JP2007326003A - 液滴吐出装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有機ＥＬなどの高精細パネルに対しても、画素単位で液滴の吐出量を均一化することができる液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 検査装置２は、すでに各画素に有機ＥＬ素子の薄膜が形成されたアクティブマトリックス基板の各画素の動作トランジスタにある寄生容量に充電された電荷による画素電流を測定し、測定した画素電流値を補正データ記憶装置１０に記憶する。駆動電圧値演算回路１１は、補正データ記憶装置１０に記憶された画素電流値に基づいて、各画素の画素電流値のばらつき度合いを表す補正係数を求める。さらに、求めた補正係数に基づいて、各ノズルに印加する駆動電圧値を算出する。ノズル単位動制御回路１２は、駆動電圧値演算回路１１によって算出された駆動電圧値を各ノズルの駆動部に印加する。印加された駆動電圧値に応じた液適量の液滴が、各ノズルから新たなアクティブマトリックス基板の各画素位置に吐出される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、吐出する液滴の液適量を制御する液滴吐出装置およびその制御方法に関し、より詳細には、アクティブマトリックスＴＦＴ（Thin Film Transistor）工程にて形成された画素の動作トランジスタの特性データを使って、インクジェットノズルのノズルばらつきを制御する液滴吐出装置およびその制御方法に関する。

近年、アクティブマトリックスＴＦＴを用いた液晶表示装置あるいは有機ＥＬ（
Electro-Luminescence）パネルのアクティブマトリックス基板に薄膜を形成する産業用途の液滴吐出装置がある。この液滴吐出装置は、たとえば各圧力室に貯留される液体を各圧力室に個別に連通するノズルに導いて各ノズルから液滴を吐出するインクジェットヘッドを用いるものである。

図８は、インクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク液適量分布の一例を示す。横軸は、ノズル番号を示し、縦軸は、各ノズルから吐出される液体（以下「インク」ともいう）の液適量（ｐｌ：ピコリットル）である。各ノズルは、物理的に隣接した位置に形成されている。ノズル番号ｃｈ１〜ｃｈ３に対応する領域Ａの液適量に比べて、ノズル番号ｃｈ５〜ｃｈ７に対応する領域Ｃの液適量が多くなっている。さらに、各ノズル間の液滴量には、領域に関係なく、数％から数１０％程度のばらつきがある。これは、各ノズルに同じ駆動電圧を印加しても、ノズル径あるいは圧力室加工精度の微小な差によって、各ノズルから吐出される液滴量にばらつきが生ずるためである。一回に吐出されるインクの液滴量は、数ｐｌ程度であり、高精細な有機ＥＬパネルなどを製作するためには、これらのノズル径あるいは圧力室加工精度の微小な差によるばらつきを無視することができなくなってきている。

図９は、ガラス基板上の膜厚分布の一例を示す。図９は、ＴＦＴ薄膜トランジスタの電極基板４１上に、ポリイミド樹脂からなるバンク壁４２で囲むことによって画素領域（以下「バンク」ともいう）３０を形成し、この画素領域３０にインクジェットヘッドから有機ＥＬ発光溶液などのインクを吐出して、発光層４３を形成した状態を示している。各画素領域３０に吐出されたインクの膜厚つまり発光層４３の膜厚に差が生じているのが分かる。この差は、各ノズルから吐出されるインクの液滴量のばらつきに起因している。

図１０は、ノズル番号毎のインク液滴量分布の他の例を示す図である。各ノズルから吐出されるインク液滴量を、ノズル番号Ｎ１〜Ｎ４，Ｎｎについて示したものである。図９に示した膜厚分布は、図１０に示したインク液滴量のノズル間ばらつきの状態が、そのまま画素間の薄膜層の膜厚のばらつきとなっている。このような膜厚のばらつきは、有機ＥＬパネルなどの高精細パネルでは輝度むらとなって現れ、著しく画像の品質を落とすことになる。有機ＥＬなどの高精細パネルなどの場合には、これらインク吐出量のばらつきを、全ノズルについて±２％以下に抑える必要がある。

有機ＥＬパネルなどにおける輝度むらの低減を図るためには、インクジェットヘッドにおける個々のノズルのインクの吐出量を均一に制御する必要がある。個々のインクジェットヘッドノズルから吐出される液滴量を、カラーフィルタのガラス基板上に形成されたインクドットの透過光量を測定し、その測定結果を用いてインク吐出量が均一になるように各ノズルから吐出される液滴量を補正する液体吐出装置がある（たとえば特許文献１参照）。

