KR20240003727A - 잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판 - Google Patents

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마코토 야마하라
히카루 가토
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파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤
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Abstract

잉크젯 장치는, 기판에 형성된 복수의 셀에, 복수의 노즐로부터 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와, 상기 복수의 셀에 토출된 잉크를 촬상하는 카메라와, 상기 복수의 셀 각각에 대한 상기 복수의 노즐 각각의 위치, 및, 상기 복수의 노즐 각각으로부터의 잉크의 토출을 제어하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 복수의 셀에 대하여, 1개의 셀에 대하여 1개의 노즐로부터 잉크가 토출되도록, 상기 위치 및 상기 토출을 제어하고, 상기 복수의 셀에 상기 잉크가 토출된 후에 상기 카메라가 촬상한 잉크 화상에 의거하여, 셀 간의 잉크의 체적의 차가 작아지도록, 1노즐마다의 잉크 토출량을 조정한다.

Description

잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판{INKJET APPARATUS, CONTROL METHOD, AND SUBSTRATE}
본 개시는, 잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판에 관한 것이다.
액정 디스플레이의 컬러 필터나, 유기 EL 디스플레이 등의 디바이스를 제조하는 방법으로서, 예를 들면 기능성 재료를 포함하는 액상체를 잉크젯 공법에 의하여 복수의 노즐로부터 액적으로서 토출하고, 피(被)토출체에 기능성 재료의 막을 형성하는 방법이 알려져 있다. 이 경우, 액적의 토출량을 제어하는 제어 장치의 설정과, 액적의 실제의 토출량의 대응 관계를 취득하고, 토출량을 일정한 값으로 제어하는 것이 중요한 공정이 된다. 왜냐하면, 토출량이 불균일해지면, 기능성 재료의 막 두께에 차가 발생해 버려, 디바이스의 불량으로 이어지기 때문이다. 예를 들면, 컬러 필터나 유기 EL 디스플레이이면, 막 두께의 차가 색 불균일이나 휘도 불균일로서 관찰된다.
실제의 토출량을 조사하는 방법으로서, 예를 들면 유리 기판에, 고분자계의 용질을 함유하는 잉크를 소정의 액적수 도포하고, 용매를 건조시킨 후, 백색 간섭 현미경 등의 측정기를 이용하여 용질의 체적을 측정하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또, 실제의 토출량을 조사하는 방법으로서, 레이저식 거리 측정기를 이용하여 액적의 높이를 측정하고, 액적의 체적을 산출하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
또, 잉크젯 공법으로 유기 EL 디스플레이를 제조하는 방법으로서, 유리 기판 상에 잉크를 도포한 후에, 잉크 중의 용매를 건조시킨 액적의 형상을 공초점 레이저 현미경으로 측정하여, 건조 후의 액적의 체적값을 얻는다. 그리고, 잉크 중의 고형분 농도에 의거하여, 용매 건조 후의 액적의 체적값을 용매 건조 전의 웨트 상태의 액적의 체적(이하, 「액적 체적」이라고 하는 경우가 있다)으로 환산하고, 잉크젯 헤드의 각 노즐로부터 토출되는 액적 체적값을 얻는다. 그리고, 웨트 상태의 액적 체적값을 노즐 간에서 조정함으로써, 균일한 도포량으로의 인쇄를 실현하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조).
여기서 일반적으로 잉크젯 장치는, 특허문헌 1-3 등의 방법에 따라 1노즐마다 토출된 액적의 체적을 측정하면, 1노즐마다 토출 파형을 조정하는 DPN(Drive Per Nozzle) 기술을 이용하여 토출 체적을 보정하고, 이 보정을 반복한다. 이에 의하여, 노즐 간에서 균일한 체적의 액적을 토출하는 것을 실현하고 있다.
또한, 본 출원의 출원인은, 셀마다 복수씩 할당된 노즐을 갖는 잉크젯 헤드와, 복수의 셀 내의 잉크의 도포 상태를 관찰하는 카메라와, 카메라에 의한 관찰 결과에 의거하여, 복수의 셀에 있어서의 잉크의 도포량의 차를 산출하고, 당해 도포량의 차가 작아지도록, 복수의 셀에 잉크의 액적을 토출하는 노즐마다의 액적의 체적을 조정하는 제어 장치를 구비하는 잉크젯 장치를 제안하고 있다(특허문헌 4 참조). 이와 같은 구성을 채용함으로써, 셀 간의 액적 체적의 편차를 억제할 수 있고, 그 결과, 디스플레이 패널의 발광 불균일을 억제할 수 있다.
일본국 특허공개 평9-48111호 공보 일본국 특허 제6524407호 공보 일본국 특허공개 2011-044340호 공보 일본국 특허공개 2022-061945호 공보
본 개시의 잉크젯 장치의 하나의 양태는,
기판에 형성된 복수의 셀에, 복수의 노즐로부터 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와,
상기 복수의 셀에 토출된 잉크를 촬상하는 카메라와,
상기 복수의 셀 각각에 대한 상기 복수의 노즐 각각의 위치, 및, 상기 복수의 노즐로부터의 잉크의 토출을 제어하는 제어부
를 갖고,
상기 제어부는, 상기 복수의 셀에 대하여, 1개의 셀에 대하여 1개의 노즐로부터 잉크가 토출되도록, 상기 위치 및 상기 토출을 제어하고,
상기 복수의 셀에 상기 잉크가 토출된 후에 상기 카메라가 촬상한 잉크 화상에 의거하여, 셀 간의 잉크의 체적의 차가 작아지도록, 1노즐마다의 잉크 토출량을 조정한다.
본 개시의 제어 방법의 하나의 양태는,
복수의 노즐을 구비하는 잉크젯 장치의 제어 방법으로서,
기판에 형성된 복수의 셀에 대하여, 1개의 셀에 1개의 노즐로부터 잉크를 토출하고,
상기 복수의 셀에 토출된 잉크를 카메라에 의하여 촬상하고,
상기 카메라가 촬상한 잉크 화상에 의거하여, 셀 간의 잉크의 체적의 차가 작아지도록, 1노즐마다의 잉크 토출량을 조정한다.
본 개시의 기판의 하나의 양태는,
잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크의 토출량을 조정하기 위한 복수의 셀을 구비하고,
상기 복수의 셀은, 상기 잉크젯 헤드가 구비하는 복수의 노즐과 1 대 1로 대응하고 있고,
상기 복수의 노즐은, 각각, 복수의 노즐 중 적어도 1개의 셀과 대응하고 있다.
도 1은, 디스플레이의 컬러 필터를 제작할 때의 셀과 노즐의 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 개시에 따른 노즐의 토출량 조정 시의, 셀과 노즐의 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은, 실시 형태의 잉크젯 장치의 전체 구성을 나타내는 상면도이다.
도 4는, 잉크젯 장치의 기능 블록도이다.
도 5는, 실시 형태에 따른 액적 관측 카메라를 이용한 액적의 체적 측정의 원리의 설명에 제공하는 도면이다.
도 6은, 노즐로부터 토출되는 액적의 토출 각도의 편차의 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은, 노즐의 위치 및 노즐의 토출 방향의 어긋남과, 착탄 위치의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은, 노즐 배열 방향의 셀 폭의 선정의 설명에 제공하는 도면이다.
도 9는, 허용할 수 있는 착탄 위치를 나타낸 도면이다.
