JP4656580B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置に関し、より特定的には、ステージ上に載置した基板にノズルから有機ＥＬ材料等の塗布液を吐出して塗布する塗布装置に関する。

従来、基板等の被処理体に塗布液を塗布する塗布装置が各種開発されている。例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置を製造する装置では、ステージ上に載置されたガラス基板等の基板の主面に所定のパターン形状で正孔輸送材料や有機ＥＬ材料をノズル塗布する塗布装置が用いられる。この塗布装置では、ノズルから塗布液（有機ＥＬ材料や正孔輸送材料）が所定の圧力で基板の主面に向かって吐出される。

有機ＥＬ材料は、酸化することによって品質が劣化することが一般的に知られているので、有機ＥＬ材料を基板に塗布する際には、有機ＥＬ材料の酸化を防止しなければならない。このような有機ＥＬ材料の酸化を防止するために、酸素濃度を管理しながら有機ＥＬ表示装置を製造する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１で開示される製造装置は、塗工装置、乾燥装置、熱硬化装置、基板積層装置等をチャンバ内に配列し、当該チャンバ内を窒素雰囲気にして製造を行うものである。
特開２００４−１６４８７３号公報

しかしながら、上記特許文献１で開示された製造装置では、複数の装置を１つのチャンバ内に設置するため、チャンバ内の容積が大きくなる。そのため、チャンバ内の酸素濃度を十分に低下させるために多量の窒素を供給しなければならず、チャンバ内の酸素濃度を十分に低下させるのに長時間を要してしまう。したがって、有機ＥＬ材料の塗布を行う際、塗布を開始するまでに長時間を要するので、装置の処理効率が低下してしまうという課題があった。

それ故に、本発明の目的は、塗布液の塗布を開始するまでの時間で短縮することによって処理効率を向上することができる塗布装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。第１の発明は、基板に塗布液を塗布する塗布装置である。塗布装置は、塗布機構と、ボックスと、ステージと、仕切部材と、第１ガス供給手段と、ステージ移動機構とを備えている。塗布機構は、下方に向けて塗布液を吐出するノズルを有する。ボックスは、内部に空間を有する。ステージは、ボックス内において基板を載置する。仕切部材は、ボックス内に配置され、内部に空間が形成される形状でありかつ一方に開口部を有する。第１ガス供給手段は、仕切部材の内部空間に対して不活性ガスを供給する。ステージ移動機構は、基板がノズルの下を通過するとともに開口部から仕切部材の内部に進入するように、ノズルおよび仕切部材に対して相対的にステージを移動可能である。

第２の発明においては、塗布機構は、ステージに載置された基板と略平行な方向でかつステージの移動方向と略垂直な方向にノズルを移動可能なノズル移動機構を有していてもよい。このとき、仕切部材の上面には、ノズルが通過する位置に当該ノズルの移動方向に沿って穴が形成される。ステージは、開口部を通過してからノズルの下を通過するように移動する。

第３の発明においては、仕切部材の下面には、ステージ移動機構部が通過する部分に穴が形成されてもよい。

第４の発明においては、仕切部材は、基板の幅よりも大きい幅を有する遮蔽板をその上面および下面としてもよい。

第５の発明においては、塗布装置は、ボックスの内壁から当該ボックスの内部空間に対して不活性ガスを供給する第２ガス供給手段をさらに備えていてもよい。

上記第１の発明によれば、ステージ上に載置された基板がノズルの下を通過することによって基板に対する塗布が行われる。また、基板は、塗布が行われるにつれて仕切部材の内部空間に進入する。すなわち、基板は、第１ガス供給手段によって不活性ガスが供給されることによって低酸素雰囲気となっている空間に進入するので、基板に塗布された塗布液の酸化を防止することができる。さらに、仕切部材によって内部空間が外部空間と仕切られているので、上記内部空間を短時間で低酸素雰囲気とすることができる。これによって、塗布装置による塗布を開始するまでの時間を短縮することができるので、塗布装置の処理効率を向上することができる。

第２の発明によれば、ステージは開口部を通過してからノズルの下を通過するように移動するので、塗布が行われる位置は仕切部材の内部となる。したがって、低酸素雰囲気の中で基板に対する塗布を行うことができるので、塗布液の酸化をより確実に防止することができる。また、仕切部材に穴が形成されることによって仕切部材がノズルの移動の妨げとなることがないので、ノズルを確実に動作させることができる。

上記第３の発明によれば、仕切部材の下面のうちで、ステージ移動機構部が通過する領域に穴が形成されるので、仕切部材がステージ移動機構部の移動の妨げとなることがなく、ステージ移動機構部を確実に動作させることができる。

