JP2004209411A

JP2004209411A - Liquid drop discharge device, electro-optical device, method for producing electro-optical device and electronic apparatus

Info

Publication number: JP2004209411A
Application number: JP2003000651A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kusumoto; 浩之楠本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-01-06
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2023-01-06
Also published as: JP4244636B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid drop discharge device capable of discharging liquid drops at an appropriate and accurate timing, and realizing the forming of a pattern (plotting) by discharging liquid drops with high accuracy, and an electro-optical device, a method for producing an electro-optical device and an electronic apparatus. <P>SOLUTION: The liquid drop discharge device 1 is provided with a device main body 2, a work conveying table supporting works, a moving mechanism in Y axis direction moving the work conveying table in one direction horizontal to the device main body 2 (hereinafter referred to as Y axis direction), a liquid drop discharge head discharging the liquid drops to the works supported by the work conveying table. a moving distance detecting means detecting the moving distance of the work conveying table in Y axis direction, and a control means controlling the timing of discharging the liquid drops from the liquid drop discharge head based on the detected result of the moving distance detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンターのインクジェット方式（液滴吐出方式）を応用して、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機ＥＬ装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに使用する産業用の液滴吐出装置（インクジェット描画装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような液滴吐出装置は、基板等のワークと、液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させつつ液滴を吐出することにより、ワーク上に所定のパターンを形成（描画）するものである。従来の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドを移動させつつ、その液滴吐出ヘッドの移動距離を検出し、その検出結果に基づいて所定のタイミングで液滴を吐出する。また、従来の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドの移動距離を検出する手段として、液滴吐出ヘッドの移動経路に沿って設けられたリニアエンコーダフィルムと、液滴吐出ヘッドに設けられたエンコーダ素子（発光素子および受光素子）とで構成されたリニアエンコーダを有しており、このリニアエンコーダ（エンコーダ素子）から出力されるエンコーダパルスから、前記液滴を吐出するタイミングを生成している。
しかしながら、液滴吐出ヘッドは大型化する傾向にあり、前記のような従来の液滴吐出装置では、液滴を吐出する際、その液滴吐出ヘッドを移動させるので、液滴吐出ヘッドが大きく振動してしまうという欠点がある。
【０００４】
特に、前述したような用途に使用する液滴吐出装置は、形成（描画）するパターンに極めて高い精度が必要とされるが、前記従来の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドの移動距離を検出し、その検出結果に基づいて液滴を吐出するタイミングを生成するので、液滴吐出ヘッドが振動して液滴吐出ヘッドが傾くと、これにより、リニアエンコーダフィルムに対するエンコーダ素子の位置が変わってしまい、液滴吐出ヘッドの移動距離を正確に検出することができず、液滴を吐出するタイミング（吐出タイミング）が大きくずれてしまう。このため、高い精度で安定してパターンを形成（描画）するのが困難であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２０５４８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液滴を適正かつ正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）を高い精度で行うことができる液滴吐出装置、かかる液滴吐出装置を用いて製造される電気光学装置、かかる液滴吐出装置を用いる電気光学装置の製造方法、および、かかる電気光学装置を備える電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出装置は、装置本体と、
ワークを支持するワーク搬送テーブルと、
前記ワーク搬送テーブルを前記装置本体に対し水平な一方向（以下、「Ｙ軸方向」と言う）に移動させるＹ軸方向移動機構と、
前記ワーク搬送テーブルに支持されたワークに対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記ワーク搬送テーブルの前記Ｙ軸方向の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段の検出結果に基づいて、前記液滴吐出ヘッドの液滴を吐出するタイミングを制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、液滴吐出ヘッドに比べて振動や傾きの小さいワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離を検出（測定）し、この検出結果に基づいて、液滴吐出ヘッドの液滴を吐出するタイミングを制御するので、液滴を適正かつ正確なタイミングで吐出することができ、その結果、吐出液滴によるパターンの形成（描画）を高い精度で、かつ常に安定して行うことができる。
【０００９】
本発明の液滴吐出装置では、前記移動距離検出手段は、前記ワーク搬送テーブルの前記Ｙ軸方向の移動距離を光学的に検出するものであるのが好ましい。
これにより、ワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離をより正確に検出することができ、これによって液滴をより正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をより高い精度で行うことができる。
【００１０】
本発明の液滴吐出装置では、前記移動距離検出手段は、レーザー測長器で構成されるのが好ましい。
これにより、ワーク搬送テーブルが傾いたとしても、その傾斜分も含めてワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離を検出することができ、これによって液滴を正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）を高い精度で行うことができる。すなわち、Ｙ軸方向移動機構の精度が低くてもその影響を抑制（または阻止）することができ、このため、Ｙ軸方向移動機構を容易かつ安価に製造することができる。
【００１１】
特に、吐出液滴によるパターン形成距離（描画距離）が長くなっても、前記移動距離を正確に検出することができ、これにより、吐出液滴によるパターンの形成（描画）を高い精度で行うことができる。
また、レーザー測長器を構成する各部のうちの主要部は、ワークや液滴吐出ヘッドから所定距離離間した位置に設置されるので、液滴吐出ヘッドから吐出される液滴によってレーザー測長器が汚れてしまうのを防止することができ、これにより、レーザー測長器の液滴による故障を防止することができる。
本発明の液滴吐出装置では、前記レーザー測長器は、レーザー光の光路を少なくとも１回屈曲させる屈曲手段を備えるのが好ましい。
これにより、レーザー測長器を構成する各部を任意の位置に配置することができ、また、液滴吐出装置の小型化（省スペース化）が図れる。
【００１２】
本発明の液滴吐出装置では、前記レーザー測長器は、レーザー光を発する発光部と、前記発光部から発せられたレーザー光を反射する反射部と、前記反射部で反射したレーザー光を受光する受光部とを備え、
前記反射部は、前記ワーク搬送テーブル側に設けられ、前記発光部および前記受光部は、前記装置本体側に設けられているのが好ましい。
これにより、ワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離をより正確に検出することができ、これによって液滴をより正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をより高い精度で行うことができる。
【００１３】
本発明の液滴吐出装置では、前記レーザー測長器は、レーザー光を発する発光部およびレーザー光を受光する受光部を有するレーザー測長器センサヘッドと、レーザー光を反射する反射部と、レーザー光の光路を少なくとも１回屈曲させる屈曲手段とを備え、
前記反射部は、前記ワーク搬送テーブル側に設けられ、前記レーザー測長器センサヘッドおよび前記屈曲手段は、前記装置本体側に設けられており、
前記発光部から発せられたレーザー光が前記反射部に照射され、前記反射部で反射したレーザー光が前記受光部で受光され、かつ、前記レーザー測長器センサヘッドと前記反射部との間でレーザー光の光路が前記屈曲手段によって少なくとも１回屈曲するように前記レーザー測長器を構成する各部が配置されているのが好ましい。
【００１４】
前記屈曲手段を設けることにより、レーザー測長器を構成する各部を任意の位置に配置することができ、また、液滴吐出装置の小型化（省スペース化）が図れる。
また、前記反射部を前記ワーク搬送テーブル側に設け、前記レーザー測長器センサヘッドおよび前記屈曲手段を前記装置本体側に設けることにより、ワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離をより正確に検出することができ、これによって液滴をより正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をより高い精度で行うことができる。
【００１５】
本発明の液滴吐出装置では、前記反射部は、前記ワーク搬送テーブルの近傍に設けられているのが好ましい。
これにより、ワーク搬送テーブルが傾いたとしても、その傾斜分も含めてワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離を正確に検出することができ、これによって液滴をさらに正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をさらに高い精度で行うことができる。
【００１６】
本発明の液滴吐出装置では、前記レーザー光の光路は、ほぼ同一の平面内にあるのが好ましい。
これにより、液滴吐出装置の小型化（省スペース化）が図れる。
本発明の液滴吐出装置では、前記平面は、水平面であるのが好ましい。
これにより、液滴吐出装置のさらなる小型化（省スペース化）が図れる。
【００１７】
本発明の液滴吐出装置では、前記液滴吐出ヘッドを前記装置本体に対し前記Ｙ軸方向に垂直かつ水平な方向（以下、「Ｘ軸方向」と言う）に移動させるＸ軸方向移動機構を有するのが好ましい。
これにより、目的に合わせてワーク上に多彩なパターンを形成（描画）することができる。
【００１８】
本発明の液滴吐出装置では、前記Ｙ軸方向を主走査方向とし、前記Ｘ軸方向を副走査方向として前記ワーク搬送テーブルと前記液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させつつ前記液滴吐出ヘッドから前記ワークに対し液滴を吐出するのが好ましい。
これにより、目的に合わせてワーク上に多彩なパターンを形成（描画）することができる。
本発明の電気光学装置は、本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、高い精度でパターンが形成（描画）された高性能の部品を備えるとともに、製造コストの低い電気光学装置を提供することができる。
【００１９】
本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。
これにより、ワークに対するパターンの形成（描画）を高い精度で行うことができるとともに、製造コストの低減が図れる電気光学装置の製造方法を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、高い精度でパターンが形成（描画）された高性能の部品を備えるとともに、製造コストの低い電子機器を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１および図２は、それぞれ、本発明の液滴吐出装置および液滴吐出システムの実施形態を示す平面図および側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、水平な一方向（図１および図２中の左右方向に相当する方向）を「Ｙ軸方向」と言い、このＹ軸方向に垂直であって水平な方向（図１中の上下方向に相当する方向）を「Ｘ軸方向」と言う。また、Ｙ軸方向であって図１および図２中の右方向への移動を「Ｙ軸方向に前進」、Ｙ軸方向であって図１および図２中の左方向への移動を「Ｙ軸方向に後退」と言い、Ｘ軸方向であって図１中の下方向への移動を「Ｘ軸方向に前進」、Ｘ軸方向であって図１中の上方向への移動を「Ｘ軸方向に後退」と言う。
【００２１】
図１および図２に示す液滴吐出システム（液滴吐出系）１０は、液滴吐出ヘッド１１１を有する液滴吐出装置（インクジェット描画装置）１と、この液滴吐出装置１を収容するチャンバ９１とを備えている。
液滴吐出装置１は、ワークとしての基板Ｗに対し、例えばインクや、目的とする材料を含む機能液等の液体（吐出液）をインクジェット方式（液滴吐出方式）により微小な液滴の状態で吐出して所定のパターンを形成（描画）する装置であり、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機ＥＬ装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに用いることができるものである。液滴吐出装置１が対象とする基板Ｗの素材は、特に限定されず、板状の部材であればいかなるものでもよいが、例えば、ガラス基板、シリコン基板、フレキシブル基板等を対象とすることができる。
【００２２】
また、本発明で対象とするワークは、板状の部材に限らず、底面が平らな部材であればいかなるものでもよい。例えば、本発明は、レンズをワークとし、このレンズに液滴を吐出することにより光学薄膜等のコーティングを形成する液滴吐出装置などにも適用することができる。また、本発明は、比較的大型のワーク（例えば、長さ、幅がそれぞれ数十ｃｍ〜数ｍ程度のもの）にも対応することができる比較的大型の液滴吐出装置１に特に好ましく適用することができる。
【００２３】
この液滴吐出装置１は、装置本体２と、ワーク搬送テーブル（ワーク搬送ステージ）としての基板搬送テーブル（基板搬送ステージ）３と、複数の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）１１１を有するヘッドユニット１１と、液滴吐出ヘッド１１１のメンテナンスをするメンテナンス装置１２と、給液タンク、排液タンクおよび再利用タンクを備えたタンクユニット１３と、基板Ｗにガスを吹き付けるブロー装置１４と、基板搬送テーブル３の移動距離を光学的に検出（測定）するレーザー測長器１５と、制御装置１６と、ドット抜け検出ユニット１９とを備えている。
【００２４】
液滴吐出ヘッド１１１から吐出する液体としては、特に限定されず、カラーフィルタのフィルタ材料を含むインクの他、例えば以下のような各種の材料を含む液体（サスペンション、エマルション等の分散液を含む）とすることができる。・有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置におけるＥＬ発光層を形成するための発光材料。・電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料。・ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）装置における蛍光体を形成するための蛍光材料。・電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料。・基板Ｗの表面にバンクを形成するためのバンク材料。・各種コーティング材料。・電極を形成するための液状電極材料。・２枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料。・金属配線を形成するための液状金属材料。・マイクロレンズを形成するためのレンズ材料。・レジスト材料。・光拡散体を形成するための光拡散材料。
【００２５】
図２に示すように、装置本体２は、床上に設置された架台２１と、架台２１上に設置された石定盤２２とを有している。石定盤２２の上には、基板搬送テーブル３が装置本体２に対しＹ軸方向に移動可能に設置されている。基板搬送テーブル３は、リニアモータ５１の駆動により、Ｙ軸方向に前進・後退する。基板Ｗは、基板搬送テーブル３上に載置される。
【００２６】
液滴吐出装置１では、基板搬送テーブル３と同程度の大きさの比較的大型の基板Ｗから、基板搬送テーブル３より小さい比較的小型の基板Ｗまで、様々な大きさおよび形状の基板Ｗを対象にすることができる。基板Ｗは、原則としては基板搬送テーブル３と中心を一致させるように位置決めした状態で液滴吐出動作をすることが好ましいが、比較的小型の基板Ｗの場合には、基板搬送テーブル３の端に寄せた位置に位置決めして液滴吐出動作をしてもよい。
【００２７】
図１に示すように、基板搬送テーブル３のＸ軸方向に沿った２つの辺の付近には、それぞれ、基板Ｗに対する液滴吐出（描画）前に液滴吐出ヘッド１１１から捨て吐出（フラッシング）された吐出液滴を受ける描画前フラッシングユニット１０４が設置されている。描画前フラッシングユニット１０４には、吸引チューブ（図示せず）が接続されており、捨て吐出された吐出液は、この吸引チューブを通って回収され、タンクユニット１３に設置された排液タンク内に貯留される。
基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動距離は、移動距離検出手段（移動距離測定手段）としてのレーザー測長器１５により検出（測定）される。
【００２８】
図３は、図１および図２に示す液滴吐出装置における架台、石定盤、基板搬送テーブルおよびレーザー測長器を示す平面図、図４は、図１および図２に示す液滴吐出装置における架台、石定盤、基板搬送テーブルおよびレーザー測長器を示す側面図である。
レーザー測長器１５は、光（レーザー光）の干渉を利用して対象物の移動距離（変位）を光学的に検出（測定）する装置であり、図３および図４に示すように、装置本体２側に設置されたレーザー測長器センサヘッド１５１、ミラー（屈曲手段）１５２およびレーザー測長器本体１５３と、基板搬送テーブル３側に設置された反射部としてのコーナーキューブ（プリズム）１５４とを有している。
【００２９】
レーザー測長器センサヘッド１５１は、レーザー光を発する（照射する）発光部と、レーザー光を受光して光電変換する受光部（レーザー検出部）と、前記発光部から発せられ、前記コーナーキューブ１５４で反射したレーザー光を、前記発光部から発せられた基準レーザー光と干渉させて前記受光部に照射する干渉部と、前記受光部からのアナログ信号を信号処理（例えば、２値化）して第１のパルス信号を生成するとともに、この第１のパルス信号に基づいて、第１のパルス信号に対して位相が９０°所定方向（遅れ方向または進み方向）にずれた第２のパルス信号を生成するパルス信号生成部（いずれも図示せず）などを有している。また、レーザー測長器本体１５３は、レーザー測長器センサヘッド１５１を駆動するための電源（図示せず）などを有している。
【００３０】
レーザー測長器センサヘッド１５１、ミラー１５２およびレーザー測長器本体１５３は、それぞれ、装置本体２の上面に、Ｘ軸方向に沿って、図３中下側から上側に向かってレーザー測長器センサヘッド１５１、ミラー１５２、レーザー測長器本体１５３の順序で設置されている。また、コーナーキューブ１５４は、基板搬送テーブル３と一体的にＹ軸方向に移動する後述するベース１０８に設けられた支持部１０９の先端（Ｙ軸方向の端部）に設置されている。このコーナーキューブ１５４と前記ミラー１５２とを結ぶ直線（線分）は、Ｙ軸とほぼ平行である。
【００３１】
図３および図４中の一点鎖線は、レーザー光の光路を示すが、このレーザー光の光路は、ほぼ同一の水平面（Ｘ−Ｙ平面）内にある。
レーザー測長器センサヘッド１５１の発光部からは、レーザー光が発せられ、Ｘ軸方向に沿って出射される。このレーザー光は、ミラー１５２で９０°に屈曲してＹ軸方向に進み、コーナーキューブ１５４に照射される。コーナーキューブ１５４で反射したレーザー光（反射光）は、ミラー１５２で９０°に屈曲してＸ軸方向に進み、レーザー測長器センサヘッド１５１に戻る。レーザー測長器センサヘッド１５１では、このレーザー測長器センサヘッド１５１に戻ってきたレーザー光は、干渉部により、前記発光部から発せられた基準レーザー光と干渉するように、前記受光部に照射される。液滴吐出装置１では、このようなレーザー測長器１５によって検出された基板搬送テーブル３の移動距離（現在位置）に基づいて、液滴吐出ヘッド１１１からの液滴の吐出タイミングが生成される。
【００３２】
なお、本実施形態では、レーザー光の光路は、ほぼ同一の水平面内にあるが、レーザー光の光路の位置する平面は、これに限らず、例えば、鉛直面であってもよい。この場合、例えば、図３および図４に示す構成において、図３中のミラー１５２の鉛直方向下側（図３中の紙面の裏側の位置）にレーザー測長器センサヘッド１５１を設置し、レーザー光の光路が、Ｙ軸方向からミラー１５２において鉛直方向下方に向かって９０°屈曲するよう構成する。
【００３３】
また、レーザー光の光路は、同一の平面内になくてもよい。
また、レーザー光の光路は、２回以上屈曲してもよい。すなわち、レーザー光の光路を屈曲させる屈曲手段が２以上の部材（光学部品）で構成されていてもよい。この場合、例えば、図３および図４に示す構成において、レーザー測長器センサヘッド１５１の位置に、レーザー測長器センサヘッド１５１に換えて、プリズムやミラーなどの光学部品を設置し、その光学部品の鉛直方向下側（図３中の紙面の裏側の位置）に前記レーザー測長器センサヘッド１５１を設置し、レーザー光の光路が、Ｘ軸方向から前記光学部品において鉛直方向下方に向かって９０°屈曲するよう構成する。
また、レーザー光の光路を屈曲させる屈曲手段としては、前記ミラー１５２に限らず、例えば、プリズムやハーフミラーなどの他の光学部品を用いてもよい。
【００３４】
図１および図２に示すように、装置本体２には、ヘッドユニット１１を支持するメインキャリッジ６１が、基板搬送テーブル３の上方空間においてＸ軸方向に移動可能に設置されている。複数の液滴吐出ヘッド１１１を有するヘッドユニット１１は、リニアモータとガイドとを備えたリニアモータアクチュエータ６２の駆動により、メインキャリッジ６１とともにＸ軸方向に前進・後退する。
【００３５】
本実施形態の液滴吐出装置１では、液滴吐出ヘッド１１１のいわゆる主走査は、基板搬送テーブル３をＹ軸方向に移動しつつ、レーザー測長器１５を用いて生成した吐出タイミングに基づいて、液滴吐出ヘッド１１１の駆動（吐出液滴の選択的吐出）を行う。また、これに対応して、いわゆる副走査は、ヘッドユニット１１（液滴吐出ヘッド１１１）のＸ軸方向への移動により行われる。
ここで、各液滴吐出ヘッド１１１には、それぞれ、後述するように、液滴が吐出される多数の吐出ノズル（開口）が形成されており、各吐出ノズルに対し、それぞれ、図示しないピエゾ素子（圧電素子）を有する駆動部が形成されている。
【００３６】
後述する制御装置１６は、各液滴吐出ヘッド１１１に対し、それぞれ、図示しないヘッドドライバを介して前記各駆動部の駆動を制御することにより、所定の液滴吐出ヘッド１１１の所定の吐出ノズルからそれぞれ液滴を吐出する。この場合、例えば、ピエゾ素子に所定の電圧が印加されると、そのピエゾ素子が変形（伸縮）し、これにより対応する圧力室（液室）が加圧され、対応する吐出ノズルから所定量の液滴が吐出される。
【００３７】
次に、前記吐出タイミングの生成について説明する。
ヘッドユニット１１の液滴吐出ヘッド１１１から液滴を吐出して基板Ｗ上に所定のパターンを形成（描画）する際は、ヘッドユニット１１を停止した状態で、基板搬送テーブル３の移動により基板Ｗを主走査方向（Ｙ軸方向）に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド１１１から基板Ｗへの選択的な液滴吐出動作を行う。
【００３８】
図１２は、レーザー測長器から出力される第１のパルス信号（Ａ相）および第２のパルス信号（Ｂ相）が示され、液滴を吐出するタイミングを説明するためのタイミングチャートである。
レーザー測長器センサヘッド１５１の受光部では、前記受光したレーザー光が光電変換され、この受光部からのアナログ信号は、前記パルス信号生成部において、信号処理（例えば、２値化）される。この場合、基板搬送テーブル３が移動しているので、パルス信号生成部では、図１２に示す第１のパルス信号（Ａ相）が生成される。また、パルス信号生成部では、この第１のパルス信号に基づいて、第１のパルス信号に対して位相が９０°所定方向（図示例では、遅れ方向）にずれた図１２に示す第２のパルス信号（Ｂ相）が生成される。これら第１のパルス信号および第２のパルス信号は、基板搬送テーブル３の移動距離（現在位置）を示す。
【００３９】
前記第１のパルス信号および第２のパルス信号は、それぞれ、制御装置１６に入力される。制御装置１６では、これら第１のパルス信号および第２のパルス信号、すなわち、レーザー測長器１５によって検出された基板搬送テーブル３の移動距離（現在位置）に基づいて、液滴吐出ヘッド１１１からの液滴の吐出タイミングが生成される。これら第１のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下りと、第２のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下りとをそれぞれ、吐出タイミングに利用することができる。以下、これら第１のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下りと、第２のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下りとを示す信号を、それぞれ、「タイミング信号」と言い、図１２中、一点鎖線で示す。
【００４０】
ここで、基板Ｗ上に所定のパターンを形成（描画）する際は、そのパターンに基づいて、対応する液滴吐出ヘッド１１１からの液滴の吐出希望タイミングが決定される。制御装置１６は、内蔵する図示しないカウンタにより、前記第１のパルス信号の立ち上がり、第２のパルス信号の立ち上がり、第１のパルス信号の立ち下り、第２のパルス信号の立ち下りの各タイミング信号を順次カウント（計数）し、これらのタイミング信号と吐出希望タイミングとが一致する場合には、その吐出希望タイミングと一致するタイミング信号に同期して、前記液滴吐出ヘッド１１１から液滴を吐出する。一方、前記タイミング信号と吐出希望タイミングとが一致しない場合には、その吐出希望タイミングに最も近いタイミング信号に同期して、前記液滴吐出ヘッド１１１から液滴を吐出する。
【００４１】
この際、吐出希望タイミングと実際に液滴を吐出するタイミングとのずれ量の最大値は、隣り合うタイミング信号間の間隔（１ピッチ）の半分であるが、レーザー測長器１５では、隣り合うタイミング信号間の間隔（１ピッチ）が、例えば、０．０８μｍ程度であり、非常に小さいので、たとえ、前記ずれ量が最大値となっても実質的に全く問題とならない。
【００４２】
また、隣り合うタイミング信号間の間隔（１ピッチ）に対し、液滴の吐出において要求される分解能が低い場合には、レーザー測長器１５から入力されるタイミング信号を、基準タイミング信号とし、この基準タイミング信号を分周して所定のタイミング信号を生成し、この生成されたタイミング信号に同期して、液滴吐出ヘッド１１１から液滴を吐出するように構成する。すなわち、レーザー測長器１５から入力されるタイミング信号をｎ個（但し、ｎは、２以上の整数）カウントしたとき、それに同期して、液滴吐出用の新たなタイミング信号を生成する。なお、前記ｎは、特に限定されず、隣り合うタイミング信号間の間隔（１ピッチ）や、液滴の吐出において要求される分解能などの諸条件によって適宜設定されるが、例えば、２〜９程度とするのが好ましい。
【００４３】
一方、カウンタは、カウント可能な上限値が決まっているので、レーザー測長器１５から入力されるタイミング信号のカウント値がｎ（但し、ｎは、２以上の整数）のとき、１カウントとするように構成するのが好ましい。これにより、カウンタ側の制約を回避し、比較的長い距離に対しても液滴を吐出することができる。
【００４４】
以上述べたような液滴の吐出制御は、各液滴吐出ヘッド１１１の各吐出ノズルの駆動部に対してそれぞれ行われる。
なお、基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動制御は、前記レーザー測長器１５から出力される前記第１のパルス信号および前記第２のパルス信号、すなわち、タイミング信号に基づいて行われる。
【００４５】
図２に示すように、装置本体２には、基板Ｗ上に吐出された液滴を半乾燥させるブロー装置１４が設置されている。ブロー装置１４は、Ｘ軸方向に沿ってスリット状に開口するノズルを有しており、基板Ｗを基板搬送テーブル３によりＹ軸方向に搬送しつつ、このノズルより基板Ｗへ向けてガスを吹き付ける。本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｙ軸方向に互いに離れた個所に位置する２個のブロー装置１４が設けられている。
【００４６】
