JP2024037137A - インクジェットヘッドユニットおよびそれを含む基板処理装置 - Google Patents

インクジェットヘッドユニットおよびそれを含む基板処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】大面積基板に高解像度のピクセルプリンティングが可能なインクジェットヘッドユニットおよびそれを含む基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、基板を支持および移動させる工程処理ユニット；基板をピクセルプリンティングさせるインクジェットヘッドユニット；および基板上でインクジェットヘッドユニットを移動させるガントリユニットを含み、インクジェットヘッドユニットは、基板上に基板処理液を吐出する複数のノズルを含むヘッドパック２１０；および複数のヘッドパックが設置されるヘッドベース２２０を含み、複数のヘッドパックはヘッドベース内で一列に配置される。【選択図】図５

Description

本発明はインクジェットヘッドユニットおよびそれを含む基板処理装置に関する。より詳細には、半導体装置やディスプレイ装置を製造する工程に適用されるインクジェットヘッドユニットおよびそれを含む基板処理装置に関する。
ディスプレイの製造工程は基板（例えば、透明ガラス）上に発光のための素子を形成するための複数の処理工程を含む。例えば、処理工程はコーティング、露光、蒸着、洗浄、エッチングなどを含むことができる。それぞれの処理工程はディスプレイ製造工場に配置された製造設備によって順次行われる。また、処理工程として基板上にインク液滴を吐出して膜またはパターンを形成するインクジェットプリンティング技法が紹介されている。
インクジェットプリンティング工程は基板上にインクを吐出することによって行われる。基板上にインクを吐出するためにインクジェットプリンティング設備がディスプレイ製造工場に配置され、インクジェットプリンティング設備で基板に対するインクジェットプリンティング工程が行われる。
一方、大型機器に対するユーザーの需要が増加するにつれ、大型基板の生産量が増加しており、そのため大面積を有する基板に対して効率よくインクジェットプリンティングを行うことができる方案が求められている。
本発明が解決しようとする技術的課題は、大面積基板に効率よくピクセルプリンティングができるインクジェットヘッドユニットおよびそれを含む基板処理装置を提供することにある。
本発明の技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されるものである。
前記技術的課題を達成するための本発明の基板処理装置の一態様（Ａｓｐｅｃｔ）は、基板を支持および移動させる工程処理ユニット；前記基板をピクセルプリンティングさせるインクジェットヘッドユニット；および前記基板上で前記インクジェットヘッドユニットを移動させるガントリユニットを含み、前記インクジェットヘッドユニットは、前記基板上に基板処理液を吐出する複数のノズルを含むヘッドパック；および複数のヘッドパックが設置されるヘッドベースを含み、前記複数のヘッドパックは前記ヘッドベース内で一列に配置される。
前記技術的課題を達成するための本発明の基板処理装置の他の態様は、基板を支持および移動させる工程処理ユニット；前記基板をピクセルプリンティングさせるインクジェットヘッドユニット；前記基板上で前記インクジェットヘッドユニットを移動させるガントリユニット；および前記インクジェットヘッドユニットのメンテナンスのためのメンテナンスユニットを含み、前記インクジェットヘッドユニットは、前記基板上に基板処理液を吐出する複数のノズルを含むヘッドパック；複数のヘッドパックが設置されるヘッドベース；および前記ヘッドベース上に設置され、前記基板処理液を貯蔵する貯蔵タンクおよびノズルで前記基板処理液と関連するメニスカスを制御する圧力制御モジュールを含むヘッドフレームを含み、前記複数のヘッドパックは前記ヘッドベース内で一列に配置され、前記複数のヘッドパックは隣り合う第１ヘッドパックおよび第２ヘッドパックを含み、前記第１ヘッドパックおよび前記第２ヘッドパックは種類が異なり、前記第１ヘッドパックの複数のノズルのうち前記第２ヘッドパックに隣接するノズルと前記第２ヘッドパックの複数のノズルのうち前記第１ヘッドパックに隣接するノズルはオーバーラップせず、一列に配置された前記複数のヘッドパックを合算した大きさは前記基板の大きさと同一であり、前記工程処理ユニットの第１ステージおよび前記メンテナンスユニットの第２ステージは前記ガントリユニットの移動方向に並んで配置される。
前記技術的課題を達成するための本発明のインクジェットヘッドユニットの一態様は、基板をピクセルプリンティングさせるものであって、前記基板上に基板処理液を吐出する複数のノズルを含むヘッドパック；複数のヘッドパックが設置されるヘッドベース；および前記ヘッドベース上に設置され、前記基板処理液を貯蔵する貯蔵タンクおよびノズルで前記基板処理液と関連するメニスカスを制御する圧力制御モジュールを含むヘッドフレームを含み、前記複数のヘッドパックは前記ヘッドベース内で一列に配置される。
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
インクジェットプリンティング設備として設けられる場合、基板処理装置の内部構造を概略的に示す平面図である。 ヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第１例示図である。 基板処理装置を構成するインクジェットヘッドユニットの内部構造を概略的に示す図である。 図２のインクジェットヘッドユニットが有する問題を説明するための例示図である。 ヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第２例示図である。 図５のインクジェットヘッドユニットが有する利点を説明するための例示図である。 ヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第３例示図である。 図７の配列構造を有する多数のヘッドパックの基板処理方法を説明するための例示図である。 ヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第４例示図である。 インクジェットヘッドユニットの基板プリンティング方法を説明するための第１例示図である。 インクジェットヘッドユニットの基板プリンティング方法を説明するための第２例示図である。 プリンティング領域とメンテナンス領域の配置構造を説明するための第１例示図である。 プリンティング領域とメンテナンス領域の配置構造を説明するための第２例示図である。 ガントリユニットのインクジェットヘッドユニット支持構造を説明するための第１例示図である。 ガントリユニットのインクジェットヘッドユニット支持構造を説明するための第２例示図である。 基板処理装置を構成する温度調節ユニットを説明するための例示図である。 基板処理装置を構成する温度測定ユニットを説明するための例示図である。 基板処理装置を構成する検査ユニットを説明するための例示図である。
以下では添付する図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。図面上の同じ構成要素に対しては同じ参照符号を使用し、これらに係る重複する説明は省略する。
本発明は大面積基板に高解像度のピクセルプリンティングが可能なインクジェットプリンティング設備とその運用に関するものである。以下では図面などを参照して本発明について詳しく説明する。
図１はインクジェットプリンティング設備として設けられる場合、基板処理装置の内部構造を概略的に示す平面図である。
