JP5219237B2 - 塗布装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布装置に関する。
従来より、有機EL(Electro Luminescence)材料を利用した有機EL表示装置の開発が行われており、例えば、高分子有機EL材料を用いたアクティブマトリックス駆動方式の有機EL表示装置の製造では、ガラス基板(以下、単に「基板」という。)に対して、TFT(Thin Film Transistor)回路の形成、陽極となるITO(Indium Tin Oxide)電極の形成、隔壁の形成、正孔輸送材料を含む流動性材料(以下、「正孔輸送液」という。)の塗布、加熱処理による正孔輸送層の形成、有機EL材料を含む流動性材料(以下、「有機EL液」という。)の塗布、加熱処理による有機EL層の形成、陰極の形成、および、絶縁膜の形成による封止が順次行われる。
有機EL表示装置の製造において、正孔輸送液または有機EL液を基板に塗布する装置の1つとして、特許文献1および特許文献2に示すように、流動性材料を連続的に吐出する複数のノズルを基板に対して相対移動することにより、基板に流動性材料を塗布する装置が知られている。
特許文献1および特許文献2の装置では、複数のノズルを主走査方向に移動するとともに、主走査方向へのノズルの移動が行われる毎に基板を副走査方向に移動することにより、基板上の塗布領域に形成された複数の隔壁間の溝に流動性材料がストライプ状に塗布される。特許文献1および特許文献2の塗布装置では、3本のノズルが保持部材により一体的に保持されており、基板に垂直な支持軸を中心として当該保持部材を回動して3本のノズルの副走査方向におけるピッチを小さくすることにより、流動性材料の塗布ピッチを狭くすることができる。
一方、特許文献3では、1本のノズルを主走査方向に移動するとともに、主走査方向へのノズルの移動が行われる毎に基板を副走査方向に移動することにより、基板上の塗布領域に形成された複数の隔壁間の溝に流動性材料をストライプ状に塗布する塗布装置が開示されている。特許文献3の塗布装置では、ノズルと基板との間に設けられたマスクに有機EL液を塗布し、マスク上における有機EL液の塗布軌跡および基板上の溝の画像データに基づいて基板の傾きを補正し、ノズルの主走査方向と溝の伸びる方向とを一致させることが行われている。
特開2002−75640号公報 特開2003−10755号公報 特開2004−74050号公報
ところで、このような装置では通常、ノズルのピッチ調整は作業員の手作業により行われ、調整結果の確認も作業員が塗布結果を直接目視することにより行われるが、高精度のピッチ調整は困難であることから、調整に要する作業時間および労力も多大なものとなっている。また、調整前のピッチ検出時や調整結果の確認時等の試験塗布は、製品用の基板の非塗布領域に対して行われることがあるが、ノズルの本数が多い場合には、試験塗布に要する幅が非塗布領域の幅よりも大きくなってしまい、ノズルのピッチ調整を行うことができなくなってしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、塗布装置の複数のノズルのピッチを、基板に対する流動性材料の塗布を行うことなく高精度に調整することを目的としている。
請求項1に記載の発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板の主面に向けて流動性材料を連続的に吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルを前記基板の前記主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記複数のノズルに対して前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に相対的に移動するノズル走査機構と、前記基板への非塗布時に前記複数のノズルからの流動性材料が試験塗布される試験塗布面を有する試験塗布部と、前記試験塗布部を前記複数のノズルの前記主走査方向における相対移動の経路に対して進退させる試験塗布部進退機構と、前記複数のノズルの前記主走査方向への相対移動により前記試験塗布面に塗布された流動性材料のパターンの画像を取得する撮像部と、前記撮像部により取得された画像に基づいて前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを検出するピッチ検出部と、前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを調整するピッチ調整機構と、前記試験塗布部の前記試験塗布面を新たな試験塗布面と交換する試験塗布面交換機構とを備え、前記試験塗布面が、樹脂テープの一部の主面であり、前記試験塗布部が、前記樹脂テープの前記一部を保持するテープ保持部と、前記樹脂テープの前記試験塗布面を前記基板の前記主面に平行な保持平面上に固定するテープ固定部とを備え、試験塗布時における前記複数のノズルと前記テープ固定部により固定された前記試験塗布面との間の距離が、塗布時の前記複数のノズルと前記基板の前記主面との間の距離に等しい
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の塗布装置であって、試験塗布時に、前記試験塗布面が前記複数のノズルの前記主走査方向における相対移動の経路の一部のみと重なっている。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の塗布装置であって、前記基板保持部を前記基板の前記主面に垂直な回転軸を中心に回転する基板回転機構と、前記主走査方向において前記試験塗布面から離間して設けられるもう1つの試験塗布面に塗布された流動性材料のパターンの画像を取得するもう1つの撮像部と、前記撮像部および前記もう1つの撮像部により取得された流動性材料のパターンの画像、並びに、前記撮像部および前記もう1つの撮像部により取得された前記基板の前記主面上の位置決め用目印の画像に基づいて前記ノズル走査機構および前記基板回転機構を制御することにより前記基板の前記複数のノズルに対する相対位置を調整する基板位置調整部とをさらに備える。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の塗布装置であって、前記もう1つの試験塗布面を、前記試験塗布面とは個別に新たな試験塗布面と交換するもう1つの試験塗布面交換機構をさらに備える。
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の塗布装置であって、前記ピッチ調整機構を駆動する駆動部と、前記ピッチ検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する調整機構制御部とをさらに備える。
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の塗布装置であって、前記ピッチ検出部により、前記副走査方向に関して互いに隣接する2つのノズル間の各距離が検出され、前記ピッチ調整機構により、前記複数のノズルの全てまたは1つを除く他の全てが前記副走査方向に個別に移動されることにより前記各距離が調整される。
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の塗布装置であって、前記試験塗布面交換機構が、前記樹脂テープを前記試験塗布部へと繰り出すテープ供給部を備える。
