(57)【要約】【課題】この発明は、フレキシブルな基板上に可溶性の材料を配置するための方法と、その装置を提供するものである。【解決手段】装置は、自身の長手方向軸の廻りを回転するドラムと、そのドラムの上に配置されて、ドラムの長手方向軸に基本的に平行な方向に、ドラムとの相対関係に於いて動くように適用されたインクジェットプリントヘッド、とを有している。基板は、真空技術による手段でドラムに取り付けられ、選択された材料の溶液の液滴がラインに連なって、ドラムが回転する間は静止状態に留まるプリントヘッドによって配置される。プリントヘッドは、次にドラムとの相対位置でに於いて、次に続くラインの配置の前に、ドラムの長手方向軸に基本的に平行な方向に動かされる。この様にして電気デバイスを基板上に構築することができ、大型のフレキシブルディスプレイ装置が製造できるのである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイスまたはセンサデバイスを製造する方法であって、
基板をドラム上に載置し、前記ドラムに対して相対的に静止させ、
前記ドラムの長手方向軸の周りに前記ドラムを回転させ、
前記ドラムが回転している時に前記基板上の選択された場所に液体の液滴群を配置する、
ことを含む製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
プレパターン化処理された基板を構成するために、前記基板が選択される製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
電極のプレパターン化を持つ基板を構成するために前記プレパターン化基板が選択される製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記液体に対して濡れにくい材料で実現されたウォール構造のプレパターン化処理基板を構成するべく、前記プレパターン化処理基板が選択される製造方法。
【請求項５】
前記請求項のいずれかにおいて、
基板上に液滴群を配置するためにインクジェットプリントヘッドが使用される製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記ドラムの回転中に前記液滴群が前記基板上に配置され、
前記プリントヘッドは前記液滴群の配置の間は静止している製造方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記液滴群の配置の後で、前記プリントヘッドは前記ドラムの長手方向軸に略平行な方向に、前記ドラムに対して相対的にステップ移動を行い、
後続の前記ドラムの回転の間に、後続の液滴群が前記基板上に配置される製造方法。
【請求項８】
請求項５において、
前記ドラムの回転中に前記液滴群が前記基板上に配置され、
前記プリントヘッドは、前記液滴群の配置の間、ドラムの長手方向軸に略平行な方向に、前記ドラムに対して相対的に連続的な移動を行う製造方法。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかにおいて、
前記プリントヘッドは複数のノズルを有し、各複数の液滴群が前記ドラムの回転中に配置される製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、
複数の第一の液滴群が、前記ドラムの回転する間に配置され、
前記プリントヘッドは、前記ドラムの長手軸方向に略平行な方向に、前記基板に対して相対的に移動し、
複数の第二の液滴群が、前記第二の液滴群の少なくとも一つが前記複数の第一の液滴群の間に挟まれるように、前記ドラムの後続の回転の間に前記基板上に配置される製造方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、
前記ノズルの少なくとも一つが、他の前記ノズルとは異なる液体を配置する製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記少なくとも一つのノズルが、前記基板上の、他の前記ノズルと同じ位置に、前記異なる液体を配置する製造方法。
【請求項１３】
請求項５乃至１２のいずれかにおいて、
前記配置は、同じ、又は第二の液体を配置するために第二のインクジェットプリントヘッドも使用して実施される製造方法。
【請求項１４】
前記請求項のいずれかにおいて、
モータが前記ドラムを回転させるために使用されて、位置情報フィードバックシステムが、前記モータを制御するための信号を発生する製造方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記位置情報フィードバックシステムにより発生される前記信号が、前記液滴の配置のタイミング制御に使用される製造方法。
【請求項１６】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記基板が吸引によって前記ドラム上に載置される製造方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記吸引は、前記基板が載置される前期ドラムの表面に設けられた複数の開口部によって行われる製造方法。
【請求項１８】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記ドラムは、断面が多角形で、ドラムの長手方向軸に対して平行な複数の略平坦な表面を有している製造方法。
【請求項１９】
請求項１８において、
略硬質な基板が、複数の前記表面の少なくとも一つに載置される製造方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１７のいずれかにおいて、
前記ドラムは断面が略卵型のものが選択される製造方法。
【請求項２１】
請求項１乃至１７のいずれかにおいて、
前記ドラムは略円筒形のものが選択される製造方法。
【請求項２２】
請求項２１において、
前記基板はフレキシブルな基板からなるように選択され、前記ドラムの曲面に接して載置される製造方法。
【請求項２３】
請求項２２において、
前記フレキシブルな基板は、略長方形又は略正方形の基板からなるように選択され、対向する辺が互いにかつドラムの長手方向軸と略平行となるように前記ドラム上に載置される製造方法。
【請求項２４】
請求項２２において、
前記フレキシブルな基板は、略長方形又は略正方形の基板からなるように選択され、対向する辺が、互いに略並行であるが、ドラムの長手方向軸とはある角度をなすように前記ドラム上に載置される製造方法。
【請求項２５】
請求項２３又は２４において、
前記フレキシブルな基板は、前記ドラムの外周を囲繞し、前記対向する辺が互いに接する製造方法。
【請求項２６】
請求項１乃至２２のいずれかにおいて、
前記基板が前記ドラムの内面に載置される製造方法。
【請求項２７】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記ドラムを加熱することをさらに含む製造方法。
【請求項２８】
請求項２５において、
前記加熱は、前記基板が載置される前記ドラム表面付近に複数の加熱フィラメントを配置することで行われる製造方法。
【請求項２９】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記ドラムが回転している間に、前記基板をレーザでパターニングすることをさらに含む製造方法。
【請求項３０】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記基板上に配置された前記液体を乾燥させるためにガス流を供給することをさらに含む製造方法。
【請求項３１】
請求項３０において、
前記ガスは窒素又は不活性ガスである製造方法。
【請求項３２】
前記請求項のいずれかにおいて、
アライメントマークのアレイを前記ドラム上に、またそれらに対応するアライメントマークのアレイを前記基板上に設け、
前記ドラム上の前記基板の位置を検出するために、前記ドラムおよび前記基板上のそれぞれの前記アライメントマークのアレイを視認することをさらに含む製造方法。
【請求項３３】
請求項３２において、
前記基板上の視認されたアライメントマークが前記ドラム上のアライメントマークと位置合わせされていない場合に、後続の溶解性材料の配置を、前記基板上の正しい位置に前記液体の液滴が配置されるように制御することをさらに含む製造方法。
【請求項３４】
請求項３２において、
前記基板上のアライメントマークを前記ドラム上の対応するアライメントマークに位置合わせすることをさらに含む製造方法。
【請求項３５】
請求項１乃至３４のいずれかにおいて、
前記基板上にアライメントマークのアレイを設け、前記アライメントマークの一つに概ね位置合わせして前記基板上に前記液体を配置することで、前記液体のアライメントドットを設け、
前記アライメントドットを視認することをさらに含む製造方法。
【請求項３６】
請求項１乃至３４のいずれかにおいて、
前記基板上にアライメントマークのアレイを設け、前記アライメントマークの一つに概ね位置合わせして前記基板上の第一の表面に前記液体を配置することで、濡れた状態の前記液体のアライメントドットを設け、
配置された前記液体の前記アライメントドットが濡れた状態から乾燥した状態になる前に、前記アライメントドットを、前記第一の表面と反対側の前記基板のもう一つの表面を介して視認することをさらに含む製造方法。
【請求項３７】
請求項３５又は３６において、
視認された前記アライメントドットが前記基板のアライメントマークと位置合わせされていない場合に、後続の前記液体の配置を、前記液体が前記基板上の前記アライメントマークの一つに概ね位置合わせされて配置されるように制御することをさらに含む製造方法。
【請求項３８】
請求項３２乃至３７のいずれかにおいて、
前記視認のために電荷結合素子を使用することをさらに含む製造方法。
【請求項３９】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記液体は、前記基板のエッチングに適したものが選択される製造方法。
【請求項４０】
請求項１乃至３８のいずれかにおいて、
前記液体は、前記基板上に配置される材料の溶媒からなるように選択される製造方法。
【請求項４１】
請求項１乃至３５のいずれかにおいて、
前記選択された液体が、溶解性の材料と溶媒とを含む溶液である製造方法。
【請求項４２】
請求項４１において、
前記溶解性の材料は、導電性材料を含むように選択される製造方法。
【請求項４３】
請求項４２において、
前記導電性材料は、ＰＥＤＯＴを含むように選択される製造方法。
【請求項４４】
請求項４１において、
前記溶解性の材料が、エレクトロルミネッセント材料を含むように選択される製造方法。
【請求項４５】
請求項４１において、
前記溶解性の材料は、電気絶縁材料を含むように選択される製造方法。
【請求項４６】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記電子デバイスが、前記基板上に溶液で配置された有機半導体ポリマを含む製造方法。
【請求項４７】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記電子デバイスが、有機ポリマ発光ダイオードを含む製造方法。
