KR20170033248A - 액적 토출 방법, 액적 토출 프로그램을 갖는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체, 액적 토출 장치 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

토출 헤드의 복수의 노즐로부터 소정량의 액상체를 액적으로서 배치 영역에 양적으로 양호한 정밀도로 배치 가능한 액적 토출 방법, 액적 토출 프로그램, 액적 토출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 액적 토출 방법은, 액상체의 소정량과 미리 설정된 구동 조건으로 노즐을 구동하여 액적으로서 토출된 총 토출량의 차를 보정하기 위해, 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서의 구동 조건을 변경하는 스텝 S4와, 스텝 S4에서 변경된 구동 조건으로 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 복수 회의 토출을 행하는 경우(스텝 S5)의 액상체의 총 토출량을 재차 구하는 스텝 S6을 포함한다.

Description

액적 토출 방법, 액적 토출 프로그램을 갖는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체, 액적 토출 장치{DROPLET EJECTION METHOD, COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM HAVING DROPLET EJECTION PROGRAM, AND DROPLET EJECTION APPARATUS}
본 발명은, 액적 토출 방법, 액적 토출 프로그램, 액적 토출 장치에 관한 것이다.
토출 대상물인 예를 들면 기판에 대하여, 잉크젯 헤드의 복수의 노즐로부터 기능성 재료를 포함하는 액상체를 액적으로서 기판의 배치 영역에 토출한 후에, 건조(고화(solidification))하여 배치 영역에 박막을 형성하는 잉크젯법(혹은 액적 토출법이라고도 함)이 알려져 있다. 당해 박막의 대표적인 예로서는, 박형(thin)의 표시 디바이스인, 액정 표시 패널의 컬러 필터나 유기 EL 패널의 발광층, 반도체 디바이스의 반도체층이나 금속 배선 등을 들 수 있다.
잉크젯법에서는, 소정량의 액상체를 양호한 정밀도로 배치 영역에 토출하여, 건조 후에 소망하는 막 두께를 갖는 박막을 형성하는 것이 요구된다. 잉크젯 헤드의 복수의 노즐마다 토출되는 액적의 토출량은 반드시 일정하지는 않고 불균일(variation)성을 갖고 있는 점에서, 노즐 사이의 토출량의 불균일을 억제하는 고안이 제안되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 노즐마다 형성된 구동 소자를 소정 조건의 구동 신호에 의해 구동했을 때의 토출량에 기초하여, 복수의 노즐을 복수의 그룹으로 분류하는 A스텝과, 당해 그룹에 따른 토출량의 통계값에 기초하여, 각 그룹에 대응하는 구동 신호의 적정 조건을 산출하는 B스텝과, 노즐마다, 복수의 그룹의 각각에 대응하는 구동 신호의 적정 조건 중으로부터 1개를 선택하여 설정하는 C스텝을 갖는 구동 신호 설정 방법이 제안되고 있다. 특허문헌 1에 의하면, 구동 신호의 설정 조건의 종류가 한정되어 있어도, 노즐의 특성에 따라서 적정한 구동 신호를 선택할 수 있는 점에서, 노즐 사이의 토출량 불균일을 억제할 수 있다고 하고 있다.
또한, 예를 들면, 특허문헌 2에는, 기판의 각 화소 영역에 일정 개수의 액적을 착탄(landing)시킴에 있어서, 복수의 노즐의 전부 또는 일부의 노즐을 대상으로 하여 미리 얻어진 노즐의 1액적의 평균 토출량에, 착탄시키는 액적의 일정 개수를 승산하여 얻어지는 화소 평균 총 체적량과, 화소 영역의 선택되는 위치에 착탄하는 액적의 화소 착탄 총 체적량과의 차를 일정한 범위 내에 있게 하는 잉크젯 인쇄 방법이 제안되고 있다. 특허문헌 2에 의하면, 화소 영역에 액적을 토출하는 것이 가능한 복수의 노즐과, 당해 복수의 노즐의 토출수(토출 타이밍)를 나타내는 착탄 위치 패턴에 있어서, 상기 화소 평균 총 체적량과, 화소 착탄 총 체적량의 차가 작아지도록, 상기 복수의 노즐마다의 평균 토출량에 기초하여, 실제로 액적을 토출시키는 노즐을 선택하고 있다. 바꾸어 말하면, 노즐 사이의 토출량 불균일의 영향을 받기 어려워지도록 토출 가능한 복수의 노즐로부터 노즐을 선택하고 있다.
일본공개특허공보 2008-276088호 일본공개특허공보 2015-33657호
그러나, 상기 특허문헌 2에서는, 배치 영역으로서의 화소 영역에 대하여 액적을 토출 가능한 복수의 노즐에 있어서의 노즐수가 실제로 액적을 토출시키는 노즐수보다 많을 필요가 있어, 선택할 수 있는 노즐수에 여유가 없으면 발명의 효과를 충분히 발휘시키는 것이 어렵다. 예를 들면, 배치 영역에 대하여 1개의 노즐밖에 선택할 수 없는 경우에는, 상기 특허문헌 2의 발명을 적용할 수 없다는 과제가 있다.
또한, 상기 특허문헌 1과 같이, 그룹 분류된 노즐에 대하여 복수 종의 구동 신호 중으로부터 적정한 구동 신호를 설정해도, 당해 노즐로부터 배치 영역에 복수의 액적을 토출시키는 경우, 배치 영역에 토출된 액적의 총 토출량을 구동 신호의 선택에 의해 보정하는 효과가 작아져, 높은 정밀도로 총 토출량을 실현하는 것이 어렵다는 과제가 있었다.
본 발명은, 상술의 과제 중 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 이하의 형태 또는 적용예로서 실현하는 것이 가능하다.
[적용예] 본 적용예에 따른 액적 토출 방법은, 복수의 노즐을 갖는 토출 헤드와 토출 대상물을 대향 배치하여 상대적으로 이동시키는 주사를 행하고, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액상체를 액적으로서 복수 회에 걸쳐 토출하는 액적 토출 방법으로서, 미리 설정된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 구하는 스텝 A와, 상기 배치 영역에 배치하고자 하는 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 구하는 스텝 B와, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 보정하기 위해, 상기 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서의 상기 구동 조건을 변경하는 스텝 C와, 상기 스텝 C에서 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 재차 구하는 스텝 D를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 적용예에 의하면, 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서 구동 조건을 변경하기 때문에, 배치 영역에 배치하고자 하는 설계상의 액상체의 소정량과, 스텝 A에서 구해진 액상체의 총 토출량의 차를 보정할 수 있다. 예를 들면, 1개의 노즐을 이용하여 배치 영역에 복수의 액적을 토출하여 착탄시키는 경우에도, 토출된 액상체의 총 토출량이 설계상의 소정량에 가까워지도록 보정 가능한 액적 토출 방법을 제공할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차가, 상기 구동 조건의 변경에 있어서의 액적의 토출량의 보정 분해능보다 작아질 때까지, 상기 스텝 C, 상기 스텝 D, 상기 스텝 B를 이 순서로 반복하여 행하는 스텝 E를 포함하는 것이 바람직하다.
이 방법에 의하면, 액적의 토출량의 보정 분해능의 범위 내에서 액상체의 총 토출량의 보정을 할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 구동 조건의 변경에 있어서의 액적의 토출량의 최대 보정량이 설정되고, 상기 스텝 C는, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차가, 상기 최대 보정량보다 큰 경우, 상기 복수 회의 토출 중 2회 이상의 토출에 있어서의 상기 구동 조건을 변경하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 복수 회의 토출 중 1회의 토출로 구동 조건을 변경하여 액상체의 총 토출량을 보정하고자 하는 경우에 비해, 적어도 2회에 걸쳐 구동 조건이 변경되게 되기 때문에, 노즐로부터 액적을 토출시키는 구동 소자에 대하여 과잉의 부하를 떠맡게 하지 않고 구동 조건을 변경할 수 있다. 바꾸어 말하면, 구동 소자에 대하여 구동 조건을 변경함으로써 과잉의 부하를 떠맡게 하여 노즐로부터 액적을 토출시켰을 때에, 액적의 토출량이 예측 이상으로 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 스텝 C는, 상기 복수 회의 토출 중, 최종회의 토출로부터 첫 번째 회의 토출을 향하는 순서로 적어도 1회의 토출에 있어서의 상기 구동 조건을 변경하는 것이 바람직하다.
노즐로부터 연속하여 액적의 토출을 행하는 경우, 어느 토출에 있어서 노즐의 구동 조건을 변경하면, 다음의 토출에 있어서 미리 설정된 구동 조건으로 노즐을 구동했다고 해도 액적의 토출량에 영향을 미치는 것이 생각된다. 이 방법에 의하면, 최종회의 토출로부터 차례로 노즐의 구동 조건이 변경되기 때문에, 구동 조건이 변경된 후의 액적의 토출에 있어서의 토출량의 불균일을 억제할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 스텝 C에 있어서의 상기 복수 회의 토출 중 최종회의 토출에 있어서의 상기 구동 조건의 변경에 따른 액적의 토출량의 보정값이, 다른 토출에 있어서의 상기 구동 조건의 변경에 따른 액적의 토출량의 보정값보다 큰 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 예를 들면, 최종회보다 하나 전의 토출에 있어서 액적의 토출량의 보정값을 가장 크게 하도록 구동 조건을 변경하는 경우에 비해, 구동 조건의 변경에 의한 토출량의 불균일을 보다 억제할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 스텝 A는, 미리 설정된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하고, 토출된 상기 액상체의 총 토출량을 계측하여 구하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 액상체의 총 토출량의 실측값에 기초하여, 구동 조건을 적확하게 변경하여 총 토출량의 보정이 가능해진다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 스텝 D는, 상기 스텝 C에서 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하고, 토출된 상기 액상체의 총 토출량을 계측하여 구하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 구동 조건을 변경한 후의 액상체의 총 토출량을 실측하기 때문에, 구동 조건의 변경이 적정했는지 어떤지를 확인할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 토출 헤드는, 상기 복수의 노즐마다 구동 소자를 갖고, 상기 구동 소자에 인가되는 구동 전압을 변경함으로써 액적의 토출량을 변화시키고, 상기 스텝 D는, 상기 구동 소자마다의 구동 전압과 액적의 토출량의 관계를 나타내는 토출량 정보에 기초하여, 상기 스텝 C에서 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 산출하여 구하는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 구동 전압 이외의 예를 들면 주파수 등을 포함하여 구동 조건을 변경하는 경우에 비해, 용이하게 구동 조건을 변경하여 총 토출량을 보정할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법에 있어서, 상기 토출 대상물에 형성된 상기 배치 영역은, 긴쪽 방향이 주사 방향으로 연재하는 대략 직사각형 형상이며, 상기 토출 헤드의 상기 복수의 노즐은, 상기 주사 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 방법에 의하면, 토출 헤드와 배치 영역의 상대적인 위치 관계가, 소위, 세로 묘화의 위치 관계가 되어, 주사에 있어서 배치 영역에 예를 들면 1개의 노즐밖에 걸리지 않아도, 1개의 노즐로부터 토출되는 액적의 토출량을 구동 조건의 변경에 의해 변동시켜, 액상체의 총 토출량이 소정량에 가까워지도록 보정할 수 있다.
[적용예] 본 적용예에 따른 액적 토출 프로그램은, 복수의 노즐을 갖는 토출 헤드와 토출 대상물을 대향 배치하여 상대적으로 이동시키는 주사를 행하고, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액상체를 액적으로서 복수 회에 걸쳐 토출시키는 액적 토출 프로그램으로서, 컴퓨터에, 상기 적용예에 기재된 액적 토출 방법을 실행시키는 것을 특징으로 한다.
본 적용예에 의하면, 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서 구동 조건이 변경되어, 배치 영역에 배치하고자 하는 설계상의 액상체의 소정량과, 스텝 A에서 구해진 액상체의 총 토출량의 차가 보정된다. 예를 들면, 1개의 노즐을 이용하여 배치 영역에 복수의 액적을 토출하여 착탄시키는 경우에도, 토출된 액상체의 총 토출량이 설계상의 소정량에 가까워지도록 보정되는 액적 토출 프로그램을 제공할 수 있다.
