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技術 液滴吐出装置、及び液滴吐出方法

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 田邊誠一
出願日 2004年4月5日 (16年8ヶ月経過) 出願番号 2004-111076
公開日 2005年10月20日 (15年2ヶ月経過) 公開番号 2005-288412
状態 未査定
技術分野 流動性材料の適用方法、塗布方法 塗布装置2(吐出、流下)
主要キーワード 精密調整 描画基板 金属抵抗 液晶パターン 受像素子 拡大撮像 面取り数 相対位置座標
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年10月20日)のものです。
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図面 (12)

課題

大型基板タイリング基板等の基板サイズを採用した場合であっても高精度の液滴吐出動作を実現して十分な吐出精度を得ることが可能となると共に、基板上に描画された機能層乾燥ムラを抑制し、均一な膜質の機能層を形成することが可能となる液滴吐出装置、及び液滴吐出方法を提供する。

解決手段

吐出ヘッド20と基板Pとを相対移動させながら、基板P上にパターンを形成する描画手段14、16と、基板P上のアライメント情報を取得する撮像手段24と、当該アライメント情報に応じて、吐出ヘッド20及び基板Pの相対位置を決定する位置決め手段14、16と、制御手段CONTとを備え、撮像手段24は、アライメント情報によって一括取得されたアライメント情報に基づき、制御手段CONTが位置決め手段14、16と描画手段14、16を動作させて、描画領域の各々にパターンを形成することを特徴とする。

概要

背景

近年、携帯電話機携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置有機エレクトロルミネッセンス装置等が用いられている。例えば、液晶装置においては、ガラスプラスチック等からなる基板の表面に、各種の機能層が形成されている。例えば、機能層としてカラーフィルタを基板上に形成する場合には、赤、緑、青のドット状の各色フィルタエレメントを所謂ストライプ配列デルタ配列又はモザイク配列等といった所定の配列で並べることにより、当該カラーフィルタを形成している。

最近では、このようなカラーフィルタを始めとする機能層の形成方法として、インクジェット装置を用いる方法が提案されている。当該インクジェット装置においては、例えば、赤、緑、青の各色素の液滴が充填されたインクジェットヘッドスキャンしながら、ガラス基板上に各液滴を吐出することにより、容易にカラーフィルタを製造することが可能となる。また、インクジェット装置及びインクジェット方法の応用範囲は、カラーフィルタの製造工程だけでなく、金属材料を含む液体所定パターンで描画して金属配線を形成する工程や、発光材料正孔注入材料を含む液体材料を描画して画素を形成する工程においても利用可能である。即ち、インクジェット装置は、分散液や溶液に対して分散又は溶解する機能性材料であれば各種機能層の製造工程に適用可能である。

このようなインクジェット装置においては、インクジェット描画時の精度を向上させるために、インクジェットヘッド組み立て精度やノズル位置検出を精密にする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

一方、インクジェット装置においては、基板上のアライメントマーク撮像して得られたアライメント情報に基づいて、液滴吐出を行い、基板上にパターンを形成している。例えば、図10に示すように、基板200上の複数の描画領域201〜204に各々パターンを形成するには、図11のフローチャート図に示すような工程を経て、各描画領域にパターンを形成している。

具体的には、まず、第1描画領域201のアライメントマーク201aを撮像してアライメント情報を取得(ステップS101)し、当該アライメント情報に基づいて吐出ヘッドと基板200の相対位置を概ね合わせることにより、ラフ位置を調整(ステップS102)し、更に精密に位置を調整(ステップS103)し、液滴吐出/描画(ステップS104)を行って、第1描画領域201にパターンを形成する。その後、第2描画領域202のアライメントマーク202aを撮像してアライメント情報を取得(ステップS105)し、当該アライメント情報に基づいて吐出ヘッドと基板200の相対位置を概ね合わせることにより、ラフ位置を調整(ステップS106)し、更に精密に位置を調整(ステップS107)し、液滴吐出/描画(ステップS108)を行って、第2描画領域202にパターンを形成する。
このような動作を第3及び第4描画領域においても同様に連続して行う(ステップS109〜ステップS116)ことにより、第1〜第4描画領域201〜204に順次パターを形成している。

特開2003−90909号公報

概要

大型基板タイリング基板等の基板サイズを採用した場合であっても高精度の液滴吐出動作を実現して十分な吐出精度を得ることが可能となると共に、基板上に描画された機能層の乾燥ムラを抑制し、均一な膜質の機能層を形成することが可能となる液滴吐出装置、及び液滴吐出方法を提供する。吐出ヘッド20と基板Pとを相対移動させながら、基板P上にパターンを形成する描画手段14、16と、基板P上のアライメント情報を取得する撮像手段24と、当該アライメント情報に応じて、吐出ヘッド20及び基板Pの相対位置を決定する位置決め手段14、16と、制御手段CONTとを備え、撮像手段24は、アライメント情報によって一括取得されたアライメント情報に基づき、制御手段CONTが位置決め手段14、16と描画手段14、16を動作させて、描画領域の各々にパターンを形成することを特徴とする。

目的

本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、大型基板やタイリング基板等の基板サイズを採用した場合であっても高精度の液滴吐出動作を実現して十分な吐出精度を得ることが可能となると共に、基板上に描画された機能層の乾燥ムラを抑制し、均一な膜質の機能層を形成することが可能となる液滴吐出装置、及び液滴吐出方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

液体材料充填された吐出ヘッド基板とを相対移動させながら、前記基板上の描画領域に前記液体材料のパターンを形成する描画手段と、前記基板上の複数のアライメントマーク撮像してアライメント情報を取得する撮像手段と、当該アライメント情報に応じて、前記吐出ヘッド及び前記基板の相対位置を決定する位置決め手段と、前記描画手段、前記撮像手段、及び前記位置決め手段を制御する制御手段と、を備え、前記撮像手段は、前記基板上の前記アライメント情報を一括して取得し、前記制御手段は、当該一括して取得されたアライメント情報に基づき、複数の前記描画領域の各々において前記位置決め手段と前記描画手段を動作させて、前記描画領域の各々に前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出装置

請求項2

前記撮像手段を複数備えることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。

請求項3

前記撮像手段は、前記基板上の前記アライメントマークに対応する位置に固定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液滴吐出装置。

請求項4

前記撮像手段は、前記基板上の前記アライメントマークに対応する位置に移動可能となっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液滴吐出装置。

請求項5

前記制御手段は、前記アライメント情報を演算処理し、前記吐出ヘッドと前記基板の相対位置データを作成することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の液滴吐出装置。

請求項6

液体材料が充填された吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記基板上の描画領域に前記液体材料のパターンを形成する描画工程と、前記基板上の複数のアライメントマークを撮像してアライメント情報を取得する撮像工程と、当該アライメント情報に応じて、前記吐出ヘッド及び前記基板の相対位置を決定する位置決め工程と、を含み、前記撮像工程は、前記基板上の前記アライメント情報を一括して取得し、当該一括して取得されたアライメント情報に基づき、複数の前記描画領域の各々において前記位置決め工程と前記描画工程を行い、前記描画領域の各々に前記パターンを形成することを特徴とする液滴吐出方法

