(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置に対して、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料を充填する方法であって、
前記液状材料よりも低粘度の第１の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する第１ステップと、
該液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、前記第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液に置換する第２ステップと、
該液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を前記液状材料に置換する第３ステップと、
を含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記第２の充填液は、前記液状材料を加熱したものであることを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記第１の充填液は、前記液状材料に含まれる溶剤成分であることを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記第２ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記第１の充填液と前記第２の充填液との混合液に置換するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項５】
請求項１から５の何れかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記第３ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を、前記第２の充填液と前記液状材料との混合液に置換するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記第１の充填液及び／又は前記第２の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記液状材料を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記第１の充填液に再置換するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項９】
液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置に対して、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料を充填する方法であって、
前記液状材料よりも低粘度の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する第１ステップと、
該液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を前記液状材料に置換する第２ステップとを含み、
前記第２ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を、前記充填液と前記液状材料との混合液に置換するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項１０】
請求項９記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記充填液は、前記液状材料を加熱したものであることを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項１１】
請求項９記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記充填液は、前記液状材料に含まれる溶剤成分であることを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項１３】
請求項９から１２のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記液状材料を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれかに記載の液滴吐出装置の液状材料充填方法において、
前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記充填液に再置換するステップを含むことを特徴とする液滴吐出装置の液状材料充填方法。
【請求項１５】
液状材料を吐出する液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を用いてデバイスを製造する方法であって、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の液状材料充填方法により、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料を充填する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１６】
液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドに、前記液状材料と、該液状材料よりも低粘度の第１の充填液と、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、前記第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液とを切り替えて、または混合して充填させる切替混合装置と、
前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を前記第２の液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御すると共に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の液滴吐出装置において、
前記第２の充填液は、前記液状材料を加熱したものであることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記第１の充填液は、前記液状材料に含まれる溶剤成分であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１９】
請求項１６から１８のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記制御装置が、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記第１の充填液と前記第２の充填液との混合液に置換してから、前記第２の充填液に置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２０】
請求項１６から１９のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記制御装置が、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を、前記第２の充填液と前記液状材料との混合液に置換してから、前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２１】
請求項１６から２０のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記第１の充填液及び／又は前記第２の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する充填液脱気装置を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２２】
請求項１６から２１のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記液状材料を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する液状材料脱気装置を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２３】
請求項１６から２２のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記制御装置は、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記第１の充填液に再置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２４】
請求項１６から２３のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドを吸引して、前記液状材料、前記第１の充填液、前記第２の充填液のいずれか、またはこれらの混合液を、前記液滴吐出ヘッドに充填する吸引装置を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２５】
液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料と該液状材料よりも低粘度の充填液とを切り替えて、または混合して充填させる切替混合装置と、
