JP5258972B2 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置および塗布方法に関し、特に、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する塗布装置および塗布方法に関する。さらには、本発明は、液晶パネルの配向膜などをインクジェット方式によって形成する塗布装置および塗布方法に関する。
なお、本出願は２００９年９月１８日に出願された日本国特許出願２００９−２１６８６７号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。

液晶表示装置の構成部品である液晶パネルは、一対の基板を所定のギャップを確保した状態で対向させた構造を有している。この基板間のギャップには、液晶分子を含む液晶層が封入されている。また、両基板の液晶層側の表面には、液晶分子を配向させる配向膜が形成されている。

この配向膜は、ポリイミドを含んだ溶液を基板の表面に塗布することによって形成される。ポリイミド溶液を基板に塗布する方法としては、スピンコート法およびスプレー法の他に、インクジェット法が提案されている（例えば、特許文献１、２など）。

特開２００７−２６４５９７号公報 特開２００６−２４８１０２号公報

インクジェット法によって配向膜を形成する場合、インクジェット塗布装置から塗布液（例えば、ポリイミド溶液）を基板の表面に吐出することによって配向膜の塗布が行われる。このインクジェット塗布装置のヘッドには、インクタンクから塗布液が供給されるが、インクタンクが一つしかないと、当該インクタンクの塗布液が無くなった時に、インクタンクの交換をしなければならない。インクタンクの交換中は、配向膜を形成する塗布工程を実行することができないので、配向膜形成のスループットが低下してしまうことになる。

そのような不具合が生じないように、本願発明者は、加圧インクタンクを２つ設けたインクジェット塗布装置の動作について検討した。図１は、本願発明者が検討したインクジェット塗布装置１０００の構成を示す図である。

図１に示したインクジェット塗布装置１０００には、基板１９０に塗布液（例えば、ポリイミド溶液）を吐出するノズル１１１を有するインクジェットヘッド１１０が設けられている。ここで、インクジェットヘッド１１０のノズル１１１から塗布液が吐出され、基板１９０の表面に配向膜が形成されていく。

インクジェットヘッド１１０に供給される塗布液は、第１インクタンク１２１および第２インクタンク１２２に貯蔵されている。第１インクタンク１２１および第２インクタンク１２２は、加圧タンクであり、それぞれ、インク配管１３１および１３２を介して、中間タンク１２５に接続されている。そして、供給タンク（中間タンク）１２５は、インク配管１３７を介してインクジェットヘッド１１０に接続されている。なお、インク配管１３１および１３２には、それぞれ、流量調整弁（電磁弁）１３３および１３４が取り付けられている。

図示したインクジェット塗布装置１０００では、供給タンク１２５からインクジェットヘッド１１０に塗布液を供給するので、供給タンク１２５に貯蔵されている塗布液の量が少なくなれば、第１インクタンク１２１または第２インクタンク１２２から、供給タンク１２５に塗布液を補充することができる。

さらには、第１インクタンク１２１の塗布液がなくなった時は、第２インクタンク１２２から塗布液の補充を行うことができるので、その間に、第１インクタンク１２１の交換を実行することができる。同様に、第２インクタンク１２２の塗布液がなくなった時は、今度は、第１インクタンク１２１から塗布液の補充を行うことができるので、その間に、第２インクタンク１２２の交換を実行することができる。したがって、インクジェット塗布装置１０００では、インクタンクの交換中であっても、配向膜を形成する塗布工程を続けることができるので、スループットの低下の問題を回避することができる。

しかしながら、本願発明者は、インクジェット塗布装置１０００には次のような問題が生じることを見出した。すなわち、第１インクタンク１２１から塗布液を供給タンク１２５に供給している間、第２インクタンク１２２およびインク配管１３２内にある塗布液は、数時間流動しない状態（放置状態）になる可能性がある。その際に、第２インクタンク１２２の塗布液から溶媒が揮発すると、濃度変化または粘度変化が起きる可能性があり、第１インクタンク１２１から第２インクタンク１２２へと切り換える時に、その濃度・粘度変化を起こした塗布液が供給タンク１２５に供給されてしまうおそれがある。そして、そのような塗布液をインクジェットヘッド１１０が吐出して、配向膜を形成したとすれば、品質や歩留まりに悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、インクタンクを交換する際においても安定して塗布工程を実行することができる塗布装置および塗布方法を提供することにある。

