JP2007163608A - Droplet discharge device - Google Patents
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Description
本発明は、液滴吐出装置に関する。 The present invention relates to a droplet discharge device.
従来、液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置には、画像を表示するための基板が備えられている。この種の基板には、品質管理や製造管理を目的として、その製造元や製品番号等の製造情報をコード化した識別コード(例えば、2次元コード)が形成されている。 Conventionally, a display device such as a liquid crystal display device or an electroluminescence display device is provided with a substrate for displaying an image. On this type of substrate, an identification code (for example, a two-dimensional code) in which manufacturing information such as the manufacturer and product number is encoded is formed for the purpose of quality control and manufacturing control.
こうした識別コードの製造方法には、金属箔にレーザ光を照射してコードパターンをスパッタ成膜するレーザスパッタ法や、研磨材を含んだ水を基板等に噴射してコードパターンを刻印するウォータージェット法が提案されている(特許文献1、特許文献2)。
Such an identification code manufacturing method includes a laser sputtering method in which a metal foil is irradiated with laser light to form a code pattern by sputtering, or a water jet that injects water containing an abrasive material onto a substrate or the like to imprint the code pattern. A method has been proposed (
しかし、上記レーザスパッタ法では、所望するサイズのコードパターンを得るために、金属箔と基板の間隙を、数〜数十μmに調整しなければならない。そのため、基板と金属箔の表面に対して非常に高い平坦性が要求されて、これらの間隙をμmオーダの精度で調整しなければならなかった。その結果、識別コードを製造する対象基板が制限されて、その汎用性を損なう問題があった。また、ウォータージェット法では、基板の刻印時に、水や塵埃、研磨剤等を飛散させるため、対象基板を汚染させる問題があった。 However, in the above laser sputtering method, the gap between the metal foil and the substrate must be adjusted to several to several tens of micrometers in order to obtain a code pattern having a desired size. Therefore, very high flatness is required for the surface of the substrate and the metal foil, and the gap between them must be adjusted with an accuracy of the order of μm. As a result, there is a problem in that the target substrate for manufacturing the identification code is limited, and the versatility is impaired. Further, the water jet method has a problem of contaminating the target substrate because water, dust, abrasives, and the like are scattered when the substrate is engraved.
そこで、近年では、こうした問題を解消する識別コードの製造方法として、インクジェット法が注目されている。インクジェット法は、金属微粒子を含む液滴を液滴吐出ヘッドから吐出させて、その液滴を乾燥させることによってコードパターンを製造する。そのため、識別コードを製造する対象基板の範囲を容易に拡大させることができて、対象基板を汚染させることなく識別コードを製造させることができる。
ところで、上記インクジェット法では、パターンの形状が、液滴の形状によって規定される。そのため、対象となる基板の表面状態が異なると、液滴の濡れ性に変動を来たして、パターンの形状制御性を損なう問題があった。 By the way, in the inkjet method, the shape of the pattern is defined by the shape of the droplet. For this reason, if the surface state of the target substrate is different, there is a problem that the wettability of the droplets varies and the shape controllability of the pattern is impaired.
そこで、近年では、こうした問題を解決するために、液滴の領域にレーザ光を照射させて、液滴の形状制御を行う提案がなされている。例えば、レーザ光の光エネルギーを液滴の熱エネルギーに変換させて、液滴を瞬時に乾燥させる、あるいはレーザ光の光エネルギーを液滴の運動エネルギーに変換させて、液滴を濡れ広がらせる提案がなされている。 Therefore, in recent years, in order to solve such problems, proposals have been made to control the shape of the droplet by irradiating the region of the droplet with laser light. For example, a proposal to convert the light energy of laser light into thermal energy of the droplet to dry the droplet instantaneously or to convert the light energy of laser light into kinetic energy of the droplet to wet and spread the droplet Has been made.
しかしながら、インクジェット法に利用される液滴吐出装置は、一般的に、着弾する液滴の位置精度を確保するために、液滴吐出ヘッドと基板との間の距離を数mm以下に近づけている。その結果、着弾直後の液滴の着弾位置や、同液滴に対するレーザ光の照射位置を、基板上方から検出することが困難となり、着弾位置と照射位置の整合精度を損なって、液滴に対するレーザ光の照射不良を招く虞があった。 However, in general, a droplet discharge device used in the ink jet method has a distance between the droplet discharge head and the substrate close to several millimeters or less in order to ensure the positional accuracy of the landing droplet. . As a result, it becomes difficult to detect the landing position of the droplet immediately after landing or the irradiation position of the laser beam on the droplet from above the substrate, and the alignment accuracy between the landing position and the irradiation position is impaired, and the laser to the droplet There was a risk of poor light irradiation.
しかも、レーザ光の波長領域が可視領域以外(例えば、赤外あるいは紫外領域)に設定される、あるいはレーザ光の光断面が液滴のサイズ以下に縮小されると、レーザ光の照射
位置の検出が、さらに困難となって、照射位置と着弾位置の整合精度を、さらに低下させる問題があった。
In addition, when the wavelength region of the laser beam is set to a region other than the visible region (for example, infrared or ultraviolet region), or the laser light cross section is reduced below the droplet size, the detection position of the laser beam is detected. However, there is a problem that the alignment accuracy between the irradiation position and the landing position is further lowered.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を向上させて、パターンの形状制御性を向上させた液滴吐出装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to improve the alignment accuracy of the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam and improve the pattern shape controllability. It is to provide a droplet discharge device.
本発明の液滴吐出装置は、対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記対象物に着弾した前記液滴にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、を備えた液滴吐出装置において、前記レーザ照射手段からのレーザ光を表面に入射して、前記表面に入射した前記レーザ光に対応する可視光を裏面側に出射する光変換部材と、前記光変換部材の前記裏面側に配設されて、前記裏面側の可視光の少なくとも強度分布、波長分布、方向分布のいずれか1つを検出する光検出手段と、を備えた。 A liquid droplet ejection apparatus according to the present invention includes a liquid droplet ejection head that ejects liquid droplets on an object, and a laser irradiation unit that irradiates laser light onto the liquid droplets that have landed on the object. In the above, a laser beam from the laser irradiation means is incident on the front surface, and a light conversion member that emits visible light corresponding to the laser beam incident on the front surface to the back surface side, and on the back surface side of the light conversion member And a light detection means that detects at least one of an intensity distribution, a wavelength distribution, and a direction distribution of visible light on the back surface side.
本発明の液滴吐出装置によれば、表面に入射したレーザ光を、レーザ照射手段と相対向する側(裏面側)の可視光に変換させることができる。そして、変換した可視光の少なくとも強度分布、波長分布、方向分布のいずれか1つを検出させることができる。従って、レーザ光の波長領域に関わらず、入射したレーザ光をレーザ照射手段と相対向する側の可視光に変換させる分だけ、表面におけるレーザ光の照射位置の検出精度を向上させることができる。その結果、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を向上させることができ、パターンの形状制御性を向上させることである。 According to the droplet discharge device of the present invention, the laser light incident on the front surface can be converted into visible light on the side (back surface side) opposite to the laser irradiation means. Then, at least one of the intensity distribution, the wavelength distribution, and the direction distribution of the converted visible light can be detected. Therefore, regardless of the wavelength region of the laser beam, the detection accuracy of the irradiation position of the laser beam on the surface can be improved by converting the incident laser beam into visible light on the side opposite to the laser irradiation means. As a result, the alignment accuracy between the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be improved, and the pattern shape controllability can be improved.
この液滴吐出装置において、前記光変換部材は、前記液滴吐出ヘッドからの液滴を前記表面で受けて、前記表面で受けた前記液滴を介する前記表面側の光を、前記裏面側に透過するようにしてもよい。 In this droplet discharge device, the light conversion member receives droplets from the droplet discharge head on the front surface, and transmits light on the front surface side through the droplets received on the front surface to the back surface side. You may make it permeate | transmit.
この液滴吐出装置によれば、表面に着弾した液滴を介する光と表面に照射されたレーザ光の双方を、液滴吐出ヘッドと相対向する側(裏面側)の可視光に変換させることができる。従って、液滴吐出ヘッドと相対向する側で、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の双方を検出させることができる。その結果、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を、さらに向上させることができる。 According to this droplet discharge device, both the light via the droplet landed on the surface and the laser light irradiated on the surface are converted into visible light on the side (back side) opposite to the droplet discharge head. Can do. Therefore, both the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be detected on the side facing the droplet discharge head. As a result, the alignment accuracy between the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be further improved.
この液滴吐出装置において、前記光変換部材は、少なくとも赤外可視変換材料と紫外可視変換材料のいずれか一方からなるものであってもよい。
この液滴吐出装置によれば、少なくとも赤外領域と紫外領域のいずれか一方のレーザ光に対する照射位置を検出させることができる。
In this droplet discharge device, the light conversion member may be made of at least one of an infrared-visible conversion material and an ultraviolet-visible conversion material.
According to this droplet discharge device, it is possible to detect an irradiation position with respect to at least one of the infrared region and the ultraviolet region.
この液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドに対する前記レーザ照射手段の相対位置を変更する位置変更手段と、前記光検出手段の検出した検出信号に基づいて、前記表面に着弾した前記液滴の着弾位置と、前記表面に照射された前記レーザ光の照射位置の双方を検出し、前記着弾位置と前記照射位置に基づいて、前記位置変更手段を駆動制御する制御手段と、を備えるようにしてもよい。 In this droplet discharge device, a position changing unit that changes a relative position of the laser irradiation unit with respect to the droplet discharge head, and a droplet that has landed on the surface based on a detection signal detected by the light detection unit. Control means for detecting both the landing position and the irradiation position of the laser beam irradiated on the surface, and for driving and controlling the position changing means based on the landing position and the irradiation position. Also good.
この液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドに対するレーザ照射手段の相対位置を、検出した着弾位置と照射位置に基づいて変更させることができる。従って、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を、より確実に向上させることができる。 According to this droplet discharge device, the relative position of the laser irradiation means with respect to the droplet discharge head can be changed based on the detected landing position and irradiation position. Therefore, the alignment accuracy between the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be improved more reliably.
本発明の液滴吐出装置は、対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記対象物に着弾した前記液滴にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、を備えた液滴吐出装置において
、前記レーザ照射手段からのレーザ光を表面に入射して、前記表面に入射した前記レーザ光に対応する散乱光を裏面側に出射する光変換部材と、前記光変換部材の前記裏面側に配設されて、前記光変換部材の変換した前記散乱光の少なくとも強度分布、波長分布、方向分布のいずれか1つを検出する光検出手段と、を備えた。
A liquid droplet ejection apparatus according to the present invention includes a liquid droplet ejection head that ejects liquid droplets on an object, and a laser irradiation unit that irradiates laser light onto the liquid droplets that have landed on the object. The laser beam from the laser irradiation means is incident on the surface, and the light conversion member that emits the scattered light corresponding to the laser beam incident on the surface to the back surface side, and the back surface side of the light conversion member And a light detection means arranged to detect at least one of the intensity distribution, the wavelength distribution, and the direction distribution of the scattered light converted by the light conversion member.
