薄膜形成装置および薄膜形成方法
【課題】高精度で均一な塗布が可能な薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供する。
【解決手段】塗布対象物１００を吸着保持する吸着テーブル９と、吸着テーブル９に吸着保持された塗布対象物１００の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッド４と、塗布ヘッド４を塗布対象物１００の上方位置で移動させるガントリ３と、を備える薄膜形成装置１であって、ガントリ３に、塗布対象物１００の表面を加熱する熱源装置３１を更に備える。
【解決手段】塗布対象物１００を吸着保持する吸着テーブル９と、吸着テーブル９に吸着保持された塗布対象物１００の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッド４と、塗布ヘッド４を塗布対象物１００の上方位置で移動させるガントリ３と、を備える薄膜形成装置１であって、ガントリ３に、塗布対象物１００の表面を加熱する熱源装置３１を更に備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式の薄膜形成装置および薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式とは、塗布ヘッドとしての気泡または圧電素子を利用したインクジェット塗布ヘッドから塗布材料としてのインク液滴を少量ずつ高精度に吐出する方式である。このインク液滴の高精度な吐出によって塗布対象とする部材にインク液滴を塗布する処理を装置化したものが、インクジェット塗布装置である。これは、インクの高精細な塗布を実現できる装置として近年注目されており、紙への印刷に限らず、あらゆる産業分野でその適用可能性が探られており、既に実用化されているものもある。
【０００３】
塗布ヘッドの下面先端には、複数のノズルが所定のピッチで設けられ、このノズルのピッチによって塗布材料である液滴の吐出間隔が決まる。このノズルのピッチは小さく、ノズルごとに吐出の有無を個別に管理できることから、フレキソ印刷法のような版型を不要として、平面内の自由な形状の塗布が可能となる。
【０００４】
一方で、ノズルから液滴の吐出が可能なように塗布材料の粘度が調整されることから、吐出された後の基板上で塗布材料の濡れ広がりが発生する。このため、液滴の１滴と隣りの液滴の１滴とが作る面形状の安定性が問題となり、特に面形状の最外周でのライン形状は製作物の品質に大きく影響する。
【０００５】
例えば、特許文献１は、インクジェットヘッドにより配向膜材料を吐出して基板上に付着させるものである。乾燥固化させて配向膜を形成する方法において、インクジェットでの吐出に適した粘度とするための配向膜材料に添加する表面張力調整の溶剤や、脱気溶剤が示されている。これは、インクジェットの吐出動作と吐出後の基板上でのレベリング性を向上しようとするものであり、乾燥固化については別工程として次の乾燥させる装置に移されるものである（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７３４９３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】岩井善弘・越石健司著、「液晶・ＰＤＰ・有機ＥＬ徹底比較」、初版、株式会社工業調査会、2004年7月、p. 50―58
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これまで、インクジェット方式の塗布における高い塗布位置精度や膜厚の均一性を求める上では、主に、目標とする塗布間隔と塗布ヘッドのノズルピッチとの相対的な位置関係が着目されていた。
しかしながら、インクジェット方式の塗布を様々な分野で活用していく上では、塗布する時点の動作に加えて、塗布した直後から乾燥して基板上に固着するまでをいかに管理するかも重要である。
【０００９】
特に、液晶ガラス基板の製造に適用した事例では、基板の大型化が進むにつれ、どのような固着状態となるかが極めて重要となる。このため、インクジェット方式により位置を管理して塗布し、管理された位置を保持できるよう速やかに乾燥させることが望ましい。
しかしながら、非特許文献１に示すような従来の方法では、一連の塗布処理が終了した後に、乾燥処理が行われる。このため、塗布処理開始から乾燥装置にセットされ乾燥処理が開始されるまでの間に、乾燥処理が行われないこととなる。このため、乾燥処理を開始するまでの間にガラス基板に塗布された液滴が動いてしまったり、液滴間のオーバーラップによるレベリングが意図しない状態で連鎖的に発生したりするおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、高精度で均一な塗布が可能な薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明は、塗布対象物を吸着保持する吸着テーブルと、該吸着テーブルに吸着保持された前記塗布対象物の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッドと、該塗布ヘッドを前記塗布対象物の上方位置で移動させるガントリと、を備える薄膜形成装置であって、前記ガントリに、前記塗布対象物の表面を加熱する熱源装置を更に備えることを特徴とする薄膜形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高精度で均一な塗布が可能な薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る薄膜形成装置の構成を示す斜視図である。
【図２】ガントリの背面側の構造を説明する構成模式図である。
【図３】ヘッド回復装置の拡大図である。
【図４】ヘッド回復装置の動作を説明する模式図である。
【図５】制御部の機能を説明する機能ブロック図である。
【図６】本実施形態に係る薄膜形成装置の薄膜形成方法を説明するフローチャートである。
【図７】外枠塗布工程を説明するフローチャートである。
【図８】内面塗布工程を説明するフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る薄膜形成装置の外枠塗布工程を説明する模式図であり、（ａ）が往路時を（ｂ）が復路時を示す。
【図１０】変形例に係る薄膜形成装置のガントリの構造を説明する構成模式図である。
【図１１】変形例に係る薄膜形成装置の外枠塗布工程を説明する模式図であり、（ａ）が往路時を（ｂ）が復路時を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る薄膜形成装置１の構成を示す斜視図である。
本実施形態に係る薄膜形成装置１は、フラット・パネル・ディスプレイや、電気泳動方式などを応用したフレキシブル・ディスプレイと呼ばれるしなやかに曲がる電子ペーパなど、多種多様な用途がある。以下の説明において、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、フラット・パネル・ディスプレイに用いられるガラス基板１００に対してポリイミドの薄膜を形成（塗布）するものとして説明する。なお、本実施形態に係る薄膜形成装置１でガラス基板１００上に形成（塗布）されたポリイミドの薄膜は、本乾燥処理および配向処理（ラビング）をされることにより、配向膜となるものであるが、本説明においては、本乾燥処理・配向処理前の薄膜も「配向膜」と称するものとする。
【００１６】
薄膜形成装置１は、架台２と、ガントリ３と、複数の塗布ヘッド４を有する塗布ヘッドユニット５と、Ｘ軸移動機構６と、Ｙ軸移動機構７と、Ｚ軸移動機構８と、配向膜を形成（塗布）する対象であるガラス基板１００を真空吸着して固定する吸着テーブル９と、ヘッド回復装置１０と、熱源装置３１と、アライメントカメラ３２（図２参照）と、アライメントカメラ移動機構３３（図２参照）と、制御部５０（図５参照）と、を備えている。
【００１７】
なお、以下の説明において、図１に示すように、架台２の長手方向（ガントリ３の移動方向）をＸ軸とし、架台２の幅方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）をＹ軸とし、鉛直方向をＺ軸とするものとして説明する。また、ガントリ３がＸ軸の正方向に移動することを往路とし、Ｘ軸の負方向に移動することを復路とするものとして説明する。
