JP5445466B2 - Drawing device - Google Patents
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Description
本発明は、描画装置に関する。 The present invention relates to a drawing apparatus.
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）に等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描画装置では、１つのインクジェットヘッドを基材に対して主走査方向及び副走査方向に相対的に移動（走査）することによって、描画を行っている（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art Conventionally, a drawing apparatus that forms dots by ejecting ink (functional droplets) from nozzle rows arranged at an equal pitch on an inkjet head (functional droplet ejection head), such as an inkjet printer, uses one inkjet head. Drawing is performed by moving (scanning) relative to the base material in the main scanning direction and the sub-scanning direction (see, for example, Patent Document 1).
ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）などの配線パターンを描画する場合において、基材サイズが大きい場合、高速に描画するためには、１回もしくは少ない走査回数で描画する必要があり、多数のヘッドを並べてラインヘッド化したモジュールが必要になる。 When drawing a wiring pattern such as a thin film transistor (TFT), if the substrate size is large, drawing at a single scan time or a small number of scans is required to draw at high speed when the substrate size is large. Modules that are lined up into line heads are required.
一方で、ＴＦＴの電極など、セル毎に機能する周期的なパターンをインクジェットで描画することが考えられる。描画装置上に高密度にノズルを配置し、カラーフィルタ基板などの１つのセルに複数のノズルを使用して、単位時間当たりの機能液吐出量をできるだけ増大させ、１回もしくはできるだけ少ない走査回数で描画することが描画プロセスの生産性の観点からは望ましい。 On the other hand, it is conceivable to draw a periodic pattern that functions for each cell, such as an electrode of a TFT, by inkjet. The nozzles are arranged with high density on the drawing apparatus, and a plurality of nozzles are used for one cell such as a color filter substrate, so that the functional liquid discharge amount per unit time is increased as much as possible, and the number of scans can be reduced once or as little as possible. Drawing is desirable from the viewpoint of productivity of the drawing process.
例えば、図８に示すような周期的なパターンを基板Ｗに描画しようとした場合、セル３０内での各ライン３３及びドット３４は高精度に描画する必要がある。等ピッチの１列のノズル１３１を有する液滴吐出ヘッド１０８を図に示すように千鳥状配列で複数個並べることで１ラインが構成される場合は、１つのセル３０の各ライン３３及びドット３４はそれぞれ別のヘッドに属するノズルにより描画することになるため、各ヘッドを高精度に位置決めして並べる必要がある。 For example, when trying to draw a periodic pattern as shown in FIG. 8 on the substrate W, it is necessary to draw each line 33 and dot 34 in the cell 30 with high accuracy. In the case where one line is formed by arranging a plurality of droplet discharge heads 108 having nozzles 131 of one row at equal pitches in a staggered arrangement as shown in the figure, each line 33 and dot 34 of one cell 30. Since drawing is performed by nozzles belonging to different heads, it is necessary to position and arrange the heads with high accuracy.
しかしながら、１つのヘッドは、それぞれが独立して完成されたヘッドであるため、全てのヘッドのノズルの位置が合うように、ヘッド毎にそれぞれ位置合わせしながら、一つずつ位置決めして取り付けていかなくてはならず、組み立て作業が困難であるという問題がある。また、各ヘッドを高精度に位置決めするのは容易ではない。 However, since each head is a head that is completed independently, is it positioned and attached one by one while aligning each head so that the nozzles of all the heads are aligned? There is a problem that assembly work is difficult. Further, it is not easy to position each head with high accuracy.
本発明は、上記の事情を考慮したもので、１つのセル内の機能液滴のパターンを吐出するノズルの位置精度を容易に確保でき、１つのセル内の機能液滴のパターンを高い位置精度で形成できる描画装置を提供することを目的としている。 In consideration of the above circumstances, the present invention can easily ensure the positional accuracy of a nozzle that ejects a pattern of functional droplets in one cell, and achieves high positional accuracy in the pattern of functional droplets in one cell. An object of the present invention is to provide a drawing apparatus that can be formed by the following method.
本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
１．複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドが第１の方向に複数配置されたヘッド部を備え、
前記ヘッド部と基材とを少なくとも前記第１の方向に相対的に走査させながら、前記基材に向けて前記複数のノズルから機能液滴を吐出して前記基材上に機能液滴のパターンを描画する描画装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルからなるノズル群が前記第１の方向と直交する第２の方向に複数配置されて構成されており、
前記パターンは、ドット又は前記第１の方向に沿ったラインの少なくとも一方が複数配置されて形成されるセルが前記第２の方向に複数配置されたパターンであり、
同一のノズル群に属する複数のノズルから吐出された機能液滴により、１つのセルのパターンの少なくとも一部が描画されることを特徴とする描画装置。1. A plurality of liquid droplet ejection heads having a plurality of nozzles, each including a head portion arranged in a first direction;
A pattern of functional droplets is ejected onto the substrate by ejecting functional droplets from the plurality of nozzles toward the substrate while relatively scanning the head portion and the substrate in at least the first direction. A drawing device for drawing
The droplet discharge head is configured by arranging a plurality of nozzle groups including a plurality of nozzles in a second direction orthogonal to the first direction,
The pattern is a pattern in which a plurality of cells formed by arranging a plurality of dots or lines along the first direction are arranged in the second direction.
