WO2007055102A1

WO2007055102A1 - 塗布装置、分散液移動方法

Info

Publication number: WO2007055102A1
Application number: PCT/JP2006/321329
Authority: WO
Inventors: Takumi Namekawa; Kei Baba; Yuya Inoue; Masao Murata; Koji Hane; Robert D. Taff; Robert R. Mckay; Ralph D. Fox
Original assignee: Ulvac, Inc.
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2007-05-18
Also published as: TWI398304B; TW200722185A; CN101267894B; CN101267894A; EP1946849A1; JP4647665B2; KR101003702B1; KR20080066661A; JPWO2007055102A1; US8171876B2; EP1946849B1; US20080210160A1; EP1946849A4

Description

明細書

塗布装置、分散液移動方法

技術分野

[0001] 本発明はインクジェット方式のスぺーサ塗布装置に係り、特に、循環式のスぺーサ塗布装置に関する。

背景技術

[0002] 近年では、液晶表示装置のスぺーサを塗布するために、インクジェットプリンタを応用したインクジェット方式のスぺーサ塗布装置が用いられて、る。

図 9(a)の符号 111は、スぺーサ塗布装置の一例であり、台 105の上方位置に、保持枠 120に取りつけられたインクヘッド 121が配置されており、台 105上に液晶用の基板 107を配置し、インクヘッド 121と基板 107を、走査方向 109に沿って相対的に移動させながら、インクヘッド 121からスぺーサが分散された分散液を吐出させると、基板 107表面の所望位置に分散液が着弾し、スぺーサが配置されるように構成されている。

[0003] 図 8は、従来技術のスぺーサ塗布装置 111の分散液の供給系を説明するためのブロック図である。

このスぺーサ塗布装置 111では、インクヘッド 121は、複数のヘッドモジュール 121 a〜121cで構成されており、各ヘッドモジュール 121a〜121cは、台 105側方位置の供給タンク 136に接続されて、る。

[0004] 供給タンク 136は、各ヘッドモジュール 121a〜121cの吐出孔の位置と同じ高さまで分散液 138が蓄液されており、供給タンク 136と各ヘッドモジュール 121a〜121c の間のバルブを開け、供給タンク 136と各ヘッドモジュール 121a〜121cとを接続した状態で、加圧装置 130によって供給タンク 136の内部に気体を供給すると、供給タンク 136内の圧力が上昇し、供給タンク 136内の分散液 138は各ヘッドモジュール 1 21a〜121cに供給される。

[0005] 各ヘッドモジュール 121a〜121cは、回収タンク 137に接続されており、供給タンク 136から供給された分散液はヘッドモジュール 121a〜121c内を流れた後、回収タンク 137に戻るように構成されて！、る。

回収タンク 137と供給タンク 136は互いに接続されており、回収タンク 137に回収された分散液 139を供給タンク 136に戻すことができる。

特許文献 1：特開 2004— 50059号公報

特許文献 2：特開 2002— 72218号公報

特許文献 3：特開平 11 7028号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 従来技術の塗布装置 111では、分散液は上記のように加圧によって各ヘッドモジュール 121a〜121cに供給されるため、気体が分散液 138の中に溶け込みやすぐそれがヘッドモジュール 121a〜121c内で気泡となって析出すると、吐出ミスが生じる場合があった。

また、分散液の供給にポンプを用いると、気体の巻き込みが生じる他、スぺーサが変形したり、損傷したりするという問題がある。

課題を解決するための手段

[0007] 上記課題を解決するため、本発明は、ヘッドモジュールと基板とを相対的に移動させ、基板上の所望位置に固体微粒子が分散された分散液を着弾させる塗布装置であって、前記ヘッドモジュールの外部に配置された第一、第二の循環タンクと、前記ヘッドモジュールに設けられたバッファータンクと、流入口が前記バッファータンクに接続された吐出室と、前記第一、第二の循環タンクと前記バッファータンクの間に設けられた主配管と、前記吐出室の流出口と前記第一、第二の循環タンクの間に設けられた戻り配管と、前記主配管に設けられ、前記第一、第二の循環タンクのうちの少なくとも一方を前記バッファータンクに接続させる供給バルブと、前記戻り配管に設けられ、前記第一、第二の循環タンクのうちの少なくとも一方を前記ヘッドモジュールに接続させる戻りバルブとを有し、前記第一、第二の循環タンクと前記バッファータンクは密閉され、前記各タンクの内部に配置された前記分散液の上部の空間の圧力が制御可能に構成された塗布装置である。

また、本発明は、前記第一、第二の循環タンクに接続された給排気装置を有し、前記第一、第二の循環タンク内の前記分散液の液面の上方の空間に対し、加圧気体の供給と真空排気が可能に構成された塗布装置である。

また、本発明は、前記バッファータンクには、真空ポンプとガス供給系が接続され、前記バッファータンク内の前記分散液の液面の上方の空間の圧力を制御できるように構成された塗布装置である。

また、本発明は、前記ガス供給系から Heが供給されるように構成された塗布装置である。

また、本発明は、前記第一、第二の循環タンクの間には移動用配管が設けられ、前記分散液が前記吐出室を通らずに、前記第一、第二の循環タンク間を移動可能に構成された塗布装置である。

