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JP3966034B2 - 吐出パターンデータ生成方法および吐出パターンデータ生成装置 - Google Patents

吐出パターンデータ生成方法および吐出パターンデータ生成装置 Download PDF

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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドからワークに機能液滴を選択的に吐出するための吐出パターンデータ生成方法および吐出パターンデータ生成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、インクジェットプリンタなど、インクジェットヘッド(機能液滴吐出ヘッド)に同ピッチで配列されたノズル列から、インク(機能液滴)を吐出することによりドットを形成する機能液滴吐出装置では、1のインクジェットヘッドを主走査方向および副走査方向にワークに対して相対的に移動することによって、描画を行っている。この場合、各ノズルの吐出パターンデータ(描画パターンデータ)は、ノズル列(ヘッド)毎に生成され、生成されたデータをヘッド駆動装置に順次送ることにより、1列分の機能液滴の吐出(描画)を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、大型のプリンタ等では、機能液滴吐出ヘッドの歩留まりを考慮し、副走査方向のノズルの全並び(1ライン)を、単一の機能液滴吐出ヘッドではなく、複数の機能液滴吐出ヘッドで構成している。このため、例えば、2列のノズル列を有する機能液滴吐出ヘッドを6個並べることで1ラインが構成される場合は、全部で12列分の吐出パターンデータを生成する必要がある。しかしながら、12列分の吐出パターンデータを生成するには、膨大なデータ量となるため、従来のノズル列毎に吐出パターンデータを生成する方法では事実上生成不可能であった。
【0004】
本発明は、複数の機能液滴吐出ヘッドに列設されたノズル列からワークに機能液滴を選択的に吐出することで描画を行う場合の、各ノズルの吐出パターンデータを容易に生成可能な吐出パターンデータ生成方法および吐出パターンデータ生成装置を提供することを課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の吐出パターンデータ生成方法は、複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドにより、ワーク上の1以上の画素形成領域に機能液滴を吐出して描画を行うための吐出パターンデータを生成する吐出パターンデータ生成方法であって、複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドには、同数、同配置でノズル列が配置されており、それぞれのノズル列に一方の端から同一のノズル番号が付されている場合、隣り合う画素形成領域に対して、同一番号のノズルで機能液滴を吐出しないように、吐出パターンデータを生成することを特徴とする。
この場合、複数の機能液滴吐出装置は、装置別に、異なる色の機能液滴を吐出することが好ましい。
本発明の吐出パターンデータ生成装置は、複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドにより、ワーク上の1以上の画素形成領域に機能液滴を吐出して描画を行うための吐出パターンデータを生成するデータ生成手段を備え、複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドには、同数、同配置でノズル列が配置されており、それぞれのノズル列に一方の端から同一のノズル番号が付されている場合、データ生成手段は、隣り合う画素形成領域に対して、同一番号のノズルで機能液滴を吐出しないように、吐出パターンデータを生成することを特徴とする。
なお、以下の構成としても良い。
本発明の吐出パターンデータ生成方法は、機能液滴吐出ヘッドに列設した複数のノズルから機能液滴を選択的に吐出して、ワーク上の1以上のチップ形成領域に描画を行うための、各ノズルの吐出パターンデータを生成する吐出パターンデータ生成方法であって、チップ形成領域における画素の配列に関する画素情報を設定する画素設定工程と、ワーク上におけるチップ形成領域の配置に関するチップ情報を設定するチップ設定工程と、各ノズルの配置に関するノズル情報を設定するノズル設定工程と、ワークおよび機能液滴吐出ヘッドの位置関係に基づいて、設定した画素情報、チップ情報およびノズル情報から、各ノズルの吐出パターンデータを生成するデータ生成工程と、を備えたことを特徴とする。
【0006】
また、本発明の吐出パターンデータ生成装置は、機能液滴吐出ヘッドに列設した複数のノズルから機能液滴を選択的に吐出して、ワーク上の1以上のチップ形成領域に描画を行うための、各ノズルの吐出パターンデータを生成する吐出パターンデータ生成装置であって、チップ形成領域における画素の配列に関する画素情報を設定する画素設定手段と、ワーク上におけるチップ形成領域の配置に関するチップ情報を設定するチップ設定手段と、各ノズルの配置に関するノズル情報を設定するノズル設定手段と、設定された画素情報、チップ情報およびノズル情報を記憶する記憶手段と、ワークおよび機能液滴吐出ヘッドの位置関係並びに記憶手段に記憶された各情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータを生成するデータ生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、ワークおよび機能液滴吐出ヘッドの位置関係並びに設定された画素情報、チップ情報およびノズル情報に基づいて、吐出パターンデータを生成するため、全てのノズルの吐出パターンデータを、一括して生成することができる。すなわち、ノズル数に関係なく各ノズルの吐出パターンデータを容易且つ迅速に生成することができる。
【0008】
この場合、画素情報には、機能液滴の色情報が含まれており、データ生成工程では、色別の吐出パターンデータが生成されることが好ましい。
【0009】
また、この場合、画素情報には、機能液滴の色情報が含まれており、データ生成手段は、色別の吐出パターンデータを生成することが好ましい。
【0010】
この構成によれば、吐出パターンデータが、色別に生成されるため、複数色の画素によりチップ形成領域の描画を行う場合(カラー描画を行う場合)、描画処理を容易に行うことができる。
【0011】
これらの場合、複数のノズルは、直線上に整列配置した1以上のノズル列を構成しており、ノズル情報には、ノズル列の基準位置に関する情報が含まれることが好ましい。
【0012】
この構成によれば、複数のノズルは、直線上に整列配置した1以上のノズル列によって構成されているため、ノズル列の基準位置に関する情報を設定するだけで、ノズル列を構成するノズル全ての配置を一括して設定することができる。したがって、全てのノズル位置を設定するといった煩雑な手間を省くことができる。
【0013】
この場合、ノズル情報には、ノズル列における不使用ノズルの位置に関する情報が含まれることが好ましい。
【0014】
この構成によれば、例えば、ピエゾ方式で機能液滴を吐出するノズルを用いる場合など、機能液滴吐出ヘッド上におけるノズルの位置によって吐出量にばらつきが生じてしまうが、そのばらつきを生じる位置のノズルを不使用とすることで、吐出量を安定させることができる。
【0015】
これらの場合、ノズル情報には、機能液滴吐出ヘッドの主走査方向または副走査方向におけるノズルピッチ若しくは、主走査方向または副走査方向に対するノズル列の傾きに関する情報が含まれることが好ましい。
【0016】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドの主走査方向または副走査方向におけるノズルピッチ、若しくは主走査方向または副走査方向に対するノズル列の傾きに関する情報を設定することができるため、吐出対象物に応じて吐出ピッチを変更させることができる。
【0017】
これらの場合、機能液滴吐出ヘッドは、ノズル列が列設された複数の単位ヘッドによって構成されていることが好ましい。
【0018】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドは、ノズル列が列設された複数の単位ヘッドによって構成されているため、同型の単位ヘッドを大量生産することができ、ひいては機能液滴吐出ヘッドを安価で製造することができる。
【0019】
これらの場合、画素情報には、画素の配列が、モザイク配列、デルタ配列およびストライプ配列のうち、いずれかの配列であるかの情報が含まれることが好ましい。
【0020】
この構成によれば、一般的な画素の配列である、モザイク配列、デルタ配列およびストライプ配列のうち、いずれかの配列であるかを設定することができる。言い換えれば、これらの配列で描画を行い得る吐出パターンデータを生成することができる。
【0021】
これらの場合、画素情報には、画素数、画素寸法、および隣り合う画素間のピッチに関する情報が含まれることが好ましい。
【0022】
この構成によれば、種々の、画素数、画素寸法、および隣り合う画素間のピッチ(画素ピッチ)で描画を行い得る吐出パターンデータを生成することができる。
【0023】
これらの場合、チップ情報には、ワーク上におけるチップ形成領域の配置方向、チップ形成領域数、チップ形成領域寸法、および隣り合うチップ形成領域間のピッチに関する情報が含まれることが好ましい。
【0024】
この構成によれば、種々の、チップ形成領域の配置方向、チップ形成領域数、チップ形成領域寸法、および隣り合うチップ形成領域間のピッチ(チップ形成距離間ピッチ)で描画を行い得る吐出パターンデータを生成することができる。
【0025】
これらの場合、1の画素内における機能液滴の吐出位置に関する吐出位置情報を設定する吐出位置設定工程を更に備え、データ生成工程では、吐出位置情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータが生成されることが好ましい。
【0026】
また、これらの場合、1の画素内における機能液滴の吐出位置に関する吐出位置情報を設定する吐出位置設定手段を更に備え、データ生成手段は、吐出位置情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータを生成することが好ましい。
【0027】
この構成によれば、1の画素内における機能液滴の吐出位置を設定することができるため、所望する位置に機能液滴を着弾させることができる。
【0028】
これらの場合、1の画素に対する機能液滴の吐出回数に関する吐出回数情報を設定する吐出回数設定工程を更に備え、データ生成工程では、吐出回数情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータが生成されることが好ましい。
【0029】
また、これらの場合、1の画素に対する機能液滴の吐出回数に関する吐出回数情報を設定する吐出回数設定手段を更に備え、データ生成手段は、吐出回数情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータを生成することが好ましい。
【0030】
この構成によれば、1の画素に対する機能液滴の吐出回数を設定することができる。すなわち、1の画素当たりのドット数を、4個、8個などと任意に設定することができる。
【0031】
上記において、吐出回数設定工程により、吐出回数が複数回であることが設定された場合、それぞれ異なるノズルから機能液滴を吐出するようにノズルずらし情報を設定するノズルずらし設定工程を更に備え、データ生成工程では、ノズルずらし情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータが生成されることが好ましい。
【0032】
また、上記において、吐出回数設定手段により、吐出回数が複数回であることが設定された場合、それぞれ異なるノズルから機能液滴を吐出するようにノズルずらし情報を設定するノズルずらし設定手段を更に備え、データ生成手段は、ノズルずらし情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータを生成することが好ましい。
【0033】
この構成によれば、1の画素に対し、複数回に分割してそれぞれ異なるノズルから機能液滴を吐出することができる。したがって、ノズルによって機能液滴の吐出量にばらつきがある場合でも、1の画素に対する機能液滴吐出量を平均化することができる。
【0034】
上記において、吐出回数設定工程により、吐出回数が複数回であることが設定された場合、それぞれ異なる吐出位置に機能液滴を吐出するように位置ずらし情報を設定する位置ずらし設定工程を更に備え、データ生成工程では、位置ずらし情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータが生成されることが好ましい。
