JP4530224B2 - 塗布装置および塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置および塗布方法に関し、より特定的には、塗布対象となる基板に対してストライプ状に塗布液を塗布する塗布装置および塗布方法に関する。

基板に対して塗布を行う塗布装置の一例として、特許文献１に記載の製造装置がある。この製造装置は、有機ＥＬ表示装置を製造するための装置であり、有機ＥＬ材料等の塗布液をノズルによって基板に塗布するものである。この製造装置は、テーブル上に載置されたガラス基板に平行な所定方向にノズルを移動させながらノズルから塗布液を吐出することによって基板に対して塗布液を線状に塗布する工程と、当該所定方向に垂直な方向に基板をピッチ送りする工程とを繰り返すことによって、ガラス基板にストライプ状に塗布液を塗布する。

上記製造装置では、ガラス基板に付された位置合わせマークをＣＣＤカメラで撮像することによって基板の位置合わせが行われている。具体的には、ガラス基板がテーブル上に載置されると、ガラス基板の四隅に形成された位置合わせマークがＣＣＤカメラによって撮像される。撮像された画像のデータに基づいて位置合わせマークの位置が算出され、算出された位置と、基板に形成すべきストライプパターンを示すレイアウトデータとに基づいて塗布開始位置が算出される。これによって、製造装置は、ノズルの下方に基板の塗布開始位置を配置することができ、適切な位置から塗布を開始することができる。
特開２００２−７５６４０号公報

ここで、基板に塗布された塗布液を乾燥させる等の目的で、テーブル上の基板を加熱することがある。例えば有機ＥＬ表示装置の製造装置では、基板に塗布された塗布液の膜厚が、基板を搬出する際に加わる外力等の影響で変化してしまうことがある。これを防止するために、塗布液をある程度硬化させるべく、基板を加熱することがある。

しかし、上記のような理由で基板を加熱する場合、加熱によってガラス基板が膨張する。したがって、加熱前の基板に応じた長さで基板をピッチ送りすると、膨張によって長くなった分だけ塗布位置がずれてしまう。つまり、ピッチ送りの幅と基板に本来形成すべきストライプの幅とがずれてしまうので、正しい位置に塗布液を塗布することができなくなってしまう。

それ故、本発明の目的は、基板を加熱する場合であっても、塗布液を正しい位置に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である。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、塗布手段によって塗布液を基板に塗布する塗布方法である。塗布方法は、加熱工程と、測定工程と、調整工程と、塗布工程とを備えている。加熱工程においては、基板を塗布時の処理温度に加熱する。測定工程においては、加熱された基板の所定部分の長さを測定する。調整工程においては、加熱前における所定部分の長さと測定工程で測定された長さとに基づいて加熱による基板の膨張率を算出し、所定の第１方向へのピッチ送り量を当該膨張率に基づいて調整する。塗布工程においては、基板に対して塗布液を吐出している塗布手段を第１方向に垂直な第２方向に相対移動させる動作と、調整工程において調整されたピッチ送り量だけ基板を塗布手段に対して相対移動させる動作とを繰り返すことによって塗布液を基板に塗布する。

また、第２の発明においては、測定工程において、撮像手段によって所定部分を撮像することによって当該所定部分の長さを測定するようにしてもよい。

また、第３の発明においては、測定工程において、所定部分の一端を撮像手段によって撮像した後、基板を第１方向に相対移動させることによって所定部分の他端を撮像手段によって撮像し、撮像した画像を用いて当該所定部分の長さを算出してもよい。

また、第４の発明においては、基板には、少なくとも２つのマークが付されていてもよい。このとき、測定工程においては、基板に付された所定のマーク間の長さを所定部分の長さとして測定する。

また、第５の発明は、塗布液を基板に塗布する塗布装置である。塗布装置は、加熱手段と、塗布手段と、測定手段と、調整手段と、第１移動手段と、第２移動手段とを備えている。加熱手段は、基板を塗布時の処理温度に加熱する。塗布手段は、加熱された基板に対して塗布液を塗布するためのものである。測定手段は、加熱された基板の所定部分の長さを測定する。調整手段は、加熱前における所定部分の長さと測定手段によって測定された長さとに基づいて加熱による基板の膨張率を算出し、所定の第１方向へのピッチ送り量を当該膨張率に基づいて調整する。第１移動手段は、基板に対して塗布液を吐出している塗布手段を第１方向に垂直な第２方向に相対移動させる。第２移動手段は、調整手段によって調整されたピッチ送り量だけ基板を塗布手段に対して相対移動させる。

第１および第５の発明によれば、基板の所定部分についての加熱前後における長さから、加熱による基板の膨張率を算出する。そして、ピッチ送りの長さを膨張率に応じて調整することによって、膨張後の基板に応じた間隔で塗布液を塗布することできる。すなわち、上記発明によれば、塗布液を正しい位置に塗布することができる。

第２の発明によれば、撮像手段を用いて所定部分についての長さを測定することによって、測定を容易かつ正確に行うことができる。また、第３の発明によれば、所定部分の大きさが大きく、撮像手段によって１回に撮像することができない場合であっても、所定部分の長さを測定することができる。さらに、測定工程において基板を第１方向に移動させるための機構と、塗布工程において基板を第１方向に移動させるための機構とを共通にすることによって、塗布装置の構成を簡易化することができる。また、第４の発明によれば、基板に付されたマーク間の長さを測定するので、測定を正確に行うことができる。

