JP2004172318A - ワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置、ワーク受け渡し方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器 - Google Patents
ワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置、ワーク受け渡し方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワークテーブル、ワーク搬送装置、ワーク受け渡し方法、前記ワークテーブルを備える液滴吐出装置、前記液滴吐出装置を用いて製造される電気光学装置、前記液滴吐出装置を用いる電気光学装置の製造方法、および、前記電気光学装置を備える電子機器を提供すること。
【解決手段】基板テーブル3は、載置面314を有するテーブル本体31と、載置面314に載置された基板Wを負圧により吸着するための溝316と、載置面314より上側に突出する上昇位置と載置面314より下側に退避する下降位置とに昇降可能に設置され、上昇位置にあるときに基板Wを載置面314から離間した位置で支持する支持部32と、支持部32を昇降させる昇降機構33と、支持部32に形成され、支持した基板Wを負圧により吸着するための孔323とを備える。
【選択図】図8
【解決手段】基板テーブル3は、載置面314を有するテーブル本体31と、載置面314に載置された基板Wを負圧により吸着するための溝316と、載置面314より上側に突出する上昇位置と載置面314より下側に退避する下降位置とに昇降可能に設置され、上昇位置にあるときに基板Wを載置面314から離間した位置で支持する支持部32と、支持部32を昇降させる昇降機構33と、支持部32に形成され、支持した基板Wを負圧により吸着するための孔323とを備える。
【選択図】図8
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置、ワーク受け渡し方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば液晶表示装置のカラーフィルタなどの平板状の製品の製造に用いる製造装置では、ワークとしての基板を基板テーブル(基板ステージ)上に載置して搬送しつつ、基板に対し所定の処理を行う。基板テーブルに対し、基板は、ロボットにより正確に位置決めして給材および除材される。
【0003】
従来の基板テーブルには、ロボットによる基板の給材および除材を可能とするため、テーブルの載置面から突出・没入する複数の支持棒が設置されている。そして、ロボットとの基板の受け渡し時には、テーブルの載置面から支持棒を突出させた状態で支持棒により基板を支持し、テーブルの載置面と基板との間に隙間を形成して、この隙間にロボットハンドの挿入・抜去を可能としている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
このような従来の基板テーブルでは、支持棒が基板を支持した状態のとき、支持棒の基板に対する接触面積が小さいので、基板が不安定になり、ロボットとの基板の受け渡しの際、基板の位置ズレを生じ易い。その結果、給材の際に基板が所定の位置からずれて位置決めに失敗したり、除材の際に基板をロボットへ円滑に受け渡せなかったりすることがあるという問題がある。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−126999号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワークテーブル、ワーク搬送装置、ワーク受け渡し方法、前記ワークテーブルを備える液滴吐出装置、前記液滴吐出装置を用いて製造される電気光学装置、前記液滴吐出装置を用いる電気光学装置の製造方法、および、前記電気光学装置を備える電子機器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のワークテーブルは、ワークが載置される載置面を有するテーブル本体と、
前記テーブル本体に形成され、前記載置面に載置された前記ワークを負圧により吸着するためのテーブル側吸引部と、
前記載置面より上側に突出する上昇位置と、前記載置面より下側に退避する下降位置とに昇降可能に設置され、前記上昇位置にあるときに前記ワークを前記載置面から離間した位置で支持する支持部と、
前記支持部を昇降させる昇降機構と、
前記支持部に形成され、支持した前記ワークを負圧により吸着するための支持部側吸引部とを備えることを特徴とする。
これにより、ワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワークテーブルを提供することができる。
【0008】
本発明のワークテーブルでは、前記テーブル本体には、前記載置面に開口する少なくとも4個の孔が形成され、
前記支持部は、昇降に伴って前記各孔から突出/没入する少なくとも4本の柱体を有することが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、ワークと載置面との間にワーク搬入治具の挿入可能な広い隙間を確保することができる。
【0009】
本発明のワークテーブルでは、前記4本の柱体は、平面視で概ね長方形の4つの角部にそれぞれ位置するように配置されていることが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、均等に支持することができ、ワークのたわみを防止することができる。
本発明のワークテーブルでは、前記各柱体に、それぞれ、前記支持部側吸引部が設けられていることが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、ワークをより確実に支持部に吸着することができる。
【0010】
本発明のワークテーブルでは、前記各柱体は、それぞれ、1つのベースに設置されており、すべての前記柱体は、一体となって同時に昇降することが好ましい。
これにより、簡単な構造で、各柱体を同期して昇降させることができ、各柱体が上昇したとき、ワークを変形することなく支持することができる。
【0011】
本発明のワークテーブルでは、前記支持部側吸引部は、前記各柱体の上端に開放する孔で構成されていることが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、ワークをより確実に支持部に吸着することができる。
本発明のワークテーブルでは、前記テーブル側吸引部は、前記載置面に形成された溝で構成されていることが好ましい。
これにより、テーブル側吸引部への吸引経路が複雑化することなく、広い範囲でワークを載置面に吸着することができる。
【0012】
本発明のワークテーブルでは、前記支持部のワークに対する接触部は、樹脂材料または弾性材料で構成されていることが好ましい。
これにより、ワークを傷つけるのをより確実に防止することができる。
本発明のワークテーブルは、ワークを取り扱うロボットとの間でワークを受け渡しするものであることが好ましい。
これにより、ロボットによってワークを正確に位置決めしてワークテーブルに給材および除材することができる。
【0013】
本発明のワーク搬送装置は、本発明のワークテーブルと、
装置本体と、
前記ワークテーブルを前記装置本体に対し少なくとも水平な一方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。
これにより、ワークテーブルへのワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク搬送装置を提供することができる。
【0014】
本発明のワーク搬送装置は、前記テーブル側吸引部および/または前記支持部側吸引部での吸引力を発生する吸引力発生源をさらに備えることが好ましい。
これにより、ワークテーブルへのワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク搬送装置を提供することができる。
【0015】
本発明のワーク搬送装置は、前記テーブル側吸引部への吸引経路の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、ワークを載置面に吸着したときの吸着状態を検出することができる。
本発明のワーク搬送装置は、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、ワークを支持部に吸着したときの吸着状態を検出することができる。
【0016】
本発明の液滴吐出装置は、本発明のワークテーブルと、
前記ワークテーブルに載置されたワークに対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。
これにより、ワークテーブルへのワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができる液滴吐出装置を提供することができる。
【0017】
本発明の液滴吐出装置では、前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させつつ前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出することにより、前記ワークに所定のパターンを形成することが好ましい。
これにより、目的に合わせてワーク上に多彩なパターンを形成(描画)することができる。
【0018】
本発明のワーク受け渡し方法は、ワークを取り扱うロボットが支持するワークを、本発明のワークテーブルで受け取るワーク受け渡し方法であって、
前記支持部を上昇させた状態で前記ロボットからワークを受け取り、該ワークを前記支持部で支持するとともに、前記支持部側吸引部での吸引により前記ワークを前記支持部に吸着する工程と、
前記支持部を下降させて前記ワークを前記載置面に載置するとともに、前記テーブル側吸引部での吸引により前記ワークを前記載置面に吸着する工程とを備えることを特徴とする。
これにより、ロボットを用いたワークテーブルへのワークの給材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク受け渡し方法を提供することができる。
【0019】
本発明のワーク受け渡し方法では、前記ワークを前記支持部に吸着したとき、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認し、
前記ワークを前記載置面に吸着したとき、前記テーブル側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認することが好ましい。
これにより、各工程でワークの吸着異常があった場合、これを検出することができる。
【0020】
本発明のワーク受け渡し方法は、本発明のワークテーブルに載置されたワークを、ワークを取り扱うロボットで受け取るワーク受け渡し方法であって、
前記テーブル本体の載置面に載置されたワークを、前記支持部を上昇させることにより前記支持部で支持して持ち上げるとともに、前記支持部側吸引部での吸引により前記ワークを前記支持部に吸着する工程と、
前記支持部側吸引部での吸引を停止するとともに、前記支持部が支持している前記ワークを前記ロボットに受け取らせる工程とを備えることを特徴とする。
これにより、ロボットを用いたワークテーブルからのワークの除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク受け渡し方法を提供することができる。
【0021】
本発明のワーク受け渡し方法では、前記ワークを前記支持部に吸着したとき、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認することが好ましい。
これにより、ワークを支持部に吸着したときに吸着異常があった場合、これを検出することができる。
本発明の電気光学装置は、本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、量産に適し、製造コストの低減が図れる電気光学装置を提供することができる。
【0022】
本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。
これにより、量産に適し、製造コストの低減が図れる電気光学装置の製造方法を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、量産に適し、製造コストの低減が図れる電子機器を提供することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置およびワーク受け渡し方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1、図2、図3および図4は、それぞれ、本発明のワークテーブルおよびワーク搬送装置を適用した基板テーブルおよび基板搬送装置を備える液滴吐出装置の実施形態を示す斜視図、平面図、正面図および側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、水平な一方向(図2中の上下方向に相当する方向)を「Y軸方向」と言い、このY軸方向に垂直であって水平な方向(図2中の左右方向に相当する方向)を「X軸方向」と言う。また、Y軸方向であって図2中の上方向への移動を「Y軸方向に前進」、Y軸方向であって図2中の下方向への移動を「Y軸方向に後退」と言い、X軸方向であって図2中の右方向への移動を「X軸方向に前進」、X軸方向であって図2中の左方向への移動を「X軸方向に後退」と言う。