メンテナンス装置１２は、架台２１および石定盤２２の側方に設置されている。このメンテナンス装置１２は、ヘッドユニット１１の待機時に液滴吐出ヘッド１１１をキャッピングするキャッピングユニット１２１と、液滴吐出ヘッド１１１のノズル形成面をワイピングするクリーニングユニット１２２と、液滴吐出ヘッド１１１の定期的なフラッシングを受ける定期フラッシングユニット１２３と、重量測定ユニット１２５とを有している。
【００４７】
また、メンテナンス装置１２は、Ｙ軸方向に移動可能な移動台１２４を有しており、キャッピングユニット１２１、クリーニングユニット１２２、定期フラッシングユニット１２３および重量測定ユニット１２５は、移動台１２４上にＹ軸方向に並んで設置されている。ヘッドユニット１１がメンテナンス装置１２の上方に移動した状態で移動台１２４がＹ軸方向に移動することにより、キャッピングユニット１２１、クリーニングユニット１２２、定期フラッシングユニット１２３および重量測定ユニット１２５のいずれかが液滴吐出ヘッド１１１の下方に位置し得るようになっている。ヘッドユニット１１は、待機時にはメンテナンス装置１２の上方に移動し、キャッピング、クリーニング（ワイピング）および定期フラッシングを所定の順番で行う。
【００４８】
キャッピングユニット１２１は、複数の液滴吐出ヘッド１１１のそれぞれに対応するように配置された複数のキャップとこれらキャップを昇降させる昇降機構とを有している。各キャップには、吸引チューブ（図示せず）が接続されており、キャッピングユニット１２１は、各キャップで各液滴吐出ヘッド１１１のノズル形成面を覆うとともに、ノズル形成面に形成されたノズルから吐出液を吸引することができる。このようなキャッピングを行うことにより、液滴吐出ヘッド１１１のノズル形成面が乾燥するのを防止したり、ノズル詰まりを回復（解消）したりすることができる。
キャッピングユニット１２１によるキャッピングは、ヘッドユニット１１の待機時や、ヘッドユニット１１に吐出液を初期充填する際、吐出液を異種のものに交換する場合にヘッドユニット１１から吐出液を排出する際、洗浄液によって流路を洗浄する際などに行われる。
【００４９】
キャッピングユニット１２１によるキャッピング中に液滴吐出ヘッド１１１から排出された吐出液は、前記吸引チューブを通ってタンクユニット１３に設置された再利用タンク内に流入し貯留される。この貯留された液体は、回収され、再利用に供される。ただし、流路の洗浄時に回収した洗浄液は再利用しない。
クリーニングユニット１２２は、洗浄液を含ませたワイピングシートをローラーにより走行させ、このワイピングシートにより液滴吐出ヘッド１１１のノズル形成面を拭き取り、清掃するよう作動するものである。
【００５０】
定期フラッシングユニット１２３は、ヘッドユニット１１の待機時のフラッシングに使用されるものであり、液滴吐出ヘッド１１１が捨て吐出した吐出液滴を受けるものである。定期フラッシングユニット１２３には、吸引チューブ（図示せず）が接続されており、捨て吐出された吐出液は、この吸引チューブを通って回収され、タンクユニット１３に設置された排液タンク内に貯留される。
【００５１】
重量測定ユニット１２５は、基板Ｗに対する液滴吐出動作の準備段階として、液滴吐出ヘッド１１１からの１回の液滴吐出量（重量）を測定するのに利用するものである。すなわち、基板Ｗに対する液滴吐出動作前、ヘッドユニット１１は、重量測定ユニット１２５の上方に移動し、各液滴吐出ヘッド１１１の全吐出ノズルから１回または複数回液滴を重量測定ユニット１２５に対し吐出する。重量測定ユニット１２５は、吐出された液滴を受ける液受けと、電子天秤等の重量計とを備えており、吐出された液滴の重量を計測する。または、液受けを取り外して装置外部の重量計で計測してもよい。後述する制御装置１６は、その重量計測結果に基づいて、吐出ノズルにおける１回の吐出液滴の量（重量）を算出し、その算出値が予め定められた設計値に等しくなるように、液滴吐出ヘッド１１１を駆動するヘッドドライバの印加電圧を補正する。
【００５２】
ドット抜け検出ユニット１９は、石定盤２２上における基板テーブル３の移動領域と重ならない場所であって、ヘッドユニット１１の移動領域の下方に位置する場所に固定的に設置されている。ドット抜け検出ユニット１９は、液滴吐出ヘッド１１１のノズルの目詰まりが原因となって生じるドット抜けを検出するものであり、例えばレーザー光を投光・受光する投光部および受光部を備えている。ドット抜け検出を行う際には、ヘッドユニット１１がドット抜け検出ユニット１９の上方空間をＸ軸方向に移動しつつ、各ノズルから液滴を捨て吐出し、ドット抜け検出ユニット１９は、この捨て吐出された液滴に対し投光・受光を行って、目詰まりしているノズルの有無および個所を光学的に検出する。この際に液滴吐出ヘッド１１１から吐出された吐出液は、ドット抜け検出ユニット１９が備える受け皿に溜まり、この受け皿の底部に接続された吸引チューブ（図示せず）を通って回収され、タンクユニット１３に設置された排液タンク内に貯留される。
【００５３】
タンクユニット１３には、前述したキャッピング時に回収された吐出液を貯留する再利用タンクと、描画前フラッシング、定期フラッシングおよびドット抜け検出で回収された吐出液を貯留する排液タンクのほか、液滴吐出ヘッド１１１へ供給される吐出液を貯留する給液タンクや、クリーニングユニット１２２へ供給される洗浄液を貯留する給液タンクなどがそれぞれ設置されている。各給液タンク内は、液滴吐出装置１の近傍（好ましくは後述するチャンバ９１の外）に設置された図示しない加圧気体供給源から供給された例えば窒素ガス等の加圧気体により加圧され、この圧力によって、吐出液および洗浄液が送出される。
【００５４】
制御装置（制御手段）１６は、液滴吐出装置１の各部の作動を制御するものであり、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、液滴吐出装置１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データを記憶（格納）する記憶部とを有している。図示の構成では、制御装置１６は、後述するチャンバ９１の外部に設置されている。
【００５５】
このような液滴吐出装置１（制御装置１６を除く）は、好ましくは、チャンバ装置９により、温度および湿度が管理された環境下に置かれている。チャンバ装置９は、液滴吐出装置１を収納するチャンバ９１と、チャンバ９１の外部に設置された空調装置９２とを有している。空調装置９２は、公知のエアーコンディショナー装置を内蔵しており、温度および湿度を調節した空気（温調空気）を生成する。この温調空気は、導入ダクト９３を通ってチャンバ９１の天井裏９１１に送り込まれる。この温調空気は、天井裏９１１からフィルタ９１２を透過して、チャンバ９１の主室９１３に導入される。
チャンバ９１内には、隔壁９１４、９１５により副室９１６が設けられており、タンクユニット１３は、この副室９１６内に設置されている。隔壁９１４には、主室９１３と副室９１６とを連通する連通部（開口）９１７が形成されている。
【００５６】
副室９１６には、チャンバ９１の外部に対する開閉扉（開閉部）９１８が設けられている（図１参照）。なお、副室９１６の開閉部は、開閉扉９１８のような開き戸に限らず、引き戸、シャッターなどでもよい。
また、副室９１６には、副室９１６内の気体を排出する排気口が形成され、この排気口には、外部へ伸びる排気ダクト９４が接続されている。主室９１３に導入された温調空気は、連通部９１７を通過して副室９１６に流入した後、排気ダクト９４を通過してチャンバ装置９の外部に排出される。
【００５７】
このようなチャンバ装置９によって液滴吐出装置１の周囲の温度および湿度が管理されることにより、温度変化による基板Ｗや装置各部の膨張・収縮が原因となって誤差が生じるのを防止することができ、基板Ｗ上に吐出液滴によって描画（形成）されるパターンの精度をより高くすることができる。また、タンクユニット１３も温度および湿度が管理された環境に置かれるので、吐出液の粘度等も安定し、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をより高精度に行うことができる。また、チャンバ９１内へのチリ、ホコリ等の侵入を防止することができ、基板Ｗを清浄に維持することができる。
なお、チャンバ９１内には、空気以外のガス（例えば窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の不活性ガスなど）を温度調節して供給・充填し、このガスの雰囲気中で液滴吐出装置１を稼動することとしてもよい。
【００５８】
また、このような液滴吐出システム１０では、開閉扉９１８を開くことにより、主室９１３を外部に開放することなく、タンクユニット１３にアクセスすることができる。これにより、タンクユニット１３へのアクセス時に液滴吐出装置１の周囲（環境）の管理された温度および湿度を乱すことがないので、タンクの交換、液体の補充または回収を行った直後でも、高い精度でパターンの形成（描画）を行うことができる。また、タンクの交換、液体の補充または回収を行った後でも、主室９１３内の温度や液滴吐出装置１の各部の温度が管理された値に戻るのを待たずに済むので、スループット（生産能率）の向上が図れる。このようなことから、基板Ｗ等のワークを高い精度で量産するのに極めて有利であり、製造コスト低減が図れる。
図３および図４に示すように、石定盤２２の上には、基板搬送テーブル３と、基板搬送テーブル３をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構５とが設置されている。図３に示すように、基板搬送テーブル３には、載置された基板Ｗを吸着して固定するための複数の吸引口（吸引部）３３２が形成されている。
【００５９】
図４に示すように、Ｙ軸方向移動機構５は、リニアモータ５１と、エアスライダ５２とを有している。エアスライダ５２は、石定盤２２上でＹ軸方向に沿って延在するスライドガイド５２１と、このスライドガイド５２１に沿って移動するスライドブロック５２２とを有している。スライドブロック５２２は、スライドガイド５２１との間に空気を吹き出す吹き出し口を有しており、この吹き出し口から吹き出す空気をスライドガイド５２１との間に介在させることにより、円滑に移動可能になっている。
【００６０】
スライドブロック５２２上には、ベース１０８が固定され、このベース１０８の上に、基板搬送テーブル３がθ軸回転機構１０５を介して固定されている。このようにして、基板搬送テーブル３は、エアスライダ５２によってＹ軸方向に円滑に移動可能に支持され、リニアモータ５１の駆動によりＹ軸方向に移動するようになっている。また、基板搬送テーブル３は、θ軸回転機構１０５により、基板搬送テーブル３の中心を通る鉛直なθ軸を回転中心として所定範囲で回動可能になっている。
【００６１】
Ｙ軸方向移動機構５の上方には、例えばステンレス鋼等の金属材料で構成された一対の帯状の薄板１０１がＹ軸方向移動機構５を上側から覆うように張り渡されている。薄板１０１は、ベース１０８の上面に形成された凹部（溝）内を通ってベース１０８とθ軸回転機構１０５との間を挿通している。この薄板１０１が設けられていることにより、液滴吐出ヘッド１１１から吐出された吐出液がＹ軸方向移動機構５に付着するのを防止することができ、Ｙ軸方向移動機構５を保護することができる。
【００６２】
石定盤２２は、無垢の石材で構成され、その上面は、高い平面度を有している。この石定盤２２は、環境温度変化に対する安定性、振動に対する減衰性、経年変化（劣化）に対する安定性、吐出液に対する耐食性等の各種の特性に優れている。本発明では、このような石定盤２２によってＹ軸方向移動機構５および後述するＸ軸方向移動機構６を支持したことにより、環境温度変化、振動、経年変化（劣化）等の影響による誤差が少なく、基板搬送テーブル３とヘッドユニット１１（液滴吐出ヘッド１１１）との相対的な移動に高い精度が得られるとともに、その高い精度を常に安定して維持することができる。その結果、吐出液滴によるパターンの形成（描画）を高い精度で、かつ常に安定して行うことができる。
【００６３】
石定盤２２を構成する石材は、特に限定されないが、ベルファストブラック、ラステンバーグ、クルヌールおよびインディアンブラックのいずれかであるのが好ましい。これにより、石定盤２２の上記の各特性をより優れたものとすることができる。
このような石定盤２２は、架台２１に支持されている。架台２１は、アングル材等を方形に組んで構成された枠体２１１と、枠体２１１の下部に分散配置された複数の支持脚２１２とを有している。架台２１は、好ましくは空気バネまたはゴムブッシュ等による防振構造を有しており、床からの振動を石定盤２２に極力伝達しないように構成されている。
また、石定盤２２は、好ましくは架台２１と非締結状態（非固定状態）で架台２１に支持（載置）されている。これにより、架台２１に生じる熱膨張等が石定盤２２に影響するのを回避することができ、その結果、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をさらに高い精度で行うことができる。
【００６４】
図５は、図１および図２に示す液滴吐出装置におけるヘッドユニットおよびＸ軸方向移動機構を示す平面図、図６は、図５中の矢印Ａ方向から見た側面図、図７は、図５中の矢印Ｂ方向から見た正面図である。
図６および図７に示すように、石定盤２２の上には、４本の支柱２３と、これらの支柱２３に支持されたＸ軸方向に沿って延びる互いに平行な２本の桁（梁）２４および２５とが設置されている。基板搬送テーブル３は、桁２４および２５の下を通過可能になっている。
【００６５】
液滴吐出ヘッド１１１（ヘッドユニット１１）をＸ軸方向に移動させるＸ軸方向移動機構６は、桁２４および２５を介して、４本の支柱２３に支持されている。図５に示すように、Ｘ軸方向移動機構６は、ヘッドユニット１１を支持するメインキャリッジ（ヘッドユニット支持体）６１と、桁２４上に設置され、メインキャリッジ６１をＸ軸方向に案内するとともに駆動するリニアモータアクチュエータ６２と、桁２５上に設置され、メインキャリッジ６１をＸ軸方向に案内するガイド６３とを有している。メインキャリッジ６１は、リニアモータアクチュエータ６２とガイド６３との間に架け渡されるようにして設置されている。
ヘッドユニット１１は、メインキャリッジ６１に対し着脱可能に支持されている。ヘッドユニット１１がメインキャリッジ６１とともにＸ軸方向に移動することにより、液滴吐出ヘッド１１１の副走査が行われる。
【００６６】
リニアモータアクチュエータ６２とガイド６３との間には、さらに、カメラキャリッジ１０６が架け渡されるようにして設置されている。カメラキャリッジ１０６は、リニアモータアクチュエータ６２およびガイド６３をメインキャリッジ６１と共用するとともに、メインキャリッジ６１と独立してＸ軸方向に移動する。
カメラキャリッジ１０６には、基板Ｗの所定の個所に設けられたアライメントマークを画像認識するための認識カメラ１０７が設置されている。認識カメラ１０７は、カメラキャリッジ１０６から下方に吊り下げられた状態で支持されている。なお、認識カメラ１０７は、他の用途に用いてもよい。
【００６７】
図６に示すように、メインキャリッジ６１上には、二次タンク４１２が設置されており、この二次タンク４１２には、タンクユニット１３に設置された吐出液を貯留する給液タンクから延びる給液配管４１１が接続されている。給液配管４１１は、可撓性を有するチューブで構成され、この給液配管４１１の途中には、メインキャリッジ６１とともに移動する二次タンク４１２の移動に合わせて給液配管４１１の二次タンク４１２側の部分が移動可能となるように給液配管４１１を中継する中継部４１３が設けられている。
【００６８】
二次タンク４１２には、１２個の液滴吐出ヘッド１１１の各々に対応する１２本の分岐配管４１４の一端がそれぞれ接続されており、これらの分岐配管４１４の他端は、ヘッドユニット１１に設けられた、各液滴吐出ヘッド１１１に対応する１２個の流入口１１２にそれぞれ接続されている。なお、図６中では、見易くするため、１２本の分岐配管４１４のうちの２本のみを図示する。
【００６９】
各分岐配管４１４の途中には、遮断弁４１５が設けられている。給液配管４１１を通った吐出液は、二次タンク４１２に流入し、二次タンク４１２内で圧力調整された後、各分岐配管４１４を通って各液滴吐出ヘッド１１１に供給される。遮断弁４１５は、二次タンク４１２内の圧力を調整する負圧制御ユニットが何らかの原因で機能しない場合、分岐配管４１４の流路を遮断し、二次タンク４１２より低い位置にある液滴吐出ヘッド１１１に二次タンク４１２から吐出液が流れ続けて液滴吐出ヘッド１１１から漏出するのを防止する。
【００７０】
図８は、図１および図２に示す液滴吐出装置におけるヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を模式的に示す平面図である。図８に示すように、液滴吐出ヘッド１１１のノズル形成面には、液滴が吐出される多数の吐出ノズル（開口）が一列または二列以上に並んで形成されている。液滴吐出ヘッド１１１は、電圧の印加により変位（変形）する圧電素子を有し、この圧電素子の変位（変形）を利用して、吐出ノズルに連通するように形成された圧力室（液室）内の圧力を変化させることよって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものである。なお、液滴吐出ヘッド１１１は、このような構成に限らず、例えば、吐出液をヒータで加熱して沸騰させ、その圧力によって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものなどでもよい。
【００７１】
ヘッドユニット１１には、この液滴吐出ヘッド１１１が複数個（以下の説明では１２個として説明する）設置されている。これらの液滴吐出ヘッド１１１は、６個ずつ二列に副走査方向（Ｘ軸方向）に並ぶとともに、ノズル列が副走査方向に対し所定角度傾斜するような姿勢で配置されている。
なお、このような配列パターンは一例であり、例えば、各ヘッド列における隣接する液滴吐出ヘッド１１１同士を９０°の角度を持って配置（隣接ヘッド同士が「ハ」字状）したり、各ヘッド列間における液滴吐出ヘッド１１１を９０°の角度を持って配置（列間ヘッド同士が「ハ」字状）したりしてもよい。いずれにしても、複数個の液滴吐出ヘッド１１１の全吐出ノズルによるドットが副走査方向において連続していればよい。
【００７２】
さらに、液滴吐出ヘッド１１１は、副走査方向に対し傾斜した姿勢で設置されていなくてもよく、また、複数個の液滴吐出ヘッド１１１が千鳥状、階段状に配設されていてもよい。また、所定長さのノズル列（ドット列）を構成できる限り、これを単一の液滴吐出ヘッド１１１で構成してもよい。また、メインキャリッジ６１に複数のヘッドユニット１１が設置されていてもよい。
【００７３】
ここで、制御装置１６の制御による液滴吐出装置１の全体の作動について簡単に説明する。基板搬送テーブル３上に基板Ｗが給材され、液滴吐出装置１が備える基板位置決め装置（説明省略）の作動により基板搬送テーブル３上で所定の位置に位置決め（プリアライメント）されると、基板搬送テーブル３の各吸引口３３２からのエアー吸引により、基板Ｗは、基板搬送テーブル３に吸着・固定される。次いで、基板搬送テーブル３およびカメラキャリッジ１０６がそれぞれ移動することにより、認識カメラ１０７が基板Ｗの所定の個所（１箇所または複数箇所）に設けられたアライメントマークの上方に移動し、このアライメントマークを認識する。この認識結果に基づいて、θ軸回転機構１０５が作動して基板Ｗのθ軸回りの角度が補正されるとともに、基板ＷのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置補正がデータ上で行われる（本アライメント）。
【００７４】
以上のような基板Ｗのアライメント作業が完了すると、前述したように、ヘッドユニット１１を停止した状態で、基板搬送テーブル３の移動により基板Ｗを主走査方向（Ｙ軸方向）に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド１１１から基板Ｗへの選択的な液滴吐出動作を行う。このとき、液滴吐出動作は、基板搬送テーブル３の前進（往動）中に行っても、後退（復動）中に行っても、前進および後退の両方（往復）で行ってもよい。また、基板搬送テーブル３を複数回往復させて、液滴吐出動作を複数回繰り返し行ってもよい。以上の動作により、基板Ｗ上の、所定の幅（ヘッドユニット１１により吐出可能な幅）で主走査方向に沿って伸びる領域に、液滴の吐出が終了する。
【００７５】
その後、メインキャリッジ６１を移動させることにより、ヘッドユニット１１を前記所定の幅の分だけ副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させる。この状態で、前述した動作と同様に、基板Ｗを主走査方向に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド１１１から基板Ｗへの選択的な液滴吐出動作を行う。そして、この領域への液滴吐出動作が終了したら、ヘッドユニット１１をさらに前記所定の幅の分だけ副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させた状態として、基板Ｗを主走査方向に移動させつつ、同様の液滴吐出動作を行う。これを、数回繰り返すことで、基板Ｗの全領域に液滴吐出が行われる。このようにして、液滴吐出装置１は、基板Ｗ上に所定のパターンを形成（描画）する。
【００７６】
図９は、図３に示す状態から基板搬送テーブルを取り外した状態を示す平面図、図１０は、架台の平面図である。
図９に示すように、石定盤２２は、平面視で、Ｙ軸方向に長い長方形をなすＹ軸方向移動機構支持部２２１と、このＹ軸方向移動機構支持部２２１の長手方向の途中の部分からＸ軸方向に両側にそれぞれ突出する支柱支持部２２２および２２３とで構成されており、その結果、石定盤２２の形状は、平面視で十字状をなしている。換言すれば、石定盤２２は、平面視で、長方形から４つの隅部付近（除去部分Ｃ）を除去したような形状をなしている。
【００７７】
Ｙ軸方向移動機構支持部２２１上には、Ｙ軸方向移動機構５が設置されている。そして、支柱支持部２２２の角部２２２ａおよび２２２ｂと、支柱支持部２２２３の角部２２３ａおよび２２３ｂの４箇所の上には、それぞれ、支柱２３が設置される。
このように、石定盤２２は、平面視で、図９中の一点鎖線で示す長方形Ｒから、Ｙ軸方向移動機構５および支柱２３を設置しない部分（除去部分Ｃ）を除去したような形状をなすものとなっている。これにより、長方形Ｒのような形状のままで使用した場合と比べ、重量を軽減することができる。その結果、液滴吐出装置１の据え付け場所への輸送が容易になるとともに、工場の据え付け場所の床の耐荷重も小さくて済む。
【００７８】
また、除去部分Ｃの分だけ石定盤２２が占める領域を少なくできるので、液滴吐出装置１全体の小型化が図れる。すなわち、除去部分Ｃに配管部品、電装部品等を設置することにより省スペース化を図ることができたり、除去部分Ｃを装置のメンテナンスのためのスペースとして用いることができる。よって、工場内での占有面積を小さくすることができ、また、液滴吐出装置１の据え付け場所への輸送も容易となる。また、液滴吐出装置１をチャンバ９１内に収容して稼動する場合にも、チャンバ９１の大きさを小さくすることができ、有利である。
このようなことから、液滴吐出装置１を用いることにより、基板Ｗのようなワークに対するパターンの形成（描画）を低コストで行うことができる。
【００７９】
また、本実施形態では、Ｙ軸方向移動機構５は、平面視で、石定盤２２の長手方向に平行にかつその中心線が石定盤２２の中心線（石定盤２２の長手方向に沿った中心線）にほぼ合致した状態で設置され、Ｘ軸方向移動機構６は、平面視で、石定盤２２の長手方向に垂直にかつその中心線が石定盤２２の中心線（石定盤２２の短手方向に沿った中心線）にほぼ合致した状態で設置されている。これにより、Ｙ軸方向移動機構５およびＸ軸方向移動機構６が相互の中間位置で十字状に交差し、かつ石定盤２２の中央に設置される。このため、Ｙ軸方向移動機構５およびＸ軸方向移動機構６を石定盤２２上により一層バランス良く支持することができる。
また、本実施形態では、Ｙ軸方向移動機構５は、石定盤２２の長手方向と平行に延在し、かつ石定盤２２上に直接載置されている。これにより、Ｙ軸方向移動機構５をより一層高い精度（平面度）で安定的に支持することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、Ｘ軸方向移動機構６は、４つの支柱２３を介してＹ軸方向移動機構５を跨いで設置されるとともに、４つの支柱２３は、平面視で、石定盤２２の長手方向に沿った中心線を介して対称に分散配置されている。これにより、Ｘ軸方向移動機構６をより一層高い精度（平面度）で安定的に支持することができる。
【００８１】
図１０に示すように、石定盤２２を支持する架台２１は、平面視で石定盤２２とほぼ同様の形状（十字状）をなしている。これにより、液滴吐出装置１全体としてのさらなる重量軽減（軽量化）、小型化（省スペース化）が図れる。この架台２１は、３点（３箇所）以上の複数の支持部２１３にて石定盤２２を支持している。この支持部２１３は、例えばアジャストボルト等の機構による高さ調整機構を備えており、各支持部２１３の高さを調整することにより、石定盤２２の上面の平面度および水平度を調整可能になっている。
【００８２】
図１１は、石定盤の他の構成例を示す平面図である。前述した実施形態では、石定盤２２は、１個の石材で構成されていたが、図１１に示す石定盤２２’では、Ｙ軸方向移動機構支持部２２１’と、支柱支持部２２２’と、支柱支持部２２３’とがそれぞれ別個の石材で構成されている。そして、石定盤２２は’、これら３個の石材を組み合わせ、図示しない固定部材により互いに連結して構成されている。
【００８３】
このように、複数個の石材を組み合わせて石定盤２２’を構成することにより、長方形でない石定盤２２’を容易かつ安価で製造することができる。また、石定盤２２’を分解して据え付け場所へ輸送することができ、輸送も容易に行うことができる。
なお、石定盤２２’を複数個の石材を組み合わせて構成する場合、その分割の境界は、図示の構成に限らず、例えば図１１中で横方向に３分割されるようなものでもよい。
【００８４】
以上、本発明の液滴吐出装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴吐出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
例えば、レーザー測長器の構成は、前述した実施形態には限定されない。
【００８５】
また、ワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離を検出（測定）する移動距離検出手段（移動距離測定手段）は、レーザー測長器に限らず、例えば、リニアエンコーダやロータリーエンコーダなど、前記移動距離を光学的に検出する他の手段であってもよい。
また、前記移動距離検出手段は、ワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離を光学的に検出するものに限らず、例えば、前記移動距離を磁気的、電気的に検出するものなど、他の方式で検出するものであってもよい。
【００８６】
また、前記本実施形態では、基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動制御は、レーザー測長器１５から出力される第１のパルス信号および第２のパルス信号に基づいて行われるが、前記基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動制御は、これに限らず、例えば、リニアエンコーダ（例えば、光学式リニアエンコーダ）やロータリーエンコーダ（例えば、光学式ロータリーエンコーダ）などを用い、この検出結果に基づいて行われるように構成されていてもよい。
また、Ｙ軸方向移動機構、Ｘ軸方向移動機構は、リニアモータに代えて、例えばボールネジ（送りネジ）などでもよい。
【００８７】
以上述べたように、本発明によれば、ヘッドユニット１１に比べて振動や傾きの小さい基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動距離を検出（測定）し、この検出結果に基づいて、液滴吐出ヘッド１１１の液滴を吐出するタイミングを制御するので、液滴を適正かつ正確なタイミングで吐出することができ、その結果、吐出液滴によるパターンの形成（描画）を高い精度で、かつ常に安定して行うことができる。
【００８８】
また、レーザー測長器１５により、基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動距離を検出するので、基板搬送テーブル３が傾いたとしても、その傾斜分も含めて基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動距離を検出することができ、また、吐出液滴によるパターン形成距離（描画距離）が長くなっても、前記移動距離を正確に検出することができ、これによって液滴を正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）を高い精度で行うことができる。すなわち、Ｙ軸方向移動機構５の精度が低くてもその影響を抑制（または阻止）することができ、このため、Ｙ軸方向移動機構５を容易かつ安価に製造することができる。
【００８９】
また、レーザー測長器１５のうちのレーザー測長器センサヘッド１５１、ミラー１５２およびレーザー測長器本体１５３は、基板Ｗや液滴吐出ヘッド１１１から所定距離離間した位置に設置されるので、液滴吐出ヘッド１１１から吐出される液滴によってレーザー測長器１５が汚れてしまうのを防止することができ、これにより、レーザー測長器１５の液滴による故障を防止することができる。
【００９０】
また、レーザー測長器１５は、レーザー光の光路を屈曲させるミラー１５２を有しているので、レーザー測長器１５を構成するレーザー測長器センサヘッド１５１、ミラー１５２、レーザー測長器本体１５３およびコーナーキューブ１５４を任意の位置に配置することができ、また、液滴吐出装置１の小型化（省スペース化）が図れる。
また、レーザー光の光路は、ほぼ同一の平面内にあり、特に、ほぼ同一の水平面内にあるので、液滴吐出装置の小型化（省スペース化）が図れる。
【００９１】
また、レーザー測長器１５のうち、コーナーキューブ１５４を基板搬送テーブル３側に設け、レーザー測長器センサヘッド１５１およびミラー１５２を装置本体２側に設けることにより、基板搬送テーブル３のＹ軸方向の移動距離をより正確に検出することができ、これによって液滴をより正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をより高い精度で行うことができる。
【００９２】
特に、コーナーキューブ１５４は、基板搬送テーブル３の近傍に設けられているので、ワーク搬送テーブルのＹ軸方向の移動距離をさらに正確に検出することができ、これによって液滴をさらに正確なタイミングで吐出することができ、吐出液滴によるパターンの形成（描画）をさらに高い精度で行うことができる。
また、本発明の電気光学装置は、以上説明したような本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。本発明の電気光学装置の具体例としては、特に限定されないが、例えば、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置などが挙げられる。
【００９３】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、液晶表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色のフィルタ材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、基板上に多数のフィルタエレメントを配列してなるカラーフィルタを製造し、このカラーフィルタを用いて液晶表示装置を製造することができる。この他、本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、有機ＥＬ表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色の発光材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、ＥＬ発光層を含む多数の絵素ピクセルを基板上に配列してなる有機ＥＬ表示装置を製造することができる。