上記第４の発明によれば、基板全体を仕切部材の内部空間に収めることができるので、基板に塗布された塗布液の酸化をより確実に防止することができる。

上記第５の発明によれば、ボックス内の空間全体に対しても不活性ガスが供給されるので、基板に塗布された塗布液の酸化をより確実に防止することができる。

以下、本発明に係る塗布装置について説明する。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。この塗布装置は、ステージ上に載置された基板に対して有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等を所定のパターン形状に塗布するものである。

まず、図１および図２を参照して、塗布装置の概要を説明する。図１は、塗布装置１０の概略構成を示す平面図および正面図である。図１（ａ）は、塗布装置１０を上側から見た図であり、図１（ｂ）は、塗布装置１０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１０の各部と制御部との接続関係を示す図である。ここでは、塗布装置１０の動作の概要を説明する目的で図１を用いるので、後述する各ボックス７１〜７３および仕切部材９を図１では図示していない。なお、塗布装置１０は、上述したように有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等の複数種類の塗布液を用いて塗布を行うことが可能であるが、以下では、それらの代表として有機ＥＬ材料を塗布液として用いる場合を例として説明を行う。

図１に示すように、塗布装置１０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、およびステージ移動機構部５を備えている。また、図２に示すように、塗布装置１０は、制御部６を備えている。制御部６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と電気的に接続されている。

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。基板Ｐには、Ｘ軸方向に平行に等間隔で複数本の溝が形成されている。本塗布装置１０は、この溝に有機ＥＬ材料を吐出することによって溝に有機ＥＬ材料を流し込む。なお、図示していないが、ステージ４には、加熱機構や吸着機構が設けられている。加熱機構は、有機ＥＬ材料が塗布された基板Ｐをステージ４上で予備加熱処理するためのものである。吸着機構は、基板Ｐをステージ４上に吸着して固定するためのものである。

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。具体的には、ステージ移動機構部５は、旋回部５１、平行移動テーブル５２、ガイド受け部５３、およびガイド部材５４を有している。ガイド部材５４は、ノズル移動機構部１の下方を通るようにＹ軸方向に延設されて固定される。ガイド受け部５３は、ガイド部材５４上を滑動するようにガイド部材５４上に設置される。平行移動テーブル５２は、ガイド受け部５３の上面に固設される。平行移動テーブル５２は、内部のモータ（図示せず）からの駆動力を受けてガイド部材５４に沿った図示Ｙ軸方向への移動が可能である。旋回部５１は、平行移動テーブル５２の上面に固設される。旋回部５１は、内部のモータ（図示せず）からの駆動力を受けて、Ｚ軸を中心とした回動が可能である。上記ステージ４は、旋回部５１の上面に固設される。以上より、ステージ４は、ステージ移動機構部５によってＹ軸方向に平行移動が可能であるとともに、Ｚ軸を中心として回転可能である（図１（ａ）に示す矢印参照）。なお、ステージ移動機構部５の動作は制御部６によって制御される。

また、ステージ４の上方には有機ＥＬ塗布機構（ノズル移動機構部１およびノズルユニット２）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、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を行う塗布機構であり、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２１〜２３を有する。ノズルユニット２の各ノズル２１〜２３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２１〜２３は、Ｙ軸方向に関して少しずれた位置に配置される。具体的には、各ノズル２１〜２３はＹ軸方向に関して、基板Ｐ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。ノズルユニット２の移動、および、各ノズル２１〜２３からの有機ＥＬ材料の吐出は、制御部６によって制御される。

レール１１は、Ｘ軸方向について基板Ｐよりも長く構成され、ノズルユニット２は、Ｘ軸方向に関して基板Ｐの幅よりも広い範囲を移動す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２１〜２３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。

次に、以上のように構成された塗布装置１０の動作の概要について説明する。塗布装置１０における塗布処理の対象となる基板Ｐは、図示しない搬送ロボット等によって塗布装置１０に搬入されてステージ４上に載置される。なお、塗布装置１０に搬入されてくる基板Ｐ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。

ステージ４上に基板Ｐが固定されると、制御部６は塗布処理を開始する。すなわち、塗布装置１０に搬入された基板Ｐがステージ４に固定されると、制御部６はまず、ステージ４およびノズルユニット２を初期位置に移動させる。具体的には、制御部６は、予め定められた初期位置にステージ４を基板Ｐごと移動させるとともに、レール１１の一端にノズルユニット２を移動させる。なお、ステージ４の初期位置は、基板ＰにおいてＹ軸方向に並んで形成された複数本の溝のうちの最もＹ軸正方向側にある溝の真上にノズル２１（各ノズル２１〜２３のうちで最もＹ軸正方向側にあるノズル）が位置する位置である。以上のようにステージ４およびノズルユニット２が初期位置に配置されると、制御部６は塗布処理を開始する。