請求項に記載の発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板の主面に向けて流動性材料を連続的に吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルを前記基板の前記主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記複数のノズルに対して前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に相対的に移動するノズル走査機構と、前記基板への非塗布時に前記複数のノズルからの流動性材料が試験塗布される試験塗布面を有する試験塗布部と、前記試験塗布部を前記複数のノズルの前記主走査方向における相対移動の経路に対して進退させる試験塗布部進退機構と、前記複数のノズルの前記主走査方向への相対移動により前記試験塗布面に塗布された流動性材料のパターンの画像を取得する撮像部と、前記撮像部により取得された画像に基づいて前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを検出するピッチ検出部と、前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを調整するピッチ調整機構と、前記試験塗布部の前記試験塗布面を新たな試験塗布面と交換する試験塗布面交換機構とを備え、前記試験塗布面が、流動性材料に対する濡れ性が前記基板の前記主面と同等とされた試験片の主面であり、前記試験塗布部が、前記試験片を保持する試験片保持部であり、試験塗布時における前記複数のノズルと前記試験片保持部により保持された前記試験片の前記試験塗布面との間の距離が、塗布時の前記複数のノズルと前記基板の前記主面との間の距離に等しい
請求項に記載の発明は、請求項に記載の塗布装置であって、前記試験塗布部が、前記試験片の前記試験塗布面に当接して前記試験塗布面に垂直な方向における前記試験塗布面の位置を決定する試験塗布面当接部を備え、前記試験塗布面交換機構が、前記試験片の前記試験塗布面とは反対側において複数の待機試験片を保持するとともに前記試験片を前記複数の待機試験片を介して前記試験塗布面当接部に向けて付勢する試験片収容部と、前記試験塗布部から前記試験片を取り出す試験片取出部とを備える。
本発明では、基板に対する流動性材料の塗布を行うことなく、複数のノズルのピッチを高精度に調整することができる。請求項2の発明では、試験塗布面の使用量を低減することができる。請求項3および4の発明では、基板の位置調整を高精度に行うことができる。
請求項5の発明では、複数のノズルのピッチを自動的に調整することができる。請求項6の発明では、隣接するノズル間の各距離を個別に調整することができる。請求項7の発明では、試験塗布面を容易に交換することができる。請求項8および9の発明では、複数のノズルのピッチを高精度に検出することができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る塗布装置1を示す平面図であり、図2は塗布装置1の正面図である。塗布装置1は、平面表示装置用のガラス基板9(以下、単に「基板9」という。)に、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する装置である。本実施の形態では、塗布装置1において、アクティブマトリックス駆動方式の有機EL(Electro Luminescence)表示装置用の基板9に、有機EL材料を含む流動性材料(以下、「有機EL液」という。)が塗布される。
図1および図2に示すように、塗布装置1は、基板9を保持する基板保持部11、基板保持部11を基板9の主面に平行な所定の方向(すなわち、図1中のY方向であり、以下、「副走査方向」という。)に水平移動する基板移動機構12、および、基板保持部11を基板9の主面に垂直な回転軸を中心に回転する基板回転機構12aを備える。基板保持部11は、内部にヒータによる加熱機構(図示省略)を備える。
塗布装置1は、また、基板9上に配置された2つの撮像部であるCCDカメラ13、2つのCCDカメラ13を副走査方向にそれぞれ個別に移動する2つの撮像部移動機構13a、基板保持部11上の基板9の(+Z)側の主面(以下、「上面」という。)91に向けて複数のノズル17から有機EL液を連続的に吐出する吐出機構である塗布ヘッド14、塗布ヘッド14を基板9の主面に平行かつ副走査方向に垂直な方向(すなわち、図1中のX方向であり、以下、「主走査方向」という。)に水平移動するヘッド移動機構15、塗布ヘッド14の移動方向(すなわち、X方向)に関して基板保持部11の両側に設けられるとともに塗布ヘッド14からの有機EL液を受ける2つの受液部16、および、複数のノズル17の副走査方向におけるピッチを調整するピッチ調整機構3を備え、図1に示すように、塗布ヘッド14からの有機EL液が試験塗布される試験塗布ユニット2を備える。また、塗布装置1は、これらの構成を制御する制御部10を備える。
制御部10は、通常のコンピュータと同様に、各種演算処理を行うCPU、実行されるプログラムを記憶したり演算処理の作業領域となるRAM、基本プログラムを記憶するROM、各種情報を記憶する固定ディスク、作業者に各種情報を表示するディスプレイ、および、キーボードやマウス等の入力部等を接続した構成となっている。図3は、制御部10のCPU等がプログラムに従って演算処理を行うことにより実現される機能を他の構成と共に示すブロック図であり、図3中のピッチ検出部101、調整機構制御部102および基板位置調整部103が、CPU等により実現される機能に相当する。なお、これらの機能は複数台のコンピュータにより実現されてもよい。
図1に示す塗布ヘッド14では、16本のノズル17が、図1中のX方向(すなわち、主走査方向)に関して略直線状に離れて配列されるとともに図1中のY方向(すなわち、副走査方向)に僅かにずれて配置される。本実施の形態では、隣接する2本のノズル17の間の副走査方向に関する距離は、基板9の塗布領域上に予め形成されている主走査方向に伸びる隔壁間のピッチ(以下、「隔壁ピッチ」という。)の3倍に等しくされる。塗布装置1では、基板9への有機EL液の非塗布時に試験塗布ユニット2に対して有機EL液の試験塗布が行われ、試験塗布の結果に基づいてピッチ調整機構3が制御されることにより、複数のノズル17間の副走査方向に関する距離が調整される。ノズル17のピッチの調整方法については後述する。
図4および図5はそれぞれ、塗布ヘッド14の一部を示す正面図および平面図である。図4および図5に示すように、塗布ヘッド14は、基板9の上面91(図1参照)に向けて有機EL液を連続的に吐出する16本のノズル17、および、当該16本のノズルが取り付けられるノズル取付部141を備える。ノズル取付部141は、Y方向に略垂直な背板部1411、および、背板部1411の下端部(すなわち、(−Z)側の端部)に固定されるZ方向に略垂直な水平部1412を備える。
16本のノズル17はそれぞれ、水平部1412の(−Y)側のエッジから(+Y)方向(すなわち、副走査方向)に伸びる案内溝142に移動可能に取り付けられており、各ノズル17の(−X)側には、ノズル17のノズル取付部141に対する位置をロックするノズルロック部173が設けられている。
図1に示す塗布装置1では、16本のノズル17がノズル取付部141(図4および図5参照)に固定された状態にて、ヘッド移動機構15により、塗布ヘッド14が複数のノズル17から有機EL液を連続的に吐出しつつ主走査方向に移動し、塗布ヘッド14の主走査方向への移動が1回行われる毎に、基板移動機構12により基板9が副走査方向((+Y)方向)にステップ移動する。そして、複数のノズル17の基板9に対する主走査方向および副走査方向への相対的な移動が繰り返されることにより、基板9の上面91に有機EL液がストライプ状に塗布される。塗布装置1では、ヘッド移動機構15および基板移動機構12がそれぞれ、16本のノズル17をノズル取付部141と共に基板9に対して主走査方向および副走査方向に相対的に移動するノズル走査機構となる。
また、塗布装置1では、ピッチ調整機構3が、基板保持部11の(+X)側において塗布ヘッド14とは個別に設けられており、16本のノズル17およびノズル取付部141(図4および図5参照)は、ノズル走査機構のヘッド移動機構15により、ピッチ調整機構3から独立して移動する。換言すれば、ピッチ調整機構3は、ノズル走査機構による基板9に対する塗布ヘッド14の相対移動から独立して配置される。
