JP2017189928A - 電子デバイス製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基材へのインキの欠落等による断線を抑制して歩留まりを向上できる電子デバイス製造装置を提供する。【解決手段】シートSを保持する圧胴110と、パターンを形成された版Psを具えると共に圧胴110に保持されたシートSに対して機能性インキを前記パターンで転写する版胴120と、版胴120の版Psへ機能性インキを供給するインクジェット装置130と、胴110,120をそれぞれ回転駆動するモータ151,152と、胴110,120の位相をそれぞれ検知するロータリエンコーダ155,156と、圧胴110に保持されたシートSに対して、版胴120の版Psへ供給された機能性インキを複数回重ね合わせて積層させるように、ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、インクジェット装置130、モータ151,152の作動をそれぞれ制御する制御装置150とを備える電子デバイス製造装置100とした。【選択図】図1

Description

本発明は、可撓性を有する基材に機能性を有する材料を積層して機能層を形成することにより電子デバイスを製造する電子デバイス製造装置に関する。
機能性を有する材料を基材上に積層して機能層を形成した薄膜トランジスタ(TFT)等のフレキシブルな電子デバイスは、例えば、下記特許文献1に記載されているように、圧胴に基材を保持させて当該圧胴を回転させることにより基材を搬送する一方、当該圧胴に対接可能なゴム胴上にインキ層を設け、当該ゴム胴に対接可能な版胴の版の凸部パターンを当該ゴム胴に対接させて、当該ゴム胴上のインキ層のうち凸部パターンと接触した部分のインキを除去して当該ゴム胴上にインキパターンを形成した後、上記圧胴に保持されている基材に対して、上記ゴム胴上の上記インキパターンを転写することにより、基材に複数の機能層を設けるようにした印刷法で製造することが知られている。
特開2015−153796号公報 特開2013−241275号公報 特開2007−268715号公報
上述したような印刷法によりTFT等の電子デバイスを製造するに際しては、基材へのインキの欠落等による断線を抑制して、歩留まりを向上させることが強く求められている。
前述した課題を解決するための、本発明に係る電子デバイス製造装置は、可撓性を有する基材に機能性を有する材料を積層して機能層を形成することにより電子デバイスを製造する電子デバイス製造装置であって、回転可能に支持されて、基材を保持する圧胴と、回転可能に支持されて、機能層に対応するパターンを形成された版面を有する版を具えると共に、前記圧胴に保持された基材に対して、機能性を有する材料からなる機能性インキを前記パターンで転写する版胴と、前記版面へ機能性インキを供給する機能性インキ供給手段と、前記圧胴を回転駆動する圧胴回転駆動手段と、前記版胴を回転駆動する版胴回転駆動手段と、前記圧胴の位相を検知する圧胴位相検知手段と、前記版胴の位相を検知する版胴位相検知手段と、前記圧胴に保持された基材に対して、前記版面へ供給された機能性インキを複数回重ね合わせて積層させるように、前記圧胴位相検知手段及び前記版胴位相検知手段からの情報に基づいて、前記機能性インキ供給手段、前記圧胴回転駆動手段、前記版胴回転駆動手段の作動をそれぞれ制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
また、本発明に係る電子デバイス製造装置は、上述した電子デバイス製造装置において、前記版の前記版面が、前記パターンを形成されたものだけであることを特徴とする。
また、本発明に係る電子デバイス製造装置は、上述した電子デバイス製造装置において、前記版が、前記パターンを形成された第一の版面と当該パターンの一部のみを形成された第二の版面とを有するものであり、前記制御手段が、前記圧胴に保持された基材に対して、前記版胴の前記版の前記第一の版面へ供給された機能性インキと前記第二の版面へ供給された機能性インキとを重ね合わせて積層させるように、前記圧胴位相検知手段及び前記版胴位相検知手段からの情報に基づいて、前記機能性インキ供給手段、前記圧胴回転駆動手段、前記版胴回転駆動手段の作動をそれぞれ制御するものであることを特徴とする。
