JP5423148B2 - 液滴吐出方法及び液滴吐出装置 - Google Patents
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Description
また、本発明にかかる液滴吐出装置は、前記補正手段は、前記ノズルそれぞれの吐出量を段階的に補正することしてもよい。
この発明では、各ノズルから吐出される液状体の吐出量を段階的に補正することによって各ノズルグループにおけるノズルから吐出される液状体の吐出量の平均値が所定量となるように補正する。そのため、段階的に補正することによって各ノズルから吐出される液状体の吐出量を微細に補正できなくても、ノズルグループ全体としての吐出量の平均値を微細に補正できる。
まず、本実施形態における液滴吐出装置について説明する。
液滴吐出装置1は、図1に示すように、例えばインクジェット方式により後述するマザー基板(基板)51の所定領域に液状体を吐出して後述するカラーフィルタ層55を形成する装置である。そして、液滴吐出装置1は、装置架台11と、ワークステージ12と、ステージ移動装置(移動機構)13と、キャリッジ14と、液滴吐出ヘッド15と、キャリッジ移動装置(移動機構)16と、チューブ17と、第1から第3タンク18〜20と、制御装置21と、を備えている。
ステージ移動装置13は、リニアガイド及びボールネジなどの直動機構を備えており、制御装置から入力されるワークステージ12の移動先のX座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ12をX方向に移動させる。
キャリッジ14は、液滴吐出ヘッド15を保持しており、キャリッジ移動装置16によって副走査方向であるY方向及びZ方向に移動可能に設けられている。
そして、R(赤)に対応する液滴吐出ヘッド15には、チューブ17を介して第1タンク18からR(赤)用の液状体が供給され、G(緑)に対応する液滴吐出ヘッド15には、チューブ17を介して第2タンク19からG(緑)用の液状体が供給され、B(青)に対応する液滴吐出ヘッド15には、チューブ17を介して第3タンク20からB(青)用の液状体が供給される。
なお、液滴吐出ヘッド15は、ノズル列NAを1列のみ備えているが、複数列備えていてもよく、ノズル列NAを構成するノズルNの数は、180に限られない。また、キャリッジ14内に配置される液滴吐出ヘッド15の数は、任意に変更可能である。さらに、キャリッジ14は、サブキャリッジ単位で複数設けられてもよい。
ここで、複数のノズルN1〜N180のうち両端のノズル(例えばノズルN1〜N9、ノズルN171〜N180)については、液状体の吐出量のバラツキが大きいことから、液状体の吐出に使用しない場合があってもよい。
振動板31上には、各ノズルN1〜N180に対応して駆動素子PZ1〜PZN(以下、総称して駆動素子PZと称することもある)が配置されている。駆動素子PZは、例えばピエゾ素子である。
液溜部35は、振動板31と、ノズルプレート32と、一対の隔壁34とによって囲まれることによって形成されている。また、液溜部35は、各ノズルN1〜N180に1対1で対応して形成されている。さらに、各液溜部35には、一対の隔壁34間に設けられた供給口35aを介して、リザーバ33から液状体が導入されるようになっている。
したがって、液溜部35内に増大した容積分に相当する液状体がリザーバ33から供給口35aを介して流入する。また、このような状態から駆動素子PZへの駆動信号の印加を停止すると、駆動素子PZ及び振動板31は、元の形状に戻り、液溜部35も元の容積に戻る。これにより、液溜部35内の液状体の圧力が上昇し、ノズルN1からマザー基板51に向けて液状体の液滴Lが吐出される。
第1タンク18は、R(赤)用の液状体を貯蔵すると共にチューブ17を介してR(赤)に対応する液滴吐出ヘッド15に液状体を供給する。第2タンク19は、G(緑)用の液状体を貯蔵すると共にチューブ17を介してG(緑)に対応する液滴吐出ヘッド15に液状体を供給する。第3タンク20は、B(青)用の液状体を貯蔵すると共にチューブ17を介してB(青)に対応する液滴吐出ヘッド15に液状体を供給する。
走査制御部41は、ワークステージ12の移動によるマザー基板51の位置決め動作と、キャリッジ14の移動による液滴吐出ヘッド15の位置決め動作とを制御する走査制御部41と、を制御する。走査制御部41は、ステージ移動装置13にステージ位置制御信号を出力してマザー基板51の位置決め動作を行い、キャリッジ移動装置16にキャリッジ位置制御信号を出力して液滴吐出ヘッド15の位置決め動作を行う。
図3における立上り期間t1では、ノズルNに隣接する液溜部35の容積が増大し、液状体が液溜部35内に供給される。ここで、立上り期間t1では、液溜部35の容積の増大によってメニスカスの位置も液溜部35側に移動する。この移動量は、立上り期間t1が短いほど大きい。これは、立上り期間t1が短いほど勢いよくメニスカスが液溜部35内に引き込まれるからである。そのため、図4(a)に示すように、メニスカスを液溜部35側に大きく移動させ、そのまま素早く吐出動作に移れば、液状体の吐出量はメニスカスが引き込まれた分だけ少なくなる。逆に、立上り期間t1を長くして液溜部35側へのメニスカスの移動量を小さくすると、メニスカスの引き込み量が少ない分だけ液状体の吐出量が多くなる。
