JP2010250199A - 製膜装置及び製膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】待ち時間による生産性の低下を招くことなく、吐出ヘッドの温度変化に起因する吐出バラツキを防止した、製膜装置及び製膜方法を提供する。
【解決手段】基板Ｐを載置するステージ２と、吐出ヘッド３と、吐出ヘッド３のメンテナンスを行うメンテナンス装置５、６、７と、これらを収容するチャンバー８とを備えた製膜装置１である。チャンバー８内には、描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ１とが設けられ、描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２との間に吐出ヘッド３を移動させる搬送装置２５が設けられている。チャンバー８には、描画エリアＥ１に温度調整用の所定温度の気体を供給する第１空調装置５５が設けられている。第１空調装置５５には、吐出ヘッド３がメンテナンスエリアＥ２に位置している間、描画エリアＥ１への気体の供給を停止するように、第１空調装置５５を制御する空調制御装置５７が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、製膜装置及び製膜方法に関する。

従来、基板上にカラーフィルター等の機能性薄膜を形成する方法としては、スピンコート法やフレキソ印刷法が一般に用いられている。これに対して近年では、インク使用量削減や工程数削減に効果的であるとして、液滴吐出法が種々の薄膜形成に用いられるようになってきている。液滴吐出法を用いた薄膜の形成方法では、機能性材料（固形分）を溶媒（分散媒）に溶解又は分散させてなるインク（液状体）を液滴として基板上に吐出し、所望位置に配置した後、この配置したインクを乾燥してインク中の溶媒（分散媒）を除去することにより、機能性材料からなる薄膜を形成している。

ところで、工業的に形成するカラーフィルターや配線等の機能性薄膜は、近年では益々精細化、微細化する傾向にあり、したがって液滴吐出法でこれら機能性薄膜を形成するにあたっては、より高い吐出精度が要求されるようになってきている。このような背景のもとに近年では、液滴吐出を行うための吐出ヘッドをチャンバー内に収容し、吐出ヘッドの環境を制御することにより、吐出精度の向上を図っている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、このように吐出ヘッドをチャンバー内に収容した製膜装置では、吐出ヘッドのノズル面がチャンバー内の雰囲気に晒された状態になるため、例えば、このノズル面に設けられた複数のノズルのうち吐出動作を行わないノズルにおいて、インクの乾燥が進み粘度が増すことなどにより、インクの吐出量にバラツキが生じたり、インクの着弾精度の低下を招いたりするなどの問題が生じることがあった。

そこで、このような製膜装置では、ノズルから吐出される液滴の良好な吐出状態を維持又は回復するため、メンテナンス処理を定期的に行っている。具体的には、インクの増粘が進まないように各ノズルからインクを吐出させるフラッシング動作、ノズル面にキャップを被着（キャッピング）し、このキャップを介して吸引することにより、ノズル内の増粘したインクを除去したり、キャビティ内の気泡を除去する吸引動作、ノズル面をワイプ部材で払拭することによってノズル面に付着した付着物を除去するワイピング動作、などがなされている。また、このようなメンテナンス処理は、通常は基板にインク（機能液）を吐出して製膜を行うための描画エリアとは別に設けられた、メンテナンスエリアで行うようにしている。

特開２００４−１６７４３１号公報 特開２００５−１４６７６８号公報

しかしながら、前記の製膜装置では以下に述べる改善すべき課題がある。
製膜装置に用いられる吐出ヘッドは、吐出動作を行っているときはもちろん、吐出待ちの状態においても、ノズル内の機能液の増粘が進まないようにするべく微振動の駆動信号（微振動電圧波形）が供給されるため、その動作によって自己発熱を起こしている。また、吐出ヘッドの近傍に配置されて吐出ヘッドの駆動を制御する制御装置も、その動作によって自己発熱を起こす。したがって、吐出ヘッドは自身の発熱と制御装置の発熱とにより、その温度が周囲の温度（雰囲気温度）より高くなり、この吐出ヘッドの近傍の部材の温度も周囲の温度より高くなる。

ところが、吐出ヘッドは、その駆動素子となる圧電素子（例えばピエゾ素子）が温度特性を有し、Ｖｈ変位特性などが温度変化に伴って変動するため、周囲の温度変化によって吐出量が変動してしまう。また、吐出ヘッド内のインクも、温度によって粘度が変動するため、これによっても吐出量が変動してしまう。したがって、この吐出ヘッドは、描画エリアで吐出（描画）を行った後、メンテンアンスを行うためにメンテナンスエリアに移動すると、自身の発熱や制御装置の発熱がないことなどによって自身の温度が低下し、その後描画エリアに戻って吐出（描画）を行った際、吐出初期とその後との間で吐出バラツキを生じることがある。

そこで、メンテナンス後、再度描画エリアに移動させた際には、直ちに吐出（描画）を行わせることなく、自己発熱等によって吐出ヘッドが吐出に適した所望の温度（適正温度）にまで暖まるのを待ち、その後、吐出（描画）を行わせることが考えられる。しかし、その場合には、待ち時間によって生産性が損なわれるといった新たな課題を生じてしまう。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、待ち時間による生産性の低下を招くことなく、吐出ヘッドの温度変化に起因する吐出バラツキを防止した、製膜装置及び製膜方法を提供することにある。

本発明の製膜装置は、基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、
前記チャンバー内には、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとが設けられ、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置が設けられ、
前記チャンバーには、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とが設けられ、
前記第１空調装置には、前記搬送装置によって前記吐出ヘッドが前記メンテナンスエリアに位置させられている間、前記描画エリアへの前記気体の供給を停止するように、該第１空調装置を制御する空調制御装置が設けられていることを特徴としている。