また、本発明は、前記移動用配管に設けられ、前記固体微粒子の単体は通過させ、前記固体微粒子の凝集体は捕集する凝集体分離用フィルタを有する塗布装置である。

また、本発明は、前記移動用配管に設けられ、前記固体微粒子の単体を捕集する固体微粒子除去用フィルタを有する塗布装置である。

また、本発明は、分散液が循環タンクから吐出室に供給される配管の少なくとも一部は、通液性を有さず通気性を有し、前記分散液が通過する内管と、通気性を有さず、前記内管が挿通された外管の二重配管で構成され、前記内管と前記外管の間は真空排気可能に構成された塗布装置である。

また、本発明は、上記いずれかの塗布装置内部の循環液を移動させる分散液移動方法であって、前記第一、第二の循環タンクのうち、いずれか一方を供給元として、前記供給バルブを開状態にして前記バッファータンクに接続する際、前記供給元の循環タンク内の圧力を大気圧以下にしながら、前記供給元の循環タンク力前記バッファータンク内に前記分散液を移動させる分散液移動方法である。

また、本発明は、上記いずれかの塗布装置内部の循環液を移動させる分散液移動方法であって、前記第一、第二の循環タンクのうち、いずれか一方を回収先として、前記戻りバルブを開状態にして前記吐出室に接続する際、前記回収先の循環タンク内の圧力を大気圧よりも低くし、前記吐出室内の前記分散液を前記回収先の循環タンクに移動させる分散液移動方法である。

また、本発明は、上記いずれかの塗布装置内部の循環液を移動させる分散液移動方法であって、前記第一、第二の循環タンクのうち、いずれか一方を供給元として、前記供給バルブを開状態にして前記バッファータンクに接続し、他方を回収先として、前記戻りバルブを開状態にして前記吐出室に接続し、前記供給元の循環タンク内の前記分散液を前記バッファータンクと前記吐出室通過させて前記回収先の循環タンクに移動させる分散液移動方法である。

[0008] 本発明は上記のように構成されており、

ノッファータンク内の分散液の上方の空間 (バッファータンク内空間)の圧力力循環タンク内の分散液の上方の空間 (循環タンク内空間)の圧力よりも低い状態で、循環タンクとバッファータンクが接続された場合に、循環タンクからバッファータンクに分散液が供給される。

[0009] 循環タンクが吐出室内の分散液を吸引する力力バッファータンクが吐出室内の分散液を吸引する力よりも大きい状態で、循環タンクと吐出室が接続された場合には、吐出室内の分散液は循環タンクに吸引される。

発明の効果

[0010] 分散液を大気圧よりも高い圧力の気体に接触させないので、分散液中への気体の溶解が少なぐ気泡発生が少ない。

分散液の移動にポンプを用いないので、ポンプによる分散液内への気体の巻き込みが無ぐ気泡の発生を防止できる。

また、ポンプを用いないと、分散液中に分散されている微粒子の変形や損傷が無い。

分散液を循環させることができるので沈降が生じな、。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の一例の塗布装置の循環系を示す図

[図 2]分散液が第一の循環タンクから第二の循環タンクに流れる経路を説明するための図

[図 3]分散液が第二の循環タンクから第一の循環タンクに流れる経路を説明するための図

[図 4]凝集体分離用フィルタを流れる分散液を説明するための図

[図 5]固体微粒子除去用フィルタを流れる分散液を説明するための図

[図 6]吐出室力直接バッファータンクに分散液を戻す塗布装置を説明するための図

[図 7]二重配管による脱気装置を説明するための図

[図 8]従来技術の塗布装置の分散液の循環経路を説明するための図

[図 9](a)：従来技術の塗布装置の外観 (b)：本発明の塗布装置の外観の一例符号の説明

7……基板

11……塗布装置

21……インクヘッド

24……給排気装置

50……シリンダ

21a〜21c ヘッドモジュール

31L, 31R……循環タンク

37……主配管

38……戻り配管

39……移動用配管

41a〜41c ノッファータンク

42a〜42c……吐出室

46……超音波印加装置

47……凝集体分離用フィルタ

49……固体微粒子除去用フィルタ

57……ガス供給系

58……真空ポンプ

VS , VS……供給ノレブ

L R

vr、 vr……戻りノレブ

L R

発明を実施するための最良の形態 [0013] 図 9(b)の符号 11は、本発明の塗布装置の一例であり、台 5上には基板 7が配置されている。

台 5の上方には保持枠 20が配置されている。保持枠 20には、インクヘッド 21が取りつけられている。

[0014] インクヘッド 21は、図 1に示すように、複数のヘッドモジュール 2 la、 21b、 21cで構成されている。各ヘッドモジュール 21a〜21c内には、バッファータンク 41a〜41cと、吐出室 42a〜42cとがそれぞれ設けられて、る。

塗布装置 11は、ヘッドモジュール 21 a〜 21 cに分散液を供給する循環系を有している。図 1の符号 10は、その循環系を示しており、循環系 10には、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rが設けられている。

