JP2010015052A - Droplet application device and method - Google Patents
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Abstract
【課題】 塗布対象基板の凸部の格子に歪を生じていても、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を凸部により区画される凹部に正しく塗布すること。
【解決手段】 塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を基板Kの表面に格子状をなす凸部1により区画される凹部2に塗布する液滴塗布方法において、基板Kの表面の凸部1と凹部2を撮像する工程と、基板Kと塗布ヘッド20を基板Kの表面に沿う一方向へ相対移動させながら、塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を基板Kの表面の凹部2に塗布する間、凸部1と凹部2の撮像画像に基づいて、塗布ヘッド20と基板Kの該基板Kの表面に沿い、上記一方向に直交する方向における相対的な位置を補正する工程とを有してなるもの。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly apply a droplet discharged from a nozzle of a coating head to a concave portion partitioned by a convex portion even if distortion is generated in a lattice of the convex portion of a substrate to be coated.
In a droplet coating method in which a droplet discharged from a nozzle 21 of a coating head 20 is applied to a concave portion 2 defined by a convex portion 1 having a lattice shape on the surface of a substrate K, the surface of the substrate K is projected. The step of imaging the portion 1 and the recess 2 and the droplets discharged from the nozzles 21 of the coating head 20 on the surface of the substrate K while relatively moving the substrate K and the coating head 20 in one direction along the surface of the substrate K. While applying to the recess 2, the relative position in the direction orthogonal to the one direction along the surfaces of the substrate K of the application head 20 and the substrate K is corrected based on the captured images of the protrusion 1 and the recess 2. Comprising a process.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は液滴塗布装置及び方法に関する。 The present invention relates to a droplet coating apparatus and method.
液晶表示パネルのカラーフィルタ用基板では、特許文献1に記載の如く、基板の表面にブラックマトリックスBMとしての格子状パターンをなす凸部を設けている。そして、塗布ヘッドのノズルから吐出される着色用の液滴(インク)(R:赤色、G:緑色、B:青色のいずれか)を、凸部により区画される凹部に所定量を塗布する。凹部に塗布された液滴は乾燥して凹部内に着色層を形成する。 In the color filter substrate of the liquid crystal display panel, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707, convex portions forming a lattice pattern as a black matrix BM are provided on the surface of the substrate. Then, a predetermined amount of colored droplets (ink) (R: red, G: green, B: blue) discharged from the nozzles of the coating head is applied to the concave portions defined by the convex portions. The droplets applied to the recesses are dried to form a colored layer in the recesses.
ここで、塗布ヘッドは複数のノズルを直線状に配列してなる。塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の凹部に塗布するに際しては、塗布ヘッドをX軸方向(相直交するXYの2方向のうちの1つの方向)に対して傾け、塗布ヘッドの相隣るノズルのX軸方向ピッチを、基板移動テーブル上に載置した基板の凹部のX軸方向ピッチ(X軸方向において同一色を着色すべき凹部のピッチ)に合せる。そして、基板と塗布ヘッドをY軸方向へ相対移動させながら、塗布ヘッドの複数のノズルのそれぞれから吐出される液滴を基板の表面で同一色を着色すべき凹部のそれぞれに塗布することとする。
数メートル角の大型カラーフィルタ用基板では、基板の表面に設けた凸部の格子状パターンに歪を生ずる。この格子状パターンの歪は、基板製造工程のフォトマスクの精度不足、光学レンズの精度不足等に起因する。 In a large color filter substrate of several meters square, distortion is generated in the grid pattern of convex portions provided on the surface of the substrate. This distortion of the lattice pattern is caused by insufficient accuracy of the photomask in the substrate manufacturing process, insufficient accuracy of the optical lens, or the like.
液滴塗布装置の塗布対象基板が上述の格子状パターン(ブラックマトリックスBM)に歪を生じている場合には、基板移動テーブルに載置した基板のY軸方向に沿うように延在された凸部が、X軸方向へずれるようにゆがみ、X軸方向にて相隣る凸部の間の凹部もX軸方向へずれるものになる。このような基板において、基板と塗布ヘッドをY軸方向へ相対移動させながら、塗布ヘッドの複数のノズルのそれぞれから吐出される液滴を基板の凹部のそれぞれに塗布しようとすると、基板と塗布ヘッドとのY軸方向への相対移動に伴ってY軸方向に延在する凸部が塗布ヘッドに対してX軸方向に位置ずれするから、塗布ヘッドのノズルから滴下した液滴が基板の凹部から外れて凸部の上面に付着する如くになり、基板の凹部に所定の着色層を形成できず、混色等の不良原因になる。 When the substrate to be coated of the droplet coating apparatus is distorted in the above-described lattice pattern (black matrix BM), the protrusions extended along the Y-axis direction of the substrate placed on the substrate moving table The portions are distorted so as to be displaced in the X-axis direction, and the concave portions between the adjacent convex portions in the X-axis direction are also displaced in the X-axis direction. In such a substrate, when the droplets discharged from each of the plurality of nozzles of the coating head are applied to each of the concave portions of the substrate while relatively moving the substrate and the coating head in the Y-axis direction, the substrate and the coating head With the relative movement in the Y-axis direction, the convex part extending in the Y-axis direction is displaced in the X-axis direction with respect to the coating head, so that the liquid droplets dropped from the nozzle of the coating head from the concave part of the substrate It comes off and adheres to the upper surface of the convex portion, and a predetermined colored layer cannot be formed in the concave portion of the substrate, causing a color mixture or the like to be defective.
