(57)【要約】【課題】液滴の着弾位置のズレ及び着弾面積のバラツキを防止することができる液滴噴射塗布装置を提供する。【解決手段】液滴噴射塗布装置１において、塗布対象物２の表面に形成された撥水膜に向けて、撥水膜を除去する光を点状に照射する照射部Ｈ１と、撥水膜が除去されて点状に露出する塗布対象物２の表面である複数の親水領域に向けて液滴を噴射する液滴噴射ヘッドＨ２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布対象物の表面に形成された撥水膜に向けて、前記撥水膜を除去する光を点状に照射する照射部と、
前記撥水膜が除去されて点状に露出する前記塗布対象物の表面である複数の親水領域に向けて液滴を噴射する液滴噴射ヘッドと、
を備えることを特徴とする液滴噴射塗布装置。
【請求項２】
前記照射部により前記光が照射される照射位置及び前記液滴噴射ヘッドにより前記液滴が噴射される塗布位置を前記塗布対象物が通過するように、前記照射部及び前記液滴噴射ヘッドと、前記塗布対象物とを相対移動させる移動機構を備えることを特徴とする請求項１記載の液滴噴射塗布装置。
【請求項３】
前記照射部は、前記撥水膜の表面に円形の点状に前記光を集光する光学系を具備していることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴噴射塗布装置。
【請求項４】
前記照射部は、
前記光としてレーザ光を間欠出射するレーザ光源と、
出射された前記レーザ光を拡大するビーム拡大器と、
前記レーザ光源の間欠動作と同期し、拡大された前記レーザ光を偏向して走査する偏向走査器と、
走査された前記レーザ光を前記撥水膜上に集光する集光レンズと、
を具備していることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴噴射塗布装置。
【請求項５】
塗布対象物の表面に形成された撥水膜に向けて、前記撥水膜を除去する光を点状に照射する工程と、
前記撥水膜が除去されて点状に露出する前記塗布対象物の表面である複数の親水領域に向けて液滴を噴射する工程と、
を有する塗布体の製造方法。
【請求項６】
前記照射する工程では、前記塗布対象物を移動させながら前記光を照射し、
前記噴射する工程では、前記塗布対象物を移動させながら前記液滴を噴射することを特徴とする請求項５記載の塗布体の製造方法。
【請求項７】
前記照射する工程では、前記撥水膜の表面に円形の点状に前記光を集光する光学系により前記撥水膜の表面に前記光を点状に照射することを特徴とする請求項５又は６記載の塗布体の製造方法。
【請求項８】
前記照射する工程では、前記光としてレーザ光を間欠出射し、出射した前記レーザ光を拡大し、前記レーザ光の間欠動作と同期させ、拡大した前記レーザ光を偏向して走査し、走査した前記レーザ光を前記撥水膜上に集光することによって前記撥水膜の表面に前記光を点状に照射することを特徴とする請求項５又は６記載の塗布体の製造方法。
【請求項９】
前記照射する工程前に、前記塗布対象物の表面に対する前記液滴の着弾位置と前記塗布対象物の表面に対する前記光の照射位置とを合わせる工程を有することを特徴とする請求項５又は６記載の塗布体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布対象物に複数の液滴を噴射して塗布する液滴噴射塗布装置及び塗布体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴噴射塗布装置は、画像情報の印刷に加え、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置、電子放出表示装置、プラズマ表示装置及び電気泳動表示装置等の様々な平面型表示装置を製造する際の工程に用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この液滴噴射塗布装置は、基板等の塗布対象物に向けて複数のノズルから液滴をそれぞれ噴射する液滴噴射ヘッド（例えば、インクジェットヘッド）を備えており、その液滴噴射ヘッドにより塗布対象物に複数の液滴を着弾させ、所定の塗布パターンを形成し、様々な塗布体を製造する。なお、塗布対象物の塗布面には、着弾した液滴の着弾面積（接触角）を制御するための撥水膜（撥液膜）が形成されている。
【非特許文献１】下田達也，「マイクロ液体から直接に薄膜デバイスを形成する技術−マイクロ液体プロセス−２．無機薄膜への適用と興味ある応用」，まてりあ（Ｍａｔｅｒｉａ  Ｊａｐａｎ），日本金属学会，２００５年，第４４巻，第５号，第２・３・１章，ｐ．４１４−４１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の液滴噴射塗布装置では、撥水面に着弾した液滴が滑るように移動し、所定の着弾位置（塗布位置）からずれることがあるため、液滴の着弾位置のズレが発生してしまう。また、通常、撥水面は塗布を行うまでに経時変化するため、この経時変化の影響により液滴の着弾面積（着弾径：塗布面積）のバラツキが発生することがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、液滴の着弾位置のズレ及び着弾面積のバラツキを防止することができる液滴噴射塗布装置及び塗布体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、液滴噴射塗布装置において、塗布対象物の表面に形成された撥水膜に向けて、撥水膜を除去する光を点状に照射する照射部と、撥水膜が除去されて点状に露出する塗布対象物の表面である複数の親水領域に向けて液滴を噴射する液滴噴射ヘッドとを備えることである。
