JP2008093570A - Weighing method and method for discharging liquid body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機能性材料を含む液状体の微小液滴の重量測定方法、液状体の吐出方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the weight of a liquid droplet containing a functional material and a method for discharging the liquid.
近年、インクジェット法(液滴吐出法)を用いて、機能性材料を含む液状体を基板上に液滴として吐出して、機能性材料からなる薄膜を形成する形成方法が提案されている。その薄膜としての代表的な例は、カラーフィルタや発光層、金属配線などが挙げられる。 In recent years, a forming method has been proposed in which a liquid material containing a functional material is ejected as droplets onto a substrate using an inkjet method (droplet ejection method) to form a thin film made of the functional material. Typical examples of the thin film include a color filter, a light emitting layer, and a metal wiring.
このような液滴吐出方法では、基板上に必要な量の液状体を安定的に塗布することが重要な課題の一つである。液状体の液滴の重量測定方法としては、ワーク(基板)に対して液滴を吐出する際に管理するのと同様の環境条件下で液滴吐出ヘッドから液滴を吐出し、このときに吐出された液滴の量を測定する方法が知られている(特許文献1)。 In such a droplet discharge method, it is one of important issues to stably apply a necessary amount of liquid on the substrate. As a method for measuring the weight of liquid droplets, droplets are ejected from a droplet ejection head under the same environmental conditions as those used when droplets are ejected onto a workpiece (substrate). A method for measuring the amount of ejected droplets is known (Patent Document 1).
上記環境条件としては、温度または湿度の少なくとも一方を含むものである。これを管理する方法として、液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置が収容されたチャンバ内の環境条件を空調装置により調整することを提案している。 The environmental conditions include at least one of temperature and humidity. As a method for managing this, it has been proposed to adjust an environmental condition in a chamber in which a droplet discharge device having a droplet discharge head is accommodated by an air conditioner.
一方、基板の大型化に伴って、液状体を液滴として吐出可能な液滴吐出ヘッドが複数搭載されたヘッドユニット(或いはキャリッジ)を複数備えた液滴吐出装置が知られている(特許文献2)。 On the other hand, as a substrate becomes larger, there is known a droplet discharge device including a plurality of head units (or carriages) on which a plurality of droplet discharge heads capable of discharging a liquid material as droplets are mounted (Patent Literature). 2).
上記ヘッドユニットを複数備えた従来の液滴吐出装置に上記従来の重量測定方法を適用しようとする場合、重量測定時やワークに液滴を吐出して描画するときの環境条件を管理する大型のチャンバが必要となる。このような条件下では、液滴の重量を測定する重量測定装置と各ヘッドユニットとをどのように配置するかによって、チャンバ内の気流の影響を受け、重量測定時と実際の描画時との環境条件を同様とすることが困難であるという課題があった。 When applying the conventional weight measurement method to a conventional droplet discharge device having a plurality of the head units, a large-sized system is used to manage environmental conditions during weight measurement or when a droplet is discharged and drawn on a workpiece. A chamber is required. Under such conditions, depending on how the weight measuring device for measuring the weight of the droplet and each head unit are arranged, it is influenced by the air flow in the chamber, and the weight measurement and actual drawing are not performed. There was a problem that it was difficult to make the environmental conditions similar.
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、複数の吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを適正に重量測定領域に配置して、吐出ヘッドから吐出された液状体の重量を測定できる重量測定方法、液状体の吐出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and is a weight capable of measuring the weight of a liquid material ejected from an ejection head by appropriately arranging a carriage on which a plurality of ejection heads are mounted in a weight measurement region. An object is to provide a measurement method and a liquid discharge method.
複数のキャリッジに搭載された複数の吐出ヘッドから吐出される液状体の重量を測定する重量測定方法であって、描画領域に配列した複数のキャリッジのうち少なくとも2つのキャリッジを重量測定領域に配置する第1配置工程と、少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出し、各吐出ヘッドごとに吐出された液状体の重量を計測する第1計測工程と、少なくとも2つのキャリッジのうち計測が終了したキャリッジを排出して、残ったキャリッジと新たな少なくとも1つのキャリッジを重量測定領域に再配置する第2配置工程と、再配置された少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出し、各吐出ヘッドごとに吐出された液状体の重量を計測する第2計測工程と、を備えたことを特徴とする。 A weight measurement method for measuring the weight of a liquid material discharged from a plurality of discharge heads mounted on a plurality of carriages, wherein at least two of the plurality of carriages arranged in a drawing region are arranged in the weight measurement region. A first arrangement step, a first measurement step of discharging the liquid material as droplets from each of the discharge heads mounted on at least two carriages, and measuring the weight of the liquid material discharged for each of the discharge heads; and at least 2 A second arrangement step in which the carriages that have been measured out of the two carriages are ejected and the remaining carriage and at least one new carriage are rearranged in the weight measurement region, and mounted on at least two rearranged carriages. A second measuring process for discharging the liquid material as droplets from each discharge head and measuring the weight of the liquid material discharged for each discharge head Characterized by comprising a and.
この方法によれば、第1配置工程では、重量測定領域に少なくとも2つのキャリッジが隣り合うように配置される。また、第2配置工程では、重量測定領域から測定が終了したキャリッジを排出して、残ったキャリッジと新たな少なくとも1つのキャリッジが再配置される。したがって、キャリッジの数が偶数か奇数かに寄らず、吐出ヘッドから計測用の液滴が吐出されるときには、常にキャリッジが隣り合うように配置される。よって、キャリッジを単独で重量測定領域に配置する場合に比べて、実際に液状体をワークに対して吐出する吐出描画時のように、複数のキャリッジが描画領域に配列した状態に近いキャリッジの配置で重量測定を行うことができる。すなわち、複数の吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを実際の吐出描画時に近い適正な状態で重量測定領域に配置して、測定対象の吐出ヘッドから液滴を吐出させ、その重量を計測することができる。 According to this method, in the first arrangement step, at least two carriages are arranged adjacent to each other in the weight measurement region. Further, in the second arrangement step, the carriage whose measurement has been completed is discharged from the weight measurement region, and the remaining carriage and at least one new carriage are rearranged. Therefore, regardless of whether the number of carriages is an even number or an odd number, when the measurement droplets are ejected from the ejection head, the carriages are always arranged adjacent to each other. Therefore, compared to the case where the carriage is arranged alone in the weight measurement area, the arrangement of the carriage is close to a state in which a plurality of carriages are arranged in the drawing area, as in the case of discharge drawing in which the liquid material is actually discharged onto the workpiece. The weight can be measured with That is, a carriage equipped with a plurality of ejection heads can be arranged in a weight measurement region in an appropriate state close to that during actual ejection drawing, and droplets can be ejected from the ejection head to be measured, and the weight can be measured. .
上記第1計測工程および上記第2計測工程では、少なくとも2つのキャリッジの配列方向と直交する方向から見て、少なくとも2つのキャリッジに搭載された複数の吐出ヘッドをキャリッジごとに2つのヘッド群に分け、隣り合うキャリッジの境界側に搭載された前記ヘッド群と、描画領域に配列した前記複数のキャリッジのうち両端側のいずれか一端のキャリッジが重量測定領域に配置された場合には、一端のキャリッジに搭載された各ヘッド群とを測定対象とすることを特徴とする。 In the first measurement step and the second measurement step, a plurality of ejection heads mounted on at least two carriages are divided into two head groups for each carriage when viewed from a direction orthogonal to the arrangement direction of at least two carriages. When the head group mounted on the boundary side between adjacent carriages and the carriage at one end on either side of the plurality of carriages arranged in the drawing area are arranged in the weight measurement area, the carriage at one end Each head group mounted on the head is a measurement object.
この方法によれば、第1計測工程および上記第2計測工程では、少なくとも2つのキャリッジの配列方向と直交する方向から見て、キャリッジに搭載された複数の吐出ヘッドをキャリッジごとに2つのヘッド群に分ける。そして、実際の吐出描画時に隣り合うキャリッジの境界側に位置するヘッド群と配列した複数のキャリッジの両端側に位置するヘッド群とを測定対象とする。すなわち、より実際の吐出描画時のヘッド群の配置を考慮して、測定対象のヘッド群を選択し、重量測定を行うことができる。 According to this method, in the first measurement step and the second measurement step, a plurality of ejection heads mounted on the carriage are divided into two head groups for each carriage as viewed from a direction orthogonal to the arrangement direction of at least two carriages. Divide into Then, a head group positioned on the boundary side between adjacent carriages at the time of actual ejection drawing and a head group positioned on both ends of a plurality of arranged carriages are measured. That is, the head group to be measured can be selected and weight measurement can be performed in consideration of the arrangement of the head group during actual ejection drawing.
