KR20140088116A

KR20140088116A - 잉크젯 도포 장치 및 잉크젯 도포 방법

Info

Publication number: KR20140088116A
Application number: KR1020147011336A
Authority: KR
Inventors: 신스케 이구치; 사다노부 이케모토; 사토시 아마미야
Original assignee: 가부시키가이샤 아루박; 수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-07-09
Also published as: WO2013069256A1; TW201334982A; CN103918350A; JP2013101780A

Abstract

[과제]기판 상에 도포된 잉크의 건조 얼룩짐을 억제한다. [해결 수단]본 발명의 한 형태에 따른 잉크젯 도포 장치는, 제1 헤드군(12A)과 제2 헤드군(12B)을 갖는 잉크 헤드 모듈(12)을 구비한다. 제1 헤드군(12A)은, 기판(S)의 표면 전역을 X축 방향을 따라서 배열된 복수열의 영역(R1~R6)으로 구획했을 때, 소정의 제1 영역군(R1, R3, R5)에 잉크의 액적을 도포한다. 제2 헤드군(12B)은, 제1 헤드군(12A)에 대해서 Y축 방향으로 소정 거리(H) 오프셋 한 위치에 배치되어, 상기 복수열의 영역 중 잔여의 제2 영역군(R2, R4, R6)에 잉크의 액적을 도포한다. 이 때, 제1 헤드군(12A)으로부터의 액적이 기판(S) 상에 착탄하고 나서, 제2 헤드군(12B)으로부터의 액적이 기판 상에 착탄할 때까지의 시간이 소정 시간 이내가 되도록, 기판(S)을 지지하는 스테이지(11)의 이동이 제어된다.

Description

잉크젯 도포 장치 및 잉크젯 도포 방법{INKJET APPLICATION DEVICE AND INKJET APPLICATION METHOD}

본 발명은, 예를 들면 기판 상에 유기 EL 소자를 형성하기 위한 유기 EL 재료를 포함한 잉크 액적을 토출하기 위한 잉크젯 도포 장치 및 잉크젯 도포 방법에 관한 것이다.

잉크젯법은, 기판 상의 소정 위치에 정밀하게 잉크를 적하할 수 있기 때문에, 예를 들면 스페이서 입자나 유기 발광재료를 함유한 잉크를 이용하여 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이를 제조하는 공정에 넓게 채용되고 있다. 예를 들면 하기 특허문헌 1에는, 잉크젯법에 따르는 스페이서의 형성 방법이 기재되어 있고, 하기 특허문헌 2에는, 잉크젯법에 의해 R(빨강), G(초록), B(파랑)의 각 유기 발광재료층을 형성하는 방법이 기재되어 있다.

잉크젯 도포 장치는, 전형적으로는, 잉크를 토출하는 노즐이 소정 피치로 형성된 단수 또는 복수의 잉크 헤드를 갖고, 해당 잉크 헤드에 대해서 기판을 1축 방향으로 수평으로 상대 이동시키면서, 잉크 헤드로부터 기판 상의 복수 개소에 잉크의 액적을 도포한다.

한편, 비교적 대형의 기판에 잉크젯법을 적용하는 경우에는, 상기 1축 방향으로 기판을 이동시킨 후, 상기 1축 방향에 직교하는 수평 방향으로 기판을 이동시키는 것으로 잉크 헤드와의 상대 위치를 변화시켜, 다시 상기 1축 방향으로 기판을 이동시킨다. 이러한 조작을 필요한 만큼 반복하는 것으로, 기판의 전면에 액적을 도포하도록 하고 있었다(특허문헌 1 참조).

특개2011-147861호 공보 특개2003-77678호 공보

그렇지만 상술한 바와 같이 잉크 헤드에 대한 기판의 왕복 이동을 반복하는 방법에서는, 먼저 액적이 도포된 영역과 나중에 액적이 도포된 영역과의 사이에 액적의 건조 얼룩짐이 생기는 일이 있다. 이러한 문제는, 예를 들면 유기 EL 재료를 포함한 잉크와 같은 비교적 건조하기 쉬운 잉크를 이용했을 경우에 의해 현저하게 발생한다. 건조 얼룩짐은, 유기 EL층의 두께나 형상의 불균형을 일으켜, 화질의 저하를 부르게 된다.

이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 기판 상에 도포된 잉크의 건조 얼룩짐을 억제할 수 있는 잉크젯 도포 장치 및 잉크젯 도포 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 형태에 따른 잉크젯 도포 장치는, 스테이지와, 제1 잉크 헤드 모듈과, 이동 기구와, 콘트롤러를 구비한다.

상기 스테이지는, 제1 축 방향과, 상기 제1 축 방향으로 직교하는 제2 축 방향에 각각 평행한 지지면을 갖고, 상기 지지면에 기판을 지지하는 것이 가능하게 구성된다.

상기 제1 잉크 헤드 모듈은, 제1 헤드군과, 제2 헤드군을 가진다. 상기 제1 헤드군은, 상기 지지면 상의 기판의 표면 전역을 상기 제1 축 방향을 따라서 배열된 복수열의 영역으로 구획했을 때, 상기 복수열의 영역 중 소정의 제1 영역군에 잉크의 액적을 도포하도록 구성된다. 상기 제2 헤드군은, 상기 제1 헤드군에 대해서 상기 제2 축 방향으로 소정 거리 오프셋 한 위치에 배치되어, 상기 복수열의 영역 중 잔여의 제2 영역군에 잉크의 액적을 도포하도록 구성된다.

