(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性を有するインクを基板上に滴下する滴下工程と、
前記基板に滴下したインクを硬化する硬化工程と、
硬化されたインク上にインクを滴下し、滴下したインクを硬化することを繰り返す積層工程とを有し、
前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角、及び、滴下する液滴量の少なくとも一方を制御し、
前記積層工程は、前記滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの接触角をθｎとし、滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクと該滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクが着弾している物体との接触角をθｎ−１とし、滴下するインクの表面と滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接点における、滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの表面の接線と、基板の表面に平行な面とのなす角をΦｎ−１とし、滴下量をＶｎとしたとき、下記式を用いて、接触角θｎまたは滴下量Ｖｎを算出することを特徴とする３次元構造体作製方法。
【数１】
0005247209.tif 000009
【請求項２】
前記積層工程は、予め算出されているｄｎ≦ｄｎ−１を満たす滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角と滴下する液滴量との関係とその関係に基づいた吐出条件及び硬化条件を用いて、前記滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角、及び、滴下する液滴量の少なくとも一方を制御する請求項１に記載の３次元構造体作製方法。
【請求項３】
前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角に基づいて、滴下する液滴量を算出し、制御する請求項１または２に記載の３次元構造体作製方法。
【請求項４】
前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下する液滴量に基づいて、前記硬化させるインクと滴下するインクとの接触角を算出し、制御する請求項１または２に記載の３次元構造体作製方法。
【請求項５】
前記積層工程は、滴下するインクの着弾精度をａとすると、
ｄｎ≦ｄｎ−１＋ａを満たすように制御する請求項１〜４のいずれかに記載の３次元構造体作製方法。
【請求項６】
前記インクは、可視光線または不可視光線を含む電磁波の照射によって硬化するインクであって、
前記硬化工程は、前記インクに電磁波を照射して、前記インクを硬化し、
前記積層工程は、前記インクに電磁波を照射して、前記インクを硬化し、前記接触角を、インクの物性と、直前に前記硬化されたインクへの照射時間及び照射強度とに基づいて制御する請求項１〜５のいずれかに記載の３次元構造体作製方法。
【請求項７】
さらに、前記硬化工程で硬化させたインクの表面に撥液処理を施す撥液処理工程を有し、
前記積層工程は、滴下したインクを硬化した後、インクの表面に撥液処理を施し、前記接触角を、撥液処理された前記インクの物性に基づいて制御する請求項１〜６のいずれかに記載の３次元構造体作製方法。
【請求項８】
前記積層工程は、圧電式インクジェットヘッドによりインクを滴下し、
前記圧電式インクジェットヘッドの圧電素子に印加する駆動電圧の波形により滴下する液滴量を調整する請求項１〜７のいずれかに記載の３次元構造体作製方法。
【請求項９】
前記積層工程は、インクを滴下する回数で、前記滴下量を調整する請求項１〜８のいずれかに記載の３次元構造体作製方法。
【請求項１０】
前記インクは、スペーサ用材料であり、
前記３次元構造体としてスペーサを作製する請求項１〜９のいずれかに記載の３次元構造体作製方法。
【請求項１１】
前記インクは、スペーサ用材料であり、
請求項１〜９のいずれかに記載の３次元構造体作成方法を用い、
前記基板上の同一箇所に複数のスペーサ用材料の層を形成し、前記基板上に前記３次元構造体としてスペーサを作製することを特徴とするスペーサ付き基板の製造方法。
【請求項１２】
硬化性を有するインクを基板上に滴下する滴下工程と、
前記基板に滴下したインクを硬化する硬化工程と、
前記硬化工程で硬化させたインクの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、
撥液処理が施されたインク上にインクを滴下し、滴下したインクを硬化した後、インクの表面に撥液処理を施すことを繰り返す積層工程とを有し、
前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角を、撥液処理された前記インクの物性に基づいて制御することを特徴とする３次元構造体作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式により硬化性インクを滴下して、積層し、３次元構造体を作製する３次元構造体作製方法及びスペーサ付き基板製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
３次元構造体を作製する方法として、インクジェット方式により硬化性を有するインク（以下単に「インク」という。）を所定パターンで基板上に滴下（例えば吐出）させて着弾させ、インクを硬化させた層を作製し、さらに、インクを別の所定パターンで作製した層上に滴下させて着弾させ、着弾させたインクを硬化させて別の層を作製することを繰り返することで、インクを硬化させて作製した層を積層させた３次元構造体を作製する方法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基準面となる平滑面部材にＵＶ硬化インクを吐出するインクヘッドと、インクヘッドから吐出されたＵＶ硬化インクに対して紫外線ビームを照射し、ＵＶ硬化インクを硬化させるレーザヘッドと、インクヘッドとレーザヘッドと平滑面部材とをそれぞれ移動させて平滑面部材にＵＶ硬化インクを積層するように制御する制御手段とを備える３次元対象物形成装置が記載されている。
