JP2004119075A

JP2004119075A - Liquid drop delivery device, manufacturing method of device, device, and electronic equipment

Info

Publication number: JP2004119075A
Application number: JP2002277972A
Authority: JP
Inventors: Masashi Atsumi; 渥美　誠志
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid drop delivery device by which a desired pattern can be formed in high precision by restraining the occurrence of discharge failure, and a manufacturing method of the device. SOLUTION: The liquid drop delivery device IJ comprises a delivery head 1 for delivering ink, a tank 3 for storing the ink, a tube part 40 that connects the tank 3 and the delivery head 1 and forms a passage 4 enabling the flowing of the ink, and a vibrating device 5 for vibrating the tube part 40 in order to exhaust the bubble of the ink in the passage 4. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状体材料を吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置、及びこの液滴吐出装置を用いたデバイスの製造方法、並びにデバイス及び電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタや半導体集積回路など微細な配線パターンを有するデバイスの製造方法としてフォトリソグラフィー法が多用されているが、近年において、液滴吐出方式（インクジェット方式）を用いたデバイスの製造方法が注目されている。この技術は、パターン形成面にパターン形成用材料を含んだ液状体材料を液滴吐出ヘッドから吐出することにより基材上にパターンを形成してデバイスを製造するものであり、少量多種生産に対応可能である点などにおいて大変有効である。
【０００３】
ところで、液滴吐出方式によりデバイスを製造する場合において、吐出ヘッドから吐出した液状体材料の液滴が曲がる（いわゆる「飛行曲がり」）など、吐出不良が生じる場合がある。吐出不良が生じるとパターンの形成精度が低下し、所望の性能を有するデバイスが得られない。吐出不良を抑制する技術として、インク吐出部が吐出動作を停止した際に、インク吐出部に対して大気を搬送するとともにインク吸引部でインク吐出部のインクを吸引する技術がある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３７３７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、吐出動作を停止した際にインク吐出部のインクを吸引することにより吐出ヘッドにおけるインクの凝集・固着を防止して吐出不良を抑制するものであって有効であるが、近年におけるパターンの微細化の更なる要求により、吐出不良の発生を更に確実に抑制する必要がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、吐出不良の発生を抑えて所望のパターンを高精度で形成できる液滴吐出装置及びデバイスの製造方法を提供することを目的とする。更に、この液滴吐出装置を用いることにより所望の性能が発揮されるデバイス及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の液滴吐出装置は、液状体材料を吐出する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、前記液状体材料を収容する収容部と、前記収容部と前記吐出ヘッドとを接続し前記液状体材料を流通可能な流路を形成する管部と、前記流路における前記液状体材料中の気泡を排出する排出装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、液状体材料を収容する収容部と吐出ヘッドとを接続する流路において液状体材料中の気泡を排出する排出装置を設けることにより、液状体材料中に存在する気泡に起因する吐出不良の発生を抑制できる。したがって、所望のパターンを高精度で形成できる。特に、例えば有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置を製造する場合において、有機ＥＬ装置形成用材料を含む液状体材料は一般に高粘度で気泡が存在しやすくなるが、排出装置を用いて気泡を排出することにより、有機ＥＬ装置を高精度に製造できる。
【０００８】
本発明の液滴吐出装置において、前記排出装置は前記管部を加振する加振装置を有することを特徴とする。これによれば、加振装置で管部を加振することにより流路である管部の内壁に付着した気泡を、例えば吐出ヘッドを介して外部に排出できる。この場合において、前記加振装置は超音波で加振することが望ましい。これにより、流路中から気泡を容易に排出できる。
【０００９】
本発明の液滴吐出装置において、前記加振装置は前記流路の屈曲部又はその近傍を加振することを特徴とする。すなわち、気泡が溜まりやすい屈曲部やその近傍を加振することにより、流路にある液状体材料中の気泡を効率良く外部に排出できる。
【００１０】
本発明の液滴吐出装置において、前記加振装置は前記管部の複数の所定位置を加振するとともに、前記複数の所定位置のそれぞれにおける加振状態を個別に設定することを特徴とする。これによれば、加振装置は管部の複数位置を加振することにより、管部内壁に付着した気泡をより確実に排出できる。そして、液状体材料の粘度等の材料特性や管部の形成材料特性などに基づいて、複数の所定位置のそれぞれを加振するかどうか（すなわち、加振位置及び数）、あるいは振動数といった加振状態を個別に設定することにより、周辺装置に影響を及ぼすことなく気泡の排出を効率良く行うことができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出装置において、前記管部に対して前記加振装置を移動する移動装置を備えることを特徴とする。これによれば、移動装置で加振装置を移動しながら管部を加振できるので、少数の加振装置で管部の広範囲を加振でき、流路中の気泡を効率良く排出できる。
【００１２】
本発明の液滴吐出装置において、前記流路の温度を調整する温度調整装置を備えることを特徴とする。これによれば、例えば流路を加熱することにより流路に存在する液状体材料の粘度を低下することができるので、気泡の排出動作を円滑に行うことができる。ここで、温度調整装置は流路を直接調整（加熱）する構成でもよいし、流路及び吐出ヘッドを囲む空間を調整（加熱）する構成でもよい。
【００１３】
本発明の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドに接続する前記流路の一端部と、前記収容部に接続する前記流路の他端部とを所定の圧力差に設定する圧力調整装置を備えることを特徴とする。これによれば、例えば収容部側を高圧に、吐出ヘッド側を低圧にして圧力差を大きく設定することにより、流路中の液状体材料の流速を高速化できるので、高速化された液状体材料の流れにより気泡を排出することができる。
【００１４】
本発明の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッド及び該吐出ヘッドに接続する前記管部は複数設けられているとともに、前記排出装置は前記複数の管部のそれぞれに対して設けられており、前記吐出ヘッドのそれぞれから吐出された前記液状体材料の吐出状態を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記複数の排出装置のそれぞれを選択的に駆動する制御装置とを備えることを特徴とする。これによれば、基材上に吐出した液状体材料の液滴の形状に関する情報や位置に関する情報を例えば撮像装置からなる検出装置で検出することにより、制御装置は検出装置で検出した前記情報に基づいて複数の吐出ヘッドのうちどの吐出ヘッドが吐出不良を発生させたかを求めることができる。そして、制御装置は、吐出不良であると判断した吐出ヘッドに接続している流路における気泡の排出動作を行うことによって、吐出不良の改善を効率良く行うことができる。
【００１５】
本発明のデバイスの製造方法は、収容部に収容されている液状体材料を流路を介して吐出ヘッドに供給し、該吐出ヘッドより基材に対して前記液状体材料を吐出する工程を備えたデバイスの製造方法において、前記デバイスを製造するための吐出動作の前に、前記流路を形成する管部を加振して前記流路における前記液状体材料中の気泡を排出する排出工程を有することを特徴とする。
本発明によれば、デバイスを製造する際の吐出動作の前に、流路における液状体材料中の気泡の排出動作を行うことにより、デバイスを製造する際に液状体材料中に存在する気泡に起因する吐出不良の発生を抑制できる。したがって、所望のパターンを高精度で形成できる。
【００１６】
本発明のデバイスの製造方法は、前記吐出ヘッドに接続する前記流路の一端部と前記収容部に接続する前記流路の他端部との前記排出工程における圧力差を、前記デバイスを製造するための吐出動作時における前記圧力差とは異なる値に設定し、前記排出動作することを特徴とする。すなわち、デバイスを製造するための吐出動作時における圧力差は一般に低く気泡を排出しにくい。そこで、気泡の排出動作時における圧力差をデバイスを製造するための吐出動作時における圧力差と異なる値に、具体的には高く設定することにより、流路中の液状体材料の流速が高速化されるので、気泡の排出動作を円滑に行うことができる。
【００１７】
本発明のデバイスは、上記記載の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。また、本発明の電子機器は、上記記載のデバイスを搭載したことを特徴とする。これによれば、優れたの性能を有するデバイス及び電子機器が提供される。
【００１８】
ここで、上述した液滴吐出装置は液滴吐出法に基づくデバイスの製造に用いられるものであって、インクジェットヘッドを備えたインクジェット装置を含む。インクジェット装置のインクジェットヘッドは、インクジェット法により液状体材料を定量的に吐出可能であり、例えば１ドットあたり１〜３００ナノグラムの液状体材料を定量的に断続して滴下可能な装置である。なお、液滴吐出装置としてはディスペンサー装置であってもよい。
【００１９】
液滴吐出装置の液滴吐出方式としては、圧電体素子の体積変化により液状体材料の液滴を吐出させるピエゾジェット方式であっても、熱の印加により急激に蒸気が発生することにより液状体材料を吐出させる方式であってもよい。
【００２０】
液状体材料とは、液滴吐出装置の吐出ヘッドのノズルから吐出可能（滴下可能）な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。また、液状体材料に含まれる材料は融点以上に加熱されて溶解されたものでも、溶媒中に微粒子として攪拌されたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。また、基材はフラット基板を指す他、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの表面であってもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の液滴吐出装置の第１実施形態を示す概略図である。
図１において、液滴吐出装置ＩＪは、液状体材料であるインクを吐出する吐出ヘッド１と、吐出ヘッド１から吐出されるインクが配置される基板（基材）Ｐを支持するステージ２と、インクを収容する収容部であるタンク３と、タンク３と吐出ヘッド１とを接続しインクを流通可能な流路４を形成する管部４０と、流路を加振する排出装置としての加振装置５とを備えている。吐出ヘッド１の吐出動作を含む液滴吐出装置ＩＪの動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。また、吐出ヘッド１、管部４０、及びタンク３を含む液滴吐出装置ＩＪ全体はチャンバＣの内部に収容され、チャンバＣの内部は温度調整装置６により温度管理されている。
【００２２】
なお、チャンバＣ内部は、大気雰囲気に設定されていてもよいし窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に設定されていてもよい。そして、チャンバＣ及びこのチャンバＣに収容されている液滴吐出装置ＩＪはクリーンルーム内に設けられておりパーティクル及びケミカル的にクリーン度を維持されている。
【００２３】
ここで、以下の説明において、水平面内における第１の方向をＸ軸方向、水平面内において第１の方向と直交する第２の方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直に交わる方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のそれぞれの軸まわり方向を、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００２４】
液滴吐出装置ＩＪは、基板Ｐの表面にインクの液滴を配置することによりインク中に含まれる材料からなる膜を成膜する。ここで、本実施形態におけるインクは有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置の形成用材料と所定の溶媒とを含んでおり、液滴吐出装置ＩＪはこのインクを基板Ｐ上に吐出することによりデバイスである有機ＥＬ装置を製造する。なお、液滴吐出装置ＩＪは液晶表示装置用のカラーフィルタ形成用材料を含むインクを吐出してカラーフィルタを製造することもできるし、金属などの導電性材料を含むインクを吐出して配線パターンを製造することもできる。
【００２５】
吐出ヘッド１はステージ２に支持されている基板Ｐに対してインクの液滴を定量的に吐出（滴下）するものであって、吐出ヘッド１のノズル形成面１Ｐには液滴を吐出する複数のノズルが設けられている。また、吐出ヘッド１にはこの吐出ヘッド１を移動可能に支持するヘッド移動装置１Ａが設けられている。ヘッド移動装置１Ａは吐出ヘッド１をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に移動するとともにθＸ、θＹ、及びθＺ方向に微動する。なお、吐出ヘッド１から吐出される液滴の温度は吐出ヘッド１に設けられた不図示の温度調整装置により制御され、温度調整装置は液滴を所望の粘度に調整する。ステージ２は基板Ｐを支持するものであって、基板Ｐを真空吸着する吸着保持装置（不図示）を備えている。ステージ２にはこのステージ２を移動可能に支持するステージ移動装置２Ａが設けられている。ステージ移動装置２Ａはステージ２をＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動する。
【００２６】
管部４０は、例えば合成樹脂製のチューブにより構成されており可撓性を有する。管部４０により形成された流路４は一端部４Ａを吐出ヘッド１に接続し、他端部４Ｂをタンク３に接続している。また、管部４０は複数の支持部材６に支持されており、管部４０のうち支持部材６に支持されている部分には屈曲部７が形成されている。また、管部４０の他端部４ＢにはバルブＢが設けられている。バルブＢの開閉動作は制御装置ＣＯＮＴに制御されるようになっており、制御装置ＣＯＮＴはバルブＢを制御することにより流路４におけるインクの流通制御を行う。すなわち、制御装置ＣＯＮＴはバルブＢを制御することによりタンク３から吐出ヘッド１に対するインクの供給及び供給の停止を行う。なお、管部４０は可撓性部材により構成されているため、吐出ヘッド１のヘッド移動装置１Ａによる移動は妨げられない。
【００２７】
タンク３はインクを収容するものでって、タンク３内のインクには予め脱気処理が施されている。タンク３は管部４０を配置可能な穴部３Ａを有しており、この穴部３Ａに管部４０が配置されることによりタンク３は略密閉される。また、タンク３にはこのタンク３の内部空間の圧力を調整するタンク圧力調整装置（圧力調整装置）８が設けられている。タンク圧力調整装置８の動作は制御装置ＣＯＮＴに制御されるようになっており、制御装置ＣＯＮＴはタンク圧力調整装置８を介してタンク３の内部の圧力を調整する。そして、タンク３の圧力が調整されることにより、流路４の他端部４Ｂにおける圧力が調整されることになる。なお、タンク３には、不図示であるが、タンク３に取り付けられタンク内のインクの温度を調整する温度調整装置と、タンク内のインクを攪拌する撹拌装置とが設けられている。タンク内のインクは温度調整装置で温度調整されることにより所望の粘度に調整される。
【００２８】
