(57)【要約】【課題】ステージと基板との相対位置関係を確保しつつ、インク散布処理とベーキング処理とを並行して行うことで、生産性の向上および微小粒子の固着力強化を図ることを目的とする。【解決手段】基板１に対して処理を行うために基板１を搭載する基板搭載ステージ３０であって、基板１の縁部を搭載して固定する基板固定部３１と、基板固定部３１よりも内側に配置され、基板１を搭載して加熱する基板加熱部３２と、を備え、基板加熱部３１が最も熱膨張したときに基板固定部３１と基板加熱部３２とが接触しないように構成している。基板固定部３１による固定により基板加熱部３２が熱膨張したとしても基板１が位置ずれを起こすことなく、基板加熱部３２の外側には断熱空気層が形成されるため、基板固定部３１を熱から保護できるようになる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して処理を行うために前記基板を搭載する基板搭載ステージであって、
基板の縁部を搭載して固定する基板固定部と、
前記基板固定部よりも内側に配置され、前記基板を搭載して加熱する基板加熱部と、を備え、
前記基板加熱部が最も熱膨張したときに前記基板固定部と前記基板加熱部とが接触しないように構成したことを特徴とする基板搭載ステージ。
【請求項２】
前記基板加熱部と前記基板固定部との間に前記基板加熱部の熱を遮断する断熱材を備え、前記基板加熱部が最も熱膨張したときに、熱膨張した前記基板加熱部と前記断熱材とが接触しないように構成したことを特徴とする請求項１記載の基板搭載ステージ。
【請求項３】
前記基板固定部は額縁状の形状をした枠体により構成され、前記枠体の複数箇所に前記基板を真空吸着して固定する吸着部を設けたことを特徴とする請求項１記載の基板搭載ステージ。
【請求項４】
前記基板のうち加熱対象となる加熱領域を前記基板加熱部に搭載し、前記加熱領域以外の非加熱領域を前記基板固定部に搭載して前記基板を固定することを特徴とする請求項３記載の基板搭載ステージ。
【請求項５】
前記基板加熱部と前記基板固定部とを複数の支柱により支持する台座と、
前記台座を搭載して移動する移動手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の基板搭載ステージ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の基板搭載ステージを備える液体散布装置であって、
前記基板に向けて微小粒子を混在させた液体を噴射する液体噴射部と、
前記液体噴射部と前記基板搭載ステージとを相対移動させる相対移動手段と、
前記基板搭載ステージの前記基板加熱部により前記基板を加熱した状態で、前記基板に向けて前記液体噴射部が前記液体を噴射するように制御を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする液体散布装置。
【請求項７】
請求項６記載の液体散布装置を備えたことを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造装置。
【請求項８】
請求項７記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
【請求項９】
請求項６記載の液体散布装置を備えたことを特徴とする太陽電池パネルの製造装置。
【請求項１０】
請求項９記載の太陽電池パネルの製造装置により製造されたことを特徴とする太陽電池パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス薄板等の基板を搭載する基板搭載ステージ、フラットパネルディスプレイの製造装置、フラットパネルディスプレイ、太陽電池パネルの製造装置および太陽電池パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイとしての液晶ディスプレイは、ガラス等の透明薄板からなるＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを接合したものから構成され、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との間にセルギャップと呼ばれる微小な間隙を形成している。セルギャップは複数のスペーサビーズの凝集体からなるスペーサにより確保され、この空間に液晶が封入される。スペーサは粒径が３〜５μｍ程度の球状とした微小粒子からなり、ＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板の何れか一方に多数分散した配置を行う。
【０００３】
スペーサをＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板に分散配置するために、微小粒子のスペーサビーズを溶剤に均一に分散させた液体からなるスペーサインクを用いて、ブラックマトリクス領域にスペーサインクを着弾させるようにして散布している。スペーサインクの散布にはインクジェットヘッドが用いられ、基板を１方向に移動させている間に上部に配置したインクジェットヘッドからスペーサインクを散布するようにしている。基板の移動速度とスペーサインクの噴射タイミングとを調整することにより、スペーサインクが基板上の所定箇所に着弾する。