本発明に係る電子デバイス製造装置によれば、基材に対して、版胴の版の版面のパターンに対応した機能性インキを複数回重ね合わせるように転写することができるので、万が一、ある一回の転写のときに、機能性インキのパターンの一部に欠落を生じてしまったとしても、他の回の転写のときに、一部の欠落したパターンに機能性インキを補充するように積層することができる。このため、基材に対して、版胴の版の版面に対応するパターンで機能性インキを欠落なく転写して機能層を形成することができるので、基材への機能性インキの欠落による断線を大きく抑制することができ、電子デバイスの歩留まりを大きく向上させることができると共に、基材に対して、機能性インキの機能層を厚く設けることができるので、導電性等の機能性を大きく向上させることができる。
本発明に係る電子デバイス製造装置の第一番目の実施形態の要部概略構成図である。 図1の電子デバイス製造装置の要部の制御ブロック図である。 図1の電子デバイス製造装置を使用した電子デバイスの製造方法の手順説明図である。 図1の電子デバイス製造装置を使用して製造された電子デバイスの要部の概略説明図である。 本発明に係る電子デバイス製造装置の第二番目の実施形態の要部概略構成図である。 図4の電子デバイス製造装置の版胴の版の概略構成図である。 図4の電子デバイス製造装置の要部の制御ブロック図である。 図4の電子デバイス製造装置を使用した電子デバイスの製造方法の手順説明図である。 図4の電子デバイス製造装置を使用して製造された電子デバイスの要部の概略説明図である。
本発明に係る電子デバイス製造装置の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
〈第一番目の実施形態〉
本発明に係る電子デバイス製造装置の第一番目の実施形態を図1〜4に基づいて以下に説明する。
図1において、110は圧胴、120は版胴、130はインクジェット装置である。
前記圧胴110は、回転可能に支持されると共に、可撓性を有する基材であるシートSを保持する保持面である有効面110aを一つ具備する一倍径サイズをなしている。そして、前記圧胴110は、シートSの搬送方向前方側(先端側)を着脱可能に把持するくわえ爪装置111と、シートSの搬送方向後方側(末端側)を着脱可能に吸引保持する吸引ヘッド112(例えば、前記特許文献2等参照)とをそれぞれ有している。前記吸引ヘッド112は、吸引ポンプ154に接続している(図2参照)。
前記版胴120は、回転可能に配設され、前記圧胴110に対接する作動位置と前記圧胴110から離反した退避位置との間を直線的にスライド移動できるようにガイドレール(図示省略)を介して支持されている。そして、前記版胴120は、機能層に対応するパターンを形成された版面を有する版Psを保持する保持面である有効面120aを一つ具備する一倍径サイズをなすと共に、当該版Psの一端側(先端側)と他端側(末端側)とを着脱可能に保持する版保持装置121を有している。なお、前記版Psの前記版面は、前記パターンを形成されたものだけとなっている。
機能性インキ供給手段である前記インクジェット装置130は、前記退避位置に位置する前記版胴120の前記版Psの版面に対して、導電性等の機能性を有する材料からなる機能性インキを噴射して供給することができるようになっている。
図2に示すように、前記圧胴110を独立して回転駆動させる圧胴回転駆動手段であるモータ151と、前記版胴120を独立して回転駆動させる版胴回転駆動手段であるモータ152とは、制御手段である制御装置150の出力部にそれぞれ電気的に接続している。前記制御装置150の出力部は、前記インクジェット装置130へ電気的に接続している。
また、前記制御装置150の出力部は、前記版胴120を前記ガイドレールに沿ってスライド移動させるアクチュエータ153と、前記吸引ポンプ154とにそれぞれ電気的に接続している。
他方、前記制御装置150の入力部には、前記圧胴110の回転位相を検知する圧胴位相検知手段であるロータリエンコーダ155と、前記版胴120の回転位相を検知する版胴位相検知手段であるロータリエンコーダ156とがそれぞれ電気的に接続されている。
つまり、前記制御装置150は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記モータ151,152の回転作動、前記アクチュエータ153の伸縮作動、前記インクジェット装置130の作動等をそれぞれ制御することができるようになっている(詳細は後述する)。
このような本実施形態に係る電子デバイス製造装置100においては、当初、前記版胴120が、前記圧胴110から離反する前記退避位置に位置している。そして、前記圧胴110の前記くわえ爪装置111がシートSの先端側(頭側)をくわえると共に、前記吸引ポンプ154が作動して前記吸引ヘッド112でシートSの末端側(尻側)を吸引することにより、当該圧胴110の前記有効面110a上にシートSが保持される。
