塗布装置および塗布方法
【課題】吸水シートの消費量を低減しつつ、良好な拭き取り性を維持できる塗布装置を提供する。
【解決手段】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１００であり、基板に溶液を吐出するノズル１２を含むヘッドユニット１０と、ノズル１２をワイピングするワイピングユニット２０とを備える。ワイピングユニット２０は、ノズル１２の吐出面１２ａを拭き取る拭き取り部２２を有し、拭き取り部２２は、吸水シート２１から構成された凸状形状を有している。ワイピングユニット２０には、拭き取り部２２の中心部に、多孔質からなる芯部２３のみが設けられている。
【解決手段】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１００であり、基板に溶液を吐出するノズル１２を含むヘッドユニット１０と、ノズル１２をワイピングするワイピングユニット２０とを備える。ワイピングユニット２０は、ノズル１２の吐出面１２ａを拭き取る拭き取り部２２を有し、拭き取り部２２は、吸水シート２１から構成された凸状形状を有している。ワイピングユニット２０には、拭き取り部２２の中心部に、多孔質からなる芯部２３のみが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
インクジェット法によって配向膜を形成する場合、インクジェットヘッドの吐出面にポリイミド溶液が残存していると、次の塗布工程の際に、ポリイミド溶液の吐出を妨げて、不均一に塗布される部分が発生し得る。そのようなことが生じないように、ゴムからなる弾性体ブレードをインクジェットヘッドの吐出面に押し付けながら、余剰のポリイミド溶液（塗布液）を掻き取る手法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６４５９７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４８１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、弾性体ブレードを用いるものでは、インクジェットヘッドの噴霧面と弾性体ブレードとの摩擦によって弾性体ブレードが削れ、弾性体の粉が発生するおそれがある。発生した弾性体粉がノズルに侵入したり、ノズル面に付着すると、それが塗布液に混入して、基板に形成される膜の品質を損ねてしまうことがある。また、弾性体ブレードの劣化等によって掻き取りが不完全になる場合がある。さらには、弾性体ブレード自体に付着した余剰塗布液を除去することが難しいことがあり、そして、掻き取った余剰液が再びインクジェットヘッドのノズル面に付着してしまうことがある。
【０００７】
そのような弾性体ブレードの問題を避けるべく、特許文献２では、吸水性を有する帯状の清掃体を間欠搬送して、ヘッドのノズル面に押し付ける手法が提案されている。この手法によれば、ヘッドのノズル面に余剰吐出液が残ることが防止できるので、拭き取った後のノズル面からの溶液の吐出を安定させることができる。また、清掃体を間欠搬送させることによって、溶液の付着していない清掃体でノズル面を清掃することができるので、拭き取り性能を向上させることができる。
【０００８】
ただし、特許文献２に開示された手法では、帯状の清掃体を間欠搬送してノズル面に押し付けることから、インクジェット塗布装置の構造が複雑になるという問題がある。すなわち、帯状の清掃体を供給するための供給リール、帯状の清掃体をノズル面の前面に繰り出す繰り出し機構、その清掃体をノズル面に押し付けるローラ、清掃体の巻取リールなどが必要となる。
【０００９】
インクジェット塗布装置の構造が複雑になると、装置のコストが上がるだけでなく、装置の故障の要因も増えることになる。また、清掃体を間欠搬送した場合、確かに拭き取り性能は向上させることができるが、清掃体の消費量が増大してコスト高になってしまう。このことは、ひいては、液晶パネルの製造コストの増大につながる。
【００１０】
本願発明者は、清掃体の消費量を抑えるべく、帯状の清掃体を供給リールから供給するのではなく、吸水シートで凸状形状を作り、それによって、インクジェットヘッドのノズル面をワイピングする手法を検討した。
【００１１】
図１は、本願発明者が検討したワイピング手法を説明するための工程断面図（模式図）である。図１には、複数のインクジェットヘッド１０００が示されており、ヘッド１０００の下面にはノズル面（吐出面）１１００が位置している。塗布液（例えば、ポリイミド液）を吸収可能な吸水シート１２１０からなる拭き取り部１２００は凸状形状をしており、吸水シート１２１０は保持部１２５０によって保持されている。
【００１２】
ヘッド１０００のノズル面１１００から塗布液の吐出が終わると、ノズル面１１００に残存している余剰の塗布液を掻き取るために、矢印１５００のように拭き取り部１２００を移動させて、ワイピング動作をする。このワイピングによって、凸状形状の拭き取り部１２００の先端がノズル面１１００に接触して、拭き取り部１２００による拭き取りが行われる。
【００１３】
吸水シート１２１０からなる拭き取り部１２００を用いたワイピング手法によれば、清掃体（吸水シート）の消費量を大幅に低減することができる。すなわち、吸水シート１２１０からなる拭き取り部１２００は、余剰塗布液を何度も拭き取って吸収することができるので、繰り返しワイピング動作を行うことができる。また、吸水シート１２１０を折り畳んだ拭き取り部１２００は弾力性もあるため、その弾力性を利用して、凸状形状の拭き取り部１２００の先端をノズル面１１００に押し込み、それによって、良好に拭き取りを行うことができる。
