JP4415638B2 - Droplet ejection apparatus and droplet ejection method - Google Patents
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Description
本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出方法に関する。 The present invention, a droplet discharge device, relates to a droplet discharge how.
例えば、液晶装置では、表示の制御手段の一部として、液晶パネル内に配置された液晶が用いられている。
従来、このような液晶パネル内に液晶を配置する場合には、まず2枚の基板を貼り合わせることによって液晶パネルを形成した後に液晶パネルの内部を真空雰囲気にし、その後液晶を液晶パネル内部に吸い込ませている。
ところが、この方法は、液晶の使用量が膨大になることや1枚の液晶パネルを製造する時間が長くなるという問題を有している。
そこで、近年、インクジェット式装置等を用いることによって、2枚の基板を貼り合わせる前に、基板上に液晶を塗布して配置する技術が開示されている(例えば、特許文献1から3参照)。この技術では、高粘度材料である液晶がインクジェット式装置等によって吐出可能となるように、液晶を吐出可能温度まで加熱することでその粘度を低下させてから吐出している。このインクジェット式装置によれば、用いられる液晶の量が少量で済み、また、液晶の配置をより高精細に行うことができる。
Conventionally, when placing liquid crystal in such a liquid crystal panel, first the two substrates are bonded together to form the liquid crystal panel, then the inside of the liquid crystal panel is evacuated, and then the liquid crystal is sucked into the liquid crystal panel It is
However, this method has a problem that the amount of liquid crystal used is enormous and the time for manufacturing one liquid crystal panel becomes long.
Therefore, in recent years, there has been disclosed a technique in which a liquid crystal is applied and disposed on a substrate before the two substrates are bonded together by using an ink jet apparatus or the like (see, for example,
ところで、液晶を吐出可能温度まで加熱して粘度を低下させるためにヒータを用いているが、ヒータでは液晶の加熱に長時間要してしまう。このため、液晶の加熱時間を短縮し、生産性を向上させることが望まれている。 By the way, a heater is used to heat the liquid crystal to a dischargeable temperature and reduce the viscosity. However, the heater takes a long time to heat the liquid crystal. For this reason, it is desired to shorten the heating time of the liquid crystal and improve productivity.
この発明は、液晶等の液状体を迅速に加熱して適正な粘度とし、液晶装置の生産性を大幅に向上させることが可能な液滴吐出装置、液滴吐出方法を提供することを目的としている。 It is an object of the present invention to provide a droplet discharge device and a droplet discharge method that can rapidly heat a liquid material such as liquid crystal to have an appropriate viscosity and can greatly improve the productivity of the liquid crystal device. Yes.
上記目的を達成するために、本発明に係る液滴吐出装置は、圧電素子を備えた吐出ヘッドから前記圧電素子の振動により液状体を吐出させる液滴吐出装置であって、前記圧電素子は、所定周波数の電圧の印加により前記液状体を吐出させない程度に微振動して発熱し、前記液状体を加熱することを特徴とする。なお、前記圧電素子に所定周波数の電圧を印加し、前記圧電素子を微振動させる制御手段を備えても良い。 In order to achieve the above object, a droplet discharge device according to the present invention is a droplet discharge device that discharges a liquid material from a discharge head including a piezoelectric element by vibration of the piezoelectric element, and the piezoelectric element includes: By applying a voltage of a predetermined frequency, the liquid is heated to slightly vibrate to such an extent that the liquid is not discharged, thereby heating the liquid. Note that control means for applying a voltage of a predetermined frequency to the piezoelectric element to slightly vibrate the piezoelectric element may be provided.
このように、圧電素子に所定周波数の電圧を印加し、液状体が吐出しない程度に微振動させることにより、圧電素子を発熱させて吐出ヘッド内の液状体を迅速に加熱し、液状体の粘度を良好な吐出が可能な状態にすることができる。これにより、液状体の吐出を迅速に行うことができるようになる。 In this way, by applying a voltage of a predetermined frequency to the piezoelectric element and causing the liquid to vibrate to such an extent that it does not discharge, the piezoelectric element generates heat, rapidly heating the liquid in the discharge head, and the viscosity of the liquid Can be made into a state in which good discharge is possible. As a result, the liquid material can be discharged quickly.
