JP4573655B2 - 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、ノズルから塗布液を吐出することによって基板に塗布液を塗布する塗布装置に関する。

従来、有機ＥＬ表示装置を作成する装置において、発光層となる有機ＥＬ材料を基板に形成する際に、有機ＥＬ材料をノズルから吐出することによって基板に塗布する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、有機ＥＬ材料をポンプで所定の圧力にしてノズルから吐出することによって基板に有機ＥＬ材料を吹き付けるのである。この方法では、有機ＥＬ材料を吐出するノズルを基板上で所定方向に往復移動させるとともに、ノズルが半往復する度に当該所定方向に対して垂直な方向に基板をピッチ送りする。これによって、基板上においてストライプ状に有機ＥＬ材料（発光層）のパターンを形成することができる。有機ＥＬ材料をノズルによって塗布する方法は、インクジェットによって塗布を行う方法に比べて高速に塗布を行うことができる点で有効である。
特開２００２−０７５６４０号公報

ここで、ノズルを洗浄する洗浄手段を従来の塗布装置に取り付けることを考える。図８は、従来の塗布装置に洗浄手段を取り付けた塗布装置を示す図である。洗浄手段９３は、ノズル９１が塗布液の吐出および移動を停止しているときに（すなわち、塗布処理を行っていないとき）、ノズル９１の吐出口に向けて洗浄液を湧出することによってノズル９１の吐出口を洗浄するものである。ここでは、図８に示す左端でノズル９１が停止するものとし、洗浄手段９３は、停止時におけるノズル９１の下方においてノズル９１の吐出口と対向するように配置される。なお、基板９９に対して均一に有機ＥＬ材料を塗布するためには、基板９９上でノズル９１をある程度の速度で等速移動させることが好ましく、そのためには、ノズル９１を基板の外側で加速させる必要がある。したがって、図８においては、基板９９の両側に関して所定長さだけ広い幅でノズルを往復移動させている。また、有機ＥＬ材料をノズルによって塗布する方法では、有機ＥＬ材料の吐出をオンオフで制御することが困難であるので、１枚の基板について上記往復移動を繰り返す間、ノズルから有機ＥＬ材料を吐出し続けることが考えられる。したがって、図８においては、基板９９の外側でもノズルを往復移動させていること、および、ノズルから有機ＥＬ材料を吐出し続けることから、基板９９外においても有機ＥＬ材料が吐出されるので、基板９９の両側に液受け部９４Ｌおよび９４Ｒを設けている。

図８に示す塗布装置において装置を小型化するためには、ノズル９１が往復移動を行う幅の内側に洗浄手段９３を配置する必要がある。ノズル９１が往復移動を行う幅の外側に洗浄手段を配置すれば、洗浄手段の分だけ塗布装置の幅が広くなるからである。しかし、ノズル９１が往復移動を行う幅の内側に洗浄手段９３を配置すれば、往復移動中においてノズル９１から洗浄手段９３に有機ＥＬ材料が吐出されることから、吐出された有機ＥＬ材料が洗浄手段９３に当たってしまう。洗浄手段９３は洗浄液の湧出口等に凹凸を有しているので、洗浄手段９３の凹凸に有機ＥＬ材料が当たると有機ＥＬ材料がミスト化して飛散する。さらに、飛散したミストは、ノズル９１の移動による負圧によって舞い上げられ、基板９９に付着してしまうおそれがあった。このように飛散した有機ＥＬ材料が基板９９に付着すると、有機ＥＬ表示装置の欠陥または品質低下の原因となる。以上のように、ノズルの移動幅の範囲内に洗浄手段を設けた場合には、塗布液が飛散して基板に付着するという問題点があった。

それ故、本発明の目的は、塗布装置に洗浄手段を配置した場合において、塗布液の飛散を防止することができる塗布装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、塗布液を吐出するとともに塗布液の吐出中において基板上を通過するように移動するノズルと、ノズルを洗浄するための洗浄液を湧出する洗浄口とノズルの移動方向に延びる平面状の部分とを有する洗浄部と、塗布液の吐出中においては、ノズルから吐出される塗布液が平面状の部分に当たる位置に洗浄部を配置し、ノズルを洗浄する時には、洗浄口がノズルの吐出口に対向する位置に洗浄部を配置させるように洗浄部を移動する洗浄移動機構部とを備えている。

また、第２の発明においては、洗浄移動機構部は、ノズルの移動方向に対して垂直な方向に洗浄部を移動することによって、塗布液の吐出中における洗浄部の位置とノズルの洗浄時における洗浄部の位置とを変化させてもよい。

