JP7122663B2 - PRINTING METHOD, PRINTING APPARATUS, EL AND SOLAR CELL MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Description
本開示は、インクジェットヘッドを用いて印刷を行う印刷方法および印刷装置とEL、太陽電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a printing method for printing using an inkjet head, a printing apparatus, an EL, and a method for manufacturing a solar cell.
現在、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイの製造方法では、蒸着を用いることが主流である。これに対し、コストダウンを図るために、真空を必要とせず、材料の利用効率が高いインクジェット方式の印刷装置(以下、インクジェット装置という)を用いて、有機ELディスプレイの発光層や封止膜を形成することが検討されている。 At present, vapor deposition is the mainstream method of manufacturing organic EL (Electro Luminescence) displays. On the other hand, in order to reduce costs, an inkjet printing apparatus (hereinafter referred to as an inkjet apparatus), which does not require a vacuum and has high material utilization efficiency, is used to form the light-emitting layers and sealing films of organic EL displays. It is being considered to form
一般的に、インクジェット装置を用いて有機ELディスプレイを製造する場合、インクジェットヘッドのノズルから各色のインクを、バンクと呼ばれる隔壁で区切られた画素に吐出し、画素内に機能膜を形成する。有機ELは、インクの体積に応じて発光量が増加するため、画素に充填されたインク量のばらつきが小さいほど、ディスプレイの色ムラが低減される。この色ムラを低減することで、高品質な有機ELディスプレイを製造することができる。 In general, when an organic EL display is manufactured using an inkjet device, ink of each color is ejected from nozzles of an inkjet head to pixels separated by partitions called banks to form functional films in the pixels. Since the organic EL emits more light in accordance with the volume of the ink, the smaller the variation in the amount of ink filled in the pixels, the more the color unevenness of the display is reduced. A high-quality organic EL display can be manufactured by reducing this color unevenness.
一方、有機ELディスプレイは、高解像度、高精細化によって画素が微細化する傾向にある。画素の微細化に伴い、インクジェットヘッドで塗工するパターンピッチは狭くなるため、ノズルから吐出されるインクの量(以下、吐出量という)が少量かつ均一となるように高精度の制御を行う必要がある。そこで、複数のインクジェットヘッドを積み重ねたインクジェット装置を用いることで、解像度を向上させる方法が用いられている。 On the other hand, organic EL displays tend to have finer pixels due to higher resolution and higher definition. As pixels become finer, the pattern pitch applied by the inkjet head becomes narrower. Therefore, it is necessary to perform highly precise control so that the amount of ink ejected from the nozzles (hereafter referred to as ejection volume) is small and uniform. There is Therefore, a method of improving resolution by using an inkjet device in which a plurality of inkjet heads are stacked is used.
しかしながら、各ノズルからの吐出量は、ノズル毎の体積ばらつきにより異なる場合がある。特に、複数のインクジェットヘッドを積み重ねたインクジェット装置では、1つのノズルからの吐出量が微小量であるため、吐出量のばらつきは相対的に大きいものとなってしまう。 However, the discharge amount from each nozzle may differ due to volume variations among the nozzles. In particular, in an inkjet device in which a plurality of inkjet heads are stacked, the amount of ink ejected from one nozzle is very small, so the variation in the amount of ink ejected is relatively large.
この場合、各画素に対して同量のインクを充填するために、各ノズルから同じ回数のインクを吐出したとしても、ノズル毎の体積ばらつきにより最終的なインクの充填量に差が生じる。具体的には、同一ノズルセットで形成した画素のラインと、異なるノズルセットにより形成した画素のラインとの間に、充填量の差が発生する。充填量の差は、筋状の色ムラ(以下、筋ムラという)の発生につながり、ディスプレイの品質および歩留まりが低下する原因となる。 In this case, even if ink is ejected from each nozzle the same number of times in order to fill each pixel with the same amount of ink, a difference in final ink fill amount occurs due to variations in volume between nozzles. Specifically, a difference in filling amount occurs between a line of pixels formed by the same nozzle set and a line of pixels formed by a different nozzle set. The difference in the filling amount leads to the occurrence of streak-like color unevenness (hereinafter referred to as streaky unevenness), which causes deterioration in the quality and yield of displays.
同様の問題は、有機ELディスプレイの封止膜をインクジェット装置によって製造する場合にも生じる。 A similar problem arises when a sealing film for an organic EL display is manufactured by an inkjet device.
封止膜の製造では、光硬化型のインクをインクジェット装置によってワーク(印刷対象の媒体)に塗布し、塗布されたインク膜に対して紫外光などの光線を照射することでインクを硬化させ、封止膜を形成する。この場合、必要箇所以外に過度に濡れ広がらないように一定の粘度を保ったインクが使用される。そのため、所定のノズルから吐出されてワークに付着したインクが、吐出されるインクの体積が異なる他のノズルから吐出されたインクと結合し、同一の高さに濡れ広がるには時間がかかる。よって、塗布後に十分な時間をおかずに硬化処理を行うと、上述したノズルの体積ばらつきに起因する筋ムラが発生する。 In the production of sealing films, photocurable ink is applied to a workpiece (printing medium) using an inkjet device, and the ink is cured by irradiating the applied ink film with light rays such as ultraviolet light. forming a sealing film; In this case, ink with a constant viscosity is used so as not to excessively wet and spread to areas other than the necessary areas. Therefore, it takes time for the ink ejected from a predetermined nozzle and adhering to the work to combine with the ink ejected from other nozzles having different ink volume and spread to the same height. Therefore, if the hardening process is performed before a sufficient time has passed after the application, streaky unevenness due to the above-described variations in the volume of the nozzles will occur.