第一、第二の循環タンク 31L, 31Rは、台 5の側方や下方等、基板 7の運搬に支障のない位置に配置されており、台 5に対して静止している。

[0015] バッファータンク 41a〜41cは、吐出室 42a〜42cよりも上方に配置されており、バッファータンク 41a〜41c内には、固体微粒子が分散された分散液 48a〜48cが蓄液されている。バッファータンク 41a〜41c内の分散液 48a〜48cは、ノッファータンク 41 a〜41cの内部で、分散液 48a〜48cの液面の上方に空間が形成される程度に配置されている。

[0016] 各バッファータンク 41a〜41cの天井や、壁面の上部の位置には真空ポンプ 58にそれぞれ接続されている。各バッファータンク 41a〜41cに対して真空ポンプが接続された位置は、各バッファータンク 41a〜41c内部の分散液の液面よりも上方であり、各バッファータンク 41a〜41c内の分散液 48a〜48cの液面よりも上方の空間を真空排気し、その空間の圧力を低下させることができるように構成されている。

[0017] また、各バッファータンク 41a〜41cの天井や壁面上部の位置には、ガス供給系 57 がそれぞれ接続されている。各バッファータンク 41a〜41cに対してガス供給系が接続された位置は、各バッファータンク 41a〜41c内部の分散液の液面よりも上方であり、各バッファータンク 41a〜41c内の分散液 48a〜48cの液面よりも上方の空間に、分散液に対する溶解度が小さい昇圧気体を供給し、その空間の圧力を上昇させることができるように構成されて！、る。ノッファータンク 41a〜41cの底面や壁面下部等の、分散液の液面よりも下方の位置には供給口が設けられており、吐出室 42a〜42cの壁面又は天井には流入口が設けられている。

[0018] バッファータンク 41a〜41cの供給口は、吐出室 42a〜42cの流入口にそれぞれ接続されており、バッファータンク 41a〜41c内の分散液を吐出室 42a〜42cに移動できるようになつている。

吐出室 42a〜42cは、その底面が、台 5上に配置された基板と対面する位置に配置されている。吐出室 42a〜42cの底面には多数の吐出孔が形成されており、吐出室 42a〜42c内の分散液は、吐出孔で大気と接触している。

[0019] バッファータンク 41a〜41c内の空間の圧力 Pを負圧 (Pく（大気圧》にし、負圧の

B B

吸引力とバッファータンク 41a〜41c内の分散液 48a〜48cの重量とが釣り合つている状態にした場合には、吐出室 42a〜42c内の分散液は吐出孔から落下せず、従つて、バッファータンク 41a〜41c内の分散液 48a〜48cも吐出室 42a〜42cに移動しない。

各吐出室 42a〜42c内には、吐出孔に対応して小部屋が形成されており、各小部屋毎にピエゾ素子が配置されている。

[0020] ピエゾ素子に電圧が印加されると、圧電効果によるピエゾ素子伸縮により、各小部屋内の分散液が加圧され、その小部屋の吐出孔力分散液が基板 7表面に向けて吐出される。

吐出室 42a〜42c内の分散液が吐出されるとバッファータンク 41a〜41cから分散液 48a〜48cが吐出された量だけ引き込まれ、補充される。

[0021] バッファータンク 41a〜41c内の分散液の液面が低下すると、バッファータンク 41a 〜41c内にガス供給系 57から昇圧気体が導入されるか、又は、後述する第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rから分散液が補充され、バッファータンク 41a〜41c内の空間の圧力は一定に保たれる。

[0022] 循環タンク 31L、 31Rからバッファータンク 41a〜41cへの分散液の移動は、第一又は第二の循環タンク 31L、 31R内の分散液 23L、 23Rの重量と、第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの圧力と、バッファータンク 41a〜41c内の圧力の差の力により行われる。

[0023] 基板 7と保持枠 20は、そのいずれか一方又は両方が走査方向 9に沿って移動するように構成されている。基板 7が静止し、保持枠 20が走査方向 9に沿って移動してもよいし、保持枠 20が静止し、基板 7が走査方向 9に沿って移動してもよい。基板 20と保持枠 20とが同じ向き、又は異なる向きに、走査方向 9に沿って移動してもよい。いずれにしろ、インクヘッド 21は保持枠 20と一緒に移動する。

[0024] その結果、基板 7とインクヘッド 21、即ち、基板 7とバッファータンク 41a〜41c及び吐出室 42a〜42cとは相対移動できる。

基板 7とインクヘッド 21を相対移動させ、インクヘッド 21が基板 7上の所望場所に位置したとき、ピエゾ素子に電圧を印加し、吐出孔力分散液を吐出させると、吐出された分散液は基板 7表面の所望の位置に着弾させることができる。

分散液中には、スぺーサゃ顔料粒子などの固体微粒子が分散されており、着弾した分散液中の分散溶媒が蒸発すると、固体微粒子は基板 7上に定着する。

[0025] 循環系 10とは別に、分散液供給系 28が設けられており、第一、第二の循環タンク 3 1L、 31Rは、その分散液供給系 28にそれぞれ接続されている。

