(57)【要約】【課題】  高粘性の液状体を用いた薄膜形成も容易にできるようにし、しかも吐出する液状体の量を正確に制御することにより、得られる薄膜を所望の膜厚に高精度に形成できるようにした液滴吐出装置と、これを用いた電気光学装置の製造方法を提供する。【解決手段】  液状体Ｌを貯留する容器Ｔと、液状体を吐出する液滴吐出ヘッド２と、移送配管３とを備え、これらを同じ温度に制御する温度制御手段５を有した液滴吐出装置１である。容器Ｔを昇降させる昇降手段３０と、容器Ｔ、移送配管３、液滴吐出ヘッド２のいずれかの液状体温度を検出する温度検出手段３１と、温度検出手段３１で検出された温度と温度制御手段５で制御する温度との間に差が生じた際に、この温度差によって生じる容器Ｔ内の液状体の液面レベル変化を補正して正規の液面レベルとなるように容器Ｔを昇降させるよう、昇降手段３０を制御する昇降制御手段３２とを備えている。【選択図】    図１ 
2005125143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を貯留する容器と、前記液状体を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記容器から前記液滴吐出ヘッドに液状体を移送する経路となる移送配管とを備え、前記容器と移送配管と液滴吐出ヘッドとを同じ温度になるように制御する温度制御手段を有した液滴吐出装置において、
前記容器を昇降させる昇降手段と、
前記容器、移送配管、液滴吐出ヘッドのうちのいずれかの内部の液状体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度と前記温度制御手段で制御する温度との間に差が生じた際に、この温度差によって生じる前記容器内の液状体の体積変化による液面レベル変化を補正して正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させるよう、前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
液状体を貯留する容器と、前記液状体を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記容器から前記液滴吐出ヘッドに液状体を移送する経路となる移送配管とを備え、前記容器と移送配管と液滴吐出ヘッドとを同じ温度になるように制御する温度制御手段を有した液滴吐出装置において、
前記容器を昇降させる昇降手段と、
前記容器内の液状体の粘度を検出する粘度検出手段と、
前記粘度検出手段で検出された粘度が予め設定された粘度との間に差が生じた際に、前記容器内の液状体の液面レベルを、検出された粘度に対応する正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させるよう、前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
容器内の液状体の液面レベルを検出する液面レベルセンサが設け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】
前記温度制御手段には、前記容器、移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度を調節する調節部と、該調節部によって調節された温度に前記容器、移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度を保持する保持部とが備えられており、前記調節部は、前記容器内の液状体の温度を調節することによって移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度も調節するよう構成され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】
液滴吐出ヘッドからの液状体の吐出に伴って低下する容器内の液状体の液面レベルを補正して前記の正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させる、第２昇降手段が備えられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
液滴吐出ヘッドからの液状体の吐出に伴って低下する容器内の液状体の液面レベルを補正して前記の正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させるよう、前記昇降手段を制御する第２昇降制御手段が備えられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置を用いて機能性膜を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状体を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置と、これを用いた電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄膜形成技術としては、例えば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って薄膜を形成する方法であり、回転数、回転保持時間および塗布液の粘度などにより膜厚を制御するものである。このスピンコート法は、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（スピンオンガラス）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】
しかしながら、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塗布法を利用した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来のインクジェット塗布法は、室温下で塗布工程を実施することを前提としており、この塗布法において使用される塗布液は室温下でインクジェットヘッドから吐出できるような粘度となるように、その固形分含量等が調節されている。ところで、塗布液の粘度は環境温度によって影響を受けるため、インクジェットヘッドからスムーズに塗布液を吐出させるために、塗布液の温度調節を行うことが検討されている。
