JP2022061945A - 印刷装置及び印刷方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスプレイパネルの発光ムラを抑制することができる印刷装置を提供すること。【解決手段】印刷装置は、ディスプレイパネルの複数のセルにインクを塗布する印刷装置であって、前記セル毎に複数ずつ割り当てられたノズルを有するインクジェットヘッドと、前記複数のセル内のインクの塗布状態を観察するカメラと、前記カメラによる観察結果に基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差を算出し、当該塗布量の差が小さくなるように、前記複数のセルにインクの液滴を吐出するノズル毎の液滴の体積を調整する制御装置と、を備える。【選択図】図７
Description
本開示は、印刷装置及び印刷方法に関する。
液晶ディスプレイのカラーフィルターや、有機ＥＬディスプレイ等のデバイスを製造する方法として、例えば機能性材料を含む液状体をインクジェット法により複数のノズルから液滴として吐出し、被吐出体に機能性材料の膜を形成する方法が知られている。この場合、液滴の吐出量を制御する制御装置の設定と、液滴の実際の吐出量と、の対応関係を取得し、吐出量を一定の値に制御することが重要な工程となる。なぜなら、吐出量が不均一になると、機能性材料の膜厚に差が生じてしまい、デバイスの不良へと繋がるからである。例えば、カラーフィルターや有機ＥＬディスプレイであれば、膜厚の差が色ムラや輝度ムラとして観察される。
実際の吐出量を調べる方法として、例えばガラス基板に、高分子系の溶質を含有するインクを所定の液滴数塗布し、溶媒を乾燥させた後、白色干渉顕微鏡などの測定器を用いて溶質の体積を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、実際の吐出量を調べる方法として、レーザー式距離測定器を用いて液滴の高さを測定し、液滴の体積を算出する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
また、インクジェット法で有機ＥＬディスプレイを製造する方法として、ガラス基板上にインクを塗布した後に、インク中の溶媒を乾燥させた液滴の形状を共焦点レーザー顕微鏡で測定して、乾燥後の液滴の体積値を得る。そして、インク中の固形分濃度に基づいて、溶媒乾燥後の液滴の体積値を溶媒乾燥前のウェット状態の液滴の体積（以下、「液滴体積」という場合がある）に換算して、インクジェットヘッドの各ノズルから吐出される液滴体積値を得る。そして、ウェット状態の液滴体積値をノズル間で調整することで、均一な塗布量での印刷を実現する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
インクジェット法で有機ＥＬディスプレイを製造する際に、インクを塗布する領域がライン状のバンク（以下、「ラインバンク」と言う場合がある）で形成されていることがある。この場合、図１Ａに示すように、ディスプレイパネル５００６上に形成されたラインバンク１の長軸方向が、インクジェットヘッド３０の複数のノズル１０１の配列方向と平行になるように、ディスプレイパネル５００６を配置することによって、ラインバンク１に対して複数のノズル１０１を割り当てて、インクを吐出して塗布膜を形成する。この状態においては、多くのノズル１０１でライン状に形成された広い領域にインクを吐出するため、ノズル１０１間の液滴３１０の体積のばらつきは平均化される。結果的に、ラインバンク１内に形成される塗布膜の膜厚のばらつきは、それほど問題にならない。
図１Ａでは、１４個のノズル１０１で印刷する場合を例示している。１４個のノズル１０１から吐出される液滴体積のばらつきは、一般的に３％くらいである。しかし、各ノズル１０１からの液滴３１０がラインバンク１の中で混合するため、もともと存在する液滴体積のばらつきは、平均化される。
複数のノズルからの塗布により液滴体積のばらつきが緩和される事象を詳細に説明する。例えば３個のノズルで塗布する場合、全体の液滴体積のばらつきの標準偏差をσｍｅａｎ、異なる３個のノズルの液滴体積のばらつきの標準偏差をσ１、σ２、σ３とすると、以下の式（１）が成立する。
σ１ ２＋σ２ ２＋σ３ ２＝σｍｅａｎ ２・・・（１）
σ１ ２＋σ２ ２＋σ３ ２＝σｍｅａｎ ２・・・（１）
以下の式（２）のように、各ノズルの液滴体積のばらつきが等しいと仮定すると、式（１）と式（２）とから、以下の式（３）が得られる。また、式（３）から、以下の式（４）が得られ、式（４）から、以下の式（５）が得られる。
σ１＝σ２＝σ３・・・（２）
３σ１ ２＝σｍｅａｎ ２・・・（３）
σ１ ２＝σｍｅａｎ ２／３・・・（４）
σ１＝σｍｅａｎ／３1/2・・・（５）
σ１＝σ２＝σ３・・・（２）
３σ１ ２＝σｍｅａｎ ２・・・（３）
σ１ ２＝σｍｅａｎ ２／３・・・（４）
σ１＝σｍｅａｎ／３1/2・・・（５）
ここで、標準偏差の平均値のばらつきをｎ％（ただし、ｎは１０以下）とすると、各ノズルでの液滴体積のばらつきは、式（５）から、σ１＝ｎ／３1/2となり、例えばｎ＝３％とすると、σ１＝１．７％となる。一方、異なる１４個のノズルで塗布すると、σ１＝ｎ／１４1/2となり、例えばｎ＝３％とすると、σ１＝０．８％となる。つまり、ノズルの液滴体積を同程度に調整しても、ノズル数が多い方法で塗布する方が、液滴体積のばらつきを抑制することができる。
ここで、図１Ｂに示すように、ピクセル状に区切られたバンク（以下、「ピクセルバンク」と言う場合がある）２の中（以下、ピクセルバンク２で囲まれた領域を「セル２Ａ」という場合がある）に液滴３１０を吐出して塗布膜を形成する場合は、１個のセル２Ａに割り当てられるノズル１０１の数が減る。その結果、前述の通り各セル２Ａ内に吐出される液滴３１０の液滴体積のばらつきは大きくなり、塗布膜の膜厚ばらつきに対する液滴体積のばらつきの影響が大きくなる。
塗布直後でインクの溶媒が乾燥する前における、図１ＢのＡ－Ａ線に沿う断面図を図１Ｃに示している。各セル２Ａ内に吐出された液滴３１０により形成された塗布膜３１１，３１２，３１３のインクの量は、インクジェットヘッド３０から吐出された液滴３１０の体積のばらつきに応じて変化する。図１Ｂに示した例では、一つのセル２Ａ当たりに割り当てたノズル１０１の数は３つであるため、液滴体積のばらつきを平均化する効果は小さくなり、セル２Ａ毎に塗布されるインク量のばらつきが顕著になる。このインク量のばらつきは、インクの溶媒が乾燥した後に残る塗布膜の膜厚のばらつきに直結する。
このため、乾燥前に、液滴体積を測定する。膜厚のばらつきは、例えば有機ＥＬディスプレイにおいては発光輝度のばらつきとなり、ディスプレイの表示品質に大きな影響を与える。特に、隣接するセル２Ａ間の発光輝度のばらつきは官能的には顕著に影響して、発光のスジ状のムラとして見える。よって、ピクセルバンク２に印刷する場合においては、これまで以上にノズル１０１間の液滴体積のばらつきを抑える必要がある。しかしながら、現状でも液滴体積のばらつきは３％程度にまで抑えられている状態であり、これ以上の液滴体積のばらつきの低減は容易ではない。
本開示はこのような状況に鑑み、ディスプレイパネルの発光ムラを抑制することができる印刷装置及び印刷方法を提供することを目的とする。
本開示の印刷装置は、ディスプレイパネルの複数のセルにインクを塗布する印刷装置であって、前記セル毎に複数ずつ割り当てられたノズルを有するインクジェットヘッドと、前記複数のセル内のインクの塗布状態を観察するカメラと、前記カメラによる観察結果に基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差を算出し、当該塗布量の差が小さくなるように、前記複数のセルにインクの液滴を吐出するノズル毎の液滴の体積を調整する制御装置と、を備える。