第一、第二の循環タンク 31L、 31Rと分散液供給系 28とを接続する配管の途中には、バルブ V、 Vが設けられており、そのバルブ V、 Vを開けると、固体微粒子が分散

1 2 1 2

された分散液が、分散液供給系 28から第一、第二の循環タンク 31L、 31Rに供給されるように構成されている。

[0026] 図 1、及び後述する各図では、バルブの開状態を白色、閉状態を黒色で表すものとすると、図 1では、第一の循環タンク 31Lに接続されたバルブ Vが白色で開状態、第

1

二の循環タンク 31Rに接続されたバルブ Vが黒色で閉状態である。

2

[0027] 第一、第二の循環タンク 31L、 31Rには、切替装置 22L、 22Rを介して給排気装置 24が接続されて、る。給排気装置 24にはガス供給系 44と真空ポンプ (又は真空排気系) 45が設けられており、切替装置 22L、 22R内のバルブの開閉を操作することで、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rを、ガス供給系 44にも真空ポンプ 45にも個別に接続できるように構成されている。一方をガス供給系 44に接続し、他方を真空ボンプ 45に接続することもできる。第一、第二の循環タンク 31L、 31Rが、給排気装置 24に接続された位置は、天井力又は壁面の上部であり、第一、第二の循環タンク 31L、 31R内の分散液 23L、 2 3Rの液面よりも上方である。

[0028] 第一、第二の循環タンク 31L、 31Rは密閉されており、切替装置 22L、 22Rによつてガス供給系 44に接続され、ガス供給系 44から昇圧気体が供給されると、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの内部の空間の圧力が上昇する。

切替装置 22L、 22Rによって、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rが真空ポンプ 45 に接続され、真空ポンプ 45によって、分散液 23L、 23Rの液面よりも上部の空間の気体が排気されると、液面よりも上部の空間の圧力は低下する。

[0029] 第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの底面、又は底面に近い位置であって、分散液 23L、 23Rの液面よりも下方位置には供給口が設けられている。

各バッファータンク 41a〜41cには、それぞれ流入口が設けられており、各バッファ一タンク 41a〜41cの流入口と、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの供給口との間は、主配管 37によって接続されている。図では、供給口は、主配管の先端である。

[0030] 主配管 37の経路上の、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの供給口に近い位置には、第一、第二の供給バルブ VS 、 VSがそれぞれ設けられ、第一、第二の供給バルし R

ブ vs 、 vsよりも各バッファータンク 41a〜41cの流入口に近い位置には流入バルブ V し R

i 〜viがそれぞれ設けられており、第一、第二の供給バルブ VS 、 VSのうちいずれか a c L R

一方を開状態、他方を閉状態にすると共に、供給したいヘッドモジュール 21a〜21c の流入バルブ vi 〜viを開状態にすると、開状態にされた第一、第二の供給バルブ V a c

s 、 vsに接続された第一、第二の循環タンク 31L、 31Rが供給元、開状態の流入バし R

ルブ vi 〜viに接続されたバッファータンク 41a〜41cが供給先となり、供給元と供給 a c

先とが接続されるように構成されて、る。

[0031] 循環タンク 31L、 31Rの内部空間の圧力 Pは、昇圧気体の供給によって制御可能

S

であり、供給元となる第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの内部空間の圧力 Pを、 s バッファータンク 41a〜41cの内部空間の圧力 Pよりも予め高圧にしておくと (P < P )

B B S

、供給元の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの内部の分散液 23L、 23Rは、主配管 37を通って供給先のバッファータンク 41a〜41cに流入する。 [0032] バッファータンク 41a〜41c内の分散液 48a〜48cが所定量まで蓄液されると、分散液をバッファータンク 41a〜41cから吐出室 42a〜42cに供給可能な状態になる。ここでは、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rに昇圧気体を供給しても、その内部圧力 Pは大気圧よりも大きくしないでおき (P≤ (大気圧))、昇圧気体が分散液中に熔

S S

解しないようにされている。

吐出室 42a〜42c内が分散液で充満された状態では、基板 7の表面に吐出液を吐出することができる。

[0033] 次に、吐出室 42a〜42cよりも下流側を説明する。

吐出室 42a〜42cには流出口がそれぞれ設けられており、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rにはそれぞれ流入口が設けられている。吐出室 42の流出口と第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの流入口との間には戻り配管 38が設けられている。図では、流入口は戻り配管 38の先端である。

[0034] 戻り配管 38の、吐出室 42a〜42cの流出口に近い位置には流出バルブ vo 〜vo a c がそれぞれ設けられており、流出バルブ vo 〜voよりも、第一、第二の循環タンク 31 a c

L、 31Rの流入口に近い位置には、第一、第二の戻りバルブ vr 、 vrがそれぞれ設けし R

られている。

[0035] 戻りバルブ vr 、 vrは、第一、第二の循環タンクのうち、少なくとも一方をヘッドモジし R

ユールに接続させるバルブであり、第一、第二の供給バルブ VS 、 VSのうち、いずれし R

か一方が開状態、他方が閉状態のときに、閉状態の供給バルブ vs又は vsに接続さし R れた第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rが回収先となり、その回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの戻りバルブ vr又は vrを開状態にし、所望の流出バし R