【0035】
また、上記において、吐出回数設定手段により、吐出回数が複数回であることが設定された場合、それぞれ異なる吐出位置に機能液滴を吐出するように位置ずらし情報を設定する位置ずらし設定手段を更に備え、データ生成手段は、位置ずらし情報に基づいて、各ノズルの吐出パターンデータを生成することが好ましい。
【0036】
この構成によれば、1の画素内において、複数回に分割してそれぞれ異なる吐出位置に機能液滴を吐出させることができるため、1の画素をむらなく描画することができる。
【0037】
本発明のヘッド動作パターンデータ生成方法は、複数のノズルを列設した機能液滴吐出ヘッドをワークに対して相対的に移動させながら、機能液滴吐出ヘッドを駆動し、複数のノズルから機能液滴を選択的に吐出して、ワーク上の1以上のチップ形成領域に描画を行うための、機能液滴吐出ヘッドのヘッド動作パターンデータを生成するヘッド動作パターンデータ生成方法であって、機能液滴吐出ヘッドの相対移動に関するヘッド移動情報を設定するヘッド移動設定工程と、ワーク上におけるチップ形成領域の配置に関するチップ情報を設定するチップ設定工程と、ノズルの配置に関するノズル情報を設定するノズル設定工程と、設定したヘッド移動情報、チップ情報およびノズル情報から、ヘッド動作パターンデータを生成するデータ生成工程と、を備えたことを特徴とする。
【0038】
この構成によれば、ヘッド移動情報、チップ情報およびノズル情報に基づいて、機能液滴吐出ヘッドをワークに対して相対的に移動させながら描画を行う場合のヘッド動作パターンデータを生成するため、全てのヘッドのヘッド動作パターンデータを、一括して生成することができる。すなわち、ヘッド数に関係なく各ヘッドのヘッド動作パターンデータを容易且つ迅速に生成することができる。
【0039】
この場合、複数のノズルは、直線上に整列配置した1以上のノズル列を構成しており、ノズル情報には、ノズル列の基準位置に関する情報が含まれることが好ましい。
【0040】
この構成によれば、複数のノズルは、直線上に整列配置した1以上のノズル列によって構成されているため、ノズル列の基準位置に関する情報を設定するだけで、ノズル列を構成するノズル全ての配置を一括して設定することができる。したがって、全てのノズル位置を設定するといった煩雑な手間を省くことができる。
【0041】
この場合、機能液滴吐出ヘッドは、キャリッジ上に配設されており、ノズル情報には、キャリッジ上に形成されたアライメントマークと、ノズル列の基準位置との相対位置に関する情報が含まれることが好ましい。
【0042】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドを担持するキャリッジ上に形成されたアライメントマークを基準にした場合の、ノズル列の基準位置の相対位置を設定することができるため、アライメントを行うことにより、ワーク上の正確な位置に機能液滴を吐出させることができる。
【0043】
これらの場合、ノズル情報には、機能液滴吐出ヘッドの主走査方向または副走査方向におけるノズルピッチ若しくは、主走査方向または副走査方向に対するノズル列の傾きに関する情報が含まれることが好ましい。
【0044】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドの主走査方向または副走査方向におけるノズルピッチ、若しくは主走査方向または副走査方向に対するノズル列の傾きに関する情報を設定することができるため、吐出対象物に応じて吐出ピッチを変更させることができる。
【0045】
これらの場合、機能液滴吐出ヘッドは、ノズル列が列設された複数の単位ヘッドによって構成されていることが好ましい。
【0046】
この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドは、ノズル列が列設された複数の単位ヘッドによって構成されているため、同型の単位ヘッドを大量生産することができ、ひいては機能液滴吐出ヘッドを安価で製造することができる。
【0047】
これらの場合、チップ情報には、ワーク上に形成されたアライメントマークと、最初に描画する先頭チップ形成領域との相対位置に関する情報が含まれることが好ましい。
【0048】
この構成によれば、ワーク上に形成されたアライメントマークを基準にした場合の、最初に描画する先頭チップ形成領域の相対位置を設定することができるため、アライメントを行うことにより、ワーク上の正確な位置にチップ形成領域を描画することができる。
【0049】
これらの場合、1の画素内における機能液滴の吐出位置に関する吐出位置情報を設定する吐出位置設定工程を更に備え、データ生成工程では、吐出位置情報に基づいて、ヘッド動作パターンデータが生成されることが好ましい。
【0050】
この構成によれば、1の画素内における機能液滴の吐出位置を設定することができるため、所望する位置に機能液滴を着弾させることができる。
【0051】
これらの場合、1の画素に対する機能液滴の吐出回数に関する吐出回数情報を設定する吐出回数設定工程を更に備え、データ生成工程では、吐出回数情報に基づいて、ヘッド動作パターンデータが生成されることが好ましい。
【0052】
この構成によれば、1の画素内における機能液滴の吐出回数を設定することができる。すなわち、1の画素当たりのドット数を、4個、8個などと任意に設定することができる。
【0053】
上記において、吐出回数設定工程により、吐出回数が複数回であることが設定された場合、それぞれ異なるノズルから機能液滴を吐出するようにノズルずらし情報を設定するノズルずらし設定工程を更に備え、データ生成工程では、ノズルずらし情報に基づいて、ヘッド動作パターンデータが生成されることが好ましい。
【0054】
この構成によれば、1の画素に対し、複数回に分割してそれぞれ異なるノズルから機能液滴を吐出することができる。したがって、ノズルによって機能液滴の吐出量にばらつきがある場合でも、1の画素に対する機能液滴吐出量を平均化することができる。
【0055】
上記において、吐出回数設定工程により、吐出回数が複数回であることが設定された場合、それぞれ異なる吐出位置に機能液滴を吐出するように位置ずらし情報を設定する位置ずらし設定工程を更に備え、データ生成工程では、位置ずらし情報に基づいて、ヘッド動作パターンデータが生成されることが好ましい。
【0056】
この構成によれば、1の画素内において、複数回に分割してそれぞれ異なる吐出位置に機能液滴を吐出させることができるため、1の画素をむらなく描画することができる。
【0057】
これらの場合、チップ形成領域における画素の配列に関する画素情報を設定する画素設定工程を更に備え、データ生成工程では、画素情報に基づいて、ヘッド動作パターンデータが生成されることが好ましい。
【0058】
この構成によれば、種々の画素の配列で描画し得るヘッド動作パターンデータを生成することができる。
【0059】
これらの場合、ワークの周辺温度に関する情報を設定する温度設定工程を更に備え、データ生成工程では、温度情報に基づいて、ヘッド動作パターンデータが生成されることが好ましい。
【0060】
この構成によれば、温度によるワークの伸縮を考慮したヘッド動作パターンデータを生成することができる。したがって、ワーク上の所望する正確な位置に機能液滴を着弾させることができる。
【0061】
本発明の機能液滴吐出装置は、上記のいずれかに記載の吐出パターンデータ生成装置を備えたことを特徴とする。
【0062】
この構成によれば、ノズル数(機能液滴吐出ヘッド数)に関係なく各ノズルの吐出パターンデータを容易且つ迅速に生成可能な機能液滴吐出装置を提供することができる。
【0063】
この場合、機能液滴吐出ヘッドのワークに対する相対移動に関するヘッド移動情報を設定するヘッド移動設定手段と、記憶手段に記憶された各情報並びにヘッド移動情報に基づいて、機能液滴吐出ヘッドのヘッド動作パターンデータを生成するヘッド動作パターンデータ生成手段と、を更に備えたことが好ましい。
【0064】
この構成によれば、各ノズルの吐出パターンデータと、機能液滴吐出ヘッドを移動するヘッド動作パターンデータとを一括して、容易且つ迅速に生成することができる。
【0065】
本発明の描画装置は、上記のいずれかに記載の機能液滴吐出装置を、複数色に対応して複数備え、色別の吐出パターンデータに基づいて、複数の機能液滴吐出装置によりチップ形成領域を描画する描画手段を備えたことを特徴とする。
【0066】
この構成によれば、色別の吐出パターンデータに基づいて、複数の機能液滴吐出装置によりチップ形成領域を描画することができる。すなわち、1の機能液滴吐出装置(機能液滴吐出ヘッド)で1色の描画を行う場合でも、複数色分の吐出パターンデータを一括して、容易且つ迅速に生成することができる。
【0067】
上記において、複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドには、同数、同配置でノズル列が配置されており、それぞれのノズル列に一方の端から同一のノズル番号が付されている場合、描画手段は、隣り合う画素に対して、同一番号のノズルで機能液滴を吐出しないことが好ましい。
【0068】
この構成によれば、複数色に対応する複数の機能液滴吐出装置は、同数、同配置でノズル列が配置された機能液滴吐出ヘッドを備えており、それぞれのノズル列に一方の端から同一のノズル番号が付されている場合、隣り合う画素に対しては、同一番号のノズルで機能液滴を吐出しないため、全体として機能液滴の吐出量を平均化させることができる。つまり、例えば、隣り合う画素がR(レッド)とG(グリーン)の場合、Rの画素に対しノズル番号(x)で機能液滴を吐出した場合、Gの画素に対してはノズル番号(x+10)で機能液滴を吐出することで、ノズルの位置によって吐出量にばらつきがある場合でも、吐出むらを視認しづらくすることができる。
【0069】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、カラーフィルタの基板上に多数のフィルタエレメントを形成する液晶表示装置の製造方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに各色のフィルタ材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、フィルタ材料を選択的に吐出して多数のフィルタエレメントを形成することを特徴とする。
【0070】
本発明の有機EL装置の製造方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、基板上の多数の絵素ピクセルにそれぞれEL発光層を形成する有機EL装置の製造方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに各色の発光材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、発光材料を選択的に吐出して多数のEL発光層を形成することを特徴とする。
【0071】
本発明の電子放出装置の製造方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、電極上に多数の蛍光体を形成する電子放出装置の製造方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに各色の蛍光材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを電極に対し相対的に走査し、蛍光材料を選択的に吐出して多数の蛍光体を形成することを特徴とする。
【0072】
本発明のPDP装置の製造方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、背面基板上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成するPDP装置の製造方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに各色の蛍光材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを背面基板に対し相対的に走査し、蛍光材料を選択的に吐出して多数の蛍光体を形成することを特徴とする。
【0073】
本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、電極上の多数の凹部に泳動体を形成する電気泳動表示装置の製造方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに各色の泳動体材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを電極に対し相対的に走査し、泳動体材料を選択的に吐出して多数の泳動体を形成することを特徴とする。
【0074】
