JP2017023955A - 液滴吐出装置、液滴の吐出位置補正方法 - Google Patents
液滴吐出装置、液滴の吐出位置補正方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】吐出ヘッドとワークとの走査方向への相対移動における位置精度に応じて液滴の吐出位置を適切に補正可能な液滴吐出装置及び液滴の吐出位置補正方法を提供すること。【解決手段】液滴吐出装置10のヘッドドライバー63には、ステージの相対移動における実際の移動距離に基づいて生成された補正データが記憶され、走査におけるステージの相対移動により得られたエンコーダーパルスの第1のカウント数を、上記補正データに基づいて第2のカウント数に補正する吐出位置の補正が行われ、ヘッドドライバー63は、入力された吐出位置データに対して吐出位置の補正に基づく吐出パルスを生成してインクジェットヘッド50のノズルから液滴Dを吐出させる。【選択図】図6
Description
本発明は、液滴吐出装置、液滴の吐出位置補正方法に関する。
液体を液滴としてワークに吐出することができる液滴吐出装置は、ワークの所望の位置に液滴を配置できることから、例えばカラーフィルターや有機エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence;EL)素子の機能層などを製造する装置として用いられてきた。カラーフィルターや有機EL素子を備えた電気光学装置の基板が大型化したり、素子サイズが小さくなって高精細になったりすると、液滴をより高精度に配置すること、すなわち液滴の吐出位置精度を高める工夫が求められる。
例えば、特許文献1には、機能液滴吐出ヘッドをキャリッジに搭載したヘッドユニットと、ヘッドユニットとワークとの相対的な移動位置を検出するリニアエンコーダーとを有し、リニアエンコーダーは、ワークの一方の側端部と平行する方向またはこれと直交する方向のいずれかにおいて、平行してワークにマーギングされた複数のマーク列から成るリニアスケールと、当該複数のマーク列に臨む複数のリニアセンサーとによって構成され、複数のリニアセンサーの出力のずれに基づいて、機能液滴吐出ヘッドの各ノズルの吐出タイミングを補正する駆動制御手段を備えた液滴吐出装置が開示されている。特許文献1の液滴吐出装置によれば、温度変化によりワークのサイズに変化が生じても機能液の吐出精度を保持し得るとされている。
また、例えば、特許文献2には、ワークとしての基板が、区分された複数のエリアと、複数のエリアごとに設けられた検出開始位置を示す特徴点とを有し、特徴点の位置を検出する特徴点位置検出部と、特徴点位置検出部の位置検出結果に基づき、描画位置を按分しながらエリアごとに補正して描画する(液滴を吐出する)液滴吐出装置が開示されている。特徴点位置検出部としてCCDカメラが挙げられ、CCDカメラで特徴点を撮像したときに、リニアスケールとリニアセンサーとを有するリニアエンコーダーからのフィードバックパルスをカウントして、特徴点の実測の位置情報を得るとしている。特許文献2の液滴吐出装置によれば、基板のサイズの変化、リニアスケールなどの精度変化、装置自体の精度変化が発生しても、機能液の吐出位置精度を保持できるとしている。
また、例えば、特許文献3には、描画走査の移動量に対応して出力されるラッチ信号の次のラッチ信号までの出力間隔を示す複数の間隔データ及び各ラッチ信号に対する吐出ノズルごとの吐出の有無を示す複数の有無データを含む吐出データと、液滴吐出装置ごとに生成されると共に、複数の間隔データの少なくとも1つを補正するための補正データと、を記憶するデータ記憶手段と、吐出データと補正データとに基づいて、液滴吐出ヘッドの吐出駆動を制御する制御手段と、を備えた液滴吐出装置が開示されている。特許文献3の液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドの吐出駆動に用いるデータのデータ生成及びデータ補正を容易に行うことができるとしている。
上記特許文献1及び特許文献2では、液滴の吐出位置精度を確保するため、ワーク自体にリニアスケールを設けたり、位置を特定するための特徴点を設けたりしている。したがって、個々のワークに対して液滴の吐出位置を補正した吐出位置データを生成することになり、ワークごとに液滴の吐出位置精度を確保できるという利点があるものの、補正された吐出位置データを生成する時間を要するので、液滴の吐出における生産性を低下させるおそれがある。また、液滴吐出装置におけるワークごとの吐出位置データの扱いなどが煩雑になるという課題がある。
上記特許文献3の液滴吐出装置によれば、上記特許文献1や上記特許文献2に比べて、液滴の吐出に係るデータの扱いが容易になると考えられるが、上記特許文献3では、上記ラッチ信号は、リニアエンコーダーのエンコーダー信号を受けて出力され、上記間隔データとしてエンコーダー信号のパルス数を記憶しているとしている。また、上記補正データは、複数の間隔データから所定のピッチで抽出した1以上の間隔データを補正するものであり、上記所定のピッチは、求められる着弾精度および/またはエンコーダー信号の出力周期などによって決定されるとしている。したがって、液滴を吐出ノズルから吐出するタイミングは間隔データによって制御される。1つの間隔データがエンコーダー信号のパルス数で例えば5パルスに設定され、液滴を吐出するタイミングを遅らせて液滴の吐出位置を補正する場合、間隔データの5パルスを1パルス増やして6パルスとする例が示されている。また、液滴を吐出するタイミングを早めて液滴の吐出位置を補正する場合、間隔データの5パルスを1パルス減らして4パルスとする例が示されている。このような間隔データにおけるエンコーダー信号のパルス数を直接補正する方法は、リニアエンコーダーの分解能が粗くなり、液滴の吐出位置精度を向上させることが難しいという課題があった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例]本適用例に係る液滴吐出装置は、吐出ヘッドとワークとを走査方向に相対的に移動させる走査を行いながら、前記ワークに対して前記吐出ヘッドのノズルから機能層形成材料を含む液状体を液滴として吐出する液滴吐出装置であって、前記ワークを載置するステージと、前記吐出ヘッドと前記ステージとを走査方向に相対移動させる移動機構と、前記相対移動に伴ってエンコーダーパルスを出力するエンコーダーと、前記吐出ヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、前記吐出ヘッドと前記ステージとの相対移動における移動距離に基づいて生成された補正データを記憶する記憶部と、を備え、前記ヘッド制御部において、前記走査により前記吐出ヘッドと前記ステージとが相対的に第1の位置から第2の位置へ移動する間に前記エンコーダーパルスをカウントすることで得られる第1のカウント数が、前記第2の位置に相当する相対位置データとして取得され、前記第1のカウント数を前記補正データに基づいて、前記第1の位置から前記第2の位置までの相対移動に相当する前記エンコーダーパルスのカウント数である第2のカウント数に変更することで前記走査における前記液滴の吐出位置の補正が行われ、前記ヘッド制御部は、前記吐出位置の補正を反映させて前記吐出ヘッドの前記ノズルから前記液滴を吐出させることを特徴とする。
本適用例に係る液滴吐出装置によれば、ヘッド制御部では、吐出ヘッドとステージとの走査に伴って取得された第2の位置の相対位置データであるエンコーダーパルスの第1のカウント数を、走査における相対移動の移動距離に基づいて生成された補正データを反映させた第2のカウント数に変更することで液滴の吐出位置が補正される。したがって、吐出ヘッドとワークを載置するステージとの走査方向への相対移動における位置精度に応じて設計上における液滴の吐出位置データそのものを補正しなくてもよい。言い換えれば、吐出ヘッドとステージとの走査方向への相対移動における位置精度に応じて専用の吐出位置データを作成しなくてもよいことから、吐出ヘッドのノズルから吐出される液滴の吐出位置の補正を適切に行うことが可能な液滴吐出装置を提供することができる。
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、前記移動距離は、前記エンコーダーパルスのカウントに基づく測長精度よりも高い測長精度を有する測長システムにより取得されていることが好ましい。
この構成によれば、高い位置精度で液滴の吐出位置の補正が実現される。
この構成によれば、高い位置精度で液滴の吐出位置の補正が実現される。
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、前記補正データは、前記走査における前記吐出ヘッドと前記ステージとの相対移動の範囲を所定の間隔で分割した複数の分割領域ごとに、前記エンコーダーパルスのカウント数を増減させる補正カウント値を含み、前記複数の分割領域のうち前記第2の位置が含まれる分割領域に対応する前記補正カウント値に基づいて、前記第2のカウント数が設定されることが好ましい。
この構成によれば、走査方向に所定の間隔をおいて分割された複数の分割領域ごとに補正カウント値が含まれているので、吐出ヘッドとステージとの相対移動における位置精度のばらつきに対応して、走査方向への相対移動における所定の間隔ごとに液滴の吐出位置の補正ができる。
この構成によれば、走査方向に所定の間隔をおいて分割された複数の分割領域ごとに補正カウント値が含まれているので、吐出ヘッドとステージとの相対移動における位置精度のばらつきに対応して、走査方向への相対移動における所定の間隔ごとに液滴の吐出位置の補正ができる。
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、前記補正カウント値が0または±1となるように、前記所定の間隔が設定されていることが好ましい。
この構成によれば、走査方向への相対移動における所定の間隔ごとに、エンコーダーの分解能に応じた精度で液滴の吐出位置の補正ができる。
この構成によれば、走査方向への相対移動における所定の間隔ごとに、エンコーダーの分解能に応じた精度で液滴の吐出位置の補正ができる。
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、前記吐出位置の補正が行われるタイミングは、前記走査において前記液滴を吐出しない無吐出期間内に行われることが好ましい。