本発明の課題は、基板と塗布ヘッドとを−方向へ相対移動させながら基板の凹部に液滴を塗布するときに、−方向に延在する凸部の位置が上記相対移動に伴って塗布ヘッドに対して−方向に直交する方向に位置ずれしたとしても、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を凸部により区画される凹部に正しく塗布することにある。 An object of the present invention is to apply a liquid droplet to a concave portion of a substrate while relatively moving the substrate and the coating head in the − direction, so that the position of the convex portion extending in the − direction is accompanied by the relative movement. Even if the position is shifted in the direction perpendicular to the negative direction, the liquid droplets ejected from the nozzles of the coating head are to be correctly applied to the concave portions defined by the convex portions.
請求項1の発明は、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の表面に設けられた格子状をなす凸部により区画される凹部に塗布する液滴塗布装置において、基板の表面の凸部と凹部を撮像する撮像装置と、基板と塗布ヘッドとを該基板の表面に沿う一方向へ相対的に移動させる第1の移動装置と、塗布ヘッドと基板とを該基板の表面に沿い、上記一方向に直交する方向に相対的に移動させる第2の移動装置と、基板と塗布ヘッドを第1の移動装置によって上記一方向へ相対移動させながら、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の表面の凹部に塗布する間、撮像装置によって撮像された凸部と凹部の撮像画像に基づいて第2の移動装置を制御し、塗布ヘッドと基板の上記一方向に直交する方向における相対的な位置を補正する制御装置とを有してなるようにしたものである。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、上記制御装置が、上記一方向に沿うように配置された凸部の撮像画像の、予め設定された位置からの該一方向に直交する方向へのずれに基づいて第2の移動装置を制御するようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control device is orthogonal to the one direction from a preset position of the picked-up image of the convex portion arranged along the one direction. The second moving device is controlled based on the deviation in the direction.
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、上記撮像装置が塗布ヘッドと一体的に設けられるようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the imaging device is provided integrally with the coating head.
請求項4の発明は、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の表面に設けられた格子状をなす凸部により区画される凹部に塗布する液滴塗布方法において、基板の表面の凸部と凹部を撮像する工程と、基板と塗布ヘッドを基板の表面に沿う一方向へ相対移動させながら、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の表面の凹部に塗布する間、凸部と凹部の撮像画像に基づいて、塗布ヘッドと基板の該基板の表面に沿い、上記一方向に直交する方向における相対的な位置を補正する工程とを有してなるようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a droplet coating method in which droplets ejected from a nozzle of a coating head are applied to concave portions defined by lattice-shaped convex portions provided on a substrate surface. A convex portion while applying a droplet discharged from the nozzle of the coating head to the concave portion of the surface of the substrate while relatively moving the substrate and the coating head in one direction along the surface of the substrate. And a step of correcting the relative position in the direction orthogonal to the one direction along the surface of the substrate of the coating head and the substrate based on the captured image of the recess.
請求項5の発明は、請求項4の発明において更に、上記一方向に沿うように配置された凸部の撮像画像の、予め設定された位置からの該一方向に直交する方向へのずれに基づいて、塗布ヘッドと基板の該基板の表面に沿い、上記一方向に直交する方向における相対的な位置を補正するようにしたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the captured image of the convex portion arranged along the one direction is shifted from a preset position in a direction perpendicular to the one direction. Based on this, the relative positions of the coating head and the substrate in the direction orthogonal to the one direction along the surface of the substrate are corrected.
(請求項1、4)
(a)基板と塗布ヘッドを基板の表面に沿う一方向へ相対移動させながら、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の表面の凹部に塗布する間、凸部と凹部の撮像画像に基づいて、塗布ヘッドと基板の該基板の表面に沿い、上記一方向に直交する方向における相対的な位置を補正する。即ち、凸部と凹部の撮像画像に基づき、上記一方向に沿う凸部が塗布ヘッドに対して上記一方向に直交する方向に位置ずれしていることが認められたとき、基板と塗布ヘッドの上記一方向に直交する方向における相対的な位置を上記位置ずれ分補正することにより、塗布ヘッドのノズルからの液滴の滴下位置を基板の凹部に合致させることができる。
(
(a) While relatively moving the substrate and the coating head in one direction along the surface of the substrate, while applying the droplets discharged from the nozzles of the coating head to the recesses on the surface of the substrate, Based on this, the relative positions of the coating head and the substrate in the direction orthogonal to the one direction along the surface of the substrate are corrected. That is, when it is recognized that the convex portion along the one direction is displaced in the direction orthogonal to the one direction with respect to the coating head based on the captured images of the convex portion and the concave portion, By correcting the relative position in the direction orthogonal to the one direction by the amount of the positional deviation, the droplet dropping position from the nozzle of the coating head can be matched with the concave portion of the substrate.