A drawing apparatus, wherein at least a part of a pattern of one cell is drawn by functional droplets ejected from a plurality of nozzles belonging to the same nozzle group.
２．前記パターンは、同一パターンを有するセルが前記第２の方向に等ピッチａで複数配置されたパターンであり、
前記複数の液滴吐出ヘッドは、ノズル群の位置が互いに相補的になるように最も近い位置にある液滴吐出ヘッド同士が互いに前記第２の方向に前記ピッチａだけずらして配置され、
各液滴吐出ヘッドにおける前記ノズル群のピッチをＬ、液滴吐出ヘッドの数をｎとしたとき、Ｌ＝ａ×ｎを満足することを特徴とする前記１に記載の描画装置。2. The pattern is a pattern in which a plurality of cells having the same pattern are arranged at an equal pitch a in the second direction,
The plurality of droplet discharge heads are arranged such that the droplet discharge heads at the closest positions are shifted from each other by the pitch a in the second direction so that the positions of the nozzle groups are complementary to each other.
2. The drawing apparatus according to 1 above, wherein L = a × n is satisfied, where L is the pitch of the nozzle groups in each droplet discharge head, and n is the number of droplet discharge heads.
３．前記ヘッド部を駆動するヘッド駆動回路部を有し、
前記ヘッド駆動回路部は前記パターンの少なくとも１セル分の画像データを記憶する記憶装置を有し、前記画像データを描画開始前に予め受信して一旦前記記憶装置に記憶し、吐出タイミング信号に同期して、前記１セル分の画像データを液滴吐出ヘッドの各ノズル群に対応させて前記液滴吐出ヘッドを駆動して前記パターンを描画することを特徴とする前記２に記載の描画装置。3. A head drive circuit unit for driving the head unit;
The head drive circuit unit has a storage device that stores image data for at least one cell of the pattern, receives the image data in advance before starting drawing, stores the image data in the storage device, and synchronizes with the ejection timing signal. The drawing apparatus according to 2 above, wherein the pattern is drawn by driving the droplet discharge head with the image data for one cell corresponding to each nozzle group of the droplet discharge head.
４．前記パターンは、同一パターンを有するセルが前記第１の方向及び第２の方向にマトリックス状に配置されたパターンであり、
前記吐出タイミング信号に同期して、前記１セル分の画像データを液滴吐出ヘッドの各ノズル群に対応させて前記液滴吐出ヘッドを駆動して前記１セル分の画像データを前記第２の方向に配置されたセルの数分だけ描画する動作を前記第１の方向に複数回繰り返して行うことにより、前記パターンを描画することを特徴とする前記３に記載の描画装置。4). The pattern is a pattern in which cells having the same pattern are arranged in a matrix in the first direction and the second direction,
In synchronization with the ejection timing signal, the image data for one cell is made to correspond to each nozzle group of the droplet ejection head and the droplet ejection head is driven to obtain the image data for the one cell as the second data. 4. The drawing apparatus according to 3 above, wherein the pattern is drawn by repeatedly performing an operation of drawing the number of cells arranged in the direction in the first direction a plurality of times.
本発明の描画装置によれば、１つのセル内の機能液滴のパターンを描画するためのノズル群が１つのヘッド内に形成されているため、１つのセル内の機能液滴のパターンを吐出するノズルの位置精度を容易に確保でき、１つのセル内の機能液滴のパターンを高い位置精度で形成できる。 According to the drawing apparatus of the present invention, since a group of nozzles for drawing a pattern of functional droplets in one cell is formed in one head, the pattern of functional droplets in one cell is ejected. The position accuracy of the nozzles to be performed can be easily secured, and the pattern of functional droplets in one cell can be formed with high position accuracy.
以下、図面を参照して本発明の実施形態による描画装置及び方法について詳細に説明する。 Hereinafter, a drawing apparatus and method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態による描画装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の描画装置１は、機台２上に設置された移動機構としてのＹ軸テーブル３及びＸ軸テーブル４を備える。Ｙ軸テーブル３上には、移動自在にメインキャリッジ５が取り付けられており、このメインキャリッジ５にはヘッド部６が設けられている。尚、詳細は後述するが、ヘッド部６には、サブキャリッジ７を介して、同一種類の機能液滴を吐出するラインヘッドユニットを構成する複数（本実施形態では、３つ）の液滴吐出ヘッド８が搭載されている。また、基材としての基板Ｗは、Ｘ軸テーブル４に搭載されている。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drawing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the drawing apparatus 1 according to the present embodiment includes a Y-axis table 3 and an X-axis table 4 as moving mechanisms installed on a machine base 2. A main carriage 5 is movably mounted on the Y-axis table 3, and a head portion 6 is provided on the main carriage 5. Although details will be described later, a plurality of (three in the present embodiment) droplet ejections constituting a line head unit that ejects the same type of functional droplets are ejected to the head unit 6 via the sub-carriage 7. A head 8 is mounted. A substrate W as a base material is mounted on the X-axis table 4.
また、描画装置１は、機能液を貯留するタンク１７から複数の液滴吐出ヘッド８の各々に機能液を供給する機能液滴供給機構としての機能液供給装置９を備えると共に、Ｘ軸テーブル４及びＹ軸テーブル３並びに複数の液滴吐出ヘッド８等の駆動を制御する制御手段としての制御装置１８を備えている。 In addition, the drawing apparatus 1 includes a functional liquid supply device 9 as a functional liquid supply mechanism that supplies a functional liquid to each of the plurality of liquid droplet ejection heads 8 from a tank 17 that stores the functional liquid, and the X-axis table 4. And a control device 18 as control means for controlling the driving of the Y-axis table 3 and the plurality of droplet discharge heads 8 and the like.
