JP5290025B2 - 基板塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、半導体ウエハ、磁気／光ディスク用のガラス／セラミック基板などの各種基板に対して、塗布液を塗布する基板塗布装置に関する。

基板の製造工程では、基板の上面に種々の塗布液を塗布する基板塗布装置が使用されている。例えば、有機ＥＬ表示装置の製造工程では、有機ＥＬ表示装置用のガラス基板の上面に有機ＥＬ液を塗布する基板塗布装置が使用されている。従来の基板塗布装置は、例えば特許文献１に開示されているように、基板の上面に向けて塗布液を吐出するためのノズルと、ノズルと基板とを相対的に移動させるための移動機構とを備えている。基板塗布装置は、ノズルに形成された細孔から塗布液を液柱状に吐出させ、このような塗布液の吐出を継続しつつノズルと基板とを相対的に移動させることにより、基板の上面に塗布液を塗布する。

特開２００８−３０７４６５号公報

上記のような基板塗布装置では、ノズルの詰まりなどにより塗布液が正常に吐出されない状態になると、塗布処理後の基板の表面に色斑が発生したり、基板の表面における膜厚が不均一になったりする問題が発生する。このため、基板塗布装置において、ノズルから正常に塗布液が吐出されているか否かを監視することは、品質管理上極めて重要である。

ノズルからの塗布液の吐出を監視する技術として、上記の特許文献１には、ノズルから吐出される塗布液をレーザセンサで検出することが記載されている。しかしながら、特許文献１で検出対象としている塗布液の液柱は、ノズルから下方へ離れるほど、その形状が崩れる。このため、レーザセンサの検出精度を向上させるためには、レーザセンサの検出位置を、ノズルの吐出孔になるべく接近した高さに設定することが好ましい。また、装置各部のレイアウトの都合上、レーザセンサの検出位置を、ノズルの吐出孔に接近した高さに設定せざるを得ない場合もある。

一方、ノズルの先端においては、塗布液の乾燥等により、塗布液が液柱状に吐出されず、吐出孔の下部に液溜まりが形成されている場合もある。そして、上記のようにレーザセンサの検出位置がノズルの吐出孔に接近した高さに設定されていると、レーザセンサは、このような液溜まりも検出してしまう。この場合、ノズルから塗布液が正常に吐出されていないにもかかわらず、正常と判断されて塗布処理が進行してしまうおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ノズルから塗布液が液柱状に吐出されている状態と、ノズルの吐出孔に液溜まりが形成されている状態とを区別して認識し、不正常な状態での塗布処理を防止することができる基板塗布装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板に塗布液を塗布する基板塗布装置において、基板を載置するステージと、塗布液を液柱状に吐出する塗布液ノズルと、前記ステージに沿って前記塗布液ノズルを移動させる移動手段と、前記塗布液ノズルから吐出される塗布液に光を照射するとともに照射後の光を受光し、その受光量に応じて受光信号を出力するセンサと、前記センサから出力された受光信号の変化に基づいて、前記塗布液ノズルから塗布液が液柱状に吐出されている第１の状態と、前記塗布液ノズルの吐出孔に液溜まりが形成されている第２の状態と、を判別する判別手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板塗布装置において、前記判別手段は、前記センサから出力された受光信号が変化する時間に基づいて、前記第１の状態と前記第２の状態とを判別することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の基板塗布装置において、前記判別手段は、前記センサから出力された受光信号が変化する時間と、前記塗布液ノズルの移動速さとに基づいて、前記第１の状態と前記第２の状態とを判別することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板塗布装置において、前記判別手段は、受光信号の変化量に基づいて、前記第１の状態と前記第２の状態とを判別することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板塗布装置において、前記塗布液ノズルは、その移動方向の位置が異なる複数の吐出孔を有しており、前記判別手段は、前記センサから出力された受光信号が示す複数回の変化のそれぞれについて、第１の状態と第２の状態とを判別することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の基板塗布装置において、前記判別手段により第１の状態と判別された回数をカウントするカウント手段と、前記カウント手段のカウント値と所定の設定値とを比較し、前記カウント値が前記設定値に満たない場合に警告表示を行う警告手段と、を更に備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板塗布装置において、前記センサは、前記ステージの側方に配置され、前記センサの検出位置における前記塗布液ノズルの移動速さは、前記ステージの上方における前記塗布液ノズルの移動速さよりも小さいことを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板塗布装置において、前記判別手段は、前記第１の状態と、前記第２の状態と、前記塗布液ノズルの下方に液柱も液溜まりも形成されていない第３の状態と、を判別することを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８までのいずれかに記載の基板塗布装置において、前記塗布液ノズルは、有機ＥＬ表示装置用の発光物質と所定の溶媒とを混合させた有機ＥＬ液、又は、有機ＥＬ表示装置の正孔輸送層を形成する正孔輸送材料を、塗布液として吐出することを特徴とする。

