JP2005270799A - 座標調整装置を有する液滴吐出装置、座標調整方法、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】テーブルに保持される位置ずれ計測用部材40であって、第1移動軸Xと第2移動軸Yとの位置ずれを計測するために所定のピッチで配列された複数のマークからなるパターン40Aを有している位置ずれ計測用部材40と、第1移動軸Xに沿って移動しながら位置ずれ計測用部材40のパターン40Aを撮像するための撮像部50と、撮像部50により得られた撮像結果から第1移動軸Xと第2移動軸Yとの位置ずれデータを得て、位置ずれの補正を行う制御部200とを備える。
【選択図】図2
Description
インクジェット式で液滴を吐出する装置のヘッドは、たとえば記録紙のようなワークに対してインクを吐出する形式のものがある(たとえば特許文献1)。
ところが、ヘッドを支えるキャリッジの移動軸とワークの移動軸との相対的な位置精度が正しく設定されていないと、ワークに対する印字精度に大きく影響を与えることになる。したがって、ワークに対して液滴を吐出する吐出作業前に、ヘッドを支えるキャリッジの移動軸とワークの移動軸との相対的な位置精度を調整して向上することにより、印字精度(吐出精度)を正確にしたいという希望がある。従来、キャリッジの移動軸とワークの移動軸との相対的な位置精度を十分に確保するためには、液滴吐出装置を製作して組立てる際の精度をより高精度にする必要があり、コスト高になってしまった。
位置ずれ計測用部材は、テーブルに保持される位置ずれ計測用の部材である。位置ずれ計測用部材は、第1移動軸と第2移動軸との位置ずれを計測するために所定のピッチで配列された複数のマークからなるパターンを有している。
撮像部は、第1移動軸に沿って移動しながら位置ずれ計測用部材のパターンを撮像する。制御部は、撮像部から得られた撮像結果から、第1移動軸と第2移動軸との位置ずれデータを得て、位置ずれの補正を行う。
第2の発明の構成によれば、位置ずれ計測用部材の複数のマークが第1移動軸と平行に配列されているので、第1移動軸と第2移動軸との間の相対的な位置精度をより確実に予め調整できる。
第3の発明の構成によれば、撮像部は、ヘッドを支えるキャリッジに設けられている。この撮像部は第1操作部により第1移動方向に沿って移動される。
これにより、撮像部はキャリッジに設けるだけで、第1移動方向に移動させることができる。
第4の発明の構成によれば、位置ずれ計測用部材のパターンは、第1パターン列と第2パターン列を有している。撮像部の第1撮像素子は第1パターン列を撮像する。撮像部の第2撮像素子は第2パターン列を撮像する。
これにより、2つの撮像素子と2つのパターン列を用いて、第1移動軸と第2移動軸との相対的な位置精度をより正確に調整することができる。
第6の発明の構成によれば、位置確認ステップでは、次のようなことを行う。すなわち、位置ずれ補正データにより撮像部を再度第1移動軸に沿って移動させながら位置ずれ計測用部材のパターンを撮像する。そして撮像部の撮像中心が位置ずれ計測用部材のパターンに一致するかどうかを確認する。
これによって、第1移動軸と第2移動軸の相対的な位置精度が正しく得られているかどうかを確認することができる。
第7の発明の構成によれば、位置ずれ補正データ外の位置にヘッドを移動する場合には、位置ずれ補正データを利用して補完することで、位置ずれ補正データ外の位置を定める。
これによって、ヘッドが位置ずれ補正データ外の位置において液滴を吐出する場合でも、ワークの正しい位置に液滴を吐出することができる。
図1は、本発明の座標調整装置を有する液滴吐出装置の好ましい実施形態を示す平面図である。
図1に示す液滴吐出装置10は、座標調整装置100を有している。この液滴吐出装置10は、描画システムとして用いることができる。この描画システムは、たとえばいわゆるフラットパネルディスプレイの一種であるたとえば有機EL(エレクトロルミネッセンス)装置の製造ラインに組み込まれるものである。この液滴吐出装置10は、有機EL装置の各画素となる発光素子を形成することができる。
液滴吐出装置10はたとえば2台用意することにより、1台目の液滴吐出装置10が正孔注入/輸送層を形成し、もう1台の液滴吐出装置10はR(赤),G(緑),B(青)の3色の発光層を形成することができる。
