JP2006035173A - インクジェット装置およびパターン修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクを塗布する手段としてインクを吐出するノズルを用いて、ノズルの変更を容易に行い、かつインクの着弾位置と加熱手段により加熱される位置との位置調整を高精度で行うことができるインクジェット装置を提供する。
【解決手段】 インクジェット装置６１は、吐出ヘッド６２と加熱手段６３とが１軸方向である矢符ｆ方向に可動する可動部材４１ａに一体的に装着される。吐出ヘッド６２には、複数のノズル７１がｆ方向に平行に配列される。ｆ方向に配列される複数のノズル７１のいずれから吐出されて被塗布物に着弾したインクであっても、可動部材４１ａをｆ方向に移動させることによって、加熱手段６３による適正温度領域に包含させて乾燥／焼成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット装置およびパターン修正装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）などの表示装置は、高精細化、大型化が進んでいる。これに伴い、これらの表示装置に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの基板も高精細化、大型化し、基板の欠陥の発生率も高くなっている。最近では、欠陥品を廃棄処理するのではなく、欠陥を修正することによって欠陥品を救済する方法および装置が求められている。

基板の欠陥としては、基板に形成されるパターンである回路の短絡によるもの、断線によるものなどがある。短絡によるものはレーザでの配線除去によって、断線によるものは導電性膜の成膜によって修正される。特に断線を修正する場合においては、レーザＣＶＤ法によって真空中で導電性膜を成膜し、配線を直描することによって結線を行うという修正方法が用いられているが、この方法では、雰囲気を真空にするのに長時間を要するとともにコストも高くなってしまう。したがって、このようなパターンの欠陥をより短時間で安価に修正することができる方法および装置が求められている。

このような要求に対するパターン修正装置として、針の先端部に導電性のインクを付着させ、針の先端部を欠陥部に接触させることによってインクを欠陥部に移行させるパターン修正装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このような装置を用いると、針の先端にインクを付着させて欠陥部に接触させ、インクを欠陥部に塗布することによって導電性膜の生成が行え、安価に基板が修正できる。さらに、インクの塗布が真空中で行われる必要がないので、雰囲気を真空にするための時間を必要とせず、修正のための時間を短くできる。

また最近では、表示装置の開口率を向上させて低電力でも明るい表示を得るために、電極の上に有機材料などから構成される層間絶縁膜を塗布し、走査配線であるゲート配線および信号配線であるソース配線と重畳させた基板が用いられている（たとえば、特許文献２参照）。このような基板は、基板製造工程の最終工程である層間絶縁膜の塗布工程において、種々の欠陥、たとえば、窪み、空孔、突起などを発生することがある。

図９は層間絶縁膜４に空孔状の欠陥部２を有する基板１の平面図であり、図１０は図９に示す基板１の切断面線Ａ−Ａにおける断面図である。基板１は、ガラスなどの絶縁性基板にゲート配線、ソース配線などの電極、絶縁膜、アモルファスシリコンを配置し電気的に接続されるＴＦＴの該電極側に、無機絶縁膜３および層間絶縁膜４を形成して製造される。基板１は、層間絶縁膜４において、空孔状の欠陥部２を有する。特許文献１に記載のパターン修正装置のような、針によってインクを塗布するだけの構成の装置では、空孔のような内部に発生する欠陥は修正することができないので、このような欠陥部についても修正が可能なパターン修正装置が求められている。

このような要求に応える装置としては、はみ出したインクまたは欠陥部を切欠くためのレーザ照射部と、欠陥部にインクを塗布する針と、塗布したインクを乾燥および焼成させる光源とを備える装置が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。図１１は、特許文献３のパターン修正装置１１を示す斜視図である。

パターン修正装置１１は、レーザおよびその光学系からなるレーザ照射部１２と、インクを塗布する針を含むインク塗布部１３と、欠陥を認識する画像処理部１４と、装置全体を制御するホストコンピュータ１５と、水平方向で基板を移動させるＸＹテーブル１６と、ＸＹテーブル１６上で基板を保持するチャック台１７と、レーザ照射部１２を上下に駆動するＺ軸テーブル１８と、インクを乾燥および焼成させる赤外線光源１９および紫外線光源２０と、モニタ２１とを含む。

パターン修正装置１１によって、たとえば図１１に示す空孔状欠陥部２を修正する場合について以下に例示する。

まず、ＸＹテーブル１６上のチャック台１７に図１０に示す空孔状の欠陥部２を有する基板１を固定する。そして、ＸＹテーブル１６およびＺ軸テーブル１８を駆動して、基板１の欠陥部２を所定の位置に移動させ、レーザ照射部１２により欠陥部２およびその周囲の層間絶縁膜４を無機絶縁膜３との界面まで切欠く。図１２は、欠陥部２をレーザによって切欠いた基板１の断面図である。さらに、ＸＹテーブル１６およびＺ軸テーブル１８を駆動して、インク塗布部１３の針をレーザによって切欠いたカット部５の上方に位置させ、絶縁性のインクを付着させた針を下降させてカット部５に接触させることによってインクを塗布する。必要量のインク塗布した後、針を元の位置に上昇させ、ＸＹテーブル１６およびＺ軸テーブル１８を駆動して基板１を所定の位置に移動させ、インクの乾燥および焼成工程を行う。インクは、赤外線光源１９によって乾燥および焼成がなされるが、紫外線硬化型のインクを用いた場合は紫外線光源２０によって乾燥および焼成工程を行う。このようにして、基板１の欠陥部の修正が行われる。図１３は、修正後の基板１の断面図である。欠陥部２を切欠いたカット部５には、絶縁性のインク６が塗布される。