上記重量測定領域には、少なくとも2つのキャリッジの各ヘッド群に対応した複数の重量測定装置が配列され、第1配置工程および第2配置工程では、測定対象のヘッド群と重量測定装置とが対向するように少なくとも2つのキャリッジを配置することを特徴とする。この方法によれば、重量測定領域に配置された少なくとも2つのキャリッジの各ヘッド群に対応して複数の重量測定装置が配列している。したがって、1つの重量測定装置を用いて測定する場合に比べて重量測定に要する時間を短縮して、効率よく重量測定を行うことができる。 A plurality of weight measuring devices corresponding to each head group of at least two carriages are arranged in the weight measuring region, and the head group to be measured and the weight measuring device are opposed to each other in the first arranging step and the second arranging step. Thus, at least two carriages are arranged. According to this method, a plurality of weight measuring devices are arranged corresponding to each head group of at least two carriages arranged in the weight measuring region. Accordingly, it is possible to efficiently perform the weight measurement by reducing the time required for the weight measurement as compared with the case where the measurement is performed using one weight measuring device.
上記吐出ヘッドは、複数のノズルが配列したノズル列を複数有し、上記第1計測工程および上記第2計測工程では、ノズル列ごとに吐出された液状体の重量を計測することを特徴とする。この方法によれば、実際の吐出描画時に近い状態でノズル列ごとに吐出される液状体の重量を測定することができる。 The ejection head includes a plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles are arranged, and the weight of the liquid material ejected for each nozzle row is measured in the first measurement step and the second measurement step. . According to this method, it is possible to measure the weight of the liquid material ejected for each nozzle row in a state close to that during actual ejection drawing.
また、上記第1計測工程および上記第2計測工程では、計測可能となる吐出数を設定して液滴を吐出することを特徴とする。この方法によれば、計測可能となる吐出数を設定して吐出が行なわれる。したがって、吐出された液状体の重量を吐出数で除すれば、1回の吐出によって吐出される液滴が微量であっても、その重量を求めることができる。 In the first measurement step and the second measurement step, the number of discharges that can be measured is set and droplets are discharged. According to this method, discharge is performed by setting the number of discharges that can be measured. Therefore, if the weight of the discharged liquid is divided by the number of discharges, the weight can be obtained even if the amount of liquid droplets discharged by one discharge is very small.
さらに、上記第1計測工程および上記第2計測工程では、測定対象以外の吐出ヘッドからも液滴を吐出することが好ましい。この方法によれば、測定対象以外の吐出ヘッドからも液滴を吐出するので、待機中の吐出ヘッドにおける飛行曲がりや目詰まりを防いで吐出特性を安定化させることができる。すなわち、吐出特性を維持して重量測定を行うことができる。 Further, in the first measurement step and the second measurement step, it is preferable that the droplets are ejected from ejection heads other than the measurement target. According to this method, since the droplets are discharged from the discharge heads other than the measurement target, it is possible to stabilize the discharge characteristics by preventing the flight bending and clogging in the standby discharge head. That is, the weight measurement can be performed while maintaining the ejection characteristics.
本発明の液状体の吐出方法は、複数のキャリッジに搭載された複数の吐出ヘッドから液状体をワークに対して吐出描画する液状体の吐出方法であって、描画領域に配列した複数のキャリッジのうち少なくとも2つのキャリッジを重量測定領域に配置する第1配置工程と、少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出し、各吐出ヘッドごとに吐出された液状体の重量を計測する第1計測工程と、少なくとも2つのキャリッジのうち計測が終了したキャリッジを排出して、残ったキャリッジと新たな少なくとも1つのキャリッジを重量測定領域に再配置する第2配置工程と、再配置された少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出し、各吐出ヘッドごとに吐出された液状体の重量を計測する第2計測工程と、計測された吐出ヘッドごとの液状体の重量情報を基に、吐出ヘッドごとに吐出される液状体の吐出量を調整する調整工程と、ワークと複数のキャリッジとを対向配置して相対移動させる間に、複数の吐出ヘッドからワークの所望の領域に液状体を液滴として吐出描画する吐出工程と、を備えたことを特徴とする。 The liquid material ejection method of the present invention is a liquid material ejection method in which a liquid material is ejected and drawn on a workpiece from a plurality of ejection heads mounted on a plurality of carriages. A first disposing step of disposing at least two carriages in the weight measurement region, and discharging the liquid material as droplets from each of the discharge heads mounted on the at least two carriages. A first measurement step of measuring weight, a second arrangement step of discharging a carriage that has been measured out of at least two carriages, and rearranging the remaining carriage and a new at least one carriage in the weight measurement region; The liquid material is ejected as droplets from each ejection head mounted on at least two rearranged carriages and ejected for each ejection head. A second measurement step for measuring the weight of the liquid material, an adjustment step for adjusting the discharge amount of the liquid material discharged for each discharge head based on the measured weight information of the liquid material for each discharge head, And a discharge step of discharging and drawing a liquid material as droplets from a plurality of discharge heads to a desired region of the work while the plurality of carriages are opposed and moved relative to each other.
この方法によれば、第1配置工程および第2配置工程では、複数の吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを実際の吐出描画時に近い適正な状態で重量測定領域に配置する。そして、第1計測工程および第2計測工程では、測定対象の吐出ヘッドから液滴を吐出させ、その重量を計測する。調整工程において、計測された吐出ヘッドごとの液状体の重量情報を基に、吐出ヘッドごとに吐出される液状体の吐出量が調整される。したがって、吐出工程では、複数の吐出ヘッドからワークの所望の領域に適正な量の液状体を液滴として吐出描画することができる。 According to this method, in the first arrangement step and the second arrangement step, a carriage on which a plurality of discharge heads are mounted is arranged in the weight measurement region in an appropriate state close to that during actual discharge drawing. In the first measurement process and the second measurement process, droplets are ejected from the ejection head to be measured, and the weight is measured. In the adjustment step, the discharge amount of the liquid material discharged for each discharge head is adjusted based on the measured weight information of the liquid material for each discharge head. Therefore, in the discharge process, an appropriate amount of liquid material can be discharged and drawn as droplets from a plurality of discharge heads to a desired region of the work.
上記第1計測工程および上記第2計測工程では、少なくとも2つのキャリッジの配列方向と直交する方向から見て、少なくとも2つのキャリッジに搭載された複数の吐出ヘッドを前記キャリッジごとに2つのヘッド群に分け、隣り合うキャリッジの境界側に搭載されたヘッド群と、描画領域に配列した複数のキャリッジのうち両端側のいずれか一端のキャリッジが重量測定領域に配置された場合には、一端のキャリッジに搭載された各ヘッド群とを測定対象とすることを特徴とする。この方法によれば、第1計測工程および第2計測工程では、より実際の吐出描画時のヘッド群の配置を考慮して、測定対象のヘッド群を選択し、重量測定が行なわれる。したがって、より実際の吐出描画に近い液滴の重量が測定でき、吐出工程では、複数の吐出ヘッドからワークの所望の領域により適正な量の液状体を液滴として吐出描画することができる。 In the first measurement step and the second measurement step, a plurality of ejection heads mounted on at least two carriages are divided into two head groups for each of the carriages when viewed from a direction orthogonal to the arrangement direction of at least two carriages. If one of the heads mounted on the boundary side of adjacent carriages and one of the carriages on both ends of the plurality of carriages arranged in the drawing area are arranged in the weight measurement area, Each mounted head group is a measurement target. According to this method, in the first measurement process and the second measurement process, the head group to be measured is selected in consideration of the actual arrangement of the head group at the time of ejection drawing, and weight measurement is performed. Accordingly, it is possible to measure the weight of the droplet closer to the actual ejection drawing, and in the ejection process, an appropriate amount of liquid material can be ejected and drawn as a droplet from a plurality of ejection heads in a desired region of the work.