このような筋ムラを低減する方法が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の方法は、同一ノズルセットで形成した吐出パターンのラインで画素毎の吐出回数をランダムに変更することにより、同一ノズルセットで形成した吐出パターンのラインの体積を変動させる方法である。
A method for reducing such uneven streaks is disclosed in, for example,
この方法では、画素毎に必要なインクの充填量に対してノズルからの吐出量が十分に小さい場合(例えば、充填量に対して吐出量が1/100程度である場合)、筋ムラの発生を防止できるとしている。 In this method, when the amount of ink ejected from the nozzles is sufficiently small relative to the amount of ink required for each pixel (for example, when the amount of ink ejected is about 1/100 of the amount of ink charged), streaky unevenness occurs. can be prevented.
しかしながら、特許文献1の方法では、画素毎に必要なインクの充填量に対してノズルからの吐出量が大きい場合(例えば、充填量に対して吐出量が1/10以上である場合)、画素毎に吐出回数を変更すると、吐出1回あたりのインク量の変化が相対的に大きくなる。そのため、粒状のムラが発生し、ディスプレイの画質に大きな影響が出てしまう。
However, in the method of
本開示の一態様の目的は、印刷ムラの低減効果を向上させることができる印刷方法および印刷装置とEL、太陽電池の製造方法を提供することである。 An object of one aspect of the present disclosure is to provide a printing method, a printing apparatus, an EL, and a method for manufacturing a solar cell that can improve the effect of reducing unevenness in printing.
本開示の一態様に係る印刷方法は、インクジェットヘッドのノズルから液滴を吐出し、印刷対象媒体の複数のセルに前記液滴を塗布する印刷方法であって、前記複数のセルに、前記セル内の固定された位置に第1液滴を塗布する第1液滴塗布工程と、1つの前記セル内に複数設定された設定領域であって、前記第1液滴の塗布位置以外の領域である設定領域に、第2液滴を塗布する第2液滴塗布工程と、を含み、前記第2液滴塗布工程では、前記セル毎に前記第2液滴の塗布位置を変える。 A printing method according to one aspect of the present disclosure is a printing method for ejecting droplets from nozzles of an inkjet head and applying the droplets to a plurality of cells of a print target medium, wherein the cells are A first droplet application step of applying the first droplet to a fixed position within the cell, and a plurality of set areas set in one cell, in areas other than the application position of the first droplet a second droplet applying step of applying a second droplet to a certain set area , wherein in the second droplet applying step, the application position of the second droplet is changed for each cell.
本開示の一態様に係る印刷装置は、印刷対象媒体の複数のセルに液滴が塗布されるようにノズルから前記液滴を吐出するインクジェットヘッドと、前記複数のセルに、後から塗布される第2液滴の流れを制限するための第1液滴を塗布するように前記インクジェットヘッドを制御する第1制御と、1つの前記セル内に複数設定された設定領域であって、前記第1液滴の塗布位置以外の領域である設定領域に、前記第2液滴を塗布するように前記インクジェットヘッドを制御する第2制御と、を行う制御部と、を有し、前記制御部は、前記第2制御を行う際、前記セル毎に前記第2液滴の塗布位置を変えるように前記インクジェットヘッドを制御する。 A printing apparatus according to an aspect of the present disclosure includes an inkjet head that ejects the droplets from a nozzle so that the droplets are applied to a plurality of cells of a print target medium, and the plurality of cells. a first control for controlling the inkjet head to apply a first droplet for restricting the flow of the second droplet; a control unit that performs second control for controlling the inkjet head to apply the second droplet to a set area that is an area other than the droplet application position, the control unit comprising: When performing the second control, the inkjet head is controlled so as to change the application position of the second droplet for each cell.
上記印刷方法を用いて、ELを製造する方法を用いる。 Using the printing method described above, a method of manufacturing an EL is used.
本開示によれば、印刷ムラの低減効果を向上させることができる。 According to the present disclosure, it is possible to improve the effect of reducing print unevenness.
(従来の印刷方法の課題)
まず、従来のインジェット印刷方法で印刷を行った場合における課題について、図1~図3を用いて説明する。
(Problems with conventional printing methods)
First, problems in printing by a conventional inkjet printing method will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
図1は、従来の印刷方法を用いて印刷する場合の印刷パターンの一例を示す模式図である。基板101は、ディスプレイの基板であり、印刷対象の媒体の一例である。セル102a、102b、102c、103a、103b、103c、104a、104b、104cは、それぞれ、隔壁で区切られた凹部であり、例えばディスプレイの画素となる。液滴201は、ノズルから吐出され、セル内に着弾したインクの液滴である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a print pattern when printing using a conventional printing method. The
また、図1に示したN1~N21は、それぞれ、図示しないインクジェットヘッドの各ノズルを示す番号(ノズル番号ともいう)である。また、図1において、各ノズル番号に対応して示された点線は、ノズルの位置を表している。点線上の液滴201は、その点線に対応して示されたN1~N21のいずれかのノズルから吐出された液滴である。
Further, N1 to N21 shown in FIG. 1 are numbers (also referred to as nozzle numbers) indicating respective nozzles of an inkjet head (not shown). Also, in FIG. 1, the dotted lines shown corresponding to the respective nozzle numbers represent the positions of the nozzles. A
セル102a、102b、102cに対しては、N1~N6のノズルから液滴201が吐出される。また、セル103a、103b、103cに対しては、N8~N13のノズルから液滴201が吐出される。セル104a、104b、104cに対しては、N15~N20のノズルから液滴201が吐出される。
図2は、図1に示したノズル番号のノズルから吐出される液滴の体積(以下、吐出体積という)を示すグラフである。図2では、各ノズルから吐出する液滴の目標体積を7plとして、最大で5%程度のズレがある場合を示している。 FIG. 2 is a graph showing the volume of droplets ejected from the nozzles of the nozzle numbers shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as ejection volume). FIG. 2 shows a case where the target volume of droplets ejected from each nozzle is 7 pl, and there is a maximum deviation of about 5%.