本発明に係る塗布装置は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する塗布装置であり、前記基板に前記溶液を吐出するノズルを含むインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに前記溶液を供給する供給タンクと、前記供給タンクに前記溶液を補充する第１インクタンクおよび第２インクタンクとを備え、前記供給タンクは、共通インク配管に接続されており、前記共通インク配管は、第１インク配管を介して前記第１インクタンクに接続され、かつ、第２インク配管を介して前記第２インクタンクに接続されており、前記第１インク配管には、前記第１インクタンクからの溶液の流量を調整する第１流量調整弁が設けられており、かつ、前記第２インク配管には、前記第２インクタンクからの溶液の流量を調整する第２流量調整弁が設けられており、前記第１流量調整弁および第２流量調整弁は、当該第１及び第２流量調整弁のそれぞれを制御する制御装置に接続されており、前記制御装置は、前記第１流量調整弁を制御することにより、前記第１インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充し、そして、前記制御装置は、前記第２流量調整弁を制御することにより、前記第２インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充し、しかも、前記制御装置は、前記第１インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充する際に、一時的に、前記第１インクタンクからの溶液の補充を中断または流量を制限するように前記第１流量調整弁を制御し、かつ、前記第２インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充するように前記第２流量調整弁を制御する。
ある好適な実施形態において、さらに、前記制御装置は、前記第２インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充する際に、一時的に、前記第２インクタンクからの溶液の補充を中断または流量を制限するように前記第２流量調整弁を制御し、かつ、前記第１インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充するように前記第１流量調整弁を制御する。
ある好適な実施形態において、前記第１インクタンクおよび前記第２インクタンクは、前記溶液が貯蔵された加圧タンクである。
ある好適な実施形態では、さらに、前記基板を保持するステージユニットを備え、前記基板は、液晶パネル用のガラス基板であり、前記溶液は、ポリイミド液である。
本発明に係る塗布方法は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する塗布方法であり、ノズルを用いて前記基板に対して溶液を吐出する工程と、前記ノズルに前記溶液を供給する工程とを含み、前記ノズルに前記溶液を供給する工程は、前記ノズルに接続された供給タンクに、第１インクタンクまたは第２インクタンクから前記溶液を補充する工程（ａ）と、前記供給タンクから前記ノズルに前記溶液を送り出す工程（ｂ）とを含み、前記工程（ａ）は、前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−１）と、一時的に、前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−２）とを含む。
ある好適な実施形態において、前記ステップ（ａ−１）において前記溶液を移動させる時間Ｔ１と、前記ステップ（ａ−２）において前記溶液を移動させる時間Ｔ２とが、Ｔ１＞Ｔ２の関係であることを特徴とする。
ある好適な実施形態では、前記ステップ（ａ−２）を少なくとも一回実行した後、前記第２インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第１インクタンクを交換する工程を実行する。
ある好適な実施形態において、前記工程（ａ）は、さらに、前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−３）と、一時的に、前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−４）とを含む。
ある好適な実施形態において、前記ステップ（ａ−３）において前記溶液を移動させる時間Ｔ３と、前記ステップ（ａ−４）において前記溶液を移動させる時間Ｔ４とが、Ｔ３＞Ｔ４の関係であることを特徴とする。
ある好適な実施形態では、前記ステップ（ａ−４）を少なくとも一回実行した後、前記第１インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第２インクタンクを交換する工程を実行する。
ある好適な実施形態において、前記第１インクタンクおよび前記第２インクタンクは、前記溶液が貯蔵された加圧タンクであり、前記ステップ（ａ−１）は、前記第１インクタンクと前記供給タンクとを接続する第１インク配管に設けられた電磁弁を制御することによって実行される。
本発明に係る他の塗布方法は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する塗布方法であり、ノズルを用いて前記基板に対して溶液を吐出する工程と、前記ノズルに前記溶液を供給する工程とを含み、前記ノズルに前記溶液を供給する工程は、前記ノズルに接続された供給タンクに、第１インクタンクまたは第２インクタンクから前記溶液を補充する工程（ａ）と、前記供給タンクから前記ノズルに前記溶液を送り出す工程（ｂ）とを含み、前記工程（ａ）は、前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるとともに、一時的に、前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させることを実行するステップ（１）と、前記ステップ（１）における前記一時的に溶液を移動させることを少なくとも一回実行した後、前記第２インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第１インクタンクを交換するステップ（２）と、前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるとともに、一時的に、前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させることを実行するステップ（３）と、前記ステップ（３）における前記一時的に溶液を移動させることを少なくとも一回実行した後、前記第１インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第２インクタンクを交換するステップ（４）を実行する。
ある好適な実施形態において、前記基板は、液晶パネル用のガラス基板であり、前記基板に対して吐出する工程において、配向膜が形成される。

