JP2008188530A

JP2008188530A - 塗布装置

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Publication number: JP2008188530A
Application number: JP2007025524A
Authority: JP
Inventors: Akira Sawamori; 朗澤森; Mitsuru Yahagi; 充矢作
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2027-02-05
Also published as: JP4408294B2

Abstract

【課題】基板と塗布ノズル先端との距離を常時正確に測定することができる塗布装置を提供する。
【解決手段】測定手段を構成する距離センサ３１は、光軸と直交する面におけるスポット形状が直線状のライン光Ｌの少なくとも一部が下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに常時照射されるように、シール材Ｒを塗布するパターン及び塗布を開始する点の位置を考慮して設定される。そして、測定手段を構成する制御装置は、ライン光Ｌの反射光を受光する２次元撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ３５から電気信号として出力された画像データから下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出して、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル先端との距離の測定をする。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板と液体材料を吐出する塗布ノズルとを相対的に移動させることで該基板上に液体材料を所望のパターンに塗布する塗布装置に関するものである。

この種の塗布装置では、描画する対象となる基板に撓みが生じていると、基板と塗布ノズルとの相対的な移動に伴い該基板とノズル先端との距離が変動するため、液体材料の塗布液量、塗布形状（液体材料の幅）等に変動が生じて所望のパターンを描画することが困難となる。そこで、従来の塗布装置では、基板とノズル先端との間の距離を測定する距離センサを備え、この距離センサの測定結果に基づき塗布ノズルを昇降させることで、基板とノズル先端との距離を一定に保ちつつ液体材料を塗布している。

しかしながら、このような塗布装置において、既に塗布した液体材料等の既設物上で基板とノズル先端との距離が測定されると、その既設物の厚み分だけその測定に誤差が生じ、その誤差を含めて塗布ノズルを昇降させるために塗布液量、塗布形状等が変動してしまうという問題があった。

そこで、この問題点を解消する技術として、例えば特許文献１に開示されるものがある。特許文献１では、基板とノズル先端との相対移動軌跡中の少なくとも既知の１箇所で、予めの入力に基づく制御手段からの信号により距離センサによる測定を中断して塗布ノズルの昇降を行うアクチュエータを不作動状態となるようにしている。このため、上記相対移動軌跡中における既設物上に距離センサの測定点が重なる箇所で上記アクチュエータが不作動状態となるように予め入力することで、既設物上での測定を回避して塗布ノズルの不要な昇降を防止することが可能になっている。
特許第２７７４７８５号公報

しかしながら、上記特許文献１の塗布装置において、距離センサによる測定を中断して塗布ノズルの昇降を行うアクチュエータを不作動状態としている間は、基板の歪みに合わせて基板と塗布ノズル先端との距離を一定に保つことができない。また、測定を中断する箇所を予め設定しなければならないため、設定ミスが発生すると既設物と塗布ノズル先端との間の距離を測定してしまい、基板と塗布ノズル先端との距離を一定に保つことができない。このため、液体材料の塗布液量、塗布形状等に変動が生じて所望のパターンを描画することが困難となり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、基板と塗布ノズル先端との距離を常時正確に測定することができる塗布装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上面に基板が固定されるステージと、前記基板の上方に配置され該基板と相対移動する塗布ノズルと、前記塗布ノズルと一体的に相対移動し前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定する測定手段とを備え、前記塗布ノズルの先端から吐出させた液体材料を前記基板上に塗布するとともに前記測定手段の測定結果に基づく前記塗布ノズルの昇降変位により前記距離を一定に保ちつつ前記基板と前記塗布ノズルとを相対的に移動させて前記基板上面の液体材料を所望の形状に形成する塗布装置であって、前記測定手段は、光軸と直交する面におけるスポット形状が直線状であるライン光を前記基板に向けて照射するとともに前記基板との相対移動中において前記ライン光の少なくとも一部が前記基板上面に常時照射されるように設定された投光部と、前記基板における前記ライン光の反射光を受光しその受光位置に応じた画像データを電気信号として出力する２次元撮像素子と、を備え、前記画像データから前記基板上面に塗布された前記液体材料表面からの反射光のデータを除外し、前記基板上面からの反射光のデータを抽出して前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定することをその要旨とする。

この発明では、測定手段の投光部は、光軸と直交する面におけるスポット形状が直線状であるライン光の少なくとも一部が基板上面に常時照射されるように、基板上面に液体材料で形成する所望の形状を考慮して設定される。そして、測定手段は、ライン光の反射光を受光する２次元撮像素子から電気信号として出力された画像データから基板上面からの反射光のデータを抽出して基板と塗布ノズル先端との間の距離を測定する。これにより、基板と塗布ノズルとの相対移動中において、ライン光が既に塗布した液体材料等の既設物上に照射されたとしても、その既設物からの反射光のデータは測定に反映されずに基板上面からの反射光のみのデータが抽出されるため、基板と塗布ノズル先端との距離を常時正確に測定することが可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗布装置において、前記基板と前記塗布ノズルとは、該基板上面と平行な面方向における互いに直交する２方向に相対移動し、前記測定手段は、前記基板上面に現れる前記ライン光のスポットの形状が前記２方向に対して斜めとなるように該ライン光を照射することをその要旨とする。

