JP5008066B2

JP5008066B2 - インク塗布方法及びインク塗布装置

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Publication number: JP5008066B2
Application number: JP2007038127A
Authority: JP
Inventors: 通伸水村
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: JP2008200582A

Description

本発明は、基板の表面に形成されたパターンに対してインクを吐出して塗布するインク塗布方法に関し、詳しくは、インクの着弾位置及び塗布量の制御を容易にしてインクの塗布位置精度を向上しようとするインク塗布方法及びインク塗布装置に係るものである。

従来のインク塗布装置は、ＸＹθステージ部と、インクジェットヘッド取り付け部と、インクジェットヘッド制御部と備えており、ガラス基板上のアライメント用マークを読み取ってＸＹθステージ部で上記ガラス基板を所定の位置に自動的に調整し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各インクジェットヘッドを取り付けたヘッド取り付け部により取り付け角度を調整してインクジェットヘッドの下面側に形成された複数のオリフィス（吐出穴）の配列ピッチとカラーフィルタの複数の画素の配列ピッチとを合わせ、その後、ガラス基板を移動させ、インクジェットで着色する位置にガラス基板が到達するタイミングで制御装置から駆動用のパルス電圧を上記インクジェットヘッドに送り、インクを吐出させるようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２０７１１２号公報

しかし、このような従来のインク塗布装置においては、インクジェットヘッドの下面側にオリフィスが形成されているため、上記インクジェットヘッドのオリフィスとインクジェットで着色しようとする画素とのアライメント状態を上から観察しようとしても、インクジェットヘッドが邪魔となって上記オリフィスと画素とを直接観察することができなかった。したがって、インクの着弾位置を制御することが困難であった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、インクの着弾位置制御を容易にしてインクの塗布位置精度を向上しようとするインク塗布方法及びインク塗布装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によるインク塗布方法は、パターンが形成された基板を一定方向に一定速度で搬送しながら、前記基板の表面と、該基板の表面に対して傾斜させて配設された細長状の少なくとも一つのインク吐出ノズルの先端部とを、顕微鏡の視野内に同時にとらえて撮像手段により撮像し、前記撮像手段により撮像された画像を処理して前記基板に形成されたパターンの前記搬送方向に沿った縁部と前記インク吐出ノズルの先端部の軸線との間の水平距離を、前記基板の搬送中常時検出し、前記距離が所定値となるように前記基板又はインク吐出ノズルの位置を自動調整し、前記インク吐出ノズルの先端部から前記基板に対してインクを吐出して前記パターンに塗布するものである。

また、前記インク吐出ノズルは、その外周面に金属膜を被覆したものであり、インク吐出時に、前記金属膜と前記基板の裏面との間に直流電圧を印加してインク吐出ノズル内のインクを帯電し、静電吸引力により前記インクを前記基板に向けて吐出させるものである。これにより、インク吐出ノズルの外周面に被覆した金属膜と基板の表面又は裏面との間に直流電圧を印加してインク吐出ノズル内のインクを帯電し、静電吸引力によりインクを基板に向けて吐出させる。

さらに、前記インク吐出時においては、前記インク吐出ノズル内のインクにその後端部から所定の圧力を加えるものである。これにより、インク吐出ノズル内のインクにその後端部から所定の圧力を加えてインクを吐出させる。

また、本発明によるインク塗布装置は、複数のパターンが所定間隔で並べて形成された基板の表面を撮像する撮像手段を本体部上端に備えた顕微鏡と、前記基板の表面に対して傾斜させて前記パターンの並びと同方向に略同じ間隔で並べられ、先端部が前記顕微鏡の視野内に位置するように配設された細長状の複数のインク吐出ノズル、及び該インク吐出ノズルに所定のインクを供給するインクタンクを具備し、前記顕微鏡の本体部下端に取り付けられたインク吐出装置と、前記基板をステージ上に載置して前記複数のインク吐出ノズルの並び方向と交差する方向に一定速度で搬送する搬送手段と、前記基板又は顕微鏡を前記インク吐出ノズルの並び方向に移動させ、前記基板に形成されたパターンと前記インク吐出ノズルの先端部との位置合わせするアライメント手段と、前記基板の表面と前記インク吐出ノズルの先端部との間のギャップの大きさを調整するギャップ調整手段と、前記基板を搬送しながら、前記顕微鏡の撮像手段により前記基板表面及び前記インク吐出ノズルの先端部が撮像された画像を処理して、前記基板に形成されたパターンの前記搬送方向に沿ったエッジと前記インク吐出ノズルの先端部の軸線との間の水平距離を検出し、該距離が所定値となるように前記アライメント手段の制御を前記基板の搬送中常時実行し、前記インク吐出ノズルの先端部からインクを吐出させる制御手段と、を備えたものである。