塗布処理においては、制御部６は、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およびステージ移動機構部５の動作を開始させる。すなわち、制御部６は、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２１〜２３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（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２１〜２３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がレール１１の一端から他端へ移動する。これによって、基板Ｐに形成された溝に対する３列分の塗布が完了する。上述のように、各ノズル２１〜２３はＹ軸方向に関して、基板Ｐ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列分の溝について塗布が行われる。次に、第２動作として、基板Ｐに形成された溝の９列分の長さだけＹ軸の正方向にステージ４がピッチ送りされる。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列分ずつ行われる。これによって、基板Ｐに有機ＥＬ材料がストライプ状に塗布されていく。

第１動作および第２動作は、基板Ｐの有効領域（溝が形成されている領域）に対して有機ＥＬ材料が塗布されるまで行われる。なお、この時点では、Ｘ軸方向に関しては基板Ｐの有効領域以外の部分についても有機ＥＬ材料が塗布されるが、有効領域以外の領域に塗布された有機ＥＬ材料は、後述する除去処理によって除去される。以上によって、１枚の基板Ｐに対する塗布動作の説明を終了する。

ここで、上述したように、有機ＥＬ材料は、酸化することによって品質が劣化するので、有機ＥＬ材料を基板に塗布する際には、有機ＥＬ材料の酸化を防止する必要がある。そこで、本実施形態においては、基板Ｐの周囲の酸素濃度を管理すべく、塗布装置１０は、局所雰囲気生成機構を備える。以下、図３〜図１０を参照して局所雰囲気生成機構について説明する。

図３は、塗布装置１０に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す側断面図である。図３において、塗布装置１０は、局所雰囲気生成機構として、第１ボックス７１、第２ボックス７２、第３ボックス７３、および、仕切部材９を備えている。なお、第１〜第３ボックス７１〜７３は、ＹＺ平面に平行な側面が全て形成されているが、図３においてはボックス内部の関係をわかりやすくするために当該側面を省略している。

まず、各ボックス７１〜７３について説明する。図３において、塗布装置１０は、第１ボックス７１、第２ボックス７２、および第３ボックス７３によって、それぞれ外部から遮蔽されて設置される。第１ボックス７１は、ステージ４およびステージ移動機構部５が図示Ｙ軸方向へ往復移動する空間（以下、チャンバ空間と記載する）を包囲して外部から遮蔽するように設けられる。また、第１ボックス７１は、各ノズル２１〜２３がチャンバ空間へ突出して往復移動するための開口部Ｓ１を除いて、チャンバ空間と有機ＥＬ塗布機構（ノズル移動機構部１およびノズルユニット２）が設置される空間との間を仕切るように設置される。

第３ボックス７３は、有機ＥＬ塗布機構が設置される空間を含み、ノズルユニット２等が図示Ｘ軸方向へ往復移動する空間（以下、スライダ空間と記載する）を包囲して設けられる。図４は、第３ボックス７３の外観を示す斜視図である。図４に示すように、第３ボックス７３には、各ノズル２１〜２３がスライダ空間からチャンバ空間へ突出して往復移動するための開口部Ｓ１が形成されている（図５参照）。また、第３ボックス７３の上面には、図示しない供給部から有機ＥＬ材料を各ノズル２１〜２３に供給するための配管（図示せず）を通すための開口部Ｓ２が形成される。

第２ボックス７２は、第１ボックス７１の上部空間を包囲するように設けられる。第２ボックス７２の内部には、有機ＥＬ塗布機構をその内部に有する第３ボックス７３が設置され、第２ボックス７２にも第３ボックス７３と同様、各ノズル２１〜２３がスライダ空間からチャンバ空間へ突出して往復移動するための開口部Ｓ１が形成されている。なお、第２ボックス７２で包囲された空間の内、スライダ空間を除いた空間をボックス空間と記載する。以上のように、塗布装置１０は、第１〜第３ボックス７１〜７３によって、チャンバ空間、スライダ空間、およびボックス空間にそれぞれ仕切られて設置される。