本発明の液滴吐出装置によれば、表面に入射したレーザ光を、液滴吐出ヘッドと相対向する側(裏面側)の散乱光に変換させることができる。そして、変換した散乱光の少なくとも強度分布、波長分布、方向分布のいずれか1つを検出させることができる。従って、入射したレーザ光をレーザ照射手段と相対向する側の散乱光に変換させる分だけ、表面におけるレーザ光の光断面、すなわちレーザ光の照射位置の検出精度を向上させることができる。その結果、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を向上させることができ、パターンの形状制御性を向上させることである。 According to the droplet discharge device of the present invention, laser light incident on the front surface can be converted into scattered light on the side (back side) opposite to the droplet discharge head. Then, at least one of the intensity distribution, wavelength distribution, and direction distribution of the converted scattered light can be detected. Accordingly, it is possible to improve the detection accuracy of the light section of the laser beam on the surface, that is, the irradiation position of the laser beam, by the amount that the incident laser beam is converted into scattered light on the side opposite to the laser irradiation means. As a result, the alignment accuracy between the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be improved, and the pattern shape controllability can be improved.
この液滴吐出装置において、前記光変換部材は、前記液滴吐出ヘッドからの液滴を前記表面で受けて、前記表面で受けた前記液滴を介する前記表面側の光を、前記裏面側に透過するようにしてもよい。 In this droplet discharge device, the light conversion member receives droplets from the droplet discharge head on the front surface, and transmits light on the front surface side through the droplets received on the front surface to the back surface side. You may make it permeate | transmit.
この液滴吐出装置によれば、表面に着弾した液滴を介する光と表面に照射されたレーザ光の双方を、液滴吐出ヘッドと相対向する側(裏面側)の散乱光に変換させることができる。そして、変換した散乱光の少なくとも強度分布、波長分布、方向分布のいずれか1つを検出させることができる。従って、液滴吐出ヘッドと相対向する側で、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の双方を検出させることができる。その結果、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を向上させることができ、パターンの形状制御性を向上させることである。 According to this droplet discharge device, both the light via the droplet landed on the surface and the laser light irradiated on the surface are converted into scattered light on the side (back side) opposite to the droplet discharge head. Can do. Then, at least one of the intensity distribution, wavelength distribution, and direction distribution of the converted scattered light can be detected. Therefore, both the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be detected on the side facing the droplet discharge head. As a result, the alignment accuracy between the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be improved, and the pattern shape controllability can be improved.
この液滴吐出装置において、前記光変換部材は、光拡散板であってもよい。
この液滴吐出装置によれば、光拡散板の拡散した光に基づいて、レーザ光の照射位置を検出させることができる。その結果、レーザ光の検出できる空間を拡張させることができ、照射位置の検出範囲を拡大させることができる。その結果、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を、さらに向上させることができる。
In this droplet discharge device, the light conversion member may be a light diffusion plate.
According to this droplet discharge device, the irradiation position of the laser beam can be detected based on the light diffused by the light diffusion plate. As a result, the space in which the laser beam can be detected can be expanded, and the detection range of the irradiation position can be expanded. As a result, the alignment accuracy between the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be further improved.
この液滴吐出装置において、前記光変換部材は、少なくともすりガラスと半透明プラッスチックのいずれか一方からなるものであってもよい。
この液滴吐出装置によれば、少なくともすりガラスと半透明プラッスチックのいずれか1つによって着弾位置と照射位置の双方を検出させることができる。
In this droplet discharge device, the light conversion member may be made of at least one of ground glass and translucent plastic.
According to this droplet discharge device, both the landing position and the irradiation position can be detected by at least one of ground glass and translucent plastic.
この液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドに対する前記レーザ照射手段の相対位置を変更する位置変更手段と、前記光検出手段の検出した検出信号に基づいて、前記表面に着弾した前記液滴の着弾位置と、前記表面に照射された前記レーザ光の照射位置の双方を検出し、前記着弾位置と前記照射位置に基づいて、前記位置変更手段を駆動制御する制御手段と、を備えるようにしてもよい。 In this droplet discharge device, a position changing unit that changes a relative position of the laser irradiation unit with respect to the droplet discharge head, and a droplet that has landed on the surface based on a detection signal detected by the light detection unit. Control means for detecting both the landing position and the irradiation position of the laser beam irradiated on the surface, and for driving and controlling the position changing means based on the landing position and the irradiation position. Also good.
この液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドに対するレーザ照射手段の相対位置を、検出した着弾位置と照射位置に基づいて変更させることができる。従って、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を、より確実に向上させることができる。 According to this droplet discharge device, the relative position of the laser irradiation means with respect to the droplet discharge head can be changed based on the detected landing position and irradiation position. Therefore, the alignment accuracy between the landing position of the droplet and the irradiation position of the laser beam can be improved more reliably.
この液滴吐出装置において、前記表面は、前記レーザ光の照射方向における配置位置が、前記対象物の前記照射方向における配置位置と略等しくてもよい。
この液滴吐出装置によれば、表面に対するレーザ光の照射状態と、対象物に対するレーザ光の照射状態とを、略等しくすることができる。従って、対象物に対するレーザ光の照
射状態と略等しい環境で、着弾位置と照射位置を整合させることができる。その結果、液滴の着弾位置とレーザ光の照射位置の整合精度を、より確実に向上させることができる。
In this droplet discharge apparatus, the surface may be arranged at an arrangement position in the irradiation direction of the laser beam substantially equal to an arrangement position of the object in the irradiation direction.
According to this droplet discharge device, the irradiation state of the laser beam to the surface and the irradiation state of the laser beam to the object can be made substantially equal. Therefore, the landing position and the irradiation position can be matched in an environment substantially equal to the irradiation state of the laser beam on the object. As a result, the alignment accuracy between the droplet landing position and the laser beam irradiation position can be improved more reliably.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図10に従って説明する。まず、本発明の液滴吐出装置を利用して形成した識別コードを有する液晶表示装置1について図1に従って説明する。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS. First, a liquid
図1において、基板2の一側面(表面2a)には、その略中央位置に液晶分子を封入した四角形状の表示部3が形成されるとともに、その表示部3の外側に、走査線駆動回路4及びデータ線駆動回路5が形成されている。液晶表示装置1は、これら走査線駆動回路4が供給する走査信号と、データ線駆動回路5が供給するデータ信号に基づいて、前記表示部3内の液晶分子の配向状態を制御するようになっている。そして、液晶表示装置1は、図示しない照明装置からの平面光を液晶分子の配向状態によって変調して、表示部3の領域に所望の画像を表示するようになっている。
In FIG. 1, a rectangular display unit 3 in which liquid crystal molecules are sealed is formed at a substantially central position on one side surface (
表面2aの左側下隅には、一辺が約1mmの正方形からなるコード領域Sが区画形成されるとともに、そのコード領域S内には、16行×16列のデータセルCが仮想分割されている。コード領域Sの選択されたデータセルCの領域には、それぞれパターン(ドットD)が形成されるとともに、これら複数のドットDによって、液晶表示装置1の識別コード10が構成されている。本実施形態では、ドットDの形成されたデータセルCの中心位置を目標吐出位置Pとし、各データセルCの一辺の長さを「セル幅W」という。
In the lower left corner of the
各ドットDは、その外径がデータセルCの一辺の長さ(前記「セル幅W」)で形成された半球状のパターンである。このドットDは、描画用液状体F1(図5参照)の液滴FbをデータセルCに吐出して、同データセルCに着弾した液滴Fbを乾燥・焼成させることによって形成されている。本実施形態の描画用液状体F1は、溶媒の中に分散媒で分散させた金属微粒子(例えば、ニッケル微粒子やマンガン微粒子)を含む液状体である。 Each dot D is a hemispherical pattern whose outer diameter is formed by the length of one side of the data cell C (the “cell width W”). The dots D are formed by discharging a droplet Fb of the drawing liquid F1 (see FIG. 5) to the data cell C, and drying and firing the droplet Fb landed on the data cell C. The drawing liquid F1 of this embodiment is a liquid containing metal fine particles (for example, nickel fine particles and manganese fine particles) dispersed in a solvent with a dispersion medium.
そして、識別コード10は、各データセルC内のドットDの有無によって、液晶表示装置1の製品番号やロット番号等を再現させるようになっている。本実施形態では、上記基板2の長手方向をX矢印方向とし、X矢印方向と直交する方向をY矢印方向という。
The identification code 10 reproduces the product number, lot number, and the like of the liquid
次に、前記識別コード10を形成するための液滴吐出装置20について図2〜図10に従って説明する。尚、本実施形態では、複数の前記基板2を切出し可能にした対象物としてのマザー基板2Mに、各基板2に対応する複数の前記識別コード10を形成する場合について説明する。
Next, a
図2において、液滴吐出装置20には、略直方体形状に形成された基台21が備えられるとともに、その基台21の一側(X矢印方向側)には、複数の前記マザー基板2Mを収容可能にする基板ストッカ22が配設されている。基板ストッカ22は、図2における上下方向(Z矢印方向及び反Z矢印方向)に移動して、収容する各マザー基板2Mをそれぞれ基台21上に搬出するとともに、基台21上のマザー基板2Mを対応するスロット内に搬入するようになっている。
In FIG. 2, the
基台21の上面21aであって、その基板ストッカ22側(X矢印方向側)には、Y矢印方向に延びる走行装置23が配設されている。走行装置23は、その内部に走行モータMS(図10参照)を有するとともに、走行モータMSの出力軸に駆動連結される搬送装置24を、Y矢印方向及び反Y矢印方向に走行させるようになっている。搬送装置24は、マザー基板2Mの裏面2Mbを吸着把持可能にした搬送アーム24aを有する水平多関
節ロボットである。搬送装置24は、その内部に配設された搬送モータMT(図10参照)の出力軸に駆動連結される搬送アーム24aを、XY平面上で伸縮自在に回動させるとともに、上下方向に移動させるようになっている。
On the
基台21の上面21aであって、前記走行装置23のY矢印方向両側には、マザー基板2Mの表面2Maを上側にして同マザー基板2Mを載置する一対の載置台25R,25Lが併設されている。一対の載置台25R,25Lは、それぞれ載置するマザー基板2Mの裏面2Mb側に、前記搬送アーム24aを抜き出し可能にする空間(凹部25a)を有するとともに、同凹部25a内で前記搬送アーム24aを上動及び下動させることによって、マザー基板2Mの搬送及び載置を可能にさせている。
