JP2008073637A

JP2008073637A - 塗布針洗浄装置

Info

Publication number: JP2008073637A
Application number: JP2006257334A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Yamanaka; 昭浩山中; Masayoshi Matsushima; 昌良松島
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】塗布針を容易かつ迅速に洗浄できる塗布針洗浄装置を提供する。
【解決手段】この塗布針洗浄装置は、洗浄液２を還流させるためのトラック状の溝１ａおよび洗浄液２を貯える凹部１ｂを有する洗浄容器１と、溝１ａの直線部内に複数の塗布針７を洗浄液２が流れる方向に配列する塗布針ホルダ固定板９と、凹部１ｂ内に回転可能に設けられた撹拌ペラ５と、撹拌ペラ５を回転駆動させるモータ６とを含む。したがって、複数の塗布針７を一括して容易に洗浄できる。
【選択図】図１

Description

この発明は塗布針洗浄装置に関し、特に、基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための塗布針を洗浄液で洗浄する塗布針洗浄装置に関する。

近年、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、ＬＣＤを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加してきている。このような状況下において歩留まり向上のために、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を修正する欠陥修正装置が生産ラインに不可欠となってきている。

図６（ａ）〜（ｃ）は、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。図６（ａ）〜（ｃ）において、カラーフィルタは、透明基板と、その表面に形成されたブラックマトリクス５１と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素５２、Ｇ（緑色）画素５３、およびＢ（青色）画素５４とを含む。カラーフィルタの製造工程においては、図６（ａ）に示すように画素やブラックマトリクス５１の色が抜けてしまった白欠陥５５や、図６（ｂ）に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス５１が画素にはみ出してしまった黒欠陥５６や、図６（ｃ）に示すように画素に異物が付着した異物欠陥５７などが発生する。

白欠陥５５を修正する方法としては、インク塗布機構により、白欠陥５５が存在する画素と同色のインクを塗布針の先端部に付着させ、塗布針の先端部に付着したインクを白欠陥５５に塗布して修正する方法がある。また、黒欠陥５６や異物欠陥５７を修正する方法としては、欠陥部分をレーザカットして矩形の白欠陥５５を形成した後、インク塗布機構により、塗布針の先端部に付着したインクをその白欠陥５５に塗布して修正する方法がある。

図７は、従来のインク塗布機構の構成を示す一部省略した斜視図である。図７において、このインク塗布機構は、インク塗布用の塗布針６１と、塗布針６１を垂直駆動させるための塗布針駆動シリンダ６２とを含む。塗布針６１は、塗布針ホルダ６４および固定ベース６５を介して塗布針駆動シリンダ６２の駆動軸６３の先端部に設けられる。

また、このインク塗布機構は、水平に設けられた回転テーブル６６を含み、回転テーブル６６上には円周方向に複数のインクタンク６７〜７０が順次配置され、さらに、回転テーブル６６上には洗浄装置７１とエアパージ装置７２とが設けられる。回転テーブル６６の中心には回転軸７３が立設されている。また、回転テーブル６６には、インク塗布時に塗布針６１を通過させるための切欠部７４が形成されている。インクタンク６７〜７０には、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）および黒のインクが適宜注入されている。洗浄装置７１は、塗布針６１に付着したインクを除去するためのものであり、エアパージ装置７２は塗布針６１に付着した洗浄液を吹き飛ばすためのものである。

さらに、このインク塗布機構は、回転テーブル６６の回転軸７３を回転させるためのインデックス用モータ７５を含み、さらに回転軸７３とともに回転するインデックス板７６と、インデックス板７６を介して回転テーブル６６の回転位置を検出するためのインデックス用センサ７７と、インデックス板７６を介して回転テーブル６６の回転位置が原点に復帰したことを検出するための原点復帰用センサ７８とが設けられる。モータ３５はセンサ７７，７８の出力に基づいて制御され、回転テーブル６６を回転させて切欠部７４、インクタンク６７〜７０、洗浄装置７１およびエアパージ装置７２のうちいずれかを塗布針６１の下方に位置させる。

