JP4200733B2 - Discharge device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体材料を液滴状に吐出する吐出装置、デバイスの製造方法、並びにデバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
液体材料を液滴状に吐出するノズル列を有する吐出ヘッドと、吐出ヘッドとワークとを相対移動させる駆動系とを備える吐出装置は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置しやすいという利点がある。
【0003】
こうした吐出装置において、相対移動の方向に対して、吐出ヘッドの配設角度を変化させることにより、ノズルの配列ピッチを変化させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、吐出能力の向上等のために、複数の吐出ヘッド(ノズル列)を並列に並べたものがある(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−301353号公報(第1図)
【特許文献2】
特開平9−300664号公報(第4図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
吐出装置において、吐出ヘッドの大きさには制限があるため、ワークに対して吐出ヘッドが小さい場合が多い。この場合、ワークの塗布領域全体に液体材料を配置するには、ワークに対して相対的に吐出ヘッドを何度も往復移動させる必要がある。
【0006】
これに対して、複数の吐出ヘッド(ノズル列)を、相対移動の方向と直交する方向に直列に並べることにより、吐出幅を広げることが可能である。ワークに対して吐出幅が広がると、上述した吐出ヘッドの往復移動の回数が減少し、スループットの向上を図ることが可能となる。
【0007】
しかしながら、複数の吐出ヘッドを直列に並べる場合、吐出ヘッドの配設角度を変化させると、吐出ヘッド同士の間の部分でノズルの配列ピッチが部分的に乱れてしまう。ノズルの配列ピッチの部分的な乱れは液体材料の配置精度の低下を招くおそれがある。
【0008】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、複数の吐出ヘッドを直列に配列する場合にあって、ノズル列の配設角度の調節に伴うノズルの配列ピッチの部分的な乱れが防止される吐出装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、スループットの向上、あるいは液体材料の配置精度の向上が図られるデバイスの製造方法を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、低コスト化及び品質の向上が図られるデバイスを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の吐出装置は、液滴を吐出するノズルが配列したノズル列を有する複数の吐出ヘッドと、前記複数の吐出ヘッドとワークとを走査方向に沿って相対移動させる駆動系とを備える吐出装置であって、互いに平行に配される2つの支持アームと、前記2つの支持アームのそれぞれに対して連結されかつ互いに平行に配される複数の連結アームと、前記2つの支持アームと前記複数の連結アームとが連結された複数の節とを有するリンク機構と、前記リンク機構の一つの節と同じ位置にあり、前記リンク機構の全体の回転中心となる支点と、前記リンク機構の別の節を、前記走査方向に沿って直線的に案内する直動ガイドと、前記支持アームと前記連結アームとの間の角度を変化させる駆動装置と、を備え、前記複数の連結アームの少なくとも2以上に前記複数の吐出ヘッドがそれぞれ配置されるとともに、少なくとも前記走査方向と交差する方向に沿って、前記複数の吐出ヘッドが配列され、前記支持アームと前記連結アームとの間の角度が変化するとき、前記走査方向に対する前記支持アームの角度が変化することで、前記複数の吐出ヘッドのうちの隣り合う吐出ヘッドの間で、前記走査方向と直交する方向に関する前記ノズル列同士の所定の位置関係が維持されることを特徴とする。
上記の吐出装置では、複数の吐出ヘッドの配列方向が、それぞれのノズル列がワークの走査方向に対して交差するように調節されることから、それらのノズル列が相対移動の方向と直交する方向に直列に配列される。そのため、複数の吐出ヘッドから液滴を吐出しながら、それらとワークとを相対移動させることにより、ワーク上の広い領域に液滴が一度に配置される。また、複数の吐出ヘッドは、リンク機構を介して互いに連結されており、その配列方向は、リンク機構を介して同時に調節される。吐出ヘッドの配列方向が調節されることにより、ノズルの配列ピッチが調節され、ワークに対する液滴の着弾密度、すなわち塗布密度が調節される。また、この吐出装置では、リンク機構の全体の配設角度が調節され、これにより、複数の吐出ヘッドのうちの隣り合う吐出ヘッドの間で、ノズル列同士が所定の位置関係に維持される。そのため、複数の吐出ヘッドのノズル列を直列に配列する場合にあって、ノズル列の配設角度の調節に伴うノズルの配列ピッチの部分的な乱れを防止することが可能となる。
ここで、「ノズルの配列ピッチ」とは、特に断りのない限り、吐出ヘッドの相対移動の方向と直交する方向(吐出ヘッドの走査方向)に関するノズル同士の間隔(距離)のことを言う(後述する図4参照)。
【0010】
上記の吐出装置において、前記所定の位置関係は、前記走査方向と直交する方向に関して、前記隣り合う吐出ヘッドの間で、一方の吐出ヘッドのノズル列のうち他方の吐出ヘッドに近い側の片端のノズルと、他方の吐出ヘッドのノズル列のうち一方の吐出ヘッドに近い側の片端のノズルとが、同じ位置にある関係であるとよい。
この場合、隣り合う吐出ヘッドの間で、前記走査方向と直交する方向に関して、ノズル列の端のノズル同士の位置が同じ位置となる関係が維持されるので、上述した配列ピッチの部分的な乱れが防止される。
【0011】
また、上記の吐出装置において、前記所定の位置関係は、前記走査方向と直交する方向に関して、前記隣り合う吐出ヘッドの間で、一方の吐出ヘッドのノズル列のうち他方の吐出ヘッドに近い側の片端のノズルと、他方の吐出ヘッドのノズル列のうち一方の吐出ヘッドに近い側の片端のノズルとの距離が、ノズルの配列ピッチと同じになる関係であるとよい。
