JP2007136254A - Head unit, liquid droplet discharge device equipped with the same and a manufacturing method of electo-optical apparatus, electo-optical apparatus, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機能液滴吐出ヘッドを、これに固定したヘッド保持部材を介してヘッドプレートに位置調整自在に取り付けたヘッドユニット、およびこれを備えた液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a head unit in which a functional liquid droplet ejection head is attached to a head plate via a head holding member fixed to the functional liquid droplet ejection head, the liquid droplet ejection apparatus having the head unit, and a method of manufacturing an electro-optical device The present invention relates to an electro-optical device and an electronic apparatus.
従来のヘッドユニットとして、複数の機能液滴吐出ヘッドを単一のサブキャリッジ(ヘッドプレート)に固定したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このヘッドユニットは、専用の組立装置で組み立てられるようになっており、この組立装置は、ヘッドプレートを支持する設置台と、機能液滴吐出ヘッドに係合し機能液滴吐出ヘッドをX軸方向・Y軸方向・θ方向に移動させるモータ駆動のヘッド部位置調整手段と、機能液滴吐出ヘッドを撮像する画像取得手段と、を備えている。
機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに組み付ける場合には、予め設置台上にアライメントされたヘッドプレートに対し、機能液滴吐出ヘッドを仮固定しておいて、画像取得手段により、機能液滴吐出ヘッドの2つの基準点を撮像し、この撮像結果とデータ上の基準位置とが合致するように、ヘッド部位置調整手段を駆動する。これにより、位置決めされたサブキャリッジに機能液滴吐出ヘッドが位置決めされる。さらにこの状態で、接着剤により機能液滴吐出ヘッドをサブキャリッジに仮固定した後、ねじ止めにより本固定するようになっている。
When assembling the functional liquid droplet ejection head to the head plate, the functional liquid droplet ejection head is temporarily fixed to the head plate previously aligned on the installation table, and the functional liquid droplet ejection head is obtained by the image acquisition means. These two reference points are imaged, and the head portion position adjusting means is driven so that the imaging result matches the reference position on the data. As a result, the functional liquid droplet ejection head is positioned on the positioned sub-carriage. Further, in this state, the functional liquid droplet ejection head is temporarily fixed to the sub-carriage with an adhesive, and then permanently fixed by screwing.
しかし、このような従来のヘッドユニットでは、ヘッドプレートに対する機能液滴吐出ヘッドの位置調整は、組立装置でしか行うことができないため、例えばヘッドユニットを液滴吐出装置に搭載した後に、ヘッドプレートの熱膨張等により、機能液滴吐出ヘッドの位置に狂い(特にθ方向)が生じた場合、対処のすべがなかった。 However, in such a conventional head unit, since the position adjustment of the functional liquid droplet ejection head relative to the head plate can be performed only by the assembly apparatus, for example, after the head unit is mounted on the liquid droplet ejection apparatus, When the position of the functional liquid droplet ejection head is distorted (particularly in the θ direction) due to thermal expansion or the like, there is no way to deal with it.
本発明は、ヘッドプレートに搭載した機能液滴吐出ヘッドの位置調整を、自己完結で行うことができるヘッドユニット、およびこれを備えた液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供することを課題としている。 The present invention relates to a head unit capable of performing self-contained position adjustment of a functional droplet discharge head mounted on a head plate, a droplet discharge device including the head unit, a method of manufacturing an electro-optical device, and an electro-optical device. It is an object to provide electronic devices.
本発明のヘッドユニットは、機能液滴吐出ヘッドを、これに固定したヘッド保持部材を介してヘッドプレートに位置調整自在に取り付けたヘッドユニットであって、ヘッド保持部材の両端部に当接し、機能液滴吐出ヘッドを、ヘッドプレートの平面内においてX軸方向およびY軸方向に微少移動させる一対の圧電素子ユニットと、ヘッド保持部材の両端部に臨み、ヘッド保持部材をヘッドプレートに固定する一対のヘッド固定機構と、を備え、各ヘッド固定機構は、ヘッド保持部材の各端部をヘッドプレートに固定する固定子と、固定子を、ヘッド保持部材の各端部をヘッドプレートに固定する固定位置と移動可能に半固定する半固定位置との間で移動させる固定子移動手段と、を有していることを特徴とする。 The head unit of the present invention is a head unit in which a functional liquid droplet ejection head is attached to a head plate via a head holding member fixed to the functional droplet discharge head so as to be freely adjustable. A pair of piezoelectric element units that slightly move the droplet discharge head in the X-axis direction and the Y-axis direction in the plane of the head plate, and a pair of head holding members that are fixed to the head plate, facing both ends of the head holding member. A head fixing mechanism, and each head fixing mechanism includes a stator that fixes each end of the head holding member to the head plate, and a fixing position that fixes each end of the head holding member to the head plate. And a stator moving means that moves between a semi-fixed position that is semi-fixed so as to be movable.
この場合、固定子移動手段は、アクチュエータを有し、コントローラは、固定子移動手段の駆動を更に制御し、固定子移動手段により、固定子を半固定位置とした状態で、両圧電素子ユニットを駆動することが、好ましい。 In this case, the stator moving means has an actuator, and the controller further controls the driving of the stator moving means, and the two piezoelectric element units are placed in a state where the stator is in the semi-fixed position by the stator moving means. It is preferable to drive.
この構成によれば、固定子移動手段の固定子を半固定位置に移動させ、ヘッド保持部材を半固定としておいて、一対の圧電素子ユニットを同時或いは交互に駆動し、ヘッド保持部材の両端部をX軸方向およびY軸方向に適宜微小移動させる。これにより、外部装置を用いることなく、機能液滴吐出ヘッドをX軸方向、Y軸方向およびθ方向に自在に位置調整することができる。すなわち、ヘッドプレートに搭載した機能液滴吐出ヘッドの位置調整を自己完結的に行うことができる。したがって、これを液滴吐出装置等に搭載した状態で、機能液滴吐出ヘッドの位置補正や、機能液滴吐出ヘッドの積極的な角度変更等を自在に行うことができる。 According to this configuration, the stator of the stator moving means is moved to the semi-fixed position, the head holding member is semi-fixed, the pair of piezoelectric element units are driven simultaneously or alternately, and both ends of the head holding member Is appropriately finely moved in the X-axis direction and the Y-axis direction. Accordingly, the position of the functional liquid droplet ejection head can be freely adjusted in the X axis direction, the Y axis direction, and the θ direction without using an external device. That is, the position adjustment of the functional liquid droplet ejection head mounted on the head plate can be performed in a self-contained manner. Therefore, with this mounted on a droplet discharge device or the like, the position of the functional droplet discharge head can be corrected and the angle of the functional droplet discharge head can be positively changed.
なお、固定子移動手段のアクチュエータとしては、モータ、ソレノイド、空気圧シリンダ、油圧シリンダのいずれかであることが、好ましい。より具体的には、
固定子移動手段を、固定子を固定位置と半固定位置との間で移動させるリードねじと、リードねじを正逆回転させるモータと、で構成すること、
或いは、固定子移動手段を、固定子を固定位置と半固定位置との間で移動させるソレノイド、で構成すること、
或いは、固定子移動手段を、固定子を固定位置と半固定位置との間で移動させる空気圧シリンダまたは油圧シリンダ、で構成することが、好ましい。
The actuator of the stator moving means is preferably any of a motor, a solenoid, a pneumatic cylinder, and a hydraulic cylinder. More specifically,
The stator moving means is composed of a lead screw that moves the stator between a fixed position and a semi-fixed position, and a motor that rotates the lead screw forward and backward,
Alternatively, the stator moving means is constituted by a solenoid that moves the stator between a fixed position and a semi-fixed position,
Or it is preferable to comprise a stator moving means with the pneumatic cylinder or hydraulic cylinder which moves a stator between a fixed position and a semi-fixed position.
この場合、各圧電素子ユニットは、ヘッド保持部材の各端部に対しZ軸方向に当接する当接ヘッドと、当接ヘッドに組み込まれ、当接ヘッドをX軸方向に振動させるX軸圧電素子と、当接ヘッドに組み込まれ、当接ヘッドをY軸方向に振動させるY軸圧電素子と、当接ヘッドに組み込まれ、当接ヘッドをZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子と、X軸圧電素子、Y軸圧電素子およびZ軸圧電素子を個別に駆動するコントローラと、を有し、コントローラは、ヘッド保持部材に対し、Z軸圧電素子とX軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でX軸方向の正逆の移動調整を行うと共にZ軸圧電素子とY軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でY軸方向の正逆の移動調整を行うことが、好ましい。 In this case, each piezoelectric element unit is in contact with each end of the head holding member in the Z-axis direction, and the X-axis piezoelectric element is incorporated in the contact head and vibrates the contact head in the X-axis direction. A Y-axis piezoelectric element that is incorporated in the contact head and vibrates the contact head in the Y-axis direction, a Z-axis piezoelectric element that is incorporated in the contact head and vibrates the contact head in the Z-axis direction, and an X-axis A controller that individually drives the piezoelectric element, the Y-axis piezoelectric element, and the Z-axis piezoelectric element, and the controller simultaneously drives the Z-axis piezoelectric element and the X-axis piezoelectric element with respect to the head holding member. It is preferable to perform forward / reverse movement adjustment in the X-axis direction and simultaneously drive the Z-axis piezoelectric element and the Y-axis piezoelectric element and perform forward / reverse movement adjustment in the Y-axis direction based on the phase difference.
この構成によれば、Z軸圧電素子を駆動すると同時にX軸圧電素子を駆動し、且つ両者の振動周期の位相差を調整することにより、当接ヘッドに微小な正逆の推進力が付与される。このため、当接ヘッドが当接するヘッド保持部材の各端部は、X軸方向の正逆に微少移動することになる。すなわち、当接ヘッドは、Z軸圧電素子の駆動によりZ軸方向に振動してヘッド保持部材に離接することになるが、この接触したタイミングで、X軸圧電素子による振動の正方向の変位を作用させると、ヘッド保持部材は当接ヘッドにより正方向に変位分微少移動する。続く離間のタイミングで、X軸圧電素子による振動の逆方向の変位を作用させると、ヘッド保持部材にはこの変位は伝達されず、ヘッド保持部材は同位置を維持する。この動作が振動周期として繰り返されるため、ヘッド保持部材は正方向に微少に間欠移動する。また、この状態から位相を90°ずらせば、ヘッド保持部材は逆方向に微少に間欠移動する。同様に、Z軸圧電素子を駆動すると同時にY軸圧電素子を駆動し、且つ両者の振動周期の位相差を調整することにより、当接ヘッドが当接するヘッド保持部材の各端部は、Y軸方向に正逆の微少な間欠移動することになる。これにより、機能液滴吐出ヘッドの位置調整を精度良く且つ自在に行うことができる。なお、当接ヘッドにバランス良く振動を付与するためには、当接ヘッドの対向位置にそれぞれX軸圧電素子およびY軸圧電素子を一対ずつ組み込むことが、好ましい。また、コントローラは、振動周期や振幅、印加電圧等を可変可能とし、間欠移動の移動量(変位量)や速度を制御できるようにすることが、好ましい。 According to this configuration, by driving the Z-axis piezoelectric element and simultaneously driving the X-axis piezoelectric element and adjusting the phase difference between the vibration periods of the two, a small forward / reverse thrust is applied to the contact head. The For this reason, each end of the head holding member with which the abutting head abuts slightly moves in the forward and reverse directions in the X-axis direction. That is, the abutting head vibrates in the Z-axis direction by driving the Z-axis piezoelectric element and comes into contact with the head holding member, but at the timing of contact, the positive displacement of the vibration by the X-axis piezoelectric element is changed. When operated, the head holding member is slightly moved in the positive direction by the contact head. If a displacement in the direction opposite to the vibration caused by the X-axis piezoelectric element is applied at the subsequent separation timing, this displacement is not transmitted to the head holding member, and the head holding member maintains the same position. Since this operation is repeated as a vibration cycle, the head holding member moves slightly in the positive direction intermittently. Further, if the phase is shifted by 90 ° from this state, the head holding member moves slightly intermittently in the reverse direction. Similarly, by driving the Z-axis piezoelectric element and simultaneously driving the Y-axis piezoelectric element and adjusting the phase difference between the vibration periods of the two, each end of the head holding member with which the contact head abuts is A slight intermittent movement in the forward and reverse directions will occur. Thereby, the position adjustment of the functional liquid droplet ejection head can be performed accurately and freely. In order to impart vibration to the contact head in a well-balanced manner, it is preferable to incorporate a pair of X-axis piezoelectric elements and Y-axis piezoelectric elements respectively at positions facing the contact head. Further, it is preferable that the controller can change the vibration period, amplitude, applied voltage, and the like, and can control the moving amount (displacement amount) and speed of the intermittent movement.
