WO2010004995A1 - 印刷装置、成膜方法 - Google Patents

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substrate
control signal
nozzle
light
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真介 井口
厳 藤井
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株式会社アルバック
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    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/201—Filters in the form of arrays
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2139—Compensation for malfunctioning nozzles creating dot place or dot size errors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/2142—Detection of malfunctioning nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/084—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to condition of liquid or other fluent material already sprayed on the target, e.g. coating thickness, weight or pattern

Definitions

  • the present invention relates to an ink ejection technique, and more particularly to a technique for ejecting fluorescent ink for a self-luminous display device.
  • ink jet printing apparatus ink jet printing apparatus
  • ink is ejected from nozzles of the printing apparatus to form a color filter of a display device.
  • the amount of ink discharged from the ink jet printing apparatus is not stable due to the effects of changes in the head over time, jetting patterns, ink characteristic variations, and the like.
  • Variation in ink ejection amount directly affects variation in chromaticity of pixels.
  • a self-luminous display such as an organic EL or FED uses fluorescent ink that emits visible light when irradiated with ultraviolet rays.
  • fluorescent inks are colorless under visible light, and when applied to an object to be printed by an ink jet printer, the color density of each pixel cannot be measured accurately.
  • the variation in the discharge amount of each nozzle directly affects the variation in the light emission intensity of the pixel, thereby degrading the display quality.
  • the present invention provides a control device, a print head having a plurality of nozzles, and ejecting an amount of ink from the nozzles according to a control signal from the control device, and a substrate as the print head.
  • the control device is configured to land the ink from the nozzle to a landing position aligned in a landing direction that intersects the moving direction of the substrate.
  • a light receiving device that measures light emitted from the ink
  • the control device is a printing device configured to change the control signal based on a measurement result of the light receiving device.
  • the present invention further includes a storage device in which the measurement result is stored in association with the position of the recess on the substrate, and the control signal is changed from the content stored in the storage device. It is.
  • this invention is a printing apparatus which has a sensor moving apparatus which moves the said irradiation apparatus and the said light-receiving device to the direction along the said landing direction.
  • the present invention transmits a control signal to an ejection control element provided in each of a plurality of nozzles of a print head, causes a phosphor-containing ink to be ejected from the nozzle, and landed on a substrate to form a phosphor film.
  • a film forming method for forming a film wherein the ink that has landed on the substrate is irradiated with an electromagnetic wave to emit light, and the emitted light emitted from the ink is measured, and is discharged from one of the plurality of nozzles.
  • the measurement result of the emitted light of the ink that has been used is compared with a preset reference value to determine whether the amount of ink ejected from one nozzle is excessive or insufficient, and the ejection amount is small If it is determined, the control signal is changed so that the discharge amount of one of the nozzles is increased, and if it is determined that the discharge amount is large, the control signal is changed so that the discharge amount is decreased. .
  • the present invention is also a film forming method in which the substrate is moved relative to the print head and the ink is landed at a plurality of landing positions. The film forming method of changing the control signal of one of the nozzles based on the emitted light of the ink.
  • the substrate is moved relative to the print head, and partial application for partially landing the ink on the substrate is performed to determine whether the discharge amount is excessive or insufficient.
  • the print head is moved to an uncoated portion of the substrate where the ink is not landed, and the ink is landed on the uncoated portion with the changed control signal.
  • the present invention is a film forming method for forming the fluorescent film on a plurality of the substrates, wherein the ink is landed on one substrate, the emitted light is measured, and then the changed control is performed. In this film forming method, the ink is landed on another substrate by a signal. Further, the present invention is a film forming method for drying the ink after measuring the emitted light of the ink landed on the substrate.
  • the present invention is configured as described above, and the landing position for landing ink on the substrate is determined in advance. Since the landing position and the nozzle correspond one-to-one, the excess or deficiency of the ink can be recognized for each nozzle.
  • the measurement result of the light receiving device also changes depending on the amount of ink that lands on the substrate. For example, when the amount of ink is large, the emission intensity is high, and when the amount of ink is small, the emission intensity is low.
  • the intensity of emitted light of ink (for example, fluorescent ink) that lands on the substrate from each nozzle can be made equal for each color.
  • ⁇ Discharge amount to the printing object can be made uniform.
  • a self-luminous display device with little variation in chromaticity and emission intensity of pixels can be obtained.
  • Substrate 10 ... Printing device 21 ... Print head 22 ... Nozzle 30 ... Control device 40 . Irradiation device 50 ... Light receiving device
  • FIGS. 1A, 1B to 3A, 3B denotes a printing apparatus as an example of the present invention.
  • FIGS. 1A to 3A are plan views seen from above, and FIGS. 1B to 3B are side views seen from the side.
  • the printing apparatus 10 includes a substrate transport mechanism (moving apparatus) 7, a printing mechanism 8, and a measuring apparatus 9.
  • the substrate transport mechanism 7 has a horizontally movable table moving shaft 11 on which a mounting table 12 is mounted horizontally.
  • the substrate transfer mechanism 7 includes a table moving device 31, and the mounting table 12 can be linearly reciprocated on the table moving shaft 11 in the horizontal plane along the direction in which the table moving shaft 11 extends by the table moving device 31. It is configured as follows.
  • the printing mechanism 8 and the measuring device 9 each have a head moving shaft 14 and a sensor moving shaft 15. The head moving shaft 14 and the sensor moving shaft 15 are horizontally disposed above the table moving shaft 11.
  • a print head 21 is attached to the head moving shaft 14, and an irradiation device 40 and a light receiving device 50 are attached to the sensor moving shaft 15.