以下、本発明に係る塗布装置の構成および動作について説明する。具体的には、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置を製造するために用いられる塗布装置を例として説明する。本塗布装置は、ステージ上に載置された基板（ガラス基板）に対して有機ＥＬ材料や正孔輸送材料の塗布液を塗布するためのものである。また、塗布装置は、基板に塗布された塗布液を乾燥させる目的でステージ上の基板を加熱する。以下、本実施形態に係る塗布装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置の概観を示す図である。図１（ａ）は、塗布装置を上側から見た図であり、図１（ｂ）は、塗布装置を側面からＹ軸正方向の向きに見た図である。また、図２は、塗布装置の撮像部を示す図である。図３は、塗布装置の各部と制御部との接続関係を示す図である。

図１に示すように、塗布装置は、ノズル移動機構部１、ノズルユニット２、液受け部３、ステージ４、ステージ移動機構部５、およびＣＣＤカメラ６（第１および第２ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂ）を備えている。また、図２および図３に示すように、塗布装置は、カメラ移動機構部７、制御部８、およびヒーター９を備えている。

図１に示すように、ステージ４には塗布処理の対象となる基板Ｐが載置される。ステージ４は、上側から見た場合に略四角形の形状を有する板状部材であって、四角形の板状部材に加えて突起部４ａを有している。基板Ｐは、四角形の板状の形状を有しており、Ｘ軸方向（基板Ｐに塗布が行われる方向）に関して、突起部４ａを除くステージ４よりもやや大きいサイズである。また、ステージ４の上面には、位置決めピン１０ａ〜１０ｃが取り付けられる。位置決めピン１０ａは上記突起部４ａに取り付けられ、位置決めピン１０ｂおよび１０ｃは、突起部４ａ以外の場所にＹ軸方向に平行に取り付けられる。位置決めピン１０ａ〜１０ｃは、ステージ４上における基板Ｐ０の載置位置を決めるためのものである。また、塗布時に基板上を移動するノズルユニット２が各位置決めピン１０ａ〜１０ｃに衝突しないように、位置決めピン１０ａ〜１０ｃの高さは基板Ｐの厚さよりも低く構成される。

ステージ移動機構部５は、ステージ４の下側に接続される。ステージ移動機構部５は内部にモータを有し、ステージ４を移動させる。具体的には、ステージ移動機構部５は、ステージ４をＹ軸方向に平行移動させる（図１に示す矢印参照）。また、ステージ移動機構部５は、ステージ４を図１に示すθ方向に回転移動（Ｚ軸周りの回転移動）させる。ステージ移動機構部５の動作は制御部８によって制御される。

また、ステージ４の上方にはノズル移動機構部１が配置される。ノズル移動機構部１はＸ軸方向（ステージ４の載置面と平行な方向）に延びるレール１１を有し、レール１１に沿って移動可能なようにノズルユニット２がノズル移動機構部１に接続される。ノズルユニット２は、例えば赤色の有機ＥＬ材料の処理液を吐出する３本のノズル１２〜１４を有する。ノズルユニット２の各ノズル１２〜１４は、処理液を吐出する向きが鉛直下向きとなるようにノズルユニット２の下側に配置される。なお、各ノズル１２〜１４は、Ｙ軸方向に関して少しずれた位置に配置される（詳細は後述する）。なお、塗布液を吐出するノズルは何本であってもよい。

また、ノズル移動機構部１は、Ｘ軸方向について基板Ｐよりも長く構成され、Ｘ軸方向に関して基板Ｐの幅よりも広い範囲でノズルユニット２を移動させることが可能である。したがって、ノズルユニット２がレール１１の一端から他端まで移動することによって、Ｘ軸方向に関して基板Ｐの一端から他端まで有機ＥＬ材料を塗布することができる。ただし、ノズルユニット２がレール１１の一端から他端まで移動する間に各ノズル１２〜１４から有機ＥＬ材料が吐出されると、基板Ｐに有機ＥＬ材料が塗布されるだけでなく、基板Ｐの外側においても有機ＥＬ材料が吐出されることとなる。そこで、基板Ｐの外側で吐出された有機ＥＬ材料を受ける目的で液受け部３が設置されている。なお、液受け部３で受けた有機ＥＬ材料は、液受け部３の排出口（図示していない）から排出される。

また、図１に示すように、ステージ４の上方には、撮像手段の一例である第１ＣＣＤカメラ６ａおよび第２ＣＣＤカメラ６ｂが配置される。ここで、基板Ｐには、アライメントマークＭ１〜Ｍ４が付される。各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂは、これらのアライメントマークＭ１〜Ｍ４を撮像可能な位置に配置される。

具体的には、本実施形態では、基板Ｐの４つの角付近の領域に１つずつ、計４つのアライメントマークＭ１〜Ｍ４が付される。ここでは、Ｘ軸負方向側であってＹ軸正方向側の角付近に付されるものをアライメントマークＭ１とし、Ｘ軸負方向側であってＹ軸負方向側の角付近に付されるものをアライメントマークＭ２とし、Ｘ軸正方向側であってＹ軸正方向側の角付近に付されるものをアライメントマークＭ３とし、Ｘ軸正方向側であってＹ軸負方向側の角付近に付されるものをアライメントマークＭ４とする。なお、各アライメントマークＭ１〜Ｍ４は、基板Ｐにおいて塗布が行われない領域（非塗布領域）に付される。