【0024】
これらの図に示す液滴吐出装置(インクジェット描画装置)1は、ワークとしての基板Wに対し、例えばインクや、目的とする材料を含む機能液等の液体(吐出液)をインクジェット方式(液滴吐出方式)により微小な液滴の状態で吐出して所定のパターンを形成(描画)する装置であり、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機EL装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに用いることができるものである。液滴吐出装置1が対象とする基板Wの素材は、特に限定されず、板状の部材であればいかなるものでもよいが、例えば、ガラス基板、シリコン基板、フレキシブル基板等を対象とすることができる。また、本発明で対象とするワークは、板状の部材に限らず、底面が平らな部材であればいかなるものでもよい。例えば、本発明は、レンズをワークとし、このレンズに液滴を吐出することにより光学薄膜等のコーティングを形成する液滴吐出装置などにも適用することができる。
【0025】
この液滴吐出装置1は、装置本体2と、ワークテーブル(ワークステージ)としての基板テーブル(基板ステージ)3と、複数の液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)111を有するヘッドユニット11と、液滴吐出ヘッド111のメンテナンスをするメンテナンス装置12と、給液タンク、排液タンクおよび再利用タンクを収納するタンク収納部13と、第1のエアー供給装置14と、第2のエアー供給装置17とを備えている。
【0026】
液滴吐出ヘッド111から吐出する液体としては、特に限定されず、カラーフィルタのフィルタ材料を含むインクの他、例えば以下のような各種の材料を含む液体(サスペンション、エマルション等の分散液を含む)とすることができる。・有機EL(electroluminescence)装置におけるEL発光層を形成するための発光材料。・電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料。・PDP(Plasma Display Panel)装置における蛍光体を形成するための蛍光材料。・電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料。・基板Wの表面にバンクを形成するためのバンク材料。・各種コーティング材料。・電極を形成するための液状電極材料。・2枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料。・金属配線を形成するための液状金属材料。・マイクロレンズを形成するためのレンズ材料。・レジスト材料。・光拡散体を形成するための光拡散材料。
【0027】
図3に示すように、装置本体2は、床上に設置された架台21と、架台21上に設置された石定盤22と、石定盤22の上に設置された4本の支柱23と、これらの支柱23により支持されたガントリー構造部(上部構造部)24とを有している。
架台21は、アングル材等を方形に組んで構成された枠体211と、枠体211の下部に分散配置された複数の支持脚212とを有している。石定盤22は、無垢の石材で構成され、その上面は、高い平面度を有している。本実施形態では、石定盤22を設けたことにより、周囲の環境条件や振動等の影響を防ぎ、後述する基板テーブル3およびヘッドユニット11が高精度に移動することができる。
【0028】
石定盤22の上には、基板テーブル3と、Y軸方向移動機構を構成するエアースライダ106およびリニアモータ101とが設置されている。基板テーブル3は、エアースライダ106によりY軸方向に円滑に移動可能に支持されるとともに、リニアモータ101の駆動により、Y軸方向に前進・後退する。基板Wは、基板テーブル3上に載置される。基板テーブル3は、ガントリー構造部24の下を通過可能になっている。基板テーブル3には、載置された基板Wを負圧により吸着・固定するための溝316が形成されている。また、基板テーブル3の下部には、θ軸回転駆動機構105が設けられており、これにより、基板テーブル3は、基板テーブル3の中心を通る鉛直なθ軸を回転中心として所定範囲で回動可能になっている。
【0029】
基板テーブル3のX軸方向に沿った2つの辺の付近には、それぞれ、基板Wに対する液滴吐出(描画)前に液滴吐出ヘッド111から捨て吐出(フラッシング)された吐出液滴を受ける描画前フラッシングユニット104が設置されている(図7参照)。描画前フラッシングユニット104には、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、捨て吐出された吐出液は、この吸引チューブを通って回収され、タンク収納部13に設置された排液タンク内に貯留される。
【0030】
図2および図4に示すように、ガントリー構造部24には、ブリッジ103と、X軸方向移動機構を構成する一対のX軸方向スライダ107、ボールねじ108およびサーボモータ109とが設置されている。ブリッジ103は、X軸方向スライダ107の案内により、X軸方向に円滑に移動可能に支持されるとともに、ボールねじ108およびこれを回転させるサーボモータ109の駆動により、X軸方向に前進・後退する。
【0031】
図3に示すように、ブリッジ103には、ヘッドユニット11を支持するメインキャリッジ102がブリッジ103から吊り下げられるような状態で設置されている。このような構成により、ヘッドユニット11は、ブリッジ103とともに、基板テーブル3の上方空間においてX軸方向に前進・後退可能になっている。
【0032】
本実施形態の液滴吐出装置1では、液滴吐出ヘッド111のいわゆる主走査は、基板テーブル3をY軸方向に移動しつつ、図示しない移動距離検出手段(例えばリニアエンコーダまたはレーザー測長器)によって検出した基板テーブル3の移動距離(現在位置)に基づいて、液滴吐出ヘッド111からの吐出タイミングを生成するとともに、この吐出タイミングに基づいて、液滴吐出ヘッド111の駆動(吐出液滴の選択的吐出)を行う。また、これに対応して、いわゆる副走査は、ヘッドユニット11(液滴吐出ヘッド111)のX軸方向への移動により行われる。
【0033】
装置本体2の側方には、タンク収納部13が設置されており、タンク収納部13の上には、メンテナンス装置12が設置されている。このメンテナンス装置12は、ヘッドユニット11の待機時に液滴吐出ヘッド111をキャッピングするキャッピングユニット121と、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面をワイピングするクリーニングユニット122と、重量測定ユニット125とを有している。
【0034】
また、メンテナンス装置12は、Y軸方向に移動可能な移動台124を有しており、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122および重量測定ユニット125は、移動台124上にY軸方向に並んで設置されている。ヘッドユニット11がメンテナンス装置12の上方に移動した状態で移動台124がY軸方向に移動することにより、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122および重量測定ユニット125のいずれかが液滴吐出ヘッド111の下方に位置し得るようになっている。ヘッドユニット11は、待機時にはメンテナンス装置12の上方に移動し、キャッピングおよびクリーニング(ワイピング)を行う。
【0035】
キャッピングユニット121(図2参照)は、複数の液滴吐出ヘッド111のそれぞれに対応するように配置された複数のキャップとこれらキャップを昇降させる昇降機構とを有している。各キャップには、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、キャッピングユニット121は、各キャップで各液滴吐出ヘッド111のノズル形成面を覆うとともに、ノズル形成面に形成されたノズルから吐出液を吸引することができる。このようなキャッピングを行うことにより、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面が乾燥するのを防止したり、ノズル詰まりを回復(解消)したりすることができる。
【0036】
キャッピングユニット121によるキャッピングは、ヘッドユニット11の待機時や、ヘッドユニット11に吐出液を初期充填する際、吐出液を異種のものに交換する場合にヘッドユニット11から吐出液を排出する際、洗浄液によって流路を洗浄する際などに行われる。
【0037】
キャッピングユニット121によるキャッピング中に液滴吐出ヘッド111から排出された吐出液は、前記吸引チューブを通り、後述するキャッピング排液装置17により回収され、再利用に供される。ただし、流路の洗浄時に回収した洗浄液は再利用しない。
【0038】
クリーニングユニット122は、洗浄液を含ませたワイピングシートをローラーにより走行させ、このワイピングシートにより液滴吐出ヘッド111のノズル形成面を拭き取り、清掃するよう作動するものである。
【0039】
重量測定ユニット125(図4参照)は、基板Wに対する液滴吐出動作の準備段階として、液滴吐出ヘッド111からの1回の液滴吐出量(重量)を測定するのに利用するものである。すなわち、基板Wに対する液滴吐出動作前、ヘッドユニット11は、重量測定ユニット125の上方に移動し、各液滴吐出ヘッド111の全吐出ノズルから1回または複数回液滴を重量測定ユニット125に対し吐出する。重量測定ユニット125は、吐出された液滴を受ける液受けと、電子天秤等の重量計とを備えており、吐出された液滴の重量を計測する。または、液受けを取り外して装置外部の重量計で計測してもよい。後述する制御装置16は、その重量計測結果に基づいて、吐出ノズルにおける1回の吐出液滴の量(重量)を算出し、その算出値が予め定められた設計値に等しくなるように、液滴吐出ヘッド111を駆動するヘッドドライバの印加電圧を補正する。
【0040】
タンク収納部13には、前述したキャッピング時に回収された吐出液を貯留する再利用タンクと、描画前フラッシングで回収された吐出液を貯留する排液タンクのほか、液滴吐出ヘッド111へ供給される吐出液を貯留する給液タンクや、クリーニングユニット122へ供給される洗浄液を貯留する給液タンクなどがそれぞれ設置、収納されている。
【0041】
第1のエアー供給装置14は、装置本体2の側方であってタンク収納部13と反対側に設置されている(図3参照)。第1のエアー供給装置14は、装置本体2側に設置された空気圧シリンダ等のアクチュエータの駆動源として機能する。
【0042】
第2のエアー供給装置17は、タンク収納部13とともに装置本体2の側方に設置されている(図4参照)。第2のエアー供給装置17は、給液タンクから吐出液や洗浄液を送出するための圧力を供給する圧力供給源として機能したり、メンテナンス装置12における空気圧シリンダ等のアクチュエータの駆動源として機能したりする。
【0043】
第2のエアー供給装置17の上には、二次タンク18が固定的に設置されている。タンク収納部13の吐出液給液タンクから供給される吐出液は、図示しない配管(チューブ)を通って、二次タンク18に流入する。二次タンク18内では、圧力が制御され、液量(水頭差)が調節されている。二次タンク18内の吐出液は、図示しない配管(チューブ)を通ってヘッドユニット11の各液滴吐出ヘッド111に供給される。
【0044】
このような液滴吐出装置1は、好ましくは、チャンバ(隔離された空間)91に収納され、温度および湿度が管理された環境下に置かれている。チャンバ91には、外部に設置された温度調整装置(図示せず)により生成された温度および湿度を調節した空気が導入される。このようなチャンバ91によって液滴吐出装置1の周囲の温度および湿度が管理されることにより、温度変化による基板Wや装置各部の膨張・収縮が原因となって誤差が生じるのを防止することができ、基板W上に吐出液滴によって描画(形成)されるパターンの精度をより高くすることができる。また、タンク収納部13も温度および湿度が管理された環境に置かれるので、吐出液の粘度等も安定し、吐出液滴によるパターンの形成(描画)をより高精度に行うことができる。また、チャンバ91内へのチリ、ホコリ等の侵入を防止することができ、基板Wを清浄に維持することができる。
なお、チャンバ91内には、空気以外のガス(例えば窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の不活性ガスなど)を温度調節して供給・充填し、このガスの雰囲気中で液滴吐出装置1を稼動することとしてもよい。
【0045】
また、液滴吐出装置1は、液滴吐出装置1の各部の作動を制御する制御装置16(図示せず)を有している。この制御装置16は、CPU(Central Processing Unit)と、液滴吐出装置1の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データを記憶(格納)する記憶部とを有しており、液滴吐出装置1の各部の作動を制御する。
