JP5459833B2 - ペースト塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステージに載置される基板に対向して配置されてペーストを前記基板の表面に向けて吐出するペースト吐出機構を有し、該ペースト吐出機構からのペーストを前記基板の表面の所定部位に塗布するようにしたペースト塗布装置に関する。

従来、ステージに対して昇降動する昇降ヘッドに装着されてペーストを収容するとともに該ペーストを吐出するノズルを備えたディスペンサ（ペースト吐出機構）を有し、ノズルからのペーストを前記ステージに載置された基板の表面に塗布するようにしたペースト塗布装置が提案されている（特許文献１参照）。このペースト塗布装置は、更に、ノズルから吐出するペーストの塗布位置に対して所定の近傍位置関係となる測定位置にて前記ディスペンサのノズルと基板表面との距離を測定するレーザセンサ（距離検出手段）を備えている。そして、前記レーザセンサにて測定される前記ノズルと基板表面との距離値が一定値（目標値）となるように昇降ヘッドを昇降動させながら、ノズルから吐出するペーストを基板の表面に塗布している。

このようなペースト塗布装置によれば、ステージの凹凸や基板の反りなどによってステージに載置される基板表面の垂直方向位置が部分的に変動しても、ペーストを吐出するノズル先端と基板表面との間の距離が一定に保たれるようになる。その結果、ペーストの幅や高さの増減やかすれが防止され、より均一な状態でのペーストの塗布が可能となる。

ところで、ペーストを塗布すべき基板の表面に段差が形成されている場合がある。例えば、有機ＥＬ表示素子の製造工程では、封止基板の表面に形成された溝部にペーストとしての乾燥剤が塗布される（特許文献２参照）。このように溝部に乾燥剤が塗布された封止基板とアレイ基板とを貼り合わせることにより、内部の湿気が除去された状態の有機ＥＬ素子が形成される。

特開２００７−２２２７６２号公報 特開２００８−１４６９９２号公報

ところで、前述した有機ＥＬ表示素子の場合のように、表面に上側面（溝部の外側面）と下側面（溝部の底面）とによる段差の形成された基板の当該表面にペーストを塗布する際に、前述した（特許文献１参照）ノズルと基板との距離を一定に保つことのできるペースト塗布装置を用いることが考えられる。しかし、このペースト塗布装置では、ペーストの塗布位置と、ノズルと基板表面との距離を測定すべき測定位置とが近傍位置関係であるものの一致していないので、前記段差の下側面にペーストを塗布する際にその測定位置が段差の上側面になってしまう場合がある。このような場合、ノズルとペーストを塗布すべき基板表面との距離を正確に測定することができなくなってしまうので、ノズルと基板表面との間の距離が一定に保たれずに、かえってペーストを的確に塗布することができなくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、表面に段差の形成された基板の当該表面に的確にペーストを塗布することができるようにしたペースト塗布装置を提供するものである。

本発明に係るペースト塗布装置は、ステージに載置される基板に対向して配置されてペーストを前記基板の表面に向けて吐出するノズルと、
このノズルを前記基板の表面に垂直な方向に当該基板に対して相対動させる垂直動機構と、
前記ノズルに対向する前記基板上の位置である塗布位置から所定距離だけ離れた位置に設定される測定位置にて前記基板表面までの距離を検出する距離検出手段と、
この距離検出手段による検出値に基づいて前記垂直動機構を制御して前記ノズルの先端と前記基板との間隔が目標値となるように調整する制御手段と、を有し、
前記ノズルからのペーストを前記基板の表面に予め設定されたパターンで塗布するようにしたペースト塗布装置において、
表面に上側の面と下側の面とによる段差の形成された基板にペーストを塗布する場合に、前記上側の面と前記下側の面との間の高低差としての深さ値を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記ノズルから吐出した前記ペーストを前記設定されたパターンで前記上側の面及び前記下側の面のうちの一方の面上に塗布する過程において、前記測定位置が前記上側の面及び前記下側の面のうちの他方の面上に位置しているか否かを判断し、前記測定位置が前記他方の面上に位置すると判定したときには、前記記憶手段に記憶された前記深さ値と前記距離検出手段にて得られる検出値とに基づいて、前記ノズルの先端と前記一方の面との間隔が前記目標値となるように前記垂直動機構を制御する構成となる。

このような構成により、表面に上側の面と下側の面とによる段差の形成された基板に予め設定されたパターンでペーストを塗布する場合に、前記ノズルから吐出した前記ペーストを前記設定されたパターンで前記上側の面及び前記下側の面のうちの一方の面上に塗布する過程において、測定位置が前記上側の面と前記下側の面のうちの他方の面上に位置するときには、制御手段は、記憶手段に記憶された上側の面と下側の面との間の高低差としての深さ値と前記距離検出手段にて得られた検出値とに基づいて、前記ノズルの先端と前記一方の面との間隔が前記目標値となるように前記垂直動機構を制御する。これにより、ノズルとペーストを塗布すべき基板との間隔を一定に保持することができるようになる。

前記深さ値は、固定値を用いることも、また、ノズルの各位置で異なるようにすることもできる。後者の場合、本発明に係るペースト塗布装置において、前記記憶手段には、前記基板上に前記パターンでペーストを塗布すべき前記塗布位置としての各位置と、当該位置の前記塗布位置がある前記基板の表面と前記測定位置のある前記基板の表面との間の段差の深さ値とが対応づけられて記憶され、前記制御手段は、前記ペースト吐出機構が前記記憶手段に記憶された位置となるときに、該位置に対応して前記記憶手段に記憶された深さ値に基づいて前記垂直動機構を制御する構成とすることができる。

