(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された塗布パターンに基づいて基板に溶液をインクジェット方式によって供給する溶液の供給装置において、
上面に上記基板を載置して所定方向に駆動される搬送テーブルと、
上記搬送テーブルの上方に配置され上記溶液を液滴状に噴射塗布する複数のノズルを上記所定方向に対して交差する方向に沿って設けたヘッドと、
上記搬送テーブルの上記所定方向の移動を検出する検出手段と、
上記塗布パターンに基づいて各ヘッドのそれぞれのノズルから溶液を噴射させるか否かの塗布データをパターン化した複数のパターン化データ及び基板の搬送位置毎に用いられるパターン化データが記憶されるメモリと、
上記検出手段が検出する上記基板の搬送位置に応じて上記メモリに記憶されたパターン化データに基づいて各ヘッドの所定のノズルから溶液を噴射させる制御手段と
を具備したことを特徴とする溶液の供給装置。
【請求項２】
上記ヘッドは上記所定方向に対して交差する方向に沿って複数設けられ、上記メモリは各ヘッドにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１記載の溶液の供給装置。
【請求項３】
複数のヘッドに形成された複数のノズルから所定方向に搬送される基板に対して予め設定された塗布パターンに基づいて溶液を噴射塗布する溶液の供給方法において、
上記所定方向に搬送される上記基板の搬送位置を検出する工程と、
上記塗布パターンに基づいて各ヘッドのそれぞれのノズルから溶液を噴射させるか否かの塗布データをパターン化した複数のパターン化データ及び基板の搬送位置毎に用いられるパターン化データを記憶する工程と、
上記基板の搬送位置の検出に基づいて記憶されたパターン化データによって各ヘッドの所定のノズルから溶液を噴射させる工程と
を具備したことを特徴とする溶液の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はインクジェット方式によって液滴状の溶液を基板に噴射供給する溶液の供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハなどの基板に回路パターンを形成するための成膜プロセスがある。この成膜プロセスでは、基板の板面にたとえば配向膜やレジストなどの機能性薄膜が形成される。
【０００３】
基板に機能性薄膜を形成する場合、この機能性薄膜を形成する溶液をノズルから液滴状にして噴射し、基板の板面に供給するインクジェット方式による供給装置が用いられている。
【０００４】
この供給装置は、基板を搬送する搬送テーブルを有しており、この搬送テーブルの上方には、上記ノズルが穿設されたノズルプレートを有する複数のヘッドが基板の搬送方向に対してほぼ直交する方向に沿ってたとえば千鳥状に設けられている。それによって、搬送される基板の上面には複数のノズルから液滴状の溶液が搬送方向と交差する方向に所定間隔で噴射塗布される。
【０００５】
基板に溶液を噴射塗布する場合、基板に塗布される溶液の塗布パターンに応じてノズルからの溶液の噴射を制御するようにしている。ノズルからの溶液の噴射を制御するには、塗布データとして上記塗布パターンの座標データを設定し、その座標データに基づいてビットマップデータ（以下、ＢＭＰデータとする）を作成する。
【０００６】
そして、ＢＭＰデータに基づいて各ヘッドのノズルに対向して設けられた圧電素子への通電を制御することで、塗布パターンに応じたノズルから溶液を噴射させるということが行なわれていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
たとえば、１つのヘッドに６４個のノズルが設けられ、このヘッドが基板の所定の領域に塗布パターンを形成するために、基板の搬送方向に対して溶液を５０００ドット噴射する場合を考えると、１つのパターンを形成するために、１つのヘッドが要求されるデータ量Ｄ１  は、
Ｄ１  ＝６４×５０００＝３２００００  
となる。
【０００８】
つまり、ＢＭＰデータによってヘッドのノズルからの溶液の噴射を制御するようにすると、その制御を行なうためのデータ量が非常に多くなる。溶液の塗布データはヘッドに設けられたメモリに記憶される。しかしながら、データ量が多くなるとメモリの記憶容量を大きくしなければならないから、メモリの大型化やコストアップを招くということがあるばかりか、ヘッドは比較的小型であるから、そのヘッドにメモリを容易に組み込むことができなくなるということがある。
【０００９】
この発明は、少ないデータ量で基板に溶液を所定の塗布パターンで塗布することができるようにした溶液の供給装置及び供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、予め設定された塗布パターンに基づいて基板に溶液をインクジェット方式によって供給する溶液の供給装置において、