ステージ２のうち基板Ｐが載置される以外の位置には、吐出ヘッド１のインクを吸引可能な吸引装置（圧力調整装置）９が設けられている。この吸引装置９は、吐出ヘッド１のうちノズルが形成されているノズル形成面１Ｐに密着し、ノズル形成面１Ｐとの間に密閉空間を形成するキャップ部９Ａと、キャップ部９Ａを昇降可能に支持するリフト部９Ｄと、前記密閉空間のガスを吸引することで吐出ヘッド１のノズルのインクを吸引するポンプ９Ｂと、吐出ヘッド１から吸引したインクを収容する排液収容部９Ｃとを備えている。ノズル形成面１Ｐとキャップ部９ＡとのＸＹ方向における位置合わせはヘッド移動装置１Ａ及びステージ移動装置２Ａに基づく吐出ヘッド１とステージ２との相対移動により行われる。また、吐出ヘッド１のノズル形成面１Ｐと吸引装置９のキャップ部９Ａとは、キャップ部９Ａが吐出ヘッド１に対して上昇することで密着される。吸引装置９の吸引動作は制御装置ＣＯＮＴに制御され、制御装置ＣＯＮＴは吸引装置９を介して前記密閉空間の圧力を調整する。そして、ノズル形成面１Ｐとキャップ部９Ａとで形成される密閉空間の圧力が調整されることにより、流路４の一端部４Ａにおける圧力が調整されることになる。
【００２９】
加振装置５は流路４（管部４０）の複数の所定位置にそれぞれ設けられている。本実施形態では、加振装置５（５Ａ〜５Ｃ）は流路４の３箇所に設けられている。加振装置５は例えば圧電体セラミックスにより構成されており、流路４を超音波で加振する。複数設けられた加振装置５Ａ〜５Ｃのうち加振装置５Ａ及び５Ｂは流路４の屈曲部７近傍に設けられており、加振装置５Ｃは支持部材６に支持されている流路４のうち最も高い位置（大地に対して最高位置）に設けられている。そして、加振装置５Ａ及び５Ｂは流路４の屈曲部７近傍を加振し、加振装置５Ｃは流路４の最も高い位置を加振する。このように、加振装置５（５Ａ〜５Ｃ）は流路４の複数の所定位置を加振する。ここで、加振装置５Ａ〜５Ｃのそれぞれの加振動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっており、制御装置ＣＯＮＴは加振装置５Ａ〜５Ｃを個別に制御することにより、加振装置５Ａ〜５Ｃが設けられている位置のそれぞれにおける加振状態を個別に設定する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、加振装置５Ａ〜５Ｃのそれぞれによる加振動作を行うか否かの設定、及び加振装置５Ａ〜５Ｃのそれぞれの加振の振動数の設定を行う。
【００３０】
ステージ２の近傍には、吐出ヘッド１より基板Ｐに対して吐出された液滴の吐出状態を検出する検出装置１０が設けられている。この検出装置１０はＣＣＤ等の撮像装置により構成されており、基板Ｐ上に吐出された液滴の形状及び大きさを検出可能であるとともに、吐出された液滴の基準位置に対する位置を検出可能である。検出装置１０の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力されるようになっている。
【００３１】
次に、上述した液滴吐出装置ＩＪによりデバイスを製造方法について図２のフローチャート図を参照しながら説明する。本実施形態では、デバイスを製造するための吐出動作の前に、流路４（管部４０）を加振装置５で加振して流路４におけるインク中の気泡を排出する排出工程が行われる。
インク中の気泡を排出する排出工程の開始が指令されると（ステップＳ１）、制御装置ＣＯＮＴは温度調整装置６によりチャンバＣ内部の温度を調整する。チャンバＣ内部の温度調整をすることにより、制御装置ＣＯＮＴは流路４の温度を調整する（ステップＳ２）。具体的には、制御装置ＣＯＮＴはチャンバＣ内部、ひいては流路４を加熱する。流路４が加熱されることにより、この流路４を流れるインクの粘度が調整（低下）される。なおここでは、チャンバＣ内部の温度を温度調整装置６で調整することにより流路４の温度を調整する構成であるが、管部４０の外面に例えばヒータなどからなる温度調整装置を直接取り付け、この温度調整装置を用いて流路４の温度を調整する構成でもよい。
【００３２】
次に、制御装置ＣＯＮＴは、圧力調整装置としてのタンク圧力調整装置８及び吸引装置９を用いて、流路４の一端部４Ａと他端部４Ｂとを所定の圧力差に設定する（ステップＳ３）。
【００３３】
図３は、圧力調整装置８及び９が流路４の一端部４Ａ及び他端部４Ｂの圧力調整を行っている状態を示す模式図である。図３に示すように、ステージ２が移動して吐出ヘッド１と吸引装置９のキャップ部９ＡとがＸＹ方向において位置合わせされ、キャップ９Ａが上昇することにより、キャップ部９Ａと吐出ヘッド１のノズル形成面１Ｐとが密着される。そして、ポンプ９Ｂが駆動することにより、吐出ヘッド１のノズル形成面１Ｐとキャップ部９Ａとで形成される密閉空間が減圧され、流路４の一端部４Ａが圧力ｐ１に設定される。一方、タンク圧力調整装置８がタンク３内を加圧することにより、流路４の他端部４Ｂが圧力ｐ２に設定される。こうして、制御装置ＣＯＮＴは、タンク圧力調整装置８によりタンク３内の圧力を調整しつつ吸引装置９（ポンプ９Ｂ）による単位時間当たりの吸引量を調整することにより、流路４の一端部４Ａと他端部４Ｂとを所定の圧力差（ｐ２−ｐ１）に設定する。ここで、制御装置ＣＯＮＴはこの排出工程における前記圧力差（ｐ２−ｐ１）を、後の工程であるデバイスを製造するための吐出動作時における圧力差より大きく設定する。この状態においてバルブＢは開いており、吸引装置９はノズルからインクを吸引し、吸引したインクを排液収容部９Ｃに収容する。なお、この状態においてバルブＢは閉じていても良い。
【００３４】
制御装置ＣＯＮＴは加振装置５Ａ〜５Ｃで管部４０（流路４）を超音波で加振する（ステップＳ４）。インクが流れている流路４を加振することにより、管部４０の内壁に付着している気泡やインク中の気泡は吐出ヘッド１側から外部に排出される。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、インクの材料特性（粘度）や管部４０の材料特性（剛性）に基づいて、複数の加振装置５Ａ〜５Ｃの加振状態（加振条件）を設定し、加振する。例えば、インクの材料特性や流路４の材料特性に基づいて、流路４中の気泡が短時間で排出可能な最適加振条件、すなわち加振する最適位置（加振装置の設置位置）及び最適振動数を予め求めておき、この求めておいた最適加振条件で加振することにより、流路４のインク中の気泡を効率良く外部に排出できる。本実施形態では、流路４において屈曲部７や最高位置に気泡が溜まりやすいため、これらの位置に加振装置５Ａ〜５Ｃを設けて加振することにより、気泡を吐出ヘッド１から外部に効率良く排出できる。
【００３５】
このとき、流路４の一端部４Ａと他端部４Ｂとは所定の圧力差に設定されているので、後の工程であるデバイスを製造するための吐出動作時に比べて、インクは流路４を高速に流れる。したがって、流路４中の気泡はより効率良く外部に排出される。
【００３６】
なお、ステップＳ２においてバルブＢを閉じておき、加振装置５による加振を開始してからバルブＢを開けるようにしてもよい。流路４の一端部４Ａと他端部４Ｂとが所定の圧力差に設定されている状態においてバルブＢを開けることにより、タンク３側のインクが吐出ヘッド１に向かって一気に流れ出すので、気泡を外部に効率良く排出できる。
【００３７】
排出工程を行ったら、制御装置ＣＯＮＴは流路４中から気泡が排出されたかどうかの確認を行う（ステップＳ５）。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、吸引装置９による吸引動作を終了するとともに、タンク圧力調整装置８によるタンク３の加圧動作を終了する。更に、加振装置５による加振も停止する。そして、ステージ２が移動して基板（この場合、テスト用基板）Ｐを吐出ヘッド１の下に配置し、デバイスを製造するための吐出動作と同じ条件で基板Ｐに対してインクの吐出をする。そして、制御装置ＣＯＮＴは検出装置１０を用いて基板Ｐ上に吐出されたインクの吐出状態を検出する。
【００３８】
図４は撮像装置である検出装置１０で撮像されたインクの吐出状態を示す模式図である。図４に示すように、検出装置１０は、基板Ｐ上に吐出されたインクの液滴を撮像することにより、この液滴の形状及び大きさに関する情報を検出するとともに、基準位置に対する液滴の位置に関する情報を検出する。
【００３９】
検出装置１０の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは検出装置１０の検出結果に基づいて、吐出が正常に行われたかどうかの判別を行う（ステップＳ６）。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは検出装置１０の検出結果に基づいて、液滴の吐出位置が目標位置に吐出されていたら、吐出が正常に行われたと判断し、一方、液滴の吐出位置が目標位置に対してずれていたら、飛行曲がりなどの吐出不良が生じていると判断する。あるいは、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ上に吐出された液滴の形状や大きさが目標値と異なる場合においても、吐出不良が生じたと判断する。
【００４０】
ステップＳ６において、吐出が正常に行われたと判断したら、制御装置ＣＯＮＴは、ステージ２上のテスト用基板をデバイス製造用基板に交換し、デバイスを製造するための吐出動作を行う（ステップＳ７）。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、流路４の一端部４Ａと他端部４Ｂとの圧力差を、ステップＳ３で設定した値より低い値にする。また、加振装置５による加振は停止されているとともに、温度調整装置６も、チャンバＣ内部をデバイスを製造するための最適温度に調整する。こうして、デバイスを製造するための吐出動作が実施され、終了される（ステップＳ８）。
【００４１】
一方、ステップＳ６において、吐出不良であると判断したら、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳ２に戻り、温度調整装置６によりチャンバＣ、ひいては流路４を加熱するとともに、流路４の一端部４Ａと他端部４Ｂとの圧力差を大きく設定し、加振装置５で流路４を加振しながら流路４中の気泡の排出動作を行う。そして、吐出状態を検出装置１０で検出し、吐出不良が改善されるまで気泡の排出動作を行う。ここで、第１回目の気泡の排出工程後、検出装置１０の検出結果に基づいて吐出不良が未だ改善されていないと判断したら、制御装置ＣＯＮＴは第２回目の気泡の排出工程時において、加振装置５の加振条件を第１回目とは異なる条件に設定することができる。例えば、第１回目の排出工程において吐出不良が改善されなかったら、第２回目の排出工程における加振装置の加振位置及び振動数を、第１回目とは異なる位置及び振動数に設定し、第２回目の排出工程を行うことができる。更に、第１回目の排出工程において、例えば加振装置５Ａ及び５Ｂしか用いていなかったら、第２回目の排出工程において、加振装置５Ｃを含む全ての加振装置５Ａ〜５Ｃを用いて加振を行うようにしてもよい。更に、第２回目の排出工程において、新たな加振装置５Ｄを管部４０に取り付け、この加振装置５Ｄを含む全ての加振装置で加振するようにしてもよい。
【００４２】
次に、本発明の液滴吐出装置の第２実施形態について図５を参照しながら説明する。図５（ａ）は本実施形態の特徴部分である加振装置の側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。ここで、以下の説明において、上述した第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、この説明を簡略もしくは省略する。
図５において、加振装置５には、この加振装置５を管部４０に対して移動する移動装置２０が設けられている。移動装置２０は、圧電体セラミックスからなる加振装置５を保持しつつ管部４０の長手方向に移動するものであって、加振装置５を保持する保持部２２と、この保持部２２を加振装置５とともに移動可能に支持する車輪部２３とを備えている。車輪部２３は不図示のアクチュエータ（モータ）により回転するようになっており、管部４０の外面に接しつつ回転することにより、管部４０の長手方向に移動する。加振装置５は、移動装置２０により管部４０の外面に対して摺動しつつ移動する。
【００４３】
移動装置２０を備えた加振装置５によれば、例えば、管部４０の他端部４Ｂから一端部４Ａに向かって加振装置５を移動しつつ加振することが可能となる。これにより、少ない数の加振装置５で管部４０の全体を加振でき、流路４中の気泡を効率良く排出できる。更に、移動装置２０を設けることにより、例えば上述したような第１回目の排出工程と第２回目の排出工程とにおいて加振装置による加振位置を変更する際の位置変更動作を円滑に行うことができる。
【００４４】
図６は本発明の液滴吐出装置の第３実施形態を示す図である。図６において、液滴吐出装置ＩＪは、吐出ヘッド１及びこの吐出ヘッド１に接続する管部４０をそれぞれ複数備えている。そして、加振装置５は複数設けられた流路４のそれぞれに取り付けられている。
【００４５】
このような構成を有する液滴吐出装置ＩＪを用いてデバイスを製造する際には、図２に示すステップＳ１〜Ｓ４と同様の手順で各流路４のそれぞれについて気泡の排出工程が行われる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、各吐出ヘッド１のそれぞれから基板Ｐ上にインクを吐出し、基板Ｐ上に吐出したインクの液滴の吐出状態（位置、形状及び大きさ）のそれぞれを検出装置１０で検出する。検出装置１０は、複数の吐出ヘッド１から吐出されたインクの液滴のそれぞれの吐出状態を検出し、この検出結果に基づいて、複数の加振装置５のそれぞれを選択的に駆動する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、検出装置１０の検出結果に基づいて、吐出不良が生じていると判断した吐出ヘッド１に対応する管部４０（流路４）の加振装置５を加振する。これにより、制御装置ＣＯＮＴは複数の吐出ヘッド１のそれぞれの吐出状態を正常化することができる。
【００４６】
なお、上記各実施形態において、複数の加振装置５Ａ〜５Ｃの加振する振動数は互いに同じ値に設定されてもよいし、異なる値に設定されてもよい。
【００４７】
上記各実施形態において、流路４の他端部４Ｂの圧力を一端部４Ａの圧力より高くなるように設定し、流路４中の気泡を吐出ヘッド１側に排出するように説明したが、流路４の一端部４Ａの圧力を他端部４Ｂの圧力より高く設定して、流路４中の気泡をタンク３側に排出する構成とすることも可能である。この場合、吐出ヘッド１には吸引装置の代わりに、吐出ヘッドを加圧する加圧装置が設けられる。
【００４８】
上記各実施形態では、流路４から気泡が排出されたかどうかの判断は、基板Ｐ上にインクの液滴を実際に吐出し、液滴の吐出状態を検出装置１０で検出し、この検出装置１０の検出結果に基づいて判断する構成であるが、例えば、管部４０を透明あるいは半透明材料により構成し、目視、あるいは光学装置を用いて流路４を流れるインクを観察することにより気泡が排出されたかどうかの判断を行うようにしてもよい。
【００４９】
本実施形態において、液滴吐出装置ＩＪはデバイスとしての有機ＥＬ装置を製造する。以下、本発明の液滴吐出装置ＩＪを用いて製造された有機ＥＬ装置を備えた電子機器の適用例について説明する。
図７は携帯電話の一例を示した斜視図である。図７において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図８は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図９は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図９において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図７〜図９に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ表示装置を備えているので、表示品位に優れ、明るい画面の有機ＥＬ表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００５０】
なお、上述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、電子ペーパー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明のデバイスの製造方法を説明するためのフローチャート図である。
【図３】圧力調整装置による圧力差設定動作を説明するための図である。
【図４】検出装置による液滴吐出状態の検出動作を説明するための図である。
【図５】本発明の液滴吐出装置の第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明の液滴吐出装置の第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明のデバイスが搭載された電子機器を示す図である。
【図８】本発明のデバイスが搭載された電子機器を示す図である。
【図９】本発明のデバイスが搭載された電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１…吐出ヘッド、３…タンク（収容部）、４…流路、４Ａ…一端部、
４Ｂ…他端部、５…加振装置（排出装置）、６…温度調整装置、７…屈曲部、
８…タンク圧力調整装置（圧力調整装置）、９…吸引装置（圧力調整装置）、