各ノズルから吐出される液滴量を補正するためには、各ノズル固有の液滴吐出量のばらつきを測定する必要がある。従来実施されているインク吐出量測定方法には、各ノズルについてインク滴を数万回容器に吐出させて、その容器に吐出された液滴の総重量を天秤で測定する重量法、あるいは溶液濃度と光吸収との関係を利用した吸光度法がある。この吸光度法は、容器の裏面から照射されて、反対側から出てくる光の吸光度を測定し、その減衰量から溶剤に溶けたインク液滴量を求め、求めた液滴量を吐出回数で除算することによって、１回あたりの吐出量を算出する手法である。あるいは基板上にインク滴を吐出して乾燥させたインクを、光学的な高さ測定装置で測定することによって、乾燥されたインクの体積を算出し、その体積からインク液滴量を算出する吐出インク液量の測定方法がある（たとえば特許文献２参照）。

さらに薄膜膜厚測定方法としては、光の偏光性を利用した分光エリプソ法、あるいは光の干渉性を利用した光干渉法などの一般的な方法があげられる。あるいは、インクドットの濃度を測定することによって、インク吐出量を算出する測定装置がある。白色光が測定対象のインクドットを透過され、吸収された光の量によって濃度を測定するものである。吐出されたインクの濃度を瞬時に測定することができる（たとえば特許文献３および特許文献４参照）。

輝度むらが発生する要因としては、アクティブマトリックスＴＦＴ工程にて形成される画素の動作トランジスタの特性ばらつき、たとえばトランジスタのゲートおよびドレイン間の寄生容量の電圧依存性によるばらつきがある。

図１１は、アクティブマトリックス基板のアクティブ駆動素子の等価回路の一例を示す。ガラス基板上には、行方向に複数のゲートライン５１と複数のコモンライン５２とがあり、列方向に、複数のソースライン５３と複数の電圧供給ライン５４とが設けられ、複数のゲートライン５１のうちの１つのゲートライン５１および複数のソースライン５３のうちの１つのソースライン５３に接続されるアクティブ駆動素子（以下単に「画素」ともいう）が複数設けられる。図１１には、そのうちの１つの画素が示されている。各画素は、画素選択トランジスタＱ１と動作トランジスタＱ２とを有する。画素選択トランジスタＱ１のゲートｇ１はゲートライン５１に、ソースｓ１はソースライン５３に、ドレインｄ１は動作トランジスタＱ２のゲートｇ２に、それぞれ接続されている。動作トランジスタＱ２のドレインｄ２はアノード線つまり電圧供給ライン５４に、ソースｓ２は画素電極５５に接続されている。画素電極５５に有機ＥＬ素子が接続され、その他端はコモンライン５２に接続される。画素電流５６は、有機ＥＬ素子に流れる電流である。各画素には、保持容量Ｃｓを設けられている。保持容量Ｃｓは、動作トランジスタＱ２のゲートｇ２とコモンライン５２とに接続されている。動作トランジスタＱ２のゲートｇ２とドレインｄ２との間に寄生容量Ｃｇがある。

輝度むらが発生する要因としては、図１１に示した画素の動作トランジスタＱ２の電流特性のばらつきが考えられる。動作トランジスタＱ２の電流特性がばらつくと、有機ＥＬ素子に流れる電流にばらつきが生じ、画面に表示される画像の輝度むらとして認識されてしまう。動作トランジスタＱ２の電流特性のばらつきは、寄生容量Ｃｄのばらつきに起因するものである。寄生容量Ｃｄは、素子の構造に起因して存在する静電容量であり、図１１に示した例では、動作トランジスタＱ２のゲートｇ２とドレインｄ２との間の容量である。寄生容量Ｃｄは、画素に形成される有機ＥＬ素子の膜厚の影響を受ける。すなわち、画素電流５６は、寄生容量Ｃｄに影響されるので、画素電流５６を測定することによって、画素に形成された膜厚を計算で求めることができる。膜厚が求められれば、薄膜を形成するためにノズルから吐出されたインクの液適量を知ることができる。画素電流５６は、各画素を電気的に個別に駆動することによって、測定可能である。

図１２は、図１０に示したノズルによって形成された画素単位の画素電流分布の一例を示す。画素番号Ｉ１〜Ｉ４，Ｉｎの画素電流値が示されている。画素番号Ｉ１〜Ｉ４，Ｉｎは、それぞれ図１０に示したノズル番号Ｎ１〜Ｎ４，Ｎｎのノズルによって形成された画素であり、画素電流値とインク液適量との間に強い相関関係がある。すなわち、画素電流値は、その画素の有機ＥＬ素子の薄膜を形成するノズルから吐出される液適量によって変動する。したがって、液適量を均一にすれば、画素電流値も均一化され、濃度むらを低減することができる。

アクティブマトリックス基板に有機ＥＬ素子が形成される前の状態で輝度不良を検査することができるアクティブマトリクス基板の検査装置がある。このアクティブマトリクス基板の検査装置は、動作トランジスタのソースがオープン状態、すなわち有機ＥＬ素子に接続するための画素電極が形成されていないアクティブマトリクス基板の状態で、動作トランジスタの寄生容量に充電し、充電させた電荷を放電するときの放電電流を測定することによって、動作トランジスタの特性不良を検出するものである（たとえば特許文献５参照）。

