JPWO2008093701A1 - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、塗布ガントリーの初めの１スキャン（塗布動作）の最後に、全てのノズルからカラー材料の塗布によるテストパターン形成を行ない、塗布ガントリーの複動走査に並行して、カメラガントリーが走査開始して、直前に塗布されたテストパターンをスキャンカメラで撮像し、そのパターンの中で、着弾径の小さい、或いは着弾そのものが無い等の「異常」を検知し、その「異常」判定の数や密度が許容値をこえているかどうか演算・判断して許容値を越えたと判断した場合、そのガラス基板はカラー材料の塗布不良として排出し、塗布装置は生産工程を休止して「クリーニング」のプロセスに入る。【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェットノズルを用いて基板の表面にカラー材料を供給する塗布装置に関する。

従来から、インクジェットノズルを用いてガラス基板上にカラーフィルタを製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。

具体的には、ガラス基板上に透明な着色材受容層を少なくとも設け、異なった色の画素間となるべき領域を撥着色材性を持った非着色領域とし、同一色となるべき画素同士が隣り合う箇所では、該同一色となるべき複数の画素部分を画素間領域も含めて切れ目なく着色材を付与することで着色してカラーフィルタを製造するようにしている。
特開平９−６８６１１号公報

インクジェットノズルの使用頻度が高いので、特許文献１の方法では、常に良好にカラー材料の吐出が行われる保証がなく、吐出不良が生じると、検査工程で不良が検出されるまで製造を継続する関係上、製造される不良品の数が多くなってしまうという問題がある。

また、インクジェットノズルから正常にカラー材料を吐出するためには、インクジェットノズルの表面を汚れがない状態に保つ必要がある。なぜならば、インクジェットノズルの表面にインク溜まりや異物が存在すると、吐出されるカラー材料の飛行軌跡が曲がり、または詰まりが発生し、これらの結果、インクジェットノズルからカラー材料が正確には吐出できなくなってしまい、ひいては、ガラス基板の表面にカラー材料が良好には付着せず、不良品が発生する原因になるからである。

よって、定期的にインクジェットノズルの表面のクリーニングを行って、インクジェットノズルの表面にインク溜まりや異物が存在しない状態を確保する必要がある。また、カラー材料吐出装置自体が何らかの理由で停止し、その後立ち上げる際には、インクジェットノズルにカラー材料を供給する供給経路の液置換、エアー抜き、およびノズルのクリーニングが必要であり、これらの一連の作業が完了して始めてインクジェットノズルがガラス基板にカラー材料を塗布可能になる。

そして、インクジェットノズルのクリーニングを行う場合には、カラー材料を供給するための一連の動作（ガラス基板の供給、ガラス基板のアラインメント、カラー材料の供給）を停止してクリーニング動作を行う必要がある。

また、装置立ち上げの際にも、立ち上げに必要な動作（供給経路の液置換、エアー抜き、およびノズルのクリーニング）の完了を待って、カラー材料を供給するための一連の動作を開始する必要がある。

したがって、これらの動作が必要であることに起因して、カラーフィルタの生産効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、吐出不良が生じた場合に、不良を迅速に検出することができるとともに、クリーニングのための必要動作、装置立ち上げのための必要動作に起因する生産効率の低下を防止することができる塗布装置を提供することを目的としている。

本発明は、塗布ガントリーの初めの１スキャン（塗布動作）の最後に、全てのノズルからカラー材料の塗布によるテストパターン形成を行ない、塗布ガントリーの複動走査に並行して、カメラガントリーが走査開始して、直前に塗布されたテストパターンをスキャンカメラで撮像し、そのパターンの中で、着弾径の小さい、或いは着弾そのものが無い等の「異常」を検知し、その「異常」判定の数や密度が許容値をこえているかどうか演算・判断して許容値を越えたと判断した場合、そのガラス基板はカラー材料の塗布不良として排出し、塗布装置は生産工程を休止して「クリーニング」のプロセスに入る。

すなわち、本発明の塗布装置は、
インクジェットノズル（５２）を用いて基板（２）の表面にカラー材料を供給する塗布装置であって、
基板（２）の表面にカラー材料を供給する複数のインクジェットノズル（５２）を有するインクジェットヘッド（５１）を搭載した第１ガントリー（４）と、
カメラ（９）を搭載した第２ガントリー（６）と、
前記インクジェットヘッドで前記基板上に形成したテストパターンを前記カメラで画像データに変換させ、前記画像データから前記インクジェットノズルの吐出不良を判断する制御部を有する塗布装置を提供するものである。

この塗布装置であれば、第１ガントリーに搭載されたインクジェットヘッドによって、基板の表面にカラー材料を供給することができる。そして、第２ガントリーに搭載されたカメラからの画像データを用いて、基板の表面にカラー材料が良好に付着したか否かを検査することができる。

したがって、吐出不良が生じた場合には、直ちに不良を検出することができ、製造される不良品の数を１つの基板だけに抑えることができる。

この場合において、前記第１ガントリー（塗布ガントリー）および第２ガントリー（カメラガントリー）は、基板を支持するステージに対してそれぞれ独立に往復動可能であることが好ましい。カラー材料塗布および検査の効率を高めることができるからである。

本発明は塗布ガントリーとカメラガントリーを独立に可動させることができるようにし、塗布ガントリーの最初の塗布動作に最後に全てのノズルからのインク吐出をカメラガントリーによって撮像し、塗布状態を確認するようにしたので、吐出不良が生じた場合には、直ちに不良を検出することができ、製造される不良品の数を１つの基板だけに低減することができるという特有の効果を奏することができる。

そして、第１ガントリーおよび第２ガントリーを、基板を支持するステージに対してそれぞれ独立に往復動させることが可能になるようにすることによって、カラー材料を供給するための一連の動作を停止することなく、インクジェットノズルのクリーニング動作を行うことができる。
これは、塗布装置の立ち上げの際において立ち上げに必要な動作の完了を待つことなく、カラー材料を供給するための一連の動作を開始することができることを意味する。また、さらにはひいては、カラー材料が供給された基板の生産効率を高めることができる。

カラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す斜視図である。 カラーフィルタ製造装置の制御系の構成を示す図である。 インクジェットヘッドバーの構成を概略的に示す拡大図である。 カラー材料塗布処理およびテストパターン検査処理を説明するタイミングチャートである。 カラー材料が塗布された状態の一例を示す概略図である。 ガラス基板上にカラーフィルタとテストパターンが形成された状態を示す概略図である。 テストパターン形成部分を拡大して示す概略図である。 吐出データテーブル作成処理を説明するフローチャートである。 カラーフィルタ製造処理を説明するフローチャートである。 吐出データテーブルの一例を示す図である。 インクジェットノズルからの着弾痕の一例を示す図である。 カラーフィルタ製造装置の塗布動作中にインクジェットノズルのクリーニングが必要になった場合の処理の一例を説明するフローチャートである。 カラーフィルタ製造装置立ち上げ時の処理の一例を説明するフローチャートである。

符号の説明

２ ガラス基板
３ 吸着テーブル
４ 塗布ガントリー
６ カメラガントリー
５１ インクジェットヘッド
５２ インクジェットノズル

以下、添付図面を参照して、本願発明の塗布装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下においては、カラーフィルタ製造装置を例にとって説明している。

図１はカラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す斜視図である。

このカラーフィルタ製造装置は、機台１上にステージの一実施形態である吸着テーブル３、塗布ガントリー（第１ガントリー）４、カメラガントリー（第２ガントリー）６などを支承している。なお、塗布ガントリー４、及びカメラガントリー６は、後述するように、吸着テーブル３に対して往復動可能である。

