JP2012230808A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダム剤とフィル剤とを効率的に塗布できるとともに、フィル剤の膜厚を均一なものとすることが可能な塗布装置を提供する。
【解決手段】 塗布装置は、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板や液晶表示装置用ガラス基板等の透光性を有する基板１００に対して、ダム剤１０１とフィル剤１０２とを塗布するためのものであり、基台３１上に固定された基板１００を載置するためのステージ３２と、ダム部を形成するためのダム剤１０１を吐出する吐出口を備えた複数のダム剤吐出ノズル１４と、フィル部を形成するためのフィル剤１０２を吐出するスリットを備えたフィル剤吐出ノズル２４とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、基板に対して、ダム剤とフィル剤とを塗布するための塗布装置に関する。

例えば、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板の製造時には、発光層をフィル剤で封止する封止工程が実行される。この封止工程においては、ダム剤により矩形状のダム部を形成した後、そのダム部の内部にフィル剤を塗布するようにしている。

図５は、この封止工程を模式的に示す説明図である。なお、図５においては、基板１００については、各パーツ部分に対応する領域のみを示している。

封止工程を実行するときには、最初に、図５（ａ）に示すように、ガラス基板やアクリル基板等の透光性を有する基板１００に対して、ダム剤１０１を塗布する。このダム剤１０１は、高い粘性を有する液体であり、硬化することにより接着作用を奏する。このダム剤１０１の塗布は、基板１００と対向配置されたノズルより基板１００に向けてダム剤１０１を吐出することにより行われる。そして、基板１００とノズルとを相対的に移動させることにより、ダム剤１０１により矩形状のダム部を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、矩形状のダム部内にフィル剤１０２を塗布する。このフィル剤１０２は、ダム剤１０１に比べて粘性が低い液体である。このフィル剤１０２の塗布は、基板１００におけるダム部の中央部と対向配置されたノズルより、基板１００に向けてフィル剤１０２を吐出することにより行われる。

次に、図５（ｃ）に示すように、発光層１０４が予め形成された透光性の基板１０３を、フィル剤１０２が塗布された基板１００と対向配置し、基板１０３の下面と基板１００上にダム剤１０１により形成されたダム部とを当接させる。

しかる後、図５（ｄ）に示すように、基板１００および基板１０３を上下反転させるとともに、ダム剤１０１を硬化させて基板１００と基板１０３とを接着する。このダム剤１０１の硬化は、ダム剤１０１が紫外線硬化性材料であるときには、紫外線照射により実行され、ダム剤１０１が熱可塑性材料であるときには、加熱により実行される。

この封止工程におけるダム剤とフィル剤の塗布は、それぞれ、別々の装置を使用して実行されている。特許文献１には、シリンジに連通する各種のノズルを備えた塗布装置により基板に対して接着剤を塗布する塗布装置が開示されている。

特許第３６７６４７３号公報

上述したように、従来の封止工程においては、ダム剤の塗布装置とフィル剤の塗布装置を使用して各工程が実行されていることから、効率が悪く、各工程に時間がかかるという問題がある。

また、従来の封止工程においては、矩形状のダム部内にノズルを利用してフィル剤１０２を塗布した後、フィル剤をその自重により広げる構成となっていることから、フィル剤の膜厚を均一化するのに時間がかかるという問題が生ずる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ダム剤とフィル剤とを効率的に塗布できるとともに、フィル剤の膜厚を均一なものとすることが可能な塗布装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板に対して、ダム剤とフィル剤とを塗布するための塗布装置であって、前記基板を載置するステージと、ダム部を形成するためのダム剤を吐出する吐出口を備えたダム剤吐出ノズルと、前記ダム剤吐出ノズルと前記ステージとを、第１の方向と、この第１の方向と直交する第２の方向に相対的に移動させるダム剤吐出ノズル移動機構と、フィル部を形成するためのフィル剤を吐出するスリットを備えたフィル剤吐出ノズルと、前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージとを、前記第１の方向に相対的に移動させるフィル剤吐出ノズル移動機構とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記フィル剤吐出ノズル移動機構は、前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージとを、前記第１の方向に加えて、前記第２の方向にも相対的に移動させる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ステージに対して前記第１の方向に移動する第１ガントリーと、前記ダム剤吐出ノズルを支持し、前記第１ガントリーに沿って前記第２の方向に移動する第１支持部材と、前記ステージに対して前記第１の方向に移動する第２ガントリーと、前記フィル剤吐出ノズルを支持し、前記第２ガントリーに沿って前記第２の方向に移動する第２支持部材とを備える。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１支持部材は前記第１ガントリーに対して複数個配設されるとともに、前記第２支持部材は前記第２ガントリーに対して複数個配設される。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記フィル剤の粘度をａ（ｃｐ）、塗布後の膜厚をｂ（μｍ）としたときに、ｂはａの百分の一以下である。

