JP4748783B2 - 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）が所定の圧力で吐出される。具体的には、塗布装置に備えられたタンク等の供給源に塗布液が貯留され、供給源から供給される塗布液をポンプで増圧し、配管内に設けられたフィルタで異物を除去した後、ノズルから吐出される（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された塗布装置は、ノズル先端部近傍にフィルタが設けられる。具体的には、特許文献１の図２に示されているように、ノズル本体４１先端部に形成された内部空間ＳＰに、フィルタ４３と、当該フィルタ４３を上下から挟み込む２つのスペーサ４２および４４と、およびオリフィス４５ａが形成された先端部材４５を配置し、当該ノズル本体４１先端部に固定キャップ４６を螺合することによって固定される。
特開２００４−４１９４３号公報

しかしながら、上記塗布装置にフィルタ４３を設置するとき、ノズル本体４１の内部空間ＳＰ内にスペーサ４２、フィルタ４３、スペーサ４４、および先端部材４５の順に積み上げた後、固定キャップ４６を螺合することによって固定される。一方、上記塗布装置に設けられるフィルタ４３は、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等を材質とする薄膜材が用いられる。したがって、フィルタ４３を内部空間ＳＰ内に積み上げるとき、非常に不安定な状態となる。具体的には、フィルタ４３の全周の一部が２つのスペーサ４２および４４と接面しない状態で積み上げられることがある。このような状態で固定キャップ４６が螺合されると、フィルタ４３を通過せずにオリフィス４５ａに到達する塗布液が存在するため、ノズルの目詰まり等の原因となる。また、スペーサ４２および４４によって挟み込まれたフィルタ４３の張設状態（撓み量）も安定しないことがある。このような状態で固定キャップ４６が螺合されると、フィルタ４３と他の部材（例えば、先端部材４５）との間のクリアランスが不安定となるため、フィルタ４３が他の部材に張り付くような状態となる。このような状態を防止するためには、ノズル本体４１の内部空間ＳＰ内にスペーサ４２、フィルタ４３、スペーサ４４、および先端部材４５を設置する作業が複雑となり、作業の正確性が要求される。なお、このような組み込み作業は、フィルタ４３の定期交換毎に必要となる。

また、ノズル本体４１に固定キャップ４６が螺合された後は、最先端部にオリフィス４５ａが形成された先端部材４５が配置されているため、作業者は、オリフィス４５ａを介してのみ内部を視認することができる。しかしながら、オリフィス４５ａは、非常に微小な内径（例えば、１０〜７０μｍ）で形成された開口部であるため、現実的には内部を視認することができない。したがって、作業者は、ノズル本体４１内部に固定したフィルタ４３の状態を確認することができない。

それ故に、本発明の目的は、フィルタを組み込む作業性を向上させることによって、ノズル内部のフィルタ性能を向上させた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、その先端部に形成されたオリフィスから基板上に塗布液を吐出するノズルを備えた塗布装置である。ノズルは、フィルタ部を備える。フィルタ部は、その内部に形成されて塗布液をオリフィスまで流動させる流路上に設けられる。フィルタ部は、中空支持部およびフィルタ膜を含む。中空支持部は、流路の一部となる筒穴を有する。フィルタ膜は、中空支持部の筒穴内に支持される。中空支持部は、一対の中空筒状部材を嵌合することによって構成される。一方の中空筒状部材は、その底面に先端外形が漸増的に太くなった先太で、その先端が当接平面である凸形状部が形成される。他方の中空筒状部材は、その上面に凸形状部と同形状で底内径が上面内径より漸増的に広がり、その底が当接平面である凹形状部が形成される。フィルタ膜は、凸形状部と凹形状部とを挿嵌することに
よって、一方の中空筒状部材の底面と他方の中空筒状部材の上面との間に挟持されて支持される。

第２の発明は、上記第１の発明において、フィルタ膜は、中空支持部の筒穴軸方向に対してその筒穴の中間位置で支持される。

第３の発明は、上記第１の発明において、フィルタ部は、中空支持部がフィルタ膜を筒穴内で支持した状態でノズルに対して着脱可能である。

第４の発明は、上記第１の発明において、ノズルは、ノズル本体およびノズルシートを、さらに備える。ノズル本体は、流路の一部となる貫通穴を有する。ノズルシートは、オリフィスが形成される。中空支持部の上面とノズル本体の下面とが当接し、中空支持部の下面とノズルシートの上面とが当接することによって、フィルタ部は、ノズル本体とノズルシートとの間で挟持されて装着される。フィルタ膜は、中空支持部の下面から所定距離だけ離れた筒穴内に支持されることによって、フィルタ部がノズル内に装着されたときにそのフィルタ膜とノズルシートとが離間する。