特開２００４−９０６２１号公報 特開平１０−３３９８０７号公報 特開平９−４８１１１号公報 特開平１０−２３０５９３号公報 特開２００４−２２１０７２号公報

しかしながら、上述した従来の技術は、インクジェットヘッドの各ノズルから吐出される液滴量を均一にするために液滴量あるいは薄膜膜厚を測定するものであるが、有機ＥＬなどの高精細パネルに対しては、測定分解能などの制約によって、画素単位のデータを容易に採取することはできない。たとえば、インクジェットヘッドなどによって形成された有機ＥＬパネルの輝度むらを測定するためには、分光エリプソ法あるいは光干渉法などによる膜厚測定あるいは液滴量測定を行うが、測定可能な分解能は１Å〜５Å前後であり、測定範囲の限度は５０μｍ□であり、有機ＥＬなどの高精細パネルの微小な画素領域の画素単位の個々のデータを測定することができない。実基板による測定ではなく、たとえば液滴量測定が可能な大きいサイズのバンクを形成した専用のモニタ用基板による測定を行わなければならない。したがって、有機ＥＬなどの高精細パネルに対して、画素単位でインクの吐出量を均一化することができないという問題がある。

特許文献５に記載された従来の技術は、図１１に示した動作トランジスタＱ２のソースｓ２がオープン状態、すなわち画素電極が形成されていない状態における動作トランジスタＱ２に起因する放電電流を測定するものである。したがって、測定結果は、有機ＥＬ層つまり有機ＥＬ素子の薄膜が形成された状態でのインク液滴量のばらつきによる影響を含んでいないので、有機ＥＬ層を形成するときにノズルから吐出させる液滴量のばらつきを補正するためのデータとして、測定結果を使用することができない。

本発明の目的は、有機ＥＬなどの高精細パネルに対しても、画素単位で液滴の吐出量を均一化することができる液滴吐出装置およびその制御方法を提供することである。

本発明は、複数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出手段と、
基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、液滴吐出手段のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量を補正する液適量制御手段とを含むことを特徴とする液滴吐出装置である。

本発明に従えば、液滴吐出手段によって、複数のノズルから液滴が吐出され、液適量制御手段によって、基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、液滴吐出手段のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、画素単位つまりアクティブ駆動素子単位に測定されたデータに基づいて吐出される液適の液適量を補正することができ、有機ＥＬなどの高精細パネルに対しても、画素単位で液滴の吐出量を補正することによって吐出量を均一化することができる。

また本発明は、前記画素電流を表す画素電流情報を記憶する記憶手段をさらに含み、
前記液滴量制御手段は、記憶手段に記憶された画素電流情報が示す画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする。

本発明に従えば、記憶手段によって、画素電流を表す画素電流情報が記憶され、液滴量制御手段によって、記憶手段に記憶された画素電流情報が示す画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、寄生容量に相関がある画素電流を記憶手段から読み出して直ぐに利用することができ、迅速に液滴吐出量を補正することができる。

また本発明は、前記液滴吐出手段は、印加される駆動電圧によって駆動され、ノズルから液滴を吐出させる駆動手段をノズル毎に含み、
前記液適量制御手段は、前記画素電流に応じた駆動電圧を各駆動手段に印加することによって、各ノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする。

本発明に従えば、液滴吐出手段によって、印加される駆動電圧によって駆動され、ノズルから液滴を吐出させる駆動手段がノズル毎に含まれ、液適量制御手段によって、画素電流に応じた駆動電圧が各駆動手段に印加されることによって、各ノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、電圧制御によって迅速かつ正確に各ノズルの液滴吐出量を均一化するように補正することができる。

また本発明は、前記液適量制御手段は、前記液滴吐出手段の複数のノズルを、各アクティブ駆動素子の薄膜を形成するノズルからなるグループに分け、各グループのノズルが形成した薄膜のアクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタの画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したグループのノズルから吐出させる液滴の液滴量を補正することを特徴とする。

本発明に従えば、液適量制御手段によって、液滴吐出手段の複数のノズルが各アクティブ駆動素子の薄膜を形成するノズルからなるグループに分けられ、各グループのノズルが形成した薄膜のアクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタの画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したグループのノズルから吐出させる液滴の液滴量が補正されるので、グループ単位で液滴の吐出量を補正して均一化することができる。

また本発明は、基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、前記液滴吐出手段のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流を測定する測定手段をさらに含み、
前記液適量制御手段は、測定手段によって予め測定された画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする。

本発明に従えば、測定手段によって、基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、液滴吐出手段のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流が測定され、液適量制御手段によって、測定手段によって予め測定された画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、新たな基板に液滴を吐出する度に、すぐに各薄膜トランジスタの特性を測定し、新たな測定結果をフィードバックすることができる。

また本発明は、複数のノズルから液滴を吐出するインクジェットヘッドを含む液滴吐出装置の制御方法であって、
基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする液滴吐出装置の制御方法である。

