JP4585290B2

JP4585290B2 - インクジェット塗布装置

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Publication number: JP4585290B2
Application number: JP2004337558A
Authority: JP
Inventors: 強佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2024-11-22
Also published as: JP2006142237A

Description

本発明は、インクジェット塗布装置に関する。

半導体装置、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイパネル若しくは電界効果型ディスプレイパネル等の薄型ディスプレイパネルを用いた表示デバイス等を製造する際には、水溶液や、無機又は有機溶媒を含む塗布液の液滴を、インクジェット塗布装置のインクジェットノズルから基板上に噴射塗布し、前記基板上で乾燥させることにより、機能層等の膜を形成させることが行われている。かようなインクジェット塗布は、特に、表示デバイスの発光層やカラーフィルター層などのような微細なパターニングを必要とする成膜のために好適に用いられている。

インクジェット塗布装置は、インクジェットヘッドに取り付けられた微小なノズルを備え、このノズルから、被塗布材である基板に向けてインクの液滴を噴射しつつ、インクジェットヘッド及び前記基板を支持しているステージの一方又は両方を水平面内で往復移動させることにより、前記基板上に着弾させたインクを基板の所定範囲内に塗布している。

図１１は、従来のインクジェットヘッド近傍の要部を示す模式図である。同図において、支持体（カラム）４にインクジェットヘッド駆動装置５のＺステージ５ａが設けられて、支持体に対してインクジェットヘッド６を上下方向に移動可能になっている。また、このＺステージに対して、水平方向に移動可能にＹステージ５ｂが取り付けられている。このＹステージ５ｂの下面に、θステージ５ｃが設けられ、前記Ｙステージ５ｂに対して垂直方向を回転軸として回動可能になっている。このθステージの下面に、ブラケット５ｄが取り付けられ、このブラケット５ｄにインクジェットヘッド６が取り付け固定されている。

このようなインクジェットヘッドに設けられたノズルからインクを噴射して、表示デバイスの基板上に着弾させることによりインクを塗布するインクジェット塗布は、前述した表示デバイスの微細なパターンを形成させるために、前記基板上の目標位置に精密に着弾させることが求められる。しかしながら、インクジェットヘッドが振動することにより、基板を支持しているステージと前記インクジェットとの相対位置が変動し、精度よく目標位置に着弾させることが難しい場合があった。

この振動は、例えば、インクジェットヘッドのノズルから噴射させるインクを基板の所定領域の範囲に塗布するために、前記ステージが往復移動するときの反力により生じる。この反力により生じた振動は、前記ステージからこのステージを載置しているベースに伝わり、このベースからインクジェットヘッドを所定高さで支持している支持体に伝わり、この支持体から前記インクジェットヘッドに伝わる。またインクジェット塗布装置が設置されている施設の床からの振動が、前記ベースに伝わり、このベースからインクジェットヘッドを所定高さで支持している支持体に伝わり、この支持体から前記インクジェットヘッドに伝わることもある。

また、このインクジェットヘッドに供給するインクを貯えているインク供給タンクや、このインク供給タンクと前記インクジェットヘッドとを接続している配管が振動すると、やはりインクジェットヘッド内のインクの液圧が変動する。そのため、噴射するインクの液滴量にばらつきが生じることから、インクジェット塗布により良好な表示デバイスを安定して製造することができないことがあった。

従来から、インクジェット塗布装置においては、振動絶縁策として装置の脚に弾性ゴムを設置していたが、装置の脚に弾性ゴムを設置しただけでは、装置内のステージが往復移動する際に発生する反力などの外乱に対する振動対策としては十分でなかった。

本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、良好な着弾精度にて安定してインクジェット塗布を行うことができるインクジェット塗布装置を提供することを目的とする。