次に、このインク塗布機構の動作について説明する。まず、図示しない位置決め装置により、カラーフィルタ基板の欠陥部の上方の所定位置に塗布針６１の先端が位置決めされる。次いで、モータ７５によって回転テーブル６６が回転され、所望のインクタンク（たとえば６７）が塗布針６１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ６２によって塗布針６１が上下に駆動され、塗布針６１の先端部にインクが付着される。

次いで、モータ７５によって回転テーブル６６が回転され、切欠部７４が塗布針６１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ６２によって塗布針６１が上下に駆動され、塗布針６１の先端部に付着したインクがカラーフィルタ基板の欠陥部に塗布される。

塗布針６１の洗浄時は、モータ７５によって回転テーブル６６が回転され、洗浄装置７１が塗布針６１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ６２によって塗布針６１が上下に駆動され、塗布針６１に付着したインクが洗浄される。次いで、モータ７５によって回転テーブル６６が回転され、エアパージ装置７２が塗布針６１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ６２によって塗布針６１が上下に駆動され、塗布針６１に付着した洗浄液が吹き飛ばされる。

また、図８（ａ）は洗浄装置７１の平面図であり、図８（ｂ）は洗浄装置７１の断面図である。図８（ａ）（ｂ）において、洗浄装置７１は、洗浄液８１を貯える洗浄容器８２と、洗浄容器８２の蓋８３と、洗浄容器８２内の洗浄液８１を撹拌して洗浄効果を高める撹拌ペラ８４と、撹拌ペラ８４を回転駆動させるモータ８５とを備える。蓋８３には小孔が開口されている。塗布針６１は、小孔を介して洗浄液８１に浸されて洗浄される（たとえば特許文献１参照）。
特開平９−２３６９３３号公報

しかし、従来のインク塗布機構では、塗布針６１が１本しか設けられていないので、塗布するインクの色が変わる度に塗布針６１を洗浄する必要があり、この洗浄時間により修正タクトが長くなると言う問題があった。

この対策として、４色のインクに対応して４組の塗布針６１およびインクタンクを設け、塗布するインクの色を変えるときの塗布針６１の洗浄工程を無くすとともに、インク塗布機構から洗浄装置７１およびエアパージ装置７２を除去してインク塗布機構の小型化を図る方法が考えられる。

しかし、この方法でも、塗布針６１を定期的に洗浄する必要がある。この場合に、図８の洗浄装置７１を用いて塗布針６１を１本ずつ洗浄していたのでは、洗浄時間が長くなる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、塗布針を容易かつ迅速に洗浄することが可能な塗布針洗浄装置を提供することである。

この発明に係る塗布針洗浄装置は、基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための塗布針を洗浄液で洗浄する塗布針洗浄装置において、洗浄液を還流させるためのトラック状の流路を有する洗浄容器と、流路の直線部内に複数の塗布針を洗浄液が流れる方向に配列する保持手段と、流路内の洗浄液に流れを生じさせる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

好ましくは、洗浄容器は、その一部が流路の一方の曲線部を構成し、洗浄液を貯える凹部を有し、駆動手段は、凹部内において曲線部に沿って回転可能に設けられた撹拌ペラと、撹拌ペラを回転駆動させるモータとを含む。

また好ましくは、モータの回転方向を切換えて洗浄液の還流方向を切換える切換手段を備える。

この発明に係る塗布針洗浄装置では、洗浄液を還流させるためのトラック状の流路を有する洗浄容器と、流路の直線部内に複数の塗布針を洗浄液が流れる方向に配列する保持手段と、流路内の洗浄液に流れを生じさせる駆動手段とが設けられる。したがって、複数の塗布針を一度に洗浄することができ、塗布針の洗浄時間の短縮化を図ることができる。また、流路の直線部内に複数の塗布針を洗浄液が流れる方向に配列する保持手段を設けたので、洗浄を容易に行なうことができる。

図１（ａ）〜（ｄ）は、この発明の一実施の形態による塗布針洗浄装置の構成を示す図である。図１（ａ）〜（ｄ）において、この塗布針洗浄装置は、洗浄容器１を備える。洗浄容器１には、洗浄液２を還流させるためのトラック状の溝（流路）１ａと、洗浄液２を貯える円形の凹部１ｂとが形成されている。凹部１ｂは、溝１ａの曲線部と同じ曲率半径を有し、その一部は溝１ａの一方の曲線部を構成している。

