JP4168728B2 - 液滴吐出装置のドット位置補正方法、液滴吐出方法および電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板等のワークに対し、インクジェットヘッドに代表される液滴吐出ヘッドにより機能液をドット状に吐出する液滴吐出装置のドット位置補正方法、液滴吐出方法および電気光学装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、カラーフィルタ等の製造に適用されるインクジェット方式の液滴吐出装置は、吐出パターンデータに基づく描画動作を、X軸テーブルおよびY軸テーブルから成るX・Y移動機構により基板および液滴吐出ヘッドを主走査方向(X軸方向)および副走査方向(Y軸方向)に相対的に大きなストロークで移動させ、この相対移動の際に液滴吐出ヘッドのノズル列から機能液をドット状に選択的に吐出させることで行っている(例えば、特許文献1参照。)。
この場合、液滴吐出装置では、主走査方向における機能液の着弾位置(ドット位置)のずれを予め測定し、その測定結果に基づいて吐出タイミングデータを補正して、ノズルのクセ(吐出特性)によるドット位置ずれを解消している。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−228321号公報(第5−6頁、図1、図15)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の液滴吐出装置では、X・Y移動機構の機械的精度や組立て精度、あるいは液滴吐出ヘッドの製造上の誤差により、データ上のドット位置とワーク上に実際に吐出したドット位置とがずれてしまうことがある。
すなわち、液滴吐出ヘッドおよびワークをX・Y移動機構に精度良く搭載していても、X軸テーブル(Y軸テーブル)自体が構造上の歪み(うねり)を部分的に有していたり、また、Y軸テーブルに対しX軸テーブルが完全に直交して組み立てられていない場合には、液滴吐出ヘッドとワークとの位置関係が描画動作に伴って変動するため、ドット位置のずれが恒常的に生じてしまう。
【0005】
本発明は、X・Y移動機構の機械的精度等に関らず、ワークに対し、機能液滴を精度良く吐出することができる液滴吐出装置のドット位置補正方法、液滴吐出方法および電気光学装置の製造方法を提供することをその目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の液滴吐出装置のドット位置補正方法は、セットされたワークに対し、X・Y移動機構により液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、当該液滴吐出ヘッドのノズル列から機能液をドット状に選択的に吐出させる描画動作を、吐出パターンデータに基づいて行う液滴吐出装置のドット位置補正方法であって、それぞれが基準マークを有する複数の検査エリアを格子状に構成したアライメントマスクを、ワークに代えてセットするマスク導入工程と、複数の基準マークに対応するアライメント用吐出パターンデータに基づいて描画動作を行い、各検査エリアに検査用ドットを描画するドット描画工程と、各基準マークに対する各検査用ドットの位置を画像認識する認識工程と、認識工程における認識結果に基づいて、吐出パターンデータを補正するデータ補正工程と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、先ず、セット後のアライメントマスクの格子状に設けた各検査エリアに対し、アライメント用吐出パターンデータに基づく描画動作を行って検査用ドットを描画する。次に、各検査エリアの基準マークに対する検査用ドットのドット位置のずれ(変位)を画像認識し、このドット位置を正規の(設計上目標の)ドット位置に整合させるべく、画像認識結果に基づいて吐出パターンデータを補正している。
このように、液滴吐出装置において、実際にX・Y移動機構および液滴吐出ヘッドを駆動し、アライメントマスクへの描画結果から吐出パターンデータを補正している。これにより、補正データを使用する実際の描画動作は、X・Y移動機構の機械的精度や組立て精度等に関らず、これに適した描画動作を実行することができるため、データ上のドット位置(ターゲット)とワーク上に吐出・着弾したドット位置とが合致するため、ドット位置精度の極めて高い描画が可能となる。また、複数の検査エリアがアライメントマスクに格子状に構成されているため、ドット描画工程を円滑に行うことができると共に、描画動作に適した補正データを取得することができる。
【0008】
この場合、認識工程は、画像認識を行う認識カメラをX・Y移動機構により移動させ、認識カメラの視野内に、各基準マークと各検査用ドットとを同時に撮り込むことで行われることが、好ましい。
【0009】
この構成によれば、X・Y移動機構を有効に利用して認識カメラを移動させることができると共に、X・Y移動機構のメカ的影響を好適に回避して検査用ドットが認識可能となる。
【0010】
この場合、X・Y移動機構は、液滴吐出ヘッドおよび認識カメラを相互に独立して移動可能に構成されており、認識工程に併行して、液滴吐出ヘッドを非移動状態にして保全処理を行う保全工程を、更に備えたことが、好ましい。
【0011】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドと認識カメラとをX・Y移動機構により別々に移動させることができるため、ドット描画工程の終了後において、認識カメラによる認識工程を行える一方、液滴吐出ヘッドの保全処理を行うことができる。これにより、認識工程時において液滴吐出ヘッドが目詰まり等することを防止でき、液滴吐出ヘッドにおける機能液のメニスカスを適切に維持できる。なお、保全処理は、液滴吐出ヘッドの機能液吸引を行う吸引処理や、液滴吐出ヘッドを保管する保管処理等である。
【0012】
これらの場合、Y軸方向が液滴吐出ヘッドの主走査方向であり、且つX軸方向が液滴吐出ヘッドの副走査方向であり、吐出パターンデータは、液滴吐出ヘッドの吐出駆動に関する吐出タイミングデータと、X・Y移動機構による液滴吐出ヘッドの相対移動に関するヘッド移動パターンデータとを有しており、データ補正工程は、Y軸方向におけるドット位置のずれについては吐出タイミングデータを補正し、且つX軸方向におけるドット位置のずれについてはヘッド移動パターンデータを補正することで、吐出パターンデータの補正を行うことが、好ましい。
【0013】
この構成によれば、主走査方向へのドット位置のずれは、液滴吐出ヘッドの吐出タイミングを補正することで解消され、副走査方向へのドット位置のずれは、液滴吐出ヘッドを副走査方向に相対的に微小移動させることで解消される。これにより、液滴吐出ヘッドの描画動作に適した態様で、吐出パターンデータを補正することができる。
【0014】
本発明の他の液滴吐出装置のドット位置補正方法は、セットされたワークに対し、X・Y・Θ移動機構により液滴吐出ヘッドを主走査方向であるY軸方向および副走査方向であるX軸方向に相対的に移動させながら、当該液滴吐出ヘッドのノズル列から機能液をドット状に選択的に吐出させる描画動作を、吐出パターンデータに基づいて行う液滴吐出装置のドット位置補正方法であって、それぞれが基準マークを有する複数の検査エリアを格子状に構成したアライメントマスクを、ワークに代えてセットするマスク導入工程と、複数の基準マークに対応するアライメント用吐出パターンデータに基づいて描画動作を行い、ノズル列の少なくとも2つのノズルを用いて、各検査エリアに少なくとも2つの検査用ドットから成る検査用ドット群を描画するドット描画工程と、各基準マークに対する各検査用ドット群の位置を画像認識する認識工程と、認識工程における認識結果に基づいて、X・Y・Θ移動機構により液滴吐出ヘッドをΘ軸方向に相対的に回転補正させる角度補正データを生成すると共に、角度補正データを加味して吐出パターンデータを補正するデータ補正工程と、を備えたことを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、先ず、セット後のアライメントマスクの格子状に設けた各検査エリアに対し、アライメント用吐出パターンデータに基づく描画動作を行って検査用ドット群(少なくとも二つの検査用ドット)を描画する。次に、各検査エリアの基準マークに対する検査用ドット群のドット位置の変位を画像認識する。次いで、ドット位置(の変位データ)を基に、正規のドット位置に整合させるべく、液滴吐出ヘッドの角度ずれを検出(角度補正データを生成)すると共に、X軸方向のずれおよびY軸方向のずれを検出して、これらの補正データを基に吐出パターンデータを補正している。