Ｙ軸テーブル３は、モータ１２と、モータ１２によって駆動されるＹ軸スライダ１３とを含んで構成されるＹ軸方向（第２の方向）の駆動系を備え、これに上記のメインキャリッジ５を移動自在に搭載して構成されている。また、Ｘ軸テーブル４は、モータ１４と、モータ１４によって駆動されるＸ軸スライダ１５とを含んで構成されるＸ軸方向（第１の方向）の駆動系を備え、これに吸着テーブル等からなるセットテーブル１６を移動自在に搭載して構成されている。そして、セットテーブル１６上に基板Ｗが位置決めされた状態で保持される。 The Y-axis table 3 includes a drive system in the Y-axis direction (second direction) that includes a motor 12 and a Y-axis slider 13 that is driven by the motor 12, and the main carriage 5 described above is provided on the Y-axis table 3. It is configured to be freely movable. Further, the X-axis table 4 includes a drive system in the X-axis direction (first direction) including a motor 14 and an X-axis slider 15 driven by the motor 14, and includes an adsorption table and the like. The set table 16 is movably mounted. Then, the substrate W is held in a state of being positioned on the set table 16.
本実施形態の描画装置１は、Ｘ軸テーブル４の駆動による基板ＷのＸ軸方向（第１の方向）への移動に同期して各液滴吐出ヘッド８を駆動（機能液滴の選択的吐出）するように構成されている。つまり、本実施形態では、各液滴吐出ヘッド８をＹ軸方向（第２の方向）の移動により所定位置に位置決めして停止させた状態で、基板ＷのＸ軸方向への１回の主走査によって基板Ｗの描画領域全面に所定のパターンを描画することができる。そして、上記主走査に同期した各液滴吐出ヘッド８の駆動は、制御装置１８を介して、又は直接にヘッド駆動回路部２２に出力された画像データ（吐出パターンデータ）に基づいて行われる。 The drawing apparatus 1 of the present embodiment drives each droplet discharge head 8 in synchronization with the movement of the substrate W in the X-axis direction (first direction) by driving the X-axis table 4 (selection of functional droplets). It is configured to discharge. In other words, in the present embodiment, each droplet discharge head 8 is positioned once at a predetermined position by movement in the Y-axis direction (second direction) and stopped, and then the main discharge is performed once in the X-axis direction of the substrate W. A predetermined pattern can be drawn on the entire drawing area of the substrate W by scanning. Then, driving of each droplet discharge head 8 in synchronization with the main scanning is performed based on image data (discharge pattern data) output to the head drive circuit unit 22 via the control device 18 or directly.
尚、本実施形態では、ヘッド部６に対し、基板ＷをＸ軸方向（第１の方向）に移動させて描画するようにしているが、ヘッド部６をＸ軸方向（第１の方向）に移動させる構成であってもよい。 In the present embodiment, the drawing is performed by moving the substrate W in the X-axis direction (first direction) with respect to the head unit 6, but the head unit 6 is moved in the X-axis direction (first direction). It may be configured to move to.
図２は、実施形態における液滴吐出ヘッド８の各ノズルと基板Ｗの各セルのパターンとの対応を示す模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating correspondence between each nozzle of the droplet discharge head 8 and each cell pattern of the substrate W in the embodiment.
図２に示すように、基板Ｗは、板状部材の上面に、機能液滴を付着させるべき単位領域を形成するセル３０を複数有している。これらセル３０は、基板Ｗの移動方向であるＸ軸方向（第１の方向）に沿って、かつその移動方向と直交する方向であるＹ軸方向（第２の方向）に沿って、マトリクス状に配列されている。 As shown in FIG. 2, the substrate W has a plurality of cells 30 that form unit regions to which functional droplets should be attached on the upper surface of the plate-like member. The cells 30 are arranged in a matrix along the X-axis direction (first direction) that is the movement direction of the substrate W and along the Y-axis direction (second direction) that is a direction orthogonal to the movement direction. Is arranged.
各セル３０には、複数の機能液滴で形成される所定のパターンが形成される。図２では、ドット３４と基板Ｗの移動方向であるＸ軸方向（第１の方向）に沿って延びるライン３３とが、基板Ｗの移動方向と直交する方向であるＹ軸方向（第２の方向）に所定間隔あけて複数配置されている。 Each cell 30 is formed with a predetermined pattern formed by a plurality of functional droplets. In FIG. 2, the dot 34 and the line 33 extending along the X-axis direction (first direction) that is the movement direction of the substrate W are in the Y-axis direction (second direction) perpendicular to the movement direction of the substrate W. A plurality of them are arranged at predetermined intervals in the direction).
図２に示すように、基板Ｗが移動していく側に、基板Ｗの移動方向であるＸ軸方向（第１の方向）に並設された３つの液滴吐出ヘッド８が設けられている。 As shown in FIG. 2, on the side where the substrate W moves, three droplet discharge heads 8 arranged in parallel in the X-axis direction (first direction) that is the moving direction of the substrate W are provided. .
