JP4573645B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置に関し、より特定的には、ステージ上に載置した基板にノズルから液柱状態の塗布液を吐出して塗布する塗布装置に関する。

従来、基板等の被処理体に塗布液を塗布する塗布装置が各種開発されている。基板に塗布液を塗布する際、基板外に塗布された塗布液や不要な塗布液を回収するために、基板外縁部に液受部が設けられることがある（例えば、特許文献１参照）。上記特許文献１で開示された液受部は、より多くの現像液を回収できるように基板外縁に沿うようにして設けられている。

また、ノズルから塗布液を吐出しつつ、連続して一筆書きのように基板に塗布液を塗布する塗布装置が開発されている。例えば、有機ＥＬ表示装置を製造する装置では、ステージ上に載置されたガラス基板等の基板の主面に所定のパターン形状で有機ＥＬ材料がノズル塗布される。この場合、ノズルが基板外に移動したときに塗布液を受ける液受部が基板外に配設される。

図１１に示すように、有機ＥＬ表示装置の製造装置は、赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料の塗布を受けるガラス基板Ｐを載置するステージ１０１、赤色の有機ＥＬ材料を吐出する赤色用のノズル１０２、緑色の有機ＥＬ材料を吐出する緑色用のノズル１０３、青色の有機ＥＬ材料を吐出する青色用のノズル１０４、および基板Ｐの外に吐出された有機ＥＬ材料を回収する液受部１０５を備えている。赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料としては、例えば、基板Ｐ上にストライプ状に形成された溝内に拡がるように流動する程度の粘性を有する有機性のＥＬ材料が用いられる。そして、所定の圧力および流量でノズル１０２〜１０４から有機ＥＬ材料を直線棒状（以下、液柱状態と記載する）に吐出して、基板Ｐ上に塗布される。なお、液受部１０５は、基板Ｐの両サイド外側（図１１では、一方のみ示している）に上面を開口して配設されている。

ノズル１０２〜１０４は、並設した状態で保持部材（図示せず）によって支持されており、当該保持部材およびステージ１０１は、有機ＥＬ表示装置の製造装置の各駆動機構によって動作する。駆動機構は、基板Ｐを横断する所定方向（基板Ｐに形成されたストライプ状の溝の方向であり、図示矢印Ｆ方向）にノズル１０２〜１０４を支持する保持部材を往復移動させる。このとき、駆動機構は、基板Ｐの一方サイド外側に配設されている液受部１０５の上部空間から、基板Ｐを横断して基板Ｐの他方サイド外側に配設されている液受部１０５の上部空間まで、上記保持部材を往復移動させる。また、駆動機構は、上記保持部材が液受部１０５の上部空間に配置されている際、上記ノズル往復移動方向とは垂直の所定方向（紙面垂直方向）に所定ピッチだけステージ１０１を移動させる。このような駆動機構の動作と同時にノズル１０２〜１０３から有機ＥＬ材料を液柱状態で吐出することによって、赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料がストライプ状の溝毎に赤、緑、青色の順に配列された、いわゆる、ストライプ配列が基板Ｐ上に形成される。
特開２００３−３１４６０号公報

しかしながら、基板Ｐ外に設けられた液受部１０５へ液柱状態の塗布液を吐出する場合、次のような問題がある。ノズル１０２〜１０４と液受部１０５との距離ｈ１＋ｈ２が長くなることによって、液柱状態であった塗布液が表面張力により液滴化する。例えば、ノズル１０２〜１０４の先端部から基板Ｐ上面までの距離ｈ１は、０．２５〜０．５０ｍｍ程度に液柱状態が保証できる距離に設定することができるが、距離ｈ１＋ｈ２が２０ｍｍ程度である場合、吐出圧力や流量の調整だけでは液滴化を防ぐことが難しくなる。また、ノズル１０２〜１０４が図示Ｆ方向へ高速移動する場合、その速度に応じて液滴化した塗布液が微細なミスト状にさらに分裂する。そして、高速移動するノズル１０２〜１０４の背後の空間が負圧となり、ミスト状になった塗布液がノズル１０２〜１０４の近傍まで舞い上がってしまう。その結果、基板Ｐ外で発生したミスト状の塗布液が基板Ｐ上に落下して上面に付着するため、塗布不良の原因となってしまう。