第５の発明は、上記第４の発明において、塗布液は、有機ＥＬ表示装置を製造するための有機ＥＬ材料および正孔輸送材料の少なくとも一方である。

上記第１の発明によれば、フィルタ部は、上下方向に貫通した流路を形成する中空支持部に対して、当該流路内にフィルタ膜を支持しており、フィルタ膜が中空支持部とサブアッセンブリー化されているために扱いが非常に簡単となり、フィルタ膜の設置状態を安定させることができる。また、作業者は、一方の中空筒状部材の嵌合面上にフィルタ膜を配置し、その後当該フィルタ膜を挟み込むように他方の中空筒状部材を挿嵌するだけで、フィルタ膜を中空支持部内に容易に固定することができる。

上記第２の発明によれば、フィルタ部は、上下方向に貫通した流路を形成する中空支持部材に対して、当該流路の中間位置にフィルタ膜を支持しているため、フィルタ部をノズル内に装着したときにフィルタ膜と他の部材との接触を防止することができる。

上記第３の発明によれば、フィルタ膜が中空支持部内に支持された状態でノズルに対して着脱可能であるため扱いが非常に簡単となる。具体的には、作業者は、フィルタ膜の支持状態を中空支持部の筒穴から視認することが容易であるため、フィルタ膜を支持した状態にミスがあっても、当該ミスを容易に発見することができ、その修正も容易である。また、中空支持部内にフィルタ膜を支持した状態でノズルに装着することができるため、ノズルの組み立て作業自体も容易になる。

上記第４の発明によれば、ノズルから塗布液が吐出される最大吐出圧力のときに想定されるフィルタ膜の撓み量以上に所定距離を設定することによって、フィルタ膜とオリフィスとが接触することを防止することができる。

上記第５の発明によれば、有機ＥＬ材料や正孔輸送材料を塗布液として用いるとき、フィルタ部とオリフィスが形成されたノズルシートとが当接しているため、それらの離間距離が短くなり、フィルタ部からオリフィスまで塗布液が圧送される間に溶質のゲル化することを防止することができる。つまり、オリフィスの目詰まりが減少するため、塗布装置の連続稼働時間を長くすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る塗布装置について説明する。説明を具体的にするために、当該塗布装置が有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等を塗布液として用いる有機ＥＬ表示装置を製造する装置に適用された例を用いて、以下の説明を行う。有機ＥＬ表示装置を製造する装置は、有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等をステージ上に載置されたガラス基板上に所定のパターン形状に塗布して有機ＥＬ表示装置を製造するものである。図１は、有機ＥＬ表示装置の製造装置の要部概略構成を示す平面図および正面図である。なお、有機ＥＬ表示装置を製造する装置に用いられる塗布装置は、上述したように有機ＥＬ材料や正孔輸送材料等の複数の塗布液を用いるが、それらの代表として有機ＥＬ材料を塗布液として説明を行う。

図１において、有機ＥＬ表示装置の製造装置１は、大略的に、基板載置装置２および有機ＥＬ塗布機構５を備えている。有機ＥＬ塗布機構５は、ノズル移動機構部５１、ノズルユニット５０、および液受部５３を有している。ノズル移動機構部５１は、ガイド部材５１１が図示Ｘ軸方向に延設されており、ノズルユニット５０をガイド部材５１１に沿って図示Ｘ軸方向に移動させる。ノズルユニット５０は、赤、緑、および青色の何れか１色の有機ＥＬ材料を吐出するノズル５２ａ〜５２ｃを並設した状態で保持する。各ノズル５２ａ〜５２ｃへは、それぞれ供給部（図２参照）から赤、緑、および青色の何れか１色の有機ＥＬ材料が供給される。このように、典型的には３本のノズル５２ａ〜５２ｃから同じ色の有機ＥＬ材料が吐出されるが、説明を具体的にするために赤色の有機ＥＬ材料が３本のノズル５２ａ〜５２ｃから吐出される例を用いる。

基板載置装置２は、ステージ２１、旋回部２２、平行移動テーブル２３、ガイド受け部２４、およびガイド部材２５を有している。ステージ２１は、被塗布体となるガラス基板等の基板Ｐをそのステージ上面に載置する。ステージ２１の下部は、旋回部２２によって支持されており、旋回部２２の回動動作によって図示θ方向にステージ２１が回動可能に構成されている。また、ステージ２１の内部には、有機ＥＬ材料が塗布された基板Ｐをステージ面上で予備加熱処理するための加熱機構が設けられている。

有機ＥＬ塗布機構５の下方を通るように、ガイド部材２５が上記Ｘ軸方向と垂直の図示Ｙ軸方向に延設されて固定される。平行移動テーブル２３の下面にはガイド部材２５と当接してガイド部材２５上を滑動するガイド受け部２４が固設されている。また、平行移動テーブル２３の上面には、旋回部２２が固設される。これによって、平行移動テーブル２３が、例えばリニアモータ（図示せず）からの駆動力を受けてガイド部材２５に沿った図示Ｙ軸方向に移動可能になり、旋回部２２に支持されたステージ２１の移動も可能になる。