【０００５】
このような背景のもとに、基板上に塗布液（液状体）を吐出するインクジェットヘッドを有するインクジェット機構と、このインクジェットヘッドと前記基板との位置を相対的に移動可能とする移動機構と、前記塗布液と前記基板とを室温以上に加温する温度調節部とを備えた薄膜形成装置としてのインクジェット装置、すなわち液滴吐出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この液滴吐出装置は、例えば液晶装置における薄膜の形成等に用いられている。
そして、このような薄膜形成装置（液滴吐出装置）によれば、温度調節部を有しているので、例えば吐出する塗布液（液状体）を予め加熱してその粘性を下げておくことにより、従来から用いている塗布液（液状体）よりも固形分含量の高い、高粘度の塗布液を使用することが可能となっている。
【特許文献１】特開平８−２５０３８９号公報
【特許文献２】特開２００３−７１３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では、例えば液晶装置等の電気光学装置において、その表示特性についての高い信頼性が強く求められるようになってきている。したがって、その製造工程をより厳密に管理することが必要となってきており、例えば形成する機能性膜としての薄膜についても、その膜厚について設定した通りに高精度に形成することが望まれている。
【０００７】
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、特に高粘性の液状体（塗布液）を用いた薄膜形成も容易にできるようにし、しかもその際に吐出する液状体の量を正確に制御することにより、得られる薄膜を所望の膜厚に高精度に形成できるようにした液滴吐出装置と、これを用いた電気光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明の液滴吐出装置は、液状体を貯留する容器と、前記液状体を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記容器から前記液滴吐出ヘッドに液状体を移送する経路となる移送配管とを備え、前記容器と移送配管と液滴吐出ヘッドとを同じ温度になるように制御する温度制御手段を有した液滴吐出装置において、
前記容器を昇降させる昇降手段と、
前記容器、移送配管、液滴吐出ヘッドのうちのいずれかの内部の液状体の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度と前記温度制御手段で制御する温度との間に差が生じた際に、この温度差によって生じる前記容器内の液状体の体積変化による液面レベル変化を補正して正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させるよう、前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
液滴吐出装置では、通常、吐出する液状体を貯留した容器における液状体の液面レベルと、液滴吐出ヘッドのノズルとの高さの差（水頭差）をある一定の値（あるいは一定の範囲）に管理しておき、その状態のもとで液状体を吐出させることにより、吐出の安定性を確保している。
ところが、特に液状体の経路となる容器、移送配管、液滴吐出ヘッドについて、その温度を制御して例えば高粘度の液状体の吐出を行うような場合、環境温度の変化などによって実際の温度と設定した温度に差が生じると、容器内の液状体はその熱膨張（収縮）によって体積変化を起こし、結果としてその液面レベルが設定した温度のときの液面レベルと異なるレベルになってしまうことになる。
【００１０】
そこで、この液滴吐出装置によれば、液状体を貯留する容器を昇降させる昇降手段と、この昇降手段を制御する昇降制御手段とを備え、前述したように実際の温度、すなわち温度検出手段で検出された温度と、設定した温度、すなわち温度制御手段で制御する温度との間に差が生じた際に、前記昇降制御手段により、前記の温度差によって生じる容器内の液状体の体積変化による液面レベル変化を補正して正規の液面レベルとなるよう、容器を昇降させるようにしたので、容器内の液状体の液面レベルと液滴吐出ヘッドのノズルとの高さの差（水頭差）が常に所定値に保持され、これによりノズルからの液状体の吐出量が予め設定された量となるように正確に制御される。したがって、得られる薄膜が所望の膜厚に高精度に形成され、これにより高い信頼性が確保される。
【００１１】
また、本発明の別の液滴吐出装置は、液状体を貯留する容器と、前記液状体を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記容器から前記液滴吐出ヘッドに液状体を移送する経路となる移送配管とを備え、前記容器と移送配管と液滴吐出ヘッドとを同じ温度になるように制御する温度制御手段を有した液滴吐出装置において、
前記容器を昇降させる昇降手段と、
前記容器内の液状体の粘度を検出する粘度検出手段と、
前記粘度検出手段で検出された粘度が予め設定された粘度との間に差が生じた際に、前記容器内の液状体の液面レベルを、検出された粘度に対応する正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させるよう、前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
液滴吐出装置では、前述したように水頭差をある一定の値（あるいは一定の範囲）に管理しておき、その状態のもとで液状体を吐出させることにより、吐出の安定性を確保している。ところが、液滴吐出装置はその液滴吐出ヘッドのノズル径などによって最適な水頭差が、吐出する液状体の粘度毎に変化する。
