつある。これに適応するような大型のカラーフィルターを製造するため、より多くの液滴吐出ヘッドを配列させたヘッドユニットの導入が検討されている。このようなヘッドユニットを用いれば、大型のガラス基板の搬送中に、ガラス基板の全面に対して一気にインクの吐出を行うことができる。これにより、１枚のガラス基板を処理するのに必要なタクトタイムを短縮することができる。
【０００６】
しかしながら、単純に液滴吐出ヘッドの個数を増加させてヘッドユニットを形成するのは困難である。なぜなら、液滴吐出ヘッドを固定するため光硬化性樹脂に光を照射すると、メインプレートおよび／または液滴吐出ヘッドが発熱して膨張し、各液滴吐出ヘッドを所定位置に精度よく配置できなくなる。これにより、各液滴吐出ヘッドのノズルを所定位置に精度よく配置できないという問題があるからである。特に、多数の液滴吐出ヘッドを順次固定すると、各液滴吐出ヘッドの位置ずれが累積されるので、かかる問題が顕著に現れる。
【０００７】
なお、液滴吐出ヘッドのノズルが所定位置に配置されているか否かは、ヘッドユニットを組み上げた後にインクを吐出することによって確認する。そして、ノズルが所定位置に配置されていない場合には、当該液滴吐出ヘッドは使用不可能となる。一方、液滴吐出ヘッドをサブプレートに固定する際に、液滴吐出ヘッドが故障してインク吐出が不可能となる場合もある。そして、一部の液滴吐出ヘッドが使用不可能であることが判明した場合には、その液滴吐出ヘッドを交換する必要がある。ところが、液滴吐出ヘッドを交換するには、まず描画装置からヘッドユニットを取り外し、さらに光硬化性樹脂を溶剤により溶解させてメインプレートから液滴吐出ヘッドを取り外す必要がある。このように、液滴吐出ヘッドを交換するのが困難であるという問題がある。
【０００８】
また、基板上の所定位置にインクを吐出するため、各液滴吐出ヘッドから基板までの距離を、ほぼ一定の短距離に設定する必要がある。そこで、メインプレートの表面から各液滴吐出ヘッドのインク吐出面までの高さが、一定の所定高さとなるようにヘッドユニットを形成する必要がある。ところが、液滴吐出ヘッドは複数の部品により形成されているため、高さのばらつきは避けられない。特に、多数の液滴吐出ヘッドを使用する場合には、同程度の高さの液滴吐出ヘッドを多数確保するのが困難である。そのため、メインプレートの表面から各液滴吐出ヘッドのインク吐出面までの高さを一定にすることができないという問題がある。
【０００９】
近年、カラーフィルターのみならず、インクジェット方式の描画装置を用いた有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等のデバイス形成技術、あるいは配線形成技術が検討されている。上ではカラーフィルター製造装置を例に挙げ、従来の技術とその問題点を説明したが、上記の問題点はこれらデバイス形成技術、配線形成技術にも共通の問題点であり、より信頼性の高い製品、ひいては当該製品を製造する描画装置の実現が望まれている。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、各液滴吐出ヘッドを所定位置に精度よく配置することが可能であり、メインプレートの表面から各液滴吐出ヘッドの液滴吐出面までの高さを一定の所定高さとすることが可能であり、また各液滴吐出ヘッドを簡単に交換することが可能な、描画装置およびその製造方法の提供を目的とする。
また、信頼性の高い電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る描画装置は、基板上に液状体を吐出して所望形状のパターンを形成する描画装置において、複数の液滴吐出ヘッドと、前記複数の液滴吐出ヘッドを配列したメインプレートと、を備え、前記液滴吐出ヘッドは複数のサブプレートに固定されており、前記各サブプレートは前記メインプレートに着脱自在に固定されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、サブプレートをメインプレートに着脱自在に固定するので、使用不可能となった液滴吐出ヘッドを、サブプレートごとメインプレートから簡単に取り外すことができる。その作業は、描画装置からメインプレートを取り外さなくても実施することが可能である。したがって、液滴吐出ヘッドを簡単に交換することができる。
【００１３】
また、前記各液滴吐出ヘッドに形成され液状体を吐出するノズルと、前記サブプレートに前記サブプレートと前記メインプレートとの位置合せをする位置決め手段と、を有し、前記ノズルの吐出位置に合せて前記液滴吐出ヘッドは前記サブプレートに固定されており、前記サブプレートは前記位置決め手段を用いて前記メインプレートに着脱自在に固定されていることが望ましい。
【００１４】
この構成によれば、サブプレートをメインプレートに位置決めして着脱自在に固定するので、固定の際にメインプレートが発熱して膨張することがない。また、多数のサブプレートを順次固定しても、各サブプレートの位置ずれが累積されることはない。したがって、各サブプレートに固定された各液滴吐出ヘッドを、所定位置に精度よく配置することができる。加えて、各サブプレートの位置決め手段に対して各液滴吐出ヘッドのノズルを位置決めして固定するので、各液滴吐出ヘッドのノズルを所定位置に精度よく配置することができる。