【請求項４８】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記電子デバイスが、有機ポリマ薄膜トランジスタを含む製造方法。
【請求項４９】
前記請求項のいずれかにおいて、
前記方法が、電子光学デバイス、電子デバイス、又はセンサデバイスの、自己集合チップ間の配線を成膜するための方法である製造方法。
【請求項５０】
光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、センサデバイスを製造する装置であって、
ドラム、
基板をドラム上に載置し、前記ドラムに対して相対的に静止させるための手段、
前記ドラムの長手方向軸の周りに前記ドラムを回転させるための手段、
前記ドラムが回転している時に前記基板上に液滴群を配置するための手段、
を含む製造装置。
【請求項５１】
請求項５０において、
前記液滴群を配置するための前記手段は、インクジェットプリントヘッドである製造装置。
【請求項５２】
請求項５０において、
前記プリントヘッドは、前記ドラムの回転中に前記ドラム上に前記液滴群を配置するために適用され、
前記プリントヘッドは、前記液滴群を配置する間は静止状態を保つように適用される製造装置。
【請求項５３】
請求項５２において、
前記プリントヘッドは、前記液滴群の配置の後、および後続の前記液滴群の配置の前に、前記ドラムの長手方向軸に略平行な方向に前記ドラムに対して相対的にステップ移動を行うように適用される製造装置。
【請求項５４】
請求項５１において、
前記プリントヘッドは、前記ドラムの回転の間に前記ドラム上に前記液滴群を配置するように適用され、
前記プリントヘッドは、前記液滴群の配置の間に、前記ドラムの長手方向軸に略平行な方向に前記ドラムに対して相対的に連続的な移動を行うように適用される製造装置。
【請求項５５】
請求項５１乃至５４のいずれかにおいて、
前記プリントヘッドは、前記ドラムの回転の間に、各第一の複数の液滴群を配置するための複数のノズルを含む製造装置。
【請求項５６】
請求項５５において、
前記プリントヘッドは、後続するドラムの回転の間に配置される第二の複数の液滴群が、配置された前記第一の複数の液滴群の間に挟まれるように、前記ドラムの長手方向軸に略平行な方向に、基板に対して相対的に移動するように適用されている製造装置。
【請求項５７】
請求項５５又は５６において、
前記ノズルの少なくとも一つが、他の前記ノズルとは異なる液体を配置するように適用される製造装置。
【請求項５８】
請求項５７において、
前記少なくとも一つのノズルが、前記基板上の、他の前記ノズルと同じ位置に、前記異なる液体を配置する製造装置。
【請求項５９】
請求項５１乃至５８のいずれかにおいて、
同じ、又は第二の液体を配置するための第二のインクジェットプリントヘッドをさらに有する製造装置。
【請求項６０】
請求項５０乃至５９のいずれかにおいて、
前記ドラムを回転させるための前記手段が、位置情報フィードバック手段を有する製造装置。
【請求項６１】
請求項６０において、
前記液体を配置するための前記手段が、前記位置情報フィードバック手段に従って制御される製造装置。
【請求項６２】
請求項５０乃至６１のいずれかにおいて、
前記載置するための手段が、前記ドラム上に設けられた吸引手段を含む製造装置。
【請求項６３】
請求項６２において、
前記吸引手段が、前記基板が載置される前記ドラムの表面に設けられた複数の開口部を有している製造装置。
【請求項６４】
請求項５０乃至６３のいずれかにおいて、
前記ドラムは断面が多角形で、上に複数の略硬質の基板を載置するための、前記ドラムの長手方向軸に対して平行な複数の略平坦な表面を有している製造装置。
【請求項６５】
請求項５０乃至６３のいずれかにおいて、
前記ドラムは断面が略卵型である製造装置。
【請求項６６】
請求項５０乃至６３のいずれかにおいて、
前記ドラムは、前記ドラムの曲面に接してフレキシブルな基板を載置するために略円筒形である製造装置。
【請求項６７】
請求項５０乃至６６のいずれかにおいて、
前記載置するための手段は、前記ドラムの内面に前記基板を載置するためのものである製造装置。
【請求項６８】
請求項５０乃至６７のいずれかにおいて、
前記ドラムを加熱するための加熱手段をさらに有する製造装置。
【請求項６９】
請求項６８において、
前記加熱手段は、前記基板を載置する前記ドラムの表面付近に複数の加熱フィラメントを有する製造装置。
【請求項７０】
請求項５０乃至６９のいずれかにおいて、
前記ドラムが回転する間に前記基板をレーザでパターニングするための手段をさらに有する製造装置。
【請求項７１】
請求項５０乃至７０のいずれかにおいて、
前記基板上に配置された前記液体を乾燥させるガス流を供給するための手段をさらに有する製造装置。
【請求項７２】
請求項７１において、
前記ガスは窒素又は不活性ガスである製造装置。
【請求項７３】
請求項５０乃至７２のいずれかにおいて、
前記液体が、前記基板上に設けられた複数のアライメントマークの一つに概ね位置合わせされて配置されているかを判断するための手段をさらに有する製造装置。
【請求項７４】
請求項７３において、
前記液体が前記複数のアライメントマークの一つに概ね位置合わせされて配置されなかったと判断された場合、前記液体が前記複数のアライメントマークの一つに概ね位置合わせされて配置されるように後続の前記液体の配置を制御するための手段をさらに有する製造装置。
【請求項７５】
請求項５０乃至７４のいずれかにおいて、
前記複数のアライメントマークが前記ドラム上に設けられており、
前記ドラム上の前記複数のアライメントマークが、前記基板上に設けられた前記複数のアライメントマークのそれぞれに概ね位置合わせされているかを判断するための手段をさらに有する製造装置。
【請求項７６】
請求項７３乃至７５のいずれかにおいて、
前記判断するための手段が電荷結合素子を含む製造方法。
【請求項７７】
請求項５０乃至７６のいずれかにおいて、
前記製造装置は、前記基板上に電子デバイスを製造するために適用される製造装置。
【請求項７８】
請求項５０乃至７７のいずれかにおいて、
前記基板上に流体内自己集合チップを配置する手段をさらに有する製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可溶性材料の成膜、特にインクジェットの技術を使ったフレキシブルな基板上への可溶性材料の成膜に関係するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、製造工程の一部においてポリマ、染料、コロイド材料等といった有機材や無機材の、可溶性又は分散性のある材料を、固体表面の上に配置するという工程を必要とする製品が増加してきている。それら製品の一例として、有機ポリマエレクトロルミネッセント表示装置がある。有機ポリマエレクトロルミネッセント表示装置では、可溶性ポリマを、硬い基板の上の、事前に準備したパターンに配置し、ディスプレイ装置の発光画素を供給することが必要となる。更に他の例としては、基板上に有機ポリマの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成して、また流体内自己集合（ＦＳＡ）を用いた基板上に集められた半導体チップ間の配線を形成するために、材料を配置するというものがある。例えばその基板は、ガラスやプラスチック、或いはシリコンであってもよい。
【０００３】
通常、それら基板は剛性の基板であり、そのために剛性のディスプレイ装置が製造される。しかし、丸めたり巻きつけたりする事のできる、柔軟なディスプレイを含む製品が徐々に求められつつあり、特に大型ディスプレイが要求される分野ではそうである。その様に柔軟性のある表示装置であれば、本質的に重さに関してや取扱上の性質について改善されたものとなり、ディスプレイ装置の据え付けやそれらディスプレイ装置の使用に際しての衝撃などで破損する事が少なくなる。更には、大きな表示エリアを含むが比較的コンパクトな表示装置が容易に提供できることになる。
【０００４】
発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイを含む半導体表示装置の製造においては、フォトリソグラフィの技術を使うことが一般的であった。しかしフォトリソグラフィの技術は、比較的複雑であり、実施には時間を要して費用も高いものとなる。更に又、有機ポリマ材料を含むディスプレイ装置の製造においては、フォトリソグラフィの技術はそのまま使用するのに適していない。有機ポリマ材の画素の製作に関連する問題点のために、発光画素の素子として働くそうした材料を含むエレクトロルミネッセント表示装置といった製品の開発が、何がしかの障害を受けてきていた。
【０００５】
更に又、フォトリソグラフィ用フォトマスク、或いは蒸着によるパターン化処理のためのメタルシャドーマスクといったエッチングマスクを使用することは、従来の製造技術において良く知られている。こうした工程は周知であるので、本発明の内容においては詳述しない。しかしながら、そうした従来型の製造技術では、大型のディスプレイ装置を含む様々な装置に関して、極めて重大なプロセス上の問題点を生じてしまう。実際のところ、比較的長くてしかも極端に細いラインのエッチングや蒸着に関しては、長い間、重大な製造上の難しさが在ったのだが、それは最終製品において必要とされる鮮明度を実現してくれる為の、機械的に耐久性のあるマスクを作ることが、困難であるが故であった。
【０００６】
例えば、大型ディスプレイ装置用の蒸着のメタルシャドーマスクでは、マスク中央部の支持されていない部位で何がしかの弛みや曲がりが必然的に生じてしまう。このことは、基板とマスクとの間の隙間が基板の縁の部分と中心部分とで異なってくるという結果をもたらし、そのために蒸着ラインの幅や厚さが不均一になって、ディスプレイの品質に好ましからざる影響を与えてしまうことになるのである。
【０００７】
その結果、例えばエレクトロルミネッセント表示装置の製造において可溶性有機ポリマを配置させるためにインクジェット技術を採用することが提案されている。インクジェット技術は当然ながら、そうした可溶性あるいは分散性の材料の成膜に完璧に適している。この方法は、速くてしかも安価な技術である。スピンコーティングやベーパー蒸着といった他の技術との比較において、この方法ではリソグラフィ技術と組み合わせたエッチング工程を必要としないで、パターン化処理を即座に実現してくれる。しかし、インクジェット技術によって可溶性有機材料を硬い表面上に配置するといったことは、紙の上にインクを配置するような従来の技術の使い方とは異なり、多くの困難な問題が生じてくる。特にディスプレイ装置では、光出力の均一性と電気特性の均一性が、第一の要求項目となる。また装置製造にあたってのスペース的な制限もある。このように、可溶性ポリマをインクジェットのプリントヘッドから基板上に極めて精確に配置することには、少なからぬ問題が存在する。この事はカラーディスプレイに関しては特に言える事で、それは赤、緑、青の光を発光する各々のポリマをディスプレイの各画素に配置することが必要となるからである。
【０００８】