ステージ２１上に基板Ｐを載置して、平行移動テーブル２３が有機ＥＬ塗布機構５の下方まで移動したとき、当該基板Ｐが赤色の有機ＥＬ材料の塗布をノズル５２ａ〜５２ｃから受ける位置となる。そして、制御部（図２参照）がノズルユニット５０をＸ軸方向に往復移動させるようにノズル移動機構部５１を制御し、ステージ２１をＹ軸方向へ当該直線移動毎に所定ピッチだけ移動させるように平行移動テーブル２３を制御し、ノズル５２ａ〜５２ｃから所定流量の有機ＥＬ材料を吐出する。また、ノズル５２ａ〜５２ｃのＸ軸方向吐出位置において、ステージ２１に載置された基板Ｐから逸脱する両サイド空間には、基板Ｐから外れて吐出された有機ＥＬ材料を受ける液受部５３Ｌおよび５３Ｒがそれぞれ固設されている。ノズル移動機構部５１は、基板Ｐの一方サイド外側に配設されている液受部５３の上部空間から、基板Ｐを横断して基板Ｐの他方サイド外側に配設されている液受部５３の上部空間まで、ノズルユニット５０を往復移動させる。また、平行移動テーブル２３は、ノズルユニット５０が液受部５３の上部空間に配置されている際、ノズル往復移動方向とは垂直の所定方向（図示Ｙ軸方向）に所定ピッチだけステージ２１を移動させる。このようなノズル移動機構部５１および平行移動テーブル２３の動作と同時にノズル５２ａ〜５２ｃから有機ＥＬ材料を液柱状態で吐出することによって、赤色の有機ＥＬ材料が基板Ｐに形成されたストライプ状の溝毎に配列された、いわゆる、ストライプ配列が基板Ｐ上に形成される。

次に、図２を参照して、有機ＥＬ表示装置の製造装置１における制御機能および供給部の概略構成について説明する。なお、図２は、有機ＥＬ表示装置の製造装置１の制御機能および供給部を示すブロック図である。

図２において、有機ＥＬ表示装置の製造装置１は、上述した構成部の他に、制御部３、第１供給部５４ａ、第２供給部５４ｂ、および第３供給部５４ｃを備えている。第１〜第３供給部５４ａ〜５４ｃは、共に赤色の有機ＥＬ材料をそれぞれノズル５２ａ〜５２ｃに配管を介して供給する。なお、供給源５４１ａ〜５４１ｃからノズル５２ａ〜５２ｃに至るそれぞれの配管は、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、テフロン（登録商標）等を材料とする管部材が用いられる。

第１供給部５４ａは、有機ＥＬ材料の供給源５４１ａと、供給源５４１ａから有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ａと、有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ａとを備えている。また、第２供給部５４ｂは、有機ＥＬ材料の供給源５４１ｂと、供給源５４１ａから有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ｂと、有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ｂとを備えている。第３供給部５４ｃは、有機ＥＬ材料の供給源５４１ｃと、供給源５４１ａから有機ＥＬ材料を取り出すためのポンプ５４２ｃと、有機ＥＬ材料の流量を検出する流量計５４３ｃとを備えている。そして、制御部３は、第１〜第３供給部５４ａ〜５４ｃ、旋回部２２、平行移動テーブル２３、およびノズル移動機構部５１のそれぞれの動作を制御する。

ノズル５２ａは、供給部５４ａから供給された有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ部５２１ａおよびノズルシート５２２ａを有している。ノズル５２ｂは、供給部５４ｂから供給された有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ部５２１ｂおよびノズルシート５２２ｂを有している。ノズル５２ｃは、供給部５４ｃから供給された有機ＥＬ材料中の異物を除去するためのフィルタ部５２１ｃおよびノズルシート５２２ｃを有している。なお、後述により明らかとなるが、ノズル５２ａ〜５２ｃはそれぞれ同一の構造であるため、総称して説明する場合は参照符号「５２」を付して説明を行う。

ここで、赤色の有機ＥＬ材料の塗布を受ける基板Ｐの表面には、有機ＥＬ材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じたストライプ状の溝が複数本並設されるように形成されている。有機ＥＬ材料としては、例えば、基板Ｐ上の溝内に拡がるように流動する程度の粘性を有する有機性のＥＬ材料が用いられ、具体的には各色毎の高分子タイプの有機ＥＬ材料が用いられる。ノズルユニット５０は、所定の支持軸周りに回動自在に支持されており、制御部３の制御によって当該支持軸周りに回動させることで、塗布ピッチ間隔を調整することができる。なお、ノズル５２ａ〜５２ｃにおける有機ＥＬ材料を吐出するためのノズルシート５２２ａ〜５２２ｃの穴径（オリフィスｈの穴径）は、基板Ｐに形成された溝の幅より小さい数十μｍ程度であり、例えば、１０〜７０μｍである。

制御部３は、ステージ２１に載置された基板Ｐの位置や方向に基づいて、基板Ｐに形成された溝の方向が上記Ｘ軸方向になるように旋回部２２の角度を調整し、塗布のスタートポイント、すなわち、基板Ｐに形成された溝の一方の端部側で塗布を開始する塗布開始位置を算出する。なお、上記塗布開始位置は、一方の液受部５３の上部空間となる。そして、制御部３は、上述したように平行移動テーブル２３およびノズル移動機構部５１を駆動させる。

