JP2004089771A

JP2004089771A - Coating apparatus and coating method

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Publication number: JP2004089771A
Application number: JP2002251239A
Authority: JP
Inventors: Mikio Masuichi; 増市　幹雄; Yukihiro Takamura; 高村　幸宏; Sanzo Moriwaki; 森脇　三造
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP4190835B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating apparatus for discharging a coating solution toward a substrate from a nozzle while relatively moving the substrate and the nozzle to apply the same to the coating region on a substrate, and to provide a coating method using the same. <P>SOLUTION: A mask 4 is arranged at a trial coating position and an organic EL material is discharged to the mask 4 while a nozzle 5 is reciprocally moved in an X-direction to form a coating locus CL on the inner peripheral surface of the mask 4 and the coating locus CL is photographed by CCD cameras 81 and 82. Further, the mask 4 is arranged at a coating position and the optical image I11 of the groove 11 of a substrate 1 is photographed by the CCD cameras 81 and 82. After the substrate 1 is positioned on the basis of these photographing results so that the coating locus CL and the groove 11 correspond, the coating treatment of the groove 11 with the organic EL material is carried out. Herein, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is continuously performed at a constant flow rate without being interrupted until the coating of the groove 11 with the organic EL material is completed from the start of forming the coating locus CL. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板とノズルとを相対的に移動させながらノズルから塗布液を基板に向けて吐出して基板上の塗布領域に塗布する塗布装置および塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の塗布装置としてインクジェット方式の塗布装置が知られている。インクジェット方式により基板の塗布領域に塗布液を塗布する装置では、ノズルが基板に対して相対移動しつつ液滴が離散的に吐出される。各液滴の吐出ごとにおける着滴位置のばらつきはノズルと基板との距離に応じて変化し、当該距離が増大するほどばらつきも増大する。従って、塗布領域に向けて正確に液滴を吐出するためには、ノズルと基板との距離を例えば６００μｍ程度と非常に短くしておく必要がある。そのため、ノズルと基板との接触による基板の破損を避けるために、基板を保持するステージについて基板の全面に亘って正確な平面度が要求されるとともに、ノズルと基板との相対移動についても高い精度が要求される。
【０００３】
このインクジェット方式の塗布装置に対して、例えば貯留源からノズルに向けて塗布液を圧送することでノズルから塗布液を液滴ではなくて柱状に連続吐出するようにした塗布装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この塗布装置は、有機ＥＬ材料をガラス基板に塗布するもので、予め基板に形成された溝（塗布領域）にノズルを沿わせるように基板とノズルとを相対的に移動させてノズルから吐出される有機ＥＬ材料を溝内に流し込むことにより、基板の溝への有機ＥＬ材料の塗布を実行している。
【０００４】
上記従来装置では、基板の四隅に形成されている位置合せマークをＣＣＤカメラで撮像し、その画像データと、予め与えられている溝のレイアウトデータとに基づき塗布のスタートポイントを算出した後、ノズルおよび基板を相対移動させてノズルをスタートポイントの直上位置に位置決めし、続いて、ノズルから有機ＥＬ材料を吐出させながらノズルを相対移動させることで溝への有機ＥＬ材料の塗布を実行している。その結果、基板とノズルとの相対的な位置ずれが生じて有機ＥＬ材料が溝の周囲に塗布されるのを防止できるので、この装置では、ノズルと基板間の距離は例えば１ｍｍ以上でもよく、インクジェット方式の装置のような精度は不要となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−７５６４０号公報（段落
【００３２】、図６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来装置ではノズルから吐出される有機ＥＬ材料などの塗布液は略柱状形状を有しているが、このような装置を用いた発明者の実験によると、塗布液の吐出中に流量を変化させると、その形状や吐出方向が変動することがあることが分かった。また、塗布液の吐出を一旦中断した後に再開したときには、流量に変化がなくても、液柱形状や吐出方向が中断前に比べて微小量だけ変化することがあることも判明した。これは、ノズルにおける塗布液に対する吐出圧力の掛かり方のバランスや塗布液の表面張力の分布などが、流量変化や吐出中断の前後において微妙に変化することに起因すると考えられる。
【０００７】
このように、単に、従来装置のように塗布開始前にノズルをスタートポイントに位置決めするだけでは、上記した要因（流量変化や吐出中断後の再開）により塗布軌跡、例えばノズルを基板に対して相対的に移動させながら塗布液を吐出させた際に基板上に形成される塗布液の軌跡が、溝（塗布領域）からずれるのを防止することは困難であった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、塗布軌跡と塗布領域とに位置ずれが発生することなく、塗布領域に塗布液を精度良く塗布することができる塗布装置および塗布方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、基板とノズルとを相対的に移動させながら前記ノズルから塗布液を柱状に連続吐出して前記基板上の塗布領域に塗布する塗布装置において、前記ノズルから前記塗布液を吐出することで形成される塗布軌跡を撮像する撮像手段と、前記塗布領域への前記塗布液の塗布に先立って、前記撮像手段から出力される前記塗布軌跡に関する塗布軌跡情報に基づき、前記塗布軌跡が前記塗布領域に対応するように、前記基板と前記ノズルとの相対的な位置関係を調整する位置制御手段とを備え、前記ノズルからの前記塗布液の吐出を、前記塗布軌跡の形成開始から前記塗布領域に対する前記塗布液の塗布終了まで、一定流量で途切れることなく継続して行うことを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、まず、ノズルから塗布液が吐出されて塗布軌跡が形成され、その塗布軌跡が撮像手段により撮像されて、その塗布軌跡が塗布領域に対応するように、基板とノズルとの相対的な位置関係が調整された後、塗布領域への塗布液の塗布が行われる。ここで、ノズルからの塗布液の吐出は、塗布軌跡の形成開始から塗布領域に対する塗布液の塗布終了まで、一定流量で途切れることなく継続して行われているので、基板とノズルとの相対的な位置関係が調整された後は、液柱形状が変化したり吐出方向が振れたりすることはないため、塗布軌跡が塗布領域と対応した状態のまま塗布処理が実行されることとなり、これによって塗布領域に塗布液が精度良く塗布される。
【００１１】
この発明において、塗布軌跡は、基板に対してノズルを停止させた状態で得られるスポット状の軌跡でも、基板に対してノズルを相対移動させることで得られるライン状の軌跡でもよく、要は着液位置の確認できる軌跡であればよい。
【００１２】
例えば、基板に対してノズルを相対移動させながらノズルから塗布液を吐出すると、ライン状の塗布軌跡が得られる。このとき、位置制御手段は、ライン状軌跡が塗布領域と一致するように、基板とノズルとの相対的な位置関係を調整するものであるとすると、撮像手段によりライン状軌跡の塗布軌跡情報が精度良く得られることとなり、これによって、基板とノズルとの相対的な位置関係の調整も精度良く行える。
【００１３】
また、基板表面のうち塗布領域以外の領域を全部または部分的にマスクで覆いながら塗布領域に塗布液を塗布するものであって、塗布軌跡はマスクに形成されるものとすると、基板上に塗布軌跡を形成させることなく、基板とノズルとの相対的な位置関係を調整することができ、基板に余分な塗布軌跡を形成するのを防止することができる。
【００１４】
また、塗布軌跡は、基板表面のうち塗布領域以外の領域に形成してもよく、この場合、マスクなどの塗布軌跡形成のための部材が不要となり、装置構成を簡素化することができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明は、基板とノズルとを相対的に移動させながら前記ノズルから塗布液を柱状に連続吐出して前記基板上の塗布領域に塗布する第１工程と、前記第１工程前に、前記ノズルから前記塗布液を吐出して塗布軌跡を形成するとともに、前記塗布軌跡に関する情報に基づき、前記塗布軌跡が前記塗布領域に対応するように前記基板および前記ノズルの少なくとも一方を移動させる第２工程とを備え、前記ノズルからの前記塗布液の吐出を、前記第２工程の前記塗布軌跡の形成開始から前記第１工程の前記塗布領域に対する前記塗布液の塗布終了まで、一定流量で途切れることなく継続して行うようにしたことを特徴としている。
【００１６】
この構成によれば、まず、ノズルから塗布液が吐出されて塗布軌跡が形成され、その塗布軌跡が撮像手段により撮像されて、その塗布軌跡が塗布領域に対応するように、基板とノズルとの相対的な位置関係が調整された後、塗布領域への塗布液の塗布が行われる。ここで、ノズルからの塗布液の吐出は、塗布軌跡の形成開始から塗布領域に対する塗布液の塗布終了まで、一定流量で途切れることなく継続して行われているので、基板とノズルとの相対的な位置関係が調整された後は、液柱形状が変化したり吐出方向が振れたりすることはないため、塗布軌跡が塗布領域と対応した状態のまま塗布処理が実行されることとなり、これによって塗布領域に塗布液が精度良く塗布される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る塗布装置の第１実施形態を示す図、図２は図１の塗布装置での基板、マスクおよびノズルの位置関係を模式的に示す斜視図、図３は図１の塗布装置に組み込まれたノズルを示す図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は分解組立図である。この塗布装置は、基板１上に形成された溝１１に液体状の有機ＥＬ材料を塗布する有機ＥＬ塗布装置であり、各溝１１が本発明の「塗布領域」に相当し、また有機ＥＬ材料が本発明の「塗布液」に相当している。
【００１８】
この塗布装置では、基板１を載置するステージ２が設けられている。このステージ２はＹ方向にスライド自在で、しかも垂直軸に対してθ方向に回動自在となっている。また、ステージ２にはステージ駆動機構部２１が接続されており、装置全体を制御する制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動することでステージ２をＹ方向に移動させたり、θ方向に回転させてステージ２上の基板１を位置決めすることができる。
【００１９】
また、このステージ２の上方には無端ベルト４１に開口４２が１個穿設されたマスク４が配置されている。この開口４２は、溝１１に対応した形状を有するもので、長手方向に溝１１とほぼ同一寸法を有し、幅方向に溝１１の幅寸法より多少長い寸法を有する矩形になっている。無端ベルト４１は４つのローラ４３〜４６に掛け渡されている。そして、制御部３からの駆動指令に応じてマスク駆動機構部４７が作動すると、ローラ４３が回転してマスク４を所定の周回軌道に沿ってＸ方向に循環移動させる。このため、制御部３によってマスク駆動機構部４７を制御することでマスク４に形成された開口４２を図２に示すように基板１上の溝１１に対向配置させることができる。また、開口４２が基板１からＸ方向に離れた位置に移動させることも可能となっている。なお、図２においては、基板１と、マスク４と、次に説明するノズルとの位置関係を明らかにするため、これら基板１、マスク４およびノズルを上下方向であるＺ方向において実際より広く離間させた状態を図示している。