상기 이동 기구는, 상기 스테이지를 상기 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된다.

상기 콘트롤러는, 상기 제1 헤드군으로부터의 상기 액적이 상기 기판 상에 착탄하고 나서, 상기 제2 헤드군으로부터의 상기 액적이 상기 기판 상에 착탄할 때까지의 시간이 소정 시간 이내가 되도록, 상기 이동 기구를 제어한다.

본 발명의 한 형태에 따른 잉크젯 도포 방법은, 제1 축 방향과, 상기 제1 축 방향으로 직교하는 제2 축 방향에 각각 평행한 지지면 상에 기판을 배치하는 것을 포함한다.

상기 지지면 상의 기판의 표면 전역을, 상기 제1 축 방향을 따라서 배열된 복수열의 영역으로 구획했을 때, 상기 복수열의 영역에 대응하도록 배치된 복수열의 헤드부 각각으로부터 토출되는 잉크의 액적이 상기 기판 상에서 상기 제1 축 방향으로 소정 피치로 착탄하도록 상기 복수열의 헤드부 각각의 노즐 피치가 조정된다.

상기 복수열의 헤드부에 대해서 상기 지지면이 상기 제2 축 방향으로 상대 이동된다.

상기 복수열의 영역 중 1열 걸러서 선택된 제1 영역군에 상기 액적이 토출된다.

상기 제1 영역군에 잉크의 액적을 토출 후 소정 시간 이내에, 상기 복수열의 영역 중 잔여의 제2 영역군에 상기 액적이 토출된다.

[도 1]본 발명의 일실시 형태에 따른 잉크젯 도포 장치를 나타내는 개략 평면도이다.
[도 2]상기 잉크젯 도포 장치를 나타내는 개략 측면도이다.
[도 3]상기 잉크젯 도포 장치에서의 잉크 헤드의 잉크 토출면을 나타내는 주요부의 확대도이다.
[도 4]상기 잉크젯 도포 장치의 작용을 설명하는 개략 평면도이다.
[도 5]본 발명의 다른 실시 형태에 따른 잉크젯 도포 장치를 나타내는 개략 평면도이다.

본 발명의 일실시 형태에 따른 잉크젯 도포 장치는, 스테이지와, 제1 잉크 헤드 모듈과, 이동 기구를 구비한다.

상기 스테이지는, 제1 축 방향과, 상기 제1 축 방향으로 직교하는 제2 축 방향에 각각 평행한 지지면을 갖고, 상기 지지면에 기판을 지지하는 것이 가능하게 구성된다. 따라서 지지면 상에 배치되는 기판의 표면은, 상기 제1 축 방향 및 제2 축 방향으로 각각 평행한 평면 내에 속하게 된다.

상기 제1 잉크 헤드 모듈은, 제1 헤드군과 제2 헤드군을 갖는다. 상기 제1 헤드군은, 상기 지지면 상의 기판의 표면 전역을 상기 제1 축 방향을 따라서 배열된 복수열의 영역으로 구획했을 때, 상기 복수열의 영역 중 소정의 제1 영역군에 잉크의 액적을 도포하도록 구성된다. 상기 제2 헤드군은, 상기 제1 헤드군에 대해서 상기 제2 축 방향으로 소정 거리 오프셋 한 위치에 배치되어, 상기 복수열의 영역 중 잔여의 제2 영역군에 잉크의 액적을 도포하도록 구성된다.

상기 이동 기구는, 상기 스테이지를 상기 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된다. 상기 콘트롤러는, 상기 제1 헤드군으로부터의 상기 액적이 상기 기판 상에 착탄하고 나서, 상기 제2 헤드군으로부터의 상기 액적이 상기 기판 상에 착탄할 때까지의 시간이 소정 시간 이내가 되도록, 상기 이동 기구를 제어한다.

상기 잉크젯 도포 장치에 의하면, 제1 헤드 모듈에 대한 기판의 1회의 이동 조작으로, 기판의 표면 전역에 잉크의 액적을 도포할 수 있다. 이로 인해, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 제1 헤드군으로부터의 액적이 기판 상에 착탄하고 나서 제2 헤드군으로부터의 액적이 기판 상에 착탄할 때까지의 시간을 소정 시간 이내로 함으로써, 기판 상에 도포된 잉크의 건조 얼룩짐을 억제할 수 있다. 이로 인해, 잉크층의 두께나 형상의 불균형이 억제된, 고품질인 인쇄공정을 실현할 수 있다.

상기 소정 시간의 조정에는, 스테이지의 이동 속도를 조정하거나, 제1 헤드군과 제2 헤드군과의 사이의 상기 오프셋의 크기를 조정하거나 하는 등의 적당한 방법이 채용 가능하다. 또, 상기 소정 시간은 잉크의 건조 얼룩짐이 생기지 않는 적당한 시간이 설정 가능하고, 전형적으로는 잉크의 건조 속도에 따라 설정된다. 상기 소정 시간으로서는 예를 들면 10초 이하로 할 수 있다.