On the
そして、これら走行モータMS及び搬送モータMTに、マザー基板2Mを搬送させるための信号を供給すると、走行装置23及び搬送装置24は、前記基板ストッカ22内の各マザー基板2Mを搬出して、搬出したマザー基板2Mを、載置台25R(あるいは載置第25L)に載置するようになっている。また、走行装置23及び搬送装置24は、載置台25R,25Lに載置したマザー基板2Mを、基板ストッカ22内の所定のスロット内に搬入して回収するようになっている。
When a signal for transporting the
尚、本実施形態では、図3に示すように、載置台25R,25Lに載置されたマザー基板2Mのコード領域Sであって、その最もX矢印方向側から順に、1行目コード領域S1、2行目コード領域S2、・・・、5行目コード領域S5という。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the code region S of the
図2において、基台21の上面21aであって、一対の載置台25R,25Lの間には、相対移動手段としての多関節ロボット(以下単に、スカラロボットという。)26が配設されるとともに、そのスカラロボット26には、基台21の上面21aに固設されて上方(Z矢印方向)に延びる主軸27が備えられている。
In FIG. 2, an articulated robot (hereinafter simply referred to as a SCARA robot) 26 as a relative movement means is disposed on the
主軸27の上端には、主軸27に設置された第1モータM1(図10参照)の出力軸に駆動連結される第1アーム28aが水平方向(XY平面方向)に回動可能に連結されている。第1アーム28aの先端には、第1アーム28aに設置された第2モータM2(図10参照)の出力軸に駆動連結される第2アーム28bが水平方向に回動可能に連結されている。第2アーム28bの先端には、第2アーム28bに設置された第3モータM3(図10参照)の出力軸に駆動連結される円柱状の第3アーム28cが、そのZ矢印方向に沿う軸心を回転中心にして回動可能に連結されている。その第3アーム28cの先端(下端)には、ヘッドユニット30が配設されている。
A
そして、これら第1、第2及び第3モータM1,M2,M3に、ヘッドユニット30を走査させるための信号を供給すると、スカラロボット26は、対応する第1、第2及び第3アーム28a,28b,28cを回動して、ヘッドユニット30を、上面21a上の所定領域内で走査させるようになっている。
When the signals for causing the
詳述すると、図3に示すように、スカラロボット26は、各目標吐出位置Pの位置座標(教示座標Tp:図10参照)に基づいて生成される滑らかな九十九折状の目標軌跡Rに沿って、ヘッドユニット30を走査させるようになっている。すなわち、スカラロボット26は、載置台25L上の矢印で示すように、まず第1、第2及び第3アーム28a、28b,28cを回動させて、ヘッドユニット30(第3アーム28cの先端)を、1行目コード領域S1の反Y矢印方向側の位置(以下単に、始点SPという。)に相対させるようになっている。そして、ヘッドユニット30を始点SPに配置させると、スカラロボット26は、始点SPに位置するヘッドユニット30をY矢印方向に沿って走査させるようになっている。
More specifically, as shown in FIG. 3, the
ヘッドユニット30をY矢印方向に沿って走査させると、スカラロボット26は、第1、第2及び第3アーム28a、28b,28cを回動させて、マザー基板2MのY矢印方向外側で、ヘッドユニット30を180度だけ左回りに回転させるとともに、2行目コード領域S2のY矢印方向側まで回動させるようになっている。そして、ヘッドユニット30を2行目コード領域S2上に配置させると、スカラロボット26は、ヘッドユニット30を、反Y矢印方向に沿って走査させるようになっている。
When the
以後同様にして、スカラロボット26は、3行目、4行目、5行目コード領域S3,S4,S5の順に、ヘッドユニット30の配置方向をその走査方向に対応させながら、ヘッドユニット30を5行目コード領域S5のY矢印方向側の位置(終点EP)に相対させるようになっている。
Thereafter, in the same manner, the
次に、前記ヘッドユニット30について以下に説明する。
図4及び図5は、それぞれヘッドユニット30を説明するための側面図であって、図6及び図7は、それぞれアライメント機構40を説明するための説明図である。また、図8及び図9は、それぞれヘッドユニット30を下側(反Z矢印方向側)から見た平面図である。
Next, the
4 and 5 are side views for explaining the
図4において、ヘッドユニット30に備えられたケース31の内部には、前記描画用液状体F1を導出可能に収容する描画用液状体タンク32aが配設されている。また、ケース31の内部には、前記描画用液状体F1と略同じ粘度を有して、同描画用液状体F1よりも蒸気圧の高いアライメント用液状体F2を導出可能に収容するアライメント用液状体タンク32bが配設されている。ケース31の下側であって、これら描画用液状体タンク32a及びアライメント用液状体タンク32bの下側には、液滴吐出ヘッド(以下単に、吐出ヘッドという。)33が配設されている。
In FIG. 4, a drawing
そして、これら描画用液状体タンク32a及びアライメント用液状体タンク32bは、それぞれ収容する描画用液状体F1及びアライメント用液状体F2の水頭差を自己封止弁等によって適正に調整することにより、描画用液状体F1及びアライメント用液状体F2を、その下方に配設された吐出ヘッド33に供給するようになっている。尚、描画用液状体タンク32aと吐出ヘッド33との間、アライメント用液状体タンク32bと吐出ヘッド33との間には、それぞれ図示しない切替えバルブが連結されて、描画用液状体F1とアライメント用液状体F2のいずれか一方が吐出ヘッド33に供給されるようになっている。
The drawing
図5において、前記吐出ヘッド33の下側には、ノズルプレート34が備えられるとともに、そのノズルプレート34の下面(ノズル形成面34a)には、マザー基板2Mの法線方向(Z矢印方向)に沿う複数個(本実施形態ではi個)の円形孔(ノズルN)が貫通形成されている。各ノズルNは、吐出ヘッド33の走査方向(図5におけるY矢印方向)と直交する方向(図5において紙面に垂直な方向)に沿って配列形成されて、配列方向の形成ピッチが、前記データセルCの形成ピッチ(セル幅W)と同じピッチで形成されている。本実施形態では、表面2Maに沿う平面上の位置であって、各ノズルNと相対向する位置を、それぞれ着弾位置PFという。
In FIG. 5, a
尚、本実施形態では、図8及び図9において、最もX矢印方向側のノズルNから順に、第1ノズルN1、第2ノズルN2、・・・、第iノズルNiという。また、これらのノズルNの中で、そのX矢印方向の略中心に位置するノズルNを、基準ノズルNmという。さらに、各着弾位置PFの中で、前記基準ノズルNm及び前記第iノズルNiに対応する着弾位置PFを、それぞれ基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFiという。 In this embodiment, in FIG. 8 and FIG. 9, the nozzles are referred to as a first nozzle N1, a second nozzle N2,. Of these nozzles N, the nozzle N located at the approximate center in the X arrow direction is referred to as a reference nozzle Nm. Furthermore, among the landing positions PF, the landing positions PF corresponding to the reference nozzle Nm and the i-th nozzle Ni are referred to as a reference landing position PFm and an i-th landing position PFi, respectively.
図5において、各ノズルNの上側には、描画用液状体タンク32a及びアライメント用液状体タンク32bに連通するキャビティ35が形成されている。そして、キャビティ35には、描画用液状体タンク32aの導出する描画用液状体F1、あるいはアライメント用液状体タンク32bの導出するアライメント用液状体F2のいずれか一方が、対応するノズルN内に供給されるようになっている。各キャビティ35の上側には、上下方向に振動可能な振動板36が貼り付けられて、キャビティ35内の容積を拡大・縮小するようになっている。振動板36の上側には、各ノズルNに対応する複数の圧電素子PZが配設されるとともに、液滴Fbを吐出させるための信号(圧電素子駆動電圧COM1:図10参照)を受けて、上下方向に収縮・伸張するようになっている。
In FIG. 5, a cavity 35 communicating with the drawing
そして、各着弾位置PF(各ノズルN)が、対応する目標吐出位置P(データセルCの中心位置)に相対するときに、対応する圧電素子PZに対して圧電素子駆動電圧COM1を供給する。すると、対応する圧電素子PZが収縮・伸張して、同圧電素子PZに対応するノズルN内の描画用液状体F1の界面が上下方向に振動する。これによって、対応するノズルNから、圧電素子駆動電圧COM1に対応するサイズの液滴Fbが吐出される。吐出された液滴Fbは、反Z矢印方向に沿って飛行して、相対する目標吐出位置Pに着弾する。目標吐出位置Pに着弾した液滴Fbは、表面2Maに沿って濡れ広がって、やがて乾燥及び焼成されるサイズになる(外径がセル幅Wになる)。本実施形態では、液滴Fbの吐出動作の開始時から、吐出した液滴Fbの外径がセル幅Wになるときまでの時間を、照射待機時間という。そして、本実施形態のヘッドユニット30は、この照射待機時間の間に、所定の距離(照射待機距離Lw:図5参照)だけ走査されるようになっている。尚、この照射待機距離Lwは、前記セル幅Wと等しい距離に設定されている。
When each landing position PF (each nozzle N) is opposed to the corresponding target ejection position P (center position of the data cell C), the piezoelectric element driving voltage COM1 is supplied to the corresponding piezoelectric element PZ. Then, the corresponding piezoelectric element PZ contracts and expands, and the interface of the drawing liquid F1 in the nozzle N corresponding to the piezoelectric element PZ vibrates in the vertical direction. As a result, a droplet Fb having a size corresponding to the piezoelectric element driving voltage COM1 is ejected from the corresponding nozzle N. The discharged droplet Fb flies along the direction of the anti-Z arrow and lands on the opposite target discharge position P. The droplet Fb that has landed on the target discharge position P wets and spreads along the surface 2Ma, and eventually becomes a size that is dried and fired (the outer diameter becomes the cell width W). In the present embodiment, the time from the start of the discharge operation of the droplet Fb to the time when the outer diameter of the discharged droplet Fb reaches the cell width W is referred to as irradiation standby time. The
尚、本実施形態では、図8及び図9において、前記基準ノズルNm及び前記第iノズルNiに対応する液滴Fbを、それぞれ基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiという。
図4において、ヘッドユニット30であって、そのケース31の反走査方向(図4における反Y矢印方向)には、レーザユニット37が配設されるとともに、そのレーザユニット37には、位置変更手段を構成するレーザステージ38と、レーザ照射手段を構成するレーザヘッド39が備えられている。
In this embodiment, in FIGS. 8 and 9, the droplets Fb corresponding to the reference nozzle Nm and the i-th nozzle Ni are referred to as a reference droplet Fbm and an i-th droplet Fbi, respectively.
In FIG. 4, a
レーザステージ38は、ケース31の反Y矢印方向に配設された多軸ステージ(XYZθステージ)であって、その下側に搭載するレーザヘッド39を、吐出ヘッド33に対して移動させるようになっている。詳述すると、レーザステージ38は、所定の駆動信号を受けて、レーザヘッド39を、X及び反X矢印方向、Y及び反Y矢印方向、Z及び反Z矢印方向に並進移動させるようになっている。また、レーザステージ38は、所定の駆動信号を受けて、前記基準着弾位置PFmを含むZ矢印方向に沿う軸を回転軸にして、同レーザヘッド39を、XY面内で回転移動させるようになっている。
The
レーザヘッド39の内部には、各ノズルNに対応する複数の半導体レーザLDが、前記ノズルNの配列方向に沿うように配列されている。各半導体レーザLDは、それぞれ半導体レーザLDを駆動制御するための信号(レーザ駆動電圧COM2:図10参照)を受けて、液滴Fbの吸収波長に対応した波長領域(本実施形態では赤外領域)のレーザ光Bを出射するようになっている。また、各半導体レーザLDは、出射したレーザ光Bを、対応する着弾位置PFの反走査方向(反Y矢印方向)の位置(照射位置PT:図5参照)に導くようになっている。
Inside the
尚、前記各照射位置PTは、吐出ヘッド33に対するレーザヘッド39の位置整合(アライメント動作)によって、図5に示すように、それぞれ対応する着弾位置PFとの間の距離が前記照射待機距離Lwになるように配置設定されている。
Each irradiation position PT has a distance from the corresponding landing position PF to the irradiation standby distance Lw as shown in FIG. 5 due to position alignment (alignment operation) of the
そして、吐出動作の開始から照射待機時間だけ経過するタイミングで、半導体レーザLDに、赤外領域のレーザ光Bを出射させる。すると、照射位置PTが、照射待機時間の走査によって照射待機距離Lwだけ移動して、対応する目標吐出位置Pに相対する。照射位置PTが対応する目標吐出位置Pに相対すると、半導体レーザLDからのレーザ光Bが、照射位置PTに相対する目標吐出位置Pの液滴Fb、すなわちセル幅Wの外径を有した液滴Fbの領域に照射される。レーザ光Bの照射された液滴Fbは、その溶媒、分散媒を蒸発させるとともに、金属微粒子を焼成させて、対応する目標吐出位置P(データセルC)に密着する。これによって、データセルC内に、外形がセル幅WからなるドットDが形成される。 Then, the laser beam B in the infrared region is emitted from the semiconductor laser LD at the timing when the irradiation standby time has elapsed from the start of the ejection operation. Then, the irradiation position PT is moved by the irradiation standby distance Lw by scanning of the irradiation standby time, and is opposed to the corresponding target discharge position P. When the irradiation position PT is relative to the corresponding target discharge position P, the laser light B from the semiconductor laser LD is a droplet Fb at the target discharge position P relative to the irradiation position PT, that is, a liquid having an outer diameter of the cell width W. The region of the droplet Fb is irradiated. The droplet Fb irradiated with the laser beam B evaporates the solvent and the dispersion medium, and calcinates the metal fine particles, and comes into close contact with the corresponding target discharge position P (data cell C). As a result, a dot D whose outer shape has a cell width W is formed in the data cell C.