도 10은, 실시 형태의 노즐 배열 방향에 있어서의 셀의 간격을 나타낸 도면이다.
도 11a는, 실시 형태에서 채용하는 셀의 형상의 후보예를 나타낸 도면이다.
도 11b는, 실시 형태에서 채용하는 셀의 형상의 후보예를 나타낸 도면이다.
도 11c는, 실시 형태에서 채용하는 셀의 형상의 후보예를 나타낸 도면이다.
도 11d는, 실시 형태에서 채용하는 셀의 형상의 후보예를 나타낸 도면이다.
도 12a는, 셀의 주사 방향의 폭을 변화시켰을 때의 액적의 모습을 나타낸 도면이다.
도 12b는, 셀의 주사 방향의 폭을 변화시켰을 때의 액적의 모습을 나타낸 도면이다.
도 12c는, 셀의 주사 방향의 폭을 변화시켰을 때의 액적의 모습을 나타낸 도면이다.
도 12d는, 셀의 주사 방향의 폭을 변화시켰을 때의 액적의 모습을 나타낸 도면이다.
도 13a는, 셀 내에 1방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 13b는, 셀 내에 1방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 14a는, 셀 내에 2방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 14b는, 셀 내에 2방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 15a는, 셀 내에 3방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 15b는, 셀 내에 3방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 16a는, 셀 내에 4방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 16b는, 셀 내에 4방울의 액적을 토출한 모습을 나타내는 도면이다.
도 17은, 액적의 경시적(經時的)인 형상 변화를 나타낸 도면이다.
도 18은, 실시 형태에서 이용하는 기판의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19는, 도 18의 평가 에어리어를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 20은, 셀 패턴을 노즐 배열 방향으로 시프트시킨 예를 나타내는 도면이다.
도 21은, 다른 셀 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 22는, 다른 셀 패턴의 예를 나타내는 도면이다.
도 23은, 기판에, 액적 관측 카메라에 의한 주사 방향 및/또는 노즐 배열 방향의 관측 위치를 보정하기 위한 마크를 형성한 예를 나타내는 도면이다.
도 24는, 기판에, 액적 관측 카메라에 의한 주사 방향 및/또는 노즐 배열 방향의 관측 위치를 보정하기 위한 마크 및 라인을 형성한 예를 나타내는 도면이다.
도 25는, 실시 형태에 있어서의, 노즐의 토출량의 조정을 행하여 표시 장치를 제조할 때까지의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
특허문헌 1-3과 같이 백색 간섭 현미경이나 공초점 레이저 현미경을 이용하여, 1노즐마다의 액적의 체적을 측정하면, 1노즐이 토출한 액적의 체적 측정에 수 초 걸린다. 이 때문에, 수만을 초과하는 노즐을 조정하는 경우, 수십 시간~수백 시간으로 많은 시간을 필요로 해 버려, 생산에 있어서의 가동률의 큰 폭의 저하로 이어지는 문제가 있다.
한편, 특허문헌 4에 기재되어 있는 바와 같이, 카메라 화상을 이용한 체적 측정을 행하면, 특허문헌 1-3과 비교하여, 체적 측정 및 체적 조정에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 그러나, 특허문헌 4에 기재된 카메라 화상을 이용한 체적 측정은, 1개의 셀에 복수의 노즐로부터 액적을 토출하고(예를 들면 1개의 셀에 3개의 노즐로부터 액적을 토출하고), 셀 간에서의 체적차가 작아지도록 노즐마다의 토출량을 조정하므로, 특허문헌 1-3과 같이 1노즐마다의 액적의 체적을 측정하고, 미리 그들의 체적을 균일화하도록 조정하는 경우와 비교하여, 범용성의 점에서 뒤떨어질 우려가 있다.
예를 들면, 잉크젯 장치에 있어서는, 각 셀에 할당하는 노즐의 조합을 변경하는 경우가 있고, 이와 같은 경우, 특허문헌 4에 기재된 기술에 있어서는, 셀 간에서 액적의 체적차가 발생할 우려가 있다. 예를 들면, 노즐의 경년 열화에 의하여, 어떤 셀에 할당되어 있었던 1개의 노즐의 토출 동작이 정지하거나, 셀 내에 액적을 토출할 수 없게 된 경우, 그 노즐 대신에 다른 대체 노즐을 그 셀에 할당하게 되지만, 원래의 노즐과 대체 노즐의 토출량은 같다고는 할 수 없다. 그 결과, 셀 간에서 액적의 체적차가 발생하여, 줄무늬 얼룩 등의 발광 불균일이 발생할 우려가 있다.
본 개시는, 이상의 점을 고려하여 이루어진 것이고, 1노즐 단위에서의 토출량의 조정을 적확하게 또한 단시간에 행할 수 있는, 잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판을 제공한다.
이하, 본 개시의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.
<1> 본 개시의 개요
도 1은, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, QLED, 마이크로 LED 등의 표시 장치의 컬러 필터 및 자발광부(R, G, B)를 제작할 때의 셀과 노즐의 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다. 디스플레이의 기판(워크라고 부를 수도 있다)(10)에는 복수의 셀(20)이 형성되어 있다. 잉크젯 헤드(30)에는 복수의 노즐(N1~N21)이 배치되어 있다.
1개의 셀(20)에는, 복수의 노즐이 할당되고, 복수의 노즐로부터의 액적이 도포된다. 예를 들면, 좌측 상부의 셀(20)에는 노즐 N1, N2, N3으로부터의 액적이 도포되고, 그 우측의 셀(20)에는 노즐 N5, N6, N7로부터의 액적이 도포되고, 그 우측의 셀(20)에는 노즐 N9, N10, N11로부터의 액적이 도포되고, 그 우측의 셀(20)에는 노즐 N13, N14, N15, N16으로부터의 액적이 도포되고, 그 우측의 셀(20)에는 노즐 N18, N19, N20으로부터의 액적이 도포되고, 그 우측의 셀(20)에는 노즐 N20, N21로부터의 액적이 도포된다.
여기서, 잉크젯 헤드(30)의 노즐(N1~N21)로부터는 예를 들면 R(적)의 잉크가 토출된다. 실제로는, 주사 방향(X방향)으로 R용 잉크젯 헤드(30)와 늘어서서, G(녹)용 잉크젯 헤드(도시하지 않음) 및 B(청)용 잉크젯 헤드(도시하지 않음)가 설치되어 있다. G용 잉크젯 헤드 및 B용 잉크젯 헤드는 각각, R용 잉크젯 헤드(30)와 동일하게 복수 노즐을 갖는다.
도면 중의 최상단의 셀(20)에는 상술한 바와 같이 R용 잉크젯 헤드(30)의 노즐로부터의 액적이 도포되고, 중단의 셀(20)에는 G용 잉크젯 헤드의 노즐로부터의 액적이 도포되고, 하단의 셀(20)에는 G용 잉크젯 헤드의 노즐로부터의 액적이 도포된다.