上面に上記基板を載置して所定方向に駆動される搬送テーブルと、
上記溶液を液滴状に噴射塗布する複数のノズルを有し、上記搬送テーブルの上方に上記所定方向に対して交差する方向に沿って配置された複数のヘッドと、
上記搬送テーブルの上記所定方向の移動を検出する検出手段と、
上記塗布パターンに基づいて各ヘッドのそれぞれのノズルから溶液を噴射させるか否かの塗布データをパターン化した複数のパターン化データ及び基板の搬送位置毎に用いられるパターン化データが記憶されるメモリと、
上記検出手段が検出する上記基板の搬送位置に応じて上記メモリに記憶されたパターン化データに基づいて各ヘッドの所定のノズルから溶液を噴射させる制御手段と
を具備したことを特徴とする溶液の供給装置にある。
【００１１】
上記パターン化データは、上記ヘッドによる塗布領域を、上記所定方向における各ドットの溶液を塗布する部分と、塗布しない部分とにパターン化されたものであることが好ましい。
上記ヘッドは上記所定方向に対して交差する方向に沿って複数設けられ、上記メモリは各ヘッドにそれぞれ設けられていることが好ましい。
【００１２】
この発明は、複数のヘッドに形成された複数のノズルから所定方向に搬送される基板に対して予め設定された塗布パターンに基づいて溶液を噴射塗布する溶液の供給方法において、
上記所定方向に搬送される上記基板の搬送位置を検出する工程と、
上記塗布パターンに基づいて各ヘッドのそれぞれのノズルから溶液を噴射させるか否かの塗布データをパターン化した複数のパターン化データ及び基板の搬送位置毎に用いられるパターン化データを記憶する工程と、
上記基板の搬送位置の検出に基づいて記憶されたパターン化データによって各ヘッドの所定のノズルから溶液を噴射させる工程と
を具備したことを特徴とする溶液の供給方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、基板に溶液を噴射塗布する溶液の塗布パターンに応じた塗布データをパターン化して記憶するようにしたから、ＢＭＰデータで記憶する場合に比べてデータ量を大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１５】
図１と図２はこの発明の溶液の供給装置を示す側面図と平面図であって、この供給装置は矩形盤状のベース１を備えている。このベース１の上面には幅方向に所定間隔で離間した一対のレール２が長手方向に沿って設けられている。このレール２には搬送テーブル３が移動可能に設けられている。
【００１６】
上記ベース１の長手方向一端には第１の駆動源４が設けられている。この第１の駆動源４はボールねじ５を回転駆動する。このボールねじ５は上記搬送テーブル３の下面側に、上記ベース１の長手方向に沿って回転可能に支持されているとともに、上記搬送テーブル３の下面に設けられた図示しないナット体に螺合している。したがって、上記第１の駆動源４によってボールねじ５を回転させれば、上記搬送テーブル３をベース１の長手方向に沿って往復駆動することができる。この搬送テーブル３の駆動方向をＸ方向とし、水平面上においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。
【００１７】
上記搬送テーブル３の上面には液晶表示装置に用いられるガラス製の基板７が図示しないロボットなどによって位置決め供給される。搬送テーブル３に供給された基板７は、たとえば吸引などの手段によって移動不能に保持される。
【００１８】
上記ベース１の長手方向中途部にはベース１の長手方向に沿って駆動される搬送テーブル３を跨ぐ状態で門型の支持体８が設けられている。この支持体８の一側には取付け枠９が設けられている。この取付け枠９には、上記基板７に、たとえば配向膜やレジストなどの機能性薄膜を形成する溶液を供給する複数のヘッド１１が千鳥状に設けられている。この実施の形態では６つのヘッド１１が示されているが、その数は６つに限られず、基板７の大きさによっては数十個のヘッド１１が設けられる。
【００１９】
上記ヘッド１１は、図３と図４に示すようにヘッド本体１２を備えている。ヘッド本体１２は筒状に形成され、その下面開口は可撓板１３によって閉塞されている。この可撓板１３はノズルプレート１４によって覆われており、このノズルプレート１４と上記可撓板１３との間に液室１５が形成されている。
【００２０】
上記ヘッド本体１２の長手方向一端部には上記液室１５に連通する給液孔１６が形成され、この給液孔１６には供給管１６ａが接続されている。給液孔１６から上記液室１５には上記溶液が供給される。それによって、上記液室１５内は溶液で満たされるようになっている。ヘッド本体１２の長手方向他端部には上記液室１５に連通する排液孔１９が形成され、この排液孔１９には排液管１９ａが接続されている。