このようなパターン修正装置１１を用いると、図１２に示すように欠陥部の周りも切欠いて修正することができる。したがって、空孔のような内部に発生する欠陥、突起のような形状の欠陥などであっても修正することができるので、多様な欠陥に対応する修正が可能となる。

ここで、パターン修正装置１１では、インクの塗布手段として針を使用する。高精細化した基板の修正では、インクを１００μｍ角程度ないしそれ以下の範囲でも塗布できることが望まれるが、このような微小の範囲を塗布するためには針の先端をこの範囲以下に加工することが必要である。しかしながら、針先端を小さくすると強度が低くなり、針が折れやすくなる。また針の強度が低いと、針を頻繁に交換する必要が生じ、さらに針の交換の度に針の位置と欠陥部の位置との位置調整が必要となる。このような理由から、針の交換は容易には行えず、針の交換を行ったとしても、その都度インク塗布位置と欠陥部の位置との位置調整の難易度が増し、その精度が悪化するという問題がある。

またパターン修正装置１１においては、水平方向の位置設定はＸＹテーブル１６の駆動による基板１の移動のみによって行われ、基板１は水平方向のＸ軸とそれに直交するＹ軸との２軸によって移動する。針によるインクの塗布位置および光源１９，２０の照射位置を結ぶ直線は、Ｘ軸およびＹ軸のいずれにも平行に配置されていないので、針によるインクの塗布工程の後に行う光源１９，２０によるインクの乾燥および焼成工程を行う工程のために、基板はＸ軸およびＹ軸の２軸の移動が必要となる。その結果、Ｘ軸およびＹ軸のいずれの方向に対しても、インクを塗布した位置と光源１９，２０の照射位置とを合わせる必要が生じ、位置調整の精度が悪化するという問題がある。

特開２０００−５５６１５号公報 特開２０００−２２１４８８号公報 特開２０００−２８４４６７号公報

本発明の目的は、インクを塗布する手段としてインクを吐出するノズルを用いて、ノズルの変更を容易に行い、かつインクの着弾位置と加熱手段により加熱される位置との位置調整を高精度で行うことができるインクジェット装置およびパターン修正装置を提供することである。

本発明は、インクを吐出する複数のノズルを備える吐出ヘッドと、ノズルから吐出されて被塗布物に着弾されたインクを加熱する加熱手段とを含むインクジェット装置において、
吐出ヘッドと加熱手段とは、予め定める１方向に可動に設けられる可動部材に一体的に装着され、
吐出ヘッドに備わる複数のノズルは、前記予め定める１方向に平行に配列され、
加熱手段は、
被塗布物の表面に加熱領域を形成し、
可動部材の前記１方向への移動に従い加熱領域が被塗布物の表面上で移動されることによって、該加熱領域が、ノズルから吐出されて被塗布物に着弾したインクであって複数のノズルのいずれから吐出されたインクをも、加熱することが可能であることを特徴とするインクジェット装置である。

また本発明は、複数のノズルが、予め定める１方向に平行に複数列で配列されることを特徴とする。

また本発明は、加熱手段が、
被塗布物の表面に、中央部分から周縁部分に向かって温度が低下するような温度分布を有する加熱領域を形成し、加熱領域の温度分布がインクの加熱に適正な温度範囲である適正温度領域を含み、該適正温度領域内に被塗布物に着弾されたインクが含まれるように加熱出力を制御する制御手段を有することを特徴とする。

また本発明は、前記のいずれか１つのインクジェット装置によって塗布される被塗布物が、基板であり、インクを着弾させて塗布する部分がパターンの修正部分であることを特徴とするパターン修正装置である。

また本発明は、前記基板が、
表示装置に用いられる基板であることを特徴とする。

本発明によれば、インクを吐出するノズルは可動部材が移動する方向に平行に配列されるので、ノズルにインクが詰まるなどの原因によりノズルを変更する場合においても、可動部材を変更前のノズルと変更後のノズルとの距離だけ移動させることによって、インクの着弾位置を、変更前のノズルから吐出されたインクの着弾位置と同じ位置にすることができる。したがって、ノズル変更時においても吐出されたインクの着弾位置を所望の位置とすることが可能であり、ノズルの変更を容易に行うことができる。また、吐出ヘッドおよび加熱手段は１つの方向に移動する可動部材に一体的に装着されるので、どのノズルから吐出されたインクについても、可動部材を移動させることによって、加熱が適正温度で行われるような領域内に着弾させることができる。したがって、インクの着弾位置と加熱手段による加熱位置との位置調整を容易に、高い精度で行うことができる。

また本発明によれば、ノズルが、可動部材の移動する方向に平行に複数列で配列して吐出ヘッドに設けられるので、ノズルを異なる列のノズルに変更する場合においても、可動部材を変更前のノズルの列と変更後のノズルの列との距離だけ列に直交する方向に移動させることによって、変更後のノズルから吐出されたインクを、変更前のノズルから吐出されたインクの着弾位置と同じ位置に着弾させることができる。したがって、複数列に形成されるノズルであっても、変更時において吐出されたインクの着弾位置が所望の位置となるような調整が可能であり、ノズルの変更を容易に行うことができる。また、ノズルを変更できる回数が増加し、長時間の連続使用に耐え得るとともに、１つの吐出ヘッドに対して複数のノズルを備えることができるので吐出ヘッドの小型化を図ることができる。