一方、各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂは、Ｘ軸方向に関して基板Ｐの端付近の上方に配置される。具体的には、第１ＣＣＤカメラ６ａはＸ軸負方向側の基板Ｐの端付近の上方に配置され、第２ＣＣＤカメラ６ｂはＸ軸正方向側の基板Ｐの端付近の上方に配置される。このような配置により、ステージ４をＹ軸方向に適宜平行移動させることによって、第１ＣＣＤカメラ６ａはアライメントマークＭ１およびＭ２を撮像することが可能であり、第２ＣＣＤカメラ６ｂはアライメントマークＭ３およびＭ４を撮像することが可能である。なお、本明細書において、２つのＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂを特に区別しない場合、第１または第２ＣＣＤカメラ６ａまたは６ｂを単に「ＣＣＤカメラ６」と呼ぶことがある。

また、図１では図面を見やすくする目的で図示していないが、図２に示すように、第１ＣＣＤカメラ６ａは、カメラ移動機構部７に接続される。カメラ移動機構部７は、ステージ４の上方で固設される支持部１５に接続されており、第１ＣＣＤカメラ６ａを支持する。カメラ移動機構部７は、Ｙ軸移動機構部１６およびＺ軸移動機構部１７を含む。Ｙ軸移動機構部１６は、支持部１５に接続され、第１ＣＣＤカメラ６ａをＺ軸方向に平行移動させる。Ｚ軸移動機構部１７は、Ｙ軸移動機構部１６に接続され、第１ＣＣＤカメラ６ａをＹ軸方向に平行移動させる。Ｙ軸移動機構部１６およびＺ軸移動機構部１７の動作は、制御部８によって制御される。なお、図２では第１ＣＣＤカメラ６ａについて図示したが、第２ＣＣＤカメラ６ｂは、図２に示したカメラ移動機構部７と同様の構成を有するカメラ移動機構部に接続され、当該カメラ移動機構部によってＹ軸およびＺ軸に移動可能なように支持される。

図３に示すように、制御部８は、ノズル移動機構部１、ノズルユニット２、ステージ移動機構部５、ＣＣＤカメラ６、カメラ移動機構部７、およびヒーター９と電気的に接続されている。制御部８は、ノズル移動機構部１の動作を制御することによって、ノズルユニット２（各ノズル１２〜１４）をＸ軸方向に平行移動させる。ノズルユニット２の各ノズル１２〜１４からの塗布液の吐出のオン／オフは、制御部８によって制御される。また、制御部８は、ステージ移動機構部５の動作を制御することによって、ステージ４上の基板ＰをＹ軸方向に平行移動させたり、Ｚ軸周りに回転させる。

また、制御部８は、カメラ移動機構部７の動作を制御することによって、ＣＣＤカメラ６をＹ軸およびＺ軸方向に移動させる。さらに、制御部８は、ＣＣＤカメラ６によって撮像された画像を取得し、取得した画像を用いて、基板Ｐの膨張率の算出処理（後述するステップＳ４）、および、基板Ｐの角度の調整処理（後述するステップＳ５）を行う。

また、ステージ４の内部にはヒーター９が設けられる（図３参照）。ヒーター９は、ステージ４上に載置される基板Ｐを加熱する加熱手段として用いられる。ヒーター９の温度は、制御部８によって制御される。ステージ４の載置面は例えばアルミニウムを材質とした均熱プレートで構成され、ヒーター９は載置面の裏側に配置される。なお、図示していないが、均熱プレートにはその温度を検出するための温度センサが取り付けられ、温度センサの検出結果はヒーター９の温度制御に用いられる。なお、ステージ４を移動させるステージ移動機構部５とヒーター９との間には、ヒーター９の熱によるステージ移動機構部５への悪影響を低減する目的で断熱材が配置されてもよい。

次に、以上のように構成された塗布装置の動作について説明する。ここでは、基板Ｐに対して有機ＥＬ材料を塗布する場合の動作を説明する。図４は、塗布処理の対象となる基板Ｐを模式的に示す図である。ここで、塗布装置における塗布処理の対象となる基板Ｐには、Ｘ軸方向に平行に複数本の溝Ｔがストライプ状に形成されている。また、各溝には、陽極および正孔輸送層がすでに形成されているものとする。塗布装置は、各溝に有機ＥＬ材料を塗布することによってストライプパターンを形成する。

まず、塗布装置による塗布動作の概要を説明する。塗布処理においては、ノズルユニット２のＸ軸方向の移動動作（第１動作）とステージ４のＹ軸方向の移動動作（第２動作）とが繰り返される。具体的には、まず、第１動作として、ノズルユニット２の各ノズル１２〜１４から赤色の有機ＥＬ材料が吐出されるとともにノズルユニット２がガイド部材１の一端から他端へ移動する。これによって、基板Ｓ１に形成された溝Ｔに対する３列分の塗布が完了する。ここで、各ノズル１２〜１４はＹ軸方向に関して、基板Ｓ１に形成された溝の３列分の長さ（Ｙ軸方向の長さ）だけ間隔を空けて配置されている。そのため、１回の第１動作においては、互いに２列ずつ間隔を空けた３列分について塗布が行われる。例えば、最初の第１動作では、図４に示す点線部分に塗布が行われる。次に、第２動作として、基板Ｐに形成された溝Ｔの９列分の長さＰ０だけＹ軸正方向にステージ４がピッチ送りされる。以降、塗布装置が第１動作と第２動作とを繰り返すことによって、基板Ｐへの塗布が３列分ずつ行われる。例えば、最初の第２動作が行われた後の２回目の第１動作では、図４に示す一点鎖線部分に塗布が行われる。以上のようにして第１動作と第２動作とが繰り返されることによって、基板Ｐに有機ＥＬ材料がストライプ状に塗布されていく。

