(57)【要約】【課題】フレキシブル基板の局所的な歪や形状変化に対応して描画用データを修正できる描画方法および装置を提供する。【解決手段】最初にコンピュータ９は、描画用の所望のパターンの位置データ、および当該所望のパターンと重ならない位置に設定されたアライメント用マーカの位置データを作成する。次に、カメラ６で撮影された画像から、ステージ３に載置され、熱処理等で変形したフレキシブル基板２からアライメント用マーカの画像を抽出すると共にマーカの位置を特定する。次に、当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびにカメラ６の撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、所望のパターンの位置データを修正する。コントローラ８は、修正後の所望のパターンの位置データを用いて、ステージ３を移動させながら、インクジェットヘッド７のノズルからインクを吐出して、フレキシブル基板２に所望のパターンを描画する。【選択図】図１
2020131141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドを用いてフレキシブル基板にインク滴を着弾させて、所望のパターンを描画する方法であって、下記のａ〜ｅのステップにより描画することを特徴とする描画方法。
（ａ）前記所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データを作成する。その際、当該アライメント用マーカは前記所望のパターンと重ならない位置に設定する。
（ｂ）前記フレキシブル基板の一方の面に、少なくとも前記アライメント用マーカを形成する。
（ｃ）前記アライメント用マーカが形成され、変形したフレキシブル基板をステージ上に載置した後、当該フレキシブル基板を上方からカメラで撮影し、撮影画像から前記アライメント用マーカの画像を抽出すると共に、マーカの位置を特定する。
（ｄ）前記当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、前記所望のパターンの位置データを修正する。
（ｅ）前記修正後の所望のパターンの位置データを用いて、前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出し、かつ前記ステージを、前記インクジェットヘッドに対して水平面内で相対的に移動させながら前記フレキシブル基板に所望のパターンを描画する。
【請求項２】
前記ステップａにおいて、前記フレキシブル基板上に設定された複数のアライメント用マーカのうち、ドロネー三角形を構成する３つのマーカをグループ化し、当該グループ化のデータを前記アライメント用マーカの位置データに関連付ける、請求項１に記載の描画方法。
【請求項３】
前記ステップｄにおいて、前記当初のアライメント用マーカの位置データと、前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データとの間の距離を算出し、最も近い距離にあるアライメント用マーカを、変形により前記当初のアライメント用マーカの位置がずれたものとして紐付ける、請求項２に記載の描画方法。
【請求項４】
前記ステップｄにおいて、前記ドロネー三角形を構成する３つのアライメント用マーカＡ、Ｂ、Ｃの中心位置を頂点とする三角形の面積をＳ0、三角形の２つの頂点と前記所望のパターンの任意の点Ｑで形成される小三角形の面積をｓ01、ｓ02、ｓ03とし、前記フレキシブル基板の変形後の３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘA、ｙA）、（ｘB、ｙB）、（ｘC、ｙC）としたとき、下記式（３）を用いて変形後のＱ点の位置データ（ｘQ、ｙQ）を求めて、前記所望のパターンの位置データを修正する、請求項３に記載の描画方法。
【数３】
2020131141.tif 000007
【請求項５】
前記アライメント用マーカとして円形、正多角形または十字形のマーカを用いる、請求項１乃至４のいずれかに記載の描画方法。
【請求項６】
フレキシブル基板を載置するステージと、
当該ステージを水平面内で移送する第１および第２のリニアガイドと、
前記ステージに載置されたフレキシブル基板を上方から撮影するカメラと、
ノズルからインクを吐出して前記フレキシブル基板にインク滴を着弾させるドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドと、
前記第１および第２のリニアガイド、ならびに前記インクジェットヘッドの動作を制御するコントローラと、
前記インクジェットヘッドによる前記フレキシブル基板への描画に必要なデータを作成するコンピュータと、を備え、
前記コンピュータは、
描画用の所望のパターンの位置データ、および前記所望のパターンと重ならない位置に設定されたアライメント用マーカの位置データを作成し、
前記カメラで撮影された画像から前記アライメント用マーカの画像を抽出すると共にマーカの位置を特定し、
前記当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、前記所望のパターンの位置データを修正し、