本開示の印刷方法は、ディスプレイパネルのセル毎に複数のノズルを割り当ててインクを塗布する印刷方法であって、複数のセル内のインクの塗布状態を観察し、前記観察の結果に基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差を算出し、当該塗布量の差が小さくなるように、前記複数のセルにインクの液滴を吐出するノズル毎の液滴の体積を調整する。
本開示の印刷方法は、ディスプレイパネルのセル毎に複数のノズルを割り当ててインクを塗布する印刷方法であって、複数のセル内に吐出された液滴の面積を、着弾してから観察までの経過時間の関数で補正し、補正後の前記液滴の面積が前記ノズル毎に均一になるように、前記ノズル毎の液滴の体積を調整する。
本開示の印刷方法及び印刷装置によれば、ディスプレイパネルの発光ムラを抑制することができる。
以下、本開示の一実施の形態について説明する。
〔印刷装置の構成〕
まず、印刷装置の構成について説明する。図２は、本実施の形態で使用する印刷装置の全体構成を示す図である。図３は、印刷装置の機能ブロック図である。
まず、印刷装置の構成について説明する。図２は、本実施の形態で使用する印刷装置の全体構成を示す図である。図３は、印刷装置の機能ブロック図である。
図２及び図３に示すように、印刷装置１０００は、制御装置（ＰＣ）１５、インクジェットテーブル２０、インクジェットヘッド３０、液滴観察装置４０、塗布ムラ観察装置５０で構成される。
（制御装置）
制御装置１５は、ＣＰＵ１５０、記憶手段１５１（ＨＤＤ等の大容量記憶手段を含む）、入力手段１５２、表示手段（ディスプレイ）１５３で構成される。制御装置１５としては、具体的にはパーソナルコンピューター（ＰＣ）を用いることができる。記憶手段１５１には、制御装置１５に接続されたインクジェットテーブル２０、インクジェットヘッド３０、液滴観察装置４０及び塗布ムラ観察装置５０を駆動するための各制御プログラムと、インクジェットヘッド３０の特性データ（全ノズルの圧電素子の印加電圧と液滴体積に関する特性データ）と、が格納されている。印刷装置１０００の駆動時には、ＣＰＵ１５０は、入力手段１５２を通じてオペレータにより入力された指示と、記憶手段１５１に格納された各制御プログラムと、に基づいて所定の制御を行う。
制御装置１５は、ＣＰＵ１５０、記憶手段１５１（ＨＤＤ等の大容量記憶手段を含む）、入力手段１５２、表示手段（ディスプレイ）１５３で構成される。制御装置１５としては、具体的にはパーソナルコンピューター（ＰＣ）を用いることができる。記憶手段１５１には、制御装置１５に接続されたインクジェットテーブル２０、インクジェットヘッド３０、液滴観察装置４０及び塗布ムラ観察装置５０を駆動するための各制御プログラムと、インクジェットヘッド３０の特性データ（全ノズルの圧電素子の印加電圧と液滴体積に関する特性データ）と、が格納されている。印刷装置１０００の駆動時には、ＣＰＵ１５０は、入力手段１５２を通じてオペレータにより入力された指示と、記憶手段１５１に格納された各制御プログラムと、に基づいて所定の制御を行う。
（インクジェットテーブル）
インクジェットテーブル２０は、いわゆるガントリー式の作業テーブルであって、基台のテーブルの上に、２基のガントリー部（移動架台）がそれぞれ一対のガイドシャフトに沿って移動可能に配されている。
インクジェットテーブル２０は、いわゆるガントリー式の作業テーブルであって、基台のテーブルの上に、２基のガントリー部（移動架台）がそれぞれ一対のガイドシャフトに沿って移動可能に配されている。
具体的に、板状の基台２００には、その上面の四隅に柱状のスタンド２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂが配設されている。これらのスタンド２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂに囲まれた領域には、塗布対象物を載置するための固定ステージＳＴと、塗布直前のインクの吐出を安定化させるために用いるインクパン（皿状容器）６０と、がそれぞれ配設されている。
また、基台２００には、その長手方向（Ｙ方向）に沿った一対の両側部に沿って、ガイドシャフト２０３Ａ，２０３Ｂが前記スタンド２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂによって、平行に支持されている。一方のガイドシャフト２０３Ａには、２つのリニアモーター２０４Ａ，２０４Ｂが挿通されている。他方のガイドシャフト２０３Ｂには、２つのリニアモーター２０５Ａ，２０５Ｂが挿通されている。リニアモーター２０４Ａとリニアモーター２０５Ａとには、基台２００を横断するようにガントリー部２１０Ａが搭載されている。リニアモーター２０４Ｂとリニアモーター２０５Ｂとには、基台２００を横断するようにガントリー部２１０Ｂが搭載されている。このような構成により、印刷装置１０００の駆動時には、リニアモーター２０４Ａ，２０５Ａ，２０４Ｂ，２０５Ｂが駆動することで、２基のガントリー部２１０Ａ，２１０Ｂがそれぞれ独立に、ガイドシャフト２０３Ａ，２０３Ｂの長手方向に沿って、往復移動する。
各々のガントリー部２１０Ａ，２１０Ｂのそれぞれには、Ｌ字型の台座からなる移動体（キャリッジ）２２０Ａ，２２０Ｂが配設されている。移動体２２０Ａ，２２０Ｂには、サーボモーター（移動体モーター）２２１Ａ，２２１Ｂが配設されている。各サーボモーター２２１Ａ，２２１Ｂの軸の先端には、不図示のギヤが配されている。ギヤは、ガントリー部２１０Ａ，２１０Ｂの長手方向（Ｘ方向）に沿って形成されたガイド溝２１１Ａ，２１１Ｂに嵌合されている。ガイド溝２１１Ａ，２１１Ｂの内部には、それぞれ長手方向に沿って微細な不図示のラックが形成されている。ラックは、ギヤに噛み合っている。このため、サーボモーター２２１Ａ，２２１Ｂが駆動すると、移動体２２０Ａ，２２０Ｂは、いわゆるピニオンラック機構によって、Ｘ方向に沿って往復自在に精密に移動する。ここで、移動体２２０Ａ，２２０Ｂには、それぞれインクジェットヘッド３０、塗布ムラ観察装置５０が装備されており、互いに独立して駆動される。
なお、リニアモーター２０４Ａ，２０５Ａ，２０４Ｂ，２０５Ｂ及びサーボモーター２２１Ａ，２２１Ｂは、それぞれ駆動を制御するための制御部２１３に接続されている。制御部２１３は、制御装置１５内のＣＰＵ１５０に接続されている。印刷装置１０００の駆動時には、制御プログラムを読み込んだＣＰＵ１５０により、制御部２１３を介してリニアモーター２０４Ａ，２０５Ａ，２０４Ｂ，２０５Ｂ及びサーボモーター２２１Ａ，２２１Ｂの各駆動が制御される（図３）。
また、リニアモーター２０４Ａ，２０５Ａ，２０４Ｂ，２０５Ｂ及びサーボモーター２２１Ａ，２２１Ｂは、それぞれガントリー部２１０Ａ，２１０Ｂ及び移動体２２０Ａ，２２０Ｂの移動手段の例示にすぎず、これらの利用は必須ではない。例えばタイミングベルト機構やボールネジ機構を利用してガントリー部または移動体の少なくともいずれかを移動させてもよい。
なお、本実施の形態では、固定ステージＳＴに対してインクジェットヘッド３０が移動する構成であるが、これに限らず、インクジェットヘッド３０は固定されて、塗布対象物を載せるステージが移動する構成であっても良いし、インクジェットヘッド３０とステージの両方が移動する構成であっても良い。なお、移動体２２０Ａに搭載されるインクジェットヘッド３０は１つでなくてもよく、複数のインクジェットヘッド３０が搭載されても良いし、複数のインクジェットヘッド３０がユニット化されたラインヘッドが搭載されていても良い。
