JP2007136408A - Liquid drop delivery apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge device.
液晶デバイスや有機ELデバイス等の各種デバイスを製造する際の膜パターン形成工程において、機能液の液滴を基板上に吐出する液滴吐出装置(インクジェット装置)が知られている。
液滴吐出装置に設けられている機能液の液滴を吐出するための吐出ヘッドは、使用頻度や時間経過等に応じて、その性能が劣化する可能性がある。そのため、所定のタイミングで劣化した吐出ヘッドを新たなものと交換する作業が必要となる可能性がある。液滴吐出装置の稼動率やスループットの低下を抑制するためには、吐出ヘッドの交換作業を素早く行うことが望ましい。 The performance of the ejection head for ejecting functional liquid droplets provided in the droplet ejection device may deteriorate depending on the frequency of use, the passage of time, and the like. For this reason, there is a possibility that an operation of replacing the ejection head deteriorated at a predetermined timing with a new one may be required. In order to suppress a drop in the operation rate and throughput of the droplet discharge device, it is desirable to quickly replace the discharge head.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、吐出ヘッドの交換を行う場合にも、稼動率等の低下を抑えることができる液滴吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a droplet discharge device that can suppress a decrease in operating rate and the like even when the discharge head is replaced.
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。 In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
本発明の第1の観点によると、基板上に機能液の液滴を吐出可能な複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドを支持する支持部材と、前記複数の吐出ヘッドのうち所定の吐出ヘッドを前記基板上に液滴を吐出可能な所定位置に配置したときに前記所定の吐出ヘッド以外の吐出ヘッドが前記所定位置から離れるように、前記支持部材を駆動する駆動装置と、を備えた液滴吐出装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of ejection heads capable of ejecting functional liquid droplets onto a substrate, a support member that supports the plurality of ejection heads, and a predetermined ejection among the plurality of ejection heads. And a driving device that drives the support member so that an ejection head other than the predetermined ejection head moves away from the predetermined position when the head is disposed on the substrate at a predetermined position where droplets can be ejected. A droplet discharge device is provided.
本発明によれば、駆動装置を用いて支持部材を駆動することで、液滴を吐出可能な吐出ヘッドを所定位置に素早く配置することができ、液滴吐出装置の稼動率等の低下を抑えることができる。 According to the present invention, by driving the support member using the driving device, the ejection head capable of ejecting droplets can be quickly arranged at a predetermined position, and the reduction in the operating rate of the droplet ejection device is suppressed. be able to.
本発明の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドのそれぞれは、前記所定位置に配置されたときに、前記基板の表面と対向する吐出孔が形成された所定面を有し、前記支持部材は、前記複数の吐出ヘッドのうち所定の吐出ヘッドの所定面と前記基板の表面とが対向しているときに、前記所定の吐出ヘッド以外の吐出ヘッドの所定面が、前記所定の吐出ヘッドの所定面とは異なる方向を向くように、前記複数の吐出ヘッドを支持する構成を採用できる。これにより、液滴吐出装置の稼動率等の低下を抑えつつ、所望のデバイスを製造できる。 In the liquid droplet ejection apparatus according to the present invention, each of the ejection heads has a predetermined surface in which an ejection hole facing the surface of the substrate is formed when the ejection head is disposed at the predetermined position, and the support member includes: When the predetermined surface of the predetermined discharge head and the surface of the substrate face each other among the plurality of discharge heads, the predetermined surface of the discharge head other than the predetermined discharge head is the predetermined surface of the predetermined discharge head. A configuration in which the plurality of ejection heads are supported so as to face in a different direction from the above can be employed. This makes it possible to manufacture a desired device while suppressing a decrease in the operating rate of the droplet discharge device.
本発明の液滴吐出装置において、前記所定の吐出ヘッドと前記基板とを所定の基準に対して位置決めするアライメント装置を備えた構成を採用できる。これにより、精度良く基板上に液滴を吐出することができる。 In the droplet discharge device of the present invention, a configuration including an alignment device that positions the predetermined discharge head and the substrate with respect to a predetermined reference can be employed. Thereby, it is possible to eject droplets onto the substrate with high accuracy.
