液滴涂布装置的制作方法

专利名称：液滴涂布装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用喷墨方式等在基板上涂布液滴的液滴涂布装置。
背景技术：
近年来，喷墨技术不仅用于在纸介质上形成图像的印刷装置，在制造装置
上的用途也令人期待。例如在专利文献l中，作为液晶显示器、有机EL显示 器、等离子体显示器、电子放射元件、电泳显示装置等的制造装置，揭示出一 种载置了采用喷墨方式的液滴吐出元件的装置的结构。在该专利文献l中，为 了提高油墨在基板上的弹着位置精度，在由石平台形成的装置基体上设有沿同 一方向运送基板的基台和使喷墨头沿与基台前进方向正交的方向移动的滑动 机构。
采用喷墨方式的通用印刷机通常使用以150 300喷嘴/英寸的间距将喷嘴 孔规则排列而成的宽1/2 2英寸的喷墨头元件作为吐出油墨滴的元件。将该喷 墨头元件按各颜色分别多个载置而构成1个喷墨头单元，使用该喷墨头单元形 成图像。即，用送纸辊送入记录纸的同时使喷墨头单元沿与记录纸的运送方向 正交的方向多次扫描，从而在记录纸上形成图像。
将喷墨方式用于上述制造装置时，虽然喷墨头元件的使用情况可以与通用 印刷机中使用的情况相同，但现状是喷嘴列方向的尺寸最高也只有1 2英寸 左右。
另一方面，在液晶显示器、有机EL显示器、等离子体显示器、电子放射 元件、电泳显示装置等的制造工序中，为了增加基板的获得数而使用大面积基 板，从而有助于实现低成本和縮短作业时间，但若要利用喷墨方式进行制造， 则必须要有与边长长达数米的大面积基板相应的制造装置。
作为在上述制造装置中采用的能对大面积基板进行高速处理的喷墨方式， 已知有将多个喷墨头元件并列形成的长度为基板尺寸以上的线型头方式。该方 式将大致1 2英寸宽的喷墨元件交错排列至基板尺寸的长度，因此，若基板 尺寸为数米，则至少需要排列100 200个喷墨头。采用该方式的装置对于以 例如需要对基板整个面吐出油墨且该吐出位置是规则的滤色器基板等为制造 对象的情况而言，可以说是非常理想的装置。
另外，在滤色器基板的基板整个面上吐出油墨后，必须对着色不良部分进
行修复作业。专利文献2中公开的装置是在滤色器基板上存在着色不良部分时
仅向该不良位置吐出滤色器材料的装置。
专利文献1:日本专利特开2003-191462号 专利文献2:日本专利特开2003-66218号
发明的揭示
但是，若采用上述线型头方式，则在滤色器基板的基板整个面上吐出 油墨后对着色不良部分进行修复时存在以下缺点。即，作为对散布于滤色 器基板的着色不良部位进行修正的手段而采用线型头方式时，该修复需要 与在基板整个面上吐出液滴相同的处理时间，且几乎所有喷嘴均成为不进 行喷吐的非工作喷嘴，因此该非工作喷嘴易产生喷嘴堵塞。此外，必须对 包括非工作喷嘴在内的所有喷嘴进行维修动作，因此无用的废液增加。本 来只要向滤色器基板的着色不良部分吐出液滴即可，但若采用线型头方式， 则必须对所有喷嘴(数千个)均进行吐出量修正以使其吐出量均一化，因 此效率极低。
若采用通用印刷机中常用的方式，即使喷墨头单元在同一线上多次
往复移动的方式，则喷墨头单元的扫描距离增加，且从稳定工作的观点出 发，该单元的扫描速度的加快有限，因而存在无法整体縮短处理时间的问 题。
今后，不局限于滤色器的修复，人们希望在各种制造领域中能在大面 积基板上的目标部位高效地吐出液滴，但上述线型头方式和喷墨头单元在 同一线上往复移动的方式均难以满足上述需求。
本发明的目的在于提供能相对于散布在大面积基板上的目标部位高效 地进行液滴的吐出动作的液滴涂布装置。
本发明的另一目的在于对散布在大面积基板上的目标部位及其整个面 均能高效地进行液滴的吐出动作的液滴涂布装置。
本发明具有与基板对置且能沿基板面的第1方向独立移动的多个液滴 吐出单元。该多个液滴吐出单元通过在上述基板吐出液滴而在该基板的规 定部分涂布该液滴。而且，还具有能使上述液滴吐出单元沿与上述第1方 向正交的第2方向相对移动的移动机构，使上述液滴吐出单元移动至基板的 任意位置并吐出液滴。
可沿上述第2方向往复移动的基台保持上述基板。在该基台的上方设有承 载上述多个液滴吐出单元并沿上述第1方向大致平行地设置的多个承载体。
在本发明的另一实施方式中，上述多个承载体具有能使上述多个液滴吐出 单元分别独立移动的多个滑块机构，上述多个滑块机构以可移动上述多个液滴 吐出单元的可移动区域的一部分在上述第1方向重合的方式设置在上述多个承 载体上。藉此，可在上述基板的上述第l方向的任意位置上吐出液滴。
本发明能縮短对散布于基板的目标部位进行液滴吐出动作时的处理时间。 而且，能减少非工作喷嘴数，因而使废液量减少。另外，容易使液滴的滴加量 稳定。
附图的简单说明


图1是本发明涉及的实施方式1的液滴涂布装置的图。
图2是本发明涉及的实施方式1的液滴涂布装置的立体图。
图3是本发明涉及的实施方式1的液滴吐出顺序的说明图。
图4是说明本发明涉及的实施方式1的装置的动作的图。
图5是说明本发明涉及的实施方式1的装置的动作的图。
