(57)【要約】【課題】基板のヨーイングに起因するパターン形成の精度低下を、ヘッドのインク吐出タイミングを補正することで抑制し、高精度なパターン形成を実現するパターン形成装置を提供する。【解決手段】パターン形成装置１の、基板３を載置する基板載置部の載置部中方に対して対称な位置に２つのスケール読取ヘッド６５を設ける。２つのスケール読取ヘッド６５の出力を、それぞれ２つの位置エンコーダ９１で位置情報を示すパルスに変換し制御部４１に入力する。制御部４１の時間ズレ計測部９３は、２つの位置エンコーダ９１からの入力値から、基板３のヨーイングを検出し、ヘッド６７のノズル吐出孔６９ごとの吐出タイミングを補正することにより、パターン生成の位置ズレを補正する。【選択図】図７
2007152215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象に加工処理を行う加工部と前記加工対象が載置される載置部とを相対的に移動させつつ、前記加工部による加工処理を行って前記加工対象にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記加工部または前記載置部の少なくともいずれかを直線移動させる直線移動手段と、
前記直線移動による移動量を複数箇所で計測する複数の計測手段と、
前記複数の計測手段により取得した複数の計測情報の差に基づいて、前記加工部の加工タイミングを補正するタイミング補正手段と、
を、具備することを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
前記タイミング補正手段は、前記複数の計測情報のうち最も位相が進んでいる進相側計測情報を基準計測情報として逐次選択し、当該基準計測情報と他の計測情報との差に基づいて前記加工タイミングを補正することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項３】
前記タイミング補正手段は、前記複数の計測情報のうちいずれか１つの計測情報を基準計測情報として予め固定し、当該基準計測情報と当該基準計測情報に対して位相が遅れている遅相側計測情報との差に基づいて前記加工タイミングを予測的に補正することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項４】
加工対象に加工処理を行う加工部と前記加工対象が載置される載置部とを相対的に移動させつつ、前記加工部による加工処理を行って前記加工対象にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記加工部または前記載置部の少なくともいずれかを直線移動させる直線移動工程と、
前記直線移動による移動量を複数箇所で計測する複数の計測工程と、
前記複数の計測工程により取得した複数の計測情報の差に基づいて、前記加工部の加工タイミングを補正するタイミング補正工程と、
を、具備することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
前記タイミング補正工程は、前記複数の計測情報のうち最も位相が進んでいる進相側計測情報を基準計測情報として逐次選択し、当該基準計測情報と他の計測情報との差に基づいて前記加工タイミングを補正することを特徴とする請求項４に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記タイミング補正工程は、前記複数の計測情報のうちいずれか１つの計測情報を基準計測情報として予め固定し、当該基準計測情報と当該基準計測情報に対して位相が遅れている遅相側計測情報との差に基づいて前記加工タイミングを予測的に補正することを特徴とする請求項４に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ等のパターンを形成するパターン形成装置に関する。より詳細には、基板等の加工対象とインクジェットヘッド等の加工部との相対的な位置ズレを補正するパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータのディスプレイとして、省スペース・低消費電力を特徴とする液晶カラーディスプレイの需要が高まっている。また、液晶カラーディスプレイは、液晶テレビ用途等としても需要が高まっており、画面の大型化が加速されてきている。
【０００３】
液晶パネルを構成するカラーフィルタの基材としては、従来、ガラス板を用いている。ガラス基材上に、ブラックマトリクスや、カラーフィルタを構成する赤色、緑色及び青色の３色のカラーフィルタ層を生成する。こうして生成されるカラーフィルタ基板と、別工程で生成されるＴＦＴ基板とを貼り合わせ、基板間に液晶を注入し偏向フィルムを貼り付けることで液晶パネルが完成する。
【０００４】
基板上に液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタのパターンを形成する方法として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色のインクをインクジェット方式により基板上に吐出して着色層パターンを形成するパターン形成装置がある。
【０００５】
また、基板を載置する載置部が、所定の方向に直線移動することによって、基板上に高精度な並行直線（ドット状の直線を含む）を形成することが可能なパターン形成装置がある（特許文献１参照）。
【０００６】
