JP5750385B2 - 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、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板あるいは半導体製造装置用マスク基板等の基板に塗布液を塗布する塗布装置に関する。

塗布液を吐出するノズルを走査することにより基板に塗布液を塗布する塗布装置が、襲来から用いられており、近年では、平面表示装置用のガラスの基板に対して画素形成材料を含む塗布液を塗布する際にも応用が検討されている。典型的な例では、基板上に形成された隔壁に沿う主走査方向にノズルを移動し、主走査方向への移動が完了する毎に基板を主走査方向に垂直な副走査方向に移動することにより、塗布液が所定のピッチにて配列されるストライプ状に塗布される。このような、塗布装置では、塗布液の供給源とノズルとの間が可撓性を有する塗布液チューブにて接続されることにより、移動するノズルに塗布液を常時供給することが可能とされる。また、塗布装置では、吐出部に複数のノズルを配列して設け、ノズルの配列方向に交差する主走査方向に吐出部を移動することにより、基板上に塗布液を短時間にて塗布することも行われる。

なお、特許文献１では、気体供給チューブの周囲に複数の塗布液チューブが配置され、結束材が複数の塗布液チューブの全体の外周に密着して当該外周を覆うことにより、これらのチューブが結束されてチューブ群が構築することが開示されている。このようにチューブ群を構築することで、基板上への塗布液の塗布時における変形が抑制され、基板上に塗布液を均一に塗布することが実現されている。

特開２００９−１３１７３５号公報

ところで、特許文献１に記載された塗布装置では、チューブ群を構築する塗布液チューブは、柔軟性を必要とするためテフロン（登録商標）系材料が使用されている。また、当該装置で塗布される塗布液は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）材料が使用されており、一般的に有機ＥＬ材料は酸素に触れることで、発光寿命が短くなるという問題がある。したがって、特許文献１に記載された装置を用いて、有機ＥＬ材料を塗布する場合、テフロン（登録商標）系材料で作製された塗布液チューブに酸素が透過し、有機ＥＬ材料に悪影響をおよぼす（例えば有機ＥＬ材料の寿命を短くする）おそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の吐出口を有する吐出部を高速に移動しつつ塗布を行う塗布装置において、供給途中の塗布液が酸素等に触れることを防ぐことを目的とする。

請求項１に係る発明は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、基板を水平に保持する基板保持部と、基板に平行な副走査方向に配列された複数の吐出口から基板に向けて塗布液を吐出する吐出部と、副走査方向に垂直かつ基板に平行な主走査方向に伸びるガイド部と、ガイド部に係合しつつガイド部との間に気体を噴出することにより非接触状態でガイド部に支持されるスライダとを有し、スライダに取り付けられた吐出部を主走査方向に移動する主走査機構と、吐出部の主走査方向への移動が完了する毎に基板を吐出部に対して副走査方向に相対的に移動する副走査機構と、可撓性を有し気体をスライダに供給する気体供給チューブと、それぞれが可撓性を有し塗布液を吐出部に供給する複数の塗布液チューブと、気体供給チューブの周囲に前記複数の塗布液チューブを配置するとともに、塗布液チューブの全体の外周に密着して外周を覆うことにより気体供給チューブおよび複数の塗布液チューブを結束する結束材とを有するチューブ群と、チューブ群の吐出部とは反対側の端部と連結する接続容器と、接続容器内に不活性ガスを供給するガス供給部と、塗布液チューブに塗布液を供給する塗布液供給部と、気体供給チューブに気体を供給する気体供給部と、を備え、前記ガス供給部は、接続容器内に供給された不活性ガスを、気体供給チューブと複数の塗布液チューブとが結束されることで形成された間隙に供給することを特徴とする。

このように構成された発明では、可撓性を有する塗布液チューブと気体供給チューブを結束してなるチューブ群との間に形成された間隙に、接続容器を介して不活性ガスを供給することで、塗布液チューブの周囲に不活性ガスによる層ができるため、塗布液チューブに酸素が透過して該チューブを流れる塗布液が酸素に曝されることを防ぐことができる。これにより、塗布液の酸素による寿命低下等を防ぐことができる。

請求項２に係る発明は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、基板を水平に保持する基板保持部と、基板に平行な副走査方向に配列された複数の吐出口から基板に向けて塗布液を吐出する吐出部と、副走査方向に垂直かつ基板に平行な主走査方向に伸びるガイド部と、ガイド部に係合しつつガイド部との間に不活性ガスを噴出することにより非接触状態でガイド部に支持されるスライダとを有し、スライダに取り付けられた吐出部を主走査方向に移動する主走査機構と、吐出部の主走査方向への移動が完了する毎に基板を吐出部に対して副走査方向に相対的に移動する副走査機構と、可撓性を有し不活性ガスをスライダに供給する気体供給チューブと、それぞれが可撓性を有し塗布液を吐出部に供給する複数の塗布液チューブと、気体供給チューブの周囲に複数の塗布液チューブを配置するとともに、塗布液チューブの全体の外周に密着して外周を覆うことにより気体供給チューブおよび複数の塗布液チューブを結束する結束材とを有するチューブ群と、チューブ群の吐出部とは反対側の端部と連結する接続容器と、接続容器内に不活性ガスを供給するガス供給部と、塗布液チューブに塗布液を供給する塗布液供給部と、を備え、ガス供給部は、接続容器内に供給された不活性ガスを、チューブ群を構成する気体供給チューブと、気体供給チューブと複数の塗布液チューブとが結束されることで形成された間隙とに供給することを特徴とする。