【００２０】
また、マスク４が形成する周回軌道の内側にノズル５が配設されている。このノズル５はノズル駆動機構部５０と接続されており、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５０が作動することでノズル５をＸ方向に往復移動可能となっている。したがって、上記のようにして開口４２が基板１上の溝１１に対向する塗布位置にマスク４を位置決めした状態で、ノズル５をＸ方向に移動させると、ノズル５はマスク４の開口４２に沿って移動することとなる。
【００２１】
このノズル５は有機ＥＬ材料の供給部と配管接続されており、この供給部から圧送されてくる有機ＥＬ材料をマスク４に向けて吐出可能となっている。ノズル５は、図３に示すように、その先端部が開口されたノズル本体５１を備えている。そして、そのノズル本体５１の内部空間ＳＰに、スペーサ５２と、フィルタ５３と、スペーサ５４と、先端部材５５とがこの順序で挿入されるとともに、ノズル本体５１の先端側（図３の下側）から先端部に固定キャップ５６を外装することで内部空間ＳＰ内で保持される。また、固定キャップ５６をノズル本体５１の先端部から取外すと、先端部材５５をノズル本体５１から取外すことができ、さらにノズル本体５１の内部空間ＳＰからスペーサ５４およびフィルタ５３を取出すことが可能となっている。なお、固定キャップ５６およびノズル本体５１の先端部にそれぞれ雌ネジおよび雄ネジを螺刻し、固定キャップ５６をノズル本体５１の先端部に螺合させて固定するようにしてもよく、こうすることで固定力を高めることができるとともに、固定キャップ５６の着脱が容易となる。また、先端部材５５には、略中央部にオリフィス５５ａがノズル孔として穿設されている。
【００２２】
上記のようにして組み立てられたノズル５では、ノズル本体５１の後端側（同図の上側）から内部空間ＳＰに連通するようにノズル本体５１に貫通孔５１ａが設けられており、供給部から有機ＥＬ材料５７がその貫通孔５１ａを介して内部空間ＳＰに圧送されてくる。また、ノズル５に圧送されてきた有機ＥＬ材料５７は、内部空間ＳＰを流路としてノズル先端側に流れ、フィルタ５３を透過した後、先端部材５５のオリフィス５５ａを通過して吐出される。このように本実施形態ではノズル本体５１の内部空間ＳＰはオリフィス５５ａに連通されて有機ＥＬ材料５７を流通させるための流路として機能している。
【００２３】
そして、この流路（ノズル本体５１の内部空間ＳＰ）上に、フィルタ５３の外周縁が２つのスペーサ５２、５４で挟まれて内部空間ＳＰの所定位置に保持固定されている。この位置は、先端部材５５のオリフィス５５ａから内部空間ＳＰ側（同図の上側）にスペーサ５４の厚み分だけ離間した位置となっている。このスペーサ５４を用いることでフィルタ５３とオリフィス５５ａとの離間距離を正確に設定することができる。
【００２４】
図３に示すように、オリフィス５５ａが穿設された先端部材５５をノズル本体５１に着脱可能に構成しているので、予め互いに異なる直径のオリフィス５５ａが穿設された複数の先端部材５５を準備しておけば、ノズル５のノズル孔の直径を容易に変更することができる。
【００２５】
ところで、供給部から圧送されてノズル５から吐出される有機ＥＬ材料５７は、略柱状形状を有している。発明者の実験によれば、有機ＥＬ材料５７の吐出中に流量を変化させると、その形状や吐出方向が変動することがあった。また、有機ＥＬ材料５７の吐出を一旦中断した後に再開したときには、流量に変化がなくても、液柱形状や吐出方向が中断前に比べて微小量だけ変化することがあった。これは、ノズル５の内部空間ＳＰにおける有機ＥＬ材料５７に対する吐出圧力の掛かり方のバランスやノズル５のオリフィス５５ａの近傍における有機ＥＬ材料５７の表面張力の分布などが、流量変化や吐出中断の前後で微妙に変化することに起因すると考えられる。
【００２６】
そこで、本実施形態では、後に詳述するように、ノズル５からの有機ＥＬ材料５７の吐出を、塗布軌跡形成開始から基板１の全ての溝１１に対する塗布終了まで、一定流量で途切れることなく継続して行うことで、上記吐出圧力の掛かり方のバランスや表面張力の分布などが変化しないようにしている。
【００２７】
ノズル洗浄部５８は、ノズル５の先端部に付着する有機ＥＬ材料５７を洗浄除去するためのものであり、ノズル洗浄が必要になると、適宜マスク４に設けられたノズル洗浄用貫通孔４８を介してノズル５の先端部をノズル洗浄部５８に浸漬させてノズル洗浄を行う。
【００２８】
また、ノズル５からの有機ＥＬ材料５７の吐出は、塗布軌跡の形成開始から溝１１への塗布終了まで、一定流量で途切れることなく継続して行うようにしているので、ノズル５による塗布処理を実行した際、マスク４の開口４２の周囲部分、特にノズル５の移動経路（図２中の矢印Ｐ）上に位置する部分４９に余分な有機ＥＬ材料５７が付着することから、この有機ＥＬ材料５７をマスク４から除去することが望まれる。そこで、この実施形態では、マスク４の開口４２の周囲部分４９，４９に付着する有機ＥＬ材料５７を専門的に除去する液体回収部６，６を各周囲部分４９，４９に対応させて配設している。すなわち、図１に示すようにノズル５の移動範囲（Ｘ方向における基板サイズと同程度の範囲）の両端に液体回収部６，６がそれぞれ配置されている。
【００２９】
図４は液体回収部の構成を示す斜視図である。この液体回収部６はマスク４の周回方向Ｘにおける下流側に配置されたものであり、図示を省略する液体吸引機構部と配管接続されている。そして、制御部３からの液体回収指令に応じて回収駆動機構部６１（図１）が作動すると、液体吸引機構部から液体回収部６に対して負圧が与えられ、マスク４の開口４２の周囲部分４９を臨むように設けられた回収口６２を介して周囲部分４９から有機ＥＬ材料５７を吸引し、所定の回収タンクに回収除去する。なお、図４では下流側の液体回収部６のみを図示しているが、上流側の液体回収部６も全く同様の構成を有しており、上流側の周囲部分４９から有機ＥＬ材料５７を吸引除去する。
【００３０】
この実施形態では、マスク４に付着する有機ＥＬ材料５７を洗浄除去するために、マスク洗浄ユニット７がマスク４の周回方向Ｘにおける下流側（図１の右手側）、より詳しくは下流側の液体回収部６とローラ４４との間に配置されている。以下、図５および図６を参照しつつマスク洗浄ユニットの構成について説明する。
【００３１】
図５はマスク洗浄ユニットの構成を示す斜視図であり、図６は図５のマスク洗浄ユニットの断面図である。このマスク洗浄ユニット７は、これらの図に示すようにＸ方向における上流側に配設された溶剤吐出部７１と、下流側に配設された洗浄物回収部７２とで構成されている。この溶剤吐出部７１は、マスク４を挟んで上下のＺ方向に対称配置された上部吐出部７１１と、下部吐出部７１２とを備えている。これら上部および下部吐出部７１１、７１２はともに同一構成を有している。すなわち、これらの吐出部７１１、７１２は図示を省略する溶剤供給部に配管接続されており、制御部３からの溶剤吐出指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動すると、溶剤供給部から有機ＥＬ材料を溶解する溶剤が吐出部７１１、７１２に圧送される。
【００３２】
そして、この溶剤供給を受けた上部吐出部７１１では、図６に示すように本体７１１ａの内部に形成された流路７１１ｂを介して溶剤が圧送され、吐出口７１１ｃからマスク４の内周面Ｓ１に吐出される。これによって、マスク４の内周面Ｓ１に付着している有機ＥＬ材料が洗浄される。また、この溶剤供給を受けた下部吐出部７１２においても、上部吐出部７１１と同様にして溶剤吐出が行われる。すなわち、下部吐出部７１２においても、図６に示すように本体７１２ａの内部に形成された流路７１２ｂを介して圧送される溶剤が吐出口７１２ｃからマスク４の外周面Ｓ２に吐出される。これによって、マスク４の外周面Ｓ２に付着している有機ＥＬ材料が洗浄される。なお、この実施形態では、各吐出部７１１、７１２から吐出された溶剤ならびに溶解された有機ＥＬ材料、つまり洗浄物がマスク４の内周面Ｓ１および外周面Ｓ２に沿って洗浄物回収部７２に流れるように溶剤の吐出方向を調整している。
【００３３】
この洗浄物回収部７２は、図６に示すように、マスク４を挟んでＺ方向に対称配置された上部回収部７２１と、下部回収部７２２とを備えている。これら上部および下部回収部７２１、７２２はともに同一構成を有している。すなわち、これらの回収部７２１、７２２は図示を省略する洗浄物吸引機構部に配管接続されており、制御部３からの洗浄物回収指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動すると、洗浄物吸引機構部から回収部７２１、７２２に対して負圧が与えられ、マスク４の内周面Ｓ１および外周面Ｓ２を臨むように設けられた回収口７２１ａ、７２１ａを介してマスク４から洗浄物（溶剤＋有機ＥＬ材料）を吸引し、所定の回収タンクに回収除去する。
【００３４】
さらに、この実施形態では、マスク４の内周面Ｓ１を撮像するための２つのＣＣＤカメラ８１，８２が設けられており、各ＣＣＤカメラ８１，８２からの出力信号を画像処理部８３に出力するように構成されている。そして、この画像処理部８３はＣＣＤカメラ８１，８２からの画像信号に対して所定の画像処理を施した後、画像処理後の画像データを制御部３に出力している。なお、この画像データを受け取った制御部３は後で詳述するアライメント処理を施してノズル５からの塗布軌跡が、基板１上の溝（塗布領域）１１に一致するようにして塗布処理の精度を高める。
【００３５】
次に、上記のように構成された塗布装置の動作について、図７〜図１０を参照しつつ説明する。図７は図１の塗布装置の動作を示すフローチャートである。この塗布装置では、図示を省略する搬送ロボットにより未処理の基板１がステージ２上に載置される（ステップＳ１）と、制御部３がメモリ（図示省略）に予め記憶されているプログラムにしたがって装置各部を以下のように制御してアライメント処理（ステップＳ２）を実行する。
【００３６】
図８はアライメント処理のフローチャート、図９はアライメント処理の内容を示す模式図である。このアライメント処理は、ノズル５による塗布軌跡と基板１上の溝１１とを正確に一致させる処理である。
【００３７】
このアライメント処理では、まず図９（ａ）に示すように、マスク４を試塗位置に配置する（ステップＳ２１）。この試塗位置とは、塗布軌跡を形成するための位置で、無端ベルト４１のうち開口４２が形成されていない部分が基板１と対向する位置である。そして、制御部３からの動作指令に応じて、ノズル駆動機構部５０が作動して予め設定された設定速度でノズル５をＸ方向に往復移動させるとともに（ステップＳ２２）、予め設定された設定流量でマスク４に向けて有機ＥＬ材料の吐出が開始される（ステップＳ２３）。これによって塗布軌跡ＣＬがマスク４の内周面上に形成される。設定速度および設定流量は、それぞれ有機ＥＬ材料の溝１１への塗布に好適な値に設定されている。
【００３８】
塗布軌跡ＣＬの形成後は、ノズル５は、溝１１の上流端部（図９（ａ）の左端）に対応する位置より上流側の位置（例えば基板１の左端に対応する位置）で停止して、この塗布軌跡ＣＬの光学像ＩｃｌをＣＣＤカメラ８１，８２で撮像する（ステップＳ２４）。これによって、例えば図９（ａ）中の画像Ｉ８１，Ｉ８２に示すような塗布軌跡ＣＬの光学像Ｉｃｌが撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その塗布軌跡ＣＬを示す画像データが本発明の「塗布軌跡情報」として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。なお、この間も、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出は、設定流量で継続して行われている。
【００３９】
次のステップＳ２５では、制御部３からの駆動指令に応じてマスク駆動機構部４７が作動してマスク４をＸ方向に移動させて塗布位置に位置決めする（同図（ｂ））。また、このマスク移動に伴って塗布軌跡ＣＬが形成されたベルト領域がマスク洗浄ユニット７に搬送されていくため、マスク移動とともに制御部３からの溶剤吐出指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動してマスク洗浄を実行する（ステップＳ２６）。これによって、マスク４に形成された塗布軌跡ＣＬは除去される。この間も、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出は、上記設定流量で継続して行われている。
【００４０】
そして、塗布位置ではマスク４の開口４２は基板１の溝（塗布領域）１１に対向配置されているため、この溝１１の光学像Ｉ１１をＣＣＤカメラ８１，８２で撮像する（ステップＳ２７）。例えば同図（ｂ）では画像Ｉ８１，Ｉ８２に示すような溝（塗布領域）１１の光学像Ｉ１１が撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その溝（塗布領域）１１を示す画像データが塗布領域情報として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。なお、溝１１と塗布軌跡ＣＬとの相対関係の理解を容易にするため、各画像Ｉ８１，Ｉ８２に塗布軌跡ＣＬを示す仮想線（１点鎖線）を付している。ここで、溝１１の光学像Ｉ１１と塗布軌跡ＣＬとが非平行となっており、塗布軌跡ＣＬと溝１１とが一致していないことがわかる。