本発明によれば、ノズルに接続された供給タンクに、第１インクタンクまたは第２インクタンクから溶液を補充する際に、第１インクタンクから供給タンクに溶液を移動させるステップと、一時的に、第２インクタンクから供給タンクに溶液を移動させるステップとを行う。したがって、第１インクタンクの交換時に、第２インクタンクへと切り換えても、第２インクタンクの溶液は少なくとも一回は流動しているので、それゆえに、第２インクタンクにおける溶液の濃度変化や粘度変化が生じることを抑制することができる。その結果、インクタンクを交換する際においても安定して塗布工程を実行することができ、したがって、薄膜（例えば、配向膜）を良好に形成することが可能となる。

インクジェット塗布装置１０００の構成を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る塗布装置１００の構成を説明するための図である。 （ａ）および（ｂ）は、塗布装置１００におけるインク供給の動作を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る塗布装置１００の構成の一例を模式的に示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る塗布方法について説明する工程図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のために、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

図２は、本実施形態の塗布装置１００の構成を模式的に示している。本実施形態の塗布装置１００は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する装置（インクジェット塗布装置）である。

本実施形態の塗布装置１００は、基板９０に溶液（液滴）を吐出するノズル１２を含むヘッドユニット１０と、ヘッドユニット１０に溶液を供給するタンクユニット２０とから構成されている。ヘッドユニット１０は、基板９０に溶液を吐出するノズル１２が形成されたヘッド（インクジェットヘッド）１１を備えている。タンクユニット２０は、インクジェットヘッド１１に溶液を供給する供給タンク２５と、供給タンク２５に溶液を補充する第１インクタンク２１および第２インクタンク２２とから構成されている。

インクジェットヘッド１１には、１つ又は複数のノズル１２が形成されており、図２に示した例では、２個のヘッド１１がヘッドカバー１３に収納された構造を示している。ノズル１２から吐出される溶液（塗布液）は、例えば、ポリイミド溶液である。また、本実施形態の第１インクタンク２１および第２インクタンク２２は、その溶液（ポリイミド溶液）が貯蔵された加圧タンクである。本実施形態の塗布装置１００を用いて薄膜（例えば、配向膜）を形成する場合、ノズル１２から吐出される溶液は、ステージ５２上に載置された基板（例えば、ガラス基板）９０の表面に塗布される。ステージ５２は、水平方向（矢印５１）に移動可能であるが、インクジェットヘッド１１を移動可能なように構成することも可能である。

ノズル１２から吐出される溶液は、タンクユニット２０の供給タンク２５から供給される。そして、供給タンク２５内の溶液が少なくなると、第１インクタンク２１または第２インクタンク２２から溶液が補充される。さらに、第１インクタンク２１および第２インクタンク２２の何れか一方の溶液が空になると、そのインクタンク（２１または２２）は、新しいものと交換されることになる。

本実施形態の供給タンク２５は、インク配管３７を介してインクジェットヘッド１１に接続されている。また、供給タンク２５は、共通インク配管３５に接続されている。共通インク配管３５は、二股（３１、３２）にわかれて、第１インクタンク２１および第２インクタンク２２に接続される。具体的には、共通インク配管３５は、第１インク配管３１を介して第１インクタンク２１に接続されるとともに、第２インク配管３２を介して第２インクタンク２２に接続されている。

第１インク配管３１には、第１インクタンク２１からの溶液の流量を調整する第１流量調整弁３３が設けられている。また、第２インク配管３２には、第２インクタンク２２からの溶液の流量を調整する第２流量調整弁３４が設けられている。第１流量調整弁３３および第２流量調整弁３４は、制御装置６０に接続されている。本実施形態の第１流量調整弁３３および第２流量調整弁３４はそれぞれ電磁弁であり、制御装置６０は、第１流量調整弁３３および第２流量調整弁３４をそれぞれ制御することが可能である。

制御装置６０は、第１流量調整弁３３を制御することにより、第１インクタンク２１から溶液を供給タンク２５に補充する。具体的には、制御装置６０によって第１流量調整弁３３が閉状態から開状態に変更されて、第１インクタンク２１から供給タンク２５に溶液が導入される。また、制御装置６０は、第２流量調整弁３４を制御することにより、第２インクタンク２２から溶液を供給タンク２５に補充する。具体的には、制御装置６０によって第２流量調整弁３４が閉状態から開状態に変更されて、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液が導入される。

本実施形態の構成では、第１インクタンク２１から供給タンク２５に溶液を補充する際に、少なくとも一回、第１インクタンク２１からの溶液の補充を中断するように第１流量調整弁３３を制御し、かつ、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を補充するように第２流量調整弁３４を制御する。