【０００７】
本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、塗布体の製造方法において、塗布対象物の表面に形成された撥水膜に向けて、撥水膜を除去する光を点状に照射する工程と、撥水膜が除去されて点状に露出する塗布対象物の表面である複数の親水領域に向けて液滴を噴射する工程とを有することである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液滴の着弾位置のズレ及び着弾面積のバラツキを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図１乃至図４を参照して説明する。
【００１０】
図１に示すように、本発明の第１の形態に係る液滴噴射塗布装置１は、液体であるインクを液滴Ｅとして塗布対象物の基板２に塗布するインク塗布ボックス３と、そのインク塗布ボックス３にインクを供給するインク供給ボックス４とを備えている。これらのインク塗布ボックス３及びインク供給ボックス４は、互いに隣接して架台５の上面に固定されている。
【００１１】
インク塗布ボックス３の内部には、基板２を保持してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる基板移動機構６と、基板２に向けて光を照射する照射ヘッドＨ１を有する照射ヘッドユニット７Ａと、基板２に向けて液滴Ｅを噴射する液滴噴射ヘッドＨ２を有する液滴噴射ヘッドユニット８と、それらの照射ヘッドユニット７Ａ及び液滴噴射ヘッドユニット８を一体にＸ軸方向に移動させるユニット移動機構９と、液滴噴射ヘッドＨ２を清掃するヘッドメンテナンスユニット１０と、インクを収容するインクバッファタンク１１とが設けられている。
【００１２】
基板移動機構６は、Ｙ軸方向ガイド板１２、Ｙ軸方向移動テーブル１３、Ｘ軸方向移動テーブル１４及び基板保持テーブル１５により構成されている。これらのＹ軸方向ガイド板１２、Ｙ軸方向移動テーブル１３、Ｘ軸方向移動テーブル１４及び基板保持テーブル１５は平板状に形成され、架台５の上面に積層されて設けられている。この基板移動機構６は、照射ヘッドＨ１により光が照射される照射位置及び液滴噴射ヘッドＨ２により液滴が噴射される塗布位置を基板２が通過するように、照射ヘッドＨ１及び液滴噴射ヘッドＨ２に対して基板２を相対移動させる移動機構として機能する。
【００１３】
Ｙ軸方向ガイド板１２は架台５の上面に固定されて設けられている。このＹ軸方向ガイド板１２の上面には、複数のガイド溝１２ａがＹ軸方向に沿って設けられている。これらのガイド溝１２ａが、Ｙ軸方向にＹ軸方向移動テーブル１３を案内する。
【００１４】
Ｙ軸方向移動テーブル１３は、各ガイド溝１２ａにそれぞれ係合する複数の突起部（図示せず）を下面に有しており、Ｙ軸方向ガイド板１２の上面にＹ軸方向に移動可能に設けられている。また、Ｙ軸方向移動テーブル１３の上面には、複数のガイド溝１３ａがＸ軸方向に沿って設けられている。このＹ軸方向移動テーブル１３は、送りネジ及び駆動モータを用いた送り機構（図示せず）により各ガイド溝１２ａに沿ってＹ軸方向に移動する。
【００１５】
Ｘ軸方向移動テーブル１４は、各ガイド溝１３ａに係合する突起部（図示せず）を下面に有しており、Ｙ軸方向移動テーブル１３の上面にＸ軸方向に移動可能に設けられている。このＸ軸方向移動テーブル１４は、送りネジ及び駆動モータを用いた送り機構（図示せず）により各ガイド溝１３ａに沿ってＸ軸方向に移動する。
【００１６】
基板保持テーブル１５は、Ｘ軸方向移動テーブル１４の上面に固定されて設けられている。この基板保持テーブル１５は、基板２を吸着する吸着機構（図示せず）を備えており、その吸着機構により上面に基板２を固定して保持する。吸着機構としては、例えばエアー吸着機構等を用いる。
【００１７】
ユニット移動機構９は、架台５の上面に立設された一対の支柱１６Ａ、１６Ｂと、それらの支柱１６Ａ、１６Ｂの上端部間に連結されてＸ軸方向に延出するＸ軸方向ガイド板１７と、そのＸ軸方向ガイド板１７にＸ軸方向に移動可能に設けられ照射ヘッドユニット７Ａ及び液滴噴射ヘッドユニット８を支持するベース板１８とを有している。
【００１８】
一対の支柱１６Ａ、１６Ｂは、Ｘ軸方向においてＹ軸方向ガイド板１２を挟むように設けられている。また、Ｘ軸方向ガイド板１７の前面には、ガイド溝１７ａがＸ軸方向に沿って設けられている。このガイド溝１７ａが、Ｘ軸方向にベース板１８を案内する。
【００１９】
ベース板１８は、ガイド溝１７ａに係合する突起部（図示せず）を背面に有しており、Ｘ軸方向ガイド板１７にＸ軸方向に移動可能に設けられている。このベース板１８は、送りネジ及び駆動モータを用いた送り機構（図示せず）によりガイド溝１７ａに沿ってＸ軸方向に移動する。このようなベース板１８の前面には、照射ヘッドユニット７Ａ及び液滴噴射ヘッドユニット８が取り付けられている。
【００２０】
照射ヘッドユニット７Ａは、図２に示すように、基板２の表面に向けて光を照射する照射ヘッドＨ１と、その照射ヘッドＨ１を移動可能に支持する第１支持機構１９Ａを具備している。