また本発明によれば、加熱手段は、被塗布物の表面に加熱領域を形成し、加熱領域の温度分布がインクの加熱に適正な温度範囲である適正温度領域を含み、該適正温度領域内に被塗布物に着弾されたインクが含まれるように加熱出力を制御することができるので、インクの着弾位置と加熱手段による適正温度領域との位置調整を高い精度で行うことが可能になり、さらにノズル配列の設計の自由度が増す。

また本発明によれば、前記に記載のインクジェット装置を基板のパターン修正装置に用いることによって、パターン欠陥の修正に好適なパターン修正装置が実施される。

また本発明によれば、高精細な仕様を要求される表示装置の基板のパターン修正が可能になる。

図１は、本発明の実施の１形態であるインクジェット装置６１の構成を簡略化して示す斜視図である。

インクジェット装置６１は、大略、インクを吐出する複数のノズル７１ａ，７１ｂ，７１ｃ…（以下特定のノズルを指定して説明する場合を除いて、アルファベットを省略して記載する）を備える吐出ヘッド６２と、ノズル７１から吐出されて被塗布物に着弾されたインクを加熱する加熱手段６３と、吐出ヘッド６２と加熱手段６３とが一体的に装着される固定板６５と、固定板６５がさらに固着される可動部材４１ａと、可動部材４１ａが予め定める１方向に可動に装着されるｘ軸ステージ４１とを含んで構成される。

ｘ軸ステージ４１は、予め定める１方向である図１中に示す矢符ｆ方向に延びる外観が直方体形状の移動ステージである。

可動部材４１ａは、ｘ軸ステージ４１の内部に形成される軌道に不図示部分において摺動可能に係合される。可動部材４１ａは、該係合部４１ｂと、係合部４１ｂから垂直に立上がる案内部４１ｃとで構成され、係合部４１ｂには不図示部分でピニオンを出力軸に備える電動機が設けられ、該ピニオンがｘ軸ステージ４１内で軌道に沿って平行に設けられるラックに噛合するようにｘ軸ステージ４１に装着される。このことによって、電動機の回転駆動力が、ピニオンとラックとに作用し、可動部材４１ａが、ｘ軸ステージ４１の延びる方向である矢符ｆ方向に可動に構成される。

吐出ヘッド６２は、厳密にはヘッドホルダー６７を介して固定板６５に装着され、固定板６５が可動部材４１ａに固着される。図２は、吐出ヘッド６２に備えられるノズル７１の配列およびノズル７１から吐出されるインクの被塗布物上の着弾位置８１と加熱手段６３による加熱領域を概略的に示す図である。インクを吐出するノズル７１は、所定の間隔Ｐｘを有して複数個（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，…）が１列に配置される。ノズル７１は、インクを備えたタンクなどのインク供給手段に接続されて吐出ヘッド６２に備えられる、たとえばピエゾ式吐出手段によってインクが吐出される。

吐出ヘッド６２は、１列に配置される複数のノズル７１の配列方向が、前述のＸ軸ステージ４１による可動部材４１ａの移動方向であるｆ方向に平行になるようにヘッドホルダー６７および固定板６５に装着される。このことによって、吐出ヘッド６２は、ノズル７１の配列方向に移動することが可能である。

加熱手段６３としては、たとえば、ヒーターまたはレーザなどが用いられる。加熱手段６３は、加熱ヘッド６３ａと制御電源６６とを含み、加熱手段取付板６４を介して固定板６５に装着される。加熱手段６３は、加熱ヘッド６３ａが被塗布物上に形成する加熱領域の温度を、不図示の温度センサによって検出し、該温度検出出力を制御電源６６へフィードバックし、制御電源６６からの出力を制御することによって、加熱領域の温度分布を調整することができる。

また加熱ヘッド６３ａは、加熱ヘッド６３ａによって被塗布物上に形成される加熱領域が、吐出ヘッド６２に配列されるノズル７１を結ぶ仮想線７０の延長上に位置するように、加熱手段取付板６４を介して固定板６５に装着される。

したがって、可動部材４１ａが矢符ｆ方向に移動することによって、吐出ヘッド６２のノズル７１から被塗布物上に着弾されたインクを、吐出ヘッド６２と一体的に移動する加熱ヘッド６３ａで乾燥および／または焼成することが可能になる。

図３は、加熱手段６３によって被塗布物上に形成される加熱領域の温度分布および適正温度領域９１の範囲を示す図である。

加熱手段６３は、制御電源６６の出力を制御することによって、塗布に用いるインクの種類に応じて予め試験して定められる乾燥温度および焼成温度になるように加熱領域の温度分布を調整することができる。ここで、インクの乾燥温度になるような加熱領域の温度分布が得られる制御電源６６の出力を第１出力と呼び、インクの焼成温度になるような加熱領域の温度分布が得られる制御電源６６の出力を第２出力と呼ぶ。制御電源６６は、被塗布物に塗布されたインクの乾燥または焼成に応じて、その出力を、第１出力と第２出力とに切換えることができる。

制御電源６６の出力が第１出力に調整されるとき、被塗布物上には加熱ヘッド６３ａによって、図３中のライン９２で示される第１温度分布が形成される。第１温度分布には、加熱領域のほぼ中央部付近にインクの乾燥に適した処理温度領域である適正乾燥温度領域９２ａが形成される。

また制御電源６６の出力が第２出力に調整されるとき、被塗布物上には加熱ヘッド６３ａによって、図３中のライン９３で示される第２温度分布が形成される。第２温度分布には、加熱領域のほぼ中央部付近にインクの焼成に適した処理温度領域である適正焼成温度領域９３ａが形成される。