【００１５】
また、前記各液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作の確認を行う確認手段を有することが望ましい。
この構成によれば、サブプレートをメインプレートに着脱自在に固定するので、固定の際に液滴吐出ヘッドが故障することはない。そこで、液滴吐出ヘッドをサブプレートに固定した段階で液滴吐出動作の確認を行なうことにより、正常に液滴吐出が可能な描画装置を製造することができる。
【００１６】
また、前記各サブプレートには、１個の前記液滴吐出ヘッドが固定されていることが望ましい。この構成によれば、液滴吐出ヘッドを固定する際にサブプレートが発熱して膨張しても、各液滴吐出ヘッドの位置ずれが累積されることはない。したがって、各液滴吐出ヘッドを所定位置に精度よく配置することができる。
【００１７】
一方、本発明に係る描画装置の製造方法は、前記各液滴吐出ヘッドの高さ寸法を測定する工程と、前記各液滴吐出ヘッドと組み合わせて所定の高さ寸法を実現しうる前記各サブプレートに対して、前記各液滴吐出ヘッドを固定する工程と、を有することが望ましい。
この構成によれば、多数の液滴吐出ヘッドを使用する場合でも、メインプレートの表面から各液滴吐出ヘッドの液滴吐出面までの高さを、一定の所定高さとすることができる。
【００１８】
一方、本発明に係る描画装置は、上述した描画装置の製造方法を使用して製造したことを特徴とする。この構成によれば、上記効果をともなった描画装置を提供することができる。
【００１９】
一方、本発明に係る電気光学装置は、上述した描画装置を使用して製造したことを特徴とする。この構成によれば、基板の所定位置に液滴が吐出された信頼性の高い電気光学装置を低コストで提供することができる。
一方、本発明にかかる電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液状体の塗布方法およびその装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２１】
［第１実施形態］
最初に、本発明の第１実施形態につき、図１ないし図９を用いて説明する。
【００２２】
［カラーフィルター製造装置］
図１は本実施形態のカラーフィルター製造装置の概略構成図であり、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層を備えたカラーフィルターを製造するための装置である。
本実施形態のカラーフィルター製造装置１は、図１に示すように、上流側からインク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５、本焼成装置６（加熱装置）が配置され、これらの装置が任意の搬送装置（図示略）を介して連結されたものである。このカラーフィルター製造装置１には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層のパターンを区画する隔壁（バンクとも言う）が形成されたガラス、プラスチック等からなる透明基板（基板）が供給される。インク受容層形成装置２は、隔壁で区画された領域内に樹脂組成物からなるインク受容層を下地層として形成するための装置である。Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５は、それぞれ後で着色層となるＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を塗布するための装置である。本焼成装置６は、塗布後のＲ、Ｇ、Ｂのインクからなる液状体を一括して加熱、焼成するための装置である。これらの装置のうち、インク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５の４台には、本発明の描画装置（インクジェット装置）が用いられている。
【００２３】
［描画装置］
図２は、本実施形態のカラーフィルター製造装置１の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成斜視図である。描画装置が用いられるインク受容層形成装置２、Ｒ着色層形成装置３、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５の基本構成は全て同様であるため、ここではＲ着色層形成装置３を一例として説明する。
【００２４】
Ｒ着色層形成装置３は、図２に示すように、上流側から下流側（図２における右側から左側）に向けて給材部６１、表面改質部６２、描画部６３、検査部６４、仮焼成部６５、除材部６６が備えられている。大まかな処理の流れとしては、給材部６１から供給された描画前の基板に対し、表面改質部６２において親液処理、撥液処理が施され、描画部６３において隔壁で区画された所定の領域にＲのインクが吐出、描画される。次いで、検査部６４において描画状態が検査され、仮焼成部６５でインクの仮焼成が施された後、描画後の基板が除材部６６により排出される。本装置において、これら各部は基板の流れ方向に沿って直線状に配置されている。なお、本装置は大型の基板を処理可能な大規模な装置であるため、作業者が後述するヘッドユニットのメンテナンスを行うための通路６７が設けられている。給材部６１および除材部６６は任意の基板搬送手段で構成することができ、例えばローラコンベア、ベルトコンベア等が用いられる。表面改質部６２は、プラズマ処理室を備えており、親液処理としては大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ２プラズマ処理）が行われ、基板の表面及び隔壁の側面が親液化される。撥液処理としては大気雰囲気中でテトラフルオロメタン（四フッ化炭素）を反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ４プラズマ処理）が行われ、隔壁の上面が撥液化される。