パターン形成装置は、基板を正確な位置に移動させつつ、インクジェットヘッドからインクを吐出させて、基板上にパターンを形成する。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３６１８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、基板載置部は所定の方向に直線移動する際、ヨーイング（載置部の進行方向に対する回転方向の振れ）成分を持つことが多い。従って、基板とインクジェットヘッドとの相対位置関係の位置ズレ、特にヘッドに配置されるノズル吐出孔に進行方向の位置ズレが生じ、パターニング精度が悪化するという問題がある。
【０００９】
また、インクジェットヘッドからインクを吐出し、ドットを連ねてライン形状のパターンを形成するだけではなく、高精度な断続線や、点等のパターン形成を行う場合には特に基板載置部の進行方向位置精度が要求される。
【００１０】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、基板のヨーイングに起因するパターン形成の精度低下を、ヘッドのインク吐出タイミングを補正することで抑制し、高精度なパターン形成を実現するパターン形成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】
【００１１】
前述した目的を達成するための第１の発明は、加工対象に加工処理を行う加工部と前記加工対象が載置される載置部とを相対的に移動させつつ、前記加工部による加工処理を行って前記加工対象にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記加工部または前記載置部の少なくともいずれかを直線移動させる直線移動手段と、前記直線移動による移動量を複数箇所で計測する複数の計測手段と、前記複数の計測手段により取得した複数の計測情報の差に基づいて、前記加工部の加工タイミングを補正するタイミング補正手段とを、具備することを特徴とするパターン形成装置である。
【００１２】
パターン形成装置は、ガラス基板や配線部材にカラーフィルタや配線パターンを形成する装置である。パターン形成装置は、例えば、インクジェット方式等によりカラーフィルタを製造する。カラーフィルタは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイパネル）、有機ＥＬ（Electroluminescence Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の表示装置に用いられる。また、パターン形成装置は、プリント基板上に配線パターンを形成することもできる。
加工処理は、ガラス基板等の加工対象に対して加工部が行う処理であり、例えば、インク塗布処理、レーザ照射処理等によるパターン形成処理である。
加工部は、加工対象に対して相対的に移動して加工処理を行う装置であり、例えば、インクジェットヘッド、レーザ照射ヘッドである。
載置部は、加工対象を支持固定する、支持部、吸着テーブルである。
直線移動手段は、ステップモータ、サーボモータ、リニアモータ等の制御可能なモータを用い、スライド機構（スライドレール、スライダ等）に沿って対象を移動させる移動機構である。
【００１３】
計測手段は、直線移動による移動量を計測する計測装置であり、例えば、スケールの目盛を読み取るスケール読取ヘッド等の測長機構である。尚、読み取ったスケールの目盛を、位置情報を示すパルスに変換する位置エンコーダ等も計測手段に含めても良い。また、複数の計測手段は、載置部中央に対して対称な位置（載置部を移動させる場合は、例えば、載置部の移動方向中心軸を挟んで左右両側に２箇所）に設けることが望ましい。
タイミング補正は、加工処理のタイミングを補正する処理であり、例えば、インクジェットヘッドからのインク吐出開始・停止のタイミングやレーザ照射ヘッドからのレーザ照射開始・停止のタイミングを補正する処理である。
尚、タイミング補正は、インクジェットヘッドの吐出孔毎、レーザ照射ヘッドの照射孔毎に行うことが望ましい。
【００１４】
第１の発明のパターン形成装置は、加工対象に加工処理を行う加工部または加工対象が載置される載置部の少なくともいずれかを直線移動させ、直線移動による移動量を複数箇所で計測し、複数の計測情報の差に基づいて、加工部の加工タイミングを補正する。
【００１５】
前記タイミング補正手段は、前記複数の計測情報のうち最も位相が進んでいる進相側計測情報を基準計測情報として逐次選択し、当該基準計測情報と他の計測情報との差に基づいて前記加工タイミングを補正するようにしても良い。
【００１６】
前記タイミング補正手段は、前記複数の計測情報のうちいずれか１つの計測情報を基準計測情報として予め固定し、当該基準計測情報と当該基準計測情報に対して位相が遅れている遅相側計測情報との差に基づいて前記加工タイミングを予測的に補正するようにしても良い。
【００１７】
第１の発明によるパターン形成装置は、複数の計測情報から加工対象が載置される載置部のヨーイングを検知し、加工部の加工タイミングを補正することにより高精度なパターン形成を実現する効果がある。
【００１８】
第２の発明は、加工対象に加工処理を行う加工部と前記加工対象が載置される載置部とを相対的に移動させつつ、前記加工部による加工処理を行って前記加工対象にパターンを形成するパターン形成方法であって、前記加工部または前記載置部の少なくともいずれかを直線移動させる直線移動工程と、前記直線移動による移動量を複数箇所で計測する複数の計測工程と、前記複数の計測工程により取得した複数の計測情報の差に基づいて、前記加工部の加工タイミングを補正するタイミング補正工程とを、具備することを特徴とするパターン形成方法である。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明のパターン形成装置におけるパターン形成方法に関する発明である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基板のヨーイングに起因するパターン形成の精度低下を、ヘッドのインク吐出タイミングを補正することで抑制し、高精度なパターン形成を実現するパターン形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るパターン形成装置１の構成を示す図である。