【００１８】
ガントリ３は、架台２との間に開口３ａを有する門型ガントリであり、Ｘ軸移動機構６を介して、架台２の上に設けられている。
ガントリ３の復路側には、Ｙ軸移動機構７およびＺ軸移動機構８を介して、複数の塗布ヘッド４を有する塗布ヘッドユニット５が設けられている。
ガントリ３の往路側には、熱源装置３１が設けられている。また、ガントリ３の往路側は、アライメントカメラ移動機構３３（図２参照）を介して、アライメントカメラ３２（図２参照）が設けられている。
【００１９】
Ｘ軸移動機構６は、架台２に設けられた固定子（マグネットプレート）６ａと、ガントリ３に設けられた可動子（コイル）６ｂとからなるリニアモータアクチュエータであり、架台２に対してガントリ３をＸ軸方向に移動させることができるようになっている。
Ｙ軸移動機構７は、ガントリ３に設けられた固定子（マグネットプレート）７ａと、塗布ヘッドユニット５に設けられた可動子（コイル）７ｂとからなるリニアモータアクチュエータであり、ガントリ３に対して塗布ヘッドユニット５をＹ軸方向に移動させることができるようになっている。
Ｚ軸移動機構８は、サーボモータからなり、ガントリ３に対して塗布ヘッドユニット５をＺ軸方向に移動させることができるようになっている。
即ち、塗布ヘッドユニット５（塗布ヘッド４，後述するノズル４ａ）は、Ｘ軸移動機構６によりＸ軸方向に移動することができるようになっており、Ｙ軸移動機構７によりＹ軸方向に移動することができるようになっており、Ｚ軸移動機構８によりＺ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、Ｘ軸移動機構６、Ｙ軸移動機構７およびＺ軸移動機構８は、制御部５０により制御されるようになっている。
【００２０】
複数の塗布ヘッド４を有する塗布ヘッドユニット５が設けられている。配向膜材料を吐出するノズルのピッチの連続性を確保するために、塗布ヘッド４が複数設けられている。図１に示す例において、塗布ヘッドユニット５には、４個の塗布ヘッド４がＹ軸方向に沿って一列に配置され、その塗布ヘッド４の列がＸ軸方向に３列配置されることが図示されている。
さらに、一つの塗布ヘッド４に対して配向膜材料を吐出するノズル（図示せず）がＹ軸方向に沿って一列に複数配置され、そのノズルの列が複数列配置されている（図示せず）。なお、塗布ヘッド４は、圧電素子等を利用してノズルから少量の液滴を高精度に吐出するインクジェットヘッドである。
なお、制御部５０は、塗布ヘッド４の各ノズルごとに配向膜材料の吐出の有無やタイミング、吐出する配向膜材料の量を制御することができるようになっている。
【００２１】
図２は、ガントリ３の背面側の構造を説明する構成模式図である。なお、図２において、Ｘ軸移動機構６の可動子６ｂ、Ｙ軸移動機構７、Ｚ軸移動機構８は省略して図示している。
図２に示すように、ガントリ３の往路側（図１の背面側）に配置される熱源装置３１は、例えば、赤外線ランプで構成され、略鉛直方向に赤外線を照射することができるようになっている。即ち、ガントリ３の復路時にガントリ３の開口３ａ（図１参照）を通過した対象（ガラス基板１００）に対して赤外線を照射することができるようになっている。
なお、熱源装置３１は、制御部５０によりその点灯・消灯が制御されるようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、熱源装置３１として赤外線ランプを用いるものとして説明するが、これに限られるものではなく、可視光線を照射する可視光線ランプ（図示せず）であってもよく、紫外線を照射する紫外線ランプ（図示せず）であってもよく、ガラス基板１００に塗布された配向膜材料を加熱することができるものであればよい。
ちなみに、熱源装置３１として紫外線ランプ（図示せず）を用いる場合、紫外線ランプの電源投入から照射される紫外線の強度が安定するまでに時間を要するため、シャッタ（図示せず）を設けて、紫外線ランプの点灯・消灯を制御するのにかえて、シャッタの開閉により照射開始と照射停止を制御するようにするのが望ましい。
また、熱源装置３１として、塵埃等を含まない清浄な空気（クリーンエア）を加熱して対象（ガラス基板１００）に吹き付ける熱風送風装置（図示せず）であってもよい。加熱された清浄な空気を熱媒体として対象に吹き付けることにより、対象（ガラス基板１００）をより加熱することができる。また、熱風送風装置と赤外線ランプ（可視光線ランプ、紫外線ランプ）を組み合せたものであってもよい。
【００２３】
アライメントカメラ３２は、吸着テーブル９に吸着されたガラス基板１００との位置決め用に使用されるほか、塗布ヘッド４から吐出してガラス基板１００に塗布された配向膜材料を観察するためのカメラである。
アライメントカメラ移動機構３３は、ガントリ３に対してアライメントカメラ３２をＹ軸方向に移動させることができるようになっている。即ち、アライメントカメラ３２は、Ｘ軸移動機構６によりＸ軸方向に移動することができるようになっており、アライメントカメラ移動機構３３によりＹ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、Ｘ軸移動機構６およびアライメントカメラ移動機構３３は、制御部５０により制御されるようになっている。また、アライメントカメラ３２で撮像された画像は、制御部５０に送信され、塗布ヘッド４の位置補正に用いられる。
【００２４】
図１に戻り、吸着テーブル９は、ガラス基板１００を真空吸着して固定することができるようになっている。また、吸着テーブル９は、サーボモータからなるθ回転機構（図示せず）を備えており、Ｚ軸方向の軸を回転軸として回転角θだけ回転させることができるようになっている。
なお、吸着テーブル９は、制御部５０によりガラス基板１００の着脱および回転角θが制御されるようになっている。
【００２５】
次に、ヘッド回復装置１０について、図３および図４を用いて更に説明する。図３は、ヘッド回復装置１０の拡大図である。
ヘッド回復装置１０は、塗布ヘッド４のノズルから吐出させて、ノズルの目詰まりを防止するとともに、目詰まりの回復を検出する装置である。
ヘッド回復装置１０は、吸込口１１と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）１２と、カメラ１３と、ＬＥＤ１２をＹ軸方向に移動させるＬＥＤ移動機構１２Ａと、カメラ１３をＹ軸方向に移動させるカメラ移動機構１３Ａと、電子天秤１４と、を備えている。電子天秤１４では、配向膜材料を塗布ヘッド４のノズルから吐出させて、各塗布ヘッド４間の１回あたりの吐出量を調整する。
【００２６】
吸込口１１は、真空チャンバ（図示せず）等に接続され、Ｚ軸方向に見て塗布ヘッドユニット５に設けられた複数の塗布ヘッド４と位置が対応するように配置されている。即ち、図１に示す塗布ヘッドユニット５に対応して、４個の吸込口１１がＹ軸方向に沿って一列に配置され、その吸込口１１の列がＸ軸方向に３列配置されている。
【００２７】
ＬＥＤ１２は、塗布ヘッドユニット５に設けられたＹ軸方向に沿って一列に配置された塗布ヘッド４と位置が対応するように配置されている。即ち、図１に示す塗布ヘッドユニット５に対応して、４個のＬＥＤ１２がＹ軸方向に沿って一列に配置されている。また、ＬＥＤ１２は、ＬＥＤ移動機構１２ＡによりＹ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、ＬＥＤ１２は、制御部５０によりその点灯・消灯が制御されるようになっている。
【００２８】
カメラ１３は、塗布ヘッドユニット５に設けられたＹ軸方向に沿って一列に配置された塗布ヘッド４と位置が対応するように配置されている。即ち、図１に示す塗布ヘッドユニット５に対応して、４個のカメラ１３がＹ軸方向に沿って一列に配置されている。また、カメラ１３は、カメラ移動機構１３ＡによりＹ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、カメラ１３で撮像された画像は、制御部５０に送信される。
【００２９】
図４は、ヘッド回復装置１０の動作を説明する模式図である。なお、図４は、図１のＸ−Ｚ平面でみた模式図である。また、図１において、Ｘ軸方向に複数の塗布ヘッド４および吸込口１１が配置されているが、検査対象のノズルと対応する塗布ヘッド４および吸込口１１以外のものは、この図４では図示を省略している。
【００３０】