【０００４】
太陽電池パネルは、パネルセル内の発電電気を外部へ取り出すための金属配線や金属膜、太陽光を電気に変換するためのシリコン膜、ＩＴＯ（透明電極膜）等をガラス基板上に形成する。このために、前記のインクジェットヘッドを用いて、ナノ単位の金属粒子を混在させたインクを基板に向けて散布して、金属膜の形成や金属配線の描画等を行うようにしている。
【０００５】
フラットパネルディスプレイにしろ、太陽電池パネルにしろ、インクジェットヘッドから基板に向けてインクを散布した後に、着弾したインクを確実に基板に固着させなければならない。このため、基板にインクを散布する処理（インク散布処理）を行った後には、基板を加熱して着弾したインク中の溶媒成分を蒸発させて乾燥させる処理（ベーキング処理）が行われる。インク散布処理を行った後にベーキング処理を行う技術が例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１では、有機ＥＬディスプレイを製造する製造装置において、インクジェットにより有機ＥＬ液を塗布する有機ＥＬ塗布ユニットと加熱処理を行う有機ＥＬベークユニットとを設けており、有機ＥＬ液の塗布と加熱処理とを行っている。
【特許文献１】特開２００４−１１１０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクジェットヘッドによる基板に対するインク散布処理は極めて高い精度をもって行われなければならない。例えば、スペーサビーズは基板上のブラックマトリクス領域に限定的に配置しなければならず、ミクロンオーダーの着弾精度が要求される。太陽電池パネルにおける金属膜や金属配線の形成においても同様に極めて高い着弾精度が要求される。インク散布処理は、基板を搭載したステージを移動させている間に上部に配置したインクジェットヘッドからインクを噴射することにより行われることは前述したとおりである。従って、高い着弾精度を確保するためには、インクジェットヘッドと基板との相対位置関係は極めて高い精度をもって位置合わせがされていなくてはならない。
【０００７】
基板を搭載するステージにはアルミニウム等の軽量金属が用いられる。生産性の向上を図るために、ステージの移動速度の高速化が要求されているため、ステージの素材に軽量金属を用いることで移動速度の高速化を図っている。そして、インクジェットヘッドと基板との相対位置関係を確保するためには、基板とステージとの間の位置関係を厳格に維持しなければならないが、ステージを高速移動させると慣性モーメントにより位置ずれを起こしやすくなる。このため、ステージの素材に軽量金属を用いることで、慣性モーメントを低減させている。一方で、ベーキング処理はベークユニット等の専用のベーキング槽（高温槽）内部において加熱処理がされる。ベーキング処理は高温（例えば、１００℃以上）で基板に対して加熱を行っていくため、基板をアルミニウム等の軽量金属に搭載したまま加熱を行うと、熱膨張によるステージの変形により位置精度が大きく低下する。特に、アルミニウム等の軽量金属は熱膨張率および熱伝導率が高いため、高温状態の雰囲気下では熱膨張によって大きくステージが変形する。
【０００８】
前述したように、ステージに搭載される基板とインクジェットヘッドとの相対位置関係は極めて厳格にしなければならず、熱膨張によってステージが変形されないようにしなければならない。このため、ステージに基板を搭載した状態でベーキング処理を行うことはできず、インク散布処理を完了した基板をステージから取り出して、別個独立の専用のベーキング槽に移載してベーキング処理を行うようにしている。つまり、特許文献１のように、塗布ユニットとベークユニットとを別個独立のユニットとして配置し、塗布ユニットによる塗布工程の終了後に、ロボットによりベークユニットに移載してベーキング処理を行うようにしている。
【０００９】
ただし、ユニット間を移載するような技術の場合には、塗布ユニットからの搬出、ロボットによる移載、ベークユニットへの搬入、といった一連の動作を要し、動作時間が長くなる。近年では、フラットパネルディスプレイや太陽電池パネルの生産性の向上は必須の要請であり、前記の一連の動作によるタイムロスにより生産性の低下を招いている。また、インクに混在させているビーズや金属粒子等の微小粒子は基板上に着弾後直ちに溶媒成分を蒸発させることで強力な固着力を発揮し、加熱を行う時間が遅くなるほど固着力が弱化する。従って、前記のインク散布処理が終了してからベーキング処理が開始されるまでの間のタイムロスにより微小粒子の固着力の弱化を招来する。
【００１０】
そこで、本発明は、ステージと基板との相対位置関係を確保しつつ、インク散布処理とベーキング処理とを並行して行うことで、生産性の向上および微小粒子の固着力強化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するため、本発明の請求項１の基板搭載ステージは、基板に対して処理を行うために前記基板を搭載する基板搭載ステージであって、基板の縁部を搭載して固定する基板固定部と、前記基板固定部よりも内側に配置され、前記基板を搭載して加熱する基板加熱部と、を備え、前記基板加熱部が最も熱膨張したときに前記基板固定部と前記基板加熱部とが接触しないように構成したことを特徴とする。