  • the printing mechanism 8 and the measuring device 9 have a head moving device 32 and a sensor moving device 33, respectively.
  • the print head 21 can be reciprocated along the direction in which the head moving shaft 14 extends by the head moving device 32, and the irradiation device 40 and the light receiving device 50 can be moved in the direction in which the sensor moving shaft 15 extends by the sensor moving device 33.
  • the movable devices 31 to 33 are not shown in FIGS. 2A, 2B, 3A, and 3B. ).
  • the direction in which the head moving shaft 14 and the sensor moving shaft 15 extend and the direction in which the table moving shaft 11 extends are arranged in an orthogonal direction. Therefore, the print head 21, the irradiation device 40, and the light receiving device 50 are It moves in a direction orthogonal to the moving direction of the mounting table 12.
  • the head moving shaft 14 is closer to the movement start position than the sensor moving shaft 15.
  • the sensor movement shaft 15 is disposed at a position closer to the movement destination position than the head movement shaft 14.
  • FIGS. 1A and 1B show a state in which the substrate 5 that is a printing object is placed on the mounting table 12 and is stationary at the movement start position.
  • the substrate 5 may be a resin substrate or a glass substrate.
  • the print head 21 is disposed closer to the movement destination position than the substrate 5.
  • the mounting table 12 is moved, the substrate 5 arranged on the mounting table 12 also moves together with the mounting table 12.
  • the head moving shaft 14 and the print head 21, the sensor moving shaft 15, the irradiation device 40, and the light receiving device 50 are located above the moving path of the substrate 5 on the mounting table 12, and the substrate 5 is the head printing shaft. 14, the print head 21, the sensor moving shaft 15, the irradiation device 40, and the light receiving device 50 without moving to the movement destination position from the movement start position.
  • the print head 21 is moved in advance by the head moving device 32, and the print head 21 is stopped above the movement path of the substrate 5.
  • a black band-shaped light-shielding thin film (for example, a Cr layer) is arranged in a lattice pattern on the surface of the substrate 5 to constitute a black matrix. Between the thin films of the black matrix, recesses (ink pockets) composed of depressions are formed, and the recesses serve as ink landing positions on the substrate 5.
  • FIG. 4A is a partial surface view of the substrate 5.
  • Reference numeral 6 denotes a recess
  • reference numeral 17 denotes a black matrix.
  • the positive y-axis direction is the moving direction of the substrate 5, and the x-axis is horizontal.
  • the direction orthogonal to the moving direction of the substrate 5 is shown. If the arrangement along the moving direction of the mounting table 12 is a column and the arrangement along the orthogonal direction is a row, the recesses 6 in 4 rows and 12 columns are shown in FIG.
  • a plurality of nozzles 22 are provided on the surface of the print head 21 facing the substrate 5.
  • the nozzles 22 are arranged along a direction orthogonal to the moving direction of the substrate 5, and are arranged so that the interval in the orthogonal direction is equal to the interval in the orthogonal direction of the recess 6.
  • Each nozzle 22 is configured such that, when the substrate 5 moves, different recesses 6 pass directly under the position of each nozzle 22, and therefore, one row of the recesses 6 arranged in the movement direction is the same nozzle 22. Pass through the position directly below.
  • the print head 21 is connected to a plurality of (here, three) tanks of the ink supply system 35.
  • the ink supply system 35 is not shown in FIGS. 2A, 2B, 3A, and 3B) Fluorescent ink whose emitted light is red, fluorescent ink whose emitted light is green, and fluorescent ink whose emitted light is blue are arranged in different tanks, and each nozzle 22 has one of red, green, and blue emitted light. One color of fluorescent ink is supplied.
  • Each of the recesses 6 is determined such that a fluorescent ink layer of any one of red, green, and blue is emitted, and each nozzle 22 that discharges a corresponding color ink has a corresponding color recess. 6 is arranged at a position passing underneath. One color of fluorescent ink is ejected and landed in one recess 6.
  • a discharge control element that generates pressure in the print head 21 and discharges ink from the nozzle 22, such as a piezoelectric element and a heater, is provided for each nozzle 22.
  • the discharge control element When the discharge control element is energized, the fluorescent ink is discharged from the nozzle 22 to the concave portion 6, and the fluorescent ink lands in the concave portion 6.
  • the same number of the recesses 6 as the nozzles 22 arranged in the landing direction are placed in the fluorescent inks 18R, 18G, 18B. Either one color will land.
  • the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B have a solvent (water, organic solvent, etc.) and a phosphor dispersed or dissolved in the solvent, and are in a liquid state before being dried.
  • the same color of fluorescent ink is ejected and landed on a single recess 6 a predetermined number of times.
  • the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are ejected while moving the substrate 5, and the fluorescent inks of the same color of the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are landed at different positions in the same recess 6. You may let them.
  • the substrate 5 is moved, the concave portion 6 on which the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B have landed is moved downstream in the moving direction, and the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B land.
  • the front concave portion 6 is moved directly below the nozzle 22 from the upstream side in the movement direction, and is arranged directly below, and the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are discharged from each nozzle 22 a set number of times.
  • the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are arranged in the recesses 6 from one end to the other end of the row through which the nozzles 22 pass. Shows the state.
  • the nozzles 22 are stopped and the substrate 5 is moved once to fluoresce. Even if the inks 18R, 18G, and 18B are ejected, the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B can be applied to a partial region of the substrate 5, but cannot be applied to the entire region.
  • the print head 21 is moved in the x-axis direction, and the concave portion 6 adjacent to the region where the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are applied passes directly under the nozzle 22.