ルブ vo〜_VOを開状態にすると、開状態の流出バルブ vo 〜voに接続された吐出室 a c a c

42a、 42b又は 42cが返却元となり、返却元の吐出室 42a、 42b又は 42cと回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rとが接続される。全部の流出バルブ vo 〜vo a c が開状態であれば、各吐出室 42a〜42cが返却元となる。

[0036] このとき、各吐出室 42a〜42c内の分散液が吐出孔内において大気と接触している状態であれば、回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの内部の圧力 Pを

R

大気圧よりも低くすると (Pく (大気圧))、返却元の吐出室 42a〜42c内の分散液は回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに移動することができる。

[0037] 回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの圧力を、バッファータンク 41a〜 41c内の圧力よりも低くし、吐出室 42a〜42cの流出口の圧力が流入口の圧力よりも低くなるようにすれば、吐出室 42a〜42c内で分散液を流入ロカも流出口に向かつて流し、分散液を回収先の循環タンク 31L、 31Rに移動させることができる。

[0038] なお、ここでは、流出バルブ vo〜voは三方弁であり、流出バルブ vo〜voは吐出 a c a c 室 42a〜42cを第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに接続する他、吐出室 42a〜 42cをドレインにも接続することができる。

[0039] 本発明の塗布装置 11では、上記バッファータンク 41a〜41cに、内部の分散液 48 a〜48cの液面の高さを検出する高さセンサと、分散液 48a〜48cの液面の上方の空間の圧力を測定する圧力センサとが設けられており、ノッファータンク 41a〜41c内部の液面の変化や液面よりも上方の空間の圧力変化を検出し、液面高さが一定になるように、第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rから分散液を内部に補充したり、また、圧力が一定になるように、ガス供給系 57からの昇圧気体の導入や、真空ポンプ 58 によるバッファータンク 41a〜41c内の気体の真空排気を行なっており、これにより、バッファータンク 41a〜41c内の分散液力 8a〜48cが、吐出室 42a〜42cの吐出孔力落下することを防止されて、る。

[0040] 吐出室 42a〜42c内の分散液の一部又は全部が回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに移動する場合、バッファータンク 41a〜41c内の分散液が吐出室 42 a〜42cに移動する。この場合、バッファータンク 41a〜41c内の分散液 48a〜48cの液面が低下し、バッファータンク 41a〜41cの内部空間の圧力が低下する。

[0041] この場合、供給元の第一又は第二の循環タンク 31L、 31R内の分散液をバッファータンク 41a〜41cに移動させることができるから、供給元の第一又は第二の循環タンク 31L、 31R内力ら、バッファータンク 41a〜41cと、吐出室 42a〜42cを通って、回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに分散液を移動させることができる。この間、バッファータンク 41a〜41cの内部空間の圧力を所定値に維持することができる。

[0042] 図 2は、第一の循環タンク 31Lが供給元、第二の循環タンク 31Rが回収先となったとき (第一の供給バルブ vsと第二の戻りバルブ vrが開状態、第二の供給バルブ vs し R R と第一の戻りバルブ vrが閉状態)に分散液が流れる状態が示されている。分散液はし

、第一の循環タンク 31L力も第二の循環タンク 32Rに向けて流れる。

図 2及び後述する図 3〜図 5は、分散液の流れを説明するための図面であり、分散液が流れる配管を実線で示し、他の配管を破線で示してある。

[0043] 図 3は、図 2とは逆に、第一の供給バルブ _vsと第二の戻りバルブ vrが閉状態、第し R

二の供給バルブ vsと第一の戻りバルブ vrが開状態であって、第二の循環タンク 31

R し

Rが供給元、第一の循環タンク 31Lが回収先になつて分散液が流れる場合である。

[0044] 次に、第一、第二の循環タンク 31L, 31Rの間を分散液が直接移動する経路について説明する。

第一、第二の循環タンク 31L、 31Rには、第一、第二の循環タンク 31L、 31R内の分散液 23L、 23R液の液面よりも低い位置に第一、第二の移動口が設けられており、第一、第二の移動口のは、主配管 37や戻り配管 38とは別の、移動用配管 39によつて接続され、移動用配管 39によって、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの内部が接続されている。ここでは、第一、第二の移動口は、移動用配管 39の先端で構成されている。

[0045] 主配管 37や戻り配管 38に設けられた各バルブを閉じて、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rとバッファータンク 41a〜41cの間の主配管 37による接続や、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rと吐出室 42a〜42c間の戻り配管 38による接続を遮断する。移動用配管 39には、開閉バルブ 26が設けられており、この開閉バルブ 26を閉状態にし、給排気装置 24によって、第一の循環タンク 31Lの内部と、第二の循環タンク 31Rの内部との間に圧力差を設け、高圧力側の第一又は第二の循環タンク 31L、 3 1Rを移動元、低圧力側の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rを移動先とし、開閉バルブ 26を開けると、移動元の第一、又は第二の循環タンク 31L、 31Rから、移動先の第一、又は第二の循環タンク 31L、 31Rに向けて分散液が流れる。