図１によれば、基板処理装置１００は工程処理ユニット１１０、メンテナンスユニット（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｕｎｉｔ；１２０）、ガントリユニット（Ｇａｎｔｒｙ Ｕｎｉｔ；１３０）、インクジェットヘッドユニット（Ｉｎｋｊｅｔ Ｈｅａｄ Ｕｎｉｔ；１４０）、基板処理液提供ユニット１５０および制御ユニット（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；１６０）を含んで構成されることができる。
基板処理装置１００はディスプレイ装置を製造するために用いられる基板Ｇ（例えば、透明ガラス（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｇｌａｓｓ））を処理する。このような基板処理装置１００はインクジェットヘッドユニット１４０を用いて基板Ｇ上に基板処理液を吐出（Ｊｅｔｔｉｎｇ）して基板Ｇに対してプリンティング工程を行うインクジェットプリンティング設備として設けられる。
基板処理装置１００は基板処理液としてインクを使用し得る。ここで、基板処理液は基板Ｇを印刷処理するために用いられる薬液をいう。基板処理装置１００はインクを使用してカラーフィルタ（ＣＦ；Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を基板Ｇ上に形成させるインクジェットプリンティング設備として設けられる。基板処理装置１００は基板処理液を用いて基板Ｇにピクセル印刷（Ｐｉｘｅｌ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）をすることができ、基板処理液によってノズル（Ｎｏｚｚｌｅ）が詰まることを防止するために循環系インクジェットプリンティング設備として設けられることができる。
工程処理ユニット１１０は基板処理液を用いて基板Ｇを印刷（Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）処理する間基板Ｇを支持する。工程処理ユニット１１０は非接触方式を用いて基板Ｇを支持する。工程処理ユニット１１０は例えば、エアー（Ａｉｒ）を用いて基板Ｇを空中に浮上させて基板Ｇを支持する。しかし、本実施例はこれに限定されるものではない。工程処理ユニット１１０は接触方式を用いて基板Ｇを支持することも可能である。工程処理ユニット１１０は例えば、上部に安着面が設けられた支持部材（例えば、チャック（Ｃｈｕｃｋ））を用いて基板Ｇを支持することもできる。
工程処理ユニット１１０はエアーを用いて基板Ｇを支持した状態で基板Ｇを移動させる。工程処理ユニット１１０は例えば、第１ステージ（１ｓｔ Ｓｔａｇｅ；１１１）およびエアーホール（Ａｉｒ Ｈｏｌｅ；１１２）を含んで構成されることができる。
第１ステージ１１１はベース（Ｂａｓｅ）であって、その上部に基板Ｇが安着できるように提供される。エアーホール１１２はこのような第１ステージ１１１の上部表面を貫通して形成され、第１ステージ１１１上のプリンティング領域（Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ）内に複数形成されることができる。
エアーホール１１２は第１ステージ１１１の上部方向（第３方向３０）にエアーを噴射する。エアーホール１１２はこれにより第１ステージ１１１上に安着される基板Ｇを空中に浮上させることができる。
図１には図示していないが、工程処理ユニット１１０は把持部（Ｇｒｉｐｐｅｒ）とガイドレール（Ｇｕｉｄｅ Ｒａｉｌ）をさらに含むことができる。把持部は基板Ｇが第１ステージ１１１の長手方向（第１方向１０）に沿って移動する場合、基板Ｇを把持して基板Ｇが第１ステージ１１１上で離脱することを防止する。把持部は基板Ｇが移動する場合、基板Ｇを把持した状態でガイドレールに沿って基板Ｇと同じ方向に移動し得る。把持部とガイドレールは第１ステージ１１１の外側に設けられる。
メンテナンスユニット１２０は基板Ｇ上での基板処理液の吐出位置（すなわち、打点）、基板処理液の吐出の有無などを測定する。メンテナンスユニット１２０はインクジェットヘッドユニット１４０に備えられる複数のノズルそれぞれに対して基板処理液の吐出位置、基板処理液の吐出の有無などを測定することができ、このように取得された測定結果が制御ユニット１６０に提供されるようにすることができる。
メンテナンスユニット１２０は基板処理液の吐出位置を測定するために複数のアライメントマーク（Ａｌｉｇｎ Ｍａｒｋ）が表示されているキャリブレーションボード（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｂｏａｒｄ）とその撮影のためのカメラモジュールを含んで構成されることができる。例えば、メンテナンスユニット１２０は第２ステージ（２ｎｄ Ｓｔａｇｅ；１２１）、第３ガイドレール（３ｒｄ Ｇｕｉｄｅ Ｒａｉｌ；１２２）、第１プレート（１ｓｔ Ｐｌａｔｅ；１２３）、キャリブレーションボード１２４およびカメラモジュール１２５を含んで構成されることができる。
第２ステージ１２１は第１ステージ１１１と同様にベースであって、第１ステージ１１１と並んで配置される。このような第２ステージ１２１はその上部にメンテナンス領域（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｚｏｎｅ）を含み得る。第２ステージ１２１は第１ステージ１１１と同じ大きさで設けられるが、第１ステージ１１１より小さいか、またはさらに大きい大きさを有するように設けられることも可能である。
第３ガイドレール１２２は第１プレート１２３の移動経路をガイドする。このような第３ガイドレール１２２は第２ステージ１２１上に第２ステージ１２１の長手方向（第１方向１０）に沿って少なくとも一つのラインとして設けられる。第３ガイドレール１２２は、例えば、ＬＭガイドシステム（Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｔｏｒ Ｇｕｉｄｅ Ｓｙｓｔｅｍ）として実現することができる。
図１には図示していないが、メンテナンスユニット１２０は第４ガイドレールをさらに含むことができる。第４ガイドレールは第３ガイドレール１２２と同様に第１プレート１２３の移動経路をガイドするものであって、第２ステージ１２１上に第２ステージ１２１の幅方向（第２方向２０）に沿って少なくとも一つのラインとして設けられる。
第１プレート１２３は第３ガイドレール１２２および／または第４ガイドレールに沿って第２ステージ１２１上で移動する。第１プレート１２３は第３ガイドレール１２２に沿って基板Ｇと並んで移動することができ、第４ガイドレールに沿って基板Ｇに接近するか基板Ｇから遠くなることができる。
キャリブレーションボード１２４は基板Ｇ上での基板処理液の吐出位置を測定するためのものである。このようなキャリブレーションボード１２４はアライメントマーク、ルーラーなどを含んで第１プレート１２３上に設置され、第１プレート１２３の長手方向（第１方向１０）に沿って設けられる。
一方、図１には示していないが、キャリブレーションボード１２４は基板処理液の吐出状態を確認するために設置された測定装備（例えば、カメラモジュール１２５）とともにインクジェットヘッドユニット１４０と近い位置に設けられることも可能である。例えば、キャリブレーションボード１２４と測定装備はガントリユニット１３０に設置されることも可能である。
カメラモジュール１２５は基板Ｇに係るイメージ情報を取得する。カメラモジュール１２５により取得される基板Ｇのイメージ情報には基板処理液の吐出の有無、基板処理液の吐出位置、基板処理液の吐出量、基板処理液の吐出面積などに係る情報が含まれ得る。一方、カメラモジュール１２５は基板処理液が吐出された基板Ｇに係るイメージ情報とともにキャリブレーションボード１２４に係る情報も取得して提供することができる。