このように、液滴吐出装置において、実際にX・Y・Θ移動機構および液滴吐出ヘッドを駆動し、アライメントマスクへの描画結果から吐出パターンデータを補正している。これにより、補正データを使用する実際の描画動作では、X・Y・Θ移動機構の機械的精度や組立て精度等に関らず、データ上のドット位置(ターゲット)とワーク上に吐出・着弾したドット位置とが合致するため、ドット位置精度の極めて高い描画が可能となる。また、複数の検査エリアがアライメントマスクに格子状に構成されているため、ドット描画工程を円滑に行うことができると共に、描画動作に適した補正データを取得することができる。
【0016】
この場合、ドット描画工程において用いられる少なくとも2つのノズルは、ノズル列における最外端部に位置する2つのノズルであることが、好ましい。
【0017】
この構成によれば、検査用ドット群の少なくとも2つの検査用ドットは十分に離間して描画され、且つこれらを画像認識しているため、液滴吐出ヘッドのΘ軸方向の変位を十分に認識することが可能となり、適切な角度補正データを生成することができる。
【0018】
この場合、検査エリアのX軸方向の領域長さとノズル列の長さとが、略等しく設定されていることが、好ましい。
【0019】
この構成によれば、2つの検査用ドットが検査エリアの略両端位置に描画されることと相俟って、複数の検査エリアを効率的に配置することができる。
【0020】
また、請求項5の場合、検査用ドット群が3以上の検査用ドットからなり、認識工程は、3以上の検査用ドットを複数組の部分検査用ドット群に組分けて画像認識し、データ補正工程は、複数組の部分検査用ドット群の認識結果を平均して角度補正データを生成することが、好ましい。
【0021】
この構成によれば、角度補正データを生成する際に、複数組の部分検査用ドット群の認識結果の平均値をとるようにしているため、ノズルの吐出特性(くせ)の影響を好適に回避することができ、角度補正データの精度を向上することができる。
【0022】
これらの場合、認識工程は、画像認識を行う認識カメラをX・Y・Θ移動機構によりX軸方向およびY軸方向に移動させ、認識カメラの視野内に、各基準マークと各検査用ドット群とを同時に撮り込むことで行われることが、好ましい。
【0023】
この構成によれば、X・Y・Θ移動機構を有効に利用して認識カメラを移動させることができると共に、X・Y・Θ移動機構のメカ的影響を好適に回避して各検査用ドット群が認識可能となる。
【0024】
この場合、各基準マークは、アライメント用吐出パターンデータにおける検査用ドットの描画位置を中心として、その周方向に分散配置した複数の規定マークから成る複数組の基準マーク群として構成されていることが、好ましい。
【0025】
この構成によれば、複数の規定マークからなる基準マークを上記のように構成しているため、検査用ドットと基準マークとを適切に画像認識できるようになる。すなわち、経験的に算出されるノズルのクセによるドット位置の最大ずれを考慮して規定マークを配置することで、各規定マークに対し検査用ドットが重ねて描画されることを防止できることから、適切な画像認識を行えることになる。
【0026】
この場合、X・Y・Θ移動機構は、液滴吐出ヘッドおよび認識カメラを相互に独立して移動可能に構成されており、認識工程に併行して、液滴吐出ヘッドを非移動状態にして保全処理を行う保全工程を、更に備えたことが、好ましい。
【0027】
この構成によれば、液滴吐出ヘッドと認識カメラとをX・Y・Θ移動機構により別々に移動させることができるため、ドット描画工程の終了後において、認識カメラによる認識工程を行える一方、液滴吐出ヘッドを保全処理することができる。これにより、認識工程時において液滴吐出ヘッドが目詰まり等することを防止でき、液滴吐出ヘッドにおける機能液のメニスカスを適切に維持することができる。なお、保全処理は、液滴吐出ヘッドの機能液吸引を行う吸引処理や、液滴吐出ヘッドを保管する保管処理等である。
【0028】
これらの場合、吐出パターンデータは、液滴吐出ヘッドの吐出駆動に関する吐出タイミングデータと、X・Y・Θ移動機構による液滴吐出ヘッドの相対移動に関するヘッド移動パターンデータとを有しており、データ補正工程は、角度補正データを加味して、Y軸方向におけるドット位置のずれについては吐出タイミングデータを補正し、且つX軸方向におけるドット位置のずれについてはヘッド移動パターンデータを補正することで、吐出パターンデータの補正を行うことが、好ましい。
【0029】
この構成によれば、主走査方向へのドット位置のずれは、液滴吐出ヘッドの吐出タイミングを補正することで解消され、副走査方向へのドット位置のずれは、液滴吐出ヘッドをX軸方向に相対的に移動させることで解消される。これにより、X・Y・Θ移動機構による液滴吐出ヘッドの描画動作に適した態様で、吐出パターンデータを補正することができる。
【0030】
これらの場合、アライメントマスクは、少なくとも複数の検査エリアの表面が撥水処理されていることが、好ましい。
【0031】
この構成によれば、アライメントマスクに着弾する機能液滴は、拡がることを抑制される。これにより、検査用ドットの重心位置を特定し易くなり、ドット位置を適切且つ高精度に画像認識できるようになる。また、着弾後の機能液滴を迅速且つ適切に除去することができるため、例えば、吐出パターンデータの再補正を行う場合や、他の液滴吐出装置への利用など、アライメントマスクを再使用する場合に有効となる。
【0032】
これらの場合、ドット描画工程は、各検査エリアに対し描画動作を行う検査用描画工程と、アライメントマスク上の複数の検査エリアから外れた位置で、液滴吐出ヘッドの全ノズルから機能液を吐出させるフラッシング動作を行うフラッシング工程と、を有することが、好ましい。
【0033】
この構成によれば、検査用ドットを描画しないノズルにおける、水分の蒸発による機能液の増粘を適切に解消することができる。また、アライメントマスクに対しフラッシング動作を直接行っているため、X・Y・Θ移動機構に対するアライメントマスクのサイズやセット状態に関らず、フラッシング動作を適切に行うことができる。
【0034】
これらの場合、液滴吐出ヘッドには、ノズル列が相互に平行に複数構成されており、データ補正工程は、吐出パターンデータを複数のノズル列毎に補正することで行われることが、好ましい。
【0035】
この構成によれば、ノズル列単位で吐出パターンデータが補正されるため、液滴吐出ヘッドが複数のノズル列を有する場合にも、各ノズル列によるドット位置を設計上のドット位置に適切に合致させることができる。
【0038】
本発明の液滴吐出方法は、上記した本発明の液滴吐出装置のドット位置補正方法を用いて、液滴吐出装置にセットしたワークに対し、補正後の吐出パターンデータ(および角度補正データ)に基づいて描画動作を行うことを特徴とする。
【0039】
この構成によれば、上記のドット位置補正方法が活用されて、描画動作が、ワークに対し液滴吐出ヘッドをX・Y軸方向(必要に応じてΘ軸方向)に相対的に位置補正しながら行われるため、高精度な描画が可能となる。
【0041】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記した本発明の液滴吐出方法を用いて、ワークとなる基板上に、液滴吐出ヘッドから機能液滴を選択的に吐出して成膜部を形成することを特徴とする。
【0042】