まず、制御部５０（後述するヘッド回復制御部５１）は、Ｘ軸移動機構６およびＹ軸移動機構７を制御して、吸込口１１と対応するように塗布ヘッド４を移動させる。また、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、ＬＥＤ移動機構１２Ａおよびカメラ移動機構１３Ａを制御して、ＬＥＤ１２およびカメラ１３のＹ軸座標が検査対象のノズル４ａのＹ軸座標と一致するように移動させる。また、カメラ１３は、Ｘ軸方向の移動機構（図示せず）を有しており、撮像の焦点位置を検査対象のノズル４ａのＸ軸座標と一致するように移動させる。
【００３１】
次に、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、塗布ヘッド４を制御して、ノズル４ａから配向膜材料の液滴４ｂを吐出させる回復運転を行う。なお、吐出された配向膜材料の液滴４ｂは、吸込口１１に入る。
この際、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、ＬＥＤ１２を点灯させ、カメラ１３で撮像する。吐出された配向膜材料の液滴４ｂは、カメラ１３で撮像する画像において、影として撮像される。これにより、ノズル４ａの目詰まりの回復を検知することができる。
【００３２】
なお、ノズル４ａの目詰まりは、配向膜材料の液滴４ｂを吐出することによって解消するが、吐出制御のみで目詰まりが解消できない場合、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、Ｚ軸移動機構８（図１参照）を制御して、塗布ヘッド４を吸込口１１と接触するように降下させ、吸引回復を行ってもよい。そして、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、Ｚ軸移動機構８（図１参照）を制御して、所定の高さまで戻し、ノズル４ａから配向膜材料の液滴４ｂを吐出させ、カメラ１３で撮像して回復を確認する。
【００３３】
図５は、制御部５０の機能を説明する機能ブロック図である。
制御部５０は、Ｘ軸移動機構６、Ｙ軸移動機構７、Ｚ軸移動機構８、ＬＥＤ移動機構１２Ａ、カメラ移動機構１３Ａおよびアライメントカメラ移動機構３３の移動位置を制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、吸着テーブル９において、ガラス基板１００の着脱および回転角θを制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、ＬＥＤ１２および熱源装置３１の点灯・消灯を制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、複数ある塗布ヘッド４のノズルごとに配向膜材料の吐出の有無やタイミングを制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、カメラ１３およびアライメントカメラ３２で撮像された画像が入力されるようになっている。
【００３４】
制御部５０は、ヘッド回復制御部５１と、外枠塗布工程制御部５２と、内面塗布工程制御部５３と、を備えている。
ヘッド回復制御部５１は、塗布ヘッド４のノズルを回復させる制御を行うようになっている。
外枠塗布工程制御部５２は、ガラス基板１００に塗布する配向膜の外枠を形成する制御を行うようになっている。
内面塗布工程制御部５３は、外枠塗布工程制御部５２により形成された配向膜の外枠の内部に配向膜材料を塗布する制御を行うようになっている。
【００３５】
次に図６から図８を用いて、本実施形態に係る薄膜形成装置１の薄膜形成方法を説明する。
【００３６】
ステップＳ１において、制御部５０のヘッド回復制御部５１は、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料を正常に滴下できるか確認する。また、電子天秤１４を用いて、塗布ヘッド４のノズルからの配向膜材料の吐出量を調整する。
具体的には、ヘッド回復制御部５１は、Ｘ軸移動機構６およびＹ軸移動機構７を制御して、吸込口１１と対応するように塗布ヘッド４を移動させる。また、ＬＥＤ移動機構１２Ａおよびカメラ移動機構１３Ａを制御して、ＬＥＤ１２およびカメラ１３のＹ軸座標が検査対象のノズルのＹ軸座標と一致するように移動させる。
そして、ヘッド回復制御部５１は、塗布ヘッド４を制御して、ノズルから配向膜材料を吐出させ、吐出された配向膜材料の液滴をカメラ１３で撮像して確認する。
なお、ノズルに目詰まりが発生し、滴下されない場合、前述した吸引回復を実行する。
塗布ヘッド４のノズルから正常に滴下できることを確認したら、ステップＳ２に進む。
【００３７】
ステップＳ２において、制御部５０は、吸着テーブル９を制御して、外部の基板装填機構（図示せず）により吸着テーブル９上に配置されたガラス基板１００を吸着させる（基板ロード）。また、制御部５０は、Ｘ軸移動機構６およびアライメントカメラ移動機構３３を制御してアライメントカメラ３２を移動させ、アライメントカメラ３２で撮像された画像に基づいて吸着テーブル９に吸着されたガラス基板１００の位置を確認する。制御部５０は、ここで確認されたガラス基板１００の位置情報に基づいて、後述する塗布ヘッド４の移動を制御する。
【００３８】
ステップＳ３において、制御部５０の外枠塗布工程制御部５２は、ガラス基板１００上に配向膜の外枠を塗布して形成する。ここで、図７を用いてステップＳ３に示す外枠塗布工程を更に説明する。
まず、ステップＳ３１において、外枠塗布工程制御部５２は、Ｙ軸移動機構７を制御して、後述するステップＳ３２において塗布ヘッド４が外枠パターン１１０（図９（ａ）参照）を形成する領域を通過するように、Ｙ軸の位置を移動させる（塗布ヘッドＹ軸位置合わせ）。
【００３９】
ステップＳ３２において、図９（ａ）に示すように、外枠塗布工程制御部５２は、Ｘ軸移動機構６を制御して、ガントリ３を往路方向に移動させるとともに、塗布ヘッド４を制御して、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御する。
これにより、ガラス基板１００に配向膜の外枠パターン１１０が塗布される。
【００４０】
ガントリ３の往路方向の移動が終了すると、ステップＳ３３に進む。
ステップＳ３３において、外枠塗布工程制御部５２は、熱源装置３１である赤外線ランプを点灯させる（熱源装置ＯＮ）。
【００４１】
ステップＳ３４において、図９（ｂ）に示すように、外枠塗布工程制御部５２は、Ｘ軸移動機構６を制御して、ガントリ３を復路方向に移動させる。こうして、ガントリ３の開口３ａ（図１参照）を通過したガラス基板１００に対して、赤外線（加熱領域）３４を照射する。
これにより、ステップＳ３２でガラス基板１００に塗布された配向膜の外枠パターン１１０を乾燥させる。
【００４２】
ガントリ３の復路方向の移動が終了すると、ステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５において、外枠塗布工程制御部５２は、熱源装置３１である赤外線ランプを消灯させる（熱源装置ＯＦＦ）。
【００４３】
ステップＳ３６において、外枠塗布工程制御部５２は、所定の回数が終了したか否かを判定する。
ステップＳ３に示す外枠塗布工程において、外枠パターン１１０を所定の高さとするために、外枠パターン１１０の塗布と乾燥を複数回繰り返すようになっており、所定の回数が終了していない場合（Ｓ３６・Ｎｏ）、外枠塗布工程制御部５２の処理は、ステップＳ３１に戻る。所定の回数が終了した場合（Ｓ３６・Ｙｅｓ）、図７に示す外枠塗布工程（ステップＳ３）を終了し、図６のステップＳ４に進む。
【００４４】
図６に戻り、ステップＳ４において、制御部５０の内面塗布工程制御部５３は、ステップＳ３で形成された外枠パターン１１０（図９参照）で囲まれた内面に配向膜材料を塗布する。ここで、図８を用いてステップＳ４に示す内面塗布工程を更に説明する。
ステップＳ４１において、内面塗布工程制御部５３は、Ｙ軸移動機構７を制御して、塗布ヘッド４がＹ軸方向の初期位置に配置されるように、Ｙ軸の位置を移動させる（塗布ヘッドＹ軸位置合わせ）。
【００４５】
ステップＳ４２において、内面塗布工程制御部５３は、Ｘ軸移動機構６を制御して、ガントリ３を移動させるとともに、塗布ヘッド４を制御して、ノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御する（ガントリ移動・塗布）。なお、Ｓ４２におけるガントリ３の移動は、往路、復路を問わない。