(請求項2、5)
(b)上記一方向に沿う凸部が塗布ヘッドに対して上記一方向に直交する方向に位置ずれしているとき、該凸部の予め設定された位置からの該一方向に直交する方向へのずれに基づいて、当該位置ずれを正しく検出することができる。これにより、基板と塗布ヘッドの上記一方向に直交する方向における相対的な位置を当該位置ずれ分補正することにより、塗布ヘッドのノズルからの液滴の滴下位置を基板の凹部に正しく合致させることができる。
(
(b) When the convex portion along the one direction is displaced in the direction perpendicular to the one direction with respect to the coating head, the direction from the preset position of the convex portion to the direction perpendicular to the one direction Based on the deviation, the position deviation can be detected correctly. This corrects the relative position of the substrate and the coating head in the direction perpendicular to the one direction by the amount of the positional deviation, so that the droplet dropping position from the nozzle of the coating head is correctly aligned with the concave portion of the substrate. Can do.
(請求項3)
(c)撮像装置が塗布ヘッドと一体的に設けられることにより、撮像装置の画像中心と塗布ヘッドのノズル中心とを容易かつ固定的に位置合せでき、撮像装置の画像中心を基板の凹部の中心に合致させることにより、ノズルからの液滴の滴下位置を基板の凹部の中心に高精度に合致させることができる。
(Claim 3)
(c) By providing the imaging device integrally with the coating head, the image center of the imaging device and the nozzle center of the coating head can be easily and fixedly aligned, and the image center of the imaging device is the center of the recess of the substrate. Therefore, the position where the droplet is dropped from the nozzle can be matched with the center of the concave portion of the substrate with high accuracy.
図1は液滴塗布装置を示す模式図、図2は基板を示す模式図、図3は撮像装置の画像中心に基板の凹部の中心を合致させた基板の画像を示す模式図、図4は撮像装置の画像を画像処理装置により処理した波形データを示す波形図、図5は撮像装置の画像のずれ量と差分2乗和の関係を示す線図、図6は撮像装置の撮像結果に基づく塗布ヘッドのフィードバック制御遅延操作を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a droplet applying device, FIG. 2 is a schematic diagram showing a substrate, FIG. 3 is a schematic diagram showing an image of a substrate in which the center of a concave portion of the substrate is aligned with the image center of an imaging device, and FIG. 5 is a waveform diagram showing waveform data obtained by processing an image of the imaging device by the image processing device, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the image shift amount of the imaging device and the sum of squared differences, and FIG. 6 is based on the imaging result of the imaging device. It is a schematic diagram which shows feedback control delay operation of a coating head.
