JP4994094B2 - 液滴塗布装置及び液滴塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布対象物に複数の液滴を吐出して塗布する液滴塗布装置及び液滴塗布方法に関する。

液滴塗布装置は、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置、電子放出表示装置及びプラズマ表示装置等の表示装置や半導体装置等を製造する場合、例えば、カラーフィルタを形成する場合、あるいは、ガラス基板や半導体ウェハ等の基板に配向膜やレジスト等の機能性薄膜を形成する場合等に用いられている。

この液滴塗布装置は、基板等の塗布対象物に向けて複数の吐出孔（ノズル）からそれぞれ液滴を吐出（噴射）する塗布ヘッド（例えば、インクジェットヘッド）を備えており、その塗布ヘッドと塗布対象物とを相対移動させながら、塗布ヘッドにより塗布対象物の塗布領域に複数の液滴を順次着弾させ、所定の塗布パターンを塗布する。

塗布ヘッドは、相対移動方向に対して水平面内で所定の傾斜角度だけ傾斜可能に形成されている。この傾斜角度で決まる塗布ヘッドの傾斜位置を変更することによって、相対移動方向に直交する方向の液滴の塗布ピッチを調整することができる。例えば、カラーフィルタの製造では、着色する各画素の画素ピッチに合わせて塗布ヘッドを傾斜させ、画素ピッチに液滴の塗布ピッチ（着弾間隔）を一致させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような塗布ヘッドと塗布対象物とが相対移動する場合には、塗布ヘッドが所定の傾斜角度だけ傾いているため、塗布ヘッドと塗布対象物との相対移動に応じて、塗布対象物の塗布領域に対向する吐出孔の数は徐々に増加していき、全ての吐出孔が塗布領域に対向すると最大となり、その後、徐々に減少していく。このとき、塗布ヘッドは塗布領域に対向する吐出孔からのみ液滴を吐出するため、塗布対象物と塗布ヘッドとの相対移動に応じて、液滴を吐出する吐出孔の数は変化することになる。

ここで、圧電素子を用いる圧電方式の塗布ヘッドは、吐出孔に連通する液室内の容積を圧電素子の駆動により増減させ（液室を拡大／復元させ）、容積増加動作（拡大動作）により液室内に溶液を引き込み、容積減少動作（復元動作）により液室内の溶液を押し出し、吐出孔から液滴として吐出する。各液室は、単一の主管路に枝管路を介して連通されている。このような塗布ヘッドでは、各吐出孔から吐出する液滴の吐出量は、液滴を同時に吐出する同時吐出孔数が多いほど少なくなる。通常、全ての吐出孔が塗布領域に対向する場合、すなわち全ての吐出孔から同時に液滴が吐出する場合に、必要量の液滴が塗布対象物に塗布されるように液滴の吐出量は設定されている。
特開平１０−２７８３１４号公報

しかしながら、前述のように、全ての吐出孔から同時に液滴を吐出する場合に必要量の液滴が塗布対象物に塗布されるように液滴の吐出量が設定されていると、全ての吐出孔が塗布領域に対向するまで、必要量を超える液滴が塗布対象物に塗布されるため、液滴の塗布量が多い領域が塗布領域内に生じ、すなわち液滴の塗布量のバラツキが生じるため、着色ムラ（厚みムラ）等の塗布不良が発生してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、液滴の塗布量のバラツキに起因する塗布不良を防止することができる液滴塗布装置及び液滴塗布方法を提供することである。

本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、液滴塗布装置において、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、塗布対象物との相対移動に応じて塗布領域に対向する吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する吐出孔の数に応じて液滴の吐出タイミング間隔を変更し、吐出タイミング間隔の変更に応じて塗布対象物と塗布ヘッドとの相対移動速度を変更する手段とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、液滴塗布装置において、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、塗布対象物との相対移動に応じて塗布領域に対向する吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する吐出孔の数に応じて、吐出孔から吐出される液滴の吐出量を変更する手段とを備えることである。

本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、液滴塗布方法において、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、塗布対象物との相対移動に応じて塗布領域に対向する吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと塗布対象物とを相対移動させるステップと、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する吐出孔の数に応じて液滴の吐出タイミング間隔を変更し、吐出タイミング間隔の変更に応じて塗布対象物と塗布ヘッドとの相対移動速度を変更しながら、塗布ヘッドにより塗布対象物に液滴を塗布するステップとを有することである。