第１〜第３ボックス７１〜７３には、その内部空間に窒素等の不活性ガス（以下、単に窒素と記載する）を供給するための供給管７４と、その内部空間の気体を排出するための排気管７５とが接続される。図３の例では、供給管７４が第１ボックス７１のＹ軸負方向側の壁面（以下、Ｙ軸負方向側の壁面を前面とする）に接続されている。なお、図３の例では、複数の供給管７４ａ〜７４ｃが第１ボックス７１の壁面に接続されている。また、排気管７５が第２ボックス７２のＹ軸正方向側の壁面（以下、Ｙ軸正方向側の壁面を背面と記載する）に接続されている。このように供給管７４および排気管７５を接続した場合、供給管７４から供給された窒素は、チャンバ空間へ供給され、開口部Ｓ１を通ってスライダ空間へ流入し、開口部Ｓ２を通ってボックス空間へ流入した後、排気管７５から流出するような流れとなる。

また、第１ボックス７１には、基板Ｐの搬入および搬出を行うための投入口が設けられている。投入口は、回転軸を中心に回動（図示矢印方向）するゲート７６により開閉可能となっている。基板Ｐは、投入口が開放された状態で、搬送ロボット（図示せず）によりチャンバ空間内に搬入され、ステージ４上に載置される。また、塗布装置１０によって塗布処理が行われるときは、上記ゲート７６が閉鎖されることによってチャンバ空間内が外部から遮蔽される。

図５は、局所雰囲気生成機構における窒素供給の流れを示すブロック図である。図５において、局所雰囲気生成機構は、上述した構成部の他に、窒素ボンベ８１、フィルタ８３、圧力調整部８４、供給側の流量調整部８５、排気側の流量調整部８６、および吸引部８７を備えており、互いに配管等で接続されている。ここで、窒素ボンベ８１、フィルタ８３、圧力調整部８４、および流量調整部８５が、供給管７４から窒素を供給するための供給系に相当する。一方、流量調整部８６および吸引部８７が、排気管７５から気体を排出するための排気系に相当する。なお、これらの機構は、塗布装置１０に内蔵してもよいし、塗布装置１０の外部装置として設けてもかまわない。塗布装置１０の外部装置として設ける場合、設置場所に予め設けられている設備（例えば、工場の窒素供給装置や吸引装置）を用いてもかまわない。

窒素ボンベ８１には、液体窒素等がその内部に貯蔵されている。窒素ボンベ８１から窒素は、気体状態で取り出され、工場の用力として供給されてフィルタ８３へ流動する。フィルタ８３は、流動する窒素中の異物を除去して圧力調整部８４および流量調整部８５に送る。そして、圧力調整部８４によって塗布装置１０へ供給する窒素圧力が調整され、流量調整部８５によって塗布装置１０へ供給する窒素流量が調整された後、供給管７４（および後述する供給管７８）に窒素が供給される。一方、吸引部８７は、排気管７５から気体を吸引して第１〜第３ボックス７１〜７３内の気体を外部へ排出する。そして、流量調整部８６によって、排気管７５から気体を吸引して外部へ排出する流量が調整される。ユーザは、圧力調整部８４、流量調整部８５、および流量調整部８６に設けられた流路の絞りや設定値等を調整することによって、上述した塗布装置１０に対する流体バランスを調整することができる。

図３の説明に戻り、第１ボックス７１と供給管７４ａおよび７４ｂとを接続する付近には、拡散部７７が設けられる。具体的には、拡散部７７は、供給管７４ａおよび７４ｂから第１ボックス７１の内部空間に流入する入り口付近の当該内部空間側に設けられる。図６は、窒素投入口の構造を示す断面図である。また、図７は、拡散板７７１の構造を示す斜視図である。図６および図７に示すように、拡散部７７は、拡散板７７１およびパンチングメタル７７２を含んでいる。拡散板７７１は、供給管７４ａおよび７４ｂから上記内部空間へ流入する窒素の流れを妨げる位置に固設された板状部材であり、その周囲に所定の隙間が形成されている。供給管７４ａおよび７４ｂから上記内部空間へ流入する窒素は、拡散板７７１によって妨げられて直接的に上記内部空間に流入することなく、拡散板７７１の周囲へ流れる方向を変えて流動する。パンチングメタル７７２は、多数の孔が打ち抜き加工された板状部材であり、拡散板７７１に対して上記内部空間側に固設される。パンチングメタル７７２は、拡散板７７１の周囲から流動する窒素の流動路上に配置される。つまり、供給管７４ａおよび７４ｂから供給された窒素は、必ずパンチングメタル７７２に形成された孔を通って上記内部空間内に流入することになる。したがって、供給管７４ａおよび７４ｂから供給された窒素は拡散部７７によって拡散されて第１〜第３ボックス７１〜７３内に供給される。