吸着テーブル３は、ガラス基板２を吸着保持するものであり、このガラス基板２の位置決めを達成するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、回転駆動されるとともに、Ｙ方向に駆動される。

塗布ガントリー４は、インクジェットヘッドバー５を保持するものであり、ガラス基板２にカラー材料を塗布するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、ガラス基板２に対する相対位置を調整するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｚ方向、Ｙ方向に駆動される。

カメラガントリー６は、ガラス基板２のアラインメントのためのアラインメントカメラ７、８、およびガラス基板２のブラックマトリックスの画素を検出するためのスキャンカメラ９を保持するものであり、アラインメント、画素検出のために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、アラインメントカメラ７、８、スキャンカメラ９をＹ方向に駆動する。

塗布ガントリー4およびカメラガントリー6の初期位置は、図1に示すように機台１上で相対する側にある。本発明の塗布装置では塗布ガントリー４の最初の塗布スキャンの後にテストパターンを塗布し、その後カメラガントリーがテストパターンを撮像しに行くからである。その際に、カメラガントリーの初期位置は塗布ガントリーの初期位置と反対側に有ったほうが、塗布ガントリーの動きが制限されることが少ない。なお、カメラガントリーは塗布ガントリーの初期位置より最初のスキャン側にあって、塗布ガントリーと共に移動するようにしてもよい。

アラインメントカメラ７、８はガラス基板２のマーク（図示せず）を検出するものであり、アラインメントカメラ７、８によるマーク検出結果に基づいて吸着テーブル３を回転させ、および／またはＹ方向に移動させることにより、ガラス基板２のアラインメントを達成することができる。

なお、Ｘ、Ｙは、吸着テーブル３により吸着保持されたガラス基板２の上面と平行な平面を規定すべく設定された互いに直交する方向を表し、Ｚは、Ｘ、Ｙにより規定された平面と直交する方向を表している。

図２はカラーフィルタ製造装置の制御系の構成を示す図である。吸着テーブル３上に保持されたガラス基板２に対して塗布ガントリー４とカメラガントリー６はそれぞれ移動可能に構成されている。カラーフィルタ製造装置は、これらを制御する制御部１２を有する。制御部１２からはカメラガントリーに対してカメラ位置を指示する命令Ｃｄｖｃが発せされる。この命令によってカメラガントリーの位置とカメラの位置が図示しない駆動装置によって移動する。

また、カメラからは画像データＳｉｍを取得することができる。この画像データＳｉｍには撮影したカメラの位置情報を含めてもよい。制御部１２は、画像データＳｉｍに基づいて塗布ガントリーに搭載された各インクジェットノズルからのインクの吐出状態の良／不良を判断する。

制御部１２は塗布ガントリーに対して移動命令Ｃｄｖｈを出力することができる。また、塗布ガントリーに搭載されたインクジェットヘッド５１のインクジェットノズル５２への吐出命令Ｃｐｒを発することもできる。また、塗布ガントリーの位置情報Ｓｘｙについては、機械的な読み取りといった方法で得ることができる。なお、制御部１２には吸着テーブルの吸着動作などの制御を行うようにしてもよい。

制御部１２はＭＰＵとプログラムを用いて実現してもよいが、専用のハードウェアで構成したり、シーケンス制御装置を組み合わせて構成してもよい。

図３はインクジェットヘッドバー５の構成を示す概略図である。
このインクジェットヘッドバー５は、複数個のインクジェットヘッド５１を整列させてなるものであり、各インクジェットヘッド５１は、複数個のインクジェットノズル５２を整列させてなるものである。そして、複数個のインクジェットヘッド５１は、全てのインクジェットノズル５２のＸ方向の間隔、Ｙ方向の間隔がそれぞれ所定の間隔となるように設定されている。

なお、インクジェットノズル５２は、インクジェットヘッドバー５の直角方向に必要な塗布密度を得るように配置する必要があり、この例では所定個数を単位として斜め方向に配列されているので、塗布ガントリー４をＸ方向に駆動しながら、インクジェットノズル５２を順次動作させることによって、Ｙ方向に直線的に整列させた状態でカラー材料を塗布することができる。

図３に示すインクジェットヘッドバー５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラー材料のいずれかを塗布するためのものであり、特には図示していないが、他のカラー材料を塗布するためのインクジェットヘッドバーも設けられている。

次いで、上記の構成のカラーフィルタ製造装置の動作を説明する。なお以下の動作は制御部１２が塗布ガントリーやカメラガントリーに対して送信する命令と、それぞれから受ける情報で実現することができる。

図４はカラー材料塗布処理およびテストパターン検査処理を説明するタイミングチャート、図８は、吐出データテーブル作成処理を説明するフローチャート、図９はカラーフィルタ製造処理を説明するフローチャートである。先ず、図９を参照してカラーフィルタ製造処理を説明する。

ステップＳＰ１において、図示しない搬入ロボットなどによる吸着テーブル３へのガラス基板２の搬入が行われた後に、ステップＳＰ２において、カメラガントリー６を往動させてガラス基板２のマークを検出し、検出結果に応じて搬入ロボットなどを動作させることによって、ガラス基板２の位置決めを達成する。

そして、ステップＳＰ３において、吸着テーブル３によりガラス基板２を吸着し、その後、ステップＳＰ４において、カメラガントリー６を往動させ、ステップＳＰ５において、ガラス基板２のアラインメントを行い、ステップＳＰ６において、カメラガントリー６を復動させる。

次いで、ステップＳＰ７において、往路塗布か復路塗布かを判定し、往路塗布であると判定された場合には、ステップＳＰ８において、塗布ガントリー４を往動させるとともに、Ｘ座標値を制御部１２へ出力し、逆に、ステップＳＰ７において復路塗布であると判定された場合には、ステップＳＰ９において、塗布ガントリー４を復動させる。なお、塗布ガントリーのＸ座標値は、機台上のリニアスケールの直読データや、始点を原点とする送り機構の送り量のデータからの塗布ガントリーの位置演算等によって得ることができる。

また、塗布ガントリーとインクジェットヘッドバー５の位置関係は予め定められた位置関係にあり、またインクジェットヘッドバーとインクジェットヘッドとの位置関係も予め分かっている。インクジェットヘッド中のインクジェットノズルは決められた位置関係で作製されるので、塗布ガントリーのＸ座標値が分かれば、個々のインクジェットノズルのＸ座標値を得ることができる。

そして、ステップＳＰ８またはステップＳＰ９の処理が行われた後は、ステップＳＰ１０において、Ｘ座標値に基づいて塗布が終端まで行われたか否かを判定する。なお、Ｘ座標値を検出する場合には、塗布ガントリー４とガラス基板２との相対移動を停止しておいてもよい。したがって、インクジェットノズル５２穴直下の着弾痕はノズル孔配列を転写したものを得ることもできる。

なお、吐出時の曲がりなどの影響でインクジェットノズルのＸ座標値と実際の着弾痕の間には微妙なずれが発生する。しかし、実際の着弾痕に基づく補正を行い塗布を行うので塗布位置が許容範囲以上ずれるといった問題は生じない。

図１１はインクジェットノズル５２からの着弾痕の一例を示す図である。図１１には、ノズル列、ノズル番号により定まる着弾痕を示しており、Ｐは画素ピッチ、Ｌ１〜Ｌ５はノズル列塗布方向間隔である。