前記制御装置150は、前記版胴120の前記版Psの版面に機能性インキを供給するように、前記ロータリエンコーダ156からの情報に基づいて、前記モータ152を作動させて当該版胴120を回転させると共に、前記インクジェット装置130を作動させて当該インクジェット装置130から機能性インキを噴射させる。
前記版胴120の前記版Psの版面に機能性インキが供給されると、前記制御装置150は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記圧胴110と前記版胴120との位相を合致させながら当該胴110,120を回転させるように前記モータ151,152を作動させると共に、当該版胴120を当該圧胴110に対接させるように前記アクチュエータ153を作動させて、前記退避位置に位置する当該版胴120を前記作動位置にまでスライド移動させる。これにより、前記圧胴110の前記有効面110a上に保持されたシートSの規定の位置に、前記版胴120の前記版Psの版面のパターンに対応した機能性インキが転写されて、第一層I1が形成される(図3A参照)。
このようにしてシートSの規定の位置に機能性インキの第一層I1を形成すると、前記制御装置150は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記作動位置に位置する前記版胴120を前記退避位置にまで戻すように前記アクチュエータ153を作動させた後、当該版胴120の前記版Psの版面に機能性インキを再び供給するように、前記ロータリエンコーダ156からの情報に基づいて、前記インクジェット装置130を作動させて当該インクジェット装置130から機能性インキを再び噴射させる。
前記版胴120の前記版Psの版面の全体にわたって機能性インキが再び供給されると、前記制御装置150は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記圧胴110と前記版胴120との位相を合致させながら当該胴110,120を回転させるように前記モータ151,152を作動させると共に、当該版胴120を当該圧胴110に再び対接させるように前記アクチュエータ153を作動させて、前記退避位置に位置する当該版胴120を前記作動位置にまで再びスライド移動させる。これにより、前記圧胴110の前記有効面110a上のシートSの第一層I1上に、前記版胴120の前記版Psの版面のパターンに対応した機能性インキが重ね合わせられるように転写されて、第二層I2が形成される(図3B参照)。
以下、上述した作動を繰り返すことにより(例えば、さらに2回)、シートSの前記第二層I2上に第三層I3及び第四層I4がさらに積層される(図3C,3D参照)。
ここで、シートSに対して、前記版Psの版面のパターンに対応した機能性インキを複数回(本実施形態では4回)重ね合わせるように転写していることから、万が一、ある一回の転写のときに、機能性インキのパターンの一部に欠落を生じてしまったとしても、他の回の転写のときに、一部の欠落したパターンに機能性インキが補充されるように積層される(図4参照)。
このため、本実施形態に係る電子デバイス製造装置100においては、上記シートSに対して、前記版Psの版面に対応するパターンで機能性インキを欠落なく転写して機能層を形成することができる。
したがって、本実施形態に係る電子デバイス製造装置100によれば、シートSへの機能性インキの欠落による断線を大きく抑制することができ、電子デバイスの歩留まりを大きく向上させることができる。
また、前記版Psの版面のパターンに対応した機能性インキを複数回(本実施形態では4回)転写して第一層I1〜第四層I4を重ね合わせて積層するようにしたことから、シートSに対して、機能性インキの機能層を厚く設けることができるので、導電性等の機能性を大きく向上させることができる。
〈第二番目の実施形態〉
本発明に係る電子デバイス製造装置の第二番目の実施形態を図5〜9に基づいて以下に説明する。ただし、前述した実施形態と同様な部分については、前述した実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。
図5において、110は圧胴、220は版胴、130はインクジェット装置である。