図3は、図2に示した吐出体積のノズルを使用して図1に示した印刷パターンを形成した場合に各セル(画素)に充填された液滴の体積(以下、充填体積という)を示す表である。 FIG. 3 shows the volume of droplets filled in each cell (pixel) when the print pattern shown in FIG. 1 is formed using the nozzles having the discharge volumes shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as filling volume). It is a table showing
図3の表において、1行目はセルの番号を表し、1列目はセルのアルファベットを表している。例えば、2行目2列目の数値「42.1」は、セル102aの充填体積を表している。図3の表を列方向に見ると、充填体積が同じになっていることが分かる。これは、図1に示したとおり、ノズルの位置を示す点線と直交するセルでは、使用するノズルが同じであり、印刷パターンも同じであるので、セル毎の充填体積も等しくなるからである。
In the table of FIG. 3, the first row represents the cell number, and the first column represents the alphabet of the cell. For example, the number "42.1" in the second row and second column represents the filling volume of the
一方、図3において、ノズルの配列方向(図3の行方向)の各セルの充填体積に着目すると、セル毎に充填体積が異なる。これは、図2に示したノズル毎の吐出体積のばらつきにより、充填体積が異なるからである。このような吐出体積と充填体積との体積差は、有機ELディスプレイの発光層では発光量の差となり、視覚的に筋ムラとして認識されてしまう。 On the other hand, in FIG. 3, focusing on the filling volume of each cell in the nozzle arrangement direction (the row direction in FIG. 3), the filling volume differs for each cell. This is because the filling volume differs due to the variation in discharge volume for each nozzle shown in FIG. Such a volume difference between the ejection volume and the filling volume results in a difference in light emission amount in the light emitting layer of the organic EL display, and is visually recognized as streak unevenness.
(特許文献1の印刷方法の課題)
次に、特許文献1(特許第5157348号公報)の印刷方法で印刷を行った場合における課題について、図4、図5を用いて説明する。
(Problem of the printing method of Patent Document 1)
Next, problems in printing by the printing method of Patent Document 1 (Japanese Patent No. 5157348) will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
図4は、特許文献1の印刷方法を用いて印刷する場合の印刷パターンの一例を示す模式図である。図4において、図1と共通の構成要素については同一符号を付している。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a print pattern when printing using the printing method of
図4において、非吐出位置202は、液滴が吐出されない位置である。非吐出位置202は、ランダムに選択される。
In FIG. 4, a
図5は、図2に示した吐出体積のノズルを使用して図4に示した印刷パターンを形成した場合における、各セル(画素)の充填体積を示す表である。図5では、図3と異なり、行毎に体積が異なっている。例えば、セル102a、セル102b、セル102cそれぞれの充填体積は、異なっている。これは、図4に示した非吐出位置202には液滴が吐出されないためである。
FIG. 5 is a table showing the filling volume of each cell (pixel) when the print pattern shown in FIG. 4 is formed using the nozzles having the discharge volumes shown in FIG. In FIG. 5, unlike FIG. 3, the volume differs for each row. For example, the fill volumes of
よって、特許文献1の印刷方法では、セル毎に必要な充填体積に対して吐出体積が十分に小さい場合、筋ムラの発生を防止できる。しかし、この方法では、液滴の吐出を行うノズルの数をセル毎に異ならせるため、セル間の充填体積の差は、液滴の1つ分の吐出量よりも大きくなる。
Therefore, in the printing method of
例えば、図5に示すように、セル102bの充填体積は42.1plであるのに対し、セル102aの充填体積は35.2plであり、20%程度の体積差が生じている。このような大きな体積差が生じた場合、例えば、有機ELディスプレイの発光層では、セル毎の発光量の差により粒状感のある画質となり、表示品質が悪化する。
For example, as shown in FIG. 5, the filling volume of the
本開示は、上述した従来の印刷方法の課題や特許文献1の印刷方法の課題を鑑みて考案したものである。
The present disclosure has been devised in view of the problems of the conventional printing method and the problem of the printing method of
(本開示の実施の形態)
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
(Embodiment of the present disclosure)
Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected about the component which is common in each figure, and those description is abbreviate|omitted suitably.
図6Aは、本実施の形態の印刷装置1の構成を示す図である。図6Bは、印刷装置1によって行われる本実施の形態の印刷方法の流れを示す図である。図7は、本実施の形態の印刷方法を用いて印刷を行う場合の印刷パターンの一例を示す模式図である。図7において、図1と共通の構成要素については同一符号を付している。
FIG. 6A is a diagram showing the configuration of the
図6Aに示す印刷装置1は、図6Bに示す印刷方法を実行するインクジェット方式の印刷装置である。図6Aに示すように、印刷装置1は、複数のノズルからインクの液滴を吐出するインクジェットヘッド10と、インクジェットヘッド10を制御する制御部20と、を有する。
The
なお、図示は省略するが、制御部20は、ハードウェアとして、例えば、CPU(Central Processing Unit)、コンピュータプログラムを格納したROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、および通信回路などを有する。後述する制御部20の機能は、CPUがROMから読み出したコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
Although not shown, the
インクジェットヘッド10は、例えば、図7に示すように、N1~N21のノズルを備える。
The
制御部20は、図6Bに示す第1液滴塗布工程S301、第2液滴塗布工程S302がこの順で実行されるように、インクジェットヘッド10を制御する。
The
第1液滴塗布工程S301は、液滴が定着するための基礎(anchor)となる点を作るために、図7に示すように、第1液滴203を基板101に塗布する工程である。この工程では、制御部20は、第1液滴203を基板101に塗布するようにインクジェットヘッド10を制御する。
The first droplet applying step S301 is a step of applying a
第2液滴塗布工程S302は、第1液滴塗布工程S301の後で、図7に示すように、基板101の設定領域204内に第2液滴205を塗布する工程である。この工程では、制御部20は、第2液滴205を設定領域204内に塗布するようにインクジェットヘッド10を制御する。
The second droplet application step S302 is a step of applying a
以下、第1液滴塗布工程S301および第2液滴塗布工程S302の詳細について説明する。 Details of the first droplet applying step S301 and the second droplet applying step S302 will be described below.