図９に戻って、ステップＳＰ１０において塗布が終端までは行われていないと判定された場合には、ステップＳＰ１１において、塗布ガントリー４のＸ座標値出力信号と吐出データテーブルの吐出データとを比較し、ステップＳＰ１２において、Ｘ座標値と吐出データとが一致したか否かを判定し、Ｘ座標値と吐出データとが一致したと判定された場合には、ステップＳＰ１３において、インクジェットノズル５２による吐出動作を行う。

図１０は吐出データテーブルの一例を示す図であり、塗布走査回数、塗布方向画素番号、塗布方向画素位置、ノズル列、塗布ガントリーＸ座標値、全ノズルの吐出パターンが設定されている。なお、Ｘ０は初期移動量、Ｐｇは画素ピッチ、Ｌ１〜Ｌｎはノズル列塗布方向間隔、ｍは２以上の自然数である。

再び図９に戻って、ステップＳＰ１３の処理が行われた場合、またはステップＳＰ１２においてＸ座標値と吐出データとが一致しなかったと判定された場合には、再びステップＳＰ１０の判定を行う。

また、ステップＳＰ１０において塗布が終端まで行われたと判定された場合には、ステップＳＰ１４において、往路１回目の塗布であるか否かを判定する。

そして、往路１回目の塗布であると判定された場合には、ステップＳＰ１５において、塗布ガントリー４をテストパターン塗布位置に移動させ、ステップＳＰ１６において、テストパターンを形成する（具体的には、例えば、Ｘ方向移動、およびインクジェットノズル５２の選択で千鳥状のテストパターンを形成する）。

そして、ステップＳＰ１７において、吐出不良の有無を判定し、吐出不良が有ると判定された場合には、インクジェットノズルのクリーニングを行う（図１２のフローチャートの処理参照）。

ここで「吐出不良」とは、カメラガントリーに搭載されたカメラで撮像した画像データから画像処理によって求められる、吐出された着弾痕の量の不足をいう。ここで量の不足とは着弾痕の欠落を含む。画像処理によって得られた吐出量は所定の閾値と比較され閾値以下の場合に、吐出不良ありと判断される。この判断は、吐出量の総和が閾値以下である場合、吐出量が不足していると判断されるノズルの数が一定の数以下である場合を含む。

このように、テストパターン検査による不良判定のノズルの数と、その不良判定のノズルの密度が許容範囲を超えた時に、はじめて塗布装置の塗布動作を休止し、「クリーニング」のプロセスに入って生産が数分間停止される。

通常の量産品の生産工程では、塗布工程のあと、できあがった製品の検査工程で製品の品質確認が行なわれ、この段階で塗布時の吐出不良が発見される。しかし本発明の塗布装置は、最初の塗布スキャン直後にノズルからのインク吐出状態を確認するので、吐出不良による基板の不良品発生をその１枚だけに抑えることができる。

一方、ステップＳＰ１７において吐出不良が無いと判定された場合、または、ステップＳＰ１４において往路１回目の塗布ではないと判定された場合には、ステップＳＰ１８において、所定の回数の塗布が行われたか否かを判定し、所定の回数の塗布が行われていないと判定された場合には、ステップＳＰ１９において、塗布ガントリー４を停止させ、インクジェットヘッドバー５をＹ方向に移動させ、再びステップＳＰ７の判定を行う。

なお、塗布すべき画素を複数回の吐出によって塗布する場合は、Ｙ方向の移動距離は、着弾痕とほぼ等しい距離、ノズル配列ピッチ、画素の並列ピッチ、或いはインクジェットヘッドバー５の１回の塗布幅を移動させればよい。また、Ｙ方向の移動距離は、着弾痕とほぼ等しい距離にインクジェットノズルの長手方向の間隔の整数倍を加算した距離であってもよい。後者の場合には、１つの画素は、異なるインクジェットノズルによる吐出で塗布されることになる。そうすると、もしインクジェットノズル間で吐出量に差があっても、どの画素も複数のインクジェットノズルからの吐出によって塗布されるのであれば、どの画素も塗布されるインク量は平均化され、塗布むらの少ない製品を製造することが出来る。

一方、ステップＳＰ１８において所定の回数の塗布が行われたと判定された場合には、ステップＳＰ２０において、塗布を終了し、ステップＳＰ２１において、ガラス基板２の吸着を解除して排出処理を行い、そのまま一連の処理を終了する。

以上前記した着弾痕とほぼ等しい距離の移動による塗布動作を要約すれば、吸着テーブル３へのガラス基板２の搬入が行われた後に、カメラガントリー６を往動させてガラス基板２のマークを検出し、検出結果に応じて吸着テーブル３を動作させることによって、ガラス基板２のアラインメントを達成する。その後、カメラガントリー６を復動させる。

次いで、塗布ガントリー４を往動させて１回目の往路塗布を行う。
その後、塗布ガントリー４をＹ方向に僅かに移動させた状態で復動させることによって１回目の復路塗布を行い、この間に、カメラガントリー６を往動させてスキャンカメラ９によりガラス基板２のテストパターンの検査を行い、その後、カメラガントリー６を復動させる。その後、塗布ガントリー４をＹ方向に僅かに移動させた状態で往動させることによって、２回目の往路塗布を行う。

その後、塗布ガントリー４をＹ方向に僅かに移動させた状態で復動させることによって２回目の復路塗布を行う。その後、ガラス基板２の吸着保持を停止し、吸着テーブル３から搬出する。
その後、上記の一連の処理を反復的に行うことによって、所望枚数のカラーフィルタを製造することができる。

なお、ここでは２回の往復塗布を行う工程を説明したが、往復の回数は画素の大きさに応じて、塗布する回数が決定され、この回数に限定されるものではない。例えば、往復の回数は、機台上の塗布ガントリーの走査ごとの着弾径の大きさによって連続した塗布状態を得るために必要なＹ方向の移動量が着弾痕、ノズルピッチ、画素ピッチ或いはインクジェットヘッドバー５の１回の塗布幅で決定され、次に１つのノズルが塗布すべきＹ方向の塗布幅（画素の大きさ）に応じて塗布ガントリーの走査の回数を決めてもよい。

ここで連続した塗布状態とは、インクジェットノズル５２から吐出される点状態の着弾痕を連続させることによって一定の距離の間を塗布する状態をいう。

例えば、一度の吐出によってカラー材料の塗布を行った場合には、インクジェットノズル５２同士の間隔と等しい間隔でカラー材料が着弾するので、インクジェットヘッド５１に形成されたインクジェットノズル５２のピッチが大きければカラー材料を連続的に塗布した状態にはならない。

しかし、上記のタイミングチャートに従う処理を行った場合には、Ｙ方向の位置を僅かに変化させて塗布を行うのであるから、最終的に、図５、図６に示すように、ガラス基板２上に形成されたブラックマトリックス２２の該当する画素領域２３内にカラー材料を連続的に塗布することができる。

なお、図５で符号２４は吐出の中心位置を示しており、吐出されたインクは符号２４より広がって着弾痕となる。すなわち、図５は１つのブラックマトリックスを５つの着弾痕で一様に塗布したことを表す。

次いで図８を参照して吐出データテーブル作成処理を説明する。
ステップＳＰ１において、テスト用基板を吸着テーブル３に搬入し、ステップＳＰ２において、テスト用基板の位置決めを行い、ステップＳＰ３において、テスト用基板を吸着テーブル３に吸着保持し、ステップＳＰ４において、カメラガントリー６を往動させ、ステップＳＰ５において、テスト用基板のアラインメントを行い、ステップＳＰ６において、カメラガントリー６を復動させる。

そして、ステップＳＰ７において、塗布ガントリー４を往動させるとともに、Ｘ座標値を出力し、ステップＳＰ８において、テストパターン塗布位置に到達したか否かを判定し、テストパターン塗布位置に到達していないと判定された場合には、再びステップＳＰ７の処理を行う。すなわち、このルーチンを繰り返すことで、塗布ガントリーが所定の位置に移動する。

