JP2009247948A - 液滴吐出装置、機能液の着弾位置補正方法、電気光学装置の製造方法および電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の機械的精度や基板の製造上の精度に係わらず、機能液滴吐出ヘッドにより基板上の区画部に機能液を精度良く着弾させることができる液滴吐出装置、機能液の着弾位置補正方法、電気光学装置の製造方法および電気光学装置を提供する。
【解決手段】多数の区画部９９がバンク部６１８によりマトリクス状に画成された基板６０１に対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッド１７を相対的に走査し、多数の区画部９９に向って機能液を吐出・着弾させる描画手段と、少なくとも基板６０１の一部において、着弾した機能液が区画部９９からバンク部６１８にはみ出した状態を画像認識する着弾結果認識手段と、画像認識の結果に基づいて、はみ出しを抑制するように機能液の吐出・着弾位置を補正する位置補正手段と、を備えたものである。
【選択図】図８

Description

本発明は、マトリクス状の多数の区画部を有する基板に対して、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドにより機能液を吐出して描画を行なう液滴吐出装置、機能液の着弾位置補正方法、電気光学装置の製造方法および電気光学装置に関するものである。

従来、インクジェットヘッドにより、基板上のバンク部によって画成された微小な素子部にインクを着弾させてカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造装置が知られている（特許文献１参照）。この製造装置では、素子部とインクジェットヘッド（のノズル）とを位置合わせするために、基板の非描画領域の副走査方向に形成された複数のアライメントマークの近傍に、各アライメントマークに対応させて複数のインクを吐出・着弾させ、この各アライメントマークおよび各インク間の距離を画像認識により算出し、その算出結果に基づいて、インクジェットヘッドを位置決め（着弾位置の補正）するようにしている。
特開平１１−２７１１号公報

上記従来の位置決め（補正）方法は、副走査方向においてインクジェットヘッドのノズルと素子部とを位置合わせするものであり、例えば主走査方向の機械的な走査精度や、基板の製造上の精度が不十分な場合、インクを素子部に精度良く着弾させることができない。特に、分解能の高いカラーフィルタにおいては、インクが素子部からバンク部にはみ出して着弾してしまうという問題がある。これにより、色ムラや筋ムラが生ずることになる。一方、インクの着弾精度を決定づける要因は多岐にわたるため、効率良く着弾精度を高めるには多大な手間とコストがかかる問題がある。

本発明は、装置の機械的精度や基板の製造上の精度に係わらず、機能液滴吐出ヘッドにより基板上の区画部に機能液を精度良く着弾させることができる液滴吐出装置、機能液の着弾位置補正方法、電気光学装置の製造方法および電気光学装置を提供することをその課題としている。

本発明の液滴吐出装置は、多数の区画部がバンク部によりマトリクス状に画成された基板に対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に走査し、多数の区画部に向って機能液を吐出・着弾させる描画手段と、少なくとも基板の一部において、着弾した機能液が区画部からバンク部にはみ出した状態を画像認識する着弾結果認識手段と、画像認識の結果に基づいて、はみ出しを抑制するように機能液の吐出・着弾位置を補正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の機能液の着弾位置補正方法は、多数の区画部がバンク部によりマトリクス状に画成された基板に対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に走査し、多数の区画部に向って機能液を吐出・着弾させる描画工程と、少なくとも基板の一部において、着弾した機能液が区画部からバンク部にはみ出した状態を画像認識する着弾結果認識工程と、画像認識の結果に基づいて、はみ出しを抑制するように機能液の吐出・着弾位置を補正する位置補正工程と、を備えたことを特徴とする。

これらの構成によれば、機能液滴吐出ヘッドは、実描画に使用する基板（区画部）への吐出結果に基づいて、各区画部に対する機能液の吐出位置（着弾位置）が補正されるため、機能液を各区画部からはみ出すことなく正確に吐出・着弾させることができる。すなわち、基板の製造上の精度や装置の機械的精度に関係なく、機能液を精度良く吐出・着弾させることができる。これにより、実描画における描画品質の低下を有効に防止することができる。