移動用配管 39の途中には、フィルタ装置 25が配置されている。フィルタ装置 25は、凝集体分離用フィルタ 47と、固体微粒子除去用フィルタ 49とを有している。凝集体分離用フィルタ 47と固体微粒子除去用フィルタ 49は、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの間に並列に配置されており、何れか一方のフィルタ (47又は 49)、又は両方のフィルタ (47、 49)を通って、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの間で、分散液が移動できるように構成されて、る。

[0046] 分散液中に分散された固体微粒子は、配管中を流れる間や、循環タンク 31L、 31 R等のタンク中に蓄液されている間に凝集し、粒径の大きな凝集体を形成する場合があるが、凝集体分離用フィルタ 47のフィルタの目は、固体微粒子の大きさよりも大きいが、固体微粒子の凝集体よりも小さく成型されており、分散液が凝集体分離用フィルタ 47を通過する際に、凝集体は凝集体分離用フィルタ 47に捕集され、除去されるようになっている。

[0047] 更に、凝集体分離用フィルタ 47は超音波印加装置 46に接続されており、凝集体分離用フィルタ 47に超音波が印加されるように構成されて！ヽる。

凝集体分離用フィルタ 47に超音波が印加されると、凝集体分離用フィルタ 47に捕集された凝集体が分離し、固体微粒子単体となって凝集体分離用フィルタ 47を通過するようになり、凝集体が分解されるので、分散液は移動用配管 39内を流れる間に再生されること〖こなる。

[0048] 図 4は、分散液が、移動用配管 39内を第二の循環タンク 31R力も第一の循環タンク 31Lに向け、凝集体分離用フィルタ 47を通って流れている状態を示している。回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに回収された分散液を再生しながら供給元の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに戻すことができる。

[0049] また、移動用配管 39に設けられた開閉バルブ 26を操作することにより、移動用配管 39内を流れる分散液は凝集体分離用フィルタ 47を通らず、凝集体分離用フィルタ 47と並列に設けられた固体微粒子除去用フィルタ 49を通るようにすることができる。

[0050] 図 5は、分散液が、移動用配管 39内を、第二の循環タンク 31R力も第一の循環タンク 31Lに向け、固体微粒子除去用フィルタ 49を通って流れている状態を示している。

[0051] 固体微粒子除去用フィルタ 49の目は分散液中に含まれる微粒子の大きさよりも小さぐ固体微粒子は固体微粒子除去用フィルタ 49を通過できない。従って、分散液が固体微粒子除去用フィルタ 49を通る際に、固体微粒子は、固体微粒子除去用フィルタ 49に全部捕集される。 [0052] 塗布装置 11は、複数種類の分散液、例えば異なる材料の微粒子が分散された分散液や、異なる粒径の微粒子が分散された分散液に対応する必要がある。

固体微粒子除去用フィルタ 49を用い、分散液を交換する手順を説明すると、塗布装置 11内を循環し、インクヘッド 21から吐出される分散液を交換する際には、先ず、配管 37〜39中にある分散液や、各タンク 31L、 31R、 41a〜41c中にある分散液をドレイン等から除去し、配管 37〜39やタンク 31L、 31R、 41a〜41cを洗浄した後、分散液供給系 28から、新たな種類の分散液を第一、第二の循環タンク 31L、 31Rに供給する必要がある。

[0053] この塗布装置 11では、溶剤供給系 29が、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rのいずれか一方、又は両方に接続されている。この例では、第一の循環タンク 31Lに接続されており、各タンク 31L、 31R、 41a〜41cやヘッドモジュール 21a〜21cや各配管 37〜39内の分散液をドレインに排出した後、別の分散液を第一、第二の循環タンク 31L、 31Rに配置する前に、

溶剤供給系 29と第一の循環タンク 31Lの間のバルブを開け、第一の循環タンク 31L に溶剤供給系 29から洗浄液を供給し、分散液に替えて洗浄液を、ノッファータンク 4 la〜41cとヘッドモジュール 21a〜21cを通して第二の循環タンク 31Rに移動させ、第二の循環タンク 31Rから、移動用配管 39を通して、洗浄液を、第一の循環タンク 3 1Lに戻す。

このように、第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rのいずれか一方又は両方に洗浄液 (溶剤)を供給し、分散液と同様に循環させれば、各タンク 31L、 31R、 41a〜41 cや各配管 37〜39内は洗浄され、微粒子が除去される。

洗浄液をドレンカも排出した後、新しい分散液を第一、第二の循環タンク 31L、 31 Rに配置すれば、交換前の分散液の固体微粒子が、交換した分散液中に混入することがない。

[0054] 分散液をドレインに排出し、洗浄液に交換する前に、固体微粒子除去用フィルタ 49 によって、交換対象の分散液の微粒子を除去し、分散溶媒を循環させれば、先ず、分散液の分散溶媒によって配管内が洗浄される。次に、その分散溶媒を排出した後、洗浄液による洗浄を行えば、洗浄液を節約することができる。 [0055] また、この例では、配管途中にフィルタ装置 25が配置された移動用配管 39に対して並列に、フィルタ装置 25を迂回して、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rを接続する、迂回用配管 40が設けられている。