상기 스테이지는, 상기 지지면 상의 기판을 소정 온도 이하로 냉각하도록 구성된 냉각 기구를 더 구비할 수 있다. 이로 인해, 기판 상에 도포된 액적의 건조 속도를 조정할 수 있기 때문에, 기판 상에 도포된 액적의 건조 얼룩짐을 보다 용이하게 억제할 수 있다. 상기 냉각 기구는, 전형적으로는, 스테이지의 내부에 냉각수를 순환시키는 기구가 채용 가능하다.

기판의 냉각 온도는 특별히 한정되지 않고, 잉크의 건조 속도 등에 따라 적당하게 설정 가능하다. 기판 온도가 과도하게 높으면 잉크의 건조가 촉진되고, 기판 온도가 과도하게 낮으면 기판에 결로가 생길 우려가 있다. 전형적으로는, 기판 온도는 예를 들면 20℃ 이하로 설정된다.

지지면 상의 기판 표면을 가상적으로 구획하는 복수열의 영역은, 제1 헤드군에 의해서 처리되는 제1 영역군과, 제2 헤드군에 의해서 처리되는 제2 영역군으로 나눌 수 있다. 제1 영역 및 제2 영역은 어떻게 선정되어도 좋고, 예를 들면 1열 걸러서 선택된 복수의 영역으로 각각 구성된다. 이로 인해, 제1 및 제2 헤드군을 구성하는 개개의 잉크 헤드의 크기의 제한을 작게 하고, 각 잉크 헤드의 설치 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.

제1 헤드군 및 제2 헤드군을 구성하는 각 잉크 헤드는 어떻게 배치되어도 좋고, 상기 제1 축 방향을 따라서 배치되거나, 상기 제1 축 방향에 대해서 비스듬하게 교차하는 수평 방향을 따라서 배치될 수 있다.

제1 헤드군 및 제2 헤드군을 각각 구성하는 복수의 잉크 헤드는, 복수의 액적 토출 노즐을 각각 가진다. 이 경우, 상기 복수의 액적 토출 노즐로부터 토출되는 액적이 기판 상에 상기 제1 축 방향을 따라서 소정 피치로 착탄하도록, 상기 복수의 잉크 헤드의 기판에 대한 상대 위치를 조정 가능한 조정 기구를 가질 수 있다. 상기 조정 기구로서는, 전형적으로는, 기판의 법선 방향을 축으로 하여 잉크 헤드를 개개로 회전시킬 수 있는 기구로 구성된다. 이로 인해, 기판 상에 제1 축 방향을 따라서 소망한 피치로 액적을 도포할 수 있다.

상기 잉크는, 유기 EL (Electro-Luminescence) 소자를 형성하기 위한 유기 EL 재료를 포함할 수 있다. 이로 인해, 유기 EL층의 두께나 형상의 불균형이 억제된, 고화질의 유기 EL 디스플레이를 안정적으로 제조할 수 있다.

상기 잉크젯 도포 장치는, 제2 헤드 모듈과, 제3 헤드 모듈을 더 구비할 수 있다.

상기 제2 헤드 모듈은, 제2 축 방향으로 제1 헤드 모듈과 직렬로 배치되어, 제1 헤드 모듈과 동일한 구성을 가진다. 상기 제3 헤드 모듈은, 제2 축 방향으로 제1 및 제2 헤드 모듈과 직렬로 배치되어, 제1 헤드 모듈과 동일한 구성을 가진다.

이 경우, 제2 헤드 모듈은, 제1 헤드 모듈로부터 토출되는 제1 유기 EL 재료와는 다른 색 제2 유기 EL 재료를 포함한 잉크 액적을 토출하도록 구성된다. 제3 헤드 모듈은, 제1 및 제2 헤드 모듈로부터 각각 토출되는 제1 및 제2 유기 EL 재료와는 다른 색 제3 유기 EL 재료를 포함한 잉크 액적을 토출하도록 구성된다.

이로 인해, 상기 제2 축 방향으로의 기판의 1회의 이동 조작만으로, 예를 들면, R, G, B의 유기 EL층을 기판 상에 연속하여 형성할 수 있으므로, 유기 EL 디스플레이의 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일실시 형태에 따른 잉크젯 도포 방법은, 제1 축 방향과, 상기 제1 축 방향으로 직교하는 제2 축 방향에 각각 평행한 지지면 상에 기판을 배치하는 것을 포함한다.

상기 잉크젯 도포 방법에 의하면, 제1 헤드 모듈에 대한 기판의 1회의 이동 조작으로, 기판의 표면 전역에 잉크의 액적을 도포할 수 있다. 이로 인해, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또, 제1 영역군에 잉크의 액적을 토출 후 소정 시간 이내에, 제2 영역군에 액적을 토출함으로써, 기판 상에 도포된 잉크의 건조 얼룩짐을 억제할 수 있다. 이로 인해, 잉크층의 두께나 형상의 불균형이 억제된, 고품질인 인쇄공정을 실현할 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

<제1 실시 형태>

도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따른 잉크젯 도포 장치를 나타내는 개략 평면도이며, 도 2는 그 개략 측면도이다. 각 도에서 X축 및 Y축은 서로 직교하는 수평 방향을 나타내고, Z축은 X축 및 Y축에 각각 직교하는 연직 방향을 나타내고 있다.