前記版胴220は、回転可能に配設され、前述した実施形態の場合と同様に、前記作動位置と前記退避位置との間を直線的にスライド移動できるようにガイドレール(図示省略)を介して支持されている。そして、前記版胴220は、第一の版面Pd1と第二の版面Pd2とを周方向へ並べるように形成された二倍サイズの版Pdを保持する保持面である有効面220aを外周面に具備する径サイズ(二倍径)をなすと共に、当該版Pdの一端側(先端側)と他端側(末端側)とを着脱可能に保持する版保持装置121を有している。
図6に示すように、前記版Pdは、前記第一の版面Pd1に第一のパターンが形成され、前記第二の版面Pd2に第二のパターンが形成されており、当該第一のパターンと当該第二のパターンとは、その一部がまったく同一となるように形成され(例えば、図6中、版面の左右部分)、その残りが第一の版面Pd1のみに形成されている(例えば、図6中、版面の中央部分)。
図7に示すように、制御手段である制御装置250の出力部は、前記モータ151,152と、前記アクチュエータ153と、前記吸引ポンプ154と、前記インクジェット装置130とへそれぞれ電気的に接続している。他方、前記制御装置250の入力部には、前記ロータリエンコーダ155,156がそれぞれ電気的に接続されている。
つまり、前記制御装置250は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記モータ151,152の回転作動、前記アクチュエータ153の伸縮作動、前記インクジェット装置130の作動等をそれぞれ制御することができるようになっている(詳細は後述する)。
このような本実施形態に係る電子デバイス製造装置200においては、前述した実施形態の場合と同様に、当初、前記版胴220が、前記圧胴110から離反する前記退避位置に位置している。そして、前述した実施形態の場合と同様に、前記圧胴110の前記くわえ爪装置111がシートSの先端側(頭側)をくわえると共に、前記吸引ポンプ154が作動して前記吸引ヘッド112でシートSの末端側(尻側)を吸引することにより、当該圧胴110の前記有効面110a上にシートSが保持される。
前記制御装置250は、前記版胴220の前記版Pdの前記第一の版面Pd1に機能性インキを供給するように、前記ロータリエンコーダ156からの情報に基づいて、前記モータ152を作動させて当該版胴220を回転させると共に、前記インクジェット装置130を作動させて当該インクジェット装置130から機能性インキを噴射させる。
前記版胴220の前記版Pdの前記第一の版面Pd1に機能性インキが供給されると、前記制御装置250は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記圧胴110の前記有効面110a上に保持されたシートSに対する前記版胴220の前記版Pdの前記第一の版面Pd1の位相を合致させつつ当該胴110,220を回動させるように前記モータ151,152を作動させると共に、当該版胴220を当該圧胴110に対接させるように前記アクチュエータ153を作動させて、前記退避位置に位置する当該版胴220を前記作動位置にまでスライド移動させる。これにより、前記圧胴110に保持されたシートSの規定の位置に、前記版胴220の前記版Pdの前記第一の版面Pd1のパターンに対応した機能性インキが転写されて、第一層I1が形成される(図8A参照)。
このようにしてシートSの規定の位置に機能性インキの第一層I1を形成すると、前記制御装置250は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記作動位置に位置する前記版胴220を前記退避位置にまで戻すように前記アクチュエータ153を作動させた後、当該版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2に機能性インキを供給するように、前記ロータリエンコーダ156からの情報に基づいて、前記インクジェット装置130を作動させて当該インクジェット装置130から機能性インキを噴射させる。