【００２２】
（１．パターン形成装置１）
図１は、パターン形成装置１の概略斜視図である。尚、θ軸は鉛直方向の回転軸を示し、θ方向はその回転方向を示す。Ｙ軸は、インクジェットの塗布幅方向を示し、Ｘ軸は塗布方向を示す。θ軸、Ｙ軸、Ｘ軸は互いに直角を成す。
【００２３】
パターン形成装置１は、インクジェット方式によりカラーフィルタを製造する装置である。パターン形成装置１０１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の色素を含有するインクをインクジェット方式で光透過性の基板上に吐出し、各インクを硬化させて着色画素部を形成し、当該基板上にカラーフィルタパターンを形成する。
【００２４】
パターン形成装置１は、定盤１１、吸着テーブル５、θ方向移動ステージ７、Ｘ方向移動ステージ９、カメラ１３、レール１５、ヘッドユニット１７、回転機構１９、Ｙ方向移動機構２１（スライド部２３、スライドレール２５）、ガントリ２７等から構成される。
【００２５】
吸着テーブル５は、カラーフィルタパターンが形成される基板３を吸着して固定する。基板３の吸着は、例えば吸着テーブル５と基板３との間の空気を減圧、真空にすることにより実現される。この場合、吸着テーブル５には空気を吸引するための小孔（図示しない）が設けられ、吸着の際には当該孔を通じて真空ポンプ（図示しない）等により空気の吸引が行われる。
吸着テーブル５には、θ方向移動ステージ７及びＸ方向移動ステージ９が設けられる。
【００２６】
θ方向移動ステージ７は、吸着テーブル５に吸着固定された基板３をθ軸方向に回転移動させる。θ方向移動ステージ７は、例えばステップモータ、サーボモータ、ダイレクトドライブモータ等の制御可能なモータを備え、制御部４１(後述する)が出力する制御量に基づいて基板３をθ方向に回転させる。
【００２７】
Ｘ方向移動ステージ９は、定盤１１に設けられるレール１５−１、１５−２に沿って、基板３をＸ軸方向（塗布方向）に直線移動させる。Ｘ方向移動ステージ９は、例えばステップモータ、サーボモータ、リニアモータ等の制御可能なモータによって所定の軸方向に移動可能に支持され、制御部４１（後述する）が出力する制御量に基づいて移動する。尚、基板３のＸ軸方向直線移動は、レール１５−１、１５−２の際にスケール６３−１、６３−２等の精密測長手段を配置し、モータにフィードバックして制御する。
【００２８】
基板３を載置し吸着固定する吸着テーブル５、θ方向移動ステージ７、及びＸ方向移動ステージ９を、以降、まとめて基板載置部と称する。
尚、本実施の形態では説明していないが、基板３をＹ軸方向に移動させる機構を基板載置部に設けても良い。
【００２９】
定盤１１は、石製やセラミック製の高平坦精度を要する盤である。尚、図示していないが、Ｘ方向移動ステージ９等は、定盤１１上をエア浮上させて移動させることが望ましい。
【００３０】
ヘッドユニット１７には、位置調整の行われた複数のインクジェットヘッド（図示しない）が配列されており、基板３に対して相対的に移動しつつインクを吐出してパターン形成を行う。
【００３１】
ヘッドユニット１７は、スライド部２３、スライドレール２５を介してガントリ２７に連結され、塗布幅方向（Ｙ軸方向）に直線移動する。スライド部２３とスライドレール２５は、ヘッドユニット１７のＹ方向移動機構２１である。Ｙ方向移動機構２１の駆動には、例えばリニアモータ、スライド機構等を用いることができる。
【００３２】
また、回転機構１９は、ヘッドユニット１７をθ軸方向に回転させる機構である。回転機構１９は、例えばステップモータ、サーボモータ、ダイレクトドライブモータ等の制御可能なモータを備え、制御部４１（後述する）が出力する制御量に基づいてヘッドユニット１７をθ方向に回転させる。ヘッドユニット１７を回転移動させることにより、作成するパターンのピッチを変更することが可能である。
【００３３】
尚、スライドレール２５は、エア浮上機構を用いてスライド部２３を移動させることが望ましい。また、θ軸鉛直軸方向に上下移動機構を設けてもよい。また、スライドレール２５際にリニアスケール等の精密測長手段を配置し、スライド部２３を駆動するモータをフィードバック制御する。
【００３４】
ガントリ２７は、定盤１１に固定される門型フレームである。尚、ガントリ２７を複数設けるようにしてもよいし、ガントリ２７上部にスライドレール、駆動部等を設けて、ヘッドユニット１７を塗布方向（Ｘ軸方向）に直線移動させるようにしても良い。
【００３５】
カメラ１３−１、１３−２は、パターン形成装置１のフレーム（図示しない）に固定支持される。カメラ１３−１、１３−２は、基板３のアライメントマーク等を撮像し基板３の位置調整を行う。カメラ１３−１、１３−２の撮像画像は、パターン形成装置１の制御部４１（後述する）に入力され、制御部４１は画像処理を行って所定の駆動部に制御信号をフィードバックし、基板３の位置調整を行う。
【００３６】
また制御部４１は図示しない他のアライメントカメラ、リニアスケール、レーザ干渉計等の検出値に基づいて、それぞれ所定のモータ等をフィードバック制御し、基板３やヘッドユニット１７等の位置決め及び移動を行う。更に、制御部４１は、基板３やヘッドユニット１７等の位置制御を行いつつ、インク吐出制御を行って、基板３のパターン形成を行う。
【００３７】
