JP3928456B2

JP3928456B2 - Droplet discharge apparatus, liquid material filling method thereof, device manufacturing apparatus, device manufacturing method, and device

Info

Publication number: JP3928456B2
Application number: JP2002089809A
Authority: JP
Inventors: 隆寛臼井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP2003284984A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴吐出装置の液状材料充填方法、およびデバイス製造装置とデバイス製造方法、並びにデバイスに関し、例えば液晶表示装置等の表示装置に対して適用されるカラーフィルタを製造する際に用いられる液滴吐出装置と当該液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドに製膜用液状材料を充填する方法、および当該液滴吐出装置を備えたデバイス製造装置とデバイス製造方法、並びにデバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、例えばコンピュータや携帯用の情報機器端末の発達に伴い、液晶表示デバイス、特にカラー液晶表示デバイスの使用が増加している。この種の液晶表示デバイスは、表示画像をカラー化するためにカラーフィルタを用いている。カラーフィルタには、基板を有し、この基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）の液状材料を所定パターンで着弾することで形成されるものがある。このような基板に対してインク等の液状材料を着弾させる方式としては、液滴吐出方式（インクジェット方式）が採用されている。
【０００３】
液滴吐出方式を採用した場合、液滴吐出ヘッドから所定量の製膜用液状材料をフィルタに対して吐出して着弾させるが、この基板は、例えば特開平８−２７１７２４号公報で開示されているように、ＸＹステージ（ＸＹ平面に沿った２次元方向に移動自在なステージ）に搭載されている。このＸＹステージにより基板をＸ方向とＹ方向に移動させることで、複数の液滴吐出ヘッドからの液状材料が基板の所定位置に着弾できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の液滴吐出装置には、以下のような問題が存在する。
液滴吐出ヘッドから吐出される液状材料は、液状材料タンクに貯留されたものが例えばチューブを介して液滴吐出ヘッドに供給されて充填されるが、イニシャル動作（初期動作）時や、例えば一日程度中断した後にはヘッドに液状材料が充填されていないため、液状材料を液滴吐出ヘッドまで導入する必要がある。
【０００５】
そこで、従来では、液滴吐出ヘッドの液状材料吐出面を覆って乾燥を防ぐキャップに吸引駆動源となるポンプやチューブ等の負圧吸引機構を接続し、このキャップを液滴吐出ヘッドに当接させた状態で負圧吸引することにより、液状材料タンクからチューブを介して液滴吐出ヘッドに液状材料を導入・充填する方法が多く採用されている。
【０００６】
ところが、プリンタ等に用いられる比較的低粘度の液状材料であれば、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填した際、多くの場合液滴吐出ヘッド内に存在する気泡を排出することができるが、高粘度の液状材料を液滴吐出ヘッドに充填した場合には気泡を排出しきれないことがある。ヘッド内に気泡が残っていると液状材料が吐出されなかったり、吐出されても速度、重量が変動する等、液状材料の吐出特性が安定しないという問題が生じてしまう。特に、近年では、液滴吐出装置をプリンタのみならず、工業用等に幅広く応用する動きがあるため、高粘度の液状材料でも気泡を残すことなくヘッドに充填する技術の開発が強く望まれていた。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、粘度の高い製膜用液状材料を用いる場合であっても、所定の液状材料吐出特性を維持できる液滴吐出装置とその液状材料充填方法、およびデバイス製造装置とデバイス製造方法並びにこのデバイス製造装置で製造されたデバイスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する第１の解決手段として、本発明は以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置に対して、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料を充填する方法であって、前記液状材料よりも低粘度の第１の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する第１ステップと、該液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、前記第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液に置換する第２ステップと、該液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を前記液状材料に置換する第３ステップと、を含むことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドに、前記液状材料と、該液状材料よりも低粘度の第１の充填液と、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、前記第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液とを切り替えて、または混合して充填させる切替混合装置と、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を前記第２の液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御すると共に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御する制御装置と、を有することを特徴としている。
【００１０】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、まず液滴吐出ヘッドに低粘度の第２の充填液、次いで第２の充填液を充填することにより、液滴吐出ヘッド内の気泡を排出することができる。従って、第２の充填液を液状材料に置換することにより、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができるため、液状材料が高粘度であっても気泡の存在に起因する液状材料の吐出不良が生じることなく、所定の液状材料吐出特性を維持することができる。
さらに、液状材料よりも低粘度であり、かつ、第１の充填液よりも高粘度である第２の充填液を用いたので、第１の充填液と液状材料との粘度が大きく異なる場合でも、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができる。
したがって、一種類の充填液のみを用いた場合よりも、さらに高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
【００１１】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、第２の充填液として液状材料を加熱したものを採用することが可能である。
この場合、加熱されることで液状材料の粘度が低下するため、液状材料自体を第２の充填液として用いることができる。したがって、第２の充填液と未加熱の液状材料とが充分に置換されなかった場合でも、液状材料の成分としては同一なので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。
【００１２】
なお、第２の充填液よりも高温に加熱した液状材料を、第１の充填液として採用しても良い。この場合、液状材料に他の成分が混入することをより確実に防止できるので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことや、いわゆる溶剤ショックによる固形分の析出を、より確実に防止することができる。
【００１３】
また、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、第１の充填液として液状材料に含まれる溶剤成分を採用することも可能である。
この場合、第１の充填液が、第２の充填液や液状材料に充分に置換されず残存した場合でも、溶剤成分が液状材料の一部を構成するものなので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。さらに、液滴吐出ヘッドに液状材料の固形成分が残留していた場合でも、充填液によりこの固形成分を溶解することができる。
【００１４】
なお、この場合、液状材料に含まれる溶剤成分によって液状材料を希釈したものを、第２の充填液として採用しても良い。また、加熱した液状材料を第２の充填液として採用しても良い。この場合、液状材料に他の成分が混入することをより確実に防止できるので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことや、いわゆる溶剤ショックによる固形分の析出を、より確実に防止することができる。
【００１５】
また、本発明の液状材料充填方法では、前記第２ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記第１の充填液と前記第２の充填液との混合液に置換するステップを含むことを特徴とすることができる。
同様に、本発明の液滴吐出装置では、前記制御装置が、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第１の充填液を、前記第１の充填液と前記第２の充填液との混合液に置換してから、前記第２の充填液に置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とすることができる。
【００１６】
この場合、第１の充填液を、第１の充填液と第２の充填液との混合液に置換してから、第２の充填液に置換するので、第１の充填液と第２の充填液との粘度が大きく異なっても、スムーズに置換することができる。したがって、より高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
なお、第１の充填液と第２の充填液との混合液の混合比率に特に限定はないが、例えば略５０：５０に混合することができる。また、第２の充填液の混合比率を、段階的に増加させたり、漸増させたりしてもよい。
【００１７】
また、本発明の液状材料充填方法では、前記第３ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を、前記第２の充填液と前記液状材料との混合液に置換するステップを含むことを特徴とすることができる。
同様に、本発明の液滴吐出装置では、前記制御装置が、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記第２の充填液を、前記第２の充填液と前記液状材料との混合液に置換してから、前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御することを特徴とすることができる。
【００１８】
この場合、第２の充填液を、第２の充填液と液状材料との混合液に置換してから、液状材料に置換するので、第２の充填液と液状材料との粘度が大きく異なっても、スムーズに置換することができる。したがって、より高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
なお、第２の充填液と液状材料との混合液の混合比率に特に限定はないが、例えば略５０：５０に混合することができる。また、液状材料の混合比率を、段階的に増加させたり、漸増させたりしてもよい。
【００１９】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記第１の充填液及び／又は前記第２の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記第１の充填液及び／又は前記第２の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する充填液脱気装置を有することが好ましい。
【００２０】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液滴吐出ヘッドに第１の充填液及び／又は第２の充填液を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも、これらの充填液がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００２１】
さらに、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液状材料を液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気することが好ましい。
【００２２】
これにより、本発明では、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過により液状材料から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも液状材料がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００２３】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記第１の充填液に再置換するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記制御装置は、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記第１の充填液に再置換するように前記切替混合装置を制御することが好ましい。
【００２４】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、製膜処理後に充填液を充填した状態で液滴吐出ヘッドを保管することで、乾燥の早い液状材料も使用可能になる。
【００２５】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを吸引して液状材料または充填液を液滴吐出ヘッドに充填する吸引装置を備えることが好ましい。
【００２６】
これにより、本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドの直近で吸引するので、液状材料タンクを加圧する場合等に比較して圧力損失が少なくなり、効果的に液状材料または充填液を充填することができる。また、液滴吐出ヘッドを吸引することで、液滴吐出ヘッドに付着した固形物や塵埃を容易に除去することが可能になる。
【００２７】
上記の目的を達成する第２の解決手段として、本発明は以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置に対して、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料を充填する方法であって、前記液状材料よりも低粘度の充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する第１ステップと、該液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を前記液状材料に置換する第２ステップとを含み、前記第２ステップが、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を、前記充填液と前記液状材料との混合液に置換するステップを含むことを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドに充填された液状材料を吐出する液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドに前記液状材料と該液状材料よりも低粘度の充填液とを切り替えて、または混合して充填させる切替混合装置と、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記充填液を、前記充填液と前記液状材料との混合液に置換してから、前記液状材料に置換するように前記切替混合装置を制御する制御装置と、
を有することを特徴としている。
【００２９】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、まず液滴吐出ヘッドに低粘度の充填液、次いで充填液と液状材料との混合液を充填することにより、液滴吐出ヘッド内の気泡を排出することができる。従って、前記混合液を液状材料に置換することにより、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができるため、液状材料が高粘度であっても気泡の存在に起因する液状材料の吐出不良が生じることなく、所定の液状材料吐出特性を維持することができる。
さらに、前記液状材料よりも低粘度であり、かつ、充填液よりも高粘度となる充填液と液状材料との混合液を用いたので、充填液と液状材料との粘度が大きく異なる場合でも、気泡を排出した状態で液滴吐出ヘッドに液状材料を充填することができる。
したがって、充填液を液状材料に直ちに置換する場合よりも、さらに高粘度の液状材料を所定の液状材料吐出特性を維持しつつ吐出することができる。
【００３０】
なお、充填液と液状材料との混合液の混合比率に特に限定はないが、例えば略５０：５０に混合することができる。また、液状材料の混合比率を、段階的に増加させたり、漸増させたりしてもよい。
【００３１】
本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、充填液として液状材料を加熱したものを採用することが可能である。
この場合、加熱されることで液状材料の粘度が低下するため、液状材料自体を充填液として用いることができる。したがって、充填液と未加熱の液状材料とが充分に置換されなかった場合でも、液状材料の成分としては同一なので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。
【００３２】
また、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、充填液として液状材料に含まれる溶剤成分を採用することも可能である。
この場合、充填液が、液状材料に充分に置換されず残存した場合でも、溶剤成分が液状材料の一部を構成するものなので、液状材料の製膜特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、いわゆる溶剤ショックにより固形分の析出を防止することができる。さらに、液滴吐出ヘッドに液状材料の固形成分が残留していた場合でも、充填液によりこの固形成分を溶解することができる。
【００３３】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記充填液を前記液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気する充填液脱気装置を有することが好ましい。
【００３４】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液滴吐出ヘッドに充填液を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも、これらの充填液がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００３５】
さらに、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、液状材料を液滴吐出ヘッドに充填する前に脱気することが好ましい。
【００３６】
これにより、本発明では、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填した直後には気泡が存在していなくとも、時間の経過により液状材料から気泡が発生してしまうことを防止できる。また、万一、液滴吐出ヘッド内に気泡が残留していた場合でも液状材料がこの気泡を吸収するため、液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００３７】
また、本発明の液滴吐出装置の液状材料充填方法では、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記充填液に再置換するステップを含むことが好ましい。
同様に、本発明の液滴吐出装置において、前記制御装置は、前記液状材料の吐出処理後に、前記液滴吐出ヘッドに充填された前記液状材料を前記充填液に再置換するように前記切替混合装置を制御することが好ましい。
【００３８】
これにより、本発明の液滴吐出装置及びその液状材料充填方法では、製膜処理後に充填液を充填した状態で液滴吐出ヘッドを保管することで、乾燥の早い液状材料も使用可能になる。
【００３９】
また、本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを吸引して液状材料または充填液を液滴吐出ヘッドに充填する吸引装置を備えることが好ましい。
【００４０】
これにより、本発明の液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドの直近で吸引するので、液状材料タンクを加圧する場合等に比較して圧力損失が少なくなり、効果的に液状材料または充填液を充填することができる。また、液滴吐出ヘッドを吸引することで、液滴吐出ヘッドに付着した固形物や塵埃を容易に除去することが可能になる。
【００４１】
本発明はさらに、液状材料を吐出する液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を用いてデバイスを製造する方法であって、上記の液状材料充填方法により、液滴吐出ヘッドに液状材料を充填する工程を含むことを特徴とするデバイス製造方法を提供する。
【００４２】
本発明のデバイス製造方法では、所定の液状材料吐出特性を維持した状態で液状材料を吐出できるので、所定の製膜処理を実行することでデバイス特性（品質）を確保することができる。
【００４３】
同様に、本発明は、液滴吐出ヘッドから吐出された液状材料を基板に着弾させて基板に製膜処理を施す液滴吐出装置を有するデバイス製造装置であって、液滴吐出装置として上記の液滴吐出装置が用いられることを特徴とするデバイス製造装置を提供する。
【００４４】
本発明のデバイス製造装置では、所定の液状材料吐出特性を維持した状態で液状材料を吐出できるので、所定の製膜処理を実行することでデバイス特性（品質）を確保することができる。
【００４５】
また、本発明のデバイスは、上記のデバイス製造装置により製造されたことを特徴としている。
【００４６】
これにより、本発明のデバイスでは、所定の液状材料吐出特性で製膜処理が実行されることで、所定の品質を確保することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液滴吐出装置とその液状材料充填方法、およびデバイス製造装置とデバイス製造方法並びにデバイスの実施の形態を、図１ないし図１１を参照して説明する。
ここでは、本発明の液滴吐出装置を例えば液晶表示デバイスに対して用いられるカラーフィルタ等を製造するためのフィルタ製造装置（デバイス製造装置）に適用するものとして説明する。
【００４８】
図１は、フィルタ製造装置（デバイス製造装置）１の概略平面図である。フィルタ製造装置１は、ほぼ同様の構造を有する３台の製膜装置（液滴吐出装置）２ｂ、２ｄ、２ｆと、これら製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆとの間でガラス基板等の基板を搬送する搬送システム３とを備えている。
【００４９】
搬送システム３は、マガジンローダ４と製膜装置２ｂとの間、製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆ間、および製膜装置２ｆとマガジンアンローダ５との間でそれぞれ基板を搬送するものであって、基板移載・回転エリア３ａ、３ｇと、製膜装置エリア３ｂ、３ｄ、３ｆと、中間搬送エリア３ｃ、３ｅとがＸ方向（図１中、左右方向）に沿って設置されている。なお、以下においては、液状材料着弾時に基板が移動するスキャン方向をＹ方向（図１中、上下方向）とし、図１中、紙面と直交する方向をＺ方向として説明する。
【００５０】
マガジンローダ４は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。同様に、マガジンアンローダ５は、基板を複数枚（例えばＺ方向に沿って２０枚）収納可能になっており、Ｙ方向に間隔をあけて２基列設されている。
【００５１】
基板移載・回転エリア３ａには、各マガジンローダ４と対向する位置に載置台６がそれぞれ設置されている。各載置台６は、図示しない回転駆動装置により９０°それぞれ回転するとともに、載置された基板を仮位置決めする構成になっている。同様に、基板移載・回転エリア３ｇには、各マガジンアンローダ５と対向する位置に載置台７がそれぞれ設置されている。各載置台７は、図示しない回転駆動装置により９０°回転する構成になっている。
【００５２】
製膜装置エリア３ｂには、基板を加熱する加熱装置（ベーク炉）８ｂと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｂ、１０ｂとが設置されている。加熱装置８ｂは、製膜装置２ｂで製膜された基板を（例えば１２０℃×５分間で）加熱（ベーク）するものである。搬送ロボット９ｂは、マガジンローダ４と載置台６との間、載置台６と製膜装置２ｂとの間、および製膜装置２ｂと加熱装置８ｂとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｂは、製膜装置２ｂと加熱装置８ｂとの間、加熱装置８ｂと後述する冷却部１１ｃとの間、および冷却部１１ｃと後述するバッファ部１３ｃとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００５３】
中間搬送エリア３ｃには、基板を冷却する冷却部１１ｃと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｃと、製膜装置２ｂ、２ｄ間の処理時間の差（例えば基板の冷却に要する時間差や、ヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｃから回転部１２ｃに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｃとが設置されている。バッファ部１３ｃは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００５４】
製膜装置エリア３ｄには、基板を加熱する加熱装置８ｄと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｄ、１０ｄとが設置されている。加熱装置８ｄは、製膜装置２ｄで製膜された基板を（例えば１２０℃×５分間で）加熱するものである。搬送ロボット９ｄは、バッファ部１３ｃと回転部１２ｃとの間、回転部１２ｃと製膜装置２ｄとの間、および製膜装置２ｄと加熱装置８ｄとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｄは、製膜装置２ｄと加熱装置８ｄとの間、加熱装置８ｄと後述する冷却部１１ｅとの間、および冷却部１１ｅと後述するバッファ部１３ｅとの間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００５５】
中間搬送エリア３ｅには、基板を冷却する冷却部１１ｅと、載置された基板を図示しない回転駆動装置により９０°または１８０°それぞれ回転させる回転部１２ｅと、製膜装置２ｄ、２ｆ間の処理時間の差（例えば基板の冷却に要する時間差や、ヘッドクリーニングに要する時間差）等で冷却部１１ｅから回転部１２ｅに搬送できない基板をストックするバッファ部１３ｅとが設置されている。バッファ部１３ｅは、Ｚ方向に沿って基板ストック用のスロットを複数有し、且つＺ方向に移動自在になっている。
【００５６】
製膜装置エリア３ｆには、基板を加熱する加熱装置８ｆと、ダブルアーム構造をなす搬送ロボット９ｆ、１０ｆとが設置されている。加熱装置８ｆは、製膜装置２ｆで製膜された基板を（例えば１２０℃×５分間で）加熱するものである。搬送ロボット９ｆは、バッファ部１３ｅと回転部１２ｅとの間、回転部１２ｅと製膜装置２ｆとの間、および製膜装置２ｆと加熱装置８ｆとの間で吸着保持により基板を搬送するものであり、搬送ロボット１０ｆは、製膜装置２ｆと加熱装置８ｆとの間、加熱装置８ｆと基板移載・反転エリアの載置台７との間、および載置台７とマガジンアンローダ５との間で吸着保持により基板を搬送するものである。
【００５７】
製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆは、搬送された基板に対して赤色、青色、緑色の各カラーフィルタ層を形成するためのインク（液状材料）により製膜処理を行うものであり、それぞれ概略的にほぼ同様の構造を有し、図示しないサーマルクリーンチャンバー内に収容された液滴吐出ヘッド１４、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４を支持して一対のＸガイド１７に沿ってＸ方向に移動するＸテーブル１５、Ｘテーブル１５の下方（−Ｚ側）に配置され、基板を吸着保持して一対のＹガイド１８に沿ってＹ方向に移動するＹテーブル１６、液状材料供給システム１９等を備えている。
【００５８】
Ｘテーブル１５は、リニアモータ等の駆動装置により液滴吐出ヘッド１４をＸ方向に駆動・位置決めするとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置により、θＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）、θＸ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、θＹ方向（Ｙ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めする。さらにＸテーブル１５には、液滴吐出ヘッド１４をＺ方向に駆動・位置決めするモータ（図示せず）が設けられている。
【００５９】
Ｙテーブル１６は、リニアモータ等の駆動装置によりＹ方向に駆動・位置決めされるとともに、ダイレクトドライブモータ等の回転駆動装置によりθ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に駆動・位置決めされる構成になっている。なお、Ｙテーブル１６の移動経路近傍には、図示しない基板アライメントカメラが設置されており、搬送された基板に形成されたアライメントマークを検出することで、基板の載置方向や位置を検出可能になっている。
【００６０】
図２に示すように、液滴吐出ヘッド１４は平面視矩形状を呈しており、液滴吐出面（基板との対向面）には、ヘッドの長さ方向に沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて２列でノズルが複数（例えば、１列１８０ノズル、合計３６０ノズル）設けられている。また、この液滴吐出ヘッド１４は、ノズルを基板側に向けるとともに、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列された状態で平面視略矩形状の支持板２０に複数（図２では１列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。そして、液滴吐出ヘッド１４は、この支持板２０を介してＸテーブル１５に支持される。なお、液滴吐出ヘッド１４がＸ軸（またはＹ軸）に対して傾く角度は、基板上に形成されるフィルタエレメントの配列ピッチに基づいて設定される。