このように構成された発明では、可撓性を有する塗布液チューブ、気体供給チューブを結束してなるチューブ群に接続容器を介して不活性ガスを供給することで、塗布液チューブと気体供給チューブとの間に形成された間隙と、気体供給チューブとに不活性ガスを供給することができ、塗布液チューブの周囲に不活性ガスによる層ができるため、塗布液チューブに酸素が透過して該チューブを流れる塗布液が酸素に曝されることを防ぐことができる。これにより、塗布液の酸素による寿命低下等を防ぐことができる。

請求項３に係る発明は、塗布液供給部は、塗布液を貯留する塗布液貯留部と、塗布液貯留部から接続容器まで塗布液を供給する複数の金属配管と、を有し、それぞれの金属配管は、接続容器に連結されたチューブ群から延出されたそれぞれの塗布液チューブと接続することを特徴とする。

このように構成された発明では、塗布液貯留部から接続容器まで塗布液を供給する管を金属配管とすることで塗布液チューブと接続されるまでに塗布液が酸素に曝されることを防ぐことができる。

請求項４に係る発明は、それぞれの金属配管と、それぞれの塗布液チューブとの接続は、接続容器内で行われることを特徴とする。このように構成された発明では、金属配管と塗布液チューブとを接続容器内に接続することで、塗布液貯留部から基板上に塗布されるまでの間で酸素に曝されることを確実に防ぐことができる。

請求項５に係る発明は、ガス供給部は、接続容器内に大気圧よりも高い圧力で不活性ガスを供給することを特徴とする。このように構成された発明は、接続容器内に供給された不活性ガスを確実に間隙に送出することができる。

請求項６に係る発明は、塗布液が有機ＥＬ表示装置用の有機ＥＬ材料または正孔輸送材料を含むことを特徴とする。このように構成された発明では、塗布液の酸素曝露による寿命低下を防ぐことができ、有機ＥＬ表示装置用の塗布装置に適用することができる。

請求項１ないし請求項６のいずれかに係る発明によれば、複数の吐出口を有する吐出部を高速に移動しつつ塗布を行う塗布装置において、可撓性を有する塗布液チューブ、気体供給チューブを結束してなるチューブ群に形成される間隙に、接続容器を介して不活性ガスを供給することで、塗布液チューブの周囲に不活性ガスによる層を形成し、塗布液チューブに酸素が透過することによる塗布液の酸素曝露を防ぐことができる。これにより、塗布液の酸素による寿命低下等を防ぐことができる。

塗布装置の平面図である。 塗布装置の正面図である。 塗布液供給部の構成を示す図である。 ヘッド移動機構のスライダの断面図である。 チューブ群の切断部端面図である。 第１実施形態における接続容器を説明するための概要図である。 塗布液の塗布の流れを示す図である。 第２実施形態における接続容器を説明するための概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図１および図２を参照しつつ説明する。図１はこの発明に係る塗布装置１の平面図であり、図２はその正面図である。

この塗布装置１は、矩形状のガラス基板（以下、単に「基板」と称する）９に対して塗布液を塗布するためのものである。より詳細には、この塗布装置１は、アクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置用の基板９に、揮発性の溶媒（本実施の形態では、芳香族の有機溶媒）、および、発光材料としての有機ＥＬ材料を含む塗布液を塗布するためのものである。

この塗布装置１は、主として、基板９を水平に保持するステージ１０と、ステージ１０を移動させるステージ移動機構２０と、ステージ１０に保持された基板９の上面に塗布液を塗布するための塗布ヘッド３０と、塗布ヘッド３０に塗布液を供給するための塗布液供給部３２と、ヘッド移動機構５０に不活性ガスを供給するガス供給部３３と、塗布液供給部３２に接続された分岐管３２７と、ガス供給部３３に接続されたガス供給管３３１とが接続される接続容器４０と、塗布ヘッド３０を移動させるヘッド移動機構５０とを備える。また、塗布装置１は、塗布装置１が備える各部と電気的に接続されて、これらの各部の動作を制御する制御部２を備える。

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基板保持部として機能する。また、ステージ１０は、基板９よりもサイズが小さい。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。これらの吸引孔は真空ポンプ等に接続されており、該真空ポンプを動作させることで、ステージ１０上に基板９を載置したときには、吸引孔からの吸引圧により基板９はステージ１０の上面に吸着され固定的に保持される。また、ステージ１０は、その内部にヒータによる加熱機構（図示省略）を備える。そして、ステージ１０上に載置された基板９を所定の温度に加熱することができる。

ステージ移動機構２０は、ステージ１０を基板９の主面に対して平行な所定の方向（すなわち、図１中のＹ方向であり、以下、「副走査方向」と称する）に水平移動させる。ステージ移動機構２０は、ステージ１０を回転させる回転機構２４と、ステージ１０を回転可能に支持する支持プレート２３と、支持プレート２３を水平に支持する基台２１と、基台２１を副走査方向に移動させる副走査機構２２とを有している。回転機構２４、副走査機構２２は、制御部２と電気的に接続されており、制御部２からの指示に応じてステージ１０を移動させる。