この製膜装置によれば、搬送装置によって吐出ヘッドがメンテナンスエリアに位置させられている間、描画エリアへの気体の供給を停止するように、第１空調装置にこれを制御する空調制御装置が設けられているので、吐出ヘッドをメンテナンスエリアに移動してメンテンアンスを行い、その後描画エリアに戻って直ちに吐出（描画）を行っても、その吐出初期とその後との間で吐出バラツキが生じるのを抑えることができる。
すなわち、チャンバー内には第１空調装置から温度調整用の気体（例えば空気）が供給され、これによって特に描画エリアは所望の温度、つまり吐出を行うのに適正な温度に調整され、このように調整された温度環境のもとで、吐出ヘッドから機能液の吐出がなされるようになっている。ここで、第１空調装置から描画エリアに供給される温度調整用の空気は、前述した吐出ヘッドの発熱を考慮して、吐出に適した所望の温度（適正温度）より低い所定の温度の空気を供給している。これにより、吐出ヘッドが描画エリアに位置させられ、吐出を行う際には、前述した吐出ヘッドの発熱等により、温度調整用の気体の温度（所定の温度）より高い適性温度（所望の温度）で吐出動作が行えるようになっている。

ところが、吐出ヘッドがメンテナンスのためにメンテナンスエリアに移動させられると、その間、描画エリアでは吐出ヘッドからの発熱が無く、第１空調装置から所望の温度（適正温度）より低い所定の温度の空気が供給され続けるため、従来では描画エリアの温度が低下し、したがって、前述したように吐出ヘッドを描画エリアに戻して直ちに吐出（描画）を行うと、吐出初期とその後との間で吐出バラツキを生じていた。
そこで、本発明では、前述したように吐出ヘッドがメンテナンスエリアに位置させられている間、描画エリアへの気体の供給を停止するので、描画エリア内が強制換気されてその環境温度が低下してしまうのが防止され、吐出ヘッドがメンテナンスエリアへ移動させられる前の適正温度に保持される。したがって、吐出ヘッドを描画エリアに戻しても、描画エリア内の温度がほぼ所望の温度に保持されているため、温度変化に起因する吐出バラツキを生じることなく、また、吐出ヘッドが所望の温度になるまで待たせることなく、良好に吐出を行わせ、製膜を行うことができる。
また、描画エリアへの気体の供給を停止するので、省エネルギー化を可能にし、地球温暖化の防止に寄与することができる。

本発明の別の製膜装置は、基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、
前記チャンバー内には、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとが設けられ、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置が設けられ、
前記チャンバーには、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とが設けられ、
前記第１空調装置には、前記搬送装置によって前記吐出ヘッドが前記メンテナンスエリアに位置させられている間、前記描画エリアに前記所定の温度より高い温度の気体を供給するように、該第１空調装置を制御する空調制御装置が設けられていることを特徴としている。

この製膜装置によれば、搬送装置によって吐出ヘッドがメンテナンスエリアに位置させられている間、描画エリアに前記所定の温度より高い温度の気体を供給するように、第１空調装置にこれを制御する空調制御装置が設けられているので、吐出ヘッドをメンテナンスエリアに移動してメンテンアンスを行い、その後描画エリアに戻って直ちに吐出（描画）を行っても、その吐出初期とその後との間で吐出バラツキが生じるのを抑えることができる。
すなわち、本発明では、前述したように吐出ヘッドがメンテナンスエリアに位置させられている間、描画エリアに前記所定の温度より高い温度の気体を供給するので、この高い温度の気体が供給されることによって描画エリア内が強制換気され、その環境温度が低下してしまうのが防止される。したがって、吐出ヘッドを描画エリアに戻しても、描画エリア内の温度が例えば前記所定の温度より高い所望の温度（適正温度）に保持されているため、温度変化に起因する吐出バラツキを生じることなく、また、吐出ヘッドが所望の温度になるまで待たせることなく、良好に吐出を行わせ、製膜を行うことができる。

また、前記製膜装置において、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間には、仕切りシャッターが開閉可能に設けられているのが好ましい。
このようにすれば、例えば描画エリアの温度をメンテナンスエリアの温度より高くしておきたい場合に、これら描画エリアとメンテナンスエリアとを仕切りシャッターで仕切っておくことにより、描画エリアの温度をより良好に調整し、保持することができる。

また、前記製膜装置において、前記第１空調装置は、前記気体の供給を、前記チャンバーの天井部から下部側に向けて行うよう構成されているのが好ましい。
このようにすれば、気体の供給による気流によってパーティクル等の異物が巻き上げられ、基板上に載ることで製膜不良の原因になってしまうことが、防止される。

また、前記製膜装置においては、前記吐出ヘッドの駆動を制御するための制御装置が、前記描画エリアに配置されているのが好ましい。
このようにすれば、メンテナンスエリアにおいて吐出ヘッドが吐出駆動や微振動駆動している場合に、制御装置が自己発熱を起こすため、描画エリア内の温度が低下するのを防止することができる。

本発明の製膜方法は、基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、前記チャンバー内に、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとを設け、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置を設け、前記チャンバーに、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とを設けてなる、製膜装置を用い、前記吐出ヘッドから前記基板上に機能液の液滴を吐出し、前記基板に製膜を行うに際して、
前記搬送装置によって前記吐出ヘッドを前記メンテナンスエリアに位置させている間、前記第１空調装置による前記描画エリアへの前記気体の供給を停止することを特徴としている。