この場合、描画手段は、各区画部に対し、機能液滴吐出ヘッドの複数の吐出ノズルから複数ショットの機能液を吐出・着弾させることが、好ましい。

この構成によれば、例えば、各吐出ノズルの機能液吐出量にばらつきがあっても、各区画部に対する機能液の着弾量を平均化することができる。

この場合、着弾結果認識手段は、基板の相互に離間した任意の複数箇所を画像認識することが、好ましい。

この構成によれば、基板の複数箇所で区画部からの機能液のはみ出しを認識することができるため、機能液の吐出・着弾位置の補正精度を上げることができる。すなわち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびθ方向の位置ズレを認識できるだけでなく、基板の膨張・収縮による位置ズレも認識することができ、且つこれを補正することができる。

この場合、位置補正手段は、画像認識の結果からＸ軸方向のＸ軸はみ出し量およびＹ軸方向のＹ軸はみ出し量を取得し、Ｘ軸はみ出し量およびＹ軸はみ出し量に基づいて、機能液の吐出・着弾位置を補正することが、好ましい。

この構成によれば、Ｘ軸はみ出し量およびＹ軸はみ出し量から、機能液の吐出・着弾位置を簡単且つ精度良く補正することができる。なお、Ｘ軸はみ出し量およびＹ軸はみ出し量の取得は、区画部から各方向へはみ出した機能液のはみ出し寸法あるいははみ出し面積を求めることで行うことが、好ましい。

本発明の電気光学装置の製造方法は、上記に記載の液滴吐出装置を用い、基板上の各区画部に機能液による成膜部を形成することを特徴とする。

本発明の電気光学装置は、上記に記載の液滴吐出装置を用い、基板上の各区画部に機能液による成膜部を形成したことを特徴とする。

この構成によれば、高品質の電気光学装置を効率良く製造することができる。なお、機能材料としては、有機ＥＬ装置の発光材料（Electro-Luminescence発光層・正孔注入層）は元より、液晶表示装置に用いるカラーフィルタのフィルタ材料、電子放出装置（Field Emission Display, ＦＥＤ）の蛍光材料（蛍光体）、ＰＤＰ（plasma Display Panel）装置の蛍光材料（蛍光体）、電気泳動表示装置の泳動体材料（泳動体）等であって、機能液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）により吐出可能な液体材料を言う。また、電気光学装置（Flat Panel Display, ＦＰＤ）としては、有機ＥＬ装置、液晶表示装置、電子放出装置、ＰＤＰ装置、電気泳動表示装置等がある。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、有機ＥＬ装置の各画素となる発光層を形成するものである。

図１ないし図３に示すように、液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース３０上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在して、基板６０１をＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル２と、複数本の支柱７８を介してＸ軸テーブル２を跨ぐように架け渡された一対のＹ軸支持ベース２８上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル３と、複数の機能液滴吐出ヘッド１７が搭載された１０個のキャリッジユニット４と、から成り、１０個のキャリッジユニット４は、Ｙ軸テーブル３に移動自在に吊設されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバ５と、チャンバ５を貫通して、チャンバ５の外部から内部の機能液滴吐出ヘッド１７に機能液を供給する３組の機能液供給装置を有した機能液供給ユニット６と、を備えている。Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド１７を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット６から供給されたＲ・Ｇ・Ｂ３色の機能液を吐出させ、基板６０１に所定の描画パターンが描画される（詳細は、後述する。）。

また、液滴吐出装置１には、フラッシングユニット５１、吸引ユニット５２、ワイピングユニット５３、吐出性能検査ユニット５４から成るメンテナンス装置７が設けられており、各ユニットを機能液滴吐出ヘッド１７の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド１７の機能維持・機能回復を図るようになっている（詳細は後述する。）。

