JP4781611B2 - 例えばポリマーｏｌｅｄディスプレーなどのディスプレーの製造方法および製造装置、この方法において使用されるディスプレーおよび基板 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、基板を含み、前記基板上に例えば突起マトリックス型などの構造が配備され、前記構造は複数の区域を画成し、この際にインクジェット・プリントヘッドを使用して実質的に前記の各区域の中に一定量の液体が堆積されるように成されたディスプレーの製造法に関するものである。
【０００２】
また本発明は、このような方法を実施する装置において、基板を載置するためのテーブルを備え、液体を所望の時点に交付するためのインクジェット プリントヘッドを備え、また前記プリントヘッドを前記基板に対して移動させる移動組立体を備えた装置に関するものである。
【０００３】
それ自体公知の基板はガラスプレートを備え、このガラスプレート上にライン型の平行な透明導体が備えられ、この導体は約１００ｎｍの高さを有しまた酸化スズ インジウム（ＩＴＯ）またはその他の透明導電性物質から成る。次に前記導体に対して直角方向に約１−２μｍの高さを有するライン状平行絶縁性シャドウ構造が施用されていた。
【０００４】
このようにして、前記シャドウ形成構造と導線通路との間に５乃至や４００μｍの長さと幅を有する区域が形成される。オプションとして、前記透明導線通路の上にまた前記シャドウ形成構造の下方に高さ0.5-5μｍのバッファ層が備えられ、前述の区域において前記バッファ層の中に複数の凹部が形成されていた。前記凹部は前述の導体の深さまで延在するので、５側面において画成されたピットが形成される。前記基板からポリマーＯＬＥＤを形成するため、各区域がポリマー導体（ＰＤＯＴ）と有機電気蛍光媒体（ＰＰＶ）が充填される。単色ディスプレーにおいては単一型のＰＰＶがすべての区域の中に堆積される。カラーディスプレーはそれぞれ相異なる光色を発光する数種の型のＰＰＶ（例えば赤、緑および青ＰＰＶ）を含む。これらの型のＰＰＶが相異なる区域の中に堆積される。
【０００５】
ディスプレーが製造されている基板の各区域を充填するための従来の方法および装置においては、テーブルに対して移動するインクジェット式プリントヘッドが使用され、テーブル上に基板が正確に配置される。テーブルは電子ルーラを備えているので、テーブルに対するプリントヘッドの位置が知られている。実際においては、例えば基板中の温度変動、テーブル上の基板の不正確な配置およびテーブルおよび／またはプリントヘッドの透明システム中の機械的不正確さなどの種々の擾乱作用の影響で、プリントヘッドによって交付される液体はテーブル上の各区域に対して十分の精度（所望区域の長さと幅の1/10乃至1/1000の範囲内の精度）をもって堆積されない。基板のこれらの区域のいずれか１つがＰｄｏｔまたは赤、緑または青ＰＰＶなどの液体によって適正に充填されなければ、ディスプレーを廃棄しなければならないであろう。従って基板の各区域が液体によって正確に充填される事が本質的に重要である。特に基板が大きい時、基板中の温度変動、テーブル上の基板の不正確な配置および搬送システム中の機械的不正確さなどの前述の擾乱作用による大きな故障可能性がある。今日まで非常に正確な搬送メカニズムと非常に安定なテーブルとを使用する事によってこれらの問題と闘うことが試みられてきた。しかし、実際はこれらの手段が不十分な慰めであることを教えている。
【０００６】
本発明の目的は、各区域の中に堆積される液体を前述のような基板中の温度変動、テーブル上のまたはプリントヘッド上の基板の不正確な配置および搬送システム中の機械的不正確さなどの前述の擾乱作用によって液体の正確な交付が乱される事なく各区域中に堆積される液体をそれぞれの区域の中に正確に堆積させる方法および装置を提供するにある。
【０００７】