請求項7

前記基板は、複数の前記描画領域を有していることを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出方法。

請求項8

前記基板は、前記描画領域を有する複数の描画基板と、当該複数の描画基板を支持する支持基板とからなることを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出方法。

技術分野

0001

本発明は、液滴吐出装置、及び液滴吐出方法に関するものである。

背景技術

0002

近年、携帯電話機携帯型コンピュータなどといった電子機器の表示部として、液晶装置有機エレクトロルミネッセンス装置等が用いられている。例えば、液晶装置においては、ガラスプラスチック等からなる基板の表面に、各種の機能層が形成されている。例えば、機能層としてカラーフィルタを基板上に形成する場合には、赤、緑、青のドット状の各色フィルタエレメントを所謂ストライプ配列デルタ配列又はモザイク配列等といった所定の配列で並べることにより、当該カラーフィルタを形成している。

0003

最近では、このようなカラーフィルタを始めとする機能層の形成方法として、インクジェット装置を用いる方法が提案されている。当該インクジェット装置においては、例えば、赤、緑、青の各色素の液滴が充填されたインクジェットヘッドスキャンしながら、ガラス基板上に各液滴を吐出することにより、容易にカラーフィルタを製造することが可能となる。また、インクジェット装置及びインクジェット方法の応用範囲は、カラーフィルタの製造工程だけでなく、金属材料を含む液体所定パターンで描画して金属配線を形成する工程や、発光材料正孔注入材料を含む液体材料を描画して画素を形成する工程においても利用可能である。即ち、インクジェット装置は、分散液や溶液に対して分散又は溶解する機能性材料であれば各種機能層の製造工程に適用可能である。

0004

このようなインクジェット装置においては、インクジェット描画時の精度を向上させるために、インクジェットヘッド組み立て精度やノズル位置検出を精密にする方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。

0005

一方、インクジェット装置においては、基板上のアライメントマーク撮像して得られたアライメント情報に基づいて、液滴吐出を行い、基板上にパターンを形成している。例えば、図10に示すように、基板200上の複数の描画領域201〜204に各々パターンを形成するには、図11フローチャート図に示すような工程を経て、各描画領域にパターンを形成している。

0006

具体的には、まず、第1描画領域201のアライメントマーク201aを撮像してアライメント情報を取得(ステップS101)し、当該アライメント情報に基づいて吐出ヘッドと基板200の相対位置を概ね合わせることにより、ラフ位置を調整(ステップS102)し、更に精密に位置を調整(ステップS103)し、液滴吐出/描画(ステップS104)を行って、第1描画領域201にパターンを形成する。その後、第2描画領域202のアライメントマーク202aを撮像してアライメント情報を取得(ステップS105)し、当該アライメント情報に基づいて吐出ヘッドと基板200の相対位置を概ね合わせることにより、ラフ位置を調整(ステップS106)し、更に精密に位置を調整(ステップS107)し、液滴吐出/描画(ステップS108)を行って、第2描画領域202にパターンを形成する。
このような動作を第3及び第4描画領域においても同様に連続して行う(ステップS109〜ステップS116)ことにより、第1〜第4描画領域201〜204に順次パターを形成している。

0007

特開2003−90909号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上記特許文献に記載された技術においては、インクジェット装置のステージ精度が不十分であり、十分な精度で液滴を吐出することができないという問題があった。更に、大型基板タイリング基板に対して描画する場合、十分な精度を得ることができず、目的の画素内に吐出インクを吐出することができないという問題があった。

0009

また、インクジェット装置においては、溶媒を含有する液体材料を基板上に吐出/描画し、溶媒を乾燥させて基板上にパターンを形成しているので、図11に示すような動作を行うと、他の描画領域よりも先に液体材料が塗布された描画領域(例えば、第1描画領域)において、液体材料が先に乾燥してしまい、基板2上において乾燥ムラが生じてしまう。このような乾燥ムラは、カラーフィルタ等の機能層の膜厚バラツキを招いてしまうという問題があった。このような膜厚バラツキは、基板サイズが大きい程、面内の膜厚均一性を得ることが困難になるという問題があった。また、アライメント情報取得(ステップS105)により液滴吐出を長時間中断させると、液体材料に含まれる固形物がインクジェット装置のノズル面に付着し吐出不良を発生させる虞がある。

0010

例えば、機能層の一例として、カラーフィルタの膜厚バラツキが生じた場合には、複数の着色層色バランスが不均一になってしまうという問題があった。また、機能層の一例として、金属配線パターンの膜厚バラツキが生じた場合には、金属抵抗が不均一になってしまうという問題があった。また、機能層の一例として、発光材料や正孔注入材料等からなる発光機能層の膜厚バラツキが生じた場合には、発光特性発光寿命が不均一になってしまうという問題があった。
従って、基板上において各種機能性材料の乾燥ムラが生じてしまうことによって、インクジェット装置を利用して形成される各種機能層の膜厚バラツキを招き、当該機能層の性能劣化を招くという問題があった。

0011

本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、大型基板やタイリング基板等の基板サイズを採用した場合であっても高精度の液滴吐出動作を実現して十分な吐出精度を得ることが可能となると共に、基板上に描画された機能層の乾燥ムラを抑制し、均一な膜質の機能層を形成することが可能となる液滴吐出装置、及び液滴吐出方法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

0012

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の液滴吐出装置は、液体材料が充填された吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記基板上の描画領域に前記液体材料のパターンを形成する描画手段と、前記基板上の複数のアライメントマークを撮像してアライメント情報を取得する撮像手段と、当該アライメント情報に応じて、前記吐出ヘッド及び前記基板の相対位置を決定する位置決め手段と、前記描画手段、前記撮像手段、及び前記位置決め手段を制御する制御手段と、を備え、前記撮像手段は、前記基板上の前記アライメント情報を一括して取得し、前記制御手段は、当該一括して取得されたアライメント情報に基づき、複数の前記描画領域の各々において前記位置決め手段と前記描画手段を動作させて、前記描画領域の各々に前記パターンを形成することを特徴としている。

0013

ここで、上記背景技術と本発明について説明すると、背景技術においては、複数の描画領域の各々を形成する前に、アライメント情報を取得し、更に、吐出ヘッドと基板の相対位置をラフに調整している。即ち、描画動作の前に複数の予備動作を行っている。従って、背景技術においては、このような予備動作時間が累積することにより、基板上の全ての描画領域にパターンを形成するまでの時間が多くかかってしまい、これに起因して、先にパターンが形成された描画領域において液体材料が先に乾燥してしまい、基板全体として、乾燥ムラが生じていた。
これに対して、本発明においては、描画領域にパターンを形成する前に、撮像手段が一括してアライメント情報を取得し、当該アライメント情報に基づいて制御手段が位置決め手段と描画手段を動作させて、複数の描画領域の各々にパターンを形成している。特に、本発明では、アライメント情報が一括して取得されているので、複数の描画領域の各々において、吐出ヘッドと基板の位置決めを行うためのアライメント情報を取得する必要がなく、当該アライメント情報を取得する動作を省くことができる。

