JP2005178299A - 機能液滴吐出検査方法、機能液滴吐出検査装置およびこれを備えた液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 機能液滴吐出ヘッド16に対し、微振動波形を印加してメニスカスMを律動させる微振動波形印加手段211と、律動しているメニスカスMの変位を複数の変位測定位置で測定するメニスカス変位測定手段131と、非律動時におけるメニスカスMとの離間距離を複数の変位測定位置で測定する距離測定手段132と、その離間距離に基づいて、メニスカスMの変位を補正する変位補正手段124と、補正されたメニスカスMの変位のうち複数の経過時間における複数の経過時間変位量と、複数の変位測定位置の分布とに基づいて、各経過時間におけるメニスカスMの立体的変位を表す経過時間面データを合成する経過時間面データ合成手段123と、を備えたものである。
【選択図】 図4
Description
を備えたことを特徴とする。
そして、合成した最大変位面データに基づいて、メニスカスの立体画像を表示する静止画像表示工程を、さらに備えたことが好ましい。
そして、合成された最大変位面データに基づいて、メニスカスの立体画像を表示する静止画像表示手段を、さらに備えたことが好ましい。
なお、メニスカスの律動とは、機能液滴吐出ヘッドに対し微振動波形を印加したときのメニスカスの周期的な微振動を意味するが、ノズル詰まり等の異常を示すノズルにおけるメニスカスの不規則な変動も含む概念である。また、非律動時とは、微振動波形を印加する前(または、微振動波形の印加による律動が完全に収束した後)のメニスカスの状態をいう。
そして、合成した複数の経過時間面データに基づいて、メニスカスの律動をアニメーション化して画像表示する動画表示工程を、さらに備えたことが好ましい。
そして、合成された複数の経過時間面データに基づいて、メニスカスの律動をアニメーション化して画像表示する動画表示手段を、さらに備えたことが好ましい。
制御手段は、微振動波形印加手段を制御して、供給されたタイミング信号に同期して微振動波形を印加させると共に、メニスカス変位測定手段を制御して、供給されたタイミング信号に同期して測定を開始させることが好ましい。
そして、メニスカス変位測定手段は、律動しているメニスカスの変位速度を経時的に複数回に亘って計測し、この複数回の計測結果からメニスカスの変位を求めるレーザドップラ振動計で構成されていることが好ましい。
そして、メニスカス変位測定手段は、律動しているメニスカスの変位速度を経時的に複数回に亘って計測し、この複数回の計測結果からメニスカスの変位を求めるレーザドップラ振動計で構成されていることが好ましい。
なお、通常は、複数の変位測定位置がメニスカスの中心点およびその同心円上に均等に分布するように選択することが好ましい。
Display)装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。
なお、ポンプ部61は、外部から与えられる信号に応じて、圧力発生室に圧力変動を生じさせる素子あれば、他の構成であってもよい。例えば、圧電振動子は、縦振動横効果のピエゾ素子に限らず、たわみ振動型のピエゾ素子でもよい。また、圧電振動子に限らず、磁歪素子等の他の素子を用いてもよい。さらに、ヒータ等の熱源によって機能液を加熱させ、加熱により生じた気泡によって圧力を変化させる構成であってもよい。
なお、本実施形態の液滴吐出装置1では、X軸方向へのワークWの移動を主走査とし、Y軸方向へのヘッドユニット15の移動を副走査として、描画動作が行われるが、ヘッドユニット15を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、ワークWを固定とし、ヘッドユニット15をX軸方向およびY軸方向に移動させる構成であってもよい。
なお、このように、フラッシングには、ワークWに機能液を吐出させる直前にフラッシングボックス116に対して行われる吐出前フラッシングと、機能液の吐出を休止するときに吸引キャップ101に対して定期的に行われる定期フラッシングとがある。
なお、詳細は後述するが、この測定部122により測定される複数の変位測定位置は、上記の入力部201の操作により選択され、メニスカスの中心点を含むと共に、当該中心点を中心とした1または複数の同心円上に分布しており、微振動しているメニスカスの立体的変位を適切に捉えることができるようになっている。
なお、非律動時とは、微振動波形を印加する前(または、微振動波形の印加による律動が完全に収束した後)のメニスカスMの状態をいう(図11(a)参照)。また、機能液と機能液滴吐出ヘッド16の種類により非律動時におけるメニスカスMの形状(レーザ距離計132との離間距離)が一定である場合には、逐次レーザ距離計132によりメニスカスMとの離間距離を各変位測定位置で測定しなくともよい。
なお、常に一定の複数の変位測定位置において測定する場合には、複数の変位測定位置を制御装置8に記憶させておき、逐次選択することなく測定されるようにしてもよい。
なお、独自のXYステージ134を備える代わりに、機能液滴吐出検査装置6を描画装置3のXテーブル12に搭載し、描画装置3のXY移動機構11を利用することで、機能液滴吐出ヘッド16に対しレーザドップラ振動計131を相対的に移動させる構成であってもよい。また、XYステージ134に加えて、θテーブルを備え、各変位測定位置間を移動するときはXYステージ134を用い、各変位測定位置にレーザ距離計132またはレーザドップラ振動計131を選択的に位置させるときはθテーブルを用いる構成としてもよい。