【0046】
図5は、図1ないし図4に示す液滴吐出装置におけるヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を模式的に示す平面図である。図5に示すように、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面には、液滴が吐出される多数の吐出ノズル(開口)が一列または二列以上に並んで形成されている。液滴吐出ヘッド111は、電圧の印加により変位(変形)する圧電素子を有し、この圧電素子の変位(変形)を利用して、吐出ノズルに連通するように形成された圧力室(液室)内の圧力を変化させることよって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものである。なお、液滴吐出ヘッド111は、このような構成に限らず、例えば、吐出液をヒータで加熱して沸騰させ、その圧力によって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものなどでもよい。
【0047】
ヘッドユニット11には、この液滴吐出ヘッド111が複数個(以下の説明では12個として説明する)設置されている。これらの液滴吐出ヘッド111は、6個ずつ二列に副走査方向(X軸方向)に並ぶとともに、ノズル列が副走査方向に対し所定角度傾斜するような姿勢で配置されている。
【0048】
なお、このような配列パターンは一例であり、例えば、各ヘッド列における隣接する液滴吐出ヘッド111同士を90°の角度を持って配置(隣接ヘッド同士が「ハ」字状)したり、各ヘッド列間における液滴吐出ヘッド111を90°の角度を持って配置(列間ヘッド同士が「ハ」字状)したりしてもよい。いずれにしても、複数個の液滴吐出ヘッド111の全吐出ノズルによるドットが副走査方向において連続していればよい。
【0049】
さらに、液滴吐出ヘッド111は、副走査方向に対し傾斜した姿勢で設置されていなくてもよく、また、複数個の液滴吐出ヘッド111が千鳥状、階段状に配設されていてもよい。また、所定長さのノズル列(ドット列)を構成できる限り、これを単一の液滴吐出ヘッド111で構成してもよい。また、メインキャリッジ102に複数のヘッドユニット11が搭載されていてもよい。
【0050】
ここで、前記制御装置16の制御による液滴吐出装置1の全体の作動について簡単に説明する。後述する基板受け渡し方法によってロボット500から基板Wが基板テーブル3上の所定の位置に位置決めして給材(載置)されると、基板テーブル3に形成された溝316(テーブル側吸引部)でのエアー吸引により、基板Wは、基板テーブル3に吸着・固定される。次いで、装置本体2に設置された認識カメラ(図示せず)が基板Wの所定の個所(1箇所または複数箇所)に設けられたアライメントマークを認識する。この認識結果に基づいて、θ軸回転駆動機構105が作動して基板Wのθ軸回りの角度が補正されるとともに、基板WのX軸方向およびY軸方向の位置補正がデータ上で行われる。
【0051】
以上のような基板Wのアライメント作業が完了すると、ヘッドユニット11を停止した状態で、基板テーブル3の移動により基板Wを主走査方向(Y軸方向)に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド111から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。このとき、液滴吐出動作は、基板テーブル3の前進(往動)中に行っても、後退(復動)中に行っても、前進および後退の両方(往復)で行ってもよい。また、基板テーブル3を複数回往復させて、液滴吐出動作を複数回繰り返し行ってもよい。以上の動作により、基板W上の、所定の幅(ヘッドユニット111により吐出可能な幅)で主走査方向に沿って伸びる領域に、液滴の吐出が終了する。
【0052】
その後、メインキャリッジ102(ブリッジ103)を移動させることにより、ヘッドユニット111を前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させる。この状態で、前述した動作と同様に、基板Wを主走査方向に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド111から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。そして、この領域への液滴吐出動作が終了したら、ヘッドユニット111をさらに前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させた状態として、基板Wを主走査方向に移動させつつ、同様の液滴吐出動作を行う。これを、数回繰り返すことで、基板Wの全領域に液滴吐出が行われる。このようにして、液滴吐出装置1は、基板W上に所定のパターンを形成(描画)する。
【0053】
図6は、図1ないし図4に示す液滴吐出装置における基板テーブルを示す平面図、図7は、図6に示す基板テーブルの天板を取り外した状態を示す斜視図、図8は、図6中のA−A線での断面側面図(支持部が上昇位置にある状態)、図9は、図6中のA−A線での断面側面図(支持部が下降位置にある状態)、図10は、図6に示す基板テーブルに対し基板を給材および除材するロボットを示す斜視図である。なお、図8および図9中には、便宜上、テーブル側吸引部および支持部側吸引部への吸引配管系統図も併せて記載している。以下、これらの図に基づいて、液滴吐出装置1における基板テーブル3について詳細に説明する。
【0054】
これらの図に示すように、基板テーブル3は、テーブル本体31と、支持部32と、支持部32を昇降させる昇降機構33とを有している。
テーブル本体31は、板状の底板311と、底板311上に設置された4本の支柱312と、これらの支柱312上に設置された天板313とを有している。基板Wは、天板313の上面である載置面314上に載置される。
【0055】
天板313には、載置面314に開口する6個の孔315が形成されている。これらの孔315からは、それぞれ、後述する支持部32の柱体321が出没(突出/没入)する。
また、天板313の載置面314側には、載置面314に載置された基板Wを負圧により吸着するためのテーブル側吸引部として、溝316が形成されている。本実施形態では、溝316は、載置面314上に互いに大きさが異なる3つの長方形が同心的に三重に配置されたような図形を描くように形成された3つの長方形部分と、十字を描くように形成され、前記各長方形部分を互いに接続する十字部分とを有している(図6参照)。なお、溝316の形成パターンは、このような構成に限らず、いかなるものであってもよいことは言うまでもない。
【0056】
このような溝316の一部には、天板313の下面まで貫通する孔317が形成されており、孔317の天板313の下面への開口部には、テーブル側吸引配管(吸引経路)41が接続されている(図8参照)。テーブル側吸引配管41は、切り替え弁42を介して、真空ポンプ(吸引力発生源)151に接続されている。真空ポンプ151は、通常、液滴吐出装置1の近傍(好ましくはチャンバ91の外)に設置されるが、この真空ポンプ151に限らず、例えば工場内に配設された真空系統を吸引力発生源として使用してもよい。
【0057】
本実施形態では、テーブル側吸引部が溝316で構成されていることにより、テーブル側吸引配管41を多数に分岐させることなく、載置面314の広い範囲に吸着領域を広げることができ、テーブル側吸引配管41を簡略化することができる。なお、テーブル側吸引部は、図示の構成に限らず、例えば、載置面314に開口する複数の吸引口で構成されていてもよい。
【0058】
支持部32は、各孔315から出没する6本の柱体321と、これらの柱体321の下端を支持する板状のベース(基部)322とを有している。ベース322は、底板311と、天板313との間に位置している。この支持部32は、後述する昇降機構33の作動により、上昇位置(図8に示す位置)と、下降位置(図9に示す位置)との間で昇降する。このとき、各柱体321は、それぞれ、1つのベース322に設置されているので、すべての柱体321は、一体となって同時に昇降する。
【0059】
支持部32は、上昇位置にあるときには、柱体321が載置面314より上側に突出し、この突出した柱体321により、基板Wを載置面314から離間した位置で支持することができる。そして、支持部32は、下降位置にあるときには、柱体321が載置面314より下側に退避し、この状態では、基板Wは、載置面314上に載置される。また、柱体321は、好ましくは、樹脂材料で構成されている。これにより、基板Wが柱体321に接触したときに基板Wを傷つけるのを防止することができ、また、柱体321の軽量化も図れる。
【0060】
各柱体321には、支持した基板Wを負圧により吸着するための支持部側吸引部として、当該柱体321の上端(上端面)に開放する孔(開口)323が設けられている。各孔323は、各柱体321の下端付近まで形成され、天板313の下側において、各孔323に連通するように支持部側吸引配管(吸引経路)43が接続されている。支持部側吸引配管43は、切り替え弁42を介して、真空ポンプ151に接続されている。このように、本実施形態では、各柱体321にそれぞれ支持部側吸引部としての孔323が設けられているので、支持した基板Wをすべての柱体321で吸着することができ、より確実に基板Wを吸着することができる。
【0061】
また、各柱体321の上端には、それぞれ、基板Wに対する接触部として、ゴム等の弾性材料または軟質樹脂材料で構成された基板吸着パッド324が設置されている。これにより、支持した基板Wを傷つけるのをより確実に防止することができるとともに、基板Wが柱体321に対し多少傾斜しても基板Wとの隙間からの空気漏れが防止されるので、基板Wをより確実に吸着・固定することができる。
【0062】
図6に示すように、6本の柱体321のうちの4本は、平面視で概ね長方形の4つの角部にそれぞれ位置するように配置されている。これにより、基板Wが長方形である場合、基板Wの各部を均等に支持することができ、基板Wのたわみを少なくすることができる。よって、基板Wが柱体321に対し傾斜することがなく、基板Wをより確実に吸着・固定することができ、また、基板Wの変形を防止することもできる。また、これらの柱体321は、後述するロボット500のロボットハンド530と干渉しないような位置に配置されている。
【0063】
さらに、本実施形態では、6本の柱体321のうちの残りの2本は、平面視で前記長方形の対向する2辺の中点の位置にそれぞれ配置されている。これにより、ロボットハンド530との干渉を招くことなく、基板Wのたわみをより少なくすることができる。
【0064】
図8に示すように、昇降機構33は、駆動源としての空気圧シリンダ331と、支持部32の上下方向の移動を案内する複数のガイドロッド332とを有している。空気圧シリンダ331の本体側は、底板311に固定され、ピストンロッド側は、ベース322に固定されている。ガイドロッド332は、底板311から上方向に向かって突出するように設置されており、このガイドロッド332は、ベース322に形成された孔に挿入している(図7参照)。
【0065】
空気圧シリンダ331には、第1のエアー供給装置14からの空気圧を供給する配管(図示せず)が接続されている。空気圧シリンダ331は、第1のエアー供給装置14から供給された空気圧によって伸縮することにより、支持部32を昇降させる。この支持部32の昇降に伴って、各柱体321が各孔315から突出/没入する。
【0066】
切り替え弁42は、真空ポンプ151とテーブル側吸引配管41を接続する状態と、真空ポンプ151と支持部側吸引配管43を接続する状態とに切り替え可能になっている。切り替え弁42の切り替え作動は、制御装置16の制御に基づいて、自動で行われる。なお、このような構成と異なり、テーブル側吸引部(溝316)と、支持部側吸引部(孔323)とに対して、それぞれ別個の真空ポンプを設けることとしてもよい。
【0067】
また、テーブル側吸引配管41には、その内部(吸引経路)の圧力を検出する圧力センサー(圧力検出手段)44が設置されている。圧力センサー44は、その検出結果を制御装置16へ出力する。同様に、支持部側吸引配管43には、その内部(吸引経路)の圧力を検出する圧力センサー(圧力検出手段)45が設置されており、圧力センサー45は、その検出結果を制御装置16へ出力する。
【0068】
このような基板テーブル3は、ベアリング(図示せず)を介して台座110上に設置されており、台座110に対し基板テーブル3の中心を通る鉛直なθ軸を回転中心として所定範囲で回動可能になっている。台座110には、基板テーブル3をθ軸回りに回動させるθ軸回転駆動機構105が設置されている。
【0069】
台座110は、装置本体2の石定盤22上においてエアースライダ106によりY軸方向に円滑に移動可能に支持され、リニアモータ101の駆動により、Y軸方向に移動する。基板テーブル3は、台座110に伴って、Y軸方向に移動する。
【0070】