実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３が交わるエリアが基板６０１の描画を行う描画エリア１０１が、Ｙ軸テーブル３およびメンテナンス装置７が交わるエリアが機能液滴吐出ヘッド１７の機能維持・機能回復を行うメンテナンスエリア１０２が、それぞれ構成されている。そして、描画を行う場合には描画エリア１０１に、メンテナンスを行う場合にはメンテナンスエリア１０２に、それぞれキャリッジユニット４を臨ませるようになっている。

図２および図３に示すように、Ｘ軸テーブル２は、基板６０１をセットするセットテーブル１１と、セットテーブル１１をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第１スライダ１２と、上記のフラッシングユニット５１およびステージユニット７１をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第２スライダ１３と、Ｘ軸方向に延在し、Ｘ軸第１スライダ１２を介してセットテーブル１１（基板６０１）をＸ軸方向に移動させると共に、Ｘ軸第２スライダ１３をＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸リニアモータ（図示省略）と、Ｘ軸リニアモータに並設され、Ｘ軸第１スライダ１２およびＸ軸第２スライダ１３の移動を案内する一対のＸ軸共通支持ベース１４と、を備えている。

セットテーブル１１は、基板６０１を吸着セットする吸着テーブル２５と、吸着テーブル２５を支持し、吸着テーブル２５にセットした基板６０１の位置をθ軸方向に補正するためのθテーブル２６等を有している。また、セットテーブル１１のＹ軸方向と平行な一対の辺には、それぞれ後述する描画前フラッシングユニット６１，６１が添設されている。

Ｙ軸テーブル３は、１０個の各キャリッジユニット４をそれぞれ吊設した１０個のブリッジプレート２７と、１０個のブリッジプレート２７を両持ちで支持する１０組のＹ軸スライダ（図示省略）と、一対のＹ軸支持ベース２８上に設置され、１０組のＹ軸スライダを介してブリッジプレート２７をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。また、Ｙ軸テーブル３は、各キャリッジユニット４を介して描画時に機能液滴吐出ヘッド１７を副走査するほか、機能液滴吐出ヘッド１７をメンテナンス装置７（吸引ユニット５２およびワイピングユニット５３等）に臨ませる。

一対のＹ軸リニアモータを駆動すると、各Ｙ軸スライダが一対のＹ軸支持ベース２８を案内にして同時にＹ軸方向に平行移動する。これにより、各ブリッジプレート２７がＹ軸方向に移動し、これと共に各キャリッジユニット４がＹ軸方向に移動する。なお、この場合、Ｙ軸リニアモータの駆動を制御することにより、各キャリッジユニット４を独立させて個別に移動させることも可能であるし、１０個のキャリッジユニット４を一体として移動させることも可能である。

また、Ｙ軸テーブル３の両脇には、これに平行にケーブル坦持体２９が配設されている。両ケーブル坦持体２９は、一端がＹ軸支持ベース２８に固定されると共に他端が各ブリッジプレート２７の１つに固定されている。このケーブル坦持体２９には、各キャリッジユニット４用のケーブル類、エアーチューブ類および機能液流路等が収容されている。

各キャリッジユニット４は、１２個の機能液滴吐出ヘッド１７と、機能液滴吐出ヘッド１７を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート３２と、から成るヘッドユニット３１を備えている。また、各キャリッジユニット４は、ヘッドユニット３１をθ回転可能に支持するθ回転機構（位置補正手段）３３と、θ回転機構３３を介して、ヘッドユニット３１をＹ軸テーブル３（各ブリッジプレート２７）に支持させる吊設部材３４と、を備えている。加えて、各キャリッジユニット４は、その上方に上記の機能液供給ユニット６に連なるサブタンク７６が配設されており（実際には、ブリッジプレート２７上に配設）、このサブタンク７６から自然水頭を利用して各機能液滴吐出ヘッド１７に機能液が供給されるようになっている。また、機能液滴吐出ヘッド１７は、Ｒ・Ｇ・Ｂ３色のいずれかの機能液に対応しており、ヘッドユニット３１において所定の配色パターンとなるように搭載されている（詳細は後述する。）。