回転機構２４は、ステージ１０の内部に取り付けられた回転子により構成されたモータを有している。また、ステージ１０の中央部下面側と支持プレート２３との間には回転軸受機構が設けられている。そのため、モータを動作させると、回転子がＺ軸周りの回転方向に駆動し、回転軸受機構の回転軸を中心としてステージ１０が所定角度の範囲内で回転する。

副走査機構２２は、支持プレート２３を下方から支持する基台２１の下面に取り付けられたリニアモータ２２１と、副走査方向に延びる一対のガイドレール２２２とを有している。このため、リニアモータ２２１を駆動させると、ガイドレール２２２に沿って基台２１およびステージ１０が副走査方向に移動する。

塗布ヘッド３０は、複数のノズル３１を備える。より具体的にはノズル３１を１６個備えている。なお、ノズル３１の個数については１個以上であればよく、多数のノズルを備えていても良い。

塗布ヘッド３０は、ステージ１０に保持された基板９の上面に向けて有機ＥＬ材料を含む塗布液を連続的に吐出する。言い換えると、塗布ヘッド３０はノズル３１から塗布液を液柱の状態で吐出するための吐出部である。また、複数のノズル３１は、基板９の主面に平行であって副走査方向に垂直な方向（すなわち、図１中のＹ方向に垂直なＸ方向であり、以下、「主走査方向」と称する）に関して略直線状に離れて配列されるとともに図１中の副走査方向に僅かにずれて配置される。

本実施形態では、隣接する２本のノズル３１の間の副走査方向に関する距離が、基板９の塗布領域９１（図１中において破線で囲んで示す）上にあらかじめ形成されている主走査方向に伸びる隔壁間のピッチ（以下、「隔壁ピッチ」と称する）の３倍に等しくなるように調整されている。

塗布液供給部３２は、有機ＥＬ材料を含む塗布液を塗布ヘッド３０へ供給するための機構である。

図３に示すように、塗布液供給部３２は、塗布液貯留部として機能する塗布液を貯留する容器３２１に一端が接続される液供給管３２２を有し、液供給管３２２には、ポンプ３２３、マスフローコントローラ３２４、圧力計３２５およびフィルタ３２６が、容器３２１側から（他方の端部に向かって）順に設けられる。液供給管３２２の容器３２１とは反対側の端部は複数の分岐管３２７に分岐しており、複数の分岐管３２７が後記する接続容器４０に接続されている。

塗布液供給部３２から複数の分岐管３２７に塗布液が一定の流量にて導入され、それぞれのノズル３１に塗布液が供給される。なお、ここで、液供給管３２２および複数の分岐管３２７は、酸素等が浸透しない材質の管が用いられている。このような材質としては、例えばステンレス鋼等の金属配管を用いることができる。このように、液供給管３２２、分岐管３２７に酸素曝露が起こりにくい材質を採用することで、酸素等の影響を受けて有機ＥＬ材料の寿命低下を防ぐことができる。

ガス供給部３３は、ヘッド移動機構５０に不活性ガス（たとえば、窒素ガス等）を供給するための機構であり、後記する、接続容器４０にガス供給管３３１を介して接続されている。ガス供給部３３は少なくとも塗布処理が行われている間は不活性ガスを供給している。なお、処理が停止している間も不活性ガスを供給していてもよい。

ヘッド移動機構５０は、一対のガイド部５１と、ガイド部５１に対して摺動可能に配設されるスライダ５２と、一対のガイド部５１の両端部近傍に配設され、Ｚ軸方向を向く軸を中心に回転可能な一対のプーリ５３と、プーリ５３に巻回された無端状の同期ベルト５４とを備える。

図４に示すように、スライダ５２は貫通孔５２ａが形成されており、ガイド部５１が貫通孔５２ａに挿入される。実際には、図１に示すように（−Ｙ）側のスライダ５２には後述のチューブ群４２に含まれる気体供給チューブ４２１を介して、また、（＋Ｙ）側のスライダ５２には図示省略の気体供給チューブ４２１を介してガス供給部３３から一定圧力の不活性ガスが供給されており、図４に示すように、貫通孔５２ａの内周面とガイド部５１の外周面との間に不活性ガスが噴出され（図４では、不活性ガスの噴出方向を符号Ａ１を付す矢印にて示している。）、スライダ５２がガイド部５１に非接触状態にて係合しつつ主走査方向に移動可能に支持される。

図１に示す２つのガイド部５１の間において、ガイド部５１の両端部の近傍には、環状の同期ベルト５４が掛けられる２つのプーリ５３がそれぞれ設けられる。スライダ５２は同期ベルト５４に固定されており（図４参照）、（−Ｙ）側のスライダ５２には塗布ヘッド３０が取り付けられる。ヘッド移動機構５０では、一方のプーリ５３に接続されるモータが駆動されることにより、同期ベルト５４が時計回りまたは反時計回りに回転し、塗布ヘッド３０が（−Ｘ）方向または（＋Ｘ）方向に高速かつ滑らかに移動する。

ヘッド移動機構５０が、塗布ヘッド３０を主走査方向に移動させる主走査機構となる。なお、ヘッド移動機構５０は、制御部２と電気的に接続されており、制御部２からの指示に応じて塗布ヘッド３０を移動させる。