【００６１】
図３は、図２における右側面図である。この図に示すように、各液滴吐出ヘッド１４には、液状材料供給システム１９から供給される液状材料を導入するための導入ユニット２１がそれぞれ設けられている（なお、これら導入ユニット２１は、図２では図示を省略している）。各導入ユニット２１には、ノズルの列毎に２系統で液状材料が供給される構成になっている。
【００６２】
支持板２０の液滴吐出ヘッド１４が取り付けられる側には、先端面に位置検出用の孔部（図示せず）が形成された軸２２が複数突設されている。そして、この孔部を図示しないヘッドアライメントカメラで撮像し、その位置を検出するとともに、モータ等の回転駆動装置によりＸテーブル１５に対する支持板２０のθ方向の位置を補正することで、液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）をアライメント（位置決め）することができる。
【００６３】
図４および図５に示すように、液状材料供給システム１９は、液状材料タンク２４に貯留された液状材料及び充填液タンク２５、２５ａ、２５ｂ（後述；図８、図９参照）に貯留された充填液を液滴吐出ヘッド１４に供給するとともに、液状材料を回収・排出するための液状材料ユニット（後述）、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９等を備えており、これらの中、キャップユニット２６、ワイピングユニット２７、吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４の下方に配置されるとともに、ベース２３上を一対のＹガイド３０に沿ってＹ方向に移動する移動盤３１に設置され、移動盤３１とともにＹ方向に一体的に移動可能な構成となっている。
【００６４】
ワイピングユニット２７は、帯状の不織布等の布材により液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面（すなわち、略ノズル面）をワイピングする（拭う）ものであって、布材を巻出す巻出しリール２７ａ、ベース２３に設置された洗浄液タンク３２から供給される洗浄液を布材に吐出する洗浄液吐出部２７ｂ、液滴吐出ヘッド１４をワイピングした布材を巻取る巻取りリール２７ｃ等を備えており、巻出しリール２７ａ、洗浄液吐出部２７ｂ、巻取りリール２７ｃおよび移動盤３１を同期駆動することにより、例えば基板に対する製膜処理後に洗浄液を含む布材で液滴吐出面をワイピング可能である。
【００６５】
吐出確認ユニット２９は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に、液滴吐出ヘッド１４が配置された列毎に２カ所設けられている。各ユニット２９には、レーザ光の遮光・透過によりノズルからの液状材料の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎および各ノズル毎に検出する吐出検出装置（検出装置；図示せず）が設けられており、検出結果は制御装置５２（後述）に出力される。
【００６６】
図６は、キャップユニット２６の概略構成図（正面図）である。キャップユニット２６は、それぞれが吸引パッドを有する複数のキャップ３３と、キャップ３３を支持する支持板３４、支持板３４に連結された支持板３５、３６を介して支持板３４をＺ方向に駆動するエアシリンダ等の移動手段３７、３８から概略構成されている。
【００６７】
キャップ３３は、液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａ（図３参照）支持板３４の上面側（＋Ｚ側）に液滴吐出ヘッド１４に対応する位置および傾きで、より詳細には図７に示すように、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態で略Ｘ軸方向に沿って列状に、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列されて固定されている。なお、これらキャップ３３および支持板３４は、液滴吐出ヘッド１４のＸ方向への移動経路の下方に配置されている。
【００６８】
移動手段３７、３８は、図示しないストッパーでＺ方向の移動を規定されることで、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａに当接して吸引する当接位置、キャップ３３が液滴吐出ヘッド１４から離間した退避位置との間で支持板３４を移動させるものであり、その駆動は制御装置５２に制御される（図８参照）。
【００６９】
図８は、液状材料ユニットの一例で、送液チューブ４１を介して液滴吐出ヘッド１４に充填させる液状材料を液状材料タンク２４内に貯留された製膜用液状材料と、充填液タンク２５ａ内に貯留された第１の充填液と、充填液タンク２５ｂ内に貯留された第２の充填液との間で選択的に切り替える、またはこれらを混合して液滴吐出ヘッド１４に供給する切替混合装置４０と、キャップ３３に接続されキャップ３３を介して液状材料または充填液を吸引して廃液タンク４２に排出する吸引ポンプ（吸引装置）３９とを備えた構成とされている。
【００７０】
第１の充填液として、ここでは液状材料（例えば、５０ｍＰａ・ｓ）に含まれる液体よりも低粘度の溶剤成分が用いられている（例えば、５〜６ｍＰａ・ｓ）。また、第２の充填液として、液状材料をこの液状材料に含まれる溶剤成分によって希釈したものが用いられている。充填液切替混合装置４０としては、例えば切替弁が用いられ、その切り替え動作は制御装置５２により制御される。
【００７１】
また、液状材料タンク２４及び充填液タンク２５ａ，２５ｂには、これらのタンク内の液状材料及び充填液を一括して脱気する真空ポンプ等の脱気装置（液状材料脱気装置、充填液脱気装置）（図示せず）が設けられている。この脱気装置の駆動も制御装置５２により制御される。制御装置５２は、上記移動手段３７、３８、吸引ポンプ３９、切替混合装置４０、脱気装置等を統括的に制御する構成になっている。
【００７２】
また、図９は、液状材料ユニットの他の例で、送液チューブ４１を介して液滴吐出ヘッド１４に充填させる液状材料を液状材料タンク２４内に貯留された製膜用液状材料と、充填液タンク２５内に貯留された充填液との間で選択的に切り替える、またはこれらを混合して液滴吐出ヘッド１４に供給する切替混合装置４０ａ、４０ｂと、キャップ３３に接続されキャップ３３を介して液状材料または充填液を吸引して廃液タンク４２に排出する吸引ポンプ（吸引装置）３９とを備えた構成とされている。
【００７３】
充填液として、ここでは液状材料（例えば、５０ｍＰａ・ｓ）に含まれる液体よりも低粘度の溶剤成分が用いられている（例えば、５〜６ｍＰａ・ｓ）。充填液切替混合装置４０ａ、４０ｂとしては、例えば切替弁が用いられ、その切り替え動作は制御装置５２により制御される。
【００７４】
また、液状材料タンク２４及び充填液タンク２５には、これらのタンク内の液状材料及び充填液を一括して脱気する真空ポンプ等の脱気装置（液状材料脱気装置、充填液脱気装置）（図示せず）が設けられている。この脱気装置の駆動も制御装置５２により制御される。制御装置５２は、上記移動手段３７、３８、吸引ポンプ３９、切替混合装置４０ａ、４０ｂ、脱気装置等を統括的に制御する構成になっている。
【００７５】
上記の構成のフィルタ製造装置１の中、まず搬送システム３における基板の搬送工程について説明する。
カラー液状材料による製膜処理を施す基板は、搬送ロボット９ｂによりマガジンローダ４から取り出されて載置台６に移載され、製膜処理に対応した向き（方向に）回転され、同時に仮位置決め（予位置決め）される。載置台６上の基板は、再度搬送ロボット９ｂにより製膜装置２ｂのＹテーブル１６に搬送されて、例えば赤色液状材料による製膜処理が施される。
【００７６】
製膜装置２ｂにおける製膜処理が終了した基板は、搬送ロボット１０ｂによりＹテーブル１６から加熱装置８ｂへ搬送されて加熱乾燥された後に、中間搬送エリア３ｃの冷却部１１ｃへ移載される。なお、基板の搬送先に、先に処理を行った別の基板が存在する場合には、予め他の搬送ロボットにより基板を搬送しておく。具体的には、搬送ロボット９ｂが基板をＹテーブル１６に搬送する際にＹテーブル１６上に別の基板が保持されている場合、搬送ロボット１０ｂにより予めこの基板を加熱装置８ｂへ移載しておく。このように、ダブルアーム構造を採ることで、基板搬送に係る無駄な待ち時間を排除できるため、生産効率が向上する。
【００７７】
冷却部１１ｃで製膜装置２ｄにおける製膜処理の適正温度に冷却された基板は、製膜装置２ｂ、２ｄ間の処理時間の差を吸収すべくバッファ部１３ｃに移載されてストックされる。なお、処理時間の差が発生していない場合には、必ずしもバッファ部１３でストックする必要はない。
【００７８】
製膜装置２ｄにおける処理準備が整うと、製膜装置エリア３ｄの搬送ロボット９ｄが基板を搬送してバッファ部１３ｃから回転部１２ｃへ移載する。回転部１２ｃで製膜装置２ｄにおける製膜処理に応じた方向に回転・位置決めされた基板は、搬送ロボット９ｄにより製膜装置２ｄのＹテーブル１６に搬送されて、例えば青色のフィルタエレメントを形成するための液状材料による製膜処理が施される。
【００７９】
この後の動作は、上記と同様であるので簡単に説明すると、製膜装置２ｄにおける製膜処理が終了した基板は、搬送ロボット１０ｄによりＹテーブル１６から加熱装置８ｄへ搬送されて加熱乾燥された後に、中間搬送エリア３ｅの冷却部１１ｅへ移載される。冷却された基板は、搬送ロボット１０ｄによりバッファ部１３ｅへ移載された後、搬送ロボット９ｆにより回転部１２ｅに搬送されて製膜装置２ｆにおける処理に応じて回転・位置決めされる。そして、この基板は、搬送ロボット９ｆにより製膜装置２ｆのＹテーブル１６に搬送されて、例えば緑色のフィルタエレメントを形成するための液状材料による製膜処理が施される。
【００８０】
製膜装置２ｆにおける製膜処理が終了した基板は、搬送ロボット１０ｆにより加熱部８ｆへ搬送されて加熱された後に、基板移載・回転エリア３ｇの載置台７に移載されて、マガジンアンローダ５に収容する際の向き（方向）に回転され、再度搬送ロボット１０ｆにより、マガジンアンローダ５に収容される。
【００８１】
次に、製膜装置２ｂ、２ｄ、２ｆにおける基板の製膜処理工程について説明する。
Ｙテーブル１６に基板が移載されると、基板アライメントカメラにより基板のアライメントマークを撮像することで、当該基板の載置方向や位置を検出する。そして、検出された位置に基づいて駆動装置および回転駆動装置を駆動することにより、基板を所定位置に位置決め（アライメント）する。一方、液滴吐出ヘッド１４に対しても、ヘッドアライメントカメラで軸２２の孔部を撮像することで、支持板２０の位置、すなわち液滴吐出ヘッド１４の位置（ひいてはノズルの位置）を検出し、リニアモータやダイレクトドライブモータ等の駆動装置を駆動することで所定の位置・姿勢に位置決めする。
【００８２】
ここで、製膜処理工程の当初においては液滴吐出ヘッド１４に液状材料が導入されていない。従って、製膜前には吸引ポンプ３９により液滴吐出ヘッド１４を吸引して液状材料を導入する。具体的には、まずＸテーブル１５がＸ方向に移動して液滴吐出ヘッド１４がキャップ３３に対向する位置に位置決めされると、移動手段３７、３８の駆動により支持板３４が退避位置から当接位置へ＋Ｚ方向に移動する。これにより、全てのキャップ３３が対応する液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａにそれぞれ当接する。
【００８３】
そして、キャップ３３が当接位置に位置決めされると、図８の液状材料ユニットを用いた場合、液状材料ユニット制御装置５２が吸引装置３９を作動させる。このとき、制御装置５２は、予め切替混合装置４０を操作して、充填液タンク２５ａと送液チューブ４１とを連通させる。これにより、脱気された第１の充填液が吸引されて、充填液タンク２５ａから送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に充填される。液滴吐出ヘッド１４に充填された第１の充填液は、キャップ３３に吸引されることで、吸引パッドから吸引ポンプ３９を介して廃液タンク４２に排出される。また、液滴吐出ヘッド１４内の気泡は、第１の充填液の粘度が低いため、第１の充填液とともに液滴吐出ヘッド１４から支障なく排出される。
【００８４】
第１の充填液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０を操作して、充填液タンク２５ｂと送液チューブ４１とを連通させる。これにより、第１の充填液よりも高粘度であるが、液状材料よりは低粘度である、脱気された第２の充填液が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は第１の充填液から第２の充填液に置換される。液滴吐出ヘッド１４は、予め第１の充填液が充填されることで気泡が排除されているので、やや高粘度の第２の充填液を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００８５】
第２の充填液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０を操作して、液状材料タンク２４と送液チューブ４１とを連通させる。これにより、比較的高粘度の脱気された液状材料が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は第２の充填液から液状材料に置換される。液滴吐出ヘッド１４は、予め第２の充填液が充填されることで気泡が排除されているので、高粘度の液状材料を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００８６】
なお、液滴吐出ヘッド１４に液状材料を充填した際に、先に充填した第１及び第２の充填液が残留していても、第１の充填液は液状材料に含まれる溶剤成分で構成され、第２の充填液は液状材料をこの液状材料に含まれる溶剤成分によって希釈したもので構成されているため、液状材料にこれらの充填液が混入しても実質的に問題にならず、吐出特性（製膜特性）に悪影響を及ぼすことはない。また、液滴吐出ヘッド１４に第１の充填液、第２の充填液や液状材料を充填した直後に気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液や液状材料から気泡が発生してしまうことがあるが、予め脱気した充填液及び液状材料を液滴吐出ヘッド１４に充填するので気泡が発生することはなく、逆にこれらが液滴吐出ヘッド１４に残存する気泡を吸収することができる。
【００８７】
一方、図９の液状材料ユニットを用いた場合、キャップ３３が当接位置に位置決めされると、液状材料ユニット制御装置５２が吸引装置３９を作動させる。このとき、制御装置５２は、予め切替混合装置４０ｂのみを開として、充填液タンク２５と送液チューブ４１とを連通させる。これにより、脱気された充填液が吸引されて、充填液タンク２５から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に充填される。液滴吐出ヘッド１４に充填された充填液は、キャップ３３に吸引されることで、吸引パッドから吸引ポンプ３９を介して廃液タンク４２に排出される。また、液滴吐出ヘッド１４内の気泡は、充填液の粘度が低いため、充填液とともに液滴吐出ヘッド１４から支障なく排出される。
【００８８】
充填液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０ａ、４０ｂの双方を開として、充填液タンク２５と液状材料タンク２４の双方と、送液チューブ４１とを連通させる。これにより、充填液と液状材料との混合液が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は充填液から充填液と液状材料との混合液に置換される。
なお、低粘度の充填液のみが吸引されることを防ぎ、液状材料と充分に混合した液を充填できるように、切替混合装置４０ｂ側に絞りを入れても良い。
液滴吐出ヘッド１４は、予め充填液が充填されることで気泡が排除されているので、やや高粘度の混合液を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００８９】
充填液と液状材料の混合液の充填および排出が所定時間経過すると、制御装置５２は切替混合装置４０ａのみを開として、液状材料タンク２４と送液チューブ４１とを連通させる。これにより、比較的高粘度の脱気された液状材料が液状材料タンク２４から送液チューブ４１を経て液滴吐出ヘッド１４に導入され、液滴吐出ヘッド１４の内部は充填液と液状材料の混合液から液状材料に置換される。液滴吐出ヘッド１４は、予め混合液が充填されることで気泡が排除されているので、高粘度の液状材料を充填する場合でも気泡が液滴吐出ヘッド１４内に残留する虞はない。
【００９０】
なお、液滴吐出ヘッド１４に液状材料を充填した際に、先に充填した充填液が残留していても、充填液は液状材料に含まれる溶剤成分で構成されているため、液状材料にこれらの充填液が混入しても実質的に問題にならず、吐出特性（製膜特性）に悪影響を及ぼすことはない。また、液滴吐出ヘッド１４に充填液や液状材料を充填した直後に気泡が存在していなくとも、時間の経過によりこれらの充填液や液状材料から気泡が発生してしまうことがあるが、予め脱気した充填液及び液状材料を液滴吐出ヘッド１４に充填するので気泡が発生することはなく、逆にこれらが液滴吐出ヘッド１４に残存する気泡を吸収することができる。
【００９１】
以上のようにして、液滴吐出ヘッド１４（ノズル）に液状材料が導入・充填されると、Ｘテーブルを介して液滴吐出ヘッド１４を吐出確認ユニット２９の上方に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド１４から吐出確認ユニット２９に対して液状材料を予備吐出する。これを詳述すると、支持板２０を吐出確認ユニット２９の上方で往復移動させ、往路、復路のそれぞれで一列ずつ液滴吐出ヘッド１４から液状材料を吐出する。液状材料の吐出時には、吐出検出装置がレーザ光等の検知光を照射して、液状材料の吐出状態を各液滴吐出ヘッド１４毎、および各ノズル毎に検出する、いわゆるドット抜け検出を行う。ここでドット抜けが検出されると、上述した手順と同様に、キャップユニット２６により液滴吐出ヘッド１４を吸引する。
【００９２】
そして、製膜処理に係る吐出の準備が整うと、製膜処理を実施する。なお、実際には、液滴吐出ヘッド１４から吐出される液状材料の重量を測定するがここではその説明を省略する。以下、図１０および図１１を参照して、製膜処理によりカラーフィルタを製造する例について説明する。
【００９３】
図１０の基板１００は、透明基板であり適度の機械的強度と共に光透過性の高いものを用いる。基板１００としては、例えば、透明ガラス基板、アクリルガラス、プラスチック基板、プラスチックフィルム及びこれらの表面処理品等が適用できる。
【００９４】
たとえば、図１１に示すように長方形形状の基板１００上に、生産性をあげる観点から複数個のカラーフィルタ領域１０５をマトリックス状に形成する。これらのカラーフィルタ領域１０５は、後でガラス１００を切断することで、液晶表示デバイスに適合するカラーフィルタとして用いることができる。
【００９５】
カラーフィルタ領域１０５には、たとえば図１１に示すように、ＲのフィルタエレメントとＧのフィルタエレメントおよびＢのフィルタエレメントを所定のパターンで形成して配置している。この形成パターンとしては、図に示すように従来公知のストライプ型のほかに、モザイク型やデルタ型あるいはスクウェアー型等がある。
【００９６】
図１０は、基板１００に対してカラーフィルタ領域１０５を形成する工程の一例を示している。
【００９７】
図１０（ａ）では、透明の基板１００の一方の面に対して、ブラックマトリックス１１０を形成したものである。カラーフィルタの基礎となる基板１００の上には、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、スピンコート等の方法で、所定の厚さ（たとえば２μｍ程度）に塗布して、フォトリソグラフィー法等の方法でマトリックス状にブラックマトリックス１１０を設ける。ブラックマトリックス１１０の格子で囲まれる最小の表示要素がフィルタエレメントとなり、たとえばＸ軸方向の巾３０μｍ、Ｙ軸方向の長さ１００μｍ程度の大きさの窓である。
【００９８】
ブラックマトリックス１１０を形成した後は、たとえば、ヒータにより熱を与えることで、基板１００の上の樹脂を焼成する。
【００９９】
図１０（ｂ）に示すように、液滴９９は、フィルタエレメント１１２に着弾する。液滴９９の量は、加熱工程における液状材料の体積減少を考慮した充分な量である。
【０１００】
図１０（ｃ）の加熱工程では、カラーフィルタ上のすべてのフィルタエレメント１１２に対して液滴９９が充填されると、ヒータを用いて加熱処理を行う。基板１００は、所定の温度（例えば７０℃程度）に加熱する。液状材料の溶媒が蒸発すると、液状材料の体積が減少する。体積減少の激しい場合には、カラーフィルタとして充分な膜の厚みが得られるまで、液状材料吐出工程と、加熱工程とを繰り返す。この処理により、液状材料の溶媒が蒸発して、最終的に液状材料の固形分のみが残留して膜化する。
【０１０１】
図１０（ｄ）の保護膜形成工程では、液滴９９を完全に乾燥させるために、所定の温度で所定時間加熱を行う。乾燥が終了するとフィルタエレメント層が形成されたカラーフィルタの基板１００の保護及びフィルタ表面の平坦化のために、保護膜１２０を形成する。この保護膜１２０の形成には、たとえば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法等の方法を採用することができる。
【０１０２】
図１０（ｅ）の透明電極形成工程では、スパッタ法や真空蒸着法等の処方を用いて、透明電極１３０を保護膜１２０の全面にわたって形成する。
【０１０３】
図１０（ｆ）のパターニング工程では、透明電極１３０は、さらにフィルタエレメント１１２の開口部に対応させた画素電極にパターニングされる。
【０１０４】
なお、液晶表示パネルの駆動にＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を用いる場合ではこのパターニングは不用である。また、上記製膜処理の間には、定期的あるいは随時ワイピングユニット２７を用いて液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａをワイピングすることが望ましい。このワイピングは、巻出しリール２７ａから巻出され洗浄液が吐出された湿式の布材を移動盤３１の移動に伴って液滴吐出面１４ａに摺接させることで実施できる。
【０１０５】
そして、製膜処理が終了すると、図８の液状材料ユニットを用いた場合、制御装置５２は、再度、切替混合装置４０を操作して充填液タンク２５ａと送液チューブ４１とを連通させるとともに、キャップ３３を液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａにそれぞれ当接させて吸引ポンプ３９により液滴吐出ヘッド１４を吸引させる。これにより、液滴吐出ヘッド１４の内部は、液状材料から第１の充填液に再置換される。
また、図９の液状材料ユニットを用いた場合は、制御装置５２は、再度、切替混合装置４０ｂのみを開として充填液タンク２５と送液チューブ４１とを連通させるとともに、キャップ３３を液滴吐出ヘッド１４の液滴吐出面１４ａにそれぞれ当接させて吸引ポンプ３９により液滴吐出ヘッド１４を吸引させる。これにより、液滴吐出ヘッド１４の内部は、液状材料から充填液に再置換される。
このように、液滴吐出ヘッド１４に低粘度の充填液を満たした状態で保存すれば、乾燥の早い液状材料であっても、液滴吐出ヘッド１４内で固化することを考慮することなく使用することが可能になる。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態では、液滴吐出ヘッド１４に充填液を充填するステップを踏んで気泡を排出した後に、やや高粘度の充填液や混合液に置換するステップを経て、液状材料に置換するステップを踏むため、高粘度の液状材料を使用する場合でも気泡の存在に起因する吐出不良が生じることなく、安定した吐出特性を維持した状態で液状材料を吐出することができ、種々の粘度の液状材料を用いる工業用にも液滴吐出装置を広く展開することが可能になる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、液状材料に含まれる溶剤成分または、溶剤成分で希釈した液状材料を充填液として用いているので、充填液が充分に液状材料に置換されなかった場合でも実質的に液状材料の吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できる。加えて、液滴吐出ヘッド１４のノズル近傍に固化した液状材料が付着していた場合でも、溶剤成分である充填液によりこの固形成分を溶解できるので、液状材料の吐出特性に悪影響を及ぼす固形物を除去してより安定した吐出特性を得ることができる。特に、本実施の形態では、液滴吐出ヘッド１４を吸引することで液状材料または充填液を充填しており、液状材料タンク２４や充填液タンク２５（２５ａ，２５ｂ）側を加圧する場合に比較して充填箇所までの距離が短いので、圧力損失が少ない効果的な充填を実現することができるとともに、液滴吐出ヘッド１４に付着した固形物や塵埃を容易に除去することができる。しかも、充填液が吐出される液状材料の一部を構成するものなので、充填液と液状材料とが混合された際に、いわゆる溶剤ショックにより液状材料から固形分が析出することも防止可能である。
【０１０８】
さらに、本実施の形態では、液滴吐出ヘッド１４に充填する前に充填液及び液状材料を予め脱気しているので、液滴吐出ヘッド１４に充填した直後には気泡が存在していなくとも時間の経過により充填液や液状材料から気泡が発生することを防止できるとともに、液滴吐出ヘッド１４内に気泡が残留していた場合でもこれら充填液や液状材料が残留していた気泡を吸収することができ、気泡による液状材料吐出特性の低下を未然に回避することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態では、充填された液状材料を製膜処理後に充填液に再置換して液滴吐出ヘッド１４を保管しているので、乾燥の早い液状材料であっても、液滴吐出ヘッド１４内で固化することを考慮することなく使用することが可能になる。
【０１１０】
このようなフィルタ製造装置１により製造されたカラーフィルタを擁する液晶表示デバイス等のデバイスに対しては、所定の液状材料吐出特性で製膜処理が施されることで、所定のデバイス特性を確保することができる。
【０１１１】
なお、上記実施の形態において、脱気装置が液状材料及び充填液の双方に対して脱気する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば個々に脱気装置を設ける構成としてもよい。また、上記実施の形態では、充填液として液状材料に含まれる溶剤成分を用いる構成としたが、これに限られず、例えば充填液タンクに加熱装置を付設し、液状材料を加熱したものを充填液としてもよい。この場合、粘度が低下した液状材料を液滴吐出ヘッド１４に充填することで気泡が排出されるため、加熱した液状材料を製膜処理に適した温度の製膜用液状材料に置換すれば、上記溶剤成分を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
【０１１３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができ、例えば、上記実施形態においては、最初にＲ（赤色）のパターン形成を行い、続いてＧ（緑色）のパターン形成、そして最後にＢ（青色）のパターン形成を行うものとしたが、これに限らず、必要に応じてその他の順番でパターン形成するものとしても良い。
【０１１４】
また、本発明のデバイス製造装置は、たとえば液晶表示デバイス用のカラーフィルターの製造に限定されるものではなく、たとえば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示デバイスに応用が可能である。ＥＬ表示デバイスは、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。こうしたＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の各発光色を呈する材料すなわち発光層形成材料及び正孔注入／電子輸送層を形成する材料をインクとし、各々を本発明のデバイス製造装置を用いて、ＴＦＴ等の素子基板上にパターニングすることで、自発光フルカラーＥＬデバイスを製造することができる。本発明におけるデバイスの範囲にはこのようなＥＬデバイスをも含むものである。
この場合、例えば、上記のカラーフィルタのブラックマトリクスと同様に樹脂レジストを用いて１ピクセル毎に区画する隔壁を形成した後、下層となる層の表面に吐出された液滴が付着しやすいように、且つ、隔壁が吐出された液滴をはじき隣接する区画の液滴と混じり合うことを防止するため、液滴の吐出の前工程として、基板に対し、プラズマ、ＵＶ処理、カップリング等の表面処理を行う。しかる後に、正孔注入／電子輸送層を形成する材料を液滴として供給し製膜する第１の製膜工程と、同様に発光層を形成する第２の製膜工程とを経て製造される。こうして製造されるＥＬデバイスは、セグメント表示や全面同時発光の静止画表示、例えば絵、文字、ラベル等といったローインフォメーション分野への応用、または点・線・面形状をもった光源としても利用することができる。さらに、パッシブ駆動の表示素子をはじめ、ＴＦＴ等のアクティブ素子を駆動に用いることで、高輝度で応答性の優れたフルカラー表示デバイスを得ることが可能である。
【０１１５】
また、本発明の製膜装置に金属材料や絶縁材料を供すれば、金属配線や絶縁膜等のダイレクトな微細パターニングが可能となり、新規な高機能デバイスの作製にも応用できる。
また、液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子を用いた液滴吐出方式や、発熱素子により液体内に気泡を発生させこの圧力により液滴を吐出する方式の液滴吐出ヘッドを用いることが可能である。
さらに、これらの液滴吐出ヘッドに限らず、液滴を定量吐出する手段として、ディスペンサーを用いることも可能である。
【０１１６】
本実施の形態に係るデバイスが組み込まれる電子機器としては、パーソナルコンピュータや携帯型電話機、電子手帳、ページャ、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤ、液晶プロジェクタ、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファイダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッチパネルを備えた装置、時計、ゲーム機器など様々な電子機器が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、フィルタ製造装置の概略平面図である。
【図２】液滴吐出ヘッドを支持する支持板の平面図である。
【図３】図２における右側面図である。
【図４】製膜装置を構成する液状材料供給システムの概略平面図である。
【図５】図４における正面図である。
【図６】液状材料供給システムを構成するキャップユニットの概略正面図である。
【図７】キャップを支持する支持板の平面図である。
【図８】液状材料ユニットの概略構成図である。
【図９】液状材料ユニットの概略構成図である。
【図１０】基板を用いてカラーフィルタを製造する一例を示す図である。
【図１１】基板と基板上のカラーフィルタ領域の一部を示す図である。
【符号の説明】
１フィルタ製造装置（デバイス製造装置）
２ｂ、２ｄ、２ｆ製膜装置（液滴吐出装置）
１４液滴吐出ヘッド
１９液状材料供給システム
２４液状材料タンク
２５、２５ａ、２５ｂ充填液タンク
４０、４０ａ、４０ｂ切替混合装置
４１送液チューブ
４２廃液タンク
３９吸引ポンプ（吸引装置）
５２制御装置