この製膜方法によれば、搬送装置によって吐出ヘッドをメンテナンスエリアに位置させている間、第１空調装置による描画エリアへの前記気体の供給を停止するので、吐出ヘッドをメンテナンスエリアに移動してメンテンアンスを行い、その後描画エリアに戻って直ちに吐出（描画）を行っても、その吐出初期とその後との間で吐出バラツキが生じるのを抑えることができる。したがって、温度変化に起因する吐出バラツキを生じることなく、また、吐出ヘッドが所望の温度になるまで待たせることなく、良好に吐出を行わせ、製膜を行うことができる。
また、描画エリアへの気体の供給を停止するので、省エネルギー化を可能にし、地球温暖化の防止に寄与することができる。

本発明の別の製膜方法は、基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、前記チャンバー内に、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとを設け、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置を設け、前記チャンバーに、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とを設けてなる、製膜装置を用い、前記吐出ヘッドから前記基板上に機能液の液滴を吐出し、前記基板に製膜を行うに際して、
前記搬送装置によって前記吐出ヘッドを前記メンテナンスエリアに位置させている間、前記第１空調装置により、前記所定の温度より高い温度の気体を前記描画エリアに供給することを特徴としている。

この製膜方法によれば、搬送装置によって吐出ヘッドをメンテナンスエリアに位置させている間、第１空調装置により、所定の温度より高い温度の気体を描画エリアに供給するので、吐出ヘッドをメンテナンスエリアに移動してメンテンアンスを行い、その後描画エリアに戻って直ちに吐出（描画）を行っても、その吐出初期とその後との間で吐出バラツキが生じるのを抑えることができる。したがって、温度変化に起因する吐出バラツキを生じることなく、また、吐出ヘッドが所望の温度になるまで待たせることなく、良好に吐出を行わせ、製膜を行うことができる。

本発明の製膜装置の一実施形態の概略構成を示す側断面図である。 本発明の製膜装置の一実施形態の要部を示す斜視図である。 ステージの概略構成を示す斜視図である。 キャリッジに保持された複数の吐出ヘッドを下側から見た斜視図である。 吐出ヘッドの構造の一例を説明するための側断面図である。 着弾精度測定ユニットを説明するための図である。 着弾精度測定ユニットの使用方法明するための図である。 ワイピングユニットを説明するための図である。 ワイピングユニットの使用方法明するための図である。 キャッピングユニットを説明するための図である。 キャッピングユニットの使用方法明するための図である。

以下、本発明を詳しく説明する。
まず、本発明の製膜装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。図１、図２は、本発明の製膜装置の一実施形態を示す概略構成図であって、これらの図において符号１は製膜装置である。図１は、本実施形態に係る製膜装置１の側断面図、図２は、本実施形態に係る製膜装置１の要部を示す斜視図である。

製膜装置１は、図１に示すように基板Ｐを載置するステージ２と、複数のノズル（図示せず）が形成されたノズル面（図示せず）を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッド３と、該吐出ヘッド４を保持するキャリッジ４と、前記吐出ヘッド３のメンテナンスを行うメンテナンス装置５、６、７と、前記ステージ２、前記吐出ヘッド３、前記キャリッジ４、前記メンテナンス装置５、６、７を全て収容するチャンバー８と、を備えて構成されたものである。また、この製膜装置１は、本実施形態では機能液としてカラーフィルター材料を用い、その液滴を基板Ｐに吐出することにより、基板Ｐにカラーフィルターの薄膜を形成するものとなっている。なお、前記ステージ２、メンテナンス装置５、６、７は、全て、チャンバー８内に配置された直方体状の基台９上に、設けられている。

この製膜装置１においては、そのチャンバー８内に、前記ステージ２を配置してなる描画エリアＥ１と、前記メンテナンス装置５、６、７を配置してなるメンテナンスエリアＥ２とが設けられている。そして、これら描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２との間には、仕切りシャッター１０が開閉可能に設けられている。この仕切りシャッター１０は、例えば図１中二点鎖線で示すように、上方に引き上げられることで描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２との間を開放し、また、その状態から下降させられることにより、描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２との間を仕切るように構成されている。なお、この仕切りシャッター１０には、前記基台９や後述するキャリッジ４の搬送レールに干渉しないよう、これらを避けた状態に開口部（図示せず）が形成されている。

ステージ２は、図３に示すように基台９上に設置された固定部１１と、この固定部１１上に移動可能に設けられた可動部１２とからなるもので、モーター等の駆動源（図示せず）により、可動部１２が固定部１１上にて例えば＋Ｘ方向、−Ｘ方向に移動するよう、構成されたものである。可動部１２には、その上面に基板Ｐを保持する保持機構１３が設けられている。保持機構１３は、静電吸着、真空吸着、あるいは機械的に位置決めし保持する公知の機構からなるもので、基板Ｐを可動部１２の所定位置に着脱可能に保持するものとなっている。

また、可動部１２の上面には、前記保持機構１３が設けられた箇所の両側に、それぞれフラッシングエリア１４が設けられている。フラッシングエリア１４には、吐出ヘッド３のノズルから吐出された液滴を吸収する多孔部材が配設されている。多孔部材としては、例えばスポンジ状の部材が用いられる。このような構成のもとに吐出ヘッド３は、基板Ｐに液滴を吐出する前後に、フラッシングエリア１４上に移動してノズルより液滴を吐出する動作、いわゆるフラッシング動作を行うことができるようになっている。