본 실시 형태의 잉크젯 도포 장치(1)는, 기판(S)을 지지하는 스테이지(11)와, 스테이지(11) 상의 기판(S)에 잉크의 액적을 도포하는 헤드 모듈(12)과, 스테이지(11)를 1축 방향으로 이동시키는 이동 기구(13)를 가진다.

기판(S)은, 대략 사각형 모양의 유리 기판으로 구성된다. 기판(S)의 크기는 특히 한정되지 않고, 예를 들면 가로 1850mm, 세로 1500 mm이다. 기판(S)으로서는, 상기 이외에도, 금속, 플라스틱, 종이 등의 플레이트 형상, 시트 형상 혹은 필름 형상의 기재로 구성될 수 있다. 또, 기판(S)은 단일층으로 구성된 것에 한정되지 않고, 표면에 절연막이나 도전막 등의 베타막 혹은 소정 형상으로 패터닝 된 기능막이 적층된 다층 구조를 가지고 있을 수 있다.

스테이지(11)는, 베이스부(10) 위에 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 스테이지(11)는, 기판(S)이 지지하는 지지면(11a)을 가진다. 지지면(11a)은, X축 방향 및 Y축 방향으로 각각 평행한 평면(XY 평면)에 속하고, 본 실시 형태에서는 대략 사각형의 평탄한 면으로 구성된다. 스테이지(11)는, 지지면(11a) 상에 기판(S)을 보관 유지하기 위한 각종 척(chuck) 기구를 구비할 수 있다.

잉크젯 도포 장치(1)는, 스테이지(11)의 지지면(11a)을 소정 온도 이하로 냉각하기 위한 냉각 기구(14)를 가진다. 냉각 기구(14)는, 예를 들면, 스테이지(11)의 내부에 형성된 냉각수의 순환 통로와, 해당 순환 통로에 냉각수를 순환시키는 펌프 유닛을 포함한다. 냉각 기구(14)는, 지지면(11a)을 20℃ 이하, 바람직하게는 18℃ 이하로 유지함으로써, 지지면(11a) 상에 지지를 받는 기판(S)을 해당 온도로 냉각하는 기능을 가진다. 상기 펌프 유닛은, 스테이지(11)에 일체로 장착되거나, 냉각수가 통과하는 플렉서블성의 관부재를 개입시켜 베이스부(10) 혹은 이외의 부위에 설치될 수 있다.

이동 기구(13)는, 베이스부(10) 위에 부설된 한 쌍의 가이드 레일(13a, 13b)과, 스테이지(11)를 가이드 레일(13a, 13b)을 따라서 이동시키는 리니어 모터 등의 구동원과, 상기 구동원을 제어하는 제어부 등을 포함한다. 한 쌍의 가이드 레일(13a, 13b)은 Y축 방향으로 평행하게 연장되고, 스테이지(11)는 가이드 레일(13a, 13b) 위에 설치된다. 상기 구동원은 스테이지(11)의 내부에 배치되어, 상기 제어부에 의해서 가이드 레일에 따른 스테이지(11)의 고정밀한 이동 제어를 한다.

헤드 모듈(12)은 복수의 잉크 헤드(121, 122, 123, 124, 125, 126)를 가진다. 잉크 헤드(121~126)는, 가이드 레일(13a, 13b)을 따라서 Y축 방향으로 이동하는 스테이지(11) 상의 기판(S)의 표면 전역에, 소정의 잉크의 액적(D)을 도포하도록 구성된다.

잉크 헤드(121~126)는, 스테이지(11) 상의 기판(S)의 표면 전역을 X축 방향을 따라서 배열된 복수열의 영역(R1, R2, R3, R4, R5, R6)으로 가상적으로 구획했을 때, 상기 복수열의 영역(R1~R6)의 각각에 대응하도록 배치되어 있다. 기판(S)의 표면에 구획된 영역(R1~R6)은 각각 Y축 방향에 평행한 길이 방향, X축 방향에 폭 방향을 가지는 사각형 모양으로 형성되고, 잉크 헤드(121~126)는 이들 각 영역(R1~R6)에 잉크의 액적(D)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 각각 소정 피치로 도포한다.

상기 복수열의 영역(R1~R6)은, 제1 영역군(RA)과, 제2 영역군(RB)으로 나눌 수 있다. 본 실시 형태에서 제1 영역군(RA)은, 복수열의 영역(R1~R6) 중 1열 걸러서 선택된 복수의 영역(R1, R3, R5)으로 구성되고, 제2 영역군(RB)은, 복수열의 영역(R1~R6) 중 잔여의 복수의 영역(R2, R3, R5)으로 구성된다.

제1 영역군(RA)은, 잉크 헤드(121, 123, 125)에 의해서 처리된다. 즉 잉크 헤드(121, 123, 125)는, 제1 영역군(RA)을 구성하는 영역(R1, R3, R5)에 각각 액적(D)을 도포한다. 한편, 제2 영역군(RB)은, 잉크 헤드(122, 124, 126)에 의해서 처리된다. 즉 잉크 헤드(122, 124, 126)는, 제2 영역군(RB)을 구성하는 영역(R2, R4, R6)에 각각 액적(D)을 도포한다.