このような構成により、段差の深さ値がノズルの配置される各位置によって異なったとしても、各位置での深さ値がその位置に対応させて記憶手段に記憶され、その各位置において、その対応する深さ値に基づいて垂直動機構が制御されるようになるので、段差の上側の面と下側の面のうちの測定位置のある面と異なる面におけるどのような位置にてノズルからのペーストが塗布される場合であっても、当該ノズルとペーストを塗布すべき基板表面との間隔を一定に保持することができるようになる。

ノズルの配置される各位置に対応した段差の深さ値は、ペーストの塗布動作の前に測定することにより得ることも、基板の形状を表すデータ（例えば、ＣＡＤデータ）から得ることもできる。

また、本発明に係るペースト塗布装置において、前記制御手段は、前記深さ値に基づいて前記距離検出手段にて得られる検出値を補正する補正手段を有し、前記補正された検出値により前記垂直動機構を制御する構成とすることができる。

このような構成により、ノズルによってペーストが塗布される面と測定位置のある面とが段差の下側の面と上側の面とに別れても、距離検出手段にて得られる検出値が前記段差の深さ値に基づいて補正され、その補正された検出値に基づいて垂直動機構が制御されるので、ノズルとペーストを塗布する基板表面との間の距離を一定に保つことができるようになる。

また、本発明に係るペースト塗布装置において、前記制御手段は、前記距離検出手段にて得られる検出値が予め設定された目標値となるように前記垂直動機構を制御するものであって、前記制御手段は、更に、前記深さ値に基づいて前記目標値を補正する補正手段を有し、前記距離検出手段にて得られる検出値が前記補正された目標値となるように前記垂直動機構を制御する構成とすることができる。

このような構成により、ノズルによってペーストが塗布される面と測定位置のある面とが段差の下側の面と上側の面とに別れても、距離検出手段にて得られる測定位置での検出値の目標値が段差の深さ値に基づいて補正され、前記検出値がその補正された目標値となるように垂直動機構が制御されるので、ノズルとペーストを塗布する基板表面との間隔を一定に保つことができるようになる。

更に、本発明に係るペースト塗布装置において、前記制御手段は、前記距離検出手段にて得られる検出値と予め設定された目標値との差分値に基づいて前記垂直動機構を制御するものであって、前記制御手段は、更に、前記差分値を前記深さ値に基づいて補正する補正手段を有し、該補正された差分値に基づいて前記垂直動機構を制御する構成とすることができる。

このような構成により、ノズルによってペーストが塗布される面と測定位置のある面とが段差の下側の面と上側の面とに別れても、距離検出手段にて得られる測定位置での検出値と目標値との差分値が段差の深さ値に基づいて補正され、その補正された差分値に基づいて垂直動機構が制御されるので、ノズルとペーストを塗布する基板表面との間隔を一定に保つことができるようになる。

本発明によれば、ノズルによってペーストが塗布される面と測定位置の面とあるが段差の下側の面と上側の面とに別れた状況であっても、ノズルとペーストを塗布する基板表面との間隔が一定に保たれるようになるので、表面に段差の形成された基板の当該表面に的確にペーストを塗布することができるようになる。

本発明の実施の形態に係るペースト塗布装置の機械的構造を示す斜視図である。 図１に示すペースト塗布装置におけるペースト吐出ヘッドとレーザ変位センサとの位置関係と、そのペースト吐出ヘッドによるペーストの塗布位置とレーザ変位センサによる測定位置との位置関係を示す図である。 図１に示すペースト塗布装置におけるペーストの塗布位置とレーザ変位センサによる測定位置との水平面内での位置関係を示す図である。 ペースト塗布装置における制御装置の構成例を示すブロック図である。 ペーストを塗布すべき基板の詳細構造例を示す斜視図である。 図５に示す基板におけるペーストの塗布軌跡及び測定位置の軌跡の例を示す図である。 図５に示す基板におけるペーストの塗布軌跡を特定する位置情報及び測定位置の軌跡の例を示す図である。 段差情報テーブルの一例を示す図である。 ペーストの塗布状態を拡大して示す図である。 ペースト吐出ヘッドの垂直方向の位置制御の処理手順を示すフローチャートである。 ペースト吐出ヘッドの垂直方向の位置の検出値と目標値との関係と、ペーストの塗布位置を示す図である。 ペーストの塗布された状態の基板を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の形態に係るペースト塗布装置は図１に示すように構成される。図１に示すペースト塗布装置は、例えば、有機ＥＬ表示素子の製造過程において基板にペースト状の乾燥剤（以下「ペースト」と称す）を塗布するものである。

図１において、このペースト塗布装置１０は、ベース１１の上面にＹテーブル１２が所定のＸＹＺ座標系におけるＹ軸方向に移動可能となるように設けられ、更に、Ｙテーブル１２の上面に回転機構１４を介してステージ１５が設けられた構造となっている。Ｙテーブル１２及びステージ１５は、Ｘ−Ｙ平面（水平面）に平行に配置されている。Ｙテーブル１２は、サーボモータ（以下、Ｙサーボモータという）１３によってＹ軸方向に移動させられ、ステージ１５は、回転機構１４によってＸ−Ｙ平面に平行な面内においてＺ軸に平行な軸を中心に回転させられるようになっている。ステージ１５の上面に、矩形状のガラス製の基板１６が載置され、不図示の真空吸着機構によって吸着固定される。