このように、上記の機能液滴吐出装置を、液晶表示装置の製造方法、有機EL(Electro-Luminescence)装置の製造方法、電子放出装置の製造方法、PDP(Plasma Display Panel)装置の製造方法および電気泳動表示装置の製造方法に適用することにより、各装置に求められるフィルタ材料や発光材料等を、適切な位置に適切な量を選択的に供給することができる。なお、液滴吐出ヘッドの走査は、一般的には主走査および副走査となるが、いわゆる1ラインを単一の液滴吐出ヘッドで構成する場合には、副走査のみとなる。また、電子放出装置は、いわゆるFED(Field Emission Display)装置を含む概念である。
【0075】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、基板上に多数のフィルタエレメントを配列して成るカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに各色のフィルタ材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、フィルタ材料を選択的に吐出して多数のフィルタエレメントを形成することを特徴とする。
この場合、多数のフィルタエレメントを被覆するオーバーコート膜が形成されており、フィルタエレメントを形成した後に、複数の機能液滴吐出ヘッドに透光性のコーティング材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、コーティング材料を選択的に吐出してオーバーコート膜を形成することが、好ましい。
【0076】
本発明の有機ELの製造方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、EL発光層を含む多数の絵素ピクセルを基板上に配列して成る有機ELの製造方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに各色の発光材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、発光材料を選択的に吐出して多数のEL発光層を形成することを特徴とする。
この場合、多数のEL発光層と基板との間には、EL発光層に対応して多数の画素電極が形成されており、複数の機能液滴吐出ヘッドに液状電極材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、液状電極材料を選択的に吐出して多数の画素電極を形成することが、好ましい。
この場合、多数のEL発光層を覆うように対向電極が形成されており、EL発光層を形成した後に、複数の機能液滴吐出ヘッドに液状電極材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、液状電極材料を選択的に吐出して対向電極を形成することが、好ましい。
【0077】
本発明のスペーサ形成方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、2枚の基板間に微小なセルギャップを構成すべく多数の粒子状のスペーサを形成するスペーサ形成方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドにスペーサを構成する粒子材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを少なくとも一方の基板に対し相対的に走査し、粒子材料を選択的に吐出して基板上にスペーサを形成することを特徴とする。
【0078】
本発明の金属配線形成方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、基板上に金属配線を形成する金属配線形成方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに液状金属材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、液状金属材料を選択的に吐出して金属配線を形成することを特徴とする。
【0079】
本発明のレンズ形成方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、基板上に多数のマイクロレンズを形成するレンズ形成方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドにレンズ材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、レンズ材料を選択的に吐出して多数のマイクロレンズを形成することを特徴とする。
【0080】
本発明のレジスト形成方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、基板上に任意形状のレジストを形成するレジスト形成方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドにレジスト材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、レジスト材料を選択的に吐出してレジストを形成することを特徴とする。
【0081】
本発明の光拡散体形成方法は、上記した機能液滴吐出装置を用い、基板上に多数の光拡散体を形成する光拡散体形成方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッドに光拡散材料を導入し、機能液滴吐出ヘッドを基板に対し相対的に走査し、光拡散材料を選択的に吐出して多数の光拡散体を形成することを特徴とする。
【0082】
このように、上記の機能液滴吐出装置を、カラーフィルタの製造方法、有機ELの製造方法、スペーサ形成方法、金属配線形成方法、レンズ形成方法、レジスト形成方法および光拡散体形成方法に適用することにより、各電子デバイスや各光デバイスに求められるフィルタ材料や発光材料等を、適切な位置に適切な量を選択的に供給することができる。
【0083】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。描画装置を構成する機能液滴吐出装置は、その機能液滴吐出ヘッドに配列された複数のノズルから、微小な液滴をドット状に精度良く吐出することができることから、機能液に特殊なインクや感光性・発光性の樹脂等を用いることにより、各種部品の製造分野への応用が期待されている。
【0084】
本実施形態の吐出パターンデータ生成装置、ヘッド動作パターンデータ生成装置、機能液滴吐出装置および描画装置は、例えば液晶表示装置や有機EL装置等の、いわゆるフラットディスプレイの製造装置に適用され、その複数の機能液滴吐出ヘッドからフィルタ材料や発光材料等の機能液を吐出して(インクジェット方式)、液晶表示装置におけるR(レッド).G(グリーン).B(ブルー)のフィルタエレメントや、有機EL装置における各画素のEL発光層および正孔注入層を形成するものである。そこで、本実施形態では、液晶表示装置の製造装置等に組み込まれる描画装置を例に、その吐出パターンデータ生成方法、ヘッド動作パターンデータ生成方法等について説明する。
【0085】
図1および図2に示すように、描画装置1を構成する機能液滴吐出装置10は、X軸テーブル23およびこれに直交するY軸テーブル24と、Y軸テーブル24に設けたメインキャリッジ25と、メインキャリッジ25に搭載したヘッドユニット26とを有している。詳細は後述するが、ヘッドユニット26には、サブキャリッジ41を介して、複数の機能液滴吐出ヘッド7が搭載されている。また、この複数の機能液滴吐出ヘッド7に対応して、X軸テーブル23の吸着テーブル28上に基板(ワーク)Wがセットされるようになっている。
【0086】
本実施形態の機能液滴吐出装置10では、機能液滴吐出ヘッド7の駆動(機能液滴の選択的吐出)に同期して基板Wが移動する構成であり、機能液滴吐出ヘッド7のいわゆる主走査は、X軸テーブル23のX軸方向への往復の両動作により行われる。また、これに対応して、いわゆる副走査は、Y軸テーブル24により機能液滴吐出ヘッド7のY軸方向への往動動作により行われる。なお、上記の主走査をX軸方向への往動(または復動)動作のみで行うようにしてもよい。
【0087】
ヘッドユニット26は、サブキャリッジ41と、サブキャリッジ41に搭載した複数個(12個)の機能液滴吐出ヘッド7とを備えている。12個の機能液滴吐出ヘッド7は、6個づつ左右に二分され、主走査方向に対し所定の角度傾けて配設されている。なお、本実施形態の機能液滴吐出ヘッド7は、ピエゾ圧電効果を応用した精密ヘッドが使用され、微小液滴を着色層形成領域に選択的に吐出するものである。
【0088】
また、各6個の機能液滴吐出ヘッド7は、副走査方向に対し相互に位置ずれして配設され、12個の機能液滴吐出ヘッド7の全吐出ノズル38が副走査方向において連続する(一部重複)ようになっている。すなわち、実施形態のヘッド配列は、サブキャリッジ41上において、同一方向に傾けて配置した6個の機能液滴吐出ヘッド7を2列としている。このように、所定角度(副走査方向に対して角度θ)の傾斜状態で主走査を行うことにより、複数のノズルのノズル間ピッチを基板W上の画素ピッチに合わせることができる。また、各機能液滴吐出ヘッド7には、2本のノズル列37,37が相互に平行に列設されており、各ノズル列37は、等ピッチで並べた180個(図示では模式的に表している)の吐出ノズル38で構成されている。
【0089】
もっとも、この配列パターンは一例であり、例えば、各ヘッド列における隣接する機能液滴吐出ヘッド7,7同士を90°の角度を持って配置(隣接ヘッド同士が「ハ」字状)したり、各ヘッド列間における機能液滴吐出ヘッド7を90°の角度を持って配置(列間ヘッド同士が「ハ」字状)したりすることは可能である。いずれにしても、12個の機能液滴吐出ヘッド7の全吐出ノズル38によるドットが副走査方向において連続していればよい。
【0090】
また、各種の基板Wに対し機能液滴吐出ヘッド7を専用部品とすれば、機能液滴吐出ヘッド7をあえて傾けてセットする必要は無く、千鳥状や階段状に配設すれば足りる。さらにいえば、所定長さのノズル列37(ドット列)を構成できる限り、これを単一の機能液滴吐出ヘッド7で構成してもよいし複数の機能液滴吐出ヘッド7で構成してもよい。すなわち、機能液滴吐出ヘッド7の個数や列数、さらに配列パターンは任意である。
【0091】
ここで、描画装置1の一連の動作を簡単に説明する。先ず、準備段階として、作業に供する基板W用のヘッドユニット26が機能液滴吐出装置10に運び込まれ、これがメインキャリッジ25にセットされる。ヘッドユニット26がメインキャリッジ25にセットされると、Y軸テーブル24がヘッドユニット26を、図外のヘッド認識カメラの位置に移動させ、ヘッド認識カメラでヘッドアライメントマークを検出することにより、ヘッドユニット26が位置認識される。ここで、この認識結果に基づいて、ヘッドユニット26がθ補正され、且つヘッドユニット26のX軸方向およびY軸方向の位置補正がデータ上で行われる。位置補正後、ヘッドユニット(メインキャリッジ25)26はホーム位置に戻る。
【0092】
一方、X軸テーブル23の吸着テーブル28上に、マガジンから取り出した基板(この場合は、導入される基板毎)Wが導入されると、この位置(受渡し位置)で図外の基板認識カメラにより基板アライメントマーク(図37参照)を検出することによって、基板Wを位置認識する。ここで、この認識結果に基づいて、基板Wがθ補正され、且つ基板WのX軸方向およびY軸方向の位置補正がデータ上で行われる。位置補正後、基板(吸着テーブル28)Wはホーム位置に戻る。
【0093】
このようにして準備が完了すると、実際の液滴吐出作業では、先ずX軸テーブル23が駆動し、基板Wを主走査方向に往復動させると共に複数の機能液滴吐出ヘッド7を駆動して、機能液滴の基板Wへの選択的な吐出動作(画素Eの形成)が行われる。基板Wが復動した後、今度はY軸テーブル24が駆動し、ヘッドユニット26を1ピッチ分、副走査方向に移動させ、再度基板Wの主走査方向への往復移動と機能液滴吐出ヘッド7の駆動が行われる。そして、これを数回繰り返すことで、全チップ形成領域Cの描画が行われる(ブロック打ち;図35参照)。
【0094】
以上により、チップ形成領域Cを構成するR.G.Bの3色のうちの例えばRについての描画を終えると、基板Wを例えばGの機能液滴を吐出する機能液滴吐出装置10へ搬送してGの描画を行う。そして、最終的にBの機能液滴を吐出する機能液滴吐出装置10へ搬送してBの描画を行い、カラー描画された全チップ形成領域Cを個々に切り出すことにより、1のチップ形成領域Cを得ることができる。
【0095】
一方、上記の動作に並行し、液滴吐出装置10の機能液滴吐出ヘッド7には、エアー供給装置42を圧力供給源として機能液供給装置43から機能液が連続的に供給され、また吸着テーブル28では、基板Wを吸着すべく、真空吸引装置15によりエアー吸引が行われる。また、液滴吐出作業の直前には、ヘッドユニット26が図外のクリーニングユニットおよびワイピングユニットに臨んで、機能液滴吐出ヘッド7の全吐出ノズル38からの機能液吸引と、これに続くノズル形成面の拭取りが行われる。また、液滴吐出作業中には、適宜ヘッドユニット26がフラッシングユニットに臨んで、フラッシングが行われる(図24参照)。