ピッチ調整機構3は、複数のノズル17にそれぞれ対応する複数(本実施の形態では、16個)の調整ヘッドを備える。図6および図7は、ピッチ調整機構3の複数の調整ヘッドのうち最も(−X)側に位置する一の調整ヘッド30、および、塗布ヘッド14の一部をそれぞれ示す平面図および左側面図である。図6では、図の理解を容易にするために、図4および図5に示すノズルロック部173の図示を省略している。また、図7では、図の理解を容易にするために、ノズル取付部141およびノズル17の一部を、ノズル17の中心軸を含む断面にて示す。ピッチ調整機構3では、複数の調整ヘッド30の構造は全て同様とされる。
図6および図7に示すように、調整ヘッド30は、ノズル取付部141の水平部1412に(+Y)側および(−Y)側から第1固定部311および第2固定部314を当接させてノズル取付部141を固定する取付部固定機構31、ノズル17に(−Y)側(すなわち、副走査方向の一方側)から当接するノズル当接部32、ノズル当接部32とは反対側(すなわち、ノズル17の(+Y)側であり、副走査方向の他方側でもある。)からノズル17をノズル当接部32へと付勢するノズル付勢機構33、並びに、ノズル付勢機構33により付勢されているノズル17が当接するノズル当接部32の副走査方向の位置を調整する当接部移動機構34を備える。
ピッチ調整機構3では、ノズル取付部141が取付部固定機構31の第1固定部311および第2固定部314に挟まれて固定された状態で、ロック部操作機構(図示省略)によりノズルロック部173(図4および図5参照)によるロックが解除され、当接部移動機構34のステッピングモータ343、および、ノズル付勢機構33のレギュレータ333に接続されたエアシリンダ332が、制御部10の調整機構制御部102(図3参照)により駆動される。これにより、ノズル当接部32およびノズル付勢機構33のロッド331がノズル17に(−Y)側および(+Y)側からそれぞれ当接し、当接部移動機構34によりノズル当接部32が(+Y)方向へと移動されることにより、ノズル17がノズル付勢機構33によりノズル当接部32に付勢された状態で(+Y)方向へと移動する。そして、ノズル17が所望の距離だけ移動すると、再びロック部操作機構によりノズルロック部173が操作されてノズル17の位置がロックされる。
図1に示す塗布装置1においてノズルのピッチが調整される際には、(−X)側から8番目のノズル17が基準ノズルとされ、ピッチ調整機構3のロック部操作機構により、基準ノズルを除く他の15本のノズルのロックが必要に応じて解除される。そして、当該15本のノズル17が副走査方向に移動され、各ノズル17の副走査方向に関する基準ノズルからの距離が所定の距離となるように各ノズル17の位置が調整される。ピッチ調整機構3によるノズル17の位置調整(すなわち、各ノズル間距離の調整)は、試験塗布ユニット2に試験塗布された有機EL液の画像から、図3に示す制御部10のピッチ検出部101により検出された各ノズル間距離に基づいて(すなわち、ピッチ検出部101の検出結果に基づいて)、ピッチ調整機構3の当接部移動機構34(図6および図7参照)が調整機構制御部102に制御されることにより行われる。
図1に示すように、試験塗布ユニット2は、基板保持部11の(+Y)側に設けられ、X方向に離間するとともにY方向に関してほぼ同じ位置に配置された2つの試験塗布ステージ部21、および、2つの試験塗布ステージ部21の間においてX方向に伸びるとともに両端部が試験塗布ステージ部21に固定される中央受液部22を備える。各試験塗布ステージ部21は、スライダ211(図8および図9参照)を介して基板移動機構12のレール121上にY方向に移動可能に取り付けられており、また、接続部111を介して基板保持部11に固定されている。塗布装置1では、基板移動機構12により基板保持部11がY方向に移動することにより、試験塗布ユニット2も基板保持部11と共にY方向に移動する。
図8および図9は、(+X)側の試験塗布ステージ部21をそれぞれ示す左側面図および背面図である。図8および図9では、基板移動機構12の一部も併せて描いており、図9では、中央受液部22の一部も併せて描いている。また、図8および図9では、図示の都合上、試験塗布ステージ部21のハウジング212を断面にて描いており、図9では、樹脂テープ213も断面にて描いている(図13および図15においても同様)。塗布装置1では、図1に示す(−X)側の試験塗布ステージ部21も、図8および図9に示す(+X)側の試験塗布ステージ部21と同様の構造を有する。
図8および図9に示すように、試験塗布ステージ部21は、基板移動機構12のレール121に移動可能に取り付けられるスライダ211、スライダ211上に固定されるハウジング212、有機EL液の試験塗布が行われる試験塗布部材である樹脂テープ213、ハウジング212の上部において樹脂テープ213の試験塗布が行われる部位を保持するテープ保持部214、未使用の(すなわち、有機EL液の試験塗布が行われていない)ロール状の樹脂テープ213を保持するとともに当該樹脂テープ213を繰り出してテープ保持部214へと供給するテープ供給部215、および、有機EL液の試験塗布が行われた樹脂テープ213の使用済みの部分を巻き取って回収するテープ回収部216を備える。本実施の形態では、樹脂テープ213として、PPS(ポリフェニレンサルファイト)系の樹脂テープが利用される。
試験塗布ステージ部21は、また、図9に示すように、テープ供給部215およびテープ回収部216を回転するモータ2171およびウォームギア2172、並びに、テープ保持部214の(+X)側に配置される外側受液部218を備え、外側受液部218は、テープ保持部214の(−X)側に配置される中央受液部22と共に、テープ保持部214に保持された樹脂テープ213よりも僅かに下方(すなわち、(−Z)側)に配置される。
試験塗布ステージ部21では、モータ2171が駆動されることにより、テープ供給部215およびテープ回収部216がそれぞれ、図8中における反時計回りに所定の角度だけ回転する。これにより、テープ保持部214において、樹脂テープ213が(+Y)方向へと所定の長さだけ送られ、樹脂テープ213の未使用部分がテープ保持部214に位置する。試験塗布ステージ部21は、図8に示すように、テープ供給部215とテープ保持部214との間に、テープ供給部215から繰り出される樹脂テープ213の終端を検出するセンサ2151を備え、また、テープ回収部216の近傍に、テープ回収部216に所定量の樹脂テープ213が巻き取られたことを検出するセンサ2161を備える。
図8および図9に示す試験塗布ステージ部21では、樹脂テープ213のテープ保持部214に保持されている一部の(+Z)側の主面が、複数のノズル17(図1参照)からの有機EL液が試験塗布される試験塗布面2131となっており、樹脂テープ213の当該一部を保持するテープ保持部214が、試験塗布面2131を有する試験塗布部となっている。また、樹脂テープ213を供給および回収するテープ供給部215およびテープ回収部216が、試験塗布部の試験塗布面2131を新たな試験塗布面と交換する試験塗布面交換機構となっている。換言すれば、試験塗布ユニット2は、主走査方向において離間して設けられる2つの試験塗布面2131、および、2つの試験塗布面2131を個別に新たな試験塗布面と交換する2つの試験塗布面交換機構を備える。
図10は、図8および図9に示すテープ保持部214近傍を示す平面図である。図8ないし図10に示すように、テープ保持部214は、樹脂テープ213の(−Z)側(すなわち、試験塗布面2131とは反対側)に配置されて樹脂テープ213を吸着するテープ吸着部2141、樹脂テープ213の(+Z)側に配置されて(すなわち、試験塗布面2131に対向するように配置されて)樹脂テープ213の試験塗布面2131近傍の部位をテープ吸着部2141に向けて押圧するテープ押圧部2142、テープ押圧部2142をZ方向に昇降する押圧部昇降機構2143、並びに、テープ押圧部2142および押圧部昇降機構2143をY方向に移動する押圧部移動機構2144を備える。
テープ吸着部2141は、樹脂テープ213を保持するとともに基板保持部11上の基板9の上面91(図1参照)に平行な保持平面2145を備え、テープ押圧部2142は、図10に示すように、樹脂テープ213の試験塗布面2131の(+Y)側および(−Y)側においてX方向に伸びる2本の爪部2146を備える。図8ないし図10に示すテープ保持部214では、押圧部昇降機構2143によりテープ押圧部2142が下降することにより、テープ吸着部2141上において(+Z)側に凸となるように僅かに撓んでいる樹脂テープ213が、2本の爪部2146によりテープ吸着部2141の保持平面2145に向けて押圧される。