ステップＳＰ８においてテストパターン塗布位置に到達したと判定された場合には、ステップＳＰ９において、塗布ガントリー４を停止させ、インクジェット全孔（塗布ガントリー全てのインクジェットノズル（５２））からカラー材料を、着弾痕が千鳥配置になるように塗布ガントリーを僅かに移動させ、それぞれのインクジェットノズル５２の吐出タイミングをずらして１滴吐出し、ステップＳＰ１０において、塗布ガントリー４を復動させ、待機位置で停止させる。

そして、ステップＳＰ１１において、カメラガントリー６を往動させ、ステップＳＰ１２において、テストパターン検査位置に到達したか否かを判定し、テストパターン検査位置に到達していないと判定された場合には、再びステップＳＰ１１の処理を行う。

ステップＳＰ１２においてテストパターン検査位置に到達したと判定された場合には、ステップＳＰ１３において、カメラガントリー６を停止させ、ステップＳＰ１４において、スキャンカメラ９をＹ方向に移動させてテストパターンを検出し、テストパターンを検出した後にスキャンカメラ９をＹ方向に復動させる。

テストパターンの検出のステップは、より具体的には、スキャンカメラをＹ方向に往復動作させ、全てのノズルから吐出された液滴着弾痕を撮像し検出信号とすることを含む。

ステップＳＰ１４の処理後、ステップＳＰ１５において、カメラガントリー６を復動させて待機位置で停止させ、ステップＳＰ１６において、テスト用基板の吸着を解除して、排出し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳＰ１５、ステップＳＰ１６の処理と並行して、ステップＳＰ１７において、スキャンカメラ９による検出信号を画像処理し、Ｘ，Ｙ座標や着弾痕の径を算出し、ステップＳＰ１８において、テストパターンのカラー材料着弾痕から検出した座標位置情報を入力し、ステップＳＰ１９において、テスト用基板上の全画素の位置情報を入力し、ステップＳＰ２０において、その他のパラメータを入力し、ステップＳＰ２１において、データテーブルの演算／作成を行い、ステップＳＰ２２において、演算結果を吐出データテーブルに記憶し、一連の処理を終了する。

図６はガラス基板２上に６個のカラーフィルタＣＦが形成された状態を示している。また、カラーフィルタＣＦよりも外方の余剰領域に各カラー材料毎のテストパターンＴＰが形成されている様子を示す。

図７はテストパターンＴＰ形成部を拡大して示す図であり、カメラガントリー６により検査されるものとして、１回目の往路塗布によって形成されたテストパターンＴＰを示している。テストパターンＴＰには赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）のパターンがあり、塗布ガントリーとしては３色分のインクジェットヘッドが搭載されていることを示す。また、塗布ガントリーに搭載されたインクジェットヘッドのノズル配置幅と塗布領域の幅は、ほぼ一致したものとなっている場合を示している。

また、前述のようにテストパターンは塗布ガントリー５の僅かな移動と、それぞれのインクジェットノズル５２の吐出タイミングをずらして吐出しているので、カラー材料同士は互いに離れているとともに千鳥状となっている。このテストパターンＴＰを検査することで、吐出不良が検出された場合には、直ちに必要な対処（インクジェットノズル５２のクリーニングなど）を行うことができ、不良品が製造されることを最小限にすることができる。

また、テストパターンの着弾痕の配置を千鳥状にすることによって、カラー材料同士の着弾痕の間隔を大きくすることができ、隣接する着弾痕が重なり合うことがないようにして画像処理にゆとりを持たせることができるので、検査精度を高めることができる。また、カメラガントリー６のスキャンカメラ９によるテストパターンＴＰの検査は、塗布ガントリー４を動作させることによる塗布動作中に行われるので、テストパターンＴＰを検査するための時間を余分に必要とすることがなく、タクトタイムが長くなってしまうという不都合を未然に防止することができる。

上記に説明したテストパターンによるノズルの不良検査は、塗布前に行ってもよい。この場合は、タクトタイムが長くなってしまうが、不良品となると分かっている塗布を中止でき、基板のロスを最小にすることができる。また、塗布終了後に検査を行うってもよい。ただし、この場合は、塗布の次工程での検査になるので、タクトタイムには影響を及ぼさないが、基板のロスが１枚以上になってしまう。

また、カメラガントリー６のスキャンカメラ９によるテストパターンＴＰの検査は、ガラス基板２に形成されたテストパターンＴＰに基づいて行われるので、カラー材料の塗布がどのように行われるかを精度よく検査することができる。もちろん、どのインクジェットヘッド５１の吐出異常かを迅速に判定することができる。

また、着弾痕の径から各インクジェットノズルの吐出量を換算するので、検査結果に基づいてインクジェットヘッド５１の吐出制御を行うことによって、カラー材料の吐出の適正化を達成することができる。

また、カラーフィルタが製造されるガラス基板毎に上記の検査が行われるので、吐出方向のずれが徐々に大きくなることなどを検出することができ、この結果、吐出方向の異常を早期に検出することができる。

さらに、テストパターンＴＰを別途設けられた検査装置で検査することができ、スキャンカメラ９による検出限界を超える詳細な検査を達成することができる。

また、テストパターンを紙など、ガラス基板２とは別のものに描画することも考えられるが、この場合には、テストパターンを描画するための余分な材料が必要であるだけでなく、テストパターンを描画するための余分な時間が必要であるという問題がある。しかし、上記の実施の形態では、テストパターンを描画するための余分な材料が不要であるとともに、テストパターンを描画するための余分な時間が不要である。

図１２は、カラーフィルタ製造装置の塗布動作中にインクジェットノズルのクリーニングが必要になった場合の処理の一例を説明するフローチャートである。
ステップＳＰ１において、塗布ガントリー４を所定のクリーニング位置まで移動させ、ステップＳＰ２において、インクジェットノズル５２のクリーニング動作を開始する。そして、ステップＳＰ３において、塗布後の動作（ガラス基板２の搬出、ガラス基板２の搬入、カメラガントリー６を動作させることによるガラス基板２のアライメント）を開始する。そして、ステップＳＰ４において、インクジェットノズル５２のクリーニング動作が終了するまで待ち、ステップＳＰ５において、塗布後の動作が終了するまで待ち、ステップＳＰ６において、塗布動作のために塗布ガントリー４を動作させ、この処理を終了する。したがって、その後は、塗布処理を行う。

以上から分かるように、インクジェットノズル５２のクリーニングと塗布後の動作を並行して行うことができ、カラーフィルタの生産効率を高めることができる。

図１３は、カラーフィルタ製造装置立ち上げ時の処理の一例を説明するフローチャートである。ステップＳＰ１において、立ち上げに必要な動作（供給経路の液置換、エアー抜き、およびノズルのクリーニング）を開始し、ステップＳＰ２において、塗布のための一連の動作（ガラス基板２の搬入、ガラス基板２のアライメント、カラー材料の供給）を開始し、ステップＳＰ３において、立ち上げに必要な動作が終了するまで待ち、ステップＳＰ４において、塗布のための一連の動作の中のガラス基板２のアライメントが終了するまで待ち、ステップＳＰ５において、塗布動作のために塗布ガントリー４を動作させ、この処理を終了する。したがって、その後は、塗布処理を行う。

