JP5069550B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、半導体ウエハ、磁気／光ディスク用のガラス／セラミック基板などの各種基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置に関する。

基板の製造工程では、基板の上面に種々の塗布液を塗布する塗布装置が使用されている。例えば、有機ＥＬ表示装置の製造工程では、有機ＥＬ表示装置用のガラス基板の上面に有機ＥＬ液を塗布する塗布装置が使用されている。従来の塗布装置は、例えば特許文献１，２に開示されているように、基板の上面に向けて塗布液を吐出するためのノズルと、ノズルと基板とを相対的に移動させるための移動機構とを備えている。塗布装置は、ノズルに形成された細孔から塗布液を液柱状に吐出させ、このような塗布液の吐出を継続しつつノズルと基板とを相対的に移動させることにより、基板の上面に薬液を塗布する。

特開２００６−１９２４３５号公報 特許第３６７６２６３号公報

上記のような塗布装置では、ノズルから塗布液の吐出を開始するときに、ノズルの内部や吐出孔に異物や気泡などが滞留していると、ノズルから塗布液が良好に吐出されない場合があった。特に、有機ＥＬ液のように粘性の高い塗布液を微細な吐出孔から吐出させる場合には、ノズル内部の異物や気泡が塗布液の「詰まり」を引き起こし易く、また、塗布液の表面張力により吐出孔の周囲に塗布液が拡散し易いため、ノズルの下方において塗布液の良好な液柱を形成することが困難であった。

また、ノズルから塗布液の吐出を急峻に開始した場合には、ノズルの下方において塗布液の液柱の形状が崩壊してしまう、いわゆる「solvent shock」が発生し易く、特に、吐出孔の口径が７０μｍ以下のノズルを使用した場合には、ノズルの下方に良好な液柱を形成することが極めて困難であった。

従来では、ノズルから塗布液の吐出を開始するときには、ノズルの洗浄とノズルからの塗布液の吐出とを繰り返し、これによりノズルから塗布液を良好に吐出する状態を実現していた。しかしながら、このような方法では、塗布液を良好に吐出するまでに多くの時間が掛かり、また、塗布液の消費量も増大させることとなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、塗布液の消費量を増加させることなくノズルから迅速かつ良好に塗布液の吐出を開始させることができるとともに、solvent shockの問題も発生しない塗布装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板の表面に被塗布物質と所定の有機溶媒とを含む塗布液を塗布する塗布装置において、基板の表面に向けて前記塗布液を吐出するノズルと、前記ノズルに接続された配管部と、前記配管部に前記塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記配管部に前記有機溶媒を供給する溶媒供給手段と、前記塗布液供給手段と前記溶媒供給手段とを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給を停止させた状態で前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を行う溶媒供給動作と、前記溶媒供給動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給量を徐々に低下させるとともに前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給量を徐々に増加させる置換動作と、前記置換動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させた状態で、前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給を行う塗布液供給動作とを、実行させることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の塗布装置において、前記制御手段は、前記置換動作において、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給量と、前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給量とがほぼ等しくなった時点で、前記有機溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の塗布装置において、前記塗布液供給手段は、塗布液用配管と前記塗布液用配管上に設けられた塗布液用マスフローコントローラとを有し、前記溶媒供給手段は、溶媒用配管と前記溶媒用配管上に設けられた溶媒用マスフローコントローラとを有し、前記制御手段は、前記塗布液用マスフローコントローラおよび前記溶媒用マスフローコントローラを制御することにより、前記置換動作を実行させることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の塗布装置において、前記塗布液は、前記被塗布物質として有機ＥＬ材料を含むことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の塗布装置において、前記ノズルは、７０μｍ以下の径を有する吐出孔を介して前記塗布液を吐出することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、基板の表面に被塗布物質と所定の有機溶媒とを含む塗布液を塗布する塗布装置において、基板の表面に向けて前記塗布液を吐出するノズルと、前記ノズルに接続された配管部と、前記配管部に前記塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記配管部に前記有機溶媒を供給する溶媒供給手段と、前記塗布液供給手段と前記溶媒供給手段とを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記塗布液供給手段からの少量の前記塗布液の供給と、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給とを行う混合液供給動作と、前記混合液供給動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給量を徐々に低下させるとともに前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給量を徐々に増加させる置換動作と、前記置換動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させた状態で、前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給を行う塗布液供給動作とを、実行させることを特徴とする。