液滴塗布装置10は、図1に示す如く、塗布対象物である基板Kが水平状態(図1中、X軸方向とそれに直交するY軸方向に沿う状態)で載置される基板移動テーブル11と、その基板移動テーブル11を保持してY軸方向に移動させるY軸移動部12と、そのY軸移動部12を介して基板移動テーブル11をX軸方向に移動させるX軸移動部13と、それらの移動部12、13を駆動するテーブル駆動装置14とを備える。また、液滴塗布装置10は、基板移動テーブル11上の基板Kに向けてインク等の塗布液を液滴として吐出する複数の塗布ヘッド20と、基板K上の液滴を撮像する撮像装置30と、その撮像装置30により撮像された液滴の画像を処理する画像処理装置40と、それらのテーブル駆動装置14、各塗布ヘッド20、撮像装置30、画像処理装置40等を制御する制御装置50を備えている。液滴塗布装置10は、基板移動テーブル11の上方に、ヘッド位置制御モジュール15を設置し、このモジュール15内に塗布ヘッド20、撮像装置30、後述するヘッド移動装置60を設けている。
As shown in FIG. 1, the
基板移動テーブル11は、Y軸移動部12上に積層され、Y軸方向に移動可能に設けられている。この基板移動テーブル11はY軸移動部12によりY軸方向に移動する。尚、基板移動テーブル11には、基板Kが自重により載置されるが、これに限るものではなく、例えば、その基板Kを保持するため、静電チャックや吸着チャック等の機構を設けるようにしても良い。
The substrate moving table 11 is stacked on the Y-
Y軸移動部12は、基板移動テーブル11をY軸方向に案内して移動させる機構である。X軸移動部13は、Y軸移動部12をX軸方向に案内して移動させる機構である。これらの移動部12、13はテーブル駆動装置14により駆動され、テーブル駆動装置14は制御装置50により制御される。尚、移動部12、13としては、例えば、リニアモータを駆動源とするリニアモータ移動機構やモータを駆動源とする送りネジ移動機構等を用いる。
The Y-
塗布ヘッド20は、基板移動テーブル11の上方に設置され、インク等の塗布液を収容する液体タンク(図示せず)から供給される塗布液を複数のノズル21からそれぞれ液滴として吐出するインクジェットヘッドである。この塗布ヘッド20は、液滴を吐出する複数のノズル21にそれぞれ対応する複数の圧電素子(図示せず)を内蔵している。各ノズル21は、所定のピッチ(間隔)で直線一列状に並べて吐出面に形成されている。例えば、ノズル21の数は数十個から数百個程度であり、ノズル21の直径は数μmから数十μm程度であり、更に、ノズル21のピッチは数十μmから数百μm程度である。
The
この塗布ヘッド20は制御装置50に電気的に接続されており、その駆動が制御装置50により制御される。塗布ヘッド20は、各圧電素子に対する駆動電圧の印加に応じて各ノズル21から液滴(インク滴)Eを吐出する。ここで、塗布液は揮発性を有している。この塗布液は、基板K上に残留物として残留する溶質と、その溶質を溶解(分散)させる溶媒とにより構成されている。例えば、塗布液であるインクは顔料、溶剤(インク溶剤)、分散剤及び添加剤等の各種の成分により構成されている。
The
更に、塗布ヘッド20は、回転機構(図示せず)によりθ方向(図1中、XY平面に沿う回転方向)に回転可能に支持されている。この塗布ヘッド20は、回転機構により、相対移動する基板Kの相対移動方向に対して所定の傾斜角度だけ傾けられ、その状態で塗布を行なう。尚、Y軸方向に相対移動する基板Kに対して塗布を行なう場合には、塗布ヘッド20の傾斜角度を変更することによって、塗布ヘッド20の相隣るノズル21から吐出される液滴のX軸方向の塗布ピッチを調整することができる。また、液滴の吐出周波数(吐出タイミング)を変更することによって、Y軸方向の塗布ピッチを調整することができる。
Furthermore, the
撮像装置30は、基板K上に着弾した各液滴を撮像する撮像カメラであり、各液滴を検出する検出部として機能する。この撮像装置30は画像処理装置40及び制御装置50に電気的に接続されており、その駆動は制御装置50により制御され、撮像した各液滴の画像を画像処理装置40に送信する。尚、撮像装置30としては、例えばCCD(Charge Coupled Device)カメラ等を用いる。
The
制御装置50は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータと、塗布に関する塗布情報や各種のプログラム等を記憶する記憶部と(いずれも図示せず)を備えている。塗布情報は、ドットパターン等の所定の塗布パターン、塗布ヘッド20の傾斜角度、塗布ヘッド20の吐出周波数及び基板Kの移動速度に関する情報等を含んでいる。この塗布情報としては、製造塗布用の塗布情報及び検査塗布用の塗布情報(検査用のパターン及び溶媒雰囲気形成用のパターンを含む)が記憶部に格納されている。
The
ここで、本実施例の液滴塗布装置10は、液晶表示パネルのカラーフィルタ用基板Kを塗布対象とする。基板Kは、図1、図2に示す如く、基板Kの表面にブラックマトリックスBMとしての格子状のパターンをなす凸部1を設けている。1枚の基板Kには、液晶表示パネル複数個(図1の例では3つ)分のブラックマトリックスBM、即ち格子状パターンの凸部1が設けられる。そして、液滴塗布装置10の後述する塗布ヘッド20のノズル21から吐出される着色用の液滴(R:赤色、G:緑色、B:青色のいずれかのインク)を、凸部1により区画される凹部2に所定量塗布する。凹部2に塗布された液滴は乾燥して凹部2内に着色層を形成する。図2の基板Kの格子状パターンの凸部1は横に15列、縦に6行の凹部2を設けているが、実際の基板Kの格子BMは横に1000列以上、縦に1000行以上の凹部2を設けている。
Here, the