請求項６に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記フィル剤の粘度をａ（ｃｐ）、前記ダム剤の粘度をｃ（ｃｐ）としたときに、ｃはａより大きい。

請求項７に記載の発明は、請求項３から請求項６のいずれかに記載の発明において、前記第１ガントリーの第１の方向への移動速度と、前記第１支持部の前記第２の方向への移動速度とが、いずれも、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。

請求項８に記載の発明は、請求項３から請求項６のいずれかに記載の発明において、前記第２ガントリーの第１の方向への移動速度が、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の発明において、前記ダム剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離、および、前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離が、いずれも、１０μｍ以上２５０μｍ以下である。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記ダム剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離、および、前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離が変更可能である。

請求項１乃至請求項３に記載の発明によれば、ダム剤吐出ノズルとフィル剤吐出ノズルの作用により、ダム剤とフィル剤とを効率的に塗布することが可能となる。このとき、フィル剤を吐出するスリットを備えたフィル剤吐出ノズルを利用してフィル剤を塗布することから、フィル剤の膜厚を均一なものとすることが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、複数のダム剤吐出ノズルと複数のフィル剤吐出ノズルの作用により、ダム剤とフィル剤とをさらに効率的に塗布することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、フィル剤の膜厚を均一なものとすることが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、ダム剤およびフィル剤の塗布後の工程を確実に実行することができる。

請求項７に記載の発明によれば、ダム剤をとぎれさせることなく、良好な形状のダム部を形成することが可能となる。

請求項８に記載の発明によれば、フィル剤を、その膜厚を管理しながら塗布することが可能となる。

請求項９および請求項１０に記載の発明によれば、ダム剤吐出ノズルおよびフィル剤吐出ノズルと基板との干渉を防止しながら、ダム剤およびフィル剤を正確な位置に塗布することが可能となる。

この発明に係る塗布装置の斜視図である。 ダム剤吐出ノズル１４によるダム剤１０１の塗布状態と、フィル剤吐出ノズル２４によるフィル剤１０２の塗布状態を模式的に示す説明図である。 この発明に係る塗布装置の制御系を示すブロック図である。 基板１００の表面におけるダム剤１０１とフィル剤１０２の吐出状態を示す説明図である。 封止工程を模式的に示す説明図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る塗布装置の斜視図である。

この塗布装置は、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板や液晶表示装置用ガラス基板等の透光性を有する基板１００に対して、ダム剤１０１とフィル剤１０２とを塗布するためのものであり、基板１００を載置するための基台３１上に固定されたステージ３２と、ダム部を形成するためのダム剤１０１を吐出する吐出口を備えた複数のダム剤吐出ノズル１４と、フィル部を形成するためのフィル剤１０２を吐出するスリットを備えたフィル剤吐出ノズル２４とを備える。

また、この塗布装置は、基台３１上に配設された一対のガイドレール３３に沿って第１の方向に往復移動可能な第１ガントリー１１および第２ガントリー２１を備える。第１ガントリー１１には、第１の方向と直交する第２の方向に向けて一対のガイドレール１２が配設されている。そして、ダム剤吐出ノズル１４を支持する第１支持部材１３が、これらのガイドレール１２に沿って、第２の方向に往復移動可能となっている。ここで、ダム剤吐出ノズル１４は、第１支持部材１３に対して昇降可能に支持されている。このため、ダム剤吐出ノズル１４とステージ３２に載置された基板１００の表面との距離は、変更可能となっている。