图6是说明本发明涉及的实施方式1的装置的动作的图。
图7是说明本发明涉及的实施方式1的维修机构的模式剖视图。
图8是本发明涉及的实施方式2的液滴涂布装置的图。
图9是本发明涉及的实施方式1 3的液滴吐出单元的结构示意图。
图10是本发明涉及的实施方式1 3的液滴吐出单元的排列例子的示意图。
图11是本发明涉及的实施方式3的液滴涂布装置的图。
图12是说明本发明涉及的实施方式3的液滴涂布装置的动作的图。
符号说明
1液滴涂布装置
2液滴吐出单元
10装置基体
11运送台
12横梁
13维修机构部
20滑块机构
21吐出元件
50基板
实施发明的最佳方式
本发明实施方式涉及的液滴涂布装置1的立体图如图2所示。该图只 显示了液滴涂布装置1的特征部分。
液滴涂布装置1包括由石平台形成的装置基体10、可在装置基体10 上沿图中箭头A方向(第2方向)移动的运送台11以及与装置基体10的 侧面连接并横跨基台11之上而配置的门型横梁(承载体)12。在横梁12 上通过未图示的滑块机构20配置有多个液滴吐出单元2，液滴吐出单元2 在滑块机构20的作用下能分别独立地沿图中箭头方向B(第1方向)移动。
在本实施方式中，液滴吐出单元2由吐出油墨滴的喷墨单元构成。
液滴吐出单元2的吐出面面向基台方向，当在运送台ll上载置需修复 处理的基板50时，基板50的面与液滴吐出单元2的吐出面之间的间隙为 0.1 0.5mm左右。另外，在装置基体10上，相对于液滴吐出单元2设有具有在不使用时将吐出面覆盖的机构、检测不良吐出口的机构、修复不良吐 出口的机构等的维修机构部13。当有必要对液滴吐出单元2进行维修处理 时，使液滴吐出单元2靠近维修机构部13，在它们对置的状态下实施维修
所需的处理。在本实施方式中，横梁12通过横梁移动机构14向维修机构 部13方向移动。
未图示的运送机器人将需要修复处理的基板50从图1的左方向运送并 配置于液滴涂布装置1的运送台11上。运送台11具有通过真空吸附等将 基板50固定于基台11的机构，沿图1的箭头A方向(第2方向)往复移 动。此时，液滴吐出单元2分别独立地沿与运送台ll移动的A方向正交的 方向即图2的箭头B方向(第l方向)移动，在任意时刻吐出液滴。通过 使运送台11沿箭头A方向多次重复往复移动的同时，在该移动过程中使多 个液滴吐出单元2沿箭头B方向移动，从而在散布于基板50上的多个目标 吐出位置上吐出液滴。
图1是详细说明本发明涉及的实施方式1的液滴涂布装置1的示意图。 图1 (A)是本装置1的俯视图，图1 (B)是图1 (A)的X-X剖视图，图 1 (C)是从装置基体10的里面侧透视所见的透视图，是从图1 (B)的箭 头方向所见的图。
图1 (A)中，装置基体10由花岗岩制的石平台形成，载置运送台11 的上表面侧的平坦性良好，平面度保持在0.5mm以下。装置基体IO在与地 面的抵接部分设有未图示的平行调节机构以使上表面的法线为铅垂方向。 另夕卜，本装置1的占有面积大小为2 4mX5 7m左右。在装置基体10的 上表面还配置有滑轨15和运送台11，运送台11在直线电动机驱动的驱动 下可沿滑轨15在纸面左右方向(A方向)上往复移动，而且在运送台11 与滑轨15之间设有未图示的e转动机构。g卩，运送台11在同一移动机构 上配置有9转动机构而构成。另外，运送台11也由上表面的平坦性好的石 平台构成，上表面的法线方向与铅垂方向几乎一致。此外，在运送台ll的 上表面形成有多个未图示的微孔，这些孔全部与未图示的抽引/送风机构连 接，通过进行抽引/送风控制，可将配置于运送台11上的基板50吸附固定
或从运送台11释放基板50。
如上所述，运送台11可在装置基体10上以保持基板50的状态在同一 平面内转动调节(图1的箭头C方向)，在其上表面的法线方向保持近似
铅垂方向的状态下，可沿箭头C和箭头A方向自由移动。
此外，在装置基体IO上具有上述维修机构部13。该维修机构部13的 详细结构如下所述。
液滴涂布装置1从装置基体10的侧面几乎垂直地伸出柱子，且具有2 根横跨运送台ll之上而构成的门形横梁12，该横梁12以运送台11的移动 方向的长度的大致一半为间距几乎平行地设置，。例如，若运送台ll的纸 面横向长度为3m，则2根横梁12以1.5m的宽的间距平行排列。该横梁12 通过陶瓷烧结后进行磨削处理来制造，承载液滴吐出单元2。在该横梁12 中，其长度方向的4个面中至少载置使液滴吐出单元2移动的滑块机构20 的下表面的平面度为0.5mm以下。
此外，在液滴涂布装置1的运送台11上，在导入基板50的方向即纸 面左侧配置有与横梁12具有大致相同形状的门型电动机用横梁16，在电动 机用横梁16上搭载有能对载置于运送台11上的基板50的表面进行观察的 共计3个摄像机。上述摄像机包括在电动机用横梁16上固定的2个校准摄 像机30和可在电动机用横梁16上沿长度方向移动的1个基板观察摄像机 32。