本明細書において、適正温度領域９１とは、加熱ヘッド６３ａによる加熱領域内において、適正乾燥温度領域９２ａと適正焼成温度領域９３ａとが重畳する領域の意味に用いられる。すなわち、適正温度領域９１は、制御電源６６の出力を、第１出力から第２出力へ切換えるだけで、インクの着弾位置に対する加熱ヘッド６３ａの相対位置を移動調整させることなく、インクの乾燥と焼成とを行うことのできる加熱領域のことである。なおインクの性質によっては、乾燥のみを行う場合または焼成のみを行う場合があるが、この場合の適正温度領域は、それぞれ適正乾燥温度領域または適正焼成温度領域となる。

以下本発明のインクジェット装置６１の動作について説明する。インクを塗布したい部分の上方に吐出ヘッド６２に備えられるノズル７１のうちインクを吐出させるべきたとえばノズル７１ａが位置するように可動部材４１ａを駆動させ、ノズル７１ａから塗布したい部分に対して所定量のインクをインクジェット方式により吐出し被塗布物に着弾させる。塗布途中でノズル７１ａが詰まれば、可動部材４１ａを移動させて他のたとえばノズル７１ｂをインク着弾位置上方に位置させてノズルを変更し再びインクの吐出を行う。所定量のインクが塗布された後、インクの塗布された位置付近の上方に加熱手段６３が位置するように可動部材４１ａを駆動させ、加熱手段６３によってインクの乾燥および焼成のための加熱を行う。

本発明のインクジェット装置６１では、吐出ヘッド６２のノズル７１ａが詰まると次のノズル７１ｂに変更し、さらにノズル７１ｂが詰まると次のノズル７１ｃに変更し、というように順次ノズルを変更してインクの吐出を行うことができる。さらに、吐出ヘッド６２に備わる複数のノズル７１は、可動部材４１ａの可動方向である矢符ｆ方向に平行にＰｘの間隔を有して１列に配置されるので、矢符ｆ方向にＰｘの移動補正を加えることのみによって、変更前のノズルによるインクの着弾位置と変更後のノズルによるインクの着弾位置とを合致させることができる。厳密には、変更前のノズルによるインクの着弾位置と変更後のノズルによるインクの着弾位置とに１〜２μｍの誤差が生じるが、実使用において問題はなく、ノズル変更時においてもインク着弾位置の制御をきわめて高精度で行うことができる。

また、本発明のインクジェット装置６１は、吐出ヘッド６２と加熱手段６３の加熱ヘッド６３ａとが、予め定める１方向（矢符ｆ方向）に可動に設けられる可動部材４１ａに一体的に装着される。したがって、インクをノズル７１から被塗布物に着弾させた後、インクの乾燥および焼成を行うために加熱ヘッド６３ａをインク着弾位置８１付近上方に移動させる必要があるけれども、この移動が矢符ｆ方向の１軸方向のみの移動でよいので、インクの着弾位置と加熱を行う位置との位置調整を容易に、かつ高い精度で行うことができる。

さらに図２において、複数のノズル７１のうちいずれのノズルから吐出されて被塗布物に着弾したインクであっても、可動部材４１ａを矢符ｆ方向に移動させることによって、適正温度領域９１内に包含させることができる。このように、１軸方向のみの移動で、いずれのノズル７１から吐出されて被塗布物に着弾したインクをも、適正温度領域９１内に包含させることができるので、特に調整動作を要することなくインクを吐出するノズル７１の変更が可能である。

図４は、本発明の実施の第２形態であるインクジェット装置の吐出ヘッド６８に備えられるノズルの配列およびノズルから吐出されるインクの被塗布物上の着弾位置と加熱手段による加熱領域を概略的に示す図である。本実施形態のインクジェット装置は、前述の実施の第１形態のインクジェット装置６１に類似し、対応する部分については同一の参照符合を付して説明を省略するとともに、全体の構成図を省略する。

吐出ヘッド６８は、ノズルの配置以外は実施の第１形態のインクジェット装置６１における吐出ヘッド６２と同一の構成である。吐出ヘッド６８には、インクを吐出する複数個のノズル７２，７３（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，…、７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，…）が、所定の間隔を有して２列に配置される。インクを吐出するノズル７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，…は、所定の間隔Ｐｘを有して１列（便宜上第１列と呼ぶ）に配置され、第１列との間にそれぞれ間隔Ｐｙ１を有し第１列と平行になるようにしてノズル７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，…が１列（便宜上第２列と呼ぶ）に配置される。

吐出ヘッド６８は、２列に配置される複数のノズル７２，７３の配列方向が、Ｘ軸ステージ４１による可動部材４１ａの移動方向である矢符ｆ方向に平行になるようにヘッドホルダー６７および固定板６５に装着される。このことによって、吐出ヘッド６８は、ノズル７２，７３の配列方向に移動することが可能である。

本実施形態のインクジェット装置は、インクを吐出するノズル７２，７３が上記のようにして備えられるので、実施の第１形態と同様にして、吐出ヘッド６８のノズル７２ａが詰まると次の７２ｂに変更してインクを吐出し、順次ノズルの変更を行うことができる。この吐出ヘッド６８によれば、ノズルを変更できる回数が増加し、使用寿命を長くすることができる。また１つの吐出ヘッドに対してより多くのノズルを備えることができるので、吐出ヘッドの小型化を図ることが可能である。