[적용예] 본 적용예에 따른 액적 토출 장치는, 복수의 노즐을 갖는 토출 헤드와 토출 대상물을 대향 배치하여 상대적으로 이동시키는 주사를 행하고, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 소정량의 액상체를 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액적으로서 복수 회에 걸쳐 토출하는 액적 토출 장치로서, 상기 토출 대상물이 올려 놓여지는 스테이지와, 상기 스테이지를 상기 토출 헤드에 대하여 제1 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 토출 헤드의 상기 복수의 노즐마다의 구동 소자를 구동하는 헤드 구동부와, 상기 토출 헤드로부터 토출된 액상체의 총 토출량을 계측하는 토출량 계측 기구와, 상기 구동 소자를 구동하는 구동 조건의 정보가 기억되는 제1 기억부와, 계측된 상기 액상체의 총 토출량의 값이 기억되는 제2 기억부와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제1 기억부에 미리 기억된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하고, 토출된 상기 액상체의 총 토출량을 상기 토출량 계측 기구에 의해 계측하는 스텝 A와, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 구하는 스텝 B와, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 보정하기 위해, 상기 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서의 구동 조건을 변경하여 상기 제1 기억부에 기억시키는 스텝 C와, 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 재차 구하는 스텝 D와, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차가, 상기 구동 조건의 변경에 있어서의 액적의 토출량의 보정 분해능보다 작아질 때까지, 상기 스텝 C, 상기 스텝 D, 상기 스텝 B를 이 순서로 반복하여 행하는 스텝 E와, 상기 이동 기구에 의해 상기 토출 헤드와 토출 대상물을 상기 제1 방향으로 이동시키는 주사를 행하고, 최종적으로 변경된 구동 조건에 기초하여, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 상기 소정량의 액상체를 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액적으로서 상기 복수 회에 걸쳐 토출하는 스텝 F를 실행하도록, 상기 헤드 구동부 및 상기 토출량 계측 기구 그리고 상기 이동 기구를 구동 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 적용예에 의하면, 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서 구동 조건이 변경되어, 배치 영역에 배치하고자 하는 설계상의 액상체의 소정량과, 스텝 A에서 구해진 액상체의 총 토출량의 차가 보정된다. 예를 들면, 1개의 노즐을 이용하여 배치 영역에 복수의 액적을 토출하여 착탄시키는 경우에도, 토출된 액상체의 총 토출량이 설계상의 소정량에 가까워지도록 보정되는 액적 토출 장치를 제공할 수 있다.
상기 적용예에 기재된 액적 토출 장치에 있어서, 상기 토출 대상물에 형성된 상기 배치 영역은 대략 직사각형 형상으로서, 상기 배치 영역의 긴쪽 방향이 상기 제1 방향을 따르도록 상기 토출 대상물이 상기 스테이지 상에 올려 놓여지고, 상기 토출 헤드의 상기 복수의 노즐은, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 의하면, 토출 헤드와 배치 영역의 상대적인 위치 관계가, 소위, 세로 묘화의 위치 관계가 되어, 주사에 있어서 배치 영역에 예를 들면 1개의 노즐밖에 걸리지 않아도, 1개의 노즐로부터 토출되는 액적의 토출량을 구동 조건의 변경에 의해 변동시켜, 액상체의 총 토출량이 소정량에 가까워지도록 보정된다.
도 1은 액적 토출 장치의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 잉크젯 헤드의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 3은 잉크젯 헤드의 노즐면에 있어서의 복수의 노즐의 배치 상태를 나타내는 평면도이다.
도 4는 헤드 유닛에 있어서의 잉크젯 헤드의 배치를 나타내는 개략 평면도이다.
도 5는 액적 토출 장치의 전기적 및 기계적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 잉크젯 헤드의 전기적인 제어를 나타내는 블록도이다.
도 7은 구동 신호 및 제어 신호의 타이밍도이다.
도 8은 유기 EL 장치의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 9는 유기 EL 소자의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 10은 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 11은 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 12는 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 13은 개구부에 있어서의 액적의 배치의 예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 14는 액적 토출 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 15는 복수 회의 토출 중 액적의 토출량을 보정하는 토출의 예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 16은 복수 회의 토출 중 액적의 토출량을 보정하는 토출의 다른 예를 나타내는 개략 평면도이다.
도 17은 실시예에 있어서의 액적의 토출량의 보정과, 압전 소자에 인가되는 구동 신호의 구동 전압을 나타내는 표이다.
도 18은 실시예에 있어서의 액적의 토출량의 보정에 의해 얻어진 총 토출량의 체적 편차를 나타내는 그래프이다.
도 19는 변형예의 액적 토출 방법을 나타내는 개략 평면도이다.
이하, 본 발명을 구체화한 실시 형태에 대해서 도면에 따라 설명한다. 또한, 사용하는 도면은, 설명하는 부분이 인식 가능한 상태가 되도록, 적절히 확대 또는 축소하여 표시하고 있다.
<액적 토출 장치>
우선, 본 실시 형태의 액적 토출 방법을 적용 가능한 액적 토출 장치의 일 예에 대해서, 도 1∼도 5를 참조하여 설명한다. 도 1은 액적 토출 장치의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 1에 나타내는 액적 토출 장치(10)는, 토출 대상물(워크)에 대하여, 토출 헤드의 노즐로부터 기능성 재료를 포함하는 액상체를 액적으로서 토출하는 장치이다. 토출된 액상체를 건조·소성하여 고화함으로써, 토출 대상물의 배치 영역에 기능층을 형성한다. 이러한 기능층의 형성 방법은, 액상 프로세스 중 액적 토출법이라고 불리고 있다. 액적 토출법을 이용하여 형성되는 기능층의 일 예로서, 후술하는 유기 EL 소자의 발광 기능을 갖는 기능층을 들 수 있다. 본 실시 형태의 액적 토출 방법은, 이러한 기능층을 액적 토출 장치(10)를 이용하여 형성하는 경우에 매우 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 액적 토출 장치(10)에서는, 토출 헤드로서 잉크젯 헤드를 구비하고 있고, 잉크젯 헤드를 이용한 액적 토출법은 잉크젯법이라고도 불린다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치(10)는, 토출 대상물(워크)인 예를 들면 평판 형상의 기판(W)을 제1 방향으로서의 주주사(main scan) 방향으로 이동시키는 워크 이동 기구(20)와, 잉크젯 헤드가 탑재된 헤드 유닛(9)을 주주사 방향으로 직교하는 부주사(sub scan) 방향으로 이동시키는 헤드 이동 기구(30)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에는 도시되어 있지 않은 기구(구성)를 포함하여, 이들의 기구(구성)를 통괄적으로 제어하는 제어부(40)를 구비하고 있다. 이후, 주주사 방향을 Y축 방향이라고 칭하고, 부주사 방향을 X축 방향이라고 칭하여 설명하는 경우도 있다.
워크 이동 기구(20)는, 한 쌍의 가이드 레일(21)과, 한 쌍의 가이드 레일(21)을 따라 이동하는 이동대(22)와, 이동대(22) 상에 회전 기구(6)를 개재하여 배치, 설치되고 기판(W)이 올려 놓여지는 스테이지(5)를 구비하고 있다.
스테이지(5)는 기판(W)을 흡착 고정 가능함과 함께, 회전 기구(6)에 의해 기판(W) 내의 기준축을 정확하게 주주사 방향(Y축 방향), 부주사 방향(X축 방향)에 맞추는 것이 가능하게 되어 있다.
또한, 기판(W) 상에 있어서 액상체(잉크)가 토출되는 배치 영역의 배치 상태에 따라서, 기판(W)을 예를 들면 90도 선회시키는 것도 가능하다.
헤드 이동 기구(30)는, 한 쌍의 가이드 레일(31)과, 한 쌍의 가이드 레일(31)을 따라 이동하는 이동대(32)를 구비하고 있다. 이동대(32)에는, 회전 기구(7)를 개재하여 매달린 캐리지(8)가 설치되어 있다.
캐리지(8)에는, 토출 헤드로서의 잉크젯 헤드(50)(도 2 참조)가 헤드 플레이트(9a)에 탑재된 헤드 유닛(9)이 부착되어 있다.
이동대(32)가 캐리지(8)를 부주사 방향(X축 방향)으로 이동시켜 헤드 유닛(9)을 기판(W)에 대하여 대향 배치한다.
액적 토출 장치(10)는, 상기 구성 외에도, 헤드 유닛(9)에 탑재된 복수의 잉크젯 헤드(50)에 액상체(잉크)를 공급하기 위한 잉크 공급 기구나, 잉크젯 헤드(50)를 메인터넌스하기 위한 메인터넌스 기구 등을 포함하여 구성되어 있다.
도 2는 잉크젯 헤드의 구성을 나타내는 개략 사시도, 도 3은 잉크젯 헤드의 노즐면에 있어서의 복수의 노즐의 배치 상태를 나타내는 평면도이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드(50)는, 소위 2연의 것(duplex head)이고, 2연의 접속 침(54)을 갖는 액상체(잉크)의 도입부(53)와, 도입부(53)에 적층된 헤드 기판(55)과, 헤드 기판(55) 상에 배치되고 내부에 액상체(잉크)의 헤드 내 유로가 형성된 헤드 본체(56)를 구비하고 있다. 접속 침(54)은, 전술한 잉크 공급 기구(도시 생략)에 배관을 경유하여 접속되고, 액상체(잉크)를 헤드 내 유로에 공급한다. 헤드 기판(55)에는, 플렉시블 플랫 케이블(도시 생략)을 개재하여 헤드 구동부로서의 헤드 드라이버(63)(도 5 참조)에 접속되는 2연의 커넥터(58)가 형성되어 있다.
헤드 본체(56)는, 구동 소자(액추에이터)로서의 압전 소자로 구성된 캐비티를 갖는 가압부(57)와, 노즐면(51a)에 2개의 노즐열(52a, 52b)이 서로 평행하게 형성된 노즐 플레이트(51)를 갖고 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 2개의 노즐열(52a, 52b)은, 각각 복수(예를 들면 180개)의 노즐(52)이 피치 P1로 대략 등간격으로 나열되어 있고, 서로 피치 P1의 절반의 피치 P2 어긋난 상태로 노즐면(51a)에 배치, 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 피치 P1은, 예를 들면 대략 141㎛이다. 따라서, 2개의 노즐열(52a, 52b)에 의해 구성된 노즐열(52c)에 직교하는 방향에서 보면 360개의 노즐(52)이 대략 70.5㎛의 노즐 피치로 배열된 상태로 되어 있다. 또한, 노즐(52)의 지름은, 대략 27㎛이다. 이후, 복수의 노즐(52)에 의해 구성된 2개의 노즐열(52a, 52b)을 설명상, 노즐열(52c)이라고 칭한다.
잉크젯 헤드(50)는, 헤드 드라이버(63)로부터 전기 신호로서의 구동 신호가 압전 소자에 인가되면 가압부(57)의 캐비티의 체적 변동이 일어나, 이것에 의한 펌프 작용으로 캐비티에 충전된 액상체(잉크)가 가압되고, 노즐(52)로부터 액상체(잉크)를 액적으로서 토출할 수 있다.
잉크젯 헤드(50)에 있어서 노즐(52)마다 형성되는 구동 소자(액추에이터)는, 압전 소자에 한정되지 않는다. 액추에이터는, 진동판을 정전 흡착에 의해 변위시키는 전기 기계 변환 소자나, 액상체(잉크)를 가열하여 노즐(52)로부터 액적으로서 토출시키는 전기 열 변환 소자라도 좋다.
도 4는 헤드 유닛에 있어서의 잉크젯 헤드의 배치를 나타내는 개략 평면도이다. 자세하게는, 기판(W)에 대향하는 측에서 본 도면이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 헤드 유닛(9)은, 복수의 잉크젯 헤드(50)가 배치, 설치되는 헤드 플레이트(9a)를 구비하고 있다. 헤드 플레이트(9a)에는, 3개의 잉크젯 헤드(50)로 이루어지는 헤드군(50A)과, 동일하게 3개의 잉크젯 헤드(50)로 이루어지는 헤드군(50B)의 합계 6개의 잉크젯 헤드(50)가 탑재되어 있다. 본 실시 형태에서는, 헤드군(50A)의 헤드(R1)(잉크젯 헤드(50))와 헤드군(50B)의 헤드(R2)(잉크젯 헤드(50))는 동종의 액상체(잉크)를 토출한다. 다른 헤드(G1)와 헤드(G2), 헤드(B1)와 헤드(B2)에 있어서도 동일하다. 즉, 3종의 상이한 액상체(잉크)를 토출 가능한 구성으로 되어 있다.
1개의 잉크젯 헤드(50)에 의해 묘화 가능한 묘화 폭을 L0으로 하고, 이것을 노즐열(52c)의 유효 길이로 한다. 노즐열(52c)은, 360개의 노즐(52)로 구성되는 것이다.
헤드(R1)와 헤드(R2)는, 주주사 방향(Y축 방향)에서 보아 서로 이웃하는 노즐열(52c)이 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향(X축 방향)으로 1노즐 피치를 두고 연속하도록 주주사 방향으로 병렬하여 배치, 설치되어 있다. 따라서, 동종의 액상체(잉크)를 토출하는 헤드(R1)와 헤드(R2)의 유효한 묘화 폭(Ld)은, 묘화 폭(L0)의 2배가 되어 있다. 헤드(G1)와 헤드(G2), 헤드(B1)와 헤드(B2)에 있어서도 동일하게 주주사 방향(Y축 방향)으로 병렬하여 배치되어 있다.
