JP5554609B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

この発明は、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。

例えば、高分子有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）材料を用いたアクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ表示装置を製造するときには、ガラス基板に対して、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）回路の形成工程、陽極となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極の形成工程、隔壁の形成工程、正孔輸送材料を含む流動性材料の塗布工程、加熱処理による正孔輸送層の形成工程、有機ＥＬ材料を含む流動性材料の塗布工程、加熱処理による有機ＥＬ層の形成工程、陰極の形成工程、および、絶縁膜の形成による封止工程が順次実行される。

このような有機ＥＬ表示装置の製造時に、正孔輸送材料を含む流動性材料や有機ＥＬ材料を含む流動性材料等の塗布液を基板に塗布する塗布装置として、塗布液を連続的に吐出する複数のノズルを、基板に対して主走査方向および副走査方向に相対移動することにより、基板上の塗布領域に塗布液をストライプ状に塗布する装置が知られている。

また、特許文献１には、複数のノズルを有する塗布ヘッドを主走査方向に往復移動するヘッド移動機構として、主走査方向に伸びるガイド部に係合しつつガイド部との間にエアを噴出することにより、非接触状態にてガイド部に支持されるスライダを採用したものが提案されている。この特許文献１に記載された塗布装置においては、スライダにエア供給管を介してエアが供給される。また、このスライダに取り付けられる塗布ヘッドにおける複数のノズルには、塗布液貯留部と接続された可撓性の塗布液供給管を介して塗布液が供給される。

ところで、このような塗布装置においては、複数のノズルのノズルピッチを、正確に調整する必要がある。このため、特許文献２には、ノズルを主走査方向に移動させながら塗布液を連続して吐出することにより塗布軌跡を形成し、この塗布軌跡をＣＣＤカメラ等の撮像手段で撮像し、撮像された塗布軌跡のピッチに基づいてノズル間の距離を調整するようにした塗布装置が開示されている。

特開２００９−１３１７３５号公報 特開２００９−１０９４４６号公報

図１４および図１５は、複数のノズルにより塗布液を塗布した後の塗布軌跡を示す模式図である。

これらの図においては、４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を使用して塗布液を塗布し、４本の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を形成した状態を模式的に示している。これらの図において左右方向はノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４が往復移動する主走査方向であり、上下方向は基板が移動する副走査方向である。また、４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は、その主走査方向のピッチがＱとなり、副走査方向のピッチがＰとなるように、傾斜配置されている。また、これらの図において、符号９０は、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を撮像するためのＣＣＤカメラを示している。

ところで、４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を備えた塗布ヘッドを主走査方向に移動させたときには、塗布ヘッドが一定の周期で振動することが本発明の発明者により見いだされている。このため、４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４を備えた塗布ヘッドを主走査方向に移動させて４本の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を形成した場合には、その塗布動作中に周期がＳである周期性振動が発生する。従って、４本の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、周期Ｓを有する波形状となる。そして、４本の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の主走査方向のピッチＱだけ、主走査方向に互いにずれた位置に配置されることになる。

このため、このようにして形成された塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４をＣＣＤカメラ９０により撮像することにより、その撮像領域における塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置の平均値を、図１４において破線で示すように、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置と認定した場合には、ＣＣＤカメラ９０の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に対する主走査方向の位置によって、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置に副走査方向の誤差が生ずる。

従って、このようにして認定した塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置に基づいて４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の副走査方向の位置を認定した場合には、図１５に示す位置に、４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４が配置されていると認識される。そのため、この情報に基づいて４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の位置を調整した場合には、これらの副走査方向の位置を正しい位置に調整することが不可能となる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、撮像手段の主走査方向の移動時に周期性振動が発生した場合においても、正確に塗布軌跡を測定することができ、これによりノズルの位置調整を正確に実行することが可能な塗布装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出するノズルと、前記ノズルを、基板の表面に対して平行な主走査方向に往復移動させる主走査方向移動機構と、前記基板保持部を、前記主走査方向と直交し、かつ、基板の表面に対して平行な副走査方向に、前記ノズルに対して相対的に移動させる副走査方向移動機構と、前記主走査方向移動機構により前記ノズルを主走査方向に移動させながら当該ノズルから塗布液を連続して吐出することにより形成された塗布軌跡を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した塗布軌跡の画像から、塗布軌跡の前記副走査方向の位置を判定する判定手段と、を備え、前記撮像手段は、その主走査方向の撮像中心位置が、前記塗布軌跡の周期性振動の周期の半分だけ離隔した位置となるように配置された一対のカメラを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出するノズルと、前記ノズルを、基板の表面に対して平行な主走査方向に往復移動させる主走査方向移動機構と、前記基板保持部を、前記主走査方向と直交し、かつ、基板の表面に対して平行な副走査方向に、前記ノズルに対して相対的に移動させる副走査方向移動機構と、前記主走査方向移動機構により前記ノズルを主走査方向に移動させながら当該ノズルから塗布液を連続して吐出することにより形成された塗布軌跡を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像した塗布軌跡の画像から、塗布軌跡の前記副走査方向の位置を判定する判定手段と、を備え、前記撮像手段は、前記塗布軌跡の周期性振動の１周期の全域を撮像する単一のカメラを備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記判定手段は、前記撮像手段におけるカメラにより撮像した画像の前記塗布軌跡の位置の平均値を、塗布軌跡の位置と判定する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記ノズルは、前記主走査方向および前記副走査方向に関して等間隔に複数個配設されており、前記カメラは、前記複数のノズルにより形成された複数の塗布軌跡を同時に撮像する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記判定手段により判定した複数の塗布軌跡の位置のピッチに基づいて、前記複数のノズルの前記副走査方向のピッチを調整するノズルピッチ調整機構をさらに備える。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記撮像手段は、前記主走査方向移動機構によるノズルの移動ストロークの両端部付近に一対配設されており、これら一対の撮像手段におけるカメラにより撮像され、前記判定手段により判定された塗布軌跡の位置から、これら一対の撮像手段におけるカメラの位置を調整する。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明において、前記主走査方向移動機構は、前記主走査方向に延びるガイド部材と、このガイド部材に係合しつつガイド部材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材に支持されるスライダとを有する非接触移動機構から構成される。