<第1液滴塗布工程>
第1液滴塗布工程S301の詳細について説明する。
<First droplet application step>
Details of the first droplet applying step S301 will be described.
工業生産において一般的に用いられる基板(例えば、ディスプレイ用のガラス基板等)は、インク受容性を有さない。このような基板に対してインクジェット方式により液滴を塗布する場合、後から基板に塗布された液滴が、先に基板に塗布された隣接する液滴に結合、吸収され、適切な位置に塗布されないといった現象が発生する。 Substrates commonly used in industrial production, such as glass substrates for displays, do not have ink receptivity. When droplets are applied to such a substrate by an inkjet method, the droplets applied later on the substrate are combined and absorbed by adjacent droplets previously applied to the substrate, and are applied to appropriate positions. A phenomenon that does not occur occurs.
上記現象によってセル内の液滴の分布が変化すると、インクが硬化した後の膜厚分布に差が生じ、ムラとなって現れる。例えば後述する第2液滴塗布工程S302のみを行った場合、後述する設定領域204(図7参照)で使用されるノズルによっては、隣接する液滴間において、後から吐出された液滴が先に吐出された液滴に吸収され、セル内の液滴分布に偏りが生じ、ムラが発生する。 If the distribution of droplets in the cell changes due to the above phenomenon, a difference occurs in the film thickness distribution after the ink is cured, resulting in unevenness. For example, when only the second droplet applying step S302, which will be described later, is performed, depending on the nozzles used in the setting area 204 (see FIG. 7), which will be described later, between the adjacent droplets, the droplets ejected later may come first. The liquid droplets are absorbed by the liquid droplets ejected to the cell, and the distribution of the liquid droplets in the cell becomes uneven, resulting in unevenness.
本実施の形態では、第2液滴塗布工程S302の前に、第1液滴塗布工程S301を行うことで、上述したムラを防止する。上述したとおり、第1液滴塗布工程S301では、図7に示すように、第1液滴203を基板101に塗布する。第1液滴203は、第2液滴塗布工程S302で塗布される第2液滴と合体される。その結果、基板101における液滴の分布を全体として均一化できる。以下では、第2液滴塗布工程S302で塗布される液滴を、第2液滴205とする。
In this embodiment, the unevenness described above is prevented by performing the first droplet applying step S301 before the second droplet applying step S302. As described above, in the first droplet applying step S301, the
液滴はセルの端部に広がりにくいので、第1液滴203は、セルの少なくとも1つの端部に位置させるのがよい。セルの対角線上の2つの端部に、第1液滴を塗布するのが好ましい。さらに、コーナ4箇所の端部でもよい。
The
図7に示すように、第1液滴203は、セル102a~102c、103a~103c、104a~104cのそれぞれにおいて、同じ位置、つまり、固定された位置に塗布される。
As shown in FIG. 7, the
第1液滴203は、第2液滴205と合体して塗布膜を形成する為、第2液滴205の材料と親和性が高い材料が好ましい。
Since the
ただし、製品の品質上、第2液滴205と異なる材料を使用することが難しい場合、第1液滴203は、第2液滴205と同じ材料で構成される。
However, if it is difficult to use a material different from that of the
第1液滴203および第2液滴205の材料としては、例えば、有機EL材料を溶媒で溶かし、粘度を10CP程度に調整したインクが挙げられる。
As a material of the
液滴(第1液滴203、第2液滴205)と、セル(セル102a~102c、103a~103c、104a~104c)との大きさの関係について説明する。
The size relationship between droplets (
例えば、55インチの4Kディスプレイを製造する場合を例に挙げると、セルのサイズは、幅250μm、高さ100μm、奥行き2μmであり、セルの体積は、50000μm3=50plである。このサイズのセル内に充填率80%を目標に、1滴あたり7plの液滴を吐出した場合、6滴程度の液滴をセル内に向けて吐出することになる。
有機ELディスプレイの場合、当方の実験では1.6%膜厚が変化すると輝度ムラが視認できるようになる事が分かっている。その為、特許文献1の方法ではセル内に充填する液滴の体積がノズルから吐出する液滴の体積に対して50倍以上の比率でないと有効でない。それに対し本発明の方式では、セル内に充填する液滴の体積がノズルから吐出する液滴の体積に対して1倍から50倍程度の範囲で使用する事が可能である。
For example, when manufacturing a 55-inch 4K display, the cell size is 250 μm wide, 100 μm high, and 2 μm deep, and the cell volume is 50000 μm 3 =50 pl. When droplets of 7 pl per droplet are ejected in a cell of this size with a target filling rate of 80%, about 6 droplets are ejected into the cell.