ベース１１には、Ｙテーブル１２、回転機構１４及びステージ１５をまたぐように門型の保持体２０が設けられている。この保持体２０は、垂直（Ｚ軸方向）に延びる足部２０ａ、２０ｂと、これら足部２０ａ、２０ｂの上端部を結ぶようにそれらと一体となってＸ軸に平行に延びる渡し部２０ｃとから構成されている。渡し部２０ｃには、直線状のガイドレール２１がＸ軸に平行となるように設けられている。ガイドレール２１には、２つのキャリッジ２２ａ、２２ｂが摺動自在に設けられている。そして、図１には示されていないが、後述するように（図４参照）、各キャリッジ２２ａ、２２ｂは、サーボモータ（以下、Ｘサーボモータという）２５ａ、２５ｂの駆動力によってガイドレール２１上を往復動する。各キャリッジ２２ａ、２２ｂには、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂ（ペースト吐出機構）が昇降動（Ｚ軸方向の移動）可能に保持されている。各キャリッジ２２ａ、２２ｂにはサーボモータ（以下、Ｚサーボモータという）２４ａ、２４ｂを動力源とする不図示の昇降動機構（垂直動機構）が設けられ、この昇降動機構により、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂがキャリッジ２２ａ、２２ｂにおいて垂直方向（Ｚ軸方向）に昇降動するようになっている。

各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂは、図２に示すように、シリンジ２６及びそれに続くノズル２７にて構成されている。シリンジ２６にはペーストが充填され、シリンジ２７内のペーストが不図示の加圧気体源からの加圧気体によって加圧されることにより、ノズル２７の先端から吐出される。なお、加圧気体の圧力は、ノズル２７からのペーストの吐出量、即ち、基板１６上へのペーストの塗布量に応じて適宜設定される。

このペースト塗布装置１０は、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂに一体的に取り付けられたレーザ変位センサ２８ａ、２８ｂ（距離検出手段）を有している。各レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂは、図２に示すように、発光器（レーザ素子）２８１と受光器２８２（例えば、ＣＣＤラインセンサ）とを有している。発光器２８１からのレーザビームが基板１６の表面１６ａで反射し、その反射ビームが受光器２８２に入射するようになっている。発光器２８１の発光面及び受光器２８２の受光面と基板１６の表面１６ａとの間の距離に応じて受光器２８２の受光面に入射する反射ビームの位置が変化することから、受光器２８２からの出力信号が、各レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂの基板表面１６ａとの垂直方向における相対距離として得られる。ここで、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂはペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂに一体的に取り付けられており、ノズル２７の先端とレーザ変位センサ２８ａ、２８ｂとの垂直方向における相対距離は設定データや実測値から知ることができるから、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂの出力値からノズル２７先端と基板表面１６ａとの垂直方向の相対距離を算出することができる。本実施の形態においては、この相対距離を検出値ｈｍとする。なお、この検出値ｈｍの算出は、後述の制御装置３１によって行なわれる。

各ペースト吐出機構２３ａ、２３ｂにおけるノズル２７の先端からペーストが吐出されている状態でも当該ペースト吐出機構２３ａ、２３ｂの垂直方向（Ｚ方向）の位置を検出することができるようにするため、各レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂによる測定位置Ｐｓ（基板１６上における測定点の位置）は、対応するペースト吐出機構２３ａ、２３ｂのノズル２７によるペーストの塗布位置Ｐｐ（ノズル２７に対向する基板１６上の位置）とは合致せずに、その所定近傍位置に設定されている。例えば、図３に示すように、Ｘ−Ｙ面（水平面）上において、測定位置Ｐｓは、塗布位置ＰｐからＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ所定距離ｄ（例えば、約０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度）だけ離れた位置に設定される。

図１に戻って、ベース１１に隣接して制御手段としての制御装置３１が設置されている。制御装置３１には、モニタ用の表示部３２と情報入力用の操作部３３（キーボード）とが接続されている。制御装置３１は、図４に示すように、処理ユニット３１１を有しており、処理ユニット３１１に表示部３２及び操作部３３が接続されるとともに記憶部３１２が接続されている。処理ユニット３１１は、記憶部３１２に予め記憶されたティーチングデータに基づいて、Ｘサーボモータ２５ａ、２５ｂ（図１にて図示略）及びＹサーボモータ１３の駆動制御を行って、ガイドレール２１上の各キャリッジ２２ａ、２２ｂをＸ軸方向に平行移動させるとともにＹステージ１２をＹ軸方向に平行移動させて、ペーストの塗布軌跡に対応するようにＸ−Ｙ平面（水平面）内において各キャリッジ２２ａ、２２ｂに搭載されたペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７を基板１６に対して相対動させる。また、処理ユニット３１１は、後に詳述するように、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂ（受光器２８２）からの検出信号に基づいて、昇降動機構の動力源であるＺサーボモータ２４ａ、２４ｂの駆動制御を行って、各キャリッジ２２ａ、２２ｂに搭載されたペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端位置を、基板１６の表面１６ａに対する垂直方向（Ｚ方向）の相対距離（ギャップ）が適正範囲内で一定に保持されるように昇降動させる。