請求項８に記載の発明は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部に保持された基板に平行な副走査方向および基板に平行でこの副走査方向と直交する主走査方向に関して、各々等間隔に配設され、前記基板に対して塗布液を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルを、主走査方向に往復移動させる主走査方向移動機構と、前記基板保持部を、前記副走査方向に、前記複数のノズルに対して相対的に移動させる副走査方向移動機構と、前記主走査方向移動機構により前記複数のノズルを主走査方向に移動させながら当該複数のノズルから塗布液を連続して吐出することにより形成された複数の塗布軌跡を各々撮像する、複数のカメラを備えた撮像手段と、前記撮像手段における各カメラにより撮像した各塗布軌跡の画像から、各塗布軌跡の前記副走査方向の位置を判定する判定手段と、を備え、前記撮像手段における各カメラは、前記副走査方向に対しては、前記複数のノズルの副走査方向の間隔に対応する距離だけ互いに離隔した領域を撮像し、前記主走査方向に対しては、前記複数のノズルの主走査方向の間隔、あるいはこの前記複数のノズルの主走査方向の間隔に前記塗布軌跡の周期性振動の周期Ｓの整数倍の距離を加算した距離に対応する距離だけ互いに離隔した領域を撮像する、ことを特徴とする塗布装置。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記判定手段は、前記撮像手段における各カメラにより撮像した画像の前記塗布軌跡の位置の平均値を、塗布軌跡の位置と判定する。

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記判定手段により判定した複数の塗布軌跡の位置のピッチに基づいて、前記複数のノズルの前記副走査方向のピッチを調整するノズルピッチ調整機構をさらに備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記主走査方向移動機構は、前記主走査方向に延びるガイド部材と、このガイド部材に係合しつつガイド部材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材に支持されるスライダとを有する非接触移動機構から構成される。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、ノズルの主走査方向の移動時に周期性振動が発生した場合においても、正確に塗布軌跡を測定することができる。

請求項１に記載の発明によれば、その主走査方向の撮像中心位置が塗布軌跡の周期性振動の周期の半分だけ離隔した位置となるように配置された一対のカメラにより塗布軌跡を撮像することから、撮像手段による撮像領域が、塗布軌跡の周期性振動の周期に比べて小さい場合においても、正確に塗布軌跡を測定することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、塗布軌跡の周期性振動の１周期の全域を撮像する単一のカメラより塗布軌跡を撮像することから、簡易な構成により、正確に塗布軌跡を測定することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、撮像手段におけるカメラにより撮像した画像の前記塗布軌跡の位置の平均値を塗布軌跡の位置と判定することから、塗布軌跡の位置の判定を容易に実行することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、カメラにより複数のノズルにより形成された複数の塗布軌跡を同時に撮像することにより、複数の塗布軌跡の位置の判定を正確に実行することが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、複数の塗布軌跡の位置のピッチに基づいて複数のノズルの副走査方向のピッチを調整することが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、主走査方向移動機構によるノズルの移動ストロークの両端部付近に配設された一対の撮像手段により撮像された塗布軌跡の位置から、これら一対の撮像手段におけるカメラの位置を調整することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、非接触移動機構を使用したときに特有の主走査方向の移動時における周期性振動が発生した場合においても、正確に塗布軌跡を測定することが可能となる。