図1に示すチャンバ12の中には、ヘッド11のメンテナンスを行うメンテナンス部15を収容している。またチャンバ12の外側には、回収部16を備えている。
回収部16は、たとえば液滴を回収する液滴回収系とワイピングの後に用いる洗浄用の溶剤を供給する洗浄液供給系を有している。
チャンバ12の中には、フレーム20、ヘッド11、キャリッジ19、第1操作部21、第2操作部22、テーブル30、マスク40、撮像部50、ガイド基台17を収容している。
図1のフレーム20はX軸方向に沿って水平に設けられている。ガイド基台17はY軸に沿って水平に設けられている。フレーム20はガイド基台17の上方にある。X軸は第1移動軸に相当し、Y軸は第2移動軸に相当する。X軸とY軸は直交しており、Z軸に対しても直交している。Z軸は、図1において紙面垂直方向である。
座標調整装置100は、第1操作部21、第2操作部22、マスク40、撮像部50および制御部200により構成されている。制御部200はチャンバ12の外に設けられている。
第1操作部21は、フレーム20に沿ってキャリッジ19、ヘッド11および撮像部50をX軸方向に沿って直線往復移動および位置決めするためのものである。
第2操作部22は、テーブル30を有している。このテーブル30は、図1に示すようなマスク40を着脱可能に搭載することもできるし、このマスク40に代えてワーク(図示せず)を搭載することができる。この第2操作部22のテーブル30は、ヘッド11からワークに対して液滴を与える際に、ワークを保持する。そして第2操作部22は、ワークをY軸に沿ってガイド基台17上を直線移動して位置決めすることができる。
このように、第1パターン列41と第2パターン列42は、ヘッド11およびヘッド11を保持しているキャリッジ19が直線移動するX軸方向に平行な方向に形成されている。
図3は、キャリッジ19とヘッド11および撮像部50の周りの形状例を示す斜視図であり、図4は、図3のE方向から見た正面図の例である。
キャリッジ19は、図1に示すモータ21AによりX軸方向に移動して位置決め可能である。図3と図4のキャリッジ19は、ヘッドホルダ61を用いてヘッド11を着脱可能に保持している。
撮像部50は、支持部70と、第1カメラ71および第2カメラ72を有している。支持部70はたとえば長尺状の部材であり、第1カメラ71と第2カメラ72は、支持部70の一端部と他端部に設けられている。第1カメラ71は第1パターン列41と対応した位置にあり、第2カメラ72は第2パターン列42に対応した位置にある。第1カメラ71は第1撮像素子の一例であり、第2カメラ72は第2撮像素子の一例である。第1カメラ71と第2カメラ72は、たとえばCCD(電荷結合素子)カメラやその他の形式のカメラを用いることができる。
支持部70は、上述したU軸を中心としてθ方向に回転して位置決めできる。このU軸は図2の紙面垂直方向でありZ軸と平行な方向である。このU軸は図3のヘッド11の回転中心でもある。
図5は、図2の第1カメラ71と第2カメラ72が、それぞれ第1パターン列41の各マークMと第2パターン列42の各マークNをそれぞれ画像認識することにより、X軸とY軸の相対的な位置精度を検出している例を示している。
図6は、図5のようにして画像認識して、撮像部50により得た撮像結果から、X軸とY軸との相対的な位置ずれ補正データを得て、位置ずれの補正を行った状態の例を示している。
図7に示す座標調整方法は、マスク搭載ステップST1、図2のテーブル30上のマスク40の姿勢の調整をするステップST20、撮像ステップST6、位置補正ステップST30、そして位置確認(再現確認)ステップST12を有している。
マスク搭載ステップST1では、図1と図2に示すテーブル30の上にマスク40を搭載する。この搭載する場合にはマスク40はテーブル30のある定められた位置に位置決めしてセットする。
このステップST20では、ステップST2からステップST5を有している。
ステップST20は、テーブル30の上のマスク40のテーブル30に対する姿勢を予め調整するためのステップである。ステップST2では、図2に示す第1カメラ71の1ピクセル内に第1パターン列41の左端マークMLが入るように調整する。ステップST3では、テーブル30をY軸方向(+方向)に移動して、第1カメラ71の1ピクセル内に、第2パターン列42の左端マークNLが入るように調整する。