このような構成により、複数のパターンが所定間隔で並べて形成された基板の表面と、顕微鏡の本体部下端に取り付けられたインク吐出装置が具備し、基板の表面に対して傾斜させて上記パターンの並びと同方向に略同じ間隔で並べられた細長状の複数のインク吐出ノズルの先端部との間のギャップの大きさをギャップ調整手段で調整し、上記基板の表面と上記インク吐出ノズルの先端部とを顕微鏡の本体部上端に備えた撮像手段で同一視野内にとらえて撮像し、制御手段で撮像手段により撮像された画像を処理して、基板に形成されたパターンの並び方向に交差するエッジとインク吐出ノズルの先端部の軸線との間の水平距離を検出し、該距離が所定値となるようにアライメント手段を制御し、アライメント手段で基板又は顕微鏡をインク吐出ノズルの並び方向に移動させて、基板に形成されたパターンとインク吐出ノズルの先端部との位置合わせをし、インク吐出装置のインクタンクからインク吐出ノズルにインクを供給し、インク吐出ノズルの先端部からインクを吐出させる。このとき、上記基板は、搬送手段によって上記複数のインク吐出ノズルの並び方向と交差する方向に一定速度で搬送されており、上記パターンとインク吐出ノズルの先端部との位置合わせは、基板の搬送中常時実行されている。

さらに、前記インク吐出ノズルは、その外周面に金属膜を被覆したものであり、前記制御手段は、前記インク吐出ノズルの前記金属膜と前記基板の表面又は裏面との間に所定の直流電圧を印加可能としたものである。これにより、制御手段でインク吐出ノズルの外周面に被覆した金属膜と基板の表面又は裏面との間に直流電圧を印加する。

また、前記制御手段は、前記インク吐出ノズルの金属膜と前記基板の表面又は裏面との間に接続した容量センサーを備えると共に前記ギャップ調整手段に接続し、前記容量センサーの検出出力に基づいて前記ギャップの大きさが所定値となるように前記ギャップ調整手段を制御するものである。これにより、制御手段でインク吐出ノズルの金属膜と基板の表面又は裏面との間に接続した容量センサーの検出出力に基づいて、基板の表面とインク吐出ノズルの先端部との間のギャップの大きさが所定値となるようにギャップ調整手段を制御する。

さらに、前記インクタンクは、その内部に貯留されたインクに対して加圧可能に形成されたものである。これにより、インクタンクの内部に貯留されたインクに対して加圧する。

請求項１に係るインク塗布方法によれば、基板に形成されたパターンとインク吐出ノズルの先端部とを直接観察しながら両者の位置合わせを基板の搬送中常時実行しているので、インクの着弾位置制御を容易にすることができる。したがって、インクの塗布位置精度を向上することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、インクに働く静電吸引力を利用して高粘度のインクの吐出も容易に行なうことができる。また、直流電圧を連続して供給すれば、インクを連続して吐出することができる。

さらに、請求項３に係る発明によれば、上記静電吸引力と併用して高粘度のインクの吐出をより容易に行なうことができる。この場合、印加する直流電圧を下げることができ、出力の小さい直流電源を使用することができる。さらに、使用するインクが低粘度である場合には、インク吐出ノズル内のインクにその後端部から所定の圧力を加えるだけで、インク吐出ノズルからインクを容易に吐出させることができる。

また、請求項４に係るインク塗布装置によれば、基板に形成されたパターンとインク吐出ノズルの先端部とを直接観察しながら両者間の位置合わせを基板の搬送中常時実行しているので、インクの着弾位置制御を容易にすることができる。したがって、インクの塗布位置精度を向上することができる。

さらに、請求項５に係る発明によれば、インクに働く静電吸引力を利用して高粘度のインクの吐出も容易に行なうことができる。また、直流電圧を連続して供給すれば、インクを連続して吐出することができる。