これにより、ステップＳ３で形成された外枠パターン１１０（図９参照）で囲まれた内面に配向膜材料が塗布される。
【００４６】
ステップＳ４３において、内面塗布工程制御部５３は、所定の塗布回数（Ｎ回）が終了したか否かを判定する。
後述するように、外枠パターン１１０で囲まれた内面の塗布は、塗布ヘッド４をノズルピッチの１／Ｎ移動させながら、Ｎ回塗布する。これにより、外枠パターン１１０で囲まれた内面に滴下される液滴のピッチは、塗布ヘッド４のノズルピッチの１／Ｎとなる。これにより、膜厚を均一化させることができる。
所定の塗布回数が終了していない場合（Ｓ４３・Ｎｏ）、ステップＳ４４に進み、内面塗布工程制御部５２は、Ｙ軸移動機構７を制御して、塗布ヘッド４を１／Ｎノズルピッチ移動させる。そしてステップＳ４２に戻る。
所定の塗布回数が終了した場合（Ｓ４３・Ｙｅｓ）、図８に示す内面塗布工程（ステップＳ４）を終了し、図６のステップＳ５に進む。
【００４７】
ステップＳ５において、制御部５０は、吸着テーブル９を制御して、吸着テーブル９上に配置されたガラス基板１００の吸着を解除する。配向膜が塗布されたガラス基板１００は外部の基板装填機構（図示せず）により薄膜形成装置１から摘出される（基板アンロード）。
なお、薄膜形成装置１から摘出されたガラス基板１００は、本乾燥処理を行う乾燥処理装置（図示せず）へと送られる。
【００４８】
このように、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、インクジェット方式を用いて配向膜を形成するので、従来のフレキソ印刷法のような版型を必要とせず、少量・多品種の配向膜形成（換言すれば、少量・多品種のフラット・パネル・ディスプレイの製造）に対応することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、ガラス基板１００に配向膜を形成する際、配向膜の外枠パターン１１０を形成し、その後、枠内に配向膜材料を塗布する。
ここで、図９に示すように、配向膜の外枠パターン１１０を形成する際、赤外線ランプ等の熱源装置３１により、ガラス基板１００上に塗布された配向膜材料を加熱するので、塗布された配向膜材料がガラス基板１００上の塗布された位置から広がることを低減させることができる。これにより、配向膜形成領域からのはみ出しを低減させ、配向膜材料を効率的に使用することができる。
また、配向膜のエッジの直線性を向上させることができる。これにより、フラット・パネル・ディスプレイの非表示部面積の更なる縮小化を図ることができる。また、多面取りをするガラス基板においては、隣接する配向膜パターン間を縮小することができ、１枚のガラス基板から取り出せるフラット・パネル・ディスプレイの枚数を向上させることができる。
【００５０】
次に、枠内に塗布された配向膜材料は、外枠により堰き止められ、それ以上広がらないようになっている。これにより、配向膜形成領域からのはみ出し（濡れ広がり）を低減させ、配向膜材料を効率的に使用することができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、吸着テーブル９に隣接して、ヘッド回復装置１０が設けられている。これにより、塗布ヘッド４の目詰まりを防止するとともに、ノズルを回復（清掃）することができ、塗布ヘッド４のノズルから滴下する配向膜材料の液滴の量と滴下するタイミングを好適に制御することができる。
また、塗布ヘッド４から吐出する配向膜材料をカメラ１３で撮像することにより、目詰まりなく正しく吐出されているか否かを確認することができる。
なお、熱源装置３１の照射領域（図９（ｂ）に示す加熱領域３４）は、ガラス基板１００にガントリ３の下方へと向けられているため、塗布ヘッド４の目詰まりを助長することがないようになっている。
【００５２】
＜変形例＞
なお、本実施形態に係る薄膜形成装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
図１０は、変形例に係る薄膜形成装置のガントリ３の構造を説明する構成模式図である。本実施形態に係るガントリ３（図２参照）と比較して、変形例に係るガントリ３（図１０参照）は、ガントリ３の復路側（図１の正面側）にも熱源装置３５を備えている。熱源装置３５は、熱源装置３１と同様に、例えば、赤外線ランプで構成され、略鉛直方向に赤外線を照射することができるようになっている。即ち、熱源装置３５は、ガントリ３の往路時にガントリ３の開口３ａ（図１参照）を通過した対象に対して赤外線を照射することができるようになっている。
なお、熱源装置３５は、制御部５０によりその点灯・消灯が制御されるようになっている。
【００５３】
図１１は、変形例に係る薄膜形成装置の外枠塗布工程を説明する模式図であり、（ａ）が往路時を（ｂ）が復路時を示す。
図１１（ａ）に示すように、ガントリ３を往路方向に移動させる際、塗布ヘッド４を制御して、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御するとともに、熱源装置３５を点灯させることによりガラス基板１００に対して赤外線（加熱領域）３６を照射する。
また、図１１（ｂ）に示すように、ガントリ３を復路方向に移動させる際、塗布ヘッド４を制御して、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御するとともに、熱源装置３１を点灯させることによりガラス基板１００に対して赤外線（加熱領域）３４を照射する。
このように、変形例に係る薄膜形成装置によれば、往路時にも復路時にも配向膜材料の滴下と乾燥を行うことができ、外枠を形成するタクトタイムを短縮することができる。
また、塗布（配向膜材料の液滴の滴下）から乾燥（赤外線の照射）までの時間を短縮することができるので、外枠の直線性が更に向上する。
【００５４】
また、吸着テーブル９（図１参照）に吸着したガラス基板１００を加熱する加熱手段（図示せず）を更に備え、外枠形成工程（ステップＳ３）においてガラス基板１００を加熱することにより、滴下された配向膜材料の液滴の乾燥を促進させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 薄膜形成装置
２ 架台
３ ガントリ
３ａ 開口
４ 塗布ヘッド
４ａ ノズル
４ｂ 配向膜材料の液滴
５ 塗布ヘッドユニット
６ Ｘ軸移動機構
６ａ 固定子
６ｂ 可動子
７ Ｙ軸移動機構
７ａ 固定子
７ｂ 可動子
８ Ｚ軸移動機構
９ 吸着テーブル
１０ ヘッド回復装置
１１ 吸込口（吐出位置）
１２ ＬＥＤ（撮像装置）
１２Ａ ＬＥＤ移動機構（撮像装置）
１３ カメラ（撮像装置）
１３Ａ カメラ移動機構（撮像装置）
３１ 熱源装置
３２ アライメントカメラ
３３ アライメントカメラ移動機構
３４ 赤外線（加熱領域）
３５ 熱源装置
３６ 赤外線（加熱領域）
５０ 制御ユニット
５１ ヘッド回復制御部
５２ 外枠塗布工程制御部
５３ 内面塗布工程制御部
１００ ガラス基板（塗布対象物）
１１０ 外枠パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式の薄膜形成装置および薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式とは、塗布ヘッドとしての気泡または圧電素子を利用したインクジェット塗布ヘッドから塗布材料としてのインク液滴を少量ずつ高精度に吐出する方式である。このインク液滴の高精度な吐出によって塗布対象とする部材にインク液滴を塗布する処理を装置化したものが、インクジェット塗布装置である。これは、インクの高精細な塗布を実現できる装置として近年注目されており、紙への印刷に限らず、あらゆる産業分野でその適用可能性が探られており、既に実用化されているものもある。
【０００３】
塗布ヘッドの下面先端には、複数のノズルが所定のピッチで設けられ、このノズルのピッチによって塗布材料である液滴の吐出間隔が決まる。このノズルのピッチは小さく、ノズルごとに吐出の有無を個別に管理できることから、フレキソ印刷法のような版型を不要として、平面内の自由な形状の塗布が可能となる。
【０００４】
一方で、ノズルから液滴の吐出が可能なように塗布材料の粘度が調整されることから、吐出された後の基板上で塗布材料の濡れ広がりが発生する。このため、液滴の１滴と隣りの液滴の１滴とが作る面形状の安定性が問題となり、特に面形状の最外周でのライン形状は製作物の品質に大きく影響する。
