JP2003286958A - 液体供給装置 - Google Patents
液体供給装置Info
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- JP2003286958A JP2003286958A JP2002087531A JP2002087531A JP2003286958A JP 2003286958 A JP2003286958 A JP 2003286958A JP 2002087531 A JP2002087531 A JP 2002087531A JP 2002087531 A JP2002087531 A JP 2002087531A JP 2003286958 A JP2003286958 A JP 2003286958A
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- Reciprocating Pumps (AREA)
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Abstract
く、しかも吐出量を正確に設定または制御することが可
能な液体供給装置を提供する。 【解決手段】 ノズル40にマイクロポンプ50が組み
込まれている。このマイクロポンプ50ではチューブ4
1の先端部に中空円筒形の弾性部材51が接続されてお
り、チューブ41を介して流れてくる有機EL材料など
の液体を中空部分を流路511としてガラス基板Sに向
けて流通可能となっている。この弾性部材51の外周面
に沿って圧電素子54が4個、流路511とほぼ平行に
配列されている。そして、各圧電素子54は駆動制御部
から印加される電圧に応じて機械的に変位して流路51
1とほぼ直交する方向から弾性部材51に対して等方的
に変形を加えて弾性部材51の表面にガラス基板Sに向
かう進行波を形成して吐出孔531から液体Lをガラス
基板Sに向けて吐出可能となっている。
Description
クトロルミネッセンス)材料やレジスト液などの液体を
ノズルから吐出しつつ該ノズルを基板に対して相対的に
移動させることで前記基板上に液体をストライプ状に供
給する液体供給装置に関するものである。ここで、「基
板」とは、半導体ウエハ、有機EL表示用ガラス基板、
フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プ
ラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種
基板を意味している。
する装置として、例えば特開2002−75640号公
報に記載された製造装置がある。この装置では、基板上
に有機EL材料をストライプ状に塗布するために上記し
た液体供給装置を装備している。
EL表示装置の製造装置を示す図である。この製造装置
は、同図に示すように、赤,緑,青色の有機EL材料1
0a〜10cの塗布を受けるガラス基板Sを載置するス
テージ1と、このステージ1を所定方向に移動させるス
テージ移動機構部2と、ガラス基板S上に形成された位
置合わせマークの位置を検出する位置合わせマーク検出
部3と、赤色の有機EL材料10aを赤色用のノズル4
aに供給する第1供給部5と、緑色の有機EL材料10
bを緑色用のノズル4bに供給する第2供給部6と、青
色の有機EL材料10cを青色用のノズル4cに供給す
る第3供給部7と、各色のノズル4a〜4cを所定方向
に移動させるノズル移動機構部8と、ステージ移動機構
部2と位置合わせマーク検出部3と第1〜第3供給部5
〜7とノズル移動機構部8とを制御する制御部9とで構
成されている。
は、例えば、赤色の有機EL材料10aの供給源20a
と、この供給源20aから赤色の有機EL材料10aを
取り出すためのポンプ21と、赤色の有機EL材料10
aの流量を検出する流量計22と、赤色の有機EL材料
10a中の異物を除去するためのフィルタ23とを備え
ている。
機EL材料10bの供給源20bと、この供給源20b
から緑色の有機EL材料10bを取り出すためのポンプ
21と、緑色の有機EL材料10bの流量を検出する流
量計22と、緑色の有機EL材料10b中の異物を除去
するためのフィルタ23とを備えている。
機EL材料10cの供給源20cと、この供給源20c
から青色の有機EL材料10cを取り出すためのポンプ
21と、青色の有機EL材料10cの流量を検出する流
量計22と、青色の有機EL材料10c中の異物を除去
