(57)【要約】【課題】吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避して、高い粘度の液状体からなる液滴の吐出容量の安定性を向上させたパターン形成方法、液滴吐出装置及び液晶表示装置を提供することである。【解決手段】吐出ヘッド４０の反Ｘ矢印方向側に赤外線ヒータ４５を設けて、吐出ヘッド４０及び赤外線ヒータ４５を、マザー基板ＭＡに対して反Ｘ矢印方向に相対移動させるようにした。そして、マザー基板ＭＡの各領域を吐出ヘッド４０の直下に搬送させる前に、マザー基板ＭＡに対する吐出ヘッド４０の移動経路Ｒ内であって、吐出ヘッド４０の反Ｘ矢印方向側の領域を順に局所的に加熱するようにした。【選択図】図７
2007232867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して一方向に相対移動する液滴吐出ヘッドから液状体からなる複数の液滴を順に前記基板に向かって吐出し、前記基板に着弾した前記複数の液滴を接合して前記基板にパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、
前記液滴吐出ヘッドを前記基板に対して相対移動する前に、前記基板に対する前記液滴吐出ヘッドの移動経路下であって、前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に相対する前記基板の領域を予め局所的に加熱するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成方法において、
前記液滴吐出ヘッドから前記液滴を吐出する前に、前記液状体を加熱して、加熱した前記液状体からなる複数の液滴を吐出するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
液状体を複数の液滴にして基板に吐出する液滴吐出装置において、
前記基板に対して一方向に相対移動し、前記液状体からなる液滴を前記基板に吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に配設されて、前記基板に対する前記液滴吐出ヘッドの移動経路下であって、前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に相対する前記基板の領域を局所的に加熱する加熱手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出装置において、
前記基板は、赤外領域の光を吸収する基板であって、
前記加熱手段は、前記基板に対する前記液滴吐出ヘッドの移動経路下であって、前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に相対する前記基板の領域に前記赤外領域の光を局所的に照射するヒータであることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の液滴吐出装置において、
前記液状体は、液晶材料であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液滴吐出装置によって吐出された液晶材料を備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法、液滴吐出装置及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置の製造工程には、基板の吐出領域に液晶材料を吐出して、その吐出領域を対向基板で封止する封止工程が行われている。この封止工程では、封入する液晶材料の容量を安定させるために、液晶材料を複数の液滴として吐出させる、いわゆるインクジェット法が利用されている。
【０００３】
しかし、上記インクジェット法では、一般的に、ノズルに形成された液状体の界面（メニスカス）を強制的に振動させて液滴を吐出させる。そのため、液状体の粘度が高くなると（例えば、粘度が２０ｃＰ以上になると）、液滴の吐出動作が不安定になって、液晶材料の容量を変動させる虞があった。
【０００４】
そこで、インクジェット法に利用される液滴吐出装置では、高い粘度の液状体に対して、その吐出動作の安定化を図る提案がなされている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、ノズルを備えた液滴吐出ヘッドや液滴吐出ヘッドに液晶を供給する供給ラインを、チューブヒータ等の加熱手段によって加熱させている。これによって、液晶材料の低粘度化を図り、液滴吐出動作の安定性を向上させている。
【特許文献１】特開２００４−３４７６９５号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記液滴吐出装置では、吐出した液滴の着弾精度を確保させるために、図９に示すように、ノズル１０１の形成されたノズル形成面１０２を基板１０３側に露出させて、ノズル形成面１０２と基板１０３との間の距離（プラテンギャップＧ）を１ｍｍ程度まで狭くしている。そのため、液滴吐出ヘッド１０４は、供給される熱量の殆どを、そのノズル形成面１０２を介して、基板１０３に放熱している。その結果、液滴吐出ヘッド１０４に対して基板１０３を相対移動させると、ノズル形成面１０２の温度が低下して、液状体１０５の粘度上昇を招き、吐出容量を低下させる問題があった。