また、投入口付近に供給管７４ｃが接続されている。一般的に、投入口付近は、基板Ｐの搬入／搬出の際の開閉によって外気が侵入しやすく酸素濃度が高くなりやすいが、そのような箇所に窒素を供給することによって、侵入した酸素を拡散することができる。なお、供給管７４ｃから内部空間に流入する入り口付近は、その流路が曲げられており、当該入り口付近に拡散部は設けられていない。

排気管７５と第２ボックス７２との接続部には、パンチングメタル７５１が設けられる。このパンチングメタル７５１は、排気管７５の内部空間側に固設され、排気管７５に向かって流動する気体の流動路上に配置される。つまり、排気管７５へ排出される気体は、必ずパンチングメタル７５１に形成された孔を通って排出されることになる。このように、排出口付近にパンチングメタル７５１を配置することによって、気体が排出される箇所が集中することを防止することができ、内部空間全体の気体をバラツキなく排出することができる。

以上のように、塗布装置１０は、各ボックス７１〜７３によって囲まれる各空間を低酸素雰囲気にするための構成を有する。ここで、有機ＥＬ材料の酸化を防止するためにはチャンバ空間内全ての酸素濃度を低下させればよいが、最も酸素濃度を低下させなければならない空間は、各ノズル２１〜２３から有機ＥＬ材料を吐出する空間、および、塗布後の基板ＰがＹ軸正方向側に順次送られていく空間（図３に示す空間Ｃ）である。例えば、有機ＥＬ材料を基板Ｐに塗布する際の酸素濃度の上限を酸素濃度管理値とした場合、少なくとも空間Ｃにおける酸素濃度が酸素濃度管理値を満たさなければならない。したがって、空間Ｃにおける酸素濃度が酸素濃度管理値以下に低下するまでの時間を短縮することができれば、塗布装置１０を効率よく稼働させることができる。つまり、塗布装置１０の処理効率を向上するためには、空間Ｃにおける酸素濃度を短時間で低下させることが重要である。

そこで、空間Ｃを局所的に短時間で低酸素状態にすべく、塗布装置１０は、局所雰囲気生成機構としてさらに仕切部材９を備える。仕切部材９は、空間Ｃを周囲の空間と仕切る部材である。図８は、仕切部材９の外観を示す斜視図である。図９は、仕切部材９の構成を示す平面図である。すなわち、図９（ａ）は仕切部材９の上面図（Ｚ軸正方向側から見た図）であり、図９（ｂ）は仕切部材９の側面図（Ｘ軸負方向側から見た図）であり、図９（ｃ）は仕切部材９の下面図（Ｚ軸負方向側から見た図）であり、図９（ｄ）は仕切部材９の他の前面図（Ｙ軸負方向側から見た図）である。なお、図８では、図面を見やすくする目的で、仕切部材９の他に基板Ｐ、ステージ４および旋回部５１のみを示す。

仕切部材９はその内部に空間を有する箱状の形状であり、その外観は一方面が開口した略直方体形状である。また、仕切部材９には、当該一方面の開口部９１の他に穴９２〜９４が形成されている。本実施形態では、仕切部材９の上面および下面となる遮蔽板の幅（Ｘ軸方向の長さ）は基板Ｐの幅よりも大きく、仕切部材９の内部に基板Ｐを搬入することが可能である。また、仕切部材９は、チャンバ空間内に配置され、上記空間Ｃがその内部空間に含まれるように配置される。さらに、仕切部材９は、基板Ｐが移動してくる側に開口部９１を向けるように配置される。具体的には、基板ＰはＹ軸負方向側から移動してくる（図８に示す矢印参照）ので、開口部９１がＹ軸負方向側を向くように仕切部材９が配置される。なお、仕切部材９は、その上面が第１ボックスの上面の内側に固設される（図３参照）。

仕切部材９には、塗布装置１０の他の部材の配置の妨げにならないように複数の穴９２〜９４が形成される。具体的には、図９（ａ）に示すように、仕切部材９の上面には、各ノズル２１〜２３の移動方向（すなわち、Ｘ軸方向）に沿って第１穴９２が形成される。図８には図示していないが、各ノズル２１〜２３は、この第１穴９２に位置するように配置される。塗布動作時において、各ノズル２１〜２３は、第１穴９２に沿ってＸ軸方向に移動する。つまり、第１穴９２は、仕切部材９が塗布処理における各ノズル２１〜２３の移動の妨げになることを防止する目的で形成される。