次に、基板テーブル3に対し基板Wを給材・除材(搬入・搬出)するロボット(産業用ロボット)500について説明する。図10に示すように、ロボット500は、基板Wを支持して移動させる(取り扱う)マニピュレータ510を有している。マニピュレータ510は、複数の関節を有するロボットアーム520と、ロボットアーム520の先端に設置され、基板Wを支持するロボットハンド(ワーク搬入治具)530とを備えている。ロボットハンド530には、支持した基板Wを負圧により吸着するための吸引部(図示せず)が設けられている。このロボット500は、基板Wを基板テーブル3上に正確に位置決めして給材および除材できるようになっている。また、図示のロボット500は、同様のマニピュレータ510を2つ備えており、この2つのマニピュレータ510で交互に基板Wを給材(または除材)できるようになっている。
このようなロボット500は、液滴吐出装置1の図2中の下側に設置されており、図2中の下側から基板テーブル3に基板を給材・除材する。このとき、基板テーブル3は、図2中の下側に移動した状態とされる。チャンバ91の図2中の下側の壁部には、基板搬入・搬出用のシャッター付きの開口911(図1参照)が設けられており、この開口911のシャッターを開けて、チャンバ91内に設置された液滴吐出装置1の基板テーブルに基板Wを給材・除材する。
【0071】
以下、ロボット500が支持する基板Wを、基板テーブル3で受け取る基板受け渡し方法(基板Wの給材方法)について説明する。
基板Wの給材時、基板テーブル3は、まず、支持部32を上昇させた状態とされる。また、切り替え弁42は、支持部側吸引配管43を真空ポンプ151に接続する状態とされ、孔323から空気を吸引する状態にされる。
【0072】
この状態で、ロボットアーム520の作動により、基板Wを支持したロボットハンド530が基板テーブル3の上方に移動する。次いで、ロボットハンド530が下降すると、基板Wが柱体321の上端(基板吸着パッド324)に接地する。これにより、基板Wは、各柱体321で支持されるとともに、孔323からの吸引による負圧によって、各柱体321に吸着され、固定される(図8参照)。また、このとき、ロボットハンド530は、支持部32に支持された基板Wと、天板313との間に形成される隙間に位置しており、この状態から、ロボットアーム520の作動によってロボットハンド530がY軸方向に後退することにより、ロボットハンド530は、基板Wと天板313との隙間から抜去される。以上のようにして、基板テーブル3は、基板Wをロボット500から受け取る。
【0073】
制御装置16は、基板Wを支持部32に吸着したとき、圧力センサー45で検出される支持部側吸引配管43内の圧力に基づいて、吸着の成否(または基板Wの有無)を確認する。すなわち、制御装置16は、圧力センサー45での検出圧力が所定のしきい値以下である場合には、吸着が正常(基板W有り)であると判断して、次の工程に進み、所定のしきい値より大きい場合には、吸着が異常(基板W無し)であると判断して、その旨を図示しない報知手段により作業者等に報知する。
【0074】
制御装置16は、支持部32により基板Wが正常に吸着されていると判断したら、支持部32を下降させて基板Wを載置面314に載置する(接地させる)とともに、切り替え弁42を切り替えて、溝316から空気を吸引する状態とする。これにより、基板Wは、載置面314に吸着・固定される。
【0075】
制御装置16は、基板Wを載置面314に吸着したとき、圧力センサー44で検出されるテーブル側吸引配管41内の圧力に基づき、前記と同様にして吸着の成否(または基板Wの有無)を確認する。そして、制御装置16は、吸着が正常と判断した場合には、次の工程に進み、吸着が異常と判断した場合には、その旨を図示しない報知手段により作業者等に報知する。
以上のようにして、ロボット500から基板テーブル3への基板Wの給材が完了する。
【0076】
次に、基板Wに対する液滴吐出装置1での液滴吐出工程(描画パターン形成工程)が終了した後に、基板テーブル3の載置面314に載置された基板Wを、ロボット500で受け取る基板受け渡し方法(基板Wの除材方法)について説明する。
まず、切り替え弁42を切り替えることにより、載置面314の溝316から空気を吸引する状態から、柱体321の孔323から空気を吸引する状態へと切り替える。次いで、支持部32を上昇させることにより、載置面314に載置された基板Wを各柱体321で支持して持ち上げるとともに、孔323での吸引により基板Wを各柱体321に吸着し、固定する。
【0077】
制御装置16は、基板Wを支持部32に吸着したとき、前記と同様にして、圧力センサー45で検出された圧力に基づき、吸着の成否(または基板Wの有無)を確認し、吸着が正常と判断した場合には、次の工程に進み、吸着が異常と判断した場合には、その旨を図示しない報知手段により作業者等に報知する。
【0078】
次いで、支持部32に支持された基板Wと、天板313との間の隙間にロボットハンド530が挿入され、ロボットハンド530に設けられた吸引部での吸引が開始されるとともに、柱体321の孔323での吸引が停止される。その後、ロボットハンド530は、上昇して、基板Wを持ち上げ、支持する。このようにして、ロボット500は、基板テーブル3から基板Wを受け取る。
以上のようにして、基板テーブル3からロボット500への基板Wの除材が完了する。
【0079】
以上述べたように、本発明によれば、ワークテーブルは、支持部によってワークを載置面から離間した位置で支持することができるので、ワークと載置面との間にロボットハンド等のワーク搬入治具が挿入し得る隙間を形成することができ、ワークの給材・除材を円滑かつ容易に行うことができる。
【0080】
また、ワークを支持部によって支持したとき、ワークを支持部に吸着・固定することができるので、ワークの位置がずれるのを確実に防止することができる。よって、ロボットによって正確に位置決めしたワークの位置を確実に維持しつつ、ワークをワークテーブル上に給材することができる。よって、その後に液滴吐出装置で行われるワークのアライメント工程や、ワークに対する液滴吐出動作(パターンの描画)を迅速、円滑かつ高精度に行うことができる。
このようなことから、本発明では、ワークの製造(ワークへの処理)を円滑、迅速に行うことができ、量産に適し、ワークの製造コスト低減に寄与する。
【0081】
以上、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置およびワーク受け渡し方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ワークテーブル、ワーク搬送装置および液滴吐出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【0082】
例えば、ワークテーブルにおける支持部を昇降させる昇降機構は、空気圧シリンダに代えて、例えば液圧シリンダ、ボールネジ(送りネジ)などでもよい。また、支持部は、複数の柱体を有するものに限らず、上昇位置にあるときにワークを載置面から離間した位置で支持し得るものであれば、いかなる形状・構造のものでもよい。
また、ワークテーブルへのワークの給材および除材は、ロボットで行わなくてもよく、人手によって行ってもよい。
【0083】
また、本発明のワーク搬送装置および液滴吐出装置は、ワークテーブルを装置本体に対し互いに直交する水平な2方向(Y軸方向およびX軸方向)に移動させるものでもよい。すなわち、本発明の液滴吐出装置は、ヘッドユニットを装置本体に対し固定とし、ワークをY軸方向およびX軸方向にそれぞれ移動させることにより、主走査および副走査を行うよう構成されたものでもよい。また、本発明の液滴吐出装置は、前記と逆に、ワーク(ワークテーブル)を装置本体に対し固定とし、ヘッドユニット(液滴吐出ヘッド)をY軸方向およびX軸方向にそれぞれ移動させることにより、主走査および副走査を行うよう構成されたものでもよい。すなわち、本発明の液滴吐出装置は、ワークテーブルと液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させるよう構成されたものであればよい。
【0084】
また、本実施形態においては、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置およびワーク受け渡し方法を液滴吐出装置に適用した場合について説明したが、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置およびワーク受け渡し方法は、これに限らず、例えば露光装置などの他の各種の装置にも適用することができる。
【0085】
また、本発明の電気光学装置は、以上説明したような本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。本発明の電気光学装置の具体例としては、特に限定されないが、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置などが挙げられる。
【0086】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、液晶表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色のフィルタ材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、基板上に多数のフィルタエレメントを配列してなるカラーフィルタを製造し、このカラーフィルタを用いて液晶表示装置を製造することができる。この他、本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、有機EL表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色の発光材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、EL発光層を含む多数の絵素ピクセルを基板上に配列してなる有機EL表示装置を製造することができる。
【0087】
また、本発明の電子機器は、前述したようにして製造された電気光学装置を備えることを特徴とする。本発明の電子機器の具体例としては、特に限定されないが、前述したようにして製造された液晶表示装置や有機EL表示装置を搭載したパーソナルコンピュータや携帯電話機などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す斜視図。
【図2】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図。
【図3】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す正面図。
【図4】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す側面図。
【図5】ヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を示す模式的平面図。
【図6】本発明の基板テーブルを示す平面図。
【図7】基板テーブルの天板を取り外した状態を示す斜視図。
【図8】図6中のA−A線での断面側面図(支持部が上昇した状態)。
【図9】図6中のA−A線での断面側面図(支持部が下降した状態)。
【図10】基板を給材および除材するロボットを示す斜視図。
【符号の説明】
105……θ軸回転駆動機構、110……台座、16……制御装置、151……真空ポンプ、3……基板テーブル、31……テーブル本体、311……底板、312……支柱、313……天板、314……載置面、315……孔、316……溝、32……支持部、321……柱体、322……ベース、323……孔、324……基板吸着パッド、33……昇降機構、331……空気圧シリンダ、332……ガイドロッド、41……テーブル側吸引配管、42……切り換え弁、43……支持部側吸引配管、44……圧力センサー、45……圧力センサー、W……基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置、ワーク受け渡し方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば液晶表示装置のカラーフィルタなどの平板状の製品の製造に用いる製造装置では、ワークとしての基板を基板テーブル(基板ステージ)上に載置して搬送しつつ、基板に対し所定の処理を行う。基板テーブルに対し、基板は、ロボットにより正確に位置決めして給材および除材される。
【0003】
従来の基板テーブルには、ロボットによる基板の給材および除材を可能とするため、テーブルの載置面から突出・没入する複数の支持棒が設置されている。そして、ロボットとの基板の受け渡し時には、テーブルの載置面から支持棒を突出させた状態で支持棒により基板を支持し、テーブルの載置面と基板との間に隙間を形成して、この隙間にロボットハンドの挿入・抜去を可能としている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