請求項１〜５に記載の発明によれば、塗布装置は、塗布液供給手段からの塗布液の供給を停止させた状態で溶媒供給手段からの有機溶媒の供給を行う溶媒供給動作と、溶媒供給動作の後、溶媒供給手段からの有機溶媒の供給量を徐々に低下させるとともに塗布液供給手段からの塗布液の供給量を徐々に増加させる置換動作と、置換動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させた状態で、塗布液供給手段からの塗布液の供給を行う塗布液供給動作とを実行する。このため、ノズルの内部に滞留する異物や気泡を溶媒とともにノズルの外部へ排出した上でノズルから塗布液を吐出することができる。また、ノズルから吐出される液体を有機溶媒から塗布液に徐々に置換するため、ノズルから吐出される液体の急激な濃度や粘度の変化により吐出液柱の形状が崩壊してしまう、いわゆる「solvent shock」の発生を防止することができる。したがって、ノズルから良好に塗布液の吐出を開始させることができる。また、ノズルの洗浄と塗布液の吐出とを繰り返さなくても塗布液の吐出を開始させることができるため、塗布液の消費量を増加させることなく、迅速に塗布液の吐出を開始させることができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、塗布装置は、置換動作において、溶媒供給手段からの有機溶媒の供給量と、塗布液供給手段からの塗布液の供給量とがほぼ等しくなった時点で、有機溶媒供給手段からの有機溶媒の供給を停止させる。このため、溶媒供給手段側へ塗布液が進入してしまうことを防止することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、塗布液供給手段からの塗布液の供給量と、溶媒供給手段からの溶媒の供給量とを、マスフローコントローラを使用して制御する。このため、塗布液および溶媒の供給量を容易かつ正確に制御することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、有機ＥＬ材料を含む粘性の高い塗布液を、ノズルから適切に吐出することができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、ノズルは、７０μｍ以下の径を有する吐出孔を介して塗布液を吐出する。このような微小径の吐出孔を有するノズルにおいては、塗布液の吐出液柱を良好に形成することが特に困難であるところ、本発明によれば、吐出液柱を良好に形成することができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、塗布装置は、塗布液供給手段からの少量の塗布液の供給と、溶媒供給手段からの有機溶媒の供給とを行う混合液供給動作と、混合液供給動作の後、溶媒供給手段からの有機溶媒の供給量を徐々に低下させるとともに塗布液供給手段からの塗布液の供給量を徐々に増加させる置換動作と、置換動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させた状態で、塗布液供給手段からの塗布液の供給を行う塗布液供給動作とを実行する。このため、ノズルの内部に滞留する異物や気泡を溶媒とともにノズルの外部へ排出した上でノズルから塗布液を吐出することができる。また、ノズルから吐出される液体を有機溶媒から塗布液に徐々に置換するため、ノズルから吐出される液体の急激な濃度や粘度の変化により吐出液柱の形状が崩壊してしまう、いわゆる「solvent shock」の発生を防止することができる。したがって、ノズルから良好に塗布液の吐出を開始させることができる。また、ノズルの洗浄と塗布液の吐出とを繰り返さなくても塗布液の吐出を開始させることができるため、塗布液の消費量を増加させることなく、迅速に塗布液の吐出を開始させることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．塗布装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置１の構成を示した上面図である。また、図２は、塗布装置１を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した縦断面図である。これらの各図には、装置内における各部の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が付されている。

図１および図２に示した塗布装置１は、有機ＥＬ表示装置を製造する工程において、矩形のガラス基板（以下、単に「基板」という。）９の上面に有機ＥＬ材料（被塗布材料）と所定の溶媒とを混合させた有機ＥＬ液を塗布するための装置である。図１および図２に示したように、塗布装置１は、主として、ステージ１０と、ステージ移動機構２０と、ノズル部３０と、ノズル移動機構４０と、待機ポッド５０と、回収トレイ６０と、制御部７０とを備えている。

ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板９を水平姿勢に載置して保持するための保持部である。ステージ１０の上面には複数の吸引孔（図示省略）が形成されている。このため、ステージ１０上に基板９を載置したときには、吸引孔の吸引圧により基板９はステージ１０の上面に固定保持される。ステージ１０上に載置される基板９の上面には、有機ＥＬ液が塗布される位置に予め多数本の平行な溝９ａが形成されている。基板９は、これらの溝９ａが主走査方向（Ｘ軸方向）を向くようにステージ１０上に載置される。