本発明のインクジェット塗布装置は、インクが塗布される基板を保持しＸＹ平面上を移動可能なステージと、前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを支持する支持基体と、前記支持基体と前記インクジェットヘッドとの間に設けられる弾性体と、前記インクジェットヘッドの振動による移動速度を検出する第１のセンサと、前記インクジェットヘッドの振動による変位を検出する第２のセンサと、前記支持基体に設けられ、前記インクジェットヘッドに振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記インクジェットヘッドの振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置とを備えることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット塗布装置は、インクが塗布される基板を保持しＸＹ平面上を移動可能なステージと、前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給するインクを貯えるインク供給タンクと、前記インク供給タンクを支持する支持基体と、前記支持基体と前記インク供給タンクとの間に設けられる弾性体と、前記インク供給タンクの振動による移動速度を検出する第１のセンサと、前記インク供給タンクの振動による変位を検出する第２のセンサと、前記支持基体に設けられ、前記インク供給タンクに振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記インク供給タンクの振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置とを備えることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット塗布装置は、前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給するインクを貯えるインク供給タンクと、前記インクジェットヘッドと前記インク供給タンクとを接続する配管と、前記配管を支持する支持基体と、前記支持基体と前記配管との間に設けられる弾性体と、前記配管の振動による移動速度を検出する第１のセンサと、前記配管の振動による変位を検出する第２のセンサと、前記支持基体に設けられ、前記配管に振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記配管の振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置とを備えることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット塗布装置は、インクが塗布される基板を保持しＸＹ平面上を移動可能なステージと、前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、ベース上に立設され、前記インクジェットヘッドが取り付けられる門型の支持体と、前記支持体に設けられる弾性体と、前記支持体の振動による移動速度を検出する第１のセンサと、前記支持体の振動による変位を検出する第２のセンサと、前記弾性体と前記インクジェットヘッドとの間の前記支持体に設けられ、前記支持体に振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記支持体の振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置とを備えることを特徴とする。

また、本発明の表示デバイス製造方法は、本発明のインクジェット塗布装置を用いて、インクジェットヘッドに作用する振動を絶縁し、インクジェットヘッド内のインクの液圧の変動を抑制しながら、ＸＹ平面上を移動可能なステージ上に保持された表示デバイスの基板に向けて前記インクジェットヘッドのノズルからインクを噴射することを特徴とする。

本発明によれば、インクジェット塗布装置の構成要素の動作に起因する振動に影響されにくい塗布処理を可能とする。

図１は本発明の一実施の形態に係るインクジェット塗布装置の全体構成を示す斜視図である。本発明のインクジェット塗布装置は、複数の脚部を有するベース１を備え、前記ベース１上には、インクを塗布する基板Ｓを保持するステージ２がほぼ水平に配設されている。このステージ２は、前記ベース１の上面から順次に設けられたＸテーブル３ａ、Ｙテーブル３ｂ、θテーブル３ｃによって水平面内を移動可能に支持されている。

前記ステージ２を跨ぐように、門型の支持体（カラム）４が前記ベース１の上面からほぼ垂直に立設されている。この支持体４における前記ステージ２の直上に当たる位置に、インクジェットヘッド駆動装置５が取り付けられている。このインクジェットヘッド駆動装置５の下端部に、インクジェットヘッド６が設けられている。このインクジェットヘッド６の下端面には、インクの液滴を噴射するノズルが、ステージ２に向けて取り付けられている。

前記インクジェットヘッド６にインクを供給するために、複数のインク供給タンク７が設けられ、それぞれ配管８により前記インクジェットヘッド６と接続している。これらのインク供給タンク７には、例えば液晶ディスプレイパネルのカラーフィルターの着色膜や有機ＥＬパネルの発光膜を当該インクジェット塗布装置により形成する場合には、それぞれＲ、Ｇ、Ｂ３色のそれぞれに対応する色のインクが貯えられる。このインクの液面高さを適切に調節して前記インクジェットヘッド６のノズル先端部におけるインク液圧を所定の負圧に維持するために、インク供給タンク７は、ベース１上に設けられた図示しないインク供給タンク駆動機構によって昇降可能に支持されている。

前記インク供給タンク７に貯えられるインクが減ったときにインクを供給するために、前記インク供給タンク７に対応する複数のインク補給タンク９が設けられ、それぞれ配管８により前記インク供給タンク７と接続している。