このように第1カメラ71と第2カメラ72のそれぞれについて第1パターン列41の左端マークMLと第2パターン列42の左端マークNLを観察して、各カメラ71,72の1ピクセル内に入るようにする。これによって、マスク40がテーブル30の上において、X軸とY軸に対してほぼ正しい姿勢に調整することができる。
このようなテーブル上のマスクの姿勢の調整は、たとえば作業者が手動で行うことができる。この後、図1の吸着部30Bがマスク40を搭載面30Aに吸着して固定して、マスク40が動かないようにする。
撮像ステップST6
撮像ステップST6では、図2に示すようにテーブル30の上にマスク40が上述した要領で姿勢を正しくした状態で搭載されている。撮像部50は、X軸に沿って直線移動することにより、撮像部50の第1カメラ71と第2カメラ72は、それぞれ第1パターン列41のマークMと第2パターン列42のマークNを順次撮像していくことになる。
第1カメラ71は、第1パターン列41の左端マークMLから右端マークMRまで1ピッチずつマークMを撮像していく。同時に第2カメラ72は、第2パターン列42の左端マークNLから右端マークNRまでマークNを1ピッチずつ撮像していく。
マークM1では、第1カメラ71の撮像中心CCが基準線BLと交差線CLからずれた位置にある。この場合の撮像中心CCは、+ΔX1と+ΔY1だけ原点0からずれた位置にある。マークN1では、第2カメラ72の撮像中心CCが原点0から−ΔX2と−ΔY2だけずれた位置にある。
このことから、マークM1はマークN1に対する第1カメラ71の撮像中心CCは、原点0に対して座標(ΔX1,ΔY1,Δθ1)となっている。同様にしてマークN1では、第2カメラ72の撮像中心CCは、座標(−ΔX2,−ΔY2,Δθ1)である。
さらにマークM2に関しては、第1カメラ71の撮像中心CCは、原点0に対して座標(−ΔX3,ΔY3,Δθ2)である。マークN2に関しては、第2カメラ72の撮像中心CCは、座標(ΔX4,−ΔY4,Δθ2)である。
位置補正ステップST30では、ステップST7乃至ステップST9を有している。
ステップST7では、第1パターン列41のパターンのマークMが第1カメラ71の1ピクセル内に入り、第2パターン列のパターンのマークNが第2カメラ72の1ピクセル内に入るように、(X,Y,U)軸をそれぞれ調整する。
代表して図示したマークM1,M2,N1,N2について位置調整すると、たとえば図6のようになる。各マークにおいては、第1カメラ71の撮像中心CCと第2カメラ72の撮像中心CCはそれぞれ原点0にくるように調整される。
このようにして、図5のように第1カメラ71と第2カメラ72の撮像中心CCがずれた量を位置補正する。この位置補正には、X軸,Y軸およびU軸に関する角度θの補正をすることにより、X軸,Y軸に関する相対的な位置精度を向上させることができる。
ステップST12では、このようにして図2の制御部200のデータ格納部201に記録した(X,Y,U)軸に関する位置補正データを指令値として、図2のキャリッジ19とヘッド11および撮像部50は、第1パターン列41と第2パターン列42のそれぞれのマークM,Nを1ピッチ分ずつに対応するように送っていく。
これによって、図6に示すように第1パターン列41の各マークM1,M2の原点0において第1カメラ71の撮像中心CCが位置され、第2パターン列42のマークN1,N2の原点0において第2カメラ72の撮像中心CCが位置しているかを確認する。つまり、キャリッジ19とヘッド11および撮像部50は、X軸にパターンのマークの1ピッチ分ずつを送りながら、各マークM,Nが第1カメラ71と第2カメラ72のそれぞれ1ピクセル内に入っているかどうかを確認するのである。
これによって、第1移動軸(X軸)と第2移動軸(Y軸)との座標の相対的位置精度の調整を行って位置精度を向上することで、精度の高い液滴吐出作業が行えることになる。
図8は、テーブル30の上に搭載されたマスクの別の実施形態を示している。このマスク40は、位置決め計測用部材の一例であるが、このマスク40は、第1パターン列41と第2パターン列42を有している。この場合に、第1パターン列41の右端のマークMRと右端のマークNRの外の領域にまで、キャリッジ、ヘッドおよび撮像部50の組み立て体が移動する場合には、たとえば次のようにして補完データを得ることができる。