また、本発明の電子機器は、前述したようにして製造された電気光学装置を備えることを特徴とする。本発明の電子機器の具体例としては、特に限定されないが、前述したようにして製造された液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置を搭載したパーソナルコンピュータや携帯電話機などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図。
【図２】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す側面図。
【図３】架台、基板搬送テーブルおよびレーザー測長器を示す平面図。
【図４】架台、基板搬送テーブルおよびレーザー測長器を示す側面図。
【図５】ヘッドユニットおよびＸ軸方向移動機構を示す平面図。
【図６】図５中の矢印Ａ方向から見た側面図。
【図７】図５中の矢印Ｂ方向から見た正面図。
【図８】ヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を示す模式的平面図。
【図９】図３に示す状態から基板搬送テーブルを取り外した状態を示す平面図。
【図１０】架台の平面図。
【図１１】石定盤の他の構成例を示す平面図。
【図１２】液滴を吐出するタイミングを説明するための図。
【符号の説明】
１……液滴吐出装置、２……装置本体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a droplet discharge device, an electro-optical device, a method for manufacturing an electro-optical device, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
By applying the ink jet method (droplet discharge method) of an ink jet printer, for example, a color filter or an organic EL device in a liquid crystal display device, or an industrial type used for forming metal wiring on a substrate. A droplet discharge device (inkjet drawing device) has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0003]
Such a droplet discharging apparatus forms (draws) a predetermined pattern on a workpiece by discharging a droplet while relatively moving a workpiece such as a substrate and a droplet discharging head. . In a conventional droplet discharge device, the moving distance of the droplet discharge head is detected while moving the droplet discharge head, and the droplet is discharged at a predetermined timing based on the detection result. Further, the conventional droplet discharging apparatus includes a linear encoder film provided along a moving path of the droplet discharging head and an encoder provided on the droplet discharging head as means for detecting a moving distance of the droplet discharging head. It has a linear encoder composed of elements (light-emitting element and light-receiving element), and generates timing for discharging the droplet from an encoder pulse output from the linear encoder (encoder element).
However, the droplet discharge head tends to be large, and in the above-described conventional droplet discharge device, when the droplet is discharged, the droplet discharge head is moved. There is a disadvantage of doing so.
[0004]
In particular, the droplet discharge device used for the above-described applications requires extremely high precision in the pattern to be formed (drawn). However, in the above-described conventional droplet discharge device, the moving distance of the droplet discharge head is limited. Detecting and generating a timing for discharging the droplet based on the detection result, so that when the droplet discharging head vibrates and the droplet discharging head tilts, the position of the encoder element with respect to the linear encoder film changes. As a result, the moving distance of the droplet discharge head cannot be accurately detected, and the timing for discharging the droplet (discharge timing) is greatly shifted. For this reason, it has been difficult to stably form (draw) a pattern with high accuracy.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-205487
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a droplet discharge apparatus and a droplet discharge apparatus capable of discharging droplets at appropriate and accurate timings and forming (drawing) a pattern with the discharged droplets with high accuracy. An object of the present invention is to provide an electro-optical device manufactured using the same, a method of manufacturing an electro-optical device using such a droplet discharge device, and an electronic apparatus including the electro-optical device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described below.
The droplet discharge device of the present invention, the device body,
A work transfer table for supporting the work,
A Y-axis direction moving mechanism for moving the work transfer table in one direction (hereinafter, referred to as “Y-axis direction”) that is horizontal to the apparatus main body;
A droplet discharge head that discharges droplets to the work supported by the work transfer table,
Moving distance detecting means for detecting a moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction;
Control means for controlling the timing at which the droplet discharge head discharges droplets based on the detection result of the moving distance detection means.
[0008]
That is, the moving distance in the Y-axis direction of the work transfer table having less vibration and inclination than the droplet discharge head is detected (measured), and based on the detection result, the timing at which the droplet discharge head discharges the droplet is determined. Since the control is performed, droplets can be ejected at appropriate and accurate timing, and as a result, a pattern can be formed (drawn) with the ejected droplets with high accuracy and always stably.
[0009]
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the moving distance detecting unit optically detects a moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction.
As a result, the moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction can be more accurately detected, whereby the droplets can be discharged at a more accurate timing, and the formation (drawing) of the pattern by the discharged droplets can be performed. It can be performed with higher accuracy.
[0010]
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the moving distance detection unit includes a laser length measuring device.
Thereby, even if the work transfer table is tilted, it is possible to detect the moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction, including the amount of the tilt, whereby it is possible to discharge droplets at accurate timing. The formation (drawing) of a pattern by the discharged droplets can be performed with high accuracy. That is, even if the accuracy of the Y-axis direction moving mechanism is low, its influence can be suppressed (or prevented), and therefore, the Y-axis direction moving mechanism can be manufactured easily and inexpensively.
[0011]
In particular, even when the pattern formation distance (drawing distance) by the discharged droplets is long, the moving distance can be accurately detected, whereby the pattern formation (drawing) by the discharged droplets can be performed with high accuracy. Can be.
In addition, since the main part of each part constituting the laser length measuring device is installed at a position separated by a predetermined distance from the work or the droplet discharging head, the laser length measuring device is used by the droplet discharged from the droplet discharging head. Can be prevented from being contaminated, and thereby a failure of the laser measuring device due to a droplet can be prevented.
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the laser length measuring device includes a bending unit that bends the optical path of the laser light at least once.
This makes it possible to arrange the components constituting the laser length measuring device at arbitrary positions, and to reduce the size (space saving) of the droplet discharge device.
[0012]
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, the laser measuring device may include: a light emitting unit that emits laser light; a reflecting unit that reflects the laser light emitted from the light emitting unit; and a laser unit that receives the laser light reflected by the reflecting unit. Light receiving section
It is preferable that the reflection section is provided on the work transfer table side, and the light emitting section and the light receiving section are provided on the apparatus main body side.
As a result, the moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction can be more accurately detected, whereby the droplets can be discharged at a more accurate timing, and the formation (drawing) of the pattern by the discharged droplets can be performed. It can be performed with higher accuracy.
[0013]
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, the laser length measuring device includes a laser length measuring device sensor head having a light emitting unit that emits a laser beam and a light receiving unit that receives the laser beam, a reflecting unit that reflects the laser beam, and a laser. Bending means for bending the optical path of light at least once,
The reflection unit is provided on the work transfer table side, the laser measuring device sensor head and the bending unit are provided on the apparatus body side,
The laser light emitted from the light emitting unit is applied to the reflecting unit, the laser light reflected by the reflecting unit is received by the light receiving unit, and between the laser measuring device sensor head and the reflecting unit. It is preferable that the respective parts constituting the laser length measuring device are arranged so that the optical path of the laser beam is bent at least once by the bending means.
[0014]
By providing the bending means, each part constituting the laser length measuring device can be arranged at an arbitrary position, and the size of the droplet discharge device can be reduced (space saving).
Further, by providing the reflection section on the work transfer table side and providing the laser length measuring device sensor head and the bending means on the apparatus main body side, the movement distance of the work transfer table in the Y-axis direction can be detected more accurately. Accordingly, droplets can be ejected at more accurate timing, and a pattern can be formed (drawn) by the ejected droplets with higher accuracy.
[0015]
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the reflection unit is provided near the work transfer table.
As a result, even if the work transfer table is tilted, it is possible to accurately detect the movement distance of the work transfer table in the Y-axis direction, including the amount of tilt, thereby discharging droplets at more accurate timing. Therefore, the formation (drawing) of the pattern by the discharged droplet can be performed with higher accuracy.
[0016]
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the optical path of the laser beam is substantially in the same plane.
Thereby, the size of the droplet discharge device can be reduced (space saving).
In the droplet discharge device according to the aspect of the invention, it is preferable that the plane is a horizontal plane.
Thereby, the size of the droplet discharge device can be further reduced (space saving).
[0017]
In the droplet discharge device of the present invention, an X-axis direction moving mechanism for moving the droplet discharge head in a direction perpendicular to the Y-axis direction and horizontally (hereinafter, referred to as “X-axis direction”) with respect to the device body is provided. It is preferred to have.
Thereby, various patterns can be formed (drawn) on the work according to the purpose.
[0018]
In the droplet discharge device of the present invention, the droplet discharge is performed while the work transport table and the droplet discharge head are relatively moved with the Y-axis direction being a main scanning direction and the X-axis direction being a sub-scanning direction. It is preferable to discharge droplets from the head to the work.
Thereby, various patterns can be formed (drawn) on the work according to the purpose.
An electro-optical device according to the present invention is manufactured using the droplet discharge device according to the present invention.
Thus, it is possible to provide an electro-optical device that includes a high-performance component on which a pattern is formed (drawn) with high accuracy and has low manufacturing costs.
[0019]
A method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention uses the droplet discharge device according to the present invention.
Accordingly, it is possible to provide a method of manufacturing an electro-optical device that can form (draw) a pattern on a work with high accuracy and reduce manufacturing costs.
An electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device according to the present invention.
Thus, it is possible to provide an electronic device having a high-performance component on which a pattern is formed (drawn) with high accuracy and at a low manufacturing cost.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a droplet discharge device of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
1 and 2 are a plan view and a side view, respectively, showing an embodiment of a droplet discharge device and a droplet discharge system of the present invention. In the following, for convenience of explanation, one horizontal direction (a direction corresponding to the horizontal direction in FIGS. 1 and 2) is referred to as a “Y-axis direction”, and a direction perpendicular to the Y-axis direction and horizontal ( The direction corresponding to the up-down direction in FIG. 1) is referred to as “X-axis direction”. The movement in the Y-axis direction to the right in FIGS. 1 and 2 is “forward in the Y-axis direction”, and the movement in the Y-axis direction to the left in FIGS. 1 and 2 is “Y”. 1 is referred to as “retreat in the axial direction”, a downward movement in the X-axis direction in FIG. 1 is referred to as “forward in the X-axis direction”, and an upward movement in the X-axis direction in FIG. Retreat in the axial direction. "
[0021]
A droplet discharge system (droplet discharge system) 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes a droplet discharge device (inkjet drawing device) 1 having a droplet discharge head 111 and a chamber 91 that accommodates the droplet discharge device 1. And
