液状材料塗布装置およびそれを含む欠陥修正装置
【課題】塗布針と基板との接触圧力の軽減が可能な塗布装置および本塗布装置を搭載した欠陥修正装置を提供する。
【解決手段】基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、微細領域に液状材料を塗布する塗布針と、塗布針を上下方向に移動させるためのスライド機構と、スライド機構を上下方向に移動可能に支持する支持部材と、支持部材との距離が一定となるように設定された基板と塗布針との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構とを備える。
【解決手段】基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、微細領域に液状材料を塗布する塗布針と、塗布針を上下方向に移動させるためのスライド機構と、スライド機構を上下方向に移動可能に支持する支持部材と、支持部材との距離が一定となるように設定された基板と塗布針との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体状の材料を基板上の微細領域に塗布して欠陥を修正する欠陥修正装置に関し、特に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）のカラーフィルタの製造工程で発生する欠陥の修正において、液体状の材料を塗布する塗布装置およびそれを含む欠陥修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、ＬＣＤを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加してきている。このような状況下において歩留まり向上のために、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を修正する欠陥修正装置が生産ラインに不可欠となってきている。
【０００３】
図１５は、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。図１５を参照して、図１５（ａ）〜（ｃ）において、カラーフィルタは、透明基板と、その表面に形成されたブラックマトリクス５１と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素５２、Ｇ（緑色）画素５３、およびＢ（青色）画素５４とを含む。カラーフィルタの製造工程においては、図１５（ａ）に示すように画素やブラックマトリクス５１の色が抜けてしまった白欠陥５５や、図１５（ｂ）に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス５１が画素にはみ出してしまった黒欠陥５６や、図１５（ｃ）に示すように画素に異物が付着した異物欠陥５７などが発生する。
【０００４】
白欠陥５５を修正する方法としては、インク塗布装置により、白欠陥５５が存在する画素と同色のインクを塗布針の先端部に付着させ、塗布針の先端部に付着したインクを白欠陥５５に塗布して修正する方法がある。また、黒欠陥５６や異物欠陥５７を修正する方法としては、欠陥部分をレーザカットして矩形の白欠陥５５を形成した後、インク塗布装置により、塗布針の先端部に付着したインクをその白欠陥５５に塗布して修正する方法がある。
【０００５】
液晶ディスプレイは用途に応じ様々なサイズのものが製造される。具体的には大型パネルは家庭用ＴＶ用に、小型パネルは携帯端末の表示器用に製造される。
【０００６】
特に、最近では携帯電話端末のスマートフォン化により、より高精細な小型液晶パネルの需要が増えてきている。このような状況下において、画素サイズが小型化し、修正対象となる欠陥サイズも２０μｍ以下程度と非常に小さくなってきている。
【０００７】
この微小サイズの欠陥を、高品位に修正が可能な修正装置が求められてきている。このような微小サイズの欠陥を高品位に修正できる技術として、特開２００９−１２２２５９号公報（特許文献１）に開示される発明がある。
【０００８】
特開２００９−１２２２５９号公報（特許文献１）には、図１５に示したようなカラーフィルタの欠陥修正のために、図１４に示した塗布装置を用いて、色が抜けた部分（白欠陥）に同色のインクを塗布することで欠陥の修正を行なうことが記載されている。
【０００９】
図１４は、従来の欠陥修正装置の要部を示す図である。図１４を参照して、図１４（１）の塗布待機状態において、塗布針１１の先端が塗布材料容器内に収納された状態になっている。インクを塗布する際は、図１４（２）のように、シリンダを駆動して、塗布針１１を塗布材料容器から突出させ、図１４（３）のように、装置のＺ軸駆動機構により塗布装置を下降させ、塗布針１１の先端を基板５に接触させることでインクを塗布して欠陥を修正する。
【００１０】
塗布針１１は、スライド機構２５で支持され、支持部材２６に対して相対的に移動可能となっており、図１４（３）に示すように塗布針１１を基板５に接触させたとき、装置のＺ軸駆動機構を、塗布針１１の先端が基板５に接触してから、更に微小量下降させることで、基板５に確実にインクを塗布している。
【００１１】
このときに、塗布針１１は、スライド機構により支持部材２６上部に移動することで、塗布針１１の先端に余分な荷重が掛からないようになっている。塗布針１１の基板５への接触荷重は、図１４（４）に示した斜線部分の自重のみが掛かるようになっている。従って、静止時には塗布針１１は、常に一定の接触荷重で基板５に接触する。
【００１２】
塗布針１１の先端が基板５に接触する時の圧力は、図１４（４）に示した斜線部の自重および接触時の衝撃力と、塗布針１１の先端の接触面積により決まる。
【００１３】
塗布針１１の先端形状は、円筒軸の先端が円錐状になった形で、さらに、この先端が平坦に加工された形状をしている。インクを塗布する際は、この平坦面に付着したインクを基板上に転写して塗布を行なう。このため、塗布されるインクの径は、塗布針１１の先端の平坦面のサイズより若干大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−１２２２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述のように、最近では２０μｍ以下の欠陥サイズの修正が求められており、この欠陥を修正するための塗布針１１の先端サイズは直径１０μｍ程度が必要となる。塗布針１１の先端サイズが小さくなると、塗布針１１の先端が基板５に接触する時の圧力も高くなってしまう。
【００１６】
このため、塗布針１１の先端の接触により正常なカラーフィルタ面への傷付等が懸念されてきている。
【００１７】
しかし、図１４に示した装置では、図１４（４）に示した斜線部の自重で、塗布針の接触荷重が決まっているため、接触圧力を小さくするためには、斜線部の自重を軽くしなければならないが、斜線部の軽量化にも限界があり、これ以上の接触圧力の低減は困難な状況にある。
【００１８】
これまでは、液晶パネルのカラーフィルタの欠陥修正について説明したが、スマートフォン用液晶パネルに組み込まれるタッチパネルも小型化、高精細化しており、タッチパネルの電極修正用途でも、２０μｍ幅の電極修正が求められてきている。この場合も、塗布針としては、先端直径１０μｍ程度のものが用いられるため、カラーフィルタの場合と同様に、塗布針の接触圧力の軽減対策が必要となってきている。特に、タッチパネルの場合は、基材がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのフィルムの場合があり、接触圧力が大きいと基材自体を傷付けてしまう可能性もあるため、より接触圧力の軽減が必要となってきている。
【００１９】
上記のように、図１４に示した塗布装置では、塗布針１１の接触圧力の軽減に限界があり、これ以上の接触圧力の軽減は困難となってきている。そのため、小型化、高精細化する液晶パネルや、フィルム化するタッチパネルの修正への対応が困難になってきている。
【００２０】
そこで、本発明の主たる目的は、上記で課題となっている塗布針と基板との接触圧力の軽減が可能な塗布装置および本塗布装置を搭載した欠陥修正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明に係る液状材料塗布装置は、基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、微細領域に液状材料を塗布する塗布針と、塗布針を上下方向に移動させるためのスライド機構と、スライド機構を上下方向に移動可能に支持する支持部材と、支持部材との距離が一定となるように設定された基板と塗布針との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構とを備える。
【００２２】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針を支持する塗布針支持部と、塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部とをさらに備え、接触圧力軽減機構は、塗布針支持部の下端に設けられる第１の磁石と、ストッパ部に設けられる第２の磁石とを含み、第１の磁石と第２の磁石とは基板と鉛直する軸の同軸上に配置される。
【００２３】
さらに好ましくは、第１の磁石または第２の磁石のいずれか一方は電磁石を含む。
さらに好ましくは、接触圧力軽減機構は、電磁石へ印加電流の大きさを調整する制御部をさらに含み、制御部は、電磁石へ印加電流の大きさを調整することによって、塗布針と基板との接触圧力を調整する。
【００２４】
さらに好ましくは、制御部は、塗布針の先端が下降する際に印加電流をオフ状態からオン状態に切替えることによって塗布針と基板との接触圧力を軽減する。
【００２５】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針を支持する塗布針支持部と、塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部と、塗布針支持部とストッパ部との間にエアを噴射するエア噴射機構とを含み、エア噴射機構はエアの噴射を調整することにより、塗布針と基板との接触圧力を軽減する。
【００２６】
さらに好ましくは、接触圧力軽減機構は、エア噴射機構のエア流量を調整する制御部をさらに含み、制御部は、エア噴射機構の強弱を変えることによって塗布針と基板との接触圧力を調整する。
【００２７】
さらに好ましくは、制御部は、塗布針の先端が下降する際に、エア噴射機構が停止状態から噴射状態に切替えることによって塗布針と基板との接触圧力を軽減する。
【００２８】
好ましくは、接触圧力軽減機構は、塗布針支持部は、第１の磁石を含み、ストッパ部は、第２の磁石を含み、第１の磁石と第２の磁石とは基板と鉛直な軸の同軸上に配置され、第１の磁石と第２の磁石とのそれぞれ対向する磁極は同性質の磁極となるように設けられ、第１の磁石と第２の磁石との間には反発力が発生する。
【００２９】
さらに好ましくは、液状材料塗布装置は、第１の磁石と第２の磁石との間の距離を調節する間隔調整機構をさらに備える。
【００３０】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針を支持する塗布針支持部と、支持部材と塗布針支持部との間に設けられる支持バネとをさらに備える。
【００３１】
さらに好ましくは、塗布針支持部は、支持バネによって支持部材から吊り下げられるように設けられ、支持部材と塗布針支持部との間には収縮力が発生する。
【００３２】
さらに好ましくは、液状材料塗布装置は、支持部材側および塗布針支持部側のいずれか一方に設けたバネ調整機構をさらに備える。
【００３３】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針支持部および塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構のそれぞれに設けられる第３の磁石および第４の磁石とを備え、第３および第４の磁石は、互いに吸着することによって、塗布針上昇端保持機構と塗布針支持部とが連動して動作可能にする。
【００３４】
さらに好ましくは、第３の磁石および第４の磁石のいずれか一方は電磁石を含む。
また、好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針支持部および塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構のうちの一方に設けられる第３の磁石と、他方に設けられる磁性体とを備え、第３の磁石および磁性体は、互いに吸着することによって、塗布針上昇端保持機構と塗布針支持部とが連動して動作可能にする。
【００３５】
さらに好ましくは、第３の磁石は電磁石を含む。
好ましくは、欠陥修正装置は上述した液状材料塗布装置を備える。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の液状材料塗布装置によって、塗布針と基板との間の接触圧力を軽減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】そのような欠陥修正装置の要部を示す図である。