In the case of an organic EL display, our experiments show that a change in film thickness of 1.6% makes the luminance unevenness visible. Therefore, the method of
ただし、上記塗布方法をとるには、1セルに最低3液滴(3倍)必要である。また、セルの幅から考えると、4液滴分(4倍)は必要である。結果、少なくとも3倍以上必要で、4倍以上がよい。5倍以上が好ましい。そして50倍程度までである。 However, in order to adopt the above coating method, at least three droplets (three times) are required for one cell. Considering the width of the cell, 4 droplets (4 times) are necessary. As a result, at least 3 times or more is necessary, and 4 times or more is preferable. 5 times or more is preferable. And it is up to about 50 times.
また、第1液滴203の体積が第2液滴205の体積より大きいと、第1液滴203が支配的になり、第2液滴塗布工程S302の効果が低減する。よって、第1液滴203の体積は、第2液滴205の体積以下となるように調整される。
Also, when the volume of the
次に、第1液滴203の配置方法について説明する。
Next, a method of arranging the
第1液滴203同士が接触し、互いに結合、吸収されると、第2液滴205の位置がばらつき、第1液滴203の効果が得られない。そこで、第1液滴203同士の接触を回避するために、第1液滴203は、下記式(1)の関係が成り立つように配置される。
When the
L>Rmax1+Rmax2 ・・・(1)
上記式(1)において、Lは、隣接する2つの第1液滴203の中心間の距離であり、Rmax1、Rmax2は、最大濡れ広がり距離である(図8~図10参照)。
L>Rmax1+Rmax2 (1)
In the above formula (1), L is the distance between the centers of two adjacent
最大濡れ広がり距離とは、一方の第1液滴203の中心と他方の第1液滴203の中心とを結ぶ方向において、第1液滴203が濡れ広がる最大の距離である。最大濡れ広がり距離は、時間的に変化する。そのため、インクジェットヘッド10から吐出された第1液滴203が基板101に着弾した瞬間から定常状態に落ち着くまでの時間の間において最大限に濡れ広がったときの距離が、最大濡れ広がり距離に設定される。
The maximum wetting and spreading distance is the maximum distance that the
次に、第1液滴203を平面や凹凸面に塗布する場合の各例について、図8、図9A、図9B、図10A、図10Bを用いて以下に説明する。
Next, examples of applying the
まず、図8に示す塗布例について説明する。図8は、基板101の平面部に2つの第1液滴203が塗布された状態を示す模式図である。
First, the application example shown in FIG. 8 will be described. FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which two
図8に示す2つの第1液滴203は、互いに隣接している。また、濡れ広がり範囲203aは、第1液滴203が基板101に着弾した際に濡れ広がった範囲である。
The two
図8に示した濡れ広がり範囲203aが円形であることから分かるように、第1液滴203は、基板101の平面部に着弾した場合、全方向に等しく濡れ広がる。そのため、Rmax1およびRmax2は、第1液滴203が最大限に濡れ広がったときの半径と等しくなる。よって、図8に示すLは、第1液滴203が最大限に濡れ広がったときの半径の2倍以上に設定される。例えば、図8に示すLは、第1液滴203同士の結合の有無についての実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される。
As can be seen from the
次に、図9Aおよび図9Bに示す塗布例について説明する。図9Aは、基板101に形成された凹部105内に2つの第1液滴203が塗布された状態を示す模式図である。図9Bは、図9AのA-A断面図である。
Next, application examples shown in FIGS. 9A and 9B will be described. FIG. 9A is a schematic diagram showing a state in which two
図9A、図9Bに示すように、凹部105は、略直方体状に形成されている。凹部105の容積は、2つの第1液滴203の体積よりも大きい。凹部105は、例えば、ディスプレイのセル(例えば、図7に示したセル102a~102c、103a~103c、104a~104c)である。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
このような凹部105の内部に液滴を塗布する場合、セルの端部に液滴が広がりにくいので、図9Aに示すようにセルの端部に第1液滴203を塗布する。この時、凹部105の端部から第1液滴203の中心までの距離は下記式(2)、(3)の関係が成り立つように配置する。
When a droplet is applied inside such a
D1、D2 ≦ Rmax1 ・・・ (2)
D3,D4 ≦ Rmax2 ・・・ (3)
上記式(2)において、D1は凹部105の左上の角と第1液滴203の中心との距離であり、D2は凹部105の左下の角と第1液滴203の中心との距離である。また、式(3)においてD3は凹部105の右上の角と第1液滴203の中心との距離であり、D4は凹部105の右下の角と第1液滴203の中心との距離である。
上記式(2)、(3)を満たすように第1液滴203を吐出した場合、図9Bに示すように、濡れ広がり範囲203aは、凹部105の端部によって制限される。よって、図9Aに示すように、第1液滴203は、凹部105の中央部分に向けて濡れ広がる。その結果、図9Aに示すRmax1およびRmax2は、図8に示したRmax1およびRmax2よりも大きくなる。よって、図9Aに示すLは、図8に示したLよりも大きい値に設定される。例えば、図9Aに示すLは、第1液滴203同士の結合の有無についての実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される。
D1, D2 ≤ Rmax1 (2)
D3, D4 ≤ Rmax2 (3)
In the above formula (2), D1 is the distance between the upper left corner of the