【００１２】
この基板搭載ステージによれば、基板搭載ステージは基板固定部と基板加熱部とにより構成されており、基板固定部が基板の縁部を搭載して固定することで基板位置を固定している。基板固定部の内側に設けている基板加熱部は基板を搭載して加熱しているが、基板の縁部は基板固定部により固定されているため、基板加熱部が熱膨張したとしても基板の位置ずれは起こらない。基板加熱部が最も熱膨張したとしても基板固定部とは接触しない位置関係になっているため、基板固定部と基板加熱部との間には断熱空気層が形成され、基板固定部を熱から保護することができ、基板固定部が熱膨張しないようにすることができる。
【００１３】
本発明の請求項２の基板搭載ステージは、請求項１記載の基板搭載ステージにおいて、前記基板加熱部と前記基板固定部との間に前記基板加熱部の熱を遮断する断熱材を備え、前記基板加熱部が最も熱膨張したときに、熱膨張した前記基板加熱部と前記断熱材とが接触しないように構成したことを特徴とする。
【００１４】
この基板搭載ステージによれば、基板加熱部と基板固定部との間に断熱材を設けることで、断熱空気層と断熱材と二重の断熱手段により基板固定部を熱から確実に保護することができるようになる。
【００１５】
本発明の請求項３の基板搭載ステージは、請求項１記載の基板搭載ステージにおいて、前記基板固定部は額縁状の形状をした枠体により構成され、前記枠体の複数箇所に前記基板を真空吸着して固定する吸着部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
この基板搭載ステージによれば、額縁状の枠体の基板固定部に基板の周縁を搭載して基板を固定しているため、安定した状態で基板を搭載でき、この状態で吸着部により基板の位置を固定できるようになる。
【００１７】
本発明の請求項４の基板搭載ステージは、請求項３記載の基板搭載ステージにおいて、前記基板のうち加熱対象となる加熱領域を前記基板加熱部に搭載し、前記加熱領域以外の非加熱領域を前記基板固定部に搭載して前記基板を固定することを特徴とする。
【００１８】
この基板搭載ステージによれば、基板の加熱領域を基板加熱部に搭載し、非加熱領域を基板固定部に搭載して固定している。基板搭載ステージに搭載される基板は、周縁部分以外の領域に加熱処理が行われ、周縁部分の領域には加熱処理を行わないようにするものが適用される。このため、加熱領域を基板加熱部に搭載し、非加熱領域を基板固定部に搭載することで、非加熱領域を基板加熱部の熱から保護することができるようになる。
【００１９】
本発明の請求項５の基板搭載ステージは、請求項１記載の基板搭載ステージにおいて、前記基板加熱部と前記基板固定部とを複数の支柱により支持する台座と、前記台座を搭載して移動する移動手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この基板搭載ステージによれば、台座により固定された基板加熱部と基板固定部とを移動させることができ、基板加熱部により移動しながら基板の加熱を行うことができるようになる。
【００２１】
本発明の請求項６の液体散布装置は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の基板搭載ステージを備える液体散布装置であって、前記基板に向けて微小粒子を混在させた液体を噴射する液体噴射部と、前記液体噴射部と前記基板搭載ステージとを相対移動させる相対移動手段と、前記基板搭載ステージの前記基板加熱部により前記基板を加熱した状態で、前記基板に向けて前記液体噴射部が前記液体を噴射するように制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この液体散布装置によれば、基板を加熱した状態で微小粒子を混在させた液体を基板に散布することができるため、基板に着弾した後の液体を瞬時に乾燥させることができるようになる。つまり、液体を散布する処理とベーキング処理とを並列して行うことができるため、生産性が飛躍的に向上するようになる。
【００２３】
本発明の請求項７のフラットパネルディスプレイの製造装置は、請求項６記載の液体散布装置を備えたことを特徴とする。また、本発明の請求項８のフラットパネルディスプレイは、請求項７記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたことを特徴とする。
【００２４】
前述した基板搭載ステージを用いている液体噴射装置をフラットパネルディスプレイの製造装置に適用できる。この場合には、液体にはスペーサビーズを混在させたインクになる。フラットパネルディスプレイとしては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等を適用することができる。
【００２５】