本発明の液滴吐出装置において、前記アライメント装置は、前記吐出ヘッドに設けられたアライメントマークを検出し、前記検出結果に基づいて、前記位置決めする。これにより、吐出ヘッドと基板とを精度良く位置決めできる。 In the droplet discharge device of the present invention, the alignment device detects an alignment mark provided on the discharge head, and performs the positioning based on the detection result. Thereby, the ejection head and the substrate can be accurately positioned.
本発明の液滴吐出装置において、前記吐出ヘッドの状態を検出する検出装置を備え、前記駆動装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記支持部材を駆動する。これにより、良好な状態の吐出ヘッドを用いて基板上に液滴を吐出することができる。 The droplet discharge device of the present invention includes a detection device that detects the state of the discharge head, and the drive device drives the support member based on a detection result of the detection device. As a result, it is possible to discharge droplets onto the substrate using a discharge head in a good state.
本発明の液滴吐出装置において、前記駆動装置は、前記所定位置に配置されている吐出ヘッドが異常であるとき、前記異常が生じた吐出ヘッドを前記所定位置から退かし、他の吐出ヘッドを前記所定位置に配置するように、前記支持部材を駆動する。これにより、異常な吐出ヘッドを他の吐出ヘッドに素早く交換することができる。 In the liquid droplet ejection apparatus according to the aspect of the invention, when the ejection head disposed at the predetermined position is abnormal, the driving device moves the ejection head in which the abnormality has occurred from the predetermined position, and the other ejection head. The support member is driven so as to be disposed at the predetermined position. As a result, an abnormal ejection head can be quickly replaced with another ejection head.
本発明の液滴吐出装置において、前記支持部材は、前記基板の表面に対して傾斜する軸を回転中心として回転可能な支持面を有し、前記複数の吐出ヘッドは、前記支持面の互いに異なる複数の位置のそれぞれに設けられている。これにより、支持部材を回転することで、基板と対向する吐出ヘッドの交換を素早く行うことができる。 In the liquid droplet ejection apparatus according to the aspect of the invention, the support member has a support surface that is rotatable about an axis inclined with respect to the surface of the substrate, and the plurality of ejection heads are different from each other in the support surface. It is provided at each of a plurality of positions. Thereby, the ejection head facing the substrate can be quickly replaced by rotating the support member.
本発明の液滴吐出装置において、前記複数の吐出ヘッドのそれぞれは、前記支持部材に対して着脱可能に支持される。これにより、支持部材に対する吐出ヘッドの交換を行うことができる。 In the liquid droplet ejection apparatus of the present invention, each of the plurality of ejection heads is detachably supported with respect to the support member. Thereby, the ejection head can be replaced with respect to the support member.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、必要に応じて、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set as necessary, and the positional relationship of each member will be described with reference to the XYZ orthogonal coordinate system.