【００１４】
しかしながら、拭き取り部１２００によるワイピング動作を繰り返すと、拭き取り部１２００を構成する吸水シート１２１０の吸水能力を超えてしまい、そのうちに、拭き取り部１２００の拭き取り能力が低下してしまう。拭き取り部１２００の拭き取り能力が低下すると、拭き取り不良が発生しやすくなり、その結果、膜形成の歩留まり低下をもたらす。したがって、ワイピング動作を連続して行う場合には、拭き取り部１２００の拭き取り能力が低下することを予測して、拭き取り部１２００を交換することが必要となる。拭き取り部１２００の交換は、製造ラインを停止して行う必要があるため、膜形成工程のスループットが低下してしまう。ここで、拭き取り部１２００が塗布液を吸収する能力を向上させることができれば、拭き取り部１２００の交換を減らすことができ、その結果、膜形成工程のスループットの低下を抑制することができる。
【００１５】
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、吸水シートの消費量を低減しつつ、良好な拭き取り性を維持できる塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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ヘッドユニットと、前記ヘッドユニットにおける前記ノズルをワイピングするワイピングユニットとを備え、前記ワイピングユニットは、前記ノズルの吐出面を拭き取る拭き取り部を有しており、前記拭き取り部は、前記溶液を吸収する吸水シートから構成されており、且つ、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部のみが設けられている。
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溶液を吐出する工程と、前記ノズルをワイピングする工程とを含み、前記ワイピング工程において、前記ノズルに、前記溶液を吸収する吸水シートから構成された拭き取り部を接触させるステップを実行し、かつ、前記ワイピング工程において、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部が設けられている。
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、前記吐出する工程において、配向膜が形成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板に溶液を吐出するノズルの吐出面を拭き取る拭き取り部が吸水シートから構成されており、拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部が設けられている。多孔質材料からなる芯部は、吸水シートよりも吸水性に優れているので、吸水シートの吸水能力を超えたとしても、さらに芯部で溶液を吸収することができる。したがって、拭き取り部の吸収能力を向上させることができ、その結果、吸水シートの消費量を低減しつつ、良好な拭き取り性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ワイピング手法を説明するための工程断面図である。
【図２】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側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る塗布装置１００の構成を模式的に示した図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るワイピング工程について説明する工程図である。
【図５】（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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
本実施形態の塗布装置１００は、基板に溶液を吐出するノズル１２を含むヘッドユニット１０と、ヘッドユニット１０におけるノズル１２をワイピングするワイピングユニット２０とから構成されている。
【００２２】
ヘッドユニット１０は、基板に溶液を吐出するノズル１２が形成されたヘッド（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から溶液が吐出される面（吐出面）１２ａ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。
【００２３】
ワイピングユニット２０は、ノズル１２の吐出面１２ａを拭き取る拭き取り部２２を有している。拭き取り部２２は、ノズル１２から吐出される溶液を吸収する吸水シート２１から構成されている。さらに、拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられている。
【００２４】
本実施形態における拭き取り部２２は凸状形状を有しており、この凸状形状は、芯部２３に吸水シート２１を巻き付けることによって形成されている。また、折り畳んだ吸水シート２１で芯部２３を包むことによって、拭き取り部２２の凸状形状を形成してもよい。多孔質材料からなる芯部２３は、樹脂製のスポンジ部材から構成されている。
【００２５】