上記重量測定領域には、少なくとも2つのキャリッジの各ヘッド群に対応した複数の重量測定装置が配列され、第1配置工程および第2配置工程では、測定対象のヘッド群と重量測定装置とが対向するように少なくとも2つのキャリッジを配置することを特徴とする。この方法によれば、1つの重量測定装置を配する場合に比べて重量測定に要する時間を短縮して、効率よく重量測定を行うことができる。よって、高い生産性を確保しつつ、複数の吐出ヘッドからワークの所望の領域により適正な量の液状体を液滴として吐出描画することができる。 A plurality of weight measuring devices corresponding to each head group of at least two carriages are arranged in the weight measuring region, and the head group to be measured and the weight measuring device are opposed to each other in the first arranging step and the second arranging step. Thus, at least two carriages are arranged. According to this method, the time required for the weight measurement can be shortened compared with the case where one weight measuring device is provided, and the weight measurement can be performed efficiently. Therefore, it is possible to discharge and draw an appropriate amount of liquid material as droplets from a plurality of discharge heads in a desired region of the work while ensuring high productivity.
上記吐出ヘッドは、複数のノズルが配列したノズル列を複数有し、第1計測工程および第2計測工程では、ノズル列ごとに吐出された液状体の重量を計測することを特徴とする。この方法によれば、調整工程では、ノズル列ごとに吐出される液状体の吐出量を調整することが可能となる。よって、吐出工程では、複数の吐出ヘッドの各ノズル列からワークの所望の領域により適正な量の液状体を液滴として吐出描画することができる。 The ejection head has a plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles are arranged, and the weight of the liquid material ejected for each nozzle row is measured in the first measurement step and the second measurement step. According to this method, in the adjustment step, it is possible to adjust the discharge amount of the liquid material discharged for each nozzle row. Therefore, in the discharge process, an appropriate amount of liquid material can be discharged and drawn as droplets from each nozzle row of the plurality of discharge heads in a desired region of the work.
また、上記第1計測工程および上記第2計測工程では、計測可能となる吐出数を設定して液滴を吐出することを特徴とする。この方法によれば、吐出された液状体の重量を吐出数で除すれば、1回の吐出によって吐出される液滴が微量であっても、その重量を求めることができる。したがって、調整工程では、高い精度で液滴の吐出量を調整することができ、吐出工程では、複数の吐出ヘッドからワークの所望の領域により精度よく適正な量の液状体を液滴として吐出描画することができる。 In the first measurement step and the second measurement step, the number of discharges that can be measured is set and droplets are discharged. According to this method, by dividing the weight of the discharged liquid material by the number of discharges, the weight can be obtained even if the amount of liquid droplets discharged by one discharge is very small. Therefore, in the adjustment process, the droplet discharge amount can be adjusted with high accuracy, and in the discharge process, an appropriate amount of liquid is discharged and drawn as droplets from a plurality of discharge heads in a desired area of the workpiece. can do.
さらに、上記第1計測工程および上記第2計測工程では、測定対象以外の吐出ヘッドからも液滴を吐出することが好ましい。この方法によれば、測定対象以外の吐出ヘッドからも液滴を吐出するので、待機中の吐出ヘッドにおける飛行曲がりや目詰まりを防いで吐出特性を安定化させることができる。ゆえに、吐出特性を維持して重量測定を行うことができる。すなわち、吐出工程では、複数の吐出ヘッドからワークの所望の領域により適正な量の液状体を液滴として吐出描画することができる。 Further, in the first measurement step and the second measurement step, it is preferable that the droplets are ejected from ejection heads other than the measurement target. According to this method, since the droplets are discharged from the discharge heads other than the measurement target, it is possible to stabilize the discharge characteristics by preventing the flight bending and clogging in the standby discharge head. Therefore, the weight measurement can be performed while maintaining the ejection characteristics. That is, in the ejection step, an appropriate amount of liquid material can be ejected and drawn as droplets from a plurality of ejection heads in a desired region of the work.
本発明の実施形態は、液状体を液滴として吐出可能な液滴吐出装置を用い、着色領域に着色層形成材料を含む液状体を付与して着色層を吐出描画するカラーフィルタの製造方法を例に説明する。 Embodiments of the present invention provide a method for manufacturing a color filter that uses a droplet discharge device capable of discharging a liquid as droplets, applies a liquid containing a colored layer forming material to a colored region, and discharges and draws the colored layer. Explained as an example.
まず、液滴吐出装置について図1〜図7に基づいて説明する。図1は、液滴吐出装置の構造を示す概略平面図である。 First, a droplet discharge device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic plan view showing the structure of the droplet discharge device.
図1に示すように、液滴吐出装置1は、ワークとしての基板Wが載置される吸着テーブル41をX軸方向に移動させるX軸テーブル22と、複数(7つ)のキャリッジとしてのキャリッジユニット21をX軸テーブル22の上方において、それぞれ独立してY軸方向に移動させるY軸テーブル23とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
Y軸方向に配列した各キャリッジユニット21は、液状体を液滴として吐出する複数の吐出ヘッドとしての液滴吐出ヘッド62(図3参照)が搭載されたヘッドユニット61と、ヘッドユニット61を含むキャリッジ本体66を吊設するメインキャリッジ63とを備えている。
Each
各キャリッジユニット21が配列したY軸方向の延長線上に、液滴吐出ヘッド62から吐出された液状体の重量を測定する重量測定機構91と、液滴吐出ヘッド62のメンテナンスを行うメンテナンス機構12とが設けられている。Y軸テーブル23は、X軸テーブル22に直交して延設されており、描画領域31に配列した複数のキャリッジユニット21をメンテナンス機構12が設けられたメンテナンス領域32と、重量測定機構91が設けられた重量測定領域33とに移動させる。
A
メンテナンス機構12は、液滴吐出ヘッド62内で増粘した液状体を吸引除去する吸引ユニット111と、吸引除去等によって液滴吐出ヘッド62の表面(ノズル面)に付着した液状体や異物をワイピングシート112aにより拭き取りを行うワイピングユニット112とを備えている。
The
吸引ユニット111は、複数(7つ)のキャリッジユニット21に対応してY軸方向に複数配列して設けられている。各吸引ユニット111とワイピングユニット112とがアングル架台118上に配設されている。
A plurality of
メンテナンス機構12は、上記各吸引ユニット111とワイピングユニット112とにより、複数のヘッドユニット61に搭載された複数の液滴吐出ヘッド62のノズル目詰まり等、吐出機能を回復させる装置である。
The
図2は、液滴吐出装置の構造を示す概略側面図である。詳しくは、メンテナンス機構12側から見た側面図である。
FIG. 2 is a schematic side view showing the structure of the droplet discharge device. Specifically, it is a side view seen from the
図1および図2に示すように、液滴吐出ヘッド62の吐出特性を安定化させるため、X軸テーブル22には、Y軸方向に配列した複数のキャリッジユニット21に対応して設けられた定期フラッシングボックス114と、吸着テーブル41のX軸方向の両端部に設けられた2つの描画前フラッシングボックス115と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, in order to stabilize the discharge characteristics of the
液滴吐出ヘッド62のすべてのノズル85(図3参照)から液状体を上記定期フラッシングボックス114や描画前フラッシングボックス115に向けて、定期的あるいは描画前に吐出するフラッシングを行うことによりノズル85の目詰まりやノズル85内の液状体のメニスカスを安定化させる。
The liquid material is flushed from all the nozzles 85 (see FIG. 3) of the liquid
X軸テーブル22は、基台40と、基台40上に配設された一対のX軸ガイドレール45と、一対のX軸ガイドレール45に並設された一対のX軸リニアモータ(図示省略)とを備えている。一対のX軸ガイドレール45によりガイドされ、X軸リニアモータによってX軸方向にスライド自在に移動するX軸スライダ44と、X軸スライダ44により支持されたテーブル支持部43とを備えている。テーブル支持部43には、基板Wを吸着(エアー吸引)セットする吸着テーブル41と、吸着テーブル41を介して基板Wのθ位置を微調整するθ軸テーブル42とが配設されている。一対のX軸リニアモータを駆動すると、一対のX軸ガイドレール45によりガイドされたX軸スライダ44がX軸方向に移動して、吸着テーブル41にセットされた基板WをX軸方向に移動させることができる。
The X-axis table 22 includes a
また、吸着テーブル41には、図示しないが、X軸方向に一対のX軸幅寄せ機構が、Y軸方向に一対のY軸幅寄せ機構が設けられており、セットした基板Wを位置決め(プリアライメント)できるようになっている。セットされた基板Wは、Y軸テーブル23等に設けられたワーク認識カメラ(図示省略)により画像認識されて最終的に位置決めされる。 Although not shown, the suction table 41 is provided with a pair of X-axis width adjusting mechanisms in the X-axis direction and a pair of Y-axis width adjusting mechanisms in the Y-axis direction. Alignment). The set substrate W is image-recognized by a workpiece recognition camera (not shown) provided on the Y-axis table 23 and the like and finally positioned.