図４に示すように、機能液滴吐出ヘッド１７は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針４４を有する機能液導入部４１と、機能液導入部４１に連なる２連のヘッド基板４２と、ヘッド基板４２の下方に連なり機能液を吐出するヘッド本体４３と、を備えている（図４（ａ））。

機能液導入部４１は、一対の接続針４４を有しており、図外の配管アダプタを介して機能液の供給を受けるようになっている。また、ヘッド本体４３は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部４５と、複数の吐出ノズル４７が形成されたノズル面４８を有するノズルプレート４６と、を有している。ノズルプレート４６のノズル面４８に形成された多数の吐出ノズル４７は、相互に平行且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設された２列のノズル列４９を構成しており、各ノズル列４９は、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル４７で構成されている（図４（ｂ）参照）。ヘッド基板４２には、２連のコネクタ５０が設けられており、各コネクタ５０はフレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して液滴吐出装置１の制御装置に接続されている。そして、この制御装置から出力された駆動波形が各コネクタ５０を介して各ポンプ部４５（圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル４７から機能液が吐出される。なお、後述する有機ＥＬ装置の表示領域の製造工程において、機能液滴吐出ヘッド１７は、１つの区画部９９に対して、複数の吐出ノズル４７で機能液を吐出するように構成されている。なお、請求項に言う描画手段とは、Ｘ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３およびキャリッジユニット４（機能液滴吐出ヘッド１７およびヘッドユニット３１）から構成されている。

上記したように、メンテナンス装置７は、フラッシングユニット５１、吸引ユニット５２、ワイピングユニット５３および吐出性能検査ユニット５４から構成されており、機能液滴吐出ヘッド１７に対して、機能維持・機能回復を行う。また、フラッシングユニット５１および吐出性能検査ユニット５４は、Ｘ軸テーブル２に搭載され、吸引ユニット５２およびワイピングユニット５３は、Ｘ軸テーブル２から直角に延び、かつＹ軸テーブル３によりキャリッジユニット４が移動可能である位置に配設された架台上に配設されている。

フラッシングユニット５１は、一対の描画前フラッシングユニット６１,６１と、定期フラッシングユニット６２とを有し、機能液滴吐出ヘッド１７の吐出直前や、基板６０１の載換え時等の描画処理休止時に行われる、機能液滴吐出ヘッド１７の捨て吐出（フラッシング）を受ける。

吸引ユニット５２は、１０個のヘッドユニット３１に対応する１０個の吸引装置８０から構成されている。各吸引装置８０は、メンテナンスエリア１０２に移動してきた各ヘッドユニット３１に対して、１２個の機能液滴吐出ヘッド１７に対応する１２個のヘッドキャップが、昇降機構により上昇して機能液滴吐出ヘッド１７のノズル面４８のキャッピングを行い、必要に応じて吸引機構の駆動を行い、吐出ノズル４７から機能液を吸引する（図示省略）。

ワイピングユニット５３には、ワイピングシート６８が繰出し自在且つ巻取り自在に設けられており、繰り出したワイピングシート６８を送りながら、且つＸ軸テーブル２によりワイピングユニット５３をＸ軸方向に移動させつつ、機能液滴吐出ヘッド１７のノズル面４８を拭き取るようになっている。このため、上記した吸引動作等により機能液滴吐出ヘッド１７のノズル面４８に付着した機能液が取り除かれ、吐出した機能液の飛行曲がり等が防止される。

吐出性能検査ユニット５４は、機能液滴吐出ヘッド１７から吐出された機能液を受ける描画シート７３を搭載したステージユニット７１と、ステージユニット７１に吐出された機能液を画像認識により検査するカメラユニット（着弾結果認識手段）７２と、を有しており、液滴吐出装置１に搭載した機能液滴吐出ヘッド１７の吐出性能（吐出の有無および飛行曲り）を検査する。ステージユニット７１は、Ｘ軸テーブル２に搭載されており、描画シート７３が繰出し自在且つ巻取り自在に設けられており、繰り出した描画シート７３に機能液滴吐出ヘッド１７が機能液を検査吐出する。