【００２１】
図４に示すように、上記ノズルプレート１４には、溶液が塗布される基板７の搬送方向に直交する方向に沿って複数のノズル１７が千鳥状に穿設されている。上記可撓板１３の上面には、図３に示すように上記各ノズル１７にそれぞれ対向して複数の圧電素子１８が設けられている。
【００２２】
上記圧電素子１８には、所定のパルス幅のパルス電圧が後述するように印加される。それによって、圧電素子１８は伸縮し、可撓板１３を部分的に弾性変形させるから、その圧電素子１８に対向位置するノズル１７から溶液が基板７の上面に噴射供給される。  
なお、ヘッド本体１２の内部には後述する駆動回路部４１が設けられ、この駆動回路部４１によって圧電素子１８にパルス電圧が印加されるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、上記一対のレール２の一方の側面には長手方向に沿ってリニアスケール２１が設けられている。上記搬送テーブル３の駆動方向と交差する方向であって、上記リニアスケール２１と対応する一側には上記リニアスケール２１の位置を検出するリニアセンサ２２が設けられている。リニアスケール２１とリニアセンサ２２とでリニアエンコーダ２０を構成しており、このリニアエンコーダ２０によって上記搬送テーブル３の上記第１の駆動源４によって駆動されるＸ方向の位置を直接的に精密に検出することができるようになっている。
【００２４】
上記搬送テーブル３が支持体８のヘッド１１の下方を通過すると、上記基板７の上面には上記ヘッド１１から噴射された溶液によって所定のパターン、この実施の形態では図２に鎖線で示すようにＸ方向に３つで、Ｙ方向に２つ、合計６つの矩形状のパターンＰが形成される。
【００２５】
図５は溶液の供給装置の制御回路図で、同図中３１は制御装置である。この制御装置３１には、上記リニアエンコーダ２０からの検出信号が入力される。上記制御装置３１にはヘッドコントローラ３２とノズルコントローラ３３とが接続されている。これらコントローラ３２，３３はリニアエンコーダ２０からの検出信号に基づいて駆動信号をマスタユニット３４に出力する。
【００２６】
上記マスタユニット３４は、第１のＣＰＵ３５、第１のトランシーバ３６、２４Ｖの直流電圧を供給する電源３７を有し、複数のヘッド１１のノズル１７からの溶液の噴射を制御する。
【００２７】
各ヘッド１１（図５には１つのみ図示）には上述した駆動回路部４１が設けられている。この駆動回路部４１には第２のＣＰＵ４２が設けられている。この第２のＣＰＵ４２には上記第１のＣＰＵ３５からの同期パルスが入力されるとともに、上記第１のトランシーバ３６と通信する第２のトランシーバ４３を介して上記ノズルコントローラ３３から駆動信号が入力される。
【００２８】
上記第１のＣＰＵ３５は、上記搬送テーブル３のＸ方向の移動量に基づいて上記リニアエンコーダ２０のリニアセンサ２２からの複数のパルス信号に対し、上記制御装置３１及び上記ヘッドコントローラ３２を介して１つの同期パルスを上記第２のＣＰＵ４２に出力するようになっている。
【００２９】
第２のＣＰＵ４２には塗布データが格納されたメモリ４４が接続されている。この塗布データは、上記第１のＣＰＵ３５からの同期パルス信号が駆動回路部４１の第２のＣＰＵ４２に入力されることで、この第２のＣＰＵ４２に読み出される。第２のＣＰＵ４２に読み出された塗布データはシリアル−パラレルデータ変換部４５に出力される。
【００３０】
シリアル−パラレルデータ変換部４５には第１の変圧部４６が接続されている。この第１の変圧部４６は、上記マスタユニット３４の電源３７からの２４Ｖの電圧を、上記第２のＣＰＵ４２からの電圧指令に応じて０〜９０Ｖの電圧に変圧し、上記シリアル−パラレルデータ変換部４５に出力する。このシリアル−パラレルデータ変換部４５には上記ヘッド１１に設けられた複数の圧電素子１８が接続されている。
【００３１】
第１のＣＰＵ３５から第２のＣＰＵ４２に同期信号が入力されると、上記シリアル−パラレルデータ変換部４５には上記第２のＣＰＵ４２から発振信号が出力される。それによって、メモリ４４からの塗布データに基づく所定の圧電素子１８に第１の変圧部４６からの電圧が印加されるから、その圧電素子１８に対応するノズル１７から溶液が噴射されることになる。
【００３２】
なお、上記駆動回路部４１には上記マスタユニット３４に設けられた電源３７から給電された２４Ｖの直流電圧を５Ｖに変圧する第２の変圧部４７が設けられている。この第２の変圧部４７で変圧された５Ｖの電圧は、駆動回路４１に設けられたトランジスタ等の電子部品に供給されるようになっている。