１０…検出装置、２０…移動装置、４０…管部、ＣＯＮＴ…制御装置、ＩＪ…液滴吐出装置、Ｐ…基板（基材）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge device provided with a discharge head for discharging a liquid material, a device manufacturing method using the droplet discharge device, and a device and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a photolithography method has been frequently used as a method for manufacturing a device having a fine wiring pattern such as a color filter or a semiconductor integrated circuit used for a liquid crystal display device. In recent years, however, a droplet discharge method (inkjet method) has been used. Attention has been focused on a method of manufacturing the device. This technology manufactures devices by forming a pattern on a substrate by discharging a liquid material containing a material for pattern formation on the pattern formation surface from a droplet discharge head, and supports small-lot, multi-type production. This is very effective in that it is possible.
[0003]
By the way, in the case of manufacturing a device by a droplet discharge method, a discharge failure such as bending of a droplet of a liquid material discharged from a discharge head (so-called “flying bending”) may occur. If ejection failure occurs, the accuracy of pattern formation is reduced, and a device having desired performance cannot be obtained. As a technique for suppressing the ejection failure, there is a technique in which when the ink ejection section stops the ejection operation, the air is transported to the ink ejection section and the ink of the ink ejection section is sucked by the ink suction section (Patent Document 1). reference).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-137379
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described prior art is effective in preventing ink agglomeration and fixation in an ejection head by suctioning ink from an ink ejection unit when an ejection operation is stopped, thereby suppressing ejection failure. Due to the further demand for finer patterns, it is necessary to more reliably suppress the occurrence of ejection failures.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a droplet discharge apparatus and a device capable of forming a desired pattern with high accuracy while suppressing occurrence of a discharge failure. Further, it is another object of the present invention to provide a device and an electronic device that exhibit desired performance by using the droplet discharge device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a droplet discharge device of the present invention is a droplet discharge device including a discharge head that discharges a liquid material, wherein a storage unit that stores the liquid material, the storage unit, It is characterized by comprising a pipe portion connected to a discharge head and forming a flow path through which the liquid material can flow, and a discharge device for discharging bubbles in the liquid material in the flow path.
According to the present invention, by providing a discharge device that discharges bubbles in the liquid material in a flow path that connects the storage unit that stores the liquid material and the discharge head, the discharge device is configured to generate air bubbles in the liquid material. The occurrence of defective ejection can be suppressed. Therefore, a desired pattern can be formed with high accuracy. In particular, for example, in the case of manufacturing an organic electroluminescence (EL) device, a liquid material including a material for forming an organic EL device generally has a high viscosity and is likely to have air bubbles. Thereby, the organic EL device can be manufactured with high accuracy.
[0008]
In the droplet discharge device according to the present invention, the discharge device includes a vibration device that vibrates the tube. According to this, by vibrating the pipe portion with the vibration device, the air bubbles adhered to the inner wall of the pipe portion, which is the flow path, can be discharged to the outside, for example, via the discharge head. In this case, it is desirable that the vibration device vibrates by ultrasonic waves. Thereby, bubbles can be easily discharged from the flow path.
[0009]
In the droplet discharge device according to the present invention, the vibrating device vibrates a bent portion of the flow path or a vicinity thereof. That is, by vibrating the bent portion where bubbles easily accumulate and the vicinity thereof, bubbles in the liquid material in the flow path can be efficiently discharged to the outside.
[0010]
In the droplet discharge device according to the present invention, the vibrating device vibrates a plurality of predetermined positions of the pipe portion, and individually sets a vibrating state at each of the plurality of predetermined positions. According to this, the vibration device vibrates a plurality of positions of the pipe, so that the air bubbles adhered to the inner wall of the pipe can be more reliably discharged. Then, based on the material properties such as the viscosity of the liquid material and the material properties of the tube portion, etc., it is determined whether each of the plurality of predetermined positions is vibrated (that is, the vibrating position and number), or the vibration such as the frequency. By individually setting the vibration state, it is possible to efficiently discharge bubbles without affecting peripheral devices.
[0011]
In the droplet discharge device according to the present invention, a moving device that moves the vibrating device with respect to the tube portion is provided. According to this, since the pipe portion can be vibrated while moving the vibration device by the moving device, a wide range of the tube portion can be vibrated by a small number of vibration devices, and bubbles in the flow path can be efficiently discharged.
[0012]
The droplet discharge device according to the present invention is characterized in that the droplet discharge device further includes a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the flow path. According to this, for example, by heating the flow path, the viscosity of the liquid material existing in the flow path can be reduced, so that the bubble discharging operation can be performed smoothly. Here, the temperature adjusting device may be configured to directly adjust (heat) the flow path, or may be configured to adjust (heat) the space surrounding the flow path and the ejection head.
[0013]
The droplet discharge device according to the aspect of the invention includes a pressure adjustment device that sets a predetermined pressure difference between one end of the flow path connected to the discharge head and the other end of the flow path connected to the storage unit. It is characterized by the following. According to this, for example, the flow rate of the liquid material in the flow path can be increased by setting a high pressure on the storage unit side and a low pressure on the ejection head side, thereby increasing the flow rate of the liquid material. Bubbles can be discharged by the flow of the material.
[0014]
In the droplet discharge device of the present invention, a plurality of the discharge heads and the pipes connected to the discharge head are provided, and the discharge device is provided for each of the plurality of pipes. A detection device that detects a discharge state of the liquid material discharged from each of the discharge heads; and a control device that selectively drives each of the plurality of discharge devices based on a detection result of the detection device. It is characterized by the following. According to this, by detecting information on the shape and position of the droplet of the liquid material ejected on the base material by a detection device such as an imaging device, the control device can detect the information detected by the detection device. Based on this, it is possible to determine which of the plurality of ejection heads caused the ejection failure. Then, the control device can efficiently improve the ejection failure by performing the operation of discharging the air bubbles in the flow path connected to the ejection head determined to be the ejection failure.