（インクジェットヘッド）
インクジェットヘッド３０は、ピエゾ方式を採用したヘッドであって、図２に示すヘッド部３０１及び本体部３０２と、図３に示す制御部３００と、で構成されている。本体部３０２には、サーボモーター３０４が内蔵されている。インクジェットヘッド３０は、移動体２２０Ａに本体部３０２を介して固定されている。ヘッド部３０１は、図２に示すように、直方体の外観形状を有し、その上面中央部付近において、本体部３０２のサーボモーター３０４の軸先端から垂下されている。これにより、当該ヘッド部３０１の底面に形成された複数のノズル３０３０（図４参照）は、サーボモーター３０４の軸回転に応じて固定ステージＳＴの上方で回転する。
インクジェットヘッド３０は、ピエゾ方式を採用したヘッドであって、図２に示すヘッド部３０１及び本体部３０２と、図３に示す制御部３００と、で構成されている。本体部３０２には、サーボモーター３０４が内蔵されている。インクジェットヘッド３０は、移動体２２０Ａに本体部３０２を介して固定されている。ヘッド部３０１は、図２に示すように、直方体の外観形状を有し、その上面中央部付近において、本体部３０２のサーボモーター３０４の軸先端から垂下されている。これにより、当該ヘッド部３０１の底面に形成された複数のノズル３０３０（図４参照）は、サーボモーター３０４の軸回転に応じて固定ステージＳＴの上方で回転する。
図４は、インクジェットヘッドのヘッド部の内部構成を示す断面図である。図４では、ヘッド部３０１において隣接して形成された３つのインク吐出機構部を部分的に示す。
図４に示すように、ヘッド部３０１には、長手方向に沿って、インクを吐出するための複数のインク吐出機構部が配置されている。インク吐出機構部は、一定間隔毎に一列に並んで配置されている。各々のインク吐出機構部は、圧電素子３０１０（３０１０ａ，３０１０ｂ，３０１０ｃ）、液室３０２０（３０２０ａ，３０２０ｂ，３０２０ｃ）、ノズル３０３０（３０３０ａ，３０３０ｂ，３０３０ｃ）、振動板３０４０で構成されている。
振動板３０４０は、液室３０２０を覆うように配設されている。振動板３０４０の上には、圧電素子３０１０が積層されている。個々の圧電素子３０１０ａ，３０１０ｂ，３０１０ｃへの電圧印加によって、インク吐出機構部は、それぞれ独立に駆動する。
液室３０２０及びノズル３０３０は、例えばＳＵＳ等の金属材料やセラミック材料で構成されている。液室３０２０及びノズル３０３０は、機械加工やエッチング、あるいは放電加工によって、それぞれ形成されている。液室３０２０は、吐出される直前のインクを貯留する空間であって、圧電素子３０１０の駆動により可逆的に体積が縮小・復元する。ノズル３０３０は、液室３０２０と連通するように一定のピッチで一列に形成されている。ここで、各々のノズル３０３０のピッチは、構成的には一定であるが、サーボモーター３０４の軸の回転角度を調節することで、塗布対象物上でのインクの塗布ピッチを調節することができる。なお、ノズル３０３０の配列は、上記した１列に限定されない。例えばノズル３０３０を複数列にわたって形成したり、複数列で且つ千鳥状にノズル３０３０を形成したりして、ノズル３０３０間のピッチを狭く調節することもできる。
振動板３０４０は、ステンレスやニッケルからなる薄板であり、上に積層された圧電素子３０１０とともに変形可能に配設されている。圧電素子３０１０は、公知のピエゾ素子であって、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等からなる板状の圧電体を、一対以上の電極で挟設した積層体の構成を持つ。電極への通電は、図３に示すように、制御部３００を介してＣＰＵ１５０によって管理されている。電極には、記憶手段１５１に格納された所定の制御プログラムに基づいて、インク吐出時に、数百Ｈｚから数十ｋＨｚの駆動周波数で、数十μｓ幅の矩形パルス電圧が継続して印加される。この各々の矩形パルス電圧の立ち上がり時に合わせて圧電素子３０１０が変形し、この圧電素子３０１０の変形に伴って、振動板３０４０は、液室３０２０の体積が減少または復元するように変形する。液室３０２０の体積減少時に、インクがノズル３０３０から吐出されることとなる。なお、前記パルス電圧は、矩形に限定するものではなく、ステップ状や一部曲線状を取り入れた波形等であってもよい。
各圧電素子３０１０を駆動する際には、ＣＰＵ１５０が所定の制御プログラムを記憶手段１５１から読み出し、制御部３００に対して、所定の電圧を対象の圧電素子３０１０に印加するように指示する。印刷装置１０００では、後述するように、塗布対象物に印刷した状態において、ムラが確認される場合には、その液滴体積をノズル３０３０毎に修正するように制御する。なお、本実施の形態では、インクジェットヘッド３０を１個備える例を示したが、配設するインクジェットヘッド３０の数は限定されず、複数のインクジェットヘッド３０を配設することもできる。
（液滴観察装置４０）
液滴観察装置４０は、インク吐出確認用カメラを用いて構成される。液滴観察装置４０は、図２に示すように、発光ライトが内蔵された液滴観察カメラ（ＣＣＤカメラ）４０２と、液滴観察カメラの対物方向の先端に装着されたズームレンズ４０３と、液滴観察カメラ及びズームレンズ４０３の駆動を制御するための制御部４００等で構成される。図２に示す構成では、液滴観察カメラが固定台４０１に固定された様子を示しているが、固定方法はこれに限定されず、基台２００に液滴観察カメラを直接固定するようにしてもよい。液滴観察カメラは、ケーブル４０４で制御部４００と接続されている。制御部４００は、図３に示すように、ＣＰＵ１５０に接続されている。
液滴観察装置４０は、インク吐出確認用カメラを用いて構成される。液滴観察装置４０は、図２に示すように、発光ライトが内蔵された液滴観察カメラ（ＣＣＤカメラ）４０２と、液滴観察カメラの対物方向の先端に装着されたズームレンズ４０３と、液滴観察カメラ及びズームレンズ４０３の駆動を制御するための制御部４００等で構成される。図２に示す構成では、液滴観察カメラが固定台４０１に固定された様子を示しているが、固定方法はこれに限定されず、基台２００に液滴観察カメラを直接固定するようにしてもよい。液滴観察カメラは、ケーブル４０４で制御部４００と接続されている。制御部４００は、図３に示すように、ＣＰＵ１５０に接続されている。
印刷装置１０００において、液滴観察カメラは、図２に示すように、ヘッド部３０１の各ノズル３０３０から吐出される液滴の様子を撮像できる位置に向けられている。このような構成により、撮像時には、液滴観察カメラに内蔵されている発光ライトのストロボ発光と同期して、連続的に静止画及び動画の画像データが得られる。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、所定の制御プログラムに基づき、撮像した画像データを記憶手段１５１に格納するとともに、表示手段１５３に表示する。
なお、液滴観察装置４０は、液滴の速度（以下、「液滴速度」という場合がある）を測定する。液滴速度が速すぎるとサテライトと呼ばれる副液滴が発生し、液滴速度が遅すぎると飛翔中に空気抵抗によって着弾位置精度が悪化してしまうため、適切な液滴速度で飛翔していることを確認することが必要である。また、液滴観察装置４０は、ノズル３０３０毎の液滴体積を測定することが可能である。飛翔する液滴が球状であると仮定して、２次元状に観察される液滴の直径から体積を推算する。液滴体積の測定は、後に記した通り、液滴体積調整基板上に塗布して測定することができるが、液滴観察装置４０を用いて測定することも可能である。