するためのフィルタ23とを備えている。
に所定量だけ移動させるようにステージ移動機構部2を
制御し、ノズル4a〜4cを所定方向に所定量だけ移動
させるようにノズル移動機構部8を制御するとともに、
第1〜第3供給部5〜7の各流量計22からの検出値a
〜cに応じてノズル4a〜4cから所定流量の有機EL
材料10a〜10cを流し出すように第1〜第3供給部
5〜7の各ポンプ21に指令d〜fを出力する。具体的
には、制御部9が装置各部を以下のように制御して有機
EL材料をガラス基板S上でストライプ状に塗布してい
る。
〜4cが位置すると、制御部9は、各ノズル4a〜4c
からガラス基板Sへの有機EL材料10a〜10cの吐
出開始を各ポンプ21に指示するとともに、ノズル4a
〜4cをほぼ直線状に移動させるように制御する。これ
によって、赤,緑,青色の有機EL材料10a〜10c
が同時にガラス基板S上にストライプ状に塗布されてい
く。
停止位置にノズル4a〜4cが位置すると、各ノズル4
a〜4cからガラス基板Sへの有機EL材料10a〜1
0cの吐出を停止させるよう各ポンプ21に指示すると
ともに、ノズル4a〜4cの移動を停止させる。
に構成された装置では、制御部9からの吐出開始指示に
応じてポンプ21が作動すると、有機EL材料10a〜
10cは流量計22およびフィルタ23を介してノズル
4a〜4cにそれぞれ圧送され、各ノズル4a〜4cか
らガラス基板Sに向けて吐出されるように構成されてい
る。また、供給停止についても、制御部9からの指示に
応じて各ポンプ21が停止することで行われている。こ
のため、いずれの有機EL材料10a〜10cについて
も、ポンプ21からノズル4a〜4cまでの距離が比較
的長くなり、制御応答性(レスポンス)が悪く、しかも
微小流量を正確に制御するのが困難となっている。
停止した場合、ノズル4a〜4cの吐出口に有機EL材
料10a〜10cがそれぞれ付着することがある。ここ
で、この付着物が乾いてはがれ落ちると、これがパーテ
ィクルとしてガラス基板Sに付着すると、製品不良とな
り、歩留り低下の主要因のひとつとなってしまう。
あり、ノズルからの液体の吐出・停止を応答性よく、し
かも吐出量を正確に設定または制御することが可能な液
体供給装置を提供することを第1の目的とする。
て、さらにノズルからの液体吐出を停止した際にノズル
先端に液体が付着するのを防止することができる液体供
給装置を提供することを第2の目的とする。
基板に向けて液体を吐出しつつ該ノズルを基板に対して
相対的に移動させることで基板上に液体をストライプ状
に供給する液体供給装置であって、上記第1の目的を達
成するため、ノズルに組み込まれてノズル中の液体を圧
送するマイクロポンプと、マイクロポンプを駆動制御す
る駆動制御部とを備えている。
マイクロポンプが組み込まれ、該マイクロポンプによっ
て液体が基板に向けて吐出される。したがって、ノズル
とポンプとが分離されていた従来技術に比べて制御応答
性(レスポンス)が格段に向上され、ノズルからの液体
の吐出・停止を応答性よく、しかも吐出量を正確に設定
することが可能となる。特に、マイクロポンプをノズル
の先端に取り付けるのがより好適である。
ような構成を採用することができる。
面に沿って流路とほぼ平行に複数の圧電素子を配列し、
それらの圧電素子のそれぞれに印加する電圧を制御する
ことで弾性部材の流路表面に基板に向かう進行波を形成
してノズルから液体を吐出するように構成してもよい。
面に沿って流路とほぼ平行に複数の磁歪素子を配列し、
それらの磁歪素子のそれぞれに印加する電圧を制御する
ことで弾性部材の流路表面に基板に向かう進行波を形成
してノズルから液体を吐出するように構成してもよい。
面に表面弾性波素子を配置し、その表面弾性波素子に印
加する電気信号を制御することで表面弾性波素子におい
て基板に向かう表面弾性波を発生させるとともに、該表
面弾性波を弾性部材を介して流路中の液体に与えてノズ
ルから液体を吐出するように構成してもよい。
流路に表面弾性波素子を配置し、その表面弾性波素子に
印加する電気信号を制御することで表面弾性波素子にお
いて基板に向かう弾性波を発生させてノズルから液体を
吐出するように構成してもよい。
た液体供給装置では、各素子に印加する電圧、磁界や電
気信号などを制御することで基板と反対側に向かう進行
波を形成してノズル内に液体を吸引させることができ
る。そこで、基板への液体供給を停止した後に、ノズル
先端の液体をノズル内に吸引する、いわゆるサックバッ