[0015]
The method for manufacturing a device according to the present invention includes a step of supplying a liquid material stored in a storage section to a discharge head through a flow path, and discharging the liquid material from the discharge head to a substrate. In the method for manufacturing a device, before a discharging operation for manufacturing the device, a discharging step of vibrating a pipe portion forming the flow path and discharging bubbles in the liquid material in the flow path is performed. It is characterized by having.
According to the present invention, prior to the discharging operation when manufacturing the device, by performing the discharging operation of the bubbles in the liquid material in the flow path, the bubbles existing in the liquid material when manufacturing the device are removed. It is possible to suppress the occurrence of the ejection failure due to. Therefore, a desired pattern can be formed with high accuracy.
[0016]
The method for manufacturing a device according to the present invention is a method for manufacturing the device, wherein a pressure difference in the discharging step between one end of the flow path connected to the ejection head and the other end of the flow path connected to the housing part is manufactured. The discharge operation is performed by setting the pressure difference to a value different from the pressure difference during the discharge operation. That is, the pressure difference during the ejection operation for manufacturing a device is generally low, and it is difficult to discharge bubbles. Therefore, by setting the pressure difference at the time of the bubble discharging operation to a value different from the pressure difference at the time of the discharging operation for manufacturing the device, specifically, a high value, the flow velocity of the liquid material in the flow path is increased. Therefore, the bubble discharging operation can be performed smoothly.
[0017]
A device according to the present invention is manufactured using the above-described droplet discharge device. According to another aspect of the invention, an electronic apparatus includes the above-described device. According to this, a device and an electronic apparatus having excellent performance are provided.
[0018]
Here, the above-described droplet discharge device is used for manufacturing a device based on a droplet discharge method, and includes an inkjet device provided with an inkjet head. The ink jet head of the ink jet device is a device capable of quantitatively discharging a liquid material by an ink jet method, for example, capable of quantitatively intermittently dropping 1 to 300 nanograms of a liquid material per dot. Note that a dispenser device may be used as the droplet discharge device.
[0019]
Even if the droplet discharge method of the droplet discharge device is a piezo-jet method in which droplets of a liquid material are discharged by a change in the volume of a piezoelectric element, the liquid material is rapidly generated by the application of heat. A method of discharging a material may be used.
[0020]
The liquid material refers to a medium having a viscosity capable of being discharged (dropped) from a nozzle of a discharge head of a droplet discharge device. It does not matter whether it is aqueous or oily. It is sufficient that the material has fluidity (viscosity) that can be discharged from a nozzle or the like. The material contained in the liquid material may be dissolved by being heated to a temperature higher than the melting point, or may be stirred as fine particles in a solvent, and may contain dyes, pigments, and other functional materials in addition to the solvent. It may be. Further, the substrate may be a flat substrate or a curved substrate. Further, the hardness of the pattern forming surface does not need to be high, and may be a surface of a flexible material such as film, paper, rubber, etc. other than glass, plastic, and metal.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a droplet discharge device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of the droplet discharge device of the present invention.
In FIG. 1, a droplet discharge device IJ includes a discharge head 1 that discharges ink that is a liquid material, a stage 2 that supports a substrate (substrate) P on which the ink discharged from the discharge head 1 is disposed, A tank 3 serving as a storage section for storing ink, a pipe section 40 connecting the tank 3 and the ejection head 1 to form a flow path 4 through which ink can flow, and a vibration as a discharge device for vibrating the flow path Device 5. The operation of the droplet discharge device IJ including the discharge operation of the discharge head 1 is controlled by the control device CONT. The entire droplet discharge device IJ including the discharge head 1, the tube 40, and the tank 3 is housed inside the chamber C, and the temperature inside the chamber C is controlled by the temperature adjustment device 6.
[0022]
Note that the inside of the chamber C may be set to an atmosphere of air or an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas. The chamber C and the droplet discharge device IJ housed in the chamber C are provided in a clean room, and the cleanliness of particles and chemicals is maintained.
[0023]
Here, in the following description, the first direction in the horizontal plane intersects the X axis direction, and the second direction orthogonal to the first direction in the horizontal plane intersects the Y axis direction, the X axis direction, and the Y axis direction perpendicularly. Let the direction be the Z-axis direction. The directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are defined as θX, θY, and θZ directions.
[0024]
The droplet discharge device IJ forms a film made of a material contained in the ink by arranging droplets of the ink on the surface of the substrate P. Here, the ink in the present embodiment includes a material for forming an organic electroluminescence (EL) device and a predetermined solvent, and the droplet discharge device IJ is a device by discharging the ink onto the substrate P. An organic EL device is manufactured. The droplet discharge device IJ can also produce a color filter by discharging ink containing a material for forming a color filter for a liquid crystal display device, or can discharge ink containing a conductive material such as metal to form a wiring pattern. Can also be manufactured.
[0025]
The ejection head 1 quantitatively ejects (drops) ink droplets onto a substrate P supported on the stage 2. A plurality of ejection heads 1 eject the droplets onto the nozzle forming surface 1 P of the ejection head 1. Nozzles are provided. The ejection head 1 is provided with a head moving device 1A that supports the ejection head 1 so as to be movable. The head moving device 1A moves the ejection head 1 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, and finely moves in the θX, θY, and θZ directions. Note that the temperature of the liquid droplets discharged from the discharge head 1 is controlled by a temperature adjusting device (not shown) provided in the discharge head 1, and the temperature adjusting device adjusts the liquid droplets to a desired viscosity. The stage 2 supports the substrate P, and includes a suction holding device (not shown) for vacuum-sucking the substrate P. The stage 2 is provided with a stage moving device 2A that movably supports the stage 2. The stage moving device 2A moves the stage 2 in the X axis, the Y axis, and the θZ direction.