請求項１〜９に記載の発明によれば、基板塗布装置は、センサから出力された受光信号の変化に基づいて、塗布液ノズルから塗布液が液柱状に吐出されている第１の状態と、塗布液ノズルの吐出孔に液溜まりが形成されている第２の状態と、を判別する。このため、正常な第１の状態と不正常な第２の状態とを区別して認識し、不正常な状態での塗布処理を防止することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、液柱と液溜まりとのサイズの違いを利用して、第１の状態と第２の状態とを良好に区別して認識することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、塗布液ノズルの移動速さに関わらず、第１の状態と第２の状態とをより正確に判別することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、液柱と液溜まりとのサイズの違いを利用して、第１の状態と第２の状態とを良好に区別して認識することができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、塗布液ノズルが有する複数の吐出孔について、第１の状態と第２の状態とを区別して認識することができる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、塗布液を液柱状に吐出する吐出孔の数が設定値に満たない場合に警告表示を行い、作業者に通知することができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、検出位置におけるノズル部の移動速さを抑制することにより、センサの検出精度を更に向上させることができる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、第１の状態〜第３の状態を区別して認識することができる。これにより、各状態に応じた対処を行うことができる。

特に、請求項９に記載の発明によれば、有機ＥＬ液又は正孔輸送材料の吐出に関して、第１の状態と第２の状態とを区別して認識することができる。

基板塗布装置の上面図である。 基板塗布装置を図１のII−II位置から見た断面図である。 ノズル部付近の詳細な構成を示した図である。 有機ＥＬ液の液柱が検出位置を通過するときの様子を示した図である。 有機ＥＬ液の液柱が検出位置を通過するときの受光信号の変化を示したグラフである。 有機ＥＬ液の液溜まりが検出位置を通過するときの様子を示した図である。 有機ＥＬ液の液溜まりが検出位置を通過するときの受光信号の変化を示したグラフである。 制御部と基板塗布装置内の各部との間の接続構成を示したブロック図である。 基板塗布装置の動作の流れを示したフローチャートである。 検出・判別処理の詳細な流れを示したフローチャートである。 各位置におけるノズル部の移動の速さを示したグラフである。 受光器に遮光板を取り付けた様子を示した斜視図である。 ノズル毎に吐出状態を表示した検出盤の例を示した図である。 反射式のレーザセンサの例を示した図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照される各図には、各部材の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が付されている。

＜１．基板塗布装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板塗布装置１の上面図である。また、図２は、基板塗布装置１を図１のII−II位置から見た断面図である。この基板塗布装置１は、有機ＥＬ表示装置を製造する工程において、矩形のガラス基板（以下、単に「基板」という。）９の上面に発光物質と所定の溶媒とを混合させた有機ＥＬ液を塗布するための装置である。図１および図２に示したように、基板塗布装置１は、主として、ステージ１０、ステージ移動機構２０、ノズル部３０、ノズル移動機構４０、待機ポッド５０、回収トレイ６０、検出部７０、および制御部８０を備えている。

ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板９を水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ１０の上面には、複数の吸引孔（図示省略）が形成されている。このため、ステージ１０上に基板９を載置したときには、吸引孔の吸引圧により基板９はステージ１０の上面に固定保持される。ステージ１０上に載置される基板９の上面には、有機ＥＬ液が塗布される位置に予め多数本の平行な溝９ａが形成されている。基板９は、これらの溝９ａが主走査方向（Ｘ軸方向）を向くようにステージ１０上に載置される。

また、ステージ１０の上方には、基板９の−Ｘ側および＋Ｘ側の側部を覆うマスク板１１，１２が配置されている。マスク板１１，１２は、後述するノズル部３０から吐出される有機ＥＬ液が、基板９の＋Ｘ側および−Ｘ側の側部に塗布されることを防止し、主走査方向に関して有機ＥＬ液の塗布範囲を規定する役割を果たす。マスク板１１，１２は、所定の接続部材（図示省略）を介してステージ１０又は基板９に固定的に取り付けられている。

ステージ移動機構２０は、ステージ１０を副走査方向（Ｙ軸方向）に移動させるための機構である。ステージ移動機構２０は、床面上に副走査方向に沿って延設された一対のガイドレール２１と、ステージ１０の下面側に固設された一対の移動子２２とを有している。一対の移動子２２は、例えば、リニアモータの駆動力により、ガイドレール２１上を副走査方向に摺動可能となっている。ステージ１０上に基板９を載置した状態で、ステージ移動機構２０を動作させると、ステージ１０、マスク板１１，１２、および基板９が、一体として副走査方向に移動する。

ノズル部３０は、ステージ１０上に保持された基板９の上面に有機ＥＬ液を吐出する吐出部である。ノズル部３０は、赤色用、緑色用、および青色用の有機ＥＬ液を吐出する３つのノズル３１，３２，３３を有している。図３は、ノズル部３０付近の詳細な構成を示した図である。図３に示したように、各ノズル３１，３２，３３の下端部には、微小な（例えば、直径５〜７０μｍ程度の）吐出孔３１ａ，３２ａ，３３ａが形成されている。また、各ノズル３１，３２，３３にはそれぞれ配管３１ｂ，３２ｂ，３３ｂが接続されており、配管３１ｂ，３２ｂ，３３ｂの上流側の端部には、それぞれ赤色用、緑色用、および青色の有機ＥＬ液を供給するための有機ＥＬ液供給源３１ｃ，３２ｃ，３３ｃが接続されている。また、配管３１ｂ，３２ｂ，３３ｂの経路途中には、それぞれバルブ３１ｄ，３２ｄ，３３ｄが介挿されている。