そこで、この液滴吐出装置によれば、液状体を貯留する容器を昇降させる昇降手段と、この昇降手段を制御する昇降制御手段とを備え、前述したように実際の粘度、すなわち粘度検出手段で検出された粘度と、予め設定された粘度との間に差が生じた際に、前記昇降制御手段により、前記容器内の液状体の液面レベルを、検出された粘度に対応する正規の液面レベルとなるよう、容器を昇降させるようにしたので、容器内の液状体の液面レベルと液滴吐出ヘッドのノズルとの高さの差（水頭差）が常に液状体の粘度に応じた最適な値（範囲）に保持され、これによりノズルからの液状体の吐出量が予め設定された量となるように正確に制御される。したがって、得られる薄膜が所望の膜厚に高精度に形成され、これにより高い信頼性が確保される。
【００１３】
また、前記の液滴吐出装置においては、容器内の液状体の液面レベルを検出する液面レベルセンサが設けられているのが好ましい。
このようにすれば、特に初期において容器内の液状体の液面レベルを設定値に位置合わせする際に、この液面レベルセンサで液面レベルを検出することにより、その位置合わせが容易になる。
【００１４】
また、前記の液滴吐出装置においては、前記温度制御手段に、前記容器、移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度を調節する調節部と、該調節部によって調節された温度に前記容器、移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度を保持する保持部とが備えられており、前記調節部が、前記容器内の液状体の温度を調節することによって移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度も調節するよう構成されてなるのが好ましい。
このようにすれば、容器、移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度を保持部によって保持するようにしたので、容器内の液状体の温度を例えばヒータ等で調節することにより、移送配管、液滴吐出ヘッドのそれぞれの内部の液状体の温度も調節することができ、したがって全体の温度管理（温度制御）を効率的に行うことができる。
【００１５】
また、前記の液滴吐出装置においては、液滴吐出ヘッドからの液状体の吐出に伴って低下する容器内の液状体の液面レベルを補正して前記の正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させる、第２昇降手段が備えられていてもよい。
このようにすれば、連続的に吐出を行う場合にも、吐出に伴う容器内の液状体の液面レベルの変化が第２昇降手段によって補正されるので、ノズルからの液状体の吐出量が常に予め設定された量となるように正確に制御される。
【００１６】
また、前記の液滴吐出装置においては、液滴吐出ヘッドからの液状体の吐出に伴って低下する容器内の液状体の液面レベルを補正して前記の正規の液面レベルとなるように前記容器を昇降させるよう、前記昇降手段を制御する第２昇降制御手段が備えられていてもよい。
このようにすれば、連続的に吐出を行う場合にも、吐出に伴う容器内の液状体の液面レベルの変化が第２昇降制御手段によって補正されるので、ノズルからの液状体の吐出量が常に予め設定された量となるように正確に制御される。
【００１７】
本発明の電気光学装置の製造方法は、前記の液滴吐出装置を用いて機能性膜を形成することを特徴としている。
この電気光学装置の製造方法によれば、前記の液滴吐出装置によって所望の膜厚に高精度に形成され、これにより高い信頼性が確保された薄膜からなる機能性膜を形成することができ、したがってこの機能性膜を備えた電気光学装置自体の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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実施形態を示す図であって、図１中符号１は液滴吐出装置である。この液滴吐出装置１は、吐出する液状体Ｌを貯留する容器Ｔと、前記液状体Ｌを基板ＳＵＢ上に吐出する液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）２と、前記容器Ｔから前記液滴吐出ヘッド２に液状体Ｌを移送する経路となる移送配管３とを備え、さらに、液滴吐出ヘッド２と基板ＳＵＢとの位置を相対的に移動させる移動機構４と、この移動機構４及び前記液滴吐出ヘッド２の動作を制御する制御部Ｃとを備えて構成されたものである。また、この液滴吐出装置１には、前記容器２と移送配管３と液滴吐出ヘッド２とを同じ温度になるように制御する温度制御手段５が設けられている。
【００１９】
前記移動機構４は、図２に示すように基板ステージ６上に載置された基板ＳＵＢの上方に、液滴吐出ヘッド２を下方に向けて支持するヘッド支持部７と、上方の液滴吐出ヘッド２に対して基板ステージ６とともに基板ＳＵＢをＸ，Ｙ方向に移動させるステージ駆動部８とから構成されたものである。
前記ヘッド支持部７は、インクジェットヘッド２を基板ＳＵＢに対してその垂直方向（Ｚ軸）に任意の移動速度で移動可能かつ位置決め可能なリニアモータ等の機構と、垂直中心軸を中心に液滴吐出ヘッド２を回転させることによって下方の基板ＳＵＢに対して任意な角度に設定可能なステッピングモータ等の機構とを備えたものである。
【００２０】
前記ステージ駆動部８は、垂直中心軸を中心に基板ステージ６を回転させて上方の液滴吐出ヘッド２に対して任意な角度に設定可能なθ軸ステージ９と、基板ステージ６をインクジェットヘッド２に対して水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）にそれぞれ移動させかつ位置決めするステージ１０ａ、１０ｂとを備えている。なお、θ軸ステージ９は、ステッピングモータ等から構成され、ステージ１０ａ，１０ｂは、リニアモータ等から構成されている。
【００２１】
液滴吐出ヘッド２は、駆動装置（図示せず）に取り付けられたことによって移動可能に構成されたものである。この液滴吐出ヘッド２には、タンクＴに貯留された液状体Ｌがチューブ等からなる移送配管３を介して供給されるようになっており、このようにして供給された液状体Ｌを基板ＳＵＢ上に吐出するように構成されている。すなわち、この液滴吐出ヘッド２は、例えばピエゾ素子からなる圧電素子によって液室を圧縮し、その圧力波で液状体を吐出させるもので、一列又は複数列に配列された複数のノズル（ノズル孔）を有したものである。
【００２２】