液滴吐出ヘッド８の各々に設けられる複数（本実施形態では、９個）のノズル３２は、所定の間隔で配置された３つのノズル３２から構成されるノズル群３１をＹ軸方向（第２の方向）にそって複数配置することによって形成される。尚、液滴吐出ヘッド８の個数やノズル数、さらにセルの配列パターンは任意である。 A plurality (nine in this embodiment) of nozzles 32 provided in each of the droplet discharge heads 8 is a nozzle group 31 composed of three nozzles 32 arranged at a predetermined interval in the Y-axis direction (second Are arranged along the direction of The number of droplet discharge heads 8, the number of nozzles, and the cell arrangement pattern are arbitrary.
液滴吐出ヘッド８の各々は、その複数のノズル３２がＸ軸方向（第１の方向）と直交するＹ軸方向（第２の方向）へ延びるように位置設定され、このＸ軸方向（第１の方向）へ平行移動する間に、機能液を複数のノズル３２から選択的に吐出することにより、基板Ｗ内の所定位置に機能液滴を付着させる。 Each of the droplet discharge heads 8 is positioned so that the plurality of nozzles 32 extend in the Y-axis direction (second direction) orthogonal to the X-axis direction (first direction). The functional liquid is adhered to a predetermined position in the substrate W by selectively ejecting the functional liquid from the plurality of nozzles 32 during the parallel movement in the direction (1).
また、液滴吐出ヘッド８の各々は、Ｙ軸方向（第２の方向）に対し相互に位置ずれして配設され、３つの液滴吐出ヘッドの全ノズル３２がＹ軸方向（第２の方向）において連続するようになっている。 Each of the droplet discharge heads 8 is disposed so as to be displaced from each other with respect to the Y-axis direction (second direction), and all the nozzles 32 of the three droplet discharge heads are arranged in the Y-axis direction (second direction). Direction).
各ノズル群３１を構成する３つのノズル３２の間隔は、基板Ｗが液滴吐出ヘッド８の下まで移動してきたときに各ノズル群を構成する３つのノズルと各セル３０の３本のライン３３とが相対向し得るよう、ラインの間隔を考慮して予め定められている。 The interval between the three nozzles 32 constituting each nozzle group 31 is such that when the substrate W moves below the droplet discharge head 8, the three nozzles constituting each nozzle group and the three lines 33 of each cell 30 are arranged. Are predetermined in consideration of the line interval.
１つのセル内の３本のラインは、１つの液滴吐出ヘッドの同一のノズル群に属する３つのノズルにより描画されるので、ノズルの位置精度を容易に確保でき、１つのセル内のパターンを高い位置精度で形成できる。 Since three lines in one cell are drawn by three nozzles belonging to the same nozzle group of one droplet discharge head, the positional accuracy of the nozzle can be easily secured, and the pattern in one cell can be changed. It can be formed with high positional accuracy.
従って、図８に示す比較例のように、１つのセル内の３本のラインを描画する３つのノズルの位置精度を確保するために、３つの液滴吐出ヘッドを高い位置精度で調整する必要がなくなる。 Therefore, as in the comparative example shown in FIG. 8, it is necessary to adjust the three liquid droplet ejection heads with high positional accuracy in order to ensure the positional accuracy of the three nozzles that draw three lines in one cell. Disappears.
また、上記構成の描画装置において、複数のセル３０が、同一パターンのセル３０がＹ軸方向（第２の方向）に等ピッチａで複数配置されたパターンである場合、各液滴吐出ヘッドにおけるノズル群３１のピッチは次のようにして決定できる。 In the drawing apparatus having the above-described configuration, when the plurality of cells 30 are a pattern in which a plurality of cells 30 having the same pattern are arranged at the equal pitch a in the Y-axis direction (second direction), The pitch of the nozzle group 31 can be determined as follows.
すなわち、基板ＷのＹ軸方向（第２の方向）のセルのピッチをａ、液滴吐出ヘッドの数をｎとしたとき、複数の液滴吐出ヘッドは、ノズル群の位置が互いに相補的になるように最も近い位置にある液滴吐出ヘッド同士が互いにＹ軸方向（第２の方向）に前記ピッチａだけずらして配置され、各液滴吐出ヘッドにおけるノズル群のピッチＬは、
Ｌ＝ａ×ｎ
を満足することが好ましい。この構成によれば、図２に示すように、複数の液滴吐出ヘッドの全ノズル３２と、各セル３０のライン３３とを相対向させることができるので、ヘッド部６を基板Ｗが１回走査（通過）するだけで基板Ｗの全面に配置されたセル３０のライン３３を描画することができ、生産性に優れた描画装置となる。That is, when the cell pitch in the Y-axis direction (second direction) of the substrate W is a and the number of droplet discharge heads is n, the plurality of droplet discharge heads are complementary to each other in nozzle group positions. The droplet discharge heads at the closest positions are arranged so as to be shifted from each other by the pitch a in the Y-axis direction (second direction), and the pitch L of the nozzle group in each droplet discharge head is:
L = a × n
Is preferably satisfied. According to this configuration, as shown in FIG. 2, all the nozzles 32 of the plurality of droplet discharge heads can be opposed to the line 33 of each cell 30. The line 33 of the cell 30 arranged on the entire surface of the substrate W can be drawn only by scanning (passing), and the drawing apparatus is excellent in productivity.
ここで、描画装置を用いた基板処理例について説明する。 Here, an example of substrate processing using a drawing apparatus will be described.