ベース１上に備える上述の各部材を覆ってインクジェット塗布をする空間を所定の雰囲気に保持するために、インク塗布ボックス１０ａが設けられている。このインク塗布ボックス１０ａに隣接して、このインク塗布ボックス１０ａ内の雰囲気がインクの補給時に変動するのを防止するためにインク補給タンク９近傍の空間を所定の雰囲気に保持するインク補給ボックス１０ｂが設けられている。

図２は、本発明の一実施形態の要部を示す模式図である。図示した実施形態は、インクジェットヘッドの垂直方向の振動を防止するものである。

図２において、支持体４に駆動装置５が取り付けられている。この駆動装置５は、前記支持体４に対して昇降可能に取り付けられたＺステージ５ａと、このＺステージ５ａに対して水平方向に移動可能に取り付けられたＹステージ５ｂと、前記Ｙステージ５ｂに対して垂直方向を回転軸として回動可能に取り付けられたθステージ５ｃとを備えている。このθステージ５ｃの下側に、前記支持体４側を壁にして水平方向に開口された開口部１１ａを有する制振ユニット取付けジグ１１が取り付けられている。

前記制振ユニット取付けジグ１１の開口部１１ａの内面には弾性体１２が取り付け固定され、この弾性体１２に水平方向に延びるインクジェットヘッド取付けジグ１３の一方の端部が支持されている。この弾性体１２は、例えばゴムである。このインクジェットヘッド取付けジグ１３の他方の端部には垂直面部が設けられ、このインクジェットヘッド取付けジグ１３の垂直面部に、インクジェットヘッド６が取り付け固定されている。

前記インクジェットヘッド取付けジグ１３と共に振動する前記インクジェットヘッド６の速度を検出するために、速度センサ１４が前記制振ユニット取付けジグ１１の開口部１１ａの上面部に取り付けられている。また、前記インクジェットヘッド取付けジグ１３と共に振動する前記インクジェットヘッド６の変位を検出するために、位置センサ１５が前記制振ユニット取付けジグ１１に取り付けられている。前記速度センサ１４及び位置センサ１５の出力信号は、図示しない振動制御装置に出力される。

前記弾性体１２により支持されている前記インクジェットヘッド取付けジグ１３の垂直方向の振動を打ち消すための力を付与するアクチュエータ１６及び１７が、前記インクジェットヘッド取付けジグ１３を挟んで上下に設けられ、このアクチュエータ１６は前記制振ユニット取付けジグ１１の開口部１１ａの下面に取り付け固定され、また、前記アクチュエータ１７は、前記開口部１１ａの上面に取り付け固定されている。

前記アクチュエータ１６の一例を、図２を用いて説明する。図３はアクチュエータ１６の模式図である。同図において、アクチュエータ１６は、前記開口部１１ａに固定された強磁性体１６ａと、この強磁性体１６ａに巻回されたコイル１６ｂと、前記強磁性体１６ａの上面と対向してインクジェットヘッド取付けジグ１３に固定された強磁性体１６ｃとを備え、前記コイル１６ｂに電流を流すことにより強磁性体１６ａとコイル１６ｂとが電磁石となり、その磁気吸引力により対向配置された強磁性体１６ｃ及びこの強磁性体１６ｃを固定している前記インクジェットヘッド取付けジグ１３を、開口部１１ａの下面側に引き付ける力を発生させる。

アクチュエータ１７は、前記アクチュエータ１６と同種のものであり、前記アクチュエータ１６とは逆向きに取り付けられて、前記インクジェットヘッド取付けジグ１３を、開口部１１ａの上面側に引き付ける力を発生させる。

これらのアクチュエータ１６及び１７は、振動制御装置からの動作信号により動作する。具体的には、前記インクジェットヘッド６が取り付け固定されているインクジェットヘッド取付けジグ１３が振動により上向きに移動したときには、前記アクチュエータ１６を動作させて前記インクジェットヘッド取付けジグ１３を下向きにひきつける。また、インクジェットヘッド取付けジグ１３が振動により下向きに移動したときには、前記アクチュエータ１７を動作させて前記インクジェットヘッド取付けジグ１３を上向きにひきつける。このようにして、インクジェットヘッド６の垂直方向の振動を打ち消す。