このような液滴吐出ヘッド２の構造の一例を説明すると、インクジェットヘッド２は、図３（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の内部は液状体Ｌ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から液状体Ｌ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に液状体Ｌを供給するための孔１９が形成されている。
【００２３】
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３（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の間に位置し、通電するとそれが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、空間１５内に増大した容積分に相当する液状体Ｌ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内部の液状体Ｌの圧力が上昇し、ノズル１８から基板に向けて液状体Ｌの液滴２２が吐出される。なお、液滴吐出ヘッド２の吐出方式としては、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。
【００２４】
前記制御部Ｃは、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、図１、図２に示したように液滴吐出ヘッド２の駆動装置（図示せず）及び移動機構４にそれぞれ電気的に接続されたことにより、液滴吐出ヘッド２による吐出動作、及び移動機構４による移動動作の少なくとも一方、本例では両方を制御するものとなっている。そして、このような構成によって制御部Ｃは、液状体Ｌの塗布条件を任意に変え、形成する薄膜の膜厚や大きさ、平面形状を制御できるようになっている。
【００２５】
前記温度制御手段５は、前記容器Ｔ、移送配管３、液滴吐出ヘッド２のそれぞれの内部の液状体Ｌの温度を調節する調節部（図示せず）と、該調節部によって調節された温度に前記容器Ｔ、移送配管３、液滴吐出ヘッド２のそれぞれの内部の液状体Ｌの温度を保持する保持部とを備えて構成されたものである。そして、本実施形態では調節部としてヒータが用いられ、このヒータは容器Ｔに設けられている。ここで、このヒータは、そのオンオフが例えば前記制御部Ｃによって制御されるようになっており、したがって容器Ｔ内の液状体Ｌの加熱温度（設定温度）についても、制御部Ｃによって制御されるようになっている。なお、ヒータの制御法としては、基準となる箇所の実際の温度を検出し、この温度が下側管理温度になったらヒータをオンにし、上側管理温度になったらヒータをオフにするといった手法が用いられる。本実施形態では、液滴吐出ヘッド２内に温度センサ（図示せず）が設けられており、これによって液滴吐出ヘッド２内の液状体Ｌの温度が前記制御部Ｃで基準となる箇所の実際の温度として検知されるようになっている。したがって、液滴吐出ヘッド２から実際に吐出される液状体Ｌの温度が、予め設定した温度となるように制御されているのである。
【００２６】
また、保持部としては、例えば前記容器Ｔ、移送配管３、液滴吐出ヘッド２を収容してこれらを保温する保温チャンバが用いられる。このように、容器Ｔ、移送配管３、液滴吐出ヘッド２のそれぞれの内部の液状体Ｌの温度を保持部によって保持するようにしたので、容器Ｔ内の液状体Ｌの温度をヒータで加熱調節することにより、移送配管３、液滴吐出ヘッド２のそれぞれの内部の液状体Ｌの温度も調節することができる。したがって、全体の温度管理（温度制御）を効率的に行うことができる。なお、前記保温チャンバには前記移動機構４も収容し、これによってこの移動機構４の基板ステージ６上に載置される基板ＳＵＢも、その温度を設定した温度に制御しておくのが好ましい。
【００２７】
また、本実施形態の液滴吐出装置１には、図１に示したように前記容器Ｔにこれを昇降させる昇降手段３０と、これら容器Ｔ、移送配管３、液滴吐出ヘッド２のうちのいずれかの内部の液状体の温度を検出する温度検出手段３１と、前記昇降手段３０を制御する昇降制御手段３２とが備えられている。
昇降手段３０は、例えば図４に示すように容器Ｔを載置させたものである。なお、この昇降手段３０は、実際の温度と設定した温度との間に差が生じた際に、この温度差によって生じる容器Ｔ内の液状体Ｌの体積変化による液面レベル変化を補正するとともに、液滴吐出ヘッド２からの液状体Ｌの吐出に伴って低下する容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルも、同時に補正するようになっている。
【００２８】
すなわち、この昇降手段３０は、容器Ｔ内の液面レベルを検出する液面レベルセンサ３３と、重量検出器３４と、昇降機構３５とを備えて構成されたものである。
液面レベルセンサ３３は、例えば容器Ｔの側方に配置された発光器３３ａと、この発光器３３ａからの光を受光する受光器３３ｂとによって構成されたもので、発光器３３ａからの光が液状体Ｌの上を透過する場合と、液状体Ｌ中を透過する場合とで受光した光の強度が異なるのを利用して、液面レベルを検出するものである。なお、液面レベルセンサ３３としては、例えば液面に浮ぶフロート式のものや、磁石を利用するもの、さらには容器Ｔの一部または全部を透明にし、この透明な部分の側方に設けられたＣＣＤラインセンサによって液面を読取る方式のものなど、従来公知のものが使用可能である。
【００２９】
重量検出器３４は、いわゆる電子秤であって、これの上に直接容器Ｔを載置したことにより、容器Ｔ内の液状体Ｌの重量変化を計測するものである。この重量検出器３４は、昇降テーブル３６の上面に配置されている。昇降テーブル３６は、昇降機構３５によって上下方向に昇降移動するよう構成されたものである。
昇降機構３５は、駆動力を発生するパルスモータ３７と、上下のフレーム３８、３８間に回動自在に取り付けられて昇降テーブル３６を移動させるボールねじ等の螺旋軸３９と、昇降テーブル３６を直線的に往復移動させるガイドレール４０、４０と、モータ３７の駆動力を螺旋軸３９に伝達するベルト４１と、螺旋軸３９の端部に取り付けられて軸の回転角度量を検出するポテンショメータ４２とを備えて構成されたものである。