[0026]
The tube portion 40 is made of, for example, a tube made of a synthetic resin and has flexibility. The flow path 4 formed by the pipe portion 40 has one end 4A connected to the ejection head 1 and the other end 4B connected to the tank 3. The tube portion 40 is supported by a plurality of support members 6, and a bent portion 7 is formed in a portion of the tube portion 40 supported by the support member 6. Further, a valve B is provided at the other end 4B of the tube section 40. The opening and closing operation of the valve B is controlled by the control device CONT. The control device CONT controls the flow of ink in the flow path 4 by controlling the valve B. That is, the control device CONT controls the valve B to supply and stop the supply of the ink from the tank 3 to the ejection head 1. Since the tube portion 40 is formed of a flexible member, the movement of the ejection head 1 by the head moving device 1A is not hindered.
[0027]
The tank 3 contains ink, and the ink in the tank 3 has been subjected to a degassing process in advance. The tank 3 has a hole 3A in which the tube 40 can be arranged. By arranging the tube 40 in the hole 3A, the tank 3 is substantially sealed. The tank 3 is provided with a tank pressure adjusting device (pressure adjusting device) 8 for adjusting the pressure in the internal space of the tank 3. The operation of the tank pressure adjusting device 8 is controlled by the control device CONT, and the control device CONT adjusts the pressure inside the tank 3 via the tank pressure adjusting device 8. Then, by adjusting the pressure of the tank 3, the pressure at the other end 4 B of the flow path 4 is adjusted. Although not shown, the tank 3 is provided with a temperature adjusting device attached to the tank 3 for adjusting the temperature of the ink in the tank and a stirring device for stirring the ink in the tank. The temperature of the ink in the tank is adjusted by a temperature adjusting device to a desired viscosity.
[0028]
At a position other than the position where the substrate P is placed on the stage 2, a suction device (pressure adjusting device) 9 capable of sucking the ink of the ejection head 1 is provided. The suction device 9 is in close contact with the nozzle forming surface 1P of the discharge head 1 where the nozzles are formed, and forms a closed space between the capping portion 9A and the nozzle forming surface 1P. A lift unit 9D for supporting the pump, a pump 9B for sucking ink from the nozzles of the ejection head 1 by sucking the gas in the closed space, and a drainage accommodation unit 9C for accommodating the ink sucked from the ejection head 1. I have. Positioning of the nozzle forming surface 1P and the cap portion 9A in the X and Y directions is performed by relative movement between the ejection head 1 and the stage 2 based on the head moving device 1A and the stage moving device 2A. Further, the nozzle forming surface 1P of the ejection head 1 and the cap 9A of the suction device 9 are brought into close contact with each other by the cap 9A being raised with respect to the ejection head 1. The suction operation of the suction device 9 is controlled by the control device CONT, and the control device CONT adjusts the pressure in the closed space via the suction device 9. Then, by adjusting the pressure in the closed space formed by the nozzle forming surface 1P and the cap portion 9A, the pressure at one end 4A of the flow path 4 is adjusted.
[0029]
The vibrating devices 5 are respectively provided at a plurality of predetermined positions of the flow path 4 (the pipe portion 40). In the present embodiment, the vibration devices 5 (5A to 5C) are provided at three locations in the flow path 4. The vibration device 5 is made of, for example, piezoelectric ceramics, and vibrates the flow path 4 with ultrasonic waves. Among the plurality of vibration devices 5A to 5C, the vibration devices 5A and 5B are provided in the vicinity of the bent portion 7 of the flow path 4, and the vibration device 5C is provided in the flow path 4 supported by the support member 6. It is located at the highest position (highest position with respect to the ground). Then, the vibration devices 5A and 5B vibrate the vicinity of the bent portion 7 of the flow path 4, and the vibration device 5C vibrates the highest position of the flow path 4. In this way, the vibration devices 5 (5A to 5C) vibrate a plurality of predetermined positions of the flow path 4. Here, the respective vibration operations of the vibration devices 5A to 5C are controlled by the control device CONT, and the control device CONT controls the vibration devices 5A to 5C individually to thereby control the vibration devices. The vibration state at each of the positions where 5A to 5C are provided is individually set. Specifically, the control device CONT sets whether or not to perform the vibration operation by each of the vibration devices 5A to 5C, and sets the vibration frequency of each of the vibration devices 5A to 5C.
[0030]
In the vicinity of the stage 2, there is provided a detection device 10 for detecting the ejection state of the droplet ejected from the ejection head 1 to the substrate P. The detection device 10 is configured by an imaging device such as a CCD, and is capable of detecting the shape and size of a droplet discharged onto the substrate P and detecting the position of the discharged droplet with respect to a reference position. It is. The detection result of the detection device 10 is output to the control device CONT.
[0031]
Next, a method for manufacturing a device using the above-described droplet discharge device IJ will be described with reference to the flowchart of FIG. In the present embodiment, before the ejection operation for manufacturing the device, a discharging step of oscillating the flow path 4 (the pipe portion 40) with the vibration device 5 to discharge bubbles in the ink in the flow path 4 is performed. Be done.
When the start of the discharging process for discharging the bubbles in the ink is commanded (step S1), the control device CONT adjusts the temperature inside the chamber C by the temperature adjusting device 6. The controller CONT adjusts the temperature of the flow path 4 by adjusting the temperature inside the chamber C (step S2). Specifically, the control device CONT heats the inside of the chamber C, that is, the flow path 4. When the flow path 4 is heated, the viscosity of the ink flowing through the flow path 4 is adjusted (decreased). In this case, the temperature of the flow path 4 is adjusted by adjusting the temperature inside the chamber C by the temperature adjusting device 6, but a temperature adjusting device such as a heater is directly attached to the outer surface of the tube portion 40, A configuration in which the temperature of the flow path 4 is adjusted using this temperature adjusting device may be employed.
[0032]
Next, the control device CONT sets the one end 4A and the other end 4B of the flow path 4 to a predetermined pressure difference using the tank pressure adjusting device 8 and the suction device 9 as pressure adjusting devices (step S3). ).