  • the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B can be applied also to the areas adjacent to the areas where the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are applied.
  • the substrate 5 is returned to the movement start position, the substrate 5 is moved in the same movement direction, and the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B may be discharged.
  • the trend inks 18R, 18G, and 18B may be ejected while moving in the reverse direction without returning to the movement start position.
  • the substrate 5 on which the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are disposed in all the concave portions 6 is moved toward the movement destination position and disposed immediately below the measuring device 9 (FIGS. 3A and 3B).
  • FIG. 5 is a block diagram of a control system of the printing apparatus 10, and reference numeral 30 indicates the control apparatus.
  • An irradiation device 40, a light receiving device 50, a print head 21, a table moving device 31, a head moving device 32, and a sensor moving device 33 are connected to the control device 30, and their operations are controlled by the control device 30.
  • the control device 30 operates the sensor moving device 33 to place the irradiation device 40 and the light receiving device 50 on the recess 6.
  • the irradiation device 40 and the light receiving device 50 move together.
  • the irradiation device 40 is an ultraviolet irradiation device using, for example, a high-pressure mercury lamp as a light source, and here irradiates measurement light, which is laser light in the ultraviolet region, in a spot shape, and the fluorescent ink 18R in any one recess 6 18G and 18B are irradiated with measurement light. Since the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B contain a fluorescent substance, visible light of any one of red, green, and blue is emitted as emitted light when irradiated with measurement light.
  • the light receiving device 50 has a light receiving unit (not shown).
  • the positional relationship between the light receiving device 50 and the irradiation device 40 is such that the concave portion 6 irradiated with the measurement light and the light receiving portion face each other, and the emitted light emitted from the fluorescent inks 18R, 18G, 18B in the concave portion 6 is used.
  • the light receiving unit receives light.
  • a measurement circuit is provided inside the light receiving device 50, and measures the emission intensity, luminance, wavelength, etc. of the received emitted light.
  • the control device 30 has the storage device 60 shown in FIG. 5 and stores the measurement results measured by the light receiving device 50.
  • the row of the recesses 6 arranged along the moving direction of the substrate 5 passes through a position directly below the same nozzle 22.
  • the irradiation device 40 and the light receiving device 50 are moved, and for each row through which each nozzle 22 passes, one or a plurality of recesses 6 are irradiated with measurement light to receive emitted light, and the measurement results are displayed on the recesses 6.
  • the data is stored in the storage device 60 in association with the columns and rows.
  • Information is stored in association.
  • the measurement result to be stored is one or both of a measurement value such as the intensity, luminance, and chromaticity of the emitted light and a calculation value obtained by calculating the measurement value.
  • the calculated value is a plurality of concave portions in which one nozzle 22 has landed the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B.
  • the difference, the average value, and the total value of the difference values of the six measurement values can be used as the measurement result.
  • the reference value of the measurement result is set in the storage device 60 in advance.
  • the control device 30 compares the measurement result stored or calculated by the storage device 60 with a reference value, and determines whether the amount of ink discharged from the nozzles 22 is excessive or insufficient. Since the row of the recesses 6 through which the nozzles 22 pass is determined, the control device 30 identifies the nozzles 22 in which excess or deficiency has occurred from the position information of the recesses 6.
  • the energization conditions drive waveform, applied voltage size, voltage application time, etc.
  • the discharge amount from the nozzle 22 increases or decreases. It has become so.
  • the energization condition to be changed is determined in advance, the relationship between the energization condition and the measurement result is examined in advance, and the target value of the relationship and the measurement result is set in the storage device 60.
  • the control device 30 controls the energization condition of the discharge control element so that the measurement result becomes the target value for the nozzle 22 that is determined to be excessive or insufficient before starting the discharge from the nozzle 22 to the new substrate 5. Change the signal.
  • control signal is changed so as to increase the discharge amount for the nozzle 22 determined to have a small discharge amount, and the control signal is changed so as to decrease the discharge amount for the nozzle 22 determined to have a large discharge amount.
  • the control signal is not changed for the nozzles 22 that are determined to have no excess or deficiency in the discharge amount.
  • the excess or deficiency of the discharge amount is corrected, and thus the set amount of the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B is disposed in each recess 6.
  • the substrate 5 for which the measurement of the emitted light is completed is carried into a drying device (not shown), the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are dried in the drying device, the solvent is removed, and if necessary, the fluorescent ink is dried.
  • 18R, 18G, and 18B are crystallized with a laser annealing apparatus or the like.
  • the dried fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are solid and become self-luminous color filters (fluorescent films) of display devices such as FEP, PDP, and organic EL elements.
  • the measurement of the emitted light may be performed for each substrate 5 or may be performed for each of the plurality of substrates.
  • the emission light is measured and the control signal is changed.
  • the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B may be applied to areas adjacent to the areas where the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are applied. In this case, the discharge amount is corrected in the same substrate 5, and the discharge can be performed with the corrected discharge amount.
  • the measurement of the emitted light may be performed after the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are dried by a drying device, but the correction of the discharge amount of the nozzle 22 is delayed (usually after being discharged onto two or three substrates), Since there is a possibility that the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B may be discharged for a long time while the discharge amount of the nozzle 22 is abnormal, it is desirable to measure the emitted light before drying.
  • the reference value is determined for each color of emitted light of the fluorescent inks 18R, 18G, and 18G, light is emitted by changing the control signal.
  • the light measurement results match for each color.
  • the target value may be the same as or different from the reference value.
  • the case where the measurement light is irradiated to each of the recesses 6 has been described.