また図４に示すように、適正加熱領域９１が、吐出ヘッド６８に間隔Ｐｙ１を有して第１列に配置されるノズル７２と第２列に配置されるノズル７３とから吐出されて被塗布物上に着弾する２つの着弾位置８２，８３を同時に含むことができる面積を有する場合、第１列に配置されるノズル７２と第２列に配置されるノズル７３との両方を用いて塗布ならびに乾燥および焼成を行うことができるので、生産性を高めることが可能になる。

なお、本実施形態においてはノズルの配列を２列としたが、各列のノズルから吐出されるインクの着弾位置が適正温度領域に含まれる配置であれば、３列以上の配列であってもよい。

図５は、本発明の実施の第３形態であるインクジェット装置の吐出ヘッド６９に備えられるノズルの配列およびノズルから吐出されるインクの被塗布物上の着弾位置と加熱手段による加熱領域を概略的に示す図である。本実施形態のインクジェット装置は、前述の実施の第２形態のインクジェット装置に類似し、対応する部分については同一の参照符合を付して説明を省略するとともに、全体の構成図を省略する。

吐出ヘッド６９は、ノズルの配置以外は実施の第１形態のインクジェット装置６１における吐出ヘッド６２と同一の構成である。吐出ヘッド６９には、インクを吐出する複数個のノズル７４，７５（７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，…、７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，…）が、所定の間隔を有して２列に配置される。インクを吐出するノズル７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，…は、所定の間隔Ｐｘを有して１列に配置され、第１列との間にそれぞれ間隔Ｐｙ２を有し第１列と平行になるようにしてノズル７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，…が１列に配置される。なおＰｙ２は、前述の実施の第２形態におけるノズル７２，７３の間隔Ｐｙ１よりも大きい。

図６は、加熱手段により被塗布物上に形成される加熱領域の温度分布および適正温度領域９５の範囲を示す図である。

本実施の形態では、加熱手段の制御電源の出力が第１出力に調整されて、被塗布物上に形成される加熱領域において、図６中ライン９６で示されるような第１温度分布が形成される。本実施形態の第１温度分布は、先の実施の第２形態の第１温度分布に比べて、加熱領域が広く、加熱領域中央部付近の温度水準が高い。したがって、インクの乾燥に適正な処理温度領域である適正乾燥温度領域９６ａは、温度が高い加熱領域中央部の周囲にリング状の領域を有して形成される。

また加熱手段の制御電源の出力が第２出力に調整されて、被塗布物上に形成される加熱領域において、図６中ライン９７で示されるような第２温度分布が形成され、該第２温度分布は、先の実施の第２形態の第２温度分布に比べて、加熱領域が広く、加熱領域中央部付近の温度水準が高い。したがって、インクの焼成に適正な処理温度領域である適正焼成温度領域９７ａも、温度が高い加熱領域中央部の周囲にリング状の領域を有して形成される。

このように適正乾燥温度領域９６ａおよび適正焼成温度領域９７ａがリング状に形成されるので、適正乾燥温度領域９６ａと適正焼成温度領域９７ａとの重畳領域である適正温度領域９５は、リング状領域に形成される。

リング状に形成される適正温度領域９５のリングサイズは、加熱手段の制御電源の容量およびその出力値を調整することによって、所望のものを得ることが可能である。したがって、吐出ヘッド６９に設けられる複数のノズル７４，７５の配列間隔Ｐｙ２に対応したサイズの適正温度領域９５を形成することができるので、ノズル配列の設計の自由度が増す。

なお、本実施形態においてはノズルの配列を２列としたが、各列のノズルから吐出されるインクの着弾位置が適正温度領域に含まれる配置であれば、３列以上の配列であってもよい。

以上のような本発明のインクジェット装置は、たとえば、表示装置に用いられる基板などのパターンを修正するパターン修正装置に好適に用いることができる。

図７は本発明のパターン修正装置１００の斜視図であり、図８は図７に示すパターン修正装置１００に備えられるインクジェット装置６１の拡大斜視図である。

パターン修正装置１００は、大略的に、基板を載置する載置台３１と、欠陥観察用顕微鏡３２と、レーザ照射部３３と、本発明のインクジェット装置６１と、載置台３１に備えられ欠陥観察用顕微鏡３２、レーザ照射部３３およびインクジェット装置６１を水平および上下の３軸方向に移動させるＸ軸ステージ３４，Ｙ軸ステージ３５およびＺ軸ステージ３６とを含む。

載置台３１は、水平に設けられ、基板３０を載置台３１に所定方向に向けて位置決めするために載置台３１の表面から突起して形成される位置決めピン３７と、載置台３１に設けられる基板３０を真空吸着によって固定する真空吸着部３８とを含む。

真空吸着部３８は、載置台３１の基板載置面に形成される開口である吸着孔と、吸着孔に一端が接続される真空吸着通路と、真空吸着通路の他端が接続される真空ポンプと、真空吸着通路途中に設けられて吸引と開放とを切換える切換弁とを含んで構成される。真空吸着部３８は、真空ポンプを作動させて切換弁を吸引側に切換え、吸着孔から大気を吸引することによって、載置台３１に載置される基板３０を吸着固定することができる。言うまでもなく切換弁を開放側に切換えることによって、基板３０を載置台３１から開放することができる。