可溶性材料の配置を助けるためには、ウォール構造のパターンを含むレイヤーを基板に取り付けることが提案されており、そのウォール構造は可溶性材料に関して濡れを生じないような材質で形作られているものである。これにより、配置される材料を受け取るべく、ウォール構造によって境界を仕切られたウェルの配列、或いは長く伸びた溝が実現される。このようにパターン化した基板を、これ以降ではバンク構造と呼ぶこととする。溶液中の有機ポリマはウェルの中に配置され、有機ポリマ溶液とバンク構造材料との濡れ性の違いによって、基板表面に実現されたウェルの中に、溶液が自動的に位置合わせされていくようになる。
【０００９】
しかし、それでもまだバンク構造中のウェルに基本的に位置合わせをして、有機ポリマ材の液滴を配置することが必要となる。そうしたバンク構造が使用される場合でも、配置された有機ポリマ溶液は、ある程度ウェルを形作っている材料のウォールに付着してしまう。これによって、各々の配置された液滴の中心部は、良いとされる場合でも配置された材料のコーティングを薄くすることになり、これはバンク構造のウォールに配置された材料に比較するとそれの約１０％程となる。ウェルの中心部に配置されたポリマ材は、ディスプレイ装置においてはアクティブな発光材料として働くことになる。もしポリマ材がウェルに対して精確に位置合わせされた状態で配置されないと、そのポリマ材は不均一に分布することになり、従ってアクティブな発光材の量とその厚さは、更に減少することになる。このアクティブ発光材が薄くなってしまう事は重大な問題であり、それはディスプレイの使用時にこの材料を通過する電流が増加してしまうからで、そのことによりディスプレイの発光装置の寿命への期待値とその効率が低下してしまうからである。この成膜されたポリマ材が薄くなることは、また配置の位置合わせが精確に制御されない場合に、画素ごとのばらつきを生じてしまうことにもなる。これは、有機ポリマ材の発光性能が画素ごとにばらつくことを増加させることになる。何故なら有機材で構成されたＬＥＤは、電流で働くデバイスであって、上述の如く、成膜されたポリマ材を通過する電流は、成膜材料の厚さが減ることで増加してしまうからである。
【００１０】
こうして画素ごとに性能に差が出ることは表示画像の不均一さを増加させることになり、表示画像の質の低下をもたらす。そうした画像の質の低下は、ディスプレイのＬＥＤの動作効率と稼動寿命期待値の低下に更に加わるものとなる。従ってポリマ材を精確に配置することは、バンク構造があるか否かに関係無く、質の良い画像の提供と容認可能な効率で耐久性をもつディスプレイ装置の実現に、必要不可欠なものであるとみなすことができる。
【００１１】
インクジェットヘッドのタイプには、主に二種類がある。一つはサーマルプリントヘッドで、一般的にバブルジェットヘッドとして知られるものである。第二のものは圧電効果型プリントヘッドで、ここでは振動板の後ろにリザーバとの連携で圧電素子が配置される。この第二のタイプのインクジェットヘッドでは、圧電素子が通電を受けて振動板は歪み、リザーバを加圧してリザーバ中に入っている液に力を加える。この場合の液は、溶液になっているポリマ材であって、これによってディスプレイ用の発光画素をポリマ材の精密な液滴としてノズルを通して供給するものである。どちらのタイプのプリントヘッドでも、ノズルは極めて微小な出口オリフィスをもっていて、一般的にはその直径は３０ミクロンである。有機ポリマは通常、比較的揮発性のある有機溶剤に溶解されていて、これにより溶液の状態で配置ができる。
【００１２】
配置に際して、インクジェットプリントヘッドは、基板に対してできるだけ近づけた状態で維持される。通常、インクジェットプリントヘッドは基板から約０．５ミリ乃至は１．０ミリ離した状態に配置される。しかし、インクジェットの印字に際して液滴は、一般的に２〜１０ｍ/秒で飛ばされる。基板とプリントヘッドとの間の相対的なスピードは通常０．１〜１ｍ/秒である。液滴のスピードが５ｍ/秒でインクジェットヘッドと基板との隙間を１ｍｍと仮定すると、吐出された液滴が基板に到達するのに要する時間は、約０．２ミリ秒となる。もしプリントヘッドが配置基板に対して相対的な移動スピードを０．１ｍ/秒として持っている場合には、吐出点と実際の基板上の配置ポイントとの間には２０ミクロンのオフセットが発生することになる。このオフセットは、インクジェットプリントヘッドの全てのノズルについて一定で等しくなる。従来型のプリントの場合、基板は紙であり、又それが本技術の通常の使用法ではあるが、その場合にはこうしたオフセットは問題にならない。何故なら、プリントされたイメージ全体にわたってそのオフセットが同じであり、また紙の上のプリント画像位置についてのそうした微小なオフセットはそのプリント画像を見る人にとって認識できるものでも、あるいは問題となるものでもないからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、２０ミクロンのオーダのオフセットも、配置域全体にわたって絶対的な配置の精度を達成しなければならないような、電子デバイス、光学電子デバイス、或いは光学デバイスを基板にプリントするという場合には、重要な意味をもつだろうことは理解される。例えば、有機ポリマＴＦＴを基板上にプリントする場合には、ソースとドレインの間のチャネル長をできるだけ小さくおさえて、望むらくは２０ミクロン以下としたい。同時に、カラーのエレクトロルミネッセントデバイスの場合には、１つの画素エリアの中に３種の異なる有機材の各々の液滴を供給して、また各液滴に電極を配置してやることも必要となる。
【００１４】
一般的には、そうしたオフセットは、基板に対して相対的にプリントヘッドの移動がかかる時にプリントヘッドの吐出タイミングを制御することで対処ができる。しかし、様々なオフセットも追加的に入ってくることがあり、特にそれはフレキシブルな基板上でのプリント、それも特に大型のフレキシブル基板の場合に起こり得る。ここでは、フレキシブル基板のプリント処理をする為の２つの方法が提案されている。
【００１５】
図１は剛性基板用の従来型のインクジェット成膜機１００を示しており、同機は一組の垂直なコラム１０４を支えるベース１０２を有する。コラム１０４は横断ビーム１０６を支えていて、その横断ビームにキャリア１０８が取り付けられ、またそのキャリアはインクジェットヘッド１１０を支えている。ベース１０２は又、基板１１４が載せられるようにプラテン１１２を支えており、その基板は一般的にはガラスであって最大サイズは４０ｃｍ×５０ｃｍの大きさを持つ。プラテン１１２はコンピュータ制御のモータ駆動サポート１１６を介してベース１０２上に搭載されており、このモータ駆動サポートはインクジェットプリントヘッドに対して相対的に、横手方向と長手方向の両方向へプラテン１１２を移動させることを実現させるもので、その二つの方向は図１中でＸ軸とＹ軸として示されている。このモータ駆動のサポートは、通常平行移動ステージとして呼ばれるものである。プラテン１１２の動き、すなわちインクジェット１１０に対する基板１１４の動きは、コンピュータ制御を受け、インクジェットヘッド１１０から適正な材料を吐出することによって任意のパターンを基板上にプリントすることができる。更にまたコンピュータ制御を使って、ノズルの選択や駆動がコントロールされ、プリント動作中の基板を観察するためには、カメラが使用されてもよい。プリント動作の精度を向上させるべく、位置情報のフィードバックが平行移動ステージへと為されてもよい。これによりプラテンの位置が、動作中を通じて連続的にモニタされる。更に、平行移動ステージとコンピュータ制御の間の通信に使われる信号は、インクジェットの吐出タイミングをとるためのクロックとして使用できる。
【００１６】
最初に提案されるフレキシブル基板のインクジェットプリンティングの方法は、従来型インクジェット成膜機のプラテン１１２上にフレキシブル基板を供給するものである。勿論、図１に示す配置にて、フレキシブル基板は平坦になるように支持されなくてはならない。しかしながら、充分平坦なプラテンを製作するには費用もかかり、また多くの困難が伴われる。プリントされる基板が大型である場合には、こうした問題は増大する。
【００１７】
殊にプラテン１１２の動きについては、特にプラテンが大型のフレキシブル基板用のものである場合、運動量がかなりなものになってしまうことになり、この事によりサポート又はベース１０２を大きく、通常はがっしりとしたもので準備することが必要になる。これは、本質的に成膜機１００のサイズを大きくしてしまうことになる。追加的には又、プラテン１１２の運動量がかなりものになることは、バックラッシュの問題を悪化させてしまうことにも繋がる。紙に対しての従来型のプリント動作においてでさえも知られていて、しかも問題とされるバックラッシュは、平行移動機構の方向を逆にすることで発生する。こうして方向を逆転させることで、コントロールシステムにより計算された、基板に対しての相対的なプリントヘッドの位置に誤差を発生させてしまう。一般的には、方向の反転が速ければ速いほど誤差が大きくなる。従って相対位置を精確に計算するためには、コントロールシステムはプリント動作の方向が逆転した後でしかもプリント動作が再開する前に、平行移動機構のエンコードマークを読み込む必要がある。このようにして、基板の縁の部位でプリントすることができなくなるか、または機械のサイズが著しく大きくなってしまうことになるのである。
【００１８】
しかしながら、たとえ平行移動機構のエンコードマークを、プリント動作方向を逆転させた後で読み込むにしても、引き続き配置される液滴は、平行移動機構が前向き方向に動いていた間に配置された液滴と位置合わせされることはない。何故なら、コントロールシステムは、平行移動機構の位置を逆方向に、前向き方向用に使われた参照点に対して差異をもっている参照点に関して計算をするからである。
【００１９】
非対称の配置というこの問題を回避するために、平行移動機構が一方の方向に動いている時にのみ液滴を配置してもよく、これによってコントロールシステムは平行移動機構の位置を、一つの参照点に関して計算することになる。しかしながら、やはり基板の一方の縁部ではプリント動作ができなくなるか、又はエンコードマークの読み込みをしない装置に比べれば、機械のサイズは著しく大きくなってしまう。更に加えて、一方向だけで液滴の配置を行うことは、かなり配置の速度を下げて効率を悪くしてしまう。
【００２０】
また、プリントヘッド１１０でなくてむしろプラテン１１２と基板１１４を動かすことは、平行移動機構の重心位置を変えてしまうことになり、このために静止しているプリントヘッド１１０に対して、基板１１４を傾けてしまうことになる。これにより、基板１１４がプリントヘッド１１０の下を移動するに連れて、プリントヘッド１１０と基板１１４の間の距離が変化する事になる。
【００２１】
更に又、基板１１４の中央部位にて、プリントヘッド１１０より吐出される液滴の飛行経路は、本質的に基板１１４に対して垂直となる。しかしながら、プリントヘッド１１０より吐出される液滴の飛行経路は、基板１１４の周辺の部位では９０度ではない或る角度を持つ傾向となる。こうした変動は、様々なオフセットを追加的に生じることの原因になってしまう。こうした変動するオフセットは、比較的小さい基板でさえも生じることが確認されている。しかしながら、基板が大きくなるにつれて、このオフセットは大きくなり、それは平行移動システムが長くなることによるものであり、これによって吐出された液滴の飛行経路が、基板１１４に対して垂直の状態から逸脱してしまう量が大きくなるという問題を引き起こす。