この構成によれば、ワークに対する機能液滴の着弾位置が適切に管理された液滴吐出方法を用いての製造であるため、電気光学装置自体を確実に且つ適切に製造することができる。なお、電気光学装置(デバイス)としては、液晶表示装置、有機EL(Electro-Luminescence)装置、電子放出装置、PDP(Plasma Display Panel)装置および電気泳動表示装置等が考えられる。また、電子放出装置は、いわゆるFED(FieldEmission Display)装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が含まれる。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置ついて説明する。この液滴吐出装置は、有機EL装置等の電気光学装置における、いわゆるフラットパネルディスプレイの製造装置に適用されるものであり、インクジェット方式により、基板(ワーク)に対し液滴吐出ヘッドからフィルタ材料や発光材料等の機能液滴を選択的にドット状に吐出することで描画を行い、基板上に所望の成膜部を形成するものである。
【0046】
本実施形態の液滴吐出装置のドット位置補正方法は、ワークに代えてセットしたアライメントマスクに対し、ドット位置を検査するための検査用のパターンを描画し、これを画像認識することで、正規のドット位置からのずれを測定し、描画動作を実行させる吐出パターンデータを補正するものである。そこで、まず、液滴吐出装置の装置構成について説明する。
【0047】
図1に示すように、液滴吐出装置1は、図外の機台と、機台上に設置したX軸テーブル3およびY軸テーブル4から成るX・Y移動機構2と、X軸テーブル3に移動自在に取り付けたメインキャリッジ5とを備え、メインキャリッジ5には、液滴吐出ヘッド6を搭載したヘッドユニット7と、画像認識を行う認識カメラ8とが搭載されている。ワークである基板Wは、例えばガラス基板やポリイミド基板等で構成され、Y軸テーブル4に移動自在に取り付けたワークテーブル9にセットされている。また、液滴吐出装置1は、X・Y移動機構2、液滴吐出ヘッド6、認識カメラ8等を統括制御するコントローラ10(制御手段、図4参照)が組み込まれている。
【0048】
X・Y移動機構2は、いわゆるX・Yロボットであり、X軸テーブル3はY軸テーブル4の上方に位置している。X軸テーブル3は、メインキャリッジ5をX軸方向に移動自在に搭載したX軸スライダ21と、X軸スライダ21とメインキャリッジ5との間に組み込んだパルス駆動するX軸リニアモータ22と、X軸スライダ21に併設したX軸リニアスケール23とを有している。
【0049】
X軸リニアスケール23は、X軸方向に平行に等間隔のスリットを有しており、X軸リニアスケール23に対応して、X軸リニアセンサ24がメインキャリッジ5に設けられている(図4参照)。すなわち、X軸リニアスケール23およびX軸リニアセンサ24により、X軸リニアエンコーダが構成され、X軸リニアエンコーダは、メインキャリッジ5の位置(液滴吐出ヘッド6、認識カメラ8の位置)を0.1μmの精度で読み取り可能に構成されている。
【0050】
Y軸テーブル4は、ワークテーブル9をY軸方向に移動自在に搭載したY軸スライダ26と、Y軸スライダ26とワークテーブル9との間に組み込んだパルス駆動するY軸リニアモータ27と、Y軸スライダ26に併設したY軸リニアスケール28とを有している。ワークテーブル9には、これをθ軸方向に面内回転させるための回転機構と、基板Wを吸着載置するための吸着機構とが組み込まれている(いずれも図示省略)。
【0051】
Y軸リニアスケール28は、Y軸方向に平行に等間隔のスリットを有しており、Y軸リニアスケール28に対応して、Y軸リニアセンサ29がワークテーブル9に設けられている(図4参照)。すなわち、Y軸リニアスケール28およびY軸リニアセンサ29により、Y軸リニアエンコーダが構成され、Y軸リニアエンコーダは、ワークテーブル9の位置(基板Wまたはアライメントマスク50の位置)を0.1μmの精度で読み取り可能に構成されている。
【0052】
このように構成されたX・Y移動機構2により、メインキャリッジ5の移動位置情報およびワークテーブル9の移動位置情報に応じて、液滴吐出ヘッド6を吐出駆動し、基板Wの所定位置に機能液を吐出することで、描画を行っている。
【0053】
具体的には、液滴吐出装置1は、Y軸テーブル4による基板Wの移動に同期して液滴吐出ヘッド6が吐出駆動する構成であり、液滴吐出ヘッド6のいわゆる主走査は、Y軸テーブル4による基板WのY軸方向への往復動動作により行われる。また、これに対応して、いわゆる副走査は、X軸テーブル3による液滴吐出ヘッド6のX軸方向へのピッチ送り動作となる往動動作により行われる。そして、上記走査における描画動作は、コントローラ10に記憶する吐出パターンデータに基づいて行われる。
【0054】
なお、本実施形態では、液滴吐出ヘッド6に対し、基板Wを主走査方向に移動させるようにしているが、液滴吐出ヘッド6を主走査方向に移動させる構成であってもよい。また、基板Wを固定とし、液滴吐出ヘッド6を主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。逆に、液滴吐出ヘッド6を固定とし、基板Wを主走査方向および副走査方向に移動させる構成であってもよい。もちろん、本実施形態とは逆に、X軸方向を主走査方向に、Y軸方向を副走査方向にしてもよい。
【0055】
詳細は後述するが、実際の液滴吐出作業となる本描画動作は、基板Wに代えてワークテーブル9にセットしたアライメントマスク50への描画結果を基に補正した、補正後の吐出パターンデータに基づいて行われる。また、その際必要に応じて、後述するヘッド角度微調整機構34により、液滴吐出ヘッド6を基板Wに対し面内回転させることで、ドット位置精度の高い描画を実現している。
【0056】
ヘッドユニット7は、液滴吐出ヘッド6を搭載するサブキャリッジ(図示省略)と、サブキャリッジをΘ軸方向に面内回転させるΘテーブル32(図4参照)とを有している。Θテーブル32は、正逆回転可能なΘモータ33を動力源としており、Θモータ33が正逆回転すると、Θテーブル32およびサブキャリッジがX−Y平面内で液滴吐出ヘッド6を面内回転させる。すなわち、Θテーブル32とΘモータ33とにより、基板Wに対し液滴吐出ヘッド6を相対的に角度回転させるヘッド角度微調整機構34が構成されている。
【0057】
液滴吐出ヘッド6は、図2に示すように、いわゆる2連のものであり、そのヘッド本体41は、ノズル面42を有するノズル形成プレート43と、ノズル形成プレート43に連なる直方体形状のポンプ部44とで構成されている。この種のインクジェット方式の液滴吐出ヘッド6は、吐出駆動のためのエネルギー発生素子として圧電素子(ピエゾ素子)を用いたもの、あるいは電気熱変換体を用いたもので構成されている。
【0058】
液滴吐出ヘッド6は、ヘッド本体41がサブキャリッジの下面から突出しており、ヘッド本体41の下面、すなわちノズル面42には、2本のノズル列45が相互に平行に形成されている。各ノズル列45は、副走査方向(X軸方向)に延在しており、180個(図示では模式的に示している)のノズル46が等ピッチ(1/180inch)で並べられて、構成されている。そして、計360個のノズル46は、全体として千鳥状に配置され、副走査方向における全体のノズルピッチが1/360inchと小さく設定されると共に、主走査方向のノズル間距離(ノズル列45間距離)が1/10inchに設定されている。
【0059】
液滴吐出ヘッド6は、図外の機能液供給機構から機能液が供給され、その各ノズル46から機能液をドット状に吐出する。以下の説明では、ノズル列45の最外端の二つのノズル46を1番ノズルおよび180番ノズルと称し、ノズル列45の全体を奇数番ノズルおよび偶数番ノズルに区分けすることとする。図1中の液滴吐出ヘッド6に示す「+」は、ヘッド角度微調整機構34による液滴吐出ヘッド6の回転中心を表しており、この場合、液滴吐出ヘッド6の中心位置に合致している。
【0060】
アライメントマスク50は、図3に示すように、例えばガラス等により方形に且つ厚手に形成されている。アライメントマスク50は、液滴吐出装置1における液滴吐出ヘッド6のドット位置を補正するために用いられるものであり、基板Wへの本描画動作に先立って液滴吐出装置1のワークテーブル9にセットされる。なお、ドット位置とは、液滴吐出ヘッド6から吐出されアライメントマスク50(基板W)の表面に着弾した機能液滴が構成するドットの位置(着弾位置)をいう。
【0061】