When the
上述したとおり、凹部105の容積は2つの第1液滴203の体積よりも大きく、凹部105の形状は円柱状ではない。このような場合、凹部105の端部(角部)には、第1液滴203が侵入しにくい。よって、凹部105の端部に第1液滴203を塗布(配置)することが好ましい。また、凹部105内に3つ以上の第1液滴203を互いに接触しないように配置できる場合、凹部105の両端部に第1液滴203を配置し、それらの間の第1液滴203を等間隔で配置することが好ましい。
As described above, the volume of the
次に、図10Aおよび図10Bに示す塗布例について説明する。図10Aは、基板101に形成された凹部106を覆って第1液滴203が塗布された状態を示す模式図である。図10Bは、図10AのB-B断面図である。
Next, application examples shown in FIGS. 10A and 10B will be described. FIG. 10A is a schematic diagram showing a state in which the
図10A、図10Bに示すように、凹部106は、円柱状に形成されている。凹部106の容積は、2つの第1液滴203の体積よりも小さい。凹部106は、例えば、コンタクトホールである。
As shown in FIGS. 10A and 10B,
このような凹部106が基板101に設けられている場合、図10Aに示すように、凹部106に対して複数の第1液滴206を吐出する。
この時、凹部106の中心から第1液滴206a、206bの中心までの距離は下記式(4)の関係が成り立つように配置する。
D1、D2 ≦ Rmax1 ・・・ (4)
上記式(4)において、D1は凹部106の中心と第1液滴206aの中心との距離であり、D2は凹部106の中心と第1液滴206bの中心との距離である。
これにより、凹部106は、第1液滴206で満たされる。
When
At this time, the distances from the center of the
D1, D2 ≤ Rmax1 (4)
In the above formula (4), D1 is the distance between the center of the
Thereby, the
このとき、第1液滴206a、206bは、凹部106から溢れ、基板101の表面上に濡れ広がる。図10A、図10Bに示す濡れ広がり範囲206cは、第1液滴206a、206bが濡れ広がった範囲である。
At this time, the
よって、基板101の平面部における濡れ広がり範囲203a、206cは、凹部106の容積および第1液滴206の吐出回数に応じて変わる。そのため、図10Aに示すLおよび第1液滴206の吐出回数は、第1液滴203の濡れ広がり範囲203aと第1液滴206a、206bの濡れ広がり範囲206cとが接触しないように、設定される。例えば、図10Aに示すLは、第1液滴203と第1液滴206同士の結合の有無についての実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される。
ここで、凹部106であるコンタクトホールは、内側が未濡れになりやすいので、第1液滴206で先に埋めた。第1液滴206を凹部106の中心に2滴打ち込めれば、コンタクトホールである凹部106を満たすことが出来るが、印刷スキャン方向の解像度やノズルピッチの制約上、凹部106の中心を狙う事が難しい。このため、凹部106であるコンタクトホールの中心が、第1液滴が濡れ広がる範囲内に設定して塗布している。
Therefore, the wetting and spreading
Here, the contact hole, which is the
<第2液滴塗布工程>
第2液滴塗布工程S302の詳細について説明する。
<Second Droplet Application Process>
Details of the second droplet applying step S302 will be described.
上述したとおり、第2液滴塗布工程S302は、第1液滴塗布工程S301の後に行われ、図7に示すように、基板101の設定領域204内に第2液滴205を塗布する工程である。 As described above, the second droplet applying step S302 is performed after the first droplet applying step S301, and as shown in FIG. be.
図7に示すように、設定領域204は、セル102a~102c、103a~103c、104a~104cのそれぞれにおいて、同じセル上の位置に設定される。
As shown in FIG. 7, the
まず、図7に示した設定領域204について、図11を用いて説明する。図11は、図7に示した複数の設定領域204のうちの1つを拡大して示す図である。
First, the
図11の例では、設定領域204に対してノズル群207が設定されている。ノズル群207とは、設定領域204に対して第2液滴205を吐出可能なノズルである。図11の例では、ノズル群207には、N1~N4の4つのノズルが含まれている。
In the example of FIG. 11,
第2液滴塗布工程S302では、ノズル群207の中から1つのノズルがランダムに選択され、使用される。例えば、N1のノズルが選択され、そのノズルから第2液滴205が吐出された場合、第2液滴205は、図11に示すように設定領域204に塗布される。
In the second droplet application step S302, one nozzle is randomly selected from the
また、第2液滴塗布工程S302では、予め作成された乱数表に基づいて、設定領域204毎に、使用するノズルが選択される。よって、例えば、図7に示すように、セル102a、102b、102cそれぞれの設定領域204の配置が同じであっても、選択されるノズルの組み合わせは異なる。例えば図7では、セル102aの設定領域204では、N1、N2、N5、N5のノズルが選択され、セル102bの設定領域204では、N1、N3、N4、N4のノズルが選択され、セル102cの設定領域204では、N2、N2、N4、N5のノズルが選択されている。すなわち、セル毎に、設定領域204内における第2液滴205の塗布位置(着弾位置)が変わるように、ノズルが選択される。
Further, in the second droplet application step S302, a nozzle to be used is selected for each setting
なお、ランダムに選択されるノズルの数は、1つに限定されない。必要な液滴の量に応じて、2つ以上のノズルがランダムに選択されるようにしてもよい。 Note that the number of randomly selected nozzles is not limited to one. Two or more nozzles may be randomly selected, depending on the amount of droplets required.