この特許文献１に記載の３次元立体構造物形成装置は、インクへットとレーザヘッドとの間隔を調整し、ＵＶ硬化インクを吐出してからレーザ照射を開始するまでの時間を調整することで、インクの拡散を調整し、膜厚を調整することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、所定の周期にてノズル部の吐出口から微小液滴を吐出するとともに、ノズル部の吐出口から他の微小液滴を吐出する直前から吐出直後までを除く時間であって、吐出済みの微小液滴にパルス光を照射するパターン形成装置が記載されている。パターン形成装置を上記構成とすることで、吐出口が詰まることを防止しつつ、密着性を損なうことなく、アスペクト比の高いパターンを形成することができると記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、スペーサ形成材料を基板上の同一箇所に複数回に分けて付与して硬化させ、一対の基板の間隔を規定するスペーサを形成するスペーサ形成工程を有する液晶素子の製造方法が記載されている。
また、特許文献３には、２回目以降のスペーサ形成材料の付与量を１回目の付与量より少なくすることで、スペーサの必要高さがより得られやすくなると記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２０５６７０号公報
【特許文献２】特開２００５−６６５３０号公報
【特許文献３】特開２００１−８３５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、インクジェット方式によりインクを滴下させて硬化させて作製した層を積層させて３次元構造体を作製する方法では、硬化されたインクの上に、インクを着弾させる際にインクの物性（例えば濡れ性）によっては、着弾したインク液滴が濡れ広がり、着弾したインクが下の層の硬化されたインクからはみ出しでしまうことがある。
【０００８】
これに対して、特許文献１に記載の方法は、インクを着弾させてからレーザを照射する時間を調整し、インクの濡れ広がりを調整している。このように、着弾させてから一定時間内にインクを硬化させることで、インクが濡れ広がることを防止でき、また、着弾後すぐに硬化させることで、膜厚を厚く、つまり、着弾したインクをアスペクト比の高い状態で硬化させることができる。
【０００９】
また、特許文献２に記載の方法は、ノズル部から吐出されて飛翔しているインクにパルス光を照射し、落下中に硬化を開始させることで、粘度を高めて着弾させることができ、アスペクト比の高い状態で硬化させることができる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、インクを着弾させてから一定の短い時間内にレーザを照射する必要があり、特許文献２に記載の方法は、インクが吐出されてから着弾直後までの間に、光を照射する必要がある。
そのため、インクヘッドと光照射手段を近接させて配置する必要があり、装置、方法としての自由度が低くなるという問題がある。
また、硬化させるための光を照射する位置がインクヘッド近傍となるため、特許文献２に記載されているように照射タイミングを調整しても、繰り返し露光を行うことで、ノズル詰まりが発生する可能性があるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載されているように、吐出するインクの液量を徐々に減少させることでインクが濡れ広がることを防止できるが、形成できる３次元構造体の大きさに限界がある。また、液量を徐々に少なくするため、高い３次元構造体を形成するためには、多数回インクを吐出させる必要があるため、生産性が低くなるという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、アスペクト比の高い３次元構造体またはスペーサを、高い生産性で作製することができる３次元構造体作製方法及びスペーサ付き基板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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明は、硬化性を有するインクを基板上に滴下する滴下工程と、前記基板に滴下したインクを硬化する硬化工程と、硬化されたインク上にインクを滴下し、滴下したインクを硬化することを繰り返す積層工程とを有し、前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角、及び、滴下する液滴量の少なくとも一方を制御し、前記積層工程は、前記滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの接触角をθｎとし、滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクと該滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクが着弾している物体との接触角をθｎ−１とし、滴下するインクの表面と滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインククとの接点における、滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの表面の接線と、基板の表面に平行な面とのなす角をΦｎ−１とし、滴下量をＶｎとしたとき、下記式を用いて、接触角θｎまたは滴下量Ｖｎを算出することを特徴とする３次元構造体作製方法を提供するものである。
【数１】
0005247209.tif 000002
【００１４】
ここで、前記積層工程は、予め算出されているｄｎ≦ｄｎ−１を満たす滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角と滴下する液滴量との関係とその関係に基づいた吐出条件及び硬化条件を用いて、前記滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角、及び、滴下する液滴量の少なくとも一方を制御することが好ましい。
また、前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角に基づいて、滴下する液滴量を算出し、制御することも好ましい。
また、前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下する液滴量に基づいて、前記硬化させるインクと滴下するインクとの接触角を算出し、制御することも好ましい。
【００１５】
ここで、前記積層工程は、滴下するインクの着弾精度をａとすると、ｄｎ≦ｄｎ−１＋ａを満たすように制御することが好ましい。
前記インクは、可視光線または不可視光線を含む電磁波の照射によって硬化するインクであって、前記硬化工程は、前記インクに電磁波を照射して、前記インクを硬化し、前記積層工程は、前記インクに電磁波を照射して、前記インクを硬化し、前記接触角を、インクの物性と、直前に前記硬化されたインクへの照射時間及び照射強度とに基づいて制御することが好ましい。
さらに、前記硬化工程で硬化させたインクの表面に撥液処理を施す撥液処理工程を有し、前記積層工程は、滴下したインクを硬化した後、インクの表面に撥液処理を施し、前記接触角を、撥液処理された前記インクの物性に基づいて制御することが好ましい。