同様に、各圧電素子ユニットは、ヘッド保持部材の各端部に対しZ軸方向に当接する第1当接ヘッドと、第1当接ヘッドに組み込まれ、第1当接ヘッドをX軸方向に振動させるX軸圧電素子と、第1当接ヘッドに組み込まれ、第1当接ヘッドをZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子と、を含むX軸圧電素子ユニットと、ヘッド保持部材の各端部に対しZ軸方向に当接する第2当接ヘッドと、第2当接ヘッドに組み込まれ、第2当接ヘッドをY軸方向に振動させるY軸圧電素子と、第2当接ヘッドに組み込まれ、第2当接ヘッドをZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子と、を含むY軸圧電素子ユニットと、X軸圧電素子、Y軸圧電素子および両Z軸圧電素子を個別に駆動するコントローラと、を有し、コントローラは、ヘッド保持部材に対し、X軸圧電素子ユニットのZ軸圧電素子とX軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でX軸方向の正逆の移動調整を行うと共にY軸圧電素子ユニットのZ軸圧電素子とY軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でY軸方向の正逆の移動調整を行うことが、好ましい。 Similarly, each piezoelectric element unit is incorporated in a first abutting head that abuts each end of the head holding member in the Z-axis direction, and the first abutting head, and the first abutting head is disposed in the X-axis direction. An X-axis piezoelectric element unit that includes an X-axis piezoelectric element that vibrates, a Z-axis piezoelectric element that is incorporated in the first contact head and vibrates the first contact head in the Z-axis direction, and each end of the head holding member A second abutting head that abuts against the Z-axis direction, a Y-axis piezoelectric element that is incorporated in the second abutting head and vibrates in the Y-axis direction, and is incorporated in the second abutting head. A Y-axis piezoelectric element unit including a Z-axis piezoelectric element that vibrates the second contact head in the Z-axis direction, and a controller that individually drives the X-axis piezoelectric element, the Y-axis piezoelectric element, and both Z-axis piezoelectric elements. The controller has an X axis relative to the head holding member. The Z-axis piezoelectric element of the electric element unit and the X-axis piezoelectric element are simultaneously driven, and the movement of the Z-axis piezoelectric element of the Y-axis piezoelectric element unit and the Y-axis piezoelectric element are adjusted according to the phase difference. It is preferable to drive the two at the same time and perform forward / reverse movement adjustment in the Y-axis direction with the phase difference.
この構成によれば、X軸圧電素子ユニットのZ軸圧電素子を駆動すると同時にX軸圧電素子を駆動し、且つ両者の振動周期の位相差を調整することにより、第1当接ヘッドが当接するヘッド保持部材の各端部は、X軸方向に正逆の微少な間欠移動することになる。同様に、Y軸圧電素子ユニットのZ軸圧電素子を駆動すると同時にY軸圧電素子を駆動し、且つ両者の振動周期の位相差を調整することにより、第2当接ヘッドが当接するヘッド保持部材の各端部は、Y軸方向に正逆の微少な間欠移動することになる。これにより、機能液滴吐出ヘッドの位置調整を精度良く且つ自在に行うことができる。なお、当接ヘッドにバランス良く振動を付与するためには、各当接ヘッドの対向位置にそれぞれX軸圧電素子およびY軸圧電素子を一対ずつ組み込むことが、好ましい。また、コントローラは、振動周期や振幅、印加電圧等を可変可能とし、間欠移動の移動量(変位量)や速度を制御できるようにすることが、好ましい。 According to this configuration, the first abutting head abuts by driving the Z-axis piezoelectric element of the X-axis piezoelectric element unit and simultaneously driving the X-axis piezoelectric element and adjusting the phase difference between the vibration periods of the two. Each end of the head holding member moves slightly in the forward and reverse directions in the X-axis direction. Similarly, by driving the Z-axis piezoelectric element of the Y-axis piezoelectric element unit and simultaneously driving the Y-axis piezoelectric element and adjusting the phase difference between the vibration periods of the two, the head holding member that contacts the second contact head Each of the end portions moves slightly in the forward and reverse directions in the Y-axis direction. Thereby, the position adjustment of the functional liquid droplet ejection head can be performed accurately and freely. In order to impart vibration to the contact heads in a balanced manner, it is preferable to incorporate a pair of X-axis piezoelectric elements and Y-axis piezoelectric elements one by one at positions facing each contact head. Further, it is preferable that the controller can change the vibration period, amplitude, applied voltage, and the like, and can control the moving amount (displacement amount) and speed of the intermittent movement.
本発明の他のヘッドユニットは、機能液滴吐出ヘッドを、これに固定したヘッド保持部材を介してヘッドプレートに位置調整自在に取り付けたヘッドユニットであって、ヘッド保持部材を介して機能液滴吐出ヘッドを、ヘッドプレートの平面内においてX軸方向およびY軸方向に微少移動させる微少移動機構と、ヘッド保持部材の両端部に臨み、ヘッド保持部材をヘッドプレートに固定する一対のヘッド固定機構と、を備え、微少移動機構は、ヘッド保持部材の一方の長辺の両端部に当接し、機能液滴吐出ヘッドをX軸方向に微少移動させる一対のX軸圧電モジュールと、ヘッド保持部材の他方の長辺の両端部に当接し、各X軸圧電モジュールに抗してヘッド保持部材を付勢する一対のX軸ばねと、ヘッド保持部材の一方の短辺に当接し、機能液滴吐出ヘッドをY軸方向に微少移動させるY軸圧電モジュールと、ヘッド保持部材の他方の短辺に当接し、Y軸圧電モジュールに抗してヘッド保持部材を付勢するY軸ばねと、両X軸圧電モジュールおよびY軸圧電モジュールを個別に駆動すると共に、両X軸圧電モジュールの変位量およびY軸圧電モジュールの変位量をそれぞれ制御するコントローラと、を有し、各ヘッド固定機構は、ヘッド保持部材の各端部をヘッドプレートに固定する固定子と、固定子を、ヘッド保持部材の各端部をヘッドプレートに固定する固定位置と移動可能に半固定する半固定位置との間で移動させる固定子移動手段と、を有していることを特徴とする。 Another head unit according to the present invention is a head unit in which a functional liquid droplet ejection head is attached to a head plate via a head holding member fixed to the functional liquid droplet ejection head, and the functional liquid droplet ejection head is disposed via the head holding member. A micro-movement mechanism that slightly moves the ejection head in the X-axis direction and the Y-axis direction within the plane of the head plate, and a pair of head fixing mechanisms that face both ends of the head holding member and fix the head holding member to the head plate The fine movement mechanism is in contact with both ends of one long side of the head holding member and moves the functional liquid droplet ejection head slightly in the X-axis direction, and the other of the head holding member A pair of X-axis springs that urge the head holding member against each X-axis piezoelectric module and one short side of the head holding member. A Y-axis piezoelectric module that slightly moves the droplet discharge head in the Y-axis direction, a Y-axis spring that abuts against the other short side of the head holding member and biases the head holding member against the Y-axis piezoelectric module; A controller that individually drives both the X-axis piezoelectric module and the Y-axis piezoelectric module and controls the amount of displacement of both the X-axis piezoelectric module and the amount of displacement of the Y-axis piezoelectric module, and each head fixing mechanism includes: A stator for fixing each end of the head holding member to the head plate, and a stator between a fixing position for fixing each end of the head holding member to the head plate and a semi-fixed position for semi-movably fixing the stator. And a stator moving means for moving.
この場合、固定子移動手段は、アクチュエータを有し、コントローラは、固定子移動手段の駆動を更に制御し、固定子移動手段により、固定子を半固定位置とした状態で、一対のX軸圧電モジュールおよびY軸圧電モジュールを駆動することが、好ましい。 In this case, the stator moving means has an actuator, and the controller further controls the driving of the stator moving means, and the stator moving means sets the pair of X-axis piezoelectric elements in the semi-fixed position. It is preferable to drive the module and the Y-axis piezoelectric module.
この構成によれば、固定子移動手段の固定子を半固定位置に移動させ、ヘッド保持部材を半固定としておいて、微少移動機構を同時或いは交互に駆動し、ヘッド保持部材の両端部をX軸方向およびY軸方向に適宜微小移動させる。具体的には、設定した変位量に基づいて両X軸圧電モジュールを駆動することにより、X軸ばねにより或いはX軸ばねに抗して、ヘッド保持部材をX軸方向に正逆微少移動させる。同様に、設定した変位量に基づいてY軸圧電モジュールを駆動することにより、Y軸ばねにより或いはY軸ばねに抗して、ヘッド保持部材をY軸方向に正逆微少移動させる。また、両X軸圧電モジュール相互の変位量を変えることにより、ヘッド保持部材をθ方向に角度変更させる。これにより、外部装置を用いることなく、機能液滴吐出ヘッドをX軸方向、Y軸方向およびθ方向に自在に位置調整することができる。すなわち、ヘッドプレートに搭載した機能液滴吐出ヘッドの位置調整を自己完結的に行うことができる。したがって、これを液滴吐出装置等に搭載した状態で、機能液滴吐出ヘッドの位置補正や、機能液滴吐出ヘッドの積極的な角度変更等を自在に行うことができる。 According to this configuration, the stator of the stator moving means is moved to the semi-fixed position, the head holding member is semi-fixed, the minute movement mechanism is driven simultaneously or alternately, and both ends of the head holding member are moved to X A small amount is appropriately moved in the axial direction and the Y-axis direction. Specifically, by driving both X-axis piezoelectric modules based on the set displacement amount, the head holding member is slightly moved forward and backward in the X-axis direction by the X-axis spring or against the X-axis spring. Similarly, by driving the Y-axis piezoelectric module based on the set amount of displacement, the head holding member is slightly moved forward and backward in the Y-axis direction by the Y-axis spring or against the Y-axis spring. Further, the angle of the head holding member is changed in the θ direction by changing the displacement amount between the two X-axis piezoelectric modules. Accordingly, the position of the functional liquid droplet ejection head can be freely adjusted in the X axis direction, the Y axis direction, and the θ direction without using an external device. That is, the position adjustment of the functional liquid droplet ejection head mounted on the head plate can be performed in a self-contained manner. Therefore, with this mounted on a droplet discharge device or the like, the position of the functional droplet discharge head can be corrected and the angle of the functional droplet discharge head can be positively changed.
なお、固定子移動手段のアクチュエータとしては、モータ、ソレノイド、空気圧シリンダ、油圧シリンダのいずれかであることが、好ましい。より具体的には、
固定子移動手段を、固定子を固定位置と半固定位置との間で移動させるリードねじと、リードねじを正逆回転させるモータと、で構成すること、
或いは、固定子移動手段を、固定子を固定位置と半固定位置との間で移動させるソレノイド、で構成すること、
或いは、固定子移動手段を、固定子を固定位置と半固定位置との間で移動させる空気圧シリンダまたは油圧シリンダ、で構成することが、好ましい。
The actuator of the stator moving means is preferably any of a motor, a solenoid, a pneumatic cylinder, and a hydraulic cylinder. More specifically,
The stator moving means is composed of a lead screw that moves the stator between a fixed position and a semi-fixed position, and a motor that rotates the lead screw forward and backward,
Alternatively, the stator moving means is constituted by a solenoid that moves the stator between a fixed position and a semi-fixed position,
Or it is preferable to comprise a stator moving means with the pneumatic cylinder or hydraulic cylinder which moves a stator between a fixed position and a semi-fixed position.
本発明の液滴吐出装置は、上記したヘッドユニットと、機能液滴吐出ヘッドを駆動するヘッド駆動手段と、機能液滴吐出ヘッドの駆動に同期して、ワークに対しヘッドユニットを相対的に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする。 The liquid droplet ejection apparatus according to the present invention moves the head unit relative to the workpiece in synchronization with the above-described head unit, head driving means for driving the functional liquid droplet ejection head, and driving of the functional liquid droplet ejection head. And moving means.
この構成によれば、液滴吐出装置にヘッドユニットを搭載した状態で、機能液滴吐出ヘッドのX軸方向、Y軸方向およびθ方向の位置調整が可能であるため、適宜位置調整を行うことにより、機能液滴吐出ヘッドを高精度に搭載することができる。このため、機能液滴吐出ヘッドによる描画精度を高めることができ、生産性を向上させることができる。 According to this configuration, the position of the functional liquid droplet ejection head in the X axis direction, the Y axis direction, and the θ direction can be adjusted with the head unit mounted on the liquid droplet ejection apparatus. Thus, the functional liquid droplet ejection head can be mounted with high accuracy. For this reason, the drawing accuracy by the functional liquid droplet ejection head can be increased, and the productivity can be improved.
この場合、機能液滴吐出ヘッドを画像認識する画像認識手段と、画像認識の認識結果を機能液滴吐出ヘッドの基準位置データと比較して、機能液滴吐出ヘッドのX軸方向およびY軸方向のズレ量を求めるズレ量取得手段と、を更に備え、一対の圧電素子ユニットは、ズレ量に基づいて機能液滴吐出ヘッドを位置補正することが好ましい。 In this case, the image recognizing means for recognizing the functional liquid droplet ejection head and the recognition result of the image recognition are compared with the reference position data of the functional liquid droplet ejection head, so that the X axis direction and the Y axis direction of the functional liquid droplet ejection head It is preferable that a displacement amount obtaining unit for obtaining the displacement amount is further provided, and the pair of piezoelectric element units correct the position of the functional liquid droplet ejection head based on the displacement amount.