【００４１】
そこで、この実施形態では、図８（ｃ）に示すように、制御部３が光学像Ｉ１１の画像データ（塗布領域情報）と光学像Ｉｃｌの画像データ（塗布軌跡情報）とに基づきθ方向における塗布軌跡ＣＬに対する溝１１の傾き量を演算により求めるとともに、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出方向がＹ方向にずれていることによる塗布軌跡ＣＬの溝１１の中心からのずれ量を求めた（ステップＳ２８）後、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をθ方向に上記傾き量だけ回転させるとともに、Ｙ方向に上記ずれ量だけ移動させてステージ２上の基板１を位置決めする（ステップＳ２９）。
【００４２】
こうすることで、塗布軌跡ＣＬと溝１１とが平行となり、塗布軌跡ＣＬが溝１１の中心に位置して、塗布軌跡ＣＬと溝（塗布領域）１１とを完全に一致させることができる。
【００４３】
こうして、基板１のアライメント処理が完了すると、図７のステップＳ３に進んで塗布処理を実行する。図１０は塗布処理のフローチャートである。この塗布処理では、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５０が作動してノズル５を（＋Ｘ）方向に加速を開始し、上記設定速度で移動する（ステップＳ３１）。なお、開口４２に達したときは上記設定速度で移動するように上記停止位置（移動開始位置）が設定されている。そして、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出先が無端ベルト４１の周囲部分４９に対応しているときは基板１への塗布は阻止されており、上記吐出先が開口４２に達すると、有機ＥＬ材料の溝１１への塗布が行われる。
【００４４】
開口４２の幅寸法は溝１１の幅寸法より多少広いので、上記吐出先が開口４２に達すると、ノズル５から吐出された全ての有機ＥＬ材料は開口４２を通過して溝１１に塗布される。また、ノズル５の移動に伴って溝１１に有機ＥＬ材料がライン状に塗布されていく。特に、本実施形態では、このライン塗布に先だってアライメント処理（ステップＳ２）を行うことでノズル５による塗布軌跡ＣＬを溝１１と完全に一致させているため、確実に有機ＥＬ材料を溝１１に塗布することができる。
【００４５】
また、この実施形態では、ライン塗布の際にマスク４の上流側周囲部分４９（図２）に付着する有機ＥＬ材料を回収除去するために、上流側液体回収部６を作動させる（ステップＳ３２）。ただし、上流側液体回収部６の作動によりノズル５から吐出される有機ＥＬ材料の流れが乱れると塗布精度に悪影響が及ぶため、この悪影響が及ばない範囲で上流側液体回収部６を作動させるのが望ましく、例えばノズル５が液体回収部６から所定距離だけ離れた位置を移動している間でのみ作動させるように制御するようにすればよい。この点に関しては、後で説明する下流側液体回収部６においても全く同様である。
【００４６】
そして、ノズル５が折り返し位置、つまりライン塗布処理中の溝１１の下流端部（図９（ｄ）の右端）に対応する位置を通過すると、ステップＳ３３で「ＹＥＳ」と判断され、さらにステップＳ３４で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ３４で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っていると、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ３５）後、ステップＳ３６に進み、次の溝１１に対してライン塗布を実行する。すなわち、ノズル５の減速を開始し、停止すると移動方向を反転して加速を開始し、溝１１の下流端部（図９（ｄ）の右端）に達したときには上記設定速度で（−Ｘ）方向に移動して、次の溝１１に対するライン塗布が実行される。この減速から停止して反転する間も、ノズル５からマスク４への有機ＥＬ材料の吐出は継続している。従って、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出方向はずれることがなく、マスク４の開口４２を確実に通過して溝１１に正確に塗布される。
【００４７】
また、ノズル５の復動時においても、往動時と同様に、マスク４の下流側周囲部分４９（図２）に付着する有機ＥＬ材料を回収除去するために、下流側液体回収部６を作動させる（ステップＳ３７）。
【００４８】
そして、ノズル５がライン塗布処理中の溝１１の下流端部（図９（ｄ）の左端）に対応する位置を通過すると、ステップＳ３８で「ＹＥＳ」と判断され、さらにステップＳ３９で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ３９で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っている間、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ４０）後、ステップＳ３１に進み、ノズル５の減速を開始し、停止すると移動方向を反転して（＋Ｘ）方向に加速を開始し、開口４２の左端に達したときに上記設定速度で移動して、次の溝１１に対して上記一連のライン塗布を実行する。
【００４９】
一方、ステップＳ３４，Ｓ３９で「ＹＥＳ」と判断すると、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出を停止して塗布処理を終了し（ステップＳ４１）、図７のステップＳ４に進む。
【００５０】
このステップＳ４では、制御部３からの駆動指令に応じてマスク駆動機構部４７が作動してマスク４を（＋Ｘ）方向に移動させるとともに、搬送ロボットによりステージ２から処理済の基板１をアンロードし、次の処理装置に搬送する。
【００５１】
また、上記マスク移動に伴って開口４２が形成されたベルト領域がマスク洗浄ユニット７に搬送されていくため、マスク移動とともに制御部３からの溶剤吐出指令に応じて洗浄駆動機構部７３（図１）が作動してマスク洗浄を実行する（ステップＳ６）。これによって、開口４２の周囲部分に付着した余剰の有機ＥＬ材料はマスク４から除去され、再利用が可能となる。
【００５２】
以上のように、この実施形態によれば、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出を、アライメント処理（ステップＳ２）のための塗布軌跡の形成開始から基板１の全ての溝１１に対する塗布処理終了まで、一定の設定流量で途切れることなく継続して行うようにしているので、同一の基板１に対する塗布の途中で塗布軌跡ＣＬは殆ど変化することがない。これは、ノズル５の内部空間ＳＰにおける有機ＥＬ材料５７に対する吐出圧力の掛かり方のバランスやノズル５のオリフィス５５ａの近傍における有機ＥＬ材料５７の表面張力の分布などは、一定流量での吐出継続中には殆ど変化せず、一定の状態に保たれるためであると考えられる。
【００５３】
従って、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出を停止し、処理済の基板を未処理の基板に交換した後、吐出を再開したときに、中断の前後で上記バランスや分布が変化したとしても、塗布処理（ステップＳ３）に先立って、アライメント処理（ステップＳ２）を実行しているので、その変化に対応して基板１とノズル５との相対的な位置関係が調整することができ、この調整により塗布軌跡ＣＬが溝１１と一致した状態となった後は、塗布軌跡ＣＬが変動しないため、溝１１に確実に有機ＥＬ材料を塗布することができる。
【００５４】
また、上記実施形態によれば、溝１１への有機ＥＬ材料の塗布中は、基板１に対するノズル５の移動速度を一定の設定速度に保持しているので、塗布軌跡ＣＬの変動をさらに良く抑えることができる。
【００５５】
また、アライメント処理（ステップＳ２）により塗布軌跡ＣＬがマスク４に付着するが、マスク４を洗浄するマスク洗浄ユニット７を設け、毎回マスク洗浄しているため、マスク４を繰り返して使用することが可能となってランニングコストを低減させることができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、所定の周回軌道上を循環移動する無端ベルト４１の一部に開口４２を形成したものをマスク４として用いているため、板状のマスクをマスク収容部と塗布位置との間でマスク搬送ロボットなどの搬送装置により往復搬送する場合に比べて装置構成を簡素化することができ、装置の小型化やコスト低減を図ることができる。また、上記のようにして塗布処理を行った場合、開口４２を形成したベルト部分では、その開口４２の周囲部分４９に有機ＥＬ材料が付着するが、塗布処理の完了に続いて無端ベルト４１を周回軌道に沿って移動させると、開口４２を形成したベルト部分が基板１から離れてマスク４に付着した有機ＥＬ材料がマスク４から離れて基板１に再付着するのを防止することができる。しかも、無端ベルト４１の移動により有機ＥＬ材料が付着したベルト部分は周回軌道上に配置されたマスク洗浄ユニット７に搬送され、マスク搬送と同時にマスク洗浄を行うことができ、塗布装置のスループットを向上することができる。
【００５７】
図１１は、この発明にかかる塗布装置の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態にかかる塗布装置では、マスク４に関連する構成を有しておらず、塗布軌跡の形成を基板１の非塗布領域に行う点が第１実施形態と相違しており、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一である。したがって、同一構成については同一符号を付して構成説明を省略する。
【００５８】
この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出を、塗布軌跡ＣＬの形成開始から全ての溝１１に対する塗布終了まで一定の設定流量で途切れることなく継続して行っているが、マスクを備えていないので、ステージ２に対する有機ＥＬ材料の付着を防止するために、ステージ２は基板１と同一寸法または多少小さく形成されている。また、基板１のＸ方向の両端部に受け皿２２が設けられており、基板１から外れた位置でノズル５から吐出される有機ＥＬ材料を受けるようにしている。
【００５９】
図１２は、図１１の塗布装置の動作を示すフローチャートである。この塗布装置では、図示を省略する搬送ロボットにより未処理の基板１がステージ２上に載置される（ステップＳ１）と、制御部３がメモリ（図示省略）に予め記憶されているプログラムにしたがって装置各部を以下のように制御してアライメント処理（ステップＳ２０）を実行する。このアライメント処理は、基板１の非塗布領域に塗布軌跡を形成し、その塗布軌跡を利用して基板１とノズル５との相対的な位置関係を調整することでノズル５による塗布軌跡と基板１上の溝（塗布領域）１１とを正確に一致させる処理である。以下、図１３および図１４を参照しつつ詳述する。
【００６０】
図１３はアライメント処理のフローチャート、図１４はアライメント処理の内容を示す模式図である。この塗布装置の初期状態（図１４（ａ））では、ノズル５は、図１１に示すようにノズル洗浄部５８の対向位置に待機している。なお、図１４中の符号Ａ８１、Ａ８２はそれぞれＣＣＤカメラ８１、８２の撮像エリアを示している。
【００６１】
図１３において、アライメント処理の開始指令が制御部３から与えられると、この開始指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に移動させ、基板１の非塗布領域１２をノズル５の移動経路Ｒ（２点鎖線）に対応する試塗位置に配置する（ステップＳ２０１）。この試塗位置は、塗布軌跡を形成する位置である。そして、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５０が作動してノズル５をＸ方向に設定速度で往復移動させるとともに（ステップＳ２０２）、基板１の非塗布領域１２に向けて有機ＥＬ材料の吐出を設定流量で開始する（ステップＳ２０３）。これによって、塗布軌跡ＣＬが基板１の非塗布領域１２上に形成される。そして、この塗布軌跡ＣＬの光学像ＩｃｌをＣＣＤカメラ８１、８２で撮像する（ステップＳ２０４）。これによって、例えば図１４（ｂ）中の画像Ｉ８１、Ｉ８２に示すような塗布軌跡ＣＬの光学像Ｉｃｌが撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その塗布軌跡ＣＬを示す画像データが本発明の「塗布軌跡情報」として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。
【００６２】
次のステップＳ２０５では、駆動指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に移動させ、図１４（ｃ）に示すように、基板１の塗布領域１１をノズル５の移動経路Ｒに対応する塗布位置に配置する（ステップＳ２０５）。そして、塗布位置では、溝１１の光学像Ｉ１１をＣＣＤカメラ８１、８２で撮像する（ステップＳ２０６）。これによって、例えば同図（ｃ）中の画像Ｉ８１、Ｉ８２に示すような溝（塗布領域）１１の光学像Ｉ１１が撮像され、画像処理部８３で適当な画像処理が施された後、その溝（塗布領域）１１を示す画像データが塗布領域情報として制御部３に出力され、メモリに一時的に記憶される。なお、溝１１と塗布軌跡ＣＬとの相対関係の理解を容易にするため、各画像Ｉ８１、Ｉ８２に塗布軌跡ＣＬを示す仮想線（１点鎖線）を付している。ここで、溝１１の光学像Ｉ１１と塗布軌跡ＣＬとが非平行となっており、塗布軌跡ＣＬと溝１１とが一致していないことがわかる。
【００６３】
