JP7170936B2 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、塗布装置及び塗布方法に関する。

塗布バーを用いて液を塗布する塗布ヘッドがある。均一な塗布膜を形成できる塗布装置が望まれる。

特開２０１６－１７４９９２号公報

本発明の実施形態は、均一な塗布膜を形成できる塗布装置及び塗布方法を提供する。

本発明の実施形態によれば、塗布装置は、第１管、第１ポンプ、第１ノズル、第２ノズル及び保持部を含む。前記第１管は、第１流入口、第１流出口及び第２流出口を含む。前記第１ポンプは、前記第１流入口に向けて液を供給可能である。前記第１ノズルは、第１ノズル流入口及び第１ノズル排出口を含む。前記第１ノズル流入口は、前記第１流出口と接続される。前記第１ノズル排出口は、前記第１管を通過した前記液を排出可能である。前記第２ノズルは、第２ノズル流入口及び第２ノズル排出口を含む。前記第２ノズル流入口は、前記第２流出口と接続される。前記第２ノズル排出口は、前記第１管を通過した前記液を排出可能である。前記保持部は、前記第１ノズル及び前記第２ノズルを保持する。前記保持部は、第１状態と第２状態とを形成可能である。前記第１状態において、前記第１ノズル排出口の高さ及び前記第２ノズル排出口の高さは、前記第１管の高さ以上である。前記第２状態において、前記第１ノズル排出口の前記高さ及び前記第２ノズル排出口の前記高さは、前記第１管の前記高さよりも低い。

図１は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。 図２は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的上面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。 図９は、第１実施形態に係る塗布装置の一部を例示する模式的側面図である。 図１０は、第２実施形態に係る塗布方法を例示するフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。
図２は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的上面図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。
図１及び図２に示すように、実施形態に係る塗布装置１１０は、第１管２１、第１ポンプ３１、第１ノズル１１、第２ノズル１２及び保持部４１を含む。

第１管２１は、第１流入口２１ｉ、第１流出口２１ａ、及び、第２流出口２１ｂを含む。第１ポンプ３１は、第１流入口２１ｉに向けて液５０を供給可能である。

この例では、容器５５に液５０が溜められる。液５０は、管２８ａを介して第１ポンプ３１に流入する。

第１ノズル１１は、第１ノズル流入口１１ｉ及び第１ノズル排出口１１ｏを含む。第１ノズル流入口１１ｉは、第１流出口２１ａと接続される。第１ノズル排出口１１ｏは、第１管２１を通過した液５０を排出可能である。第１ポンプ３１が液５０を第１管２１に供給することで、第１ノズル排出口１１ｏから液５０が排出される。

第２ノズル１２は、第２ノズル流入口１２ｉ及び第２ノズル排出口１２ｏを含む。第２ノズル流入口１２ｉは、第２流出口２１ｂと接続される。第２ノズル排出口１２ｏは、第１管２１を通過した液５０を排出可能である。第１ポンプ３１が液５０を第１管２１に供給することで、第２ノズル排出口１２ｏから液５０が排出される。

保持部４１は、第１ノズル１１及び第２ノズル１２を保持する。例えば、保持部４１は、バー状である。第１ノズル１１及び第２ノズル１２は、保持部４１に、任意の方法で固定されて良い。

図１及び図２に示すように、例えば、基体４８が設けられる。基体４８の表面は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿って広がる。Ｘ－Ｙ平面に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。

基体４８に保持部ベース４１Ｂが設けられる。保持部ベース４１Ｂは、基体４８に対して移動可能でも良い。保持部ベース４１Ｂは、バー状の保持部４１を保持する。バー状の保持部４１は、例えば、Ｙ軸方向に沿って延びる。

この例では、保持部４１は、保持部ベース４１Ｂに対して回動可能である。回動は、例えば、Ｙ軸方向を中心としている。例えば、保持部ベース４１Ｂを基準にして、保持部４１の角度が変更可能である。角度が制限された状態で、角度が変更可能でも良い。角度が変化すると、保持部４１に保持された複数のノズルの角度も変化する。実施形態において、保持部４１の角度が変化せずに、複数のノズルの角度が変化しても良い。