塗布ヘッド３０の主走査方向への移動が完了するごとに、基板９を保持するステージ１０を副走査方向に移動させることにより、基板９の表面の塗布領域９１に対して塗布液の塗布を実行する。なお、塗布ヘッド３０の主走査時には、受液部１２の近傍にて加速または減速が完了し、基板９の上方においては、塗布ヘッド３０は、例えば、毎秒３〜５ｍ程度の一定速度で移動する。

制御部２は、各種の演算処理を実行しつつ、塗布装置１が備える各部の動作を制御する。制御部２は、例えば各種演算処理を行うＣＰＵ、ブートプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスクなどの記憶部、各種表示を行うディスプレイ、キーボード、および、マウスなどの入力部、ＬＡＮ等を介してデータ通信機能を有するデータ通信部、等を有するコンピュータによって構成される。コンピュータにインストールされたプログラムにしたがってコンピュータが動作することにより、当該コンピュータが塗布装置１の制御部２として機能する。なお、制御部２において実現される各機能部は、コンピュータによって所定のプログラムが実行されることによって実現されてもよいし、専用のハードウェアによって実現されてもよい。

また、この塗布装置１は、基板９上に形成されたアライメントマーク（図示省略）を撮像して検出するための左右一対の撮像部１１を備える。この一対の撮像部１１には、各々、ＣＣＤカメラが配設されている。そして、撮像部１１で検出されたアライメントマークの位置に基づき、基板９の位置合わせが行なわれる。

また、塗布ヘッド３０の往復移動方向（Ｘ方向）に関してステージ１０の両側には、塗布ヘッド３０におけるノズル３１からの塗布液を受ける一対の受液部１２が配設されている。塗布ヘッド３０は、基板９に対する塗布処理を行っていない間（待機している間）も、塗布液を連続的に吐出している。受液部１２は、この間に吐出される塗布液を受けるための機構であり、その内部に多孔性部材を備えるため塗布ヘッド３０から吐出された塗布液が周囲に液跳ねすることを防ぐことができる。

図５は、チューブ群４２の切断部端面図である。チューブ群４２は、ガス供給部３３から導入される不活性ガスをスライダ５２に導く可撓性を有する気体供給チューブ４２１と、それぞれが可撓性を有するとともに塗布液供給部３２から導入される塗布液を複数のノズル３１に導く塗布液チューブ３２８とを有し、気体供給チューブ４２１の周囲に塗布液チューブ３２８が配置される。ここで、気体供給チューブ４２１の内部はガス供給路４２２として機能し、それぞれの塗布液チューブ３２８の内部が塗布液供給路３２９として機能する。

また、それぞれの塗布液チューブ３２８、および気体供給チューブ４２１は、フッ素系樹脂で形成されており、このような材料としてＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等のテフロン（登録商標）系材料を採用することができる。もちろん、可撓性を有する塗布液チューブ３２８および気体供給チューブ４２１は、他の材料にて形成されてもよい。

実際には、複数の塗布液チューブ３２８は、気体供給チューブ４２１の外周上にて等間隔（すなわち、気体供給チューブ４２１の中心軸を中心とする周方向に等角度感覚にて）配置される。本実施形態では、気体供給チューブ４２１の外径（直径）が６ミリメートル（ｍｍ）とされ（内径４ｍｍ）、塗布液チューブ３２８の外径が１．５ミリメートル（ｍｍ）とされ（内径０．５ｍｍ）、１６本（図５は図示の都合上、８本のみ記載している）の塗布液チューブ３２８は気体供給チューブ４２１の外周上に密に配列される。

また、チューブ群４２は複数の塗布液チューブ３２８の全体の外周（すなわち、気体供給チューブ４２１の周囲に配置される複数の塗布液チューブ３２８を１つの部材として捉えた場合の外周）に密着して当該外周を覆う結束材４２４を有し、結束材４２４により気体供給チューブ４２１および複数の塗布液チューブ３２８がほぼ一体的に結束される。この時、気体供給チューブ４２１と複数の塗布液チューブ３２８とが結束材４２４によって結束されることで間隙４２３が形成される。

実際には、複数の塗布液チューブ３２８を気体供給チューブ４２１の周囲に配置したものを、テフロン（登録商標）系材料にて形成される管状の熱収縮性部材である結束材４２４に挿入し、熱を付与して熱収縮性部材を収縮させるが、間隙４２３を完全に無くすことはできない。

複数の塗布液チューブ３２８と気体供給チューブ４２１を結束する構造により、チューブ群４２では変形に対する剛性が極めて大きくなり、塗布ヘッド３０が高速に移動した場合でも、十分な剛性を保つことができる。

図６は、接続容器４０を説明するための概要図である。接続容器４０は、内部に密閉された空間を有する矩形状の容器（直方体）であり、塗布液供給部３２から塗布液を供給する分岐管３２７、気体供給チューブ４２１に不活性ガスを供給するためのガス供給管３３１、塗布液および不活性ガスをノズル３１およびスライダ５２に供給するためのチューブ群４２が接続されている。

接続容器４０を構成する一の壁面には、ガス供給管３３１を連結するための開口部が形成されている。当該開口部とガス供給管３３１は連結部材４４を介して連結される。連結部材４４はシール構造を有しており、接続容器４０の内部を密閉状態に保ったままガス供給管３３１を接続容器４０に連通接続する可能となる。接続容器４０にガス供給管３３１が連通接続されることで、ガス供給管３３１の他方側に連通接続されたガス供給部３３から供給された不活性ガスが、一方側のガス供給口３３２から接続容器４０内に供給される。