一般に平板型のディスプレイ装置においては液晶、有機ＥＬ、電気泳動などを利用した素子を用いて表示媒体を形成している。また、こうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、画像駆動素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）により構成されたアクティブ駆動素子を用いる技術が主流になっている。 In general, in a flat display device, a display medium is formed using an element utilizing liquid crystal, organic EL, electrophoresis, or the like. In such display media, in order to ensure uniformity of screen brightness, screen rewriting speed, and the like, a technique using an active drive element formed of a thin film transistor (TFT) as an image drive element has become mainstream.
ここでＴＦＴ素子は、通常、ガラス基板上に主にａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）、有機半導体材料などの半導体薄膜や、ソース、ドレイン、ゲート電極などの金属薄膜を基板上に順次形成していくことで製造される。 Here, the TFT element usually has a semiconductor thin film such as a-Si (amorphous silicon), p-Si (polysilicon), or an organic semiconductor material, or a metal thin film such as a source, drain, or gate electrode on a glass substrate. Manufactured by sequentially forming on a substrate.
そこで、本実施形態では、上記描画装置を用いて、基材上にマトリクス状に配列される複数のＴＦＴのセルの各々に機能液としての液状電極材料を描画して配線パターンを形成する場合を例に挙げて説明する。 Therefore, in the present embodiment, the above drawing apparatus is used to form a wiring pattern by drawing a liquid electrode material as a functional liquid on each of a plurality of TFT cells arranged in a matrix on a substrate. An example will be described.
まず、ＴＦＴのセルの構成について説明する。 First, the configuration of the TFT cell will be described.
図３は１つのセル３０のＴＦＴ素子のゲートバスライン５２、ソースバスライン５４、半導体５０の配置の１例であり、ＴＦＴ素子としては、基板Ｗ上にまずゲート電極５３を有し、図示しないゲート絶縁層を介して半導体５０からなるチャネルで連結されたソース電極５５及びドレイン電極５６を有し、基板Ｗ上にそれらがゲートバスライン５２及びソースバスライン５４を介して連結されている。５１はソース電極５５に接続される電源である。電源５１とその上に形成されているソースバスライン５４は図示しない絶縁層により絶縁されている。ドレイン電極５６の一端（図中の○部分）には表示素子５７（図４参照）が接続される。 FIG. 3 shows an example of the arrangement of the gate bus line 52, the source bus line 54, and the semiconductor 50 of the TFT element of one cell 30. As the TFT element, the gate electrode 53 is first provided on the substrate W, which is not shown. A source electrode 55 and a drain electrode 56 are connected by a channel made of the semiconductor 50 through a gate insulating layer, and are connected to the substrate W through a gate bus line 52 and a source bus line 54. A power source 51 is connected to the source electrode 55. The power source 51 and the source bus line 54 formed thereon are insulated by an insulating layer (not shown). A display element 57 (see FIG. 4) is connected to one end of the drain electrode 56 (the circled portion in the figure).
本実施形態においては、ソースバスライン５４、ソース電極５５及びドレイン電極５６（図３では黒塗りで示したライン）をそれぞれ描画装置１により描画する。描画装置１の機能液供給装置９は、各液滴吐出ヘッド８に機能液としての液状電極材料を送液する。液状電極材料としては、導電性ポリマーの溶液あるいは分散液、導電性微粒子分散液を用いることができる。 In the present embodiment, the source bus line 54, the source electrode 55, and the drain electrode 56 (lines shown in black in FIG. 3) are drawn by the drawing apparatus 1, respectively. The functional liquid supply device 9 of the drawing apparatus 1 sends a liquid electrode material as a functional liquid to each droplet discharge head 8. As the liquid electrode material, a conductive polymer solution or dispersion, or a conductive fine particle dispersion can be used.
図４は図３に示すＴＦＴ素子の等価回路図である。 FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the TFT element shown in FIG.
基材Ｗはマトリクス配置された多数のＴＦＴ素子を有する。５２は各ＴＦＴ素子のゲート電極５３のゲートバスラインであり、５４は各ＴＦＴ素子のソース電極５５のソースバスラインである。５７は表示素子である。 The substrate W has a large number of TFT elements arranged in a matrix. 52 is a gate bus line of the gate electrode 53 of each TFT element, and 54 is a source bus line of the source electrode 55 of each TFT element. Reference numeral 57 denotes a display element.
チャネルを構成する半導体材料としては、ａ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉ、有機半導体材料等公知のものが用いられ、好ましくは有機半導体材料である。 As the semiconductor material constituting the channel, known materials such as a-Si, p-Si, and organic semiconductor materials are used, and organic semiconductor materials are preferable.
図５は、本実施形態における液滴吐出ヘッド８の各ノズル３２と基板の各セル３０のパターンとの対応を示す模式図である。尚、図５は、説明の便宜上、ノズルの個数及びセル３０の個数が少なめに記載されている。 FIG. 5 is a schematic diagram showing the correspondence between each nozzle 32 of the droplet discharge head 8 and the pattern of each cell 30 of the substrate in the present embodiment. In FIG. 5, for convenience of explanation, the number of nozzles and the number of cells 30 are shown to be small.