この場合、隣り合う吐出ヘッドの間で、一方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルと、他方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルとの距離が、ノズルの配列ピッチと同じである関係が維持されるので、上述した配列ピッチの部分的な乱れが防止される。
【0012】
また、上記の吐出装置においては、前記支点と同じ位置にある前記リンク機構の節と、前記直動ガイドで案内される節とが前記走査方向に沿った同軸上に配される構成にできる。
これにより、隣り合う吐出ヘッドの間で、ノズル列同士を所定の位置関係に確実に維持できる。
【0013】
また、上記の吐出装置においては、前記吐出ヘッドが配置された前記複数の連結アームが等間隔で互いに平行に配され、前記吐出ヘッドが配置されかつ隣り合う連結アームの間で、一方の連結アームと一方の支持アームとの間の節と、他方の連結アームと他方の支持アームとの節とが前記走査方向に沿った同軸上に配される構成にできる。
これにより、隣り合う吐出ヘッドの間で、前記走査方向と直交する方向に関して、ノズル列同士を所定の位置関係に確実に維持できる。
【0014】
また、上記の吐出装置において、前記リンク機構は、前記ノズル列の端のノズルの位置に配される節を有してもよい。
この場合、隣り合う吐出ヘッドの間で、ノズル列の端のノズル同士の位置が同じ位置となる関係を確実に維持できる。
【0015】
本発明のデバイスの製造方法は、ワーク上に液体材料を配置する工程を有するデバイスの製造方法であって、上記記載の吐出装置を用いて、前記液体材料の配置を行うことを特徴とする。
上記のデバイスの製造方法によれば、ノズル列が直列に配されることにより、一度の相対移動で広い領域に液体材料を配置することが可能となる。そのため、スループットの向上が図られる。また、配列ピッチの部分的な乱れが防止されることから、液体材料の配置精度の向上が図られる。
【0016】
本発明のデバイスは、上記記載のデバイスの製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
上記のデバイスによれば、スループットの向上が図られることから、低コスト化が図られる。また、液体材料の配置精度が向上することから、品質の向上が図られる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
液体材料を液滴状に吐出する吐出ヘッド、いわゆるインクジェットヘッドは、微小なインク滴(液滴)をドット状に精度良く吐出するものである。そのため、吐出する液体材料として、特殊なインク、コーティング材、発光性あるいは感光性の材料などの機能性の材料を用いることにより、各種部品の製造分野への応用が期待されている。
【0018】
図1は、本発明の吐出装置10の実施の形態例を示している。
図1において、吐出装置10は、ベース112と、ベース112上に設けられ、ワークとしての基板20を支持する基板ステージ22と、ベース112と基板ステージ22との間に介在し、基板ステージ22を移動可能に支持する第1移動装置114と、基板ステージ22に支持されている基板20に向けて処理液体を吐出する液体吐出ヘッド21と、液体吐出ヘッド21を移動可能に支持する第2移動装置116と、液体吐出ヘッド21の液滴の吐出動作を制御する制御装置23とを備えている。さらに、吐出装置10は、ベース112上に設けられている重量測定装置としての電子天秤(不図示)と、キャッピングユニット25と、クリーニングユニット24とを有している。また、第1移動装置114及び第2移動装置116を含む吐出装置10の動作は、制御装置23によって制御される。
【0019】
第1移動装置114はベース112上に設置されており、Y方向に沿って位置決めされている。第2移動装置116は、支柱16A,16Aを用いてベース112に対して立てて取り付けられており、ベース112の後部12Aにおいて取り付けられている。第2移動装置116のX方向(第2の方向)は、第1移動装置114のY方向(第1の方向)と直交する方向である。ここで、Y方向はベース112の前部12Bと後部12A方向に沿った方向である。これに対してX方向はベース112の左右方向に沿った方向であり、各々水平である。また、Z方向はX方向及びY方向に垂直な方向である。
【0020】
第1移動装置114は、例えばリニアモータによって構成され、ガイドレール140,140と、このガイドレール140に沿って移動可能に設けられているスライダー142とを備えている。このリニアモータ形式の第1移動装置114のスライダー142は、ガイドレール140に沿ってY方向に移動して位置決め可能である。
【0021】
また、スライダー142はZ軸回り(θZ)用のモータ144を備えている。このモータ144は、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ144のロータは基板ステージ22に固定されている。これにより、モータ144に通電することでロータと基板ステージ22とは、θZ方向に沿って回転して基板ステージ22をインデックス(回転割り出し)することができる。すなわち、第1移動装置114は、基板ステージ22をY方向(第1の方向)及びθZ方向に移動可能である。
【0022】
基板ステージ22は基板20を保持し、所定の位置に位置決めするものである。また、基板ステージ22は不図示の吸着保持装置を有しており、吸着保持装置が作動することにより、基板ステージ22の穴46Aを通して基板20を基板ステージ22の上に吸着して保持する。
【0023】
第2移動装置116はリニアモータによって構成され、支柱16A,16Aに固定されたコラム16Bと、このコラム16Bに支持されているガイドレール62Aと、ガイドレール62Aに沿ってX方向に移動可能に支持されているスライダー160とを備えている。スライダー160はガイドレール62Aに沿ってX方向に移動して位置決め可能であり、液体吐出ヘッド21はスライダー160に取り付けられている。
【0024】
電子天秤(不図示)は、液体吐出ヘッド21のノズルから吐出された液滴の一滴の重量を測定して管理するために、例えば、液体吐出ヘッド21のノズルから、5000滴分の液滴を受ける。電子天秤は、この5000滴の液滴の重量を5000の数字で割ることにより、一滴の液滴の重量を正確に測定することができる。この液滴の測定量に基づいて、液体吐出ヘッド21から吐出する液滴の量を最適にコントロールすることができる。
【0025】
クリーニングユニット24は、液体吐出ヘッド21のノズル等のクリーニングをデバイス製造工程中や待機時に定期的にあるいは随時に行うことができる。キャッピングユニット25は、液体吐出ヘッド21の液滴吐出面が乾燥しないようにするために、デバイスを製造しない待機時にこの液滴吐出面にキャップをかぶせるものである。