ここで、本実施形態においては、塗布時において基板Ｐはヒーター９によって加熱されるので、基板Ｐが膨張し、溝と溝との間の間隔も若干広くなる。したがって、仮に加熱前における溝と溝との間隔に従ってステージ４をピッチ送りしたとすれば、ピッチ送りの長さ（ピッチ送り量）と、加熱後における実際の溝と溝との間隔（加熱によって膨張した間隔）とにずれが生じてしまう。なお、基板Ｐの膨張は微少であるので数回程度のピッチ送りでは問題とはならないが、ピッチ送りを繰り返すに連れて塗布位置と溝の位置とのずれが大きくなり、正しい位置に塗布液を塗布することができなくなってしまう。

そこで、本実施形態においては、加熱による基板Ｐの膨張を考慮して、ピッチ送り量を調整する。すなわち、基板Ｐに付されたアライメントマーク間の長さを測定し、加熱前後におけるアライメントマーク間の距離に基づいて膨張率を算出する。そして、膨張率に基づいてピッチ送り量を調整することによって、基板Ｐの膨張に応じたピッチ送り量でステージ４をピッチ送りする。このように、本実施形態の塗布装置は、基板Ｐの膨張に起因する塗布位置のずれを解消するものである。

また、本実施形態では、基板Ｐは、ノズルユニット２の移動方向（Ｘ軸方向）と基板Ｐに形成された溝の方向とが平行になるようにステージ４上に載置される必要がある（図４参照）。すなわち、ノズルユニット２の移動方向と基板Ｐの溝の方向とが平行になるように、基板ＰをＺ軸周りに回転させる調整（角度調整）を行う必要がある。この角度調整を行うために、基板Ｐのアライメントマーク間の距離（アライメントマークＭ１からＭ３までの距離）が用いられる（図８参照）。ここで、本実施形態では、基板Ｐが加熱されることから、加熱前後で当該距離が変化する。したがって、この距離についても加熱による影響を考慮しなければ、正しい距離の値を算出することができず、角度調整を正確に行うことができない。そこで、本実施形態では、加熱による基板Ｐの膨張を考慮して、角度調整を行う。すなわち、上記膨張率を用いてアライメントマーク間の距離を補正し、補正した値を用いて角度調整を行うこととする。このように、本実施形態の塗布装置は、基板Ｐの膨張に起因する基板の載置位置のずれを解消するものでもある。以下、塗布装置の動作の詳細を説明する。

図５は、塗布装置の動作の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、制御部８は、基板Ｐが搬入される前にヒーター９を加熱しておく。なお、制御部８は、基板Ｐが搬入された後にヒーター９を加熱制御するようにしてもよいが、スループットを考慮すれば本実施形態のようにヒーター９を予め加熱制御しておくことが好ましい。ヒーター９は、均熱プレートの表面がほぼ均一な温度となるように加熱することが好ましく、均熱度が例えば±２度の範囲となるように加熱する。制御部８は、温度センサを用いてステージ４の載置面の温度を計測し、基板Ｐの温度が所定の目標温度となるようにヒーター９の温度を制御する。なお、この目標温度は、均熱プレートに載置された基板Ｐの塗布処理後の搬送に適した温度である。換言すれば、目標温度は、均熱プレートに基板Ｐが載置された際、基板Ｐに塗布される有機ＥＬ材料が流動しない程度に硬化する温度である。目標温度は、例えば、塗布液の溶剤の沸点以上に設定されればよい。本実施形態においては、塗布装置は、ヒーター９で基板Ｐを加熱することによって基板Ｐを塗布後の搬送に適した温度に加熱し、基板Ｐに塗布される塗布液を、流動しない程度に硬化させる。つまり、本実施形態においては、ヒーター９を用いることによって塗布装置内において塗布液の溶剤の乾燥、蒸発を促進する処理を行う。

続くステップＳ２において、図示しない搬送ロボット等によって基板Ｐが塗布装置に搬入されてステージ４上に載置される。ステージ４上に載置された基板Ｐは、位置決めピン１０ａ〜１０ｃによって位置決めされる。すなわち、基板Ｐは、その一辺が位置決めピン１０ｂおよび１０ｃに当接し、かつ、当該一辺の隣の辺が位置決めピン１０ａに当接するようにステージ４上に載置される（図１（ａ）参照）。なお、ステージ４上に載置された基板Ｐは、ステージ４上に設けられた溝から真空排気が行われることによって吸着保持される。これによって基板Ｐはステージ４上に固定される。

ステップＳ３においては、各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂの位置調整が行われる。ステップＳ３の処理は、２つのＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂのＹ軸方向に関する位置を一致させる、すなわち、２つのＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂをＸ軸方向に平行に配置させるための処理である。具体的には、制御部８は、まず各ノズル１２〜１４のいずれかから塗布液を吐出させながら、ノズルユニット２をノズル移動機構部１の一端から他端まで移動させる。これによって、基板Ｐに１本のライン状に塗布液が塗布される。なお、この塗布は試し塗りであるので、基板Ｐの非塗布領域（上記溝が形成されていない領域）で行われる。１本のラインが形成されると、当該ラインを含む基板Ｐの領域を各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂによって撮像する。そして、制御部８は、当該ラインが撮像画像の中心となるように、各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂをそれぞれＹ軸方向に平行移動させる。以上の処理によって、２つのＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂをＸ軸方向に平行に配置することができる。なお、本実施形態では、１本のラインを塗布して各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂの位置を調整する処理を２回繰り返して行う。これによって、ノズルユニット２はノズル移動機構部１を１往復することとなるので、ノズルユニット２は元の位置（ステップＳ３の実行開始時の位置）に戻ることとなる。