図２に示した実施形態では、弾性体１２により支持されているインクジェットヘッド取付けジグ１３の速度を速度センサ１４により検出し、インクジェットヘッド取付けジグ１３の振動による変位を位置センサ１５により検出し、この速度センサ１４及び位置センサ１５からの検出信号に基づいて振動制御装置が、前記インクジェットヘッド取付けジグ１３の振動を打ち消す方向に力を加える動作信号をアクチュエータ１６、１７に出力し、これらのアクチュエータ１６、１７が、前記インクジェットヘッド取付けジグ１３の振動を打ち消す方向に力を加えることにより、インクジェットヘッド６の垂直方向の振動を制振することができる。したがって、床の振動やステージの反力などの影響によるインクジェットヘッド６の振動を、アクティブにキャンセルすることができるので、これらの外乱によるインクジェットヘッド６の振動が防止される。そのため、このインクジェットヘッドから噴射する液滴量のばらつきが低減し、着弾位置の精度が向上する。

図２においてインクジェットヘッド取付けジグ１３を支持する弾性体１２は、ゴムなどであるが、本発明における弾性体は、ゴムなどには限られず、例えば切り欠きヒンジを用いることもできる。図４は、その弾性体に切り欠きヒンジを用いた例である。なお、図４において図２と同一の部材について同一の符号を付して、以下では重複する説明を省略する。同図において、インクジェットヘッド６が取り付けられるインクジェット取付けジグ１８の水平方向に延びる一方の端部が、制振ユニット取付けジグ１１の開口部１１ａの内壁に取付け固定されている。このインクジェット取付けジグ１８の水平方向に延びる部分に、切り欠き部１８ａが形成されている。この切り欠き部１８ａが形成されていることにより、インクジェットヘッド６は、前記切り欠き部１８ａを軸として垂直方向に揺動可能となっている。これにより、前記インクジェット取付けジグ１８は、弾性体の役割を果たしている。

図４に図示した例において、切り欠き部１８ａを形成したインクジェット取付けジグ１８に、ゴムなどの他の弾性体を組み合わせて、前記インクジェット取付けジグ１８を支持するようにしてもよい。

また、図４に示した切り欠き部１８ａの代わりに、インクジェット取付けジグと開口部１１ａとの間に平行板ばねを設けて、この平行板ばねを介してインクジェット取付けジグを開口部１１ａの内壁に取付けるようにすることもできる。この場合、前記平行板ばねが弾性体の役割を果たす。

図２ないし図４に示した例は、インクジェットヘッド６の垂直方向の振動を制御するものである。図２ないし図４に示した例のように、垂直方向の振動を制御することは、インクジェットヘッド６の振動を防止するのに有利である。

インクジェット塗布装置においては、図１に示した門型の支持体４が、ベース１の上面に取り付けられている基部を中心軸にして、前後に倒れこもうとする向きの振動が、インクジェットヘッドの振動方向のなかで大きい。したがって、上述した垂直方向という一軸方向の振動を制御する例ばかりでなく、多数軸方向の振動を制御する構成にすることもできる。図５に、２軸方向の振動を制御する例を示す。図５は、本発明の一実施形態の要部を示す模式図である。

図５において、θステージ５ｃの下側に、第２の制振ユニット取付けジグ２１が取り付けられている。この第２の制振ユニット取付けジグ２１は、下側に向かう開口部２１ａを有し、この開口部２１ａの内面に弾性体２２が取り付け固定され、この弾性体２２に、下方向に延びる第１の制振ユニット取付けジグ２３の上端部が取り付けられて支持されている。この弾性体１２は、例えばゴムである。

前記弾性体２２により支持されている第１の制振ユニット取付けジグ２３が、水平方向、すなわち図５の紙面左右方向に振動するときに、その速度を検出する第２の速度センサ２４が、その制振ユニット取付けジグ２１に取り付けられている。また、この制振ユニット取付けジグ２３の変位を検出するために、第２の位置センサ２５が、前記第２の制振ユニット取付けジグ２１の開口部２１ａに取り付けられている。前記第２の速度センサ２４及び第２の位置センサ２５の出力信号は、図示しない振動制御装置に出力される。