도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 1개의 셀(20)에는, 복수의 노즐이 할당되고, 복수의 노즐로부터의 액적이 도포된다. 여기서, 도면의 예에 있어서, 셀에 할당되는 노즐수가 상이한(도면의 예의 경우, 셀에 할당되어 있는 노즐이 2개, 3개 또는 4개의 3가지인) 것은, 다양한 이유에 의한다. 하나의 이유는, 셀마다 토출 가능한 노즐수가 상이하기 때문이다. 또한, 셀에 토출 가능한 노즐이 3개 있을 때에, 3개를 사용할 때도 있고, 셀에 토출 가능한 노즐이 3개 있었다고 하더라도, 2개만을 사용하는 경우도 있다. 예를 들면, 3개 중, 노즐의 토출 위치가 겹쳐 있는 경우나, 노즐의 토출 위치가 부적절한(끝에 있는) 경우나, 토출량이 충분한 경우 등은, 토출 가능한 노즐을 모두 사용한다고는 할 수 없다. 또한, 노즐에 따라 잉크의 토출량이 상이한 경우에, 셀에 할당하는 노즐수를 바꾸어, 각 셀(20)에 대한 잉크 도포량의 균일화를 도모하는 경우도 있다.
도 2는, 본 개시에 따른 노즐의 토출량 조정 시의, 셀과 노즐의 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
본 개시의 노즐의 토출량 조정에서는, 복수의 셀(20)이 형성된 기판(10)에 대하여, 복수의 노즐이 탑재된 잉크젯 헤드(30)로부터 셀(20)을 향하여 잉크를 토출하고, 그때의 셀(20) 내의 잉크의 도포 상태(체적)를 카메라 화상에 의거하여 측정한다. 이때, 1개의 셀(20)에 1개의 노즐로부터 잉크가 도포되도록 노즐을 선택한다. 이에 의하여, 다수의 노즐의 잉크 토출량을 일거에 측정할 수 있으므로, 1노즐 단위에서의 토출량의 조정을 적확하게 또한 단시간에 행할 수 있게 된다. 그 결과, 전체 노즐의 토출량을, 종래보다 단시간에 균일화할 수 있다.
즉, 상술한 특허문헌 1-3과 같은 백색 간섭 현미경이나 공초점 레이저 현미경을 이용한 노즐의 토출량 조정에서는, 1노즐씩의 체적 조정을 행하고 있었으므로, 방대한 시간을 필요로 하고 있었던 것에 대하여, 본 개시의 토출량 조정에서는, 기판(10) 상의 복수 셀(20)과 카메라 화상을 유효하게 활용함으로써, 단시간으로의 조정을 실현했다.
또, 본 개시에서는, 1개의 셀에 1개의 노즐로부터 잉크를 도포하여 카메라 화상에 의한 체적 측정을 행하는 처리를, 보다 적확하게 또한 단시간에 행할 수 있도록 하기 위하여, 다양한 구속 조건을 가미하여, 셀 패턴 등을 적정화하는 고안을 행했다.
<2> 잉크젯 장치의 개략 구성
도 3은, 본 실시 형태의 잉크젯 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 상면도이다.
잉크젯 장치(100)는, 주사 방향으로 연장되는 레일(110)과, 레일(110)을 따라 주사 방향으로 이동 가능한 스테이지(120)를 갖는다. 스테이지(120) 상에는 셀(20)(도 1, 도 2)이 형성된 기판(10)(도 1, 도 2)이 재치(載置)된다. 또, 잉크젯 장치(100)는, 잉크젯 헤드(30-1, 30-2, 30-3)와, 액적 관측 카메라(130)를 갖는다. 잉크젯 헤드(30-1, 30-2, 30-3) 및 액적 관측 카메라(130)는, 고정부(140)에 고정되어 있다.
잉크젯 헤드 30-1에는 R용 노즐이 배치되어 있고, 잉크젯 헤드 30-2에는 G용 노즐이 배치되어 있고, 잉크젯 헤드 30-3에는 B용 노즐이 배치되어 있다.
액적 관측 카메라(130)는, 노즐 배열 방향(Y방향)(부주사 방향이라고 할 수도 있다)으로 이동 가능하게 고정부(140)에 장착되어 있다. 액적 관측 카메라(130)는, 노즐 배열 방향으로 이동함으로써, 모든 셀(20)을 촬상 가능하다.
또한, 도 3에는 나타내어져 있지 않지만, 잉크젯 장치(100)는, 스테이지(120)의 주사 방향으로의 이동, 잉크젯 헤드(30-1, 30-2, 30-3) 내의 각 노즐의 잉크 토출 제어, 액적 관측 카메라(130)의 촬상 제어를 행하는 제어부를 갖는다.
또한, 도 3에서는, 잉크젯 헤드(30-1, 30-2, 30-3)를 고정하고, 인쇄 대상인 기판(예를 들면 표시 장치의 기판이나, 본 실시 형태에 따른 각 노즐의 토출 체적 조정용 기판)을 재치한 스테이지(120)를 주사 방향으로 이동시키는 구성을 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 스테이지(120)를 고정하고, 잉크젯 헤드(30-1, 30-2, 30-3)를 주사 방향으로 이동시키는 구성이어도 되고, 잉크젯 헤드(30-1, 30-2, 30-3)와 스테이지(120)의 양쪽 모두가 이동하는 구성이어도 된다. 또, 잉크젯 헤드의 수는 3개가 아니어도 되고, 예를 들면 복수의 잉크젯 헤드가 유닛화된 라인 헤드를 이용해도 된다.
도 4는, 잉크젯 장치(100)의 기능 블록도이다.
잉크젯 장치(100)는, 제어 장치(150)를 갖는다. 제어 장치(150)는 예를 들면 컴퓨터에 의하여 구현화되어 있다. 제어 장치(150)는, CPU(151), 기억부(152), 입력부(153) 및 표시부(154)를 갖는다.
기억부(152)에는, 제어 장치(150)에 접속된 스테이지(120), 잉크젯 헤드(30-1, 30-2, 30-3)의 노즐(N) 및 액적 관측 카메라(130)를 구동하기 위한 각 제어 프로그램과, 노즐(N)의 특성 데이터(전체 노즐의 압전 소자의 인가 전압과 액적 체적에 관한 특성 데이터)가 저장되어 있다.
잉크젯 장치(100)의 구동 시에는, CPU(151)는, 입력부(153)를 통하여 오퍼레이터에 의하여 입력된 지시와, 기억부(152)에 저장된 각 제어 프로그램에 의거하여 소정의 제어를 행한다.
제어부(161)는, 스테이지(120)의 모터(도시하지 않음)를 구동함으로써, 스테이지(120)의 주사 방향의 위치를 제어한다.
제어부(162)는, 각 노즐(N)의 압전 소자(도시하지 않음)에 인가하는 전압을 제어함으로써, DPN(Drive Per Nozzle) 처리를 행한다. CPU(151)와 제어부(162)의 연계에 의하여, 각 셀(120)에 대한 노즐(N)의 할당과, 노즐(N)로부터 토출되는 액적의 체적이 정해진다.
제어부(163)는, 액적 관측 카메라(130)를 제어함과 더불어, 액적 관측 카메라(130)에 의하여 얻어진 촬상 화상을 입력하여 CPU(151)에 보낸다.
액적 관측 카메라(130)는, 기판 상에 착탄한 액적을 상방으로부터 촬상한다. 촬상 화상은, CPU(151)에 보내진다. CPU(151)는, 촬상 화상으로부터 액적의 체적을 추정하고, 이 체적이 셀(120) 간에서 균일화하도록, 각 노즐(N)의 액적의 체적을 조정한다.
