JP2008253945A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の吐出口から吐出された流動性材料の乾燥速度の均一性を向上する。
【解決手段】塗布装置１では、塗布ヘッド１４が主走査方向に移動することにより、３本のノズル１７から吐出された有機ＥＬ液が、基板９上にストライプ状に塗布される。塗布装置１では、気流形成部１９により形成された副走査方向における基板９の相対移動方向前側（以下、単に「前側」という。）から相対移動方向後側（以下、単に「後側」という。）に向かう基板９の上面９０に平行なエアの流れにより、前側および中央のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液のラインの周囲の雰囲気が後側へと広げられ、３本のノズル１７により塗布された３本の有機ＥＬ液のラインの周囲において、雰囲気中の溶媒成分の濃度の均一性が向上される。これにより、３本のノズル１７の吐出口から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性を向上することができ、塗布ムラの発生を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布装置に関する。

従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）上にレジスト液等の流動性材料を塗布する装置として、特許文献１および２に開示されているように、流動性材料を連続的に吐出するノズルを基板上で走査することにより、基板の主面全域に対して互いに接触する複数の平行線状に流動性材料を塗布する塗布装置が知られている。

このような塗布装置では、流動性材料の膜厚の均一性を向上するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１では、レジスト塗布装置により塗布液が塗布された基板を、レジスト塗布装置とは別に設けられた溶剤雰囲気装置において塗布液の溶剤雰囲気に曝すことにより、溶剤を塗布液表面に付着させて塗布液表面の粘性を低下させ、その後、基板が収容されている容器内に気流を形成して当該気流により塗布液の表面を平坦化する技術が開示されている。特許文献１では、また、塗布液が塗布された基板が収容されている容器内を加圧することにより塗布液の揮発を抑制する技術も開示されている。

特許文献２の塗布成膜装置では、基板の上方２ｍｍ以内の位置に基板のほぼ全体を覆う乾燥防止板を設け、当該乾燥防止板に形成された直線状の隙間において、絶縁膜用の塗布液を吐出するノズルを基板に対して走査することにより、基板上に一様に塗布液が塗布される。これにより、基板と乾燥防止板との間に高濃度の溶剤雰囲気が形成され、基板に塗布された塗布液の乾燥が抑制される。また、特許文献２の塗布成膜装置では、溶剤をしみ込ませたスポンジ部材を乾燥防止板上に設け、スポンジ部材から蒸発する溶剤蒸気を乾燥防止板に形成された供給孔から基板と乾燥防止板との間に供給することにより、基板と乾燥防止板との間の溶剤濃度がより高くされる。
特開２００３−１７４０２号公報 特開２００５−１３７８７号公報

ところで、流動性材料を吐出するノズルを走査することにより基板に流動性材料を塗布する塗布装置は、平面表示装置用の基板に対して画素形成材料を含む流動性材料を塗布する際にも利用されている。このような装置では、例えば、所定のピッチにて配列された複数のノズルの走査、および、走査方向に垂直な方向への基板のステップ移動が繰り返されることにより、基板上に形成された隔壁間の複数の溝に流動性材料がストライプ状に塗布される。

基板上では、流動性材料の各ラインから溶媒成分が蒸発することにより、画素形成材料が基板上に定着して画素形成材料の膜が形成され、溶媒が蒸発するまでの間に、画素形成材料が流動性材料の各ライン内において十分に分散することにより、画素形成材料の膜厚が均一となる。

しかしながら、複数のノズルにより流動性材料を塗布する場合、基板のステップ移動方向の後側には流動性材料が塗布されていないため、複数のノズルのうち、ステップ移動方向に関して最も後側に位置するノズルにより塗布された流動性材料のラインの周囲では、他のノズルにより塗布された流動性材料のラインの周囲に比べて雰囲気中の溶媒成分の濃度が低くなってしまう。