ここで、図７中に示すＸ−Ｙ−Ｚの３軸方向について説明する。Ｘ軸方向は、水平面座標である２次元平面座標を表すＸ−Ｙ２軸のうちの１軸であり、このＸ軸方向を、前述のインクジェット装置６１における吐出ヘッド６１および加熱ヘッド６３ａの移動方向に一致する方向と定義する。Ｙ軸方向は、水平面座標である２次元平面座標を表す残りの１軸であって、先のＸ軸方向に直交する方向と定義する。Ｚ軸方向は、Ｘ軸およびＹ軸の両方に直交する方向であり、パターン修正装置１００の基板載置面が水平になるように設置された状態では、鉛直方向に一致する方向と定義する。

Ｙ軸ステージ３５は、載置台３１上であって載置台３１の対向する両縁付近にＹ軸方向に延びて設けられる１対のラック３５ｂと、載置台３１を跨ぎＸ軸方向に延びてその両端部において前記１対のラック３５ｂ上に乗載されるＹ軸ステージ本体３５ａとを含む。Ｙ軸ステージ本体３５ａは、略直方体形状の移動ステージであり、ラック３５ｂに乗載される端部付近には、その内方に電動機が設けられ、電動機の出力軸に設けられるピニオンがラック３５ｂに噛合するように装着される。このことによって、電動機の回転駆動力が、ピニオンとラック３５ｂとに作用し、Ｙ軸ステージ本体３５ａが、Ｙ軸方向に可動に構成される。

Ｙ軸ステージ本体３５ａにおける一方の鉛直面には、Ｘ軸方向への移動手段であるＸ軸ステージ３４が設けられる。Ｘ軸ステージ３４は、略直方体形状を有し、Ｙ軸ステージ本体３５ａの前記鉛直面にＸ軸方向に延びて形成される２本の案内長孔３５ｃ，３５ｄに係合して装着される。案内長孔３５ｃ，３５ｄ内に嵌入されるＸ軸ステージ３４の係合片は、たとえばＹ軸ステージ本体３５ａ内に設けられる一対のプーリに掛けまわされる無端ベルトに固着される。一対のプーリのうち電動機に接続されて駆動する駆動プーリの動作によって無端ベルトが回転駆動するので、無端ベルトに固着されるＸ軸ステージ３４がＸ軸方向に移動可能になる。

またＸ軸ステージ３４のＹ軸ステージ本体３５ａに対する装着面の反対側の面には、Ｚ軸方向に移動可能なＺ軸ステージ３６が設けられる。Ｚ軸ステージ３６は、たとえば鉛直方向に延びて回転自在に設けられるおねじ部材と、おねじ部材を回転駆動させる電動機とを備え、該おねじ部材をＸ軸ステージ３４の前記反対側の面の所定位置に固着されるめねじ部材に挿通螺合させるようにして、Ｘ軸ステージ３４に装着される。したがって、おねじ部材を回転駆動させることによって、Ｚ軸ステージ３６は、Ｘ軸ステージ３４に対して相対的にＺ軸すなわち鉛直方向に移動可能になる。

このＸ，Ｙ，Ｚ軸ステージ３４，３５，３６は、高速移動を主目的としたステージであり、各軸方向に直線移動可能である。またそれぞれのステージの電動機は、不図示の駆動制御手段に接続され、欠陥検出装置などによって予め検出された欠陥部の位置データおよび後述する画像処理装置によって検出される位置データに応じて、駆動制御手段が出力する動作制御信号に従って所望の位置で停止するように制御される。

Ｚ軸ステージ３６のＸ軸ステージ３４に装着される面と反対側の面にはベース板３６ａが固定され、ベース板３６ａには、基板３０の欠陥部を観察する欠陥観察用顕微鏡３２と、基板３０の欠陥部を切欠くレーザ照射部３３と、本発明のインクジェット装置６１をさらに微細に移動させるｘ軸ステージ４１，ｙ軸ステージ４２およびｚ軸ステージ４３が設けられる背板３９とがＸ軸方向に並んで固定される。

欠陥観察用顕微鏡３２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸ステージ３４，３５，３６を移動させることによって欠陥部が中心にくるように、かつピントが合うように移動され、欠陥部を撮像し、前述した不図示の画像処理装置と接続されて欠陥部の位置データを取り込む。

レーザ照射部３３は、欠陥観察用顕微鏡３２に並設され、欠陥部およびその周辺部をレーザによって切欠く。

背板３９には、微細な上下方向の移動が可能な可動部材４３ａを有するｚ軸ステージ４３が固定される。ｚ軸ステージ４３は、Ｚ軸方向に延びる外観が直方体形状の移動ステージである。

ｚ軸ステージの可動部材４３ａは、ｘ軸ステージの可動部材４１ａに類似する構成となり、ｚ軸ステージ４３の内部に形成される軌道に不図示部分において摺動可能に係合される。ｚ軸ステージの可動部材４３ａは、該係合部４３ｂと、係合部４３ｂから垂直に立上がる案内部４３ｃとで構成される。ｚ軸ステージ４３における可動部材４３ａのＺ軸方向への移動は、前述のＺ軸ステージ３６と類似の機構によって実現されるので、説明を省略する。

ｚ軸ステージの可動部材４３ａには、Ｙ軸方向への微細な移動が可能な可動部４２ａを有するｙ軸ステージ４２が固定される。ｙ軸ステージ４２は、Ｙ軸方向に延びる外観が直方体形状の移動ステージである。係合部４２ｂと案内部４２ｃとから構成される可動部材４２ａを有するｙ軸ステージ４２のＹ軸方向への移動機構は、前述のｘ軸ステージ４１と類似であるので説明を省略する。