バルブ３１ｄ，３２ｄ，３３ｄを開放すると、有機ＥＬ液供給源３１ｃ，３２ｃ，３３ｃから配管３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを介して各ノズル３１，３２，３３に有機ＥＬ液が供給され、各ノズル３１，３２，３３の吐出孔３１ａ，３２ａ，３３ａから下方へ向けて赤色用、緑色用、および青色用の有機ＥＬ液が吐出される。各ノズル３１，３２，３３から吐出された有機ＥＬ液は、各ノズル３１，３２，３３の下方において細い（例えば、直径１００μｍ程度の）液柱３８を形成する。

ノズル部３０の３つのノズル３１，３２，３３は、図１に示したように、主走査方向に所定の間隔（例えば、数ｍｍピッチ）で配列される一方、副走査方向の位置も少しずつずらして配置されている。各ノズル３１，３２，３３の副走査方向の位置の違いは、処理対象となる基板９の上面に形成された溝９ａのピッチ幅に対応している。このため、ノズル部３０は、３つのノズル３１，３２，３３から同時に有機ＥＬ液を吐出することにより、基板９上の隣り合う３本の溝に対して、同時に有機ＥＬを塗布することができる。

このように、この基板塗布装置１は、３つのノズル３１，３２，３３を使用して基板９上に３列ずつ有機ＥＬ液を塗布することができる。このため、基板９の上面に効率よく有機ＥＬ液を塗布することができる。また、３つのノズル３１，３２，３３の主走査方向および副走査方向の位置をいずれも相違させていることにより、各ノズル３１，３２，３３自体を極端に小型化することなく、狭小な間隔で有機ＥＬ液を塗布することができる。

３つのノズル３１，３２，３３は、上述の通り、正常時には、有機ＥＬ液を液柱状に吐出する。このように、ノズル３１（又は３２，３３）から有機ＥＬ液が液柱状に吐出されている状態を、以下では「第１の状態」という。一方、ノズルの乾燥や詰まり等により、ノズル３１（又は３２，３３）の先端に有機ＥＬ液の液溜まり３９（図６参照）が形成される場合もある。液溜まり３９が形成された場合には、基板９に対して正常に有機ＥＬ液を塗布することができない。このように、ノズル３１（又は３２，３３）の先端に有機ＥＬ液の液溜まり３９が形成された状態を、以下では「第２の状態」という。

ノズル移動機構４０は、ノズル部３０を主走査方向に移動させるための機構である。図１に示したように、ノズル移動機構４０は、ノズル部３０を支持するための支持部４１と、支持部４１を主走査方向に移動させるための移動部４２とを有している。移動部４２は、例えば、モータとボールねじとを組み合わせた機構や、あるいは、リニアモータを利用した機構により構成される。ノズル移動機構４０は、待機ポッド５０の上方位置とステージ１０よりも＋Ｘ側の上方位置との間の任意の位置の間で、ノズル部３０を主走査方向に移動させることができる。

待機ポッド５０は、ステージ１０の−Ｘ側の側方において、ノズル部３０を洗浄しつつ待機させるための部位である。図１に示したように、待機ポッド５０には、３つの開口部５１，５２，５３が形成されている。待機ポッド５０の上方位置にノズル部３０を移動させると、３つの開口部５１，５２，５３の上方に３つのノズル３１，３２，３３がそれぞれ配置される。待機ポッド５０は、３つの開口部５１，５２，５３から各ノズル３１，３２，３３に洗浄液を供給するとともに、供給後の洗浄液を吸引することにより、各ノズル３１，３２，３３の吐出孔３１ａ，３２ａ，３３ａおよびその周囲を洗浄する。

回収トレイ６０は、ステージ１０の＋Ｘ側および−Ｘ側の側方においてノズル部３０から吐出された有機ＥＬ液を回収するための容器である。回収トレイ６０は、ステージ１０の−Ｘ側（ステージ１０と待機ポッド５０との間）およびステージ１０の＋Ｘ側において、ノズル部３０の移動経路の下方となる位置に配置されている。また、回収トレイ６０は、上記のマスク板１１，１２と主走査方向に関して部分的に重複するように配置されている。このため、ステージ１０の側方においてノズル部３０から吐出される有機ＥＬ液は、マスク板１１，１２および回収トレイ６０に連続的に回収される。

検出部７０は、検出位置Ｐにおいて有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９を検出するとともに、有機ＥＬ液が液柱状に吐出されている「第１の状態」と、有機ＥＬ液の液溜まり３９が形成された「第２の状態」とを判別するための処理部である。図１および図２に示したように、検出部７０は、レーザセンサ７１、レーザセンサコントローラ７２，および検出盤７３を有している。