このため、最も後側のノズルにより塗布された流動性材料のラインが、他のノズルにより塗布された流動性材料のラインよりも早く乾燥してしまい、基板上に形成される画素形成材料の膜厚が不均一となってしまう。その結果、基板全体としてみた場合に塗布ムラが発生してしまい、製品となった後の平面表示装置における表示の質が低下してしまう恐れがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の吐出口から吐出された流動性材料の乾燥速度の均一性を向上することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板の主面に平行な副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から前記基板の前記主面上の塗布領域に向けて流動性材料を吐出する吐出機構と、前記吐出機構を前記副走査方向に垂直かつ前記主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記吐出機構に対して前記副走査方向に相対的に移動する移動機構と、前記副走査方向における前記基板の相対移動方向前側から相対移動方向後側に向かう前記基板の前記主面に略平行な気体の流れを前記吐出機構と前記基板との間に形成する気流形成部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗布装置であって、前記気流形成部により、前記気体の流れが前記塗布領域の前記主走査方向の全長に亘って形成される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の塗布装置であって、前記気流形成部の前記吐出機構に対する前記副走査方向の相対位置が固定されている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の塗布装置であって、前記気体がエアである。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の塗布装置であって、前記気流形成部が前記気体を送出する送出口を備える。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の塗布装置であって、前記送出口が、前記吐出機構の前記複数の吐出口に対して前記基板の前記相対移動方向前側に配置され、前記送出口から前記気体が前記基板の前記主面に略平行に送出される。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布装置であって、前記吐出機構へと向かう前記気体を加熱する気体加熱部をさらに備える。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の塗布装置であって、前記基板保持部が、前記基板を加熱する基板加熱部を備える。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の塗布装置であって、前記流動性材料が平面表示装置用の画素形成材料を含む。

本発明では、複数の吐出口から吐出された流動性材料の乾燥速度の均一性を向上することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塗布装置１を示す平面図であり、図２は塗布装置１の正面図である。塗布装置１は、平面表示装置用のガラス基板９（以下、単に「基板９」という。）に、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する装置である。本実施の形態では、塗布装置１において、アクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置用の基板９に、揮発性の溶媒（本実施の形態では、芳香族の有機溶媒の１つである４−メチルアニソール）および基板９上に付与される有機ＥＬ材料を含む流動性材料（以下、「有機ＥＬ液」という。）が塗布される。

塗布装置１は、図２に示すように、基板９を保持する基板保持部１１を備え、図１および図２に示すように、基板保持部１１を基板９の主面に平行な所定の方向（すなわち、図１中のＹ方向であり、以下、「副走査方向」という。）に水平移動するとともに垂直方向（すなわち、Ｚ方向）に向く軸を中心として回転する基板移動機構１２を備える。基板保持部１１は、図２に示すように、基板９を下側から加熱する基板加熱部であるヒータ１１１を内部に備える。

塗布装置１は、また、基板９上に形成されたアライメントマーク（図示省略）を撮像して検出するアライメントマーク検出部１３、基板保持部１１（図２参照）に保持された基板９の（＋Ｚ）側の主面９０（以下、「上面９０」という。）上の塗布領域９１（図１中において破線で囲んで示す。）に向けて流動性材料を吐出する吐出機構である塗布ヘッド１４、塗布ヘッド１４を基板９の上面９０に平行かつ副走査方向に垂直な方向（すなわち、図１中のＸ方向であり、以下、「主走査方向」という。）に水平移動するヘッド移動機構１５、塗布ヘッド１４の移動方向（すなわち、Ｘ方向）に関して基板保持部１１の両側に設けられるとともに塗布ヘッド１４からの有機ＥＬ液を受ける２つの受液部１６、および、塗布ヘッド１４に流動性材料を供給する流動性材料供給部１８を備え、図１に示すように、これらの構成を制御する制御部２を備える。

図１および図２に示すように、塗布ヘッド１４は、同一種類の有機ＥＬ液を連続的に吐出する複数（本実施の形態では、３本）のノズル１７を備える。３本のノズル１７は、Ｘ方向（すなわち、主走査方向）に略直線状に配列されるとともにＹ方向（すなわち、副走査方向）に僅かにずれて配置される。３本のノズル１７の吐出口は副走査方向に関して等間隔にて配列されており、隣接する２本のノズル１７の間の副走査方向に関する距離は、基板９の塗布領域９１上に予め形成されている主走査方向に伸びる隔壁間のピッチ（以下、「隔壁ピッチ」という。）の３倍に等しくされる。

基板９の塗布領域９１に有機ＥＬ液が塗布される際には、３本のノズル１７から隔壁間に形成される３つの溝部に有機ＥＬ液が吐出されて塗布される。塗布装置１により有機ＥＬ液が塗布される２つの溝部の間には、他の塗布装置等により他の種類の有機ＥＬ液が塗布される２つの溝部が挟まれている。