カメラモジュール１２５は基板Ｇを処理する場合に基板Ｇに係るイメージ情報をリアルタイムで取得する。カメラモジュール１２５は基板Ｇを長手方向（第１方向１０）に撮影してイメージ情報を取得でき、この場合、カメラモジュール１２５はラインスキャンカメラ（Ｌｉｎｅ Ｓｃａｎ Ｃａｍｅｒａ）を含んで構成されることができる。また、カメラモジュール１２５は基板Ｇを所定大きさの領域別に撮影してイメージ情報を取得することもできる。この場合、カメラモジュール１２５はエリアスキャンカメラ（Ａｒｅａ Ｓｃａｎ Ｃａｍｅｒａ）を含んで構成されることができる。
カメラモジュール１２５は基板処理液が吐出された基板Ｇのイメージ情報を取得するためにガントリユニット１３０の底面や側面に付着する。しかし、本実施例はこれに限定されるものではない。カメラモジュール１２５はインクジェットヘッドユニット１４０の側面に付着することも可能である。一方、カメラモジュール１２５は基板処理装置１００内に少なくとも一つ設けられ、固定設置されるか移動可能に設置され得る。
ガントリユニット１３０はインクジェットヘッドユニット１４０を支持する。このようなガントリユニット１３０はインクジェットヘッドユニット１４０が基板Ｇ上に基板処理液を吐出できるように第１ステージ１１１および第２ステージ１２１の上部に設けられる。
ガントリユニット１３０は第１ステージ１１１および第２ステージ１２１の幅方向（第２方向２０）を長手方向として第１ステージ１１１および第２ステージ１２１上に設けられる。ガントリユニット１３０は第１ガイドレール（１ｓｔ Ｇｕｉｄｅ Ｒａｉｌ；１７０ａ）および第２ガイドレール（２ｎｄ Ｇｕｉｄｅ Ｒａｉｌ；１７０ｂ）に沿って第１ステージ１１１および第２ステージ１２１の長手方向（第１方向１０）に移動する。一方、第１ガイドレール１７０ａおよび第２ガイドレール１７０ｂは第１ステージ１１１および第２ステージ１２１の長手方向（第１方向１０）に沿って第１ステージ１１１および第２ステージ１２１の外側に設けられる。
一方、前述したが、ガントリユニット１３０はインクジェットヘッドユニット１４０の移動と関連して正確な位置判断のためのルーラーなどを含み得、位置精度補正のための計測装備を含むこともできる。
一方、図１には図示していないが、基板処理装置１００はガントリ移動ユニットをさらに含むことができる。ガントリ移動ユニットは第１ガイドレール１７０ａおよび第２ガイドレール１７０ｂに沿ってガントリユニット１３０をスライディング移動させる。ガントリ移動ユニットはガントリユニット１３０の内部に設置されることができる。
インクジェットヘッドユニット１４０は基板Ｇ上に液滴（Ｄｒｏｐｌｅｔ）形態で基板処理液を吐出する。このようなインクジェットヘッドユニット１４０はガントリユニット１３０の側面やその底面に設置される。
インクジェットヘッドユニット１４０はガントリユニット１３０に少なくとも一つ設置される。インクジェットヘッドユニット１４０がガントリユニット１３０に複数設置される場合、複数のインクジェットヘッドユニット１４０はガントリユニット１３０の長手方向（第２方向２０）に沿って一列に配置される。また、複数のインクジェットヘッドユニット１４０はそれぞれ独立的に作動することができ、これとは反対に統一的に作動することも可能である。
インクジェットヘッドユニット１４０は基板Ｇ上で所望する地点に位置するためにガントリユニット１３０の長手方向（第２方向２０）に沿って移動する。しかし、本実施例はこれに限定されるものではない。インクジェットヘッドユニット１４０はガントリユニット１３０の高さ方向（第３方向３０）に沿って移動することができ、時計回りまたは反時計回りに回転することも可能である。
一方、インクジェットヘッドユニット１４０はガントリユニット１３０に固定されるように設置されることも可能である。この場合、ガントリユニット１３０が移動可能に提供されることができる。
図１には示していないが、基板処理装置１００はインクジェットヘッド移動ユニットをさらに含むことができる。インクジェットヘッド移動ユニットはインクジェットヘッドユニット１４０を直線移動させたり回転させたりするものである。
基板処理液提供ユニット１５０はインクジェットヘッドユニット１４０に基板処理液を提供するリザーバ（Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）である。このような基板処理液提供ユニット１５０はガントリユニット１３０に設置され、貯蔵タンク１５１および圧力制御モジュール１５２を含んで構成されることができる。
貯蔵タンク１５１は基板処理液を貯蔵し、圧力制御モジュール１５２は貯蔵タンク１５１の内部圧力を調節する。貯蔵タンク１５１は圧力制御モジュール１５２により提供される圧力に基づいてインクジェットヘッドユニット１４０に適正量の基板処理液を供給することができる。
基板処理液提供ユニット１５０はインクジェットヘッドユニット１４０と一体型モジュールで構成されることができる。例えば、インクジェットヘッドユニット１４０と基板処理液提供ユニット１５０はガントリユニット１３０の前面に配置され、基板処理液提供ユニット１５０はインクジェットヘッドユニット１４０より上位水準に配置される。しかし、本実施例はこれに限定されるものではない。基板処理液提供ユニット１５０はインクジェットヘッドユニット１４０と分離型モジュールで構成されることも可能である。例えば、インクジェットヘッドユニット１４０と基板処理液提供ユニット１５０はガントリユニット１３０の前面と後面に分けられて配置されることができる。
制御ユニット１６０は基板処理装置１００を構成するそれぞれのユニットの全体作動を制御する。制御ユニット１６０は例えば、工程処理ユニット１１０のエアーホール１１２と把持部、メンテナンスユニット１２０のカメラモジュール１２５、ガントリユニット１３０、インクジェットヘッドユニット１４０、基板処理液提供ユニット１５０の圧力制御モジュール１５２などの作動を制御することができる。
制御ユニット１６０はプロセスコントローラ、制御プログラム、入力モジュール、出力モジュール（または、表示モジュール）、メモリモジュールなどを含んでコンピュータやサーバなどとして実現することができる。前記で、プロセスコントローラは基板処理装置１００を構成するそれぞれの構成に対して制御機能を実行するマイクロプロセッサを含み得、制御プログラムはプロセスコントローラの制御に応じて基板処理装置１００の各種処理を実行することができる。メモリモジュールは各種データおよび処理条件に応じて基板処理装置１００の各種処理を実行させるためのプログラムすなわち、処理レシピが保存される。
一方、制御ユニット１６０はインクジェットヘッドユニット１４０に対してメンテナンスを行わせる役割もすることができる。制御ユニット１６０は例えば、メンテナンスユニット１２０の測定結果に基づいてインクジェットヘッドユニット１４０に備えられるそれぞれのノズルの基板処理液の吐出位置を補正するか、複数のノズルのうち不良ノズル（すなわち、基板処理液を吐出しないノズル）を検出して不良ノズルに対してクリーニング作業が行われるようにすることができる。
本実施例で、基板処理装置１００はピエゾ（Ｐｉｅｚｏ－ｅｌｅｃｔｒｉｃ）基盤のインクジェットプリンティングシステムであり得る。基板処理装置１００が、このようなシステムで設けられる場合、圧電素子（Ｐｉｅｚｏ－ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｌｅｍｅｎｔ）に印加される電圧に応じてインクジェットヘッドユニット１４０のノズルを介して基板処理液を液滴（Ｄｒｏｐｌｅｔ）形態で基板Ｇ上に落下（Ｆｌｙｉｎｇ）させることができる。
