CN101898452A - 液滴排出方法以及液滴排出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供更容易地进行各描绘区域的液状体的排出量的调节的液滴排出方法以及液滴排出装置。该方法包括使液滴排出头边相对于母基板相对地移动边排出液状体的扫描步骤；扫描步骤包括：分组步骤，其对多个喷嘴N，按各与同一描绘区域54相对的喷嘴N进行分组而形成多个喷嘴组NGA～NGD；以及校正步骤，其以使从构成喷嘴组NGA～NGD的喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值在多个喷嘴组NGA～NGD间成为大致均等的方式，对从喷嘴N排出的液状体的排出量进行校正。

Description

液滴排出方法以及液滴排出装置
技术领域
本发明涉及液滴排出方法以及液滴排出装置。
背景技术
近年，提出了使用通过液滴排出头排出墨水的喷墨方式制造滤色器的技术(例如参照专利文献1)。在该制造方法中，从多个喷嘴排出含有颜色材料的液状体(液滴)而配置(描绘)液状体，进而通过使所配置的液状体干燥等使其固化而形成与像素对应的着色膜，其中上述多个喷嘴设置在相对于基板相对地移动的液滴排出头上。
但是，在使用喷墨法的制造方法中，从多个喷嘴的液状体的排出量会产生微量的不均等。并且，若在具有液状体的排出量的不均等的状态下进行描绘，则有时会在滤色器上产生线条状的浓淡不均。由于这样的线条不均容易被识别，所以经由滤色器显示的图像的画质会下降。因此，进行下述校正：通过调节对液滴排出头提供的驱动信号，使从各喷嘴排出的液状体的排出量均等，而减小各喷嘴间的排出量的不均等。
【专利文献1】特开平11-248927号公报
但是，在上述以往的液滴排出方法中，也残存着以下的问题。即，用对液滴排出头提供的驱动信号，阶段性地调节从各喷嘴排出的液状体的排出量。为此，在例如以4阶段调节液状体的排出量的情况下，不能使从各喷嘴排出的液状体的排出量的不均等成为调节前的不均等的1/4以下。为此，使从各喷嘴排出的液状体的排出量完全均等是困难的。因此，存在仍然会产生线条状的浓淡不均的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述以往的问题而提出的，其目的在于提供更容易地进行各描绘区域的液状体的排出量的调节的液滴排出方法以及液滴排出装置。
为了解决前述问题，本发明采用了以下的结构。即，本发明的液滴排出方法，边使形成有多个喷嘴的液滴排出头相对于基板相对地移动，边从前述喷嘴对前述基板上区划而成的多个描绘区域排出液状体，该方法包括：使前述液滴排出头边相对于前述基板相对地移动边排出前述液状体的扫描步骤；其中，前述扫描步骤包括：分组步骤，其对多个前述喷嘴，按各与同一前述描绘区域相对的前述喷嘴进行分组而形成多个喷嘴组；以及校正步骤，其以使从构成前述喷嘴组的前述喷嘴排出的前述液状体的排出量的平均值在多个前述喷嘴组间成为大致均等的方式，对从前述喷嘴排出的前述液状体的排出量进行校正。
此外，本发明的液滴排出装置，边使形成有多个喷嘴的液滴排出头相对于基板相对地移动，边从前述喷嘴对前述基板上区划而成的多个描绘区域排出液状体，该装置具备：移动机构，其使前述液滴排出头相对于前述基板相对地移动；以及校正单元，其将多个前述喷嘴，按各与同一前述描绘区域相对的前述喷嘴分组为多个喷嘴组，并以使从构成前述喷嘴组的前述喷嘴排出的前述液状体的排出量的平均值在多个前述喷嘴组间成为大致均等的方式，对从前述喷嘴排出的前述液状体的排出量进行校正。
在本发明中，通过按各喷嘴组对排出量的平均值进行校正，使向描绘区域的排出量的控制变得更容易。即，通过使构成一个喷嘴组的喷嘴的排出量的平均值与构成其他喷嘴组的喷嘴的排出量的平均值成为相等，使排出到各描绘区域的液状体的液面的高度成为均等。这样，即使从构成喷嘴组的一个喷嘴排出的液状体的排出量多，通过使从其它喷嘴排出的液状体的排出量减少，也能够使作为喷嘴组全体的排出量的平均值成为期望值。因此，与以使各喷嘴的排出量成为预定量的方式进行校正的情况比较，能够对喷嘴组全体更细微地校正排出量的平均值。因此，被排出到各描绘区域的液状体的液面的高度变得更均等，从而能够更可靠地抑制线条状的浓淡不均的产生。