また、基板近傍に設けられている上記特許文献１の液受部を上記有機ＥＬ表示装置の製造装置に採用したとしても、できるだけ多くの回収を行うために液受部の上面が開放されている、あるいは受け口が拡大されているため、液受部内部で同様の液滴化やミスト化が生じ、同様の問題が発生する。

それ故に、本発明の目的は、液柱状態の塗布液を基板に塗布する際、基板外に吐出される塗布液が当該基板へ影響しない塗布装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、鉛直下方向への直線棒状となった液柱状態の塗布液を基板上に吐出してその塗布液を塗布する塗布装置である。塗布装置は、ノズル、ステージ、ノズル移動機構、および液受部を備えている。ノズルは、その先端部から塗布液を液柱状態で吐出する。ステージは、基板をその上面に載置する。ノズル移動機構は、ステージ上の空間において、そのステージ面を横断する方向にノズルを往復移動させる。液受部は、ノズル移動機構が横断する方向に沿ってステージ上から外れた位置にノズルを移動させた際、そのノズルからステージ外に吐出された塗布液を受ける。液受部は、横断する方向に沿ってステージ上から外れた位置に配置されたノズルの先端部から鉛直下方向となる位置にその横断する方向と平行のスリット状の開口が上面に形成された箱部を有し、その開口を通してノズルから吐出された液柱状態の塗布液を箱部内で回収する。液受部に形成された開口は、ノズルから吐出された塗布液が液柱状態から分裂が始まる高さよりノズル側に形成される。

第２の発明は、上記第１の発明において、液受部は、ステージ側面近傍に設けられる。液受部に形成された開口は、ステージの上面より少なくとも下方に形成される。

第３の発明は、上記第２の発明において、基板は、開口が形成された液受部の上面の一部の上方にかかるようにステージ上に載置される。

第４の発明は、上記第１の発明において、塗布装置は、複数のノズルを備えている。ノズル移動機構は、複数のノズルを一体的に横断する方向に往復移動させる。液受部の上面に形成される開口は、横断する方向に沿ってステージ上から外れた位置に配置された複数のノズルの先端部から鉛直下方向となる位置にその横断する方向と平行のスリット状であり、複数のノズルから吐出された全ての液柱状態の塗布液を同時に通す形状で形成されている。

第５の発明は、上記第１の発明において、塗布装置は、ステージで対向する２つの側面近傍に横断する方向に沿ってそれぞれ液受部を２つ備えている。ステージは、横断する方向に対して垂直な水平方向に移動可能である。

上記第１の発明によれば、液受部は、その上面が開放ではなく液柱状態で吐出された塗布液が通過するスリット状の開口が形成されているため、液受部内に吐出された塗布液が外部へ再度舞い上がることを防止することができる。したがって、ステージ外に吐出した塗布液が当該ステージに載置された基板上に落下して付着することなく、塗布不良を防止することができる。また、ステージ外に設けられた液受部で液柱状態のまま塗布液を回収することができるため、塗布液が液滴化やミスト化することがなく、液滴化やミスト化した塗布液が基板上に舞い戻ることを防止することができる。

上記第２の発明によれば、ステージ外に吐出された塗布液を確実に回収しながら、ステージ上に載置された基板と液受部との干渉を防止することができる。

上記第３の発明によれば、基板が液受部の上面の一部にオーバラップして載置されるため、基板外に吐出された塗布液を確実に回収することができる。

上記第４の発明によれば、複数のノズルを用いて同時に塗布液を基板に塗布する装置においても、液受部内に吐出された塗布液が外部へ再度舞い上がることを防止することができる。したがって、ステージ外に吐出した塗布液が当該ステージに載置された基板上に落下して付着することなく、塗布不良を防止することができる。

上記第５の発明によれば、ステージを横断する方向に塗布液を吐出するノズルを一方の液受部上まで移動させた後、ステージを所定量移動させ、ステージを横断する方向に塗布液を吐出するノズルを他方の液受部上まで移動させることを繰り返すことによって、基板面に対してストライプ状に塗布液を塗布することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る塗布装置について説明する。説明を具体的にするために、当該塗布装置が有機ＥＬ表示装置を製造する装置に適用された例を用いて、以下の説明を行う。有機ＥＬ表示装置を製造する装置は、有機ＥＬ材料をステージ上に載置されたガラス基板上に所定のパターン形状に塗布して有機ＥＬ表示装置を製造するものである。図１は、有機ＥＬ表示装置の製造装置の要部概略構成を示す平面図および正面図である。