【0026】
液体吐出ヘッド21が第2移動装置116によりX方向に移動することで、液体吐出ヘッド21を電子天秤、クリーニングユニット24あるいはキャッピングユニット25の上部に選択的に位置決めさせることができる。つまり、デバイス製造作業の途中であっても、液体吐出ヘッド21をたとえば電子天秤側に移動すれば、液滴の重量を測定できる。また液体吐出ヘッド21をクリーニングユニット24上に移動すれば、液体吐出ヘッド21のクリーニングを行うことができる。液体吐出ヘッド21をキャッピングユニット25の上に移動すれば、液体吐出ヘッド21の液滴吐出面にキャップを取り付けて乾燥を防止する。
【0027】
つまり、これら電子天秤、クリーニングユニット24、およびキャッピングユニット25は、ベース112上の後端側で、液体吐出ヘッド21の移動経路直下に、基板ステージ22と離間して配置されている。基板ステージ22に対する基板20の給材作業及び排材作業はベース112の前端側で行われるため、これら電子天秤、クリーニングユニット24あるいはキャッピングユニット25により作業に支障を来すことはない。
【0028】
図1に示すように、基板ステージ22のうち、基板20を支持する以外の部分には、液体吐出ヘッド21が液滴を捨打ち或いは試し打ち(予備吐出)するための予備吐出エリア(予備吐出領域)152が、クリーニングユニット24と分離して設けられている。この予備吐出エリア152は、図1に示すように、基板ステージ22の後端部側においてX方向に沿って設けられている。この予備吐出エリア152は、基板ステージ22に固着され、上方に開口する断面凹字状の受け部材と、受け部材の凹部に交換自在に設置されて、吐出された液滴を吸収する吸収材とから構成されている。
【0029】
ここで、基板20としては、シリコン基板に限らず、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、他の材質の基板も適用される。また、基板20上に塗布される液体材料としては、例えば、レジスト(フォトレジスト)等の放射線感光液、カラーインク、保護膜用液体材料、塗布シリコン酸化膜を形成するための液体材料であるSOG(Spin On Glass)、低誘電率層間絶縁膜を形成するためのLow-k材料、PI膜など機能性膜用液体材料、金属微粒子を含む液状体、その他揮発性液体材料などが用いられる。なお、本発明は、液晶表示装置、EL装置、半導体装置、撮像装置(CCDなど)、磁気ヘッド等のデバイスの他、カラーフィルタやタッチパネル等の他の電子装置の製造用としても適用可能であり、プラズマディスプレイパネル製造用の大型の電子装置に対しても有効である。
【0030】
基板20と液体吐出ヘッド21とを相対的に移動させながら、液体吐出ヘッド21から液体材料を吐出することにより、その液体材料が基板20上に配置される。また、液体吐出ヘッド21には、上述したノズルが列状に複数配置されており、制御装置23は、ピエゾ素子への印加電圧の制御、すなわち駆動信号を制御することにより、複数のノズルのそれぞれに対して、液体材料の吐出制御を行う。具体的には、制御装置23は、ノズルから吐出される液滴の体積や、単位時間あたりに吐出する液滴の数、液滴同士の距離などを変化させることができる。例えば、列状に並ぶ複数のノズルの中のうち、液滴を吐出するノズルを選択的に使用することにより、複数の液滴同士の距離を変化させることができる。
【0031】
さて、本実施形態の吐出装置10では、液体吐出ヘッド21が複数(本例では3つ)の吐出ヘッド201,202,203からなり、これら複数の吐出ヘッド201,202,203は互いに直列に配列されている。以下、液体吐出ヘッド21の構成についてさらに詳しく説明する。
【0032】
図2(a)〜(c)は、複数の吐出ヘッド201,202,203を備える本例の液体吐出ヘッド21の構成を示す図、図3は、液体吐出ヘッド21を模式的に示す斜視図である。
これらの図において、複数の吐出ヘッド201,202,203のそれぞれには、所定のピッチで配列された複数のノズルからなるノズル列211,212,213が設けられている。なお、ノズルの配列ピッチは、複数の吐出ヘッド201,202,203の間で同じである。また、複数の吐出ヘッド201,202,203は、リンク機構250を介して互いに連結されている。
【0033】
リンク機構250は、複数の吐出ヘッド201,202,203の各ノズル列211,212,213が互いに平行になるように、複数の吐出ヘッド201,202,203を互いに連結したパラレルリンクからなり、複数の吐出ヘッド201,202,203の各ノズル列の両端のノズルの位置には、回転中心となる節が設けられている。より具体的には、リンク機構250は、互いに平行に配設される2つの支持アーム260,261と、節251〜258を介して2つの支持アーム260,261のそれぞれに対して連結される複数の連結アーム262,263,264,265とを有しており、複数の連結アーム262〜265は、等ピッチ間隔でかつ互いに平行に配置されている。そして、ノズル列211,212,213の両端のノズル位置と節251〜256の位置とが一致するように、連結アーム262,263,264の上に上記吐出ヘッド201,202,203が配設されている。
【0034】
リンク機構250において、連結アーム262〜265の配設角度は、第1調節機構270によって調節される。第1調節機構270は、リンク機構の節の一つを中心にしてアーム同士の配設角度を変化させる駆動装置271等を備える。駆動装置271は、例えば、固定部分が一方のアーム(支持アーム261)に固定され、駆動部分が他方のアーム(連結アーム265)に固定される。駆動部分の動作(例えば回転)により、一方のアームに対して他方のアームの配設角度が変化する。これにより、互いに平行に配設される複数の連結アーム262〜265の配設角度がそれぞれ同時に変化する。
【0035】