吐出ヘッド３は、図４に示すように、キャリッジ４の下面側に複数（図４では１２個）設けられている。これら複数の吐出ヘッド３には、機能液の液滴を吐出するノズル１５を形成したノズル面１６が設けられている。ノズル面１６は、本実施形態で略矩形状になっている。ノズル１５は、ノズル面１６において、所定方向（ノズル面１６の長辺方向）に沿って複数形成されている。

また、この吐出ヘッド３は、その断面図である図５に示すように、ピエゾ素子（圧電素子）１７に所定の駆動信号が供給されると、このピエゾ素子１７が変形し、機能液を収容したキャビティ１８の圧力が可撓性の振動板１９を介して変動する。そして、この圧力の変動によってノズル１５より機能液の液滴Ｄを吐出する、いわゆる電気機械変換方式の吐出ヘッドとなっている。

すなわち、この吐出ヘッド３は、ヘッド本体２０と、ヘッド本体２０の下端に貼設されたノズルプレート２１とを有している。ノズルプレート２１にはノズル１５が形成されており、また、その下面がノズル面１６となっている。ノズル面１６は、前記ステージ２上に配置される基板Ｐに対向するように、下方に向いて配置されている。また、吐出ヘッド３は、ノズルプレート２１の上側に形成された前記キャビティ（空間）１８と、キャビティ１８の上側に配置された前記振動板１９と、振動板１９の上方に配置された前記ピエゾ素子１７とを有している。

キャビティ１８は、複数のノズル１５のそれぞれに対応するように複数形成されている。これらキャビティ１８は、フレキシブルチューブからなる流路（図示せず）を介して、図１に示した機能液収容部２２に接続されている。これによってキャビティ１８は、機能液収容部２２から機能液（カラーフィルター材料）が供給され、ノズル１５を通して吐出するようになっている。

振動板１９は、上下方向に振動することによってキャビティ１８の容積を変化させ、その内圧を変化させるものである。ピエゾ素子１７は、複数のノズル１５のそれぞれに対応して複数配置されたもので、制御装置２３からの駆動信号に基づいて振動板１９を振動させ、キャビティ１８の内圧を変化させることにより、ノズル１５から機能液の液滴Ｄを吐出させるものである。このような構成からなる吐出ヘッド３は、特にピエゾ素子（圧電素子）１７が駆動信号を受けて駆動（動作）することにより、自己発熱を起こすようになっている。

制御装置２３は、吐出ヘッド３に電気的に接続されたもので、吐出ヘッド３のピエゾ素子１７に電気信号（駆動信号）を印加するための電子回路を備えたものである。したがって。この制御装置２３は、その動作中に自己発熱を起こすようになっている。また、この制御装置２３には制御器２４が電気的に接続されている。制御器２４は、制御装置２３の電源として機能するとともに、後述する搬送装置やメンテナンス装置５、６、７の駆動源（図示せず）を制御するためのものである。したがって。この制御器２４も、その動作中に自己発熱を起こすようになっている。ここで、これら制御装置２３、制御器２４は、いずれもメンテナンスエリアＥ１に配置されている。

また、吐出ヘッド３を備えたキャリッジ４は、図１に示すように搬送装置２５により、基台９上面の長辺方向に沿って移動させられるようになっている。搬送装置２５は、キャリッジ４を吊架する梁状のレール２６と、このレール２６に沿ってキャリッジ４を進退可能に移動させるモーター等の駆動源２７と、を備えて構成されたものである。駆動源２７は、レール２６に設けられた移動体（図示せず）を、該レール２６に沿って移動させるもので、メンテナンスエリアＥ１に配設されたものである。移動体は、キャリッジ４を移動可能に保持するものであり、これによってキャリッジ４は、レール２６に沿って移動するようになっている。なお、この駆動源２７は、その動作中に自己発熱を起こすようになっている。また、駆動源２７は前記制御器２４に電気的に接続され、この制御器２４からの駆動信号によって動作するようになっている。

ここで、搬送装置２５のレール２６は、描画エリアＥ１からメンテナンスエリアＥ２に連続して配設されており、これによって搬送装置２５は、キャリッジ４とこれに設けられた吐出ヘッド３とを、描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２との間に移動可能にしている。なお、図示しないものの、キャリッジ４は移動体に対して移動可能に構成されており、これによって吐出ヘッド３は、前記ステージ２上の基板Ｐに対して移動可能になっている。すなわち、ステージ２における固定部１１に対する可動部１２の移動（例えばＸ方向への移動）と、吐出ヘッド３の移動体に対する移動（例えばＹ方向への移動）とにより、吐出ヘッド３はステージ２上の基板Ｐに対して、Ｘ方向とこれに直交するＹ方向とに、相対的に移動できるようになっている。また、図示しない昇降機構により、移動体に対して昇降可能になっており、これによってステージ２上の基板Ｐや、後述するメンテナンス装置５、６、７に対して接離可能になっている。

メンテナンス装置５は、図６に示すように着弾精度測定ユニット２８を有したものである。この着弾精度測定ユニット２８は、吐出ヘッド３のノズル１５から吐出される液滴Ｄの着弾精度を測定するためのもので、吐出ヘッド３のノズル面１６に対向し、かつノズル面１６に対して相対的に移動可能に設けられた記録面２９を有する帯状のシート部材３０と、シート部材３０の記録面２９を送るための送り機構３１と、シート部材３０及び送り機構３１を収容するハウジング部材３２と、を有したものである。

シート部材３０は、少なくともその一部がハウジング部材３２の上面に形成された開口３２ａ内に露出させられ、これによって吐出ヘッド３のノズル面１６と対向可能になっている。また、このシート部材３０は、吐出ヘッド３の各ノズル１５から吐出された液滴Ｄの着弾位置を記録することが可能な記録媒体（測定部材）からなっており、例えばロール紙などの記録紙が好適に用いられている。