図９（ｂ）に示すように、仕切部材９の両側面には第２穴９３が形成される。図８には図示していないが、液受け部３は、この第２穴９３の位置に配置される。各ノズル２１〜２３は、この第１穴９２に位置するように配置される。つまり、第２穴９３は、仕切部材９が液受け部３の配置の妨げになることを防止する目的で形成される。なお、液受け部３によって第２穴９３を塞ぐようにすれば、仕切部材９の内部空間の密閉性を高めることができ、仕切部材９の内部空間をより短時間で低酸素雰囲気にすることができる。

図９（ｃ）に示すように、仕切部材９の下面には、開口部９１とつながった第３穴９４が形成される。第３穴９４は、ステージ移動機構部５が通過する部分に形成される。塗布処理において、基板Ｐを載置したステージ４およびステージ移動機構部５は、塗布が進むにつれて次第にＹ軸正方向へ移動していくが、第３穴９４は、仕切部材９がステージ移動機構部５の移動の妨げとなることを防止する目的で形成される。

また、塗布装置１０は、仕切部材９の内部空間に不活性ガス（窒素）を供給する供給手段を有している。具体的には、当該供給手段として、図３に示す供給管７８が仕切部材９に接続される。図５に示した供給系からの窒素は、この供給管７８を介して仕切部材９の内部空間（空間Ｃ）に供給される。また本実施形態では、図９（ｄ）に示すように、供給管７８を介して供給される窒素の供給口は仕切部材９の後面（Ｙ軸正方向側の面）の内壁に設けられる。この供給口には、図６に示した拡散部７７と同様の構成である拡散部９６が設けられる。すなわち、図９（ｄ）に示すように、仕切部材９の後面の内壁にはパンチングメタル９５が設けられる。また、パンチングメタル９５の奥には図示しない拡散板が設けられる。

以下、塗布装置１０によって塗布処理が行われる際における動作を説明する。塗布装置１０によって基板Ｐに塗布を行う際には、まず、図５に示す供給系は、供給管７４から第１〜第３ボックス７１〜７３内に窒素を供給する。また、供給系は、供給管７８から仕切部材９の内部空間（空間Ｃ）に窒素を供給する。さらに、図５に示す排気系は、第１〜第３ボックス７１〜７３内の気体を排気管７５から排出する。なお、供給系からの窒素の供給および排気系による排気は、例えば制御部６によって制御されてもよいし、例えばユーザによって制御されてもよい。以上によって、チャンバ空間、ボックス空間およびスライダ空間は窒素雰囲気となり、酸素濃度が低下していく。

ここで、本実施形態では、空間Ｃは仕切部材９によって周囲のチャンバ空間と仕切られており、かつ、供給管７８から空間Ｃへ窒素が直接供給される。したがって、空間Ｃの酸素濃度は、仕切部材９の外部の他のチャンバ空間の酸素濃度と比べて短時間で上記酸素濃度管理値に達する。また、仕切部材９の内部空間はチャンバ空間よりも小さいので、仕切部材９の内部空間の酸素濃度が酸素濃度管理値に達するまでの時間は、仕切部材９を用いずに供給管７４のみによってチャンバ空間全体を窒素雰囲気とする場合に比べて短くなる。このように、本実施形態によれば、必要な空間（空間Ｃ）を局所的に短時間で低酸素雰囲気とすることができる。したがって、塗布装置１０による塗布処理をより早く開始することができるので、塗布装置１０を効率よく稼働することができる。

空間Ｃの酸素濃度が酸素濃度管理値に達すると、上述したように制御部６は塗布装置１０による塗布処理を開始する。すなわち、基板Ｐが初期位置にくるようにステージ４がＹ軸方向に移動される。なお、この初期位置は、基板ＰにおいてＹ軸方向に並んで形成された複数本の溝のうちの最もＹ軸正方向側にある溝の真上にノズル２１が位置する位置である。つまり、初期状態においては、基板Ｐの塗布領域のうちでＹ軸正方向側の端部付近が各ノズル２１〜２３の下にくる。その後、塗布装置１０による塗布処理が行われることによって、基板ＰはＹ軸正方向へ次第に移動していく。つまり、基板Ｐは、塗布処理が進むにつれて仕切部材９の開口部から内部空間へ進入していく。

図１０は、基板Ｐに対する塗布処理が完了した時点の仕切部材９と基板Ｐとの位置関係を示す図である。図１０に示すように、塗布処理の完了時においては、基板Ｐのほぼ全体（少なくとも、塗布が行われた全ての部分）が仕切部材９の内部に進入した状態となる。なお、本実施形態においては、塗布処理中においても供給管７８から仕切部材９の内部空間に窒素が供給される。そのため、仕切部材９の内部空間の酸素濃度を常に酸素濃度管理値以下に維持され、基板Ｐに塗布された有機ＥＬ材料の酸化をより確実に防止することができる。