また、本実施形態では、第2調節機構280によって、リンク機構250の全体の配設角度も調節される。第2調節機構280は、リンク機構250の全体の回転中心となる支点281、上記駆動装置271、及びリンク機構250の節の一つ(節257)を走査方向に沿って直線状に案内する直動ガイド282等を備える。リンク機構250の全体の回転中心となる支点281は、ノズル列の両端のノズルの位置に設けられた節の一つ(節256)と同じ位置にあり、その位置は、直動ガイド282の案内軸上にある。上述したように、直動ガイド282は所定の節257を上記案内軸上で案内し、この軸は走査方向に平行であることから、上記節257と上記支点281(節256)とは、常に走査方向に平行な同軸上に配されることになる。また、上記支点281(節256)を回転中心とする連結アーム264と、上記節257を回転中心とする連結アーム265とは、隣り合う位置関係にある。リンク機構250において、複数の連結アーム262〜265は、等ピッチ間隔でかつ互いに平行に配置されていることから、他の隣り合う連結アーム同士でも上述した連結アーム264及び265と同じ関係となる。つまり、複数の連結アーム262〜265のうちの隣り合う連結アームの間で、一方の連結アームの支持アーム261側の節と、他方の連結アームの支持アーム260側の節とはそれぞれ、常に走査方向と平行な同軸上に配される。
【0036】
上記構成の本実施形態の吐出装置では、複数の吐出ヘッド201〜203が走査方向と直交する方向に並べられ、それらのノズル列211〜213が走査方向と直交する方向に直列に配列される。すなわち、走査方向と直交する方向に、複数のノズル列211,212,213が順に並べられる。そのため、複数の吐出ヘッド201〜203の各ノズル列211〜213から液体材料を吐出しながら、それらと基板とを相対移動させることにより、基板上の広い領域に液体材料が一度に配置される。
【0037】
複数の吐出ヘッド201〜203は、リンク機構250を介して互いに連結されており、各ノズル列211〜213の配設角度は、第1調節機構270により、リンク機構250を介して同時に調節される。各ノズル列211〜213の配設角度が調節されることにより、走査方向と直交する方向に関して、ノズルの配列ピッチが調節される。
【0038】
図4(a)及び(b)は、ノズル列の配設角度とノズルの配列ピッチとの関係を示す図である。
図4(a)及び(b)に示すように、ノズル列の配設角度を変化させることにより、走査方向と直交する方向に関して、ノズルの配列ピッチが変化する(P1→P2)。これにより、基板に対する液体材料の着弾密度、すなわち塗布密度が調節される。すなわち、図4(a)に示すように、ノズル列の配設角度(θ1)が小さい場合、ノズルの配列ピッチは大きくなり、塗布密度が低くなる。一方、図4(b)に示すように、ノズル列の配設角度(θ2)が大きい場合、ノズルの配列ピッチは小さくなり、塗布密度が高くなる。
【0039】
図5(a)〜(c)は、複数のノズル列の配設角度が変化する様子を模式的に示す図である。
図5(a)〜(c)及び先の図2(a)〜(c)に示すように、この吐出装置では、第2調節機構280(図2参照)により、リンク機構250の全体の配設角度が調節され、これにより、複数の吐出ヘッド201,202,203のうちの隣り合う吐出ヘッドの間で、ノズル列同士が所定の位置関係に維持される。つまり、隣り合う吐出ヘッドの間で、一方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルと、他方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルとが、常に走査方向と平行な同軸上に配される。そのため、複数の吐出ヘッドのノズル列を直列に配列する場合にあって、ノズル列の配設角度の調節に伴うノズルの配列ピッチの部分的な乱れが防止される。
【0040】
上述したノズルの配列ピッチの部分的な乱れが防止されることにより、液体材料の配置精度の向上が図られる。また、ワイピング、吸引、フラッシングなどの際に、吐出ヘッドの角度をそれぞれの作業においてもっとも効果的な状態に調整することが可能となる。例えば、ワイピング時には全ての吐出ヘッドが互いに平行になるようにすることにより、作業効率の向上が図られる。
【0041】
なお、上述した実施形態では、リンク機構250の全体の回転中心となる支点281が、ノズル列の両端のノズルの位置に設けられた節の一つ(節256)と同じ位置にあり、しかもその位置が直動ガイド282の案内軸上にあることによTって、簡単な構成でありながら、隣り合うノズル列の間でのノズルの配列ピッチの部分的な乱れが防止される。しかしながら、隣り合うノズル列の間でのノズルの配列ピッチの部分的な乱れを防止する構成はこれに限らず他の構成であってもよい。
【0042】
例えば、上述した実施形態では、隣り合う吐出ヘッドの間で、ノズル列の端のノズル同士の位置が走査方向と平行な同軸上に配置されているが、隣り合う吐出ヘッドの間で、一方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルと、他方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルとの距離が、走査方向と直交する方向に関して、前記ノズル列の配列ピッチと同じになる関係である構成としてもよい。この場合にも、隣り合う吐出ヘッドの間で、一方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルと、他方の吐出ヘッドのノズル列の片端のノズルとの距離が、吐出ヘッドとワークとの相対移動の方向と直交する方向に関しての(相対移動の方向と直交する方向に一直線に投影された場合の)ノズルの配列ピッチと同じである関係が維持される。そのため、上述した配列ピッチの部分的な乱れが防止される。
【0043】
次に、本発明の表示装置の一例として、液晶表示装置について説明する。
図6は、本実施形態に係る液晶表示装置の第1基板上の信号電極等の平面レイアウトを示すものである。本実施形態に係る液晶装置は、この第1基板と、走査電極等が設けられた第2基板(図示せず)と、第1基板と第2基板との間に封入された液晶(図示せず)とから概略構成されている。
【0044】
図6に示すように、第1基板300上の画素領域303には、複数の信号電極310…が多重マトリクス状に設けられている。特に各信号電極310…は、各画素に対応して設けられた複数の画素電極部分310a…とこれらを多重マトリクス状に接続する信号配線部分310b…とから構成されており、Y方向に伸延している。
また、符号350は1チップ構造の液晶駆動回路で、この液晶駆動回路350と信号配線部分310b…の一端側(図中下側)とが第1引き回し配線331…を介して接続されている。
また、符号340…は上下導通端子で、この上下導通端子340…と、図示しない第2基板上に設けられた端子とが上下導通材341…によって接続されている。また、上下導通端子340…と液晶駆動回路350とが第2引き回し配線332…を介して接続されている。
【0045】
本実施形態例では、上記第1基板300上に設けられた信号配線部分310b…、第1引き回し配線331…、及び第2引き回し配線332…がそれぞれ、上述した吐出装置を用いて形成されている。そのため、上記各配線類の断線や短絡等の不良が生じにくく、しかも、小型化、薄型化を実現しやすい。