芯部２３を含む吸水シート２１は、保持部２４によって保持されて固定されている。芯部２３および保持部２４によって、拭き取り部２２の凸状形状が維持されている。拭き取り部２２は、芯部２３に吸水シート２１を巻き付けて形成され、あるいは、折り畳んだ吸水シート２１で芯部２３を包むことによって形成されていることから弾力性を有している。したがって、拭き取り部２２をノズル１２の吐出面１２ａに接触させた際には、その弾力性を利用することによって、吐出面１２ａに残留する溶液（塗布液）の拭き取りを良好に行うことができる。ワイピングユニット２０による拭き取り動作（ワイピング動作）は、拭き取り部２２を吐出面１２ａに接触させた状態で矢印５０の方向（ワイピング方向）に移動させることによって実行することができる。
【００２６】
本実施形態の構成では、ワイピングユニット２０における拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられている。芯部２３は多孔質材料からなるので、拭き取り部２２を構成する吸水シート２１よりも吸水性に優れている。したがって、拭き取り部２２がノズル１２の吐出面１２ａに残留する溶液（塗布液）を吸収していき、吸水シート２１の吸水能力を超えたとしても、さらに、拭き取り部２２の中心部に位置する芯部２３で溶液を吸収することができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、拭き取り部２２の吸収能力を向上させることができるので、多孔質材料からなる芯部２３を設けていない構成と比較して、拭き取り部２２の連続ワイピング動作時間を延ばすことができる。
【００２７】
本実施形態のインクジェット塗布装置１００では、ヘッドユニット１０におけるノズル１２の吐出面１２ａを拭き取る拭き取り部２２がワイピングユニット２０に形成されている。拭き取り部２２は、吸水シート２１から構成されており、そして、拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられている。したがって、本実施形態の構成によれば、多孔質材料からなる芯部２３によって拭き取り部２２の吸収能力を向上させることができるので、芯部２３を設けていない構成と比較して、拭き取り部２２の連続ワイピング動作時間を延ばすことができる。その結果、良好な拭き取り性を維持しながら、拭き取り部２２の交換時期を延ばすことができるので、吸水シート２１の消費量を低減することができる。さらには、帯状の吸水シートを間欠搬送してワイピング動作する手法と比較すると、吸水シート２１の消費量をさらに大幅に低減することができる。
【００２８】
加えて、ワイピング動作によって拭き取り部２２が溶液（塗布液）を吸収して重くなっていくと、拭き取り部２２の自重が増加することによって凸状形状が傾きやすくなる。しかしながら、本実施形態の構成では、拭き取り部２２の中心部に芯部２３が設けられているので、芯部２３の弾性（復元力）によって、拭き取り部２２の自重が増加することによって斜めになっていくことを抑制することができる。拭き取り部２２の凸状形状が斜めになると、ワイピング動作が不良（拭き取り不良）になることがあるが、本実施形態の構成によれば、そのような不良の発生を低減することができる。
【００２９】
次に、図３を参照しながら、本実施形態のインクジェット塗布装置１００の一例を説明する。図３は、本実施形態のインクジェット塗布装置１００の構成を模式的に示した図である。
【００３０】
図３に示したインクジェット塗布装置１００は、インクジェットヘッド１１を含むヘッドユニット１０と、ヘッド１１のノズル１２をワイピングするワイピングユニット２０とから構成されている。ノズル１２から吐出された溶液（塗布液）によって塗布が実行される基板９０は、ステージユニット３０にて保持される。
【００３１】
本実施形態では、ヘッドユニット１０とワイピングユニット２０とステージユニット３０とは、フィルタ付きのクリーンルーム内に設置することができる。ヘッドユニット１０は、タンクユニットと接続されており、タンクユニットからヘッドユニット１０に溶液（塗布液）が供給される。タンクユニットには廃液タンクを配置することが可能である。また、インクジェット塗布装置１００の塗布工程およびワイピング工程は、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）によって制御することができる。
【００３２】
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３０のステージ３２の上に載置される。ステージ３２には、基板９０のためのリフトピン３４が設けられており、リフトピン３４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３０は、基板９０をステージ３２に載置した状態で移動可能なステージ移動機構３５を備えている。ステージ移動機構３５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。
【００３３】
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。
【００３４】
ワイピングユニット２０には、拭き取り部２２が設けられており、拭き取り部２２の中心部には芯部２３が配置されている。また、拭き取り部２２は、保持部２４によって保持されている。
【００３５】
図示した例では、ワイピングユニット２０は、ステージ移動機構３５に連結されており、ステージ移動機構３５によってワイピングユニット２０を移動させることが可能である。なお、ワイピングユニット２０をステージ移動機構３５に連結せずに、ワイピングユニット２０を移動させる機構を設けた構成にすることも可能である。また、ステージ移動機構３５によって基板９０をインクジェットヘッド１１の直下に移動させる構成でなく、インクジェットヘッド１１を移動させる構成を採用することも可能である。
【００３６】