（ノズル毎の液滴体積データ取得方法）
ノズル３０３０毎の液滴体積調整を行うために、圧電素子３０１０の印加電圧と液滴体積の相関関係を示す電圧決定用データを用いる。当該電圧決定用データを得るために、液滴体積調整基板を用いる。液滴体積調整基板としては、少なくともインクを塗布する表面領域がフッ素コートやプラズマ処理等で撥水加工されたものを用いる。このような撥水加工は、滴下されたインクの液滴体積を正確に測定するための工夫である。
ノズル３０３０毎の液滴体積調整を行うために、圧電素子３０１０の印加電圧と液滴体積の相関関係を示す電圧決定用データを用いる。当該電圧決定用データを得るために、液滴体積調整基板を用いる。液滴体積調整基板としては、少なくともインクを塗布する表面領域がフッ素コートやプラズマ処理等で撥水加工されたものを用いる。このような撥水加工は、滴下されたインクの液滴体積を正確に測定するための工夫である。
まず、液滴体積調整基板上に、全てのノズル３０３０から液滴を所定の液滴数だけ塗布する。塗布した液滴に含まれる溶媒を真空乾燥などで乾燥させた後に、残った溶質の体積を測定する。体積の測定は、共焦点レーザー顕微鏡や白色干渉顕微鏡などで行う。ここで、一般に共焦点レーザー顕微鏡や白色干渉顕微鏡では、焦点部分のみの画像が得られるため、焦点距離を変化させることで、各焦点距離の高さにおける画像の面積を測定できる。測定するインク液滴は、半球状なので、上から見た形状はほぼ円形である。そこで、予め定めた微細な一定高さｈ間隔で分割した各液滴部分の形状を円盤状とみなし、一定高さｈにおける円盤の半径ｒから、前記円盤状の部分体積（πｒ２×ｈ）を求める。この円盤状の部分体積を液滴の全高Ｈまでそれぞれ計算する。その後、先に求めた各部分体積を合計すれば、近似値としてインクの液滴体積Ｖを算出できる。
なお、液滴の一滴分の液滴体積は非常に微量であるため、上記演算では、一定数の液滴を併せた大きな液滴の体積Ｖｓｕｍ（例えば４滴分の液滴体積）に基づいて計算する。すなわち、各ノズル３０３０から液滴体積調整基板上の同一位置に４滴分のインクを滴下し、大きな液滴を作る。この大きな液滴の体積Ｖｓｕｍを液滴数（４滴）で割れば、１滴当たりのインク体積Ｖｄｒ（＝Ｖｓｕｍ／４）が算出される。
上記の方法で電圧を変えてノズル３０３０毎の液滴体積を測定することで、図５に示すような電圧決定用データを得ることができる。この電圧決定用データをノズル３０３０毎のテーブルとして記憶手段１５１に格納する。これによって、液滴体積調整時の電圧調整値が分かる。具体的には、液滴体積を０．１ｐＬ変化させるためには、圧電素子３０１０の印加電圧を０．２４Ｖ調整すれば良いことが分かる。
（塗布ムラ観察装置５０）
塗布ムラ観察装置５０は、印刷装置１０００の主たる特徴部分の一つであって、固定ステージＳＴに載置された塗布対象物であるディスプレイパネル上の塗布膜のムラを観察する手段である。図６Ａは、塗布ムラ観察装置の構成を示す図である。図６Ｂは、塗布ムラ観察装置光学系の配置を示す図である。
塗布ムラ観察装置５０は、印刷装置１０００の主たる特徴部分の一つであって、固定ステージＳＴに載置された塗布対象物であるディスプレイパネル上の塗布膜のムラを観察する手段である。図６Ａは、塗布ムラ観察装置の構成を示す図である。図６Ｂは、塗布ムラ観察装置光学系の配置を示す図である。
塗布ムラ観察装置５０は、図３に示すように、撮影ユニット５０１と、制御部５００で構成される。撮影ユニット５０１は、図６Ａに示すように、照明５００１と、カメラ５００２と、レンズ５００３と、シリンドリカルレンズ５００４と、ロッド照明５００５とで構成される。シリンドリカルレンズ５００４には、一方向にのみレンズの機能が設けられている。シリンドリカルレンズ５００４は、光を集光させつつ、直線に光を一様にあてることができる。図６Ｂに示すように、ロッド照明５００５からの照明光を、ディスプレイパネル５００６上のバンクパターン５００７の中（セル５００７Ａ）に塗布された塗布膜５００８に対して、斜めから照射する。塗布膜５００８の塗布液量に応じて、当該塗布膜５００８の表面で反射光が発生し、その反射光をディスプレイパネル５００６に対して垂直方向に配置されるカメラ５００２でレンズ５００３を介して受光する。照明光を斜めから照射することで、塗布膜５００８の表面で全反射して反射光のロスがなくなり、観察感度が向上する。カメラと照明は上記のものに限らず、塗布膜５００８を観察できるものであれば良い。
このような塗布ムラ観察装置５０を用いる理由は、次の通りである。ノズル３０３０から吐出される液滴体積は、あらかじめ所定の体積になるように調整されている。しかしながら、調整された状態で印刷を行っても、セルに対して割り当てるノズル３０３０の位置や数によっては、隣接セル間の液滴体積に違いが生じて、塗布ムラが発生することがある。このようなときに、塗布ムラを直接観察することで、ノズル３０３０から吐出される液滴体積を最適な状態に調整するためのものである。
（着弾液滴面積測定による液滴体積調整）
ワーク上に着弾した液滴を上方からカメラで観察して液滴の面積を測定し、液滴の体積調整をすることが可能であり、その方法を説明する。ワークとは、ディスプレイパネルのセル以外の部分でも良いし、少なくとも液滴を着弾させる表面領域がフッ素樹脂コートやプラズマ処理等で撥液加工されたガラス基板であっても良い。
ワーク上に着弾した液滴を上方からカメラで観察して液滴の面積を測定し、液滴の体積調整をすることが可能であり、その方法を説明する。ワークとは、ディスプレイパネルのセル以外の部分でも良いし、少なくとも液滴を着弾させる表面領域がフッ素樹脂コートやプラズマ処理等で撥液加工されたガラス基板であっても良い。
図１０Ａは、基板５０１０上に液滴３２１を印刷した状態を示す。基板５０１０の表面には、撥水材料がコーティングされている。なお、ディスプレイパネル５００６の表面にも、撥水材料がコーティングされている。基板５０１０は、インクをはじく特性を有する。基板５０１０上でインクが濡れ広がると、隣接する液滴同士が繋がることがある、このような隣接する液滴同士が繋がることを防止するために、基板５０１０上でインクが濡れ広がらないようにする必要がある。基板５０１０に対するインクの接触角は、３０°～７０°程度である。
まず、液滴３２１を基板５０１０上に着弾させる前に、初めに着弾させる液滴３２１と、その後に着弾させる液滴３２１との乾燥状態をできるだけ同等にするために、ダミー液滴３２０を印刷する。ダミー液滴３２０は、数滴から数十滴の液滴を各ノズル３０３０から着弾させたものである。
ダミー液滴３２０を印刷した後、液滴３２１を印刷する。液滴３２１間の基板５０１０上での密度が高すぎると乾燥の影響を受け易くなるし、隣接する液滴３２１同士が繋がる可能性がある。このような乾燥の影響を無くしたり、隣接する液滴３２１同士が繋がったりすることを防止するために、液滴３２１間の距離を一定程度確保して印刷する。例えば、制御装置１５のＣＰＵ１５０は、インクジェットヘッド３０を印刷方向へ移動させつつ、隣接するノズル３０３０から時間をずらして液滴３２１を吐出するように、液滴３２１を印刷する。液滴３２１は、実際の複数のノズル３０３０間の位置関係より、それぞれの液滴３２１が等方的に広がって塗布される。本実施の形態では、印刷方向と直交する方向を行方向とした場合、隣接するノズル３０３０から吐出する液滴３２１を、基板５０１０上で異なる行に印刷する。
図１０Ｂは、基板５０１０上の液滴３２１の面積測定方法の説明図である。図１０Ｂに示すように、基板５０１０上に着弾した液滴３２１を上方からカメラ５０１１で観察することで、液滴３２１の面積を測定する。なお、ここで、面積とは、表面積でなく、液滴３２１を上方から見たときの影の面積（液滴３２１の基板５０１０上の投影面積）のことである。