잉크 헤드(121, 123, 125)는, 제1 헤드군(12A)을 구성한다. 제1 헤드군(12A)은, 지지 프레임(120A)을 개입시켜 베이스부(10)의 바로 윗쪽 위치에 설치되고, 잉크 헤드(121, 123, 125)가 각각 기판(S) 상의 제1 영역군(RA)(R1, R3, R5)에 대향하도록 위치 결정 배치되어 있다. 한편, 잉크 헤드(122, 124, 126)는, 제2 헤드군(12B)을 구성한다. 제2 헤드군(12B)은, 지지 프레임(120B)을 개입시켜 베이스부(10)의 바로 윗쪽 위치에 설치되고, 잉크 헤드(122, 124, 126)가 각각 기판(S) 상의 제2 영역군(RB)(R2, R4, R6)에 대향하도록 위치 결정 배치되어 있다.

헤드 모듈(12)은, 잉크 헤드(121~126)를 각각 Z축 주위로 회동시키는 것이 가능한 복수의 회전 기구부(M)(조정 기구)를 가진다. 이들 회전 기구부(M)는, 지지 프레임(120A, 120B)에 각각 설치되어, 잉크 헤드(121~126)를 각각 개별적으로 Z축 주위로 소정 각도 범위에 걸쳐서 회전시키는 것이 가능하게 구성되어 있다. 이들 회전 기구부(M)는, 콘트롤러(15)에 의해서 제어된다.

콘트롤러(15)는, 전형적으로는 CPU나 각종 메모리를 포함한 컴퓨터로 구성된다. 콘트롤러(15)는, 헤드 모듈(12), 이동 기구(13), 냉각 기구(14) 등의 각종 기구부의 구동을 제어한다. 콘트롤러(15)는, 베이스부(10)에 설치되지만, 베이스부(10)와는 다른 위치에 설치될 수 있다.

각 잉크 헤드(121~126)는, 복수의 액적 토출 노즐이 형성된 잉크의 토출면을 가진다. 도 3은, 잉크 헤드(121)의 잉크 토출면(121s)을 나타내는 주요부의 확대도이다. 잉크 토출면(121s)은, 대략 장방형상을 갖고, 그 길이 방향을 따라서 복수의 액적 토출 노즐(N)이 소정 피치 p0로 형성되어 있다. 각각의 액적 토출 노즐(N)은, 도시하지 않은 잉크 탱크에 접속되고, 각각의 액적 토출 노즐(N)에는 소정량의 잉크를 토출하기 위한 압전 구동부(V)가 배치되어 있다. 잉크 토출면(121s)은, 그 바로 아래를 통과하는 기판(S)의 표면에 대해서 소정의 거리를 개입시켜 대향하도록 배치된다.

회전 기구부(M)는, 잉크 헤드(121)를 Z축 주위로 회전시킴으로써, X축 방향에 따른 액적의 토출 피치를 조정한다. 예를 들면 도 3(A)는, X축에 대해 Z축 주위로 각도 θ1만큼 잉크 헤드(121)를 기울였을 때의 X축 방향에 따른 액적의 토출 피치가 p0로부터 p1으로 변환되는 모습을 나타내고, 도 3(B)는, X축에 대해 Z축 주위로 각도θ2(θ2>θ1)만큼 잉크 헤드(121)를 기울였을 때의 X축 방향에 따른 액적의 토출 피치가 p0로부터 p2(p2<p1)로 변환되는 모습을 나타내고 있다. 이와 같이 잉크 헤드(121)의 회동 각도에 의해서X축 방향에 따른 액적의 토출 피치를 연속적으로 변화시킬 수 있다.

잉크 헤드(122~126)도 잉크 헤드(121)와 같게 구성된다. 각 잉크 헤드(121~126)의 X축 방향에 따른 액적의 토출 피치는 동일하게 설정된다. X축 방향에 따른 액적의 토출 피치는, 기판(S) 상에 도포되는 액적의 종류나 공정에 따라 적당하게 조정된다.

제1 헤드군(12A)을 구성하는 잉크 헤드(121, 123, 125)는, 이러한 길이 방향을 따라서 동일한 직선 상에 배열되어 있다. 똑같이, 제2 헤드군(12B)을 구성하는 잉크 헤드(122, 124, 126)는, 이러한 길이 방향을 따라서 동일 직선 상에 배열되어 있다. 이에 대신하여, 제1 및 제2 헤드군(12A, 12B)을 구성하는 각각의 잉크 헤드는, X축 방향을 따라서 배열될 수 있다.

제2 헤드군(12B)은, 제1 헤드군(12A)보다 기판(S)의 이동 방향(Y축 방향)에 관해서 오프셋(이간) 한 위치에 배치되어 있다. 이와 같이 잉크 헤드(121~126)가 기판(S) 상의 전 영역(R1~R6)에 대응해서 배치됨으로써, Y축 방향으로의 기판(S)의 1회의 이동 조작으로, 기판(S)의 표면 전역에 잉크의 액적을 도포하는 것이 가능해진다. 이로 인해, 기판(S)에 대한 액적 도포 공정의 효율이 높아져, 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 4는, 헤드 모듈(12)에 의해서 기판(S)의 표면에 액적을 도포하는 모습을 나타내는 개략 평면도이다. 기판(S)은 헤드 모듈(12)의 바로 아래를 Y축 방향을 따라서 화살표 A로 나타내 보인 방향으로 소정 속도로 이동한다. 기판(S)의 표면에는, 그 시단 S1로부터 종단 S2를 향해 헤드 모듈(12)로부터 토출되는 액적(D)이 도포된다.