アライメントマスク50の表面には、正方格子状に構成されドット位置を検査するための複数の検査エリアQと、複数の検査エリアQからY軸方向の外側に外れて位置する前後一対のアライメントマーク51と、前側のアライメントマーク51のさらに手前側若しくは前後に位置するフラッシング受け部52と、が形成されている。アライメントマスク50の表面は、撥水処理が施されている。このため、アライメントマスク50に着弾する機能液滴(ドット)は拡がることを抑制され、ドット位置を認識カメラ8により適切に画像認識できるようになっている。
【0062】
複数の検査エリアQは、正方格子における30mm間隔の各格子点(各格子点をP○○と表記し、代表してPと表記する)に位置するように設けられている。各検査エリアQには、同図(b)の拡大図に示すように、正規の(設計上の)ドット位置を指標する3本の基準マーク列56が相互に平行に形成されている。
【0063】
各基準マーク列56は、各格子点P側を起点としてX軸方向に延在し、方形の規定マーク57が90個、等ピッチ(1/90inch)で並べられて、構成されている。各規定マーク57は、レーザエッチングなどにより、50μm×50μmの寸法に形成されているが、もちろん、このような方形の幾何形状および寸法に限るものではない。計270個の規定マーク57は、全体として千鳥状に配置されており、X軸方向における全体のマークピッチが1/180inchと設定されると共に、Y軸方向におけるマーク間距離(基準マーク列56間距離)が1/180inchに設定されている。
【0064】
そして、各検査エリアQには、正方形の各頂点を構成する4個の規定マーク57を1組とした基準マーク58が複数組構成され、複数組の基準マーク58は、全体として基準マーク群を構成している。すなわち、各基準マーク58は、その中心(正方形の重心)に正規のドット位置を規定すると共に、その正規ドット位置から前後左右(X軸方向およびY軸方向)それぞれ1/180inch離れた位置に規定マーク57を構成している。
【0065】
いいかえれば、基準マーク58は、アライメント用吐出パターンデータにおける検査用ドットの描画位置(正規ドット位置)を中心として、その周方向に4つの規定マーク57を等間隔で分散配置して構成されている。そして、詳細は後述するが、アライメント用吐出パターンデータに基づいて正規ドット位置を目標に描画される検査用ドットを、基準マーク58と共に認識カメラ8の視野内に同時に捉えることで画像認識が行われ、検査用ドットの位置(正規ドット位置からの変位)が検出される。
【0066】
一対のアライメントマーク51は、レーザエッチングなどにより十字に描かれており、画像認識を前提として、アライメントマスク50をワークテーブル9にセットする際の位置決めするための基準となるものである。すなわち、アライメントマスク50は、認識カメラ8による一対のアライメントマーク51の画像認識を経て、ワークテーブル9上にX軸方向およびΘ軸方向に位置決めされる。
【0067】
フラッシング受け部52は、X軸方向に並ぶ複数の検査エリアQを超えてX軸方向に平行に延在し、平坦なフラッシングエリアとして構成されている。フラッシング受け部52は、この位置の直上部に臨んだ液滴吐出ヘッド6のフラッシング(全ノズル46からの機能液の捨て吐出)を受け、機能液を飛散させずにこれを保持する。これにより、アライメントマスク50に対して、液滴吐出ヘッド6のフラッシング動作を直接行うことができる。
【0068】
なお、図示省略したが実機の液滴吐出装置1には、フラッシングを受けるフラッシングボックスがワークテーブル9の前後の位置においてY軸テーブル4に搭載されているため、フラッシング受け部52を省略した構成とすることもできる。もっとも、本実施形態のように、アライメントマスク50にフラッシング受け部52を予め設けておけば、アライメントマスク50のサイズがワークテーブル9より大きくなり、各フラッシングボックスが閉塞されるような場合であっても、液滴吐出装置1においてフラッシングエリアを適切に確保することができる。このことはまた、規定サイズのアライメントマスクを利用することができるため、アライメントマスクの本来の精度を保つことができると共に、コストダウンを図ることができる意義がある。
【0069】
認識カメラ8(CCDカメラ)は、図1に示すように、液滴吐出ヘッド6に隣接してメインキャリッジ5に固定的に搭載されている。認識カメラ8は、視野内に検査用ドットおよび基準マーク58を捉えてこれらを撮像して画像認識するものであり、基準マーク58すなわち正規ドット位置に対する検査用ドットの相対位置(変位)を座標値として認識する。
【0070】
この場合、認識カメラ8は、複数の基準マーク58および複数の検査用ドットを同時に視野内に捉え、複数の検査用ドットの位置を一括して位置認識可能に構成されている。また、認識カメラ8は、一対のアライメントマーク51の画像認識も行う。
【0071】
液滴吐出装置1を制御系からみると、図4に示すように、液滴吐出装置1の制御系は、基本的に、メインキャリッジ5やワークテーブル9の設計上の位置データや液滴吐出ヘッド6によるドットの設計上の位置データの他、画像データ等をその操作により入力する操作パネル71を有する入力部72と、認識カメラ8による撮像画面を画面表示するディスプレイ73を有する表示部74と、認識カメラ8を有してドット位置等の位置認識を行う位置検出部75と、X軸リニアセンサ24およびY軸リニアセンサ29を有してメインキャリッジ5およびワークテーブル9の位置を検出する送り検出部76と、液滴吐出ヘッド6、X・Y移動機構2、ヘッド角度微調整機構34およびディスプレイ73を駆動する各種ドライバを有する駆動部77と、これら各部を含め液滴吐出装置1を統括制御する制御部78(コントローラ10)と、を備えている。
【0072】
駆動部77は、ヘッドドライバ81と、ディスプレイドライバ82と、モータドライバ83とを備えている。ヘッドドライバ81は、制御部78の指示に従って液滴吐出ヘッド6を吐出駆動制御し、ディスプレイドライバ82は、制御部78の指示に従ってディスプレイ73を制御する。モータドライバ83は、X軸モータドライバ83aと、Y軸モータドライバ83bと、Θ軸モータドライバ83cとを有し、これらは制御部78の指示に従って、X・Y移動機構2の各軸リニアモータ22,27およびヘッド角度微調整機構34のΘモータ33を駆動する。
【0073】
制御部78は、CPU91と、ROM92と、RAM93と、P−CON94とを備え、これらは互いにバス95を介して接続されている。ROM92は、CPU91で処理する制御プログラムや制御データを記憶する制御プログラム領域や、画像認識や描画を行うための制御データ等を記憶する制御データ領域を有している。
【0074】
RAM93は、各種レジスタ群の他、外部から入力した設計上(正規)のドット位置等の位置データを記憶する入力位置データ領域、認識カメラ8がアライメントマスク50から得たドット位置データを記憶するドット位置データ領域およびアライメントマーク51の位置データを記憶するアライメントマーク位置データ領域、画像データを一時的に記憶する画像データ領域、描画のための描画データを記憶する描画データ領域、ドット位置を補正するための補正データを記憶する補正データ領域等を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。
【0075】
P−CON94には、CPU91の機能を補うと共に周辺回路とのインターフェース信号を取り扱うための論理回路が、ゲートアレイやカスタムLSIなどにより構成されて組み込まれている。このため、P−CON94には、入力部72からの各種指令や画像データなどをそのままあるいは加工してバス95に取り込むと共に、CPU91と連動して、CPU91等からバス95に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部77に出力する。
【0076】
そして、CPU91は、上記の構成により、ROM92内の制御プログラムに従って、P−CON94を介して各種検出信号、各種指令、各種データ等を入力し、RAM93内の各種データ(吐出パターンデータ)等を処理した後、P−CON94を介して駆動部77に各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置1全体を制御している。