前記コントローラは、当該修正後の所望のパターンの位置データを用いて、前記ステージを移動させながら、前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して、前記フレキシブル基板に所望のパターンを描画することを特徴とする描画装置。
【請求項７】
前記コンピュータは、前記フレキシブル基板上に設定された複数のアライメント用マーカのうち、ドロネー三角形を構成する３つのマーカをグループ化し、当該グループ化のデータを前記アライメント用マーカの位置データに付与する、請求項６に記載の描画装置。
【請求項８】
前記コンピュータは、前記当初のアライメント用マーカの位置データと前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データとの間の距離を算出し、最も近い距離にあるアライメント用マーカを、変形により前記当初のアライメント用マーカの位置がずれたものとして紐付ける、請求項７に記載の描画装置。
【請求項９】
前記コンピュータは、前記ドロネー三角形を構成する３つのアライメント用マーカＡ、Ｂ、Ｃの中心位置を頂点とする三角形の面積をＳ0、三角形の２つの頂点と前記所望のパターンの任意の点Ｑで形成される小三角形の面積をｓ01、ｓ02、ｓ03とし、前記フレキシブル基板の変形後の３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘA、ｙA）、（ｘB、ｙB）、（ｘC、ｙC）としたとき、下記式（３）を用いて変形後のＱ点の位置データ（ｘQ、ｙQ）を求め、前記所望のパターンの位置データを修正する、請求項８に記載の描画装置。
【数３】
2020131141.tif 000008
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドを用いてフレキシブル基板上に所望のパターンを描画する方法、およびその方法を採用した描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンテッドエレクトロニクス分野において、電子デバイスの製造プロセスとして主流になっているフォトリソグラフィの代替プロセスとして、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドを用いて所望のパターンを描画する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
フォトリソグラフィプロセスは、微細なパターンを高精細に形成することが可能であるが、非常に高価な装置を何種類も必要とする。これに対し、描画によってパターンを形成する方法は、電子デバイスの製造プロセスを安価な印刷技術によって置き換えることができるため、実用化に向けて開発が進められている。
【０００４】
一方、上述したプリンテッドエレクトロニクス分野において、ウェアラブルデバイスや凹凸のある基板を用いる場合には、フレキシブル基板に配線や抵抗等の電子デバイスを実装することが求められる。フレキシブル基板は、厚さ５０μｍ以下の極薄のベースフィルムの上に、所望のパターンとなる導体膜を形成した構造をしている。
【０００５】
上述したフレキシブル基板に、インクジェットヘッドを用いて所望のパターンを描画する場合、最初に、カメラを用いて基板に印刷されたアライメント用マーカの位置を読み取る。次に、読み取ったマーカの位置データに基づいて、描画用パターンのデータを、オフセット、回転、拡大・縮小等の処理を施して座標変換して、描画用データを作成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2014-144417号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「プリンテッドエレクトロニクスに向けた材料、プロセス技術の開発と最新事例」株式会社技術情報協会、2017年10月31日発刊、110頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した描画によって電子デバイスを製造するプロセスにおいては、基板にマーカを形成した後の熱処理や、保管中の温度・湿度の変化によってフレキシブル基板が変形する場合がある。
【０００９】
このような変形したフレキシブル基板に所望のパターンを描画した場合、描画用データで設定した位置との間にずれが生じ、設計時に想定した特性が得られないことから、描画用データを修正する必要がある。
【００１０】
描画用データの修正方法として、非特許文献１には、回路内の複数の回路のポイントあるいは複数のマーカを用いることで、樹脂フィルム基板の歪に応じて描画用データを修正する方法の概念が示されている。
【００１１】
しかし、上述したようなマーカ形成後の熱処理や保管中の温度・湿度の変化によってフレキシブル基板が変形した場合、基板に局所的な歪や形状変化が生じるため、非特許文献１に記載された描画データの修正方法では、高精度な位置合せが困難である。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、フレキシブル基板の局所的な歪や形状変化に対応して描画用データを修正できる描画方法および装置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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る描画方法は、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドを用いてフレキシブル基板にインク滴を着弾させて、所望のパターンを描画する方法であって、下記のａ〜ｅのステップにより描画することを特徴とする。