図10に示す実施形態が、図2に示す実施形態と異なるのは、マスク40と撮像部50の構成である。マスク40と撮像部50以外の各構成要素については、図2の実施形態と同じであるので同じ符号を記してその説明を用いる。
ただし、図2に示す実施形態では、図10の実施形態に比べて、第1パターン列41と第2パターン列42および第1カメラ71と第2カメラ72を用いているので、より高精度に位置精度の調整が行える。
すなわち、有機EL素子702は、予め回路素子部721および画素電極731が形成された基板711(ワークW)の所定位置にバンク部741を形成した後、プラズマ処理、発光素子751および陰極761(対向電極)の形成を順に行い、さらに、封止用基板771を陰極761上に積層して封止することにより製造される。なお、有機EL素子702は、大気中の水分等の影響を受けて劣化しやすいため、有機EL素子702の製造は、ドライエアーまたは不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウム等)雰囲気で行うことが好ましい。
有機EL装置701は、有機EL素子702を製造した後、有機EL素子702の陰極761にフレキシブル基板の配線を接続すると共に、駆動ICに回路素子部721の配線を接続することにより製造される。
図13は、液晶表示装置801の断面構造を表している。液晶表示装置801は、カラーフィルタ802と、対向基板803と、カラーフィルタ802と対向基板803との間に封入された液晶組成物804と、バックライト(図示省略)と、で構成されている。
対向基板803の内側の面には、画素電極805と、TFT(薄膜トランジスタ)素子(図示省略)とがマトリクス状に形成されている。画素電極805に対向する位置に、カラーフィルタ802の赤、緑、青の着色層813が配列するようになっている。カラーフィルタ802および対向基板803のそれぞれ内側の面には、液晶分子を一定方向に配列させる配向膜806が形成されており、カラーフィルタ802および対向基板803のそれぞれ外側の面には、偏光板807が接着されている。
また、他の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の他、プレパラート形成を包含する装置が考えられる。上記した液滴吐出装置を各種の電気光学装置(デバイス)の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。
なお、撮像部は、キャリッジとは別の部分に設けてもよい。このキャリッジとは別の部分は、X軸方向に沿って第1操作部により直線移動して位置決め可能である。
Claims (10)
- 液滴をワークに吐出する際の座標を調整するための座標調整装置を有する液滴吐出装置であって、
前記座標調整装置は、
液滴を吐き出すヘッドを第1移動軸に沿って移動させる第1操作部と、
前記ヘッドからワークに対して前記液滴を与える際に前記ワークを保持するためのテーブルを有しており、前記テーブルを前記第1移動軸とは直交する第2移動軸に沿って移動させる第2操作部と、
前記テーブルに保持される位置ずれ計測用部材であって、前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれを計測するために所定のピッチで配列された複数のマークからなるパターンを有している前記位置ずれ計測用部材と、
前記第1移動軸に沿って移動しながら前記位置ずれ計測用部材の前記パターンを撮像するための撮像部と、
前記撮像部により得られた撮像結果から前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれデータを得て、前記位置ずれの補正を行う制御部と、を備えることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記位置ずれ計測用部材の前記複数のマークは、前記位置ずれ計測用部材が前記テーブルに保持された際に前記第1移動軸と平行になるように配列されることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
- 前記撮像部は、前記ヘッドを支えるキャリッジに設けられて前記第1操作部により前記第1移動軸に沿って移動されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液滴吐出装置。
- 前記位置ずれ計測用部材の前記パターンは、第1パターン列と、前記第1パターン列と平行な第2パターン列を有し、