【００２２】
こうした問題を回避すべき試みとして、静止している基板１１４上に水平に配置されているビーム１０６に沿って、プリントヘッド１１０を移動させるというメカニズムを供給するやり方が提案されている。しかし、ビーム１０６は物理的な構造であるから、重力の作用のもとで極めて僅かではあるが、曲がってしまう。これによって、ビーム１０６の中央部は本質的に水平であるという状態を維持してその結果、基板１１４の中央部上でのプリントヘッド１１０から吐出される液滴は、基板１１４に対して垂直な飛行経路を維持することになる。しかし一方、プリントヘッド１１０がビーム１０６の中央部から離れてしまうと、それは基板１１４上で本当に水平に支持されている状態では、もはやなくなってしまう。その結果、その第二の位置では、飛行経路は基板１１４に対してもはや垂直ではなくなる。それゆえ、ビーム１０６に沿って距離Ｘだけプリントヘッドが移動した時、基板１１４での位置Ｘ＋αが配置ポイントであるという、ばらつきの問題を引き起こす。ここにαは、ビーム１０６の僅かな曲がりにより生じる、追加的に変化するオフセットである。言うまでもなく、オフセットαは、距離Ｘが増加するに連れて大きくなる。
【００２３】
フレキシブル基板の成膜の、第二の提案の方法として、「リール対リール」のプリント動作がある。ここでは、フレキシブル基板の巻取りが２つのローラの間で支持されて巻かれている。ここで、基板の一部は、２つのローラの間で宙吊りにされていてよい。基板のフレキシビリティを減少させるべく、その部分に２つのローラの間で引張りをかける。これによりプリント動作用に、本質的に平坦な表面を実現する。しかしながら基板を２つのローラ間で引っ張ることは、基板の張りを不均一にしてしまうという結果を引き起こす。そうした不均一な張りは、例えば２つのローラの長手方向の軸が充分平行には調心されていないとか、片方のローラがもう一方に比べて正しくないスピードで回転するとか、基板の化学組織のばらつき、或いは基板の厚さのばらつき、等によって生じる可能性がある。こうした不均一な張りは大きく変化するオフセットへと繋がるものであり、これによってまた、可溶性材料を不正な位置へ配置してしまうことに至らせるものである。
【００２４】
加えて、プリント動作中に基板が第一のローラから第二のローラへ移動するに伴い、第二のリールの直径は大きく、また第一のリールの直径は小さくなっていく。このようにして、ローラの回転スピードをそれぞれ互いに正しく制御することが難しくなってくる。更に又、フレキシブル基板の巻取りの、本質的に平坦な部分がプリント動作中にプリントヘッドの下を通過する際に、プリントヘッドとその本質的に平坦な部分との間の距離並びに角度が次第に変化してしまうことになる。これはまた、液滴が配置される場所に関して、更に誤差を生じさせるものである。
【００２５】
基板が比較的大きなサイズである場合には、基板の熱による膨張や或いは収縮のために更にまた不規則なオフセットを生むこともあり、それらは例えば成膜ゾーンにおける大気状態の変化によって生じるもの等である。
【００２６】
更に、溶剤の中に有機ポリマが溶解されているので、溶液がノズルの出口オリフィスから吐出される間に、溶剤が蒸発するということが生じ得る。従って、ポリマ材料の沈着物が、インクジェットノズルの周囲に形成されるのは通常のこととなる。それらの沈着物は、不規則な形で形成される傾向にあり、従ってノズルオリフィスの周縁が不規則な外形になるという問題を引き起こす。そして、これによって液滴がプリントヘッドノズルから吐出される際に、液滴の偏りを生じてしまう。この偏りのために、吐出された液滴は、基板に対して不変な状態で同じ飛行経路をとるようにはならない。これにより、基板上に配置される液滴の位置について、それが期待される位置と実際に配置される位置との間で不規則なオフセットが引き起こされてしまう。更にまた、ノズルオリフィスの周囲の付着は一般的に配置動作中に変化してしまい、配置の期待される場所と実際の場所との間のオフセットも従って、液滴が配置される時間帯を通じて不規則な状態で変化してしまう。よって液滴の配置を繰り返しモニタすることが極めて必要となり、それにより配置の要求精度が装置の製作期間を通じて維持されることを確認するのである。もしその配置精度が維持されないのなら、インクジェットヘッドのノズルの付着を取除いて、クリーニングしなければならない。こうしたインクジェットヘッドの位置と配置場所との間の不規則なオフセットは、基板上に配置された液滴のアライメントのチェックに関して、更なる問題点を引き起こす。
【００２７】
通常インクジェットヘッドはノズル配列を有しており、その結果ヘッドが成膜エリア上を移動する一方で、有機ポリマや或いはその他の物質の無数の液滴が同時に配置されるのである。しかし、液の付着物の蓄積は当然の事ながら全くランダムで、ヘッドの第一のノズルの不規則なオフセットが或る一つの方向で（付着物の蓄積の無いノズルの飛行経路との比較において）、例えば吐出された液滴を、よりインクジェットヘッドの移動の方向に動かしてしまい、その一方ではヘッドの第二のノズルの配置は、例えば第一のノズルのものとは反対の方向、すなわちヘッドの移動方向と逆の方向へオフセットしているといったことになる。前述の如く、液滴の飛行時間及びインクジェットヘッドの動きにより生じる規則的なオフセットがある。例えば、もし基板がヘッドに対して動くという場合では、実際に液滴は期待される場所の一方の側に配置され、それは液滴が、ヘッドと基板との間の分離ギャップを渡りきる時間までに、期待される場所の方は飛行経路接触点を通過してしまうことによるものである。これは上記で言われている規則的なオフセットであって、ヘッドと基板の初期的な光学的アライメントで補償をかけることができる。
【００２８】
しかしながら、第一のノズルが液滴を吐出する場合に、ノズル上への付着のために生じた不規則なオフセットによって規則的なオフセットが打ち消されてしまうことがある。従って、第一のノズルから吐出された液滴を観察すると、配置された液滴は目標地点に完全に位置合わせされているように見えて、そのためにアライメントに関する問題は全く無いかの如き印象を与えることがある。しかし、それは不規則なオフセットによるものであって、配置の工程の中で変化していくかもしれないものである。だが、第二のノズルの不規則なオフセットは第一のノズルのそれとは逆の方向であったりで、従ってこの第二のノズルの場合には、規則的なものと不規則なもののオフセットが累積して、第二ノズルから吐出される液滴とそれらの目標地点との間に、許容範囲を超えたミスアライメントがもたらされることがある。この許容範囲以上のミスアライメントは、認識されないことがある。何故なら、第一の液滴についてのアライメントのチェックで、インクジェットヘッドが基板の上に適正に位置合わせされているように表示されるからである。特にこの事は、比較的大型のエレクトロルミネッセント表示装置の製造の場合にその様な状況となる。何故なら、配置が長時間実施される事で、オフセットが変化する可能性が増えるからである。
【００２９】
前述の如く、バンク材料のウェルのパターンが、ポリマ材料の位置合わせの手助けのために使われる。しかし、ポリマ材は各ウェルに一回だけ配置ができるもので、それらウェルは、最終的にディスプレイ装置のアクティブ画素を形成するものである。それ故、ミスアライメントが許容範囲を超えて発生すると、バンク構造のどれか特定のウェルの上で吐出ノズルの位置を決め直して、ポリマ材の液滴を更に配置するといったことは不可能になる。従って、配置されたポリマ材のどれかの液滴が、もしその該当のウェルに対して位置合わせされていないと、それはポリマ材料の欠陥ウェルが既にその領域の基板上に作られてしまったということであり、またその領域は解像度及び表示される画像の質を悪くしたまま、最終的なそのディスプレイ装置のアクティブエリアの一部を構成するということになる。
【００３０】
上記のオフセットの全ては、バンク構造の中のウェルの有機材料について、その最適な厚さからのばらつきに関する問題を引き起こすかもしれないものである。そうしたことは、上述の如く表示される画像が均一でない、すなわち許容できない画質、という問題を引き起こしかねないものである。有機薄膜トランジスタの配列や、流体自己集合技術を使って製作されたデバイス中のチップの配線の供給に関して、同様の問題が発生する。従って、インクジェットプリント技術を使った装置製造のために、製作プロセスや製作装置を改善することの必要性が著しく高まってきている。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の第一の特徴として、光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、或いはセンサデバイスの製造方法が提供されており、その方法には；ドラムに対して静止させて基板を載せること；前記ドラムをそれの長手方向軸について回転させること；前記ドラムが回転する際に、前記基板選択された場所において液の連続した液滴を配置させること、が含まれる。
【００３２】
本発明の第二の特徴として、光学デバイス、電子光学デバイス、電子デバイス、センサデバイスの製造装置が提供されており、その製造装置には；ドラム；ドラムに対して静止させて基板を載せるそのための手段；そのドラムを長手方向軸について回転させるための手段；そのドラムが回転する際に、基板上に液の連続した液滴を配置させるための手段が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の実施の形態を、更に例を挙げて、また添付図面を参照して以下に記述することにする。添付図面の内容は、「図面の簡単な説明」の項に示す通りである。
【００３４】
図２に示す様に、本発明に従ったインクジェット成膜機１は、フレキシブル基板３０を支持するためのプラテンとして働くドラム１０を有し、フレキシブル基板３０は１ｍ２までの、又はそれ以上の表面積を持つものである。その図示では、基板３０の一部のみが示されている。ドラム１０は、円筒形状であることが望ましい。フレキシブル基板３０は、ドラム１０の円筒外周表面に巻き付けてその上に搭載されており、ドラム１０に対して固定である。円筒ドラムには、複数のアライメントマーク１１がその上に設けられていて、それに対応する複数のアライメントマーク３３が基板３０の上に設けられていることが望ましい。基板３０をドラム１０に載せるに際して、ドラム１０に付けられたマーク１１を、基板３０に付けられたマーク３３に位置合わせすることが望ましい。これにより基板３０をドラム１０に正しく位置合わせできることになる。
【００３５】
基板３０をドラム１０に取り付けるために、ドラム１０の表面には複数の開口部１４が設けられており、各開口部１４は真空吸引ポンプ（図示されていない）に接続されている。この方法にて、基板３０をドラム１０上に取り付けて真空吸引ポンプを動作させると、基板３０はドラム１０の表面にしっかり固定されてドラム１０に対して静止状態となる。勿論、基板３０をドラム１０の上で支持してドラムに対して静止するための他の方法としては、接着剤やクランプ装置の使用も含まれ、こうした方法は、これら技術を熟知する者にとっては明らかな事である。