上記塗布開始位置において、制御部３は、各ノズル５２ａ〜５２ｃから有機ＥＬ材料の吐出開始を各ポンプ５４２ａ〜５４２ｃに指示する。このとき、制御部３は、ストライプ状の溝の各ポイントにおける有機ＥＬ材料の塗布量が均一となり、液柱状態で有機ＥＬ材料が吐出されるように、ノズル５２ａ〜５２ｃの移動速度に応じてその塗布量を制御しており、流量計５４３ａ〜５４３ｃからの流量情報をフィードバックして制御する。そして、制御部３は、基板Ｐ上の溝内への有機ＥＬ材料の流し込むために、有機ＥＬ材料を基板Ｐ上の溝に沿わせながらこの溝内に流し込むようにノズルユニット５０をガイド部材５１１に沿わせて移動させるように制御する。この動作によって、液柱状態で各ノズル５２ａ〜５２ｃから吐出される赤色の有機ＥＬ材料が同時にそれぞれの溝に流し込まれていく。

制御部３は、基板Ｐ上をノズルユニット５０が横断して溝の他方端部の外側に固設されている他方の液受部５３上に位置すると、ノズル５２ａ〜５２ｃからの有機ＥＬ材料の吐出を継続したまま、ノズル移動機構部５１によるノズルユニット５０の移動を停止する。この１回の移動によって、３列分の溝への有機ＥＬ材料の塗布が完了する。具体的には、同色の有機ＥＬ材料を各ノズル５２ａ〜５２ｃから吐出しているので、３列毎に１列の溝を塗布対象とした合計３列分の溝に有機ＥＬ材料が塗布される。

次に、制御部３は、平行移動テーブル２３をＹ軸方向に所定距離（例えば、溝９列分）だけピッチ送りして、次に塗布対象となる溝への有機ＥＬ材料の塗布を行えるようにする。そして、制御部３は、他方の液受部５３の上部空間からノズルユニット５０を逆の方向へ基板Ｐ上を横断させて一方の液受部５３上に位置すると、ノズル５２ａ〜５２ｃからの有機ＥＬ材料の吐出を継続したまま、ノズル移動機構部５１によるノズルユニット５０の移動を停止する。この２回目の移動によって、次の３列分の溝への有機ＥＬ材料の塗布が完了する。このような動作を繰り返すことによって、赤色の有機ＥＬ材料が赤色を塗布対象とした溝に流し込まれる。

以下、図３を参照して、ノズルユニット５０の構造について説明する。なお、図３は、ノズルユニット５０の概略構成を示す正面図である。

図３において、ノズルユニット５０は、ノズル移動機構部５１によってガイド部材５１１に沿ったＸ軸方向（図１参照）に往復移動等するノズルホルダ５２０を備えている。ノズルホルダ５２０は、例えばＬ字型形状の板状部材で構成され、水平方向に延設された底面がステージ２１の上面と平行になるように配置される。そして、ノズルホルダ５２０は、上記底面で３本のノズル５２ａ〜５２ｃを支持する。各ノズル５２ａ〜５２ｃは、ノズル本体５２３ａ〜５２３ｃと、先端固定キャップ５２４ａ〜５２４ｃ、後端ナット５２５ａ〜５２５ｃ、および押さえリング５２６ａ〜５２６ｃをそれぞれ備えている。先端固定キャップ５２４ａ〜５２４ｃは、ノズル５２ａ〜５２ｃの先端（下端）部に設けられ、それぞれノズル本体５２３ａ〜５２３ｃに外装される。押さえリング５２６ａ〜５２６ｃは、それぞれノズル本体５２３ａ〜５２３ｃをノズルホルダ５２０の底面に固定する。後端ナット５２５ａ〜５２５ｃは、ノズル５２ａ〜５２ｃの後端（上端）部に設けられ、それぞれノズル本体５２３ａ〜５２３ｃに外装され固着される。なお、後端ナット５２５ａ〜５２５ｃは、それぞれ供給部５４ａ〜５４ｃからの有機ＥＬ材料を供給する配管５２７ａ〜５２７ｃとノズル本体５２３ａ〜５２３ｃとを接合する機能を有している。

次に、図４および図５を参照して、ノズル５２の内部構造について説明する。なお、図４は、図３の断面Ａ−Ａ側から見たノズル５２の側断面図である。図５は、図３に示したノズル５２の各構成部を分解した状態を示す側断面図である。