また、ステージ１０の上方には、基板９の−Ｘ側および＋Ｘ側の側部を覆うマスク板１１，１２が配置されている。マスク板１１，１２は、後述するノズル部３０から吐出される有機ＥＬ液が、基板９の＋Ｘ側および−Ｘ側の側部に塗布されることを防止し、主走査方向に関して有機ＥＬ液の塗布範囲を規定する役割を果たす。マスク板１１，１２は、所定の接続部材（図示省略）を介してステージ１０に固定的に取り付けられている。

ステージ移動機構２０は、ステージ１０を副走査方向（Ｙ軸方向）に移動させるための機構である。ステージ移動機構２０は、例えば、モータとボールねじとを組み合わせた機構や、あるいは、リニアモータを利用した機構により構成される。ステージ１０上に基板９を載置した状態で、ステージ移動機構２０を動作させると、ステージ１０、マスク板１１，１２、および基板９が一体として副走査方向に移動する。

ノズル部３０は、ステージ１０上に保持された基板９の上面に向けて有機ＥＬ液を吐出するための吐出部である。ノズル部３０は、赤色用、緑色用、および青色用の有機ＥＬ液を吐出するための３つのノズル３１を有している。３つのノズル３１は、図１に示したように、主走査方向に所定の間隔（例えば、数ｍｍピッチ）で配列されるとともに、副走査方向の位置も少しずつずらして配置されている。各ノズル３１の副走査方向についての位置の違いは、処理対象となる基板９の上面に形成された溝９ａのピッチ幅に対応している。このため、ノズル部３０は、３つのノズル３１から同時に有機ＥＬ液を吐出することにより、基板９上の隣り合う３本の溝９ａに対して、同時に有機ＥＬ液を吐出することができる。

このように、この塗布装置１は、３つのノズル３１を使用して基板９上に３列ずつ有機ＥＬ液を塗布することができる。このため、基板９の上面に効率よく有機ＥＬ液を塗布することができる。また、３つのノズル３１の主走査方向および副走査方向の位置をいずれも相違させていることにより、各ノズル３１自体を極端に小型化することなく、狭小な間隔で有機ＥＬ液を塗布することができる。

図３は、ノズル部３０に含まれる３つのノズル３１のうちの１つと、当該ノズル３１に接続される送液系８０の構成とを示した図である。図３に示したように、ノズル３１は、ノズルボディ３１ａと、ノズルボディ３１ａの下端部に形成された微小な（例えば、その孔径が１０μｍ以上７０μｍ以下の）吐出孔３１ｂとを有している。また、ノズル３１の内部には、吐出孔３１ｂおよび後述する主配管８１と連通する送液路（図示省略）が形成されている。

ノズル３１には、１本の主配管８１が接続されている。また、主配管８１は、Ｔ字形の混合部８２を介して有機ＥＬ液供給用配管８３および主溶媒供給用配管８４と接続されている。有機ＥＬ液供給用配管８３の上流側の端部には、有機ＥＬ材料と溶媒とを所定の割合で混合させた有機ＥＬ液を供給する有機ＥＬ液供給源８５が接続されている。また、有機ＥＬ液供給用配管８３の経路途中には、マスフローコントローラ８３ａと開閉弁８３ｂとが介挿されている。一方、主溶媒供給用配管８４の上流側の端部には、有機ＥＬ液の溶媒成分のうちの１つである主溶媒を供給する主溶媒供給源８６が接続されている。また、主溶媒供給用配管８４の経路途中には、マスフローコントローラ８４ａと開閉弁８４ｂとが介挿されている。なお、主溶媒供給源８６から供給される主溶媒としては、例えば、常温において高い揮発性を有するメシチレン、アニソールなどを使用することができる。

このような送液系８０において、開閉弁８３ｂを開放すると、有機ＥＬ液供給源８５から有機ＥＬ液供給用配管８３および混合部８２を介して主配管８１へ、有機ＥＬ液が供給される。また、開閉弁８３ｂを開放しつつマスフローコントローラ８３ａを制御すると、有機ＥＬ液供給源８５から主配管８１へ供給される有機ＥＬ液の単位時間あたりの供給量が制御される。