【０００５】
例えば、特許文献１は、インクジェットヘッドにより配向膜材料を吐出して基板上に付着させるものである。乾燥固化させて配向膜を形成する方法において、インクジェットでの吐出に適した粘度とするための配向膜材料に添加する表面張力調整の溶剤や、脱気溶剤が示されている。これは、インクジェットの吐出動作と吐出後の基板上でのレベリング性を向上しようとするものであり、乾燥固化については別工程として次の乾燥させる装置に移されるものである（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０７３４９３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】岩井善弘・越石健司著、「液晶・ＰＤＰ・有機ＥＬ徹底比較」、初版、株式会社工業調査会、2004年7月、p. 50―58
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これまで、インクジェット方式の塗布における高い塗布位置精度や膜厚の均一性を求める上では、主に、目標とする塗布間隔と塗布ヘッドのノズルピッチとの相対的な位置関係が着目されていた。
しかしながら、インクジェット方式の塗布を様々な分野で活用していく上では、塗布する時点の動作に加えて、塗布した直後から乾燥して基板上に固着するまでをいかに管理するかも重要である。
【０００９】
特に、液晶ガラス基板の製造に適用した事例では、基板の大型化が進むにつれ、どのような固着状態となるかが極めて重要となる。このため、インクジェット方式により位置を管理して塗布し、管理された位置を保持できるよう速やかに乾燥させることが望ましい。
しかしながら、非特許文献１に示すような従来の方法では、一連の塗布処理が終了した後に、乾燥処理が行われる。このため、塗布処理開始から乾燥装置にセットされ乾燥処理が開始されるまでの間に、乾燥処理が行われないこととなる。このため、乾燥処理を開始するまでの間にガラス基板に塗布された液滴が動いてしまったり、液滴間のオーバーラップによるレベリングが意図しない状態で連鎖的に発生したりするおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、高精度で均一な塗布が可能な薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明は、塗布対象物を吸着保持する吸着テーブルと、該吸着テーブルに吸着保持された前記塗布対象物の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッドと、該塗布ヘッドを前記塗布対象物の上方位置で移動させるガントリと、を備える薄膜形成装置であって、前記ガントリに、前記塗布対象物の表面を加熱する熱源装置を更に備えることを特徴とする薄膜形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高精度で均一な塗布が可能な薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る薄膜形成装置の構成を示す斜視図である。
【図２】ガントリの背面側の構造を説明する構成模式図である。
【図３】ヘッド回復装置の拡大図である。
【図４】ヘッド回復装置の動作を説明する模式図である。
【図５】制御部の機能を説明する機能ブロック図である。
【図６】本実施形態に係る薄膜形成装置の薄膜形成方法を説明するフローチャートである。
【図７】外枠塗布工程を説明するフローチャートである。
【図８】内面塗布工程を説明するフローチャートである。
【図９】本実施形態に係る薄膜形成装置の外枠塗布工程を説明する模式図であり、（ａ）が往路時を（ｂ）が復路時を示す。
【図１０】変形例に係る薄膜形成装置のガントリの構造を説明する構成模式図である。
【図１１】変形例に係る薄膜形成装置の外枠塗布工程を説明する模式図であり、（ａ）が往路時を（ｂ）が復路時を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る薄膜形成装置１の構成を示す斜視図である。
本実施形態に係る薄膜形成装置１は、フラット・パネル・ディスプレイや、電気泳動方式などを応用したフレキシブル・ディスプレイと呼ばれるしなやかに曲がる電子ペーパなど、多種多様な用途がある。以下の説明において、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、フラット・パネル・ディスプレイに用いられるガラス基板１００に対してポリイミドの薄膜を形成（塗布）するものとして説明する。なお、本実施形態に係る薄膜形成装置１でガラス基板１００上に形成（塗布）されたポリイミドの薄膜は、本乾燥処理および配向処理（ラビング）をされることにより、配向膜となるものであるが、本説明においては、本乾燥処理・配向処理前の薄膜も「配向膜」と称するものとする。
【００１６】
薄膜形成装置１は、架台２と、ガントリ３と、複数の塗布ヘッド４を有する塗布ヘッドユニット５と、Ｘ軸移動機構６と、Ｙ軸移動機構７と、Ｚ軸移動機構８と、配向膜を形成（塗布）する対象であるガラス基板１００を真空吸着して固定する吸着テーブル９と、ヘッド回復装置１０と、熱源装置３１と、アライメントカメラ３２（図２参照）と、アライメントカメラ移動機構３３（図２参照）と、制御部５０（図５参照）と、を備えている。
【００１７】
なお、以下の説明において、図１に示すように、架台２の長手方向（ガントリ３の移動方向）をＸ軸とし、架台２の幅方向（水平面上でＸ軸と直交する方向）をＹ軸とし、鉛直方向をＺ軸とするものとして説明する。また、ガントリ３がＸ軸の正方向に移動することを往路とし、Ｘ軸の負方向に移動することを復路とするものとして説明する。
【００１８】
ガントリ３は、架台２との間に開口３ａを有する門型ガントリであり、Ｘ軸移動機構６を介して、架台２の上に設けられている。
ガントリ３の復路側には、Ｙ軸移動機構７およびＺ軸移動機構８を介して、複数の塗布ヘッド４を有する塗布ヘッドユニット５が設けられている。
ガントリ３の往路側には、熱源装置３１が設けられている。また、ガントリ３の往路側は、アライメントカメラ移動機構３３（図２参照）を介して、アライメントカメラ３２（図２参照）が設けられている。
【００１９】
Ｘ軸移動機構６は、架台２に設けられた固定子（マグネットプレート）６ａと、ガントリ３に設けられた可動子（コイル）６ｂとからなるリニアモータアクチュエータであり、架台２に対してガントリ３をＸ軸方向に移動させることができるようになっている。
Ｙ軸移動機構７は、ガントリ３に設けられた固定子（マグネットプレート）７ａと、塗布ヘッドユニット５に設けられた可動子（コイル）７ｂとからなるリニアモータアクチュエータであり、ガントリ３に対して塗布ヘッドユニット５をＹ軸方向に移動させることができるようになっている。
Ｚ軸移動機構８は、サーボモータからなり、ガントリ３に対して塗布ヘッドユニット５をＺ軸方向に移動させることができるようになっている。
即ち、塗布ヘッドユニット５（塗布ヘッド４，後述するノズル４ａ）は、Ｘ軸移動機構６によりＸ軸方向に移動することができるようになっており、Ｙ軸移動機構７によりＹ軸方向に移動することができるようになっており、Ｚ軸移動機構８によりＺ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、Ｘ軸移動機構６、Ｙ軸移動機構７およびＺ軸移動機構８は、制御部５０により制御されるようになっている。
【００２０】
複数の塗布ヘッド４を有する塗布ヘッドユニット５が設けられている。配向膜材料を吐出するノズルのピッチの連続性を確保するために、塗布ヘッド４が複数設けられている。図１に示す例において、塗布ヘッドユニット５には、４個の塗布ヘッド４がＹ軸方向に沿って一列に配置され、その塗布ヘッド４の列がＸ軸方向に３列配置されることが図示されている。
さらに、一つの塗布ヘッド４に対して配向膜材料を吐出するノズル（図示せず）がＹ軸方向に沿って一列に複数配置され、そのノズルの列が複数列配置されている（図示せず）。なお、塗布ヘッド４は、圧電素子等を利用してノズルから少量の液滴を高精度に吐出するインクジェットヘッドである。
なお、制御部５０は、塗布ヘッド４の各ノズルごとに配向膜材料の吐出の有無やタイミング、吐出する配向膜材料の量を制御することができるようになっている。
【００２１】