액적(D)은, X축 방향 및 Y축 방향으로 일정한 피치 px, py로 도포된다. 피치 px는, 회전 기구부(M)에 의한 잉크 헤드(121~126)의 회전 각도로 조정되고, 피치 py는, 잉크 헤드(121~126)로부터의 액적(D)의 토출 타이밍으로 조정된다. 기판(S) 상에 형성되는 액적층은, 1회의 액적(D)의 토출에 의해서 형성되어거나, 여러 차례의 액적(D)의 토출에 의해서 형성될 수 있다.

본 실시 형태에서는 위에서 설명한 바와 같이 헤드 모듈(12)이 제1 헤드군(12A)과 제2 헤드군(12B)으로 구성되고, 제1 헤드군(12A)이 제2 헤드군(12B)보다 상류 측에 배치된다. 따라서 도 4에 나타낸 바와 같이, 기판(S)에는 먼저, 제1 헤드군(12A)(잉크 헤드(121, 123, 125))에 의해 제1 영역군(RA)(R1, R3, R5)에 액적(D)의 토출이 개시되고, 그 후, 제2 헤드군(12B)(잉크 헤드(122, 124, 126))에 의해 제2 영역군(RB)(R2, R4, R6)에 액적(D)의 토출이 개시된다.

여기서, 기판 상의 하나의 영역에 단일의 잉크 헤드로 복수의 액적군을 소정 피치로 도포하는 경우, 액적군의 중앙측과 액적군의 단부측과는 액적의 건조 속도에 차이가 생기기 쉽다. 이는, 액적군으로부터 휘발하는 용제 성분의 증기 밀도가 액적군의 장소에 의해서 다르기 때문으로, 통상에서는, 액적군의 바깥쪽 측이 액적군의 안쪽 측보다 건조가 빠른 경향이 있다. 따라서 액적군의 바깥쪽 측에 위치하는 액적으로부터 건조가 시작되면, 아직도 건조가 시작되지 않은 액적군의 안쪽 측의 액적이 바깥쪽 측으로 끌어 들일 수 있도록 형상이 변화하면서 건조가 시작되게 된다. 이러한 건조 얼룩짐은 액적층의 형상이나 높이의 불균형을 부르기 위해, 품질이 높은 액적 도포 처리를 실현하는 것이 곤란해진다.

거기서 콘트롤러(15)는, 제1 헤드군(12A)으로부터 토출되는 액적이 기판(S) 상에 착탄하고 나서, 제2 헤드군(12B)으로부터 토출되는 액적이 기판(S) 상에 착탄할 때까지의 시간이 소정 시간 이내가 되도록, 이동 기구(13)를 제어한다. 상기 소정 시간으로서는, 제1 영역군(RA)에 도포된 액적(D)의 건조 얼룩짐이 생기지 않는 적당한 시간이 설정된다.

본 실시 형태에서는, 제1 영역군(RA)은 1열 걸러서 선택된 복수의 영역(R1, R3, R5)으로 구성되어 있기 때문에, 이들 각각의 영역에 액적이 도포된 후, 상기 소정 시간 이내에 이들에 인접하는 제2 영역군(RB)(R2, R4, R6)에 액적이 도포된다. 이로 인해 먼저 도포된 액적군의 바깥쪽 측에 위치하는 액적의 건조를 늦출 수 있으므로, 기판(S)의 표면 전역에 대해 건조 얼룩짐을 일으키지 않고 한결같은 형태로 액적층을 형성할 수 있다.

상기 소정 시간은, 제1 헤드군(12A)과 제2 헤드군(12B)과의 사이의 오프셋량(이간 거리) H, 스테이지(11)의 이동 속도 등에 의해서 조정된다. 본 실시 형태에서는 상기 소정 시간이 10초 이내, 바람직하게는 7초 이내가 되도록, 스테이지(11)의 이동이 제어된다. 이 경우, 오프셋량 H를 600 mm이하, 스테이지(11)의 이동 속도를 70 mm/sec 이상으로 함으로써, 상기 소정 시간을 확보할 수 있다.

상기 소정 시간은 또, 액적(D)을 구성하는 잉크의 종류나 도포 피치 등에 의해서 적당하게 선택할 수 있다. 상기 소정 시간을 10초 이하로 함으로써, 유기 EL층을 구성하는 잉크 재료에 본 발명을 적용했을 경우에도, 잉크층의 두께나 형상의 불균형을 억제할 수 있다. 특히 유기 EL층은 두께에 의해서 휘도가 변화하기 때문에, 상기 구성에 의해 기판(S)의 면내 전역에 걸쳐서 한결같은 휘도를 가지는 유기 EL층을 형성할 수 있다.

또 본 실시 형태에서는, 스테이지(11)의 지지면(11a)을 소정 온도 이하로 냉각 가능한 냉각 기구(14)를 구비하고 있기 때문에, 기판(S) 상에 도포된 액적의 건조 속도를 기판 온도에 의해서 조정할 수 있다. 이로 인해 기판 상에 도포된 액적의 건조 얼룩짐을 보다 용이하게 억제할 수 있다.

또한 본 실시 형태에서, 기판(S)의 표면 전역은, 1열 걸러서 선택된 복수의 영역으로 되는 제1 영역군(RA)과 잔여의 제2 영역군으로 구획되어 있다. 이로 인해, 이들 각 영역군에 대응하도록 배치된 헤드군(12A, 12B)을 구성하는 개개의 잉크 헤드(121~126)의 크기 제한을 작게 할 수 있음과 동시에, 이러한 설치 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.