[0033]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the pressure adjusting devices 8 and 9 are adjusting the pressure of the one end 4A and the other end 4B of the flow path 4. As shown in FIG. 3, when the stage 2 moves and the ejection head 1 and the cap 9A of the suction device 9 are aligned in the X and Y directions, and the cap 9A is raised, the nozzles of the cap 9A and the ejection head 1 are moved. The formation surface 1P is closely attached. Then, by driving the pump 9B, the pressure in the closed space formed by the nozzle forming surface 1P of the ejection head 1 and the cap 9A is reduced, and the one end 4A of the flow path 4 is set to the pressure p1. On the other hand, when the tank pressure adjusting device 8 pressurizes the inside of the tank 3, the other end 4B of the flow path 4 is set to the pressure p2. In this way, the control device CONT adjusts the suction amount per unit time by the suction device 9 (pump 9B) while adjusting the pressure in the tank 3 by the tank pressure adjusting device 8, thereby connecting the one end 4A of the flow path 4 with the one end portion 4A. The other end 4B is set to a predetermined pressure difference (p2-p1). Here, the control device CONT sets the pressure difference (p2−p1) in this discharging step to be larger than the pressure difference in the discharging operation for manufacturing a device in a later step. In this state, the valve B is open, the suction device 9 suctions ink from the nozzles, and stores the sucked ink in the drainage storage unit 9C. In this state, the valve B may be closed.
[0034]
The control device CONT uses the vibration devices 5A to 5C to vibrate the pipe portion 40 (the flow path 4) with ultrasonic waves (step S4). By vibrating the flow path 4 in which the ink flows, bubbles adhering to the inner wall of the tube portion 40 and bubbles in the ink are discharged to the outside from the ejection head 1 side. Here, the control device CONT sets the vibration states (vibration conditions) of the plurality of vibration devices 5A to 5C based on the material characteristics (viscosity) of the ink and the material characteristics (rigidity) of the tube portion 40, Excite. For example, based on the material characteristics of the ink and the material characteristics of the flow path 4, the optimum vibration conditions under which air bubbles in the flow path 4 can be discharged in a short time, that is, the optimum vibration position (position where the vibration device is installed) and By obtaining the optimum frequency in advance and applying the vibration under the obtained optimum vibration condition, the bubbles in the ink in the flow path 4 can be efficiently discharged to the outside. In the present embodiment, since bubbles easily accumulate at the bent portion 7 and the highest position in the flow path 4, by providing the vibrating devices 5 A to 5 C at these positions to vibrate, the bubbles are efficiently discharged from the ejection head 1 to the outside. Can discharge well.
[0035]
At this time, since the pressure difference between the one end 4A and the other end 4B of the flow path 4 is set to a predetermined value, the ink flows through the flow path 4 in comparison with a later step of the ejection operation for manufacturing a device. Flows fast. Therefore, the bubbles in the flow path 4 are more efficiently discharged to the outside.
[0036]
Note that the valve B may be closed in step S2 and the valve B may be opened after the vibration by the vibration device 5 is started. By opening the valve B in a state where the one end 4A and the other end 4B of the flow path 4 are set to a predetermined pressure difference, the ink in the tank 3 flows out toward the ejection head 1 at a stretch, so that bubbles are removed. It can be discharged efficiently to the outside.
[0037]
After performing the discharging step, the control device CONT checks whether or not bubbles have been discharged from the flow path 4 (step S5). That is, the control device CONT ends the suction operation by the suction device 9 and ends the pressurizing operation of the tank 3 by the tank pressure adjusting device 8. Further, the vibration by the vibration device 5 also stops. Then, the stage 2 moves to dispose the substrate (in this case, the test substrate) P under the ejection head 1 and eject ink onto the substrate P under the same conditions as the ejection operation for manufacturing a device. . Then, the control device CONT uses the detection device 10 to detect the ejection state of the ink ejected on the substrate P.
[0038]
FIG. 4 is a schematic diagram showing a discharge state of ink imaged by the detection device 10 which is an imaging device. As illustrated in FIG. 4, the detection device 10 captures information of the shape and size of the ink droplet ejected onto the substrate P by imaging the droplet, and detects the information of the droplet relative to the reference position. Detect information about the location.
[0039]
The detection result of the detection device 10 is output to the control device CONT, and the control device CONT determines whether or not the ejection has been normally performed based on the detection result of the detection device 10 (step S6). That is, based on the detection result of the detection device 10, the control device CONT determines that the ejection has been performed normally if the ejection position of the droplet is ejected to the target position, and determines that the ejection position of the droplet is the target position. If it is misaligned, it is determined that an ejection failure such as a flight bend has occurred. Alternatively, the control device CONT determines that an ejection failure has occurred even when the shape and size of the droplet ejected on the substrate P are different from the target values.
[0040]
If it is determined in step S6 that the ejection has been performed normally, the control device CONT replaces the test substrate on the stage 2 with a device manufacturing substrate and performs an ejection operation for manufacturing a device (step S7). Here, the control device CONT sets the pressure difference between the one end 4A and the other end 4B of the flow path 4 to a value lower than the value set in step S3. Further, while the vibration by the vibration device 5 is stopped, the temperature adjustment device 6 also adjusts the inside of the chamber C to an optimum temperature for manufacturing a device. In this way, the discharging operation for manufacturing the device is performed, and the operation is completed (step S8).
[0041]
On the other hand, if it is determined in step S6 that the discharge is defective, the control device CONT returns to step S2, heats the chamber C, and hence the flow path 4, by the temperature adjustment device 6, and connects the other end 4A of the flow path 4 to the other end. The pressure difference between the end portion 4B and the end portion 4B is set large, and the vibrating device 5 vibrates the flow path 4 to discharge the air bubbles in the flow path 4. Then, the ejection state is detected by the detection device 10, and the operation of discharging bubbles is performed until the ejection failure is improved. Here, after the first bubble discharging step, if it is determined based on the detection result of the detection device 10 that the ejection failure has not been improved yet, the control device CONT performs the additional processing in the second bubble discharging step. The vibration conditions of the vibration device 5 can be set to conditions different from the first time. For example, if the ejection failure is not improved in the first discharge step, the vibration position and the vibration frequency of the vibrating device in the second discharge step are set to different positions and frequencies from the first discharge step, A second discharge step can be performed. Further, if, for example, only the vibration devices 5A and 5B are used in the first discharge process, the vibration is performed using all the vibration devices 5A to 5C including the vibration device 5C in the second discharge process. May be performed. Further, in the second discharge step, a new vibration device 5D may be attached to the pipe portion 40, and vibration may be performed by all the vibration devices including the vibration device 5D.