この発明では、測定手段は、基板と塗布ノズルとが相対的に移動可能な直交する２方向に対して、基板上面に現れるライン光のスポット形状が斜めとなるように該ライン光を照射する。これにより、該２方向に塗布された液体材料に対してライン光のスポット形状が斜めとなるため、基板と塗布ノズルとの相対移動中において確実にライン光の少なくとも一部を基板上面に常時照射することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の塗布装置において、前記測定手段は、前記２次元撮像素子から出力された前記ライン光の反射光の画像データに基づき、前記基板上面からの反射光のデータと前記基板上面に塗布された前記液体材料表面からの反射光のデータとを判別する判別手段を備えたことをその要旨とする。

この発明では、基板上面に向けて投光されたライン光が液体材料にも照射される場合に、判別手段が基板上面からの反射光のデータと液体材料表面からの反射光のデータとを判別することで、基板上面からの反射光のデータを抽出可能となっている。このため、自動的に基板上面からの反射光のデータを抽出することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の塗布装置において、前記判別手段は、前記ライン光の画像データと予め設定された閾値とを比較し、該比較結果に基づいて前記基板上面からの反射光のデータと前記基板上面に塗布された前記液体材料表面からの反射光のデータとを判別する、ことをその要旨とする。

この発明では、判別手段は、ライン光の反射光を受光した画像データと予め設定された閾値とを比較し、その比較結果に基づいて基板上面からの反射光のデータと液体材料表面からの反射光のデータとを判別するようになっている。このため、自動的に基板上面からの反射光のデータを抽出することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の塗布装置において、前記基板と前記塗布ノズルとは、該基板上面と平行な面方向における互いに直交する２方向に相対移動し、前記測定手段は、前記塗布ノズル先端を前記基板上面に対して垂直方向に投影した点を通り前記２方向にそれぞれ直線状に延びる２つの軸線のどちらか一方と前記基板上面に現れる前記ライン光のスポットとが互いに交差するように該ライン光を照射し、その交差部分によって分割される前記ライン光の第１照射領域及び第２照射領域の少なくとも一方からの反射光のデータに基づき前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定することをその要旨とする。

この発明では、基板と塗布ノズルとの相対的な移動軌跡中の所定区間において、第１照射領域及び第２照射領域からの反射光のデータ（又は両方からの反射光のデータ）のいずれに基づいて基板と塗布ノズル先端との間の距離を測定するかを設定することで、基板上面からの反射光のデータを抽出することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の塗布装置において、前記測定手段は、前記基板と前記塗布ノズルとの相対的な移動方向に応じて前記第１照射領域及び前記第２照射領域の少なくとも一方からの反射光のデータに基づき前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定することをその要旨とする。

この発明では、第１照射領域及び第２照射領域からの反射光のデータ（又は両方からの反射光のデータ）のいずれに基づいて前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定するかは、基板と塗布ノズルとの相対的な移動方向に応じて設定される。このため、基板と塗布ノズルとの相対的な移動軌跡を考慮しなくても、自動的に基板上面からの反射光のデータを抽出することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の塗布装置において、前記第１照射領域と前記第２照射領域との間には、塗布した前記液体材料の幅よりも大きい間隔が設定されたことをその要旨とする。

この発明では、ライン光の第１照射領域と第２照射領域との間には、塗布した前記液体材料の幅よりも大きい間隔が設定されるため、第１照射領域及び第２照射領域からの反射光のデータに液体材料表面からの反射光のデータが含まれることが防止され、基板と塗布ノズル先端との距離をより正確に測定することができる。

従って、上記記載の発明によれば、基板と塗布ノズル先端との距離を常時正確に測定することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を貼り合わせ基板製造装置のシール描画装置に具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。

図１に示す本実施形態のシール描画装置１は、２種類の基板（下基板，上基板）の間に液晶を封入してアクティブマトリクス型液晶表示パネル等を製造する製造ライン（図示略）に備えられている。この貼り合わせ基板製造装置において、シール描画装置１は２枚の基板の対向面（本実施形態では、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａ）に光硬化性接着剤を含む液体材料としてのシール材Ｒを枠状に塗布するシール材塗布工程を行うものである。

シール描画装置１を構成する直方体状の基台１１上には、直方体状をなすステージ１２が載置されている。このステージ１２の上面１２ａは水平に形成されている。下基板Ｗ１はステージ１２内に設けられた吸着装置（図示略）にてステージ１２との間に介在する気体が吸引されることで発生する真空吸着力によりステージ１２上に固定される。