このような従来の基板テーブルでは、支持棒が基板を支持した状態のとき、支持棒の基板に対する接触面積が小さいので、基板が不安定になり、ロボットとの基板の受け渡しの際、基板の位置ズレを生じ易い。その結果、給材の際に基板が所定の位置からずれて位置決めに失敗したり、除材の際に基板をロボットへ円滑に受け渡せなかったりすることがあるという問題がある。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−126999号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワークテーブル、ワーク搬送装置、ワーク受け渡し方法、前記ワークテーブルを備える液滴吐出装置、前記液滴吐出装置を用いて製造される電気光学装置、前記液滴吐出装置を用いる電気光学装置の製造方法、および、前記電気光学装置を備える電子機器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のワークテーブルは、ワークが載置される載置面を有するテーブル本体と、
前記テーブル本体に形成され、前記載置面に載置された前記ワークを負圧により吸着するためのテーブル側吸引部と、
前記載置面より上側に突出する上昇位置と、前記載置面より下側に退避する下降位置とに昇降可能に設置され、前記上昇位置にあるときに前記ワークを前記載置面から離間した位置で支持する支持部と、
前記支持部を昇降させる昇降機構と、
前記支持部に形成され、支持した前記ワークを負圧により吸着するための支持部側吸引部とを備えることを特徴とする。
これにより、ワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワークテーブルを提供することができる。
【0008】
本発明のワークテーブルでは、前記テーブル本体には、前記載置面に開口する少なくとも4個の孔が形成され、
前記支持部は、昇降に伴って前記各孔から突出/没入する少なくとも4本の柱体を有することが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、ワークと載置面との間にワーク搬入治具の挿入可能な広い隙間を確保することができる。
【0009】
本発明のワークテーブルでは、前記4本の柱体は、平面視で概ね長方形の4つの角部にそれぞれ位置するように配置されていることが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、均等に支持することができ、ワークのたわみを防止することができる。
本発明のワークテーブルでは、前記各柱体に、それぞれ、前記支持部側吸引部が設けられていることが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、ワークをより確実に支持部に吸着することができる。
【0010】
本発明のワークテーブルでは、前記各柱体は、それぞれ、1つのベースに設置されており、すべての前記柱体は、一体となって同時に昇降することが好ましい。
これにより、簡単な構造で、各柱体を同期して昇降させることができ、各柱体が上昇したとき、ワークを変形することなく支持することができる。
【0011】
本発明のワークテーブルでは、前記支持部側吸引部は、前記各柱体の上端に開放する孔で構成されていることが好ましい。
これにより、支持部がワークを支持したとき、ワークをより確実に支持部に吸着することができる。
本発明のワークテーブルでは、前記テーブル側吸引部は、前記載置面に形成された溝で構成されていることが好ましい。
これにより、テーブル側吸引部への吸引経路が複雑化することなく、広い範囲でワークを載置面に吸着することができる。
【0012】
本発明のワークテーブルでは、前記支持部のワークに対する接触部は、樹脂材料または弾性材料で構成されていることが好ましい。
これにより、ワークを傷つけるのをより確実に防止することができる。
本発明のワークテーブルは、ワークを取り扱うロボットとの間でワークを受け渡しするものであることが好ましい。
これにより、ロボットによってワークを正確に位置決めしてワークテーブルに給材および除材することができる。
【0013】
本発明のワーク搬送装置は、本発明のワークテーブルと、
装置本体と、
前記ワークテーブルを前記装置本体に対し少なくとも水平な一方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。
これにより、ワークテーブルへのワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク搬送装置を提供することができる。
【0014】
本発明のワーク搬送装置は、前記テーブル側吸引部および/または前記支持部側吸引部での吸引力を発生する吸引力発生源をさらに備えることが好ましい。
これにより、ワークテーブルへのワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク搬送装置を提供することができる。
【0015】
本発明のワーク搬送装置は、前記テーブル側吸引部への吸引経路の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、ワークを載置面に吸着したときの吸着状態を検出することができる。
本発明のワーク搬送装置は、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出する圧力検出手段をさらに備えることが好ましい。
これにより、ワークを支持部に吸着したときの吸着状態を検出することができる。
【0016】
本発明の液滴吐出装置は、本発明のワークテーブルと、
前記ワークテーブルに載置されたワークに対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする。
これにより、ワークテーブルへのワークの給材および除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができる液滴吐出装置を提供することができる。
【0017】
本発明の液滴吐出装置では、前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させつつ前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出することにより、前記ワークに所定のパターンを形成することが好ましい。
これにより、目的に合わせてワーク上に多彩なパターンを形成(描画)することができる。
【0018】
本発明のワーク受け渡し方法は、ワークを取り扱うロボットが支持するワークを、本発明のワークテーブルで受け取るワーク受け渡し方法であって、
前記支持部を上昇させた状態で前記ロボットからワークを受け取り、該ワークを前記支持部で支持するとともに、前記支持部側吸引部での吸引により前記ワークを前記支持部に吸着する工程と、
前記支持部を下降させて前記ワークを前記載置面に載置するとともに、前記テーブル側吸引部での吸引により前記ワークを前記載置面に吸着する工程とを備えることを特徴とする。
これにより、ロボットを用いたワークテーブルへのワークの給材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク受け渡し方法を提供することができる。
【0019】
本発明のワーク受け渡し方法では、前記ワークを前記支持部に吸着したとき、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認し、
前記ワークを前記載置面に吸着したとき、前記テーブル側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認することが好ましい。
これにより、各工程でワークの吸着異常があった場合、これを検出することができる。
【0020】
本発明のワーク受け渡し方法は、本発明のワークテーブルに載置されたワークを、ワークを取り扱うロボットで受け取るワーク受け渡し方法であって、
前記テーブル本体の載置面に載置されたワークを、前記支持部を上昇させることにより前記支持部で支持して持ち上げるとともに、前記支持部側吸引部での吸引により前記ワークを前記支持部に吸着する工程と、
前記支持部側吸引部での吸引を停止するとともに、前記支持部が支持している前記ワークを前記ロボットに受け取らせる工程とを備えることを特徴とする。
これにより、ロボットを用いたワークテーブルからのワークの除材を、ワークの位置ズレを生じることなく円滑かつ確実に行うことができるワーク受け渡し方法を提供することができる。
【0021】
本発明のワーク受け渡し方法では、前記ワークを前記支持部に吸着したとき、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認することが好ましい。
これにより、ワークを支持部に吸着したときに吸着異常があった場合、これを検出することができる。
本発明の電気光学装置は、本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、量産に適し、製造コストの低減が図れる電気光学装置を提供することができる。
【0022】
本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。
これにより、量産に適し、製造コストの低減が図れる電気光学装置の製造方法を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、量産に適し、製造コストの低減が図れる電子機器を提供することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置およびワーク受け渡し方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1、図2、図3および図4は、それぞれ、本発明のワークテーブルおよびワーク搬送装置を適用した基板テーブルおよび基板搬送装置を備える液滴吐出装置の実施形態を示す斜視図、平面図、正面図および側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、水平な一方向(図2中の上下方向に相当する方向)を「Y軸方向」と言い、このY軸方向に垂直であって水平な方向(図2中の左右方向に相当する方向)を「X軸方向」と言う。また、Y軸方向であって図2中の上方向への移動を「Y軸方向に前進」、Y軸方向であって図2中の下方向への移動を「Y軸方向に後退」と言い、X軸方向であって図2中の右方向への移動を「X軸方向に前進」、X軸方向であって図2中の左方向への移動を「X軸方向に後退」と言う。
【0024】
これらの図に示す液滴吐出装置(インクジェット描画装置)1は、ワークとしての基板Wに対し、例えばインクや、目的とする材料を含む機能液等の液体(吐出液)をインクジェット方式(液滴吐出方式)により微小な液滴の状態で吐出して所定のパターンを形成(描画)する装置であり、例えば液晶表示装置におけるカラーフィルタや有機EL装置等を製造したり、基板上に金属配線を形成したりするのに用いることができるものである。液滴吐出装置1が対象とする基板Wの素材は、特に限定されず、板状の部材であればいかなるものでもよいが、例えば、ガラス基板、シリコン基板、フレキシブル基板等を対象とすることができる。また、本発明で対象とするワークは、板状の部材に限らず、底面が平らな部材であればいかなるものでもよい。例えば、本発明は、レンズをワークとし、このレンズに液滴を吐出することにより光学薄膜等のコーティングを形成する液滴吐出装置などにも適用することができる。
【0025】
この液滴吐出装置1は、装置本体2と、ワークテーブル(ワークステージ)としての基板テーブル(基板ステージ)3と、複数の液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)111を有するヘッドユニット11と、液滴吐出ヘッド111のメンテナンスをするメンテナンス装置12と、給液タンク、排液タンクおよび再利用タンクを収納するタンク収納部13と、第1のエアー供給装置14と、第2のエアー供給装置17とを備えている。
【0026】
液滴吐出ヘッド111から吐出する液体としては、特に限定されず、カラーフィルタのフィルタ材料を含むインクの他、例えば以下のような各種の材料を含む液体(サスペンション、エマルション等の分散液を含む)とすることができる。・有機EL(electroluminescence)装置におけるEL発光層を形成するための発光材料。・電子放出装置における電極上に蛍光体を形成するための蛍光材料。・PDP(Plasma Display Panel)装置における蛍光体を形成するための蛍光材料。・電気泳動表示装置における泳動体を形成する泳動体材料。・基板Wの表面にバンクを形成するためのバンク材料。・各種コーティング材料。・電極を形成するための液状電極材料。・2枚の基板間に微小なセルギャップを構成するためのスペーサを構成する粒子材料。・金属配線を形成するための液状金属材料。・マイクロレンズを形成するためのレンズ材料。・レジスト材料。・光拡散体を形成するための光拡散材料。
【0027】
図3に示すように、装置本体2は、床上に設置された架台21と、架台21上に設置された石定盤22と、石定盤22の上に設置された4本の支柱23と、これらの支柱23により支持されたガントリー構造部(上部構造部)24とを有している。