【０００６】
こうした問題は、基板１０３のステージに加熱ヒータを設けて基板１０３の全体を所定温度（例えば、６０℃）まで加熱し、ノズル形成面１０２を介した液状体１０５の放熱を抑制させることによって回避可能と考えられる。しかし、基板１０３の全体を加熱させると、基板１０３の熱膨張によって、液滴１０６の着弾位置の位置精度を低下させる虞があった。また、基板１０３に形成された各種パターン（例えば、液晶材料を封入するためのシール材など）に熱的損傷を来たす虞があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、吐出した液滴の位置ズレや基板の熱的損傷を回避して、高い粘度の液状体からなる液滴の吐出容量の安定性を向上させたパターン形成方法、液滴吐出装置及び液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパターン形成方法は、基板に対して一方向に相対移動する液滴吐出ヘッドから液状体からなる複数の液滴を順に前記基板に向かって吐出し、前記基板に着弾した前記複数の液滴を接合して前記基板にパターンを形成するようにしたパターン形成方法において
、前記液滴吐出ヘッドを前記基板に対して相対移動する前に、前記基板に対する前記液滴吐出ヘッドの移動経路下であって、前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に相対する前記基板の領域を予め局所的に加熱するようにした。
【０００９】
本発明のパターン形成方法によれば、液滴吐出ヘッドと相対する基板の領域のみを予め局所的に加熱させることができる。従って、液滴を吐出するときに、液滴吐出ヘッドの基板側への放熱を回避させることができ、かつ、基板全体にわたる長期的な温度上昇を回避させることができる。その結果、基板の熱膨張や熱的損傷を来たすことなく、液滴吐出時における液状体の増粘を解消させることができる。そのため、着弾精度の低下や基板の損傷を回避して、吐出容量の安定性を向上させることができる。
【００１０】
また、このパターン形成方法において、前記液滴吐出ヘッドから前記液滴を吐出する前に、前記液状体を加熱して、加熱した前記液状体からなる複数の液滴を吐出するようにしてもよい。
【００１１】
このパターン形成方法によれば、液滴を吐出する前の局所的な加熱によって、予め加熱した液状体の基板側への放熱を回避させることができる。従って、加熱した液状体の液滴吐出動作を安定させることができる。
【００１２】
本発明の液滴吐出装置は、液状体を複数の液滴にして基板に吐出する液滴吐出装置において、前記基板に対して一方向に相対移動し、前記液状体からなる液滴を前記基板に吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に配設されて、前記基板に対する前記液滴吐出ヘッドの移動経路下であって、前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に相対する前記基板の領域を局所的に加熱する加熱手段と、を備えた。
【００１３】
本発明の液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドと相対する基板の領域のみを予め局所的に加熱させることができる。従って、液滴を吐出するときに、液滴吐出ヘッドの基板側への放熱を回避させることができ、かつ、基板全体にわたる長期的な温度上昇を回避させることができる。その結果、基板の熱膨張や熱的損傷を来たすことなく、液滴吐出時における液状体の増粘を解消させることができる。そのため、着弾精度の低下や基板の損傷を回避して、吐出容量の安定性を向上させることができる。
【００１４】
また、この液滴吐出装置において、前記基板は、赤外領域の光を吸収する基板であって、前記加熱手段は、前記基板に対する前記液滴吐出ヘッドの移動経路下であって、前記液滴吐出ヘッドの前記一方向側に相対する前記基板の領域に前記赤外領域の光を局所的に照射するヒータであってもよい。
【００１５】
この液滴吐出装置によれば、基板の表面状態などに関わらず、基板の領域を非接触で局所的に加熱させることができる。
また、この液滴吐出装置において、前記液状体は、液晶材料であってもよい。
【００１６】
この液滴吐出装置によれば、基板の熱膨張や熱的損傷を回避させて、液晶材料に対する吐出容量の安定性を向上させることができる。
本発明の液晶表示装置は、上記液滴吐出装置によって吐出された液晶材料を備えた。
【００１７】
本発明の液晶表示装置によれば、液晶材料の容量安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図８に従って説明する。まず、本発明のパターン形成方法によって形成した液晶層を有する液晶表示装置１０について説明する。