本発明の実施の形態に係る第４の特徴は、液滴塗布方法において、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、塗布対象物との相対移動に応じて塗布領域に対向する吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと塗布対象物とを相対移動させるステップと、相対移動する塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する吐出孔の数に応じて、吐出孔から吐出される液滴の吐出量を変更しながら、塗布ヘッドにより塗布対象物に液滴を塗布するステップとを有することである。

本発明によれば、液滴の塗布量のバラツキに起因する塗布不良を防止することができる。

本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る液滴塗布装置１は、塗布対象物である基板Ｋが水平状態（図１中、Ｘ軸方向とそれに直交するＹ軸方向に沿う状態）で載置される移動テーブル２と、その移動テーブル２を保持してＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構３と、移動テーブル２のＸ軸方向の位置を検出する検出部４と、移動テーブル２を駆動する駆動ドライバ５と、移動テーブル２上の基板Ｋ上における矩形状の塗布領域Ｒ（図３参照）に向けて液滴を吐出する塗布ヘッド６と、その塗布ヘッド６をθ方向（図１中、水平面に沿う回転方向）に回転させる回転機構７と、それらのＸ軸移動機構３、駆動ドライバ５、塗布ヘッド６及び回転機構７を制御する制御部８とを備えている。

移動テーブル２は、Ｘ軸移動機構３上に積層され、Ｘ軸方向に移動可能に設けられている。この移動テーブル２はＸ軸移動機構３によりＸ軸方向に移動する。なお、移動テーブル２には、基板Ｋが自重により載置されるが、これに限るものではなく、例えば、その基板Ｋを保持するため、静電チャックや吸着チャック等の機構を設けるようにしてもよい。

Ｘ軸移動機構３は、移動テーブル２をＸ軸方向に案内して移動させる機構である。このＸ軸移動機構３は駆動ドライバ５に電気的に接続されている。なお、Ｘ軸移動機構３としては、例えば、リニアモータを駆動源とするリニアモータ移動機構やモータを駆動源とする送りネジ機構等を用いる。

検出部４は、複数の目盛りを有するリニアスケール４ａ及びそれらの目盛りを検出するセンサヘッド４ｂを備えている。リニアスケール４ａは、その目盛りがＸ軸方向に並ぶようにＸ軸移動機構３に取付けられている。また、センサヘッド４ｂはリニアスケール４ａの目盛りを検出可能に移動テーブル２に取付けられ、駆動ドライバ５に電気的に接続されている。この検出部４は、センサヘッド４ｂによりリニアスケール４ａの各目盛りを検出して移動テーブル２のＸ軸方向の位置を取得し、位置情報（位置信号）として駆動ドライバ５に送信する。なお、検出部４としては、例えば、光学式のリニアエンコーダや静電式のリニアエンコーダ等を用いる。

駆動ドライバ５は、制御部８からの指令（制御信号）に応じてＸ軸移動機構３を駆動する駆動装置である。この駆動ドライバ５は、検出部４から送信された移動テーブル２の位置情報に基づいてＸ軸移動機構３を駆動し、移動テーブル２をＸ軸方向に沿って移動させる。また、駆動ドライバ５は、制御部８に電気的に接続されており、検出部４から送信された移動テーブル２の位置情報（例えば、パルス信号）を制御部８に送信する。

塗布ヘッド６は、インク等の溶液を収容する溶液タンク（図示せず）から供給される液体を複数の吐出孔（ノズル）Ｎ（図２参照）からそれぞれ液滴として吐出するインクジェットヘッドである。この塗布ヘッド６は、回転機構７によりθ方向に回転可能に支持されており、制御部８に電気的に接続されている。なお、インク等の溶液は、基板Ｋ上に残留物として残留する溶質と、その溶質を溶解（分散）させる溶媒とにより構成されている。例えば、溶液であるインクは、顔料、溶剤（インク溶剤）、分散剤及び添加剤等の各種の成分により構成されている。