【図２】図１に示した塗布ユニットの構成を示す図である。
【図３】図２に示した塗布材料容器の構成を示す断面図である。
【図４】図１〜図３に示した欠陥修正装置のインク塗布動作を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態１の液状材料塗布装置６を示す図である。
【図６】本実施の形態１の液状材料塗布装置６の主要部を示す図である。
【図７】本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａを示す図である。
【図８】本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａの主要部を示す図である。
【図９】本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂを示す図である。
【図１０】本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂの主要部を示す図である。
【図１１】本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃを示す図である。
【図１２】本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃの主要部を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態１〜４の液状材料塗布装置を含む欠陥修正装置の共通の全体構成を示す図である。
【図１４】従来の欠陥修正装置の要部を示す図である。
【図１５】ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。
【図１６】本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの主要部を示すもので、塗布前の状態を示す図である。
【図１７】本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの塗布時の状態を示す図である。
【図１８】本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃにおいて、塗布針支持部１８が下降不足を発生した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３９】
本願発明の各実施の形態１〜５について説明する前に、本願発明の基礎となる欠陥修正装置の共通構成について説明する。図１は、そのような欠陥修正装置の要部を示す図である。図１において、この欠陥修正装置は、観察鏡筒１と、倍率の異なる複数の対物レンズ２とを含む観察光学系３を備える。図示しないレボルバにより、複数の対物レンズ２のうちの所望の対物レンズ２を選択し、選択した対物レンズ２を観察鏡筒１の下に移動させることが可能となっている。観察光学系３はＺ軸テーブル４に搭載されている。修正対象の液晶カラーフィルタ基板（以下、基板という）５は、対物レンズ２に対向してＸＹテーブル（図示せず）に搭載される。ＸＹテーブルによって基板５をＸＹ方向（水平方向）に移動させ、Ｚ軸テーブル４によって観察光学系３をＺ軸方向（垂直方向）に移動させることにより、基板５表面の任意の位置に対物レンズ２の焦点を合わせて拡大して観察することが可能となっている。
【００４０】
図２は、図１に示した塗布ユニットの構成を示す図である。図２を参照して、Ｚ軸テーブル４には、液状材料塗布装置も搭載されている。液状材料塗布装置は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂおよび黒用の４つの塗布ユニット７〜１０を備え、塗布ユニット７〜１０の各々は、塗布針１１、塗布針ホルダ１２、および塗布材料容器（以下、容器とも称する）１３を含む。塗布ユニット７，８はＸ１テーブル１４に搭載され、塗布ユニット９，１０はＸ２テーブル１５に搭載され、図１に示すように、テーブル１４，１５はＺ軸テーブル１６に搭載され、Ｚ軸テーブル１６はＹ軸テーブル１７に搭載されている。
【００４１】
塗布を行なうために選択された塗布針１１を、Ｙ軸テーブル１７によって、塗布針１１が塗布を行なう欠陥位置のＹ軸方向位置と同じ位置に来るように移動させ、次いでＺ軸テーブル１６によって、選択された塗布針１１を含む塗布ユニット７〜１０のいずれかを対物レンズ２の下に挿入できるように垂直方向に下降させ、さらに、塗布針１１が塗布を行なう欠陥位置のＸ軸方向位置と同じ位置に来るように、選択された塗布針１１を含む塗布ユニット７〜１０のいずれかを搭載するＸ１テーブル１４またはＸ２テーブル１５を対物レンズ２の方向に移動させることにより、対物レンズ２と基板５の間に挿入することが可能となっている。
【００４２】
塗布ユニット７は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、２本の塗布針支持部（アーム）１８，１９を含む。塗布針支持部（アーム）１８の先端には塗布針ホルダ１２が取り付けられ、塗布材料容器支持部（アーム）１９の先端には塗布材料容器１３が取り付けられ、塗布針１１は塗布材料容器１３に挿入されている。
【００４３】
図３に示すように、塗布材料容器１３の底には孔１３ａが開口され、インク２０が注入されている。孔１３ａは、インク２０が流出しないような小さな寸法に設定されている。塗布材料容器１３の側部には保持部２１が設けられており、保持部２１には塗布材料容器１３を塗布材料容器支持部（アーム）１９の先端部に磁石（図示せず）を介して固定するための塗布材料容器固定ピン２２が設けられている。塗布材料容器１３の開口部は蓋２３で閉じられており、蓋２３には孔２３ａが開口されている。
【００４４】
塗布針１１は、先端部１１ａ側の小径部１１ｂと、塗布針ホルダ１２に固着される大径部１１ｃからなる段付形状を有し、小径部１１ｂの直径は塗布材料容器１３の孔１３ａの直径よりも若干小さく設定され、大径部１１ｃの直径は蓋２３の孔２３ａの直径よりも若干小さく設定されている。
【００４５】
図２（Ａ）（Ｂ）に戻って、塗布材料容器支持部（アーム）１９の基端部はスライド機構２４によって塗布針支持部（アーム）１８の中央部に上下動可能に支持され、塗布針支持部（アーム）１８の基端部はスライド機構２５によって支持部材２６に上下動可能に支持されている。支持部材２６の下端には、塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９の下方への移動を制限するストッパ部２７が設けられ、支持部材２６には塗布針支持部（アーム）１８の基端部の下端を上下動させるシリンダ２８が搭載されている。
【００４６】
次に、この欠陥修正装置の動作について説明する。図３は、図２に示した塗布材料容器の構成を示す断面図である。図３を参照して待機時は、シリンダ２８によって塗布針支持部（アーム）１８が上限位置に保持され、塗布材料容器支持部（アーム）１９は塗布針支持部（アーム）１８にぶら下がった状態になっている。このとき塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９間の上下方向の距離は最大になっており、図３に示すように、塗布針１１の先端部１１ａはインク２０に浸漬されている。
【００４７】
図４は図１〜図３に示した欠陥修正装置のインク塗布動作を示すフローチャートである。図４を参照して、修正時は、ステップＳ１において、モニタ画面（図示せず）に表示された欠陥に対して、作業者がインク２０を塗布する位置を指定する。ステップＳ２において、現在観察に用いている対物レンズ２が、塗布針１１の挿入が可能な対物レンズ２か否か、すなわち倍率が１０倍の対物レンズ２か否かを確認する。対物レンズ２の倍率が１０倍以外のたとえば２０倍である場合、ステップＳ３において、レボルバを回転させて対物レンズ２を１０倍の対物レンズ２に切換え、ステップＳ４において、レボルバによる対物レンズ２の切換えの完了を確認する。対物レンズ２の切換えを完了した場合、およびステップＳ２において対物レンズ２が１０倍のものであった場合は、ステップＳ５において、テーブル１４〜１７を駆動して、所望の塗布針１１を欠陥修正位置へ移動させる。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、シリンダ２８によって塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９を下限位置まで下降させる。このとき、塗布材料容器支持部（アーム）１９が塗布針支持部（アーム）１８よりも先にストッパ部２７に接触し、塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９間の上下方向の距離が最小になり、塗布針１１の先端部１１ａが塗布材料容器１３の孔１３ａを貫通して塗布材料容器１３の底から突出する。突出した塗布針１１の先端部１１ａには、インク２０が付着している。次いでステップＳ７において、Ｚ軸テーブル１６によって塗布針１１を下降させ、塗布針１１の先端部１１ａを基板５の欠陥部に接触させ、ステップＳ８において、基板５の欠陥部にインク２０を塗布する。ステップＳ９において、Ｚ軸テーブル１６によって塗布針１１を上昇させ、ステップＳ１０において、シリンダ２８を駆動して塗布針１１を塗布材料容器１３内に収納する。ステップＳ６〜Ｓ１０で、１回のインク塗布が完了する。
【００４９】
欠陥部が複数存在する場合はインク塗布位置も複数存在するので、ステップＳ１１において、次の塗布位置があるか否かを確認し、次の塗布位置が存在する場合は、ステップＳ１２において、基板５をＸＹテーブル（図示せず）によって移動させ、再度、ステップＳ６〜Ｓ１０を実施する。この動作を繰り返すことで、全ての欠陥部分へのインク塗布が完了する。ステップＳ１１において、次の塗布位置が無いと判別した場合は、ステップＳ１３において、塗布針１１を欠陥修正位置から退避させ、ステップＳ１４において、修正を完了する。
【００５０】
［実施の形態１］
図５は、本実施の形態１の液状材料塗布装置６を示す図である。図６は、本実施の形態１の液状材料塗布装置６の主要部を示す図である。
【００５１】
図５、図６を参照して、液状材料塗布装置６は、塗布材料を収納するための塗布材料容器１３と、塗布針１１、塗布針１１を固定する塗布針ホルダ１２、塗布針ホルダ１２を固定支持する塗布針支持部（アーム）１８、塗布針１１を上下方向に移動させるためのスライド機構２５と、スライド機構２５を上下方向に移動可能に支持する支持部材２６とを含む。
【００５２】
液状材料塗布装置６は、塗布針１１の接触圧力を軽減するために、塗布針支持部１８に組み込まれるマグネット１１０と、支持部材２６に組み込まれる電磁石１１２とを含む。また、液状材料塗布装置６は、塗布針支持部１８を支持部材２６に対して相対的に移動させるための駆動機構であるシリンダ２８をさらに含む。なお、基板５と支持部材２６との距離は、一定となるように設定され、これは実施の形態１の液状材料塗布装置だけに限定されず、後に説明する実施の形態２〜４の液状材料塗布装置についても同様に一定になるように設定される。
【００５３】
塗布待機時には、塗布針支持部１８は、シリンダ２８に取り付けられた支持ピン２９で上部に引き上げられた状態になっている。塗布針支持部１８とシリンダ２８の支持ピン２９は固着しておらず、塗布針支持部１８の一部がシリンダ２８の支持ピン２９に引っ掛かった状態となっている。従って、シリンダ２８の支持ピン２９の下降によって、塗布針支持部１８は図１４（Ｄ）斜線部の自重で下降するようになっている。
【００５４】
このとき、図示はしないが実施の形態１の液状材料塗布装置は制御部を含み、この制御部は電磁石に印加電流を印加することによって、マグネット１１０と電磁石１１２との間に反発力が生じ、この下降したときの塗布針１１と基板５との接触圧力は軽減する。すなわち、マグネット１１０と電磁石１１２の対向する側は、同性質の磁極となっており、電磁石１１２に電流を流すことで、反発する方向に力を作用させることができる。
【００５５】
電磁石１１２に流す電流量で、反発力を可変することができるため、塗布針１１が基板から遠い位置では反発力を小さくしておいて、塗布針１１が基板５に接触する寸前位置で、反発力を大きくして塗布針１１の接触圧力を最終目的の値まで軽減するといった事が可能である。
【００５６】
また、電磁石１１２に流す電流をＯＮ／ＯＦＦすることで、反発力をＯＮ／ＯＦＦすることもできるため、塗布針１１の先端が下降する際、たとえば、基板５に接触する寸前位置で反発力を働かせて塗布針の接触圧力を軽減することが可能である。
【００５７】
また実施の形態１の液状材料塗布装置では、塗布針１１の接触圧力を調整するための反発力をＯＮ／ＯＦＦすることが可能なため、塗布針１１が基板５に接触する直前で反発力を働かせることができ、塗布針支持部１８の下降にほとんど影響を与えないため、従来の塗布装置と比較して塗布に掛かる時間をほとんど遅延することなく、塗布針１１の接触圧力の軽減が可能である。
【００５８】
このような構成を取ることにより、塗布針１１の下降速度の遅延をできるだけ減らして塗布をすることができる。なお、ここでは、実施の形態１の液状材料塗布装置は、塗布針支持部１８および支持部材２６にそれぞれ、マグネット１１０、電磁石１１２を組み込まれた構成を用いて説明したが、これに限定されることなく、塗布針支持部１８および支持部材２６に組み込まれた磁石のうちいずれか一方に電磁石を用いればよい。