図2に示すように、上記定期フラッシングボックス114は、その上面が吸着テーブル41の上面とほぼ同じ高さとなるようにテーブル支持部43に配設されている。同様に上記描画前フラッシングボックス115もその上面が吸着テーブル41の上面とほぼ同じ高さとなるように吸着テーブル41に配設されている。
As shown in FIG. 2, the
一方、Y軸テーブル23は、基台40から立設した一対の支持スタンド56と、一対の支持スタンド56上に架け渡された一対の柱状支持部材55と、一対の柱状支持部材55に併設された一対のY軸リニアモータ54とを備えている。一対の柱状支持部材55上には、一対のY軸ガイドレール53と、一対のY軸ガイドレール53にガイドされ、Y軸リニアモータ54によってY軸方向に自在に移動するY軸スライダ52とが設けられている。
On the other hand, the Y-axis table 23 is provided side by side with a pair of support stands 56 erected from the
Y軸スライダ52は、各キャリッジユニット21に対応して複数設けられ、メインキャリッジ63が吊設されたブリッジプレート51を支持している。すなわち、7つのブリッジプレート51がそれぞれ独立したY軸スライダ52に支持されている。
A plurality of Y-
Y軸リニアモータ54を駆動すると、一対のY軸ガイドレール53によりガイドされたY軸スライダ52がY軸方向に移動して、ブリッジプレート51に吊設されたメインキャリッジ63をY軸方向に移動させることができる。
When the Y-axis
メインキャリッジ63は、ヘッドユニット61を支持するキャリッジ本体66と、キャリッジ本体66を吊設すると共に、キャリッジ本体66の上部に連結され、キャリッジ本体66を介して、ヘッドユニット61のθ位置をモータ駆動で微調整可能なヘッドθ軸テーブル67と、ヘッドθ軸テーブル67の上部に連結され、ヘッドθ軸テーブル67およびキャリッジ本体66を介して、ヘッドユニット61のZ軸方向の位置をモータ駆動で微調整可能なヘッドZ軸テーブル68とを有している。
The
このような液滴吐出装置1は、ヘッパユニット6を上部に備えたチャンバ5に収容され、その内部が所定のクリーン度、温度、湿度となるように空調された状態で用いられる。
Such a
図3は、液滴吐出ヘッドを示す概略図である。同図(a)は斜視図、同図(b)はノズルプレートを示す平面図である。 FIG. 3 is a schematic view showing a droplet discharge head. FIG. 4A is a perspective view, and FIG. 4B is a plan view showing a nozzle plate.
図3(a)に示すように、液滴吐出ヘッド62は、いわゆる2連のものであり、2連の接続針72を有する液導入部71と、液導入部71に連なるヘッド基板73と、液導入部71の上方に連なり、内部に液状体が満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体74とを備えている。接続針72は、圧力調整弁を介して液状体が貯留されたタンクに接続され、液滴吐出ヘッド62のヘッド内流路に液状体が供給される。また、ヘッド本体74は、圧電素子等で構成されたキャビティ81と、ノズル面82aに複数のノズル85からなる2本のノズル列84が形成されたノズルプレート82とを有している。また、ヘッド基板73には、2連のコネクタ75が設けられており、各コネクタ75は、フレキシブルフラットケーブルを介してヘッドドライバ131(図8参照)に接続されている。ヘッドドライバ131は、圧電素子に駆動電圧を与えてキャビティ81の体積を変化させる。これによりキャビティ81に充填された液状体を加圧し、ノズル85から液状体を液滴として吐出する。
As shown in FIG. 3A, the
図3(b)に示すように、各ノズル列84の長さは、例えば1インチ(略25.4mm)であって、各ノズル列84は180個のノズル85が等しいピッチP1(略140μm)で並べられて構成されている。この場合、一方のノズル列84は、他方のノズル列84に対して、ノズル列方向に半ピッチ(70μm)分ずれて設けられている。したがって、各ノズル列方向と直交する方向から見ると複数のノズル85がノズルピッチP2で配列した状態となっている。よって、複数のノズル85から吐出された液滴のドット密度(解像度)は360dpiである。
As shown in FIG. 3B, the length of each
このような液滴吐出ヘッド62は、圧電素子を備えたものに限らず、液状体を加圧するエネルギー発生手段として、振動板を静電吸着することによって振動させる電気機械変換素子や、液状体を加熱する発熱素子を備えたものでもよい。
Such a
図4は、ヘッドユニットにおける液滴吐出ヘッドの配置を示す概略平面図である。詳しくは、X軸テーブル22側から見た平面図である。 FIG. 4 is a schematic plan view showing the arrangement of the droplet discharge heads in the head unit. Specifically, it is a plan view seen from the X-axis table 22 side.
図4に示すように、ヘッドユニット61には、合計12個の液滴吐出ヘッド62が搭載されている。X軸方向から見て6個の液滴吐出ヘッド62が階段状に配列した2つのヘッド群62L,62Rを構成している。各ヘッド群62L,62Rは、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の着色層形成材料を含む液状体が充填された3つの液滴吐出ヘッド62がRGBの順に並列している。そして、例えば、赤色(R)の液状体が充填された各ヘッドR1,R2,R3,R4のノズル列84が、X軸方向から見て1ノズルピッチP2を置いてY軸方向に並んでいる。他の緑色(G)、青色(B)においても同様である。また、異なる色の液状体が充填されたヘッドR2とヘッドG2、ヘッドG2とヘッドB2とにおいて、ノズル列84がノズル列の全長の1/3の距離でY軸方向に互いにずれた状態で配置されている。
As shown in FIG. 4, a total of 12 droplet discharge heads 62 are mounted on the
したがって、同色の液状体をY軸方向において、連続的に吐出可能ないわゆる描画幅は、この場合、(P2×359×4)+(P2×3)=100730μm、およそ100mmである。 Accordingly, in this case, a so-called drawing width capable of continuously ejecting the liquid material of the same color in the Y-axis direction is (P2 × 359 × 4) + (P2 × 3) = 100730 μm, which is approximately 100 mm.