0014

また、撮像手段によって一括してアライメント情報が取得されていることから、一つの描画領域においてパターンが形成された後に、他の描画領域におけるアライメント情報を取得する必要がない。従って、一つの描画領域のパターンが形成された後に、他の描画領域にパターンを形成する前に、位置決め動作のみを行うだけよく、その後、描画動作を行うことによって当該他の描画領域にパターンを形成することができる。

0015

このようにすれば、背景技術と比較して、各描画領域にパターンを描画する前の予備動作時間の合計が極めて少なくなるので、基板上の乾燥ムラを抑制することができる。従って、液滴吐出装置を用いて形成される機能層において、均一な膜厚を達成することができる。また、基板サイズが大きい程、膜厚のバラツキが生じやすい傾向があるが、本発明によって、大型基板においても膜厚均一性を達成することができる。また、液滴吐出を中断させアライメント情報取得を行う必要がないため、液体材料に含まれる固形物のノズル面への付着を低減させることができる。

0016

更に、描画領域に形成されたパターンがカラーフィルタである場合には、均一な膜厚でカラーフィルタを形成することができるので、複数の着色層の色バランスを均一にすることができる。また、描画領域に形成されたパターンが金属配線パターンである場合には、金属抵抗を均一にすることができる。また、描画領域に形成されたパターンが発光材料や正孔注入材料等からなる発光機能層である場合には、発光特性や発光寿命を均一にすることができる。また、各種機能性材料からなるパターンを形成する場合においても、各種機能層の膜厚バラツキを抑制し、当該機能層の性能劣化を抑制することができる。

0017

また、本発明は、アライメントマークを撮像し、当該アライメント情報に基づいて、描画動作を行っているので、上記特許文献と比較して高精度にパターンを形成することができる。また、大型基板やタイリング基板等の基板サイズを採用した場合であっても描画動作を高精度に行うことができるので、十分な吐出精度を得ることができる。

0018

また、このようにアライメントマークを一括して撮像することによって、アライメント情報が取得されるので、全てのアライメントマーク間の距離を測定することができる。従って、基板の伸び縮みがあった場合でも、当該アライメント情報に基づいて位置決め動作及び描画動作が行われるので、高精度にパターンを形成することができる。

0019

また、前記液滴吐出装置においては、前記撮像手段を複数備えることを特徴としている。
ここで、一つの撮像手段では、複数のアライメントマークを一括して撮像することによって、高精度のアライメント情報を取得することが難しい。これは、一つの撮像手段で複数のアライメントマークを撮像するには、当該撮像手段の倍率を低下させて、広範囲に基板上を撮像しなければならないため、必然的に高精度のアライメント情報を取得することができない。
これに対し、本発明では、複数の撮像手段を備えるので、基板上の複数のアライメントマークを撮像することができる。従って、基板上の複数のアライメントマークを一括して撮像することが可能となり、複数の撮像手段によるアライメント情報を取得することができる。
また、複数のアライメントマークの各々に対応させて、複数の撮像手段を有することにより、各撮像手段が一つのアライメントマークのみを撮像すればよいので、高倍率で各アライメントマークを撮像することができる。従って、高精度に位置決めを行うことができる。

0020

また、前記液滴吐出装置においては、前記撮像手段は前記基板上の前記アライメントマークに対応する位置に固定されていることを特徴としている。
このようにすれば、液滴吐出装置に固定された撮像手段によって、基板上のアライメントマークを撮像することができる。従って、複数の基板における同一位置にアライメントマークが形成されている場合において、各基板のアライメントマークを一括して撮像することが可能となり、アライメント情報を取得することができる。
このように、固定された撮像手段を備える液滴吐出装置は、同一のアライメントマークが形成されている複数の基板にパターンを描画する単品大量生産において、特に有効である。

0021

前記液滴吐出装置においては、前記撮像手段は前記基板上の前記アライメントマークに対応する位置に移動可能となっていることを特徴としている。
このようにすれば、液滴吐出装置に移動可能となっている撮像手段によって、基板上のアライメントマークを撮像することができる。従って、複数の基板において各基板のアライメントマークの位置が異なる場合に、当該アライメントマークに対応して撮像手段を移動させて、各基板のアライメントマークを一括して撮像することが可能となり、アライメント情報を取得することができる。
このように、移動可能な撮像手段を備える液滴吐出装置は、異なる位置にアライメントマークが形成されている複数の基板の各々にパターンを描画する多品種少量生産において、特に有効である。

0022

また、前記液滴吐出装置においては、前記制御手段は、前記アライメント情報を演算処理し、前記吐出ヘッドと前記基板の相対位置データを作成することを特徴としている。
このように、制御手段がアライメント情報の基づいた相対位置データを作成するので、当該相対位置データに基づいて位置決め工程を行うことができる。また、このような演算処理を行うことにより、一括して取得されたアライメント情報から複数の描画領域の相対位置データを一括して演算することができる。従って、当該一括して演算された相対位置データに基づいて、複数の描画領域の各々における位置決め工程を行うことができる。

0023

また、本発明の液滴吐出方法は、液体材料が充填された吐出ヘッドと基板とを相対移動させながら、前記基板上の描画領域に前記液体材料のパターンを形成する描画工程と、前記基板上の複数のアライメントマークを撮像してアライメント情報を取得する撮像工程と、当該アライメント情報に応じて、前記吐出ヘッド及び前記基板の相対位置を決定する位置決め工程と、を含み、前記撮像工程は、前記基板上の前記アライメント情報を一括して取得し、当該一括して取得されたアライメント情報に基づき、複数の前記描画領域の各々において前記位置決め工程と前記描画工程を行い、前記描画領域の各々に前記パターンを形成することを特徴としている。

0024

このようにすれば、描画領域にパターンを形成する前に、撮像工程によって一括してアライメント情報を取得し、当該アライメント情報に基づいて位置決め工程と描画工程を行い、複数の描画領域の各々にパターンを形成している。特に、本発明では、アライメント情報が一括して取得されているので、複数の描画領域の各々において、吐出ヘッドと基板の位置決めを行うためのアライメント情報を取得する必要がなく、当該アライメント情報を取得する動作を省くことができる。
また、撮像手段によって一括してアライメント情報が取得されていることから、一つの描画領域においてパターンが形成された後に、他の描画領域におけるアライメント情報を取得する必要がない。従って、一つの描画領域のパターンが形成された後に、他の描画領域にパターンを形成する前に、位置決め動作のみを行うだけよく、その後、描画動作を行うことによって当該他の描画領域にパターンを形成することができる。
このようにすれば、背景技術と比較して、各描画領域にパターンを描画する前の予備工程の合計時間が極めて少なくなるので、基板上の乾燥ムラを抑制することができる。従って、液滴吐出装置を用いて形成される機能層において、均一な膜厚を達成することができる。また、基板サイズが大きい程、膜厚のバラツキが生じやすい傾向があるが、本発明によって、大型基板においても膜厚均一性を達成することができる。