前記液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を、前記充填液と前記液状材料との混合液に置換してから、前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御する制御装置と、
を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の液滴吐出装置において、
前記充填液は、前記液状材料を加熱したものであることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２７】
請求項２５記載の液滴吐出装置において、
前記充填液は、前記液状材料に含まれる溶剤成分であることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２８】
請求項２５から２７のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する充填液脱気装置を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２９】
請求項２５から２８のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記液状材料を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する液状材料脱気装置を有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３０】
請求項２５から２９のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記制御装置は、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記充填液に再置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３１】
請求項２５から３０のいずれかに記載の液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドを吸引して前記液状材料、前記充填液、またはこれらの混合液を、前記液滴吐出ヘッドに充填する吸引装置を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３２】
液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を基板に着弾させて前記基板に製膜処理を施す液滴吐出装置を有するデバイス製造装置であって、
前記液滴吐出装置として、請求項１６から請求項３１のいずれか１項に記載された液滴吐出装置が用いられることを特徴とするデバイス製造装置。
【請求項３３】
請求項３２記載のデバイス製造装置により製造されたことを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置の液状材料充填方法、およびデバイス製造装置とデバイス製造方法、並びにデバイスに関し、例えば液晶表示装置等の表示装置に対して適用されるカラーフィルタを製造する際に用いられる液滴吐出装置と当該液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドに製膜用液状材料を充填する方法、および当該液滴吐出装置を備えたデバイス製造装置とデバイス製造方法、並びにデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、例えばコンピュータや携帯用の情報機器端末の発達に伴い、液晶表示デバイス、特にカラー液晶表示デバイスの使用が増加している。この種の液晶表示デバイスは、表示画像をカラー化するためにカラーフィルタを用いている。カラーフィルタには、基板を有し、この基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）の液状材料を所定パターンで着弾することで形成されるものがある。このような基板に対してインク等の液状材料を着弾させる方式としては、液滴吐出方式（インクジェット方式）が採用されている。
【０００３】
液滴吐出方式を採用した場合、液滴吐出ヘッドから所定量の製膜用液状材料をフィルタに対して吐出して着弾させるが、この基板は、例えば特開平８−２７１７２４号公報で開示されているように、ＸＹステージ（ＸＹ平面に沿った２次元方向に移動自在なステージ）に搭載されている。このＸＹステージにより基板をＸ方向とＹ方向に移動させることで、複数の液滴吐出ヘッドからの液状材料が基板の所定位置に着弾できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の液滴吐出装置には、以下のような問題が存在する。
液滴吐出ヘッドから吐出される液状材料は、液状材料タンクに貯留されたものが例えばチューブを介して液滴吐出ヘッドに供給されて充填されるが、イニシャル動作（初期動作）時や、例えば一日程度中断した後にはヘッドに液状材料が充填されていないため、液状材料を液滴吐出ヘッドまで導入する必要がある。
【０００５】
そこで、従来では、液滴吐出ヘッドの液状材料吐出面を覆って乾燥を防ぐキャップに吸引駆動源となるポンプやチューブ等の負圧吸引機構を接続し、このキャップを液滴吐出ヘッドに当接させた状態で負圧吸引することにより、液状材料タンクからチューブを介して液滴吐出ヘッドに液状材料を導入・充填する方法が多く採用されている。
【０００６】
ところが、プリンタ等に用いられる比較的低粘度の液状材料であれば、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填した際、多くの場合液滴吐出ヘッド内に存在する気泡を排出することができるが、高粘度の液状材料を液滴吐出ヘッドに充填した場合には気泡を排出しきれないことがある。ヘッド内に気泡が残っていると液状材料が吐出されなかったり、吐出されても速度、重量が変動する等、液状材料の吐出特性が安定しないという問題が生じてしまう。特に、近年では、液滴吐出装置をプリンタのみならず、工業用等に幅広く応用する動きがあるため、高粘度の液状材料でも気泡を残すことなくヘッドに充填する技術の開発が強く望まれていた。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、粘度の高い製膜用液状材料を用いる場合であっても、所定の液状材料吐出特性を維持できる液滴吐出装置とその液状材料充填方法、およびデバイス製造装置とデバイス製造方法並びにこのデバイス製造装置で製造されたデバイスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する第１の解決手段として、本発明は以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置に対して、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料を充填する方法であって、前記液状材料よりも低粘度の第１の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する第１ステップと、該液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、前記第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液に置換する第２ステップと、該液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を前記液状材料に置換する第３ステップと、を含むことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドに、前記液状材料と、該液状材料よりも低粘度の第１の充填液と、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、前記第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液とを切り替えて、または混合して充填させる切替混合装置と、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を前記第２の液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御すると共に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御する制御装置と、を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、まず液滴吐出ヘッドに低粘度の第２の充填液、次いで第２の充填液を充填することにより、液滴吐出ヘッド内の気泡を排出することができる。従って、第２の充填液を液状材料に置換することにより、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができるため、液状材料が高粘度であっても気泡の存在に起因する液状材料の吐出不良が生じることなく、所定の液状材料吐出特性を維持することができる。
さらに、液状材料よりも低粘度であり、かつ、第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液を用いたので、第１の充填液と液状材料との粘度が大きく異なる場合でも、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができる。
したがって、一種類の充填液のみを用いた場合よりも、さらに高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、第２の充填液として液状材料を加熱したものを採用することが可能である。