【００５９】
［実施の形態２］
図７は、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａを示す図である。図８は、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａの主要部を示す図である。
【００６０】
図７、図８を参照して、実施の形態１の液状材料塗布装置６と比較しつつ、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａを説明する。液状材料塗布装置６Ａは、液状材料塗布装置６のマグネット１１０と電磁石１１２とに代え、エア噴射機構２１０を含む。
【００６１】
図５、図６が示すように実施の形態１の液状材料塗布装置６では、塗布針支持部１８にマグネット１１０を、ストッパ部２７に電磁石１１２を組み込み、電磁石１１２に電流を流した時の反発力で、塗布針１１が基板５に接触する時の接触圧力を軽減していた。
【００６２】
一方、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａでは、ストッパ部２７にエア噴射機構２１０を設け、塗布針支持部１８の下端面にエアを吹き付けることで、接触圧力を軽減する。
【００６３】
また図示はしないが実施の形態２の液状材料塗布装置は制御部を含み、この制御部はエア圧力の調整、エア圧のＯＮ／ＯＦＦを調整することによって実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様の接触圧力の軽減が可能である。なお、ここでは、エア噴射機構２１０をストッパ部２７側に設けて説明をしたが、これに限られることなく、塗布針支持部１８側に設けてもよい。なお、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａの他の構成については、実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様であるため、ここでは説明は繰返さない。
【００６４】
［実施の形態３］
図９は、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂを示す図である。図１０は、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂの主要部を示す図である。
【００６５】
図９、図１０を参照して、実施の形態１の液状材料塗布装置６と比較しつつ、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂを説明する。液状材料塗布装置６Ｂは、液状材料塗布装置６のマグネット１１０と電磁石１１２とに代え、マグネット３１０，３１２と、間隔調整機構３２０とを含む。
【００６６】
実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂは、塗布針支持部１８とストッパ部２７とにそれぞれマグネットを組み込み、塗布針支持部１８に組み込んだマグネット３１０と、ストッパ部２７に組み込んだマグネット３１２とを、お互いに対向するように配置し、各マグネットが同極の磁極となるようにして、反発する方向に力を働かせる。
【００６７】
この場合に、間隔調整機構３２０によって塗布針１１の接触圧力を調整することは可能である。換言すると、間隔調整機構３２０は各マグネット間の距離を調整するように設定でき、これによって、接触圧力が調整される。但し、本実施の形態３の液状材料塗布装置は両マグネット間で生じる反発力のＯＮ／ＯＦＦを制御することはできない。
【００６８】
なお、説明の際に間隔調整機構３２０は、塗布針支持部１８側に設けられているが、これに限定されることなく、塗布針支持部１８側およびストッパ部２７のいずれか一方に設けられればよい。
【００６９】
液状材料塗布装置６Ｂの構成をとることにより、マグネット３１０，３１２の強さ、間隔調整機構３２０による間隔調整によって実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様の接触圧力の軽減が可能である。なお、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂの他の構成については、実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様であるため、ここでは説明は繰返さない。
【００７０】
［実施の形態４］
図１１は、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃを示す図である。図１２は、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｃの主要部を示す図である。
【００７１】
図１１、図１２を参照して、実施の形態１の液状材料塗布装置６と比較しつつ、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃを説明する。液状材料塗布装置６Ｃは、液状材料塗布装置６のマグネット１１０と電磁石１１２とに代え、支持バネ４１０と、バネ調整機構である張力調整機構４２０とを含む。
【００７２】
実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃは、塗布針支持部１８と支持部材２６との間に支持バネ（引っ張りバネ）４１０をさらに含み、支持バネ（引っ張りバネ）４１０で塗布針支持部１８を吊り下げ支持することで、塗布針１１の接触圧力を軽減する。
【００７３】
この場合でも、塗布針１１の接触圧力を軽減することは可能である。具体的には接触圧力の調整は、支持部材２６側に設けた張力調整機構４２０によって、支持バネ（引っ張りバネ）４１０の引っ張り長さを変えることで可能である。張力調整機構４２０を用いて、塗布針支持部１８と支持部材２６との間に設けられた支持バネが延びた状態から元に戻ろうとする引き戻す力（収縮力）を利用して、塗布針支持部１８を上方向へ持ち上げ、塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。但し、塗布針１１の接触圧力の軽減力のＯＮ／ＯＦＦ自体を制御することはできない。
【００７４】
ここでは、塗布針支持部１８と支持部材２６との間に支持バネを設けたが、これに限らず、塗布針支持部１８とストッパ部２７との間に支持バネを設けてもよい。なお、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃの他の構成については、実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様であるため、ここでは説明は繰返さない。
【００７５】
［実施の形態５］
図１６は、本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの主要部を示す図で、塗布前の状態である。図１７は、本実施の形態５の塗布時の状態を示す図である。図１８は、本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄのマグネット（磁石）５２０が無い、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃで、塗布針支持部１８の下降不足が発生した場合を示す図である。
【００７６】
図１６および図１７を参照して、液状材料塗布装置６Ｄは、実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃに針の降下を補助するマグネット５２０を追加したものである。
【００７７】
実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄは、実施の形態３，４の液状材料塗布装置６Ｂ，６Ｃのように、塗布針１１の接触圧力の軽減力のＯＮ／ＯＦＦ自体を制御することができない場合に有効となる。
【００７８】
具体的には、この実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃでは、支持バネ（引っ張りバネ）４１０で塗布針支持部１８を吊り下げ支持することにより、塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。
【００７９】
しかし、塗布針支持部１８の自重を軽減し過ぎると、降下時のスライド機構２５の摺動抵抗で、図１８のように下降しきれない場合が発生する。
【００８０】
そこで、液状材料塗布装置６Ｄはさらにマグネット（磁石）５２０，５２１を含む。このマグネット５２０は、支持ピン２９に設けられ、一方、マグネット５２１は、塗布針支持部１８に設けられ、マグネット５２０と対向して配置される。なお、支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）は、塗布針支持部１８を上部に引き上げた状態で保持する。
【００８１】
また、このマグネット５２０，５２１が磁力で吸着した状態で、シリンダ２８によりストッパ２７まで塗布針支持部１８を引き下げる。ストッパ２７で塗布針支持部１８が停止した後もシリンダ２８は下降することによりマグネット５２０とマグネット５２１とが離間し、マグネット５２０とマグネット５２１との間に働く磁力による吸引力の影響は無くなり、支持バネ４１０で接触力を軽減した状態での安定した塗布が可能となる。
【００８２】
なお、互いに吸着するための機構として双方ともマグネット（磁石）が配置されるとして説明を行なったが、これに限定されることなく、これらのうち一方が磁性体として配置されてもよい。たとえば、支持ピン２９に設けられたマグネット５２０の代わりに磁性体を用いてもよい。
【００８３】
また、マグネット５２０あるいはマグネット５２１のいずれか一方を電磁石にした構成でも安定した塗布が可能である。この場合、たとえばマグネット５２０の代わりに電磁石を用いて、この電磁石とマグネット５２１との離間距離が小さくても、この電磁石の電流をＯＦＦすることで磁力の影響を除くことが可能である。
【００８４】
実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの構成をとることにより、より安定した塗布が可能となる。また、上述した構成を実施の形態３，４の液状材料塗布装置６Ｂ，６Ｃにも用いることによりさらに安定した塗布が可能となる。
【００８５】
本実施の形態１〜５の液状材料塗布装置の構成をとることにより、塗布針１１が基板５に接触するときの接触圧力を軽減することが可能である。
【００８６】
これにより、液晶パネルのカラーフィルタ修正においては、２０μｍ以下の微小な欠陥修正においても、正常なカラーフィルタ面にダメージを与えることがなく、高品位の修正が可能となる。また、タッチパネル等の電極修正においても、基材のフィルムや、正常電極部にダメージを与えることなく修正が可能となる。
【００８７】
［液状材料塗布装置を含む欠陥修正装置の構成］
図１３は、この発明の各実施の形態１〜５の液状材料塗布装置を含む欠陥修正装置の共通の全体構成を示す図である。図１３を参照して、この欠陥修正装置は、観察光学系３１、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ３２、カット用レーザ装置３３、インク塗布機構３４、およびインク硬化用光源３５から構成される修正ヘッド部と、この修正ヘッド部を修正対象の基板５に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸テーブル３６と、Ｚ軸テーブル３６を搭載してＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル３７と、基板５を搭載してＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブル３８と、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ３９と、ＣＣＤカメラ３２によって撮影された画像などを表示するモニタ４０と、制御用コンピュータ３９に作業者からの指令を入力するための操作パネル４１とを備える。
【００８８】
観察光学系３１は、基板５の表面状態や、インク塗布機構３４によって塗布されたインク２０の状態を観察するためのものである。観察光学系３１によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ３２により電気信号に変換され、モニタ４０に表示される。カット用レーザ装置３３は、観察光学系３１を介して基板５上の不要部にレーザ光を照射して除去する。
【００８９】
インク塗布機構３４は、基板５に発生した白欠陥５５にインク２０を塗布して修正する。インク硬化用光源３５は、たとえばＣＯ２レーザを含み、インク塗布機構３４によって塗布されたインク２０にレーザ光を照射して硬化させる。
【００９０】
なお、この装置構成は一例であり、たとえば、観察光学系３１などを搭載したＺ軸テーブル３６をＸ軸テーブル３７に搭載し、さらにＸ軸テーブル３７をＹ軸テーブル３８に搭載し、Ｚ軸テーブル３６をＸＹ方向に移動可能とするガントリー方式と呼ばれる構成でもよく、観察光学系３１などを搭載したＺ軸テーブル３６を、修正対象の基板５に対してＸＹ方向に相対的に移動可能な構成であればどのような構成でもよい。