なお、同図は、罫線Lによって区分された25マスの全てを選択して変位測定位置とした場合のものである。また、同図では、メニスカスの立体的変位が棒グラフ状に表されているが、各変位測定位置における経過時間変位量を演算処理することにより、各変位測定位置を滑らかな曲線で結ぶようにしてもよい。
しかしながら、通常、非律動時のメニスカスMは、その中心点を中心として点対称に逆凹形状を為していることから、メニスカスMの変位の補正を行わない場合であっても、得られる経過時間面データに中心点から軸ブレした歪みはなく、メニスカスがその中心点を中心として点対称に律動しない場合の異常(例えば飛行曲がり)の原因を的確に把握することは可能である。図12からわかるように、異常を示すノズル65では、律動しているメニスカスMの振動方向に軸ブレが生じている。このように、メニスカスMの立体的変位の変位量、振動方向の中心軸からのずれの有無等を観察することにより、機能液中の気泡の有無、ノズル65の内面における機能液塊(機能液の溶剤が揮発して乾燥して生成した塊)の有無を判別することが可能となる。例えば、変位量が少ない場合には、機能液に気泡が混入していることが考えられ、振動方向に軸ブレが生じている場合には、ノズル65の内面に機能液塊が存在することが考えられる。すなわち、描画動作において飛行曲がり等の異常が発生した場合に、機能液滴吐出検査装置6による吐出特性の検査を行うことで、その原因を推測ないし特定することが可能となる。もちろん、経過時間変位量に基づいて得られたアニメーション画像からも、精度良く求められた立体的変位によって、吐出異常の原因を推測ないし特定することが可能である。
そして、この場合も、変位補正手段により測定されたメニスカスMの変位を補正せずに、メニスカスMの変位の測定結果の最大変位量に基づいて、最大変位面データを合成する構成とすることが可能である。
まず、ブラックマトリクス形成工程(S11)では、図16(a)に示すように、基板(W)501上にブラックマトリクス502を形成する。ブラックマトリクス502は、金属クロム、金属クロムと酸化クロムの積層体、または樹脂ブラック等により形成される。金属薄膜からなるブラックマトリクス502を形成するには、スパッタ法や蒸着法等を用いることができる。また、樹脂薄膜からなるブラックマトリクス502を形成する場合には、グラビア印刷法、フォトレジスト法、熱転写法等を用いることができる。
さらに、図16(c)に示すように、レジスト層504の未露光部分をエッチング処理することによりレジスト層504をパターニングして、バンク503を形成する。なお、樹脂ブラックによりブラックマトリクスを形成する場合は、ブラックマトリクスとバンクとを兼用することが可能となる。
このバンク503とその下のブラックマトリクス502は、各画素領域507aを区画する区画壁部507bとなり、後の着色層形成工程において機能液滴吐出ヘッド16により着色層(成膜部)508R、508G、508Bを形成する際に機能液滴の着弾領域を規定する。
なお、本実施形態においては、バンク503の材料として、塗膜表面が疎液(疎水)性となる樹脂材料を用いている。そして、基板(ガラス基板)501の表面が親液(親水)性であるので、後述する着色層形成工程においてバンク503(区画壁部507b)に囲まれた各画素領域507a内への液滴の着弾位置のばらつきを自動補正できる。
即ち、基板501の着色層508R、508G、508Bが形成されている面全体に保護膜用塗布液が吐出された後、乾燥処理を経て保護膜509が形成される。
そして、保護膜509を形成した後、カラーフィルタ500は、次工程の透明電極となるITO(Indium Tin Oxide)などの膜付け工程に移行する。
なお、図示していないが、対向基板521およびカラーフィルタ500の外面(液晶層522側とは反対側の面)には偏光板がそれぞれ配設され、また対向基板521側に位置する偏光板の外側には、バックライトが配設されている。
一方、対向基板521におけるカラーフィルタ500と対向する面には、カラーフィルタ500の第1電極523と直交する方向に長尺な短冊状の第2電極526が所定の間隔で複数形成され、この第2電極526の液晶層522側の面を覆うように第2配向膜527が形成されている。これらの第1電極523および第2電極526は、ITOなどの透明導電材料により形成されている。
そして、第1電極523と第2電極526とが交差する部分が画素であり、この画素となる部分に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
この液晶装置530が上記液晶装置520と大きく異なる点は、カラーフィルタ500を図中下側(観測者側とは反対側)に配置した点である。
この液晶装置530は、カラーフィルタ500とガラス基板等からなる対向基板531との間にSTN液晶からなる液晶層532が挟持されて概略構成されている。なお、図示していないが、対向基板531およびカラーフィルタ500の外面には偏光板等がそれぞれ配設されている。