図１は、液晶表示装置１０の斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１９】
図１において、液晶表示装置１０の下側には、ＬＥＤ１１を有して四角板状に形成されたエッジライト型のバックライト１２が備えられている。バックライト１２の上方には、バックライト１２と略同じサイズに形成された四角板状の液晶パネル１３が備えられている。そして、ＬＥＤ１１から出射される光が、液晶パネル１３に向かって照射されるようになっている。
【００２０】
液晶パネル１３には、相対向する素子基板１４と対向基板１５が備えられている。これら素子基板１４と対向基板１５は、図２に示すように紫外線光硬化性樹脂からなる四角枠状のシール材１６を介して貼り合わされている。これら素子基板１４と対向基板１５との間の間隙には、所定容量の液晶材料Ｆからなる液晶層１７が封入されている。液晶材料Ｆは、その常温の粘度が５０〜１００ｃＰであるが、これに限られるものではない。
【００２１】
図１において、素子基板１４の下面（バックライト１２側の側面）には、偏光板や位相差板などの光学基板１８が貼り合わされている。光学基板１８は、バックライト１２からの光を直線偏光にして液晶層１７に出射するようになっている。素子基板１４の上面（対向基板１５側の側面：素子形成面１４ａ）には、一方向（Ｘ矢印方向）略全幅にわったって延びる複数の走査線Ｌｘが配列形成されている。各走査線Ｌｘは、それぞれ素子基板１４の一側に配設される走査線駆動回路１９に電気的に接続されるとともに、走査線駆動回路１９からの走査信号が、所定のタイミングで入力されるようになっている。
【００２２】
また、素子形成面１４ａには、Ｙ矢印方向略全幅にわたって延びる複数のデータ線Ｌｙが配列形成されている。各データ線Ｌｙは、それぞれ素子基板１４の他側に配設されるデータ線駆動回路２１に電気的に接続されるとともに、データ線駆動回路２１からの表示データに基づくデータ信号が、所定のタイミングで入力されるようになっている。
【００２３】
素子形成面１４ａであって、走査線Ｌｘとデータ線Ｌｙの交差する位置には、対応する走査線Ｌｘ及びデータ線Ｌｙに接続されてマトリックス状に配列される複数の画素２２が形成されている。各画素２２には、それぞれＴＦＴなどの図示しない制御素子や、透明導電膜などからなる光透過性の画素電極２３が備えられている。
【００２４】
図２において、各画素２２の上側全体には、ラビング処理などによる配向処理の施された配向膜２４が積層されている。配向膜２４は、配向性ポリイミドなどの配向性高分子によって形成されて、対応する画素電極２３の近傍で、液晶分子の配向を所定の方向に設定するようになっている。
【００２５】
また、対向基板１５の上面には、光学基板１８からの光と直交する直線偏光の光を外方（図２における上方）に出射する偏光板２５が貼り合わされている。対向基板１５の下面（素子基板１４側の側面：電極形成面１５ａ）全体には、各画素電極２３と相対向するように形成された光透過性の導電膜からなる対向電極２６が積層されている。対向電極２６は、前記データ線駆動回路２１に電気的に接続されるとともに、そのデータ線駆動回路２１からの所定の共通電位が付与されるようになっている。対向電極２６の下面全体には、ラビング処理などによる配向処理の施された配向膜２７が積層されて、前記対向電極２６の近傍で、液晶分子の配向を所定の方向に設定するようになっている。
【００２６】
そして、各走査線Ｌｘを線順次走査に基づいて１本ずつ所定のタイミングで選択して、各画素２２の制御素子を、それぞれ選択期間中だけオン状態にする。すると、各制御素子に対応する各画素電極２３に、対応するデータ線Ｌｙからの表示データに基づくデータ信号が出力される。各画素電極２３にデータ信号が出力されると、各画素電極２３と対向電
極２６との間の電位差に基づいて、対応する液晶層１７の配向状態が変調される。すなわち、光学基板１８からの光の偏光状態が画素２２ごとに変調される。そして、画素２２ごとに変調された光が偏光板２５を通過するか否かによって、表示データに基づく画像が、液晶パネル１３の上側に表示される。
【００２７】
この際、本実施形態の液晶層１７は、予め設定された所定容量の液晶材料Ｆによって形成されている。そのため、素子基板１４（各画素電極２３）と対向基板１５（対向電極２６）の間の間隙（セルギャップ）は、予め設定された所定の間隔で均一に維持される。従って、本実施形態の液晶パネル１３では、輝度ムラなどを来たすことなく、その表示画質を維持させることができる。
【００２８】
尚、この液晶表示装置１０は、画素２２に制御素子であるＴＦＴなどを備えた、いわゆるアクティブマトリックス方式の透過型液晶表示装置であるが、例えば反射透過型液晶表示装置であってもよく、あるいはパッシブ方式の液晶表示装置であってもよい。すなわち、素子基板１４と対向基板１５との間に、液晶層１７を封入した液晶表示装置であればよい。
【００２９】