一方、上記の送液系８０において、開閉弁８４ｂを開放すると、主溶媒供給源８６から主溶媒供給用配管８４および混合部８２を介して主配管８１へ、主溶媒が供給される。また、開閉弁８４ｂを開放しつつマスフローコントローラ８４ａを制御すると、主溶媒供給源８６から主配管８１へ供給される主溶媒の単位時間あたりの供給量が制御される。

すなわち、本実施形態の送液系８０は、主配管８１へ有機ＥＬ液を供給するための供給系と、主配管８１へ主溶媒を供給するための供給系とを有し、開閉弁８３ｂ，８４ｂの開閉状態を制御することにより、これらの供給系から主配管８１へ有機ＥＬ液および主溶媒を選択的にあるいは同時に供給することができる。また、本実施形態の送液系８０は、開閉弁８３ｂ，８４ｂをともに開放した状態でマスフローコントローラ８３ａ，８４ａを制御することにより、有機ＥＬ液と主溶媒との割合を調節しつつ、これらの混合液を主配管８１へ供給することができる。

主配管８１に供給された有機ＥＬ液、主溶媒、あるいはこれらの混合液は、主配管８１からノズル３１の内部の送液路へ導入され、ノズル３１の下端部の吐出孔３１ｂから下方へ向けて吐出される。後述する吐出開始動作によって有機ＥＬ液の吐出を開始すると、ノズル３１の吐出孔３１ｂから吐出された有機ＥＬ液は、ノズル３１の下方において液柱Ｌを形成する。なお、図３では１つのノズル３１とその送液系８０について説明したが、ノズル部３０に含まれる他のノズル３１にも、同等の送液系８０が接続されている。

図１および図２に戻り、塗布装置１の説明を続ける。

ノズル移動機構４０は、ノズル部３０を主走査方向に移動させるための機構である。図１に示したように、ノズル移動機構４０は、ノズル部３０を支持するための支持部４１と、支持部４１を主走査方向に移動させるための移動部４２とを有している。移動部４２は、例えば、モータとボールねじとを組み合わせた機構や、あるいは、リニアモータを利用した機構により構成される。ノズル移動機構４０は、待機ポッド５０の上方位置とステージ１０よりも＋Ｘ側に配置された回収トレイ６０の上方位置との間の任意の位置の間で、ノズル部３０を主走査方向に移動させることができる。

待機ポッド５０は、ステージ１０の−Ｘ側の側方において、ノズル部３０を待機させるための部位である。待機ポッド５０上には、ノズル部３０の各ノズル３１の下端部を収容するための３つの開口部５１が形成されている。ノズル部３０を待機させるときには、ノズル部３０を待機ポッド５０の上方位置に配置させ、待機ポッド５０を上昇させるなどして各ノズル３１の下端部を各開口部５１内に収容する。待機ポッド５０の内部には、待機時に各ノズル３１から吐出される有機ＥＬ液、主溶媒、あるいはこれらの混合液を回収するための回収機構が設けられている。

回収トレイ６０は、ステージ１０の＋Ｘ側および−Ｘ側の側方においてノズル部３０から吐出された有機ＥＬ液を回収するための容器である。回収トレイ６０は、ステージ１０の−Ｘ側（ステージ１０と待機ポッド５０との間）およびステージ１０の＋Ｘ側において、ノズル部３０の移動経路の下方となる位置に配置されている。また、回収トレイ６０は、上記のマスク板１１，１２と主走査方向に関して部分的に重複するように配置されている。このため、ステージ１０の側方においてノズル部３０から吐出される有機ＥＬ液は、マスク板１１，１２および回収トレイ６０によって連続的に回収される。

制御部７０は、塗布装置１内の各部を動作制御するための処理部である。図４は、制御部７０と塗布装置１内の各部との間の接続構成を示したブロック図である。図４に示したように、制御部７０は、上記のステージ移動機構２０、ノズル移動機構４０、待機ポッド５０、マスフローコントローラ８３ａ，８４ａ、および開閉弁８３ｂ，８４ｂと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。制御部７０は、例えばＣＰＵやメモリを有するコンピュータによって構成され、コンピュータにインストールされたプログラムおよびユーザからの操作入力に従ってコンピュータが動作することにより、上記各部の動作制御を行う。