なお、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂには、カメラユニット３５ａ、３５ｂが取り付けられており、各カメラユニット３５ａ、３５ｂが対応するペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂから吐出されて基板１６の表面１６ａ上に塗布されるペーストを撮影する。各カメラユニット３５ａ、３５ｂにより撮影されたペーストの塗布される基板１６の表面１６ａの映像は、処理装置３１にて処理されて表示部３２に表示される。

表面１６ａにペーストを塗布すべき基板１６は、例えば、図５に示すように、４つの矩形状の凹部１６０が形成されている（図４には、１つの凹部について詳細に示され、３つの凹部については破線にて表されている）。各凹部１６０は、底面１６１が４つの縁辺部１６２〜１６５にて囲まれて形成される。即ち、各凹部１６０において、各縁辺部１６２〜１６５の表面と底面１６１との間に、各縁辺部１６２〜１６５の表面を上側面として底面１６１を下側面とする段差が形成されている。

このように凹部１６０によって段差の形成された基板１６において、例えば、図６の太破線Ｂにて示すように、底面１６１の各縁辺部１６２〜１６５の間際にペーストが塗布される。この場合、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂが縁辺部１６２、１６３に沿って移動する際に、ペーストの塗布位置の近傍にあるレーザ変位センサ２８による測定位置（図２及び図３参照）は、段差の下側面である底面１６１の縁辺部１６２、１６３に沿った部分にある（細破線Ａ参照）。また、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂが縁辺部１６４、１６５に沿って移動する際に、レーザ変位センサ２８による測定位置（図２及び図３参照）は、段差の上側面である縁辺部１６４、１６５の表面にある（細破線Ａ参照）。

図６の太破線Ｂに示すように、基板１６に形成された凹部１６０における底面１６１の各縁辺部１６２〜１６５の間際にペーストを塗布する場合、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの各ノズル２７は、例えば、図７に示すように、Ｘ−Ｙ面内において、縁辺部１６３に沿った位置（ｘ０，ｙ０）から位置（ｘｉ，ｙｉ）まで、縁辺部１６４に沿った位置（ｘｉ，ｙｉ）から位置（ｘｊ，ｙｊ）まで、縁辺部１６５に沿った位置（ｘｊ，ｙｊ）から位置（ｘｋ，ｙｋ）まで、縁辺部１６２に沿った位置（ｘｋ，ｙｋ）から位置（ｘｎ，ｙｎ）まで、更に、位置（ｘｎ，ｙｎ）から位置（ｘ０，ｙ０）に戻るように移動する。この各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの各ノズル２７の移動経路の情報がティーチングデータとして記憶部３１２に記憶される。なお、図７においては、各位置は、基板１６に設定される座標系ｘｙｚにて特定されているが、基板１６のＹ方向の移動（Ｙステージ１２の移動）及び各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂを搭載したキャリッジ２２ａ、２２ｂのＸ方向の動きを考慮して、ペースト塗布装置１０に設定されている座標系ＸＹＺにて特定することもできる。

また、ペーストを吐出しつつ移動するペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズルの移動軌跡上の位置（ｘ，ｙ）毎に、当該各位置に対応して位置する測定位置（図７における破線参照）のある面の塗布位置のある面（底面１６１）に対する垂直方向（Ｚ方向）の相対位置が、例えば、図８に示す段差情報テーブルとして記憶部３１２に記憶される。この段差情報テーブルでは、縁辺部１６３に沿った位置（ｘ０，ｙ０）から位置（ｘｉ，ｙｉ）直前までは、測定位置が底面１６１（下側面）にあるので、測定位置のある面の底面１６１に対する垂直方向の相対位置（高低差）、即ち、段差の深さ値は「０」となる。縁辺部１６４に沿った位置（ｘｉ,ｙｉ）から位置（ｘｊ，ｙｊ）直前までは、測定位置が縁辺部１６４側の表面１６ａ（上側面）にあるので、測定位置のある面の底面１６１に対する垂直方向の相対位置、即ち、段差の深さ値は「Δ１」となっている。縁辺部１６５に沿った位置（ｘｊ，ｙｊ）から位置（ｘｋ，ｙｋ）直前までは、測定位置が縁辺１６５側の表面１６ａ（上側面）にあるので、測定位置のある面の底面１６１（下側面）に対する垂直方向の相対位置、即ち、段差の深さ値は「Δ２」となっている。また、縁辺部１６２に沿った位置（ｘｋ，ｙｋ）から位置（ｘｎ，ｙｎ）直前までは、測定位置が底面１６１（下側面）にあるので、測定位置のある面の底面１６１に対する垂直方向の相対位置、即ち、段差の深さ値は「０」となっている。そして、縁辺部１６３に沿った位置（ｘｎ，ｙｎ）から元の位置（ｘ０，ｙ０）までは、測定位置が底面１６１（下側面）にあるので、測定位置のある面の底面１６１に対する垂直方向の相対位置、即ち、段差の深さ値は「０」となっている。なお、ここで、Δ１とΔ２は、同じ値であっても異なる値であってもよいが、ここでは同じ値として説明する。

段差情報テーブル（図８参照）は、基板１６の設計図（例えば、ＣＡＤデータ）から作成することができる。また、ペーストを塗布する前に、各位置での段差の深さ値を測定することによりこの段差情報テーブルを作成することもできる。