次に、液晶パネル１３の製造方法について図３に従って説明する。図３は、液晶パネル１３の製造方法を説明する説明図である。
図３において、まず、対向基板１５を格子状に切り出し可能にしたマザー基板ＭＡの一側面（配向膜２７側の側面：吐出面ＭＡａ）であって、対向基板１５に対応する各領域の外縁に、それぞれ紫外線光硬化性樹脂などからなる四角枠状のシール材１６を形成する。そして、シール材１６で囲まれた各領域（各吐出領域Ｓ）に、それぞれ複数の液滴Ｆｂを吐出し、各液滴Ｆｂを接合して所定容量の液晶材料Ｆからなるパターンを形成する。
【００３０】
各吐出領域Ｓに液晶材料Ｆのパターンを形成すると、マザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａ側に、素子基板１４を切出し可能にしたマザー基板ＭＢを貼り合わせて各シール材１６を硬化し、各吐出領域Ｓ内に液晶材料Ｆを封入する。そして、マザー基板ＭＡ及びマザー基板ＭＢをダイシングして、各液晶パネル１３を製造する。
【００３１】
尚、本実施形態では、対向基板１５のマザー基板ＭＡにシール材１６（吐出領域Ｓ）を形成し、マザー基板ＭＡに液晶材料Ｆの液滴Ｆｂを吐出させる構成にしたが、これに限らず、素子基板１４のマザー基板ＭＢにシール材１６を形成してもよく、さらには素子基板１４のマザー基板ＭＢに液滴Ｆｂを吐出させる構成にしてもよい。
【００３２】
次に、液晶材料Ｆを吐出するための液滴吐出装置３０について図４〜図８に従って説明する。図４は、液滴吐出装置３０を示す斜視図である。
図４において、液滴吐出装置３０には、直方体形状に形成された基台３１が備えられるとともに、その基台３１の上面には、その長手方向（Ｘ矢印方向）に沿って延びる一対の案内溝３２が形成されている。その基台３１の上方には、搬送台３３が備えられている。搬送台３３は、基台３１内に設けられたＸ軸モータＭＸ（図８参照）の出力軸に駆動連結されるとともに、前記案内溝３２に沿って、所定の速度でＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に往復動する（Ｘ矢印方向に沿って搬送される）ようになっている。搬送台３３の上側には、各シール材１６（各吐出領域Ｓ）を上側にしたマザー基板ＭＡを載置可能にする載置面３４が形成されている。載置面３４は、載置された状態のマザー基板ＭＡを搬送台３３に対して位置決め固定するようになっている。
【００３３】
尚、本実施形態では、載置面３４にマザー基板ＭＡを載置する構成にしているが、これに限らず、例えば、各画素電極２３を上側にしたマザー基板ＭＢを載置する構成にしてもよい。
【００３４】
図４において、基台３１のＹ矢印方向両側には、門型に形成されたガイド部材３５が配設されるとともに、そのガイド部材３５の上側には、Ｙ矢印方向に延びる貯留タンク３６が配設されている。貯留タンク３６は、液状体としての液晶材料Ｆを貯留するタンクであって、貯留する液晶材料Ｆを、その下方に配置される液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという）４０まで所定の圧力で導出するようになっている。
【００３５】
ガイド部材３５の下側には、そのＹ矢印方向略全幅にわたる上下一対のガイドレール３７が形成されている。一対のガイドレール３７には、ガイド部材３５内に設けられたＹ軸モータＭＹ（図８参照）の出力軸に駆動連結されるキャリッジ３８が配設されて、そのキャリッジ３８が、ガイドレール３７に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に往復動する（Ｙ矢印方向に沿って走査される）ようになっている。
【００３６】
キャリッジ３８の下側であって、そのＸ矢印方向側には、吐出ヘッド４０が配設されている。図５は、吐出ヘッド４０を下側（マザー基板ＭＡ側）から見た斜視図であって、図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【００３７】
図５において、吐出ヘッド４０の上側（マザー基板ＭＡ側）には、ノズルプレート４１が備えられるとともに、そのノズルプレート４１の上面には、マザー基板ＭＡ側に露出するノズル形成面４１Ｓが形成されている。そのノズル形成面４１Ｓは、図６に示すように、吐出ヘッド４０の直下にマザー基板ＭＡが位置する状態で、マザー基板ＭＡ（吐出面ＭＡａ）との間の距離（プラテンギャップＧ）が１ｍｍになるように配置されている。これによって、吐出ヘッド４０は、ノズル形成面４１Ｓから吐出する各液滴Ｆｂの着弾精度を確保するようになっている。
【００３８】
図５において、ノズル形成面４１Ｓには、その法線方向に貫通形成された複数の吐出口としてのノズルＮがＹ矢印方向に沿って等間隔に配列形成されている。本実施形態では、搬送されるマザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａ上の位置であって、各ノズルＮの直下に対応する位置を、それぞれ着弾位置Ｐ（図６参照）という。
【００３９】