또한, 잉크젯 헤드(50)에 형성되는 노즐열(52c)은, 2련에 한정되지 않고, 1련이라도 좋다. 또한, 헤드 유닛(9)에 있어서의 잉크젯 헤드(50)의 배치는, 이것에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 액적 토출 장치(10)의 전기적 및 기계적인 구성과 그 기능에 대해서, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 액적 토출 장치의 전기적 및 기계적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 액적 토출 장치(10)는, 헤드 이동 기구(30), 워크 이동 기구(20), 잉크젯 헤드(50), 메인터넌스 기구(80) 등을 구동하는 각종 드라이버를 갖는 구동부(60)와, 구동부(60)를 포함하고 액적 토출 장치(10)를 통괄적으로 제어하는 제어부(40)를 구비하고 있다.
구동부(60)는, 헤드 이동 기구(30)의 리니어 모터를 구동 제어하는 헤드 이동용 드라이버(61)와, 동일하게, 워크 이동 기구(20)의 리니어 모터를 구동 제어하는 워크 이동용 드라이버(62)와, 잉크젯 헤드(50)를 구동 제어하는 헤드 구동부로서의 헤드 드라이버(63)와, 메인터넌스 기구(80)를 구동 제어하는 메인터넌스용 드라이버(64)를 구비하고 있다.
또한, 도 5에는 도시를 생략했지만, 액적 토출 장치(10)는, 워크 이동 기구(20)에 있어서 이동대(22)의 주주사 방향(Y축 방향)에 있어서의 위치를 검출 가능한 리니어 스케일 및 스케일 헤드, 그리고 당해 스케일 헤드에 대응한 인코더를 구비하고 있다. 헤드 이동 기구(30)도 또한, 이동대(32)의 부주사 방향(X축 방향)에 있어서의 위치를 검출 가능한 리니어 스케일 및 스케일 헤드, 그리고 당해 스케일 헤드에 대응한 인코더를 구비하고 있다. 이들의 인코더로부터 주기적으로 발생되는 인코더 펄스를 이용하여, 이동대(22), 이동대(32)의 각각의 이동 제어가 행해지는 구성으로 되어 있다.
메인터넌스 기구(80)는, 잉크젯 헤드(50)의 노즐(52)로부터 시험적으로 토출된 액적을 받아 중량을 계측하는 예를 들면 전자 천칭을 포함하는 중량 측정 기구(81)와, 잉크젯 헤드(50)의 노즐면(51a)(도 2 참조)를 밀봉하고, 노즐(52)로부터 액상체(잉크)를 흡인하여, 눈막힘(clogging)이 발생하고 있는 노즐(52) 등을 회복시키는 캡 기구(82)와, 노즐면(51a)에 부착된 이물을 와이핑 부재로 닦아내어 청정화하는 와이핑 기구(83)를 포함하여 구성되어 있다. 메인터넌스용 드라이버(64)는, 잉크젯 헤드(50)를 메인터넌스하기 위한 이들의 기구를 각각 구동하는 드라이버를 포함하여 구성되어 있다. 또한, 메인터넌스 기구(80)의 구성은, 이것에 한정되지 않고, 잉크젯 헤드(50)의 노즐(52)로부터 토출된 액적을 시트 등의 피(被)토출물로 받아, 액적의 착탄 상태를 촬상함으로써, 액적의 착탄 위치 정밀도나 눈막힘 등을 검출하는 촬상 기구 등을 구비하고 있어도 좋다. 상기의 중량 측정 기구(81)가, 본 발명의 액적 토출 장치에 있어서의 토출량 계측 기구의 일 예이다. 또한, 상기의 촬상 기구를 이용하여 액적의 착탄 상태를 촬상하고, 그 크기를 계측함으로써 액적의 체적을 구하는 기구도 또한, 본 발명의 토출량 계측 기구의 일 예로 할 수 있다.
제어부(40)는, CPU(41)와, ROM(42)과, RAM(43)과, P-CON(프로그램 컨트롤러)(44)을 구비하고, 이들은 서로 버스(45)를 통하여 접속되어 있다. P-CON(44)에는, 상위 컴퓨터(11)가 접속되어 있다. ROM(42)은, CPU(41)에서 처리하는 제어 프로그램 등을 기억하는 제어 프로그램 영역과, 묘화 동작이나 잉크젯 헤드(50)의 기능을 회복시키는 메인터넌스 처리 등을 행하기 위한 제어 데이터 등을 기억하는 제어 데이터 영역을 갖고 있다.
RAM(43)은, 기판(W)에 대하여 액적을 토출하여 어떻게 배치하는지를 나타내는 토출 위치 데이터를 기억하는 토출 위치 데이터 기억부, 기판(W) 및 잉크젯 헤드(50)(실제로는, 노즐열(52c))의 위치 데이터를 기억하는 위치 데이터 기억부 등의 각종 기억부를 갖고, 제어 처리를 위한 각종 작업 영역으로서 사용된다. P-CON(44)에는, 구동부(60)의 각종 드라이버 등이 접속되어 있고, CPU(41)의 기능을 보충함과 함께, 주변 회로와의 인터페이스 신호를 취급하기 위한 논리 회로가 구성되어 조입되어 있다. 이 때문에, P-CON(44)은, 상위 컴퓨터(11)로부터의 각종 지령 등을 그대로 혹은 가공하여 버스(45)에 취입함과 함께, CPU(41)와 연동하여, CPU(41) 등으로부터 버스(45)에 출력된 데이터나 제어 신호를, 그대로 혹은 가공하여 구동부(60)에 출력한다. 본 실시 형태에 있어서의 RAM(43)이 본 발명에 있어서의 제2 기억부의 일 예이고, CPU(41) 혹은 상위 컴퓨터(11)가, 본 발명에 있어서의 액적 토출 프로그램을 실행하는 컴퓨터의 일 예이다.
그리고, CPU(41)는, ROM(42) 내의 제어 프로그램에 따라, P-CON(44)을 통하여 각종 검출 신호, 각종 지령, 각종 데이터 등을 입력하고, RAM(43) 내의 각종 데이터 등을 처리한 후, P-CON(44)을 통하여 구동부(60) 등에 각종의 제어 신호를 출력함으로써, 액적 토출 장치(10) 전체를 제어하고 있다. 예를 들면, CPU(41)는, 잉크젯 헤드(50), 워크 이동 기구(20) 및 헤드 이동 기구(30)를 제어하여, 헤드 유닛(9)과 기판(W)을 대향 배치시킨다. 그리고, 헤드 유닛(9)과 기판(W)(스테이지(5))의 상대 이동에 동기(同期)하여, 헤드 유닛(9)에 탑재된 각 잉크젯 헤드(50)의 복수의 노즐(52)로부터 기판(W)에 액상체(잉크)를 액적으로서 토출하도록 헤드 드라이버(63)에 제어 신호를 송출한다. 본 실시 형태에서는, Y축 방향으로의 기판(W)의 이동에 동기하여 액상체(잉크)를 토출하는 것을 주주사라고 부르고, 주주사에 대하여 X축 방향으로 헤드 유닛(9)을 이동시키는 것을 부주사라고 부른다. 본 실시 형태의 액적 토출 장치(10)는, 주주사와 부주사를 조합하여 복수 회 반복함으로써 액상체(잉크)를 기판(W)에 토출할 수 있다. 주주사는, 잉크젯 헤드(50)에 대하여 한 방향으로의 기판(W)의 이동에 한정하지 않고, 기판(W)을 왕복시켜 행할 수도 있다.
워크 이동 기구(20)에 형성된 인코더는, 주주사에 수반하여 인코더 펄스를 생성한다. 주주사에서는, 소정의 이동 속도로 이동대(22)를 이동시키기 때문에, 인코더 펄스가 주기적으로 발생한다.
예를 들면, 주주사에 있어서의 이동대(22)의 이동 속도를 200㎜/sec, 잉크젯 헤드(50)를 구동하는 구동 주파수(바꾸어 말하면, 연속하여 액적을 토출한 경우의 토출 타이밍)를 20㎑로 하면, 주주사 방향에 있어서의 액적의 토출 분해능은, 이동 속도를 구동 주파수로 나눔으로써 얻어지기 때문에, 10㎛가 된다. 즉, 10㎛의 피치로 액적을 기판(W) 상에 배치하는 것이 가능하다. 이동대(22)의 이동 속도를 20㎜/sec이라고 하면, 1㎛의 피치로 액적을 기판(W) 상에 배치하는 것이 가능하다. 실제의 액적의 토출 타이밍은, 주기적으로 발생하는 인코더 펄스를 카운트하여 생성되는 토출 제어 데이터에 기초하고 있다. 이러한 주주사에 있어서의 기판(W) 상의 액적의 최소 배치 피치를 토출 분해능이라고 부른다.
상위 컴퓨터(11)는, 제어 프로그램이나 제어 데이터 등의 제어 정보를 액적 토출 장치(10)에 송출한다. 또한, 기판(W) 상에 액상체(잉크)를 액적으로서 배치하는 토출 제어 데이터로서의 배치 정보를 생성하는 배치 정보 생성부의 기능을 갖고 있다. 배치 정보는, 기판(W)에 있어서의 액적의 배치 위치를 나타내는 토출 위치 데이터, 액적의 배치수를 나타내는 토출 데이터(바꾸어 말하면, 노즐(52)마다의 토출수), 주주사에 있어서의 복수의 노즐(52)의 ON/OFF 즉 노즐(52)의 선택/비(非)선택 등의 정보를, 예를 들면, 비트맵으로서 나타낸 것이다. 상위 컴퓨터(11)는, 상기 배치 정보를 생성할 뿐만 아니라, RAM(43)에 일단 격납된 상기 배치 정보를 수정하는 것도 가능하다.
기판(W)에 있어서의 액적의 배치 위치를 나타내는 토출 위치 데이터는, 주주사에 있어서의 기판(W)과 노즐(52)의 상대적인 위치를 나타내는 것이다. 전술한 바와 같이, 기판(W)은 스테이지(5)에 올려 놓여져, 이동대(22)에 의해 주주사 방향(Y축 방향)으로 이동한다. 기판(W)의 주주사 방향에 있어서의 위치, 즉, 스테이지(5)의 주주사 방향의 위치는, 주주사에 있어서 워크 이동 기구(20)의 인코더로부터 주기적으로 출력되는 인코더 펄스를 카운트함으로써 제어된다. 기판(W)에 대한 잉크젯 헤드(50) 즉 노즐(52)의 부주사 방향(X축 방향)의 위치는, 헤드 이동 기구(30)의 인코더로부터 주기적으로 출력되는 인코더 펄스를 카운트함으로써 제어된다. 이에 따라, 토출 위치 데이터에 기초하여, 액적이 토출되는 노즐(52)과 기판(W)이 상대적으로 배치되고, 노즐(52)로부터 액적이 기판(W)을 향해 토출된다.
다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 잉크젯 헤드(50)의 토출 제어 방법, 즉, 노즐(52)마다 형성된 압전 소자의 구동 제어 방법에 대해서, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 잉크젯 헤드의 전기적인 제어를 나타내는 블록도이다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 헤드 드라이버(63)는, 액적의 토출량을 제어하는 상이한 복수의 구동 신호(COM)를, 각각 독립적으로 생성하는 D/A 변환 장치(이후, DAC라고 함)(71A∼71D)와, DAC(71A∼71D)가 생성하는 구동 신호(COM)의 스루 레이트 데이터(이하, 파형 데이터(WD1∼WD4)라고 함)의 격납 메모리를 내부에 갖는 파형 데이터 선택 회로(72)와, P-CON(44)을 통하여 상위 컴퓨터(11)로부터 송신되는 토출 제어 데이터를 격납하기 위한 데이터 메모리(73)를 구비하고 있다. COM1∼COM4의 각 COM 라인에, DAC71A∼DAC71D에서 생성된 구동 신호(COM)가 각각 출력된다. 데이터 메모리(73)는, 본 발명의 액적 토출 장치에 있어서의 구동 소자를 구동하는 구동 조건의 정보가 기억되는 제1 기억부의 일 예이다. 즉, 상기의 토출 제어 데이터에는 구동 조건의 정보가 포함된다.
각 잉크젯 헤드(50)에는, 노즐(52)마다 형성된 구동 소자(액추에이터)인 압전 소자(59)로의 구동 신호(COM)의 인가를 ON/OFF하는 스위칭 회로(74)와, 각 COM 라인 중 어느 1개를 선택하여, 각 압전 소자(59)에 접속한 스위칭 회로(74)에 구동 신호(COM)를 송출하는 구동 신호 선택 회로(75)를 구비하고 있다.