【0096】
なお、本実施形態では、ヘッドユニット26に対し、その吐出対象物である基板Wを主走査方向(X軸方向)に移動させるようにしているが、ヘッドユニット26を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ヘッドユニット26を固定とし、基板Wを主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。
【0097】
次に、図3を参照し、機能液滴吐出装置10の制御構成について説明する。機能液滴吐出装置10は、機能液滴吐出ヘッド7(圧電素子駆動インクジェットヘッド)と、これを接続するためのヘッドインターフェース基板111とを有するヘッド部110と、波形・パターン記憶回路基板121と、これを接続するためのインターフェース基板122と、波形・パターン記憶回路基板121にトリガパルスを伝送するトリガ基板123とを有し、機能液滴吐出ヘッド7を駆動する駆動部120と、直流電源131を有し、波形・パターン記憶回路基板121に電源を供給する電源部130と、リニアスケール141を有し、スキャンの送りを検出する送り検出部140と、装置全体を制御する第1PC151と、主に機能液滴吐出ヘッド7の駆動を制御する第2PC152とを有する制御部150と、により構成されている。
【0098】
ヘッド部110の機能液滴吐出ヘッド7は、上記した構成であり、1ヘッド当たり180個のノズル列が2列使用されている。ヘッドインターフェース基板111は、波形・パターン記憶回路基板121から送信された信号を差動信号変換し、機能液滴吐出のためのピエゾ圧電素子を駆動するピエゾ圧電素子駆動信号、吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータを機能液滴吐出ヘッド7に送る。
【0099】
駆動部120の波形・パターン記憶回路基板121は、第2PC152からピエゾ圧電素子の駆動信号を受けて駆動波形を生成する。また、リニアスケール141からの信号に基づいて機能液滴吐出距離をカウントするトリガ基板123により、トリガパルスが作成され、波形・パターン記憶回路基板121は、このトリガパルスを受けて予め第2PC152から送られ、格納していた吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータを順次取り出す。さらに、波形・パターン記憶回路基板121は、予め第2PC152から送られ、格納していた波形パラメータに応じたピエゾ素子駆動波形を、トリガパルスと同期して生成する。また、波形・パターン記憶回路基板121は、電源部131の直流電源131より(ヘッド駆動用として)電源が供給される。
【0100】
送り検出部140のリニアスケール141は、0.5μmピッチでスキャンの送りを検出し、位置パルスをトリガ基板123に伝送する。また、制御部150の第2PC152は、第1PC151とRS−232Cにより接続され、第1PC151からのコマンドを受けて機能液滴吐出ヘッド7の駆動結果等に関するデータを返信する。また、第2PC152は、吐出パターンデータを生成し、インターフェース基板122を介して波形・パターン記憶回路基板121に転送制御信号を送ると共に、トリガ基板123にトリガ制御信号および吐出制御信号を送る。
【0101】
次に、機能液滴吐出ヘッド7からワーク(基板W)に機能液滴を選択的に吐出して描画するための吐出パターンデータの生成方法および機能液滴吐出ヘッド7のヘッド動作パターンデータ生成方法について説明する。これら吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータは、ユーザにより設定された描画対象となる基板Wや機能液滴吐出ヘッド7等に関する種々の情報に基づき、所定のアルゴリズムにしたがって一括して生成される。
【0102】
図4に示すように、ユーザにより、基板Wに関する情報(画素情報、チップ情報:基板データ)、機能液滴吐出ヘッド7に関する情報(ノズル情報,ヘッド移動情報:ヘッドデータ)およびその他の情報(コンパイルオプション)に基づいて、装置別(R.G.B)の情報(装置データ)と合わせてコンパイルされることにより、各装置(各色)の吐出パターンデータ(描画データ)およびヘッド動作パターンデータ(位置データ)が生成される。このように、吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータが装置別(色別)に生成されるため、描画処理を容易に行うことができる。また、基板Wに関する情報や機能液滴吐出ヘッド7に関する情報を一度設定することで、各装置の吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータを一括して生成するため、容易且つ迅速にこれらのデータを生成することができる。
【0103】
以下、吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータのプログラムを格納した第2PC152の表示画面を示す図面(図5ないし図30)を参照しながら、操作手順に従って説明する。なお、この操作は、必ずしも第2PC152によって行われる必要はなく、他のPCによって本操作を行い、生成された吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータを記録媒体(CD−ROMなど)に記録し、第2PC152に読み込ませるようにしても良い。
【0104】
図5に示すように、まず使用する描画装置1の機種を選択する。そして、その機種における描画色毎の装置および使用する機能液滴吐出ヘッド7を選択する。ここでは、使用するヘッドが全て同じである(「Head1」)ため、後に設定するヘッドデータ(図18ないし図23参照)は、この「Head1」に関する情報だけを入力すればよい。仮に、ここで、使用する機能液滴吐出ヘッド7が全て異なる場合には、ヘッドデータを3つそれぞれ入力することとなる。
【0105】
次に、図6に示すように、選択した描画装置1(機種名「646all_4d_200」)で使用する機種ファイルを選択する。以下、図7ないし図17は、ここで選択した機種ファイル(機種ファイル名「646all_4d_200」)の編集画面を示すものである。
【0106】
図7ないし図10は、セルパターン(画素Eの配列)を選択する画面であり、図7はモザイク配列、図8および図9はデルタ配列、図10はストライプ配列を選択した例を示している。ここでは、セルパターンを選択する他に、セル(画素E)の配色も選択可能となっており、どのセルEに対してどの色の機能液滴を吐出するかを設定することができる。
【0107】
なお、「セルの配色」に示すアルファベット「A」は、チップ形成領域Cの基準位置を示すものである。また、デルタ配列の「タイプA」および「タイプB」とは、基準位置「A」にもっとも近い画素Eを、全画素とするか(図8)半画素とするか(図9)の違いを選択可能にしたものである。
【0108】
また、それぞれの配列の一例は、図31(a)ないし(c)に示すとおりであり、同図(a)はモザイク配列、同図(b)はデルタ配列、同図(c)はストライプ配列の一例である。ここに示すとおり、ストライプ配列は、マトリクスの縦または横列が全て同色となる配列であり、モザイク配列は、縦・横に並んだ任意の3つの画素が、R.G.Bの3色となる配列である。また、デルタ配列は、画素の配列を段違いにし、任意の隣接する3つの画素が、R.G.Bの3色となる配列である。したがって、それぞれの配色の選択は、例えば、図7のモザイク配列の場合、右上の画素を「R」と設定すると、同図に示す他の2つの画素も「R」に設定される。また、次に、いずれかの場所を、「G」または「B」に設定すると、必然的に、ここに示す全ての画素の配色が決定する。
【0109】
図11は、カラーフィルタ(CF:チップ形成領域C)の設計値1を設定する画面であり、画素数、画素寸法、画素ピッチおよびワークに対するCF(チップ形成領域C)の設置方向を設定(選択)可能となっている。ワークに対するCFの設置方向は、ワーク基準(図33参照)が右上時の設置方向となる。したがって、ここで設定した設置方向で描画されるCFは、図33に示す方向となる。
【0110】
図12は、ワーク(基板)Wの設計値1を設定する画面であり、CF数、CF寸法、CFピッチ、CFの中央ピッチ(図示a)、ワーク(WF)サイズおよびマガジンピッチを設定(選択)可能となっている。なお、ここでいう「横」とはワークWの長手方向を指すものである。また、図示の場合、CFの中央ピッチは「無」に設定されている(「中央ピッチ有り」にチェックされていない)。これは、全てのCFが横方向において等ピッチで配列されていることを示している(図33参照)。また、ワークサイズは、2種類のうちのいずれかを選択可能となっているが、当然、数値入力可能にし、任意のサイズを設定可能に構成しても良い。また、マガジンピッチとは、ワークWを戴置しておくマガジンの棚の間隔を指すものであり、ワークW(ガラス製)の厚みによって、その撓み量が異なるため、2種類のピッチが選択できるようになっている。
【0111】
図13は、ワーク(基板)Wの設計値2を設定する画面であり、マスター基板アライメントマークから先頭セル間の距離およびマスター基板アライメントマークからスレーブ基板アライメントマーク間の距離を設定可能となっている。スレーブ基板アライメントマークは、複数個設けるようにしても良いが、ここでは、スレーブ基板アライメントマークが1箇所の場合を示している。なお、ここに示す「描画方向」とは、上記の「主走査方向(X方向)」を指し、「改行方向」とは、上記の「副走査方向(Y方向)」を指すものである。また、これらのマークを認識するための、基板認識用カメラは、ワークWが縦置の場合と横置の場合があり、それぞれの場合に、マスター基板アライメントマークおよびスレーブ基板アライメントマークを検出可能にするため、合計4つが配設されている。
【0112】
図14は、(ワークWのアライメントに関する)画像設定を行う画面であり、WF(ワークW)アライメント用画像処理装置の設定値を設定可能となっている。これは、ワークWによってマークの形状(パターン)が異なるためである。上記の通り、アライメントするためのマークは2種類あるが、それぞれについて、パターン名称、精度、複雑度、途中下限値および最終下限値を設定しなければならない。本実施形態では、図37に示すように、マスター基板アライメントマークとスレーブ基板アライメントマークは同一形状となっている。ここで、パターン名称とは、予め設定しておいたパターンの名称である。したがって、複数のパターンの登録が予め為されている必要がある。また、精度とは、そのパターンがどの程度の精度を有するかを選択するものであり、複雑度とは、マーク形状の複雑さを数値化し、1ないし10の中から選択するものである(図37に示すアライメントマークは、複雑度が「5」であるため、これより複雑な形状の場合は、複雑度が6ないし10となる)。
【0113】
また、途中下限値とは、基板認識カメラで認識したとき、どの程度の整合性があれば、そのマークを認識したと判断するかの基準となる値であり、「途中下限値6500」とは、65%以上の整合性があったときにマークを認識するものである。また、途中下限値と最終下限値との2つの下限値が設定されるのは、マークの認識(パターンマッチング)を、高速処理化のため、処理を2段階に分けて行うためである。すなわち、第1段階では、似ていると思われるパターンを探し出し(候補点を見つけ)、第2段階では、候補点が本当にサーチするパターンかどうかを評価する。したがって、第1段階において、「途中下限値」以上の相関値を示したら「このあたりにパターンが存在していると思われる」と判断して、第2段階に処理を引き渡し、第2段階で、「最終下限値」以上の相関値を示したら、その候補点を、本当にサーチするパターンであると判断する。このため、「途中下限値」が低い場合は多数の候補点が出現するので、第2段階の処理が増加してしまう。逆に「途中下限値」を高くすると処理速度は高速になるが、あまり高すぎると本来のパターンさえ見つからなくなってしまうので、設定値は、6000 〜 7000 程度にすることが好ましい。また、「最終下限値」は、最終的に「見つけた」と判断するしきい値であるため、「途中下限値」より低い値では意味がなく、一般的に、サーチする画像の最悪の状態を想定して設定する。しかも、あまり低い値にしておくと、予期せぬパターンをサーチしてしまうため、8000 以上に設定することが好ましい。
【0114】