0025

更に、描画領域に形成されたパターンがカラーフィルタである場合には、均一な膜厚でカラーフィルタを形成することができるので、複数の着色層の色バランスを均一にすることができる。また、描画領域に形成されたパターンが金属配線パターンである場合には、金属抵抗を均一にすることができる。また、描画領域に形成されたパターンが発光材料や正孔注入材料等からなる発光機能層である場合には、発光特性や発光寿命を均一にすることができる。また、各種機能性材料からなるパターンを形成する場合においても、各種機能層の膜厚バラツキを抑制し、当該機能層の性能劣化を抑制することができる。

0026

また、本発明は、アライメントマークを撮像し、当該アライメント情報に基づいて、描画工程を行っているので、上記特許文献と比較して高精度にパターンを形成することができる。また、大型基板やタイリング基板等の基板サイズを採用した場合であっても描画工程を高精度に行うことができるので、十分な吐出精度を得ることができる。

0027

また、前記液滴吐出方法においては、前記基板は、複数の前記描画領域を有していることを特徴としている。
ここで、例えば、基板が第1〜第4の描画領域を有している場合には、上記のように撮像手段が一括してアライメントマークを撮像してアライメント情報を取得しているので、第2〜第4の描画領域にパターンを描画する前に、アライメントマークを撮像する必要がなく、また、位置決め動作を行う際に、吐出ヘッドと基板の相対位置をラフに調整する必要がない。従って、液滴吐出装置の動作を簡略化することができる。また、吐出ヘッドと基板の相対位置を高精度に決定することができる。
従って、第2〜第4の各描画領域にパターンを形成する前に、位置決め動作のみを行うだけよく、その後、各描画領域に描画動作を行うことによって、第2〜第4の各描画領域の各々にパターンを形成することができる。
このように、第2〜第4の各描画領域にパターンを形成する際に、パターンを描画する前の予備動作時間の合計が極めて少なくなるので、基板上の乾燥ムラを抑制することができる。従って、液滴吐出装置を用いて形成される機能層において、均一な膜厚を達成することができる。また、基板サイズが大きい程、膜厚のバラツキが生じやすい傾向があるが、本発明によって、大型基板においても膜厚均一性を達成することができる。

0028

また、前記液滴吐出方法においては、前記基板は、前記描画領域を有する複数の描画基板と、当該複数の描画基板を支持する支持基板とからなることを特徴としている。
ここで、本発明は、複数の基板が貼り合わされたタイリング基板にパターンを形成するものであり、本発明において、「支持基板」とは、先に記載した「基板」に相当し、また、「描画基板」とは、先に記載した「描画領域」に相当している。

0029

従って、例えば、支持基板が第1〜第4の描画基板を有している場合には、撮像手段が一括してアライメントマークを撮像し、アライメント情報を取得しているので、第2〜第4の描画基板にパターンを描画する前に、アライメントマークを撮像する必要がなく、また、位置決め動作を行う際に、吐出ヘッドと支持基板の相対位置をラフに調整する必要がない。従って、液滴吐出装置の動作を簡略化することができる。また、吐出ヘッドと支持基板の相対位置を高精度に決定することができる。
従って、第2〜第4の各描画基板にパターンを形成する前に、位置決め動作のみを行うだけよく、その後、各描画基板に描画動作を行うことによって、第2〜第4の各描画基板の各々にパターンを形成することができる。

0030

このように、第2〜第4の各描画基板にパターンを形成する際に、パターンを描画する前の予備動作時間の合計が極めて少なくなるので、支持基板上の乾燥ムラを抑制することができる。従って、液滴吐出装置を用いて形成される機能層において、均一な膜厚を達成することができる。また、タイリング基板にパターンを描画する場合においては、支持基板サイズが大きい程、膜厚のバラツキが生じやすい傾向があるが、本発明によって大型のタイリング基板においても膜厚均一性を達成することができる。

発明を実施するための最良の形態

0031

以下、本発明を詳しく説明する。
本実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下に示す各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごと縮尺を異ならせてある。また、本発明の技術範囲は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた装置構成等は、ほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

0032

(液滴吐出装置の第1実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
図1において、図1(a)は液滴吐出装置の平面図、図1(b)は液滴吐出装置の側面図である。
図1に示すように液滴吐出装置1は、ベース12と、ベース12上で基板Pを支持するステージSTと、ベース12とステージSTとの間に介在し、ステージSTを移動可能に支持する第1移動装置(位置決め手段、描画手段)14と、ステージSTに支持されている基板Pに対して所定の液体材料材料を吐出可能な吐出ヘッド(描画手段)20と、吐出ヘッド20を移動可能に支持する第2移動装置(位置決め手段、描画手段)16と、吐出ヘッド20から吐出される液体材料が貯蔵されたタンク63と、吐出ヘッド20の液体材料の吐出動作を制御する制御装置(制御手段)CONTと、アライメントカメラ(撮像手段)24とを具備した構成となっている。
また、液滴吐出動作を行うために吐出ヘッド20へ供給する駆動信号の作成、第1移動装置14及び第2移動装置16の駆動制御、アライメントカメラ24の撮像動作及び撮像した画像の処理等、を含む液滴吐出装置1の動作は、制御装置CONTによって制御される。

0033

第1移動装置14はベース12の上に設置されており、Y軸方向に沿って位置決めされている。第2移動装置16は、支柱16A、16Aと、サイドフレーム16B、16Bを用いてベース12に対して立てて取り付けられており、ベース12の後部12Aにおいて取り付けられている。第2移動装置16のX軸方向は、第1移動装置14のY軸方向と直交する方向である。ここで、Y軸方向はベース12の前部12Bと後部12A方向に沿った方向である。これに対してX軸方向はベース12の左右方向に沿った方向であり、各々水平である。また、Z軸方向はX軸方向及びY軸方向に垂直な方向である。

0034

第1移動装置14は、例えばリニアモータによって構成され、ガイドレール40、40と、このガイドレール40に沿って移動可能に設けられているスライダー42(位置決め手段)とを備えている。ここで、スライダー42はステージ42の底部に設けられている。このリニアモータ形式の第1移動装置14のスライダー42は、ガイドレール40に沿ってY軸方向に移動して位置決め可能である。

0035

また、スライダー42はZ軸回り(θZ)用のモータ44を備えている。このモータ44は、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ44のロータはステージSTに固定されている。これにより、モータ44に通電することでロータとステージSTとは、θZ方向に沿って回転してステージSTをインデックス回転割り出し)することができる。すなわち、第1移動装置14は、ステージSTをY軸方向及びθZ方向に移動可能である。

0036

ステージSTは基板Pを保持し、所定の位置に位置決めするものである。また、ステージSTは吸着保持装置(不図示)を有しており、吸着保持装置が作動することによって、ステージSTの穴を通して基板PをステージSTの上に吸着して保持する。