【００３３】
上記メモリ４４に格納される塗布データは、基板７に塗布される溶液の塗布パターンに応じてパターン化されている。たとえば、基板７に図６（ａ）に示すように溶液を６つのヘッド１によって矩形状の６つの塗布パターンＰに塗布する場合、まず、塗布パターンＰのＸ、Ｙの座標データを求め、その座標データをＢＭＰデータに変換する。
【００３４】
つぎに、ＢＭＰデータを、図６（ａ）にＲ１  〜Ｒ６  で示す基板７の搬送方向に沿う各ヘッド１１のそれぞれの塗布領域ごとに細分化し、細分化された各塗布領域Ｒ１  〜Ｒ６  を、基板７の搬送方向における各ドットの溶液を塗布する部分と、塗布しない部分とにパターン化する。図６（ｂ）は塗布領域Ｒ２  の各ドットを、溶液を塗布する部分ｄＹ  と、塗布しない部分ｄＮ  とにパターン化した状態を示す。そして、パターン化された各ヘッド１１の塗布データを上記メモリ４４に格納する。
【００３５】
つぎに、上記構成の供給装置によって基板７に溶液を供給する場合について説明する。
搬送テーブル３に基板７を供給載置したならば、駆動源４を作動させて搬送テーブル３をＸ方向に駆動する。搬送テーブル３のＸ方向の駆動位置はリニアエンコーダ２０によって測定される。リニアエンコーダ２０の検出信号は制御装置３１に入力され、この制御装置３１からヘッドコントローラ３２を介して第１のＣＰＵ３５にパルス信号として出力される。
【００３６】
ヘッドコントローラ３２からパルス信号が入力された第１のＣＰＵ３５は、Ｘ方向に沿う液滴の塗布ピッチに相当する複数のパルス信号に対して１つの同期パルス信号を第２のＣＰＵ４２に出力する。それによって、メモリ４４に記憶された塗布データが読み出される。
【００３７】
上記第２のＣＰＵ４２には、リニアエンコーダ２０による検出信号に基づいてノズルコントローラ３３から駆動信号が入力される。駆動信号が入力された第２のＣＰＵ４２は、シリアル−パラレル変換部４５に発振信号を出力する。それによって、塗布データに対応する所定の圧電素子１８が駆動され、ノズル１７から液滴状の溶液が基板７に所定の塗布パターンＰで噴射塗布される。
【００３８】
このように、リニアエンコーダ２０による基板７のＸ方向の位置検出に基づき、複数のヘッド１１に対して第１のＣＰＵ３５から第２のＣＰＵ４２に同期パルス信号が出力されることで、基板７には塗布データに対応する塗布パターンＰで溶液が塗布されることになる。
【００３９】
上記メモリ４４には、溶液の塗布データがパターン化されて格納されている。塗布データをパターン化してメモリ４４に格納すると、１つのヘッド１１に６４個のノズル１７が形成され、このヘッド１１が所定の塗布領域に塗布パターンＰを形成するために、基板Ｗの搬送方向に対して溶液を５０００ドット噴射する場合を考えると、１つのヘッド１１に要求されるデータ量Ｄ２  は、
Ｄ２  ＝６４×２＋５０００＝５１２８  
となる。つまり、塗布データをパターン化しない場合には、上述したように１つのヘッド１１に対して３２００００データが必要となるが、パターン化することで、５１２８データとなるから、データの減少率は約６２分の１となる。したがって、その分、メモリ４４の小型化を図ることが可能となるから、ヘッド１１が小型化されても、そのヘッド１１にメモリ４４を確実に設けることができる。
【００４０】
この発明は上記一実施の形態に限定されるものでなく、種々変形可能である。上記一実施の形態では基板に溶液を６つの矩形状のパターンで、行列状に設ける場合について説明したが、基板に設けられる溶液の塗布パターンの形状や数は限定されるものでなく、どのような形状であっても、その形状の塗布データをパターン化することで、この発明の目的を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の一実施の形態の溶液の供給装置を示す側面図。
【図２】図１に示す溶液の供給装置の平面図。
【図３】ヘッドの縦断面図。
【図４】ヘッドの下面側の図。
【図５】リニアエンコーダからの検出信号に基づいてヘッドのノズルから溶液を噴射させるための制御回路図。
【図６】基板に塗布される溶液の座標データをパターン化する手順を説明するための図。
【符号の説明】
【００４２】
３…搬送テーブル、７…基板、１１…ヘッド、１７…ノズル、２０…リニアエンコーダ（検出手段）、２１…リニアスケール（検出手段）、２２…リニアセンサ（検出手段）、３１…制御装置（制御手段）、４４…メモリ。
【図１】
0004708696.tif 000002
【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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