このような目的から、本発明によれば、前項に記載の型の方法は少なくとも１つのセンサを使用して基板上において測定を実施し、このように特定された位置に基づいてプリントヘッドが一定量の液体を正確な位置に交付するように制御される。前記の型の装置は、本発明によれば、少なくとも１つのセンサとこの少なくとも１つセンサによって発生された信号を処理するためのコントローラとを備えて、移動組立体の移動を制御し、前記少なくとも１つのセンサによって発生された信号に基づいてプリントヘッドによる液体の交付を制御する事を特徴とする。最も通常の場合に、このセンサは各区域の縁部（導線の縁部またはシャドウ構造の縁部）において信号を生じるセンサとするであろう。このような転位はこのセンサによって実用上十分に高い精度をもって観察される。他のケースにおいては、センサは各区域中のその位置をも特定する事のできる型のものとする事ができる。
【０００８】
本発明による方法および装置は基板そのものの上での測定、さらに詳細には好ましくは各区域の位置を決定するリリーフ構造上での測定を含むのであるから、当該区域の位置、従ってプリントヘッドを作動して一定量の液体を交付すべき時点がコントローラにはきわめて正確に知られる。基板中の温度変動の故に構造が所望以外の形状をとった場合でも、正常な環境においてはこのような形状の差異が少なくとも１つのセンサによって観察され、液体の交付がプリントヘッドのコントローラによって調時されるので、液体はなおも区域中の正確な位置に堆積される。基板がテーブル上に不正確に配置された時または搬送システムの中に遊隙が発生した時にも、このような補正作用が働く。
【０００９】
前記構造は特にその目的のために基板上に備えられた関連構造である場合がある事を注意しよう。その場合、この関連構造は非常に局所的に備えられるのみならず、実質的に機能構造の長さ全体と幅全体にわたって延在し、例えば機能構造の縁部にそってまたは機能構造の内部に存在するので、関連構造を機能構造に対して正確にまた実質的に位置的に関連づける事ができる。そのため機能構造はオプションとして複数のセンサによって、例えば構造内部にマーキングするエンコーダを含む事によって観察に対して最適にする事ができる。
【００１０】
従ってまた本発明はセンサ観察に関して最適化された機能構造を有する基板に関するものである。
【００１１】
さらに、本発明は受動的ポリマーＯＬＥＤディスプレーの前述の公知の基板に関するのみならず、例えば能動的ポリマーＯＬＥＤディスプレーなどのさらに複雑な基板に関するものであって、この場合にはさらに多数の導線が相互に密接して配置され、また完全な電子回路を備えた薄膜トランジスタが関連の区域中に配置される。これらのさらに複雑な構造もセンサによる位置の観察に使用する事ができ、この観察に基づいて液体交付の調時と配置が実施される。
【００１２】
本発明のさらに他の実施態様によれば、前記の少なくとも１つのセンサがプリントヘッドに対して固定的に配置されているので、可動的に配置されたプリントヘッドの場合には前記の少なくとも１つのセンサがプリントヘッドの各運動に従う。
【００１３】
本発明のさらに他の実施態様によれば、望ましくはプリントヘッドを基板に対して主運動方向に移動させるように移動組立体が配置され、他方において主運動方向に対する構造の捻れを検出するように成された２つの第１センサが備えられ、前記検出された捻れが補正されるようにプリントヘッドによる液体の交付を調時するコントローラが備えられる。この場合、好ましくは前記の２つの第１センサは、その一方のセンサがプリントヘッドの第１側面上のシャドウ構造を観察し、またこれらのこれらのセンサペアの他方のセンサがプリントヘッドの反対側の第２面上のシャドウ構造を観察するように相互に離間して配置される。さらに詳しくは、プリントヘッドが相互に隣接配置された複数のノズルを備える場合、２つのセンサによって構造の捻れを検出し、これに基づいてノズルが液体を送出する時間を制御することが特に重要である。なぜかならば、このようにしてノズル列に対する基板の捻れが補正されるからである。
【００１４】
本質的に捻れは２つのセンサのトリガ信号の間の時間差によって検出する事ができる。これらのトリガ信号はセンサがシャドウ構造の側面を通過する際に発生される。
【００１５】
本発明のさらに他の実施態様によれば、主運動方向に対して横方向の構造位置を確認するための少なくとも１つの第３センサを備え、移動組立体はプリントヘッドがこのプリントヘッドの移動またはテーブルの移動によって基板に対して移動可能となるように設計され、また少なくとも１つの第３センサから見られる構造の位置に基づいて、構造の横方向移動を制御するように設計されたコントローラが備えられる。この第３センサは例えば基板上の導線路（ＩＴＯ導線）の位置を観察する事ができる。オプションとして、２つの第３センサが備えられ、その一方のセンサが導線路に対向させられ、他方のセンサが２つの導線路の中間に対向させられ、これらの２つのセンサの信号の間の信号差を使用してアクチュエータを制御し、このアクチュエータがテーブルまたはプリントヘッドを横方向に移動させて信号差を一定に保持する事ができる。