同様に、第２ガントリー２１には、第１の方向と直交する第２の方向に向けて一対のガイドレール２２が配設されている。そして、フィル剤吐出ノズル２４を支持する第２支持部材２３が、これらのガイドレール２２に沿って、第２の方向に往復移動可能となっている。ここで、フィル剤吐出ノズル２４は、第２支持部材２３に対して昇降可能に支持されている。このため、フィル剤吐出ノズル２４とステージ３２に載置された基板１００の表面との距離も、変更可能となっている。

この塗布装置においては、第１、第２ガントリー１１、２１を、各々、第１の方向に移動させるとともに、第１、第２支持部材１３、２３を、各々、第２の方向に移動させることにより、ダム剤吐出ノズル１４とフィル剤吐出ノズル２３とを、互いに直交する第１の方向および第２の方向に往復移動させる構成となっている。

なお、このときの第１ガントリー１１の第１の方向への移動速度と第１支持部材１３の第２の方向への移動速度、すなわち、ダム剤吐出ノズル１４の互いに直交する方向への移動速度は、いずれも、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下となっている。この速度は、高速である方が塗布の効率を向上させることができるが、これを過度に高速とすると、ダム剤１０１を連続して塗布することが困難となる。ダム剤吐出ノズル１４の互いに直交する方向への移動速度を、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることにより、ダム剤１０１をとぎれさせることなく、良好な形状のダム部を形成することが可能となる。

また、このときの第２ガントリー２１の第１の方向への移動速度と第２支持部材２３の第２の方向への移動速度、すなわち、フィル剤吐出ノズル２４の互いに直交する方向への移動速度は、いずれも、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下となっている。この速度は、高速である方が塗布の効率を向上させることができるが、これを過度に高速とすると、フィル剤１０２の膜厚を所定値に維持することが困難となる。フィル剤吐出ノズル２４の互いに直交する方向への移動速度を、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることにより、フィル剤１０２をその膜厚を管理しながら塗布することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、説明の便宜上、ダム剤吐出ノズル１４およびフィル剤吐出ノズル２４を、各々、２個のみ図示しているが、これらのダム剤吐出ノズル１４およびフィル剤吐出ノズル２４は、塗布の効率を向上させるため、さらに多数個配設される。

図２は、ダム剤吐出ノズル１４によるダム剤１０１の塗布状態と、フィル剤吐出ノズル２４によるフィル剤１０２の塗布状態を模式的に示す説明図である。

ダム剤吐出ノズル１４は、ダム部を形成するためのダム剤１０１を吐出する略円形の吐出口１５を備える。一方、フィル剤吐出ノズル２４は、フィル部を形成するためのフィル剤１０２を吐出するスリット２５を備える。このスリット２５は、第２支持部材２３の往復移動方向である第２の方向（図２における紙面に垂直な方向）を長手方向とする形状を有する。

ダム剤吐出ノズル１４とステージ３２に載置された基板１００の表面との距離Ｄ１は、１０μｍ(マイクロメートル)以上２５０μｍ以下となるように設定される。この距離Ｄ１が大きくなった場合には、ダム剤１０１を正確な位置に塗布することが困難となる。一方、この距離Ｄ１が過度に小さくなった場合には、ダム剤吐出ノズル１４と基板１００とが干渉する可能性がある。同様に、フィル剤吐出ノズル２４とステージ３２に載置された基板１００の表面との距離Ｄ２も、１０μｍ以上２５０μｍ以下となるように設定される。この距離Ｄ２が大きくなった場合には、フィル剤１０２を正確な位置に塗布することが困難となる。一方、この距離Ｄ２が過度に小さくなった場合には、フィル剤吐出ノズル２４と基板１００とが干渉する可能性がある。

図３は、この発明に係る塗布装置の制御系を示すブロック図である。

この発明に係る塗布装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ４１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ４２と、論理演算を実行するＣＰＵ４３とからなる制御部４０を備える。この制御部４０は、ダム剤吐出ノズル１４の吐出動作を制御するダム剤吐出ノズル制御部５１と、フィル剤吐出ノズル２４の吐出動作を制御するフィル剤吐出ノズル制御部５２とに接続されている。また、この制御部４０は、第１ガントリー１１を第１の方向に往復移動させるための第１ガントリー用モータ５３と、第２ガントリー２１を第１の方向に往復移動させる第２ガントリー用モータ５４と、第１支持部材１３を第２の方向に往復移動させる複数の第１支持部材用モータ５５と、第２支持部材２３を第２の方向に往復移動させる複数の第２支持部材用モータ５６と、ダム剤吐出ノズル１４を昇降させるダム剤吐出ノズル用モータ５７と、フィル剤吐出ノズル２４を昇降させるフィル剤吐出ノズル用モータ５８と接続されている。