１００基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid material filling method of a droplet discharge device, a device manufacturing apparatus and a device manufacturing method, and a device, and is used for manufacturing a color filter applied to a display device such as a liquid crystal display device. The present invention relates to a droplet discharge device, a method of filling a droplet discharge head with a liquid material for film formation in the droplet discharge device, a device manufacturing apparatus and a device manufacturing method including the droplet discharge device, and a device.
[0002]
[Prior art]
With the development of electronic devices such as computers and portable information device terminals, the use of liquid crystal display devices, particularly color liquid crystal display devices, is increasing. This type of liquid crystal display device uses a color filter to colorize a display image. Some color filters have a substrate and are formed by landing liquid materials of R (red), G (green), and B (red) on the substrate in a predetermined pattern. As a method of landing a liquid material such as ink on such a substrate, a droplet discharge method (inkjet method) is employed.
[0003]
When the droplet discharge method is adopted, a predetermined amount of the liquid material for film formation is discharged from the droplet discharge head to land on the filter, and this substrate is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-271724. As shown, it is mounted on an XY stage (a stage movable in a two-dimensional direction along the XY plane). By moving the substrate in the X and Y directions by this XY stage, the liquid material from the plurality of droplet discharge heads can be landed on a predetermined position of the substrate.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional droplet discharge apparatus as described above has the following problems.
The liquid material discharged from the droplet discharge head is supplied to and filled in the droplet discharge head via a tube, for example, from the liquid material tank, but at the initial operation (initial operation), for example, Since the head is not filled with the liquid material after being interrupted for about a day, it is necessary to introduce the liquid material to the droplet discharge head.
[0005]
Therefore, conventionally, a negative pressure suction mechanism such as a pump or a tube as a suction drive source is connected to a cap that covers the liquid material discharge surface of the droplet discharge head to prevent drying, and this cap contacts the droplet discharge head. In many cases, a method of introducing and filling the liquid material from the liquid material tank to the droplet discharge head through the tube by sucking under a negative pressure in such a state is employed.
[0006]
However, in the case of a liquid material having a relatively low viscosity used in a printer or the like, when the liquid droplet discharge head is filled with a liquid material, in many cases, bubbles present in the liquid droplet discharge head can be discharged. When a liquid material having a high viscosity is filled in the droplet discharge head, bubbles may not be completely discharged. If bubbles remain in the head, there is a problem that the liquid material is not ejected, or the ejection characteristics of the liquid material are not stable, for example, the speed and weight fluctuate even when ejected. In particular, in recent years, there has been a movement to widely apply the droplet discharge device not only to printers but also to industrial applications, etc. Therefore, development of a technique for filling a head without leaving bubbles even in a highly viscous liquid material is strongly desired. It was.
[0007]
The present invention has been made in consideration of the above points, and even when a liquid material for film formation having a high viscosity is used, a liquid droplet discharge device capable of maintaining predetermined liquid material discharge characteristics and its liquid state It is an object to provide a material filling method, a device manufacturing apparatus, a device manufacturing method, and a device manufactured by the device manufacturing apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a first means for achieving the above object, the present invention adopts the following configuration.
The liquid material filling method of the droplet discharge device of the present invention is a method of filling the droplet discharge head with the liquid material with respect to the droplet discharge device discharging the liquid material filled in the droplet discharge head. A first step of filling the droplet discharge head with a first filling liquid having a viscosity lower than that of the liquid material; and the first filling liquid filled in the droplet discharge head from the liquid material. A second step of replacing the second filling liquid with a low viscosity and a higher viscosity than the first filling liquid, and the second filling liquid filled in the droplet discharge head And a third step of substituting with the liquid material.
[0009]
The droplet discharge device of the present invention is a droplet discharge device that discharges a liquid material filled in a droplet discharge head. The droplet discharge head includes a liquid material and a liquid material lower than the liquid material. Switching between filling the first filling liquid having a viscosity and the second filling liquid having a lower viscosity than the liquid material and a higher viscosity than the first filling liquid, or mixing and filling the liquid. Controlling the switching and mixing device so as to replace the first filling liquid filled in the droplet discharge head with the second liquid material, and the filling device filled in the droplet discharge head And a control device that controls the switching mixing device so as to replace the second filling liquid with the liquid material.
[0010]
In the liquid droplet ejection apparatus and the liquid material filling method of the present invention, the liquid droplet ejection head is filled with a second filling liquid having a low viscosity and then the second liquid filling, so that bubbles in the liquid droplet ejection head are removed. Can be discharged. Therefore, by replacing the second filling liquid with the liquid material, the liquid material can be filled into the droplet discharge head in a state where the bubbles are discharged. Predetermined liquid material discharge characteristics can be maintained without causing liquid material discharge defects.
Furthermore, since the second filling liquid having a lower viscosity than the liquid material and having a higher viscosity than the first filling liquid is used, even when the viscosities of the first filling liquid and the liquid material differ greatly. The liquid material can be filled in the droplet discharge head in a state where the bubbles are discharged.
Therefore, it is possible to discharge a liquid material having a higher viscosity while maintaining a predetermined liquid material discharge characteristic than when only one type of filling liquid is used.
[0011]
In the droplet discharge device and the liquid material filling method of the present invention, it is possible to employ a liquid material heated as the second filling liquid.
In this case, since the viscosity of the liquid material is lowered by heating, the liquid material itself can be used as the second filling liquid. Therefore, even when the second filling liquid and the unheated liquid material are not sufficiently replaced, the components of the liquid material are the same, so that the film forming characteristics of the liquid material can be prevented from being adversely affected, and so-called Precipitation of solids can be prevented by solvent shock.
[0012]
A liquid material heated to a higher temperature than the second filling liquid may be used as the first filling liquid. In this case, it is possible to more reliably prevent other components from being mixed into the liquid material, so that the film-forming characteristics of the liquid material are adversely affected, and solid deposition due to so-called solvent shock is more reliably prevented. Can do.
[0013]
In the droplet discharge device and the liquid material filling method of the present invention, it is also possible to employ a solvent component contained in the liquid material as the first filling liquid.
In this case, even when the first filling liquid is not sufficiently replaced with the second filling liquid or the liquid material, the solvent component constitutes a part of the liquid material. In addition to preventing adverse effects, precipitation of solids can be prevented by so-called solvent shock. Furthermore, even when the solid component of the liquid material remains in the droplet discharge head, the solid component can be dissolved by the filling liquid.
[0014]
In this case, a liquid material diluted with a solvent component contained in the liquid material may be used as the second filling liquid. Moreover, you may employ | adopt the heated liquid material as a 2nd filling liquid. In this case, it is possible to more reliably prevent other components from being mixed into the liquid material, so that the film-forming characteristics of the liquid material are adversely affected, and solid deposition due to so-called solvent shock is more reliably prevented. Can do.
[0015]
Further, in the liquid material filling method of the present invention, the second step comprises mixing the first filling liquid filled in the droplet discharge head with the first filling liquid and the second filling liquid. It may be characterized by including a step of replacing with a liquid.
Similarly, in the liquid droplet ejection apparatus of the present invention, the control device mixes the first liquid filling the liquid droplet ejection head with the first liquid filling and the second liquid filling. After the liquid is replaced, the switching mixing device is controlled to replace the second filling liquid.
[0016]
In this case, the first filling liquid is replaced with the second filling liquid after the first filling liquid is replaced with the mixed liquid of the first filling liquid and the second filling liquid. Even if the viscosity of the filling liquid differs greatly, it can be smoothly replaced. Therefore, a liquid material having a higher viscosity can be discharged while maintaining predetermined liquid material discharge characteristics.
The mixing ratio of the mixed liquid of the first filling liquid and the second filling liquid is not particularly limited, but can be mixed, for example, approximately 50:50. Further, the mixing ratio of the second filling liquid may be increased stepwise or gradually.
[0017]
In the liquid material filling method of the present invention, the third step replaces the second filling liquid filled in the droplet discharge head with a mixed liquid of the second filling liquid and the liquid material. Including the step of:
Similarly, in the liquid droplet ejection apparatus of the present invention, the control device replaces the second liquid filling the liquid droplet ejection head with a mixed liquid of the second liquid filling and the liquid material. Then, the switching mixing device can be controlled to replace the liquid material.
[0018]
In this case, since the second filling liquid is replaced with the liquid material after the second filling liquid and the liquid material are mixed, the viscosity of the second filling liquid and the liquid material is greatly different. Can also be replaced smoothly. Therefore, a liquid material having a higher viscosity can be discharged while maintaining predetermined liquid material discharge characteristics.
The mixing ratio of the mixed liquid of the second filling liquid and the liquid material is not particularly limited. For example, the mixing ratio can be approximately 50:50. Further, the mixing ratio of the liquid material may be increased stepwise or gradually.
[0019]
Further, the liquid material filling method of the droplet discharge device of the present invention may include a step of degassing before filling the droplet discharge head with the first filling liquid and / or the second filling liquid. preferable.
Similarly, the droplet discharge device of the present invention may include a filling liquid deaeration device for degassing the first filling liquid and / or the second filling liquid before filling the droplet discharge head. preferable.
[0020]
Thereby, in the liquid droplet ejection apparatus and the liquid material filling method thereof according to the present invention, even if bubbles do not exist immediately after the liquid droplet ejection head is filled with the first filling liquid and / or the second filling liquid, It is possible to prevent bubbles from being generated from these filling liquids over time. Also, even if bubbles remain in the droplet discharge head, these filling liquids absorb these bubbles, so that it is possible to prevent adverse effects on the discharge characteristics of the liquid material.
[0021]
Furthermore, in the droplet discharge device and the liquid material filling method of the present invention, it is preferable to deaerate the liquid material before filling the droplet discharge head.
[0022]
As a result, in the present invention, it is possible to prevent bubbles from being generated from the liquid material over time even if bubbles do not exist immediately after the liquid droplet discharge head is filled with the liquid material. In addition, even if bubbles remain in the droplet discharge head, the liquid material absorbs the bubbles, so that the discharge characteristics of the liquid material can be prevented from being adversely affected.
[0023]
Further, the liquid material filling method of the liquid droplet ejection apparatus of the present invention includes a step of replacing the liquid material filled in the liquid droplet ejection head with the first filling liquid after the liquid material ejection processing. It is preferable.