以上から分かるように、立ち上げに必要な動作と塗布のための一連の動作の一部を並行して行うことができ、カラーフィルタの生産効率を高めることができる。

本発明は、インクジェットノズルを用いて基板の表面にカラー材料を供給する塗布装置に関する。

従来から、インクジェットノズルを用いてガラス基板上にカラーフィルタを製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。

具体的には、ガラス基板上に透明な着色材受容層を少なくとも設け、異なった色の画素間となるべき領域を撥着色材性を持った非着色領域とし、同一色となるべき画素同士が隣り合う箇所では、該同一色となるべき複数の画素部分を画素間領域も含めて切れ目なく着色材を付与することで着色してカラーフィルタを製造するようにしている。

特開平９−６８６１１号公報

インクジェットノズルの使用頻度が高いので、特許文献１の方法では、常に良好にカラー材料の吐出が行われる保証がなく、吐出不良が生じると、検査工程で不良が検出されるまで製造を継続する関係上、製造される不良品の数が多くなってしまうという問題がある。

また、インクジェットノズルから正常にカラー材料を吐出するためには、インクジェットノズルの表面を汚れがない状態に保つ必要がある。なぜならば、インクジェットノズルの表面にインク溜まりや異物が存在すると、吐出されるカラー材料の飛行軌跡が曲がり、または詰まりが発生し、これらの結果、インクジェットノズルからカラー材料が正確には吐出できなくなってしまい、ひいては、ガラス基板の表面にカラー材料が良好には付着せず、不良品が発生する原因になるからである。

よって、定期的にインクジェットノズルの表面のクリーニングを行って、インクジェットノズルの表面にインク溜まりや異物が存在しない状態を確保する必要がある。また、カラー材料吐出装置自体が何らかの理由で停止し、その後立ち上げる際には、インクジェットノズルにカラー材料を供給する供給経路の液置換、エアー抜き、およびノズルのクリーニングが必要であり、これらの一連の作業が完了して始めてインクジェットノズルがガラス基板にカラー材料を塗布可能になる。

そして、インクジェットノズルのクリーニングを行う場合には、カラー材料を供給するための一連の動作（ガラス基板の供給、ガラス基板のアラインメント、カラー材料の供給）を停止してクリーニング動作を行う必要がある。

また、装置立ち上げの際にも、立ち上げに必要な動作（供給経路の液置換、エアー抜き、およびノズルのクリーニング）の完了を待って、カラー材料を供給するための一連の動作を開始する必要がある。

したがって、これらの動作が必要であることに起因して、カラーフィルタの生産効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、吐出不良が生じた場合に、不良を迅速に検出することができるとともに、クリーニングのための必要動作、装置立ち上げのための必要動作に起因する生産効率の低下を防止することができる塗布装置を提供することを目的としている。

本発明は、塗布ガントリーの初めの１スキャン（塗布動作）の最後に、全てのノズルからカラー材料の塗布によるテストパターン形成を行ない、塗布ガントリーの複動走査に並行して、カメラガントリーが走査開始して、直前に塗布されたテストパターンをスキャンカメラで撮像し、そのパターンの中で、着弾径の小さい、或いは着弾そのものが無い等の「異常」を検知し、その「異常」判定の数や密度が許容値をこえているかどうか演算・判断して許容値を越えたと判断した場合、そのガラス基板はカラー材料の塗布不良として排出し、塗布装置は生産工程を休止して「クリーニング」のプロセスに入る。

すなわち、本発明の塗布装置は、
インクジェットノズル（５２）を用いて基板（２）の表面にカラー材料を供給する塗布装置であって、
基板（２）の表面にカラー材料を供給する複数のインクジェットノズル（５２）を有するインクジェットヘッド（５１）を搭載した第１ガントリー（４）と、
カメラ（９）を搭載した第２ガントリー（６）と、
前記インクジェットヘッドで前記基板上に形成したテストパターンを前記カメラで画像データに変換させ、前記画像データから前記インクジェットノズルの吐出不良を判断する制御部を有する塗布装置を提供するものである。

この塗布装置であれば、第１ガントリーに搭載されたインクジェットヘッドによって、基板の表面にカラー材料を供給することができる。そして、第２ガントリーに搭載されたカメラからの画像データを用いて、基板の表面にカラー材料が良好に付着したか否かを検査することができる。

したがって、吐出不良が生じた場合には、直ちに不良を検出することができ、製造される不良品の数を１つの基板だけに抑えることができる。

この場合において、前記第１ガントリー（塗布ガントリー）および第２ガントリー（カメラガントリー）は、基板を支持するステージに対してそれぞれ独立に往復動可能であることが好ましい。カラー材料塗布および検査の効率を高めることができるからである。

本発明は塗布ガントリーとカメラガントリーを独立に可動させることができるようにし、塗布ガントリーの最初の塗布動作に最後に全てのノズルからのインク吐出をカメラガントリーによって撮像し、塗布状態を確認するようにしたので、吐出不良が生じた場合には、直ちに不良を検出することができ、製造される不良品の数を１つの基板だけに低減することができるという特有の効果を奏することができる。

そして、第１ガントリーおよび第２ガントリーを、基板を支持するステージに対してそれぞれ独立に往復動させることが可能になるようにすることによって、カラー材料を供給するための一連の動作を停止することなく、インクジェットノズルのクリーニング動作を行うことができる。

これは、塗布装置の立ち上げの際において立ち上げに必要な動作の完了を待つことなく、カラー材料を供給するための一連の動作を開始することができることを意味する。また、さらにはひいては、カラー材料が供給された基板の生産効率を高めることができる。

カラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す斜視図である。 カラーフィルタ製造装置の制御系の構成を示す図である。 インクジェットヘッドバーの構成を概略的に示す拡大図である。 カラー材料塗布処理およびテストパターン検査処理を説明するタイミングチャートである。 カラー材料が塗布された状態の一例を示す概略図である。 ガラス基板上にカラーフィルタとテストパターンが形成された状態を示す概略図である。 テストパターン形成部分を拡大して示す概略図である。 吐出データテーブル作成処理を説明するフローチャートである。 カラーフィルタ製造処理を説明するフローチャートである。 吐出データテーブルの一例を示す図である。 インクジェットノズルからの着弾痕の一例を示す図である。 カラーフィルタ製造装置の塗布動作中にインクジェットノズルのクリーニングが必要になった場合の処理の一例を説明するフローチャートである。 カラーフィルタ製造装置立ち上げ時の処理の一例を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願発明の塗布装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下においては、カラーフィルタ製造装置を例にとって説明している。

図１はカラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す斜視図である。

このカラーフィルタ製造装置は、機台１上にステージの一実施形態である吸着テーブル３、塗布ガントリー（第１ガントリー）４、カメラガントリー（第２ガントリー）６などを支承している。なお、塗布ガントリー４、及びカメラガントリー６は、後述するように、吸着テーブル３に対して往復動可能である。

吸着テーブル３は、ガラス基板２を吸着保持するものであり、このガラス基板２の位置決めを達成するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、回転駆動されるとともに、Ｙ方向に駆動される。

塗布ガントリー４は、インクジェットヘッドバー５を保持するものであり、ガラス基板２にカラー材料を塗布するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、ガラス基板２に対する相対位置を調整するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｚ方向、Ｙ方向に駆動される。

カメラガントリー６は、ガラス基板２のアラインメントのためのアラインメントカメラ７、８、およびガラス基板２のブラックマトリックスの画素を検出するためのスキャンカメラ９を保持するものであり、アラインメント、画素検出のために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、アラインメントカメラ７、８、スキャンカメラ９をＹ方向に駆動する。