【００９１】
最後に、図を用いて実施の形態１〜５について総括する。
本実施の形態１〜５の液状材料塗布装置は、図５〜図１８に示されたように、基板５上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、微細領域に液状材料を塗布する塗布針１１と、塗布針１１を上下方向に移動させるためのスライド機構２５と、スライド機構２５を上下方向に移動可能に支持する支持部材２６と、支持部材との距離が一定となるように設定された基板と塗布針１１との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構（たとえば、磁石１１０、電磁石１１２、エア噴射機構２１０、磁石３１０、磁石３１２、支持バネ４１０）と、下降補助機構（たとえば、マグネット５２０，５２１）とを備える。
【００９２】
特に、本実施の形態１の液状材料塗布装置は、図５、図６に示されたように、塗布針１１を支持する塗布針支持部１８と、塗布針支持部１８の下方への移動を制限するストッパ部２７とをさらに備え、接触圧力軽減機構（たとえば磁石１１０，電磁石１１２は、塗布針支持部１８の下端に設けられる磁石１１０と、ストッパ部２７に設けられる電磁石１１２とを含み、第１の磁石１１０と第２の磁石１１２とは基板５と鉛直する軸の同軸上に配置される。さらに、実施の形態１では磁石１１０および電磁石１１２としたが、これに限定されることなく、いずれか一方の磁石が電磁石であればよい。さらに接触圧力軽減機構（たとえば磁石１１０，１１２）は、電磁石１１２への印加電流の大きさを調整する制御部をさらに含み、制御部は、電磁石１１２への印加電流の大きさを調整することによって、塗布針１１と基板５との接触圧力を調整する。制御部は、塗布針１１の先端が下降する際に印加電流をオフ状態からオン状態に切替えることによって塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。
【００９３】
次に、本実施の形態２の液状材料塗布装置は、図７、図８に示されたように、塗布針１１を支持する塗布針支持部１８と、塗布針支持部１８の下方への移動を制限するストッパ部２７と、塗布針支持部１８とストッパ部２７との間にエアを噴射するエア噴射機構２１０とを含み、エア噴射機構２１０はエアの噴射を調整することにより、塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。接触圧力軽減機構（たとえば、エア噴射機構２１０）は、エア噴射機構２１０のエア流量を調整する制御部をさらに含み、制御部は、エア噴射機構２１０の強弱を変えることによって塗布針１１と基板との接触圧力を調整する。制御部は、塗布針１１の先端が下降する際に、エア噴射機構を停止状態から噴射状態に切替えることによって塗布針１１と基板との接触圧力を軽減する。
【００９４】
さらに、本実施の形態３の液状材料塗布装置は、図９、図１０に示されたように、塗布針支持部１８が第１の磁石３１０を含み、ストッパ部２７が第２の磁石３１２を含み、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２とは基板５と鉛直な軸の同軸上に配置され、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２とのそれぞれ対向する磁極は同性質の磁極となるように設けられ、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２との間には反発力が発生する。本実施の形態３の液状材料塗布装置は、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２との間の距離を調節する間隔調整機構３２０をさらに備える。
【００９５】
次に、本実施の形態４の液状材料塗布装置は、図１１、図１２で示されるように、塗布針１１を支持する塗布針支持部１８と、支持部材２６と塗布針支持部１８との間に設けられる支持バネ４１０とをさらに備える。さらに、塗布針支持部１８は、支持バネ４１０によって支持部材２６から吊り下げられるように設けられ、支持部材２６と塗布針支持部１８との間には収縮力が発生する。また本実施の形態４の液状材料塗布装置は、支持部材２６側および前記塗布針支持部１８側のいずれか一方に設けたバネ調整機構４２０をさらに備える。
【００９６】
次に、本実施の形態５の液状材料塗布装置は、図１６、図１７で示されるように、形態３や形態４の液状材料塗布装置に、マグネット５２０をさらに備える。本実施の形態５の液状材料塗布装置は、シリンダ２８により塗布針支持部１８を下降させる時に、支持ピン２９とマグネット５２０が磁力で吸着して下降を補助し、ストッパ２７まで塗布針支持部１８を下降させる。下降したあと、更にシリンダ２８が下降することにより、支持ピン２９とマグネット５２０が引き離される構造を備える。もしくはマグネット５２０を電磁石にしてオン／オフする構造を備える。
【００９７】
好ましくは、本実施の形態５の液状材料塗布装置は、図１６、図１７に示すように塗布針支持部１８および塗布針支持部１８を上昇端で保持するの支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）のそれぞれに設けられる磁石５２０および磁石５２１を備え、磁石５２０，５２１は、互いに吸着することによって、支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）と塗布針支持部１８とが連動して動作可能にする。
【００９８】
さらに好ましくは、磁石５２０，５２１のいずれか一方は電磁石を含む。
好ましくは、本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄは、塗布針支持部１８および塗布針支持部１８を上昇端で保持する支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）のうちの一方に設けられる磁石と、他方に設けられる磁性体とを備え、磁石および磁性体は、互いに吸着することによって、支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）と塗布針支持部１８とが連動して動作可能にする。
【００９９】
さらに好ましくは、上記磁石は電磁石を含む。
また欠陥修正装置は、図１３に示したように実施の形態１〜５の液状材料塗布装置を備える。
【０１００】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 観察鏡筒、２ 対物レンズ、３，３１ 観察光学系、５ 基板、６，６Ａ〜６Ｃ 液状材料塗布装置、７〜１０ 塗布ユニット、１１ 塗布針、１３ 塗布材料容器、１８ 塗布針支持部、２０ インク、２１ 保持部、２２ 塗布材料容器固定ピン、２４，２５ スライド機構、２６ 支持部材、２７ ストッパ部、２８ シリンダ、２９ 支持ピン、３２ ＣＣＤカメラ、３３ カット用レーザ装置、３４ インク塗布機構、３５ インク硬化用光源、３９ 制御用コンピュータ、４０ モニタ、４１ 操作パネル、１１０ マグネット、１１２ 電磁石、２１０ エア噴射機構、３２０ 間隔調整機構、４１０ 支持バネ、４２０ 張力調整機構、５２０，５２１ マグネット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体状の材料を基板上の微細領域に塗布して欠陥を修正する欠陥修正装置に関し、特に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）のカラーフィルタの製造工程で発生する欠陥の修正において、液体状の材料を塗布する塗布装置およびそれを含む欠陥修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、ＬＣＤを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加してきている。このような状況下において歩留まり向上のために、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を修正する欠陥修正装置が生産ラインに不可欠となってきている。
【０００３】
図１５は、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。図１５を参照して、図１５（ａ）〜（ｃ）において、カラーフィルタは、透明基板と、その表面に形成されたブラックマトリクス５１と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素５２、Ｇ（緑色）画素５３、およびＢ（青色）画素５４とを含む。カラーフィルタの製造工程においては、図１５（ａ）に示すように画素やブラックマトリクス５１の色が抜けてしまった白欠陥５５や、図１５（ｂ）に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス５１が画素にはみ出してしまった黒欠陥５６や、図１５（ｃ）に示すように画素に異物が付着した異物欠陥５７などが発生する。
【０００４】
白欠陥５５を修正する方法としては、インク塗布装置により、白欠陥５５が存在する画素と同色のインクを塗布針の先端部に付着させ、塗布針の先端部に付着したインクを白欠陥５５に塗布して修正する方法がある。また、黒欠陥５６や異物欠陥５７を修正する方法としては、欠陥部分をレーザカットして矩形の白欠陥５５を形成した後、インク塗布装置により、塗布針の先端部に付着したインクをその白欠陥５５に塗布して修正する方法がある。
【０００５】
液晶ディスプレイは用途に応じ様々なサイズのものが製造される。具体的には大型パネルは家庭用ＴＶ用に、小型パネルは携帯端末の表示器用に製造される。
【０００６】
特に、最近では携帯電話端末のスマートフォン化により、より高精細な小型液晶パネルの需要が増えてきている。このような状況下において、画素サイズが小型化し、修正対象となる欠陥サイズも２０μｍ以下程度と非常に小さくなってきている。
【０００７】
この微小サイズの欠陥を、高品位に修正が可能な修正装置が求められてきている。このような微小サイズの欠陥を高品位に修正できる技術として、特開２００９−１２２２５９号公報（特許文献１）に開示される発明がある。
【０００８】
特開２００９−１２２２５９号公報（特許文献１）には、図１５に示したようなカラーフィルタの欠陥修正のために、図１４に示した塗布装置を用いて、色が抜けた部分（白欠陥）に同色のインクを塗布することで欠陥の修正を行なうことが記載されている。
【０００９】
図１４は、従来の欠陥修正装置の要部を示す図である。図１４を参照して、図１４（１）の塗布待機状態において、塗布針１１の先端が塗布材料容器内に収納された状態になっている。インクを塗布する際は、図１４（２）のように、シリンダを駆動して、塗布針１１を塗布材料容器から突出させ、図１４（３）のように、装置のＺ軸駆動機構により塗布装置を下降させ、塗布針１１の先端を基板５に接触させることでインクを塗布して欠陥を修正する。
【００１０】
塗布針１１は、スライド機構２５で支持され、支持部材２６に対して相対的に移動可能となっており、図１４（３）に示すように塗布針１１を基板５に接触させたとき、装置のＺ軸駆動機構を、塗布針１１の先端が基板５に接触してから、更に微小量下降させることで、基板５に確実にインクを塗布している。
【００１１】
このときに、塗布針１１は、スライド機構により支持部材２６上部に移動することで、塗布針１１の先端に余分な荷重が掛からないようになっている。塗布針１１の基板５への接触荷重は、図１４（４）に示した斜線部分の自重のみが掛かるようになっている。従って、静止時には塗布針１１は、常に一定の接触荷重で基板５に接触する。
【００１２】
塗布針１１の先端が基板５に接触する時の圧力は、図１４（４）に示した斜線部の自重および接触時の衝撃力と、塗布針１１の先端の接触面積により決まる。
【００１３】
塗布針１１の先端形状は、円筒軸の先端が円錐状になった形で、さらに、この先端が平坦に加工された形状をしている。インクを塗布する際は、この平坦面に付着したインクを基板上に転写して塗布を行なう。このため、塗布されるインクの径は、塗布針１１の先端の平坦面のサイズより若干大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−１２２２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述のように、最近では２０μｍ以下の欠陥サイズの修正が求められており、この欠陥を修正するための塗布針１１の先端サイズは直径１０μｍ程度が必要となる。塗布針１１の先端サイズが小さくなると、塗布針１１の先端が基板５に接触する時の圧力も高くなってしまう。
【００１６】
このため、塗布針１１の先端の接触により正常なカラーフィルタ面への傷付等が懸念されてきている。
【００１７】
しかし、図１４に示した装置では、図１４（４）に示した斜線部の自重で、塗布針の接触荷重が決まっているため、接触圧力を小さくするためには、斜線部の自重を軽くしなければならないが、斜線部の軽量化にも限界があり、これ以上の接触圧力の低減は困難な状況にある。