Similarly, in the droplet discharge device of the present invention, the control device re-replaces the liquid material filled in the droplet discharge head with the first filling liquid after the discharge process of the liquid material. It is preferable to control the switching mixing device.
[0024]
Thus, in the droplet discharge device and the liquid material filling method thereof according to the present invention, a liquid material that is quickly dried can be used by storing the droplet discharge head in a state in which the filling liquid is filled after the film forming process.
[0025]
The droplet discharge device of the present invention preferably includes a suction device that sucks the droplet discharge head and fills the droplet discharge head with a liquid material or a filling liquid.
[0026]
As a result, in the liquid droplet ejection apparatus of the present invention, suction is performed in the immediate vicinity of the liquid droplet ejection head, so that the pressure loss is reduced compared to when the liquid material tank is pressurized, and the liquid material or filling liquid is effectively removed. Can be filled. Further, by sucking the droplet discharge head, it is possible to easily remove solid matter and dust attached to the droplet discharge head.
[0027]
As a second solution means for achieving the above object, the present invention adopts the following configuration.
The liquid material filling method of the droplet discharge device of the present invention is a method of filling the droplet discharge head with the liquid material with respect to the droplet discharge device discharging the liquid material filled in the droplet discharge head. A first step of filling the liquid droplet ejection head with a filling liquid having a viscosity lower than that of the liquid material, and a second step of replacing the liquid filling material filled in the liquid droplet ejection head with the liquid material. And the second step includes a step of replacing the filling liquid filled in the droplet discharge head with a mixed liquid of the filling liquid and the liquid material.
[0028]
The liquid droplet ejection apparatus of the present invention is a liquid droplet ejection apparatus that ejects a liquid material filled in a liquid droplet ejection head, wherein the liquid material and the viscosity of the liquid material are lower than that of the liquid material. A switching mixing device for switching or mixing and filling the filling liquid; and replacing the filling liquid filled in the droplet discharge head with a mixed liquid of the filling liquid and the liquid material, and A control device for controlling the switching mixing device to replace the liquid material;
It is characterized by having.
[0029]
In the droplet discharge device and the liquid material filling method of the present invention, the bubbles in the droplet discharge head are filled by first filling the droplet discharge head with a low-viscosity filling liquid and then a mixture of the filling liquid and the liquid material. Can be discharged. Therefore, by replacing the liquid mixture with the liquid material, the liquid material can be filled in the droplet discharge head in a state in which the bubbles are discharged. Therefore, even if the liquid material has a high viscosity, it is caused by the presence of the bubbles. A predetermined discharge characteristic of the liquid material can be maintained without causing a discharge failure of the liquid material.
Furthermore, since a mixed liquid of a filling liquid and a liquid material having a lower viscosity than the liquid material and a higher viscosity than the filling liquid was used, even when the viscosity of the filling liquid and the liquid material is greatly different, A liquid material can be filled in the droplet discharge head in a state where the bubbles are discharged.
Therefore, it is possible to discharge a liquid material having a higher viscosity while maintaining a predetermined liquid material discharge characteristic than when the filling liquid is immediately replaced with a liquid material.
[0030]
The mixing ratio of the mixed liquid of the filling liquid and the liquid material is not particularly limited. For example, the mixing ratio can be approximately 50:50. Further, the mixing ratio of the liquid material may be increased stepwise or gradually.
[0031]
In the droplet discharge device and the liquid material filling method thereof according to the present invention, it is possible to employ a liquid material heated as a filling liquid.
In this case, since the viscosity of the liquid material is lowered by heating, the liquid material itself can be used as the filling liquid. Therefore, even when the filling liquid and the unheated liquid material are not sufficiently replaced, the liquid material components are the same, so that the film forming characteristics of the liquid material can be prevented from being adversely affected, and so-called solvent shock can be prevented. Precipitation of solid content can be prevented.
[0032]
Further, in the droplet discharge device and the liquid material filling method of the present invention, it is also possible to employ a solvent component contained in the liquid material as the filling liquid.
In this case, even when the filling liquid remains without being sufficiently replaced with the liquid material, the solvent component constitutes a part of the liquid material, so that the film forming characteristics of the liquid material can be prevented from being adversely affected, Precipitation of solid content can be prevented by so-called solvent shock. Furthermore, even when the solid component of the liquid material remains in the droplet discharge head, the solid component can be dissolved by the filling liquid.
[0033]
Further, the liquid material filling method of the droplet discharge device of the present invention preferably includes a step of deaeration before filling the droplet discharge head with the filling liquid.
Similarly, the droplet discharge device of the present invention preferably includes a filling liquid deaeration device for degassing the filling liquid before filling the droplet discharge head.
[0034]
As a result, in the droplet discharge device and the liquid material filling method of the present invention, even if bubbles do not exist immediately after filling the droplet discharge head with the filling liquid, bubbles are generated from these filling liquids over time. It can be prevented from occurring. Also, even if bubbles remain in the droplet discharge head, these filling liquids absorb these bubbles, so that it is possible to prevent adverse effects on the discharge characteristics of the liquid material.
[0035]
Furthermore, in the droplet discharge device and the liquid material filling method of the present invention, it is preferable to deaerate the liquid material before filling the droplet discharge head.
[0036]
As a result, in the present invention, it is possible to prevent bubbles from being generated from the liquid material over time even if bubbles do not exist immediately after the liquid droplet discharge head is filled with the liquid material. In addition, even if bubbles remain in the droplet discharge head, the liquid material absorbs the bubbles, so that the discharge characteristics of the liquid material can be prevented from being adversely affected.
[0037]
The liquid material filling method of the liquid droplet ejection apparatus of the present invention preferably includes a step of replacing the liquid material filled in the liquid droplet ejection head with the liquid filling after the liquid material ejection processing. .
Similarly, in the liquid droplet ejection apparatus according to the present invention, the control device may perform the switching mixing so as to replace the liquid material filled in the liquid droplet ejection head with the liquid filling after the liquid material ejection processing. It is preferable to control the apparatus.
[0038]
Thus, in the droplet discharge device and the liquid material filling method thereof according to the present invention, a liquid material that is quickly dried can be used by storing the droplet discharge head in a state in which the filling liquid is filled after the film forming process.
[0039]
The droplet discharge device of the present invention preferably includes a suction device that sucks the droplet discharge head and fills the droplet discharge head with a liquid material or a filling liquid.
[0040]
As a result, in the liquid droplet ejection apparatus of the present invention, suction is performed in the immediate vicinity of the liquid droplet ejection head, so that the pressure loss is reduced compared to when the liquid material tank is pressurized, and the liquid material or filling liquid is effectively removed. Can be filled. Further, by sucking the droplet discharge head, it is possible to easily remove solid matter and dust attached to the droplet discharge head.
[0041]
The present invention further relates to a method of manufacturing a device using a droplet discharge apparatus having a droplet discharge head for discharging a liquid material, and the droplet discharge head is filled with the liquid material by the liquid material filling method described above. A device manufacturing method including a process is provided.
[0042]
In the device manufacturing method of the present invention, the liquid material can be discharged in a state in which the predetermined liquid material discharge characteristics are maintained. Therefore, the device characteristics (quality) can be ensured by executing a predetermined film forming process.
[0043]
Similarly, the present invention is a device manufacturing apparatus having a droplet discharge device that deposits a liquid material discharged from a droplet discharge head on a substrate and forms a film on the substrate. Provided is a device manufacturing apparatus using a droplet discharge device.
[0044]
In the device manufacturing apparatus of the present invention, the liquid material can be discharged in a state in which the predetermined liquid material discharge characteristic is maintained. Therefore, the device characteristic (quality) can be ensured by executing the predetermined film forming process.
[0045]
A device of the present invention is manufactured by the above-described device manufacturing apparatus.
[0046]
Thereby, in the device of this invention, predetermined | prescribed quality can be ensured by performing film forming process with a predetermined | prescribed liquid material discharge characteristic.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a droplet discharge apparatus, a liquid material filling method, a device manufacturing apparatus, a device manufacturing method, and a device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
Here, the liquid droplet ejection apparatus of the present invention will be described as being applied to a filter manufacturing apparatus (device manufacturing apparatus) for manufacturing a color filter or the like used for a liquid crystal display device, for example.
[0048]
FIG. 1 is a schematic plan view of a filter manufacturing apparatus (device manufacturing apparatus) 1. The filter manufacturing apparatus 1 includes a substrate such as a glass substrate between three film forming apparatuses (droplet discharge apparatuses) 2b, 2d, and 2f having substantially the same structure and these film forming apparatuses 2b, 2d, and 2f. And a transport system 3 for transport.
[0049]
The transport system 3 transports substrates between the magazine loader 4 and the film forming apparatus 2b, between the film forming apparatuses 2b, 2d, and 2f, and between the film forming apparatus 2f and the magazine unloader 5, respectively. Substrate transfer / rotation areas 3a and 3g, film forming apparatus areas 3b, 3d and 3f, and intermediate transfer areas 3c and 3e are disposed along the X direction (left and right direction in FIG. 1). In the following description, the scanning direction in which the substrate moves when the liquid material is landed will be referred to as the Y direction (the vertical direction in FIG. 1), and the direction orthogonal to the paper surface in FIG.
[0050]
The magazine loader 4 can store a plurality of substrates (for example, 20 in the Z direction), and is arranged in two rows at intervals in the Y direction. Similarly, the magazine unloader 5 can store a plurality of substrates (for example, 20 in the Z direction), and is arranged in two rows at intervals in the Y direction.
[0051]
In the substrate transfer / rotation area 3 a, a mounting table 6 is installed at a position facing each magazine loader 4. Each mounting table 6 is configured to rotate 90 ° by a rotation driving device (not shown) and to temporarily position the mounted substrate. Similarly, in the substrate transfer / rotation area 3g, a mounting table 7 is installed at a position facing each magazine unloader 5. Each mounting table 7 is configured to rotate 90 ° by a rotation driving device (not shown).
[0052]
In the film forming apparatus area 3b, a heating device (bake furnace) 8b for heating the substrate and transfer robots 9b and 10b having a double arm structure are installed. The heating device 8b heats (bakes) the substrate formed by the film forming device 2b (for example, at 120 ° C. for 5 minutes). The transfer robot 9b transfers the substrate by suction and holding between the magazine loader 4 and the mounting table 6, between the mounting table 6 and the film forming apparatus 2b, and between the film forming apparatus 2b and the heating apparatus 8b. The transfer robot 10b holds the substrate between the film forming device 2b and the heating device 8b, holds the substrate between the heating device 8b and the cooling unit 11c described later, and holds the substrate between the cooling unit 11c and the buffer unit 13c described later by suction holding. Are to be transported.
[0053]
In the intermediate transfer area 3c, a cooling unit 11c for cooling the substrate, a rotating unit 12c for rotating the placed substrate by 90 ° or 180 ° by a rotation driving device (not shown), and processing between the film forming apparatuses 2b and 2d, respectively. A buffer unit 13c that stocks substrates that cannot be transported from the cooling unit 11c to the rotating unit 12c due to time differences (for example, time differences required for substrate cooling or time differences required for head cleaning) is provided. The buffer unit 13c has a plurality of substrate stock slots along the Z direction and is movable in the Z direction.