The droplet discharge device 1 is configured to apply a liquid (discharge liquid) such as, for example, ink or a functional liquid containing a target material to a substrate W as a work in a state of minute droplets by an inkjet method (droplet discharge method). This is a device that forms (draws) a predetermined pattern by discharging with a liquid crystal device, and can be used for, for example, manufacturing a color filter or an organic EL device in a liquid crystal display device, or forming metal wiring on a substrate. Things. The material of the substrate W targeted by the droplet discharge device 1 is not particularly limited, and any material may be used as long as it is a plate-like member. For example, a glass substrate, a silicon substrate, a flexible substrate, and the like may be targeted. it can.
[0022]
Further, the work to be targeted in the present invention is not limited to a plate-shaped member, and may be any member as long as the member has a flat bottom surface. For example, the present invention can also be applied to a droplet discharge device that forms a coating such as an optical thin film by discharging a droplet to the lens using a lens as a work. In addition, the present invention is particularly preferably applied to a relatively large droplet discharge device 1 that can cope with a relatively large work (for example, each having a length and a width of about several tens cm to several meters). can do.
[0023]
The droplet discharge device 1 includes an apparatus body 2, a substrate transfer table (substrate transfer stage) 3 as a work transfer table (work transfer stage), and a head unit 11 having a plurality of droplet discharge heads (inkjet heads) 111. A maintenance unit 12 for maintaining the droplet discharge head 111; a tank unit 13 having a liquid supply tank, a drainage tank and a reuse tank; a blow device 14 for blowing gas onto the substrate W; A laser length measuring device 15 for optically detecting (measuring) the moving distance of the laser beam, a control device 16, and a missing dot detection unit 19 are provided.
[0024]
The liquid ejected from the droplet ejection head 111 is not particularly limited. In addition to the ink containing the filter material of the color filter, for example, a liquid containing the following various materials (including a dispersion liquid such as a suspension and an emulsion). It can be. A light emitting material for forming an EL light emitting layer in an organic EL (electroluminescence) device. A fluorescent material for forming a phosphor on an electrode in an electron emission device; -A fluorescent material for forming a phosphor in a PDP (Plasma Display Panel) device. -An electrophoretic material forming an electrophoretic body in an electrophoretic display device. A bank material for forming a bank on the surface of the substrate W;・ Various coating materials. A liquid electrode material for forming an electrode; A particle material forming a spacer for forming a minute cell gap between two substrates; A liquid metal material for forming metal wiring; A lens material for forming a microlens;・ Resist material. A light diffusion material for forming a light diffuser;
[0025]
As shown in FIG. 2, the apparatus main body 2 has a gantry 21 installed on the floor, and a stone stool 22 installed on the gantry 21. On the stone platen 22, the substrate transfer table 3 is installed movably in the Y-axis direction with respect to the apparatus main body 2. The substrate transport table 3 moves forward and backward in the Y-axis direction by driving of the linear motor 51. The substrate W is placed on the substrate transfer table 3.
[0026]
In the droplet discharge device 1, substrates W of various sizes and shapes from a relatively large substrate W having the same size as the substrate transfer table 3 to a relatively small substrate W smaller than the substrate transfer table 3 can be used. Can be targeted. In principle, it is preferable that the substrate W performs the droplet discharging operation in a state where the substrate W is positioned so as to be aligned with the center of the substrate transport table 3. The droplet discharging operation may be performed by positioning at a position close to the position.
[0027]
As shown in FIG. 1, in the vicinity of two sides along the X-axis direction of the substrate transfer table 3, each of the substrates W is discarded and discharged (flushing) from the droplet discharge head 111 before the droplet is discharged (drawn) on the substrate W. A pre-drawing flushing unit 104 that receives the discharged droplets is provided. A suction tube (not shown) is connected to the pre-drawing flushing unit 104, and the discarded and discharged liquid is collected through the suction tube and stored in a drain tank installed in the tank unit 13. Will be stored.
The moving distance of the substrate transfer table 3 in the Y-axis direction is detected (measured) by a laser length measuring device 15 as a moving distance detecting means (moving distance measuring means).
[0028]
FIG. 3 is a plan view showing a gantry, a stone surface plate, a substrate transfer table, and a laser length measuring device in the droplet discharge device shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a droplet discharge device shown in FIGS. FIG. 2 is a side view showing a gantry, a stone surface plate, a substrate transfer table, and a laser length measuring device in FIG.
The laser length measuring device 15 is a device that optically detects (measures) a moving distance (displacement) of an object by using interference of light (laser light). As shown in FIGS. A laser length measuring device sensor head 151, a mirror (bending means) 152 and a laser length measuring device main body 153 installed on the main body 2 side, and a corner cube (prism) 154 as a reflecting portion installed on the substrate transport table 3 side. have.
[0029]
The laser length measuring device sensor head 151 includes a light emitting unit that emits (irradiates) a laser beam, a light receiving unit (laser detecting unit) that receives the laser beam and performs photoelectric conversion, and the corner cube 154 emitted from the light emitting unit. The interference part irradiates the laser light reflected by the light source with the reference laser light emitted from the light emitting part to irradiate the light receiving part, and the analog signal from the light receiving part is subjected to signal processing (for example, binarization). A first pulse signal is generated, and based on the first pulse signal, a second pulse signal whose phase is shifted by 90 ° with respect to the first pulse signal in a predetermined direction (lagging direction or leading direction) is generated. It has a pulse signal generation unit (both not shown) for generating. Further, the laser length measuring device main body 153 has a power source (not shown) for driving the laser length measuring device sensor head 151 and the like.
[0030]
The laser measuring instrument sensor head 151, the mirror 152, and the laser measuring instrument main body 153 are respectively provided on the upper surface of the apparatus main body 2 along the X-axis direction from the lower side to the upper side in FIG. The head 151, the mirror 152, and the laser length measuring device main body 153 are installed in this order. In addition, the corner cube 154 is installed at the tip (the end in the Y-axis direction) of a support portion 109 provided on a base 108 described later that moves in the Y-axis direction integrally with the substrate transfer table 3. A straight line (line segment) connecting the corner cube 154 and the mirror 152 is substantially parallel to the Y axis.
[0031]
The dashed line in FIGS. 3 and 4 indicates the optical path of the laser light, and the optical path of the laser light is substantially in the same horizontal plane (XY plane).
A laser beam is emitted from the light emitting unit of the laser measuring device sensor head 151 and emitted along the X-axis direction. This laser light is bent at 90 ° by the mirror 152, travels in the Y-axis direction, and is applied to the corner cube 154. The laser light (reflected light) reflected by the corner cube 154 is bent at 90 ° by the mirror 152, advances in the X-axis direction, and returns to the laser length measuring device sensor head 151. In the laser length measuring device sensor head 151, the laser light returned to the laser length measuring device sensor head 151 is irradiated on the light receiving portion by an interference portion so as to interfere with the reference laser light emitted from the light emitting portion. Is done. In the droplet discharge device 1, the discharge timing of the droplet from the droplet discharge head 111 is generated based on the moving distance (current position) of the substrate transfer table 3 detected by the laser length measuring device 15 as described above. .
[0032]
In the present embodiment, the optical path of the laser light is substantially in the same horizontal plane, but the plane where the optical path of the laser light is located is not limited to this, and may be, for example, a vertical plane. In this case, for example, in the configuration shown in FIGS. 3 and 4, the laser length measuring sensor head 151 is installed below the mirror 152 in FIG. 3 in the vertical direction (the position on the back side of the paper surface in FIG. 3). The optical path of the light is configured to bend 90 ° downward in the vertical direction in the mirror 152 from the Y-axis direction.
[0033]
Further, the optical paths of the laser beams need not be in the same plane.
Further, the optical path of the laser beam may be bent twice or more. That is, the bending means for bending the optical path of the laser light may be constituted by two or more members (optical components). In this case, for example, in the configuration shown in FIGS. 3 and 4, optical components such as a prism and a mirror are installed at the position of the laser length measuring device sensor head 151 in place of the laser length measuring device sensor head 151, The laser measuring device sensor head 151 is installed vertically below the component (on the back side of the paper surface in FIG. 3), and the optical path of the laser beam is directed vertically downward in the optical component from the X-axis direction. It is configured to be bent 90 °.
The bending means for bending the optical path of the laser beam is not limited to the mirror 152, and other optical components such as a prism and a half mirror may be used.
[0034]
As shown in FIGS. 1 and 2, a main carriage 61 that supports the head unit 11 is installed in the apparatus main body 2 so as to be movable in the X-axis direction in a space above the substrate transfer table 3. The head unit 11 having the plurality of droplet discharge heads 111 advances and retreats in the X-axis direction together with the main carriage 61 by driving a linear motor actuator 62 having a linear motor and a guide.
[0035]
In the droplet discharge device 1 of the present embodiment, the so-called main scanning of the droplet discharge head 111 is performed based on the discharge timing generated by using the laser length measuring device 15 while moving the substrate transfer table 3 in the Y-axis direction. Then, the droplet discharge head 111 is driven (selective discharge of the discharged droplet). Correspondingly, so-called sub-scanning is performed by moving the head unit 11 (droplet ejection head 111) in the X-axis direction.
Here, as described later, a number of discharge nozzles (openings) for discharging droplets are formed in each of the droplet discharge heads 111, and a piezo element (not shown) is provided for each of the discharge nozzles. A driving unit having (piezoelectric element) is formed.
[0036]
The control device 16, which will be described later, controls the driving of each of the driving units via a head driver (not shown) with respect to each of the droplet discharge heads 111, so that a predetermined discharge nozzle of the predetermined droplet discharge head 111 is controlled. Each droplet is ejected. In this case, for example, when a predetermined voltage is applied to the piezo element, the piezo element is deformed (expanded or contracted), whereby the corresponding pressure chamber (liquid chamber) is pressurized, and a predetermined amount of liquid is discharged from the corresponding discharge nozzle. Droplets are ejected.
[0037]
Next, generation of the ejection timing will be described.
When a predetermined pattern is formed (drawn) on the substrate W by discharging droplets from the droplet discharge head 111 of the head unit 11, the substrate W is moved by the substrate transfer table 3 while the head unit 11 is stopped. Is moved in the main scanning direction (Y-axis direction), and a selective droplet discharging operation from each droplet discharging head 111 to the substrate W is performed.
[0038]
FIG. 12 is a timing chart showing the first pulse signal (A phase) and the second pulse signal (B phase) output from the laser length measuring device, and illustrating the timing of discharging droplets. .
In the light receiving section of the laser measuring device sensor head 151, the received laser light is photoelectrically converted, and an analog signal from this light receiving section is subjected to signal processing (for example, binarization) in the pulse signal generating section. In this case, since the substrate transfer table 3 is moving, the pulse signal generator generates the first pulse signal (A phase) shown in FIG. Further, the pulse signal generating section shifts the phase of the first pulse signal by 90 ° in a predetermined direction (delay direction in the illustrated example) with respect to the first pulse signal on the basis of the first pulse signal. A pulse signal (B phase) is generated. The first pulse signal and the second pulse signal indicate a moving distance (current position) of the substrate transfer table 3.
[0039]
