(57)【要約】      （修正有）【課題】多種多様な精細度の基板が存在するフラットパネルディスプレイや電子基板に対応するために塗布する基板に合わせて、塗布間隔が連続的に変化する幅広の複合型インクジェットヘッドを提供する。【解決手段】複合型インクジェットヘッド１は、基板面の水平方向に対して所定の回転角度で回転可能な回転軸７０に腕３００を設け、前記腕を挟んで複数のインクジェットヘッド２３を直線上に配置してブラケット１００、２００に固定したものを２つ設け、少なくとも一方のブラケットが前記腕の長手方向にスライド可能なスライド軸１０を構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを同じ間隔で直線上に配置したインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを複数個結合することにより構成される複合型インクジェットヘッドにおいて、
複数のインクジェットヘッドを直線状に配置して固定したブラケットを２つ備え、基板面の水平方向に対して所定の回転角度で回転可能な回転軸に腕を設け、前記腕を挟んで２つの前記ブラケットを取り付け、少なくとも一方のブラケットが前記腕の長手方向にスライド可能に構成したことを特徴とする複合型インクジェットヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の複合型インクジェットヘッドにおいて、
前記回転軸に設けた腕が基板の移動方向に対して直角方向の場合、前記腕に設けた一方側のインクジェットヘッドのノズル列に対して、他方側に設けたインクジェットヘッドのノズル列が基板の移動方向に対して直角方向に連続するようにインクジェットヘッドを配置したこと特徴とする複合型インクジェットヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の複合型インクジェットヘッドにおいて、
前記ブラケットに固定したインクジェットヘッドの間隔はノズル間隔の整数倍になるように位置決めして固定することを特徴とする複合型インクジェットヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の複合型インクジェットヘッドにおいて、前記ノズルの位置をカメラで認識し、基板に設けたバンクの間隔に応じて、前記ヘッド全体を回転移動する回転軸の回転量と前記ブラケットの移動量を求めてインクジェットヘッドの位置決めすることを特徴とする複合型インクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ製造装置および電子回路パターン形成装置に用いる複合型インクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、フラットパネルディスプレイの一種である有機ＥＬディスプレイの製造プロセスにおいては、低分子系の発光材料を用いた蒸着方法で形成されることが多い。蒸着方法でディスプレイを形成するためには、シャドウマスクを用いて赤、緑、青のそれぞれの発光材料を区画する必要がある。しかし、シャドウマスクは蒸着中に蒸着源からの放射熱で線膨張するために、画面を大型化すると所定の位置からはみ出してしまうという問題があり、基板の大型化は困難であるといわれている。また、全工程を真空中で行いスループットが小さいこと、蒸着方法は材料使用効率が良くないことなど、量産に不向きな特徴もある。そこで、例えば特許文献１に示すように、将来は高分子系の発光材料を溶剤に溶かしてインクにし、インクジェット方法で各色を塗り分け、後から溶剤を乾燥させることによって発光材料層を形成する方法が主流になると言われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５０８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機ＥＬディスプレイの基板は非常に高精度、高精細であるため、従来のプリンター技術の延長では所定の画素からのはみ出しが発生したり、インクジェットプリントヘッドが小さく大画面に塗布できないなどの問題があった。そこで、幅広のインクジェットヘッドを形成することが考えられるが、これは加工精度の問題で精度良くノズル位置を形成することが非常に難しく、大型の加工機が必要となるためインクジェットヘッドのコストが高くなるなどの問題もある。よって、小型でノズル位置が高精度であるインクジェットヘッドを複数個配列させることが提案されている。しかしながら、この方法では一定のノズル配列に対応する基板しか対応することができない、また、一つのインクジェットヘッドを交換する度に全体を取り外し、高精度に組み立てを行う必要がある。
【０００５】
本発明では、多様な解像度の基板に対応し、高精度で幅広な塗布を可能な複合型のインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の複合型インクジェットヘッドは、基板面の水平方向に対して所定の回転角度で回転可能な回転軸に腕を設け、前記腕を挟んで複数のインクジェットヘッドを直線状に配置してブラケットに固定したものを２つ設け、少なくとも一方のブラケットが前記腕の長手方向にスライド可能に構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