図15は、描画情報を設定する画面であり、描画色(R.G.B)ごとの描画情報として、吐出分解能およびX軸描画スピードを、また、描画色共通の描画情報として、フラッシング回数を設定可能となっている。吐出分解能およびX軸描画スピードは、機能液の種類に応じて、また選択した機能液滴吐出ヘッド7の特性に応じて変更するものであり、本実施形態の場合は、同一種類の機能液滴および機能液滴吐出ヘッド7を用いているため、いずれも同一条件となっている。また、フラッシング回数は、描画方向の前後に配設されたフラッシング領域(図24参照)において、1ノズル当たり、前後それぞれ何回づつ機能液滴を吐出するか(フラッシングするか)を設定するものである。
【0115】
図16は、画素内描画設計を設定する画面であり、パス毎の画素内インク滴着弾開始位置およびインク滴(機能液滴)数を設定可能となっている。この場合、1・2パス目は着弾位置(吐出位置)より(描画方向の)プラス方向にインクを吐出し、3・4パス目はマイナス方向にインクを吐出する。これは、吐出方法がいわゆる「ブロック打ち」であるためであり(図35参照)、ヘッドがワークWに対してプラス方向に相対移動する際(すなわち、ワークWがマイナス方向に移動する際)に、1・2パス目の機能液滴を吐出し、ヘッドがマイナス方向に相対移動する際(すなわち、ワークWがプラス方向に移動する際)に、3・4パス目の機能液滴を吐出することによるものである。このように、1の画素内において、複数回に分割して機能液滴を吐出する場合、それぞれ異なる吐出位置に機能液滴を吐出させるように設定可能であるため、1の画素をむらなく描画することができる。
【0116】
図17は、オプション設定を行う画面であり、温度を設定可能となっている。この場合の温度とは、特にワークWの周辺温度を指すものであるが、予め、温度によるワークWの伸縮を補正するための補正値をテーブルとして記憶しておき、設定された温度に応じて適宜、X軸テーブル23および/またはY軸テーブル24(機能液滴吐出ヘッド7)の送り量を補正する。このように、温度による基板伸縮を考慮することで、ワークW上の所望する正確な位置に機能液滴を着弾させることができる。
【0117】
なお、ワークWが供給される吸着テーブル28の近傍に温度計を備え、これにより一定時間毎、若しくはワークWの供給時に計測された温度に基づいて、ヘッド動作パターンデータが補正されるようにしても良い。この構成によれば、ユーザによる設定の手間を省くことができると共に、正確な温度補正を行うことができる。また、この場合、ワークWを載置しておくマガジン周辺の温度と、吸着テーブル28上に供給されたときの周辺温度を同じにしておくことが好ましい。この構成によれば、より正確な温度補正を行うことができる。
【0118】
図18は、ヘッドファイルを選択する画面であり、図5で選択した使用ヘッド(「Head1」)に対応するファイルが選択される。以下、図19ないし図23は、ここで選択したヘッドファイル(ヘッドファイル名「Head1」)の編集画面を示すものである。なお、ヘッドファイルが予め保存されていない場合は、ここで新規にヘッドファイルに関するデータ入力を行う必要がある。
【0119】
図19は、ヘッド設計値を入力する画面であり、1ヘッドあたりのノズル数、ヘッドキャリッジへのヘッド取付角度およびヘッドキャリッジ取付時のノズルピッチを設定可能となっている。1ヘッドあたりのノズル数の中で、先頭ノズルからの不使用ノズル数および最後尾ノズルからの不使用ノズル数を選択可能となっているが、これは、図36に示すように、ピエゾ方式の機能液滴吐出ヘッド7の特性で、特にノズル列37の両端側のインク吐出量が多くなる傾向にあるため、これら両端付近のノズルを不使用とすることで、吐出量の平均化を計るためである。
【0120】
また、ここで言う「ヘッドキャリッジ」とはサブキャリッジ41のことであるが、このサブキャリッジ41へのヘッド取付角度およびキャリッジ取付時のノズルピッチのいずれか一方を設定することで、他方の値が決まることから、いずれか一方のみの入力としても良い。なお、ここで設定するノズルピッチは、画素ピッチと異なる値に設定されることが好ましい。本実施形態の場合、R.G.Bの描画色に対応した3つの装置(同一設計、同一のノズル配列)を使用しており、それぞれの装置毎にインクを吐出する位置が異なるが、この構成によれば、これら3つの着色パターンをなるべく多くのノズルを使用して着色させることができる。すなわち、吐出むら(描画むら)を極力なくすことができる(仮に、ストライプ配列でピッチを合わせた場合、各色で1/3のノズルしか使用できないことになる)。
【0121】
図20は、ヘッドキャリッジ設計値1を入力する画面であり、ヘッド1A列を基準としたときの各ノズル列37の間隔(各ノズル列37までの距離)を設定可能となっている。なお、ヘッド取付の「通常」、「反転」とは、ヘッド7からヘッド12までが、ヘッド1からヘッド6までの機能液滴吐出ヘッド7を180°回転させて取り付けてあることを示したものである。
【0122】
図21は、ヘッドキャリッジ設計値2を入力する画面であり、ヘッドアライメントマーク間距離および各マークからのマスターノズル間の距離を設定可能となっている。ヘッドアライメントマークは、サブキャリッジ41上にレーザーエッチング等により形成されたものであり、マスターヘッドアライメントマークおよびスレーブヘッドアライメントマークとしてそれぞれ1箇所ずつ形成されている。また、マスターノズルとは、ヘッド1A列の先端ノズル(黒丸にて図示)を指すものである。
【0123】
図22は、ヘッドアライメント用の画像設定を行う画面であり、ヘッドアライメント用画像処理装置の設定値を設定可能となっている。これは、キャリッジによってマークの形状が異なるためである。上記の通り、アライメントするためのマークは2種類あるが、それぞれについて、パターン名称、精度、複雑度、途中下限値、最終下限値、2値化レベル、面積下限値および面積上限値を設定しなければならない。ここで、パターン名称、精度、複雑度、途中下限値、最終下限値については、図14の「WFアライメント用画像処理装置の設定」と同様であるため、説明を省略する。
【0124】
2値化レベル、面積下限値および面積上限値は、パターンマッチングにより、アライメントマーク検出ができた後、マークの重心を算出する際に使用するものであり、2値化レベルは、アライメントマークの輝度を256階調に分解した場合の2値化の基準点を設定するものである。つまり、ここで設定された設定値以下輝度の箇所を『黒』に変換する。また、面積下限値および面積上限値は、2値化レベルにより、『白』と『黒』のエリアに分けられたアライメントマークの『黒エリアの面積』が下限以上、上限以下の場合、『黒エリア』の重心を算出するものである。したがって、この場合、『黒エリアの面積』が10%以上35%以下の場合、アライメントマークの重心が算出されることになる。
【0125】
図23は、オプション設定を行う画面であり、ヘッド駆動周波数を設定可能となっている。このヘッド駆動周波数と、描画方向の移動速度とに基づいて、1のノズルの吐出可能ピッチを決定するようにしても良いが、必ずしも入力される必要はない(入力必須事項ではない)。
【0126】
次に、使用する機能液滴吐出装置10の装置1ないし3のうち、装置1を例に挙げて、以下、図24ないし図27に、装置1データファイルの編集操作を示す。図24は、機械設計値1の入力を行う画面であり、装置サイズを設定可能となっている。上記の通り、基板認識カメラは、ワークWが縦置の場合と横置の場合があり、それぞれの場合に、マスター基板アライメントマークおよびスレーブ基板アライメントマークを検出可能にするため、合計4つが配設されている。この4つのカメラのうちのカメラ1(太字プラスで図示)を基準として、前後のフラッシング領域からの領域を設定するようになっている。なお、ここに示す図は、ワークを上側から見たときの平面図であって、カメラ1との描画方向における相対位置を示したものである。
【0127】
図25は、機械設計値2の入力を行う画面であり、基準となるカメラ1からの各カメラ間の描画方向における距離を設定可能となっている。なお、カメラ1、3で、ワークWを縦置にした場合のマークを認識し、カメラ2、4でワークを横置にした場合のマークを認識している。
【0128】
図26は、軸パラメータの入力を行う画面であり、描画軸(X軸)のパラメータおよび改行軸(Y軸)のパラメータを設定可能となっている。描画軸(X軸)のパラメータとしては、分解能、起動周波数、最高速度安定待ち時間を入力するが、このうち分解能は、リニアスケールの分解能に等しい。また、最高速度安定待ち時間とは、ヘッドが描画方向を走査するときの、最高速度に至るまで(安定した走査ができるようになるまで)の待ち時間を指すものである。また、起動周波数とは、X・Y両軸のヘッド動作パターンデータを生成する場合、駆動時の加速領域(速度が安定しないエリア)を算出するために用いられるものである。一方、改行軸(Y軸)のパラメータの最高周波数は、次に説明するドット抜け検査に使用される。ドット抜け検査とは、機能液滴吐出ヘッド7を移動させながら、機能液滴を吐出し、検査をするものであるが、ここで設定された最高周波数は、その時の機能液滴吐出ヘッド7の移動速度を設定し、どの位置でどのノズル38から機能液滴を吐出するかを算出するために使用される。
【0129】
図27は、ドット検査パラメータの入力を行う画面であり、ドット検査時の描画領域長さ、ドットセンサ1とセンサ2間の距離、ドット検査開始時の先頭ノズルとセンサ間の距離、ドット検出センサ検出幅およびドット検査吐出時の吐出分解能を設定可能となっている。この「ドット検査パラメータ」は、ノズル詰まりを検査するために用いるものであり、図示されている、二重長方形は機能液滴の受け皿を表している。また、センサ1とセンサ2の2つのセンサを用いるのは、サブキャリッジ41上のヘッド列37が2列あるため、これらを1列づつ検査するためである。
【0130】
次に、メインメニューの「コンパイルオプション」アイコンをクリックすることにより設定可能なコンパイルオプションの設定操作について、図28ないし図30を参照し、説明する。図28は、ズラシ打ちの設定を行う画面であり、描画色ズラシおよびスキャンズラシを設定可能となっている。描画色ズラシとは、複数色(カラー)でチップ形成領域Cの描画を行う場合であって、装置1ないし3の機能液滴吐出ヘッド7のそれぞれのノズル列37に一方の端から同一のノズル番号が付されている場合(ノズル数が180であるため、1ないし180の番号が付されているものとする)、隣り合う画素(図32において、R1とG1、G1とB1など)に対しては、同一番号のノズル38で機能液滴を吐出しないように設定するものである。ここでは、ズラシノズル数が「10」であるため、R1の画素を装置1のノズル番号20で吐出した場合、G1の画素を装置2のノズル番号10または30で吐出することになる。また、R1の画素を装置1のノズル番号1で吐出した場合、G1の画素を装置2のノズル番号11または隣のノズル列37または機能液滴吐出ヘッド7のノズル番号171で吐出することになる。このため、ノズル38の位置によって吐出量にばらつきがある場合(図36参照)でも、1画素あたりの機能液滴の吐出量を平均化させ得るため、吐出むらを視認しづらくすることができる。
【0131】
なお、各配列(モザイク配列、デルタ配列、ストライプ配列)における隣り合う画素とは、図34に示すように、画素αに対する画素βを指すものである。但し、(c)ストライプ配列においては、画素β以外に画素γも含めて画素αの隣り合う画素とし、同一番号のノズル38で機能液滴を吐出しないようにしても良い。
【0132】
一方、スキャンズラシとは、1の画素が、複数回の機能液滴の吐出によって描画される場合(本実施形態の場合、4回に分けて描画される:図16参照)、それぞれ異なるノズルから機能液滴を吐出することができる。ここでは、ズラシノズル数が「80」であるため、ある画素に対して1パス目をノズル番号10で吐出した場合、2パス目はノズル番号90、3パス目はノズル番号170、4パス目は隣のノズル列37または機能液滴吐出ヘッド7のノズル番号70で吐出することになる。このため、ノズル38位置によって機能液滴の吐出量にばらつきがある場合(図36参照)でも、1の画素に対する機能液滴吐出量を平均化することができる。
【0133】
図29は、ワークW(Xステージ23)に対する機能液滴吐出ヘッド7の駆動方式の一種である「お茶打ち」等の設定を行う画面であり、「お茶打ち」、または「順方向打ち」を設定可能となっている。なお、ここで特に指定がない場合(本実施形態の場合)は、「ブロック打ち」となる。各駆動方式は、図35に示すとおりである。
【0134】
図30は、ビットマップファイル形式(保存形式)の設定を行う画面であり、「通常(BINファイル)」、または「デバック(TXTファイル)」のいずれかを設定可能となっている。このうち、「通常(BINファイル)」は、機能液滴吐出ヘッド7の駆動データとなるバイナリデータであり、「デバック(TXTファイル)」はテキストエディタにより表示可能なテキストデータである。
【0135】