次に、図４（ａ）から（ｃ）を参照しながら、ノズル１２をワイピングする工程について説明する。図４（ａ）から（ｃ）は、本実施形態のワイピング工程を説明するための工程図である。
【００３７】
インクジェットヘッド１１のノズル１２の吐出面１２ａ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。
【００３８】
まず、図４（ａ）に示すように、ノズル１２の近傍に、ワイピングユニット２０を配置する。ワイピングユニット２０には、吸水シート２１及び芯部２３を含む拭き取り部２２が設けられている。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示すように、ワイピングユニット２０の拭き取り部２２を、吐出面（ノズル面）１２ａに押し当てる。吸水シート２１から構成された拭き取り部２２は弾力性を有しているので、その弾力性を利用して、拭き取り部２２が吐出面１２ａに押し当てられた時に、ノズル１２の吐出口への密着性を良好にすることができる。次いで、拭き取り部２２を吐出面１２ａに押し当てた状態で矢印５０の方向に移動させると、ノズル１２のワイピング動作が進み、ノズル１２の吐出面１２ａの拭き取りが行われる。
【００４０】
その後は、図４（ｃ）に示すように、ワイピングユニット２０は、インクジェットヘッド１１から離れていく。図４（ａ）から（ｃ）に示した一連のワイピング工程が実行されるごとに、拭き取り部２２を構成する吸水シート２１が溶液（残留した塗布液）を吸収していく。ただし、本実施形態の構成では、拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられているので、拭き取り部２２の吸水能力は、芯部２３が無い場合と比較して顕著に向上している。
【００４１】
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。
【００４２】
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３２の上に配置する。この基板９０を準備した状態で、ワイピングユニット２０を用いてインクジェットヘッド１１のワイピングを行う。具体的には、図４（ａ）から（ｃ）に示したようにして、拭き取り部２２をノズル１２に接触させて、吐出面１２ａに残留している溶液（塗布液）の拭き取りを行う。
【００４３】
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３２上に配置された基板９０を移動させて（矢印５５参照）、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）に示したようなワイピング工程が実行される。
【００４４】
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）を吐出する工程と、ノズル１２をワイピングする工程とを含んでおり、ワイピング工程において、ノズル１２に、吸水シート２１から構成された拭き取り部２２を接触させ、そして、そのワイピング工程において、拭き取り部２２の中心部に芯部２３を設けている。したがって、ワイピング工程を繰り返し行っても、吸水シート２１の吸収能力を超えても芯部２３にて溶液（塗布液）を吸収することができるので、拭き取り部２２の吸収能力を顕著に向上させることができる。その結果、吸水シート２１の消費量を低減しつつ、ワイピング工程における良好な拭き取り性を維持することができる。加えて、ワイピング工程における吸水シート２１の消費量を減らすことができるので、製造品（例えば、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。
【００４５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、吸水シートの消費量を低減しつつ、良好な拭き取り性を維持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。
【符号の説明】
【００４７】
１０ヘッドユニット
１１インクジェットヘッド
１２ノズル
１２ａ吐出面（ノズル面）
１３ヘッドカバー
１６ 溶液（塗布液）
２０ ワイピングユニット
２１吸水シート
２２拭き取り部
２３ 芯部
２４保持部
３０ ステージユニット
３２ステージ
３４リフトピン
３５ステージ移動機構
５０ ワイピング方向
９０基板（ガラス基板）
１００塗布装置（インクジェット塗布装置）
１０００ インクジェットヘッド
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
インクジェット法によって配向膜を形成する場合、インクジェットヘッドの吐出面にポリイミド溶液が残存していると、次の塗布工程の際に、ポリイミド溶液の吐出を妨げて、不均一に塗布される部分が発生し得る。そのようなことが生じないように、ゴムからなる弾性体ブレードをインクジェットヘッドの吐出面に押し付けながら、余剰のポリイミド溶液（塗布液）を掻き取る手法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６４５９７号公報
【特許文献２】特開２００６−２４８１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、弾性体ブレードを用いるものでは、インクジェットヘッドの噴霧面と弾性体ブレードとの摩擦によって弾性体ブレードが削れ、弾性体の粉が発生するおそれがある。発生した弾性体粉がノズルに侵入したり、ノズル面に付着すると、それが塗布液に混入して、基板に形成される膜の品質を損ねてしまうことがある。また、弾性体ブレードの劣化等によって掻き取りが不完全になる場合がある。さらには、弾性体ブレード自体に付着した余剰塗布液を除去することが難しいことがあり、そして、掻き取った余剰液が再びインクジェットヘッドのノズル面に付着してしまうことがある。