保持部４１は、複数の状態を有する。保持部４１は、複数の状態（例えば第１状態及び第２状態など）を形成可能である。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１状態ＳＴ１を例示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第２状態ＳＴ２を例示している。図３（ａ）及び第４（ａ）は、第１ノズル１１を含む部分を例示している。図３（ｂ）及び図４（ｂ）は、第２ノズル１２を含む部分を例示している。これらの図では、図を見やすくするために、塗布装置１１０に含まれる一部の要素が省略されている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１状態ＳＴ１において、第１ノズル排出口１１ｏの高さ及び第２ノズル排出口１２ｏの高さは、第１管２１の高さ以上である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第２状態ＳＴ２において、第１ノズル排出口１１ｏの高さ及び第２ノズル排出口１２ｏの高さは、第１管２１の高さよりも低い。高さは、例えばＺ軸方向における位置である。高さは、例えば基体４８を基準としたＺ軸方向における位置である。このような第１状態ＳＴ１により、以下に説明するように、均一な塗布膜を形成できる。

例えば、第１管２１の一部の内部に空気などの気体が残っている状態で、第１管２１に液５０が供給される場合がある。例えば、第１ノズル１１及び第２ノズル１２の少なくともいずれかに空気などの気体が残っている場合がある。このような状態で、液５０が第１管２１に供給されると、気体が排出されずに、気体が残っていないノズルから液が排出される状態が続きやすい。気体が排出されないと、液５０の均一な排出が困難になる。液５０が均一に排出されないと、被塗布部材８１に液５０が不均一に塗布されやすい。

実施形態においては、上記の第１状態ＳＴ１及び第２状態ＳＴ２が形成可能である。例えば、第１ポンプ３１は、第１状態ＳＴ１において第１流入口２１ｉに液５０を供給して、第１ノズル排出口１１ｏ及び第２ノズル排出口１２ｏから液５０を排出させることが可能である。この時、第１状態ＳＴ１においては、第１ノズル排出口１１ｏの高さ及び第２ノズル排出口１２ｏの高さは、第１管２１の高さ以上である。このような第１状態ＳＴ１で第１管２１を介して、第１ノズル１１及び第２ノズル１２に液５０が供給されると、第１管２１、第１ノズル１１及び第２ノズル１２に気体が存在する場合も、気体をこれらのノズルから排出させることができる。これにより、均一な排出が可能になる。

第２状態ＳＴ２において、第１ノズル１１及び第２ノズル１２から液５０を排出させて、被塗布部材８１に液５０を塗布する。塗布された液５０は、均一である。

このように、第１ポンプ３１は、第１状態ＳＴ１において第１流入口２１ｉに液５０を供給して、第１ノズル１１及び第２ノズル１２の少なくともいずれかから、第１ノズル１１及び第２ノズル１２の少なくともいずれかの中の気体を排出させることが可能である。実施形態によれば、均一な塗布膜を形成できる。

第１ポンプ３１は、第２状態ＳＴ２において第１流入口２１ｉに液５０を供給して、第１ノズル１１及び第２ノズル１２から液５０を排出させて、被塗布部材８１に液５０を塗布することが可能である。塗布された液５０から得られる塗布膜が均一である。このように、第１ノズル排出口１１ｏ及び第２ノズル排出口１２ｏは、被塗布部材８１に液５０を塗布することが可能である。

例えば、上記の第１状態ＳＴ１を経ないで、第２状態ＳＴ２で塗布を行う場合、複数のノズルの少なくとも１つの中に気体が残り易い。気体が残ったまま、他のノズルから液５０が排出されてしまう。このため、気体が残り続ける。気体が残ったまま塗布を行うと、塗布が不均一になり易い。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、塗布装置１１０は、ノズル液受け入れ部２９をさらに含んでも良い。ノズル液受け入れ部２９は、例えば、第１状態ＳＴ１において、第１ノズル排出口１１ｏ及び第２ノズル排出口１２ｏから排出された液５０を受け入れることが可能である。気体を除去する第１状態ＳＴ１においては、第１ノズル排出口１１ｏ及び第２ノズル排出口１２ｏの高さが高い。このような第１状態ＳＴ１において第１ノズル排出口１１ｏ及び第２ノズル排出口１２ｏから液５０を排出させると、液５０は、これらのノズルを伝って第１管２１に向けて移動してしまう。第１管２１などが液５０で汚れてしまう。ノズル液受け入れ部２９により液５０を取り込むことで、汚れが抑制できる。実施形態において、ノズル排出口の下に、ノズル液受け入れ部が設けられても良い。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第２状態ＳＴ２において、液５０がノズルから排出される状態を例示している。これらの図は、液５０を被塗布部材８１に塗布する動作に対応する。