从基板50的导入到吐出动作为止的工序的大致过程如下所述。 首先，将运送台11移动到能向图1的左方向移动的位置，然后通过未 图示的基板运送机器人将基板50置于运送台11上，利用运送台11上的吸 附孔使基板50吸附。接着，使运送台11沿同图的左右方向移动的同时， 利用2个对准摄像机30观察基板50的边缘或特征图案部分，从而获取与 装置1的相对位置关系，驱动运送台11的6转动机构，消除基板50与运 送台11在移动方向之间的e偏移，进行基板50的校准。
图1 (B)是液滴涂布装置1的剖视图。在横梁12的与基板50相对的 下表面上设有沿长度方向延伸的滑块机构20。而且，在该滑块机构20上载
置有液滴吐出单元2。
图1 (C)是从本装置1的底面所见的除去装置基体10后的透视图，
在1根横梁12上设有多个滑块机构20，在1个滑块机构20上载置1个液 滴吐出单元2，液滴吐出单元2通过未图示的直线电动机可在滑块机构20 上沿横梁12的长度方向(B方向)移动。
如上所述，在液滴涂布装置1的结构中，多个液滴吐出单元2可分别 独立地沿同一方向即横梁12的长度方向(B方向)移动。在1根横梁12 上共设有4个液滴吐出单元2，各自的可移动区域在B方向上补充。补充 是指在各液滴吐出单元2的可移动区域中，其一部分区域在上述横梁12的 长度方向(B方向)上相互重合。藉此，在基板50的长度方向(B方向) 的任意位置均可吐出液滴。
因此，可将4个液滴吐出单元2中的任一个移动并配置在运送台11上 的长度方向(B方向)的任意位置。若将能移动至长度方向(B方向)的 任意位置的液滴吐出单元2的集合定义为单元列，则液滴吐出装置1在2 根横梁12上分别具有l个单元列，总计有2个单元列。在此，液滴吐出单 元2的"可移动区域"更详细而言是指液滴吐出单元2的吐出液滴的喷嘴 孔部的可移动区域。
在电动机用横梁16上配置有滑块机构31，在滑块机构31上设有基板 观察摄像机32。基板观察摄像机32可在滑块机构31上移动。
运送台11以2根横梁12的中线YO-YO(各横梁12的配置位置的中心 线)与运送台11的中心线Y1-Y1 —致的位置作为中间点，以运送台11的 长度的大致1/4的振幅左右往复运送。横梁12上的液滴吐出单元2在运送 台11的往复运送过程中移动并停止在B方向的任意位置并待机，直至通过 运送台11的往复运送，基板50上的目标位置到达液滴吐出单元2的吐出 区域的正下方。然后，在基板50上的目标位置到达液滴吐出单元2的吐出 区域的正下方时，驱动该液滴吐出单元2在基板50上的目标位置吐出液滴。
下面对液滴吐出单元2向多个长方形凹部吐出液滴的工序进行说明。 例如，当基板50是滤色器基板，且在基板50上局部有缺损时，通过该工
序修正缺损部(不良部位)。另外，为了简化说明，液滴吐出单元2均吐 出相同的液滴材料。即，在下述说明中，以对三色(红、蓝、黄)中任一 颜色的像素的缺损进行修复的情况为例。若要对所有颜色的缺损部进行修 复，则按各颜色设置3台液滴涂布装置1，逐一修复处理，或如后述的实施 方式2所例示那样，将液滴吐出单元2制成可吐出多种颜色的单元。
图3是如图1 (C)那样从本装置1底面所见的基板50的局部的透视 图，是以时间顺序说明从1个液滴吐出单元2向多个缺损部(吐出部位) 的吐出动作的图。该图着眼于横梁12上载置的多个液滴吐出单元2中的1 个液滴吐出单元。图中箭头A和B与图1的箭头A和B—致。
图3 (A)基板50上的缺损部5为深2pm左右的凹部，其凹部的开口 部为以运送台11的移动方向(A方向)为长边的200X70pm左右的长方形。 液滴吐出单元2的喷嘴吐出元件21的表面与运送台11的表面相对并平行， 在喷嘴吐出元件21上形成有多个喷嘴孔22。上述多个喷嘴孔22沿运送台 11的移动方向即纸面的左右方向(A方向)排列。各喷嘴孔22分别与设于 背面侧的可控制液滴吐出的未图示的各油墨加压室和加压控制装置连接。 排列成1列的喷嘴孔22可吐出相同的液滴材料。运送台11不受液滴吐出 单元2的移动和吐出动作的影响， 一直以几乎相等的速度在纸面左右方向 (A方向)上往复移动。
为了向缺损部5A吐出液滴并进行修复，液滴吐出单元2在滑块机构 20的作用下沿B方向高速移动，当喷嘴孔22的中心线与缺损部5A的中心 线一致时停止移动。另外，液滴吐出单元2的移动时间是实际移动的时间 加上滑块机构20的静定时间所计算的时间。滑块机构20在液滴吐出单元2 停止后有残留振动，因此必须考虑该残留振动降低至对液滴吐出无不利影 响的水平为止的时间。该时间即为滑块机构20的静定时间。液滴吐出单元 2在喷嘴孔22的中心线与缺损部5A的中心线一致后，通过运送台11的匀 速移动而沿箭头D方向相对移动，从位于缺损部5A上的喷嘴孔22吐出液 滴。此时，为了向缺损部5A吐出液滴，可以使用位于缺损部5A正上方的 多个喷嘴孔22。因此，与使用1个喷嘴孔22的情况相比，能提高运送台
ll的匀速移动速度。因此，可提高对基板50的所有缺损部的处理速度。