前記弾性体２２により支持されている前記第２の制振ユニット取付けジグ２３の水平方向の振動を打ち消すための力を付与するアクチュエータ２６及び２７が、前記第２の制振ユニット取付けジグ２１の開口部２１ａに第１の制振ユニット取り付けジグ２３を挟んで左右に設けられ、このアクチュエータ２６は前記第２の制振ユニット取付けジグ２１の開口部２１ａにおける支持体４寄りの垂直面に取り付け固定され、また、前記アクチュエータ２７は、前記開口部２１ａにおける支持体４とは反対側の垂直面に取り付け固定されている。

これらのアクチュエータ２６、２７は、図２に示したアクチュエータ１６、１７と同種のものである。そして、前記第１の制振ユニット取り付けジグ２３が振動により支持体４とは反対側に移動したときには、動制御装置からの動作信号により前記アクチュエータ２６を動作させて前記第１の制振ユニット取り付けジグ２３を支持体４側にひきつける。また逆に、前記第１の制振ユニット取り付けジグ２３が振動により支持体４側に移動したときには、前記アクチュエータ２７を動作させて前記第１の制振ユニット取り付けジグ２３を支持体４とは反対側にひきつける。このようにして、第１の制振ユニット取り付けジグ２３の水平方向の振動を打ち消し、ひいてはインクジェットヘッド６の水平方向の振動を打ち消す。

前記第１の制振ユニット取付けジグ２３の下端部近傍には、前記支持体４側を壁にして水平方向に開口された開口部２３ａが設けられ、この開口部２３ａの内面にはインクジェットヘッド６の垂直方向の振動を制振するための部材が取り付けられている。この垂直方向の振動を制振するための部材構成は、図２に示したのと同じ構成であるので、以下では重複を避けるために詳細な説明は省略する。

図５に示した本実施形態においては、弾性体２２により支持されている第１の制振ユニット取付けジグ２３の速度を第２の速度センサ２４により検出し、また、前記第１の制振ユニット取付けジグ２３の振動による変位を第２の位置センサ２５により検出し、この第２の速度センサ１４及び第２の位置センサ２５からの検出信号に基づいて振動制御装置が、前記第１の制振ユニット取付けジグ１３の振動を打ち消す方向に力を加える動作信号をアクチュエータ２６、２７に出力し、これらのアクチュエータ２６、２７が、前記第１の制振ユニット取付けジグ２３の振動を打ち消す方向に力を加えることにより、第１の制振ユニット取付けジグ２３、ひいては前記インクジェットヘッド６の水平方向の振動を効果的に制振することができる。特に、図５に示した水平方向の振動は、支持体４が倒れこむように振動する場合の水平成分の振動と同じであるので、インクジェットヘッドに作用する振動のうち大きな振動を防止することができるので有利である。

また、図５に示した本実施形態においては、水平方向ばかりでなく、図２に示した実施形態と同様にインクジェットヘッド６の垂直方向の振動を効果的に制振することができるので、水平方向と垂直方向という２軸方向の振動を制御することができる。

本発明のインクジェット塗布装置は、以上述べた１軸方向、あるいは２軸方向の振動絶縁に限定されず、３軸の方向の振動も、同様にして制御することが可能である。

次に、本発明のインクジェット塗布装置において振動の制御について、代表的に図２に示した実施形態の場合について説明する。図６は、図２に示した実施形態の制御ブロック図である。図６において、インクジェットヘッド６の速度を速度センサ１４で検出し、この検出信号を振動制御装置１９の速度コントローラ１９ａに入力する。この速度コントローラ１９ａは、前記速度センサ１４からのインクジェットヘッド６の速度信号に基づいて、このインクジェットヘッド６の速度を減ずるための指令信号を出力する。また、インクジェットヘッド６の変位を位置センサ１５で検出し、この検出信号を振動制御装置１９の位置コントローラ１９ｂに入力する。この位置コントローラ１９ｂは、前記位置センサ１５からのインクジェットヘッド６の変位信号に基づいて、このインクジェットヘッド６の変位を減ずるための指令信号を出力する。これらの指令信号は、駆動回路２０により増幅されて、アクチュエータ１６、１７に出力され、前記アクチュエータ１６、１７により振動を減ずる力がインクジェットヘッド６に加えられる。