【００２５】
図３は、描画部６３の近傍のみを示す概略構成斜視図である。描画部６３は、図３に示すように、一方向に移動可能なステージ７０上に基板Ｓを吸着保持し、その状態で基板Ｓを一方向（図３における右側から左側）に搬送する構成となっており、基板Ｓの搬送方向と直交して延びるヘッドユニット７１が装置本体に架設されている。後に詳述するように、ヘッドユニット７１は複数個の液滴吐出ヘッドを備え、各液滴吐出ヘッドのノズルから下方の基板Ｓに対してインク滴を吐出可能となっている。すなわち、本実施形態の描画装置７２は、液滴吐出ヘッド側が移動せず、基板側のみが移動する構成である。また、図３における符号７６はインクタンクである。インクタンク７６はインクを貯留するものであり、配管（図示せず）を介してインクを液滴吐出ヘッド３４に供給するものとなっている。
【００２６】
また、ヘッドユニット７１の長手方向の側方には、整備部８０が設けられている。整備部８０は、各液滴吐出ヘッド３４の詰まり等による吐出不良を防止すべく所定の頻度で各液滴吐出ヘッド３４の吸引・クリーニング作業等を行うためのものである。整備部８０の具体的な構成として、整備ユニット８０ａが配置されている。整備ユニット８０ａには、吸引時に各液滴吐出ヘッド３４のノズルを塞ぐキャップユニット８１や、インク吐出面を拭うためのワイパユニット９０が備えられている。また、ヘッドユニット７１の下流側には、描画後の基板Ｓの描画状態、すなわち所定の位置にインク滴が確実に吐出されているか否かを検査する検査部６４が設けられている。検査部６４は、例えばＣＣＤ等を用いたラインセンサにより構成されている。さらに本実施形態の場合、検査部６４により所定の位置にインクが吐出されていない不良箇所が発見された時にその箇所にのみ再度インクを吐出して不良箇所を補修するための補修用ヘッド６８がヘッドユニット７１の上流側に設置されている。補修用ヘッド６８がヘッドユニット７１の上流側に位置しているため、補修時のみはステージ７０が逆方向（図３における左側から右側）に移動するようになっている。補修用ヘッド６８は１個の液滴吐出ヘッド３４のみを有しており、基板Ｓの搬送方向と直交する方向に移動可能となっている。もしくは、補修用ヘッド６８はヘッドユニット７１の下流側に位置していてもよく、その場合にはステージ７０が逆方向に移動する必要はない。また、検査部６４の下流側には、例えばレーザー乾燥方式による仮焼成部６５が設けられている。仮焼成部の焼成条件は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色によってそれぞれ最適化される。
【００２７】
以上には描画装置の構成をＲ着色層形成装置３の例を挙げて説明したが、カラーフィルター製造装置１の初段にあるインク受容層形成装置２のみは表面改質部６２の上流側に洗浄部を備えている。インク受容層形成装置２には隔壁が形成された基板Ｓが供給されるが、基板Ｓの表面改質を行う前にウェット洗浄、オゾン洗浄等の方法により基板Ｓを洗浄し、清浄になった基板Ｓを表面改質部６２に供給する構成となっている。この構成により、基板Ｓに付着した異物等に起因する描画不良の発生が抑えられ、歩留りを向上することができる。
【００２８】
［ヘッドユニット］
図４（ａ）は、ヘッドユニット７１を液滴吐出ヘッド３４のノズル側から見た斜視図、図４（ｂ）は１個の液滴吐出ヘッド３４の拡大図（図４（ａ）の符号Ｈの円内の拡大図）である。ヘッドユニット７１は、基板の搬送方向と直交する方向に伸びるメインプレート７４上に、複数の液滴吐出ヘッド３４を整列配置したものである。本実施形態の場合、メインプレート７４の長手方向に沿って複数の液滴吐出ヘッド３４が３列に配列され、各列間で隣接する液滴吐出ヘッド３４がメインプレート７４の長手方向にずれた状態で配置されている。また、各液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａには複数のノズル（吐出口）１８が形成され、各ノズル１８は液滴吐出ヘッド３４の長手方向に沿って等間隔で配列されている。この液滴吐出ヘッド３４を上記のように配列することにより、複数の液滴吐出ヘッド３４に形成されたすべてのノズル１８が、メインプレート７４の長手方向に沿って等間隔に配列されるようになっている。すなわち、このヘッドユニット７１は、例えば数ｍという幅にわたって誤差±５μｍの所定ピッチでインク滴を吐出可能となっている。そして、基板を搬送しつつこのヘッドユニット７１からインク滴を吐出することで、基板の全面にわたって一気にインクを描画することができる。
【００２９】