ステップＳ４においては、ステージ４上で加熱された基板Ｐの膨張率を算出する処理（膨張率算出処理）が行われる。基板（ガラス基板）Ｐは、ヒーター９によって加熱されているステージ４上に載置される（ステップＳ２）ことによって昇温され、膨張する。ステップＳ４は、加熱前の基板Ｐに対する加熱後の基板Ｐの膨張率を算出するための処理である。以下、図６を用いて膨張率算出処理の詳細を説明する。

図６は、図５に示すステップＳ４の処理の詳細を示すフローチャートである。膨張率算出処理においては、まずステップＳ１１において、制御部８は、前方のアライメントマークがＣＣＤカメラ６に撮像される位置までステージ４をＹ軸方向に平行移動する。なお、ここでは、Ｙ軸正方向側を前方、Ｙ軸負方向側を後方とし、アライメントマークＭ１およびＭ３を前方のアライメントマークと呼び、アライメントマークＭ２およびＭ４を後方のアライメントマークと呼ぶ。

次に、ステップＳ１２において、前方のアライメントマークがＣＣＤカメラ６に撮像される。すなわち、各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂによってそれぞれアライメントマークＭ１およびＭ３付近の画像が撮像され、制御部８は撮像画像を取得する。続くステップＳ１３において、制御部８は、ステップＳ１２で取得した画像に基づいて各アライメントマークＭ１およびＭ３の位置を示す座標値を算出する。具体的には、制御部８は、所定の画像認識処理によって画像上における各アライメントマークの位置を算出する。そして、算出した位置、および、ＣＣＤカメラ６とステージ４との位置関係から、各アライメントマークのステージ４上における位置を示す座標値（ＸＹ座標系の座標値）を算出する。なお、ここでは、制御部８は、ＣＣＤカメラ６とステージ４との位置関係を検知可能であり、当該位置関係を用いて、画像上における位置を示す座標値を、ステージ４上における位置を示す座標値に変換することが可能であるとする。

次に、ステップＳ１４において、制御部８は、後方のアライメントマークがＣＣＤカメラ６に撮像される位置までステージ４をＹ軸方向に平行移動する。具体的には、制御部８は、所定距離Ｌ０だけＹ軸負方向にステージ４を平行移動させる。ここで、所定距離Ｌ０は、加熱前における基板ＰのアライメントマークＭ１からＭ２までの距離である。なお、本実施形態では、加熱前における４つのアライメントマークＭ１〜Ｍ４を結んだ四角形は長方形であり、アライメントマークＭ１からＭ２までの距離と、アライメントマークＭ３からＭ４までの距離とは加熱前において等しいものとする。

ステップＳ１５において、後方のアライメントマークがＣＣＤカメラ６に撮像される。すなわち、各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂによってそれぞれアライメントマークＭ２およびＭ４付近の画像が撮像され、制御部８は撮像画像を取得する。続くステップＳ１６において、制御部８は、ステップＳ１５で取得した画像に基づいて、各アライメントマークＭ２およびＭ４の位置を示す座標値を算出する。なお、ステップＳ１６における座標値の算出方法は、ステップＳ１３と同様の方法である。以上のステップＳ１３およびＳ１６によって、各アライメントマークＭ１〜Ｍ４のステージ４上における位置を示す、ＸＹ座標系の座標値が算出される。

ステップＳ１７においては、前方のアライメントマークと後方のアライメントマークとの距離が算出される。すなわち、制御部８は、アライメントマークＭ１とＭ２との距離を算出し、アライメントマークＭ３とＭ４との距離を算出する。続くステップＳ１８において、制御部８は、ステップＳ１７で算出された各距離に基づいて熱膨張率αを算出する。具体的には、まず、ステップＳ１７で算出された２つの距離の平均値Ｌを算出する。そして、加熱前における２つのアライメントマーク間の距離（上記所定距離）Ｌ０と、当該平均値Ｌとから熱膨張率αを算出する。熱膨張率αは、次の式によって算出することができる。
α＝Ｌ／Ｌ０
以上で、熱膨張率算出処理の説明を終了する。

なお、本実施形態においては、ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理において、アライメントマークＭ１からＭ２までの距離を算出するとともに、アライメントマークＭ３からＭ４までの距離を算出した。そして、２つの距離の平均値を用いて熱膨張率αを算出した。ここで、他の実施形態においては、２つの距離のうちいずれか一方のみを算出し、算出した距離を上記平均値Ｌに代えて用いて熱膨張率αを算出してもよい。

図５の説明に戻り、ステップＳ４の次のステップＳ５において、角度調整処理が実行される。上述のように、ノズルユニット２の移動方向と基板Ｐに形成された溝の方向とが平行になるようにステージ４上に基板Ｐが載置された状態で塗布が行われる必要がある。上記ステップＳ２では、位置決めピン１０ａ〜１０ｃによってほぼ適切な向きとなるように基板Ｐが載置されるが、位置決めピン１０ａ〜１０ｃによる位置決めのみでは、ノズルユニット２の移動方向と基板Ｐに形成された溝の方向とを正確に一致させることは難しい。ステップＳ５の角度調整処理は、図１に示すθ方向に基板Ｐを回転させることによって、基板Ｐの向きを調整するための処理である。以下、図７を用いて角度調整処理の詳細を説明する。