0037

第2移動装置16はリニアモータによって構成され、支柱16A、16Aに固定されたガイドレール62Aと、ガイドレール62Aに沿ってX軸方向に移動可能に支持されているスライダー60とを備えている。スライダー60はガイドレール62Aに沿ってX軸方向に移動して位置決め可能であり、吐出ヘッド20はスライダー60に取り付けられている。従って、吐出ヘッド20はX軸方向に移動可能となっている。

0038

吐出ヘッド20は、揺動位置決めモータを有しており、当該モータが作動することで、吐出ヘッド20はZ軸に沿って上下動して位置決め可能となっている。このZ軸はX軸とY軸に対して各々直交する方向(上下方向)である。また、吐出ヘッド20は、Y軸回りのθY方向、X軸回りのθX方向、Z軸回りのθZ方向に揺動して位置決め可能となっている。即ち、第2移動装置16は、吐出ヘッド20をX軸方向及びZ軸方向に移動可能に支持するとともに、この吐出ヘッド20をθX方向(X軸回り)、θY方向(Y軸回り)、θZ方向(Z軸回り)に移動可能に支持する。

0039

このように、図1の吐出ヘッド20は、スライダー60において、Z軸方向に直線移動して位置決め可能で、θX方向、θY方向、θZ方向に沿って揺動して位置決め可能であり、吐出ヘッド20のノズル形成面20Pは、ステージST側の基板Pに対して正確に位置あるいは姿勢コントロールすることができる。なお、吐出ヘッド20のノズル形成面20Pには液体材料を吐出する複数のノズル211(図2及び図3参照)が設けられている。

0040

次に、図2及び図3を参照して、吐出ヘッド20の構造について説明する。
図2は吐出ヘッド20を示す分解斜視図であり、図3図2の斜視図の一部を断面視した断面図である。
図2に示すように、吐出ヘッド20は、複数のノズル211が設けられたノズルプレート210及び振動板230が設けられた圧力室基板220を、筐体250に嵌め込んで構成されている。この吐出ヘッド20の主要部構造は、図3に示すように、圧力室基板220をノズルプレート210と振動板230で挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート210は、圧力室基板220と貼り合わせられたときにキャビティ221に対応する位置にノズル211が形成されている。圧力室基板220には、シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々が圧力室として機能可能にキャビティ221が複数設けられている。キャビティ221間は側壁222で分離されている。各キャビティ221は供給口224を介して共通の流路であるリザーバ223に繋がっている。振動板230は、例えば熱酸化膜等により構成される。振動板230には液体材料タンク口231が設けられ、図1のタンク63から液体材料流路61を通して任意の液体材料を供給可能に構成されている。振動板230上のキャビティ221に相当する位置には、圧電素子(吐出手段)240が形成されている。圧電素子240は、ピエゾ素子等の圧電性セラミックス結晶を上部電極及び下部電極(図示せず)で挟んだ構造を備える。圧電素子240は、制御装置CONTから供給される駆動信号の電圧波形に対応して体積変化を生ずることが可能に構成されている。
また、図2及び図3に示すノズルプレート210は、ステンレス等の金属材料からなり、そして、特にノズル211近傍には、共析メッキ等の成膜処理によって薄膜が形成されており、ノズル211の周縁部を主として撥液性が確保された状態になっている。

0041

吐出ヘッド20から液体材料を吐出するには、まず、制御装置CONTが液体材料を吐出するための電圧波形を吐出ヘッド20に供給する。液体材料は吐出ヘッド20のキャビティ221に流入しており、吐出信号が供給された吐出ヘッド20では、その圧電素子240がその上部電極と下部電極との間に加えられた電圧により体積変化を生ずる。この体積変化は振動板230を変形させ、キャビティ221の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ221のノズル211から液体材料の液滴が吐出される。液体材料が吐出されたキャビティ221には吐出によって減った液体材料が新たにタンクから供給される。

0042

なお、本実施形態においては、液滴吐出装置1が図2及び図3に示したような吐出ヘッド20を一つ備えた構成を採用しているが、これを限定するものではない。
例えば、液滴吐出装置1が、複数の吐出ヘッド20を備えた吐出ヘッド群を有する構成を採用してもよい。また、ノズル形成面20Pにおいて、図2図3に示したものよりも多数のノズル211を備えた構成、例えば180個のノズル211が一列に穿設された構成を採用してもよい。また、複数の吐出ヘッド20を一列に配置させるだけでなく、複数の吐出ヘッド20を複数列に配置させた構成を採用してもよい。また、複数の吐出ヘッド20を備えた場合に、ノズル211の穿設間隔(ピッチ)に対して、X軸方向に1/2ピッチずらした吐出ヘッド20を2列配置してもよい。このように吐出ヘッド20を多数配列した場合には、ノズル211の穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出ができる。
また、吐出ヘッド20をX軸方向に対して所定の角度で傾かせて配置してもよい。この場合でも、ノズル211の穿設間隔よりも小さい間隔で液滴の吐出ができる。

0043

また、上記の吐出ヘッド20から吐出される液体材料としては、例えば、カラーフィルタを形成する際に使用される着色材料を含有するインク、金属配線を形成する際に使用される金属微粒子等の材料を含有する分散液、有機エレクトロルミネッセンス装置を形成する際に使用されるPEDOT:PSS等の正孔注入材料や発光材料等の有機エレクトロルミネッセンス物質を含有する溶液、液晶装置を形成する際に使用される液晶材料等の高粘度の機能性液体マイクロレンズを形成する際に使用される材料を含有する機能性液体、DNAチップのようなマイクロアレイを形成する際に使用されるたんぱく質等の生体高分子溶液等、種種の目的の機能層に応じた材料を含有する液体材料が採用される。

0044

なお、吐出ヘッド20の液滴吐出手段としては、上記の圧電素子を用いた電気機械変換体以外でもよく、例えば、エネルギ発生素子として電気熱変換体を用いた方式や、帯電制御型、加圧振動型といった連続方式静電吸引方式、更にはレーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用で液体材料を吐出させる方式を採用することもできる。

0045

アライメントカメラ24は、後述する基板Pに形成されたアライメントマークの近傍を撮像して、アライメント情報を取得するものである。また、アライメントカメラ24は、第2移動装置16のガイドレール62Aに固定して設けられ、基板Pと対向する側、即ち、図1(b)のZ軸方向における紙面下側に向けて配置されている。このようなアライメントカメラ24は、図1(a)に示すように6個設けられており、各々、基板Pのアライメントマークの位置に対応している。
このようなアライメントカメラ24は、CCDやCMOSセンサ等の受像素子からなり、当該受像素子によって撮像された画像は、制御装置CONTによって記憶される。また、アライメントカメラ24は、アライメントマークを含む近傍を所定の倍率で撮像することが可能となっており、アライメントマーク近傍を拡大撮像したり、縮小撮像したりすることができる。