まず、カメラ５０１１を走査して、各行の液滴３２１を各行の端の液滴３２１から順に観察する。１行目の液滴３２１の観察が終了した後、２行目の液滴３２１、３行目の液滴３２１の観察を順番に行う。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、液滴３２１の面積の測定を、着弾した液滴３２１が乾燥する前に行う。インクには、有機ＥＬの発光材料などの固形分が０．５～１０％程度で入っている。インクの溶媒が乾燥した後には固形分が残るが、その固形分の量は非常に少ないため、液滴３２１の面積が小さくなる。液滴３２１の面積が小さくなると、ノズル３０３０毎の液滴３２１の体積の差異が分かりにくくなるため、液滴３２１が乾燥する前に、液滴３２１の面積の測定を行う。
上記の方法を用いた実験を行い、液滴３２１の面積を測定した。液滴３２１の面積の測定結果を図１１Ａに示す。図１１Ａのグラフの横軸は液滴３２１の測定順序を示し、縦軸は液滴３２１の面積を示す。図１１Ａで示される結果の横軸を、液滴３２１が着弾してから観察が行われるまでの経過時間に修正した結果を図１１Ｂに示す。図１１Ｂに示す関係から、液滴３２１が着弾してからの経過時間が長くなるほど、液滴３２１の面積が小さくなっていくことがわかる。一方、ノズル３０３０から吐出された液滴３２１の体積に応じて、着弾した液滴３２１の面積も変化する。ノズル３０３０から吐出された液滴３２１の体積に応じた正しい面積を得るためには、乾燥で液滴３２１が小さくなり面積が変化することを考慮に入れて、値を補正することが必要である。
そこで、基板５０１０上の液滴３２１の乾燥を、図１２に示すようなモデルで考えた。初期段階は、ＣＣＲ（Constant Contact Radius）モードと呼ばれるモードとなり、液滴３２１の直径はＤ０で一定のままで、接触角が図１２の上側かつ左側の図に示すθＣから、上側かつ中央の図に示すθ１になるまで減少する。その後、ＣＣＡ（Constant Contact Angle）モードに移行し、接触角はθ１で一定のままで、液滴３２１の直径が図１２の上側かつ中央の図に示すＤ０から、上側かつ右側の図に示すＤ２になるまで減少する。
また、基板５０１０上に着弾した液滴３２１を、図１２の下側の図に示す球冠（平面により切断された球の一部）として考えた。球の半径をｒ、球冠の半径をａ（すなわち、液滴３２１を上方から観察したときの円の半径）、球の中心から球冠の頂点（極）までの線と球冠の底面の端との間の極角をθとする。ここで、θは、着弾した液滴３２１の基板５０１０に対する接触角θＣと等しくなる。また、球冠の表面積は、以下の式（１）で表され、球冠の体積は、以下の式（２）で表される。
球冠の表面積Ａ＝２πｒ２（１－ｃｏｓθ） … （１）
球冠の体積Ｖ＝（πｒ２／３)×(２＋ｃｏｓθ)(１－cosθ)２ … （２）
球冠の表面積Ａ＝２πｒ２（１－ｃｏｓθ） … （１）
球冠の体積Ｖ＝（πｒ２／３)×(２＋ｃｏｓθ)(１－cosθ)２ … （２）
今回の実験で、ノズル３０３０から吐出された液滴３２１の体積は４１００μｍ３、接触角θＣは６１°である。式（１）、式（２）と実験値を用いて計算すると、液滴３２１が着弾してから経過時間と液滴３２１を上方から見た時の面積との関係は、図１３のように表される。図１３から、経過時間が短い領域では、液滴３２１の面積は、経過時間に対する１次関数として表されることがわかる。よって、制御装置１５のＣＰＵ１５０が、着弾してからの経過時間の１次式を用いて、液滴３２１の面積を補正できることがわかる。図１１Ｂに示す結果を、上記１次式を用いて補正をした結果を図１１Ｃに示す。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、図１１Ｃに示す面積値を用いて、各ノズル３０３０の面積値の差が小さくなる（均一になる）ように、インクジェットヘッド３０でインクを吐出する条件（例えば、駆動電圧）を変更することで、ノズル３０３０毎の液滴３２１の体積のばらつきを小さくすることができる。
また、液滴３２１の面積の補正は、印刷する行ごとに行う方が望ましい。例えば、図１０Ｂにおいて、１行目、２行目、３行目を分けて補正する。液滴３２１の乾燥の条件を均一化するために、初めにダミー液滴３２０を配置しているが、それでもわずかに行ごとに乾燥状態が異なる可能性がある。そのため、行ごとに補正する方が、より正確な面積の補正が可能となる。
また、乾燥状態を均一化するために、図１４Ａに示すように、各行の両端にもダミー液滴３２０を配置しても構わない。各行の端の方の液滴３２１に対応するノズル３０３０をダミーノズルとして扱い、体積調整を行わないノズル３０３０として運用しても構わない。また、図１４Ｂに示すように、ダミー液滴３２０を、行ごとに印刷する液滴３２１に対して印刷方向の前後に配置してもよい。このようにすると、液滴３２１の乾燥状態が面内でほぼ均一になる。
また、インクの種類ごとに、面積の補正を行うことが望ましい。インクの溶媒が異なると乾燥状態が変わり、面積の補正式が変わるためである。溶媒が同じでも固形分の種類や濃度が異なるだけでも、補正式が変わることがあるため、インクごとに補正をすることが望ましい。また、１つのノズル３０３０から吐出する液滴３２１を複数行に渡って数滴着弾させて、その平均値を補正する液滴面積として用いても良い。複数液滴の面積値を平均することで、吐出の繰り返し再現性のばらつきや基板５０１０の場所による濡れ性のばらつきによる、補正する液滴面積への影響を緩和することが可能となる。
〔塗布ムラ調整方法〕
次に、印刷装置１０００を用いた塗布ムラ調整方法について説明する。図７は、塗布ムラ調整方法のプロセスフローを示す図である。図８Ａは、塗布ムラ調整フローにおいてディスプレイパネルに印刷をした状態を示す図である。図８Ｂは、セルの中に塗布したインクがセル内で広がった様子を示す図である。図８Ｃは、図８ＢのＡ－Ａ線に沿う断面図である。図９は、セル内に塗布量が異なる２つのパターンが印刷された状態を示す図である。
次に、印刷装置１０００を用いた塗布ムラ調整方法について説明する。図７は、塗布ムラ調整方法のプロセスフローを示す図である。図８Ａは、塗布ムラ調整フローにおいてディスプレイパネルに印刷をした状態を示す図である。図８Ｂは、セルの中に塗布したインクがセル内で広がった様子を示す図である。図８Ｃは、図８ＢのＡ－Ａ線に沿う断面図である。図９は、セル内に塗布量が異なる２つのパターンが印刷された状態を示す図である。
まず、図７に示すように、印刷前ディスプレイパネルの観察を行う（ステップＳ１）。具体的には、印刷する前のディスプレイパネルを、塗布ムラ観察装置５０で観察して、インクを印刷する前のパネルから画像情報を取得することで、下地の情報を取得し、後のセル観察における塗布ムラ観察装置５０のバックグラウンドノイズを除去する。
次に、印刷装置１０００は、ステップＳ１で観察されたディスプレイパネルへの印刷を行う（ステップＳ２）。具体的には、図８Ａに示すように、バンク２で形成されたセル２Ａの中とセル２Ａ以外の場所にインクを塗布する。
次に、制御装置１５のＣＰＵ１５０は、ノズル３０３０毎の液滴の体積を算出する（ステップＳ３）。液滴３１０を図８Ａに示すようにセル２Ａ内に塗布すると、液滴３１０がすぐに広がり、図８Ｂに示すようなセル２Ａ内を充填する塗布膜３１１，３１２，３１３が形成される。このようなセル２Ａ内の塗布膜３１１，３１２，３１３に基づいて、ノズル３０３０毎の液滴３１０の体積を算出することはできない。このため、ＣＰＵ１５０は、セル２Ａ以外の場所に塗布されたノズル３０３０毎の液滴の体積を算出する。図８Ｃに示すように、セル２Ａ以外に塗布する液滴３１５の場所は、バンク２の上であることが望ましい。バンク２の上は液滴３１５に対して撥液性が高く、塗布した液滴３１５が安定して半球状に形成されやすいからである。液滴３１５の形状を、このような半球状にすることで、液滴３１５の液滴体積に応じて液滴３１５の直径や高さが規則的に変わりやすく、液滴３１５を上方からカメラ５００２で観察したときに、液滴体積を正確に測定することができる。反射光の強度は、液滴３１５の高さと相関がある。そこで、ＣＰＵ１５０は、以下のようにして、液滴３１５の体積を算出する。