本発明に従えば、複数のノズルから液滴を吐出するインクジェットヘッドを含む液滴吐出装置を制御するにあたって、基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量を補正するので、画素単位つまりアクティブ駆動素子単位に測定されたデータに基づいて吐出される液適の液適量を補正することができ、画素サイズに影響されることなく、液滴の吐出量を補正することによって吐出量を均一化することができる。

本発明によれば、画素単位つまりアクティブ駆動素子単位に測定されたデータに基づいて吐出される液適の液適量を補正することができ、有機ＥＬなどの高精細パネルに対しても、画素単位で液滴の吐出量を補正することによって吐出量を均一化することができるので、輝度むらの少ない画素を形成することができる。

また本発明によれば、寄生容量に相関がある画素電流を記憶手段から読み出して直ぐに利用することができ、迅速に液滴吐出量を補正することができるので、作業効率を向上することができる。

また本発明によれば、電圧制御によって迅速かつ正確に各ノズルの液滴吐出量を均一化するように補正することができるので、より輝度むらの少ない画素を形成することができる。

また本発明によれば、グループ単位で液滴の吐出量を均一化することができるので、駆動電圧の設定を効率よく、かつ迅速に行うことができる。

また本発明によれば、新たな基板に液滴を吐出する度に、すぐに各薄膜トランジスタの特性を測定し、新たな測定結果をフィードバックすることができるので、液滴吐出量が徐々に変化しても常に均一化された吐出を行うことができる。

また本発明によれば、画素単位つまりアクティブ駆動素子単位に測定されたデータに基づいて吐出される液適の液適量を補正することができ、画素サイズに影響されることなく、液滴の吐出量を補正することによって吐出量を均一化することができるので、輝度むらの少ない画素を形成することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である吐出制御装置１の概略の構成を示す。液滴吐出装置である吐出制御装置１は、補正データ記録装置１０、駆動電圧値演算回路１１、ノズル単位駆動電圧制御回路１２、およびインクジェットヘッド１３を含む。

補正データ記録装置１０は、たとえばハードディスク装置などの記憶装置によって構成され、後述する検査装置２によって測定された画素単位の寄生容量データ３を記憶し、記憶する寄生容量データ３を駆動電圧値演算回路１１に送る。補正データ記録装置１０に記憶される寄生容量データ３は、検査装置２によって測定された寄生容量データ３をキーボードなどの図示しない入力装置によって入力させてもよいし、検査装置２によって測定された寄生容量データ３を記録した記録媒体から図示しない記録媒体読取装置によって読み取らせてもよいし、ネットワークに接続される図示しない通信装置によって検査装置２から直接取得させてもよい。

駆動電圧値演算回路１１は、補正データ記録装置１０から受け取った寄生容量データ３に応じて、各ノズルから液滴を吐出させる駆動部に印加する駆動電圧値を算出する回路である。駆動電圧値演算回路１１は、算出した駆動電圧値をノズル単位駆動電圧制御回路１２に送る。ノズル単位駆動電圧制御回路１２は、駆動電圧値演算回路１１から受け取った駆動電圧値の駆動電圧を、インクジェットヘッド１３の各ノズルの駆動部に印加する。インクジェットヘッド１３は、複数のノズルから液滴を吐出させる図示しない駆動部をノズル毎に有し、ノズル単位駆動電圧制御回路１２によって各駆動部に印加された駆動電圧に応じて各ノズルから液滴を吐出させる。駆動部は、たとえば圧力室の隔壁に設けられた電極に駆動電圧を印加することによって隔壁を変形させ、圧力室の容積を変化させて液滴を吐出させるインクジェットヘッドの場合は、電極が設けられた変形する隔壁が駆動部である。

図２は、図１に示した吐出制御装置１によって液滴が吐出される表示パネルの回路構成の一例を示す。この表示パネルの回路構成は、たとえばアクティブマトリクス基板にアクティブ駆動素子からなる複数の画素が形成されたアクティブマトリックスＴＦＴ（Thin
Film Transistor）画素回路２０の回路構成である。

アクティブマトリックスＴＦＴ画素回路２０は、ソースラインＸ１〜Ｘｎを駆動するソースドライバ回路２１とゲートラインＹ１〜Ｙｎを駆動するゲートドライバ回路２２を含む。ソースドライバ回路２１は、アクティブマトリックス基板の各ソースラインを駆動するためのシフトレジスタ回路を有し、所定の駆動信号をソースドライバ回路２１に与えることによって、各画素のソースラインを制御する。ゲートドライバ回路２２は、アクティブマトリックス基板の各ゲートラインを駆動するためのシフトレジスタ回路を有し、所定の駆動信号をゲートドライバ回路２２に与えることによって、各画素のゲートラインを制御する。ソースドライバ回路２１およびゲートドライバ回路２２のそれぞれに所定の駆動信号を与えることによって、容易に各画素のトランジスタのＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことが可能である。アクティブマトリックスＴＦＴ画素回路２０に含まれる各画素を構成するアクティブ駆動素子の回路は、たとえば図１１に示した等価回路で示される回路である。