液滴を吐出する吐出期間内に、液滴の吐出位置の補正を行うと、吐出ヘッドを電気的に駆動するための駆動波形の印加のタイミングに影響を及ぼすことになる。そうすると、例えば走査において連続して液滴を吐出させると、ノズルから吐出される液滴の吐出量のばらつきが増大するおそれがある。この構成によれば、液滴を吐出しない無吐出期間に吐出位置の補正を行うので、液滴の吐出量のばらつきを増大させずに、液滴の吐出位置の補正ができる。
液滴を吐出する吐出期間内に、液滴の吐出位置の補正を行うと、吐出ヘッドを電気的に駆動するための駆動波形の印加のタイミングに影響を及ぼすことになる。そうすると、例えば走査において連続して液滴を吐出させると、ノズルから吐出される液滴の吐出量のばらつきが増大するおそれがある。この構成によれば、液滴を吐出しない無吐出期間に吐出位置の補正を行うので、液滴の吐出量のばらつきを増大させずに、液滴の吐出位置の補正ができる。
[適用例]本適用例に係る液滴の吐出位置補正方法は、吐出ヘッドとワークとを走査方向に相対的に移動させる走査を行いながら、前記ワークに対して前記吐出ヘッドのノズルから機能層形成材料を含む液状体を液滴として吐出する液滴吐出装置を用いた液滴の吐出位置補正方法であって、前記液滴吐出装置は、前記走査方向への前記吐出ヘッドと前記ステージとの相対移動に伴ってエンコーダーパルスを発生させるエンコーダーと、前記吐出ヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、前記相対移動の移動距離に基づいて生成された補正データと、を備え、前記走査において、前記吐出ヘッドと前記ステージとを相対的に第1の位置から第2の位置に移動させる間に前記エンコーダーパルスをカウントすることで、前記第2の位置に相当する相対位置データを第1のカウント数として取得する工程と、前記第1のカウント数を、前記補正データに基づいて、前記第1の位置から前記第2の位置までの相対移動に相当する前記エンコーダーパルスのカウント数である第2のカウント数に補正することで前記液滴の吐出位置の補正を行う工程と、前記ヘッド制御部が前記吐出位置の補正を反映させて前記吐出ヘッドのノズルから前記液滴を吐出する工程と、を有することを特徴とする。
本適用例に係る液滴の吐出位置補正方法によれば、吐出ヘッドとステージとの走査に伴って取得された第2の位置の相対位置データであるエンコーダーパルスの第1のカウント数を、走査における相対移動の移動距離に基づいて生成された補正データを反映させた第2のカウント数に変更することで液滴の吐出位置を補正する。したがって、吐出ヘッドとステージと走査方向への相対移動における位置精度に応じて設計上における液滴の吐出位置データそのものを補正する作業を行わなくてもよい。言い換えれば、吐出ヘッドとステージとの走査方向への相対移動における位置精度に応じて専用の吐出位置データを作成しなくてもよいことから、吐出ヘッドのノズルから吐出される液滴の吐出位置の補正を液滴吐出装置ごとに適切に行うことが可能な液滴の吐出位置補正方法を提供することができる。
上記適用例に記載の液滴の吐出位置補正方法において、前記エンコーダーパルスのカウントに基づく測長精度よりも高い測長精度を有する測長システムを用いて、前記移動距離を取得することが好ましい。
この方法によれば、高い位置精度で液滴の吐出位置の補正を行うことができる。
この方法によれば、高い位置精度で液滴の吐出位置の補正を行うことができる。
上記適用例に記載の液滴の吐出位置補正方法において、前記補正データは、前記走査における前記相対移動の範囲を所定の間隔で分割した複数の分割領域ごとに、前記エンコーダーパルスのカウント数を増減させる補正カウント値を含むように生成されており、前記複数の分割領域のうち前記第2の位置が含まれる分割領域に対応する前記補正カウント値に基づいて、前記第2のカウント数を設定することが好ましい。
この方法によれば、走査方向に所定の間隔をおいて分割された複数の分割領域ごとに補正カウント値が含まれているので、吐出ヘッドとステージとの相対移動における位置精度のばらつきに対応して、走査方向への相対移動における所定の間隔ごとに液滴の吐出位置の補正ができる。
この方法によれば、走査方向に所定の間隔をおいて分割された複数の分割領域ごとに補正カウント値が含まれているので、吐出ヘッドとステージとの相対移動における位置精度のばらつきに対応して、走査方向への相対移動における所定の間隔ごとに液滴の吐出位置の補正ができる。
上記適用例に記載の液滴の吐出位置補正方法において、前記補正カウント値が0または±1となるように、前記所定の間隔を設定することが好ましい。
この方法によれば、走査方向における所定の間隔ごとに、エンコーダーの分解能に応じた精度で液滴の吐出位置を補正することができる。
この方法によれば、走査方向における所定の間隔ごとに、エンコーダーの分解能に応じた精度で液滴の吐出位置を補正することができる。
上記適用例に記載の液滴の吐出位置補正方法において、前記走査において前記液滴を吐出しない無吐出期間内に前記吐出位置の補正を行うことが好ましい。
液滴を吐出する吐出期間内に液滴の吐出位置の補正を行うと、吐出ヘッドを電気的に駆動するための駆動波形の印加のタイミングに影響を及ぼすことになる。そうすると、例えば走査において連続して液滴を吐出させると、ノズルから吐出される液滴の吐出量のばらつきが増大するおそれがある。この方法によれば、液滴を吐出しない無吐出期間に吐出位置の補正を行うので、液滴の吐出量のばらつきを増大させずに、液滴の吐出位置の補正を行うことができる。
液滴を吐出する吐出期間内に液滴の吐出位置の補正を行うと、吐出ヘッドを電気的に駆動するための駆動波形の印加のタイミングに影響を及ぼすことになる。そうすると、例えば走査において連続して液滴を吐出させると、ノズルから吐出される液滴の吐出量のばらつきが増大するおそれがある。この方法によれば、液滴を吐出しない無吐出期間に吐出位置の補正を行うので、液滴の吐出量のばらつきを増大させずに、液滴の吐出位置の補正を行うことができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
<液滴吐出装置>
まず、本実施形態の液滴吐出装置について、図1〜図4を参照して説明する。図1は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置は、ワークに対して、吐出ヘッドのノズルから機能層形成材料を含む液状体を液滴として吐出する装置である。吐出された液状体を乾燥・焼成して固化することにより、ワークの所定の領域に機能層を形成する。このような機能層の形成方法は、液相プロセスのうち液滴吐出法と呼ばれている。液滴吐出法を用いて形成される機能層の一例として、後述する有機EL素子の発光機能を有する機能層が挙げられる。本実施形態の液滴吐出装置は、有機EL素子を備えた電気光学装置の製造に好適に用いられるものである。なお、本実施形態の液滴吐出装置では、吐出ヘッドとしてインクジェットヘッドを備えており、インクジェットヘッドを用いた液滴吐出法はインクジェット法とも呼ばれる。
まず、本実施形態の液滴吐出装置について、図1〜図4を参照して説明する。図1は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。液滴吐出装置は、ワークに対して、吐出ヘッドのノズルから機能層形成材料を含む液状体を液滴として吐出する装置である。吐出された液状体を乾燥・焼成して固化することにより、ワークの所定の領域に機能層を形成する。このような機能層の形成方法は、液相プロセスのうち液滴吐出法と呼ばれている。液滴吐出法を用いて形成される機能層の一例として、後述する有機EL素子の発光機能を有する機能層が挙げられる。本実施形態の液滴吐出装置は、有機EL素子を備えた電気光学装置の製造に好適に用いられるものである。なお、本実施形態の液滴吐出装置では、吐出ヘッドとしてインクジェットヘッドを備えており、インクジェットヘッドを用いた液滴吐出法はインクジェット法とも呼ばれる。
図1に示すように、液滴吐出装置10は、ワークである例えば平板状の基板Wを主走査方向(Y軸方向)に移動させるワーク移動機構20と、インクジェットヘッドが搭載されたヘッドユニット9を主走査方向に直交する副走査方向(X軸方向)に移動させるヘッド移動機構30と、を備えている。また、図1には図示されていない機構(構成)を含めて、これらの機構(構成)を統括的に制御する制御部40を備えている。
ワーク移動機構20は、一対のガイドレール21と、一対のガイドレール21に沿って移動する移動台22と、移動台22上に回転機構6を介して配設され基板Wが載置されるステージ5とを備えている。
ステージ5は基板Wを吸着固定可能であると共に、回転機構6によって基板W内の基準軸を正確に主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)に合わせることが可能となっている。
また、基板W上において液状体(インク)が吐出される膜形成領域の配置に応じて、基板Wを例えば90度旋回させることも可能である。
ステージ5は基板Wを吸着固定可能であると共に、回転機構6によって基板W内の基準軸を正確に主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)に合わせることが可能となっている。
また、基板W上において液状体(インク)が吐出される膜形成領域の配置に応じて、基板Wを例えば90度旋回させることも可能である。
ヘッド移動機構30は、一対のガイドレール31と、一対のガイドレール31に沿って移動する移動台32とを備えている。移動台32には、回転機構7を介して吊設されたキャリッジ8が設けられている。
キャリッジ8には、吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド50(図2参照)がヘッドプレート9aに搭載されたヘッドユニット9が取り付けられている。
移動台32がキャリッジ8を副走査方向(X軸方向)に移動させてヘッドユニット9を基板Wに対して対向配置する。
キャリッジ8には、吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド50(図2参照)がヘッドプレート9aに搭載されたヘッドユニット9が取り付けられている。
移動台32がキャリッジ8を副走査方向(X軸方向)に移動させてヘッドユニット9を基板Wに対して対向配置する。
液滴吐出装置10は、上記構成の他にも、ヘッドユニット9に搭載された複数のインクジェットヘッド50に液状体(インク)を供給するためのインク供給機構や、インクジェットヘッド50をメンテナンスするためのメンテナンス機構などが配設されている。