（ａ）前記所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データを作成する。その際、当該アライメント用マーカは前記所望のパターンと重ならない位置に設定する。
（ｂ）前記フレキシブル基板の一方の面に、少なくとも前記アライメント用マーカを形成する。
（ｃ）前記アライメント用マーカが形成され、変形したフレキシブル基板をステージ上に載置した後、当該フレキシブル基板を上方からカメラで撮影し、撮影画像から前記アライメント用マーカの画像を抽出すると共に、マーカの位置を特定する。
（ｄ）前記当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、前記所望のパターンの位置データを修正する。
（ｅ）前記修正後の所望のパターンの位置データを用いて、前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出し、かつ前記ステージを、前記インクジェットヘッドに対して水平面内で相対的に移動させながら前記フレキシブル基板に所望のパターンを描画する。
【００１４】
ここで、前記ステップａにおいて、前記フレキシブル基板上に設定された複数のアライメント用マーカのうち、ドロネー三角形を構成する３つのマーカをグループ化し、当該グループ化のデータを前記アライメント用マーカの位置データに関連付けることが好ましい。
【００１５】
また前記ステップｄにおいて、前記当初のアライメント用マーカの位置データと、前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データとの間の距離を算出し、最も近い距離にあるアライメント用マーカを、変形により前記当初のアライメント用マーカの位置がずれたものとして紐付けることが好ましい。
【００１６】
また前記ステップｄにおいて、前記ドロネー三角形を構成する３つのアライメント用マーカＡ、Ｂ、Ｃの中心位置を頂点とする三角形の面積をＳ0、三角形の２つの頂点と前記所望のパターンの任意の点Ｑで形成される小三角形の面積をｓ01、ｓ02、ｓ03とし、前記フレキシブル基板の変形後の３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘA、ｙA）、（ｘB、ｙB）、（ｘC、ｙC）としたとき、下記式（３）を用いて変形後のＱ点の位置データ（ｘQ、ｙQ）を求めて、前記所望のパターンの位置データを修正することが好ましい。
【００１７】
【数３】
2020131141.tif 000003
【００１８】
更に、前記アライメント用マーカとして円形、正多角形または十字形のマーカを用いることが好ましい。
【００１９】
また上記目的を達成する本発明に係る描画装置は、
フレキシブル基板を載置するステージと、
当該ステージを水平面内で移送する第１および第２のリニアガイドと、
前記ステージに載置されたフレキシブル基板を上方から撮影するカメラと、
ノズルからインクを吐出して前記フレキシブル基板にインク滴を着弾させるドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドと、
前記第１および第２のリニアガイド、ならびに前記インクジェットヘッドの動作を制御するコントローラと、
前記インクジェットヘッドによる前記フレキシブル基板への描画に必要なデータを作成するコンピュータと、を備え、
前記コンピュータは、
描画用の所望のパターンの位置データ、および前記所望のパターンと重ならない位置に設定されたアライメント用マーカの位置データを作成し、
前記カメラで撮影された画像から前記アライメント用マーカの画像を抽出すると共にマーカの位置を特定し、
前記当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、前記所望のパターンの位置データを修正し、
前記コントローラは、当該修正後の所望のパターンの位置データを用いて、前記ステージを移動させながら、前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して、前記フレキシブル基板に所望のパターンを描画することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る描画方法および装置によれば、フレキシブル基板の局所的な歪や形状変化に対応して描画用データを修正できるため、作成された機能性デバイスについて設計時に想定した特性が得られ、更に、基板に形成されたパッドや配線等との高精度な位置合せが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る描画装置のうち制御系を除く部材の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る描画装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】描画の対象となるフレキシブル基板の変形前後の形状を示した平面図である。