【００１６】
また、前記積層工程は、圧電式インクジェットヘッドによりインクを滴下し、前記圧電式インクジェットヘッドの圧電素子に印加する駆動電圧の波形により滴下する液滴量を調整することが好ましい。
また、前前記積層工程は、インクを滴下する回数で、前記滴下量を調整することも好ましい。
【００１８】
また、前記インクは、スペーサ用材料であり、３次元構造体作成方法は、前記３次元構造体としてスペーサを作製することが好ましい。
また、本発明は、前記インクは、スペーサ用材料であり、上記のいずれかに記載の３次元構造体作成方法を用い、前記基板上の同一箇所に複数のスペーサ用材料の層を形成し、前記基板上に前記３次元構造体としてスペーサを作製することを特徴とするスペーサ付き基板の製造方法を提供するものである。
また、本発明は、硬化性を有するインクを基板上に滴下する滴下工程と、前記基板に滴下したインクを硬化する硬化工程と、前記硬化工程で硬化させたインクの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、撥液処理が施されたインク上にインクを滴下し、滴下したインクを硬化した後、インクの表面に撥液処理を施すことを繰り返す積層工程とを有し、前記積層工程は、滴下するインクの着弾径をｄｎとし、前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクの径をｄｎ−１としたときにｄｎ≦ｄｎ−１を満たすように、滴下するインクと前記滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインクとの接触角を、撥液処理された前記インクの物性に基づいて制御することを特徴とする３次元構造体作製方法も提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、大体積のインクを、硬化されたインクから濡れ出させる（つまりはみ出させる）ことなく滴下することができ、高解像度でアスペクト比の高い３次元構造体を高い生産性で作製することができる。
また、本発明によれば、硬化させたインクを積層させて作製した高アスペクト比のスペーサを有するスペーサ付き基板を安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る３次元構造体作製方法及びこれを用いて作製したスペーサ付き基板について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の３次元構造体作製方法を用いる３次元構造体作製装置の概略構成を示す斜視図である。
図１に示すように３次元構造体作製装置１０は、平板上の基板Ｓを載置する支持体１４と、支持体１４を一方向に移動させる支持体移動機構１６と、基板Ｓに硬化性インク（以下単に「インク」ともいう。）を吐出するインクジェットヘッド１８と、前記支持体１４の移動方向とは直交する方向にインクジェットヘッド１８を移動させるヘッド移動機構２０と、基板Ｓに着弾したインクに光を露光する露光機構２２と、各部の動作を制御する制御部２４とを有する。
ここで、基板Ｓは、インクを浸透しない非浸透性を有する板状部材またはフィルムである。基板Ｓに用いることができる板状部材としては、ガラス基板、金属基板、プラスチック基板など種々の材質で形成された板状部材を用いることができる。また、基板Ｓに用いることができるフィルムとして、種々のフィルムを用いることができるが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリシクロオレフィンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニールフィルム、メタクリル-スチレン樹脂フィルム、ポリイミドフィルム、シリコーン樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルムなどの各種プラスチックフィルムを用いることができる。また、インクは、光が照射されることで硬化する光硬化型のインクであり、例えば、ラジカル重合型またはカチオン重合型の光硬化型モノマーインクを用いることができる。
【００２２】
支持体１４は、板状部材であり、その表面上に基板Ｓを固定している。ここで、支持体１４により、基板Ｓを固定する方法は特に限定されず、基板Ｓの端部を挟持して機械的に基板Ｓを固定しても、静電吸着により基板Ｓを固定しても、支持体１４の表面に吸引孔を設け、吸引孔から空気を吸引することで基板Ｓを固定してもよい。
【００２３】
支持体移動機構１６は、支持体１４の表面に平行な一方向（図中Ｙ方向）に支持体１４を移動させる移動機構である。つまり、支持体移動機構１６は、支持体１４の表面が同一平面に維持されるように支持体１４を移動させる。
ここで、支持体移動機構１６としては、ベルト搬送機構、リニア搬送機構、支持体の端部を把持したローラにより搬送するローラ搬送機構等、種々の搬送機構を用いることができる。
【００２４】
インクジェットヘッド１８は、インクを基板Ｓに滴下する手段であり、支持体１４の基板Ｓが支持されている面に対向して配置されている。
ここで、インクジェットヘッド１８としては、圧電方式、サーマル方式、静電アクチュエータ方式、静電吸引方式等、種々の方式のインクジェットヘッドを用いることができるが、滴下するインクの液量（または体積）を調整しやすい圧電方式のインクジェットヘッドを用いることが好ましい。
また、インクジェットヘッド１８は、インクを滴下するノズルを複数有するマルチチャンネルであることが好ましい。インクジェットヘッド１８をマルチチャンネルとすることで、同時に複数箇所にインクを滴下することができる。
【００２５】
ヘッド移動機構２０は、ドライブスクリュー３４と、ガイドレール３５と、駆動支持部３６ａと、支持部３６ｂとを有し、支持体１４の表面に平行で、支持体が移動する方向（Ｙ方向）に直交する方向（図中Ｘ方向）にインクジェットヘッド１８を移動させる。
【００２６】
ドライブスクリュー３４およびガイドレール３５は、共に、印刷原版Ｐの搬送方向（図１中Ｘ方向）に、また、使用可能な最大の基板Ｓをその左端から右端まで跨ぐように配置されている。
ドライブスクリュー３４は、インクジェットヘッド１８に形成された雌ねじ部（図示せず）と螺合する雄ねじ部を持つボールねじ（図示せず）等からなり、回転することによりインクジェットヘッド１８を移動させる。ガイドレール３５は、インクジェットヘッドキャリッジ１４に形成された貫通孔に挿通され、ドライブスクリュー３４の回転により移動するインクジェットヘッド１８の姿勢が変わらないように案内するガイドである。
【００２７】