  • two or more recesses 6 may be irradiated with the measurement light at a time.
  • two or more light receiving portions may be provided in the light receiving device 50 so that the light emitted from the two or more recesses 6 can be received, and the light emitted from the two or more recesses 6 may be received simultaneously.
  • the arrangement of the light receiving device 50 and the irradiation device 40 is not particularly limited, and may be attached to the same head moving shaft 14 as the print head 21.
  • the measurement light is an electromagnetic wave that excites and emits phosphors contained in the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B, and is ultraviolet light here.
  • the irradiation device 40 is, for example, an ultraviolet irradiation device or a short wavelength ultraviolet laser irradiation device, and may be an electron gun that irradiates electrons.
  • the light receiving device 50 is not particularly limited, but is a luminance meter, a spectrophotometer, an XYZ sensor, or the like.
  • the light receiving device 50 measures, for example, light emission intensity at a wavelength of 650 nm for red light emission, light emission intensity centered at a wavelength of 540 nm for green light emission, and light emission intensity centered at a wavelength of 440 nm for blue light emission.
  • the present invention is not limited to this.
  • fluorescent inks 18R, 18G, and 18B are landed from a plurality of nozzles 22 on a measurement dummy substrate, and the emitted light of the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B landed on the dummy substrate is measured. From the measurement result, the control signal may be changed, and the fluorescent inks 18R, 18G, and 18B may be applied to the substrate 5 used for actual manufacturing.
  • the measurement of the emitted light does not need to be performed for all the nozzles 22 of the print head 21, and may be performed for the nozzles 22 used when printing is started next time.
  • the printing apparatus and film formation method of the present invention are suitable for film formation of a color filter that emits visible light by irradiating electromagnetic waves without using a light source.
  • the organic EL (Electro-Luminescence) display apparatus SED (Surface) -conduction-Electron-emitter-Display (surface electric field display), FED (Field-Emission Display), PDP (Plasma Display Panel), and other display devices.
  • Ink jet printing machine using 128 print heads (diameter head SE-3) with 128 actuators using piezo elements as ejection control elements, irradiating measurement light with wavelength of 365 nm, receiving with spectrophotometer, nozzle
  • the discharge amount of 22 was adjusted, the chromaticity variation of the substrate 5 could be suppressed to within 3 ⁇ 0.002 with the x and y chromaticity meter.

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Abstract

　画素の発光強度ばらつきの少ないカラーフィルタを提供する。蛍光インクを基板５に着弾させた後、着弾した蛍光インクに測定光を照射して発光させ、その発光光を測定する。制御装置３０は測定結果と基準値とを比較して、蛍光インクの吐出量の過不足を判断し、過不足があると判断したノズル２２については、吐出制御素子の通電条件が変るように制御信号を変更する。制御信号が変更された後は、吐出量が目標値となるから、各凹部６に配置されるインク量にばらつきが生じない。