そして、テープ吸着部2141により樹脂テープ213が真空吸着されることにより、樹脂テープ213の試験塗布面2131が、テープ吸着部2141の保持平面2145上に平滑な状態で固定されて基板9の上面91(図1参照)と同じ高さとされる。試験塗布ステージ部21では、テープ吸着部2141およびテープ押圧部2142が、樹脂テープ213の試験塗布面2131を固定するテープ固定部となっている。テープ押圧部2142は、テープ吸着部2141による樹脂テープ213の吸着後、押圧部昇降機構2143により上昇して樹脂テープ213から離間するとともに、押圧部移動機構2144により(+Y)方向に移動して、試験塗布面2131上から退避する。
次に、基板9に対する有機EL液の塗布が行われる前の塗布装置1における準備作業について説明する。塗布装置1では、準備作業として、図1に示す塗布ヘッド14の複数のノズル17の副走査方向におけるピッチ(以下、「ノズルピッチ」という。)が調整され、基板9のノズル17に対する相対位置の調整が行われた後、基板9に対して有機EL液が塗布される。図11.Aおよび図11.Bは、塗布装置1における準備作業(すなわち、ノズルピッチの調整および基板9の位置調整)の流れを示す図である。
塗布装置1では、まず、基板保持部11が図1に示す位置から(−Y)方向に移動することにより、図12に示すように、試験塗布ユニット2の2つの試験塗布ステージ部21が、塗布ヘッド14の複数のノズル17の主走査方向における移動経路(すなわち、基板9に対する相対移動の経路)の下方の試験塗布位置に位置する。このとき、2つの試験塗布ステージ部21がそれぞれ、2つのCCDカメラ13の下方に位置する(ステップS11)。
塗布装置1では、基板移動機構12が、試験塗布ユニット2の2つの試験塗布部であるテープ保持部214(図8ないし図10参照)を、複数のノズル17の主走査方向における移動経路に対して進退させる試験塗布部進退機構となっている。なお、試験塗布ユニット2は必ずしも基板保持部11と共に移動される必要はなく、基板移動機構12とは独立して駆動される他の試験塗布部進退機構(例えば、ロッドレスシリンダや基板移動機構12のレール121上に設けられた他の移動子)により、試験塗布ユニット2が、複数のノズル17の主走査方向における移動経路に対して進退してもよい。
試験塗布ユニット2が試験塗布位置に位置すると、塗布ヘッド14の複数のノズル17から(+X)側の受液部16に向けて有機EL液の吐出が開始され、ヘッド移動機構15が駆動されて塗布ヘッド14の移動が開始される。そして、複数のノズル17から同一種類の有機EL液を基板9に向けて連続的に吐出しつつ、塗布ヘッド14が(+X)側の受液部16上から、図12中に二点鎖線にて示すように、(−X)側の受液部16上へと主走査方向に移動することにより、試験塗布ユニット2の各試験塗布ステージ部21において、テープ保持部214に保持された樹脂テープ213の試験塗布面2131(図8ないし図10参照)に有機EL液がストライプ状に塗布される(ステップS12)。
このとき、樹脂テープ213の試験塗布面2131は、上述のように、基板保持部11上の基板9の上面91と同じ高さとされるため、Z方向における複数のノズル17と樹脂テープ213の試験塗布面2131との間の距離は、基板9に対する有機EL液の塗布時の複数のノズル17と基板9の上面91との間の距離と等しくなっている。また、2つの試験塗布ステージ部21の間では、ノズル17から吐出される有機EL液が中央受液部22により受けられ、各試験塗布ステージ部21の試験塗布面2131と受液部16との間では、有機EL液は外側受液部218(図9参照)により受けられる。
続いて、各試験塗布ステージ部21の試験塗布面2131がCCDカメラ13により撮像され、試験塗布面2131に塗布された有機EL液のストライプ状のパターンの画像が取得されて制御部10のピッチ検出部101(図3参照)へと送られる(ステップS13)。
ピッチ検出部101では、(+X)側のCCDカメラ13により取得された画像に基づいて、有機EL液の各ラインの中心線が求められ、隣接する中心線間の副走査方向に関する各距離(すなわち、副走査方向に関して互いに隣接する2つのノズル17間の各距離)がノズルピッチとして検出される(ステップS14)。なお、ピッチ検出部101によるノズルピッチの検出は、(−X)側のCCDカメラ13により取得された画像に基づいて行われてもよく、また、2つのCCDカメラ13によりそれぞれ取得された画像の双方に基づいて行われてもよい(例えば、両画像から求めたノズル17のピッチの平均値をノズルピッチとする。)。
そして、基準ノズルである(−X)側から8番目のノズル17と他の15本のノズル17とのそれぞれの間の距離が求められ、予め定められているノズルピッチ(上述のように、本実施の形態では隔壁ピッチの3倍に等しい距離であり、以下、「目標ノズルピッチ」という。)に基づいて各ノズル17の位置の調整が必要か否かが確認される(ステップS15)。各ノズル17の基準ノズルに対する相対位置が所定の位置となっている場合、制御部10によりノズル位置の調整が不要と判断され、ノズルピッチの調整作業が終了する。
逆に、ノズル位置の調整が必要であると判断された場合は、上述のように求められた各ノズル間距離に基づき、基準ノズル以外の15本のノズル17(以下、「移動ノズル」という。)の副走査方向における移動すべき量(以下、単に「移動量」という。)がピッチ検出部101により求められる。以下では、15本の移動ノズルの全てについて、ノズル位置の調整が必要であると判断されたものとして説明する。
各ノズル17の移動量が求められると、塗布ヘッド14からの有機EL液の吐出が停止された後、ヘッド移動機構15により塗布ヘッド14が(+X)側へと移動され、図12中に二点鎖線にて示すように、ピッチ調整機構3と対向する調整位置に位置する。続いて、ピッチ調整機構3の各調整ヘッド30において、図6および図7に示す取付部固定機構31の第1固定部311および第2固定部314により、ノズル取付部141の水平部1412が(−Y)側および(+Y)側から挟まれることにより、ノズル取付部141が固定される。
次に、各調整ヘッド30のロック部操作機構により、各移動ノズルのノズルロック部173によるロックが解除され、各移動ノズルが副走査方向に移動可能とされる。そして、制御部10の調整機構制御部102(図3参照)により、各移動ノズルに対応する調整ヘッド30において、ピッチ調整機構3の駆動部である当接部移動機構34のステッピングモータ343が制御され、ノズル17がノズル付勢機構33によりノズル当接部32に付勢された状態で、ピッチ検出部101により求められた移動量に従って副走査方向に移動される(ステップS151)。各移動ノズルの副走査方向への移動が終了すると、ロック部操作機構により各移動ノズルの位置が再びロックされる。なお、15本の移動ノズルにおいて位置調整が不要と判断されたものがある場合には、当該移動ノズルのロックは解除されず、また、副走査方向への移動も行われない。
その後、取付部固定機構31の第1固定部311および第2固定部314がノズル取付部141の水平部1412から離れることにより、塗布ヘッド14のノズル取付部141の固定が解除される。図12に示す塗布ヘッド14は、(+X)側の受液部16上へと移動し、複数のノズル17から有機EL液の吐出が開始される。
このように、塗布装置1では、ピッチ検出部101により求められた移動量に従って、1本の基準ノズルを除く全てのノズル17(すなわち、全移動ノズル)が副走査方向に個別に移動されることによりノズルピッチの調整が行われる。本実施の形態では、ノズルピッチが120μm〜700μmの範囲で調整される。なお、塗布装置1では、16本のノズル17の全てが副走査方向に個別に移動されてノズルピッチの調整が行われてもよい。