ステージ１２が載置された基台１１には、ステージ１２を跨ぐガントリ１３が設けられている。ガントリ１３は、基台１１から上方に向かって互いに平行に延びる一対の支持脚１３ａと、２つの支持脚１３ａ間に掛け渡され該支持脚１３ａの上端同士を連結する連結部１３ｂとによりコ字状をなしている。一対の支持脚１３ａの基端部は、基台１１の上面においてステージ１２の両側に該ステージ１２に沿って平行に形成された一対の案内溝１１ａ内にそれぞれ挿入されている。そして、ガントリ１３は、基台１１内に一対の支持脚１３ａにそれぞれ対応して設けられたｙ軸アクチュエータ１４により、案内溝１１ａに沿ってｙ方向（図１における紙面垂直方向）に移動される。

ガントリ１３の連結部１３ｂには、ｘ軸アクチュエータ１５の駆動力により該連結部１３ｂに沿ってｘ方向に移動するｘ軸ベース１６が設けられるとともに、該ｘ軸ベース１６には、ｚ軸アクチュエータ１７の駆動力によりｚ方向に沿って移動するｚ軸ベース１８が設けられている。尚、ｘ方向はｙ方向と直交する方向であるとともに、ｚ方向はｙ方向及びｘ方向の両方向と直交する方向である。そして、図１においては、左右方向がｘ方向、上下方向がｚ方向となっている。このｚ軸ベース１８には、略円筒状のシリンジ２１が該ｚ軸ベース１８と一体移動可能に取り付けられるとともに、該シリンジ２１内には下基板Ｗ１に塗布するためのシール材Ｒが充填されている。シリンジ２１の下端部は、下端に向かうに連れてその直径が小さくなる円錐形状に形成されるとともに、その下端にはシール材Ｒを吐出する塗布ノズル２２が取着されている。即ち、ｚ軸ベース１８、シリンジ２１及び塗布ノズル２２は、上記各アクチュエータ１４，１５，１７の駆動によりｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に移動可能となっている。即ち、下基板Ｗ１と塗布ノズル２２とは、ｘ方向及びｙ方向で相対的に移動可能となっている。

シリンジ２１が取り付けられたｚ軸ベース１８には、ステージ１２上に配置された下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との距離を測定するための測定手段を構成する距離センサ３１が固定されている。このため、距離センサ３１は同じくｚ軸ベース１８に設けられたシリンジ２１（塗布ノズル２２）と一体的に移動する。

上記したｙ軸アクチュエータ１４、ｘ軸アクチュエータ１５、ｚ軸アクチュエータ１７及び距離センサ３１は、測定手段を構成する判別手段としての制御装置４１と電気的に接続されている。制御装置４１は、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに塗布ノズル２２の先端から吐出されるシール材Ｒにて所望のパターンを描画すべく、各アクチュエータ１４，１５，１７を制御する。また、制御装置４１は、前記距離センサ３１からの出力信号に基づいて、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との間の距離を算出する。

図２は距離センサ３１を示す模式図である。この図２に示すように、距離センサ３１は、レーザ光源３２と、投光レンズユニット３３と、受光レンズユニット３４と、２次元撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ３５とからなる。尚、本実施形態では、レーザ光源３２と投光レンズユニット３３とで投光部を構成している。レーザ光源３２から出射されたレーザ光は、投光レンズユニット３３により光軸と直交する面におけるスポット形状が直線状のライン光Ｌに成形された後、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに向けて照射される。尚、図２では一例として、ライン光Ｌはその幅方向から見て下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに対して斜めに照射され、その照射された箇所に現れる直線状のスポット５２の一部が下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに塗布されたシール材Ｒと重なっている。

ライン光Ｌは下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにて反射され、その反射光は受光レンズユニット３４を介してＣＣＤイメージセンサ３５の受光面３５ａに受光される。ＣＣＤイメージセンサ３５は、受光面３５ａの画素の上下方向（縦方向）の並びが下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａの垂直方向に対応するように、且つ、画素の左右方向（横方向）の並びが該上面Ｗ１ａと平行な面方向に対応するように設けられている。このため、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端（距離センサ３１）との距離が変動すると、受光面３５ａにおいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａで反射されたライン光Ｌを受光する受光位置は上下方向に移動するようになっている。従って、その反射光の上下方向の受光位置を検出することによって、その上下方向の受光位置に対応する下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を測定することが可能となっている。

ＣＣＤイメージセンサ３５は、その反射光の受光位置に応じた画像データを電気信号として前記制御装置４１に出力し、制御装置４１はその画像データから下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータだけを抽出して、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を測定する。詳述すると、制御装置４１はその画像データに基づいて、受光面３５ａの上下方向（縦）に並ぶ画素の列（以下、縦ライン）毎に上下方向の受光位置を検出し、その各縦ラインにおける上下方向の受光位置と予め設定された閾値としての上下方向の所定位置とをそれぞれ比較する。尚、この所定位置は適宜設定可能なものであり、本実施形態では下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに塗布されたシール材Ｒの高さを考慮して設定される。制御装置４１は、その所定位置よりも下側で受光した縦ラインにおける上下方向の受光位置の平均的な位置（平均位置）を検出し、その平均位置に基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を算出する。つまり、制御装置４１は所定位置よりも上側で受光した縦ラインからの反射光のデータをシール材Ｒ表面からの反射光として除外し、所定位置よりも下側で受光した縦ラインからの反射光のデータを下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータとして抽出する。尚、この所定位置は下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータだけを抽出するように設定されるのが望ましい。このようにして、制御装置４１はＣＣＤイメージセンサ３５から出力されたライン光Ｌの画像データから、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータとシール材Ｒ表面からの反射光のデータとを判別し、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を測定する。