基板処理装置１００がピエゾ基盤のインクジェットプリンティングシステムとして設けられる場合、インクジェットヘッドユニット１４０は圧電素子、ノズルプレート、複数のノズルなどを含んで構成されることができる。ノズルプレートはインクジェットヘッドユニット１４０の本体を構成する。複数のノズルはこのようなノズルプレートの下部に一定間隔を置いて多行多列に設けられ、圧電素子はノズルプレート内にノズル２２０の個数に対応する個数だけ設けられる。インクジェットヘッドユニット１４０はこのように構成される場合、圧電素子の作動に応じてノズルを介して基板Ｇ上に基板処理液を吐出することができる。
一方、インクジェットヘッドユニット１４０は圧電素子に印加される電圧によってそれぞれのノズルを介して提供される基板処理液の吐出量を独立的に調節することも可能である。
前述したが、本発明は大面積基板に高解像度のピクセルプリンティングが可能な基板処理装置１００に関するものである。前記基板処理装置１００は基板Ｇを支持および移動させるためにエアーホール１１２を備えた第１ステージ１１１、例えばエアーフローティングステージ（Ａｉｒ Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｓｔａｇｅ）を含む工程処理ユニット１１０、基板Ｇ上に基板処理液（例えば、インク）を吐出するインクジェットヘッドユニット１４０、インクジェットヘッドユニット１４０を支持して移動させるガントリユニット１３０、インクジェットヘッドユニット１４０を検査してケア（Ｃａｒｅ）するメンテナンスユニット１２０などを含んで構成されることができる。
本発明による基板処理装置１００は従来の設備に比べてその大きさを画期的に減し得、短時間に大面積基板に高解像度のピクセルプリンティング（Ｐｉｘｅｌ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）が可能であることを特徴とする。以下ではこれについて詳しく説明する。
先に、インクジェットヘッドユニット１４０について説明する。図２はヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第１例示図である。
インクジェットヘッドユニット１４０は図３に示すようにヘッドパック（Ｈｅａｄ Ｐａｃｋ；２１０）、ヘッドベース（Ｈｅａｄ Ｂａｓｅ；２２０）およびヘッドフレーム（Ｈｅａｄ Ｆｒａｍｅ；２３０）を含んで構成されることができる。図３は基板処理装置を構成するインクジェットヘッドユニットの内部構造を概略的に示す図である。以下の説明は図２および図３を参照する。
ヘッドパック２１０は基板Ｇをピクセルプリンティングするための多数のノズル（Ｎｏｚｚｌｅ）を一つにまとめたものである。それぞれのヘッドパック２１０は同じ大きさで形成され、特定色相の基板処理液を基板Ｇ上に吐出することができる。例えば、第１ヘッドパック２１０ａは赤色インク（Ｒｅｄ Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｋ）を基板Ｇ上に吐出する。そして、第２ヘッドパック２１０ｂは緑色インク（Ｇｒｅｅｎ Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｋ）を基板Ｇ上に吐出する。そして、第３ヘッドパック２１０ｃは青色インク（Ｂｌｕｅ Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｋ）を基板Ｇ上に吐出することができる。
ヘッドパック２１０は複数のヘッドを含むことができる。例えば、ヘッドパック２１０は四個のヘッドを含み、それぞれのヘッドは複数のノズルを含むことができる。本実施例ではピクセルプリンティングにより基板Ｇ上に形成されるイメージの解像度を高めるために、パック内のヘッド吐出機構を増やすことができる。例えば、ヘッドパック２１０は五個のヘッドを含むことができる。
または、本実施例では前記イメージの解像度を高めるために、ヘッドが１個の列に配列されず、少なくとも二つの列に配列されるようにすることも可能である。
ヘッドベース２２０は複数のヘッドパック２１０を含んで設置される。複数のヘッドパック２１０は基板処理液の吐出が可能なようにヘッドベース２２０の底面に多数のノズル２１１を露出させ、ヘッドベース２２０内で複数の列に配置されることができ、それぞれの列でジグザグ形状に配列される。
例えば、ヘッドパック２１０は図２に示すように３個のカラーが二行で、Ｒ、Ｇ、Ｂ順序に構成される。この場合、赤色インクを基板Ｇ上に吐出する第１ヘッドパック２１０ａが前列に配置され、緑色インクを基板Ｇ上に吐出する第２ヘッドパック２１０ｂが第１ヘッドパック２１０ａの後列に配置され、青色インクを基板Ｇ上に吐出する第３ヘッドパック２１０ｃが再び前列に配置される。
また、第１ヘッドパック２１０ａの最後のノズルと第２ヘッドパック２１０ｂの最初のノズルが弾着時にオーバーラップするようにして間隔を最適化する。他のカラーのヘッドパックも同様の方法でオーバーラップするように構成される。
図４を参照して説明を加えると、複数のヘッドパック２１０が図２に示すように構成される場合、第１ヘッドパック２１０ａの最後のノズル２１１ａと第２ヘッドパック２１０ｂの一番目のノズル２１１ｂの間に空の空間が形成されない。また、第１ヘッドパック２１０ａの最後のノズル２１１ａと第２ヘッドパック２１０ｂの一番目のノズル２１１ｂで赤色インクと緑色インクを基板Ｇ上にそれぞれ吐出する場合、赤色インクと緑色インクが重なる問題も発生し得る。図４は図２のインクジェットヘッドユニットが有する問題を説明するための例示図である。
本実施例で、第１ヘッドパック２１０ａ、第２ヘッドパック２１０ｂおよび第３ヘッドパック２１０ｃを含むヘッドベース２２０内の多数のヘッドパック２１０は図５に示すようにＲＧＢ順序により一列に配置されることができる。図５はヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第２例示図である。
また、図６に示すように第１ヘッドパック２１０ａの最後のノズル２１１ａと第２ヘッドパック２１０ｂの一番目のノズル２１１ｂの間に空の空間が形成され、第１ヘッドパック２１０ａの最後のノズル２１１ａと第２ヘッドパック２１０ｂの一番目のノズル２１１ｂで赤色インクと緑色インクを基板Ｇ上にそれぞれ吐出しても赤色インクと緑色インクが重ならないようにすることができる。図６は図５のインクジェットヘッドユニットが有する利点を説明するための例示図である。
本実施例では図５の例示のように互いに異なる二つのヘッドパックを接触させず、一定の距離をおいて離隔させることも可能である。例えば、図７に示すように一定距離をおいて第１ヘッドパック２１０ａと第２ヘッドパック２１０ｂを離隔させて、また、一定距離をおいて第２ヘッドパック２１０ｂと第３ヘッドパック２１０ｃを離隔させることも可能である。
ここで、第１ヘッドパック２１０ａと第２ヘッドパック２１０ｂの間の離隔距離は第１ヘッドパック２１０ａの大きさと同一であり得る。または、第１ヘッドパック２１０ａと第２ヘッドパック２１０ｂの間の離隔距離は第２ヘッドパック２１０ｂの大きさと同一であり得る。第１ヘッドパック２１０ａと第２ヘッドパック２１０ｂは同じ大きさを有することができる。
同様に、第２ヘッドパック２１０ｂと第３ヘッドパック２１０ｃの間の離隔距離は第２ヘッドパック２１０ｂの大きさと同一であり得る。または、第２ヘッドパック２１０ｂと第３ヘッドパック２１０ｃの間の離隔距離は第３ヘッドパック２１０ｃの大きさと同一であり得る。第２ヘッドパック２１０ｂと第３ヘッドパック２１０ｃは同じ大きさを有することができる。図７はヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第３例示図である。