ｙ軸ステージの可動部４２ａのｙ軸ステージ４２と係合する面と反対側の面には、レーザ照射部３３によって切欠いたカット部を観察するカット部観察用顕微鏡４４、加熱領域の温度を測定する温度計４５および前述の実施の第１形態で述べたＸ軸方向に可動に装着される可動部材４１ａを有するｘ軸ステージ４１が固定される。ｘ，ｙ，ｚ軸ステージ４１，４２，４３における電動機は、不図示の駆動制御手段に接続され、前述の画像処理装置に検出される位置データおよびカット部観察用顕微鏡４４によって得られる位置データに応じて、ｘ，ｙ，ｚ軸ステージの可動部材４１ａ，４２ａ，４３ａを駆動し、所望の位置で停止するように制御される。

ｘ軸ステージ４１の可動部材４１ａには、本発明のインクジェット装置６１と、インクジェット装置６１に対するインクの供給源であって修正液であるインクを収容する修正液ボックス４６と、基板の欠陥部の位置に正確にインクを塗布するための位置決めセンサー５１とが固定される。

修正液ボックス４６は、修正液である導電性インク、絶縁性インクなどのインクを予め溶媒で薄めて収容した修正液タンク４７を内部に備え、配管４８によってノズル７１にインクを供給する。また、修正液ボックス４６には配管４９，５０がそれぞれ不図示の加圧手段および減圧手段に接続され、この加圧手段および減圧手段によって修正液ボックス４６と修正液タンク４７との間の空間４６ａの圧力を変動させ、インクをノズル７１に供給する。

なお、本発明のインクジェット装置６１に含まれる加熱手段６３は、温度計４５によって測定した温度に応じて、制御電源６６が予め定められる動作プログラムに従って出力調整を行い、ノズル７１から着弾されたインクを乾燥および焼成に適正な温度で加熱することができる。

背板３９の下端部には、背板３９に直交し切欠部５２が形成される底板４０が固定される。底板４０には、キャッピングボックス５３と、吐出確認センサー５４とが固定される。キャッピングボックス５３は、ノズル７１からインクを吐出した後、ノズル７１内に残るインクの乾燥による目詰まりを防止し、不使用時における所定位置の吐出ヘッド６２を覆うように設けられる。吐出確認センサー５４は、キャッピングボックス５３に対向して設けられ、たとえば、発光機５４ａと受光機５４ｂとから構成される光電センサーによって実現される。吐出確認センサー５４は、欠陥部へのインクの吐出を行う前に、ノズル７１からインクを吐出し、吐出されたインクが発光機５４ａから発光される光を遮蔽することによる受光機５４ｂの受光光面積の減少によって、ノズル７１からのインクの吐出が行われているか否かを確認する。

以下パターン修正装置１００の動作について説明する。
欠陥部を有する基板３０は、位置決めピン３７によって位置決めされ、真空吸着部３８によって載置台３１に吸着固定される。欠陥部の位置は、予め欠陥検出装置などによって検出されており、その位置データに基づいて、欠陥部が欠陥観察用顕微鏡３２の観察領域内に入るように、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸ステージ３４，３５，３６が移動される。さらに、欠陥観察用顕微鏡３２に接続された不図示の画像処理装置によって欠陥部が中心にくるように、かつピントが合うように、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸ステージ３４，３５，３６の移動が制御される。ここで、欠陥観察用顕微鏡３２によって欠陥部の位置データが取り込まれ、以後のＸ，Ｙ，Ｚ軸ステージ３４，３５，３６の移動はこの位置データに基づいて行われる。

次に、レーザ照射部３３によって欠陥部を切欠くために、位置データに基づいてＸ，Ｙ，Ｚ軸ステージ３４，３５，３６が移動し、レーザ照射部３３を欠陥部の切欠対象位置および適切な照射高さに移動させる。レーザ照射部３３は、欠陥部の大きさにもよるが、欠陥部およびその周辺部を概ね２００μｍ角、深さ数μｍカットする。さらに、欠陥観察用顕微鏡３２によって得られる位置データに応じてｘ，ｙ，ｚ軸ステージの可動部材４１ａ，４２ａ，４３ａを微動させ、欠陥部がカットされた部分がカット部観察用顕微鏡４４の観察領域内で合焦位置となるようにカット部観察用顕微鏡４４を移動させる。ここで、カット部観察用顕微鏡４４により底板４０の切欠部５２を通して観察し、新たに位置データを得る。以後のｘ，ｙ，ｚ軸ステージの可動部材４１ａ，４２ａ，４３ａの駆動は、このカット部観察用顕微鏡４４によって得られた位置データに基づいて行われる。

ここで、ｚ軸ステージの可動部４３ａを上昇させ、キャッピングボックス５３から吐出ヘッド６２を離す。またこのとき、修正液タンク４７の加圧によって吐出ヘッド６２のノズル７１からインクを吐出させ、吐出確認センサー５４によってインクが吐出されているか否かを確認する。

吐出確認の後、位置データに基づいてｘ，ｙ，ｚ軸ステージの可動部材４１ａ，４２ａ，４３ａを微動させ、吐出ヘッド６２のノズル７１から、カット部に必要量のインクを吐出する。必要量のインクの吐出後、ｘ軸ステージの可動部材４１ａを駆動し、加熱手段６３をインクの着弾位置８１が適正温度領域９１に含まれるように移動させ、カット部に吐出したインクの乾燥および焼成を行う。