図2はインクジェットヘッドの構成を示す概略斜視図、図3はインクジェットヘッドのノズル面における複数のノズルの配置状態を示す平面図である。
図2に示すように、吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド50は、所謂2連のものであり、2連の接続針54を有する液状体(インク)の導入部53と、導入部53に積層されたヘッド基板55と、ヘッド基板55上に配置され内部に液状体(インク)のヘッド内流路が形成されたヘッド本体56とを備えている。接続針54は、前述したインク供給機構(図示省略)に配管を経由して接続され、液状体(インク)をヘッド内流路に供給する。ヘッド基板55には、フレキシブルフラットケーブル(図示省略)を介してヘッド駆動部としてのヘッドドライバー63(図5参照)に接続される2連のコネクター58が設けられている。
ヘッド本体56は、駆動手段(アクチュエーター)としての圧電素子で構成されたキャビティを有する加圧部57と、ノズル面51aに2つのノズル列52a,52bが相互に平行に形成されたノズルプレート51とを有している。
図3に示すように、2つのノズル列52a,52bは、それぞれ複数(例えば180個)のノズル52がピッチP1でほぼ等間隔に並べられており、互いにピッチP1の半分のピッチP2ずれた状態でノズル面51aに配設されている。本実施形態において、ピッチP1は、例えばおよそ141μmである。よって、2つのノズル列52a,52bによって構成されたノズル列52cに直交する方向から見ると360個のノズル52がおよそ70.5μmのノズルピッチで配列した状態となっている。また、ノズル52の径は、およそ27μmである。
インクジェットヘッド50は、ヘッドドライバー63から電気信号としての駆動信号が圧電素子に印加されると加圧部57のキャビティの体積変動が起こり、これによるポンプ作用でキャビティに充填された液状体(インク)が加圧され、ノズル52から液状体(インク)を液滴として吐出することができる。
インクジェットヘッド50においてノズル52ごとに設けられる駆動手段(アクチュエーター)は、圧電素子に限定されない。アクチュエーターとしての振動板を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、液状体(インク)を加熱してノズル52から液滴として吐出させる電気熱変換素子でもよい。
図4はヘッドユニットにおけるインクジェットヘッドの配置を示す概略平面図である。詳しくは、基板Wに対向する側から見た図である。
図4に示すように、ヘッドユニット9は、複数のインクジェットヘッド50が配設されるヘッドプレート9aを備えている。ヘッドプレート9aには、3つのインクジェットヘッド50からなるヘッド群50Aと、同じく3つのインクジェットヘッド50からなるヘッド群50Bの合計6個のインクジェットヘッド50が搭載されている。本実施形態では、ヘッド群50AのヘッドR1(インクジェットヘッド50)とヘッド群50BのヘッドR2(インクジェットヘッド50)とは同種の液状体(インク)を吐出する。他のヘッドG1とヘッドG2、ヘッドB1とヘッドB2においても同様である。すなわち、3種の異なる液状体(インク)を吐出可能な構成となっている。
1つのインクジェットヘッド50によって描画可能な描画幅をL0とし、これをノズル列52cの有効長とする。ノズル列52cは、360個のノズル52から構成されるものである。
ヘッドR1とヘッドR2は、主走査方向(Y軸方向)から見て隣り合うノズル列52cが主走査方向と直交する副走査方向(X軸方向)に1ノズルピッチを置いて連続するように主走査方向に並列して配設されている。したがって、同種の液状体(インク)を吐出するヘッドR1とヘッドR2の有効な描画幅L1は、描画幅L0の2倍となっている。ヘッドG1とヘッドG2、ヘッドB1とヘッドB2においても同様に主走査方向(Y軸方向)に並列して配置されている。
なお、インクジェットヘッド50に設けられるノズル列52cは、2連に限らず、1連でもよい。また、ヘッドユニット9におけるインクジェットヘッド50の配置は、これに限定されるものではない。
次に、液滴吐出装置10の電気的及び機械的な構成とその機能について、図5を参照して説明する。図5は液滴吐出装置の電気的及び機械的な構成を示すブロック図である。
図5に示すように、液滴吐出装置10は、ヘッド移動機構30、ワーク移動機構20、インクジェットヘッド50、メンテナンス機構70などを駆動する各種ドライバーを有する駆動部60と、駆動部60を含め液滴吐出装置10を統括的に制御する制御部40とを備えている。
駆動部60は、ヘッド移動機構30のリニアモーターを駆動制御するヘッド移動用ドライバー61と、同じく、ワーク移動機構20のリニアモーターを駆動制御するワーク移動用ドライバー62と、インクジェットヘッド50を駆動制御するヘッド駆動部としてのヘッドドライバー63と、メンテナンス機構70を駆動制御するメンテナンス用ドライバー64と、エンコーダー65とを備えている。
なお、本実施形態におけるヘッド制御部は、ヘッド駆動部としてのヘッドドライバー63を始めとして、インクジェットヘッド50の吐出タイミング、吐出位置、駆動波形などの液滴の吐出に係る制御を行う構成を含むものである。
なお、本実施形態におけるヘッド制御部は、ヘッド駆動部としてのヘッドドライバー63を始めとして、インクジェットヘッド50の吐出タイミング、吐出位置、駆動波形などの液滴の吐出に係る制御を行う構成を含むものである。
ワーク移動機構20は、前述した一対のガイドレール21に沿って主走査方向(Y軸方向)に延在するリニアスケール24と、スケールヘッド25とを含んでいる。スケールヘッド25は、移動台22が一対のガイドレール21に沿って移動する際に、リニアスケール24の目盛を検出することができるように移動台22に設けられている。
エンコーダー65は、スケールヘッド25からリニアスケール24の目盛の検出結果を電気信号に変換した出力信号を受けて、エンコーダーパルスをワーク移動用ドライバー62と、ヘッドドライバー63とにそれぞれ出力する。なお、本実施形態では、エンコーダー65を駆動部60に含まれるものとして図5に示したが、これに限定されるものではなく、エンコーダー65はリニアスケール24とスケールヘッド25とを含む独立した構成であるとしてもよい。また、移動台22を回転軸に沿って主走査方向(Y軸方向)に相対移動するよう構成し、回転軸を回転させる例えばサーボモーターを設けた場合には、エンコーダー65は、サーボモーターに設けられたロータリー方式のエンコーダーであってもよい。
なお、図5には図示を省略したが、液滴吐出装置10は、ヘッド移動機構30において移動台32の副走査方向(X軸方向)における位置を検出可能なリニアスケール及びスケールヘッド、並びに当該スケールヘッドに対応したエンコーダーを備えている。
メンテナンス機構70は、インクジェットヘッド50のノズル52から試験的に吐出された液滴を受けて重量を計測する例えば電子天秤などの重量測定機構71と、インクジェットヘッド50のノズル面51a(図2参照)を密封して、ノズル52から液状体(インク)を吸引し、目詰まりが生じているノズル52などを回復させるキャップ機構72と、ノズル面51aに付着した異物をワイピング部材でふき取って清浄化するワイピング機構73とを含んで構成されている。メンテナンス用ドライバー64は、インクジェットヘッド50をメンテナンスするためのこれらの機構をそれぞれ駆動するドライバーを含んで構成されている。なお、メンテナンス機構70の構成は、これに限定されず、インクジェットヘッド50のノズル52から吐出された液滴をシートなどの被吐出物で受けて、液滴の着弾状態を撮像することで、液滴の着弾位置精度や目詰まりなどを検出する撮像機構などを備えていてもよい。
制御部40は、CPU41と、ROM42と、RAM43と、P−CON(プログラムコントローラー)44とを備え、これらは互いにバス45を介して接続されている。P−CON44には、上位コンピューター11が接続されている。ROM42は、CPU41で処理する制御プログラムなどを記憶する制御プログラム領域と、描画動作やインクジェットヘッド50の機能を回復させるメンテナンス処理などを行うための制御データなどを記憶する制御データ領域とを有している。
RAM43は、基板Wに対して液滴を吐出してどのように配置するかを示す吐出位置データを記憶する吐出位置データ記憶部、基板W及びインクジェットヘッド50(実際には、ノズル列52c)の位置データを記憶する位置データ記憶部などの各種記憶部を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。P−CON44には、駆動部60の各種ドライバーなどが接続されており、CPU41の機能を補うと共に、周辺回路とのインターフェース信号を取り扱うための論理回路が構成されて組み込まれている。このため、P−CON44は、上位コンピューター11からの各種指令などをそのままあるいは加工してバス45に取り込むと共に、CPU41と連動して、CPU41などからバス45に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部60に出力する。
そして、CPU41は、ROM42内の制御プログラムに従って、P−CON44を介して各種検出信号、各種指令、各種データなどを入力し、RAM43内の各種データなどを処理した後、P−CON44を介して駆動部60などに各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置10全体を制御している。例えば、CPU41は、インクジェットヘッド50、ワーク移動機構20及びヘッド移動機構30を制御して、ヘッドユニット9と基板Wとを対向配置させる。そして、ヘッドユニット9と基板Wとの相対移動に同期して、ヘッドユニット9に搭載された各インクジェットヘッド50の複数のノズル52から基板Wに液状体(インク)を液滴として吐出するようにヘッドドライバー63に制御信号を送出する。本実施形態では、Y軸方向への基板Wの移動に同期して液状体(インク)を吐出することを主走査と呼び、主走査に対してX軸方向にヘッドユニット9を移動させることを副走査と呼ぶ。本実施形態の液滴吐出装置10は、主走査と副走査とを組み合わせて複数回繰り返すことにより液状体(インク)を基板Wに吐出することができる。主走査は、インクジェットヘッド50に対して一方向への基板Wの移動に限らず、基板Wを往復させて行うこともできる。