なお、図２に示した実施形態においては、インクジェットヘッド６の速度を検出する速度センサ１４と、インクジェットヘッド６の変位を検出する位置センサ１５とがそれぞれ設けられているが、本発明のインクジェット塗布装置では、前記速度センサ１４と位置センサ１５との両方を設けることは必ずしも要しない。インクジェットヘッド６の変位情報は、速度センサ１４からの信号を積分することにより算出することができるし、インクジェットヘッド６の速度情報は、位置センサ１５からの信号を微分することに算出することができる。また、速度センサ１４又は位置センサ１５以外にも、加速度センサを設けて、この加速度センサからの信号を積分することによりインクジェットヘッド６の速度情報を算出するとともに、前記加速度センサの信号を２回積分することによりインクジェットヘッド６の変位情報を算出することもできる。そこで、位置センサ、速度センサ、又は加速度センサが、検出部とその検出信号を微分、積分又は２回積分する変換部とを備えるものであって、そのような位置センサ、速度センサ、又は加速度センサの一つをインクジェットヘッド６又はインクジェットヘッド６と共に振動する部材に取り付けて、そのセンサの検出部で位置、速度、あるいは加速度を検出し、そのセンサの変換部で演算して速度信号及び変位信号を振動制御装置１９に出力するように構成することもできる。

本発明の振動制御装置１９は、インクジェットヘッド６の速度と位置との情報によりインクジェットヘッド６の振動をアクティブに絶縁するとともに、制振する。この２つの情報により制御するとき、図７に示すように振動の周波数によって速度制御を優先させるか、位置制御を優先させるかを変える。すなわち、図７は、速度と位置のハイブリッド制御を説明するために振動周波数とゲインとの関係を示すグラフである。同図において、速度ループゲインは図示したように、最も振動が大きくなるのが、そのシステムの固有振動数の周波数であるから、その固有振動数の周波数をピークとした山形になるように設定する。また、位置ループゲインは、図示したように右下がりになる。このような関係において、速度ループゲインが０デシベルよりも上にある周波数で位置ループゲインも０デシベル以上である場合には制御が不安定になる。したがって、速度ループゲインが０デシベル以上である周波数帯域と位置ループゲインが０デシベル以上である周波数帯域とがオーバーラップしないようにする。つまり、速度ループゲインが０デシベルよりも以上である周波数帯域では速度制御を位置制御よりも優先させて制御を行い、一方、速度ループゲインが０デシベルよりも下である低周波帯域では、位置制御を速度制御よりも優先させて制御を行う。このようにして、振動の大きな周波数帯域ではその振動を抑えるように速度制御を優先させ、あまり振動があまり大きくない低周波領域では、位置を合わせるような制御を優先させる。

上述した本実施形態の制御を行った場合の効果について、振動周波数とトランスミッシビリティ（図に示すベースの変位ｘ_１とインクジェットヘッドの変位ｘ_２との比）との関係を図８にグラフで示す。この図８では、比較のためにゴムなどのパッシブな制振手段のみにより振動絶縁した場合を併記している。

図８より、本実施形態に従いアクティブ制振を行った場合には、固有振動数近傍の周波数においてトランスミッシビリティが顕著に減少しており、効果的に制振できていることがわかる。これに対して、パッシブ制振の場合には、固有振動数近傍の周波数において、共振により大きく振動している。

本実施形態のアクティブ制御を行った場合の効果について、変位の時系列変化をグラフにして図９に示す。図９から分かるように本実施形態に従いアクティブ制振を行った場合には、パッシブ制振の場合に比べて、速やかに振動が絶縁される。しかも、振動の変位がパッシブ制振よりも小さい。