【0046】
図7は、液晶表示装置の断面図である。図7において、液晶表示装置450は、上下の偏光板462,467の間に、カラーフィルタ400と対向基板466とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物465を封入することにより構成されている。また、カラーフィルタ400と対向基板466との間には、配向膜461,464が構成され、一方の対向基板466の内側の面には、TFT(薄膜トランジスタ)素子(図示せず)と画素電極463とがマトリクス状に形成されている。
【0047】
カラーフィルタ400は、マトリクス状に並んだ画素(フィルタエレメント)を備え、画素と画素との境目は、仕切り(バンク)413によって区切られている。画素の1つ1つには、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかのインク(フィルタ材料)が導入されている。すなわち、カラーフィルタ400は、透光性の基板411と、遮光性の仕切り413とを備えている。仕切り413が形成されていない(除去された)部分は、上記画素を構成する。この画素に導入された各色のインクは着色層421を構成する。仕切り413及び着色層421の上面は、オーバーコート層422及び電極層423が形成されている。
【0048】
そして、本実施形態では、仕切り413で区切られて形成された画素内に、上記R、G、Bの各インクを液体吐出方式により導入する。すなわち、液体吐出ヘッドにより、R、G、Bの各色のインク滴を着色層形成領域ごとに選択的に吐出する。次に、塗布したインクを乾燥させることにより、着色層421が得られる。同様に、液体吐出方式により、オーバーコート層422を形成する。
【0049】
本実施形態においては、上記の着色層421の形成においては、吐出ヘッド(ノズル列)の傾き角度を適宜可変して、各ノズルのピッチと画素のピッチを合致するように調整し、オーバーコート層422の形成においては、吐出ヘッド(ノズル列)の傾き角度を適宜可変して、その膜厚を調整するようにしている。
【0050】
次に、図8を参照して、有機EL装置とその製造方法を説明する。同図に示すように、有機EL装置500は、ガラス基板501上に回路素子部502が積層され、回路素子部502の上に主体をなす有機EL素子504が積層されている。また、有機EL素子504の上側には、不活性ガスの空間を存して封止用基板505が形成されている。
【0051】
有機EL素子504には、無機物バンク層512aとこれに重ねた有機物バンク層512bによりバンク512が形成され、このバンク512により、マトリクス状の画素が画成されている。そして、各画素内には、下側から画素電極511、R、G、Bの発光層510b及び正孔注入/輸送層510aが積層され、且つ全体がCaやAl等の薄膜を複数層にわたって積層した対抗電極503で覆われている。
【0052】
そして、本実施形態では、液体吐出方式により、R、G、Bの発光層510b及び正孔注入/輸送層510aを形成するようにしている。また、正孔注入/輸送層510aを形成した後に、同様に、液体吐出方式により、CaやAl等の液体金属材料を用いて、対向電極503を形成するようにしている。なお、封止用基板505に代えて、この部分を気密性の高い樹脂で封止する場合には、これを液体吐出方式で行うことが好ましい。
【0053】
本実施形態においても、発光層510b及び正孔注入/輸送層510aの形成においては、吐出ヘッドの傾き角度を適宜可変して、各ノズルのピッチと画素のピッチを合致するように調整し、対向電極503の形成においては、吐出ヘッドの傾き角度を適宜可変して、その膜厚を調整するようにしている。
【0054】
図9(a)〜(c)は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、上述した液晶表示装置等の本発明の表示装置を表示手段として備えている。
図9(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図9(a)において、符号600は携帯電話本体を示し、符号601は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図9(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図9(b)において、符号700は情報処理装置、符号701はキーボードなどの入力部、符号703は情報処理装置本体、符号702は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図9(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図9(c)において、符号800は時計本体を示し、符号801は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図9(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、本発明の表示装置を表示手段として備えているので、品質の優れた表示を実現することができる。
【0055】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の吐出装置の実施の形態例を示す図。
【図2】 複数の吐出ヘッドを備える液体吐出ヘッドの構成例を示す図。
【図3】 液体吐出ヘッドの構成例を模式的に示す斜視図。
【図4】 ノズル列の配設角度とノズルの配列ピッチとの関係を示す図。
【図5】 複数のノズル列の配設角度が変化する様子を模式的に示す図。
【図6】 液晶表示装置の平面レイアウトを示す図。
【図7】 液晶表示装置を示す断面図。
【図8】 有機EL装置を示す断面図。
【図9】 本発明の電子機器の実施の形態例を示す図。
【符号の説明】
10…吐出装置、20…基板(基体)、201,202,203…吐出ヘッド、211,212,213…ノズル列、250…リンク機構、251〜258…節、270…第1調節機構、271…駆動装置、280…第2調節機構、281…支点、282…直動ガイド。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ejection apparatus that ejects a liquid material into droplets, a device manufacturing method, and a device.