洗浄容器１の溝１ａおよび凹部１ｂは、１枚の蓋３で閉じられている。蓋３には、Ｒ，Ｇ，Ｂおよび黒用の４本の塗布針を挿入するための４つの小孔４が開けられている。４つの小孔４は、溝１ａの一方の直線部に対応する位置に一列に配置されている。凹部１ｂの中央には、撹拌ペラ５が回転可能に設けられている。撹拌ペラ５は、蓋３の上に配設されるモータ６によって回転駆動される。モータ６の回転方向は、スイッチ（図示せず）により切換可能になっている。

塗布針７は、図１（ｃ）（ｄ）に示すように、四角形の平板状の塗布針ホルダ８の角に垂直に立設されている。４つの塗布針ホルダ８は、塗布針７を下に向けて、長方形の平板状の塗布針ホルダ固定板９の１つの長辺に沿って一列に保持される。固定板９の長辺に沿って、複数箇所（図では３箇所）に段差９ａが形成されており、各塗布針ホルダ８の端面を段差９ａの端面に当接させることにより、各塗布針ホルダ８の位置決めが可能になっている。塗布針ホルダ８は、たとえば、塗布ホルダ８と固定板９の一方または両方に設けた磁石の磁気吸引力によって固定板９に保持される。

４つの塗布針ホルダ８を固定板９に取り付けて４本の塗布針７を４つの小孔４にそれぞれ挿入し、固定板９を蓋３の上に配置すると、４本の塗布針７は、溝１ａの直線部に一列に配列されて洗浄液２に浸漬される。この状態でモータ６の電源をオンすると撹拌ペラ５が回転し、凹部１ｂに貯えられた洗浄液２が撹拌されるとともにトラック状の溝１ａに洗浄液２の還流が発生する。スイッチ（図示せず）を切換えてモータ６を逆転させ、洗浄液２を逆方向に還流させると、塗布針７が全周に渡って洗浄される。洗浄後、固定板９から塗布針ホルダ８を取り外し、塗布針７をエアパージして洗浄液２を吹き飛ばし、乾燥させる。これにより、塗布針７が使用可能となる。

図２（ａ）〜（ｄ）は、この実施の形態の比較例を示す図であって、図１（ａ）〜（ｄ）と対比される図である。図２（ａ）〜（ｄ）を参照して、この洗浄装置の洗浄容器１１には、トラック状の溝１ａは設けられておらず、円形の凹部１ｂのみが設けられている。蓋３の４つの小孔４は、凹部１ｂの内周面と撹拌ペラ５の間に対応する位置に等間隔で配置されている。

塗布針ホルダ固定板１２は円弧状に形成されており、４つの塗布針ホルダ８は、塗布針７を下に向けて、塗布針ホルダ固定板１２の内周に沿って保持される。固定板１２の内周に沿って、複数箇所に段差１２ａが形成されており、各塗布針ホルダ８の端面を段差１２ａの端面に当接させることにより、各塗布針ホルダ８の位置決めが可能になっている。

４つの塗布針ホルダ８を固定板１２に取り付けて４本の塗布針７を４つの小孔４にそれぞれ挿入し、固定板１２を蓋３の上に配置すると、４本の塗布針７は円弧状に配列されて洗浄液２に浸漬される。この状態でモータ６の電源をオンすると撹拌ペラ５が回転し、塗布針７が洗浄される。

しかし、この比較例では、塗布針ホルダ８の取り付け方向がばらばらであるので、塗布針ホルダ８を固定板１２に取り付ける作業が容易でない。このため塗布針ホルダ８を落下させて塗布針７を損傷する可能性が高くなる。

これに対して実施の形態では、塗布針ホルダ８の取り付け方向が同じであるので、塗布針ホルダ８を固定板７に取り付ける作業が容易である。このため塗布針ホルダ８を落下させて塗布針７を損傷する可能性は低い。