図７は、図５に示すステップＳ５の処理の詳細を示すフローチャートである。角度調整処理においては、まずステップＳ２１において、制御部８は、前方のアライメントマークがＣＣＤカメラ６に撮像される位置までステージ４をＹ軸方向に平行移動する。制御部８は、例えば所定距離Ｌ０だけＹ軸正方向にステージ４を平行移動させる。続くステップＳ２２において、上記ステップＳ１２と同様、前方のアライメントマークがＣＣＤカメラ６に撮像される。すなわち、各ＣＣＤカメラ６ａおよび６ｂによってそれぞれアライメントマークＭ１およびＭ３付近の画像が撮像され、制御部８は撮像画像を取得する。

ステップＳ２３において、制御部８は、２つの前方のアライメントマークＭ１およびＭ３のＹ軸方向に関するずれ量（距離）ｄを算出する。具体的には、制御部８は、上記ステップＳ１３と同様の方法で、各アライメントマークＭ１およびＭ３のステージ４上の座標値をそれぞれ算出する。そして、算出した各座標値のＹ座標値に基づいてずれ量ｄを算出する。

図８は、角度調整処理を説明するための図である。図８においては、ノズルユニット２の移動方向（Ｘ軸方向）に対してある角度θ１だけ基板Ｐの向き（基板Ｐに形成された溝の向き）がずれているとする。上記ステップＳ２３においては、２つのアライメントマークＭ１およびＭ３のＹ軸方向に関するずれ量ｄが算出される。

図７に示すステップＳ２４においては、制御部８は、加熱後における２つの前方のアライメントマーク間の距離Ｗ（図８参照）を算出する。この距離Ｗは、加熱前における当該２つのアライメントマーク間の距離Ｗ０と、上記膨張率αとに基づいて算出することができる。すなわち、距離Ｗは、次の式によって算出することができる。
Ｗ＝α×Ｗ０
なお、加熱前におけるアライメントマーク間の距離Ｗ０は、塗布装置において予め設定されている。以上のステップＳ２４によって、アライメントマークＭ１からＭ３までの距離が調整されることとなる。

ステップＳ２５においては、上記ずれ量ｄおよび上記距離Ｗに基づいて、基板Ｐの向きを補正すべき角度（補正角度）Δθが算出される。具体的には、この補正角度Δθは、次の式によって算出することができる。
Δθ＝ｓｉｎ^-1（ｄ／Ｗ）

ステップＳ２６において、制御部８は、補正角度Δθだけステージ４を回転させる。なお、ステージ４を回転させる方向（右回りまたは左回り）は、アライメントマークＭ１およびＭ３のステージ４上における位置によって決定することができる。すなわち、アライメントマークＭ１の位置がアライメントマークＭ３の位置よりもＹ軸負方向側であった場合（図８に示す状態の場合）、基板Ｐの上方から見て右回りにステージ４を回転させればよい。逆に、アライメントマークＭ１の位置がアライメントマークＭ３の位置よりもＹ軸正方向側であった場合、基板Ｐの上方から見て左回りにステージ４を回転させればよい。

以上のステップＳ２１〜Ｓ２６によって、基板Ｐの向きが適切な向きとなる、すなわち、基板Ｐに形成された溝の方向とノズルユニット２の移動方向とが平行になる。なお、ステップＳ２７においては、前方のアライメントマークＭ１およびＭ３が、Ｙ軸方向に関してＣＣＤカメラ６の中心に撮像されるように、ステージ４をＹ軸方向に平行移動させる。以上で、角度調整処理の説明を終了する。

なお、本実施形態においては、精度確保のため、図７に示した角度調整処理を２回繰り返すこととするが、他の実施形態においては、角度調整処理を１回のみ行うようにしてもよい。

図５の説明に戻り、ステップＳ５の次のステップＳ６において、ノズルユニット２が基板Ｐの所定の塗布開始位置に位置するように、ステージ４がＹ軸方向に平行移動される。ここで、アライメントマークＭ１およびＭ３がＣＣＤカメラ６の中心に撮像されている状態から、ノズルユニット２が基板Ｐの塗布開始位置に位置する状態までのステージ４の移動距離は、予め塗布装置に設定されているものとする。ただし、設定されている値は基板Ｐの加熱前における値であるので、加熱による膨張を考慮する必要がある。したがって、ステップＳ６においては、設定されている移動距離に上記膨張率αを乗算した距離だけステージ４がＹ軸方向に平行移動される。

続くステップＳ７において、ピッチ調整処理が行われる。ピッチ調整処理は、基板Ｐに塗布液を塗布する際のステージ４のピッチ送り量を調整する処理である。以下、図９を用いてピッチ調整処理の詳細を説明する。