接着，如图3 (B)所示，在缺损部5A上吐出了液滴的液滴吐单元2 移动以修复下一缺损部5C。即，通过驱动滑块机构20，液滴吐出单元2沿 箭头E方向移动，使缺损部5C的中心线与喷嘴孔22的中心线一致。此时， 因运送台11以一定速度沿纸面左方向移动，因此从外观上看液滴吐出单元 2沿图3 (C)的箭头F方向(左斜下方方向)相对移动。当缺损部5C的 中心线与喷嘴孔22的中心线一致时，向B方向的移动停止。然后，液滴吐 出单元2通过运送台11的匀速移动而沿箭头G方向相对移动，同时相对于 缺损部5C从位于其正上方的喷嘴孔22吐出液滴，进行缺损部5C的修复。
运送台11在完成一个方向的移动后开始向相反方向移动。如图3 (D) 所示，液滴吐出单元2为了修复缺损部5B在滑块机构20的作用下沿箭头 K方向移动，并在缺损部5B的中心线与喷嘴孔22的中心线一致时停止移 动。然后，通过运送台ll的移动，液滴吐出单元2沿L方向相对移动，利 用位于缺损部5B正上方的喷嘴孔22向缺损部5B吐出液滴。另外，在缺 损部5C修复后对缺损部5B进行修复时，若滑块机构20引起的向B方向 的移动和运送台11向A方向的匀速移动同时进行，则与图3 (C)的箭头 F所示的移动方向相同，可使液滴吐出单元2沿斜右上方方向向缺损部5B 移动。
图3的说明中，利用运送台11的往复动作，按缺损部5A —5C —5B的 顺序进行3个缺损部5的修复。这在最大程度上利用了该液滴涂布装置1 的结构上的优点。下面，对此进行说明。
图3(A)中，用多个喷嘴孔22向缺损部5A吐出液滴时，液滴吐出单 元2在进行液滴的吐出时无法沿B方向移动直至右端的喷嘴孔22从缺损部 5A的正上方离开。也就是说，液滴吐出单元2无法沿B方向移动直至从左 端的喷嘴孔22到右端的喷嘴孔22的所有喷嘴孔22均通过缺损部5A。当 对液滴吐出单元2上形成的所有喷嘴孔22中成为使用对象的喷嘴孔22的 个数(即针对这次作为修复对象的缺损部使用的喷嘴孔22的个数)进行限 制时，在这些喷嘴孔22的两端通过缺损部5A之前，无法使液滴吐出单元
2向B方向移动。限制成为使用对象的喷嘴22的个数的情况是吐出的液滴
的量少的情况。在液滴吐出单元2能在下一缺损部5C吐出液滴之前，液滴 吐出单元2沿A方向移动的区域称为不能区域H。参照图3 (C),该不能 区域H，从成为下一修复对象的缺损部5C来看，位于运送台ll移动方向 的相反方向。该不能区域H以修复后的缺损部5A的端部(图3为左端) 为基准，是多个喷嘴孔22的两端间的距离和在结束对缺损部5A的液滴吐 出后液滴吐出单元2沿F方向移动并能向缺损部5C吐出液滴期间该液滴吐 出单元2在A方向上移动的距离之和。沿上述F方向移动的时间包含液滴 吐出单元2向B方向移动后残留振动静定所需要的时间。
图3中在缺损部5A的修复后进行缺损部5C的修复是因为如图3 (C) 所示，缺损部5B进入相对于缺损部5A的不能区域H，因此在缺损部5A 的修复后无法进行缺损部5B的处理。因此，在缺损部5A的修复后，进行 不属于不能区域H的缺损部5的修复。然后，伴随着运送台11的回程移动， 在缺损部5C的修复后，对不属于上述不能区域H的缺损部5B进行修复。
以上对1个液滴吐出单元2的移动动作进行了说明，本实施方式的装 置1具有多个液滴吐出单元2，分别独立工作。图4是液滴涂布装置l上的 横梁12、滑块机构20、液滴吐出单元2、基板50的位置关系图，表示从纸 面左方向的基板运送侧载置于运送台11上的基板50沿空白箭头方向移动 后各要素的位置关系。
载置液滴吐出单元2的横梁12有2根，在各横梁12上载置有4个能 通过滑块机构20沿横梁长度方向(B方向)移动的液滴吐出单元2。 l个 液滴吐出单元2只能移动滑块机构20的移动区域P的长度，A方向上相邻 的2个滑块机构(例如滑块机构20C和20D)的移动区域的一部分在与运 送台11的移动方向(A方向)正交的方向(B方向)上重复。因此，在B 方向上能吐出液滴的区域由各液滴吐出单元2补充。1根横梁上的4个液滴 吐出单元2A、 2B、 2C、 2D中的某一个必将沿B方向移动。
若将液滴吐出单元2的集合称为列，则在本实施方式中存在2列单元 列。而且，1列单元列由4个液滴吐出单元2构成。在基板50上存在如图
中黑点所示的多个缺损部5。基板50的区域以单元列数为列数，以每列单
元列的液滴吐出单元数为行数而等分。在图4所示的例子中，基板50的整 个区域被等分成4行X2列的区域。而且，各区域形成1个液滴吐出单元2 的负责区域。例如液滴吐出单元2A，图中影线所示的区域成为负责区域U， 仅对位于该区域U中的缺损部5进行修复。
图5是表示通过运送台11基板50移动到去程的一半距离(相对于整 体的移动距离为一半的距离)时的状态的图，基板50沿图中空白箭头方向 移动。另一方面，图6是表示基板50结束去程而刚转换到回程时的状态的 图，基板50沿图中的空白箭头方向移动，返回到图4的状态。将该往复动 作作为一个来回，运送台11根据缺损部的多少重复1 数个来回。从而对 基板50整体的缺损部进行修复。这里，各液滴吐出单元2的负责区域总计 有8个区域，由于各区域的缺损部5的多少不同，因此各液滴吐出单元在 某一时间有的己完成修复，有的还未完成，但基板50反复进行往复动作直 至全部缺损部均修复。