0046

制御装置CONTは、上述の液滴吐出装置1の各構成要素に電気的に接続されたものであり、CPU(Central Processing Unit)、ROM、RAM、入出力用インターフェイス発振回路等がバス接続された所謂コンピュータである。このような制御装置CONTは、予め入力されたプログラムに応じて液滴吐出装置1を統括して制御するようになっている。また、当該制御装置CONTは、上述のように液滴吐出装置1における各構成要素、吐出ヘッド20、第1移動装置14、第2移動装置16、アライメントカメラ24等を駆動制御すると共に、アライメントカメラ24によって撮像されたアライメント情報に基づいて、位置決めを行うための相対位置データを演算処理するようになっている。そして、このような演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16を駆動させることにより、描画動作の前に短時間で基板Pと吐出ヘッド20の相対位置を決定することが可能となっている。

0047

次に、図4を参照して基板Pについて説明する。
図4は、基板Pの平面図である。
基板Pは、ガラス基板や樹脂基板等の透明基板や、金属基板等の非透明性基板である。また、そのサイズとしては、多種のサイズが採用され、例えば、縦横が各々500mm程度のものから1000mmを超えるサイズが採用される場合もある。
また、基板Pには、複数のアライメントマークA1〜A6が形成されている。当該アライメントマークA1〜A6は、アライメントカメラ24によって撮像されることによって、アライメント情報が取得され、基板Pと吐出ヘッド20の相対位置が所望に設定されるようになっている。
また、基板Pは、第1描画領域201及び第2描画領域202を有している。当該第1描画領域201及び第2描画領域202は、吐出ヘッド20に充填された液体材料が吐出することによって所定のパターンが形成される領域である。
このような第1描画領域201及び第2描画領域202は、後述するように、アライメント情報に基づいて位置決めされた後に、パターンが形成されるようになっている。
また、基板P上に形成されるパターンとしては、例えば、RGB等の複数色の着色層を描画してカラーフィルタを形成するための画素パターンや、金属微粒子の分散液を描画して回路配線を形成するための金属配線パターンや、正孔注入層材料や発光材料を含有する機能性液体材料を描画して発光機能層を形成するための画素パターンや、液晶材料等の高粘度の機能性液体を描画して液晶層を形成するための液晶パターンや、マイクロレンズ材料を描画して当該マイクロレンズを形成するためのレンズパターンや、DNAチップを形成する際に使用されるたんぱく質等の生体高分子溶液を描画してマイクロアレイを形成するためのマイクロアレイパターン等、種種の目的に応じたパターンが採用される。

0048

(液滴吐出方法の第1実施形態)
次に、図1図5を参照して、液滴吐出方法について説明する。
図5は、図1図4に示した液滴吐出装置1を利用して液滴吐出方法を行うためのフローチャート図である。以下の説明では、液滴吐出装置1において、予めステージST上に基板Pが搭載されているものとして説明する。

0049

まず、図5に示すように、基板P上の第1及び第2描画領域201、202のアライメント情報を取得する(ステップS1、撮像工程)。
当該ステップS1においては、基板Pを搭載したステージSTがベース12の後部12Aへ移動することによって、アライメントマークA1〜A6に対応する位置に配置されたアライメントカメラ24の下方に基板Pを配置する。ここで、複数のアライメントカメラ24の各々は、アライメントマークA1〜A6を含むその近傍を一括して撮像し、アライメント情報を取得する。当該アライメント情報は、制御装置CONTによって記憶されると共に、制御装置CONTはアライメント情報を演算処理して、第1描画領域201にパターンを描画するための相対位置座標(相対位置データ)、及び第2描画領域201にパターンを描画するための相対位置座標(相対位置データ)を演算する。ここで、相対位置座標とは、基板Pと吐出ヘッド20の相対位置座標を意味する。

0050

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、吐出ヘッド20と基板Pの相対位置を概ね合わせることにより、第1描画領域201に精密調整する前のラフ位置を調整する(ステップS2、位置決め工程)。

0051

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、第1描画領域201に液体材料を吐出するための、基板Pと吐出ヘッド20の精密な相対位置が調整される(ステップS3、位置決め工程)。

0052

次に、制御装置CONTに予め記憶された描画パターン電子データに基づいて、吐出ヘッド20と基板Pとを相対移動させながら、吐出ヘッド20内の液体材料を液滴化して基板Pの第1描画領域201に吐出し、当該第1描画領域201にパターンを描画する(ステップS4、描画工程)。

0053

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、吐出ヘッド20と基板Pの相対位置を概ね合わせることにより、第2描画領域202に精密調整する前のラフ位置を調整する(ステップS5、位置決め工程)。

0054

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、第2描画領域202に液体材料を吐出するための、基板Pと吐出ヘッド20の精密な相対位置が調整される(ステップS6、位置決め工程)。

0055

次に、制御装置CONTに予め記憶された描画パターンの電子データに基づいて、吐出ヘッド20と基板Pとを相対移動させながら、吐出ヘッド20内の液体材料を液滴化して基板Pの第2描画領域202に吐出し、当該第2描画領域202にパターンを描画する(ステップS7、描画工程)。

0056

上述したように、本実施形態の液滴吐出装置及び液滴吐出方法においては、第1及び第2描画領域201、202にパターンを形成する前に、アライメントカメラ24が一括してアライメント情報を取得し、当該アライメント情報に基づいて第1描画領域201と第2描画領域202に各々パターンを形成している。このように、アライメント情報が一括して取得されているので、第2描画領域202の位置決めを行うためのアライメント情報を取得する必要がなく、当該アライメント情報を取得する動作を省くことができる。

0057

また、アライメントカメラ24によって一括してアライメント情報が取得されていることから、第1描画領域201にパターンが形成された後に、第2描画領域202におけるアライメント情報を取得する必要がない。従って、第1描画領域201におけるパターン形成後において、第2描画領域202にパターンを形成する前に、ラフ位置調整と、精密位置調整のみを行うだけよく、その後、描画工程を行うことによって第2描画領域202にパターンを形成することができる。

0058

このようにすれば、背景技術と比較して、各描画領域201、202にパターンを描画する前の予備動作時間の合計が極めて少なくなるので、基板P上の乾燥ムラを抑制することができる。従って、液滴吐出装置1を用いて形成される機能層において、均一な膜厚を達成することができる。また、基板サイズが大きい程、膜厚のバラツキが生じやすい傾向があるが、液滴吐出装置1を用いることにより大型基板においても膜厚均一性を達成することができる。

0059

更に、第1及び第2描画領域201、202に形成されたパターンがカラーフィルタである場合には、均一な膜厚でカラーフィルタを形成することができるので、複数の着色層の色バランスを均一にすることができる。また、描画領域に形成されたパターンが金属配線パターンである場合には、金属抵抗を均一にすることができる。また、描画領域に形成されたパターンが発光材料や正孔注入材料等からなる発光機能層である場合には、発光特性や発光寿命を均一にすることができる。また、各種機能性材料からなるパターンを形成する場合においても、各種機能層の膜厚バラツキを抑制し、当該機能層の性能劣化を抑制することができる。