노즐열(52c)(도 3 참조)에 있어서, 압전 소자(59)의 한쪽의 전극(59b)은, DAC(71A∼71D)의 그랜드 라인(GND)에 접속되어 있다. 또한, 압전 소자(59)의 다른 한쪽의 전극(59a)(이하, 세그먼트 전극(59a)이라고 함)은, 스위칭 회로(74), 구동 신호 선택 회로(75)를 통하여, 각 COM 라인에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 스위칭 회로(74), 구동 신호 선택 회로(75), 파형 데이터 선택 회로(72)에는, 클록 신호(CLK)나 각 토출 타이밍에 대응한 래치 신호(LAT)가 입력되도록 되어 있다.
데이터 메모리(73)에는, 각 잉크젯 헤드(50)의 주사 위치에 따라서 주기적으로 설정되는 토출 타이밍마다, 다음의 데이터가 격납되어 있다. 즉, 각 압전 소자(59)로의 구동 신호(COM)의 인가(ON/OFF)를 규정하는 토출 데이터(DA)와, 각 압전 소자(59)에 대응한 COM 라인(COM1∼COM4)의 선택을 규정하는 구동 신호 선택 데이터(DB)와, DAC(71A∼71D)에 입력되는 파형 데이터(WD1∼WD4)의 종별을 규정하는 파형 번호 데이터(WN)가 적어도 격납되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 토출 데이터(DA)는, 1노즐당 1비트(0, 1)로, 구동 신호 선택 데이터(DB)는, 1노즐당 2비트(0, 1, 2, 3)로, 파형 번호 데이터(WN)는, 1DAC당 7비트(0∼127)로 구성되어 있다. 또한, 데이터 구조는 적절히 변경 가능하다.
도 7은 구동 신호 및 제어 신호의 타이밍도이다. 상술의 구성에 있어서, 각 토출 타이밍에 따른 구동 제어는 다음과 같이 행해진다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 타이밍(t1∼t2)의 기간에 있어서, 토출 데이터(DA), 구동 신호 선택 데이터(DB), 파형 번호 데이터(WN)가, 각각 시리얼 신호화되어, 스위칭 회로(74), 구동 신호 선택 회로(75), 파형 데이터 선택 회로(72)에 송신된다. 그리고, 타이밍(t2)에 있어서 각 데이터가 래치됨으로써, 토출(ON)에 따른 각 압전 소자(59)의 세그먼트 전극(59a)이, 구동 신호 선택 데이터(DB)에서 지정된 COM 라인(COM1∼COM4 중 어느 것)에 접속된 상태가 된다. 예를 들면, 압전 소자(59)의 세그먼트 전극(59a)은, 구동 신호 선택 데이터(DB)가 「0」일 때에는, COM1에 접속된다. 마찬가지로 구동 신호 선택 데이터(DB)가 「1」일 때에는 COM2에, 구동 신호 선택 데이터(DB)가 「2」일 때는 COM3에, 구동 신호 선택 데이터(DB)가 「3」일 때는 COM4에 접속된다. 또한, DAC(71A∼71D)의 생성에 따른 구동 신호의 파형 데이터(WD1∼WD4)가 이 선택에 연동하여 설정된다.
타이밍(t3∼t4)의 기간에 있어서는, 타이밍(t2)에서 설정된 파형 데이터에 따라, 각각 전위 상승, 전위 유지, 전위 강하의 일련의 스텝에서 구동 신호(COM)가 생성된다. 그리고, COM1∼COM4와 각각 접속된 상태에 있는 압전 소자(59)에, 생성된 구동 신호(COM)가 공급되고, 노즐(52)에 연통하는 캐비티의 체적(압력) 제어가 행해진다.
구동 신호(COM)에 있어서의 전위 상승, 전위 유지, 전위 강하에 따른 시간 성분, 전압 성분은, 그 공급에 의해 토출되는 액상체(잉크)의 토출량에 밀접하게 의존하고 있다. 특히, 압전 방식의 잉크젯 헤드(50)에서는, 전압 성분의 변화에 대하여 토출량이 양호한 선형성을 나타내기 때문에, 타이밍(t3∼t4)에 있어서의 전압 성분의 변화(전위차)를 구동 전압(Vh)(Vh1∼Vh4)으로서 규정하고, 이것을 토출량 제어의 조건으로서 이용할 수 있다. 즉, 구동 전압(Vh)은, 액적의 토출량을 제어하는 구동 신호의 조건의 하나이다. 또한, 생성하는 구동 신호(COM)는, 본 실시 형태에서 나타내는 바와 같은 단순한 대형파(trapezoidal wave)에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 구형파(rectangular wave) 등 공지의 여러 가지 형상의 파형을 적절히 채용하는 것도 가능하다. 또한, 상이한 구동 방식(예를 들면 서멀 방식)의 실시 형태의 경우, 구동 신호(COM)의 펄스 폭(시간 성분)을 토출량 제어의 조건으로서 이용하는 것도 가능하다.
본 실시 형태에서는, 구동 전압(Vh)을 단계적으로 달리한 복수 종의 파형 데이터를 준비하고, DAC(71A∼71D)에 각각 독립된 파형 데이터(WD1∼WD4)를 입력함으로써, 각 COM 라인에 각각 상이한 구동 전압(Vh1∼Vh4)의 구동 신호(COM)를 출력하는 것이 가능하다. 준비할 수 있는 파형 데이터의 종류는, 파형 번호 데이터(WN)의 정보량(7비트)에 상당하는 128종류이고, 예를 들면 이것을 0.1V마다의 구동 전압(Vh)에 대응시키고 있다. 바꾸어 말하면, 12.8V의 전위차의 범위에서 Vh1∼Vh4의 각 구동 파형을 0.1V마다 설정할 수 있다.
이로써, 본 실시 형태의 액적 토출 장치(10)는, 노즐(52)마다의 토출 특성을 고려하여, 각 압전 소자(59)(노즐(52))와 각 COM 라인의 대응 관계를 규정하는 구동 신호 선택 데이터(DB)와, 각 COM 라인과 구동 신호(COM)의 종류(구동 전압(Vh))의 대응 관계를 규정하는 파형 번호 데이터(WN)를 적절히 설정함으로써, 액적의 토출량을 조정하여 액상체(잉크)를 토출하는 것이 가능하다. 바꾸어 말하면, 구동 신호 선택 데이터(DB)와 파형 번호 데이터(WN)의 관계에서 정해지는 각 노즐(52)의 구동 신호(COM)의 설정을 적절히 행하는 것이, 토출량을 관리하기 위한 중요 사항이라고 할 수 있다.
상기 액적 토출 장치(10)에 있어서, 잉크젯 헤드(50)의 토출 제어 방법은, 액적의 토출마다, 바꾸어 말하면 토출 타이밍마다 구동 신호 선택 데이터(DB)와 파형 번호 데이터(WN)를 갱신 가능하게 되어 있다. 또한, 토출 데이터(DA)에 대응시켜 구동 신호(COM)를 세밀하게 설정하는 것도 가능하다. 따라서, 노즐(52)마다 토출되는 액적의 토출량을, 토출 타이밍마다 적어도 4단계에 걸쳐 변화시킬 수 있기 때문에, 일정한 구동 신호(COM)를 각 압전 소자(59)에 인가하는 경우에 비해, 노즐열(52c)의 토출 특성에 기인하는 액적의 토출량의 불균일을, 노즐(52)마다, 또한 액적의 토출마다 조정하는 것이 가능하다.
한편으로, 노즐(52)마다 토출되는 액적의 토출량을, 액적의 토출마다 적어도 4단계에 걸쳐 변화시킬 수 있다고 해도, 복수의 노즐(52)의 전부에 있어서 상기 토출량을 일정한 값, 예를 들면, 기준 토출량(혹은 목표의 토출량)으로 하는 것은 어렵다. 그것은, 예를 들면 노즐(52)마다 연통하는 캐비티의 구조가 반드시 동일하지 않은 것과 같은 기계적인 요인이나, 노즐(52)마다의 압전 소자(59)의 전기 특성이 반드시 동일하지 않은 것과 같은 전기적인 요인 등이 있다. 본 실시 형태의 액적 토출 방법은, 잉크젯 헤드(50)의 복수의 노즐(52)로부터 기판(W)의 배치 영역에 소정량의 액상체를 복수의 액적으로서 토출하는 경우에, 상술한 노즐(52)마다의 액적의 토출량의 불균일이 상기 소정량에 미치는 영향을 저감하기 위한 액상체의 총 토출량의 보정에 따른 것이다.
본 실시 형태의 액적 토출 방법을 설명하기 전에, 본 실시 형태의 액적 토출 방법이 적용되는 전기 광학 장치로서, 유기 일렉트로루미네선스(EL) 장치를 예로 들어, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 도 8은 유기 EL 장치의 구성을 나타내는 개략 평면도, 도 9는 유기 EL 소자의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
<유기 EL 장치>
도 8에 나타내는 바와 같이, 전기 광학 장치의 일 예로서의 유기 EL 장치(100)는, 적(R), 녹(G), 청(B)의 발광(발광색)이 얻어지는 서브 화소(110R, 110G, 110B)가 배치된 소자 기판(101)을 갖고 있다. 각 서브 화소(110R, 110G, 110B)는 대략 직사각형 형상이고, 소자 기판(101)의 표시 영역(E)에 있어서 매트릭스 형상으로 배치되어 있다. 이후, 서브 화소(110R, 110G, 110B)를 총칭하여 서브 화소(110)라고 부르는 경우도 있다. 동일한 발광색의 서브 화소(110)가 도면상에 있어서 수직 방향(열 방향 혹은 서브 화소(110)의 긴쪽 방향)으로 배열되고, 상이한 발광색의 서브 화소(110)가 도면상에 있어서 수평 방향(행 방향 혹은 서브 화소(110)의 짧은 쪽 방향)으로 R, G, B의 순서로 배열되어 있다. 즉, 상이한 발광색의 서브 화소(110R, 110G, 110B)가 소위 스트라이프 방식으로 배치되어 있다. 또한, 서브 화소(110R, 110G, 110B)의 평면 형상과 배치는, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 대략 직사각형 형상이란, 정방형, 장방형에 더하여, 모서리부가 둥글게 된 사각형, 대향하는 2변부가 원호 형상으로 된 사각형을 포함하는 것이다.
서브 화소(110R)에는, 적(R)의 발광이 얻어지는 유기 EL 소자가 형성되어 있다. 동일하게, 서브 화소(110G)에는, 녹(G)의 발광이 얻어지는 유기 EL 소자가 형성되고, 서브 화소(110B)에는, 청(B)의 발광이 얻어지는 유기 EL 소자가 형성되어 있다.
이러한 유기 EL 장치(100)는, 상이한 발광색이 얻어지는 3개의 서브 화소(110R, 110G, 110B)를 1개의 표시 화소 단위로 하여, 각각의 서브 화소(110R, 110G, 110B)는 전기적으로 제어된다. 이에 따라 풀 컬러 표시가 가능하게 되어 있다.
각 서브 화소(110R, 110G, 110B)에는, 도 9에 나타내는 유기 EL 소자(130)가 형성되어 있다. 유기 EL 소자(130)는, 소자 기판(101) 상에 형성된 반사층(102)과, 절연막(103)과, 화소 전극(104)과, 대향 전극(105)과, 화소 전극(104)과 대향 전극(105)의 사이에 형성된, 발광층(133)을 포함하는 기능층(136)을 갖고 있다.
화소 전극(104)은, 양극으로서 기능하는 것이고, 서브 화소(110R, 110G, 110B)마다 형성되고, 예를 들면 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전막을 이용하여 형성되어 있다.
화소 전극(104)의 하층에 형성된 반사층(102)은, 광 투과성을 갖는 화소 전극(104)을 투과한 기능층(136)으로부터의 발광을 재차 화소 전극(104) 측으로 반사시키는 것이다. 반사층(102)은, 광 반사성을 갖는 예를 들면 알루미늄(Al)이나 은(Ag) 등의 금속이나 그 합금 등을 이용하여 형성된다. 따라서, 반사층(102)과 화소 전극(104)의 전기적인 단락(短絡)을 막기 위해, 반사층(102)을 덮는 절연막(103)이 형성된다. 절연막(103)은, 예를 들면 산화 실리콘이나 질화 실리콘 혹은 산질화 실리콘 등을 이용하여 형성된다.
기능층(136)은, 화소 전극(104) 측으로부터, 정공 주입층(131), 정공 수송층(132), 발광층(133), 전자 수송층(134), 전자 주입층(135)이 차례로 적층된 것이다. 특히, 발광층(133)은 발광색에 따라서 구성 재료가 선택되지만, 여기에서는 발광색에 관계없이 총칭하여 발광층(133)이라고 부른다. 또한, 기능층(136)의 구성은, 이것에 한정되는 것은 아니고, 이들의 층 이외에, 캐리어(정공이나 전자)의 이동을 제어하는 중간층 등을 구비하고 있어도 좋다.