这里，如图5和图6所示，上述单元列由在1根横梁上载置的4个液 滴吐出单元2构成，上述单元列的中心线为Y2-Y2和Y3-Y3。在本实施方 式中，上述2列单元列的中心线间的距离为基板50在运送方向(A方向) 长度的大致1/2。并且，如图5所示，以2列单元列的中心线Y2-Y2和Y3-Y3 的中线与基板50的运送方向(A方向)的长度的2等分线Q—致的位置为 中心，仅左右移动基板50的运送方向(A方向)的长度的约1/4。这样， 可使往复动作所产生的基板50的总运送距离为最小，使对基板50进行修 复的处理时间为最短。但是，上述左右的往复动作的长度也可不必严密设 定，允许有20%左右的误差。即使这样，也可大大提高整体上的时间縮短 效果。
如后所述，也可设置3列以上单元列。
这里，当基板50的运送方向(A方向)的长度为D、单元列的间距为 d、单元列数为n时，只要在0.8d《D/n《1.2d的范围内，即可縮短基板50 的修复处理时间。
结束修复的基板50回到图4的状态，由未图示的运送机器人从运送台
ll上取走。当基板50是滤色器基板时，将基板50置于烧结炉中，使吐出
的液滴材料固化。
然后，在结束了向基板50上吐出液滴的装置1中，使图1的横梁12 移动到维修机构部13进行维修动作。维修机构部13和移动到维修机构部 13上的横梁12以及液滴吐出单元2的简单剖视图如图7所示。维修机构部 13包括由擦拭刀片60和刀片保持部61构成的擦拭机构以及凹陷形状的覆 盖部件70，可沿图中的空白箭头方向以及图中的实心箭头方向移动。移动 至维修机构13的正上方的载置于横梁12的滑块机构20和液滴吐出单元2 通过滑块机构20和维修机构部13的升降来进行位置调节，在吐出元件21 与擦拭刀片60接触的状态下，使维修机构部13沿纸面左右方向(B)方向 移动并除去残留在吐出元件21的吐出面上的液滴和粉尘。然后，在装置1 停止时，或在进行恢复吐出功能的动作时，使维修机构部13上升，以使液 滴吐出单元2收纳于覆盖部件70的凹陷部分。覆盖部件70与压力控制管 71连接，该压力控制管与未图示的压力控制机构连接。当压力控制机构获 得装置l停止的信息时，将液滴吐出单元2在覆盖部件70中密闭后，关闭 压力控制管，将覆盖部件70与外界空气完全隔开。另一方面，当获得进行 恢复吐出功能的动作的信息时，在覆盖部件70内将液滴吐出单元2密闭后， 由压力机构通过压力控制管进行抽吸动作，使覆盖部件70内部为负压状态。 此时，在来自吐出元件21的喷嘴孔22 (参照图3)的液体(油墨)被抽吸 的同时对喷嘴孔22内部进行清扫。
下面，用图9说明液滴吐出单元2的结构。图9 (A)为液滴吐出单元2的剖视图。液滴吐出单元2载置于设在横 梁12上的滑块机构20，可沿箭头B方向移动。液滴吐出单元2包括吐出 元件21、驱动控制电路26、连接电线28以及将它们收纳的筐体23，筐体 23在滑块机构20上移动。固定设置在横梁12上的液(油墨)箱17通过可 挠性管24与吐出元件21连接。喷嘴板25与吐出元件21的前表面连接， 在喷嘴板25上形成有多个喷嘴孔22。另外，喷嘴孔22的直径为10 20|im。
在本实施方式中，用油墨作为吐出液，因此下面就用油墨作为吐出液的情 况进行说明。
吐出元件21通过在压电体基板上形成多个成为油墨室的槽后，在槽的 隔开壁的局部形成电极而构成。若在设于油墨室两侧面的隔开壁上的各电 极施加电场，则隔开壁剪切变形。此时，在油墨室内产生吐出能量，从喷
嘴孔22吐出油墨。驱动控制电路26通过未图示的电线与未图示的驱动控
制系统连接，在该驱动控制系统进行吐出控制。
图9 (B)是从喷嘴板侧所见的液滴吐出单元2的图。图9 (A)是图9 (B)的B1-B1剖视图。与喷嘴板25接合的3个吐出元件21A、 21B、 21C 分别通过3根管24分别与3个油墨箱17连接，以在各吐出元件内导入不 同的油墨材料。图3对从1个吐出元件21吐出l种油墨滴(液滴)的工序 进行了说明，但如图9所示，通过配置3个吐出元件21A、 21B、 21C，即 可由1台装置1同时吐出多种油墨材料(液滴材料)。吐出元件21A、 21B、 21C分别在B方向上偏移规定量而配置，可分别向基板50上的吐出区域 70A、 70B、 70C吐出液滴。若如此排列，则在图3中说明的滤色器基板的 缺损部的修正中，可同时对相邻的颜色不同的像素进行修复。但是，若采 用上述结构，则占据上述不能区域H (参照图3 (C))的大部分的喷嘴两 端间的距离为R，该距离R大致是1个吐出元件21时的3倍。
图10表示吐出元件21的其他排列例子。图10 (A)中，使吐出元件 21的喷嘴孔列相对于A方向略微倾斜。若相对于A方向的倾斜为e ，喷嘴 间距为p，则在B方向上投影得到的喷嘴间距P为P-pXsin0 ，因此具有 与实际的喷嘴间距相比能提高B方向的间距P的密度的优点。此外，排列 多个吐出元件21时，无须在B方向上严密对位，单元的制作变得容易。