この塗布ヘッド６は、図２に示すように、液滴を吐出するための複数の吐出孔Ｎを有するノズルプレート６ａと、それらの吐出孔Ｎにそれぞれ連通する複数の液室Ｅを有するヘッド本体６ｂと、それらの液室Ｅの容積を変化させる可撓板６ｃと、各液室Ｅに対応させて可撓板６ｃにそれぞれ設けられた複数の圧電素子６ｄとを備えている。

ノズルプレート６ａには、吐出孔Ｎが所定のピッチ（間隔）で直線状に並べて形成されている。例えば、吐出孔Ｎの数は数十個から数百個程度であり、吐出孔Ｎの直径は数μｍから数十μｍ程度であり、さらに、吐出孔Ｎのピッチは数十μｍから数百μｍ程度である。

ヘッド本体６ｂには、溶液を収容する各液室Ｅに枝管路Ｍ１を介して連通する主管路Ｍ２と、その主管路Ｍ２の一端に連通して溶液タンクから溶液を供給するための給液管路Ｍ３と、その主管路Ｍ２の他端に連通して溶液を溶液タンクに戻すための排液管路Ｍ４とが形成されている。なお、給液管路Ｍ３はチューブやパイプ等の供給管Ｐ１を介して溶液タンクに接続されており、同様に、排液管路Ｍ４もチューブやパイプ等の排出管Ｐ２を介して溶液タンクに接続されている。

可撓板６ｃは、その変形により各液室Ｅの容積を増減させるための板部材である。この可撓板６ｃは撓み変形可能にヘッド本体６ｂに取付けられており、各液室Ｅの壁部として機能する。また、各圧電素子６ｄは、各液室Ｅにそれぞれ対向させて可撓板６ｃに固着されている。これらの圧電素子６ｄは制御部８に電気的に接続されており、その駆動が制御部８により制御される。このような圧電素子６ｄの駆動により、可撓板６ｃは撓んで変形し、液室Ｅの容積が増減する（液室Ｅが拡大／復元する）。

このような塗布ヘッド６は、各圧電素子６ｄに対する駆動電圧の印加に応じて、各液室Ｅ内の溶液を対応する吐出孔Ｎから液滴（インク滴）として吐出する。ここで、溶液タンクから供給管Ｐ１、給液管路Ｍ３、主管路Ｍ２及び枝管路Ｍ１を介して各液室Ｅ内に溶液が供給され、各液室Ｅは溶液により満たされる。この状態で、圧電素子６ｄが駆動されると、駆動した圧電素子６ｄに対応する液室Ｅ内から溶液が押し出され、吐出孔Ｎから液滴として吐出される。

詳述すると、圧電素子６ｄに対する電圧の印加により圧電素子６ｄが収縮し、これに応じて可撓板６ｃが上方（図２中）に撓み変形することによって（容積増加動作、すなわち拡大動作）、液室Ｅ内の容積が増大し、液室Ｅ内に主管路Ｍ２から枝管路Ｍ１を介して溶液が引き込まれる。その後、電圧印加の解除により圧電素子６ｄが復元し、これに応じて可撓板６ｃも復元することによって（容積減少動作、すなわち復元動作）、液室Ｅ内の容積も減少して元に戻る。このとき、液室Ｅ内の溶液が押し出され、吐出孔Ｎから液滴として吐出される。なお、余剰の溶液は排液管路Ｍ４及び排出管Ｐ２を介して溶液タンクに戻される。

図１に戻り、回転機構７は、塗布ヘッド６をθ方向（図１中、水平面に沿う回転方向）、すなわち基板Ｋと塗布ヘッド６とが相対移動する相対移動方向であるＸ軸方向に対して全ての吐出孔Ｎが並ぶ整列方向が水平面内で傾斜するように塗布ヘッド６を傾ける傾斜機構である。この回転機構７は、Ｙ軸移動機構（図示せず）によりＹ軸方向に移動可能に支持されており、制御部８に電気的に接続されている。