請求項８に記載の発明によれば、複数のノズルの主走査方向の移動時に周期性振動が発生した場合においても、正確に塗布軌跡を測定することができる。

請求項９に記載の発明によれば、撮像手段におけるカメラにより撮像した画像の前記塗布軌跡の位置の平均値を塗布軌跡の位置と判定することから、塗布軌跡の位置の判定を容易に実行することが可能となる。

請求項１０に記載の発明によれば、複数の塗布軌跡の位置のピッチに基づいて複数のノズルの副走査方向のピッチを調整することが可能となる。

請求項１１に記載の発明によれば、非接触移動機構を使用したときに特有の主走査方向の移動時における周期性振動が発生した場合においても、正確に塗布軌跡を測定することが可能となる。

この発明に係る塗布装置の平面図である。 この発明に係る塗布装置の正面図である。 ヘッド移動機構２１におけるスライダ３１付近の断面図である。 試験塗布ステージ部１６の側面から見た断面図である。 試験塗布ステージ部１６の正面から見た断面図である。 この発明に係る塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。 この発明の第１実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。 撮像部１５の副走査方向の位置を調整するラインアライメント動作を説明する概要図である。 従来の塗布装置によるラインアライメント動作を説明する概要図である。 この発明の第２実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。 この発明の第３実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。 この発明の第４実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。 この発明の第５実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。 従来の塗布装置において、複数のノズルにより塗布液を塗布した後の塗布軌跡を示す模式図である。 従来の塗布装置において、複数のノズルにより塗布液を塗布した後の塗布軌跡を示す模式図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る塗布装置の平面図であり、図２はその正面図である。

この塗布装置は、矩形状のガラス基板１００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）表示装置用のガラス基板１００に、揮発性の溶媒（本実施の形態では、芳香族の有機溶媒の１つである４−メチルアニソール）、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。

この塗布装置は、ガラス基板１００を移動させるための基板移動機構１１を備える。この基板移動機構１１は、図２に示すように、ガラス基板１００をその裏面から保持する基板保持部１０を有する。この基板保持部１０は、一対のレール１２に沿って移動する基台１３と、この基台１３上に配設された回転台１４とにより支持されている。このため、この基板保持部１０は、図１に示すＹ方向に、ガラス基板１００の表面と平行に移動可能となっている。このＹ方向は、後述する塗布ヘッド２０の往復移動方向である主走査方向（図１におけるＸ方向）と直交する方向である。以下、このＹ方向を「副走査方向」とも呼称する。また、この基板保持部１０は、鉛直方向（図１におけるＺ方向）を向く軸を中心に、回転可能となっている。

この基板保持部１０は、ガラス基板１００を下側から加熱するヒータをその内部に備える。このガラス基板１００の表面には、それぞれがＸ方向に伸びる複数の塗布領域が、Ｙ方向に、例えば１００〜１５０μｍのピッチにて配列形成されている。この塗布領域は、例えば、Ｘ方向に配置された隔壁などによって形成されている。

また、この塗布装置は、ガラス基板１００上に形成された、図示しないアライメントマークを撮像して検出するとともに、後述する塗布軌跡を撮像するための左右一対の撮像部１５を備える。この一対の撮像部１５には、各々、後述するように、塗布軌跡に発生する周期性振動の１周期のほぼ全域の領域を撮像することが可能な一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂ（これらを総称する場合にはＣＣＤカメラ９０と呼称する）を備える。これらのＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂの配置関係等については、後程詳細に説明する。

また、この塗布装置は、塗布軌跡の試験的な塗布に使用される左右一対の試験塗布ステージ部１６を備える。この試験塗布ステージ部１６の構成についても、後程詳細に説明する。

基板保持部１０に保持されたガラス基板１００の表面に向けて塗布液を吐出する塗布ヘッド２０は、ヘッド移動機構２１により、一対のガイド部２２に沿って、ガラス基板１００表面に平行な主走査方向（図１におけるＸ方向）に往復移動される。この塗布ヘッド２０には、同一種類の塗布液を連続的に吐出するための複数のノズル２３が配設されている。図１および図２では図示の都合上、５個のノズル２３のみを図示しているが、ノズル２３の個数は、さらに多数でもよく、また、１個であってもよい。

塗布ヘッド２０は、後述するエア供給管および複数の塗布液供給管をひとまとめにした供給管群２６を介して、塗布液貯留部２４およびエア供給源２５と接続されている。塗布ヘッド２０の往復移動方向（Ｘ方向）に関して基板保持部１０の両側には、塗布ヘット２０におけるノズル２３からの塗布液を受ける２つの受液部１７、１８が配設されている。また、塗布ヘッド２０の往復移動方向（Ｘ方向）に関して一方の受液部１８の側方には、上述した複数のノズル２３の副走査方向のピッチを調整するためのノズルピッチ調整機構１９が配設されている。