【図４】フレキシブル基板の設計の流れを示すフローチャートである。
【図５】グループ化されるアライメント用マーカの選定条件を説明する図である。
【図６】フレキシブル基板へのマーカの形成を説明するフローチャートである。
【図７】描画用位置データの修正と、その後の描画の流れを説明するフローチャートである。
【図８】描画用位置データの修正方法を説明する図である。
【図９】星形の切込みが施されたフレキシブル基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る描画方法および装置について、図面を参照して説明する。
【００２３】
＜描画装置の構成と各部の機能＞
最初に、本実施の形態に係る描画装置の構成と各部の機能を説明する。図１は、本実施の形態に係る描画装置のうち制御系を除く部材の概略構成を示した斜視図、図２は、同装置の制御系の構成を示したブロック図、図３は、描画の対象となるフレキシブル基板の変形前後の形状を示した平面図である。
【００２４】
本実施の形態に係る描画装置１は、フレキシブル基板２を載置するステージ３、ステージ３を水平面内で移送する第１および第２のリニアガイド４および５、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２を撮影するカメラ６、フレキシブル基板２にインクで機能性デバイスを描画するインクジェットヘッド７、描画装置１の各部の動作を制御するコントローラ８、ならびに描画に必要なデータを作成してコントローラ８に転送するコンピュータ９で構成されている。
【００２５】
図１において、第１のリニアガイド４、カメラ６およびインクジェットヘッド７は、取付部材を介して図示しない描画装置１のベースに固定されているが、煩雑さを避けるため、取付部材およびベースは省略している。また各構成部材は、ボルトやナット等の周知の締結部材を用いて組み立てられている。
【００２６】
描画装置１の構成について説明する前に、機能性デバイスが描画されるフレキシブル基板２および描画用のインクについて説明する。
【００２７】
フレキシブル基板２は、薄膜状の絶縁体であるベースフィルムの上に導体箔を接着したものであり、ベースフィルムには、ポリイミド等の薄くて柔らかいフィルムが用いられている。
【００２８】
そして、ベースフィルムに接着した導体箔を、フォトリソグラフィプロセスを用いて加工して配線や電極用のパッドを形成した後、ＬＳＩ、抵抗、コンデンサ等の電子部品を実装している。
【００２９】
フレキシブル基板２は、薄く柔らかいため屈曲させることが可能であり、しかも曲げても電気的特性が変わらないため、可動部分や折り曲げ部に使用される。最近では、これらの性質を利用してウェアラブルデバイスにも使用されるようになってきている。
【００３０】
描画装置１では、上述したフレキシブル基板２をステージ３上に載置した状態で、インクジェットヘッド７からインクを吐出して、基板２上に機能性デバイスを形成する。本実施の形態では、機能性デバイスとして、溶媒に分散質として導電性の微粒子を加えた分散系のインクを用いて導電性薄膜を形成している。
【００３１】
そしてドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッド７を用い、ステージ３をヘッド７に対して水平面内で相対的に移動させながら、ノズルからインクを吐出することにより、基板２上にインクを着弾させて所望のパターンを描画している。
【００３２】
基板上に被弾したインクは、ステージ３に取り付けられたヒータによって加熱させることにより分散媒が蒸発して、分散質である導電性微粒子が固まって導電性薄膜が形成される。所望のパターンの描画工程については、後に図面を参照して詳述する。
【００３３】
次に、各部材の構成と機能を説明する。ステージ３は、フレキシブル基板２を載置した状態で描画を行うものであり、直方体状のステージ本体３１の上面には吸着パッド３２が取り付けられている。吸着パッド３２は、微細な孔を有する多孔質セラミックで作製され、裏面側から吸引ポンプ３３（図２参照）で吸引することにより、フレキシブル基板２を吸着パッドの上面に吸着させる。フレキシブル基板２は吸着パッド３２によってステージ３の上面に吸着された状態で移送され、描画が行われる。
【００３４】
図１では隠れているが、ステージ本体３１の下部にはヒータ３４と温度センサ３５（図２参照）が設置されており、描画中、フレキシブル基板２を所定の温度に保持し、基板２の表面に付着したインクの分散質を蒸発させてインクの固化を促進している。
【００３５】
ステージ３の下方には第１および第２のリニアガイド４および５が、互いに直交する方向に配置されている。第１のリニアガイド４は、Ｘ軸方向に延在するガイド本体４０、ガイド本体４０に支持された案内レール４１、スライダ４２およびモータ４３で構成されている。案内レール４１の下方には、ボールネジ（図示せず）が設置されており、モータ４３によってボールネジを回転させることにより、スライダ４２は案内レール４１に沿ってＸ軸方向に移送される。
【００３６】