此外，本发明的液滴排出方法，也可以形成为：在前述校正步骤中，对各个前述喷嘴的排出量阶段性地进行校正。
此外，本发明的液滴排出装置，也可以形成为：前述校正单元，对各个前述喷嘴的排出量阶段性地进行校正。
在本发明中，通过对从各喷嘴排出的液状体的排出量阶段性地进行校正，以使从各喷嘴组的喷嘴排出的液状体的排出量的平均值成为预定量的方式进行校正。因此，通过阶段性地校正即使不能够细微地校正从各喷嘴排出的液状体的排出量，也能够细微地校正作为喷嘴组全体的排出量的平均值。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的液滴排出装置的立体图；
图2是表示液滴排出头的结构的图；
图3是表示驱动信号的波形的图；
图4是说明驱动信号的波形与液状体的排出量的关系的图；
图5是表示滤色器以及滤色器基板的概略俯视图；
图6是表示滤色器层的配置的俯视图；
图7是说明液滴排出方法的说明图；以及
图8是说明液滴排出方法的概略俯视图。
符号说明
1...液滴排出装置，13...平台移动装置(移动机构)，15...液滴排出头，16...滑架移动装置(移动机构)，41...扫描控制部(控制单元)，42...排出控制部(校正单元)，51...母基板(基板)，54...描绘区域，N、N1～N180...喷嘴，NG、NGA～NGD...喷嘴组。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的液滴排出方法以及液滴排出装置的一实施方式进行说明。而且，在以下的说明所使用的各附图中，为了使各部件成为可以辨识的大小，适宜改变比例尺。
[液滴排出装置]
首先，关于本实施方式的液滴排出装置进行说明。液滴排出装置1，如图1所示，是下述装置：例如利用喷墨方式在后述的母基板(基板)51的预定区域排出液状体而形成后述的滤色器层55。并且，液滴排出装置1具备：装置台架11、工作台12、平台移动装置(移动机构)13、滑架14、液滴排出头15、滑架移动装置(移动机构)16、管17、第1～第3液罐(タンク)18～20、控制装置21。
装置台架11是工作台12以及平台移动装置13的支撑台。工作台12，被设置为在装置台架11上利用平台移动装置13可以在作为主扫描方向的X方向上移动，其利用真空吸附机构将从上游侧的输送装置(图示省略)输送的母基板51保持在XY平面上。
平台移动装置13具备线性导轨以及球形螺钉等平动机构，其基于平台位置控制信号使工作台12在X方向上移动，其中该平台位置控制信号表示从控制装置输入的工作台12的移动目的地的X坐标。
滑架14保持液滴排出头15，其被设置为利用滑架移动装置16可以在作为副扫描方向的Y方向以及Z方向上移动。
液滴排出头15，与液状体的R(红)、G(绿)以及B(蓝)对应地设置，其分别经由滑架14与管17连接
并且，与R(红)对应的液滴排出头15，经由管17从第1液罐18被提供R(红)用的液状体，与G(绿)对应的液滴排出头15，经由管17从第2液罐19被提供G(绿)用的液状体，与B(蓝)对应的液滴排出头15，经由管17从第3液罐20被提供B(蓝)用的液状体。
液滴排出头15，如图2(a)所示，具备在Y方向上以等间隔排列的多个(例如180个)喷嘴N1～N180(以下也统称为喷嘴N)。由这些喷嘴N1～N180形成喷嘴列NA。
而且，液滴排出头15，虽然仅具备1列的喷嘴列NA，但是也可以具备多列，并且构成喷嘴列NA的喷嘴N的数量并不限于180个。此外，在滑架14内配置的液滴排出头15的数量，可以任意地改变。进而，滑架14也可以以子滑架为单位设置多个。
在此，关于多个喷嘴N1～N180中的两端的喷嘴(例如喷嘴N1～N9，喷嘴N171～N180)，因为液状体的排出量的不均等较大，所以也可以存在其在液状体的排出中不使用的情况。
液滴排出头15，如图2(b)所示，具备：设置有与管17连接的材料供给孔31a的振动板31、设置有喷嘴N1～N180的喷嘴板32、设置在振动板31与喷嘴板32之间的贮液器33、多个间隔壁34、多个滞液部35。
在振动板31上，与各喷嘴N1～N180对应地配置有驱动元件PZ1～PZN(以下也统称为驱动元件PZ)。驱动元件PZ例如是压电元件。