対向基板531のカラーフィルタ500と対向する面上には、カラーフィルタ500側の第1電極533と直交する方向に延在する複数の短冊状の第2電極536が所定の間隔で形成され、この第2電極536の液晶層532側の面を覆うように第2配向膜537が形成されている。
そして、上記した液晶装置520と同様に、第1電極533と第2電極536との交差する部分が画素であり、この画素となる部位に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
この液晶装置550は、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置したものである。
カラーフィルタ500の保護膜509の表面(対向基板551側の面)には液晶駆動用の電極556が形成されている。この電極556は、ITO等の透明導電材料からなり、後述の画素電極560が形成される領域全体を覆う全面電極となっている。また、この電極556の画素電極560とは反対側の面を覆った状態で配向膜557が設けられている。
この表示装置600においては、発光素子部603から基板601側に発した光が、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されると共に、発光素子部603から基板601の反対側に発した光が陰極604により反射された後、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されるようになっている。
また、第1層間絶縁膜611a上には電源線614が配設されており、この電源線614は、コンタクトホール612bを通じてドレイン領域607bに接続されている。
これら画素電極613、機能層617、および、機能層617上に配設された陰極604によって発光素子が構成されている。なお、画素電極613は、平面視略矩形状にパターニングされて形成されており、各画素電極613の間にバンク部618が形成されている。
そして、各バンク部618の間には、画素電極613に対して上方に向けて次第に拡開した開口部619が形成されている。
正孔注入/輸送層617aは、画素電極613側から正孔を輸送して発光層617bに注入する機能を有する。この正孔注入/輸送層617aは、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(機能液)を吐出することで形成される。正孔注入/輸送層形成材料としては、公知の材料を用いる。
この表示装置600は、図21に示すように、バンク部形成工程(S21)、表面処理工程(S22)、正孔注入/輸送層形成工程(S23)、発光層形成工程(S24)、および対向電極形成工程(S25)を経て製造される。なお、製造工程は例示するものに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
無機物バンク層618aを形成したならば、図23に示すように、無機物バンク層618a上に有機物バンク層618bを形成する。この有機物バンク層618bも無機物バンク層618aと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。
このようにしてバンク部618が形成される。また、これに伴い、各バンク部618間には、画素電極613に対して上方に開口した開口部619が形成される。この開口部619は、画素領域を規定する。
また、撥液化処理は、有機物バンク層618bの壁面618sおよび有機物バンク層618bの上面618tに施され、例えば四フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)される。
この表面処理工程を行うことにより、機能液滴吐出ヘッド16を用いて機能層617を形成する際に、機能液滴を画素領域に、より確実に着弾させることができ、また、画素領域に着弾した機能液滴が開口部619から溢れ出るのを防止することが可能となる。
しかしその一方で、正孔注入/輸送層617a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617a上に吐出しても、正孔注入/輸送層617aと発光層617bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層617bを均一に塗布できない虞がある。
そこで、非極性溶媒並びに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層617aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面処理(表面改質処理)を行うことが好ましい。この表面処理は、発光層形成の際に用いる第2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材を、正孔注入/輸送層617a上に塗布し、これを乾燥させることにより行う。
このような処理を施すことで、正孔注入/輸送層617aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617aに均一に塗布することができる。
この陰極604の上部には、電極としてのAl膜、Ag膜や、その酸化防止のためのSiO2、SiN等の保護層が適宜設けられる。