図1は、本実施形態に係る液滴吐出装置(インクジェット装置)IJを示す図である。図1において、液滴吐出装置IJは、基台30と、基台30上に設けられ、基板Pを保持可能なステージ31と、基台30上でステージ31を移動するステージ駆動装置32と、ステージ31の位置を検出する位置検出装置33と、ステージ31に保持されている基板P上に機能液Lの液滴を吐出可能な複数の吐出ヘッド1と、複数の吐出ヘッド1を支持する支持部材2と、支持部材2を駆動する駆動装置10(10A、10B)と、液滴吐出装置IJの動作を制御する制御装置6とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a droplet discharge device (inkjet device) IJ according to the present embodiment. In FIG. 1, the droplet discharge device IJ includes a
ステージ駆動装置32は、基台30上で、基板Pを保持したステージ31をX軸、Y軸、Z軸、θX、θY、θZ方向の6自由度の方向に移動可能である。ここで、θX、θY、及びθZ方向とは、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向である。位置検出装置33は、例えばリニアエンコーダを含み、所定の基準位置に対するステージ31の位置を検出可能である。本実施形態においては、位置検出装置33は、ステージ31の6自由度の方向の位置を検出可能である。
The
図2は支持部材2を下から見た図である。図1及び図2に示すように、支持部材2は、ほぼ円板状の部材であり、基板Pの表面(XY平面)に対して傾斜する軸Gを回転中心として回転可能な吐出ヘッド1を支持する支持面2Aを有している。本実施形態においては、支持部材2は、円錐状の部材の頂点部分を切り取った形状を有しており、その円錐状の部材の側面が支持面2Aとなっている。支持面2Aは、軸Gに対して傾斜している。
FIG. 2 is a view of the
支持部材2は、支持機構7を介して、所定の架台5の下面5Aに支持されている。支持機構7は、支持部材2に接続された第1支持軸3と、第1支持軸3を回転する第1駆動装置10Aと、第1駆動装置10Aを支持する第2支持軸4と、第2支持軸4と架台5の下面5Aとを接続する第2駆動装置10Bとを備えている。
The
第1駆動装置10Aは、第1支持軸3を回転可能である。第1支持軸3は、基板Pの表面(XY平面)に対して傾斜した軸Gを回転中心として回転可能である。制御装置6は、第1駆動装置10Aを用いて、第1支持軸3を回転することにより、その第1支持軸3に支持されている支持部材2の支持面2Aを、軸Gを回転中心として回転する。
The
架台5の下面5Aは、XY平面とほぼ平行であり、第2駆動装置10Bは、下面5Aに沿って、X軸方向及びY軸方向に移動可能である。したがって、第2駆動装置10Bに接続されている第2支持軸4も、第2駆動装置10Bの移動に伴って、X軸方向及びY軸方向に移動可能である。また、第2駆動装置10Bは、第2支持軸4を、Z軸方向、θX、θY、及びθZ方向に移動可能である。すなわち、第2駆動装置10Bは、第2支持軸4を、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、θZ方向の6自由度の方向に移動可能である。制御装置6は、第2駆動装置10Bを用いて、第2支持軸4を駆動することにより、その第2支持軸4に、第1駆動装置10A及び第1支持軸3を介して接続されている支持部材2(支持面2A)を6自由度の方向に移動可能である。したがって、制御装置6は、第2駆動装置10Bを用いて、支持部材2の支持面2Aに支持されている吐出ヘッド1を6自由度の方向に移動可能である。
The
複数の吐出ヘッド1は、支持部材2の支持面2Aの互いに異なる複数の位置のそれぞれに設けられている。吐出ヘッド1は、複数の吐出ノズル(吐出孔)25を備えたマルチノズルタイプの吐出ヘッドであり、吐出ノズル25は、吐出ヘッド1の下面1Aの長手方向に沿って複数並んで設けられている。本実施形態においては、吐出ヘッド1は3つ設けられており、支持部材2の支持面2Aにおいて、互いにほぼ等間隔で放射状に配置されている。また、複数の吐出ヘッド1のそれぞれは、支持部材2の支持面2Aに対して着脱可能に支持されている。
The plurality of
図3は、本実施形態に係る吐出ヘッド1を示す図である。吐出ヘッド1は、電気機械変換方式(ピエゾ方式)で機能液Lの液滴を吐出する。電気機械変換方式は、ピエゾ素子(圧電素子)がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって機能液を貯留した空間に可撓性の部材を介して圧力を与え、この空間から機能液を押し出してノズルから吐出させるものである。
FIG. 3 is a view showing the
図3において、吐出ヘッド1は、機能液を収容する液体室21と、液体室21と隣接する位置に設けられ、液滴を吐出させるためのピエゾ素子22とを備えている。ピエゾ素子22は、液滴を吐出させるために、図中、矢印Hで示すように、所定のストロークで変形する。
In FIG. 3, the
液体室21には、機能液Lを収容するタンク23から、供給系23Aを介して機能液Lが供給される。また、ピエゾ素子22には、駆動回路24が接続されている。制御装置6は、駆動回路24を介してピエゾ素子22に電圧を印加し、ピエゾ素子22を変形させることにより、液体室21を変形させ、吐出ノズル25から機能液Lの液滴を吐出する。この場合、制御装置6は、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子22の歪み量を制御する。また、制御装置6は、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子22の歪み速度を制御する。
The functional liquid L is supplied to the