移動ノズルの副走査方向における移動が終了すると、試験塗布ユニット2の各試験塗布ステージ部21において、図8ないし図10に示すテープ吸着部2141による樹脂テープ213の吸着が解除されるとともに、押圧部移動機構2144によりテープ押圧部2142が(−Y)方向に移動され、図10に示すように、テープ吸着部2141の上方に位置する。続いて、図9に示すモータ2171が駆動されることにより、図8ないし図10に示すテープ保持部214において樹脂テープ213が(+Y)方向へと所定の長さだけ送られ、新しい試験塗布面2131がテープ吸着部2141上に位置する。
次に、押圧部昇降機構2143によりテープ押圧部2142が下降して樹脂テープ213をテープ吸着部2141に向けて押圧するとともに、テープ吸着部2141により樹脂テープ213が吸着されることにより、試験塗布面が新しい試験塗布面2131に交換されて保持平面2145上に固定される(ステップS152)。樹脂テープ213が吸着されると、テープ押圧部2142は試験塗布面2131上から退避する。
試験塗布面2131が交換されると、ステップS12に戻って、塗布ヘッド14が、複数のノズル17から有機EL液を吐出しつつ(−X)方向へと移動され、試験塗布ユニット2の2つの試験塗布面2131に有機EL液が塗布される(ステップS12)。続いて、CCDカメラ13により試験塗布面2131上の有機EL液のパターンの画像が取得され、ピッチ検出部101によりノズルピッチが検出されてノズル位置の再調整が必要か否かが確認される(ステップS13〜S15)。そして、ノズル位置の調整が不要と判断されるまで、ピッチ調整機構3によるノズル17の副走査方向への移動、および、試験塗布面2131の交換(ステップS151,S152)、並びに、試験塗布面2131への有機EL液の塗布、ノズルピッチの検出、および、ノズル位置の調整の要否確認(ステップS12〜S15)が繰り返される。
ノズルピッチの調整が終了すると、2つのCCDカメラ13により最後に取得された試験塗布面2131上の有機EL液のパターンの2つの画像(すなわち、ノズルピッチの調整が不要と判断された際の画像であり、以下、「最終画像」という。)のそれぞれにおいて、制御部10の基板位置調整部103(図3参照)により、有機EL液のパターンの画像中における副走査方向の位置が求められる。続いて、(+X)側のCCDカメラ13により撮像された最終画像を基準として、(−X)側のCCDカメラ13により撮像された最終画像中のパターンの位置の副走査方向におけるずれ量(以下、「位置ずれ量」という。)が求められる(ステップS16)。
次に、(−X)側の撮像部移動機構13aが基板位置調整部103により制御されることにより、(−X)側のCCDカメラ13が、位置ずれ量に等しい距離だけ副走査方向に移動されて2つのCCDカメラ13の相対位置が調整される(ステップS17)。これにより、2つのCCDカメラ13の撮像領域の中心を結ぶ直線が、塗布ヘッド14により塗布される有機EL液のラインに平行とされる。具体的には、(−X)側のCCDカメラ13による最終画像中の有機EL液のパターンが、(+X)側の最終画像に比べて(−Y)側にずれている場合には、(−X)側のCCDカメラ13が(−Y)方向に移動され、(+Y)側にずれている場合には(+Y)方向に移動される。なお、塗布装置1におけるCCDカメラ13の位置調整は、(−X)側のCCDカメラ13が固定された状態で(+X)側のCCDカメラ13が移動されることにより行われてもよく、両方のCCDカメラ13が移動されることにより行われてもよい。
CCDカメラ13の位置調整が終了すると、基板移動機構12により基板9が基板保持部11および試験塗布ユニット2と共に(+Y)方向に移動され、図1に実線にて示すように、基板9が2つのCCDカメラ13の下方に位置する(ステップS18)。このとき、基板9の上面91上において、(+Y)側の2つの角部近傍、かつ、塗布領域の外側の非塗布領域に設けられた2つの位置決め用目印93(図12参照)はそれぞれ、2つのCCDカメラ13の撮像領域内に位置する。基板9上では、2つの位置決め用目印93の中心を結ぶ直線が、塗布領域の複数の溝に平行とされている。
続いて、基板位置調整部103により2つのCCDカメラ13が制御され、基板9上の2つの位置決め用目印93が撮像される(ステップS19)。次に、2つの位置決め用目印93の画像に基づいて位置決め用目印93の中心間の副走査方向に関する距離が求められ、予め記憶されている位置決め用目印93の中心間の主走査方向に関する距離に基づいて基板9の回転方向のずれ量(すなわち、傾き)が求められる。そして、基板位置調整部103により基板回転機構12aが基板9の回転方向のずれ量に基づいて制御されて基板9が回転することにより、2つの位置決め用目印93のCCDカメラ13に対する副走査方向における相対位置が等しくされる(ステップS20)。
既述のように、塗布装置1では、2つのCCDカメラ13の複数のノズル17(から吐出されて基板9上に塗布される有機EL液のライン)に対する副走査方向に関する相対位置が互いに等しくされている。したがって、2つの位置決め用目印93のCCDカメラ13に対する副走査方向の相対位置を互いに等しくすることにより、2つの位置決め用目印93の複数のノズル17(から吐出されて基板9上に塗布される有機EL液のライン)に対する副走査方向に関する相対位置が互いに等しくされる。すなわち、基板9上の塗布領域の隔壁間の溝が、主走査方向における複数のノズル17の移動の軌跡に対して平行となる。
このように、塗布装置1では、2つのCCDカメラ13により取得された有機EL液のパターンの画像、および、2つのCCDカメラ13により取得された基板9の上面91上の位置決め用目印93の画像に基づいて、基板移動機構12および基板回転機構12aが、制御部10の基板位置調整部103(図3参照)により制御されることにより、基板9の複数のノズル17に対する相対位置が調整される。
そして、基板9の位置調整が終了すると、ヘッド移動機構15により、塗布ヘッド14が複数のノズル17から有機EL液を連続的に吐出しつつ主走査方向に移動し、塗布ヘッド14の主走査方向への移動が1回行われる毎に、基板移動機構12により基板9が副走査方向((+Y)方向)にステップ移動する。そして、基板9が図1中に二点鎖線にて示す塗布終了位置に位置するまで、複数のノズル17の基板9に対する主走査方向および副走査方向への相対的な移動が繰り返されることにより、基板9に有機EL液がストライプ状に塗布される。
以上に説明したように、塗布装置1では、試験塗布ユニット2の試験塗布面2131に有機EL液が塗布され、CCDカメラ13により取得された試験塗布面2131上の有機EL液のパターンの画像に基づいてノズルピッチが検出され、さらに、検出結果に基づいて複数のノズル17の副走査方向におけるピッチがピッチ調整機構3により調整される。これにより、塗布装置1の複数のノズル17の副走査方向におけるピッチ(すなわち、ノズルピッチ)を、基板9に対する有機EL液の塗布を行うことなく高精度に調整することができる。
その結果、基板上の非塗布領域に試験塗布を行ってノズルピッチを調整する場合とは異なり、ノズルの本数と非塗布領域の大きさとの関係(すなわち、試験塗布に要する領域の大きさと基板上の試験塗布可能領域の大きさとの関係)を考慮することなく、ノズルピッチの調整を高精度に行うことができる。したがって、塗布装置1の構造は、多数(例えば、8本以上)のノズルを備える塗布装置に特に適している。また、塗布装置1では、基板に対する試験塗布が行われないことにより、試験塗布された有機EL液の乾燥後に有機EL材料から発生する可能性があるパーティクルを防止することができ、基板9に対する塗布の質を向上することができる。
塗布装置1では、試験塗布時におけるノズル17と試験塗布面2131との間のZ方向の距離が、基板9に対する有機EL液の塗布時のノズル17と基板9の上面91との間のZ方向の距離と等しくされるため、基板9への有機EL液の塗布時における有機EL液の吐出距離が試験塗布時の吐出距離と等しくなる。仮に、基板への塗布時および試験塗布時における吐出距離に大きな差があるとすると、塗布された複数の有機EL液のラインのピッチが変化する可能性があるが、本実施の形態に係る塗布装置1では、基板9への塗布時および試験塗布時における吐出距離の差による影響を防止することができるため、ノズルピッチをより高精度に調整することができる。なお、塗布装置1では、有機EL液のラインピッチに対する吐出距離の差の影響が防止される範囲内であれば、試験塗布時におけるノズル17と試験塗布面2131との間のZ方向の距離と、基板9に対する有機EL液の塗布時のノズル17と基板9の上面91との間のZ方向の距離とが僅かに異なっていても、これらの距離は実質的に等しいとみなすことができる。