また、請求項６に係る発明によれば、インク吐出ノズルの先端部と基板面との間のギャップの大きさを自動制御することができる。したがって、前記ギャップの大きさを常に所定値に保つことができ、インクの塗布状態を安定させることができる。

さらに、請求項７に係る発明によれば、インクタンク内のインクに圧力を加えることができる。したがって、インクに働く静電吸引力と併用すれば、高粘度のインクの吐出をより容易に行なうことができる。この場合、印加する直流電圧を下げることができ、出力の小さい直流電源を使用することができる。さらに、使用するインクが低粘度である場合には、インクタンク内のインクに所定の圧力を加えるだけで、インク吐出ノズルからインクを容易に吐出させることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるインク塗布装置の実施形態を示す概念図である。このインク塗布装置は、基板の表面に所定間隔で並べて形成された複数のパターンに対してインクを吐出するもので、搬送手段１と、顕微鏡２と、インク吐出装置３と、アライメント手段４と、ギャップ調整手段５と、制御手段６とからなる。以下、上記基板がカラーフィルタ基板７である場合について説明する。

上記搬送手段１は、水平方向に移動するステージ８を備え、該ステージ８上にカラーフィルタ基板７を載置して矢印Ａ方向に搬送するものであり、例えば図示省略の駆動モータ及びギア等を組み合わせた搬送機構を備えており、速度センサーや位置センサー等を備えてステージ８の移動速度の制御や移動距離の検出を可能にしている。

上記搬送手段１の上方には、顕微鏡２が設けられている。この顕微鏡２は、パターンとしてのピクセル９（図２参照）を所定間隔で縦横にマトリクス状に並べて形成したカラーフィルタ基板７の表面を観察するためのものであり、本体部１０と、結像光学系１１と、撮像手段１２と、照明手段１３とを備えている。

本体部１０は、筒状に形成され、その内部に後述の結像光学系１１、撮像手段１２、照明手段１３の各光路を形成したものである。

また、本体部１０の内部には、結像光学系１１が設けられている。この結像光学系１１は、カラーフィルタ基板７のピクセル９の像を後述の撮像手段１２の受光面に結像させるものであり、カラーフィルタ基板７と対向して配設された対物レンズ１４と該対物レンズ１４の光軸上にて撮像手段１２側に配設された結像レンズ１５とからなる。

さらに、本体部１０の上端には、撮像手段１２が配設されている。この撮像手段１２は、上記結像光学系１１を介してカラーフィルタ基板７のピクセル９を撮像するものであり、例えば二次元の撮像カメラである。

さらにまた、結像光学系１１の対物レンズ１４から結像レンズ１５に向かう光路がハーフミラー１６で分岐された光路上には、照明手段１３が設けられている。この照明手段１３は、上記カラーフィルタ基板７に可視光を照射して上記撮像手段１２による撮像を可能にするためのものであり、例えばハロゲンランプである。なお、図１において、符号１７は反射ミラーを示している。

そして、顕微鏡２の本体部１０下端には、インク吐出装置３が設けられている。このインク吐出装置３は、カラーフィルタ基板７の各ピクセル９に対して所定のインクを吐出させるものであり、複数のインク吐出ノズル１８と、インクタンク１９とを備え、上記顕微鏡２の本体部１０に対して着脱可能に形成されている。

上記複数のインク吐出ノズル１８は、カラーフィルタ基板７の各ピクセル９に対して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーインク２２を吐出するものであり、カラーフィルタ基板７の表面に対して傾斜させて、図２に示すようにピクセル９の並びと同方向に略同じ間隔で並べられ、先端部１８ａが顕微鏡２の視野２０内に位置するように配設されている。また、インク吐出ノズル１８は、図３に示すように、ガラス管により先端部を、例えば直径が5μm程度となるように細長く形成し、その外周面に金パラジウム等の金属膜２１を被覆したものである。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂカラーインク２２用の３本のインク吐出ノズル１８_Ｒ，１８_Ｇ，１８_Ｂを一組として、複数組が平行に並べられている。なお、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａは、上記結像光学系１１の対物レンズ１４の結像面近傍にてそのやや上方に配置するとよい。これにより、カラーフィルタ基板７のピクセル９とインク吐出ノズル１８の先端部１８ａとを同時にフォーカスさせて観察することができる。