さらに、図３（ａ）および（ｂ）を参照しながら詳述する。図３（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の塗布装置１００における溶液供給（インク供給）の動作を説明するためのブロック図である。

まず、図３（ａ）に示すように、供給タンク２５内の溶液の消費に対応して、第１インクタンク２１から供給タンク２５に溶液を補充していく（矢印４１）。ここで、第１インクタンク２１内の溶液が無くなってから、第２インクタンク２２に切り換えると、第２インクタンク２２内の溶液は、例えば数時間流動していないがゆえに（放置状態になっているがゆえに）、当該溶液の溶媒が揮発して、濃度変化または粘度変化を起こしている可能性がある。

そこで、図３（ｂ）に示すように、第１インクタンク２１から供給タンク２５に補充する際に、一時的に、第１インクタンク２１からの溶液の補充を中断して、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を補充する（矢印４２）。ここでは、第１インクタンク２１を使用している際に、所定時間毎（例えば、１０分毎）に、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を送り出す。この所定時間は、第２インクタンク２２および第２インク配管３２内に存在する溶液（塗布液）が、何分以上放置すると、溶液の変性（濃度／粘度の変化）が生じる可能性が出てくるかを指標にして決定すればよい。

本実施形態によれば、ノズル１２に溶液を供給する場合において、第１インクタンク２１または第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を補充し、その供給タンク２５からノズル１２に溶液を送り出すので、ノズル１２から溶液を連続して吐出することができる。すなわち、供給タンク２５に溶液を補充するインクタンクが複数存在しているので、そのうちの一つのインクタンクを交換している際にも、他のインクタンクによって溶液を供給タンク２５に補充することが可能である。それゆえに、本実施形態の構成では、インクタンクの交換が必要であっても、ノズル１２からの吐出による塗布工程を続けることができる。

さらに、第１インクタンク２１から供給タンク２５に溶液を移動させるステップ（図３（ａ）参照）を実行している間に、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を移動させるステップ（図３（ｂ）参照）を実行する。したがって、第１インクタンク２１の交換時に、第１インクタンク２１から第２インクタンク２２へと溶液の供給源を切り換えても、第２インクタンク２２の溶液は少なくとも一回は流動しているので、それゆえに、第２インクタンク２２における溶液の濃度変化や粘度変化が生じることを抑制することができる。その結果、インクタンクを交換する際においても安定して塗布工程を実行することができ、したがって、品質低下または歩留まり低下を抑制しながら、薄膜（例えば、配向膜）を良好に形成することが可能となる。

なお、第１インクタンク２１から供給タンク２５に溶液を移動させるステップ（図３（ａ）参照）において、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を移動させるステップ（図３（ｂ）参照）を何回実行すればよいかは、第２インクタンク２２および第２インク配管３２内に存在する溶液（塗布液）についての放置時間の上限（例えば１０分）に対応して決定すればよい。また、もちろん、放置によって溶液の変性が生じない時間内であれば、基板９０の設定処理枚数（例えば、基板１枚の塗布終了毎）に応じて、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を移動させるステップを実行しても構わない。さらに、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を移動させるステップ（図３（ｂ）参照）の実行時間（例えば、１０分）も、プロセス条件などを考慮して適宜好適なものを採用すればよい。

加えて、第１インクタンク２１の使用中において一部の時間だけ第２インクタンク２２を使用して溶液を流動させることがポイントである。したがって、第１インクタンク２１からの溶液の補充を中断する場合には、第１インクタンク２１からの送り出しを完全に停止しなくても、第１インクタンク２１からの送り出し量を第１流量調整弁３３で調整した上で、第２流量調整弁３４を調整して、第２インクタンク２２から溶液の送り出しを実行することも可能である。

第２インクタンク２２の流動（図３（ｂ）の矢印４２参照）を少なくとも一回実行しつつ、第１インクタンク２１から供給タンク２５への補充（図３（ａ）の矢印４１参照）を続けていく。その後、第１インクタンク２１内の溶液の貯蔵量が少なくなったら、第２インクタンク２２内に溶液が残っている状態で、第１インクタンク２１から第２インクタンク２２へと溶液の供給源を切り換えて、次いで、第１インクタンク２１を交換する。

その後は、第２インクタンク２２について、上述の第１インクタンク２１と同様のステップを実行していく。すなわち、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を移動させるステップを実行している間に、交換して新しくなった第１インクタンク２１から供給タンク２５に溶液を移動させるステップを実行する。次いで、第２インクタンク２２内の溶液の貯蔵量が少なくなったら、第１インクタンク２１内に溶液が残っている状態で、再び、第２インクタンク２２から第１インクタンク２１と溶液の供給源を切り換えて、次いで、第２インクタンク２２を交換する。以下、インク補充は同様にして繰り返し実行されていく。