[0054]
A heating device 8d for heating the substrate and transfer robots 9d and 10d having a double arm structure are installed in the film forming apparatus area 3d. The heating device 8d heats the substrate formed by the film forming device 2d (for example, at 120 ° C. for 5 minutes). The transfer robot 9d transfers the substrate by suction and holding between the buffer unit 13c and the rotating unit 12c, between the rotating unit 12c and the film forming device 2d, and between the film forming device 2d and the heating device 8d. Yes, the transfer robot 10d holds the substrate between the film forming apparatus 2d and the heating apparatus 8d, holds the substrate between the heating apparatus 8d and the cooling unit 11e described later, and holds the substrate between the cooling unit 11e and the buffer unit 13e described below by suction. Are to be transported.
[0055]
In the intermediate transfer area 3e, a cooling unit 11e for cooling the substrate, a rotating unit 12e for rotating the placed substrate by 90 ° or 180 ° by a rotation driving device (not shown), and processing between the film forming apparatuses 2d and 2f, respectively. A buffer unit 13e that stocks substrates that cannot be transported from the cooling unit 11e to the rotating unit 12e due to a time difference (for example, a time difference required for cooling the substrate or a time difference required for head cleaning) is installed. The buffer portion 13e has a plurality of substrate stock slots along the Z direction and is movable in the Z direction.
[0056]
A heating device 8f for heating the substrate and transfer robots 9f and 10f having a double arm structure are installed in the film forming apparatus area 3f. The heating device 8f heats the substrate formed by the film forming device 2f (for example, at 120 ° C. for 5 minutes). The transfer robot 9f transfers the substrate by suction and holding between the buffer unit 13e and the rotating unit 12e, between the rotating unit 12e and the film forming apparatus 2f, and between the film forming apparatus 2f and the heating apparatus 8f. Yes, the transfer robot 10f is sucked between the film forming apparatus 2f and the heating apparatus 8f, between the heating apparatus 8f and the mounting table 7 in the substrate transfer / reversing area, and between the mounting table 7 and the magazine unloader 5. The substrate is transferred by holding.
[0057]
The film forming apparatuses 2b, 2d, and 2f perform film forming processes on the conveyed substrates with inks (liquid materials) for forming red, blue, and green color filter layers, respectively. The droplet discharge head 14 is supported by a drive device such as a droplet discharge head 14 and a linear motor accommodated in a thermal clean chamber (not shown), and has a pair of X guides 17 along the X guide 17. The X table 15 that moves in the direction, the Y table 16 that is disposed below (−Z side) of the X table 15 and sucks and holds the substrate and moves in the Y direction along the pair of Y guides 18, and the liquid material supply system 19 Etc.
[0058]
The X table 15 drives and positions the droplet discharge head 14 in the X direction by a drive device such as a linear motor, and also rotates in the θZ direction (rotation direction around the Z axis) and θX direction by a rotary drive device such as a direct drive motor. Drive / position in (rotational direction around X axis) and θY direction (rotational direction around Y axis). Further, the X table 15 is provided with a motor (not shown) for driving and positioning the droplet discharge head 14 in the Z direction.
[0059]
The Y table 16 is driven and positioned in the Y direction by a drive device such as a linear motor, and is driven and positioned in the θ direction (rotation direction around the Z axis) by a rotary drive device such as a direct drive motor. ing. A substrate alignment camera (not shown) is installed in the vicinity of the movement path of the Y table 16 so that the placement direction and position of the substrate can be detected by detecting an alignment mark formed on the transported substrate. It has become.
[0060]
As shown in FIG. 2, the droplet discharge heads 14 have a rectangular shape in plan view, and the droplet discharge surfaces (surfaces facing the substrate) are arranged in a row along the length direction of the heads. A plurality of nozzles (for example, 180 nozzles in one row, a total of 360 nozzles) are provided in two rows at intervals in the width direction. In addition, the droplet discharge head 14 has nozzles directed toward the substrate side, and is arranged in a line along the substantially X-axis direction in a state inclined at a predetermined angle with respect to the X axis (or Y axis) and predetermined in the Y direction A plurality (6 in a row, 12 in total in FIG. 2) are positioned and supported on a support plate 20 having a substantially rectangular shape in plan view in a state of being arranged in two rows at intervals. The droplet discharge head 14 is supported by the X table 15 via the support plate 20. The angle at which the droplet discharge head 14 is tilted with respect to the X axis (or Y axis) is set based on the arrangement pitch of the filter elements formed on the substrate.
[0061]
FIG. 3 is a right side view of FIG. As shown in this figure, each droplet discharge head 14 is provided with an introduction unit 21 for introducing a liquid material supplied from a liquid material supply system 19 (note that these introduction units 21 are The illustration is omitted in FIG. 2). Each introduction unit 21 is configured to be supplied with liquid material in two systems for each row of nozzles.
[0062]
On the side of the support plate 20 on which the droplet discharge head 14 is attached, a plurality of shafts 22 each having a hole (not shown) for position detection formed on the front end surface are provided. Then, the hole is imaged by a head alignment camera (not shown), the position is detected, and the position of the support plate 20 in the θ direction with respect to the X table 15 is corrected by a rotary drive device such as a motor. The position of the head 14 (and thus the position of the nozzle) can be aligned (positioned).
[0063]
As shown in FIGS. 4 and 5, the liquid material supply system 19 is stored in the liquid material and filling liquid tanks 25, 25 a and 25 b (described later; see FIGS. 8 and 9) stored in the liquid material tank 24. In addition to supplying the filling liquid to the droplet discharge head 14, a liquid material unit (described later) for collecting and discharging the liquid material, a cap unit 26, a wiping unit 27, a discharge confirmation unit 29, and the like are provided. The cap unit 26, the wiping unit 27, and the discharge confirmation unit 29 are disposed below the droplet discharge head 14 and installed on a moving plate 31 that moves on the base 23 along the pair of Y guides 30 in the Y direction. Thus, the movable board 31 and the movable board 31 can be moved integrally in the Y direction.
[0064]
The wiping unit 27 is for wiping (wiping) a droplet discharge surface (that is, a substantially nozzle surface) of the droplet discharge head 14 with a cloth material such as a strip-shaped non-woven fabric. A cleaning liquid discharge section 27b for discharging the cleaning liquid supplied from the cleaning liquid tank 32 installed on the base 23 onto the cloth material, a take-up reel 27c for winding the cloth material on which the liquid droplet discharge head 14 is wiped, and the like. By synchronously driving the take-out reel 27a, the cleaning liquid discharge unit 27b, the take-up reel 27c, and the moving plate 31, for example, the liquid droplet discharge surface can be wiped with a cloth material containing the cleaning liquid after the film formation process on the substrate.
[0065]
Two ejection confirmation units 29 are provided for each row in which the droplet ejection heads 14 are arranged below the movement path of the droplet ejection heads 14 in the X direction. Each unit 29 is provided with a discharge detection device (detection device; not shown) that detects the discharge state of the liquid material from the nozzle for each droplet discharge head 14 and each nozzle by shielding and transmitting the laser beam. The detection result is output to the control device 52 (described later).
[0066]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram (front view) of the cap unit 26. The cap unit 26 drives the support plate 34 in the Z direction via a plurality of caps 33 each having a suction pad, a support plate 34 that supports the cap 33, and support plates 35 and 36 connected to the support plate 34. It is generally composed of moving means 37 and 38 such as an air cylinder.
[0067]
The cap 33 has a position and an inclination corresponding to the droplet discharge head 14 on the upper surface side (+ Z side) of the droplet discharge surface 14a (see FIG. 3) support plate 34 of the droplet discharge head 14, and more specifically FIG. As shown in FIG. 4, the rows are arranged in a row along the X-axis direction at a predetermined angle with respect to the X-axis (or Y-axis) and fixed in two rows at predetermined intervals in the Y-direction. Yes. Note that the cap 33 and the support plate 34 are disposed below the movement path of the droplet discharge head 14 in the X direction.
[0068]
The moving means 37 and 38 are determined to move in the Z direction by a stopper (not shown), so that the cap 33 comes into contact with the liquid droplet ejection surface 14a of the liquid droplet ejection head 14 and sucks the liquid. The support plate 34 is moved between a retracted position separated from the droplet discharge head 14, and the driving thereof is controlled by the control device 52 (see FIG. 8).
[0069]
FIG. 8 shows an example of the liquid material unit. The liquid material for film formation stored in the liquid material tank 24 with the liquid material to be filled in the droplet discharge head 14 via the liquid feeding tube 41, and the inside of the filling liquid tank 25a. Is selectively switched between the first filling liquid stored in the tank and the second filling liquid stored in the filling liquid tank 25b, or the mixture is mixed and supplied to the droplet discharge head 14 The apparatus includes a device 40 and a suction pump (suction device) 39 that is connected to the cap 33 and sucks the liquid material or the filling liquid through the cap 33 and discharges the liquid material or the filling liquid to the waste liquid tank 42.
[0070]
Here, a solvent component having a viscosity lower than that of the liquid contained in the liquid material (for example, 50 mPa · s) is used (for example, 5 to 6 mPa · s) as the first filling liquid. Moreover, what diluted the liquid material with the solvent component contained in this liquid material is used as a 2nd filling liquid. For example, a switching valve is used as the filling liquid switching mixing device 40, and the switching operation is controlled by the control device 52.
[0071]
Further, the liquid material tank 24 and the filling liquid tanks 25a and 25b include a degassing device such as a vacuum pump (liquid material degassing apparatus, filling liquid degassing) for collectively degassing the liquid material and filling liquid in these tanks. (Not shown) is provided. The driving of the deaeration device is also controlled by the control device 52. The control device 52 is configured to comprehensively control the moving means 37 and 38, the suction pump 39, the switching mixing device 40, the deaeration device, and the like.
[0072]
FIG. 9 shows another example of the liquid material unit. The liquid material for film formation stored in the liquid material tank 24 is filled with the liquid material to be filled in the droplet discharge head 14 via the liquid feeding tube 41. A switching mixing device 40a, 40b that selectively switches between the filling liquid stored in the liquid tank 25 or mixes them and supplies them to the droplet discharge head 14 and a cap 33 that is connected to the cap 33 via the cap 33. And a suction pump (suction device) 39 that sucks the liquid material or the filling liquid and discharges it to the waste liquid tank 42.
[0073]
Here, a solvent component having a viscosity lower than that of the liquid contained in the liquid material (for example, 50 mPa · s) is used (for example, 5 to 6 mPa · s). As the filling liquid switching mixing devices 40 a and 40 b, for example, switching valves are used, and the switching operation is controlled by the control device 52.
[0074]
The liquid material tank 24 and the filling liquid tank 25 include a degassing device such as a vacuum pump (liquid material degassing device, filling liquid degassing device) that collectively degass the liquid material and filling liquid in these tanks. ) (Not shown). The driving of the deaeration device is also controlled by the control device 52. The control device 52 is configured to comprehensively control the moving means 37 and 38, the suction pump 39, the switching mixing devices 40a and 40b, the deaeration device, and the like.
[0075]
In the filter manufacturing apparatus 1 having the above-described configuration, a substrate transfer process in the transfer system 3 will be described first.
The substrate on which the film forming process using the color liquid material is taken out from the magazine loader 4 by the transfer robot 9b, transferred to the mounting table 6, rotated in the direction (direction) corresponding to the film forming process, and at the same time, temporarily positioned (preliminary positioning) Positioning). The substrate on the mounting table 6 is transferred again to the Y table 16 of the film forming apparatus 2b by the transfer robot 9b, and is subjected to film forming processing using, for example, a red liquid material.
[0076]