この表示装置700は、互いに対向して配置された第1基板701、第2基板702、およびこれらの間に形成される放電表示部703を含んで概略構成される。放電表示部703は、複数の放電室705により構成されている。これらの複数の放電室705のうち、赤色放電室705R、緑色放電室705G、青色放電室705Bの3つの放電室705が組になって1つの画素を構成するように配置されている。
そして、この隔壁708によって仕切られた領域が放電室705となっている。
第1基板701と第2基板702とは、アドレス電極706と表示電極711が互いに直交する状態で対向させて貼り合わされている。なお、上記アドレス電極706と表示電極711は図示しない交流電源に接続されている。
そして、各電極706,711に通電することにより、放電表示部703において蛍光体709が励起発光し、カラー表示が可能となる。
この場合、第1基板701を液滴吐出装置1のワークテーブル22に載置された状態で以下の工程が行われる。
まず、機能液滴吐出ヘッド16により、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴としてアドレス電極形成領域に着弾させる。この液体材料は、導電膜配線形成用材料として、金属等の導電性微粒子を分散媒に分散したものである。この導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、またはニッケル等を含有する金属微粒子や、導電性ポリマー等が用いられる。
表示電極711の形成の場合、アドレス電極706の場合と同様に、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴として表示電極形成領域に着弾させる。
また、蛍光体709の形成の場合には、各色(R,G,B)に対応する蛍光材料を含んだ液体材料(機能液)を機能液滴吐出ヘッド16から液滴として吐出し、対応する色の放電室705内に着弾させる。
この表示装置800は、互いに対向して配置された第1基板801、第2基板802、およびこれらの間に形成される電界放出表示部803を含んで概略構成される。電界放出表示部803は、マトリクス状に配置した複数の電子放出部805により構成されている。
Claims (22)
- 機能液滴吐出ヘッドに対し、ノズルからの機能液滴の吐出を伴わない微振動波形を印加し、律動している前記ノズルのメニスカスの変位を測定して前記ノズルの吐出特性を検査する機能液滴吐出検査方法において、
前記機能液滴吐出ヘッドに対し、前記微振動波形を印加して前記メニスカスを律動させると共に、メニスカス変位測定手段により、律動している前記メニスカスの変位を複数の変位測定位置で測定するメニスカス変位測定工程と、
距離測定手段により、非律動時における前記メニスカスとの離間距離を前記複数の変位測定位置で測定する距離測定工程と、
前記各変位測定位置で測定した離間距離に基づいて、前記各変位測定位置で測定した前記メニスカスの変位を補正する変位補正工程と、
補正した前記メニスカスの変位の最大変位量と、前記複数の変位測定位置の分布とに基づいて、最大変位時の前記メニスカスの立体的変位を表す最大変位面データを合成する最大変位面データ合成工程と、
を備えたことを特徴とする機能液滴吐出検査方法。 - 合成した前記最大変位面データに基づいて、前記メニスカスの立体画像を表示する静止画像表示工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の機能液滴吐出検査方法。
- 前記最大変位面データ合成工程に代えて、補正した前記メニスカスの変位のうち前記メニスカスの変位の測定開始後の複数の経過時間における複数の経過時間変位量と、前記複数の変位測定位置の分布とに基づいて、前記各経過時間における前記メニスカスの立体的変位を表す経過時間面データを合成する経過時間面データ合成工程を、備えたことを特徴とする請求項1に記載の機能液滴吐出検査方法。
- 合成した前記複数の経過時間面データに基づいて、前記メニスカスの律動をアニメーション化して画像表示する動画表示工程を、さらに備えたことを特徴とする請求項3に記載の機能液滴吐出検査方法。
- 前記メニスカス変位測定工程において、前記各変位測定位置毎に前記微振動波形の印加と前記メニスカスの変位の測定とが行われることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の機能液滴吐出検査方法。
- 前記メニスカス変位測定手段は、律動している前記メニスカスの変位速度を経時的に複数回に亘って計測し、この複数回の計測結果から前記メニスカスの変位を求めるレーザドップラ振動計で構成されていることを特徴とする請求項5に記載の機能液滴吐出検査方法。
- 前記複数回に亘る計測は、
前記メニスカス変位測定工程において、前記微振動波形を複数回印加し、各印加に対しタイミングを所定時間ずつずらして計測することで行われることを特徴とする請求項6に記載の機能液滴吐出検査方法。 - 前記複数の変位測定位置は、前記メニスカスの中心点を含むと共に、当該中心点を中心とした1または複数の同心円上に分布していることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の機能液滴吐出検査方法。