この場合、加熱されることで液状材料の粘度が低下するため、液状材料自体を第２の充填液として用いることができる。したがって、第２の充填液と未加熱の液状材料とが充分に置換されなかった場合でも、液状材料の成分としては同一なので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。
【００１２】
なお、第２の充填液よりも高温に加熱した液状材料を、第１の充填液として採用しても良い。この場合、液状材料に他の成分が混入することをより確実に防止できるので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことや、いわゆる溶剤ショックによる固形分の析出を、より確実に防止することができる。
【００１３】
また、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、第１の充填液として液状材料に含まれる溶剤成分を採用することも可能である。
この場合、第１の充填液が、第２の充填液や液状材料に充分に置換されず残存した場合でも、溶剤成分が液状材料の一部を構成するものなので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。さらに、液滴吐出ヘッドに液状材料の固形成分が残留していた場合でも、充填液によりこの固形成分を溶解することができる。
【００１４】
なお、この場合、液状材料に含まれる溶剤成分によって液状材料を希釈したものを、第２の充填液として採用しても良い。また、加熱した液状材料を第２の充填液として採用しても良い。この場合、液状材料に他の成分が混入することをより確実に防止できるので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことや、いわゆる溶剤ショックによる固形分の析出を、より確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明の液状材料充填方法では、前記第２ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記第１の充填液と前記第２の充填液との混合液に置換するステップを含むことを特徴とすることができる。
同様に、本発明の液滴吐出装置では、前記制御装置が、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記第１の充填液と前記第２の充填液との混合液に置換してから、前記第２の充填液に置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とすることができる。
【００１６】
この場合、第１の充填液を、第１の充填液と第２の充填液との混合液に置換してから、第２の充填液に置換するので、第１の充填液と第２の充填液との粘度が大きく異なっても、スムーズに置換することができる。したがって、より高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
なお、第１の充填液と第２の充填液との混合液の混合比率に特に限定はないが、例えば略５０：５０に混合することができる。また、第２の充填液の混合比率を、段階的に増加させたり、漸増させたりしてもよい。
【００１７】
また、本発明の液状材料充填方法では、前記第３ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を、前記第２の充填液と前記液状材料との混合液に置換するステップを含むことを特徴とすることができる。
同様に、本発明の液滴吐出装置では、前記制御装置が、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を、前記第２の充填液と前記液状材料との混合液に置換してから、前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とすることができる。
【００１８】
この場合、第２の充填液を、第２の充填液と液状材料との混合液に置換してから、液状材料に置換するので、第２の充填液と液状材料との粘度が大きく異なっても、スムーズに置換することができる。したがって、より高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
なお、第２の充填液と液状材料との混合液の混合比率に特に限定はないが、例えば略５０：５０に混合することができる。また、液状材料の混合比率を、段階的に増加させたり、漸増させたりしてもよい。
【００１９】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記第１の充填液及び／又は前記第２の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記第１の充填液及び／又は前記第２の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する充填液脱気装置を有することが好ましい。
【００２０】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液滴吐出ヘッドに第１の充填液及び／又は第２の充填液を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも、これらの充填液がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００２１】
さらに、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液状材料を液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気することが好ましい。
【００２２】
これにより、本発明では、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過により液状材料から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも液状材料がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００２３】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記第１の充填液に再置換するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記制御装置は、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記第１の充填液に再置換するように前記切替混合装置を制御することが好ましい。
【００２４】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、製膜処理後に充填液を充填した状態で液滴吐出ヘッドを保管することで、乾燥の早い液状材料も使用可能になる。
【００２５】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを吸引して液状材料または充填液を液滴吐出ヘッドに充填する吸引装置を備えることが好ましい。
【００２６】
これにより、本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドの直近で吸引するので、液状材料タンクを加圧する場合等に比較して圧力損失が少なくなり、効果的に液状材料または充填液を充填することができる。また、液滴吐出ヘッドを吸引することで、液滴吐出ヘッドに付着した固形物や塵埃を容易に除去することが可能になる。
【００２７】
上記の目的を達成する第２の解決手段として、本発明は以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置に対して、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料を充填する方法であって、前記液状材料よりも低粘度の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する第１ステップと、該液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を前記液状材料に置換する第２ステップとを含み、前記第２ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を、前記充填液と前記液状材料との混合液に置換するステップを含むことを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料と該液状材料よりも低粘度の充填液とを切り替えて、または混合して充填させる切替混合装置と、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を、前記充填液と前記液状材料との混合液に置換してから、前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御する制御装置と、
を有することを特徴としている。
【００２９】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、まず液滴吐出ヘッドに低粘度の充填液、次いで充填液と液状材料との混合液を充填することにより、液滴吐出ヘッド内の気泡を排出することができる。従って、前記混合液を液状材料に置換することにより、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができるため、液状材料が高粘度であっても気泡の存在に起因する液状材料の吐出不良が生じることなく、所定の液状材料吐出特性を維持することができる。