まず、事前に、セル２Ａ以外の場所に塗布された液滴からの反射光強度と、当該液滴の高さと関係を示す液滴高さ算出用データをデータベース化して、記憶手段１５１に蓄積しておく。塗布ムラ観察装置５０は、バンク２上の液滴３１５を観察し、観察結果を示す画像データを制御装置１５に出力する。塗布ムラ観察装置５０による観察により、０～２５５の２５６階調のグレースケールの画像データが得られる。なお、画像データは、グレースケールに限らずカラーであっても良い。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、画像データに基づいて、液滴３１５の面積（液滴の塗布面への正射影の面積、つまり液滴の断面積、換言すれば観察者から見える円形の面積）と、液滴３１５からの反射光強度とを算出する。ＣＰＵ１５０は、画像データに基づき算出した液滴３１５の面積及び反射光強度と、液滴高さ算出用データと、に基づいて、液滴３１５の体積を算出する。なお、液滴３１５の簡易的な測定方法としては、上記の液滴３１５の面積のみから体積を推測することも可能である。バンク２上での液滴３１５の接触角により液滴の高さは決まり、液滴体積の大きさによらずほぼ一定の高さとなると考えられるためである。
以上の方法で測定したノズル３０３０毎の液滴体積を参考に、セル２Ａ毎の液滴体積調整時に調整するノズル３０３０が決定される。もともと体積が大きい液滴をさらに大きくすることや、もともと体積が小さい液滴をさらに小さくすることは困難であるからである。
次に、塗布ムラ観察装置５０は、印刷したセル２Ａの観察を行う（ステップＳ４）。印刷したセル２Ａの観察は、インクの溶媒が乾燥する前に行われることが望ましい。インクの溶媒が乾燥してからセル２Ａの観察を行うと、ノズル３０３０から吐出された液滴体積を正確に算出できないからである。
次に、制御装置１５のＣＰＵ１５０は、ステップＳ４で得られた画像データを元に、セル２Ａ毎のエリアに分けて塗布された液滴の体積を算出する（ステップＳ５）。塗布ムラ観察装置５０のカメラ５００２で上方からセル２Ａを観察したときに、画像データに表示された液滴の面積（液滴の塗布面への正射影の面積、つまり液滴の断面積、換言すれば観察者から見える円形の面積）は、セル２Ａの大きさによって決まり一定である。このため、塗布された液滴の高さによって変わる反射光の強度の違いによって、液滴体積の推定が可能となる。反射光の強度は、ステップＳ４で得られた画像データから求めることができる。以上のような方法を用いて、事前に、セル２Ａ内の塗布膜からの反射光強度（画像データ）と、液滴体積の関係を表すセル塗布量算出用データをデータベース化して、記憶手段１５１に蓄積しておくことで、液滴体積の算出が可能となる。なお、液滴体積のデータベース化は、入力情報をセル画像データ、出力情報をセル毎の体積数値データとした、教師ありによる機械学習を用いても良い。
図９の左端の図は印刷前のセル２Ａを示し、図９の中央及び右端の図はセル２Ａに異なる塗布量のインクにより塗布膜３１６が印刷された状態を示す。図９の中央及び右端の図に示すように、一点鎖線で囲んだ領域であるセル２Ａ内の塗布領域の４つのコーナーの形状と、塗布領域の横幅と、縦幅の測定値と、グレースケール画像データのコントラストから、塗布膜３１６の形状を推定し、液滴体積を算出することも可能である。この場合、画像データからそれぞれ得られる４つのコーナーの形状、塗布領域の横幅、縦幅の測定値、コントラストと、液滴体積の関係を表すセル塗布量算出用データをデータベース化して、記憶手段１５１に蓄積しておけばよい。
制御装置１５のＣＰＵ１５０は、前述のセル２Ａ毎の液滴体積の算出値より、セル２Ａ毎の液滴体積が均等になるように、セル２Ａ毎に調整する液滴体積の値を算出する（ステップＳ６）。このとき、スジムラが発生しないように、つまりステップＳ５で算出されたセル２Ａ毎の液滴体積の差がなくなる（小さくなる）ように、セル２Ａ毎の体積を決定する。特に隣接するセル２Ａ間の液滴体積ばらつきはスジムラに繋がるため、高精度に調整する必要がある。
制御装置１５のＣＰＵ１５０は、セル２Ａ毎に割り当てられているノズル３０３０の位置情報と、ステップＳ３で算出したノズル３０３０毎の液滴体積値と、ステップＳ６で算出したセル２Ａ毎に調整する液滴体積値と、図５に示す電圧決定用データから、ノズル３０３０毎に調整後の液滴体積の値を決定する（ステップＳ７）。液滴体積は電圧によって調整可能であるが、印加電圧を大きくすると液滴速度は速くなる。液滴速度が一定以上に速くなると、主滴以外にもサテライトと呼ばれる副液滴が発生する。サテライトは液滴の着弾位置精度を低下させる可能性があるため、サテライトは発生しない状態で液滴を吐出することが必要である。また、電圧を小さくすると液滴速度は遅くなる。液滴速度が一定以下に遅くなると、液滴が飛翔中に空気抵抗によりふらついてしまい、着弾位置精度を低下させる可能性がある。よって、印加電圧で液滴体積の調整は可能であるが、液滴速度の観点から調整範囲は制限される。よって、液滴速度が速い液滴の体積をより大きく調整したり、液滴速度が遅い液滴の体積をより小さくしたりする調整は困難である。このため、制御装置１５のＣＰＵ１５０は、液滴体積を調整するノズル３０３０として、液滴速度の観点で適切なものを選択する必要がある。つまり、上記体積の調整が困難な範囲を除く液滴体積調整可能範囲内で液滴体積を調整できるノズル３０３０を、選択する必要がある。
また、制御装置１５のＣＰＵ１５０は、セル２Ａに割り当てられたノズル３０３０の配置と、各ノズル３０３０から吐出される液滴体積のバランスも考慮して、液滴体積を調整するノズル３０３０を決定する。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、例えば図８Ａにおいて、一つのセル２Ａに三つのノズル３０３０が割り当てられているが、この三つのノズル３０３０から吐出される液滴３１０の体積の合計ができるだけ均等になるように体積を調整するノズル３０３０を決定する。どのノズル３０３０の体積を調整するかは、セル２Ａに割り当てられた各ノズル３０３０の元々の液滴体積値（液滴の体積の予め設定された設定値）により決定する。具体的には、制御装置１５のＣＰＵ１５０は、一つのセル２Ａに配置された三つの液滴３１０の体積について、
（パターン１）
左側の液滴体積を、小さく
中央の液滴体積を、小さく
右側の液滴体積を、大きく
するよりは、
（パターン２）
左側の液滴体積を、小さく
中央の液滴体積を、大きく
右側の液滴体積を、小さく
するように、液滴体積を調整するノズル３０３０を選択することが考えられる。しかし、パターン１の条件の場合、セル２Ａ内で中央から左寄りに印刷する液滴体積が小さくなり、逆に右寄りに印刷する液滴体積が大きくなり、セル２Ａ内で非対称の形状になる可能性がある。一方、パターン２の条件では、セル２Ａ内の液滴体積の分布は左右で対称になる。以上のことから、セル２Ａ内に形成する膜形状の分布の観点で、パターン２のように液滴体積を調整するノズル３０３０を選択することが望ましい。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、選択したノズル３０３０の調整後の液滴体積を決定する。