図1に戻って、支持部材2の支持面2Aに支持されている複数の吐出ヘッド1のうち、基板Pの表面と対向している吐出ヘッド1の下面1Aに設けられている吐出ノズル25から、その基板P上に液滴が吐出される。すなわち、制御装置6は、吐出ヘッド1より基板P上に機能液Lの液滴を吐出するとき、駆動装置10A、10Bを駆動し、支持部材2の支持面2Aに支持されている複数の吐出ヘッド1のうち、所定の吐出ヘッド1を、基板P上に液滴を吐出可能な位置、すなわち、その吐出ヘッド1の下面1Aが基板Pの表面と対向する位置に配置し、その所定の吐出ヘッド1の下面1Aに形成されている吐出ノズル25より基板P上に液滴を吐出する。
Returning to FIG. 1, the discharge nozzles 25 provided on the
以下の説明においては、基板P上に液滴を吐出可能な吐出ヘッド1の位置を適宜、第1の位置PJ1、と称する。すなわち、第1の位置PJ1に配置された吐出ヘッド1の下面1Aと、ステージ31に保持されている基板Pの表面とは対向する。
In the following description, the position of the
上述のように、支持面2Aは、軸Gに対して傾斜しており、支持面2Aに支持されている複数の吐出ヘッド1のうち、所定の吐出ヘッド1が第1の位置PJ1に配置されているときに、その所定の吐出ヘッド1以外の他の吐出ヘッド1は、基板Pの表面と対向する位置から離れた第2の位置PJ2に配置される。支持部材2は、複数の吐出ヘッド1のうち、所定の吐出ヘッド1の下面1Aと基板Pの表面とが対向しているときに、所定の吐出ヘッド1以外の他の吐出ヘッド1の下面1Aが、所定の吐出ヘッド1の下面1Aとは異なる方向を向くように、複数の吐出ヘッド1を支持する。このように、制御装置6は、第1、第2駆動装置10A、10Bを用いて、複数の吐出ヘッド1のうち所定の吐出ヘッド1を第1の位置PJ1に配置したときに、他の吐出ヘッド1を第1の位置PJ1から離れるように、支持部材2を駆動する。
As described above, the
また、本実施形態の液滴吐出装置IJは、吐出ヘッド1の状態を検出する検出装置35を備えている。検出装置35は、吐出ヘッド1の液滴の吐出状態を検出する。本実施形態の検出装置35は、CCD等の撮像素子を含み、基板P上に吐出された機能液Lの液滴の画像を取得可能である。検出装置35は、基板Pの上方に配置されており、基板Pの表面に吐出された機能液Lの液滴の画像を、基板Pの上方から観察する。また、検出装置35は、所定の基準位置に対する基板P上の液滴の位置を検出可能である。
Further, the droplet discharge device IJ of the present embodiment includes a
図4は、検出装置35が吐出ヘッド1の液滴の吐出状態を検出(観察)する動作を模式的に示す図である。なお図4では模式的に示しているが、検出装置35は、図1に示すように、吐出ヘッド1と並んだ位置に配置されている。検出装置35を用いて、吐出ヘッド1の吐出状態を検出する際、制御装置6は、吐出ヘッド1より、基板P上に液滴を吐出する。吐出ヘッド1の吐出状態が正常である場合、基板P上に供給された後の液滴の間隔D2は、吐出ノズル25の間隔D1に応じた値となり、X軸方向にほぼ一定間隔で複数並んで配置される。一方、吐出ヘッド1の吐出状態が異常である場合、例えば、所謂飛行曲がり等が生じた場合、基板P上に供給された後の液滴の間隔D2は、吐出ノズル25の間隔D1とは異なる値となったり、不均一(不等間隔)で複数並んで配置される。検出装置35は、基板P上に供給された液滴の画像を取得し、その液滴どうしの間隔、あるいは所定の基準位置に対する基板P上の各液滴の位置を検出することで、吐出ヘッド1の吐出状態が正常であるか異常であるかを判断することができる。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an operation in which the
また、本実施形態の液滴吐出装置IJは、第1の位置PJ1に配置された吐出ヘッド1と基板Pとを所定の基準位置に対して位置決めするアライメント装置40を備えている。本実施形態のアライメント装置40は、ステージ31の上面の所定位置に設けられており、吐出ヘッド1に設けられたアライメントマークを検出可能である。図2に示すように、吐出ヘッド1の下面1Aにはアライメントマーク8が複数形成されており、ステージ31上に設けられたアライメント装置40は、そのアライメント装置40と対向する位置に配置された吐出ヘッド1の下面1Aのアライメントマーク8の画像を取得可能である。
Further, the droplet discharge apparatus IJ of the present embodiment includes an
図5は、アライメント装置40がアライメントマーク8を検出する動作を模式的に示す図である。制御装置6は、アライメント装置40と吐出ヘッド1の下面1Aとを対向させ、アライメント装置40を用いて、吐出ヘッド1の下面1Aに設けられたアライメントマーク8を検出し、その検出結果に基づいて、所定の吐出ヘッド1と基板Pとを所定の基準位置に対して位置決めする。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an operation in which the