架台21は、アングル材等を方形に組んで構成された枠体211と、枠体211の下部に分散配置された複数の支持脚212とを有している。石定盤22は、無垢の石材で構成され、その上面は、高い平面度を有している。本実施形態では、石定盤22を設けたことにより、周囲の環境条件や振動等の影響を防ぎ、後述する基板テーブル3およびヘッドユニット11が高精度に移動することができる。
【0028】
石定盤22の上には、基板テーブル3と、Y軸方向移動機構を構成するエアースライダ106およびリニアモータ101とが設置されている。基板テーブル3は、エアースライダ106によりY軸方向に円滑に移動可能に支持されるとともに、リニアモータ101の駆動により、Y軸方向に前進・後退する。基板Wは、基板テーブル3上に載置される。基板テーブル3は、ガントリー構造部24の下を通過可能になっている。基板テーブル3には、載置された基板Wを負圧により吸着・固定するための溝316が形成されている。また、基板テーブル3の下部には、θ軸回転駆動機構105が設けられており、これにより、基板テーブル3は、基板テーブル3の中心を通る鉛直なθ軸を回転中心として所定範囲で回動可能になっている。
【0029】
基板テーブル3のX軸方向に沿った2つの辺の付近には、それぞれ、基板Wに対する液滴吐出(描画)前に液滴吐出ヘッド111から捨て吐出(フラッシング)された吐出液滴を受ける描画前フラッシングユニット104が設置されている(図7参照)。描画前フラッシングユニット104には、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、捨て吐出された吐出液は、この吸引チューブを通って回収され、タンク収納部13に設置された排液タンク内に貯留される。
【0030】
図2および図4に示すように、ガントリー構造部24には、ブリッジ103と、X軸方向移動機構を構成する一対のX軸方向スライダ107、ボールねじ108およびサーボモータ109とが設置されている。ブリッジ103は、X軸方向スライダ107の案内により、X軸方向に円滑に移動可能に支持されるとともに、ボールねじ108およびこれを回転させるサーボモータ109の駆動により、X軸方向に前進・後退する。
【0031】
図3に示すように、ブリッジ103には、ヘッドユニット11を支持するメインキャリッジ102がブリッジ103から吊り下げられるような状態で設置されている。このような構成により、ヘッドユニット11は、ブリッジ103とともに、基板テーブル3の上方空間においてX軸方向に前進・後退可能になっている。
【0032】
本実施形態の液滴吐出装置1では、液滴吐出ヘッド111のいわゆる主走査は、基板テーブル3をY軸方向に移動しつつ、図示しない移動距離検出手段(例えばリニアエンコーダまたはレーザー測長器)によって検出した基板テーブル3の移動距離(現在位置)に基づいて、液滴吐出ヘッド111からの吐出タイミングを生成するとともに、この吐出タイミングに基づいて、液滴吐出ヘッド111の駆動(吐出液滴の選択的吐出)を行う。また、これに対応して、いわゆる副走査は、ヘッドユニット11(液滴吐出ヘッド111)のX軸方向への移動により行われる。
【0033】
装置本体2の側方には、タンク収納部13が設置されており、タンク収納部13の上には、メンテナンス装置12が設置されている。このメンテナンス装置12は、ヘッドユニット11の待機時に液滴吐出ヘッド111をキャッピングするキャッピングユニット121と、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面をワイピングするクリーニングユニット122と、重量測定ユニット125とを有している。
【0034】
また、メンテナンス装置12は、Y軸方向に移動可能な移動台124を有しており、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122および重量測定ユニット125は、移動台124上にY軸方向に並んで設置されている。ヘッドユニット11がメンテナンス装置12の上方に移動した状態で移動台124がY軸方向に移動することにより、キャッピングユニット121、クリーニングユニット122および重量測定ユニット125のいずれかが液滴吐出ヘッド111の下方に位置し得るようになっている。ヘッドユニット11は、待機時にはメンテナンス装置12の上方に移動し、キャッピングおよびクリーニング(ワイピング)を行う。
【0035】
キャッピングユニット121(図2参照)は、複数の液滴吐出ヘッド111のそれぞれに対応するように配置された複数のキャップとこれらキャップを昇降させる昇降機構とを有している。各キャップには、吸引チューブ(図示せず)が接続されており、キャッピングユニット121は、各キャップで各液滴吐出ヘッド111のノズル形成面を覆うとともに、ノズル形成面に形成されたノズルから吐出液を吸引することができる。このようなキャッピングを行うことにより、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面が乾燥するのを防止したり、ノズル詰まりを回復(解消)したりすることができる。
【0036】
キャッピングユニット121によるキャッピングは、ヘッドユニット11の待機時や、ヘッドユニット11に吐出液を初期充填する際、吐出液を異種のものに交換する場合にヘッドユニット11から吐出液を排出する際、洗浄液によって流路を洗浄する際などに行われる。
【0037】
キャッピングユニット121によるキャッピング中に液滴吐出ヘッド111から排出された吐出液は、前記吸引チューブを通り、後述するキャッピング排液装置17により回収され、再利用に供される。ただし、流路の洗浄時に回収した洗浄液は再利用しない。
【0038】
クリーニングユニット122は、洗浄液を含ませたワイピングシートをローラーにより走行させ、このワイピングシートにより液滴吐出ヘッド111のノズル形成面を拭き取り、清掃するよう作動するものである。
【0039】
重量測定ユニット125(図4参照)は、基板Wに対する液滴吐出動作の準備段階として、液滴吐出ヘッド111からの1回の液滴吐出量(重量)を測定するのに利用するものである。すなわち、基板Wに対する液滴吐出動作前、ヘッドユニット11は、重量測定ユニット125の上方に移動し、各液滴吐出ヘッド111の全吐出ノズルから1回または複数回液滴を重量測定ユニット125に対し吐出する。重量測定ユニット125は、吐出された液滴を受ける液受けと、電子天秤等の重量計とを備えており、吐出された液滴の重量を計測する。または、液受けを取り外して装置外部の重量計で計測してもよい。後述する制御装置16は、その重量計測結果に基づいて、吐出ノズルにおける1回の吐出液滴の量(重量)を算出し、その算出値が予め定められた設計値に等しくなるように、液滴吐出ヘッド111を駆動するヘッドドライバの印加電圧を補正する。
【0040】
タンク収納部13には、前述したキャッピング時に回収された吐出液を貯留する再利用タンクと、描画前フラッシングで回収された吐出液を貯留する排液タンクのほか、液滴吐出ヘッド111へ供給される吐出液を貯留する給液タンクや、クリーニングユニット122へ供給される洗浄液を貯留する給液タンクなどがそれぞれ設置、収納されている。
【0041】
第1のエアー供給装置14は、装置本体2の側方であってタンク収納部13と反対側に設置されている(図3参照)。第1のエアー供給装置14は、装置本体2側に設置された空気圧シリンダ等のアクチュエータの駆動源として機能する。
【0042】
第2のエアー供給装置17は、タンク収納部13とともに装置本体2の側方に設置されている(図4参照)。第2のエアー供給装置17は、給液タンクから吐出液や洗浄液を送出するための圧力を供給する圧力供給源として機能したり、メンテナンス装置12における空気圧シリンダ等のアクチュエータの駆動源として機能したりする。
【0043】
第2のエアー供給装置17の上には、二次タンク18が固定的に設置されている。タンク収納部13の吐出液給液タンクから供給される吐出液は、図示しない配管(チューブ)を通って、二次タンク18に流入する。二次タンク18内では、圧力が制御され、液量(水頭差)が調節されている。二次タンク18内の吐出液は、図示しない配管(チューブ)を通ってヘッドユニット11の各液滴吐出ヘッド111に供給される。
【0044】
このような液滴吐出装置1は、好ましくは、チャンバ(隔離された空間)91に収納され、温度および湿度が管理された環境下に置かれている。チャンバ91には、外部に設置された温度調整装置(図示せず)により生成された温度および湿度を調節した空気が導入される。このようなチャンバ91によって液滴吐出装置1の周囲の温度および湿度が管理されることにより、温度変化による基板Wや装置各部の膨張・収縮が原因となって誤差が生じるのを防止することができ、基板W上に吐出液滴によって描画(形成)されるパターンの精度をより高くすることができる。また、タンク収納部13も温度および湿度が管理された環境に置かれるので、吐出液の粘度等も安定し、吐出液滴によるパターンの形成(描画)をより高精度に行うことができる。また、チャンバ91内へのチリ、ホコリ等の侵入を防止することができ、基板Wを清浄に維持することができる。
なお、チャンバ91内には、空気以外のガス(例えば窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の不活性ガスなど)を温度調節して供給・充填し、このガスの雰囲気中で液滴吐出装置1を稼動することとしてもよい。
【0045】
また、液滴吐出装置1は、液滴吐出装置1の各部の作動を制御する制御装置16(図示せず)を有している。この制御装置16は、CPU(Central Processing Unit)と、液滴吐出装置1の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データを記憶(格納)する記憶部とを有しており、液滴吐出装置1の各部の作動を制御する。
【0046】
図5は、図1ないし図4に示す液滴吐出装置におけるヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を模式的に示す平面図である。図5に示すように、液滴吐出ヘッド111のノズル形成面には、液滴が吐出される多数の吐出ノズル(開口)が一列または二列以上に並んで形成されている。液滴吐出ヘッド111は、電圧の印加により変位(変形)する圧電素子を有し、この圧電素子の変位(変形)を利用して、吐出ノズルに連通するように形成された圧力室(液室)内の圧力を変化させることよって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものである。なお、液滴吐出ヘッド111は、このような構成に限らず、例えば、吐出液をヒータで加熱して沸騰させ、その圧力によって液滴を吐出ノズルから吐出するように構成されたものなどでもよい。
【0047】
ヘッドユニット11には、この液滴吐出ヘッド111が複数個(以下の説明では12個として説明する)設置されている。これらの液滴吐出ヘッド111は、6個ずつ二列に副走査方向(X軸方向)に並ぶとともに、ノズル列が副走査方向に対し所定角度傾斜するような姿勢で配置されている。
【0048】
なお、このような配列パターンは一例であり、例えば、各ヘッド列における隣接する液滴吐出ヘッド111同士を90°の角度を持って配置(隣接ヘッド同士が「ハ」字状)したり、各ヘッド列間における液滴吐出ヘッド111を90°の角度を持って配置(列間ヘッド同士が「ハ」字状)したりしてもよい。いずれにしても、複数個の液滴吐出ヘッド111の全吐出ノズルによるドットが副走査方向において連続していればよい。
【0049】
さらに、液滴吐出ヘッド111は、副走査方向に対し傾斜した姿勢で設置されていなくてもよく、また、複数個の液滴吐出ヘッド111が千鳥状、階段状に配設されていてもよい。また、所定長さのノズル列(ドット列)を構成できる限り、これを単一の液滴吐出ヘッド111で構成してもよい。また、メインキャリッジ102に複数のヘッドユニット11が搭載されていてもよい。
【0050】
ここで、前記制御装置16の制御による液滴吐出装置1の全体の作動について簡単に説明する。後述する基板受け渡し方法によってロボット500から基板Wが基板テーブル3上の所定の位置に位置決めして給材(載置)されると、基板テーブル3に形成された溝316(テーブル側吸引部)でのエアー吸引により、基板Wは、基板テーブル3に吸着・固定される。次いで、装置本体2に設置された認識カメラ(図示せず)が基板Wの所定の個所(1箇所または複数箇所)に設けられたアライメントマークを認識する。この認識結果に基づいて、θ軸回転駆動機構105が作動して基板Wのθ軸回りの角度が補正されるとともに、基板WのX軸方向およびY軸方向の位置補正がデータ上で行われる。
【0051】
以上のような基板Wのアライメント作業が完了すると、ヘッドユニット11を停止した状態で、基板テーブル3の移動により基板Wを主走査方向(Y軸方向)に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド111から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。このとき、液滴吐出動作は、基板テーブル3の前進(往動)中に行っても、後退(復動)中に行っても、前進および後退の両方(往復)で行ってもよい。また、基板テーブル3を複数回往復させて、液滴吐出動作を複数回繰り返し行ってもよい。以上の動作により、基板W上の、所定の幅(ヘッドユニット111により吐出可能な幅)で主走査方向に沿って伸びる領域に、液滴の吐出が終了する。