The substrate on which the film forming process in the film forming apparatus 2b has been completed is transferred from the Y table 16 to the heating apparatus 8b by the transfer robot 10b and dried by heating, and then transferred to the cooling unit 11c in the intermediate transfer area 3c. If another substrate that has been processed first exists at the substrate transfer destination, the substrate is transferred in advance by another transfer robot. Specifically, when another substrate is held on the Y table 16 when the transfer robot 9b transfers the substrate to the Y table 16, the transfer robot 10b transfers the substrate to the heating device 8b in advance. deep. As described above, by adopting the double arm structure, it is possible to eliminate a wasteful waiting time related to the substrate transport, so that the production efficiency is improved.
[0077]
The substrate cooled to an appropriate temperature for the film forming process in the film forming apparatus 2d by the cooling unit 11c is transferred to the buffer unit 13c and stocked so as to absorb the difference in processing time between the film forming apparatuses 2b and 2d. If there is no difference in processing time, it is not always necessary to stock in the buffer unit 13.
[0078]
When processing preparation in the film forming apparatus 2d is completed, the transfer robot 9d in the film forming apparatus area 3d transfers the substrate and transfers it from the buffer unit 13c to the rotating unit 12c. The substrate rotated and positioned in the direction corresponding to the film forming process in the film forming apparatus 2d by the rotating unit 12c is transferred to the Y table 16 of the film forming apparatus 2d by the transfer robot 9d to form, for example, a blue filter element. Therefore, a film forming process using a liquid material is performed.
[0079]
Since the subsequent operation is the same as described above, the substrate will be briefly described. The substrate after the film forming process in the film forming apparatus 2d was transferred from the Y table 16 to the heating apparatus 8d by the transfer robot 10d and dried by heating. Later, it is transferred to the cooling unit 11e in the intermediate transfer area 3e. The cooled substrate is transferred to the buffer unit 13e by the transfer robot 10d, and then transferred to the rotating unit 12e by the transfer robot 9f, and rotated and positioned according to the processing in the film forming apparatus 2f. Then, the substrate is transferred to the Y table 16 of the film forming apparatus 2f by the transfer robot 9f, and is subjected to a film forming process using a liquid material for forming a green filter element, for example.
[0080]
After the film forming process in the film forming apparatus 2f is completed, the substrate is transferred to the heating unit 8f by the transfer robot 10f and heated, and then transferred to the mounting table 7 in the substrate transfer / rotation area 3g. Is rotated in the direction (direction) when being accommodated in the magazine, and again accommodated in the magazine unloader 5 by the transfer robot 10f.
[0081]
Next, the substrate film forming process in the film forming apparatuses 2b, 2d, and 2f will be described.
When the substrate is transferred to the Y table 16, the substrate alignment mark is imaged by the substrate alignment camera to detect the mounting direction and position of the substrate. Then, by driving the drive device and the rotational drive device based on the detected position, the substrate is positioned (aligned) at a predetermined position. On the other hand, the position of the support plate 20, that is, the position of the droplet discharge head 14 (and thus the position of the nozzle) is detected by imaging the hole of the shaft 22 with the head alignment camera. By driving a driving device such as a linear motor or a direct drive motor, positioning is performed at a predetermined position / posture.
[0082]
Here, no liquid material is introduced into the droplet discharge head 14 at the beginning of the film forming process. Accordingly, the liquid material is introduced by sucking the droplet discharge head 14 by the suction pump 39 before film formation. Specifically, when the X table 15 is first moved in the X direction and the droplet discharge head 14 is positioned at a position facing the cap 33, the support plate 34 is moved from the retracted position by driving the moving means 37 and 38. Move to the tangential position in the + Z direction. As a result, all caps 33 abut against the corresponding droplet discharge surfaces 14a of the droplet discharge heads 14 respectively.
[0083]
When the cap 33 is positioned at the contact position, the liquid material unit control device 52 operates the suction device 39 when the liquid material unit of FIG. 8 is used. At this time, the control device 52 operates the switching mixing device 40 in advance to cause the filling liquid tank 25a and the liquid feeding tube 41 to communicate with each other. Thereby, the degassed first filling liquid is sucked and filled into the droplet discharge head 14 from the filling liquid tank 25a through the liquid feeding tube 41. The first filling liquid filled in the droplet discharge head 14 is sucked into the cap 33 and is discharged from the suction pad to the waste liquid tank 42 via the suction pump 39. Further, the bubbles in the droplet discharge head 14 are discharged from the droplet discharge head 14 together with the first filling liquid without any trouble because the viscosity of the first filling liquid is low.
[0084]
When the filling and discharging of the first filling liquid has elapsed for a predetermined time, the control device 52 operates the switching mixing device 40 to cause the filling liquid tank 25b and the liquid feeding tube 41 to communicate with each other. As a result, the degassed second filling liquid, which has a higher viscosity than the first filling liquid but has a lower viscosity than the liquid material, passes from the liquid material tank 24 through the liquid feeding tube 41 to the droplet discharge head. 14 and the inside of the droplet discharge head 14 is replaced with the second filling liquid from the first filling liquid. Since the liquid droplet ejection head 14 is preliminarily filled with the first filling liquid, the air bubbles are eliminated. Therefore, even when the second liquid filling with a relatively high viscosity is filled, the air bubbles are contained in the liquid droplet ejection head 14. There is no risk of remaining.
[0085]
When the second filling liquid is filled and discharged for a predetermined time, the control device 52 operates the switching mixing device 40 to cause the liquid material tank 24 and the liquid feeding tube 41 to communicate with each other. As a result, a relatively high-viscosity degassed liquid material is introduced from the liquid material tank 24 through the liquid supply tube 41 to the droplet discharge head 14, and the interior of the droplet discharge head 14 is liquid from the second filling liquid. Replaced by material. Since the liquid droplet ejection head 14 is preliminarily filled with the second filling liquid to eliminate bubbles, there is a possibility that the bubbles may remain in the liquid droplet ejection head 14 even when a high viscosity liquid material is filled. Absent.
[0086]
When the liquid material is filled in the droplet discharge head 14, the first filling liquid is composed of a solvent component contained in the liquid material even if the first and second filling liquids previously filled remain. In addition, since the second filling liquid is composed of a liquid material diluted with a solvent component contained in the liquid material, even if these filling liquids are mixed into the liquid material, there is substantially no problem. It does not adversely affect the discharge characteristics (film forming characteristics). In addition, even if bubbles do not exist immediately after the droplet discharge head 14 is filled with the first filling liquid, the second filling liquid, or the liquid material, bubbles are generated from these filling liquid or liquid material over time. However, since the liquid droplet discharge head 14 is filled with the previously degassed filling liquid and liquid material, bubbles do not occur, and conversely, these absorb the bubbles remaining in the liquid droplet discharge head 14. can do.
[0087]
On the other hand, when the liquid material unit of FIG. 9 is used, when the cap 33 is positioned at the contact position, the liquid material unit control device 52 operates the suction device 39. At this time, the control device 52 opens only the switching mixing device 40b in advance, and causes the filling liquid tank 25 and the liquid feeding tube 41 to communicate with each other. As a result, the degassed filling liquid is sucked and filled into the droplet discharge head 14 from the filling liquid tank 25 through the liquid feeding tube 41. The filling liquid filled in the droplet discharge head 14 is sucked into the cap 33 and is then discharged from the suction pad to the waste liquid tank 42 via the suction pump 39. Further, the bubbles in the droplet discharge head 14 are discharged from the droplet discharge head 14 together with the filling liquid without any trouble because the viscosity of the filling liquid is low.
[0088]
When the filling and discharging of the filling liquid has elapsed for a predetermined time, the control device 52 opens both the switching mixing devices 40a and 40b, and causes both the filling liquid tank 25 and the liquid material tank 24 to communicate with the liquid feeding tube 41. Thereby, the liquid mixture of the filling liquid and the liquid material is introduced from the liquid material tank 24 through the liquid feeding tube 41 to the droplet discharge head 14, and the inside of the droplet discharge head 14 is filled with the filling liquid and the liquid material from the filling liquid. It is replaced with a mixed solution.
It should be noted that a restriction may be placed on the switching mixing device 40b side so that only a low-viscosity filling liquid is prevented from being sucked and a liquid sufficiently mixed with the liquid material can be filled.
The liquid droplet ejection head 14 is preliminarily filled with a filling liquid to eliminate bubbles, so that there is no possibility that the air bubbles remain in the liquid droplet ejection head 14 even when a liquid mixture with a slightly high viscosity is filled.
[0089]
When the filling and discharging of the liquid mixture of the filling liquid and the liquid material have elapsed for a predetermined time, the control device 52 opens only the switching mixing device 40a and causes the liquid material tank 24 and the liquid feeding tube 41 to communicate with each other. As a result, a relatively high-viscosity degassed liquid material is introduced from the liquid material tank 24 to the droplet discharge head 14 via the liquid supply tube 41, and the inside of the droplet discharge head 14 is a mixture of the filling liquid and the liquid material. The liquid is replaced with a liquid material. Since the liquid droplet ejection head 14 is preliminarily filled with the liquid mixture to eliminate bubbles, there is no possibility that the bubbles remain in the liquid droplet ejection head 14 even when a high-viscosity liquid material is filled.
[0090]
When the liquid material is filled in the droplet discharge head 14, even if the previously filled liquid remains, the liquid is composed of the solvent component contained in the liquid material. Even if the filling liquid is mixed, there is no substantial problem and the discharge characteristics (film forming characteristics) are not adversely affected. Further, even if bubbles do not exist immediately after filling the droplet discharge head 14 with the filling liquid or liquid material, bubbles may be generated from these filling liquid or liquid material over time. Since the liquid discharge material 14 is filled with the degassed filling liquid and liquid material, no bubbles are generated, and conversely, they can absorb the bubbles remaining in the droplet discharge head 14.
[0091]
As described above, when the liquid material is introduced and filled in the droplet discharge head 14 (nozzle), the droplet discharge head 14 is moved above the discharge confirmation unit 29 via the X table. Then, a liquid material is preliminarily discharged from the droplet discharge head 14 to the discharge confirmation unit 29. More specifically, the support plate 20 is reciprocated above the ejection confirmation unit 29, and the liquid material is ejected from the droplet ejection heads 14 in each of the forward path and the backward path. At the time of discharging the liquid material, the discharge detection device irradiates a detection light such as a laser beam and performs so-called dot omission detection in which the discharge state of the liquid material is detected for each droplet discharge head 14 and each nozzle. If a missing dot is detected here, the droplet discharge head 14 is sucked by the cap unit 26 in the same manner as described above.
[0092]
Then, when the preparation for discharge relating to the film forming process is completed, the film forming process is performed. In practice, the weight of the liquid material discharged from the droplet discharge head 14 is measured, but the description thereof is omitted here. Hereinafter, an example of manufacturing a color filter by a film forming process will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
[0093]
The substrate 100 in FIG. 10 is a transparent substrate and has a high light transmittance as well as an appropriate mechanical strength. As the substrate 100, for example, a transparent glass substrate, an acrylic glass, a plastic substrate, a plastic film, and a surface-treated product thereof can be applied.
[0094]
For example, as shown in FIG. 11, a plurality of color filter regions 105 are formed in a matrix on a rectangular substrate 100 from the viewpoint of increasing productivity. These color filter regions 105 can be used as color filters suitable for a liquid crystal display device by cutting the glass 100 later.
[0095]