【００３６】
図示はされていないが、ドラム１０は例えば長手方向の軸上で廻る回転軸に取り付けられていて、モータによってその長手方向軸の廻りを回転できるようになっている。モータは、コンピュータ制御されており、ドラム１０の回転速度の制御のために位置フィードバックのシステムを使用する。またドラム１０の絶対角度位置がモニタされることがある。そうした制御は、例えば図５に示す様にドラム１０上に、或いは回転軸上に記したエンコードマーク１９を読み込むことで実現できる。角度位置のモニタリングに関する様々な代案は、これら技術を熟知する者にとっては明らかな事である。
【００３７】
インクジェットプリントヘッド２０ａが、ドラム１０の上に配置されている。またプリントヘッド２０ａ及びドラム１０は、ドラム１０の長手軸に基本的に平行な方向において、相対的にお互いが移動できるような方法にて支持されている。ドラム１０とその上に取り付けられた基板３０が回転しながら、一方インクジェットヘッド２０ａは制御を受けて、基板３０上の指定された適正な場所にて可溶性の有機材料の液滴を配置する。なるべく、プリントヘッド２０ａの制御は、回転するドラム１０の位置や速度に従って液滴の吐出タイミングを測りつつ実行されるのが望ましい。ドラム１０についての、この速度とそれに従う位置とは、簡単に前述した位置フィードバックシステムによって認知される。
【００３８】
通常は基本的に正方形か又は長方形である基板３０は、ドラム１０に取り付けられるが、その方法としては図２に示す様に基板３０の対向する端部３１及び３２が、本質的に互いに平行でしかもドラム１０の長手方向軸に平行になるように取り付けられる。この場合に、プリントヘッド２０ａは、ドラム１０が１回転する間は、静止状態で維持してよい。そうして、図３Ａが示す様に、プリントヘッド２０ａのノズル２５ａ−ｄは、ドラム１０が１回転する間に、それぞれ該当する行２２の液滴（各行は点線で示されている）を配置する。各々の行２２は、基板３０の端部３１及び３２に対して垂直に走る。続いて、プリントヘッド２０ａはドラムの長手軸の方向に或る距離だけ動いて、次の該当行２４の液滴（図３Ｂ中にて各該当の行は連続線で示されている）が配置される。
【００３９】
しかしながら、前述の如く液滴の高分解能が求められることがしばしばで、例えば有機薄膜トランジスタにおいて、チャネル長を短くする場合などがそうである。その様な高分解能は、複数のノズル２５ａ−ｄを有するプリントヘッド２０ａでは現在のところ達成できない。なぜなら、配置される液滴間に求められる距離よりもノズル２５ａ−ｄの間のスペースの方が離れてしまっているからである。従って、プリントヘッド２０ａをドラム１０の長手軸方向に、要求分解能を得るために必要な距離だけ動かしてもよい。図３Ｂに示す様に、この方法では二番目に配置された複数の行２４は、第一の行２２と交互に差し込まれている。引き続いて三番目、四番目の複数の行もまた配置されて、第一と第二の行２２及び２４と交互に差し込まれるようになってもよい。これは、ノズル２５ａ−ｄの間隔、プリントヘッド２０ａのノズル本数、制作されるデバイスに求められる分解能、に依存するものである。
【００４０】
第一の行とそれに続く行が配置される間、ドラム１０は連続して回転して、それにより１行又は複数行の液滴がドラム１０の１回転中に配置されるのが望ましい。この様に、液滴の各行を配置した後、ドラム１０の回転は維持される。端部３１と３２の間の基板の幅が、ドラム１０の周囲長と同じか、又はごく僅かに短い場合、ドラムの最初の１回転の間に第一の行の液滴が配置され、その後にドラム１０が引き続いて第二の回転をする間、液滴の配置はしないままに、プリントヘッド２０ａをドラム１０の長手軸の方向に移動してもよい。このやり方で、３回転目の始まる時点で、プリントヘッド２０ａは基板３０の上で長手方向の正しい位置に配置され、基板端部の末端にて液滴の配置が実行できる。以前は基板の末端で精確に液滴の配置をすることは、特に大型ディスプレイ装置用の基板では、不可能であった。理由は、プリントヘッドに対して基板の端の位置を登録することは、従来技術のインクジェット成膜装置においては一般的に誤りを生じやすいものであったからである。そうした誤った位置の登録は、基板移動の方向やプリントヘッドが逆転する時のバックラッシュを含む前述の理由により、従来技術のインクジェット成膜機では発生するものである。従って、本発明の装置は、そうした従来技術の成膜装置に対して、著しい優位性を呈するものである。勿論、ドラム１０の回転スピード、プリントヘッド２０が移動しなければならない距離によっては、第一の行２２の配置の後に、プリントヘッド２０ａをステップさせて、ドラムの次の回転時には第二の行２４を配置するために、タイミングに間に合わせて基板３０上の長手方向の正しい位置にヘッドを配置することも可能である。
【００４１】
加えて、もし端部３１と３２の間の基板の幅がドラム１０の周囲長よりも短く作られている場合には、配置の速度について更なる改善が実現できる。それは、ドラム１０がまだ回転していて端部３１と３２の間のギャップがプリントヘッド２０ａの下に位置している間に、ドラムの長手方向にプリントヘッド２０ａを動かすことができるからである。これにより、第一の行２２のプリント動作の直後、基板３０への液滴の配置ができない間、１回目の回転が行われているうちにプリントヘッド２０ａが移動される。このやり方で、ドラム１０の２回転目の始めの時点で、プリントヘッド２０ａは基板上の正しい位置に配置され、これで２番目の行をドラム１０の２回転目の間に配置、以降そのように続けられる。
【００４２】
更に、ドラム１０はその長手軸を中心に廻るので、ドラム１０の重心は変わらない。これにより、プリントヘッド２０ａとドラム１０の間の距離も、その間の角度も各行の配置動作を通じて、一定に保たれる。このことは、従来技術のインクジェット成膜装置では発生していて避けられるべきとされていた、重心位置の移動にともなう問題を阻止するばかりでなく、またドラムを高速で回転させることも可能にしている。このことは、配置速度をかなり向上させ、製造効率を高め、コスト削減することを可能にする。配置される液滴の量が少ないことから、液滴と基板３０の表面エネルギーが、各々液滴に働く支配的な力となる。この様にして、配置された液滴の位置がドラムの回転でずれることはない。それ故に、配置速度は１０ｍ/秒又はそれ以上となり得る。
【００４３】
前述の如く、プリントヘッドから吐出される材料は、ノズル上に蓄積される可能性があり、これが不規則なオフセットを発生させる。図１に示すような従来技術による装置では、ノズルは一定間隔でフラッシュされてもよい。フラッシュを行う前に、プリントヘッド１１０と基板を互いに相対的に移動して、プリントヘッド１１０が基板１１４の上にはないようにする。そこでプリントヘッド１１０をフラッシュするが、その方法としては例えば、基板上に配置されるべき材料の溶液を吐き出すことでそれを行って、蓄積物を除去する。しかし基板１１４をプリントヘッド１１０から離すべく移動させることは、別のバックラッシュを追加することであり、これにより位置合わせの精度を失わせることになりかねず、また効率も悪くして、装置１００のサイズを大きくしなければならないという欠点を持ってしまうことになる。従って配置工程の中でノズルをフラッシュすることは、従来技術のインクジェット成膜方法では避けられている。
【００４４】
端部３１と３２の間にギャップがあるという本発明での上記の配置にて、更なる優位性としては、プリントヘッド２０ａがそのギャップ上にある時にノズル２５ａ−ｄをフラッシュしてもよいという点がある。このことで、基板３０を汚したり、あるいは基板３０に対して相対的にプリントヘッド２０ａを追加的に移動することなしに、材料の蓄積による不規則なオフセットを最小限に抑制できる。これによって装置１を最小化できる。更に又、基板３０をプリントヘッド２０ａから移動させることで発生する時間の無駄も、位置合わせの誤差も、バックラッシュの発生も無い。必要に応じて、プリントヘッド２０ａをフラッシュするのに使用される流体を回収してリサイクルするべく、ドラム１０に手段を講じてもよい。
【００４５】
本発明の一部を構成するもう一つ別の代案の機構として、ある角度を持たせて基板３０をドラム１０に取り付けるという方法がある。この場合、端部３１と３２は互いに平行ではあるが、ドラム１０の長手方向の軸とは或る角度をもつ様になる。そうした機構を図６に図式として示すが、これは図示だけを目的とするものである。こうした仕組みにした場合、プリントヘッド２０ａとドラム１０の両方とも、基板３０上に液滴の配置が行われる間を通じて、連続して動くようにすることが望ましい。基板３０はドラム１０の上に取り付けられるが、ドラムの１回転目に配置される第一の行２２の最後がそれに続く２回転目に配置される第二の行２４の最初の部分と同じ線で繋がるようにアライメントを行うのが望ましい。その結果、ドラムが連続で回転する間に配置される行は、ドラム１０の外周に巻きつく同じ螺旋状のラインとなって並べられる。このように、プリントヘッド２０は、自身の配置動作の間を通じて長手軸の方向に動き、それによって行が基板３０の端部３１と３２に対して基本的に垂直に維持されるようにするのである。このやり方は、プリントヘッド２０ａの動きを開始することや停止することから生じる位置決めの誤差を無くすという利点を有する。更に基板３０のサイズが端部３１と３２の間にギャップを生じるように選択されているか否かに関係なく、ドラム１０の各々の回転の間に、行のプリントを実行することが可能である。これにより配置速度が改善される。
【００４６】
従って、この技術を熟知する者にとって、本発明が従来技術に較べて著しい優位性を数多く呈することは、直ぐに明らかになることである。まず第一に、この技術の熟知者にとって明らかであるように、本質的に円形の断面を有した円筒ドラム１０を提供することは、本質的に平坦な面を有したプラテン１１２を提供することよりも、かなり容易なことである。加えて、本発明の円筒ドラム１０は、従来技術のプラテン１１２よりもかなり大きな剛性を有しており、従って曲がりにくいものになっている。その様に、本発明のドラム１０は、従来技術の装置のプラテン１１２よりも、より軽く、より安く、またそのコントロールもより簡単である。このことは、それまで可能とされてきたものよりもかなり大きなフレキシブル基板の製造を可能にするものである。
【００４７】
プリントヘッド２０ａは、ドラム１０に沿って動くための可動式サポート上に実現されることが望ましいが、しかしドラム１０の方が代わりに長手軸方向に動けるようなサポートの上に実現されることでもよい。代案として、ドラム１０とプリントヘッド２０ａの両方が可動式のサポートの上に実現されてもよい。しかしながら、これらの考察とは無関係に、従来技術の装置で必要とされたような大きなサポートは、本発明の装置１では必要とされない。本発明の装置１は従来技術の装置よりも、従って小さく、より安価で、製作するのも保守をするのもより簡単である。
【００４８】
更に、ドラム１０が常に一つの方向にだけ回転するので、従来技術でプラテン１１２に対するプリントヘッド１１０の動作方向が変わることにより発生するバックラッシュの問題や、オフセット方向が逆転するという問題が、本発明では回避できる。この様に、本発明に従う装置１を使った成膜は、従来技術のインクジェット成膜装置を使用した時よりも、より精確なものとなる。この事は、生産性能を改善し、分解能の高い装置を実現し、また配置が不精確になることに起因する無駄を削減することになるのである。