また、駆動支持部３６ａは、ドライブスクリュー３４およびガイドレール３５の一方の端部に、支持部３６ｂは、それらの他方の端部に設けられ、ドライブスクリュー３４を正逆回転可能な状態で支持し、ガイドレール３５を移動しないように支持している。駆動支持部３６ａは、ドライブスクリュー３４を駆動するモータ等の駆動源（図示せず）を備える。なお、駆動支持部３６ａおよび支持部３６ｂは、共に、上述した図示しない製版装置筐体に支持される。
【００２８】
ヘッド移動機構２０は、以上のような構成であり、駆動支持部３６ａによりドライブスクリュー３４を正逆回転させることで、インクジェットヘッド１８を、ガイドレール３５に案内されつつ、Ｘ方向（主走査方向）に往復移動（走査）させることができる。
なお、ヘッド移動機構２０は、インクジェットヘッドキャリッジ１４の姿勢を保つために、複数のガイドレールを備えていても良いし、その他の姿勢保持手段を有していても良い。なお、インクジェットヘッド１８は、ガイドレール３５により、インク液滴を吐出させる部分、つまり、インクジェットヘッド１８のインクを滴下する面が支持体１４に対向した所定の姿勢を維持して移動される。
【００２９】
ここで、インクジェットヘッド１８の移動機構としては、上記のヘッド移動機構２０に限定されず、種々の公知の移動機構を用いることができる。例えば、ドライブスクリューをガイドレールなどの棒状部材とし、インクジェットヘッドのＸ方向の端部の両側にそれぞれガイドワイヤーをつけた構成として、移動方向のガイドワイヤーを巻き取り、ガイドレールに沿って移動させる構成も用いることができる。またガイドワイヤーの代りにタイミングベルトで移動させても良い。この場合には、ワイヤーリールに代えてタイミングベルト用スプロケットを用いればよい。また、ラックアンドピニオン機構を用いても良い。また、自走式としても良い。さらに、リニアモータを用いてもよい。
【００３０】
露光機構２２は、インクジェットヘッド１８によりインクが滴下された基板Ｓに光を照射し、インクを露光させる照射強度を調整することができる光照射機構である。この露光機構２２は、支持体１４の基板Ｓが支持されている面に対向して、インクジェットヘッド１８が移動する方向に平行な方向における支持体１４の端から端までを覆うように配置されている。
露光機構２２としては、インクを硬化させる光を射出する光照射機構であればよく、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、ＬＥＤ、固体レーザ、気体レーザ、半導体レーザ等、種々の光照射機構を用いることができる。また、光照射機構から射出させる光もインクの種類により種々の波長の光とすることができ、紫外光、可視光、赤外光、Ｘ線等種々の光を用いることができる。またインクの種類によっては、各種光、マイクロ波を含む電磁波を照射する照射機構も露光機構として用いることができる。
また、露光機構２２から照射される光（または電磁波）の強度は、供給する電圧の強度や、フィルタの種類の偏光等で種々の強度に調整することができる。
【００３１】
制御部２４は、支持体移動機構１６、インクジェットヘッド１８、ヘッド移動機構２０及び露光機構２２の動作、例えば、基板Ｓの搬送速度、搬送距離や搬送タイミング、インク滴下の滴下量や滴下タイミング、インクジェットヘッド１８の移動速度、移動距離、移動タイミング、露光機構２２による光照射強度、照射タイミング等を制御する。
なお、制御部２４と、各部との接続方法は特に限定されず、信号の送受信ができればよく、有線により接続しても無線により接続してもよい。
【００３２】
ここで、制御部２４は、入力された作製する３次元構造体のデータに基づいて、各層毎のインク滴下量及び滴下したインクの条件を予め（実際の作製動作を開始する前に）算出する。
まず、１層目は、滴下するインクと基板Ｓとの接触角θ１に基づいて、設計したインクの径となるように、インクの液量Ｖ１を算出する。
ｎ層目（２＜ｎ）は、基板Ｓ上の硬化されているインク、正確には、滴下するインクの着弾位置にある硬化されたインク（以下「着弾位置インク」という。）の硬化条件（つまり、露光時の搬送速度、光の強度等）と、インクの物性に基づいて、滴下するインクと着弾位置インクとの接触角θｎを算出する。
算出した接触角θｎに基づいて、滴下するインクの着弾径ｄｎと着弾位置インクの径ｄｎ−１との関係がｄｎ≦ｄｎ−１となるように、滴下するインクの液量Ｖｎを算出する。
また、滴下したインクのさらに上に滴下するインクとの接触角が最適な接触角（例えば、基板Ｓと滴下したインクの表面とのなす角と接触角を足した角度が９０度）となるように、滴下したインクの硬化条件も算出する。
ここで、接触角θｎの算出、インク液量Ｖｎの算出、インク硬化条件の算出の計算方法については、後ほど詳細に説明する。
【００３３】
３次元構造体作成装置１０は、以上のような構成である。
以下、３次元構造体作製装置１０による動作を説明することで、本発明の３次元構造体作製方法について詳細に説明する。ここで、図２は、３次元構造体作製方法の工程を示すフロー図である。
【００３４】
まず、基板Ｓを、支持体１４の所定位置に固定する。
その後、支持体搬送機構１６により、基板Ｓが固定された支持部１４をＹ方向に搬送し、基板Ｓをインクジェットヘッド１８に対向した位置に移動させる。
次に、作製する３次元構造体のデータに基づいて制御部により予め算出されている第１層の吐出タイミング、インクの滴下量及び滴下したインクの硬化条件を読み出し、設定する（ステップＳ１０）。  次に、設定された滴下条件に基づいて、基板Ｓ上にインクを滴下する（ステップＳ１２）。
具体的には、まず、ヘッド移動機構２０によりインクジェットヘッド１８をＸ方向に移動させつつ、インクジェットヘッド１８から対向する位置の基板Ｓにインクを滴下させる。なお、インクジェットヘッド１８は、制御部２４が入力されている３次元構造体のデータに基づいて算出した吐出タイミングに基づいて、基板Ｓの必要な位置のみに設定された条件に基づいた液量のインクを滴下する。
ヘッド移動機構２０によりインクジェットヘッド１８を基板Ｓの端から端まで移動させ、インクジェットヘッド１８が移動する領域に対向する位置の基板Ｓの全域にインクを滴下したら、支持体搬送機構１６により、基板ＳをＹ方向に一定距離移動させる。
その後、再び、ヘッド移動機構２０によりインクジェットヘッド１８を基板Ｓの端から端まで移動させ、インクジェットヘッド１８が移動する領域に対向する位置の基板Ｓの全域にインクを滴下し、滴下が終了したら、支持体搬送機構１６により、基板ＳをＹ方向に一定距離移動させる。
このように、インクジェットヘッド１８によるインク滴下と、支持体搬送機構１６による基板Ｓの一定距離の搬送とを繰り返し、基板Ｓの全面に所定パターンでインクを滴下する。
【００３５】
基板Ｓの全面にインクを滴下したら、基板Ｓ上に滴下されたインクを硬化させる（ステップＳ１４）。
具体的には、支持体搬送機構１６により基板Ｓを露光機構２２に対向する位置に搬送する。その後、支持体搬送機構１６により基板Ｓを所定速度で搬送しつつ、露光機構２２から対向する位置の基板Ｓに光を照射し、基板Ｓ上のインクを硬化させる。