第１のリニアガイド４のスライダ４２の上部には、第２のリニアガイドの案内レール５１が、Ｙ軸方向に取り付けられている。第２のリニアガイド５は、第１のリニアガイドと同様に、ガイド本体５０、案内レール５１、スライダ５２およびモータ５３で構成されており、案内レール５１の下方に設置されたボールネジ（図示せず）を、モータ５３によって回転させることにより、スライダ５２は案内レール５１に沿ってＹ軸方向に移送される。
【００３７】
第１のリニアガイド４のモータ４３の回転軸には、モータの回転数を検出するロータリー型のエンコード４４（図２参照）が取り付けられ、第２のリニアガイド５のモータ５３の回転軸には、同様にロータリー型のエンコード５４（図２参照）が取り付けられている。また第２のリニアガイド５のスライダ５２の上面にはステージ３が固定されている。
【００３８】
従って、エンコード４４および５４で検出した回転数に基づいてスライダ４２および５２の移動量を制御することにより、スライダ５２に固定されたステージ３の位置および移動距離を調節することができる。
【００３９】
ステージ３の上方に設置されたカメラ６は、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２を撮影するものであり、フレキシブル基板２に形成されたアライメント用マーカ２３の二次元位置データを取得するために用いられる。カメラ６による位置データの取得については、後に図面を用いて詳述する。
【００４０】
インクジェットヘッド７は、下面にインク吐出用のノズルが形成されたヘッド部７１、インクを収容するリザーバ７２、ヘッド部７１を支持すると共に、リザーバ７２のインクをヘッド部７１に移送する接続部７３で構成されている。図２に示すように、ヘッド部７１には駆動信号を出力する駆動部７４が内蔵され、また接続部７３には、ヘッド部７１に供給されるインクの圧力を調節するポンプ７５と圧力センサ７６が内蔵されている。
【００４１】
インクジェットヘッド７からのインクの吐出と第１および第２のリニアガイド４、５によるステージ３の移送とを連動させることにより、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２にインクで所望のパターンを描画することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドとして圧電振動方式のヘッドを採用したが、加熱気化方式など、インク吐出方式が異なる他のインクジェットヘッドを用いてもよい。
【００４３】
同様に、本実施の形態では、インク吐出面に１つのノズルが形成されたインクジェットヘッドを用いたが、描画するパターンによっては、複数のノズルが直線状に配置されたヘッドを用いてもよい。
【００４４】
コントローラ８は、第１および第２のリニアガイド４、５、ならびにインクジェットヘッド７の動作を制御するもので、コンピュータ９で作成された描画用データに基づいて描画装置１の各部材を動作させて、フレキシブル基板２に所望のパターンを描画する。
【００４５】
図示しないが、コントローラ８はＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭで構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムを読み出してＣＰＵで実行することにより、求められる機能を実現している。
【００４６】
コンピュータ９は、描画に必要なデータを作成してコントローラ８に送信するものであり、通常は、パーソナルコンピュータを用いて実現される。コンピュータ９は、制御部９１、画像認識部９２、演算部９３、入力・表示部９４および記憶部９５で構成されている。
【００４７】
これらのうち制御部９１、画像認識部９２および演算部９３の機能は、記憶部９５に記憶されたプログラムを読み出して、図示しないＣＰＵで実行することにより実現される。また記憶部９５には、予め作成された所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データが記憶されている。これらの位置データは、コンピュータ９を用いて作成してもよいし、他のコンピュータを用いて作成したデータを記憶部９５に記憶させてもよい。
【００４８】
制御部９１は、記憶部９５に格納された描画用パターンの位置データを読み出してコントローラ８に送信する。コントローラ８は、制御部９１から転送された描画用データに基づいて第１、第２リニアガイドおよびインクジェットヘッド７を駆動して、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２にインクで所望のパターンを描画する。
【００４９】
画像認識部９２は、記憶部９５から読み出された画像認識用のソフトウェアを用いて、カメラ６で撮影された画像からアライメント用マーカ２３の画像を抽出すると共に、マーカの中心位置のデータを特定する。特定された中心位置のデータはマーカの位置データとして、一旦、記憶部９５に格納される。
【００５０】
演算部９３は、記憶部９５に当初から記憶されたアライメント用マーカの位置データと、画像認識部９２で作成された、カメラ６の画像に基づくアライメント用マーカの位置データに基づいて、描画用パターンの位置データを修正する。演算部９３で修正された描画用パターンの位置データは記憶部９５に格納された後、制御部９１の指示に従って読み出され、コントローラ８に転送される。
【００５１】