以上のように、メニスカスの挙動による吐出量の変動を積極的に利用し、駆動信号を制御することによって液状体の吐出量を補正できる。本実施形態では、駆動信号の各段階で中間電位VMを段階的に変更することにより、液状体の吐出量を補正する。なお、駆動信号の各段階で他の条件を段階的に変更することによって液状体の吐出量を補正してもよい。
次に、以上のような構成の液滴吐出装置1を用いて製造されるカラーフィルタについて説明する。
カラーフィルタ50は、図5(a)及び図5(b)に示すように、ガラス、プラスチックなどで形成された大面積のマザー基板51に複数のパネル領域CAが設けられたカラーフィルタ基板52をパネル領域CAごとに分割することによって製造される。
パネル領域CAは、マトリクス状に配置されており、バンク53によって区画された複数の描画領域54を有する。描画領域54は、マトリクス状に配置されており、内部にカラーフィルタ層55が形成されている。
なお、カラーフィルタ層55の配置は、図6(a)に示すようなストライプ型に限らず、図6(b)に示すようなモザイク型や図6(c)に示すようなデルタ型など、他の配置であってもよい。
次に、以上のような構成の液滴吐出装置1を用いた液滴吐出方法について説明する。本実施形態では、液滴吐出方法を用いてカラーフィルタを製造する。
まず、図1に示すように、バンク53が形成されたマザー基板51をワークステージ12上に載置し、マザー基板51の上面と液滴吐出ヘッド15とを対向させる。
このように、各ノズルグループNGにおけるノズルNから吐出される液状体の吐出量の平均値が所定量となるように補正することで、各描画領域54に吐出された液状体による液面の高さが均一になる。
以上のようにして、カラーフィルタ基板52を製造する。その後、パネル領域CAごとにマザー基板51を分割して個別のカラーフィルタ50を製造する。
例えば、吐出制御部は、各ノズルから吐出される液状体の吐出量を4段階で補正しているが、少なくとも2段階で補正できればよく、多段階で補正してもよい。
液滴吐出装置及び液滴吐出方法は、カラーフィルタにおけるカラーフィルタ層の形成に用いられているが、例えば有機EL装置における発光層を構成する各層の形成など、液状体を基板上の所定領域に吐出することによって薄膜を形成するものであれば、他の用途に用いられてもよい。
移動機構は、ステージ移動装置及びキャリッジ移動装置によって構成されているが、液滴吐出ヘッドがマザー基板に対して相対的に移動できればよく、キャリッジ移動装置がXY面内で移動可能である構成など、他の構成であってもよい。
Claims (4)
- 複数のノズルが形成された液滴吐出ヘッドを基板に対して相対的に移動させながら前記ノズルから前記基板に区画された複数の描画領域に液状体を吐出する液滴吐出方法であって、
前記液滴吐出ヘッドを前記基板に対して相対的に移動させながら前記液状体を吐出する走査工程を備え、
前記走査工程は、複数の前記ノズルを同一の前記描画領域に対向する前記ノズルごとにグループ分けして複数のノズルグループを形成するグループ分け工程と、前記ノズルグループを構成する前記ノズルから吐出される前記液状体の吐出量の平均値が複数の前記ノズルグループ間で略均等になるように前記ノズルから吐出される前記液状体の吐出量を補正する補正工程と、を有することを特徴とする液滴吐出方法。 - 前記補正工程では、前記ノズルそれぞれの吐出量を段階的に補正することを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出方法。
- 複数のノズルが形成された液滴吐出ヘッドを基板に対して相対的に移動させながら前記ノズルから前記基板に区画された複数の描画領域に液状体を吐出する液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドを前記基板に対して相対的に移動させる移動機構と、
複数の前記ノズルを同一の前記描画領域に対向する前記ノズルごとに複数のノズルグループにグループ分けし、前記ノズルグループを構成する前記ノズルから吐出される前記液状体の吐出量の平均値が複数の前記ノズルグループ間で略均等になるように前記ノズルから吐出される前記液状体の吐出量を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記補正手段は、前記ノズルそれぞれの吐出量を段階的に補正することを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出装置。
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