Description

印刷装置、成膜方法
　本発明はインクの吐出技術に関し、特に自発光型の表示装置用の蛍光インクを吐出する技術に関する。
　近年では、インクジェット方式の印刷装置(インクジェット式印刷装置)を用い、該印刷装置のノズルからインクを吐出して、表示装置のカラーフィルタを形成している。
　しかし、インクジェット式印刷装置から吐出されるインクの吐出量は、ヘッドの経時変化、ジェッティングパターン、インクの特性ばらつき等の影響で安定しないという問題がある。インクの吐出量のばらつきは、そのまま画素の色度のばらつきに影響する。
　この問題を解決するために、少なくとも２レベル以上の色濃度にて吐出カラーフィルタを形成し、その色濃度を測定することにより、各ノズルの吐出量のばらつきを補正する方法が公知である（下記特許文献１を参照）。
特許３１０６１１０号
　有機ＥＬや、ＦＥＤ等の自発光型のディスプレイは、液晶表示装置と異なり、紫外線が照射されると可視光を放出する蛍光インクが使用される。蛍光インクは可視光下では無色のものが多く、インクジェット式印刷装置で印刷対象物に塗布した場合、各画素の色濃度を精密に測定することが出来ない。各ノズルの吐出量のばらつきは、そのまま画素の発光強度のばらつきに影響し、ディスプレイの品質を低下させる。
　上記課題を解決するため、本発明は、制御装置と、複数のノズルを有し、前記ノズルから前記制御装置からの制御信号に従った量のインクを吐出する印刷ヘッドと、基板を前記印刷ヘッドに対して相対的直線移動させる移動装置とを有し、前記制御装置は、前記ノズルから、前記基板の移動方向と交差する着弾方向に並んだ着弾位置に、前記インクを着弾させるように構成された印刷装置であって、前記印刷ヘッドよりも前記基板の移動方向の下流側に位置し、前記着弾位置に着弾した前記インクに測定光を照射する照射装置と、前記測定光が照射された前記インクの発光光を測定する受光装置とを有し、前記制御装置は、前記受光装置の測定結果に基づき、前記制御信号を変更できるように構成された印刷装置である。
また、本発明は、前記測定結果が、前記凹部の前記基板上の位置に対応付けて記憶される記憶装置を有し、前記制御信号は前記記憶装置に記憶された内容から変更される印刷装置である。
　また、本発明は、前記照射装置と前記受光装置を、前記着弾方向に沿った方向に移動させるセンサ移動装置を有する印刷装置である。
また、本発明は、印刷ヘッドの複数のノズルにそれぞれ設けられた吐出制御素子に制御信号を伝達し、蛍光体を含有するインクを、前記ノズルから吐出させ、基板に着弾させて蛍光膜を成膜する成膜方法であって、前記基板に着弾した前記インクに電磁波を照射して発光させ、前記インクから放出される発光光を測定し、複数の前記ノズルのうち、一の前記ノズルから吐出された前記インクの前記発光光の測定結果と、予め設定された基準値とを比較して、一の前記ノズルから吐出された前記インクの吐出量の過不足を判断し、前記吐出量が少ないと判断したら、一の前記ノズルの前記吐出量が増えるように前記制御信号を変更し、前記吐出量が多いと判断したら、前記吐出量が減るように前記制御信号を変更する成膜方法である。
　また、本発明は、前記基板を前記印刷ヘッドに対して相対的に移動させ、複数の着弾位置に前記インクを着弾させる成膜方法であって、一の前記ノズルが吐出した互いに離間した複数個の前記インクの前記発光光に基づいて一の前記ノズルの前記制御信号を変更する成膜方法である。
　また、本発明は、前記基板を前記印刷ヘッドに相対的に移動させて、前記基板に部分的に前記インクを着弾させる部分塗布を行って前記吐出量の過不足を判断し、前記制御信号を変更した後、前記印刷ヘッドを前記基板の前記インクが着弾していない未塗布部分に移動させ、変更した前記制御信号で、前記未塗布部分に前記インクを着弾させる成膜方法である。
　また、本発明は、複数枚の前記基板に前記蛍光膜を成膜する成膜方法であって、一の前記基板に前記インクを着弾させて、前記発光光を測定した後、変更した前記制御信号で、他の前記基板に前記インクを着弾させる成膜方法である。
　また、本発明は、前記基板に着弾した前記インクの前記発光光を測定した後に、前記インクを乾燥させる成膜方法である。
　本発明は上記のように構成されており、基板にインクを着弾させる着弾位置は予め決められている。着弾位置とノズルは一対一に対応しているから、インクの過不足はノズル毎に分かる。
　基板に着弾するインク量により、受光装置の測定結果も変わる。例えば、インク量が多いと発光強度が高く、インク量が少ないと発光強度が低くなる。
　受光装置の測定結果に基づき、ノズルの吐出制御素子の通電条件を、インク量が不足の場合は吐出量が多くなるように変え、インク量が過剰の場合は吐出量が少なくなるように変えれば、各ノズルから基板に着弾するインク(例えば蛍光インク)の発光光の強度を色毎に等しくすることができる。
　印刷対象物への吐出量を均一にすることができる。画素の色度ばらつき、発光強度のばらつきが少ない自発光型表示装置が得られる。
(ａ)：本発明の印刷装置を説明するための平面図、(ｂ)：その側面図 (ａ)：本発明の印刷装置を用いた成膜工程を説明するための平面図(１)、(ｂ)：その側面図(１) (ａ)：本発明の印刷装置を用いた成膜工程を説明するための平面図(２)、(ｂ)：その側面図(２) (ａ)、(ｂ)：基板表面の凹部を説明するための図 本発明の印刷装置の制御系を説明するためのブロック図
　５……基板　　１０……印刷装置　　２１……印刷ヘッド　　２２……ノズル　　３０……制御装置　　４０……照射装置　　５０……受光装置
　図１(ａ)、(ｂ)～図３(ａ)、(ｂ)の符号１０は、本発明の一例の印刷装置を示している。図１(ａ)～図３(ａ)は上方から見た平面図、図１(ｂ)～図３(ｂ)は、側方から見た側面図である。
　図１(ａ)、(ｂ)を参照し、この印刷装置１０は、基板搬送機構（移動装置）７と、印刷機構８と、測定装置９とを有している。基板搬送機構７は、水平配置された台移動軸１１を有しており、その上には載置台１２が水平に取り付けられている。
　基板搬送機構７は台移動装置３１を有しており、載置台１２は台移動装置３１によって、台移動軸１１が伸びる方向に沿って台移動軸１１上を水平面内で直線的に往復移動できるように構成されている。印刷機構８と測定装置９は、それぞれヘッド移動軸１４とセンサ移動軸１５を有している。ヘッド移動軸１４とセンサ移動軸１５は、それぞれ台移動軸１１の上方に水平に配置されている。
　ヘッド移動軸１４には印刷ヘッド２１が取り付けられ、センサ移動軸１５には照射装置４０と、受光装置５０とが取り付けられている。
　印刷機構８と測定装置９は、ヘッド移動装置３２とセンサ移動装置３３をそれぞれ有している。ヘッド移動装置３２により、印刷ヘッド２１はヘッド移動軸１４の延びる方向に沿って往復移動できるように構成され、センサ移動装置３３により、照射装置４０と受光装置５０は、センサ移動軸１５の延びる方向に沿って一緒に又は別々に往復移動できるように構成されている(図２(ａ)、(ｂ)、図３(ａ)、(ｂ)では、各移動装置３１～３３の図示は省略する)。
　ヘッド移動軸１４とセンサ移動軸１５が伸びる方向と、台移動軸１１が伸びる方向とは、直交する向きで配置されており、従って、印刷ヘッド２１と、照射装置４０と、受光装置５０は、載置台１２の移動方向とは直交する方向に移動する。