0060

また、アライメントマークA1〜A6を撮像し、当該アライメント情報に基づいて、描画工程を行っているので、背景技術と比較して高精度にパターンを形成することができる。また、大型基板やタイリング基板等の基板サイズを採用した場合であっても描画工程を高精度に行うことができるので、十分な吐出精度を得ることができる。

0061

また、制御装置CONTがアライメント情報の基づいた相対位置座標を作成するので、当該相対位置座標に基づいて位置決め工程を行うことができる。また、このような演算処理を行うことにより、一括して取得されたアライメント情報から複数の描画領域の相対位置座標を一括して演算することができる。従って、当該一括して演算された相対位置データに基づいて、複数の描画領域の各々における位置決め工程を行うことができる。

0062

また、このようにアライメントマークA1〜A6を一括して撮像することによって、アライメント情報が取得されるので、全てのアライメントマークA1〜A6間の距離を測定することができる。従って、基板Pの伸び縮みがあった場合でも、当該アライメント情報に基づいて位置決め工程及び描画工程が行われるので、高精度にパターンを形成することができる。

0063

(液滴吐出方法の第2実施形態)
次に、図6及び図7を参照して、液滴吐出方法の第2実施形態について説明する。
図6は、タイリング基板(基板)P’の平面図である。
タイリング基板P’は、支持基板(基板)P1と、描画基板(描画領域)P2〜P5をから構成されている。
支持基板P1は、当該支持基板P1自身に貼り付けられた描画基板P2〜P5を支持する基板である。支持基板P1のサイズとしては、多種のサイズが採用され、例えば、縦横が各々500mm程度のものから1000mmを超えるサイズが採用される場合もある。
描画基板P2〜P5は、支持基板P1に接着剤等によって貼り付けられている。また、当該描画基板P2〜P5には各々アライメントマークA1〜A8が形成されている。当該アライメントマークA1〜A8は、アライメントカメラ24によって撮像されることによって、アライメント情報が取得され、基板Pと吐出ヘッド20の相対位置が所望に設定されるようになっている。

0064

図7は、図1図4に示した液滴吐出装置1を利用して液滴吐出方法を行うためのフローチャート図である。以下の説明では、液滴吐出装置1において、予めステージST上にタイリング基板P’が搭載されているものとして説明する。また、本実施形態における液滴吐出装置1は、アライメントカメラ24を8個設けた構成となっている。従って、アライメントマークA1〜A8を8個のアライメントカメラ24によって一括撮像することが可能となっている。
なお、本実施形態においては、先の実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を簡略化する。

0065

まず、図7に示すように、タイリング基板P’上の第1〜第4描画基板P2〜P5のアライメント情報を取得する(ステップS11、撮像工程)。
当該ステップS11においては、タイリング基板P’を搭載したステージSTがベース12の後部12Aへ移動することによって、アライメントマークA1〜A8に対応する位置に配置されたアライメントカメラ24の下方にタイリング基板P’を配置する。ここで、複数のアライメントカメラ24の各々は、アライメントマークA1〜A8を含むその近傍を一括して撮像し、アライメント情報を取得する。当該アライメント情報は、制御装置CONTによって記憶されると共に、制御装置CONTはアライメント情報を演算処理して、第1〜第4描画基板P2〜P5の各々にパターンを描画するための相対位置座標を演算する。

0066

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、吐出ヘッド20とタイリング基板P’の相対位置を概ね合わせることにより、第1描画基板P2に精密調整する前のラフ位置を調整する(ステップS12、位置決め工程)。

0067

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、第1描画基板P2に液体材料を吐出するための、タイリング基板P’と吐出ヘッド20の精密な相対位置が調整される(ステップS13、位置決め工程)。

0068

次に、制御装置CONTに予め記憶された描画パターンの電子データに基づいて、吐出ヘッド20とタイリング基板P’とを相対移動させながら、吐出ヘッド20内の液体材料を液滴化して第1描画基板P2に吐出し、当該第1描画基板P2にパターンを描画する(ステップS14、描画工程)。

0069

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、吐出ヘッド20とタイリング基板P’の相対位置を概ね合わせることにより、第2描画基板P3に精密調整する前のラフ位置を調整する(ステップS15、位置決め工程)。

0070

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、第2描画基板P3に液体材料を吐出するための、タイリング基板P’と吐出ヘッド20の精密な相対位置が調整される(ステップS16、位置決め工程)。

0071

次に、制御装置CONTに予め記憶された描画パターンの電子データに基づいて、吐出ヘッド20とタイリング基板P’とを相対移動させながら、吐出ヘッド20内の液体材料を液滴化して第2描画基板P3に吐出し、当該第2描画基板P3にパターンを描画する(ステップS17、描画工程)。

0072

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、吐出ヘッド20とタイリング基板P’の相対位置を概ね合わせることにより、第3描画基板P4に精密調整する前のラフ位置を調整する(ステップS18、位置決め工程)。

0073

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、第3描画基板P4に液体材料を吐出するための、タイリング基板P’と吐出ヘッド20の精密な相対位置が調整される(ステップS19、位置決め工程)。

0074

次に、制御装置CONTに予め記憶された描画パターンの電子データに基づいて、吐出ヘッド20とタイリング基板P’とを相対移動させながら、吐出ヘッド20内の液体材料を液滴化して第3描画基板P4に吐出し、当該第3描画基板P4にパターンを描画する(ステップS20、描画工程)。

0075

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、吐出ヘッド20とタイリング基板P’の相対位置を概ね合わせることにより、第4描画基板P5に精密調整する前のラフ位置を調整する(ステップS21、位置決め工程)。

0076

次に、制御装置CONTの演算結果に基づいて、第1移動装置14及び第2移動装置16が動作し、第4描画基板P5に液体材料を吐出するための、タイリング基板P’と吐出ヘッド20の精密な相対位置が調整される(ステップS22、位置決め工程)。

0077

次に、制御装置CONTに予め記憶された描画パターンの電子データに基づいて、吐出ヘッド20とタイリング基板P’とを相対移動させながら、吐出ヘッド20内の液体材料を液滴化して第4描画基板P5に吐出し、当該第4描画基板P5にパターンを描画する(ステップS23、描画工程)。

0078

上述したように、本実施形態の液滴吐出方法においては、タイリング基板P’において、描画基板P2〜P5にパターンを形成する前に、アライメントカメラ24が一括してアライメント情報を取得し、当該アライメント情報に基づいて描画基板P2〜P5に各々パターンを形成している。このように、アライメント情報が一括して取得されているので、描画基板P2〜P5の位置決めを行うためのアライメント情報を取得する必要がなく、当該アライメント情報を取得する動作を省くことができる。