さらに、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、充填液よりも高粘度となる充填液と液状材料との混合液を用いたので、充填液と液状材料との粘度が大きく異なる場合でも、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができる。
したがって、充填液を液状材料に直ちに置換する場合よりも、さらに高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
【００３０】
なお、充填液と液状材料との混合液の混合比率に特に限定はないが、例えば略５０：５０に混合することができる。また、液状材料の混合比率を、段階的に増加させたり、漸増させたりしてもよい。
【００３１】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、充填液として液状材料を加熱したものを採用することが可能である。
この場合、加熱されることで液状材料の粘度が低下するため、液状材料自体を充填液として用いることができる。したがって、充填液と未加熱の液状材料とが充分に置換されなかった場合でも、液状材料の成分としては同一なので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。
【００３２】
また、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、充填液として液状材料に含まれる溶剤成分を採用することも可能である。
この場合、充填液が、液状材料に充分に置換されず残存した場合でも、溶剤成分が液状材料の一部を構成するものなので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。さらに、液滴吐出ヘッドに液状材料の固形成分が残留していた場合でも、充填液によりこの固形成分を溶解することができる。
【００３３】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する充填液脱気装置を有することが好ましい。
【００３４】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液滴吐出ヘッドに充填液を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも、これらの充填液がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００３５】
さらに、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液状材料を液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気することが好ましい。
【００３６】
これにより、本発明では、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過により液状材料から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも液状材料がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００３７】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記充填液に再置換するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記制御装置は、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記充填液に再置換するように前記切替混合装置を制御することが好ましい。
【００３８】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、製膜処理後に充填液を充填した状態で液滴吐出ヘッドを保管することで、乾燥の早い液状材料も使用可能になる。
【００３９】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを吸引して液状材料または充填液を液滴吐出ヘッドに充填する吸引装置を備えることが好ましい。
【００４０】
これにより、本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドの直近で吸引するので、液状材料タンクを加圧する場合等に比較して圧力損失が少なくなり、効果的に液状材料または充填液を充填することができる。また、液滴吐出ヘッドを吸引することで、液滴吐出ヘッドに付着した固形物や塵埃を容易に除去することが可能になる。
【００４１】
本発明はさらに、液状材料を吐出する液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を用いてデバイスを製造する方法であって、上記の液状材料充填方法により、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
【００４２】
本発明のデバイス製造方法では、所定の液状材料吐出特性を維持した状態で液状材料を吐出できるので、所定の製膜処理を実行することでデバイス特性（品質）を確保することができる。
【００４３】
同様に、本発明は、液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を基板に着弾させて基板に製膜処理を施す液滴吐出装置を有するデバイス製造装置であって、液滴吐出装置として上記の液滴吐出装置が用いられることを特徴とするデバイス製造装置を提供する。
【００４４】
本発明のデバイス製造装置では、所定の液状材料吐出特性を維持した状態で液状材料を吐出できるので、所定の製膜処理を実行することでデバイス特性（品質）を確保することができる。
【００４５】
また、本発明のデバイスは、上記のデバイス製造装置により製造されたことを特徴としている。
【００４６】
これにより、本発明のデバイスでは、所定の液状材料吐出特性で製膜処理が実行されることで、所定の品質を確保することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出装置とその液状材料充填方法、およびデバイス製造装置とデバイス製造方法並びにデバイスの実施の形態を、図１ないし図１１を参照して説明する。
ここでは、本発明の液滴吐出装置を例えば液晶表示デバイスに対して用いられるカラーフィルタ等を製造するためのフィルタ製造装置（デバイス製造装置）に適用するものとして説明する。
【００４８】
図１は、フィルタ製造装置（デバイス製造装置）１の概略平面図である。フィルタ製造装置１は、ほぼ同様の構造を有する３台の製膜装置（液滴吐出装置）２ｂ、２ｄ、２ｆと、これら製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆとの間でガラス基板等の基板を搬送する搬送システム３とを備えている。
【００４９】
搬送システム３は、マガジンローダ４と製膜装置２ｂとの間、製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆ間、および製膜装置２ｆとマガジンアンローダ５との間でそれぞれ基板を搬送するものであって、基板移載・回転エリア３ａ、３ｇと、製膜装置エリア３ｂ、３ｄ、３ｆと、中間搬送エリア３ｃ、３ｅとがＸ方向（図１中、左右方向）に沿って設置されている。なお、以下においては、液状材料着弾時に基板が移動するスキャン方向をＹ方向（図１中、上下方向）とし、図１中、紙面と直交する方向をＺ方向として説明する。
【００５０】
マガジンローダ４は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。同様に、マガジンアンローダ５は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。
【００５１】
基板移載・回転エリア３ａには、各マガジンローダ４と対向する位置に載置台６がそれぞれ設置されている。各載置台６は、図示しない回転駆動装置により９０°それぞれ回転するとともに、載置された基板を仮位置決めする構成になっている。同様に、基板移載・回転エリア３ｇには、各マガジンアンローダ５と対向する位置に載置台７がそれぞれ設置されている。各載置台７は、図示しない回転駆動装置により９０°回転する構成になっている。
【００５２】
製膜装置エリア３ｂには、基板を加熱する加熱装置（ベーク炉）８ｂと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｂ、１０ｂとが設置されている。加熱装置８ｂは、製膜装置２ｂで製膜された基板を（例えば１２０℃×５分間で）加熱（ベーク）するものである。搬送ロボット９ｂは、マガジンローダ４と載置台６との間、載置台６と製膜装置２ｂとの間、および製膜装置２ｂと加熱装置８ｂとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｂは、製膜装置２ｂと加熱装置８ｂとの間、加熱装置８ｂと後述する冷却部１１ｃとの間、および冷却部１１ｃと後述するバッファ部１３ｃとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００５３】
中間搬送エリア３ｃには、基板を冷却する冷却部１１ｃと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｃと、製膜装置２ｂ、２ｄ間の処理時間の差（例えば基板の冷却に要する時間差や、ヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｃから回転部１２ｃに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｃとが設置されている。バッファ部１３ｃは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００５４】