另外，若在1个吐出元件21上以100 200DPI (在1英寸宽度上等间 距排列100 200个喷嘴孔22的密度)的间距设置20 80孔的喷嘴孔22， 使该吐出元件21倾斜9=3 10° ，则更有效。这是因为l个吐出元件21 上的喷嘴孔22的个数越少，由多个吐出元件21排列形成的液滴吐出单元2 的总宽度越小，从而可以减小不能区域H (参照图3 (C))。另外，通过
使制造成本低廉的100 200DPI的吐出元件21在6=3 10°的范围内倾 斜，并在使用前进行试吐出，则无须进行多个吐出元件21之间的严密对位。 即，只要根据试吐出的结果进行吐出时机控制，即可使B方向上投影的喷 嘴间距为5 351im而实现高密度化，从而可以廉价并简单地制造液滴吐出 单元。
图10 (B)中，通过在3个液滴吐出元件21上分别形成多列(图示的 例子中为2列)喷嘴列，将各喷嘴列沿B方向平行配置，并在B方向上偏 移，从而使在B方向上投影的喷嘴间距高密度化。
如上述图10 (A) 、 (B)的2个实施方式所示，通过使B方向上投 影的喷嘴间距高密度化，即可在散布于基板50的目标位置高密度地吐出油 墨滴。
另外，作为液滴吐出元件21的驱动方式，可从热敏方式、层叠压电体 方式、静电方式等公知的喷墨方式中选择。若是具有能选择性吐出油墨滴 的机构的单元，也可以采用上述以外的方式。
如图2所示，本实施方式的装置l可通过横梁移动机构14使载置有多 个液滴吐出单元2的横梁12移动，能自由地改变2根横梁12的间距。艮P, 能自由地改变2列单元列之间的距离，可根据基板50在运送方向(A方向) 的尺寸来获得最佳的单元列间距。
以上对滤色器基板像素1种颜色缺损时缺损部分的修复进行了说明。 缺损部分是指对在制造工序中混入粉尘的部分、形成有空白凹陷的部分等 照射激光等而形成了一定形状的凹陷的部分，本发明的实施方式的装置1 向该缺损部分滴加油墨滴。但是，本装置1不限于滤色器基板的修复，可 在散布于基板上的目标位置吐出油墨滴等液滴。
本发明的实施方式的装置1即使将基板50大型化，装置1的结构也不 会变得复杂，无需像线型头方式那样增加非工作喷嘴数。若非工作喷嘴数 增加，则维修所需的废液增加，进而难以实现所有喷嘴孔22的吐出量的均 一化。
而且，在本实施方式的装置1中采用具有与基板50的运送方向(A方 向)几乎平行的喷嘴列的液滴吐出单元2，若采用此结构，则特别是对具有 凹部的形状部分能以均一的吐出量高速滴加。
特别是像滤色器基板的像素那样厚度的均一性对性能有较大影响的基 板50，需事先在装置外计测所有喷嘴孔22的液滴的吐出量，边进行吐出量 修正边吐出。例如向上述200X70X2nm(深度)的凹部吐出固体成分为10% 的液滴时，必须吐出(滴加)300pL左右。这里，通过增减液滴数来进行 吐出量修正时，1滴液滴量越小越能进行高精度的修正，但这需要增加液滴 数。因此，若如本实施方式那样，与基板的运送方向(A方向)几乎平行 地排列多个喷嘴孔22，使用这些喷嘴孔22吐出液滴，则1个喷嘴孔22负 责滴加的量大致为300+ (喷嘴孔数)，因此无须降低处理速度(基板50 的运送速度)也能进行高精度的吐出量修正。另外，上述结构即使在不进 行吐出量修正的情况下也能进行高速处理。
下面，对本发明的实施方式2进行说明。
实施方式2涉及的液滴涂布装置1与实施方式1涉及的液滴涂布装置 l相比，具有以下不同之处。 *横梁12的根数不同 在横梁12的侧面设有液滴吐出单元2 单元列数为3列
维修机构部13向横梁12侧移动并进行维修动作 除上述不同点外，实施方式2的装置1具有与实施方式1的装置1相 同的结构。
图8是表示实施方式2的液滴涂布装置1的基板50和横梁12以及液 滴吐出单元2的位置关系的图，是与实施方式1的图5对应的图。在本实 施方式2中，大致平行地配置有4根横梁12，在横梁12的侧面设置多个滑 块机构20，且在滑块机构20上分别载置液滴吐出单元2。位于2根横梁12A 和12B的侧面的液滴吐出单元2A、 2B、 2C、 2D可沿与基板50的运送方 向(A方向)正交的方向(B方向)移动，其可移动距离的一部分在B方 向上重复。因此，各液滴吐出单元2的B方向的可移动区域相互补充。由
多个液滴吐出单元2形成多个单元序列。即，本装置1中形成有第1 第3
的3列单元序列，它们的中心线分别为Y4-Y4、 Y5-Y5、 Y6-Y6。第1 第 3单元序列的3根中心线的各线间距离相同，该距离为基板50的运送方向 (A方向)的长度的约1/3。基板50的往复运送以图8所示的状态为中心 来进行，其左方向或右方向的运送长度设为基板50的运送方向(A方向) 的1/6。
实施方式l对具有2个单元列的装置l进行了说明，实施方式2对具 有3个单元列的装置1进行了说明。从这些说明可知，当具有n个单元列 时，若基板50在运送方向(A方向)的基板尺寸为D，则最好使单元列的 中心线的间距d与D/n几乎一致。而且，所需的基板50的运送宽度最好设 为基板尺寸D的约1/2n。此时，n越大，基板50的运送宽度越小越理想， 这可使装置1小型化。