【0077】
例えば、認識カメラ8がアライメントマスク50から得たドット位置データは、RAM93内に格納され、ROM92内の制御プログラムに従って、正規のドット位置データと比較される。そして、その比較結果に基づいて、ドット位置のずれを解消するにように描画動作を実行するための補正データが生成される。この補正データは、描画動作時に液滴吐出ヘッド6を基板Wに対し面内回転させてΘ軸方向に位置補正(回転補正)するためのΘ軸補正データ(角度補正データ)と、X軸方向およびY軸方向に位置補正するためのX軸補正データおよびY軸補正データとで構成される。
【0078】
そして、これらX・Y・Θ軸に関する補正データおよび吐出パターンデータに基づいて、液滴吐出ヘッド6、X・Y移動機構2およびヘッド角度微調整機構34等を制御して、所定の吐出タイミング条件および所定のヘッド移動条件で基板Wに描画を行うなど、液滴吐出装置1の本描画動作が実行されるようになっている。
【0079】
なお、上記の液滴吐出装置1の制御構成に代えて、パソコン等のホストを用い、これのハードディスク内に制御用のプログラムを格納するなどして、液滴吐出装置1と一体に機能するような制御構成としてもよいことは言うまでもない。
【0080】
ここで、液滴吐出装置1のドット位置補正方法について、順を追って説明する。図5は、ドット位置補正方法の一連の工程を示しており、同図に示すように、先ず基板Wに代えてワークテーブル9にアライメントマスク50をセットし(ステップS1)、認識カメラ8を用いてこれをワークテーブル9に位置決めする(ステップ2)。
【0081】
次に、アライメント用吐出パターンデータに基づく描画動作を行い、アライメントマスク50の各検査エリアQに複数の検査用ドットを描画する(ステップ3)。そして、認識カメラ8を用いて、検査用ドットと基準マーク58とを画像認識してドット位置の補正データを生成し(ステップ4)、その補正データを基に吐出パターンデータの補正を行っている(ステップ5)。以下、各ステップについて図1ないし図3を適宜参照して詳述する。
【0082】
ステップS2における認識カメラ8の認識動作は、先ず、X・Y移動機構2のX軸テーブル3およびY軸テーブル4が駆動して認識カメラ8を移動させ、一方のアライメントマーク51を認識カメラ8の視野内に撮り込む。一方のアライメントマーク51を認識カメラ8で認識したら、次にY軸テーブル4を駆動して認識カメラ8をY軸方向に移動させ、他方のアライメントマーク51を認識カメラ8の視野内に撮り込んで、これを認識する。
【0083】
そして、認識カメラ8による一対のアライメントマーク51の認識結果に基づいて、両アライメントマーク51のX軸方向の位置が同じ位置となるように、ワークテーブル9の回転機構を駆動する。これにより、アライメントマスク50上の基準マーク列56が、X軸方向に平行に延在すなわちY軸方向に直交して、アライメントマスク50がX・Y移動機構2に位置決めされる。なお、位置決め後に、確認のため再度上記の認識動作が行われ、ステップS2の認識動作が完了する。
【0084】
ステップS3におけるアライメント用吐出パターンデータは、ROM92に記憶されており、このデータは、各検査エリアQの各基準マーク58が規定する正規ドット位置(ターゲット)に、検査用ドットを描画させるものである。この場合の液滴吐出ヘッド6の吐出駆動は、2本のノズル列45の一方のノズル列45を用いて行われると共に、そのノズル列45の奇数番ノズルを用いて行われることとなる。
【0085】
すなわち、液滴吐出ヘッド6の各ノズル46と各基準マーク58の規定マーク57とが、上記した配置となっているため(図2および図3参照))、液滴吐出ヘッド6は、一方のノズル列45の計90個の奇数番ノズルのみが選択的に吐出駆動する。これにより、描画される検査用ドットと規定マーク57とは、重ならないようになっており(図6参照)、各検査エリアQにおいて、90個の検査用ドットからなる検査用ドット群が位置認識可能に描画されることになる。
【0086】
ステップS3における描画動作は、先ず、Y軸テーブル4が駆動し、アライメントマスク50を主走査方向に往動(Y軸方向の手前側に移動)させると共に、この移動経路に位置する各検査エリアQに対し、液滴吐出ヘッド6を選択的に吐出駆動する。この場合、ノズル列45の1番ノズルによる機能液吐出は、主走査における各格子点Pをターゲットとして行われる。すなわち、1番ノズルによる検査用ドットは、格子点P00、格子点P01、格子点P02の順で描画されてゆく。そして、主走査における最も手前側の検査エリアQを超えると、フラッシング受け部52或いはフラッシングボックスの位置で、液滴吐出ヘッド6のフラッシング動作が行われる。
【0087】
1回の主走査が完了すると、続いて、Y軸テーブル4が駆動してアライメントマスク50が主走査方向に復動動作した後、今度はX軸テーブル3が駆動し、メインキャリッジ5を1ピッチ分、すなわち1個の検査エリアQ分だけ副走査方向に移動させる(格子点P10の位置に移動させる)。そして、再度アライメントマスク50の主走査方向への往動動作に同期して、液滴吐出ヘッド6の選択的な吐出駆動が行われると共にフラッシング動作が行われる。そしてこれを数回繰り返すことで、アライメントマスク50の全検査エリアQに対し、検査用ドット群がそれぞれ描画される。
【0088】
なお、アライメント用吐出パターンデータに基づく描画動作は、基板Wへの描画となる吐出パターンデータに基づく本描画動作と同様なデータ展開により行われるが、これに代えて、液滴吐出ヘッド6を描画位置に移動してから、液滴吐出ヘッド6を待機状態でノズル46を選択的に吐出駆動させる方法も考えられる。この方法によれば、データ展開の際のバグや吐出タイミングデータを使った描画制御上の不具合を回避することができる。
【0089】
図6(a)および(b)は、認識カメラ8の撮像画面を模試的に示したものであり、それぞれ格子点P00を有する検査エリアQにおける最外端部の2箇所を撮り込んだものである。ステップS4における認識カメラ8の認識動作は、一つの検査エリアQにおける最外端部の2箇所を画像認識することで、Θ軸方向のドット位置の変位(ノズル列45の傾き)を求め、これを加味してX軸方向およびY軸方向のドット位置の変位を求めている。
【0090】
具体的には、先ずX・Y移動機構2のX軸テーブル3およびY軸テーブル4が駆動して認識カメラ8を相対移動させ、格子点P00を有する検査エリアQに移動させ、格子点P00側の最外端部に位置する複数の検査用ドットと、これに対応する複数の基準マーク58とを、認識カメラ8の視野内に同時に撮り込んで、画像認識する(同図(a)参照)。画像認識では、略円形となる検査用ドットの重心位置を求めた後、基準マーク58が規定する正規ドット位置に対する検査用ドットの重心位置の変位を相対的な座標値(ΔX、ΔY)として求める(同図(c)参照)。
【0091】
この場合、認識カメラ8が同時に撮り込む複数の検査用ドットの変位をそれぞれ求め、これらの平均値をとって、検査エリアQの格子点P00側におけるX軸方向およびY軸方向のドット位置の変位としている。これにより、実際上は、2つ(好ましくは最外端の2つ)のドット位置を画像認識することも可能であるが、上記のように、複数の検査用ドットからなる部分検査用ドット群を1組として、その平均値をとっているため、ノズル46の吐出特性の影響を好適に回避することができる。
【0092】
格子点P00側の画像認識が終わると、X軸テーブル3が駆動して、認識カメラ8を同一の検査エリアQ上をX軸方向に移動させ、該検査エリアQの他方の外端部に位置する複数の検査用ドットと、これに対応する複数の基準マーク58とを、認識カメラ8の視野内に同時に撮り込んで、画像認識する(同図(b)参照)。この場合も、部分検査用ドット群における複数の検査用ドットの各変位の平均値をとって、X軸方向およびY軸方向のドット位置の変位を求める。
【0093】