各セル３０には、基板Ｗの移動方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる３本のライン電極が所定間隔で形成され、基板Ｗの移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる３本のライン電極が所定間隔で形成される。 In each cell 30, three line electrodes extending along the movement direction (X-axis direction) of the substrate W are formed at predetermined intervals, and extend along a direction (Y-axis direction) orthogonal to the movement direction of the substrate W. Three line electrodes are formed at a predetermined interval.
各ノズル群３１を構成する３つのノズル３２の間隔は、基板Ｗが液滴吐出ヘッド８の下まで移動してきたときに各ノズル群３１を構成する３つのノズル３２と各セル３０の基板Ｗの移動方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる３本のライン電極とが相対向し得るよう、電極の間隔を予め考慮して定められている。 The interval between the three nozzles 32 that constitute each nozzle group 31 is such that the three nozzles 32 that constitute each nozzle group 31 and the substrate W of each cell 30 when the substrate W has moved below the droplet discharge head 8. The distance between the electrodes is determined in advance so that the three line electrodes extending in the movement direction (X-axis direction) can face each other.
本実施形態では、図５に示すように、基板Ｗと各液滴吐出ヘッド８との相対位置を変えつつ、基板Ｗの各セル３０に、各液滴吐出ヘッド８から液状電極材料を吐出して、図３における基板Ｗの移動方向（Ｘ軸方向）に沿って延びるライン（図５では黒塗りで示したライン）を描画し、その後、基材Ｗを９０度回転させた後、図３における基板Ｗの移動方向と直交する方向（Ｙ軸方向）に沿って延びるライン（図５では白抜きで示したライン）を描画することになるが、装置構成とその動作についてはノズル配置の異なる別の液滴吐出ヘッド８を用いる以外は上記と同様である。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, the liquid electrode material is discharged from each droplet discharge head 8 to each cell 30 of the substrate W while changing the relative position between the substrate W and each droplet discharge head 8. 3 is drawn (a black line in FIG. 5) extending along the moving direction (X-axis direction) of the substrate W in FIG. 3, and then the substrate W is rotated by 90 degrees, and then FIG. The line extending along the direction (Y-axis direction) orthogonal to the direction of movement of the substrate W in FIG. 5 is drawn (the white line shown in FIG. 5), but the arrangement of the apparatus and its operation are different in nozzle arrangement. The same as above except that another droplet discharge head 8 is used.
ソース電極、ドレイン電極のラインの内、半導体が上に塗布される図３における基板Ｗの移動方向（Ｘ軸方向）に沿って延びるラインの相対位置は特に高精度に配置する必要がある。図５に示すように、複数の液滴吐出ヘッド８を備えることにより、１つのＴＦＴセル内の基板Ｗの移動方向（Ｘ軸方向）のラインは、１つのヘッド内に形成された１つのノズル群に属する３つのノズルで描画されるので、所望の高い精度で描画することが可能になる。 Among the lines of the source electrode and the drain electrode, the relative position of the line extending along the moving direction (X-axis direction) of the substrate W in FIG. As shown in FIG. 5, by providing a plurality of droplet discharge heads 8, a line in the movement direction (X-axis direction) of the substrate W in one TFT cell is one nozzle formed in one head. Since drawing is performed with three nozzles belonging to the group, it is possible to perform drawing with a desired high accuracy.
図１に戻り、制御装置１８は、当該装置を統括的に制御する。この制御装置１８に、ヘッド駆動回路部２２、Ｙ軸モータドライバ２０、及びＸ軸モータドライバ２１が接続されている。 Returning to FIG. 1, the control device 18 comprehensively controls the device. A head drive circuit unit 22, a Y-axis motor driver 20, and an X-axis motor driver 21 are connected to the control device 18.
Ｘ軸モータドライバ２１は、制御装置１８からの制御指令に応じた位置に、セットテーブル１６を移動する。 The X-axis motor driver 21 moves the set table 16 to a position corresponding to a control command from the control device 18.
制御装置１８は、主要な機能として次の（１）〜（３）の手段を有している。
（１）画像データをヘッド駆動回路部２２に転送する手段。
（２）Ｘ軸モータドライバ２１の制御を通じて、液滴吐出ヘッド８の各ノズルと基板Ｗの各セル３０のパターンとの位置関係を演算により求める手段。
（３）上記位置関係の演算に基づき、吐出タイミング信号をヘッド駆動回路部２２に転送する手段。The control device 18 has the following means (1) to (3) as main functions.
(1) A means for transferring image data to the head drive circuit unit 22.
(2) Means for calculating the positional relationship between each nozzle of the droplet discharge head 8 and the pattern of each cell 30 of the substrate W through control of the X-axis motor driver 21.
(3) A means for transferring the ejection timing signal to the head drive circuit unit 22 based on the calculation of the positional relationship.
ヘッド駆動回路部２２は、液滴吐出ヘッド８を駆動する。 The head drive circuit unit 22 drives the droplet discharge head 8.
ここで、ヘッド駆動部の内部構成について説明する。図６は、本発明の実施形態による描画装置が備えるヘッド駆動部の構成を示すブロック図である。 Here, the internal configuration of the head drive unit will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a head driving unit included in the drawing apparatus according to the embodiment of the present invention.
図６に示すように、ヘッド駆動部は制御装置１８、複数の液滴吐出ヘッド８、液滴吐出ヘッド８の数と同数のヘッド駆動回路１９が設けられたヘッド駆動回路部２２を含んで構成される。 As shown in FIG. 6, the head drive unit includes a control device 18, a plurality of droplet discharge heads 8, and a head drive circuit unit 22 provided with the same number of head drive circuits 19 as the number of droplet discharge heads 8. Is done.