（パターン１）
左側の液滴体積を、小さく
中央の液滴体積を、小さく
右側の液滴体積を、大きく
するよりは、
（パターン２）
左側の液滴体積を、小さく
中央の液滴体積を、大きく
右側の液滴体積を、小さく
するように、液滴体積を調整するノズル３０３０を選択することが考えられる。しかし、パターン１の条件の場合、セル２Ａ内で中央から左寄りに印刷する液滴体積が小さくなり、逆に右寄りに印刷する液滴体積が大きくなり、セル２Ａ内で非対称の形状になる可能性がある。一方、パターン２の条件では、セル２Ａ内の液滴体積の分布は左右で対称になる。以上のことから、セル２Ａ内に形成する膜形状の分布の観点で、パターン２のように液滴体積を調整するノズル３０３０を選択することが望ましい。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、選択したノズル３０３０の調整後の液滴体積を決定する。
制御装置１５のＣＰＵ１５０は、ノズル３０３０毎の印加電圧データを書き換える（ステップＳ８）。具体的には、制御装置１５のＣＰＵ１５０は、ステップＳ７で決定されたノズル３０３０の調整後の液滴体積と、図５に示す電圧決定用データとに基づいて、ノズル３０３０毎の調整後の印加電圧を決定する。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、決定した印加電圧の値を、インクジェットヘッド３０の制御部３００に送信して、リアルタイムに印加電圧データの書き換えを行う。印加電圧データの書き換えは、制御部３００のヘッド制御基板に実装されているメモリー（ＲＡＭ）を直接書き換えることで行う。
固定ステージＳＴ上のディスプレイパネルが新しいディスプレイパネルに交換された後、印刷装置１０００は、書き換えられた印加電圧データに基づいて、当該ディスプレイパネルのセルに対する印刷を行う。塗布ムラ観察装置５０は、ディスプレイパネルの塗布ムラを観察する。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、塗布ムラ観察装置５０の観察結果に基づいて、塗布ムラがあると判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ステップＳ１の処理を行い、塗布ムラがないと判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、塗布ムラ調整を終了する。
以上のように、塗布ムラ観察装置５０は、セル２Ａ内のインクの塗布状態（塗布膜の形成状態）を観察する。制御装置１５のＣＰＵ１５０は、塗布ムラ観察装置５０の観察結果に基づいて、セル２Ａ毎の液滴体積の差が小さくなるように、当該セル２Ａにインクを吐出するノズル３０３０毎の液滴体積を調整する。このように、実際にインクが塗布されたセル２Ａ毎の液滴体積の観察結果に基づいて、ノズル３０３０毎の液滴体積を調整することによって、セル２Ａ間の液滴体積のばらつきを抑制することができる。その結果、ディスプレイパネルの発光ムラを抑制することができる。
本開示の印刷装置及び印刷方法は、ピクセルバンクに印刷してディスプレイパネルを製造する場合においても、発光ムラを抑制することができ、ディスプレイパネル製造に適用することができる。
１ ラインバンク
２ ピクセルバンク
２Ａ，５００７Ａ セル
１５ 制御装置
２０ インクジェットテーブル
３０ インクジェットヘッド
４０ 液滴観察装置
５０ 塗布ムラ観察装置
６０ インクパン（皿状容器）
１０１ ノズル
１５０ ＣＰＵ
１５１ 記憶手段
１５２ 入力手段
１５３ 表示手段（ディスプレイ）
２００ 基台
２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂ スタンド
２０３Ａ，２０３Ｂ ガイドシャフト
２０４Ａ，２０４Ｂ リニアモーター
２０４Ａ，２０４Ｂ，２０５Ａ，２０５Ｂ リニアモーター
２１０Ａ，２１０Ｂ ガントリー部
２１１Ａ，２１１Ｂ ガイド溝
２１３ 制御部
２２０Ａ，２２０Ｂ 移動体
２２１Ａ，２２１Ｂ サーボモーター
３００ 制御部
３０１ ヘッド部
３０２ 本体部
３０４ サーボモーター
３１０，３１５ 液滴
３１１，３１２，３１３，３１６ 塗布膜
３２０ ダミー液滴
３２１ 液滴
４００ 制御部
４０１ 固定台
４０２ 液滴観察カメラ（ＣＣＤカメラ）
４０３ ズームレンズ
４０４ ケーブル
５００ 制御部
５０１ 撮影ユニット
１０００ 印刷装置
３０１０，３０１０ａ，３０１０ｂ，３０１０ｃ 圧電素子
３０２０，３０２０ａ，３０２０ｂ，３０２０ｃ 液室
３０３０，３０３０ａ，３０３０ｂ，３０３０ｃ ノズル
３０４０ 振動板
５００１ 照明
５００２ カメラ
５００３ レンズ
５００４ シリンドリカルレンズ
５００５ ロッド照明
５００６ ディスプレイパネル
５００７ バンクパターン
５００８ 塗布膜
５０１０ 基板
５０１１ カメラ
ＳＴ 固定ステージ
２ ピクセルバンク
２Ａ，５００７Ａ セル
１５ 制御装置
２０ インクジェットテーブル
３０ インクジェットヘッド
４０ 液滴観察装置
５０ 塗布ムラ観察装置
６０ インクパン（皿状容器）
１０１ ノズル
１５０ ＣＰＵ
１５１ 記憶手段
１５２ 入力手段
１５３ 表示手段（ディスプレイ）
２００ 基台
２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂ スタンド
２０３Ａ，２０３Ｂ ガイドシャフト
２０４Ａ，２０４Ｂ リニアモーター
２０４Ａ，２０４Ｂ，２０５Ａ，２０５Ｂ リニアモーター
２１０Ａ，２１０Ｂ ガントリー部
２１１Ａ，２１１Ｂ ガイド溝
２１３ 制御部
２２０Ａ，２２０Ｂ 移動体
２２１Ａ，２２１Ｂ サーボモーター
３００ 制御部
３０１ ヘッド部
３０２ 本体部
３０４ サーボモーター
３１０，３１５ 液滴
３１１，３１２，３１３，３１６ 塗布膜
３２０ ダミー液滴
３２１ 液滴
４００ 制御部
４０１ 固定台
４０２ 液滴観察カメラ（ＣＣＤカメラ）
４０３ ズームレンズ
４０４ ケーブル
５００ 制御部
５０１ 撮影ユニット
１０００ 印刷装置
３０１０，３０１０ａ，３０１０ｂ，３０１０ｃ 圧電素子
３０２０，３０２０ａ，３０２０ｂ，３０２０ｃ 液室
３０３０，３０３０ａ，３０３０ｂ，３０３０ｃ ノズル
３０４０ 振動板
５００１ 照明
５００２ カメラ
５００３ レンズ
５００４ シリンドリカルレンズ
５００５ ロッド照明
５００６ ディスプレイパネル
５００７ バンクパターン
５００８ 塗布膜
５０１０ 基板
５０１１ カメラ
ＳＴ 固定ステージ
Claims (18)
- ディスプレイパネルの複数のセルにインクを塗布する印刷装置であって、
前記セル毎に複数ずつ割り当てられたノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記複数のセル内のインクの塗布状態を観察するカメラと、
前記カメラによる観察結果に基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差を算出し、当該塗布量の差が小さくなるように、前記複数のセルにインクの液滴を吐出するノズル毎の液滴の体積を調整する制御装置と、を備える、印刷装置。 - 前記カメラは、前記セル内のインクの溶媒が乾燥する前に前記塗布状態を観察する、請求項１に記載の印刷装置。