【０００７】
そのような弾性体ブレードの問題を避けるべく、特許文献２では、吸水性を有する帯状の清掃体を間欠搬送して、ヘッドのノズル面に押し付ける手法が提案されている。この手法によれば、ヘッドのノズル面に余剰吐出液が残ることが防止できるので、拭き取った後のノズル面からの溶液の吐出を安定させることができる。また、清掃体を間欠搬送させることによって、溶液の付着していない清掃体でノズル面を清掃することができるので、拭き取り性能を向上させることができる。
【０００８】
ただし、特許文献２に開示された手法では、帯状の清掃体を間欠搬送してノズル面に押し付けることから、インクジェット塗布装置の構造が複雑になるという問題がある。すなわち、帯状の清掃体を供給するための供給リール、帯状の清掃体をノズル面の前面に繰り出す繰り出し機構、その清掃体をノズル面に押し付けるローラ、清掃体の巻取リールなどが必要となる。
【０００９】
インクジェット塗布装置の構造が複雑になると、装置のコストが上がるだけでなく、装置の故障の要因も増えることになる。また、清掃体を間欠搬送した場合、確かに拭き取り性能は向上させることができるが、清掃体の消費量が増大してコスト高になってしまう。このことは、ひいては、液晶パネルの製造コストの増大につながる。
【００１０】
本願発明者は、清掃体の消費量を抑えるべく、帯状の清掃体を供給リールから供給するのではなく、吸水シートで凸状形状を作り、それによって、インクジェットヘッドのノズル面をワイピングする手法を検討した。
【００１１】
図１は、本願発明者が検討したワイピング手法を説明するための工程断面図（模式図）である。図１には、複数のインクジェットヘッド１０００が示されており、ヘッド１０００の下面にはノズル面（吐出面）１１００が位置している。塗布液（例えば、ポリイミド液）を吸収可能な吸水シート１２１０からなる拭き取り部１２００は凸状形状をしており、吸水シート１２１０は保持部１２５０によって保持されている。
【００１２】
ヘッド１０００のノズル面１１００から塗布液の吐出が終わると、ノズル面１１００に残存している余剰の塗布液を掻き取るために、矢印１５００のように拭き取り部１２００を移動させて、ワイピング動作をする。このワイピングによって、凸状形状の拭き取り部１２００の先端がノズル面１１００に接触して、拭き取り部１２００による拭き取りが行われる。
【００１３】
吸水シート１２１０からなる拭き取り部１２００を用いたワイピング手法によれば、清掃体（吸水シート）の消費量を大幅に低減することができる。すなわち、吸水シート１２１０からなる拭き取り部１２００は、余剰塗布液を何度も拭き取って吸収することができるので、繰り返しワイピング動作を行うことができる。また、吸水シート１２１０を折り畳んだ拭き取り部１２００は弾力性もあるため、その弾力性を利用して、凸状形状の拭き取り部１２００の先端をノズル面１１００に押し込み、それによって、良好に拭き取りを行うことができる。
【００１４】
しかしながら、拭き取り部１２００によるワイピング動作を繰り返すと、拭き取り部１２００を構成する吸水シート１２１０の吸水能力を超えてしまい、そのうちに、拭き取り部１２００の拭き取り能力が低下してしまう。拭き取り部１２００の拭き取り能力が低下すると、拭き取り不良が発生しやすくなり、その結果、膜形成の歩留まり低下をもたらす。したがって、ワイピング動作を連続して行う場合には、拭き取り部１２００の拭き取り能力が低下することを予測して、拭き取り部１２００を交換することが必要となる。拭き取り部１２００の交換は、製造ラインを停止して行う必要があるため、膜形成工程のスループットが低下してしまう。ここで、拭き取り部１２００が塗布液を吸収する能力を向上させることができれば、拭き取り部１２００の交換を減らすことができ、その結果、膜形成工程のスループットの低下を抑制することができる。
【００１５】
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、吸水シートの消費量を低減しつつ、良好な拭き取り性を維持できる塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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ヘッドユニットと、前記ヘッドユニットにおける前記ノズルをワイピングするワイピングユニットとを備え、前記ワイピングユニットは、前記ノズルの吐出面を拭き取る拭き取り部を有しており、前記拭き取り部は、前記溶液を吸収する吸水シートから構成されており、且つ、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部のみが設けられている。
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溶液を吐出する工程と、前記ノズルをワイピングする工程とを含み、前記ワイピング工程において、前記ノズルに、前記溶液を吸収する吸水シートから構成された拭き取り部を接触させるステップを実行し、かつ、前記ワイピング工程において、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部が設けられている。