図１を参照して、検査装置２は、図２に示すアクティブマトリックスＴＦＴ画素回路２０におけるソースドライバ回路２１およびゲートドライバ回路２２を制御して、各画素の動作トランジスタ、たとえば図１１に示した動作トランジスタＱ２を制御し、その画素電流５６を測定する。検査装置２は、図１１に示した画素電流５６を測定するために、ソースドライバ回路２１およびゲートドライバ回路２２に所定の駆動信号を与えることによって各画素のトランジスタに電圧を印加する図示しない電圧印加回路、画素電流５６を測定する図示しない電流測定回路、電圧を測定する図示しない電圧測定回路、および所定の駆動信号を与えるタイミング信号を発生する図示しない信号タイミング発生回路を含む。検査装置２は、たとえば特許文献５に記載された検査装置を用いることができる。

表示パネルの輝度むらの原因として、図１１に示した各画素の動作トランジスタＱ２の電流特性のばらつきが考えられる。動作トランジスタＱ２の電流特性のばらつきは、画素電極５５に接続されている有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子に流れる電流に影響を及ぼす。有機ＥＬ素子に流れる電流に影響が及ぶので、表示パネル上では輝度むらとして認識されてしまう。すなわち、輝度むらは、電流特性がばらつく動作トランジスタＱ２に依存する。さらに、有機ＥＬ層の膜厚分布の影響は、動作トランジスタＱ２の電流特性に影響を及ぼす。したがって、動作トランジスタＱ２に流れる画素電流５６を測定することによって、有機ＥＬ層の膜厚分布に起因する輝度むら分布も含んだ輝度むら分布データを採取することができる。

検査装置２は、特許文献５に示されるように、最初、図１１に示した動作トランジスタＱ２の寄生容量Ｃｄを、図２に示したソースドライバ回路２１およびゲートドライバ回路２２を制御して充電し、次に、動作トランジスタＱ２の寄生容量Ｃｄに充電された電荷を放電して画素電流５６を測定する。特許文献５の場合は、画素電極５５が接続されていないオープン状態の場合であるが、本発明での測定では、画素電極５５が接続された状態で測定を行う。検査装置２は、測定した画素毎の画素電流値を吐出制御装置１に送る。吐出制御装置１は、検査装置２から受け取った画素毎の画素電流値を寄生容量データ３として補正データ記憶装置１０に記憶する。

駆動電圧値演算回路１１は、補正データ記憶装置１０から受け取った各画素電流値に基づいて、全画素電流値の平均値に対する各画素電流値のばらつき度合いを示す補正係数Ｂｉを式（１）によって計算して求める。
Ｂｉ＝Ｉｉ／（Σ（Ｉ１＋Ｉ２＋・・・＋Ｉｎ）／ｎ） …（１）
ここに、ｎは画素数であり、Ｂｉはｉ番目の画素の補正係数であり、Ｉｉはｉ番目の画素の画素電流値である。

図３は、図１に示したインクジェットヘッド１３の各ノズルと表示パネルのバンク３０との位置関係の一例を示す。インクジェットヘッド１３は、複数のノズル、たとえばノズルＮ１〜Ｎ１５を有する。隣接するノズル間の距離とノズル間ピッチＢｄつまり隣接するインク着弾位置３１間の距離とが異なるために、インクジェットヘッド１３は、スキャン方向Ｂｙに対して傾けて配置されており、各ノズルは、バンク３０内のインク着弾位置３１に吐出することができる。

２００ｄｐｉ（Dot Per Inch）クラスの高精細パネルにおける１バンクあたりのノズル対応数、つまり１バンクにインクを吐出するグループに属するノズルの数は、画素のバンクサイズとノズル間ピッチＢｄとによって決まる。たとえば、バンクサイズつまりバンク３０の長辺方向の長さＢｘが１００μｍ前後の画素に対して、ノズル間ピッチＢｄが２５μｍ前後のインクジェットヘッドを使用して、バンク３０の短辺方向Ｂｙにスキャンする場合、１バンク当たり４ノズル前後の複数のノズルによって吐出することになる。

図３に示した例では、１バンクに薄膜を形成するために、４ノズルから液滴を吐出する例を示しており、バンク配置に応じて４ノズル単位でインク液滴量を均一に制御すればよい。実際のバンクとノズルとの対応付けは、描画を行うインクジェットヘッドの制御仕様に合わせて、各ノズルをグルーピングすることによって行う。各ノズルのグルーピングを行い、印加する駆動電圧を設定することによって、効率のよいヘッド制御が可能となる。