<제2 실시 형태>

도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 잉크젯 도포 장치를 나타내는 개략 평면도이다. 이하, 제1 실시 형태와 다른 구성에 대해 주로 설명하며, 상술의 실시 형태와 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 교부하고 그 설명을 생략 또는 간략화한다.

본 실시 형태의 잉크젯 도포 장치(2)는, 기판(S) 상에, R(빨강), G(초록), B(파랑)의 유기 발광재료인 액적층을 도포하기 위한 장치이며, 제1 헤드 모듈(21)과, 제2 헤드 모듈(22)과, 제3 헤드 모듈(23)을 가진다.

제1 헤드 모듈(21)은, 기판(S)의 표면 전역에 R 발광층을 소정 피치로 도포하도록 구성되어, 기판(S)의 표면 전역을 구획하는 복수열의 영역(R1~R6, 도 4 참조)에 대응하는 복수의 잉크 헤드를 갖는다. 제1 헤드 모듈(21)은, 제1 헤드군(21A)과, 제2 헤드군(21B)을 갖는다. 제1 헤드 모듈(21)은 지지 프레임(221)을 개입시켜 기대(20)의 바로 윗쪽 위치에 설치되어 있다.

제1 헤드군(21A) 및 제2 헤드군(21B)은, Y축 방향에서 소정 거리(H) 오프셋 한 위치에 배치되고, 그 자세한 것은, 상술한 제1 실시 형태에서의 헤드 모듈(12)의 제1 헤드군(12A) 및 제2 헤드군(12B)과 동일한 구성을 가지고 있기 때문에, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.

제2 헤드 모듈(22)은, 기판(S)의 표면 전역에 G 발광층을 소정 피치로 도포하도록 구성되어, 기판(S)의 표면 전역을 구획하는 복수열의 영역(R1~R6)에 대응하는 복수의 잉크 헤드를 가진다. 제2 헤드 모듈(22)은, 제1 헤드군(22A)과, 제2 헤드군(22B)을 가진다. 제1 헤드군(22A) 및 제2 헤드군(22B)은, 제1 헤드 모듈(21)의 제1 헤드군(21A) 및 제2 헤드군(21B)과 동일한 구성을 가지고 있다. 제2 헤드 모듈(22)은 지지 프레임(222)을 개입시켜 기대(20)의 바로 위쪽 위치에 설치되어 있다.

제3 헤드 모듈(23)은, 기판(S)의 표면 전역에 B 발광층을 소정 피치로 도포하도록 구성되어, 기판(S)의 표면 전역을 구획하는 복수열의 영역(R1~R6)에 대응하는 복수의 잉크 헤드를 가진다. 제3 헤드 모듈(23)은, 제1 헤드군(23A)과, 제2 헤드군(23B)을 가진다. 제1 헤드군(23A) 및 제2 헤드군(23B)은, 제1 헤드 모듈(21)의 제1 헤드군(21A) 및 제2 헤드군(21B)과 동일한 구성을 가지고 있다. 제3 헤드 모듈(23)은 지지 프레임(223)을 개입시켜 기대(20)의 바로 위쪽 위치에 설치되어 있다.

제1~제3 헤드 모듈(21~23)은, Y축 방향을 따라서 각각 직렬로 배치되어 있다. 이로 인해 스테이지(11) 상의 기판(S)은, 도 5에 나타낸 위치로부터 화살표 A로 표시한 방향으로 이동하면서, 제1 헤드 모듈(21)에 의해 R 발광층이, 제2 헤드 모듈(22)에 의해 G 발광층이, 그리고 제3 헤드 모듈(23)에 의해 B 발광층이 차례차례 도포된다.

이상과 같이 본 실시 형태에 의하면, Y축 방향으로의 기판(S)의 1회 이동 조작만으로, 기판(S)의 표면 전역에 R, G, B 발광층을 연속하여 형성할 수 있으므로, 유기 EL 디스플레이의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또 본 실시 형태에서도 건조 얼룩짐을 발생시키지 않고 각 색 EL층을 형성할 수 있으므로, 고화질의 유기 EL 디스플레이를 안정되게 제조할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상술의 실시 형태에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.

예를 들면 이상의 실시 형태에서는, 기판(S)의 표면 전역을 구획하는 복수열의 영역에, 잉크 헤드가 각각 1개씩 배치되도록 헤드 모듈이 구성되었지만, 이를 대신하여, 기판 상의 각 영역에 잉크 헤드가 복수개씩 배치될 수 있다.

또 이상의 실시 형태에서는, 기판(S)의 표면 전역이 6열의 영역(R1~R6)으로 구획되었지만, 영역의 수는 물론 이것에 한정되지 않고, 기판의 크기나 잉크 헤드의 형태에 따라 적당하게 변경하는 것이 가능하다.