【００１８】
これまでは、液晶パネルのカラーフィルタの欠陥修正について説明したが、スマートフォン用液晶パネルに組み込まれるタッチパネルも小型化、高精細化しており、タッチパネルの電極修正用途でも、２０μｍ幅の電極修正が求められてきている。この場合も、塗布針としては、先端直径１０μｍ程度のものが用いられるため、カラーフィルタの場合と同様に、塗布針の接触圧力の軽減対策が必要となってきている。特に、タッチパネルの場合は、基材がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などのフィルムの場合があり、接触圧力が大きいと基材自体を傷付けてしまう可能性もあるため、より接触圧力の軽減が必要となってきている。
【００１９】
上記のように、図１４に示した塗布装置では、塗布針１１の接触圧力の軽減に限界があり、これ以上の接触圧力の軽減は困難となってきている。そのため、小型化、高精細化する液晶パネルや、フィルム化するタッチパネルの修正への対応が困難になってきている。
【００２０】
そこで、本発明の主たる目的は、上記で課題となっている塗布針と基板との接触圧力の軽減が可能な塗布装置および本塗布装置を搭載した欠陥修正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明に係る液状材料塗布装置は、基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、微細領域に液状材料を塗布する塗布針と、塗布針を上下方向に移動させるためのスライド機構と、スライド機構を上下方向に移動可能に支持する支持部材と、支持部材との距離が一定となるように設定された基板と塗布針との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構とを備える。
【００２２】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針を支持する塗布針支持部と、塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部とをさらに備え、接触圧力軽減機構は、塗布針支持部の下端に設けられる第１の磁石と、ストッパ部に設けられる第２の磁石とを含み、第１の磁石と第２の磁石とは基板と鉛直する軸の同軸上に配置される。
【００２３】
さらに好ましくは、第１の磁石または第２の磁石のいずれか一方は電磁石を含む。
さらに好ましくは、接触圧力軽減機構は、電磁石へ印加電流の大きさを調整する制御部をさらに含み、制御部は、電磁石へ印加電流の大きさを調整することによって、塗布針と基板との接触圧力を調整する。
【００２４】
さらに好ましくは、制御部は、塗布針の先端が下降する際に印加電流をオフ状態からオン状態に切替えることによって塗布針と基板との接触圧力を軽減する。
【００２５】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針を支持する塗布針支持部と、塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部と、塗布針支持部とストッパ部との間にエアを噴射するエア噴射機構とを含み、エア噴射機構はエアの噴射を調整することにより、塗布針と基板との接触圧力を軽減する。
【００２６】
さらに好ましくは、接触圧力軽減機構は、エア噴射機構のエア流量を調整する制御部をさらに含み、制御部は、エア噴射機構の強弱を変えることによって塗布針と基板との接触圧力を調整する。
【００２７】
さらに好ましくは、制御部は、塗布針の先端が下降する際に、エア噴射機構が停止状態から噴射状態に切替えることによって塗布針と基板との接触圧力を軽減する。
【００２８】
好ましくは、接触圧力軽減機構は、塗布針支持部は、第１の磁石を含み、ストッパ部は、第２の磁石を含み、第１の磁石と第２の磁石とは基板と鉛直な軸の同軸上に配置され、第１の磁石と第２の磁石とのそれぞれ対向する磁極は同性質の磁極となるように設けられ、第１の磁石と第２の磁石との間には反発力が発生する。
【００２９】
さらに好ましくは、液状材料塗布装置は、第１の磁石と第２の磁石との間の距離を調節する間隔調整機構をさらに備える。
【００３０】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針を支持する塗布針支持部と、支持部材と塗布針支持部との間に設けられる支持バネとをさらに備える。
【００３１】
さらに好ましくは、塗布針支持部は、支持バネによって支持部材から吊り下げられるように設けられ、支持部材と塗布針支持部との間には収縮力が発生する。
【００３２】
さらに好ましくは、液状材料塗布装置は、支持部材側および塗布針支持部側のいずれか一方に設けたバネ調整機構をさらに備える。
【００３３】
好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針支持部および塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構のそれぞれに設けられる第３の磁石および第４の磁石とを備え、第３および第４の磁石は、互いに吸着することによって、塗布針上昇端保持機構と塗布針支持部とが連動して動作可能にする。
【００３４】
さらに好ましくは、第３の磁石および第４の磁石のいずれか一方は電磁石を含む。
また、好ましくは、液状材料塗布装置は、塗布針支持部および塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構のうちの一方に設けられる第３の磁石と、他方に設けられる磁性体とを備え、第３の磁石および磁性体は、互いに吸着することによって、塗布針上昇端保持機構と塗布針支持部とが連動して動作可能にする。
【００３５】
さらに好ましくは、第３の磁石は電磁石を含む。
好ましくは、欠陥修正装置は上述した液状材料塗布装置を備える。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の液状材料塗布装置によって、塗布針と基板との間の接触圧力を軽減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】そのような欠陥修正装置の要部を示す図である。
【図２】図１に示した塗布ユニットの構成を示す図である。
【図３】図２に示した塗布材料容器の構成を示す断面図である。
【図４】図１〜図３に示した欠陥修正装置のインク塗布動作を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態１の液状材料塗布装置６を示す図である。
【図６】本実施の形態１の液状材料塗布装置６の主要部を示す図である。
【図７】本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａを示す図である。
【図８】本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａの主要部を示す図である。
【図９】本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂを示す図である。
【図１０】本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂの主要部を示す図である。
【図１１】本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃを示す図である。
【図１２】本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃの主要部を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態１〜４の液状材料塗布装置を含む欠陥修正装置の共通の全体構成を示す図である。
【図１４】従来の欠陥修正装置の要部を示す図である。
【図１５】ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。
【図１６】本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの主要部を示すもので、塗布前の状態を示す図である。
【図１７】本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの塗布時の状態を示す図である。
【図１８】本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃにおいて、塗布針支持部１８が下降不足を発生した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３９】
本願発明の各実施の形態１〜５について説明する前に、本願発明の基礎となる欠陥修正装置の共通構成について説明する。図１は、そのような欠陥修正装置の要部を示す図である。図１において、この欠陥修正装置は、観察鏡筒１と、倍率の異なる複数の対物レンズ２とを含む観察光学系３を備える。図示しないレボルバにより、複数の対物レンズ２のうちの所望の対物レンズ２を選択し、選択した対物レンズ２を観察鏡筒１の下に移動させることが可能となっている。観察光学系３はＺ軸テーブル４に搭載されている。修正対象の液晶カラーフィルタ基板（以下、基板という）５は、対物レンズ２に対向してＸＹテーブル（図示せず）に搭載される。ＸＹテーブルによって基板５をＸＹ方向（水平方向）に移動させ、Ｚ軸テーブル４によって観察光学系３をＺ軸方向（垂直方向）に移動させることにより、基板５表面の任意の位置に対物レンズ２の焦点を合わせて拡大して観察することが可能となっている。
【００４０】
図２は、図１に示した塗布ユニットの構成を示す図である。図２を参照して、Ｚ軸テーブル４には、液状材料塗布装置も搭載されている。液状材料塗布装置は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂおよび黒用の４つの塗布ユニット７〜１０を備え、塗布ユニット７〜１０の各々は、塗布針１１、塗布針ホルダ１２、および塗布材料容器（以下、容器とも称する）１３を含む。塗布ユニット７，８はＸ１テーブル１４に搭載され、塗布ユニット９，１０はＸ２テーブル１５に搭載され、図１に示すように、テーブル１４，１５はＺ軸テーブル１６に搭載され、Ｚ軸テーブル１６はＹ軸テーブル１７に搭載されている。
【００４１】
塗布を行なうために選択された塗布針１１を、Ｙ軸テーブル１７によって、塗布針１１が塗布を行なう欠陥位置のＹ軸方向位置と同じ位置に来るように移動させ、次いでＺ軸テーブル１６によって、選択された塗布針１１を含む塗布ユニット７〜１０のいずれかを対物レンズ２の下に挿入できるように垂直方向に下降させ、さらに、塗布針１１が塗布を行なう欠陥位置のＸ軸方向位置と同じ位置に来るように、選択された塗布針１１を含む塗布ユニット７〜１０のいずれかを搭載するＸ１テーブル１４またはＸ２テーブル１５を対物レンズ２の方向に移動させることにより、対物レンズ２と基板５の間に挿入することが可能となっている。
【００４２】
塗布ユニット７は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、２本の塗布針支持部（アーム）１８，１９を含む。塗布針支持部（アーム）１８の先端には塗布針ホルダ１２が取り付けられ、塗布材料容器支持部（アーム）１９の先端には塗布材料容器１３が取り付けられ、塗布針１１は塗布材料容器１３に挿入されている。
【００４３】
図３に示すように、塗布材料容器１３の底には孔１３ａが開口され、インク２０が注入されている。孔１３ａは、インク２０が流出しないような小さな寸法に設定されている。塗布材料容器１３の側部には保持部２１が設けられており、保持部２１には塗布材料容器１３を塗布材料容器支持部（アーム）１９の先端部に磁石（図示せず）を介して固定するための塗布材料容器固定ピン２２が設けられている。塗布材料容器１３の開口部は蓋２３で閉じられており、蓋２３には孔２３ａが開口されている。
【００４４】
塗布針１１は、先端部１１ａ側の小径部１１ｂと、塗布針ホルダ１２に固着される大径部１１ｃからなる段付形状を有し、小径部１１ｂの直径は塗布材料容器１３の孔１３ａの直径よりも若干小さく設定され、大径部１１ｃの直径は蓋２３の孔２３ａの直径よりも若干小さく設定されている。
【００４５】
図２（Ａ）（Ｂ）に戻って、塗布材料容器支持部（アーム）１９の基端部はスライド機構２４によって塗布針支持部（アーム）１８の中央部に上下動可能に支持され、塗布針支持部（アーム）１８の基端部はスライド機構２５によって支持部材２６に上下動可能に支持されている。支持部材２６の下端には、塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９の下方への移動を制限するストッパ部２７が設けられ、支持部材２６には塗布針支持部（アーム）１８の基端部の下端を上下動させるシリンダ２８が搭載されている。
【００４６】
次に、この欠陥修正装置の動作について説明する。図３は、図２に示した塗布材料容器の構成を示す断面図である。図３を参照して待機時は、シリンダ２８によって塗布針支持部（アーム）１８が上限位置に保持され、塗布材料容器支持部（アーム）１９は塗布針支持部（アーム）１８にぶら下がった状態になっている。このとき塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９間の上下方向の距離は最大になっており、図３に示すように、塗布針１１の先端部１１ａはインク２０に浸漬されている。