上記のようなシール描画装置１によるシール材Ｒの塗布工程について、図３（ａ）（ｂ）に従って説明する。
図３（ｂ）には、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに設定された開始点Ａから時計回りに下基板Ｗ１の外縁に沿って長方形状に１周してシール材Ｒを塗布する場合を示す。また、長方形状の実線は塗布ノズル２２先端の移動軌跡５３を示し、シール材Ｒはこの移動軌跡５３上に塗布される。塗布ノズル２２及び距離センサ３１の一体移動中においてライン光Ｌの少なくとも一部が下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに常時照射されるように、塗布するパターン及び塗布を開始する点の位置を考慮してライン光Ｌが照射する箇所（スポット５２）が適宜設定される。詳述すると、塗布ノズル２２先端を下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに対して垂直方向に投影した点（以下、塗布点５１）に対するスポット５２の相対的位置及び、塗布ノズル２２及び距離センサ３１の移動方向に対するスポット５２の角度が適宜設定される。図３（ａ）には、移動軌跡５３上にシール材Ｒを塗布する場合のスポット５２の設定における一例を示す。

図３（ａ）には、（０，０）を前記塗布点５１として示す。前記ライン光Ｌは、スポット５２が塗布点５１の右側（＋ｘ側）でｘ軸線に対して略４５°傾斜するように照射される。図３（ａ）（ｂ）のｘ方向、ｙ方向及びｚ方向（図３（ａ）（ｂ）における紙面垂直方向）は全て図１のものと対応しており、塗布点５１とスポット５２とは前記ｘ軸アクチュエータ１５及びｙ軸アクチュエータ１４の駆動によってｘ方向及びｙ方向に一体移動する。尚、塗布ノズル２２は、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに塗布されたシール材Ｒの幅が約２０〜５０μｍとなるように設定され、スポット５２の長さ（ライン光Ｌの幅）はそのシール材Ｒの幅に比べて十分に大きい約１０ｍｍに設定されている。また、スポット５２はその長さ方向中央でｘ軸線と交わっている。従って、塗布点５１及びスポット５２を−ｘ方向に一体移動させてシール材Ｒを塗布する場合、スポット５２は常に塗布点５１の進行方向とは反対側（＋ｘ側）に位置するため、スポット５２はその中央部で塗布されたシール材Ｒと重なってしまう。しかし、ライン光Ｌは光軸と直交する面におけるスポット形状が直線状の光であり、且つ、塗布点５１とスポット５２とが上記したような位置関係であるため、スポット５２の中央部以外の部分は常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにあるようになっている。尚、シール材Ｒを＋ｘ方向に塗布する場合、スポット５２は常に塗布点５１の進行方向側（＋ｘ側）に位置するため、スポット５２と塗布されたシール材Ｒとが重なることはなく、スポット５２はその全体に亘って常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある。

また、スポット５２はｙ軸線と交わっていないため、塗布点５１及びスポット５２をｙ方向に一体移動させてシール材Ｒを塗布する場合、スポット５２と塗布されたシール材Ｒとが重なることはなく、スポット５２はその全体に亘って常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある。つまり、シール材Ｒをｘ方向、ｙ方向のどちらに塗布する場合においても、スポット５２は常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある、即ち、ライン光Ｌの少なくとも一部が下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに常時照射されるようになっている。

次に、図３（ｂ）に示す移動軌跡５３上にシール材Ｒを塗布する場合について説明する。
まず、制御装置４１は、塗布ノズル２２先端を開始点Ａ上に配置するとともに、塗布ノズル２２をｚ方向に昇降させて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を所定の基準距離に合わせる。尚、この「所定の基準距離」は、予め設定された値であり、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに塗布するシール材Ｒが所望の高さ且つ幅となるように考慮して設定された距離である。

次に、制御装置４１は、塗布ノズル２２及び距離センサ３１を移動軌跡５３に沿って一体移動させつつ、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との距離の測定及び、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａへのシール材Ｒの塗布を同時に行う。

まず、開始点ＡからコーナーＣ１，Ｃ２を経てコーナーＣ３まで塗布するときについて説明する。塗布点５１及びスポット５２は、開始点ＡからコーナーＣ１までは＋ｙ方向に、コーナーＣ１からコーナーＣ２までは＋ｘ方向に、コーナーＣ２からコーナーＣ３までは−ｙ方向に移動する。従って、この開始点ＡからコーナーＣ３までの塗布では、上記したようにスポット５２はその全体に亘って常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある。そして、制御装置４１は、スポット５２からの反射光を受光したＣＣＤイメージセンサ３５から出力された画像データに基づいて、その受光面３５ａの各縦ラインにおける上下方向の受光位置の平均位置を検出し、その平均位置に基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を算出する。