贮液器33，填充有经由材料供给孔31a提供的液状体。
滞液部35，通过由振动板31、喷嘴板32、一对间隔壁34包围而形成。此外，滞液部35与各喷嘴N1～N180以1对1的方式对应地形成。进而，在各滞液部35中，经由设置在一对间隔壁34之间的供给口35a，从贮液器33被导入液状体。
驱动元件PZ，如图2(c)所示，具备压电材料和夹持压电材料的一对电极37。并且，驱动元件PZ为下述的结构：通过在一对电极37之间施加驱动信号而使压电材料36收缩，通过压电材料36的收缩使振动板31与驱动元件PZ一起同时地向外侧(滞液部35的相反侧)挠曲而使滞液部35的容积增大。
因而，在滞液部35内从贮液器33经由供给口35a流入与增大了的容积量相当的液状体。此外，若从这样的状态停止对驱动元件PZ的驱动信号的施加，则驱动元件PZ以及振动板31恢复为原始的形状，滞液部35也恢复为原始的容积。由此，滞液部35内的液状体的压力上升，从喷嘴N1向母基板51排出液状体的液滴L。
滑架移动装置16，如图1所示，成为跨装置台架11的桥梁结构，其沿着Y方向以及Z方向具备线性导轨以及球形螺钉等平动结构，并基于滑架位置控制信号使滑架14在Y方向以及Z方向上移动，其中该滑架位置控制信号表示从控制装置21输入的滑架14的移动目的地的Y坐标以及Z坐标。
管17是连接第1～第3液罐18～20与滑架14的液状体的供给用管。
第1液罐18储存R(红)用的液状体，并且经由管17向与R(红)对应的液滴排出头15供给液状体。第2液罐19储存G(绿)用的液状体，并且经由管17向与G(绿)对应的液滴排出头15供给液状体。第3液罐20储存B(蓝)用的液状体，并且经由管17向与B(蓝)对应的液滴排出头15供给液状体。
控制装置21具备对液滴排出头15的扫描进行控制的扫描控制部41和对从各喷嘴N的液状体的排出进行控制的排出控制部(校正单元)42。
扫描控制部41对借助工作台12的移动进行的母基板51的定位工作和借助滑架14的移动进行的液滴排出头15的定位工作进行控制。扫描控制部41，对平台移动装置13输出平台位置控制信号而进行母基板51的定位工作，并且对滑架移动装置16输出滑架位置控制信号而进行液滴排出头15的定位工作。
排出控制部42，对液滴排出头15输出描绘数据以及驱动信号，使从各喷嘴N排出液状体。此外，排出控制部42向与各喷嘴N对应的各压电元件PZ供给4种驱动信号，以4阶段控制从各喷嘴N的排出量。在此，若对与各喷嘴N对应的压电元件PZ提供相同的驱动信号而使液状体排出，则从各喷嘴N排出的液状体的排出量会产生不均等。因此，排出控制部42，将多个喷嘴N按各位于后述的同一描绘区域54上的多个喷嘴N，分组为多个喷嘴组NG(喷嘴组NGA～NGD)(参照图7)。并且，以从构成各喷嘴组NG的多个喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值成为预定量的方式选择驱动信号并提供给各压电元件PZ。
具体地，排出控制部42，利用具有图3所示的波形的驱动信号的电压分量对从各喷嘴N的液状体的排出量进行校正。
在图3的上升期间t1，与喷嘴N相邻的滞液部35的容积增大，液状体被供给到滞液部35内。在此，在上升期间t1，由于滞液部35的容积的增大，弯液面的位置也向滞液部35侧移动。上升期间t1越短，该移动量越大。这是由于，上升期间t1越短越有力，从而弯液面越被拉入到滞液部35内。因此，如图4(a)所示，如果使弯液面向滞液部35侧较大移动，并直接快速地转移到排出工作，则液状体的排出量减少与弯液面被拉入了的部分相当的量。相反地，如果上升期间t1变长而弯液面向滞液部35侧的移动量变小，则液状体的排出量增多与弯液面的拉入量少了的部分相当的量。
上升前的电位VM(中间电位)影响弯液面的移动量。如图4(b)所示，如果中间电位VM接近于充电状态的电位VH而电位差VHM变小，则即使上升期间t1变短，弯液面的移动也几乎不会产生。因此，即使快速地转移到排出工作，液状体的排出量也几乎不会变化。另一方面，如果电位差VHM变大，则由于弯液面的移动量变大，所以若快速地转移到排出工作，则排出量减少与弯液面被拉入了的部分相当的量。