例えば、塗布ヘッド６の傾斜位置は、図３に示すように、吐出孔Ｎの整列方向の直線Ｌ１がＸ軸方向の基準線Ｌ２に対して傾斜する位置である。この傾斜位置は、Ｘ軸方向の基準線Ｌ２からの傾斜角度θ１により規定される位置である。なお、その傾斜角度θ１、すなわち塗布ヘッド６の傾斜位置を変更することによって、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向の液滴の塗布ピッチを調整することができる。また、液滴の吐出周波数（吐出タイミング間隔）を変更することによって、Ｘ軸方向の塗布ピッチを調整することができる。このように、塗布ヘッド６は、所定の傾斜位置、すなわち基板Ｋとの相対移動に応じて塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数が徐々に変化するように位置付けられる。

再び図１に戻り、制御部８は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、塗布に関する塗布情報や各種のプログラム等を記憶する記憶部と（いずれも図示せず）を備えている。塗布情報は、ドットパターン等の所定の塗布パターン、塗布ヘッド６の傾斜位置（傾斜角度θ１）、塗布ヘッド６の吐出周波数及び基板Ｋの移動速度（塗布速度）に関する情報等を含んでいる。

この制御部８は、塗布情報に基づいて、駆動ドライバ５を介してＸ軸移動機構３を制御し、移動テーブル２をＸ軸方向に移動させながら、塗布ヘッド６を制御して移動テーブル２上の基板Ｋに液滴を塗布する。このとき、所定の傾斜位置に位置する塗布ヘッド６は、Ｘ軸方向に相対移動する基板Ｋに向けて液滴を吐出してＹ軸方向に並ぶドット列をＸ軸方向に順次形成し、所定の塗布パターンを基板Ｋの塗布領域Ｒ（図３参照）上に塗布する。

ここで、例えば、塗布ヘッド６により着色する画素が基板Ｋの塗布領域Ｒに縦横（ＸＹ軸）の行列状に配置されており、この塗布領域Ｒの各画素に対する液滴（インク滴）の塗布が塗布ヘッド６により基板Ｋの相対移動に応じて行われる場合について説明する。

図３に示すように、塗布ヘッド６が基板ＫのＸ軸方向の相対移動に応じて、移動開始位置Ａ１から塗布開始位置Ａ２まで移動すると、まず、塗布ヘッド６の左端（図３中）の吐出孔Ｎが画素（すなわち塗布領域Ｒ）に対向し、次いで、左端から２番目の吐出孔Ｎ、３番目の吐出孔Ｎという具合に、画素に対向する吐出孔Ｎが徐々に増加していく。さらに、塗布ヘッド６が基板ＫのＸ軸方向の相対移動に応じて全吐出位置Ａ３まで移動すると、右端の吐出孔Ｎが画素に対向し、全ての吐出孔Ｎがそれぞれ画素に対向することになる。このようにして、塗布ヘッド６では、液滴を吐出する吐出孔Ｎの数が徐々に増加していくことになる。

その後、塗布ヘッド６が基板ＫのＸ軸方向の相対移動に応じて全吐出終端位置Ａ４まで移動すると、それ以降、まず、塗布ヘッド６の左端の吐出孔Ｎが画素に対向しなくなり、次いで、左端から２番目の吐出孔Ｎ、３番目の吐出孔Ｎという具合に、画素に対向する吐出孔Ｎが徐々に減少していく。さらに、塗布ヘッド６が基板ＫのＸ軸方向の相対移動に応じて塗布完了位置Ａ５まで移動すると、それ以降、右端の吐出孔Ｎが画素に対向しなくなり、全ての吐出孔Ｎがそれぞれ画素に対向しなくなる。その後、塗布ヘッド６は基板ＫのＸ軸方向の相対移動に応じて停止位置Ａ６まで移動して停止する。このようにして、塗布ヘッド６では、液滴を吐出する吐出孔Ｎの数が徐々に減っていくことになる。

ここで、塗布ヘッド６の同時吐出孔数と各吐出孔Ｎの吐出量との関係は、図４に示すような曲線Ｂ１になる。同時吐出孔数は、液滴を同時に吐出するときの吐出孔Ｎの数であり、各吐出孔Ｎの吐出量は、液滴の同時吐出のときの各吐出孔Ｎから吐出される液滴の吐出量である。図４に示す曲線Ｂ１から同時吐出孔数が大きくなるほど、各吐出孔Ｎの吐出量が少なくなることがわかる。したがって、画素に塗布する液滴の塗布量を一定にするためには、基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数に応じて、液滴の吐出量を変化させる必要がある。なお、図４に示す曲線Ｂ１となる要因の１つとしては、複数の吐出孔Ｎから液滴を同時に吐出させるとき、主管路Ｍ２から液室Ｅ内への溶液の引き込みが同時に行われることになるため、溶液の引き込みによる主管路Ｍ２内での溶液の流れが相互に干渉し合い、これが液室Ｅ内への溶液の引き込みの妨げとなり、この作用が同時に吐出する吐出孔Ｎの数が多くなるほど強くなることが挙げられる。