The first pulse signal and the second pulse signal are input to the control device 16, respectively. In the control device 16, based on the first pulse signal and the second pulse signal, that is, the moving distance (current position) of the substrate transfer table 3 detected by the laser length measuring device 15, Is generated. The rising and falling edges of the first pulse signal and the rising and falling edges of the second pulse signal can be used for ejection timing, respectively. Hereinafter, the signals indicating the rising and falling of the first pulse signal and the rising and falling of the second pulse signal are referred to as “timing signals”, respectively, and are indicated by dashed lines in FIG.
[0040]
Here, when a predetermined pattern is formed (drawn) on the substrate W, a desired discharge timing of droplets from the corresponding droplet discharge head 111 is determined based on the pattern. The control device 16 uses a built-in counter (not shown) to control the timing signals of the rising edge of the first pulse signal, the rising edge of the second pulse signal, the falling edge of the first pulse signal, and the falling edge of the second pulse signal. Are sequentially counted, and when these timing signals coincide with the desired ejection timing, droplets are ejected from the droplet ejection head 111 in synchronization with the timing signal coincident with the desired ejection timing. . On the other hand, when the timing signal does not match the desired ejection timing, the droplet ejection head 111 ejects the droplet in synchronization with the timing signal closest to the desired ejection timing.
[0041]
At this time, the maximum value of the shift amount between the desired ejection timing and the actual ejection timing of the droplet is half the interval (one pitch) between adjacent timing signals. Since the interval (1 pitch) between the timing signals is, for example, about 0.08 μm, which is very small, even if the deviation amount reaches the maximum value, there is substantially no problem.
[0042]
When the resolution required for discharging the droplet is lower than the interval (one pitch) between adjacent timing signals, the timing signal input from the laser length measuring device 15 is used as a reference timing signal. The reference timing signal is frequency-divided to generate a predetermined timing signal, and droplets are ejected from the droplet ejection head 111 in synchronization with the generated timing signal. That is, when the number of timing signals input from the laser length measuring device 15 is counted n (where n is an integer of 2 or more), a new timing signal for droplet discharge is generated in synchronization therewith. The value of n is not particularly limited, and is appropriately set according to various conditions such as the interval (one pitch) between adjacent timing signals and the resolution required for discharging droplets. It is preferred that
[0043]
On the other hand, since the upper limit value of the counter is determined, when the count value of the timing signal input from the laser measuring device 15 is n (where n is an integer of 2 or more), the counter is set to 1 count. It is preferable to configure as follows. Thus, the restriction on the counter side can be avoided, and the droplet can be ejected over a relatively long distance.
[0044]
The droplet discharge control as described above is performed for each drive unit of each discharge nozzle of each droplet discharge head 111.
The movement control of the substrate transport table 3 in the Y-axis direction is performed based on the first pulse signal and the second pulse signal output from the laser length measuring device 15, that is, a timing signal.
[0045]
As shown in FIG. 2, the apparatus main body 2 is provided with a blow device 14 for semi-drying the droplets discharged on the substrate W. The blow device 14 has a nozzle that opens in a slit shape along the X-axis direction, and blows gas toward the substrate W from this nozzle while transporting the substrate W in the Y-axis direction by the substrate transport table 3. . In the droplet discharge device 1 of the present embodiment, two blow devices 14 are provided at positions separated from each other in the Y-axis direction.
[0046]
The maintenance device 12 is installed on the side of the gantry 21 and the stone surface plate 22. The maintenance device 12 includes a capping unit 121 for capping the droplet discharge head 111 when the head unit 11 is on standby, a cleaning unit 122 for wiping the nozzle forming surface of the droplet discharge head 111, and a periodic operation of the droplet discharge head 111. It has a regular flushing unit 123 which receives a proper flushing and a weight measuring unit 125.
[0047]
Further, the maintenance device 12 has a movable table 124 movable in the Y-axis direction, and the capping unit 121, the cleaning unit 122, the regular flushing unit 123, and the weight measuring unit 125 are mounted on the movable table 124 in the Y-axis direction. Are installed side by side. When the moving table 124 moves in the Y-axis direction while the head unit 11 is moved above the maintenance device 12, any one of the capping unit 121, the cleaning unit 122, the regular flushing unit 123, and the weight measuring unit 125 drops. It can be located below the ejection head 111. During standby, the head unit 11 moves above the maintenance device 12, and performs capping, cleaning (wiping), and regular flushing in a predetermined order.
[0048]
The capping unit 121 has a plurality of caps arranged to correspond to each of the plurality of droplet discharge heads 111, and an elevating mechanism for elevating the caps. A suction tube (not shown) is connected to each cap, and the capping unit 121 covers the nozzle forming surface of each droplet discharge head 111 with each cap, and discharges from the nozzle formed on the nozzle forming surface. The liquid can be sucked. By performing such capping, it is possible to prevent the nozzle forming surface of the droplet discharge head 111 from drying, and to recover (eliminate) nozzle clogging.
The capping by the capping unit 121 is performed when the head unit 11 is in a standby state, when the head unit 11 is initially filled with the discharge liquid, when the discharge liquid is discharged from the head unit 11 when the discharge liquid is replaced with a different liquid, the cleaning liquid is used. This is performed when the flow path is washed.
[0049]
The liquid discharged from the droplet discharge head 111 during the capping by the capping unit 121 flows into the reuse tank provided in the tank unit 13 through the suction tube and is stored. The stored liquid is collected and provided for reuse. However, the washing liquid collected at the time of washing the channel is not reused.
The cleaning unit 122 operates so that the wiping sheet containing the cleaning liquid is run by a roller, and the wiping sheet wipes and cleans the nozzle forming surface of the droplet discharge head 111.
[0050]
The periodic flushing unit 123 is used for flushing of the head unit 11 during standby, and receives the ejected droplets that the droplet ejection head 111 has discarded and ejected. A suction tube (not shown) is connected to the periodic flushing unit 123, and the discarded and discharged liquid is collected through the suction tube and stored in a drainage tank installed in the tank unit 13. Is done.
[0051]
The weight measurement unit 125 is used to measure the amount (weight) of a single droplet discharge from the droplet discharge head 111 as a preparation stage for the droplet discharge operation on the substrate W. In other words, before the droplet discharging operation on the substrate W, the head unit 11 moves above the weight measuring unit 125, and applies one or more droplets from all the discharging nozzles of each droplet discharging head 111 to the weight measuring unit 125. It discharges to. The weight measurement unit 125 includes a liquid receiver that receives the discharged droplets and a weighing scale such as an electronic balance, and measures the weight of the discharged droplets. Alternatively, the liquid receiver may be removed and measurement may be performed with a weighing scale outside the apparatus. The control device 16, which will be described later, calculates the amount (weight) of one ejection droplet at the ejection nozzle based on the result of the weight measurement, and adjusts the liquid so that the calculated value becomes equal to a predetermined design value. The voltage applied to the head driver that drives the droplet ejection head 111 is corrected.
[0052]
The dot missing detection unit 19 is fixedly installed in a place that does not overlap with the moving area of the substrate table 3 on the stone platen 22 and that is located below the moving area of the head unit 11. The dot missing detection unit 19 detects a missing dot caused by clogging of a nozzle of the droplet discharge head 111, and includes, for example, a light emitting unit and a light receiving unit that emit and receive laser light. I have. When performing missing dot detection, the head unit 11 discards and discharges droplets from each nozzle while moving in the X-axis direction above the dot missing detection unit 19. By projecting and receiving the droplets, the presence or absence and location of a clogged nozzle are optically detected. At this time, the liquid discharged from the droplet discharge head 111 accumulates in a tray provided in the dot missing detection unit 19, and is collected through a suction tube (not shown) connected to the bottom of the tray, and is collected in a tank unit. 13 is stored in a drainage tank.
[0053]
The tank unit 13 includes a reuse tank for storing the ejection liquid collected at the time of the capping described above, a drain tank for storing the ejection liquid collected by flushing before drawing, periodic flushing, and detection of missing dots, as well as a droplet tank. A liquid supply tank for storing the discharge liquid supplied to the discharge head 111 and a liquid supply tank for storing the cleaning liquid supplied to the cleaning unit 122 are provided. The inside of each liquid supply tank is pressurized by a pressurized gas such as nitrogen gas supplied from a non-illustrated pressurized gas supply source installed near the droplet discharge device 1 (preferably outside a chamber 91 described later). Then, the discharge liquid and the cleaning liquid are delivered by this pressure.
[0054]
The control device (control means) 16 controls the operation of each unit of the droplet discharge device 1, and includes a CPU (Central Processing Unit) and various programs such as a program for executing a control operation of the droplet discharge device 1. A storage unit that stores (stores) programs and various data. In the illustrated configuration, the control device 16 is installed outside a chamber 91 described later.
[0055]
Such a droplet discharge device 1 (excluding the control device 16) is preferably placed in an environment in which temperature and humidity are controlled by the chamber device 9. The chamber device 9 has a chamber 91 that houses the droplet discharge device 1 and an air conditioner 92 installed outside the chamber 91. The air conditioner 92 has a built-in known air conditioner device, and generates air (temperature-controlled air) whose temperature and humidity are adjusted. This temperature-regulated air is sent to the underside 911 of the chamber 91 through the introduction duct 93. This temperature-controlled air passes through the filter 912 from the ceiling 911 and is introduced into the main chamber 913 of the chamber 91.
In the chamber 91, a sub chamber 916 is provided by partition walls 914 and 915, and the tank unit 13 is installed in the sub chamber 916. A communication portion (opening) 917 that connects the main chamber 913 and the sub chamber 916 is formed in the partition 914.
[0056]
The sub chamber 916 is provided with an opening / closing door (opening / closing unit) 918 to the outside of the chamber 91 (see FIG. 1). Note that the opening / closing section of the sub chamber 916 is not limited to the opening door such as the opening / closing door 918, but may be a sliding door, a shutter, or the like.
The sub chamber 916 is provided with an exhaust port for discharging gas in the sub chamber 916, and the exhaust port is connected to an exhaust duct 94 extending to the outside. The temperature-controlled air introduced into the main chamber 913 flows into the sub-chamber 916 after passing through the communication portion 917, and is then discharged to the outside of the chamber device 9 through the exhaust duct 94.
[0057]
By controlling the temperature and humidity around the droplet discharge device 1 by such a chamber device 9, it is possible to prevent an error from occurring due to expansion and contraction of the substrate W and various parts of the device due to a temperature change. Thus, the accuracy of the pattern drawn (formed) by the discharged droplets on the substrate W can be further improved. Further, since the tank unit 13 is also placed in an environment where the temperature and the humidity are controlled, the viscosity and the like of the discharged liquid are stabilized, and the formation (drawing) of the pattern by the discharged liquid droplets can be performed with higher accuracy. In addition, it is possible to prevent dust and the like from entering the chamber 91 and to keep the substrate W clean.
A gas other than air (for example, an inert gas such as nitrogen, carbon dioxide, helium, neon, argon, krypton, xenon, and radon) is supplied and filled into the chamber 91 at a controlled temperature. The droplet discharge device 1 may be operated in an atmosphere.
[0058]
Further, in such a droplet discharge system 10, by opening the opening / closing door 918, the tank unit 13 can be accessed without opening the main chamber 913 to the outside. Thereby, the temperature and humidity controlled around the droplet discharge device 1 (environment) are not disturbed when the tank unit 13 is accessed, so that the temperature is high even immediately after replacing the tank, refilling or recovering the liquid. A pattern can be formed (drawn) with high accuracy. Further, even after replacing the tank, replenishing or recovering the liquid, it is not necessary to wait for the temperature in the main chamber 913 or the temperature of each part of the droplet discharge device 1 to return to a controlled value. (Production efficiency) can be improved. For this reason, it is extremely advantageous to mass-produce the work such as the substrate W with high accuracy, and the manufacturing cost can be reduced.