また、前記制御手段が、液状体を吐出させる吐出工程中にて、前記圧電素子へ継続して前記所定周波数の電圧を印加し、前記圧電素子を微振動させるのが望ましい。この構成によれば、吐出ヘッドの液状体が常に適度な温度に加熱され、吐出ヘッドによる良好な吐出が可能な状態とすることができる。 In addition, it is desirable that the control means continuously applies the voltage of the predetermined frequency to the piezoelectric element during the discharging step of discharging the liquid material to slightly vibrate the piezoelectric element. According to this configuration, the liquid material of the discharge head is always heated to an appropriate temperature, and a good discharge by the discharge head can be achieved.
さらに、前記制御手段が、前記液状体の吐出直後に、前記圧電素子を微振動させるべく前記圧電素子へ印加する電圧の電圧値、周波数あるいは波形のいずれかを調整して前記圧電素子の発熱量を大きくするのが望ましい。この構成によれば、液状体の吐出直後に吐出ヘッドの液状体の温度が低下した際に、圧電素子の発熱量が大きくされ、迅速に良好な吐出が可能な状態とすることができる。 Further, immediately after the liquid material is discharged, the control means adjusts the voltage value, frequency, or waveform of the voltage applied to the piezoelectric element to slightly vibrate the piezoelectric element, thereby generating a calorific value of the piezoelectric element. It is desirable to increase the value. According to this configuration, when the temperature of the liquid material of the discharge head decreases immediately after the liquid material is discharged, the amount of heat generated by the piezoelectric element is increased, and a good discharge can be quickly achieved.
また、前記制御手段が、前記吐出ヘッドの液状体と外気との温度差に基づいて、前記圧電素子を微振動させるべく前記圧電素子へ印加する電圧の電圧値、周波数あるいは波形のいずれかを調整するのが望ましい。この構成によれば、外気温度による液状体の粘度への影響を極力抑えることができ、常に良好な吐出が可能な状態とすることができる。 Further, the control means adjusts any one of a voltage value, a frequency, and a waveform of a voltage applied to the piezoelectric element to slightly vibrate the piezoelectric element based on a temperature difference between the liquid material of the ejection head and the outside air. It is desirable to do. According to this configuration, it is possible to suppress the influence of the outside air temperature on the viscosity of the liquid as much as possible, and it is possible to obtain a state in which satisfactory discharge can always be performed.
また、前記吐出ヘッドが、前記液状体を加熱するヒータを備え、前記制御手段が、前記ヒータ及び前記圧電素子の発熱量の総和を所定値とすべく、前記ヒータへの電流および前記圧電素子への電圧を制御することが望ましい。この構成によれば、ヒータとともに液状体を加熱するので、吐出ヘッドの液状体をさらに迅速に加熱し、液状体の粘度を良好な吐出が可能な状態にすることができる。 Further, the discharge head includes a heater for heating the liquid material, and the control means supplies the current to the heater and the piezoelectric element so that the total amount of heat generated by the heater and the piezoelectric element becomes a predetermined value. It is desirable to control the voltage. According to this configuration, since the liquid material is heated together with the heater, the liquid material of the discharge head can be heated more rapidly, and the viscosity of the liquid material can be brought into a state in which favorable discharge is possible.
次に、本発明に係る液滴吐出方法は、圧電素子を備えた吐出ヘッドから前記圧電素子の振動により液状体を吐出させる液滴吐出方法であって、前記圧電素子に所定周波数の電圧を印加し、前記圧電素子を前記液状体が吐出しない程度に微振動させて発熱させ、前記液状体を加熱することを特徴とする。 Next, a liquid droplet ejection method according to the present invention is a liquid droplet ejection method in which a liquid material is ejected by vibration of the piezoelectric element from an ejection head having a piezoelectric element, and a voltage having a predetermined frequency is applied to the piezoelectric element. Then, the piezoelectric element is caused to generate heat by being vibrated to such an extent that the liquid does not discharge, thereby heating the liquid.
このように、圧電素子に所定周波数の電圧を印加し、液状体が吐出しない程度に微振動させることにより、圧電素子を発熱させて吐出ヘッドの液状体を迅速に加熱し、液状体の粘度を良好な吐出が可能な状態にすることができる。これにより、液状体の吐出を迅速に行うことができるようになる。 In this way, by applying a voltage of a predetermined frequency to the piezoelectric element and causing it to vibrate slightly to the extent that the liquid material is not discharged, the piezoelectric element is heated to rapidly heat the liquid material of the discharge head, and the viscosity of the liquid material is increased. It is possible to achieve a state in which good discharge is possible. As a result, the liquid material can be discharged quickly.