In the color filter region 105, for example, as shown in FIG. 11, an R filter element, a G filter element, and a B filter element are formed and arranged in a predetermined pattern. As the formation pattern, there are a mosaic type, a delta type, a square type and the like in addition to a conventionally known stripe type as shown in the figure.
[0096]
FIG. 10 shows an example of a process for forming the color filter region 105 on the substrate 100.
[0097]
In FIG. 10A, the black matrix 110 is formed on one surface of the transparent substrate 100. A non-light-transmitting resin (preferably black) is applied to a predetermined thickness (for example, about 2 μm) by a method such as spin coating on the substrate 100 that is the basis of the color filter, and a photolithography method. The black matrix 110 is provided in a matrix form by the above method. The smallest display element surrounded by the grid of the black matrix 110 is a filter element, for example, a window having a width of about 30 μm in the X-axis direction and a length of about 100 μm in the Y-axis direction.
[0098]
After the black matrix 110 is formed, the resin on the substrate 100 is baked by applying heat with a heater, for example.
[0099]
As shown in FIG. 10B, the droplet 99 reaches the filter element 112. The amount of the droplet 99 is a sufficient amount considering the volume reduction of the liquid material in the heating process.
[0100]
In the heating process of FIG. 10C, when the droplets 99 are filled in all the filter elements 112 on the color filter, a heating process is performed using a heater. The substrate 100 is heated to a predetermined temperature (for example, about 70 ° C.). As the solvent of the liquid material evaporates, the volume of the liquid material decreases. If the volume is drastically reduced, the liquid material discharge step and the heating step are repeated until a sufficient film thickness is obtained for the color filter. By this treatment, the solvent of the liquid material evaporates, and finally only the solid content of the liquid material remains to form a film.
[0101]
In the protective film forming step of FIG. 10D, heating is performed at a predetermined temperature for a predetermined time in order to completely dry the droplet 99. When the drying is completed, a protective film 120 is formed to protect the substrate 100 of the color filter on which the filter element layer is formed and to planarize the filter surface. For forming the protective film 120, for example, a spin coating method, a roll coating method, a ripping method, or the like can be employed.
[0102]
In the transparent electrode forming step of FIG. 10E, the transparent electrode 130 is formed over the entire surface of the protective film 120 using a prescription such as sputtering or vacuum deposition.
[0103]
In the patterning step of FIG. 10F, the transparent electrode 130 is further patterned into a pixel electrode corresponding to the opening of the filter element 112.
[0104]
Note that this patterning is unnecessary when a TFT (Thin Film Transistor) or the like is used for driving the liquid crystal display panel. Further, during the film forming process, it is desirable to wipe the droplet discharge surface 14a of the droplet discharge head 14 using the wiping unit 27 periodically or as needed. This wiping can be performed by bringing the wet cloth material, which has been unwound from the unwinding reel 27 a and discharged with the cleaning liquid, into sliding contact with the droplet discharge surface 14 a as the moving plate 31 moves.
[0105]
When the film forming process is completed, when the liquid material unit of FIG. 8 is used, the control device 52 operates the switching mixing device 40 again to connect the filling liquid tank 25a and the liquid feeding tube 41, and The cap 33 is brought into contact with the droplet discharge surface 14 a of the droplet discharge head 14, and the droplet discharge head 14 is sucked by the suction pump 39. Thereby, the inside of the droplet discharge head 14 is replaced again from the liquid material with the first filling liquid.
Further, when the liquid material unit of FIG. 9 is used, the control device 52 opens the switching mixing device 40b again to allow the filling liquid tank 25 and the liquid feeding tube 41 to communicate with each other, and the cap 33 is ejected by droplets. The liquid droplet ejection head 14 is sucked by the suction pump 39 in contact with the liquid droplet ejection surface 14 a of the head 14. Thereby, the inside of the droplet discharge head 14 is replaced again from the liquid material to the filling liquid.
Thus, if the droplet discharge head 14 is stored in a state of being filled with a low-viscosity filling liquid, even a liquid material that dries quickly can be used without considering solidifying in the droplet discharge head 14. It becomes possible to do.
[0106]
As described above, in the present embodiment, after the step of filling the droplet discharge head 14 with the filling liquid and discharging the bubbles, the liquid material is subjected to the step of replacing with a slightly higher viscosity filling liquid or mixed liquid. Therefore, even when using a highly viscous liquid material, the liquid material can be discharged while maintaining stable discharge characteristics without causing defective discharge due to the presence of bubbles. It is possible to widely develop a droplet discharge device for industrial use using a liquid material having a viscosity of.
[0107]
Further, in the present embodiment, since the solvent component contained in the liquid material or the liquid material diluted with the solvent component is used as the filling liquid, even when the filling liquid is not sufficiently replaced with the liquid material, It is possible to prevent the discharge characteristics of the liquid material from being adversely affected. In addition, even when a solidified liquid material adheres to the vicinity of the nozzles of the droplet discharge head 14, the solid component can be dissolved by the filling liquid, which is a solvent component, so that the solid matter adversely affects the discharge characteristics of the liquid material. More stable discharge characteristics can be obtained by removing the above. In particular, in the present embodiment, the liquid material or the filling liquid is filled by sucking the droplet discharge head 14, and the liquid material tank 24 and the filling liquid tank 25 (25a, 25b) are pressurized. Since the distance to the filling location is short, effective filling with little pressure loss can be realized, and solid matter and dust attached to the droplet discharge head 14 can be easily removed. Moreover, since it constitutes a part of the liquid material from which the filling liquid is discharged, it is possible to prevent the solid content from being precipitated from the liquid material by so-called solvent shock when the filling liquid and the liquid material are mixed. .
[0108]
Further, in the present embodiment, since the filling liquid and the liquid material are deaerated in advance before filling the droplet discharge head 14, even if no bubbles exist immediately after filling the droplet discharge head 14. Bubbles can be prevented from being generated from the filling liquid or liquid material over time, and even if bubbles remain in the droplet discharge head 14, the bubbles remaining in the filling liquid or liquid material are absorbed. Therefore, it is possible to avoid the deterioration of the liquid material discharge characteristics due to bubbles.
[0109]
Further, in the present embodiment, since the filled liquid material is replaced with the filling liquid after the film forming process and the droplet discharge head 14 is stored, even if the liquid material is quickly dried, the droplet discharge is performed. It can be used without considering solidifying in the head 14.
[0110]
A device such as a liquid crystal display device having a color filter manufactured by such a filter manufacturing apparatus 1 is subjected to a film forming process with a predetermined liquid material discharge characteristic, thereby ensuring a predetermined device characteristic. be able to.
[0111]
In the above embodiment, the deaeration device is configured to degas both the liquid material and the filling liquid. However, the present invention is not limited to this. For example, the deaeration device may be provided individually. Good. In the above embodiment, the solvent component contained in the liquid material is used as the filling liquid. However, the present invention is not limited to this. For example, a heating apparatus is attached to the filling liquid tank to heat the liquid material. It is good. In this case, since the bubbles are discharged by filling the liquid droplet discharge head 14 with a liquid material having a reduced viscosity, if the heated liquid material is replaced with a liquid material for film formation at a temperature suitable for the film formation process, The same effect as when the above solvent component is used can be obtained.
[0112]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be performed in the range which does not deviate from a claim.
[0113]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, the R (red) pattern is first formed. Then, the G (green) pattern is formed, and finally the B (blue) pattern is formed. However, the present invention is not limited to this, and the patterns may be formed in other orders as necessary.
[0114]
Moreover, the device manufacturing apparatus of this invention is not limited to manufacture of the color filter for liquid crystal display devices, for example, For example, it can apply to an EL (electroluminescence) display device. The EL display device has a structure in which a thin film containing a fluorescent inorganic and organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons are injected by recombining the thin film by injecting electrons and holes. It is an element that generates (exciton) and emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated. Of the fluorescent materials used in such EL display elements, materials exhibiting red, green and blue emission colors, that is, a light emitting layer forming material and a material forming a hole injection / electron transport layer are used as inks, and each of the present invention is used in the present invention. A self-luminous full color EL device can be manufactured by patterning on an element substrate such as a TFT using the device manufacturing apparatus. The range of the device in the present invention includes such an EL device.
In this case, for example, after forming a partition partitioning for each pixel using a resin resist in the same manner as the black matrix of the above color filter, droplets discharged on the surface of the lower layer are easily attached. In order to prevent the droplets ejected from the partition wall from being mixed with the droplets in the adjacent section, the surface of the substrate, such as plasma, UV treatment, coupling, etc. Process. Thereafter, it is manufactured through a first film forming process in which a material for forming the hole injection / electron transport layer is supplied as droplets to form a film, and a second film forming process in which a light emitting layer is similarly formed. . The EL device manufactured in this way can be used as a segment display or still image display with simultaneous light emission, for example, a low information field such as a picture, text, label, etc., or as a light source with a dot, line, or surface shape. Can do. Further, by using an active element such as a TFT as well as a passively driven display element for driving, it is possible to obtain a full color display device with high brightness and excellent responsiveness.
[0115]
Further, if a metal material or an insulating material is provided for the film forming apparatus of the present invention, direct fine patterning of a metal wiring, an insulating film or the like becomes possible, and it can be applied to manufacture of a new high-performance device.
In addition, as a droplet discharge head, it is possible to use a droplet discharge method using a piezoelectric element, or a droplet discharge head that generates bubbles in a liquid by a heating element and discharges droplets by this pressure. is there.
Furthermore, not only these droplet discharge heads, but also a dispenser can be used as means for quantitatively discharging droplets.
[0116]
Electronic devices in which the device according to this embodiment is incorporated include personal computers, portable telephones, electronic notebooks, pagers, POS terminals, IC cards, minidisc players, liquid crystal projectors, engineering workstations (EWS), word processors And various electronic devices such as a television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, an electronic desk calculator, a car navigation device, a device equipped with a touch panel, a watch, a game machine, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a filter manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a support plate that supports a droplet discharge head.
FIG. 3 is a right side view in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic plan view of a liquid material supply system constituting the film forming apparatus.
FIG. 5 is a front view in FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic front view of a cap unit constituting the liquid material supply system.
FIG. 7 is a plan view of a support plate that supports a cap.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a liquid material unit.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a liquid material unit.
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of manufacturing a color filter using a substrate.
FIG. 11 is a diagram illustrating a substrate and a part of a color filter region on the substrate.
[Explanation of symbols]
1 Filter manufacturing equipment (device manufacturing equipment)
2b, 2d, 2f Film-forming device (droplet discharge device)
14 Droplet discharge head
19 Liquid material supply system
24 Liquid material tank
25, 25a, 25b Filling liquid tank
40, 40a, 40b switching mixing device
41 Liquid feeding tube
42 Waste liquid tank
39 Suction pump (suction device)
52 Control device
100 substrates