【００１６】
またもちろんこの実施態様において、主運動方向を９０゜回転させ、第１センサが導線路の移動を検出し、第３センサがシャドウ構造に対するプリントヘッドの横方向位置を測定する事ができる。
【００１７】
本発明のさらに他の実施態様によれば、ノズルから交付される液体の特性を検出する目的で、プリントヘッドの各ノズルに対して、第２センサを備える事ができる。これらの特性は例えば交付される液体の色彩、容積、層厚さおよび／または位置とする事ができる。この場合、コントローラは、それぞれのノズルに対応する第２センサによって発生される信号に基づいてそれぞれのノズルの液体の交付を制御するように設計される事が好ましい。この場合、これらの信号は液体の交付量と交付時間との両方に対して影響する事ができる。
【００１８】
本発明のさらに他の実施態様によれば、前記センサの少なくとも１つはＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤドライブに使用されるような光学ピックアップ・ユニットである。これらのセンサについて、光学原理のほかに、例えば容量原理および電磁原理などの他の光学測定原理を選択する事ができる。それぞれの位置を特定するために、各区域の構造高さ、反射率、吸収率、キャパシタンス、インダクタンスの差異または磁界（渦電流）など、区域の種々の特性を測定する事ができる。
【００１９】
また本発明は本発明の方法によって本発明の装置を利用して得られたディスプレー、および前記の区域画成構造を備えまた区域画成構造に隣接してまた区域画成構造の間に配備された基板に関するものである。
【００２０】
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００２１】
図１は基板１の平面図であって、この基板１はその上にシャドウ形成構造２を備え、各シャドウ形成構造は基板１上にライン状の突起を成す。また基板１上に導線３が配備され、これらの導線３はシャドウ形成構造２と共にマトリックス画成区域４をなし、これらのマトリックス構造画成区域４の中にＰｄｏｔなどの液体および順次にレッド、グリーンまたはブルーＰＰＶが堆積させられる。そのため、概略図示された実施例はインクジェット・プリントヘッド５を含み、各ヘッド５が複数のノズル６を有する。このインクジェット・プリントヘッド５に対して複数のセンサ、７，７’、８，８’および９が固着されている。第１センサ７，７’は相互に離間して配置され、一方のセンサ７がプリントヘッド５の第１側面に隣接して配置されるのに対して他方のセンサ７’はプリント・ヘッド５の反対側の第２側面に隣接して配置されている。このようにして、プリントヘッドの作動区域中の捻れを観察する事ができる。また２つの第１センサ７，７’は基板の両側の上方に配置されるようにプリントヘッド５に接続する事ができる。このようにして基板全体の捻れを観察する事ができる。センサ７，７’は例えばＣＤまたはＤＶＤドライブの中に使用されるような光学ピックアップとして設計する事ができる。センサ７，７’はこれらのセンサがマシュルーム構造２の側面を通過する際に信号を発生する。このようなセンサ７，７’を使用する場合、マシュルーム構造２の側面は０．１乃至１０μｍの精度で観察する事ができる。
【００２２】