도 5는, 본 실시 형태에 따른 액적 관측 카메라(130)를 이용한 액적의 체적 측정의 원리의 설명에 제공하는 도면이다.
동축 조명(131)에 의하여 액적(50)에 광을 조사했을 때의 화상을 액적 관측 카메라(130)로 촬상한다. 또한, 도면에서는, 편의상, 동축 조명(131)을 기판(10)의 이면(裏面) 측에 나타냈지만, 실제로는, 동축 조명(131)은, 기판(10)의 표면 측으로부터 하프 미러(도시하지 않음) 등을 통하여 액적(50)에 광을 조사한다. 액적 관측 카메라(130)에는, 액적(50)으로부터의 반사광이 입사된다. 이때, 액적(50)의 평탄한 두정부(頭頂部)에서 반사된 광은 액적 관측 카메라(130)의 방향을 향하므로, 액적 관측 카메라(130)에서 밝게 측정된다. 한편, 액적(50)의 경사 부분에서 반사된 광은, 경사가 클수록, 액적 관측 카메라(130)에는 들어가지 않고, 그 결과, 경사가 클수록, 어두운 화상이 얻어진다.
여기서 액적(50)의 체적이 클수록, 셀(120) 내에서 액적(50)이 솟아올라, 액적(50)의 경사가 커진다. 따라서, 액적(50)의 체적이 클수록, 액적 관측 카메라(130)에서 어두운 화상이 얻어진다. CPU(151)는, 액적 관측 카메라(130)의 화상의 명암의 정도에 의거하여, 액적(50)의 체적을 추정한다.
<3> 노즐의 착탄 위치의 편차에 대한 대책
본 실시 형태에 따른 각 노즐(N)의 토출량 조정에서는, 1개의 셀에 1개의 노즐로부터 액적을 착탄시킬 것이 요구된다. 여기에서는, 노즐의 토출 각도의 편차를 배려하여, 1개의 셀에 1개의 노즐로부터의 액적을 착탄시키는 토출 제어에 대하여 설명한다. 또, 노즐의 설계 위치로부터의 어긋남이나 토출 각도의 편차를 배려한 셀(20)의 셀 폭에 대하여 설명한다.
도 6은, 노즐(N)로부터 토출되는 액적(50)의 토출 각도의 편차의 모습을 나타내는 도면이다. 도면에서는, 각도 θ의 범위에서 액적(50)의 토출 방향이 불균일해지는 것이 나타내어져 있다. 토출 각도의 편차는, 착탄 정밀도의 악화 요인이 된다. 토출 각도의 편차는, 주사 방향(X방향) 및 노즐 배열 방향(Y방향)의 양쪽 모두에서 발생할 수 있다.
주사 방향으로의 편차는, 미리 착탄 위치의 어긋남량을 측정하고, 이 어긋남량을 상쇄하는 것과 같은 타이밍에서의 토출 제어를 행함으로써 보정할 수 있다. 한편, 주사 방향과 직교하는 노즐 배열 방향으로의 편차는, 액적(50)을 토출하는 노즐(N)을 변경함으로써 보정할 수 있다. 예를 들면, 도 2의 좌측 상부의 셀(20)에는 직상(直上)의 노즐 N1로부터의 액적(50)을 착탄시키도록 하고 있지만, 노즐 N2로부터의 액적을 착탄시키도록 해도 된다.
도 7은, 노즐의 위치 및 노즐의 토출 방향의 어긋남과, 착탄 위치의 관계를 나타낸 도면이다. 도면 중의 부호 P0은 노즐의 설계 위치를 나타내고, 도면 중의 부호 P1, P2는 실제의 노즐 위치를 나타낸다. 여기서, 노즐은, 열신축이나 조립 정밀도에 기인하여, 노즐 배열 방향으로 어긋나는 경우가 있다. 이 경우, 어떤 셀(20)에 대하여 그 셀(20)의 중심 위치에 설계 위치(P0)가 있는 노즐을 선택했다고 하더라도, 셀(20)의 중심과 노즐의 위치는 어긋난다. 또한, 토출 각도의 편차를 더한 분만큼 액적(50)의 착탄 위치는 어긋난다.
예를 들면, 설계 위치(P0)로부터의 노즐 배열 방향으로의 실제 노즐 위치(P1, P2)의 어긋남량을 “A”로 하고, 토출 각도의 편차에 따른 착탄 위치의 어긋남 폭을 “B”로 하면, 셀(20)의 노즐 배열 방향의 폭은, (A×2+B×2) 이상인 것이 바람직하다. 또한, 액적(50)의 직경을 “R”로 하면, 셀(20)의 노즐 배열 방향의 폭은, (A×2+B×2+R) 정도인 것이 바람직하다.
여기서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 액적(50)의 착탄 정밀도는, 규격에 의하여, 설계 노즐 위치(P0)로부터 ΔX±σ=±30μm의 범위 내에 들어가는 것이 정해져 있다. 액적(50)의 직경(R)은, R=20μm 정도이다. 따라서, 노즐 배열 방향의 셀(20)의 폭은, 60~80μm인 것이 바람직하다.
이와 같은 셀 폭의 셀(20)을 이용함으로써, 1개의 셀에 1개의 노즐로부터 액적을 착탄시킬 때에, 노즐이 설계 위치로부터 어긋나거나, 토출 각도가 불균일해진 경우여도, 그 어긋남이나 편차가 규격으로 정해진 범위 내이면, 확실히 목표의 셀 내에 액적을 착탄시킬 수 있게 된다.
도 9는, 허용할 수 있는 착탄 위치를 나타낸 도면이다. 노즐로부터 토출한 액적(50)이, 목표의 셀(20) 내에 모두 들어가기 위해서는, 액적(50)의 중심이 목표의 셀(20) 내에 있고, 또한, 액적(50)이 인접 셀(20)과 충분히 거리가 떨어져 있을 필요가 있다. 구체적으로는, 적어도 액적(50)의 중심이 목표의 셀(20) 내에 있고, 또한 액적(50)의 외경이 셀(20) 간의 중심(도면 중의 점선)을 초과하고 있지 않고, 액적(50)이 목표의 셀(20) 내에만 들어가는 위치 관계일 필요가 있다. 상술한 바와 같이, 주사 방향으로의 위치 조정은, 미리 착탄 위치의 어긋남량을 측정하고, 이 어긋남량을 상쇄하는 것과 같은 타이밍에서의 토출 제어에 의하여 실현할 수 있다. 한편, 주사 방향과 직교하는 노즐 배열 방향으로의 위치 조정은, 액적(50)을 토출하는 노즐을 변경함으로써 실현할 수 있다.
<4> 셀의 간격
도 10은, 본 실시 형태의 노즐 배열 방향에 있어서의 셀(20)의 배치 간격(피치)을 나타낸 도면이다. 본 실시 형태에서는, 셀(20)의 배치 간격(피치)이 설계 노즐 간격의 정수배로 되어 있다. 즉, 셀 간 피치(노즐 배열 방향에서의 셀(20)의 중심 간의 거리)=M(정수)×설계 노즐 간격으로 되어 있다.
이와 같이 하면, 균등한 간격의 노즐을 선택하여 셀에 대한 할당을 행하는 경우에, 셀에 대한 누락이 없는 노즐 할당이 가능해진다. 그 결과, 효율적으로 모든 노즐의 체적 조정을 실현할 수 있게 된다.