【００２１】
ここで、基板２の表面は撥水処理されており、その基板２の表面には、着弾した液滴Ｅの着弾面積（接触角）を制御するための撥水膜２ａが形成されている。この撥水膜２ａは、照射ヘッドＨ１による光照射の熱によって蒸発する材料（例えば、シランカップリング剤）により形成されている。
【００２２】
照射ヘッドＨ１は、光を出射する光源部７１にファイバケーブル７２を介して接続されている。この照射ヘッドＨ１は、筐体であるヘッド本体７３と、ファイバケーブル７２の内部を通してヘッド本体７３の内部に並べて設けられた複数本のファイバ７２ａと、それらのファイバ７２ａにより導かれた光を基板２上の撥水膜２ａの表面に点状（ドット状）に集光する光学系７４Ａとを備えている。なお、照射ヘッドＨ１が照射部として機能する。
【００２３】
光源部７１は架台５の内部に設けられている。この光源部７１は、筐体である本体７１ａと、その本体７１ａの内部に設けられ光（例えば、紫外光）を発生させる光源７１ｂと、その光源７１ｂからの光を遮るシャッタ７１ｃとを備えている。このシャッタ７１ｃは、光源７１ｂからの光がファイバケーブル７２に入射するまでの光路上に位置付けられ、光を遮る待機位置と光を遮らずに通す照射位置とに移動可能に設けられている。なお、光源７１ｂとしては、例えば、キセノンランプやエキシマランプ等のＵＶ（紫外線）光源を用いる。このような光源部７１から出射された光は、ファイバケーブル７２により照射ヘッドＨ１に案内されて供給される。
【００２４】
光学系７４Ａは、例えば、基板２上の撥水膜２ａの表面に円形状に光をそれぞれ集光する複数のマイクロレンズ７４ａにより構成されている。これらのマイクロレンズ７４ａは、集光点のピッチ（間隔）が液滴噴射ヘッドＨ２の各ノズル（後述する）のピッチと同じになるように一直線上に並べて設けられている。これにより、基板２上の撥水膜２ａの表面には、光が円形のドット状に照射される。なお、各マイクロレンズ７４ａの直径は所望の着弾面積（着弾径）に応じて決定されている。
【００２５】
第１支持機構１９Ａはベース板１８に固定して設けられている。この第１支持機構１９Ａは、基板保持テーブル１５上の基板２の塗布面に対して垂直方向、すなわちＺ軸方向に照射ヘッドＨ１を移動させるＺ軸方向移動機構１９ａと、照射ヘッドＨ１をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構１９ｂと、照射ヘッドＨ１をθ方向に回転させるθ方向回転機構１９ｃとにより構成されている。これにより、照射ヘッドＨ１は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であり、θ軸方向に回転可能である。
【００２６】
図１に戻り、液滴噴射ヘッドユニット８は、基板２の表面に向けて複数の液滴Ｅを噴射する液滴噴射ヘッドＨ２と、ベース板１８に設けられ液滴噴射ヘッドＨ２を移動可能に支持する第２支持機構１９Ｂとを具備している。
【００２７】
液滴噴射ヘッドＨ２は、液滴Ｅを噴射するための複数のノズル（貫通孔）を有するノズルプレート及びそれらのノズルにそれぞれ対応させて設けられた複数の圧電素子（いずれも図示せず）等を具備している。各ノズルは、所定のピッチで一直線上に並べてノズルプレートに設けられている。ノズルの数は例えば６４、１２８又は２５６個程度であり、ノズルの直径は例えば５０μｍから１００μｍ程度であり、ノズルのピッチは例えば０．５ｍｍ程度である。このような液滴噴射ヘッドＨ２は、各圧電素子に対する駆動電圧の印加に応じて、各ノズルから液滴（インク滴）Ｅを基板２に向けて噴射し、基板２の表面に液滴Ｅを塗布して所定の塗布パターンを形成する。
【００２８】
第２支持機構１９Ｂはベース板１８に固定して設けられている。この第２支持機構１９Ｂは、第１支持機構１９Ａ（図２参照）と同じように、基板保持テーブル１５上の基板２の塗布面に対して垂直方向、すなわちＺ軸方向に液滴噴射ヘッドＨ２を移動させるＺ軸方向移動機構１９ａと、液滴噴射ヘッドＨ２をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構１９ｂと、液滴噴射ヘッドＨ２をθ方向に回転させるθ方向回転機構１９ｃとにより構成されている。これにより、液滴噴射ヘッドＨ２は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に移動可能であり、θ軸方向に回転可能である。
【００２９】
ヘッドメンテナンスユニット１０は、液滴噴射ヘッドユニット８の移動方向の延長線上であってＹ軸方向ガイド板１２から離反させ、架台５の上面に設けられている。このヘッドメンテナンスユニット１０は、液滴噴射ヘッドユニット８の液滴噴射ヘッドＨ２を清掃する。なお、ヘッドメンテナンスユニット１０は、液滴噴射ヘッドＨ２がヘッドメンテナンスユニット１０に対向するメンテナンス位置に停止した状態で、液滴噴射ヘッドＨ２を自動的に清掃する。
【００３０】
インクバッファタンク１１は、その内部に貯留したインクの液面と液滴噴射ヘッドＨ２のノズル面との水頭差（水頭圧）を利用し、ノズル先端のインクの液面（メニスカス）を調整する。これにより、インクの漏れ出しや噴射不良が防止される。
【００３１】
インク供給ボックス４の内部には、インクを収容する複数のインクタンク２５が着脱可能に設けられている。インクタンク２５は、供給パイプ２６によりインクバッファタンク１１を介して液滴噴射ヘッドＨ２に接続されている。すなわち、液滴噴射ヘッドＨ２は、インクタンク２５からインクバッファタンク１１を介してインクの供給を受ける。