図６において、各ノズルＮの上側には、それぞれ貯留タンク３６に連通するキャビティ４２が形成されて、前記貯留タンク３６からの液晶材料Ｆを、対応するノズルＮに供給させるようになっている。各キャビティ４２の上側には、上下方向に振動可能な振動板４３が貼り付けられて、キャビティ４２内の容積を拡大・縮小させるようになっている。振動板４３の上側には、ノズルＮに対応する複数の圧電素子ＰＺが配設されている。各圧電素子ＰＺは、それぞれ駆動制御するための信号（圧電素子駆動電圧ＣＯＭ：図８参照）を受けて収縮・伸張し、対応する振動板４３を上下方向に振動させるようになっている。
【００４０】
そして、図７に示すように、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御し、マザー基板ＭＡをＸ矢印方向に搬送するときに、各ノズルＮ（各着弾位置Ｐ）がＸ矢印方向に沿う各吐出領域Ｓと相対するように、キャリッジ３８をセットする。キャリッジ３８をセットすると、Ｘ軸モータＭＸを駆動制御して、マザー基板ＭＡをＸ矢印方向に搬送する。すると、吐出ヘッド４０（各ノズルＮ）は、吐出面ＭＡａ上で反Ｘ矢印方向に延びる経路（移動経路Ｒ）に沿うように、マザー基板ＭＡ上を相対移動する。
【００４１】
図５において、吐出ヘッド４０の外周には、ヘッドヒータ４４が配設されている。ヘッドヒータ４４は、各キャビティ４２に供給する貯留タンク３６からの液晶材料Ｆを所定の温度領域（本実施形態では６０℃）まで加熱するようになっている。そして、ヘッドヒータ４４によって貯留タンク３６からの液晶材料Ｆを加熱すると、ヘッドヒータ４４の加熱分だけ、キャビティ４２内における液晶材料Ｆの粘度が低下するようになっている。
【００４２】
キャリッジ３８の下側であって、前記吐出ヘッド４０（ヘッドヒータ４４）の反Ｘ矢印方向側には、加熱手段としての赤外線ヒータ４５が配設されている。赤外線ヒータ４５は、吐出ヘッド４０と略同じサイズでＹ矢印方向に延びる直方体形状に形成されている。赤外線ヒータ４５の内部には、図示しない赤外線ランプなどの光源が備えられて、マザー基板ＭＡに対して高い吸収率を有した赤外領域の光Ｌ（図６参照）をマザー基板ＭＡ側に出射するようになっている。図６において、赤外線ヒータ４５の下面には、マザー基板ＭＡ側に露出する照射面４５Ｓが形成されている。照射面４５Ｓは、前記ノズル形成面４１Ｓと同じ高さ位置に形成されて、赤外線ヒータ４５の直下にマザー基板ＭＡが位置する状態で、吐出面ＭＡａとの間の距離が前記プラテンギャップＧになるように配置されている。これによって、赤外線ヒータ４５（照射面４５Ｓ）は、そのマザー基板ＭＡ（吐出面ＭＡａ）との間の機械的接触を回避させるとともに、相対向するマザー基板ＭＡの加熱効率を高くさせることができる。
【００４３】
そして、図７に示すように、Ｘ軸モータＭＸを駆動制御して、赤外線ヒータ４５に向けてマザー基板ＭＡをＸ矢印方向に搬送する。
すると、赤外線ヒータ４５は、吐出ヘッド４０に先行して、吐出面ＭＡａ上の前記移動経路Ｒに沿うように、マザー基板ＭＡ上を相対移動する。すなわち、赤外線ヒータ４５は、移動経路Ｒに沿って、吐出ヘッド４０の反Ｘ矢印方向側に相対するマザー基板ＭＡの領域を順に局所的に加熱する。局所的に加熱されたマザー基板ＭＡの領域は、やがて、マザー基板ＭＡの搬送に従って、吐出ヘッド４０の直下にまで搬送される。
【００４４】
局所的に加熱されたマザー基板ＭＡの領域が吐出ヘッドの直下にまで搬送されると、ノズル形成面４１Ｓと吐出面ＭＡａが１ｍｍと近接しているために、ノズル形成面４１Ｓを介して、液晶材料Ｆと相対向するマザー基板ＭＡの領域との間で熱交換が行われる。すなわち、ヘッドヒータ４４によって低粘度化された液晶材料Ｆの熱量が、露出するノズル形成面４１Ｓを介して、相対向するマザー基板ＭＡ側に放熱される。一方、赤外線ヒータ４５の加熱によって蓄積されたマザー基板ＭＡの局所的な熱量が、相対向するノズル形成面４１Ｓを介して、液晶材料Ｆに供給される。
【００４５】
この結果、低粘度化された液晶材料Ｆは、ノズル形成面４１Ｓを介したマザー基板ＭＡ側への熱量が、相対向するマザー基板ＭＡの領域からの熱量によって補償される。これによって、各ノズルＮ近傍の液晶材料Ｆに対して、その温度、すなわち粘度を、所定の粘度に安定保持させることができる。
【００４６】
そして、吐出領域Ｓが吐出ヘッド４０（各ノズルＮ）の直下を通過するタイミングで、対応する圧電素子ＰＺに圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給する。すると、各キャビティ４２の容積が拡大・縮小して、対応するノズルＮ内のメニスカスＭが振動する。各ノズルＮ内のメニスカスＭが振動すると、各ノズルＮ内の液晶材料Ｆは、その粘度を安定化させている分だけ、液滴Ｆｂとして円滑に吐出される。すなわち、液晶材料Ｆの粘度を安定化させている分だけ、液晶材料Ｆの液滴吐出動作が安定化して、各液滴Ｆｂの容量が均一化される。
【００４７】
均一化された各液滴Ｆｂは、対応するノズルＮの反Ｚ矢印方向に沿って飛行して、対応する着弾位置Ｐ（局所的に加熱したマザー基板ＭＡの領域）に着弾する。マザー基板ＭＡに着弾した各液滴Ｆｂは、マザー基板ＭＡからの熱量を受けて低粘度化し、吐出面ＭＡａの面方向に広がって、隣接する液滴Ｆｂと接合した均一な液状膜を形成する。