図４および図５において、ノズル５２は、フィルタ部５２１、ノズルシート５２２、ノズル本体５２３、先端固定キャップ５２４、および後端ナット５２５を備えている。ノズルホルダ５２０に貫装されたノズル本体５２３の下端面（底部）に、フィルタ部５２１およびノズルシート５２２がこの順序で装着される。そして、ノズル本体５２３の下端側からその先端部に先端固定キャップ５２４を螺合等することによって、フィルタ部５２１およびノズルシート５２２がノズル本体５２３の下端と先端固定キャップ５２４との間で挟持されて固定される。つまり、ノズル本体５２３の下端面とフィルタ部５２１の上面とが当接し、フィルタ部５２１の下面とノズルシート５２２の上面とが当接し、ノズルシート５２２の下面と先端固定キャップ５２４の内側底面とが当接することによって、フィルタ部５２１およびノズルシート５２２が固定される。また、先端固定キャップ５２４をノズル本体５２３から取り外すと、ノズルシート５２２およびフィルタ部５２１を取り出すことができる。なお、先端固定キャップ５２４の下端面には、後述するノズルシート５２２のオリフィスｈを外部開放するために、所定サイズの開口部が形成されている。

また、ノズル本体５２３は、当該ノズル本体５２３の上端から下端まで貫通する貫通穴が形成されている。この貫通穴は、配管５２７が過不足なく挿入可能な内径（つまり、貫通穴の内径≒配管外径）で形成される。そして、ノズル本体５２３の上端には、凹状のテーパ面が形成されている。一方、ノズル本体５２３に外装されたときにノズル本体５２３の貫通穴と連通する同内径の貫通穴が、後端ナット５２５の上面から下面まで形成されている。そして、配管５２７は、後端ナット５２５の貫通穴を通ってノズル本体５２３の貫通穴の中程位置まで挿入される。後端ナット５２５の下面には、ノズル本体５２３のテーパ面と当接する凸状のテーパ面が形成されている。後端ナット５２５をノズル本体５２３に螺合して締め込んだ場合、ノズル本体５２３のテーパ面に沿って後端ナット５２５のテーパ面が進行し、後端ナット５２５の貫通穴の内径が収縮する。この貫通穴の収縮によって挿入された配管５２７が後端ナット５２５に固定され、後端ナット５２５が配管５２７との接合部としての機能を果たしている。

フィルタ部５２１は、その上面から下面まで貫通する流路が形成されており、当該流路の中央にフィルタ膜が設けられている。フィルタ部５２１の流路は、ノズル本体５２３に装着されたときにノズル本体５２３の貫通穴と連通する。また、ノズルシート５２２の略中央にはオリフィスｈが形成され、ノズル本体５２３に装着されたときにフィルタ部５２１の流路とオリフィスｈとが連通する。

一方、上述したように供給部５４は、配管５２７を介して有機ＥＬ材料をノズル５２へ圧送する。圧送されてきた有機ＥＬ材料は、ノズル本体５２３の貫通穴からフィルタ部５２１の流路を介してオリフィスｈから液柱状態で吐出される。

次に、図６および図７を参照して、フィルタ部５２１の構造について説明する。なお、図６は、図５で示したフィルタ部５２１の側断面図を拡大して示した図である。図７は、フィルタ部５２１を組み立てた状態および分解した状態を示す斜視図である。

フィルタ部５２１は、フィルタ膜６０、上支持部材６１、および下支持部材６２を備えている。フィルタ膜６０は、ノズル本体５２３の貫通穴から圧送されてきた有機ＥＬ材料内の異物やゲル化溶質等を取り除くためにフィルタ部５２１の流路の中間位置に設けられている。フィルタ膜６０の材質としては、例えば、ろ過精度１０μｍの可撓性を有するポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられる。このようなフィルタ膜６０をオリフィスｈ直前の上流に配置することによって、１０μｍ以上の粒子サイズの異物等によるオリフィスｈの目詰まりを防止することができる。

上支持部材６１および下支持部材６２は、例えばテフロン（登録商標）等で形成された一対の中空部材であり、互いに組み合わされることによって円筒形状の支持部材となる。なお、上支持部材６１および下支持部材６２が組み合わされた円筒形状部材の筒穴がフィルタ部５２１の流路となる。また、上支持部材６１および下支持部材６２を互いに組み合わせることによって構成される円筒形状の支持部材が、本発明の中空支持部に相当する。フィルタ膜６０は、その全周が上支持部材６１および下支持部材６２の間で挟持されて固定される。上支持部材６１および下支持部材６２がそれぞれフィルタ膜６０を挟持する面は、互いに接面して嵌合可能な形状で形成される。例えば、上支持部材６１の嵌合面には、先端外径が漸増的に太くなった先太の凸形状部が設けられ、当該凸形状部の先端に当接平面が形成されている。一方、下支持部材６２の嵌合面には、上記凸形状部と同形状で底内径が上面内径より漸増的に広がった凹形状部が設けられ、当該凹形状部の底に当接平面が形成されている。そして、上支持部材６１と下支持部材６２とを嵌合したとき、凸形状部の当接平面の全面と凹形状部の当接平面の全面とが、互いに接合する位置関係となる。そして、嵌合面にフィルタ膜６０を配置した後、上支持部材６１の凸形状部と下支持部材６２の凹形状部とを挿嵌することによって、フィルタ膜６０を一対の当接平面で挟持しながら互いに固定される。つまり、図６に示すように、上支持部材６１および下支持部材６２の嵌合部の側断面形状は、Ｚ字形状となる。