なお、支持体搬送機構１６による基板Ｓの搬送速度、及び露光機構２２から照射される光の強度は、制御部２４により設定された搬送速度及び光の強度となる。
【００３６】
基板Ｓ上に滴下されたインクを硬化させたら３次元構造体が完成したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
３次元構造体が完成していない、つまり、さらに、インクを滴下し、層を形成する必要があると判定した場合は、ステップＳ１０に戻る。他方、３次元構造体が完成していると判定した場合は、処理が終了する。
【００３７】
上述した説明は、１層目であるので、ステップＳ１０に戻り第２層の作製が行われる。
まず、作製する３次元構造体のデータに基づいて制御部により予め算出されている第２層（ｎ回目の繰り返しの場合は、第ｎ層、２＜ｎ）の吐出タイミング、インクの滴下量及び滴下したインクの硬化条件を読み出し、設定する（ステップＳ１０）。
次に、基板Ｓは、初期位置に戻され、インクジェットヘッド１８によりインクが硬化された基板Ｓ上にインクを滴下する（ステップＳ１２）。
具体的には、ヘッド移動機構２０によりインクジェットヘッド１６を移動させつつ、インクジェットヘッド１８から液量Ｖｎのインクを基板Ｓの硬化されたインク上に滴下する。
その後、支持体移動機構１６により基板ＳをＹ方向に一定距離搬送し、インクジェットヘッド１６により液量Ｖｎのインクを基板Ｓ上の硬化されたインク上に滴下する。なお、液量Ｖｎは、ステップＳ１０で設定された第ｎ層におけるその位置における液量Ｖｎである。
このように、インクジェットヘッド１８によるインク滴下と、支持体搬送機構１６による基板Ｓの一定距離の搬送とを繰り返し、基板Ｓ上に所定パターン（ステップＳ１０で設定された吐出タイミング）でインクを滴下する。
【００３８】
次に、基板Ｓの硬化されたインク上の全面に所定パターンでインクを滴下したら、基板Ｓ（の硬化されたインク）上に滴下されたインクを硬化させる（ステップＳ１４）。
具体的には、ステップＳ１２と同様に、支持体搬送機構１６により基板Ｓを所定速度で搬送しつつ、露光機構２２から対向する位置の基板Ｓに光を照射し、滴下されたインクを硬化させる。なお、このとき、支持体搬送機構１６による基板Ｓの搬送速度と、露光機構２２から照射される光の強度は、ステップＳ１０で設定された条件である。
【００３９】
基板Ｓ上に滴下されたインクを硬化させたら、３次元構造体が完成したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
３次元構造体が完成していない、つまり、さらに、インクを滴下し、層を形成する必要があると判定された場合は、ステップＳ１０に戻り、次の層の吐出タイミングデータ、滴下するインクの液量及び硬化条件を読み出し、設定し、インク滴下、硬化の工程を繰り返す。
また、３次元構造体が完成したと判定されたら、処理を終了する。
３次元構造体作製装置１０は、以上のようにして所定パターンでインクの滴下と硬化とを繰り返し、硬化したインクを積層させることで３次元構造体を作製する。
【００４０】
このように、滴下するインクと滴下されたインクの着弾位置にある硬化したインクとの接触角θｎに基づいて、滴下するインクの着弾径ｄｎが硬化されたインクの径ｄｎ−１よりも大きくならない滴下量Ｖｎを算出し、その算出した滴下量Ｖｎのインクを滴下することで、滴下するインクが硬化されたインクよりも着弾径が大きくなり、滴下したインクが塗れ広がることを防止でき、滴下したインクを硬化したインクの上のみ重ねることができる。
また、硬化したインクよりも着弾径が大きくならないインクの滴下量を適切に算出できるため、滴下するインクの液量を多くすることができ、少ない積層数で、高い３次元構造体を作製することができる。
また、着弾径ｄｎと硬化されたインクの径ｄｎ−１との差を小さくまたは同じ径とすることで、３次元構造体の径が減少していく割合を小さくして、または、減少させることなく、重ねることができ、アスペクト比の高い３次元構造体を作製することができる。
【００４１】
以下、接触角θｎ、滴下量Ｖｎの算出方法の一例について詳細に説明する。なお、接触角θｎ、滴下量Ｖｎは、制御部２４により計算され算出される。
【００４２】
まず、滴下するインクと滴下されたインクの着弾位置にある硬化したインクとの接触角θｎの算出方法の一例について説明する。
制御部２４には、予め実験等により算出した、接触角θｎと、滴下するインク物性（組成、粘度等）、基板上で硬化されているインクの物性およびインクの硬化の程度との関係が記憶されている。
制御部２４は、硬化されたインクの種類と、滴下するインクの種類に基づいて、インクの物性を算出し、露光機構２２による露光条件（つまり、露光時の搬送速度、光の強度等）から硬化されたインクの硬化の程度を算出し、算出した結果と記憶されている対応関係に基づいて、滴下するインクと滴下されたインクの着弾位置にある硬化したインクとの接触角θｎを算出する。
【００４３】
以下、制御部に予め記憶させておく、インクの硬化具合と、接触角θｎとの関係の算出方法を、具体的実施例とともに詳細に説明する。
本実施例では、インクとして、紫外線硬化型モノマーインクを用い、基板として石英基板を用い、露光機構としてＵＶランプ（ウシオ電機株式会社製、スポットキュアＳＰ−７）を用いた。なお、紫外線硬化型モノマーインクは、モノマー、光重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、顔料を調合したインクである。
【００４４】
まず、基板の全面にインクをバーコート塗布し、その後、露光機構で所定時間露光することで、硬化インク膜サンプルを作製する。
次に、硬化インク膜サンプルの上に、さらにインクを滴下する。
次に、接触角計ＤＭ７００（協和界面化学株式会社製）を用いて、接触式液滴法により、滴下したインクと硬化インク膜サンプルとの接触角を測定した。
さらに、上記測定を、露光機構で露光する時間のみを変化させて、種々の露光時間の場合について行った。
【００４５】
図３に測定した結果を示す。ここで、図３では、横軸を露光時間［ｓｅｃ］とし、縦軸を接触角［ｄｅｇ］とした。
図３に示すように、露光時間を変化させることで、滴下したインクと硬化インク膜サンプルとの接触角が変化することがわかる。つまり、滴下したインクと硬化したインクとの接触角は、露光時間により変化することがわかる。具体的には、露光時間により接触角が５°から５５°まで変化することがわかる。
【００４６】
図３に示すような、接触角と露光時間との関係を、露光条件毎、使用されるインク毎に測定し、制御部２４に記憶させておくことで、各種条件から接触角を算出することができる。
【００４７】
次に、滴下する液滴の液適量Ｖｎの算出方法の一例について説明する。
図４は、基板上にインクを滴下した状態を示す模式図であり、図５は、硬化したインク上にインクを滴下した状態を示す模式図である。