前述したようなペースト塗布装置１０は、次のようにしてペーストを基板１６における底面１６１の各縁辺部１６２〜１６５の間際に塗布する。

処理ユニット３１１が記憶部３１２に記憶されたティーチングデータ（図７参照）に従ってＸサーボモータ２５ａ、２５ｂ及びＹサーボモータ１３を駆動制御することにより、各ノズル２７がステージ１５に載置された基板１６に対して、位置（ｘ０，ｙ０）→位置（ｘｉ，ｙｉ）→位置（ｘｊ，ｙｊ）→位置（ｘｋ，ｙｋ）→位置（ｘｎ，ｙｎ）→位置（ｘ０，ｙ０）のように矩形の軌跡に沿って順次移動する（Ｘ−Ｙ面内での移動）。その過程で、図９に示すように、各キャリッジ２２ａ、２２ｂに搭載されたペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７から吐出されるペースト３０が基板１６の表面１６ａに塗布される。そして、処理ユニット３１１は、レーザ変位センサ２８（受光器２８２）からの検出信号に基づいて昇降動機構の動力源であるＺサーボモータ２４ａ、２４ｂの駆動制御を行って、ペースト３０を吐出するペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂを、ノズル２７の先端と基板表面１６ａとのギャップＧｐが適正範囲内で一定に保持されるように昇降動させる（Ｚ方向の移動）。

処理ユニット３１１による各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの昇降動制御は、例えば、図１０に示す手順に従ってなされる。

図１０において、処理ユニット３１１は、ペースト塗布の開始位置（例えば、図７における位置（ｘ０，ｙ０））のセット等、各種パラメータの初期セット（Ｓ１１）を行った後に、各キャリッジ２２ａ、２２ｂに搭載されたペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７が前記開始位置（ｘ０、ｙ０）に位置づけられたことを確認する（Ｓ１２）。すると、処理ユニット３１１は、基板１６に対するペースト３０の塗布が完了したか否かを判定し（Ｓ１３）、まだ完了していない場合（Ｓ１３でＮＯ）、レーザ変位センサ２８（受光器２８２）からの検出信号を入力し、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端と基板１６の表面１６ａとの垂直方向における相対距離の検出値ｈｍを取得する（Ｓ１４）。

処理ユニット３１１は、記憶部３１２に記憶された段差情報テーブル（図８参照）を参照して、現在の各ノズル２７の位置（Ｘ−Ｙ面内の位置）に対応した測定位置が表面１６ａ（段差の上側面）にあるか否か、即ち、ノズル２７の位置において、塗布位置が段差の下側面（底面１６１上）にあって測定位置が段差の上側面（表面１６ａ）にあるか否かを判定する（Ｓ１５）。例えば、図７に示すように、基板１６に形成された凹部１６０の底面１６１に縁辺部１６３に沿ってペースト３０を塗布している過程では、エンコーダ等の位置検出器によって検出されたノズル２７の現在位置に対応する深さ値を記憶部３１２に記憶された段差情報テーブルを参照して得られた結果が「０」となるので、測定位置は段差の下側面（底面１６１上）にあると判定される（Ｓ１５でＮＯ）。この場合、処理ユニット３１１は、更にその測定位置が既にペーストの塗布された部分上（図７における部分Ｃ参照）であるか否かを判定し（Ｓ１６）、そうでなければ（Ｓ１６でＮＯ）、検出値ｈｍ及び予め定めた目標値ｈｔｇから制御値Ｓを演算する（Ｓ１７）。制御値Ｓは、例えば、
Ｓ＝ｆ（ｈｔｇ−ｈｍ）
に従って演算される。即ち、目標値ｈｔｇと検出値ｈｍとの差分（ｈｔｇ−ｈｍ）の関数として制御値Ｓが演算される。前記目標値ｈｔｇは、図１１に示すように、ペーストを塗布すべき段差の下側面（底面１６１）に対する各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端の垂直方向の相対位置の検出値ｈｍ１に対応して設定される。なお、目標値ｈｔｇと検出値ｈｍとの差分（ｈｔｇ−ｈｍ）をそのまま制御値Ｓとしても良い。

制御値Ｓが得られると、処理ユニット３１１は、その制御値Ｓに基づいて昇降動機構の動力源であるＺサーボモータ２４ａ、２４ｂの駆動制御を行う（Ｓ１８）。この駆動制御により、前記目標値ｈｔｇと検出値ｈｍとの差分がゼロとなるように、即ち、検出値ｈｍが目標値ｈｔｇとなるように各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの昇降動機構が制御される。

このようにして、底面１６１（段差の下側面）の縁辺部１６３の間際の部分にノズル２７から吐出されるペースト３０が塗布されていく間では、前述した処理（Ｓ１３〜Ｓ１８）が繰り返し実行され、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端の塗布面（底面１６１）に対する垂直方向の相対位置が目標値ｈｔｇとなるように制御される。