셀을 배열한 기판(10)을 제작할 때에는, 기판의 설계 제작상, 제작 가능한 분해능이라고 하는 구속 조건이 발생한다. 예를 들면, 기판 제작의 최소 분해능이 0.25μm인 것에 대하여, 노즐 간격이 21.2345μm 등인 경우이다. 그 경우에는, 설계 노즐 간격의 정수배의 수치를 분해능에 맞추어 올림 혹은 내림을 하면 된다. 또는, 설계 노즐 간격을 21.25μm 등으로 반올림하여 계산하고, 1μm 단위의 오차 이하가 되도록 조정하면 된다.
즉, 복수의 셀의 노즐 배열 방향의 배치 간격은, 반드시 설계 노즐 간격의 정수배일 필요는 없고, 설계 노즐 간격에 의거하여 결정되어 있으면 된다.
<5> 셀의 형상
도 11a-도 11d는, 실시 형태에서 채용하는 셀(20)의 형상의 후보예를 나타낸 도면이다. 본 실시 형태에서 이용하는 셀(20)은, 액적(50)의 젖음 확산성을 고려한 사이즈 및 형상으로 되어 있다.
여기서, 셀(20)의 코너부에서는, 액적(50)의 표면 장력이나, 기판(10)의 친수성(발수성)의 상태의 영향에 의하여, 액적(50)은 균일하게 젖음 확산되기 어렵다. 특히, 셀(20)의 코너부가 직각이면, 액적(50)의 젖음 확산이 셀(20)마다 상이해져 버릴 가능성이 높아진다. 액적(50)의 젖음 확산이 셀(20)마다 상이하면, 셀(20)에 액적(50)이 착탄했을 때의 상태를 액적 관측 카메라(130)로 관측했을 때, 촬상 화상은, 체적의 차보다, 젖음 확산의 상태차의 영향을 많이 받아 버린다. 이를 고려하여, 본 실시 형태에서는, 셀(20)의 코너부는 곡률을 갖는 형상으로 되어 있다. 이에 의하여, 셀(20) 간에서의 액적(50)의 젖음 확산의 차를 작게 할 수 있고, 액적(50)의 체적의 차가 반영된 촬상 화상을 얻을 수 있다.
도 11a는, 셀(20)의 형상을, 디스플레이 셀 특유의 주사 방향의 폭이 노즐 배열 방향의 폭보다 짧은 장방형 형상을 기본으로 하면서, 코너부를 원형으로 한 예이다. 도 11b는, 주사 방향의 폭을 도 11a보다 넓히고, 곡률을 도 11a와 동등하게 한 예이다. 도 11c는, 도 11b로부터 코너부의 곡률을 최대까지 넓힌 예이다. 도 11d는, 주사 방향의 폭을 유지하면서, 곡률을 최대까지 넓힌 예이다.
액적(50)의 젖음 확산의 균일성을 고려하면, 도 11d의 형상이 가장 이상적이 된다. 한편, 셀(20)의 주사 방향의 폭이 커질수록, 촬상 화상에 있어서, 체적의 차가 콘트라스트의 차로서 나타나기 어려워진다. 따라서, 셀(20)의 형상으로서는, 도 11a의 예와 같이, 코너부에 곡률을 가지면서도, 주사 방향의 폭이 너무 크지 않은 것이 바람직하다.
도 12a-도 12d는, 셀(20)의 주사 방향(X방향)의 폭을 변화시켰을 때의 액적(50)의 모습을 나타낸 도면이다. 셀(20)의 사이즈는, 액적(50)에 있어서의 3~5퍼센트 이하의 체적의 차가, 촬상 화상의 콘트라스트의 차로서 검출할 수 있는 것인 것이 바람직하다.
액적(50)이 셀(20) 중에서 그리는 곡률 반경이 보다 작고, 이 곡률 반경이 작은 만곡 상태를 보다 넓게 확보하면, 액적(50)의 체적차가 촬상 화상의 콘트라스트의 차로서 선명히 나타난다. 이를 고려하여, 본 실시 형태에서는, 가능한 한 주사 방향의 폭이 작은 셀(20)을 이용한다. 예를 들면, 도 12a의 예에서는, 액적(50)의 곡률 반경이 작으므로, 체적±2%까지의 차를 검출할 수 있다. 도 12a→도 12b→도 12c→도 12d의 순으로 액적(50)의 곡률 반경이 커지므로, 검출할 수 있는 액적(50)의 체적차의 정밀도는 저하한다. 도 12d의 예에서는, 촬상 화상에 있어서의 콘트라스트의 차가 불선명해져, ±5%의 체적차를 검출하는 것도 곤란해진다. 이와 같이, 주사 방향의 셀 폭에 따라 검출 가능한 체적의 정밀도가 바뀌고, 조정 가능한 체적의 정밀도도 바뀐다.
이를 고려하면, 체적 추정 정밀도를 올리고자 한다면, 셀(20)의 단변 방향(주사 방향)의 길이를 짧게 하면 된다. 환언하면, 복수의 셀(20)의 단변 방향(주사 방향)의 길이는, 체적 추정 정밀도에 의거하여 결정되는 것이 바람직하다.
<6> 1셀에 대하여 토출하는 액적수
본 실시 형태에서는, 노즐로부터의 액적 체적차를 확대하기 위하여, 1노즐 당 1셀에, 보다 많은 액적을 토출하는 것을 제안한다.
실제상, 1셀 내에 토출 가능한 액적수는, 잉크젯 장치(100)의 액적의 토출 주기와 분해능에 의하여 정해진다. 또, 액적의 크기에 따라 1셀에 넣을 수 있는 액적수도 한정된다.
도 12a-도 12d를 이용하여 설명한 바와 같이, 액적(50)의 체적이 같으면(셀 내에 토출하는 액적수가 같으면), 셀(20)의 면적이 작을수록, 셀(20) 내에서의 액적(50)의 곡률 반경이 작아지므로, 선명한 콘트라스트의 촬상 화상을 얻을 수 있다.
한편, 도 13a, 도 13b, 도 14a, 도 14b, 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b에 나타낸 바와 같이, 셀(20)의 면적이 커졌다고 하더라도, 그것에 따라 셀(20)에 토출하는 액적(50)의 수를 증가시키면, 셀(20) 내에서의 액적(50)의 곡률 반경이 작아지므로, 선명한 콘트라스트의 촬상 화상을 얻을 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 각각, 셀(20) 내에 1방울의 액적(50)을 토출한 모습을 나타내는 도면이다. 도 14a 및 도 14b는 각각, 셀(20) 내에 2방울의 액적(50)을 토출한 모습을 나타내는 도면이다. 도 15a 및 도 15b는 각각, 셀(20) 내에 3방울의 액적(50)을 토출한 모습을 나타내는 도면이다. 도 16a 및 도 16b는 각각, 셀(20) 내에 4방울의 액적(50)을 토출한 모습을 나타내는 도면이다. 도 13b, 도 14b, 도 15b, 도 16b에는, 실제의 액적 형상(50-1)과 이상적인 액적 형상(50-2)도 나타내어져 있다.
1셀 내에 토출 가능한 액적수는, 잉크젯 장치(100)의 액적의 토출 주기와 분해능에 의하여 정해지고, 한계가 있으므로, 단위 면적당 액적수가 보다 많고 또한 셀 내의 도포 형상이 보다 곡률 반경이 작아지도록, 셀(20)의 폭을 설정할 필요가 있다.