本実施形態においては、図３（ａ）に示した溶液の移動がメイン供給であって、図３（ｂ）に示した溶液の供給が一時的な供給（サブ供給）の場合、図３（ａ）に示した溶液移動の時間Ｔ１と、図３（ｂ）に示した溶液移動の時間Ｔ２とは、Ｔ１＞Ｔ２の関係となるように制御する。逆に、図３（ｂ）に示した溶液の移動がメイン供給であって、図３（ａ）に示した溶液の供給が一時的な供給（サブ供給）の場合、図３（ｂ）に示した溶液移動の時間Ｔ３と、図３（ａ）に示した溶液移動の時間Ｔ４とは、Ｔ３＞Ｔ４の関係となるように制御する。なお、本実施形態では、２つのインクタンク（２１、２２）を例にして説明したが、本実施形態の技術は、３つ以上のインクタンクを用いたインク補充にも応用できるものである。

本実施形態では、第１インクタンク２１および第２インクタンク２２は、加圧タンクであるが、塗布装置１００に流動ポンプを設けて、その流動ポンプによって第１インクタンク２１および第２インクタンク２２の溶液の流動を行っても構わない。また、第１流量調整弁３３および第２流量調整弁３４を制御する制御装置６０は、例えば、ＭＰＵ（マイクロ・プロセッサ・ユニット）であり、そして、制御装置６０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって構築されていてもよい。また、制御装置６０は、本実施形態のインク補充ステップを実行するためのプログラムが内蔵された形態にすることも可能である。

次に、図４を参照しながら、本実施形態の塗布装置１００の構成の一例をさらに説明する。図４は、本実施形態のインクジェット塗布装置１００の構成の一例を模式的に示す図である。

図４に示したヘッドユニット１０は、基板に溶液を吐出するノズル１２が形成されたインクジェットヘッド１１を備えている。ヘッド１１は、ノズル１２から溶液（液滴）が吐出される面（吐出面）を有している。１個のヘッド１１には、１つ又は複数のノズル１２が形成されており、図４に示した例では、ヘッドユニット１０に２個のヘッド１１が形成されている。

ヘッドユニット１０におけるインクジェットヘッド１１は、ノズル１２から溶液（塗布液）を吐出することができる。基板９０の上に配向膜を形成する場合、使用する溶液（塗布液）は、例えば、ポリイミド液である。なお、基板９０の上に形成する膜（機能膜）によって、使用する溶液は変更される。基板９０上に形成される膜（機能膜）としては、例えば、レジスト膜、導電膜、絶縁膜などが挙げられ、その膜に対して必要な溶液が使用されることになる。

ヘッドユニット１０は、タンクユニット２０と接続されており、タンクユニット２０からヘッドユニット１０に溶液（塗布液）が供給される。タンクユニット２０は、上述したように、インクジェットヘッド１１に溶液を供給する供給タンク２５と、供給タンク２５に溶液を補充する第１インクタンク２１および第２インクタンク２２とを含んでいる。

ノズル１２からの溶液で成膜される基板９０は、ステージユニット５０のステージ５２の上に載置される。ステージ５２には、基板９０のためのリフトピン５４が設けられており、リフトピン５４によって基板９０を移動することができる。また、ステージユニット５０は、基板９０をステージ５２に載置した状態で移動可能なステージ移動機構５５を備えている。ステージ移動機構５５によって、インクジェットヘッド１１のノズル１２の直下に基板９０を移動させることができる（矢印５１参照）。

基板９０は、例えば、ガラス基板であり、本実施形態における基板９０は、液晶パネル用のガラス基板である。また、基板９０は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスであってもよいし、切り出した後の液晶パネルのサイズのガラスであってもよい。さらに、基板９０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が作製されるアレイ基板（またはその作製途中のもの）であってもよいし、カラーフィルタ（ＣＦ）が形成されるＣＦ基板（またはその作製途中のもの）であってもよい。なお、基板９０は、ガラス基板の他、樹脂基板や、ウェハのような他の薄板であっても構わない。加えて、液晶パネル用の基板９０に限らず、ＰＤＰ、有機ＥＬパネル、その他フラットパネルディスプレイまたは電子デバイスを製作する上での薄型の基板であってもよい。