【0052】
その後、メインキャリッジ102(ブリッジ103)を移動させることにより、ヘッドユニット111を前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させる。この状態で、前述した動作と同様に、基板Wを主走査方向に移動させつつ、各液滴吐出ヘッド111から基板Wへの選択的な液滴吐出動作を行う。そして、この領域への液滴吐出動作が終了したら、ヘッドユニット111をさらに前記所定の幅の分だけ副走査方向(X軸方向)に移動させた状態として、基板Wを主走査方向に移動させつつ、同様の液滴吐出動作を行う。これを、数回繰り返すことで、基板Wの全領域に液滴吐出が行われる。このようにして、液滴吐出装置1は、基板W上に所定のパターンを形成(描画)する。
【0053】
図6は、図1ないし図4に示す液滴吐出装置における基板テーブルを示す平面図、図7は、図6に示す基板テーブルの天板を取り外した状態を示す斜視図、図8は、図6中のA−A線での断面側面図(支持部が上昇位置にある状態)、図9は、図6中のA−A線での断面側面図(支持部が下降位置にある状態)、図10は、図6に示す基板テーブルに対し基板を給材および除材するロボットを示す斜視図である。なお、図8および図9中には、便宜上、テーブル側吸引部および支持部側吸引部への吸引配管系統図も併せて記載している。以下、これらの図に基づいて、液滴吐出装置1における基板テーブル3について詳細に説明する。
【0054】
これらの図に示すように、基板テーブル3は、テーブル本体31と、支持部32と、支持部32を昇降させる昇降機構33とを有している。
テーブル本体31は、板状の底板311と、底板311上に設置された4本の支柱312と、これらの支柱312上に設置された天板313とを有している。基板Wは、天板313の上面である載置面314上に載置される。
【0055】
天板313には、載置面314に開口する6個の孔315が形成されている。これらの孔315からは、それぞれ、後述する支持部32の柱体321が出没(突出/没入)する。
また、天板313の載置面314側には、載置面314に載置された基板Wを負圧により吸着するためのテーブル側吸引部として、溝316が形成されている。本実施形態では、溝316は、載置面314上に互いに大きさが異なる3つの長方形が同心的に三重に配置されたような図形を描くように形成された3つの長方形部分と、十字を描くように形成され、前記各長方形部分を互いに接続する十字部分とを有している(図6参照)。なお、溝316の形成パターンは、このような構成に限らず、いかなるものであってもよいことは言うまでもない。
【0056】
このような溝316の一部には、天板313の下面まで貫通する孔317が形成されており、孔317の天板313の下面への開口部には、テーブル側吸引配管(吸引経路)41が接続されている(図8参照)。テーブル側吸引配管41は、切り替え弁42を介して、真空ポンプ(吸引力発生源)151に接続されている。真空ポンプ151は、通常、液滴吐出装置1の近傍(好ましくはチャンバ91の外)に設置されるが、この真空ポンプ151に限らず、例えば工場内に配設された真空系統を吸引力発生源として使用してもよい。
【0057】
本実施形態では、テーブル側吸引部が溝316で構成されていることにより、テーブル側吸引配管41を多数に分岐させることなく、載置面314の広い範囲に吸着領域を広げることができ、テーブル側吸引配管41を簡略化することができる。なお、テーブル側吸引部は、図示の構成に限らず、例えば、載置面314に開口する複数の吸引口で構成されていてもよい。
【0058】
支持部32は、各孔315から出没する6本の柱体321と、これらの柱体321の下端を支持する板状のベース(基部)322とを有している。ベース322は、底板311と、天板313との間に位置している。この支持部32は、後述する昇降機構33の作動により、上昇位置(図8に示す位置)と、下降位置(図9に示す位置)との間で昇降する。このとき、各柱体321は、それぞれ、1つのベース322に設置されているので、すべての柱体321は、一体となって同時に昇降する。
【0059】
支持部32は、上昇位置にあるときには、柱体321が載置面314より上側に突出し、この突出した柱体321により、基板Wを載置面314から離間した位置で支持することができる。そして、支持部32は、下降位置にあるときには、柱体321が載置面314より下側に退避し、この状態では、基板Wは、載置面314上に載置される。また、柱体321は、好ましくは、樹脂材料で構成されている。これにより、基板Wが柱体321に接触したときに基板Wを傷つけるのを防止することができ、また、柱体321の軽量化も図れる。
【0060】
各柱体321には、支持した基板Wを負圧により吸着するための支持部側吸引部として、当該柱体321の上端(上端面)に開放する孔(開口)323が設けられている。各孔323は、各柱体321の下端付近まで形成され、天板313の下側において、各孔323に連通するように支持部側吸引配管(吸引経路)43が接続されている。支持部側吸引配管43は、切り替え弁42を介して、真空ポンプ151に接続されている。このように、本実施形態では、各柱体321にそれぞれ支持部側吸引部としての孔323が設けられているので、支持した基板Wをすべての柱体321で吸着することができ、より確実に基板Wを吸着することができる。
【0061】
また、各柱体321の上端には、それぞれ、基板Wに対する接触部として、ゴム等の弾性材料または軟質樹脂材料で構成された基板吸着パッド324が設置されている。これにより、支持した基板Wを傷つけるのをより確実に防止することができるとともに、基板Wが柱体321に対し多少傾斜しても基板Wとの隙間からの空気漏れが防止されるので、基板Wをより確実に吸着・固定することができる。
【0062】
図6に示すように、6本の柱体321のうちの4本は、平面視で概ね長方形の4つの角部にそれぞれ位置するように配置されている。これにより、基板Wが長方形である場合、基板Wの各部を均等に支持することができ、基板Wのたわみを少なくすることができる。よって、基板Wが柱体321に対し傾斜することがなく、基板Wをより確実に吸着・固定することができ、また、基板Wの変形を防止することもできる。また、これらの柱体321は、後述するロボット500のロボットハンド530と干渉しないような位置に配置されている。
【0063】
さらに、本実施形態では、6本の柱体321のうちの残りの2本は、平面視で前記長方形の対向する2辺の中点の位置にそれぞれ配置されている。これにより、ロボットハンド530との干渉を招くことなく、基板Wのたわみをより少なくすることができる。
【0064】
図8に示すように、昇降機構33は、駆動源としての空気圧シリンダ331と、支持部32の上下方向の移動を案内する複数のガイドロッド332とを有している。空気圧シリンダ331の本体側は、底板311に固定され、ピストンロッド側は、ベース322に固定されている。ガイドロッド332は、底板311から上方向に向かって突出するように設置されており、このガイドロッド332は、ベース322に形成された孔に挿入している(図7参照)。
【0065】
空気圧シリンダ331には、第1のエアー供給装置14からの空気圧を供給する配管(図示せず)が接続されている。空気圧シリンダ331は、第1のエアー供給装置14から供給された空気圧によって伸縮することにより、支持部32を昇降させる。この支持部32の昇降に伴って、各柱体321が各孔315から突出/没入する。
【0066】
切り替え弁42は、真空ポンプ151とテーブル側吸引配管41を接続する状態と、真空ポンプ151と支持部側吸引配管43を接続する状態とに切り替え可能になっている。切り替え弁42の切り替え作動は、制御装置16の制御に基づいて、自動で行われる。なお、このような構成と異なり、テーブル側吸引部(溝316)と、支持部側吸引部(孔323)とに対して、それぞれ別個の真空ポンプを設けることとしてもよい。
【0067】
また、テーブル側吸引配管41には、その内部(吸引経路)の圧力を検出する圧力センサー(圧力検出手段)44が設置されている。圧力センサー44は、その検出結果を制御装置16へ出力する。同様に、支持部側吸引配管43には、その内部(吸引経路)の圧力を検出する圧力センサー(圧力検出手段)45が設置されており、圧力センサー45は、その検出結果を制御装置16へ出力する。
【0068】
このような基板テーブル3は、ベアリング(図示せず)を介して台座110上に設置されており、台座110に対し基板テーブル3の中心を通る鉛直なθ軸を回転中心として所定範囲で回動可能になっている。台座110には、基板テーブル3をθ軸回りに回動させるθ軸回転駆動機構105が設置されている。
【0069】
台座110は、装置本体2の石定盤22上においてエアースライダ106によりY軸方向に円滑に移動可能に支持され、リニアモータ101の駆動により、Y軸方向に移動する。基板テーブル3は、台座110に伴って、Y軸方向に移動する。
【0070】
次に、基板テーブル3に対し基板Wを給材・除材(搬入・搬出)するロボット(産業用ロボット)500について説明する。図10に示すように、ロボット500は、基板Wを支持して移動させる(取り扱う)マニピュレータ510を有している。マニピュレータ510は、複数の関節を有するロボットアーム520と、ロボットアーム520の先端に設置され、基板Wを支持するロボットハンド(ワーク搬入治具)530とを備えている。ロボットハンド530には、支持した基板Wを負圧により吸着するための吸引部(図示せず)が設けられている。このロボット500は、基板Wを基板テーブル3上に正確に位置決めして給材および除材できるようになっている。また、図示のロボット500は、同様のマニピュレータ510を2つ備えており、この2つのマニピュレータ510で交互に基板Wを給材(または除材)できるようになっている。
このようなロボット500は、液滴吐出装置1の図2中の下側に設置されており、図2中の下側から基板テーブル3に基板を給材・除材する。このとき、基板テーブル3は、図2中の下側に移動した状態とされる。チャンバ91の図2中の下側の壁部には、基板搬入・搬出用のシャッター付きの開口911(図1参照)が設けられており、この開口911のシャッターを開けて、チャンバ91内に設置された液滴吐出装置1の基板テーブルに基板Wを給材・除材する。
【0071】
以下、ロボット500が支持する基板Wを、基板テーブル3で受け取る基板受け渡し方法(基板Wの給材方法)について説明する。
基板Wの給材時、基板テーブル3は、まず、支持部32を上昇させた状態とされる。また、切り替え弁42は、支持部側吸引配管43を真空ポンプ151に接続する状態とされ、孔323から空気を吸引する状態にされる。
【0072】
この状態で、ロボットアーム520の作動により、基板Wを支持したロボットハンド530が基板テーブル3の上方に移動する。次いで、ロボットハンド530が下降すると、基板Wが柱体321の上端(基板吸着パッド324)に接地する。これにより、基板Wは、各柱体321で支持されるとともに、孔323からの吸引による負圧によって、各柱体321に吸着され、固定される(図8参照)。また、このとき、ロボットハンド530は、支持部32に支持された基板Wと、天板313との間に形成される隙間に位置しており、この状態から、ロボットアーム520の作動によってロボットハンド530がY軸方向に後退することにより、ロボットハンド530は、基板Wと天板313との隙間から抜去される。以上のようにして、基板テーブル3は、基板Wをロボット500から受け取る。
【0073】
制御装置16は、基板Wを支持部32に吸着したとき、圧力センサー45で検出される支持部側吸引配管43内の圧力に基づいて、吸着の成否(または基板Wの有無)を確認する。すなわち、制御装置16は、圧力センサー45での検出圧力が所定のしきい値以下である場合には、吸着が正常(基板W有り)であると判断して、次の工程に進み、所定のしきい値より大きい場合には、吸着が異常(基板W無し)であると判断して、その旨を図示しない報知手段により作業者等に報知する。
【0074】
制御装置16は、支持部32により基板Wが正常に吸着されていると判断したら、支持部32を下降させて基板Wを載置面314に載置する(接地させる)とともに、切り替え弁42を切り替えて、溝316から空気を吸引する状態とする。これにより、基板Wは、載置面314に吸着・固定される。
【0075】
制御装置16は、基板Wを載置面314に吸着したとき、圧力センサー44で検出されるテーブル側吸引配管41内の圧力に基づき、前記と同様にして吸着の成否(または基板Wの有無)を確認する。そして、制御装置16は、吸着が正常と判断した場合には、次の工程に進み、吸着が異常と判断した場合には、その旨を図示しない報知手段により作業者等に報知する。
以上のようにして、ロボット500から基板テーブル3への基板Wの給材が完了する。
【0076】
次に、基板Wに対する液滴吐出装置1での液滴吐出工程(描画パターン形成工程)が終了した後に、基板テーブル3の載置面314に載置された基板Wを、ロボット500で受け取る基板受け渡し方法(基板Wの除材方法)について説明する。