まず、ステップＳ１２で滴下し、基板上に着弾するインク（つまり基板に直接着弾するインク、以下「第１インク」ともいう。）を、図４に示すように、着弾したインクの形状を曲率半径Ｒ１の切り取り球形状でモデル化する。なお、図４に示すインクと基板との接触面の中心を原点としたｘ軸（基板に平行な軸）、ｙ軸（基板に垂直で、インクの中心を通る軸）は、本モデル状の軸であり、上述した図１に示すＸ方向、Ｙ方向とは異なる方向である。
モデル化した第１インクは、着弾径がｄ１となり、基板と第１インクとの接触角がθ１となり、体積がＶ１となる。また、インク表面を構成する球の中心から基板までの距離がｙ１となる。
第１インクの各長さをこのように定義すると、第１インクのインク断面のプロファイルは、下記（式１）で表すことができる。
【００４８】
【数２】
0005247209.tif 000003
【００４９】
また、（式１）中のｙ１とＲ１とは、下記（式２）となる。
【００５０】
【数３】
0005247209.tif 000004
【００５１】
以上より、体積Ｖ１は、以下（式３）のように表すことができる。
【００５２】
【数４】
0005247209.tif 000005
【００５３】
このように、Ｖ１は、ｄ１とθ１の関数となる。
次に、図５に示すように、硬化したインクの上にインクを滴下した状態をモデル化する。なお、図５では、基板上に３つのインクを積層させた状態を示しているが、以下では、ｎ−１個のインクが滴下され、硬化され、積層された上に、ｎ個目のインクを滴下する場合として説明する。つまり、ｎ−１個目のインク（以下「第ｎ−１インク」という。）が硬化された後、ｎ個目のインク（以下「第ｎインク」という。）を滴下した場合について説明する。
まず、硬化された第ｎ−１インクの上に滴下させ、着弾させた第ｎインクを切り取り球形状でモデル化すると、第ｎインクの断面のプロファイルは、下記（式４）で表すことができる。
【００５４】
【数５】
0005247209.tif 000006
【００５５】
また、（式４）中のｙｎ、ｄｙｎ、Ｒｎとは、それぞれ下記（式５）〜（式７）と表すことができる。また、Φｎ−１は、第ｎインクの表面と第ｎ−１インクとの接点における、第ｎ−１インクの表面の接線と、基板の表面に平行な面とのなす角であり、下記（式８）と表すことができる。
【００５６】
【数６】
0005247209.tif 000007
【００５７】
以上、（式４）〜（式８）の関係を用いると、体積Ｖｎは、下記（式９）のように表すことができる。
【００５８】
【数７】
0005247209.tif 000008
【００５９】
（式９）に示すようにＶｎは、ｄｎ、ｄｎ−１、θｎ、θｎ−１、Φｎ−１により表すことができる。
ここで、ｄｎ−１、θｎ−１、Φｎ−１は、第ｎ−１インクに関する値であるため、第ｎインクの滴下時には、確定している。また、第ｎインクとして滴下するインクの物性、また第ｎ−１インクの物性及び硬化条件は、第ｎインク滴下時には確定している。そのため、、θｎも第ｎインク滴下時には確定している。
したがって、第ｎインク滴下時には、（式９）の変数は、ｄｎとＶｎのみとなる。
以上より、制御部２４は、（式９）を用いることで、ｄｎ≦ｄｎ−１となる第ｎインクの滴下量Ｖｎを算出することができる。
【００６０】
このようにして、算出した滴下量Ｖｎのインクを滴下させることで、硬化されたインクからはみ出すことなく、硬化されたインク上にインクを滴下することができる。
【００６１】
また、（式９）を用い、ｄｎ＝ｄｎ−１として滴下量Ｖｎを算出することで、硬化されたインクからはみ出さず、かつ液適量を最も多くすることができる。つまり、硬化されたインクからはみ出さずに作製できる最大量のインクを滴下することができる。
【００６２】
また、上記実施形態では、着弾径から液滴量を算出したが、これに限定されない。
例えば、（式９）のＶｎに所望のもしくは設定されたインクの滴下量を代入することで、その滴下量のインクが滴下可能か否かを検出することもできる。これにより、例えば、設定された滴下量のインクが滴下不可能な場合（硬化されたインクから濡れ出してしまう場合）は、滴下量を減少させて滴下可能なインク液滴の液量を検出するようにすることもできる。
【００６３】
例えば、基板とインクとの接触角θ１をθ１＝２０［°］とし、第１インクの滴下量Ｖ１をＶ１＝１０［ｐｌ］とすると、Ｒ１＝９６［μｍ］、ｄ１＝６６［μｍ］と算出することができる。
また、滴下する第２インクと、滴下する第２インクの着弾位置にある硬化された第１インクとの接触角θ２を、θ２＝３０［°］とし、第２インクの滴下量Ｖ２がＶ２＝１０［ｐｌ］であるとすると、（式９）から、第２インクの着弾径ｄ２がｄ２＝５５［μｍ］であることが算出できる。ここで、ｄ２＜ｄ１であるので、第２インクが第１インクからはみ出さないで着弾できることがわかる。
このように、（式９）を用いることで、接触角θとインクの滴下量Ｖｎを把握することで、インク液滴を積層可能か否かを判定することができる。
【００６４】
ここで、上記実施形態では、ｄｎ≦ｄｎ−１とすることで、滴下するインクが着弾したインクから濡れ出してしまうことを防止したが、インクジェットヘッドによる着弾位置の誤差ａ（例えば２μｍ）を加味して、ｄｎ≦ｄｎ−１＋ａを満たすようにすることが好ましい。
ｄｎ≦ｄｎ−１＋ａを満たすようにする滴下量Ｖｎを算出することで、滴下できる液適量は少なくなるが、滴下したインクが硬化したインクから漏れでることをより確実に防止することができる。
【００６５】
また、上述したように、接触角θは、露光条件により変化（調整）することができる。
そこで、制御部は、滴下したインクの硬化時に、支持体の搬送速度、露光機構から射出する光の強度等の露光条件を調整することが好ましい。
また、このように、露光条件を調整し、次に滴下するインクとの接触角θを調整することで、より滴下するインクをより大きくすることが可能となる。
【００６６】
ここで、ｄｎ≦ｄｎ−１を満たすような接触角θと滴下量Ｖｎと関係は、直前に算出し、算出結果に基づいて各算出結果に対応する製造条件（吐出条件、硬化条件）を算出して接触角θｎと滴下量Ｖｎとの関係に対応する製造条件を用いて３次元構造体を作製してもよい。
このように直前に対応関係を算出することで、露光強度をモニタリングしてより正確な接触角θｎを算出し、それに応じて滴下量Ｖｎを調節したり、インク温度をモニタリングしてより正確な滴下量Ｖｎを算出し、接触角θｎを調節したりすることができる。
また、制御部は、装置内部に設けても、装置外部に設けてもよい。
【００６７】
また、３次元構造体作製装置は、さらに、インク表面に撥液処理を施す撥液処理機構を設けてもよい。
図６は、本発明の３次元構造体作成方法の他の実施形態を用いる３次元構造体作製装置の概略構成を示す斜視図である。