【００３２】
ここで、インクとしては、各種のインクを用いることが可能である。例えば、インクは、基板２上に残留物として残留する溶質と、その溶質を溶解（分散）させる溶媒とにより構成されている。この溶液としては、例えば、水、吸水性低蒸気圧溶媒（例えばＥＧ等）、水溶性高分子材料（例えば、ＰＶＰ：ポリビニルピロリドンやＰＶＡ：ポリビニルアルコール等）及び水溶性膜材料等を含むインクを用いる。
【００３３】
架台５の内部には、液滴噴射塗布装置１の各部を制御するための制御装置２７が設けられている。この制御装置２７は、各部を集中的に制御するＣＰＵ等の制御部と、基板２に対する液滴塗布に関する塗布情報や各種のプログラム等を記憶する記憶部と（いずれも図示せず）を備えている。また、制御装置２７には、操作者により操作される入力部（図示せず）が接続されている。なお、塗布情報は、塗布パターン（例えば、ドットパターン）、基板２の搬送速度、照射時間、照射タイミング及び噴射タイミング等を含んでおり、基板２に対する塗布動作に関する情報である。
【００３４】
制御装置２７は、塗布情報及び各種のプログラムに基づいて、Ｙ軸方向移動テーブル１３の移動制御、Ｘ軸方向移動テーブル１４の移動制御、ベース板１８の移動制御、第１支持機構１９Ａの制御、第２支持機構１９Ｂの制御及び光源部７１の制御等を行う。これにより、基板保持テーブル１５上の基板２と照射ヘッドＨ１との相対位置を色々と変化させることができ、さらに、基板保持テーブル１５上の基板２と液滴噴射ヘッドＨ２との相対位置を色々と変化させることができる。
【００３５】
次に、前述の液滴噴射塗布装置１が行う塗布動作（塗布工程）について説明する。なお、液滴噴射塗布装置１の制御装置２７が塗布動作処理を実行して各部の駆動を制御する。
【００３６】
塗布動作では、図３及び図４に示すように、基板２の表面に形成された撥水膜２ａに向けて、撥水膜２ａを除去する光を点状（ドット状）に照射し、その後、撥水膜２ａが除去されて点状に露出する基板２の表面である複数の親水領域Ｓに向けて液滴Ｅを噴射する。なお、図３及び図４中の矢印は基板２の移動方向である。
【００３７】
すなわち、制御装置２７は、塗布情報に基づいてインク塗布ボックス３の各部を制御し、基板保持テーブル１５上の基板２に対する液滴Ｅの塗布を行う塗布動作、すなわち、移動する基板２に向かって光を照射する照射動作及び液滴Ｅを噴射する噴射動作を行う。なお、基板保持テーブル１５上の基板２の表面には、撥水膜２ａがあらかじめ形成されている。
【００３８】
まず、制御装置２７は、Ｙ軸方向移動テーブル１３及びベース板１８を制御し、液滴噴射ヘッドユニット８を待機位置から基板２に対向する塗布開始位置まで移動させ、加えて、第１支持機構１９Ａ及び第２支持機構１９Ｂを制御し、照射ヘッドＨ１及び液滴噴射ヘッドＨ２をθ方向に回転させて同じ所定角度の位置に停止させる。この角度により光の集光点のピッチ及び液滴Ｅの着弾ピッチが同じに設定される。
【００３９】
次いで、制御装置２７は、Ｙ軸方向移動テーブル１３を制御し、加えて、光源部７１のシャッタ７１ｃ及び液滴噴射ヘッドＨ２を制御し、照射ヘッドＨ１により基板２に向けて点状に光を照射し、液滴噴射ヘッドＨ２により基板２に向けて複数の液滴Ｅを噴射する。これにより、基板２の表面には、液滴Ｅのドット列のパターンが順次塗布され、塗布パターンが形成される。なお、照射時間は、基板２上の撥水膜２ａが光の熱エネルギーにより蒸発可能な時間に設定されている。また、光源部７１のシャッタ７１ｃは、照射時間及び照射タイミングに基づいて待機位置及び照射位置に移動する間欠移動動作を行う。
【００４０】
このとき、照射ヘッドＨ１は、照射時間及び照射タイミングに基づくシャッタ７１ｃの間欠移動に応じて、Ｙ軸方向に移動する基板２上の撥水膜２ａに光をＸ軸方向に並ぶドット列状に順次照射する（図３及び図４参照）。これにより、照射された基板２上の撥水膜２ａは熱によって蒸発し、点状に露出した基板２の表面である複数の親水領域（親水部）ＳがＸ軸方向に並ぶドット列として順次形成される。これらの親水領域Ｓは円形状に形成される。その後、液滴噴射ヘッドＨ２は、噴射タイミングに応じて、Ｙ軸方向に移動する基板２上の各親水領域Ｓにそれぞれ液滴Ｅを着弾させて塗布し、Ｘ軸方向に並ぶドット列のパターンをＹ軸方向に順次形成して塗布パターンを作成する（図３及び図４参照）。なお、噴射タイミングは、各液滴Ｅがそれぞれ基板２上の各親水領域Ｓに着弾するように基板２の搬送速度に応じて設定されている。
【００４１】
このような塗布動作において、親水領域Ｓに着弾した液滴Ｅはその親水領域Ｓを囲む撥水膜２ａによって滑るように移動することが抑えられるので、着弾した液滴Ｅが所定の着弾位置からずれてしまうことを防止することが可能になる。また、例えば、液滴Ｅが撥水膜２ａと親水領域Ｓとの境界に着弾した場合でも、液滴Ｅは親水領域Ｓに引き寄せられ、親水領域Ｓ上に位置することになる。さらに、親水領域Ｓの面積が一定に形成され、その親水領域Ｓに液滴Ｅが塗布されるので、親水領域Ｓの面積と液滴Ｅの着弾面積とが同じになり、液滴Ｅの着弾径は均一になる。