上記の通り、図7ないし図17に示す機種ファイル(基板データ)、図19ないし図23に示すヘッドファイル(ヘッドデータ)、図24ないし図27に示す装置ファイル(装置データ)の編集を行い、さらに必要に応じて図28ないし図30に示すコンパイルオプションの設定を行った後、図5に示すメインメニューのコンパイルアイコンをクリックすることにより、コンパイルが行われ、描画色毎(装置毎)の描画データ(吐出パターンデータ)および位置データ(ヘッド動作パターンデータ)の生成を行う(図4参照)。このように、任意に設定された画素情報とチップ情報(基板データ)と、ノズル情報およびヘッド移動情報(ヘッドデータ)とに基づいて、所定のアルゴリズムにより吐出パターンデータおよびヘッド動作パターンデータを生成するため、全てのノズル38の吐出パターンデータや全ての装置(機能液滴吐出ヘッド7)のヘッド動作パターンデータを、一括して容易且つ迅速に生成することができる。
【0136】
ところで、本発明の描画装置1および機能液滴吐出装置10は、前述の通り、各種フラットディスプレイの製造方法や、各種の電子デバイスおよび光デバイスの製造方法等にも適用可能である。そこで、この描画装置1および機能液滴吐出装置10を用いた製造方法を、液晶表示装置の製造方法および有機EL装置の製造方法を例に、説明する。
【0137】
図38は、液晶表示装置のカラーフィルタの部分拡大図である。図38(a)は平面図であり、図38(b)は図38(a)のB−B´線断面図である。断面図各部のハッチングは一部省略している。
【0138】
図38(a)に示されるように、カラーフィルタ400は、マトリクス状に並んだ画素(フィルタエレメント)412を備え、画素と画素の境目は、仕切り413によって区切られている。画素412の1つ1つには、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかのインク(フィルタ材料)が導入されている。この例では赤、緑、青の配置をいわゆるデルタ配列としたが、ストライプ配列、モザイク配列など、その他の配置でも構わない。
【0139】
図38(b)に示されるように、カラーフィルタ400は、透光性の基板411と、遮光性の仕切り413とを備えている。仕切り413が形成されていない(除去された)部分は、上記画素412を構成する。この画素412に導入された各色のインクは着色層421を構成する。仕切り413及び着色層421の上面には、オーバーコート層422及び電極層423が形成されている。
【0140】
図39は、本発明の実施形態によるカラーフィルタの製造方法を説明する製造工程断面図である。断面図各部のハッチングは一部省略している。
【0141】
膜厚0.7mm、たて38cm、横30cmの無アルカリガラスからなる透明基板411の表面を、熱濃硫酸に過酸化水素水を1重量%添加した洗浄液で洗浄し、純水でリンスした後、エア乾燥を行って清浄表面を得る。この表面に、スパッタ法によりクロム膜を平均0.2μmの膜厚で形成し、金属層414´を得る(図39:S1)。
【0142】
この基板をホットプレート上で、80℃で5分間乾燥させた後、金属層414´の表面に、スピンコートによりフォトレジスト層(図示せず)を形成する。この基板表面に、所要のマトリクスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着させ、紫外線で露光をおこなう。次に、これを、水酸化カリウムを8重量%の割合で含むアルカリ現像液に浸漬して、未露光の部分のフォトレジストを除去し、レジスト層をパターニングする。続いて、露出した金属層を、塩酸を主成分とするエッチング液でエッチング除去する。このようにして所定のマトリクスパターンを有する遮光層(ブラックマトリクス)414を得ることができる(図39:S2)。遮光層414の膜厚は、およそ0.2μmである。また、遮光層414の幅は、およそ22μmである。
【0143】
この基板上に、さらにネガ型の透明アクリル系の感光性樹脂組成物415´をやはりスピンコート法で塗布する(図39:S3)。これを100℃で20分間プレベークした後、所定のマトリクスパターン形状を描画したマスクフィルムを用いて紫外線露光を行なう。未露光部分の樹脂を、やはりアルカリ性の現像液で現像し、純水でリンスした後スピン乾燥する。最終乾燥としてのアフターベークを200℃で30分間行い、樹脂部を十分硬化させることにより、バンク層415が形成され、遮光層414及びバンク層415からなる仕切り413が形成される(図39:S4)。このバンク層415の膜厚は、平均で2.7μmである。また、バンク層415の幅は、およそ14μmである。
【0144】
得られた遮光層414およびバンク層415で区画された着色層形成領域(特にガラス基板411の露出面)のインク濡れ性を改善するため、ドライエッチング、すなわちプラズマ処理を行なう。具体的には、ヘリウムに酸素を20%加えた混合ガスに高電圧を印加し、プラズマ雰囲気でエッチングスポットに形成し、基板を、このエッチングスポット下を通過させてエッチングする。
【0145】
次に、仕切り413で区切られて形成された画素412内に、上記R、G、Bの各インクをインクジェット方式により導入する(図39:S5)。機能液滴吐出ヘッド7(インクジェットヘッド)には、ピエゾ圧電効果を応用した精密ヘッドを使用し、微小インク滴を着色層形成領域毎に10滴、選択的に飛ばす。駆動周波数は14.4kHz、すなわち、各インク滴の吐出間隔は69.5μ秒に設定する。ヘッドとターゲットとの距離は、0.3mmに設定する。ヘッドよりターゲットである着色層形成領域への飛翔速度、飛行曲がり、サテライトと称される分裂迷走滴の発生防止のためには、インクの物性はもとよりヘッドのピエゾ素子を駆動する波形(電圧を含む)が重要である。従って、あらかじめ条件設定された波形をプログラムして、インク滴を赤、緑、青の3色を同時に塗布して所定の配色パターンにインクを塗布する。
【0146】
インク(フィルタ材料)としては、例えばポリウレタン樹脂オリゴマーに無機顔料を分散させた後、低沸点溶剤としてシクロヘキサノンおよび酢酸ブチルを、高沸点溶剤としてブチルカルビトールアセテートを加え、さらに非イオン系界面活性剤0.01重量%を分散剤として添加し、粘度6〜8センチポアズとしたものを用いる。
【0147】
次に、塗布したインクを乾燥させる。まず、自然雰囲気中で3時間放置してインク層416のセッティングを行った後、80℃のホットプレート上で40分間加熱し、最後にオーブン中で200℃で30分間加熱してインク層416の硬化処理を行って、着色層421が得られる(図39:S6)。
【0148】
上記基板に、透明アクリル樹脂塗料をスピンコートして平滑面を有するオーバーコート層422を形成する。さらに、この上面にITO(Indium Tin Oxide)からなる電極層423を所要パターンで形成して、カラーフィルタ400とする(図39:S7)。なお、このオーバーコート層422を、機能液滴吐出ヘッド7(インクジェットヘッド)によるインクジェット方式で、形成するようにしてもよい。
【0149】
図40は、本発明の製造方法により製造される電気光学装置(フラットディスプレイ)の一例であるカラー液晶表示装置の断面図である。断面図各部のハッチングは一部省略している。
【0150】
このカラー液晶表示装置450は、カラーフィルタ400と対向基板466とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物465を封入することにより製造される。液晶表示装置450の一方の基板466の内側の面には、TFT(薄膜トランジスタ)素子(図示せず)と画素電極463とがマトリクス状に形成されている。また、もう一方の基板として、画素電極463に対向する位置に赤、緑、青の着色層421が配列するようにカラーフィルタ400が設置されている。
【0151】
基板466とカラーフィルタ400の対向するそれぞれの面には、配向膜461、464が形成されている。これらの配向膜461、464はラビング処理されており、液晶分子を一定方向に配列させることができる。また、基板466およびカラーフィルタ400の外側の面には、偏光板462、467がそれぞれ接着されている。また、バックライトとしては蛍光灯(図示せず)と散乱板の組合わせが一般的に用いられており、液晶組成物465をバックライト光の透過率を変化させる光シャッターとして機能させることにより表示を行う。
【0152】
なお、電気光学装置は、本発明では上記のカラー液晶表示装置に限定されず、例えば薄型のブラウン管、あるいは液晶シャッター等を用いた小型テレビ、EL表示装置、プラズマディスプレイ、CRTディスプレイ、FED(Field Emission Display)パネル等の種々の電気光学手段を用いることができる。
【0153】
次に、図41ないし図53を参照して、有機EL装置(有機EL表示装置)とその製造方法を説明する。
【0154】
図41ないし図53は、有機EL素子を含む有機EL装置の製造プロセスと共にその構造を表している。この製造プロセスは、バンク部形成工程と、プラズマ処理工程と、正孔注入/輸送層形成工程及び発光層形成工程からなる発光素子形成工程と、対向電極形成工程と、封止工程とを具備して構成されている。
【0155】
バンク部形成工程では、基板501に予め形成した回路素子部502上及び電極511(画素電極ともいう)上の所定の位置に、無機物バンク層512aと有機物バンク層512bを積層することにより、開口部512gを有するバンク部512を形成する。このように、バンク部形成工程には、電極511の一部に、無機物バンク層512aを形成する工程と、無機物バンク層の上に有機物バンク層512bを形成する工程が含まれる。
【0156】
まず無機物バンク層512aを形成する工程では、図41に示すように、回路素子部502の第2層間絶縁膜544b上及び画素電極511上に、無機物バンク層512aを形成する。無機物バンク層512aを、例えばCVD法、コート法、スパッタ法、蒸着法等によって第2層間絶縁膜544b及び画素電極511の全面にSiO2、TiO2等の無機物膜を形成する。
【0157】
次にこの無機物膜をエッチング等によりパターニングして、電極511の電極面511aの形成位置に対応する下部開口部512cを設ける。このとき、無機物バンク層512aを電極511の周縁部と重なるように形成しておく必要がある。このように、電極511の周縁部(一部)と無機物バンク層512aとが重なるように無機物バンク層512aを形成することにより、発光層510bの発光領域を制御することができる。
【0158】
次に有機物バンク層512bを形成する工程では、図42に示すように、無機物バンク層512a上に有機物バンク層512bを形成する。有機物バンク層512bをフォトリソグラフィ技術等によりエッチングして、有機物バンク層512bの上部開口部512dを形成する。上部開口部512dは、電極面511a及び下部開口部512cに対応する位置に設けられる。
【0159】
上部開口部512dは、図42に示すように、下部開口部512cより広く、電極面511aより狭く形成することが好ましい。これにより、無機物バンク層512aの下部開口部512cを囲む第1積層部512eが、有機物バンク層512bよりも電極511の中央側に延出された形になる。このようにして、上部開口部512d、下部開口部512cを連通させることにより、無機物バンク層512a及び有機物バンク層512bを貫通する開口部512gが形成される。
【0160】
次にプラズマ処理工程では、バンク部512の表面と画素電極の表面511aに、親インク性を示す領域と、撥インク性を示す領域を形成する。このプラズマ処理工程は、予備加熱工程と、バンク部512の上面(512f)及び開口部512gの壁面並びに画素電極511の電極面511aを親インク性を有するように加工する親インク化工程と、有機物バンク層512bの上面512f及び上部開口部512dの壁面を、撥インク性を有するように加工する撥インク化工程と、冷却工程とに大別される。
【0161】
まず、予備加熱工程では、バンク部512を含む基板501を所定の温度まで加熱する。加熱は、例えば基板501を載せるステージにヒータを取り付け、このヒータで当該ステージごと基板501を加熱することにより行う。具体的には、基板501の予備加熱温度を、例えば70〜80℃の範囲とすることが好ましい。
【0162】
次に、親インク化工程では、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理(O2プラズマ処理)を行う。このO2プラズマ処理により、図43に示すように、画素電極511の電極面511a、無機物バンク層512aの第1積層部512e及び有機物バンク層512bの上部開口部512dの壁面ならびに上面512fが親インク処理される。この親インク処理により、これらの各面に水酸基が導入されて親インク性が付与される。図43では、親インク処理された部分を一点鎖線で示している。
【0163】
次に、撥インク化工程では、大気雰囲気中で4フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理(CF4プラズマ処理)を行う。CF4プラズマ処理により、図44に示すように、上部開口部512d壁面及び有機物バンク層の上面512fが撥インク処理される。この撥インク処理により、これらの各面にフッ素基が導入されて撥インク性が付与される。図44では、撥インク性を示す領域を二点鎖線で示している。