そして、一の検査エリアQから得たX・Y軸方向に関する二つの変位データを基に、液滴吐出ヘッド6の回転中心を考慮してΘ軸補正データを生成すると共に、このΘ軸補正データ加味したX軸補正データおよびY軸補正データを生成している。すなわち、検査エリアQにおける複数(3以上)の検査用ドットを2組の部分検査用ドット群に組分けして、各組の部分検査用ドット群の認識結果を平均して、Θ軸補正データを生成すると共に、X軸補正データおよびY軸補正データを生成している。そして、これらX・Y・Θ軸に関する補正データは、格子点P00(の座標)における補正データとしてRAM93に記憶される。
【0094】
なおもちろん、検査エリアQによっては、Θ軸補正データが0(補正の必要なし)として生成される場合や、X軸補正データおよびY軸補正データが0として生成される場合があることは言うまでもない。また、2組の部分検査用ドット群に組分けすることとしたが、最外端の2組に限らず任意の位置の2組であってもよいことはもとより3以上の複数組であってもよく、さらには、複数組の部分検査用ドット群間で検査用ドットを共用するようにしてもよい。
【0095】
格子点P00の補正データを生成後には、再度X・Y移動機構2が駆動して、格子点P01を有する検査エリアQの画像認識が同様にして行われ、格子点P01の補正データが生成される。そして、主走査方向における複数の検査エリアQの画像認識が全て終了して、各格子点Pの補正データが生成されると、X軸テーブル3が駆動してメインキャリッジ5を1ピッチ分、すなわち1個の検査エリアQ分だけ副走査方向に移動させ、画像認識を経て、格子点P10の補正データが生成される。以下、同様の画像認識動作が繰り返されて、アライメントマスク50の全検査エリアQの画像認識が行われ、全ての格子点Pについて、補正データがそれぞれ生成される(データを格子状に取得する)。
【0096】
ところで、検査エリアQのX軸方向の領域長さ(30mm弱)をノズル列45の長さ(1inch)と略等しく設定したことで、1番ノズルおよび179番ノズルによる二つの検査用ドットは、検査エリアQの略両端位置に描画される。こうした構成により、検査エリアQの数を極力減らして補正データを効率良く取得しているが、本実施形態では、格子点P以外の補正データを次のようにして生成している。
【0097】
例えば、図7に示すように、1番ノズルによるドット位置に着目すると、点Paの補正データは、この点の周りにある4つの格子点(P00,P01,P10、P11)の補正データの比例配分により、生成される。すなわち、点PaのX軸補正データは、
【数1】
と求められる。なお、x+y=u+v=30(mm)である。同様にして、点PaのY軸補正データおよびΘ軸補正データが求められる。
【0098】
ステップS5における吐出パターンデータの補正は、X・Y・Θ軸に関する複数の補正データのうち、複数のX軸補正データおよび複数のY軸補正データ(いずれも、格子点P以外の補正データを含む)を用いてノズル列45毎に行われる。具体的には、吐出パターンデータには、液滴吐出ヘッド6の吐出駆動に関する吐出タイミングデータと、X・Y移動機構2による基板Wに対する液滴吐出ヘッド6の相対移動に関するヘッド移動パターンデータとが含まれており、複数のX軸補正データを基にヘッド移動パターンデータを補正し、複数のY軸補正データを基に吐出タイミングデータを補正している。
【0099】
これにより、X軸方向(副走査方向)のドット位置のずれは、主走査する液滴吐出ヘッド6(メインキャリッジ5)がX軸方向に適宜微少移動することで、解消される。一方、Y軸方向(主走査方向)のドット位置のずれは、液滴吐出ヘッド6の吐出タイミングをずらすことで、解消される。
【0100】
この場合、吐出タイミングをずらす補正は、描画データを展開する位置(アドレス)を変更することにより行われる。上述のようにY軸リニアエンコーダが0.1μmの精度で読取り可能であるため、Y軸方向には0.1μm単位で描画データを展開できることから、例えば、Y座標0mmのアドレスが「00000」、Y座標1mmのアドレスが「10000」、Y座標10mmのアドレスが「100000」であるとする。この場合に、Y座標10mmのポイントでY軸補正データが「−1μm」である場合、すなわちドットがY座標10mmの1μm手前で描画される場合、このポイントにおける描画データを展開するアドレスを「100001」と変更することで、吐出タイミングデータが補正される。
【0101】
このようにして、液滴吐出ヘッド6の描画動作に適した態様で、吐出パターンデータの補正が行われた後、補正後の吐出パターンデータおよびΘ軸補正データに基づいて、基板Wに対する本描画動作が行われることになる。
【0102】
ここで、本描画動作の単純な例について、図8を参照して説明する。図3に示した格子点P00の座標を(X,Y)=(0,0)mm、格子点P01の座標を(0,30)mm、格子点P02の座標を(0,60)mmとし、各格子点P00,P01,P02の補正データは、図8に示したものとする。この場合、上記の式(1)は、
【数2】
と変形できる。
【0103】
したがって、例えば、Y軸方向に10mm単位で補正を実行しながら本描画動作を行うとすると、式(2)に示す「u」と「v」との関係から、Y座標10mmおよびY座標20mmのポイントでは、格子点P00および格子点P01のX軸補正データの差の1/3の値がそれぞれ補正されるように、液滴吐出ヘッド6のX軸方向への微少移動が行われることになる。
【0104】
同様に、二つの格子点Pの間のY座標の各ポイントでは、二つの格子点PのY軸補正データの差の1/3の値がそれぞれ補正されるように、液滴吐出ヘッド6の吐出タイミングが変更されて行われると共に、二つの格子点PのΘ軸補正データの差の1/3の値がそれぞれ補正されるように、ヘッド角度微調整機構34により液滴吐出ヘッド6のΘ軸方向への微少回転が行われる。なお、同図(c)に示す「α」は、液滴吐出ヘッド6の回転による1番ノズルのX軸方向移動分を考慮して図示したものである。
【0105】
以上のように、液滴吐出装置1では、実際にX・Y移動機構2および液滴吐出ヘッド6を駆動して、アライメントマスク50への描画結果から吐出パターンデータを補正し、補正後の吐出パターンデータおよびΘ軸補正データに基づいて、基板Wへの実際の描画動作を行っている。これにより、仮にX・Y移動機構2に構造上の歪み等があったとしても、これを適切に解消する描画動作となるため、ドット位置精度の高い描画を実現することができる。
【0106】
なお、ヘッド角度微調整機構34とX・Y移動機構2とにより、請求項にいうX・Y・Θ移動機構を構成したが、ヘッド角度微調整機構34に代えて、基板W(ワーク)をΘ軸方向に回転させるワーク回転機構を設け、ワーク回転機構とX・Y移動機構2とにより、上記のX・Y・Θ移動機構を構成してもよい。この場合には、ワークテーブル9の回転機構が、ワーク回転機構の主要部となる。
【0107】
また、上記した液滴吐出ヘッド6のノズル46数、ノズル列45数、ノズル列45の延在方向も任意であり、例えば、液滴吐出ヘッド6を主走査方向に対し予め所定の角度傾けたものであってもよい。もちろん、液滴吐出ヘッド6が単数のものに限らず、これらが複数の場合にあっては、その配置パターンも千鳥状配置、階段状配置など任意であるが、複数の液滴吐出ヘッド6の全吐出ノズル46が副走査方向において連続していることが好ましい。さらに、複数の液滴吐出ヘッド6に対しても、個々に吐出パターンデータの補正を行えばよく、その際のΘ軸方向への補正については、全ての液滴吐出ヘッド6を一括して行うようにすることが好ましい。
【0108】
また、X・Y移動機構2の老朽化等により当初の精度にずれが生じてきた場合、補正データの見直しを行うことが好ましい。その際には、当初に用いたアライメントマスク50を液滴吐出装置1に再導入して行ってもよい。
【0109】
もっとも、ヘッド角度微調整機構34を設けなくとも、X・Y軸方向の2次元補正でもドット位置を補正することも十分に可能である。この場合、図5に示したステップ3の描画動作では、一つの検査エリアQに描画する検査用ドットは一つで足り、ステップ4の画像認識では、一つの検査エリアQにて認識するドット位置は一つで足りる。そして、複数のX軸補正データおよび複数のY軸補正データを基に、吐出パターンデータを上記と同様に補正すればよい。
【0110】