또한 이상의 실시 형태에서는, 1개의 헤드 모듈을 2개의 헤드군으로 구성했지만, 3 이상의 헤드군으로 구성될 수도 있다. 예를 들면 기판(S)의 표면 전역을 구획하는 복수열의 영역 중, 2열 간격으로 선택된 제1 영역군과, 다른 2열 간격으로 선택된 제2 영역군과, 잔여의 제3 영역군으로 나누고, 이들 각 영역군에 대응하여 3개의 헤드군을 배치할 수 있다. 이 경우도 각 헤드군의 Y축 방향에 따른 오프셋량이 상기 H 이내로 설정됨으로써, 건조 얼룩짐을 발생시키지 않고 기판 상에 소정의 액적층을 형성할 수 있다.

1, 2…잉크젯 도포 장치
11…스테이지
12…헤드 모듈
12A…제1 헤드군
12B…제2 헤드군
13…이동 기구
14…냉각 기구
15…콘트롤러
21…제1 헤드 모듈
22…제2 헤드 모듈
23…제3 헤드 모듈
121, 122, 123, 124, 125, 126…잉크 헤드
D…액적
M…회전 기구부
N…액적 토출 노즐
RA…제1 영역군
RB…제2 영역군
S…기판

Claims

제1 축 방향과, 상기 제1 축 방향에 직교하는 제2 축 방향에 각각 평행한 지지면을 갖고, 상기 지지면 상에 기판을 지지하는 것이 가능한 스테이지와,
상기 지지면 상의 기판의 표면 전역을 상기 제1 축 방향을 따라서 배열된 복수열의 영역으로 구획했을 때, 상기 복수열의 영역 중 소정의 제1 영역군에 잉크의 액적을 도포하도록 구성된 제1 헤드군과, 상기 제1 헤드군에 대해서 상기 제2 축 방향으로 소정 거리 오프셋한 위치에 배치되어, 상기 복수열의 영역 중 잔여의 제2 영역군에 잉크의 액적을 도포하도록 구성된 제2 헤드군을 가지는 제1 잉크 헤드 모듈과,
상기 스테이지를 상기 제2 축 방향으로 이동시키도록 구성된 이동 기구와,
상기 제1 헤드군으로부터의 상기 액적이 상기 기판 상에 착탄하고 나서, 상기 제2 헤드군으로부터의 상기 액적이 상기 기판 상에 착탄할 때까지의 시간이 소정 시간 이내가 되도록, 상기 이동 기구를 제어하는 콘트롤러
를 구비하는 잉크젯 도포 장치.
제1항에 있어서,
상기 소정 시간은, 10초 이내인
잉크젯 도포 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스테이지는, 상기 지지면 상의 기판을 소정 온도 이하로 냉각하도록 구성된 냉각 기구를 더 갖는
잉크젯 도포 장치.
제3항에 있어서,
상기 소정 온도는 20℃ 이하인
잉크젯 도포 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 영역군은, 상기 복수열의 영역 중 1열 걸러서 선택된 복수의 영역으로 구성되는
잉크젯 도포 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 헤드군 및 상기 제2 헤드군은 각각,
복수의 액적 토출 노즐을 가지는 복수의 잉크 헤드와,
상기 복수의 액적 토출 노즐로부터 토출되는 액적이 상기 기판 상에 상기 제1 축 방향을 따라서 소정 피치로 착탄하도록, 상기 복수의 잉크 헤드의 상기 기판에 대한 상대 위치를 조정 가능한 조정 기구를 갖는
잉크젯 도포 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잉크는, 유기 EL (Electro-Luminescence) 소자를 형성하기 위한 유기 EL 재료를 포함하는
잉크젯 도포 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 축 방향으로 상기 제1 헤드 모듈과 직렬로 배치되어, 상기 제1 헤드 모듈과 동일한 구성을 갖는 제2 헤드 모듈과,
상기 제2 축 방향으로 상기 제1 및 제2 헤드 모듈과 직렬로 배치되어, 상기 제1 헤드 모듈과 동일한 구성을 가지는 제3 헤드 모듈을 더 구비하고,
상기 제2 헤드 모듈은, 상기 제1 헤드 모듈로부터 토출되는 제1 유기 EL 재료와는 다른 색 제2 유기 EL 재료를 포함한 잉크 액적을 토출하도록 구성되고,
상기 제3 헤드 모듈은, 상기 제1 및 제2 헤드 모듈로부터 각각 토출되는 제1 및 제2 유기 EL 재료와는 다른 색 제3 유기 EL 재료를 포함하는 잉크 액적을 토출하도록 구성되는
잉크젯 도포 장치.
제1 축 방향과, 상기 제1 축 방향에 직교하는 제2 축 방향에 각각 평행한 지지면 상에 기판을 배치하고,
상기 지지면 상의 기판의 표면 전역을, 상기 제1 축 방향을 따라서 배열된 복수열의 영역으로 구획했을 때, 상기 복수열의 영역에 대응하도록 배치된 복수열의 헤드부 각각으로부터 토출되는 잉크의 액적이 상기 기판 상에서 상기 제1 축 방향으로 소정 피치로 착탄하도록 상기 복수열의 헤드부 각각의 노즐 피치를 조정하고,
상기 복수열의 헤드부에 대해서 상기 지지면을 상기 제2 축 방향으로 상대 이동시키고,
상기 복수열의 영역 중 1열 걸러서 선택된 제1 영역군에 상기 액적을 토출하고,
상기 제1 영역군에 잉크의 액적을 토출 후 소정 시간 이내에, 상기 복수열의 영역 중 잔여의 제2 영역군에 상기 액적을 토출하는
잉크젯 도포 방법.