【0164】
次に、冷却工程では、プラズマ処理のために加熱された基板501を室温、またはインクジェット工程(機能液滴吐出工程)の管理温度まで冷却する。プラズマ処理後の基板501を室温、または所定の温度(例えばインクジェット工程を行う管理温度)まで冷却することにより、次の正孔注入/輸送層形成工程を一定の温度で行うことができる。
【0165】
次に、発光素子形成工程では、画素電極511上に正孔注入/輸送層及び発光層を形成することにより発光素子を形成する。発光素子形成工程には、4つの工程が含まれる。即ち、正孔注入/輸送層を形成するための第1組成物を各画素電極上に吐出する第1機能液滴吐出工程と、吐出された第1組成物を乾燥させて画素電極上に正孔注入/輸送層を形成する正孔注入/輸送層形成工程と、発光層を形成するための第2組成物を正孔注入/輸送層の上に吐出する第2機能液滴吐出工程と、吐出された第2組成物を乾燥させて正孔注入/輸送層上に発光層を形成する発光層形成工程とが含まれる。
【0166】
まず、第1機能液滴吐出工程では、インクジェット法(機能液滴吐出法)により、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を電極面511a上に吐出する。なお、この第1機能液滴吐出工程以降は、水、酸素の無い窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。(なお、画素電極上にのみ正孔注入/輸送層を形成する場合は、有機物バンク層に隣接して形成される正孔注入/輸送層は形成されない)
【0167】
図45に示すように、インクジェットヘッド(機能液滴吐出ヘッド7)Hに正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を充填し、インクジェットヘッドHの吐出ノズルを下部開口部512c内に位置する電極面511aに対向させ、インクジェットヘッドHと基板501とを相対移動させながら、吐出ノズルから1滴当たりの液量が制御された第1組成物滴510cを電極面511a上に吐出する。
【0168】
ここで用いる第1組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸(PSS)等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)及びその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。なお、正孔注入/輸送層形成材料は、R・G・Bの各発光層510bに対して同じ材料を用いても良く、発光層毎に変えても良い。
【0169】
図45に示すように、吐出された第1組成物滴510cは、親インク処理された電極面511a及び第1積層部512e上に広がり、下部、上部開口部512c、512d内に満たされる。電極面511a上に吐出する第1組成物量は、下部、上部開口部512c、512dの大きさ、形成しようとする正孔注入/輸送層の厚さ、第1組成物中の正孔注入/輸送層形成材料の濃度等により決定される。また、第1組成物滴510cは1回のみならず、数回に分けて同一の電極面511a上に吐出しても良い。
【0170】
次に正孔注入/輸送層形成工程では、図46に示すように、吐出後の第1組成物を乾燥処理及び熱処理して第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させることにより、電極面511a上に正孔注入/輸送層510aを形成する。乾燥処理を行うと、第1組成物滴510cに含まれる極性溶媒の蒸発が、主に無機物バンク層512a及び有機物バンク層512bに近いところで起き、極性溶媒の蒸発に併せて正孔注入/輸送層形成材料が濃縮されて析出する。
【0171】
これにより図46に示すように、乾燥処理によって電極面511a上でも極性溶媒の蒸発が起き、これにより電極面511a上に正孔注入/輸送層形成材料からなる平坦部510aが形成される。電極面511a上では極性溶媒の蒸発速度がほぼ均一であるため、正孔注入/輸送層の形成材料が電極面511a上で均一に濃縮され、これにより均一な厚さの平坦部510aが形成される。
【0172】
次に第2機能液滴吐出工程では、インクジェット法(機能液滴吐出法)により、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層510a上に吐出する。この第2機能液滴吐出工程では、正孔注入/輸送層510aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第2組成物の溶媒として、正孔注入/輸送層510aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
【0173】
しかしその一方で正孔注入/輸送層510aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層510a上に吐出しても、正孔注入/輸送層510aと発光層510bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層510bを均一に塗布できないおそれがある。そこで、非極性溶媒ならびに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層510aの表面の親和性を高めるために、発光層を形成する前に表面改質工程を行うことが好ましい。
【0174】
そこでまず、表面改質工程について説明する。表面改質工程は、発光層形成の際に用いる第1組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質用溶媒を、インクジェット法(機能液滴吐出法)、スピンコート法またはディップ法により正孔注入/輸送層510a上に塗布した後に乾燥することにより行う。
【0175】
例えば、インクジェット法による塗布は、図47に示すように、インクジェットヘッドHに、表面改質用溶媒を充填し、インクジェットヘッドHの吐出ノズルを基板(すなわち、正孔注入/輸送層510aが形成された基板)に対向させ、インクジェットヘッドHと基板501とを相対移動させながら、吐出ノズルHから表面改質用溶媒510dを正孔注入/輸送層510a上に吐出することにより行う。そして、図48に示すように、表面改質用溶媒510dを乾燥させる。
【0176】
次に第2機能液滴吐出工程では、インクジェット法(機能液滴吐出法)により、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層510a上に吐出する。図49に示すように、インクジェットヘッドHに、青色(B)発光層形成材料を含有する第2組成物を充填し、インクジェットヘッドHの吐出ノズルを下部、上部開口部512c、512d内に位置する正孔注入/輸送層510aに対向させ、インクジェットヘッドHと基板501とを相対移動させながら、吐出ノズルから1滴当たりの液量が制御された第2組成物滴510eとして吐出し、この第2組成物滴510eを正孔注入/輸送層510a上に吐出する。
【0177】
発光層形成材料としては、ポリフルオレン系高分子誘導体や、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機EL材料をドープして用いる事ができる。例えば、ルブレン、ペリレン、9,10-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。
【0178】
非極性溶媒としては、正孔注入/輸送層510aに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。このような非極性溶媒を発光層510bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層510aを再溶解させることなく第2組成物を塗布できる。
【0179】
図49に示すように、吐出された第2組成物510eは、正孔注入/輸送層510a上に広がって下部、上部開口部512c、512d内に満たされる。第2組成物510eは1回のみならず、数回に分けて同一の正孔注入/輸送層510a上に吐出しても良い。この場合、各回における第2組成物の量は同一でも良く、各回毎に第2組成物量を変えても良い。
【0180】
次に発光層形成工程では、第2組成物を吐出した後に乾燥処理及び熱処理を施して、正孔注入/輸送層510a上に発光層510bを形成する。乾燥処理は、吐出後の第2組成物を乾燥処理することにより第2組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発して、図50に示すような青色(B)発光層510bを形成する。
【0181】
続けて、図51に示すように、青色(B)発光層510bの場合と同様にして、赤色(R)発光層510bを形成し、最後に緑色(G)発光層510bを形成する。なお、発光層510bの形成順序は、前述の順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能である。
【0182】
次に対向電極形成工程では、図52に示すように、発光層510b及び有機物バンク層512bの全面に陰極503(対向電極)を形成する。なお,陰極503は複数の材料を積層して形成しても良い。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、例えばCa、Ba等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にLiF等を薄く形成した方が良い場合もある。また、上部側(封止側)には下部側よりも仕事関数が高いものが好ましい。これらの陰極(陰極層)503は、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、発光層510bの熱による損傷を防止できる点で好ましい。
【0183】
また、フッ化リチウムは、発光層510b上のみに形成しても良く、更に青色(B)発光層510b上のみに形成しても良い。この場合、他の赤色(R)発光層及び緑色(G)発光層510b、510bには、LiFからなる上部陰極層503bが接することとなる。また陰極12の上部には、蒸着法、スパッタ法、CVD法等により形成したAl膜、Ag膜等を用いることが好ましい。また、陰極503上に、酸化防止のためにSiO2、SiN等の保護層を設けても良い。
【0184】
最後に、図53に示す封止工程では、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気中で、有機EL素子504上に封止用基板505を積層する。封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極503にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極503に侵入して陰極503が酸化されるおそれがあるので好ましくない。そして最後に、フレキシブル基板の配線に陰極503を接続するとともに、駆動ICに回路素子部502の配線を接続することにより、本実施形態の有機EL装置500が得られる。
【0185】
なお、画素電極511および陰極(対向電極)503の形成において、インクジェットヘッドHによるインクジェット方式を採用してもよい。すなわち、液体の電極材料をインクジェットヘッドHにそれぞれ導入し、これをインクジェットヘッドHから吐出して、画素電極511および陰極503をそれぞれ形成する(乾燥工程を含む)。
【0186】
同様に、本実施形態の機能液滴吐出装置10は、電子放出装置の製造方法、PDP装置の製造方法および電気泳動表示装置の製造方法等に、適用することができる。
【0187】
電子放出装置の製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド7にR、G、B各色の蛍光材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、電極上に多数の蛍光体を形成する。なお、電子放出装置は、FED(電界放出ディスプレイ)を含む上位の概念である。
【0188】
PDP装置の製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド7にR、G、B各色の蛍光材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、蛍光材料を選択的に吐出して、背面基板上の多数の凹部にそれぞれ蛍光体を形成する。
【0189】
電気泳動表示装置の製造方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド7に各色の泳動体材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、インク材料を選択的に吐出して、電極上の多数の凹部にそれぞれ泳動体を形成する。なお、帯電粒子と染料とから成る泳動体は、マイクロカプセルに封入されていることが、好ましい。