通过使d与D/n大体一致，可实现装置1的尺寸的最小化，但上述值 之差只要在±10%左右的范围内，则无需大幅增加其尺寸，可减少装置1 的占有面积。
d和D/n最好一致，若上述值之差在±20%左右的范围内，则每块基板 所需的处理时间不会大幅增加，可縮短作业时间。
在设于实施方式1所述的装置基体10上的滑轨15上，除运送台ll夕卜， 还载置有维修机构部13，该维修机构部13可沿与运送台11的移动方向相 同的方向移动。因此，进行上述维修动作时，可使维修机构部13在滑轨15 上移动直至到达液滴吐出单元2的正下方。
下面对本发明的实施方式3进行说明。
实施方式3涉及的液滴涂布装置1与实施方式1涉及的液滴涂布装置 l相比，具有以下不同之处。 *横梁12为2根
在横梁12的装置外侧方向的侧面设有液滴吐出单元2 单元列数为1列
在更换液滴吐出单元2时横梁12向装置外侧移动
除上述不同点外，实施方式3的装置1具有与实施方式1的装置1相 同的结构。
图11是实施方式3涉及的装置1与图4 图6同样地从装置下表面侧 所见的透视图，模式表示基板50、横梁12、滑块机构20的位置关系。
在本实施方式中，横梁12为2根，在左侧横梁12A的左侧面和右侧横 梁I2B的右侧面上分别设有滑块机构20和能在滑块机构20内自由往复动 作的液滴吐出单元2，液滴吐出单元2在左侧横梁12A上载置有3单元(纸 面左侧)，在左侧横梁12B上载置有2单元(纸面右侧)，在本装置l上 共载置有5单元。
上述载置5个单元的滑块机构20相对于基板50呈交错状排列，设于 左侧横梁12A上的3个滑块机构20的可移动区域在与基板50的运送方向 (A方向)正交的方向(B方向第1方向)上与设于右侧横梁12B的2 个滑块机构20的可移动区域有部分重复。另外，重复的可移动区域的长度 越长越好，最好有滑块机构20全长的1/3以上重复。
如上所述，在2根横梁12A、 12B上以相对于基板50呈交错状的方式 排列多个滑块机构20，使设于横梁12A的各滑块机构20的B方向(第1 方向)可移动区域与设于第2横梁12B的各滑块机构20的B方向(第1 方向)可移动区域在第1方向上有部分重复。因此，可向相近的部位高效 进行油墨滴的滴加作业，能縮短作业时间。
如上所述，在基板50的往复动作的过程中各液滴吐出单元2进行滴加 作业时，基板50沿纸面左方向(A方向)移动的同时，图ll中的液滴吐 出单元2A达到缺损部5X并进行油墨滴的滴加。此时，液滴吐出单元2A 无法对位于不能修复区域U2的缺损部5Y滴加油墨滴。但是，位于基板50 的前进方向后方的液滴吐出单元2B与液滴吐出单元2A的移动区域有部分 重复，且在A方向上偏移，因此，即使液滴吐出单元2A在缺损部5X进行 油墨滴的滴加作业后，液滴吐出单元2B也能到达缺损部5Y。
艮P，具有重复移动区域的两个液滴吐出单元2A、 2B通过在基板运送 方向(A方向)上偏移配置，则在缺损部接近的情况下，也能高效地向该
缺损部进行油墨滴的滴加，特别是在基板50多次往复动作进行油墨滴的滴 加作业时的后半的往复动作时有很好的效果。
另外，通过在2根横梁12A、 12B上以相对于基板50呈交错状的方式 排列多个滑块机构20，即可用较少的单元数高效进行油墨滴的滴加。
在本实施方式的结构中，在2根横梁12A、 12B的面向外侧的侧面上 分别载置有液滴吐出单元2。这样，通过将液滴吐出单元2以2列呈交错状 的方式排列的同时载置于各横梁的面向外侧的侧面上，可在维修时易于操 作。
而且在本结构中，在更换液滴吐出单元2A、 2B时，如图12所示，2 根横梁12A、 12B可分别移动至装置1的端部。另外，上述横梁12A和12B 在实施方式2中所述的横梁移动机构14的作用下移动。
如上所述，在更换液滴吐出单元2时，载置有液滴吐出单元2的横梁 12向装置1的端部(横梁12的液滴吐出单元2的载置面侧的方向)移动， 这样就不必在运送台11上更换液滴吐出单元2，且更换作业的自由度高。 因此，作业的安全性提高，还能提高更换作业效率。
如上所述，作为本发明的优选实施方式进行了说明的液滴涂布装置1 的多个液滴吐出单元2可沿与运送方向(A方向)正交的方向(B方向) 移动。但本发明不限于具有单元序列的装置。本发明只要是载置有多个能 分别沿基板50的运送方向的正交方向(B方向)移动的液滴吐出单元2的 装置即可。
另外，也可以采用在运送台11上沿与运送方向(A)大致平行地设置 单一横梁12的结构。图11中，在单一横梁12的左侧面设有滑块机构20A， 在该横梁12的右侧面设有滑块机构20B。多个上述滑块机构20A、 20B与 图11同样相对于基板50呈交错状排列。因此，左侧面上沿与运送方向正 交的方向(B方向)排列的各滑块机构20A的可移动区域与右侧面上沿B 方向排列的各滑块机构20B的可移动区域在B方向上有部分重复。采用上 述结构，也能对相互接近的缺损部高效地滴加油墨滴。
作为载置于本装置的液滴吐出单元2，釆用由压电材料制作的喷墨头