製膜装置エリア３ｄには、基板を加熱する加熱装置８ｄと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｄ、１０ｄとが設置されている。加熱装置８ｄは、製膜装置２ｄで製膜された基板を（例えば１２０℃×５分間で）加熱するものである。搬送ロボット９ｄは、バッファ部１３ｃと回転部１２ｃとの間、回転部１２ｃと製膜装置２ｄとの間、および製膜装置２ｄと加熱装置８ｄとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｄは、製膜装置２ｄと加熱装置８ｄとの間、加熱装置８ｄと後述する冷却部１１ｅとの間、および冷却部１１ｅと後述するバッファ部１３ｅとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００５５】
中間搬送エリア３ｅには、基板を冷却する冷却部１１ｅと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｅと、製膜装置２ｄ、２ｆ間の処理時間の差（例えば基板の冷却に要する時間差や、ヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｅから回転部１２ｅに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｅとが設置されている。バッファ部１３ｅは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００５６】
製膜装置エリア３ｆには、基板を加熱する加熱装置８ｆと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｆ、１０ｆとが設置されている。加熱装置８ｆは、製膜装置２ｆで製膜された基板を（例えば１２０℃×５分間で）加熱するものである。搬送ロボット９ｆは、バッファ部１３ｅと回転部１２ｅとの間、回転部１２ｅと製膜装置２ｆとの間、および製膜装置２ｆと加熱装置８ｆとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｆは、製膜装置２ｆと加熱装置８ｆとの間、加熱装置８ｆと基板移載・反転エリアの載置台７との間、および載置台７とマガジンアンローダ５との間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００５７】
製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆは、搬送された基板に対して赤色、青色、緑色の各カラーフィルタ層を形成するためのインク（液状材料）により製膜処理を行うものであり、それぞれ概略的にほぼ同様の構造を有し、図示しないサーマルクリーンチャンバー内に収容された液滴吐出ヘッド１４、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４を支持して一対のＸガイド１７に沿ってＸ方向に移動するＸテーブル１５、Ｘテーブル１５の下方（−Ｚ側）に配置され、基板を吸着保持して一対のＹガイド１８に沿ってＹ方向に移動するＹテーブル１６、液状材料供給システム１９等を備えている。
【００５８】
Ｘテーブル１５は、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４をＸ方向に駆動・位置決めするとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置により、θＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）、θＸ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θＹ方向（Ｙ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めする。さらにＸテーブル１５には、液滴吐出ヘッド１４をＺ方向に駆動・位置決めするモータ（図示せず）が設けられている。
【００５９】
Ｙテーブル１６は、リニアモータ等の駆動装置によりＹ方向に駆動・位置決めされるとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置によりθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めされる構成になっている。なお、Ｙテーブル１６の移動経路近傍には、図示しない基板アライメントカメラが設置されており、搬送された基板に形成されたアライメントマークを検出することで、基板の載置方向や位置を検出可能になっている。
【００６０】
図２に示すように、液滴吐出ヘッド１４は平面視矩形状を呈しており、液滴吐出面（基板との対向面）には、ヘッドの長さ方向に沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて２列でノズルが複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、この液滴吐出ヘッド１４は、ノズルを基板側に向けるとともに、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列された状態で平面視略矩形状の支持板２０に複数（図２では１列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。そして、液滴吐出ヘッド１４は、この支持板２０を介してＸテーブル１５に支持される。なお、液滴吐出ヘッド１４がＸ軸（またはＹ軸）に対して傾く角度は、基板上に形成されるフィルタエレメントの配列ピッチに基づいて設定される。
【００６１】
図３は、図２における右側面図である。この図に示すように、各液滴吐出ヘッド１４には、液状材料供給システム１９から供給される液状材料を導入するための導入ユニット２１がそれぞれ設けられている（なお、これら導入ユニット２１は、図２では図示を省略している）。各導入ユニット２１には、ノズルの列毎に２系統で液状材料が供給される構成になっている。
【００６２】
支持板２０の液滴吐出ヘッド１４が取り付けられる側には、先端面に位置検出用の孔部（図示せず）が形成された軸２２が複数突設されている。そして、この孔部を図示しないヘッドアライメントカメラで撮像し、その位置を検出するとともに、モータ等の回転駆動装置によりＸテーブル１５に対する支持板２０のθ方向の位置を補正することで、液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）をアライメント（位置決め）することができる。
【００６３】
図４および図５に示すように、液状材料供給システム１９は、液状材料タンク２４に貯留された液状材料及び充填液タンク２５、２５ａ、２５ｂ（後述；図８、図９参照）に貯留された充填液を液滴吐出ヘッド１４に供給するとともに、液状材料を回収・排出するための液状材料ユニット（後述）、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９等を備えており、これらの中、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４の下方に配置されるとともに、ベース２３上を一対のＹガイド３０に沿ってＹ方向に移動する移動盤３１に設置され、移動盤３１とともにＹ方向に一体的に移動可能な構成となっている。
【００６４】
ワイピングユニット２７は、帯状の不織布等の布材により液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面（すなわち、略ノズル面）をワイピングする（拭う）ものであって、布材を巻出す巻出しリール２７ａ、ベース２３に設置された洗浄液タンク３２から供給される洗浄液を布材に吐出する洗浄液吐出部２７ｂ、液滴吐出ヘッド１４をワイピングした布材を巻取る巻取りリール２７ｃ等を備えており、巻出しリール２７ａ、洗浄液吐出部２７ｂ、巻取りリール２７ｃおよび移動盤３１を同期駆動することにより、例えば基板に対する製膜処理後に洗浄液を含む布材で液滴吐出面をワイピング可能である。
【００６５】
吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に、液滴吐出ヘッド１４が配置された列毎に２カ所設けられている。各ユニット２９には、レーザ光の遮光・透過によりノズルからの液状材料の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎および各ノズル毎に検出する吐出検出装置（検出装置；図示せず）が設けられており、検出結果は制御装置５２（後述）に出力される。
【００６６】
図６は、キャップユニット２６の概略構成図（正面図）である。キャップユニット２６は、それぞれが吸引パッドを有する複数のキャップ３３と、キャップ３３を支持する支持板３４、支持板３４に連結された支持板３５、３６を介して支持板３４をＺ方向に駆動するエアシリンダ等の移動手段３７、３８から概略構成されている。
【００６７】
キャップ３３は、液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａ（図３参照）支持板３４の上面側（＋Ｚ側）に液滴吐出ヘッド１４に対応する位置および傾きで、より詳細には図７に示すように、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列されて固定されている。なお、これらキャップ３３および支持板３４は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に配置されている。