送り機構３１は、シート部材３０を供給する供給リール３３と、供給リール３３から供給されたシート部材３０を巻き取る巻取リール３４と、これら供給リール３３及び巻取リール３４を回転させる回転モーター等のアクチュエーター３５と、を有して構成されている。このような構成のもとに送り機構３１は、制御器２４によってアクチュエーター３５が駆動制御されることにより、シート部材３０を供給リール３３から巻取リール３４に送るようになっている。

このような着弾精度測定ユニット２８によって吐出ヘッド３の各ノズル１５から吐出される液滴Ｄの着弾精度を測定するには、まず、制御器２４によって搬送装置２５を駆動させ、キャリッジ４をメンテナンス装置５の着弾精度測定ユニット２８上に移動させる。そして、図７に示すように吐出ヘッド３のノズル面１６を着弾精度測定ユニット２８のハウジング部材３２の開口３２ａに対向させる。

次に、制御装置２３によって吐出ヘッド３に吐出動作を行わせ、開口３２ａ内に露出したシート部材３０の記録面２９に液滴Ｄを着弾させる。その後、この記録面２９に記録された液滴Ｄの着弾位置から、各ノズル１５から吐出される液滴Ｄの着弾精度を測定する。そして、この測定結果に基づき、吐出ヘッド３の吐出精度を確認し、正常であれば基板Ｐへの薄膜形成を行うようにする。また、異常である場合には、例えば以下のメンテナンス装置６、７によるメンテナンスを再度行うようにする。

メンテナンス装置６は、図８に示すようにワイピングユニット３６を有したものである。このワイピングユニット３６は、吐出ヘッド３のノズル面１６に付着した付着物（異物）を除去するためのもので、吐出ヘッド３のノズル面１６に対向し、かつノズル面１６に対して相対的に移動可能に設けられたワイピング面３７ａを有する帯状のワイプ部材３７と、前記ワイピング面３７ａを移動（走行）させるための駆動機構３８と、ワイプ部材３７及び駆動機構３８を収容するハウジング部材３９と、を有したものである。なお、吐出ヘッド３のノズル面１６に付着した付着物（異物）とは、ノズル面１６に付着した機能液の液滴Ｄも含んでいる。

また、ワイピングユニット３６は、ワイプ部材３７のワイピング面３７ａと反対の側の面を支持する払拭ローラー４３と、供給リール４０と払拭ローラー４３との間でワイプ部材３７の張力を調整する一対のテンションローラー４４と、巻取リール４１と払拭ローラー４３との間でワイプ部材３７の移動（走行）を案内するガイドローラー４５と、を備えている。ワイプ部材３７は、例えば不織布などの、液体を吸収可能な材料からなっている。

駆動機構３８は、ワイプ部材３７を供給する供給リール４０と、供給リール４０から供給されたワイプ部材３７を巻き取る巻取リール４１と、これら供給リール４０及び巻取リール４１を回転させる回転モーター等のアクチュエーター４２と、を有して構成されている。このような構成のもとに駆動機構３８は、制御器２４によってアクチュエーター４２が駆動制御されることにより、ワイプ部材３７を供給リール４０から巻取リール４１に向けて所定速度で移動（走行）させるようになっている。

このようなワイピングユニット３６によって吐出ヘッド３のノズル面２を払拭するためには、まず、制御器２４によって搬送装置２５を駆動させ、キャリッジ４をメンテナンス装置６のワイピングユニット３６上に移動させる。そして、図９に示すように吐出ヘッド３のノズル面１６をワイピングユニット３６のハウジング部材３９の開口３９ａに対向させる。

次に、制御器２４によって供給リール４０及び巻取リール４１を駆動させ、図９に示すように吐出ヘッド３のノズル面１６上にワイプ部材３７のワイピング面３７ａを移動（走行）させる。すなわち、吐出ヘッド３のノズル面１６にワイプ部材３７のワイピング面３７ａを接触させ、その状態で移動（走行）させることにより、ノズル面１６をワイプ部材３７で払拭する。これにより、ノズル面１６に付着した付着物（異物）を除去することができる。

メンテナンス装置７は、図１０に示すようにキャッピングユニット４６を有したものである。このキャッピングユニット４６は、吐出ヘッド３のノズル面１６にキャップ４７を被着させ、キャッピングするためのものである。キャップ４７は、吐出ヘッド３に対向する上面に形成された凹部からなるキャップ部４８を有したものである。キャップ部４８は、その凹部によって吐出ヘッド３のノズル面１６との間に空間を形成可能にしたもので、複数の吐出ヘッド３に対応して、これら複数の吐出ヘッド３と同じ数設けられている。

また、キャッピングユニット４６は、キャップ部４８の底面に形成されて凹部内の流体を吸引するための吸引口４９と、吸引口４９に連通する流路５０と、流路５０に接続された真空プンプ等の吸引手段５１と、を有している。
そして、このキャッピングユニット４６は、図１１に示すように吐出ヘッド３のノズル面１６側をキャップ部（凹部）４８の開口に嵌合させ、ノズル面１６側の外周面をキャップ部（凹部）４８の内側面の上端部に当接させることにより、キャップ部４８に閉空間５２を形成するようになっている。

このようなキャッピングユニット４６によって吐出ヘッド３のノズル面１６をキャッピングし、吸引動作を行わせるには、まず、制御器２４によって搬送装置２５を駆動させ、キャリッジ４をメンテナンス装置６のキャッピングユニット４６上に移動させる。そして、吐出ヘッド３のノズル面１６をそれぞれキャッピングユニット４６のキャップ部４８に対向させる。