　台移動軸１１の両端のうち、一端を載置台１２の移動開始位置と呼び、他端を移動先位置と呼ぶと、ヘッド移動軸１４は、センサ移動軸１５よりも移動開始位置に近い位置に配置され、センサ移動軸１５は、ヘッド移動軸１４よりも移動先位置に近い位置に配置されている。
　図１(ａ)、(ｂ)は載置台１２上に印刷対象物である基板５を配置し、移動開始位置で静止させた状態を示している。基板５は樹脂基板であってもガラス基板であってもよい。
　移動開始位置上で基板５が静止している状態では、印刷ヘッド２１は、その基板５よりも移動先位置に近くなるように配置されている。載置台１２を移動させると、載置台１２上に配置された基板５も載置台１２と一緒に移動する。
　ヘッド移動軸１４及び印刷ヘッド２１と、センサ移動軸１５、照射装置４０、及び受光装置５０は、載置台１２上の基板５の移動経路よりも上方に位置しており、基板５はヘッド印刷軸１４と印刷ヘッド２１とセンサ移動軸１５と照射装置４０と受光装置５０に衝突しないで移動開始位置から移動先位置に移動する。
　この印刷装置１０によって基板５にインクを吐出する際には、ヘッド移動装置３２によって、予め印刷ヘッド２１を移動させ、基板５の移動経路の上方に印刷ヘッド２１を静止させておく。
　その状態で台移動装置３１によって載置台１２を移動先位置の方向に移動させると、基板５は印刷ヘッド２１の真下位置に入る。基板５表面には黒色の帯状の遮光性薄膜（例えばＣｒ層）が格子状に配置されてブラックマトリクスを構成している。ブラックマトリックスの薄膜の間には、窪み部分から成る凹部（インクポケット）が形成されており、この基板５では凹部がインクの着弾位置となる。
　図４(ａ)は、基板５の一部表面図であり、符号６は凹部、符号１７はブラックマトリクスを示しており、ｙ軸正方向は基板５の移動方向、ｘ軸は水平であって、基板５の移動方向に対して直交な方向を示している。
　載置台１２の移動方向に沿った並びを列とし、直交方向に沿った並びを行とすると、図４(ａ)では、４行１２列の凹部６が示されている。
　印刷ヘッド２１の基板５と対向する表面には複数のノズル２２が設けられている。このノズル２２は、基板５の移動方向とは直交方向に沿って配置されており、直交方向の間隔が、凹部６の直交方向の間隔と等間隔になるように配置されている。
　各ノズル２２は、基板５が移動したときに、各ノズル２２の真下位置をそれぞれ異なる凹部６が通過するようにされており、従って、移動方向に沿って並ぶ一列の凹部６は、同じノズル２２の真下位置を通過する。
　印刷ヘッド２１はインク供給系３５の複数（ここでは３つ）のタンクに接続されている。(図２(ａ)、(ｂ)、図３(ａ)、(ｂ)では、インク供給系３５の図示は省略する)
　発光光が赤色の蛍光インクと、発光光が緑色の蛍光インクと、発光光が青色の蛍光インクが別々のタンクに配置され、各ノズル２２には、発光光が赤色、緑色、青色のいずれか一色の蛍光インクが供給される。
　各凹部６は、発光光が赤色、緑色、青色のいずれか一色の蛍光インク層が形成されるように決められており、それぞれ対応する色のインクを吐出するノズル２２は、対応する色の凹部６が真下を通過する位置に配置されている。一つの凹部６には、一色の蛍光インクが吐出され、着弾する。
　各ノズル２２の内部には、ノズル２２毎に圧電素子やヒーター等の、印刷ヘッド２１内で圧力を生成し、ノズル２２からインクを吐出させる吐出制御素子が設けられている。吐出制御素子に通電すると、ノズル２２から凹部６に対して蛍光インクが吐出され、蛍光インクは凹部６内に着弾する。
　基板５の移動方向と直交する方向を着弾方向とすると、図４（ｂ）に示すように、着弾方向に並べられたノズル２２と同数の凹部６に、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂのうちのいずれか一色が着弾する。
　蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは、溶媒（水、有機溶媒等）と、溶媒に分散又は溶解した蛍光体とを有しており、乾燥する前は液体の状態である。
　一つの凹部６に対し、予め設定した回数同色の蛍光インクを吐出し、着弾させる。設定回数が複数回の場合、基板５を移動させながら蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを吐出し、同一の凹部６内の異なる位置に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂのうちの同色の蛍光インクを着弾させても良い。
　蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを設定回数吐出したら、基板５を移動させ、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが着弾した凹部６を移動方向下流側へ移動させ、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが着弾する前の凹部６を移動方向上流側からノズル２２の真下に移動させ、真下に配置して各ノズル２２から蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを設定回数吐出する。
　図２（ａ）、（ｂ）は基板５の移動と、設定回数吐出する工程とを繰り返し、ノズル２２が通過する列の一端から他端までの凹部６に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを配置した状態を示している。
　基板５の移動方向と直交方向に伸びるｘ軸方向に沿って並んだ凹部６の数が、ノズル２２の数よりも多い場合には、ノズル２２を静止させ、基板５を一回移動させて蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを吐出しても、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを基板５の一部領域には塗布できるが、全部の領域には塗布することはできない。
　この場合、基板５を移動させて塗布した後、印刷ヘッド２１をｘ軸方向に移動させ、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが塗布された領域に隣接する凹部６がノズル２２の真下位置を通過するようにし、基板５の移動と設定回数の吐出とを繰り返すと、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが塗布された領域と隣接する領域にも、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを塗布することができる。
　このように、基板５の移動と印刷ヘッド２１のｘ軸方向の移動と、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの塗布とを繰り返し、一枚の基板５の全部の凹部６に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを配置する。