次いで、塗布ヘッド６の吐出周波数と各吐出孔Ｎの吐出量との関係は、図５に示すような曲線Ｂ２になる。吐出周波数は、各吐出孔Ｎに対応して配置され吐出孔Ｎからインクを吐出するための圧電素子に対して駆動電圧を印加する印加タイミング間隔である。図５に示す曲線Ｂ２から吐出周波数が高くなるほど、各吐出孔Ｎの吐出量が少なくなることがわかる。したがって、液滴の吐出量を減少させるためには、吐出周波数を高くする必要がある。

ここで、液滴の吐出周波数を変更した場合には、それに応じてインクが吐出される吐出タイミング間隔が変わる。例えば、吐出周波数を高くした場合には、吐出タイミング間隔がその分だけ短くなる。逆に、吐出周波数を低くした場合には、吐出タイミング間隔はその分だけ長くなる。このため、吐出周波数を変えた場合には、基板Ｋの移動速度が一定のままであると、画素内での液滴のＸ軸方向の塗布ピッチが変わってしまうため、画素に対して塗布する液滴の塗布量（総量）が変わることになる。

そこで、制御部８は、吐出周波数（吐出タイミング間隔）の変更に応じて、基板Ｋの移動速度を変更し、液滴の塗布ピッチを所望の塗布ピッチに維持する。ここで、吐出周波数ｆと移動速度ｖと塗布ピッチＰとの関係は、Ｐ＝ｖ／ｆとなる。Ｐを一定に保つためには、ｆを大きくした場合、その分だけｖを大きくし、一方、ｆを小さくした場合、その分だけｖを小さくすればよい。

これらのことから、吐出周波数は、塗布ヘッド６の位置（塗布ヘッド位置）に応じて、図６に示すような波形Ｂ３に設定されている。この波形Ｂ３の吐出周波数の変化に基づいて、基板Ｋの移動速度（塗布速度）は、塗布ヘッド６の位置（塗布ヘッド位置）に応じて、図７に示すような波形Ｂ４に設定されている。これらの波形Ｂ３、Ｂ４、すなわち塗布ヘッド６の位置に応じた吐出周波数の設定値及び基板Ｋの移動速度の設定値は、制御部８の記憶部に塗布情報として格納されている。なお、塗布ヘッド６の位置は、塗布ヘッド６と基板Ｋとの相対位置を示す。

次に、前述の液滴塗布装置１が行う塗布動作（塗布工程）について説明する。なお、液滴塗布装置１の制御部８が塗布処理を実行して各部の駆動を制御する。例えば、基板Ｋはカラーフィルタ基板であり、その基板Ｋの塗布領域Ｒには、塗布ヘッド６により着色する画素が縦横（ＸＹ軸）の行列状に配置されている。

図８に示すように、制御部８は、塗布情報に基づいて回転機構７を制御し、塗布ヘッド６をθ方向に回転させて所定の傾斜角度θ１で決まる傾斜位置まで傾ける（ステップＳ１）。この傾斜角度θ１は、液滴のＹ軸方向の塗布ピッチ（着弾間隔）が所望の塗布ピッチ（画素ピッチ）になる角度である。

その後、制御部８は、塗布情報に基づいてＸ軸移動機構３及び塗布ヘッド６を制御し、相対移動する基板Ｋの塗布領域Ｒに液滴を塗布する（ステップＳ２）。すなわち、塗布ヘッド６は、Ｘ軸方向に相対移動する基板Ｋに向けて液滴を吐出してＹ軸方向に並ぶドット列をＸ軸方向に順次形成し、カラーフィルタ用の所定の塗布パターンを基板Ｋに形成する。