迂回用配管 40には、開閉バルブ 27が設けられており、その開閉ノレブ 27が閉じられた状態では、迂回用配管 40には分散液は流れず、移動用配管 39の開閉バルブ 2 6が閉じられた状態で、迂回用配管 40の開閉バルブが開けられると、第一、第二の循環タンク 31L、 31R内の空間の圧力差により、分散液が迂回用配管 40内を流れる。迂回用配管 40が接続された第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの迂回口も、第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの液面よりも下方に位置されている。

なお、台 5の側方位置には洗浄装置 6が設けられており、インクヘッド 21を基板 7上力洗浄装置 6上に移動させ、洗浄装置 6によって吐出孔を閉塞させた状態で洗浄液や分散溶媒を循環させることもできる。

[0056] また、バッファータンク 41a〜41cには、バルブを介してガス供給系 57が接続されており、インクヘッド 21を基板 7上力洗浄装置 6上に移動させ、吐出孔を閉塞させない状態で、戻り配管 38の流出バルブ vo〜voを閉じ、ガス供給系 57とバッファータ a c

ンク 41a〜41cの間のバルブを開け、バッファータンク 41a〜41c内にパージガスを導入し、バッファータンク 41a〜41c内の圧力を大気圧と同じ力、それ以上の圧力にすると、バッファータンク 41a〜41c内の分散液や洗浄液を、各ヘッドモジュール 21a 〜21cの吐出孔カも洗浄装置 6中に排出させることができる。

[0057] 以上説明したように、本発明の塗布装置 11では、第一、第二の循環タンク 31L、 31 Rのうち、一方を供給元、他方を回収先として、供給元の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rから、回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rまで、さら〖こは供給元の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに戻るまで、ノッファータンク 41a〜41cと吐出室 42a〜42cを通って分散液を流すことができるので、固体微粒子が吐出室 42 a〜42c内や配管内へ沈降することを防止することができる。

[0058] 回収先の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの分散液が増加したら、今度は、その第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rを供給元にして、ノッファータンク 41a〜 41cを介して吐出室 42a〜42cに分散液を流すことができるし、凝集体分離用フィルタ 47を通して、分散液を、供給元の第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rに戻すことができる。

[0059] また、第一、第二の循環タンク 31L、 31R内には、超音波振動子 33L、 33Rがそれぞれ配置されており、超音波発生装置 34L、 34R力も各超音波振動子 33L、 33Rにそれぞれ超音波を印加し、超音波振動させると第一、第二の循環タンク 31L、 31R内の分散液が超音波振動し、固体微小粒子の凝集は防止され、形成されてしまった凝集体は分離される。

[0060] また、第一、第二の循環タンク 31L、 31R内には、磁石力もなる回転子 35L、 35R がそれぞれ配置されている。第一、第二の循環タンク 31L、 31Rの底面よりも下方には、回転子 35L、 35Rと磁気的に結合されたスターラ 36L、 36Rが配置されており、スターラ 36L、 36Rを動作させると回転子 35L、 35Rは所望速度で回転し、第一、第二の循環タンク 31L、 31R内の分散液が攪拌される。これにより、固体微小粒子の沈降が防止される。

[0061] なお、上記各配管 37〜40、特に、主配管 37のうちの分散液が第一、第二の循環タンク 31L、 31Rから吐出室 42a〜42cに供給される部分の全部又は一部を二重配管とし、二重配管の内部を流れる分散液を脱気することができる。二重配管とする部分は、分散液が吐出される直前、即ち、ノッファ室 41a〜41cと吐出室 42a〜42cの間に配置することが望ましい。

[0062] 図 7の符号 60は、脱気用の二重配管を示している。この二重配管 60は、内管 61と、内管 61の周囲に位置し、内管 61の側面を取り囲む外管 62を有している。内管 61 は、外管 62の内部に挿入された状態になっている。

内管 61は、通気性を有するが通液性は有さない榭脂 (PTFA等)で構成されており、外管 62は、通気性も通液性も有さない金属 (SUS)製の管で構成されている。内外管 61, 62は柔軟性を有しており、曲げることができる。