液滴塗布装置10が備える各塗布ヘッド20の各ノズル21から吐出される液滴を基板Kの各凹部2に塗布するに際しては、塗布ヘッド20を前述の回転機構によりX軸方向に対して傾け、塗布ヘッド20の相隣るノズル21のX軸方向ピッチを、基板移動テーブル11上に載置した基板Kの凹部2のうち、同一色を着色すべき凹部2のX軸方向ピッチ(図2の例では2つ置き)に合せる。そして、基板移動テーブル11のY軸移動部12をテーブル駆動装置14により駆動し、基板移動テーブル11上の基板Kを塗布ヘッド20の下方で塗布ヘッド20に対してY方向へ相対移動させながら、塗布ヘッド20の各ノズル21のそれぞれから吐出される液滴を基板Kの同一色を着色すべき凹部2のそれぞれに塗布する。例えば、塗布ヘッド20の各ノズル21から赤色Rのインクを吐出する場合、赤色を着色する凹部2それぞれに対してインクを塗布する。
When the droplets discharged from the
しかるに、液滴塗布装置10は、基板Kの凸部1の格子状パターンに歪を生じたとしても、塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を凸部1により区画される凹部2に正しく滴下して塗布可能にするため、以下の構成を備える。
However, even if the
液滴塗布装置10は、複数の塗布ヘッド20をヘッドユニット20Aに設置し、このヘッドユニット20Aをヘッド移動装置60により駆動されるヘッド移動部61によってX軸方向とZ軸方向(Z軸方向はX軸方向とY軸方向に直交する)に移動する。ヘッド移動装置60は制御装置50により制御される。ヘッド移動部61はリニアモータを駆動源とするリニアモータ移動機構等により構成される。
The
尚、液滴塗布装置10において、テーブル駆動装置14により駆動されるY軸駆動部12は、本発明の第1の移動装置を構成し、基板Kと塗布ヘッド20とを該基板Kの表面に沿う一方向(Y軸方向)へ相対的に移動させる。また、ヘッド移動装置60のヘッド移動部61は、本発明の第2の移動装置を構成し、塗布ヘッド20と基板Kを該基板Kの表面に沿い、上記一方向に直交するX軸方向に相対的に移動させる。
In the
また、液滴塗布装置10は、撮像装置30をヘッドユニット20Aに固定的に取着し、撮像装置30を各塗布ヘッド20と一体的に設ける。これにより、撮像装置30と塗布ヘッド20は適正な位置関係(例えば撮像装置30の画像中心と塗布ヘッド20のいずれかのノズル21の中心とをX軸方向で固定的に位置合せする)に調整されていて、撮像装置30が撮像した基板移動テーブル11上の基板Kに付された位置決めマークMの位置を介して、塗布ヘッド20と基板Kの相対位置関係を把握可能にする。そして、基板移動テーブル11上の基板Kが、前述の如く、塗布ヘッド20の下方をY軸方向へ移動して通過するとき、撮像装置30を、移動してくる基板Kに関して塗布ヘッド20よりも距離LだけY軸方向に先行する位置に設けている(図6)。従って、基板K上の格子状パターンの凸部1及び凸部1によって仕切られる凹部2は塗布ヘッド20よりも撮像装置30の下方(撮像領域)に先に到達し、その画像が撮像され、この撮像信号が画像処理装置40に取り込まれる。画像処理装置40が撮像装置30の撮像信号を取り込み始めるタイミングは、基板Kへの塗布液の塗布のために基板移動テーブル11の移動が開始されるときからでも良いし、基板Kの位置決めマークMを頼りに把握した塗布ヘッド20と基板Kの相対位置関係と基板移動テーブル11の移動位置に基づいて格子状パターンの凸部1の先頭(図2の上端の凸部1)が撮像装置30の下方に到達する時点を求め、このときからとしても良い。
Further, the
制御装置50は、基板Kと塗布ヘッド20を基板移動テーブル11のY軸移動部12(第1の移動装置)によって前述の如く、Y軸方向へ相対移動させながら、塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を基板Kの表面の凹部2に塗布する間、基板Kの凸部1に歪があるために、Y軸方向に沿う凸部1が塗布ヘッド20に対してX軸方向に位置ずれを生じたとしても、塗布ヘッド20のノズル21からの液滴の滴下位置を基板Kの凹部2に合致させるべく以下の制御動作を行なう。
As described above, the
(A)撮像装置30により基板KのY軸方向に沿うように配置された凸部1の予め設定された基準画像を撮像し、画像処理装置40により基準画像に対応する基準波形データを得る。
(A) The preset reference image of the
基準画像は、撮像装置30の撮像領域内のX軸方向(幅方向)に1つの凹部2と、その両側の凹部2の各一部が入るもの、換言すればY軸方向に延びた2本の凸部1が入るものとする。基準画像は、塗布ヘッド20及び撮像装置30と基板Kとの相対位置関係が理想的な位置関係にあるときの画像であり、図3に示す如く、撮像装置30の撮像領域の中央が凹部2の中心(2本の凸部1の中央)に一致するものとされる。この画像が得られるように塗布ヘッド20及び撮像装置30と基板Kとの相対位置関係を調整する。
The reference image includes one
撮像装置30の基準画像の撮像信号が画像処理装置40に取り込まれる。画像処理装置40は、撮像装置30の撮像信号(行列状に配置された各受光素子から発生する電荷信号で、本実施例においては受光素子が横に20列、縦に15行で配置されているものとして説明する)から所定の1行分、例えば8行目の20個の受光素子から発生する電荷信号を取り込む。画像処理装置40が取り込んだ電荷信号のグラフが図4(A)に示す波形である。この波形データは、撮像装置30により撮像された基板Kの基準画像から得られたものであり、基準波形データになる。