なお、液状体を吐出させる吐出工程中にて、前記圧電素子へ継続して前記所定周波数の電圧を印加して微振動させても良い。これにより、吐出ヘッドの液状体が常に適度な温度に加熱され、吐出ヘッドによる良好な吐出が可能な状態とすることができる。 Note that, during the discharge process of discharging the liquid material, the voltage of the predetermined frequency may be continuously applied to the piezoelectric element to cause slight vibration. As a result, the liquid material of the discharge head is always heated to an appropriate temperature, so that the discharge head can perform good discharge.
また、前記液状体の吐出直後に、前記圧電素子を微振動させるべく前記圧電素子へ印加する電圧の電圧値、周波数あるいは波形のいずれかを調整して前記圧電素子の発熱量を大きくすることが望ましい。このようにすると、液状体の吐出直後に吐出ヘッドの液状体の温度が低下した際に、圧電素子の発熱量が大きくされ、迅速に良好な吐出が可能な状態とすることができる。 In addition, immediately after the liquid material is discharged, the voltage value, frequency, or waveform of the voltage applied to the piezoelectric element may be adjusted to slightly vibrate the piezoelectric element to increase the amount of heat generated by the piezoelectric element. desirable. In this way, when the temperature of the liquid material of the discharge head decreases immediately after the discharge of the liquid material, the amount of heat generated by the piezoelectric element is increased, and a good discharge can be quickly achieved.
さらに、前記吐出ヘッドの液状体と外気との温度差に基づいて、前記圧電素子を微振動させるべく前記圧電素子へ印加する電圧の電圧値、周波数あるいは波形のいずれかを調整することが望ましい。この構成によれば、外気温度による液状体の粘度への影響を極力抑えることができ、常に良好な吐出が可能な状態とすることができる。 Further, it is desirable to adjust any one of a voltage value, a frequency, and a waveform of a voltage applied to the piezoelectric element so as to cause the piezoelectric element to vibrate based on a temperature difference between the liquid material of the ejection head and the outside air. According to this configuration, it is possible to suppress the influence of the outside air temperature on the viscosity of the liquid as much as possible, and it is possible to obtain a state in which satisfactory discharge can always be performed.
また、前記吐出ヘッドにヒータを設け、該ヒータ及び前記圧電素子の発熱量の総和を所定値とすべく、前記ヒータへの電流および前記圧電素子への電圧を制御することが望ましい。この構成によれば、ヒータとともに液状体を加熱するので、吐出ヘッドの液状体をさらに迅速に加熱し、液状体の粘度を良好な吐出が可能な状態にすることができる。 In addition, it is preferable that a heater is provided in the ejection head, and the current to the heater and the voltage to the piezoelectric element are controlled so that the total amount of heat generated by the heater and the piezoelectric element is a predetermined value. According to this configuration, since the liquid material is heated together with the heater, the liquid material of the discharge head can be heated more rapidly, and the viscosity of the liquid material can be brought into a state in which favorable discharge is possible.
また、本発明に係る液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、前記一対の基板のうちの一方の基板上に、上記の液滴吐出方法によって液晶が吐出されて塗布されたことを特徴とする。これにより、迅速に基板へ液晶が吐出されて塗布されて生産効率が高められるので、低コスト化を図ることができる。 The liquid crystal device according to the present invention is a liquid crystal device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, and the liquid crystal is formed on one of the pair of substrates by the above-described droplet discharge method. It is characterized by being discharged and applied. As a result, the liquid crystal is quickly discharged onto the substrate and applied to increase the production efficiency, so that the cost can be reduced.
また、本発明に係る電子機器は、上記液晶装置を備えることを特徴とする。この構成によれば、低コストな液晶装置を備えた電子機器を提供することができる。 In addition, an electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal device. According to this configuration, an electronic apparatus including a low-cost liquid crystal device can be provided.