【００４７】
図４は図１〜図３に示した欠陥修正装置のインク塗布動作を示すフローチャートである。図４を参照して、修正時は、ステップＳ１において、モニタ画面（図示せず）に表示された欠陥に対して、作業者がインク２０を塗布する位置を指定する。ステップＳ２において、現在観察に用いている対物レンズ２が、塗布針１１の挿入が可能な対物レンズ２か否か、すなわち倍率が１０倍の対物レンズ２か否かを確認する。対物レンズ２の倍率が１０倍以外のたとえば２０倍である場合、ステップＳ３において、レボルバを回転させて対物レンズ２を１０倍の対物レンズ２に切換え、ステップＳ４において、レボルバによる対物レンズ２の切換えの完了を確認する。対物レンズ２の切換えを完了した場合、およびステップＳ２において対物レンズ２が１０倍のものであった場合は、ステップＳ５において、テーブル１４〜１７を駆動して、所望の塗布針１１を欠陥修正位置へ移動させる。
【００４８】
次に、ステップＳ６において、シリンダ２８によって塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９を下限位置まで下降させる。このとき、塗布材料容器支持部（アーム）１９が塗布針支持部（アーム）１８よりも先にストッパ部２７に接触し、塗布針支持部（アーム）１８，塗布材料容器支持部（アーム）１９間の上下方向の距離が最小になり、塗布針１１の先端部１１ａが塗布材料容器１３の孔１３ａを貫通して塗布材料容器１３の底から突出する。突出した塗布針１１の先端部１１ａには、インク２０が付着している。次いでステップＳ７において、Ｚ軸テーブル１６によって塗布針１１を下降させ、塗布針１１の先端部１１ａを基板５の欠陥部に接触させ、ステップＳ８において、基板５の欠陥部にインク２０を塗布する。ステップＳ９において、Ｚ軸テーブル１６によって塗布針１１を上昇させ、ステップＳ１０において、シリンダ２８を駆動して塗布針１１を塗布材料容器１３内に収納する。ステップＳ６〜Ｓ１０で、１回のインク塗布が完了する。
【００４９】
欠陥部が複数存在する場合はインク塗布位置も複数存在するので、ステップＳ１１において、次の塗布位置があるか否かを確認し、次の塗布位置が存在する場合は、ステップＳ１２において、基板５をＸＹテーブル（図示せず）によって移動させ、再度、ステップＳ６〜Ｓ１０を実施する。この動作を繰り返すことで、全ての欠陥部分へのインク塗布が完了する。ステップＳ１１において、次の塗布位置が無いと判別した場合は、ステップＳ１３において、塗布針１１を欠陥修正位置から退避させ、ステップＳ１４において、修正を完了する。
【００５０】
［実施の形態１］
図５は、本実施の形態１の液状材料塗布装置６を示す図である。図６は、本実施の形態１の液状材料塗布装置６の主要部を示す図である。
【００５１】
図５、図６を参照して、液状材料塗布装置６は、塗布材料を収納するための塗布材料容器１３と、塗布針１１、塗布針１１を固定する塗布針ホルダ１２、塗布針ホルダ１２を固定支持する塗布針支持部（アーム）１８、塗布針１１を上下方向に移動させるためのスライド機構２５と、スライド機構２５を上下方向に移動可能に支持する支持部材２６とを含む。
【００５２】
液状材料塗布装置６は、塗布針１１の接触圧力を軽減するために、塗布針支持部１８に組み込まれるマグネット１１０と、支持部材２６に組み込まれる電磁石１１２とを含む。また、液状材料塗布装置６は、塗布針支持部１８を支持部材２６に対して相対的に移動させるための駆動機構であるシリンダ２８をさらに含む。なお、基板５と支持部材２６との距離は、一定となるように設定され、これは実施の形態１の液状材料塗布装置だけに限定されず、後に説明する実施の形態２〜４の液状材料塗布装置についても同様に一定になるように設定される。
【００５３】
塗布待機時には、塗布針支持部１８は、シリンダ２８に取り付けられた支持ピン２９で上部に引き上げられた状態になっている。塗布針支持部１８とシリンダ２８の支持ピン２９は固着しておらず、塗布針支持部１８の一部がシリンダ２８の支持ピン２９に引っ掛かった状態となっている。従って、シリンダ２８の支持ピン２９の下降によって、塗布針支持部１８は図１４（Ｄ）斜線部の自重で下降するようになっている。
【００５４】
このとき、図示はしないが実施の形態１の液状材料塗布装置は制御部を含み、この制御部は電磁石に印加電流を印加することによって、マグネット１１０と電磁石１１２との間に反発力が生じ、この下降したときの塗布針１１と基板５との接触圧力は軽減する。すなわち、マグネット１１０と電磁石１１２の対向する側は、同性質の磁極となっており、電磁石１１２に電流を流すことで、反発する方向に力を作用させることができる。
【００５５】
電磁石１１２に流す電流量で、反発力を可変することができるため、塗布針１１が基板から遠い位置では反発力を小さくしておいて、塗布針１１が基板５に接触する寸前位置で、反発力を大きくして塗布針１１の接触圧力を最終目的の値まで軽減するといった事が可能である。
【００５６】
また、電磁石１１２に流す電流をＯＮ／ＯＦＦすることで、反発力をＯＮ／ＯＦＦすることもできるため、塗布針１１の先端が下降する際、たとえば、基板５に接触する寸前位置で反発力を働かせて塗布針の接触圧力を軽減することが可能である。
【００５７】
また実施の形態１の液状材料塗布装置では、塗布針１１の接触圧力を調整するための反発力をＯＮ／ＯＦＦすることが可能なため、塗布針１１が基板５に接触する直前で反発力を働かせることができ、塗布針支持部１８の下降にほとんど影響を与えないため、従来の塗布装置と比較して塗布に掛かる時間をほとんど遅延することなく、塗布針１１の接触圧力の軽減が可能である。
【００５８】
このような構成を取ることにより、塗布針１１の下降速度の遅延をできるだけ減らして塗布をすることができる。なお、ここでは、実施の形態１の液状材料塗布装置は、塗布針支持部１８および支持部材２６にそれぞれ、マグネット１１０、電磁石１１２を組み込まれた構成を用いて説明したが、これに限定されることなく、塗布針支持部１８および支持部材２６に組み込まれた磁石のうちいずれか一方に電磁石を用いればよい。
【００５９】
［実施の形態２］
図７は、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａを示す図である。図８は、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａの主要部を示す図である。
【００６０】
図７、図８を参照して、実施の形態１の液状材料塗布装置６と比較しつつ、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａを説明する。液状材料塗布装置６Ａは、液状材料塗布装置６のマグネット１１０と電磁石１１２とに代え、エア噴射機構２１０を含む。
【００６１】
図５、図６が示すように実施の形態１の液状材料塗布装置６では、塗布針支持部１８にマグネット１１０を、ストッパ部２７に電磁石１１２を組み込み、電磁石１１２に電流を流した時の反発力で、塗布針１１が基板５に接触する時の接触圧力を軽減していた。
【００６２】
一方、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａでは、ストッパ部２７にエア噴射機構２１０を設け、塗布針支持部１８の下端面にエアを吹き付けることで、接触圧力を軽減する。
【００６３】
また図示はしないが実施の形態２の液状材料塗布装置は制御部を含み、この制御部はエア圧力の調整、エア圧のＯＮ／ＯＦＦを調整することによって実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様の接触圧力の軽減が可能である。なお、ここでは、エア噴射機構２１０をストッパ部２７側に設けて説明をしたが、これに限られることなく、塗布針支持部１８側に設けてもよい。なお、本実施の形態２の液状材料塗布装置６Ａの他の構成については、実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様であるため、ここでは説明は繰返さない。
【００６４】
［実施の形態３］
図９は、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂを示す図である。図１０は、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂの主要部を示す図である。
【００６５】
図９、図１０を参照して、実施の形態１の液状材料塗布装置６と比較しつつ、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂを説明する。液状材料塗布装置６Ｂは、液状材料塗布装置６のマグネット１１０と電磁石１１２とに代え、マグネット３１０，３１２と、間隔調整機構３２０とを含む。
【００６６】
実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂは、塗布針支持部１８とストッパ部２７とにそれぞれマグネットを組み込み、塗布針支持部１８に組み込んだマグネット３１０と、ストッパ部２７に組み込んだマグネット３１２とを、お互いに対向するように配置し、各マグネットが同極の磁極となるようにして、反発する方向に力を働かせる。
【００６７】
この場合に、間隔調整機構３２０によって塗布針１１の接触圧力を調整することは可能である。換言すると、間隔調整機構３２０は各マグネット間の距離を調整するように設定でき、これによって、接触圧力が調整される。但し、本実施の形態３の液状材料塗布装置は両マグネット間で生じる反発力のＯＮ／ＯＦＦを制御することはできない。
【００６８】
なお、説明の際に間隔調整機構３２０は、塗布針支持部１８側に設けられているが、これに限定されることなく、塗布針支持部１８側およびストッパ部２７のいずれか一方に設けられればよい。
【００６９】
液状材料塗布装置６Ｂの構成をとることにより、マグネット３１０，３１２の強さ、間隔調整機構３２０による間隔調整によって実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様の接触圧力の軽減が可能である。なお、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｂの他の構成については、実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様であるため、ここでは説明は繰返さない。
【００７０】
［実施の形態４］
図１１は、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃを示す図である。図１２は、本実施の形態３の液状材料塗布装置６Ｃの主要部を示す図である。
【００７１】
図１１、図１２を参照して、実施の形態１の液状材料塗布装置６と比較しつつ、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃを説明する。液状材料塗布装置６Ｃは、液状材料塗布装置６のマグネット１１０と電磁石１１２とに代え、支持バネ４１０と、バネ調整機構である張力調整機構４２０とを含む。
【００７２】
実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃは、塗布針支持部１８と支持部材２６との間に支持バネ（引っ張りバネ）４１０をさらに含み、支持バネ（引っ張りバネ）４１０で塗布針支持部１８を吊り下げ支持することで、塗布針１１の接触圧力を軽減する。
【００７３】
この場合でも、塗布針１１の接触圧力を軽減することは可能である。具体的には接触圧力の調整は、支持部材２６側に設けた張力調整機構４２０によって、支持バネ（引っ張りバネ）４１０の引っ張り長さを変えることで可能である。張力調整機構４２０を用いて、塗布針支持部１８と支持部材２６との間に設けられた支持バネが延びた状態から元に戻ろうとする引き戻す力（収縮力）を利用して、塗布針支持部１８を上方向へ持ち上げ、塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。但し、塗布針１１の接触圧力の軽減力のＯＮ／ＯＦＦ自体を制御することはできない。
【００７４】
ここでは、塗布針支持部１８と支持部材２６との間に支持バネを設けたが、これに限らず、塗布針支持部１８とストッパ部２７との間に支持バネを設けてもよい。なお、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃの他の構成については、実施の形態１の液状材料塗布装置６と同様であるため、ここでは説明は繰返さない。
【００７５】
［実施の形態５］
図１６は、本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの主要部を示す図で、塗布前の状態である。図１７は、本実施の形態５の塗布時の状態を示す図である。図１８は、本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄのマグネット（磁石）５２０が無い、本実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃで、塗布針支持部１８の下降不足が発生した場合を示す図である。