【００６８】
移動手段３７、３８は、図示しないストッパーでＺ方向の移動を規定されることで、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａに当接して吸引する当接位置、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４から離間した退避位置との間で支持板３４を移動させるものであり、その駆動は制御装置５２に制御される（図８参照）。
【００６９】
図８は、液状材料ユニットの一例で、送液チューブ４１を介して液滴吐出ヘッド１４に充填させる液状材料を液状材料タンク２４内に貯留された製膜用液状材料と、充填液タンク２５ａ内に貯留された第１の充填液と、充填液タンク２５ｂ内に貯留された第２の充填液との間で選択的に切り替える、またはこれらを混合して液滴吐出ヘッド１４に供給する切替混合装置４０と、キャップ３３に接続されキャップ３３を介して液状材料または充填液を吸引して廃液タンク４２に排出する吸引ポンプ（吸引装置）３９とを備えた構成とされている。
【００７０】
第１の充填液として、ここでは液状材料（例えば、５０ｍＰａ・ｓ）に含まれる液体よりも低粘度の溶剤成分が用いられている（例えば、５〜６ｍＰａ・ｓ）。また、第２の充填液として、液状材料をこの液状材料に含まれる溶剤成分によって希釈したものが用いられている。充填液切替混合装置４０としては、例えば切替弁が用いられ、その切り替え動作は制御装置５２により制御される。
【００７１】
また、液状材料タンク２４及び充填液タンク２５ａ，２５ｂには、これらのタンク内の液状材料及び充填液を一括して脱気する真空ポンプ等の脱気装置（液状材料脱気装置、充填液脱気装置）（図示せず）が設けられている。この脱気装置の駆動も制御装置５２により制御される。制御装置５２は、上記移動手段３７、３８、吸引ポンプ３９、切替混合装置４０、脱気装置等を統括的に制御する構成になっている。
【００７２】
また、図９は、液状材料ユニットの他の例で、送液チューブ４１を介して液滴吐出ヘッド１４に充填させる液状材料を液状材料タンク２４内に貯留された製膜用液状材料と、充填液タンク２５内に貯留された充填液との間で選択的に切り替える、またはこれらを混合して液滴吐出ヘッド１４に供給する切替混合装置４０ａ、４０ｂと、キャップ３３に接続されキャップ３３を介して液状材料または充填液を吸引して廃液タンク４２に排出する吸引ポンプ（吸引装置）３９とを備えた構成とされている。
【００７３】
充填液として、ここでは液状材料（例えば、５０ｍＰａ・ｓ）に含まれる液体よりも低粘度の溶剤成分が用いられている（例えば、５〜６ｍＰａ・ｓ）。充填液切替混合装置４０ａ、４０ｂとしては、例えば切替弁が用いられ、その切り替え動作は制御装置５２により制御される。
【００７４】
また、液状材料タンク２４及び充填液タンク２５には、これらのタンク内の液状材料及び充填液を一括して脱気する真空ポンプ等の脱気装置（液状材料脱気装置、充填液脱気装置）（図示せず）が設けられている。この脱気装置の駆動も制御装置５２により制御される。制御装置５２は、上記移動手段３７、３８、吸引ポンプ３９、切替混合装置４０ａ、４０ｂ、脱気装置等を統括的に制御する構成になっている。
【００７５】
上記の構成のフィルタ製造装置１の中、まず搬送システム３における基板の搬送工程について説明する。
カラー液状材料による製膜処理を施す基板は、搬送ロボット９ｂによりマガジンローダ４から取り出されて載置台６に移載され、製膜処理に対応した向き（方向に）回転され、同時に仮位置決め（予位置決め）される。載置台６上の基板は、再度搬送ロボット９ｂにより製膜装置２ｂのＹテーブル１６に搬送されて、例えば赤色液状材料による製膜処理が施される。
【００７６】
製膜装置２ｂにおける製膜処理が終了した基板は、搬送ロボット１０ｂによりＹテーブル１６から加熱装置８ｂへ搬送されて加熱乾燥された後に、中間搬送エリア３ｃの冷却部１１ｃへ移載される。なお、基板の搬送先に、先に処理を行った別の基板が存在する場合には、予め他の搬送ロボットにより基板を搬送しておく。具体的には、搬送ロボット９ｂが基板をＹテーブル１６に搬送する際にＹテーブル１６上に別の基板が保持されている場合、搬送ロボット１０ｂにより予めこの基板を加熱装置８ｂへ移載しておく。このように、ダブルアーム構造を採ることで、基板搬送に係る無駄な待ち時間を排除できるため、生産効率が向上する。
【００７７】
冷却部１１ｃで製膜装置２ｄにおける製膜処理の適正温度に冷却された基板は、製膜装置２ｂ、２ｄ間の処理時間の差を吸収すべくバッファ部１３ｃに移載されてストックされる。なお、処理時間の差が発生していない場合には、必ずしもバッファ部１３でストックする必要はない。
【００７８】
製膜装置２ｄにおける処理準備が整うと、製膜装置エリア３ｄの搬送ロボット９ｄが基板を搬送してバッファ部１３ｃから回転部１２ｃへ移載する。回転部１２ｃで製膜装置２ｄにおける製膜処理に応じた方向に回転・位置決めされた基板は、搬送ロボット９ｄにより製膜装置２ｄのＹテーブル１６に搬送されて、例えば青色のフィルタエレメントを形成するための液状材料による製膜処理が施される。
【００７９】
この後の動作は、上記と同様であるので簡単に説明すると、製膜装置２ｄにおける製膜処理が終了した基板は、搬送ロボット１０ｄによりＹテーブル１６から加熱装置８ｄへ搬送されて加熱乾燥された後に、中間搬送エリア３ｅの冷却部１１ｅへ移載される。冷却された基板は、搬送ロボット１０ｄによりバッファ部１３ｅへ移載された後、搬送ロボット９ｆにより回転部１２ｅに搬送されて製膜装置２ｆにおける処理に応じて回転・位置決めされる。そして、この基板は、搬送ロボット９ｆにより製膜装置２ｆのＹテーブル１６に搬送されて、例えば緑色のフィルタエレメントを形成するための液状材料による製膜処理が施される。
【００８０】
製膜装置２ｆにおける製膜処理が終了した基板は、搬送ロボット１０ｆにより加熱部８ｆへ搬送されて加熱された後に、基板移載・回転エリア３ｇの載置台７に移載されて、マガジンアンローダ５に収容する際の向き（方向）に回転され、再度搬送ロボット１０ｆにより、マガジンアンローダ５に収容される。
【００８１】
次に、製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆにおける基板の製膜処理工程について説明する。
Ｙテーブル１６に基板が移載されると、基板アライメントカメラにより基板のアライメントマークを撮像することで、当該基板の載置方向や位置を検出する。そして、検出された位置に基づいて駆動装置および回転駆動装置を駆動することにより、基板を所定位置に位置決め（アライメント）する。一方、液滴吐出ヘッド１４に対しても、ヘッドアライメントカメラで軸２２の孔部を撮像することで、支持板２０の位置、すなわち液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）を検出し、リニアモータやダイレクトドライブモータ等の駆動装置を駆動することで所定の位置・姿勢に位置決めする。
【００８２】
ここで、製膜処理工程の当初においては液滴吐出ヘッド１４に液状材料が導入されていない。従って、製膜前には吸引ポンプ３９により液滴吐出ヘッド１４を吸引して液状材料を導入する。具体的には、まずＸテーブル１５がＸ方向に移動して液滴吐出ヘッド１４がキャップ３３に対向する位置に位置決めされると、移動手段３７、３８の駆動により支持板３４が退避位置から当接位置へ＋Ｚ方向に移動する。これにより、全てのキャップ３３が対応する液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａにそれぞれ当接する。
【００８３】
そして、キャップ３３が当接位置に位置決めされると、図８の液状材料ユニットを用いた場合、液状材料ユニット制御装置５２が吸引装置３９を作動させる。このとき、制御装置５２は、予め切替混合装置４０を操作して、充填液タンク２５ａと送液チューブ４１とを連通させる。これにより、脱気された第１の充填液が吸引されて、充填液タンク２５ａから送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に充填される。液滴吐出ヘッド１４に充填された第１の充填液は、キャップ３３に吸引されることで、吸引パッドから吸引ポンプ３９を介して廃液タンク４２に排出される。また、液滴吐出ヘッド１４内の気泡は、第１の充填液の粘度が低いため、第１の充填液とともに液滴吐出ヘッド１４から支障なく排出される。
【００８４】
第１の充填液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０を操作して、充填液タンク２５ｂと送液チューブ４１とを連通させる。これにより、第１の充填液よりも高粘度であるが、液状材料よりは低粘度である、脱気された第２の充填液が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は第１の充填液から第２の充填液に置換される。液滴吐出ヘッド１４は、予め第１の充填液が充填されることで気泡が排除されているので、やや高粘度の第２の充填液を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００８５】
第２の充填液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０を操作して、液状材料タンク２４と送液チューブ４１とを連通させる。これにより、比較的高粘度の脱気された液状材料が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は第２の充填液から液状材料に置換される。液滴吐出ヘッド１４は、予め第２の充填液が充填されることで気泡が排除されているので、高粘度の液状材料を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００８６】