以下、本発明に係る液滴吐出装置及び液滴吐出方法を実施するための最良の形態につき、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。 The best mode for carrying out a droplet discharge apparatus and a droplet discharge method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
[液晶装置]
図1に、液晶装置のカラーフィルタ基板を取り外した状態の平面図を示す。また図2に、図1のH−H′線に相当する部分における液晶装置の側面断面図を示す。なお、図1ではTFTアレイ基板の平面構造を説明するためカラーフィルタ基板を取り外した状態の平面図を示しているが、図2ではカラーフィルタ基板を含めた液晶装置全体の側面断面図を示している。
液晶装置200は、TFTアレイ基板210およびカラーフィルタ基板220と、シール材252とによって形成される空間に、液晶250を封入して複数の画素を形成したものである。
[Liquid Crystal Device]
FIG. 1 shows a plan view of the liquid crystal device with the color filter substrate removed. FIG. 2 is a side sectional view of the liquid crystal device taken along the line HH ′ of FIG. FIG. 1 is a plan view showing a state in which the color filter substrate is removed to explain the planar structure of the TFT array substrate. FIG. 2 is a side sectional view of the entire liquid crystal device including the color filter substrate. Yes.
In the
図1に示すTFTアレイ基板210は、ガラス等の基板の表面に、各画素のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)を形成したものである。各TFT(不図示)のゲート電極からは、複数の走査線(不図示)が平行に延設されている。また、各TFTの上方には層間絶縁膜が形成され、その表面には複数のデータ線(不図示)が平行に形成されている。そして、各TFTのソースはスルーホールを介して各データ線に接続されている。なお、各走査線および各データ線は相互に直交させて格子状に配置され、各走査線は基板周縁部に形成された走査線駆動回路204に接続され、各データ線は基板周縁部に形成されたデータ線駆動回路201に接続されている。また、走査線駆動回路204およびデータ線駆動回路201を外部に接続するための端子202が基板周縁部に形成されている。さらに、データ線の上方には層間絶縁膜が形成され、その表面に画素電極(不図示)が形成されている。そして、各TFTのドレインは、スルーホールを介して画素電極に接続されている。加えて、画素電極の上方には、液晶分子の配向膜が形成されている。
A
一方、図2に示すカラーフィルタ基板220は、ガラス等の基板の表面に、RGB各色のカラーフィルタ層223を形成したものである。なお、各カラーフィルタ層223の間隙には、額縁状にブラックマトリクスが形成されている。またカラーフィルタ層の表面には保護膜が形成され、その表面にはITO等からなる共通電極221が形成されている。さらに共通電極221の上方には配向膜が形成されている。TFTアレイ基板210およびカラーフィルタ基板220の内面側に形成された配向膜は、ポリイミドの薄膜等によって構成されている。また、その配向膜の表面をナイロンのロール等によって所定方向に擦ることにより、ラビング処理が施されている。このラビング処理により、上記所定方向に液晶分子を配向規制することができる。なおラビング処理に代えて、配向膜の表面に複数の長細い突起等を形成することにより、液晶分子の配向規制を行うことも可能である。また、TFTアレイ基板210における配向膜の配向規制方向と、カラーフィルタ基板220における配向膜の配向規制方向とは、所定角度ずれた状態になっている。
On the other hand, the
そして図1に示すように、TFTアレイ基板210の画像表示領域の周辺部に、硬化前の熱硬化性樹脂等からなるシール材252が塗布されている。なお、シール材252はTFTアレイ基板210の全周に形成され、その角部にはカラーフィルタ基板の共通電極をTFTアレイ基板210に引き回すための導通部材206が形成されている。また図2に示すように、このシール材252の内側には、後述する塗布方法により液晶250が塗布されている。そして、このシール材252を介して、TFTアレイ基板210とカラーフィルタ基板220とが貼り合わされている。これにより、TFTアレイ基板210およびカラーフィルタ基板220と、シール材252とによって形成される空間内に、液晶250が封入されるようになっている。さらに、TFTアレイ基板210およびカラーフィルタ基板220の外側表面には、偏光フィルム(不図示)が形成されている。以上のように液晶装置200は構成されている。そして、液晶装置200の画像表示領域には複数の画素がマトリクス状に形成されている。
As shown in FIG. 1, a sealing
[液滴吐出装置]
図3に、液滴吐出装置の概略的な外観斜視図を示す。上述したTFTアレイ基板に対する液晶250の塗布は、図3に示す液滴吐出装置10を使用して行う。液滴吐出装置10は、主に、液晶250を吐出するインクジェットヘッドからなる吐出ヘッド20およびヘッド移動手段16と、TFTアレイ基板(以下、単に基板という)210を載置するステージ46およびステージ移動手段14と、ステージ46を振動させる振動付与手段70とによって構成されている。