エンコーダー65は、主走査に伴ってエンコーダーパルスを生成する。主走査では、所定の移動速度で移動台22を移動させるので、エンコーダーパルスが周期的に発生する。
例えば、主走査における移動台22の移動速度を200mm/sec、インクジェットヘッド50を駆動する駆動周波数(言い換えれば、連続して液滴を吐出する場合の吐出タイミング)を20kHzとすると、主走査方向における液滴の吐出分解能は、移動速度を駆動周波数で除することにより得られるので、10μmとなる。すなわち、10μmのピッチで液滴を基板W上に配置することが可能である。移動台22の移動速度を20mm/secとすれば、1μmのピッチで液滴を基板W上に配置することが可能である。実際の液滴の吐出タイミングは、周期的に発生するエンコーダーパルスをカウントして生成される吐出パルスに基づいている。このような主走査における基板W上の液滴の最小配置ピッチを吐出分解能と呼ぶ。
上位コンピューター11は、制御プログラムや制御データなどの制御情報を液滴吐出装置10に送出する。また、基板W上に液状体(インク)を液滴として配置する吐出制御データとしての配置情報を生成する配置情報生成部の機能を有している。配置情報は、基板Wにおける液滴の配置位置を示す吐出位置データ、液滴の配置数を示す吐出データ(言い換えれば、ノズル52ごとの吐出数)、主走査における複数のノズル52のON/OFFすなわちノズル52の選択/非選択などの情報を、例えば、ビットマップとして表したものである。上位コンピューター11は、上記配置情報を生成するだけでなく、RAM43に一旦格納された上記配置情報を修正することも可能である。
基板Wにおける液滴の配置位置を示す吐出位置データは、主走査における基板Wとノズル52との相対的な位置を示すものである。前述したように、基板Wはステージ5に載置されて、移動台22により主走査方向(Y軸方向)に移動する。基板Wの主走査方向における位置、すなわち、ステージ5の主走査方向の位置は、主走査においてエンコーダー65から周期的に出力されるエンコーダーパルスをカウントすることで制御される。エンコーダーパルスの分解能は、リニアスケール24の目盛の精度によるが、ステージ5の移動範囲において必ずしも一定であるとは言えない。したがって、ステージ5を主走査方向に所定の移動距離で移動させたときにカウントされる実際のエンコーダーパルスのカウント数は、エンコーダーパルスの設計上の分解能に基づいて求められた上記所定の移動距離に相当するエンコーダーパルスのカウント数と異なることがある。つまり、主走査方向におけるステージ5の移動における位置精度は、ばらつきを有している。このばらつきは、同じ構造の液滴吐出装置10であれば同じであるとは限らない。
一方で、冒頭で説明したように、液滴吐出装置10を例えば有機EL素子を備えた電気光学装置の製造に用いる場合、基板Wにおける液滴の配置位置を示す吐出位置データは、電気光学装置の機種ごとに設計(生成)される。ところが、設計(生成)された吐出位置データを用いても、上述したように、ステージ5の移動における位置精度がばらついていると、基板Wの所望の位置に液滴を精度よく配置できるとは限らない。また、複数の液滴吐出装置10に対して同じ吐出位置データを適用して、基板Wに液滴を吐出させたとしても、液滴吐出装置10ごとにステージ5の移動における位置精度のばらつきが異なれば、やはり基板Wの所望の位置に液滴を精度よく配置できるとは限らない。
本実施形態の液滴吐出装置10では、設計(生成)された吐出位置データをそのまま用いても、基板Wの所望の位置に精度よく液滴を吐出することができるように、液滴の吐出位置が補正されるしくみとなっている。以降、液滴吐出装置10における液滴の吐出位置補正方法について、図6〜図8を参照して説明する。
<液滴の吐出位置補正方法>
図6は液滴吐出装置における吐出タイミングの制御系を示すブロック図、図7は液滴の吐出位置の補正テーブルを示す表、図8は液滴の吐出タイミングの制御を示すタイミングチャートである。
図6は液滴吐出装置における吐出タイミングの制御系を示すブロック図、図7は液滴の吐出位置の補正テーブルを示す表、図8は液滴の吐出タイミングの制御を示すタイミングチャートである。
図6に示すように、軸コントローラー46から移動指令(移動台22の主走査方向への移動に係る制御信号)がワーク移動用ドライバー62に送出されると、ワーク移動用ドライバー62は、移動指令に対応したエンコーダーパルスのカウント数に基づいた位置指令(移動距離)をワーク移動機構20のリニアモーター23に送出する。リニアモーター23は位置指令に基づいて移動台22を主走査方向に移動させる。移動台22が主走査方向に移動するとスケールヘッド25からはリニアスケール24の目盛を検出した検出信号がエンコーダー65に送出され、エンコーダー65からエンコーダーパルスが出力されてワーク移動用ドライバー62にフィードバックされる。ワーク移動用ドライバー62はフィードバックされたエンコーダーパルスをカウントすることで、移動台22の主走査方向における位置を制御できる。
本実施形態における位置指令は、エンコーダーパルスをカウントすることで、吐出タイミングを制御するためのインクジェットヘッド50とステージ5との相対位置を示す本発明における相対位置データに相当するものである。
本実施形態における位置指令は、エンコーダーパルスをカウントすることで、吐出タイミングを制御するためのインクジェットヘッド50とステージ5との相対位置を示す本発明における相対位置データに相当するものである。
ヘッドドライバー63には、ヘッドコントローラー47からインクジェットヘッド50のノズル52ごとの液滴の吐出数を含む吐出データと、同じくノズル52ごとの吐出位置データとが入力される。また、移動台22(ステージ5)の主走査方向への移動に伴ってエンコーダー65から出力されるエンコーダーパルスがヘッドドライバー63に送出される。
ヘッドドライバー63は、上記吐出データ、上記吐出位置データのそれぞれを記憶する記憶部と、主走査における原点(第1の位置)から吐出位置(第2の位置)までのインクジェットヘッド50に対するステージ5の相対移動により取得されるエンコーダーパルスのカウント数である第1のカウント数を、実際のインクジェットヘッド50に対するステージ5の相対移動に相当するエンコーダーパルスの第2のカウント数に補正する補正データを記憶する記憶部とを備えている。
ヘッドドライバー63は、上記吐出データ、上記吐出位置データのそれぞれを記憶する記憶部と、主走査における原点(第1の位置)から吐出位置(第2の位置)までのインクジェットヘッド50に対するステージ5の相対移動により取得されるエンコーダーパルスのカウント数である第1のカウント数を、実際のインクジェットヘッド50に対するステージ5の相対移動に相当するエンコーダーパルスの第2のカウント数に補正する補正データを記憶する記憶部とを備えている。
ヘッドドライバー63は、入力されたエンコーダーパルスをカウントしつつ、吐出位置データに補正データを反映させた吐出パルスをノズル52ごとに生成してインクジェットヘッド50を駆動制御し、インクジェットヘッド50のノズル52から上記吐出パルスに基づいた吐出タイミングで液滴Dを吐出させる。
補正データは、少なくとも主走査におけるステージ5の移動範囲において、ステージ5を実際に移動させ、その主走査方向における移動距離を精密に計測して取得されている。具体的には、主走査方向にステージ5を所定の移動距離で移動させたときの設計上のエンコーダーパルスの第1のカウント数と、エンコーダー65の測長精度よりも高い測長精度を有する例えばレーザー測長システムを用いて主走査方向にステージ5を上記所定の移動距離で移動させたときのエンコーダーパルスの第2のカウント数とを比較することで、上記所定の移動距離で移動させたときのエンコーダーパルスの補正カウント値を求める。補正データは当該補正カウント値を含むものである。
なお、図6に示した軸コントローラー46及びヘッドコントローラー47は、図5に示したP−CON44に含まれるものである。
本実施形態では、図7に示すように、主走査におけるインクジェットヘッド50に対するステージ5の相対移動における移動範囲が例えば3000mmであり、ステージ5の相対移動における所定の間隔を例えば10mmとして、レーザー測長システムを用いてステージ5の主走査方向における相対移動の位置精度を上記所定の間隔ごとに計測した。ステージ5の相対移動は図6に示したようにワーク移動用ドライバー62によって制御されている。ワーク移動用ドライバー62によってリニアモーター23を駆動制御して、ステージ5を所定の間隔で移動させる。このときにレーザー測長システムで測長したときの所定の間隔が実際にはどの程度、長いまたは短いかを示したのが図7の補正テーブルである。レーザー測長システムによる測長結果から、原点(0mm)から10mmの計測範囲でステージ5を移動させたときの実際の測長結果との差、つまり補正値は例えば0μmであり、10mmを超えて20mmまでの計測範囲では補正値は例えば−0.1μmであり、20mmを超えて30mmまでの計測範囲では補正値は例えば0.1μmであり、200mmを超えて3000mmまでの計測範囲では補正値は例えば0.1μmである。ここでは、説明上、30mmを超えて2900mmまでの10mmごとの補正値の表記は省略した。
本実施形態におけるエンコーダー65の分解能は0.1μmであることから、図7の補正テーブルを参照すると、主走査における原点(0mm)から10mmまでのステージ5の移動範囲では、エンコーダーパルスの補正カウント値は「0」となる。主走査における10mmを超えて20mmまでのステージ5の移動範囲では、エンコーダーパルスの補正カウント値は「−1」となる。主走査における20mmを超えて30mmまでのステージ5の移動範囲では、エンコーダーパルスの補正カウント値は「1」となる。同様に、主走査における2900mmを超えて3000mmまでのステージ5の移動範囲では、エンコーダーパルスの補正カウント値は「1」となる。つまり、補正カウント値を含む補正データを吐出位置データに反映させることで、ステージ5の主走査方向への相対移動における10mm単位の移動範囲ごとに、0±1の補正カウント値で吐出位置データが補正される。すなわち、エンコーダー65の分解能を単位として吐出位置データが補正される。言い換えれば、エンコーダー65の分解能を単位として吐出位置データが補正されるように、ステージ5の主走査方向への移動における所定の間隔を設定する。なお、主走査方向(Y軸方向)において上記所定の間隔ごとに、且つインクジェットヘッド50とそのノズル52ごとに吐出位置データが設計(生成)される。このようなステージ5の主走査方向への相対移動における移動距離の実測データを示す図7に示した補正テーブルや、該補正テーブルに基づく補正カント値を含む補正データは、制御部40を介してヘッドドライバー63の記憶部に予め記憶される。なお、補正データは、ヘッドドライバー63の記憶部に記憶させることに限定されず、制御部40に設けられた記憶部に記憶させ、ヘッドドライバー63がP−CON44を介して補正データを参照する構成としてもよい。