レーザセンサ７１は、投光器７１ａおよび受光器７１ｂを有する透過式のセンサである。投光器７１ａおよび受光器７１ｂは、ステージ１０と待機ポッド５０との間に配置されており、その高さ位置は、ノズル３１，３２，３３の下端部より僅かに下方の位置とされている。また、投光器７１ａおよび受光器７１ｂは、検出位置Ｐの＋Ｙ側および−Ｙ側に互いに対向するように配置されている。投光器７１ａは、所定波長（例えば６００〜７００ｎｍ）のレーザ光を出射する機能を有する。また、受光器７１ｂは、投光器７１ａから出射されたレーザ光を受光して、その受光量に応じた受光信号を出力する機能を有する。

図４は、「第１の状態」において、有機ＥＬ液の液柱３８が検出位置Ｐを通過するときの様子を示した図である。また、図５は、有機ＥＬ液の液柱３８が検出位置Ｐを通過するときの受光信号の変化を示したグラフである。有機ＥＬ液の液柱３８が検出位置Ｐを通過するときには、投光器７１ａから出射されたレーザ光が、液柱３８により部分的に遮蔽される。このため、液柱３８の通過時には、図５に示したように、受光信号の値が低下する。

図６は、「第２の状態」において、有機ＥＬ液の液溜まり３９が検出位置Ｐを通過するときの様子を示した図である。また、図７は、有機ＥＬ液の液溜まり３９が検出位置Ｐを通過するときの受光信号の変化を示したグラフである。有機ＥＬ液の液溜まり３９が検出位置Ｐを通過するときには、投光器７１ａから出射されたレーザ光が、液溜まり３９により部分的に遮蔽される。このため、液溜まり３９の通過時にも、図７に示したように、受光信号の値が低下する。

図４と図６とを比較して分かる通り、液溜まり３９の水平方向のサイズｄ２は、液柱３８の水平方向の径ｄ１より大きい。このため、液溜まり３９により受光信号が低下する時間（図７中のｔ２）は、液柱３８により受光信号が低下する時間（図５中のｔ１）より長くなる。また、液溜まり３９による受光信号の低下量（図７中のｓ２）は、液柱３８による受光信号の低下量（図５中のｓ１）よりも大きくなる。

図１に戻る。レーザセンサコントローラ７２は、投光器７１ａおよび受光器７１ｂと電気的に接続されている。レーザセンサコントローラ７２は、投光器７１ａに対して駆動信号を与えることにより、投光器７１ａからレーザ光を出射させる。また、レーザセンサコントローラ７２は、受光器７１ｂから出力された受光信号を受信する。

また、レーザセンサコントローラ７２は、受光器７１ｂから受信した受光信号の変化に基づいて、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９を検出する。具体的には、受光信号が図５又は図７のような低下を示したときに、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９が通過したことを検出する。また、更に、レーザセンサコントローラ７２は、受光信号の変化に基づいて、検出された有機ＥＬ液の吐出状態が「第１の状態」であるか「第２の状態」であるかを判別する。

例えば、レーザセンサコントローラ７２は、受光信号が低下した時間ｔを計測し、当該時間ｔを予め設定された閾値Ｔと比較する。そして、時間ｔが閾値Ｔ未満であるときには「第１の状態」であると判別し、時間ｔが閾値Ｔ以上であるときには「第２の状態」であると判別する。また、他の方法として、レーザセンサコントローラ７２は、受光信号の低下量ｓを計測し、当該低下量ｓを予め設定された閾値Ｓと比較する。そして、低下量ｓが閾値Ｓ未満であるときには「第１の状態」であると判別し、低下量ｓが閾値Ｓ以上であるときには「第２の状態」であると判別する。

このように、レーザセンサコントローラ７２は、受光信号が低下した時間ｔ又は受光信号の低下量ｓの少なくとも一方に基づいて、「第１の状態」と「第２の状態」とを判別する。なお、レーザセンサコントローラ７２は、受光信号が低下した時間ｔと受光信号の低下量ｓとの双方を考慮して、「第１の状態」と「第２の状態」とを判別してもよい。

レーザセンサコントローラ７２は、上記の検出結果および判別結果を示す結果信号を、検出盤７３に送信する。

検出盤７３は、レーザセンサコントローラ７２から受けた結果信号に基づき、レーザセンサコントローラ７２において「第１の状態」と判別された回数をカウントする。そして、当該カウント値を表示部７３ａに表示させる。例えば、ノズル部３０の３本のノズル３１，３２，３３が、全て有機ＥＬ液を液柱状に吐出していれば、検出盤７３の表示部７３ａには数値「３」が表示されることとなる。また、ノズル部３０のいずれか１つのノズルから有機ＥＬ液が液柱状に吐出されていない場合には、検出盤７３の表示部７３ａに表示される数値は「２」となる。