基板１６に形成された凹部１６０における縁辺部１６３の間際の部分に続いて縁辺部１６４の間際の部分にペースト３０を塗布する過程においても、処理ユニット３１１は、レーザ変位センサ２８（受光器２８２）からの検出信号に基づいて、基板１６に対する垂直方向の相対位置の検出値ｈｍを取得する（Ｓ１４）。そして、処理ユニット３１１によって、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の各位置において測定位置Ｐｓは、段差の上側面（表面１６ａ）にあると判定される（Ｓ１５でＹＥＳ）。この場合、処理ユニット３１１は、記憶部３１２に記憶された段差情報テーブル（図８参照）から各ノズル２７の現在位置に対応する段差の深さ値Δ１を読み出して（Ｓ１９）、その深さ値Δ１を用いて目標値ｈｔｇを
ｈｔｇｃ＝ｈｔｇ−Δ１
に従って補正し、その補正目標値ｈｔｇｃを得る（Ｓ２０）。

この補正目標値ｈｔｇｃは、図１１に示すように、前記目標値ｈｔｇを段差の深さ値Δ１を用いて段差の上側面（表面１６ａ）を基準とした値に変えたものであり、測定位置のある段差の上側面（縁辺部１６４の表面）に対する各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端との垂直方向の相対位置の検出値ｈｍ２に対する目標値となる。

補正目標値ｈｔｇｃを得ると、処理ユニット３１１は、段差の上側面である表面１６ａにある測定位置での前記検出値ｈｍ及び補正目標値ｈｔｇｃから、
Ｓ＝ｆ（ｈｔｇｃ−ｔｍ）
に従って制御値Ｓを演算する（Ｓ１７）。そして、処理ユニット３１１は、この制御値Ｓに基づいて昇降動機構の動力源であるＺサーボモータ２４ａ、２４ｂの駆動制御を行う（Ｓ１８）。この駆動制御により、前記補正目標値ｈｔｇｃと検出値ｈｍ２との差分がゼロとなるように、即ち、検出値ｈｍ２が補正目標値ｈｔｇｃとなるように各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの昇降動機構が制御される。この結果、凹部１６０の底面１６１に対向するノズル２７の先端と底面１６１との間のギャップが適正範囲（目標値ｈｔｇ）に保たれる。

このようにして、底面１６１（段差の下側面）の縁辺部１６４の間際の部分にノズル２７から吐出されるペーストが塗布されていく間では、前述した処理（Ｓ１３〜Ｓ１５、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ１７、Ｓ１８）が繰り返し実行され、検出値ｈｍ２が補正目標値ｈｔｇｃとなるように制御される。この場合、測定位置が塗布位置より段差の深さ値Δ１だけ垂直方向において高い位置にあるので、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの段差の下側面である塗布面（底面１６１）に対する垂直方向の相対位置は、実質的に前記目標値ｈｔｇとなるように制御される。

以後、基板１６に形成された凹部１６０の底面１６１に縁辺部１６５（図７参照）に沿ってペースト３０を塗布している過程では、測定位置が段差の上側面（表面１６ａ）にあるので、処理ユニット３１１は、縁辺部１６４に沿ってペースト３０を塗布する場合と同様に、ステップＳ１３〜Ｓ１５、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ１７、Ｓ１８の処理を繰り返し実行する。この場合、処理ユニット３１１は、段差情報テーブル（図８参照）を参照してノズル２７の現在位置に対応する段差の深さ値Δ２（＝Δ１）を読み出し、新たな補正目標値ｈｔｇｃを得る。これにより、ノズル２７の先端の段差の上側面である表面１６ａに対する垂直方向の相対位置（検出値ｈｍ２）が補正目標値ｈｔｇｃとなるように制御される。即ち、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの段差の下側面である塗布面（底面１６１）に対する垂直方向の相対位置は、実質的に前記目標値ｈｔｇとなるように制御される。更に、基板１６に形成された凹部１６０の底面１６１に縁辺部１６２（図７参照）に沿ってペースト３０を塗布している過程、それに続き縁辺部１６３に沿って位置（ｘｎ，ｙｎ）から開始位置（ｘ０，ｙ０）に至る経路にてペースト３０を塗布している過程では、測定位置が段差の下側面（底面１６１）にあるので、処理ユニット３１１は、縁辺部１６３に沿ってペースト３０を塗布する場合と同様に、ステップＳ１３〜Ｓ１８の処理を繰り返し実行する。これにより、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端の塗布面（底面１６１）に対する垂直方向の相対位置が目標値ｈｔｇとなるように制御される。

処理ユニット３１１による前述した処理の過程で、測定位置が段差の下側面（底面１６１）に塗布されたペースト３０上（図７における部分Ｃ参照）であるとの判定（Ｓ１６でＹＥＳ）がなされると、処理ユニット３１１は、そのときの検出値ｈｍが不正確なものであるとして、直前に得られている制御値Ｓを維持する（Ｓ２１）。そして、処理ユニット３１１は、その維持した制御値Ｓに基づいてノズル２７の先端の塗布面（底面１６１）に対する垂直方向の相対位置の制御を行う（Ｓ１８）。

上述した処理の過程で、処理ユニット３１１は、キャリッジ２２ａ、２２ｂ（ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂの各ノズル２７）が開始位置（ｘ０，ｙ０）に戻ったことにより、基板１６に対するペースト３０の塗布が完了したと判定すると（Ｓ１３でＹＥＳ）、処理を終了させる。この時点で、ペースト３０が、図１１及び図１２に示すように、基板１６に形成された凹部１６０の底面１６１の各縁辺部１６２〜１６５の間際に沿った部分に塗布された状態となる。