複数のインク吐出ノズル１８の後端部には、インクタンク１９が設けられている。このインクタンク１９は、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーインク２２を貯留するものであり、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色に対応した各インク吐出ノズル１８に対応色のインクを供給できるようになっている。この場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色のインクタンク１９をそれぞれ個別に設けてもよく、一つのインクタンク１９内にＲ、Ｇ、Ｂ３色のインク貯留室を設けてもよい。なお、上記インクタンク１９には、図示省略のエア配管が設けられており、インクタンク１９内に圧力エアを導入してインクに対して所定の圧力を加えることができるようになっている。

上記顕微鏡２の本体部１０には、アライメント手段４が設けられている。このアライメント手段４は、後述の制御手段６により制御されてカラーフィルタ基板７のピクセル９のその並びと同方向側に位置するエッジ、即ち搬送方向（矢印Ａ方向）に沿ったエッジ９ａと、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａの軸線との水平距離ｄが所定値となるように顕微鏡２をインク吐出装置３と一体的にインク吐出ノズル１８の並び方向、即ち搬送方向と直交する方向（図２の矢印Ｂ，Ｃ方向）に移動するもので、例えば駆動モータ、ギア及びレール等を組み合わせて構成されている。

上記顕微鏡２の本体部１０には、ギャップ調整手段５が設けられている。このギャップ調整手段５は、制御手段６により制御されて顕微鏡２とインク吐出装置３とを一体的に上下動して（図１の矢印Ｄ，Ｅ参照）、カラーフィルタ基板７面とインク吐出ノズル１８の先端部１８ａとの間のギャップの大きさが所定値となるように調整するもので、例えば駆動モータ、ギア及びレール等を組み合わせて構成されている。

上記各構成要素には、制御手段６が結線されている。この制御手段６は、各構成要素を制御するものであり、図４に示すように搬送手段駆動コントローラ２３と、画像処理部２５と、メモリ２６と、演算部２７と、アライメント手段コントローラ２８と、容量センサー２９と、ギャップ調整手段コントローラ３０と、直流電源３１と、電圧調整部３２と、制御部３３とを備えている。なお、図示省略されているが、上記制御手段６は、インク吐出装置３のインクタンク１９へのエアの導入をオン／オフ制御及びそのエアの圧力の調整ができるようになっている。

上記搬送手段駆動コントローラ２３は、搬送手段１に接続されており、搬送手段１のステージ８の移動を制御するもので、搬送手段１に備える速度センサーの出力に基づいてステージ８の移動速度を制御し、位置センサーの出力に基づいてステージ８の移動距離を制御するようになっている。

また、上記画像処理部２５は、顕微鏡２の撮像手段１２に接続されており、結像光学系１１を介して撮像手段１２により撮像されたカラーフィルタ基板７面の画像及びインク吐出ノズル１８の先端部１８ａの画像を処理してカラーフィルタ基板７のピクセル９の搬送方向に沿ったエッジ９ａとインク吐出ノズル１８の先端部１８ａの中心軸の位置を検出し、各位置データを出力するものである。

さらに、メモリ２６は、カラーフィルタ基板７上のピクセル９の上記エッジ９ａとインク吐出ノズル１８の先端部１８ａの軸線との間の水平距離ｄの目標値、及び後述の容量センサー２９の検出出力の目標値等を予め記憶して保存するものである。

そして、演算部２７は、画像処理部２５から入力したピクセル９の上記エッジ９ａ及びインク吐出ノズル１８の先端部１８ａの中心軸の各位置データに基づいて、両者間の水平距離ｄを演算するものである。

また、アライメント手段コントローラ２８は、演算部２７で演算された値であって、ピクセル９のエッジ９ａ及びインク吐出ノズル１８の先端部１８ａの軸線間の水平距離ｄと、メモリ２６から読み出された目標値とを比較して、両者が所定の許容範囲内で一致するようにアライメント手段４の駆動を制御するものである。