＜２．塗布装置の動作＞
＜２−１．吐出開始時の動作＞
続いて、上記の塗布装置１において、有機ＥＬ液の吐出を開始するときの動作について、図５のフローチャートおよび図６のグラフを参照しつつ説明する。図６のグラフにおいて、□印付きの折れ線は、有機ＥＬ液供給源８５から有機ＥＬ液用配管８３を介して主配管８１へ供給される有機ＥＬ液の流量を示し、○印付きの折れ線は、主溶媒供給源８６から主溶媒供給用配管８４を介して主配管８１へ供給される主溶媒の流量を示している。なお、以下に説明する動作は、塗布装置１の起動後などのように有機ＥＬ液の吐出を開始させるときに、ノズル部３０の各ノズル３１を待機ポッド５０の各開口部５１に収納した状態でノズル３１毎に実行される動作である。また、以下の吐出開始動作において、マスフローコントローラ８３ａ，８４ａおよび開閉弁８３ｂ，８４ｂは、上記の制御部７０からの指令に従って動作する。

この塗布装置１において有機ＥＬ液の吐出を行うときには、まず、開閉弁８３ｂを閉鎖した状態で開閉弁８４ｂを開放する。これにより、主溶媒供給源８６から主溶媒供給用配管８４、混合部８２、および主配管８１を介してノズル３１へ主溶媒が供給され、ノズル３１の吐出孔３１ｂから下方へ向けて主溶媒が吐出される（図５：ステップＳ１，図６：時刻ｔ１〜ｔ２）。このとき、マスフローコントローラ８４ａは、所定の開度に予め設定されており、その開度に応じた流量Ｆａの主溶媒が供給される。

主溶媒供給源８６から供給される主溶媒は、有機ＥＬ材料を含んでいないため、液体としての粘性が低い。このため、主溶媒は、ノズル３１の吐出孔３１ｂからスムーズに吐出され、ノズル３１の下方において液柱Ｌを形成する。また、主溶媒の吐出により、吐出孔３１ｂやノズル３１の内部の送液路に滞留している異物や気泡などは主溶媒とともにノズル３１の外部へ排出され、吐出抵抗となるこれらの物質が排除される。

次に、塗布装置１は、マスフローコントローラ８３ａの設定流量を最小にした状態で開閉弁８３ｂを開放する。そして、マスフローコントローラ８４ａの設定流量を徐々に低下させるとともに、マスフローコントローラ８３ａの設定流量を徐々に増加させることにより、主配管８１へ供給される混合液中の有機ＥＬ液の割合を徐々に増加させる。すなわち、主溶媒供給源８６から供給される主溶媒の量が徐々に低下されるとともに、有機ＥＬ液供給源８５から供給される有機ＥＬ液の量が徐々に増加される（図５：ステップＳ２，図６：時刻ｔ２〜ｔ３）。これにより、ノズル３１から吐出される混合液中の有機ＥＬ材料の濃度は徐々に上昇し、混合液の粘性も徐々に高くなる。

本実施形態のステップＳ２では、主溶媒供給源８６から供給される主溶媒の流量の低下量と、有機ＥＬ液供給源８５から供給される有機ＥＬ液の流量の増加量とを、常に等しくし、これらの合計流量が常にＦａに維持されるように、マスフローコントローラ８３ａ，８４ａを制御している。このため、主溶媒供給源８６から供給される主溶媒の流量と、有機ＥＬ液供給源８５から供給される有機ＥＬ液の流量とは、やがて、時刻ｔ３においていずれもＦａ／２となる。このように、主配管８１へ供給される主溶媒および有機ＥＬ液の合計流量を一定値Ｆａに維持することにより、主配管８１内における液体の流圧は均一に維持される。したがって、主配管８１内の液体中において局所的に有機ＥＬ材料が塊となって析出するようなことはない。

なお、図６の時刻ｔ２〜ｔ３においては、主溶媒の供給量と有機ＥＬ液の供給量とをそれぞれ連続的に変化させている（すなわち、マスフローコントローラ８３ａ，８４ａの設定流量を連続的に変化させている）が、主溶媒の供給量と有機ＥＬ液の供給量とを、それぞれ段階的に変化させてもよい。

時刻ｔ３において、主溶媒供給源８６から供給される主溶媒の流量と、有機ＥＬ液供給源８５から供給される有機ＥＬ液の流量とが共にＦａ／２になると、塗布装置１は、開閉弁８４ｂを閉鎖して主溶媒の供給を停止するとともに、マスフローコントローラ８３ａの設定流量をＦａまで一気に増加させる（図５：ステップＳ３，図６：時刻ｔ３）。これにより、有機ＥＬ液供給源８５から供給された流量Ｆａの有機ＥＬ液のみが主配管８１中を流れる状態となる。