ここで、図６に示す３次元構造体作製装置６０は、撥液処理機構６２を設けた点を除いて、他の構成は、図１に示す３次元構造体作製装置１０と同様の構成であるので、同一の構成には、同一の符号を付し、その説明は省略し、以下、３次元構造体作製装置６０に特有の点を重点的に説明する。
【００６８】
図６に示すように３次元構造体作製装置６０は、支持体１４と、支持体移動機構１６と、インクジェットヘッド１８と、ヘッド移動機構２０と、露光機構２２と、撥液処理機構６２と、各部の動作を制御する制御部２４とを有する。
【００６９】
撥液処理機構６２は、滴下され、硬化されたインクの表面に撥液処理を施す機構である。この撥液処理機構６２は、支持体１４の基板Ｓが支持されている面に対向して、インクジェットヘッド１８が移動する方向に平行な方向における支持体１４の端から端までを覆うように配置されている。また、撥液処置機構６２は、露光機構２２のインクジェットヘッド１８と対向している面とは反対側の面に、露光機構２２とは所定間隔離間して配置されている。
撥液処理機構６２としては、種々の撥液処理を行う機構を用いることができ、例えば、スピンコート、蒸着等により、通過する基板の全面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素系樹脂材等を塗布乾燥し基板表面と共にインク表面に撥液面を形成する方法がある。また、特開２０００−１７０９１号公報に記載のフッ素樹脂の処理方法や「フッ素樹脂の超撥水性に及ぼすＡｒイオン注入の影響（第１５回イオン注入表面処理シンポジウム予稿集）」等に記載された超撥水処理を用いて撥液処理を施す方法もある。
撥液処理機構６２は、以上のような構成であり、支持体搬送機構１６により搬送されることで、対向する位置を通過する基板Ｓのインクの表面に撥液処理を施す。
このように、硬化されたインクの表面に撥液処理を施すことでも硬化されたインクと滴下するインクの接触角を調整することができる。このように、接触角を調整できることで、滴下可能なインクの滴下量を調整することができる。
なお、撥液処理機構６２は、硬化されたインクにより撥液処理を行うか否か、または、その撥液処理の程度を調整するようにしてもよい。撥液処理を選択的に行うことで、滴下可能な液滴量を調整することができる。
【００７０】
また、インクジェットヘッドは、駆動波形を調整し、インクジェットヘッドから一度に滴下する液滴量を調整することで、インクの滴下量が所望の液適量となるように調整することが好ましい。なお、駆動波形の調整は印加電圧、パルス幅、引き押しのタイミングなど一般的なインクジェット技術で調整することができる。また、特にピエゾ型のインクへジェットヘッドの場合は、駆動波形により滴下量を好適に調整することができる。
【００７１】
また、インクジェットヘッドは、滴下するインク液滴の液滴数によりインクの滴下量が所望の液適量となるように調整することが好ましい。例えば、一度インクを滴下した後にインクを硬化させず、再び同じ位置にインクを滴下することで、滴下したインクの液滴量を増やすことできる。
このように、液滴数により調整することで、着弾位置ずれを平均化することができる。
【００７２】
また、３次元構造体作製装置１０では、インクジェットヘッドから滴下するインクを１種類としたが、本発明はこれに限定されず、インクジェットヘッドから必要に応じて複数の物性の異なるインクを滴下するようにしてもよい。このように滴下するインクを選択可能とし、滴下するインクを変化させることでも、接触角を調整することができる。
この場合は、インクジェットヘッドを複数設け、インクジェットヘッド毎に別々のインクを滴下するようにしても、１つのインクジェットヘッドで、複数のインクから選択した１つのインクを滴下するようにしてもよい。
【００７３】
また、３次元構造体作製装置１０は、１つのインク滴下機構（インクジェットヘッド１８及びヘッド移動機構２０）と１つの露光機構２２とで構成された装置としたが、本発明はこれに限定されない。
図７は、本発明の３次元構造体作製装置の他の実施形態の概略構成を示す模式図である。
図７に示す３次元構造体作製装置７０は、支持体１４と、支持体搬送機構１６と、インク滴下機構７２ａ、７２ｂ、７２ｃと、露光機構２２ａ、２０ｂ、２０ｃとを有する。
ここで、インク滴下機構７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、それぞれ、上述した３次元構造体作製装置１０のインクジェットヘッド１８及びヘッド移動機構２０で構成されるものであり、各部の構成は、インクジェットヘッド１８及びヘッド移動機構２０と同様である。
３次元構造体作製装置７０は、支持体搬送機構１６の支持体１４が載置されている面に、搬送方向の一方から他方に向って、インク滴下機構７２ａ、露光機構２２ａ、インク滴下機構７２ｂ、露光機構２２ｂ、インク滴下機構７２ｃ、露光機構２２ｃの順に配置されている。つまり、インク滴下機構と露光機構とが交互に配置されている。
３次元構造体作製装置７０は、以上のような構成である。
【００７４】
３次元構造体作製装置７０は、支持体搬送機構１６により、基板Ｓを載置した支持体１４を一方向に搬送させ、支持体１４をインク滴下機構７２ａ、露光機構２２ａ、インク滴下機構７２ｂ、露光機構２２ｂ、インク滴下機構７２ｃ、露光機構２２ｃの順に通過させる。これにより、インク滴下機構７２ａで基板Ｓ上にインクを滴下させた後、露光機構２２ａで滴下したインクを硬化させ、その後、インク滴下機構７２ｂで、基板Ｓの硬化させたインク上にインクを滴下させ、露光機構２２ｂで滴下したインクを硬化させ、インク滴下機構７２ｃでさらに基板Ｓの硬化させたインク上にインクを滴下させ、露光機構２２ｃで滴下したインクを硬化させることができる。
このように、インク滴下機構と露光機構を複数設け、インク滴下機構と露光機構とを交互に配置することで、基板を一方向に搬送するのみで複数のインクを積層させた３次元構造体を作製することができる。
なお、インク滴下機構と露光機構の個数は特に限定されず、２つでも、４つ以上の各部で３次元構造体作製装置を構成してもよい。また、インク滴下機構と露光機構とを複数設け、基板を往復移動させる場合は、往路のみならず、復路でも隣接するインク滴下機構と露光機構と１つの組として、インクの滴下と硬化を繰り返し、インクを積層させるようにしてもよい。また、インク滴下機構を１つ多く設け、搬送経路の始端と終端の両方をインク滴下機構とすることで、往復の両経路で露光機構を通過する際には、インクが滴下されている状態とすることができ、効率よく３次元立体構造を作製することができる。
【００７５】
また、上述した３次元構造体作製装置及び３次元構造体作製方法は、３次元構造体としてスペーサを作製するスペーサ作製装置及びスペーサ作製方法として用いることができる。ここで、スペーサとは、液晶表示装置に用いる、所定の配向で封入された液晶を挟持する一対の基板の基板間隔を一定にするために基板と基板の間に配置された凸部である。