このとき、制御部８は、図６に示す波形Ｂ３及び図７に示す波形Ｂ４、すなわち塗布ヘッド６の位置に応じた吐出周波数の設定値及び基板Ｋの移動速度の設定値に基づいて、相対移動する基板Ｋの塗布領域Ｒに対向し同時に液滴を吐出する吐出孔Ｎの数（同時吐出孔数）に応じて液滴の吐出周波数（吐出タイミング間隔）を変更し、その吐出周波数の変更に応じて基板Ｋと塗布ヘッド６との相対移動速度を変更する。ここでは、塗布ヘッド６が固定されているので、基板Ｋの移動速度（塗布速度）を変更する。

すなわち、制御部８は、図６に示すように、相対移動する基板Ｋの塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数の増加に応じて吐出周波数を低くし、図７に示すように、吐出周波数の低下に応じて基板Ｋの移動速度を下げ、さらに、図６に示すように、相対移動する基板Ｋの塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数の減少に応じて吐出周波数を高くし、図７に示すように、吐出周波数の上昇に応じて相対移動速度を上げる（図４参照）。

ここで、図６に示すように、全吐出位置Ａ３から全吐出終端位置Ａ４までの吐出周波数は、塗布ヘッド６の全吐出孔Ｎから同時に液滴を吐出する場合に、必要量の液滴が基板Ｋに塗布されるように液滴の吐出量が設定されている。また、塗布開始位置Ａ２の吐出周波数及び塗布完了位置Ａ５の吐出周波数は、塗布ヘッド６の１つの吐出孔Ｎから液滴を吐出する場合に、必要量の液滴が基板Ｋに塗布されるように液滴の吐出量が設定されている。

図４に示すように、塗布ヘッド６が塗布開始位置Ａ２から全吐出位置Ａ３まで移動する間では、基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数が徐々に増加していくため、図６に示すように、吐出周波数は徐々に低くなるように設定されており、さらに、図７に示すように、基板Ｋの移動速度（塗布速度）も徐々に下がるように設定されている。これにより、同時吐出孔数が増えていくが、各吐出孔Ｎから吐出された液滴の吐出量は一定となり、必要量の液滴が基板Ｋに塗布され、さらに、液滴のＸ軸方向の塗布ピッチは、吐出周波数の低下に依存することなく、所望の塗布ピッチに維持される。

加えて、図４に示すように、塗布ヘッド６が全吐出終端位置Ａ４から塗布完了位置Ａ５まで移動する間では、基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数が徐々に減少していくため、図６に示すように、吐出周波数は徐々に高くなるように設定されており、さらに、図７に示すように、基板Ｋの移動速度（塗布速度）も徐々に上がるように設定されている。これにより、同時吐出孔数が減少していくが、各吐出孔Ｎから吐出された液滴の吐出量は一定となり、必要量の液滴が基板Ｋに塗布され、さらに、液滴のＸ軸方向の塗布ピッチは、吐出周波数の上昇に依存することなく、所望の塗布ピッチに維持される。

このようにして、各画素に対する液滴（インク滴）の塗布量が必要量に一定に保たれ、すなわち各画素に対して塗布する液滴の塗布量（総量）が均一になり、加えて、液滴のＸ軸方向の塗布ピッチが所望の塗布ピッチに維持される。これにより、液滴の塗布量のバラツキに起因する着色ムラを防止することができ、その結果として、カラーフィルタ基板の品質を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、相対移動する基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向し同時に液滴を吐出する吐出孔Ｎの数、すなわち同時吐出孔数に応じて液滴の吐出周波数（吐出タイミング間隔）を変更し、吐出周波数の変更に応じて基板Ｋと塗布ヘッド６との相対移動速度を変更することによって、基板Ｋの相対移動に応じて塗布領域Ｒと対向する吐出孔Ｎの数が徐々に増加したり、徐々に減少したりする場合であっても、その吐出孔Ｎの数に依存することなく、吐出孔Ｎから吐出される液滴の吐出量は一定になり、さらに、吐出周波数の変更により液滴のＸ軸方向の塗布ピッチが変動することも防止される。これにより、必要量の液滴が基板Ｋの塗布領域Ｒに均一に塗布され、さらに、液滴のＸ軸方向の塗布ピッチが所望の塗布ピッチに維持されるので、液滴の塗布量のバラツキに起因する塗布不良を防止することができる。