- 機能液滴吐出ヘッドに対し、ノズルからの機能液滴の吐出を伴わない微振動波形を印加し、律動している前記ノズルのメニスカスの変位を測定して前記ノズルの吐出特性を検査する機能液滴吐出検査装置において、
前記機能液滴吐出ヘッドに対し、前記微振動波形を印加して前記メニスカスを律動させる微振動波形印加手段と、
律動している前記メニスカスの変位を複数の変位測定位置で測定するメニスカス変位測定手段と、
前記微振動波形印加手段および前記メニスカス変位測定手段を制御する制御手段と、
非律動時における前記メニスカスとの離間距離を前記複数の変位測定位置で測定する距離測定手段と、
前記各変位測定位置で測定された離間距離に基づいて、前記各変位測定位置で測定された前記メニスカスの変位を補正する変位補正手段と、
補正された前記メニスカスの変位の最大変位量と、前記複数の変位測定位置の分布とに基づいて、最大変位時の前記メニスカスの立体的変位を表す最大変位面データを合成する最大変位面データ合成手段と、
を備えたことを特徴とする機能液滴吐出検査装置。 - 合成された前記最大変位面データに基づいて、前記メニスカスの立体画像を表示する静止画像表示手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項9に記載の機能液滴吐出検査装置。
- 前記最大変位面データ合成手段に代えて、補正された前記メニスカスの変位のうち前記メニスカスの変位の測定開始後の複数の経過時間における複数の経過時間変位量と、前記複数の変位測定位置の分布とに基づいて、前記各経過時間における前記メニスカスの立体的変位を表す経過時間面データを合成する経過時間面データ合成手段を、備えたことを特徴とする請求項9に記載の機能液滴吐出検査装置。
- 合成された前記複数の経過時間面データに基づいて、前記メニスカスの律動をアニメーション化して画像表示する動画表示手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項11に記載の機能液滴吐出検査装置。
- 前記制御手段にタイミング信号を供給するタイミング信号供給手段を、さらに備え、
前記制御手段は、前記微振動波形印加手段を制御して、供給されたタイミング信号に同期して微振動波形を印加させると共に、前記メニスカス変位測定手段を制御して、供給されたタイミング信号に同期して測定を開始させることを特徴とする請求項9ないし12のいずれかに記載の機能液滴吐出検査装置。 - 前記メニスカス変位測定手段により前記複数の変位測定位置における前記メニスカスの変位が順に測定されるように、前記機能液滴吐出ヘッドに対しメニスカス変位測定手段を相対的に移動させる測定系移動手段を、さらに備え、
前記制御手段は、前記各変位測定位置毎に前記微振動波形の印加と前記メニスカスの変位の測定とが行われるように、前記微振動波形印加手段および前記メニスカス変位測定手段を制御することを特徴とする請求項13に記載の機能液滴吐出検査装置。 - 前記メニスカス変位測定手段は、律動している前記メニスカスの変位速度を経時的に複数回に亘って計測し、この複数回の計測結果から前記メニスカスの変位を求めるレーザドップラ振動計で構成されていることを特徴とする請求項14に記載の機能液滴吐出検査装置。
- 前記制御手段は、前記微振動波形印加手段を制御して、前記微振動波形を複数回印加させ、前記メニスカス変位測定手段を制御して、各印加に対しタイミングを所定時間ずつずらして、律動している前記メニスカスの変位速度を経時的に複数回に亘って計測させることを特徴とする請求項15に記載の機能液滴吐出検査装置。
- 前記ノズルを撮像して前記メニスカスの中心点を検出する中心点検出手段と、
撮像された前記ノズルと、検出された中心点を中心として前記ノズルを均等に区分する格子状の罫線とを画像表示するノズル画像表示手段と、
前記罫線により区分された前記ノズルの画像上で、前記複数の変位測定位置を選択する選択手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項9ないし16のいずれかに記載の機能液滴吐出検査装置。 - 請求項9ないし17のいずれかに記載の機能液滴吐出検査装置と、前記ワークに対し前記機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら機能液滴を吐出させる描画装置と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
- 前記機能液滴吐出ヘッドの保守を行うヘッド保守手段を、さらに備え、
前記制御手段は、前記機能液滴吐出検査装置による検査結果に基づいて、前記ヘッド保守手段を制御して前記機能液滴吐出ヘッドの保守を行うことを特徴とする請求項18に記載の液滴吐出装置。 - 請求項18または19に記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項18または19に記載の液滴吐出装置を用い、前記ワーク上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項20に記載の電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置または請求項21に記載の電気光学装置を、搭載したことを特徴とする電子機器。
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