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、前記吐出する工程において、配向膜が形成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板に溶液を吐出するノズルの吐出面を拭き取る拭き取り部が吸水シートから構成されており、拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部が設けられている。多孔質材料からなる芯部は、吸水シートよりも吸水性に優れているので、吸水シートの吸水能力を超えたとしても、さらに芯部で溶液を吸収することができる。したがって、拭き取り部の吸収能力を向上させることができ、その結果、吸水シートの消費量を低減しつつ、良好な拭き取り性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ワイピング手法を説明するための工程断面図である。
【図２】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側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る塗布装置１００の構成を模式的に示した図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係るワイピング工程について説明する工程図である。
【図５】（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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
本実施形態の塗布装置１００は、基板に溶液を吐出するノズル１２を含むヘッドユニット１０と、ヘッドユニット１０におけるノズル１２をワイピングするワイピングユニット２０とから構成されている。
【００２２】
ヘッドユニット１０は、基板に溶液を吐出するノズル１２が形成されたヘッド（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から溶液が吐出される面（吐出面）１２ａ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。
【００２３】
ワイピングユニット２０は、ノズル１２の吐出面１２ａを拭き取る拭き取り部２２を有している。拭き取り部２２は、ノズル１２から吐出される溶液を吸収する吸水シート２１から構成されている。さらに、拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられている。
【００２４】
本実施形態における拭き取り部２２は凸状形状を有しており、この凸状形状は、芯部２３に吸水シート２１を巻き付けることによって形成されている。また、折り畳んだ吸水シート２１で芯部２３を包むことによって、拭き取り部２２の凸状形状を形成してもよい。多孔質材料からなる芯部２３は、樹脂製のスポンジ部材から構成されている。
【００２５】
芯部２３を含む吸水シート２１は、保持部２４によって保持されて固定されている。芯部２３および保持部２４によって、拭き取り部２２の凸状形状が維持されている。拭き取り部２２は、芯部２３に吸水シート２１を巻き付けて形成され、あるいは、折り畳んだ吸水シート２１で芯部２３を包むことによって形成されていることから弾力性を有している。したがって、拭き取り部２２をノズル１２の吐出面１２ａに接触させた際には、その弾力性を利用することによって、吐出面１２ａに残留する溶液（塗布液）の拭き取りを良好に行うことができる。ワイピングユニット２０による拭き取り動作（ワイピング動作）は、拭き取り部２２を吐出面１２ａに接触させた状態で矢印５０の方向（ワイピング方向）に移動させることによって実行することができる。
【００２６】
本実施形態の構成では、ワイピングユニット２０における拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられている。芯部２３は多孔質材料からなるので、拭き取り部２２を構成する吸水シート２１よりも吸水性に優れている。したがって、拭き取り部２２がノズル１２の吐出面１２ａに残留する溶液（塗布液）を吸収していき、吸水シート２１の吸水能力を超えたとしても、さらに、拭き取り部２２の中心部に位置する芯部２３で溶液を吸収することができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、拭き取り部２２の吸収能力を向上させることができるので、多孔質材料からなる芯部２３を設けていない構成と比較して、拭き取り部２２の連続ワイピング動作時間を延ばすことができる。
【００２７】
本実施形態のインクジェット塗布装置１００では、ヘッドユニット１０におけるノズル１２の吐出面１２ａを拭き取る拭き取り部２２がワイピングユニット２０に形成されている。拭き取り部２２は、吸水シート２１から構成されており、そして、拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられている。したがって、本実施形態の構成によれば、多孔質材料からなる芯部２３によって拭き取り部２２の吸収能力を向上させることができるので、芯部２３を設けていない構成と比較して、拭き取り部２２の連続ワイピング動作時間を延ばすことができる。その結果、良好な拭き取り性を維持しながら、拭き取り部２２の交換時期を延ばすことができるので、吸水シート２１の消費量を低減することができる。さらには、帯状の吸水シートを間欠搬送してワイピング動作する手法と比較すると、吸水シート２１の消費量をさらに大幅に低減することができる。
【００２８】