なお、液滴吐出ヘッド１４に液状材料を充填した際に、先に充填した第１及び第２の充填液が残留していても、第１の充填液は液状材料に含まれる溶剤成分で構成され、第２の充填液は液状材料をこの液状材料に含まれる溶剤成分によって希釈したもので構成されているため、液状材料にこれらの充填液が混入しても実質的に問題にならず、吐出特性（製膜特性）に悪影響を及ぼすことはない。また、液滴吐出ヘッド１４に第１の充填液、第２の充填液や液状材料を充填した直後に気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液や液状材料から気泡が発生してしまうことがあるが、予め脱気した充填液及び液状材料を液滴吐出ヘッド１４に充填するので気泡が発生することはなく、逆にこれらが液滴吐出ヘッド１４に残存する気泡を吸収することができる。
【００８７】
一方、図９の液状材料ユニットを用いた場合、キャップ３３が当接位置に位置決めされると、液状材料ユニット制御装置５２が吸引装置３９を作動させる。このとき、制御装置５２は、予め切替混合装置４０ｂのみを開として、充填液タンク２５と送液チューブ４１とを連通させる。これにより、脱気された充填液が吸引されて、充填液タンク２５から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に充填される。液滴吐出ヘッド１４に充填された充填液は、キャップ３３に吸引されることで、吸引パッドから吸引ポンプ３９を介して廃液タンク４２に排出される。また、液滴吐出ヘッド１４内の気泡は、充填液の粘度が低いため、充填液とともに液滴吐出ヘッド１４から支障なく排出される。
【００８８】
充填液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０ａ、４０ｂの双方を開として、充填液タンク２５と液状材料タンク２４の双方と、送液チューブ４１とを連通させる。これにより、充填液と液状材料との混合液が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は充填液から充填液と液状材料との混合液に置換される。
なお、低粘度の充填液のみが吸引されることを防ぎ、液状材料と充分に混合した液を充填できるように、切替混合装置４０ｂ側に絞りを入れても良い。
液滴吐出ヘッド１４は、予め充填液が充填されることで気泡が排除されているので、やや高粘度の混合液を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００８９】
充填液と液状材料の混合液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０ａのみを開として、液状材料タンク２４と送液チューブ４１とを連通させる。これにより、比較的高粘度の脱気された液状材料が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は充填液と液状材料の混合液から液状材料に置換される。液滴吐出ヘッド１４は、予め混合液が充填されることで気泡が排除されているので、高粘度の液状材料を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００９０】
なお、液滴吐出ヘッド１４に液状材料を充填した際に、先に充填した充填液が残留していても、充填液は液状材料に含まれる溶剤成分で構成されているため、液状材料にこれらの充填液が混入しても実質的に問題にならず、吐出特性（製膜特性）に悪影響を及ぼすことはない。また、液滴吐出ヘッド１４に充填液や液状材料を充填した直後に気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液や液状材料から気泡が発生してしまうことがあるが、予め脱気した充填液及び液状材料を液滴吐出ヘッド１４に充填するので気泡が発生することはなく、逆にこれらが液滴吐出ヘッド１４に残存する気泡を吸収することができる。
【００９１】
以上のようにして、液滴吐出ヘッド１４（ノズル）に液状材料が導入・充填されると、Ｘテーブルを介して液滴吐出ヘッド１４を吐出確認ユニット２９の上方に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド１４から吐出確認ユニット２９に対して液状材料を予備吐出する。これを詳述すると、支持板２０を吐出確認ユニット２９の上方で往復移動させ、往路、復路のそれぞれで一列ずつ液滴吐出ヘッド１４から液状材料を吐出する。液状材料の吐出時には、吐出検出装置がレーザ光等の検知光を照射して、液状材料の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎、および各ノズル毎に検出する、いわゆるドット抜け検出を行う。ここでドット抜けが検出されると、上述した手順と同様に、キャップユニット２６により液滴吐出ヘッド１４を吸引する。
【００９２】
そして、製膜処理に係る吐出の準備が整うと、製膜処理を実施する。なお、実際には、液滴吐出ヘッド１４から吐出される液状材料の重量を測定するがここではその説明を省略する。以下、図１０および図１１を参照して、製膜処理によりカラーフィルタを製造する例について説明する。
【００９３】
図１０の基板１００は、透明基板であり適度の機械的強度と共に光透過性の高いものを用いる。基板１００としては、例えば、透明ガラス基板、アクリルガラス、プラスチック基板、プラスチックフィルム及びこれらの表面処理品等が適用できる。
【００９４】
たとえば、図１１に示すように長方形形状の基板１００上に、生産性をあげる観点から複数個のカラーフィルタ領域１０５をマトリックス状に形成する。これらのカラーフィルタ領域１０５は、後でガラス１００を切断することで、液晶表示デバイスに適合するカラーフィルタとして用いることができる。
【００９５】
カラーフィルタ領域１０５には、たとえば図１１に示すように、ＲのフィルタエレメントとＧのフィルタエレメントおよびＢのフィルタエレメントを所定のパターンで形成して配置している。この形成パターンとしては、図に示すように従来公知の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がある。
【００９６】
図１０は、基板１００に対してカラーフィルタ領域１０５を形成する工程の一例を示している。
【００９７】
図１０（ａ）では、透明の基板１００の一方の面に対して、ブラックマトリックス１１０を形成したものである。カラーフィルタの基礎となる基板１００の上には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、スピンコート等の方法で、所定の厚さ（たとえば２μｍ程度）に塗布して、フォトリソグラフィー法等の方法でマトリックス状にブラックマトリックス１１０を設ける。ブラックマトリックス１１０の格子で囲まれる最小の表示要素がフィルタエレメントとなり、たとえばＸ軸方向の巾３０μｍ、Ｙ軸方向の長さ１００μｍ程度の大きさの窓である。
【００９８】
ブラックマトリックス１１０を形成した後は、たとえば、ヒータにより熱を与えることで、基板１００の上の樹脂を焼成する。
【００９９】
図１０（ｂ）に示すように、液滴９９は、フィルタエレメント１１２に着弾する。液滴９９の量は、加熱工程における液状材料の体積減少を考慮した充分な量である。
【０１００】
図１０（ｃ）の加熱工程では、カラーフィルタ上のすべてのフィルタエレメント１１２に対して液滴９９が充填されると、ヒータを用いて加熱処理を行う。基板１００は、所定の温度（例えば７０℃程度）に加熱する。液状材料の溶媒が蒸発すると、液状材料の体積が減少する。体積減少の激しい場合には、カラーフィルタとして充分な膜の厚みが得られるまで、液状材料吐出工程と、加熱工程とを繰り返す。この処理により、液状材料の溶媒が蒸発して、最終的に液状材料の固形分のみが残留して膜化する。
【０１０１】
図１０（ｄ）の保護膜形成工程では、液滴９９を完全に乾燥させるために、所定の温度で所定時間加熱を行う。乾燥が終了するとフィルタエレメント層が形成されたカラーフィルタの基板１００の保護及びフィルタ表面の平坦化のために、保護膜１２０を形成する。この保護膜１２０の形成には、たとえば、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ができる。
【０１０２】
図１０（ｅ）の透明電極形成工程では、スパッタ法や真空蒸着法等の処方を用いて、透明電極１３０を保護膜１２０の全面にわたって形成する。
【０１０３】
図１０（ｆ）のパターニング工程では、透明電極１３０は、さらにフィルタエレメント１１２の開口部に対応させた画素電極にパターニングされる。
【０１０４】
なお、液晶表示パネルの駆動にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を用いる場合ではこのパターニングは不用である。また、上記製膜処理の間には、定期的あるいは随時ワイピングユニット２７を用いて液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａをワイピングすることが望ましい。このワイピングは、巻出しリール２７ａから巻出され洗浄液が吐出された湿式の布材を移動盤３１の移動に伴って液滴吐出面１４ａに摺接させることで実施できる。
【０１０５】
そして、製膜処理が終了すると、図８の液状材料ユニットを用いた場合、制御装置５２は、再度、切替混合装置４０を操作して充填液タンク２５ａと送液チューブ４１とを連通させるとともに、キャップ３３を液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａにそれぞれ当接させて吸引ポンプ３９により液滴吐出ヘッド１４を吸引させる。これにより、液滴吐出ヘッド１４の内部は、液状材料から第１の充填液に再置換される。