【００４２】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、基板２の表面に形成された撥水膜２ａに向けて、撥水膜２ａを除去する光を点状に照射し、撥水膜２ａが除去されて点状に露出する基板２の表面である複数の親水領域Ｓに向けて液滴Ｅを噴射することから、親水領域Ｓに着弾した液滴Ｅはその親水領域Ｓを囲む撥水膜２ａによって滑るように移動することがなくなり、液滴Ｅが所定の着弾位置からずれてしまうことが抑えられるので、液滴Ｅの着弾位置のズレを防止することができる。さらに、親水領域Ｓの面積が一定に形成され、その親水領域Ｓに液滴Ｅが塗布されることから、撥水面の経時変化による影響を受けず、液滴Ｅの着弾面積を一定にすることが可能になるので、着弾面積（着弾径）のバラツキを防止することができる。
【００４３】
加えて、撥水膜２ａの表面に円形のドット状に光を集光する光学系７４Ａを設けることによって、親水領域Ｓを円形のドット状に形成することが容易に可能になるので、簡単な構成により、ドッドの集合による塗布パターンを形成することができる。
【００４４】
また、前述の液滴噴射塗布装置１を用いて、塗布対象物である基板２に液滴Ｅを塗布することにより各種の塗布体が製造されるので、塗布体の製造不良の発生を防止することができ、さらに、信頼性が高い塗布体を得ることができる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図５を参照して説明する。
【００４６】
本発明の第２の実施の形態は第１の実施の形態の変形例である。したがって、特に、第１の実施の形態と異なる部分、すなわち光学系７４Ｂについて説明する。なお、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。
【００４７】
第１の実施の形態においては、光学系７４Ａを複数のマイクロレンズ７４ａにより構成しているが、これに限るものではなく、複数のマイクロレンズ７４ａに換えて、図５に示すように、光学系７４Ｂを複数のレンズ７４ｂ及びパターンマスクＭにより構成するようにしてもよい。各レンズ７４ｂは各マイクロレンズ７４ａに換えて設けられている。また、パターンマスクＭには、複数の貫通孔Ｍａが一列に形成されている。各貫通孔Ｍａは円形状に形成されており、その直径は所望の着弾面積（着弾径）に応じて決定されている。パターンマスクＭは、基板２上の撥水膜２ａに近接する位置であって、各貫通孔Ｍａが各レンズ７４ｂに対向する位置に位置付けられ、照射ヘッドＨ１に固定されて設けられる。なお、パターンマスクＭは照射ヘッドＨ１と共に移動する。以上、本発明の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、パターンマスクＭの種類に応じて親水領域Ｓの面積や形状を容易に変更することができる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態について図６乃至図１２を参照して説明する。
【００４９】
本発明の第３の実施の形態は第１の実施の形態の変形例である。したがって、特に、第１の実施の形態と異なる部分、すなわち照射ヘッドユニット７Ｂ及び撮像ユニットＰについて説明する。なお、第３の実施の形態においては、第１の実施の形態で説明した部分と同じ部分の説明を省略する。
【００５０】
図６に示すように、照射ヘッドユニット７Ｂは、基板２上の撥水膜２ａを除去する光としてレーザ光を間欠出射するレーザ光源７ａと、出射されたレーザ光を拡大するビーム拡大器７ｂと、レーザ光源７ａの間欠動作と同期し、拡大されたレーザ光を偏向して走査する偏向走査器７ｃと、走査されたレーザ光を基板移動機構６上の基板２の撥水膜２ａに集光する集光レンズ７ｄとを備えている。この照射ヘッドユニット７Ｂが照射部として機能する。
【００５１】
レーザ光源７ａは、ベース板１８に固定された第１支持板１８ａ上に設けられている。このレーザ光源７ａは制御装置２７により制御される。レーザ光源７ａは制御装置２７から制御信号として送信されるパルス信号（レーザ光の出射パルス）によりレーザ光を間欠的に出射する。なお、第１支持板１８ａは基板移動機構６の基板保持テーブル１５（図１参照）の載置面に略平行にベース板１８に固定されている。
【００５２】
ビーム拡大器７ｂは、レーザ光の光路上に位置付けられて第１支持板１８ａ上に設けられている。このビーム拡大器７ｂは、レーザ光源７ａから出射されたレーザ光を拡大して平行光にする。ビーム拡大器７ｂとしては、例えばビームエキスパンダー等を用いる。
【００５３】
偏向走査器７ｃは、レーザ光を偏向する偏向器ｃ１と、その偏向器ｃ１に固定された回転軸ｃ２と、その回転軸ｃ２を回転させる駆動源ｃ３とにより構成されている。この偏向走査器７ｃは、レーザ光源７ａに制御信号として送信されるパルス信号と同期して駆動源ｃ３により偏向器ｃ１を回転させ、その偏向器ｃ１の傾斜角度を順次変更し、レーザ光の偏向方向を変えてレーザ光を走査する。
【００５４】
偏向器ｃ１はレーザ光の光路上に設けられており、ビーム拡大器７ｂにより拡大されたレーザ光を集光レンズ７ｄに向けて偏向する。この偏向器ｃ１としては、例えばガルバノミラーやポリゴンミラー（回転多面鏡）等を用いる。回転軸ｃ２は偏向器ｃ１がレーザ光を偏向可能な位置に固定されている。駆動源ｃ３は第１支持板１８ａ上に設けられている。この駆動源ｃ３は制御装置２７により制御される。すなわち、駆動源ｃ３は、偏向器ｃ１の回転がパルス信号（レーザ光の出射パルス）と同期するように制御される。これにより、偏向走査器７ｃは、レーザ光源７ａの間欠動作（間欠間隔）と同期してレーザ光を走査することになる。