Claims

A method for filling the liquid droplet ejection head with the liquid material for a liquid droplet ejection apparatus that ejects the liquid material filled in the liquid droplet ejection head,
A first step of filling the droplet discharge head with a first filling liquid having a viscosity lower than that of the liquid material;
The first filling liquid filled in the droplet discharge head is replaced with a second filling liquid having a lower viscosity than the liquid material and a higher viscosity than the first filling liquid. Two steps,
A third step of replacing the second filling liquid filled in the droplet discharge head with the liquid material;
A liquid material filling method for a droplet discharge device, comprising:

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to claim 1,
A liquid material filling method for a droplet discharge device, wherein the second filling liquid is obtained by heating the liquid material.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to claim 1 or 2,
The liquid material filling method for a droplet discharge device, wherein the first filling liquid is a solvent component contained in the liquid material.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 3,
The second step includes a step of replacing the first filling liquid filled in the droplet discharge head with a mixed liquid of the first filling liquid and the second filling liquid. A liquid material filling method for a droplet discharge device.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 5,
The third step includes a step of replacing the second filling liquid filled in the droplet discharge head with a mixed liquid of the second filling liquid and the liquid material. Liquid material filling method for discharge device.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 5,
A liquid material filling method for a droplet discharge device, comprising the step of deaeration before filling the droplet discharge head with the first filling liquid and / or the second filling liquid.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 6,
A liquid material filling method for a droplet discharge apparatus, comprising: a step of degassing the liquid material before filling the droplet discharge head.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 1 to 7,
A method of filling a liquid material in a liquid droplet ejection apparatus, comprising the step of replacing the liquid material filled in the liquid droplet ejection head with the first liquid filling after the liquid material ejection processing.

A method for filling the liquid droplet ejection head with the liquid material for a liquid droplet ejection apparatus that ejects the liquid material filled in the liquid droplet ejection head,
A first step of filling the droplet discharge head with a filling liquid having a viscosity lower than that of the liquid material;
A second step of replacing the liquid filling the liquid droplet discharge head with the liquid material,
The second step includes a step of replacing the filling liquid filled in the liquid droplet ejection head with a mixed liquid of the filling liquid and the liquid material. Method.

The liquid material filling method for a droplet discharge device according to claim 9,
A liquid material filling method for a droplet discharge device, wherein the filling liquid is obtained by heating the liquid material.

The liquid material filling method for a droplet discharge device according to claim 9,
The liquid material filling method for a droplet discharge device, wherein the filling liquid is a solvent component contained in the liquid material.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 9 to 11,
A liquid material filling method for a liquid drop ejecting apparatus, comprising the step of degassing the liquid drop before filling the liquid drop discharge head.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 9 to 12,
A liquid material filling method for a droplet discharge apparatus, comprising: a step of degassing the liquid material before filling the droplet discharge head.

In the liquid material filling method of the droplet discharge device according to any one of claims 9 to 13,
A method of filling a liquid material in a liquid droplet ejection apparatus, comprising the step of replacing the liquid material filled in the liquid droplet ejection head with the liquid filling after the liquid material ejection processing.

A method of manufacturing a device using a droplet discharge apparatus having a droplet discharge head for discharging a liquid material,
The device manufacturing method characterized by including the process of filling the said liquid material in the said droplet discharge head by the liquid material filling method of any one of Claim 1 to 14.

A droplet discharge device for discharging a liquid material filled in a droplet discharge head,
In the droplet discharge head, the liquid material, a first filling liquid having a lower viscosity than the liquid material, a viscosity lower than that of the liquid material, and a viscosity higher than that of the first filling liquid are used. A switching mixing device for switching or mixing with a second filling liquid;
The switching and mixing device is controlled to replace the first filling liquid filled in the droplet discharge head with the second liquid material, and the second filling filled in the droplet discharge head A control device for controlling the switching mixing device so as to replace liquid with the liquid material;
A droplet discharge apparatus comprising:

The droplet discharge device according to claim 16, wherein
The liquid droplet ejection apparatus, wherein the second filling liquid is obtained by heating the liquid material.

The liquid droplet ejection apparatus according to claim 16 or 17,
The liquid droplet ejection apparatus, wherein the first filling liquid is a solvent component contained in the liquid material.

In the droplet discharge device according to any one of claims 16 to 18,
The control device replaces the first filling liquid filled in the droplet discharge head with a mixed liquid of the first filling liquid and the second filling liquid, and then performs the second filling. A droplet discharge device, wherein the switching mixing device is controlled so as to be replaced with a liquid.

In the droplet discharge device according to any one of claims 16 to 19,
The control device replaces the second filling liquid filled in the droplet discharge head with a mixed liquid of the second filling liquid and the liquid material, and then substitutes the liquid material. A droplet discharge device that controls the switching mixing device.

The droplet discharge device according to any one of claims 16 to 20,
A droplet discharge apparatus comprising: a filling liquid deaeration device for degassing the first filling liquid and / or the second filling liquid before filling the droplet discharge head.

In the droplet discharge device according to any one of claims 16 to 21,
A droplet discharge device comprising: a liquid material degassing device for degassing the liquid material before filling the droplet discharge head.

The droplet discharge device according to any one of claims 16 to 22,
The control device controls the switching mixing device so that the liquid material filled in the droplet discharge head is replaced with the first filling liquid after the liquid material is discharged. Droplet discharge device.

The droplet discharge device according to any one of claims 16 to 23,
A suction device that sucks the droplet discharge head and fills the droplet discharge head with the liquid material, the first filling liquid, the second filling liquid, or a mixture thereof. A droplet discharge apparatus characterized by the above.

A droplet discharge device for discharging a liquid material filled in a droplet discharge head,
A switching mixing device that switches the liquid material and a filling liquid having a viscosity lower than that of the liquid material to the liquid droplet discharge head, or mixes and fills the liquid discharge head;
A control device for controlling the switching mixing device so that the liquid filling material filled in the droplet discharge head is replaced with a liquid mixture of the liquid filling material and the liquid material, and then the liquid material is replaced;
A droplet discharge apparatus comprising:

The droplet discharge device according to claim 25,
The droplet discharge apparatus according to claim 1, wherein the filling liquid is obtained by heating the liquid material.

The droplet discharge device according to claim 25,
The liquid droplet ejection apparatus, wherein the filling liquid is a solvent component contained in the liquid material.

The droplet discharge device according to any one of claims 25 to 27,
A droplet discharge apparatus comprising: a filling liquid deaeration device for degassing the filling liquid before filling the droplet discharge head.

The droplet discharge device according to any one of claims 25 to 28,
A droplet discharge device comprising: a liquid material degassing device for degassing the liquid material before filling the droplet discharge head.

The droplet discharge device according to any one of claims 25 to 29,
The control device controls the switching and mixing device to replace the liquid material filled in the droplet ejection head with the filling liquid after the liquid material ejection processing. apparatus.

The droplet discharge device according to any one of claims 25 to 30,
A droplet discharge device comprising: a suction device that sucks the droplet discharge head and fills the droplet discharge head with the liquid material, the filling liquid, or a mixture thereof.

A device manufacturing apparatus having a droplet discharge device for landing a liquid material discharged from a droplet discharge head on a substrate and performing a film forming process on the substrate,
32. A device manufacturing apparatus, wherein the droplet discharge apparatus according to any one of claims 16 to 31 is used as the droplet discharge apparatus.

A device manufactured by the device manufacturing apparatus according to claim 32.