また、第３の発明においては、洗浄移動機構部は、塗布液の吐出中においては、ノズルを洗浄する時に比べて低い位置に洗浄部を移動するようにしてもよい。

また、第４の発明においては、洗浄部は、洗浄口の周囲が突起した形状を有していてもよい。

第１の発明によれば、基板に対する塗布を行う場合とノズルの洗浄を行う場合とで洗浄部の位置を変化させることによって、ノズルから吐出される塗布液が当たる位置を変化させる。これによって、塗布液の飛び跳ねを抑制することができるので、ミスト化した塗布液が基板上に落下して付着することを防止することができる。

また、第２の発明によれば、洗浄部は、ノズルの移動方向と垂直な方向に移動するので、ノズルの移動方向に関する装置の幅は、洗浄部が移動しても変化しない。したがって、第２の発明によれば、ノズルの移動幅のサイズで塗布装置を構成することができるので、装置の小型化を図ることができる。

また、第３の発明によれば、基板への塗布中においてノズルが移動した際にノズルが洗浄部に衝突するおそれがなく、衝突による装置の破損を防止することができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る塗布装置の概観を示す図である。図１（ａ）は、塗布装置を上側から見た図であり、図１（ｂ）は、塗布装置を側面からＹ軸正方向の向きに見た図である。図１に示すように、塗布装置は、ノズルユニット１と、ガイド部材２と、洗浄部３ａおよび３ｂと、液受け部４Ｒおよび４Ｌと、ステージ５と、ステージ移動機構部６とを備えている。また、ノズルユニット１は、赤色の有機ＥＬ材料を吐出するノズル１１と、緑色の有機ＥＬ材料を吐出するノズル１２と、青色の有機ＥＬ材料を吐出するノズル１３とを備えている。なお、後述する図５に示すように、塗布装置は洗浄移動機構部７および制御部８を備えている。本塗布装置は、有機ＥＬ材料の塗布液を基板Ｓ上に塗布することによって有機ＥＬ表示装置を製造するものである。

まず、図１〜図６を参照して、本塗布装置の構成を説明する。図１に示すように、ステージ５には塗布処理の対象となる基板ＳがＸＹ平面とほぼ平行に載置される。基板Ｓは、Ｙ軸方向に関してステージ５よりもやや大きいサイズである。Ｘ軸方向に関しては、基板Ｓよりもステージ５の方が大きい。ステージ移動機構部６は内部にモータを有し、ガイド受け部６１がガイド部材６２を滑動することによってステージ５をＹ軸方向に平行移動させることができる。後述する図５に示すように、ステージ移動機構部６の動作は制御部８によって制御される。

ステージ５の上方にはガイド部材２が固設される。ガイド部材２はＸ軸方向に延びるレール２１を有し、レール２１に沿って移動可能なようにノズルユニット１がガイド部材２に接続される。各ノズル１１〜１３は、塗布液（有機ＥＬ材料）を吐出する向きが鉛直下向きとなるようにノズルユニット１の下側に配置される。なお、各ノズル１１〜１３は、Ｙ軸方向に関して少しずれた位置に配置される。また、ガイド部材２は、Ｘ軸方向に関して基板Ｓよりも長く構成され、ノズルユニット１は、Ｘ軸方向に関して基板Ｓの幅よりも広い範囲を移動することが可能である（図１（ａ）参照）。なお、ノズルユニット１の移動幅が基板Ｓよりも広くとられているのは、塗布時にノズルユニット１が往復移動を行う際、基板上でノズルユニット１を所定速度で等速移動させるためである。基板Ｓに塗布液を塗布する際には、各ノズル１１〜１３から塗布液が基板Ｓに向けて吐出されるとともに、ノズルユニット１がレール２１の一端から他端まで移動する。これによって、塗布装置、Ｘ軸方向に関して基板Ｓの一端から他端まで塗布液を塗布することができる。本実施形態では、Ｙ軸方向に少しずれた位置に配置される３本のノズル１１〜１３のそれぞれから色の異なる有機ＥＬ材料が吐出されるので、ノズルユニット１がレール２１の一端から他端まで１回移動することによって３本の線状に３色の有機ＥＬ材料が基板Ｓに塗布されることとなる。

なお、１枚の基板に対して塗布を行う間、各ノズル１１〜１３から塗布液が吐出され続ける。塗布液をノズルによって塗布する場合、塗布液の吐出をオンオフで制御することが困難だからである。したがって、ノズルユニット１がレール２１の一端から他端まで移動する間に各ノズル１１〜１３から塗布液が吐出されると、基板Ｓに塗布液が塗布されるだけでなく、基板Ｓの外側においても塗布液が吐出されることとなる。そこで、基板Ｓの外側で吐出された塗布液を受ける目的で液受け部４および洗浄部３が設置されている。液受け部４および洗浄部３は、ノズルの移動幅（図１（ｂ）参照）よりも内側に設けられる。なお、以下において、液受け部４Ｒと液受け部４Ｌとを区別しない場合には、液受け部４Ｒおよび４Ｌを単に「液受け部４」と記載し、洗浄部３ａと洗浄部３ｂとを区別しない場合には、洗浄部３ａおよび３ｂを単に「洗浄部３」と記載する。

２つの液受け部４は、Ｘ軸方向に関して基板Ｓの両側に配置される。液受け部４Ｒは、上段部４１Ｒ、連結部４２Ｒ、および下段部４３Ｒを備えている。上段部４１Ｒは、上面にスリット４４Ｒを有する箱状の形状であり、当該スリット４４ＲはＸ軸方向に沿って延びている。上段部４１Ｒは、各ノズル１１〜１３から吐出される塗布液がスリットを通過するように配置される。上段部４１Ｒの底面の最も低い位置には排出流路（図示しない）が設けられており、上段部４１Ｒ内に受けられた塗布液は当該排出流路から下段部４３Ｒに排出される。ここで、ノズルから吐出された塗布液は、吐出直後は液柱状態（塗布液が直線棒状となっている状態）を保っているものの、吐出されてからの距離が長くなるにつれて液滴化し、さらにはミスト化（液滴化よりも微細な状態）する。そこで、本実施形態では、塗布液が液滴化・ミスト化する前に上段部４１Ｒによって塗布液を回収する。また、上段部４１Ｒ内において塗布液がミスト化したとしても、上段部４１Ｒがスリット４４Ｒを有するので、ミスト化した塗布液が上段部４１Ｒの外部へ舞い上がることを防止することができる。

また、下段部４３Ｒは、連結部４２Ｒによって上段部４１Ｒと連結されている。下段部４３Ｒは、上面が開口した箱状の形状である。下段部４３Ｒは、上段部４１Ｒの排出流路から排出された塗布液を回収するとともに、上段部４１Ｒで回収できなかった塗布液を回収する。例えば、上段部４１Ｒと基板Ｓとの間の隙間から下部へ漏れる塗布液は、下段部４３Ｒで回収される。なお、下段部４３Ｒの底面の最も低い位置には排出流路（図示しない）が設けられており、下段部４３Ｒ内に回収された塗布液は当該排出流路から外部へ排出される。

なお、液受け部４Ｌは、液受け部４Ｒと同様の構成を有している。すなわち、液受け部４Ｌの上段部４１Ｌは液受け部４Ｒの上段部４１Ｒに相当し、液受け部４Ｌの下段部４３Ｌは液受け部４Ｒの下段部４３Ｒに相当する。液受け部４Ｌは、Ｘ軸方向に関する長さが液受け部４Ｒと異なる点を除いて、液受け部４Ｒと同様の機能を有するものである。

また、洗浄部３は、ノズル１１〜１３に付着した塗布液を洗浄する。すなわち、ノズル１１〜１３には、それから吐出した塗布液が吐出口付近に付着するので、洗浄部３は、各ノズル１１〜１３に対して洗浄液をかけることによって各ノズル１１〜１３を洗浄する。洗浄部３は、基板Ｓを中心として液受け部４Ｌの外側に配置される。なお、ノズルから吐出された塗布液を完全に受けることができるように、洗浄部３と液受け部４Ｌとの間には隙間がないように両者を配置することが好ましい。洗浄部３は、後述する図５に示す洗浄移動機構部７によってＹ軸方向およびＺ軸方向に平行移動が可能である。

また、本実施形態では、２つの洗浄部３ａおよび３ｂが用いられる。２つの洗浄部３ａおよび３ｂは、洗浄対象となる塗布液の種類に応じて使い分けられる。すなわち、洗浄部３ａは、例えば水系の有機ＥＬ材料を洗浄する際に用いられ、洗浄部３ｂは、例えば溶剤系の有機ＥＬ材料を洗浄する際に用いられる。具体的には、各洗浄部３ａおよび３ｂは、Ｙ軸方向に移動することによって、いずれか一方の洗浄部がノズルの吐出口の直下位置（ノズルから吐出された塗布液が当たる位置）に位置するように配置される。なお、図１は、洗浄部３ａを用いる場合の配置を示している。本実施形態のように、複数の洗浄部を備えることによって、複数種類の塗布液に容易に対応することができる。

図２は、洗浄部３の詳細な構成を示す図である。すなわち、図２（ａ）は洗浄部３の斜視図であり、図２（ｂ）は洗浄部３のＡ−Ａ’断面図である。なお、洗浄部３ａと洗浄部３ｂとは同じ構成であるので、図２では洗浄部３ａと洗浄部３ｂのうちの一方のみを洗浄部３として示している。図２（ａ）に示すように、洗浄部３は、傾斜のついた底面を有する箱状の形状である。底面は、Ｘ軸方向に沿って延びる平坦な部分（平坦部３７）を有する。また、底面には、３つの突起部３１〜３３が設けられており、各突起部３１〜３３は洗浄口（洗浄口３４〜３６）をそれぞれ１つずつ有している。３つの突起部３１〜３３は、３つのノズル１１〜１３に対応しており、対応する各ノズルを洗浄する。すなわち、突起部３１は、ノズル１１に対応し、洗浄口３４から湧出される洗浄液によってノズル１１を洗浄する。突起部３２は、ノズル１２に対応し、洗浄口３５から湧出される洗浄液によってノズル１２を洗浄する。突起部３３は、ノズル１３に対応し、洗浄口３６から湧出される洗浄液によってノズル１３を洗浄する。また、各ノズル１１〜１３の各吐出口のＺ軸方向に関する位置は同じであり、３つの突起部３１〜３３の各洗浄口３４〜３６のＺ軸方向に関する位置は同じである。３つの突起部３１〜３３は、Ｘ軸方向に沿ってほぼ１列に配置されているが、ノズル１１〜１３と同様、Ｙ軸方向に関して少しずれて配置されている。なお、各洗浄口３４〜３６への洗浄液の流入経路については図示していない。また、平坦部３７の最下位置には、図示しない排出口が設けられており、洗浄時に各突起部３１〜３３から流出した洗浄液は、傾斜のついた平坦部３７上を通って当該排出口から排出される。

また、洗浄部３は、基板Ｓへ塗布液を塗布する際とノズルを洗浄する際とで、その位置が移動する。図３は、基板Ｓへ塗布液を塗布する場合およびノズルを洗浄する場合におけるノズル１３と洗浄部３との位置関係を示す図である。なお、図３では、代表してノズル１３と洗浄部３の突起部３３との位置関係を示しているが、ノズル１１と突起部３１、および、ノズル１２と突起部３２についても図３と同様の位置関係となる。まず、図３（ａ）は、基板Ｓへ塗布液を塗布する際におけるノズル１３と突起部３３との位置関係を示している。塗布時においては、洗浄部３は、平坦部３７がノズル１３の直下位置となる位置にある。一方、図３（ｂ）は、ノズル１３を洗浄する際におけるノズル１３と洗浄部３との位置関係を示している。洗浄時においては、洗浄部３は、各突起部の洗浄口が対応するノズルの吐出口に対向するような位置に移動される。すなわち、塗布時には洗浄部３は図３（ａ）に示す位置にあり、洗浄時になると、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動することによって、洗浄部３は、各突起部３３〜３６が対応する各ノズル１１〜１３に当接する位置、すなわち、図３（ｂ）に示す位置になる。なお、図示していないが、各突起部３１〜３３には、洗浄口から突起部上面の外周部分まで延びる溝が設けられている。したがって、洗浄口から湧出した洗浄液は、当該溝を通って突起部の外部に排出された後、平坦部３７上を通って上記排出口から排出される。また、洗浄が終了して塗布を行う段階（または塗布を待つ段階）になると、洗浄部３は図３（ａ）に示す位置に戻る。

ここで、塗布時において図３（ａ）の位置に洗浄部３が配置されるのは、ノズルから吐出された塗布液が突起部に当たって飛び散ることを防止するためである。すなわち、もし、塗布時において図３（ｂ）に示すような位置に洗浄部３が配置されていると、移動しているノズルから吐出された塗布液が突起部や洗浄口等といった凹凸がある部分に当たって、塗布液がミスト化して飛散してしまう。図４は、塗布液が突起部に当たって飛散する様子を示す図である。図４に示すように、各突起部３１〜３３の上面端部は丸みを帯びた形状であり、吐出された塗布液が当該端部に当たる場合に特に塗布液の飛散が生じ易い。ミスト化して飛散した塗布液は、ノズルユニット１の移動によって生じる負圧によって上方に舞い上げられ、塗布液が基板Ｓに付着するおそれがある。以上のように、塗布時において洗浄部３が図３（ｂ）の位置にあると、ミスト化した塗布液が基板Ｓに付着し、有機ＥＬ表示装置の品質の低下や欠陥の原因となる。

そこで、本発明では、塗布時においては各ノズル１１〜１３から吐出された塗布液が平坦部３７に当たるように洗浄部３の位置を移動させる（図３（ａ））。このとき、塗布液は平坦部３７に当たるので大きく飛び散ることがなく、ミスト化した塗布液が基板Ｓに付着することを抑えることができる。一方、各ノズル１１〜１３を洗浄する際には、ノズルの近傍に当該ノズルに対応する突起部が位置するように移動させる（図３（ｂ））ので、ノズルを確実に洗浄することができる。なお、塗布時においても洗浄時と同じ位置に突起部があると、ノズルが移動する際に両者が接触する可能性がある。そこで、本実施形態においては、Ｙ軸方向のみならずＺ軸方向についても洗浄部３を移動させることによって、塗布時には両者の距離を洗浄時に比べて離しておく。

図５は、本実施形態に係る塗布装置の各部と制御部８との接続関係を示す図である。図５に示すように、制御部８は、ノズルユニット１、洗浄部３、ステージ移動機構部６、および洗浄移動機構部７と接続されている。制御部８は、ノズルユニット１の動作を制御する。具体的には、制御部８は、ノズルユニット１のＸ軸方向の移動を制御するとともに、各ノズル１１〜１３による有機ＥＬ材料の吐出を制御する。なお、ノズルユニット１は、有機ＥＬ材料をノズルに送り出すポンプ、およびノズルに送り出される有機ＥＬ材料の流量を計測する流量計をノズル毎に有している。制御部８は、流量計による流量の計測結果に基づいてポンプをフィードバック制御することによって、ノズルから吐出される有機ＥＬ材料の量を制御する。また、制御部８は、ステージ移動機構部６を制御することによってステージ５のＹ軸方向に関する移動を制御する。さらに、制御部８は、洗浄移動機構部７を制御することによって洗浄部３のＹ軸方向およびＺ軸方向に関する移動を制御する。また、制御部８は、洗浄部３による洗浄の開始および終了を制御する。具体的には、制御部８は、洗浄部３からの洗浄液の湧出を制御する。

図６は、洗浄移動機構部７の詳細な構成を示す図である。図６において、洗浄移動機構部７は、第１支持部７１、洗浄部切替部７２、高さ切替部７３、吐出位置切替部７４、および第２支持部７５を備えている。洗浄部切替部７２は、固設されている第１支持部７１の側面に接続されている。洗浄部切替部７２は、Ｙ軸方向に移動可能であり、両端で停止可能なシリンダによって構成される。洗浄部切替部７２は、シリンダが一端で停止しているときには洗浄部３ａがノズル１１〜１３の直下位置に位置し、シリンダが他端で停止しているときには洗浄部３ｂがノズル１１〜１３の直下位置に位置するように設定される。洗浄部切替部７２におけるシリンダによる移動量は、洗浄部３ａの突起部の位置から洗浄部３ｂの突起部の位置までの長さであり、洗浄部切替部７２は、２つの洗浄部のうちで使用する洗浄部を切り替えるために用いられるものである。

また、高さ切替部７３は、洗浄部切替部７２の側面に接続されている。高さ切替部７３は、Ｚ軸方向に移動可能であり、両端で停止可能なシリンダによって構成される。高さ切替部７３は、シリンダが高い方の一端で停止しているときには、洗浄部３の突起部がノズルの先端に当接するように設定される。なお、シリンダが低い方の一端で停止しているときには、塗布中においてノズルが移動してもノズルと突起部とが衝突するおそれがない程度に低い位置に洗浄部３が位置するように設定される。ただし、ノズルと洗浄部３との距離が離れすぎると、ノズルから吐出される塗布液が洗浄部３に到達するまでに液柱状態からミスト状に変化し、その結果、ミスト状の塗布液がノズル移動時に生じる負圧によって舞い上がって基板に付着するおそれがある。したがって、洗浄部３の低い方の位置は、ノズルから吐出される塗布液がミスト化しない程度の距離に設定されることが好ましい。高さ切替部７３は、ノズルを洗浄する際と塗布を行う際とで洗浄部３の高さを切り替えるために用いられる。

また、吐出位置切替部７４は、高さ切替部７３の上面に接続されている。吐出位置切替部７４は、Ｙ軸方向に移動可能であり、両端で停止可能なシリンダによって構成される。吐出位置切替部７４は、シリンダが一端で停止しているときには、洗浄部３の洗浄口がノズル１１〜１３の直下位置に位置するように設定される。また、シリンダが他端で停止しているときには、洗浄部の平坦部がノズル１１〜１３の直下位置に位置するように設定される。したがって、吐出位置切替部７４におけるシリンダによる移動量は、洗浄部３の突起部の位置から平坦部の位置までのＹ軸方向に関する長さであり、吐出位置切替部７４は、ノズルから吐出された塗布液が当たる位置を切り替えるために用いられる。なお、第２支持部７５は吐出位置切替部７４の上面に接続され、洗浄部３ａおよび３ｂを支持する。

次に、塗布装置の動作を説明する。ここで、塗布装置においては、基板Ｓに有機ＥＬ材料を塗布する塗布処理と、各ノズル１１〜１３を洗浄する洗浄処理とが行われる。以下、これら塗布処理および洗浄処理のそれぞれについて説明する。

まず、塗布処理における塗布装置の動作を説明する。なお、以下では、Ｘ軸に平行なストライプ状に有機ＥＬ材料を基板Ｓに塗布する場合を説明する。塗布処理の対象となる基板Ｓは、図示しない搬送ロボットによって塗布装置に搬入され、ステージ５の予め決められた位置に載置される。なお、搬入されてくる基板Ｓには、陽極および正孔輸送層がすでに形成されており、有機ＥＬ材料を塗布すべき位置に溝が形成されているものとする。

塗布装置に搬入された基板Ｓがステージ５に載置されると、制御部８は、ステージ５およびノズルユニット１を初期位置に移動させる。具体的には、制御部８は、予め定められた初期位置にステージ５を基板Ｓごと移動させるとともに、ガイド部材２の一端にノズルユニット１を移動させる。

また、制御部８は、洗浄部３の位置が塗布処理時の位置になるように洗浄移動機構部７を制御する。具体的には、洗浄部切替部７２は、洗浄部３ａおよび３ｂのいずれかがノズル１１〜１３の直下位置に位置するように制御される。なお、直下位置に位置する洗浄部としては、塗布液の種類に応じて適切な方の洗浄部が選択される。また、高さ切替部７３は、洗浄部３が低い方の位置となるように制御される。これは、塗布中においてノズル１１〜１３と洗浄部３とが衝突しないようにするためである。また、吐出位置切替部７４は、平坦部３７がノズル１１〜１３の直下位置に位置するように制御される（図３（ａ）参照）。これによって、ノズル１１〜１３から吐出された塗布液の飛び跳ねを抑えることができる。

ステージ５およびノズルユニット１が初期位置に配置され、洗浄部３が上記塗布処理時の位置に配置されると、制御部８は塗布処理を開始する。塗布処理においては、ノズルユニット１のＸ軸方向の移動動作（第１動作）とステージ５のＹ軸方向の移動動作（第２動作）とが繰り返される。具体的には、まず、第１動作として、ノズルユニット１の各ノズル１１〜１３から有機ＥＬ材料が吐出されるとともにノズルユニット１がガイド部材２の一端から他端へ移動する。これによって、基板Ｓに対する３列分の塗布が完了する。次に、第２動作として、塗布された３列分の長さだけＹ軸の正方向にステージ５がピッチ送りされる。以降、第１動作と第２動作とを繰り返すことによって、基板Ｓへの塗布が３列分ずつ行われる。これによって、基板Ｓに有機ＥＬ材料がストライプ状に塗布されていく。なお、塗布装置における塗布処理が完了した基板は、搬送ロボットにより搬出される。以上のように発光層が形成された基板に対して、例えば真空蒸着法により陰極電極が発光層上に形成されることによって、有機ＥＬ表示装置が製造される。

次に、洗浄処理における塗布装置の動作を説明する。なお、洗浄処理は、塗布装置による１日の作業の開始前または終了後に行われてもよいし、所定枚数の基板に対する塗布処理が終了する毎に行われてもよいし、所定時間間隔で行われてもよい。また、ノズルを洗浄する処理の開始は、作業者によって手動で制御部８に指示されるようにしてもよいし、制御部８が自動的に開始するようにしてもよい。

図７は、洗浄処理における塗布装置の動作の流れを示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、制御部８は、塗布処理時に移動していたノズルユニット１を停止させる。なお、ノズルユニット１は、ガイド部材２の両端のうち、洗浄部３の上方に位置する一端（図１に示す左側の一端）で停止する。より具体的には、ノズルユニット１は、各ノズルとそれに対応する各突起部とのＸ軸方向に関する位置が同じになる位置で停止する。続くステップＳ２において、制御部８は、各ノズル１１〜１３による塗布液の吐出を停止させる。

ステップＳ３において、制御部８は、吐出位置切替部７４の位置を切り替える。具体的には、制御部８は、平坦部がノズル１１〜１３の直下位置に位置していた洗浄部３を、突起部がノズル１１〜１３の直下位置に位置するように移動させる。続くステップＳ４において、制御部８は、高さ切替部７３を制御することによって洗浄部３を上方に移動させる。すなわち、突起部がそれに対応するノズルの吐出口に当接するように洗浄部３が移動される。これによって、洗浄部３の各突起部３１〜３３の洗浄口３４〜３６と、各ノズル１１〜１３の吐出口とが対向する位置となり、各ノズル１１〜１３の洗浄が可能になる。

次に、ステップＳ５において、制御部８は、ノズル１１〜１３の洗浄を行う。具体的には、洗浄部３の各洗浄口３４〜３６から洗浄液を湧出することによってノズル１１〜１３の洗浄を行う。洗浄時において、洗浄口から湧出された洗浄液は、各突起部３１〜３３から平坦部３７へ流れていき、洗浄部３の排出口から排出される。洗浄液が予め定められた所定時間吐出されると、洗浄部３は、洗浄液の吐出を停止し、ノズルや洗浄口の周囲に残った洗浄液を洗浄口から吸引する。以上によってノズルの洗浄が終了する。

ステップＳ６において、制御部８は、高さ切替部７３を制御することによって洗浄部３を下方の位置に戻す。これによって、ノズル１１〜１３から十分に離れた位置に洗浄部３が移動されるので、塗布処理においてノズル１１〜１３が移動してもノズル１１〜１３と洗浄部３とが衝突することがない。続くステップＳ７において、制御部８は、吐出位置切替部７４の位置を切り替える。具体的には、制御部８は、突起部がノズル１１〜１３の直下位置に位置していた洗浄部３を、平坦部がノズル１１〜１３の直下位置に位置するように移動させる。これによって、塗布処理においてノズル１１〜１３から塗布液が吐出されても洗浄部３における塗布液の飛び跳ねを抑えることができる。洗浄時における塗布装置の処理は以上のステップＳ１〜Ｓ７で終了する。以上の処理の後、塗布装置は塗布処理を再開することができる。

以上のように、本実施形態では、洗浄部３は、塗布処理時と洗浄処理時とでその位置が変化する。すなわち、塗布処理時には、ノズルから吐出された塗布液が飛び散らないように、平坦部３７に塗布液が当たる位置に突起部を待避させ、洗浄処理時には、ノズルを洗浄するために、洗浄口がノズルの吐出口に対向する位置に移動する。このように、洗浄部３は、塗布時における塗布液の飛び跳ねを抑制するための待避位置（図３（ａ））と、洗浄機能を果たすためのノズル洗浄位置（図３（ｂ））との２つの位置を有するものである。これによって、洗浄部３をノズルの移動範囲の内側に配置した場合でも塗布液の飛び跳ねを抑制することができるので、装置を小型化することができるとともに有機ＥＬ表示装置の品質の低下を防止することができる。

なお、本実施形態では、有機ＥＬ表示装置を製造するための塗布装置、すなわち、有機ＥＬ材料をガラス基板に塗布する塗布装置を例として説明した。ここで、本発明は、有機ＥＬ材料をガラス基板に塗布するものに限定されず、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板、磁気／光ディスク用のガラス／セラミック基板等の各被処理基板に対して、ノズルで塗布液を塗布する塗布装置に適用することが可能である。例えば、ウエハ等の基板上にレジストやＳＯＧ液を塗布する塗布装置においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では、ノズルユニット１はＸ軸方向にのみ移動し、Ｙ軸方向については基板Ｓを載置したステージ５が移動することによって、基板Ｓに対する塗布を行った。ここで、他の実施形態では、ノズルユニット１のみをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させるようにしてもよい。すなわち、ノズルユニット１をＸ軸方向に移動させるとともに、Ｘ軸方向に半往復移動する度にノズルユニット１をＹ軸方向に移動させるようにしてもよい。具体的には、ノズルユニット１のＹ軸方向の移動は、ガイド部材２をＹ軸方向に移動させる移動機構を設けることによって実現することができる。なお、このとき、ノズルユニット１の移動に応じて洗浄部３および液受け部４をＹ軸方向に移動させる必要がある。以上の構成によっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、塗布装置は３本のノズル１１〜１３によって塗布液を塗布するものであり、洗浄部３は各ノズル１１〜１３に対応する３つの突起部３１〜３３を有していた。ここで、他の実施形態においては、ノズルの本数は何本であってもよい。また、洗浄部３の突起部の数は、ノズルの本数と同数である必要はなく、１つの突起部で複数のノズルを順に洗浄していくようにしてもよい。

また、上記実施形態では、基板Ｓに塗布液を塗布する際、塗布装置は、３本のノズル１１〜１３によって３色の有機ＥＬ材料を同時に塗布した。ここで、上記実施形態の変形例として、３本のノズルのそれぞれから同じ色の有機ＥＬ材料を塗布するようにしてもよい。具体的には、まず、３本のノズル１１〜１３の全てから赤色の有機ＥＬ材料を吐出しつつＸ軸方向に移動させるとともに、ステージをＹ軸方向に移動させて（ピッチ送りして）、基板Ｓに赤色の有機ＥＬ材料のみを塗布する。そして、３本のノズル１１〜１３に供給する塗布液を緑色、青色の有機ＥＬ材料に順次切り替えて、赤色の場合と同様に緑色および青色の有機ＥＬ材料を塗布する。

なお、上記実施形態では各ノズル１１〜１３はＹ軸方向に関して塗布ラインの１ライン分の間隔を開けて配置されるのに対して、上記変形例においては、各ノズル１１〜１３はＹ軸方向に関して３ライン分の間隔を空けて配置される。具体的には、塗布液を塗布すべき塗布ラインを、Ｙ軸正方向から順にＲ１，Ｇ１，Ｂ１，Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２，Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３，Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４，…と呼ぶこととすると、赤色の有機ＥＬ材料を塗布する際の初期状態においては、ノズル１１がラインＲ１上に配置され、ノズル１２がラインＲ２上に配置され、ノズル１３がラインＲ３上に配置される。そして、ステージ５のＹ軸方向に関するピッチ送り量は、３ライン分の長さとなる。つまり、ステージ５は、ノズル１１がラインＲ１の次にラインＲ４上に配置されるようにピッチ送りされる。赤色の場合と同様に、緑色の有機ＥＬ材料を塗布する際の初期状態においてはノズル１１がラインＧ１上に配置され、青色の有機ＥＬ材料を塗布する際の初期状態においては、ノズル１１がラインＢ１上に配置される。

本発明は、ノズルから塗布液を吐出することによって基板に塗布液を塗布する塗布装置において、塗布装置に洗浄手段を配置した場合でも塗布液の飛散を防止すること等を目的として利用することができる。

本発明の一実施形態に係る塗布装置の概観を示す図 洗浄部３の詳細な構成を示す図 基板Ｓへ塗布液を塗布する場合およびノズルを洗浄する場合におけるノズル１３と洗浄部３との位置関係を示す図 塗布液が突起部に当たって飛散する様子を示す図 本実施形態に係る塗布装置の各部と制御部８との接続関係を示す図 洗浄移動機構部７の詳細な構成を示す図 洗浄処理における塗布装置の動作の流れを示すフローチャート 従来の塗布装置を応用した塗布装置を示す図

符号の説明

１ ノズルユニット
２ ガイド部材
３ 洗浄部
４ 液受け部
５ ステージ
６ ステージ移動機構部
７ 洗浄移動機構部
８ 制御部
３１〜３３ 突起部
３４〜３６ 洗浄口
３７ 平坦部

Claims (4)

1. 基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
   塗布液を吐出するとともに塗布液の吐出中において前記基板上を通過するように移動するノズルと、
   前記ノズルを洗浄するための洗浄液を湧出する洗浄口と前記ノズルの移動方向に延びる平面状の部分とを有する洗浄部と、
   塗布液の吐出中においては、前記ノズルから吐出される塗布液が前記平面状の部分に当たる位置に前記洗浄部を配置し、前記ノズルを洗浄する時には、前記洗浄口が前記ノズルの吐出口に対向する位置に前記洗浄部を配置させるように前記洗浄部を移動する洗浄移動機構部とを備える、塗布装置。
2. 前記洗浄移動機構部は、前記ノズルの移動方向に対して垂直な方向に前記洗浄部を移動することによって、塗布液の吐出中における前記洗浄部の位置と前記ノズルの洗浄時における前記洗浄部の位置とを変化させる、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記洗浄移動機構部は、塗布液の吐出中においては、前記ノズルを洗浄する時に比べて低い位置に前記洗浄部を移動する、請求項１に記載の塗布装置。
4. 前記洗浄部は、前記洗浄口の周囲が突起した形状を有している、請求項１に記載の塗布装置。

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