特に、図４に示す曲線Ｂ１及び図５に示す曲線Ｂ２のような特性となる塗布ヘッド６及びインクの種類を用いた場合でも、相対移動する基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数の増加に応じて吐出周波数を低くし（すなわち吐出タイミング間隔を長くし）、その吐出周波数の低下（すなわち吐出タイミング間隔の延長）に応じて基板Ｋの移動速度を下げ、さらに、相対移動する基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数の減少に応じて吐出周波数を高くし（すなわち吐出タイミング間隔を短くし）、その吐出周波数の上昇（すなわち吐出タイミング間隔の短縮）に応じて基板Ｋの移動速度を上げることから、必要量の液滴が基板Ｋの塗布領域Ｒに均一に塗布され、さらに、液滴のＸ軸方向の塗布ピッチが所望の塗布ピッチに確実に維持されるので、液滴の塗布量のバラツキに起因する塗布不良を確実に防止することができる。

また、吐出周波数及び移動テーブル２の移動速度の切り換え処理という簡単な制御により、必要量の液滴を塗布することが可能になるので、制御データの増大や処理時間の長大等を抑えることができる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は、前述の実施の形態に限るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

例えば、前述の実施の形態においては、吐出周波数を変更することによって各吐出孔Ｎからの吐出量を調整しているが、これに限るものではなく、圧電素子６ｄに印加する電圧の大きさを変更することによって各吐出孔Ｎからの吐出量を調整するようにしてもよい。すなわち、圧電素子６ｄに印加する電圧を増加させることにより、吐出孔Ｎからの吐出量は増加するので、液滴を同時に吐出させる吐出孔Ｎの数と、吐出孔Ｎからの吐出量との間に、図４に示す曲線Ｂ１のような特性がある場合、液滴を同時に吐出させる吐出孔Ｎの数が少なくなるほど圧電素子６ｄに印加する電圧を減少させるようにする。

具体的には、図３に示すように、塗布ヘッド６が塗布開始位置Ａ２から全吐出位置Ａ３まで移動する間では、基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数が徐々に増加していく。そこで、液滴を吐出させる吐出孔Ｎに対応する圧電素子６ｄに印加する電圧を個々に制御し、吐出孔Ｎの増加に合わせて圧電素子６ｄに印加する電圧を段階的に増加させる。一方、図３に示すように、塗布ヘッド６が全吐出終端位置Ａ４から塗布完了位置Ａ５まで移動する間では、基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数が徐々に減少していく。そこで、液滴を吐出させる吐出孔Ｎに対応する圧電素子６ｄに印加する電圧を個々に制御し、吐出孔Ｎの減少に合わせて圧電素子６ｄに印加する電圧を段階的に減少させる。このように、相対移動する基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向し同時に液滴を吐出する吐出孔Ｎの数、すなわち同時吐出孔数に応じて、吐出孔Ｎから吐出される液滴の吐出量を変更することによって、前述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、前述の実施の形態においては、図４に示す曲線Ｂ１及び図５に示す曲線Ｂ２のような特性となる塗布ヘッド６及びインクの種類を用いた場合に関して、相対移動する基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数に応じて液滴の吐出周波数を変更し、吐出周波数の変更に応じて基板Ｋと塗布ヘッド６との相対移動速度を変更しているが、これに限るものではなく、図４に示す曲線Ｂ１及び図５に示す曲線Ｂ２のような特性と異なる場合でも、それに合わせて、相対移動する基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数に応じて液滴の吐出周波数を変更し、吐出周波数の変更に応じて基板Ｋと塗布ヘッド６との相対移動速度を変更することができる。例えば、図５に示す曲線Ｂ２が異なり、吐出周波数の上昇に応じて各吐出孔Ｎの吐出量も増加する場合には、それに合わせて、図６に示す波形Ｂ３及び図７に示す波形Ｂ４、すなわち塗布ヘッド６の位置に応じた吐出周波数の設定値及び基板Ｋの移動速度の設定値を変更する。