[Droplet discharge device]
FIG. 3 shows a schematic external perspective view of the droplet discharge device. The
ヘッド移動手段16は、所定間隔で立設された2本の支柱16a,16aと、両支柱の上端部に架設されたコラム16bとによって構成されている。そのコラム16bの下面には、図3のX方向に伸びるガイドレール(不図示)およびそのガイドレールに沿って移動可能なスライダ(不図示)等が設けられている。上述したスライダの駆動手段として、たとえばリニアモータ等が採用されている。これにより、スライダの下方に配置された吐出ヘッド20がX方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で停止可能とされている。一方、上述したスライダの表面にはリニアモータ62等が固定され、そのリニアモータ62によりロッド(不図示)が図3のZ方向に移動可能とされている。そして、そのロッドの先端に吐出ヘッド20が固定されている。これにより、吐出ヘッド20はZ方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で停止可能とされている。さらに、他のモータ等に吐出ヘッド20を接続することにより、吐出ヘッド20をX,YおよびZ軸まわりに回動可能とし、また任意の位置で停止可能としてもよい。
The head moving means 16 is composed of two
ここで、吐出ヘッド20の構造例について、図4を参照して説明する。吐出ヘッド20のヘッド本体90には、リザーバ95および複数の液晶室93が形成されている。リザーバ95は、各液晶室93に液晶250を供給するための流路になっている。また、ヘッド本体90の一方端面には、液滴吐出面20Pを構成するノズルプレートが装着されている。そのノズルプレートには、各液晶室93に対応して、液晶250を吐出する複数のノズル91が開口されている。そして、各液晶室93から対応するノズル91に向かって流路が形成されている。一方、ヘッド本体90の他方端面には振動板94が装着されている。この振動板94は液晶室93の壁面を構成している。その振動板94の外側には、各液晶室93に対応して、ピエゾ素子(圧電素子)92が設けられている。ピエゾ素子92は、水晶等の圧電材料を一対の電極(図示せず)で挟持したものである。
Here, a structural example of the
図5は、ピエゾ素子の駆動電圧波形W1と、その駆動電圧に対応した吐出ヘッド20の動作を示す概略図である。以下には、ピエゾ素子92を構成する一対の電極に対して、波形W1の駆動電圧が印加された場合について説明する。まず正勾配部a1,a3では、ピエゾ素子92が収縮して液晶室93の容積が増加し、リザーバ95から液晶室93内に液晶250が流入する。また負勾配部a2では、ピエゾ素子92が膨張して液晶室93の容積が減少し、加圧された液晶250がノズル91から吐出される。そして、この駆動電圧波形W1の振幅および印加回数等により、液晶250の塗布量が決定される。また、吐出ヘッド20に設けたピエゾ素子92は、後述のように、ヒータとして機能する。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the drive voltage waveform W1 of the piezo element and the operation of the
一方、図3に示す液滴吐出装置10において、ステージ移動手段14は、Y方向に伸びるガイドレール(不図示)およびガイドレールに沿って移動可能なスライダ(不図示)等によって構成されている。このスライダの駆動手段として、たとえばリニアモータ等が採用されている。これにより、スライダの上方に配置されたステージ46がY方向に沿って移動可能とされ、また任意の位置で停止可能とされている。さらに、他のモータ等に吐出ヘッド20を接続することにより、ステージ46をZ軸まわりに回動可能とし、また任意の位置で停止可能としてもよい。
On the other hand, in the
そして、図3に示す液滴吐出装置10には、動作制御部80が設けられている。動作制御部80は、ヘッド移動手段16およびリニアモータ62に対して動作信号を出力することにより、吐出ヘッド20を所定位置に移動させることができる。また、吐出ヘッド20のピエゾ素子92に対して駆動信号を出力することにより、吐出ヘッド20から所定タイミングで所定量の液晶250を吐出させることができる。一方、動作制御部80は、ステージ移動手段14に対して動作信号を出力することにより、ステージ46を所定の位置に移動させることができる。
In addition, the
一方、液晶250の温度を調整するため、吐出ヘッド20には温度センサ(不図示)が装着されている。また、液晶250は液晶タンク86から液晶流路87を介して吐出ヘッド20に供給されるので、この液晶タンク86および液晶流路87には、ヒータおよび温度センサ(不図示)が設けられている。また、この液滴吐出装置10には、外気温度を測定する温度センサ(不図示)も備えている。なお、液晶250が吐出された基板210を載置するステージ46にも、ヒータおよび/またはクーラならびに温度センサ(不図示)を設けるのが好ましい。そして、液滴吐出装置10には温度制御部82が設けられ、上述した各温度センサによる計測結果をモニタしつつ、各ヒータおよびピエゾ素子92等の動作を制御することにより、液晶250を所定温度に調節することができるようになっている。
On the other hand, a temperature sensor (not shown) is attached to the