次に、コーナーＣ３からコーナーＣ４まで−ｘ方向にシール材Ｒを描画するときについて説明する。このコーナーＣ３からＣ４までの描画では、塗布点５１及びスポット５２は−ｘ方向に移動する。塗布点５１及びスポット５２は−ｘ方向に移動する。従って、スポット５２は常に塗布点５１の進行方向とは反対側（＋ｘ側）に位置するため、コーナーＣ２からコーナーＣ３まで塗布したシール材Ｒ及びコーナーＣ３からコーナーＣ４まで塗布したシール材Ｒ上を通過することとなる。しかし、塗布点５１とスポット５２とは図３（ａ）に示した位置関係にあるため、コーナーＣ３からコーナーＣ４までの移動中において、スポット５２の少なくとも一部は下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある。特に、スポット５２の中央部よりも下側（−ｙ側）は常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある。そして、制御装置４１は、ＣＣＤイメージセンサ３５から出力された画像データから下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出して、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を測定する。

コーナーＣ４から開始点Ａまで＋ｙ方向にシール材Ｒを描画するとき、スポット５２の下側（−ｙ側）はコーナーＣ３からコーナーＣ４まで塗布したシール材Ｒ上を横切ることとなる。しかし、上記したようにスポット５２がｙ軸線と交わっていない（図３（ａ）参照）ため、スポット５２は、コーナーＣ４から開始点Ａまでの移動中において、スポット５２の少なくとも一部は常時下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある。特に、スポット５２の中央部よりも上側（＋ｙ側）は常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにある。この場合においても上記コーナーＣ３からＣ４までの描画と同様に、制御装置４１は、ＣＣＤイメージセンサ３５から出力された画像データから下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出して、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を測定する。

このように、塗布したシール材Ｒとスポット５２とが重なった場合においても、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出して、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を測定することで、常時正確に測定することができる。そして、その測定結果に基づいて該距離が一定となるようにシリンジ２１（塗布ノズル２２）を昇降させて、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに対してシール材Ｒが所望のパターンに塗布される。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）測定手段を構成する距離センサ３１は、光軸と直交する面におけるスポット形状が直線状のライン光Ｌの少なくとも一部が下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに常時照射されるように、シール材Ｒを塗布するパターン及び塗布を開始する点の位置を考慮して設定される。そして、測定手段を構成する制御装置４１は、ライン光Ｌの反射光を受光する２次元撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ３５から電気信号として出力された画像データから下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出して、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離の測定をする。これにより塗布ノズル２２のｘ方向及びｙ方向への移動中において、ライン光Ｌが既に塗布したシール材Ｒ上に照射された場合でも、そのシール材Ｒからの反射光のデータは測定に反映されずに下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータが抽出されるため、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を常時正確に測定することができる。

（２）距離センサ３１は、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと平行な面方向において塗布ノズル２２と距離センサ３１とが一体移動可能な２方向（ｘ方向及びｙ方向）に対して、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに現れるライン光Ｌのスポット５２の形状が斜めとなるように該ライン光Ｌを照射するようになっている。これにより、ｘ方向及びｙ方向に塗布されたシール材Ｒに対してスポット５２が斜めとなるため、塗布ノズル２２と距離センサ３１との一体移動中において確実にライン光Ｌの少なくとも一部を下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに照射することができる。

（３）判別手段としての制御装置４１は、ライン光Ｌの反射光を受光した画像データと予め設定された閾値としての所定位置とを比較し、その比較結果に基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータとシール材Ｒ表面からの反射光とを判別するようになっている。このため、自動的に基板上面からの反射光のデータを抽出することができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態のシール描画装置は、前記第１実施形態のシール描画装置１と比べて、塗布点５１とライン光Ｌのスポット６１との位置関係及び、画像データから下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出する方法が中心に変更されている。従って、以下には、それらについて中心に説明し、前記第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図４（ａ）に示すように、本実施形態のシール描画装置における測定手段を構成する距離センサ３１は、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに現れるライン光Ｌのスポット６１がシール材Ｒの塗布点５１の右側（＋ｘ側）に、且つｙ軸線に平行になるようにライン光Ｌを照射する。スポット６１はその長さが約１０ｍｍに設定されるとともに、長さ方向中央でｘ軸線と交差している。スポット６１にて反射されたライン光Ｌは、２次元撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ３５の受光面３５ａにて受光され（図２参照）、その反射光の受光量に応じた画像データを制御装置４１に出力する。