所定の吐出ヘッド1と基板Pとを所定の基準位置に対して位置決めする場合、まず、制御装置6は、位置検出装置33の検出結果をモニタしつつ、ステージ駆動装置32を用いて、所定の基準位置にステージ31を位置決めする。これにより、ステージ31上のアライメント装置40も所定の基準位置に対して所定の位置に配置される。そして、制御装置6は、ステージ31の位置、ひいてはアライメント装置40の位置を停止(固定)した状態で、アライメント装置40の検出領域(検出視野)に、アライメントマーク8が配置されるように、駆動装置10A、10Bを駆動して、吐出ヘッド1を移動する。制御装置6は、アライメント装置40の検出領域にアライメントマーク8が配置されるように、駆動装置10A、10Bを駆動して、吐出ヘッド1をXY方向に移動することにより、吐出ヘッド1のXY方向の位置調整を行うことができる。また、アライメント装置40は、アライメント装置40の検出基準面と吐出ヘッド1の下面1A(アライメントマーク8)との距離(Z軸方向の距離)を検出する機能も有している。制御装置6は、アライメント装置40の検出結果をモニタしつつ、駆動装置10A、10Bを駆動して、吐出ヘッド1をZ軸方向に移動することにより、吐出ヘッド1のZ軸方向の位置調整を行うことができる。また、図2に示したように、アライメントマーク8は、1つの吐出ヘッド1について複数(図では3つ)設けられており、各アライメントマーク8のそれぞれを検出することにより、制御装置6は、第1の位置PJ1に配置された所定の吐出ヘッド1のθX、θY、及びθZ方向の位置調整を行うことが可能である。このように、制御装置6は、アライメント装置40の検出結果に基づいて、所定の基準位置に位置決めされているステージ31に対して、所定の吐出ヘッド1の6自由度の方向に関する位置調整を行うことができる。
When positioning the
次に、上述の構成を有する液滴吐出装置IJの動作について説明する。制御装置6は、基板P上に液滴を吐出するために、図5を参照して説明したように、アライメント装置40を用いて、所定の基準位置に位置決めされたステージ31に対する吐出ヘッド1の位置調整を行う。これにより、吐出ヘッド1は、ステージ31に保持されている基板Pに対して所定の位置に配置される。また、制御装置6は、必要に応じて、図4を参照して説明したように、吐出ヘッド1の吐出状態を検出し、吐出状態が正常であると判断した場合、基板P上に液滴を吐出する動作を開始する。吐出ヘッド1は、吐出ノズル25より、ステージ31に支持されている基板Pに対して機能液Lの液滴を吐出する。本実施形態においては、制御装置6は、第2駆動装置10Bとステージ駆動装置32とを制御し、吐出ヘッド1と基板Pを保持するステージ31とをXY方向に相対的に移動しつつ、基板P上に機能液Lの液滴を供給する。
Next, the operation of the droplet discharge device IJ having the above configuration will be described. As described with reference to FIG. 5, the control device 6 uses the
基板Pの表面と対向する位置に配置されている所定の吐出ヘッド1は、基板Pの表面に対して最適な位置に配置されているので、液滴を基板P上の所望の位置に吐出することができる。また、他の吐出ヘッド1は、基板Pとは離れた第2の位置PJ2に配置されているので、他の吐出ヘッド1から基板P上に不要な機能液の滴や異物等が落下して付着する等といった不具合が生じることを抑制することができる。
Since the
制御装置6は、所定のタイミングで、検出装置35を用いて、吐出ヘッド1の吐出状態を検出する。制御装置6は、検出装置35の検出結果に基づいて、駆動装置10A、10Bを用いて、支持部材2を駆動する。具体的には、制御装置6は、検出装置35の検出結果に基づいて、第1の位置PJ1に配置されている吐出ヘッド1が異常であると判断したとき、その異常が生じた吐出ヘッド1を第1の位置PJ1から退かし、他の吐出ヘッド1が第1の位置PJ1に配置されるように、第1、第2駆動装置10A、10Bを用いて、支持部材2を駆動する。例えば、制御装置6は、第1駆動装置10Aを用いて、軸Gを回転中心として支持部材2を回転し、第1の位置PJ1に配置されている異常な吐出ヘッド1を、基板Pから遠ざけるように移動する。支持部材2が回転することにより、正常な他の吐出ヘッド1が、第1の位置PJ1に配置される。制御装置6は、その第1の位置PJ1に配置された吐出ヘッド1の位置調整を、アライメント装置40を用いて実行した後、その吐出ヘッド1から機能液Lの液滴を基板P上に吐出する。
The control device 6 detects the ejection state of the
このように、第1の位置PJ1に配置されている所定の吐出ヘッド1に異常が生じても、支持部材2を回転することで、その異常な吐出ヘッド1を第1の位置PJ1から退かし、直ちに、正常な(新たな)吐出ヘッド1を第1の位置PJ1に配置することができる。したがって、液滴吐出装置IJの稼動率等の低下を抑制することができる。
As described above, even if an abnormality occurs in the
そして、吐出ヘッド1は、支持部材2に対して着脱可能に支持されているので、液滴吐出装置IJの稼動を妨げることなく、例えば装置のメンテナンス作業時等の所定のタイミングで、異常が生じた吐出ヘッド1を、新たな(正常な)吐出ヘッド1と交換することができる。
Since the
なお、上述の各実施形態において、機能液(インク)Lとしては、種々のものを用いることができる。機能液とは、液中に含まれる膜成分を膜化することによって所定の機能を有する膜(機能膜)を形成し得るものをいう。係る機能としては、電気・電子的機能(導電性、絶縁性、圧電性、焦電性、誘電性等)、光学的機能(光選択吸収、反射性、偏光性、光選択透過性、非線形光学性、蛍光あるいはリン光等のルミネッセンス、フォトクロミック性等)、磁気的機能(硬磁性、軟磁性、非磁性、透磁性等)、化学的機能(吸着性、脱着性、触媒性、吸水性、イオン伝導性、酸化還元性、電気化学特性、エレクトロクロミック性等)、機械的機能(耐摩耗性等)、熱的機能(伝熱性、断熱性、赤外線放射性等)、生体的機能(生体適合性、抗血栓性等)等の種々の機能がある。 