また、上述したように、本実施形態では仕切部材９の後面の内壁から窒素が供給される。そのため、仕切部材９の内部空間における窒素の流れは、奥側から開口部９１へ向かう方向となるので、この流れによって、仕切部材９の外部から相対的に高い酸素濃度の気体が流入することを防止することができる。したがって、仕切部材９の後面の内壁から窒素を供給することによって、仕切部材９の内部空間における酸素濃度の上昇を確実に防止することができる。

なお、塗布処理中において、空間Ｃにおける酸素濃度が酸素濃度管理値を越えることを防止するために、塗布処理中においても供給管７４からの窒素供給および排気管７５からの気体排出が継続される。ここで、ノズルユニット２やノズル２１〜２３がＸ軸方向に往復移動することによって、スライダ空間内の気体や開口部Ｓ１付近の気体が攪拌される。したがって、例えばスライダ空間内に酸素が残存している場合、当該酸素が攪拌によってチャンバ空間（空間Ｃ）へ流出してチャンバ空間における酸素濃度を上昇させることがある。つまり、チャンバ空間における酸素濃度の管理においては、塗布処理前および塗布処理中の流体バランスを考慮する必要がある。本実施形態においては、スライダ空間内やボックス空間内も低酸素雰囲気に置換することによって、塗布処理中における酸素濃度の上昇を防止している。

また、空間Ｃにおける酸素濃度を安定させるためには、第１〜第３ボックス７１〜７３内の圧力も重要である。例えば、第１〜第３ボックス７１〜７３が外部に対して完全密閉構造でない場合、第１〜第３ボックス７１〜７３内の圧力が大気圧未満（つまり、外部より低い圧力）に維持されると外部の気体が第１〜第３ボックス７１〜７３内に流入する。したがって、本実施形態では、第１〜第３ボックス７１〜７３内の圧力を大気圧以上（つまり、外部と同じまたは高い圧力）に維持できるように、塗布処理前および塗布処理中の流体バランスが調整される。これによって、第１〜第３ボックス７１〜７３が外部に対して完全密閉構造でなくても、空間Ｃにおける酸素濃度の管理を行うことができる。

以上のように、本実施形態によれば、窒素が供給されるチャンバ空間の内部において仕切部材９を設けることによって、短時間で低酸素雰囲気となる空間を局所的に生成する。そして、塗布処理が行われた基板領域が当該空間に移動するように基板を移動させる。これによって、塗布処理を開始するまでの時間を短縮することができるので、塗布装置１０を効率よく稼働することができる。

なお、上記実施形態では、仕切部材９の内部空間に窒素を供給する場合、仕切部材９の後面の内壁から窒素を供給することとした。ここで、他の実施形態では、仕切部材９の上面の内壁から窒素を供給するようにしてもよい。これによれば、塗布液が塗布された基板上面の近傍から窒素が供給されるので、基板上面を効果的に低酸素雰囲気とすることができる。なお、仕切部材９の上面の内壁から窒素を供給する場合、供給口から供給される窒素の流速を低減するために、上述した拡散板およびパンチングメタル（図６参照）を供給口に設けることが特に有効である。また、他の実施形態においては、仕切部材９の下面の内壁から窒素を供給するようにしてもよい。これによれば、供給口から供給される窒素が基板の塗布面に直接吹き付けられることがないので、塗布直後の塗布液に悪影響を与えることがない。さらに他の実施形態においては、仕切部材９の各面（上下面、左右面および後面）の内壁に窒素の供給口を設けるようにしてもよい。これによれば、仕切部材９の内部空間を均一に低酸素雰囲気にすることができる。

また、上記実施形態においては、仕切部材９の開口部９１は、ノズル２１〜２３に比べて、基板が移動してくる側により近い位置に形成された。したがって、基板は、開口部９１を通過してからノズル２１〜２３の下を通過するように移動することとなるので、塗布液の塗布が行われた後の基板領域だけでなく、塗布液の塗布が行われる最中の基板領域をも仕切部材９の内部空間に含めることができる。つまり、塗布液の塗布が行われた後の基板領域だけでなく、塗布液の塗布が行われる最中の基板領域をも短時間で低酸素雰囲気にすることができる。これによって、塗布液の酸化をより効果的に防止することができる。なお、他の実施形態においては、塗布液の塗布が行われた後の基板領域のみが仕切部材９の内部空間に含まれるようにしてもよい。具体的には、ノズル２１〜２３の位置よりもＹ軸正方向側に開口部９１が位置する構成としてもよい。この場合、仕切部材９がノズル２１〜２３の移動を妨げることがないので、仕切部材９に穴９２を形成する必要はない。