前記撮像部は、前記第1パターン列を撮像する第1撮像素子と、前記第2パターン列を撮像する第2撮像素子を有していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の液滴吐出装置。 - 液滴を吐き出すヘッドを第1操作部により第1移動軸に沿って移動させ、第2操作部によりテーブルを前記第1移動軸とは直交する第2移動軸に沿って移動させて前記ヘッドから前記テーブルにあるワークに対して前記液滴を与えるのに先立って行う座標調整方法であって、
前記テーブルには、前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれを計測するために所定のピッチで前記第1移動軸に沿って配列された複数のマークからなるパターンを有している位置ずれ計測用部材を保持し、撮像部を前記第1移動軸に沿って移動させながら前記位置ずれ計測用部材の前記パターンを撮像する撮像ステップと、
前記撮像部により得られた撮像結果から制御部が前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれ補正データを得て、前記位置ずれの補正を行う位置補正ステップと、を有することを特徴とする座標調整方法。 - 前記位置ずれ補正データにより前記撮像部を再度前記第1移動軸に沿って移動させながら前記位置ずれ計測用部材の前記パターンを撮像することで、前記撮像部の撮像中心が前記位置ずれ計測用部材の前記パターンに一致するかどうかを確認する位置確認ステップをさらに有することを特徴とする請求項5に記載の座標調整方法。
- 前記位置ずれ補正データ外の位置に前記ヘッドを支えるキャリッジを移動する場合には、前記位置ずれ補正データを利用して補完することで、前記位置ずれ補正データ外の位置を定めることを特徴とする請求項6に記載の座標調整方法。
- 液滴を吐き出すヘッドを第1操作部により第1移動軸に沿って移動させ、第2操作部によりテーブルを前記第1移動軸とは直交する第2移動軸に沿って移動させて前記ヘッドから前記テーブルにあるワークに対して前記液滴を与えて電気光学装置を製造するのに先立って座標の調整を行う電気光学装置の製造方法であって、
前記座標調整では、
前記テーブルには、前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれを計測するために所定のピッチで前記第1移動軸に沿って配列された複数のマークからなるパターンを有している位置ずれ計測用部材を保持し、撮像部を前記第1移動軸に沿って移動させながら前記位置ずれ計測用部材の前記パターンを撮像する撮像ステップと、
前記撮像部により得られた撮像結果から制御部が前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれ補正データを得て、前記位置ずれの補正を行う位置補正ステップと、を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 液滴を吐き出すヘッドを第1操作部により第1移動軸に沿って移動させ、第2操作部によりテーブルを前記第1移動軸とは直交する第2移動軸に沿って移動させて前記ヘッドから前記テーブルにあるワークに対して前記液滴を与えるのに先立って座標の調整を行った後に製造される電気光学装置であって、
前記座標調整では、
前記テーブルには、前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれを計測するために所定のピッチで前記第1移動軸に沿って配列された複数のマークからなるパターンを有している位置ずれ計測用部材を保持し、撮像部を前記第1移動軸に沿って移動させながら前記位置ずれ計測用部材の前記パターンを撮像する撮像ステップと、
前記撮像部により得られた撮像結果から制御部が前記第1移動軸と前記第2移動軸との位置ずれ補正データを得て、前記位置ずれの補正を行う位置補正ステップと、を行い、この後に製造されたことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項9に記載の前記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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