クすることでノズル先端に液体が付着するのを防止可能
となっている。また、基板上に供給される液体はストラ
イプ状を呈するが、ノズルからの液体の吐出を間欠的に
行い、即ち、短線状(ドット状)に供給してストライプ
状を呈するように構成してもよい。
給装置の第1実施形態を示す斜視図である。また、図2
は図1の液体供給装置に適用されている、また適用可能
な圧電素子の形状を示す図である。さらに、図3は図1
の液体供給装置を構成するマイクロポンプの断面図であ
る。この液体供給装置は、図7の有機EL表示装置の製
造装置などに用いられるノズル40に組み込まれたマイ
クロポンプ50と、マイクロポンプ50を駆動制御する
駆動制御部60とを備えている。
を構成するチューブ41の先端部に図示を省略する接着
剤や継手などにより中空円筒形の弾性部材51が接続さ
れており、中空部分を流路511としてチューブ41を
介して流れてくる有機EL材料などの液体をガラス基板
Sに向けて流通可能となっている。このように、この実
施形態では弾性部材51は流路形成部材として機能して
いる。また、この弾性部材51の先端部には、スリット
支持部材52を介してスリット53が取り付けられてお
り、流路511を流れてきた液体がスリット53の中央
部に穿設された2個の吐出孔531からガラス基板Sに
向けて吐出可能となっている。なお、この実施形態では
吐出孔の個数を「2」としているが、吐出孔531の個
数や形状などに関しては任意である。
1の外周面に沿って、図2(a)に示すように平面視で
円環形状を有しているリング状圧電素子54が4個、流
路511とほぼ平行に配列されている。そして、各リン
グ状圧電素子54は駆動制御部60と電気的に接続され
ており、駆動制御部60から印加される電圧に応じて機
械的に変位して流路511とほぼ直交する方向から弾性
部材51に対して等方的に変形を加える。さらに、この
実施形態では、駆動制御部60から各リング状圧電素子
54に印加する電圧を制御することで圧電素子54の極
性(図3矢印参照)を周期的に変化させて弾性部材51
の表面にガラス基板Sに向かう進行波(図3の破線)を
形成して吐出孔531から液体Lをガラス基板Sに向け
て吐出可能となっている。
置の動作について説明する。ガラス基板Sに液体Lをス
トライプ状に塗布する場合、まずノズル40をガラス基
板Sの塗布開始位置に移動させる。そして、ノズル40
がこの塗布開始位置に位置すると、駆動制御部60が各
圧電素子54に所定の電圧を印加して弾性部材51の流
路表面にガラス基板Sに向かう進行波を形成する。これ
によって流路511内の液体がガラス基板Sに向けて圧
送され、吐出孔531からの液体Lの吐出が開始され
る。
40から吐出させつつ、ノズル40をガラス基板Sに対
して相対的に直線状に移動させる。これによって、液体
Lがガラス基板Sにストライプ状に供給されてストライ
プ状の塗布部70が形成される。
ル40が位置すると、駆動制御部60は各圧電素子54
への電圧印加を停止して液体Lの吐出を停止させる。こ
のとき、単にノズル40からの液体Lの吐出を停止させ
るだけでなく、必要に応じてサックバック動作を実行す
るようにしてもよい。すなわち、この実施形態にかかる
マイクロポンプ50では各圧電素子54に印加する電圧
を周期的に変化させることで上記したようにガラス基板
Sに向かう進行波を形成することができるだけでなく、
印加電圧を制御することでガラス基板Sと反対側に向か
う進行波を発生させることができる。そこで、ノズル4
0からの液体Lの吐出停止後に、弾性部材51の流路表
面にガラス基板Sと反対側に向かう進行波が発生するよ
うに駆動制御部60が各圧電素子54に所定の電圧を印
加すると、ノズル40先端の液体をノズル40内に吸引
する、いわゆるサックバックすることができ、ノズル4
0先端に液体が残留するのを防止することができ、この
残留液体Lの乾燥に伴うパーティクルの発生を効果的に
防止することができる。なお、サックバック動作につい
ては後の実施形態においても同様である。
液体供給装置によれば、ノズル40にマイクロポンプ5
0を組み込んでいるため、ノズルとポンプとを分離配置
していた従来技術(特開2002−75640号公報に
記載の装置)に比べて制御応答性(レスポンス)が格段
に向上され、ノズル40からの液体の吐出・停止を応答
性よく、しかも吐出量を正確に設定または制御すること
ができる。
4を図2(a)に示すように平面視で円環形状を有する