カメラユニット７２は、Ｙ軸支持ベース２８に支持されており、Ｘ軸テーブル２に上側から臨み、描画シート７３に描画された検査パターンを撮像する２個の検査カメラ７４と、２個の検査カメラ７４を保持するカメラホルダと、Ｙ軸支持ベース２８に固定され、カメラホルダを介して、検査カメラ７４をＹ軸方向にスライド自在に支持するカメラ移動機構と、カメラ移動機構を介して検査カメラ７４をＹ軸方向に移動させるためのカメラ移動モータ（いずれも図示省略）と、を有している。２個の検査カメラ７４は、描画シート７３に描画された検査パターンをそれぞれ半分ずつ撮像するように構成されている。また、後述する着弾位置補正方法においては、上記したＸ軸テーブル２により基板６０１を移動させると共に、カメラ移動機構により検査カメラ７４を移動することで、基板６０１上の区画部９９を複数個の単位で画像認識するようになっている。

チャンバ５は、上記したように、内部温度および湿度を一定に保つように構成されている。すなわち、液滴吐出装置１による基板６０１への描画は、温度および湿度が一定値に管理された雰囲気中で行われる。そして、チャンバ５の側壁の一部には、タンクユニット８２を収納するためのタンクキャビネット８１が設けられている。なお、有機ＥＬ装置等を製造する場合には、チャンバ５内を、不活性ガス（窒素ガス）の雰囲気で構成することが好ましい。

次に、図５および図６を参照して、上記の液滴吐出装置１を用いた描画方法について説明する。上記したように、機能液滴吐出ヘッド１７は、所定の配列パターンを有し、機能液供給ユニット６からＲ・Ｇ・Ｂ３色の機能液を供給されつつ基板６０１に吐出させ、所定の描画パターンを描画する。図５に示すように、実施形態の配色パターンでは、１２個の機能液滴吐出ヘッド１７が６個ずつ２群に分けて配列された各ヘッドユニット３１において、各群の６個の機能液滴吐出ヘッド１７が、Ｂ・Ｇ・Ｒ・Ｂ・Ｇ・Ｒの順番で配列されている。また、各群内の同色の２つの機能液滴吐出ヘッド１７は、そのノズル列４９がＹ軸方向に連続するように配設され、１の部分描画ラインを構成している。さらに、１のヘッドユニット３１内の２群間および隣接するヘッドユニット３１間の２群間では、それぞれ各色の部分描画ラインは２部分描画ライン分、離れて配設されている。

ここで、図６を参照しながら、有機ＥＬ装置の表示領域（以下、単に「表示装置６００」という。）（発光層６１７ｂ）を作成する場合を例に、液滴吐出装置１における一連の描画動作について説明する。表示装置６００の製造工程における発光層形成工程（図１０（Ｓ１１４）参照）では、バンク部６１８を作り込んだ基板６０１が導入され、各区画部９９内に、対応するＲ・Ｇ・Ｂ３色のいずれか１色の機能液が吐出されるようになっている。なお、本実施形態において、表示装置６００の描画パターン（配色パターン）は、同色の区画部９９がＹ軸方向に並んでおり、Ｘ軸方向にＲ・Ｇ・Ｂの３色を繰り返すストライプ配列を例に挙げて説明するが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並ぶ、縦列および横列の連続する３つの区画部９９が互いに異なるＲ・Ｇ・Ｂの３色となるモザイク配列、あるいは複数の区画部９９が千鳥状に（半ピッチずつずらして）配設され、隣接して並ぶ３つの区画部９９が互いに異なるＲ・Ｇ・Ｂの３色となるデルタ配列（いずれも図示省略）を採用することも可能である。