この構成によれば、画像認識により求めた機能液滴吐出ヘッドのズレ量に対し、一対の圧電素子ユニットを同時或いは交互に駆動して、機能液滴吐出ヘッドをX軸方向、Y軸方向、θ方向に適宜微少移動させることで、機能液滴吐出ヘッドの位置補正を精度良く行うことができる。また、位置補正に伴う能液滴吐出ヘッドの微少移動は、振動に基づくものであるため、圧電素子ユニットをはじめ各構成装置に高い精度が要求されることがなく、装置全体を単純且つコンパクトに構成することができる。なお、ズレ量の補正は、リアルタイムで画像認識しながら行うようにしてもよいし、認識初期のズレ量に基づいて補正を行った後、再度画像認識して補正結果を確認するようにしてもよい。 According to this configuration, the pair of piezoelectric element units are driven simultaneously or alternately with respect to the deviation amount of the functional liquid droplet ejection head obtained by image recognition, and the functional liquid droplet ejection head is moved in the X axis direction, the Y axis direction, The position of the functional liquid droplet ejection head can be corrected with high accuracy by appropriately moving it in the θ direction. In addition, the minute movement of the liquid droplet ejection head that accompanies the position correction is based on vibration, so high accuracy is not required for each component device including the piezoelectric element unit, and the entire device is simple and compact. Can be configured. The shift amount may be corrected while recognizing the image in real time, or after correcting based on the shift amount at the initial stage of recognition, the image may be recognized again to check the correction result. Good.
これらの場合、画像認識手段は、相互に位置決めされ、機能液滴吐出ヘッドにおける離間した2点を同時に画像認識する一対の撮像カメラで構成されていることが、好ましい。 In these cases, it is preferable that the image recognition means is composed of a pair of imaging cameras that are positioned with respect to each other and simultaneously recognize two spaced points on the functional liquid droplet ejection head.
この構成によれば、画像認識を迅速に且つ精度良く行うことができ、結果、機能液滴吐出ヘッドの位置決め精度を高めることができる。 According to this configuration, image recognition can be performed quickly and accurately, and as a result, the positioning accuracy of the functional liquid droplet ejection head can be increased.
これらの場合、機能液滴吐出ヘッドの短辺方向がX軸方向であって長辺方向がY軸方向であり、θ方向の位置補正では、一方の圧電素子ユニットのZ軸圧電素子およびX圧電素子を駆動すると共に他方の圧電素子ユニットのZ軸圧電素子のみ駆動することが、好ましい。 In these cases, the short-side direction of the functional liquid droplet ejection head is the X-axis direction and the long-side direction is the Y-axis direction, and in the θ-direction position correction, the Z-axis piezoelectric element and the X piezoelectric element of one piezoelectric element unit It is preferable to drive only the Z-axis piezoelectric element of the other piezoelectric element unit while driving the element.
この構成によれば、他方の圧電素子ユニットがZ方向に振動するため、機能液滴吐出ヘッドに対するこの圧電素子ユニットの当接ヘッドの摩擦力が軽減されるため、機能液滴吐出ヘッドの位置補正(θ補正)を円滑且つ効率良く行うことができる。 According to this configuration, since the other piezoelectric element unit vibrates in the Z direction, the frictional force of the contact head of this piezoelectric element unit against the functional liquid droplet ejection head is reduced, so that the position of the functional liquid droplet ejection head is corrected. (Θ correction) can be performed smoothly and efficiently.
これらの場合、機能液滴吐出ヘッドの基準位置データは、ヘッドプレートに代えてセットされると共に、機能液滴吐出ヘッドの基準位置をパターン形成したアライメントマスクを画像認識して、取得されることが好ましい。 In these cases, the reference position data of the functional liquid droplet ejection head is set in place of the head plate, and can be obtained by image recognition of an alignment mask on which the reference position of the functional liquid droplet ejection head is patterned. preferable.
この構成によれば、単一のヘッドプレートに複数の機能液滴吐出ヘッドを精度良く位置決めする場合等に、特に有用である。 This configuration is particularly useful when a plurality of functional liquid droplet ejection heads are accurately positioned on a single head plate.
本発明の他の液滴吐出装置は、上記したヘッドユニットと、機能液滴吐出ヘッドを駆動するヘッド駆動手段と、機能液滴吐出ヘッドの駆動に同期して、ワークに対しヘッドユニットを相対的に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする。 Another droplet discharge device of the present invention is configured to move the head unit relative to the workpiece in synchronization with the above-described head unit, a head drive unit that drives the functional droplet discharge head, and the drive of the functional droplet discharge head. And moving means for moving to.
この構成によれば、液滴吐出装置にヘッドユニットを搭載した状態で、機能液滴吐出ヘッドのX軸方向、Y軸方向およびθ方向の位置調整が可能であるため、適宜位置調整を行うことにより、機能液滴吐出ヘッドを高精度に搭載することができる。このため、機能液滴吐出ヘッドによる描画精度を高めることができ、生産性を向上させることができる。 According to this configuration, the position of the functional liquid droplet ejection head in the X axis direction, the Y axis direction, and the θ direction can be adjusted with the head unit mounted on the liquid droplet ejection apparatus. Thus, the functional liquid droplet ejection head can be mounted with high accuracy. For this reason, the drawing accuracy by the functional liquid droplet ejection head can be increased, and the productivity can be improved.
この場合、機能液滴吐出ヘッドを画像認識する画像認識手段と、画像認識の認識結果を機能液滴吐出ヘッドの基準位置データと比較して、機能液滴吐出ヘッドのX軸方向、Y軸方向およびθ方向のズレ量を求めるズレ量取得手段と、を更に備え、微少移動機構は、ズレ量に基づいて前記機能液滴吐出ヘッドを位置補正することが、好ましい。 In this case, the image recognizing means for recognizing the functional liquid droplet ejection head and the recognition result of the image recognition are compared with the reference position data of the functional liquid droplet ejection head. And a displacement amount obtaining means for obtaining a displacement amount in the θ direction, and the minute movement mechanism preferably corrects the position of the functional liquid droplet ejection head based on the displacement amount.
この構成によれば、画像認識により求めた機能液滴吐出ヘッドのズレ量に対し、微少移動機構の一対のX軸圧電モジュールおよびY軸圧電モジュールを適宜駆動して、機能液滴吐出ヘッドをX軸方向、Y軸方向、θ方向に適宜微少移動させることで、能液滴吐出ヘッドの位置補正を精度良く行うことができる。また、位置補正に伴う能液滴吐出ヘッドの微少移動は、微少な変位に基づくものであるため、一対のX軸圧電モジュールおよびY軸圧電モジュールをはじめ各構成装置に高い精度が要求されることがなく、装置全体を単純且つコンパクトに構成することができる。なお、ズレ量の補正は、リアルタイムで画像認識しながら行うようにしてもよいし、認識初期のズレ量に基づいて補正を行った後、再度画像認識して補正結果を確認するようにしてもよい。 According to this configuration, the pair of the X-axis piezoelectric module and the Y-axis piezoelectric module of the minute movement mechanism are appropriately driven with respect to the deviation amount of the functional droplet discharge head obtained by image recognition, and the functional droplet discharge head is moved to X. The position of the active liquid droplet ejection head can be accurately corrected by appropriately moving it in the axial direction, the Y-axis direction, and the θ direction. In addition, since the minute movement of the liquid droplet ejection head accompanying the position correction is based on a minute displacement, high accuracy is required for each component device including the pair of X-axis piezoelectric module and Y-axis piezoelectric module. Therefore, the entire apparatus can be configured simply and compactly. The shift amount may be corrected while recognizing the image in real time, or after correcting based on the shift amount at the initial stage of recognition, the image may be recognized again to check the correction result. Good.
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液による成膜部を形成することを特徴とする。 A method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention is characterized in that a film forming portion is formed by a functional liquid on a workpiece using the above-described droplet discharge device.
また、本発明の電気光学装置は、上記した液滴吐出装置を用い、ワーク上に機能液による成膜部を形成したことを特徴とする。 In addition, an electro-optical device according to the present invention is characterized in that the above-described droplet discharge device is used, and a film-forming portion made of a functional liquid is formed on a workpiece.
これらの構成によれば、生産性を向上させ得る液滴吐出装置を用いることで、信頼性の高い電気光学装置を製造することが可能となる。なお、電気光学装置(フラットパネルディスプレイ:FPD)としては、カラーフィルタ、液晶表示装置、有機EL装置、PDP装置、電子放出装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるFED(Field Emission Display)やSED(Surface-conduction Electron-Emitter Display)装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。 According to these configurations, it is possible to manufacture a highly reliable electro-optical device by using a droplet discharge device that can improve productivity. As an electro-optical device (flat panel display: FPD), a color filter, a liquid crystal display device, an organic EL device, a PDP device, an electron emission device, and the like are conceivable. The electron emission device is a concept including a so-called FED (Field Emission Display) or SED (Surface-conduction Electron-Emitter Display) device. Further, as the electro-optical device, devices including metal wiring formation, lens formation, resist formation, light diffuser formation, and the like are conceivable.
本発明の電子機器は、上記した電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置または上記した電気光学装置を搭載したことを特徴とする。 An electronic apparatus according to an aspect of the invention includes the electro-optical device manufactured by the above-described method for manufacturing the electro-optical device or the above-described electro-optical device.
この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータのほか、各種の電気製品がこれに該当する。 In this case, examples of the electronic device include a mobile phone and a personal computer equipped with a so-called flat panel display, and various electric products.
以下、添付の図面を参照して、本発明に一実施形態に係るヘッドユニットを適用した液滴吐出装置について説明する。液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイ等の製造ラインに組み込まれるものであり、インクジェットヘッドである機能液滴吐出ヘッドを用いた印刷技術(インクジェット法)により、液晶表示装置のカラーフィルタや有機EL装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a liquid droplet ejection apparatus to which a head unit according to an embodiment of the present invention is applied will be described. The droplet discharge device is incorporated in a production line such as a flat panel display, and a color filter or an organic EL device of a liquid crystal display device by a printing technique (inkjet method) using a functional droplet discharge head which is an inkjet head. A light emitting element or the like to be each pixel is formed.
図1に示すように、液滴吐出装置1は、機台2と、機台2上の全域に広く載置され、X軸テーブル8およびX軸テーブル8に直交するY軸テーブル9から成るXY移動機構(移動手段)3と、Y軸テーブル9に移動自在に取り付けられ、機能液滴吐出ヘッド22を搭載した描画ユニット4と、機台2上で描画ユニット4に添設された吸引ユニット5と、これら構成装置を統括制御する制御装置6(図2参照)と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the droplet discharge device 1 is an XY comprising a
この場合、吸引ユニット5は、機能液滴吐出ヘッド22のメンテナンス処理(機能維持・回復)を行い、描画ユニット4は、基板W(ワーク)上に描画データに基づいて、機能液滴を吐出させる描画動作を行う。また、制御装置6は、機能液滴吐出ヘッド22の駆動(ヘッド駆動手段)を含む描画ユニット4の駆動、XY移動機構3の駆動および吸引ユニット5の駆動を制御する他、後述するヘッドユニット21に搭載した駆動系を制御する(図2参照)。
In this case, the
X軸テーブル8は、X軸方向の駆動系を構成するモータ駆動のX軸スライダ10を有し、これに吸着テーブル11および基板θテーブル12等から成るセットテーブル13を移動自在に搭載して、構成されている。Y軸テーブル9は、Y軸方向の駆動系を構成し、描画ユニット4を移動自在に搭載するモータ駆動のY軸スライダ14と、で構成されている。X軸テーブル8は、機台2上に直接支持される一方、Y軸テーブル9は、機台2上に立設した左右の支柱16,16に支持されており、X軸テーブル8および吸引ユニット5を跨ぐように延在している。
The X-axis table 8 has a motor-driven
そして、Y軸テーブル9は、これに搭載した描画ユニット4を、X軸テーブル8の直上部に位置する描画エリア17と、吸引ユニット5の直上部に位置するメンテナンスエリア18との相互間で、適宜移動させる。すなわち、Y軸テーブル9は、X軸テーブル8に導入した基板Wに描画動作を行う場合には、描画ユニット4を描画エリア17に臨ませ、機能液滴吐出ヘッド22のメンテナンス処理を行う場合には、描画ユニット4をメンテナンスエリア18に臨ませる。
The Y-axis table 9 includes the
描画ユニット4は、Y軸テーブル9に移動自在に取り付けられたキャリッジ20と、キャリッジ20に垂設したヘッドユニット21とを有している。そして、ヘッドユニット21には、機能液滴吐出ヘッド22が搭載されている。なお、本実施形態では、単一の機能液滴吐出ヘッド22を搭載しているが、その個数は任意である。
The
一方、図1では省略したがX軸テーブル8の端部には、基板Wを上側から位置認識する基板認識装置が搭載され、基板認識装置は、相互に位置決めされた一対の基板認識カメラで構成されている。一対の基板認識カメラは、基板Wの2つの基準位置(アライメントマーク)に対応する位置に配設され、2つの基準位置を画像認識することにより、基板Wを位置認識する。
同様に、図1では省略したがX軸テーブル8には、ホーム位置に移動したヘッドユニット21の直下に位置して、基板Wを下側から位置認識するヘッド認識装置(画像認識手段)24が搭載されている。ヘッド認識装置24は、相互に位置決めされ且つ近接して配置した一対のヘッド認識カメラ(撮像カメラ)25,25で構成されている(図2参照)。一対のヘッド認識カメラ25,25は、後述する機能液滴吐出ヘッド22の2つのアライメントマーク52,52を画像認識することにより、機能液滴吐出ヘッド22を位置認識する。なお、ヘッドユニット21に複数個の機能液滴吐出ヘッド22が搭載されている場合には、ヘッド認識装置24を移動自在とする。
On the other hand, although not shown in FIG. 1, a substrate recognition device for recognizing the position of the substrate W from above is mounted on the end of the X-axis table 8, and the substrate recognition device is composed of a pair of substrate recognition cameras positioned relative to each other. Has been. The pair of substrate recognition cameras are disposed at positions corresponding to the two reference positions (alignment marks) of the substrate W, and recognize the position of the substrate W by recognizing the two reference positions.