さらに、容量センサー２９は、インク吐出ノズ１８の金属膜２１とカラーフィルタ基板７の表面又は裏面との間（図３においては、インク吐出ノズル１８の金属膜２１とカラーフィルタ基板７の裏面との間で示す）に接続されており、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａとカラーフィルタ基板７の表面との間のギャップの大きさを、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａとカラーフィルタ基板７の表面との間の静電容量Ｃ_０として検出するもので、電圧値に変換して検出するようになっている。そして、図３に容量センサー２９の一構成例を示すように、一端が接地された交流電源３４と、該交流電源３４に直列接続された容量Ｃ_１と、一端を接地した電圧計３５と、該電圧計３５に直列接続された容量Ｃ_２とを備えて構成され、交流電源３４と容量Ｃ_１との系に対して電圧計３５と容量Ｃ_２との系が並列に設けられている。そして、容量Ｃ_１の交流電源３４側とは反対側の端部、及び容量Ｃ_２の電圧計３５側とは反対側の端部は、共にインク吐出ノズル１８の金属膜２１に接続されるようになっている。ここで、上記静電容量Ｃ_０は上記ギャップの大きさに反比例し、静電容量Ｃ_０両端間のインピーダンスＺは静電容量Ｃ_０に反比例するから、このインピーダンスＺは上記ギャップの大きさに比例することになる。したがって、上記交流電源３４から定電流をインク吐出ノズル１８の金属膜２１に供給すれば、電圧計３５により上記ギャップの大きさに比例した電圧値を検出することができる。

また、ギャップ調整手段コントローラ３０は、上記容量センサー２９の電圧計３５の出力とメモリ２６から読み出した目標値とを比較し、両者が所定の許容値内で一致するようにギャップ調整手段５の駆動を制御するものである。

図５はインク吐出ノズル１８の先端部１８ａ及びカラーフィルタ基板７面間のギャップの大きさと容量センサー２９により検出される電圧値との関係を示すグラフである。同図は、真空の誘電率を8.854×10^-12F/m、空気の比誘電率を1.00059、空気の誘電率を8.5922×10^-12F/m、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａの面積を100μm²，容量Ｃ_１を1μF、交流電源３４の周波数を1KHz、交流電源３４の角振動数を２πｆrad/sec、交流電源３４の電圧を24Vとして演算したものである。この場合、目標値を例えば1Vとすると、容量センサー２９により検出される電圧を上記目標値と比較して、容量センサー２９の検出電圧が1Vとなるようにギャップ調整手段５の駆動を制御すれば、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａとカラーフィルタ基板７の表面との間のギャップの大きさを略40μmに制御することができる。

また、直流電源３１は、インク吐出ノズル１８の金属膜２１とカラーフィルタ基板７の表面又は裏面との間（図３においては、インク吐出ノズル１８の金属膜２１とカラーフィルタ基板７の裏面との間で示す）に所定の直流電圧を印加するものであり、例えば図３に示すように一端を接地し、他端部をインダクタンスＬを介してインク吐出ノズル１８の金属膜２１に接続するようになっている。この場合、カラーフィルタ基板７を載置する搬送手段１のステージ８を接地すれは、インク吐出ノズル１８の金属膜２１とステージ８との間、即ちインク吐出ノズル１８の金属膜２１とカラーフィルタ基板７の裏面との間に所定の直流電圧を印加することが可能となる。そして、この直流電源３１の電圧は、図４に示す電圧調整部３２によって所望の電圧値に調整可能となっている。なお、図３において、インダクタンスＬは、容量センサー２９の交流電圧が直流電源３１側に漏れるのを阻止するためのものである。また、同図においては、直流電源３１をインク吐出側が正で、接地側が負となるように接続した場合を示しているが、逆の接続としてもよい。
そして、制御部３３は、制御手段６全体を統合して制御するものである。

次に、このように構成されたインク塗布装置を使用して行なうインク塗布方法について説明する。
先ず、カラーフィルタ基板７がステージ８上に載置されて図１に示す矢印Ａ方向に一定の速度で搬送される。このとき、制御手段６の容量センサー２９が起動されて、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａとステージ８との間に所定周波数の交流電圧が印加される。これにより、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａとステージ８との間の静電容量Ｃ_０が図３に示す電圧計３５により電圧値として検出される。この容量センサー２９の検出出力は、ギャップ調整手段コントローラ３０においてメモリ２６から読み出された目標値と比較され、両者が所定の許容範囲内で一致するようにギャップ調整手段コントローラ３０によりギャップ調整手段５が駆動制御されて、顕微鏡２が図１に示す矢印Ｄ，Ｅ方向に変位される。このようにして、上記静電容量Ｃ_０が一定となるように制御され、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａとカラーフィルタ基板７面との間のギャップの大きさが所定値（目標値）に保たれる。