加えて、ワイピング動作によって拭き取り部２２が溶液（塗布液）を吸収して重くなっていくと、拭き取り部２２の自重が増加することによって凸状形状が傾きやすくなる。しかしながら、本実施形態の構成では、拭き取り部２２の中心部に芯部２３が設けられているので、芯部２３の弾性（復元力）によって、拭き取り部２２の自重が増加することによって斜めになっていくことを抑制することができる。拭き取り部２２の凸状形状が斜めになると、ワイピング動作が不良（拭き取り不良）になることがあるが、本実施形態の構成によれば、そのような不良の発生を低減することができる。
【００２９】
次に、図３を参照しながら、本実施形態のインクジェット塗布装置１００の一例を説明する。図３は、本実施形態のインクジェット塗布装置１００の構成を模式的に示した図である。
【００３０】
図３に示したインクジェット塗布装置１００は、インクジェットヘッド１１を含むヘッドユニット１０と、ヘッド１１のノズル１２をワイピングするワイピングユニット２０とから構成されている。ノズル１２から吐出された溶液（塗布液）によって塗布が実行される基板９０は、ステージユニット３０にて保持される。
【００３１】
本実施形態では、ヘッドユニット１０とワイピングユニット２０とステージユニット３０とは、フィルタ付きのクリーンルーム内に設置することができる。ヘッドユニット１０は、タンクユニットと接続されており、タンクユニットからヘッドユニット１０に溶液（塗布液）が供給される。タンクユニットには廃液タンクを配置することが可能である。また、インクジェット塗布装置１００の塗布工程およびワイピング工程は、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）によって制御することができる。
【００３２】
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３０のステージ３２の上に載置される。ステージ３２には、基板９０のためのリフトピン３４が設けられており、リフトピン３４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３０は、基板９０をステージ３２に載置した状態で移動可能なステージ移動機構３５を備えている。ステージ移動機構３５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。
【００３３】
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。
【００３４】
ワイピングユニット２０には、拭き取り部２２が設けられており、拭き取り部２２の中心部には芯部２３が配置されている。また、拭き取り部２２は、保持部２４によって保持されている。
【００３５】
図示した例では、ワイピングユニット２０は、ステージ移動機構３５に連結されており、ステージ移動機構３５によってワイピングユニット２０を移動させることが可能である。なお、ワイピングユニット２０をステージ移動機構３５に連結せずに、ワイピングユニット２０を移動させる機構を設けた構成にすることも可能である。また、ステージ移動機構３５によって基板９０をインクジェットヘッド１１の直下に移動させる構成でなく、インクジェットヘッド１１を移動させる構成を採用することも可能である。
【００３６】
次に、図４（ａ）から（ｃ）を参照しながら、ノズル１２をワイピングする工程について説明する。図４（ａ）から（ｃ）は、本実施形態のワイピング工程を説明するための工程図である。
【００３７】
インクジェットヘッド１１のノズル１２の吐出面１２ａ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。
【００３８】
まず、図４（ａ）に示すように、ノズル１２の近傍に、ワイピングユニット２０を配置する。ワイピングユニット２０には、吸水シート２１及び芯部２３を含む拭き取り部２２が設けられている。
【００３９】
次に、図４（ｂ）に示すように、ワイピングユニット２０の拭き取り部２２を、吐出面（ノズル面）１２ａに押し当てる。吸水シート２１から構成された拭き取り部２２は弾力性を有しているので、その弾力性を利用して、拭き取り部２２が吐出面１２ａに押し当てられた時に、ノズル１２の吐出口への密着性を良好にすることができる。次いで、拭き取り部２２を吐出面１２ａに押し当てた状態で矢印５０の方向に移動させると、ノズル１２のワイピング動作が進み、ノズル１２の吐出面１２ａの拭き取りが行われる。
【００４０】
その後は、図４（ｃ）に示すように、ワイピングユニット２０は、インクジェットヘッド１１から離れていく。図４（ａ）から（ｃ）に示した一連のワイピング工程が実行されるごとに、拭き取り部２２を構成する吸水シート２１が溶液（残留した塗布液）を吸収していく。ただし、本実施形態の構成では、拭き取り部２２の中心部には、多孔質材料からなる芯部２３が設けられているので、拭き取り部２２の吸水能力は、芯部２３が無い場合と比較して顕著に向上している。
【００４１】
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。
【００４２】
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３２の上に配置する。この基板９０を準備した状態で、ワイピングユニット２０を用いてインクジェットヘッド１１のワイピングを行う。具体的には、図４（ａ）から（ｃ）に示したようにして、拭き取り部２２をノズル１２に接触させて、吐出面１２ａに残留している溶液（塗布液）の拭き取りを行う。
【００４３】