試験塗布ステージ部21では、試験塗布面2131を樹脂テープ213の主面とし、テープ供給部215により樹脂テープ213をテープ保持部214へと繰り出すことにより、使用済みの(すなわち、有機EL液の試験塗布が行われた後の)試験塗布面2131を新しい未使用の試験塗布面と容易に交換することができる。テープ保持部214では、テープ吸着部2141およびテープ押圧部2142により樹脂テープ213の試験塗布面2131を固定して平坦とし、試験塗布面2131と複数のノズル17との間の距離を一定に保つことにより、ノズルピッチをより高精度に検出することができる。
試験塗布ユニット2では、試験塗布ステージ部21の試験塗布面2131が、塗布ヘッド14による試験塗布時に、複数のノズル17の主走査方向における相対移動の経路の一部のみと重なっている。換言すれば、ヘッド移動機構15による複数のノズル17の移動経路上において、主走査方向の一部にのみ試験塗布面2131が配置される。このため、有機EL液が塗布される試験塗布面の面積を小さくすることができ、試験塗布面2131の使用量を低減することができる。その結果、ノズルピッチの調整に要するコストを低減することができる。
塗布装置1では、制御部10のピッチ検出部101により検出されたノズルピッチに基づき、ピッチ調整機構3の当接部移動機構34が調整機構制御部102により制御されることにより、ノズルピッチを自動的に調整することができる。その結果、ノズルピッチをより高精度に調整することができるとともに、ノズルピッチの調整に要する作業時間および労力を低減することができる。また、ピッチ調整機構3により、複数のノズル17の1本を除く他の全て(または、複数のノズル17の全て)が副走査方向に個別に移動されることにより、隣接するノズル17間の副走査方向における各距離を個別に、かつ、高精度に調整することができる。
塗布装置1では、主走査方向に離間する2つの試験塗布面2131に塗布された有機EL液のパターンの画像と、基板9上において主走査方向に離間して配置される2つの位置決め用目印93の画像とに基づいて基板9のノズル17に対する相対位置が調整されることにより、複数のノズル17により塗布される有機EL液のラインと基板9の塗布領域における複数の溝とを精度良く平行として基板9の位置調整を高精度に行うことができる。また、ノズルピッチの調整用の構成を利用して基板9の位置調整を行うことができるため、塗布装置1の構造を簡素化することもできる。
さらには、同じ構造の2つの試験塗布ステージ部21により、2つの試験塗布面2131をそれぞれ固定する2つのテープ保持部214、並びに、2つの試験塗布面2131をそれぞれ交換する各2つのテープ供給部215およびテープ回収部216が構成されることにより、塗布装置1の構造をより簡素化することができる。
次に、本発明の第2の実施の形態に係る塗布装置について説明する。第2の実施の形態に係る塗布装置は、図8および図9に示す試験塗布ステージ部21とは構造が異なる2つの試験塗布ステージ部21aを備える。その他の構成は、図1ないし図7に示す塗布装置1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
図13は、(+X)側の試験塗布ステージ部21aを示す左側面図である。図13では、基板移動機構12の一部も併せて描いている。第2の実施の形態に係る塗布装置では、(−X)側の試験塗布ステージ部21aも、図13に示す(+X)側の試験塗布ステージ部21aと同様の構造を有する。
図13に示すように、試験塗布ステージ部21aは、基板移動機構12のレール121に移動可能に取り付けられるスライダ211、スライダ211上に固定されるハウジング212、有機EL液の試験塗布が行われる試験塗布部材である試験片213a、ハウジング212の上部において試験片213aを保持する試験片保持部214a、試験片213aの(−Z)側において未使用の(すなわち、有機EL液の試験塗布が行われていない)複数の試験片213b(以下、「待機試験片213b」という。)を積層して保持するマガジンである試験片収容部215a、試験片保持部214aに保持された試験片213aを(+Y)方向に向けて押し出すシリンダである押出機構216a、および、押出機構216aにより試験片保持部214aから押し出された試験片213aを受け取る試験片回収部217aを備える。
試験片213aは、有機EL液に対する濡れ性が基板9と同等の材料により形成されており、本実施の形態では、基板9と同材質のガラスにより形成される。また、試験片213aの(+Z)側の主面には、有機EL液の塗布前に基板9上に形成されている薄膜(例えば、後述する正孔輸送材料の層)と同等の薄膜が形成されることにより、試験片213aの(+Z)側の主面と基板9の上面91との有機EL液に対するそれぞれの濡れ性が同等(すなわち、ほぼ等しく)とされる。なお、試験片213aの材料を適宜選択することにより、試験片213aの(+Z)側の主面に薄膜を形成することなく、試験片213aの(+Z)側の主面と基板9の上面91との有機EL液に対するそれぞれの濡れ性が同等とされてもよい。
試験塗布ステージ部21aでは、試験片213aの(+Z)側の主面が、複数のノズル17(図1参照)からの有機EL液が試験塗布される試験塗布面2131となっており、試験片213aを保持する試験片保持部214aが、試験塗布面2131を有する試験塗布部となっている。
図14は、試験片保持部214a近傍を示す平面図である。図13および図14に示すように、試験片保持部214aは、試験片213aの試験塗布面2131に当接してZ方向(すなわち、試験塗布面2131に垂直な方向)における試験塗布面2131の位置を決定する略矩形枠状の試験塗布面当接部2147を備える。試験片保持部214aの試験片213aは、試験片213aの試験塗布面2131とは反対側(すなわち、(−Z)側)の試験片収容部215aにより、複数の待機試験片213bを介して試験塗布面当接部2147に向けて押圧されて試験塗布面当接部2147に付勢される。
試験塗布ステージ部21aでは、押出機構216aが駆動されることにより、試験塗布面当接部2147に当接している試験片213aが、(+Y)方向に押し出されて試験片保持部214aから取り出される。そして、試験片収容部215aに収容されている複数の待機試験片213bのうち、最上部の待機試験片213bが、試験片保持部214aの試験塗布面当接部2147に付勢されることにより、試験片保持部214aに保持される新たな試験片213aとなり、当該試験片213aの(+Z)側の主面が新たな試験塗布面2131となる。すなわち、試験塗布ステージ部21aでは、押出機構216aが、試験片保持部214aから試験片213aを取り出す試験片取出部となっており、試験片収容部215aおよび押出機構216aが、試験片保持部214aの試験塗布面2131を新たな試験塗布面と交換する試験塗布面交換機構となっている。
第2の実施の形態に係る塗布装置における準備作業(すなわち、ノズルピッチの調整および基板9の位置調整)の流れは、ステップS152における試験塗布面2131の交換が、樹脂テープ213の繰り出しによるものから試験片213aの交換によるものへと変更される点を除き、第1の実施の形態と同様である。
第2の実施の形態に係る塗布装置では、第1の実施の形態と同様に、試験塗布ユニット2(図1参照)の試験塗布面2131に有機EL液が塗布され、試験塗布面2131上の有機EL液のパターンの画像に基づいてノズルピッチが検出され、さらに、検出結果に基づいて複数のノズル17(図1参照)の副走査方向におけるピッチが調整される。これにより、塗布装置の複数のノズル17の副走査方向におけるピッチ(すなわち、ノズルピッチ)を、基板9(図1参照)に対する有機EL液の塗布を行うことなく高精度に調整することができる。