【００７６】
図１６および図１７を参照して、液状材料塗布装置６Ｄは、実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃに針の降下を補助するマグネット５２０を追加したものである。
【００７７】
実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄは、実施の形態３，４の液状材料塗布装置６Ｂ，６Ｃのように、塗布針１１の接触圧力の軽減力のＯＮ／ＯＦＦ自体を制御することができない場合に有効となる。
【００７８】
具体的には、この実施の形態４の液状材料塗布装置６Ｃでは、支持バネ（引っ張りバネ）４１０で塗布針支持部１８を吊り下げ支持することにより、塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。
【００７９】
しかし、塗布針支持部１８の自重を軽減し過ぎると、降下時のスライド機構２５の摺動抵抗で、図１８のように下降しきれない場合が発生する。
【００８０】
そこで、液状材料塗布装置６Ｄはさらにマグネット（磁石）５２０，５２１を含む。このマグネット５２０は、支持ピン２９に設けられ、一方、マグネット５２１は、塗布針支持部１８に設けられ、マグネット５２０と対向して配置される。なお、支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）は、塗布針支持部１８を上部に引き上げた状態で保持する。
【００８１】
また、このマグネット５２０，５２１が磁力で吸着した状態で、シリンダ２８によりストッパ２７まで塗布針支持部１８を引き下げる。ストッパ２７で塗布針支持部１８が停止した後もシリンダ２８は下降することによりマグネット５２０とマグネット５２１とが離間し、マグネット５２０とマグネット５２１との間に働く磁力による吸引力の影響は無くなり、支持バネ４１０で接触力を軽減した状態での安定した塗布が可能となる。
【００８２】
なお、互いに吸着するための機構として双方ともマグネット（磁石）が配置されるとして説明を行なったが、これに限定されることなく、これらのうち一方が磁性体として配置されてもよい。たとえば、支持ピン２９に設けられたマグネット５２０の代わりに磁性体を用いてもよい。
【００８３】
また、マグネット５２０あるいはマグネット５２１のいずれか一方を電磁石にした構成でも安定した塗布が可能である。この場合、たとえばマグネット５２０の代わりに電磁石を用いて、この電磁石とマグネット５２１との離間距離が小さくても、この電磁石の電流をＯＦＦすることで磁力の影響を除くことが可能である。
【００８４】
実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄの構成をとることにより、より安定した塗布が可能となる。また、上述した構成を実施の形態３，４の液状材料塗布装置６Ｂ，６Ｃにも用いることによりさらに安定した塗布が可能となる。
【００８５】
本実施の形態１〜５の液状材料塗布装置の構成をとることにより、塗布針１１が基板５に接触するときの接触圧力を軽減することが可能である。
【００８６】
これにより、液晶パネルのカラーフィルタ修正においては、２０μｍ以下の微小な欠陥修正においても、正常なカラーフィルタ面にダメージを与えることがなく、高品位の修正が可能となる。また、タッチパネル等の電極修正においても、基材のフィルムや、正常電極部にダメージを与えることなく修正が可能となる。
【００８７】
［液状材料塗布装置を含む欠陥修正装置の構成］
図１３は、この発明の各実施の形態１〜５の液状材料塗布装置を含む欠陥修正装置の共通の全体構成を示す図である。図１３を参照して、この欠陥修正装置は、観察光学系３１、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ３２、カット用レーザ装置３３、インク塗布機構３４、およびインク硬化用光源３５から構成される修正ヘッド部と、この修正ヘッド部を修正対象の基板５に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸テーブル３６と、Ｚ軸テーブル３６を搭載してＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル３７と、基板５を搭載してＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブル３８と、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ３９と、ＣＣＤカメラ３２によって撮影された画像などを表示するモニタ４０と、制御用コンピュータ３９に作業者からの指令を入力するための操作パネル４１とを備える。
【００８８】
観察光学系３１は、基板５の表面状態や、インク塗布機構３４によって塗布されたインク２０の状態を観察するためのものである。観察光学系３１によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ３２により電気信号に変換され、モニタ４０に表示される。カット用レーザ装置３３は、観察光学系３１を介して基板５上の不要部にレーザ光を照射して除去する。
【００８９】
インク塗布機構３４は、基板５に発生した白欠陥５５にインク２０を塗布して修正する。インク硬化用光源３５は、たとえばＣＯ２レーザを含み、インク塗布機構３４によって塗布されたインク２０にレーザ光を照射して硬化させる。
【００９０】
なお、この装置構成は一例であり、たとえば、観察光学系３１などを搭載したＺ軸テーブル３６をＸ軸テーブル３７に搭載し、さらにＸ軸テーブル３７をＹ軸テーブル３８に搭載し、Ｚ軸テーブル３６をＸＹ方向に移動可能とするガントリー方式と呼ばれる構成でもよく、観察光学系３１などを搭載したＺ軸テーブル３６を、修正対象の基板５に対してＸＹ方向に相対的に移動可能な構成であればどのような構成でもよい。
【００９１】
最後に、図を用いて実施の形態１〜５について総括する。
本実施の形態１〜５の液状材料塗布装置は、図５〜図１８に示されたように、基板５上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、微細領域に液状材料を塗布する塗布針１１と、塗布針１１を上下方向に移動させるためのスライド機構２５と、スライド機構２５を上下方向に移動可能に支持する支持部材２６と、支持部材との距離が一定となるように設定された基板と塗布針１１との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構（たとえば、磁石１１０、電磁石１１２、エア噴射機構２１０、磁石３１０、磁石３１２、支持バネ４１０）と、下降補助機構（たとえば、マグネット５２０，５２１）とを備える。
【００９２】
特に、本実施の形態１の液状材料塗布装置は、図５、図６に示されたように、塗布針１１を支持する塗布針支持部１８と、塗布針支持部１８の下方への移動を制限するストッパ部２７とをさらに備え、接触圧力軽減機構（たとえば磁石１１０，電磁石１１２は、塗布針支持部１８の下端に設けられる磁石１１０と、ストッパ部２７に設けられる電磁石１１２とを含み、第１の磁石１１０と第２の磁石１１２とは基板５と鉛直する軸の同軸上に配置される。さらに、実施の形態１では磁石１１０および電磁石１１２としたが、これに限定されることなく、いずれか一方の磁石が電磁石であればよい。さらに接触圧力軽減機構（たとえば磁石１１０，１１２）は、電磁石１１２への印加電流の大きさを調整する制御部をさらに含み、制御部は、電磁石１１２への印加電流の大きさを調整することによって、塗布針１１と基板５との接触圧力を調整する。制御部は、塗布針１１の先端が下降する際に印加電流をオフ状態からオン状態に切替えることによって塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。
【００９３】
次に、本実施の形態２の液状材料塗布装置は、図７、図８に示されたように、塗布針１１を支持する塗布針支持部１８と、塗布針支持部１８の下方への移動を制限するストッパ部２７と、塗布針支持部１８とストッパ部２７との間にエアを噴射するエア噴射機構２１０とを含み、エア噴射機構２１０はエアの噴射を調整することにより、塗布針１１と基板５との接触圧力を軽減する。接触圧力軽減機構（たとえば、エア噴射機構２１０）は、エア噴射機構２１０のエア流量を調整する制御部をさらに含み、制御部は、エア噴射機構２１０の強弱を変えることによって塗布針１１と基板との接触圧力を調整する。制御部は、塗布針１１の先端が下降する際に、エア噴射機構を停止状態から噴射状態に切替えることによって塗布針１１と基板との接触圧力を軽減する。
【００９４】
さらに、本実施の形態３の液状材料塗布装置は、図９、図１０に示されたように、塗布針支持部１８が第１の磁石３１０を含み、ストッパ部２７が第２の磁石３１２を含み、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２とは基板５と鉛直な軸の同軸上に配置され、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２とのそれぞれ対向する磁極は同性質の磁極となるように設けられ、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２との間には反発力が発生する。本実施の形態３の液状材料塗布装置は、第１の磁石３１０と第２の磁石３１２との間の距離を調節する間隔調整機構３２０をさらに備える。
【００９５】
次に、本実施の形態４の液状材料塗布装置は、図１１、図１２で示されるように、塗布針１１を支持する塗布針支持部１８と、支持部材２６と塗布針支持部１８との間に設けられる支持バネ４１０とをさらに備える。さらに、塗布針支持部１８は、支持バネ４１０によって支持部材２６から吊り下げられるように設けられ、支持部材２６と塗布針支持部１８との間には収縮力が発生する。また本実施の形態４の液状材料塗布装置は、支持部材２６側および前記塗布針支持部１８側のいずれか一方に設けたバネ調整機構４２０をさらに備える。
【００９６】
次に、本実施の形態５の液状材料塗布装置は、図１６、図１７で示されるように、形態３や形態４の液状材料塗布装置に、マグネット５２０をさらに備える。本実施の形態５の液状材料塗布装置は、シリンダ２８により塗布針支持部１８を下降させる時に、支持ピン２９とマグネット５２０が磁力で吸着して下降を補助し、ストッパ２７まで塗布針支持部１８を下降させる。下降したあと、更にシリンダ２８が下降することにより、支持ピン２９とマグネット５２０が引き離される構造を備える。もしくはマグネット５２０を電磁石にしてオン／オフする構造を備える。
【００９７】
好ましくは、本実施の形態５の液状材料塗布装置は、図１６、図１７に示すように塗布針支持部１８および塗布針支持部１８を上昇端で保持するの支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）のそれぞれに設けられる磁石５２０および磁石５２１を備え、磁石５２０，５２１は、互いに吸着することによって、支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）と塗布針支持部１８とが連動して動作可能にする。
【００９８】
さらに好ましくは、磁石５２０，５２１のいずれか一方は電磁石を含む。
好ましくは、本実施の形態５の液状材料塗布装置６Ｄは、塗布針支持部１８および塗布針支持部１８を上昇端で保持する支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）のうちの一方に設けられる磁石と、他方に設けられる磁性体とを備え、磁石および磁性体は、互いに吸着することによって、支持ピン２９（塗布針上昇端保持機構）と塗布針支持部１８とが連動して動作可能にする。
【００９９】
さらに好ましくは、上記磁石は電磁石を含む。
また欠陥修正装置は、図１３に示したように実施の形態１〜５の液状材料塗布装置を備える。
【０１００】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 観察鏡筒、２ 対物レンズ、３，３１ 観察光学系、５ 基板、６，６Ａ〜６Ｃ 液状材料塗布装置、７〜１０ 塗布ユニット、１１ 塗布針、１３ 塗布材料容器、１８ 塗布針支持部、２０ インク、２１ 保持部、２２ 塗布材料容器固定ピン、２４，２５ スライド機構、２６ 支持部材、２７ ストッパ部、２８ シリンダ、２９ 支持ピン、３２ ＣＣＤカメラ、３３ カット用レーザ装置、３４ インク塗布機構、３５ インク硬化用光源、３９ 制御用コンピュータ、４０ モニタ、４１ 操作パネル、１１０ マグネット、１１２ 電磁石、２１０ エア噴射機構、３２０ 間隔調整機構、４１０ 支持バネ、４２０ 張力調整機構、５２０，５２１ マグネット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、
前記微細領域に液状材料を塗布する塗布針と、
前記塗布針を上下方向に移動させるためのスライド機構と、
前記スライド機構を上下方向に移動可能に支持する支持部材と、