次に、図7を用いて設定領域204の設定方法について説明する。
Next, a method for setting the
例として、図7のセル102aに設定領域204を設定する場合について説明する。
As an example, a case of setting the
まず、以下の式(2)により、セル102a内を充填するために必要なインクの体積Vを求める。式(2)において、Sはセル102aの面積であり、Tは目標膜厚である。
First, the volume V of ink required to fill the inside of the
V=S×T・・・(2)
次に、以下の式(3)により、セル102a内の第2液滴205の個数Nrandを求める。式(3)において、Vは、上記式(2)で算出されたセル102a内を充填するために必要なインクの体積である。また、式(3)において、Vancは第1液滴203の平均体積であり、Nancはセル102a内の第1液滴203の個数であり、Vrandは第2液滴205の平均体積である。
V=S×T (2)
Next, the number Nrand of the
Nrand=(V-Vanc×Nanc)/Vrand・・・(3)
次に、以下の式(4)を満たすように、設定領域204を設定する。式(4)において、Nrandは、上記式(3)で算出されたセル102a内の第2液滴205の個数である。また、式(4)において、Nは、設定領域204内に吐出可能なノズル数である。
Nrand=(V−Vanc×Nanc)/Vrand (3)
Next, the
N>Nrand・・・(4)
ここで、1個のセル内のNと設定領域204の関係について、図11を用いて説明する。
N>Nrand (4)
Here, the relationship between N in one cell and the
図11は、設定領域204内に第2液滴205が1滴存在する状態を表している。また、図11は、設定領域204内に吐出可能なノズルが、ノズル群207に含まれるN1、N2、N3、N4の4つのノズルであることを表している。
FIG. 11 shows a state in which one
設定領域204は、使用するノズルをランダムに変更することで効果を発揮するため、図11に示すようにノズルの配列方向(図中の左右方向)に設定される。
The
図7では、上述した式(4)が満たされるように、図11を用いて説明した設定領域204が各セル内に複数個設定されている。なお、設定領域204内に吐出可能なノズル数Nは、Nrandの2倍以上の数であることが望ましい。
In FIG. 7, a plurality of setting
また、設定領域204の位置は、膜厚均一性の観点から、設定領域204における第2液滴205の着弾位置と第1液滴203の着弾位置とが重ならないように、設定されることが好ましい。ただし、第2液滴205の着弾位置が十分に確保できない場合、第1液滴203の着弾位置と、設定領域204とが重複して設定されてもよい。
Further, the position of the setting
以上、第1液滴塗布工程S301および第2液滴塗布工程S302の詳細について説明した。
図7では、1つのセルに、設定領域204が4つある。また、設定領域204は、2個液滴分、3個液滴分の2種類ある。これは、セル内で使用するノズルの組合せパターンを増やし複数の種類にするためである。
ノズル2個で1液滴吐出する設定領域204とノズル3個で1液滴吐出する設定領域204とを設けている。
<評価>
次に、図6Bに示した印刷方法を行った結果について、図12を用いて説明する。
The details of the first droplet applying step S301 and the second droplet applying step S302 have been described above.
In FIG. 7, one cell has four setting
A
<Evaluation>
Next, the result of performing the printing method shown in FIG. 6B will be described using FIG.
図12は、図2に示した吐出体積のノズルを使用して、図6Bに示した印刷方法により図7に示した印刷パターンを形成した場合における、各セル(画素)の充填体積を示す表である。 FIG. 12 is a table showing the fill volume of each cell (pixel) when the print pattern shown in FIG. 7 is formed by the printing method shown in FIG. 6B using the nozzles having the discharge volumes shown in FIG. is.
図12に示すセル102a、102b、102cそれぞれの充填体積は、図3に示したセル102a、102b、102cそれぞれの充填体積のように均一ではない。これは、セル毎に設定領域204がランダムに設定されるため、セル毎に充填体積が変化するためである。よって、図3を用いて説明した筋ムラの発生は認められない。
The fill volume of each of the
また、上述したとおり、図6Bに示した印刷方法では、特許文献1の印刷方法とは違い、液滴の吐出を行うノズルの数をセル毎に異ならせない。よって、セル間の充填体積の差は、液滴1つ分の吐出量以下となる。
Further, as described above, in the printing method shown in FIG. 6B, unlike the printing method of
例えば、図12に示すように、セル102bの充填体積は42.5plであるのに対し、セル102aの充填体積は42.0plであり、それらの差は2%以下である。上述したとおり、特許文献1の印刷方法では20%程度の体積差が生じるため、本実施の形態の印刷方法では充填体積の差をかなり小さくすることができる。よって、例えば、有機ELディスプレイの発光層では、セル毎の発光量の差が小さくなるので、粒状感がない画質となり、表示品質が悪化しない。
For example, as shown in FIG. 12, the fill volume of
以上のことから、本実施の形態では、画素毎に必要なインク充填量(充填体積)に対してインクジェットヘッドのノズルからのインク吐出量(吐出体積)が相対的に大きい場合でも、ノズル毎の体積ばらつきによる印刷ムラ(例えば、筋ムラ)の低減が可能となり、製品歩留まりの向上が可能となる。 As described above, in the present embodiment, even when the ink ejection amount (ejection volume) from the nozzles of the inkjet head is relatively large with respect to the ink filling amount (filling volume) required for each pixel, It is possible to reduce printing unevenness (for example, streaky unevenness) due to volume variations, and to improve the product yield.
また、本実施の形態の印刷方法を用いて有機ELディプレイを製造した場合、ディスプレイの発光層や封止膜の印刷品位を向上させることができる。 Further, when an organic EL display is manufactured using the printing method of the present embodiment, it is possible to improve the printing quality of the luminescent layer and the sealing film of the display.
なお、本実施の形態の印刷方法は、基板のセル内に液滴を塗布する場合だけでなく、基板の平面に膜を形成する場合または基板の凹凸面を覆う膜を形成する場合にも適用可能である。その場合、例えば、インクジェットヘッド10またはインクジェットヘッド10のノズルを印刷走査方向に複数個設置することにより、図6に示した工程を繰り返し行ってもよい。これにより、膜表面の凸凹を均一にするためのレベリング時間を短縮することができ、タクト短縮が可能となる。
The printing method of this embodiment can be applied not only to the case of applying droplets in the cells of the substrate, but also to the case of forming a film on the flat surface of the substrate or forming a film covering the uneven surface of the substrate. It is possible. In that case, for example, the process shown in FIG. 6 may be repeated by installing the
なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 It should be noted that the present disclosure is not limited to the description of the above embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure.