本発明の請求項９の太陽電池パネルの製造装置は、請求項６記載の液体散布装置を備えたことを特徴とする。また、本発明の請求項１０の太陽電池パネルは、請求項９記載の太陽電池パネルの製造装置により製造されたことを特徴とする。
【００２６】
前述した基板搭載ステージを用いている液体噴射装置を太陽電池パネルの製造装置に適用できる。この場合には、インクにはナノ単位の金属粒子を混在させて液体噴射手段から噴射させて加熱を行うことにより、基板上に固着される金属粒子は金属配線や金属膜等を形成する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、基板搭載ステージを基板固定部と基板加熱部とにより構成して、基板加熱部が加熱により熱膨張をしたとしても、基板加熱部の外側に配置した基板固定部が基板の縁部を固定していることから、位置ずれを起こすことがない。また、基板加熱部が最も熱膨張をしたとしても基板固定部とは接触しないことから、基板加熱部と基板固定部との間には断熱空気層が形成され、熱を遮断する効果を発揮し、基板固定部に熱によるダメージは与えられない。これにより、基板搭載ステージにより加熱しながらインクを散布することができるため、インク散布処理とベーキング処理とを並行して行うことができ、飛躍的に生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下において、本発明の基板搭載ステージを液晶ディスプレイの製造装置に適用した例を示しているが、例えば有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等の任意のフラットパネルディスプレイの製造装置に適用することができる。また、フラットパネルディスプレイ以外の任意の装置、例えば太陽電池パネルの製造装置や露光装置、レーザスクライブ装置等にも本発明の基板搭載ステージを適用することができる。
【００２９】
図１は、液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板（以下、基板１とする）の一部を示している。基板１はガラス等を素材とする透明性の薄板であり、基板１は画素領域２とブラックマトリクス領域３とを有して構成されている。画素領域２はＲＧＢの各色の画素を構成する領域であり、画素領域２の間はブラックマトリクス領域３により区画形成されている。ブラックマトリクス領域３にはスペーサ４が格子状に均一に散布され、スペーサ４によりカラーフィルタ基板とＴＦＴ基板とが接続されたときに、所定間隔のセルギャップを形成する。そして、スペーサ４により形成される両基板の隙間に液晶を封入することにより液晶パネルが構成される。基板１はＴＦＴ回路が形成されたＴＦＴ基板を適用してもよく、ＴＦＴ基板にスペーサ４を形成するものであってもよい。
【００３０】
スペーサ４を基板１に形成するために液体散布装置を用いる。液体散布装置は、微小粒子を均一に分散させた微小量の液体（インク）を基板に向けて噴射して着弾させる装置である。ここでは、カラーフィルタとしての基板１にスペーサ４を形成するために、液体散布装置は微小粒子のスペーサ４をスペーサビーズとして混在させたインクを噴射するインクジェット装置であるものとする。太陽電池パネルの製造装置に適用した場合には、液体散布装置は、ナノ単位の金属粒子が混在されたインクを噴射するインクジェット装置になる。以下、スペーサ４を混在させたインクを噴射するインクジェット装置について説明する。
【００３１】
図２を用いてインクジェット装置１０について説明する。インクジェット装置１０はベース１１の上に設置されており、移動テーブル１２とリニアモータ手段１３とＸ軸ガイド１４とガントリ１５とインクジェット機構１６とを備えて概略構成している。インクジェット機構１６は、ヘッドブロック１７とヘッドスライド機構１８とヘッド上下機構１９とヘッドシフト機構２０とヘッド回転機構２１とを備えて概略構成している。移動テーブル１２には基板１を搭載する基板搭載ステージ３０が取り付けられている。
【００３２】
ベース１１はインクジェット装置１０を設置するためのベースになる。移動テーブル１２は基板１を１方向（図２ではＸ方向）に移動させるための移動部材であり、前段の工程を経た基板１をインクジェット装置１０がインク散布処理を行う位置にまで搬入し、処理後に後続の工程に向けて基板１を搬出する。リニアモータ手段１３は移動テーブル１２の下部に取り付けられており、移動テーブル１２を移動させる駆動部である。このため、リニアモータ手段１３は固定子２３と可動子２４とを備える構成となっている。固定子２３は超電導コイルにより構成されており、コイルに流れる電流により磁界を発生させ、可動子２４の移動方向、つまり図２のＸ方向に向けて直線的に延在させている。可動子２４はエンコーダ付きのモータであり、超電導磁石を搭載している。固定子２３に発生した磁界と可動子２４の超電導磁石とにより、可動子２４が推進して固定子２３に沿って移動する。
【００３３】
ベース１１にはＸ軸ガイド１４を設置している。Ｘ軸ガイド１４は移動テーブルの移動方向をガイドするガイドレールである。移動テーブル１２の下部に固着された可動子２４が推進することにより、移動テーブル１２はＸ軸ガイド１４にガイドされてＸ軸方向に移動する。なお、移動テーブル１２を移動させる手段としては、リニアモータ手段１３以外の任意の手段、例えばボールネジ手段等により移動させるものであってもよい。