가령, 연속 토출 가능한 간격이 10μm이고, 착탄 정밀도가 ±5μm로 한 경우, 주사 방향의 폭이 10μm인 셀(20)에 대해서는, 1방울이 상한이 된다(도 13a 참조). 주사 방향의 폭이 20μm인 셀(20)에 대해서는, 2방울이 상한이 된다(도 14a 참조). 주사 방향의 폭이 30μm인 셀(20)에 대해서는, 3방울이 상한이 된다(도 15a 참조). 주사 방향의 폭이 40μm인 셀(20)에 대해서는, 4방울이 상한이 된다(도 16a 참조).
셀(20)에 액적(50)이 들어갔을 때의 뱅크와 액적(50)의 접촉각이 정해져 있을 때, 셀(20) 내에 들어가는 최대 액적수는 연산에 의하여 구할 수 있다. 덧붙여서, 기판(10)과 액적(50)의 젖음 특성에 의하여 접촉각이 정해지고, 접촉각에 의하여 셀(20)에 넣을 수 있는 액적(50)의 최대량이 정해진다. 셀(20)을 가득 채우는 데에 필요로 하는 액적수는, 셀 폭에 대하여 대략 2차 함수적으로 증가한다. 이를 고려하여, 셀 폭에 따른 최적인 액적수를 선택하는 것이 바람직하다.
<7> 액적의 건조에 대한 대책
도 17은, 액적(50)의 경시적인 형상 변화를 나타낸 도면이다. 특히 비점이 낮은 용매 잉크를 이용한 경우에는, 시간 경과와 함께 용매가 휘발하여, 액적(50)이 작아진다. 그 결과, 시간 경과와 함께 액적(50)의 곡률 반경이 커져 가고, 촬상 화상의 콘트라스트가 불선명해진다. 최종적으로 셀(20) 내의 액적(50)의 막 두께는 수십~백 수십μm의 평탄한 상태가 되어, 체적차를 일절 검출할 수 없게 된다.
이를 고려하여, 액적 관측 카메라(130)에 있어서의 평가를 1패스로 신속하게 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 사용하는 잉크에도 의존하지만, 60초 이내에 인쇄를 행하고, 그 직후에 액적 관측 카메라(130)에 의하여 1도의 관측 동작으로 모든 셀(20)을 관측하는 것이 바람직하다.
<8> 기판의 구성
본 실시 형태에서 사용하는 기판(10)의 구성에 대하여, 도 18-도 24를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 각 노즐(N)의 토출량을 관측하기 위한 기판(10)을 이용한다. 본 실시 형태에서는, 노즐로부터의 토출량을 단시간에 높은 정밀도로 검출하기 위하여, 특히, 셀(20)의 패턴 등이 최적화된 전용 기판을 제안한다.
도 18은, 실시 형태에서 이용하는 기판(10)의 일례를 나타내는 도면이다. 기판(10)은, 상술한 바와 같은 토출량 조정을 행하기 위한 토출량 조정용 셀(20)이 형성된 평가 에어리어(200)와, 평가 에어리어(200)의 주위에 형성된 더미 에어리어(300)를 갖는다. 더미 에어리어(300)에는, 평가 에어리어(200)와 동일한 셀 패턴이 형성되어 있다. 이와 같이 함으로써, 평가 에어리어(200)에 도포된 잉크의 건조를 지연시킬 수 있다. 또한, 더미 에어리어(300)에는, 평가 에어리어(200)와 동일한 셀 패턴을, 세로, 가로의 양쪽 모두, 또는 어느 한쪽에 적어도 1열 이상 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 더미 에어리어(300)에는, 평가 에어리어(200)의 셀(20)에 토출된 잉크의 건조를 방지할 수 있는 잉크가 토출되어 있으면 되고, 더미 에어리어(300)에는, 셀이 형성되어 있지 않아도 된다.
도 19는, 도 18의 평가 에어리어(200)를 확대하여 나타낸 도면이다. RGB의 3색 잉크를 이용하는 잉크젯 장치에 있어서는, RGB 각각의 노즐의 토출량을 조정할 필요가 있다. 토출량 조정 시간을 단축하기 위해서는, RGB 각각의 노즐의 토출량의 조정을 동시에 행할 수 있는 것이 바람직하다. 도 19에 나타낸 바와 같이, R용과 G용과 B용의 토출량 조정용 셀 패턴을, 각 색마다의 조건이 동등해지도록 할당하도록 하면, RGB 각각의 노즐의 토출량의 조정을 동시에 행할 수 있게 된다.
도 20은, 셀 패턴을 노즐 배열 방향(Y방향)으로 시프트시킨 예를 나타내는 도면이다. 도 19와 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 도 20의 셀 패턴은, 주사 방향의 위치에 따라 노즐 배열 방향(Y방향)으로 시프트되어 있다. 구체적으로는, 주사 방향으로 인접하는 셀 간에서는, 셀(20)의 위치가 노즐(N)의 피치분만큼 노즐 배열 방향(Y방향)으로 시프트되어 있다. 이에 의하여, 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, R 잉크, G 잉크, B 잉크를 모아진 영역의 셀(20)에 도포할 수 있고, 같은 색의 잉크의 토출량의 평가를 근방의 셀(20)의 관측에 의하여 행할 수 있게 된다.
도 21은, 다른 셀 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 도 21의 셀 패턴은, 도 19의 셀 패턴과 도 20의 셀 패턴을 조합한 패턴을 갖는다.
도 22는, 다른 셀 패턴의 예를 나타내는 도면이다. 도 22의 셀 패턴은, 도 20의 셀 패턴을 주사 방향으로 복수 형성한 것이다. 도 22의 셀 패턴을 이용하여, RGB의 3헤드분의 각 노즐의 토출량의 관측을 복수 회(도 5의 예에서는 5회) 행한다. 이와 같이 함으로써, 같은 노즐의 토출량을 복수 회 샘플링함으로써, 토출량 검출의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 셀의 제조 오차에 의한 토출량 검출에 대한 악영향을 저감시킬 수 있다.
도 23은, 기판(10)에, 액적 관측 카메라(130)에 의한 주사 방향 및/또는 노즐 배열 방향의 관측 위치를 보정하기 위한 마크(400)를 형성한 예이다. 도 24는, 추가로, 주사 방향의 관측 위치를 보정하기 위한 라인(500)을 형성한 예이다.
액적 관측 카메라(130)에 의한 관측 위치를, 마크(400)나 라인(500)을 기준으로 하여 보정함으로써, 관측계의 주행벽 등의 변형에 의하여, 관측 위치가 어긋나 있었다고 하더라도, 셀 위치를 올바르게 검출하여 올바른 관측을 행할 수 있게 된다. 마크(400)로서는, 예를 들면 100μm 정도의 원형의 마크를, 노즐 배열 방향으로 1mm의 등간격으로 배치한다. 라인(500)으로서는, 폭이 좁은 선이나, 셀 패턴을 덮는 선 등을 이용할 수 있다.