第１ヘッドパック２１０ａ、第２ヘッドパック２１０ｂおよび第３ヘッドパック２１０ｃが同じ大きさを有し、第１ヘッドパック２１０ａと第２ヘッドパック２１０ｂの間の離隔距離が二つのうちいずれか一つの大きさと同一であり、第２ヘッドパック２１０ｂと第３ヘッドパック２１０ｃの間の離隔距離が二つのうちいずれか一つの大きさと同一であれば、図８に示すように基板Ｇ処理時、第１ヘッドパック２１０ａ、第２ヘッドパック２１０ｂおよび第３ヘッドパック２１０ｃがそれぞれＡ地点３１０ａ、Ｂ地点３２０ａおよびＣ地点３３０ａに基板処理液を吐出した後、Ａ’地点３１０ｂ、Ｂ’地点３２０ｂおよびＣ’地点３３０ｂに移動してＡ’地点３１０ｂ、Ｂ’地点３２０ｂおよびＣ’地点３３０ｂに基板処理液を吐出することができる。このように第１ヘッドパック２１０ａ、第２ヘッドパック２１０ｂおよび第３ヘッドパック２１０ｃが作動すると、基板Ｇ上の全体領域に基板処理液を均一に吐出することが可能になる。図８は図７の配列構造を有する多数のヘッドパックの基板処理方法を説明するための例示図である。
再び図３を参照して説明する。
ヘッドフレーム２３０はヘッドベース２２０を固定させる。基板処理液提供ユニット１５０すなわち、貯蔵タンク１５１と圧力制御モジュール１５２はヘッドフレーム２３０内に設置される。貯蔵タンク１５１はそれぞれのヘッドパック２１０、またはヘッドパック２１０内のそれぞれのノズル２１１に基板処理液を供給する役割をすることができ、圧力制御モジュール１５２はそれぞれのノズル２１１のメニスカス（Ｍｅｎｉｓｃｕｓ）を制御する役割をすることができる。
ヘッドフレーム２３０はヘッドベース２２０の上部に配置される。同様に、貯蔵タンク１５１と圧力制御モジュール１５２はヘッドパック２１０の上部に配置される。
貯蔵タンク１５１と圧力制御モジュール１５２は前後方向（第１方向１０）または左右方向（第２方向２０）に並んで配置される。例えば、貯蔵タンク１５１が前方に配置され、圧力制御モジュール１５２が後方に配置されることができる。しかし、本実施例はこれに限定されるものではない。貯蔵タンク１５１と圧力制御モジュール１５２は上下方向（第３方向３０）に並んで配置されることも可能である。例えば、圧力制御モジュール１５２は貯蔵タンク１５１の上部に配置されることができる。
一方、インクジェットヘッドユニット１４０の重量を減少させ、それぞれのヘッドパック２１０の動作による貯蔵タンク１５１の揺れを最小化するために、貯蔵タンク１５１と圧力制御モジュール１５２はインクジェットヘッドユニット１４０とは別にガントリユニット１３０に設置されることができ、基板処理装置１００とは別にその外部に設置されることも可能である。基板処理液提供ユニット１５０がインクジェットヘッドユニット１４０と別に設置される場合、例えばインクジェットヘッドユニット１４０と基板処理液提供ユニット１５０はガントリユニット１３０を間に置いてその両側に配置されることができる。
ヘッドベース２２０内の多数のヘッドパック２１０が図２に示すように配列される場合、基板Ｇのピクセル領域にインクジェットヘッドユニット１４０のノズル２１１がすべてマッチングするようにそのレイアウトを設計することができる。インクジェットヘッドユニット１４０は前方に基板Ｇが入って後方に出てから再び後方から前方に動く動作時、基板Ｇと直交方向に動きながら弾着を行うことができる。しかし、多数のヘッドパック２１０が図２に示すようにヘッドベース２２０内で配列されると、基板Ｇが大面積基板である場合、プリンティング領域をインクジェットヘッドユニット１４０が耐えられる水準の大きさに分割して別に行わなければならない。領域が二つに分離されると全体プリンティングを二回行わなければならない。
ヘッドベース２２０内の多数のヘッドパック２１０が図５に示すように配列される場合、複数のノズル２１１は図６に示すようにヘッドパック２１０がオーバーラップせず、一列に配列されることができる。インクジェットヘッドユニット１４０は前方に基板Ｇが入って後方に出てから再び後方から前方に動く動作時、基板Ｇと直交方向に動きながらプリンティングを行うことができる。多数のヘッドパック２１０が図５に示すようにヘッドベース２２０内で配列されると、基板Ｇが大面積基板でもプリンティング領域を別に分離せず、一度にプリンティングが可能である。
ヘッドパック２１０はＲＧＢが順に整列するように構成され、ヘッドパック２１０の間隔およびノズル列が一定であるように設計することができる。基板Ｇの幅だけヘッドパック２１０をＲＧＢに配列し、基板ＧにＲＧＢがすべて印刷されるように幅方向に同じ次の色だけ移動することができる。
ヘッドパック２１０は多数のインク吐出ノズル２１１をまとめたものであり、プリンティングにより基板Ｇに形成されるイメージの解像度に応じて多数のノズル２１１を使用する。また、多数のノズル２１１の使用時、解像度を合わせるためにオーバーラップして使用することができる。基板Ｇの大きさによってインクジェットヘッドユニット１４０に設置されるヘッドパック２１０の数が決定される。
本実施例で、ヘッドパック２１０内の複数のノズル２１１は解像度に応じてオーバーラップして構成されることもできる。例えば、図９に示すように第１ヘッドパック２１０ａ内の第１ノズル２１２ａと第２ノズル２１２ｂが重なるように配置され、第３ノズル２１２ｃと第４ノズル２１２ｄが重なるように配置され、第５ノズル２１２ｅと第６ノズル２１２ｆが重なるように配置される。
図９の例示では第１ノズル２１２ａと第２ノズル２１２ｂが完全に重なる場合が示されているが、本実施例はこれに限定されず、第１ノズル２１２ａと第２ノズル２１２ｂが一部重なるように配置されることも可能である。本実施例では第３ノズル２１２ｃおよび第４ノズル２１２ｄも第１ノズル２１２ａおよび第２ノズル２１２ｂと同じ方式で配置され、第５ノズル２１２ｅおよび第６ノズル２１２ｆも第１ノズル２１２ａおよび第２ノズル２１２ｂと同じ方式で配置されることができる。
一方、第１ノズル２１２ａおよび第２ノズル２１２ｂが一部重なるように配置される場合、第２ノズル２１２ｂは一側に隣接して配置される第１ノズル２１２ａだけでなく、他側に隣接して配置される第３ノズル２１２ｃとも配置されることができる。図９はヘッドベース内の多数のヘッドパックの配列構造を示す第４例示図である。
前述したが、インクジェットヘッドユニット１４０内に同一個数のヘッドパック２１０が構成される場合、多数のヘッドパック２１０が図２に示すように配列されれば、インクジェットヘッドユニット１４０が大面積基板の全体領域に一度に基板処理液を吐出できないので、図１０に示すようにインクジェットヘッドユニット１４０の大きさに応じて第１プリンティング領域３４０、第２プリンティング領域３５０など大面積基板（Ｌａｒｇｅ Ｇ）のプリンティング領域３４０，３５０をいくつかに分割して基板プリンティングを行わなければならない。図１０はインクジェットヘッドユニットの基板プリンティング方法を説明するための第１例示図である。
反面、同じ条件で、多数のヘッドパック２１０が図５に示すように配列されると、インクジェットヘッドユニット１４０が大面積基板の全体領域に一度に基板処理液を吐出することができ、図１１に示すように大面積基板（Ｌａｒｇｅ Ｇ）のプリンティング領域３６０を分割せず、基板プリンティングを行うことができる。図１１はインクジェットヘッドユニットの基板プリンティング方法を説明するための第２例示図である。
メンテナンス（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）が必要な場合、インクジェットヘッドユニット１４０は第１ステージ１１１のプリンティング領域（Ｐｒｉｎｔｉｎｇ Ｚｏｎｅ；４１０）で第２ステージ１２１のメンテナンス領域（Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｚｏｎｅ；４２０）に移動する。メンテナンス領域４２０では多様な種類の検査が行われ、例えばノズル検査、液滴検査などが行われる。図１２はプリンティング領域とメンテナンス領域の配置構造を説明するための第１例示図である。