また、メインプレート７４の表面から各液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａまでの高さは、ほぼ一定の所定高さに形成されている。これにともなって、各液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａから基板までの距離は、ほぼ一定の短距離に設定されている。これにより、液滴吐出ヘッド３４から吐出されたインクを、基板上の所定位置に着弾させることが可能になっている。
【００３０】
図６（ａ）は、液滴吐出ヘッドの構造説明図、図６（ｂ）は正面断面図である。液滴吐出ヘッド３４は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮してその圧力波で液体を吐出させるもので、上述したように、一列または複数列に配列された複数のノズル１８を有している。この液滴吐出ヘッド３４の構造の一例を説明すると、液滴吐出ヘッド３４は、図６（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の内部はインクで満たされており、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からインクを噴射するためのノズル１８が形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６にインクを供給するための孔１９が形成されている。
【００３１】
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６（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、圧電材料を一対の電極２１で挟持したものであり、一対の電極２１に通電すると圧電材料が収縮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、空間１５内に増大した容積分に相当するインクが、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。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内部のインクの圧力が上昇し、ノズル１８から基板に向けてインクの液滴Ｌが吐出される。
【００３２】
なお、液滴吐出ヘッド２のインクジェット方式としては、前記の圧電素子２０を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、例えば、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた方式を採用してもよい。
【００３３】
そして図４に示すように、液滴吐出ヘッド３４はそれぞれサブプレート７３に固定され、各サブプレート７３はメインプレート７４に固定されている。なお、サブプレート７３およびメインプレート７４は、線膨張係数が小さく耐薬品性に優れたセラミック等の材料によって構成されている。線膨張係数が小さい材料で構成することにより、液滴吐出ヘッド３４を固定する際にサブプレート７３が膨張するのを抑制することができる。また、耐薬品性に優れた材料で構成することにより、サブプレート７３およびメインプレート７４がインクにより浸食されるのを防止することができる。以下には、液滴吐出ヘッド３４、サブプレート７３およびメインプレート７４の固定構造について説明する。
【００３４】
図５は、図４（ｂ）のＡ−Ａ線における正面断面図である。図５に示すように、液滴吐出ヘッド３４は、その裏面をサブプレート７３の表面に密着させて配置されている。その液滴吐出ヘッド３４の側面には取り付け用のフランジ部３５が突出形成され、そのフランジ部３５には取り付け孔３５ａが形成されている。そして、その取り付け孔３５ａにアクリル等の光硬化性樹脂３６が充填されて硬化されている。この光硬化性樹脂３６が、液滴吐出ヘッド３４の取り付け孔３５ａの内面およびサブプレート７３の表面と接着することにより、液滴吐出ヘッド３４とサブプレート７３とが相互に固定されている。なお液滴吐出ヘッド３４は、そのインク吐出面に等間隔で形成された複数のノズルの位置を、後述するサブプレート７３の位置決め孔７６に対して位置決めした上で、サブプレート７３に固定されている。
【００３５】
一方、サブプレート７３は、その裏面をメインプレート７４の表面に密着させて配置されている。矩形のサブプレート７３における２つの対角線のうち、一方の対角線の両端隅部には、メインプレート７４に対する取り付け孔７５，７５が形成されている（図４（ｂ）参照）。また、他方の対角線の両端隅部には、メインプレート７４との位置決め手段となる位置決め孔７６，７６が形成されている（図４（ｂ）参照）。一方、メインプレート７４には、サブプレート７３の取り付け孔７５の形成位置に対応して、雌ねじ７７が穿設されている。また、サブプレート７３の位置決め孔７６の形成位置に対応して、位置決めピン７８が突設されている。そして、この位置決めピン７８がサブプレート７３の位置決め孔７６に嵌合されて、サブプレート７３とメインプレート７４とが相互に位置決めされている。また、サブプレート７３の取り付け孔７５に挿入された雄ねじ７９が、メインプレート７４の雌ねじ７７に螺合して、サブプレート７３がメインプレート７４に固定されている。
【００３６】