この場合、上記ギャップの目標値を顕微鏡２の焦点深度内に設定し、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａを対物レンズ１４の結像面に対して上記目標値分だけ上方にずれて位置させておけば、カラーフィルタ基板７の搬送中、常に、カラーフィルタ基板７面及びインク吐出ノズル１８の先端部１８ａが同一視野２０内で同時にフォーカスされて観察される。

次に、カラーフィルタ基板７を矢印Ａ方向に搬送しながら、撮像手段１２によりカラーフィルタ基板７表面及びインク吐出ノズル１８の先端部１８ａが撮像される。撮像された画像は、制御手段６の画像処理部２５で画像処理されてカラーフィルタ基板７のピクセル９の搬送方向に沿ったエッジ９ａ及びインク吐出ノズル１８の先端部１８ａの中心軸の位置が検出され、それらの位置データが出力される。

さらに、演算部２７において、画像処理部２５から入力した位置データに基づいて、カラーフィルタ基板７のピクセル９の上記エッジ９ａとインク吐出ノズル１８の先端部１８ａの軸線との間の水平距離ｄが演算される。

その演算結果は、アライメント手段コントローラ２８において、メモリ２６から読み出された上記距離ｄの目標値と比較される。そして、演算値の距離ｄが目標値と所定の許容値内で一致するようにアライメント手段コントローラ２８によりアライメント手段４が駆動制御され、顕微鏡２が図２に示す矢印Ｂ，Ｃ方向に変位される。これにより、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａがカラーフィルタ基板７のピクセル９の所定位置、例えば搬送方向に平行なピクセル９の中心線上に位置付けられる。このアライメント動作はカラーフィルタ基板７の搬送中、常時実行されるので、インク吐出ノズル１８の先端部１８ａは、ピクセル９に対しその中心線に沿って相対的に移動することになる。

次に、インクタンク１９に図示省略のエアコンプレッサーから配管を介して所定圧力のエアが供給され、インク吐出ノズル１８内のインクに所定の圧力が加えられる。同時に、制御手段６の電圧調整部３２及び直流電源３１が起動されて、インク吐出ノズル１８とステージ８との間に所定の直流電圧が印加される。これにより、インク吐出ノズル１８内のインクの表面に例えば正の電荷が誘導されてインクが帯電され、インクに対してステージ８に向けた静電吸引力が発生する。そして、この静電吸引力によりインクがインク吐出ノズル１８の先端部１８ａから吐出され、カラーフィルタ基板７のピクセル９に塗布される。

カラーフィルタ基板７の搬送中、常時、インク吐出ノズル１８とステージ８との間に直流電圧を印加すれば、インクを連続して塗布することができる。このようにして、カラーフィルタ基板７上にストライプ状の３色のカラーフィルタを形成することができる。

この場合、上記エアの圧力を高くすると印加する直流電圧は小さくてよく、逆にエアの圧力を低くすると印加する直流電圧は大きくしなければならない。上記実施形態においては、エアの圧力は、静電吸引力によるインクの吐出を補助するものであり、インク吐出の制御は主に直流電圧によって行なわれる。これにより、粘度の高いインクも容易に塗布することができる。

なお、上記インク塗布装置にラインカメラを備え、その多数の受光素子が搬送方向に沿って一直線状に並ぶように配置すれば、該ラインカメラで撮像された画像に基づいてカラーフィルタ基板７のピクセル９の搬送方向先頭端部９ｂを検出することができる。したがって、該ピクセル９の搬送方向先頭端部９ｂを検出してインクを吐出制御すれば、上記ピクセル９上だけにインクを塗布することができる。

また、上記実施形態においては、静電吸引力に対してエアの圧力を補助的に加えた場合について述べたが、印加電圧を調整して静電吸引力のみでインクを吐出させてもよい。逆に、インクが低粘度のものであるときには、エアの圧力のみで吐出させてもよい。この場合、制御手段６でインク吐出装置３のインクタンク１９へのエアの導入をオン／オフ制御して行なうことができる。

さらに、上記圧力は、エアの供給によるものに限られず、圧電素子やその他の加圧手段を使用して加えるものであってもよい。

そして、以上の説明においては、基板がカラーフィルタ基板７である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、基板はパターンを所定間隔で並べて形成したものであれば如何なるものであってもよい。また、インクはカラーインク２２に限られず、例えば導電ベースト等の流動体を含むものである。