次に、図5および図6に基づいて重量測定機構91について説明する。図5はキャリッジユニットと重量測定機構との配置を示す概略図である。図6(a)は重量測定機構を示す概略側面図、同図(b)は概略平面図である。
Next, the
図5に示すように、重量測定機構91は、Y軸方向において、複数のキャリッジユニット21(CA1〜CA7)が配列した描画領域31とメンテナンス領域32との間に設けられた架台99上に配設されている。重量測定機構91が配設された重量測定領域33には、Y軸テーブル23によって2つのキャリッジユニット21を対向配置することができる。
As shown in FIG. 5, the
重量測定機構91は、架台99との間にモータ98を備えた移動機構を有し、重量測定機構91をX軸方向に移動させることができる。モータ98は、例えばサーボモータを用いる。
The
図6(a)に示すように、重量測定機構91は、支持プレート97上に配設された4つの重量測定装置としての電子天秤95と、各電子天秤95ごとに設けられた第1液滴受け部94と、第2液滴受け部92とを備えている。電子天秤95は第1液滴受け部94に吐出された液状体の重量を計測可能となっている。
As shown in FIG. 6A, the
第1液滴受け部94は、受け皿状となっており吐出された液状体を吸収する吸収体96が敷設されている。
The first
第2液滴受け部92は、支持プレート97の四隅から立設した支柱に支えられた受け皿状となっている。また、図6(b)に示すように、第1液滴受け部94を囲む開口部92aを有している。そして、各第1液滴受け部94を囲むように同じく吸収体93が敷設されている。吸収体93は、その上面が吸収体96の上面とほぼ同じ高さとなるように敷設されている。このような吸収体93,96としては、例えば、多孔質の発泡プラスチックが用いられる。
The second
このような第1液滴受け部94および第2液滴受け部92は、これらに対向する上記ヘッドユニット61に搭載された液滴吐出ヘッド62の配置に基づいて設計されている。すなわち、図6(b)に示す第1液滴受け部94の大きさ(平面積)は、液滴吐出ヘッド62のノズル面82a(図3参照)が十分に対向可能な大きさとなっている。また、第2液滴受け部92の大きさ(平面積)は、測定対象の液滴吐出ヘッド62と第1液滴受け部94とが対向するように2つのヘッドユニット61を配置させたときに、測定対象以外の液滴吐出ヘッド62と第2液滴受け部92とが必ず対向するように設計されている。
The first
次に、図7を参照して、液滴吐出装置1全体の制御系について説明する。図7は、液滴吐出装置の制御系を示すブロック図である。図7に示すように、液滴吐出装置1の制御系は、基本的に、上位コンピュータ2と、液滴吐出ヘッド62、X軸テーブル22、Y軸テーブル23、メンテナンス機構12、重量測定機構91等を駆動する各種ドライバを有する駆動部121と、駆動部121を含め液滴吐出装置1全体を統括制御する制御部122(コントローラ13)とを備えている。
Next, with reference to FIG. 7, a control system of the entire
上位コンピュータ2は、コントローラ13に接続されたコンピュータ本体に、キーボードや、キーボードによる入力結果等を画像表示するディスプレイ等が接続されて構成されている。
The
駆動部121は、液滴吐出ヘッド62を吐出駆動制御するヘッドドライバ131と、X軸テーブル22およびY軸テーブル23の各リニアモータをそれぞれ駆動制御する移動用ドライバ132と、メンテナンス機構12の吸引ユニット111、ワイピングユニット112およびユニット昇降機構を駆動制御するメンテナンス用ドライバ133と、重量測定機構91の電子天秤95やモータ98を制御する重量測定用ドライバ134とを備えている。
The
制御部122は、CPU141と、ROM142と、RAM143と、P−CON144とを備え、これらは互いにバス145を介して接続されている。ROM142は、CPU141で処理する制御プログラム等を記憶する制御プログラム領域と、描画動作や重量測定を行うための制御データ等を記憶する制御データ領域を有している。
The
RAM143は、各種レジスタ群のほか、基板Wに液状体の吐出を行うための描画データを記憶する描画データ記憶部、基板Wおよびヘッドユニット61の設計位置データを記憶する位置データ記憶部等の各種記憶部を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。なお、ヘッドユニット61の設計位置データとは、描画処理の直前に記憶されている位置データのことであり、液滴吐出装置1の設計時(新設時)における位置データのほか、ヘッドユニット61の更新後の位置データをも含む概念である。
The
P−CON144には、駆動部121の各種ドライバのほか、基板Wの位置を認識するカメラ等が接続されており、CPU141の機能を補うと共に、周辺回路とのインタフェース信号を取り扱うための論理回路が構成されて組み込まれている。このため、P−CON144は、上位コンピュータ2からの各種指令等をそのままあるいは加工してバス145に取り込むと共に、CPU141と連動して、CPU141等からバス145に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部121に出力する。
The P-
そして、CPU141は、ROM142内の制御プログラムに従って、P−CON144を介して各種検出信号、各種指令、各種データ等を入力し、RAM143内の各種データ等を処理した後、P−CON144を介して駆動部121等に各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置1全体を制御している。例えば、CPU141は、液滴吐出ヘッド62、X軸テーブル22およびY軸テーブル23を制御して、所定の液滴吐出条件および所定の移動条件で、液滴吐出ヘッド62から基板Wに液状体を液滴として吐出する描画を行う。
The
また、CPU141は、Y軸テーブル23を制御してキャリッジユニット21を重量測定領域33に配置し、ヘッドユニット61に搭載された液滴吐出ヘッド62から第1液滴受け部94に液状体を液滴として吐出させる。そして、電子天秤95によって計測された液状体の重量に基づいて液滴の吐出量を演算する。この演算結果に基づいて各液滴吐出ヘッド62の圧電素子を駆動する駆動電圧を制御して、適正な量の液滴を吐出させる。
Further, the
このような液滴吐出装置1は、複数のキャリッジユニット21を有するため、これに対応してメンテナンス機構12が設けられている。重量測定機構91も同様な対応が考えられるが、装置がより大型化してしまう。本実施形態では、装置の大きさを考慮して重量測定領域33に2つのキャリッジユニット21を配置できるように構成した。複数のキャリッジユニット21が描画領域31に配列して液状体の吐出描画を行うときの環境条件や液滴吐出ヘッド62の駆動状態と、2つのキャリッジユニット21を重量測定領域33に配置して測定対象の液滴吐出ヘッド62から液状体を吐出するときの環境条件や駆動状態とは、必ずしも同一ではない。本発明の重量測定方法および液状体の吐出方法は、このような技術的背景を考慮してなされた。
Since such a
(重量測定方法および液状体の吐出方法)
次に、本実施形態の重量測定方法を用いた液状体の吐出方法について、図8および図9に基づいて説明する。図8は液状体の吐出方法を示すフローチャート、図9(a)〜(d)は重量測定方法を示す概略図である。
(Weight measurement method and liquid material discharge method)
Next, a liquid discharge method using the weight measurement method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart showing a liquid material discharge method, and FIGS. 9A to 9D are schematic views showing a weight measurement method.
図8に示すように、本実施形態の液状体の吐出方法は、キャリッジユニット21を重量測定領域33に配置する第1配置工程(ステップS1)と、測定対象の液滴吐出ヘッド62と重量測定機構91の第1液滴受け部94とを位置決めする位置決め工程(ステップS2)とを備えている。また、位置決めされた液滴吐出ヘッド62から吐出された液状体の重量を計測する計測用吐出工程(ステップS3)と、計測された液状体の重量を基に1吐出あたりの液滴の吐出量を演算する演算工程(ステップS4)とを備えている。また、選択したヘッド群62L,62Rの計測が終了したか否か判断する工程(ステップS5)と、すべてのキャリッジユニット21に対して計測が終了したか否か判断する工程(ステップS6)と、終了していない場合、再びキャリッジユニット21を再配置する第2配置工程(ステップS7)とを備えている。そして、再びステップS2からステップS6を繰り返すことにより、再配置されたキャリッジユニット21に搭載された各液滴吐出ヘッド62から液状体を液滴として吐出し、液滴吐出ヘッド62ごとに吐出された液状体の重量を計測する第2計測工程とを備えている。
As shown in FIG. 8, in the liquid material ejection method of the present embodiment, the first arrangement step (step S1) of arranging the
ステップS1からステップS7が本実施形態の重量測定方法を示すものであり、ステップS2からステップS3が第1計測工程に対応する工程である。 Steps S1 to S7 show the weight measurement method of the present embodiment, and steps S2 to S3 are steps corresponding to the first measurement step.