まず、切り替え弁42を切り替えることにより、載置面314の溝316から空気を吸引する状態から、柱体321の孔323から空気を吸引する状態へと切り替える。次いで、支持部32を上昇させることにより、載置面314に載置された基板Wを各柱体321で支持して持ち上げるとともに、孔323での吸引により基板Wを各柱体321に吸着し、固定する。
【0077】
制御装置16は、基板Wを支持部32に吸着したとき、前記と同様にして、圧力センサー45で検出された圧力に基づき、吸着の成否(または基板Wの有無)を確認し、吸着が正常と判断した場合には、次の工程に進み、吸着が異常と判断した場合には、その旨を図示しない報知手段により作業者等に報知する。
【0078】
次いで、支持部32に支持された基板Wと、天板313との間の隙間にロボットハンド530が挿入され、ロボットハンド530に設けられた吸引部での吸引が開始されるとともに、柱体321の孔323での吸引が停止される。その後、ロボットハンド530は、上昇して、基板Wを持ち上げ、支持する。このようにして、ロボット500は、基板テーブル3から基板Wを受け取る。
以上のようにして、基板テーブル3からロボット500への基板Wの除材が完了する。
【0079】
以上述べたように、本発明によれば、ワークテーブルは、支持部によってワークを載置面から離間した位置で支持することができるので、ワークと載置面との間にロボットハンド等のワーク搬入治具が挿入し得る隙間を形成することができ、ワークの給材・除材を円滑かつ容易に行うことができる。
【0080】
また、ワークを支持部によって支持したとき、ワークを支持部に吸着・固定することができるので、ワークの位置がずれるのを確実に防止することができる。よって、ロボットによって正確に位置決めしたワークの位置を確実に維持しつつ、ワークをワークテーブル上に給材することができる。よって、その後に液滴吐出装置で行われるワークのアライメント工程や、ワークに対する液滴吐出動作(パターンの描画)を迅速、円滑かつ高精度に行うことができる。
このようなことから、本発明では、ワークの製造(ワークへの処理)を円滑、迅速に行うことができ、量産に適し、ワークの製造コスト低減に寄与する。
【0081】
以上、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置、液滴吐出装置およびワーク受け渡し方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ワークテーブル、ワーク搬送装置および液滴吐出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【0082】
例えば、ワークテーブルにおける支持部を昇降させる昇降機構は、空気圧シリンダに代えて、例えば液圧シリンダ、ボールネジ(送りネジ)などでもよい。また、支持部は、複数の柱体を有するものに限らず、上昇位置にあるときにワークを載置面から離間した位置で支持し得るものであれば、いかなる形状・構造のものでもよい。
また、ワークテーブルへのワークの給材および除材は、ロボットで行わなくてもよく、人手によって行ってもよい。
【0083】
また、本発明のワーク搬送装置および液滴吐出装置は、ワークテーブルを装置本体に対し互いに直交する水平な2方向(Y軸方向およびX軸方向)に移動させるものでもよい。すなわち、本発明の液滴吐出装置は、ヘッドユニットを装置本体に対し固定とし、ワークをY軸方向およびX軸方向にそれぞれ移動させることにより、主走査および副走査を行うよう構成されたものでもよい。また、本発明の液滴吐出装置は、前記と逆に、ワーク(ワークテーブル)を装置本体に対し固定とし、ヘッドユニット(液滴吐出ヘッド)をY軸方向およびX軸方向にそれぞれ移動させることにより、主走査および副走査を行うよう構成されたものでもよい。すなわち、本発明の液滴吐出装置は、ワークテーブルと液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させるよう構成されたものであればよい。
【0084】
また、本実施形態においては、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置およびワーク受け渡し方法を液滴吐出装置に適用した場合について説明したが、本発明のワークテーブル、ワーク搬送装置およびワーク受け渡し方法は、これに限らず、例えば露光装置などの他の各種の装置にも適用することができる。
【0085】
また、本発明の電気光学装置は、以上説明したような本発明の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする。本発明の電気光学装置の具体例としては、特に限定されないが、例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置などが挙げられる。
【0086】
また、本発明の電気光学装置の製造方法は、本発明の液滴吐出装置を用いることを特徴とする。本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、液晶表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色のフィルタ材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、基板上に多数のフィルタエレメントを配列してなるカラーフィルタを製造し、このカラーフィルタを用いて液晶表示装置を製造することができる。この他、本発明の電気光学装置の製造方法は、例えば、有機EL表示装置の製造方法に適用することができる。すなわち、各色の発光材料を含む液体を本発明の液滴吐出装置を用いて基板に対し選択的に吐出することにより、EL発光層を含む多数の絵素ピクセルを基板上に配列してなる有機EL表示装置を製造することができる。
【0087】
また、本発明の電子機器は、前述したようにして製造された電気光学装置を備えることを特徴とする。本発明の電子機器の具体例としては、特に限定されないが、前述したようにして製造された液晶表示装置や有機EL表示装置を搭載したパーソナルコンピュータや携帯電話機などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す斜視図。
【図2】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す平面図。
【図3】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す正面図。
【図4】本発明の液滴吐出装置の実施形態を示す側面図。
【図5】ヘッドユニットの構成および液滴吐出動作を示す模式的平面図。
【図6】本発明の基板テーブルを示す平面図。
【図7】基板テーブルの天板を取り外した状態を示す斜視図。
【図8】図6中のA−A線での断面側面図(支持部が上昇した状態)。
【図9】図6中のA−A線での断面側面図(支持部が下降した状態)。
【図10】基板を給材および除材するロボットを示す斜視図。
【符号の説明】
105……θ軸回転駆動機構、110……台座、16……制御装置、151……真空ポンプ、3……基板テーブル、31……テーブル本体、311……底板、312……支柱、313……天板、314……載置面、315……孔、316……溝、32……支持部、321……柱体、322……ベース、323……孔、324……基板吸着パッド、33……昇降機構、331……空気圧シリンダ、332……ガイドロッド、41……テーブル側吸引配管、42……切り換え弁、43……支持部側吸引配管、44……圧力センサー、45……圧力センサー、W……基板
Claims (22)
- ワークが載置される載置面を有するテーブル本体と、
前記テーブル本体に形成され、前記載置面に載置された前記ワークを負圧により吸着するためのテーブル側吸引部と、
前記載置面より上側に突出する上昇位置と、前記載置面より下側に退避する下降位置とに昇降可能に設置され、前記上昇位置にあるときに前記ワークを前記載置面から離間した位置で支持する支持部と、
前記支持部を昇降させる昇降機構と、
前記支持部に形成され、支持した前記ワークを負圧により吸着するための支持部側吸引部とを備えることを特徴とするワークテーブル。 - 前記テーブル本体には、前記載置面に開口する少なくとも4個の孔が形成され、
前記支持部は、昇降に伴って前記各孔から突出/没入する少なくとも4本の柱体を有する請求項1に記載のワークテーブル。 - 前記4本の柱体は、平面視で概ね長方形の4つの角部にそれぞれ位置するように配置されている請求項2に記載のワークテーブル。
- 前記各柱体に、それぞれ、前記支持部側吸引部が設けられている請求項2または3に記載のワークテーブル。
- 前記各柱体は、それぞれ、1つのベースに設置されており、すべての前記柱体は、一体となって同時に昇降する請求項2ないし4のいずれかに記載のワークテーブル。
- 前記支持部側吸引部は、前記各柱体の上端に開放する孔で構成されている請求項2ないし5のいずれかに記載のワークテーブル。
- 前記テーブル側吸引部は、前記載置面に形成された溝で構成されている請求項2ないし6のいずれかに記載のワークテーブル。
- 前記支持部のワークに対する接触部は、樹脂材料または弾性材料で構成されている請求項1ないし7のいずれかに記載のワークテーブル。
- ワークを取り扱うロボットとの間でワークを受け渡しする請求項1ないし8のいずれかに記載のワークテーブル。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載のワークテーブルと、
装置本体と、
前記ワークテーブルを前記装置本体に対し少なくとも水平な一方向に移動させる移動機構とを備えることを特徴とするワーク搬送装置。 - 前記テーブル側吸引部および/または前記支持部側吸引部での吸引力を発生する吸引力発生源を備える請求項10に記載のワーク搬送装置。
- 前記テーブル側吸引部への吸引経路の圧力を検出する圧力検出手段を備える請求項10または11に記載のワーク搬送装置。
- 前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出する圧力検出手段を備える請求項10ないし12のいずれかに記載のワーク搬送装置。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載のワークテーブルと、
前記ワークテーブルに載置されたワークに対して液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させる移動機構とを備えることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記ワークテーブルと前記液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させつつ前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出することにより、前記ワークに所定のパターンを形成する請求項14に記載の液滴吐出装置。
- ワークを取り扱うロボットが支持するワークを、請求項1ないし9のいずれかに記載のワークテーブルで受け取るワーク受け渡し方法であって、
前記支持部を上昇させた状態で前記ロボットからワークを受け取り、該ワークを前記支持部で支持するとともに、前記支持部側吸引部での吸引により前記ワークを前記支持部に吸着する工程と、
前記支持部を下降させて前記ワークを前記載置面に載置するとともに、前記テーブル側吸引部での吸引により前記ワークを前記載置面に吸着する工程とを備えることを特徴とするワーク受け渡し方法。 - 前記ワークを前記支持部に吸着したとき、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認し、
前記ワークを前記載置面に吸着したとき、前記テーブル側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認する請求項16に記載のワーク受け渡し方法。 - 請求項1ないし9のいずれかに記載のワークテーブルに載置されたワークを、ワークを取り扱うロボットで受け取るワーク受け渡し方法であって、
前記テーブル本体の載置面に載置されたワークを、前記支持部を上昇させることにより前記支持部で支持して持ち上げるとともに、前記支持部側吸引部での吸引により前記ワークを前記支持部に吸着する工程と、
前記支持部側吸引部での吸引を停止するとともに、前記支持部が支持している前記ワークを前記ロボットに受け取らせる工程とを備えることを特徴とするワーク受け渡し方法。 - 前記ワークを前記支持部に吸着したとき、前記支持部側吸引部への吸引経路の圧力を検出することにより、吸着の成否を確認する請求項18に記載のワーク受け渡し方法。
- 請求項14または15に記載の液滴吐出装置を用いて製造されたことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項14または15に記載の液滴吐出装置を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項20に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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