如果滞液部35的容积变化结束，则被拉入到了滞液部35侧的弯液面恢复到原始的位置，弯液面以原始的位置为基准进行振动。因此，如果在弯液面振动到滞液部35侧的定时转移到排出工作，则排出量减少与弯液面被拉入了的部分相当的量。另一方面，如果在弯液面振动到与滞液部35相反的一侧的定时转移到排出工作，则排出量增多与弯液面向外部较大地突出的部分相当的量。因此，如图4(c)所示，示出了排出量伴随着保持期间t2的增大而重复增减的周期性的变化。
图3的下降期间t3，影响从喷嘴N向外部挤压液状体时的加压力。在下降期间t3短的情况下，加压力变大，在下降期间t3长的情况下，加压力变小。如图4(d)所示，在加压力大的情况下，因为液状体有力地从喷嘴N飞出，所以相应地排出量变多。相反地，在加压力小的情况下，因为液状体慢慢地被挤压出，所以相应地排出量变少。
如以上那样，通过积极地利用借助弯液面的表现实现的排出量的变化，控制驱动信号，能够校正液状体的排出量。在本实施方式中，通过在驱动信号的各阶段使中间电位VM阶段性地改变，来校正液状体的排出量。而且，也可以通过在驱动信号的各阶段使其他条件阶段性地改变，来校正液状体的排出量。
[滤色器]
接着，关于使用以上那样的结构的液滴排出装置1制造的滤色器进行说明。
滤色器50，如图5(a)以及图5(b)所示，通过将在由玻璃、塑料等形成的大面积的母基板51上设置有多个面板区域CA的滤色器基板52划分为每一面板区域CA而制造。
面板区域CA被配置为矩阵状，且具有由堤栏(バンク)53区划的多个描绘区域54。描绘区域54配置为矩阵状，其在内部形成有滤色器层55。
滤色器层55的排列，在一个方向上为相同颜色，在与之正交的方向上以R(红)、G(绿)、B(蓝)的顺序重复。即，滤色器层55的排列，为条纹型，该条纹型即在一个方向上直线状地设置的相同颜色的滤色器层55在与之正交的方向上交替地排列。
而且，滤色器层55的配置，并不限于图6(a)所示的条纹型，而也可以是图6(b)所示的马赛克型、图6(c)所示的三角形(デルタ)等其他的配置。
[液滴排出方法]
接着，关于使用以上那样的结构的液滴排出装置1的液滴排出方法进行说明。在本实施方式中，使用液滴排出方法制造滤色器。
首先，如图1所示，将形成有堤栏53的母基板51载置到工作台12上，使母基板51的上面与液滴排出头15相对。
并且，边使平台移动装置13以及滑架移动装置16相对于母基板51相对地移动(扫描)，边从液滴排出头15的多个喷嘴N向描绘区域54排出液状体(扫描步骤)。在此，液滴排出头15边相对于母基板51沿着图8所示的作为主扫描方向的箭头A1相对地移动，边向母基板51上区划而成的各描绘区域54排出液状体。
由于描绘区域54分别在母基板51上矩阵状地排列，所以并非从液滴排出头15的全部的喷嘴N同时地排出液状体。因此，在多个喷嘴N中，如图7所示，存在位于描绘区域54上由此排出液状体的喷嘴N(排出喷嘴)和不位于描绘区域54上由此不排出液状体的喷嘴N(非排出喷嘴)。并且，排出控制部42将多个喷嘴N按各位于同一描绘区域54上的喷嘴N，分组为喷嘴组NG(分组步骤)。
此外，在本实施方式中，如图7所示，各喷嘴N的排出量会产生不均等。即，从构成喷嘴组NGA的喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值与喷嘴组NGB的排出量的平均值成为大致相等，但是喷嘴组NGC的排出量的平均值多，喷嘴组NGD的排出量的平均值变少。
因此，排出控制部42以下述方式选择对与各喷嘴N对应的驱动元件PZ提供的驱动信号：使从构成喷嘴组NG的喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值在各喷嘴组NG中均等地为预定量。即，排出控制部42，从4等级中选择对与构成喷嘴组NGC的喷嘴N对应的驱动元件PZ提供的驱动信号，使从构成喷嘴组NGC的喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值减少。此外，排出控制部42，同样地使从构成喷嘴组NGD的喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值增大。