そこで、この第２実施形態では、図１４（ｄ）に示すように、制御部３が光学像Ｉ１１の画像データ（塗布領域情報）と光学像Ｉｃｌの画像データ（塗布軌跡情報）とに基づき塗布軌跡ＣＬに対する溝１１のθ方向における傾き量およびＹ方向におけるずれ量を演算により求めた（ステップＳ２０７）後、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をθ方向に上記傾き量だけ回転させるとともにＹ方向に上記ずれ量だけ移動させることにより、塗布軌跡ＣＬと溝１１とが正確に一致するようにステージ２上の基板１を位置決めする（ステップＳ２０８）。この間、第１実施形態と同様に、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出は設定流量で途切れることなく継続して行われており、有機ＥＬ材料は受け皿２２に向けて吐出される。
【００６４】
こうして、基板１のアライメント処理が完了すると、図１２のステップＳ３０に進んで塗布処理を実行する。図１５は塗布処理のフローチャートである。この塗布処理では、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５０が作動してノズル５を設定速度で（＋Ｘ）方向に移動させる（ステップＳ３０１）。この実施形態でも、予めアライメント処理により塗布軌跡ＣＬを溝１１に一致させており、かつ有機ＥＬ材料の吐出を途切れることなく継続して行っているため、ノズル５からの有機ＥＬ材料が確実に溝１１に供給され、ノズル５の移動に伴って溝１１に有機ＥＬ材料がライン状に塗布されていく。
【００６５】
そして、ノズル５が折り返し位置、つまりライン塗布処理中の溝１１の他方端部に対応する位置にまで移動してくると、ステップＳ３０２で「ＹＥＳ」と判断されて、さらに、ステップＳ３０３で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ３０３で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っていると、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ３０４）後、ステップＳ３０５に進み、次の溝１１に対してライン塗布を実行する。すなわち、制御部３からの動作指令に応じてノズル駆動機構部５０が作動してノズル５の減速を開始し、停止すると反転して（−Ｘ）方向に加速を開始し、溝１１の他方端部から設定速度で移動する。この減速から停止して反転する間も、ノズル５からマスク４への有機ＥＬ材料の吐出は設定流量で継続して行われている。従って、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出方向はずれることがなく、溝１１に正確に塗布される。
【００６６】
次に、ノズル５がライン塗布中の溝１１の下流端部（図１４（ｄ）の左端）に戻ってくると、ステップＳ３０６で「ＹＥＳ」と判断され、さらにステップＳ３０７で全ての塗布対象の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布したか否かを判断する。そして、このステップＳ３０７で「ＮＯ」と判断する、つまり未塗布の溝１１が残っている間、制御部３からの動作指令に応じてステージ駆動機構部２１が作動してステージ２をＹ方向に所定ピッチだけ移動させた（ステップＳ３０８）後、ステップＳ３０１に進み、次の溝１１に対して上記一連のライン塗布を実行する。
【００６７】
一方、ステップＳ３０３，Ｓ３０８で「ＹＥＳ」と判断すると、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出を停止して塗布処理を終了し（ステップＳ３０９）、図１１のステップＳ５に進み、搬送ロボットによりステージ２から処理済の基板１をアンロードし、次の処理装置に搬送する。
【００６８】
以上のように、この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、塗布処理（ステップＳ３０）に先立って、アライメント処理（ステップＳ２０）を実行しており、かつ、ノズル５からの有機ＥＬ材料の吐出を、アライメント処理のための塗布軌跡の形成開始から１つの基板１の全ての溝１１に対する塗布処理終了まで、一定の設定流量で途切れることなく継続して行うようにしているので、流量変化、吐出圧力のバランス変化や表面張力の分布変化などの要因により、前回の基板１における塗布処理に対して塗布軌跡ＣＬが変動したとしても、その変動に対応して基板１とノズル５との相対的な位置関係が調整された状態、つまり塗布軌跡ＣＬが溝１１と一致した状態となった後は、塗布軌跡ＣＬが変動しないため、溝１１に確実に有機ＥＬ材料を塗布することができる。
【００６９】
また、第２実施形態によれば、溝１１への有機ＥＬ材料の塗布中は、ノズル５の移動速度を一定の設定速度に保持しているので、塗布軌跡ＣＬの変動をさらに良く抑えることができる。
【００７０】
また、この第２実施形態では、マスク４やそれに関連する構成を設ける必要がないため、装置構成を簡素化することができ、装置コストの低減を図ることができる。
【００７１】
また、アライメント処理（ステップＳ２０）により塗布軌跡ＣＬが基板１の非塗布領域１２に付着することとなるが、この非塗布領域１２は最終製品に直接関係しない領域であるため、塗布軌跡ＣＬをそのまま残存させてもよい。また、除去するのが望ましい場合には、非塗布領域１２のみを洗浄する洗浄ユニットをさらに装備させるようにすればよい。
【００７２】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、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、上記実施形態では塗布軌跡情報および塗布領域情報をこの順序で取得しているが、この順序を入れ替えてもよいことは言うまでもない。
【００７３】
また、上記実施形態では、２つのＣＣＤカメラ８１、８２により塗布軌跡ＣＬおよび溝（塗布領域）１１を撮像しており、これらＣＣＤカメラ８１、８２が本発明の「撮像手段」として機能しているが、撮像手段を構成するカメラの個数や配設位置などは上記実施形態に限定されるものではなく、任意であり、例えば単一のカメラにより塗布軌跡ＣＬおよび溝（塗布領域）１１を撮像するようにしてもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、撮像手段たるＣＣＤカメラ８１、８２により溝（塗布領域）１１を撮像して塗布領域情報を取得しているが、塗布領域情報を他の方法により求めるようにしてもよい。例えば基板１上の溝１１のレイアウトなどについてはＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ）を使って設計されているため、そのレイアウトデータに基づき塗布領域情報を求めるようにしてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態において、撮像手段たるＣＣＤカメラ８１、８２により溝（塗布領域）１１をＹ方向のピッチ移動ごとに撮像して塗布領域情報を取得し、位置調整を行うようにしてもよい。これによって、基板１に形成された溝１１のピッチにばらつきが存在しても、その影響を解消することができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、ノズル５がＸ方向に移動し、また基板１がＹ方向に移動するように構成することで基板１とノズル５とが相対移動可能に構成されているが、いずれか一方のみを移動させるように構成してもよく、本発明は基板とノズルとを相対的に移動させながら前記ノズルから有機ＥＬ材料などの塗布液を前記基板に供給することで、前記基板の所定の塗布領域に前記塗布液を塗布する塗布装置全般に適用することができる。
【００７７】
また、ノズル５の構成は図３に示すものに限られず、塗布液を液滴状で離散的に吐出するものではなく、液柱状で連続的に吐出するものであればよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、図９（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、塗布軌跡ＣＬを溝１１とほぼ同一寸法としているが、これに限られず、例えば溝１１の半分程度と短くしてもよい。また、上記実施形態では、塗布軌跡ＣＬの形成時にノズル５を往復移動させているが、往動または復動のいずれか一方のみの移動により塗布軌跡ＣＬを形成するようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、塗布軌跡ＣＬをライン状軌跡としているが、これに限られず、ノズル５を所定時間だけ停止して塗布軌跡ＣＬを形成することにより、塗布軌跡ＣＬをポイント状軌跡としてもよい。この場合でも、そのポイント状軌跡を例えばＣＣＤカメラ８１により撮像し、その中心を塗布軌跡とすることによって、着液位置を確認することができ、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、ノズル５を復動させる際には次の溝１１に有機ＥＬ材料を塗布するようにしているが、これに限られず、溝１１への塗布量が比較的多く必要とする場合には、往動のみならず復動時にも同一の溝１１にノズル５から有機ＥＬ材料を吐出させてライン塗布するようにしてもよい。
【００８０】
また、第１実施形態では、無端ベルト４１に開口４２を１個設けてなるマスク４を用いているが、開口４２の個数や配設位置などについては特に限定されるものではなく、例えば複数個設け複数個のノズル５に対応するようにしてもよい。また、無端ベルト４１を用いることが必須構成要件ではなく、例えば板状のマスクを使用して塗布処理を行う塗布装置に対しても本発明を適用することができる。
【００８１】
また、上記第１および第２実施形態では、Ｘ方向に１ライン状の溝１１がＹ方向に複数個形成された基板１に対して有機ＥＬ材料を塗布する塗布装置に対して本発明を適用しているが、Ｘ方向に２ライン以上の溝が形成された基板に有機ＥＬ材料を塗布する塗布装置や溝を設けることなく基板の所定の表面領域に直接有機ＥＬ材料を塗布する塗布装置などにも本発明を適用することができる。特にマスクを用いる塗布装置では、その塗布領域（上記溝や所定の表面領域）に対応した開口を有するマスクを用いればよい。
【００８２】
さらに、本発明の適用対象は有機ＥＬ塗布装置に限定されるものではなく、半導体ウエハ、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にフォトレジスト液、現像液、エッチング液などの塗布液を塗布する塗布装置に対して適用することができる。すなわち、本発明は所望の塗布液を基板上の塗布領域に塗布する塗布装置全般に適用することができる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ノズルから塗布液を吐出して塗布軌跡を形成し、その塗布軌跡を撮像手段により撮像して、その塗布軌跡が塗布領域に対応するように、基板とノズルとの相対的な位置関係を調整した後、塗布領域への塗布液の塗布を行うとともに、ノズルからの塗布液の吐出は、塗布軌跡の形成開始から塗布領域に対する塗布液の塗布終了まで、一定流量で途切れることなく継続して行うようにしているので、基板とノズルとの相対的な位置関係が調整された後は、液柱形状が変化したり吐出方向が振れたりすることはないため、塗布軌跡が塗布領域と対応した状態のまま塗布処理を実行することができ、これによって塗布領域に塗布液を精度良く塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる塗布装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の塗布装置での基板、マスクおよびノズルの位置関係を模式的に示す図である。
【図３】ノズルの構成を示す図である。
【図４】液体回収部の構成を示す斜視図である。
【図５】マスク洗浄ユニットの構成を示す斜視図である。
【図６】図５のマスク洗浄ユニットの断面図である。
【図７】図１の塗布装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態でのアライメント処理のフローチャートである。
【図９】第１実施形態でのアライメント処理の内容を示す模式図である。
【図１０】第１実施形態での塗布処理のフローチャートである。
【図１１】この発明にかかる塗布装置の第２実施形態を示す図である。
【図１２】図１０の塗布装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態でのアライメント処理のフローチャートである。
【図１４】第２実施形態でのアライメント処理の内容を示す模式図である。
【図１５】第２実施形態での塗布処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１…基板
２…ステージ
３…制御部（位置制御手段）
４…マスク
５…ノズル
１１…溝（塗布領域）
１２…非塗布領域
２１…ステージ駆動機構部
４１…無端ベルト
８１、８２…ＣＣＤカメラ（撮像手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for discharging a coating liquid from a nozzle toward a substrate while relatively moving the substrate and a nozzle to apply the coating liquid to a coating region on the substrate.