また、ガス供給管３３１が連結された接続容器４０の壁面には、分岐管３２７を連結するための開口部が分岐管３２７と同数だけ形成されている。図６は図示の都合上、複数の分岐管３２７を４本のみ図示しているが、本実施形態では８本ずつ、２列に連結されている。なお、接続容器４０と分岐管３２７との連結はこれに限定されるものではなく、接続容器４０の異なる壁面でもよく、また連結は１列でも複数列でも適宜採用することができる。

また、ガス供給管３３１および分岐管３２７が連結される接続容器４０の壁面とは異なる壁面に、チューブ群４２を連結するための開口部が形成されている。当該開口部とチューブ群４２の塗布ヘッド３０とは反対側の端部が連結部材４１を介して連結される。連結部材４１はシール構造を有しており、接続容器４０の内部を密閉状態に保ったままチューブ群４２を接続容器４０に挿通可能となる。

チューブ群４２の端部は接続容器４０内に挿通されており、その端部から塗布液チューブ３２８が延出されており、連結部材４３を介してそれぞれの分岐管３２７と、それぞれの塗布液チューブ３２８が連結され連通接続される。このようにして、分岐管３２７を介して供給された塗布液をそれぞれの塗布液チューブ３２８に供給することが可能となる。特に、分岐管３２７と塗布液チューブ３２８の連結は接続容器４０内で行われる。接続容器４０内とは、接続容器４０に配設された連結部材４３中で分岐管３２７と塗布液チューブ３２８が連結される状態、および、分岐管３２７が連結部材４３を介して接続容器４０内に挿通され、接続容器４０内で、既知の連結手段により分岐管３２７と塗布液チューブ３２８とを連結する状態を含むものである。

また、接続容器４０内に挿通されたチューブ群４２を構成する気体供給チューブ４２１の端部は接続容器４０内で開口している。あわせて、気体供給チューブ４２１と複数の塗布液チューブ３２８とが結束材４２４によって結束されることで形成された間隙４２３も、接続容器４０内で開口している。したがって、ガス供給部３３からガス供給管３３１を介して接続容器４０内に供給された不活性ガスは、気体供給チューブ４２１および間隙４２３に供給される。この時、ガス供給部３３から供給される不活性ガスの供給圧は大気圧よりも高い圧力であることが好ましい。なぜなら、大気圧よりも高い圧力で不活性ガスを供給することで、確実に間隙４２３に不活性ガスを供給することができるからである。

気体供給チューブ４２１を介してスライダ５２に不活性ガスを供給することで、スライダ５２はガイド部５１に非接触状態にて係合しつつ主走査方向に移動可能に支持される。また、間隙４２３に不活性ガスが供給されることで、チューブ群４２を構成する複数の塗布液チューブ３２８の周囲に不活性ガスの層が形成される。

このように、テフロン（登録商標）系材料で生成された塗布液チューブ３２８の周囲に不活性ガスの層を形成することで、塗布液チューブ３２８内部に酸素が透過することを防ぎ、塗布液の酸素曝露による寿命低下を防ぐことができる。

また、上述したように金属配管で形成された分岐管３２７と、テフロン（登録商標）系材料で生成された塗布液チューブ３２８とを不活性ガスが充満した接続容器４０内で連結させるとともに、チューブ群４２の間隙４２３に不活性ガスを供給することで、塗布液チューブ３２８がいずれの区間においても酸素に触れることを防ぐことができる。

次に、図７を参照しつつ塗布装置１における具体的な塗布動作について説明する。図７は塗布装置１における塗布液の塗布の流れを示す図である。基板９がステージ１０にて保持されると、撮像部１１がアライメントマークを撮像し撮像部１１からの出力に基づいてステージ移動機構２０が駆動されて基板９が移動および回転し塗布開始位置に移動する（ステップＳ１）。上述のように、基板９の主面上には互いに平行な複数の隔壁が配列形成され、主面上の隔壁間の領域数の線状領域が主走査方向に垂直な副走査方向に一定の領域ピッチにて主面上に配列された状態で、処理対象の基板９が準備されることとなる。このとき、塗布ヘッド３０は、副走査方向に関して基板９の（＋Ｙ）側の端部近傍であり、主走査方向において、待機位置である受液部１２の上方に予め配置されている。

続いて、複数のノズル３１から塗布液の吐出が開始され（ステップＳ１２）、さらに、ヘッド移動機構５０が制御されて塗布ヘッド３０の主走査方向の移動（すなわち、図１中の（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側への主走査）が開始される。これにより、複数のノズル３１のそれぞれから基板９の主面に向けて塗布液を一定の流量にて連続的に（途切れることなく）吐出しつつ、塗布ヘッド３０が主走査方向に連続的に一定の速度にて移動し、基板９の塗布領域９１の１６個の線状領域に塗布液がストライプ状に塗布される（ステップＳ１３）。