さらに、前述の実施の形態においては、塗布ヘッド６に対して基板Ｋを移動させるようにしているが、これに限るものではなく、基板Ｋに対して塗布ヘッド６を移動させるようにしてもよく、基板Ｋと塗布ヘッド６とを相対移動させるようにすればよい。

最後に、前述の実施の形態においては、回転機構７により塗布ヘッド６をθ方向（水平方向に沿う回転方向）に回転可能に設けているが、これに限るものではなく、例えば、所定の回転角度で固定して設けるようにしてもよい。すなわち、塗布ヘッド６は、その塗布ヘッド６と基板Ｋとの相対移動により、基板Ｋ上の塗布領域Ｒに対向する吐出孔Ｎの数、すなわち同時に液滴を吐出する吐出孔Ｎの数が徐々に変化するように（徐々に増加したり減少したりするように）配置されればよい。

本発明の実施の一形態に係る液滴塗布装置の概略構成を示す斜視図である。 図１に示す液滴塗布装置が備える塗布ヘッドの概略構成を示す断面図である。 図１に示す液滴塗布装置が行う塗布動作における塗布ヘッドと基板との相対位置関係を説明するための説明図である。 同時吐出孔数と各吐出孔の吐出量との関係を説明するための説明図である。 吐出周波数と各吐出孔の吐出量との関係を説明するための説明図である。 塗布ヘッド位置と吐出周波数との関係を説明するための説明図である。 塗布ヘッド位置と塗布速度との関係を説明するための説明図である。 図１に示す液滴塗布装置が行う塗布動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 液滴塗布装置
６ 塗布ヘッド
Ｋ 塗布対象物（基板）
Ｒ 塗布領域
Ｎ 吐出孔

Claims (6)

1. 相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、前記塗布対象物との相対移動に応じて前記塗布領域に対向する前記吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと、
   相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数に応じて前記液滴の吐出タイミング間隔を変更し、前記吐出タイミング間隔の変更に応じて前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとの相対移動速度を変更する手段と、
   を備えることを特徴とする液滴塗布装置。
2. 前記変更する手段は、相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数の増加に応じて前記吐出タイミング間隔を長くし、前記吐出タイミング間隔の延長に応じて前記相対移動速度を下げ、相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数の減少に応じて前記吐出タイミング間隔を短くし、前記吐出タイミング間隔の短縮に応じて前記相対移動速度を上げることを特徴とする請求項１記載の液滴塗布装置。
3. 相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、前記塗布対象物との相対移動に応じて前記塗布領域に対向する前記吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと、
   相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数に応じて、前記吐出孔から吐出される前記液滴の吐出量を変更する手段と、
   を備えることを特徴とする液滴塗布装置。
4. 相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、前記塗布対象物との相対移動に応じて前記塗布領域に対向する前記吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと前記塗布対象物とを相対移動させるステップと、
   相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数に応じて前記液滴の吐出タイミング間隔を変更し、前記吐出タイミング間隔の変更に応じて前記塗布対象物と前記塗布ヘッドとの相対移動速度を変更しながら、前記塗布ヘッドにより前記塗布対象物に前記液滴を塗布するステップと、
   を有することを特徴とする液滴塗布方法。
5. 前記塗布するステップは、相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数の増加に応じて前記吐出タイミング間隔を長くし、前記吐出タイミング間隔の延長に応じて前記相対移動速度を下げ、相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数の減少に応じて前記吐出タイミング間隔を短くし、前記吐出タイミング間隔の短縮に応じて前記相対移動速度を上げることを特徴とする請求項４記載の液滴塗布方法。
6. 相対移動する塗布対象物上の塗布領域に向けて、直線状に並ぶ複数の吐出孔からそれぞれ液滴を吐出するヘッドであって、前記塗布対象物との相対移動に応じて前記塗布領域に対向する前記吐出孔の数が徐々に変化するように設けられた塗布ヘッドと前記塗布対象物とを相対移動させるステップと、
   相対移動する前記塗布対象物上の塗布領域に対向し同時に液滴を吐出する前記吐出孔の数に応じて、前記吐出孔から吐出される前記液滴の吐出量を変更しながら、前記塗布ヘッドにより前記塗布対象物に前記液滴を塗布するステップと、
   を有することを特徴とする液滴塗布方法。

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