前記版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2に機能性インキが供給されると、前記制御装置250は、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記圧胴110の前記有効面110a上に保持されたシートSに対する前記版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2の位相を合致させつつ当該胴110,220を回動させるように前記モータ151,152を作動させると共に、当該版胴220を当該圧胴110に再び対接させるように前記アクチュエータ153を作動させて、前記退避位置に位置する当該版胴220を前記作動位置にまで再びスライド移動させる。これにより、前記圧胴110の前記有効面110a上のシートSの第一層I1上の一部(図8中、左右部分)のみに、前記版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2のパターンに対応した機能性インキが重ね合わせられるように転写されて、第一層I1上の一部(図8中、左右部分)のみに第二層I2が積層される(図8B参照)。
このようにしてシートSの第一層I1上の一部のみに第二層I2を積層すると、前記制御装置250は、上述と同様に、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記作動位置に位置する前記版胴220を前記退避位置にまで戻すように前記アクチュエータ153を作動させた後、当該版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2に機能性インキを再び供給するように、前記ロータリエンコーダ156からの情報に基づいて、前記インクジェット装置130を作動させて当該インクジェット装置130から機能性インキを再び噴射させる。
前記版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2に機能性インキが供給されると、前記制御装置250は、上述と同様に、前記ロータリエンコーダ155,156からの情報に基づいて、前記圧胴110の前記有効面110a上に保持されたシートSに対する前記版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2の位相を合致させつつ当該胴110,220を回動させるように前記モータ151,152を作動させると共に、当該版胴220を当該圧胴110に再び対接させるように前記アクチュエータ153を作動させて、前記退避位置に位置する当該版胴220を前記作動位置にまで再びスライド移動させる。これにより、前記圧胴110の前記有効面110a上のシートSの第二層I2上に、前記版胴220の前記版Pdの前記第二の版面Pd2のパターンに対応した機能性インキが重ね合わせられるように転写されて、第二層I1上に第三層I3が積層される(図8C参照)。
以下、上述した作動を繰り返すことにより(例えば、さらに1回)、シートSの前記第三層I3上に第四層I4がさらに積層される(図8D参照)。
つまり、前述した実施形態においては、シートS上に形成したすべての第一層I1上に第二〜四層I2〜I4を積層するようにしたが、本実施形態においては、シートS上に形成した一部の第一層I1上のみに第二〜四層I2〜I4を積層するようにしたのである。
このため、シートSに転写する機能性インキのパターンにおいて、デザイン上、例えば、一部の位置(図9中、左右位置)で欠落を生じやすいものの、その他の位置(図9中、中央位置)で欠落をほとんど生じ得ないときに、その欠落を生じやすい一部の位置のみに機能性インキを補充することができる(図9参照)。
したがって、本実施形態に係る電子デバイス製造装置200によれば、前述した実施形態の場合と同様に、シートSへの機能性インキの欠落による断線を大きく抑制することができ、電子デバイスの歩留まりを大きく向上させることができるのはもちろんのこと、欠落を生じやすいパターンの位置のみに第二〜四層I2〜I4を形成することができるので、前述した実施形態よりも、機能性インキを有効に利用することができる。
また、シートS上に形成した一部の第一層I1上のみに第二〜四層I2〜I4を積層できるようにしたことから、シートSに対して、機能性インキの機能層の一部のみを厚く設けることができるので、例えば、シートSの中央部分に機能性インキの薄い機能層を設けながらも、シートSの周辺部分に機能性インキの厚い機能層を設けることができ、同一のシートS上で機能性インキの機能層の厚さを異ならせた電子デバイスを容易に製造することができる。
〈他の実施形態〉
なお、前述した実施形態においては、前記版胴120,220の前記版Ps,Pdに前記インクジェット装置130により機能性インキを供給するようにしたが、他の実施形態として、例えば、インキ壺から移しローラ等を介してインキを版胴に供給するインキ装置や、インキ皿からインキを版胴に直接供給するインキ装置や、インキ皿からファニシャローラやインキ出しローラやインキ着けローラ等を介してインキを版胴に間接的に供給するインキ装置等を適用することも可能である。