[0002]
[Prior art]
An ejection device having an ejection head having a nozzle array for ejecting liquid material in the form of droplets, and a drive system for moving the ejection head and the workpiece relative to each other is less wasteful in use of the material and is desired at a desired position. There is an advantage that it is easy to accurately arrange the amount of material.
[0003]
Some of these ejection devices change the arrangement pitch of the nozzles by changing the arrangement angle of the ejection head with respect to the direction of relative movement (see, for example, Patent Document 1).
In addition, there is one in which a plurality of ejection heads (nozzle rows) are arranged in parallel to improve the ejection capacity (see, for example, Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-301353 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-300664 (FIG. 4)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a discharge device, since the size of the discharge head is limited, the discharge head is often small relative to the workpiece. In this case, in order to dispose the liquid material over the entire application region of the work, it is necessary to reciprocate the discharge head many times relative to the work.
[0006]
On the other hand, it is possible to widen the discharge width by arranging a plurality of discharge heads (nozzle rows) in series in a direction orthogonal to the direction of relative movement. When the discharge width is widened with respect to the workpiece, the number of reciprocating movements of the discharge head described above is reduced, and the throughput can be improved.
[0007]
However, when arranging a plurality of ejection heads in series, if the arrangement angle of the ejection heads is changed, the arrangement pitch of the nozzles is partially disturbed at the portion between the ejection heads. A partial disturbance in the arrangement pitch of the nozzles may cause a decrease in the placement accuracy of the liquid material.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in the case where a plurality of ejection heads are arranged in series, partial disturbance in the arrangement pitch of the nozzles accompanying adjustment of the arrangement angle of the nozzle rows is caused. It is an object of the present invention to provide a discharge device that is prevented.
Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method capable of improving the throughput or improving the placement accuracy of the liquid material.
Another object of the present invention is to provide a device capable of reducing cost and improving quality.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An ejection apparatus according to the present invention includes a plurality of ejection heads having a nozzle row in which nozzles for ejecting liquid droplets are arranged, and a drive system that relatively moves the plurality of ejection heads and a workpiece along a scanning direction. Two support arms arranged in parallel to each other, a plurality of connection arms connected to each of the two support arms and arranged in parallel to each other, the two support arms, and the plurality of A link mechanism having a plurality of nodes connected to the connection arm, and the same position as one node of the link mechanismAt the center of rotation of the entire link mechanismA fulcrum, a linear motion guide that linearly guides another node of the link mechanism along the scanning direction, and a drive device that changes an angle between the support arm and the connection arm, The plurality of ejection heads are respectively disposed on at least two of the plurality of coupling arms, and the plurality of ejection heads are arranged at least along a direction intersecting the scanning direction, and the support arm and the coupling arm The angle of the support arm with respect to the scanning direction changes, so that the adjacent ejection heads among the plurality of ejection heads are related to the direction perpendicular to the scanning direction. A predetermined positional relationship between the nozzle rows is maintained.
In the above-described ejection device, the arrangement direction of the plurality of ejection heads is adjusted so that each nozzle row intersects the workpiece scanning direction, so that these nozzle rows are orthogonal to the relative movement direction. Are arranged in series. For this reason, the droplets are arranged in a wide area on the workpiece at once by ejecting the droplets from the plurality of ejection heads and relatively moving the workpiece and the workpiece. The plurality of ejection heads are connected to each other via a link mechanism, and the arrangement direction thereof is adjusted simultaneously via the link mechanism. By adjusting the arrangement direction of the ejection heads, the arrangement pitch of the nozzles is adjusted, and the landing density of droplets on the workpiece, that is, the coating density is adjusted. Further, in this discharge device, the entire arrangement angle of the link mechanism is adjusted, whereby the nozzle rows are maintained in a predetermined positional relationship between adjacent discharge heads among the plurality of discharge heads. Therefore, in the case where the nozzle rows of the plurality of ejection heads are arranged in series, it is possible to prevent partial disturbance of the nozzle arrangement pitch accompanying the adjustment of the arrangement angle of the nozzle rows.
Here, the “nozzle arrangement pitch” refers to an interval (distance) between nozzles in a direction (scanning direction of the ejection head) perpendicular to the direction of relative movement of the ejection head, unless otherwise specified (described later). (See FIG. 4).