[液滴吐出方法]
次に、上述した液滴吐出装置10を使用して液晶250を吐出する方法につき、図3および図6を使用して説明する。図6は、本実施形態に係る液晶装置の製造方法の説明図である。
[Droplet ejection method]
Next, a method of discharging the
まず、図6(a)に示すように、TFTアレイ基板(以下、単に基板という)210の画像表示領域の周辺部に、熱硬化性樹脂等からなるシール材252を塗布する。シール材252の塗布は、スクリーン印刷やディスペンサ等によって行う。なお、基板間のギャップを一定とするため、シール材252中に粒子を含ませてもよい。一方、基板210の表面には配向膜が形成され、図6の破線211で示す方向にラビング処理が施されて、液晶分子の配向方向が規制されている。この基板210を、図3に示す液滴吐出装置10におけるステージ46の上面に載置する。以下には、基板210の配向規制方向を図3のX方向に一致させて基板210を載置した場合を例にして説明する。
First, as shown in FIG. 6A, a sealing
次に、図3に示す動作制御部80からステージ移動手段14および/またはヘッド移動手段16に対して動作信号を出力し、基板210における塗布開始位置の上方に吐出ヘッド20を配置させ、液滴吐出装置10による液晶250の吐出を開始する。ここで、一般に、液晶250は高粘性流体であり、常温(20℃)で50cps以上の粘度を示す。このような高粘性流体は、吐出ヘッド20における微小直径のノズルから吐出させることが困難である。なお、吐出ヘッド20により液晶250を安定的に吐出させるには、例えば液体の粘度を10cps程度に低下させることが必要である。そこで、図3に示す温度制御部82は、液晶タンク86、液晶流路87に装着されたヒータを駆動するとともに、ピエゾ素子92を次のように駆動する。
Next, an operation signal is output from the
温度制御部82は、所定周波数の電圧をピエゾ素子92に印加することにより、このピエゾ素子92を、吐出ヘッド20から液晶250が吐出しない程度に常時微振動させる。ここで、このピエゾ素子92に印加する電圧は、液晶250を吐出させるために印加する定格電圧に対して約30%の電圧である。これにより、吐出ヘッド20内における液晶250は、微振動によって発熱したピエゾ素子92の熱により加熱され、その温度が70℃程度に保持され、粘度が10cps程度に低下して、吐出ヘッド20による液晶250の吐出が可能になり、所定量の液晶250を正確に吐出することができるようになる。
The
なお、温度制御部82は、外気温度を検出する温度センサからの計測結果に基づいて、ピエゾ素子92へ印加する電圧値あるいは周波数の制御も行い、液晶250の粘度を吐出に最適な温度に維持する。つまり、液晶250は、常に外部環境に熱を放出しているので、これを補うべく、温度制御部82は、外気温度と液晶温度との温度差が大きいほど、ピエゾ素子92へ印加する電圧値、周波数あるいは波形のいずれかの制御を行う。
The
そして、上記のように、温度制御部82によって液晶250が加熱されて所定の粘度とされた状態にて、動作制御部80から吐出ヘッド20のピエゾ素子92に対して駆動信号を出力し、吐出ヘッド20から液晶250を吐出させる。さらに、ステージ46および/または吐出ヘッド20を移動させつつ、吐出ヘッド20から液晶250を吐出させる。なお、吐出ヘッド20とステージ46との相対的な速度や、吐出ヘッド20による液晶250の吐出周波数、Z軸まわりの吐出ヘッド20の傾斜角度等を調整することにより、単位面積あたりの塗布量を制御することができる。これにより、図6(b)に示すように、基板210におけるシール材252の内側に液晶250が塗布される。なお、基板間のギャップを一定とするため、液晶250中に粒子を含ませてもよい。
Then, as described above, in a state where the
ここで、吐出ヘッド20内は、新たに供給される液晶250によって温度が低下する。このため、温度制御部82は、この温度低下を補うため、基板210への液晶250の塗布直後に、微振動させるためにピエゾ素子92へ印加する電圧値、周波数あるいは波形のいずれかの制御を行って温度を高め、液晶250の粘度を吐出に最適な温度に維持する。これにより、その後に液晶250を塗布する際にも、極めて円滑に吐出ヘッド20から液晶250を吐出させることができる。
Here, the temperature in the
なお、この吐出ヘッド20の温度低下に基づく温度制御部82の制御は、基板210に対する液晶250の吐出前に、吐出ヘッド20内におけるの増粘化や液体の固形分の析出を防いで安定した吐出を行うためのフラッシングと称される予備吐出直後にも行われる。つまり、温度制御部82は、フラッシング直後に、微振動させるためにピエゾ素子92へ印加する電圧値、周波数あるいは波形のいずれかの制御を行って温度を高め、液晶250の粘度を吐出に最適な温度に維持する。
Note that the control of the
そして、液晶250を塗布した基板210に対して、カラーフィルタ基板220(図1参照)を貼り合せる。具体的には、基板間のギャップが均一となるように調整を図りながら真空中で貼り合わせを行い、加熱炉において約120℃で10分程度加熱することにより、シール材252を硬化させて両基板を接着する。なお、両基板を貼り合せる段階では液晶250がシール材252と接触するが、シール材252の硬化後にはシール材を構成する樹脂が液晶250中に混入することはない。以上により、図1に示す液晶装置200が完成する。
Then, the color filter substrate 220 (see FIG. 1) is bonded to the