また、フィルタ部５２１は、ノズル５２に装着されると有機ＥＬ材料の流動に応じてフィルタ膜６０の中央部がノズルシート５２２側に撓んだ状態となる。そのため、フィルタ部５２１の下面からフィルタ膜６０までの長さは、有機ＥＬ材料の最大吐出圧力のときに想定されるフィルタ膜６０の撓み量以上に設定する。例えば、本実施例では、最大吐出圧力が３．５ｋｇｆ／ｃｍ²の場合、想定されるフィルタ膜６０の撓み量が０．６ｍｍとなるため、フィルタ部５２１の下面からフィルタ膜６０までの長さを２ｍｍに設定する。これによって、ノズル５２に装着された後にフィルタ膜６０が撓んでも、ノズルシート５２２とフィルタ膜６０とが接触することを防止できる。また、フィルタ部５２１の流路は、オリフィスｈから一定圧力で吐出するための有機ＥＬ材料のバッファ層としても機能する。

フィルタ部５２１は、上下方向に貫通した流路を形成する中空支持部材に対して、当該流路中間位置にフィルタ膜６０を支持することによって構成されている。上支持部材６１および下支持部材６２の間にフィルタ膜６０を挟持した後は、ノズル本体５２３の下端面に装着する（図４参照）まで当該挟持状態が維持される。そして、上述したようにノズル本体５２３の下端側からその先端部に先端固定キャップ５２４を螺合等することによって、フィルタ部５２１およびノズルシート５２２がノズル本体５２３の下端と先端固定キャップ５２４との間で挟持されて固定される。このとき、フィルタ膜６０は、先端固定キャップ５２４を螺合する際に生じる当該先端固定キャップ５２４とノズル本体５２３との間の締め付け力によって、さらに上支持部材６１および下支持部材６２との間で強固に固定される。したがって、フィルタ部５２１単独の状態においては、フィルタ膜６０を上支持部材６１および下支持部材６２によってある程度支持すればよい。

なお、フィルタ部５２１の構造は、上述した構造に限定されず、ノズル５２に装着するまでフィルタ膜６０を流路中間で支持可能な構造であれば、他の構造でもかまわない。以下、図８〜図１０を参照して、フィルタ部５２１の構造についての変形例を説明する。なお、図８は、フィルタ部５２１の第１変形例の構造を示す側断面図である。図９は、フィルタ部５２１の第２変形例の構造を示す側断面図である。図１０は、フィルタ部５２１の第３変形例の構造を示す側断面図である。

図８において、フィルタ部５２１の第１変形例は、上述したフィルタ膜６０を、上支持部材６３および下支持部材６４が支持している。上支持部材６３および下支持部材６４も、例えばテフロン（登録商標）等で形成された一対の中空部材であり、互いに組み合わされることによって円筒形状の支持部材となる。そして、上支持部材６３および下支持部材６４が組み合わされた円筒形状部材の筒穴がフィルタ部５２１の流路となる。フィルタ膜６０は、その全周が上支持部材６３および下支持部材６４の間で挟持されて固定される。上支持部材６３および下支持部材６４がそれぞれフィルタ膜６０を挟持する面は、互いに接面して嵌合可能な形状で形成される。上支持部材６３の嵌合面には、その外径が先端まで一定の凸形状部が設けられ、当該凸形状部の先端に当接平面が形成されている。一方、下支持部材６４の嵌合面には、上面から底まで内径が一定の凹形状部が設けられ、当該凹形状部の底に当接平面が形成されている。ここで、凸形状部の外径≧凹形状部の内径である。そして、上支持部材６３と下支持部材６４とを嵌合したとき、凸形状部の当接平面の全面と凹形状部の当接平面の全面とが、互いに接合する位置関係となる。そして、嵌合面にフィルタ膜６０を配置した後、上支持部材６３の凸形状部と下支持部材６４の凹形状部とを挿嵌することによって、フィルタ膜６０を一対の当接平面で挟持しながら互いに固定される。なお、第１変形例でも、フィルタ部５２１の下面からフィルタ膜６０までの長さは、有機ＥＬ材料の最大吐出圧力のときに想定されるフィルタ膜６０の撓み量以上に設定される。