これにより、回転軸の腕の１方側に、複数のインクジェットヘッドを所定間隔を開けてノズルが直線状になるように配置し、他方側に前記一方側の間隔を埋める形で複数のインクジェットヘッドを配置できるために、基板に設けられるバンクの幅が変化しても、広い範囲に高精度にインクを塗布することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【０００９】
図1には本発明の複合型インクジェットヘッド１を設置した塗布装置の概略図を示す。本塗布装置は、ベースとなる架台１９上に門型フレーム２０が設けられている。門型フレーム２０にはＺ軸ステージ２１が設けてあり、これはＺ軸駆動モータ２２でＺ軸方向に移動可能である。このＺ軸ステージ２１上には複数のインクジェットヘッド２３ａ〜ｆをノズル面が基板に対向し、かつ平行に、φ方向に回転する回転軸７０から水平方向に延伸した腕３００に、腕３００を挟む形で２つのヘッドブラケット１００、２００を介して取り付けてある。複数のインクジェットヘッドを設けたブラケット１００で直列配置ヘッドユニット１を、同じく複数のインクジェットヘッド１を設けたブラケット２００で直列配置ヘッドユニット２を構成している。さらに、門型ステージ２０には塗布データの格納と、塗布データに従い各インクジェットヘッド２３ａ〜ｆに吐出動作命令を発信するインクジェットヘッド制御部３３が設けてある。
【００１０】
門型ステージ２０の両脚部の中央、架台１９の上面には、Ｙステージ２７と、Ｙ軸駆動モータ２８が固定されている。このＹステージ２７の上面には、Ｘステージ２５と、Ｘ軸駆動モータ２６が、Ｙステージ２７に対して直交する方向に取付けてある。そして、Ｘステージ２５の上面にはθ回転ユニット３０が設けてある。さらにθ回転ユニット３０上には吸着テーブル２９が取付けられている。最終的に、吸着テーブル２９上面と架台１９上面とが略平行となるよう位置決めされ、取付けられている。
【００１１】
吸着テーブル２９の上面には微細な吸引穴が複数設けてある。この吸着テーブル２９上面に設けた吸引穴は図示しない真空発生装置と連通されている。この真空発生装置から供給された負圧により、基板３４をテーブル上面に吸着保持することが可能である。また、吸着テーブル２９前側の端面には、各インクジェットヘッド２３ａ〜ｆの目詰り防止ならびに目詰り要因排除を目的としたクリーニング装置３１が取付けられている。
【００１２】
上記構成により、吸着ステージ２９上に設置された基板３４の表面とインクジェットヘッド２３ａ〜ｆの吐出口面とが互いに平行を保ちつつ、Ｘ方向、Ｙ方向、への吸着テーブル２９を駆動し、且つ、吸着プレート２９上面中心を回転軸としての回転駆動できるようにしてある。また、各インクジェットヘッド２３ａ〜ｆはＺ軸駆動モータ２２によりＺ方向へ駆動できる。
【００１３】
なお、本発明のインクジェットヘッド２３ａ〜ｆを駆動するＺ軸駆動モータ２２の下降ストロークは、少なくともクリーニング装置３１がインクジェットヘッド２３ａ〜ｆに対して各種クリーニング可能となる距離よりも大きく移動できるように設定してある。
【００１４】
門型フレーム２０の図中右脚部には、塗布材料ボトル３５が上下に垂直移動可能なボトルホルダ３６に取付けられている。また、塗布材料ボトル３５近傍に、インクジェットヘッド２３ａ〜ｆ内部流路を洗浄するための洗浄用溶剤を入れた洗浄液ボトル３２が設けられている。これらは、図示しない供給手段によりインクジェットヘッド２３ａ〜ｆへ供給、適宜、供給切替えを行うことが可能となっている。
【００１５】
塗布装置近傍にはＰＣ（制御装置と言う場合もある）３７が設けてある。ＰＣ３７では、本塗布装置に付帯する構成機器の駆動制御や状態監視等を行う。
【００１６】
図２に本発明による複合型のインクジェットヘッド部の一例の詳細を示す。インクジェットヘッド２３ａ〜ｃ又はインクジェットヘッド２３ｄ〜ｆを、それぞれのノズル列１１１〜１１３、ノズル列２１１〜２１３が直線となるように配列し、ブラケット１００及びブラケット２００に固定して、それぞれ直列配置ヘッドユニット１，２を構成している。各ブラケット１００、２００は回転軸７０に設けた腕３００に取り付けてある。インクジェットノズルは構造上の理由でノズル列幅よりもヘッドの外形の幅が広いため、一直線上にインクジェットヘッドのノズルを配列した場合、ノズル間隔に不連続な広い隙間ができてしまう。そのため本実施例のように、腕３００の両側にそれぞれのブラケットを取り付け、一方のブラケット２００に取り付けたインクジェットヘッド２３ｄ〜２３ｆの間隔部分を補うように他方のブラケット１００に設けたインクジェットヘッド２３ａ〜ｃを配置した構成としてある。このブラケットの少なくとも一方側にはリニアアクチュエータ１０を設けておき、腕３００の延伸方向に移動可能にしてある。本図ではブラケット１００が移動できるようにリニアアクチュエータ１０を設け、ブラケット２００は固定した構成としているが、ブラケット２００が移動できるようにしてもよく、両方のブラケットが移動できるようにしても良い。また、ブラケット２００は設けず直接腕３００に固定する構成としても良い。
【００１７】