次に、制御器２４によって前記昇降機構を動作させ、吐出ヘッド３（キャリッジ４）を下降させる。これにより、図１１に示すように吐出ヘッド３のノズル面１６をキャップ部（凹部）４８の開口に嵌合させ、キャップ部４８に閉空間５２を形成する。続いて、吸引手段５１を作動することにより、閉空間５２内を吸引し、減圧する。
すると、吐出ヘッド３は、そのノズル面１６の各ノズル１５に連通する閉空間５２内が減圧されたことにより、吐出ヘッド３のキャビティ１８等の機能液が、ノズル１５を介して吸引される。これにより、吐出前においてキャビティ１８内の気泡を除去したり、前記のメンテナンス装置５（着弾精度測定ユニット２８）やメンテナンス装置６（ワイピングユニット３６）においてメンテナンスを行っている間、乾燥により増粘したノズル１５内等の機能液を吐出し、ノズル１５内に適正な粘度の機能液を供給することができる。

ここで、このように吐出ヘッド３をキャッピングし、吸引動作を行う際には、通常、吐出ヘッド３に与えている微振動駆動の駆動信号（微振動電圧波形）を停止させる。すなわち、通常の吐出待機時においては、吐出ヘッド３に微振動を付与することにより、ノズル１５内の機能液の増粘が進まないようにしている。しかし、吸引動作を行う際には、ノズル１５内等の機能液を円滑に流出させるなどのため、微振動駆動の駆動信号の供給を停止させる。したがって、通常の吐出待機時においてはこの微振動駆動の駆動信号によって自己発熱を起こしているが、このキャッピングユニット４６による吸引動作時においては、自己発熱が起こらなくなるのである。

なお、キャップ部４８には、ノズル面１６（ノズル１５）の乾燥を抑制する機能（保湿機能）を備えさせてもよい。具体的には、キャップ部４８の内側に湿った多孔部材（メッシュ部材）を配置し、その湿った多孔部材を含むキャップ部４８と吐出ヘッド３のノズル面１６とを対向させることにより、ノズル面１６の乾燥を抑制する。つまり、ノズル面１６とキャップ部４８とで形成される閉空間５２の内側に、湿った多孔部材を配置することにより、ノズル面１６の乾燥を抑制するようにしてもよい。

また、図１に示すようにチャンバー８内において、描画エリアＥ１側には、前記ステージ２の側方に、基板搬送装置５３が設けられている。基板搬送装置５３は、前記ステージ上の基板Ｐを該ステージ２上から受け取り、該基板搬送装置５３の近傍に配設された基板収容装置５４に搬送してここに収容させるようになっている。基板収容装置５４は、チャンバー８の側壁に設けられたもので、この側壁に設けられた開閉ドア（図示せず）により、チャンバー８の外側から、基板収容装置５４内に収容された基板Ｐを取り出せるようになっている。

前記メンテナンス装置５、６、７や吐出ヘッド３、搬送装置２５等を収容してなるチャンバー８には、第１空調装置５５、第２空調装置５６が設けられている。第１空調装置５５は、チャンバー８内の前記描画エリアＥ１の空調を行うもので、チャンバー８の天井部の描画エリアＥ１に対応した位置に配設され、図１中破線の矢印で示すように、天井部から描画エリアＥ１内の下部側に向けて所定の温度の空気（気体）をダウンフローさせるものである。このような構成によって第１空調装置５５は、空気の供給による気流によってパーティクル等の異物を巻き上げ、異物が基板Ｐ上に載ることで製膜不良を生じてしまうことを、防止している。なお、チャンバー８には、その床面側に排気口（図示略）が設けられており、これによって前記のダウンフローされた空気が排気口から流出し、天井部側に向けて巻き上がることが防止されている。

また、この第１空調装置５５は、空調制御装置５７に接続されてこれに制御されるようになっている。空調制御装置５７は、前記制御器２４に電気的に接続されており、制御器２４から信号を受けることにより、以下の第１空調装置５５に対する二通りの制御のうち、予め設定された一方の制御を行うようになっている。

すなわち、この空調制御装置５７は、制御器２４が前記搬送装置２５によって吐出ヘッド３をメンテナンスエリアＥ２に移動させてここに位置させるように制御している間、
（１）描画エリアＥ１に、温度調整用の所定の温度の空気を供給するのを停止するように、第１空調装置５５を制御する。
（２）描画エリアＥ１に、前記所定の温度より高い温度の空気（気体）を供給するように、第１空調装置５５を制御する。

これら（１）、（２）の二通りの制御は、全く異なる制御となるため、同時に行うことはできず、したがって、予めいずれの制御を選択するか決定しておく。
ここで、（１）の方法では吐出ヘッド３がメンテナンスエリアＥ２に位置している時間が長くなると、描画エリアＥ１も徐々に温度が低下してしまう。一方、この（１）の方法は、温度調整用の加温した空気の供給を停止するため、（２）の方法に比べ、省エネルギー効果が期待できる。よって、空調制御装置５７は、例えば吐出ヘッド３がメンテナンスエリアＥ２に予め設定した時間以上位置している場合には、（２）の方法による制御を行い、予め設定した時間未満だけ位置している場合には、（１）の方法による制御を行うようにする。あるいは、吐出ヘッド３がメンテナンスエリアＥ２に位置している間の前半において、（１）の方法による制御を行い、続いて後半において、（２）の方法による制御を行うようにしてもよい。