[0010]
In the above discharge device, the predetermined positional relationship isScan directionBetween the adjacent ejection heads, one end nozzle on the side close to the other ejection head and one ejection head in the nozzle array of the other ejection head between the adjacent ejection heads It is preferable that the nozzle at one end on the near side be in the same position.
In this case, between the adjacent ejection heads,Scan directionWith respect to the direction orthogonal to, the relationship in which the positions of the nozzles at the end of the nozzle row are the same is maintained, so that the above-described partial disturbance in the arrangement pitch is prevented.
[0011]
Further, in the above-described ejection device, the predetermined positional relationship isScan directionBetween the adjacent ejection heads, one end nozzle on the side close to the other ejection head and one ejection head in the nozzle array of the other ejection head between the adjacent ejection heads It is preferable that the distance between the nozzles on one side closer to the nozzle is the same as the arrangement pitch of the nozzles.
In this case, between the adjacent ejection heads, there is a relationship in which the distance between the nozzle at one end of the nozzle row of one ejection head and the nozzle at one end of the nozzle row of the other ejection head is the same as the arrangement pitch of the nozzles. Since it is maintained, the above-mentioned partial disturbance of the arrangement pitch is prevented.
[0012]
In the above-described discharge device,The node of the link mechanism located at the same position as the fulcrum and the node guided by the linear motion guide may be arranged on the same axis along the scanning direction.
Accordingly, the nozzle rows can be reliably maintained in a predetermined positional relationship between the adjacent ejection heads.
[0013]
In the above-described discharge device,The plurality of connection arms on which the discharge heads are arranged are arranged in parallel with each other at equal intervals, and between the connection arms on which the discharge heads are arranged and adjacent to each other, between one connection arm and one support arm. A node and a node between the other connecting arm and the other support arm can be arranged on the same axis along the scanning direction.
Thereby, between the adjacent ejection heads,Scan directionWith respect to the direction orthogonal to the nozzle rows, the nozzle rows can be reliably maintained in a predetermined positional relationship.
[0014]
In the above-described ejection device, the link mechanism may include a node disposed at a nozzle position at an end of the nozzle row.
In this case, it is possible to reliably maintain the relationship in which the positions of the nozzles at the ends of the nozzle row are the same between the adjacent ejection heads.
[0015]
The device manufacturing method of the present invention is a device manufacturing method including a step of disposing a liquid material on a workpiece, wherein the liquid material is disposed using the above-described ejection device.
According to the device manufacturing method described above, by arranging the nozzle rows in series, the liquid material can be arranged in a wide area by one relative movement. Therefore, throughput can be improved. In addition, since partial disturbance of the arrangement pitch is prevented, the arrangement accuracy of the liquid material can be improved.
[0016]
The device of the present invention is manufactured using the device manufacturing method described above.
According to the device described above, the throughput can be improved, so that the cost can be reduced. In addition, since the placement accuracy of the liquid material is improved, the quality can be improved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A discharge head that discharges a liquid material in the form of droplets, a so-called inkjet head, ejects minute ink droplets (droplets) in a dot shape with high accuracy. Therefore, application to the manufacturing field of various parts is expected by using a functional material such as a special ink, a coating material, a luminescent or photosensitive material as the liquid material to be discharged.
[0018]
FIG. 1 shows an embodiment of a
In FIG. 1, a
[0019]
The first moving
[0020]
The first moving
[0021]
Further, the
[0022]
The
[0023]
The second moving
[0024]
The electronic balance (not shown) measures, for example, the weight of one droplet discharged from the nozzle of the
[0025]
The
[0026]
By moving the
[0027]
That is, the electronic balance, the
[0028]
As shown in FIG. 1, a preliminary discharge area (preliminary discharge) for the
[0029]
Here, the
[0030]
By ejecting the liquid material from the
[0031]
In the
[0032]
FIGS. 2A to 2C are diagrams showing the configuration of the
In these drawings, each of the plurality of ejection heads 201, 202, 203 is provided with
[0033]
The
[0034]
In the
[0035]
In the present embodiment, the entire arrangement angle of the
[0036]
In the ejection apparatus of the present embodiment having the above configuration, the plurality of ejection heads 201 to 203 are arranged in a direction orthogonal to the scanning direction, and the
[0037]
The plurality of ejection heads 201 to 203 are connected to each other via a
[0038]
4A and 4B are diagrams showing the relationship between the nozzle array arrangement angle and the nozzle arrangement pitch.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the arrangement pitch of the nozzles is changed in the direction orthogonal to the scanning direction by changing the arrangement angle of the nozzle rows (P1 → P2). Thereby, the landing density of the liquid material on the substrate, that is, the coating density is adjusted. That is, as shown in FIG. 4A, when the arrangement angle (θ1) of the nozzle row is small, the nozzle arrangement pitch increases and the coating density decreases. On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the arrangement angle (θ2) of the nozzle row is large, the arrangement pitch of the nozzles is reduced and the coating density is increased.
[0039]
FIGS. 5A to 5C are diagrams schematically showing how the arrangement angles of a plurality of nozzle rows change.
As shown in FIGS. 5A to 5C and FIGS. 2A to 2C, in this discharge device, the entire arrangement of the
[0040]
By preventing the partial disturbance of the nozzle arrangement pitch described above, the placement accuracy of the liquid material can be improved. In addition, during wiping, suction, flushing, etc., the angle of the ejection head can be adjusted to the most effective state in each operation. For example, work efficiency can be improved by making all the ejection heads parallel to each other during wiping.