そして、計測された液滴吐出ヘッド62ごとの液状体の重量情報を基に、液滴吐出ヘッド62ごとに吐出される液状体の吐出量を調整する調整工程(ステップS8)と、基板Wの所望の領域に液状体を液滴として吐出描画する吐出工程(ステップS9)とを備えている。
Then, based on the measured weight information of the liquid material for each
図8のステップS1は、第1配置工程である。ステップS1では、図9(a)に示すように、制御部122は、Y軸テーブル23を駆動して、まず、7つのキャリッジユニット21(CA1〜CA7)のうち、キャリッジユニットCA1とキャリッジユニットCA2とを重量測定領域33に移動させ、重量測定機構91に対向するように配置する。そして、ステップS2へ進む。
Step S1 in FIG. 8 is a first arrangement step. In step S1, as shown in FIG. 9A, the
図8のステップS2の位置決め工程では、制御部122は、重量測定プログラムに基づいて、各キャリッジユニットCA1,CA2の各ヘッド群62L,62Rのうち測定対象の液滴吐出ヘッド62を選択して、第1液滴受け部94に対向するように位置決めする。図4に示したように、ヘッドユニット61には、Y軸方向に同色の液状体が充填された液滴吐出ヘッド62が並んでいる。したがって、Y軸テーブル23のY軸リニアモータ54と重量測定機構91のモータ98とを駆動すれば、図9(b)に示すように、同色の液状体を吐出する4つの液滴吐出ヘッド62と4つの第1液滴受け部94とを対向配置することができる。また、このとき、吐出された液滴が第1液滴受け部94以外に飛散しないように、各キャリッジユニットCA1,CA2のヘッドZ軸テーブル68を駆動してノズル面82aと吸収体96の上面との間隔がおよそ0.5mm〜1.0mmとなるように調整する。そして、ステップS3へ進む。
In the positioning step of step S2 in FIG. 8, the
図8のステップS3は、計測用吐出工程である。ステップS3では、まず、液状体を受ける前の第1液滴受け部94の重量を計測する。この時点で、重量を「ゼロ」としてリセットしてもよい。次に、測定対象の液滴吐出ヘッド62から予め設定された吐出数の液滴を第1液滴受け部94に吐出する。吐出数の設定は、電子天秤95の最小計量単位を考慮して重量測定プログラムに含める。この場合、電子天秤95の最小計量単位は1mgである。一方、吐出される液滴はngレベルであるため、測定可能な液状体の量となるように吐出数を2000〜3000に設定して液滴吐出ヘッド62を駆動し、各ノズル85から液状体を液滴として吐出する。
Step S3 in FIG. 8 is a measurement ejection step. In step S3, first, the weight of the first
本実施形態の計測用吐出工程では、ノズル列84ごとに吐出された液状体の重量を計測する。その理由としては、図3に示したように、液滴吐出ヘッド62は、2連のノズル列84とこれに対応する2連の接続針72を備え、ヘッド本体74の内部にノズル列84ごとに異なる液状体共通流路を有している。よって、液状体共通流路の違いによるノズル列84ごとの液滴の吐出量の変動を考慮した。したがって、一方のノズル列84からの計量用吐出を行なって、第1液滴受け部94の重量を計測し、測定結果を制御部122のRAM143に記憶させる。その後に、同様に他方のノズル列84から計量用吐出を行なって重量を計測し、測定結果をRAM143に記憶させる。よって、吐出数は、ノズル列84のノズル数180と吐出回数とを掛け合わせたものである。
In the measurement ejection step of the present embodiment, the weight of the liquid material ejected for each
また、重量測定の条件を実際に基板Wに液滴を吐出描画する条件に近づけるため、描画領域31における複数のキャリッジユニット21の配列を考慮した。すなわち、配列の一端側に位置するキャリッジユニットCA1では、2つのヘッド群62L,62Rの各液滴吐出ヘッド62の測定結果を有効とし、隣り合うキャリッジユニットCA2では、境界側に位置するヘッド群62Lの各液滴吐出ヘッド62の測定結果を有効として取り扱った。これにより、重量測定領域33に1つずつキャリッジユニット21を配置して重量測定を行う場合に比べて、常に2つのキャリッジユニット21が隣接し、周囲の気流や温度などによる吐出量の変動への影響、並びに隣接するキャリッジユニット21からの放熱による吐出量の変動への影響を考慮した重量測定が行なわれる。
In addition, the arrangement of the plurality of
さらに、計量用吐出工程では、測定対象以外の液滴吐出ヘッド62からも第2液滴受け部92に向けて同時に液滴を吐出した。これにより、待機中の測定対象以外の液滴吐出ヘッド62が飛行曲がりや目詰まりを起こすこと防いで吐出特性を安定化させる。すなわち、常に吐出特性を維持して重量測定を行うことができる。そして、ステップS4へ進む。
Further, in the measurement ejection step, droplets were simultaneously ejected from the
図8のステップS4は、演算工程である。ステップS4では、計測して得られた液滴吐出ヘッド62ごと、且つノズル列84ごとに有効とした液状体の重量をノズル列ごとの吐出数で除する。これにより、1吐出あたりの液滴の吐出量を算出する。なお、このような演算は、CPU141がRAM143に記憶された測定結果を基に実行する。そして、ステップS5へ進む。
Step S4 in FIG. 8 is a calculation process. In step S4, the weight of the liquid material effective for each
図8のステップS5は、選択したヘッド群62L,62Rの計測が終了したか否か判断する工程である。この場合、各ヘッド群62L,62Rには、それぞれ6つの液滴吐出ヘッド62が配置されているので、この後ステップS2からステップS4が5回繰り返される。そして、ステップS6へ進む。
Step S5 in FIG. 8 is a step of determining whether or not the measurement of the selected
図8のステップS6は、すべてのキャリッジユニット21に対して計測が終了したか否か判断する工程である。この段階では、まだ終了していないので、ステップS7へ進む。
Step S6 in FIG. 8 is a step of determining whether or not the measurement for all the
図8のステップS7は、第2配置工程である。ステップS7では、図9(c)に示すように、制御部122は、Y軸テーブル23を駆動し、重量測定領域33から計測が終了したキャリッジユニットCA1をメンテナンス領域32に移動させる。また、残ったキャリッジユニットCA2にキャリッジユニットCA3が隣接するように重量測定領域33に再配置する。そして、7つのキャリッジユニット21の重量測定が終了するまで、ステップS2からステップS7が繰り返される。最後の第2配置工程では、図9(d)に示すように、キャリッジユニットCA6とキャリッジユニットCA7とが隣接して配置される。そして、ステップS4の演算工程では、キャリッジユニットCA6のヘッド群62Rと、一端側に位置するキャリッジユニットCA7の各ヘッド群62L,62Rとを測定対象とした液状体の重量測定結果から1吐出あたりの液滴の吐出量が求められる。そして、ステップS8へ進む。なお、この場合、メンテナンス領域32に排出されたキャリッジユニット21は、それぞれ吸引ユニット111と対向配置される。そして、重量測定が行なわれる期間中は、各液滴吐出ヘッド62から液状体を吐出するフラッシングを実施することが望ましい。また、図2に示すように、重量測定前に描画領域31で待機しているキャリッジユニット21と定期フラッシングボックス114とが対向配置されており、同様にフラッシングを実施することが望ましい。これにより、ノズル85の目詰まりを防止する。
Step S7 in FIG. 8 is a second arrangement step. In step S <b> 7, as shown in FIG. 9C, the
図8のステップS8は、調整工程である。ステップS8では、計測された液滴吐出ヘッド62ごとの液状体の重量情報(1吐出あたりの液滴の吐出量)を基に、液滴吐出ヘッド62ごとに吐出される液状体の吐出量を調整する。調整方法としては、液滴吐出ヘッド62の圧電素子に印加される駆動波形において、実効的な駆動電圧を変える方法が挙げられる。また、駆動波形における急峻性を変える方法でも液滴の吐出量を変えることが可能である。この場合、3色の異なる液状体ごとに液滴の吐出量が所望の値となるように液滴吐出ヘッド62ごと且つノズル列84ごとに駆動電圧の調整を実施した。そして、ステップS9へ進む。
Step S8 in FIG. 8 is an adjustment process. In step S8, the discharge amount of the liquid material discharged for each
図8のステップS9は、基板Wの所望の領域に液状体を液滴として吐出描画する吐出工程である。ステップS9では、基板Wと複数のキャリッジユニット21とを対向配置して相対移動させる間に、複数の液滴吐出ヘッド62から液状体を液滴として吐出する。調整工程において、液滴の吐出量が液状体ごとに調整されているので、適正な量の液状体を上記所望の領域に付与することが可能である。
Step S9 in FIG. 8 is a discharge process for discharging and drawing the liquid material as droplets in a desired region of the substrate W. In step S9, the liquid material is discharged as droplets from the plurality of droplet discharge heads 62 while the substrate W and the plurality of
(カラーフィルタの製造方法)
次に本実施形態の液状体の吐出方法を適用したカラーフィルタの製造方法について説明する。
(Color filter manufacturing method)
Next, a method for manufacturing a color filter to which the liquid material discharge method of this embodiment is applied will be described.
まず、カラーフィルタが用いられた電気光学装置の一つである液晶表示装置について説明する。図10は、液晶表示装置の構造を示す概略分解斜視図である。 First, a liquid crystal display device which is one of electro-optical devices using color filters will be described. FIG. 10 is a schematic exploded perspective view showing the structure of the liquid crystal display device.