以上のような構成を有する塗布装置において、基板１００に対してダム剤とフィル剤の塗布を実行するときには、ステージ３２上に基板１００を位置決めして載置するとともに、ダム剤吐出ノズル用モータ５７およびフィル剤吐出ノズル用モータ５８の駆動により、ダム剤吐出ノズル１４と基板１００の表面との距離、および、フィル剤吐出ノズル２４と基板１００の表面との距離を上述した値に設定する。しかる後、第１ガントリー１１を第１の方向に移動させるとともに、第１支持部材１３を第２の方向に移動させながら、ダム剤吐出ノズル１４からダム剤を吐出することにより、基板１００上に矩形状のダム部１０１を形成する。

図４は、基板１００の表面におけるダム剤１０１とフィル剤１０２の吐出状態を示す説明図である。図４(ａ)に示す基板１００上のダム剤１０１による矩形状の領域は、ダム部を示している。

一列分のダム部が形成されれば、さらに、第１ガントリー１１を第１の方向に移動させるとともに、第１支持部材１３を第２の方向に移動させながら、ダム剤吐出ノズル１４からダム剤を吐出することにより、基板１００上に次の列のダム部を形成する。

また、ダム部の形成と並行して、ダム部の内部へのフィル部の塗布を実行する。この場合には、第２支持部材２３を第２の方向に移動させることによりフィル剤吐出ノズル２４を先にダム剤１０１により形成された矩形状のダム部の内側と対向する位置に配置する。そして、第２ガントリー２１を第１の方向に移動させながらフィル剤吐出ノズル２４からフィル剤を吐出することにより、基板１００上のダム剤１０１による矩形状のダム部の領域内にフィル剤の薄膜を形成する。

ここで、フィル剤吐出ノズル２４の第２の方向と平行な方向のサイズが、基板１００上に形成されたダム部の内部の一辺のサイズと一致している場合には、第２ガントリー２１の移動によりフィル剤吐出ノズル２４を第１の方向に移動させるだけで、フィル剤１０２の塗布作業が完了する。この場合には、図４(ｂ)に示すように、ダム剤１０１によるダム部の内部全域に、フィル剤１０２による薄膜が形成されることになる。この場合においては、第２支持部２３を第２の方向に往復移動させる第２支持部材用モータ５６等のフィル剤吐出ノズル移動機構を省略してもよい。

一方、フィル剤吐出ノズル２４の第２の方向と平行な方向のサイズが、基板１００上に形成されたダム部の内部の一辺のサイズより小さな場合には、第２支持部材２３を第２の方向に移動させた後に、再度上記の動作を繰り返すことにより、ダム剤１０１によるダム部の内部全域にフィル剤１０２の薄膜を形成する。

以上のように、この発明に係る塗布装置によれば、ダム剤１０１とフィル剤１０２とを、並行して効率的に塗布することが可能となる。

なお、この場合において、フィル剤１０１の粘度をａ（ｃｐ／センチポアズ）、塗布後のフィル剤の膜厚をｂ（μｍ）としたときに、ｂはａの百分の一以下とすることが好ましい。このような構成とすることにより、フィル剤の膜厚を均一なものとすることが可能となる。

また、ダム剤１０１の粘度をｃ（ｃｐ／センチポアズ)としたとき、ｃ＞ａ、すなわち、ダム剤１０１の粘度ｃをフィル剤１０２の粘度ａより大きくすることが好ましい。具体的には、これらの塗布剤が有機溶剤系の場合には、ｃ：ａの比率を１００：１程度にすることが好ましく、とれらの塗布剤が水溶性液の場合にはｃ：ａの比率を１０：１程度とすることが好ましい。このような粘度関係を設定することにより、ダム剤１０１およびフィル剤１０２の塗布後の工程を確実に実行することができる。