図１、図２、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、塗布装置１１０は、塗布バー４２を含む。塗布バー４２は、被塗布部材８１と対向可能である。塗布バー４２は、例えばＹ軸方向に沿って延びる。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第２状態ＳＴ２において、第１ノズル排出口１１ｏ及び第２ノズル排出口１２ｏは、液５０を塗布バー４２に向けて供給することが可能である。第１ポンプ３１が液５０を第１管２１に供給することで、これらのノズルから液５０が塗布バー４２に向けて供給される。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、例えば、塗布バー４２は、塗布バー４２と被塗布部材８１との間に、液５０のメニスカス５１Ｍを形成可能である。メニスカス５１Ｍが形成されることで、より均一な塗布膜５１Ｆが得やすい。

第２状態ＳＴ２において、第１ノズル排出口１１ｏ及び第２ノズル排出口１２ｏは、塗布バー４２に接しても良い。より安定した塗布が行われる。

図１及び図２に示すように、この例では、塗布装置１１０は、被塗布部材保持部８５及び塗布バー位置制御部４２Ｃをさらに含む。被塗布部材保持部８５は、被塗布部材８１を保持する。この例では、被塗布部材保持部８５は、被塗布部材８１を搬送可能である。この例では、被塗布部材８１は、フィルム状である。被塗布部材保持部８５は、フィルム状の被塗布部材８１を搬送可能なローラーを含む。

塗布バー位置制御部４２Ｃは、塗布バー４２と被塗布部材保持部８５との間の相対的な位置を制御可能である。塗布バー位置制御部４２Ｃは、塗布バー４２と被塗布部材８１との間の相対的な位置を制御可能である。塗布バー位置制御部４２Ｃは、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向において、塗布バー４２と被塗布部材保持部８５との間の相対的な位置を制御可能である。塗布バー位置制御部４２Ｃとして、例えば、複数の方向に可動のアクチュエータなどが用いられて良い。

図１及び図２に示すように、塗布装置１１０は、検出部４２Ｍをさらに含んでも良い。検出部４２Ｍは、例えば、塗布バー４２と被塗布部材保持部８５との間の相対的な位置を検出可能である。検出部４２Ｍは、例えば、光学センサなどを含んで良い。検出部４２Ｍによる検出結果に基づいて、塗布バー位置制御部４２Ｃは、塗布バー４２と被塗布部材保持部８５との間の相対的な位置を制御しても良い。

保持部４１は、第１ノズル１１と塗布バー４２との間の相対的な位置関係、及び、第２ノズル１２と塗布バー４２との間の相対的な位置関係を制御可能でも良い。相対的な位置関係は、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向における位置関係で良い。

図１及び図２に示すように、この例では、保持部４１は、ノズル間隔制御部４１Ｃを含む。例えば、ノズル間隔制御部４１Ｃは、第１ノズル１１と第２ノズル１２との間の間隔を制御可能である。間隔は、例えば、Ｙ軸方向に沿った距離である。１つの例において、バー状の保持部４１の一部に凹部が設けられ、その凹部がノズル間隔制御部４１Ｃとなる。複数の凹部を設けておき、複数の凹部の所望の位置にノズルを固定することで、複数のノズルどうしの間隔が可変で制御できる。複数のノズルの保持の構造、及び、複数のノズルの間隔の制御方法は任意である。液５０の特性（例えば粘度など）に応じて、複数のノズルどうしの間隔などを変更して良い。凹部は、例えば、溝またはスペーサなどにより形成できる。

実施形態において、第１ノズル１１は針状である。針状の第１ノズル１１を用いることで、例えば、液５０の排出量を高い精度で制御できる。ノズルが針状であると、例えば、複数のノズルの先端が塗布バー４２に接触させ易い。針状のノズルにおいて、高い柔軟性が得られる。高い柔軟性により、例えば、塗布バー４２の振動などによりノズルが損傷することが抑制できる。針状のノズルにおいて、ノズルの長さは、例えば１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、ノズルの内径は、例えば１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。ノズルの先端の端面とノズルの延びる方向との間の角度は、例えば約９０度（例えば７５度以上１０５度以下）である。このような形状により、例えば、塗布バー４２に傷が生じることが抑制できる。このような形状により、例えば、塗布バー４２への液５０の供給が安定化し易い。