入力・表示部９４は、キーボードやタッチパネル式の液晶ディスプレイで構成され、各構成部材の制御に必要なデータを入力するために用いられ、また修正されたパターンおよびマーカの位置データを表示するために用いられる。
【００５２】
記憶部９５は、ハードディスクドライブ、またはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成され、修正前および修正後の描画用パターンの位置データや描画装置の制御に必要なデータが格納される。
【００５３】
図示しないが、描画装置１はケーブルを介して外部の商用電源に接続されており、各部に駆動用の電力が供給される。
【００５４】
次に、前述の図１〜図３ならびに図４、図６および図７のフローチャートを参照して、本発明に係る描画方法について説明する。
【００５５】
本発明は、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッド７を用いてフレキシブル基板２にインク滴を着弾させて所望のパターンを描画するもので、下記の各ステップによりパターンを描画するものである。
【００５６】
最初に、描画用の所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データを作成する。その際、アライメント用マーカは所望のパターンと重ならない位置に設定する。
【００５７】
次に、フレキシブル基板２に、フォトリソグラフィプロセス等により、アライメント用マーカ２３、および必要に応じて配線や電極用パッドを形成する。
【００５８】
フォトリソグラフィプロセス後の熱処理等により変形したフレキシブル基板２をステージ３上に載置した後、上方からカメラ６で撮影し、撮影画像からアライメント用マーカ２３の画像を抽出すると共に、マーカの位置を特定する。
【００５９】
次に、当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、所望のパターンの位置データを修正する。
【００６０】
最後に、修正後の所望のパターンの位置データを用いて、インクジェットヘッド７のノズルからインクを吐出すると共に、ステージ３をインクジェットヘッド７に対して水平面内で相対的に移動させながら、フレキシブル基板２に所望のパターンを描画する。以下、上述した本発明に係る描画方法の各ステップについて具体的に説明する。
【００６１】
＜描画用パターンおよびアライメント用マーカのデータ作成＞
最初に、図４のフローチャートに基づいて、描画用パターンとアライメント用マーカのデータを作成する。具体的には、コンピュータ９の演算部９３を用いて描画用パターンおよびアライメント用マーカの位置データを作成する。
【００６２】
本実施の形態では、図３（ａ）に示す長方形のフレキシブル基板２に、インクジェットヘッド７を用いて、所望のパターンである線状の導電性薄膜２２を形成する場合を想定している。導電性薄膜２２は、インクジェットヘッド７のノズルから吐出されたインク滴を、基板２上に一部が重なるように付着させることによって形成する。導電性薄膜２２の形成方法については、特許文献１に詳述されている。
【００６３】
図３（ａ）の例では、フレキシブル基板２の長手方向両端部に電極用のパッド２１が形成され、かつ両端部がパッド２１に接触するように、導電性薄膜２２が直線状に形成されている。更に、パッド２１および導電性薄膜２２と重ならない位置に、アライメント用マーカ２３が形成されている。これらのうちパッド２１およびマーカ２３については、その後フォトグラフィプロセスによって形成し、導電性薄膜２２については描画によって形成する。
【００６４】
ユーザは、最初に描画用の所望のパターンの位置データを作成する（ステップＳ１１）。具体的には、図３（ａ）に示すように、長方形のフレキシブル基板２の左下頂点を原点とし、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする二次元座標を設定し、その上にフレキシブル基板２の各頂点およびパッドを配置する。
【００６５】
次に、２つのパッド２１間を跨ぐように導電性薄膜２２を配置し、その位置を二次元座標で示す。このようにして所望のパターンの描画用位置データを作成する。
【００６６】
次に、アライメント用マーカの位置データを作成する（ステップＳ１２）。具体的には、パッド２１および導電性薄膜２２と重ならない位置に３つ以上の円形のアライメント用マーカ２３を配置し、その位置を二次元座標で示す。
【００６７】
アライメント用マーカは、パターンの重心等によって座標上の位置を指し示すもので、本実施の形態では、認識のし易さおよび中心位置の特定のし易さを考慮して円形を採用したが、同様の趣旨で、正多角形のマーカを採用してもかまわない。更に、水平方向および垂直方向の傾きの情報を得られることから、十字形のマーカも有効である。
【００６８】
次に、ステップＳ１２で作成されたマーカの位置データを、三角形の３つの頂点を構成するマーカによってグループ化し（ステップＳ１３）、グループ名を示すデータ（例えばｇ１、ｇ２---）を、それぞれの位置データに関連付ける。
【００６９】
図３（ａ）に破線で示したように、導電性薄膜２２は、３つのマーカ２３を頂点とする三角形のいずれかに含まれる。逆に言えば、各マーカ２３は、導電性薄膜２２の全ての点が、マーカ２３を３つの頂点とするいずれかの三角形に含まれる位置に設定される。