図１において、有機ＥＬ表示装置の製造装置１は、大略的に、基板載置装置２および有機ＥＬ塗布機構５を備えている。有機ＥＬ塗布機構５は、ノズル移動機構部５１、ノズルユニット５２、および液受部５３を有している。ノズル移動機構部５１は、ガイド部材５１１が図示Ｘ軸方向に延設されており、ノズルユニット５２をガイド部材５１１に沿って図示Ｘ軸方向に移動させる。ノズルユニット５２は、赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料をそれぞれ吐出するノズル５２１〜５２３を並設した状態で保持する。各ノズル５２１〜５２３へは、それぞれ供給部（図２参照）から赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料が供給される。

基板載置装置２は、ステージ２１、旋回部２２、平行移動テーブル２３、ガイド受け部２４、およびガイド部材２５を有している。ステージ２１は、被塗布体となるガラス基板等の基板Ｐをそのステージ上面に載置する。ステージ２１の下部は、旋回部２２によって支持されており、旋回部２２の回動動作によって図示θ方向にステージ２１が回動可能に構成されている。また、ステージ２１の内部には、有機ＥＬ材料が塗布された基板Ｐをステージ面上で予備加熱処理するための加熱機構が設けられている。

有機ＥＬ塗布機構５の下方を通るように、ガイド部材２５が上記Ｘ軸方向と垂直の図示Ｙ軸方向に延設されて固定される。平行移動テーブル２３の下面にはガイド部材２５と当接してガイド部材２５上を滑動するガイド受け部２４が固設されている。また、平行移動テーブル２３の上面には、旋回部２２が固設される。これによって、平行移動テーブル２３が、例えばリニアモータ（図示せず）からの駆動力を受けてガイド部材２５に沿った図示Ｙ軸方向に移動可能になり、旋回部２２に支持されたステージ２１の移動も可能になる。

ステージ２１上に基板Ｐを載置して、平行移動テーブル２３が有機ＥＬ塗布機構５の下方まで移動したとき、当該基板Ｐが赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料の塗布をノズル５２１〜５２３から受ける位置となる。そして、制御部（図２参照）がノズルユニット５２をＸ軸方向に往復移動させるようにノズル移動機構部５１を制御し、ステージ２１をＹ軸方向へ当該直線移動毎に所定ピッチだけ移動させるように平行移動テーブル２３を制御し、ノズル５２１〜５２３から所定流量の有機ＥＬ材料を吐出する。また、ノズル５２１〜５２３のＸ軸方向吐出位置において、ステージ２１に載置された基板Ｐから逸脱する両サイド空間には、基板Ｐから外れて吐出された有機ＥＬ材料を受ける液受部５３Ｌおよび５３Ｒがそれぞれ固設されている。ノズル移動機構部５１は、基板Ｐの一方サイド外側に配設されている液受部５３の上部空間から、基板Ｐを横断して基板Ｐの他方サイド外側に配設されている液受部５３の上部空間まで、ノズルユニット５２を往復移動させる。また、平行移動テーブル２３は、ノズルユニット５２が液受部５３の上部空間に配置されている際、ノズル往復移動方向とは垂直の所定方向（図示Ｙ軸方向）に所定ピッチだけステージ２１を移動させる。このようなノズル移動機構部５１および平行移動テーブル２３の動作と同時にノズル５２１〜５２３から有機ＥＬ材料を液柱状態で吐出することによって、赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料が基板Ｐに形成されたストライプ状の溝毎に赤、緑、青色の順に配列された、いわゆる、ストライプ配列が基板Ｐ上に形成される。

次に、図２を参照して、有機ＥＬ表示装置の製造装置１における制御機能の概略構成について説明する。なお、図２は、有機ＥＬ表示装置の製造装置１の制御機能を示すブロック図である。