また、図９の液状材料ユニットを用いた場合は、制御装置５２は、再度、切替混合装置４０ｂのみを開として充填液タンク２５と送液チューブ４１とを連通させるとともに、キャップ３３を液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａにそれぞれ当接させて吸引ポンプ３９により液滴吐出ヘッド１４を吸引させる。これにより、液滴吐出ヘッド１４の内部は、液状材料から充填液に再置換される。
このように、液滴吐出ヘッド１４に低粘度の充填液を満たした状態で保存すれば、乾燥の早い液状材料であっても、液滴吐出ヘッド１４内で固化することを考慮することなく使用することが可能になる。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態では、液滴吐出ヘッド１４に充填液を充填するステップを踏んで気泡を排出した後に、やや高粘度の充填液や混合液に置換するステップを経て、液状材料に置換するステップを踏むため、高粘度の液状材料を使用する場合でも気泡の存在に起因する吐出不良が生じることなく、安定した吐出特性を維持した状態で液状材料を吐出することができ、種々の粘度の液状材料を用いる工業用にも液滴吐出装置を広く展開することが可能になる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、液状材料に含まれる溶剤成分または、溶剤成分で希釈した液状材料を充填液として用いているので、充填液が充分に液状材料に置換されなかった場合でも実質的に液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。加えて、液滴吐出ヘッド１４のノズル近傍に固化した液状材料が付着していた場合でも、溶剤成分である充填液によりこの固形成分を溶解できるので、液状材料の吐出特性に悪影響を及ぼす固形物を除去してより安定した吐出特性を得ることができる。特に、本実施の形態では、液滴吐出ヘッド１４を吸引することで液状材料または充填液を充填しており、液状材料タンク２４や充填液タンク２５（２５ａ，２５ｂ）側を加圧する場合に比較して充填箇所までの距離が短いので、圧力損失が少ない効果的な充填を実現することができるとともに、液滴吐出ヘッド１４に付着した固形物や塵埃を容易に除去することができる。しかも、充填液が吐出される液状材料の一部を構成するものなので、充填液と液状材料とが混合された際に、いわゆる溶剤ショックにより液状材料から固形分が析出することも防止可能である。
【０１０８】
さらに、本実施の形態では、液滴吐出ヘッド１４に充填する前に充填液及び液状材料を予め脱気しているので、液滴吐出ヘッド１４に充填した直後には気泡が存在していなくとも時間の経過により充填液や液状材料から気泡が発生することを防止できるとともに、液滴吐出ヘッド１４内に気泡が残留していた場合でもこれら充填液や液状材料が残留していた気泡を吸収することができ、気泡による液状材料吐出特性の低下を未然に回避することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態では、充填された液状材料を製膜処理後に充填液に再置換して液滴吐出ヘッド１４を保管しているので、乾燥の早い液状材料であっても、液滴吐出ヘッド１４内で固化することを考慮することなく使用することが可能になる。
【０１１０】
このようなフィルタ製造装置１により製造されたカラーフィルタを擁する液晶表示デバイス等のデバイスに対しては、所定の液状材料吐出特性で製膜処理が施されることで、所定のデバイス特性を確保することができる。
【０１１１】
なお、上記実施の形態において、脱気装置が液状材料及び充填液の双方に対して脱気する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば個々に脱気装置を設ける構成としてもよい。また、上記実施の形態では、充填液として液状材料に含まれる溶剤成分を用いる構成としたが、これに限られず、例えば充填液タンクに加熱装置を付設し、液状材料を加熱したものを充填液としてもよい。この場合、粘度が低下した液状材料を液滴吐出ヘッド１４に充填することで気泡が排出されるため、加熱した液状材料を製膜処理に適した温度の製膜用液状材料に置換すれば、上記溶剤成分を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【０１１３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができ、例えば、上記実施形態においては、最初にＲ（赤色）のパターン形成を行い、続いてＧ（緑色）のパターン形成、そして最後にＢ（青色）のパターン形成を行うものとしたが、これに限らず、必要に応じてその他の順番でパターン形成するものとしても良い。
【０１１４】
また、本発明のデバイス製造装置は、たとえば液晶表示デバイス用のカラーフィルターの製造に限定されるものではなく、たとえば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示デバイスに応用が可能である。ＥＬ表示デバイスは、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。こうしたＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の各発光色を呈する材料すなわち発光層形成材料及び正孔注入／電子輸送層を形成する材料をインクとし、各々を本発明のデバイス製造装置を用いて、ＴＦＴ等の素子基板上にパターニングすることで、自発光フルカラーＥＬデバイスを製造することができる。本発明におけるデバイスの範囲にはこのようなＥＬデバイスをも含むものである。
この場合、例えば、上記のカラーフィルタのブラックマトリクスと同様に樹脂レジストを用いて１ピクセル毎に区画する隔壁を形成した後、下層となる層の表面に吐出された液滴が付着しやすいように、且つ、隔壁が吐出された液滴をはじき隣接する区画の液滴と混じり合うことを防止するため、液滴の吐出の前工程として、基板に対し、プラズマ、ＵＶ処理、カップリング等の表面処理を行う。しかる後に、正孔注入／電子輸送層を形成する材料を液滴として供給し製膜する第１の製膜工程と、同様に発光層を形成する第２の製膜工程とを経て製造される。こうして製造されるＥＬデバイスは、セグメント表示や全面同時発光の静止画表示、例えば絵、文字、ラベル等といったローインフォメーション分野への応用、または点・線・面形状をもった光源としても利用することができる。さらに、パッシブ駆動の表示素子をはじめ、ＴＦＴ等のアクティブ素子を駆動に用いることで、高輝度で応答性の優れたフルカラー表示デバイスを得ることが可能である。
【０１１５】
また、本発明の製膜装置に金属材料や絶縁材料を供すれば、金属配線や絶縁膜等のダイレクトな微細パターニングが可能となり、新規な高機能デバイスの作製にも応用できる。
また、液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子を用いた液滴吐出方式や、発熱素子により液体内に気泡を発生させこの圧力により液滴を吐出する方式の液滴吐出ヘッドを用いることが可能である。
さらに、これらの液滴吐出ヘッドに限らず、液滴を定量吐出する手段として、ディスペンサーを用いることも可能である。
【０１１６】
本実施の形態に係るデバイスが組み込まれる電子機器としては、パーソナルコンピュータや携帯型電話機、電子手帳、ページャ、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤ、液晶プロジェクタ、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファイダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッチパネルを備えた装置、時計、ゲーム機器など様々な電子機器が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態を示す図であって、フィルタ製造装置の概略平面図である。
【図２】  液滴吐出ヘッドを支持する支持板の平面図である。
【図３】  図２における右側面図である。
【図４】  製膜装置を構成する液状材料供給システムの概略平面図である。
【図５】  図４における正面図である。
【図６】  液状材料供給システムを構成するキャップユニットの概略正面図である。
【図７】  キャップを支持する支持板の平面図である。
【図８】  液状材料ユニットの概略構成図である。
【図９】  液状材料ユニットの概略構成図である。
【図１０】  基板を用いてカラーフィルタを製造する一例を示す図である。
【図１１】  基板と基板上のカラーフィルタ領域の一部を示す図である。
【符号の説明】
１  フィルタ製造装置（デバイス製造装置）
２ｂ、２ｄ、２ｆ  製膜装置（液滴吐出装置）
１４  液滴吐出ヘッド
１９  液状材料供給システム
２４  液状材料タンク
２５、２５ａ、２５ｂ  充填液タンク
４０、４０ａ、４０ｂ  切替混合装置
４１  送液チューブ
４２  廃液タンク
３９  吸引ポンプ（吸引装置）
５２  制御装置
１００  基板
【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】
0003928456.tif 000009
【図９】
0003928456.tif 000010
【図１０】
0003928456.tif 000011
【図１１】
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