Similarly, although omitted in FIG. 1, the X-axis table 8 has a head recognition device (image recognition means) 24 that is positioned immediately below the
基板認識装置の認識結果およびヘッド認識装置24の認識結果は、上記の制御装置6のメモリ6aに記憶されている基準位置データと比較され、それぞれ基板Wのズレ量および機能液滴吐出ヘッド22のズレ量が、取得される。そして、これらズレ量に基づいて、基板Wでは、基板θテーブル12のよる物理的な角度補正と描画データのX軸方向およびY軸方向の補正が行われる。同様に、機能液滴吐出ヘッド22では後述する一対の圧電素子ユニット33,33によるX軸方向、Y軸方向およびθ方向の物理的な位置補正が行なわれる。
一方、制御装置6に記憶されている基準位置データは、ヘッドユニット21に代えてキャリッジ20に搭載したアライメントマスクのアライメントパターンから取得するようになっている。
The recognition result of the substrate recognition device and the recognition result of the
On the other hand, the reference position data stored in the
このように構成した液滴吐出装置1では、上記の基板認識装置およびヘッド認識装置24により、基板Wおよび機能液滴吐出ヘッド22の位置補正を実行して駆動待機状態となる。基板Wへの描画動作では、基板Wを搭載したセットテーブル13をX軸方向に移動させると共に、これに同期して機能液滴吐出ヘッド22を駆動させることにより、基板Wに描画データに基づく主走査(機能液滴の吐出)を行う。次に、キャリッジ20をY軸方向に移動させることにより、機能液滴吐出ヘッド22の副走査を行う。そして、この主走査と副走査とを繰り返すことにより、基板Wに描画データに基づく所望の描画が行われる。
In the droplet discharge device 1 configured as described above, the substrate recognition device and the
次に、図2および図3を参照して、ヘッドユニット21について詳細に説明する。ヘッドユニット21は、機能液滴吐出ヘッド22と、機能液滴吐出ヘッド22が固定されたヘッド保持部材31と、ヘッド保持部材31を介して機能液滴吐出ヘッド22を位置調整自在に取り付けたヘッドプレート32と、を備えると共に、ヘッドプレート32に対し機能液滴吐出ヘッド22をX軸方向およびY軸方向に移動させる一対の圧電素子ユニット33,33と、ヘッド保持部材31をヘッドプレート32に固定する一対のヘッド固定機構34,34と、を備えている。
Next, the
図4に示すように、機能液滴吐出ヘッド22は、2連の接続針41,41を有する機能液導入部42と、機能液導入部42に連なる2連のヘッド基板43と、機能液導入部42の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体44とを備えている。各接続針41は、図示しない給液チューブを介して給液タンクに接続されており、機能液滴吐出ヘッド22のヘッド内流路に機能液を供給する。また、ヘッド基板43には、フレキシブルフラットケーブルにより制御装置6に接続される一対のコネクタ45,45が設けられている。
As shown in FIG. 4, the functional liquid
ヘッド本体44は、ピエゾ素子等で構成されたポンプ部47と、2本のノズル列48を相互に平行に形成したノズル面49aを有するノズルプレート49とを備えている。各ノズル列48には、複数の吐出ノズル51が等ピッチで配設され、且つ両ノズル列48の吐出ノズル51は、相互に半ピッチ位置ずれして配設されている。そして、コネクタ45を介してポンプ部47に、制御装置6で生成した駆動波形を印加することにより、各吐出ノズル51から機能液滴が吐出される。また、ノズルプレート49は、ステンレス等で構成されており、そのノズル面49aには、各吐出ノズル51が開口すると共に、一方のノズル列48の両端部近傍に位置して2つのアライメントマーク52,52が形成されている。そして、この2つのアライメントマーク52,52を、ヘッド認識装置24の一対のヘッド認識カメラ25,25で画像認識することにより、機能液滴吐出ヘッド22の位置認識が行われる。もっとも、アライメントマーク52を設けない場合には、ノズル列48の最外端部に位置する2つの吐出ノズル51,51を画像認識するようにしてもよい。なお、図中の符号53は、機能液滴吐出ヘッド22をヘッド保持部材31に固定するための一対のねじ孔(一方のみ図示)である。
The head
図2および図3に示すように、ヘッド保持部材31は、長辺方向の中間部を「U」字状に屈曲させた上面視方形のステンレス板等で形成され、「U」字状部分55の中央には、機能液滴吐出ヘッド22が遊嵌される方形開口56が形成されている。機能液滴吐出ヘッド22は、この方形開口56に下向きに遊嵌された状態で、ヘッド保持部材31にねじ止め固定されている。
ヘッドプレート32は、ステンレス等の方形の厚板で形成され、その中央にヘッド保持部材31の「U」字状部分55が装着される装着開口57が形成されている。ヘッド保持部材31は、機能液滴吐出ヘッド22が下向きとなるようにこの装着開口57に装着され、その両端部31a,31aで上記の一対のヘッド固定機構34,34により、ヘッドプレート32の上面に固定されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
The
一対のヘッド固定機構34,34は、ヘッド保持部材31の両端部31a,31aを押さえるように配設されており、上記の制御手段6により両者同期して駆動されるようになっている。各ヘッド固定機構34は、ヘッド保持部材31の各端部31aをヘッドプレート32に固定する固定子58と、固定子58を、ヘッド保持部材31の各端部31aをヘッドプレート32に固定する固定位置と移動可能に半固定する半固定位置との間で移動させる固定子移動手段59と、で構成されている。
The pair of
固定子移動手段59は、いずれも図示しないが、例えば固定子58を固定位置と半固定位置との間で移動させるリードねじと、リードねじを正逆回転させるモータと、で構成されている。なお、固定子移動手段59を、固定子58を固定位置と半固定位置との間で移動させるソレノイド、で構成し、或いは、固定子移動手段59を、固定子58を固定位置と半固定位置との間で移動させる空気圧シリンダまたは油圧シリンダ、で構成するようにしてもよい。この場合、固定子58が固定位置に移動した状態では、ヘッド保持部材31がヘッドプレート32に不動に固定され、半固定位置に移動した状態では、ヘッド保持部材31がヘッドプレート32に対し移動可能に仮固定される。そして、この仮固定の状態で、上記の一対の圧電素子ユニット33,33を駆動することにより、ヘッド保持部材31の位置調整が可能となる。
Although not shown, the stator moving means 59 includes, for example, a lead screw that moves the
一対の圧電素子ユニット33,33は、上記の装着開口57の近傍に位置してヘッドプレート32の上面に埋め込まれており、ヘッド保持部材31の両端部31a,31aに下側から当接している。図5に示すように、各圧電素子ユニット33は、ヘッド保持部材31の各端部31aに対し下側(Z軸方向)から当接するヘッド本体62および振動体63から成る当接ヘッド61と、振動体63に組み込まれ当接ヘッド61をX軸方向に振動させる一対のX軸圧電素子64,64と、振動体63に組み込まれ当接ヘッド61をY軸方向に振動させる一対のY軸圧電素子65,65と、振動体63に組み込まれ当接ヘッド61をZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子66と、これら圧電素子64,65,66および当接ヘッド61を収容する筐体67と、両X軸圧電素子64、両Y軸圧電素子65およびZ軸圧電素子66を個別に駆動する上記の制御装置(の一部)6と、で構成されている。
The pair of
ヘッド本体62と振動体63とは、振動を伝播し易い金属等で一体にまたは別体で構成されており、ヘッド本体62の当接面62aは、ヘッド保持部材31との間で移動のための十分な摩擦力を発揮させるべく、粗面に仕上げられている。振動体63は直方体ブロック状に形成され、X軸方向の両側面に一対のX軸圧電素子64,64が、Y軸方向の両側面に一対のY軸圧電素子65,65が、そして下面にZ軸圧電素子66が、それぞれ添設されている。この場合、各X軸圧電素子64、各Y軸圧電素子65およびZ軸圧電素子66は、いずれも厚板状に形成されており、厚み方向の変位(振幅)による振動を振動体63に印加するようになっている。なお、各X軸圧電素子64、各Y軸圧電素子65およびZ軸圧電素子66を、それぞれ複数の圧電素子で構成することも可能である。また、一対のX軸圧電素子64,64の一方および一対のY軸圧電素子65,65の一方を、それぞれ省略することも可能である。
The head
この場合、Z軸圧電素子66を所定の周期で駆動することにより、当接ヘッド61がZ軸方向(上下方向)に振動する。これにより、当接ヘッド61の当接面62aは、ヘッド保持部材31の表面に微小に離接する。また、両X軸圧電素子64,64を所定の周期で且つ同期させて駆動することにより、当接ヘッド61がX軸方向に振動する。同様に、両Y軸圧電素子65,65を所定の周期で且つ同期させて駆動することにより、当接ヘッド61がY軸方向に振動する。
In this case, the
ここで、Z軸圧電素子66と両X軸圧電素子64,64とを、その周期に適宜位相差を持たせて同時に駆動すると、当接ヘッド61に当接しているヘッド保持部材31の各端部31aをX軸方向に正逆微少移動(間欠移動)させることができる。具体的には、Z軸振動する当接ヘッド61がヘッド保持部材31に接触するタイミングに合わせて、X軸振動の正方向の変位を同期させ、離れるタイミングに合わせて、X軸振動の逆方向の変位を同期させる。当接ヘッド61のヘッド保持部材31への動力の伝達は、接触時のみとなるため、ヘッド保持部材31は、X軸の正方向に微少な間欠移動をすることになる。また、上記に対しX軸振動に90°の位相差を持たせれば、ヘッド保持部材31は、X軸の逆方向に微少な間欠移動をすることになる。全く同様に、Z軸圧電素子66と両Y軸圧電素子65,65とを、その周期に適宜位相差を持たせて同時に駆動すると、当接ヘッド61に当接しているヘッド保持部材31の各端部31aをY軸方向に正逆微少移動(間欠移動)させることができる。
Here, when the Z-
そこで、実施形態の制御装置6は、ヘッド保持部材31をX軸方向に移動調整する場合には、両圧電素子ユニット33,33のZ軸圧電素子66および両X軸圧電素子64,64を駆動し、かつその位相を調整することにより正逆の方向を制御している。同様に、ヘッド保持部材31をY軸方向に移動調整する場合には、両圧電素子ユニット33,33のZ軸圧電素子66および両Y軸圧電素子65,65を駆動し、かつその位相を調整することにより正逆の方向を制御している。また、ヘッド保持部材31をθ方向に角度調整する場合には、一方の圧電素子ユニット33を駆動停止とした状態で、他方の圧電素子ユニット33のZ軸圧電素子66およびX軸圧電素子64を駆動するようにしている。もっとも、角度調整が円滑に行うべく、一方の圧電素子ユニット33を駆動停止とすることなくそのZ軸圧電素子66のみ駆動するようにしてもよい。また、Z軸圧電素子66、X軸圧電素子64およびY軸圧電素子65を同時に駆動すれば、ヘッド保持部材31を、X軸方向(Y軸方向)と45°を為す方向に移動調整できることは、いうまでもない。なお、移動速度や間欠移動のピッチ等を調整すべく、振動周期、振幅、印加電圧等を調整可能とすることが、より好ましい。