図２において、有機ＥＬ表示装置の製造装置１は、上述した構成部の他に、制御部３、第１供給部５４ａ、第２供給部５４ｂ、および第３供給部５４ｃを備えている。第１供給部５４ａは、赤色の有機ＥＬ材料を赤色用のノズル５２１に供給する。第２供給部５４ｂは、緑色の有機ＥＬ材料を緑色用のノズル２５５に供給する。第３供給部５４ｃは、青色の有機ＥＬ材料を青色用のノズル５２３に供給する。第１供給部５４ａは、赤色の有機ＥＬ材料の供給源５４１ａと、供給源５４１ａから赤色の有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ａと、赤色の有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ａと、赤色の有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ５４４ａとを備えている。また、第２供給部５４ｂは、緑色の有機ＥＬ材料の供給源５４１ｂと、供給源５４１ａから緑色の有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ｂと、緑色の有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ｂと、緑色の有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ５４４ｂとを備えている。さらに、第３供給部５４ｃは、青色の有機ＥＬ材料の供給源５４１ｃと、供給源５４１ａから青色の有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ｃと、青色の有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ｃと、青色の有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ５４４ｃとを備えている。そして、制御部３は、第１〜第３供給部５４ａ〜５４ｃ、旋回部２２、平行移動テーブル２３、およびノズル移動機構部５１のそれぞれの動作を制御する。

赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料の塗布を受ける基板Ｐの表面には、各色の有機ＥＬ材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じたストライプ状の溝が複数本並設されるように形成されている。赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料としては、例えば、基板Ｐ上の溝内に拡がるように流動する程度の粘性を有する有機性のＥＬ材料が用いられ、具体的には各色毎の高分子タイプの有機ＥＬ材料が用いられる。ノズルユニット５２は、所定の支持軸周りに回動自在に支持されており、制御部３の制御によって当該支持軸周りに回動させることで、各色の塗布ピッチ間隔を調整することができる。なお、ノズル５２１〜５２３における有機ＥＬ材料を吐出するための穴径は、基板Ｐに形成された溝の幅より小さい数十μｍ程度であり、例えば、１０〜７０μｍである。

制御部３は、ステージ２１に載置された基板Ｐの位置や方向に基づいて、基板Ｐに形成された溝の方向が上記Ｘ軸方向になるように旋回部２２の角度を調整し、塗布のスタートポイント、すなわち、基板Ｐに形成された溝の一方の端部側で塗布を開始する塗布開始位置を算出する。なお、上記塗布開始位置は、一方の液受部５３の上部空間となる。そして、制御部３は、上述したように平行移動テーブル２３およびノズル移動機構部５１を駆動させる。

上記塗布開始位置において、制御部３は、各ノズル５２１〜５２３から有機ＥＬ材料の吐出開始を各ポンプ５４２ａ〜５４２ｃに指示する。このとき、制御部３は、ストライプ状の溝の各ポイントにおける有機ＥＬ材料の塗布量が均一となり、液柱状態で有機ＥＬ材料が吐出されるように、ノズル５２１〜５２３の移動速度に応じてその塗布量を制御しており、流量計５４３ａ〜５４３ｃからの流量情報をフィードバックして制御する。そして、制御部３は、基板Ｐ上の溝内への有機ＥＬ材料の流し込むために、有機ＥＬ材料を基板Ｐ上の溝に沿わせながらこの溝内に流し込むようにノズルユニット５２をガイド部材５１１に沿わせて移動させるように制御する。この動作によって、液柱状態で吐出される赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料が同時にそれぞれの溝に流し込まれていく。

制御部３は、基板Ｐ上をノズルユニット５２が横断して溝の他方端部の外側に固設されている他方の液受部５３上に位置すると、ノズル５２１〜５２３からの有機ＥＬ材料の吐出を継続したまま、ノズル移動機構部５１によるノズルユニット５２の移動を停止する。この１回の移動によって、３列分の溝への有機ＥＬ材料の塗布が完了する。

次に、制御部３は、平行移動テーブル２３をＹ軸方向に溝３列分だけピッチ送りして、次の３列分の溝への有機ＥＬ材料の塗布を行えるようにする。そして、制御部３は、他方の液受部５３の上部空間からノズルユニット５２を逆の方向へ基板Ｐ上を横断させて一方の液受部５３上に位置すると、ノズル５２１〜５２３からの有機ＥＬ材料の吐出を継続したまま、ノズル移動機構部５１によるノズルユニット５２の移動を停止する。この２回目の移動によって、次の３列分の溝への有機ＥＬ材料の塗布が完了する。このような動作を繰り返すことによって、各色の有機ＥＬ材料を溝毎に流し込まれる。このようにして、赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料がストライプ状の溝毎に赤、緑、および青色の順に配列された、いわゆる、ストライプ配列が形成される。