図７は、ヘッド駆動回路１９の内部構成を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing the internal configuration of the head drive circuit 19.
図７に示すように、ヘッド駆動回路１９は、制御装置１８と情報の授受を行うインターフェース機能を有する通信部７１と、制御部１８から転送された画像データが保存される記憶装置７０と、制御部１８からの吐出タイミング信号に基づいて、記憶装置７０から必要な画像データを読み出して駆動波形生成ブロック７３に転送するデータ制御ブロック７２、１つの液滴吐出ヘッド８に設けられているノズルの数と同数のアナログスイッチを備えると共に液滴吐出ヘッド８を駆動するための駆動波形を生成するための駆動波形生成ブロック７３を含んで構成される。 As shown in FIG. 7, the head drive circuit 19 includes a communication unit 71 having an interface function for exchanging information with the control device 18, a storage device 70 in which image data transferred from the control unit 18 is stored, a control unit A data control block 72 that reads out necessary image data from the storage device 70 and transfers it to the drive waveform generation block 73 based on the ejection timing signal from the unit 18, and the number of nozzles provided in one droplet ejection head 8 And a drive waveform generation block 73 for generating a drive waveform for driving the droplet discharge head 8.
液滴吐出ヘッド８は、設けられているノズルの数と同数のピエゾ素子等の圧力発生素子とを備えている。 The droplet discharge head 8 includes the same number of pressure generating elements as piezoelectric elements as the number of nozzles provided.
駆動波形生成ブロック７３に設けられた全てのアナログスイッチは、液滴吐出ヘッド８に設けられた圧力発生素子に接続されおり、駆動波形を圧力発生素子に供給するよう構成されている。 All analog switches provided in the drive waveform generation block 73 are connected to a pressure generating element provided in the droplet discharge head 8 and are configured to supply a drive waveform to the pressure generating element.
また、アナログスイッチの各々には画像データが供給されており、この画像データに応じて開状態及び閉状態が制御される。吐出するか吐出しないかを示す信号、例えば吐出するときを「１」で表し、吐出しないときを「０」で表すデジタルデータ信号を画像データとした場合、例えば、画像データの値として「１」が供給されたアナログスイッチが開状態となり、駆動波形が開状態にあるアナログスイッチを介して圧力発生素子に供給され、これにより圧力発生素子に対応したノズルから機能液滴が吐出される。 Further, image data is supplied to each analog switch, and an open state and a closed state are controlled in accordance with the image data. When a signal indicating whether or not to discharge, for example, a digital data signal indicating when discharging is represented by “1” and when not discharging is represented by “0”, for example, “1” is used as the value of the image data. Is supplied to the pressure generating element via the analog switch in which the drive waveform is in the open state, whereby functional droplets are discharged from the nozzle corresponding to the pressure generating element.
上記構成において、描画パターンは同じセルの繰り返しになる場合、制御装置１８から描画する全画像データをヘッド駆動回路１９に転送する必要はない。 In the above configuration, when the drawing pattern repeats the same cell, it is not necessary to transfer all image data drawn from the control device 18 to the head drive circuit 19.
本例では、基板Ｗに対する機能液滴の吐出動作を開始する前に、予め１セル分の画像データを制御装置１８から記憶装置７０に転送、保存し、制御装置１８からの吐出タイミング信号に基づいて、データ制御ブロック７２が必要な画像データを読み出して駆動波形生成ブロック７３に転送して駆動波形を生成させ、所定のセルのパターンに吐出できるノズルを選択して、対応する圧力発生素子に駆動波形を出力して機能液滴を吐出させる。 In this example, before starting the functional droplet ejection operation on the substrate W, the image data for one cell is transferred and stored in advance from the control device 18 to the storage device 70, and is based on the ejection timing signal from the control device 18. Then, the data control block 72 reads out necessary image data and transfers it to the drive waveform generation block 73 to generate a drive waveform, select nozzles that can be ejected to a predetermined cell pattern, and drive it to the corresponding pressure generating element. A waveform is output and functional droplets are ejected.
これにより、幾何学的な繰り返し画像データを効率よく出力できる。また、大容量の画像データを少ないメモリー容量で出力できると共に、その画像データを発生する制御装置における画像データの処理を軽減できる。 Thereby, it is possible to efficiently output geometric repeated image data. In addition, large-capacity image data can be output with a small memory capacity, and processing of image data in the control device that generates the image data can be reduced.
記憶装置７０は、ヘッド駆動回路基板に実装されたＲＡＭ、フラッシュメモリーでも良いし、着脱可能なメモリー媒体でも良い。 The storage device 70 may be a RAM or flash memory mounted on a head drive circuit board, or a removable memory medium.
また、画像データは図７のように制御装置１８から転送する方法でも良いし、制御装置１８を介さずに着脱可能なメモリー媒体から直接に転送する方法でも良い。 Further, the image data may be transferred from the control device 18 as shown in FIG. 7 or may be transferred directly from a removable memory medium without using the control device 18.
（その他の実施形態）以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。 (Other Embodiments) Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not limited to the embodiments and can be variously modified within the scope of the invention described in the claims. .