【0190】
一方、本実施形態の機能液滴吐出装置10は、スペーサ形成方法、金属配線形成方法、レンズ形成方法、レジスト形成方法および光拡散体形成方法等にも、適用可能である。
【0191】
スペーサ形成方法は、2枚の基板間に微小なセルギャップを構成すべく多数の粒子状のスペーサを形成するものであり、複数の機能液滴吐出ヘッド7にスペーサを構成する粒子材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、粒子材料を選択的に吐出して少なくとも一方の基板上にスペーサを形成する。例えば、上記の液晶表示装置や電気泳動表示装置における2枚の基板間のセルギャップを構成する場合に有用であり、その他この種の微小なギャップを必要とする半導体製造技術に適用できることはいうまでもない。
【0192】
金属配線形成方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド7に液状金属材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、液状金属材料を選択的に吐出して、基板上に金属配線を形成する。例えば、上記の液晶表示装置におけるドライバと各電極とを接続する金属配線や、上記の有機EL装置におけるTFT等と各電極とを接続する金属配線に適用することができる。また、この種のフラットディスプレイの他、一般的な半導体製造技術に適用できることはいうまでもない。
【0193】
レンズ形成方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド7にレンズ材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、レンズ材料を選択的に吐出して、透明基板上に多数のマイクロレンズを形成する。例えば、上記のFED装置におけるビーム収束用のデバイスとして適用可能である。また、各種の光デバイスに適用可能であることはいうまでもない。
【0194】
レジスト形成方法では、複数の機能液滴吐出ヘッド7にレジスト材料を導入し複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、レジスト材料を選択的に吐出して、基板上に任意形状のフォトレジストを形成する。例えば、上記の各種表示装置おけるバンクの形成は元より、半導体製造技術の主体を為すフォトリソグラフィー法において、フォトレジストの塗布に広く適用可能である。
【0195】
光拡散体形成方法では、基板上に多数の光拡散体を形成する光拡散体形成方法であって、複数の機能液滴吐出ヘッド7に光拡散材料を導入し、複数の機能液滴吐出ヘッド7を主走査および副走査し、光拡散材料を選択的に吐出して多数の光拡散体を形成する。この場合も、各種の光デバイスに適用可能であることはいうまでもない。
【0196】
【発明の効果】
以上のように、本発明の吐出パターンデータ生成方法、吐出パターンデータ生成装置、機能液滴吐出装置および描画装置によれば、ユーザにより任意に設定された画素情報と、チップ情報と、ノズル情報と、に基づいて、吐出パターンデータを生成するため、全てのノズルの吐出パターンデータを、一括して生成することができる。すなわち、ノズル数に関係なく各ノズルの吐出パターンデータを容易且つ迅速に生成することができる、などの効果を奏する。
【0197】
また、本発明のヘッド動作パターンデータ生成装置によれば、ユーザにより設定されたチップ情報やノズル情報等に基づいて、機能液滴吐出ヘッドのヘッド動作パターンデータを生成するため、種々の条件のヘッド動作パターンデータを容易且つ迅速に生成することができる。
【0198】
一方、本発明の液晶表示装置の製造方法、有機EL装置の製造方法、電子放出装置の製造方法、PDP装置の製造方法および電気泳動表示装置の製造方法によれば、各装置におけるフィルタ材料や発光材料等に適した機能液滴吐出ヘッドを簡単に導入することができるため、製造効率を向上させることができる。
【0199】
また、本発明のカラーフィルタの製造方法、有機ELの製造方法、スペーサ形成方法、金属配線形成方法、レンズ形成方法、レジスト形成方法および光拡散体形成方法によれば、各電子デバイスや各光デバイスにおけるフィルタ材料や発光材料等に適した機能液滴吐出ヘッドを簡単に導入することができため、製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態に係る描画装置の模式図である。
【図2】 実施形態に係る機能液滴吐出ヘッドと基板の模式図である。
【図3】 実施形態に係る機能液滴吐出装置の制御系のブロック図である。
【図4】 描画データおよび位置データの生成方法の概要を示す図である。
【図5】 実施形態に係る操作画面の一例である、メインメニューの画面を示す図である。
【図6】 実施形態に係る操作画面の一例である、機種ファイルの選択画面を示す図である。
【図7】 実施形態に係る操作画面の一例である、セルパターンの入力画面を示す図である。
【図8】 図7とは異なる、セルパターンの入力画面を示す図である。
【図9】 図7および8とは異なる、セルパターンの入力画面を示す図である。
【図10】 図7、8および9とは異なる、セルパターンの入力画面を示す図である。
【図11】 実施形態に係る操作画面の一例である、CF設計値1の入力画面を示す図である。
【図12】 実施形態に係る操作画面の一例である、ワーク設計値1の入力画面を示す図である。
【図13】 実施形態に係る操作画面の一例である、ワーク設計値2の入力画面を示す図である。
【図14】 実施形態に係る操作画面の一例である、画像設定の入力画面を示す図である。
【図15】 実施形態に係る操作画面の一例である、描画情報の入力画面を示す図である。
【図16】 実施形態に係る操作画面の一例である、画素内描画設計の入力画面を示す図である。
【図17】 実施形態に係る操作画面の一例である、オプションの入力画面を示す図である。
【図18】 実施形態に係る操作画面の一例である、ヘッドファイルの選択画面を示す図である。
【図19】 実施形態に係る操作画面の一例である、ヘッド設計値の入力画面を示す図である。
【図20】 実施形態に係る操作画面の一例である、ヘッドキャリッジ設計値1の入力画面を示す図である。
【図21】 実施形態に係る操作画面の一例である、ヘッドキャリッジ設計値2の入力画面を示す図である。
【図22】 実施形態に係る操作画面の一例である、画像設定の入力画面を示す図である。
【図23】 実施形態に係る操作画面の一例である、オプションの入力画面を示す図である。
【図24】 実施形態に係る操作画面の一例である、機械設計値1の入力画面を示す図である。
【図25】 実施形態に係る操作画面の一例である、機械設計値2の入力画面を示す図である。
【図26】 実施形態に係る操作画面の一例である、軸パラメータの入力画面を示す図である。
【図27】 実施形態に係る操作画面の一例である、ドット検査パラメータの入力画面を示す図である。
【図28】 実施形態に係る操作画面の一例である、ズラシ打ちの入力画面を示す図である。
【図29】 実施形態に係る操作画面の一例である、お茶打ちの入力画面を示す図である。
【図30】 実施形態に係る操作画面の一例である、ビットマップファイル形式の入力画面を示す図である。
【図31】 実施形態に係る画素配列の一例を示す図である。
【図32】 実施形態に係るチップ内のR.G.B画素配列の一例を示す図である。
【図33】 実施形態に係る基板上のチップの配列の一例を示す図である。
【図34】 実施形態に係る隣接する画素の一例を示す図である。
【図35】 実施形態に係る機能液滴吐出ヘッドの駆動方式の一例を示す図である。
【図36】 実施形態に係るノズル位置と機能液吐出量の関係を示す図である。
【図37】 実施形態に係る基板アライメントマークの一例を示す図である。
【図38】 実施形態のカラーフィルタの製造方法により製造されるカラーフィルタの部分拡大図である。
【図39】 実施形態のカラーフィルタの製造方法を模式的に示す製造工程断面図である。
【図40】 実施形態のカラーフィルタの製造方法により製造される液晶表示装置の断面図である。
【図41】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法におけるバンク部形成工程(無機物バンク)の断面図である。
【図42】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法におけるバンク部形成工程(有機物バンク)の断面図である。
【図43】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法におけるプラズマ処理工程(親水化処理)の断面図である。
【図44】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法におけるプラズマ処理工程(撥水化処理)の断面図である。
【図45】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法における正孔注入層形成工程(機能液滴吐出)の断面図である。
【図46】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法における正孔注入層形成工程(乾燥)の断面図である。
【図47】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法における表面改質工程(機能液滴吐出)の断面図である。
【図48】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法における表面改質工程(乾燥)の断面図である。
【図49】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法におけるB発光層形成工程(機能液滴吐出)の断面図である。
【図50】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法におけるB発光層形成工程(乾燥)の断面図である。
【図51】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法におけるR・G・B発光層形成工程の断面図である。
【図52】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法における対向電極形成工程の断面図である。
【図53】 実施形態に係る有機EL装置の製造方法における封止工程の断面図である。
【符号の説明】
7 機能液滴吐出ヘッド 10 機能液滴吐出装置
23 X軸テーブル 24 Y軸テーブル
25 メインキャリッジ 26 ヘッドユニット
28 吸着テーブル 37 ノズル列
38 ノズル 41 サブキャリッジ
110 ヘッド部 120 駆動部
130 電源部 140 送り検出部
150 制御部 152 第2PC
400 カラーフィルタ 412 画素
415 バンク層 416 インク層
422 オーバーコート層 466 基板
500 有機EL装置 501 基板
502 回路素子部 504 有機EL素子
510a 正孔注入/輸送層 510b 発光層
C チップ形成領域 E 画素
W 基板

Claims (3)

  1. 複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドにより、ワーク上の1以上の画素形成領域に機能液滴を吐出して描画を行うための吐出パターンデータを生成する吐出パターンデータ生成方法であって、
    前記複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドには、同数、同配置でノズル列が配置されており、それぞれのノズル列に一方の端から同一のノズル番号が付されている場合、
    隣り合う前記画素形成領域に対して、同一番号のノズルで前記機能液滴を吐出しないように、前記吐出パターンデータを生成することを特徴とする吐出パターンデータ生成方法。
  2. 前記複数の機能液滴吐出装置は、装置別に、異なる色の前記機能液滴を吐出することを特徴とする請求項1に記載の吐出パターンデータ生成方法。
  3. 複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドにより、ワーク上の1以上の画素形成領域に機能液滴を吐出して描画を行うための吐出パターンデータを生成するデータ生成手段を備え、
    前記複数の機能液滴吐出装置に備えられた各機能液滴吐出ヘッドには、同数、同配置でノズル列が配置されており、それぞれのノズル列に一方の端から同一のノズル番号が付されている場合、
    前記データ生成手段は、隣り合う前記画素形成領域に対して、同一番号のノズルで前記機能液滴を吐出しないように、前記吐出パターンデータを生成することを特徴とする吐出パターンデータ生成装置。
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