塗布ガントリー4およびカメラガントリー6の初期位置は、図1に示すように機台１上で相対する側にある。本発明の塗布装置では塗布ガントリー４の最初の塗布スキャンの後にテストパターンを塗布し、その後カメラガントリーがテストパターンを撮像しに行くからである。その際に、カメラガントリーの初期位置は塗布ガントリーの初期位置と反対側に有ったほうが、塗布ガントリーの動きが制限されることが少ない。なお、カメラガントリーは塗布ガントリーの初期位置より最初のスキャン側にあって、塗布ガントリーと共に移動するようにしてもよい。

アラインメントカメラ７、８はガラス基板２のマーク（図示せず）を検出するものであり、アラインメントカメラ７、８によるマーク検出結果に基づいて吸着テーブル３を回転させ、および／またはＹ方向に移動させることにより、ガラス基板２のアラインメントを達成することができる。

なお、Ｘ、Ｙは、吸着テーブル３により吸着保持されたガラス基板２の上面と平行な平面を規定すべく設定された互いに直交する方向を表し、Ｚは、Ｘ、Ｙにより規定された平面と直交する方向を表している。

図２はカラーフィルタ製造装置の制御系の構成を示す図である。吸着テーブル３上に保持されたガラス基板２に対して塗布ガントリー４とカメラガントリー６はそれぞれ移動可能に構成されている。カラーフィルタ製造装置は、これらを制御する制御部１２を有する。制御部１２からはカメラガントリーに対してカメラ位置を指示する命令Ｃｄｖｃが発せされる。この命令によってカメラガントリーの位置とカメラの位置が図示しない駆動装置によって移動する。

また、カメラからは画像データＳｉｍを取得することができる。この画像データＳｉｍには撮影したカメラの位置情報を含めてもよい。制御部１２は、画像データＳｉｍに基づいて塗布ガントリーに搭載された各インクジェットノズルからのインクの吐出状態の良／不良を判断する。

制御部１２は塗布ガントリーに対して移動命令Ｃｄｖｈを出力することができる。また、塗布ガントリーに搭載されたインクジェットヘッド５１のインクジェットノズル５２への吐出命令Ｃｐｒを発することもできる。また、塗布ガントリーの位置情報Ｓｘｙについては、機械的な読み取りといった方法で得ることができる。なお、制御部１２には吸着テーブルの吸着動作などの制御を行うようにしてもよい。

制御部１２はＭＰＵとプログラムを用いて実現してもよいが、専用のハードウェアで構成したり、シーケンス制御装置を組み合わせて構成してもよい。

図３はインクジェットヘッドバー５の構成を示す概略図である。
このインクジェットヘッドバー５は、複数個のインクジェットヘッド５１を整列させてなるものであり、各インクジェットヘッド５１は、複数個のインクジェットノズル５２を整列させてなるものである。そして、複数個のインクジェットヘッド５１は、全てのインクジェットノズル５２のＸ方向の間隔、Ｙ方向の間隔がそれぞれ所定の間隔となるように設定されている。

なお、インクジェットノズル５２は、インクジェットヘッドバー５の直角方向に必要な塗布密度を得るように配置する必要があり、この例では所定個数を単位として斜め方向に配列されているので、塗布ガントリー４をＸ方向に駆動しながら、インクジェットノズル５２を順次動作させることによって、Ｙ方向に直線的に整列させた状態でカラー材料を塗布することができる。

図３に示すインクジェットヘッドバー５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラー材料のいずれかを塗布するためのものであり、特には図示していないが、他のカラー材料を塗布するためのインクジェットヘッドバーも設けられている。

次いで、上記の構成のカラーフィルタ製造装置の動作を説明する。なお以下の動作は制御部１２が塗布ガントリーやカメラガントリーに対して送信する命令と、それぞれから受ける情報で実現することができる。

図４はカラー材料塗布処理およびテストパターン検査処理を説明するタイミングチャート、図８は、吐出データテーブル作成処理を説明するフローチャート、図９はカラーフィルタ製造処理を説明するフローチャートである。先ず、図９を参照してカラーフィルタ製造処理を説明する。

ステップＳＰ１において、図示しない搬入ロボットなどによる吸着テーブル３へのガラス基板２の搬入が行われた後に、ステップＳＰ２において、カメラガントリー６を往動させてガラス基板２のマークを検出し、検出結果に応じて搬入ロボットなどを動作させることによって、ガラス基板２の位置決めを達成する。

そして、ステップＳＰ３において、吸着テーブル３によりガラス基板２を吸着し、その後、ステップＳＰ４において、カメラガントリー６を往動させ、ステップＳＰ５において、ガラス基板２のアラインメントを行い、ステップＳＰ６において、カメラガントリー６を復動させる。

次いで、ステップＳＰ７において、往路塗布か復路塗布かを判定し、往路塗布であると判定された場合には、ステップＳＰ８において、塗布ガントリー４を往動させるとともに、Ｘ座標値を制御部１２へ出力し、逆に、ステップＳＰ７において復路塗布であると判定された場合には、ステップＳＰ９において、塗布ガントリー４を復動させる。なお、塗布ガントリーのＸ座標値は、機台上のリニアスケールの直読データや、始点を原点とする送り機構の送り量のデータからの塗布ガントリーの位置演算等によって得ることができる。

また、塗布ガントリーとインクジェットヘッドバー５の位置関係は予め定められた位置関係にあり、またインクジェットヘッドバーとインクジェットヘッドとの位置関係も予め分かっている。インクジェットヘッド中のインクジェットノズルは決められた位置関係で作製されるので、塗布ガントリーのＸ座標値が分かれば、個々のインクジェットノズルのＸ座標値を得ることができる。

そして、ステップＳＰ８またはステップＳＰ９の処理が行われた後は、ステップＳＰ１０において、Ｘ座標値に基づいて塗布が終端まで行われたか否かを判定する。なお、Ｘ座標値を検出する場合には、塗布ガントリー４とガラス基板２との相対移動を停止しておいてもよい。したがって、インクジェットノズル５２穴直下の着弾痕はノズル孔配列を転写したものを得ることもできる。

なお、吐出時の曲がりなどの影響でインクジェットノズルのＸ座標値と実際の着弾痕の間には微妙なずれが発生する。しかし、実際の着弾痕に基づく補正を行い塗布を行うので塗布位置が許容範囲以上ずれるといった問題は生じない。

図１１はインクジェットノズル５２からの着弾痕の一例を示す図である。図１１には、ノズル列、ノズル番号により定まる着弾痕を示しており、Ｐは画素ピッチ、Ｌ１〜Ｌ５はノズル列塗布方向間隔である。

図９に戻って、ステップＳＰ１０において塗布が終端までは行われていないと判定された場合には、ステップＳＰ１１において、塗布ガントリー４のＸ座標値出力信号と吐出データテーブルの吐出データとを比較し、ステップＳＰ１２において、Ｘ座標値と吐出データとが一致したか否かを判定し、Ｘ座標値と吐出データとが一致したと判定された場合には、ステップＳＰ１３において、インクジェットノズル５２による吐出動作を行う。

図１０は吐出データテーブルの一例を示す図であり、塗布走査回数、塗布方向画素番号、塗布方向画素位置、ノズル列、塗布ガントリーＸ座標値、全ノズルの吐出パターンが設定されている。なお、Ｘ０は初期移動量、Ｐｇは画素ピッチ、Ｌ１〜Ｌｎはノズル列塗布方向間隔、ｍは２以上の自然数である。

再び図９に戻って、ステップＳＰ１３の処理が行われた場合、またはステップＳＰ１２においてＸ座標値と吐出データとが一致しなかったと判定された場合には、再びステップＳＰ１０の判定を行う。