プリンティング領域４１０とメンテナンス領域４２０は基板Ｇ処理時のインクジェットヘッドユニット１４０の移動方向、またはガントリユニット１３０の移動方向に直交する方向に配置される。例えば、インクジェットヘッドユニット１４０が第１方向１０に往復移動して基板Ｇを処理すると、プリンティング領域４１０とメンテナンス領域４２０は第１方向１０に直交する第２方向２０に並んで配置される。この場合、プリンティング領域４１０とメンテナンス領域４２０の間の領域分離によってノズル補正偏差が発生し得る。
反面、プリンティング領域４１０とメンテナンス領域４２０は図１３に示すように、基板Ｇ処理時のインクジェットヘッドユニット１４０の移動方向、またはガントリユニット１３０の移動方向に平行な方向に配置されることもできる。例えば、インクジェットヘッドユニット１４０が第１方向１０に往復移動して基板Ｇを処理すると、プリンティング領域４１０とメンテナンス領域４２０も第１方向１０に並んで配置されることができる。この場合、プリンティング領域４１０とメンテナンス領域４２０の間の領域を分離しないことにより弾着測定誤差を最小化することができる。図１３はプリンティング領域とメンテナンス領域の配置構造を説明するための第２例示図である。
ヘッドベース２２０内の多数のヘッドパック２１０が図２に示すように配置される場合、インクジェットヘッドユニット１４０の広い幅Ｗ１により１個のガントリユニット１３０がインクジェットヘッドユニット１４０を支持するのは困難性があり、インクジェットヘッドユニット１４０が移動する際に振動が多く発生して弾着の正確度が劣り、基板処理液のスロッシング現象も多く発生し得る。したがって、多数のヘッドパック２１０が図２に示すようにヘッドベース２２０内に配置される場合、図１４に示すようにデュアルガントリ（Ｄｕａｌ Ｇａｎｔｒｙ；１３０ａ，１３０ｂ）がインクジェットヘッドユニット１４０の両側でインクジェットヘッドユニット１４０を支持することができる。図１４はガントリユニットのインクジェットヘッドユニット支持構造を説明するための第１例示図である。
反面、ヘッドベース２２０内の多数のヘッドパック２１０が図５に示すように配置される場合、インクジェットヘッドユニット１４０の狭い幅（Ｗ２（＜Ｗ１））により図１５に示すようにシングルガントリ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｇａｎｔｒｙ；１３０ｃ）でもインクジェットヘッドユニット１４０を容易に支持することができ、前記のような問題も発生させない。図１５はガントリユニットのインクジェットヘッドユニット支持構造を説明するための第２例示図である。
基板Ｇのプリンティング状態を確認するための計測装備はインクジェットヘッドユニット１４０の前に設置される。または、前記計測装備はガントリユニット１３０を間に置いてインクジェットヘッドユニット１４０の後に位置することもできる。
計測装備はプリンティング前の基板Ｇの位置整列、プリンティング進行中の基板処理液の吐出確認、ノズルの位置整列、基板処理液の吐出の有無、基板処理液の打点測定、液滴（Ｄｒｏｐｌｅｔ）の速度、体積、打点正確度などを測定する装備であり得る。計測装備は光学用装備であり得、例えば、カメラモジュール１２５であり得る。
前述したが、チャック（Ｃｈｕｃｋ）上に基板Ｇが置かれ、基板プリンティング時に前記チャックが移動して基板Ｇの全面がプリンティングされる。または、複数のエアーホール１１２が形成された第１ステージ１１１を用いてエアーフローティング方式（Ａｉｒ Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）で基板Ｇを移動させて基板Ｇの全面がプリンティングされることもできる。
基板処理装置１００は設備の熱変形の問題を解決し、基板処理液の粘度を調節するために、図１６に示すように温度調節ユニット５１０を含むことができる。温度調節ユニット５１０は基板処理液の温度調節のためのものであって、ガントリユニット１３０とインクジェットヘッドユニット１４０の間に配置される。環境温度の変化はインクジェットヘッドユニット１４０のノズル２１１に影響を及ぼし得る。温度調節ユニット５１０はこのような問題を解決するためにガントリユニット１３０とインクジェットヘッドユニット１４０の間に配置される。図１６は基板処理装置を構成する温度調節ユニットを説明するための例示図である。
温度調節ユニット５１０はインクジェットヘッドユニット１４０の内部またはその外部に密接に設置されることもできる。例えば、温度調節ユニット５１０はヘッドベース２２０内に設置されるか、ヘッドフレーム２３０内に設置され得る。または、温度調節ユニット５１０はヘッドベース２２０の外部表面に付着するか、ヘッドフレーム２３０の外部表面に付着し得る。
一方、温度調節ユニット５１０は第１ステージ１１１の内部またはその外部に密接に設置される。例えば、温度調節ユニット５１０は第１ステージ１１１内に設置されるか、第１ステージ１１１の外部表面に付着し得る。温度調節ユニット５１０はガントリユニット１３０に設置されることもできる。
インクジェットヘッドユニット１４０がインクの吐出を始めると、インクジェットヘッドユニット１４０内のヒータ５２０が作動し得る。この場合、温度調節ユニット５１０はヒータ５２０と同時に作動することができ、ヒータ５２０が作動した後に作動することもできる。インクジェットヘッドユニット１４０内に設置されるヒータ５２０は現在の温度が基準温度に到達すると自動でオフ（ＯＦＦ）となる。その後、現在の温度が再び基準温度の下に下がると、ヒータ５２０はオン（ＯＮ）になって作動し得る。ヒータ５２０はフィードバック制御される。
温度調節ユニット５１０は基板処理液の温度を調節するだけでなく、処理対象である基板Ｇの温度を調節することもできる。温度調節ユニット５１０は第１ステージ１１１の内部またはその外部に設置され、例えば、第１ステージ１１１内に冷却流路として設けられるか、基板Ｇが位置する方向に冷却風（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ａｉｒ）を送出する装置として設けられることもできる。温度調節ユニット５１０は工程処理ユニット１１０がエアーフローティング方式で基板Ｇを支持および移動させる場合、冷気（Ｃｏｏｌ Ａｉｒ）を外部に送出することができる。温度調節ユニット５１０は制御ユニット１６０の制御に応じて作動する。
基板処理装置１００は図１７に示すように温度測定ユニット５３０も含むことができる。複数の温度測定ユニット（５３０ａ，５３０ｂ，…，５３０ｎ－１，５３０ｎ）はインクジェットヘッドユニット１４０の外側周囲に沿って設置される。例えば、複数の温度測定ユニット（５３０ａ，５３０ｂ，…，５３０ｎ－１，５３０ｎ）はインクジェットヘッドユニット１４０の前面に設置され、ガントリユニット１３０とインクジェットヘッドユニット１４０の間に設置される。複数の温度測定ユニット（５３０ａ，５３０ｂ，…，５３０ｎ－１，５３０ｎ）が上記のように設置される場合、温度調節ユニット５１０はインクジェットヘッドユニット１４０の前面に設置された温度測定ユニット（５３０ａ，５３０ｂ，…）と、ガントリユニット１３０とインクジェットヘッドユニット１４０の間に設置された温度測定ユニット（…，５３０ｎ－１，５３０ｎ）の間の温度差を用いて作動することができる。図１７は基板処理装置を構成する温度測定ユニットを説明するための例示図である。
基板Ｇ処理時基板Ｇを移動させる第１ステージ１１１はガントリユニット１３０とインクジェットヘッドユニット１４０の下に位置し、エアーフローティング方式を用いることができる。大面積基板に高解像度のプリンティングをする場合、動作する間基板Ｇの平坦を維持しなければならず、むらおよびパーティクルが発生してはならないので、エアーフローティングステージ（Ａｉｒ Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｓｔａｇｅ）として設けられることができる。