前述したようなペースト塗布装置１０によれば、基板１６に形成された凹部１６０における底面１６１（段差の下側面）の各縁辺部１６２〜１６５の間際の部分にペースト３０を塗布する過程で、測定位置が塗布位置と同様に段差の下側面である凹部１６０の底面１６１にある状況（縁辺部１６３、１６２の間際でのペースト３０の塗布）では、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのペースト３０の塗布面に対する垂直方向の相対位置の検出値ｈｍ（図１１におけるｈｍ１）が目標値ｈｔｇとなるように制御される。これにより、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端部とペースト３０を塗布すべき底面１６１（段差の下側面）との間のギャップ値Ｇｐ（図１１参照）を一定（目標値ｈｔｇ）に保持することができるようになる。

また、測定位置が塗布位置と異なる段差の上側面、即ち表面１６ａにある状況では、目標値ｈｔｇが段差の下側面を基準とした検出値ｈｍ１に対する目標値であって、検出値ｈｍが表面１６ａを基準とした値であっても、前記目標値ｈｔｇが、段差の深さ値Δ１（Δ２）を用いて前記検出値ｈｍと同様に段差の上側面を基準とした値である補正目標値ｈｔｇｃに変えられるので、前記検出値ｔｍが補正目標値ｈｔｇｃとなるようにペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の垂直方向の位置を制御することにより、ノズル先端の底面１６１に対する垂直方向の相対位置は、実質的に前記目標値ｈｔｇとなるように制御される。これにより、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端部とペースト３０を塗布すべき底面１６１（段差の下側面）との間のギャップ値Ｇｐ（図１１参照）を一定（目標値ｈｔｇ）に保持することができるようになる。

このように、前述したペースト塗布装置１０によれば、測定位置及び塗布位置の双方が段差の下側面（底面１６１）にある状況であっても、測定位置が塗布位置と異なって上側面（表面１６ａ）にある状況であっても、ノズル２７の先端とペースト３０を塗布すべき基板１６上の面（表面１６ａに形成された段差の底面１６１）との間隔が一定に保持されるようになるので、表面１６ａに段差（凹部）の形成された基板１６の当該表面１６ａに的確にペースト３０を塗布することができるようになる。

なお、前述したペースト塗布装置１０では、測定位置が段差の上側面である表面１６ａにある場合、目標値ｈｔｇを段差の深さ値Δ１（Δ２）に基づいて補正して補正目標値ｈｔｇｃを得るようにしているが、段差の上側面（表面１６ａ）にある測定位置での検出値ｈｍを段差の深さ値Δ１（Δ２）に基づいてペースト３０の塗布面である段差の下側面（底面１６１）を基準とした値（ｈｍｃ＝ｈｍ＋Δ１（Δ２））に補正して、その補正検出値ｈｍｃを得るようにしてもよい。この場合、補正検出値ｈｍｃが目標値ｈｔｇとなるように各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の垂直方向の位置が制御される。その結果、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端部とペースト３０を塗布すべき底面１６１（段差の下側面）との間のギャップ値Ｇｐ（図１１参照）を一定（目標値ｈｔｇ）に保持することができるようになる。

また、検出値と目標値との差分値（ｈｔｇ−ｈｍ）を段差の深さ値Δ１（Δ２）に基づいて、段差の上側面及び下側面のいずれか一方の面を基準とした値にそろえられた検出値と目標値との差分に補正し、その補正差分｛（ｈｔｇ−Δ１）−ｈｍ｝または｛ｈｔｇ−（ｈｍ＋Δ１）｝から制御値Ｓを得るようにすることもできる。この場合、補正差分がゼロとなるように、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の垂直方向の位置が制御される。その結果、ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の先端部とペースト３０を塗布すべき底面１６１（段差の下側面）との間のギャップ値Ｇｐ（図１１参照）を一定（目標値ｈｔｇ）に保持することができるようになる。

また、上述の実施の形態において、縁辺部１６２〜１６５の単位で段差の深さ値が切替る如くに説明したが、実際には、塗布位置（ノズル２７の中心位置）に対して測定位置はＸ方向とＹ方向にそれぞれ距離ｄづつずれて配置されているので、測定位置は、縁辺部１６３に沿う描画の途中の位置（ｘｉ，ｙｉ）の距離ｄ手前で底面１６１上から表面１６ａ上となり、縁辺部１６２に沿う描画の途中の位置（ｘｋ，ｙｋ）から距離ｄ移動後で表面１６ａ上から底面１６１上となる。したがって、段差情報テーブル（図８参照）には、上述も含めて位置（ｘ，ｙ）と段差（深さ値）のデータを設定しておけばよい。
また、各ペースト吐出ヘッド２３ａ、２３ｂのノズル２７の各位値に対応するように段差の深さ値を段差情報テーブル（図８参照）として記憶部３１２に予め記憶するようにしたが、段差の深さ値は、本来一定の値であるのであれば、即ち、凹部１６０加工精度がギャップ制御の精度を損ねることのない程度に得られるのであれば、各位置に対応付けて予め記憶しておく必要はない。この場合、ペースト塗布装置１０の処理ユニット３１１は、その一定値である段差の深さ値を補正目標値ｈｔｇｃを演算するための定数として保持していればよい。
また、この場合、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂを用いた検出値ｈｍの前回測定時の値と今回測定時の値とを比較し、その差（差の絶対値）が段差の深さ値として保持されている値（定数）と一致、あるいは許容値内で一致した場合に、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂの測定位置が段差の下側面から上側面へ、あるいは段差の上側面から下側面へ切換ったと判断すればよい。そして、この切換りの判断の前に上記定数を適用していなければ、切換りの判断の後に上記定数を適用すればよく、この切換りの判断の前に上記定数を適用していれば、切換りの判断の後に上記定数の適用を取り止めればよい。
また、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂの出力値からノズル２７先端と基板表面１６ａとの間の垂直方向の相対距離を検出値ｈｍとして算出し、この検出値ｈｍが目標値ｈｔｇとなるようにノズル２７の垂直方向位置を制御するものとして説明したが、これに限られるものではなく、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂの出力値に対して目標値を設定し、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂの出力値が目標値となるようにノズル２７の垂直方向位置を制御するようにしてもよい。この場合、レーザ変位センサ２８ａ、２８ｂの出力値に対して設定した目標値を、塗布位置と測定位置との間の深さ値に応じて補正することとなる。