なお、液滴吐出装置1の吐出対象となるワークは、上記のようなガラス基板等のほか、単票紙や印刷テープなどの一般的な記録媒体であってもよい。
【0111】
次に、図9を参照して、第2実施形態について説明する。本実施形態の液滴吐出装置1では、液滴吐出ヘッド6はメインキャリッジ5(ヘッドキャリッジ)に搭載され、認識カメラ8はカメラキャリッジ101に搭載され、液滴吐出ヘッド6と認識カメラ8とは、それぞれ独立してX軸方向に移動可能に構成されている。
【0112】
また、これらキャリッジ5,101の移動経路に臨んでX軸センサ102が設けられ、X軸センサ102により、メインキャリッジ5およびカメラキャリッジ101の相対位置、すなわち液滴吐出ヘッド6および認識カメラ8の相対的な位置関係を直接検出することができるようになっている。さらに、図示省略するが、X軸方向のホーム位置に、液滴吐出ヘッド6のノズル面42(の四周縁部)を受容して、液滴吐出ヘッド6の機能液吸引および保管等の保全処理を行う吸引ユニットが設けられている。
【0113】
本実施形態によれば、カメラキャリッジ102を介した認識カメラ8による画像認識動作中に、メインキャリッジ5を介して液滴吐出ヘッド6を非移動状態で吸引ユニットに臨ませ、液滴吐出ヘッド6を保全処理することができる。このため、画像認識時に、液滴吐出ヘッド6の各ノズル46における機能液のメニスカスを適切に維持することができる。
【0114】
ところで、第1実施形態および第2実施形態の液滴吐出装置1は、各種の電気光学装置(デバイス)の製造に用いることができる。すなわち、液晶表示装置、有機EL装置、PDP装置および電気泳動表示装置等の製造に適用することができる。もちろん、液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの製造にも適用することができる。また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。そして、これらの電気光学装置を備えた電子機器、例えばフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話を提供することができる。
【0115】
そこで、この液滴吐出装置1を用いた製造方法を、液晶表示装置の製造方法および有機EL装置の製造方法を例に、簡単に説明する。
【0116】
図10は、液晶表示装置の断面図である。同図に示すように、液晶表示装置450は、上下の偏光板462、467間に、カラーフィルタ400と対向基板466とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物465を封入することにより構成されている。また、カラーフィルタ400および対向基板466間には、配向膜461、464が構成され、対向基板466の内側の面には、TFT(薄膜トランジスタ)素子(図示せず)と画素電極463とがマトリクス状に形成されている。
【0117】
カラーフィルタ400は、マトリクス状に並んだ画素(フィルタエレメント)を備え、画素と画素の境目は、バンク413により区切られている。画素の1つ1つには、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかのフィルタ材料(機能液)が導入されている。すなわち、カラーフィルタ400は、透光性の基板411と、遮光性のバンク413とを備えている。バンク413が形成されていない(除去された)部分は上記画素を構成し、この画素に導入された各色のフィルタ材料は着色層421を構成する。バンク413及び着色層421の上面には、オーバーコート層422及び電極層423が形成されている。
【0118】
そして、本実施形態の液滴吐出装置1では、バンク413で区切られて形成された画素内に、液滴吐出ヘッド68により、R・G・B各色の機能液を着色層形成領域毎に選択的に吐出している。そして、塗布した機能液を乾燥させることにより、成膜部となる着色層421を得るようにしている。また、液滴吐出装置1では、液滴吐出ヘッド68により、オーバーコート層422など各種の成膜部を形成している。もちろん、これら成膜部の描画の際に、上記の液滴吐出装置1のドット位置補正方法を用いて、補正後の吐出パターンデータ(およびΘ軸補正データ)に基づいて描画動作を行っている。
【0119】
同様に、図11を参照して、有機EL装置とその製造方法を説明する。同図に示すように、有機EL装置500は、ガラス基板501上に回路素子部502が積層され、回路素子部502上に主体を為す有機EL素子504が積層されている。また有機EL素子504の上側には、不活性ガスの空間を存して封止用基板505が形成されている。
【0120】
有機EL素子504には、無機物バンク層512aおよびこれに重ねた有機物バンク層512bによりバンク512が形成され、このバンク512により、マトリクス状の画素が画成されている。そして、各画素内には、下側から画素電極511、R・G・Bいずれかの発光層510bおよび正孔注入/輸送層510aが積層され、且つ全体がCaやAl等の薄膜を複数層に亘って積層した対向電極503で覆われている。
【0121】
そして、本実施形態の液滴吐出装置1では、R・G・Bの各発光層510bおよび正孔注入/輸送層510aの成膜部を形成するようにしている。また、液滴吐出装置1では、正孔注入/輸送層510aを形成した後に、液滴吐出ヘッド68に導入する機能液としてCaやAl等の液体金属材料を用いて、対向電極503を形成する等している。もちろん、これら成膜部の描画の際に、上記の液滴吐出装置1のドット位置補正方法を用いて、補正後の吐出パターンデータ(およびΘ軸補正データ)に基づいて描画動作を行っている。
【0122】
【発明の効果】
本発明の液滴吐出装置のドット位置補正方法によれば、実際にX・Y移動機構および液滴吐出ヘッドを駆動し、アライメントマスクへの描画結果から吐出パターンデータを補正するようにしているため、X・Y移動機構を含めX・Y・Θ移動機構の機械的精度や組立て精度に関らず、液滴吐出ヘッドの描画動作によるワーク上のドット位置を、データ上のドット位置に確実に合致させることができる。
【0123】
本発明の液滴吐出方法によれば、上記のドット位置補正方法を用いて実際の描画動作が行われるため、X・Y移動機構を含めX・Y・Θ移動機構の機械的精度等によらず、これに適した描画動作を実行することができ、ワークへの描画精度を極めて向上することができる。
【0124】
本発明の電気光学装置の製造方法によれば、基板に対する機能液滴の着弾位置が適切に管理された液滴吐出方法を用いての製造であるため、電気光学装置自体を確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置を模式的に示す平面図である。
【図2】実施形態に係る液滴吐出ヘッドを示す図であり、(a)斜視図、(b)模試的平面図である。
【図3】実施形態に係るアライメントマスクを示す平面図である。
【図4】実施形態に係る液滴吐出装置の制御構成を示すブロック図である。
【図5】実施形態に係る液滴吐出装置のドット位置補正方法の処理フローを示すフローチャートである。
【図6】実施形態に係る認識カメラの撮像画面を模試的に示した図である。
【図7】補正データ取得ポイント外における補正データの取得方法を示す説明図である。
【図8】実施形態に係る液滴吐出装置のドット位置補正方法を用いた実際の描画動作の例を示す説明図である。
【図9】第2実施形態に係る液滴吐出装置の平面図である。
【図10】液晶表示装置の構造を示す断面図である。
【図11】有機EL装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 液滴吐出装置
2 X・Y移動機構(X・Y・Θ移動機構)
3 X軸テーブル
4 Y軸テーブル
5 メインキャリッジ(ヘッドキャリッジ)
6 液滴吐出ヘッド
8 認識カメラ
34 ヘッド角度微調整機構(X・Y・Θ移動機構)
45 ノズル列
46 ノズル
50 アライメントマスク
52 フラッシング受け部
57 規定マーク
58 基準マーク
101 カメラキャリッジ
450 液晶表示装置
500 有機EL装置
P 格子点
Q 検査エリア
W 基板
Claims (18)