図９は、図５に示すステップＳ７の処理の詳細を示すフローチャートである。ピッチ調整処理においては、まずステップＳ３１において、制御部８は、加熱前におけるピッチ総移動量Ｐｔ０を算出する。このピッチ総移動量Ｐｔ０は、基板Ｐに対する加熱を行っていない場合において、基板Ｐに対する塗布が完了するまでの間にステージ４を平行移動させる移動量である。加熱前におけるピッチ総移動量Ｐｔ０は、具体的には、加熱前における１回のピッチ送り量Ｐ０と、基板Ｐに対する塗布が完了するまでにピッチ送りを行う回数Ｎとを乗算したものである。つまり、加熱前におけるピッチ総移動量Ｐｔ０は、次の式によって算出される。
Ｐｔ０＝Ｐ０×Ｎ
なお、加熱前における１回のピッチ送り量Ｐ０、および、ピッチ送りを行う回数Ｎは、塗布装置において予め設定されている。

ステップＳ３２において、制御部８は、ピッチ総移動量の加熱による増加量ΔＰｔ（膨張量）を算出する。膨張量ΔＰｔは、加熱前におけるピッチ総移動量Ｐｔ０と、膨張率αとに基づいて、次の式によって算出することができる。
ΔＰｔ＝Ｐｔ０×（α−１）

ステップＳ３３において、制御部８は、ピッチ送り量を補正すべき回数Ｎ’を算出する。ここで、本実施形態においては、ステージ４のＹ軸方向に関する平行移動は、所定の単位移動量（ステージ４を移動するためのモータの分解能）を最小単位として制御可能であるとする。ステップＳ３３においては、１枚の基板Ｐの塗布を完了するまでの間に、単位移動量を単位としたピッチ送り量の補正を何回行うかを算出する。具体的には、ステージ４の単位移動量をＲとすると、ピッチ送り量を補正すべき回数Ｎ’は、次の式によって算出される。
Ｎ’＝ΔＰｔ／Ｒ

ステップＳ３４において、制御部８は、基板Ｐに対する塗布が完了するまでにピッチ送りを行う回数Ｎと、ステップＳ３３で算出された回数Ｎ’とに基づいて、ピッチ送り量を補正する割合を決定する。例えば、ピッチ送りを行う回数ＮがＮ＝２００であり、ピッチ送り量を補正すべき回数Ｎ’がＮ’＝５０であった場合、４回に１回の割合でピット送り量を補正すると決定される。この場合、ピッチ送りが４回行われるうちの１回のピッチ送り量がＰ０＋Ｒとなり、他の３回のピッチ送り量がＰ０となる。なお、ＮがＮ’で割り切れない場合も同様に、基板Ｐに対する塗布が完了するまでにピッチ送り量を補正する回数がＮ’回となるように、ピッチ送り量を補正する割合が決定される。以上で、ピッチ調整処理の説明を終了する。

図５の説明に戻り、ステップＳ７の次のステップＳ８において、塗布処理が開始される。すなわち、制御部８は、ノズル移動機構部１、ノズルユニット２およびステージ移動機構部５を制御し、ノズルユニット２のＸ軸方向の移動とステージ４のＹ軸方向の移動とを制御するとともに、各ノズル１２〜１４による有機ＥＬ材料の吐出を制御する。これによって、以降、ノズルユニット２のＸ軸方向の移動動作（上記第１動作）とステージ４のＹ軸方向の移動動作（上記第２動作）とが繰り返される。このとき、第２動作で行われるピッチ送り量は、ステップＳ７で調整されたピッチ送り量である。以降、第１動作と第２動作とを繰り返すことによって、基板Ｐへの塗布が３列分ずつ行われ、基板Ｐに有機ＥＬ材料がストライプ状に塗布されていく。なお、基板Ｐに対する塗布が行われる間、基板Ｐの温度は上記目標温度に保たれる。第１動作および第２動作は、予め設定されたピッチ送り回数Ｎだけ繰り返されるまで行われる。なお、第１動作および第２動作を停止した後、制御部８は所定時間待機する。この所定時間は、最後に塗布された有機ＥＬ材料が流動しない程度に硬化するまでの時間である。第１動作および第２動作を停止してから所定時間が経過した後、制御部８は、ヒーター９の発熱を停止させる。以上で、１枚の基板Ｐに対する塗布装置の処理が終了する。なお、基板を連続処理する場合は、ヒーター９を停止させなくてもよい。

塗布装置における塗布処理が完了した基板Ｐは、図示しない搬送ロボットにより塗布装置から搬出される。搬出された基板Ｐに対しては、基板Ｐの塗布領域以外の領域（溝以外の領域）に塗布された有機ＥＬ材料が除去される。除去処理は、基板Ｐ上の有機ＥＬ材料を除去する方法であればどのような方法であってもよく、例えば、レーザアブレーションによって有機ＥＬ材料を除去する方法であってもよいし、除去領域に予めマスキングテープを貼付しておく方法であってもよい。そして、除去処理が完了した基板Ｐに対して乾燥処理（ベーク処理）が行われる。以上によって、赤色の有機ＥＬ材料について塗布・乾燥処理が完了したことになる。この後、基板Ｐに対しては、赤色の場合と同様に、緑色および青色の有機ＥＬ材料について塗布・乾燥処理が行われる。すなわち、緑色の有機ＥＬ材料を塗布する処理、塗布された緑色の有機ＥＬ材料を乾燥させる処理、青色の有機ＥＬ材料を塗布する処理、および、塗布された青色の有機ＥＬ材料を乾燥させる処理が順に行われる。このように赤色、緑色および青色の有機ＥＬ材料について塗布・乾燥処理が行われることによって、有機ＥＬ表示装置の発光層が形成される。さらに、発光層が形成された基板に対して例えば真空蒸着法により陰極電極が発光層上に形成されることによって、有機ＥＬ表示装置が製造される。