第2の実施の形態に係る塗布装置では、特に、試験塗布面2131が、有機EL液に対する濡れ性が基板9の上面91と同等の試験片213aの主面とされることにより、試験塗布面2131と基板9の上面91との濡れ性の差による計測誤差等を防止することにより、ノズルピッチを高精度に検出することができる。
試験塗布ステージ部21aでは、試験片213aの(−Z)側に複数の待機試験片213bを収容する試験片収容部215aを設け、押出機構216aにより試験片保持部214aから試験片213aを押し出すことにより、新たな試験片213aが試験片保持部214aの試験塗布面当接部2147に付勢されて新たな試験塗布面2131が配置される。これにより、試験塗布面2131の交換を容易とすることができるとともに、試験塗布面2131と複数のノズル17との間の距離を一定に保つことができ、ノズルピッチをより高精度に検出することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、第1の実施の形態に係る塗布装置1の試験塗布ステージ部21では、テープ保持部214においてテープ吸着部2141の吸引力のみにより樹脂テープ213を吸着して試験塗布面2131を平滑な状態で固定することができる場合、テープ押圧部2142、押圧部昇降機構2143および押圧部移動機構2144が省略され、テープ吸着部2141のみが樹脂テープ213の試験塗布面2131を固定するテープ固定部とされてもよい。また、テープ吸着部2141による吸着を行うことなく、テープ押圧部2142による押圧により樹脂テープ213の試験塗布面2131の固定が行われてもよい。
塗布装置1における準備作業では、ステップS151におけるピッチ調整機構3によるノズル17の移動と、ステップS152における試験塗布面2131の交換とが並行して行われてもよく、ステップS152がステップS151よりも前に行われてもよい(第2の実施の形態においても同様)。また、ステップS18において撮像される位置決め用目印は、必ずしも、非塗布領域に設けられた位置決め専用の目印である必要はなく、例えば、塗布領域内の隔壁や非塗布領域に形成された配線の一部が位置決め用目印とされてもよい。
ピッチ調整機構3では、必ずしも複数の調整ヘッド30が設けられる必要はなく、1つの調整ヘッド30により、複数のノズル17の副走査方向における位置調整が順次行われてもよい。この場合、複数のノズル17は、ヘッド移動機構15による塗布ヘッド14の移動により、当該調整ヘッド30に対応する位置へと順次移動されることとなる。なお、複数のノズル17のうち1本のノズル17が基準ノズルとされる場合、当該基準ノズルに対する調整ヘッド30による位置調整は行われない。また、基準ノズルは副走査方向に移動不可能にノズル取付部141に固定されてもよい。
上記実施の形態に係る塗布装置では、必ずしも、全てのノズル17(または、1本のノズル17を除く他の全てのノズル17)が副走査方向に個別に移動される必要はなく、複数のノズル17が移動不可能に固定されたノズル取付部が、ピッチ調整機構3とは異なる他のピッチ調整機構により、基板9の上面91に垂直な回転軸を中心として僅かな角度だけ回転されることにより、副走査方向におけるノズルピッチが変更されてもよい。また、塗布装置におけるノズルピッチの調整は、ノズルピッチの検出結果に基づいて作業者がピッチ調整機構を手動にて操作することにより行われてもよい。
塗布装置では、基板9の位置調整が、ノズルピッチの調整に利用される構成とは異なる他の機構により行われる場合には、試験塗布ユニット2に1つの試験塗布ステージ部のみが設けられてもよい。この場合であっても、上記実施の形態と同様に、基板9に対する有機EL液の塗布を行うことなく、ノズルピッチを高精度に調整することができる。
図15は、樹脂テープ213を利用する試験塗布ユニット2aの他の例を示す背面図である。図15に示す試験塗布ユニット2aでは、図8および図9に示す試験塗布ステージ部21とは90°向きが異なるとともに基板のX方向(すなわち、主走査方向)の幅よりも大きい試験塗布ステージ部21bが1つのみ設けられる。試験塗布ステージ部21bの上部のテープ保持部214では、樹脂テープ213が、基板のX方向の幅とほぼ等しい長さだけX方向に伸びている。
試験塗布ユニット2aでは、テープ保持部214において、樹脂テープ213のX方向のおよそ全長に亘って有機EL液が塗布され、樹脂テープ213のX方向の両端部近傍における2つの試験塗布面2131がテープ吸着部2141により固定された状態でCCDカメラにより撮像されることにより、上記実施の形態と同様に、ノズルピッチが検出されるとともに基板の位置調整に必要な情報が入手される。
試験塗布ステージ部21bでは、樹脂テープ213が環状とされており、1回の試験塗布が終了すると図15中の反時計回りに送られる。これにより、使用済みの試験塗布面2131が新たな試験塗布面に交換される。また、使用済みの試験塗布面2131は、スプレー2191により洗浄液が噴射され、エアーナイフ2192により付着している有機EL材料が除去されることにより、新たな試験塗布面として利用可能とされる。なお、試験塗布ステージ部21bでは、(+X)側および(−X)側にそれぞれテープ供給部およびテープ回収部が設けられ、使用済みの試験塗布面が巻き取られて回収される構造とされてもよい。
上記実施の形態に係る塗布装置では、基板移動機構12による基板9および基板保持部11の移動に代えて、塗布ヘッド14が副走査方向に移動することにより、副走査方向における基板9の塗布ヘッド14に対する相対移動が行われてもよい。また、ヘッド移動機構15による塗布ヘッド14の移動に代えて、基板9および基板保持部11が主走査方向に移動することにより、主走査方向における塗布ヘッド14の基板9に対する相対移動が行われてもよい。
上記実施の形態に係る塗布装置では、塗布ヘッド14に設けられるノズル17の本数は16本には限定されず、3本以上であればよい。塗布装置では、例えば、塗布ヘッド14に設けられた3本のノズル17から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)と互いに色が異なる3種類の有機EL材料をそれぞれ含む3種類の有機EL液が同時に吐出されて基板9に塗布されてもよい。この場合、隣接する2本のノズルの間の副走査方向に関する距離は、隔壁ピッチと等しくなるよう調整される。
また、上記塗布装置では、画素形成材料である正孔輸送材料を含む流動性材料(以下、「正孔輸送液」という。)が基板9に塗布されてもよい。ここで、「正孔輸送材料」とは、有機EL表示装置の正孔輸送層を形成する材料であり、「正孔輸送層」とは、有機EL材料により形成された有機EL層へと正孔を輸送する狭義の正孔輸送層のみを意味するのではなく、正孔の注入を行う正孔注入層も含む。
上記塗布装置は、必ずしも有機EL表示装置用の有機EL液または正孔輸送液の塗布のみに利用されるわけではなく、例えば、液晶表示装置やプラズマ表示装置等の平面表示装置用の基板に対し、着色材料や蛍光材料等の他の種類の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する場合に利用されてもよい。
このような、有機EL表示装置用の基板に対する有機EL液や正孔輸送液の塗布、その他の平面表示装置用の基板に対する画素形成材料を含む流動性材料の塗布では、流動性材料の塗布位置に高い位置精度が求められる。上述のように、塗布装置は、複数のノズル17のピッチを高精度に調整することができるため、有機EL表示装置用の基板に対する有機EL液や正孔輸送液の塗布、その他の平面表示装置用の基板に対する画素形成材料を含む流動性材料の塗布に特に適している。
また、上記塗布装置は、平面表示装置用の基板以外にも、磁気ディスクや光ディスク用のガラス基板やセラミック基板、あるいは、半導体基板等、様々な基板に対する様々な種類の流動性材料の塗布に利用されてもよい。
第1の実施の形態に係る塗布装置の平面図である。 塗布装置の正面図である。 制御部の機能を示すブロック図である。 塗布ヘッドの一部を示す正面図である。 塗布ヘッドの一部を示す平面図である。 調整ヘッドおよび塗布ヘッドの一部を示す平面図である。 調整ヘッドおよび塗布ヘッドの一部を示す左側面図である。 試験塗布ステージ部の左側面図である。 試験塗布ステージ部の背面図である。 テープ保持部近傍を示す平面図である。 塗布装置における準備作業の流れを示す図である。 塗布装置における準備作業の流れを示す図である。 塗布装置の平面図である。 第2の実施の形態に係る試験塗布ステージ部の左側面図である。 試験片保持部近傍を示す平面図である。 他の試験塗布ステージ部の背面図である。