そして、塗布ヘッド３０が待機位置である受液部１２の上方まで移動することにより、塗布液によるストライプ状のパターンが形成される。なお、図１中における塗布領域９１の（−Ｘ）側および（＋Ｘ）側の非塗布領域（並びに、必要に応じて（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側の非塗布領域）は図示省略のマスクにより覆われているため塗布液は基板９上に直接には塗布されない。

塗布ヘッド３０が待機位置まで移動すると、ステージ移動機構２０が駆動され、基板９がステージ１０と共に（＋Ｙ）方向（すなわち、副走査方向）に領域ピッチ の４８倍に等しい距離だけ移動する（ステップＳ１４）。このとき、塗布ヘッド３０では、複数のノズル３１から受液部１２に向けて塗布液が連続的に吐出されている。

副走査方向における基板９の移動が終了すると、基板９およびステージ１０が塗布終了位置まで移動したか否かが制御部２により確認される（ステップＳ１５）。そして、塗布終了位置まで移動していない場合には、ステップＳ１３に戻って塗布ヘッド３０が複数のノズル３１から塗布液を吐出しつつ基板９の（＋Ｘ）側から（−Ｘ）方向（すなわち、主走査方向）に移動することにより、基板９上の線状領域に塗布液が塗布される（ステップＳ１３）。その後、基板９が副走査方向に移動し、塗布終了位置まで移動したか否かの確認が行われる（ステップＳ１４，Ｓ１５）。

塗布装置１では、ステージ１０および基板９が塗布終了位置に位置するまで、塗布ヘッド３０の主走査方向への移動が完了する毎に、基板９が副走査方向に相対的に移動され（すなわち、塗布ヘッド３０の主走査方向における移動、および、基板９の（＋Ｙ）側へのステップ移動が繰り返され）、これにより、基板９の塗布領域９１において、塗布液が領域ピッチの３倍に等しいピッチにて配列されたストライプ状に塗布される（ステップＳ１３〜Ｓ１５）。塗布装置１では、副走査方向に関し、基板９上において塗布液の塗布が進行する方向（すなわち、塗布ヘッド１４の基板９に対する相対移動方向）は、ステージ移動機構２０による基板９の移動方向とは反対向きとなっている。

実際には、塗布装置１では塗布ヘッド３０の主走査方向への移動、および、基板９の副走査方向への移動が高速に繰り返されるが（すなわち、塗布ヘッド３０の主走査方向への往復移動が高速に繰り返される。）、チューブ群４２の変形に対する剛性が高いことにより、基板９上への塗布液の塗布時においてチューブ群４２はほとんど変形しない。したがって、チューブ群４２がほぼ一定の形状を維持したままで（いわゆる剛体モードにて）塗布ヘッド３０が振動運動する。

そして、基板９が塗布終了位置まで移動すると、複数のノズル３１からの塗布液の吐出が停止され（ステップＳ１５，Ｓ１６）、塗布装置１による基板９に対する塗布液の塗布が終了する。塗布装置１による塗布が終了した基板９は、他の塗布装置等へと搬送され、塗布装置１により塗布された塗布液以外の他の２色の塗布液が塗布される。そして、基板９に対して所定の工程が行われた後、他の部品と組み合わされて有機ＥＬ表示装置が製造される。なお、塗布装置１では、実際には複数の基板９に対して連続的に塗布液の塗布が行われる。

以上、説明したように本発明の塗布装置１では、塗布ヘッド３０を高速に移動しつつ基板９上に塗布液を均一に塗布するため、塗布ヘッド３０に塗布液および不活性ガスを供給するための塗布液チューブ３２８および気体供給チューブ４２１に可撓性を有する材料を採用する。その際、接続容器４０内で分岐管３２７と塗布液チューブ３２８とを連結し、接続容器４０内に供給された不活性ガスを気体供給チューブ４２１およびチューブ群４２内の間隙４２３に供給することで、塗布液チューブ３２８内に酸素が透過せず、塗布液の寿命低下を防ぐことができる。同時に塗布ヘッド３０の高速移動による塗布を行うことができる。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図８は、この発明の第２実施形態に係る接続容器４０を説明するための概要図である。第２実施形態は、気体供給チューブ４２１に気体を供給するためのエア供給部３４と、エア供給部３４から接続容器４０まで気体を供給するためのエア供給管３４１とを備える点で、上述した第１実施形態と異なる。なお、図６に示す第１実施形態と同一の部材については同一の符号を付与して詳細な説明を省略する。

エア供給部３４は、ヘッド移動機構５０に気体を供給するための機構であり、接続容器４０にエア供給管３４１を介して接続されている。エア供給部３４は少なくとも塗布処理が行われている間は気体を供給している。なお、処理が停止している間も気体を供給していてもよい。また、エア供給部３４が供給する気体としては、空気（エア）や不活性ガス（例えば、窒素等）等でよく、その他の気体であってもよい。本実施形態では、以降の説明においてエアを供給する例を説明する。

エア供給管３４１はエア供給部３４と接続容器４０を連結しており、エア供給部３４から供給されたエアを接続容器４０に導く。接続容器４０には、エア供給管３４１と連結するための開口部が形成されており、当該開口部に連結部材４５を介してエア供給管３４１が連結される。なお、連結部材４５はシール構造を有している。また、チューブ群４２の端部は接続容器４０内に挿通されており、その端部から塗布液チューブ３２８と、気体供給チューブ４２１が延出されており、連結部材４３を介してそれぞれの分岐管３２７と、それぞれの塗布液チューブ３２８が連結され連通接続される。同様に、連結部材４５を介してエア供給管３４１と気体供給チューブ４２１が連結され連通接続される。