元件，但并不必限于此，可使用热敏方式、层叠压电体方式、静电方式等 公知的喷墨方式的元件。另外，若是具有能选择性地吐出液滴的机构的单 元，也可以使用其他方式的元件。
实施方式1 3中，在l个滑块机构上载置l个液滴吐出单元2，但也 可以在l个滑块机构上载置多个液滴吐出单元2，并分别独立驱动。
实施方式1 3的液滴涂布装置1在液晶显示装置等中使用的滤色器基 板上对制造工序中产生的缺损部进行修复，但这只不过是为了说明能在散
布于基板50的目标部位高速吐出液滴的装置的例子。
另外，与在线上排列喷墨头的线型方式相比，基板的面积越大，本发 明的利用价值越高。
产业上利用的可能性
本发明可在下述装置中利用。
在基板上吐出导电性油墨而描绘配线图案的装置
在基板上吐出形成有机EL (Electronic Luminescence)的材料，制造 有机EL显示部的装置
修复有机EL显示部的缺损部的装置 ，在大型广告牌等上印刷图像的装置，或修复图像的装置 其他应用了喷墨技术的制造装置
权利要求
1.液滴涂布装置，其特征在于，具有多个液滴吐出单元，所述液滴吐出单元与基板对置，可沿基板面的第1方向独立移动，并通过向所述基板吐出液滴而在该基板的规定部分涂布该液滴；以及，移动机构，所述移动机构使所述多个液滴吐出单元沿与所述第1方向正交的第2方向相对移动。
2. 如权利要求1所述的液滴涂布装置，其特征在于，具备保持所述基板 并可沿所述第2方向往复动作的基台，以及位于该基台的上方并承载所述多个 液滴吐出单元的与所述第1方向大致平行地设置的多个承载体。
3. 如权利要求2所述的液滴涂布装置，其特征在于，所述多个承载体具 有能使所述多个液滴吐出单元分别独立移动的多个滑块机构，所述多个滑块机构以可移动所述多个液滴吐出单元的可移动区域的一部 分在所述第1方向上重叠的方式设于所述多个承载体。
4. 如权利要求3所述的液滴涂布装置，其特征在于，所述多个滑块机构以相对于所述基板呈交错状配置的方式设于构成所述多个承载体的第1承载体和第2承载体上，设于所述第1承载体的所述滑块机构的所述可移动区域的一部分与设于 所述第2承载体的所述滑块机构的所述可移动区域的一部分在所述第1方向上重叠。
5. 如权利要求4所述的液滴涂布装置，其特征在于，所述液滴吐出单元 载置于所述第1及第2承载体的面向外侧的侧面。
6. 如权利要求4或5所述的液滴吐出装置，其特征在于，在所述第1及 第2承载体的面向外侧的侧面载置所述多个液滴吐出单元，各承载体可沿所述 侧面的方向滑动并移动至装置主体的端部。
7. 如权利要求3所述的液滴涂布装置，其特征在于，将能在所述基板的 所述第1方向的任意位置上吐出液滴的所述多个液滴吐出单元的集合作为1单 元列，并与所述第2方向平行地设有多列所述单元列。
8. 如权利要求7所述的液滴涂布装置，其特征在于，当所述基板的所述第2方向的长度为D、所述单元列的间距为d、所述单元列的数目为n时，所 述单元列的间距设在0.8d《D/n《1.2d的范围内。
9. 如权利要求2所述的液滴涂布装置，其特征在于，所述多个承载体可 沿所述第2方向移动。
10. 如权利要求l所述的液滴涂布装置，其特征在于，所述多个液滴吐出 单元分别具有多个吐出相同液滴材料的液滴吐出口，所述多个液滴吐出口沿所 述第2方向排列。
11. 如权利要求l所述的液滴涂布装置，其特征在于，所述多个液滴吐出 单元分别具有多个吐出相同液滴材料的液滴吐出口，所述多个液滴吐出口相对 于所述第2方向倾斜排列。
12. 液滴涂布装置，其特征在于，包括多个液滴吐出单元，所述液滴吐 出单元与所述基板对置，可沿基板面的第l方向独立移动，并通过向所述基板 吐出液滴而在该基板的规定部分涂布该液滴；移动机构，所述移动机构使所述多个液滴吐出单元沿与所述第1方向正交的第2方向相对移动；基台，所述基台保持所述基板，并可沿所述第2方向往复动作；以及单一承载体，所述单一承载体位于所述基台的上方并承载所述多个液滴吐 出单元，且与所述第1方向大致平行地设置，所述承载体具有多个滑块机构，所述滑块机构能使所述多个液滴吐出单元 分别独立地移动，并以所述多个液滴吐出单元相对于所述基板呈交错状配置的 方式设于所述承载体的左右侧面，设于所述承载体的左侧面的所述滑块机构产生的所述液滴吐出单元的可 移动区域的一部分与设于所述承载体的右侧面的所述滑块机构产生的所述液 滴吐出单元的可移动区域的一部分在所述第1方向上重叠。
全文摘要
本发明提供具备保持基板(50)并可沿基板运送方向即第2方向往复动作的运送台(11)和与第2方向正交的方向即第1方向大致平行的多根横梁(12)的液滴涂布装置(1)。在各横梁(12)上与基板(50)的表面相对地设有多个液滴吐出单元(2)，多个液滴吐出单元(2)分别可在可移动区域内沿第1方向在滑块机构(20)的作用下独立移动。
文档编号G02B5/20GK101351276SQ20058005247
公开日2009年1月21日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者中岛吉纪, 坂本泰宏, 樋口馨, 浅井重美 申请人:夏普株式会社