即ち、パターン形成装置１は、基板３の位置決め後、Ｘ方向移動ステージ９を移動させ基板３をヘッドユニット１７の下の所定の位置に搬送する。パターン形成装置１は、Ｘ方向移動ステージ９をＸ軸方向に所定の距離だけ移動させつつ所定のタイミングでヘッドユニット１７に配置されるノズル吐出孔からインクを吐出させて基板３のＸ方向全長にパターン形成を行う。
【００３８】
更に、パターン形成装置１は、Ｘ方向移動ステージ９を初期位置に戻し、ヘッドユニット１７を、Ｙ軸方向（塗布幅方向）の所定の位置に移動させ、Ｘ方向移動ステージ９を移動させつつ所定のタイミングでヘッドユニット１７のノズル吐出孔からインクを吐出させて基板３のＸ軸方向全長へのパターン形成を行う。
【００３９】
尚、パターン形成を行いつつ基板３をＸ軸方向に所定の距離だけ移動後、Ｙ軸方向にヘッドユニット１７を移動して、基板３をＸ軸方向の初期位置に向かって戻しつつ次のパターン形成を行うようにしても良い。
パターン形成装置１は、以上の処理工程を繰り返して基板３全体にパターン形成を行う。
【００４０】
（２．パターン形成装置１の制御）
図２は、パターン形成装置１の構成を制御の観点から示す図である。パターン形成装置１は、演算処理機能を有するコンピュータ２９と、各部の状態情報検知機能を有するステージ位置検出部４９、ヘッド位置検出部５１、スケール読取部５３、カメラ１３と、各部の制御機能を有するステージ位置制御部５５、ヘッド位置制御部５７、ヘッド吐出制御部５９、カメラ位置制御部６１とを有する。
【００４１】
コンピュータ２９は、各部の状態（位置等）情報を得て、演算処理等を行い、各部への制御信号を出力する。コンピュータ２９は、入力部３１、印刷部３３、メディア入出力部３５、通信部３７、データ入力部３９、制御部４１、表示部４３、記憶部４５等から構成され、それぞれがシステムバス４７で接続されている。
【００４２】
入力部３１は、キーボード、マウス、タッチパネル又はマイク等であり操作者がパターン形成装置１の操作及び入力指示等を行う。
印刷部３３は、プリンタ等の出力装置である。
メディア入出力部３５は、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等にデータやプログラムファイル等の読み込み書き込みを行うディスクドライブやＣＤ−ＲＯＭドライブ等である。
通信部３７は、ネットワークに接続するモデムやＬＡＮボード等である。
データ入力部３９は、各部の状態（位置等）情報を得て制御部４１に送る機能を有する。尚、データ入力部３９は必要に応じてデータ変換機能等を備えても良い。
制御部４１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit：中央処理装置）等の演算処理装置であり、パターン形成装置１を構成する各装置の動作制御、演算処理等を行う。
表示部４３はＣＲＴや液晶表示装置等であり、パターン形成装置１の動作状況や設定状況等を表示して操作者に提示するようにしても良い。
記憶部４５はＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）等からなる。
【００４３】
制御部４１は、ＲＯＭやメディア（ＣＤ−ＲＯＭ等）に格納されるプログラムをＲＡＭ等に呼び出して実行し、パターン形成装置１の動作制御、演算処理等を行う。また、ＨＤＤには、各種設定値やパターン形成履歴等の各種データを保持しても良い。
【００４４】
ステージ位置検出部４９は、基板３を載置するθ方向移動ステージ７やＸ方向移動ステージ９等の位置情報を測定する装置である。例えばθ方向移動ステージ７の角度情報を計測する計測装置である。また、後述するスケール読取部５３と重複する場合もあるが、Ｘ方向移動ステージ９の位置情報を測定する装置である。
【００４５】
ヘッド位置検出部５１は、ヘッドユニット１７の位置情報、或いはヘッドユニット１７に配置されるノズル位置情報を検出する装置である。例えば、ノズル位置を撮像するアライメントカメラ等を含んでも良い。
【００４６】
スケール読取部５３は、本実施の形態に係り、基板３を載置する載置部（吸着テーブル５、θ方向移動ステージ７、Ｘ方向移動ステージ９等）の直線移動によるＸ方向の移動量を計測する計測装置である。スケール読取部５３は、レール１５に装着されるスケール６３、基板３を載置する載置部に装着されスケール６３の目盛を読み取るスケール読取ヘッド６５（後述する）等である。複数のスケール読取ヘッド６５は、載置部中央に対して対称な位置（載置部を移動させる場合は、例えば、載置部の移動方向中心軸を挟んで左右両側に２箇所）に設けることが望ましい。
【００４７】
カメラ１３は、基板３上に形成されるアライメントマーク等を撮像し、基板３の位置情報を測定する。或いは、カメラ１３は、ヘッドユニット１７に装着されるヘッド６７（或いはノズル孔）の位置を撮像し、ヘッド６７の位置決めを行う。
【００４８】
上記、ステージ位置検出部４９、ヘッド位置検出部５１、スケール読取部５３、及びカメラ１３等で測定された各部の状態情報は、コンピュータ２９のデータ入力部３９に入力される。
【００４９】
コンピュータ２９の制御部４１は、上記データ入力部３９に入力された各部の状態情報を基に演算処置を行い、制御信号を出力して各制御装置を駆動する。例えば制御部４１は、ステージ位置制御部５５、ヘッド位置制御部５７、ヘッド吐出制御部５９、及びカメラ位置制御部６１にそれぞれ制御信号を出力する。
【００５０】
ステージ位置制御部５５は、基板３を載置するθ方向移動ステージ７やＸ方向移動ステージ９等の位置を制御するモータ等の装置である。
ヘッド位置制御部５７は、ヘッドユニット１７に装着されるヘッド６７の位置を制御するモータ等の装置である。
ヘッド吐出制御部５９は、ヘッド６７に配設されるノズル吐出孔からのインクの吐出（吐出量や吐出タイミング）を制御する装置である。
カメラ位置制御部６１は、カメラ１３の位置等を制御する装置である。
【００５１】
（３．基板３のヨーイング）
次に、図３乃至図６により、基板３がＸ方向に直線移動する際に生じるヨーイングについて説明する。
図３は、基板３が直線移動する際に生じる、進行方向に対する回転方向の振れであるヨーイングを説明する図である。
図４は、ヨーイングに起因するノズル吐出孔６９の位置ズレを説明する図である。
図５は、ヨーイングに起因するＸ方向の位置ズレ量を説明する図である。
図６は、ノズル吐出孔７７のＸ方向ズレと、Ｙ方向ズレについて説明する図である。
【００５２】
まず、図３に示すスケール読取ヘッドＡ６５−１、及びスケール読取ヘッドＢ６５−２は、図２で説明したスケール読取部５３に属し、基板３を載置する載置部（吸着テーブル５、或いはＸ方向移動ステージ９でも良い）の移動方向中心軸を挟んで左右両側に設けられる。
【００５３】
スケール読取ヘッドＡ６５−１は、レール１５−１に設けられるスケール６３−１の目盛を読み取り、測長データをデータ入力部３９（図２参照）に送る。スケール読取ヘッドＢ６５−２は、レール１５−２に設けられるスケール６３−２の目盛を読み取り、測長データをデータ入力部３９（図２参照）に送る。
【００５４】
基板３が載置部のＸ方向への直線移動とともに、移動方向Ａに移動しつつ、ヘッドユニット１７に装着されるヘッド６７の複数のノズル吐出孔６９からインクが吐出され、基板３上にパターンが形成される。ヘッド６７の位置は固定されているものとする。基板３は、移動方向Ａに移動しつつノズル吐出孔６９からインクが吐出されるが、基板３の載置部の進行方向に対する回転方向の振れが生じ、例えば基板３及び載置部は図３の点線で示す位置に回転しヨーイング成分を有する。
【００５５】
図４は、基板３のヨーイングによるノズル吐出孔６９の位置ズレを説明する図である。ヘッド６７の位置は固定されているが、時間の経過（Ｔ０、Ｔ１、・・Ｔｎ）とともに基板３が進行方向に対して回転方向に振れるため、ノズル吐出孔６９−１〜６９−ｎの位置がＸ方向にズレを生じてくる。
【００５６】
図４のｐ０〜ｐｎは、スケール読取ヘッドＡ６５−１のスケール読取パルスを示す。ｑ０〜ｑｎは、スケール読取ヘッドＢ６５−２のスケール読取パルスを示す。図４に示すように、同一タイミング（例えば時間Ｔｎ）におけるインクの吐出がＸ方向にずれることがわかる。図４の領域Ｂ、即ち時間ＴｎにおけるＸ方向の位置ズレ量を、図５を用いて説明する。
【００５７】
図５は、ヨーイングに起因するＸ方向のインク吐出孔６９の位置ズレ量を示す。スケール読取ヘッドＡ６５−１とスケール読取ヘッドＢ６５−２との距離をＬとする。スケール読取ヘッドＡ６５−１とノズル吐出孔６９−１との距離をＬ１とする。また、スケール読取ヘッドＡ６５−１とノズル吐出孔６９−ｎとの距離をＬｎとする。基板３のヨーイングの角度をθとする。
【００５８】
この場合、ノズル吐出孔６９−１はＸ方向にΔＸ１のずれを生じており、ノズル吐出孔６９−ｎはＸ方向にΔＸｎのずれを生じている。尚、ΔＸ１＝Ｌ１ｓｉｎθ、ΔＸｎ＝Ｌｎｓｉｎθと算出され、インク吐出のタイミングを補正する必要が生じる。
【００５９】
図６は、図５を詳細に説明する図であり、特にノズル吐出孔のＸ方向ズレと、Ｙ方向ズレについて説明する図である。
基板３が角度θのヨーイングを受けることは、ヘッド７５−１が基板３に対して相対的にヘッド７５−２の位置に回転移動していると考えることができる。本実施の形態のパターン形成装置１は、基板３にパターン７１を生成する装置であり、形成されているＢＭ（ブラックマトリクス）７３の間にインクを着弾させパターン７１を形成するものである。
【００６０】
ヘッド７５−１のノズル吐出孔７７−１は、基板３のヨーイングの回転中心からＬｎの距離にあり、角度θだけ回転してノズル吐出孔７７−２の位置に移動する。ヘッド７５−１は、回転移動後はヘッド７５−２の位置となり、ノズル吐出孔７７−１はノズル吐出孔７７−２の位置となる。
この時、ノズル吐出孔７７のＸ方向ズレ７９−１（ΔＸ）は、
ΔＸ＝Ｌｎｓｉｎθ・・・・・・（１）
と、算出され、Ｙ方向ズレ７９−２（ΔＹ）は、
ΔＹ＝Ｌｎ（１−ｃｏｓθ）・・・（２）
と、算出される。角度θが小さい場合、Ｙ方向ズレ７９−２（ΔＹ）はＸ方向ズレ７９−１（ΔＸ）と比較すると小さく、且つＹ方向ズレ７９−２（ΔＹ）の値は許容範囲にあり補正する必要はない。
【００６１】
しかしながら、Ｘ方向ズレ７９−１（ΔＸ）は、同じヘッド７５に配設されるノズル吐出孔７７のインク吐出タイミングがＸ方向にずれてしまうので、高精度なパターニングを行う場合には、生じるＸ方向ズレ７９−１（ΔＸ）を補正する必要がある。本実施の形態は、このＸ方向ズレ７９−１（ΔＸ）をノズル吐出孔７７それぞれのインク吐出タイミングを制御することによって、補正するものである。
【００６２】
（４．従来のパターニング制御）
本実施の形態のパターン形成装置１のインク吐出タイミング補正を説明する前に、図１０乃至図１２により、従来のパターニング制御について簡単に説明する。
図１０は、従来のパターニング制御を説明する図である。
図１１は、従来の波形生成部８３を説明する図である。
図１２は、従来の別の波形生成部８３を説明する図である。
【００６３】
従来、基板３にパターン形成を行う場合、基板上の正確なインク吐出位置を認識するため、基板載置部の位置を検出する位置エンコーダ９１の出力を波形生成部８１に入力し、ヘッド６７の吐出制御を行っていた（図１０参照）。位置エンコーダ９１の出力は、ステージ位置制御部５５送られ、Ｘ方向移動ステージ９の移動にフィードバック制御するものを、波形生成部８１にも入力してインク吐出タイミング制御に流用していた。尚、従来例による制御は、基板３のＸ方向直線移動のタイミングにあわせてインク吐出のタイミングを調整するものであって、基板３がヨーイングする場合には対応していない。
【００６４】
図１１は、従来例による波形生成部８３を示す。
波形生成部８３は、基板載置部の位置を検出する位置エンコーダ９１の出力をタイミングパルスとし、その波形を矩形波生成部８５で矩形生成した後、波形増幅部８７で増幅して高電圧矩形波形を生成しパターニング波形生成部８９に入力する。また、波形生成部８３のコンピュータ９９は位置エンコーダ９１から得るタイミングパルスと、基板３へのパターニングデータと、ヘッドレイアウトデータ（ヘッド６７の位置、ノズル吐出孔６９位置等に関する情報）とから、ノズル吐出タイミング情報（ＯＮ・ＯＦＦ情報）を生成しパターニング波形生成部８９に送出する。
【００６５】
パターニング波形生成部８９は、基板載置部の位置を示すタイミングパルスとノズル吐出タイミング情報とから、インクジェット吐出信号パルスを生成してヘッド６７に印加し、ヘッド６７は当該インクジェット吐出信号パルスに従って基板３のパターン生成を行う。尚、従来例は、基板３とヘッド６７とのＸ方向への移動関係を補正するものであり（即ち、同一ヘッド６７のインク吐出孔６９の吐出タイミングを一様に補正する）、同一のヘッド６７に配設されるインク吐出孔６９ごとの吐出タイミングを補正するものではない。
【００６６】
尚、位置エンコーダ９１は、０．００５〜１μｍの位置分解能に対応しているものが望ましい。
また、パターニング波形を生成する前に波形増幅処理が行われるのでヘッド毎に増幅器を設ける必要がなく、図１２（後述する）の場合と比較して装置構成を簡素化することができる。
【００６７】
図１２は従来例の他の波形生成部８３を示す。
波形生成部８３は、基板載置部の位置を検出する位置エンコーダ９１の出力をタイミングパルスとし、パターニング波形生成部８９とコンピュータ９９に入力する。コンピュータ９９は位置エンコーダ９１から得るタイミングパルスと、基板３へのパターニングデータと、ヘッドレイアウトデータとから算出したパターニング波形情報をパターニング波形生成部８９に送出する。
【００６８】
パターニング波形生成部８９は、位置エンコーダ９１から送られるタイミングパルスと、コンピュータ９９から送られるパターニング波形情報とから、インクジェット吐出信号パルスを生成し、更に波形増幅器８７で増幅してヘッド６７に印加し、ヘッド６７は当該インクジェット吐出信号パルスに従って基板３のパターン生成を行う。
【００６９】
即ち、従来例においては、基板載置部がヨーイングする場合にヘッド６７のノズル吐出孔６９のＸ方向位置ズレを補正することはできない。
また、図１２では、ヘッド毎にパターニング波形を生成した後に波形増幅処理が行われるのでヘッド毎に増幅器を設ける必要があり、図１１の場合と比較して装置規模が大きくなる。
【００７０】
（５．本実施の形態のパターニング制御）
図７乃至図９は、本実施の形態におけるパターニング制御を説明する図である。
図７は、本実施の形態における波形生成部８１を説明する図である。
図８は、本実施の形態の別の波形生成部８１を説明する図である。
図９は図７の波形生成部８１の処理のフローチャートを示す。
【００７１】
図７、図９により、本実施の形態によるヘッド吐出タイミング補正を実現させる波形生成部８１の構成及びヘッド吐出タイミング補正のフローチャートを説明する。
【００７２】
図７は、ヘッド吐出タイミング補正を実現させる波形生成部８１の構成を示す。波形生成部８１は、図２を参照すると、コンピュータ２９の制御部４１と、制御部４１から制御信号が送られるヘッド吐出制御部５９とから構成される。スケール読取部５３（図２参照）に属するスケール読取ヘッドＡ６５−１、スケール読取ヘッドＢ６５−２の読取データは、コンピュータ２９のデータ入力部３９（図２参照）を介してコンピュータ２９の制御部４１に入力される。
【００７３】
スケール読取ヘッドＡ６５−１の読取データは、データ入力部３９の位置エンコーダＡ９１−１に入力される。スケール読取ヘッドＢ６５−２の読取データは、データ入力部３９の位置エンコーダＢ９１−２に入力される。位置エンコーダＡ９１−１、位置エンコーダＢ９１−２は、スケール読取値を位置に対応するパルスに変換して、制御部４１に送る。
【００７４】
制御部４１は、波形生成部８１に係る機能として、時間ズレ計測部９３、基準波形選択部９５、及びパターニングデータ生成部９７とを有する。時間ズレ計測部９３は、データ入力部３９からの２つの入力の時間ズレを逐次算出する。基準波形選択部９５は、データ入力部３９からの２つの入力のうち、進相側の波形をタイミングパルスとして選択しパターニングデータ生成部９７に送る機能を有する。パターニングデータ生成部９７は、基準波形選択部９５から送られるタイミングパルスと、時間ズレ計測部９３から得る時間ズレデータと、記憶部４５に登録されているパターニングデータ、ヘッドレイアウトデータとから、ノズル吐出タイミング情報（ＯＮ・ＯＦＦ情報）を生成し、適時パターニング波形生成部８９に送出する。パターニングデータとは、基板３に形成するパターンに関する情報である。ヘッドレイアウトデータとは、ヘッド６７の位置情報やヘッド６７に配設されるインク吐出孔６９の位置情報等である。
【００７５】
ヘッド吐出制御部５９は、矩形波生成部８５、波形増幅部８７、及びパターニング波形生成部８９とから構成される。矩形波生成部８５はクロックパルスを生成し、波形増幅部８７に送る。波形増幅部８７は当該クロックパルスを増幅しパターニング波形生成部８９に送る。パターニング波形生成部８９は、パターニングデータ生成部９７から送られるノズル吐出タイミング情報をトリガとし、波形増幅部８７から送られるクロックパルスのタイミングを制御する。パターニング波形生成部８９は、タイミング制御された高電圧クロックパルスをヘッド６７のヘッド吐出制御部５９（図２参照）に印加し、インク吐出孔６９ごとにインク吐出タイミングを補正して、加工対象である基板３に対してパターニングを行う。
【００７６】
次に、図９により、図７に示す波形生成部８１の制御部４１とヘッド吐出制御部５９が、ノズル吐出タイミングの補正を行う処理のフローチャートを説明する。
【００７７】
図１に示す基板３を載置する基板載置部（吸着テーブル５、θ方向移動ステージ７、Ｘ方向移動ステージ９等）のＸ方向直線移動方向中心軸を挟んで左右両側に、スケール読取ヘッドＡ６５−１、スケール読取ヘッドＢ６５−２（図３参照）を設ける。スケール読取ヘッドＡ６５−１、スケール読取ヘッドＢ６５−２は、スケール読取部５３（図２参照）に属し、それぞれレール１５−１、１５−２に設けられるスケール６３−１、６３−２の目盛を逐次読み取り、読み取ったデータをコンピュータ２９のデータ入力部３９（図２、図７参照）に送る。
【００７８】
スケール読取ヘッドＡ６５−１の出力は、コンピュータ２９のデータ入力部３９の位置エンコーダＡ９１−１に入力され、スケール読取ヘッドＡ６５−１の位置を示すパルスに変換されて制御部４１の時間ズレ計測部９３に入力される。
【００７９】
スケール読取ヘッドＢ６５−２の出力は、コンピュータ２９のデータ入力部３９の位置エンコーダＢ９１−２に入力され、スケール読取ヘッドＢ６５−２の位置を示すパルスに変換されて制御部４１の時間ズレ計測部９３に入力される（ステップ１００１）。
【００８０】
制御部４１の時間ズレ計測部９３は、位置エンコーダＡ９１−１と位置エンコーダＢ９１−２とから送られる２つのパルスを計測し、双方の時間ズレを逐次計算し（ステップ１００２）、パターニングデータ生成部９７に送る。双方の時間ズレは、スケール読取ヘッドＡ６５−１とスケール読取ヘッドＢ６５−２との位置ズレ、即ち基板３のヨーイングを示す。
【００８１】
次に基準波形選択部９５は、位置エンコーダＡ９１−１と位置エンコーダＢ９１−２とから送られる２つのパルスのうち、進相側の波形をタイミングパルスの基準波形として選択しパターニングデータ生成部９７に送る（ステップ１００３）。
【００８２】
パターニング生成部９７は、基準波形選択部９５から送られるタイミングパルスと、時間ズレ計測部９３から得る時間ズレデータと、記憶部４５に登録されているパターニングデータ、ヘッドレイアウトデータとから、ノズル吐出タイミング情報（ＯＮ・ＯＦＦ情報）を生成し（ステップ１００４）、適時ヘッド吐出制御部５９のパターニング波形生成部８９に送出する（ステップ１００５）。この時、基準波形選択部９５は進相側の波形をタイミングパルスの基準波形として選択するので、進相側に配置されるノズル吐出孔６９は吐出を遅らせるようにノズル吐出タイミング情報が生成される。
【００８３】
次にヘッド吐出制御部５９の矩形波生成部８５はクロックパルス（矩形波）を生成し、波形増幅部８７に送る（ステップ１００６）。波形増幅部８７は当該クロックパルスを増幅しパターニング波形生成部８９に送る（ステップ１００７）。
【００８４】
パターニング波形生成部８９は、パターニングデータ生成部９７から送られるノズル吐出タイミング情報をトリガとし、波形増幅部８７から送られるクロックパルスのタイミングを制御して、ノズル吐出孔６９ごとの吐出タイミング波形を生成する（ステップ１００８）。パターニング波形生成部８９は、タイミング制御されたノズル吐出孔６９ごとの吐出タイミング波形をヘッド６７のヘッド吐出制御部５９（図２参照）に印加し、インク吐出孔６９ごとに吐出タイミングの補正を行う（ステップ１００９）。
【００８５】
即ち、本実施の形態では、加工対象である基板３の載置部に設ける２つの位置エンコーダの読取値により、基板３のヨーイングを検出する。基板３のヨーイングに起因する、ヘッド６７のノズル吐出孔６９のＸ方向への位置ズレを、ノズル吐出孔６９ごとの吐出タイミングの補正を行うことによって補正する。
【００８６】
図８は、本実施の形態の別の波形生成部８１を示す図である。図７との相違点を説明する。図８の波形生成部８１は、位置エンコーダＡ９１−１、位置エンコーダＢ９１−２のいずれか一方（ここでは位置エンコーダＡ９１−１）の出力を、タイミングパルスとしてパターニングデータ生成部９７に入力する。
【００８７】
パターニングデータ生成部９７は、位置エンコーダＡ９１−１から送られるタイミングパルスと、時間ズレ計測部９３から得る時間ズレデータと、記憶部４５に登録されているパターニングデータ、ヘッドレイアウトデータとから、ノズル吐出タイミング情報（ＯＮ・ＯＦＦ情報）を生成し、適時パターニング波形生成部８９に送出する。
【００８８】
図８の場合、例えばタイミングパルスとして選択した位置エンコーダの位相が遅れている場合には、ノズル吐出タイミング情報は、予測的に生成しても良い。
【００８９】
尚、本実施の形態では、位置エンコーダ９１の信号としてパルス信号（矩形波）を用いたが、正弦波、電圧信号、デジタル信号等によるタイミング処理を行う形態でも良い。また、低電圧駆動信号の場合は、波形増幅部８７を設けなくても良い。
また、ノズル吐出タイミング情報の生成に関しては、位置精度や隣接電極の影響を考慮することが望ましい。
【００９０】
また、図７及び図８では、パターニング波形を生成する前に波形増幅処理を行い、制御部４１（コンピュータ２９）においてノズル吐出タイミング情報（ＯＮ・ＯＦＦ情報）を作成し、当該ノズル吐出タイミング情報に基づいてパターニング波形が生成されるものとして説明したが、制御部４１（コンピュータ２９）においてノズル孔毎にパターニング波形情報を作成し、当該パターニング波形情報に基づいてパターニング波形を生成した後に波形増幅処理を行うようにしてもよい。
しかしながら、図７及び図８では、パターニング波形を生成する前に波形増幅処理が行われるのでノズル孔毎に増幅器を設ける必要がなく装置構成を簡素化することができるが、パターニング波形を生成した後に波形増幅処理を行う場合は、ノズル孔毎に増幅器を設ける必要があるのでその分装置構成が肥大化する。
【００９１】
また、本実施の形態では、基板３を載置する基板載置部（吸着テーブル５、θ方向移動ステージ７、Ｘ方向移動ステージ９等）をＸ方向に移動させて基板３へのパターニングを実施したが、ヘッド６７側を移動させてパターニングを行う場合も同様にしてヘッドユニット１７にヨーイングを検出するためのスケール読取ヘッド６５を配置するようにしても良い。
【００９２】
また、本実施の形態では基板載置部の載置部中央に対して対称な位置にスケール読取部５３に属するスケール読取ヘッド６５を配置したが、基板３とヘッド６７との相対的なヨーイングを検出するものであれば、スケール読取ヘッド６５の配置位置や配置数は限定されない。
スケール読取部５３としては、リニアスケール、ロータリーエンコーダの他、基板載置部にバーミラーを配置してレーザ干渉計などの光学式エンコーダを用いても良い。
尚、スケール読取部５３は基板の載置位置の外側に配置することが望ましい。また、スケール読取部５３がレーザ干渉計等であれば、加工ヘッド幅、及び加工位置に伴い、精密に位置決めできる機能を持たせても良い。
【００９３】
また、本実施の形態では、位置エンコーダ９１はコンピュータ２９のデータ入力部３９の一機能として説明したが（図８参照）、スケール読取部５３（図２参照）に、スケール読取ヘッド６５等に加えてデータ変換機能を有する位置エンコーダ９１の機能を備えさせるようにしても良い。
【００９４】
また、本実施の形態の説明では、図３、図４のようにヘッド６７がＹ方向に平行に固定される例で説明したが、パターンピッチを調整するため、ヘッド６７をＹ方向に対して回転させて予め角度を持たせて固定し、インク吐出を行ってパターン形成を行う場合がある。この場合、制御部４１はノズル吐出孔６９の位置情報を、記憶部４５に登録されているヘッドレイアウトデータから得て、ヨーイング情報を加味した吐出タイミング補正を行う。
【００９５】
（６．効果・その他）
以上説明したように、本実施の形態のパターン形成装置１では、Ｘ方向に直線移動する基板３のヨーイングを検出し、ヘッド６７のノズル吐出孔６９ごとの吐出タイミングを補正することにより、Ｘ方向のパターン形成精度の低下を軽減する効果がある。
【００９６】
また、Ｘ方向のパターン形成を高精度に行うことが可能になるため、Ｘ方向にライン形状のパターンだけではなく、高精度な断続線、及び点などのパターン形成を実現することができる。
【００９７】
尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本実施の形態におけるパターン形成装置１の概略斜視図
【図２】パターン形成装置１の制御に関する構成図
【図３】基板３のＸ方向への移動とヨーイングを示す図
【図４】ヘッド６７のインク吐出のズレを示す図
【図５】ヘッド６７のインク吐出の位置ズレ補正を説明する図
【図６】ヨーイングに起因するインク吐出のズレを示す図
【図７】本実施の形態によるインク吐出タイミング補正を示す図
【図８】本実施の別の形態によるインク吐出タイミング補正を示す図
【図９】インク吐出タイミング補正を示すフローチャート
【図１０】従来のヘッド吐出タイミング補正の回路構成を示す図
【図１１】従来の波形生成部８３を示す図
【図１２】従来の別の波形生成部８３を示す図
【符号の説明】
【００９９】
１………パターン形成装置
３………基板
５………吸着テーブル
７………θ方向移動ステージ
９………Ｘ方向移動ステージ
１１………定盤
１３−１、１３−２………カメラ
１５−１、１５−２………レール
１７………ヘッドユニット
１９………回転機構
２１………Ｙ方向移動機構
２３………スライド部
２５………スライドレール
２７………ガントリ
２９、９９………コンピュータ
３１………入力部
３３………印刷部
３５………メディア入出力部
３７………通信部
３９………データ入力部
４１………制御部
４３………表示部
４５………記憶部
４７………システムバス
４９………ステージ位置検出部
５１………ヘッド位置検出部
５３………スケール読取部
５５………ステージ位置制御部
５７………ヘッド位置制御部
５９………ヘッド吐出制御部
６１………カメラ位置制御部
６３−１、６３−２………スケール
６５−１、６５−２………スケール読取ヘッド
６７、７５−１、７５−２………ヘッド
６９、７７−１、７７−２………ノズル吐出孔
７１………パターン
７３………ＢＭ（ブラックマトリクス）
７９−１、７９−２………ズレ
８１………波形生成部
８５………矩形波生成部
８７………波形増幅部
８９………パターニング波形生成部
９１、９１−１、９１−２………位置エンコーダ
９３………時間ズレ計測部
９５………基準波形選択部
９７………パターニングデータ生成部
【図１】
2007152215.tif 000003
【図２】
2007152215.tif 000004
【図３】
2007152215.tif 000005
【図４】
2007152215.tif 000006
【図５】
2007152215.tif 000007
【図６】
2007152215.tif 000008
【図７】
2007152215.tif 000009
【図８】
2007152215.tif 000010
【図９】
2007152215.tif 000011
【図１０】
2007152215.tif 000012
【図１１】
2007152215.tif 000013
【図１２】
2007152215.tif 000014