[0002]
[Prior art]
As this type of coating device, an ink jet type coating device is known. In an apparatus that applies a coating liquid to a coating area of a substrate by an inkjet method, droplets are ejected discretely while a nozzle moves relatively to the substrate. The variation of the landing position for each ejection of the droplet changes according to the distance between the nozzle and the substrate, and the variation increases as the distance increases. Therefore, in order to accurately discharge droplets toward the application region, the distance between the nozzle and the substrate needs to be extremely short, for example, about 600 μm. Therefore, in order to avoid breakage of the substrate due to contact between the nozzle and the substrate, the stage holding the substrate is required to have an accurate flatness over the entire surface of the substrate, and the relative movement between the nozzle and the substrate is also highly accurate. Is required.
[0003]
With respect to this inkjet type coating apparatus, for example, a coating apparatus has been proposed in which a coating liquid is pressure-fed from a storage source toward a nozzle so that the coating liquid is continuously discharged from the nozzle in a columnar shape instead of a droplet. (See, for example, Patent Document 1). This coating apparatus applies an organic EL material to a glass substrate, and moves the substrate and the nozzle relatively so that the nozzle follows a groove (application region) formed in the substrate in advance, and discharges the nozzle from the nozzle. The organic EL material is applied to the grooves of the substrate by flowing the organic EL material into the grooves.
[0004]
In the above-described conventional apparatus, the alignment marks formed at the four corners of the substrate are imaged by a CCD camera, and a start point of application is calculated based on the image data and layout data of a predetermined groove. Then, the nozzle is positioned at a position immediately above the start point by relatively moving the substrate, and subsequently, the nozzle is relatively moved while discharging the organic EL material from the nozzle, thereby applying the organic EL material to the groove. . As a result, it is possible to prevent the relative displacement between the substrate and the nozzle from occurring and to prevent the organic EL material from being applied around the groove. In this apparatus, the distance between the nozzle and the substrate may be, for example, 1 mm or more. Accuracy such as that of an inkjet type device is not required.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-75640 (paragraph
FIG. 6)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described conventional apparatus, the coating liquid such as the organic EL material discharged from the nozzle has a substantially columnar shape. According to an experiment performed by the inventor using such an apparatus, the flow rate during the discharging of the coating liquid is determined. It was found that when the shape was changed, the shape and the ejection direction could be changed. Further, it was also found that when the application liquid discharge was once interrupted and then restarted, the liquid column shape and the discharge direction may change by a small amount compared to before the interruption even if the flow rate does not change. It is considered that this is because the balance of the application of the ejection pressure to the application liquid in the nozzle and the distribution of the surface tension of the application liquid slightly change before and after the change in the flow rate or the interruption of the ejection.
[0007]
As described above, simply positioning the nozzle at the start point before the start of coating as in the conventional apparatus does not allow the coating trajectory, for example, the nozzle to be moved relative to the substrate due to the above-described factors (flow rate change and resumption after the interruption of ejection). It is difficult to prevent the trajectory of the coating liquid formed on the substrate from being displaced from the groove (application area) when the coating liquid is ejected while being moved.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a coating apparatus and a coating method that can accurately apply a coating liquid to a coating region without causing a positional shift between a coating locus and a coating region. The purpose is to:
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a coating apparatus for coating a coating area on the substrate by continuously discharging a coating liquid from the nozzle in a columnar shape while relatively moving the substrate and the nozzle, Imaging means for imaging an application trajectory formed by discharging the application liquid from the apparatus, and application trajectory information on the application trajectory output from the imaging means prior to application of the application liquid to the application area. Position control means for adjusting a relative positional relationship between the substrate and the nozzle so that the coating trajectory corresponds to the coating region. From the start of the trajectory formation to the end of the application of the application liquid to the application area, the application is performed continuously without interruption at a constant flow rate.
[0010]
According to this configuration, first, the coating liquid is discharged from the nozzle to form a coating trajectory, and the coating trajectory is imaged by the imaging unit, and the substrate and the nozzle are moved so that the coating trajectory corresponds to the coating area. After the relative positional relationship is adjusted, the application liquid is applied to the application area. Here, the discharge of the coating liquid from the nozzle is performed continuously without interruption at a constant flow rate from the start of forming the coating trajectory to the end of coating of the coating liquid on the coating area, so that the relative position between the substrate and the nozzle is After the positional relationship is adjusted, the liquid column shape does not change or the ejection direction does not fluctuate, so that the coating process is performed with the coating locus corresponding to the coating region, and The application liquid is applied to the application area with high accuracy.
[0011]
In the present invention, the application trajectory may be a spot-like trajectory obtained with the nozzle stopped relative to the substrate, or a line-like trajectory obtained by moving the nozzle relative to the substrate. Any trajectory that can confirm the liquid position may be used.
[0012]
For example, when the application liquid is discharged from the nozzle while moving the nozzle relative to the substrate, a linear application trajectory is obtained. At this time, if the position control means is to adjust the relative positional relationship between the substrate and the nozzle so that the linear trajectory coincides with the application area, the application trajectory information of the linear trajectory is obtained by the imaging means. Thus, the relative positional relationship between the substrate and the nozzle can be accurately adjusted.
[0013]
In addition, the coating liquid is applied to the coating area while covering the area other than the coating area on the substrate surface entirely or partially with a mask, and the coating trace is formed on the mask. The relative positional relationship between the substrate and the nozzle can be adjusted without forming a trajectory, and formation of an extra application trajectory on the substrate can be prevented.
[0014]
Further, the application locus may be formed in a region other than the application region on the substrate surface. In this case, a member such as a mask for forming the application locus is not required, and the apparatus configuration can be simplified.
[0015]
In order to achieve the above object, the present invention provides a first step of applying a coating liquid to a coating area on the substrate by continuously discharging a coating liquid from the nozzle in a columnar shape while relatively moving the substrate and the nozzle. Before the first step, the application liquid is discharged from the nozzle to form an application trajectory, and based on information about the application trajectory, the substrate and the nozzle such that the application trajectory corresponds to the application area. A second step of moving at least one of the first and second steps, wherein the application of the application liquid from the nozzle is started by forming the application trajectory in the second step and the application of the application liquid to the application area in the first step. Until the end, the process is performed continuously without interruption at a constant flow rate.
[0016]
According to this configuration, first, the coating liquid is discharged from the nozzle to form a coating trajectory, and the coating trajectory is imaged by the imaging unit, and the substrate and the nozzle are moved so that the coating trajectory corresponds to the coating area. After the relative positional relationship is adjusted, the application liquid is applied to the application area. Here, the discharge of the coating liquid from the nozzle is performed continuously without interruption at a constant flow rate from the start of forming the coating trajectory to the end of coating of the coating liquid on the coating area, so that the relative position between the substrate and the nozzle is After the positional relationship is adjusted, the liquid column shape does not change or the ejection direction does not fluctuate, so that the coating process is performed with the coating locus corresponding to the coating region, and The application liquid is applied to the application area with high accuracy.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a coating apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view schematically showing a positional relationship between a substrate, a mask and a nozzle in the coating apparatus shown in FIG. 1, and FIG. FIGS. 3A and 3B are views showing a nozzle incorporated in the coating apparatus, wherein FIG. 3A is a cross-sectional view and FIG. This coating device is an organic EL coating device that applies a liquid organic EL material to a groove 11 formed on the substrate 1, and each groove 11 corresponds to a “coating region” of the present invention. Corresponds to the “coating solution” of the present invention.
[0018]
In this coating apparatus, a stage 2 on which a substrate 1 is placed is provided. The stage 2 is slidable in the Y direction and rotatable in the θ direction with respect to the vertical axis. A stage drive mechanism 21 is connected to the stage 2. The stage drive mechanism 21 operates in response to an operation command from the control unit 3 that controls the entire apparatus to move the stage 2 in the Y direction. Alternatively, the substrate 1 on the stage 2 can be positioned by rotating in the θ direction.
[0019]
Above the stage 2, a mask 4 in which one end 42 is formed in an endless belt 41 is disposed. The opening 42 has a shape corresponding to the groove 11, and has a rectangular shape having substantially the same dimension as the groove 11 in the longitudinal direction and having a dimension slightly longer than the width dimension of the groove 11 in the width direction. The endless belt 41 is stretched over four rollers 43 to 46. When the mask driving mechanism 47 operates in response to a driving command from the controller 3, the rollers 43 rotate to circulate the mask 4 in the X direction along a predetermined orbit. For this reason, the opening 42 formed in the mask 4 can be arranged so as to face the groove 11 on the substrate 1 as shown in FIG. Further, the opening 42 can be moved to a position away from the substrate 1 in the X direction. In FIG. 2, in order to clarify the positional relationship between the substrate 1, the mask 4, and the nozzle described below, the substrate 1, the mask 4 and the nozzle are more widely separated in the vertical Z direction. The state where it was made to run is illustrated.
[0020]
In addition, a nozzle 5 is provided inside the orbit formed by the mask 4. The nozzle 5 is connected to the nozzle driving mechanism 50, and the nozzle 5 can be reciprocated in the X direction by operating the nozzle driving mechanism 50 in response to an operation command from the controller 3. Therefore, when the nozzle 5 is moved in the X direction with the mask 4 positioned at the application position where the opening 42 faces the groove 11 on the substrate 1 as described above, the nozzle 5 moves along the opening 42 of the mask 4. Will move.
[0021]
The nozzle 5 is connected to the supply section of the organic EL material by a pipe, so that the organic EL material pressure-fed from the supply section can be discharged toward the mask 4. As shown in FIG. 3, the nozzle 5 includes a nozzle main body 51 having an open end. The spacer 52, the filter 53, the spacer 54, and the tip member 55 are inserted in this order into the internal space SP of the nozzle body 51, and the tip side of the nozzle body 51 (the lower side in FIG. 3). By fixing the fixing cap 56 to the front end portion from the inside, it is held in the internal space SP. When the fixing cap 56 is removed from the tip of the nozzle body 51, the tip member 55 can be removed from the nozzle body 51, and the spacer 54 and the filter 53 can be removed from the internal space SP of the nozzle body 51. ing. Note that a female screw and a male screw may be threaded on the fixing cap 56 and the tip of the nozzle body 51, respectively, and the fixing cap 56 may be screwed and fixed to the tip of the nozzle body 51. As a result, the fixing force can be increased, and the fixing cap 56 can be easily attached and detached. An orifice 55a is formed in the distal end member 55 at a substantially central portion as a nozzle hole.
[0022]
In the nozzle 5 assembled as described above, the through hole 51a is provided in the nozzle body 51 so as to communicate with the internal space SP from the rear end side (upper side in the figure) of the nozzle body 51. The organic EL material 57 is pumped into the internal space SP through the through hole 51a. The organic EL material 57 that has been pressure-fed to the nozzle 5 flows to the nozzle tip side using the internal space SP as a flow path, passes through the filter 53, and is discharged through the orifice 55a of the tip member 55. As described above, in the present embodiment, the internal space SP of the nozzle main body 51 is connected to the orifice 55a and functions as a flow path for flowing the organic EL material 57.
[0023]
The outer peripheral edge of the filter 53 is held and fixed at a predetermined position in the internal space SP by sandwiching the outer peripheral edge of the filter 53 between the two spacers 52 and 54 on the flow path (the internal space SP of the nozzle body 51). This position is a position separated from the orifice 55a of the tip member 55 toward the internal space SP (upper side in the figure) by the thickness of the spacer 54. By using this spacer 54, the separation distance between the filter 53 and the orifice 55a can be set accurately.