例えば、上記実施の形態では、セルが存在することを前提に説明したが、本開示は、セルがない場合にも適用することができる。すなわち、基板101上に、ベタ膜(均質な1つの膜)を形成する場合にも用いることができる。
For example, in the above embodiments, the explanation was given on the premise that cells exist, but the present disclosure can also be applied when there are no cells. That is, it can also be used to form a solid film (one uniform film) on the
例えば、基板101上の全面に1つの膜を形成する場合に、上述した本開示の方法を用いることができる。この場合、セルは存在しないが、複数の仮想セルがあるとして、上述した本開示の方法を用いる。
For example, when forming one film on the entire surface of the
なお、仮想セルとは、実際には存在しないが、セルがあると想定した場合における仮想的なセルである。仮想セルの数を多く設定し、各仮想セルのサイズを小さく設定すれば、より均質な膜を形成できる。仮想セル内へ液滴を塗布するが、最終、液滴は広がり、全体が繋がり1つの平坦な膜となる。 A virtual cell is a virtual cell that does not actually exist, but is assumed to exist. A more uniform film can be formed by setting a large number of virtual cells and setting a small size for each virtual cell. A droplet is applied in the virtual cell, and finally, the droplet spreads and the whole is connected to form one flat film.
この方式は、平面上にムラの無い均一膜を生成することが出来るので例えばペロブスカイト太陽電池等の塗布型太陽電池の正孔輸送層、有機半導体活性層、電子輸送層等の膜を形成する事に利用できる。 This method can form a uniform film without unevenness on a flat surface, so it can be used to form films such as the hole transport layer, organic semiconductor active layer, and electron transport layer of coating-type solar cells such as perovskite solar cells. available for
この方法は、特に、液滴201の粘度が高い場合に有効である。セルがないとしても、液滴201が広がる範囲が限られるためである。
This method is particularly effective when the
なお、実施の形態では、図7に示すように、セルに塗布される液滴の大きさは、図1,4の液滴と比較して小さい。実施の形態では、液滴が小さいが、上記第1液摘、第2液滴の塗布により、均質な膜を形成できる。 In the embodiment, as shown in FIG. 7, the size of the droplet applied to the cell is smaller than the droplets shown in FIGS. In the embodiment, although the droplets are small, a uniform film can be formed by applying the first droplet and the second droplet.
本開示の印刷方法および印刷方法は、インクジェット方式により対象物に液滴を塗布する技術全般に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The printing method and the printing method of the present disclosure are useful for all techniques for applying liquid droplets to an object using an inkjet method.
1 印刷装置
10 インクジェットヘッド
20 制御部
101 基板
102a、102b、102c、103a、103b、103c、104a、104b、104c セル
105、106 凹部
201 液滴
202 非吐出位置
203、206、206a、206b 第1液滴
203a、206c 濡れ広がり範囲
204 設定領域
205 第2液滴
207 ノズル群
1
Claims (11)
前記複数のセルに、前記セル内の固定された位置に第1液滴を塗布する第1液滴塗布工程と、
1つの前記セル内に複数設定された設定領域であって、前記第1液滴の塗布位置以外の領域である設定領域に、第2液滴を塗布する第2液滴塗布工程と、を含み、
前記第2液滴塗布工程では、前記セル毎に前記第2液滴の塗布位置を変える、
印刷方法。 A printing method for ejecting droplets from nozzles of an inkjet head and applying the droplets to a plurality of cells of a print target medium,
a first droplet applying step of applying a first droplet to the plurality of cells at fixed positions within the cells;
a second droplet applying step of applying a second droplet to a plurality of set areas set in one cell, which are areas other than the application position of the first droplet. ,
In the second droplet applying step, the application position of the second droplet is changed for each cell,
printing method.
前記第1液滴を、前記セルの少なくとも1つの端部に塗布する、
請求項1に記載の印刷方法。 In the first droplet applying step,
applying the first droplet to at least one end of the cell;
The printing method according to claim 1.
複数の前記第1液滴を、前記印刷対象媒体に設けられた凹部に塗布する、
請求項1または2に記載の印刷方法。 In the first droplet applying step,
applying a plurality of the first droplets to recesses provided in the print target medium;
The printing method according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか1項に記載の印刷方法。 the application positions of the first droplets in the plurality of cells are the same;
The printing method according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1から4のいずれか1項に記載の印刷方法。 the positions of the setting regions in the plurality of cells are the same;
The printing method according to any one of claims 1 to 4 .
請求項1から5のいずれか1項に記載の印刷方法。 wherein the plurality of cells are a plurality of virtual cells;
The printing method according to any one of claims 1 to 5 .
前記複数のセルに、後から塗布される第2液滴の流れを制限するための第1液滴を塗布するように前記インクジェットヘッドを制御する第1制御と、1つの前記セル内に複数設定された設定領域であって、前記第1液滴の塗布位置以外の領域である設定領域に、前記第2液滴を塗布するように前記インクジェットヘッドを制御する第2制御と、を行う制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記第2制御を行う際、前記セル毎に前記第2液滴の塗布位置を変えるように前記インクジェットヘッドを制御する、
印刷装置。 an inkjet head that ejects the droplets from a nozzle so that the droplets are applied to a plurality of cells of a print target medium;
a first control for controlling the inkjet head to apply a first droplet to the plurality of cells to restrict the flow of a second droplet applied later; and a plurality of settings within one of the cells. a second control for controlling the inkjet head to apply the second droplet to a set area other than the application position of the first droplet. and
The control unit
When performing the second control, controlling the inkjet head so as to change the application position of the second droplet for each cell;
printer.
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