塗布装置１では、ヘッド移動機構１５および基板移動機構１２が、塗布ヘッド１４を基板９に対して主走査方向に相対的に移動するとともに基板９を塗布ヘッド１４に対して副走査方向に相対的に移動する移動機構となる。後述するように、塗布装置１では、基板９に対する有機ＥＬ液の塗布時に、基板９が基板保持部１１と共に副走査方向において図１中の（−Ｙ）側から（＋Ｙ）側に向けて移動する。すなわち、図１中の（＋Ｙ）側が副走査方向における基板９の相対移動方向前側となり、（−Ｙ）側が副走査方向における基板９の相対移動方向後側となる。換言すれば、図１中の（＋Ｙ）側は、基板９の副走査方向における移動の下流側であり、（−Ｙ）側が基板９の移動の上流側である。

図１および図２に示すように、塗布装置１は、塗布ヘッド１４の複数のノズル１７の吐出口の（＋Ｙ）側（すなわち、副走査方向における基板９の相対移動方向前側）において基板保持部１１および基板移動機構１２を跨いで配置されるとともに（−Ｙ）側に向けて気体を送出することにより（＋Ｙ）側から（−Ｙ）側に向かう気体の流れ（すなわち、副走査方向における基板９の相対移動方向前側から相対移動方向後側に向かう気流）を形成する気流形成部１９をさらに備える。

気流形成部１９は、基板移動機構１２およびヘッド移動機構１５と共に図示省略の基台に固定されているため、気流形成部１９の塗布ヘッド１４に対する副走査方向の相対位置は固定されている。気流形成部１９は、副走査方向において塗布ヘッド１４の複数のノズル１７に近接して配置されており、気流形成部１９と複数のノズル１７との間の副走査方向の距離は数ｃｍとされる。また、気流形成部１９は基板９の上側にて基板９の上面９０に近接して配置される。

図３は、気流形成部１９近傍を示す縦断面図である。図２および図３に示すように、気流形成部１９は、塗布ヘッド１４の複数のノズル１７と対向する（−Ｙ）側に気体を送出する送出口１９１を備え、送出口１９１は、主走査方向の全長が基板９の塗布領域９１（図１参照）の主走査方向の全長よりも長いスリット状である。

塗布装置１では、気流形成部１９が図示省略のコンプレッサに接続されており、コンプレッサから気流形成部１９にエア（通常のエアよりも低湿度のドライエア）が供給されることにより、塗布ヘッド１４の複数のノズル１７に対して（＋Ｙ）側（すなわち、基板９の相対移動方向前側）に配置された送出口１９１から基板９の上面９０に平行に（−Ｙ）側に向かってエアが送出される。これにより、複数のノズル１７の先端（すなわち、吐出口）と基板９との間に基板９の上面９０に平行なエアの流れが形成される。気流形成部１９では、送出口１９１が基板９の塗布領域９１の主走査方向の全長に亘って設けられているため、上記エアの流れは、塗布領域９１の主走査方向の全長に亘って形成される。

気流形成部１９により形成されるエアの流れの速度（すなわち、流速）は、ノズル１７と基板９との間において、好ましくは、秒速０．１５ｍ以上０．３５ｍ以下（より好ましくは、秒速０．２ｍ以上０．３ｍ以下）とされ、本実施の形態では、秒速０．２１ｍとされる。なお、気流形成部１９により形成されるエアの流れは、基板９の上面９０に略平行であれば上面９０に対して僅かに傾いていてもよい。

次に、塗布装置１による有機ＥＬ液の塗布について説明する。図４は、有機ＥＬ液の塗布の流れを示す図である。塗布装置１により有機ＥＬ液の塗布が行われる際には、まず、基板９が基板保持部１１に載置されて保持され、アライメントマーク検出部１３からの出力に基づいて基板移動機構１２が駆動されて基板９が移動および回転し、図１中に実線にて示す塗布開始位置に位置する（ステップＳ１１）。換言すれば、塗布ヘッド１４が、基板９に対する副走査方向における相対移動の開始端に位置する。また、塗布ヘッド１４は、主走査方向において、図１および図２中に実線にて示す待機位置（すなわち、図１中の（−Ｘ）側の受液部１６の上方）に予め位置している。

続いて、制御部２により気流形成部１９が制御されて送出口１９１からのエアの送出が開始され、基板９上に上面９０に平行なエアの流れが形成される（ステップＳ１２）。次に、制御部２により塗布ヘッド１４が制御されて３本のノズル１７から有機ＥＬ液の吐出が開始され（ステップＳ１３）、さらに、ヘッド移動機構１５が制御されて塗布ヘッド１４の主走査方向の移動（すなわち、図１中の（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側への移動）が開始される。