なお、サブプレート７３の取り付け孔７５および位置決め孔７６の形成位置は、サブプレート７３の四隅以外の位置であってもよい。また、取り付け孔７５および位置決め孔７６の個数は、それぞれ２個以上であってもよい。これにともなって、メインプレート７４の雌ねじ７７および位置決めピン７８の形成位置および個数も上記に限られず、サブプレート７３の取り付け孔７５および位置決め孔７６に対応して形成されていればよい。なお、サブプレート７３とメインプレート７４との位置決め手段として、位置決め孔７６および位置決めピン７８以外の手段を採用することも可能である。
【００３７】
［ヘッドユニットの製造方法］
次に、上述したヘッドユニットの製造方法について、図５を用いて説明する。上述したように、メインプレート７４の表面から各液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａまでの高さは、一定の所定高さに形成する必要がある。しかし、液滴吐出ヘッド３４は複数の部品により形成されているため、高さのばらつきは避けられない。そこで、あらかじめすべての液滴吐出ヘッド３４の高さを測定し、各液滴吐出ヘッド３４と組み合わせて上記所定高さを実現しうるサブプレート７３の厚さを計算し、その厚さのサブプレート７３を形成して使用する。なお、その厚さのサブプレート７３を、あらかじめ形成しておいた複数のサブプレート７３の中から選択して使用してもよい。これにより、多数の液滴吐出ヘッド３４を有する場合でも、メインプレート７４の表面から各液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａまでの高さを、一定の所定高さに形成することが可能となる。これにより、基板上の所定位置にインクを吐出することが可能になる。
【００３８】
そして、液滴吐出ヘッド３４をサブプレート７３に固定する。具体的には、まずメインプレート７４との位置決め手段としてサブプレート７３に形成された位置決め孔７６に対して、液滴吐出ヘッド３４のインク吐出面１２ａに形成されたノズルを位置決めした上で、液滴吐出ヘッド３４をサブプレート７３の表面に配置する。次に、液滴吐出ヘッド３４のフランジ部３５に形成された取り付け孔３５ａに、硬化前の光硬化性樹脂３６を充填する。そして、充填した光硬化性樹脂３６に紫外線等の光を照射して、その光硬化性樹脂３６を硬化させる。これにより、光硬化性樹脂３６が液滴吐出ヘッド３４の取り付け孔３５ａの内面およびサブプレート７３の表面と接着するので、液滴吐出ヘッド３４とサブプレート７３とが相互に固定される。なお、液滴吐出ヘッド３４とサブプレート７３との間には光硬化性樹脂３６が介在しないので、両者を組み合わせて上記所定高さを実現することができる。また、光硬化性樹脂３６を用いることにより、液滴吐出ヘッド３４および／またはサブプレート７３に力を作用させることなく両者を固定できるので、両者の位置精度を維持することができる。
【００３９】
なお、光硬化性樹脂３６に光を照射すると、サブプレート７３および／または液滴吐出ヘッド３４が発熱するので、両者を冷却しつつ光硬化性樹脂３６に光を照射するのが望ましい。これにより、サブプレート７３および／または液滴吐出ヘッド３４の膨張を防止することが可能になり、両者の位置精度を維持することができる。なお、サブプレート７３は小型に形成されているので、簡単かつ短時間にサブプレート７３を冷却することができる。
【００４０】
ところで、液滴吐出ヘッド３４の各ノズルは、例えば４０μｍ程度の微小径に形成されているため、わずかなゴミが侵入した場合でもノズル詰まりが発生するおそれがある。また、液滴吐出ヘッド３４をサブプレート７３に固定する際に、液滴吐出ヘッド３４が故障してインク吐出が不可能となる場合もある。そこで、液滴吐出ヘッド３４をサブプレート７３に固定した段階で、液滴吐出動作の確認を行うのが望ましい。具体的には、液滴吐出ヘッド３４からインクを空打ちして、所定位置に所定量のインクを吐出できるか確認する。そして、正常に液滴吐出可能な液滴吐出ヘッド３４が固定されたサブプレート７３のみを使用して、ヘッドユニットを製造する。なお、サブプレート７３をメインプレート７４に固定する際に液滴吐出ヘッド３４が故障することはないので、液滴吐出ヘッド３４をサブプレート７３に固定した段階で液滴吐出動作の確認を行うことにより、正常にインク吐出可能な描画装置を製造することができる。
【００４１】
次に、サブプレート７３をメインプレート７４に固定する。具体的には、まずサブプレート７３の位置決め孔７６にメインプレート７４の位置決めピン７８を嵌合しつつ、メインプレート７４上にサブプレート７３を配置する。これにより、メインプレート７４に対してサブプレート７３が位置決めされる。次に、サブプレート７３の取り付け孔７５に雄ねじ７９を挿入して、メインプレート７４の雌ねじ７７に螺号させる。これにより、メインプレート７４に対してサブプレート７３が固定される。以上の工程を、各液滴吐出ヘッド３４を固定した各サブプレート７３について繰り返す。これにより、複数の液滴吐出ヘッド３４に形成されたすべての液滴吐出ノズル１８が、メインプレート７４の長手方向に沿って等間隔に配列される。
【００４２】