As shown in FIGS. 3 and 4, a substrate transfer table 3 and a Y-axis direction moving mechanism 5 for moving the substrate transfer table 3 in the Y-axis direction are provided on the stone platen 22. As shown in FIG. 3, a plurality of suction ports (suction units) 332 for sucking and fixing the placed substrate W are formed in the substrate transfer table 3.
[0059]
As shown in FIG. 4, the Y-axis direction moving mechanism 5 has a linear motor 51 and an air slider 52. The air slider 52 has a slide guide 521 that extends along the Y-axis direction on the stone platen 22 and a slide block 522 that moves along the slide guide 521. The slide block 522 has an outlet for blowing air between the slide block 521 and the slide guide 521, and the air blown out from the outlet is interposed between the slide block 522 and the slide guide 521 so that the slide block 522 can move smoothly. .
[0060]
The base 108 is fixed on the slide block 522, and the substrate transfer table 3 is fixed on the base 108 via the θ-axis rotation mechanism 105. Thus, the substrate transport table 3 is supported by the air slider 52 so as to be able to move smoothly in the Y-axis direction, and is moved in the Y-axis direction by driving the linear motor 51. The substrate transport table 3 is rotatable by a θ-axis rotating mechanism 105 within a predetermined range around a vertical θ-axis passing through the center of the substrate transport table 3.
[0061]
Above the Y-axis direction moving mechanism 5, a pair of band-shaped thin plates 101 made of a metal material such as stainless steel is stretched so as to cover the Y-axis direction moving mechanism 5 from above. The thin plate 101 is inserted between the base 108 and the θ-axis rotation mechanism 105 through a recess (groove) formed on the upper surface of the base 108. By providing the thin plate 101, it is possible to prevent the liquid discharged from the droplet discharge head 111 from adhering to the Y-axis direction moving mechanism 5, and to protect the Y-axis direction moving mechanism 5. Can be.
[0062]
The stone platen 22 is made of solid stone, and the upper surface thereof has a high flatness. The stone surface plate 22 is excellent in various characteristics such as stability against environmental temperature change, damping against vibration, stability against aging (deterioration), and corrosion resistance against a discharge liquid. In the present invention, since the Y-axis direction moving mechanism 5 and the later-described X-axis direction moving mechanism 6 are supported by the stone surface plate 22, errors due to environmental temperature change, vibration, aging (deterioration) and the like are reduced. In addition, high accuracy can be obtained for the relative movement between the substrate transfer table 3 and the head unit 11 (droplet ejection head 111), and the high accuracy can be constantly maintained. As a result, the formation (drawing) of the pattern by the discharged droplets can be performed with high accuracy and always stably.
[0063]
The stone material constituting the stone surface plate 22 is not particularly limited, but is preferably any of Belfast Black, Rustenburg, Kurnool, and Indian Black. Thereby, each of the above characteristics of the stone surface plate 22 can be made more excellent.
Such a stone surface plate 22 is supported by the gantry 21. The gantry 21 has a frame body 211 formed by assembling an angle material or the like in a rectangular shape, and a plurality of support legs 212 distributed below the frame body 211. The gantry 21 preferably has an anti-vibration structure using an air spring, a rubber bush, or the like, and is configured to transmit vibration from the floor to the stone surface plate 22 as little as possible.
The stone surface plate 22 is preferably supported (placed) on the gantry 21 in a non-fastened state (non-fixed state) with the gantry 21. Thereby, it is possible to prevent the thermal expansion or the like occurring on the gantry 21 from affecting the stone surface plate 22, and as a result, it is possible to form (draw) the pattern by the discharged droplets with higher accuracy.
[0064]
5 is a plan view showing a head unit and an X-axis direction moving mechanism in the droplet discharge device shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 6 is a side view seen from the direction of arrow A in FIG. 5, and FIG. It is the front view seen from the arrow B direction in FIG.
As shown in FIGS. 6 and 7, four pillars 23 and two parallel beams (beams) extending along the X-axis direction supported by these pillars 23 are provided on the stone surface plate 22. ) 24 and 25 are provided. The substrate transfer table 3 can pass below the girders 24 and 25.
[0065]
The X-axis direction moving mechanism 6 for moving the droplet discharge head 111 (head unit 11) in the X-axis direction is supported by four columns 23 via beams 24 and 25. As shown in FIG. 5, the X-axis direction moving mechanism 6 is installed on a main carriage (head unit support) 61 that supports the head unit 11 and the beam 24, and guides the main carriage 61 in the X-axis direction. It has a linear motor actuator 62 to be driven and a guide 63 installed on the spar 25 to guide the main carriage 61 in the X-axis direction. The main carriage 61 is installed so as to be bridged between the linear motor actuator 62 and the guide 63.
The head unit 11 is detachably supported on the main carriage 61. When the head unit 11 moves in the X-axis direction together with the main carriage 61, sub-scanning of the droplet discharge head 111 is performed.
[0066]
A camera carriage 106 is further installed between the linear motor actuator 62 and the guide 63 so as to be bridged. The camera carriage 106 shares the linear motor actuator 62 and the guide 63 with the main carriage 61, and moves in the X-axis direction independently of the main carriage 61.
The camera carriage 106 is provided with a recognition camera 107 for recognizing an image of an alignment mark provided at a predetermined position on the substrate W. The recognition camera 107 is supported by being suspended from the camera carriage 106 below. Note that the recognition camera 107 may be used for other purposes.
[0067]
As shown in FIG. 6, a secondary tank 412 is provided on the main carriage 61. The secondary tank 412 has a supply tank extending from a supply tank for storing a discharge liquid provided in the tank unit 13. The liquid pipe 411 is connected. The liquid supply pipe 411 is formed of a flexible tube. In the middle of the liquid supply pipe 411, the secondary tank 412 of the liquid supply pipe 411 is moved in accordance with the movement of the secondary tank 412 moving with the main carriage 61. A relay section 413 is provided to relay the liquid supply pipe 411 so that the side portion is movable.
[0068]
One end of each of twelve branch pipes 414 corresponding to each of the twelve droplet discharge heads 111 is connected to the secondary tank 412, and the other ends of these branch pipes 414 are provided in the head unit 11. Connected to the twelve inflow ports 112 corresponding to the respective droplet discharge heads 111. In FIG. 6, only two of the twelve branch pipes 414 are shown for easy viewing.
[0069]
In the middle of each branch pipe 414, a shutoff valve 415 is provided. The discharge liquid that has passed through the liquid supply pipe 411 flows into the secondary tank 412, is adjusted in pressure in the secondary tank 412, and is supplied to each droplet discharge head 111 through each branch pipe 414. When the negative pressure control unit that adjusts the pressure in the secondary tank 412 does not function for some reason, the shutoff valve 415 shuts off the flow path of the branch pipe 414, and the droplet discharge head located at a position lower than the secondary tank 412. The liquid is prevented from continuing to flow from the secondary tank 412 to the liquid droplet 111 and leaking from the liquid droplet discharging head 111.
[0070]
FIG. 8 is a plan view schematically showing a configuration of a head unit and a droplet discharging operation in the droplet discharging device shown in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 8, on the nozzle forming surface of the droplet discharge head 111, a number of discharge nozzles (openings) from which droplets are discharged are formed in one or more rows. The droplet discharge head 111 has a piezoelectric element that is displaced (deformed) by application of a voltage, and utilizes a displacement (deformation) of the piezoelectric element to form a pressure chamber (liquid chamber) formed to communicate with the discharge nozzle. The droplets are ejected from the ejection nozzles by changing the pressure in the parentheses. The droplet discharge head 111 is not limited to such a configuration. For example, the droplet discharge head 111 may be configured to heat a discharge liquid with a heater to boil the liquid, and discharge the liquid droplet from the discharge nozzle by the pressure. .
[0071]
The head unit 11 is provided with a plurality of the droplet discharge heads 111 (described as 12 in the following description). These droplet discharge heads 111 are arranged in two rows of six in the sub-scanning direction (X-axis direction), and are arranged so that the nozzle rows are inclined at a predetermined angle with respect to the sub-scanning direction.
Note that such an arrangement pattern is merely an example. For example, adjacent droplet discharge heads 111 in each head row are arranged at an angle of 90 ° (the adjacent heads have a “C” shape), The droplet discharge heads 111 between the head rows may be arranged at an angle of 90 ° (the heads between the rows are arranged in a “C” shape). In any case, the dots by all the ejection nozzles of the plurality of droplet ejection heads 111 need only be continuous in the sub-scanning direction.
[0072]
Furthermore, the droplet discharge heads 111 do not have to be installed in a posture inclined with respect to the sub-scanning direction, and a plurality of droplet discharge heads 111 may be arranged in a staggered or stepwise manner. . Further, as long as a nozzle row (dot row) having a predetermined length can be formed, this may be formed by a single droplet discharge head 111. Further, a plurality of head units 11 may be installed on the main carriage 61.
[0073]
Here, the overall operation of the droplet discharge device 1 under the control of the control device 16 will be briefly described. When the substrate W is supplied onto the substrate transfer table 3 and is positioned at a predetermined position (pre-alignment) on the substrate transfer table 3 by the operation of a substrate positioning device (not described) provided in the droplet discharge device 1, the substrate W The substrate W is sucked and fixed to the substrate transfer table 3 by the air suction from each suction port 332 of the transfer table 3. Next, by moving the substrate transport table 3 and the camera carriage 106 respectively, the recognition camera 107 moves above the alignment mark provided at a predetermined position (one or more positions) of the substrate W, and the alignment mark is moved. recognize. Based on the recognition result, the θ-axis rotation mechanism 105 is operated to correct the angle of the substrate W about the θ-axis, and the position correction of the substrate W in the X-axis direction and the Y-axis direction is performed on the data ( Book alignment).
[0074]
When the alignment operation of the substrate W as described above is completed, while the head unit 11 is stopped, the substrate W is moved in the main scanning direction (Y-axis direction) by moving the substrate transport table 3 as described above. A selective droplet discharge operation from each droplet discharge head 111 to the substrate W is performed. At this time, the droplet discharging operation may be performed during the forward movement (forward movement) of the substrate transfer table 3, during the backward movement (backward movement), or during both the forward movement and the backward movement (reciprocation). Further, the droplet discharge operation may be repeated a plurality of times by reciprocating the substrate transfer table 3 a plurality of times. By the above operation, the discharge of the droplet is completed in the region extending along the main scanning direction with a predetermined width (the width that can be discharged by the head unit 11) on the substrate W.
[0075]
Thereafter, by moving the main carriage 61, the head unit 11 is moved in the sub-scanning direction (X-axis direction) by the predetermined width. In this state, similar to the above-described operation, a selective droplet discharge operation from each droplet discharge head 111 to the substrate W is performed while moving the substrate W in the main scanning direction. When the droplet discharging operation to this area is completed, the substrate W is moved in the main scanning direction while the head unit 11 is further moved in the sub-scanning direction (X-axis direction) by the predetermined width. In addition, the same droplet discharging operation is performed. By repeating this several times, droplet discharge is performed on the entire region of the substrate W. In this way, the droplet discharge device 1 forms (draws) a predetermined pattern on the substrate W.
[0076]
FIG. 9 is a plan view showing a state in which the substrate transfer table is removed from the state shown in FIG. 3, and FIG. 10 is a plan view of the gantry.