次に、補正データを吐出位置データに反映するタイミングについて、図8を参照して説明する。具体的には、図8は、上記所定の間隔が、液滴Dを連続して吐出させる複数(2つ)の吐出期間と、液滴Dを吐出させない(液滴Dを吐出しない)無吐出期間とを含んで構成されている例の吐出タイミングを示すタイミングチャートである。なお、図8に示された吐出期間、無吐出期間におけるエンコーダーパルスの数は、実際と異なるものであって、実際には、それぞれの期間にステージ5が相対移動する移動距離をエンコーダー65の分解能で除した数になる。図8はエンコーダーパルスを認識可能な程度に表したものである。例えば、エンコーダー65の分解能を0.1μmとするとステージ5が主走査方向に1mm移動する間に出力されるエンコーダーパルスの数は10000パルスとなる。
図8に示すように、液滴の吐出位置の補正を行わない場合(補正なし)は、液滴Dを吐出させる吐出期間に、吐出波形が印加されて液滴Dが吐出される。吐出波形は、インクジェットヘッド50のノズル52ごとに設けられた圧電素子に印加される駆動波形であって、例えばプッシュ・プル波形で構成されている。吐出期間は、ヘッドドライバー63が吐出位置データに基づいて入力されたエンコーダーパルスをカウントして生成した吐出パルスと、吐出データに含まれる液滴Dを吐出させるノズル52の選択信号とに基づいて決定される。無吐出期間は、吐出データに当該ノズル52の選択信号を含んでいないので、当該ノズル52の圧電素子には吐出波形が印加されない。
前述したように補正カウント値を「1」として、上記所定の間隔において吐出タイミングを遅らせて、実質的な液滴Dの吐出位置をエンコーダー65の分解能を単位として補正する場合(+1パルスずらし)は、図8に示すように、無吐出期間におけるエンコーダーパルスのカウント数を1つ増やすようにする。つまり、所定の間隔における吐出位置データの無吐出期間にカウントされるエンコーダーパルスの第1のカウント数を1つ増やした第2のカウント数としてカウントされるように、ヘッドドライバー63によって補正データが吐出位置データに反映され、吐出パルスが生成される。
また、前述したように補正カウント値を「−1」として、上記所定の間隔において吐出タイミングを早めて、実質的な液滴Dの吐出位置をエンコーダー65の分解能を単位として補正する場合(−1パルスずらし)は、図8に示すように、無吐出期間におけるエンコーダーパルスのカウント数を1つ減らすようにする。つまり、所定の間隔における吐出位置データの無吐出期間にカウントされるエンコーダーパルスの第1のカウント数を1つ減らした第2のカウント数としてカウントされるように、ヘッドドライバー63によって補正データが吐出位置データに反映され、吐出パルスが生成される。
例えば、上記所定の間隔における吐出期間にカウントされるエンコーダーパルスの第1のカウント数を1つ増やした第2のカウント数としてカウントされるように、補正データを吐出位置データに反映させ吐出パルスを生成すると、吐出波形が実質的に印加される期間がわずかであるが長くなる。同様に、所定の間隔における吐出期間にカウントされるエンコーダーパルスの第1のカウント数を1つ減らした第2のカウント数としてカウントされるように、補正データを吐出位置データに反映させ吐出パルスを生成すると、吐出波形が実質的に印加される期間がわずかであるが短くなる。このように、液滴Dの吐出位置を補正しようとして吐出期間にカウントされるエンコーダーパルスの数を補正すると、吐出波形が圧電素子に印加される期間(時間)が変化することから、吐出波形における残留振動などの影響の仕方が変化して、液滴Dの吐出量が変化するおそれがある。特に、液滴Dを連続して吐出させる場合、このような吐出波形の印加期間の変化は液滴Dの吐出量に大きく影響するおそれがある。本実施形態では、液滴Dの吐出位置を補正する場合、無吐出期間におけるエンコーダーパルスのカウント数を補正するので、液滴Dを連続して吐出させても液滴Dの吐出量の変化が起き難い。また、吐出波形が印加される吐出期間のエンコーダーパルスのカウント数は、主走査方向における液滴Dの吐出分解能に相当するものである。したがって、吐出期間のエンコーダーパルスのカウント数を補正することは液滴Dの吐出分解能にも影響を及ぼすことから、やはり、無吐出期間のエンコーダーパルスのカウント数を補正することが好ましい。なお、無吐出期間は、上記所定の間隔において後端に位置していることに限定されず、前端でもよいし、2つの吐出期間の間であってもよい。
図8に示すように、本実施形態では、周期的に発生するエンコーダーパルスの1パルスの1周期をカウントの単位としているが、カウントの単位はこれに限定されるものではない。例えば、1パルスの1周期を360度とするとき、スケールヘッド25で読み取られたエンコーダーパルスを例えば4逓倍したエンコーダーパルスを利用して、90度の位相ずれで1パルスとしてカウントしてもよい。このようにすればエンコーダーパルスの実質的な分解能を向上させることができる。言い換えれば、このように設定されたエンコーダーパルスのカウントの仕方によって液滴の吐出位置の補正を精度よく行える。
次に、無吐出期間について、液滴吐出装置10を用いて製造される電気光学装置を例に挙げて説明する。まず、電気光学装置とその製造方法について、図9〜図13を参照して説明する。図9は電気光学装置の構成を示す概略平面図、図10は有機EL素子の構造を示す概略断面図、図11〜図13は有機EL素子の製造方法を示す概略断面図である。
<電気光学装置>
図9に示すように、電気光学装置100は、赤(R)、緑(G)、青(B)の発光(発光色)が得られるサブ画素110R,110G,110Bが配置された素子基板101を有している。各サブ画素110R,110G,110Bは略矩形状であり、素子基板101の表示領域Eにおいてマトリックス状に配置されている。以降、サブ画素110R,110G,110Bを総称してサブ画素110と呼ぶこともある。同じ発光色のサブ画素110が図面上において垂直方向(列方向あるいはサブ画素110の長手方向)に配列し、異なる発光色のサブ画素110が図面上において水平方向(行方向あるいはサブ画素110の短手方向)にR,G,Bの順で配列している。すなわち、異なる発光色のサブ画素110R,110G,110Bが所謂ストライプ方式で配置されている。なお、サブ画素110R,110G,110Bの平面形状と配置は、これに限定されるものではない。また、略矩形状とは、正方形、長方形に加えて、角部が丸くなった四角形、対向する2辺部が円弧状となった四角形を含むものである。
図9に示すように、電気光学装置100は、赤(R)、緑(G)、青(B)の発光(発光色)が得られるサブ画素110R,110G,110Bが配置された素子基板101を有している。各サブ画素110R,110G,110Bは略矩形状であり、素子基板101の表示領域Eにおいてマトリックス状に配置されている。以降、サブ画素110R,110G,110Bを総称してサブ画素110と呼ぶこともある。同じ発光色のサブ画素110が図面上において垂直方向(列方向あるいはサブ画素110の長手方向)に配列し、異なる発光色のサブ画素110が図面上において水平方向(行方向あるいはサブ画素110の短手方向)にR,G,Bの順で配列している。すなわち、異なる発光色のサブ画素110R,110G,110Bが所謂ストライプ方式で配置されている。なお、サブ画素110R,110G,110Bの平面形状と配置は、これに限定されるものではない。また、略矩形状とは、正方形、長方形に加えて、角部が丸くなった四角形、対向する2辺部が円弧状となった四角形を含むものである。
サブ画素110Rには、赤(R)の発光が得られる有機EL素子が設けられている。同じく、サブ画素110Gには、緑(G)の発光が得られる有機EL素子が設けられ、サブ画素110Bには、青(B)の発光が得られる有機EL素子が設けられている。
このような電気光学装置100は、異なる発光色が得られる3つのサブ画素110R,110G,110Bを1つの表示画素単位として、それぞれのサブ画素110R,110G,110Bは電気的に制御される。これによりフルカラー表示が可能となっている。
各サブ画素110R,110G,110Bには、図10に示す有機EL素子130が設けられている。図10に示すように、有機EL素子130は、基板としての素子基板101上に設けられた絶縁膜102と、一対の電極としての画素電極103及び対向電極104と、画素電極103と対向電極104との間に設けられた、発光層133を含む機能層136とを有している。
画素電極103は、陽極として機能するものであり、サブ画素110R,110G,110Bごとに設けられ、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜を用いて形成されている。
絶縁膜102は、例えば酸化シリコンや窒化シリコンあるいは酸窒化シリコンなどを用いて形成される。
機能層136は、画素電極103側から、正孔注入層131、正孔輸送層132、発光層133、電子輸送層134、電子注入層135が順に積層されたものである。特に、発光層133は発光色に応じて構成材料が選ばれるが、ここでは発光色に関わらず総称して発光層133と呼ぶ。なお、機能層136の構成は、これに限定されるものではなく、これらの層以外に、電荷(キャリア;正孔や電子)の移動を制御する中間層などを備えていてもよい。
対向電極104は、陰極として機能するものであり、サブ画素110R,110G,110Bに共通した共通電極として設けられ、例えば、Al(アルミニウム)やAg(銀)とMg(マグネシウム)の合金などを用いて形成されている。
陽極としての画素電極103側から発光層133にキャリアとしての正孔が注入され、陰極としての対向電極104側から発光層133にキャリアとしての電子が注入される。発光層133において注入された正孔と電子とにより、励起子(エキシトン;正孔と電子とがクーロン力にて互いに束縛された状態)が形成され、励起子(エキシトン)が消滅する際(正孔と電子とが再結合する際)にエネルギーの一部が蛍光や燐光となって放出される。