Therefore, when the
次に、上記のヘッドユニットを液滴吐出装置1に搭載した状態で、機能液滴吐出ヘッド22のアライメントを行う場合について説明する。図2に示すように、予めヘッドユニット21をヘッド認識装置24の直上部に移動しておく。この状態で、先ず一対のヘッド固定機構34,34を駆動して、ヘッド保持部材31を本固定の状態から仮固定の状態とする。次に、一対のヘッド認識カメラ25,25で機能液滴吐出ヘッド22の2つのアライメントマーク52,52を画像認識する。この認識結果は、制御装置6に入力し、CPU(ズレ量取得手段)6bによりそのメモリ6aに記憶されているアライメントマーク52,52の基準位置データと比較され、機能液滴吐出ヘッド22のX軸方向、Y軸方向およびθ方向におけるズレ量が、把握される。
Next, a case where the functional liquid
そして、これらズレ量に基づいて、制御装置6は適宜一対の圧電素子ユニット33,33を上記の要領で駆動し、ヘッド保持部材31を介して機能液滴吐出ヘッド22の位置補正を行う。位置補正が完了したら再度、両ヘッド認識カメラ25,25による確認の画像認識が行われ、位置補正の結果が目標値と合致していれば補正動作を完了する。また、位置補正の結果が目標値と合致していなければ、上記の動作を繰り返す。このようにして、補正動作を完了したら再度、一対のヘッド固定機構34,34を駆動して、ヘッド保持部材31を仮固定の状態から本固定の状態に戻す。
Based on these deviation amounts, the
このような構成では、一対の圧電素子ユニット33,33により、ヘッド保持部材31を介して機能液滴吐出ヘッド22を精度良く位置決め(アライメント)することができる。また、位置補正に伴う能液滴吐出ヘッド22の微少移動は、振動に基づくものであるため、圧電素子ユニット33をはじめ各構成装置自身に高い精度が要求されることがなく、装置全体を単純且つコンパクトに構成することができる。しかも、ヘッドプレート32に搭載した機能液滴吐出ヘッド22の位置決めを、ヘッドユニット21における作業として自己完結的に行うことができるため、別途、ヘッドプレート32に機能液滴吐出ヘッド22を組み込むヘッド組立装置を必要とすることがない。
In such a configuration, the pair of
次に、図6を参照して、第1実施形態の変形例に係る圧電素子ユニット33について説明する。この圧電素子ユニット33は、X軸圧電素子ユニット33Aと、Y軸圧電素子ユニット33Bと、両圧電素子ユニット33A,33Bを収容する筐体67と、両圧電素子ユニット33A,33Bを個別に駆動する上記の制御装置(の一部)6と、で構成されている。
X軸圧電素子ユニット33Aは、ヘッド保持部材31の各端部31aに対し下側(Z軸方向)から当接するヘッド本体62および振動体63から成る第1当接ヘッド61Aと、振動体63に組み込まれ第1当接ヘッド61AをX軸方向に振動させる一対のX軸圧電素子64,64と、振動体63に組み込まれ第1当接ヘッド61AをZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子66と、で構成されている。
同様に、Y軸圧電素子ユニット33Bは、ヘッド保持部材31の各端部31aに対し下側(Z軸方向)から当接するヘッド本体62および振動体63から成る第2当接ヘッド61Bと、振動体63に組み込まれ第2当接ヘッド61BをY軸方向に振動させる一対のY軸圧電素子65,65と、振動体63に組み込まれ第2当接ヘッド61BをZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子66と、で構成されている。
Next, a
The X-axis
Similarly, the Y-axis
この場合には、X軸圧電素子ユニット33AのZ軸圧電素子66と両X軸圧電素子64,64とを同時に駆動させその位相差でX軸方向の正逆の移動調整を行うと共に、Y軸圧電素子ユニット33BのZ軸圧電素子66と両Y軸圧電素子65,65とを同時に駆動させその位相差でY軸方向の正逆の移動調整を行うようになっている。
このような構成でも、上記第1実施形態の圧電素子ユニット33と同様に、一対の圧電素子ユニット33,33を用いることにより、ヘッド保持部材31を介して機能液滴吐出ヘッド22を精度良く位置決め(アライメント)することができる。
In this case, the Z-
Even in such a configuration, similarly to the
次に、図7および8を参照して、第2実施形態に係るヘッドユニット21Aについて説明する。この実施形態のヘッドユニット21Aは、第1実施形態と同様の、機能液滴吐出ヘッド22、ヘッド保持部材31、ヘッドプレート32および一対のヘッド固定機構34,34を備えると共に、第1実施形態の一対の圧電素子ユニット33,33に代えて、微少移動機構70を備えている。この場合の各ヘッド固定機構34は、ヘッド保持部材31の端部31aを横断方向(X軸方向)に跨ぐように配設されおり、第1実施形態と同様の固定子58および固定子移動手段59が内蔵されている。
Next, a
微少移動機構70は、ヘッド保持部材31の一方の長辺の両端辺31b,31bに当接し、機能液滴吐出ヘッド22をX軸方向に微少移動させる一対のX軸圧電モジュール71,71と、ヘッド保持部材31の他方の長辺の両端辺31b,31bに当接し、各X軸圧電モジュール71に抗してヘッド保持部材31を付勢する一対のX軸ばね72,72と、ヘッド保持部材31の一方の短辺31cに当接し、機能液滴吐出ヘッド22をY軸方向に微少移動させるY軸圧電モジュール73と、ヘッド保持部材31の他方の短辺に当接し、Y軸圧電モジュール73に抗してヘッド保持部材31を付勢するY軸ばね74と、両X軸圧電モジュール71,71およびY軸圧電モジュール74を個別に駆動する上記の制御装置(一部)6と、で構成されている。
The
各X軸圧電モジュール71およびY軸圧電モジュール73は、それぞれモジュール本体76とモジュール本体76から突出するプッシュロッド77とを有し、モジュール本体76でヘッドプレート32の上面に固定され、プッシュロッド77の先端でヘッド保持部材31に当接している。プッシュロッド77の突出(変位量)は、上記の制御装置6により、所定の範囲内で制御されるようになっている。各X軸ばね72およびY軸ばね74は、コイルばね等で構成されており、一端でヘッドプレート32の上面に固定され、他端でヘッド保持部材31に当接している。
Each of the
この場合、制御量となる変位量に基づいて両X軸圧電モジュール71を駆動することにより、X軸ばね72により或いはX軸ばね72に抗して、ヘッド保持部材31はX軸方向に正逆微少移動する。すなわち、各プッシュロッド77の進退により、これに当接しているヘッド保持部材31の端部31aをX軸方向に正逆微少移動させることができる。同様に、変位量に基づいてY軸圧電モジュール73を駆動することにより、Y軸ばね74により或いはY軸ばね74に抗して、ヘッド保持部材31はY軸方向に正逆微少移動する。すなわち、プッシュロッド77の進退により、これに当接しているヘッド保持部材31の端部31aをY軸方向に正逆微少移動させることができる。また、両X軸圧電モジュール71,71相互の変位量を変えることにより、ヘッド保持部材31をθ方向に角度変更させることができる。そして、この場合も、X軸圧電モジュール71とY軸圧電モジュール73を同時に駆動すれば、ヘッド保持部材31を、X軸方向(Y軸方向)と45°を為す方向に移動調整することができる。
In this case, by driving both the X-axis
次に、第2実施形態のヘッドユニット21Aを液滴吐出装置1に搭載した状態で、機能液滴吐出ヘッド22のアライメントを行う場合について説明する。図7に示すように、先ず一対のヘッド固定機構34,34を駆動して、ヘッド保持部材31を本固定の状態から仮固定の状態とし、一対のヘッド認識カメラ25,25で機能液滴吐出ヘッド22の2つのアライメントマーク52,52を画像認識する。この認識結果は、制御装置6に入力し、CPU(ズレ量取得手段)6bによりそのメモリ6aに記憶されているアライメントマーク52,52の基準位置データと比較され、機能液滴吐出ヘッド22のX軸方向、Y軸方向およびθ方向におけるズレ量が、把握される。そして、これらズレ量に基づいて、制御装置6は適宜微少移動機構70を上記の要領で駆動し、ヘッド保持部材31を介して機能液滴吐出ヘッド22の位置補正を行う。そして、以降の作業は第1実施形態と同様となる。
Next, the case where the functional liquid
このような構成では、X・Y軸両圧電モジュール71,73を有する微少移動機構70により、ヘッド保持部材31を介して機能液滴吐出ヘッド22を精度良く位置決め(アライメント)することができる。また、X・Y軸両圧電モジュール71,73をはじめ各構成装置に高い精度が要求されることがなく、装置全体を単純且つコンパクトに構成することができる。しかも、ヘッドプレート21Aに搭載した機能液滴吐出ヘッド22の位置決めを自己完結的に行うことができるため、別途、ヘッドプレート32に機能液滴吐出ヘッド22を組み込むヘッド組立装置を必要とすることがない。
In such a configuration, the functional liquid
次に、本実施形態の液滴吐出装置1を用いて製造される電気光学装置(フラットパネルディスプレイ)として、カラーフィルタ、液晶表示装置、有機EL装置、プラズマディスプレイ(PDP装置)、電子放出装置(FED装置、SED装置)、さらにこれら表示装置に形成されてなるアクティブマトリクス基板等を例に、これらの構造およびその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板とは、薄膜トランジスタ、および薄膜トランジスタに電気的に接続するソース線、データ線が形成された基板をいう。 Next, as an electro-optical device (flat panel display) manufactured using the droplet discharge device 1 of this embodiment, a color filter, a liquid crystal display device, an organic EL device, a plasma display (PDP device), an electron emission device ( FED devices, SED devices), and active matrix substrates formed in these display devices will be described as an example for their structures and manufacturing methods. Note that an active matrix substrate refers to a substrate on which a thin film transistor, a source line electrically connected to the thin film transistor, and a data line are formed.