図10に示すように、液晶表示装置500は、TFT(Thin Film Transistor)透過型の液晶表示パネル520と、液晶表示パネル520を照明する照明装置516とを備えている。液晶表示パネル520は、着色層としてのカラーフィルタ505を有する対向基板501と、画素電極510に3端子のうちの1つが接続されたTFT素子511を有する素子基板508と、両基板501,508によって挟持された液晶(図示省略)とを備えている。また、液晶表示パネル520の外面側となる両基板501,508の表面には、透過する光を偏向させる上偏光板514と下偏光板515とが配設される。
As shown in FIG. 10, the liquid
対向基板501は、透明なガラス等の材料からなり、液晶を挟む表面側に隔壁部504によってマトリクス状に区画された複数の着色領域に複数種の着色層としてRGB3色のカラーフィルタ505R,505G,505Bがストライプ状に形成されている。隔壁部504は、Crなどの遮光性を有する金属あるいはその酸化膜からなるブラックマトリクスと呼ばれる下層バンク502と、下層バンク502の上(図面では下向き)に形成された有機化合物からなる上層バンク503とにより構成されている。また対向基板501は、隔壁部504と隔壁部504によって区画されたカラーフィルタ505R,505G,505Bとを覆う平坦化層としてのオーバーコート層(OC層)506と、OC層506を覆うように形成されたITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜からなる対向電極507とを備えている。カラーフィルタ505R,505G,505Bは後述するカラーフィルタの製造方法を用いて製造されている。
The
素子基板508は、同じく透明なガラス等の材料からなり、液晶を挟む表面側に絶縁膜509を介してマトリクス状に形成された画素電極510と、画素電極510に対応して形成された複数のTFT素子511とを有している。TFT素子511の3端子のうち、画素電極510に接続されない他の2端子は、互いに絶縁された状態で画素電極510を囲むように格子状に配設された走査線512とデータ線513とに接続されている。
The
照明装置516は、光源として白色のLED、EL、冷陰極管等を用い、これらの光源からの光を液晶表示パネル520に向かって出射することができる導光板や拡散板、反射板等の構成を備えたものであれば、どのようなものでもよい。
The
なお、液晶を挟む対向基板501と素子基板508の表面には、液晶の分子を所定の方向に配列させるための配向膜がそれぞれ形成されているが、図示省略した。また、上下偏光板514,515は、視角依存性を改善する目的等で用いられる位相差フィルムなどの光学機能性フィルムと組み合わされたものでもよい。液晶表示パネル520は、アクティブ素子としてTFT素子に限らずTFD(Thin Film Diode)素子を有したものでもよく、さらには、少なくとも一方の基板にカラーフィルタを備えるものであれば、画素を構成する電極が互いに交差するように配置されるパッシブ型の液晶表示装置でもよい。
Note that alignment films for aligning liquid crystal molecules in a predetermined direction are formed on the surfaces of the
図11は、カラーフィルタの製造方法を示す概略図である。本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、上記液滴吐出装置1を用いた液状体の吐出方法を適用した。なお、図11において、破線で示した各液滴吐出ヘッドのY軸方向の幅は、2つのノズル列84から液状体を吐出可能な領域の幅を示すものである。
FIG. 11 is a schematic view showing a method for manufacturing a color filter. As a method for manufacturing the color filter of the present embodiment, a liquid discharge method using the
図11に示すように、上記液滴吐出装置1において、描画領域31に配列した複数のヘッドユニット61(キャリッジユニット21)に対して、RGB3色の着色領域Aのストライプ方向が平行となるように、基板Wを吸着テーブル41にセットして位置決めする。
As shown in FIG. 11, in the liquid
例えば、ヘッドユニット61のヘッドR1のY軸方向の端が、基板Wの赤色(R)の着色領域Aの端と一致するように位置決めする。
For example, the
そして、X軸テーブル22を駆動し、複数のヘッドユニット61に対して基板WをX軸方向に相対移動させる間に、各ヘッドユニット61に搭載された各液滴吐出ヘッド62から着色領域Aに向けて着色層形成材料を含む液状体を液滴として吐出する。
Then, while driving the X-axis table 22 and moving the substrate W relative to the plurality of
前述したように、各ヘッドユニット61には、X軸方向から見て同色の液状体を吐出する液滴吐出ヘッド62が、ノズルピッチP2を置いてY軸方向に4つ並んでいる。よって、同色の液状体をY軸方向に吐出可能な描画幅Eが連続するように、描画領域31にヘッドユニット61を配列すれば、基板Wの幅に対応して同色の液状体を隙間を空けることなく付与することができる。当然のことながら着色領域Aの端付近では、赤色(R)以外の緑色(G)や青色(B)に対応する着色領域Aに液状体が付与されない領域が発生する。よって、複数のヘッドユニット61をY軸方向に移動させる副走査を行ってから、再び液滴を吐出する主走査を行うようにすれば、すべての着色領域Aに所望の色の液状体を付与することができる。
As described above, in each
本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、上記液状体の吐出方法を用いているので、各液滴吐出ヘッド62から吐出される液状体の重量が実際の吐出描画条件に近い状態で測定される。そして、吐出される液滴の吐出量が3色の液状体ごとに適正な量となるように予め液滴吐出ヘッド62のノズル列84ごとに調整されている。したがって、着色領域Aに必要な量の液滴が安定して付与される。付与された液状体を乾燥して固化すれば、着色領域Aに所望の膜厚を有するRGB3色の着色層を形成することができる。このようにして製造されたカラーフィルタを備える液晶表示装置500は、所望の光学特性が実現された高い表示品質を有している。
Since the color filter manufacturing method of the present embodiment uses the above-described liquid material discharge method, the weight of the liquid material discharged from each
上記実施形態の効果は、以下の通りである。
(1)上記実施形態の重量測定方法は、第1配置工程では、重量測定領域33に2つのキャリッジユニット21が隣り合うように配置される。また、第2配置工程では、重量測定領域33から測定が終了したキャリッジユニット21を排出して、残ったキャリッジユニット21と新たなキャリッジユニット21とが再配置される。したがって、液滴吐出ヘッド62から計測用の液滴が吐出されるときには、常にキャリッジユニット21が隣り合うように配置される。よって、キャリッジユニット21を単独で重量測定領域33に配置する場合に比べて、実際に液状体を基板Wに対して吐出する吐出描画時のように、複数のキャリッジユニット21が描画領域31に配列した状態に近いキャリッジユニット21の配置で重量測定を行うことができる。すなわち、複数の液滴吐出ヘッド62が搭載されたヘッドユニット61を実際の吐出描画時に近い適正な状態で重量測定領域33に配置して、測定対象の液滴吐出ヘッド62から液滴を吐出させ、その重量を計測することができる。
The effect of the said embodiment is as follows.
(1) In the weight measurement method of the above embodiment, in the first arrangement step, the two
(2)上記実施形態の重量測定方法は、隣り合うキャリッジユニット21の境界側に位置するヘッド群62Rおよびヘッド群62Lと、描画領域31に配列した複数(7つ)のキャリッジユニット21の両端側に位置するキャリッジユニットCA1,CA7が配置された場合には、当該キャリッジユニットの各ヘッド群62L,62Rとを測定対象とする。したがって、実際の吐出描画時のヘッド群62L,62Rの配置を考慮して、測定対象のヘッド群62L,62Rを選択し、重量測定を行うことができる。すなわち、実際の液状体の吐出状態を反映した重量測定ができる。
(2) In the weight measuring method of the above embodiment, the
(3)上記実施形態の重量測定方法は、計量用吐出工程では、液滴吐出ヘッド62の2連のノズル列84ごとに吐出数を設定して液滴を吐出し、その重量を計測する。よって、実際の吐出描画に近い状態でノズル列84ごとに吐出される液状体の重量を測定することができる。ゆえに、演算工程では、ノズル列84ごとに吐出される液滴の吐出量を演算することができる。
(3) In the weight measurement method of the above embodiment, in the metering ejection step, the number of ejections is set for each of the two
(4)上記実施形態の重量測定方法は、測定対象以外の液滴吐出ヘッド62からも第2液滴受け部92に向けて液状体を吐出する。よって、常に液滴吐出ヘッド62の吐出特性を維持して重量測定することができる。
(4) In the weight measurement method of the above embodiment, the liquid material is discharged toward the second
(5)上記実施形態の液状体の吐出方法おいて、調整工程では、上記重量測定方法を用い測定された結果に基づいて、異なる3色の液状体に対応した所望の液滴の吐出量となるように、各液滴吐出ヘッド62のノズル列84ごとに圧電素子に印加される駆動電圧を調整する。したがって、吐出工程では、異なる3色の液状体に応じて適正な吐出量の液滴を液滴吐出ヘッド62から吐出することができる。
(5) In the liquid material ejection method of the above embodiment, in the adjustment step, based on the results measured using the weight measurement method, the desired droplet ejection amount corresponding to the three different color liquid materials and Thus, the drive voltage applied to the piezoelectric element is adjusted for each
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, various deformation | transformation can be added with respect to the said embodiment in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, modifications other than the above embodiment are as follows.