制御装置４１は、ＣＣＤイメージセンサ３５からの画像データから受光面３５ａの縦ライン毎に上下方向の受光位置を検出する。また、制御装置４１は、ライン光Ｌのスポット６１のｘ軸線よりも上側（＋ｙ側）の第１照射領域６１ａで反射された反射光と、ライン光Ｌのスポット６１のｘ軸線よりも下側（−ｙ側）の第２照射領域６１ｂで反射された反射光とで区別して、縦ラインにおける下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａの高さを検出することが可能となっている。詳述すると、ライン光Ｌの反射光をＣＣＤイメージセンサ３５の受光面３５ａで受光した際、その受光面３５ａにおける受光した光の左右方向幅の中央から右半分及び左半分が第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂからの反射光に対応している。そして、制御装置４１は、その受光した反射光の右半分又は左半分における縦ラインでの該反射光が受光された上下方向の受光位置に基づいて縦ラインにおける下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａの高さを検出する。尚、受光面３５ａにおける受光した光の左右方向幅の中央には、所望のパターンの幅（上記第１実施形態と同様に約２０〜５０μｍ）に対応する幅よりも大きい間隔が設定されている。

塗布点５１（塗布ノズル２２）とスポット６１（距離センサ３１）とがｙ方向に一体移動する場合、制御装置４１は第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂのうち進行方向側の領域からの反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を測定する。詳述すると、制御装置４１は、塗布点５１とスポット５２とが＋ｙ方向（図４中、上方）に移動するときは第１照射領域６１ａからの、−ｙ方向（図４中、下方）に移動するときは第２照射領域６１ｂからの反射光のデータに基づいて測定するようになっている。また、ｙ方向への移動からｘ方向への移動に移行する場合、ｙ方向での測定形態がそのまま継続される。つまり、＋ｙ方向への移動から移行してｘ方向に移動するときは第１照射領域６１ａからの、−ｙ方向への移動から移行してｘ方向に移動するときは、第２照射領域６１ｂからの反射光のデータに基づいて測定するようになっている。

次に、本実施形態のシール描画装置が、図４（ｂ）に示すように、開始点Ａから時計回りに下基板Ｗ１の外縁に沿って略長方形状にシール材Ｒを塗布する場合を一例として説明する。また、長方形状の実線は塗布ノズル２２先端の移動軌跡５３を示し、シール材Ｒはこの移動軌跡５３上に塗布される。

開始点ＡからコーナーＣ１までの塗布では、塗布点５１とスポット６１とは＋ｙ方向に移動するため、制御装置４１はスポット６１の第１照射領域６１ａからの反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との距離を順次算出する。スポット６１はｙ軸線とは交差していないため、この区間において第１照射領域６１ａが塗布したシール材Ｒと重なることはない。

コーナーＣ１からコーナーＣ２までの塗布では、直前の開始点ＡからコーナーＣ１までの塗布と同様に、制御装置４１はスポット６１の第１照射領域６１ａからの反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との距離を順次算出する。この区間において、スポット６１は塗布点５１に対して進行方向側（＋ｘ側）に位置しているため、第１照射領域６１ａが塗布したシール材Ｒと重なることはない。

コーナーＣ２からコーナーＣ３までの塗布では、塗布点５１とスポット６１とは−ｙ方向に移動するため、制御装置４１はスポット６１の第２照射領域６１ｂからの反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との距離を順次算出する。スポット６１はｙ軸線とは交差していないため、この区間において第１照射領域６１ａが塗布したシール材Ｒと重なることはない。

コーナーＣ３からコーナーＣ４までの塗布では、直前のコーナーＣ２からコーナーＣ３までの塗布と同様に、制御装置４１はスポット６１の第２照射領域６１ｂからの反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との距離を順次算出する。この区間において、第１照射領域６１ａは、コーナーＣ２からＣ３に亘って塗布されたシール材Ｒを横切るが、第２照射領域６１ｂはｘ軸線よりも−ｙ側に位置しているため、そのシール材Ｒを横切らない。また、第１照射領域６１ａと第２照射領域６１ｂとの間には塗布したシール材Ｒの幅を考慮した間隔が設定されているため、第２照射領域６１ｂはコーナーＣ３からコーナーＣ４に塗布したシール材Ｒと重ならない。

コーナーＣ４から開始点Ａまでの塗布においては、開始点ＡからコーナーＣ１までの塗布と同様に、制御装置４１はスポット６１の第１照射領域６１ａからの反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２の先端との距離を順次算出し、この区間において第１照射領域６１ａが塗布したシール材Ｒと重なることはない。

上記のように、制御装置４１は塗布点５１とスポット６１の移動方向に応じて第１照射領域６１ａ又は第２照射領域６１ｂからの反射光のデータに基づいて測定することにより、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータのみを抽出することができ、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離を常時正確に測定することができる。

本実施形態のシール描画装置は、前記第１実施形態のシール描画装置１と比べて若干の変更点はあるが、前記第１実施形態で記載した作用効果（１）を有している。これに加え、本実施形態では、下記の作用効果（４）（５）を有している。

（４）制御装置４１が第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂのいずれの反射光のデータに基づいて測定するかは塗布点５１とスポット６１の移動方向に応じて設定されるため、シール材Ｒを塗布する所望のパターンを考慮しなくても自動的に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出することができる。