図２に示すように、第１管２１は、４以上の流出口を含んでも良い。４以上の流出口のそれぞれに、ノズルが接続される。例えば、第１管２１は、２ずつに分岐する複数の分岐部２１Ｂを含む。例えば、第１管２１は、２のｎ乗（ｎは１以上の整数）の流出口を含む。液５０の均一な排出がより容易になる。

実施形態において、第１管２１は、逆止弁２１ｖを含んでも良い。逆止弁２１ｖにより、気体の逆流を抑制できる。例えば、気体（空気）の流入が抑制できる。

実施形態において、第１ポンプ３１は、ダイヤフラムポンプを含んでも良い。ダイヤフラムポンプにより、液５０を安定して均一に供給し易くなる。例えば、種々の溶媒が適用可能である。例えば、「呼び水」が不要である。例えば、高い耐久性が得られる。例えば、空運転も可能であり、乾燥に用いることができる。

図１及び図２に示すように、塗布装置１１０は、管高さ制御部４３を含んでも良い。管高さ制御部４３は、第１管２１の高さを制御する。例えば、第１状態ＳＴ１、第２状態ＳＴ２、及び、それらの間の状態において、第１ノズル１１及び第２ノズル１２の高さの変化に応じて第１管２１が動く場合がある。第１管２１が動いて第１管２１が所望の高さでなくなる場合がある。管高さ制御部４３が設けられることで、第１管２１の高さが所望の状態に制御される。例えば、第１状態ＳＴ１において、第１管２１中の最高の高さが所望以下になるように制限される。この例では、管高さ制御部４３は、Ｙ軸方向に延びるバー状（または板状）である。

図１及び図２に示すように、塗布装置１１０は、乾燥部４５をさらに含んでも良い。乾燥部４５は、被塗布部材８１に塗布された液５０を乾燥させることが可能である。乾燥部４５は、例えば、エアノズルを含んでも良い。

図１及び図２に示すように、第１管２１は、排出バルブ２１ｕを含んでも良い。排出バルブ２１ｕの動作により、第１管２１の中の液５０を、例えば、排出管５６ｐを介して、容器５６に排出させることができる。

図２に示すように、この例では、塗布装置１１０は、第２管２２、第２ポンプ３２、第３ノズル１３及び第４ノズル１４をさらに含む。第２管２２は、第２流入口２２ｉ、第３流出口２２ｃ、及び、第４流出口２２ｄを含む。

第２ポンプ３２は、第２流入口２２ｉに向けて液５０を供給可能である。例えば、容器５５中の液５０が、管２８ｂを介して第２ポンプ３２に供給される。

第３ノズル１３は、第３ノズル流入口１３ｉ及び第３ノズル排出口１３ｏを含む。第３ノズル流入口１３ｉは、第３流出口２２ｃと接続される。第３ノズル排出口１３ｏは、第２管２２を通過した液５０を排出可能である。

第４ノズル１４は、第４ノズル流入口１４ｉ及び第４ノズル排出口１４ｏを含む。第４ノズル流入口１４ｉは、第４流出口２２ｄと接続される。第４ノズル排出口１４ｏは、第２管２２を通過した液５０を排出可能である。

保持部４１は、第３ノズル１３及び第４ノズル１４をさらに保持する。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る塗布装置を例示する模式的側面図である。
図６（ａ）は、第１状態ＳＴ１における第３ノズル１３を例示している。図６（ｂ）は、第１状態ＳＴ１における第４ノズル１４を例示している。図７（ａ）は、第２状態ＳＴ１における第３ノズル１３を例示している。図７（ｂ）は、第２状態ＳＴ２における第４ノズル１４を例示している。図８（ａ）は、第２状態ＳＴ２の第３ノズル１３による塗布を例示している。図８（ｂ）は、第２状態ＳＴ２の第４ノズル１４による塗布を例示している。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１状態ＳＴ１において、第３ノズル排出口１３ｏの高さ及び第４ノズル排出口１４ｏの高さは、第２管２２の高さ以上である。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第２状態ＳＴ２において、第３ノズル排出口１３ｏの高さ及び第４ノズル排出口１４ｏの高さは、第２管２２の高さよりも低い。