なお、このメンテナンスエリアＥ１には、前述したように制御装置２３、制御器２４が共に配置され、さらに搬送装置２５の駆動源２７も配設されている。したがって、これらがその発熱によってメンテナンスエリアＥ１の温度を高めるので、前記の（１）の方法で制御した場合に、描画エリアＥ１の温度低下が抑制される。また、前記の（２）の方法で制御した場合にも、供給する空気（気体）の温度を、前記所定の温度より高い温度であれば、前記所望の温度（適正温度）より低い温度にすることができる。

第２空調装置５６は、チャンバー８内の前記メンテナンスエリアＥ２の空調を行うもので、チャンバー８の天井部のメンテナンスエリアＥ２に対応した位置に配設され、このメンテナンスエリアＥ２に所定温度の空気を、図１中破線の矢印で示すようにダウンフローさせるものである。この第２空調装置５６は、前記空調制御装置５７によって独立して制御され、あるいは、空調装置５７とは別の空調制御装置によって制御されるようになっている。

このような構成の製膜装置１によって基板Ｐにカラーフィルターを製膜するには、まず、仕切りシャッター１０を閉じた状態で第１空調装置５５、第２空調装置５６を作動させ、チャンバー８内の描画エリアＥ１の温度、メンテナンスエリアＥ２の温度を、それぞれ設定した温度に調整する。すなわち、空調制御装置５７により、第１空調装置５５から描画エリアＥ１に所定の温度の空気を供給する。また、第２空調装置５６からメンテナンスエリアＥ２に設定した温度の空気を供給する。

そして、吐出ヘッド３から機能液（カラーフィルター材料）を吐出して基板Ｐ上に製膜を行うに先立ち、吐出ヘッド３を、搬送装置２５によってメンテナンスエリアＥ２に移動させ、ここで必要なメンテナンスを行わせる。その際、吐出ヘッド５がいなくなった（位置しなくなった）描画エリアＥ１については、空調制御装置５７によって前記（１）に示した方法、あるいは前記（２）に示した方法で第１空調装置５５を制御し、これによって描画エリアＥ１の温度低下を防止しておく。

すなわち、（１）の方法を採用し、描画エリアＥ１への空気の供給を停止することにより、描画エリアＥ１内を強制換気してその環境温度が低下してしまうのを防止する。また、（２）の方法を採用し、描画エリアＥ１に前記所定の温度より高い温度の空気を供給することにより、この高い温度の空気で描画エリアＥ１内を強制換気し、その環境温度が低下してしまうのを防止する。

一方、メンテナンスエリアＥ２では、吐出ヘッド３のメンテナンスを行う。具体的には、メンテナンス装置７のキャッピングユニット４６において吐出ヘッド３のノズル面１６に対し吸引動作を行い、また、メンテナンス装置６のワイピングユニット３６において吐出ヘッド３のノズル面１６を払拭し、さらに、メンテナンス装置５の着弾精度測定ユニット２９において着弾精度を測定する。そして、吐出ヘッド３の着弾精度（吐出精度）が正常であることを確認したら、搬送装置２５によって吐出ヘッド３を描画エリアＥ１に移動させる。

このようにして吐出ヘッド３を描画エリアＥ１に移動させると、描画エリアＥ１では、自己発熱を起こす吐出ヘッド３が位置していなかったことにより、従来では環境温度が低下していたが、本発明においては、空調制御装置５７によって前記（１）又は（２）の方法で第１空調装置５５を制御しているので、温度の低下がほとんど起こらず、したがって吐出ヘッド３やその内部の機能液も、吐出に適正な温度（所望の温度）に保持される。

したがって、搬送装置２５によって吐出ヘッド３を描画エリアＥ１に移動させたら、ここで待機させることなく、直ちに吐出ヘッド３を基板Ｐ上に位置させ、その状態で従来と同様にして吐出動作を行わせ、基板Ｐ上に液滴Ｄを配する。これにより、基板Ｐにカラーフィルター（薄膜）を形成する。このようにして吐出動作を行わせると、吐出ヘッド３やその内部の機能液が吐出に適正な温度（所望の温度）に保持されていることから、吐出初期とその後との間で吐出バラツキを生じることなく、良好に吐出を行うことができる。

このようにして基板Ｐに対してカラーフィルター（薄膜）を形成し、さらにこの薄膜形成を所定枚数の基板Ｐに対して行ったら、再度メンテナンスを行うべく、仕切りシャッター１０を開閉しつつ、搬送装置２５によって吐出ヘッド３をメンテナンスエリアＥ２に移動させる。そして、必要に応じて再度、メンテナンス装置５、６、７によってメンテナンスを行う。
また、この間には、前述したように空調制御装置５７により、前記（１）又は（２）の方法で第１空調装置５５を制御し、描画エリアＥ１の温度低下を防止しておく。

その後、この吐出ヘッド３を再度描画エリアＥ１に戻し、ステージ２上の基板Ｐに対し、前述したように機能液（カラーフィルター材料）を吐出し、薄膜（カラーフィルター）を形成する。その際、吐出ヘッド３をメンテナンスエリアＥ２から描画エリアに移動させ、その状態で待機させることなく、直ちに吐出を行わせても、描画エリアＥ１内が設定した温度（例えば所望の温度）に保持されているため、前述したように温度変化に起因する吐出バラツキを生じることがない。