図３は、ヘッド移動機構２１におけるスライダ３１付近の断面図である。

図１に示すヘッド移動機構２１におけるガイド部材２２には、スライダ３１が摺動可能に配設されている。このスライダ３１には、ガイド部材２２が貫通する貫通孔３２が形成されている。このスライダ３１には、図１に示すように、供給管群２６に含まれるエア供給管を介して、エア供給源２５から一定圧力のエアが供給される。このため、図３に示すように、貫通孔３２の内周面とガイド部２２の外周面との間にエアが噴出される。図３では、エアの噴出方向を符号Ａ１を付す矢印にて示している。これにより、スライダ３１がガイド部２２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を参照して、一対のガイド部材２２の両端部付近には、Ｚ軸方向を向く軸を中心に回転可能な一対のプーリ３３が配設されている。この一対のプーリ３３には、無端状の同期ベルト３４が巻回されている。スライダ３１の一端は、この同期ベルト３４に固定されている。一方、スライダ３１の他端には、上述した塗布ヘッド２０が固定されている。このため、図示しないモータの駆動により同期ベルト３４を時計回りあるいは反時計回りに回転されることにより、塗布ヘッド２０を（−Ｘ）方向または（＋Ｘ）方向に往復移動させることができる。このとき、上述した気体の作用により、スライダ３１をガイド部材２２に対して非接触状態で支持することができるので、塗布ヘッド２０の往復移動を、高速かつ滑らかなものとすることが可能となる。

この塗布装置においては、このヘッド移動機構２１が、塗布ヘッド２０を主走査方向に移動させる主走査方向移動機構となり、基板移動機構１１が、基板保持部を副走査方向に移動させる副走査方向移動機構となる。この塗布装置においては、塗布ヘッド２０の主走査方向への移動が完了する毎に、ガラス基板１００を副走査方向に移動させることにより、ガラス基板１００の表面の塗布領域に対して塗布液の塗布を実行する。なお、塗布ヘッド２０の主走査時には、受液部１７、１８の近傍にて加速または減速が完了し、ガラス基板１００の上方においては、塗布ヘッド２０は、例えば、毎秒３〜５ｍ程度の一定速度で移動する。

図４は、上述した塗布軌跡の試験的な塗布に使用される左右一対の試験塗布ステージ部１６のうちの一方を示す側面から見た断面図であり、図５は、その正面から見た断面図である。なお、図４においては、樹脂テープ４１を一部省略して図示している。

この試験塗布ステージ部１６は、塗布ヘッド２０により樹脂テープ４１上に塗布液を試験的に塗布して塗布軌跡を形成し、この塗布軌跡を撮像部１５により撮像してこの塗布軌跡の位置を測定するものである。この試験塗布ステージ部１６は、図４および図５に示すように、基板移動機構１１のレール１２に摺動可能に取り付けられるスライダ４２と、このスライダ４２上に固定されたハウジング４３とを備える。

このハウジング４３内には、新しい樹脂テープ４１を供給する巻き出しローラ４４と、塗布液が塗布された樹脂テープ４１を巻き取る巻き取りローラ４５と、これらの巻き出しローラ４４および巻き取りローラ４５の間において、試験塗布が実行される樹脂テープ４１の部位を保持するテープ保持部４６とが配設される。図４に示すように、巻き取りローラ４５は、モータ５２の駆動により回転するウォームギア５１に連結されている。このため、モータ５２の駆動により、樹脂テープ４１は巻き出しローラ４４から巻き出され、巻き取りローラ４５に巻き取られる。

図５に示すように、巻き取りローラ４５に巻き取られた樹脂テープ４１の量は、センサ４８により検出される。また、巻き出しローラ４４から巻き出される樹脂テープ４１の終端は、センサ４７により検出される。

この試験塗布ステージ部１６におけるテープ保持部４６に保持された樹脂テープ４１には、塗布ヘッド２０により塗布液が塗布され、塗布軌跡が形成される。この塗布軌跡は、後述する撮像部１５におけるＣＣＤカメラ９０により撮像される。使用に供された樹脂テープ４１は、巻き取りローラ４５により巻き取られ、回収される。

図６は、この発明に係る塗布装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。

この塗布装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ３６と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ３７と、論理演算を実行するＣＰＵ３８とから成る制御部３９を備える。この制御部３９は、インターフェース４０を介して、上述した塗布ヘッド２０、ノズルピッチ調整機構１９、ノズル移動機構２１および基板移動機構１１と接続されている。また、この制御部３９は、インターフェース４０を介して、ＣＣＤカメラ９０により撮像した画像を処理するための画像処理部３５と接続されている。なお、この画像処理部３５および制御部２９は、ＣＣＤカメラ９０により撮像した塗布軌跡の画像から塗布軌跡の副走査方向の位置を判定する判定手段として機能する。

次に、この発明の特徴部分である塗布ヘッド２０における複数のノズル２３と、撮像部１５におけるＣＣＤカメラ９０との関係について説明する。図７は、この発明の第１実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。なお、図７においては、説明の便宜上、複数のノズル２３のうちの４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４のみを図示している。