【００３４】
ベース１１の上部には移動テーブル１２を跨ぐようにして設けた門型のガントリ１５が設置されている。ガントリ１５にはインクジェット機構１６が装着されており、インクジェット機構１６はガントリ１５のガイドレールに沿って図２のＹ方向に移動する。インクジェット機構１６にはヘッドブロック１７が備えられており、ヘッドブロック１７には実際にインクを噴射するインクジェットヘッド２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ（総称してインクジェットヘッド２２とする）が装着されている。なお、ヘッドブロック１７に装着されるインクジェットヘッド２２の個数は任意に設定することができる。インクジェットヘッド２２の下面にはインクの噴射口になる多数のノズル孔が等しいピッチ間隔で１列或いは複数列に配列されている。各ノズル孔の孔径は極めて小さいものであり、１つのノズル孔からはごく微量のインクが噴射される。インクジェットヘッド２２にはスペーサ４を均一に分散させて混在させたインクが充填されており、例えば圧電素子等により各ノズル孔から一斉にインクが噴射されるようになっている。
【００３５】
インクジェット機構１６のヘッドスライド機構１８はガントリ１５に沿ってインクジェット機構１６の全体をＹ方向に移動させる機構である。ヘッド上下機構１９はＺ方向（ＸおよびＹ方向に直交する方向：基板１に対して近接・離間させる方向）にヘッドブロック１７を昇降させる機構である。ヘッドシフト機構２０は図２のＸ方向にインクジェット機構１６を微小に移動させる機構である。ヘッド回転機構２１は、ヘッドブロック１７を任意の角度で回転（回転方向をθとする）させる機構になる。以上の各機構により、インクジェット機構１６の位置をＸ、Ｙ、Ｚ、θの各方向に位置調整が可能になる。
【００３６】
インクジェット装置１０の各機構は制御部としての制御装置４１に接続され、この制御装置４１の制御により動作を行う。制御装置４１はコンピュータ４２に接続されており、コンピュータ４２により制御装置４１の動作内容の設定や変更等を行うことができるようになっている。例えば、インクジェットヘッド２２のインク噴射制御や動作制御、リニアモータ手段１３の動作制御等は制御装置４１により行われる。そして、後述するように、基板搭載ステージ３０の加熱処理の制御も制御装置４１が行う。
【００３７】
図３および図４を用いて、基板搭載ステージ３０について説明する。基板搭載ステージ３０は移動テーブル１２に固定的に取り付けられており、基板１を搭載するステージとしての機能を発揮するが、同時に基板１を加熱する機能も発揮する。このために、基板搭載ステージ３０は、基板固定部３１と基板加熱部３２と断熱材３３と台座３４とを備えて概略構成している。
【００３８】
基板固定部３１は額縁状の形状をした金属製の枠体であり、その周囲のサイズは基板１よりも大きく構成している（同じ程度であってもよい）。基板固定部３１は基板１の周縁部を搭載しており、複数箇所に吸着部３５を設けている。吸着部３５は基板１を下方から真空吸着する手段であり、真空吸着を行うことにより、基板１の位置が固定される。吸着部３５は基板固定部３１に等間隔で配列されており、その配列間隔は短く設定される。基板固定部３１を額縁状にして基板１の外側の周縁部を搭載していることで、基板１を安定的に搭載することができ、且つ基板固定部３１に複数の吸着部３５を設けていることで、基板１の周縁部を確実に固定できる。これにより、位置ずれを起こすことなく極めて安定した状態で基板１を固定できる。
【００３９】
基板固定部３１の素材としては軽量金属であるアルミニウムを用いる。基板固定部３１は移動テーブル１２により移動されるため、移動時に慣性モーメントが作用するが、中心から離れた場所に位置している基板固定部３１を軽量化することで、慣性モーメントを小さくすることができる。慣性モーメントを小さくすることで、移動テーブル１２が移動したときに基板１の相対位置関係を維持することができる。なお、基板固定部３１の素材は軽量金属であれば、アルミニウム以外の素材を用いるものであってもよい。
【００４０】
基板固定部３１の複数箇所に設けられる吸着部３５が真空吸着を行うために、基板固定部３１の内部に吸引通路３６を配設し、図示しない真空ポンプに接続配管３６Ａを介して吸引通路３６に接続する。吸引通路３６を配設するために、基板固定部３１を断面が略凹形状のベース３７の上部に天板３８を取り付けて、ベース３７と天板３８とにより密閉空間の吸引通路３６を形成する。そして、天板３８に貫通孔を形成して、これを吸着部３５とする。図示しない真空ポンプを作動させることにより、吸引通路３６を経由して吸着部３５から真空吸着による吸着力を作用させることができ、基板１を固定できる。勿論、図３に示したような構成以外の手段により基板１を真空吸着するものであってもよい。
【００４１】