まず、描画エリア１０１のホーム位置において、Ｘ軸テーブル２により、セットテーブル１１を介して基板６０１を往動すると共に、これと同期して、機能液滴吐出ヘッド１７が選択的に吐出駆動され、基板６０１に機能液が吐出される（図６（ａ）参照）。基板６０１の往動が終了すると、Ｙ軸テーブル３が駆動され、ヘッドユニット３１が、１部分描画ライン分、Ｙ軸方向へ移動する。そして、再度Ｘ軸テーブル２の駆動と機能液滴吐出ヘッド１７の選択的な吐出駆動とが同期して行われ、復動するワークに対して機能液が吐出される（図６（ｂ））。基板６０１の復動が終了すると、さらにＹ軸テーブル３が駆動され、ヘッドユニット３１がＹ軸方向へ１部分描画ライン分、移動すると共に、上記した一連の動作が再び繰り返され、一連の描画動作が終了する（図６（ｃ）参照）。すなわち、２回の副走査と１往復半の主走査により、全区画部９９に対してＲ・Ｇ・Ｂ全色分の機能液が吐出され、基板６０１に対する描画動作が終了する。

なお、実際の描画では、基本的に１つの区画部９９に対して、１つの機能液滴吐出ヘッド１７の複数の吐出ノズル４７から機能液を複数ショット吐出するようになっている。また、上記の１往復半の各走査において、さらにＹ軸方向への微小移動と複数回の主走査を行って、各区画部９９に対し更に複数の吐出ノズル４７から機能液を吐出させることも可能である。言うまでも無いが、Ｙ軸方向において対応する区画部９９上を移動する吐出ノズル４７のみが、機能液を吐出するようになっており、バンク部６１８には機能液を吐出しないように制御されている。

次に、図７および図８を参照して、機能液の着弾位置補正方法について説明する。この着弾位置補正方法は、基板６０１の区画部９９に向って機能液を吐出・着弾させる描画工程と、着弾した機能液が区画部９９からバンク部６１８にはみ出した状態を画像認識する着弾結果認識工程と、はみ出しを抑制するように機能液の吐出・着弾位置を補正する位置補正工程と、を備えている。

上記した描画動作が、この描画工程に相当する。すなわち、描画工程では、上記したストライプ配列により、基板６０１の全区画部９９に対し、描画が行われる。

着弾結果認識工程では、Ｘ軸テーブル２を駆動することで、描画が終了した基板６０１を再度描画エリア１０１に移動すると共に、カメラ移動機構により、検査カメラ７４をＹ軸方向に移動し、基板６０１の複数箇所において機能液が着弾した複数の区画部９９を撮像する（図７参照）。より具体的には、Ｙ軸方向に並んでいる区画部９９の６個程度（カメラ視野に入る範囲）を単位として、２台の検査カメラ７４でそれぞれＹ軸方向に１０箇所ずつ（上記の「群」に対応）、計２０箇所を画像認識する。また、この認識パターンにより、Ｘ軸方向における基板６０１の前部（図示の上部）に加え後部（図示の下部）をそれぞれ撮像する（計４０箇所）。そして、この撮像（画像認識）は、区画部９９に着弾した機能液を認識すると同時に、区画部９９からバンク部６１８にはみ出した機能液をも認識するものとなる。

ところで、機能液が区画部９９からバンク部６１８にはみ出す原因として、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の機械的な精度不足の他、基板６０１におけるアライメントマークと区画部９９の位置精度不足等が考えられる。これらの精度が不十分であると、計４０箇所の認識結果において、バンク部６１８にはみ出した機能液には、一定のはみ出し傾向が表れる。本実施形態では、図８に示すように、モニター上でこのはみ出し傾向を観察し、相互離間した複数の区画部９９から機能液のはみ出し量を算出するようにしている。具体的には、認識結果に基づいて、該当する区画部９９からバンク部６１８にはみ出したＸ軸方向のＸ軸はみ出し量と、Ｙ軸方向のＹ軸はみ出し量と、を取得する。なお、Ｘ軸はみ出し量およびＹ軸はみ出し量の算出には、種々のパラメータを採用することができるが、ここでは、機能液のはみ出し寸法を用いた場合を例に挙げて説明する。