本実施形態では、各サブプレート７３をメインプレート７４に位置決めした上で、ねじ止めして固定した。この場合、固定の際にメインプレート７４が発熱して膨張することがない。また、多数のサブプレート７３を順次固定しても、各サブプレート７３の位置ずれが累積されることはない。したがって、各サブプレート７３に固定された各液滴吐出ヘッド３４を、所定位置に精度よく配置することができる。加えて、各サブプレート７３の位置決め孔７６に対して各液滴吐出ヘッド３４のノズルを位置決めして固定した。したがって、各液滴吐出ヘッド３４のノズルを所定位置に精度よく配置することができる。これにより、複数の液滴吐出ヘッド３４に形成されたすべてのノズルが、メインプレート７４の長手方向に沿って等間隔に配列される。そして、基板を搬送しつつこのヘッドユニットからインク滴を吐出することで、基板の全面にわたって所定位置にインクを描画することができる。
【００４３】
一方、描画装置の運転中に、ヘッドユニットを構成する一部の液滴吐出ヘッド３４にノズル詰まり等が発生して、その液滴吐出ヘッド３４が使用不可能となる場合がある。そこで、使用不可能となった液滴吐出ヘッド３４を交換する方法について説明する。まず、描画装置の運転を一時停止して、ヘッドユニット７１をステージ側方の整備部８０に移動させる（図３参照）。次に、使用不可能となった液滴吐出ヘッド３４を、メインプレート７４から取り外す。ここで、液滴吐出ヘッド３４が固定されているサブプレート７３は、メインプレート７４にねじ止めされて着脱自在に固定されているので、使用不可能となった液滴吐出ヘッド３４をサブプレート７３ごとメインプレート７４から簡単に取り外すことができる。なお、その作業は描画装置からメインプレート７４を取り外さなくても実施することが可能である。そして、正常に液滴吐出可能な新しい液滴吐出ヘッド３４を、サブプレート７３とともにメインプレート７４に固定する。以上により、液滴吐出ヘッド３４を簡単に交換することができる。
【００４４】
なお、描画装置の運転中における液滴吐出ヘッド３４のノズル詰まり等の発生を検出するため、各液滴吐出ヘッドの液滴吐出動作の確認を行う確認手段を設けてもよい。その確認手段として、たとえば飛行観測ユニットを設ける。飛行観測ユニットは、間欠点灯可能なフラッシュライト（照明手段）と、液滴の飛行を観測するＣＣＤカメラ（第１の撮影手段）と、吐出された液滴を受ける受け皿とを備えている。この構成は、フラッシュライトを間欠点灯させた状態で、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させ、液滴の飛行経路をＣＣＤカメラで撮影するものである。これにより、液滴の飛行経路を観測することができ、液滴の飛行曲がりも観測可能な構成とされている。なお、この構成の他に、液滴の飛行経路を横切るようにレーザ等の光を照射する照射部（光照射手段）と、照射部から照射された光を検知する検知部（光検知手段）とを備えた構成も用いることができる。また確認手段として、ノズル検査ユニットを設けてもよい。ノズル検査ユニットは、液滴吐出ヘッド３４の液滴吐出方向からノズル１８およびその周囲を観測するものである。ノズル検査ユニットは、液滴吐出方向から液滴吐出ヘッド３４を観測するノズル観測カメラ（第２の撮影手段）を備えている。
【００４５】
［カラーフィルターの製造方法］
次に、本実施形態のカラーフィルター製造装置１を用いたカラーフィルターの製造方法の一例を説明する。図７は、基板Ｓにおけるカラーフィルター領域５１の説明図である。上記カラーフィルター製造装置１を用いたカラーフィルターの製造方法は、生産性を高める観点から長方形状の基板Ｓ上に、複数個のカラーフィルター領域５１をマトリクス状に形成する際に適用することができる。これらのカラーフィルター領域５１は、後で基板Ｓを切断することにより、液晶表示装置に適合する個々のカラーフィルターとして用いることができる。なお、各カラーフィルター領域５１においては、図７に示したように、Ｒのインク、Ｇのインク、およびＢのインクをそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成して配置する。なお、この形成パターンとしては、ストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェアー型等としてもよい。
【００４６】
図８は、カラーフィルターの製造方法の説明図である。このようなカラーフィルター領域５１を形成するには、まず、図８（ａ）に示すように、透明の基板Ｓの一方の面に対し、ブラックマトリクス５２を形成する。このブラックマトリクス５２を形成する際には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色樹脂）を、スピンコート等の方法で所定の厚さ（例えば２μｍ程度）に塗布し、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングする。このブラックマトリクス５２の格子で囲まれる最小の表示要素、すなわちフィルターエレメント５３については、例えばＸ軸方向の幅を３０μｍ、Ｙ軸方向の長さを１００μｍ程度とする。このブラックマトリクスは充分な高さを有しており、インク吐出時の隔壁として機能する。
【００４７】
次に、図８（ｂ）に示すように、本実施形態のカラーフィルター製造装置１におけるインク受容層形成装置２の液滴吐出ヘッド３４からインク受容層となる樹脂組成物を含有するインク滴５４（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、インク受容層形成装置２の焼成部においてインク滴の焼成を行い、図８（ｃ）に示すようなインク受容層６０とする。