基板固定部３１に囲われた内側に基板加熱部３２が設けられている。基板加熱部３２は基板１を加熱するための平板状のホットプレートであり、基板１の中央部は基板加熱部３２に搭載される。基板加熱部３２は基板１の搭載部位に対して加熱を行う。基板加熱部３２は図示しないヒータ等の熱源を備えており、制御装置４１の制御により加熱制御がなされる。基板加熱部３２の素材としては鉄やセラミック等の金属を用いる。従って、基板加熱部３２は基板１の搭載および加熱の２つの役割を果たすことになる。特に、近年の液晶ディスプレイパネルは大型化の傾向にあり、基板１は大型サイズ（例えば２．５ｍ×３．０ｍ）になるが、その厚みは極めて薄いもの（０．７ｍｍ程度）になる。このため、基板１の周縁部を基板固定部３１により搭載し、基板１の中央部を基板加熱部３２により搭載することで、基板１の殆どの部位が基板固定部３１と基板加熱部３２とにより搭載されるため、基板１は安定して搭載された状態になる。
【００４２】
基板固定部３１の内周側には断熱材３３を取り付けている。断熱材３３は耐熱ウレタンや耐熱煉瓦等の断熱性の高い部材であり、基板加熱部３２の熱を遮断するために設けている。断熱材３３は基板加熱部３２の熱から基板固定部３１を保護するために設けているものであり、基板固定部３１と基板加熱部３２との間に設けられていればよく、基板固定部３１の内側に直接取り付けられなくてもよい。ただし、断熱材３３を独立して基板固定部３１と基板加熱部３２との間に配置するためには、断熱材３３を支持する機構が必要になること等から、基板固定部３１の内周側に取り付けられることが望ましい。基板固定部３１を保護する観点から、基板固定部３１の内周側の全面に断熱材３３を取り付けることが望ましく、このため断熱材３３も額縁状の形状をしている。
【００４３】
基板加熱部３２は高温で加熱される。これは、基板１を高温（例えば、２５０℃程度）で加熱して迅速にインク中の溶媒成分を蒸発させて乾燥させるためである。基板加熱部３２は金属製のホットプレートであるため、加熱（特に高温で加熱）することにより全体が熱膨張する。このため、常温状態のサイズと加熱時のサイズとは異なる。図５は、最も熱膨張したときの基板加熱部３２を示しているが、最も熱膨張したときの基板加熱部３２のサイズよりも断熱材３３の内周側のサイズが大きくなるように基板固定部３１および断熱材３３を構成している。
【００４４】
これにより、基板加熱部３２が加熱により熱膨張をしたとしても、基板加熱部３２と断熱材３３との間には所定の間隙が形成され、両者が接触することはない。基板加熱部３２と断熱材３３との間に形成される間隙（空気層）は、基板加熱部３２の熱を断熱材３３に伝達させない役割を果たし、従って断熱空気層となる。つまり、基板固定部３１と基板加熱部３２との間には断熱材３３および断熱空気層の２つの断熱手段が形成されることになることから、基板加熱部３２の熱を確実に遮断できるようになる。これにより、基板固定部３１に熱が伝達されることによる熱膨張を起こさないようにすることができる。
【００４５】
このため、基板加熱部３２と基板固定部３１とは別個独立の部材として設ける必要がある。基板固定部３１と基板加熱部３２とは台座３４に設けた支柱３９によって支持される。基板固定部３１と基板加熱部３２とを安定的に支持する必要があることから、基板固定部３１と基板加熱部３２とは多くの支柱３９により支持されることが望ましいため、台座３４には多数の支柱３９を設けるようにする。
【００４６】
以上の構成における動作について説明する。図２において、前段の工程を経た基板１が移動テーブル１２に設置されている基板搭載ステージ３０に搭載される。基板搭載ステージ３０に基板１を搭載するときには、ステージとの相対位置関係を厳格にすべく高精度にアライメントを行う。例えば基板搭載ステージ３０の基板固定部３１の四隅にアライメントマークを形成しておき、各アライメントマークを基準にしてステージと基板１との間の位置合わせを高精度に行う。これにより、基板搭載ステージ３０と基板１との相対位置関係が厳格になる。基板１のアライメントが完了した後に制御装置４１は図示しない真空ポンプを作動させることにより、各吸着部３５が真空吸着を行う。これにより、基板１の周縁部は真空吸着されて固定されるため、強固に固定された状態を維持する。
【００４７】
次に、制御装置４１は、基板１を固定した状態で、基板加熱部３２の熱源を作動させて高温加熱を行う。基板加熱部３２の熱は基板１に伝達されて、基板１の全体に熱が伝達されて温度が上昇する。そして、基板１が加熱された状態で、制御装置４１はリニアモータ手段１３の可動子２４を制御して、移動テーブル１２を移動させ、基板搭載ステージ３０に搭載されている基板１をインクジェット装置１０に搬入する。
【００４８】
インクジェット装置１０に基板１が搬入された後に、制御装置４１はインクジェット機構１６を駆動して、インクジェットヘッド２２の位置をＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向に移動して、インクジェットヘッド２２と基板搭載ステージ３０との間の位置関係を合わせた状態で、基板１に向けてインクジェットヘッド２２からインクを噴射する。インクジェットヘッド２２からのインクの噴射タイミングを間欠噴射に制御し、また可動子２４の推進タイミングを微小ピッチの間欠移動とすることで、基板１のブラックマトリクス領域３に対して限定的にインクを着弾させることができる。なお、太陽電池パネルにおける金属膜や金属配線の形成においては、インクを連続的に着弾させることから、インクの噴射タイミングと可動子２４の移動タイミングとは連続的なものにする。