0079

また、アライメントカメラ24によって一括してアライメント情報が取得されていることから、第1描画基板P2にパターンが形成された後に、第2描画基板P3におけるアライメント情報を取得する必要がない。従って、第1描画基板P2におけるパターン形成後において、第2描画基板P3にパターンを形成する前に、ラフ位置調整と、精密位置調整のみを行うだけよく、その後、描画工程を行うことによって第2描画基板P3にパターンを形成することができる。
従って、第1描画基板P2におけるパターン形成後において、第2描画基板P3にパターンを形成する前に、位置決め工程のみを行うだけよく、その後、描画工程を行うことによって第2描画基板P3にパターンを形成することができる。また、描画基板P4、P5においても同様の効果が得られる。
このようにすれば、背景技術と比較して、各描画基板P2〜P5にパターンを描画する前の予備動作時間の合計が極めて少なくなるので、タイリング基板P’上の乾燥ムラを抑制することができる。従って、液滴吐出装置1を用いて形成される機能層において、均一な膜厚を達成することができる。また、基板サイズが大きい程、膜厚のバラツキが生じやすい傾向があるが、液滴吐出装置1を用いることにより大型基板においても膜厚均一性を達成することができる。

0080

(液滴吐出装置の第2実施形態)
次に、液滴吐出装置の第2実施形態について説明する。
本実施形態においては、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本実施形態の液滴吐出装置は、複数のアライメントカメラ24が基板Pに対向する位置において、移動可能となっている。そして、アライメントカメラ24は、基板P上のアライメントマークの位置に応じて移動するようになっており、当該アライメントカメラ24の移動は、制御装置CONTによって統括的に制御されている。

0081

上述したように、本実施形態の液滴吐出装置においては、移動可能なアライメントカメラ24を備えることによって、基板P上の任意位置のアライメントマークを撮像することができる。従って、複数の基板において各基板のアライメントマークの位置が異なる場合に、当該アライメントマークに対応してアライメントカメラ24を移動させて、各基板Pのアライメントマークを一括して撮像することが可能となり、アライメント情報を取得することができる。
このように、移動可能なアライメントカメラ24を備える液滴吐出装置は、異なる位置にアライメントマークが形成されている複数の基板の各々にパターンを描画する多品種少量生産において、特に有効である。

0082

(液滴吐出方法の第3実施形態)
次に、図8及び図9を参照して、液滴吐出方法の第3実施形態について説明する。
ここでは、上記の移動可能なアライメントカメラ24を備えた液滴吐出装置を用いた場合の液滴吐出方法について説明する。
図8は、複数の描画領域を備えた基板Pの平面図であり、図8(a)は基板Pから描画領域を4面取りのする場合を示す図、図8(b)は基板Pから描画領域を6面取りのする場合を示す図である。図8において、符号A1〜A9に示したのは、アライメントマークである。
図9は、図8(a)及び図8(b)の基板Pに対して液滴吐出方法を行うためのフローチャート図である。

0083

(4面取りの場合)
まず、図8(a)に示した4面取りの場合について説明する。
図9に示すように、液滴吐出装置1において、アライメントカメラ24がアライメントマークA1〜A6に対応する位置に移動する(ステップS31)。

0084

次に、基板P上の第1〜第4描画領域201〜204のアライメント情報を取得する(ステップS32、撮像工程)。
当該ステップS32においては、複数のアライメントカメラ24の各々が、アライメントマークA1〜A6を含むその近傍を一括して撮像し、アライメント情報を取得する。ここで、一括してアライメントマークが撮像される間は、アライメントカメラ24は固定状態となる。アライメント情報は、制御装置CONTによって記憶されると共に、制御装置CONTはアライメント情報を演算処理して、第1〜第4描画領域201〜204の各々にパターンを描画するための相対位置座標を演算する。

0085

次に、ステップS32によって取得されたアライメント情報及び相対位置座標に基づいて、ステップS33〜S38に示す処理を行う。ここで、ステップS33〜S38は、先の実施形態のステップS2〜S7に相当しており、説明を簡略化する。また、ステップS38以降は、第3及び第4描画領域203〜204にパターンを形成するための位置決め工程と描画工程を行っており、上記同様の工程が行われる。

0086

(6面取りの場合)
続いて、図8(b)に示した6面取りの場合について説明する。
図9に示すように、液滴吐出装置1において、アライメントカメラ24がアライメントマークA1〜A9に対応する位置に移動する(ステップS31)。

0087

次に、基板P上の第1〜第6描画領域201〜206のアライメント情報を取得する(ステップS32、撮像工程)。
当該ステップS32においては、複数のアライメントカメラ24の各々が、アライメントマークA1〜A6を含むその近傍を一括して撮像し、アライメント情報を取得する。ここで、一括してアライメントマークが撮像される間は、アライメントカメラ24は固定状態となる。アライメント情報は、制御装置CONTによって記憶されると共に、制御装置CONTはアライメント情報を演算処理して、第1〜第4描画領域201〜204の各々にパターンを描画するための相対位置座標を演算する。

0088

次に、ステップS32によって取得されたアライメント情報及び相対位置座標に基づいて、ステップS33〜S38に示す処理を行う。ここで、ステップS33〜S38は、先の実施形態のステップS2〜S7に相当しており、説明を簡略化する。また、ステップS38以降は、第3〜第6描画領域203〜206にパターンを形成するための位置決め工程と描画工程を行っており、上記同様の工程が行われる。

0089

上述したように、本実施形態の液滴吐出方法においては、移動可能なアライメントカメラ24を用いることにより、基板P上の任意位置のアライメントマークを撮像することができる。従って、面取り数が異なる基板において各基板のアライメントマークの位置が異なる場合に、当該アライメントマークA1〜A9に対応してアライメントカメラ24を移動させて、各基板Pのアライメントマークを一括して撮像することが可能となり、アライメント情報を取得することができる。
このように、移動可能なアライメントカメラ24を備える液滴吐出装置は、異なる位置にアライメントマークが形成されている複数の基板の各々にパターンを描画する多品種少量生産において、特に有効である。

図面の簡単な説明

0090

本発明の液滴吐出装置における第1実施形態を示す図。
本発明の液滴吐出装置における第1実施形態の吐出ヘッドを示す図。
本発明の液滴吐出装置における第1実施形態の吐出ヘッドを示す図。
本発明の液滴吐出装置における第1実施形態の基板を示す平面図。
本発明の液滴吐出方法における第1実施形態のフローチャート図。
本発明の液滴吐出方法における第2実施形態の基板を示す平面図。
本発明の液滴吐出方法における第2実施形態のフローチャート図。
本発明の液滴吐出方法における第3実施形態の基板を示す平面図。
本発明の液滴吐出方法における第3実施形態のフローチャート図。
従来の液滴吐出方法における基板を示す平面図。
従来の液滴吐出方法におけるフローチャート図。

符号の説明

0091

1液滴吐出装置、14 第1移動装置(位置決め手段、描画手段)、16 第2移動装置(位置決め手段、描画手段)、20吐出ヘッド(描画手段)、24アライメントカメラ(撮像手段)、201 第1描画領域(描画領域)、202 第2描画領域(描画領域)、203、204、205、206 描画領域、P基板、P’タイリング基板(基板)、P1支持基板(基板)、P2、P3、P4、P5描画基板(描画領域)、CONT制御装置(制御手段)、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9 アライメントマーク

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