[0063] 内管 61端部と外管 62端部の間には他の配管と接続するための接続部材 69、 69

1 2 が設けられており、内管 61と外管 62の間の隙間空間 63は、内管 61の両端位置で、接続部材 69 , 69によって閉塞され、密閉されている。

1 2

外管 62には排気孔 64が設けられており、該排気孔 64は真空ポンプ 68に接続され、隙間空間 63を真空排気できるように構成されている。

[0064] 内管 61の、両端 66 、 66の一方力他方に向けて内部を分散液が流れる際、隙間

1 2

空間 63を真空排気すると、分散液に溶解している気体が、内管 61を通って隙間空間 63に吸引され、分散液から除去される。

なお、上述した昇圧気体には Heガスが用いられており、 Heガスは溶解度が低いので、気泡の発生が抑制されている。

[0065] また、上記説明では、供給バルブ _vs , vsは二個設けたが、第一、第二の循環タンし R

ク 31L, 31Rのいずれか一方、又は両方を主配管 37に接続できれば、バルブの数は一個でも、三個以上であてもよい。

[0066] 同様に、戻りバルブ vr 、 vrも二個に限定されるものではなぐ第一、第二の循環タし R

ンク 31L, 31Rのいずれか一方、又は両方を戻り配管 38に接続できれば、バルブの数は問わない。

[0067] なお、図 6に示すように、気体巻き込みのないポンプ 54a〜54cを、吐出室 42a〜4 2cよりも下流の戻り配管 38と、ノッファー室 41a〜41cと第一又は第二の循環タンク 31L、 31Rの間の主配管 37の間に接続し、吐出室 42a〜42c内を流れ、吐出室 42a 〜42cから排出された分散液を、戻り配管 38から主配管 37に戻すことで、吐出室 42 a〜42cから排出された分散液をバッファータンク 41a〜41cに戻すこともできる。産業上の利用可能性

[0068] カラーフィルタ形成用の顔料分散インク、スぺーサ形成に使用するスぺーサ分散液

、導電体 ·誘電体 ·半導体 ·発光材料 ·電子放出材料などの各種機能性固体を分散させた溶液等の溶液を吐出する塗布装置に適用できる。全面塗布用に用いてもょ、し、所定箇所にだけ吐出し、パターンを形成してもよい。

スぺーサを吐出する塗布装置の場合、液晶ディスプレーのカラーフィルタ基板とァレイ基板間にスぺーサを配置するスぺーサ吐出装置にも用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] ヘッドモジュールと基板とを相対的に移動させ、基板上の所望位置に固体微粒子が分散された分散液を着弾させる塗布装置であって、

前記ヘッドモジュールの外部に配置された第一、第二の循環タンクと、前記ヘッドモジュールに設けられたバッファータンクと、

流入口が前記バッファータンクに接続された吐出室と、

前記第一、第二の循環タンクと前記バッファータンクの間に設けられた主配管と、前記吐出室の流出口と前記第一、第二の循環タンクの間に設けられた戻り配管と、前記主配管に設けられ、前記第一、第二の循環タンクのうちの少なくとも一方を前記バッファータンクに接続させる供給バルブと、

前記戻り配管に設けられ、前記第一、第二の循環タンクのうちの少なくとも一方を前記ヘッドモジュールに接続させる戻りバルブとを有し、

前記第一、第二の循環タンクと前記バッファータンクは密閉され、前記各タンクの内部に配置された前記分散液の上部の空間の圧力が制御可能に構成された塗布装置。

[2] 前記第一、第二の循環タンクに接続された給排気装置を有し、前記第一、第二の循環タンク内の前記分散液の液面の上方の空間に対し、加圧気体の供給と真空排気が可能に構成された請求項 1記載の塗布装置。

[3] 前記バッファータンクには、真空ポンプとガス供給系が接続され、前記バッファータンク内の前記分散液の液面の上方の空間の圧力を制御できるように構成された請求項 1記載の塗布装置。

[4] 前記ガス供給系から Heが供給されるように構成された請求項 3記載の塗布装置。

[5] 前記第一、第二の循環タンクの間には移動用配管が設けられ、前記分散液が前記吐出室を通らずに、前記第一、第二の循環タンク間を移動可能に構成された請求項

1記載の塗布装置。

[6] 前記移動用配管に設けられ、前記固体微粒子の単体は通過させ、前記固体微粒子の凝集体は捕集する凝集体分離用フィルタを有する請求項 5記載の塗布装置。

[7] 前記移動用配管に設けられ、前記固体微粒子の単体を捕集する固体微粒子除去用フィルタを有する請求項 5記載の塗布装置。

[8] 分散液が循環タンクから吐出室に供給される配管の少なくとも一部は、通液性を有さず通気性を有し、前記分散液が通過する内管と、通気性を有さず、前記内管が挿通された外管の二重配管で構成され、前記内管と前記外管の間は真空排気可能に構成された請求項 1記載の塗布装置。

[9] 請求項 1記載の塗布装置内部の循環液を移動させる分散液移動方法であって、前記第一、第二の循環タンクのうち、いずれか一方を供給元として、前記供給バルブを開状態にして前記バッファータンクに接続する際、

前記供給元の循環タンク内の圧力を大気圧以下にしながら、前記供給元の循環タンク力前記バッファータンク内に前記分散液を移動させる分散液移動方法。

[10] 請求項 1記載の塗布装置内部の循環液を移動させる分散液移動方法であって、前記第一、第二の循環タンクのうち、いずれか一方を回収先として、前記戻りバルブを開状態にして前記吐出室に接続する際、

前記回収先の循環タンク内の圧力を大気圧よりも低くし、前記吐出室内の前記分散液を前記回収先の循環タンクに移動させる分散液移動方法。

[11] 請求項 1記載の塗布装置内部の循環液を移動させる分散液移動方法であって、前記第一、第二の循環タンクのうち、いずれか一方を供給元として、前記供給バルブを開状態にして前記バッファータンクに接続し、

他方を回収先として、前記戻りバルブを開状態にして前記吐出室に接続し、前記供給元の循環タンク内の前記分散液を前記バッファータンクと前記吐出室通過させて前記回収先の循環タンクに移動させる分散液移動方法。