したがって、本発明の製膜装置１、及びこの製膜装置１による製膜方法によれば、空調制御手段５７によって前記（１）又は（２）の方法で第１空調装置５５を制御し、描画エリアＥ１内の温度をほぼ所望の温度に保持しているため、温度変化に起因する吐出バラツキを生じることなく、また、吐出ヘッドが所望の温度になるまで待たせることなく、良好に吐出を行わせ、製膜を行うことができる。
また、特に（１）の方法を採用すれば、描画エリアＥ１への空気（気体）の供給を停止するので、省エネルギー化を可能にし、地球温暖化の防止に寄与することができる。

また、描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２との間に仕切りシャッター１０を開閉可能に設けているので、例えば描画エリアＥ１の温度をメンテナンスエリアＥ２の温度より高くしておきたい場合に、これら描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２とを仕切りシャッター１０で仕切っておくことにより、描画エリアＥ１の温度をより良好に調整し、保持することができる。

また、第１空調装置５５からの空気（気体）の供給を、チャンバー８の天井部から下部側に向けて行うように構成しているので、空気の供給による気流によってパーティクル等の異物を巻き上げ、基板Ｐ上に載せてしまうことで製膜不良を生じてしまう不都合も防止することができる。
さらに、制御装置２３、制御器２４、駆動源２７を描画エリアＥ１に配置しているので、これら制御装置２３、制御器２４、駆動源２７から発生する熱によって描画エリアＥ１の温度低下を防止するとともに、これらの熱を有効利用（再利用）することにより、省エネルギー化を図ることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態では仕切りシャッター１０によって描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２とを仕切るようにしたが、特に描画エリアＥ１とメンテナンスエリアＥ２とを同じ温度に調整する場合には、仕切りシャッター１０を設けることなく、第１空調装置５５、第２空調装置５６により、描画エリアＥ１、メンテナンスエリアＥ２を同じ温度にするようにしてもよい。

また、ステージ２の構成や、吐出ヘッド３の搬送装置２５の構成、さらにメンテナンス装置５、６、７の構成等についても、前記実施形態に限定されることなく、種々の構成を採用することができる。
また、前記実施形態では、カラーフィルターの薄膜を製膜する場合について説明したが、本発明の製膜装置及び製膜方法は、カラーフィルター以外にも、有機ＥＬ装置における機能膜（発光層や正孔注入層など）や液晶装置における配向膜、さらには配線パターンなど、各種の薄膜の形成に適用することができる。

１…製膜装置、２…ステージ、３…吐出ヘッド、４…キャリッジ、５、６、７…メンテナンス装置、８…チャンバー、１０…仕切りシャッター、１５…ノズル、１６…ノズル面、１７…ピエゾ素子、２３…制御装置、２４…制御器、２５…搬送装置、２７…駆動源、２８…着弾精度測定ユニット、３６…ワイピングユニット、４６…キャッピングユニット、５５…第１空調装置、５６…第２空調装置、５７…空調制御装置、Ｐ…基板、Ｅ１…描画エリア、Ｅ２…メンテナンスエリア

Claims (7)

1. 基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、
   前記チャンバー内には、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとが設けられ、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置が設けられ、
   前記チャンバーには、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とが設けられ、
   前記第１空調装置には、前記搬送装置によって前記吐出ヘッドが前記メンテナンスエリアに位置させられている間、前記描画エリアへの前記気体の供給を停止するように、該第１空調装置を制御する空調制御装置が設けられていることを特徴とする製膜装置。
2. 基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、
   前記チャンバー内には、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとが設けられ、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置が設けられ、
   前記チャンバーには、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とが設けられ、
   前記第１空調装置には、前記搬送装置によって前記吐出ヘッドが前記メンテナンスエリアに位置させられている間、前記描画エリアに前記所定の温度より高い温度の気体を供給するように、該第１空調装置を制御する空調制御装置が設けられていることを特徴とする製膜装置。
3. 前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間には、仕切りシャッターが開閉可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の製膜装置。
4. 前記第１空調装置は、前記気体の供給を、前記チャンバーの天井部から下部側に向けて行うよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の製膜装置。
5. 前記吐出ヘッドの駆動を制御するための制御装置が、前記描画エリアに配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の製膜装置。
6. 基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、前記チャンバー内に、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとを設け、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置を設け、前記チャンバーに、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とを設けてなる、製膜装置を用い、前記吐出ヘッドから前記基板上に機能液の液滴を吐出し、前記基板に製膜を行うに際して、
   前記搬送装置によって前記吐出ヘッドを前記メンテナンスエリアに位置させている間、前記第１空調装置による前記描画エリアへの前記気体の供給を停止することを特徴とする製膜方法。
7. 基板を載置するステージと、複数のノズルが設けられたノズル面を有し、該ノズル面の各ノズルから機能液の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス装置と、前記ステージと前記吐出ヘッドと前記メンテナンス装置とを収容するチャンバーとを備え、前記チャンバー内に、前記ステージを配置してなる描画エリアと、前記メンテナンス装置を配置してなるメンテナンスエリアとを設け、かつ、前記描画エリアと前記メンテナンスエリアとの間に前記吐出ヘッドを移動させる搬送装置を設け、前記チャンバーに、前記描画エリアに温度調整用の所定の温度の気体を供給する第１空調装置と、前記メンテナンスエリアに温度調整用の気体を供給する第２空調装置とを設けてなる、製膜装置を用い、前記吐出ヘッドから前記基板上に機能液の液滴を吐出し、前記基板に製膜を行うに際して、
   前記搬送装置によって前記吐出ヘッドを前記メンテナンスエリアに位置させている間、前記第１空調装置により、前記所定の温度より高い温度の気体を前記描画エリアに供給することを特徴とする製膜方法。

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