【００４９】
インクが着弾したときには、既に基板１は高温に加熱されている。従って、基板１に着弾したインクは直ちに溶媒成分が蒸発して乾燥し、混在させている微小粒子であるスペーサ４が僅かな時間で基板１に固着する。インクジェットヘッド２２からはインクが間欠的に噴射され、基板１は間欠的に移動することから、次々にインクが基板１に着弾し、着弾したインクに混在させているスペーサ４は直ちに基板１に固着する。着弾したインクが瞬時に乾燥することで、スペーサ４は強力に基板１に固着することになる。
【００５０】
従って、インク散布処理（基板１に対してインクを散布していく処理）を行うのに並行してベーキング処理（加熱によりインクを乾燥させる処理）を行うことができるようになる。基板搭載ステージ３０に基板１を加熱する機構を搭載しているため、基板１の搬出（インクジェット装置１０からの搬出）、移載（インクジェット装置１０からベーキング槽への移載）、搬入（ベーキング槽への搬入）といった一連の工程が不要になり、大幅に処理工程が短縮化し、生産性が飛躍的に向上する。また、専用のベーキング槽が不要になるため、装置構成も簡略化する。そして、基板１にインクが着弾した後に瞬時に乾燥するため、スペーサ４を基板１に強力に固着できるようになる。
【００５１】
以上のインク散布処理（基板１に対してインクを散布していく処理）を基板１の全面に対して行う。図２に示した例では、基板１をＸ方向に移動しながらインクを散布することで、Ｙ方向における半分の領域に対してインクを着弾させることができる。このため、残りの半分の領域にインクを着弾させるために、基板１をＸ方向に往復動作させる制御を行うことで、基板１の全面に対してインクを着弾させることができる。そして、基板１の全面にインクを着弾させた後に、後続の工程に向けて移動テーブル１２を搬出する。
【００５２】
ところで、前述したように、加熱により基板加熱部３２が熱膨張をする。基板加熱部３２は基板１を搭載している部位であり、基板加熱部３２が熱膨張をすることにより、基板１には位置ずれを起こす力が作用する。本発明の基板搭載ステージ３０は基板１の周縁部を吸着部３５により強固に固定しているため、基板１の安定状態は極めて良好なものになる。しかも、基板固定部３１は基板加熱部３２の外側に配置されており、内側の基板加熱部３２が熱膨張を起こすことにより基板１の中央部に位置ずれを起こす力が作用したとしても、基板１の周縁部が安定して固定された状態になっているため、位置ずれを起こすことはない。
【００５３】
基板固定部３１は厳格な相対位置関係を維持して固定しており、基板固定部３１自身が熱膨張を起こすと、基板１が位置ずれを起こして、相対位置関係の精度が失われる。このため、基板加熱部３２が熱膨張したときの最大サイズよりも断熱材３３の内周側のサイズを大きく構成し、基板加熱部３２と断熱材３３との間に断熱空気層を形成している。これにより、基板固定部３１と基板加熱部３２との間には二重の断熱手段である断熱材３３と断熱空気層とが形成され、基板加熱部３２の熱を確実に遮断するようにしている。これにより、基板固定部３１が熱膨張を起こすことはなくなる。
【００５４】
また、断熱空気層により断熱材３３自体も基板加熱部３２から保護されていることから、断熱材３３に対する熱のダメージを抑制でき、耐久性が低下することもない。一方、基板加熱部３２が他の部材と接触を行うと、基板加熱部３２の熱が失われて基板１の加熱効率が低下するが、基板加熱部３２の外側は断熱空気層となっているため、基板加熱部３２の熱が失われることもなく、基板１の加熱効率が低下することもない。
【００５５】
以上説明したように、本発明の基板搭載ステージ３０は、基板固定部３１により基板１の周縁部を真空吸着により固定させて、基板加熱部３２により基板１を加熱している。これにより、インク散布処理とベーキング処理とを並行して行えることから著しく生産性の向上を図ることができ、また装置構成を大幅に簡略化できる。また、基板１に着弾後インクが直ちに乾燥することから、スペーサ４の固着強度を強力にすることができるようになる。
【００５６】
ところで、基板１には加熱を行う加熱領域と加熱を行わない非加熱領域とがある。図１に示すカラーフィルタとしての基板１であれば、この基板１に多数形成されるスペーサ４のうち最も外側に位置するスペーサ４よりもさらに外周側の領域は加熱を行わない非加熱領域になり、その内周側が加熱領域になる。そこで、非加熱領域を基板固定部３１に搭載して固定し、加熱領域を基板加熱部３２に搭載するようにする。これにより、基板１のうち加熱の必要のある領域に限定して加熱を行うことができるようになる。
【００５７】