In each of the above-described embodiments, various functional liquids (inks) L can be used. The functional liquid means a film that can form a film having a predetermined function (functional film) by forming a film component contained in the liquid into a film. Such functions include electrical and electronic functions (conductive, insulating, piezoelectric, pyroelectric, dielectric, etc.), optical functions (light selective absorption, reflectivity, polarization, light selective transmission, nonlinear optics) , Luminescence such as fluorescence or phosphorescence, photochromic, etc.), magnetic function (hard magnetic, soft magnetic, non-magnetic, magnetic permeability, etc.), chemical function (adsorbing, desorbing, catalytic, water absorbing, ion) Conductivity, redox properties, electrochemical properties, electrochromic properties, etc.), mechanical functions (wear resistance, etc.), thermal functions (heat transfer, heat insulation, infrared radiation, etc.), biological functions (biocompatibility, There are various functions such as antithrombotic properties.
なお、上述の各実施形態においては、吐出ヘッド1の吐出方式として、電気機械変換方式(ピエゾ方式)を例にして説明したが、液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気熱変換方式(バブルジェット(登録商標)方式)、静電吸引方式などであってもよい。帯電制御方式は、機能液に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で機能液の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に30kg/cm2 程度の超高圧を印加してノズル先端側に機能液を送出するものであり、制御電圧をかけない場合には機能液が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると機能液に静電的な反発が起こり、機能液が飛散してノズルから吐出されない。
In each of the above-described embodiments, the electromechanical conversion method (piezo method) has been described as an example of the discharge method of the
また、電気熱変換方式(バブルジェット(登録商標)方式)は、機能液を貯留した空間内に設けたヒータにより、機能液を急激に気化させてバブル(泡)を発生させ、バブルの圧力によって空間内の機能液を吐出させるものである。静電吸引方式は、機能液を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに機能液のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから機能液を引き出すものである。また、この他に、電場による機能液の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。 In addition, the electrothermal conversion method (Bubble Jet (registered trademark) method) causes the functional liquid to be rapidly vaporized by a heater provided in the space in which the functional liquid is stored, thereby generating bubbles (bubbles). The functional liquid in the space is discharged. In the electrostatic attraction method, a minute pressure is applied to the space in which the functional liquid is stored, a meniscus of the functional liquid is formed on the nozzle, and the electrostatic liquid is applied in this state before the functional liquid is drawn out. In addition to this, techniques such as a system that uses a change in the viscosity of the functional liquid due to an electric field, a system that uses a discharge spark, and the like can also be applied.