図２は、ガントリ３の背面側の構造を説明する構成模式図である。なお、図２において、Ｘ軸移動機構６の可動子６ｂ、Ｙ軸移動機構７、Ｚ軸移動機構８は省略して図示している。
図２に示すように、ガントリ３の往路側（図１の背面側）に配置される熱源装置３１は、例えば、赤外線ランプで構成され、略鉛直方向に赤外線を照射することができるようになっている。即ち、ガントリ３の復路時にガントリ３の開口３ａ（図１参照）を通過した対象（ガラス基板１００）に対して赤外線を照射することができるようになっている。
なお、熱源装置３１は、制御部５０によりその点灯・消灯が制御されるようになっている。
【００２２】
なお、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、熱源装置３１として赤外線ランプを用いるものとして説明するが、これに限られるものではなく、可視光線を照射する可視光線ランプ（図示せず）であってもよく、紫外線を照射する紫外線ランプ（図示せず）であってもよく、ガラス基板１００に塗布された配向膜材料を加熱することができるものであればよい。
ちなみに、熱源装置３１として紫外線ランプ（図示せず）を用いる場合、紫外線ランプの電源投入から照射される紫外線の強度が安定するまでに時間を要するため、シャッタ（図示せず）を設けて、紫外線ランプの点灯・消灯を制御するのにかえて、シャッタの開閉により照射開始と照射停止を制御するようにするのが望ましい。
また、熱源装置３１として、塵埃等を含まない清浄な空気（クリーンエア）を加熱して対象（ガラス基板１００）に吹き付ける熱風送風装置（図示せず）であってもよい。加熱された清浄な空気を熱媒体として対象に吹き付けることにより、対象（ガラス基板１００）をより加熱することができる。また、熱風送風装置と赤外線ランプ（可視光線ランプ、紫外線ランプ）を組み合せたものであってもよい。
【００２３】
アライメントカメラ３２は、吸着テーブル９に吸着されたガラス基板１００との位置決め用に使用されるほか、塗布ヘッド４から吐出してガラス基板１００に塗布された配向膜材料を観察するためのカメラである。
アライメントカメラ移動機構３３は、ガントリ３に対してアライメントカメラ３２をＹ軸方向に移動させることができるようになっている。即ち、アライメントカメラ３２は、Ｘ軸移動機構６によりＸ軸方向に移動することができるようになっており、アライメントカメラ移動機構３３によりＹ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、Ｘ軸移動機構６およびアライメントカメラ移動機構３３は、制御部５０により制御されるようになっている。また、アライメントカメラ３２で撮像された画像は、制御部５０に送信され、塗布ヘッド４の位置補正に用いられる。
【００２４】
図１に戻り、吸着テーブル９は、ガラス基板１００を真空吸着して固定することができるようになっている。また、吸着テーブル９は、サーボモータからなるθ回転機構（図示せず）を備えており、Ｚ軸方向の軸を回転軸として回転角θだけ回転させることができるようになっている。
なお、吸着テーブル９は、制御部５０によりガラス基板１００の着脱および回転角θが制御されるようになっている。
【００２５】
次に、ヘッド回復装置１０について、図３および図４を用いて更に説明する。図３は、ヘッド回復装置１０の拡大図である。
ヘッド回復装置１０は、塗布ヘッド４のノズルから吐出させて、ノズルの目詰まりを防止するとともに、目詰まりの回復を検出する装置である。
ヘッド回復装置１０は、吸込口１１と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）１２と、カメラ１３と、ＬＥＤ１２をＹ軸方向に移動させるＬＥＤ移動機構１２Ａと、カメラ１３をＹ軸方向に移動させるカメラ移動機構１３Ａと、電子天秤１４と、を備えている。電子天秤１４では、配向膜材料を塗布ヘッド４のノズルから吐出させて、各塗布ヘッド４間の１回あたりの吐出量を調整する。
【００２６】
吸込口１１は、真空チャンバ（図示せず）等に接続され、Ｚ軸方向に見て塗布ヘッドユニット５に設けられた複数の塗布ヘッド４と位置が対応するように配置されている。即ち、図１に示す塗布ヘッドユニット５に対応して、４個の吸込口１１がＹ軸方向に沿って一列に配置され、その吸込口１１の列がＸ軸方向に３列配置されている。
【００２７】
ＬＥＤ１２は、塗布ヘッドユニット５に設けられたＹ軸方向に沿って一列に配置された塗布ヘッド４と位置が対応するように配置されている。即ち、図１に示す塗布ヘッドユニット５に対応して、４個のＬＥＤ１２がＹ軸方向に沿って一列に配置されている。また、ＬＥＤ１２は、ＬＥＤ移動機構１２ＡによりＹ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、ＬＥＤ１２は、制御部５０によりその点灯・消灯が制御されるようになっている。
【００２８】
カメラ１３は、塗布ヘッドユニット５に設けられたＹ軸方向に沿って一列に配置された塗布ヘッド４と位置が対応するように配置されている。即ち、図１に示す塗布ヘッドユニット５に対応して、４個のカメラ１３がＹ軸方向に沿って一列に配置されている。また、カメラ１３は、カメラ移動機構１３ＡによりＹ軸方向に移動することができるようになっている。
なお、カメラ１３で撮像された画像は、制御部５０に送信される。
【００２９】
図４は、ヘッド回復装置１０の動作を説明する模式図である。なお、図４は、図１のＸ−Ｚ平面でみた模式図である。また、図１において、Ｘ軸方向に複数の塗布ヘッド４および吸込口１１が配置されているが、検査対象のノズルと対応する塗布ヘッド４および吸込口１１以外のものは、この図４では図示を省略している。
【００３０】
まず、制御部５０（後述するヘッド回復制御部５１）は、Ｘ軸移動機構６およびＹ軸移動機構７を制御して、吸込口１１と対応するように塗布ヘッド４を移動させる。また、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、ＬＥＤ移動機構１２Ａおよびカメラ移動機構１３Ａを制御して、ＬＥＤ１２およびカメラ１３のＹ軸座標が検査対象のノズル４ａのＹ軸座標と一致するように移動させる。また、カメラ１３は、Ｘ軸方向の移動機構（図示せず）を有しており、撮像の焦点位置を検査対象のノズル４ａのＸ軸座標と一致するように移動させる。
【００３１】
次に、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、塗布ヘッド４を制御して、ノズル４ａから配向膜材料の液滴４ｂを吐出させる回復運転を行う。なお、吐出された配向膜材料の液滴４ｂは、吸込口１１に入る。
この際、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、ＬＥＤ１２を点灯させ、カメラ１３で撮像する。吐出された配向膜材料の液滴４ｂは、カメラ１３で撮像する画像において、影として撮像される。これにより、ノズル４ａの目詰まりの回復を検知することができる。
【００３２】
なお、ノズル４ａの目詰まりは、配向膜材料の液滴４ｂを吐出することによって解消するが、吐出制御のみで目詰まりが解消できない場合、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、Ｚ軸移動機構８（図１参照）を制御して、塗布ヘッド４を吸込口１１と接触するように降下させ、吸引回復を行ってもよい。そして、制御部５０（ヘッド回復制御部５１）は、Ｚ軸移動機構８（図１参照）を制御して、所定の高さまで戻し、ノズル４ａから配向膜材料の液滴４ｂを吐出させ、カメラ１３で撮像して回復を確認する。
【００３３】
図５は、制御部５０の機能を説明する機能ブロック図である。
制御部５０は、Ｘ軸移動機構６、Ｙ軸移動機構７、Ｚ軸移動機構８、ＬＥＤ移動機構１２Ａ、カメラ移動機構１３Ａおよびアライメントカメラ移動機構３３の移動位置を制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、吸着テーブル９において、ガラス基板１００の着脱および回転角θを制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、ＬＥＤ１２および熱源装置３１の点灯・消灯を制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、複数ある塗布ヘッド４のノズルごとに配向膜材料の吐出の有無やタイミングを制御することができるようになっている。