【００４８】
そして、吐出領域Ｓが吐出ヘッド４０（各ノズルＮ）の直下から離脱すると、やがて、加熱したマザー基板ＭＡの領域が冷却されて、吐出領域Ｓ内に、その全体にわたって、互
いに接合した液晶材料Ｆからなる均一な膜厚のパターンが定着する。そして、定着した液晶材料Ｆのパターンを有したマザー基板ＭＡに、素子基板１４のマザー基板ＭＢを貼り合わせて、マザー基板ＭＡとマザー基板ＭＢとの間に液晶材料Ｆを封入してダイシングする。すると、各液滴Ｆｂの容量を均一化させた分だけ、液晶層１７の容量を等しくした液晶パネル１３を製造することができ、各液晶パネル１３に対して、その素子基板１４と対向基板１５の間のセルギャップを均一にすることができる。しかも、各吐出領域Ｓ内で各液滴Ｆｂを濡れ広がらせた分だけ、液晶層１７への気泡等の混入を回避させることができる。
【００４９】
次に、上記のように構成した液滴吐出装置３０の電気的構成を図８に従って説明する。
図８において、制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有して、ＲＯＭ等に格納された各種データと各種制御プログラムに従って、搬送台３３を搬送させてキャリッジ３８を走査させるとともに、各圧電素子ＰＺを駆動制御させて赤外線ヒータ４５を加熱制御させるようになっている。
【００５０】
制御装置５０には、起動スイッチ、停止スイッチ等の操作スイッチを有した入力装置５１が接続されて、各吐出領域Ｓの位置座標や各吐出領域Ｓに対する吐出容量が既定形式の吐出データＩａとして入力されるようになっている。そして、制御装置５０は、入力装置５１からの吐出データＩａを受けて、ビットマップデータＢＭＤ及び圧電素子駆動電圧ＣＯＭを生成するようになっている。ビットマップデータＢＭＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するものであって、二次元描画平面（吐出面ＭＡａ）上に予め規定された各格子点に、それぞれ液滴Ｆｂを吐出するか否かを規定させたデータである。すなわち、ビットマップデータＢＭＤは、吐出面ＭＡａ上の各吐出領域Ｓに位置する各格子点に、それぞれ液滴Ｆｂを吐出させるためのデータである。
【００５１】
制御装置５０には、Ｘ軸モータ駆動回路５２が接続されて、Ｘ軸モータ駆動回路５２に対応する駆動制御信号を出力するようになっている。Ｘ軸モータ駆動回路５２は、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、搬送台３３を搬送させるためのＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させるようになっている。
【００５２】
制御装置５０には、Ｙ軸モータ駆動回路５３が接続されて、Ｙ軸モータ駆動回路５３に対応する駆動制御信号を出力するようになっている。Ｙ軸モータ駆動回路５３は、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、キャリッジ３８を走査させるためのＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させるようになっている。
【００５３】
制御装置５０には、マザー基板ＭＡの端縁を検出可能な基板検出装置５４が接続されて、基板検出装置５４からの検出信号に基づいて、各ノズルＮ（各着弾位置Ｐ）に対するマザー基板ＭＡの位置を演算するようになっている。
【００５４】
制御装置５０には、Ｘ軸モータ回転検出器５５が接続されて、Ｘ軸モータ回転検出器５５からの検出信号が入力されるようになっている。制御装置５０は、Ｘ軸モータ回転検出器５５からの検出信号に基づいて、搬送台３３（マザー基板ＭＡ）の移動方向及び移動量を演算するようになっている。そして、制御装置５０は、各着弾位置Ｐが吐出面ＭＡａの各格子点（各吐出領域Ｓの各格子点）に位置するタイミングで、吐出ヘッド駆動回路５７に、それぞれ吐出タイミング信号ＬＰを出力するようになっている。
【００５５】
制御装置５０には、Ｙ軸モータ回転検出器５６が接続されて、Ｙ軸モータ回転検出器５６からの検出信号が入力されるようになっている。制御装置５０は、Ｙ軸モータ回転検出器５６からの検出信号に基づいて、キャリッジ３８（各ノズルＮ）のＹ矢印方向の移動方
向及び移動量を演算するようになっている。そして、制御装置５０は、各ノズルＮに対応する着弾位置Ｐを、それぞれ吐出領域Ｓに位置する各格子点の搬送経路上に配置するようになっている。
【００５６】