- 前記制御装置は、前記カメラにおける観察結果を示す画像データと前記セル内のインクの塗布量との関係を表すセル塗布量算出用データを有し、前記カメラから取得した前記観察結果を示す画像データと、前記セル塗布量算出用データとに基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差を算出する、請求項１または２に記載の印刷装置。
- 前記セルは、四角形であり、
前記セル塗布量算出用データは、前記画像データから得られる前記セルにおけるインクの塗布領域のコーナーの形状、横幅、縦幅及びコントラストのうち少なくともいずれか１つと、前記セル内のインクの塗布量との関係を表す、請求項３に記載の印刷装置。 - 前記カメラは、前記複数のセルに液滴を吐出するノズルによって、前記ディスプレイパネルにおける前記複数のセル以外の領域に吐出された液滴を、前記ディスプレイパネルに対向する位置から観察し、
前記制御装置は、前記ディスプレイパネルに対向する位置から観察された前記ノズル毎の液滴の面積に基づいて、当該液滴の体積を算出し、当該算出した液滴の体積に基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差が小さくなるように、前記ノズル毎の液滴の体積を調整する、請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷装置。 - 前記制御装置は、前記液滴の面積を着弾から観察までの経過時間の関数により補正する、請求項５に記載の印刷装置。
- 前記制御装置は、前記液滴の面積を着弾から観察までの経過時間の１次関数で補正する、請求項６に記載の印刷装置。
- 前記制御装置は、前記インクジェットヘッドを前記ディスプレイパネルに対して一方向に移動させながら前記ノズルから前記液滴を吐出させるに際し、前記一方向と直交する方向を行方向とした場合、前記液滴を２以上の行に分けて前記ディスプレイパネルに塗布する、請求項５から７のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記制御装置は、隣接するノズルから吐出される液滴を、異なる行に塗布する、請求項８に記載の印刷装置。
- 前記制御装置は、前記液滴の面積の補正を行ごとに行う、請求項９に記載の印刷装置。
- 前記制御装置は、前記液滴の面積の測定を、インクの溶媒が乾燥する前に行う、請求項５から１０のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記液滴の面積を着弾から観察までの経過時間の関数を求めるために前記液滴を着弾する基板は、表面が撥液する基板である、請求項６から１１のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記インクジェットヘッドは、前記複数のノズルをそれぞれ駆動する圧電素子を前記ノズルと同じ数だけ有し、
前記制御装置は、前記圧電素子の印加電圧と、前記ノズルから吐出される液滴の体積との関係を表す電圧決定用データを有し、前記液滴の面積に基づき算出された当該液滴の体積と、前記電圧決定用データとに基づいて、前記ノズル毎の液滴の体積を調整する際における前記圧電素子に印加する電圧を決定し、当該決定した電圧を前記圧電素子に印加する、請求項５から１２のいずれか一項に記載の印刷装置。 - 前記制御装置は、前記ノズル毎の前記圧電素子に印加する電圧のデータを、前記インクジェットヘッドの制御部に配置されたメモリーに書き込む、請求項１３に記載の印刷装置。
- 前記制御装置は、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差に基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の調整値を算出し、当該算出した調整値と、前記ノズルから吐出される液滴の体積の調整可能な範囲とに基づいて、液滴の体積を調整するノズルを決定する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記セル毎に割り当てられた前記複数のノズルの配置と、それぞれのノズルから吐出される液滴の体積の設定値に基づいて、液滴の体積を調整するノズルを決定する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の印刷装置。
- ディスプレイパネルのセル毎に複数のノズルを割り当ててインクを塗布する印刷方法であって、
複数のセル内のインクの塗布状態を観察し、
前記観察の結果に基づいて、前記複数のセルにおけるインクの塗布量の差を算出し、当該塗布量の差が小さくなるように、前記複数のセルにインクの液滴を吐出するノズル毎の液滴の体積を調整する、印刷方法。 - ディスプレイパネルのセル毎に複数のノズルを割り当ててインクを塗布する印刷方法であって、
複数のセル内に吐出された液滴の面積を、着弾してから観察までの経過時間の関数で補正し、
補正後の前記液滴の面積が前記ノズル毎に均一になるように、前記ノズル毎の液滴の体積を調整する、印刷方法。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240003727A (ko) | 2022-07-01 | 2024-01-09 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | 잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판 |
| WO2024024342A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 印刷装置、制御装置及び印刷方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125817U (ja) | 1984-01-28 | 1985-08-24 | 株式会社クボタ | 田植機 |
| JP2907772B2 (ja) | 1995-05-30 | 1999-06-21 | キヤノン株式会社 | インク吐出量の測定方法及び測定装置及びプリント装置及びプリント装置におけるインク吐出量の測定方法 |
| JP2011044340A (ja) | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Panasonic Corp | 有機ｅｌ素子の製造方法 |
-
2021
- 2021-08-30 JP JP2021140249A patent/JP2022061945A/ja active Pending
- 2021-09-28 CN CN202111147027.XA patent/CN114290805A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240003727A (ko) | 2022-07-01 | 2024-01-09 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | 잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판 |
| WO2024024342A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 印刷装置、制御装置及び印刷方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220046479A (ko) | 2022-04-14 |
| CN114290805A (zh) | 2022-04-08 |
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