【００４８】
次に、図８（ｄ）に示すように、Ｒ着色層形成装置３の液滴吐出ヘッド３４からＲのインク滴５４Ｒ（液状体）を吐出し、これを基板Ｓ上に着弾させる。吐出するインク滴５４の量については、加熱工程におけるインクの体積減少を考慮した十分な量とする。次いで、Ｒ着色層形成装置３の仮焼成部６５においてインクの仮焼成を行い、図８（ｅ）に示すようなＲ着色層３４Ｒとする。以上の工程を、Ｇ着色層形成装置４、Ｂ着色層形成装置５においても繰り返し、図８（ｆ）に示すように、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを順次形成する。Ｒ着色層３４Ｒ、Ｇ着色層３４Ｇ、Ｂ着色層３４Ｂを全て形成した後、本焼成装置６においてこれら着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを一括して焼成する。
【００４９】
次いで、基板Ｓを平坦化し、かつ着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂを保護するため、図８（ｇ）に示すように各着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂやブラックマトリクス５２を覆うオーバーコート膜（保護膜）５６を形成する。このオーバーコート膜５６の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することもできるが、着色層３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの場合と同様に描画装置を用いることもできる。
【００５０】
上述したように、本実施形態のカラーフィルター製造装置１を構成する描画装置７２は、給材部６１と除材部６６とを結ぶ直線状の基板搬送ラインの途中に描画部６３を備え、複数の液滴吐出ヘッド３４の配列方向と交差する方向に、基板Ｓを移動させつつ液滴吐出ヘッド３４からインクを吐出することで所望形状のパターンを形成するものである。つまり、描画前の基板Ｓを描画部６３の一端から供給し、描画後の基板Ｓを描画部６３の他端から排出する構成であるから、基板Ｓを描画部６３内に連続的に流すことができ、一方向のみの搬送中に複数の液滴吐出ヘッド３４を用いて一気に描画を行うことができる。そのため、１枚の基板を処理するのに必要なタクトタイムを短縮でき、生産性に優れた装置を実現することができる。また、給材部６１、描画部６３、および除材部６６が直線状に配列されているため、装置の占有スペースを縮小することができる。さらに、基板の搬送方向を変える機能を持つ搬送装置が不要となるので、装置構成を簡略化することができる。
【００５１】
［液晶装置］
次に、上記カラーフィルターを備えた液晶装置（電気光学装置）の一実施形態を示す。図９はパッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図であり、図９中の符号３０は液晶装置である。この液晶装置３０は透過型のもので、一対のガラス基板３１、３２の間にＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶等からなる液晶層３３が挟持されてなるものである。
【００５２】
一方のガラス基板３１には、その内面に上記カラーフィルター５５が形成されている。カラーフィルター５５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色からなる着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂが規則的に配列されて構成されたものである。なお、これらの色素層３４Ｒ（３４Ｇ、３４Ｂ）間には、ブラックマトリクス５２が形成されている。そして、これらカラーフィルター５５およびブラックマトリクス５２の上には、カラーフィルター５５やブラックマトリクス５２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、オーバーコート膜（保護膜）５６が形成されている。オーバーコート膜５６の上には複数の電極３７がストライプ状に形成され、さらにその上には配向膜３８が形成されている。
【００５３】
他方のガラス基板３２には、その内面に、カラーフィルター５５側の電極３７と直交するようにして、複数の電極３９がストライプ状に形成されており、これら電極３９上には、配向膜４０が形成されている。なお、前記カラーフィルター５５の各着色層３４Ｒ、３４Ｇ、３４Ｂは、それぞれ各ガラス基板３２上の電極３９、３７の交差する位置に配置されている。また、電極３７、３９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。さらに、ガラス基板３２とカラーフィルター５５の外面側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が設けられ、ガラス基板３１、３２間にはこれら基板３１、３２間の間隔（セルギャップ）を一定に保持するためスペーサ４１が設けられている。さらに、これらガラス基板３１、３２間には液晶３３を封入するためのシール材４２が設けられている。