図７に示すように、塗布ヘッド２０における複数のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は、主走査方向および前記副走査方向に関して等間隔に配置されている。これらのノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４における主走査方向のピッチはＱであり、副走査方向のピッチはＰとなっている。この塗布ヘッド２０が主走査方向に移動しながら、上述した樹脂テープ４１に向けて塗布液を吐出した場合には、樹脂テープ４１の表面に図７に示すような４本の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が形成される。

上述したように、塗布ヘッド２０を主走査方向に移動させたときには、塗布ヘッド２０が一定の周期で振動することが本発明の発明者により見いだされている。このような現象は、この発明の実施形態のように、ガイド部材２２に係合しつつガイド部材２２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材２２に支持されるスライダ３１を使用した場合に、特に顕著となる。そして、このときの振動の周期は、塗布ヘッド２０の移動範囲において常に略一定の周期Ｓとなる。

このため、この発明に係る塗布装置においては、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の周期性振動の１周期Ｓのほぼ全域の領域を撮像する一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂを使用している。これらのＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂは、図７に示すように、その主走査方向の撮像中心位置が、塗布軌跡の周期性振動の周期Ｓの半分だけ離隔した位置となるように配置されている。これらのＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂは、その撮像面が塗布軌跡と近接する位置に配置されている。そして、これらのＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂは、４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４により形成された４本の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を同時に撮像する構成となっている。また、この塗布装置においては、図７において破線で示すように、一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂにより撮像した画像の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置の平均値を、塗布軌跡の位置と判定する構成となっている。

このような構成を有する一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂを備えた撮像部１５により樹脂テープ４１の表面に形成された塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を撮像した場合には、ＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂが塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の周期性振動の１周期Ｓのほぼ全域の領域を、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に近接した位置から撮像することから、４本の塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の主走査方向のピッチＱだけ主走査方向に互いにずれた位置に配置されていた場合においても、ＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂの主走査方向の位置に関わらず、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の副走査方向の位置を正確に判定することが可能となる。

このため、図１４および図１５に記載した従来技術のように、ＣＣＤカメラ９０の主走査方向の位置によって塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置に副走査方向の誤差が生ずるという現象を有効に防止することができる。従って、この判定結果に基づいて４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の主走査方向の位置を調整した場合には、これらの４個のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の主走査方向の位置を正しい位置に調整することが可能となる。

なお、この実施形態に係るＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂのかわりに、３個以上のＣＣＤカメラを主走査方向に列設した構成を採用してもよい。また、ＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂのうちのいずれか一方のみを配設し、その一方のＣＣＤカメラにより塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を撮像した後、そのＣＣＤカメラを他方のＣＣＤカメラの位置に移動させ、そこでさらに塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を撮像することにより、上述した実施形態に係る一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂと同様の作用効果を得てもよい。

上述したＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂを備えた撮像部１５は、図１に示すように、ガラス基板１００の相対移動方向の両側に一対配設されており、また、試験塗布ステージ部１６もガラス基板１００の相対移動方向の両側に一対配設されている。このため、これらの左右一対の撮像部１５および試験塗布ステージ部１６を利用して、ＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂを備えた撮像部１５の副走査方向の位置を調整するラインアライメントを実行することが可能となる。

図８は、撮像部１５の副走査方向の位置を調整するラインアライメント動作を説明する概要図であり、図９は、従来の塗布装置によるラインアライメント動作を説明する概要図である。

図８に示すように、基板保持部１０により保持されたガラス基板１００の移動方向両側の一端から他端まで塗布軌跡Ｔ１を形成した場合には、その塗布軌跡Ｔ１の両端付近の塗布軌跡Ｔ１の副走査方向の位置を左右一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂで撮影し、その塗布軌跡Ｔ１の副走査方向の位置（一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂにより撮像した画像の前記塗布軌跡の位置の平均値）を一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂによる副走査方向の撮像領域の中心位置と一致させることにより、撮像部１５の副走査方向の位置を調整するラインアライメント動作を行うことができる。

このため、この塗布装置においては、塗布ヘッド２０を一方の試験塗布ステージ部１６から他方の試験塗布ステージ部１６まで移動させて、左右一対の試験塗布ステージ部１６における樹脂テープ４１に塗布軌跡Ｔ１を形成したのち、これらの塗布軌跡Ｔ１を左右一対の撮像部１５における一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂにより撮像することで、ＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂを備えた左右一対の撮像部１５自体の副走査方向の位置を調整するラインアライメントを実行することが可能となる。

このラインアライメントを行う場合に、ＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂが塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の周期性振動の１周期Ｓのほぼ全域の領域を撮像する構成であることから、図８に示すように、一対の撮像部１５におけるＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂ間の距離Ｌ２が塗布軌跡Ｔ１の周期性振動の１周期Ｓの整数倍となっていない場合においても、塗布軌跡Ｔ１の副走査方向の位置を正確に測定して、ラインアライメントを正確に実行することが可能となる。なお、図８における符号Ｌ１は、塗布領域全域を示している。