　印刷ヘッド２１をｘ軸方向に移動させる度に、基板５を移動開始位置に戻し、基板５を同じ移動方向に移動させて蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを吐出してもよいし、基板５を移動開始位置に戻さず、逆方向移動させながら傾向インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを吐出してもよい。
　全部の凹部６に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが配置された基板５を、移動先位置に向かって移動させ、測定装置９の真下に配置する（図３（ａ）、（ｂ））。
　図５は、印刷装置１０の制御系のブロック図であり、符号３０は制御装置を示している。この制御装置３０には、照射装置４０、受光装置５０、印刷ヘッド２１、台移動装置３１、ヘッド移動装置３２、及びセンサ移動装置３３が接続されており、それらは制御装置３０によって動作が制御される。
　制御装置３０がセンサ移動装置３３を動作させ、照射装置４０と受光装置５０を凹部６上に配置させる。ここでは、照射装置４０と受光装置５０は一緒に移動する。
　照射装置４０は、例えば高圧水銀灯を光源とする紫外線照射装置であって、ここでは紫外線領域にあるレーザー光である測定光をスポット状に照射し、いずれか一つの凹部６内の蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに測定光が照射される。蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは蛍光体を含有するから、測定光が照射されると、赤、緑、青のいずれか一色の可視光を発光光として放出する。
　受光装置５０は不図示の受光部を有している。受光装置５０と照射装置４０との位置関係は、測定光が照射される凹部６と受光部が対面するようにされ、当該凹部６内の蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂから放出された発光光を受光部が受光する。
　受光装置５０内部には測定回路が設けられており、受光した発光光の発光強度、輝度、波長等を測定する。制御装置３０は、図５に示した記憶装置６０を有しており、受光装置５０で測定された測定結果が記憶される。
　上述したように、基板５の移動方向に沿って並ぶ一列の凹部６は、同じノズル２２の真下位置を通過する。照射装置４０と受光装置５０とを移動させ、各ノズル２２が通過する列毎に、１乃至複数個の凹部６に測定光を照射して発光光を受光し、その測定結果を、凹部６の列および行と対応づけて記憶装置６０に記憶させる。
　即ち、記憶装置６０には、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを吐出した全てのノズル２２について、吐出した蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの発光光の測定結果と、その吐出位置（凹部６）の位置情報が関連付けて記憶される。
　尚、記憶する測定結果は、発光光の強度、輝度、色度等の測定値と、測定値を演算した演算値のいずれか一方又は両方である。各ノズル２２が同じ基板５の２つ以上の凹部６に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを着弾させる場合、演算値は、一つのノズル２２が蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを着弾させた複数の凹部６の測定値の差の値のバラツキ、平均値、合計値を測定結果にすることができる。
　記憶装置６０に、予め測定結果の基準値を設定しておく。制御装置３０は記憶装置６０が記憶し、又は算出した測定結果と基準値とを比較し、ノズル２２からのインクの吐出量に過不足が生じているか否かを判断する。ノズル２２が通過する凹部６の列は決まっているから、制御装置３０は凹部６の位置情報から、過不足が生じたノズル２２を特定する。
　制御装置３０から吐出制御素子へ伝達する制御信号を変更すると、吐出制御素子への通電条件（駆動波形、印加電圧の大きさ、電圧印加時間等）が変り、ノズル２２からの吐出量が増減されるようになっている。
　変更する通電条件を予め決めておき、その通電条件と測定結果との関係を予め調べ、その関係と測定結果の目標値を記憶装置６０に設定しておく。
　制御装置３０は、新しい基板５にノズル２２からの吐出を開始する前に、過不足が生じると判断したノズル２２について、吐出制御素子の通電条件が、測定結果が目標値となるように、制御信号を変更する。
　即ち、吐出量が少ないと判断したノズル２２については、吐出量が増えるように制御信号を変更し、吐出量が多いと判断したノズル２２については、吐出量が減るように制御信号を変更する。吐出量に過不足が生じないと判断したノズル２２については、制御信号を変更しない。
　制御信号を変更することで、吐出量の過不足が修正されているから、各凹部６には設定された量の蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが配置される。
　発光光の測定が終了した基板５を、不図示の乾燥装置に搬入し、該乾燥装置内で蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを乾燥させ、溶媒を除去し、必要であれば、乾燥後に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを、レーザーアニール装置等で結晶化する。乾燥後の蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは固形であり、ＦＥＰ、ＰＤＰや、有機ＥＬ素子等の表示装置の自発光型カラーフィルタ（蛍光膜）になる。
　複数枚の基板５に連続して蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを配置する場合、発光光の測定は、各基板５毎に行っても良いし、複数枚毎に行っても良い。
　また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、基板５の一部の領域に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを塗布した状態で、発光光の測定を行い、制御信号を変更してから、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが塗布された領域と隣接する領域に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを塗布してもよい。この場合、同一の基板５内で吐出量が修正され、修正後の吐出量で吐出させることができる。
　発光光の測定は、蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを乾燥装置で乾燥させた後に行っても良いが、ノズル２２の吐出量の修正が遅れ（通常２、３枚の基板に吐出した後）、ノズル２２の吐出量に異常が起こったまま、長時間蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが吐出される虞があるから、発光光の測定は乾燥前に行うことが望ましい。