【００７０】
図５を参照して、グループ化される３つのマーカの選定条件について説明する。図５において、白丸がマーカ、破線で示した直線が三角形の辺、実線で示した円が三角形の外接円、黒丸が円の中心を示す。
【００７１】
図に示すように、三角形の３つの頂点を構成するマーカ２３は、３つのマーカを通る円を描いたときに、その円の内部に他のマーカが入らないことを条件とする。このような三角形はドロネー三角形と呼ばれ、ドロネー三角形の頂点となる３つのマーカがグループ化される。
【００７２】
ステップＳ１１で作成された描画パターンの位置データ、ならびにステップＳ１２、Ｓ１３で作成されたマーカの位置データおよびグループ化のデータは、その後、コンピュータ９の記憶部９５に一時的に格納される（ステップＳ１４）。
【００７３】
＜マーカの形成＞
次に、図６のフローチャートを参照して、フレキシブル基板へのアライメント用マーカの形成について説明する。
【００７４】
ユーザは、コンピュータ９の記憶部９５から先に作成したデータのうち、パッド２１およびアライメント用マーカ２３の位置データを読み出す（ステップＳ２１）。
【００７５】
続いてユーザは、読み出した位置データの基づき、フォトリソグラフィプロセスにより、基板２の銅箔をエッチングしてパッド２１およびアライメント用マーカ２３を形成する（ステップＳ２２）。フォトリソグラフィプロセスによるパッド等の形成については広く知られているため、説明を省略する。
【００７６】
＜描画用パターンのデータ修正と描画＞
次に、図７のフローチャートおよび図８の説明図を参照して、描画用パターンの位置データ修正とインクジェットヘッドによる描画について説明する。
【００７７】
前述したように、フレキシブル基板２にパッドやマーカを形成した後、基板に熱処理を施すが、その際に基板が歪み、更に、保管中の温度・湿度の変化によってもフレキシブル基板が変形する。その結果、導電性薄膜を描画する前に、基板２に局所的な歪や形状変化が生じる。
【００７８】
そのように変形したフレキシブル基板２に、変形前の描画用データを用いて導電性薄膜２２を描画した場合、図３（ｂ）に実線で示したように、導電性薄膜２２の先端がパッド２１から離れて、電気的な接続ができなくなるため、設計時に想定した特性が得られない。
【００７９】
そのような事態を避けるためには、図３（ｂ）に２点鎖線で示すように、描画する導電性薄膜２２のパターンを、基板２の変形に応じて修正する必要がある。本発明では、そのための手段として、フレキシブル基板２に印刷されたアライメント用マーカ２３の位置をカメラ６で撮影し、撮影画像から抽出したマーカ２３の位置データに基づいて、描画用パターンの位置データを修正している。以下、位置データの修正方法について、図７のフローチャートに従って説明する。
【００８０】
最初に、ユーザは、導電性薄膜２２を描画するフレキシブル基板２を、描画装置１のステージ３上に載置する（ステップＳ３１）。前述したように、ステージ３の中央部は吸着パッド３２で構成され、吸引ポンプ３３（図２参照）で負圧に保たれているため、フレキシブル基板２はステージ３に吸着され、ステージ３の移送中、その位置が保たれる。
【００８１】
次に、カメラ６でフレキシブル基板２を上方から撮影する（ステップＳ３２）。撮影された画像はコンピュータ９に送られ、記憶部９５に一時的に格納される。
【００８２】
次に、コンピュータ９の画像認識部９２は、記憶部９５から基板２の撮影画像を読み出し、画像認識用のソフトウェアを用いて画像から円形のアライメント用マーカ２３の画像を抽出すると共に、マーカ２３の中心位置を特定してマーカの位置データを作成する（ステップＳ３３）。
【００８３】
図３（ｂ）に示すように、マーカ２３の各位置は、基板２の左下の頂点を原点とする二次元のｘ−ｙ座標で表される。作成されたマーカの位置データは、一時的に記憶部９５に格納される。なお、画像認識用ソフトウェアを用いてマーカの位置データを作成する方法は周知であるため、ここでは説明を省略する。
【００８４】
次に、演算部９３は、記憶部９５に格納された当初の所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに画像認識部９２で作成された基板変形後のアライメント用マーカの位置データを読み出す（ステップＳ３４）。
【００８５】
続いて演算部９３は、カメラ６で撮影され、画像認識部９２で作成されたマーカの位置データと設計時のマーカの位置データとの紐付けを行う（ステップＳ３５）。
【００８６】
図３（ｂ）に示すように、フレキシブル基板２には、５つのマーカ２３が印刷されている。カメラ６で撮影したマーカの位置データに基づいて描画用パターンの位置データを修正するためには、当初のマーカが基板変形後どの位置に移動したかを判定し、変形前のマーカと変形後のマーカの位置データの紐付けを行う必要がある。
【００８７】
本実施の形態では、変形前（当初）のマーカの位置データと変形後のマーカの位置データの間の距離を算出し、最も近いマーカが変形後のマーカであるとして紐付けを行っている。図３（ａ）（ｂ）から明らかなように、フレキシブル基板２は、左側上部が左方向に変形し、これに伴って左側上部および左側中間部に印刷されたマーカが左方向にずれている。
【００８８】
演算部９３は、変形後の５つのマーカの位置と変形前（当初）の５つのマーカの位置との間の距離を算出し、距離が一番近いマーカ同志の位置データを紐付けている。
【００８９】
次に、当初および変形後のマーカの位置データを用いて、描画用パターンの位置データを修正する（ステップＳ３６）。
【００９０】
図８を参照して、描画用パターンの位置データの修正方法を説明する。図８（ａ）は、基板２が変形する前のアライメント用マーカのうち３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃと所望のパターンの任意の点Ｑとの位置関係を示した図、図８（ｂ）は、基板変形後の３つのマーカＡ〜Ｃと所望のパターンの点Ｑとの位置関係を示した図である。
【００９１】
図８（ａ）に示すように、設計時のアライメント用マーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘa、ｙa）、（ｘb、ｙb）、（ｘc、ｙc）とする。３つのマーカを頂点とする三角形の面積をＳ0、三角形の２つの頂点と所望のパターンの任意の点Ｑ（ｘq、ｙq）で形成される小三角形の面積をｓ01、ｓ02、ｓ03とすると、Ｑ点の位置データ（ｘq、ｙq）は、下記式（１）で求められる。
【００９２】
【数１】
2020131141.tif 000004
ここで、面積Ｓ0、ｓ01、ｓ02、ｓ03は、マーカＡ、Ｂ、Ｃの各点およびＱ点の二次元座標に基づいて算出する。
【００９３】
フレキシブル基板２の変形前の三角形の面積Ｓ0および３つの小三角形の面積ｓ01、ｓ02、ｓ03と、変形後の三角形の面積Ｓ1および３つの小三角形の面積ｓ11、ｓ12、ｓ13との間には、下記式（２）の関係がある。
【００９４】
【数２】
2020131141.tif 000005
【００９５】
そこで、変形後の３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘA、ｙA）、（ｘB、ｙB）、（ｘC、ｙC）としたとき、式（１）および式（２）を用いて変形後のＱ点の位置データ（ｘQ、ｙQ）を求めると、下記式（３）で表される。
【００９６】
【数３】
2020131141.tif 000006
【００９７】
所望のパターンの全ての点の位置データを式（３）に基づいて算出すれば、修正された描画用パターンの位置データが得られる。修正された位置データは、一時的に記憶部９５に格納される。
【００９８】
最後に、制御部９１は、修正済の描画用パターンの位置データを記憶部９５から読み出し、コントローラ８に送信する。コントローラ８は、受信したデータに基づき、インクジェットヘッド７のノズルからインクを吐出して、フレキシブル基板２に所望のパターンを描画する（ステップＳ３７）。
【００９９】
以上説明したように、本発明に係る描画方法によれば、フレキシブル基板の局所的な歪や形状変化に対応して描画用データを修正できるため、基板に形成されたパッドや配線等との高精度な位置合せが可能となり、結果として、設計時に想定した特性の導電性薄膜が得られる。
【０１００】
なお、上述した実施の形態では、長方形のフレキシブル基板２に所望のパターンの導電性薄膜２２を描画する場合について説明したが、フレキシブル基板２の形状や描画の対象は、これらに限定されるものではない。
【０１０１】
例えば、フレキシブル基板２については、図９に記載したような星型に切込みが施され、歪が生じ易い形状については、特に効果を発揮する。更に描画の対象についても、導電性薄膜に限定されず、配線、抵抗体、コンデンサ等の各種機能デバイスの作成に適用できる。
【０１０２】
また上述した実施の形態では、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２を第１、第２のリニアガイド４、５を用いて水平面内で移送したが、ステージ３を固定し、カメラ６およびインクジェットヘッド７を水平面内で移動させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１  描画装置
２  フレキシブル基板
３  ステージ
４、５  リニアガイド
６  カメラ
７  インクジェットヘッド
８  コントローラ
９  コンピュータ
２１  パッド
２２  導電性薄膜
２３  マーカ
３１  ステージ本体
３２  吸着パッド
３３  吸引ポンプ
３４  ヒータ
３５  温度センサ
４０、５０  ガイド本体
４１、５１  案内レール
４２、５２  スライダ
４３、５３  モータ
４４、５４  エンコーダ
７１  ヘッド部
７２  リザーバ
７３  接続部
７４  駆動部
７５  ポンプ
７６  圧力センサ
９１  制御部
９２  画像認識部
９３  演算部
９４  入力・表示部
９５  記憶部
【図１】
2020131141.tif 000009
【図２】
2020131141.tif 000010
【図３】
2020131141.tif 000011
【図４】
2020131141.tif 000012
【図５】
2020131141.tif 000013
【図６】
2020131141.tif 000014
【図７】
2020131141.tif 000015
【図８】
2020131141.tif 000016
【図９】
2020131141.tif 000017