[0042]
Next, a second embodiment of the droplet discharge device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a side view of a vibration device that is a characteristic part of the present embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 5A. Here, in the following description, the same or equivalent components as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted.
In FIG. 5, the vibration device 5 is provided with a moving device 20 that moves the vibration device 5 with respect to the pipe portion 40. The moving device 20 moves in the longitudinal direction of the tube section 40 while holding the vibrating device 5 made of piezoelectric ceramics. The moving device 20 holds the vibrating device 5 and a vibrating device. And a wheel portion 23 movably supported together with the vibration device 5. The wheel portion 23 is rotated by an actuator (motor) (not shown), and moves in the longitudinal direction of the tube portion 40 by rotating while contacting the outer surface of the tube portion 40. The vibration device 5 is moved by the moving device 20 while sliding on the outer surface of the tube portion 40.
[0043]
According to the vibration device 5 provided with the moving device 20, for example, it becomes possible to vibrate while moving the vibration device 5 from the other end 4B of the pipe portion 40 to the one end 4A. Thus, the entirety of the pipe portion 40 can be vibrated by a small number of vibrating devices 5, and the air bubbles in the flow path 4 can be efficiently discharged. Further, by providing the moving device 20, for example, the position change operation when changing the vibration position by the vibration device in the first discharge process and the second discharge process as described above can be performed smoothly. Can be.
[0044]
FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the droplet discharge device of the present invention. In FIG. 6, the droplet discharge device IJ includes a plurality of discharge heads 1 and a plurality of pipes 40 connected to the discharge heads 1. The vibration device 5 is attached to each of the plurality of flow paths 4.
[0045]
When manufacturing a device using the droplet discharge device IJ having such a configuration, a bubble discharging process is performed for each of the flow paths 4 in the same procedure as in steps S1 to S4 shown in FIG. Then, the control device CONT ejects ink from each of the ejection heads 1 onto the substrate P, and detects each of the ejection states (position, shape and size) of the ink droplets ejected onto the substrate P by the detection device 10. To detect. The detection device 10 detects the respective ejection states of the ink droplets ejected from the plurality of ejection heads 1 and selectively drives each of the plurality of vibration devices 5 based on the detection result. That is, the control device CONT vibrates the vibration device 5 of the pipe portion 40 (flow path 4) corresponding to the discharge head 1 that has determined that a discharge failure has occurred based on the detection result of the detection device 10. Thereby, the control device CONT can normalize the respective ejection states of the plurality of ejection heads 1.
[0046]
In the above embodiments, the vibration frequencies of the plurality of vibration devices 5A to 5C may be set to the same value or different values.
[0047]
In the above embodiments, the pressure in the other end 4B of the flow path 4 is set to be higher than the pressure in the one end 4A, and the air bubbles in the flow path 4 are discharged to the ejection head 1 side. It is also possible to set the pressure at one end 4A of the flow path 4 higher than the pressure at the other end 4B to discharge the bubbles in the flow path 4 to the tank 3 side. In this case, a pressure device for pressurizing the discharge head is provided in the discharge head 1 instead of the suction device.
[0048]
In each of the above embodiments, the determination as to whether or not bubbles have been discharged from the flow path 4 is performed by actually discharging ink droplets onto the substrate P and detecting the discharge state of the droplets with the detecting device 10. For example, the tube 40 is made of a transparent or translucent material, and bubbles are observed visually or by observing the ink flowing through the flow path 4 using an optical device. It may be determined whether or not the sheet has been discharged.
[0049]
In the present embodiment, the droplet discharge device IJ manufactures an organic EL device as a device. Hereinafter, an application example of an electronic apparatus including an organic EL device manufactured using the droplet discharge device IJ of the present invention will be described.
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 7, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 1001 denotes a display unit using the above-described organic EL display device.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a wristwatch-type electronic device. 8, reference numeral 1100 denotes a watch main body, and reference numeral 1101 denotes a display unit using the above-described organic EL display device.
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. 9, reference numeral 1200 denotes an information processing device, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing device main body, and reference numeral 1206 denotes a display unit using the above-described organic EL display device.
Since the electronic device shown in FIGS. 7 to 9 includes the organic EL display device of the above-described embodiment, it is possible to realize an electronic device having excellent display quality and an organic EL display portion with a bright screen.
[0050]
In addition to the above-described examples, other examples include a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone, and a POS terminal. , Electronic paper, and devices equipped with a touch panel. The electro-optical device according to the invention can be applied to a display unit of such an electronic apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a droplet discharge device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a device manufacturing method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a pressure difference setting operation by the pressure adjusting device.
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of detecting a droplet discharge state by a detection device.
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the droplet discharge device of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the droplet discharge device of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an electronic apparatus on which the device of the present invention is mounted.
FIG. 8 is a diagram showing an electronic apparatus on which the device of the present invention is mounted.
FIG. 9 is a diagram illustrating an electronic apparatus on which the device of the present invention is mounted.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Discharge head, 3 ... Tank (storage part), 4 ... Flow path, 4A ... One end part,
4B: the other end, 5: a vibration device (discharge device), 6: a temperature control device, 7: a bent portion,
8: tank pressure adjusting device (pressure adjusting device), 9: suction device (pressure adjusting device),
10 detection device, 20 moving device, 40 pipe section, CONT control device, IJ droplet discharge device, P substrate (substrate)