(変形例1)上記実施形態の重量測定方法において、重量測定領域33に配置されるキャリッジユニット21の数は、2つに限定されない。例えば、キャリッジユニット21が互いに隣り合うように3つ配置してもよい。その場合には、電子天秤95を6つ備えるように重量測定機構91を構成する。また、計測が終了した2つのキャリッジユニット21を排出し、新たに2つのキャリッジユニット21を玉突きするように再配置すればよい。よって、新たに加えるキャリッジユニット21は、1つに限定されず、描画領域31に配列した複数のキャリッジユニット21の数によって変えてもよい。このようにすれば、キャリッジユニット21の数が奇数か偶数かに寄らず、重量測定領域33に適正な配置が可能である。
(Modification 1) In the weight measurement method of the above embodiment, the number of
(変形例2)上記実施形態の重量測定方法において、重量測定領域33に配置するキャリッジユニット21の順番は、これに限定されない。例えば、Y軸テーブル23により、7つのキャリッジユニット21をメンテナンス領域32に配置して、各液滴吐出ヘッド62のメンテナンスを実施した後に、キャリッジユニットCA7側から重量測定領域33に配置してもよい。
(Modification 2) In the weight measurement method of the above embodiment, the order of the
(変形例3)上記実施形態の重量測定方法において、重量測定機構91における電子天秤95の数は、4つに限定されない。例えば、電子天秤95を1つのキャリッジユニット21に対応するように2つ設け、重量測定領域33に配置された複数のキャリッジユニット21をY軸方向に移動させて重量測定するようにしてもよい。
(Modification 3) In the weight measuring method of the said embodiment, the number of the
(変形例4)上記実施形態の液状体の吐出方法において、液滴吐出装置1のヘッドユニット61における各液滴吐出ヘッド62の配置は、これに限定されない。ヘッドユニット61に配置された複数の液滴吐出ヘッド62をX軸方向から見て2つのヘッド群に分けるようにすればよい。
(Modification 4) In the liquid discharge method of the above embodiment, the arrangement of the droplet discharge heads 62 in the
(変形例5)上記実施形態の液状体の吐出方法が適用可能なデバイスの製造方法は、カラーフィルタの製造方法に限定されない。例えば、液晶表示装置500において、液晶を配向させる配向膜や液晶そのものの塗布にも適用することができる。さらには、隔壁部により区画形成された領域に発光材料を含む液状体を塗布して有機EL発光層を形成する方法にも適用できる。
(Modification 5) The device manufacturing method to which the liquid material discharge method of the above embodiment is applicable is not limited to the color filter manufacturing method. For example, in the liquid
1…液滴吐出装置、21…キャリッジとしてのキャリッジユニット、31…描画領域、33…重量測定領域、62…吐出ヘッドとしての液滴吐出ヘッド、62L,62R…ヘッド群、84…ノズル列、85…ノズル、95…重量測定装置としての電子天秤、CA1,CA7…一端のキャリッジとしてのキャリッジユニット、W…ワークとしての基板。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
描画領域に配列した前記複数のキャリッジのうち少なくとも2つのキャリッジを重量測定領域に配置する第1配置工程と、
前記少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから前記液状体を液滴として吐出し、前記各吐出ヘッドごとに吐出された前記液状体の重量を計測する第1計測工程と、
前記少なくとも2つのキャリッジのうち計測が終了したキャリッジを排出して、残ったキャリッジと新たな少なくとも1つのキャリッジを前記重量測定領域に再配置する第2配置工程と、
再配置された少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから前記液状体を液滴として吐出し、前記各吐出ヘッドごとに吐出された前記液状体の重量を計測する第2計測工程と、を備えたことを特徴とする重量測定方法。 A weight measuring method for measuring the weight of a liquid discharged from a plurality of discharge heads mounted on a plurality of carriages,
A first arrangement step of arranging at least two carriages among the plurality of carriages arranged in the drawing area in the weight measurement area;
A first measurement step of discharging the liquid material as droplets from each of the discharge heads mounted on the at least two carriages, and measuring the weight of the liquid material discharged for each of the discharge heads;
A second arrangement step of discharging a carriage for which measurement has been completed out of the at least two carriages, and rearranging the remaining carriage and a new at least one carriage in the weight measurement region;
A second measurement step of discharging the liquid material as droplets from each of the discharge heads mounted on the rearranged at least two carriages, and measuring the weight of the liquid material discharged for each of the discharge heads; A weight measuring method comprising:
前記第1配置工程および前記第2配置工程では、測定対象の前記ヘッド群と前記重量測定装置とが対向するように前記少なくとも2つのキャリッジを配置することを特徴とする請求項2に記載の重量測定方法。 In the weight measuring region, a plurality of weight measuring devices corresponding to the head groups of the at least two carriages are arranged,
3. The weight according to claim 2, wherein in the first arrangement step and the second arrangement step, the at least two carriages are arranged so that the head group to be measured and the weight measuring device face each other. Measuring method.
前記第1計測工程および前記第2計測工程では、前記ノズル列ごとに吐出された前記液状体の重量を計測することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の重量測定方法。 The ejection head has a plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles are arranged,
4. The weight measuring method according to claim 1, wherein in the first measuring step and the second measuring step, the weight of the liquid material ejected for each nozzle row is measured. 5. .
描画領域に配列した前記複数のキャリッジのうち少なくとも2つのキャリッジを重量測定領域に配置する第1配置工程と、
前記少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから前記液状体を液滴として吐出し、前記各吐出ヘッドごとに吐出された前記液状体の重量を計測する第1計測工程と、
前記少なくとも2つのキャリッジのうち計測が終了したキャリッジを排出して、残ったキャリッジと新たな少なくとも1つの前記キャリッジを前記重量測定領域に再配置する第2配置工程と、
再配置された少なくとも2つのキャリッジに搭載された各吐出ヘッドから前記液状体を液滴として吐出し、前記各吐出ヘッドごとに吐出された前記液状体の重量を計測する第2計測工程と、
計測された前記吐出ヘッドごとの前記液状体の重量情報を基に、前記吐出ヘッドごとに吐出される前記液状体の吐出量を調整する調整工程と、
前記ワークと前記複数のキャリッジとを対向配置して相対移動させる間に、前記複数の吐出ヘッドから前記ワークの所望の領域に前記液状体を液滴として吐出描画する吐出工程と、を備えたことを特徴とする液状体の吐出方法。 A liquid material discharge method for discharging and drawing a liquid material on a workpiece from a plurality of discharge heads mounted on a plurality of carriages,
A first arrangement step of arranging at least two carriages among the plurality of carriages arranged in the drawing area in the weight measurement area;
A first measurement step of discharging the liquid material as droplets from each of the discharge heads mounted on the at least two carriages, and measuring the weight of the liquid material discharged for each of the discharge heads;
A second arrangement step of discharging a carriage for which measurement has been completed out of the at least two carriages, and rearranging the remaining carriage and at least one new carriage in the weight measurement region;
A second measurement step of discharging the liquid material as droplets from each of the discharge heads mounted on the rearranged at least two carriages, and measuring the weight of the liquid material discharged for each of the discharge heads;
An adjustment step of adjusting the discharge amount of the liquid material discharged for each of the discharge heads based on the measured weight information of the liquid material for each of the discharge heads;
An ejection step of ejecting and drawing the liquid material as droplets from the plurality of ejection heads to a desired area of the workpiece while the workpiece and the plurality of carriages are arranged to be opposed to each other and relatively moved. A method of discharging a liquid material characterized by the above.
前記第1配置工程および前記第2配置工程では、測定対象の前記ヘッド群と前記重量測定装置とが対向するように前記少なくとも2つの前記キャリッジを配置することを特徴とする請求項8に記載の液状体の吐出方法。 In the weight measuring region, a plurality of weight measuring devices corresponding to the head groups of the at least two carriages are arranged,
9. The at least two carriages are arranged in the first arrangement step and the second arrangement step so that the head group to be measured and the weight measurement device face each other. Liquid discharge method.
前記第1計測工程および前記第2計測工程では、前記ノズル列ごとに吐出された前記液状体の重量を計測することを特徴とする請求項7ないし9のいずれか一項に記載の液状体の吐出方法。 The ejection head has a plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles are arranged,
The liquid material according to any one of claims 7 to 9, wherein in the first measurement step and the second measurement step, the weight of the liquid material ejected for each nozzle row is measured. Discharge method.
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