本発明によるインク塗布装置の実施形態を示す概要図である。上記インク塗布装置を使用して行なうインクの吐出方法を示す説明図である。上記インク吐出ノズルと容量センサー及び直流電源との結線を示す説明図である。上記インク塗布装置の制御回路の一構成例を示すブロック図である。インク吐出ノズルの先端部及びカラーフィルタ基板面間のギャップの大きさと容量センサーにより検出される電圧値との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…搬送手段
２…顕微鏡
３…インク吐出装置
４…アライメント手段
５…ギャップ調整手段
６…制御手段
７…カラーフィルタ基板
８…ステージ
９…ピクセル（パターン）
９ａ…ピクセルのエッジ
１０…本体部
１２…撮像手段
１８…インク吐出ノズル
１８ａ…インク吐出ノズルの先端部
１９…インクタンク
２０…顕微鏡の視野
２１…金属膜
２２…カラーインク
２９…容量センサー
３１…直流電源

Claims

パターンが形成された基板を一定方向に一定速度で搬送しながら、前記基板の表面と、該基板の表面に対して傾斜させて配設された細長状の少なくとも一つのインク吐出ノズルの先端部とを、顕微鏡の視野内に同時にとらえて撮像手段により撮像し、
前記撮像手段により撮像された画像を処理して前記基板に形成されたパターンの前記搬送方向に沿ったエッジと前記インク吐出ノズルの先端部の軸線との間の水平距離を、前記基板の搬送中常時検出し、
前記距離が所定値となるように前記基板又はインク吐出ノズルの位置を自動調整し、
前記インク吐出ノズルの先端部から前記基板に対してインクを吐出して前記パターンに塗布する、
ことを特徴とするインク塗布方法。
前記インク吐出ノズルは、その外周面に金属膜を被覆したものであり、インク吐出時に、前記金属膜と前記基板の表面又は裏面との間に直流電圧を印加してインク吐出ノズル内のインクを帯電し、静電吸引力により前記インクを前記基板に向けて吐出させることを特徴とする請求項１記載のインク塗布方法。
前記インク吐出時においては、前記インク吐出ノズル内のインクにその後端部から所定の圧力を加えることを特徴とする請求項１又は２記載のインク塗布方法。
複数のパターンが所定間隔で並べて形成された基板の表面を撮像する撮像手段を本体部上端に備えた顕微鏡と、
前記基板の表面に対して傾斜させて前記パターンの並びと同方向に略同じ間隔で並べられ、先端部が前記顕微鏡の視野内に位置するように配設された細長状の複数のインク吐出ノズル、及び該インク吐出ノズルに所定のインクを供給するインクタンクを具備し、前記顕微鏡の本体部下端に取り付けられたインク吐出装置と、
前記基板をステージ上に載置して前記複数のインク吐出ノズルの並び方向と交差する方向に一定速度で搬送する搬送手段と、
前記基板又は顕微鏡を前記インク吐出ノズルの並び方向に移動させ、前記基板に形成されたパターンと前記インク吐出ノズルの先端部との位置合わせするアライメント手段と、
前記基板の表面と前記インク吐出ノズルの先端部との間のギャップの大きさを調整するギャップ調整手段と、
前記基板を搬送しながら、前記顕微鏡の撮像手段により前記基板表面及び前記インク吐出ノズルの先端部が撮像された画像を処理して、前記基板に形成されたパターンの前記搬送方向に沿ったエッジと前記インク吐出ノズルの先端部の軸線との間の水平距離を検出し、該距離が所定値となるように前記アライメント手段の制御を前記基板の搬送中常時実行し、前記インク吐出ノズルの先端部からインクを吐出させる制御手段と、
を備えたことを特徴とするインク塗布装置。
前記インク吐出ノズルは、その外周面に金属膜を被覆したものであり、前記制御手段は、前記インク吐出ノズルの前記金属膜と前記基板の表面又は裏面との間に所定の直流電圧を印加可能としたことを特徴とする請求項４記載のインク塗布装置。
前記制御手段は、前記インク吐出ノズルの金属膜と前記基板の表面又は裏面との間に接続した容量センサーを備えると共に前記ギャップ調整手段に接続し、前記容量センサーの検出出力に基づいて前記ギャップの大きさが所定値となるように前記ギャップ調整手段を制御することを特徴とする請求項５記載のインク塗布装置。
前記インクタンクは、その内部に貯留されたインクに対して加圧可能に形成されたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のインク塗布装置。