塗布装置１では、塗布ヘッド１４の主走査方向への相対移動時に、ノズル１７から有機ＥＬ液を基板９に向けて連続的に吐出することにより、基板９の塗布領域９１の３本の溝に有機ＥＬ液がストライプ状に塗布される（ステップＳ１４）。なお、図１中における塗布領域９１の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側の非塗布領域は図示省略のマスクにより覆われているため有機ＥＬ液は塗布されない。

塗布ヘッド１４が図１および図２中に二点鎖線にて示す待機位置（すなわち、（＋Ｘ）側の受液部１６の上方）まで移動すると、基板移動機構１２が駆動され、基板９が基板保持部１１と共に（＋Ｙ）方向（すなわち、副走査方向）に隔壁ピッチの９倍に等しい距離だけ移動する（ステップＳ１５）。このとき、塗布ヘッド１４では、３本のノズル１７から受液部１６に向けて有機ＥＬ液が連続的に吐出されている。

塗布装置１では、有機ＥＬ液の溶媒として速乾性のものが利用されており、また、基板保持部１１のヒータ１１１により基板９が加熱されているため、ノズル１７により塗布領域９１に塗布された有機ＥＬ液は、塗布された直後からステップＳ１５における基板９の副走査方向への移動の間に迅速に乾燥し（すなわち、有機ＥＬ液から溶媒が蒸発し）、有機ＥＬ材料が半乾燥状態で基板９上に残置されて有機ＥＬ材料の膜が形成される。

副走査方向における基板９の移動が終了すると、基板９および基板保持部１１が図１中に二点鎖線にて示す塗布終了位置まで移動したか否かが制御部２により確認される（ステップＳ１６）。そして、塗布終了位置まで移動していない場合には、ステップＳ１４に戻って塗布ヘッド１４が３本のノズル１７から有機ＥＬ液を吐出しつつ基板９の（＋Ｘ）側から（−Ｘ）方向（すなわち、主走査方向）に移動することにより、基板９の塗布領域９１の溝に有機ＥＬ液が塗布される（ステップＳ１４）。その後、基板９が副走査方向に移動し、塗布終了位置まで移動したか否かの確認が行われる（ステップＳ１５，Ｓ１６）。

塗布装置１では、基板保持部１１および基板９が塗布終了位置に位置するまで、塗布ヘッド１４の主走査方向における移動、および、基板９の（＋Ｙ）側へのステップ移動が繰り返され（すなわち、塗布ヘッド１４の基板９に対する主走査方向における相対移動が行われる毎に、基板９が塗布ヘッド１４に対して副走査方向に相対的に移動され）、これにより、基板９の塗布領域９１において、有機ＥＬ液が隔壁ピッチの３倍に等しいピッチにて配列されたストライプ状に塗布される（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。塗布装置１では、副走査方向に関し、基板９上において有機ＥＬ液の塗布が進行する方向（すなわち、塗布ヘッド１４の基板９に対する相対移動方向）は、基板移動機構１２による基板９の移動方向とは反対向きとなっている。

そして、基板９が塗布終了位置まで移動すると、３本のノズル１７からの有機ＥＬ液の吐出が停止され（ステップＳ１７）、さらに、気流形成部１９からのエアの送出が停止され（ステップＳ１８）、塗布装置１による基板９に対する有機ＥＬ液の塗布が終了する。塗布装置１による塗布が終了した基板９は、他の塗布装置等へと搬送され、塗布装置１により塗布された有機ＥＬ液以外の他の２色の有機ＥＬ液が塗布される。なお、塗布装置１では、実際には複数の基板９に対して連続的に有機ＥＬ液の塗布が行われる。この場合、ステップＳ１８において気流形成部１９からのエアの送出が停止されることなく、複数の基板９に対する有機ＥＬ液の塗布が終了するまで、気流形成部１９から連続的にエアが送出されてもよい。