また、検出盤７３には、正常時のノズル部３０から吐出される有機ＥＬ液の液柱の数に相当する数値（ここでは「３」）が予め設定されている。検出盤７３は、上記のカウント値が予め設定された数値に達しているかどうかをチェックし、達していない場合には表示部７３ａに所定の警告表示を行う機能も有している。

このように、検出部７０は、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９を検出し、有機ＥＬ液が液柱状に吐出されている「第１の状態」と、有機ＥＬ液の液溜まりが形成された「第２の状態」とを判別する。そして、「第１の状態」と判別された回数をカウントし、当該カウント値を表示部７３ａに表示させる。このため、作業者は、表示部７３ａに表示された数値を確認することにより、ノズル部３０の３本のノズル３１，３２，３３から有機ＥＬ液が液柱状に吐出されているか否かを、容易に監視することができる。

なお、レーザセンサコントローラ７２および検出盤７３による上記の処理は、例えば、レーザセンサコントローラ７２および検出盤７３の内部に構成された電子回路の電気的処理により実現することができる。また、レーザセンサコントローラ７２および検出盤７３をコンピュータ装置により構成し、コンピュータの演算処理によりレーザセンサコントローラ７２および検出盤７３の処理を実現するようにしてもよい。

制御部８０は、基板塗布装置１内の各部を動作制御するための処理部である。図８は、制御部８０と基板塗布装置１内の各部との間の接続構成を示したブロック図である。図８に示したように、制御部８０は、上記のステージ移動機構２０、バルブ３１ｄ，３２ｄ，３３ｄ、ノズル移動機構４０、待機ポッド５０、レーザセンサコントローラ７２、および検出盤７３と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。制御部８０は、例えばＣＰＵやメモリを有するコンピュータによって構成され、コンピュータにインストールされたプログラムおよびユーザからの操作入力に従ってコンピュータが動作することにより、上記各部の動作制御を行う。

＜２．基板塗布装置の動作＞
続いて、上記の基板塗布装置１を使用して基板９の上面に有機ＥＬ液を塗布するときの動作について、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。

この基板塗布装置１において基板９に対する塗布処理を行うときには、まず、作業者は、ステージ１０の上面に基板９を載置する。基板９は、その上面に形成された複数の溝９ａが主走査方向を向くように、ステージ１０上に載置される。そして、基板塗布装置１の制御部８０において作業者が所定のスタート操作を行うと、制御部８０による装置各部の動作制御が開始される。

基板塗布装置１のノズル部３０は、予め待機ポッド５０の上方位置で待機している。上記のスタート操作が行われると、まず、待機ポッド５０の３つの開口部５１，５２，５３から各ノズル３１，３２，３３に対する洗浄液の供給と、供給後の洗浄液の吸引とが行われる。これにより、各ノズル３１，３２，３３の吐出孔３１ａ，３２ａ，３３ａおよびその周囲が洗浄される（ステップＳ１）。

ノズル３１，３２，３３の洗浄が終了すると、次に、基板塗布装置１は、各ノズル３１，３２，３３からの有機ＥＬ液の吐出を開始する（ステップＳ２）。具体的には、バルブ３１ｄ，３２ｄ，３３ｄが開放されることより、有機ＥＬ液供給源３１ｃ，３２ｃ，３３ｃから配管３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを介して各ノズル３１，３２，３３へ、赤色用、緑色用、および青色用の有機ＥＬ液が供給される。そして、各ノズル３１，３２，３３の吐出孔３１ａ，３２ａ，３３ａから有機ＥＬ液が吐出される。

続いて、基板塗布装置１は、ノズル移動機構４０を動作させることにより、ノズル部３０を＋Ｘ側へ移動させる。ノズル部３０は、各ノズル３１，３２，３３から有機ＥＬ液を吐出しつつ＋Ｘ側へ移動する。移動途中に吐出された有機ＥＬ液は、回収トレイ６０やマスク板１１の上面に落下して回収される。

ノズル部３０が待機ポッド５０の上方位置からステージ１０の上方位置へ向けて移動する途中に、検出部７０は、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９を検出する。そして、有機ＥＬ液が液柱状に吐出されている「第１の状態」と、有機ＥＬ液の液溜まりが形成された「第２の状態」とを判別する（ステップＳ３）。

ここで、ステップＳ３における処理の詳細な流れを、図１０のフローチャートを参照しつつ説明する。ステップＳ３においては、投光器７１ａが連続的にレーザ光を出射するとともに、受光器７１ｂがレーザ光を受光して受光信号を出力する（ステップＳ３１）。レーザセンサコントローラ７２は、受光器７１ｂから受信した受光信号が低下したことに基づいて、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まりを検出する（ステップＳ３２）。また、レーザセンサコントローラ７２は、受光信号が低下した時間および受光信号の低下量の少なくとも一方を、予め設定された閾値と比較する。これにより、検出した有機ＥＬ液の吐出状態が「第１の状態」であるか「第２の状態」であるかを判別する（ステップＳ３３）。