这样，以下述方式进行校正：使从各喷嘴组NG中构成各个喷嘴组NG的喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值成为预定量。而且，排出控制部42，既可以对于构成喷嘴组NG的多个喷嘴N的一部分进行排出量的校正，也可以对于构成喷嘴组NG的多个喷嘴N的全部进行排出量的校正。
这样，通过以使从各喷嘴组NG的喷嘴N排出的液状体的排出量的平均值成为预定量的方式进行校正，使排出到各描绘区域54的液状体的液面的高度成为均等。
此后，液滴排出头15，在作为副扫描方向的Y方向上相对地移动预定距离，再次沿着作为主扫描方向的箭头A2相对地移动。这时，排出控制部42，对多个喷嘴N重新分组，与上述同样地对从各喷嘴N排出的液状体的排出量进行校正。在此，由于使各描绘区域54的液状体的液面的高度成为均等，所以形成抑制了线条状的浓淡不均的产生的滤色器层55。
而且，虽然液滴排出头15沿着作为副扫描方向的Y方向配置，但为了使喷嘴N的斜度与描绘区域54的斜度成为预定的对应关系，液滴排出头15也可以相对于Y方向倾斜。此外，也可以使排出量的平均值在多个喷嘴组NG间成为大致均等。
通过以上，来制造滤色器基板52。此后，按每一面板区域CA分割母基板51而制造单个的滤色器50。
以上，在本实施方式的液滴排出方法以及液滴排出装置1中，通过使构成一个喷嘴组NG的喷嘴N的排出量的平均值与构成其他喷嘴组NG的喷嘴N的排出量的平均值成为相等，在以4阶段而阶段性地校正液状体的排出量的情况下，也能够对喷嘴组NG全体使排出量的平均值的不均等成为1/4以下。因此，与使各喷嘴N的排出量成为均等的情况比较，能够对喷嘴组NG全体更细微地校正排出量的平均值。因此，被排出到各描绘区域54的液状体的液面的高度变得更均等，从而能够更可靠地抑制线条状的浓淡不均的产生。
而且，本发明并不限于上述实施方式，而可以在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变形。
例如，排出控制部，虽然以4阶段校正从各喷嘴排出的液状体的排出量，但只要能够至少以2阶段进行校正即可，也可以以多阶段进行校正。
液滴排出装置以及液滴排出方法，虽然用在了滤色器的滤色器层的形成中，但只要是例如有机EL装置的构成发光层的各层的形成等通过使液状体排出在基板上的预定区域而形成薄膜的情况即可，也可以用于其它用途。
移动机构，虽然由平台移动装置以及滑架移动装置构成，但是只要液滴排出头能够相对于母基板相对地移动即可，也可以是滑架移动装置可以在XY面内移动的结构等其它的结构。

Claims (4)

1.一种液滴排出方法，其边使形成有多个喷嘴的液滴排出头相对于基板相对地移动，边从前述喷嘴对前述基板上区划而成的多个描绘区域排出液状体，其特征在于，该方法包括：
使前述液滴排出头边相对于前述基板相对地移动边排出前述液状体的扫描步骤；
其中，前述扫描步骤包括：
分组步骤，其对多个前述喷嘴，按各与同一前述描绘区域相对的前述喷嘴进行分组而形成多个喷嘴组；以及
校正步骤，其以使从构成前述喷嘴组的前述喷嘴排出的前述液状体的排出量的平均值在多个前述喷嘴组间成为大致均等的方式，对从前述喷嘴排出的前述液状体的排出量进行校正。
2.根据权利要求1所述的液滴排出方法，其特征在于：
在前述校正步骤中，对各个前述喷嘴的排出量阶段性地进行校正。
3.一种液滴排出装置，其边使形成有多个喷嘴的液滴排出头相对于基板相对地移动，边从前述喷嘴对前述基板上区划而成的多个描绘区域排出液状体，其特征在于，该装置具备：
移动机构，其使前述液滴排出头相对于前述基板相对地移动；以及
校正单元，其将多个前述喷嘴，按各与同一前述描绘区域相对的前述喷嘴分组为多个喷嘴组，并以使从构成前述喷嘴组的前述喷嘴排出的前述液状体的排出量的平均值在多个前述喷嘴组间成为大致均等的方式，对从前述喷嘴排出的前述液状体的排出量进行校正。
4.根据权利要求3所述的液滴排出装置，其特征在于：
前述校正单元，对各个前述喷嘴的排出量阶段性地进行校正。
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