また、前述した実施形態においては、前記圧胴110の前記有効面110aに保持されたシートSに対して、前記版胴120,220の前記版Ps,Pdに供給された機能性インキを直接的に転写するようにしたが、他の実施形態として、例えば、前記圧胴110及び前記版胴120,220に対して対接離反移動できるように当該圧胴110と当該版胴120,220との間にブランケット胴を回転可能に配設することにより、当該版胴120,220の前記版Pに供給された機能性インキを当該ブランケット胴に一旦転写してから上記圧胴110の前記有効面110aに保持されたシートSに転写するオフセット方式とすることも可能である。
また、前述した実施形態においては、前記吸引ポンプ154に接続した前記吸引ヘッド112を前記圧胴110の前記有効面110aに設けることにより、シートSの搬送方向後方側(末端側)を当該有効面110aに着脱可能に吸引保持するようにしたが、他の実施形態として、例えば、上記吸引ヘッド112等に代えて、前記圧胴110の前記有効面110a上にシリコンゴム等からなるラバーシートを取り付けておくことにより、シートの搬送方向後方側(末端側)を当該有効面110aに対して着脱可能に密着保持できるようにしても、前述した実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
本発明に係る電子デバイス製造装置は、基材への機能性インキの欠落による断線を大きく抑制することができ、電子デバイスの歩留まりを大きく向上させることができると共に、基材に対して、機能性インキの機能層を厚く設けることができ、導電性等の機能性を大きく向上させることができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。
100,200 電子デバイス製造装置
110 圧胴
110a 有効面
111 くわえ爪装置
112 吸引ヘッド
120,220 版胴
120a,220a 有効面
121 くわえ爪装置
130 インクジェット装置
150,250 制御装置
151,152 モータ
153 アクチュエータ
154 吸引ポンプ
155,156 ロータリエンコーダ
Ps,Pd 版
Pd1 第一の版面
Pd2 第二の版面
S シート

Claims (3)

  1. 可撓性を有する基材に機能性を有する材料を積層して機能層を形成することにより電子デバイスを製造する電子デバイス製造装置であって、
    回転可能に支持されて、基材を保持する圧胴と、
    回転可能に支持されて、機能層に対応するパターンを形成された版面を有する版を具えると共に、前記圧胴に保持された基材に対して、機能性を有する材料からなる機能性インキを前記パターンで転写する版胴と、
    前記版面へ機能性インキを供給する機能性インキ供給手段と、
    前記圧胴を回転駆動する圧胴回転駆動手段と、
    前記版胴を回転駆動する版胴回転駆動手段と、
    前記圧胴の位相を検知する圧胴位相検知手段と、
    前記版胴の位相を検知する版胴位相検知手段と、
    前記圧胴に保持された基材に対して、前記版面へ供給された機能性インキを複数回重ね合わせて積層させるように、前記圧胴位相検知手段及び前記版胴位相検知手段からの情報に基づいて、前記機能性インキ供給手段、前記圧胴回転駆動手段、前記版胴回転駆動手段の作動をそれぞれ制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする電子デバイス製造装置。
  2. 請求項1に記載の電子デバイス製造装置において、
    前記版の前記版面が、前記パターンを形成されたものだけである
    ことを特徴とする電子デバイス製造装置。
  3. 請求項1に記載の電子デバイス製造装置において、
    前記版が、前記パターンを形成された第一の版面と当該パターンの一部のみを形成された第二の版面とを有するものであり、
    前記制御手段が、前記圧胴に保持された基材に対して、前記版胴の前記版の前記第一の版面へ供給された機能性インキと前記第二の版面へ供給された機能性インキとを重ね合わせて積層させるように、前記圧胴位相検知手段及び前記版胴位相検知手段からの情報に基づいて、前記機能性インキ供給手段、前記圧胴回転駆動手段、前記版胴回転駆動手段の作動をそれぞれ制御するものである
    ことを特徴とする電子デバイス製造装置。
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