まず、液晶表示装置や有機EL装置等に組み込まれるカラーフィルタの製造方法について説明する。図9は、カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート、図10は、製造工程順に示した本実施形態のカラーフィルタ500(フィルタ基体500A)の模式断面図である。
まず、ブラックマトリクス形成工程(S101)では、図10(a)に示すように、基板(W)501上にブラックマトリクス502を形成する。ブラックマトリクス502は、金属クロム、金属クロムと酸化クロムの積層体、または樹脂ブラック等により形成される。金属薄膜からなるブラックマトリクス502を形成するには、スパッタ法や蒸着法等を用いることができる。また、樹脂薄膜からなるブラックマトリクス502を形成する場合には、グラビア印刷法、フォトレジスト法、熱転写法等を用いることができる。
First, a method for manufacturing a color filter incorporated in a liquid crystal display device, an organic EL device or the like will be described. FIG. 9 is a flowchart showing the manufacturing process of the color filter, and FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the color filter 500 (filter
First, in the black matrix forming step (S101), a
続いて、バンク形成工程(S102)において、ブラックマトリクス502上に重畳する状態でバンク503を形成する。即ち、まず図10(b)に示すように、基板501およびブラックマトリクス502を覆うようにネガ型の透明な感光性樹脂からなるレジスト層504を形成する。そして、その上面をマトリクスパターン形状に形成されたマスクフィルム505で被覆した状態で露光処理を行う。
さらに、図10(c)に示すように、レジスト層504の未露光部分をエッチング処理することによりレジスト層504をパターニングして、バンク503を形成する。なお、樹脂ブラックによりブラックマトリクスを形成する場合は、ブラックマトリクスとバンクとを兼用することが可能となる。
このバンク503とその下のブラックマトリクス502は、各画素領域507aを区画する区画壁部507bとなり、後の着色層形成工程において機能液滴吐出ヘッド22により着色層(成膜部)508R、508G、508Bを形成する際に機能液滴の着弾領域を規定する。
Subsequently, in the bank formation step (S102), a
Further, as shown in FIG. 10C, the resist
The
以上のブラックマトリクス形成工程およびバンク形成工程を経ることにより、上記フィルタ基体500Aが得られる。
なお、本実施形態においては、バンク503の材料として、塗膜表面が疎液(疎水)性となる樹脂材料を用いている。そして、基板(ガラス基板)501の表面が親液(親水)性であるので、後述する着色層形成工程においてバンク503(区画壁部507b)に囲まれた各画素領域507a内への液滴の着弾位置のばらつきを自動補正できる。
The
In the present embodiment, as the material for the
次に、着色層形成工程(S103)では、図10(d)に示すように、機能液滴吐出ヘッド22によって機能液滴を吐出して区画壁部507bで囲まれた各画素領域507a内に着弾させる。この場合、機能液滴吐出ヘッド22を用いて、R・G・Bの3色の機能液(フィルタ材料)を導入して、機能液滴の吐出を行う。なお、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライプ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
Next, in the colored layer forming step (S103), as shown in FIG. 10 (d), functional droplets are ejected by the functional
その後、乾燥処理(加熱等の処理)を経て機能液を定着させ、3色の着色層508R、508G、508Bを形成する。着色層508R、508G、508Bを形成したならば、保護膜形成工程(S104)に移り、図10(e)に示すように、基板501、区画壁部507b、および着色層508R、508G、508Bの上面を覆うように保護膜509を形成する。
即ち、基板501の着色層508R、508G、508Bが形成されている面全体に保護膜用塗布液が吐出された後、乾燥処理を経て保護膜509が形成される。
そして、保護膜509を形成した後、カラーフィルタ500は、次工程の透明電極となるITO(Indium Tin Oxide)などの膜付け工程に移行する。
Thereafter, the functional liquid is fixed through a drying process (a process such as heating), and three
That is, after the protective film coating liquid is discharged over the entire surface of the
Then, after forming the
図11は、上記のカラーフィルタ500を用いた液晶表示装置の一例としてのパッシブマトリックス型液晶装置(液晶装置)の概略構成を示す要部断面図である。この液晶装置520に、液晶駆動用IC、バックライト、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての透過型液晶表示装置が得られる。なお、カラーフィルタ500は図10に示したものと同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a principal part showing a schematic configuration of a passive matrix liquid crystal device (liquid crystal device) as an example of a liquid crystal display device using the
この液晶装置520は、カラーフィルタ500、ガラス基板等からなる対向基板521、および、これらの間に挟持されたSTN(Super Twisted Nematic)液晶組成物からなる液晶層522により概略構成されており、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置している。
なお、図示していないが、対向基板521およびカラーフィルタ500の外面(液晶層522側とは反対側の面)には偏光板がそれぞれ配設され、また対向基板521側に位置する偏光板の外側には、バックライトが配設されている。
The
Although not shown, polarizing plates are provided on the outer surfaces of the
カラーフィルタ500の保護膜509上(液晶層側)には、図11において左右方向に長尺な短冊状の第1電極523が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極523のカラーフィルタ500側とは反対側の面を覆うように第1配向膜524が形成されている。
一方、対向基板521におけるカラーフィルタ500と対向する面には、カラーフィルタ500の第1電極523と直交する方向に長尺な短冊状の第2電極526が所定の間隔で複数形成され、この第2電極526の液晶層522側の面を覆うように第2配向膜527が形成されている。これらの第1電極523および第2電極526は、ITOなどの透明導電材料により形成されている。
On the protective film 509 (liquid crystal layer side) of the
On the other hand, a plurality of strip-shaped
液晶層522内に設けられたスペーサ528は、液晶層522の厚さ(セルギャップ)を一定に保持するための部材である。また、シール材529は液晶層522内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するための部材である。なお、第1電極523の一端部は引き回し配線523aとしてシール材529の外側まで延在している。
そして、第1電極523と第2電極526とが交差する部分が画素であり、この画素となる部分に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
The
A portion where the
通常の製造工程では、カラーフィルタ500に、第1電極523のパターニングおよび第1配向膜524の塗布を行ってカラーフィルタ500側の部分を作成すると共に、これとは別に対向基板521に、第2電極526のパターニングおよび第2配向膜527の塗布を行って対向基板521側の部分を作成する。その後、対向基板521側の部分にスペーサ528およびシール材529を作り込み、この状態でカラーフィルタ500側の部分を貼り合わせる。次いで、シール材529の注入口から液晶層522を構成する液晶を注入し、注入口を閉止する。その後、両偏光板およびバックライトを積層する。
In a normal manufacturing process, patterning of the
実施形態の液滴吐出装置1は、例えば上記のセルギャップを構成するスペーサ材料(機能液)を塗布すると共に、対向基板521側の部分にカラーフィルタ500側の部分を貼り合わせる前に、シール材529で囲んだ領域に液晶(機能液)を均一に塗布することが可能である。また、上記のシール材529の印刷を、機能液滴吐出ヘッド22で行うことも可能である。さらに、第1・第2両配向膜524,527の塗布を機能液滴吐出ヘッド22で行うことも可能である。
The droplet discharge device 1 according to the embodiment applies, for example, a spacer material (functional liquid) that constitutes the cell gap, and before the portion on the
図12は、本実施形態において製造したカラーフィルタ500を用いた液晶装置の第2の例の概略構成を示す要部断面図である。
この液晶装置530が上記液晶装置520と大きく異なる点は、カラーフィルタ500を図中下側(観測者側とは反対側)に配置した点である。
この液晶装置530は、カラーフィルタ500とガラス基板等からなる対向基板531との間にSTN液晶からなる液晶層532が挟持されて概略構成されている。なお、図示していないが、対向基板531およびカラーフィルタ500の外面には偏光板等がそれぞれ配設されている。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a principal part showing a schematic configuration of a second example of a liquid crystal device using the
The
The
カラーフィルタ500の保護膜509上(液晶層532側)には、図中奥行き方向に長尺な短冊状の第1電極533が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極533の液晶層532側の面を覆うように第1配向膜534が形成されている。
対向基板531のカラーフィルタ500と対向する面上には、カラーフィルタ500側の第1電極533と直交する方向に延在する複数の短冊状の第2電極536が所定の間隔で形成され、この第2電極536の液晶層532側の面を覆うように第2配向膜537が形成されている。
On the
A plurality of strip-shaped
液晶層532には、この液晶層532の厚さを一定に保持するためのスペーサ538と、液晶層532内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するためのシール材539が設けられている。
そして、上記した液晶装置520と同様に、第1電極533と第2電極536との交差する部分が画素であり、この画素となる部位に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
The
Similarly to the
図13は、本発明を適用したカラーフィルタ500を用いて液晶装置を構成した第3の例を示したもので、透過型のTFT(Thin Film Transistor)型液晶装置の概略構成を示す分解斜視図である。
この液晶装置550は、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置したものである。
FIG. 13 shows a third example in which a liquid crystal device is configured using a
In the
この液晶装置550は、カラーフィルタ500と、これに対向するように配置された対向基板551と、これらの間に挟持された図示しない液晶層と、カラーフィルタ500の上面側(観測者側)に配置された偏光板555と、対向基板551の下面側に配設された偏光板(図示せず)とにより概略構成されている。
カラーフィルタ500の保護膜509の表面(対向基板551側の面)には液晶駆動用の電極556が形成されている。この電極556は、ITO等の透明導電材料からなり、後述の画素電極560が形成される領域全体を覆う全面電極となっている。また、この電極556の画素電極560とは反対側の面を覆った状態で配向膜557が設けられている。
The
A liquid
対向基板551のカラーフィルタ500と対向する面には絶縁層558が形成されており、この絶縁層558上には、走査線561および信号線562が互いに直交する状態で形成されている。そして、これらの走査線561と信号線562とに囲まれた領域内には画素電極560が形成されている。なお、実際の液晶装置では、画素電極560上に配向膜が設けられるが、図示を省略している。
An insulating
また、画素電極560の切欠部と走査線561と信号線562とに囲まれた部分には、ソース電極、ドレイン電極、半導体、およびゲート電極とを具備する薄膜トランジスタ563が組み込まれて構成されている。そして、走査線561と信号線562に対する信号の印加によって薄膜トランジスタ563をオン・オフして画素電極560への通電制御を行うことができるように構成されている。
In addition, a
なお、上記の各例の液晶装置520,530,550は、透過型の構成としたが、反射層あるいは半透過反射層を設けて、反射型の液晶装置あるいは半透過反射型の液晶装置とすることもできる。
Note that the
次に、図14は、有機EL装置の表示領域(以下、単に表示装置600と称する)の要部断面図である。 Next, FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of a display region (hereinafter simply referred to as a display device 600) of the organic EL device.
この表示装置600は、基板(W)601上に、回路素子部602、発光素子部603および陰極604が積層された状態で概略構成されている。
この表示装置600においては、発光素子部603から基板601側に発した光が、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されると共に、発光素子部603から基板601の反対側に発した光が陰極604により反射された後、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されるようになっている。
The
In the
回路素子部602と基板601との間にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜606が形成され、この下地保護膜606上(発光素子部603側)に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜607が形成されている。この半導体膜607の左右の領域には、ソース領域607aおよびドレイン領域607bが高濃度陽イオン打ち込みによりそれぞれ形成されている。そして陽イオンが打ち込まれない中央部がチャネル領域607cとなっている。
A base
また、回路素子部602には、下地保護膜606および半導体膜607を覆う透明なゲート絶縁膜608が形成され、このゲート絶縁膜608上の半導体膜607のチャネル領域607cに対応する位置には、例えばAl、Mo、Ta、Ti、W等から構成されるゲート電極609が形成されている。このゲート電極609およびゲート絶縁膜608上には、透明な第1層間絶縁膜611aと第2層間絶縁膜611bが形成されている。また、第1、第2層間絶縁膜611a、611bを貫通して、半導体膜607のソース領域607a、ドレイン領域607bにそれぞれ連通するコンタクトホール612a,612bが形成されている。
In the
そして、第2層間絶縁膜611b上には、ITO等からなる透明な画素電極613が所定の形状にパターニングされて形成され、この画素電極613は、コンタクトホール612aを通じてソース領域607aに接続されている。
また、第1層間絶縁膜611a上には電源線614が配設されており、この電源線614は、コンタクトホール612bを通じてドレイン領域607bに接続されている。
A
A
このように、回路素子部602には、各画素電極613に接続された駆動用の薄膜トランジスタ615がそれぞれ形成されている。
Thus, the driving
上記発光素子部603は、複数の画素電極613上の各々に積層された機能層617と、各画素電極613および機能層617の間に備えられて各機能層617を区画するバンク部618とにより概略構成されている。
これら画素電極613、機能層617、および、機能層617上に配設された陰極604によって発光素子が構成されている。なお、画素電極613は、平面視略矩形状にパターニングされて形成されており、各画素電極613の間にバンク部618が形成されている。
The light emitting
The
バンク部618は、例えばSiO、SiO2、TiO2等の無機材料により形成される無機物バンク層618a(第1バンク層)と、この無機物バンク層618a上に積層され、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストにより形成される断面台形状の有機物バンク層618b(第2バンク層)とにより構成されている。このバンク部618の一部は、画素電極613の周縁部上に乗上げた状態で形成されている。
そして、各バンク部618の間には、画素電極613に対して上方に向けて次第に拡開した開口部619が形成されている。
The
An
上記機能層617は、開口部619内において画素電極613上に積層状態で形成された正孔注入/輸送層617aと、この正孔注入/輸送層617a上に形成された発光層617bとにより構成されている。なお、この発光層617bに隣接してその他の機能を有する他の機能層をさらに形成しても良い。例えば、電子輸送層を形成することも可能である。
正孔注入/輸送層617aは、画素電極613側から正孔を輸送して発光層617bに注入する機能を有する。この正孔注入/輸送層617aは、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(機能液)を吐出することで形成される。正孔注入/輸送層形成材料としては、公知の材料を用いる。
The
The hole injection /
発光層617bは、赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)のいずれかに発光するもので、発光層形成材料(発光材料)を含む第2組成物(機能液)を吐出することで形成される。第2組成物の溶媒(非極性溶媒)としては、正孔注入/輸送層617aに対して不溶な公知の材料を用いることが好ましく、このような非極性溶媒を発光層617bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層617aを再溶解させることなく発光層617bを形成することができる。
The
そして、発光層617bでは、正孔注入/輸送層617aから注入された正孔と、陰極604から注入される電子が発光層で再結合して発光するように構成されている。
The
陰極604は、発光素子部603の全面を覆う状態で形成されており、画素電極613と対になって機能層617に電流を流す役割を果たす。なお、この陰極604の上部には図示しない封止部材が配置される。
The
次に、上記の表示装置600の製造工程を図15〜図23を参照して説明する。
この表示装置600は、図15に示すように、バンク部形成工程(S111)、表面処理工程(S112)、正孔注入/輸送層形成工程(S113)、発光層形成工程(S114)、および対向電極形成工程(S115)を経て製造される。なお、製造工程は例示するものに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
Next, a manufacturing process of the
As shown in FIG. 15, the
まず、バンク部形成工程(S111)では、図16に示すように、第2層間絶縁膜611b上に無機物バンク層618aを形成する。この無機物バンク層618aは、形成位置に無機物膜を形成した後、この無機物膜をフォトリソグラフィ技術等によりパターニングすることにより形成される。このとき、無機物バンク層618aの一部は画素電極613の周縁部と重なるように形成される。
無機物バンク層618aを形成したならば、図17に示すように、無機物バンク層618a上に有機物バンク層618bを形成する。この有機物バンク層618bも無機物バンク層618aと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。
このようにしてバンク部618が形成される。また、これに伴い、各バンク部618間には、画素電極613に対して上方に開口した開口部619が形成される。この開口部619は、画素領域を規定する。
First, in the bank part forming step (S111), as shown in FIG. 16, an
When the
In this way, the
表面処理工程(S112)では、親液化処理および撥液化処理が行われる。親液化処理を施す領域は、無機物バンク層618aの第1積層部618aaおよび画素電極613の電極面613aであり、これらの領域は、例えば酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理される。このプラズマ処理は、画素電極613であるITOの洗浄等も兼ねている。
また、撥液化処理は、有機物バンク層618bの壁面618sおよび有機物バンク層618bの上面618tに施され、例えば四フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)される。
この表面処理工程を行うことにより、機能液滴吐出ヘッド22を用いて機能層617を形成する際に、機能液滴を画素領域に、より確実に着弾させることができ、また、画素領域に着弾した機能液滴が開口部619から溢れ出るのを防止することが可能となる。
In the surface treatment step (S112), a lyophilic process and a lyophobic process are performed. The regions to be subjected to the lyophilic treatment are the first stacked portion 618aa of the
In addition, the lyophobic treatment is performed on the
By performing this surface treatment process, when the
そして、以上の工程を経ることにより、表示装置基体600Aが得られる。この表示装置基体600Aは、図1に示した液滴吐出装置1のセットテーブル13に載置され、以下の正孔注入/輸送層形成工程(S113)および発光層形成工程(S114)が行われる。 Then, the display device base 600A is obtained through the above steps. The display device base 600A is placed on the set table 13 of the droplet discharge device 1 shown in FIG. 1, and the following hole injection / transport layer forming step (S113) and light emitting layer forming step (S114) are performed. .