以上に説明したように、塗布装置１では、塗布ヘッド１４が主走査方向に移動することにより、３本のノズル１７から吐出された有機ＥＬ液が、基板９の塗布領域９１にストライプ状に塗布される。このとき、３本のノズル１７のうち、中央のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液のラインは、（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側のノズル１７により並行して塗布された有機ＥＬ液のラインにより挟まれており、（＋Ｙ）側のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液のラインは、中央のノズル１７により並行して塗布された有機ＥＬ液のライン、および、既に基板９上に塗布されている有機ＥＬ液のライン群により挟まれている。このため、中央および（＋Ｙ）側のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液のラインの周囲では、雰囲気中の有機ＥＬ液の溶媒成分の濃度が高くなっている。

また、塗布装置１では、気流形成部１９により形成された基板９の上面９０に平行な（＋Ｙ）側から（−Ｙ）方向に向かうエアの流れにより、（＋Ｙ）側および中央のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液のラインの周囲の雰囲気が、（−Ｙ）方向へと広げられる。これにより、（−Ｙ）側のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液のラインの周囲においても、雰囲気中の有機ＥＬ液の溶媒成分の濃度が高くなり、３本のノズル１７により塗布された３本の有機ＥＬ液のラインの周囲において、雰囲気中の溶媒成分の濃度の均一性が向上される。

ここで、気流形成部が設けられない塗布装置を比較例とすると、比較例の塗布装置において（＋Ｙ）側（すなわち、副走査方向における基板の相対移動方向前側）のノズル、および、中央のノズルにより塗布された有機ＥＬ液のラインの周囲では、上記と同様に、雰囲気中の有機ＥＬ液の溶媒成分の濃度が高くなっている。しかしながら、（−Ｙ）側（すなわち、副走査方向における基板の相対移動方向後側）のノズルにより塗布された有機ＥＬ液のラインの（−Ｙ）側には、他の有機ＥＬ液のラインは塗布されておらず、（＋Ｙ）側にのみ、中央のノズルにより並行して塗布された有機ＥＬ液のラインが配置されることとなる。

このため、（−Ｙ）側のノズルにより塗布された有機ＥＬ液のラインの周囲では、（＋Ｙ）側および中央のノズルにより塗布された有機ＥＬ液のラインの周囲と比べて有機ＥＬ液の溶媒成分の濃度が低くなってしまい、（−Ｙ）側の有機ＥＬ液のラインの乾燥速度が、（＋Ｙ）側の２本の有機ＥＬ液のラインよりも大きくなってしまう。また、（−Ｙ）側の有機ＥＬ液のラインの周囲では、当該ラインの（−Ｙ）側における雰囲気中の有機ＥＬ液の溶媒成分の濃度が、ラインの（＋Ｙ）側における濃度よりも低くなってしまい、ラインの（−Ｙ）側の部位が（＋Ｙ）側の部位よりも早く乾燥してしまう。

図５．Ａは、比較例の塗布装置の３本のノズルにより塗布された有機ＥＬ液から溶媒が蒸発することにより、基板９ａ上の塗布領域９１ａに形成された有機ＥＬ材料の３本の膜９３ａを示す断面図である。図５．Ａでは、図示の都合上、基板９ａの塗布領域９１ａに形成されている隔壁の図示を省略しており、また、膜９３ａの高さを実際よりも大きく描いている（図５．Ｂにおいても同様）。

比較例の塗布装置では、上述のように、（−Ｙ）側の有機ＥＬ液のラインの（−Ｙ）側の部位が（＋Ｙ）側の部位よりも早く乾燥してしまうため、図５．Ａに示すように、（−Ｙ）側の膜９３ａにおいて、（−Ｙ）側の部位の膜厚が（＋Ｙ）側の部位の膜厚よりも大きくなってしまう。そして、このように厚さに偏りがある有機ＥＬ材料の膜９３ａが、塗布領域９１ａに周期的に（すなわち、３本毎に）形成されて塗布ムラが発生することにより、製品となった後の平面表示装置における表示の質が低下してしまう恐れがある。

これに対し、本実施の形態に係る塗布装置１では、上述のように、３本のノズル１７により塗布された３本の有機ＥＬ液のラインの周囲において、雰囲気中の溶媒成分の濃度の均一性が向上される。また、３本のノズル１７のうち（−Ｙ）側のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液のラインの（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側における雰囲気中の有機ＥＬ液の溶媒成分の濃度の差が小さくされる。

これにより、３本のノズル１７の吐出口から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性を向上することができるとともに、（−Ｙ）側（すなわち、副走査方向における基板９の相対移動方向後側）のノズル１７の吐出口から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができる。その結果、図５．Ｂに示すように、隣接する有機ＥＬ材料の３本の膜９３の断面をほぼ同形状とすることができ、基板９上の塗布領域９１における塗布ムラの発生を防止することができる。