The imaging signal of the reference image of the
(B)基板移動テーブル11のY軸移動部12によって基板Kと塗布ヘッド20をY軸方向へ相対移動させながら、塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を実際に基板Kの先頭(図2の上端)からその表面の凹部2に塗布するに際し、所定時間間隔毎、或いは所定の移動距離毎にY軸方向に沿う凸部1を撮像装置30によって撮像し、この撮像装置30の撮像信号(各受光素子からの電荷信号)を画像処理装置40により取り込む。画像処理装置40が取り込んだ電荷信号のグラフが図4(B)に示す実際の波形データになる。実際の波形データが基準波形データと一致(許容される範囲内で一致)すれば、塗布ヘッド20と基板KのY方向に沿う凸部1とのX軸方向における相対位置関係は、前述の理想的な相対位置関係からのずれがないことになる。これに対し、塗布ヘッド20と基板KのY軸方向に沿う凸部1との間にX軸方向の位置ずれが生じた場合、例えば基板KのY軸方向に沿う凸部1が左方向に撮像装置30の受光素子1個分だけの位置ずれが生じた場合には、実際の波形データは、図4(B)に示す如くになる。基板KのY軸方向に沿う各部において、実際の波形データと基準波形データとのX軸方向における相対位置関係のずれを判別するため、画像処理装置40は基板KのY軸方向に沿う各部について得た撮像装置30の撮像信号を下記(1)〜(3)の如くに処理する。
(B) While the substrate K and the
(1)ずれの方向を求める。
基準波形データから実際の波形データを引き算する差分演算を行なう。差分演算の結果得られた波形データが図4(C)の如くになる。
(1) Find the direction of displacement.
Difference calculation is performed to subtract the actual waveform data from the reference waveform data. The waveform data obtained as a result of the difference calculation is as shown in FIG.
実際の波形データと基準波形データとが一致していれば、両者の間に差がないので、得られる波形データは、0(ゼロ)で一定になる。例えば、基板Kが左方向に受光素子1個分だけの位置ずれを生じているとすると、その差分に応じた山と谷を有する図4(C)に示す如くの波形データになる。ここで、波形の山と谷の出現する順序によって、撮像した基板Kの画像がX軸方向に沿う左右どちらにずれているかを判別する。左側から見て、図4(C)に示す如くに波形が山から始まる場合、基板Kの撮像画像は左側にずれている、他方、波形が谷から始まる場合、基板Kの撮像画像は右側にずれている、と判別する。 If the actual waveform data and the reference waveform data match, there is no difference between them, and the obtained waveform data is constant at 0 (zero). For example, if the substrate K is displaced in the left direction by one light receiving element, the waveform data as shown in FIG. 4C having peaks and valleys corresponding to the difference is obtained. Here, it is determined whether the captured image of the substrate K is shifted to the left or right along the X-axis direction according to the order in which the peaks and valleys of the waveform appear. As seen from the left side, when the waveform starts from a peak as shown in FIG. 4C, the captured image of the substrate K is shifted to the left side, whereas when the waveform starts from the valley, the captured image of the substrate K is on the right side. It is determined that there is a deviation.
(2)ずれ量を求める。
上述(1)の差分演算によって得た波形データを2乗演算して図4(D)の波形データを得る。得られた波形データからその和(差分2乗和Lv)を下記の式により求める。
The waveform data obtained by the difference calculation of the above (1) is squared to obtain the waveform data of FIG. The sum (difference square sum Lv) is obtained from the obtained waveform data by the following equation.