制御装置５０には、吐出ヘッド駆動回路５７が接続されて、吐出タイミング信号ＬＰを出力するようになっている。また、制御装置５０は、圧電素子駆動電圧ＣＯＭを所定のクロック信号に同期させて、吐出ヘッド駆動回路５７に出力するようになっている。さらにまた、制御装置５０は、搬送台３３の一回の搬送に対応するビットマップデータＢＭＤに基づいて所定のクロック信号に同期させた吐出制御信号ＳＩを生成し、その吐出制御信号ＳＩを、順次吐出ヘッド駆動回路５７にシリアル転送するようになっている。吐出ヘッド駆動回路５７は、制御装置５０からの吐出制御信号ＳＩを、それぞれ各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換するようになっている。そして、吐出ヘッド駆動回路５７は、制御装置５０からの吐出タイミング信号ＬＰを受けるたびに、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択された圧電素子ＰＺに、それぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給するようになっている。
【００５７】
制御装置５０には、赤外線ヒータ駆動回路５８が接続されて、赤外線ヒータ４５を駆動させるためのヒータ駆動信号ＳＬを出力するようになっている。そして、赤外線ヒータ駆動回路５８は、搬送台３３（マザー基板ＭＡ）を搬送させる前に、制御装置５０からのヒータ駆動信号ＳＬを受けて、赤外線ヒータ４５を加熱駆動させるようになっている。
【００５８】
次に、液滴吐出装置３０を使用して液晶材料Ｆを吐出させる方法について説明する。
まず、図４に示すように、載置面３４（搬送台３３）に、吐出面ＭＡａが上側になるようにマザー基板ＭＡを配置固定する。このとき、マザー基板ＭＡは、ガイド部材３５（キャリッジ３８）よりも反Ｘ矢印方向側に配置されている。
【００５９】
この状態から、入力装置５１を操作して吐出データＩａを制御装置５０に入力する。すると、制御装置５０は、吐出データＩａに基づいてビットマップデータＢＭＤを生成して格納する。ビットマップデータＢＭＤを生成すると、制御装置５０は、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭＹを駆動制御し、マザー基板ＭＡをＸ矢印方向に搬送するときに、各着弾位置Ｐが吐出領域Ｓに位置する各格子点の搬送経路上に位置するように、キャリッジ３８（各ノズルＮ）をセットする。また、制御装置５０は、赤外線ヒータ駆動回路５８にヒータ駆動信号ＳＬを出力して、赤外線ヒータ４５を駆動させる。赤外線ヒータ４５を駆動させて、その加熱量を安定させると、制御装置５０は、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ軸モータＭＸを駆動制御し、マザー基板ＭＡのＸ矢印方向への搬送を開始して、吐出ヘッド駆動回路５７に吐出制御信号ＳＩ及び圧電素子駆動電圧ＣＯＭを出力する。
【００６０】
マザー基板ＭＡの搬送を開始すると、制御装置５０は、基板検出装置５４及びＸ軸モータ回転検出器５５からの検出信号に基づいて、最もＸ矢印方向に位置する吐出領域Ｓの各格子点がノズルＮの直下（着弾位置Ｐ）に位置するか否か判断する。
【００６１】
この際、最もＸ矢印方向に位置する吐出領域Ｓの各格子点は、対応する着弾位置Ｐに先行して、赤外線ヒータ４５の直下に搬送される。すると、最もＸ矢印方向に位置する吐出領域Ｓは、そのＸ矢印方向側から順に、赤外線ヒータ４５からの局所的な加熱を受けて、吐出ヘッド４０の直下に搬送される。
【００６２】
そして、最もＸ矢印方向に位置する吐出領域Ｓの各格子点が、対応する着弾位置Ｐに位置すると、制御装置５０は、吐出ヘッド駆動回路５７に吐出タイミング信号ＬＰを出力する。吐出タイミング信号ＬＰを出力すると、制御装置５０は、吐出ヘッド駆動回路５７を
介して、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択された各圧電素子ＰＺに、それぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭを供給し、選択されたノズルＮから、一斉に液滴Ｆｂを吐出させる。
【００６３】
このとき、各ノズルＮ近傍の液晶材料Ｆは、そのノズル形成面４１Ｓを介したマザー基板ＭＡ側への熱量が、相対向するマザー基板ＭＡの領域からの熱量によって補償される。そのため、各ノズルＮ近傍の液晶材料Ｆは、その粘度を、所定の粘度に安定保持させて、均一な容量からなる液滴Ｆｂを円滑に吐出させる。吐出された各液滴Ｆｂは、対応する着弾位置Ｐ（吐出領域Ｓ内の位置）に着弾するとともに、マザー基板ＭＡからの熱量を受けて低粘度化し、隣接する液滴Ｆｂと接合した均一な液状膜を形成する。
【００６４】
以後、同様に、制御装置５０は、マザー基板ＭＡをＸ矢印方向に搬送して、ノズル形成面４１Ｓと相対向するマザー基板ＭＡの領域を、その吐出動作に先駆けて加熱する。そして、制御装置５０は、各吐出領域Ｓの格子点が着弾位置Ｐに位置するたびに、選択したノズルＮから液滴Ｆｂを吐出させて、各吐出領域Ｓの全体に、それぞれ所定の容量からなる液晶材料Ｆの均一な液状膜を形成する。これによって、マザー基板ＭＡの熱膨張や熱的損傷を来たすことなく、液晶材料Ｆの容量安定性を向上させることができる。
【００６５】