図９において、フィルタ部５２１の第２変形例は、上述したフィルタ膜６０を、上支持部材６５および下支持部材６６が支持している。上支持部材６５および下支持部材６６も、例えばテフロン（登録商標）等で形成された一対の中空部材であり、互いに組み合わされることによって円筒形状の支持部材となる。そして、上支持部材６５および下支持部材６６が組み合わされた円筒形状部材の筒穴がフィルタ部５２１の流路となる。フィルタ膜６０は、その全周が上支持部材６５および下支持部材６６の間で挟持されて固定される。上支持部材６５および下支持部材６６がそれぞれフィルタ膜６０を挟持する面は、互いに接面して嵌合可能な形状で形成される。上支持部材６５の嵌合面には、その側面中央部に帯状の突起部（図９のＢ部）が形成された凸形状部が設けられ、当該凸形状部の先端に当接平面が形成されている。一方、下支持部材６６の嵌合面には、上記突起部が嵌合する帯状の溝がその内側面中央部に形成された凹形状部が設けられ、当該凹形状部の底に当接平面が形成されている。そして、上支持部材６５と下支持部材６６とを嵌合したとき、凸形状部の当接平面の全面と凹形状部の当接平面の全面とが、互いに接合する位置関係となる。そして、嵌合面にフィルタ膜６０を配置した後、上記突起部と溝とが嵌合するように上支持部材６５の凸形状部と下支持部材６６の凹形状部とを挿嵌することによって、フィルタ膜６０を一対の当接平面で挟持しながら互いに固定される。なお、第２変形例でも、フィルタ部５２１の下面からフィルタ膜６０までの長さは、有機ＥＬ材料の最大吐出圧力のときに想定されるフィルタ膜６０の撓み量以上に設定される。

図１０において、フィルタ部５２１の第３変形例は、上述したフィルタ膜６０を、上支持部材６７および下支持部材６８が支持している。上支持部材６７および下支持部材６８も、例えばテフロン（登録商標）等で形成された一対の中空部材であり、互いに組み合わされることによって円筒形状の支持部材となる。そして、上支持部材６７および下支持部材６８が組み合わされた円筒形状部材の筒穴がフィルタ部５２１の流路となる。フィルタ膜６０は、その全周が上支持部材６７および下支持部材６８の間で挟持されて固定される。上支持部材６７および下支持部材６８がそれぞれフィルタ膜６０を挟持する面は、互いに接面して嵌合可能な形状で形成される。上支持部材６７の嵌合面には、先端外径が漸減的に小径となった円錐台状の凸形状部が設けられ、当該凸形状部の先端に当接平面が形成されている。一方、下支持部材６８の嵌合面には、上記凸形状部と同形状で底内径が上面内径より漸減的に狭くなった凹形状部が設けられ、当該凹形状部の底に当接平面が形成されている。そして、上支持部材６７と下支持部材６８とを嵌合したとき、凸形状部の当接平面の全面と凹形状部の当接平面の全面とが、互いに接合する位置関係となる。そして、嵌合面にフィルタ膜６０を配置した後、上支持部材６７の凸形状部と下支持部材６８の凹形状部とを嵌合させることによって、フィルタ膜６０を一対の当接平面で挟持しながら互いに固定される。なお、第３変形例でも、フィルタ部５２１の下面からフィルタ膜６０までの長さは、有機ＥＬ材料の最大吐出圧力のときに想定されるフィルタ膜６０の撓み量以上に設定される。なお、第３変形例の場合、上支持部材６７と下支持部材６８とが容易に分離するように見える構造であるが、ノズル５２に装着されればノズル本体５２３の下端面と先端固定キャップ５２４との間に挟持されるので、充分にフィルタ膜６０を支持することができる。また、上支持部材６７と下支持部材６８との嵌合面が凹凸のテーパ面であるため、互いの位置決めが容易となる。

以上のように、フィルタ部５２１の変形例を説明したが、他の構造によってフィルタ部５２１を実現することも、もちろん可能である。例えば、上述した構造では、上支持部材および下支持部材を組み合わすことによって円筒形状部材を形成したが、上支持部材および下支持部材を組み合わすことによって角筒形状部材を形成し、その角筒穴内にフィルタ膜６０を支持してもかまわない。

このように、フィルタ部５２１は、上下方向に貫通した流路を形成する中空支持部材に対して、当該流路中間位置にフィルタ膜６０を支持することによって構成されている。フィルタ膜６０は、上支持部材６１および下支持部材６２の間でノズル５２に組み込まれる前に挟持されて固定されるため、フィルタ膜６０がサブアッセンブリー化されて扱いが非常に簡単となる。具体的には、作業者は、下支持部材６２（または上支持部材６１）の嵌合面上にフィルタ膜６０を配置し、その後当該フィルタ膜６０を挟み込むように上支持部材６１（または下支持部材６２）を嵌合させるだけで、フィルタ部５２１の流路中間位置に固定することができる。また、作業者は、フィルタ膜６０が挟持されて固定された後、上支持部材６１または下支持部材６２の筒穴からフィルタ膜６０の支持状態を視認することが容易である。したがって、仮にフィルタ膜６０を挟み込んだ状態にミスがあっても、当該ミスを容易に発見することができ、その修正も容易である。さらに、上支持部材６１および下支持部材６２の間にフィルタ膜６０を挟持した後は、ノズル本体５２３の下端面に装着する（図４参照）まで当該挟持状態を維持することができるため、ノズル５２の組み立て作業自体も容易になる。