この例では、ヘッド１１のノズル１２をワイピングする拭取り部５７（例えば、弾性体ブレード）が設けられている。拭取り部５７は、インクジェットヘッド１１の吐出面に残存する塗布液（例えば、ポリイミド溶液）をワイピングすることによって取り除くものである。さらに説明すると、インクジェットヘッド１１のノズル１２の吐出面に、溶液（塗布液）が残留していると、ノズル１２の吐出口（オリフィス）の液面が不均一になり、その結果、ノズル１２から吐出される液滴が安定しなくなる。それゆえ、前回の塗布工程が終了したら、次の塗布工程を実行する前に、ノズル１２のワイピングが実行される。なお、拭取り部５７は、弾性体ブレードに限らず、塗布液を吸収可能な吸水シートを用いることも可能である。本実施形態の拭取り部５７は、ステージ移動機構５５に連結されており、ステージ移動機構５５によって移動可能となっている。なお、ワイピング動作の時にあわせて、図３（ｂ）に示した溶液流動（矢印４２）のステップを実行させることも可能である。

また、本実施形態では、ヘッドユニット１０とステージユニット５０とは、フィルタ付きのクリーンルーム内に設置されている。また、インクジェット塗布装置１００の塗布工程は、クリーンルームの外に配置されたコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ）６２によって制御することができる。

加えて、本実施形態の制御装置６０は、コンピュータ６２によって構築することも可能である。その場合、コンピュータ６２には、本実施形態のインク補充ステップのプログラムが格納されており、そのインク補充プログラムによって溶液流動ステップ（例えば、図３（ａ）及び（ｂ）参照）を実行することができる。そのようなプログラムは、通信回線（例えば、ＬＡＮ回線、インターネット回線）を通じて、やり取りすることも可能であるので、コンピュータ６２内に格納しておかなくてもよい場合もある。また、そのようなプログラムを記憶媒体（例えば、半導体メモリ、光記録ディスク、ハードディスクなど）に格納して、移動させることも可能である。

次に、図５（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態の塗布方法について説明する。図５（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の塗布方法を説明するための工程図である。

まず、図５（ａ）に示すように、これから塗布を実行する基板９０をステージ５２の上に配置する。この基板９０を準備した状態で、必要であれば、ノズル１２をワイピングする拭取り部５７を用いてインクジェットヘッド１１のワイピングを行って、ノズル１２の吐出面に残留している溶液（塗布液）の拭き取りを行う。

次に、図５（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１１のノズル１２から溶液１６を吐出することによって、基板９０上に機能膜（例えば、ポリイミドからなる配向膜）を形成する。具体的には、ステージ５２上に配置された基板９０を移動させて（矢印５１参照）、所定領域に機能膜を形成していく。なお、基板９０を移動させる手法に限らず、インクジェットヘッド１１を移動させて、機能膜を形成しても構わない。また、インクジェットヘッド１１による機能膜の形成が完了した後に、次の成膜工程を実行する場合には、再び、図５（ａ）に示した状態になり、次いで、図５（ｂ）に示した塗布工程が実行される。

本実施形態の塗布方法によれば、ノズル１２を用いて基板９０に溶液（塗布液）１６を吐出する工程と、ノズル１２に溶液１６を供給する工程とを実行する。そして、ノズル１２に溶液を供給する工程は、ノズル１２に接続された供給タンク２５に、第１インクタンク２１または第２インクタンク２２から溶液を補充する工程（ａ）と、供給タンク２５からノズルに溶液を送り出す工程（ｂ）とを含む。さらに、第１インクタンク２１または第２インクタンク２２から溶液を供給タンク２５に補充する際には、第１インクタンク２１から供給タンク２５に溶液を移動させるステップ（図３（ａ）中の矢印４１参照）と、そのステップの間に、第２インクタンク２２から供給タンク２５に溶液を移動させるステップ（図３（ｂ）中の矢印４２参照）とを行う。

したがって、図５（ａ）及び（ｂ）の工程を繰り返し実行しても、第１インクタンク２１と第２インクタンク２２とを交換しながら溶液を補充し続けることができる。それゆえ、インクタンクを交換する時に塗布工程を中断しなくてもよく、スループットの低下を抑制することができる。さらには、第１インクタンク２１の交換時に、第２インクタンク２２へと切り換えても、第２インクタンク２２の溶液は少なくとも一回は流動しているので、それゆえに、第２インクタンク２２における溶液の濃度変化や粘度変化が生じることを抑制することができる。その結果、インクタンクを交換する際においても安定して塗布工程を実行することができ、したがって、薄膜（例えば、配向膜）を良好に形成することが可能となる。具体的には、配向膜の歩留まりの低下を抑制することができ、ひいては、液晶パネルの製造コストの増大を抑制することができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