尚、本実施形態では、図8及び図9において、最もX矢印方向側の半導体レーザLDから順に、第1レーザLD1、第2レーザLD2、・・・、第iレーザLDiという。また、各半導体レーザLDの中で、レーザヘッド39の略中心位置に位置する半導体レーザLDを、基準レーザLDmという。さらに、本実施形態では、前記基準レーザLDm及び前記第iレーザLDiに対応する照射位置PTを、それぞれ基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiという。
In this embodiment, in FIG. 8 and FIG. 9, the semiconductor laser LD closest to the X arrow direction is referred to as a first laser LD1, a second laser LD2,. Further, among the semiconductor lasers LD, the semiconductor laser LD positioned substantially at the center position of the
図2及び図3において、基台21の上面21aであって、前記スカラロボット26の反X矢印方向側にはアライメント機構40が配設されている。
図6において、アライメント機構40には、上方(Z矢印方向)を開口した箱体状に形成されるケース41が備えられるとともに、そのケース41の上側には、外光や前記レーザ光Bをケース41内に透過する無色透明のガラス基板(透過基板42)が配設されている。
2 and 3, an
In FIG. 6, the
図7において、透過基板42の上面には、光変換部材としての光変換膜43が積層されている。光変換膜43は、外光B0(可視光)を透過可能にするとともに、赤外領域のレーザ光Bを可視領域の光(変換光Bt)に変換する赤外可視変換材料によって形成されている。
In FIG. 7, a
そして、吐出ヘッド33側(図7における上側)からの外光B0が光変換膜43の表面(検出面43a)に入射すると、光変換膜43は、検出面43aに入射した外光B0を、その裏面側(前記透過基板42側:図7における下側)に透過して、ケース41の内方に出射させるようになっている。また、赤外領域のレーザ光Bが光変換膜43の検出面43aに入射すると、光変換膜43は、入射したレーザ光Bを、同レーザ光Bのエネルギーに対応する変換光Btに変換するとともに、その変換光Btを、前記透過基板42を介して、ケース41内に拡散(出射)させるようになっている。
When external light B0 from the
また、光変換膜43は、その検出面43aの高さ位置が、各載置台25R,25Lに載置された状態のマザー基板2Mの表面2Maと同じ高さ位置になるように配設されている。これによって、光変換膜43は、その検出面43aとノズル形成面34aとの間の距離を、マザー基板2Mの表面2Maとノズル形成面34aとの間の距離と同じにしている。すなわち、光変換膜43は、吐出ヘッド33から吐出される液滴Fbの飛行状態(着弾精度)を、マザー基板2Mに対する飛行状態(着弾精度)と同じにするようになっている。
Further, the
また、光変換膜43は、レーザ光Bの照射される方向において、その検出面43aとレーザヘッド39との間の距離を、マザー基板2Mの表面2Maとレーザヘッド39との間の距離と同じにして、レーザヘッド39から照射されるレーザ光Bの照射状態(照射精度)を、マザー基板2Mに対する照射状態(照射精度)と同じにするようになっている。
Further, in the direction in which the
さらに、光変換膜43は、その検出面43aにフッ素系樹脂等のコーティングが施されて、前記アライメント用液状体F2を撥液させる撥液性が付与されている。例えば、光変換膜43の検出面43aには、FAS(パーフルオロアルキルシラン)の単分子膜が形成されている。これによって、光変換膜43は、検出面43aに着弾した液滴Fbの濡れ広がりを抑制させて、液滴Fbの位置を維持させるとともに、その光透過性を確保するようになっている。
Further, the
そして、アライメント用液状体F2の供給された吐出ヘッド33をアライメント機構40の直上に配置移動させて、基準ノズルNm及び第iノズルNiに対応する圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給する。すると、図8に示すように、アライメント用液状体F2からなる基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiが、それぞれ対応する基準ノズルNm及び第iノズルNiから吐出されて、光変換膜43の検出面43aに着弾する。
Then, the
検出面43aに着弾する基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiは、それぞれマザー基板2Mに対する着弾精度(飛行状態)と同じ着弾精度(飛行状態)で、検出面43aの基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFiに着弾する。しかも、基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFiに着弾した基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiは、検出面43aの撥液性によって、それぞれ対応する着弾位置PFからの濡れ広がりを抑制して、基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFiの領域で停滞する。
The reference droplet Fbm and the i-th droplet Fbi that land on the
続いて、基準レーザLDm及び第iレーザLDiの双方に、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給する。すると、図8に示すように、基準レーザLDm及び第iレーザLDiの双方から、それぞれ対応するレーザ光Bが出射されるとともに、出射された基準レーザLDm及び第iレーザLDiからのレーザ光Bが、それぞれ検出面43aの異なる位置を照射する。
Subsequently, the laser drive voltage COM2 is supplied to both the reference laser LDm and the i-th laser LDi. Then, as shown in FIG. 8, the corresponding laser beams B are emitted from both the reference laser LDm and the i-th laser LDi, and the emitted laser beams B from the reference laser LDm and the i-th laser LDi are emitted. Irradiate different positions of the
検出面43aを照射するレーザ光Bは、それぞれマザー基板2Mに対する照射精度(照射状態)と同じ照射精度(照射状態)で、検出面43aの基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiを照射する。基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiにレーザ光Bが照射されると、それぞれ基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiの領域に対応する光変換膜43から、同レーザ光Bのエネルギーに対応する変換光Btが、ケース41の内方に出射される。
The laser beam B that irradiates the
すなわち、光変換膜43(透過基板42)の下方には、基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiを介した吐出ヘッド33側の外光B0と、光変換膜43の変換した変換光Btとの合成光が照射されるようになる。
That is, below the light conversion film 43 (transmission substrate 42), external light B0 on the
詳述すると、透過基板42の下方には、基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiによって吸収、散乱されて、基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFiに相対する領域の強度の低下した外光B0が照射される。また、透過基板42の下方には、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiに強度ピークを有する変換光Btが照射されるようになる。
More specifically, below the
図6において、アライメント機構40のケース41内には、光検出手段を構成する受光ステージ44及び受光部45が配設されている。受光ステージ44は、搭載する受光部45をケース41内で移動させるXYステージである。この受光ステージ44は、吐出ヘッド33がアライメント機構40の直上に配置されるときに、所定の駆動制御信号を受けて、搭載する受光部45を吐出ヘッド33の直下に配置移動させるようになっている。
In FIG. 6, in the case 41 of the
受光部45は、前記検出面43aからの可視領域の光の強度を検出可能にする多数の受
光素子(例えば、CCD等)を備えるとともに、各受光素子の検出する光の強度に基づいて、前記検出面43aからの光の強度分布に関する情報(受光情報PI:図10右下参照)を生成するようになっている。
The
すなわち、受光部45は、吐出ヘッド33と相対向する側の光の強度分布を検出して、液滴Fbの位置(基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFi)とレーザ光Bの照射位置(基準照射位置PTm及び第i照射位置PTi)を検出可能にしている。しかも、受光部45は、検出した光の広がりや光のピーク強度に基づいて、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiに照射されるレーザ光Bの焦点位置を検出可能にしている。
That is, the
そして、受光ステージ44及び受光部45を駆動制御して、受光部45に、検出面43aからの光を受光させる。すると、受光部45は、基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiを介した外光B0と、光変換膜43の変換した変換光Btの合成光を受光して、基準着弾位置PFm、第i着弾位置PFi、基準照射位置PTm、第i照射位置PTi及び各レーザ光Bの焦点位置の位置座標を検出可能にする受光情報PIを生成する。
Then, the
今、受光部45の生成した受光情報PIに基づいて、検出した光の広がりや光のピーク強度が、予め設定された所定の値、すなわちレーザ光Bの焦点位置が、予め設定された高さ位置(本実施形態では、検出面43a上)にあるものとする。
Now, based on the light reception information PI generated by the
そして、図8に示すように、受光部45の生成した受光情報PIに基づいて、基準照射位置PTmを基準着弾位置PFmに相対させるための並進移動量(X移動量Wm及びY移動量Hm)だけ、レーザステージ38(レーザヘッド39)を、X矢印方向及び反Y矢印方向に移動させる。すると、基準レーザLDmからのレーザ光Bが、基準ノズルNmから吐出された基準液滴Fbmの領域に相対するとともに、基準照射位置PTmが、基準着弾位置PFmに相対するようになる。
Then, as shown in FIG. 8, based on the light reception information PI generated by the
この状態から、基準照射位置PTmを基準着弾位置PFmに相対させた並進移動量(X移動量Wm及びY移動量Hm)と、第i照射位置PTiを第i着弾位置PFiに相対させるための並進移動量(X移動量Wi及びY移動量Hi)とに基づいて、レーザステージ38を回転移動する。すなわち、透過基板42側から見て、基準着弾位置PFm(基準照射位置PTm)を回転中心にして、第i照射位置PTiを第i着弾位置PFiに相対させるための回転移動量(回転移動量θa)だけ、レーザヘッド39を回転移動する。すると、図9に示すように、第iレーザLDiからのレーザ光Bが、第iノズルNiから吐出された第i液滴Fbiの領域に相対するとともに、第i照射位置PTiが、第i着弾位置PFiに相対するようになる。
From this state, the translational movement amount (X movement amount Wm and Y movement amount Hm) in which the reference irradiation position PTm is made to be relative to the reference landing position PFm, and the translation for making the i-th irradiation position PTi relative to the i-th landing position PFi. The
これによって、全ての半導体レーザLDに対応する照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させることができる(アライメント動作を実行させることができる)。 Thereby, the irradiation positions PT corresponding to all the semiconductor lasers LD can be aligned with the landing positions PF of the corresponding nozzles N (alignment operation can be executed).
尚、レーザ光Bの焦点位置が予め設定された高さ位置(例えば、検出面43a)にない場合には、受光部45の生成した受光情報PIに基づいて、まず、検出した光の広がりや光のピーク強度が、予め設定された所定の値になるように、レーザステージ38(レーザヘッド39)を、Zあるいは反Z矢印方向に移動させる。そして、レーザ光Bの焦点位置を検出面43a上に配置移動させた後に、上記するアライメント動作を実行させる。
When the focal position of the laser beam B is not at a preset height position (for example, the
これによって、全ての半導体レーザLDに対応する焦点位置を検出面43a上に配置させることができ、かつ、全ての照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させることができる。すなわち、所定のエネルギー密度からなるレーザ光B
を、所定の液滴Fbに照射させることができる。
Thereby, the focal positions corresponding to all the semiconductor lasers LD can be arranged on the
Can be irradiated to a predetermined droplet Fb.
次に、上記のように構成した液滴吐出装置20の電気的構成を図10に従って説明する。
図10において、液滴吐出装置20には、CPU、RAM、ROM等を有して制御手段を構成する制御装置51が設けられている。制御装置51は、第3アーム28cの先端(吐出ヘッド33)の現在位置と各種制御プログラムに基づいて、走行装置23、搬送装置24及びスカラロボット26を駆動制御させるとともに、吐出ヘッド33、レーザユニット37及びアライメント機構40を駆動制御させるようになっている。
Next, the electrical configuration of the
In FIG. 10, the
制御装置51には、記憶部51Aが設けられて、各種データや識別コード10を製造するための各種プログラムが格納されている。例えば、記憶部51Aには、ビットマップデータBMD、教示座標Tp、受光座標Kp、補正情報AI等の各種データが格納されている。
The
ビットマップデータBMDは、描画平面(マザー基板2Mの表面2Ma)を仮想分割した各位置に液滴Fbを吐出させるか否かを示すデータであって、各ビットの値(0あるいは1)に応じて、各圧電素子PZを駆動するか否かを規定するためのデータである。すなわち、ビットマップデータBMDは、吐出ヘッド33を各行目コード領域S1〜S5上に走査させるときに、各ノズルNから液滴Fbを吐出させるか否かを規定させるためのデータである。
The bitmap data BMD is data indicating whether or not the droplet Fb is ejected to each position obtained by virtually dividing the drawing plane (the surface 2Ma of the
教示座標Tpは、前記目標軌跡Rを作成するための極座標系の位置座標であって、本実施形態では、前記各目標吐出位置Pの位置座標である。
受光座標Kpは、検出面43a上の位置座標であって、前記吐出ヘッド33を、同受光座標Kpに対応する検出面43aの直上に配置させるとともに、前記受光部45を、同吐出ヘッド33の直下に配置させるために利用される。尚、本実施形態の制御装置51は、上記したアライメント動作を実行する度に、この受光座標Kpを所定量だけ順次変位させて更新するようになっている。すなわち、本実施形態の制御装置51は、アライメント動作を実行する度に、検出面43a上の異なる位置に対して、アライメント用液状体F2を吐出させるようになっている。
The teaching coordinate Tp is a position coordinate of the polar coordinate system for creating the target locus R, and is a position coordinate of each target discharge position P in the present embodiment.
The light receiving coordinate Kp is a position coordinate on the
補正情報AIは、レーザステージ38を駆動制御させるための前記X移動量Wm、Y移動量Hm及び回転移動量θaに関する情報であって、全ての半導体レーザLDに対応する照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させるための情報である。尚、制御装置51は、上記アライメント動作を実行する度に、この補正情報AIを更新するようになっている。
The correction information AI is information related to the X movement amount Wm, the Y movement amount Hm, and the rotational movement amount θa for driving and controlling the
制御装置51には、補間演算部51Bが設けられて、前記受光座標Kpと始点SPとの間の空間に所定の補間周期で補間処理を施すようになっている。そして、補間演算部51Bは、ヘッドユニット30を、光変換膜43(受光座標Kp)の直上からマザー基板2Mの直上まで移動させるための軌跡(複数の補間点の各位置座標:各補間座標)を順次演算するようになっている。さらに、補間演算部51Bは、始点SP(あるいは先行する教示座標Tp)と後続する教示座標Tpとの間の空間に所定の補間周期で補間処理を施すようになっている。そして、補間演算部51Bは、前記目標軌跡Rに対応する複数の補間点の補間座標を、終点EPまで順次演算するようになっている。そして、補間演算部51Bは、受光座標Kp、始点SP、各教示座標Tp、終点EP及び各補間座標とからなる情報(軌跡情報TaI)を生成して、その軌跡情報TaIを逆変換部51Cに出力するようになっている。
The
逆変換部51Cは、補間演算部51Bからの軌跡情報TaIに基づいて、始点SP、教示座標Tp、終点EP及び前記各補間座標のそれぞれに吐出ヘッド33を相対させるためのスカラロボット26の姿勢(各モータM1,M2,M3の回動角等)を演算するようになっている。すなわち、逆変換部51Cは、ヘッドユニット30を、光変換膜43の直上に配置するとともに、同光変換膜43の直上から目標軌跡Rに沿って走査させるためのスカラロボット26の姿勢に関する情報(アーム回動情報θI)を生成するようになっている。そして、逆変換部51Cは、生成したアーム回動情報θIをスカラロボット駆動回路55に出力するようになっている。
Based on the trajectory information TaI from the
制御装置51には、入力部52、走行装置駆動回路53、搬送装置駆動回路54、スカラロボット駆動回路55、吐出ヘッド駆動回路56、レーザヘッド駆動回路57、アライメント機構駆動回路58が接続されている。
An
入力部52は、起動スイッチ、停止スイッチ等の操作スイッチを有して、識別コード10に関する情報を、既定形式の「描画データIa」として制御装置51に入力するようになっている。そして、制御装置51は、入力部52からの描画データIaに所定の展開処理を施してビットマップデータBMDを生成するとともに、同ビットマップデータBMDに対応する各目標吐出位置Pの位置座標(前記教示座標Tp)を生成するようになっている。さらに、制御装置51は、描画データIaに対してビットマップデータBMDと異なる展開処理を施して、前記圧電素子駆動電圧COM1及び前記レーザ駆動電圧COM2を生成するようになっている。
The
走行装置駆動回路53には、走行モータMSと走行モータ回転検出器MSEが接続されて、制御装置51からの駆動制御信号に応答して走行モータMSを正転または逆転させるとともに、走行モータ回転検出器MSEからの検出信号に基づいて、搬送装置24の移動方向及び移動量を演算するようになっている。
A travel motor MS and a travel motor rotation detector MSE are connected to the travel
搬送装置駆動回路54には、搬送モータMTと搬送モータ回転検出器MTEが接続されて、制御装置51からの駆動制御信号に応答して搬送モータMTを正転または逆転させるとともに、搬送モータ回転検出器MTEからの検出信号に基づいて、搬送アーム24aの移動方向及び移動量を演算するようになっている。
A transport motor MT and a transport motor rotation detector MTE are connected to the transport
スカラロボット駆動回路55には、第1モータM1、第2モータM2及び第3モータM3が接続されて、制御装置51からのアーム回動情報θIに応答して、第1、第2及び第3モータM1,M2,M3を正転または逆転させるようになっている。また、スカラロボット駆動回路55には、第1モータ回転検出器M1E、第2モータ回転検出器M2E及び第3モータ回転検出器M3Eが接続されて、第1、第2及び第3モータ回転検出器M1E,M2E,M3Eからの検出信号に基づいて、第3アーム28cの先端(吐出ヘッド33)の移動方向及び移動量を演算するようになっている。
A first motor M1, a second motor M2, and a third motor M3 are connected to the SCARA
そして、制御装置51は、スカラロボット駆動回路55を介して、ヘッドユニット30を、光変換膜43の直上に配置させるとともに、その光変換膜43の直上から、目標軌跡Rに沿って、マザー基板2Mの直上を走査させるようになっている。この間、制御装置51は、スカラロボット駆動回路55からの演算結果(吐出ヘッド33の現在位置)に基づいて各種制御信号を出力するようになっている。
Then, the
詳述すると、制御装置51は、吐出ヘッド33が受光座標Kp(光変換膜43)の直上に位置する前に、前記圧電素子駆動電圧COM1及び前記レーザ駆動電圧COM2を、それぞれ吐出ヘッド駆動回路56及びレーザヘッド駆動回路57に出力するようになっている。
More specifically, the
また、制御装置51は、吐出ヘッド33が受光座標Kp(光変換膜43)の直上に位置するタイミングで、前記アライメント動作を実行させるための信号(アライメントタイミング信号AP)を生成するようになっている。そして、制御装置51は、生成した前記アライメントタイミング信号APを、吐出ヘッド駆動回路56、レーザヘッド駆動回路57及びアライメント機構駆動回路58に出力するようになっている。
Further, the
また、制御装置51は、各ノズルN(着弾位置PF)がマザー基板2M上の各目標吐出位置Pに相対する前に、各ノズルNに対応するビットマップデータBMDを所定のクロック信号に同期させた吐出制御信号SIとして生成して、同吐出制御信号SIを吐出ヘッド駆動回路56に順次シリアル転送するようになっている。
Further, the
また、制御装置51は、各ノズルN(着弾位置PF)がマザー基板2M上の各目標吐出位置Pに相対するタイミングで、液滴Fbを吐出させるための信号(吐出タイミング信号LP)を生成するとともに、生成した吐出タイミング信号LPを吐出ヘッド駆動回路56に出力するようになっている。
Further, the
吐出ヘッド駆動回路56には、前記複数の圧電素子PZが接続されている。吐出ヘッド駆動回路56は、制御装置51からのアライメントタイミング信号APを受けて、基準ノズルNm及び第iノズルNiに対応する圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給するようになっている。
The ejection
また、吐出ヘッド駆動回路56は、制御装置51からの吐出制御信号SIを受けて、その吐出制御信号SIを、各圧電素子PZに対応させて順次シリアル/パラレル変換するようになっている。そして、吐出ヘッド駆動回路56は、制御装置51からの吐出タイミング信号LPを受けると、シリアル/パラレル変換した吐出制御信号SIに基づいて選択される圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給するようになっている。
The ejection
さらに、吐出ヘッド駆動回路56は、制御装置51からの吐出タイミング信号LPを受けて、シリアル/パラレル変換した吐出制御信号SIをレーザヘッド駆動回路57に出力するようになっている。
Further, the ejection
レーザヘッド駆動回路57には、前記複数の半導体レーザLDと前記レーザステージ38が接続されている。レーザヘッド駆動回路57は、制御装置51からのアライメントタイミング信号APを受けて、所定の時間(液滴Fbの飛行時間)だけ待機するようになっている。そして、液滴Fbの飛行時間だけ待機して、基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiが検出面43aに着弾すると、レーザヘッド駆動回路57は、基準レーザLDm及び第iレーザLDiの双方に、所定の時間(アライメント期間)だけ、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給するようになっている。
The plurality of semiconductor lasers LD and the
また、レーザヘッド駆動回路57は、制御装置51からの補正情報AIを受けて、前記X移動量Wm、Y移動量Hm及び回転移動量θaに相対する並進移動量及び回転移動量で、レーザステージ38を駆動制御するようになっている。すなわち、レーザヘッド駆動回路57は、制御装置51からの補正情報AIを受けて、レーザステージ38を駆動制御するとともに、全ての半導体レーザLDに対応する照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させるようになっている。
Further, the laser
さらに、レーザヘッド駆動回路57は、吐出ヘッド駆動回路56からの吐出制御信号SIを受けて、前記照射待機時間だけ待機するようになっている。そして、照射待機時間だけ待機して、各照射位置PTが、それぞれ対応する目標吐出位置Pの液滴Fbに相対する
と、レーザヘッド駆動回路57は、吐出制御信号SIに基づいて選択される半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給するようになっている。
Further, the laser
アライメント機構駆動回路58には、前記受光ステージ44と前記受光部45が接続されている。アライメント機構駆動回路58は、制御装置51からの受光座標Kpを受けて、受光ステージ44を駆動制御させるようになっている。そして、制御装置51からの受光座標Kpを受けると、アライメント機構駆動回路58は、受光座標Kp(吐出ヘッド33)の直下に、前記受光部45を配置移動させるようになっている。
The alignment
また、アライメント機構駆動回路58は、制御装置51からのアライメントタイミング信号APを受けて、前記アライメント期間の間に、検出面43aからの可視領域の光を受光部45に受光させるようになっている。すなわち、アライメント機構駆動回路58は、基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiが検出面43aに着弾して、かつ、その検出面43aに、基準レーザLDm及び第iレーザLDiからのレーザ光Bが入射するときに、検出面43aからの可視領域の光を受光部45に受光させて、受光情報PIを生成させるようになっている。
The alignment
さらに、アライメント機構駆動回路58は、受光部45の生成した受光情報PIに基づいて、基準着弾位置PFm、第i着弾位置PFi、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiの位置座標を検出するとともに、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiに対応するレーザ光Bの焦点位置を検出するようになっている。また、アライメント機構駆動回路58は、検出した基準着弾位置PFm、第i着弾位置PFi、基準照射位置PTm、第i照射位置PTi及び焦点位置の各位置座標に関する情報(座標情報ZI)を生成するとともに、生成した座標情報ZIを制御装置51に出力するようになっている。そして、制御装置51は、アライメント機構駆動回路58からの座標情報ZIを受けて、前記補正情報AIを生成するようになっている。
Further, the alignment
次に、液滴吐出装置20を使って識別コード10を形成する方法について説明する。
まず、入力部52を操作して描画データIaを制御装置51に入力する。すると、制御装置51は、入力部52からの描画データIaに所定の展開処理を施して、ビットマップデータBMD、教示座標Tp、前記圧電素子駆動電圧COM1及び前記レーザ駆動電圧COM2を生成するとともに、生成したビットマップデータBMD及び教示座標Tpを記憶部51Aに格納する。
Next, a method for forming the identification code 10 using the
First, the
続いて、制御装置51は、走行装置駆動回路53及び搬送装置駆動回路54を介して、それぞれ走行装置23及び搬送装置24を駆動制御し、基板ストッカ22のマザー基板2Mを搬出して載置台25R(あるいは載置台25L)に載置させる。この間、制御装置51は、吐出ヘッド33にアライメント用液状体F2を供給する。
Subsequently, the
そして、吐出ヘッド33にアライメント用液状体F2を供給すると、制御装置51は、予め格納される受光座標Kpに基づいて、スカラロボット26及び受光ステージ44を駆動制御し、吐出ヘッド33及び受光部45を、それぞれ受光座標Kpの直上及び直下に向かって配置移動させる、すなわちアライメント動作を開始させる。
When the alignment liquid F2 is supplied to the
この間、制御装置51は、前記圧電素子駆動電圧COM1及び前記レーザ駆動電圧COM2を、それぞれ吐出ヘッド駆動回路56及びレーザヘッド駆動回路57に出力する。また、制御装置51は、補間演算部51Bを介して、受光座標Kp、始点SP、各教示座標Tp、終点EP及び各補間座標とからなる軌跡情報TaIを生成するとともに、生成した軌跡情報TaIを、逆変換部51Cに出力する。軌跡情報TaIを逆変換部51Cに出力すると、制御装置51は、逆変換部51Cを介して、始点SP、各教示座標Tp、終点E
P及び各補間座標のそれぞれに対応したアーム回動情報θIを生成するとともに、生成したアーム回動情報θIを、スカラロボット駆動回路55に出力する。
During this time, the
The arm rotation information θI corresponding to each of P and each interpolation coordinate is generated, and the generated arm rotation information θI is output to the SCARA
そして、吐出ヘッド33及び受光部45が、それぞれ受光座標Kpの直上及び直下に配置されると、制御装置51は、前記アライメントタイミング信号APを生成するとともに、生成したアライメントタイミング信号APを、吐出ヘッド駆動回路56、レーザヘッド駆動回路57及びアライメント機構駆動回路58に出力する。
When the
制御装置51がアライメントタイミング信号APを出力すると、レーザヘッド駆動回路57は、基準ノズルNm及び第iノズルNiに対応する圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給する。すると、アライメント用液状体F2からなる基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiが、それぞれ対応する基準ノズルNm及び第iノズルNiから吐出される。吐出された基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiは、それぞれ対応する光変換膜43(検出面43a)の基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFiに着弾するとともに、検出面43aの撥液性によって、着弾した基準着弾位置PFm及び第i着弾位置PFiの領域で停滞する。
When the
また、制御装置51がアライメントタイミング信号APを出力すると、レーザヘッド駆動回路57は、液滴Fbの飛行時間だけ待機して、基準レーザLDm及び第iレーザLDiの双方に、アライメント期間の間だけ、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給する。すると、基準レーザLDm及び第iレーザLDiからのレーザ光Bが、アライメント期間の間だけ、それぞれ対応する光変換膜43(検出面43a)の基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiを照射する。赤外領域のレーザ光Bを受けた基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiの光変換膜43は、これら基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiに強度ピークを有する変換光Btを受光部45に向かって出射する。
When the
また、制御装置51がアライメントタイミング信号APを出力すると、アライメント機構駆動回路58は、前記アライメント期間の間に、受光部45を駆動制御して、検出面43aからの光を受光させる。すると、受光部45は、基準液滴Fbm及び第i液滴Fbiを介した外光B0と、光変換膜43の変換した変換光Btの合成光を受光して、前記受光情報PIを生成する。
When the
受光部45が受光情報PIを生成すると、アライメント機構駆動回路58は、受光部45からの受光情報PIを受けて、基準着弾位置PFm、第i着弾位置PFi、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiの位置座標を検出するとともに、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiに対応するレーザ光Bの焦点位置の位置座標を検出する。各位置の位置座標を検出すると、アライメント機構駆動回路58は、これら各位置の位置座標に基づく座標情報ZIを生成するとともに、生成した座標情報ZIを制御装置51に出力する。
When the
アライメント機構駆動回路58からの座標情報ZIを受けると、制御装置51は、その座標情報ZIに基づいて、半導体レーザLDの焦点位置を検出面43a上に配置させるとともに、全ての照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させるための補正情報AIを生成する。
Upon receiving the coordinate information ZI from the alignment
そして、補正情報AIを生成すると、制御装置51は、生成した補正情報AIを記憶部51Aに格納する。また、制御装置51は、利用した受光座標Kpを所定量だけ変位させて記憶部51Aに格納する(更新する)とともに、吐出ヘッド33内のアライメント用液状体F2を描画用液状体F1に交換して、アライメント動作を終了させる。
When the correction information AI is generated, the
アライメント動作を終了させると、制御装置51は、アーム回動情報θIに基づいて、スカラロボット26を駆動制御し、ヘッドユニット30を、始点SPに向かって配置移動させる。
When the alignment operation is finished, the
この間、制御装置51は、補正情報AIをレーザヘッド駆動回路57に出力するとともに、同補正情報AIに基づいて、レーザステージ38を駆動制御して、レーザヘッド39をセットさせる。すなわち、制御装置51は、補正情報AIに基づいて、半導体レーザLDの焦点位置を検出面43a上に配置させるとともに、全ての照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させるようにする。全ての照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させると、制御装置51は、レーザヘッド39を、反走査方向側に照射待機距離Lwだけ変位させるようにする。すなわち、制御装置51は、全ての照射位置PT(焦点位置)を、対応する着弾位置PFの反走査方向側に照射待機距離Lwだけ変位させるように、レーザヘッド39をセットさせる。
During this time, the
また、この間、制御装置51は、各ノズルNに対応するビットマップデータBMDを所定のクロック信号に同期させた吐出制御信号SIとして生成して、同吐出制御信号SIを吐出ヘッド駆動回路56に順次シリアル転送する。
During this time, the
やがて、ヘッドユニット30が始点SPに到達すると、制御装置51は、スカラロボット駆動回路55を介して、ヘッドユニット30の目標軌跡Rに沿う走査を開始する。目標軌跡Rに沿うヘッドユニット30の走査を開始すると、制御装置51は、スカラロボット駆動回路55からの演算結果に基づいて、着弾位置PFが、1行目コード領域S1の最も反Y矢印方向側に位置する目標吐出位置Pに到達したか否かを判断する。
When the
そして、着弾位置PFが1行目コード領域S1の最も反Y矢印側に位置する目標吐出位置Pに到達すると、制御装置51は、吐出ヘッド駆動回路56に吐出タイミング信号LPを出力して、吐出制御信号SIに基づいて選択された圧電素子PZに、それぞれ圧電素子駆動電圧COM1を供給する。すると、選択されたノズルNから液滴Fbが一斉に吐出されて、吐出された各液滴Fbが対応する着弾位置PF(目標吐出位置P)に着弾する。目標吐出位置Pに着弾した液滴Fbは、対応する目標吐出位置Pの領域(データセルC内)で濡れ広がって、吐出動作の開始から照射待機時間だけ経過すると、その外径をセル幅Wにする。
When the landing position PF reaches the target discharge position P located on the most anti-Y arrow side of the first line code area S1, the
また、この際、吐出ヘッド駆動回路56に吐出タイミング信号LPを出力すると、制御装置51は、吐出ヘッド駆動回路56を介して、シリアル/パラレル変換した吐出制御信号SIをレーザヘッド駆動回路57に出力する。レーザヘッド駆動回路57に吐出制御信号SIを出力すると、制御装置51は、レーザヘッド駆動回路57を照射待機時間だけ待機させる。また、制御装置51は、スカラロボット駆動回路55を介して、ヘッドユニット30を照射待機時間だけ走査し、各照射位置PTを、それぞれ対応する目標吐出位置Pに相対させる。
At this time, when the ejection timing signal LP is output to the ejection
各照射位置PTを対応する目標吐出位置Pに相対させると、制御装置51は、レーザヘッド駆動回路57を介して、吐出制御信号SIに基づいて選択された各半導体レーザLDに、それぞれレーザ駆動電圧COM2を供給する。すると、選択された半導体レーザLDからのレーザ光Bが一斉に出射されて、出射されたレーザ光Bが、対応する照射位置PTの液滴Fbに照射される、すなわち、セル幅Wの外径を有した液滴Fbの領域に照射される。
When each irradiation position PT is made to be relative to the corresponding target discharge position P, the
この際、液滴Fbの領域に照射されるレーザ光Bは、前記アライメント動作を実行した分だけ、その照射位置PT(焦点位置)を、より正確に、対応する着弾位置PFに相対さ
せることができる。
At this time, the laser beam B irradiated to the region of the droplet Fb can be caused to make the irradiation position PT (focal position) more accurately relative to the corresponding landing position PF as much as the alignment operation is performed. it can.
その結果、レーザ光Bの照射される各液滴Fbは、それぞれ液滴Fbの中心位置に、同じエネルギー密度からなるレーザ光Bを受けて、その溶媒、分散媒を均一に蒸発させるとともに、金属微粒子を均一に焼成させて、目標吐出位置P(データセルC)に密着する。これによって、データセルC内に、外形がセル幅Wからなる均一なドットDを形成することができる。 As a result, each droplet Fb irradiated with the laser beam B receives the laser beam B having the same energy density at the center position of the droplet Fb, and uniformly evaporates the solvent and the dispersion medium. The fine particles are uniformly fired and are brought into close contact with the target discharge position P (data cell C). Thereby, uniform dots D whose outer shape is the cell width W can be formed in the data cell C.
以後同様に、制御装置51は、各着弾位置PFが目標吐出位置Pに到達する毎に、選択したノズルNから液滴Fbを吐出させて、着弾した液滴Fbがセル幅Wになるタイミングで、同液滴Fbの領域に、レーザ光Bを照射させる。これによって、選択した全てのデータセルC内に、外形がセル幅WからなるドットDを形成させることができる。
Thereafter, similarly, every time each landing position PF reaches the target discharge position P, the
そして、全てのドットDを形成してヘッドユニット30を終点EPまで走査させると、制御装置51は、走行装置23及び搬送装置24を駆動制御して、ドットDの形成されたマザー基板2Mを基板ストッカ22に搬入して、識別コード10の形成動作を終了する。
When all the dots D are formed and the
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記実施形態によれば、液滴吐出装置20に、透過基板42の上面に積層された光変換膜43と、透過基板42の下方に配設された受光部45と、を備えたアライメント機構40を設けた。そして、吐出ヘッド33からの液滴Fbと、赤外領域のレーザ光Bの双方を、光変換膜43の表面(検出面43a)で受けるようにした。また、検出面43aに着弾した液滴Fbを介する外光B0と、検出面43aに照射されたレーザ光Bの変換光Btとからなる合成光の強度分布を、吐出ヘッド33(ノズル形成面34a)と相対向する側から検出させるようにした。
Next, effects of the present embodiment configured as described above will be described below.
(1) According to the above embodiment, the
従って、液滴Fbの着弾位置PFと、視認不能なレーザ光Bの照射位置PTの双方を、吐出ヘッド33(ノズル形成面34a)と相対向する側から、検出させることができる。その結果、着弾位置PFと照射位置PTの整合精度を向上させることができる。そのため、ドットDの形状制御性を向上させることができる。
(2)上記実施形態によれば、受光部45の検出した光の強度分布に基づいて、基準着弾位置PFm、第i着弾位置PFi、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiの位置座標を検出させるようにした。そして、検出した各位置の位置座標に基づいて、レーザステージ38を駆動制御し、全ての照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させるようにした。
Therefore, it is possible to detect both the landing position PF of the droplet Fb and the irradiation position PT of the laser beam B that cannot be visually recognized from the side facing the ejection head 33 (
(2) According to the above embodiment, based on the light intensity distribution detected by the
従って、液滴Fbの着弾位置PFとレーザ光Bの照射位置PTの双方を、より正確に整合させることができる。
(3)上記実施形態によれば、受光部45の検出した光の強度分布に基づいて、基準照射位置PTm及び第i照射位置PTiに対応するレーザ光Bの焦点位置の位置座標を検出させるようにした。そして、検出した焦点位置の位置座標に基づいて、レーザステージ38を駆動制御し、半導体レーザLDの焦点位置を、所定の高さ位置(検出面43a上)に配置させるようにした。
Accordingly, both the landing position PF of the droplet Fb and the irradiation position PT of the laser beam B can be more accurately aligned.
(3) According to the above embodiment, the position coordinates of the focal position of the laser beam B corresponding to the reference irradiation position PTm and the i-th irradiation position PTi are detected based on the light intensity distribution detected by the
従って、着弾位置PFの領域に、所定のエネルギー密度を有したレーザ光Bを照射させことができる。その結果、ドットDの形状制御性を、さらに向上させることができる。
(4)上記実施形態によれば、光変換膜43の検出面43aの高さ位置を、マザー基板2Mの表面2Maの高さ位置と同じにさせるようにした。
Therefore, it is possible to irradiate the region of the landing position PF with the laser beam B having a predetermined energy density. As a result, the shape controllability of the dots D can be further improved.
(4) According to the above embodiment, the height position of the
従って、検出面43aに向かって吐出される液滴Fbの飛行状態(着弾精度)と、マザ
ー基板2Mの表面2Maに向かって吐出される液滴Fbの飛行状態(着弾精度)と、を同じにさせることができる。また、検出面43aに向かって照射されるレーザ光Bの照射状態(照射精度)と、マザー基板2Mの表面2Maに向かって照射されるレーザ光Bの照射状態(照射精度)と、を同じにさせることができる。
Therefore, the flight state (landing accuracy) of the droplet Fb ejected toward the
その結果、検出面43aで整合させた着弾位置PFと照射位置PTを、マザー基板2Mの表面2Maで、確実に、再現させることができる。
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、光変換膜43を、赤外可視変換材料によって形成するようにした。これに限らず、光変換膜43は、紫外領域のレーザ光を、可視領域の光として変換する紫外可視変換材料(例えば、蛍光材料等)からなる構成でもよい。これによれば、紫外領域のレーザ光の照射位置PTを検出させることができる。
As a result, the landing position PF and the irradiation position PT aligned on the
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the
また、光変換膜43は、レーザ光の照射によって焼成されて、検出可能な光を発する材料(例えば、カーボンブラックや金属微粒子を分散させたインク等)の塗布膜によって形成される構成であってもよい。さらには、光変換膜43は、外光を遮光する遮光膜で形成されて、レーザ光による焼成によって、外光を透過可能にする貫通孔を形成する構成であってもよい。
Further, the
つまり、光変換膜43は、検出面43aに入射したレーザ光に対応する可視領域の光を、裏面側に出射する部材であればよい。
・上記実施形態では、光変換部材を、光変換膜43に具体化した。これに限らず、例えば、光変換部材は、照射されたレーザ光Bを拡散させる光拡散板(例えば、すりガラスや半透明プラスチック等)に具体化してもよい。これによれば、透過基板42の上面に照射されたレーザ光Bを拡散させることができ、ケース41内で検出可能な光の領域を拡大させることができる。
・上記実施形態では、受光部45の受光する光の強度分布に基づいて、基準着弾位置PFm、第i着弾位置PFi、基準照射位置PTm、第i照射位置PTi及び焦点位置の位置座標を検出させる構成にした。これに限らず、受光部45の受光する光の波長分布や方向分布に基づいて、これら各位置の位置座標を検出する構成にしてもよい。これによれば、各位置の位置座標を、より正確に検出させることができる。また、液滴Fbの領域に照射可能なレーザ光Bの範囲を拡張させることができる。
・上記実施形態では、光変換膜43に液滴Fbを吐出させる構成にした。これに限らず、例えば、液滴Fbの着弾位置PFを検出するためのアライメント機構40を、別途基台21に配設する構成でもよい。これによれば、液滴Fbの種別やサイズ等に関わらず、光変換膜43の構成材料を選択させることができ、光変換膜43に対する設計の自由度を拡張させることができる。
・上記実施形態では、レーザステージ38によるレーザヘッド39の配置変更によって、各照射位置PTを、対応する着弾位置PFに整合させるようにした。これに限らず、例えば、吐出ヘッド33の配置変更によって、各着弾位置PFを、対応する照射位置PTに整合させる構成にしてもよく、あるいは、レーザヘッド39及び吐出ヘッド33の双方の配置位置を変更させて、各着弾位置PFを、対応する照射位置PTに整合させる構成にしてもよい。
・上記実施形態では、基準照射位置PTm、基準着弾位置PFm、第i照射位置PTi及び第i着弾位置PFiに基づいて、X移動量Wm、Y移動量Hm及び回転移動量θaに関する補正情報AIを生成するようにした。そして、基準照射位置PTmと基準着弾位置PFmの組み合わせと、第i照射位置PTiと第i着弾位置PFiの組み合わせの位置整合によって、全ての半導体レーザLDに対応する照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させるようにした。
That is, the
In the above embodiment, the light conversion member is embodied in the
In the above embodiment, the reference landing position PFm, i-th landing position PFi, reference irradiation position PTm, i-th irradiation position PTi, and position coordinates of the focal position are detected based on the intensity distribution of light received by the
In the above embodiment, the
In the above embodiment, each irradiation position PT is aligned with the corresponding landing position PF by changing the arrangement of the
In the above embodiment, based on the reference irradiation position PTm, the reference landing position PFm, the i-th irradiation position PTi, and the i-th landing position PFi, the correction information AI regarding the X movement amount Wm, the Y movement amount Hm, and the rotational movement amount θa is obtained. Generated. Then, the irradiation positions PT corresponding to all the semiconductor lasers LD are respectively set to the corresponding nozzles by the positional alignment of the combination of the reference irradiation position PTm and the reference landing position PFm and the combination of the i-th irradiation position PTi and the i-th landing position PFi. The position is aligned with the N landing position PF.
これに限らず、例えば、基準照射位置PTmと基準着弾位置PFmの組み合わせのみによって、アライメント動作を実行させる構成であってもよく、あるいは、第i照射位置PTiと第i着弾位置PFiの組み合わせのみによって、アライメント動作を実行させる構成であってもよい。さらには、全ての半導体レーザLDからのレーザ光Bと、全てのノズルNからの液滴Fbに基づいて、全ての照射位置PTを、対応する着弾位置PFに位置整合させる構成であってもよい。すなわち、半導体レーザLDからのレーザ光Bと、対応するノズルNからの液滴Fbに基づいて、所定の照射位置PTを、対応する着弾位置PFに位置整合をさせる構成であればよい。
・上記実施形態では、基準ノズルNm及び第iノズルNiから、それぞれ1滴のみ、液滴Fbを吐出させる構成にした。
For example, the alignment operation may be executed only by a combination of the reference irradiation position PTm and the reference landing position PFm, or only by a combination of the i-th irradiation position PTi and the i-th landing position PFi. The configuration may be such that the alignment operation is executed. Furthermore, the configuration may be such that all the irradiation positions PT are aligned with the corresponding landing positions PF based on the laser beams B from all the semiconductor lasers LD and the droplets Fb from all the nozzles N. . That is, it is only necessary to align the predetermined irradiation position PT with the corresponding landing position PF based on the laser beam B from the semiconductor laser LD and the droplet Fb from the corresponding nozzle N.
In the above embodiment, the droplet Fb is ejected from the reference nozzle Nm and the i-th nozzle Ni only by one droplet.
これに限らず、同一のノズルNから、複数の液滴Fbを吐出させる構成にしてもよい。これによれば、着弾位置PFに位置するアライメント用液状体F2のサイズを拡大させることができる。その結果、吐出する液滴Fbのサイズが小さい場合であっても、着弾位置PFを、より正確に、検出させることができる。
・上記実施形態では、アライメント動作を実行させるときに、ヘッドユニット30を、検出面43a上で静止させる構成にした。これに限らず、例えば、ヘッドユニット30を、ノズルN(半導体レーザLD)の配列方向に走査させながら、ノズルNと半導体レーザLDの1組の組み合わせによって、アライメント動作を実行させる構成にしてもよい。すなわち、所定のノズルNと、対応する半導体レーザLDの1組の組み合わせによって、異なる複数の着弾位置PFと照射位置PTを検出させる構成にしてもよい。
However, the configuration is not limited thereto, and a plurality of droplets Fb may be ejected from the same nozzle N. According to this, the size of the alignment liquid F2 located at the landing position PF can be increased. As a result, the landing position PF can be detected more accurately even when the size of the ejected droplet Fb is small.
In the above embodiment, the
これによれば、所定のノズルNと、対応する半導体レーザLDの1組の組み合わせによって、全ての半導体レーザLDに対応する照射位置PTを、それぞれ対応するノズルNの着弾位置PFに位置整合させることができる。
・上記実施形態では、検出面43aの高さ位置と、マザー基板2Mの表面2Maの高さ位置とが同じになるように、光変換膜43を配設した。これに限らず、例えば、レーザステージ38を上下方向に駆動制御させて、レーザヘッド39と検出面43aとの間の距離を、レーザヘッド39と表面2Maとの間の距離に相対させるようにしてもよい。
According to this, the irradiation positions PT corresponding to all the semiconductor lasers LD are aligned with the landing positions PF of the corresponding nozzles N by a combination of a predetermined nozzle N and a corresponding semiconductor laser LD. Can do.
In the above embodiment, the
あるいは、第3アーム28cとヘッドユニット30との間に、ヘッドユニット30を上下方向に変位させるステージを設け、同ステージを駆動制御させて、吐出ヘッド33(レーザヘッド39)と検出面43aとの間の距離を、吐出ヘッド33(レーザヘッド39)と表面2Maとの間の距離に相対させるようにしてもよい。
・上記実施形態では、ヘッドユニット30にアライメント用液状体タンク32bを配設させるとともに、アライメント動作を実行する際に、アライメント用液状体F2を吐出させるようにした。これに限らず、例えば、アライメント用液状体タンク32bを配設させることなく、アライメント動作を実行する際に、描画用液状体F1を吐出させる構成にしてもよい。これによれば、より簡便な構成でアライメント動作を実行させることができる。・上記実施形態では、アライメント動作を実行する度に、受光座標Kpを更新させて、検出面43a上の異なる位置に対して、アライメント用液状体F2を吐出させるようにした。これに限らず、例えば、透過基板42を、XY平面方向に沿って移動させる移動手段を設け、アライメント動作を実行する度に、同移動手段を駆動制御して、透過基板42を、所定の距離だけ変位させるように構成してもよい。
・上記実施形態では、検出面43aからの光を、受光部45によって、直接受光する構成にした。これに限らず、例えば、検出面43aの下方に、検出面43aからの光を反射する反射ミラーを設け、同反射ミラーを介した光を、受光部45で受光させる構成にしてもよい。これによれば、受光部45や受光ステージ44の配置位置の自由度を拡張させることができる。
・上記実施形態では、ヘッドユニット30をスカラロボット26に搭載してマザー基板2
M上で2次元方向に移動させる構成にした。これに限らず、例えば、ヘッドユニット30を固定して、マザー基板2Mの載置台を移動させる構成にしてもよく、あるいはヘッドユニット30をキャリッジに搭載してマザー基板2M上で1次元方向に移動させる構成にしてもよい。
・上記実施形態では、照射位置PTを照射するレーザ光Bによって、液滴Fbを乾燥及び焼成させる構成にした。これに限らず、例えば照射するレーザ光Bのエネルギーによって、液滴Fbを所望の方向に流動させる構成にしてもよい。あるいは、液滴Fbの外縁のみにレーザ光Bを照射して、液滴Fbをピニングさせる構成にしてもよい。すなわち、液滴Fbの領域に照射するレーザ光Bによって液滴Fbからなるパターンを形成する構成であればよい。
・上記実施形態では、液滴Fbによって半円球状のドットDを形成する構成にしたが、これに限らず、例えば、楕円形状のドットや線状のパターンを形成する構成であってもよい。
・上記実施形態では、パターンをドットDに具体化した。これに限らず、例えば、パターンを、液晶表示装置1に設けられる各種薄膜、金属配線、カラーフィルタ等に具体化してもよく、さらには蛍光物質を発光させる平面状の電子放出素子を備えた電界効果型装置(FEDやSED等)等の各種表示装置に設けられる各種薄膜や金属配線に具体化してもよい。すなわち、レーザ光Bを照射した液滴Fbからなるパターンであればよい。
・上記実施形態では、対象物をマザー基板2Mに具体化したが、これに限らず、例えばシリコン基板やフレキシブル基板、あるいは金属基板等であってもよく、着弾した液滴Fbによってパターンを形成する対象物であればよい。
Alternatively, a stage for displacing the
In the embodiment described above, the alignment
In the above embodiment, the light from the
In the above embodiment, the
It was configured to move in a two-dimensional direction on M. For example, the
In the above embodiment, the droplet Fb is dried and fired by the laser beam B that irradiates the irradiation position PT. For example, the configuration may be such that the droplet Fb flows in a desired direction by the energy of the laser beam B to be irradiated. Alternatively, the configuration may be such that only the outer edge of the droplet Fb is irradiated with the laser beam B and the droplet Fb is pinned. In other words, any configuration may be used as long as the pattern formed of the droplets Fb is formed by the laser beam B applied to the region of the droplets Fb.
In the above embodiment, the hemispherical dots D are formed by the droplets Fb. However, the present invention is not limited to this. For example, an oval dot or a linear pattern may be formed.
In the above embodiment, the pattern is embodied as the dot D. For example, the pattern may be embodied in various thin films, metal wirings, color filters, and the like provided in the liquid
In the above embodiment, the object is embodied in the
2M…対象物としてのマザー基板、20…液滴吐出装置、33…液滴吐出ヘッド、38…位置変更手段を構成するレーザステージ、39…レーザ照射手段を構成するレーザヘッド、40…アライメント機構、43…光変換部材としての光変換膜、43a…検出面、45…受光手段を構成する受光部、51…制御手段を構成する制御装置、B…レーザ光、Fb…液滴、F1…描画用液状体、F2…アライメント用液状体、PF…着弾位置、PT…照射位置。
2M ... Mother board as object, 20 ... Droplet ejection device, 33 ... Droplet ejection head, 38 ... Laser stage constituting position changing means, 39 ... Laser head constituting laser irradiation means, 40 ... Alignment mechanism, DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記レーザ照射手段からのレーザ光を表面に入射して、前記表面に入射した前記レーザ光に対応する可視光を裏面側に出射する光変換部材と、
前記光変換部材の前記裏面側に配設されて、前記裏面側の可視光の少なくとも強度分布、波長分布、方向分布のいずれか1つを検出する光検出手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 In a droplet ejection apparatus comprising: a droplet ejection head that ejects droplets onto an object; and a laser irradiation unit that irradiates laser light onto the droplets that have landed on the object.
A light conversion member that makes the laser light from the laser irradiation means incident on the surface and emits visible light corresponding to the laser light incident on the surface to the back surface side;
A light detecting means disposed on the back side of the light conversion member for detecting at least one of intensity distribution, wavelength distribution, and direction distribution of visible light on the back side;
A droplet discharge apparatus comprising:
前記光変換部材は、前記液滴吐出ヘッドからの液滴を前記表面で受けて、前記表面で受けた前記液滴を介する前記表面側の光を、前記裏面側に透過することを特徴とする液滴吐出装置。 The droplet discharge device according to claim 1,
The light conversion member receives a droplet from the droplet discharge head on the surface, and transmits the light on the surface side through the droplet received on the surface to the back surface side. Droplet discharge device.
前記光変換部材は、少なくとも赤外可視変換材料と紫外可視変換材料のいずれか一方からなることを特徴とする液滴吐出装置。 The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1 or 2,
The droplet conversion device, wherein the light conversion member is made of at least one of an infrared-visible conversion material and an ultraviolet-visible conversion material.
前記液滴吐出ヘッドに対する前記レーザ照射手段の相対位置を変更する位置変更手段と、
前記光検出手段の検出した検出信号に基づいて、前記表面に着弾した前記液滴の着弾位置と、前記表面に照射された前記レーザ光の照射位置の双方を検出し、前記着弾位置と前記照射位置に基づいて、前記位置変更手段を駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 In the liquid droplet ejection apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Position changing means for changing the relative position of the laser irradiation means with respect to the droplet discharge head;
Based on the detection signal detected by the light detection means, both the landing position of the droplet landed on the surface and the irradiation position of the laser light irradiated on the surface are detected, and the landing position and the irradiation are detected. Control means for driving and controlling the position changing means based on the position;
A droplet discharge apparatus comprising:
前記レーザ照射手段からのレーザ光を表面に入射して、前記表面に入射した前記レーザ光に対応する散乱光を裏面側に出射する光変換部材と、
前記光変換部材の前記裏面側に配設されて、前記光変換部材の変換した前記散乱光の少なくとも強度分布、波長分布、方向分布のいずれか1つを検出する光検出手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 In a droplet ejection apparatus comprising: a droplet ejection head that ejects droplets onto an object; and a laser irradiation unit that irradiates laser light onto the droplets that have landed on the object.
A light conversion member that makes the laser light from the laser irradiation means incident on the surface and emits scattered light corresponding to the laser light incident on the surface to the back surface side;
A light detection means disposed on the back side of the light conversion member for detecting at least one of intensity distribution, wavelength distribution, and direction distribution of the scattered light converted by the light conversion member;
A droplet discharge apparatus comprising:
前記光変換部材は、前記液滴吐出ヘッドからの液滴を前記表面で受けて、前記表面で受けた前記液滴を介する前記表面側の光を、前記裏面側に透過することを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to claim 5,
The light conversion member receives a droplet from the droplet discharge head on the surface, and transmits the light on the surface side through the droplet received on the surface to the back surface side. Droplet discharge device.
前記光変換部材は、光拡散板であることを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to claim 5 or 6,
The droplet conversion device, wherein the light conversion member is a light diffusion plate.
前記光拡散板は、すりガラスと半透明プラッスチックのいずれか一方からなることを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to claim 7,
The light diffusing plate is made of any one of frosted glass and translucent plastic.
前記液滴吐出ヘッドに対する前記レーザ照射手段の相対位置を変更する位置変更手段と、
前記光検出手段の検出した検出信号に基づいて、前記表面に着弾した前記液滴の着弾位置と、前記表面に照射された前記レーザ光の照射位置の双方を検出し、前記着弾位置と前記照射位置に基づいて、前記位置変更手段を駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 In the droplet discharge device according to any one of claims 5 to 8,
Position changing means for changing the relative position of the laser irradiation means with respect to the droplet discharge head;
Based on the detection signal detected by the light detection means, both the landing position of the droplet landed on the surface and the irradiation position of the laser light irradiated on the surface are detected, and the landing position and the irradiation are detected. Control means for driving and controlling the position changing means based on the position;
A droplet discharge apparatus comprising:
前記表面は、前記レーザ光の照射方向における配置位置が、前記対象物の前記照射方向における配置位置と略等しいことを特徴とする液滴吐出装置。 In the liquid droplet ejection device according to any one of claims 1 to 9,
The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein an arrangement position of the surface in the irradiation direction of the laser light is substantially equal to an arrangement position of the object in the irradiation direction.
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JP2005356734A JP2007163608A (en) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Droplet discharge device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007163608A true JP2007163608A (en) | 2007-06-28 |
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2005
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