本実施形態のステップＳ３では、このように、主溶媒供給源８６から供給される主溶媒の流量と、有機ＥＬ液供給源８５から供給される有機ＥＬ液の流量とがほぼ等しくなったときに、主溶媒の供給を停止させるとともに、有機ＥＬ液の流量を一気に増加させる。これは、開閉弁８３ｂ，８４ｂを共に開放した状態で有機ＥＬ液側の流圧より主溶媒側の流圧が小さくなると、有機ＥＬ液用配管８３から供給される有機ＥＬ液が主溶媒用配管８４内へ進入してしまう恐れがあるので、そのような有機ＥＬ液の進入を防止するためである。

また、本実施形態のステップＳ３において、主溶媒の供給を停止させるのと同時に有機ＥＬ液の流量をＦａまで増加させているのは、主配管８１へ供給される液体の流圧を一定に維持して有機ＥＬ材料の析出を防止するためである。

その後、塗布装置１は、マスフローコントローラ８３ａの設定流量を、Ｆａから最終的な目標値であるＦｂまで緩やかに低下させる（図５：ステップＳ４，図６：時刻ｔ４〜ｔ５）。例えば、上記のステップＳ２（ｔ２〜ｔ３）に５分程度の時間を掛けたとすると、このステップＳ４（ｔ４〜ｔ５）では、その２倍となる１０分程度の時間を掛けて、有機ＥＬ液の流量を低下させる。このように時間を掛けて有機ＥＬ液の流量を低下させることにより、主配管８１内における急激な流圧の変動を防止することができる。

以上の動作により、有機ＥＬ液は、ノズル３１の吐出孔３１ｂから、良好な形状の液柱Ｌを形成しつつ吐出される。

このように、本実施形態の塗布装置１は、まず、ノズル３１から主溶媒のみを吐出し、その後、有機ＥＬ液の割合を徐々に増加させるととともに主溶媒の割合を徐々に低下させ、最終的にノズル３１から有機ＥＬ液のみを吐出する。このため、ノズル３１の内部に滞留する異物や気泡を主溶媒とともにノズル３１の外部へ排出した上で有機ＥＬ液の吐出を行うことができる。したがって、ノズル３１から良好に有機ＥＬ液の吐出を開始させることができる。また、ノズル３１の洗浄と有機ＥＬ液の吐出とを繰り返さなくても有機ＥＬ液の吐出を開始させることができるため、有機ＥＬ液の消費量を増加させることなく、迅速に有機ＥＬ液の吐出を開始させることができる。

特に、本実施形態の塗布装置１は、ノズル３１に接続される配管を繋ぎ替えることなく、開閉弁８３ｂ，８４ｂの開閉により、ノズル３１への主溶媒の供給と有機ＥＬ液の供給とを切り替える。このため、ノズル３１の内部に新たな異物や気泡が混入してしまうことを防止することができる。

また、本実施形態の塗布装置１は、主溶媒供給源８６からの主溶媒の供給量を徐々に低下させ、有機ＥＬ液供給源８５からの有機ＥＬ液の供給量を徐々に増加させることにより、ノズル３１から吐出される液体を主溶媒から有機ＥＬ液に徐々に置換する。このため、ノズルから吐出される液体の急激な濃度や粘度の変化により吐出液柱Ｌの形状が崩壊してしまう、いわゆる「solvent shock」の発生を防止することができる。また、有機ＥＬ材料の濃度を緩やかに変化させるため、有機ＥＬ材料が低分子化合物により構成される場合であっても、濃度の急激な変化による有機ＥＬ液のゲル化などの問題は発生しない。

＜２−２．塗布処理動作＞
続いて、上記の塗布装置１において、基板９の上面に有機ＥＬ液を塗布するときの動作について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する塗布処理が開始される時点においては、上記の２−１．において説明した有機ＥＬ液の吐出開始動作は既に完了しており、待機ポッド５０内において、ノズル部３０の各ノズル３１から有機ＥＬ液が液柱状に良好に吐出されている。