これに対して、図９に示すように、単一のＣＣＤカメラ９０により塗布軌跡Ｔ１の周期性振動の１周期Ｓの一部のみを撮像した場合には、ＣＣＤカメラ９０間の距離Ｌ２が塗布軌跡Ｔ１の周期性振動の１周期Ｓの整数倍となっていない場合には、塗布軌跡Ｔ１の副走査方向の位置を正確に測定することができず、ラインアライメントを正確に実行することが不可能となる。

なお、図９に示す構成において、ＣＣＤカメラ９０間の距離Ｌ２を塗布軌跡Ｔ１の周期性振動の１周期Ｓの整数倍に予め設定することは不可能ではない。しかしながら、一対のＣＣＤカメラ９０間には複数周期の振動が配置されることになる。このため、この周期Ｓがわずかに変化した場合であっても、ＣＣＤカメラ９０による周期性振動の周期Ｓの測定値位置が大幅に変化することから、ＣＣＤカメラ９０間の距離Ｌ２を塗布軌跡Ｔ１の周期性振動の１周期Ｓの整数倍に予め設定したとしても、正確なラインアライメントを実行することは不可能となる。

次に、上述した塗布装置による、塗布ヘッド２０における複数のノズル２３の副走査方向の位置のアライメント動作と塗布液の塗布動作について説明する。

アライメントを行う場合においては、塗布ヘッド２０と一対の試験塗布ステージ部１６との副走査方向の位置が一致した状態で塗布ヘッド２０を主走査方向に移動させ、一対の試験塗布ステージ部１６における樹脂テープ４１に図７に示す塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を形成する。

次に、一対の試験塗布ステージ部１６と一対の撮像部１５とを対向配置し、各撮像部１５におけるＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂにより樹脂テープ４１上に形成された塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を撮像する。そして、一対の撮像部１５のうちのいずれか一方の撮像部１５による撮像結果に基づいて塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置を判定する。また、必要に応じ、一対の撮像部１５による撮像結果に基づいて塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置を判定し、これを上述したラインアライメントに利用する。

そして、塗布ヘッド２０を、ノズルピッチ調整機構１９と対向する位置まで移動させ、このノズルピッチ調整機構１９により、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の位置データに基づいて各ノズル２３の位置を調整する。

以上の動作が終了すれば、塗布液の塗布を開始する。この場合においては、最初に、ガラス基板１００が基板保持部１０に保持される。そして、撮像部１５によりガラス基板１００に形成されたアライメントマークを検出し、その検出結果に基づいて基板保持部１０が移動および回転し、ガラス基板１００が図１において実線にて示す塗布開始位置に配置される。この状態において、塗布ヘッド２０における複数のノズル２３から塗布液の吐出が開始されるとともに、ヘッド移動機構２１により塗布ヘッド２０が主走査方向に移動される。

そして、複数のノズル２３のそれぞれからガラス基板１００の表面に向けて塗布液が一定の流量にて連続的に吐出されるとともに、塗布ヘッド２０が主走査方向に連続的に一定の速度にて移動し、ガラス基板１００の塗布領域の複数の線状領域に塗布液がストライプ状に塗布される。そして、塗布ヘッド２０が図１および図２中に二点鎖線にて示す受液部１８と対向する待機位置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。塗布ヘッド２０が待機位置まで移動すると、基板移動機構１１が駆動され、ガラス基板１００が基板保持部１０と共に副走査方向に移動する。このとき、塗布ヘッド２０では、複数のノズル２３から受液部１８に向けて塗布液が連続的に吐出されている。

以上のような動作を必要な塗布動作が完了するまで継続する。そして、ガラス基板１００が塗布終了位置まで移動すると、複数のノズル２３からの塗布液の吐出が停止され、塗布装置によるガラス基板１００に対する塗布液の塗布動作が終了する。塗布が終了したガラス基板１００は、他の塗布装置等に搬送され、この塗布装置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、ガラス基板１００に対して所定の塗布工程が行われた後、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。

次に、この発明の他の実施形態について説明する。図１０は、この発明の第２実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。なお、上述した第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

上述した第１実施形態においては、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の周期性振動の１周期Ｓのほぼ全域の領域を撮像することができる、その主走査方向の撮像中心位置が塗布軌跡の周期性振動の周期Ｓの半分だけ離隔した位置となるように配置された一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂを使用している。これに対して、この第２実施形態においては、前記塗布軌跡の周期性振動の１周期の全域を撮像する単一のＣＣＤカメラ９０ｃを備えている。この第２実施形態においても、ＣＣＤカメラ９０ｃの主走査方向の位置に関わらず、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の副走査方向の位置を正確に判定することが可能となる。