【００７６】
図８は、スペーサ付き基板の一実施形態の概略構成を示す断面図である。
スペーサ付き基板８０は、液晶表示装置に用いる基板であり、透明基板８２と、ブラックマトリックス８４と、カラーフィルタ画素８６と、透明電極８８と、スペーサ９０と、配向膜９２とで構成される。
透明基板８２は、透明な板状の部材である。
ブラックマトリックス８４は、透明基板８２上に形成された格子状の遮光膜である。
カラーフィルタ画素８６は、ブラックマトリックス８４により形成された格子の開口部を埋めるように配置された、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のフィルタである。カラーフィルタ画素８６は、各開口部にそれぞれ１つの色のフィルタが配置されている。
透明電極８８は、ブラックマトリックス８４及びカラーフィルタ画素８６上に形成されている。
スペーサ９０は、ブラックマトリックス８４の上方の透明電極８８の上面に配置され、透明基板８２の上方（カラーフィルタ８６の面）に積層される基板との間隔を一定間隔としている。スペーサ９０は、上述した３次元構造体作製装置により、インクを積層させて形成されている。
配向膜９２は、スペーサ９０と透明電極８８の全面に形成されている。
【００７７】
スペーサ付き基板８０は、以上のような構成であり、３次元構造体作製装置及び３次元構造体作製方法によりスペーサ９０を作製することで、アスペクトが高く、かつ形状制度の高いスペーサを作製することができる。
また、上述したように少ない積層数でアスペクト比の高いスペーサを作製することができる。これにより、スペーサがカラーフィルタ上にはみ出すことを防止でき、カラーフィルタを高密度に配置することが可能となる。
このようにアスペクト比の高いスペーサを短時間で作製できることで、表示ムラ等の少ない高性能な液晶表示装置を好適に製造することができる。
また、スペーサ付き基板のブラックマトリックスも３次元構造体作製装置及び３次元構造体作製方法によりインクを滴下し、硬化させて積層することで作製してもよい。
【００７８】
ここで、スペーサ９０は、スペーサの高さの９０％の位置を側辺の上端としたとき、略台形の側辺と底辺とのなす角θｓが、３０°＜θｓ＜９０°となるように作製することが好ましい。スペーサが上記範囲を満たすように、滴下量、さらには、接触角を調整することで、強度が高く、形状変形しにくいスペーサを作製することができる。
【００７９】
ここで、３次元構造体として、スペーサを作製する場合には、インク（つまり、滴下する液体）として不飽和化合物と開始剤とを有する硬化性樹脂を用いればよい。ここで、不飽和化合物としては、ラジカル重合型では、アクリル系、メタアクリル系の不飽和化合物が例示され、また、カチオン重合型では、エポキシ系、オキセタン系、ビニルエーテル系の不飽和化合物等が例示される。
また、開始剤としては、ラジカル重合型では、ベンゾフェノン系、チオキサントン系、アセトフェノン系、アシルフォスフィン系の開始剤が例示され、カチオン重合型では、ヨードニウム塩やスルホニウム塩が例示される。
【００８０】
以上、本発明に係る３次元構造体作製方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【００８１】
例えば、３次元構造体作製装置では、インクジェットヘッドをヘッド移動機構により走査するシャトル方式としたがこれに限定されない。例えば、インクジェットヘッドを基板の搬送方向と直交する方向の全域にインクを滴下できるライン型とし、インクジェットヘッドを移動させることなく、基板を一方向に搬送するのみで、基板の全面にインクを滴下させてもよい。また、基板を固定して、インクジェットヘッドを２次元（Ｘ−Ｙ方向）に移動させることで、基板の全面にインクを滴下させるようにしてもよい。なお、この場合は、露光機構にも移動機構を設け、移動させる必要がある。
【００８２】
また、インクの色は、特に限定されず、どのような色でもよく、透明でもよい。
また、上記実施形態では、光硬化型インクを用いたが本発明はこれに限定されず、熱硬化型のインクや、ワックスインクを用いることもできる。
また、インクとして、光硬化型のインクを用いない場合には、露光機構に変えて、インクを硬化させるエネルギを照射する硬化機構を用いればよい。
【００８３】
また、基板は、平滑な板状部材に限定されず凹凸形状のある基板を用いてもよく、本発明は、上述したスペーサ付き基板を作製する場合のように、凹凸形状のある基板上にも３次元構造体を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の３次元構造体作製方法を用いる３次元構造体作製装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の３次元構造体作製方法の一実施形態を示すフロー図である。
【図３】露光時間と接触角との関係を示すグラフである。
【図４】基板上にインクを滴下した状態を示す模式図である。
【図５】硬化したインクに、新たなインクを滴下した状態を示す模式図である。
【図６】３次元構造体作製装置の他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図７】３次元構造体作製装置の他の実施形態の概略構成を示す模式図である。
【図８】本発明のスペーサ付き基板の一実施形態の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  ３次元構造体作製装置
１４  支持体
１６  支持体移動機構
１８  インクジェットヘッド
２０  ヘッド移動機構
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  露光機構
２４  制御部
３４  ドライブスクリュー
３５  ガイドレール
３６ａ  駆動支持部
３６ｂ  支持部
６２  撥液処理機構
Ｓ  基板
７０  ３次元構造体作製装置
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ  インク滴下機構
８０  スペーサ付き基板
８２  透明基板
８４  ブラックマトリックス
８６  カラーフィルタ画素
８８  透明電極
９０  スペーサ
９２  配向膜
【図１】
0005247209.tif 000010
【図２】
0005247209.tif 000011
【図３】
0005247209.tif 000012
【図４】
0005247209.tif 000013
【図５】
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【図６】
0005247209.tif 000015
【図７】
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【図８】
0005247209.tif 000017