また、ステップＳＰ１０において塗布が終端まで行われたと判定された場合には、ステップＳＰ１４において、往路１回目の塗布であるか否かを判定する。

そして、往路１回目の塗布であると判定された場合には、ステップＳＰ１５において、塗布ガントリー４をテストパターン塗布位置に移動させ、ステップＳＰ１６において、テストパターンを形成する（具体的には、例えば、Ｘ方向移動、およびインクジェットノズル５２の選択で千鳥状のテストパターンを形成する）。

そして、ステップＳＰ１７において、吐出不良の有無を判定し、吐出不良が有ると判定された場合には、インクジェットノズルのクリーニングを行う（図１２のフローチャートの処理参照）。

ここで「吐出不良」とは、カメラガントリーに搭載されたカメラで撮像した画像データから画像処理によって求められる、吐出された着弾痕の量の不足をいう。ここで量の不足とは着弾痕の欠落を含む。画像処理によって得られた吐出量は所定の閾値と比較され閾値以下の場合に、吐出不良ありと判断される。この判断は、吐出量の総和が閾値以下である場合、吐出量が不足していると判断されるノズルの数が一定の数以下である場合を含む。

このように、テストパターン検査による不良判定のノズルの数と、その不良判定のノズルの密度が許容範囲を超えた時に、はじめて塗布装置の塗布動作を休止し、「クリーニング」のプロセスに入って生産が数分間停止される。

通常の量産品の生産工程では、塗布工程のあと、できあがった製品の検査工程で製品の品質確認が行なわれ、この段階で塗布時の吐出不良が発見される。しかし本発明の塗布装置は、最初の塗布スキャン直後にノズルからのインク吐出状態を確認するので、吐出不良による基板の不良品発生をその１枚だけに抑えることができる。

一方、ステップＳＰ１７において吐出不良が無いと判定された場合、または、ステップＳＰ１４において往路１回目の塗布ではないと判定された場合には、ステップＳＰ１８において、所定の回数の塗布が行われたか否かを判定し、所定の回数の塗布が行われていないと判定された場合には、ステップＳＰ１９において、塗布ガントリー４を停止させ、インクジェットヘッドバー５をＹ方向に移動させ、再びステップＳＰ７の判定を行う。

なお、塗布すべき画素を複数回の吐出によって塗布する場合は、Ｙ方向の移動距離は、着弾痕とほぼ等しい距離、ノズル配列ピッチ、画素の並列ピッチ、或いはインクジェットヘッドバー５の１回の塗布幅を移動させればよい。また、Ｙ方向の移動距離は、着弾痕とほぼ等しい距離にインクジェットノズルの長手方向の間隔の整数倍を加算した距離であってもよい。後者の場合には、１つの画素は、異なるインクジェットノズルによる吐出で塗布されることになる。そうすると、もしインクジェットノズル間で吐出量に差があっても、どの画素も複数のインクジェットノズルからの吐出によって塗布されるのであれば、どの画素も塗布されるインク量は平均化され、塗布むらの少ない製品を製造することが出来る。

一方、ステップＳＰ１８において所定の回数の塗布が行われたと判定された場合には、ステップＳＰ２０において、塗布を終了し、ステップＳＰ２１において、ガラス基板２の吸着を解除して排出処理を行い、そのまま一連の処理を終了する。

以上前記した着弾痕とほぼ等しい距離の移動による塗布動作を要約すれば、吸着テーブル３へのガラス基板２の搬入が行われた後に、カメラガントリー６を往動させてガラス基板２のマークを検出し、検出結果に応じて吸着テーブル３を動作させることによって、ガラス基板２のアラインメントを達成する。その後、カメラガントリー６を復動させる。

次いで、塗布ガントリー４を往動させて１回目の往路塗布を行う。
その後、塗布ガントリー４をＹ方向に僅かに移動させた状態で復動させることによって１回目の復路塗布を行い、この間に、カメラガントリー６を往動させてスキャンカメラ９によりガラス基板２のテストパターンの検査を行い、その後、カメラガントリー６を復動させる。その後、塗布ガントリー４をＹ方向に僅かに移動させた状態で往動させることによって、２回目の往路塗布を行う。

その後、塗布ガントリー４をＹ方向に僅かに移動させた状態で復動させることによって２回目の復路塗布を行う。その後、ガラス基板２の吸着保持を停止し、吸着テーブル３から搬出する。

その後、上記の一連の処理を反復的に行うことによって、所望枚数のカラーフィルタを製造することができる。

なお、ここでは２回の往復塗布を行う工程を説明したが、往復の回数は画素の大きさに応じて、塗布する回数が決定され、この回数に限定されるものではない。例えば、往復の回数は、機台上の塗布ガントリーの走査ごとの着弾径の大きさによって連続した塗布状態を得るために必要なＹ方向の移動量が着弾痕、ノズルピッチ、画素ピッチ或いはインクジェットヘッドバー５の１回の塗布幅で決定され、次に１つのノズルが塗布すべきＹ方向の塗布幅（画素の大きさ）に応じて塗布ガントリーの走査の回数を決めてもよい。

ここで連続した塗布状態とは、インクジェットノズル５２から吐出される点状態の着弾痕を連続させることによって一定の距離の間を塗布する状態をいう。

例えば、一度の吐出によってカラー材料の塗布を行った場合には、インクジェットノズル５２同士の間隔と等しい間隔でカラー材料が着弾するので、インクジェットヘッド５１に形成されたインクジェットノズル５２のピッチが大きければカラー材料を連続的に塗布した状態にはならない。

しかし、上記のタイミングチャートに従う処理を行った場合には、Ｙ方向の位置を僅かに変化させて塗布を行うのであるから、最終的に、図５、図６に示すように、ガラス基板２上に形成されたブラックマトリックス２２の該当する画素領域２３内にカラー材料を連続的に塗布することができる。

なお、図５で符号２４は吐出の中心位置を示しており、吐出されたインクは符号２４より広がって着弾痕となる。すなわち、図５は１つのブラックマトリックスを５つの着弾痕で一様に塗布したことを表す。

次いで図８を参照して吐出データテーブル作成処理を説明する。

ステップＳＰ１において、テスト用基板を吸着テーブル３に搬入し、ステップＳＰ２において、テスト用基板の位置決めを行い、ステップＳＰ３において、テスト用基板を吸着テーブル３に吸着保持し、ステップＳＰ４において、カメラガントリー６を往動させ、ステップＳＰ５において、テスト用基板のアラインメントを行い、ステップＳＰ６において、カメラガントリー６を復動させる。

そして、ステップＳＰ７において、塗布ガントリー４を往動させるとともに、Ｘ座標値を出力し、ステップＳＰ８において、テストパターン塗布位置に到達したか否かを判定し、テストパターン塗布位置に到達していないと判定された場合には、再びステップＳＰ７の処理を行う。すなわち、このルーチンを繰り返すことで、塗布ガントリーが所定の位置に移動する。

ステップＳＰ８においてテストパターン塗布位置に到達したと判定された場合には、ステップＳＰ９において、塗布ガントリー４を停止させ、インクジェット全孔（塗布ガントリー全てのインクジェットノズル（５２））からカラー材料を、着弾痕が千鳥配置になるように塗布ガントリーを僅かに移動させ、それぞれのインクジェットノズル５２の吐出タイミングをずらして１滴吐出し、ステップＳＰ１０において、塗布ガントリー４を復動させ、待機位置で停止させる。

そして、ステップＳＰ１１において、カメラガントリー６を往動させ、ステップＳＰ１２において、テストパターン検査位置に到達したか否かを判定し、テストパターン検査位置に到達していないと判定された場合には、再びステップＳＰ１１の処理を行う。