第３センサ８，８’の一方は導線３に向けられ、他方のセンサ８’は２つの導線３の間に向けられている。２つの第３センサ８，８’の間の差動信号に基づいて、横方向整列制御コントローラ１０が基板１に対するインクジェット・プリントヘッド５の横方向位置をアクチュエータ１１の動作を介して制御する。このアクチュエータ１１は基板５に係合しまたは基板１の配置されたテーブルに係合する事ができる。各ノズル６に対して第２センサ９がプリントヘッド５上に配備されている。これらの第２センサ９を介して、交付される液体量の容積、色彩および／または位置を測定する事ができる。第１センサ７，７’と第２センサ９とから来る信号に基づいて、コントローラ１２がインクジェット・プリントヘッド・ノズル６を制御する信号の遅れ時間と振幅とを計算する。これらの信号がバッファ１３の中に記憶され、次に第１センサ７’のいずれかからのトリガ信号１４に基づいてノズル６に転送される。このような閉鎖ループを使用する事により、基板１に対する液体の非常に正確な交付が実施される。この場合、プリントヘッド５は例えば基板１の移動によりまたはプリントヘッド５の移動によって基板１の上方を一定速度Ｖで移動させられる事が可能である。さらに基板１をプリントヘッド５に対して多数回移動させる事により区域４を充填する事が可能である。このような多数回動作の故に、比較的単純なプリントヘッド５を使用する事ができる。このような多数回動作は先行技術の方法においては不可能であった。なぜかならば、この場合処理動作に時間がかかるので、基板が温度変化の影響で変化し、その形状が変動させられて、液体の不正確な堆積を生じるからである。この場合、本発明によれば、液体の交付を制御するために基板構造上で測定が実施されるので、このような問題が解決されている。本発明の利点は、比較的単純なプリントヘッドが例えば２５６ノズルを有する複雑なプリントヘッドより故障が少ない事にある。もちろん、本発明は単一パスでＰｄｏｔとＰＰＶまたはＰＰＶの数カラーとを堆積させる連結型インクジェット・プリントヘッドを備えた装置についても使用する事ができる。
【００２３】
プリントヘッドの実施例を図２乃至図４に図示する。図２において平面図で示されたプリントヘッド５は単一ノズル６と、追加的に第３センサの機能を有する第１単一センサ７と、第３単一センサ９とを有する。
【００２４】
図３において平面で示されたプリントヘッドにおいては、ノズル６はその運動方向に見て相互の背後に整列されているので、相異なる液体が順次に単一パスで交付される。
【００２５】
図４に平面図で示された連結型プリントヘッドにおいては、２つの第１センサ７，７’がプリントヘッド５の主フレーム部分１５の上に取付けられまたこの場合、各ノズル６がサブフレーム部分１６の中を移動するように主フレーム部分１５の中に配置されている。それぞれの場合に、第３センサと第２センサ９はサブフレーム１６と接続されている。
【００２６】
本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その趣旨の範囲内において任意に変更実施できる。すなわち、本発明は単一のセンサのみを備えた型もまたは２つの型のセンサを備えた型も含む。もちろん本発明はなんらのポリマーまたは有機物質を含有しない液体についても有効であり、その一例は例えばＥ−インク・ディスプレーである。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板に対して前進するインクジェット・プリントヘッドを備えた基板の概略平面図。
【図２】プリントヘッドの種々の可能な設計の平面図。
【図３】プリントヘッドの種々の可能な設計の平面図。
【図４】プリントヘッドの種々の可能な設計の平面図。

Claims (11)

1. ディスプレーの製造方法であって、前記ディスプレーは基板を含み、前記基板上に複数の区域を画成する構造が配備され、この際にインクジェット・プリントヘッドを使用して実質的に前記の各区域の中に一定量の液体が堆積されるように成されたディスプレーの製造方法において、
   それぞれの区域の位置を特定するため少なくとも１つの第１センサを使用して前記基板上で測定を実施し、
   このようにして特定された位置に基づいて、一定量の液体を正確な位置に交付するように前記プリントヘッドを制御し、
   １つの区域中にすでに堆積された液体の特性を第２センサで測定し、ここで、前記特性は、１つの区域中にすでに堆積された液体の色彩、堆積位置、容積および／または層厚さを含むグループから選択されるものであり、
   観察された前記特性に基づいて、前記プリントヘッドによって交付されるべき液体量および／または交付時間を制御する
   ステップを備える事を特徴とする方法。