　２色以上の蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｇを基板５に着弾させる場合、基準値は蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｇの発光光の色毎に決めておけば、制御信号が変更されることで発光光の測定結果が色毎に一致するようになる。
　制御装置３０に設定する基準値は一つだけでもよいし、測定値の変化量と、測定値の上限値等二つ以上であってもよい。また、目標値は基準値と同じであってもよいし、異なってもよい。
　上記実施例では、凹部６毎に測定光を照射する場合について説明したが、２個以上の凹部６に一度に測定光を照射するようにしてもよい。この場合、２個以上の凹部６からの発光光を受光できるように、受光装置５０に２個以上の受光部を設け、２個以上の凹部６からの発光光を同時に受光してもよい。受光装置５０と照射装置４０の配置は特に限定されず、印刷ヘッド２１と同じヘッド移動軸１４に取り付けても良い。
　測定光は蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂに含まれる蛍光体を励起、発光させる電磁波であって、ここでは紫外線である。照射装置４０は、例えば、紫外線照射装置、短波長紫外線レーザー照射装置であり、電子を照射する電子銃等でもよい。
　受光装置５０は特に限定されないが、輝度計、分光光度計、ＸＹＺセンサー等である。受光装置５０は、例えば、赤色発光では波長６５０ｎｍの発光強度を、緑色発光では波長５４０ｎｍを中心とする発光強度を、青色発光では波長４４０ｎｍを中心とする発光強度を測定する。
　以上は、実際の表示装置の製造に用いる基板５に着弾したインクの発光光を測定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、測定用のダミー基板に、複数のノズル２２から複数個所蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを着弾させ、ダミー基板に着弾した蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの発光光を測定する。その測定結果から、制御信号を変更して、実際の製造に用いる基板５に蛍光インク１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを塗布してもよい。
　発光光の測定は、印刷ヘッド２１の全てのノズル２２について行う必要がなく、次に印刷を開始する時に用いるノズル２２について行えばよい。
　本発明の印刷装置及び成膜方法は、光源を用いず、電磁波を照射することにより可視光を放出するカラーフィルタの成膜に適しており、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）表示装置、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display、表面電界ディスプレイ）、ＦＥＤ（Field Emission Display、電界放出ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等の表示装置に用いられる。
　吐出制御素子としてピエゾ素子を用いたアクチュエーターを１２８個有する印刷ヘッド（Ｄｉａｍｔｉｘ製ヘッドＳＥ－３）を用いたインクジェット印刷機にて、波長３６５ｎｍの測定光を照射し、分光光度計で受光し、ノズル２２の吐出量を調整したところ、基板５の色度ばらつきをｘ、ｙ色度計で、３σ０．００２以内に抑えることができた。

Claims (8)

  1. 　制御装置と、
    　複数のノズルを有し、前記ノズルから前記制御装置からの制御信号に従った量のインクを吐出する印刷ヘッドと、
    　基板を前記印刷ヘッドに対して相対的直線移動させる移動装置とを有し、
    　前記制御装置は、前記ノズルから、前記基板の移動方向と交差する着弾方向に並んだ着弾位置に、前記インクを着弾させるように構成された印刷装置であって、
    　前記印刷ヘッドよりも前記基板の移動方向の下流側に位置し、前記着弾位置に着弾した前記インクに測定光を照射する照射装置と、
    　前記測定光が照射された前記インクの発光光を測定する受光装置とを有し、
    　前記制御装置は、前記受光装置の測定結果に基づき、前記制御信号を変更できるように構成された印刷装置。
  2. 　前記測定結果が、前記凹部の前記基板上の位置に対応付けて記憶される記憶装置を有し、前記制御信号は前記記憶装置に記憶された内容から変更される請求項１記載の印刷装置。
  3. 　前記照射装置と前記受光装置を、前記着弾方向に沿った方向に移動させるセンサ移動装置を有する請求項１または請求項２のいずれか１項記載の印刷装置。
  4. 　印刷ヘッドの複数のノズルにそれぞれ設けられた吐出制御素子に制御信号を伝達し、
    　蛍光体を含有するインクを、前記ノズルから吐出させ、基板に着弾させて蛍光膜を成膜する成膜方法であって、
    　前記基板に着弾した前記インクに電磁波を照射して発光させ、
    　前記インクから放出される発光光を測定し、
    　複数の前記ノズルのうち、一の前記ノズルから吐出された前記インクの前記発光光の測定結果と、予め設定された基準値とを比較して、一の前記ノズルから吐出された前記インクの吐出量の過不足を判断し、
    　前記吐出量が少ないと判断したら、一の前記ノズルの前記吐出量が増えるように前記制御信号を変更し、前記吐出量が多いと判断したら、前記吐出量が減るように前記制御信号を変更する成膜方法。
  5. 　前記基板を前記印刷ヘッドに対して相対的に移動させ、
    　複数の着弾位置に前記インクを着弾させる成膜方法であって、
    　一の前記ノズルが吐出した互いに離間した複数個の前記インクの前記発光光に基づいて一の前記ノズルの前記制御信号を変更する請求項４記載の成膜方法。
  6. 　前記基板を前記印刷ヘッドに相対的に移動させて、前記基板に部分的に前記インクを着弾させる部分塗布を行って前記吐出量の過不足を判断し、前記制御信号を変更した後、
    　前記印刷ヘッドを前記基板の前記インクが着弾していない未塗布部分に移動させ、変更した前記制御信号で、前記未塗布部分に前記インクを着弾させる請求項４または請求項５のいずれか１項記載の成膜方法。
  7. 　複数枚の前記基板に前記蛍光膜を成膜する成膜方法であって、
    　一の前記基板に前記インクを着弾させて、前記発光光を測定した後、
    　変更した前記制御信号で、他の前記基板に前記インクを着弾させる請求項４または請求項５のいずれか１項記載の成膜方法。
  8. 　前記基板に着弾した前記インクの前記発光光を測定した後に、
    　前記インクを乾燥させる請求項４乃至請求項７記載の成膜方法。
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