電気光学装置100において、光反射性を有するように対向電極104を構成すれば、発光層133からの発光を素子基板101側から取り出すボトムエミッション方式とすることができる。また、画素電極103と素子基板101との間に反射層を設ける、または光反射性を有するように画素電極103を構成し、光透過性を有するように対向電極104を構成すれば、発光層133からの発光を対向電極104側から取り出すトップエミッション方式とすることもできる。本実施形態では、電気光学装置100がボトムエミッション方式であるとして、以降の説明を行う。なお、電気光学装置100は、サブ画素110R,110G,110Bごとの有機EL素子130をそれぞれ独立して駆動することができる画素回路を素子基板101に備えたアクティブ駆動型である。画素回路は公知の構成を採用することができるので、図10では画素回路の図示を省略している。
電気光学装置100は、サブ画素110R,110G,110Bごとの有機EL素子130における画素電極103の外縁と重なると共に、画素電極103上に開口部105aを構成する隔壁105を有している。
有機EL素子130は、機能層136を構成する正孔注入層131、正孔輸送層132、発光層133が液相プロセスで形成されたものである。液相プロセスとは、それぞれの層を構成する成分と溶媒とを含んだ液状体(インク)を隔壁105で囲まれた膜形成領域としての開口部105aに塗布して乾燥・焼成することにより、それぞれの層を形成する方法である。それぞれの層を所望の膜厚で形成するためには、所定量の液状体(インク)を量的にも位置的にも精度よく開口部105aに塗布する必要があり、本実施形態では、液相プロセスとしてインクジェット法(液滴吐出法)を採用している。
有機EL素子130は、機能層136を構成する正孔注入層131、正孔輸送層132、発光層133が液相プロセスで形成されたものである。液相プロセスとは、それぞれの層を構成する成分と溶媒とを含んだ液状体(インク)を隔壁105で囲まれた膜形成領域としての開口部105aに塗布して乾燥・焼成することにより、それぞれの層を形成する方法である。それぞれの層を所望の膜厚で形成するためには、所定量の液状体(インク)を量的にも位置的にも精度よく開口部105aに塗布する必要があり、本実施形態では、液相プロセスとしてインクジェット法(液滴吐出法)を採用している。
<有機EL素子の製造方法>
次に、有機EL素子130の製造方法について、図11〜図13を参照して具体的に説明する。図11〜図13は有機EL素子の製造方法を示す概略断面図である。なお、前述したように、有機EL素子130を駆動制御する画素回路や画素電極103の形成方法は、公知の方法を採用できるので、ここでは、隔壁形成工程以降について説明する。
次に、有機EL素子130の製造方法について、図11〜図13を参照して具体的に説明する。図11〜図13は有機EL素子の製造方法を示す概略断面図である。なお、前述したように、有機EL素子130を駆動制御する画素回路や画素電極103の形成方法は、公知の方法を採用できるので、ここでは、隔壁形成工程以降について説明する。
本実施形態の有機EL素子130の製造方法は、隔壁形成工程(ステップS1)と、表面処理工程(ステップS2)と、機能層形成工程(ステップS3)と、対向電極形成工程(ステップS4)とを有している。
ステップS1の隔壁形成工程では、画素電極103が形成された素子基板101に、機能層形成材料を含む液状体(インク)に対して撥液性を示す撥液材料を含む感光性樹脂材料を1μm〜2μmの厚みで塗布して乾燥することにより感光性樹脂層を形成する。塗布方法としては、転写法、スリットコート法などが挙げられる。撥液材料としてはフッ素化合物やシロキサン系化合物が挙げられる。感光性樹脂材料としては、ネガ型の多官能アクリル樹脂を挙げることができる。できあがった感光性樹脂層をサブ画素110の形状に対応した露光用マスクを用いて露光・現像して、図11に示すように、画素電極103の外縁と重なると共に、画素電極103上に開口部105aを構成する隔壁105を形成する。そして、ステップS2へ進む。
ステップS2の表面処理工程では、隔壁105が形成された素子基板101に表面処理を施す。表面処理工程は、次工程で機能層136を構成する正孔注入層131、正孔輸送層132、発光層133をインクジェット法(液滴吐出法)で形成するに際して、隔壁105で囲まれた開口部105aにおいて、機能層形成材料を含む液状体(インク)がむらなく濡れ拡がるように、画素電極103の表面の隔壁残渣などの不要物を取り除く目的で行われる。表面処理方法として、本実施形態ではエキシマUV(紫外線)処理を実施した。なお、表面処理方法はエキシマUV処理に限定されず、画素電極103の表面を清浄化できればよく、例えば液状体(インク)に含まれる溶媒による洗浄・乾燥工程を行ってもよい。また、画素電極103の表面が清浄な状態であれば、表面処理工程を実施しなくてもよい。なお、本実施形態では、撥液材料を含む感光性樹脂材料を用いて隔壁105を形成したが、これに限定されるものではなく、撥液材料を含まない感光性樹脂材料を用いて隔壁105を形成した後に、ステップS2において、フッ素系の処理ガスを用いた例えばプラズマ処理を施して隔壁105の表面に撥液性を与え、その後、酸素を処理ガスとするプラズマ処理を施して画素電極103の表面を親液化する表面処理を行ってもよい。そして、ステップS3へ進む。
ステップS3の機能層形成工程では、まず、図12に示すように、正孔注入層形成材料を含む液状体としてのインク80を開口部105aに塗布する(塗布工程)。インク80の塗布方法は、液滴吐出装置10を使用して、インク80をインクジェットヘッド50のノズル52から液滴Dとして吐出するインクジェット法(液滴吐出法)を用いる。インクジェットヘッド50から吐出される液滴Dの吐出量は、pl(ピコリットル)単位で制御可能であって、所定量を液滴Dの吐出量で除した数の液滴Dが開口部105aに吐出される。吐出されたインク80は隔壁105との界面張力により開口部105aにおいて盛り上がるが、溢れてしまうことはない。言い換えれば、開口部105aから溢れ出ない程度の所定量となるように、インク80における正孔注入層形成材料の濃度が予め調整されている。正孔注入層形成材料としては、例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン/スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)が挙げられ、これに適した溶媒としては水が挙げられる。そして、乾燥工程に進む。
乾燥工程では、インク80が塗布された素子基板101を減圧下に放置し、インク80から溶媒を蒸発させて乾燥する減圧乾燥を用いる。その後、大気下で例えば180℃で30分間加熱する焼成処理を施すことにより固化して、図13に示すように正孔注入層131を形成する(焼成工程)。正孔注入層131は、正孔注入層形成材料の選択や機能層136における他の層との関係で必ずしもこれに限定されるものではないが、およそ40nm〜100nmの膜厚で形成される。
次に、正孔輸送層形成材料を含む液状体としてのインク85を用いて正孔輸送層132を形成する。正孔輸送層132の形成方法も、正孔注入層131と同様に液滴吐出装置10を使用したインクジェット法(液滴吐出法)を用いて行う。すなわち、所定量のインク85をインクジェットヘッド50のノズル52から液滴Dとして開口部105aに吐出する(塗布工程)。そして、開口部105aに塗布されたインク85を減圧乾燥する(乾燥工程)。その後、大気下で、例えば220℃で30分間加熱する焼成処理を施すことにより正孔輸送層132を形成する(焼成工程)。正孔輸送層132は、正孔輸送層形成材料の選択や機能層136における他の層との関係で必ずしもこれに限定されるものではないが、およそ10nm〜30nmの膜厚で形成される。正孔輸送層形成材料としては、例えば、ポリ(2,7−(9,9−ジ−n−オクチルフルオレン)−(1,4−フェニレン−((4−sec−ブチルフェニル)イミノ)−1,4−フェニレン(TFB)が挙げられる。これに適した溶媒としては、トルエン、キシレン、3−フェノキシトルエン(3−PT)などの芳香族溶媒が挙げられる。
次に、発光層形成材料を含む液状体としてのインク90を用いて発光層133を形成する。発光層133の形成方法も、正孔注入層131と同様に、液滴吐出装置10を使用したインクジェット法(液滴吐出法)を用いて行う。すなわち、所定量のインク90をインクジェットヘッド50のノズル52から液滴Dとして開口部105aに吐出する(塗布工程)。そして、開口部105aに塗布されたインク90を減圧乾燥する(乾燥工程)。その後、窒素などの不活性ガス雰囲気下で、例えば160℃で10分間加熱する焼成処理を施すことにより発光層133を形成する(焼成工程)。発光層133は、発光層形成材料の選択や機能層136における他の層との関係で必ずしもこれに限定されるものではないが、およそ40nm〜70nmの膜厚で形成される。
発光層形成材料は、発光色に応じて種々の蛍光材料や燐光材料を選択することができる。例えば、赤色の蛍光材料としては、ペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッドなどが挙げられる。緑色の蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものとしては、クマリン誘導体、キナクリドンおよびその誘導体が挙げられる。青色の蛍光材料としては、例えば、ジスチリルジアミン系化合物などのジスチリルアミン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体などが挙げられる。これらの発光材料に適した溶媒としては、トルエン、キシレン、3−PTなどの芳香族溶媒が挙げられる。
発光層形成材料は、発光色に応じて種々の蛍光材料や燐光材料を選択することができる。例えば、赤色の蛍光材料としては、ペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッドなどが挙げられる。緑色の蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものとしては、クマリン誘導体、キナクリドンおよびその誘導体が挙げられる。青色の蛍光材料としては、例えば、ジスチリルジアミン系化合物などのジスチリルアミン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体などが挙げられる。これらの発光材料に適した溶媒としては、トルエン、キシレン、3−PTなどの芳香族溶媒が挙げられる。