[0041]
In the above-described embodiment, the
[0042]
For example, in the above-described embodiment, the positions of the nozzles at the end of the nozzle row are arranged on the same axis parallel to the scanning direction between the adjacent ejection heads. The distance between the nozzle at one end of the nozzle row of the ejection head and the nozzle at one end of the nozzle row of the other ejection head is the same as the arrangement pitch of the nozzle row in the direction orthogonal to the scanning direction. Also good. Also in this case, the distance between the nozzle at one end of the nozzle row of one discharge head and the nozzle at one end of the nozzle row of the other discharge head is the relative movement between the discharge head and the workpiece between adjacent discharge heads. The relationship that is the same as the nozzle arrangement pitch (when projected in a straight line in the direction orthogonal to the direction of relative movement) with respect to the direction orthogonal to the direction is maintained. Therefore, the partial disturbance of the arrangement pitch described above is prevented.
[0043]
Next, a liquid crystal display device will be described as an example of the display device of the present invention.
FIG. 6 shows a planar layout of signal electrodes and the like on the first substrate of the liquid crystal display device according to this embodiment. The liquid crystal device according to this embodiment includes the first substrate, a second substrate (not shown) provided with scanning electrodes and the like, and a liquid crystal (not shown) sealed between the first substrate and the second substrate. )).
[0044]
As shown in FIG. 6, a plurality of
Further,
[0045]
In this embodiment, the
[0046]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device. In FIG. 7, a liquid
[0047]
The
[0048]
In this embodiment, the R, G, and B inks are introduced into the pixels formed by the
[0049]
In the present embodiment, in the formation of the
[0050]
Next, an organic EL device and a manufacturing method thereof will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in the
[0051]
In the
[0052]
In this embodiment, the R, G, and B
[0053]
Also in the present embodiment, in the formation of the
[0054]
9A to 9C show an embodiment of the electronic device of the present invention.
The electronic apparatus of this example includes the display device of the present invention, such as the above-described liquid crystal display device, as display means.
FIG. 9A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 9A,
FIG. 9B is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 9B,
FIG. 9C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 9C,
Each of the electronic devices shown in FIGS. 9A to 9C includes the display device of the present invention as a display unit, so that display with excellent quality can be realized.
[0055]
As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. 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.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a discharge device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a liquid ejection head including a plurality of ejection heads.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a configuration example of a liquid discharge head.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an arrangement angle of nozzle rows and an arrangement pitch of nozzles.
FIG. 5 is a diagram schematically showing how the arrangement angles of a plurality of nozzle rows change.
FIG. 6 is a diagram showing a planar layout of a liquid crystal display device.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an organic EL device.
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of an electronic apparatus according to the invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
互いに平行に配される2つの支持アームと、前記2つの支持アームのそれぞれに対して連結されかつ互いに平行に配される複数の連結アームと、前記2つの支持アームと前記複数の連結アームとが連結された複数の節とを有するリンク機構と、
前記リンク機構の一つの節と同じ位置にあり、前記リンク機構の全体の回転中心となる支点と、
前記リンク機構の別の節を、前記走査方向に沿って直線的に案内する直動ガイドと、
前記支持アームと前記連結アームとの間の角度を変化させる駆動装置と、を備え、
前記複数の連結アームの少なくとも2以上に前記複数の吐出ヘッドがそれぞれ配置されるとともに、少なくとも前記走査方向と交差する方向に沿って、前記複数の吐出ヘッドが配列され、
前記支点と同じ位置にある前記リンク機構の節と、前記直動ガイドで案内される節とが前記走査方向に沿った同軸上に配され、
前記支持アームと前記連結アームとの間の角度が変化するとき、前記走査方向に対する前記支持アームの角度が変化することで、前記複数の吐出ヘッドのうちの隣り合う吐出ヘッドの間で、前記走査方向と直交する方向に関する前記ノズル列同士の所定の位置関係が維持されることを特徴とする吐出装置。A discharge device comprising a plurality of discharge heads having a nozzle row in which nozzles for discharging liquid droplets are arranged, and a drive system for relatively moving the plurality of discharge heads and the workpiece along a scanning direction,
Two support arms arranged parallel to each other, a plurality of connection arms connected to each of the two support arms and arranged parallel to each other, the two support arms and the plurality of connection arms A link mechanism having a plurality of connected nodes;
A fulcrum that is at the same position as one node of the link mechanism and serves as a rotation center of the entire link mechanism ;
A linear guide that linearly guides another node of the link mechanism along the scanning direction;
A drive device that changes an angle between the support arm and the connection arm,
The plurality of ejection heads are respectively disposed on at least two of the plurality of connection arms, and the plurality of ejection heads are arranged at least along a direction intersecting the scanning direction.
The node of the link mechanism at the same position as the fulcrum and the node guided by the linear motion guide are arranged coaxially along the scanning direction,
When the angle between the support arm and the connection arm changes, the angle of the support arm with respect to the scanning direction changes, so that the scanning is performed between adjacent ejection heads among the plurality of ejection heads. A discharge device characterized in that a predetermined positional relationship between the nozzle rows in a direction orthogonal to the direction is maintained.
前記吐出ヘッドが配置されかつ隣り合う連結アームの間で、一方の連結アームと一方の支持アームとの間の節と、他方の連結アームと他方の支持アームとの節とが前記走査方向に沿った同軸上に配されることを特徴とする請求項1に記載の吐出装置。The plurality of connecting arms on which the discharge heads are arranged are arranged in parallel to each other at equal intervals,
Between the connecting arms where the ejection head is arranged and adjacent, a node between one connecting arm and one support arm and a node between the other connecting arm and the other supporting arm are along the scanning direction. The discharge device according to claim 1 , wherein the discharge device is arranged on the same axis.
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