図18に示すように、正孔注入/輸送層形成工程(S113)では、機能液滴吐出ヘッド22から正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を画素領域である各開口部619内に吐出する。その後、図19に示すように、乾燥処理および熱処理を行い、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、画素電極(電極面613a)613上に正孔注入/輸送層617aを形成する。
As shown in FIG. 18, in the hole injection / transport layer forming step (S113), the first composition containing the hole injection / transport layer forming material is transferred from the functional liquid
次に発光層形成工程(S114)について説明する。この発光層形成工程では、上述したように、正孔注入/輸送層617aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第2組成物の溶媒として、正孔注入/輸送層617aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
しかしその一方で、正孔注入/輸送層617aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617a上に吐出しても、正孔注入/輸送層617aと発光層617bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層617bを均一に塗布できない虞がある。
そこで、非極性溶媒並びに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層617aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面処理(表面改質処理)を行うことが好ましい。この表面処理は、発光層形成の際に用いる第2組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、正孔注入/輸送層617a上に塗布し、これを乾燥させることにより行う。
このような処理を施すことで、正孔注入/輸送層617aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617aに均一に塗布することができる。
Next, the light emitting layer forming step (S114) will be described. In this light emitting layer forming step, as described above, in order to prevent re-dissolution of the hole injection /
However, since the hole injection /
Therefore, in order to increase the surface affinity of the hole injection /
By performing such treatment, the surface of the hole injection /
そして次に、図20に示すように、各色のうちのいずれか(図20の例では青色(B))に対応する発光層形成材料を含有する第2組成物を機能液滴として画素領域(開口部619)内に所定量打ち込む。画素領域内に打ち込まれた第2組成物は、正孔注入/輸送層617a上に広がって開口部619内に満たされる。なお、万一、第2組成物が画素領域から外れてバンク部618の上面618t上に着弾した場合でも、この上面618tは、上述したように撥液処理が施されているので、第2組成物が開口部619内に転がり込み易くなっている。
Then, as shown in FIG. 20, the pixel composition (second liquid composition containing a light emitting layer forming material corresponding to one of the colors (blue (B) in the example of FIG. 20)) is used as a functional droplet. A predetermined amount is driven into the opening 619). The second composition driven into the pixel region spreads on the hole injection /
その後、乾燥工程等を行うことにより、吐出後の第2組成物を乾燥処理し、第2組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させ、図21に示すように、正孔注入/輸送層617a上に発光層617bが形成される。この図の場合、青色(B)に対応する発光層617bが形成されている。
Thereafter, by performing a drying process or the like, the discharged second composition is dried, the nonpolar solvent contained in the second composition is evaporated, and as shown in FIG. 21, the hole injection /
同様に、機能液滴吐出ヘッド22を用い、図22に示すように、上記した青色(B)に対応する発光層617bの場合と同様の工程を順次行い、他の色(赤色(R)および緑色(G))に対応する発光層617bを形成する。なお、発光層617bの形成順序は、例示した順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決めることも可能である。また、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライプ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
Similarly, using the functional liquid
以上のようにして、画素電極613上に機能層617、即ち、正孔注入/輸送層617aおよび発光層617bが形成される。そして、対向電極形成工程(S115)に移行する。
As described above, the
対向電極形成工程(S115)では、図23に示すように、発光層617bおよび有機物バンク層618bの全面に陰極604(対向電極)を、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等によって形成する。この陰極604は、本実施形態においては、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。
この陰極604の上部には、電極としてのAl膜、Ag膜や、その酸化防止のためのSiO2、SiN等の保護層が適宜設けられる。
In the counter electrode forming step (S115), as shown in FIG. 23, a cathode 604 (counter electrode) is formed on the entire surface of the
On top of the
このようにして陰極604を形成した後、この陰極604の上部を封止部材により封止する封止処理や配線処理等のその他処理等を施すことにより、表示装置600が得られる。
After forming the
次に、図24は、プラズマ型表示装置(PDP装置:以下、単に表示装置700と称する)の要部分解斜視図である。なお、同図では表示装置700を、その一部を切り欠いた状態で示してある。
この表示装置700は、互いに対向して配置された第1基板701、第2基板702、およびこれらの間に形成される放電表示部703を含んで概略構成される。放電表示部703は、複数の放電室705により構成されている。これらの複数の放電室705のうち、赤色放電室705R、緑色放電室705G、青色放電室705Bの3つの放電室705が組になって1つの画素を構成するように配置されている。
Next, FIG. 24 is an exploded perspective view of an essential part of a plasma display device (PDP device: hereinafter simply referred to as a display device 700). In the figure, the
The
第1基板701の上面には所定の間隔で縞状にアドレス電極706が形成され、このアドレス電極706と第1基板701の上面とを覆うように誘電体層707が形成されている。誘電体層707上には、各アドレス電極706の間に位置し、且つ各アドレス電極706に沿うように隔壁708が立設されている。この隔壁708は、図示するようにアドレス電極706の幅方向両側に延在するものと、アドレス電極706と直交する方向に延設された図示しないものを含む。
そして、この隔壁708によって仕切られた領域が放電室705となっている。
A region partitioned by the
放電室705内には蛍光体709が配置されている。蛍光体709は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色の蛍光を発光するもので、赤色放電室705Rの底部には赤色蛍光体709Rが、緑色放電室705Gの底部には緑色蛍光体709Gが、青色放電室705Bの底部には青色蛍光体709Bが各々配置されている。
A
第2基板702の図中下側の面には、上記アドレス電極706と直交する方向に複数の表示電極711が所定の間隔で縞状に形成されている。そして、これらを覆うように誘電体層712、およびMgOなどからなる保護膜713が形成されている。
第1基板701と第2基板702とは、アドレス電極706と表示電極711が互いに直交する状態で対向させて貼り合わされている。なお、上記アドレス電極706と表示電極711は図示しない交流電源に接続されている。
そして、各電極706,711に通電することにより、放電表示部703において蛍光体709が励起発光し、カラー表示が可能となる。
On the lower surface of the
The
When the
本実施形態においては、上記アドレス電極706、表示電極711、および蛍光体709を、図1に示した液滴吐出装置1を用いて形成することができる。以下、第1基板701におけるアドレス電極706の形成工程を例示する。
この場合、第1基板701を液滴吐出装置1のセットテーブル13に載置された状態で以下の工程が行われる。
まず、機能液滴吐出ヘッド22により、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴としてアドレス電極形成領域に着弾させる。この液体材料は、導電膜配線形成用材料として、金属等の導電性微粒子を分散媒に分散したものである。この導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、またはニッケル等を含有する金属微粒子や、導電性ポリマー等が用いられる。
In the present embodiment, the
In this case, the following steps are performed with the
First, a liquid material (functional liquid) containing a conductive film wiring forming material is landed on the address electrode formation region as a functional liquid droplet by the functional liquid
補充対象となるすべてのアドレス電極形成領域について液体材料の補充が終了したならば、吐出後の液体材料を乾燥処理し、液体材料に含まれる分散媒を蒸発させることによりアドレス電極706が形成される。
When the replenishment of the liquid material is completed for all the address electrode forming regions to be replenished, the
ところで、上記においてはアドレス電極706の形成を例示したが、上記表示電極711および蛍光体709についても上記各工程を経ることにより形成することができる。
表示電極711の形成の場合、アドレス電極706の場合と同様に、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴として表示電極形成領域に着弾させる。
また、蛍光体709の形成の場合には、各色(R,G,B)に対応する蛍光材料を含んだ液体材料(機能液)を機能液滴吐出ヘッド22から液滴として吐出し、対応する色の放電室705内に着弾させる。
By the way, although the formation of the
In the case of forming the
Further, in the case of forming the
次に、図25は、電子放出装置(FED装置あるいはSED装置ともいう:以下、単に表示装置800と称する)の要部断面図である。なお、同図では表示装置800を、その一部を断面として示してある。
この表示装置800は、互いに対向して配置された第1基板801、第2基板802、およびこれらの間に形成される電界放出表示部803を含んで概略構成される。電界放出表示部803は、マトリクス状に配置した複数の電子放出部805により構成されている。
Next, FIG. 25 is a cross-sectional view of an essential part of an electron emission device (also referred to as an FED device or an SED device: hereinafter simply referred to as a display device 800). In the drawing, a part of the
The
第1基板801の上面には、カソード電極806を構成する第1素子電極806aおよび第2素子電極806bが相互に直交するように形成されている。また、第1素子電極806aおよび第2素子電極806bで仕切られた部分には、ギャップ808を形成した導電性膜807が形成されている。すなわち、第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807により複数の電子放出部805が構成されている。導電性膜807は、例えば酸化パラジウム(PdO)等で構成され、またギャップ808は、導電性膜807を成膜した後、フォーミング等で形成される。
On the upper surface of the
第2基板802の下面には、カソード電極806に対峙するアノード電極809が形成されている。アノード電極809の下面には、格子状のバンク部811が形成され、このバンク部811で囲まれた下向きの各開口部812に、電子放出部805に対応するように蛍光体813が配置されている。蛍光体813は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色の蛍光を発光するもので、各開口部812には、赤色蛍光体813R、緑色蛍光体813Gおよび青色蛍光体813Bが、上記した所定のパターンで配置されている。
An
そして、このように構成した第1基板801と第2基板802とは、微小な間隙を存して貼り合わされている。この表示装置800では、導電性膜(ギャップ808)807を介して、陰極である第1素子電極806aまたは第2素子電極806bから飛び出す電子を、陽極であるアノード電極809に形成した蛍光体813に当てて励起発光し、カラー表示が可能となる。
The
この場合も、他の実施形態と同様に、第1素子電極806a、第2素子電極806b、導電性膜807およびアノード電極809を、液滴吐出装置1を用いて形成することができると共に、各色の蛍光体813R,813G,813Bを、液滴吐出装置1を用いて形成することができる。
Also in this case, as in the other embodiments, the
第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807は、図26(a)に示す平面形状を有しており、これらを成膜する場合には、図26(b)に示すように、予め第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807を作り込む部分を残して、バンク部BBを形成(フォトリソグラフィ法)する。次に、バンク部BBにより構成された溝部分に、第1素子電極806aおよび第2素子電極806bを形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)し、その溶剤を乾燥させて成膜を行った後、導電性膜807を形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)する。そして、導電性膜807を成膜後、バンク部BBを取り除き(アッシング剥離処理)、上記のフォーミング処理に移行する。なお、上記の有機EL装置の場合と同様に、第1基板801および第2基板802に対する親液化処理や、バンク部811,BBに対する撥液化処理を行うことが、好ましい。
The
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の装置が考えられる。上記した液滴吐出装置1を各種の電気光学装置(デバイス)の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。 As other electro-optical devices, devices such as metal wiring formation, lens formation, resist formation, and light diffuser formation are conceivable. By using the above-described droplet discharge device 1 for manufacturing various electro-optical devices (devices), various electro-optical devices can be efficiently manufactured.