図４は、図３に示したノズルの駆動部に印加される駆動電圧と吐出された液滴の液滴速度との相関図である。横軸は、ノズル毎の駆動印加電圧（Ｖ）つまり駆動電圧であり、縦軸は、吐出された液滴の液滴速度（ｍ／ｓ）であり、ノズルＣｈ１〜ｃｈ８について示されている。この相関図は、各ノズルに印加する駆動印加電圧を変化させて、それぞれの液滴速度をプロットしたものである。液滴速度は、予め測定しておいた距離において、ストロボを利用したストロボ制御回路装置などを使って得られた飛翔時間から算出される。たとえば、ノズルｃｈ１は、駆動印加電圧が１７．６Ｖから２１．８Ｖに変化する間に、液滴速度が、５．８ｍ／ｓから８．７ｍ／ｓまでほぼ比例して増加している。同様に、ノズルｃｈ２〜ｃｈ８についても、ほぼ比例して増加している。このように、各ノズルに印加する駆動印加電圧を変化させると、インクジェットヘッドを駆動することができる電圧範囲内においては、ほぼ比例して液滴速度も変化する。この相関関係に基づいて、各ノズルに印加する駆動印加電圧つまり駆動電圧によって液滴速度を制御することが可能である。

図５は、図３に示したノズルから吐出された液滴の液滴速度と液滴体積との相関図である。横軸は、吐出された液滴の液滴速度（ｍ／ｓ）であり、縦軸は、吐出された液滴の液滴体積（ｐｌ：ピコリットル）である。液滴速度を５．９３ｍ／ｓから８．２５ｍ／ｓまで変化する間に、液滴体積は、５．８ｐｌから６．８ｐｌまでほぼ比例して増加している。このように、液滴速度を変化させると、インク液滴量つまり液滴体積がほぼ直線的に変化しているのがわかる。このことから、液滴速度を制御することによって、ノズルから吐出するインク液滴量を制御することが可能である。

図４に示した駆動印加電圧つまり駆動電圧と液滴速度との相関関係、および図５に示した液滴速度と液滴体積との相関関係から、各ノズルに印加する駆動電圧を制御することによって、吐出される液滴の液滴量を制御することができる。

駆動電圧値演算回路１１は、各画素電流値のばらつき度合いを示す補正係数Ｂｉを計算で求めた後、各ノズルに印加する駆動電圧値Ｖｃｈｊを式（２）によって計算する。
Ｖｃｈｊ＝Ｂｉ×ＶＨ …（２）
ここに、Ｖｃｈｊはｊ番目のノズルに印加する駆動電圧であり、Ｂｉは式（１）によって求められたｉ番目の画素の補正係数であり、ＶＨは標準駆動電圧である。

図６は、図１に示したノズル単位駆動電圧制御回路１２の概略の回路構成を示す。ノズル単位駆動電圧制御回路１２は、各ノズルの駆動部にそれぞれの駆動電圧を与えるための制御回路で、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）回路１２１、オペアンプ１２２、インクヘッド信号制御回路１２３、コンデンサＣ、およびアナログスイッチ回路１２４を含む。駆動電圧値演算回路１１は、式（２）によって求めたノズル毎の駆動電圧値を、ＤＡＣ回路１２１の入力仕様に合致したバイナリデータとして、ＤＡＣ回路１２１に入力する。バイナリデータは、印加するノズル番号と印加する駆動電圧値とを１組にしたデータであり、そのデータをノズル数分含む２値データである。

ＤＡＣ回路１２１は入力されたバイナリデータに基づいて、ノズル毎の電圧値の電圧を出力し、オペアンプ１２２に入力する。オペアンプ１２２は、ＤＡＣ回路１２１から入力された電圧を、所定の倍率で増幅する。オペアンプ１２２から出力される増幅された電圧によって、オペアンプ１２２の出力に接続されるコンデンサＣが充電される。インクヘッド信号制御回路１２３は、コンデンサＣに充電された電荷を放電させるタイミングを制御する回路である。アナログスイッチ回路１２４は、コンデンサＣに充電された電荷を、インクヘッド信号制御回路１２３からのコントロール信号によって指示されたタイミングで放電して、ノズルの駆動部に駆動電圧値Ｖｃｈを印加する。駆動電圧値Ｖｃｈを印加された駆動部は、印加された駆動電圧値Ｖｃｈに応じた液適量の液滴をノズルから吐出させる。オペアンプ１２２、コンデンサＣ、およびアナログスイッチ回路１２４は、ノズルｃｈ１〜ｃｈｎ毎に設けられる。

図６に示したノズル単位駆動電圧制御回路１２が、画素毎の画素電流値のばらつき度合いを示す補正係数を加味して算出されたノズル毎の駆動電圧値を、ノズル毎の駆動部に印加することによって、バンク間の総インク液滴量を均一にすることができる。したがって、各バンクの膜厚を均一に形成させることができるので、輝度むらのない、高精細なパネルの製作が可能となる。