<9> 전체 노즐의 DPN을 조정하여 표시 장치를 제조할 때까지의 흐름
도 25는, 본 실시 형태에 있어서의, 노즐의 토출량의 조정을 행하여 표시 장치를 제조할 때까지의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
우선, 단계 S1에 있어서, 대표 셀에 대한, 휘도와 토출 체적의 관계를 측정한다. 구체적으로는, 셀 내의 휘도와, 백색 간섭 현미경으로 측정한 노즐 토출 체적의 상관 관계를 측정한다. 이 측정은, 적어도 1개의 노즐을 이용하여 행한다.
이어서, 단계 S2에 있어서, 목표 체적과 허용 범위를 결정한다. 구체적으로는, 단계 S1에서 측정한 상관 관계의 데이터를 토대로, 각 셀에 토출되는 잉크의 목표 체적과, 각 셀 간에 있어서의 체적 편차의 허용 범위를 결정한다.
이어서, 상술한 항목 <1>-<8>에서 설명한 1개의 셀에 1개의 노즐로부터 잉크를 토출하는 기술을 이용하여, 결정한 목표 체적으로 각 노즐로부터 잉크가 토출되도록, 전체 노즐의 토출 전압을 조정한다.
우선, 단계 S3-1에 있어서, CPU(151) 및 제어부(162)에 의하여 노즐(N)의 토출 전압을 설정한다. 이어서, 단계 S3-2에 있어서, CPU(151) 및 제어부(162)의 제어에 의하여, 1개의 셀에 1개의 노즐을 할당하여 잉크를 토출한다. 이어서, 단계 S3-3에 있어서, CPU(151) 및 제어부(163)의 제어에 의하여, 잉크가 토출된 셀을 액적 관측 카메라(130)에 의하여 촬상한다.
계속되는 단계 S3-4에서는, CPU(151)는, 카메라(130)가 촬상한 화상(잉크 화상)으로부터 휘도를 특징량으로서 추출하여, 각 셀에 토출된 잉크의 체적을 추정한다. CPU(151)는, 추정한 각 셀에 토출된 잉크 체적을 비교하여, 셀 간의 체적차가 허용 범위 내인지 여부를 판정한다. 이 허용 범위로서, 단계 S2에서 결정한 것이 이용된다. 계속되는 단계 S3-4에 있어서, 셀 간의 체적차가 허용 범위 내가 아닌 판정 결과가 얻어진 경우(단계 S3-4; NO), 처리는 단계 S3-1로 되돌아오고, 단계 S3-1에서, 셀 간의 체적차가 작아지도록 각 노즐에 새로운 토출 전압을 설정한다. 단계 S3-4에 있어서 셀 간의 체적차가 허용 범위 내인 판정 결과가 얻어질 때까지, 단계 S3-1~S3-4의 루프가 반복된다. 단계 S3-4에서 긍정 결과가 얻어지면, 처리는 단계 S3-5로 진행되고, 당해 단계 S3-5에 있어서 CPU(151)가 노즐의 토출 전압을 기억부(152)에 기억한다.
단계 S3-1~S3-5의 처리는, 1개의 셀에 1개의 노즐로부터 잉크를 토출하고 카메라 화상에 의한 체적 측정(휘도 측정에 상당한다)을 행하면서, 소정의 셀 내 휘도를 타깃으로 하고, 또한, 인접하는 셀 간의 휘도의 차가 최소화되는 처리를, 전체 노즐에 대하여 행하여, 전체 노즐의 토출 전압을 조정하고 있다고 할 수도 있다.
이어서, 단계 S4에 있어서, 잉크젯 장치(100)는, 단계 S3-5에 있어서 기억한 노즐의 토출 전압으로 각 노즐(N)을 구동하면서, 제조 대상의 디스플레이용 셀에 잉크를 토출한다. 이에 의하여, 예를 들면 표시 장치의 컬러 필터 및 자발광부(R, G, B) 등을 제조한다. 또한, 단계 S4의 처리에서는, 단계 S3-1~S3-5와는 상이하고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 1개의 셀에 하나 또는 복수의 노즐(N)이 할당된다.
본 실시 형태의 하나의 특징은, 전체 노즐의 DPN을 조정할 때에(단계 S3-1~S3-4를 행할 때에), 제조 대상의 디스플레이용 셀에 잉크를 토출할 때(단계 S4), 셀과 노즐(N)의 대응 관계를 일부러 상이하게 하고 있는 것이라고 할 수 있다. 또한, 제조 대상의 장치는, 디스플레이 등의 표시 장치뿐만 아니라, 태양 전지나 반도체 등이어도 된다.
즉, 장치 제조 시에, 장치 제조용 복수의 셀 각각에 대하여, 하나 또는 복수의 노즐이 할당되고, 잉크가 토출된다. 한편, 토출량 조정 시에는, 토출량 조정용 복수의 셀(20) 각각에 대하여, 1개의 노즐이 할당되고, 잉크가 토출된다. 또한, 토출량 조정용 셀(20)은, 장치 제조용 복수의 셀이 형성된 기판에 형성되어도 된다. 또, 토출량 조정용 셀(20)만이 형성된 기판을 준비하고, 토출량 조정 시와, 장치 제조 시에서 상이한 기판을 사용해도 된다.
<10> 정리
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 기판(10)에 형성된 복수의 셀(20)에, 복수의 노즐(N)로부터 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드(30)와, 복수의 셀(20)에 토출된 잉크를 촬상하는 카메라(액적 관측 카메라(130))와, 복수의 셀(20) 각각에 대한 복수의 노즐(N) 각각의 위치, 및, 복수의 노즐(N) 각각으로부터의 잉크의 토출을 제어하는 제어부(CPU(151), 제어부(161, 162))를 갖고, 제어부(CPU(151), 제어부(161, 162))는, 복수의 셀(20)에 대하여, 1개의 셀(20)에 대하여 1개의 노즐(N)로부터 잉크가 토출되도록, 상기 위치 및 상기 토출을 제어하고, 복수의 셀(20)에 잉크가 토출된 후에 카메라(액적 관측 카메라(130))가 촬상한 잉크 화상에 의거하여, 셀(20) 간의 잉크의 체적의 차가 작아지도록, 1노즐마다의 잉크 토출량을 조정한다.
이에 의하여, 1노즐 단위에서의 토출량의 조정을 적확하게 또한 단시간에 행할 수 있게 된다. 그 결과, 모든 노즐의 토출량의 균일화도 용이해지고, 예를 들면 대체 노즐을 할당한 경우여도, 액적의 체적차가 발생하지 않아, 줄무늬 얼룩 등의 발광 불균일이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 복수의 셀(20)은, 잉크젯 헤드(30)의 주사 방향 및 노즐 배열 방향으로 각각 복수 개 늘어서서 형성되어 있고, 복수의 노즐(N)은, 노즐 배열 방향으로 복수 개 늘어서서 설치되어 있고, 노즐 배열 방향에 있어서의 노즐의 개수는, 노즐 배열 방향에 있어서의 셀(20)의 수보다 많아, 각 셀(20)에 토출 가능한 복수의 노즐 중 1개를 선택하고, 선택한 1개의 노즐(N)로부터 잉크를 토출시킨다.
또, 제어부(CPU(151), 제어부(162))는, 도 13a, 도 13b, 도 14a, 도 14b, 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b에서 설명한 바와 같이, 1개의 셀(20)에 1개의 노즐로부터 복수 방울의 잉크가 도포되도록, 토출을 제어한다.