次に、発光層133を覆って電子輸送層134が形成される。電子輸送層134を構成する電子輸送材料としては、特に限定されないが、真空蒸着法などの気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、BALq、1,3,5−トリ(5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)(OXD−1)、BCP(Bathocuproine)、2−(4−ビフェニル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−オキサジアゾール(PBD)、3−(4−ビフェニル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(TAZ)、4,4’−bis(1,1−bisジフェニルエテニル)ビフェニル(DPVBi)、2,5−bis(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(BND)、4,4’−bis(1,1−bis(4−メチルフェニル)エテニル)ビフェニル(DTVBi)、2,5−bis(4−ビフェニリル)−1,3,4−オキサジアゾール(BBD)などを挙げることができる。
また、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン誘導体、フルオレン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ヒドロキシキノリン誘導体などを挙げることができる。これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
電子輸送層134は、上記電子輸送材料の選択や機能層136における他の層との関係で必ずしもこれに限定されるものではないが、およそ20nm〜40nmの膜厚で形成される。これにより、陰極としての対向電極104から注入された電子を好適に発光層133に輸送することができる。なお、機能層136における他の層との関係で電子輸送層134を削除することもできる。
次に、電子輸送層134を覆って電子注入層135を形成する。電子注入層135を構成する電子注入材料としては、特に限定されないが、真空蒸着法などの気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、アルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物を挙げることができる。
アルカリ金属化合物としては、例えば、LiF、Li2CO3、LiCl、NaF、Na2CO3、NaCl、CsF、Cs2CO3、CsClなどのアルカリ金属塩が挙げられる。また、アルカリ土類金属化合物としては、例えば、CaF2、CaCO3、SrF2、SrCO3、BaF2、BaCO3などのアルカリ土類金属塩が挙げられる。これらのアルカリ金属化合物やアルカリ土類金属化合物うちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
電子注入層135の膜厚は、特に限定されないが、1nm以上、10nm以下程度であるのが好ましく、1nm以上、5nm以下程度であるのがより好ましい。これによって、陰極としての対向電極104から電子輸送層134に電子を効率よく注入できる。
次に、ステップS4の対向電極形成工程では、電子注入層135を覆って陰極としての対向電極104を形成する。対向電極104の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましく、且つ真空蒸着法などの気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rb、Auまたはこれらを含む合金などが用いられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体など)用いることができる。
特に、本実施形態のように、電気光学装置100をボトムエミッション方式とする場合、対向電極104には光反射性が求められる。したがって、例えば、Al、Ag、AlAg、AlNdなどの金属または合金が好ましく用いられる。このような金属または合金を対向電極104の構成材料として用いることにより、対向電極104の電子注入効率及び安定性の向上を図ることができる。
ボトムエミッション方式における対向電極104の膜厚は、特に限定されないが、50nm以上、1000nm以下程度であるのが好ましく、100nm以上、500nm以下程度であるのがより好ましい。これにより、図10に示すように、有機EL素子130ができあがる。
ボトムエミッション方式における対向電極104の膜厚は、特に限定されないが、50nm以上、1000nm以下程度であるのが好ましく、100nm以上、500nm以下程度であるのがより好ましい。これにより、図10に示すように、有機EL素子130ができあがる。
なお、電気光学装置100をトップエミッション方式とする場合、対向電極104の構成材料としては、Mg、Al、Ag、Auなどの金属またはMgAg、MgAl、MgAu、AlAgなどの合金を用いるのが好ましい。このような金属または合金を用いることにより、対向電極104の光透過性を維持しつつ、対向電極104の電子注入効率及び安定性の向上を図ることができる。
トップエミッション方式における対向電極104の膜厚は、特に限定されないが、1nm以上、50nm以下程度であるのが好ましく、5nm以上、20nm以下程度であるのがより好ましい。
トップエミッション方式における対向電極104の膜厚は、特に限定されないが、1nm以上、50nm以下程度であるのが好ましく、5nm以上、20nm以下程度であるのがより好ましい。
次に、より具体的な液滴Dの吐出位置補正方法における吐出タイミング制御の例について、図14を参照して説明する。図14は液滴の吐出位置補正方法における吐出タイミング制御の例を示す図である。詳しくは、図8のタイミングチャートに対応した吐出タイミング制御の例を示すものである。
図14に示すように、素子基板101は、R,G,Bの各サブ画素110R,110G,110Bに対応して設けられた隔壁105の開口部105aの短手方向が、主走査方向(Y軸方向)に沿うように液滴吐出装置10のステージ5上に配置される。これに対して、インクジェットヘッド50のノズル列52cは、複数のノズル52が副走査方向(X軸方向)に配列するように配置される。素子基板101に対してインクジェットヘッド50が対向するように配置して、ステージ5を主走査方向に相対的に移動させる主走査の間に、例えば、前述したように、赤色の発光色が得られる発光層形成材料を含む液状体であるインク90Rをノズル52から吐出する。図14に示すように、例えば、1つの開口部105aには主走査においてノズル列52cのうち2つのノズル52が掛かかり、2つのノズル52のそれぞれからインク90Rが複数の液滴Dとして連続的に吐出される。主走査においてインクジェットヘッド50に対してステージ5は相対移動しているため、連続的に吐出された液滴Dは、開口部105a内において主走査方向にわずかにずれた位置に吐出される。つまり、連続した吐出期間において、開口部105a内のわずかにずれた位置に複数の液滴Dが着弾する。
主走査において次にインク90Rが吐出されるのは、次のサブ画素110Rに対応する開口部105aであるから、主走査方向に配列する異なる色のサブ画素110G,110Bの開口部105aにはインク90Rは吐出されない。つまり、主走査方向において、隣り合うサブ画素110Rの間は、液滴Dが吐出されない無吐出期間となる。インクジェットヘッド50のノズル52から緑色の発光色が得られる発光層形成材料を含む液状体であるインク90Gや、青色の発光色が得られる発光層形成材料を含む液状体であるインク90Bを吐出する場合も同様である。このような無吐出期間におけるエンコーダーパルスのカウント数を補正することで、開口部105aに吐出される液滴Dの吐出位置が補正される。
なお、正孔注入層形成材料を含むインク80や、正孔輸送層形成材料を含むインク85をインクジェットヘッド50のノズル52から吐出する場合は、各サブ画素110R,110G,110Bのそれぞれに対応する開口部105aに液滴Dを吐出することになるので、この場合の無吐出期間は、主走査方向における開口部105aの間の隔壁105の長さに相当する主走査の期間となる。
図15はワークとしての基板における吐出期間、無吐出期間の他の例を示す概略平面図である。吐出期間、無吐出期間に対する考え方は、先に図14に示したものに限定されない。例えば、図15に示すように、ワークとしての基板Wにおいて、複数の素子基板101が副走査方向(X軸方向)と主走査方向(Y軸方向)とにマトリックス状に面付けされ、図面上で左上の素子基板101の角部を主走査における原点(第1の位置)とする場合、素子基板101における表示領域Eを吐出期間とし、主走査方向に隣り合う表示領域Eの間を無吐出期間としてもよい。また、主走査において原点から最初の表示領域Eの外縁に至る間も無吐出期間とすることができる。素子基板101の表示領域Eには前述したように、サブ画素110R,110G,110Bがマトリックス状に配列しているため、各サブ画素110R,110G,110Bに対応する隔壁105の開口部105aに液滴Dを吐出することから主走査において表示領域Eにインクジェットヘッド50のノズル52が掛かる時間的な長さを吐出期間に見立てることができる。したがって、無吐出期間に液滴Dの吐出位置を補正する補正カウント値を含む補正データを吐出位置データに反映させることで、ワークとしての基板Wに面付けされた素子基板101ごとに液滴Dの吐出位置を補正することができる。
上記実施形態における液滴吐出装置10及び液滴吐出装置10を用いた液滴の吐出位置補正方法によれば、以下の効果が得られる。