【００４９】
追加的には、ドラム１０が一方向にだけ回転するという特徴は、配置の精度に悪影響を与える事なく、配置速度をかなり改善してくれる。更に又、本発明の装置１は従来技術の装置よりも要求スペースがはるかに小さくて済む。このことは、プラテンとしての表面積と同じ面積のドラムは、プラテンの幅よりも著しく小さい直径を持つことからも明らかである。
【００５０】
勿論、ドラム上に複数のプリントヘッドを配置してもよい。図４Ａから４Ｃでは、ドラム上に２０ａ−ｃのプリントヘッドを配置した状態を示している。図４Ａから４Ｃで示す例では、各プリントヘッド２０ａ−ｃには、一つのノズルが付いていて、基板３０に同じ材料を配置してもよい。更に、これらの図中に示す様に、プリントヘッドは少しずつ、ずらして配置されていてもよく、その結果ドラムの端から端まで異なった距離で配置されることになる。これにより、ドラム１０が１回転目を廻るのに連れて、各プリントヘッド２０ａ−ｃは、基板３０に第一の材料の行２６（点線で示す）を配置して、それぞれの行は図４Ａに示す様に互いに平行となる。そこで各プリントヘッドは２０ａ−ｃは、ドラム１０に対して、図４Ｂに示す如くその長手軸方向に相対的に移動する。ドラム１０が次の回転をする間に、各プリントヘッド２０ａ−ｃは、図４Ｃ中にて一点鎖線で示す様に、基板に材料の第二の行２８を配置する。
【００５１】
図４Ａから４Ｃでは、各プリントヘッド２０ａ−ｃは一つのノズルを持っており、また第一と第二の行、２６と２８、の間にそれぞれ差し込まれているという配置になっていない。しかしプリントヘッド２０ａ−ｃのどれか一つでも、或いは複数個でもが、複数のノズルを備えていてよく、その結果プリントヘッドがドラム１０に対して相対的に動いて、プリントヘッド２０ａ−ｃの中の１つのヘッドによって、各ノズルが配置する複数個の第一の行２６が、同じく複数個の第二の行２８によって差し込まれるようになってもよく、ここでその配置は同じプリントヘッドのノズルによるものでも、あるいはプリントヘッド２０ａ−ｃの別の一つ、又はそれ以上のノズルによるものでもよい。
【００５２】
本発明の装置１では、作られようとする装置の製作に必要な、多くの異なったプロセスを組み込むことができる。そうしたプロセスには、基板３０自身のパターン化処理を含み、例えば前述の如く複数のバンク構造の作製であったり、或いは基板上に配置される材料のパターン化処理であったりする。
【００５３】
この様に、複数個のプリントヘッドが使用される場合では、それらプリントヘッドの一つ又は複数個が、別のプリントヘッドとは異なった材料を配置するのに適用されてもよい。同様に、同一のプリントヘッドの中の、異なったノズルが、異なった材料の配置のために適用されてもよい。従って図４に示す例で、プリントヘッド２０ａは基板３０に対して、基板エッチングの為のエッチング剤といった第一の材料を配置するのに使用されてもよい。エッチングの後で、そのエッチング剤は除去される。次にプリントヘッド２０ｂは、エッチングされた基板の上に第二の材料を配置するのに、又プリントヘッド２０ｃは、更にまた別の材料を基板及び第二の材料の上に配置するのに、各々ドラム１０が次の回転をする間に使われてもよい。この様にして、例えば有機ポリマ薄膜トランジスタの各コンポーネントを基板３０に配置することができる。同様に、３つのプリントヘッド２０ａ−ｃの各々を適用させて、３カラーのエレクトロルミネッセント表示装置に必要とされる３種のエレクトロルミネッセント材料の各々異なるものを配置させることができる。勿論、３つ以上のプリントヘッドもこの装置で使えるし、３種以上の材料の配置も可能である。更にプリントヘッド２０ａ−ｃをジグザグに配置することが必要ということもない。むしろ、プリントヘッド２０ａ−ｃの各々を、ドラム１０の長手方向軸に対して直交か平行である直線上に並べてもよい。
【００５４】
図５は、本発明に従って更に進んだプロセス工程を実現する装置２の例を模写的に示すものである。この例で、装置２は基板３０を支持するドラム１０、及びガントリー枠４を有する。ガントリー枠４は、一組の垂直なコラム６と横断ビーム８から成り、横断ビームには３つのプリントヘッド２０ａ−ｃが取り付けられていて、それらがドラム１０の上部表面の上に位置するようになっている。ドラム１０は、同じ表面積を有する従来技術のプラテン１１２の幅に較べてより小さい直径を持っているので、横断ビーム６は相当する従来技術の横断ビーム１０６（図１参照）よりも短くなっており、その為に曲がりにくくなっている。
【００５５】
図５に示す様に、プリントヘッドはドラム１０の長手方向軸に対して基本的に直交するライン上に並べて横断ビーム８に設置されてよい。この様にして、プリントヘッド２０ｃが基板３０上に第一の材料を配置して、一方、ドラム１０のその時の回転か又はそれに続いての回転の時に、プリントヘッド２０ｃにより配置された材料の上に、プリントヘッド２０ｂが同じか又は異なる材料を配置してもよい。或いは又、図４Ａから図４Ｃに模写的に図示する様に、プリントヘッド２０をジグザグに配置しても、基本的には構わない。更に又、代案として、ドラム１０の長手方向軸に対して基本的に平行な直線上にプリントヘッドを並べてもよい。プリントヘッド２０の構成、数量と大きさ、それにドラム１０のサイズによっては、各プリントヘッド２０のノズルの長手方向軸が基本的にドラム１０の表面に対して垂直になるように、プリントヘッド２０をドラム１０に対して必要に応じて、角度を付けて配置してもよい。
【００５６】
回転可能なドラム１０は、自身の長手方向軸にそって、静止しているガントリー枠４に対して相対的に移動できるように、可動式サポートの上に実現されてよい。しかしながら、回転可動ドラム１０のサポートは、長手の軸方向には動かないようになっていて、それに代わってガントリー枠４がその方向に動くようになっているのが望ましい。プリントヘッド２０が横断ビーム８上に固定されていてそこで移動しないので、基板上に配置される液滴のオフセットに関して、従来技術のいくつかのインクジェット装置に付随していた問題が、ここでは回避できる。これは配置される液滴の飛行経路の、基板３０に対する角度が、該当のプリントヘッドノズル２５の位置に依存して変化しないことによる。更に又、前述の如く、プラテン１１２の重心の変化という反対の問題も回避される。この様に、基板上のノズルの位置に関係なく飛行経路を基本的に一定であるように維持できるのである。
【００５７】
この例の装置２は、更に又ドラム１０に付けられたエンコードマーク１９を読み込むためのリーダ１８を有している。リーダ１８は、ドラム１０についての長手方向において静止しており、エンコードマーク１９は、ドラム１０の円筒部分の一箇所にのみ提供されていればよい。勿論、エンコードマーク１９は、ドラム１０の回転軸（図示されていない）や、或いは相応に配置された駆動装置やリーダ１８の中のその他の場所に提供されていてもよい。これによってモータ（図示されていない）を制御するためのフィードバックコントロールが可能となり、ドラム１０に求められる角度位置と速度、及び各々のプリントヘッド２０の各々のノズルにとって適正な吐出タイミングが得られることになる。
【００５８】
加えて、配置された液滴の乾燥を早めるために、ガスジェット１７によってガス流が供給されてもよい。ガスジェットはドラム１０にて構成されている加熱フィラメント１２に追加される形で、あるいはそれの代わりとして提供されてもよく、プリントヘッドに近いガントリー枠４の上に、例えば横断ビーム８の上に配置されてもよい。通常は、ガスは窒素又は不活性ガスである。極めて小さな液滴が配置されるだけで、それは例えば５ピコリットルといった少量のものであるから、液滴はガスジェット１７ないしは加熱フィラメント１２によって非常に早く乾燥できる。このことにより、第一のプリントヘッド２０ａで配置した材料に、第二のプリントヘッド２０ｂが殆ど瞬時に続いて、配置やパターン化処理が引き続き可能となる。
【００５９】
ガスジェットの使用は、従来技術においても提案されていた。しかし前述の如く、従来技術の装置では、基板に対するプリントヘッドの動きの方向がプリント動作中に変わってしまう。このことにより、従来技術の装置では、ガスジェットはプリントヘッドのどちらかの側に配置しなければならず、これによって各液滴が配置されたら直ちに配置された材料の上をガスが通過して、急速乾燥が行われるようになっている。この問題の解決の為の一つの提案は、或る一つの角度のガスジェットを備えて、これによりプリントヘッドの動きの方向には関係なく、配置された液滴の上をガスが通過する、というものである。しかし、これでは液滴がノズルを出て基板へと飛んでいる間に、液滴が吹き付けを受けてコースを外れてしまう、或いは配置の後に液滴を基板上の別の場所へ吹き動かすことさえあって、オフセットが追加的に生じてしまう。この問題は、プリント動作中に基板との相対位置でプリントヘッドが往復運動をすること、並びに追加的なオフセットは一方向のみであるという事によって、さらに悪化することになる。一方、本発明によれば、配置動作中に基板３０は一方にのみ動くので、一つのガスジェット１７のみをプリントヘッド２０の近くに配置することができ、またその配置は、配置される液滴の飛行経路に影響を与える事なしに、基板３０に対して基本的に直角であることが望ましい。この様に、従来の技術の問題点は本発明によって回避が可能である。勿論、ガスジェット１７は必要ならば各々のプリントヘッドに取り付けてもよい。
【００６０】
電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ１６もまたガントリー枠４の、例えば垂直コラム６の片方に取り付けられてよい。このＣＣＤカメラ１６は、ドラム１０と基板３０の両方に付けられたアライメントマーク１１を観察するのに使用されてよい。このようにして、リーダ１８とそれに続く吐出タイミングの制御によって、配置動作の前とその最中の両方で、基板３０がドラムの上で正しく位置しており、液滴が基板上の正しい位置で配置されることをチェックできるのである。この様にして、基板３０とドラム１０のアライメントマーク１１及び３３の各々を配置の前にスキャンすることができ、基板１０のバーチャルマップを作成して、ドラム上の基板３０の位置を表示することができるのである。プリントヘッド２０の位置及び吐出タイミングがこれに従って調整でき、液滴は正しい位置に配置されることとなる。
【００６１】
代案として、アライメントマーク３３を基板３０にのみ付けて、ドラムには付けないということでもよい。この様にして、配置動作の前に基板のスキャンをして、ドラム１０の上のエンコードマーク１９のみを参照しながら基板３０のバーチャルマップを作成し、このマップを参照しながらプリントヘッド２０の位置と吐出タイミングを調整できることになる。
【００６２】