[0024]
As shown in FIG. 3, since the tip member 55 having the orifice 55a formed therein is detachable from the nozzle body 51, a plurality of tip members 55 having orifices 55a having different diameters from each other are prepared in advance. If so, the diameter of the nozzle hole of the nozzle 5 can be easily changed.
[0025]
Meanwhile, the organic EL material 57 that is pressure-fed from the supply unit and discharged from the nozzle 5 has a substantially columnar shape. According to the experiment of the inventor, when the flow rate was changed during the discharge of the organic EL material 57, the shape and the discharge direction were sometimes changed. In addition, when the discharge of the organic EL material 57 was once interrupted and then restarted, the liquid column shape and the discharge direction sometimes changed by a small amount compared to before the interruption even if the flow rate did not change. This is because the balance of how the discharge pressure is applied to the organic EL material 57 in the internal space SP of the nozzle 5 and the distribution of the surface tension of the organic EL material 57 near the orifice 55a of the nozzle 5 depend on the flow rate change and before and after the discharge interruption. It is thought to be caused by subtle changes.
[0026]
Therefore, in the present embodiment, as will be described in detail later, the discharge of the organic EL material 57 from the nozzle 5 is continued without interruption at a constant flow rate from the start of the application trajectory formation to the end of application to all the grooves 11 of the substrate 1. By doing so, the balance of how the discharge pressure is applied and the distribution of surface tension do not change.
[0027]
The nozzle cleaning section 58 is for cleaning and removing the organic EL material 57 attached to the tip of the nozzle 5. When nozzle cleaning is required, the nozzle cleaning section 58 is appropriately provided through the nozzle cleaning through hole 48 provided in the mask 4. Then, the tip of the nozzle 5 is immersed in the nozzle cleaning unit 58 to perform nozzle cleaning.
[0028]
In addition, since the discharge of the organic EL material 57 from the nozzle 5 is performed continuously without interruption at a constant flow rate from the start of forming the coating trajectory to the end of coating on the groove 11, the coating process by the nozzle 5 is performed. When this process is performed, an extra organic EL material 57 adheres to a portion around the opening 42 of the mask 4, particularly to a portion 49 located on the movement path (arrow P in FIG. 2) of the nozzle 5. It is desired to remove 57 from mask 4. Therefore, in this embodiment, the liquid recovery units 6 and 6 for professionally removing the organic EL material 57 attached to the peripheral portions 49 and 49 of the opening 42 of the mask 4 are provided corresponding to the peripheral portions 49 and 49. are doing. That is, as shown in FIG. 1, the liquid recovery units 6 and 6 are disposed at both ends of the movement range of the nozzle 5 (a range similar to the substrate size in the X direction).
[0029]
FIG. 4 is a perspective view illustrating the configuration of the liquid recovery unit. The liquid recovery unit 6 is disposed downstream of the mask 4 in the circumferential direction X, and is connected to a liquid suction mechanism (not shown) by piping. Then, when the recovery drive mechanism 61 (FIG. 1) operates in response to the liquid recovery command from the controller 3, a negative pressure is applied to the liquid recovery unit 6 from the liquid suction mechanism and the opening 42 of the mask 4 is closed. The organic EL material 57 is sucked from the peripheral portion 49 through a recovery port 62 provided so as to face the peripheral portion 49, and is collected and removed to a predetermined recovery tank. Although FIG. 4 shows only the liquid recovery section 6 on the downstream side, the liquid recovery section 6 on the upstream side has exactly the same configuration, and the organic EL material 57 is removed from the peripheral portion 49 on the upstream side. Remove by suction.
[0030]
In this embodiment, in order to wash and remove the organic EL material 57 adhering to the mask 4, the mask cleaning unit 7 is provided with a liquid on the downstream side (the right-hand side in FIG. 1) in the circumferential direction X of the mask 4, more specifically on the downstream side. It is arranged between the collection unit 6 and the roller 44. Hereinafter, the configuration of the mask cleaning unit will be described with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the mask cleaning unit, and FIG. 6 is a sectional view of the mask cleaning unit of FIG. As shown in these figures, the mask cleaning unit 7 includes a solvent discharge section 71 provided on the upstream side in the X direction and a cleaning object recovery section 72 provided on the downstream side. The solvent discharge section 71 includes an upper discharge section 711 and a lower discharge section 712 symmetrically arranged in the vertical Z direction with the mask 4 interposed therebetween. These upper and lower discharge units 711 and 712 have the same configuration. That is, these discharge units 711 and 712 are connected to a solvent supply unit (not shown) by a pipe, and when the cleaning drive mechanism unit 73 (FIG. 1) operates in response to a solvent discharge command from the control unit 3, the solvent supply unit The solvent for dissolving the organic EL material is sent to the ejection units 711 and 712 from the unit.
[0032]
Then, in the upper discharge section 711 receiving the solvent supply, as shown in FIG. 6, the solvent is pumped through a flow path 711b formed inside the main body 711a, and the inner peripheral surface S1 of the mask 4 is discharged from the discharge port 711c. Is discharged. Thus, the organic EL material adhered to the inner peripheral surface S1 of the mask 4 is cleaned. Also, in the lower discharge unit 712 that receives the supply of the solvent, the solvent is discharged in the same manner as in the upper discharge unit 711. That is, also in the lower discharge unit 712, the solvent pumped through the flow path 712b formed inside the main body 712a is discharged from the discharge port 712c to the outer peripheral surface S2 of the mask 4 as shown in FIG. Thus, the organic EL material adhering to the outer peripheral surface S2 of the mask 4 is cleaned. In this embodiment, the solvent discharged from each of the discharge units 711 and 712 and the dissolved organic EL material, that is, the cleaning object is transferred to the cleaning object recovery unit 72 along the inner peripheral surface S1 and the outer peripheral surface S2 of the mask 4. The discharge direction of the solvent is adjusted so that it flows.
[0033]
As shown in FIG. 6, the cleaning object collecting section 72 includes an upper collecting section 721 and a lower collecting section 722 symmetrically arranged in the Z direction with the mask 4 interposed therebetween. Both the upper and lower collecting sections 721 and 722 have the same configuration. That is, these recovery units 721 and 722 are connected to a cleaning object suction mechanism unit (not shown) by piping, and when the cleaning driving mechanism unit 73 (FIG. 1) operates in response to a cleaning material recovery command from the control unit 3. Then, a negative pressure is applied to the collecting units 721 and 722 from the cleaning material suction mechanism, and the mask 4 passes through the collecting ports 721a and 721a provided to face the inner peripheral surface S1 and the outer peripheral surface S2 of the mask 4. The cleaning material (solvent + organic EL material) is sucked and collected and removed in a predetermined collection tank.
[0034]
Further, in this embodiment, two CCD cameras 81 and 82 for imaging the inner peripheral surface S1 of the mask 4 are provided, and output signals from the respective CCD cameras 81 and 82 are output to the image processing unit 83. It is configured as follows. The image processing unit 83 performs predetermined image processing on the image signals from the CCD cameras 81 and 82, and outputs the image data after the image processing to the control unit 3. The control unit 3 receiving the image data performs an alignment process described later in detail so that the coating trajectory from the nozzle 5 coincides with the groove (coating region) 11 on the substrate 1 and the accuracy of the coating process is adjusted. Enhance.
[0035]
Next, the operation of the coating apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the coating apparatus of FIG. In this coating apparatus, when the unprocessed substrate 1 is placed on the stage 2 by a transfer robot (not shown) (step S1), the control unit 3 operates according to a program stored in a memory (not shown) in advance. The alignment process (step S2) is executed by controlling each unit of the apparatus as follows.
[0036]
FIG. 8 is a flowchart of the alignment process, and FIG. 9 is a schematic diagram showing the content of the alignment process. This alignment process is a process of accurately matching the application trajectory by the nozzle 5 with the groove 11 on the substrate 1.
[0037]
In this alignment process, first, as shown in FIG. 9A, the mask 4 is arranged at the trial coating position (Step S21). The trial coating position is a position for forming a coating locus, and is a position where a portion of the endless belt 41 where the opening 42 is not formed faces the substrate 1. Then, in response to an operation command from the control unit 3, the nozzle drive mechanism unit 50 operates to reciprocate the nozzle 5 in the X direction at a preset set speed (step S22), and a preset set flow rate. Then, the discharge of the organic EL material is started toward the mask 4 (step S23). As a result, the coating locus CL is formed on the inner peripheral surface of the mask 4. The set speed and the set flow rate are respectively set to values suitable for applying the organic EL material to the grooves 11.
[0038]
After the formation of the coating locus CL, the nozzle 5 stops at a position on the upstream side (for example, a position corresponding to the left end of the substrate 1) from a position corresponding to the upstream end of the groove 11 (the left end in FIG. 9A). Then, an optical image Icl of the coating locus CL is captured by the CCD cameras 81 and 82 (step S24). Thereby, for example, an optical image Icl of the coating locus CL as shown in images I81 and I82 in FIG. 9A is taken, and after the image processing unit 83 performs appropriate image processing, the coating locus CL is The indicated image data is output to the control unit 3 as “application locus information” of the present invention, and is temporarily stored in the memory. During this time, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is continuously performed at the set flow rate.
[0039]
In the next step S25, the mask drive mechanism 47 operates in response to a drive command from the control unit 3 to move the mask 4 in the X direction and position it at the application position (FIG. 2B). Further, since the belt area where the coating locus CL is formed is conveyed to the mask cleaning unit 7 with the movement of the mask, the cleaning drive mechanism 73 (see FIG. 1) operates to execute mask cleaning (step S26). Thereby, the coating locus CL formed on the mask 4 is removed. During this time, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is continuously performed at the set flow rate.
[0040]
Then, since the opening 42 of the mask 4 is opposed to the groove (application region) 11 of the substrate 1 at the application position, the optical images I11 of the groove 11 are captured by the CCD cameras 81 and 82 (step S27). For example, in FIG. 8B, an optical image I11 of the groove (application region) 11 as shown in images I81 and I82 is taken, and after appropriate image processing is performed by the image processing unit 83, the groove (application region). Image data 11 is output to the control unit 3 as application area information, and is temporarily stored in the memory. In addition, in order to facilitate understanding of the relative relationship between the groove 11 and the application locus CL, a virtual line (dashed line) indicating the application locus CL is attached to each of the images I81 and I82. Here, the optical image I11 of the groove 11 and the coating locus CL are non-parallel, and it can be seen that the coating locus CL and the groove 11 do not match.
[0041]
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8C, the control unit 3 determines in the θ direction based on the image data (application area information) of the optical image I11 and the image data (application trajectory information) of the optical image Icl. The amount of inclination of the groove 11 with respect to the application trajectory CL is obtained by calculation, and the amount of deviation of the application trajectory CL from the center of the groove 11 due to the displacement of the discharge direction of the organic EL material from the nozzle 5 in the Y direction is obtained ( After step S28), the stage drive mechanism 21 operates in response to an operation command from the control unit 3 to rotate the stage 2 in the θ direction by the above-described tilt amount, and to move the stage 2 in the Y direction by the above-mentioned shift amount to move the stage 2 The upper substrate 1 is positioned (Step S29).
[0042]
By doing so, the application trajectory CL and the groove 11 become parallel, the application trajectory CL is positioned at the center of the groove 11, and the application trajectory CL and the groove (application region) 11 can be completely matched.