ものを用いているが、圧電素子54の形状や配置などに
関しては上記実施形態に限定されるものではなく、弾性
部材51を変形させて弾性部材51の流路表面に進行波
を発生させることができる限り任意である。例えば同図
(b)に示すように一部に切欠を有する平面視が略C字
形状を有する圧電素子54aや同図(c)に示すように
複数の圧電素子片541bを組み合わせてなる圧電素子
54bを用いることができる。特に、これらの圧電素子
54,54a,54bはいずれも弾性部材51の外周面
を取り囲むように配置されているため、弾性部材51を
流路511とほぼ直交する方向から弾性部材51に対し
て等方的に変形を加えることができ、液体Lの圧送効率
を高める上で好適である。
1の流路表面に進行波を発生させるために圧電素子を用
いているが、これらの代わりに磁歪素子を配置するとと
もに、それらの磁歪素子に印加する磁界を制御すること
で各磁歪素子の機械的変位をコントロールして弾性部材
51の流路表面に進行波を発生させるように構成しても
よい。
1の流路表面に進行波を発生させるために圧電素子を用
いているが、これらの代わりに表面弾性波素子を用いて
もよい。以下、表面弾性波素子を用いた第2ないし第4
実施形態について図4〜図6をそれぞれ参照しつつ説明
する。
第2実施形態を示す図である。この第2実施形態が第1
実施形態と大きく相違している点は、弾性部材51の流
路表面に進行波を発生させるために表面弾性波素子80
を用いている点である。なお、その他の構成は基本的に
第1実施形態と同一であり、以下、相違点を中心に第2
実施形態にかかる液体供給装置の構成および動作につい
て説明する。
0の表面81を接着剤82により弾性部材51の外周面
に接続している。そして、その表面81に形成された電
極83に駆動制御部(図示省略)から電気信号を印加す
ることで、その表面81に電気的に表面弾性波を発生さ
せるように構成している。このため、表面81で発生し
た表面弾性波は弾性部材51を介して流路511中の液
体に与えられる。したがって、電極83に印加する電気
信号を制御することでガラス基板Sに向かう表面弾性波
や逆にガラス基板Sと反対側に向かう表面弾性波を発生
させることができる。
動制御部が表面弾性波素子80に所定の電気信号を印加
してガラス基板Sに向かう表面弾性波を発生させる。こ
れによって、この表面弾性波が弾性部材51を介して流
路511中の液体に対してガラス基板Sに向かう進行波
として与えられ、流路511内の液体Lがガラス基板S
に向けて圧送され、吐出孔531からの液体Lの吐出が
開始される。そして、上記のようにして液体Lをノズル
40から吐出させつつ、ノズル40をガラス基板Sに対
して相対的に直線状に移動させる。これによって、液体
Lがガラス基板Sにストライプ状に供給されてストライ
プ状の塗布部70(図1参照)が形成される。一方、ガ
ラス基板Sの塗布停止位置にノズル40が位置すると、
駆動制御部は表面弾性波素子80への電気信号の印加を
停止して液体Lの吐出を停止させる。そして、必要に応
じて第1実施形態と同様にサックバック処理を実行して
もよい。
液体供給装置においても、第1実施形態と同様に、ノズ
ル40にマイクロポンプ50を組み込んでいるため、ノ
ズルとポンプとを分離配置していた従来技術(特開20
02−75640号公報に記載の装置)に比べて制御応
答性(レスポンス)が格段に向上され、ノズル40から
の液体の吐出・停止を応答性よく、しかも吐出量を正確
に設定または制御することができる。
いては、第2実施形態に限定されるものではなく、図5
に示す第3実施形態のごとく流路511の表面に直接取
り付けるようにしたり、図6に示す第4実施形態のごと
く流路511内に配置するようにしてもよい。これら第
3および第4実施形態では、弾性部材51を介して流路
511中の液体Lに対して進行波を与えていた第1およ
び第2実施形態に比べて表面弾性波(進行波)を直接、
かつ効率的に与えることができる。特に、表面弾性波の
効率を考えると、図6に示すように表面弾性波素子80
の両面に電極83を設けて各面で弾性波を発生させるの
がより好適である。なお、図5および図6中の符号「8
4」は電極シールである。
流路511を形成する流路形成部材51を構成する材料
については任意となり、第1および第2実施形態に比べ
て設計自由度を高めることができ、この点においても有
利である。
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、上記実施形態では、本発明にかかる液体供