次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図１１は、この発明の第３実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。なお、上述した第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この第３実施形態は、上述した第１実施形態における一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂのかわりに、その主走査方向の撮影領域のみが狭くなった一対のＣＣＤカメラ９０ｄ、９０ｅを使用している。これらのＣＣＤカメラ９０ｄ、９０ｅの主走査方向の撮像中心位置は、塗布軌跡の周期性振動の周期Ｓの半分だけ離隔した位置となるように配置されている。

この第３実施形態においても、ＣＣＤカメラ９０ｄ、９０ｅの主走査方向の撮像中心位置は、塗布軌跡の周期性振動の周期Ｓの半分だけ離隔した位置となるように配置されていることから、これらのＣＣＤカメラ９０ｄ、９０ｅの主走査方向の位置に関わらず、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の副走査方向の位置を正確に判定することが可能となる。

次にこの発明のさらに他の実施形態について説明する。図１２は、この発明の第４実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。なお、上述した第１実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この第４実施形態は、上述した第１実施形態における一対のＣＣＤカメラ９０ａ、９０ｂのかわりに、各塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に対応するＣＣＤカメラ９０ｆ、９０ｇ、９０ｈ、９０ｉを使用している。そして、ＣＣＤカメラ９０ｆ、９０ｇ、９０ｈ、９０ｉは、副走査方向に対しては複数のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の副走査方向の間隔Ｐに対応する距離だけ互いに離隔した領域（すなわち、互いにＰだけ離隔した領域）を撮像し、主走査方向に対しては複数のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の主走査方向の間隔Ｑに対応する距離だけ互いに離隔した領域（すなわち、互いにＱだけ離隔した領域）を撮像する構成となっている。

この第４実施形態においても、ＣＣＤカメラ９０ｆ、９０ｇ、９０ｈ、９０ｉの主走査方向の位置に関わらず、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の副走査方向の位置を正確に判定することが可能となる。

次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図１３は、この発明の第５実施形態に係る複数のノズルおよび塗布軌跡と、ＣＣＤカメラとの関係を示す説明図である。なお、上述した第４実施形態と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

上述した第４実施形態においては、ＣＣＤカメラ９０ｆ、９０ｇ、９０ｈ、９０ｉは、副走査方向に対しては複数のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の副走査方向の間隔Ｐに対応する距離だけ互いに離隔した領域を撮像し、主走査方向に対しては複数のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の主走査方向の間隔Ｑに対応する距離だけ互いに離隔した領域を撮像する構成となっている。これに対して、この第５実施形態においては、ＣＣＤカメラ９０ｊ、９０ｋ、９０ｌ、９０ｍは、主走査方向に対して、複数のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の主走査方向の間隔Ｑに対応する距離に塗布軌跡の周期性振動の周期Ｓの整数倍の距離を加算した距離だけ互いに離隔した領域を撮像する構成となっている。

すなわち、ＣＣＤカメラ９０ｊとＣＣＤカメラ９０ｋとの撮像位置の主走査方向の間隔Ｄ２は、ノズルＮ１とノズルＮ２との主走査方向の間隔Ｑに周期性振動の周期Ｓの２倍の距離を加算した距離となっており、ＣＣＤカメラ９０ｊとＣＣＤカメラ９０ｌとの撮像位置の主走査方向の間隔Ｄ３は、ノズルＮ１とノズルＮ３との主走査方向の間隔２Ｑに周期性振動の周期Ｓの−１倍の距離を加算した距離（Ｓを減算した距離）となっており、ＣＣＤカメラ９０ｊとＣＣＤカメラ９０ｍとの撮像位置の主走査方向の間隔Ｄ４は、ノズルＮ１とノズルＮ４との主走査方向の間隔３Ｑに周期性振動の周期Ｓの１倍の距離を加算した距離となっている。

この第５実施形態においても、ＣＣＤカメラ９０ｊ、９０ｋ、９０ｌ、９０ｍの主走査方向の位置に関わらず、塗布軌跡Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の副走査方向の位置を正確に判定することが可能となる。

１０ 基板保持部
１１ 基板移動機構
１２ レール
１３ 基台
１４ 回転台
１５ 撮像部
１６ 試験塗布ステージ部
１７ 受液部
１８ 受液部
１９ ノズルピッチ調整機構
２０ 塗布ヘッド
２１ ヘッド移動機構
２２ ガイド部
２３ ノズル
２４ 塗布液貯留部
２５ エア供給源
３１ スライダ
３２ 貫通孔
３３ プーリ
３４ 同期ベルト
３５ 画像処理部
３９ 制御部
４２ スライダ
４３ ハウジング
４１ 樹脂テープ
４４ 巻き出しローラ
４５ 巻き取りローラ
９０ ＣＣＤカメラ
１００ ガラス基板

Claims (11)