次に、図３〜図７を参照して、液受部５３について説明する。なお、図３は、液受部５３の構造を示す斜視図である。図４は、液受部５３の一部について図３の断面Ａ−ＡをＢ方向から見た断面図である。図５は、図３のＤ方向から見た液受部５３の側面概要図である。図６は、ノズル５２１〜５２３から吐出される有機ＥＬ材料と液受部５３との位置関係を示す斜視図である。図７は、ノズル５２１〜５２３が移動した際の液受部５３との位置関係を示す斜視図である。なお、ステージ２１に対して両サイドにある液受部５３Ｌおよび５３Ｒ（図１参照）は、共にステージ２１を対称とした同一の構造を有しており、図３および図５〜図７は、その一方を液受部５３として示している。

図３において、液受部５３は、下段受け部５３１、上段ボックス部５３２、スリット部５３３、上段支持部材５３４、および局所排気部５３５を備えている。

下段受け部５３１は、例えばノズル移動機構部５１に連結され、ノズル移動機構部５１との位置関係が常時固定されるように固設されている。下段受け部５３１は、その上面が開放されたボックス形状を有しており、その一部がステージ２１の下部にかかるように配置される。下段受け部５３１内部に吐出された有機ＥＬ材料は、その最下位置から流出する流路（図示せず）を介して排液タンク（図示せず）で回収される。また、下段受け部５３１内部には、ステージ２１側面近傍空間の気体を吸引する局所排気部５３５が設けられている。さらに、下段受け部５３１の上端面には、上段ボックス部５３２を支持する上段支持部材５３４が固設される。

上段ボックス部５３２は、上段支持部材５３４によって支持され、下段受け部５３１の上部空間に固設される。上段ボックス部５３２は、上面が開放されたボックス形状を有しており、当該上面を覆うようにスリット部５３３が設けられて閉じられている。スリット部５３３は、図示Ｘ軸方向を長手開口方向とする細幅（例えば、１〜３ｍｍ）のスリット開口部５３３ａが形成されている。図４に示すように、スリット部５３３は、上段ボックス部５３２の蓋のように取り付けられており、上段ボックス部５３２から取り外し可能にはめ込まれている。そして、スリット部５３３が上段ボックス部５３２に取り付けられると、スリット開口部５３３ａが上段ボックス部５３２の内部空間と外部空間との開孔として機能する。また、上段ボックス部５３２内部に吐出された有機ＥＬ材料は、その最下位置から流出する流路（図示せず）を介して下段受け部５３１内部へ流動する。

スリット部５３３の上面は、ステージ２１の上面と略同一の高さ（図５の高さｄ参照）となるように固設されている。上段ボックス部５３２およびスリット部５３３のステージ２１側先端部は、当該ステージ２１近傍に所定の隙間（図５の隙間ａ参照）を形成して固設される。そして、スリット部５３３の上面には、ステージ２１の側面から図示Ｘ軸方向へ一部がはみ出す（図５の長さｂ参照）ように載置された基板Ｐ（図３においては、破線で示している）に対して、その一部がオーバラップ（図５のオーバラップ長さｃ参照）して配置される。

図５において、上段ボックス部５３２およびスリット部５３３のステージ２１側先端部は、ステージ２１側面と隙間ａが形成されるように設けられる。この隙間ａは、ステージ２１の図示Ｙ軸方向への平行移動動作や旋回部２２の回動動作によって、ステージ２１と上段ボックス部５３２およびスリット部５３３とが干渉しないために設けられ、例えば４ｍｍである。また、基板Ｐは、ステージ２１の端面に対して液受部５３側に長さｂだけはみ出して載置される。長さｂは、スリット部５３３の上面と基板Ｐとが長さｃだけオーバラップするように設定されるため、ｂ＝ａ＋ｃであり、例えば長さｂ＝５ｍｍ、オーバラップ長さｃ＝１ｍｍである。スリット部５３３の上面は、基板Ｐの端部から下方向の洩れを防ぐためにステージ２１の上面と同一の高さで設けられるのが望ましいが、上述したようにステージ２１に載置された基板Ｐが平行移動や回動するため、基板Ｐの下面とスリット部５３３の上面との干渉を防止する必要がある。このため、スリット部５３３の上面は、ステージ２１の上面より高さｄだけ低く設けられ、例えば高さｄ＝０．５〜２．０ｍｍである。ノズル５２１〜５２３から吐出された有機ＥＬ材料が液柱状態から分裂が始まる高さより上方にスリット部５３３の上面が配置されるように高さｄを設定すれば、本発明の効果を得ることができる。