（５）第１照射領域６１ａと第２照射領域６１ｂとの間には、塗布したシール材Ｒの幅を考慮してその幅よりも大きな間隔が設定される。このため、第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂからの反射光のデータにシール材Ｒ表面からの反射光のデータが含まれることが防止され、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離をより正確に測定することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、下基板Ｗ１に対して塗布ノズル２２が移動したが、これ以外にも例えば、塗布ノズル２２に対して下基板Ｗ１が移動する構成としてもよい。

・上記各実施形態では、距離センサ３１の２次元撮像素子としてＣＣＤイメージセンサ３５を用いたが、これ以外に例えば、ＣＭＯＳイメージセンサを用いてもよい。
・上記各実施形態では、距離センサ３１の光源にレーザ光源３２を用いたが、これ以外に例えば、一般の光を出射する光源を用いてもよい。

・上記各実施形態では、距離センサ３１はライン光Ｌをその幅方向から見て下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに対して斜めに照射するようになっているが、これ以外に例えば、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに対して垂直に該ライン光Ｌを照射してもよい。

・上記各実施形態では、ＣＣＤイメージセンサ３５は、受光面３５ａの画素の上下方向（縦方向）の並びが下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに対する垂直方向に対応するように、且つ、画素の左右方向（横方向）の並びが該上面Ｗ１ａに対する水平方向に対応するように設けられた。しかし、これとは反対に、上下方向の並びが下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに対する水平方向に、左右方向の並びが該上面Ｗ１ａに対する水平方向に対応するように設けてもよい。

・上記各実施形態では、各アクチュエータ１４，１５，１７の制御を行う制御装置４１が下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａと塗布ノズル２２先端との距離の算出も行ったが、これ以外にも例えば、ＣＣＤイメージセンサ３５に制御装置を設け、その制御装置が距離の算出を行ってもよい。

・上記第１実施形態では、スポット５２はｘ方向及びｙ方向に対して斜めに設定されたが、特にこれに限定されるものではなく、所望のパターンを描画する際に照射線の少なくとも一部が常に下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａにあれば、例えばｘ方向（又はｙ方向）に対して平行に設定してもよい。

上記第１実施形態では、スポット５２はｘ軸線のみと交差したが、これ以外に例えば、ｙ軸線のみと交差してもよく、またｘ軸線及びｙ軸線の両方と交差してもよい。
・上記第１実施形態では、判別手段としての制御装置４１は、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに塗布されたシール材Ｒの高さを考慮して設定された所定位置によって下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光とシール材Ｒ表面からの反射光とを判別するようになっているが、これ以外にも例えば、図５や図６に示すような方法で判別してもよい。図５（ａ）は、ライン光Ｌがシール材Ｒ表面に照射されたときにＣＣＤイメージセンサ３５の受光面３５ａで受光されたライン光Ｌの反射光の画像データを示し、図５（ｂ）はそのライン光Ｌのスポットに沿うシール材Ｒ及び下基板Ｗ１の断面図である。制御装置４１は画像データからピークＰを検出し、そのピークＰの値と所望のシール材Ｒの高さを考慮して設定された閾値と比較する。ピークＰの値がその閾値を越えたとき、このピークＰを中心として所望のシール材Ｒの幅に対応する左右方向の幅ｂ１の反射光のデータをシール材Ｒ表面からの反射光のデータとし、幅ｂ１を除いた幅ｂ２の画像データを下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータとする。こうして、制御装置４１は下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光とシール材Ｒ表面からの反射光とを判別する。

また、図６（ｂ）に示すように、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａに塗布されたシール材Ｒの表面は一般に断面円弧状をなすため、シール材Ｒにおける幅方向両縁部付近からの反射光の受光量は、シール材Ｒの頂点付近の表面からの反射光及び下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光の受光量に比べて少ない。この性質を利用して、２次元撮像素子の受光感度を好適に設定することで、図６（ａ）に示すような、シール材Ｒにおける幅方向両縁部付近からの反射光のデータが抜けた不連続的な反射光の画像データを得ることができる。このような反射光のデータに基づいて下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光を抽出（判別）する。

・上記第２実施形態では、スポット６１はｙ軸線に平行になるように設定されたが、これ以外にも例えば、ｘ方向及びｙ方向に対して斜めに設定してもよい。
・上記第２実施形態では、スポット６１は長さ方向中央でｘ軸線と交差しているが、これ以外に例えば、ｙ軸線と交差してもよく、また長さ方向中央以外でｘ軸線又はｙ軸線と交差してもよい。

・上記第２実施形態では、制御装置４１は第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂのいずれか一方からの反射光のデータに基づいて測定するようになっている。しかし、スポット６１が塗布点５１に対して進行方向側（＋ｘ側）に位置する区間（本実施形態ではコーナーＣ１からコーナーＣ２）においては、第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂの両方からの反射光に基づいて測定するようにしてもよい。