図９に戻る。検出盤７３は、レーザセンサコントローラ７２から受けた結果信号に基づき、レーザセンサコントローラ７２において「第１の状態」と判別された回数をカウントする（ステップＳ４）。そして、検出盤７３は、カウント値を表示部７３ａに表示させる。

また、検出盤７３は、カウント値が予め設定された数値「３」に達しているかどうかをチェックし（ステップＳ５）、カウント値が設定値よりも低い場合には（ステップＳ５においてＮｏ）、制御部８０に対して「異常」を示す信号を送信するとともに、表示部７３ａに警告表示を行う（ステップＳ６）。この場合には、基板塗布装置１は、ノズル部３０の移動を停止させ、作業者による対処を待つ。

一方、上記のステップＳ４においてカウント値が設定値に達していた場合には（ステップＳ５においてＹｅｓ）、検出盤７３は、制御部８０に対して「正常」を示す信号を送信し、ステップＳ７以降の基板塗布装置１の動作を継続させる。この場合には、基板塗布装置１は、ノズル３１，３２，３３からの有機ＥＬ液の吐出を継続しつつ、ノズル部３０を更に＋Ｘ側に移動させる。これにより、基板９の上面に形成された複数本の溝９ａのうち、最も＋Ｙ側の３本の溝９ａ上に有機ＥＬ液が塗布される。

基板塗布装置１は、ノズル部３０を＋Ｘ側のマスク板１２の上部まで移動させると、次に、３つのノズル３１，３２，３３の塗布幅分（すなわち、溝９ａの３列分）だけステージ１０および基板９を＋Ｙ側に移動させる。そして、引き続きノズル３１，３２，３３から有機ＥＬ液を吐出しつつ、ノズル部３０を−Ｘ側へ移動させる。これにより、基板９上の次の３本の溝９ａ上に有機ＥＬ液が塗布される。

このように、基板塗布装置１は、ノズル部３０の＋Ｘ側への移動、ステージ１０の＋Ｙ側への移動、及びノズル部３０の−Ｘ側への移動、を行うことにより、一往復分の（６本の溝９ａに対する）塗布処理を行う（ステップＳ７）。

一往復分の塗布処理の後、制御部８０は、基板９上の全ての溝９ａに有機ＥＬ液を塗布したか否かを判断する（ステップＳ８）。そして、全ての溝９ａに対する有機ＥＬ液の塗布が完了していない場合には（ステップＳ８においてＮｏ）、ノズル部３０を検出位置Ｐの−Ｘ側の位置まで移動させ、検出部７０による液柱３８又は液溜まり３９の検出と、その検出信号に基づく判別処理とを行う。そして、「第１の状態」と判別された回数が数値「３」に達していれば、基板９に対して、次の一往復分の塗布処理を行う。すなわち、ステップＳ８においてＮｏの場合には、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３以降の処理を繰り返す。このように、本実施形態では、一往復分の塗布処理を行うたびに、ステップＳ３の検出・判別処理を行う。

一方、ステップＳ８において、基板９上の全ての溝９ａに有機ＥＬ液が塗布されたと判断されると（ステップＳ８においてＹｅｓ）、基板塗布装置１は、ノズル移動機構４０を更に動作させ、待機ポッド５０の上方位置までノズル部３０を移動させる。ノズル部３０がステージ１０の上方位置から待機ポッド５０の上方位置に向けて移動する途中に、検出部７０は、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９を検出する。そして、有機ＥＬ液が液柱状に吐出されている「第１の状態」と、有機ＥＬ液の液溜まりが形成された「第２の状態」とを判別する（ステップＳ９）。

なお、ステップＳ９における検出・判別処理の詳細は、図１０に示したステップＳ３１〜Ｓ３３と同等であるため、重複説明を省略する。

その後、検出盤７３は、レーザセンサコントローラ７２から受けた結果信号に基づき、レーザセンサコントローラ７２において「第１の状態」と判別された回数をカウントする（ステップＳ１０）。そして、検出盤７３は、カウント値を表示部７３ａに表示させる。

また、検出盤７３は、カウント値が予め設定された数値「３」に達しているかどうかをチェックし（ステップＳ１１）、カウント値が設定値よりも低い場合には（ステップＳ１１においてＮｏ）、制御部８０に対して「異常」を示す信号を送信するとともに、表示部７３ａに警告表示を行う（ステップＳ６）。

ノズル部３０が待機ポッド５０の上方位置まで移動すると、作業者は、塗布処理後の基板９をステージ１０から取り外す。以上をもって、一枚の基板９に対する有機ＥＬ液の塗布処理が終了する。

以上のように、本実施形態の基板塗布装置１は、レーザセンサ７１により有機ＥＬ液の通過を検出するだけではなく、受光信号の変化に基づいて、有機ＥＬ液が液柱状に吐出されている「第１の状態」と、ノズルの吐出孔に液溜まり３９が形成されている「第２の状態」とを判別する。このため、正常な状態である「第１の状態」と不正常な状態である「第２の状態」とを区別して認識することができ、不正常な状態での塗布処理を適切に防止することができる。