ステップＳＰ１２においてテストパターン検査位置に到達したと判定された場合には、ステップＳＰ１３において、カメラガントリー６を停止させ、ステップＳＰ１４において、スキャンカメラ９をＹ方向に移動させてテストパターンを検出し、テストパターンを検出した後にスキャンカメラ９をＹ方向に復動させる。

テストパターンの検出のステップは、より具体的には、スキャンカメラをＹ方向に往復動作させ、全てのノズルから吐出された液滴着弾痕を撮像し検出信号とすることを含む。

ステップＳＰ１４の処理後、ステップＳＰ１５において、カメラガントリー６を復動させて待機位置で停止させ、ステップＳＰ１６において、テスト用基板の吸着を解除して、排出し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳＰ１５、ステップＳＰ１６の処理と並行して、ステップＳＰ１７において、スキャンカメラ９による検出信号を画像処理し、Ｘ，Ｙ座標や着弾痕の径を算出し、ステップＳＰ１８において、テストパターンのカラー材料着弾痕から検出した座標位置情報を入力し、ステップＳＰ１９において、テスト用基板上の全画素の位置情報を入力し、ステップＳＰ２０において、その他のパラメータを入力し、ステップＳＰ２１において、データテーブルの演算／作成を行い、ステップＳＰ２２において、演算結果を吐出データテーブルに記憶し、一連の処理を終了する。

図６はガラス基板２上に６個のカラーフィルタＣＦが形成された状態を示している。また、カラーフィルタＣＦよりも外方の余剰領域に各カラー材料毎のテストパターンＴＰが形成されている様子を示す。

図７はテストパターンＴＰ形成部を拡大して示す図であり、カメラガントリー６により検査されるものとして、１回目の往路塗布によって形成されたテストパターンＴＰを示している。テストパターンＴＰには赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）のパターンがあり、塗布ガントリーとしては３色分のインクジェットヘッドが搭載されていることを示す。また、塗布ガントリーに搭載されたインクジェットヘッドのノズル配置幅と塗布領域の幅は、ほぼ一致したものとなっている場合を示している。

また、前述のようにテストパターンは塗布ガントリー５の僅かな移動と、それぞれのインクジェットノズル５２の吐出タイミングをずらして吐出しているので、カラー材料同士は互いに離れているとともに千鳥状となっている。このテストパターンＴＰを検査することで、吐出不良が検出された場合には、直ちに必要な対処（インクジェットノズル５２のクリーニングなど）を行うことができ、不良品が製造されることを最小限にすることができる。

また、テストパターンの着弾痕の配置を千鳥状にすることによって、カラー材料同士の着弾痕の間隔を大きくすることができ、隣接する着弾痕が重なり合うことがないようにして画像処理にゆとりを持たせることができるので、検査精度を高めることができる。また、カメラガントリー６のスキャンカメラ９によるテストパターンＴＰの検査は、塗布ガントリー４を動作させることによる塗布動作中に行われるので、テストパターンＴＰを検査するための時間を余分に必要とすることがなく、タクトタイムが長くなってしまうという不都合を未然に防止することができる。

上記に説明したテストパターンによるノズルの不良検査は、塗布前に行ってもよい。この場合は、タクトタイムが長くなってしまうが、不良品となると分かっている塗布を中止でき、基板のロスを最小にすることができる。また、塗布終了後に検査を行うってもよい。ただし、この場合は、塗布の次工程での検査になるので、タクトタイムには影響を及ぼさないが、基板のロスが１枚以上になってしまう。

また、カメラガントリー６のスキャンカメラ９によるテストパターンＴＰの検査は、ガラス基板２に形成されたテストパターンＴＰに基づいて行われるので、カラー材料の塗布がどのように行われるかを精度よく検査することができる。もちろん、どのインクジェットヘッド５１の吐出異常かを迅速に判定することができる。

また、着弾痕の径から各インクジェットノズルの吐出量を換算するので、検査結果に基づいてインクジェットヘッド５１の吐出制御を行うことによって、カラー材料の吐出の適正化を達成することができる。

また、カラーフィルタが製造されるガラス基板毎に上記の検査が行われるので、吐出方向のずれが徐々に大きくなることなどを検出することができ、この結果、吐出方向の異常を早期に検出することができる。

さらに、テストパターンＴＰを別途設けられた検査装置で検査することができ、スキャンカメラ９による検出限界を超える詳細な検査を達成することができる。

また、テストパターンを紙など、ガラス基板２とは別のものに描画することも考えられるが、この場合には、テストパターンを描画するための余分な材料が必要であるだけでなく、テストパターンを描画するための余分な時間が必要であるという問題がある。しかし、上記の実施の形態では、テストパターンを描画するための余分な材料が不要であるとともに、テストパターンを描画するための余分な時間が不要である。

図１２は、カラーフィルタ製造装置の塗布動作中にインクジェットノズルのクリーニングが必要になった場合の処理の一例を説明するフローチャートである。

ステップＳＰ１において、塗布ガントリー４を所定のクリーニング位置まで移動させ、ステップＳＰ２において、インクジェットノズル５２のクリーニング動作を開始する。そして、ステップＳＰ３において、塗布後の動作（ガラス基板２の搬出、ガラス基板２の搬入、カメラガントリー６を動作させることによるガラス基板２のアライメント）を開始する。そして、ステップＳＰ４において、インクジェットノズル５２のクリーニング動作が終了するまで待ち、ステップＳＰ５において、塗布後の動作が終了するまで待ち、ステップＳＰ６において、塗布動作のために塗布ガントリー４を動作させ、この処理を終了する。したがって、その後は、塗布処理を行う。

以上から分かるように、インクジェットノズル５２のクリーニングと塗布後の動作を並行して行うことができ、カラーフィルタの生産効率を高めることができる。

図１３は、カラーフィルタ製造装置立ち上げ時の処理の一例を説明するフローチャートである。ステップＳＰ１において、立ち上げに必要な動作（供給経路の液置換、エアー抜き、およびノズルのクリーニング）を開始し、ステップＳＰ２において、塗布のための一連の動作（ガラス基板２の搬入、ガラス基板２のアライメント、カラー材料の供給）を開始し、ステップＳＰ３において、立ち上げに必要な動作が終了するまで待ち、ステップＳＰ４において、塗布のための一連の動作の中のガラス基板２のアライメントが終了するまで待ち、ステップＳＰ５において、塗布動作のために塗布ガントリー４を動作させ、この処理を終了する。したがって、その後は、塗布処理を行う。

以上から分かるように、立ち上げに必要な動作と塗布のための一連の動作の一部を並行して行うことができ、カラーフィルタの生産効率を高めることができる。

２ ガラス基板
３ 吸着テーブル
４ 塗布ガントリー
６ カメラガントリー
５１ インクジェットヘッド
５２ インクジェットノズル

Claims (2)

1. インクジェットノズル（５２）を用いて基板（２）の表面にカラー材料を供給する塗布装置であって、
   基板（２）の表面にカラー材料を供給する複数のインクジェットノズル（５２）を有するインクジェットヘッド（５１）を搭載した第１ガントリー（４）と、
   カメラ（９）を搭載した第２ガントリー（６）と、
   前記インクジェットヘッドで前記基板上に形成したテストパターンを前記カメラで画像データに変換させ、前記画像データから前記インクジェットノズルの吐出不良を判断する制御部を有する塗布装置。
2. 前記第１ガントリー（４）および第２ガントリー（６）は、基板（２）を支持するステージ（３）に対して往復動可能である請求項１に記載の塗布装置。
   
   
   

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