尚、基板Kの撮像画像のずれ量と差分2乗和の関係を表わすテーブルは、基準波形データが得られている状態から、右方向と左方向へそれぞれ受光素子1個分(画像処理装置40のモニタの表示画面の1画素分)ずつ撮像装置30の撮像位置(撮像装置30と基板Kの相対位置)をずらしながらその画像の波形データを取得し、それらの波形データ毎に上述の差分2乗和を求めて作成する。図5に示すグラフは、上述のテーブルに相当し、横軸の画素数と、縦軸の差分2乗和Lvとの関係を示す。2乗和Lvは基板Kの撮像画像にずれがない状態で最小値(理想的には0(ゼロ))になり、基板Kの撮像画像における凸部1が左にm画素分ずれているときの差分2乗和Lvは、図5の原点0から左m画素分ずれた位置のLvmになる。
The table representing the relationship between the shift amount of the captured image of the substrate K and the sum of squared differences is for one light receiving element (image processing device 40) in the right and left directions from the state where the reference waveform data is obtained. The waveform data of the image is acquired while shifting the imaging position of the imaging device 30 (relative position between the
(3)塗布ヘッド20と基板Kのずれの補正
塗布ヘッド20と基板KのY軸方向に沿う凸部1との間で、上述(1)、(2)のずれが認められたとき、ヘッド移動装置60によりヘッドユニット20Aを駆動し、塗布ヘッド20を基板Kに対するX軸方向に、上述(1)のずれの方向に、上述(2)のずれ量分だけ移動し、そのずれを補正する。ヘッド移動装置60による塗布ヘッド20の移動量(ずれ補正量)fは、ずれ量がm画素のとき以下の如くになる。但し、撮像装置30の画素分解能をp(μm/画素)とする。
f=m・p
これにより、塗布ヘッド20のノズル21の中心を基板移動テーブル11上にある基板Kの凹部2の中心に合致させる。
(3) Correction of deviation between
f = m · p
Thereby, the center of the
尚、液滴塗布装置10にあっては、前述の如く、撮像装置30が、移動してくる基板Kに関して塗布ヘッド20よりも距離Lだけ先行する位置に設けられているから(図6)、撮像装置30が基板KのY軸方向に沿うある部分について上述(1)、(2)のずれを認めたタイミングから、上述(3)により塗布ヘッド20のノズル21を基板Kの当該部分に対してずれ補正するように塗布ヘッド20を移動完了するタイミングまでの間に、下記のフィードバック遅延時間tを設ける。但し、Y軸移動部12による基板KのY軸方向に沿う移動速度(塗布走査速度)をVとする。
t=L/V
In the
t = L / V
制御装置50は、基板Kと塗布ヘッド20を基板移動テーブル11のY軸移動部12によって前述の如く、Y軸方向へ相対移動させながら、塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を基板Kの表面の凹部2に塗布する間、上述(B)の(1)〜(3)を繰り返し、基板Kの凸部1の歪に関係なく、塗布ヘッド20のノズル21からの液滴の滴下位置を基板Kの凹部2に合致させる。
As described above, the
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)基板Kと塗布ヘッド20を基板Kの表面に沿うY軸方向へ相対移動させながら、塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を基板Kの表面の凹部2に塗布する間、凸部1と凹部2の撮像画像に基づいて、塗布ヘッド20と基板Kの該基板Kの表面に沿い、上記Y軸方向に直交するX軸方向における相対的な位置を補正する。即ち、凸部1と凹部2の撮像画像に基づき、上記Y軸方向に沿う凸部1の歪に起因してY軸方向に沿う凸部1が塗布ヘッド20に対してX軸方向の位置ずれを生じていることが認められたとき、基板Kと塗布ヘッド20の上記Y軸方向に直交するX軸方向における相対的な位置を上記位置ずれ分補正することにより、塗布ヘッド20のノズル21からの液滴の滴下位置を基板Kの凹部2に合致させることができる。
According to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) While the substrate K and the
(b)基板Kが上記Y軸方向に沿う凸部1に歪を生じているとき、該凸部1の予め設定された位置からの該Y軸方向に直交するX軸方向へのずれに基づいて、当該歪によって生じた塗布ヘッド20に対する凸部1のX軸方向への位置ずれを正しく検出することができる。これにより、基板Kと塗布ヘッド20の上記Y軸方向に直交するX軸方向における相対的な位置を当該位置ずれ分補正することにより、塗布ヘッド20のノズル21からの液滴の滴下位置を基板Kの凹部2に正しく合致させることができる。
(b) When the substrate K is distorted in the
(c)撮像装置30が塗布ヘッド20と一体的に設けられることにより、撮像装置30の画像中心と塗布ヘッド20のノズル21中心とを容易かつ固定的に位置合せでき、撮像装置30の画像中心を基板Kの凹部2の中心に合致させることにより、ノズル21からの液滴の滴下位置を基板Kの凹部2の中心に高精度に合致させることができる。
(c) By providing the
(d)画像処理装置40が、撮像装置30の行列状に配置された受光素子からの電荷信号のうち所定の1行分の電荷信号を取り込み、この1行分の電荷信号を用いて、Y軸方向に沿う凸部1の塗布ヘッド20に対するX軸方向の位置ずれを求めるようにした。このため、撮像装置30の全ての受光素子の電荷信号を用いて上記歪を求める場合に比べ、処理データ数を著しく削減することができるので、上記位置ずれの算出に要する時間が短縮され、歪による凸部1の塗布ヘッド20に対する位置ずれを補正するに要する時間を極力短くすることができる。この結果、塗布ヘッド20を上記凸部1の歪に高精度に追従させることが可能となるので、塗布ヘッド20のノズル21からの液滴の滴下位置を基板Kの凹部2により正しく合致させることができ、製造されるカラーフィルタの品質をより一層向上させることができる。
(d) The
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention.