대향 전극(105)는, 음극으로서 기능하는 것이고, 서브 화소(110R, 110G, 110B)에 공통된 공통 전극으로서 형성되고, 예를 들면, Al(알루미늄)이나 Ag(은)와 Mg(마그네슘)의 합금 등을 이용하여 형성되어 있다.
양극으로서의 화소 전극(104) 측으로부터 발광층(133)으로 캐리어로서의 정공이 주입되고, 음극으로서의 대향 전극(105) 측으로부터 발광층(133)으로 캐리어로서의 전자가 주입된다. 발광층(133)에 있어서 주입된 정공과 전자에 의해, 여기자(엑시톤; 정공과 전자가 쿨롱력으로 서로 속박된 상태)가 형성되고, 여기자(엑시톤)가 소멸할 때(정공과 전자가 재결합할 때)에 에너지의 일부가 형광이나 인광이 되어 방출된다.
유기 EL 장치(100)에 있어서, 광 투과성을 갖도록 대향 전극(105)을 구성하면, 반사층(102)을 갖고 있는 점에서, 발광층(133)으로부터의 발광을 대향 전극(105) 측으로부터 취출할 수 있다. 이러한 발광 방식은 톱 에미션 방식이라고 불리고 있다. 또한, 반사층(102)을 없애고, 광 반사성을 갖도록 대향 전극(105)을 구성하면, 발광층(133)으로부터의 발광을 소자 기판(101) 측으로부터 취출하는 보텀 에미션 방식으로 할 수도 있다. 본 실시 형태에서는, 유기 EL 장치(100)가 톱 에미션 방식이라고 하여, 이후의 설명을 행한다. 또한, 본 실시 형태의 유기 EL 장치(100)는, 서브 화소(110R, 110G, 110B)마다의 유기 EL 소자(130)를 각각 독립적으로 구동할 수 있는 화소 회로를 소자 기판(101)에 구비한 액티브 구동형의 발광 장치이다. 화소 회로는 공지의 구성을 채용할 수 있기 때문에, 도 9에서는 화소 회로의 도시를 생략하고 있다.
본 실시 형태에 있어서 유기 EL 장치(100)는, 서브 화소(110R, 110G, 110B)마다의 유기 EL 소자(130)에 있어서의 화소 전극(104)의 외연과 겹침과 함께, 화소 전극(104) 상에 개구부(106a)를 구성하는 격벽(106)을 갖고 있다.
본 실시 형태에 있어서 유기 EL 소자(130)의 기능층(136)은, 기능층(136)을 구성하는 정공 주입층(131), 정공 수송층(132), 발광층(133) 중, 적어도 1층이 액상 프로세스로 형성된 것이다. 액상 프로세스란, 각각의 층을 구성하는 성분과 용매를 포함한 액상체를 격벽(106)으로 둘러싸인 개구부(106a)에 도포하여 건조시킴으로써, 각각의 층을 형성하는 방법이다. 각각의 층을 소망하는 막 두께로 형성하기 위해서는, 소정량의 액상체를 양호한 정밀도로 개구부(106a)에 도포할 필요가 있고, 본 실시 형태에서는, 전술한 액적 토출 장치(10)를 이용하여 잉크젯 헤드(50)의 노즐(52)로부터 액상체를 개구부(106a)에 토출하고 있다. 이후, 기능층 형성 재료와 용매를 포함하는 액상체를 잉크라고 칭한다. 또한, 격벽(106)으로 둘러싸인 개구부(106a)는, 본 발명에 있어서의 액적의 배치 영역에 상당하는 것이다.
특히, 톱 에미션 방식의 유기 EL 장치(100)에 있어서는, 각 서브 화소(110R, 110G, 110B)의 각각에 있어서의 발광 불균일이 눈에 띄기 쉽기 때문에, 기능층(136)을 구성하는 각층의 단면 형상이 플랫(평탄)인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 각층의 단면 형상이 플랫(평탄)이 되도록, 개구부(106a)에 소정량의 잉크를 골고루 도포하여 건조시키고 있다. 잉크젯 헤드(50)의 노즐(52)로부터 잉크를 액적으로서 토출했을 때의 토출 안정성을 고려하여, 액적의 토출량, 토출 속도, 액적의 길이 등의 파라미터가 소정의 범위에 있도록 잉크의 조정이 행해지고 있다.
<유기 EL 소자의 제조 방법>
다음으로, 유기 EL 소자의 제조 방법에 대해서, 도 10∼도 12를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 10∼도 12는 유기 EL 소자의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다. 또한, 전술한 바와 같이, 유기 EL 소자(130)를 구동 제어하는 화소 회로나, 반사층(102)이나 화소 전극(104)의 형성 방법은, 공지의 방법을 채용할 수 있기 때문에, 여기에서는, 격벽 형성 공정 이후에 대해서 설명한다.
본 실시 형태의 유기 EL 소자(130)의 제조 방법은, 격벽 형성 공정과, 표면 처리 공정과, 기능층 형성 공정과, 대향 전극 형성 공정을 갖고 있다.
격벽 형성 공정에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 반사층(102) 및 화소 전극(104)이 형성된 소자 기판(101)에, 예를 들면 잉크에 대하여 발액성을 나타내는 발액 재료를 포함하는 감광성 수지 재료를 1㎛∼2㎛의 두께로 도포하여 건조함으로써 감광성 수지층을 형성한다. 도포 방법으로서는, 전사법, 슬릿 코팅법 등을 들 수 있다. 발액 재료로서는 불소 화합물이나 실록산계 화합물을 들 수 있다. 감광성 수지 재료로서는, 네가티브형의 다관능 아크릴 수지를 들 수 있다. 완성된 감광성 수지층을 서브 화소(110)의 형상에 대응한 노광용 마스크를 이용하여 노광·현상하여, 화소 전극(104)의 바깥 가장자리와 겹침과 함께, 화소 전극(104) 상에 개구부(106a)를 구성하는 격벽(106)을 형성한다. 그리고, 표면 처리 공정으로 진행된다.
표면 처리 공정에서는, 격벽(106)이 형성된 소자 기판(101)에 표면 처리를 행한다. 표면 처리 공정은, 다음 공정에서 기능층(136)을 구성하는 정공 주입층(131), 정공 수송층(132), 발광층(133)을 잉크젯법(액적 토출법)으로 형성할 때에 있어서, 격벽(106)으로 둘러싸인 개구부(106a)에 있어서, 기능층 형성 재료(고형분)를 포함하는 잉크가 불균일 없이 젖어 퍼지도록, 화소 전극(104)의 표면의 격벽 찌꺼기 등의 불필요물을 없애는 목적으로 행해진다. 표면 처리 방법으로서, 본 실시 형태에서는 엑시머 UV(자외선) 처리를 실시했다. 또한, 표면 처리 방법은 엑시머 UV 처리에 한정되지 않고, 화소 전극(104)의 표면을 청정화할 수 있으면 좋고, 예를 들면 용매에 의한 세정·건조 공정을 행해도 좋다. 또한, 화소 전극(104)의 표면이 청정한 상태이면, 표면 처리 공정을 실시하지 않아도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 발액 재료를 포함하는 감광성 수지 재료를 이용하여 격벽(106)을 형성했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 발액 재료를 포함하지 않는 감광성 수지 재료를 이용하여 격벽(106)을 형성한 후에, 표면 처리 공정에 있어서, 불소계의 처리 가스를 이용한 예를 들면 플라스마 처리를 행하여 격벽(106)의 표면에 발액성을 부여하고, 그 후, 산소를 처리 가스로 하는 플라스마 처리를 행하여 화소 전극(104)의 표면을 친액화하는 표면 처리를 행해도 좋다. 그리고, 기능층 형성 공정으로 진행된다.
기능층 형성 공정에서는, 우선, 도 11에 나타내는 바와 같이, 정공 주입층 형성 재료를 포함하는 잉크(91)를 개구부(106a)에 도포한다. 잉크(91)의 도포 방법은, 전술한 액적 토출 장치(10)를 이용하여, 잉크젯 헤드(50)의 노즐(52)로부터 잉크(91)를 액적(D)으로서 개구부(106a)에 토출한다. 잉크젯 헤드(50)로부터 토출되는 액적(D)의 토출량은, pl(피코 리터) 단위로 제어 가능하여, 소정량을 액적(D)의 토출량으로 나눈 수의 액적(D)이 개구부(106a)에 토출된다. 토출된 잉크(91)는 격벽(106)과의 계면 장력에 의해 개구부(106a)에 있어서 부풀어오르지만, 흘러넘쳐 버리는 일은 없다. 바꾸어 말하면, 개구부(106a)로부터 흘러나오지 않을 정도의 소정량이 되도록, 잉크(91)에 있어서의 정공 주입층 형성 재료의 농도가 미리 조정되어 있다. 그리고, 건조 공정으로 진행된다.
건조 공정에서는, 예를 들면 잉크(91)가 도포된 소자 기판(101)을 감압하에 방치하고, 잉크(91)로부터 용매를 증발시켜 건조하는 감압 건조를 이용한다(감압 건조 공정). 그 후, 대기압하에서 예를 들면 180℃에서 30분간 가열하는 소성 처리를 행함으로써 고화하여, 도 12에 나타내는 바와 같이 정공 주입층(131)을 형성한다. 정공 주입층(131)은, 후술하는 정공 주입층 형성 재료의 선택이나 기능층(136)에 있어서의 다른 층과의 관계에서 반드시 이것에 한정되는 것은 아니지만, 대략 10㎚∼30㎚의 막 두께로 형성된다.
다음으로, 정공 수송층 형성 재료를 포함하는 잉크(92)를 이용하여 정공 수송층(132)을 형성한다. 정공 수송층(132)의 형성 방법도, 정공 주입층(131)과 동일하게 액적 토출 장치(10)를 이용하여 행한다. 즉, 소정량의 잉크(92)를 잉크젯 헤드(50)의 노즐(52)로부터 액적(D)으로서 개구부(106a)에 토출한다. 그리고, 개구부(106a)에 도포된 잉크(92)를 감압 건조한다. 그 후, 질소 등의 불활성 가스 환경하에서, 예를 들면 180℃에서 30분간 가열하는 소성 처리를 행함으로써 정공 수송층(132)을 형성한다. 정공 수송층(132)은, 후술하는 정공 수송 재료의 선택이나 기능층(136)에 있어서의 다른 층과의 관계에서 반드시 이것에 한정되는 것은 아니지만, 대략 10㎚∼20㎚의 막 두께로 형성된다. 또한, 기능층(136)에 있어서의 다른 층과의 관계에서 정공 주입층(131)과 정공 수송층(132)을 합체하여 정공 주입 수송층으로 해도 좋다.
다음으로, 발광층 형성 재료를 포함하는 잉크(93)를 이용하여 발광층(133)을 형성한다. 발광층(133)의 형성 방법도, 정공 주입층(131)과 동일하게, 액적 토출 장치(10)를 이용하여 행한다. 즉, 소정량의 잉크(93)를 잉크젯 헤드(50)의 노즐(52)로부터 액적(D)으로서 개구부(106a)에 토출한다. 그리고, 개구부(106a)에 도포된 잉크(93)를 감압 건조한다. 그 후, 질소 등의 불활성 가스 환경하에서, 예를 들면 130℃에서 30분간 가열하는 소성 처리를 행함으로써 발광층(133)을 형성한다. 발광층(133)은, 후술하는 발광층 형성 재료의 선택이나 기능층(136)에 있어서의 다른 층과의 관계에서 반드시 이것에 한정되는 것은 아니지만, 대략 60㎚∼80㎚의 막 두께로 형성된다.
다음으로, 발광층(133)을 덮어 전자 수송층(134)이 형성된다. 전자 수송층(134)을 구성하는 전자 수송 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 진공 증착법 등의 기상(氣相) 프로세스를 이용하여 형성할 수 있도록, 예를 들면, BALq, 1,3,5-트리(5-(4-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸)(OXD-1), BCP(Bathocuproine), 2-(4-비페닐)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-옥사디아졸(PBD), 3-(4-비페닐)-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸(TAZ), 4,4＇-bis(1,1-bis디페닐에테닐)비페닐(DPVBi), 2,5-bis(1-나프틸)-1,3,4-옥사디아졸(BND), 4,4＇-bis(1,1-bis(4-메틸페닐)에테닐)비페닐(DTVBi), 2,5-bis(4-비페닐일)-1,3,4-옥사디아졸(BBD) 등을 들 수 있다.