なお、基板Ｐの下面とスリット部５３３の上面との干渉を防止するために、スリット部５３３の上面がステージ２１の上面より高さｄだけ低く設けられる一例を説明したが、このような効果を期待しない場合、スリット部５３３の上面がステージ２１の上面以上の高さに設けられてもかまわない。スリット部５３３の上面が少なくともノズル５２１〜５２３の先端部より低く設けられていれば、本発明の効果を得ることができる。

次に、図６を参照して、ノズル５２１〜５２３と液受部５３との位置関係について説明する。なお、図６では、主にノズル５２１〜５２３、液受部５３、および基板Ｐを示しており、他の部位を省略して示している。上述したように、基板Ｐに対して有機ＥＬ材料を塗布する際、塗布開始および終了時点、あるいはＸ軸方向折返し時点等において、ノズル５２１〜５２３が液受部５３の上部空間に配置される。このとき、ノズル５２１〜５２３は、液受部５３の上面に向けて液柱状態の有機ＥＬ材料を吐出している。

液受部５３の上部空間にノズル５２１〜５２３が移動したとき、当該ノズル５２１〜５２３から吐出される有機ＥＬ材料がスリット開口部５３３ａを通って上段ボックス部５３２の内部で受けられるように、液受部５３が設けられている。つまり、ノズル５２１〜５２３がＸ軸方向へ基板Ｐ外に出る際、当該ノズル５２１〜５２３の先端部（吐出口）の直下位置を全て含むようにスリット開口部５３３ａが形成されている。したがって、ノズル５２１〜５２３の移動方向（Ｘ軸方向）とスリット開口部５３３ａの長手形成方向（Ｘ軸方向）とは平行であり、ノズル５２１〜５２３の先端部に対する図示Ｚ軸下方向にスリット開口部５３３ａが形成されている。ここで、ノズル５２１〜５２３は、Ｘ軸方向に並設された３列分の溝へ同時に有機ＥＬ材料を塗布するために図示Ｙ軸方向へ若干ずれて（例えば、０．３６ｍｍ）配置される。スリット開口部５３３ａは、これらのノズル５２１〜５２３から液柱状態で吐出される有機ＥＬ材料を全て通す幅を有しており、例えば１〜３ｍｍの幅で形成される。

ここで、基板Ｐへの有機ＥＬ材料の塗布は、液柱状態を保ったまま基板Ｐに吐出されるように、ノズル５２１〜５２３の先端部から基板Ｐ上面までの距離を液柱状態が保証できる距離に設定している。一方、上述したようにスリット部５３３の上面はステージ２１の上面と若干低く設定されるだけであり、基板Ｐの上面とスリット部５３３の上面との高さの差が非常に小さく設定されている。具体的には、基板Ｐの厚さ＋高さｄ（図５参照）が双方の高低差である。したがって、基板Ｐとスリット部５３３の上面との高低差が極めて小さいため、ノズル５２１〜５２３からの吐出圧力や流量を調整すれば有機ＥＬ材料が液柱状態を保った状態でスリット開口部５３３ａを通すことが可能となる。つまり、基板Ｐの外で吐出される有機ＥＬ材料が液滴化しない状態で、スリット部５３３および上段ボックス部５３２で回収することができる。また、上段ボックス部５３２は、その上面が液柱状態で吐出された有機ＥＬ材料が通過する部分だけスリット状に開口されたスリット部５３３で塞がれているため、上段ボックス部５３２内に吐出された有機ＥＬ材料が外部へ再度舞い上がることなく、下段受け部５３１へ流動する。

また、図６に示したようにノズル５２１〜５２３が液受部５３の上部空間に配置されると、やがてノズル５２１〜５２３がＸ軸方向である図示Ｃ方向へ高速に移動する（図７）。図７に示すように、ノズル５２１〜５２３が液受部５３の上部空間から図示Ｃ方向へ移動する際、当該ノズル５２１〜５２３から吐出される有機ＥＬ材料は、基板Ｐ上に吐出されるまで全てスリット開口部５３３ａを液柱状態で通過して上段ボックス部５３２に回収される。ここで、ノズル５２１〜５２３が図示Ｃ方向へ高速移動する場合、液滴化した有機ＥＬ材料があればさらに微細なミスト状に分裂し、ノズル５２１〜５２３の背後に生じる負圧の影響でミスト状になった有機ＥＬ材料がノズル５２１〜５２３の近傍まで舞い上がってしまう。しかしながら、基板Ｐの外に吐出された有機ＥＬ材料は、全て液柱状態で上段ボックス部５３２に回収されているため、このような舞い上がりは発生しない。