このように、液滴吐出手段であるたとえばインクジェットヘッド１３によって、複数のノズルから液滴が吐出され、液適量制御手段であるたとえば駆動電圧値演算回路１１およびノズル単位駆動電圧制御回路１２によって、基板であるたとえばアクティブマトリクス基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、液滴吐出手段のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタであるたとえば動作トランジスタＱ２が有する寄生容量Ｃｄによる画素電流５６に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、画素単位つまりアクティブ駆動素子単位に測定されたデータに基づいて吐出される液適の液適量を補正することができ、有機ＥＬなどの高精細パネルに対しても、画素単位で液滴の吐出量を補正することによって吐出量を均一化することができる。したがって、輝度むらの少ない画素を形成することができる。

さらに、記憶手段であるたとえば補正データ記録装置１０によって、画素電流を表す画素電流情報であるたとえば寄生容量データ３が記憶され、液滴量制御手段であるたとえば駆動電圧値演算回路１１およびノズル単位駆動電圧制御回路１２によって、記憶手段に記憶された画素電流情報が示す画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、寄生容量に相関がある画素電流を記憶手段から読み出して直ぐに利用することができ、迅速に液滴吐出量を補正することができる。したがって、作業効率を向上することができる。

さらにまた、液滴吐出手段であるたとえばインクジェットヘッド１３によって、印加される駆動電圧によって駆動され、ノズルから液滴を吐出させる駆動手段であるたとえば駆動部がノズル毎に含まれ、液適量制御手段であるたとえば駆動電圧値演算回路１１およびノズル単位駆動電圧制御回路１２によって、画素電流に応じた駆動電圧が各駆動手段に印加されることによって、各ノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、電圧制御によって迅速かつ正確に各ノズルの液滴吐出量を均一化するように補正することができる。したがって、より輝度むらの少ない画素を形成することができる。

さらに、液適量制御手段であるたとえば駆動電圧値演算回路１１およびノズル単位駆動電圧制御回路１２によって、液滴吐出手段であるたとえばインクジェットヘッド１３の複数のノズルが各アクティブ駆動素子の薄膜を形成するノズルからなるグループに分けられ、各グループのノズルが形成した薄膜のアクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタであるたとえば動作トランジスタＱ２の画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したグループのノズルから吐出させる液滴の液滴量が補正されるので、グループ単位で液滴の吐出量を補正して均一化することができる。したがって、駆動電圧の設定を効率よく、かつ迅速に行うことができる。

上述した実施の形態では、吐出制御装置１と検査装置２とは、別々の装置としたが、検査装置２を吐出制御装置１に含めてもよい。この場合、検査装置２で測定された寄生容量データ３は、検査装置２から補正データ記憶装置１０に直接記憶される。

このように、測定手段であるたとえば検査装置２によって、基板であるたとえばアクティブマトリクス基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、液滴吐出手段であるたとえばインクジェットヘッド１３のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタであるたとえば動作トランジスタＱ２が有する寄生容量Ｃｄによる画素電流５６が測定され、液適量制御手段であるたとえば駆動電圧値演算回路１１およびノズル単位駆動電圧制御回路１２によって、測定手段によって予め測定された画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量が補正されるので、新たな基板に液滴を吐出する度に、すぐに各薄膜トランジスタの特性を測定し、新たな測定結果をフィードバックすることができる。したがって、液滴吐出量が徐々に変化しても常に均一化された吐出を行うことができる。

図７は、本発明の実施の他の形態である吐出制御装置１の制御方法のフローチャートである。画素毎にトランジスタが形成されたアクティブマトリックス基板に、たとえば有機ＥＬ素子の薄膜を形成するとき、ステップＳ１に移る。

ステップＳ１では、各動作トランジスタを駆動させ、各動作トランジスタにある寄生容量に相関のある画素電流を測定する。たとえば、検査装置２によって、すでに吐出制御装置１によって各画素に有機ＥＬ素子の薄膜が形成されたアクティブマトリックス基板の各画素の動作トランジスタを駆動し、各動作トランジスタにある寄生容量に充電された電荷による画素電流を測定する。

ステップＳ２では、測定したデータを記憶装置に保存する。たとえば、検査装置２によって測定された画素電流値を寄生容量データ３として補正データ記憶装置１０に記憶する。ステップＳ３では、記憶装置に保存されたデータから全画素電流値の平均値に対する各画素電流値のばらつき度合いを計算で求める。たとえば、駆動電圧値演算回路１１は、補正データ記憶装置１０に記憶された画素電流値に基づいて、全画素電流値の平均値に対する各画素電流値のばらつき度合いを表す補正係数Ｂｉを式（１）によって求める。

ステップＳ４では、各ノズルに印加する駆動電圧をノズルとバンクのグルーピングに応じて算出する。たとえば、駆動電圧値演算回路１１は、ステップＳ３で求めた補正係数Ｂｉに基づいて、各ノズルの駆動部に印加する駆動電圧値Ｖｃｈｊを式（２）によって算出する。ステップＳ５では、ノズル単位駆動制御回路にて各ノズルに所定の駆動電圧を印加する。たとえば、ノズル単位駆動制御回路１２は、駆動電圧値演算回路１１によって算出された駆動電圧値Ｖｃｈｊを各ノズルの駆動部に印加する。印加された駆動電圧値Ｖｃｈｊに応じた液適量の液滴が各ノズルから吐出され、画素毎にトランジスタが形成された新たなアクティブマトリックス基板の各画素位置に、有機ＥＬ素子の薄膜が形成される。