また、上記実施形態で示した仕切部材９の形状は一例であり、仕切部材９は、その内部空間と外部空間とを仕切るものであればどのような形状であってもよい。仕切部材９の内部空間と外部空間とを仕切ることができれば、当該内部空間を局所的に低酸素雰囲気とすることができるからである。上記実施形態においては、仕切部材９は、上面、下面、側面、および後面を有する形状であったが、例えば、第１ボックス７１の上面が仕切部材９の上面を兼ねるようにしてもよい。さらに、上記実施形態において穴９２〜９４が形成されたことからもわかるように、仕切部材９は、その内部空間と外部空間とを完全に仕切る必要はなく、当該内部空間を局所的に低酸素雰囲気とすることができる程度であればよい。

塗布装置１０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１０から搬出される。搬出された基板Ｐに対しては、基板Ｐの有効領域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。

なお、他の実施形態においては、ノズル２１〜２３から赤、緑、および青色の有機ＥＬ材料をそれぞれ吐出してもかまわない。この場合、赤、緑、および青色の順に配列された、いわゆる、ストライプ配列が１つの塗布工程で形成される。また、上述した実施形態では、３個１組のノズル２１〜２３で基板Ｐの各溝内に有機ＥＬ材料を流し込んでいるが、この３個１組のノズル２１〜２３を複数組設けて基板Ｐの各溝内に有機ＥＬ材料を流し込んでもかまわない。

また、上述した実施形態では、塗布液として有機ＥＬ材料や正孔輸送材料を塗布液とした有機ＥＬ表示装置の製造装置を一例にして説明したが、本発明は他の塗布装置にも適用できる。例えば、レジスト液やＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）液やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）を製造するのに使用される蛍光材料を塗布する装置にも適用することができる。また、液晶カラーディスプレイをカラー表示するために液晶セル内に構成されるカラーフィルタを製造するために使用される色材を塗布する装置にも適用することができる。

本発明は、塗布液の塗布を開始するまでの時間で短縮することによって装置の処理効率を向上すること等を目的として、様々の塗布液を塗布する塗布装置等として利用することができる。

塗布装置の概略構成を示す平面図および正面図 塗布装置の各部と制御部との接続関係を示す図 塗布装置に設けられる局所雰囲気生成機構の概略構成を示す側断面図 第３ボックスの外観を示す斜視図 局所雰囲気生成機構における窒素供給の流れを示すブロック図 窒素投入口の構造を示す断面図 拡散板の構造を示す斜視図 仕切部材の外観を示す斜視図 仕切部材の構成を示す平面図 基板に対する塗布処理が完了した時点の仕切部材と基板との位置関係を示す図

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 制御部
９ 仕切部材
２１〜２３ ノズル
７１〜７３ ボックス
７４，７８ 供給管

Claims (5)

1. 基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
   下方に向けて塗布液を吐出するノズルを有する塗布機構と、
   内部に空間を有するボックスと、
   前記ボックス内において前記基板を載置するステージと、
   前記ボックス内に配置され、内部に空間が形成される形状でありかつ一方に開口部を有する仕切部材と、
   前記仕切部材の内部空間に対して不活性ガスを供給する第１ガス供給手段と、
   前記基板が前記ノズルの下を通過するとともに前記開口部から前記仕切部材の内部に進入するように、前記ノズルおよび前記仕切部材に対して相対的に前記ステージを移動可能なステージ移動機構とを備える、塗布装置。
2. 前記塗布機構は、前記ステージに載置された前記基板と略平行な方向でかつ前記ステージの移動方向と略垂直な方向に前記ノズルを移動可能なノズル移動機構を有し、
   前記仕切部材の上面には、前記ノズルが通過する位置に当該ノズルの移動方向に沿って穴が形成され、
   前記ステージは、前記開口部を通過してから前記ノズルの下を通過するように移動する、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記仕切部材の下面には、前記ステージ移動機構が通過する部分に穴が形成される、請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記仕切部材は、前記基板の幅よりも大きい幅を有する遮蔽板をその上面および下面とする、請求項１に記載の塗布装置。
5. 前記ボックスの内壁から当該ボックスの内部空間に対して不活性ガスを供給する第２ガス供給手段をさらに備える、請求項１に記載の塗布装置。
   
   

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