このように、本実施形態に係る塗布装置は、基板外に設けられた液受部で液柱状態のまま塗布液を回収することができるため、塗布液が液滴化やミスト化することがない。したがって、基板外に吐出した塗布液が基板上に落下して付着することなく、塗布不良を防止することができる。

なお、図５に示すように基板Ｐの下面とスリット部５３３の上面との間には高さｄの隙間が形成されているため、スリット開口部５３３ａや基板Ｐの端面付近に吐出された有機ＥＬ材料が当該隙間を通ってステージ２１の側面方向へ流出する可能性がある。しかしながら、下段受け部５３１内部には、ステージ２１側面近傍空間の気体を吸引する局所排気部５３５（図３参照）が設けられており、このような上段ボックス部５３２に回収できなかった有機ＥＬ材料を吸引して回収することができる。

また、上段ボックス部５３２の内部は、スリット部５３３が取り外し可能にはめ込まれているため、ユーザがスリット部５３３を取り外すことによって上段ボックス部５３２の内部を容易に清掃することができる。しかしながら、このようなメンテナンス作業を自動的に行うために、図示しない流入通路から上段ボックス部５３２の内部へ洗浄用のリンス液を適宜流動させてもかまわない。このようなリンス液を上段ボックス部５３２内に流動させることによって、上述した自動洗浄効果に加えて、上段ボックス部５３２内に吐出された有機ＥＬ材料がリンス液と混合されて再度外部へ出にくくなる効果が得られる。

また、図８は、スリット部５３３の他の例を説明するための図３の断面Ａ−ＡをＢ方向から見た断面図である。図８に示すように、スリット部５３３に形成されたスリット開口部５３３ａに、下向きの折返し部５３３ｂを形成してもかまわない。これによって、さらに上段ボックス部５３２内に吐出された有機ＥＬ材料が再度外部へ出にくくなる効果が得られる。

また、上述した実施形態では、有機ＥＬ表示装置の製造装置を一例にして説明したが、液柱状態の塗布液を基板に塗布する装置であれば、本発明は他の装置にも適用できる。例えば、レジスト液やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）液、さらに正孔輸送層を基板に塗布する装置にも適用することができる。

また、上述した実施形態では、ノズル５２１〜５２３への有機ＥＬ材料の流量を検出して吐出する有機ＥＬ材料の流量をフィードバック制御しているが、有機ＥＬ材料の圧力を圧力センサ等の圧力検出手段で検出して、ノズル５２１〜５２３から吐出させる有機ＥＬ材料の流量をフィードバック制御してもかまわない。

また、上述した実施例では、基板Ｐの下面とスリット部５３３の上面との間の高さｄ（図５参照）に対応して、局所排気部５３５（図３参照）が設けられているが、図９に示すように局所排気部５３５ａを構成してもかまわない。すなわち、高さｄの隙間に局所排気部５３５ａの吸引開口を極力近づけて配置する。例えば、上段ボックス部５３２のステージ部２１側側面に沿って、ステージ部２１との間で局所排気部５３５ａの配管が上方に向けて延設される。これによって、上段ボックス部５３２で回収できなかった有機ＥＬ材料を確実に回収することができる。ここで、上述したように隙間ａは、ステージ２１の図示Ｙ軸方向への平行移動動作や旋回部２２の回動動作による干渉を防ぐために設けられているため、局所排気部５３５ａをステージ部２１と上段ボックス部５３２の側面との間に設ける場合、局所排気部５３５ａとステージ部２１との間隔が隙間ａとなるように設けられる。つまり、同じオーバラップ長さｃを確保する場合、上記長さｂも局所排気部５３５ａを設置するための空間を考慮して設定することは言うまでもない。

また、基板Ｐの下面とスリット部５３３の上面との間の高さｄに対応して、図１０に示すように局所排気部５３５ｂを構成してもかまわない。図１０に示すように、上段ボックス部５３２のステージ部２１側底部および側部を薄肉状に形成し、その薄肉状にした底部に沿うように局所排気部５３５ｂの配管を配設し、高さｄの隙間に局所排気部５３５ｂの吸引開口を極力近づけて配置する。これによって、上段ボックス部５３２で回収できなかった有機ＥＬ材料を確実に回収することができる。