なお、この基板塗布装置１の各位置におけるノズル部３０の移動の速さは、概ね図１１のようになっている。図１１の横軸は基板塗布装置１内における主走査方向の位置を示しており、図１１の縦軸はノズル部３０の移動の速さを示している。図１１に示したように、検出位置Ｐにおけるノズル部３０の移動の速さは、ステージ１０の上方において塗布処理を行っているときのノズル部３０の移動の速さよりも小さくなっている。基板塗布装置１は、このようにノズル部３０の移動が比較的低速となる検出位置Ｐにおいて液柱の通過を検出する。このため、より高い精度で液柱の通過を検出することができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。

例えば、図１２に示したように、受光器７１ｂの受光面にスリット７１ｃを有する遮光板７１ｄを取り付け、受光器７１ｂに入射する光束を制限するようにしてもよい。このようにすれば、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９が検出位置Ｐを通過したときの、受光器７１ｂにおける受光量の変化の割合を大きくすることができる。このため、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９が検出位置Ｐを通過したことを、より高精度に検出することができる。スリット７１ｃの形状は、図１２の例に限定されるものではないが、図１２のように液柱の移動方向（Ｘ軸方向）に幅の細いスリット７１ｃであれば、受光量の変化率をより大きくすることができるため望ましい。

また、基板塗布装置１は、レーザセンサ７１から出力された受光信号が低下する時間と、そのときのノズル部３０の移動速さとに基づいて、受光信号が低下したときにノズルが移動した距離を算出し、当該距離に基づいて「第１の状態」と「第２の状態」とを判別してもよい。このようにすれば、ノズル部３０の移動の速さに関わらず、「第１の状態」と「第２の状態」とをより正確に判別することができる。

また、基板塗布装置１は、受光信号が低下した時刻と、そのときのノズル移動機構４０によるノズル部３０の位置とに基づいて、有機ＥＬ液の吐出状態をノズル毎に特定するようにしてもよい。このようにすれば、「第１の状態」及び「第２の状態」だけではなく、ノズル３１（又は３２，３３）の下方に液柱３８も液溜まり３９も形成されていない（すなわち、受光信号の低下が生じない）「第３の状態」も、ノズル毎に判別することができる。従って、図１３に示したように、検出盤７３の表示部７３ａに、各ノズルがいずれの状態であるかを表示させることも可能となる。

上記の「第３の状態」では、吐出孔３１ａ（又は３２ａ，３３ａ）より上流側において詰まりが発生している可能性が高い。このため、「第３の状態」となったノズルは、待機ポッド５０上の洗浄だけで「第１の状態」に回復することは難しい。これに対し、「第２の状態」のノズルは、待機ポッド５０上の洗浄で液溜まり３９を除去すれば、「第１の状態」に回復する可能性が高い。このため、判別結果に「第２の状態」を含み、かつ「第３の状態」を含まないときには、待機ポッド５０上にノズル部３０を移動させて、自動的にノズルの洗浄処理を行うようにしてもよい。

なお、「第３の状態」は、レーザセンサ７１の受光信号とは別の情報に基づいて判別してもよい。例えば、ノズル部３０に接続された配管３１ｂ，３２ｂ，３３ｂの途中に流量計を取り付け、当該流量計の計測値がほぼ０となった場合に「第３の状態」と判別するようにしてもよい。

また、上記の基板塗布装置１は、透過式のレーザセンサ７１を使用していたが、このような透過式のレーザセンサ７１に代えて、反射式のレーザセンサを使用してもよい。図１４は、反射式のレーザセンサの例を示した図である。図１４に示した反射式のレーザセンサ７４は、ノズル部３０の移動経路の一側方に並列配置された投光器７４ａと受光器７４ｂとを有している。投光器７４ａ及び受光器７４ｂの高さ位置は、ノズル３１，３２，３３の下端部より僅かに下方の位置とされている。投光器７４ａは、所定波長のレーザ光を出射する機能を有する。また、受光器７４ｂは、検出対象物において反射したレーザ光を受光して、その受光量に応じた受光信号を出力する機能を有している。

反射型のレーザセンサ７４では、有機ＥＬ液の液柱３８又は液溜まり３９が検出位置Ｐを通過したときに、受光器７４ｂから出力される受光信号の値が増加する。そして、液溜まり３９により受光信号が増加する時間や受光信号の増加量は、液柱３８により受光信号が増加する時間や受光信号の増加量よりも大きくなる。このため、反射型のレーザセンサ７４を使用する場合にも、受光信号が増加した時間および受光信号の増加量の少なくとも一方に基づいて、有機ＥＬ液が液柱状に吐出されている「第１の状態」と、ノズルの吐出孔に液溜まり３９が形成されている「第２の状態」とを判別することができる。