以上の説明では、インクジェット塗布装置のインクジェットヘッドにアクティブ制振ユニットを取り付けた実施形態について述べたが、本発明のインクジェット塗布装置は、前記アクティブ制振ユニットを、インクジェットヘッドに導くインクを貯えるインク供給タンクや、このインク供給タンクとインクジェットヘッドとを接続する配管や、ベース上に立設されてインクジェットヘッドが取り付けられる門型の支持体に設けて、前記インクタンクや前記配管や前記支持体の振動を絶縁することもできる。

図１０は、前記インク供給タンク７、前記配管８及び支持体４にアクティブ制振ユニットを取り付けたところを示す模式図である。同図においてインク供給タンク７は、ベース１上に立設されたインク供給タンク支持装置３１に液面高さを調整可能に取り付けられている。このインク供給タンク支持装置３１に、本発明の制振ユニット３２を取り付けて、インク供給タンク支持装置３１を制振する。

この制振ユニット３２は、インク供給タンク７を支持する支持基体と、前記支持基体と前記インク供給タンク７との間に設けられる弾性体と、前記インク供給タンク７の移動速度及び変位を検出するセンサと、前記支持基体に設けられ、前記インク供給タンク７に振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、前記センサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記インク供給タンクの振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置とを備えるものである。

また、配管８の経路上に、この配管８を振動を絶縁するための配管固定用ジグ４１が設けられ、この配管固定用ジグ４１に本発明の制振ユニット４２を取り付けて、前記配管固定用ジグ４１に吸振材４３を介して取り付けられた前記配管８を制振する。

この制振ユニット４２は、配管８を支持する支持基体と、前記支持基体と前記配管８との間に設けられる弾性体と、前記配管８の移動速度及び変位を検出するセンサと、前記支持基体に設けられ、前記配管８に振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、前記センサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記配管８の振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置とを備えるものである。

また、支持体４の例えば基部近傍に、本発明の制振ユニット５１を取り付けて、この支持体４を制振する。この制振ユニット５１は、前記支持体に設けられる弾性体と、前記支持体の移動速度及び変位を検出するセンサと、前記弾性体と前記インクジェットヘッドとの間の前記支持体に設けられ、前記支持体に振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、前記センサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記支持体の振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置とを備えるものである。

本実施形態のインクジェット塗布装置によれば、インクジェットヘッド又はインクジェットヘッドを含めた送液系の振動を、アクティブに制振することができ、機械的な振動とそれに伴い発生するインクジェットヘッド又はインクジェットヘッドを含めた送液系内部の液圧の変化を抑制することで着弾精度がよいインクジェット塗布を安定して行うことができる。

本発明のインクジェット塗布装置は、インクジェットヘッドやインク供給タンクや配管などのように重量が相対的に小さい部材の振動を制振している。したがって、インクジェット塗布装置全体を制振するような制振装置をそなえる場合と比べて、制振装置は小型化でき、また制振のために用いる動力も少なくて済む。

表示デバイスの製造工程においては、表示デバイスの基板上に有機ＥＬパネルの場合の発光素子層や液晶パネルのカラーフィルターの場合の着色層やブラックマトリックス層を形成する工程があり、これらの層はいずれも微細に区画された領域内に層を形成させる必要があることから、本発明のインクジェット塗布装置により塗布液を塗布して乾燥させ、前記発光素子の発光膜又は前記カラーフィルターの着色膜若しくは遮光膜を形成させることができる。

より具体的には、表示デバイスとして例えば液晶ディスプレイを製造する場合について述べると、ガラス基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を規則正しく並べて配置したＴＦＴアレイ基板を製造するとともに、他のガラス基板にカラーフィルター及びブラックマトリックスを形成させたカラーフィルター基板を製造し、前記ＴＦＴアレイ基板と前記カラーフィルター基板とを貼り合わせて組み立て、その貼り合わせた基板の隙間に液晶材を注入し、封じ込ませてパネル基板を得る。また、パネル基板を得るのに、前記ＴＦＴアレイ基板上にカラーフィルターとブラックマトリックスとの両方を形成させることも行われている。