なお、上述した実施形態において、液滴吐出装置IJを用いて製造されるデバイスとしては、電気光学装置が挙げられる。ここで、電気光学装置とは、電界により物質の屈折率を変化させて光の透過率を変化させる電気光学効果を有する装置、及び電気エネルギーを光学エネルギ−に変換する装置の少なくとも一方を含む。具体的には、電気光学装置としては、例えば、電気光学物質として液晶を用いる液晶装置、電気光学物質として有機EL(Electro-Luminescence)を用いる有機EL装置、無機ELを用いる無機EL装置、電気光学物質としてプラズマ用ガスを用いるプラズマディスプレイ装置(PDP:Plasma Display Panel)等が挙げられる。更に、電気光学装置としては、例えば、電気泳動ディスプレイ装置(EPD:Electrophoretic Display)、フィールドエミッションディスプレイ装置(FED:電界放出表示装置:Field Emission Display)等が挙げられる。 In the above-described embodiment, an electro-optical device is an example of a device manufactured using the droplet discharge device IJ. Here, the electro-optical device includes at least one of a device having an electro-optic effect that changes a light transmittance by changing a refractive index of a substance by an electric field, and a device that converts electric energy into optical energy. Specifically, as an electro-optical device, for example, a liquid crystal device using a liquid crystal as an electro-optical material, an organic EL device using an organic EL (Electro-Luminescence) as an electro-optical material, an inorganic EL device using an inorganic EL, and an electro-optical device Examples thereof include a plasma display panel (PDP) using a plasma gas as a substance. Furthermore, examples of the electro-optical device include an electrophoretic display device (EPD: Electrophoretic Display), a field emission display device (FED: Field Emission Display device), and the like.
さらに、液滴吐出装置IJは、電気光学装置を含む基板(基材)を有するデバイスであって、その基板(基材)に液滴(インク)を吐出する工程を用いることができる各種デバイスの製造工程において用いることができる。例えば、プリント回路基板の電気配線を形成するために、液状金属や導電性材料、金属含有塗料などをインクジェット方式にて吐出して金属配線などをする構成、基材上に形成される微細なマイクロレンズをインクジェット方式による吐出にて光学部材を形成する構成、基板上に塗布するレジストを必要な部分だけに塗布するようにインクジェット方式にて吐出する構成、プラスチックなどの透光性基板などに光を散乱させる凸部や微小白パターンなどをインクジェット方式にて吐出形成して光散乱板を形成する構成、DNA(deoxyribonucleic acid:デオキシリボ核酸)チップ上にマトリクス配列するスパイクスポットにRNA(ribonucleic acid:リボ核酸)をインクジェット方式にて吐出させて蛍光標識プローブを作製してDNAチップ上でハイブリタゼーションさせるなど、基材に区画されたドット状の位置に、試料や抗体、DNAなどをインクジェット方式にて吐出させてバイオチップを形成する構成などにも利用できる。 Furthermore, the droplet discharge device IJ is a device having a substrate (base material) including an electro-optical device, and various devices that can use a step of discharging droplets (ink) onto the substrate (base material). It can be used in the manufacturing process. For example, in order to form electric wiring of a printed circuit board, a liquid metal, a conductive material, a metal-containing paint, etc. are ejected by an ink jet method to form a metal wiring, etc. A configuration in which an optical member is formed by ejecting a lens by an inkjet method, a configuration in which a resist to be applied on a substrate is applied only to a necessary portion, a configuration in which the lens is ejected, a light-transmitting substrate such as a plastic, etc. A structure in which light-scattering plates are formed by ejecting and forming convex portions and small white patterns to be scattered by an ink jet method, RNA (ribonucleic acid: ribonucleic acid) in spike spots arranged in a matrix on a DNA (deoxyribonucleic acid) chip ) Are ejected by an inkjet method to produce a fluorescently labeled probe and hive on a DNA chip. For example, it may be used for a configuration in which a biochip is formed by ejecting a sample, an antibody, DNA, or the like to a dot-like position partitioned by a base material by an inkjet method.