前記ペースト塗布装置１０は、有機ＥＬ表示素子の基板１６に乾燥剤をペースト３０っとして塗布するものであったが、本発明は、これに限られず、表面に段差の形成された基板にペーストを塗布するものであれば特に限定されない。

以上、説明したように、本発明に係るペースト塗布装置は、表面に段差の形成された基板の当該表面に的確にペーストを塗布することができるという効果を有し、ステージに載置される基板に対向して配置されてペーストを前記基板の表面に向けて吐出するペースト吐出機構を有し、該ペースト吐出機構からのペーストを前記基板の表面の所定部位に塗布するようにしたペースト塗布装置として有用である。

１０ ペースト塗布装置
１１ ベース
１２ Ｙテーブル
１３ Ｙサーボモータ
１４ 回転機構
１５ ステージ
１６ 基板
１６ａ 表面（基板表面）
２０ 支持体
２１ ガイドレール
２２ａ、２２ｂ キャリッジ
２３ａ、２３ｂ ペースト吐出ヘッド
２４ａ、２４ｂ Ｘサーボモータ
２５ａ、２５ｂ Ｚサーボモータ
２６ シリンジ
２７ ノズル
２８ レーザ変位センサ
３０ ペースト
３１ 制御装置
３２ 表示部
３３ 操作部
３５ａ、３５ｂ カメラユニット
１６０ 凹部
１６１ 底面
１６２ １６３ １６４ １６５ 縁辺部
２８１ 発光器
２８２ 受光器

Claims (5)

1. ステージに載置される基板に対向して配置されてペーストを前記基板の表面に向けて吐出するノズルと、
   このノズルを前記基板の表面に垂直な方向に当該基板に対して相対動させる垂直動機構と、
   前記ノズルに対向する前記基板上の位置である塗布位置から所定距離だけ離れた位置に設定される測定位置にて前記基板表面までの距離を検出する距離検出手段と、
   この距離検出手段による検出値に基づいて前記垂直動機構を制御して前記ノズルの先端と前記基板との間隔が目標値となるように調整する制御手段と、を有し、
   前記ノズルからのペーストを前記基板の表面に予め設定されたパターンで塗布するようにしたペースト塗布装置において、
   表面に上側の面と下側の面とによる段差の形成された基板にペーストを塗布する場合に、前記上側の面と前記下側の面との間の高低差としての深さ値を記憶する記憶手段を有し、
   前記制御手段は、前記ノズルから吐出した前記ペーストを前記設定されたパターンで前記上側の面及び前記下側の面のうちの一方の面上に塗布する過程において、前記測定位置が前記上側の面及び前記下側の面のうちの他方の面上に位置しているか否かを判断し、前記測定位置が前記他方の面上に位置すると判定したときには、前記記憶手段に記憶された前記深さ値と前記距離検出手段にて得られる検出値とに基づいて、前記ノズルの先端と前記一方の面との間隔が前記目標値となるように前記垂直動機構を制御するペースト塗布装置。
2. 前記記憶手段には、前記基板上に前記パターンでペーストを塗布すべき前記塗布位置としての各位置と、当該位置の前記塗布位置がある前記基板の表面と前記測定位置のある前記基板の表面との間の段差の深さ値とが対応づけられて記憶され、
   前記制御手段は、前記ノズルが前記記憶手段に記憶された位置となるときに、該位置に対応して前記記憶手段に記憶された深さ値に基づいて前記垂直動機構を制御する請求項１記載のペースト塗布装置。
3. 前記制御手段は、前記深さ値に基づいて前記距離検出手段にて得られる検出値を補正する補正手段を有し、前記補正された検出値により前記垂直動機構を制御する請求項１または２記載のペースト塗布装置。
4. 前記制御手段は、前記距離検出手段にて得られる検出値が予め設定された目標値となるように前記垂直動機構を制御するものであって、
   前記制御手段は、更に、前記深さ値に基づいて前記目標値を補正する補正手段を有し、前記距離検出手段にて得られる検出値が前記補正された目標値となるように前記垂直動機構を制御する請求項１または２記載のペースト塗布装置。
5. 前記制御手段は、前記距離検出手段にて得られる検出値と予め設定された目標値との差分値に基づいて前記垂直動機構を制御するものであって、
   前記制御手段は、更に、前記差分値を前記深さ値に基づいて補正する補正手段を有し、該補正された差分値に基づいて前記垂直動機構を制御する請求項１または２記載のペースト塗布装置。

Images