또, 제어부(CPU(151), 제어부(162))는, 각 셀(20)에 토출 가능한 복수의 노즐(N) 중 1개를 선택하고, 선택한 1개의 노즐(N)로부터 잉크를 토출시킨다.
또, 도 13a, 도 13b, 도 14a, 도 14b, 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b에서 설명한 바와 같이, 1개의 셀(20)에 1개의 노즐(N)로부터 토출하는 잉크의 액적수는, 셀(20)의 형상에 의거하여 결정된다.
또, 도 13a, 도 13b, 도 14a, 도 14b, 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b에서 설명한 바와 같이, 1개의 셀(20)에 1개의 노즐(N)로부터 토출하는 잉크의 액적수는, 셀(20)이 클수록 많다.
또, 본 실시 형태의 기판(10)은, 도 1 등에 나타낸 바와 같이, 잉크젯 헤드(30)로부터 토출되는 잉크의 토출량을 조정하기 위한 복수의 셀(20)을 구비하고, 복수의 셀(20)은, 잉크젯 헤드(30)가 구비하는 복수의 노즐(N)과 1 대 1로 대응하고 있고, 복수의 노즐(N)은, 각각, 복수의 셀(20) 중 적어도 1개의 셀(20)과 대응하고 있다. 복수의 셀은, 각각, 대응하는 노즐로부터 상기 잉크가 토출된다.
또, 기판(10)은, 도 20 등에서 나타낸 바와 같이, 복수의 셀이, 주사 방향의 위치에 따라 노즐 배열 방향으로 시프트되어 있다.
또, 기판(10)은, 복수의 셀(20) 중 주사 방향으로 인접하는 셀(20)이, 설계 노즐 간격분 시프트되어 있다.
또, 기판(10)은, 복수의 셀(20)의 노즐 배열 방향의 배치 간격이, 설계 노즐 간격에 의거하여 결정된다.
또, 기판(10)은, 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한 바와 같이, 복수의 셀(20)의 노즐 배열 방향의 길이가, 잉크의 착탄 오차(예를 들면, 상술한 어긋남 A+B) 및 잉크의 액적경(R)에 의거하여 결정된다.
또, 기판(10)은, 도 12a-도 12d를 이용하여 설명한 바와 같이, 복수의 셀(20)의 단변 방향의 길이는, 체적 추정 정밀도에 의거하여 결정된다.
또, 기판(10)은, 도 13a, 도 13b, 도 14a, 도 14b, 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b로부터 알 수 있는 바와 같이, 복수의 셀(20)의 주사 방향의 길이가, 복수의 셀(20)에 토출되는 잉크의 액적수에 의거하여 결정된다.
또, 기판(10)은, 도 18을 이용하여 설명한 바와 같이, 건조 방지용 더미 에어리어(300)를 구비한다.
또, 기판(10)은, 도 18-도 22 등으로부터 알 수 있는 바와 같이, 복수의 셀(20)이, 상이한 잉크(R, G, B)를 토출하는 복수의 잉크젯 헤드에 각각 대응한다.
또, 기판(10)은, 도 23 및 도 24를 이용하여 설명한 바와 같이, 카메라(액적 관측 카메라(130))에 의한 주사 방향 또는 노즐 배열 방향의 촬상 위치를 보정하기 위한 마크(400)를 갖는다.
또한, 상기 실시 형태는, 모두 본 발명을 실시함에 있어서의 구체화의 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 이들에 의하여 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안 되는 것이다. 즉, 본 발명은 그 요지, 또는, 그 주요한 특징으로부터 벗어나는 일 없이, 다양한 형태로 실시할 수 있다.
본 개시의 잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판에 의하면, 1노즐 단위에서의 토출량의 조정을 적확하게 또한 단시간에 행할 수 있게 된다.
본 개시의 잉크젯 장치, 제어 방법, 및, 기판은, 1노즐 단위에서의 토출량의 조정을 적확하게 또한 단시간에 행할 수 있고, 예를 들면 디스플레이 패널 제조에 적용하기에 적합하다.
10: 기판
20: 셀
30, 30-1, 30-2, 30-3: 잉크젯 헤드
50: 액적
100: 잉크젯 장치
110: 레일
120: 스테이지
130: 액적 관측 카메라
150: 제어 장치
161, 162, 163: 제어부
200: 평가 에어리어
300: 더미 에어리어
400: 마크
500: 라인
N: 노즐

Claims (12)

  1. 기판에 형성된 복수의 셀에, 복수의 노즐로부터 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와,
    상기 복수의 셀에 토출된 잉크를 촬상하는 카메라와,
    상기 복수의 셀 각각에 대한 상기 복수의 노즐 각각의 위치, 및, 상기 복수의 노즐 각각으로부터의 잉크의 토출을 제어하는 제어부
    를 갖고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 셀에 대하여, 1개의 셀에 대하여 1개의 노즐로부터 잉크가 토출되도록, 상기 위치 및 상기 토출을 제어하고,
    상기 복수의 셀에 상기 잉크가 토출된 후에 상기 카메라가 촬상한 잉크 화상에 의거하여, 셀 간의 잉크의 체적의 차가 작아지도록, 1노즐마다의 잉크 토출량을 조정하는,
    잉크젯 장치.
  2. 복수의 노즐을 구비하는 잉크젯 장치의 제어 방법으로서,
    기판에 형성된 복수의 셀에 대하여, 1개의 셀에 1개의 노즐로부터 잉크를 토출하고,
    상기 복수의 셀에 토출된 잉크를 카메라에 의하여 촬상하고,
    상기 카메라가 촬상한 잉크 화상에 의거하여, 셀 간의 잉크의 체적의 차가 작아지도록, 1노즐마다의 잉크 토출량을 조정하는,
    제어 방법.
  3. 잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크의 토출량을 조정하기 위한 복수의 셀을 구비하고,
    상기 복수의 셀은, 상기 잉크젯 헤드가 구비하는 복수의 노즐과 1 대 1로 대응하고 있고,
    상기 복수의 노즐은, 각각, 복수의 셀 중 적어도 1개의 셀과 대응하고 있는,
    기판.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 셀은, 주사 방향의 위치에 따라 노즐 배열 방향으로 시프트되어 있는, 기판.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 복수의 셀 중 상기 주사 방향으로 인접하는 셀은, 설계 노즐 간격분 시프트되어 있는, 기판.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 셀의 노즐 배열 방향의 배치 간격은, 설계 노즐 간격에 의거하여 결정되는, 기판.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 셀의 노즐 배열 방향의 길이는, 상기 잉크의 착탄 오차 또는 상기 잉크의 액적경에 의거하여 결정되는, 기판.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 셀의 단변 방향의 길이는, 체적 추정 정밀도에 의거하여 결정되는, 기판.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 셀의 주사 방향의 길이는, 상기 복수의 셀에 토출되는 상기 잉크의 액적수에 의거하여 결정되는, 기판.
  10. 청구항 3에 있어서,
    건조 방지용 더미 에어리어를 추가로 구비하는, 기판.
  11. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 셀은, 상이한 상기 잉크를 토출하는 복수의 상기 잉크젯 헤드에 각각 대응하는, 기판.
  12. 청구항 3 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    카메라에 의한 주사 방향 또는 노즐 배열 방향의 촬상 위치를 보정하기 위한 마크를 갖는, 기판.
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