【００５５】
集光レンズ７ｄは、第１支持板１８ａに対して略垂直にベース板１８に固定された第２支持板１８ｂ上に第３支持機構１９Ｃを介して設けられている。この集光レンズ７ｄは、レーザ光の走査速度を一定に補正するレンズであるｆ−θレンズである。集光レンズ７ｄは、その幅が液滴噴射ヘッドＨ２における各液滴Ｅが並ぶ塗布幅よりも大きく形成されている。これにより、一度のレーザ光の走査により、塗布幅に対応する幅に一列に並ぶ各親水領域Ｓを形成することができる。なお、第３支持機構１９Ｃは、集光レンズ７ｄを支持し、支持した集光レンズ７ｄをＺ軸方向に移動させるＺ軸方向移動機構である。
【００５６】
液滴噴射ヘッドＨ２は、第２支持板１８ｂに第４支持機構１９Ｄを介して設けられている。この第４支持機構１９Ｄは、液滴噴射ヘッドＨ２を支持し、支持した液滴噴射ヘッドＨ２をＺ軸方向に移動させ、さらに、θ方向に回転させるＺ軸θ方向回転機構である。
【００５７】
撮像ユニットＰは、基板移動機構６上の基板２に向けて撮像動作を行う撮像部Ｐａと、その撮像部Ｐａを支持してＸ軸方向に移動させる第５支持機構１９Ｅとを備えている。撮像部Ｐａは、第５支持機構１９Ｅを介して第２支持板１８ｂに設けられている。この撮像部Ｐａはピントを自動的に合わすオートフォーカス機能を有している。撮像部Ｐａとしては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等を用いる。
【００５８】
次に、前述の液滴噴射塗布装置１が行う、アライメント工程を含む塗布動作（塗布工程）について説明する。なお、本発明の第３の実施の形態では、第１の実施の形態に係る塗布動作を行う前に、レーザ光の照射位置と液滴Ｅの着弾位置との位置合わせを行うアライメント工程が行われる。
【００５９】
アライメント工程では、液滴噴射ヘッドＨ２はθ方向にのみ移動可能であり（液滴噴射ヘッドＨ２のθ方向の角度変更可能）、撮像部ＰａはＸ軸方向にのみ移動可能であり、集光レンズ７ｄは固定である。ここで、レーザ光の照射サイズは、集光レンズ７ｄが第３支持機構１９ＣによりＺ軸方向に移動することによって、液滴Ｅの着弾面積に応じてあらかじめ設定されている（例えば、直径１０〜１００μｍ程度）。なお、液滴ＥのＸ軸方向の間隔は液滴噴射ヘッドＨ２のθ方向の角度により調整される。
【００６０】
図８に示すように、まず、アライメント工程として位置合わせが行われ（ステップＳ１）、その位置合わせ後、位置合わせのずれ量が所定範囲内であるか否かを判断し（ステップＳ２）、そのずれ量が所定範囲内に入るまでステップＳ１を繰り返す（ステップＳ２のＮＯ）。
【００６１】
ここで、アライメント工程を含む塗布動作用の基板２には、図９に示すように、製造用の第１領域Ｒ１と、液滴着弾用の第２領域Ｒ２と、レーザ光照射用の第３領域Ｒ３とが設けられている。第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３がアライメント用の領域として機能する。なお、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２には、撥水膜２ａがそれぞれ形成されており、第３領域Ｒ３には、レーザ光照射（例えば紫外線照射）により不可逆的な変色を示す材料が塗布されている。
【００６２】
アライメント工程では、液滴Ｅの着弾位置（塗布位置）とレーザ光の照射位置との位置合わせが行われる。まず、図１０に示すように、液滴噴射ヘッドＨ２により塗布情報に基づいて液滴Ｅが基板２上の第２領域Ｒ２に対して一度噴射される。これにより、基板２上の第２領域Ｒ２には、各液滴Ｅが一列に着弾する。ここで、図１０中の矢印Ｙ１は基板２の移動方向を示す。なお、塗布情報は、塗布パターン（例えば、ドットパターン）、基板２の搬送速度、照射時間、照射タイミング及び噴射タイミング等を含んでおり、基板２に対する塗布動作に関する情報である。
【００６３】
液滴Ｅの着弾位置は、先頭塗布点Ａ１（図１０中の左端の液滴Ｅの中心点）が撮像部Ｐａの撮像領域Ｒａの中心点Ｔ１に重なるように調整される。すなわち、撮像部Ｐａにより撮像された画像が画像処理され、先頭塗布点Ａ１と中心点Ｔ１とのずれ量が算出される。このときの撮像部Ｐａの停止位置は、その中心点Ｔ１が所定の着弾位置（設計値）に対向するように設定されている。算出したずれ量に基づいて塗布情報の調整、例えば、基板移動機構６の基板保持テーブル１５（図１参照）の位置調整及び液滴噴射ヘッドＨ２の噴射タイミング調整が行われる。Ｘ軸方向のずれ量は基板保持テーブル１５の位置調整により減少し、Ｙ軸方向のずれ量は噴射タイミング調整により減少する。このようにして、撮像部Ｐａの撮像領域Ｒａの中心点Ｔ１に対して先頭塗布点Ａ１が重なるように液滴Ｅの着弾位置が調整される。
【００６４】
加えて、図１１に示すように、塗布情報に基づいて間欠出射され走査されたレーザ光が集光レンズ７ｄにより基板２上の第３領域Ｒ３に対して集光される。これにより、基板２上の第３領域Ｒ３には、円形状の各変色箇所Ｓａが一列に形成される。ここで、図１１中の矢印Ｙ１は基板２の移動方向を示す。
【００６５】