次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、吐出ヘッド４０の反Ｘ矢印方向側に赤外線ヒータ４５を設けて、吐出ヘッド４０及び赤外線ヒータ４５を、マザー基板ＭＡに対して反Ｘ矢印方向に相対移動させるようにした。そして、マザー基板ＭＡの各領域を吐出ヘッド４０の直下に搬送させる前に、マザー基板ＭＡに対する吐出ヘッド４０の移動経路Ｒ内であって、吐出ヘッド４０の反Ｘ矢印方向側の領域を順に局所的に加熱するようにした。
【００６６】
従って、赤外線ヒータ４５の加熱によって、ノズル形成面４１Ｓに相対するマザー基板ＭＡの領域のみを、予め局所的に加熱させることができる。従って、マザー基板ＭＡの全体にわたる長期的な温度上昇を回避させて、液晶材料Ｆの温度を安定化させることができる。その結果、マザー基板ＭＡの熱膨張や熱的損傷を来たすことなく、液晶材料Ｆの粘度を保持させることができる。そのため、液滴Ｆｂの着弾精度の低下やマザー基板ＭＡの損傷を回避して、吐出領域Ｓに吐出する液晶材料Ｆの容量を安定させることができる。
【００６７】
（２）上記実施形態によれば、吐出ヘッド４０の外周にヘッドヒータ４４を設けて、吐出ヘッド４０から液滴Ｆｂを吐出させる前に液晶材料Ｆを加熱し、加熱した液晶材料Ｆからなる複数の液滴Ｆｂを吐出させるようにした。従って、予め加熱した液晶材料Ｆを吐出させる分だけ、液滴Ｆｂの流動性を向上させることができ、液滴Ｆｂからなる液状膜（液晶層１７）の膜厚均一性を、さらに向上させることができる。
【００６８】
（３）上記実施形態によれば、マザー基板ＭＡに対して高い吸収率を有した赤外領域の光Ｌをマザー基板ＭＡに照射して、マザー基板ＭＡを局所的に加熱するようにした。従って、マザー基板ＭＡの表面状態などに関わらず、マザー基板ＭＡの領域を非接触で局所的に加熱させることができる。その結果、非接触で加熱させる分だけ、マザー基板ＭＡの適用範囲を拡張させることができる。
【００６９】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、配置固定された吐出ヘッド４０及び赤外線ヒータ４５に対してマザー基板ＭＡを搬送移動させるようにした。これに限らず、配置固定されたマザー基板ＭＡに対してキャリッジ３８（吐出ヘッド４０及び赤外線ヒータ４５）を移動させるようにしてもよい。
・上記実施形態では、光を赤外領域の光Ｌに具体化した。これに限らず、例えば、光を可視領域の光に具体化してもよく、基板に対して高い吸収率を有し、基板を加熱可能な波長
領域の光であればよい。
・上記実施形態では、加熱手段を赤外線ヒータに具体化した。これに限らず、例えば、加熱手段を抵抗加熱ヒータに具体化してもよく、局所的な加熱によって液状体を流動させるものであればよい。
・上記実施形態では、液状体を、液晶材料Ｆとして具体化した。これに限らず、例えば、液状体を、金属微粒子を含有した金属インクに具体化してもよい。つまり、加熱（低粘度化）して吐出させる液状体であればよい。
・上記実施形態では、液晶材料Ｆを吐出して液晶表示装置１０を製造する構成した。これに限らず、例えば液状体を金属インクとして具体化して、液晶表示装置１０の各種金属配線などを形成する構成にしてもよい。また、平面状の電子放出素子を備えて、同素子から放出された電子による蛍光物質の発光を利用した電界効果型装置（ＦＥＤやＳＥＤ等）の各種金属配線などを形成する構成にしてもよい。すなわち、加熱した液状体の液滴からなるパターンであればよい。
・上記実施形態では、本発明のパターン形成方法及び液滴吐出装置をインクジェット法に適用した。これに限らず。本発明のパターン形成方法及び液滴吐出装置をディスペンサー法に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態の液晶表示装置の斜視図。
【図２】同じく、液晶表示装置の断面図。
【図３】同じく、液晶表示装置の製造方法を説明する説明図。
【図４】同じく、液滴吐出装置の斜視図。
【図５】同じく、液滴吐出ヘッドの斜視図。
【図６】同じく、液滴吐出ヘッドの側断面図。
【図７】同じく、液滴吐出ヘッドを説明するための説明図。
【図８】同じく、液滴吐出装置の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。
【図９】従来例の液滴吐出ヘッドを説明するための側断面図。
【符号の説明】
【００７１】
Ｌ…光、ＭＡ…基板としてのマザー基板、Ｆ…液状体としての液晶材料、Ｆｂ…液滴、Ｒ…移動経路、１０…液晶表示装置、３０…液滴吐出装置、４０…液滴吐出ヘッド、４５…加熱手段としての赤外線ヒータ。
【図１】
2007232867.tif 000003
【図２】
2007232867.tif 000004
【図３】
2007232867.tif 000005
【図４】
2007232867.tif 000006
【図５】
2007232867.tif 000007
【図６】
2007232867.tif 000008
【図７】
2007232867.tif 000009
【図８】
2007232867.tif 000010
【図９】
2007232867.tif 000011