ところで、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料の基板に対する塗布では、塗布ムラが発生すると、製品となった後の平面表示装置の表示の質が低下する恐れがある。本実施の形態に係る塗布装置１では、上述のように、塗布ムラの発生を防止することができるため、塗布装置１は、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料の塗布に特に適しているといえる。

塗布装置１では、また、基板９の上面９０に平行なエアの流れが塗布領域９１の主走査方向の全長に亘って形成されることにより、塗布ヘッド１４により塗布された有機ＥＬ液のラインの全長において、有機ＥＬ液の塗布から乾燥までの間、エアの流れが維持される。これにより、３本のノズル１７により塗布された有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性を、主走査方向に伸びる当該有機ＥＬ液のラインの全長に亘ってより向上することができ、基板９上の塗布領域９１における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。

塗布装置１では、気流形成部１９からのエアの流速が小さすぎると、雰囲気中の溶媒成分が（−Ｙ）側に十分に広がらず、流速が大きすぎると溶媒成分が広い範囲に拡散して濃度が大きく低下するため、副走査方向における塗布ヘッド１４のノズル１７の位置（すなわち、塗布位置）におけるエアの流速が適切な範囲となるように、気流形成部１９からのエアの送出量が決定されている。仮に、気流形成部が塗布ヘッドに対して副走査方向に相対移動する（例えば、気流形成部が基板保持部上に固定されている）とすると、気流形成部と塗布ヘッドとの間の副走査方向の距離に応じて気流形成部からのエアの送出量が変更される必要がある。これに対し、塗布装置１では、気流形成部１９の塗布ヘッド１４に対する副走査方向の相対位置が固定されているため、気流形成部１９からのエアの送出量を変更する必要がない。その結果、塗布装置１の装置構成を簡素化することができる。

気流形成部１９では、送出口１９１からエアを送出して基板９の上面９０に平行なエアの流れを形成することにより、エアの吸引等により基板９上にエアの流れを形成する場合に比べて、所望の向きや流速を有するエアの流れを容易に形成することができる。その結果、塗布装置１の構造を簡素化することができる。また、塗布ヘッド１４の複数のノズル１７の（＋Ｙ）側に配置された送出口１９１から基板９の上面９０に平行にエアを送出することにより、上記エアの流れをより容易に形成することができ、塗布装置１の構造をより簡素化することができる。

気流形成部１９では、基板９上に気流を形成する気体としてエアが利用されることにより、基板保持部１１や塗布装置１の周囲に気密構造を設ける必要がないため、塗布装置１の構造をさらに簡素化することができる。また、塗布装置１が設置される工場等の既存設備を利用して気流形成部１９に容易に気体を供給することもできる。

塗布装置１では、基板９を加熱するヒータ１１１により基板９の塗布領域９１に塗布された有機ＥＬ液の乾燥速度を増大させることにより、３本のノズル１７の吐出口から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度の差をより小さくすることができる。その結果、３本のノズル１７から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性をさらに向上することができ、基板９上の塗布領域９１における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る塗布装置について説明する。図６は、第２の実施の形態に係る塗布装置の気流形成部１９近傍を示す縦断面図である。図６に示すように、第２の実施の形態に係る塗布装置では、気流形成部１９の内部に、塗布ヘッド１４へと向かうエアを加熱する気体加熱部１９２が設けられる。本実施の形態では、気体加熱部１９２として、ｘ方向に伸びる棒状のヒータが用いられる。その他の構成は、図１ないし図３に示す塗布装置１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

第２の実施の形態に係る塗布装置では、第１の実施の形態と同様に、気流形成部１９により形成された基板９の上面９０に平行な（＋Ｙ）側から（−Ｙ）方向に向かうエアの流れにより、３本のノズル１７により塗布された３本の有機ＥＬ液のラインの周囲において、雰囲気中の溶媒成分の濃度の均一性が向上される。その結果、塗布ヘッド１４の３本のノズル１７の吐出口から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性を向上することができ、基板９上の塗布領域９１（図１参照）における塗布ムラの発生を防止することができる。

第２の実施の形態に係る塗布装置では、特に、気体加熱部１９２により加熱されたエアにより基板９の上面９０に平行な気流が形成されることにより、基板９の塗布領域９１に塗布された有機ＥＬ液の乾燥速度を増大させることができる。これにより、３本のノズル１７の吐出口から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度の差をより小さくすることができ、その結果、３本のノズル１７から吐出された有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性をさらに向上することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