また、上記の例では、ノズル部３０が主走査方向に一往復するたびに、検出部７０による検出・判別処理を行っていたが、この検出・判別処理は、他のタイミングで行ってもよい。例えば、基板９に有機ＥＬ液を塗布する前と、基板９の全面に有機ＥＬ液を塗布した後の２回だけ、検出部７０による検出・判別処理を行ってもよい。また、基板９に有機ＥＬ液を塗布する前にのみ、検出部７０による検出・判別処理を行ってもよい。また、ステージ１０の＋Ｘ側と−Ｘ側の２箇所に検出部７０を配置し、ステージ１０の＋Ｘ側と−Ｘ側との双方において、検出部７０による検出・判別処理を行ってもよい。

また、上記の例では、ノズル部３０の３つのノズル３１，３２，３３から、赤色用、緑色用、および青色用の有機ＥＬ液が吐出されていたが、３つのノズル３１，３２，３３は、同色用の有機ＥＬ液を吐出するものであってもよい。また、上記の例では、１つのノズル部３０に３つのノズル３１，３２，３３が搭載されていたが、ノズル部３０に搭載されるノズルの数は、１つや２つであってもよく、４つ以上であってもよい。

また、上記の例では、基板９の上面に多数本の平行な溝９ａが形成されていたが、本発明の基板塗布装置は、このような溝が形成されていない基板に対して塗布処理を行うものであってもよい。

また、上記の基板塗布装置１は、有機ＥＬ表示装置の発光層を形成する有機ＥＬ材料を基板９の上面に塗布するための装置であったが、本発明の基板塗布装置は、他の塗布液を基板の上面に塗布するものであってもよい。例えば、有機ＥＬ表示装置の正孔輸送層を形成する正孔輸送材料を基板の上面に塗布するための装置であってもよい。

１ 基板塗布装置
９ 基板
１０ ステージ
２０ ステージ移動機構
３０ ノズル部
３１，３２，３３ ノズル
３１ａ，３２ａ，３３ａ 吐出孔
３８ 液柱
３９ 液溜まり
４０ ノズル移動機構
５０ 待機ポッド
６０ 回収トレイ
７０ 検出部
７１，７４ レーザセンサ
７１ａ，７４ａ 投光器
７１ｂ，７４ｂ 受光器
７２ レーザセンサコントローラ
７３ 検出盤
８０ 制御部
Ｐ 検出位置

Claims (9)

1. 基板に塗布液を塗布する基板塗布装置において、
   基板を載置するステージと、
   塗布液を液柱状に吐出する塗布液ノズルと、
   前記ステージに沿って前記塗布液ノズルを移動させる移動手段と、
   前記塗布液ノズルから吐出される塗布液に光を照射するとともに照射後の光を受光し、その受光量に応じて受光信号を出力するセンサと、
   前記センサから出力された受光信号の変化に基づいて、
   前記塗布液ノズルから塗布液が液柱状に吐出されている第１の状態と、
   前記塗布液ノズルの吐出孔に液溜まりが形成されている第２の状態と、
   を判別する判別手段と、
   を備えることを特徴とする基板塗布装置。
2. 請求項１に記載の基板塗布装置において、
   前記判別手段は、前記センサから出力された受光信号が変化する時間に基づいて、前記第１の状態と前記第２の状態とを判別することを特徴とする基板塗布装置。
3. 請求項２に記載の基板塗布装置において、
   前記判別手段は、前記センサから出力された受光信号が変化する時間と、前記塗布液ノズルの移動速さとに基づいて、前記第１の状態と前記第２の状態とを判別することを特徴とする基板塗布装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板塗布装置において、
   前記判別手段は、受光信号の変化量に基づいて、前記第１の状態と前記第２の状態とを判別することを特徴とする基板塗布装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板塗布装置において、
   前記塗布液ノズルは、その移動方向の位置が異なる複数の吐出孔を有しており、
   前記判別手段は、前記センサから出力された受光信号が示す複数回の変化のそれぞれについて、第１の状態と第２の状態とを判別することを特徴とする基板塗布装置。
6. 請求項５に記載の基板塗布装置において、
   前記判別手段により第１の状態と判別された回数をカウントするカウント手段と、
   前記カウント手段のカウント値と所定の設定値とを比較し、前記カウント値が前記設定値に満たない場合に警告表示を行う警告手段と、
   を更に備えることを特徴とする基板塗布装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板塗布装置において、
   前記センサは、前記ステージの側方に配置され、
   前記センサの検出位置における前記塗布液ノズルの移動速さは、前記ステージの上方における前記塗布液ノズルの移動速さよりも小さいことを特徴とする基板塗布装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板塗布装置において、
   前記判別手段は、
   前記第１の状態と、
   前記第２の状態と、
   前記塗布液ノズルの下方に液柱も液溜まりも形成されていない第３の状態と、
   を判別することを特徴とする基板塗布装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれかに記載の基板塗布装置において、
   前記塗布液ノズルは、有機ＥＬ表示装置用の発光物質と所定の溶媒とを混合させた有機ＥＬ液、又は、有機ＥＬ表示装置の正孔輸送層を形成する正孔輸送材料を、塗布液として吐出することを特徴とする基板塗布装置。

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