【００３０】
温度検出手段３１は、本実施形態では容器Ｔ、移送配管３、液滴吐出ヘッド２のうち、特に容器Ｔ内の液状体Ｌの温度、すなわち実際の温度を検出するためのもので、前記温度制御手段５における温度センサ、すなわち予め設定した温度となるように制御するための温度センサとは別に設けられたものである。なお、この温度検出手段３１は、公知の温度センサからなるもので、図４に示したように液面から離れた容器Ｔ内の底部に設けられたものであり、これによって容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルに影響を与えないようになっている。
【００３１】
昇降制御手段３２は、前記温度検出手段３１で検出された温度と前記温度制御手段５で制御する温度、つまり温度制御手段５において温度センサとヒータとによって設定される温度との間に差が生じた際に、前記昇降手段３０を制御するためのものである。すなわち、この昇降制御手段３２は、前記温度差が生じた際、これによって生じる前記容器Ｔ内の液状体Ｌの体積変化による液面レベル変化を補正し、正規の液面レベルとなって液滴吐出ヘッド２のノズルとの間でその高さの差（水頭差）がある一定の値（あるいは一定の範囲）となるように、前記容器Ｔを昇降させるものとなっている。
【００３２】
また、この昇降制御手段３２には、第２昇降制御手段４３が接続されている。この第２昇降制御手段４３は、本例では前記重量検出器３４に接続されており、この重量検出器３４で検出された液状体Ｌの重量変化、すなわち、液滴吐出ヘッド２からの液状体Ｌの吐出に伴って減少する液状体Ｌの重量を検出するようになっている。そして、この検出値を容器Ｔ内における液状体Ｌの液面レベルの低下量に換算し、この液面レベルの低下量を相殺して前記液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正するよう、前記昇降制御手段３２に信号を出力するものとなっている。このような構成のもとに、前記昇降制御手段３２は、前記温度差が生じた際の昇降制御とは別に、液滴吐出ヘッド２からの液状体Ｌの吐出に伴う液面レベル変化（低下）についてもこれを補正するべく、昇降手段３０による容器Ｔの昇降を制御するようになっている。
【００３３】
このような構成からなる液滴吐出装置１によって基板ＳＵＢ上に液状体Ｌを配し、所望の機能を有した機能性膜を形成するには、まず、所望の機能に応じた液状体Ｌを調整する。この液状体Ｌの調整については、所望の機能を有する固形材料と、これを溶解する溶媒、あるいは液状に分散させる分散媒とを混合して調整する。その際、従来では粘性が高いものは吐出が困難であったが、本実施形態の液滴吐出装置１では、吐出する液状体を特に加熱した状態に温度制御できるようになっていることから、例えば室温下では粘性が高いものも加熱下（高温下）では比較的粘性が低くなることから、吐出が支障なく行えるようになる。
【００３４】
このようにして液状体Ｌを調整したら、この液状体Ｌを容器Ｔに所定量充填し、この容器Ｔを昇降手段３０の重量検出器３４上に載せる。そして、この容器Ｔと液滴吐出ヘッド２、及び容器Ｔから液滴吐出ヘッド２に液状体Ｌを移送する経路となる移送配管３とを温度制御手段５によって所定温度（設定温度）にまで加熱する。なお、このとき、前記移動機構４やこの移動機構４の基板ステージ６上に載置される基板ＳＵＢについても、所定温度に制御しておくのが好ましい。
【００３５】
このようにして容器Ｔなどの温度を所定温度に調節し、これらの内部の液状体Ｌの温度を所定温度としたら、この所定温度（設定温度）に応じた容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差が最適な差（最適な水頭差）となるようにする。まず、実際の液面レベルを液面レベルセンサ３３で検出し、この検出した液面レベルと最適な水頭差となるための液面レベルとの差を算出する。そして、差があった場合にはこの差をなくすよう、昇降制御手段３２によって昇降手段３０を制御し、昇降手段３０上の容器Ｔを昇降させる。なお、容器Ｔ内に設定通りの量の液状体Ｌを入れておき、また昇降手段についても、設定通りの量の液状体Ｌが入った容器Ｔを載置した際にこれが最適な水頭差となるように昇降手段３０の高さ位置を予め調整しておくことにより、前述したような昇降制御手段３２による容器Ｔの昇降制御を省略することもできる。
【００３６】
そして、最適な水頭差となるように容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルを調整したら、液滴吐出ヘッド２からの吐出を開始し、基板ＳＵＢに対して機能性膜を形成する。すると、このような吐出に伴って液面レベルが低下するが、これについては前記の重量検出器３４が吐出による重量変化（低下）を検出し、これに基づいて第２昇降制御手段４３が、液面レベルの低下量を相殺して前記液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正するよう、前記昇降制御手段３２に信号を出力する。したがって、昇降制御手段３２を介してこの信号を受けた昇降手段３０は、液滴吐出に伴う液面レベルの低下量を相殺するように容器Ｔを上昇させ、その液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正する。したがって、この液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）は最適な差（最適な水頭差）に保持される。
【００３７】
また、このような液滴吐出に伴う液面レベルの変化（低下）とは別に、環境温度の変化などによって実際の温度と設定した温度に差が生じることがある。例えば、容器Ｔを昇降手段３０上にセットした直後、すなわち吐出の初期においては、容器Ｔ内の液状体Ｌが所定温度（設定温度）にまで到達していない場合や、これをわずかに越えてしまっている場合がある。その場合に、容器Ｔ内の液状体Ｌはその熱膨張（収縮）によって体積変化を起こし、結果としてその液面レベルが設定した温度のときの液面レベルと異なるレベルになってしまうことになる。
【００３８】