第２の実施の形態に係る塗布装置では、気体加熱部１９２は、必ずしも気流形成部１９の内部に設けられる必要はなく、気流形成部１９の（−Ｙ）側、かつ、塗布ヘッド１４のノズル１７の（＋Ｙ）側に気流形成部１９とは独立して設けられてもよい。この場合、気流形成部１９から送出されたエアが気体加熱部１９２近傍を通過することにより加熱され、加熱されたエアにより基板９の上面９０に平行な気流が形成される。

上記実施の形態に係る塗布装置では、副走査方向における塗布ヘッド１４のノズル１７の位置におけるエアの流速は、必ずしも上述の範囲には限定されず、有機ＥＬ液の溶媒の種類や蒸発速度等に応じて適切な速度とされる。

気流形成部１９の送出口１９１は、必ずしも塗布領域９１の主走査方向の全長に亘って伸びるスリット状である必要はなく、例えば、塗布領域９１の主走査方向の全長に亘って配列された複数の小さな送出口が気流形成部１９に設けられてもよい。また、気流形成部１９の送出口１９１は、必ずしも、塗布領域９１の主走査方向の全長に亘って設けられる必要はなく、例えば、主走査方向の幅が塗布ヘッド１４の幅とおよそ等しい１つの送出口のみを有する気流形成部が、複数のノズル１７の（＋Ｙ）側にて主走査方向に移動可能に設けられ、有機ＥＬ液の塗布時にエアを送出しつつ塗布ヘッド１４と同期して主走査方向に移動することにより、塗布ヘッド１４と基板９との間に基板９の上面９０に平行なエアの流れが形成されてもよい。

上記実施の形態に係る塗布装置では、必ずしも、気流形成部１９の送出口１９１から基板９の上面９０に平行なエアが送出される必要はなく、例えば、塗布ヘッド１４の（＋Ｙ）側に配置された気流形成部１９から下向き（すなわち、（−Ｚ）方向）にエアが送出され、基板９の主面９０や他の構造に衝突して向きが変更されたエアにより、基板９の主面９０に平行な気流が形成されてもよい。

塗布装置では、気流形成部１９から送出される気体はエアには限定されず、例えば、窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスとされてもよい。また、有機ＥＬ液の溶媒成分を僅かに含むエアが送出されて基板９の上面９０に平行な気体の流れが形成されてもよい。

また、塗布装置では、塗布ヘッド１４の（＋Ｙ）側から気体を送出する気流形成部１９に代えて、塗布ヘッド１４の（−Ｙ）側に配置されて周囲の雰囲気を吸引することにより基板９上に気体の流れを形成する気流形成部が設けられてもよい。また、塗布ヘッド１４の（＋Ｙ）側から気体を送出しつつ（−Ｙ）側から気体を吸引することにより基板９上に気体の流れを形成する気流形成部が設けられてもよい。

上記実施の形態に係る塗布装置では、基板移動機構１２による基板９および基板保持部１１の移動に代えて、塗布ヘッド１４が副走査方向に移動することにより、副走査方向における基板９の塗布ヘッド１４に対する相対移動が行われてもよい。また、ヘッド移動機構１５による塗布ヘッド１４の移動に代えて、基板９および基板保持部１１が主走査方向に移動することにより、主走査方向における塗布ヘッド１４の基板９に対する相対移動が行われてもよい。

塗布装置では、塗布ヘッド１４の３本のノズル１７から、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）と互いに色が異なる３種類の有機ＥＬ材料をそれぞれ含む３種類の有機ＥＬ液が同時に吐出されて基板９に塗布されてもよい。この場合、塗布ヘッド１４では、隣接する２本のノズル１７の間の副走査方向に関する距離が隔壁ピッチと等しくされる。また、塗布ヘッド１４では、有機ＥＬ液を吐出するノズル１７の本数は必ずしも３本には限定されず、２本、あるいは、４本以上のノズル１７が塗布ヘッド１４に設けられてもよい。さらには、これらのノズル１７から吐出される有機ＥＬ液は、隔壁が設けられていない塗布領域９１にストライプ状に塗布されてもよい。