[0043]
Thus, when the alignment processing of the substrate 1 is completed, the process proceeds to step S3 in FIG. 7 to execute the coating processing. FIG. 10 is a flowchart of the coating process. In this coating process, the nozzle driving mechanism 50 operates in response to an operation command from the control unit 3 to start accelerating the nozzle 5 in the (+ X) direction and move at the set speed (step S31). The stop position (movement start position) is set so as to move at the set speed when reaching the opening 42. When the discharge destination of the organic EL material from the nozzle 5 corresponds to the peripheral portion 49 of the endless belt 41, application to the substrate 1 is prevented. The material is applied to the grooves 11.
[0044]
Since the width of the opening 42 is slightly larger than the width of the groove 11, when the discharge destination reaches the opening 42, all the organic EL material discharged from the nozzle 5 passes through the opening 42 and is applied to the groove 11. . Further, as the nozzle 5 moves, the organic EL material is applied to the groove 11 in a line shape. In particular, in the present embodiment, since the application trajectory CL of the nozzle 5 is completely matched with the groove 11 by performing the alignment process (step S2) prior to the line application, the organic EL material is surely applied to the groove 11. can do.
[0045]
In this embodiment, in order to collect and remove the organic EL material adhering to the upstream peripheral portion 49 (FIG. 2) of the mask 4 at the time of line coating, the upstream liquid collecting section 6 is operated (step S32). . However, if the flow of the organic EL material discharged from the nozzle 5 is disturbed by the operation of the upstream liquid recovery unit 6, the application accuracy is adversely affected. Therefore, the upstream liquid recovery unit 6 must be operated within a range that does not adversely affect the application accuracy. It is preferable to control the nozzle 5 to operate only while the nozzle 5 is moving at a position separated from the liquid recovery unit 6 by a predetermined distance. In this regard, the same applies to the downstream liquid recovery unit 6 described later.
[0046]
When the nozzle 5 has passed the turnback position, that is, the position corresponding to the downstream end (the right end in FIG. 9D) of the groove 11 during the line coating process, “YES” is determined in the step S33, and further, the step S34 is performed. It is determined whether or not the organic EL material has been applied to all the grooves 11 to be applied. If "NO" is determined in step S34, that is, if the uncoated groove 11 remains, the stage driving mechanism 21 operates in response to an operation command from the control unit 3 to move the stage 2 in the Y direction. After being moved by a predetermined pitch (step S35), the process proceeds to step S36, and the next groove 11 is subjected to line coating. That is, when the nozzle 5 starts to decelerate, when it stops, it reverses the moving direction and starts to accelerate, and when it reaches the downstream end of the groove 11 (the right end in FIG. 9D), it reaches (−X) at the above set speed. Then, the line is applied to the next groove 11. The discharge of the organic EL material from the nozzles 5 to the mask 4 is continued even during the reversal after stopping from the deceleration. Therefore, the discharge direction of the organic EL material from the nozzle 5 does not deviate, and the organic EL material passes through the opening 42 of the mask 4 without fail and is accurately applied to the groove 11.
[0047]
Also, when the nozzle 5 moves backward, the downstream liquid recovery unit 6 is used to collect and remove the organic EL material attached to the downstream peripheral portion 49 (FIG. 2) of the mask 4 as in the forward movement. It is operated (step S37).
[0048]
When the nozzle 5 passes through the position corresponding to the downstream end (the left end in FIG. 9D) of the groove 11 during the line coating process, “YES” is determined in the step S38, and all the coatings are performed in the step S39. It is determined whether or not the organic EL material has been applied to the target groove 11. Then, it is determined “NO” in step S39, that is, while the uncoated groove 11 remains, the stage drive mechanism 21 operates in response to the operation command from the control unit 3 to move the stage 2 in the Y direction. After moving by a predetermined pitch (step S40), the process proceeds to step S31, where the nozzle 5 starts to decelerate, and when stopped, reverses the moving direction and starts accelerating in the (+ X) direction, and reaches the left end of the opening 42. Sometimes, it moves at the above-mentioned set speed, and executes the above-mentioned series of line coating for the next groove 11.
[0049]
On the other hand, if "YES" is determined in the steps S34 and S39, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is stopped, and the coating process is terminated (step S41), and the process proceeds to step S4 in FIG.
[0050]
In this step S4, the mask driving mechanism 47 operates in response to the driving command from the control unit 3, moves the mask 4 in the (+ X) direction, and unloads the processed substrate 1 from the stage 2 by the transfer robot. Then, it is transported to the next processing device.
[0051]
Further, since the belt area in which the opening 42 is formed is conveyed to the mask cleaning unit 7 with the movement of the mask, the cleaning drive mechanism 73 (FIG. 1) in accordance with the solvent discharge command from the control unit 3 with the movement of the mask. ) Is operated to execute mask cleaning (step S6). As a result, excess organic EL material adhering to the peripheral portion of the opening 42 is removed from the mask 4 and can be reused.
[0052]
As described above, according to this embodiment, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is performed from the start of forming the application trajectory for the alignment process (step S2) to the end of the application process on all the grooves 11 of the substrate 1. Since the coating is continuously performed at a constant set flow rate without interruption, the coating locus CL hardly changes during the coating on the same substrate 1. This is because the balance of how the discharge pressure is applied to the organic EL material 57 in the internal space SP of the nozzle 5 and the distribution of the surface tension of the organic EL material 57 near the orifice 55a of the nozzle 5 are constant during discharge at a constant flow rate. It is considered that this is because there is almost no change and the state is kept constant.
[0053]
Therefore, even after the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is stopped, the processed substrate is replaced with an unprocessed substrate, and the discharge is restarted, even if the balance and distribution change before and after the interruption, Since the alignment process (step S2) is performed prior to the coating process (step S3), the relative positional relationship between the substrate 1 and the nozzle 5 can be adjusted in accordance with the change, and this adjustment can be performed. After the application locus CL coincides with the groove 11, the application locus CL does not fluctuate, so that the organic EL material can be surely applied to the groove 11.
[0054]
Further, according to the above embodiment, during the application of the organic EL material to the groove 11, the movement speed of the nozzle 5 with respect to the substrate 1 is maintained at a constant set speed, so that the fluctuation of the application locus CL is further suppressed. be able to.
[0055]
In addition, the coating locus CL adheres to the mask 4 by the alignment process (step S2). However, since the mask cleaning unit 7 for cleaning the mask 4 is provided and the mask is cleaned every time, the mask 4 can be used repeatedly. As a result, the running cost can be reduced.
[0056]
Furthermore, in the above-described embodiment, since a part of the endless belt 41 circulating on a predetermined orbit and having an opening 42 formed in a part thereof is used as the mask 4, a plate-shaped mask is used as the mask housing part, the coating position, The apparatus configuration can be simplified as compared with the case where the apparatus is reciprocated by a transfer apparatus such as a mask transfer robot, and the size and cost of the apparatus can be reduced. Further, when the coating process is performed as described above, the organic EL material adheres to the peripheral portion 49 of the opening 42 in the belt portion where the opening 42 is formed. When the belt is moved along the orbit, it is possible to prevent the organic EL material that has adhered to the mask 4 by separating the belt portion having the opening 42 from the substrate 1 from re-adhering to the substrate 1 by separating from the mask 4. Moreover, the belt portion on which the organic EL material has adhered due to the movement of the endless belt 41 is transported to the mask cleaning unit 7 arranged on the orbit, and the mask can be cleaned simultaneously with the transport of the mask, thereby improving the throughput of the coating apparatus. can do.
[0057]
FIG. 11 is a view showing a second embodiment of the coating apparatus according to the present invention. The coating apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the coating apparatus does not have a configuration related to the mask 4 and forms a coating locus on a non-coating area of the substrate 1. Is basically the same as that of the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the same components, and the description of the configurations will be omitted.
[0058]
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is continued without interruption at a fixed set flow rate from the start of forming the application trajectory CL to the end of application to all the grooves 11. However, since no mask is provided, the stage 2 is formed to have the same size as or slightly smaller than the substrate 1 in order to prevent the organic EL material from adhering to the stage 2. Receiving trays 22 are provided at both ends in the X direction of the substrate 1 so as to receive the organic EL material discharged from the nozzle 5 at a position off the substrate 1.
[0059]
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the coating apparatus of FIG. In this coating apparatus, when the unprocessed substrate 1 is placed on the stage 2 by a transfer robot (not shown) (step S1), the control unit 3 operates according to a program stored in a memory (not shown) in advance. The alignment process (step S20) is executed by controlling each unit of the apparatus as follows. In this alignment process, a coating locus is formed in a non-coating area of the substrate 1, and the relative locus between the substrate 1 and the nozzle 5 is adjusted using the coating locus, whereby the coating locus of the nozzle 5 and the substrate 1 are adjusted. This is a process for accurately matching the upper groove (application region) 11. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.
[0060]
FIG. 13 is a flowchart of the alignment process, and FIG. 14 is a schematic diagram showing the contents of the alignment process. In the initial state of the coating apparatus (FIG. 14A), the nozzle 5 is waiting at a position facing the nozzle cleaning unit 58 as shown in FIG. Note that reference numerals A81 and A82 in FIG. 14 indicate imaging areas of the CCD cameras 81 and 82, respectively.
[0061]
In FIG. 13, when a start command for the alignment process is given from the control unit 3, the stage drive mechanism unit 21 operates in response to the start command to move the stage 2 in the Y direction, and move the non-coating area 12 of the substrate 1. The nozzle 5 is arranged at a trial coating position corresponding to the movement route R (two-dot chain line) (step S201). This trial coating position is a position where a coating locus is formed. Then, in response to an operation command from the control unit 3, the nozzle driving mechanism unit 50 operates to reciprocate the nozzle 5 at the set speed in the X direction (step S202), and to move the nozzle 5 toward the non-coating area 12 of the substrate 1. The discharge of the EL material is started at the set flow rate (step S203). As a result, an application locus CL is formed on the non-application region 12 of the substrate 1. Then, the optical images Icl of the coating locus CL are captured by the CCD cameras 81 and 82 (step S204). Thereby, for example, an optical image Icl of the coating locus CL as shown in images I81 and I82 in FIG. 14B is taken, and after the image processing unit 83 performs appropriate image processing, the coating locus CL is The indicated image data is output to the control unit 3 as “application locus information” of the present invention, and is temporarily stored in the memory.
[0062]
In the next step S205, the stage drive mechanism 21 operates in response to the drive command to move the stage 2 in the Y direction, and moves the application area 11 of the substrate 1 to the nozzle 5 as shown in FIG. It is arranged at the application position corresponding to the route R (step S205). Then, at the application position, the optical images I11 of the grooves 11 are captured by the CCD cameras 81 and 82 (step S206). Thus, for example, an optical image I11 of the groove (application region) 11 as shown in images I81 and I82 in FIG. 9C is taken, and after the image processing unit 83 performs an appropriate image processing, the groove is formed. Image data indicating (application area) 11 is output to control unit 3 as application area information, and is temporarily stored in the memory. In order to facilitate understanding of the relative relationship between the groove 11 and the application locus CL, a virtual line (dashed line) indicating the application locus CL is attached to each of the images I81 and I82. Here, the optical image I11 of the groove 11 and the coating locus CL are non-parallel, and it can be seen that the coating locus CL and the groove 11 do not match.
[0063]
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 14D, the control unit 3 performs coating based on the image data (application area information) of the optical image I11 and the image data (application trajectory information) of the optical image Icl. After calculating the inclination amount of the groove 11 in the θ direction and the deviation amount in the Y direction with respect to the trajectory CL (step S207), the stage driving mechanism unit 21 operates in response to an operation command from the control unit 3 to move the stage 2. The substrate 1 on the stage 2 is positioned so that the coating trajectory CL and the groove 11 exactly match by rotating by the tilt amount in the θ direction and moving by the shift amount in the Y direction (step S208). During this time, as in the first embodiment, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is continuously performed without interruption at the set flow rate, and the organic EL material is discharged toward the tray 22.
