CN102159328A - 喷墨用涂布头的转动调节装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种小型且低价的转动调节装置,其将直线灵活移动的喷墨用涂布头6设定为不必在直线移动机构之外单独设置转动机构,即可调节围绕与喷墨用涂布头作为移动方向的X轴方向正交的Z轴方向转动轴线的转动。配置有第1和第2两个移动体101、102,其可通过各自的驱动源111、112、在X轴方向上直线移动;变换机构12,其在第1和第2两个移动体101、102在X轴方向上同步移动时,使喷墨用涂布头6在X轴方向上直线移动,在两个移动体101、102在X轴方向上相对移动时,使该相对移动变换为喷墨用涂布头6围绕转动轴线转动的运动。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨用涂布头的转动调节装置,其调节直线灵活移动的喷墨用涂布头围绕正交于其移动方向上的转动轴线的转动。
背景技术
众所周知,为了不经光刻步骤即可在基板上直接形成细微的导电图形等,可使用喷墨式塗布装置。并且,近年来,在大面积的薄膜晶体管基板的制作过程中,即可利用喷墨式塗布装置形成数μm的高精密的源/漏极图形,也可利用喷墨式塗布装置形成平板显示器用的滤色片、定向膜或隔离层。
作为这种涂布装置的现有技术,从专利文件1记载的内容可知:包括吸附支持基板的台架和喷墨用涂布头。台架沿一轴方向(Y轴方向)直线灵活移动。此外,在台架的移动路径上,以跨越该台架的形态设置有门型的框架,涂布头支持在框架上,可沿与台架的移动方向正交的方向(X轴方向)直线灵活移动。此外,涂布头,在与正交于X轴方向及Y轴方向的方向(Z轴方向)正交的方向上,排列设置有多个喷嘴。并且,涂布头设为可围绕Z轴方向的转动轴线灵活转动调节,并可通过该转动调节,改变喷嘴间间距的X轴方向成分。这样一来,通过使台架沿Y轴方向移动,在将来自各喷嘴的液滴涂布到基板上时,可将X轴方向的涂布间距压缩到喷嘴间间距以下。
然而,上述现有技术例的装置存在以下问题:其转动机构的驱动源是在使涂布头沿X轴方向直线移动的机构之外单独设置,通过该转动机构使涂布头围绕转动轴线转动进行调节的,随着装置大型化,成本升高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:专利公开2002-273868号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
鉴于上述问题,本发明的要解决的是提供一种小型且低价的转动调节装置,其无需在直线移动机构之外单独设置转动机构,便可转动调节喷墨用涂布头。
解决技术问题的手段
为解决上述问题,本发明是一种转动调节装置,其调节直线灵活移动的喷墨用涂布头围绕与该涂布头的移动方向的X轴方向正交的Z轴方向的转动轴线的转动。该转动调节装置的特征在于配置有:可在X轴方向上通过各自的驱动源做直线移动的第1和第2两个移动体;在第1和第2两个移动体沿X轴方向同步移动时,使前述喷墨用涂布头沿X轴方向直线移动,在两个移动体沿X轴方向相对移动时,使该相对移动变换为前述喷墨用涂布头围绕上述转动轴线转动运动的变换机构。
若采用本发明,可通过使构成直线移动机构的第1和第2两个移动体沿X轴方向相对移动,通过变换机构调节使喷墨用涂布头围绕转动轴线的转动。这里,在本发明中,虽然需要有用于第1移动体和用于第2移动体的两个驱动源,但是在第1和第2两个移动体同步移动过程中,由于喷墨用涂布头沿X轴方向直线移动,所以作用于各驱动源的负载仅为喷墨用涂布头直线移动负载的一半。故而,各驱动源用低功率的小型驱动器便可满足,并且与无需用于喷墨用涂布头的转动机构的驱动源相结合,可以实现装置小型化及低成本化。
不过,虽然也可用旋转编码器检出喷墨用涂布头围绕转动轴线的转动角,但是要想高精度控制转动角,则须有高分辨率的编码器,成本将升高。为此,在本发明中,优选使用线性标尺掌握第1和第2两个移动体在X轴方向上的相对位置关系,并根据该相对位置关系,计算出喷墨用涂布头围绕转动轴线转动的转动角。在此,在本发明中,为把第1和第2两个移动体X轴方向上的相对移动变换为喷墨用涂布头的转动运动,可通过适当获取喷墨用涂布头和两个移动体之间的距离,与两个移动体的X轴方向的相对位置偏差相比,以微小的角度使喷墨用涂布头转动。因此,即便用线性标尺掌握的两个移动体X轴方向上的相对位置关系的分辨率不那么高,仍能够以高分辨率检出喷墨用涂布头的转动角。
此外,当在X轴方向上并列设置多个喷墨用涂布头的情况下,最好设置用于这些多个喷墨用涂布头的多个变换机构,使这些多个喷墨用涂布头用的多个或者一个的第1移动体沿X轴方向直线移动的第1驱动源;以及使这些多个喷墨用涂布头用的多个或者一个的第2移动体沿X轴方向直线移动的第2驱动源。这样一来,通过用第1驱动源和第2驱动源使第1移动体和第2移动体沿X轴方向相对移动,可以同时调节多个喷墨用涂布头的转动,较有利。
另外,通过把正交于X轴方向和Z轴方向的方向设为Y轴方向,在第1移动体和第2移动体以隔着喷墨用涂布头的转动轴线面对Y轴方向的形态配置情况下,变换机构可由下述部分构成:以和喷墨用涂布头一体性围绕转动轴线转动的形态与喷墨用涂布头连接的向Y轴方向延伸的连接杆;通过保持Y轴方向的移动与围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性,使连接杆的Y轴方向上的一端与第1移动体连接的第1连接部;通过保持Y轴方向的移动与围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性,使连接杆的Y轴方向上的另一端与第2移动体连接的第2连接部。此外,当第1移动体由支持喷墨用涂布头围绕转动轴线灵活转动的支持体构成,第2移动体配置在偏离喷墨用涂布头的转动轴线的Y轴方向单侧的情况下,变换结构可由下述部分构成:与喷墨用涂布头一体性围绕转动轴线转动而与喷墨用涂布头连接的向Y轴方向一侧延伸的连接杆;通过保持Y轴方向的移动与围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性,使连接杆的Y轴方向单侧的端部与前述第2移动体连接的连接部。
另外,若喷墨用涂布头配置了在正交于上述转动轴线的方向上排列的多个喷嘴,则可通过调节涂布头的转动,改变喷嘴间间距的X轴方向成分,把X轴方向的涂布间距压缩到喷嘴间间距以下。
附图说明
[图1]配置有本发明第1实施方式的转动调节装置的涂布装置的侧视图;
[图2]沿图1的II-II线切割的切割面主视图;
[图3]沿图2的III-III线切割的切割面俯视图;
[图4]沿图2的IV-IV线切割的放大切割面侧视图;
[图5]与第2实施方式的图4对应的切割面侧视图。
具体实施方式
图1至图3示出配置有本发明的实施方式的转动调节装置的喷墨式涂布装置。该涂布装置包括平台1,该平台1上配置有长方形的底座2。底座2上支持着吸附并保持作为处理对象的基板S的台架3,台架3可沿固定在底座2上面的导轨4在水平的一轴方向(Y轴方向)上灵活移动。且台架3可通过省略了图示的马达,经进给丝杠机构在Y轴方向上往返移动。
在底座2上以跨越台架3的移动路径的形态配置了向与Y轴方向正交的水平方向(X轴方向)延伸的门型框架5。并且,在框架5的X轴方向上并列吊设了多个喷墨用涂布头6.。
各涂布头6正如图4所示,具有公知的结构:储墨盒6a、喷嘴头6c,其经由墨腔6b安装在储墨盒6a的下端;通过适当驱动设置在墨腔6b中的压电元件,即可使收容在储墨盒6a中的处理液从喷嘴头6c下面形成的喷嘴6d(参照图3)中滴下。喷嘴6d排列设置在与正交于X轴方向及Y轴方向的Z轴方向正交的方向上。而在各涂布头6上设有一对喷嘴头6c,其在喷嘴6d的排列方向上彼此隔一定间隔。
此处,在本实施方式中,把各涂布头6设为可在X轴方向上灵活移动的同时,还设为可灵活调节围绕Z轴方向的转动轴线的转动。下面详述该点。在各涂布头6的储墨盒6a上设有垂直的Z轴方向的支承轴6e。在框架5上形成可插穿支承轴6e的向X轴方向延伸的微缝5a,位于微缝5a两侧、朝X轴方向延伸的一对导轨7固定在框架5上。并在支承轴6e上设置吊挂可灵活转动的各涂布头6的支持体8,使该支承体8经由滑块8a可灵活滑动地结合到导轨7上。
此外,在框架5上,在Y轴方向的一侧和另一侧,离开微缝5a,垂直设置了一对朝X轴方向延伸的轨道支持板5b,各轨道支持板5b上固定着朝X轴方向延伸的上下一对导轨9。并且设有第1移动体101和第2移动体102,第1移动体101经滑块10a可灵活滑动地与固定在Y轴方向一侧(图4中的左侧)的轨道支持板5b上的导轨9结合,第2移动体102经滑块10a可灵活滑动地与固定在Y轴方向另一侧(图4中的右侧)的轨道支持板5b上的导轨9结合。
第1移动体101,与多个涂布头6对应设有多个,但这些多个第1移动体10,可通过由线性马达构成的共用的第1驱动源111,在X轴方向上同步移动。与之相同,第2移动体102与多个涂布头6对应设置了多个,但这些多个第2移动体102可通过由线性马达构成的共用的第2驱动源112在X轴方向上同步移动。
此外,还配置了变换机构12,当第1和第2两个移动体101、102、在X轴方向上同步移动时,使涂布头6在X轴方向上直线移动,两个移动体101、102、在X轴方向上相对移动时,把该相对移动变换为涂布头6围绕支承轴6e的轴线(转动轴线)的转动运动。该变换机构12由下述各部分构成:朝Y轴方向上的连接杆13,其与支承轴6e连结,以便与涂布头6一体性围绕延伸支承轴6e的轴线转动;第1连接部141,其以保持Y轴方向的移动和围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性的形态将连接杆13的Y轴方向的一端与第1移动体101连接;第2连接部142,其以保持Y轴方向的移动和围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性的形态将连接杆13的Y轴方向的另一端与第2移动体102连接。变换机构12与多个涂布头6对应设置多个。
第1和第2各连接部141、142配置有滑块142,142可灵活滑动地吊挂在第1和第2各移动体101、102上设置的、朝Y轴内侧方向延伸的导轨141上,将吊设在该滑块142上的Z轴方向的轴部143可灵活转动地连接在连接杆13的端部。这样一来,可通过滑块142确保Y轴方向上的移动灵活性,并可通过轴部143确保围绕Z轴方向的轴线转动的灵活性。
若使第1和第2两个移动体101、102在X轴方向上同步移动,则第1和第2两个连接部141、142也在X轴方向上同步地移动,涂布头6即可经连接杆13在X轴方向上直线移动。另一方面,若使第1和第2两个移动体101、102在X轴方向上相对移动,例如使第1移动体101朝X轴方向一侧移动,使第2移动体102朝X轴方向另一侧移动,则会产生第1和第2两个连接部141、142在X轴方向上的相对位置偏差,通过使连接杆13围绕支承轴6e的轴线转动与该偏差相对应的部分,涂布头6亦与连接杆13一体性转动。
此外,各轨道支持板5b上固定着线性标尺15的刻度板15a,至少在一个第1移动体101和第2移动体102上固定着线性标尺15的检出头15b。并通过线性标尺15检出第1和第2各移动体101、102X轴方向上的位置,控制第1和第2各驱动源111、112。而在各涂布头6上均设置了第1及第2各移动体101、102的情况下,可调节涂布头6彼此间的间隔。为此,在本实施方式中,为了确认调节后的各涂布头6的位置,在每个涂布头6上场均设置了线性标尺15的检出头15b。
此外,在进行涂布头6的转动调节时,通过从第1移动体101用的线性标尺15和第2移动体102用的线性标尺15掌握第1和第2两个移动体101、102在X轴方向上的相对位置关系,根据该相对位置关系计算出涂布头6的转动角,实施使第1和第2两个移动体101、102在X轴方向上相对移动的控制,以便该转动角达到所需角度。
此处,在本实施方式中,为把第1和第2两个移动体101、102在X轴方向上的相对移动变换为涂布头6的转动运动,通过适当取得涂布头6的支承轴6e和两个移动体101、102的距离(连接杆13的长度),便可用与两个移动体101、102在X轴方向上的相对位置偏差相比微小的角度使涂布头6转动。因此,即便用线性标尺15掌握的两个移动体101、102在X轴方向上的相对位置关系的分辨率不那么高,仍可高分辨率地检出涂布头6的转动角,高精度地进行涂布头6的转动调节。
当对基板S进行涂布处理时,通过使台架3在Y轴方向上移动,使涂布头6在Y轴方向上扫描基板S,以规定的图形在基板S上涂布来自喷嘴6d的液滴。接着,使涂布头6通过第1和第2两个移动体101、102的同步移动在X轴方向上直线移动规定距离,在该状态下重复使台架3在Y轴方向上的移动。
此处,在本实施方式中,通过如上所述转动调节涂布头6即可改变喷嘴间间距的X轴方向成分。这样一来,当通过使涂布头6在Y轴方向上扫描基板S,把来自各喷嘴6d的液滴涂布到基板S上时,可将X轴方向上的涂布间距压缩到喷嘴间间距以下。
此外,在本实施方式中,虽然需要第1移动体101用的第1驱动源111和第2移动体102用的第2驱动源112两个驱动源,但由于可通过第1和第2两个移动体101、102的同步移动使涂布头6在X轴方向上直线移动,因而作用于各驱动源111、112的负载仅为涂布头6直线移动负载的一半。因此,各驱动源111、112用低功率的小型驱动器便可满足,并且与无需涂布头6的转动机构用的驱动源相结合,可以实现装置的小型化与低成本化。
还有,在本实施方式中,由于是通过用共用的第1驱动源111、使多个第1移动体101在X轴方向上移动的同时,用共用的第2驱动源112使多个第2移动体102在X轴方向上移动的,因而,通过使这些第1移动体101、第2移动体102在X轴方向上同时相对移动,就可同时调节多个涂布头6的转动。
还可将第1和第2各移动体101、102设定为多个涂布头共用的单体。然而,若照本实施方式,针对每个涂布头均单独设置第1和第2各移动体101、102,则涂布头6的增设更加容易,因而较有利。
下面说明图5所示的第2实施方式。对与上述第1实施方式相同的部件,部位标注与上述相同的标号。在第2实施方式中,第1移动体101由支持体8构成,其将涂布头6可灵活转动地支持在支承轴6e上。并且将支持体8设定为可利用由线性马达构成的第1驱动源111来使之在X轴方向上直线移动。
第2移动体102具有与上述第1实施方式相同的构成。并且变换机构12由连接杆13和连接部14构成,连接杆13固定在涂布头6的支承轴6e的上端,向第2移动体102一侧、即Y轴方向一侧延伸;连接部14通过保持Y轴方向的移动和围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性把连接杆13Y轴方向单侧的端部连接到第2移动体102上。而连接部14与第1实施方式相同,配置有滑块142,142可灵活滑动地吊挂在第2移动体102上设置的朝Y轴方向内侧延伸的导轨141上;垂直设置在该滑块142上的、Z轴方向的轴部143可灵活转动地连接在连接杆13的端部上。
第2实施方式的装置也一样,若使作为第1移动体101的支持体8和第2移动体102在X轴方向上同步移动,则涂布头6即在X轴方向上直线移动,若使支持体8和第2移动体102在X轴方向上相对移动,则可通过涂布头6围绕支承轴6e的轴线转动,获得与第1实施方式相同的作用效果。
上面参照附图说明了本发明的实施方式,但本发明并不局限于此。例如,在上述实施方式中,是用线性马达构成第1和第2各驱动源111、112的,但也可以用普通的伺服马达构成各驱动源111、112,通过伺服马达,经进给丝杠机构使第1和第2各移动体101、102在X轴方向上移动。当使用伺服马达情况下,由于若针对每个涂布头6均单独设置第1及第2各移动体101、102,就需要有与各移动体对应的进给丝杠机构,因而最好把第1移动体101和第2移动体102设定为采用针对多个涂布头全体共用的单一结构。
附图标记说明
6、喷墨用涂布头,6d、喷嘴,8、支持体,101、第1移动体,102、第2移动体,111、第1驱动源,112、第2驱动源,12、变换机构,13、连接杆,141、第1连接部,142、第2连接部,15、线性标尺。
Claims (6)
1.一种喷墨用涂布头的转动调节装置,其使直线灵活移动的喷墨用涂布头,围绕与作为该涂布头的移动方向的X轴方向正交的Z轴方向的转动轴线转动调节,该转动调节装置的特征在于,配置有:在X轴方向上通过各自的驱动源来直线移动的第1和第2两个移动体;在第1和第2两个移动体沿X轴方向同步移动时,使前述喷墨用涂布头,沿X轴方向直线移动,在两个移动体沿X轴方向相对移动时,使该相对移动变换为前述喷墨用涂布头围绕上述转动轴线转动运动的变换机构。
2.根据权利要求1所述的喷墨用涂布头的转动调节装置,其特征在于:使用线性标尺掌握前述两个移动体在X轴方向上的相对位置关系,并根据该相对位置关系,计算出前述喷墨用涂布头围绕前述转动轴线转动的转动角。
3.根据权利要求1或2所述的喷墨用涂布头的转动调节装置,其特征在于:当在X轴方向上并列设置多个前述喷墨用涂布头的同时,设置用于这些多个喷墨用涂布头的多个前述变换机构,包括使这些多个喷墨用涂布头用的多个或者一个的前述第1移动体沿X轴方向直线移动的第1驱动源;以及使这些多个喷墨用涂布头用的多个或者一个的前述第2移动体沿X轴方向直线移动的第2驱动源。
4.根据权利要求1~3所述的喷墨用涂布头的转动调节装置,其特征在于:把正交于X轴方向和Z轴方向的方向设为Y轴方向,在前述第1移动体和前述第2移动体以隔着前述转动轴线面对Y轴方向的形态配置,前述变换机构可由下述部分构成:以和前述喷墨用涂布头一体性围绕前述转动轴线转动的形态与前述喷墨用涂布头连接的向Y轴方向延伸的连接杆;通过保持Y轴方向的移动与围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性,使前述连接杆的Y轴方向上的一端与前述第1移动体连接的第1连接部;通过保持Y轴方向的移动与围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性,使前述连接杆的Y轴方向上的另一端与前述第2移动体连接的第2连接部。
5.根据权利要求1~3所述的喷墨用涂布头的转动调节装置,其特征在于:把与X轴方向及Z轴方向正交的方向作为Y轴方向,前述第1移动体由支持前述喷墨用涂布头围绕前述转动轴线灵活转动的支持体构成,前述第2移动体配置在偏离前述转动轴线的Y轴方向单侧,前述变换结构可由下述部分构成:为使之与前述喷墨用涂布头一体性围绕转动轴线转动而与喷墨用涂布头连接的向Y轴方向单侧延伸的连接杆;以保持Y轴方向的移动与围绕Z轴方向的轴线转动的两轴的灵活性的形态,使前述连接杆的Y轴方向单侧的端部与前述第2移动体连接的连接部。
6.根据权利要求1~5所述的喷墨用涂布头的转动调节装置,其特征在于:前述喷墨用涂布头配置了在正交于前述转动轴线的方向上排列的多个喷嘴。
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