図３は、Ｒ，Ｇ，Ｂおよび黒用の４本の塗布針７を備えた欠陥修正装置の要部を示す図である。図３において、この欠陥修正装置は、光学鏡筒２０および対物レンズ２１を含む観察光学系２２を備える。観察光学系２２はＺ軸テーブル２３に搭載されている。修正対象の液晶カラーフィルタ基板２４は、対物レンズ２１に対向してＸＹテーブル（図示せず）に搭載される。ＸＹテーブルによって基板２４をＸＹ方向（水平方向）に移動させ、Ｚ軸テーブル２３によって観察光学系２２をＺ軸方向（垂直方向）に移動させることにより、基板２４表面の任意の位置に対物レンズ２１の焦点を合わせて拡大して観察することが可能となっている。

Ｚ軸テーブル２３には、インク塗布機構２５も搭載されている。インク塗布機構２５は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂおよび黒用の４つの塗布ユニット２６〜２９を備え、塗布ユニット２６，２７はＸ１テーブル３０に搭載され、塗布ユニット２８，２９はＸ２テーブル３１に搭載され、図３に示すように、テーブル３０，３１はＺ軸テーブル３２に搭載され、Ｚ軸テーブル３２はＹ軸テーブル３３に搭載されている。

塗布を行なうために選択された塗布針７を、Ｙ軸テーブル３３によって、塗布針７が塗布を行なう欠陥位置のＹ方向位置と同じ位置に来るように移動させ、次いでＺ軸テーブル３２によって、選択された塗布針７を含む塗布ユニット２６〜２９のいずれかを対物レンズ２１の下に挿入できるように垂直方向に下降させ、さらに、塗布針７が塗布を行なう欠陥位置のＸ方向位置と同じ位置に来るように、選択された塗布針７を含む塗布ユニット２６〜２９のいずれかを搭載するＸ１テーブル３０またはＸ２テーブル３１を対物レンズ２１の方向に移動させることにより、対物レンズ２１と基板２４の間に挿入することが可能となっている。

塗布ユニット２６は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、２本のアーム４０，４１を含む。アーム４０の先端には塗布針ホルダ８が取り付けられ、アーム４１の先端にはインク容器４２が取り付けられ、塗布針７はインク容器４２に挿入されている。

図５に示すように、インク容器４２の底には孔４２ａが開口され、インク４３が注入されている。孔４２ａは、インク４３が流出しないような小さな寸法に設定されている。インク容器４２の側部には保持部４２ｂが設けられており、保持部４２ｂにはインク容器４２をアーム４１の先端部に固定するための固定ピン４４が設けられている。インク容器４２の開口部は蓋４５で閉じられており、蓋４５には孔４５ａが開口されている。

塗布針７は、先端部７ａ側の小径部７ｂと、塗布針ホルダ８に固着される大径部７ｃからなる段付形状を有し、小径部７ｂの直径はインク容器４２の孔４２ａの直径よりも若干小さく設定され、大径部７ｃの直径は蓋４５の孔４５ａの直径よりも若干小さく設定されている。

図４（ａ）（ｂ）に戻って、アーム４１の基端部はスライド機構４６によってアーム４０の中央部に上下動可能に支持され、アーム４０の基端部はスライド機構４７によって支持台４８に上下動可能に支持されている。支持台４８の下端には、アーム４０，４１の下方への移動を制限するストッパ４９が設けられ、支持台４８にはアーム４０の基端部の下端を上下動させるシリンダ５０が搭載されている。

次に、この欠陥修正装置の動作について説明する。待機時は、シリンダ５０によってアーム４０が上限位置に保持され、アーム４１はアーム４０にぶら下がった状態になっている。このときアーム４０，４１間の上下方向の距離は最大になっており、図５に示すように、塗布針７の先端部７ａはインク４３に浸漬されている。

観察光学系２２によって基板２４に欠陥を見つけた場合は、その欠陥を修正するために必要なインク４３を選択する。選択したインク４３がたとえば塗布ユニット２６のインク容器４２に注入されているとすると、テーブル３０〜３３を制御して塗布ユニット２６の塗布針７を対物レンズ２１と基板２４上の欠陥との間に挿入する。