또한, 트리스(8-퀴놀리놀라토)알루미늄(Alq3), 옥사디아졸 유도체, 옥사졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 안트라퀴노디메탄 유도체, 벤조퀴논 유도체, 나프토퀴논 유도체, 안트라퀴논 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 유도체, 플루오렌 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 유도체, 디페노퀴논 유도체, 하이드록시퀴놀린 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
전자 수송층(134)은, 상기 전자 수송 재료의 선택이나 기능층(136)에 있어서의 다른 층과의 관계에서 반드시 이것에 한정되는 것은 아니지만, 대략 20㎚∼40㎚의 막 두께로 형성된다. 이에 따라, 음극으로서의 대향 전극(105)으로부터 주입된 전자를 매우 적합하게 발광층(133)에 수송할 수 있다. 또한, 기능층(136)에 있어서의 다른 층과의 관계에서 전자 수송층(134)을 삭제할 수도 있다.
다음으로, 전자 수송층(134)을 덮어 전자 주입층(135)을 형성한다. 전자 주입층(135)을 구성하는 전자 주입 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 진공 증착법 등의 기상 프로세스를 이용하여 형성할 수 있도록, 예를 들면, 알칼리 금속 화합물이나 알칼리 토류 금속 화합물을 들 수 있다.
알칼리 금속 화합물로서는, 예를 들면, LiF, Li2CO3, LiCl, NaF, Na2CO3, NaCl, CsF, Cs2CO3, CsCl 등의 알칼리 금속염을 들 수 있다. 또한, 알칼리 토류 금속 화합물로서는, 예를 들면, CaF2, CaCO3, SrF2, SrCO3, BaF2, BaCO3 등의 알칼리 토류 금속염을 들 수 있다. 이들의 알칼리 금속 화합물이나 알칼리 토류 금속 화합물 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
전자 주입층(135)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.01㎚ 이상, 10㎚ 이하 정도인 것이 바람직하고, 0.1㎚ 이상, 5㎚ 이하 정도인 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 음극으로서의 대향 전극(105)으로부터 전자 수송층(134)으로 전자를 효율적으로 주입할 수 있다.
다음으로, 대향 전극 형성 공정에서는, 전자 주입층(135)을 덮어 음극으로서의 대향 전극(105)을 형성한다. 대향 전극(105)의 구성 재료로서는, 워크 함수가 작은 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 또한 진공 증착법 등의 기상 프로세스를 이용하여 형성할 수 있도록, 예를 들면, Li, Mg, Ca, Sr, La, Ce, Er, Eu, Sc, Y, Yb, Ag, Cu, Al, Cs, Rb, Au 또는 이들을 포함하는 합금 등이 이용되고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여(예를 들면, 복수층의 적층체 등) 이용할 수 있다.
특히, 본 실시 형태와 같이, 유기 EL 장치(100)를 톱 에미션 방식으로 하는 경우, 대향 전극(105)의 구성 재료로서는, Mg, Al, Ag, Au 등의 금속 또는 MgAg, MgAl, MgAu, AlAg 등의 합금을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 금속 또는 합금을 이용함으로써, 대향 전극(105)의 광 투과성을 유지하면서, 대향 전극(105)의 전자 주입 효율 및 안정성의 향상을 도모할 수 있다.
톱 에미션 방식에 있어서의 대향 전극(105)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 1㎚ 이상, 50㎚ 이하 정도인 것이 바람직하고, 5㎚ 이상, 20㎚ 이하 정도인 것이 보다 바람직하다.
또한, 유기 EL 장치(100)를 보텀 에미션 방식으로 하는 경우, 대향 전극(105)에는 광 투과성이 요구되지 않는다. 따라서, 예를 들면, Al, Ag, AlAg, AlNd 등의 금속 또는 합금이 바람직하게 이용된다. 이러한 금속 또는 합금을 대향 전극(105)의 구성 재료로서 이용함으로써, 대향 전극(105)의 전자 주입 효율 및 안정성의 향상을 도모할 수 있다.
보텀 에미션 방식에 있어서의 대향 전극(105)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 50㎚ 이상, 1000㎚ 이하 정도인 것이 바람직하고, 100㎚ 이상, 500㎚ 이하 정도인 것이 보다 바람직하다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 상기 제조 방법에 의해 형성된 유기 EL 소자(130)는, 예를 들면, 외부로부터 수분이나 산소 등이 침입하면, 기능층(136)에 있어서의 발광 기능이 저해되어, 부분적으로 발광 휘도가 저하되거나, 발광하지 않게 되거나 하는 암점(다크 스폿(dark spot))이 발생한다. 또한, 발광 수명이 짧아질 우려가 있다. 그래서, 유기 EL 소자(130)를 수분이나 산소 등의 침입으로부터 보호하기 위해, 봉지층(도시 생략)에 의해 덮는 것이 바람직하다. 봉지층으로서는, 예를 들면, 수분이나 산소 등의 투과성이 낮은, 산질화 실리콘(SiON) 등의 무기 절연 재료를 이용할 수 있다. 나아가서는, 예를 들면 투명한 유리 등의 봉지 기판을, 유기 EL 소자(130)가 형성된 소자 기판(101)에 접착제를 통하여 접착함으로써, 유기 EL 소자(130)를 밀봉해도 좋다.
상기 유기 EL 소자(130)의 제조 방법에서는, 기능층(136) 중, 정공 주입층(131), 정공 수송층(132), 발광층(133)을 액상 프로세스(잉크젯법)로 형성했지만, 이들 층 중 1개를 액상 프로세스(잉크젯법)로 형성하면 좋고, 다른 층은 진공 증착 등의 기상 프로세스를 이용하여 형성해도 좋다. 이후, 본 실시 형태의 액적 토출 방법에 대해서, 상기 유기 EL 소자(130)의 제조 방법에 있어서의 정공 주입층(131)의 형성 방법을 예로 들어 구체적으로 설명한다.
<액적 토출 방법>
본 실시 형태의 액적 토출 방법에 대해서, 도 13∼도 16을 참조하여 설명한다. 도 13은 개구부에 있어서의 액적의 배치의 예를 나타내는 개략 평면도, 도 14는 액적 토출 방법을 나타내는 플로우 차트, 도 15는 복수 회의 토출 중 액적의 토출량을 보정하는 토출의 예를 나타내는 개략 평면도, 도 16은 복수 회의 토출 중 액적의 토출량을 보정하는 토출의 다른 예를 나타내는 개략 평면도이다.
액적 토출 방법의 설명에 앞서, 우선, 도 13을 참조하여, 개구부에 있어서의 액적의 배치의 예에 대해서 설명한다. 전술한 바와 같이, 유기 EL 소자(130)의 기능층(136) 중, 정공 주입층(131)을 잉크젯법으로 형성하는 경우, 토출 대상물로서의 소자 기판(101)인 기판(W)은, 액적 토출 장치(10)의 스테이지(5) 상에 올려 놓여진다. 이때, 잉크젯 헤드(50)의 노즐열(52c)은, 도 13에 나타내는 바와 같이, 주주사 방향(Y축 방향)과 직교하는 부주사 방향(X축 방향)으로 배치되어 있다. 이것에 대하여, 평면에서 보아 대략 직사각형 형상의 개구부(106a)는, 긴쪽 방향이 주주사 방향(Y축 방향)을 따르도록 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 적(R), 녹(G), 청(B)에 대응한 유기 EL 소자(130)가 형성되는 액적의 배치 영역으로서의 각 개구부(106a)의 긴쪽 방향이 주주사 방향(Y축 방향)을 따르도록, 스테이지(5) 상에 기판(W)이 올려 놓여져 위치 결정된다. 이러한 노즐열(52c)에 대한 개구부(106a)의 배치는, 세로 묘화라고 불리고 있다. 또한, 세로 묘화에 있어서의 노즐열(52c)의 배치는, X축 방향을 따르는 것에 한정되지 않고, X축 방향에 대하여 각도를 갖고 노즐열(52c)을 배치해도 좋다. 이에 따라, Y축 방향에서 보았을 때의 노즐 피치를 좁게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, X축 방향에 있어서의 개구부(106a)의 배치 피치에 따라서, 노즐열(52c)의 배치의 방법을 바꿈으로써 실질적인 노즐 피치를 조정 가능하다.
잉크젯 헤드(50)와 기판(W)을 Y축 방향으로 상대적으로 이동시키는 주주사에 있어서, 각 개구부(106a)에 걸리는 1개의 노즐(52)로부터 정공 주입층 형성 재료를 포함하는 잉크(91)를 복수의 액적으로서 토출하여 각 개구부(106a)에 배치한다. 본 실시 형태에서는, 각 개구부(106a)에 예를 들면 8적(滴)의 액적을 Y축 방향으로 간격을 두고 토출하는 예를 나타낸다. 즉, 8회의 토출이 행해지고, 각 토출마다 1적의 액적이 토출되어 각 개구부(106a)에 착탄된다. 또한, 도 13은, 개구부(106a)에 있어서의 복수의 액적의 배치를 나타내는 것으로서, 실제의 액적의 착탄 상태를 나타내는 것은 아니다. 개구부(106a)에 착탄된 복수의 액적은, 개구부(106a)에 젖어 퍼져 일체화하고, 도 11에 나타낸 바와 같이 부풀어오른다. 이 경우, 각 개구부(106a)에 토출된 잉크(91)의 총 토출량은, 8적의 액적의 토출량의 총계이다. 소망하는 막 두께의 정공 주입층(131)을 형성하려면, 잉크(91)의 총 토출량이 설계상의 목표 총 토출량인 소정량과 대략 동등한 것이 요구된다.
본 실시 형태의 액적 토출 방법(액상체의 총 토출량의 보정 방법)은, 도 14에 나타내는 바와 같이, 액적의 토출 공정(스텝 S1)과, 총 토출량 계측 공정(스텝 S2)과, 소정량과 총 토출량의 차를 구하는 공정(스텝 S3)과, 구동 조건의 변경 공정(스텝 S4)과, 액적의 토출 공정(스텝 S5)과, 총 토출량의 재계측 공정(스텝 S6)과, 소정량과 총 토출량의 차가 중량 분해능보다 큰지의 여부를 판정하는 공정(스텝 S7)을 포함하여 구성되어 있다. 이하, 도 13에 나타낸 개구부(106a)에 있어서의 액적의 배치를 전제로 하여, 본 실시 형태의 액적 토출 방법을 구체적으로 설명한다.
스텝 S1의 액적의 토출 공정에서는, 미리 설정된 구동 조건으로 8회의 토출을 행하고 노즐(52)로부터 8적의 액적을 토출한다. 본 실시 형태에 있어서의 미리 설정된 구동 조건이란, 도 7에 나타낸 구동 신호(COM)에 있어서, 8회의 토출에 있어서의 구동 신호(COM)의 구동 전압(Vh)을 일정한 값으로 하는 것이다. 예를 들면, 구동 신호(COM1∼COM4) 중 구동 전압(Vh)의 값이 Vh1과 Vh4의 사이에 있는 구동 신호(COM3)를 선택하여 8회의 토출을 행한다. 스텝 S2의 총 토출량 계측 공정에서는, 토출된 8적의 액적의 총 토출량을 계측한다. 보다 구체적으로는, 전술한 중량 측정 기구(81)에 의해, 8적의 액적의 총 토출량(중량)을 측정한다. 즉, 8적의 액적을 개구부(106a)에 토출할 필요는 없고, 개구부(106a)에 토출한 것으로 하여, 토출된 액적을 중량 측정 기구(81)로 받아 측정한다. 다음으로, 스텝 S3에서는, 개구부(106a)에 부여되는 잉크(91)(액상체)의 소정량(중량)과 측정된 총 토출량(중량)의 차를 산출하여 구한다. 다음으로, 스텝 S4의 구동 조건의 변경 공정에서는, 스텝 S3에서 구해진 소정량과 총 토출량의 차를 보정하기 위해, 8회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서의 노즐(52)(압전 소자(59))의 구동 조건을 변경한다.
구동 조건의 변경 공정에서는, 8회의 토출 중, 최종회(8번째)의 토출로부터 첫 번째 회의 토출을 향하는 순서로 적어도 1회의 토출에 있어서의 구동 조건을 변경한다. 도 15에 나타낸 예에서는, 최종회인 8번째의 토출(8shot)과, 7번째의 토출(7shot)에 있어서 구동 조건을 변경하고 있다. 예를 들면, 8shot에서는, 미리 설정된 구동 신호(COM3)보다 Vh의 값을 크게 하여 액적의 토출량이 늘어나도록 구동 조건을 변경하고, 7shot에서는, 미리 설정된 구동 신호(COM3)보다 Vh의 값을 작게 하여 액적의 토출량이 줄어들도록 구동 조건을 변경한다. 이에 따라, 8회의 토출에 있어서의 액적의 총 토출량이 소정량에 가까워지도록, 미리 설정된 구동 조건에 대하여, 구동 조건을 변경(보정)한다.
예를 들면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 구동 조건의 변경 공정에서, 8회의 토출 중, 첫 번째 회의 토출(1shot)에서 미리 설정된 구동 신호(COM3)보다 구동 전압(Vh)의 값을 크게 하여 액적의 토출량이 늘어나도록 구동 조건을 변경하면, 변경된 구동 신호(COM)에 의한 노즐(52) 내의 액상체(잉크)의 메니스커스의 잔류 진동이, 구동 전압(Vh)을 변경하기 전의 메니스커스의 잔류 진동에 비해 변화한다. 따라서, 첫 번째 회의 토출(1shot)에 있어서의 메니스커스의 잔류 진동이 2번째의 토출(2shot)에 영향을 미쳐, 미리 설정된 구동 신호(COM3)에서 노즐(52)(압전 소자(59))을 단독으로 구동한 경우의 액적의 토출량과 비교하여 토출량이 불균일해질 우려가 있다. 그런 이유로, 본 실시 형태의 액적 토출 방법에서는, 도 15의 예에 나타내는 바와 같이, 최종회(8번째)의 토출로부터 첫 번째 회의 토출을 향하는 순서로 구동 조건을 변경함으로써, 구동 신호(COM)에 있어서의 구동 전압(Vh)의 변경에 따른 메니스커스의 잔류 진동의 영향을 억제하고 있다. 특히, 구동 전압(Vh)을 크게 하는 변경은, 메니스커스의 잔류 진동이 커지기 쉽기 때문에, 최종회의 구동 조건에 있어서 적용하는 것이 바람직하다. 즉, 구동 전압(Vh)을 크게 하는 변경은, 복수 회의 토출 중 최종회의 토출에 있어서의 구동 조건의 변경에 따른 액적의 토출량의 보정값이, 다른 토출에 있어서의 구동 조건의 변경에 따른 액적의 토출량의 보정값보다 커지도록, 최종회에서 행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태의 액적 토출 방법에서는, 1회의 토출에 있어서의 구동 조건의 변경으로 보정 가능한 액적의 토출량에 있어서의 최대 보정량을 설정하고, 소정량과 총 토출량의 차가, 최대 보정량을 초과하는 경우, 복수 회(8회) 중 2회 이상의 토출에 있어서 구동 조건을 변경한다. 소정량과 총 토출량의 차를 1회의 토출에 있어서 보정하고자 하면, 구동 조건의 변경에 의해 과잉의 부하가 압전 소자(59)(구동 소자)에 걸릴 우려가 있다. 과잉의 부하란 압전 소자(59)에 더해지는 구동 전압(Vh)의 값이 상한값을 초과하거나, 하한값을 하회하거나 하여, 압전 소자(59)가 정상적으로 동작하지 않는 상태가 되는 것을 말한다. 도 15에 나타낸 예에서는, 8shot과, 7shot으로 나누어 구동 조건의 변경을 행하고 있다.
다음으로, 스텝 S5의 액적의 토출 공정에서는, 스텝 S4에 있어서의 구동 조건의 변경을 반영시켜, 8회의 토출로 8적의 액적을 재차 토출한다. 다음의 스텝 S6의 총 토출량의 재계측 공정에서는, 스텝 S2와 동일하게, 중량 측정 기구(81)에 의해 토출된 8적의 액적을 받아, 총 토출량을 재계측한다. 다음의 스텝 S7에서는, 소정량과 재계측된 총 토출량의 차를 산출하여, 그 차가 중량 분해능보다 큰지의 여부를 판정한다. 중량 분해능이란, 구동 조건의 변경에 의해 변화시키는 것이 가능한 액적의 토출량(중량)의 최소 가변량을 가리킨다. 소정량과 재계측된 총 토출량의 차가 중량 분해능보다 크면(YES), 재차 스텝 S4∼스텝 S7을 반복한다. 소정량과 재계측된 총 토출량의 차가 중량 분해능보다 작으면(NO), 노즐(52)로부터 토출되는 액적의 토출량 보정의 스텝을 종료한다. 즉, 소정량과 총 토출량의 차가 중량 분해능보다 작아질 때까지 스텝 S4∼스텝 S7을 반복한다. 그리고, 최종적으로 변경된 구동 조건에 의해 노즐(52)(압전 소자)을 구동하여, 노즐(52)로부터 개구부(106a)에 잉크(91)를 액적으로서 토출하여 착탄시키는, 실제의 토출 공정을 행한다. 또한, 중량 측정 기구(81)에 있어서의 측정 분해능은, 상기 중량 분해능과 동일하거나 작은 것이 요구된다.
상기 액적 토출 방법에 있어서, 스텝 S1과 스텝 S2가 본 발명의 스텝 A에 상당하고, 스텝 S3이 본 발명의 스텝 B에 상당하고, 스텝 S4가 본 발명의 스텝 C에 상당하고, 스텝 S5와 스텝 S6이 본 발명의 스텝 D에 상당하는 것이다. 스텝 S7은, 스텝 S3과 동일한 공정, 즉 스텝 B를 포함하는 점에서, 스텝 S4로부터 스텝 S7을 반복하는 것은 본 발명의 스텝 E에 상당하고, 상기 실제의 토출 공정이 스텝 F에 상당하는 것이다. 또한, 중량 분해능이 본 발명의 보정 분해능에 상당하는 것이다. 또한, 보정 분해능은 중량 분해능에 한정되지 않고, 예를 들면, 전술한 바와 같이 착탄된 액적의 크기를 계측함으로써 구할 수 있는 액적의 체적을 이용한 체적 분해능이라도 좋다. 또한, 상기 액적 토출 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 본 발명의 액적 토출 프로그램이다.
다음으로, 본 실시 형태의 액적 토출 방법에 대해서, 보다 구체적인 실시예를 들어, 그 효과에 대해서 설명한다. 도 17은 실시예에 있어서의 액적의 토출량의 보정과, 압전 소자에 인가되는 구동 신호의 구동 전압을 나타내는 표, 도 18은 실시예에 있어서의 액적의 토출량의 보정에 의해 얻어진 총 토출량의 체적 편차를 나타내는 그래프이다.
(실시예)
실시예에서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 개구부(106a)에 정공 주입층 형성 재료를 포함하는 잉크(91)(액상체)를 토출하여, 8적의 액적을 배치한다. 설계상, 1적의 액적의 토출량을 10ng으로 하여, 개구부(106a)에 소정량이 합계 80ng인 잉크(91)를 토출하는 것을 목표로 하고 있다. 잉크(91)(액상체)를 8적의 액적으로서 토출하여(스텝 S1), 총 토출량을 중량 측정 기구(81)에 의해 계측했다(스텝 S2). 그때, 노즐(52)을 구동하는 미리 설정된 구동 조건인 구동 신호(COM)는, 도 17의 표에 나타내는 바와 같이, 압전 소자(59)의 최대 구동 전압을 25V로 하여, COM 전압비가 90%가 되는 22.5V로 구동 전압(Vh)을 설정했다. 화소 내 즉, 개구부(106a)에 토출된다고 생각되는 잉크(91)의 총 토출량은, 액적의 토출량을 보정하기 전의 미보정 상태에서는, 83.5ng이었다. 즉, 소정량인 80ng과 총 토출량의 차분은, 3.5ng이다(스텝 S3). 구동 조건의 변경 공정(스텝 S4)에서는, 최종회인 8번째의 토출(8shot)에서 토출되는 액적의 토출량이 2.0ng 감소하도록 보정을 이루기 위해, 구동 전압(Vh)과 액적의 토출량이 직선적인 상관 관계에 있는 점에서, 구동 전압(Vh)을 22.5V로부터 18.5V까지 4V 저하시켰다. 또한, 1회의 액적의 토출량의 보정에 있어서의 최대 보정량은, 이 경우, 2.0ng으로 설정되어 있다. 즉, 미리 설정된 구동 조건에서는, 소정량보다 3.5ng 많이 토출되기 때문에, 8shot에서 최대의 마이너스 보정을 실시했다(스텝 S4). 변경된 구동 조건(즉, 8shot만큼의 구동 신호(COM)에 있어서의 구동 전압(Vh)을 변경하고, 다른 토출에서는 미리 설정된 구동 신호(COM3)를 사용하는 구동 조건)으로 재차 액적을 8적 토출하여(스텝 S5), 중량 측정 기구(81)에 의해 총 토출량을 재계측했다(스텝 S6). 그 결과, 도 17의 표에 나타내는 바와 같이 총 토출량이 81.5ng이 되었다. 소정량과 재계측된 총 토출량의 차분은, 1.5ng이다. 본 실시 형태에 있어서의 중량 분해능은, 0.1ng인 점에서, 차분은 중량 분해능보다 크다(스텝 S7에서 YES). 따라서, 이후, 스텝 S4∼스텝 S7을 반복한다. 앞의 스텝 S7에서 차분이 1.5ng인 점에서, 다음으로, 7shot에서 토출되는 액적의 토출량을 1.9ng 줄이는 보정을 행하도록, 구동 신호(COM)의 구동 전압(Vh)을 22.5V로부터 18.7V까지 3.8V 저하시켰다. 8shot과 7shot의 구동 전압(Vh)이 변경된 구동 조건으로 재차 8적의 액적을 토출하여 총 토출량을 재계측하면, 총 토출량이 79.6ng이 되었기 때문에, 소정량과의 차분이 -0.4ng이 된다. 그리고, 이번에는, 6shot에서 토출되는 액적의 토출량을 0.7ng 늘리는 보정을 행하도록, 구동 신호(COM)의 구동 전압(Vh)을 22.5V로부터 23.9V까지 1.4V 상승시켰다. 8shot, 7shot, 6shot의 각 구동 전압(Vh)이 변경된 구동 조건으로 재차 8적의 액적을 토출하여 총 토출량을 재계측하면, 총 토출량이 80.3ng이 되었기 때문에, 소정량과의 차분이 0.3ng이 된다. 다음으로, 5shot에서 토출되는 액적의 토출량을 0.4ng 줄이는 보정을 행하도록, 구동 신호(COM)의 구동 전압(Vh)을 22.5V로부터 21.7V까지 0.8V 저하시켰다. 8shot, 7shot, 6shot, 5shot의 각 구동 전압(Vh)이 변경된 구동 조건으로 재차 8적의 액적을 토출하여 총 토출량을 재계측하면, 총 토출량이 79.9ng이 되었기 때문에, 소정량과의 차분이 -0.1ng이 된다. 총 토출량과 소정량의 차분의 절대값이 중량 분해능과 동일한 점에서, 재차 스텝 S4∼스텝 S7을 반복하고, 이번에는, 4shot에서 토출되는 액적의 토출량을 0.1ng 늘리는 보정을 행하도록, 구동 신호(COM)의 구동 전압(Vh)을 22.5V로부터 22.7V까지 0.2V 상승시켰다. 8shot, 7shot, 6shot, 5shot, 4shot의 각 구동 전압(Vh)이 변경된 구동 조건으로 재차 8적의 액적을 토출하여 총 토출량을 재계측하면, 총 토출량이 80ng이 되어, 총 토출량과 소정량의 차분이 0.0ng이 된다. 차분의 절대값이 중량 분해능보다 작아졌으므로(스텝 S7에서 NO), 액적의 토출량의 보정을 종료했다.
이상의 실시예에 있어서의 8번째의 토출∼4번째의 토출까지의 합계 5shot에 걸친 액적의 토출량의 보정에 입각하여, 총 토출량의 체적 편차를 계측했더니, 도 18에 나타내는 바와 같이, 체적 편차도 또한 보정을 가함으로써 감소하고, 최종회로부터 6번째의 토출에 걸친 3shot 보정 이후에서는, 체적 편차의 3σ가 0.2 미만이 되었다.
상기 실시예에서는, 액적의 토출량에 따른 보정을 최종회인 8shot으로부터 4번째의 토출인 4shot에 걸쳐 행했지만, 최초의 계측에 있어서의 액적의 총 토출량과 소정량의 차가, 최대 보정량보다 작으면, 최종회에 있어서의 액적의 토출량의 보정만으로 종료시켜도 좋다. 즉, 스텝 S4∼스텝 S7을 반복하지 않고 보정이 종료되는 경우도 있을 수 있다.
또한, 상기 액적 토출법을 이용한 액상체(잉크)의 토출은, 정공 주입층 형성 재료를 포함하는 잉크(91)에만 적용되는 것에 한정되지 않고, 다른 정공 수송층 형성 재료를 포함하는 잉크(92)나 발광층 형성 재료를 포함하는 잉크(93)에도 적용 가능하다.
상기 실시 형태의 액적 토출 방법 및 액적 토출 방법을 실행시키는 액적 토출 프로그램에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.
(1) 미리 설정된 구동 조건으로 노즐(52)을 구동하여 토출된 액적의 총 토출량과 소정량의 차를 보정하기 위해, 복수 회 중 적어도 1회의 토출에 있어서 구동 조건을 변경한다. 변경한 구동 조건으로 재차 액적을 토출하여 액적의 총 토출량과 소정량의 차를 구한다. 이 차가 액적의 토출량의 보정에 있어서의 중량 분해능보다 작아질 때까지, 복수 회의 토출 중 나머지의 토출에 있어서 액적의 토출량의 보정, 즉 구동 조건의 변경을 행한다. 이것에 의하면, 1회의 토출마다 액적의 토출량을 조사하여 보정하는(1회의 토출마다 노즐(52)의 구동 조건을 변경하는) 경우에 비해, 액적의 총 토출량이 판명되어 있으면 좋기 때문에, 액적의 토출량의 보정을 간편하게 행할 수 있다. 또한, 1회의 토출마다 액적의 토출량을 조사하는 경우는, 1회마다의 계측 정밀도에 있어서의 오차를 포함하고, 복수 회의 토출에서는 오차가 적산되어 커진다. 본 발명에서는, 액적의 총 토출량에 기초하여 보정을 행하기 때문에, 높은 보정 정밀도를 실현할 수 있다. 즉, 최종적인 구동 조건의 변경 후에, 액상체(잉크)를 액적으로서 토출하면, 소정량의 액상체(잉크)를 안정적으로 또한 양적으로 양호한 정밀도로 배치 영역으로서의 개구부(106a)에 토출할 수 있다.
(2) 액적의 총 토출량과 소정량의 차를 보정하기 위해 행해지는, 1 회의 토출에 있어서의 노즐(52)의 구동 조건의 변경은, 복수 회의 토출 중 최종회로부터 첫 번째 회를 향하는 순서로 행해진다. 따라서, 첫 번째 회의 토출로부터 액적의 토출량을 보정하는, 즉 노즐(52)의 구동 조건을 변경하는 경우에 비해, 구동 조건을 변경한 첫 번째 회의 토출의 영향이 2번째의 토출에 미치는 영향을 작게 할 수 있다. 특히, 구동 조건의 변경에 있어서 구동 전압(Vh)을 크게 하는 변경은, 노즐(52) 내의 액상체(잉크)의 메니스커스의 잔류 진동을 크게 할 우려가 있기 때문에, 최종회에 행함으로써 메니스커스의 잔류 진동의 영향을 피할 수 있다.
(3) 상기 실시 형태의 액적 토출 방법을 실행시키는 액적 토출 프로그램을 액적 토출 장치(10)에 적용하면, 1회의 토출마다의 액적의 토출량을 중량 측정 기구(81)로 계측하는 경우에 비해, 액적의 총 토출량의 보정에 따른 시간을 단축하여, 배치 영역에 소정량의 액적을 토출하는 것이 가능한 액적 토출 장치(10)를 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태의 액적 토출 방법에서는, 실제로 액적을 토출시켜 총 토출량을 중량 측정 기구(81)로 계측했지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 미리 액적의 토출량과 구동 신호(COM)의 구동 전압(Vh)의 관계를 구해 둔다. 그리고, 미리 설정되고 구동 조건에 의해 노즐(52)을 구동하여 복수의 액적을 토출시키고, 계측하여 얻어진 액적의 총 토출량과 소정량의 차로부터, 구동 조건을 변경하는 스텝은, 상기 미리 구해진 액적의 토출량과 구동 신호(COM)의 구동 전압(Vh)의 관계에 기초하여, 최종회로부터 차례로 필요한 횟수만큼 구동 전압(Vh)의 변경을 행하고, 구동 조건의 변경 후의 액적의 총 토출량은, 실제로 계측하지 않고 산출함으로써 구해도 좋다. 이것에 의하면, 액적의 총 토출량의 보정에 따른 시간을 더욱 단축할 수 있다.
본 발명은, 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 청구의 범위 및 명세서 전체로부터 판독되는 발명의 요지 혹은 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하고, 그러한 변경을 수반하는 액적 토출 방법 및 액적 토출 프로그램 그리고 당해 액적 토출 방법을 적용하는 액적 토출 장치도 또한 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이다. 상기 실시 형태 이외에도 여러 가지 변형예가 생각된다. 이하, 변형예를 들어 설명한다.
(변형예 1) 상기 실시 형태의 액적 토출 방법을 이용하여 배치 영역에 액적을 배치(토출)하는 방법은, 도 13에 나타낸 바와 같이, 개구부(106a)와 노즐열(52c)을 배치하여 액적을 토출하는 세로 묘화에 한정되지 않는다. 도 19는 변형예의 액적 토출 방법을 나타내는 개략 평면도이다.
도 19에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아 대략 직사각형 형상의 개구부(106a)는, 긴쪽 방향이 부주사 방향(X축 방향)을 따르고, 짧은쪽 방향이 주주사 방향(Y축 방향)을 따르도록 배치되어 있다. 이것에 대하여, 노즐열(52c)은, 부주사 방향(X축 방향)을 따르도록 배치되어 있기 때문에, 주주사에 있어서 개구부(106a)에는 복수(도 19에서는 5개)의 노즐(52)이 걸리게 된다. 이러한 개구부(106a)와 노즐열(52c)의 배치는, 가로 묘화라고 불리고 있다. 주주사에 있어서 개구부(106a)에 걸리는 복수(5개)의 노즐(52)의 각각으로부터 복수적(3적)의 액적을 토출하는 가로 묘화에 있어서도, 본 발명의 액적 토출 방법을 적용함으로써, 개구부(106a)에 안정적으로 또한 양적으로 양호한 정밀도로 소정량의 액상체(잉크)를 토출할 수 있다. 또한, 가로 묘화에서는, 주주사에 있어서 복수의 노즐(52)로부터 개구부(106a)로 액적을 토출하는 점에서, 노즐(52) 사이의 액적의 토출량의 불균일의 영향을 받기 때문에, 액적의 토출량에 따른 보정의 방법이 복잡해진다. 한편으로 상기 실시 형태와 같이 세로 묘화에서는, 1개의 개구부(106a)에 대하여 주주사에 있어서 1개의 노즐(52)만이 걸리는 구성으로 되는 점에서, 본 발명의 액적 토출 방법을 세로 묘화에 적용한 경우의 효과는 가로 묘화에 비해 커진다.
(변형예 2) 상기 실시 형태의 액적 토출 방법이 적용되는 디바이스의 형성 방법은, 유기 EL 소자(130)(혹은 유기 EL 장치(100))에 한정되지 않는다. 예를 들면, 액정 표시 장치에 있어서의 컬러 필터의 형성 방법이나, 유기 트랜지스터에 있어서의 반도체층이나 반도체층에 접속되는 배선의 형성 방법 등에도 적용할 수 있다.
5 : 토출 대상물이 올려 놓여지는 스테이지
10 : 액적 토출 장치
20 : 워크 이동 기구
40 : 제어부
41 : 컴퓨터로서의 CPU
43 : 제2 기억부로서의 RAM
50 : 토출 헤드로서의 잉크젯 헤드
52 : 노즐
52c : 노즐열
59 : 구동 소자로서의 압전 소자
63 : 헤드 구동부로서의 헤드 드라이버
73 : 제1 기억부로서의 데이터 메모리
81 : 토출량 계측 기구로서의 중량 측정 기구
100 : 유기 EL 장치
106a : 배치 영역으로서의 개구부
130 : 유기 EL 소자
W : 토출 대상물(워크)로서의 기판

Claims (12)

  1. 복수의 노즐을 갖는 토출 헤드와 토출 대상물을 대향 배치하여 상대적으로 이동시키는 주사를 행하고, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액상체를 액적으로서 복수 회에 걸쳐 토출하는 액적 토출 방법으로서,
    미리 설정된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 구하는 스텝 A와,
    상기 배치 영역에 배치하고자 하는 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 구하는 스텝 B와,
    상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 보정하기 위해, 상기 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서의 상기 구동 조건을 변경하는 스텝 C와,
    상기 스텝 C에서 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 재차 구하는 스텝 D를 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차가, 상기 구동 조건의 변경에 있어서의 액적의 토출량의 보정 분해능보다 작아질 때까지, 상기 스텝 C, 상기 스텝 D, 상기 스텝 B를 이 순서로 반복하여 행하는 스텝 E를 포함하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 구동 조건의 변경에 있어서의 액적의 토출량의 최대 보정량이 설정되고,
    상기 스텝 C는, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차가, 상기 최대 보정량보다 큰 경우, 상기 복수 회의 토출 중 2회 이상의 토출에 있어서의 상기 구동 조건을 변경하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스텝 C는, 상기 복수 회의 토출 중, 최종회의 토출로부터 첫 번째 회의 토출을 향하는 순서로 적어도 1회의 토출에 있어서의 상기 구동 조건을 변경하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스텝 C에 있어서의 상기 복수 회의 토출 중 최종회의 토출에 있어서의 상기 구동 조건의 변경에 따른 액적의 토출량의 보정값이, 다른 토출에 있어서의 상기 구동 조건의 변경에 따른 액적의 토출량의 보정값보다 큰 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스텝 A는, 미리 설정된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하고, 토출된 상기 액상체의 총 토출량을 계측하여 구하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스텝 D는, 상기 스텝 C에서 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하고, 토출된 상기 액상체의 총 토출량을 계측하여 구하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출 헤드는, 상기 복수의 노즐마다 구동 소자를 갖고, 상기 구동 소자에 인가되는 구동 전압을 변경함으로써 액적의 토출량을 변화시키고,
    상기 스텝 D는, 상기 구동 소자마다의 구동 전압과 액적의 토출량의 관계를 나타내는 토출량 정보에 기초하여, 상기 스텝 C에서 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 산출하여 구하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 토출 대상물에 형성된 상기 배치 영역은, 긴쪽 방향이 주사 방향으로 연재하는 대략 직사각형 형상이며,
    상기 토출 헤드의 상기 복수의 노즐은, 상기 주사 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법.
  10. 복수의 노즐을 갖는 토출 헤드와 토출 대상물을 대향 배치하여 상대적으로 이동시키는 주사를 행하고, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액상체를 액적으로서 복수 회에 걸쳐 토출시키는 액적 토출 프로그램을 갖는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체로서,
    컴퓨터에, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 액적 토출 방법을 실행시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 프로그램을 갖는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  11. 복수의 노즐을 갖는 토출 헤드와 토출 대상물을 대향 배치하여 상대적으로 이동시키는 주사를 행하고, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 소정량의 액상체를 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액적으로서 복수 회에 걸쳐 토출하는 액적 토출 장치로서,
    상기 토출 대상물이 올려 놓여지는 스테이지와,
    상기 스테이지를 상기 토출 헤드에 대하여 제1 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 토출 헤드의 상기 복수의 노즐마다의 구동 소자를 구동하는 헤드 구동부와,
    상기 토출 헤드로부터 토출된 액상체의 총 토출량을 계측하는 토출량 계측 기구와,
    상기 구동 소자를 구동하는 구동 조건의 정보가 기억되는 제1 기억부와,
    계측된 상기 액상체의 총 토출량의 값이 기억되는 제2 기억부와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 기억부에 미리 기억된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하고, 토출된 상기 액상체의 총 토출량을 상기 토출량 계측 기구에 의해 계측하는 스텝 A와, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 구하는 스텝 B와, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차를 보정하기 위해, 상기 복수 회의 토출 중 적어도 1회의 토출에 있어서의 구동 조건을 변경하여 상기 제1 기억부에 기억시키는 스텝 C와, 변경된 구동 조건으로 상기 적어도 1개의 노즐을 구동하여, 상기 복수 회의 토출을 행하는 경우의 상기 액상체의 총 토출량을 재차 구하는 스텝 D와, 상기 액상체의 소정량과 상기 총 토출량의 차가, 상기 구동 조건의 변경에 있어서의 액적의 토출량의 보정 분해능보다 작아질 때까지, 상기 스텝 C, 상기 스텝 D, 상기 스텝 B를 이 순서로 반복하여 행하는 스텝 E와, 상기 이동 기구에 의해 상기 토출 헤드와 토출 대상물을 상기 제1 방향으로 이동시키는 주사를 행하고, 최종적으로 변경된 구동 조건에 기초하여, 상기 토출 대상물에 형성된 배치 영역에 상기 소정량의 액상체를 상기 복수의 노즐 중 적어도 1개의 노즐로부터 액적으로서 상기 복수 회에 걸쳐 토출하는 스텝 F를 실행하도록, 상기 헤드 구동부 및 상기 토출량 계측 기구 그리고 상기 이동 기구를 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 토출 대상물에 형성된 상기 배치 영역은 대략 직사각형 형상으로서, 상기 배치 영역의 긴쪽 방향이 상기 제1 방향을 따르도록 상기 토출 대상물이 상기 스테이지 상에 올려 놓여지고,
    상기 토출 헤드의 상기 복수의 노즐은, 상기 제1 방향과 교차하는 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치.
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