しかしながら、この液滴吐出装置１にあっては、温度検出手段３１が容器Ｔ内の液状体Ｌの温度を検出し、設定した温度、すなわち温度制御手段５で制御する温度との間に差が生じている場合に、前記昇降制御手段３２が、前記の温度差によって生じる容器Ｔ内の液状体Ｌの体積変化による液面レベル変化を補正するように、前記昇降手段３０に信号を出力する。すると、この信号を受けた昇降手段３０は、温度差による液面レベルの変化量を相殺するように容器Ｔを昇降させ、その液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正する。したがって、この液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）は最適な差（最適な水頭差）に保持される。なお、第２昇降制御手段４３から前記の信号を受けた昇降制御手段３２は、この信号と温度差による変化を補正するための信号とを積算してこの積算信号を昇降手段３０に出力することで、温度差に起因する液面レベル変化の補正と、前記の液滴吐出に伴う液面レベル低下の補正とを、同時に行うようになっている。
【００３９】
よって、このような液滴吐出装置１にあっては、容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）が常に所定値に保持されることから、ノズルからの液状体Ｌの吐出量が予め設定された量となるように正確に制御される。したがって、得られる薄膜（機能性膜）を所望の膜厚に高精度に形成することができ、これにより高い信頼性を確保することができる。
【００４０】
なお、前記実施形態では、液状体Ｌの実際の温度を検出するための温度検出手段３１を容器Ｔ内にのみ設けたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば容器Ｔ内以外にも移送配管３内や液滴吐出ヘッド２内に温度センサを設けておき、これら温度センサで検出された温度の平均値を実際の温度、すなわち温度検出手段３１で検出された温度としてもよい。
また、温度制御手段５を構成する調節部としてのヒータを、容器Ｔに設けたが、このヒータについても、容器Ｔ以外の移送配管３内や液滴吐出ヘッド２内に設けてもよく、また、いずれか２箇所、あるいは３箇所全てに設けるようにしてもよい。
【００４１】
また、前記実施形態では、液滴吐出に伴う液面レベルの低下量を相殺し、これを正規の液面レベルに補正するための手段として、第２昇降制御手段４３を備えたが、例えばこれに代えて、昇降手段３０とは別の第２昇降手段（図示せず）を備えるようにしてもよい。この第２昇降手段は、例えば前記昇降手段３０の上に設けられ、あるいは下に設けられて、該昇降手段３０とは別に昇降動作をなさせるように動作するもので、前記重量検出器３４からの重量変化（低下）量についての信号を受け、これに基づいて直接、前記変化（低下）量を相殺するように容器Ｔを上昇させ、その液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正するものである。このような第２昇降手段を備えても、容器Ｔ内の液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）を最適な差（最適な水頭差）に保持することができる。
【００４２】
さらに、前記実施形態では、重量検出器３４によって液滴吐出に伴う液面レベルの低下量を検出し、これを基にして液面レベルを正規のレベルとなるように補正したが、特に液滴吐出に伴う液面レベルの低下量の検出方法としては、前記の重量検出器３４による手法以外にも、任意の手法を採用することができる。例えば、制御部Ｃで液滴吐出回数を検出し、これを第２昇降制御手段４３に逐次出力するとともに、一回の吐出動作で吐出される液滴の平均的な重量を第２昇降制御手段４３に予め記憶させておく。そして、液滴吐出に伴う液状体Ｌの消費量を算出し、さらにこの消費量から換算することにより、液面レベルの低下量を検出することができる。したがって、このようにして得られた液面レベルの低下量を基に、前記実施形態と場合と同様にして、第２昇降制御手段４３によって液滴吐出に伴う液面レベルの低下量を相殺し、これを正規の液面レベルに補正することができる。
【００４３】
図５は、本発明の液滴吐出装置の他の実施形態を示す図であって、図５中符号５０は液滴吐出装置である。この液滴吐出装置５０が図１に示した液滴吐出装置１と異なるところは、容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルを温度でなくその粘度で管理するようにした点である。すなわち、液滴吐出装置では、前述したように水頭差をある一定の値（あるいは一定の範囲）に管理しておき、その状態のもとで液状体を吐出させることにより、吐出の安定性を確保している。ところが、液滴吐出装置はその液滴吐出ヘッド２のノズル径などによって最適な水頭差が、吐出する液状体の粘度毎に変化してしまう。
【００４４】
ここで、吐出の安定性の管理の指標としては、通常、吐出された液滴の重量が所定の範囲内にあるか否かで行っている。そして、液滴をこのような重量範囲（管理範囲）内に制御するための制御因子の一つとして、図６のグラフに示すように液状体Ｌの粘度が採用される。すなわち、ある粘度の液状体では、図６中の曲線Ａで示すように、吐出液滴の重量を縦軸における液滴重量の管理範囲ＲＷ内に収めるために、水頭差（容器Ｔ内の液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差）を、横軸における水頭差の管理範囲ＲＰＡ内に収める必要がある。水頭差をこの管理範囲ＲＰＡ内に収めるように容器Ｔ内の液面レベルを管理することにより、吐出の安定性を確保することができるのである。
【００４５】
ところが、液状体Ｌの粘度は温度に大きく依存する。図７のグラフに示すように、液状体Ｌの粘度は、温度が高くなるにつれて低くなり、逆に温度が低くなると高くなるようになっている。したがって、同じ液状体Ｌであっても、温度が異なることによってその粘度が変化すると、例えば図６中の曲線Ｂで示すように、水頭差と吐出液滴の重量との関係が曲線Ａで示した場合とは異なるようになる。その結果、液滴重量の管理範囲ＲＷに対応する水頭差の管理範囲ＲＰＢが、曲線Ａにおける場合（ＲＰＡ）と異なるようになる。