また、前述したように、基板１としてはＴＦＴ回路が形成されたＴＦＴ基板を適用できる。ＴＦＴ基板の周縁部には液晶を駆動するための電子回路部品が搭載され、この周縁部の領域には信号配線が多数形成されており、この領域を加熱することは望ましくない。そこで、信号配線が形成されている周辺部の領域を非加熱領域として基板固定部３１に搭載して固定して、それよりも内側の加熱領域に限定して加熱を行うことにより、信号配線が形成されている領域を保護することができるようになる。
【００５８】
また、図４の例では、基板固定部３１を額縁状に形成しているが、これに限定されず、基板１を固定保持できれば任意の形状を採用できる。例えば、基板１の４辺の全ての周縁部を基板固定部３１により固定するのではなく、基板１の３辺ないしは相対する２辺といった縁部を搭載して固定するように基板固定部３１を構成してもよい。この場合には、基板固定部３１は基板１の固定する縁部に対応する形状を採用する。ただし、基板１を固定する辺が少ない場合には安定性に欠けるため、基板１の４辺の全ての周縁部を搭載して固定することが望ましい。
【００５９】
また、基板搭載ステージ３０は露光装置に対しても適用できる。例えば、ＴＦＴ基板においては、基板上に所定のＴＦＴの回路パターンを形成するために、レジストの塗布および露光の処理がされる。露光処理もステージ上に基板を搭載して行うが、基板搭載ステージ３０に基板１を搭載して加熱しながら露光を行うことで、露光時間を短縮できるという効果を奏する。
【００６０】
同様に、レーザスクライブ装置に対しても本発明の基板搭載ステージ３０を適用できる。例えば、太陽電池パネルにおいては、基板上に金属膜（透明電極膜）を形成した後に、これを複数の領域に分割するために透明電極膜に対して溝を形成するスクライブ処理が行われる。スクライブ処理は、基板上に形成されている透明電極膜に対してレーザを照射して、金属膜の一部を削り取る処理になる。このスクライブ処理も基板をステージに搭載して行なうことになる。そこで、本発明の基板搭載ステージ３０に基板１を搭載して加熱しながらスクライブ処理を行うことで、短時間で且つ綺麗にスクライブ処理を施すことができるようになる。
【００６１】
前述した実施形態では、基板搭載ステージ３０により基板１を加熱しながらインクの噴射を行うことによりスペーサ４の固着力を強力なものにしているが、その他にも例えばインク（液体）の重ね塗りを行うときに、高い効果を発揮する。例えば、太陽電池パネルにおいては、基板上に形成される金属配線にある程度の高さが必要になる。この場合、ナノ単位の金属粒子が混在しているインクを基板１上に散布した後に、再度同一箇所にインクを散布して重ね塗りを行う。これにより、基板１上の金属配線の高さを確保することができるようになる。図２のインクジェット装置１０の場合には、移動テーブル１２を往復動作させることにより同一箇所にインクを散布することが出来るようになる。
【００６２】
このとき、金属粒子を混在させている液体は、基板に着弾した後に徐々に広がっていき着弾直後の高さが失われていく。そこで、基板搭載ステージにより加熱しながら液体を固着させていくことで、インクの高さが失われる前に金属粒子を固着させることができる。そして、同一箇所に再度液体を着弾させて即時に固着させるようにすることで、金属粒子の高さ（つまり金属配線の高さ）を十分に確保できるようになる。
【００６３】
この重ね塗りを行うときには、インク散布処理とベーキング処理とを繰り返し行わなければならない。本発明の基板搭載ステージ３０は、インク散布処理とベーキング処理とを並行して行うことができるため、インクジェット装置１０とベーキング槽との間を往復動作させる必要がなく、飛躍的に工程を簡略化できるようになる。
【００６４】
また、前述した実施形態では、断熱材３３を設けているが、基板加熱部３２の外側には断熱空気層が設けられているため、断熱材３３は必ずしも設けられていなくてもよい。断熱空気層により基板固定部３１を保護する効果が得られるためである。ただし、基板固定部３１は基板１の位置関係を保証する機能を果たしているため、断熱空気層と断熱材３３との二重の断熱効果により確実に基板固定部３１を熱から保護することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】カラーフィルタ基板の構成の一例を示した図である。
【図２】インクジェット装置の概略構成図である。
【図３】基板搭載ステージが常温状態のときの断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】基板搭載ステージが熱膨張したときの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    基板                    １０    インクジェット装置
３０    基板搭載ステージ            ３１    基板固定部
３２    基板加熱部                ３３    断熱材
３５    吸着部                    ４１    制御装置
【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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