2. 前記少なくとも１つの第１センサが突起マトリックス型構造上においてまたは前記区域画成構造に隣接しまたはその間に延在する関連構造上において測定を実施する事を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記プリントヘッドは、複数の区域が実質的に同時的に充填されるように相互に隣接配置された複数のノズルを備え、またここに２つの前記第１センサが配備されてこれらの第１センサによって構造の捻れが決定され、またこれに基づいて、プリントヘッドに対する捻れが補正されるようにノズルの作動時間が制御される事を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の方法。
4. 前記プリントヘッドが基板に対して特定の主運動方向に移動させられ、またここに前記主運動方向に対して直角に延在する横方向の構造位置を観察するため少なくとも１つの第３センサが配備され、この際にプリントヘッドはこのプリントヘッドの移動またはテーブルのいずれかの移動によって基板に対して横方向に移動可能であり、前記横方向移動は前記少なくとも１つの第３センサから観察して構造の位置に基づいて制御される事を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の方法を実施する装置であって、
   基板を配置するためのテーブルと、
   液体を所望の時間に交付するためのインクジェット・プリントヘッドと、
   基板に対してプリントヘッドを移動させるための移動組立体と、
   基板上に備えられた構造を観察するための少なくとも１つの第１センサと、
   プリントヘッドの各ノズルに対して係わる複数の第２センサであって、各々の前記第２センサが対応するノズルによって交付される液体の特性を特定する、複数の第２センサと、ここで、前記特性は、１つの区域中にすでに堆積された液体の色彩、堆積位置、容積および／または層厚さを含むグループから選択されるものであり、
   前記少なくとも１つの第１センサによって発生された信号を処理し、前記少なくとも１つの第１センサによって発生された信号に基づいて前記移動組立体の移動を制御し、プリントヘッドによる液体の交付時のタイミングを調時するためのコントローラであって、それぞれノズルに対応する前記第２センサによって発生される信号に基づいてそれぞれのノズルの液体交付を制御するように成されたコントローラと
   を備える事を特徴とする装置。
6. 前記少なくとも１つの第１センサの位置が前記プリントヘッドに対して固定されている事を特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 組立体の移動は前記プリントヘッドを基板に対して主運動方向に移動させるように設計され、ここに主運動方向に対する前記構造の捻れを特定するように配置された２つの前記第１センサが備えられ、前記コントローラは、特定された捻れが補正されるようにプリントヘッドによる液体の交付時のタイミングを調時するように成されている事を特徴とする請求項５または６に記載の装置。
8. 主運動方向に対して垂直に延在する横方向における前記構造の位置を観察するための少なくとも１つの第３センサが配備され、前記移動組立体は、プリントヘッドがプリントヘッドまたはテーブルの移動によって基板に対して横方向に移動可能となるように設計され、前記コントローラは前記少なくとも１つの第３センサから見られた前記構造の位置に基づいて前記横方向移動を制御するように成された事を特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記の観察される特性の少なくとも１つが交付される液体の前記色彩、前記堆積位置、前記容積および／または前記層厚さである事を特徴とする請求項５に記載の装置。
10. 前記センサの少なくとも１つはＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤドライブに使用される、光学ピックアップ・ユニットである事を特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の装置。
11. 前記センサの少なくとも１つが高位置精度を有する容量センサまたは渦流センサである事を特徴とする請求項５乃至９のいずれかに記載の装置。

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