インクの乾燥および焼成工程の後、位置データに基づいてｘ，ｙ，ｚ軸ステージの可動部材４１ａ，４２ａ，４３ａを微動させ、カット部観察用顕微鏡４４によって、オペレーターが目視で修正部を観察し、修正部の乾燥および焼成状態を確認する。修正が適正に行われていなければ、ｘ，ｙ，ｚ軸ステージの可動部材４１ａ，４２ａ，４３ａを微動させて再び修正処理を行う。修正が適正に行われ、繰り返し基板３０の他の欠陥部を修正を行う場合は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸ステージ３４，３５，３６を移動させ、再び上記の動作を繰り返して欠陥部の修正を行う。

本発明のパターン修正装置１００では、インクジェット装置６１を備えるので、ノズル変更時においても、変更前のノズルによるインクの着弾位置と変更後のノズルによるインクの着弾位置とを１軸方向に調整することによって合致させることができる。したがってノズルを変更した場合であっても、修正部分に対するインクの着弾位置を高い精度で調整することができるので、好適にパターンの修正を行うことができる。

また、本発明のパターン修正装置１００は、インクジェット装置６１を備えるので、インクの吐出から加熱手段６３による加熱までの工程をＸ軸方向の１軸方向のみの移動で行うことができ、インクの着弾位置８１とインクを乾燥および焼成させる加熱手段により加熱される位置との位置調整を容易に、かつ高精度で行うことができる。

したがって、このようなパターン修正装置１００は、高精細な仕様を要求される表示装置の基板のパターン修正に特に好適に用いられる。

なお、本発明のパターン修正装置１００においては、インクの種類を変更することにより、電極基板上の層間絶縁膜、表面保護膜などの基板表面に形成される膜だけでなく、電極パターン上に発生した短絡、断線などの欠陥の修正を行うこともできる。また、電極基板に限定されず、露光マスクなどのパターン欠陥の修正にも応用が可能である。

本発明の実施の１形態であるインクジェット装置６１の構成を簡略化して示す斜視図である。 吐出ヘッド６２に備えられるノズル７１の配列およびノズル７１から吐出されるインクの被塗布物上の着弾位置８１と加熱手段６３による加熱領域を概略的に示す図である。 加熱手段６３により被塗布物上に形成される加熱領域の温度分布および適正温度領域９１の範囲を示す図である。 本発明の実施の第２形態であるインクジェット装置の吐出ヘッド６８に備えられるノズルの配列およびノズルから吐出されるインクの被塗布物上の着弾位置と加熱手段による加熱領域を概略的に示す図である。 本発明の実施の第３形態であるインクジェット装置の吐出ヘッド６９に備えられるノズルの配列およびノズルから吐出されるインクの被塗布物上の着弾位置と加熱手段による加熱領域を概略的に示す図である。 加熱手段により被塗布物上に形成される加熱領域の温度分布および適正温度領域９５の範囲を示す図である。 本発明のパターン修正装置１００の斜視図である。 図７に示すパターン修正装置１００に備えられるインクジェット装置６１の拡大斜視図である。 層間絶縁膜４に空孔状の欠陥部２を有する基板１の平面図である。 図９に示す基板１の切断面線Ａ−Ａにおける断面図である。 特許文献３のパターン修正装置１１を示す斜視図である。 欠陥部２をレーザによって切欠いた基板１の断面図である。 修正後の基板１の断面図である。

符号の説明

３０ 基板
３１ 載置台
３２ 欠陥観察用顕微鏡
３３ レーザ照射部
３４ Ｘ軸ステージ
３５ Ｙ軸ステージ
３６ Ｚ軸ステージ
４１ ｘ軸ステージ
４１ａ 可動部
４２ ｙ軸ステージ
４３ ｚ軸ステージ
４４ カット部観察用顕微鏡
４５ 温度計
４６ 修正液ボックス
６１ インクジェット装置
６２，６８，６９ 吐出ヘッド
６３ 加熱手段
７１，７２，７３，７４，７５ ノズル
８１，８２，８３，８４，８５ インク着弾位置
９１，９５ 適正温度領域
９２ 適正乾燥温度領域
９３ 適正焼成温度領域
９４ 高温部
１００ パターン修正装置

Claims (5)

1. インクを吐出する複数のノズルを備える吐出ヘッドと、ノズルから吐出されて被塗布物に着弾されたインクを加熱する加熱手段とを含むインクジェット装置において、
   吐出ヘッドと加熱手段とは、予め定める１方向に可動に設けられる可動部材に一体的に装着され、
   吐出ヘッドに備わる複数のノズルは、前記予め定める１方向に平行に配列され、
   加熱手段は、
   被塗布物の表面に加熱領域を形成し、
   可動部材の前記１方向への移動に従い加熱領域が被塗布物の表面上で移動されることによって、該加熱領域が、ノズルから吐出されて被塗布物に着弾したインクであって複数のノズルのいずれから吐出されたインクをも、加熱することが可能であることを特徴とするインクジェット装置。
2. 複数のノズルは、予め定める１方向に平行に複数列で配列されることを特徴とする請求項１記載のインクジェット装置。
3. 加熱手段は、
   被塗布物の表面に、中央部分から周縁部分に向かって温度が低下するような温度分布を有する加熱領域を形成し、加熱領域の温度分布がインクの加熱に適正な温度範囲である適正温度領域を含み、該適正温度領域内に被塗布物に着弾されたインクが含まれるように加熱出力を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１または２記載のインクジェット装置。
4. 前記請求項１〜３のいずれか１つのインクジェット装置によって塗布される被塗布物が、基板であり、インクを着弾させて塗布する部分がパターンの修正部分であることを特徴とするパターン修正装置。
5. 前記基板は、
   表示装置に用いられる基板であることを特徴とする請求項４記載のパターン修正装置。
   

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