Claims

In a droplet discharge device including a discharge head that discharges a liquid material,
An accommodating section for accommodating the liquid material,
A pipe section that connects the housing section and the ejection head to form a flow path through which the liquid material can flow,
A discharge device that discharges bubbles in the liquid material in the flow path.

The droplet discharge device according to claim 1, wherein the discharge device includes a vibrating device that vibrates the tube.

3. The droplet discharge device according to claim 2, wherein the vibration device vibrates by ultrasonic waves.

4. The droplet discharge device according to claim 2, wherein the vibrating device vibrates a bent portion of the flow path or a vicinity thereof.

The vibrating device vibrates a plurality of predetermined positions of the pipe portion, and individually sets a vibrating state at each of the plurality of predetermined positions. The droplet discharge device according to the above.

The droplet discharge device according to any one of claims 2 to 5, further comprising a moving device that moves the vibration device with respect to the pipe portion.

The droplet discharge device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the flow path.

A pressure adjusting device for setting one end of the flow path connected to the ejection head and the other end of the flow path connected to the housing part to a predetermined pressure difference. 8. The droplet discharge device according to claim 7.

A plurality of the discharge heads and the pipe section connected to the discharge head are provided, and the discharge device is provided for each of the plurality of pipe sections,
A detection device for detecting a discharge state of the liquid material discharged from each of the discharge heads,
The droplet discharge device according to claim 1, further comprising: a control device that selectively drives each of the plurality of discharge devices based on a detection result of the detection device.

A method for manufacturing a device comprising the steps of: supplying a liquid material contained in a container to a discharge head through a flow path, and discharging the liquid material from the discharge head to a substrate.
A device comprising: a discharging step of, before a discharging operation for manufacturing the device, vibrating a pipe portion forming the flow path to discharge bubbles in the liquid material in the flow path. Manufacturing method.

The pressure difference in the discharge step between the one end of the flow path connected to the discharge head and the other end of the flow path connected to the housing part, the pressure difference during a discharge operation for manufacturing the device. 11. The device manufacturing method according to claim 10, wherein the discharging operation is performed by setting a value different from the value.

A device manufactured using the droplet discharge device according to claim 1.

An electronic apparatus comprising the device according to claim 12.