レーザ光の照射位置は、先頭照射点Ａ２（図１１中の左端の変色箇所Ｓａの中心点）が撮像部Ｐａの撮像領域Ｒａの中心点Ｔ１に重なるように調整される。すなわち、撮像部Ｐａにより撮像された画像が画像処理され、先頭照射点Ａ２と中心点Ｔ１とのずれ量が算出される。このときの撮像部Ｐａの停止位置は、その中心点Ｔ１が所定の着弾位置（設計値）に対向するように設定されている。算出したずれ量に基づいて塗布情報の調整、例えば、偏向器ｃ１の位置調整及びレーザ光源７ａの照射タイミング（パルス信号の出力タイミング等）調整が行われる。Ｘ軸方向のずれ量は偏向器ｃ１の位置調整により減少し、Ｙ軸方向のずれ量は照射タイミング調整により減少する。なお、偏向器ｃ１の位置調整は、前述の基板保持テーブル１５の位置調整における補正量が考慮されつつ行われる。このようにして、撮像部Ｐａの撮像領域Ｒａの中心点Ｔ１に対して先頭照射点Ａ２が重なるようにレーザ光の照射位置が調整される。これにより、液滴Ｅの着弾位置とレーザ光の照射位置とが設計値に基づいて一致することになる。
【００６６】
次いで、ずれ量が所定範囲内であると判断された場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、調整後の塗布情報に基づいて塗布動作が行われる（ステップＳ３）。塗布動作では、基板２上の第１領域Ｒ１に対して液滴Ｅが噴射される。この塗布動作は、基本的に第１の実施の形態と同様である。
【００６７】
まず、制御装置２７は、塗布情報に基づいて基板移動機構６及びベース板１８を制御し、液滴噴射ヘッドＨ２及び集光レンズ７ｄを基板２に対向する塗布開始位置まで移動させる。次いで、制御装置２７は、塗布情報に基づいて、基板移動機構６を制御し、加えて、照射ヘッドユニット７Ｂを制御し、レーザ光を間欠出射してＸ軸方向に走査し、基板２に向けて点状に光を照射し、さらに、液滴噴射ヘッドＨ２を制御し、基板２上の各親水領域Ｓにそれぞれ各液滴Ｅを噴射する。これにより、基板２の表面には、液滴Ｅのドット列のパターンが順次塗布され、塗布パターンが形成される。なお、レーザ光の照射時間は、基板２上の撥水膜２ａが光の熱エネルギーにより蒸発可能な時間に設定されている。また、基板２の移動速度、レーザ光の出射パルス及び偏向走査器７ｃの走査速度（偏向器ｃ１の変位）は同期している。
【００６８】
このとき、集光レンズ７ｄは、照射時間及び照射タイミング（レーザ光源７ａに制御信号として送信されるパルス信号）に基づくレーザ光の間欠出射及びそのレーザ光の走査により、Ｙ軸方向に移動する基板２上の撥水膜２ａにレーザ光をＸ軸方向に並ぶドット列状に順次照射する。すなわち、レーザ光を照射する工程では、撥水膜２ａを除去する光としてレーザ光を間欠出射し、出射したレーザ光を拡大し、レーザ光源７ａの間欠動作と同期させ、拡大したレーザ光を偏向して走査し、走査したレーザ光を撥水膜２ａ上に集光することによって撥水膜２ａの表面に光を点状に照射する。これにより、照射された基板２上の撥水膜２ａは熱によって蒸発し、点状に露出した基板２の表面である複数の親水領域（親水部）ＳがＸ軸方向に並ぶドット列として形成される。これらの親水領域Ｓは円形状に形成される。その後、液滴噴射ヘッドＨ２は、噴射タイミングに応じて、Ｙ軸方向に移動する基板２上の各親水領域Ｓにそれぞれ液滴Ｅを着弾させて塗布し、Ｘ軸方向に並ぶドット列のパターンをＹ軸方向に順次形成して塗布パターンを作成する。なお、噴射タイミングは、各液滴Ｅがそれぞれ基板２上の各親水領域Ｓに着弾するように基板２の搬送速度に応じて設定されている。このように、照射ヘッドユニット７Ｂによりレーザ光を間欠出射し、そのレーザ光の照射位置を高速で変更するが可能になるので、簡便な構成で光を点状に撥水膜２ａ上に照射することができ、さらに、液滴噴射ヘッドＨ２のノズル数と同数列の親水領域Ｓを簡便に生成することができる。
【００６９】
このような塗布動作により、第１の実施の形態と同様、親水領域Ｓに着弾した液滴Ｅはその親水領域Ｓを囲む撥水膜２ａによって滑るように移動することが抑えられるので、着弾した液滴Ｅが所定の着弾位置からずれてしまうことを防止することが可能になる。また、例えば、液滴Ｅが撥水膜２ａと親水領域Ｓとの境界に着弾した場合でも、液滴Ｅは親水領域Ｓに引き寄せられ、親水領域Ｓ上に位置することになる。さらに、親水領域Ｓの面積が一定に形成され、その親水領域Ｓに液滴Ｅが塗布されるので、親水領域Ｓの面積と液滴Ｅの着弾面積とが同じになり、液滴Ｅの着弾径は均一になる。
【００７０】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、照射ヘッドユニット７Ｂは、撥水膜２ａを除去する光としてレーザ光を間欠出射するレーザ光源７ａと、出射されたレーザ光を拡大するビーム拡大器７ｂと、レーザ光源７ａの間欠動作と同期し、拡大されたレーザ光を偏向して走査する偏向走査器７ｃと、走査されたレーザ光を撥水膜２ａ上に集光する集光レンズ７ｄとを具備していることから、レーザ光を間欠出射し、そのレーザ光の照射位置を高速に変更することが可能になるので、簡便な構成で光を点状に撥水膜２ａ上に照射することができ、さらに、液滴噴射ヘッドＨ２のノズル数と同数列の親水領域Ｓを簡便に生成することができる。
【００７１】
また、レーザ光を照射する工程前に、基板２の表面に対する液滴Ｅの着弾位置と基板２の表面に対するレーザ光の照射位置とを合わせる工程（アライメント工程）を有することから、液滴Ｅの着弾位置と親水領域Ｓの生成位置とが高い精度で一致するので、液滴Ｅが所定の着弾位置からずれてしまうことを確実に防止することができる。
【００７２】