As shown in FIG. 9, the stone surface plate 22 includes a Y-axis direction moving mechanism supporting portion 221 that forms a rectangle that is long in the Y-axis direction in plan view, and a halfway portion of the Y-axis direction moving mechanism supporting portion 221 in the longitudinal direction. The strut support portions 222 and 223 protrude from both sides in both directions in the X-axis direction, respectively. As a result, the shape of the stone platen 22 has a cross shape in plan view. In other words, the stone surface plate 22 has a shape in which four corners (removed portions C) are removed from a rectangle in plan view.
[0077]
The Y-axis direction moving mechanism 5 is provided on the Y-axis direction moving mechanism support portion 221. Then, the pillars 23 are respectively installed on the four corners 222 a and 222 b of the pillar support 222 and the corners 223 a and 223 b of the pillar support 2223.
Thus, the stone surface plate 22 has a shape in which a portion (removed portion C) where the Y-axis direction moving mechanism 5 and the support column 23 are not installed is removed from the rectangle R indicated by a dashed line in FIG. It has become. Thereby, the weight can be reduced as compared with the case where the rectangular shape is used as it is. As a result, the transport of the droplet discharge device 1 to the installation location is facilitated, and the load capacity of the floor at the installation location in the factory can be reduced.
[0078]
Further, since the area occupied by the stone platen 22 can be reduced by the removed portion C, the size of the entire droplet discharge device 1 can be reduced. That is, space can be saved by installing piping components, electrical components, and the like in the removed portion C, or the removed portion C can be used as a space for maintenance of the apparatus. Therefore, the area occupied in the factory can be reduced, and the transportation of the droplet discharge device 1 to the installation location becomes easy. Also, when the droplet discharge device 1 is accommodated and operated in the chamber 91, the size of the chamber 91 can be reduced, which is advantageous.
Thus, by using the droplet discharge device 1, it is possible to form (draw) a pattern on a workpiece such as the substrate W at low cost.
[0079]
Further, in the present embodiment, the Y-axis direction moving mechanism 5 is configured such that, in plan view, the center line is parallel to the longitudinal direction of the stone surface plate 22 and the center line thereof is the center line of the stone surface plate 22 (in the longitudinal direction of the stone surface plate 22). The X-axis direction moving mechanism 6 is set in a state substantially coincident with the center line along the center line (stone line) of the stone platen 22 in plan view. It is installed so as to substantially match the center line along the short direction of the surface plate 22). As a result, the Y-axis direction moving mechanism 5 and the X-axis direction moving mechanism 6 intersect in a cross shape at an intermediate position therebetween, and are installed at the center of the stone platen 22. For this reason, the Y-axis direction moving mechanism 5 and the X-axis direction moving mechanism 6 can be supported on the stone platen 22 with better balance.
In the present embodiment, the Y-axis direction moving mechanism 5 extends in parallel with the longitudinal direction of the stone stool 22 and is directly mounted on the stone stool 22. Thereby, the Y-axis direction moving mechanism 5 can be stably supported with higher accuracy (flatness).
[0080]
In the present embodiment, the X-axis direction moving mechanism 6 is installed so as to straddle the Y-axis direction moving mechanism 5 via the four columns 23, and the four columns 23 are formed on the stone surface plate 22 in plan view. Are symmetrically distributed via a center line along the longitudinal direction of the light emitting element. Thereby, the X-axis direction moving mechanism 6 can be stably supported with higher accuracy (flatness).
[0081]
As shown in FIG. 10, the gantry 21 supporting the stone surface plate 22 has a substantially similar shape (cross shape) to the stone surface plate 22 in plan view. Thereby, further weight reduction (weight reduction) and size reduction (space saving) of the entire droplet discharge device 1 can be achieved. The gantry 21 supports the stone base 22 with a plurality of support portions 213 at three or more points (three places). The support portion 213 is provided with a height adjusting mechanism using a mechanism such as an adjust bolt. By adjusting the height of each support portion 213, the flatness and horizontality of the upper surface of the stone platen 22 can be adjusted. It has become.
[0082]
FIG. 11 is a plan view showing another configuration example of the stone surface plate. In the above-described embodiment, the stone surface plate 22 is made of one stone material. However, in the stone surface plate 22 ′ shown in FIG. 11, the Y-axis direction moving mechanism support portion 221 ′ and the column support portion 222 ′. And the strut support portion 223 'are made of separate stone materials. The stone surface plate 22 ′ is configured by combining these three stone materials and connecting them to each other by a fixing member (not shown).
[0083]
In this way, by combining a plurality of stone materials to form the stone surface plate 22 ', a non-rectangular stone surface plate 22' can be easily and inexpensively manufactured. Further, the stone platen 22 'can be disassembled and transported to the installation place, and transport can be easily performed.
When the stone surface plate 22 'is configured by combining a plurality of stone materials, the boundary of the division is not limited to the configuration shown in the figure, and may be, for example, a horizontal division into three in FIG.
[0084]
As described above, the droplet discharge device of the present invention has been described with respect to the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and each part constituting the droplet discharge device may have any function that can exhibit the same function. Can be replaced with the one having the configuration described above. Further, an arbitrary component may be added.
For example, the configuration of the laser length measuring device is not limited to the embodiment described above.
[0085]
Further, the moving distance detecting means (moving distance measuring means) for detecting (measuring) the moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction is not limited to the laser measuring device, and may be, for example, a linear encoder or a rotary encoder. May be another means for optically detecting.
Further, the moving distance detecting means is not limited to one that optically detects the moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction, and may be another type such as one that magnetically or electrically detects the moving distance. May be detected.
[0086]
Further, in the present embodiment, the movement control of the substrate transport table 3 in the Y-axis direction is performed based on the first pulse signal and the second pulse signal output from the laser length measuring device 15. The movement control of the transfer table 3 in the Y-axis direction is not limited to this, and for example, a linear encoder (for example, an optical linear encoder) or a rotary encoder (for example, an optical rotary encoder) is used, and based on the detection result. It may be configured to be performed.
Further, the Y-axis direction moving mechanism and the X-axis direction moving mechanism may be, for example, ball screws (feed screws) instead of linear motors.
[0087]
As described above, according to the present invention, the movement distance in the Y-axis direction of the substrate transfer table 3 having a smaller vibration or inclination than the head unit 11 is detected (measured), and the droplet is determined based on the detection result. Since the timing at which the droplets are ejected from the ejection head 111 is controlled, the droplets can be ejected at an appropriate and accurate timing. As a result, the formation (drawing) of the pattern by the ejected droplets is performed with high accuracy and constantly. It can be performed stably.
[0088]
In addition, since the movement distance of the substrate transfer table 3 in the Y-axis direction is detected by the laser length measuring device 15, even if the substrate transfer table 3 is inclined, the amount of the inclination of the substrate transfer table 3 in the Y-axis direction is included. The moving distance can be detected, and even if the pattern forming distance (drawing distance) by the discharged droplets becomes long, the moving distance can be accurately detected, thereby discharging the droplets at a precise timing. Thus, the formation (drawing) of a pattern by the discharged droplets can be performed with high accuracy. That is, even if the accuracy of the Y-axis direction moving mechanism 5 is low, its influence can be suppressed (or prevented), and therefore, the Y-axis direction moving mechanism 5 can be manufactured easily and inexpensively.
[0089]
In addition, since the laser length measuring device sensor head 151, the mirror 152, and the laser length measuring device main body 153 of the laser length measuring device 15 are set at positions separated from the substrate W and the droplet discharge head 111 by a predetermined distance, the liquid It is possible to prevent the laser measuring device 15 from being contaminated by the liquid droplets discharged from the liquid discharging head 111, thereby preventing the laser measuring device 15 from being damaged by the liquid droplets.
[0090]
Further, since the laser length measuring device 15 has the mirror 152 for bending the optical path of the laser beam, the laser length measuring device sensor head 151, the mirror 152, and the laser length measuring device main body 153 constituting the laser length measuring device 15 are provided. In addition, the corner cube 154 can be arranged at an arbitrary position, and the droplet discharge device 1 can be downsized (space saving).
Further, the optical path of the laser beam is substantially in the same plane, and particularly in the substantially same horizontal plane, so that the droplet discharge device can be reduced in size (space saving).
[0091]
In the laser measuring device 15, the corner cube 154 is provided on the substrate transfer table 3 side, and the laser measuring device sensor head 151 and the mirror 152 are provided on the apparatus main body 2 side. The moving distance of the liquid droplets can be detected more accurately, whereby the droplets can be discharged at a more accurate timing, and the pattern formation (drawing) using the discharged liquid droplets can be performed with higher accuracy.
[0092]
In particular, since the corner cube 154 is provided near the substrate transfer table 3, it is possible to more accurately detect the movement distance of the work transfer table in the Y-axis direction. Discharge can be performed, and pattern formation (drawing) using the discharged droplets can be performed with higher accuracy.
Further, an electro-optical device according to the present invention is characterized by being manufactured using the above-described droplet discharge device according to the present invention. Specific examples of the electro-optical device according to the invention are not particularly limited, and examples thereof include a liquid crystal display device and an organic EL display device.
[0093]
Further, a method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention uses the droplet discharge device according to the present invention. The method for manufacturing an electro-optical device according to the invention can be applied to, for example, a method for manufacturing a liquid crystal display device. That is, by selectively discharging the liquid containing the filter material of each color onto the substrate using the droplet discharge device of the present invention, a color filter having a large number of filter elements arranged on the substrate is manufactured. A liquid crystal display device can be manufactured using a color filter. In addition, the method for manufacturing an electro-optical device according to the invention can be applied to, for example, a method for manufacturing an organic EL display device. That is, by selectively discharging a liquid containing a luminescent material of each color onto a substrate using the droplet discharge device of the present invention, an organic pixel having a large number of pixel pixels including an EL luminescent layer arranged on the substrate. An EL display device can be manufactured.
According to another aspect of the invention, there is provided an electronic apparatus including the electro-optical device manufactured as described above. Specific examples of the electronic apparatus of the present invention include, but are not particularly limited to, a personal computer and a mobile phone equipped with the liquid crystal display device and the organic EL display device manufactured as described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a droplet discharge device of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing an embodiment of the droplet discharge device of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a gantry, a substrate transfer table, and a laser measuring device.
FIG. 4 is a side view showing a gantry, a substrate transfer table, and a laser measuring device.
FIG. 5 is a plan view showing a head unit and an X-axis direction moving mechanism.
FIG. 6 is a side view as seen from the direction of arrow A in FIG. 5;
FIG. 7 is a front view as seen from the direction of arrow B in FIG. 5;
FIG. 8 is a schematic plan view showing a configuration of a head unit and a droplet discharging operation.
FIG. 9 is a plan view showing a state in which the substrate carrying table has been removed from the state shown in FIG. 3;
FIG. 10 is a plan view of a gantry.
FIG. 11 is a plan view showing another configuration example of the stone surface plate.
FIG. 12 is a diagram for explaining the timing of discharging droplets.
[Explanation of symbols]
1. Droplet discharging device 2. Device body