なお、本発明の実施形態の技術内容と本質的に構成を異にするが、関連する技術として、特開２００２−５２７３１号公報に開示された技術がある。同公報に開示された技術は、布等に図形・模様などを描く捺染作業におけるインクジェットプロッタに関し、このインクジェットプロッタは、中間タンクにインクを補充する２つのインクタンクを持っている。しかしながら、同公報には、配向膜などを形成する場合において、一方のインクタンク（２２）の溶液を流動させることによって、溶液の濃度変化や粘度変化が生じることを抑制して、安定して塗布工程を実行することができるという技術的思想は開示されていないものであり、同公報のインクジェットプロッタと、本発明の実施形態のものとは本質的に異なるものである。

さらに付言すると、同公報には２つのインクタンクから交互に中間タンクにインクを補充することが開示されているが、これをそのまま、配向膜の形成に転用すると次のような問題が生じる。すなわち、単純に２つのタンクから交互にインクを補充する場合には、タンク交換のタイミングが難しい。さらには、２つのインクタンクのインク（溶液）が中間タンク内で混合されてしまうので、配向膜の塗布液（例えば、ポリイミド溶液）を用いて大型の基板に塗布する場合には、基板の面内で配向膜の状態にバラツキが生じてしまうという不具合が生じ得る。

一方、本発明の実施形態に係る技術においては、第１フェーズでは、第１タンク２１から溶液のメイン供給（補充）を行い、一時的に、第２タンク２２からの補充を行う。これにより、第２タンク２２、特に第２タンク２２に繋がる配管３２内の溶液が、溶媒の揮発によって固化してしまうことを防ぐことができる。すなわち、一時的に第２タンク２２から溶液の供給を行うことで、第２タンク２２の配管３２内の溶液が固化する前に（あるいは、溶媒の揮発による溶液の濃度・粘度変化が顕著になる前に）、配管３２内の溶液が供給タンク２５に送付される。したがって、配管３２内の溶液（すなわち、配向膜の塗布液）の状態の変化を抑え、固化を防ぐことができることによって、大型基板の面内で配向膜の状態にバラツキが生じることを抑制することができる。

さらに、続いての第２フェーズでは、溶液のメイン供給を担当した第１タンク２１が先に空になるので、メイン供給の担当を第２タンク２２に切り換え、その間に第１タンク２１を取り替える。メイン供給が第２タンク２２になってからは、第３フェーズとして、第２タンク２２から溶液のメイン供給（補充）を行い、交換が終了した第１タンク２１からは溶液が固化しないように、一時的に、第１タンク２１から供給タンク２５に溶液の補充を行う。その後の第４フェーズでは、第２タンク２２が空になるので、メイン供給の担当を再び第１タンク２１に切り換え、その間に第２タンク２２を取り替える。なお、タンク交換時に配管を洗浄することも可能である。

本発明によれば、インクタンクを交換する際においても安定して塗布工程を実行することができる塗布装置および塗布方法を提供することができる。

１０ ヘッドユニット
１１ ヘッド（インクジェットヘッド）
１２ ノズル
１３ ヘッドカバー
１６ 溶液（塗布液）
２０ タンクユニット
２１ 第１インクタンク
２２ 第２インクタンク
２５ 供給タンク
３１ 第１インク配管
３２ 第２インク配管
３３ 第１流量調整弁
３４ 第２流量調整弁
３５ 共通インク配管
３７ インク配管
５０ ステージユニット
５２ ステージ
５４ リフトピン
５５ ステージ移動機構
５７ 拭取り部
６０ 制御装置
６２ コンピュータ
９０ 基板
１００ 塗布装置（インクジェット塗布装置）
１０００ インクジェット塗布装置

Claims (13)