図８に示すように、はみ出し寸法を用いる場合には、画像処理により、中央の区画部９９のはみ出し寸法（最大はみ出し寸法）Ｌを求めるか、或いは中央部の複数の区画部９９のはみ出し寸法の平均（最大はみ出し寸法の平均）を求めるようにする。後者の場合には、一部の区画部９９からはみ出しが発生する可能性があるが、複数の区画部９９に連続してはみ出しが発生しない限り、筋ムラ等が発生しないので、この方法でも問題はない。そして、このはみ出し寸法は、Ｘ軸方向に対し、プラスまたはマイナスの寸法として、またＹ軸方向に対し、プラスまたはマイナスの寸法として算出される（同図のものでは、Ｘ軸方向のマイナスの寸法として算出される。）。

一方、このようなＸ軸はみ出し量およびＹ軸はみ出し量の算出を、例えば基板６０１の前部（図示の上部）の左端の撮像箇所と右端の撮像箇所について行えば、全体としてθ方向の位置ズレ傾向をも算出可能である。さらに、例えば、基板６０１の左端の前部と後部の２箇所の撮像箇所において、前部ではＸ軸のマイナス方向に、後部ではＸ軸のプラス方向に位置ズレしている場合であって、前後中間の撮像箇所（図７参照）が位置ズレ無しの場合には、基板６０１が設計よりＹ軸方向膨張（収縮）していることが想定され、この変則的な位置ズレにも対応可能である。もちろん、このことはＹ軸方向においても同様である。そして、このようにして算出したはみ出し量から、次回このはみ出し量がゼロ（最小）になるように、Ｘ軸方向補正量、Ｙ軸方向補正量およびθ方向補正量を決定する。

そして、位置補正工程では、各補正量に基づいて、Ｘ軸方向（主走査方向）では、データ上における機能液滴吐出ヘッド１７の吐出タイミングを調整することで補正し、Ｙ軸方向（副走査方向）では、吐出する吐出ノズル４７をＹ軸方向にシフトすることで、補正する。併せて、θ方向では、上記のθ回転機構３３により行うことも可能であるが、実施形態のものでは、上記Ｘ軸方向およびＹ軸方向の補正を複合的に行うことで対応している。

なお、本実施形態のように、区画部９９の１の辺からのみ機能液がはみ出していた場合には、基板６０１の前部および後部で撮像した全画像認識結果を平均化してはみ出し量を算出してもよいが、はみ出し量が均一であれば、必ずしも全て使用する必要はなく、１つの認識結果からはみ出し量を算出するようにしても良い（上記モニターによる観察で判断する）。言うまでもないが、画像認識の結果、機能液のはみ出しが確認されない場合には、補正は行われず、且つ画像認識に使用した基板６０１は、正常な製品として扱われる。

さらに、この機能液の着弾位置補正方法は、基板６０１の製造ロットの変更時や、累積描画時間・ワークの処理枚数などで区切って適宜行うことが好ましく、これにより補正精度を維持することができる。また、本発明は、製品となる実際のワークへの描画結果を画像認識（サンプリング）して、補正を行うものであれば、上記のような描画方法に限定されるものではない。

以上の構成によれば、実描画に用いる基板６０１に機能液を吐出し、区画部９９からバンク部６１８にはみ出した機能液のはみ出し量から補正量を算出し、その補正値で機能液滴吐出ヘッド１７（吐出位置）を補正することにより、極めて精度良く区画部９９に機能液を着弾させることができる。この補正方法は、基板６０１や装置の物理的な精度がコスト面等により限界に達している場合に、特に有用である。

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、有機ＥＬ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。

図９を参照して、有機ＥＬ装置の表示領域（表示装置６００）について説明する。

この表示装置６００は、基板６０１上に、回路区画部６０２、発光区画部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、発光区画部６０３から基板６０１側に発した光が、回路区画部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、発光区画部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、回路区画部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。

回路区画部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（発光区画部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。