このような第１状態ＳＴ１において、第３ノズル１３及び第４ノズル１４から気体が排出できる。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第２状態ＳＴ２において、第３ノズル１３及び第４ノズル１４から液５０を排出させて、被塗布部材８１に液５０が塗布できる。被塗布部材８１に液５０による塗布膜５１Ｆが形成できる。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、実施形態において、第２管２２は、逆止弁２２ｖを含んでも良い。逆止弁２２ｖにより、気体の逆流を抑制できる。例えば、気体（空気）の流入が抑制できる。

図２、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第２管２２は、排出バルブ２２ｕを含んでも良い。排出バルブ２２ｕの動作により、第２管２２の中の液５０を、例えば、排出管５６ｑを介して、容器５６に排出させることができる。

実施形態において、塗布バー４２の断面形状は、任意である。塗布バー４２の断面形状は、例えば、円形、偏平円形または多角形である。断面形状の一部が曲線状で、他の部分が直線状でも良い。例えば、塗布バー４２の、被塗布部材８１に対向する面の断面形状は曲線状でも良い。

塗布バー４２は、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、チタン及びガラスよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。塗布バー４２は、ステンレススチールまたはアルミニウムを含むことがより好ましい。これにより、塗布バー４２の加工が容易になる。１つの例において、塗布バー４２の表面は鏡面である。別の例において、塗布バー４２の表面は、凹凸を含んでも良い。

図９は、第１実施形態に係る塗布装置の一部を例示する模式的側面図である。
図９は、塗布バー４２の一部を例示している。図９に示すように、実施形態において、塗布バー４２の表面４２Ｆは凹凸４２ｄｐを含んでも良い。凹凸４２ｄｐの最大高さＲｚは、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下である。凹凸４２ｄｐの算術平均表面粗さＲａは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。例えば、サンドブラスト法により、凹凸４２ｄｐが作製されて良い。凹凸４２ｄｐが設けられことで、例えば、液５０に対しての高い濡れ性が得られる。

（第２実施形態）
第２実施形態は、塗布方法に係る。実施形態に係る塗布方法においては、例えば、第１実施形態に関して説明した塗布装置１１０（及びその変形）を用いて塗布が行われる。

図１０は、第２実施形態に係る塗布方法を例示するフローチャート図である。
図１０に示すように、第１状態ＳＴ１において第１流入口２１ｉに液５０を供給して、第１ノズル１１及び第２ノズル１２の少なくともいずれかから、第１ノズル１１及び第２ノズル１２の上記の少なくともいずれの中の気体を排出させる（ステップＳ１１０）。

気体の排出の後に、第２状態ＳＴ２において第１流入口２１ｉに液５０を供給して、第１ノズル１１及び第２ノズル１２から液５０を排出させて、被塗布部材８１に液５０を塗布する（ステップＳ１２０）。

実施形態に係る塗布方法においては、塗布の前の第１状態ＳＴ１において、第１ノズル排出口１１ｏの高さ及び第２ノズル排出口１２ｏ高さは、第１管２１の高さ以上である。この第１状態ＳＴ１おいて、液５０が供給されることで、気体が効率的に排出できる。実施形態によれば、均一な塗布膜を形成できる塗布方法が提供できる。

以下、実施形態に係る塗布装置及び塗布方法の例について説明する。
例えば、塗布装置１１０による塗布により、太陽電池が形成できる。１つの例において、ポンプの数は、４である。１つのポンプに接続された管は、４のノズルに接続される。ノズルの総数は、１６である。

例えば、被塗布部材８１は、ロール状のＰＥＴフィルムである。ＰＥＴフィルムの幅は、例えば、３３０ｍｍである。ＰＥＴフィルム上にロールｔｏロール対応のスパッタ装置により光透過性で、幅が３００ｍｍの電極が作成される。電極のシート抵抗は、例えば、５Ω／□である。電極は、例えば、ＩＴＯ膜／Ａｇ合金／ＩＴＯ膜の積層構造を有する。例えば、複数の電極が設けられる。複数の電極の１つの長さは、例えば、約２０ｍｍである。複数の電極どうしの間隔は、例えば５０μｍである。