符号の説明
1 塗布装置
3 ピッチ調整機構
9 基板
11 基板保持部
12 基板移動機構
12a 基板回転機構
13 CCDカメラ
15 ヘッド移動機構
17 ノズル
21,21a,21b 試験塗布ステージ部
34 当接部移動機構
91 上面
93 位置決め用目印
101 ピッチ検出部
102 調整機構制御部
103 基板位置調整部
213 樹脂テープ
213a 試験片
213b 待機試験片
214 テープ保持部
214a 試験片保持部
215 テープ供給部
215a 試験片収容部
216 テープ回収部
216a 押出機構
343 ステッピングモータ
2131 試験塗布面
2141 テープ吸着部
2142 テープ押圧部
2145 保持平面
2147 試験塗布面当接部
S11〜S20,S151,S152 ステップ

Claims (9)

  1. 基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記基板の主面に向けて流動性材料を連続的に吐出する複数のノズルと、
    前記複数のノズルを前記基板の前記主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記複数のノズルに対して前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に相対的に移動するノズル走査機構と、
    前記基板への非塗布時に前記複数のノズルからの流動性材料が試験塗布される試験塗布面を有する試験塗布部と、
    前記試験塗布部を前記複数のノズルの前記主走査方向における相対移動の経路に対して進退させる試験塗布部進退機構と、
    前記複数のノズルの前記主走査方向への相対移動により前記試験塗布面に塗布された流動性材料のパターンの画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部により取得された画像に基づいて前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを検出するピッチ検出部と、
    前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを調整するピッチ調整機構と、
    前記試験塗布部の前記試験塗布面を新たな試験塗布面と交換する試験塗布面交換機構と、
    を備え
    前記試験塗布面が、樹脂テープの一部の主面であり、
    前記試験塗布部が、
    前記樹脂テープの前記一部を保持するテープ保持部と、
    前記樹脂テープの前記試験塗布面を前記基板の前記主面に平行な保持平面上に固定するテープ固定部と、
    を備え、
    試験塗布時における前記複数のノズルと前記テープ固定部により固定された前記試験塗布面との間の距離が、塗布時の前記複数のノズルと前記基板の前記主面との間の距離に等しいことを特徴とする塗布装置。
  2. 請求項1に記載の塗布装置であって、
    試験塗布時に、前記試験塗布面が前記複数のノズルの前記主走査方向における相対移動の経路の一部のみと重なっていることを特徴とする塗布装置。
  3. 請求項1または2に記載の塗布装置であって、
    前記基板保持部を前記基板の前記主面に垂直な回転軸を中心に回転する基板回転機構と、
    前記主走査方向において前記試験塗布面から離間して設けられるもう1つの試験塗布面に塗布された流動性材料のパターンの画像を取得するもう1つの撮像部と、
    前記撮像部および前記もう1つの撮像部により取得された流動性材料のパターンの画像、並びに、前記撮像部および前記もう1つの撮像部により取得された前記基板の前記主面上の位置決め用目印の画像に基づいて前記ノズル走査機構および前記基板回転機構を制御することにより前記基板の前記複数のノズルに対する相対位置を調整する基板位置調整部と、
    をさらに備えることを特徴とする塗布装置。
  4. 請求項3に記載の塗布装置であって、
    前記もう1つの試験塗布面を、前記試験塗布面とは個別に新たな試験塗布面と交換するもう1つの試験塗布面交換機構をさらに備えることを特徴とする塗布装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれかに記載の塗布装置であって、
    前記ピッチ調整機構を駆動する駆動部と、
    前記ピッチ検出部の検出結果に基づいて前記駆動部を制御する調整機構制御部と、
    をさらに備えることを特徴とする塗布装置。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載の塗布装置であって、
    前記ピッチ検出部により、前記副走査方向に関して互いに隣接する2つのノズル間の各距離が検出され、
    前記ピッチ調整機構により、前記複数のノズルの全てまたは1つを除く他の全てが前記副走査方向に個別に移動されることにより前記各距離が調整されることを特徴とする塗布装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載の塗布装置であって
    記試験塗布面交換機構が、前記樹脂テープを前記試験塗布部へと繰り出すテープ供給部を備えることを特徴とする塗布装置。
  8. 基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、
    基板を保持する基板保持部と、
    前記基板の主面に向けて流動性材料を連続的に吐出する複数のノズルと、
    前記複数のノズルを前記基板の前記主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記複数のノズルに対して前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に相対的に移動するノズル走査機構と、
    前記基板への非塗布時に前記複数のノズルからの流動性材料が試験塗布される試験塗布面を有する試験塗布部と、
    前記試験塗布部を前記複数のノズルの前記主走査方向における相対移動の経路に対して進退させる試験塗布部進退機構と、
    前記複数のノズルの前記主走査方向への相対移動により前記試験塗布面に塗布された流動性材料のパターンの画像を取得する撮像部と、
    前記撮像部により取得された画像に基づいて前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを検出するピッチ検出部と、
    前記複数のノズルの前記副走査方向におけるピッチを調整するピッチ調整機構と、
    前記試験塗布部の前記試験塗布面を新たな試験塗布面と交換する試験塗布面交換機構と、
    を備え、
    前記試験塗布面が、流動性材料に対する濡れ性が前記基板の前記主面と同等とされた試験片の主面であり、
    前記試験塗布部が、前記試験片を保持する試験片保持部であり、
    試験塗布時における前記複数のノズルと前記試験片保持部により保持された前記試験片の前記試験塗布面との間の距離が、塗布時の前記複数のノズルと前記基板の前記主面との間の距離に等しいことを特徴とする塗布装置。
  9. 請求項に記載の塗布装置であって、
    前記試験塗布部が、前記試験片の前記試験塗布面に当接して前記試験塗布面に垂直な方向における前記試験塗布面の位置を決定する試験塗布面当接部を備え、
    前記試験塗布面交換機構が、
    前記試験片の前記試験塗布面とは反対側において複数の待機試験片を保持するとともに前記試験片を前記複数の待機試験片を介して前記試験塗布面当接部に向けて付勢する試験片収容部と、
    前記試験塗布部から前記試験片を取り出す試験片取出部と、
    を備えることを特徴とする塗布装置。
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