また、液晶装置としても、TFTなどのトランジスタやTFDのスイッチング素子(アクティブ素子)を画素に備えたアクティブマトリクス液晶パネルなど、画素電極を取り囲む隔壁を形成し、この隔壁にて形成される凹部にインクをインクジェット方式にて吐出してカラーフィルタを形成するような構成のもの、画素電極上にインクとして色材および導電材を混合したものをインクジェット方式にて吐出して、画素電極上に形成するカラーフィルタを導電性カラーフィルタとして形成する構成、基板間のギャップを保持するためのスペーサの粒をインクジェット方式にて吐出形成する構成など、液晶装置の電気光学系を構成するいずれの部分にも適用可能である。 In addition, as a liquid crystal device, a partition surrounding a pixel electrode is formed such as an active matrix liquid crystal panel including a transistor such as a TFT or a TFD switching element (active element) in a pixel, and ink is formed in a recess formed by the partition. A color filter is formed on the pixel electrode by ejecting a mixture of a color material and a conductive material as ink onto the pixel electrode and ejecting the ink by the inkjet method. Applicable to any part of the electro-optic system of liquid crystal devices, such as a structure in which the filter is formed as a conductive color filter, or a structure in which spacer particles for maintaining a gap between the substrates are ejected and formed by an inkjet method. It is.
さらに、カラーフィルタに限られず、EL装置など、他のいずれの電気光学装置に適用でき、EL装置としても、R、G、Bの3色に対応するELが帯状に形成されるストライプ型や、上述したように、各画素毎に発光層に流す電流を制御するトランジスタを備えたアクティブマトリックス型の表示装置、あるいはパッシブマトリックス型に適用するものなど、いずれの構成でもできる。 Furthermore, the present invention is not limited to color filters, and can be applied to any other electro-optical device such as an EL device. As an EL device, a stripe type in which EL corresponding to three colors of R, G, and B is formed in a strip shape, As described above, any configuration such as an active matrix display device including a transistor for controlling a current flowing in the light emitting layer for each pixel or a passive matrix display device can be used.
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
1…吐出ヘッド、1A…下面、2…支持部材、2A…下面、8…アライメントマーク、10(10A、10B)…駆動装置、25…吐出ノズル、35…検出装置、40…アライメント装置、L…機能液、P…基板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の吐出ヘッドを支持する支持部材と、
前記複数の吐出ヘッドのうち所定の吐出ヘッドを前記基板上に液滴を吐出可能な所定位置に配置したときに前記所定の吐出ヘッド以外の吐出ヘッドが前記所定位置から離れるように、前記支持部材を駆動する駆動装置と、を備えた液滴吐出装置。 A plurality of ejection heads capable of ejecting functional liquid droplets on a substrate;
A support member for supporting the plurality of ejection heads;
The support member is arranged such that when a predetermined discharge head among the plurality of discharge heads is disposed at a predetermined position where droplets can be discharged onto the substrate, discharge heads other than the predetermined discharge head are separated from the predetermined position. A droplet discharge device comprising:
前記支持部材は、前記複数の吐出ヘッドのうち所定の吐出ヘッドの所定面と前記基板の表面とが対向しているときに、前記所定の吐出ヘッド以外の吐出ヘッドの所定面が、前記所定の吐出ヘッドの所定面とは異なる方向を向くように、前記複数の吐出ヘッドを支持する請求項1記載の液滴吐出装置。 Each of the ejection heads has a predetermined surface on which an ejection hole facing the surface of the substrate is formed when arranged at the predetermined position;
The support member has a predetermined surface of the discharge head other than the predetermined discharge head when the predetermined surface of the predetermined discharge head of the plurality of discharge heads faces the surface of the substrate. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the plurality of discharge heads are supported so as to face a direction different from a predetermined surface of the discharge heads.
前記駆動装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記支持部材を駆動する請求項1〜4のいずれか一項記載の液滴吐出装置。 A detection device for detecting the state of the ejection head;
5. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the drive device drives the support member based on a detection result of the detection device.
前記複数の吐出ヘッドは、前記支持面の互いに異なる複数の位置のそれぞれに設けられている請求項1〜6のいずれか一項記載の液滴吐出装置。 The support member has a support surface that is rotatable about an axis inclined with respect to the surface of the substrate,
The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of ejection heads are provided at each of a plurality of different positions on the support surface.
The droplet discharge device according to claim 1, wherein each of the plurality of discharge heads is detachably supported with respect to the support member.
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