Claims

The device body,
A work transfer table for supporting the work,
A Y-axis direction moving mechanism for moving the work transfer table in one direction (hereinafter, referred to as “Y-axis direction”) that is horizontal to the apparatus main body;
A droplet discharge head that discharges droplets to the work supported by the work transfer table,
Moving distance detecting means for detecting a moving distance of the work transfer table in the Y-axis direction;
A droplet discharge device comprising: a control unit that controls a timing at which the droplet discharge head discharges a droplet based on a detection result of the moving distance detection unit.

The droplet discharge device according to claim 1, wherein the moving distance detecting means optically detects a moving distance of the work transport table in the Y-axis direction.

The droplet discharge device according to claim 1, wherein the moving distance detection unit includes a laser length measuring device.

The droplet discharge device according to claim 3, wherein the laser length measuring device includes a bending unit configured to bend the optical path of the laser light at least once.

The laser length measuring device includes a light emitting unit that emits laser light, a reflecting unit that reflects the laser light emitted from the light emitting unit, and a light receiving unit that receives the laser light reflected by the reflecting unit.
The droplet discharge device according to claim 3, wherein the reflection unit is provided on the work transfer table side, and the light emitting unit and the light receiving unit are provided on the device main body side.

The laser length measuring device includes a laser length measuring device sensor head having a light emitting unit that emits a laser beam and a light receiving unit that receives the laser beam, a reflecting unit that reflects the laser beam, and bends an optical path of the laser beam at least once. With bending means,
The reflection unit is provided on the work transfer table side, the laser measuring device sensor head and the bending unit are provided on the apparatus body side,
The laser light emitted from the light emitting unit is applied to the reflecting unit, the laser light reflected by the reflecting unit is received by the light receiving unit, and between the laser measuring device sensor head and the reflecting unit. 4. The droplet discharge device according to claim 3, wherein each of the components constituting the laser length measuring device is arranged such that an optical path of the laser beam is bent at least once by the bending unit.

The droplet discharge device according to claim 5, wherein the reflection unit is provided near the work transfer table.

8. The droplet discharge device according to claim 3, wherein an optical path of the laser light is substantially in the same plane.

9. The droplet discharge device according to claim 8, wherein the plane is a horizontal plane.

10. An X-axis direction moving mechanism for moving the droplet discharge head in a direction perpendicular and horizontal to the Y-axis direction with respect to the apparatus main body (hereinafter referred to as "X-axis direction"). 5. The droplet discharge device according to 4.

The Y-axis direction is a main scanning direction, and the X-axis direction is a sub-scanning direction. The droplet discharging device according to claim 10, which discharges.

An electro-optical device manufactured using the droplet discharge device according to claim 1.

A method for manufacturing an electro-optical device, comprising using the droplet discharge device according to claim 1.

An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 12.