ところで、基板９上に連続的に吐出された有機ＥＬ液のラインでは、有機ＥＬ液中の有機ＥＬ材料が主走査方向において比較的移動しやすいため、乾燥時間の差により有機ＥＬ材料の偏り大きくなって図５．Ａに示すように膜厚の差が生じやすい。上記実施の形態に係る塗布装置は、上述のように、有機ＥＬ液の乾燥時間の均一性を向上することできるため、有機ＥＬ液を連続的に吐出して基板に塗布する装置に特に適しているが、インクジェット方式のように断続的に流動性材料を吐出して基板上に塗布する装置にも適用することができる。

上記実施の形態に係る塗布装置では、正孔輸送材料を含む流動性材料が基板９に塗布されてもよい。ここで、「正孔輸送材料」とは、有機ＥＬ表示装置の正孔輸送層を形成する材料であり、「正孔輸送層」とは、有機ＥＬ材料により形成された有機ＥＬ層へと正孔を輸送する狭義の正孔輸送層のみを意味するのではなく、正孔の注入を行う正孔注入層も含む。

塗布装置は、１枚の基板から複数の有機ＥＬ表示装置を製造する（いわゆる、多面取りを行う）場合にも利用できる。また、上記塗布装置は、必ずしも有機ＥＬ表示装置用の有機ＥＬ材料または正孔輸送材料を含む流動性材料の塗布のみに利用されるわけではなく、例えば、液晶表示装置やプラズマ表示装置等の平面表示装置用の基板に対し、着色材料や蛍光材料等の他の種類の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する場合に利用されてもよい。

上述のように、塗布装置は、基板９上の塗布領域９１における塗布ムラの発生を防止することができるため、製品となった際の表示の質の低下として塗布ムラが感得されやすい平面表示装置用の画素形成材料（上記実施の形態では、有機ＥＬ表示装置用の有機ＥＬ材料）を含む流動性材料の塗布に特に適しているが、上記塗布装置は、平面表示装置用の基板や半導体基板等の様々な基板に対する様々な種類の流動性材料の塗布に利用されてもよい。

第１の実施の形態に係る塗布装置を示す平面図である。 塗布装置の正面図である。 気流形成部近傍を示す縦断面図である。 有機ＥＬ液の塗布の流れを示す図である。 比較例の塗布装置により基板上に形成された有機ＥＬ材料の膜を示す断面図である。 本実施の形態に係る塗布装置により基板上に形成された有機ＥＬ材料の膜を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る塗布装置の気流形成部近傍を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 塗布装置
９ 基板
１１ 基板保持部
１２ 基板移動機構
１４ 塗布ヘッド
１５ ヘッド移動機構
１９ 気流形成部
９０ 上面
９１ 塗布領域
１１１ ヒータ
１９１ 送出口
１９２ 気体加熱部
Ｓ１１〜Ｓ１８ ステップ

Claims (9)

1. 基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記基板の主面に平行な副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から前記基板の前記主面上の塗布領域に向けて流動性材料を吐出する吐出機構と、
   前記吐出機構を前記副走査方向に垂直かつ前記主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記吐出機構に対して前記副走査方向に相対的に移動する移動機構と、
   前記副走査方向における前記基板の相対移動方向前側から相対移動方向後側に向かう前記基板の前記主面に略平行な気体の流れを前記吐出機構と前記基板との間に形成する気流形成部と、
   を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置であって、
   前記気流形成部により、前記気体の流れが前記塗布領域の前記主走査方向の全長に亘って形成されることを特徴とする塗布装置。
3. 請求項１または２に記載の塗布装置であって、
   前記気流形成部の前記吐出機構に対する前記副走査方向の相対位置が固定されていることを特徴とする塗布装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の塗布装置であって、
   前記気体がエアであることを特徴とする塗布装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の塗布装置であって、
   前記気流形成部が前記気体を送出する送出口を備えることを特徴とする塗布装置。
6. 請求項５に記載の塗布装置であって、
   前記送出口が、前記吐出機構の前記複数の吐出口に対して前記基板の前記相対移動方向前側に配置され、
   前記送出口から前記気体が前記基板の前記主面に略平行に送出されることを特徴とする塗布装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の塗布装置であって、
   前記吐出機構へと向かう前記気体を加熱する気体加熱部をさらに備えることを特徴とする塗布装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の塗布装置であって、
   前記基板保持部が、前記基板を加熱する基板加熱部を備えることを特徴とする塗布装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の塗布装置であって、
   前記流動性材料が平面表示装置用の画素形成材料を含むことを特徴とする塗布装置。

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