しかしながら、基板３０のアライメントマーク１１は、ドラム１０に付けられているアライメントマークの上に精確に位置合わせされるのが望ましい。従って、もし基板３０がドラム１０の上に精確に位置合わせされていない場合には、バーチャルマップも使用して不正な位置合わせを測定し、吐出のタイミングを相応に調整することができる。そうしたバーチャルマップは、基板３０に引き伸ばしがあればそれをも示し、例えば、基板３０上のアライメントマークのいくつかが、どの場所でドラム１０の上のアライメントマークに精確に位置合わせされていて、他では合わされていないのかを示してくれる。吐出のタイミングは、そうした矛盾を明らかにして、状況に応じて調整することができる。
【００６３】
加工は全て、ドラム１０から基板を取り外すことなく基板３０の上で実行されるのが望ましいが、この特徴は、加工の途中で基板３０がドラム１０から取り外され、その後で再び取り付けられるといった加工法においては、際立った長所となる。例えば、第一の材料を基板上に配置するという最初の加工ステップが本発明の装置を使って実施される。次に基板３０が、続いて第二の加工プロセス、例えば基板上に絶縁体をスピンコーティングすること等、のためにドラム１０から取り外される。最後に基板３０を第三の材料の配置のために、再びドラム１０の上に配置する。そうした場合には、第一と第三の材料を配置する前に両時点にてバーチャルマップを作成して、次にその２つのマップを比較する。例えばもしここで一番目に配置された材料が、有機薄膜トランジスタのソースとドレインを形成するもので、三番目に配置された材料がトランジスタのゲートを形成するものであれば、バーチャルマップを作成することで、ソースとドレインの間のチャネルの上に精確にゲートを成膜できるようになる。
【００６４】
ＣＣＤカメラ１６は、アライメントマーク１１及び３３のどちらか片方または両方を、また配置工程において既に配置された液滴を、スキャンするのにも使用されてよい。そしてこれにより、吐出タイミングを適正に調整して誤差の検出に備えておくようにする。更に又、バンク構造が基板３０の上に実現される場合には、その同じカメラ、又は更に別のカメラ１６を使って、バンク構造の各々のウェルで液滴の配置が精確であるかチェックしてもよい。前述の如く、ノズルに蓄積した材料は、該当するノズルから配置される液滴の軌道を変えてランダムで不規則なオフセットを生じかねない。そうした不規則なオフセットは、各ノズル用のＣＣＤカメラにて検出することができ、その吐出タイミングを適正に調整して、不規則なオフセットを補償することができる。これは、プリントヘッド２０が配置動作の間にフラッシュされない場合には利点となる。
【００６５】
加えて、バンク構造のウェルに配置された液滴を、それらがまだ濡れている間に検査することが望ましいと、分ってきている。この場合、「濡れている」という言葉は、乾燥している状態以外の全てを言い、特に例えば液滴が完全に乾燥する前のベトついた状態も含んでいる。しかし、液滴のサイズが小さく、またガスジェット１７あるいは加熱フィラメント１２が提供されることから、検査ができる前に液滴が乾いた状態になってしまう。この問題を避けるために、ドラム１０を中空なものとして、ＣＣＤカメラ１６が透かして見られるように作り、ＣＣＤカメラ１６をドラム１０の内側に配置してもよい。これによって、基板３０が同様に透明な基板であれば、アライメントマークの１１及び３３の両方と配置された液滴が、ドラムの内側から検査できるようになる。これによれば配置の直後に、まだ濡れた状態で、液滴を検査でき、基板３０上でのそれらの位置をより正しく確認できるという優位性を持つことができる。吐出に関してコントロールとタイミング調整とが、より良く達成できる。
【００６６】
装置２は、更に基板３０のパターン化処理用にレーザ１５を備えてもよい。このレーザ１５は、例えば基板３０の上のバンク構造のパターン化処理で使用されてよい。またレーザは、感光性の材料に光を当てるのにも使用され、それによって濡れ特性でのコントラストを作り出して、インクジェットヘッドにて配置した材料のアライメント作業の支援を行うこととなる。
【００６７】
代案として、基板３０のパターン化処理用に、流体自己集合（ＦＳＡ）の方法での使用に合わせて、レーザ１５を使用してもよい。ＦＳＡによれば、トランジスタやその他の半導体デバイスの製造と、ディスプレイ装置用の基板の加工とを、分けることができる。特に、シングルトランジスタや集積回路が、まず始めに従来の技術によって、例えば単結晶シリコンウェーハを使って、作られる。そのウェーハは、次にどの場合でも数百から数百万のデバイスを供給すべくダイシングされて、それらデバイスは十から数百平方ミクロンのサイズのブロック４０を有するものである。そうしたブロック４０を図７に示す。別にまた、フレキシブルなプラスチック基板３０が、その表面にくぼみ部４２を実現すべくパターン化処理され、ここでくぼみ部４２は、ブロック４０の型に対応して形成されている。ブロック４０は次に流体中に浮遊して、その表面上に形を合わせたくぼみ部４２を持つ基板３０の上を通過する。そのブロック４０は、くぼみ部４２にはまり、そこでセルフアラインを行う。くぼみ部４２に嵌り込まないブロック４０は、流体によって流し出される。最後に、くぼみ部４２に自己集合したブロック４０は、電気的な結合を受ける。基板３０がフレキシブル基板であれば、ブロック４０の結合のためにリール対リールの加工工程が前述にて提案されている。
【００６８】
従って、本発明において、レーザ１５は基板３０にパターン化処理を施すのに使用されてよく、これによってＦＳＡデバイスブロック４０の形状に合った形のくぼみ部４２を基板に作るものである。もし複数の異なったタイプのデバイスを基板３０の上に配置する必要がある時には、各ブロック４２は異なった形状にて提供され、それに従って異なった形のくぼみ部４２が基板３０上に実現される。こうして、ある特定の形のブロック４０のみが、基板３０上の必要な場所に自己集合されることができる。引き続いて、流体中に浮遊されたデバイスブロック４０がパターン化処理された基板３０にアセンブルされ、最終的にプリントヘッド２０はＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン,Ｂａｙｅｒ  ＡＧ社のＢａｙｔｒｏｎ  Ｐ）溶液といった導電性材料の溶液を配置するのに使用されてもよい。この溶液は、乾燥してデバイスの電気的結合を構成する。
【００６９】
勿論、本発明がＦＳＡ以外の手段にて基板上に実現された分離状態の回路間の配線の成膜にも適していることは、この技術の当業者にとって明らかであろう。
【００７０】
前述のことから、フレキシブル基板上に多くの異なる加工ステップを施して、それによって、バラエティに富んだ異なるデバイスを作ることに本発明が使用できることは、この技術を熟知した者にとって明らかなことであろう。一旦、基板３０をドラム１０に取り付けたら、全ての配置やエッチングの工程が、ドラムから基板を取り外すことなしに実施されるのが望ましい。この様にプリントヘッドは、エッチング剤、溶液になった導電材料、溶液のエレクトロルミネッセント材料、及び絶縁材料の溶液を含む、様々に異なった材料を、必要に応じて吐出するのに適用されることが出来る。
【００７１】
この様な一例として、有機薄膜半導体を以下の工程によって形成できる。まず、フレキシブル基板上に第一の材料の溶液を配置する；乾燥した後で、第二の導電材料を配置するためのパターンを提供すべく第一の材料のエッチングを行う；基板上に第二の導電材料の溶液を配置して、トランジスタのソース及びドレインを形成する；基板から第一の材料を除去する；ソース及びドレイン上に半導体材料を配置して、また半導体材料上には絶縁材を配置する；ゲートを作るべく、ソースとドレインの間のチャネル上の絶縁材料に第二の導電材料の溶液を配置する。更に他の例としては、一種類か二種類か三種類か、或いはそれ以上のカラーのエレクトロルミネッセント材料を、発光ダイオードを含むディスプレイ装置の各ピクセルに供給し、また流体自己集合の技術を使って薄膜トランジスタと発光ダイオードのフレキシブルアレイを作るというものが在る。勿論、インクジェット成膜を使った基板上でのTFTのパターン化処理、あるいはインクジェット成膜を使ったＦＳＡは、上述されている通りだが、これら及びエレクトロルミネッセント材料のインクジェット成膜は、ディスプレイの製作をする為のシングルプロセスで、本発明の方法とその装置を使って実施できる。
【００７２】
本発明は、特に大型でフレキシブルなディスプレイ装置の製作方法に対して、精度の改善、並びにスピードと信頼性とを提供するものである。実際に、本発明に従って作られたフレキシブルディスプレイの性能は、パターン化処理の信頼性と均一性とに基づくもので、従来技術によって作られた剛性の基板を有するディスプレイ装置のそれに匹敵するか或いはより良いものとなる。一方、その生産における速度とコストは、本質的に低くなる。このように、本発明により製作されるフレキシブルディスプレイは、透明な剛性シートに接着して、剛性基板を有する従来の技術のディスプレイ装置に取って代わることができるものとなる。
【００７３】
加えて本発明による装置は、従来技術のそれに較べて費用が安く、またスペースも狭くて済むようになっている。これにて、生産コストは著しく削減される。本発明の省スペースの効果は、ドラム１０の直径が、相応の表面積を有する従来技術のプラテンの幅よりも小さいというその事実に、単純に依存するものではない。これは、本発明で提供された追加的な加工能力を、従来技術のインクジェット装置に備えようとした時に必要となる追加的なスペースを考えた場合に、明らかになることである。例えば、レーザ１５、ＣＣＤカメラ１６、及びガス流の各々は、一個か又は複数のプリントヘッドが基板に対して相対的に往復運動をする方向に、本質的に直線的に並んで備えられることを必要としてくるであろう。基板の端部での配置のために、上記コンポーネントの最後のものが基板端部の上に位置する場合、他のコンポーネントは基板の端から何がしか離れた場所に配置される事になる。こうして、基板に対するこれらのコンポーネントの移動距離は、著しく大きくなり、各コンポーネントは、どちらかの側にて基板の端部の上部に配置されることになる。対照的に、本発明でのドラムの使用では、各コンポーネントをドラム１０の円周の辺り、又はドラム１０の上部もしくは下部に配置することが可能で、コンポーネントのどれかがドラムの端部から外れる、ということはない。
【００７４】
勿論、プリントヘッド２０、ＣＣＤカメラ１６、ガスジェット１７、レーザ１５は、図５に示すようなガントリー枠４以外のものに取り付けられてもよい。これらのコンポーネントを支持するこれ以外の方法は、この技術を熟知している者にとって、明らかなことである。実際、この様に支持するのが望ましいが、プリントヘッド２０はドラム１０の上に支持されていなくてもよく、代わりにドラム１０の側面部、又は下部に、備え付けられてよい。
【００７５】
加えて、ドラム１０は中実でも中空でもよい。この様に、本発明の装置は、ドラム１０の内面にて基板を支持するとのやり方に適用できるし、本発明の残りの特徴についても相応に適用できるものとなる。更に、ドラム１０は円筒形である必要もない。代案として、ドラム断面は多角形でもよく、例えば六角形でも構わず、回転可能なドラム１０のその六面の各々に、例えば剛性基板を取り付けてもよい。更に又別の代案として、例えば、ドラム断面は楕円形でもよく、カム機構を備えてドラムと、一つ又は複数のプリントヘッドとの間の距離及び角度を一定に維持するようにすればよい。
【００７６】