- セットされたワークに対し、X・Y移動機構により液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、当該液滴吐出ヘッドのノズル列から機能液をドット状に選択的に吐出させる描画動作を、吐出パターンデータに基づいて行う液滴吐出装置のドット位置補正方法であって、
それぞれが基準マークを有する複数の検査エリアを格子状に構成したアライメントマスクを、前記ワークに代えてセットするマスク導入工程と、
前記複数の基準マークに対応するアライメント用吐出パターンデータに基づいて前記描画動作を行い、前記各検査エリアに検査用ドットを描画するドット描画工程と、
前記各基準マークに対する前記各検査用ドットの位置を画像認識する認識工程と、
前記認識工程における認識結果に基づいて、前記吐出パターンデータを補正するデータ補正工程と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記認識工程は、画像認識を行う認識カメラを前記X・Y移動機構により移動させ、
前記認識カメラの視野内に、前記各基準マークと前記各検査用ドットとを同時に撮り込むことで行われることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記X・Y移動機構は、前記液滴吐出ヘッドおよび前記認識カメラを相互に独立して移動可能に構成されており、
前記認識工程に併行して、前記液滴吐出ヘッドを非移動状態にして保全処理を行う保全工程を、更に備えたことを特徴とする請求項2に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - Y軸方向が前記液滴吐出ヘッドの主走査方向であり、且つX軸方向が前記液滴吐出ヘッドの副走査方向であり、
前記吐出パターンデータは、前記液滴吐出ヘッドの吐出駆動に関する吐出タイミングデータと、前記X・Y移動機構による前記液滴吐出ヘッドの相対移動に関するヘッド移動パターンデータとを有しており、
前記データ補正工程は、前記Y軸方向におけるドット位置のずれについては前記吐出タイミングデータを補正し、且つ前記X軸方向におけるドット位置のずれについては前記ヘッド移動パターンデータを補正することで、前記吐出パターンデータの補正を行うことを特徴とする請求項1、2または3に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - セットされたワークに対し、X・Y・Θ移動機構により液滴吐出ヘッドを主走査方向であるY軸方向および副走査方向であるX軸方向に相対的に移動させながら、当該液滴吐出ヘッドのノズル列から機能液をドット状に選択的に吐出させる描画動作を、吐出パターンデータに基づいて行う液滴吐出装置のドット位置補正方法であって、
それぞれが基準マークを有する複数の検査エリアを格子状に構成したアライメントマスクを、前記ワークに代えてセットするマスク導入工程と、
前記複数の基準マークに対応するアライメント用吐出パターンデータに基づいて前記描画動作を行い、前記ノズル列の少なくとも2つのノズルを用いて、前記各検査エリアに少なくとも2つの検査用ドットから成る検査用ドット群を描画するドット描画工程と、
前記各基準マークに対する前記各検査用ドット群の位置を画像認識する認識工程と、
前記認識工程における認識結果に基づいて、前記X・Y・Θ移動機構により前記液滴吐出ヘッドをΘ軸方向に相対的に回転補正させる角度補正データを生成すると共に、前記角度補正データを加味して前記吐出パターンデータを補正するデータ補正工程と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記ドット描画工程において用いられる前記少なくとも2つのノズルは、前記ノズル列における最外端部に位置する2つのノズルであることを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。
- 前記検査エリアのX軸方向の領域長さと前記ノズル列の長さとが、略等しく設定されていることを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。
- 前記検査用ドット群が3以上の検査用ドットからなり、
前記認識工程は、前記3以上の検査用ドットを複数組の部分検査用ドット群に組分けて画像認識し、
前記データ補正工程は、前記複数組の部分検査用ドット群の認識結果を平均して前記角度補正データを生成することを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記認識工程は、画像認識を行う認識カメラを前記X・Y・Θ移動機構により前記X軸方向および前記Y軸方向に移動させ、
前記認識カメラの視野内に、前記各基準マークと前記各検査用ドット群とを同時に撮り込むことで行われることを特徴とする請求項5ないし8のいずれかに記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記各基準マークは、前記アライメント用吐出パターンデータにおける検査用ドットの描画位置を中心として、その周方向に分散配置した複数の規定マークから成る複数組の基準マーク群として構成されていることを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。
- 前記X・Y・Θ移動機構は、前記液滴吐出ヘッドおよび前記認識カメラを相互に独立して移動可能に構成されており、
前記認識工程に併行して、前記液滴吐出ヘッドを非移動状態にして保全処理を行う保全工程を、更に備えたことを特徴とする請求項9または10に記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記吐出パターンデータは、前記液滴吐出ヘッドの吐出駆動に関する吐出タイミングデータと、前記X・Y・Θ移動機構による前記液滴吐出ヘッドの相対移動に関するヘッド移動パターンデータとを有しており、
前記データ補正工程は、前記角度補正データを加味して、前記Y軸方向におけるドット位置のずれについては前記吐出タイミングデータを補正し、且つ前記X軸方向におけるドット位置のずれについては前記ヘッド移動パターンデータを補正することで、前記吐出パターンデータの補正を行うことを特徴とする請求項5ないし11のいずれかに記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記アライメントマスクは、少なくとも前記複数の検査エリアの表面が撥水処理されていることを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。
- 前記ドット描画工程は、前記各検査エリアに対し前記描画動作を行う検査用描画工程と、
前記アライメントマスク上の前記複数の検査エリアから外れた位置で、前記液滴吐出ヘッドの全ノズルから機能液を吐出させるフラッシング動作を行うフラッシング工程と、を有することを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 前記液滴吐出ヘッドには、前記ノズル列が相互に平行に複数構成されており、
前記データ補正工程は、前記吐出パターンデータを前記複数のノズル列毎に補正することで行われることを特徴とする請求項1ないし14のいずれかに記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法を用いて、
前記液滴吐出装置にセットしたワークに対し、補正後の吐出パターンデータに基づいて前記描画動作を行うことを特徴とする液滴吐出方法。 - 請求項5ないし12のいずれかに記載の液滴吐出装置のドット位置補正方法を用いて、
前記液滴吐出装置にセットしたワークに対し、前記角度補正データおよび補正後の吐出パターンデータに基づいて前記描画動作を行うことを特徴とする液滴吐出方法。 - 請求項16または17に記載の液滴吐出方法を用いて、前記ワークとなる基板上に、前記液滴吐出ヘッドから機能液を選択的に吐出して成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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