[0064]
When the alignment processing of the substrate 1 is completed in this way, the process proceeds to step S30 in FIG. 12 to execute the coating processing. FIG. 15 is a flowchart of the coating process. In this coating process, the nozzle driving mechanism 50 operates in response to an operation command from the controller 3 to move the nozzle 5 in the (+ X) direction at the set speed (step S301). Also in this embodiment, since the application trajectory CL is previously aligned with the groove 11 by the alignment process and the discharge of the organic EL material is continuously performed without interruption, the organic EL material from the nozzle 5 can be surely discharged from the groove. The organic EL material is supplied to the groove 11 and is linearly applied to the groove 11 as the nozzle 5 moves.
[0065]
Then, when the nozzle 5 has moved to the turnback position, that is, the position corresponding to the other end of the groove 11 during the line coating process, “YES” is determined in the step S302, and further, all the steps are performed in a step S303. It is determined whether or not the organic EL material has been applied to the groove 11 to be applied. If "NO" is determined in step S303, that is, if the uncoated groove 11 remains, the stage driving mechanism 21 operates in response to the operation command from the controller 3 to move the stage 2 in the Y direction. After being moved by a predetermined pitch (step S304), the process proceeds to step S305, where line coating is performed on the next groove 11. That is, the nozzle driving mechanism 50 operates in response to an operation command from the control unit 3 to start the deceleration of the nozzle 5, and when it stops, reverses to start acceleration in the (−X) direction. Move from the unit at the set speed. Even during the stop after the deceleration and the reversal, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 to the mask 4 is continuously performed at the set flow rate. Therefore, the organic EL material is accurately applied to the groove 11 without deviating from the direction of discharge of the organic EL material from the nozzle 5.
[0066]
Next, when the nozzle 5 returns to the downstream end (the left end in FIG. 14D) of the groove 11 during the line application, “YES” is determined in the step S306, and further, in step S307, all the application targets are determined. It is determined whether or not the organic EL material has been applied to the groove 11. Then, it is determined “NO” in step S307, that is, while the uncoated groove 11 remains, the stage driving mechanism 21 operates in response to the operation command from the control unit 3 to move the stage 2 in the Y direction. After moving by a predetermined pitch (step S308), the process proceeds to step S301, and the above-described series of line coating is performed on the next groove 11.
[0067]
On the other hand, if "YES" is determined in the steps S303 and S308, the discharge of the organic EL material from the nozzle 5 is stopped to end the coating process (step S309), and the process proceeds to the step S5 in FIG. Unloads the processed substrate 1 from and transfers it to the next processing apparatus.
[0068]
As described above, also in the second embodiment, as in the first embodiment, the alignment process (step S20) is executed prior to the coating process (step S30), and the organic Since the discharge of the EL material is performed continuously without interruption at a fixed set flow rate from the start of the formation of the coating trajectory for the alignment processing to the end of the coating processing on all the grooves 11 of one substrate 1. Even if the coating trajectory CL fluctuates from the previous coating process on the substrate 1 due to factors such as a change in the flow rate, a change in the balance of the discharge pressure, and a change in the distribution of the surface tension, the substrate 1 and the nozzle 5 After the relative positional relationship between the two is adjusted, that is, after the application locus CL coincides with the groove 11, the application locus CL does not fluctuate. It can be applied to the EL material.
[0069]
Further, according to the second embodiment, during the application of the organic EL material to the groove 11, the moving speed of the nozzle 5 is maintained at a constant set speed, so that the fluctuation of the application locus CL can be further suppressed. it can.
[0070]
Further, in the second embodiment, since it is not necessary to provide the mask 4 and the configuration related thereto, the configuration of the apparatus can be simplified, and the cost of the apparatus can be reduced.
[0071]
In addition, the coating locus CL adheres to the non-coating area 12 of the substrate 1 by the alignment process (step S20). However, since the non-coating area 12 is not directly related to the final product, the coating locus CL is left as it is. It may be left. If it is desired to remove the cleaning unit, a cleaning unit for cleaning only the non-application region 12 may be further provided.
[0072]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes other than those described above can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the application trajectory information and the application area information are acquired in this order, but it is needless to say that this order may be interchanged.
[0073]
In the above embodiment, the application locus CL and the groove (application region) 11 are imaged by the two CCD cameras 81 and 82, and these CCD cameras 81 and 82 function as “imaging means” of the present invention. However, the number and arrangement positions of the cameras constituting the imaging means are not limited to the above-described embodiment, and are arbitrary. For example, the application locus CL and the groove (application region) 11 are imaged by a single camera. You may do so.
[0074]
Further, in the above embodiment, the groove (application region) 11 is imaged by the CCD cameras 81 and 82 as imaging means to obtain the application region information. However, the application region information may be obtained by another method. . For example, since the layout of the grooves 11 on the substrate 1 is designed using CAD (Computer Aided Design), the application area information may be obtained based on the layout data.
[0075]
In the above embodiment, the CCD cameras 81 and 82 as the imaging means may image the groove (application region) 11 every time the pitch moves in the Y direction to acquire the application region information and adjust the position. Thereby, even if there is a variation in the pitch of the grooves 11 formed in the substrate 1, the influence can be eliminated.
[0076]
Further, in the above embodiment, the substrate 1 and the nozzle 5 are configured to be relatively movable by configuring the nozzle 5 to move in the X direction and the substrate 1 to move in the Y direction. The present invention may be configured such that only one of them is moved. In the present invention, a coating liquid such as an organic EL material is supplied from the nozzle to the substrate while relatively moving the substrate and the nozzle. The present invention can be applied to any coating apparatus that applies the coating liquid to the coating area of (1).
[0077]
Further, the configuration of the nozzle 5 is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and may be any configuration that does not discharge the application liquid discretely in the form of droplets but that continuously discharges the application liquid in the form of a liquid column.
[0078]
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIGS. 9A and 14B, the coating locus CL has substantially the same size as the groove 11, but is not limited thereto. May be. Further, in the above embodiment, the nozzle 5 is reciprocated at the time of forming the application trajectory CL, but the application trajectory CL may be formed by only one of the forward movement and the backward movement. Further, in the above-described embodiment, the application trajectory CL is a linear trajectory. However, the present invention is not limited to this. The application trajectory CL may be a point-like trajectory by stopping the nozzle 5 for a predetermined time to form the application trajectory CL. Good. Also in this case, the liquid locus can be confirmed by imaging the point locus by, for example, the CCD camera 81 and setting the center as the application locus, and the same effect as the above embodiment can be obtained.
[0079]
In the above embodiment, when the nozzle 5 is moved backward, the organic EL material is applied to the next groove 11. However, the present invention is not limited to this, and a relatively large amount of application to the groove 11 is required. In this case, the organic EL material may be ejected from the nozzle 5 to the same groove 11 for line application not only in the forward movement but also in the backward movement.
[0080]
Further, in the first embodiment, the mask 4 in which one opening 42 is provided in the endless belt 41 is used. However, the number and the arrangement position of the openings 42 are not particularly limited. A plurality of nozzles 5 may be provided. The use of the endless belt 41 is not an essential component, and the present invention can be applied to a coating apparatus that performs a coating process using, for example, a plate-shaped mask.
[0081]
In the first and second embodiments, the present invention is applied to a coating apparatus for coating an organic EL material on the substrate 1 on which a plurality of one-line grooves 11 in the X direction are formed in the Y direction. However, a coating device for applying an organic EL material to a substrate having two or more grooves formed in the X direction or a coating device for applying the organic EL material directly to a predetermined surface area of the substrate without providing a groove, etc. The present invention can also be applied to In particular, in a coating apparatus using a mask, a mask having an opening corresponding to the coating region (the groove or the predetermined surface region) may be used.
[0082]
Further, the application object of the present invention is not limited to the organic EL coating apparatus, and various substrates such as a semiconductor wafer, a glass substrate, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a plasma display, and a substrate for an optical disk, a photoresist liquid, The present invention can be applied to a coating apparatus that applies a coating liquid such as a developer and an etching liquid. That is, the present invention can be applied to any coating apparatus that applies a desired coating liquid to a coating area on a substrate.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the coating liquid is discharged from the nozzle to form a coating locus, the coating locus is imaged by the imaging unit, and the coating locus corresponds to the coating area. After adjusting the relative positional relationship with the nozzle, the application liquid is applied to the application area, and the application liquid is ejected from the nozzle until the application of the application liquid to the application area from the start of forming the application trajectory. Since it is performed continuously without interruption at a constant flow rate, after the relative positional relationship between the substrate and the nozzle is adjusted, the liquid column shape does not change and the ejection direction does not fluctuate In addition, the coating process can be performed with the coating trajectory corresponding to the coating region, and thereby the coating liquid can be applied to the coating region with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a coating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a positional relationship among a substrate, a mask, and a nozzle in the coating apparatus of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a nozzle.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of a liquid recovery unit.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration of a mask cleaning unit.
FIG. 6 is a sectional view of the mask cleaning unit of FIG. 5;
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the coating apparatus of FIG.
FIG. 8 is a flowchart of an alignment process according to the first embodiment.
FIG. 9 is a schematic diagram showing the contents of an alignment process in the first embodiment.
FIG. 10 is a flowchart of a coating process in the first embodiment.
FIG. 11 is a view showing a second embodiment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the coating apparatus of FIG.
FIG. 13 is a flowchart of an alignment process according to the second embodiment.
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the content of an alignment process in the second embodiment.
FIG. 15 is a flowchart of a coating process in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... substrate
2. Stage
3. Control unit (position control means)
4 ... Mask
5 ... Nozzle
11 ... groove (application area)
12: Non-coating area
21 ... Stage drive mechanism
41 ... Endless belt
81, 82: CCD camera (imaging means)

Claims

In a coating apparatus which continuously discharges a coating liquid from the nozzle in a columnar shape while relatively moving the substrate and the nozzle and applies the coating liquid to a coating region on the substrate, the coating liquid is formed by discharging the coating liquid from the nozzle. Imaging means for imaging an application locus;
Prior to the application of the application liquid to the application region, based on the application trajectory information on the application trajectory output from the imaging unit, the substrate and the nozzle are so arranged that the application trajectory corresponds to the application region. Position control means for adjusting the relative positional relationship of
A coating apparatus for continuously discharging the coating liquid from the nozzle at a constant flow rate from the start of forming the coating trajectory to the end of coating of the coating liquid on the coating area.

The application trajectory is a linear trajectory formed by discharging the coating liquid from the nozzle while moving the nozzle relative to the substrate,
2. The coating apparatus according to claim 1, wherein the position control unit adjusts a relative positional relationship between the substrate and the nozzle such that the linear trajectory matches the coating area. 3.

The coating apparatus according to claim 1 or 2, wherein the coating liquid is applied to the application region while entirely or partially covering a region other than the application region on the substrate surface with a mask,
A coating apparatus in which the coating locus is formed on the mask;

The coating apparatus according to claim 1, wherein the coating locus is formed in a region other than the coating region on the substrate surface.

A first step of continuously discharging a coating liquid from the nozzle in a columnar shape and applying the coating liquid to a coating area on the substrate while relatively moving the substrate and the nozzle;
Before the first step, the application liquid is ejected from the nozzle to form an application trajectory, and based on information about the application trajectory, the substrate and the nozzle are arranged such that the application trajectory corresponds to the application area. A second step of moving at least one,
The discharge of the coating liquid from the nozzle is continuously performed without interruption at a constant flow rate from the start of forming the coating trajectory in the second step to the end of coating the coating liquid on the coating area in the first step. A coating method characterized in that: