WO2011129194A1

WO2011129194A1 - 塗布装置

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Publication number: WO2011129194A1
Application number: PCT/JP2011/057773
Authority: WO
Inventors: 和幸山崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-04-13
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2012-10-13
Also published as: JP2013128860A

Abstract

　塗布装置（１０１）は、基板（６）の主表面（６ａ）の上方に配置され、第１の方向に相対的に走査することができる複数のヘッド（７）を備え、複数のヘッド（７）は、第１の方向とは垂直な第２の方向（９２）に並ぶように配列されている。各ヘッド（７）は、第２の方向（９２）に延在するスリット（１１）と、スリット（１１）の各端の近傍に配置された吐出量調節穴（１２）と、スリット（１１）から溶液を吐出するためのスリット加圧部と、吐出量調節穴（１２）から溶液を吐出するための吐出量調節穴駆動部とを有する。吐出量調節穴駆動部は、スリット加圧部とは独立して、溶液の吐出量を定めることができる。

Description

塗布装置

　本発明は、塗布装置に関するものである。ここでいう「塗布装置」は、特に、対象物の主表面に溶液を塗布するための装置である。

　液晶表示装置や半導体装置の製造方法においては、ガラス基板や半導体基板の表面に各種の薄膜を形成するための成膜工程が行なわれる。ここでいう「薄膜」とは、たとえば配向膜、レジスト膜などである。これらの薄膜は「機能性薄膜」と総称される場合もある。これらの薄膜の成膜工程として、溶液をインクジェット方式などにより基板表面に塗布する場合がある。インクジェット方式の場合、溶液を吐出することができるヘッドを基板表面に沿って走査させることが一般的である。そのような技術の一例は、特開２００３－８０１３０号公報（特許文献１）に示されている。

　基板が大型である場合には複数のヘッドを並べて配置し、複数のヘッドが一斉に基板表面に沿って走査することとなる。そのような技術の一例は、特開２００４－３１４０１２号公報（特許文献２）に示されている。複数のヘッドを並べて配置したものを用いれば広い面積の主表面にすばやく塗布することができる。

特開２００３－８０１３０号公報特開２００４－３１４０１２号公報

　基板表面に溶液を塗布して成膜する場合、結果的に得られる膜が高い精度で均一な厚みを有することが求められる。特許文献１に示されるように多数の点状の孔を設けたヘッドを用いた場合、いずれかの孔において目詰まりが生じる確率が高くなってしまう。一部の孔に目詰まりが生じた場合、塗布結果にはムラが生じてしまう。

　特許文献２では点状の孔の代わりにスリットを設けたヘッドが用いられている。このような複数のヘッドを並べて配置したものを用いる場合、ヘッド同士の境目では、特許文献２に示されているようにスリット同士をオーバラップさせて配置することも考えられるが、その場合、他の部分に比べてスリット同士がオーバラップした部分では、基板表面に供給される溶液の量が多くなってしまい、均一な厚みではなくなってしまう。また、オーバラップさせないように配置した場合には、ヘッド同士の境目においては他の部分に比べて基板表面に供給される溶液の量が少なくなってしまうので、結果的に得られる膜が均一な厚みではなくなってしまう。

　そこで、本発明は、複数のヘッドを用いて、平坦な主表面を有する対象物の前記主表面に溶液を塗布する際に、精度良く均一な厚みとすることができるような塗布装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に基づく塗布装置は、主表面を有する対象物の上記主表面に溶液を塗布するための塗布装置であって、上記対象物を上記主表面が上側を向くように支持する支持部と、上記主表面の上方に配置され、第１の方向に相対的に走査することができる複数のヘッドとを備え、上記複数のヘッドは、上記第１の方向とは垂直な第２の方向に並ぶように配列されており、上記複数のヘッドの各々は、上記第２の方向に延在するスリットと、上記スリットの各端の近傍に１以上配置された吐出量調節穴と、上記スリットから上記溶液を吐出するためのスリット加圧部と、上記吐出量調節穴から上記溶液を吐出するための吐出量調節穴駆動部とを有し、上記吐出量調節穴駆動部は、上記スリット加圧部とは独立して上記溶液の吐出量を定めることが可能となっている。

　本発明によれば、各ヘッドのスリットの各端の近傍に１以上配置された吐出量調節穴とを有し、かつ、吐出量調節穴駆動部は、スリット加圧部とは独立して吐出量調節穴における前記溶液の吐出量を定めることが可能となっているので、吐出量調節穴から吐出される溶液の量を吐出量調節穴駆動部によって微調整することによって、ヘッド同士の境目においても溶液を精度良く均一に塗布することができる。

本発明に基づく実施の形態１における塗布装置の全体図である。本発明に基づく実施の形態１における塗布装置の部分的斜視図である。本発明に基づく実施の形態１における塗布装置に備わる各ヘッドの下面図である。本発明に基づく実施の形態１における塗布装置に備わる各ヘッドの内部構造の概念図である。本発明に基づく塗布装置のヘッドの第１の変形例の下面図である。本発明に基づく塗布装置のヘッドの第２の変形例の下面図である。本発明に基づく塗布装置のヘッドの第３の変形例の下面図である。本発明に基づく塗布装置のヘッドの第４の変形例の下面図である。本発明に基づく塗布装置において複数のヘッドの配列の第１の例の下面図である。本発明に基づく塗布装置において複数のヘッドの配列の第２の例の下面図である。

　（実施の形態１）
　図１～図４を参照して、本発明に基づく実施の形態１における塗布装置について説明する。図１に本実施の形態における塗布装置１０１の全体を示す。塗布装置１０１の一部を拡大した斜視図を図２に示す。この塗布装置１０１は、主表面を有する対象物の前記主表面に溶液を塗布するための塗布装置である。本実施の形態で示す例では、対象物は基板６である。基板６は主表面６ａを有する。塗布装置１０１は、対象物としての基板６を主表面６ａが上側を向くように支持する支持部５と、主表面６ａの上方に配置され、第１の方向９１に相対的に走査することができる複数のヘッド７とを備える。複数のヘッド７は、第１の方向９１とは垂直な第２の方向９２に並ぶように配列されている。図３に複数のヘッド７の各々における溶液出口の配置を示す。これらの溶液出口は各ヘッド７の下側に設けられている。複数のヘッド７の各々は、第２の方向９２に延在するスリット１１と、スリット１１の各端の近傍に１以上配置された吐出量調節穴１２とを有する。図４に示すように、各ヘッド７は、スリット１１から前記溶液を吐出するためのスリット加圧部１３と、吐出量調節穴１２から前記溶液を吐出するための吐出量調節穴駆動部１４とを有する。吐出量調節穴駆動部１４は、スリット加圧部１３とは独立して前記溶液の吐出量を定めることが可能となっている。

　図１に示すように、支持部５はテーブル３と支持ピン４とを含む。支持部５は基板６を水平に支持するためのものである。テーブル３は、ベース１の上にレール２を介して載置されており、レール２を利用して平行移動することができる。この構成においては、複数のヘッド７自体は必ずしも自ら移動する必要はなく、静止していてもよい。複数のヘッド７は、支持部５がレール５を利用して移動することによって、基板６に対して第１の方向９１に関する相対的な走査が可能となっている。図１に示した例では、複数のヘッド７が静止していて支持部５が移動する構成を示したが、その代わりに、支持部５が静止して複数のヘッド７が移動する構成であってもよい。

　図１に示すように、複数のヘッド７に対しては、溶液供給配管８から枝分かれした個別供給配管２８がそれぞれ接続されている。各ヘッド７には個別供給配管２８の他に個別回収配管２９が接続されている。個別回収配管２９は溶液回収配管９に接続されている。各ヘッド７に供給された溶液のうち余ったものは個別回収配管２９および溶液回収配管９を通じて回収されることとなっている。図１では配管の途中における弁を図示していないが、実際には弁が各所に適宜設けられていることが好ましい。

　図４に示すスリット加圧部１３は、溶液を塗布するための公知技術による構成であってよい。たとえば圧電素子を備えていてよい。吐出量調節穴駆動部１４も公知技術による構成であってよい。吐出量調節穴駆動部１４は圧電素子を備えていてよい。

　複数のヘッドを並べて配置した塗布装置においては、ヘッド同士の境目において溶液の塗布状況が他の部位に比べて均一となるか否かが問題となるが、本実施の形態における塗布装置１０１は、各ヘッド７のスリット１１の各端の近傍に１以上配置された吐出量調節穴１２とを有し、かつ、吐出量調節穴駆動部１４は、スリット加圧部１３とは独立して吐出量調節穴１２における前記溶液の吐出量を定めることが可能となっているので、吐出量調節穴１２から吐出される溶液の量を吐出量調節穴駆動部１４によって微調整することによって、ヘッド７同士の境目においても溶液を精度良く均一に塗布することができる。

　図３に示すように、吐出量調節穴１２は、スリット１１の延長線９３上に配置されていることが好ましい。このように配置された構成であれば、ヘッドの作成が容易となるからである。たとえばスリット１１および吐出量調節穴１２に対応する溝を設けた部材と、溝を設けない部材とを用意し、これらの部材を、前記溝が内側になるように互いに貼り合わせることによって、ヘッド７を作成することができる。

　吐出量調節穴１２は、スリット１１の各端の近傍に１以上配置されていればよい。図３に示した例では、スリット１１の１つの端の近傍には吐出量調節穴１２は１個のみ設けられているが、たとえば図５に示すヘッド７ｅのように、スリット１１の各端の近傍にそれぞれ吐出量調節穴１２を２個ずつ設けてもよい。スリット１１の各端の近傍に複数個ずつ設ける場合、その並び方は、図５に示したように、スリット１１の延長線９３に沿って並べた配置に限らない。複数の吐出量調節穴１２は、延長線９３に対して垂直な方向や、延長線９３に対して斜めに交差する方向に並べてもよい。

　図６に示すヘッド７ｆのように、吐出量調節穴１２は、スリット１１の延長線９３上から第１の方向９１に外れた位置に配置されていてもよい。この構成を採用することにより、複数のヘッドを一直線上に並べた場合に、吐出量調節穴１２はスリット１１の延長線９３上から外れた位置に配置されているので邪魔とならず、スリット１１同士の距離を近づけることができるので、塗布の連続性を高めることができ、好都合である。図６に示したヘッド７ｆではスリット１１の両端において同じ側にずれた位置に吐出量調節穴１２が設けられていたが、図７に示すヘッド７ｇのように、スリット１１の両端においてそれぞれ異なる側にずれた位置に吐出量調節穴１２が設けられていてもよい。

　図８に示すヘッド７ｈのように、吐出量調節穴は、スリット１１の幅より大きな径を有することとしてもよい。ヘッド７ｈは径が大きな吐出量調節穴１２ｈを有している。ヘッド７ｈは、図３に示したヘッド７において吐出量調節穴の径を拡大したものであるが、このように吐出量調節穴の径を大きくするという発想は、図５、図６、図７にそれぞれ示した構成において採用してもよい。図８における吐出量調節穴１２ｈは円形となっているが、円形以外の形状であってもよい。たとえば四角形、長円形であっでもよく、線状であってもよい。吐出量調節穴を長円形または線状とする場合、第１の方向９１を長手方向として延在するように設ければ、スリット１１の配置にとって邪魔とならないので好ましい。

　図２に示した例では、３つのヘッド７が一直線上に並んでいるが、より多くの数のヘッド７を一直線上に並べた場合、スリット１１と吐出量調節穴１２との並びの関係は、図９に示すようになる。図９は複数のヘッド７の配列を下方から見たところである。図９に示した例では、溶液出口の並び方に注目すれば、…、スリット１１、吐出量調節穴１２、吐出量調節穴１２、スリット１１、吐出量調節穴１２、吐出量調節穴１２、スリット１１、吐出量調節穴１２、吐出量調節穴１２、スリット１１、吐出量調節穴１２、吐出量調節穴１２、…と繰り返すように並ぶこととなる。この場合、スリット１１同士の間にそれぞれ間隙Ａが生じるが、各間隙Ａにはそれぞれ２つの吐出量調節穴１２が配置されることとなる。この場合、上述したように、吐出量調節穴駆動部１４によって吐出量調節穴１２から吐出される溶液の量を微調整することによって、ヘッド７同士の境目の間隙Ａにおいても溶液を精度良く均一に塗布することができる。

　図１０に示す例のように、複数のヘッド７は、千鳥状に配列されていることが好ましい。このように配置した場合、スリット１１同士の間隙Ｂにはそれぞれ２つの吐出量調節穴１２が配置されている。図１０に示したように、複数のヘッド７を千鳥状に配列した場合、図９に示した間隙Ａに比べてスリット１１の間隙Ｂを短くすることができるので、吐出量調節穴１２による調整が行ないやすくなる。

　実施の形態１における塗布装置１０１を出発点としてここまでいくつかの変形例について説明したが、これらの変形例はそれぞれ単独で採用するだけでなく、複数の変形例を組み合わせて採用してもよい。たとえば、各ヘッドを、スリットの各端の近傍にそれぞれ吐出量調節穴が複数設けられた構成とし、そのような構成を備える複数のヘッドを千鳥状に配列してもよい。

　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

　本発明は、塗布装置に利用することができる。

　１　ベース、２　レール、３　テーブル、４　支持ピン、５　支持部、６　基板、６ａ　主表面、７，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ　ヘッド、８　溶液供給配管、９　溶液回収配管、１１　スリット、１２，１２ｈ　吐出量調節穴、１３　スリット加圧部、１４　吐出量調節穴駆動部、２８　個別供給配管、２９　個別回収配管、９１　第１の方向、９２　第２の方向、９３　延長線、１０１　塗布装置。

Claims

　主表面（６ａ）を有する対象物の前記主表面に溶液を塗布するための塗布装置（１０１）であって、
　前記対象物を前記主表面が上側を向くように支持する支持部（５）と、
　前記主表面の上方に配置され、第１の方向（９１）に相対的に走査することができる複数のヘッド（７）とを備え、
　前記複数のヘッドは、前記第１の方向とは垂直な第２の方向（９２）に並ぶように配列されており、
　前記複数のヘッドの各々は、前記第２の方向に延在するスリット（１１）と、前記スリットの各端の近傍に１以上配置された吐出量調節穴（１２）と、前記スリットから前記溶液を吐出するためのスリット加圧部（１３）と、前記吐出量調節穴から前記溶液を吐出するための吐出量調節穴駆動部（１４）とを有し、
　前記吐出量調節穴駆動部は、前記スリット加圧部とは独立して前記溶液の吐出量を定めることが可能となっている、塗布装置。
　前記吐出量調節穴は、前記スリットの延長線上に配置されている、請求項１に記載の塗布装置。
　前記吐出量調節穴は、前記スリットの延長線上から前記第１の方向に外れた位置に配置されている、請求項１に記載の塗布装置。
　前記吐出量調節穴は、前記スリットの幅より大きな径を有する、請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置。
　前記複数のヘッドは、千鳥状に配列されている、請求項１から４のいずれかに記載の塗布装置。