さらに、塗布対象の基板のサイズが大型の場合や連続したシート状である場合には、第１ガントリー１１および／または第２ガントリー２１を複数個設けて、同時に塗布動作をさせて、塗布の効率化を図るようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、スリット２５を設けたフィル剤吐出ノズル２４によりフィル剤１０２を吐出したが、スリット２５に代えて多穴ノズルにより構成されたフィル剤吐出ノズルによりフィル剤１０２を吐出するようにしてもよい。

上述した実施形態においては、ダム剤塗布ノズル１４およびフィル剤塗布ノズル２４を互いに直交する第１、第２の方向に移動させることにより、ダム剤１０１およびフィル剤１０２を塗布しているが、基板１００を支持したステージ３２を互いに直交する第１、第２の方向に移動させることにより、ダム剤１０１およびフィル剤１０２を塗布するようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、ダム剤とフィル剤とを個別に塗布しているが、ダム剤とフィル剤の両方の機能を持つ液が使用できる場合には、これをスリットで塗布するようにしてもよい。

１１ 第１ガントリー
１２ ガイドレール
１３ 第１支持部材
１４ ダム剤吐出ノズル
１５ 吐出口
２１ 第２ガントリー
２２ ガイドレール
２３ 第２支持部材
２４ フィル剤吐出ノズル
２５ スリット
３１ 基台
３２ ステージ
３３ ガイドレール
４０ 制御部
５１ ダム剤吐出ノズル制御部
５２ フィル剤吐出ノズル制御部
５３ 第１ガントリー用モータ
５４ 第２ガントリー用モータ
５５ 第１支持部材用モータ
５６ 第２支持部材用モータ
５７ ダム剤吐出ノズル用モータ
５８ フィル剤吐出ノズル用モータ
１００ 基板
１０１ ダム剤
１０２ フィル剤

Claims (10)

1. 基板に対して、ダム剤とフィル剤とを塗布するための塗布装置であって、
   前記基板を載置するステージと、
   ダム部を形成するためのダム剤を吐出する吐出口を備えたダム剤吐出ノズルと、
   前記ダム剤吐出ノズルと前記ステージとを、第１の方向と、この第１の方向と直交する第２の方向に相対的に移動させるダム剤吐出ノズル移動機構と、
   フィル部を形成するためのフィル剤を吐出するスリットを備えたフィル剤吐出ノズルと、
   前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージとを、前記第１の方向に相対的に移動させるフィル剤吐出ノズル移動機構と、
   を備えたことを特徴とする塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置において、
   前記フィル剤吐出ノズル移動機構は、前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージとを、前記第１の方向に加えて、前記第２の方向にも相対的に移動させる塗布装置。
3. 請求項２に記載の塗布装置において、
   前記ステージに対して前記第１の方向に移動する第１ガントリーと、
   前記ダム剤吐出ノズルを支持し、前記第１ガントリーに沿って前記第２の方向に移動する第１支持部材と、
   前記ステージに対して前記第１の方向に移動する第２ガントリーと、
   前記フィル剤吐出ノズルを支持し、前記第２ガントリーに沿って前記第２の方向に移動する第２支持部材と、
   を備える塗布装置。
4. 請求項３に記載の塗布装置において、
   前記第１支持部材は前記第１ガントリーに対して複数個配設されるとともに、
   前記第２支持部材は前記第２ガントリーに対して複数個配設される塗布装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の塗布装置において、
   前記フィル剤の粘度をａ（ｃｐ）、塗布後の膜厚をｂ（μｍ）としたときに、ｂはａの百分の一以下である塗布装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の塗布装置において、
   前記フィル剤の粘度をａ（ｃｐ）、前記ダム剤の粘度をｃ（ｃｐ）としたときに、ｃはａより大きい塗布装置。
7. 請求項３から請求項６のいずれかに記載の塗布装置において、
   前記第１ガントリーの第１の方向への移動速度と、前記第１支持部の前記第２の方向への移動速度とが、いずれも、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である塗布装置。
8. 請求項３から請求項６のいずれかに記載の塗布装置において、
   前記第２ガントリーの第１の方向への移動速度が、毎秒１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である塗布装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の塗布装置において、
   前記ダム剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離、および、前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離が、いずれも、１０μｍ以上２５０μｍ以下である塗布装置。
10. 請求項９に記載の塗布装置において、
    前記ダム剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離、および、前記フィル剤吐出ノズルと前記ステージに載置された基板の表面との距離が変更可能である塗布装置。
    

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