なお、大型の基板２の伸縮による照射位置ずれ及び描画位置ずれが発生することがある。これらのずれを抑えるためには、基板２の伸縮量に応じて照射タイミング及び噴射タイミングを補正する。ここで、図１２に示すように、基板２上には、配線パターン等の複数のパターンＰ１が形成されている。また、図１２では、Ｌ１は理想中心位置Ｔ２を示す十字線であり、Ｌ２は実際の中心位置Ｂ１を示す十字線であり、αはずれ量である。まず、光照射及び塗布前に、撮像部Ｐａにより各パターンＰ１が撮像され、その撮像画像が画像処理され、各パターンＰ１の実際の中心位置Ｂ１が検出され、パターン間隔が求められる。求められた各パターン間隔に基づく実際の中心位置Ｂ１と、理想のパターン間隔に基づく理想中心位置Ｔ２との差（ずれ量α）が補正量として求められる。その補正量に基づいて照射タイミング及び噴射タイミングが調整される。これにより、基板２の伸縮の影響が抑制され、基板２の伸縮に起因する照射位置ずれ及び描画位置ずれを抑えることができる。
【００７３】
また、ステージ可動軸等の装置の歪みによるミクロンオーダーのブレに起因する照射位置ずれ及び描画位置ずれが発生することがある。これらのずれを抑えるためには、基準となる基板（理想基板）２を撮像部Ｐａにより撮像し、各パターンの位置を検出し、その検出データ（測定データ）をブレデータとして装置固有の補正量として記憶する。他の基板２に対して塗布動作を行う場合には、その補正量を用いる。これにより、ステージ可動軸等の装置の歪みによるブレが抑制され、ブレに起因する照射位置ずれ及び描画位置ずれを抑えることができる。
【００７４】
（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【００７５】
例えば、前述の第１の実施の形態においては、シャッタ７１ｃを用いているが、これに限るものではなく、シャッタ７１ｃを取り除いて光源７１ｂとしてキセノンフラッシュランプ等を用い、照射時間及び照射タイミングに基づいて光源７１ｂのオン／オフを制御するようにしてもよい。
【００７６】
また、前述の第１乃至第３の実施の形態においては、塗布動作時に照射ヘッドＨ１及び液滴噴射ヘッドＨ２に対して基板２を移動させるようにしているが、これに限るものではなく、基板２に対して照射ヘッドＨ１及び液滴噴射ヘッドＨ２を移動させるようにしてもよく、照射ヘッドＨ１及び液滴噴射ヘッドＨ２と基板２とを相対移動させるようにすればよい。
【００７７】
また、前述の第１乃至第３の実施の形態においては、液滴噴射ヘッドＨ２を１つだけ設けているが、これに限るものではなく、液滴噴射ヘッドＨ２を複数台設けるようにしてもよく、その数は限定されない。この場合には、液滴噴射ヘッドＨ２の個数に対応させて照射ヘッドＨ１の個数を増加させてもよく、あるいは、基板２の塗布領域に対応させて照射ヘッドＨ１のサイズを塗布領域の幅まで大きくするようにしてもよい。
【００７８】
また、前述の第１乃至第３の実施の形態においては、基板２上の撥水膜２ａの表面に円形状に光を照射しているが、これに限るものではなく、例えば、正方形状や長方形状に光を照射するようにしてもよい。
【００７９】
最後に、前述の第１乃至第３の実施の形態においては、各種の数値を挙げているが、それらの数値は例示であり、限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液滴噴射塗布装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す液滴噴射塗布装置が備える照射ヘッドユニットの概略構成を示す模式図である。
【図３】図１に示す液滴噴射塗布装置が行う塗布動作を説明するための側面図である。
【図４】図１に示す液滴噴射塗布装置が行う塗布動作を説明するための平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る液滴噴射塗布装置が備える照射ヘッドユニットにおける光学系の一変形例の概略構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る液滴噴射塗布装置の概略構成を示す斜視図である。
【図７】図６に示す液滴噴射塗布装置が備える照射ヘッドユニットの概略構成を示す模式図である。
【図８】図６に示す液滴噴射塗布装置が行う塗布動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】図６に示す液滴噴射塗布装置が行う塗布動作に用いる基板を示す平面図である。
【図１０】図８に示す塗布動作の流れにおける位置合わせを説明するため模式図である。
【図１１】図８に示す塗布動作の流れにおける位置合わせを説明するため模式図である。
【図１２】基板の伸縮量に応じて行う補正を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１…液滴噴射塗布装置、２…塗布対象物（基板）、２ａ…撥水膜、６…移動機構（基板移動機構）、７Ｂ…照射部（照射ヘッドユニット）、７ａ…レーザ光源、７ｂ…ビーム拡大器、７ｃ…偏向走査器、７ｄ…集光レンズ、７４Ａ，７４Ｂ…光学系、Ｅ…液滴、Ｈ１…照射部（照射ヘッド）、Ｈ２…液滴噴射ヘッド、Ｓ…親水領域
【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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