また、ヘッド全体はノズル平面に直交する軸で回転する回転軸７０を、図示していないアクチュエータにて、塗布方向Ｙとの角度を可変できることによって、Ｘ方向の印刷解像度を連続的に変更することができる。Ｚ軸ステージ２１とモータ２２により、複合型インクジェットヘッドをＺ軸方向にスライドすることによってノズルと印刷対象面の距離を変更することができる。
【００１８】
図３に本発明の複合型インクジェットヘッドのヘッド配列の実施例を示す。本実施形態に用いているそれぞれのインクジェットヘッド２３a〜２３ｄは、ノズルが間隔ｄ＝０．２ｍｍにて１２８個、直線配列されている。このインクジェットヘッドを３個直列に配列し、ブラケット１００又は２００に固定して直列配置ヘッドユニット１，２を構成する。ここで、隣り合うインクジェットヘッドのノズル列の間隔Ｄは（Ｌ＋２ｄ）即ち、２５．８ｍｍとする。そして、ブラケット１００で構成される直列配置ヘッドユニット１の不連続部分Ｄを補うようにブラケット２００で構成される直列は位置ヘッドユニット２を配置した。すなわち、一方のインクジェット２３ａのノズル１１１の端部ノズルと、他方のインクジェットヘッド２３ｄのノズル２１１の端部との距離ｄ’が０．２ｍｍとなるように配置した。これにより、塗布方向に直交する方向においてノズル１１１からノズル２１３まで、ノズル列が連続的に整列し、幅広で高精度の描画が可能となる。
【００１９】
また、回転軸７０を回転させ図中のＸ方向軸に対して、ノズル列軸をφ傾けることによって、Ｘ方向の描画解像度を細かくすることが可能である。このとき、ブラケット１００をブラケット２００に対してノズル配列方向の任意の位置にスライド移動させることによって、６つのインクジェットヘッド２３ａ〜２３ｆの全ノズルで連続的に描画することが可能である。これは、ブラケット１００側とブラケット２００側のノズルの位置が腕３００等を含めた厚み分のずれがあるために、回転時には、スライド補正が必要となるものである。
【００２０】
なお、図示していないが、ノズルを撮像するカメラを架台１９側に設けておき、このカメラでノズルを撮像し、その結果を制御装置３７で処理して、位置を認識し、ヘッド全体を回転移動する回転軸７０の回転量と直列配置ヘッドユニット１を構成するブラケット１００をスライド移動するためのリニアアクチュエータ１０の移動量を求めることによって位置決めすることもできる。
【００２１】
図４には有機EL基板に塗布する例を示す。有機ＥＬ基板６０は通常、ガラス基板上にパターニングされた透明電極を形成し、その上にＳｉＯ２絶縁層を形成し、発光材料を塗布するバンク６１となる部分のＳｉＯ２絶縁層を取り除く、そしてＳｉＯ２絶縁膜上にポリイミド膜などを形成して撥水処理を行い形成される。この有機EL基板６０上のバンク６１に素子の下地となる正孔輸送材料および赤、緑、青の発光材料を塗布する。通常、有機ＥＬ基板は、バンク６１を３個すなわち赤、緑、青の３個を組み合わせて一つの表示素子としフルカラー化している。ここで正孔輸送材料は全てのバンク６１に塗布し、発光材料は３列おきに塗布を行う。
【００２２】
図４の例は全てのバンクに正孔輸送材料を塗布する場合を示す。基板を図の上から下に向かって移動させながら塗布を行う。ここで、ヘッドの角度は前もって、ノズル間隔ｄ×cosφ１がノズルピッチｐとなるような角度に回転軸７０を設定しておく。さらに図４に示すように、ヘッド２３ｄの左端のノズルがヘッド２３ａの右端のノズルで塗布されるバンク列の右隣のバンク列の中心にくる位置、すなわちバンク６０の間隔ｐとなるように設置する。
【００２３】
また、精度良く塗布するために基板表面とノズル面の間隔は1ｍｍ以下で平行に設置する必要がある。この後の塗布動作は、基板６０を図４に示す基板の位置から下に一定速度で移動させ、対応するノズルが所定のバンクの上にきた際に射出を行うことによって所定のバンクに材料を命中させる。場合によっては一つのバンクに複数の塗布を行うこともある。この基板６０に赤、緑、青の発光材料を塗布する場合は、単一色の列間隔は３×ｄになるが、φ１の値を変えることによって用いるノズルを減らさずに塗布間隔を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の複合型インクジェットノズルヘッドを搭載した塗布装置の概略図。
【図２】本発明の複合型インクジェットノズルヘッドの概略図。
【図３】本発明の複合型インクジェットノズルヘッドのノズル配列実施例の概略図。
【図４】本発明の複合型インクジェットノズルヘッドを用いて有機ＥＬディスプレイに塗布を行う例を示した図。
【符号の説明】
【００２５】
１…複合型インクジェットヘッド、１９…袈台、２０…門型ステージ、２１…Ｚ軸ステージ、２２…Ｚ軸駆動モータ、２３a〜２３ｆ…インクジェットヘッド、２５…Ｘステージ、２７…Ｙステージ、３０…回転ユニット、２９…吸着テーブル、３１…ヘッドクリーニング装置、３４…基板、３５…発光材料ボトル、３７…制御装置、３２…洗浄液ボトル、１１１〜１１３…ノズル列、２１１〜２２３…ノズル列、１００…ブラケット、２００…ブラケット、１０…スライド軸、７０…回転軸、１１…ノズル、６０…有機ELディスプレイ基板、６１…バンク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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