このようにして、分岐管３２７を介して供給された塗布液をそれぞれの塗布液チューブ３２８に供給することが可能となる。同様に、エア供給部３４から供給されるエアを気体供給チューブ４２１に供給することが可能となる。

以上、説明したように第２実施形態の塗布装置では、塗布ヘッド３０を高速に移動しつつ基板９上に塗布液を均一に塗布するため、塗布ヘッド３０に塗布液およびエアを供給するための塗布液チューブ３２８および気体供給チューブ４２１に可撓性を有する材料を採用する。その際、接続容器４０内で分岐管３２７と塗布液チューブ３２８とを連結するとともに、ガス供給部３３から接続容器４０内に供給された不活性ガスをチューブ群４２内の間隙４２３に供給する。また、エア供給部３４から供給されたエアを気体供給チューブ４２１に供給する。このように、塗布ヘッド３０を高速に移動させるためのエア供給部３４を設けることで、間隙４２３に供給する不活性ガスの供給圧力を低くすることができるとともに、間隙４２３に不活性ガスを供給することで塗布液チューブ３２８内に酸素が透過せず、塗布液の寿命低下を防ぐことができる。同時に塗布ヘッド３０の高速移動による塗布を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

チューブ群４２では、気体供給チューブ４２１および複数の塗布液チューブ３２８が挿入される管状の収縮性部材を収縮させて結束材４２４を形成することにより、気体供給チューブ４２１および複数の塗布液チューブ３２８を強固にかつ容易に結束することが可能となり、チューブ群４２を容易に作製することができるが、例えば、気体供給チューブ４２１の周囲に配置される複数の塗布液チューブ３２８の全体の外周から粘着テープを隙間なく巻き付けることにより、結束材が形成されてもよい。この場合でも、気体供給チューブ４２１と塗布液チューブ３２８との間に形成された間隙４２３に接続容器４０を介して不活性ガスを供給することができるため、塗布液への酸素曝露を防ぐことができる。

塗布装置では、例えば、塗布ヘッド３０においてＹ方向に関して３α本（αは正の整数）のノズル３１が配列されるとともに、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３種類の有機ＥＬ材料をそれぞれ含む３種類の塗布液の供給源が設けられ、最も（＋Ｙ）側のノズル３１から２つ置きに存在するノズル３１にＲの塗布液が供給され、Ｒの塗布液が供給されるノズル３１の（−Ｙ）側に隣接するノズル３１にＧの塗布液が供給され、残りのノズル３１にＢの塗布液が供給されることにより、塗布ヘッド３０の一度の主走査により基板９上に３種類の塗布液が同時に塗布されてもよい。

また、塗布ヘッド３０では、塗布液を吐出するノズル３１が２本以上とされるのであるならばいかなる本数とされてもよいが、複数の塗布液チューブ３２８を気体供給チューブ４２１の外周上に等間隔に配置してチューブ群４２の変形に対する剛性をチューブ群４２が伸びる方向に垂直な全ての方向に関してほぼ均等に増大するという観点では、ノズル３１が３本以上とされて塗布液チューブ３２８が３本以上とされることが好ましい。この場合に、気体供給チューブ４２１の周囲を複数の塗布液チューブ３２８が捻られつつ（螺旋状に）巻かれることにより、チューブ群の剛性がさらに高められてもよい。また、塗布液チューブ３２８の数によっては、気体供給チューブ４２１の周囲に塗布液チューブ３２８が多層に配置されてもよい（すなわち、気体供給チューブ４２１上の塗布液チューブ３２８に重ねて塗布液チューブ３２８が配置される。）。このように塗布液チューブ３２８が気体供給チューブ４２１の周りに配置されたとしても、接続容器４０を介してチューブ群４２の間隙４２３に不活性ガスを供給することができるため、塗布液チューブ３２８に酸素が透過することを防ぐことができ、塗布液の劣化を防ぐことができる。

また、接続容器４０は直方体としたがこれに限定されるものではない。接続容器４０としては、分岐管３２７やガス供給管３３１、チューブ群４２等が連結しやすい構造であればよく、例えば多面体構造でもよい。

また、上記の実施形態では、発光材料を含む塗布液を用いて基板９上に発光材料のパターンを形成することが実現されるが、揮発性の溶媒（例えば、水）に加えて正孔輸送材料を含む塗布液が基板９に塗布されてもよい。この場合も、塗布装置では、正孔輸送材料を含む塗布液を酸素に晒すことなく、基板９上に均一に塗布することができる。なお、正孔輸送材料とは、有機ＥＬ表示装置の正孔輸送層を形成する材料であり、正孔輸送層とは、有機ＥＬ材料により形成された有機ＥＬ層へと正孔を輸送する狭義の正孔輸送層のみを意味するものではなく、正孔の注入を行う正孔注入層も含む。