【００４６】
そこで、本実施形態の液滴吐出装置５０では、前述したように容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルを、温度でなくその粘度で管理するようにしているのである。
このように液面レベルを温度でなくその粘度で管理するため、この液滴吐出装置５０では、図１に示した温度検出手段（温度センサ）３１に代えて、粘度検出手段５１を備えている。この粘度検出手段５１は、特に限定されることなく種々のものが使用可能であるが、オンライン型粘度計がより好適に用いられる。このオンライン型粘度計は、例えば圧電セラミックスを駆動源とした「ねじれ振動子」により、バランスタイプの双方向振動子を共振させ、液体中に浸した検出子に依り液体の粘性を検出する方式のもので、不動点である振動子の共振の節（ｎｏｄｅ）を弾性パイプを介してプローブ筺体に溶接結合したことにより、完全密閉構造としたものである。なお、このようなオンライン型粘度計と基本的に同様の構造のもので、高精度のラボ型粘度計である、ＶＭ−２００Ｔ３（ＣＢＣマテリアルズ株式会社製）も好適に使用可能である。
【００４７】
このような構成からなる液滴吐出装置５０によって基板ＳＵＢ上に液状体Ｌを配し、所望の機能を有した機能性膜を形成するには、まず、前記液滴吐出装置１の場合と同様にして所望の機能に応じた液状体Ｌを調整する。続いて、この液状体Ｌを容器Ｔに所定量充填し、この容器Ｔを昇降手段３０の重量検出器３４上に載せる。そして、この容器Ｔと液滴吐出ヘッド２、及び容器Ｔから液滴吐出ヘッド２に液状体Ｌを移送する経路となる移送配管３とを温度制御手段５によって所定温度（設定温度）にまで加熱する。なお、このとき、前記移動機構４やこの移動機構４の基板ステージ６上に載置される基板ＳＵＢについても、所定温度に制御しておくのが好ましい。
【００４８】
このようにして容器Ｔなどの温度を所定温度に調節し、これらの内部の液状体Ｌの温度を所定温度としたら、この所定温度（設定温度）に応じた容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差が最適な差、すなわち液状体Ｌの、所定温度における粘度での水頭差の管理範囲内となるようにする。なお、この液面レベルの調整方法は前記液滴吐出装置１の場合と同様とする。
【００４９】
そして、水頭差を所定温度における管理範囲内となるように容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルを調整したら、液滴吐出ヘッド２からの吐出を開始し、基板ＳＵＢに対して機能性膜を形成する。すると、前記液滴吐出装置５０の場合と同様に、このような吐出に伴って液面レベルが低下するが、これについては前記の重量検出器３４が吐出による重量変化（低下）を検出し、これに基づいて第２昇降制御手段４３が、液面レベルの低下量を相殺して前記液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正するよう、昇降制御手段５２に信号を出力する。したがって、昇降制御手段５２を介してこの信号を受けた昇降手段３０は、液滴吐出に伴う液面レベルの低下量を相殺するように容器Ｔを上昇させ、その液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正する。したがって、この液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）は前述した管理範囲内に保持される。
【００５０】
また、例えば吐出の初期や、これ以外にも環境温度の変化などにより、実際の温度と設定した温度（所定温度）に差が生じ、これによって液状体Ｌは設定した温度での粘度と実際の温度での粘度が異なってしまうことがある。その場合に、設定温度の粘度に基づく水頭差の管理範囲内から、実際の温度に基づく水頭差の管理範囲内になるよう、容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルを変更する必要がある。
【００５１】
そこで、この液滴吐出装置５０にあっては、粘度検出手段５１が容器Ｔ内の液状体Ｌの粘度を検出し、設定した温度に対応する粘度、すなわち温度制御手段５で制御する温度に対応した粘度との間に差が生じている場合に、前記昇降制御手段５２が、前記の粘度差によって生じる水頭差の管理範囲のずれを補正するように、前記昇降手段３０に信号を出力する。すると、この信号を受けた昇降手段３０は、設定した温度に対応する粘度での管理範囲内にある液面レベルが、実際の温度に対応する粘度での管理範囲内の例えば中心値となるように容器Ｔを昇降させ、液面レベルを正規の液面レベルとなるように補正する。したがって、この液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）は実際の粘度での管理範囲内に保持される。なお、第２昇降制御手段４３から前記の信号を受けた昇降制御手段５２は、この信号と温度差による変化を補正するための信号とを積算してこの積算信号を昇降手段３０に出力することで、粘度差に起因する液面レベルの補正と、前記の液滴吐出に伴う液面レベル低下の補正とを、同時に行うようになっている。
【００５２】
よって、このような液滴吐出装置５０にあっては、容器Ｔ内の液状体Ｌの液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）が常に液状体Ｌの粘度に応じた最適な値（管理範囲内）に保持されることから、ノズルからの液状体Ｌの吐出量が予め設定された量となるように正確に制御される。したがって、得られる薄膜（機能性膜）を所望の膜厚に高精度に形成することができ、これにより高い信頼性を確保することができる。
【００５３】
なお、この実施形態においても、液滴吐出に伴う液面レベルの低下量を相殺し、これを正規の液面レベルに補正するための手段として、第２昇降制御手段４３に代えて、昇降手段３０とは別の前記第２昇降手段（図示せず）を備えるようにしてもよい。このような第２昇降手段を備えても、容器Ｔ内の液面レベルと液滴吐出ヘッド２のノズルとの高さの差（水頭差）を最適な値（管理範囲内）に保持することができる。