この塗布装置１において基板９の塗布処理を行うときには、まず、ステージ１０の上面に基板９が載置される（ステップＳ５）。基板９は、その上面に形成された複数の溝９ａが主走査方向を向くように、ステージ１０上に載置される。また、ステージ移動機構２０は、ステージ１０を移動させ、基板９上の最も＋Ｙ側の３本の溝９ａがノズル部３０の走査エリアの下方に位置するように、基板９を位置を調整する。

次に、塗布装置１は、待機ポッド５０を下降させるなどしてノズル３１から待機ポッド５０を引き離し、更に、ノズル移動機構４０を動作させることにより、ノズル部３０を＋Ｘ側へ移動させる。ノズル部３０は、各ノズル３１から有機ＥＬ液を吐出しつつ＋Ｘ側へ移動し、基板９上の最も＋Ｙ側の３本の溝９ａ上に有機ＥＬ液を塗布する。なお、ノズル部３０の移動途中に吐出された有機ＥＬ液の一部は、回収トレイ６０やマスク板１１，１２の上面に落下して回収される。

ノズル部３０が＋Ｘ側のマスク板１２の上部まで移動すると、次に、塗布装置１は、ステージ移動機構２０を動作させることにより、３つのノズル３１の塗布幅分（すなわち、溝９ａの３列分）だけステージ１０を＋Ｙ側に移動させる。そして、引き続きノズル３１から有機ＥＬ液を吐出しつつ、ノズル部３０を−Ｘ側へ移動させる。これにより、基板９上の次の３本の溝９ａ上に有機ＥＬが塗布される。

このように、塗布装置１は、ノズル部３０の塗布幅分だけ基板９を副走査方向にずらしながら、主走査方向への有機ＥＬ液の塗布を所定回数繰り返し、基板９上の全ての溝９ａ上に有機ＥＬ液を塗布する（ステップＳ６）。

基板９上の全ての溝９ａに有機ＥＬ液が塗布されると、塗布装置１は、ノズル移動機構４０を更に動作させ、待機ポッド５０の上方位置までノズル部３０を移動させる。ノズル部３０が待機ポッド５０の上方位置まで移動すると、塗布装置１は、待機ポッド５０を上昇させるなどして各ノズル３１の下端部を待機ポッド５０の各開口部５１の内部に収納する。そして、塗布処理後の基板９がステージ１０から搬出され（ステップＳ７）、一枚の基板９に対する有機ＥＬ液の塗布処理が終了する。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、塗布装置１のノズル部３０に３本のノズル３１が搭載されていたが、ノズル部３０に搭載されるノズルの数は、１本や２本であってもよく、４本以上であってもよい。また、上記の塗布装置１は、赤色用、緑色用、および青色用の有機ＥＬ液を吐出するために３本のノズル３１を備えていたが、本発明の塗布装置は、複数のノズル３１から単色の有機ＥＬ液を吐出するものであってもよい。

また、上記の例では、有機ＥＬ液および主溶媒の供給量を調節するために、マスフローコントローラ８３ａ，８４ａを使用していたが、他の流量調節機構を使用して有機ＥＬ液および主溶媒の供給量を調節してもよい。例えば、マスフローコントローラ８３ａ，８４ａの代替として、流量センサを搭載しない流調弁を使用してもよい。

また、上記の吐出開始動作のステップＳ２においては、主溶媒の流量を線形に（変化率を一定として）低下させ、有機Ｅ液の流量を線形に（変化率を一定として）増加させていたが、主溶媒および有機ＥＬ液の流量変化は、このような線形変化（変化率一定の変化）でなくてもよい。例えば、図８に示したように、主溶媒の流量を、その変化率が徐々に低下するように（変化率の絶対値が徐々に増加するように）低下させ、有機ＥＬ液の流量を、その変化率が徐々に増加するように増加させてもよい。このようにすれば、有機ＥＬ液の供給を開始させる時刻ｔ２において、急激な濃度変化を防止することができる。

また、上記の吐出開始動作のステップＳ１においては、有機ＥＬ液の供給を停止させた状態で主溶媒の供給を開始させていたが、最初から少量の有機ＥＬ液を供給していてもよい。すなわち、まず、ノズル３１から少量の有機ＥＬ液と多量の主溶媒とを含む混合液を吐出し、その後、有機ＥＬ液の割合を徐々に増加させるとともに主溶媒の割合を徐々に低下させ、最終的にノズル３１から有機ＥＬ液のみを吐出するようにしてもよい。