1. 基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する塗布装置であって、
   前記基板に前記溶液を吐出するノズルを含むインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドに前記溶液を供給する供給タンクと、
   前記供給タンクに前記溶液を補充する第１インクタンクおよび第２インクタンクと
   を備え、
   前記供給タンクは、共通インク配管に接続されており、
   前記共通インク配管 は、第１インク配管を介して前記第１インクタンクに接続され、かつ、第２インク配管を介して前記第２インクタンクに接続されており、
   前記第１インク配管には、前記第１インクタンクからの溶液の流量を調整する第１流量調整弁が設けられており、かつ、前記第２インク配管には、前記第２インクタンクからの溶液の流量を調整する第２流量調整弁が設けられており、
   前記第１流量調整弁および第２流量調整弁は、当該第１及び第２流量調整弁のそれぞれを制御する制御装置に接続されており、
   前記制御装置は、前記第１流量調整弁を制御することにより、前記第１インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充し、そして、
   前記制御装置は、前記第２流量調整弁を制御することにより、前記第２インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充し、しかも、
   前記制御装置は、
   前記第１インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充する際に、一時的に、前記第１インクタンクからの溶液の補充を中断または流量を制限するように前記第１流量調整弁を制御し、かつ、前記第２インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充するように前記第２流量調整弁を制御することを特徴とする、塗布装置。
2. さらに、前記制御装置は、
   前記第２インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充する際に、一時的に、前記第２インクタンクからの溶液の補充を中断または流量を制限するように前記第２流量調整弁を制御し、かつ、前記第１インクタンクから溶液を前記供給タンクに補充するように前記第１流量調整弁を制御することを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記第１インクタンクおよび前記第２インクタンクは、前記溶液が貯蔵された加圧タンクである、請求項１または２に記載の塗布装置。
4. さらに、前記基板を保持するステージユニットを備え、
   前記基板は、液晶パネル用のガラス基板であり、
   前記溶液は、ポリイミド液である、請求項１から３の何れか一つに記載の塗布装置。
5. 基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する塗布方法であって、
   ノズルを用いて前記基板に対して溶液を吐出する工程と、
   前記ノズルに前記溶液を供給する工程と
   を含み、
   前記ノズルに前記溶液を供給する工程は、
   前記ノズルに接続された供給タンクに、第１インクタンクまたは第２インクタンクから前記溶液を補充する工程（ａ）と、
   前記供給タンクから前記ノズルに前記溶液を送り出す工程（ｂ）と
   を含み、
   前記工程（ａ）は、
   前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−１）と、
   一時的に、前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−２）と
   を含むことを特徴とする、塗布方法。
6. 前記ステップ（ａ−１）において前記溶液を移動させる時間Ｔ１と、前記ステップ（ａ−２）において前記溶液を移動させる時間Ｔ２とが、Ｔ１＞Ｔ２の関係であることを特徴とする、請求項５に記載の塗布方法。
7. 前記ステップ（ａ−２）を少なくとも一回実行した後、前記第２インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第１インクタンクを交換する工程を実行する、請求項５に記載の塗布方法。
8. 前記工程（ａ）は、さらに、
   前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−３）と、
   一時的に、前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるステップ（ａ−４）と
   を含むことを特徴とする、請求項５に記載の塗布方法。
9. 前記ステップ（ａ−３）において前記溶液を移動させる時間Ｔ３と、前記ステップ（ａ−４）において前記溶液を移動させる時間Ｔ４とが、Ｔ３＞Ｔ４の関係であることを特徴とする、請求項８に記載の塗布方法。
10. 前記ステップ（ａ−４）を少なくとも一回実行した後、前記第１インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第２インクタンクを交換する工程を実行する、請求項８に記載の塗布方法。
11. 前記第１インクタンクおよび前記第２インクタンクは、前記溶液が貯蔵された加圧タンクであり、
    前記ステップ（ａ−１）は、前記第１インクタンクと前記供給タンクとを接続する第１インク配管に設けられた電磁弁を制御することによって実行される、請求項５から１０の何れか一つに記載の塗布方法。
12. 基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する塗布方法であって、
    ノズルを用いて前記基板に対して溶液を吐出する工程と、
    前記ノズルに前記溶液を供給する工程と
    を含み、
    前記ノズルに前記溶液を供給する工程は、
    前記ノズルに接続された供給タンクに、第１インクタンクまたは第２インクタンクから前記溶液を補充する工程（ａ）と、
    前記供給タンクから前記ノズルに前記溶液を送り出す工程（ｂ）と
    を含み、
    前記工程（ａ）は、
    前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるとともに、一時的に、前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させることを実行するステップ（１）と、
    前記ステップ（１）における前記一時的に溶液を移動させることを少なくとも一回実行した後、前記第２インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第１インクタンクを交換するステップ（２）と、
    前記第２インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させるとともに、一時的に、前記第１インクタンクから、前記供給タンクに前記溶液を移動させることを実行するステップ（３）と、
    前記ステップ（３）における前記一時的に溶液を移動させることを少なくとも一回実行した後、前記第１インクタンク内に前記溶液が残っている状態で、前記第２インクタンクを交換するステップ（４）を実行する、塗布方法。
13. 前記基板は、液晶パネル用のガラス基板であり、
    前記基板に対して吐出する工程において、配向膜が形成される、請求項５から１２の何れか一つに記載の塗布方法。

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