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３２上に配置された基板９０を移動させて（矢印５５参照）、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）に示したようなワイピング工程が実行される。
【００４４】
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）を吐出する工程と、ノズル１２をワイピングする工程とを含んでおり、ワイピング工程において、ノズル１２に、吸水シート２１から構成された拭き取り部２２を接触させ、そして、そのワイピング工程において、拭き取り部２２の中心部に芯部２３を設けている。したがって、ワイピング工程を繰り返し行っても、吸水シート２１の吸収能力を超えても芯部２３にて溶液（塗布液）を吸収することができるので、拭き取り部２２の吸収能力を顕著に向上させることができる。その結果、吸水シート２１の消費量を低減しつつ、ワイピング工程における良好な拭き取り性を維持することができる。加えて、ワイピング工程における吸水シート２１の消費量を減らすことができるので、製造品（例えば、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。
【００４５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、吸水シートの消費量を低減しつつ、良好な拭き取り性を維持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。
【符号の説明】
【００４７】
１０ヘッドユニット
１１インクジェットヘッド
１２ノズル
１２ａ吐出面（ノズル面）
１３ヘッドカバー
１６ 溶液（塗布液）
２０ ワイピングユニット
２１吸水シート
２２拭き取り部
２３ 芯部
２４保持部
３０ ステージユニット
３２ステージ
３４リフトピン
３５ステージ移動機構
５０ ワイピング方向
９０基板（ガラス基板）
１００塗布装置（インクジェット塗布装置）
１０００ インクジェットヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項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ヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットにおける前記ノズルをワイピングするワイピングユニットと
を備え、
前記ワイピングユニットは、前記ノズルの吐出面を拭き取る拭き取り部を有しており、
前記拭き取り部は、前記溶液を吸収する吸水シートから構成されており、且つ、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部のみが設けられている、塗布装置。
【請求項２】
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に記載の塗布装置。
【請求項３】
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溶液を吐出する工程と、
前記ノズルをワイピングする工程と
を含み、
前記ワイピング工程において、
前記ノズルに、前記溶液を吸収する吸水シートから構成された拭き取り部を接触させるステップを実行し、かつ、
前記ワイピング工程において、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部が設けられている、塗布方法。
【請求項４】
前記基板は、液晶パネル用のガラス基板であり、
前記吐出する工程において、配向膜が形成される、請求項３に記載の塗布方法。
【請求項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ヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットにおける前記ノズルをワイピングするワイピングユニットと
を備え、
前記ワイピングユニットは、前記ノズルの吐出面を拭き取る拭き取り部を有しており、
前記拭き取り部は、前記溶液を吸収する吸水シートから構成されており、且つ、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部のみが設けられている、塗布装置。
【請求項２】
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に記載の塗布装置。
【請求項３】
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溶液を吐出する工程と、
前記ノズルをワイピングする工程と
を含み、
前記ワイピング工程において、
前記ノズルに、前記溶液を吸収する吸水シートから構成された拭き取り部を接触させるステップを実行し、かつ、
前記ワイピング工程において、前記拭き取り部の中心部には、多孔質材料からなる芯部が設けられている、塗布方法。
【請求項４】
前記基板は、液晶パネル用のガラス基板であり、
前記吐出する工程において、配向膜が形成される、請求項３に記載の塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１６０８９（Ｐ２０１１−１６０８９Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６２９９４（Ｐ２００９−１６２９９４）
【出願日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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