なお、上述した実施形態では、赤、緑、および青色のうち、赤色の有機ＥＬ材料を３個１組のノズル５２ａ〜５２ｃで基板Ｐの溝内に流し込んでいるが、この塗布工程は、有機ＥＬ表示装置を製造する途中工程である。有機ＥＬ表示装置を製造するときの処理手順は、正孔輸送材料（ＰＥＤＯＴ）塗布→乾燥→赤色の有機ＥＬ材料塗布→乾燥→緑色の有機ＥＬ材料塗布→乾燥→青色の有機ＥＬ材料塗布→乾燥という手順となる。この場合、本発明の塗布装置は、正孔輸送材料、赤色の有機ＥＬ材料、緑色の有機ＥＬ材料、および青色の有機ＥＬ材料をそれぞれ塗布する工程に用いることができる。

なお、ノズル５２ａ〜５２ｃ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５２ａ〜５２ｃ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５２ａ〜５２ｃ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）液を塗布する装置にも適用することができる。

また、上述した実施形態では、ノズル５２ａ〜５２ｃへの有機ＥＬ材料の流量を検出して吐出する有機ＥＬ材料の流量をフィードバック制御しているが、有機ＥＬ材料の圧力を圧力センサ等の圧力検出手段で検出して、ノズル５２ａ〜５２ｃから吐出させる有機ＥＬ材料の流量をフィードバック制御してもかまわない。

本発明に係る塗布装置は、フィルタを組み込む作業性を向上することができ、様々な塗布液をノズルから吐出する装置等として有用である。

本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造装置１の要部概略構成を示す平面図および正面図 図１の有機ＥＬ表示装置の製造装置１の制御機能および供給部を示すブロック図 ノズルユニット５０の概略構成を示す正面図 図３の断面Ａ−Ａ側から見たノズル５２の側断面図 図３に示したノズル５２の各構成部を分解した状態を示す側断面図 図５で示したフィルタ部５２１の側断面図を拡大して示した図 フィルタ部５２１を組み立てた状態および分解した状態を示す斜視図 フィルタ部５２１の第１変形例の構造を示す側断面図 フィルタ部５２１の第２変形例の構造を示す側断面図 フィルタ部５２１の第３変形例の構造を示す側断面図

符号の説明

１…有機ＥＬ表示装置の製造装置
２…基板載置装置
２１…ステージ
２２…旋回部
２３…平行移動テーブル
２４…ガイド受け部
２５、５１１…ガイド部材
３…制御部
５…有機ＥＬ塗布機構
５０…ノズルユニット
５１…ノズル移動機構部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ…ノズル
５２０…ノズルホルダ
５２１…フィルタ部
５２２…ノズルシート
５２３…ノズル本体
５２４…先端固定キャップ
５２５…後端ナット
５２６…押さえリング
５２７…配管
５３…液受部
５４…供給部
５４１…供給源
５４２…ポンプ
５４３…流量計
６０…フィルタ膜
６１、６３、６５、６７…上支持部材
６２、６４、６６、６８…下支持部材

Claims (5)

1. その先端部に形成されたオリフィスから基板上に塗布液を吐出するノズルを備えた塗布装置であって、
   前記ノズルは、その内部に形成されて前記塗布液を前記オリフィスまで流動させる流路上に設けられたフィルタ部を備え、
   前記フィルタ部は、
   前記流路の一部となる筒穴を有する中空支持部と、
   前記中空支持部の筒穴内に支持されたフィルタ膜とを含み、
   前記中空支持部は、一対の中空筒状部材を嵌合することによって構成され、
   一方の前記中空筒状部材は、その底面に先端外形が漸増的に太くなった先太で、その先端が当接平面である凸形状部が形成され、
   他方の前記中空筒状部材は、その上面に前記凸形状部と同形状で底内径が上面内径より漸増的に広がり、その底が当接平面である凹形状部が形成され、
   前記フィルタ膜は、前記凸形状部と前記凹形状部とを挿嵌することによって、前記一方の中空筒状部材の底面と前記他方の中空筒状部材の上面との間に挟持されて支持されることを特徴とする、塗布装置。
   
2. 前記フィルタ膜は、前記中空支持部の筒穴軸方向に対して当該筒穴の中間位置で支持されることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記フィルタ部は、前記中空支持部が前記フィルタ膜を前記筒穴内で支持した状態で前記ノズルに対して着脱可能であることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記ノズルは、
   前記流路の一部となる貫通穴を有するノズル本体と、
   前記オリフィスが形成されたノズルシートとを、さらに備え、
   前記中空支持部の上面と前記ノズル本体の下面とが当接し、前記中空支持部の下面と前記ノズルシートの上面とが当接することによって、前記フィルタ部は、前記ノズル本体と前記ノズルシートとの間で挟持されて装着され、
   前記フィルタ膜は、前記中空支持部の下面から所定距離だけ離れた前記筒穴内に支持されることによって、前記フィルタ部が前記ノズル内に装着されたときに当該フィルタ膜と前記ノズルシートとが離間することを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
5. 前記塗布液は、有機ＥＬ表示装置を製造するための有機ＥＬ材料および正孔輸送材料の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項４に記載の塗布装置。

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