このように、上記実施の形態にかかる液滴吐出装置及び液滴吐出方法によれば、ピエゾ素子92に所定周波数の電圧を印加し、液晶250が吐出しない程度に微振動させることにより、ピエゾ素子92を発熱させて吐出ヘッド20の液晶250を迅速に加熱し、液晶250の粘度を良好な吐出が可能な状態にすることができる。これにより、液晶250の吐出を迅速に行うことができ、液晶装置200の生産効率を高めて生産性を大幅に向上させることができる。また、温度制御部82が、液晶250の吐出工程中にて、ピエゾ素子92へ継続して所定周波数の電圧を印加し、ピエゾ素子92を微振動させるので、吐出ヘッド20の液晶250を常に適度な温度に加熱し、吐出ヘッド20による良好な吐出が可能な状態とすることができる。
As described above, according to the droplet discharge device and the droplet discharge method according to the above-described embodiment, a voltage of a predetermined frequency is applied to the
しかも、温度制御部82が、液晶250の吐出直後に、ピエゾ素子92を微振動させるべくピエゾ素子92へ印加する電圧の電圧値、周波数あるいは波形のいずれかを調整してピエゾ素子92の発熱量を大きくするので、液晶250の吐出直後に吐出ヘッド20の液晶250の温度が低下した際に、ピエゾ素子92の発熱量が大きくされ、迅速に良好な吐出が可能な状態とすることができる。また、温度制御部82が、吐出ヘッド20の液晶250と外気との温度差に基づいて、ピエゾ素子92を微振動させるべくピエゾ素子92へ印加する電圧の電圧値、周波数あるいは波形のいずれかを調整するので、外気温度による液晶250の粘度への影響を極力抑えることができ、常に良好な吐出が可能な状態とすることができる。そして、上記液滴吐出方法によって製造された液晶装置によれば、迅速に基板へ液晶250が吐出されて塗布されて生産効率が高められるので、低コスト化を図ることができる。
In addition, immediately after the
なお、上記の実施の形態では、吐出ヘッド20に設けたピエゾ素子92を微振動させて吐出ヘッド20内の液晶250を加熱させたが、吐出ヘッド20内の液晶250を加熱するヒータを別個に設け、このヒータとともに吐出ヘッド20内の液晶250の加熱を行うようにしても良い。この場合、温度制御部82による制御としては、ヒータの駆動及びピエゾ素子92の微振動駆動を常時行い、ヒータおよびピエゾ素子92の発熱量の総和が一定となるように、ヒータに加える電流およびピエゾ素子92に印加する電圧値、周波数あるいは波形のいずれかを制御する。そして、上記の構成によれば、ヒータとともにピエゾ素子92によって液晶250を加熱するので、吐出ヘッド20の液晶250をさらに迅速に加熱し、液晶250の粘度を良好な吐出が可能な状態にすることができる。
In the above embodiment, the
なお本実施形態では、図1に示すTFTアレイ基板210にシール材252を形成し、そのTFTアレイ基板210に液晶250を吐出して、カラーフィルタ基板220と貼り合わせた。しかし上記とは逆に、カラーフィルタ基板220にシール材252を形成し、そのカラーフィルタ基板220に液晶250を吐出して、TFTアレイ基板210と貼り合わせてもよい。なお、塗布された液晶250の濡れ広がりを促進させるため、テープルに設けられたヒータ等により基板を加熱する場合には、両基板を貼り合わせる前にシール材が硬化するおそれがある。この場合には、TFTアレイ基板210またはカラーフィルタ基板220のうち一方の基板にシール材252を形成し、他方の基板に液晶250を塗布して、両基板を貼り合わせるのが好ましい。これにより、両基板を貼り合わせる前にシール材252が硬化することがなくなり、両基板を良好に貼り合せることができる。
In this embodiment, the sealing
[電子機器]
次に、液晶装置を備えた電子機器の例について、図7を用いて説明する。図7は、携帯電話の斜視図である。上記の方法で形成した液晶装置は、携帯電話3000の筐体内部に配置されている。
そして、この携帯電話3000からなる電子機器によれば、低コストな液晶装置を備えた電子機器とすることができる。
[Electronics]
Next, an example of an electronic device including a liquid crystal device is described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view of the mobile phone. The liquid crystal device formed by the above method is disposed inside the housing of the
And according to the electronic device comprising the
なお、上記の方法で形成した液晶装置は、携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)およびエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。 Note that the liquid crystal device formed by the above method can be applied to various electronic devices other than cellular phones. For example, LCD projectors, multimedia personal computers (PCs) and engineering workstations (EWS), pagers, word processors, TVs, viewfinder type or monitor direct view type video tape recorders, electronic notebooks, electronic desk calculators, car navigation systems The present invention can be applied to electronic devices such as a device, a POS terminal, and a device provided with a touch panel.