次いで、塗布ユニット２６のシリンダ５０によってアーム４０，４１を下限位置まで下降させる。このとき、アーム４１がアーム４０よりも先にストッパ４９に接触し、アーム４０，４１間の上下方向の距離が最小になり、塗布針７の先端部７ａがインク容器４２の孔４２ａを貫通してインク容器４２の底から突出し、さらにＺ軸テーブル３２を垂直方向に下降させると塗布針７の先端部７ａが欠陥に接触する。インク容器４２の底から突出した塗布針７の先端部７ａにはインク４３が付着しており、そのインク４３が欠陥に塗布されて欠陥が修正される。Ｚ軸テーブル３２を垂直方向に上昇させ、シリンダ５０によってアーム４０，４１を上限位置まで上昇させると、図５で示したように、塗布針７の先端部７ａはインク容器４２内に収容され、欠陥の修正は終了する。

このようなインク塗布機構２５では、従来のように塗布するインク４３の色を変える度に塗布針７を洗浄する必要はないが、インク容器４２内のインク４３が劣化した場合は、塗布針ホルダ８およびインク容器４２を取り外し、塗布針７およびインク容器４２を洗浄し、インク４３を交換する必要がある。しかし、図３に示したインク塗布機構２５自体に塗布針洗浄装置を搭載して塗布針７を洗浄することは、塗布針７とインク容器４２が一体支持されており、インク容器４２を取り外してからでないと塗布針７を洗浄できないため困難である。また、塗布針７を複数本搭載した構造のため、図８で示したような従来の洗浄装置７１では、複数本の塗布針７を一括で洗浄することができないという問題がある。本願発明の塗布針洗浄装置は、このような問題を解決し、上述のように複数の塗布針７を一括して容易に洗浄することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態による塗布針洗浄装置の構成および使用方法を示す図である。この実施の形態の比較例を示す図である。図１に示した４本の塗布針を使用する欠陥修正装置の要部を示す図である。図３に示した塗布ユニットの構成を示す図である。図４に示したインク容器の構成を示す断面図である。液晶カラーフィルタ基板に発生する欠陥を示す図である。図６に示した白欠陥を修正するインク塗布機構の構成を示す図である。図７に示した洗浄装置の構成を示す図である。

符号の説明

１，１１，８２洗浄容器、１ａ溝、１ｂ凹部、２，８１洗浄液、３，８３蓋、４小孔、５，８４撹拌ペラ、６，８５モータ、７，６１塗布針、７ａ先端部、７ｂ小径部、７ｃ大径部、８塗布針ホルダ、９，１２塗布針ホルダ固定板、２０光学鏡筒、２１対物レンズ、２２観察光学系、２３，３２Ｚ軸テーブル、２４液晶カラーフィルタ基板、２５インク塗布機構、２６〜２９塗布ユニット、３０Ｘ１テーブル、３１Ｘ２テーブル、３３Ｙ軸テーブル、４０，４１アーム、４２インク容器、４２ａ孔、４２ｂ保持部、４３インク、４４固定ピン、４５蓋、４５ａ孔、４６，４７スライド機構、４８支持台、４９ストッパ、５０シリンダ、５１ブラックマトリクス、５２Ｒ画素、５３Ｇ画素、５４Ｂ画素、５５白欠陥、５６黒欠陥、５７異物欠陥、６２塗布針駆動シリンダ、６３駆動軸、６４塗布針ホルダ、６５固定ベース、６６回転テーブル、６７〜７０インクタンク、７１洗浄装置、７２エアパージ装置、７３回転軸、７４切欠部、７５モータ、７６インデックス板、７７インデックス用センサ、７８原点復帰用センサ。

Claims

基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための塗布針を洗浄液で洗浄する塗布針洗浄装置において、
前記洗浄液を還流させるためのトラック状の流路を有する洗浄容器と、
前記流路の直線部内に複数の前記塗布針を前記洗浄液が流れる方向に配列する保持手段と、
前記流路内の前記洗浄液に流れを生じさせる駆動手段とを備えたことを特徴とする、塗布針洗浄装置。
前記洗浄容器は、その一部が前記流路の一方の曲線部を構成し、前記洗浄液を貯える凹部を有し、
前記駆動手段は、
前記凹部内において前記曲線部に沿って回転可能に設けられた撹拌ペラと、
前記撹拌ペラを回転駆動させるモータとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の塗布針洗浄装置。
前記モータの回転方向を切換えて前記洗浄液の還流方向を切換える切換手段を備えたことを特徴とする、請求項２に記載の塗布針洗浄装置。