また、塗布装置１は、塗布ヘッド３０の主走査方向への移動をエアまたは不活性ガスを利用したヘッド移動機構５０（スライダおよびガイド）を採用し、塗布ヘッド３０の最大移動速を毎秒１ｍ以上１０ｍ以下である場合に特に適していると言える。なぜなら、塗布ヘッド３０が高速に移動するため、該塗布ヘッドに塗布液およびエアまたは不活性ガスを供給するための塗布液チューブ３２８および気体供給チューブ４２１が可撓性を有することが好ましい。この場合、塗布液チューブ３２８に酸素が透過するおそれがある。そのため、接続容器４０を介して塗布液チューブ３２８の外周に不活性ガスを充填するとともに、ヘッド移動機構５０にエアまたは不活性ガスを供給することで、塗布ヘッド３０の高速移動と、塗布液への酸素曝露の防止を同時に実現することができる。

１ 塗布装置
２ 制御部
９ 基板
１０ ステージ
１４ 塗布ヘッド
２２ 副走査機構
３０ 塗布ヘッド
３１ ノズル
３２ 塗布液供給部
３３ ガス供給部
３４ エア供給部
４０ 接続容器
４２ チューブ群
５０ ヘッド移動機構
５１ ガイド部
５２ スライダ
３２７ 分岐管
３２８ 塗布液チューブ
４２１ 気体供給チューブ
４２３ 間隙
４２４ 結束材

Claims (6)

1. 基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
   前記基板を水平に保持する基板保持部と、
   前記基板に平行な副走査方向に配列された複数の吐出口から前記基板に向けて塗布液を吐出する吐出部と、
   前記副走査方向に垂直かつ前記基板に平行な主走査方向に伸びるガイド部と、前記ガイド部に係合しつつ前記ガイド部との間に気体を噴出することにより非接触状態で前記ガイド部に支持されるスライダとを有し、前記スライダに取り付けられた前記吐出部を前記主走査方向に移動する主走査機構と、
   前記吐出部の前記主走査方向への移動が完了する毎に前記基板を前記吐出部に対して前記副走査方向に相対的に移動する副走査機構と、
   可撓性を有し前記気体を前記スライダに供給する気体供給チューブと、それぞれが可撓性を有し前記塗布液を前記吐出部に供給する複数の塗布液チューブと、前記気体供給チューブの周囲に前記複数の塗布液チューブを配置するとともに、前記塗布液チューブの全体の外周に密着して前記外周を覆うことにより前記気体供給チューブおよび前記複数の塗布液チューブを結束する結束材とを有するチューブ群と、
   前記チューブ群の前記吐出部とは反対側の端部と連結する接続容器と、
   前記接続容器内に前記不活性ガスを供給するガス供給部と、
   前記塗布液チューブに前記塗布液を供給する塗布液供給部と、
   前記気体供給チューブに気体を供給する気体供給部と、を備え、
   前記ガス供給部は、前記接続容器内に供給された前記不活性ガスを前記気体供給チューブと複数の前記塗布液チューブとが結束されることで形成された間隙とに供給することを特徴とする塗布装置。
2. 基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
   前記基板を水平に保持する基板保持部と、
   前記基板に平行な副走査方向に配列された複数の吐出口から前記基板に向けて塗布液を吐出する吐出部と、
   前記副走査方向に垂直かつ前記基板に平行な主走査方向に伸びるガイド部と、前記ガイド部に係合しつつ前記ガイド部との間に不活性ガスを噴出することにより非接触状態で前記ガイド部に支持されるスライダとを有し、前記スライダに取り付けられた前記吐出部を前記主走査方向に移動する主走査機構と、
   前記吐出部の前記主走査方向への移動が完了する毎に前記基板を前記吐出部に対して前記副走査方向に相対的に移動する副走査機構と、
   可撓性を有し前記ガスを前記スライダに供給する気体供給チューブと、それぞれが可撓性を有し前記塗布液を前記吐出部に供給する複数の塗布液チューブと、前記気体供給チューブの周囲に前記複数の塗布液チューブを配置するとともに、前記塗布液チューブの全体の外周に密着して前記外周を覆うことにより前記気体供給チューブおよび前記複数の塗布液チューブを結束する結束材とを有するチューブ群と、
   前記チューブ群の前記吐出部とは反対側の端部と連結する接続容器と、
   前記接続容器内に前記不活性ガスを供給するガス供給部と、
   前記塗布液チューブに前記塗布液を供給する塗布液供給部と、を備え、
   前記ガス供給部は、前記接続容器内に供給された前記不活性ガスを前記チューブ群を構成する前記気体供給チューブと、前記気体供給チューブと複数の前記塗布液チューブとが結束されることで形成された間隙とに供給することを特徴とする塗布装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の塗布装置であって、
   前記塗布液供給部は、
   前記塗布液を貯留する塗布液貯留部と、
   前記塗布液貯留部から前記接続容器まで前記塗布液を供給する複数の金属配管と、を有し、
   それぞれの前記金属配管は、前記接続容器に連結された前記チューブ群から延出されたそれぞれの前記塗布液チューブと接続することを特徴とする塗布装置。
4. 請求項３に記載の塗布装置であって、
   それぞれの前記金属配管と、それぞれの前記塗布液チューブとの接続は、前記接続容器内で行われることを特徴とする塗布装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
   前記ガス供給部は、前記接続容器内に大気圧よりも高い圧力で前記不活性ガスを供給することを特徴とする塗布装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
   前記塗布液が、有機ＥＬ表示装置用の有機ＥＬ材料または正孔輸送材料を含むことを特徴とする塗布装置。

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