また、制御部５０は、カメラ１３およびアライメントカメラ３２で撮像された画像が入力されるようになっている。
【００３４】
制御部５０は、ヘッド回復制御部５１と、外枠塗布工程制御部５２と、内面塗布工程制御部５３と、を備えている。
ヘッド回復制御部５１は、塗布ヘッド４のノズルを回復させる制御を行うようになっている。
外枠塗布工程制御部５２は、ガラス基板１００に塗布する配向膜の外枠を形成する制御を行うようになっている。
内面塗布工程制御部５３は、外枠塗布工程制御部５２により形成された配向膜の外枠の内部に配向膜材料を塗布する制御を行うようになっている。
【００３５】
次に図６から図８を用いて、本実施形態に係る薄膜形成装置１の薄膜形成方法を説明する。
【００３６】
ステップＳ１において、制御部５０のヘッド回復制御部５１は、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料を正常に滴下できるか確認する。また、電子天秤１４を用いて、塗布ヘッド４のノズルからの配向膜材料の吐出量を調整する。
具体的には、ヘッド回復制御部５１は、Ｘ軸移動機構６およびＹ軸移動機構７を制御して、吸込口１１と対応するように塗布ヘッド４を移動させる。また、ＬＥＤ移動機構１２Ａおよびカメラ移動機構１３Ａを制御して、ＬＥＤ１２およびカメラ１３のＹ軸座標が検査対象のノズルのＹ軸座標と一致するように移動させる。
そして、ヘッド回復制御部５１は、塗布ヘッド４を制御して、ノズルから配向膜材料を吐出させ、吐出された配向膜材料の液滴をカメラ１３で撮像して確認する。
なお、ノズルに目詰まりが発生し、滴下されない場合、前述した吸引回復を実行する。
塗布ヘッド４のノズルから正常に滴下できることを確認したら、ステップＳ２に進む。
【００３７】
ステップＳ２において、制御部５０は、吸着テーブル９を制御して、外部の基板装填機構（図示せず）により吸着テーブル９上に配置されたガラス基板１００を吸着させる（基板ロード）。また、制御部５０は、Ｘ軸移動機構６およびアライメントカメラ移動機構３３を制御してアライメントカメラ３２を移動させ、アライメントカメラ３２で撮像された画像に基づいて吸着テーブル９に吸着されたガラス基板１００の位置を確認する。制御部５０は、ここで確認されたガラス基板１００の位置情報に基づいて、後述する塗布ヘッド４の移動を制御する。
【００３８】
ステップＳ３において、制御部５０の外枠塗布工程制御部５２は、ガラス基板１００上に配向膜の外枠を塗布して形成する。ここで、図７を用いてステップＳ３に示す外枠塗布工程を更に説明する。
まず、ステップＳ３１において、外枠塗布工程制御部５２は、Ｙ軸移動機構７を制御して、後述するステップＳ３２において塗布ヘッド４が外枠パターン１１０（図９（ａ）参照）を形成する領域を通過するように、Ｙ軸の位置を移動させる（塗布ヘッドＹ軸位置合わせ）。
【００３９】
ステップＳ３２において、図９（ａ）に示すように、外枠塗布工程制御部５２は、Ｘ軸移動機構６を制御して、ガントリ３を往路方向に移動させるとともに、塗布ヘッド４を制御して、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御する。
これにより、ガラス基板１００に配向膜の外枠パターン１１０が塗布される。
【００４０】
ガントリ３の往路方向の移動が終了すると、ステップＳ３３に進む。
ステップＳ３３において、外枠塗布工程制御部５２は、熱源装置３１である赤外線ランプを点灯させる（熱源装置ＯＮ）。
【００４１】
ステップＳ３４において、図９（ｂ）に示すように、外枠塗布工程制御部５２は、Ｘ軸移動機構６を制御して、ガントリ３を復路方向に移動させる。こうして、ガントリ３の開口３ａ（図１参照）を通過したガラス基板１００に対して、赤外線（加熱領域）３４を照射する。
これにより、ステップＳ３２でガラス基板１００に塗布された配向膜の外枠パターン１１０を乾燥させる。
【００４２】
ガントリ３の復路方向の移動が終了すると、ステップＳ３５に進む。
ステップＳ３５において、外枠塗布工程制御部５２は、熱源装置３１である赤外線ランプを消灯させる（熱源装置ＯＦＦ）。
【００４３】
ステップＳ３６において、外枠塗布工程制御部５２は、所定の回数が終了したか否かを判定する。
ステップＳ３に示す外枠塗布工程において、外枠パターン１１０を所定の高さとするために、外枠パターン１１０の塗布と乾燥を複数回繰り返すようになっており、所定の回数が終了していない場合（Ｓ３６・Ｎｏ）、外枠塗布工程制御部５２の処理は、ステップＳ３１に戻る。所定の回数が終了した場合（Ｓ３６・Ｙｅｓ）、図７に示す外枠塗布工程（ステップＳ３）を終了し、図６のステップＳ４に進む。
【００４４】
図６に戻り、ステップＳ４において、制御部５０の内面塗布工程制御部５３は、ステップＳ３で形成された外枠パターン１１０（図９参照）で囲まれた内面に配向膜材料を塗布する。ここで、図８を用いてステップＳ４に示す内面塗布工程を更に説明する。
ステップＳ４１において、内面塗布工程制御部５３は、Ｙ軸移動機構７を制御して、塗布ヘッド４がＹ軸方向の初期位置に配置されるように、Ｙ軸の位置を移動させる（塗布ヘッドＹ軸位置合わせ）。
【００４５】
ステップＳ４２において、内面塗布工程制御部５３は、Ｘ軸移動機構６を制御して、ガントリ３を移動させるとともに、塗布ヘッド４を制御して、ノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御する（ガントリ移動・塗布）。なお、Ｓ４２におけるガントリ３の移動は、往路、復路を問わない。
これにより、ステップＳ３で形成された外枠パターン１１０（図９参照）で囲まれた内面に配向膜材料が塗布される。
【００４６】
ステップＳ４３において、内面塗布工程制御部５３は、所定の塗布回数（Ｎ回）が終了したか否かを判定する。
後述するように、外枠パターン１１０で囲まれた内面の塗布は、塗布ヘッド４をノズルピッチの１／Ｎ移動させながら、Ｎ回塗布する。これにより、外枠パターン１１０で囲まれた内面に滴下される液滴のピッチは、塗布ヘッド４のノズルピッチの１／Ｎとなる。これにより、膜厚を均一化させることができる。
所定の塗布回数が終了していない場合（Ｓ４３・Ｎｏ）、ステップＳ４４に進み、内面塗布工程制御部５２は、Ｙ軸移動機構７を制御して、塗布ヘッド４を１／Ｎノズルピッチ移動させる。そしてステップＳ４２に戻る。
所定の塗布回数が終了した場合（Ｓ４３・Ｙｅｓ）、図８に示す内面塗布工程（ステップＳ４）を終了し、図６のステップＳ５に進む。
【００４７】
ステップＳ５において、制御部５０は、吸着テーブル９を制御して、吸着テーブル９上に配置されたガラス基板１００の吸着を解除する。配向膜が塗布されたガラス基板１００は外部の基板装填機構（図示せず）により薄膜形成装置１から摘出される（基板アンロード）。
なお、薄膜形成装置１から摘出されたガラス基板１００は、本乾燥処理を行う乾燥処理装置（図示せず）へと送られる。
【００４８】
このように、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、インクジェット方式を用いて配向膜を形成するので、従来のフレキソ印刷法のような版型を必要とせず、少量・多品種の配向膜形成（換言すれば、少量・多品種のフラット・パネル・ディスプレイの製造）に対応することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、ガラス基板１００に配向膜を形成する際、配向膜の外枠パターン１１０を形成し、その後、枠内に配向膜材料を塗布する。
ここで、図９に示すように、配向膜の外枠パターン１１０を形成する際、赤外線ランプ等の熱源装置３１により、ガラス基板１００上に塗布された配向膜材料を加熱するので、塗布された配向膜材料がガラス基板１００上の塗布された位置から広がることを低減させることができる。これにより、配向膜形成領域からのはみ出しを低減させ、配向膜材料を効率的に使用することができる。
また、配向膜のエッジの直線性を向上させることができる。これにより、フラット・パネル・ディスプレイの非表示部面積の更なる縮小化を図ることができる。また、多面取りをするガラス基板においては、隣接する配向膜パターン間を縮小することができ、１枚のガラス基板から取り出せるフラット・パネル・ディスプレイの枚数を向上させることができる。
【００５０】