即ち、上記実施の形態において、基板KのY軸方向に沿う凸部1のX軸方向の歪によって生じたY軸方向に沿う凸部1の塗布ヘッド20に対するX軸方向の位置ずれを補正する例で説明したが、基板移動テーブル11をY軸方向に移動させるY軸移動部12の直進性の誤差に起因する、Y軸方向に沿う凸部1の塗布ヘッド20に対するX軸方向の位置ずれ、即ち、機械的な移動誤差に起因する凸部1の塗布ヘッド20に対する位置ずれの補正にも適用することが可能である。この場合にも、基板移動テーブル11のY軸移動部12によって基板Kと塗布ヘッド20をY軸方向へ相対移動させながら、塗布ヘッド20のノズル21から吐出される液滴を基板Kの凹部2に塗布する際に、Y軸方向に沿う凸部1が塗布ヘッド20に対してX軸方向に位置ずれすることには変わりがないので、上述した実施の形態と同様にて行なうことが可能である。
That is, in the above-described embodiment, the positional deviation in the X-axis direction with respect to the
1 凸部
2 凹部
10 液滴塗布装置
12 Y軸移動部(第1の移動装置)
20 塗布ヘッド
21 ノズル
30 撮像装置
50 制御装置
61 ヘッド移動部(第2の移動装置)
K 基板
DESCRIPTION OF
20
K substrate
Claims (5)
基板の表面の凸部と凹部を撮像する撮像装置と、
基板と塗布ヘッドとを該基板の表面に沿う一方向へ相対的に移動させる第1の移動装置と、
塗布ヘッドと基板とを該基板の表面に沿い、上記一方向に直交する方向に相対的に移動させる第2の移動装置と、
基板と塗布ヘッドを第1の移動装置によって上記一方向へ相対移動させながら、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の表面の凹部に塗布する間、撮像装置によって撮像された凸部と凹部の撮像画像に基づいて第2の移動装置を制御し、塗布ヘッドと基板の上記一方向に直交する方向における相対的な位置を補正する制御装置とを有してなることを特徴とする液滴塗布装置。 In a droplet coating apparatus that applies droplets ejected from a nozzle of a coating head to concave portions defined by lattice-shaped convex portions provided on the surface of a substrate,
An imaging device for imaging the convex and concave portions of the surface of the substrate;
A first moving device that relatively moves the substrate and the coating head in one direction along the surface of the substrate;
A second moving device that relatively moves the coating head and the substrate along the surface of the substrate in a direction orthogonal to the one direction;
While the substrate and the coating head are relatively moved in the one direction by the first moving device, while the droplets ejected from the nozzles of the coating head are applied to the recesses on the surface of the substrate, the projections imaged by the imaging device A liquid comprising: a control device that controls the second moving device based on a captured image of the recess and corrects a relative position of the coating head and the substrate in a direction orthogonal to the one direction. Drop application device.
基板の表面の凸部と凹部を撮像する工程と、
基板と塗布ヘッドを基板の表面に沿う一方向へ相対移動させながら、塗布ヘッドのノズルから吐出される液滴を基板の表面の凹部に塗布する間、凸部と凹部の撮像画像に基づいて、塗布ヘッドと基板の該基板の表面に沿い、上記一方向に直交する方向における相対的な位置を補正する工程とを有してなることを特徴とする液滴塗布方法。 In a droplet application method for applying droplets ejected from a nozzle of an application head to concave portions defined by lattice-shaped convex portions provided on the surface of a substrate,
Imaging the convex and concave portions of the surface of the substrate;
While relatively moving the substrate and the coating head in one direction along the surface of the substrate, while applying the droplets discharged from the nozzles of the coating head to the recesses on the surface of the substrate, based on the captured images of the projections and the recesses, And a step of correcting a relative position in a direction perpendicular to the one direction along the surface of the substrate along the surface of the substrate.
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| JP2008176076A JP2010015052A (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Droplet application device and method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012183518A (en) * | 2011-03-08 | 2012-09-27 | Toray Eng Co Ltd | Coating system and coating method |
| JP2013132628A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toray Eng Co Ltd | Coating device |
| US9138993B2 (en) | 2012-07-13 | 2015-09-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of ink application on substrate |
| JP2024091638A (en) * | 2014-06-30 | 2024-07-05 | カティーバ, インコーポレイテッド | Technique for aligned printing of permanent layers with improved speed and accuracy. |
-
2008
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012183518A (en) * | 2011-03-08 | 2012-09-27 | Toray Eng Co Ltd | Coating system and coating method |
| JP2013132628A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toray Eng Co Ltd | Coating device |
| US9138993B2 (en) | 2012-07-13 | 2015-09-22 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of ink application on substrate |
| JP2024091638A (en) * | 2014-06-30 | 2024-07-05 | カティーバ, インコーポレイテッド | Technique for aligned printing of permanent layers with improved speed and accuracy. |
| JP7756449B2 (en) | 2014-06-30 | 2025-10-20 | カティーバ, インコーポレイテッド | Technique for aligned printing of permanent layers with improved speed and accuracy. |
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