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施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、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials and configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.
10…液滴吐出装置、20…吐出ヘッド、82…温度制御部(制御手段)、92…ピエゾ素子(圧電素子)、200…液晶装置、3000…携帯電話(電子機器)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記吐出ヘッドから前記液晶が吐出されないように、前記圧電素子を振動させる制御手段を備え、
前記制御手段は、前記吐出ヘッドから前記液晶が吐出されないように前記圧電素子を振動させて発熱させることにより、前記液晶の粘度を低下させ、
粘度の低下した前記液晶の吐出後に、前記吐出ヘッドから前記液晶を吐出させないように前記圧電素子を振動させるべく前記圧電素子へ印加する波形を調整して前記圧電素子の発熱量を大きくすることを特徴とする液滴吐出装置。 A liquid droplet ejection apparatus for ejecting liquid crystal by vibration of the piezoelectric element from an ejection head equipped with a piezoelectric element,
Control means for vibrating the piezoelectric element so that the liquid crystal is not discharged from the discharge head;
Wherein the control means, by Rukoto the piezoelectric element to generate heat by vibrating such that the liquid crystal from the ejection head is not ejected, to reduce the viscosity of the liquid crystal,
Adjusting the waveform applied to the piezoelectric element so as to vibrate the piezoelectric element so that the liquid crystal is not discharged from the discharge head after discharging the liquid crystal having a reduced viscosity, thereby increasing the amount of heat generated by the piezoelectric element. A droplet discharge apparatus characterized by
前記圧電素子から前記液晶を吐出させないように前記圧電素子を振動させて発熱させることにより前記液晶の粘度を低下させ、
粘度の低下した前記液晶の吐出後に、前記吐出ヘッドから前記液晶を吐出させないように前記圧電素子を振動させるべく前記圧電素子へ印加する波形を調整して前記圧電素子の発熱量を大きくすることを特徴とする液滴吐出方法。 A droplet discharge method for discharging liquid crystal by vibration of the piezoelectric element from an ejection head including a piezoelectric element,
Said piezoelectric element to vibrate the piezoelectric element so as not to eject the liquid by heating to reduce the viscosity of the liquid crystal by Rukoto,
Adjusting the waveform applied to the piezoelectric element so as to vibrate the piezoelectric element so that the liquid crystal is not discharged from the discharge head after discharging the liquid crystal having a reduced viscosity, thereby increasing the amount of heat generated by the piezoelectric element. A method for ejecting droplets.
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