例えば、吐出させる材料としては、基板等の対象物上に形成するセルの要素に応じて種々選択可能であり、例えば上述してきた電極材料の他にも、インク、ＥＬ発光材料、誘電体材料、又は半導体材料がその１例として挙げられる。また、上記実施形態では、カラーフィルタや液晶に用いるＴＦＴセルの製造装置、を例として説明してきたが、本発明はこれらに限定されることなく、対象物上に微細パターニングを施す工業技術全般に用いることが可能である。例えば、各種半導体素子（薄膜ダイオード等）、各種配線パターン、及び絶縁膜の形成等がその利用範囲の１例として挙げられる。 For example, the material to be ejected can be variously selected according to the element of the cell formed on the object such as the substrate. For example, in addition to the electrode material described above, ink, EL light emitting material, dielectric material, Alternatively, a semiconductor material can be given as an example. Moreover, although the said embodiment demonstrated as an example the manufacturing apparatus of the TFT cell used for a color filter or a liquid crystal, this invention is not limited to these, In general industrial technology which performs fine patterning on a target object It is possible to use. For example, various semiconductor elements (thin film diodes, etc.), various wiring patterns, formation of insulating films, etc. can be cited as an example of the range of use.
１ 描画装置
８ 液滴吐出ヘッド
９ 機能液供給装置
２２ ヘッド駆動回路部
３０ セル
Ｗ 基板DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drawing apparatus 8 Droplet discharge head 9 Functional liquid supply apparatus 22 Head drive circuit part 30 Cell W board | substrate
Claims (4)
前記ヘッド部と基材とを少なくとも前記第１の方向に相対的に走査させながら、前記基材に向けて前記複数のノズルから機能液滴を吐出して前記基材上に機能液滴のパターンを描画する描画装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルからなるノズル群が前記第１の方向と直交する第２の方向に複数配置されて構成されており、
前記パターンは、ドット又は前記第１の方向に沿ったラインの少なくとも一方が複数配置されて形成されるセルが前記第２の方向に複数配置されたパターンであり、
同一のノズル群に属する複数のノズルから吐出された機能液滴により、１つのセルのパターンの少なくとも一部が描画されることを特徴とする描画装置。A plurality of liquid droplet ejection heads having a plurality of nozzles, each including a head portion arranged in a first direction;
A pattern of functional droplets is ejected onto the substrate by ejecting functional droplets from the plurality of nozzles toward the substrate while relatively scanning the head portion and the substrate in at least the first direction. A drawing device for drawing
The droplet discharge head is configured by arranging a plurality of nozzle groups including a plurality of nozzles in a second direction orthogonal to the first direction,
The pattern is a pattern in which a plurality of cells formed by arranging a plurality of dots or lines along the first direction are arranged in the second direction.
A drawing apparatus, wherein at least a part of a pattern of one cell is drawn by functional droplets ejected from a plurality of nozzles belonging to the same nozzle group.
前記複数の液滴吐出ヘッドは、ノズル群の位置が互いに相補的になるように最も近い位置にある液滴吐出ヘッド同士が互いに前記第２の方向に前記ピッチａだけずらして配置され、
各液滴吐出ヘッドにおける前記ノズル群のピッチをＬ、液滴吐出ヘッドの数をｎとしたとき、Ｌ＝ａ×ｎを満足することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。The pattern is a pattern in which a plurality of cells having the same pattern are arranged at an equal pitch a in the second direction,
The plurality of droplet discharge heads are arranged such that the droplet discharge heads at the closest positions are shifted from each other by the pitch a in the second direction so that the positions of the nozzle groups are complementary to each other.
2. The drawing apparatus according to claim 1, wherein L = a × n is satisfied, where L is the pitch of the nozzle groups in each droplet discharge head and n is the number of droplet discharge heads.
前記ヘッド駆動回路部は前記パターンの少なくとも１セル分の画像データを記憶する記憶装置を有し、前記画像データを描画開始前に予め受信して一旦前記記憶装置に記憶し、吐出タイミング信号に同期して、前記１セル分の画像データを液滴吐出ヘッドの各ノズル群に対応させて前記液滴吐出ヘッドを駆動して前記パターンを描画することを特徴とする請求項２に記載の描画装置。A head drive circuit unit for driving the head unit;
The head drive circuit unit has a storage device that stores image data for at least one cell of the pattern, receives the image data in advance before starting drawing, stores the image data in the storage device, and synchronizes with the ejection timing signal. 3. The drawing apparatus according to claim 2, wherein the pattern is drawn by driving the droplet discharge head in association with the image data of the one cell corresponding to each nozzle group of the droplet discharge head. .
前記吐出タイミング信号に同期して、前記１セル分の画像データを液滴吐出ヘッドの各ノズル群に対応させて前記液滴吐出ヘッドを駆動して前記１セル分の画像データを前記第２の方向に配置されたセルの数分だけ描画する動作を前記第１の方向に複数回繰り返して行うことにより、前記パターンを描画することを特徴とする請求項３に記載の描画装置。The pattern is a pattern in which cells having the same pattern are arranged in a matrix in the first direction and the second direction,
In synchronization with the ejection timing signal, the image data for one cell is made to correspond to each nozzle group of the droplet ejection head and the droplet ejection head is driven to obtain the image data for the one cell as the second data. 4. The drawing apparatus according to claim 3, wherein the pattern is drawn by repeatedly performing an operation of drawing the number of cells arranged in the direction in the first direction a plurality of times.
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