このようなカラーフィルター基板、又はカラーフィルターとブラックマトリックスとを形成させたＴＦＴアレイ基板を製造するに当たり、そのカラーフィルター層の各輝点（サブピクセル）に対応する着色層を形成するため、又は前記各輝点により構成される表示領域の周囲に設けられる非表示領域又は前記各輝点間を遮光するための遮光層（ブラックマトリックス）を形成するための膜を、本発明のインクジェット塗布装置を用いて形成することができる。

本発明の一実施の形態に係るインクジェット塗布装置の全体構成を示す斜視図。本発明の一実施形態の要部を示す模式図。アクチュエータ１６の模式図。本発明の他の実施形態の要部を示す模式図。本発明の他の実施形態の要部を示す模式図。図２に示した実施形態の制御ブロック図。一実施形態の制御を説明する図。一実施形態のアクティブ制御を行った場合の振動周波数とトランスミッシビリティとの関係を示すグラフ。一本実施形態のアクティブ制御を行った場合の変位の時系列変化を示すグラフ。インク供給タンク７及び前記配管８にアクティブ制振ユニットを取り付けたところを示す模式図。従来のインクジェットヘッド近傍の要部を示す模式図。

符号の説明

６…インクジェットヘッド、１１…制振ユニット取付けジグ（支持基体）、１２…弾性体、１４…速度センサ、１５…位置センサ、１６…アクチュエータ、１７…アクチュエータ、１９…振動制御装置

Claims

インクが塗布される基板を保持しＸＹ平面上を移動可能なステージと、
前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを支持する支持基体と、
前記支持基体と前記インクジェットヘッドとの間に設けられる弾性体と、
前記インクジェットヘッドの振動による移動速度を検出する第１のセンサと、
前記インクジェットヘッドの振動による変位を検出する第２のセンサと、
前記支持基体に設けられ、前記インクジェットヘッドに振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、
前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記インクジェットヘッドの振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置と
を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。
インクが塗布される基板を保持しＸＹ平面上を移動可能なステージと、
前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに供給するインクを貯えるインク供給タンクと、
前記インク供給タンクを支持する支持基体と、
前記支持基体と前記インク供給タンクとの間に設けられる弾性体と、
前記インク供給タンクの振動による移動速度を検出する第１のセンサと、
前記インク供給タンクの振動による変位を検出する第２のセンサと、
前記支持基体に設けられ、前記インク供給タンクに振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、
前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記インク供給タンクの振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置と
を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。
インクが塗布される基板を保持しＸＹ平面上を移動可能なステージと、
前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに供給するインクを貯えるインク供給タンクと、
前記インクジェットヘッドと前記インク供給タンクとを接続する配管と、
前記配管を支持する支持基体と、
前記支持基体と前記配管との間に設けられる弾性体と、
前記配管の振動による移動速度を検出する第１のセンサと、
前記配管の振動による変位を検出する第２のセンサと、
前記支持基体に設けられ、前記配管に振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、
前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記配管の振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置と
を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。
インクが塗布される基板を保持しＸＹ平面上を移動可能なステージと、
前記ステージに対向する位置に設けられ、前記ステージに保持された前記基板にインクを噴射するノズルを有するインクジェットヘッドと、
ベース上に立設され、前記インクジェットヘッドが取り付けられる門型の支持体と、
前記支持体に設けられる弾性体と、
前記支持体の振動による移動速度を検出する第１のセンサと、
前記支持体の振動による変位を検出する第２のセンサと、
前記弾性体と前記インクジェットヘッドとの間の前記支持体に設けられ、前記支持体に振動方向と逆向きの力を付与するアクチュエータと、
前記第１及び第２のセンサからの移動速度信号及び変位信号に基づいて前記アクチュエータに前記支持体の振動を打ち消す信号を出力する振動制御装置と
を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット塗布装置を用いて、インクジェットヘッドに作用する振動を絶縁し、インクジェットヘッド内のインクの液圧の変動を抑制しながら、ＸＹ平面上を移動可能なステージ上に保持された表示デバイスの基板に向けて前記インクジェットヘッドのノズルからインクを噴射することを特徴とする表示デバイスの製造方法。