【００５４】
本実施形態の液晶装置３０では、上記カラーフィルター製造装置１を用いて製造されるカラーフィルター５５を適用しているため、安価で品質の良いカラー液晶表示装置を実現することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態につき、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態のカラーフィルター製造装置の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成図である。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
本実施形態のカラーフィルター製造装置における描画装置１０３は、基板の搬送ラインの側方に描画部１６３を有しており、前工程側から後工程側に搬送される基板Ｓをメイン搬送ライン１６０から引き込んで描画を行い、描画後に再度メイン搬送ライン１６０に戻す構成である。そのため、メイン搬送ライン１６０から描画部１６３への分岐点に、基板の搬送方向を９０°切り替えるピボット装置１６９が設けられている。なお、この搬送装置１６９と描画部１６３との間に、表面改質部１６２が設けられている。本実施形態の構成とすることにより、基板Ｓをメイン搬送ライン１６０から引き込む過程でカラーフィルターの描画を行い、基板Ｓを再度メイン搬送ライン１６０に戻す過程で描画不良の補修を行うことができる。
【００５７】
第２実施形態の描画装置１０３にも、第１実施形態と同様のヘッドユニット１７１が設けられている。すなわち、基板の搬送方向と直交する方向に伸びるメインプレート上に、複数の液滴吐出ヘッドが整列配置されている。具体的には、メインプレートの長手方向に沿って複数の液滴吐出ヘッドが３列に配列され、各列間で隣接する液滴吐出ヘッドがメインプレートの長手方向にずれた状態で配置されている。この液滴吐出ヘッドを上記のように配列することにより、複数の液滴吐出ヘッドに形成されたすべてのノズルが、メインプレートの長手方向に沿って等間隔に配列されるようになっている。そして、基板を搬送しつつこのヘッドユニットからインク滴を吐出することで、基板の全面にわたって一気にインクを描画することができる。
【００５８】
［電子機器］
次に、上記液晶装置からなる表示手段を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１１は、液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。図１１において、符号５００は液晶テレビジョン本体を示し、符号５０１は上記実施形態の液晶装置を備えた液晶表示部を示している。このように、図１１に示す電子機器は、上記実施形態の液晶装置を備えたものであるから、安価で表示品位に優れたカラー液晶表示を有する電子機器を実現することができる。
【００５９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態のカラーフィルター製造装置の細部の具体的な構成等に関しては適宜変更が可能である。また、上記実施形態では本発明の描画装置をカラーフィルターの製造に応用する例を挙げたが、カラーフィルターのみならず、有機ＥＬ素子等のデバイス形成技術、あるいは各種配線形成技術に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のカラーフィルター製造装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態のカラーフィルター製造装置の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成斜視図である。
【図３】描画部の近傍のみを示す概略構成斜視図である。
【図４】ヘッドユニットの説明図である。
【図５】図４（ｂ）のＡ−Ａ線における正面断面図である。
【図６】液滴吐出ヘッドの説明図である。
【図７】基板におけるカラーフィルター領域の説明図である。
【図８】カラーフィルターの製造方法の説明図である。
【図９】パッシブマトリクス型の液晶装置の側面断面図である。
【図１０】第２実施形態のカラーフィルター製造装置の要部である描画装置の部分のみを示す概略構成斜視図である。
【図１１】液晶テレビジョンの一例を示した斜視図である。
【図１２】従来のヘッドユニットの説明図である。
【符号の説明】
１２ａインク吐出面  １８ノズル  ３４液滴吐出ヘッド  ７１ヘッドユニット
７３サブプレート  ７４メインプレート  ７５取り付け孔  ７６位置決め孔
【図１】
2004337706.tif 000003
【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】
2004337706.tif 000010
【図９】
2004337706.tif 000011
【図１０】
2004337706.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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