また、上述した実施形態では、赤、緑、および青色用の３個１組のノズル５２１〜５２３で基板Ｐの各溝内に有機ＥＬ材料を流し込んでいるが、この３個１組のノズル５２１〜５２３を複数組設けて基板Ｐの各溝内に有機ＥＬ材料を流し込んでもかまわない。この場合、各ノズルの組がＸ軸方向へ動作する位置に対応する液受部５３をそれぞれ設ければ、塗布処理にかかる時間を短縮しながら、本発明の効果を得ることができる。

本発明に係る塗布装置は、被塗布体となる基板の外に吐出された塗布液を確実に回収することができ、基板に対して液柱状態の塗布液を塗布する装置等として有用である。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造装置１の要部概略構成を示す平面図および正面図 図１の有機ＥＬ表示装置の製造装置１の制御機能を示すブロック図 図１の液受部５３の構造を示す斜視図 液受部５３の一部について図３の断面Ａ−ＡをＢ方向から見た断面図 図３のＤ方向から見た液受部５３の側面概要図 図１のノズル５２１〜５２３から吐出される有機ＥＬ材料と液受部５３との位置関係を示す斜視図 図１のノズル５２１〜５２３が移動した際の液受部５３との位置関係を示す斜視図 スリット部５３３の他の例を説明するための図３の断面Ａ−ＡをＢ方向から見た断面図 図３の局所排気部５３５の他の例を示すためのＤ方向から見た側面概要図 図３の局所排気部５３５の他の例を示すためのＤ方向から見た側面概要図 従来の有機ＥＬ表示装置の製造装置のノズル１０２〜１０４と液受部１０５との位置関係を示す側面概要図

符号の説明

１…有機ＥＬ表示装置の製造装置
２…基板載置装置
２１…ステージ
２２…旋回部
２３…平行移動テーブル
２４…ガイド受け部
２５、５１１…ガイド部材
３…制御部
５…有機ＥＬ塗布機構
５１…ノズル移動機構部
５２…ノズルユニット
５２１、５２２、５２３…ノズル
５３…液受部
５３１…下段受け部
５３２…上段ボックス部
５３３…スリット部
５３４…上段支持部材
５３５…局所排気部
５４…供給部
５４１…供給源
５４２…ポンプ
５４３…流量計
５４４…フィルタ

Claims (5)

1. 鉛直下方向への直線棒状となった液柱状態の塗布液を基板上に吐出して当該塗布液を塗布する塗布装置であって、
   その先端部から前記塗布液を前記液柱状態で吐出するノズルと、
   前記基板をその上面に載置するステージと、
   前記ステージ上の空間において、当該ステージ面を横断する方向に前記ノズルを往復移動させるノズル移動機構と、
   前記ノズル移動機構が前記横断する方向に沿って前記ステージ上から外れた位置に前記ノズルを移動させた際、当該ノズルから前記ステージ外に吐出された前記塗布液を受ける液受部とを備え、
   前記液受部は、前記横断する方向に沿ってステージ上から外れた位置に配置された前記ノズルの先端部から鉛直下方向となる位置に当該横断する方向と平行のスリット状の開口が上面に形成された箱部を有し、当該開口を通して前記ノズルから吐出された液柱状態の塗布液を当該箱部内で回収し、
   前記液受部に形成された開口は、前記ノズルから吐出された塗布液が前記液柱状態から分裂が始まる高さより当該ノズル側に形成される、塗布装置。
2. 前記液受部は、前記ステージ側面近傍に設けられ、
   前記液受部に形成された開口は、前記ステージの上面より少なくとも下方に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記基板は、前記開口が形成された前記液受部の上面の一部の上方にかかるように前記ステージ上に載置されることを特徴とする、請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記塗布装置は、複数の前記ノズルを備えており、
   前記ノズル移動機構は、前記複数のノズルを一体的に前記横断する方向に往復移動させ、
   前記液受部の上面に形成される前記開口は、前記横断する方向に沿ってステージ上から外れた位置に配置された前記複数のノズルの先端部から鉛直下方向となる位置に当該横断する方向と平行のスリット状であり、前記複数のノズルから吐出された全ての液柱状態の塗布液を同時に通す形状で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
5. 前記塗布装置は、前記ステージで対向する２つの側面近傍に前記横断する方向に沿ってそれぞれ前記液受部を２つ備えており、
   前記ステージは、前記横断する方向に対して垂直な水平方向に移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。

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