(1)液滴吐出装置10のヘッドドライバー63には、実際のステージ5の相対移動における移動距離に基づいて生成された補正データが記憶されている。そして、主走査においてインクジェットヘッド50に対するステージ5の相対移動により取得されるエンコーダーパルスの第1のカウント数を、上記補正データを反映させた第2のカウント数に変更して吐出パルスを生成し、インクジェットヘッド50のノズル52から液滴Dを吐出させる。したがって、例えば、電気光学装置100における有機EL素子130の製造において、設計上の液滴Dの吐出位置データをそのまま液滴吐出装置10に適用しても、主走査におけるステージ5の相対移動における位置精度のばらつきが反映され、開口部105aに吐出される液滴Dの吐出位置が補正されて、位置精度よく液滴Dを所望の位置に吐出することができる液滴吐出装置10及び液滴の吐出位置補正方法を提供することができる。
(2)ステージ5の相対移動における位置精度のばらつきを考慮して、液滴吐出装置10ごとに予め吐出位置データを補正する必要がないので、吐出位置データの管理や取扱いが容易となる。例えば、予め補正された吐出位置データを本来適用すべき液滴吐出装置10以外の液滴吐出装置に入力してしまうというようなヒューマンエラーを防止できる。
(3)ステージ5の相対移動における実際の移動距離は、エンコーダー65の測長精度よりも高い測長精度を有するレーザー測長システムを用いて計測して取得される。したがって、高い位置精度で液滴Dの吐出位置を補正することができる。
(4)ステージ5の相対移動における実際の移動距離の計測は、エンコーダー65の分解能に基づいた所定の間隔(本実施形態では10mm)ごとに行われるので、当該所定の間隔に対応する吐出位置データごとに補正カウント値を反映させて、液滴Dの吐出位置を補正することができる。言い換えれば、ステージ5の主走査における位置精度のばらつきを所定の間隔ごとに補正して液滴Dを吐出させることができる。また、背景技術で説明した特許文献3(特開2011−143334号公報)のように、エンコーダーの分解能の低下を招くことがなく、液滴Dの吐出位置を補正することができる。
(1)液滴吐出装置10のヘッドドライバー63には、実際のステージ5の相対移動における移動距離に基づいて生成された補正データが記憶されている。そして、主走査においてインクジェットヘッド50に対するステージ5の相対移動により取得されるエンコーダーパルスの第1のカウント数を、上記補正データを反映させた第2のカウント数に変更して吐出パルスを生成し、インクジェットヘッド50のノズル52から液滴Dを吐出させる。したがって、例えば、電気光学装置100における有機EL素子130の製造において、設計上の液滴Dの吐出位置データをそのまま液滴吐出装置10に適用しても、主走査におけるステージ5の相対移動における位置精度のばらつきが反映され、開口部105aに吐出される液滴Dの吐出位置が補正されて、位置精度よく液滴Dを所望の位置に吐出することができる液滴吐出装置10及び液滴の吐出位置補正方法を提供することができる。
(2)ステージ5の相対移動における位置精度のばらつきを考慮して、液滴吐出装置10ごとに予め吐出位置データを補正する必要がないので、吐出位置データの管理や取扱いが容易となる。例えば、予め補正された吐出位置データを本来適用すべき液滴吐出装置10以外の液滴吐出装置に入力してしまうというようなヒューマンエラーを防止できる。
(3)ステージ5の相対移動における実際の移動距離は、エンコーダー65の測長精度よりも高い測長精度を有するレーザー測長システムを用いて計測して取得される。したがって、高い位置精度で液滴Dの吐出位置を補正することができる。
(4)ステージ5の相対移動における実際の移動距離の計測は、エンコーダー65の分解能に基づいた所定の間隔(本実施形態では10mm)ごとに行われるので、当該所定の間隔に対応する吐出位置データごとに補正カウント値を反映させて、液滴Dの吐出位置を補正することができる。言い換えれば、ステージ5の主走査における位置精度のばらつきを所定の間隔ごとに補正して液滴Dを吐出させることができる。また、背景技術で説明した特許文献3(特開2011−143334号公報)のように、エンコーダーの分解能の低下を招くことがなく、液滴Dの吐出位置を補正することができる。
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液滴吐出装置及び液滴の吐出位置補正方法を適用した電気光学装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
(変形例1)上記実施形態の液滴吐出装置10は、副走査方向に配置されたインクジェットヘッド50に対して、ステージ5を主走査方向に相対移動させる構成であるが、ワークWが載置されるステージ5を主走査方向において固定し、ステージ5に対してインクジェットヘッド50を主走査方向及び副走査方向に相対的に移動させる構成であっても、本発明を適用することができる。
(変形例2)上記実施形態の液滴吐出装置10及び液滴吐出装置10を用いた液滴の吐出位置補正方法が適用される電気光学装置は、有機EL素子130をサブ画素110に備えた電気光学装置100に限定されない。液晶装置などの表示装置において用いられるカラーフィルターの製造や、有機トランジスターなどの有機半導体デバイスの製造に適用してもよい。これによれば、高精細なカラーフィルターや有機半導体デバイスを製造することができる。
5…ステージ、20…ワーク移動機構、10…液滴吐出装置、43…記憶部としてのRAM、50…吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド、52…ノズル、63…ヘッド駆動部としてのヘッドドライバー、65…エンコーダー、100…電気光学装置、130…有機EL素子。
Claims (10)
- 吐出ヘッドとワークとを走査方向に相対的に移動させる走査を行いながら、前記ワークに対して前記吐出ヘッドのノズルから機能層形成材料を含む液状体を液滴として吐出する液滴吐出装置であって、
前記ワークを載置するステージと、
前記吐出ヘッドと前記ステージとを走査方向に相対移動させる移動機構と、
前記相対移動に伴ってエンコーダーパルスを出力するエンコーダーと、
前記吐出ヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、
前記吐出ヘッドと前記ステージとの相対移動における移動距離に基づいて生成された補正データを記憶する記憶部と、を備え、
前記ヘッド制御部において、前記走査により前記吐出ヘッドと前記ステージとが相対的に第1の位置から第2の位置へ移動する間に前記エンコーダーパルスをカウントすることで得られる第1のカウント数が、前記第2の位置に相当する相対位置データとして取得され、前記第1のカウント数を前記補正データに基づいて、前記第1の位置から前記第2の位置までの相対移動に相当する前記エンコーダーパルスのカウント数である第2のカウント数に変更することで前記走査における前記液滴の吐出位置の補正が行われ、
前記ヘッド制御部は、前記吐出位置の補正を反映させて前記吐出ヘッドの前記ノズルから前記液滴を吐出させることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記移動距離は、前記エンコーダーパルスのカウントに基づく測長精度よりも高い測長精度を有する測長システムにより取得されていることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
- 前記補正データは、前記走査における前記吐出ヘッドと前記ステージとの相対移動の範囲を所定の間隔で分割した複数の分割領域ごとに、前記エンコーダーパルスのカウント数を増減させる補正カウント値を含み、
前記複数の分割領域のうち前記第2の位置が含まれる分割領域に対応する前記補正カウント値に基づいて、前記第2のカウント数が設定され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。 - 前記補正カウント値が0または±1となるように、前記所定の間隔が設定されていることを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出装置。
- 前記吐出位置の補正が行われるタイミングは、前記走査において前記液滴を吐出しない無吐出期間内に行われることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
- 吐出ヘッドとワークとを走査方向に相対的に移動させる走査を行いながら、前記ワークに対して前記吐出ヘッドのノズルから機能層形成材料を含む液状体を液滴として吐出する液滴吐出装置を用いた液滴の吐出位置補正方法であって、
前記液滴吐出装置は、前記走査方向への前記吐出ヘッドと前記ステージとの相対移動に伴ってエンコーダーパルスを発生させるエンコーダーと、前記吐出ヘッドの駆動を制御するヘッド制御部と、前記相対移動の移動距離に基づいて生成された補正データと、を備え、
前記走査において、前記吐出ヘッドと前記ステージとを相対的に第1の位置から第2の位置に移動させる間に前記エンコーダーパルスをカウントすることで、前記第2の位置に相当する相対位置データを第1のカウント数として取得する工程と、
前記第1のカウント数を、前記補正データに基づいて、前記第1の位置から前記第2の位置までの相対移動に相当する前記エンコーダーパルスのカウント数である第2のカウント数に補正することで前記液滴の吐出位置の補正を行う工程と、
前記ヘッド制御部が前記吐出位置の補正を反映させて前記吐出ヘッドのノズルから前記液滴を吐出する工程と、を有することを特徴とする液滴の吐出位置補正方法。 - 前記エンコーダーパルスのカウントに基づく測長精度よりも高い測長精度を有する測長システムを用いて、前記移動距離を取得することを特徴とする請求項6に記載の液滴の吐出位置補正方法。
- 前記補正データは、前記走査における前記相対移動の範囲を所定の間隔で分割した複数の分割領域ごとに、前記エンコーダーパルスのカウント数を増減させる補正カウント値を含むように生成されており、前記複数の分割領域のうち前記第2の位置が含まれる分割領域に対応する前記補正カウント値に基づいて、前記第2のカウント数を設定することを特徴とする請求項6または7に記載の液滴の吐出位置補正方法。
- 前記補正カウント値が0または±1となるように、前記所定の間隔を設定することを特徴とする請求項8に記載の液滴の吐出位置補正方法。
- 前記走査において前記液滴を吐出しない無吐出期間内に前記吐出位置の補正を行うことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項に記載の液滴の吐出位置補正方法。
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