1. 基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出するノズルと、
   前記ノズルを、基板の表面に対して平行な主走査方向に往復移動させる主走査方向移動機構と、
   前記基板保持部を、前記主走査方向と直交し、かつ、基板の表面に対して平行な副走査方向に、前記ノズルに対して相対的に移動させる副走査方向移動機構と、
   前記主走査方向移動機構により前記ノズルを主走査方向に移動させながら当該ノズルから塗布液を連続して吐出することにより形成された塗布軌跡を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像した塗布軌跡の画像から、塗布軌跡の前記副走査方向の位置を判定する判定手段と、
   を備え、
   前記撮像手段は、その主走査方向の撮像中心位置が、前記塗布軌跡の周期性振動の周期の半分だけ離隔した位置となるように配置された一対のカメラを備え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、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板に対して塗布液を吐出するノズルと、
   前記ノズルを、基板の表面に対して平行な主走査方向に往復移動させる主走査方向移動機構と、
   前記基板保持部を、前記主走査方向と直交し、かつ、基板の表面に対して平行な副走査方向に、前記ノズルに対して相対的に移動させる副走査方向移動機構と、
   前記主走査方向移動機構により前記ノズルを主走査方向に移動させながら当該ノズルから塗布液を連続して吐出することにより形成された塗布軌跡を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像した塗布軌跡の画像から、塗布軌跡の前記副走査方向の位置を判定する判定手段と、
   を備え、
   前記撮像手段は、前記塗布軌跡の周期性振動の１周期の全域を撮像する単一のカメラを備え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に記載の塗布装置において、
   前記判定手段は、前記撮像手段におけるカメラにより撮像した画像の前記塗布軌跡の位置の平均値を、塗布軌跡の位置と判定する塗布装置。
4. 請求項３に記載の塗布装置において、
   前記ノズルは、前記主走査方向および前記副走査方向に関して等間隔に複数個配設されており、
   前記カメラは、前記複数のノズルにより形成された複数の塗布軌跡を同時に撮像する塗布装置。
5. 請求項４に記載の塗布装置において、
   前記判定手段により判定した複数の塗布軌跡の位置のピッチに基づいて、前記複数のノズルの前記副走査方向のピッチを調整するノズルピッチ調整機構をさらに備える塗布装置。
6. 請求項３に記載の塗布装置において、
   前記撮像手段は、前記主走査方向移動機構によるノズルの移動ストロークの両端部付近に一対配設されており、これら一対の撮像手段におけるカメラにより撮像され、前記判定手段により判定された塗布軌跡の位置から、これら一対の撮像手段におけるカメラの位置を調整する塗布装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の塗布装置において、
   前記主走査方向移動機構は、前記主走査方向に延びるガイド部材と、このガイド部材に係合しつつガイド部材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材に支持されるスライダとを有する非接触移動機構から構成される塗布装置。
8. 基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部に保持された基板に平行な副走査方向および基板に平行でこの副走査方向と直交する主走査方向に関して、各々等間隔に配設され、前記基板に対して塗布液を吐出する複数のノズルと、
   前記複数のノズルを、主走査方向に往復移動させる主走査方向移動機構と、
   前記基板保持部を、前記副走査方向に、前記複数のノズルに対して相対的に移動させる副走査方向移動機構と、
   前記主走査方向移動機構により前記複数のノズルを主走査方向に移動させながら当該複数のノズルから塗布液を連続して吐出することにより形成された複数の塗布軌跡を各々撮像する、複数のカメラを備えた撮像手段と、
   前記撮像手段における各カメラにより撮像した各塗布軌跡の画像から、各塗布軌跡の前記副走査方向の位置を判定する判定手段と、
   を備え、
   前記撮像手段における各カメラは、前記副走査方向に対しては、前記複数のノズルの副走査方向の間隔に対応する距離だけ互いに離隔した領域を撮像し、前記主走査方向に対しては、前記複数のノズルの主走査方向の間隔、あるいはこの前記複数のノズルの主走査方向の間隔に前記塗布軌跡の周期性振動の周期Ｓの整数倍の距離を加算した距離に対応する距離だけ互いに離隔した領域を撮像する、
   ことを特徴とする塗布装置。
9. 請求項８に記載の塗布装置において、
   前記判定手段は、前記撮像手段における各カメラにより撮像した画像の前記塗布軌跡の位置の平均値を、塗布軌跡の位置と判定する塗布装置。
10. 請求項８に記載の塗布装置において、
    前記判定手段により判定した複数の塗布軌跡の位置のピッチに基づいて、前記複数のノズルの前記副走査方向のピッチを調整するノズルピッチ調整機構をさらに備える塗布装置。
11. 請求項８乃至請求項１０のいずれかに記載の塗布装置において、
    前記主走査方向移動機構は、前記主走査方向に延びるガイド部材と、このガイド部材に係合しつつガイド部材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材に支持されるスライダとを有する非接触移動機構から構成される塗布装置。

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