1 液滴吐出装置、3 XY移動機構、4 描画ユニット、6 制御装置、6a メモリ、6b CPU、13 セットテーブル、20 キャリッジ、21 ,21Aヘッドユニット、22 機能液滴吐出ヘッド、24 ヘッド認識装置 25 ヘッド認識カメラ、31 ヘッド保持部材、31a 端部、31b 端辺、31c 短辺、32 ヘッドプレート、33 圧電素子ユニット、33A X軸圧電素子ユニット、33B Y軸圧電素子ユニット、34 ヘッド固定機構、51 吐出ノズル、52 アライメントマーク、58 固定子、59 固定子移動手段、61 当接ヘッド、61A 第1当接ヘッド、61B 第2当接ヘッド、64 X軸圧電素子、65 Y軸圧電素子、66 Z軸圧電素子、70 微少移動機構、71 X軸圧電モジュール、72 X軸ばね、73 Y軸圧電モジュール、74 Yばね、W 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge device, 3 XY movement mechanism, 4 Drawing unit, 6 Control apparatus, 6a Memory, 6b CPU, 13 Set table, 20 Carriage, 21, 21A head unit, 22 Function droplet discharge head, 24
Claims (16)
前記ヘッド保持部材の両端部に当接し、前記機能液滴吐出ヘッドを、前記ヘッドプレートの平面内においてX軸方向およびY軸方向に微少移動させる一対の圧電素子ユニットと、
前記ヘッド保持部材の両端部に臨み、前記ヘッド保持部材を前記ヘッドプレートに固定する一対のヘッド固定機構と、を備え、
前記各ヘッド固定機構は、前記ヘッド保持部材の各端部を前記ヘッドプレートに固定する固定子と、前記固定子を、前記ヘッド保持部材の各端部を前記ヘッドプレートに固定する固定位置と移動可能に半固定する半固定位置との間で移動させる固定子移動手段と、を有していることを特徴とするヘッドユニット。 A head unit in which a functional liquid droplet ejection head is attached to a head plate through a head holding member fixed to the functional liquid droplet ejection head so as to be adjustable in position.
A pair of piezoelectric element units that are in contact with both ends of the head holding member and slightly move the functional liquid droplet ejection head in the X-axis direction and the Y-axis direction in the plane of the head plate;
A pair of head fixing mechanisms facing both ends of the head holding member, and fixing the head holding member to the head plate,
Each of the head fixing mechanisms includes a stator that fixes each end of the head holding member to the head plate, a stator, and a fixed position that moves each end of the head holding member to the head plate. And a stator moving means for moving between a semi-fixed position where it can be semi-fixed.
前記当接ヘッドに組み込まれ、前記当接ヘッドをX軸方向に振動させるX軸圧電素子と、
前記当接ヘッドに組み込まれ、前記当接ヘッドをY軸方向に振動させるY軸圧電素子と、
前記当接ヘッドに組み込まれ、前記当接ヘッドをZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子と、
前記X軸圧電素子、前記Y軸圧電素子および前記Z軸圧電素子を個別に駆動するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記ヘッド保持部材に対し、前記Z軸圧電素子と前記X軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でX軸方向の正逆の移動調整を行うと共に前記Z軸圧電素子と前記Y軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でY軸方向の正逆の移動調整を行うことを特徴とする請求項1に記載のヘッドユニット。 Each piezoelectric element unit includes a contact head that contacts each end of the head holding member in the Z-axis direction;
An X-axis piezoelectric element that is incorporated in the contact head and vibrates the contact head in the X-axis direction;
A Y-axis piezoelectric element that is incorporated in the contact head and vibrates the contact head in the Y-axis direction;
A Z-axis piezoelectric element that is incorporated in the contact head and vibrates the contact head in the Z-axis direction;
A controller that individually drives the X-axis piezoelectric element, the Y-axis piezoelectric element, and the Z-axis piezoelectric element;
The controller drives the Z-axis piezoelectric element and the X-axis piezoelectric element simultaneously with respect to the head holding member to perform forward / reverse movement adjustment in the X-axis direction based on the phase difference between the Z-axis piezoelectric element and the Z-axis piezoelectric element. 2. The head unit according to claim 1, wherein the Y-axis piezoelectric element is driven at the same time, and forward / reverse movement adjustment in the Y-axis direction is performed based on the phase difference.
前記ヘッド保持部材の各端部に対しZ軸方向に当接する第2当接ヘッドと、前記第2当接ヘッドに組み込まれ、前記第2当接ヘッドをY軸方向に振動させるY軸圧電素子と、前記第2当接ヘッドに組み込まれ、前記第2当接ヘッドをZ軸方向に振動させるZ軸圧電素子と、を含むY軸圧電素子ユニットと、
前記X軸圧電素子、前記Y軸圧電素子および前記両Z軸圧電素子を個別に駆動するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記ヘッド保持部材に対し、前記X軸圧電素子ユニットの前記Z軸圧電素子と前記X軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でX軸方向の正逆の移動調整を行うと共に前記Y軸圧電素子ユニットの前記Z軸圧電素子と前記Y軸圧電素子とを同時に駆動させその位相差でY軸方向の正逆の移動調整を行うことを特徴とする請求項1に記載のヘッドユニット。 Each piezoelectric element unit is incorporated in a first abutting head that abuts each end of the head holding member in the Z-axis direction, and the first abutting head. An X-axis piezoelectric element unit including: an X-axis piezoelectric element that vibrates in a first direction; and a Z-axis piezoelectric element that is incorporated in the first contact head and vibrates the first contact head in the Z-axis direction;
A second abutting head that abuts each end of the head holding member in the Z-axis direction, and a Y-axis piezoelectric element that is incorporated in the second abutting head and vibrates in the Y-axis direction. A Y-axis piezoelectric element unit that includes a Z-axis piezoelectric element that is incorporated in the second abutting head and vibrates the second abutting head in the Z-axis direction;
A controller that individually drives the X-axis piezoelectric element, the Y-axis piezoelectric element, and both the Z-axis piezoelectric elements,
The controller drives the Z-axis piezoelectric element and the X-axis piezoelectric element of the X-axis piezoelectric element unit simultaneously with respect to the head holding member, and performs forward / reverse movement adjustment in the X-axis direction based on the phase difference. 2. The head according to claim 1, wherein the Z-axis piezoelectric element and the Y-axis piezoelectric element of the Y-axis piezoelectric element unit are driven at the same time, and forward / reverse movement adjustment in the Y-axis direction is performed based on the phase difference. unit.
前記コントローラは、前記固定子移動手段の駆動を更に制御し、
前記固定子移動手段により、前記固定子を前記半固定位置とした状態で、前記両圧電素子ユニットを駆動することを特徴とする請求項2または3に記載のヘッドユニット。 The stator moving means has an actuator,
The controller further controls the driving of the stator moving means;
4. The head unit according to claim 2, wherein the piezoelectric element units are driven by the stator moving means in a state where the stator is in the semi-fixed position. 5.
前記ヘッド保持部材を介して前記機能液滴吐出ヘッドを、前記ヘッドプレートの平面内においてX軸方向およびY軸方向に微少移動させる微少移動機構と、
前記ヘッド保持部材の両端部に臨み、前記ヘッド保持部材を前記ヘッドプレートに固定する一対のヘッド固定機構と、を備え、
前記微少移動機構は、前記ヘッド保持部材の一方の長辺の両端部に当接し、前記機能液滴吐出ヘッドをX軸方向に微少移動させる一対のX軸圧電モジュールと、前記ヘッド保持部材の他方の長辺の両端部に当接し、前記各X軸圧電モジュールに抗して前記ヘッド保持部材を付勢する一対のX軸ばねと、前記ヘッド保持部材の一方の短辺に当接し、前記機能液滴吐出ヘッドをY軸方向に微少移動させるY軸圧電モジュールと、前記ヘッド保持部材の他方の短辺に当接し、前記Y軸圧電モジュールに抗して前記ヘッド保持部材を付勢するY軸ばねと、前記両X軸圧電モジュールおよび前記Y軸圧電モジュールを個別に駆動すると共に、前記両X軸圧電モジュールの変位量および前記Y軸圧電モジュールの変位量をそれぞれ制御するコントローラと、を有し、
前記各ヘッド固定機構は、前記ヘッド保持部材の各端部を前記ヘッドプレートに固定する固定子と、前記固定子を、前記ヘッド保持部材の各端部を前記ヘッドプレートに固定する固定位置と移動可能に半固定する半固定位置との間で移動させる固定子移動手段と、を有していることを特徴とするヘッドユニット。 A head unit in which a functional liquid droplet ejection head is attached to a head plate through a head holding member fixed to the functional liquid droplet ejection head so as to be adjustable in position.
A minute movement mechanism that minutely moves the functional liquid droplet ejection head in the X-axis direction and the Y-axis direction in the plane of the head plate via the head holding member;
A pair of head fixing mechanisms facing both ends of the head holding member, and fixing the head holding member to the head plate,
The micro movement mechanism is in contact with both ends of one long side of the head holding member, and moves the functional liquid droplet ejection head in the X axis direction, and the other of the head holding member. A pair of X-axis springs that abut against both end portions of the long side, urge the head holding member against each of the X-axis piezoelectric modules, and a short side of one of the head holding members; A Y-axis piezoelectric module that slightly moves the droplet discharge head in the Y-axis direction, and a Y-axis that abuts against the other short side of the head holding member and biases the head holding member against the Y-axis piezoelectric module And a controller that individually drives the X-axis piezoelectric module and the Y-axis piezoelectric module, and controls the displacement amount of the X-axis piezoelectric module and the displacement amount of the Y-axis piezoelectric module, respectively. Have,
Each of the head fixing mechanisms includes a stator that fixes each end of the head holding member to the head plate, a stator, and a fixed position that moves each end of the head holding member to the head plate. And a stator moving means for moving between a semi-fixed position where it can be semi-fixed.
前記コントローラは、前記固定子移動手段の駆動を更に制御し、
前記固定子移動手段により、前記固定子を前記半固定位置とした状態で、前記一対のX軸圧電モジュールおよび前記Y軸圧電モジュールを駆動することを特徴とする請求項5に記載のヘッドユニット。 The stator moving means has an actuator,
The controller further controls the driving of the stator moving means;
6. The head unit according to claim 5, wherein the pair of X-axis piezoelectric module and the Y-axis piezoelectric module are driven by the stator moving means in a state where the stator is in the semi-fixed position.
前記機能液滴吐出ヘッドを駆動するヘッド駆動手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドの駆動に同期して、ワークに対し前記ヘッドユニットを相対的に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 A head unit according to any one of claims 1 to 4,
Head driving means for driving the functional liquid droplet ejection head;
And a moving means for moving the head unit relative to the work in synchronization with the driving of the functional liquid droplet discharging head.
画像認識の認識結果を前記機能液滴吐出ヘッドの基準位置データと比較して、前記機能液滴吐出ヘッドのX軸方向、Y軸方向およびθ方向のズレ量を求めるズレ量取得手段と、を更に備え、
前記一対の圧電素子ユニットは、前記ズレ量に基づいて前記機能液滴吐出ヘッドを位置補正することを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出装置。 Image recognition means for recognizing the functional liquid droplet ejection head;
A deviation amount acquisition means for comparing a recognition result of image recognition with reference position data of the functional liquid droplet ejection head to obtain a deviation amount of the functional liquid droplet ejection head in the X axis direction, the Y axis direction, and the θ direction; In addition,
The liquid droplet ejection apparatus according to claim 7, wherein the pair of piezoelectric element units corrects the position of the functional liquid droplet ejection head based on the shift amount.
θ方向の位置補正では、一方の前記圧電素子ユニットの前記Z軸圧電素子および前記X圧電素子を駆動すると共に他方の前記圧電素子ユニットの前記Z軸圧電素子のみ駆動することを特徴とする請求項7ないし9のいずれかに記載の液滴吐出装置。 The short side direction of the functional liquid droplet ejection head is the X-axis direction and the long side direction is the Y-axis direction,
The position correction in the θ direction drives the Z-axis piezoelectric element and the X piezoelectric element of one of the piezoelectric element units and drives only the Z-axis piezoelectric element of the other piezoelectric element unit. The droplet discharge device according to any one of 7 to 9.
前記機能液滴吐出ヘッドを駆動するヘッド駆動手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドの駆動に同期して、ワークに対し前記ヘッドユニットを相対的に移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 The head unit according to claim 5 or 6,
Head driving means for driving the functional liquid droplet ejection head;
And a moving means for moving the head unit relative to the work in synchronization with the driving of the functional liquid droplet discharging head.
画像認識の認識結果を前記機能液滴吐出ヘッドの基準位置データと比較して、前記機能液滴吐出ヘッドのX軸方向、Y軸方向およびθ方向のズレ量を求めるズレ量取得手段と、を更に備え、
前記微少移動機構は、前記ズレ量に基づいて前記機能液滴吐出ヘッドを位置補正することを特徴とする請求項12に記載の液滴吐出装置。 Image recognition means for recognizing the functional liquid droplet ejection head;
A deviation amount acquisition means for comparing a recognition result of image recognition with reference position data of the functional liquid droplet ejection head to obtain a deviation amount of the functional liquid droplet ejection head in the X axis direction, the Y axis direction, and the θ direction; In addition,
The liquid droplet ejection apparatus according to claim 12, wherein the minute movement mechanism corrects a position of the functional liquid droplet ejection head based on the shift amount.
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US8205964B2 (en) | 2008-01-08 | 2012-06-26 | Ricoh Company, Ltd. | Head array unit, image forming apparatus including same, and method for manufacturing the head array unit |
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