【００５４】
次に、前記構成の液滴吐出装置１（５０）によって機能性膜が形成される電気光学装置の一例として、液晶表示装置について説明する。図８は液晶表示装置について、各構成要素とともに示す対向基板側から見た平面図であり、図９は図８のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
図８及び図９において、液晶表示装置（電気光学装置）１００は、対をなすＴＦＴアレイ基板１３５と対向基板１４０とが光硬化性の封止材であるシール材１５２によって貼り合わされ、このシール材１５２によって区画された領域内に液晶１５０が封入、保持されている。シール材１５２は、基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されている。
【００５５】
シール材１５２の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切り１５３が形成されている。シール材１５２の外側の領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１３５の一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１３５の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４の間を接続するための複数の配線１０５が設けられている。また、対向基板１４０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１３５と対向基板１４０との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。
【００５６】
なお、データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４をＴＦＴアレイ基板１３５の上に形成する代わりに、例えば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（Tape  Automated Bonding）基板とＴＦＴアレイ基板１３５の周辺部に形成された端子群とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。また、液晶表示装置１００においては、使用する液晶１５０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。また、液晶表示装置１００をカラー表示用として構成する場合には、対向基板１４０において、ＴＦＴアレイ基板３５の各画素電極に対向する領域に、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。
【００５７】
このような構造の液晶表示装置１００において、例えばカラーフィルタやその保護膜、配向膜等を機能性膜として、前記の液滴吐出装置１（５０）によって形成することができる。また、特に液晶についても、前記液滴吐出装置１（５０）を用いて基板上に塗布し、機能性膜としての液晶層とすることができる。ここで、液晶は一般に高粘度であるものの、前述したように前記液滴吐出装置１（５０）では温度制御によって高温下での液滴吐出を可能にしているため、液晶層の形成も良好に行うことができる。
【００５８】
また、前記構成の液滴吐出装置１（５０）によって機能性膜が形成される電気光学装置としては、液晶表示装置に限定されることなく、種々のものに適用可能である。すなわち、「電気光学装置」とは、電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる電気光学素子を備えた装置一般をいい、自ら光を発するものと外部からの光の通過を制御するもの双方を含むものである。ここで、電気光学素子として具体的には、液晶素子、電気泳動素子、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出素子などが挙げられる。
【００５９】
また、このような電気光学装置は、各種の電子機器における表示部などとして用いられる。電子機器とは、複数の素子または回路の組み合わせにより一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成されるものである。具体的には、ＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【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】図１に示した液滴吐出装置の一部を説明するための斜視図である。
【図３】（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４】昇降手段の概略構成を説明するための図である。
【図５】本発明の液滴吐出装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図６】水頭差と液滴重量との関係を示すグラフである。
【図７】液状体における、温度と粘度との関係を示すグラフである。
【図８】液晶表示装置を対向基板の側から見た平面図である。
【図９】図８のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１、５０…液滴吐出装置、２…液滴吐出ヘッド、３…移送配管、５…温度制御手段、
３０…昇降手段、３１…温度検出手段、３２、５２…昇降制御手段、
３３…液面レベルセンサ、３４…重量検出器、４３…第２昇降制御手段、
５１…粘度検出手段、Ｃ…制御部、Ｌ…液状体、Ｔ…容器
【図１】
2005125143.tif 000003
【図２】
2005125143.tif 000004
【図３】
2005125143.tif 000005
【図４】
2005125143.tif 000006
【図５】
2005125143.tif 000007
【図６】
2005125143.tif 000008
【図７】
2005125143.tif 000009
【図８】
2005125143.tif 000010
【図９】
2005125143.tif 000011