メンテナンスユニット１２０を構成する検査ユニット５４０はインクジェットヘッドユニット１４０に対する各種検査とクリーニング（Ｃｌｅａｎｉｎｇ）を担当する。検査ユニット５４０は図１８に示すようにビジョンモジュール５４１、計測モジュール５４２、ノズルケアモジュール（Ｎｏｚｚｌｅ Ｃａｒｅ Ｍｏｄｕｌｅ；５４３）などを含み得、メンテナンス領域４２０で待機する。前記で、ビジョンモジュール５４１は吐出インク検査カメラとして設けられ、計測モジュール５４２は吐出インク検査ベースとして設けられる。図１８は基板処理装置を構成する検査ユニットを説明するための例示図である。
メンテナンスが必要な場合、計測モジュール５４２およびノズルケアモジュール５４３はプリンティング領域４１０内のインクジェットヘッドユニット１４０が位置しているところまで移動することができる。この場合、インクジェットヘッドユニット１４０は現在の位置より上昇し、計測モジュール５４２およびノズルケアモジュール５４３はその下方に移動して各種検査およびクリーニングが行われる。
その後、計測モジュール５４２およびノズルケアモジュール５４３はメンテナンス領域４２０内のビジョンモジュール５４１が位置しているところまで移動し、制御ユニット１６０はビジョンモジュール５４１により取得された映像に基づいて最終的な検査結果を生成することができる。
一方、基板Ｇはメンテナンスの進行中にインクジェットヘッドユニット１４０の後ろに待機するかあるいは外部にある。
一方、第２ステージ１２１が第１ステージ１１１より高いレベルに配置され、インクジェットヘッドユニット１４０に対するメンテナンスの際、検査ユニット５４０が移動するのではなく、検査ユニット５４０が設置された第２ステージ１２１が第１ステージ１１１上に移動してメンテナンスが行われることも可能である。
例えば、ノズルの未吐出や異常吐出を確認しようとする場合、計測モジュール５４２がプリンティング領域４１０内のインクジェットヘッドユニット１４０が位置しているところに移動すると、インクジェットヘッドユニット１４０は計測モジュール５４２のフィルム上に基板処理液を吐出する。その後、計測モジュール５４２はメンテナンス領域４２０内のビジョンモジュール５４１が位置しているところに移動し、ビジョンモジュール５４１によりノズル状態検査が行われる。
または、インクジェットヘッドユニット１４０が計測モジュール５４２のフィルム上に基板処理液を吐出すると、ビジョンモジュール５４１がプリンティング領域４１０内の計測モジュール５４２が位置しているところに移動し、ビジョンモジュール５４１によりノズル状態検査が行われることも可能である。
または、インクジェットヘッドユニット１４０がメンテナンス領域４２０内の計測モジュール５４２が位置しているところに移動し、インクジェットヘッドユニット１４０が計測モジュール５４２のフィルム上に基板処理液を吐出すると、その後ビジョンモジュール５４１によりノズル状態検査が行われることもできる。
一方、検査ユニット５４０はインクジェットヘッドユニット１４０に対する各種検査によりノズル吐出状態（液滴速度、液滴体積、液滴の打点計測などノズル吐出状態）を検査することができ、吐出量を測定するか、ノズルのアライン（Ａｌｉｇｎ）位置整列、吐出インク検査カメラと吐出インク検査ベースを用いるノズル状態検査などを行うことができる。また、検査ユニット５４０はインクジェットヘッドユニット１４０に対するクリーニングとして未吐出および異常吐出ノズルのケア、ノズル表面のクリーニングなどを行うことができる。
以上、図１ないし図１８を参照してインクジェットヘッドユニット１４０および温度調節ユニット５１０、温度測定ユニット５３０、検査ユニット５４０など多様な構成を含む基板処理装置１００について説明した。
本発明の基板処理装置１００は大面積基板に高解像度のピクセルプリンティングが可能であることを特徴とする。前述したが、基板処理装置１００は第１ステージ１１１を備えた工程処理ユニット１１０、メンテナンスユニット１２０、ガントリユニット１３０、インクジェットヘッドユニット１４０などを含んで構成されることができる。
インクジェットヘッドユニット１４０は大面積基板をピクセルプリンティングするための多数のノズルを一つにまとめたヘッドパック２１０、ヘッドパック２１０が構成されるヘッドベース２２０、ヘッドベース２２０を固定して貯蔵タンク１５１と圧力制御モジュール１５２が上昇するヘッドフレーム２３０などを含むことができる。
インクジェットヘッドユニット１４０で、ヘッドパック２１０を構成する多数のノズル２１１は基板Ｇにプリンティングされるイメージの解像度を合わせるためにオーバーラップし得る。反面、多数のノズル２１１を一つに結合させたヘッドパック２１０はオーバーラップしないようにヘッドベース２２０に一列に配列される。
インクジェットヘッドユニット１４０はヘッドフレーム２３０のベース（Ｂａｓｅ）にノズルとヘッドパック２１０の間の平坦および状態を確認するための測定装置およびカメラを有することができる。インクジェットヘッドユニット１４０は基板プリンティング時、Ｘ軸方向に小幅移動し、メンテナンスを行う際はＺ軸方向にメンテナンス機構物の高さだけ上昇し得る。
基板処理装置１００はノズルを検査してクリーニングをする検査ユニット５４０を含むことができる。前記検査ユニット５４０はビジョンモジュール５４１、計測モジュール５４２、ノズルケアモジュール５４３などを含み得、ノズルの検査およびクリーニングのために第１ステージ１１１のプリンティング領域４１０と第２ステージ１２１のメンテナンス領域４２０を自由に移動することができる。
基板処理装置１００は基板処理液（インク）の粘度を調節するために温度調節ユニット５１０を含むことができる。温度調節ユニット５１０は外部環境による温度変化がインクジェットヘッドユニット１４０のノズルに及ぼす影響を最小化できるように温度を調節する役割をする。温度調節ユニット５１０はガントリユニット１３０とインクジェットヘッドユニット１４０の間に設置される。
本発明の基板処理装置１００が有する有利な効果は次のとおりである。
最初に、プリンティング領域とメンテナンス領域が分離されていると、ノズル補正偏差が発生し得る。本実施例ではプリンティング領域とメンテナンス領域が同一線上に設けられ、弾着測定誤差を最小化することができる。
次に、大面積基板をプリンティングするためには設備が可能な範囲に領域を分けてプリンティングを行わなければならない。片方の領域のプリンティングが終わると、次のプリンティング領域へ移る方式が用いられるが、全体のプリンティング時間が非常に長く、さらに次の領域に移動するのに時間もかかる。本実施例では基板プリンティング時、全面対応が可能であり、そのため、前記のような時間浪費を防止することができ、全体的な工程時間（Ｔａｃｔ Ｔｉｍｅ）を減少させることができる。
最後に、大面積基板をプリンティングするために全体領域を分けてプリンティングをし、片方の領域のプリンティングが完了すると、他方の領域に移動しなければならない。この場合、ヘッド軸移動による振動が発生する。本実施例では全体領域を分けてプリンティングをする必要がなく、軸方向移動による振動も最小化することができる。また、低重量設計により駆動軸負荷による機構歪みなど多様な問題も解決することができる。
以上、添付する図面を参照して本発明の実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で製造することができ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
１００ 基板処理装置
１１０ 工程処理ユニット
１１１ 第１ステージ
１２０ メンテナンスユニット
１２１ 第２ステージ
１３０ ガントリユニット
１３０ａ，１３０ｂ デュアルガントリ