また、上記の塗布装置１は、被塗布材料としての有機ＥＬ材料を含む有機ＥＬ液を基板９の上面に塗布するものであったが、本発明の塗布装置は、反射防止膜材料やフォトレジスト材料等の他の被塗布材料を含む塗布液を基板９の上面に塗布するものであってもよい。また、本発明の塗布装置は、水性の被塗布材料と水性の溶媒とを混合させた塗布液を基板９の上面に塗布するものであってもよい。また、上記の塗布装置１は、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板９を処理対象としていたが、本発明の塗布装置は、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、半導体ウエハ、磁気／光ディスク用のガラス／セラミック基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。

本発明の一実施形態に係る塗布装置の上面図である。 塗布装置を図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した縦断面図である。 ノズルと送液系の構成とを示した図である。 塗布装置内の各部と制御部との接続構成を示したブロック図である。 有機ＥＬ液の吐出を開始するときの動作の流れを示したフローチャートである。 有機ＥＬ液および主溶媒の供給量の変動を示したグラフである。 基板の上面に有機ＥＬ液を塗布するときの動作の流れを示したフローチャートである。 変形例に係る有機ＥＬ液および主溶媒の供給量の変動を示したグラフである。

符号の説明

１ 塗布装置
９ 基板
２０ ステージ移動機構
３０ ノズル部
３１ ノズル
３１ｂ 吐出孔
４０ ノズル移動機構
５０ 待機ポッド
５１ 開口部
６０ 回収トレイ
７０ 制御部
８０ 送液系
８１ 主配管
８２ 混合部
８３ 有機ＥＬ液供給用配管
８３ａ マスフローコントローラ
８３ｂ 開閉弁
８４ 主溶媒供給用配管
８４ａ マスフローコントローラ
８４ｂ 開閉弁
８５ 有機ＥＬ液供給源
８６ 主溶媒供給源
Ｌ 液柱

Claims (6)

1. 基板の表面に被塗布物質と所定の有機溶媒とを含む塗布液を塗布する塗布装置において、
   基板の表面に向けて前記塗布液を吐出するノズルと、
   前記ノズルに接続された配管部と、
   前記配管部に前記塗布液を供給する塗布液供給手段と、
   前記配管部に前記有機溶媒を供給する溶媒供給手段と、
   前記塗布液供給手段と前記溶媒供給手段とを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給を停止させた状態で前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を行う溶媒供給動作と、
   前記溶媒供給動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給量を徐々に低下させるとともに前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給量を徐々に増加させる置換動作と、
   前記置換動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させた状態で、前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給を行う塗布液供給動作とを、
   実行させることを特徴とする塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置において、
   前記制御手段は、
   前記置換動作において、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給量と、前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給量とがほぼ等しくなった時点で、前記有機溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させることを特徴とする塗布装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の塗布装置において、
   前記塗布液供給手段は、塗布液用配管と前記塗布液用配管上に設けられた塗布液用マスフローコントローラとを有し、
   前記溶媒供給手段は、溶媒用配管と前記溶媒用配管上に設けられた溶媒用マスフローコントローラとを有し、
   前記制御手段は、前記塗布液用マスフローコントローラおよび前記溶媒用マスフローコントローラを制御することにより、前記置換動作を実行させることを特徴とする塗布装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の塗布装置において、
   前記塗布液は、前記被塗布物質として有機ＥＬ材料を含むことを特徴とする塗布装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の塗布装置において、
   前記ノズルは、７０μｍ以下の径を有する吐出孔を介して前記塗布液を吐出することを特徴とする塗布装置。
6. 基板の表面に被塗布物質と所定の有機溶媒とを含む塗布液を塗布する塗布装置において、
   基板の表面に向けて前記塗布液を吐出するノズルと、
   前記ノズルに接続された配管部と、
   前記配管部に前記塗布液を供給する塗布液供給手段と、
   前記配管部に前記有機溶媒を供給する溶媒供給手段と、
   前記塗布液供給手段と前記溶媒供給手段とを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記塗布液供給手段からの少量の前記塗布液の供給と、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給とを行う混合液供給動作と、
   前記混合液供給動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給量を徐々に低下させるとともに前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給量を徐々に増加させる置換動作と、
   前記置換動作の後、前記溶媒供給手段からの前記有機溶媒の供給を停止させた状態で、前記塗布液供給手段からの前記塗布液の供給を行う塗布液供給動作とを、
   実行させることを特徴とする塗布装置。

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