また、回路区画部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。

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。

このように、回路区画部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。

上記発光区画部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。

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。

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。

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。

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。

陰極６０４は、発光区画部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。

次に、上記の表示装置６００の製造工程を図１０〜図１８を参照して説明する。
この表示装置６００は、図１０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。

まず、バンク部形成工程（Ｓ１１１）では、図１１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１２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（区画部９９）を規定する。

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１７を用いて機能層６１７を形成する際に、機能液を画素領域に、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。

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１１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。

図１３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１７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１４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。

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。また、上記した機能液の着弾位置補正方法を行った後に行われる。
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。

そして次に、図１５に示すように、各色のうちのいずれか（図１５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。

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１６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。

同様に、機能液滴吐出ヘッド１７を用い、図１７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。

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。

対向電極形成工程（Ｓ１１５）では、図１８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。

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。

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。

なお、本実施形態においては、有機ＥＬ装置の表示領域を例に挙げて説明したが、他の電気光学装置として、カラーフィルタ、液晶表示装置、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）などが挙げられる。

実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。 液滴吐出装置の平面図である。 液滴吐出装置の側面図である。 機能液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。 機能液滴吐出ヘッドの配色パターンの説明図である。 描画処理を説明するための図である。 着弾位置補正方法を説明するための図である。 着弾結果認識工程を説明するための図である。 有機ＥＬ装置である表示装置の要部断面図である。 有機ＥＬ装置である表示装置の製造工程を説明するフローチャートである。 無機物バンク層の形成を説明する工程図である。 有機物バンク層の形成を説明する工程図である。 正孔注入／輸送層を形成する過程を説明する工程図である。 正孔注入／輸送層が形成された状態を説明する工程図である。 青色の発光層を形成する過程を説明する工程図である。 青色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。 各色の発光層が形成された状態を説明する工程図である。 陰極の形成を説明する工程図である。

符号の説明

１…液滴吐出装置 ２…Ｘ軸テーブル ３…Ｙ軸テーブル １７…機能液滴吐出ヘッド ３１…ヘッドユニット ３３…θ回転機構 ４７…吐出ノズル ７２…カメラユニット ９９…区画部 ６０１…基板 ６１８…バンク部

Claims (7)

1. 多数の区画部がバンク部によりマトリクス状に画成された基板に対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に走査し、前記多数の区画部に向って機能液を吐出・着弾させる描画手段と、
   少なくとも前記基板の一部において、着弾した前記機能液が前記区画部から前記バンク部にはみ出した状態を画像認識する着弾結果認識手段と、
   前記画像認識の結果に基づいて、前記はみ出しを抑制するように前記機能液の吐出・着弾位置を補正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記描画手段は、前記各区画部に対し、前記機能液滴吐出ヘッドの複数の吐出ノズルから複数ショットの前記機能液を吐出・着弾させることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記着弾結果認識手段は、前記基板の相互に離間した任意の複数箇所を画像認識することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記位置補正手段は、前記画像認識の結果からＸ軸方向のＸ軸はみ出し量およびＹ軸方向のＹ軸はみ出し量を取得し、前記Ｘ軸はみ出し量および前記Ｙ軸はみ出し量に基づいて、前記機能液の吐出・着弾位置を補正することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
5. 多数の区画部がバンク部によりマトリクス状に画成された基板に対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを相対的に走査し、前記多数の区画部に向って機能液を吐出・着弾させる描画工程と、
   少なくとも前記基板の一部において、着弾した前記機能液が前記区画部から前記バンク部にはみ出した状態を画像認識する着弾結果認識工程と、
   前記画像認識の結果に基づいて、前記はみ出しを抑制するように前記機能液の吐出・着弾位置を補正する位置補正工程と、を備えたことを特徴とする機能液の着弾位置補正方法。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、前記基板上の前記各区画部に前記機能液による成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出装置を用い、前記基板上の前記各区画部に前記機能液による成膜部を形成したことを特徴とする電気光学装置。

Images