１３０ｃ シングルガントリ
１４０ インクジェットヘッドユニット
１５０ 基板処理液提供ユニット
１５１ 貯蔵タンク
１５２ 圧力制御モジュール
１６０ 制御ユニット
２１０ ヘッドパック
２１１ ノズル
２１１ａ 第１ヘッドパックの最後のノズル
２１１ｂ 第２ヘッドパックの一番目のノズル
２２０ ヘッドベース
２３０ ヘッドフレーム
３１０ａ Ａ地点
３１０ｂ Ａ’地点
３２０ａ Ｂ地点
３２０ｂ Ｂ’地点
３３０ａ Ｃ地点
３３０ｂ Ｃ’地点
４１０ プリンティング領域
４２０ メンテナンス領域
５１０ 温度調節ユニット
５２０ ヒータ
５３０ 温度測定ユニット
５４０ 検査ユニット
５４１ ビジョンモジュール
５４２ 計測モジュール
５４３ ノズルケアモジュール

Claims (20)

  1. 基板を支持および移動させる工程処理ユニット；
    前記基板をピクセルプリンティングさせるインクジェットヘッドユニット；および
    前記基板上で前記インクジェットヘッドユニットを移動させるガントリユニットを含み、
    前記インクジェットヘッドユニットは、
    前記基板上に基板処理液を吐出する複数のノズルを含むヘッドパック；および
    複数のヘッドパックが設置されるヘッドベースを含み、
    前記複数のヘッドパックは前記ヘッドベース内で一列に配置される、基板処理装置。
  2. 前記複数のヘッドパックは隣り合う第１ヘッドパックおよび第２ヘッドパックを含み、
    前記第１ヘッドパックおよび前記第２ヘッドパックは種類が異なる請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記複数のヘッドパックは隣り合う第１ヘッドパックおよび第２ヘッドパックを含み、
    前記第１ヘッドパックの複数のノズルのうち前記第２ヘッドパックに隣接するノズルと前記第２ヘッドパックの複数のノズルのうち前記第１ヘッドパックに隣接するノズルはオーバーラップしない、請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記複数のヘッドパックは隣り合う第１ヘッドパックおよび第２ヘッドパックを含み、
    前記第１ヘッドパックおよび前記第２ヘッドパックは離隔している、請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記第１ヘッドパックおよび前記第２ヘッドパックの間の離隔距離はヘッドパックの大きさと同じである、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 一列に配置された前記複数のヘッドパックを合算した大きさは前記基板の大きさと同じである、請求項１に記載の基板処理装置。
  7. 一つのヘッドパック内の複数のノズルは前記基板に形成されるイメージの解像度に応じてオーバーラップする、請求項１に記載の基板処理装置。
  8. 前記インクジェットヘッドユニットは、
    前記ヘッドベース上に設置されるヘッドフレームをさらに含み、
    前記ヘッドフレームは前記基板処理液を貯蔵する貯蔵タンクおよびノズルで前記基板処理液と関連するメニスカスを制御する圧力制御モジュールを含む、請求項１に記載の基板処理装置。
  9. 前記インクジェットヘッドユニットのメンテナンスのためのメンテナンスユニットをさらに含み、
    前記工程処理ユニットの第１ステージおよび前記メンテナンスユニットの第２ステージは前記ガントリユニットの移動方向に並んで配置される、請求項１に記載の基板処理装置。
  10. 前記ガントリユニットは一側で前記インクジェットヘッドユニットを支持するシングルガントリである、請求項１に記載の基板処理装置。
  11. 前記基板処理液の温度を調節する温度調節ユニットをさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置。
  12. 前記温度調節ユニットは前記インクジェットヘッドユニット内に設けられるか、または前記ガントリユニットと前記インクジェットヘッドユニットの間に設けられる、請求項１１に記載の基板処理装置。
  13. 前記基板の温度を調節する温度調節ユニットをさらに含み、
    前記温度調節ユニットは前記工程処理ユニットの第１ステージに設けられる、請求項１に記載の基板処理装置。
  14. 前記インクジェットヘッドユニットの表面に設置される複数の温度測定ユニットをさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置。
  15. 前記ガントリユニットに接触する前記インクジェットヘッドユニットの第１面に設置される温度測定ユニットと前記第１面の向い側に位置する前記インクジェットヘッドユニットの第２面に設置される温度測定ユニットの間の測定温度差を用いて前記基板処理液の温度を調節する温度調節ユニットをさらに含む、請求項１４に記載の基板処理装置。
  16. 前記インクジェットヘッドユニットのメンテナンスのためのメンテナンスユニット；および
    前記メンテナンスユニットの第２ステージ上に設けられる検査ユニットをさらに含む、請求項１に記載の基板処理装置。
  17. 前記検査ユニットは、
    前記インクジェットヘッドユニットのノズルによって吐出される液滴を測定する計測モジュール；
    前記液滴を検査するビジョンモジュール；および
    前記ノズルをクリーニングするノズルケアモジュールを含む、請求項１６に記載の基板処理装置。
  18. 前記第２ステージは前記工程処理ユニットの第１ステージと異なるレベルに形成される、請求項１６に記載の基板処理装置。
  19. 基板を支持および移動させる工程処理ユニット；
    前記基板をピクセルプリンティングさせるインクジェットヘッドユニット；
    前記基板上で前記インクジェットヘッドユニットを移動させるガントリユニット；および
    前記インクジェットヘッドユニットのメンテナンスのためのメンテナンスユニットを含み、
    前記インクジェットヘッドユニットは、
    前記基板上に基板処理液を吐出する複数のノズルを含むヘッドパック；
    複数のヘッドパックが設置されるヘッドベース；および
    前記ヘッドベース上に設置され、前記基板処理液を貯蔵する貯蔵タンクおよびノズルで前記基板処理液と関連するメニスカスを制御する圧力制御モジュールを含むヘッドフレームを含み、
    前記複数のヘッドパックは前記ヘッドベース内で一列に配置され、
    前記複数のヘッドパックは隣り合う第１ヘッドパックおよび第２ヘッドパックを含み、前記第１ヘッドパックおよび前記第２ヘッドパックは種類が異なり、
    前記第１ヘッドパックの複数のノズルのうち前記第２ヘッドパックに隣接するノズルと前記第２ヘッドパックの複数のノズルのうち前記第１ヘッドパックに隣接するノズルはオーバーラップせず、
    一列に配置された前記複数のヘッドパックを合算した大きさは前記基板の大きさと同一であり、
    前記工程処理ユニットの第１ステージおよび前記メンテナンスユニットの第２ステージは前記ガントリユニットの移動方向に並んで配置される、基板処理装置。
  20. 基板をピクセルプリンティングさせるものであって、
    前記基板上に基板処理液を吐出する複数のノズルを含むヘッドパック；
    複数のヘッドパックが設置されるヘッドベース；および
    前記ヘッドベース上に設置され、前記基板処理液を貯蔵する貯蔵タンクおよびノズルで前記基板処理液と関連するメニスカスを制御する圧力制御モジュールを含むヘッドフレームを含み、
    前記複数のヘッドパックは前記ヘッドベース内で一列に配置される、インクジェットヘッドユニット。
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