給装置を有機EL表示装置の製造装置に適用した場合に
ついて説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定され
るものではなく、基板上に液体をストライプ状に供給す
る液体供給装置全般について本発明を適用することがで
きる。
ルにマイクロポンプを組み込み、該マイクロポンプによ
って液体を基板に向けて吐出するように構成しているの
で、制御応答性(レスポンス)の高めてノズルからの液
体の吐出・停止を応答性よく、しかも吐出量を正確に設
定または制御することができる。
基板と反対側に向かう進行波を形成してノズル先端の液
体をノズル内に液体を吸引する、いわゆるサックバック
することでノズル先端に液体が付着するのを効果的に防
止することができる。
を示す斜視図である。
用可能な圧電素子の形状を示す図である。
の断面図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
置の製造装置を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 ノズルから基板に向けて液体を吐出しつ
つ該ノズルを前記基板に対して相対的に移動させること
で前記基板上に液体をストライプ状に供給する液体供給
装置において、 前記ノズルに組み込まれて前記ノズル中の液体を圧送す
るマイクロポンプと、 前記マイクロポンプを駆動制御する駆動制御部とを備え
たことを特徴とする液体供給装置。 - 【請求項2】 前記マイクロポンプが前記ノズルの先端
に取り付けられている請求項1記載の液体供給装置。 - 【請求項3】 前記マイクロポンプは、液体の流路を形
成する弾性部材と、前記弾性部材の外周面に沿って前記
流路とほぼ平行に配列された複数の圧電素子とを備える
一方、 前記駆動制御部は、前記複数の圧電素子のそれぞれに印
加する電圧を制御することで前記弾性部材の流路表面に
前記基板に向かう進行波を形成して前記ノズルから液体
を吐出する請求項1または2記載の液体供給装置。 - 【請求項4】 前記駆動制御部は、前記基板への液体供
給を停止した後に、前記複数の圧電素子のそれぞれに印
加する電圧を制御することで前記弾性部材の流路表面に
前記基板と反対側に向かう進行波を形成して前記ノズル
先端の液体を前記ノズル内に吸引する請求項3記載の液
体供給装置。 - 【請求項5】 前記マイクロポンプは、液体の流路を形
成する弾性部材と、前記弾性部材の外周面に沿って前記
流路とほぼ平行に配列された複数の磁歪素子とを備える
一方、 前記駆動制御部は、前記複数の磁歪素子のそれぞれに印
加する磁界を制御することで前記弾性部材の流路表面に
前記基板に向かう進行波を形成して前記ノズルから液体
を吐出する請求項1または2記載の液体供給装置。 - 【請求項6】 前記駆動制御部は、前記基板への液体供
給を停止した後に、前記複数の磁歪素子のそれぞれに印
加する磁界を制御することで前記弾性部材の流路表面に
前記基板と反対側に向かう進行波を形成して前記ノズル
先端の液体を前記ノズル内に液体を吸引する請求項5記
載の液体供給装置。 - 【請求項7】 前記マイクロポンプは、液体の流路を形
成する弾性部材と、前記弾性部材の外周面に配置された
表面弾性波素子とを備える一方、 前記駆動制御部は、前記表面弾性波素子に印加する電気
信号を制御することで前記表面弾性波素子において前記
基板に向かう弾性波を発生させるとともに、該弾性波を
前記弾性部材を介して前記流路中の液体に与えて前記ノ
ズルから液体を吐出する請求項1または2記載の液体供
給装置。 - 【請求項8】 前記マイクロポンプは、液体の流路を形
成する流路形成部材と、前記流路内に配置された表面弾
性波素子とを備える一方、 前記駆動制御部は、前記表面弾性波素子に印加する電気
信号を制御することで前記表面弾性波素子において前記
基板に向かう弾性波を発生させて前記ノズルから液体を
吐出する請求項1または2記載の液体供給装置。 - 【請求項9】 前記駆動制御部は、前記基板への液体供
給を停止した後に、前記表面弾性波素子に印加する電気
信号を制御することで前記表面弾性波素子において前記
基板と反対側に向かう進行波を形成して前記ノズル先端
の液体を前記ノズル内に吸引する請求項7または8記載
の液体供給装置。
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