前記支持部材との距離が一定となるように設定された前記基板と前記塗布針との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構とを備える、液状材料塗布装置。
【請求項２】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針を支持する塗布針支持部と、
前記塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部とをさらに備え、
前記接触圧力軽減機構は、
前記塗布針支持部の下端に設けられる第１の磁石と、
前記ストッパ部に設けられる第２の磁石とを含み、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とは前記基板と鉛直する軸の同軸上に配置される、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項３】
前記第１の磁石および前記第２の磁石のいずれか一方は電磁石を含む、請求項２に記載の液状材料塗布装置。
【請求項４】
前記接触圧力軽減機構は、
前記電磁石への印加電流の大きさを調整する制御部をさらに含み、
前記制御部は、前記電磁石への印加電流の大きさを調整することによって、前記塗布針と前記基板との接触圧力を調整する、請求項３に記載の液状材料塗布装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記塗布針の先端が下降する際に前記印加電流をオフ状態からオン状態に切替えることによって前記塗布針と前記基板との接触圧力を軽減する、請求項４に記載の液状材料塗布装置。
【請求項６】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針を支持する塗布針支持部と、
前記塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部と、
前記塗布針支持部と前記ストッパ部との間にエアを噴射するエア噴射機構とを含み、
前記エア噴射機構は前記エアの噴射を調整することにより、前記塗布針と前記基板との接触圧力を軽減する、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項７】
前記接触圧力軽減機構は、
前記エア噴射機構のエア流量を調整する制御部をさらに含み、
前記制御部は、前記エア噴射機構の強弱を変えることによって前記塗布針と前記基板との接触圧力を調整する、請求項６に記載の液状材料塗布装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記塗布針の先端が下降する際に、前記エア噴射機構を停止状態から噴射状態に切替えることによって前記塗布針と前記基板との接触圧力を軽減する、請求項７に記載の液状材料塗布装置。
【請求項９】
塗布針支持部とストッパ部とをさらに備え、
前記塗布針支持部は、第１の磁石を含み、
前記ストッパ部は、第２の磁石を含み、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とは前記基板と鉛直な軸の同軸上に配置され、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とのそれぞれ対向する磁極は同性質の磁極となるように設けられ、
前記第１の磁石と前記第２の磁石との間には反発力が発生する、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１０】
前記液状材料塗布装置は、
前記第１の磁石と前記第２の磁石との間の距離を調節する間隔調整機構をさらに備える、請求項９に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１１】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針を支持する塗布針支持部と、
前記支持部材と前記塗布針支持部との間に設けられる支持バネとをさらに備える、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１２】
前記塗布針支持部は、前記支持バネによって前記支持部材から吊り下げられるように設けられ、前記支持部材と前記塗布針支持部との間には収縮力が発生する、請求項１１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１３】
前記液状材料塗布装置は、
前記支持部材側および前記塗布針支持部側のいずれか一方に設けたバネ調整機構をさらに備える、請求項１２に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１４】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構と、
前記塗布針支持部および前記塗布針上昇端保持機構のそれぞれに設けられる第３の磁石および第４の磁石とを備え、
前記第３および第４の磁石は、互いに吸着することによって、前記塗布針上昇端保持機構と前記塗布針支持部とが連動して動作可能にする、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１５】
前記第３の磁石および前記第４の磁石のいずれか一方は電磁石を含む、請求項１４に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１６】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構と、
前記塗布針支持部および前記塗布針上昇端保持機構のうちの一方に設けられる第３の磁石と、他方に設けられる磁性体とを備え、
前記第３の磁石および前記磁性体は、互いに吸着することによって、前記塗布針上昇端保持機構と前記塗布針支持部とが連動して動作可能にする、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１７】
前記第３の磁石は電磁石を含む、請求項１６に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の液状材料塗布装置を備える、欠陥修正装置。
【請求項１】
基板上の微細領域に液状材料を塗布して欠陥を修正するための液状材料塗布装置において、
前記微細領域に液状材料を塗布する塗布針と、
前記塗布針を上下方向に移動させるためのスライド機構と、
前記スライド機構を上下方向に移動可能に支持する支持部材と、
前記支持部材との距離が一定となるように設定された前記基板と前記塗布針との接触圧力を軽減する接触圧力軽減機構とを備える、液状材料塗布装置。
【請求項２】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針を支持する塗布針支持部と、
前記塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部とをさらに備え、
前記接触圧力軽減機構は、
前記塗布針支持部の下端に設けられる第１の磁石と、
前記ストッパ部に設けられる第２の磁石とを含み、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とは前記基板と鉛直する軸の同軸上に配置される、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項３】
前記第１の磁石および前記第２の磁石のいずれか一方は電磁石を含む、請求項２に記載の液状材料塗布装置。
【請求項４】
前記接触圧力軽減機構は、
前記電磁石への印加電流の大きさを調整する制御部をさらに含み、
前記制御部は、前記電磁石への印加電流の大きさを調整することによって、前記塗布針と前記基板との接触圧力を調整する、請求項３に記載の液状材料塗布装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記塗布針の先端が下降する際に前記印加電流をオフ状態からオン状態に切替えることによって前記塗布針と前記基板との接触圧力を軽減する、請求項４に記載の液状材料塗布装置。
【請求項６】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針を支持する塗布針支持部と、
前記塗布針支持部の下方への移動を制限するストッパ部と、
前記塗布針支持部と前記ストッパ部との間にエアを噴射するエア噴射機構とを含み、
前記エア噴射機構は前記エアの噴射を調整することにより、前記塗布針と前記基板との接触圧力を軽減する、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項７】
前記接触圧力軽減機構は、
前記エア噴射機構のエア流量を調整する制御部をさらに含み、
前記制御部は、前記エア噴射機構の強弱を変えることによって前記塗布針と前記基板との接触圧力を調整する、請求項６に記載の液状材料塗布装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記塗布針の先端が下降する際に、前記エア噴射機構を停止状態から噴射状態に切替えることによって前記塗布針と前記基板との接触圧力を軽減する、請求項７に記載の液状材料塗布装置。
【請求項９】
塗布針支持部とストッパ部とをさらに備え、
前記塗布針支持部は、第１の磁石を含み、
前記ストッパ部は、第２の磁石を含み、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とは前記基板と鉛直な軸の同軸上に配置され、
前記第１の磁石と前記第２の磁石とのそれぞれ対向する磁極は同性質の磁極となるように設けられ、
前記第１の磁石と前記第２の磁石との間には反発力が発生する、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１０】
前記液状材料塗布装置は、
前記第１の磁石と前記第２の磁石との間の距離を調節する間隔調整機構をさらに備える、請求項９に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１１】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針を支持する塗布針支持部と、
前記支持部材と前記塗布針支持部との間に設けられる支持バネとをさらに備える、請求項１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１２】
前記塗布針支持部は、前記支持バネによって前記支持部材から吊り下げられるように設けられ、前記支持部材と前記塗布針支持部との間には収縮力が発生する、請求項１１に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１３】
前記液状材料塗布装置は、
前記支持部材側および前記塗布針支持部側のいずれか一方に設けたバネ調整機構をさらに備える、請求項１２に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１４】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構と、
前記塗布針支持部および前記塗布針上昇端保持機構のそれぞれに設けられる第３の磁石および第４の磁石とを備え、
前記第３および第４の磁石は、互いに吸着することによって、前記塗布針上昇端保持機構と前記塗布針支持部とが連動して動作可能にする、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１５】
前記第３の磁石および前記第４の磁石のいずれか一方は電磁石を含む、請求項１４に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１６】
前記液状材料塗布装置は、
前記塗布針支持部を上昇端で保持する塗布針上昇端保持機構と、
前記塗布針支持部および前記塗布針上昇端保持機構のうちの一方に設けられる第３の磁石と、他方に設けられる磁性体とを備え、
前記第３の磁石および前記磁性体は、互いに吸着することによって、前記塗布針上昇端保持機構と前記塗布針支持部とが連動して動作可能にする、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１７】
前記第３の磁石は電磁石を含む、請求項１６に記載の液状材料塗布装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の液状材料塗布装置を備える、欠陥修正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１３−１０９３１５（Ｐ２０１３−１０９３１５Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４４０５５（Ｐ２０１２−１４４０５５）
【出願日】平成２４年６月２７日（２０１２．６．２７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２７日（２０１２．６．２７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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