・上記第２実施形態では、第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂのいずれの反射光のデータに基づいて測定するかは、塗布点５１とスポット６１の移動方向に応じて設定されたが、塗布ノズル先端の移動軌跡５３の所定区間毎に予め設定してもよい。この構成によっても、下基板Ｗ１の上面Ｗ１ａからの反射光のデータを抽出することができる。

・上記第２実施形態では、第１照射領域６１ａと第２照射領域６１ｂとは、略長さに設定されたが、それぞれ異なる長さとしてもよい。
・上記第２実施形態では、第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂの両方にライン光Ｌが照射されたが、ライン光Ｌの光路途中でシャッタ等によって第１照射領域６１ａ及び第２照射領域６１ｂのいずれか一方にライン光Ｌが照射されないように構成してもよい。

シール描画装置を示す概略構成図である。距離センサを示す概略構成図である。（ａ）は第１実施形態における下基板上の塗布点と照射線との位置関係を示す平面図であり、（ｂ）はシール描画装置の塗布工程を説明するための平面図である。（ａ）は第２実施形態における下基板上の塗布点と照射線との位置関係を示す平面図であり、（ｂ）はシール描画装置の塗布工程を説明するための平面図である。（ａ）（ｂ）は、別例における判別手段の判別方法を説明するための図である。（ａ）（ｂ）は、別例における判別手段の判別方法を説明するための図である。

符号の説明

Ｗ１…下基板、Ｗ１ａ…下基板の上面、１２…ステージ、２２…塗布ノズル、３１…測定手段を構成する距離センサ、３２…投光部を構成するレーザ光源、３３…投光部を構成する投光レンズユニット、３５…２次元撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ、４１…測定手段を構成する判別手段としての制御装置、５１…塗布点、５２，６１…スポット、６１ａ…第１照射領域、６１ｂ…第２照射領域。

Claims

上面に基板が固定されるステージと、
前記基板の上方に配置され該基板と相対移動する塗布ノズルと、
前記塗布ノズルと一体的に相対移動し前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定する測定手段と
を備え、前記塗布ノズルの先端から吐出させた液体材料を前記基板上に塗布するとともに前記測定手段の測定結果に基づく前記塗布ノズルの昇降変位により前記距離を一定に保ちつつ前記基板と前記塗布ノズルとを相対的に移動させて前記基板上面の液体材料を所望の形状に形成する塗布装置であって、
前記測定手段は、光軸と直交する面におけるスポット形状が直線状であるライン光を前記基板に向けて照射するとともに前記基板との相対移動中において前記ライン光の少なくとも一部が前記基板上面に常時照射されるように設定された投光部と、前記基板における前記ライン光の反射光を受光しその受光位置に応じた画像データを電気信号として出力する２次元撮像素子と、を備え、前記画像データから前記基板上面に塗布された前記液体材料表面からの反射光のデータを除外し、前記基板上面からの反射光のデータを抽出して前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定する、ことを特徴とする塗布装置。
請求項１に記載の塗布装置において、
前記基板と前記塗布ノズルとは、該基板上面と平行な面方向における互いに直交する２方向に相対移動し、
前記測定手段は、前記基板上面に現れる前記ライン光のスポットの形状が前記２方向に対して斜めとなるように該ライン光を照射する、ことを特徴とする塗布装置。
請求項１又は２に記載の塗布装置において、
前記測定手段は、前記２次元撮像素子から出力された前記ライン光の反射光の画像データに基づき、前記基板上面からの反射光のデータと前記基板上面に塗布された前記液体材料表面からの反射光のデータとを判別する判別手段を備えた、
ことを特徴とする塗布装置。
請求項３に記載の塗布装置において、
前記判別手段は、前記ライン光の反射光を受光した画像データと予め設定された閾値とを比較し、該比較結果に基づいて前記基板上面からの反射光のデータと前記基板上面に塗布された前記液体材料表面からの反射光のデータとを判別する、
ことを特徴とする塗布装置。
請求項１に記載の塗布装置において、
前記基板と前記塗布ノズルとは、該基板上面と平行な面方向における互いに直交する２方向に相対移動し、
前記測定手段は、前記塗布ノズル先端を前記基板上面に対して垂直方向に投影した点を通り前記２方向にそれぞれ直線状に延びる２つの軸線のどちらか一方と前記基板上面に現れる前記ライン光のスポットとが互いに交差するように該ライン光を照射し、その交差部分によって分割される前記ライン光の第１照射領域及び第２照射領域の少なくとも一方からの反射光のデータに基づき前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定する、
ことを特徴とする塗布装置。
請求項５に記載の塗布装置において、
前記測定手段は、前記基板と前記塗布ノズルとの相対的な移動方向に応じて前記第１照射領域及び前記第２照射領域の少なくとも一方からの反射光のデータに基づき前記基板と前記塗布ノズル先端との間の距離を測定する、
ことを特徴とする塗布装置。
請求項５又は６に記載の塗布装置において、
前記第１照射領域と前記第２照射領域との間には、塗布した前記液体材料の幅よりも大きい間隔が設定された、ことを特徴とする塗布装置。