ステップＳ６では、各バンク内の膜厚は均一か否かが判定される。膜厚が均一であると終了し、膜厚が均一でないとステップＳ１に戻る。膜厚が均一か否かの判定は、ステップＳ５で新たに有機ＥＬ素子の薄膜が形成されたアクティブマトリックス基板の各動作トランジスタの画素電流値を検査装置２によって測定し、測定されたトランジスタ毎の画素電流値に差があるか否かによって判定する。トランジスタ毎の画素電流値が測定誤差範囲内であれば膜厚が均一であると判定する。

このように、複数のノズルから液滴を吐出するインクジェットヘッド１３を含む液滴吐出装置であるたとえば吐出制御装置１を制御するにあたって、基板であるたとえばアクティブマトリクス基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、インクジェットヘッド１３のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタであるたとえば動作トランジスタＱ２が有する寄生容量Ｃｄによる画素電流５６に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量を補正するので、画素単位つまりアクティブ駆動素子単位に測定されたデータに基づいて吐出される液適の液適量を補正することができ、画素サイズに影響されることなく、液滴の吐出量を補正することによって吐出量を均一化することができる。したがって、輝度むらの少ない画素を形成することができる。

本発明の実施の一形態である吐出制御装置１の概略の構成を示す。 図１に示した吐出制御装置１によって液滴が吐出される表示パネルの回路構成の一例を示す。 図１に示したインクジェットヘッド１３の各ノズルと表示パネルのバンク３０との位置関係の一例を示す。 図３に示したノズルの駆動部に印加される駆動電圧と吐出された液滴の液滴速度との相関図である。 図３に示したノズルから吐出された液滴の液滴速度と液滴体積との相関図である。 図１に示したノズル単位駆動電圧制御回路１２の概略の回路構成を示す。 本発明の実施の他の形態である吐出制御装置１の制御方法のフローチャートである。 インクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク液適量分布の一例を示す。 ガラス基板上の膜厚分布の一例を示す。 ノズル番号毎のインク液滴量分布の他の例を示す図である。 アクティブマトリックス基板のアクティブ駆動素子の等価回路の一例を示す。 図１０に示したノズルによって形成された画素単位の画素電流分布の一例を示す。

符号の説明

１ 吐出制御装置
２ 検査装置
１０ 補正データ記憶装置
１１ 駆動電圧値演算回路
１２ ノズル単位駆動電圧制御回路
１３ インクジェットヘッド
２０ アクティブマトリックスＴＦＴ画素回路
２１ ソースドライバ回路
２２ ゲートドライバ回路
３０ バンク
３１ インク着弾位置
４１ 基板
４２ バンク壁
４３ 発光層
５１ ゲートライン
５２ コモンライン
５３ ソースライン
５４ 電圧供給ライン
５５ 画素電極
５６ 画素電流
１２１ ＤＡＣ回路
１２２ オペアンプ
１２３ インクヘッド信号制御回路
１２４ アナログスイッチ回路

Claims (6)

1. 複数のノズルから液滴を吐出する液滴吐出手段と、
   基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、液滴吐出手段のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量を補正する液適量制御手段とを含むことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記画素電流を表す画素電流情報を記憶する記憶手段をさらに含み、
   前記液滴量制御手段は、記憶手段に記憶された画素電流情報が示す画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記液滴吐出手段は、印加される駆動電圧によって駆動され、ノズルから液滴を吐出させる駆動手段をノズル毎に含み、
   前記液適量制御手段は、前記画素電流に応じた駆動電圧を各駆動手段に印加することによって、各ノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
4. 前記液適量制御手段は、前記液滴吐出手段の複数のノズルを、各アクティブ駆動素子の薄膜を形成するノズルからなるグループに分け、各グループのノズルが形成した薄膜のアクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタの画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したグループのノズルから吐出させる液滴の液滴量を補正することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
5. 基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、前記液滴吐出手段のノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流を測定する測定手段をさらに含み、
   前記液適量制御手段は、測定手段によって予め測定された画素電流に応じて、各ノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
6. 複数のノズルから液滴を吐出するインクジェットヘッドを含む液滴吐出装置の制御方法であって、
   基板に形成されたアクティブ駆動素子であって、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴によって薄膜が形成された各アクティブ駆動素子に含まれる薄膜トランジスタが有する寄生容量による画素電流に応じて、前記各アクティブ駆動素子の薄膜を形成したノズルから吐出させる液適の液適量を補正することを特徴とする液滴吐出装置の制御方法。

Images