本発明は、バンク構造をサポートするパターン化基板に関して説明されてきた。しかしながら、或る種の装置にとっては、プレパターン化処理された基板上にインクジェット技術を使ってプリント処理することと、リソグラフィ技術を使った導電ラインや電極とを結合することに、優位性があると考えられる。それ故に例えば、ソース及びドレインの電極、回路結合の部品、画素電極は、基板上にプレパターン化処理され、一方、半導体領域、絶縁領域、ゲート電極、及び、回路配線のその他或る種の部品、特にリソグラフィ技術での実現が難しい電極クロスオーバポイントは、プレパターン化処理された基板上に、本発明に従ったインクジェットプリント技術を用いて、上手くパターン化処理ができる。図８及び図９に、プレパターン化処理された基板の例を示す。
【００７７】
図１０は、電子光学デバイスの好適な例として、有機エレクトロルミネッセント素子などの電子光学素子を含むアクティブマトリックス型のディスプレイ装置（或いはディスプレイ機器）、および本発明の方法と装置を使って製造可能なアドレススキームを示すブロック図である。この図に示す表示装置２００には、複数のスキャンラインの“ｇａｔｅ”、スキャンラインの“ｇａｔｅ”が延びている方向を横切る方向に延びている複数のデータラインの“ｓｉｇ”、データラインの“ｓｉｇ”と基本的に平行な方向に延びている複数の共通電源供給ラインの“ｃｏｍ”、及びデータライン“ｓｉｇ”とスキャンライン“ｇａｔｅ”の交わる場所に位置して基板の上に形成される複数の画素２０１、とがある。
【００７８】
各々の画素２０１に含まれるのは、スキャン信号がスキャンゲートを経由してゲート電極に供給される第一のＴＦＴ２０２、データライン“ｓｉｇ”から第一のＴＦＴ２０２経由で供給される画像信号を保持する保持キャパシタ“ｃａｐ”、保持キャパシタ“ｃａｐ”にて保持される画像信号をゲート電極（第二ゲート電極）に供給する第二のＴＦＴ２０３、及びエレクトロルミネッセント素子などの電気光学素子２０４（抵抗として示されている）であって、このエレクトロルミネッセント素子には、素子２０４が第二のＴＦＴ２０３経由で共通電源供給ライン“ｃｏｍ”に電気的に接続される時に、共通電源供給ライン“ｃｏｍ”から駆動電流が流れ込むようになっている。スキャンラインの“ｇａｔｅ”は第一の駆動回路２０５上に接続されていて、データライン“ｓｉｇ”は第二の駆動回路２０６に接続されている。第一の回路２０５と第二の回路２０５のうち少なくとも一つは、基板の上部に形成されることが望ましく、その上に第一のＴＦＴ２０２と第二のＴＦＴ２０３とが形成されることになる。本発明に従う方法で作られるＴＦＴアレイは、第一のＴＦＴ２０２及び第二のＴＦＴ２０３のアレイの中の少なくとも一つ、第一の駆動回路２０５、第二の駆動回路２０６に適用されることが望ましい。
【００７９】
本発明は、従って多くの種類の機器に組込まれるディスプレイやその他のデバイスを製作するのに使用することができ、それら多種類の機器としては、携帯電話、ラップトップコンピュータ、ＤＶＤプレイヤー、カメラ、現場用機器などの携帯用ディスプレイ；デスクトップコンピュータ、ＣＣＴＶ、フォトアルバムといった移動可能なディスプレイ；輸送機器、飛行機の計器パネルなどの表示パネル；或いは、制御機器用ディスプレイなどの工業用ディスプレイ、等がある。言い換えれば、本発明による方法にて作られたＴＦＴアレイが上述の如く適用される電子光学デバイスやディスプレイは、前記に例証された如く、多くの種類の機器に組込むことができるのである。
【００８０】
本発明に従って製作される電子光学ディスプレイ機器を使う、様々な電子装置について以下に記す。
【００８１】
＜１：携帯コンピュータ＞
上記実施の形態の一つによって作られたディスプレイ装置が、携帯型パーソナルコンピュータに適用される例について記述する。
図１１は、このパーソナルコンピュータの構成を図示する等角投影図である。図中にて、パーソナルコンピュータ１１００には、キーボード１１０２、及びディスプレイユニット１１０６を含むボディ１１０４、が備わっている。ディスプレイユニット１１０６は、上述の如く、本発明のパターン化処理法に従って製作されたディスプレイパネルを使って実現されている。
【００８２】
＜２：携帯電話＞
次に、ディスプレイ装置が携帯電話の表示部に適用されている例について記述する。図１２は、携帯電話の構成を図示する等角投影図である。図中にて、携帯電話１２００には、複数の操作ボタン１２０２、受話部１２０４、送話部１２０６、表示パネル１００が備わっている。この表示パネル１００は、上述の如く本発明の方法に従って製作されたディスプレイ装置を使って実現されている。
【００８３】
＜３：ディジタル静止カメラ＞
次に、ファインダとしてＯＥＬディスプレイ装置を使ったディジタル静止カメラについて記述する。図示１３は、ディジタル静止カメラの構成を図示する等角投影図と、外部装置への接続とを簡単に示すものである。
【００８４】
典型的なカメラであれば、感光コーティングを備えた感光フィルムを使い、感光コーティングに化学変化を起こさせることで対象物の視覚的イメージを記録する。一方、ディジタル静止カメラ１３００は、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）を使用する光電変換によって、対象物の視覚的イメージから画像信号を発生させる。ディジタル静止カメラ１３００は、ケース１３０２の裏面にＯＥＬ素子１００を装備していて、これによってＣＣＤからの画像信号に基づいた表示を実行する。このように、ディスプレイパネル１００は、対象物を表示するためのファインダとして機能する。光学レンズとＣＣＤを含む受光ユニット１３０４は、ケース１３０２の前面（図の中では奥側）に備えられている。
【００８５】
カメラマンがＯＥＬ素子パネル１００に表示された対象物の画像を決めてシャッターを切ると、ＣＣＤからの画像信号が転送されて、回路基板１３０８の中のメモリにセーブされる。ディジタル静止カメラ１３００では、映像信号出力端子１３１２、及びデータ通信のための入出力端子１３１４とが、ケース１３０２の側面に装備されている。図中に示す如く、テレビモニタ１４３０及びパーソナルコンピュータ１４４０が、映像信号端子１３１２及び入出力端子１３１４に、各々必要に応じて接続される。回路基板１３０８のメモリにセーブされた画像信号は、テレビモニタ１４３０とパーソナルコンピュータ１４４０に、一定の操作によって出力される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
図１１に示すパーソナルコンピュータ、図１２に示す携帯電話、図１３に示すディジタル静止カメラ、等こうしたもの以外の電子装置の例には、ＯＥＬ素子のテレビジョンセット、ビューファインダ型及びモニタ型のビデオテープレコーダ、輸送機器用ナビゲーション及び計器類のシステム、ポケットベル、電子手帳、電卓計算機、ワードプロセッサー、ワークステーション、ＴＶ電話、販売情報管理（ＰＯＳ）システム用ターミナル、タッチパネル付機器類を含む。勿論、本発明による方法を使って製作されたＯＥＬ機器は、これらの電子機器のディスプレイ部のみならず、ディスプレイ部を有する、その他のあらゆる形態の装置に利用することができる。
【００８７】
更に又、本発明による方法に従って製作されたディスプレイ装置類は、極めて薄型で、フレキシブルで重さも軽く、スクリーンタイプ大型テレビにも適している。そうした大型テレビは、従って壁に貼ったり掛けたりすることが可能である。それ等フレキシブルテレビは、必要ならば使わない時には都合よく巻き上げたりしておくことができる。
【００８８】
プリント基板類もまた、本発明の技術を使って作ることができる。従来型のプリント基板は、フォトリソグラフィとエッチングに技術によって作られ、それらはＩＣチップやパッシブのデバイスのような、他の微細電子デバイスよりもコスト優先のデバイスであるにもかかわらず、製造コストが高い。高密度のパターン化処理では、高密度実装の達成もまた必要となる。基板上の高密度の配線は、本発明を使って容易に、また信頼性高く、達成することが可能となる。
【００８９】
カラーディスプレイアプリケーション用のカラーフィルタもまた、本発明を使うことで提供することができる。染料や顔料を含む液滴を、選択された基板上の領域に精確に蒸着する。互いに極めて近づいている液滴にて、しばしばマトリックスフォーマットが用いられる。その場観察が、従って、極めて有優性を証明できることになる。乾燥した後、これら液滴の染料や顔料は、フィルタ層として働く。
【００９０】
ＤＮＡセンサレイチップもまた、本発明を使って提供できる。異なったＤＮＡを含む溶液を、チップによって実現した狭いギャップで分離されたレシーブ域のアレイに配置する。
【００９１】
前記の記述は、例としてのみ示すものであって、本発明の範囲から逸脱することなく、更に多くの応用改善が為され得ることは、本技術を熟知している者にとって、理解される事であろう。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は、従来技術のインクジェット成膜装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明に係るインクジェット成膜装置の図式表示である。
【図３】図３は、本発明に係る１つのプリントヘッドを使った基板のプリント動作を図式的に示す。
【図４】図４は、本発明に係る３つのプリントヘッドを使った基板のプリント動作を図式的に示す。
【図５】図５は、本発明に係る他のインクジェット成膜装置の概略図である。
【図６】図６は、本発明に係るインクジェット成膜装置における別の基板配置法の概略図である。
【図７】図７は、流体内自己集合の概略図である。
【図８】図８は、本発明において使用されるパターニング基板の第一実施例である。
【図９】図９は、本発明において使用されるパターニング基板の他の例である。
【図１０】図１０は、電子光学デバイスのブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明に従って製造された表示装置を含む携帯型パーソナルコンピュータの概略図である。
【図１２】図１２は、本発明に従って製造された表示装置を含む携帯電話の概略図である。
【図１３】図１３は、本発明に従って製造された表示装置を含むディジタルカメラの概略図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  装置
６  コラム
８  横断ビーム
１０  ドラム
１１  アライメントマーク
１２  加熱フィラメント
１４  開口部
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  プリントヘッド
３０  基板
３１、３２  基板の端部
３３  アライメントマーク
２２、２４、２６  液滴の行
４２  くぼみ部
４０  ブロック
１００  インクジェット成膜機
１０２  ベース
１０４  コラム
１０６  横断ビーム
１０８  キャリア
１１０  インクジェットヘッド
１１２  プラテン
１１４  基板
１１６  モータ駆動サポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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