次に、枠内に塗布された配向膜材料は、外枠により堰き止められ、それ以上広がらないようになっている。これにより、配向膜形成領域からのはみ出し（濡れ広がり）を低減させ、配向膜材料を効率的に使用することができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る薄膜形成装置１は、吸着テーブル９に隣接して、ヘッド回復装置１０が設けられている。これにより、塗布ヘッド４の目詰まりを防止するとともに、ノズルを回復（清掃）することができ、塗布ヘッド４のノズルから滴下する配向膜材料の液滴の量と滴下するタイミングを好適に制御することができる。
また、塗布ヘッド４から吐出する配向膜材料をカメラ１３で撮像することにより、目詰まりなく正しく吐出されているか否かを確認することができる。
なお、熱源装置３１の照射領域（図９（ｂ）に示す加熱領域３４）は、ガラス基板１００にガントリ３の下方へと向けられているため、塗布ヘッド４の目詰まりを助長することがないようになっている。
【００５２】
＜変形例＞
なお、本実施形態に係る薄膜形成装置は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。
図１０は、変形例に係る薄膜形成装置のガントリ３の構造を説明する構成模式図である。本実施形態に係るガントリ３（図２参照）と比較して、変形例に係るガントリ３（図１０参照）は、ガントリ３の復路側（図１の正面側）にも熱源装置３５を備えている。熱源装置３５は、熱源装置３１と同様に、例えば、赤外線ランプで構成され、略鉛直方向に赤外線を照射することができるようになっている。即ち、熱源装置３５は、ガントリ３の往路時にガントリ３の開口３ａ（図１参照）を通過した対象に対して赤外線を照射することができるようになっている。
なお、熱源装置３５は、制御部５０によりその点灯・消灯が制御されるようになっている。
【００５３】
図１１は、変形例に係る薄膜形成装置の外枠塗布工程を説明する模式図であり、（ａ）が往路時を（ｂ）が復路時を示す。
図１１（ａ）に示すように、ガントリ３を往路方向に移動させる際、塗布ヘッド４を制御して、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御するとともに、熱源装置３５を点灯させることによりガラス基板１００に対して赤外線（加熱領域）３６を照射する。
また、図１１（ｂ）に示すように、ガントリ３を復路方向に移動させる際、塗布ヘッド４を制御して、塗布ヘッド４のノズルから配向膜材料の液滴を滴下するタイミングを制御するとともに、熱源装置３１を点灯させることによりガラス基板１００に対して赤外線（加熱領域）３４を照射する。
このように、変形例に係る薄膜形成装置によれば、往路時にも復路時にも配向膜材料の滴下と乾燥を行うことができ、外枠を形成するタクトタイムを短縮することができる。
また、塗布（配向膜材料の液滴の滴下）から乾燥（赤外線の照射）までの時間を短縮することができるので、外枠の直線性が更に向上する。
【００５４】
また、吸着テーブル９（図１参照）に吸着したガラス基板１００を加熱する加熱手段（図示せず）を更に備え、外枠形成工程（ステップＳ３）においてガラス基板１００を加熱することにより、滴下された配向膜材料の液滴の乾燥を促進させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 薄膜形成装置
２ 架台
３ ガントリ
３ａ 開口
４ 塗布ヘッド
４ａ ノズル
４ｂ 配向膜材料の液滴
５ 塗布ヘッドユニット
６ Ｘ軸移動機構
６ａ 固定子
６ｂ 可動子
７ Ｙ軸移動機構
７ａ 固定子
７ｂ 可動子
８ Ｚ軸移動機構
９ 吸着テーブル
１０ ヘッド回復装置
１１ 吸込口（吐出位置）
１２ ＬＥＤ（撮像装置）
１２Ａ ＬＥＤ移動機構（撮像装置）
１３ カメラ（撮像装置）
１３Ａ カメラ移動機構（撮像装置）
３１ 熱源装置
３２ アライメントカメラ
３３ アライメントカメラ移動機構
３４ 赤外線（加熱領域）
３５ 熱源装置
３６ 赤外線（加熱領域）
５０ 制御ユニット
５１ ヘッド回復制御部
５２ 外枠塗布工程制御部
５３ 内面塗布工程制御部
１００ ガラス基板（塗布対象物）
１１０ 外枠パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布対象物を吸着保持する吸着テーブルと、
該吸着テーブルに吸着保持された前記塗布対象物の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッドと、
該塗布ヘッドを前記塗布対象物の上方位置で移動させるガントリと、を備える薄膜形成装置であって、
前記ガントリに、前記塗布対象物の表面を加熱する熱源装置を更に備える
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記塗布対象物の表面とは異なる位置であって、前記塗布ヘッドから塗布材を吐出する吐出位置を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記吐出位置には、
前記塗布ヘッドのノズルから吐出された塗布材を撮像する撮像装置を更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
塗布対象物を吸着保持する吸着テーブルと、
該吸着テーブルに吸着保持された前記塗布対象物の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッドと、
該塗布ヘッドを前記塗布対象物の上方位置で移動させるガントリと、
前記ガントリに配置され前記塗布対象物の表面を加熱する熱源装置と、を備える薄膜形成装置の薄膜形成方法であって、
前記塗布ヘッドのノズルから前記塗布対象物の表面に塗布材を吐出して、薄膜の外枠を形成する外枠塗布ステップと、
前記熱源装置で前記塗布対象物の表面を加熱する塗布材を乾燥させる外枠乾燥ステップと、
前記塗布ヘッドのノズルから前記塗布対象物に形成された前記外枠の枠内部に塗布材を吐出して、薄膜を形成する薄膜塗布ステップと、を有する
ことを特徴とする、薄膜形成装置の薄膜形成方法。
【請求項１】
塗布対象物を吸着保持する吸着テーブルと、
該吸着テーブルに吸着保持された前記塗布対象物の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッドと、
該塗布ヘッドを前記塗布対象物の上方位置で移動させるガントリと、を備える薄膜形成装置であって、
前記ガントリに、前記塗布対象物の表面を加熱する熱源装置を更に備える
ことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記塗布対象物の表面とは異なる位置であって、前記塗布ヘッドから塗布材を吐出する吐出位置を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記吐出位置には、
前記塗布ヘッドのノズルから吐出された塗布材を撮像する撮像装置を更に備える
ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
塗布対象物を吸着保持する吸着テーブルと、
該吸着テーブルに吸着保持された前記塗布対象物の表面にインクジェット式ノズルから塗布材を吐出しながら薄膜形成を行う複数の塗布ヘッドと、
該塗布ヘッドを前記塗布対象物の上方位置で移動させるガントリと、
前記ガントリに配置され前記塗布対象物の表面を加熱する熱源装置と、を備える薄膜形成装置の薄膜形成方法であって、
前記塗布ヘッドのノズルから前記塗布対象物の表面に塗布材を吐出して、薄膜の外枠を形成する外枠塗布ステップと、
前記熱源装置で前記塗布対象物の表面を加熱する塗布材を乾燥させる外枠乾燥ステップと、
前記塗布ヘッドのノズルから前記塗布対象物に形成された前記外枠の枠内部に塗布材を吐出して、薄膜を形成する薄膜塗布ステップと、を有する
ことを特徴とする、薄膜形成装置の薄膜形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６５６（Ｐ２０１３−６５６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４１３１（Ｐ２０１１−１３４１３１）
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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