以上のように、本実施形態によれば、ヒーター９による加熱によって基板Ｐが膨張する膨張率を算出することによって、基板Ｐの熱膨張を考慮してピッチ送りを行うことができる。これによって、塗布液を実際に塗布しなければならない間隔（加熱後における溝の間隔）とピッチ送りの間隔とを合わせることができるので、正しい位置に塗布液を塗布することができる。

なお、上記実施形態においては、すべての基板について正確に膨張率を算出するために、１枚の基板がステージ４上に載置されるたびに基板の膨張率を算出するものとした。ここで、他の実施形態においては、所定枚数に１枚の割合で膨張率を算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、基板の膨張率を算出するために、基板に付されたアライメントマーク間の距離を測定したが、他の実施形態においては、基板の任意の部分についての距離を測定すればよい。例えば、塗布装置は、基板の端から端までの長さを測定するようにしてもよい。また、本実施形態では、基板の所定部分の距離（アライメントマーク間の距離）について、加熱前の値は塗布装置に予め設定されているものとしたが、他の実施形態においては、当該所定部分の距離を加熱前に実際に測定するようにしてもよい。

なお、上記塗布装置は、赤色の有機ＥＬ材料を基板に塗布するものであったが、他の色の有機ＥＬ材料を塗布する装置や、正孔輸送層となる正孔輸送材料を塗布する装置として上記塗布装置を利用することもできる。また、上記実施形態においては、各ノズル１２〜１４から同色の有機ＥＬ材料を吐出するものとしたが、他の実施形態においては、赤色、緑色および青色の３色の有機ＥＬ材料を３本のノズル１２〜１４から１色ずつ吐出するようにしてもよい。このとき、各ノズル１２〜１４のＹ軸方向に関する間隔は、基板に設けられた溝の１本分の間隔となるように調整される。また、ステージ４のピッチ送り量は、基板に設けられた溝の３本分の間隔となる。また、上記塗布装置は、有機ＥＬ表示装置を製造する工程において用いられるものであったが、基板を加熱した状態で塗布を行うものであって、ピッチ送りを行うことによってストライプパターンを形成する任意の塗布装置に適用可能である。

本発明は、基板を加熱する場合であっても、塗布液を正しい位置に塗布すること等を目的として、例えば有機ＥＬ表示装置を製造するための有機ＥＬ材料や正孔輸送材料、または、プラズマディスプレイを製造するための蛍光材料をガラス基板に塗布する塗布装置等として利用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る塗布装置の概観を示す図 塗布装置の撮像部を示す図 塗布装置の各部と制御部との接続関係を示す図 塗布処理の対象となる基板Ｐを模式的に示す図 塗布装置の動作の流れを示すフローチャート 図５に示すステップＳ４の処理の詳細を示すフローチャート 図５に示すステップＳ５の処理の詳細を示すフローチャート 角度調整処理を説明するための図 図５に示すステップＳ７の処理の詳細を示すフローチャート

符号の説明

１ ノズル移動機構部
２ ノズルユニット
３ 液受け部
４ ステージ
５ ステージ移動機構部
６ ＣＣＤカメラ
７ カメラ移動機構部
８ 制御部
９ ヒーター
１２〜１４ ノズル

Claims (5)

1. 塗布手段によって塗布液を基板に塗布する塗布方法であって、
   前記基板を塗布時の処理温度に加熱する加熱工程と、
   加熱された基板の所定部分の長さを測定する測定工程と、
   加熱前における前記所定部分の長さと前記測定工程で測定された長さとに基づいて加熱による基板の膨張率を算出し、所定の第１方向へのピッチ送り量を当該膨張率に基づいて調整する調整工程と、
   前記基板に対して塗布液を吐出している塗布手段を前記第１方向に垂直な第２方向に相対移動させる動作と、前記調整工程において調整されたピッチ送り量だけ前記基板を前記塗布手段に対して相対移動させる動作とを繰り返すことによって塗布液を前記基板に塗布する塗布工程とを備える、塗布方法。
2. 前記測定工程においては、撮像手段によって前記所定部分を撮像することによって当該所定部分の長さを測定する、請求項１に記載の塗布方法。
3. 前記測定工程においては、前記所定部分の一端を前記撮像手段によって撮像した後、前記基板を前記第１方向に相対移動させることによって前記所定部分の他端を前記撮像手段によって撮像し、撮像した画像を用いて当該所定部分の長さを算出する、請求項２に記載の塗布方法。
4. 前記基板には、少なくとも２つのマークが付されており、
   前記測定工程においては、前記基板に付された所定のマーク間の長さを前記所定部分の長さとして測定する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布方法。
5. 塗布液を基板に塗布する塗布装置であって、
   前記基板を塗布時の処理温度に加熱する加熱手段と、
   加熱された基板に対して塗布液を塗布するための塗布手段と、
   加熱された基板の所定部分の長さを測定する測定手段と、
   加熱前における前記所定部分の長さと前記測定手段によって測定された長さとに基づいて加熱による基板の膨張率を算出し、所定の第１方向へのピッチ送り量を当該膨張率に基づいて調整する調整手段と、
   前記基板に対して塗布液を吐出している塗布手段を前記第１方向に垂直な第２方向に相対移動させる第１移動手段と、
   前記調整手段によって調整されたピッチ送り量だけ前記基板を前記塗布手段に対して相対移動させる第２移動手段とを備える、塗布装置。

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