塗布バー４２の断面は、円状である。円の半径は、１０ｍｍである。塗布バー４２の長さは、３００ｍｍである。塗布バー４２は、例えば、ステンレス（例えばＳＵＳ３０３）を含む。

例えば、保持部４１の長さは３２０ｍｍである。保持部４１に、複数の穴が設けられる。複数の穴のピッチは１８ｍｍである。複数の穴のそれぞれにノズルが固定される。

ノズルは、ステンレス製のロック基を含む。ノズルの長さは、５０ｍｍである。管（第１管２１など）は、ポリテトラフルオロエチレン製チューブである。ノズルと管とは、着脱可能なジョイントにより接続される。管がポンプに接続される。

１つの例において、液５０により、ホール輸送層が形成される。この場合、液５０は、ＰＥＤＯＴ及びＰＳＳを含む水溶液である。

例えば、アクチュエータにより、塗布バー４２と被塗布部材８１との間の相対的な位置関係が制御される。

例えば、ノズルを水平状態にする。この時、ノズルの先端の高さは、管（第１管２１）の高さ以上である。管高さ制御部４３により管の高さが適切に制御される。このような第１状態ＳＴ１において、液５０が供給され、ノズル中の空気が排出される。

この後、ノズルの先端を下方向に約５０°傾斜させる。このとき、必要に応じて、管高さ制御部４３が除去されても良い。ノズルの先端が下に傾いた状態で、ノズルの先端を塗布バー４２に接触させる。この第２状態ＳＴ２において、ポンプが液５０を供給する前では、ノズルから液５０は、実質的に排出されない。

例えば、被塗布部材８１を搬送しながら、ポンプにより液５０を連続的に供給して塗布膜５１Ｆが得られる。乾燥部４５により、塗布された液５０に、加熱した乾燥空気を吹き付ける。液５０から塗布膜５１Ｆが得られる。

塗布の終了後、例えば、ノズルの先端を管（第１管２１など）よりも高くしても良い。排液バルブ（排出バルブ２１ｕなど）を開けて、管内の液５０が回収されても良い。

実施形態において、上記の液５０の塗布の後に、別の液がさらに塗布されても良い。別の液５０は、例えば、半導体材料を含む。別の液５０は、例えば、ＰＴＢ７（［ポリ｛４，８－ビス［（２－エチルヘキシル）オキシ］ベンゾ［１，２－ｂ：４，５－ｂ’］ジチオフェン－２，６－ジイル－１ｔ－ａｌｔ－３－フルオロ－２－［（２－エチルヘキシル）カルボニル］チエノ［３，４－ｂ］チオフェン－４，６－ジイル｝］）と、ＰＣ７０ＢＭ（［６，６］フェニルＣ７１ブチル酸メチルエスター）と、を含む。ＰＴＢ７は、例えばｐ形半導体である。ＰＣ７０ＢＭは、例えば、ｎ形半導体である。別の液５０は、例えば、モノクロロベンゼンをさらに含む。１ｍＬのモノクロロベンゼンに対して、ＰＴＢ７の量は８ｍｇである。１ｍＬのモノクロロベンゼンに対して、ＰＣ７０ＢＭの量は１２ｍｇである。別の液５０は、有機半導体を含む分散液である。

別の液５０は、例えば、太陽電池の半導体膜となる。別の液５０の塗布において、塗布バー４２と被塗布部材８１との間の最小間隙距離は、３００μｍである。塗布後に、乾燥部４５により乾燥が行われる。

例えば、有機半導体を用いた有機薄膜太陽電池、または、有機／無機ハイブリッド太陽電池がある。これらの太陽電池を塗布法により作製することで、コストを低くできる。複数のノズルのそれぞれにポンプを設けると装置が大型化し、装置コストが上昇する。１つのポンプにより複数のノズルに液を供給することで、装置が小型化でき、装置コストが抑制できる。１つのポンプにより複数のノズルに液を供給する場合、複数のノズル中に気体が残ると、気体が除去しにくいことが分かった。実施形態においては、ノズルの先端を管の高さ以上の第１状態ＳＴ１を形成することで、気体が容易に除去できる。

実施形態において、第１管２１は、２つずつに枝分かれすることが好ましい。３つ以上の枝別れに比べて、より均一に液５０を供給し易い。例えば、実施形態において、例えば、ノズルは塗布バー４２の上から接触しても良い。液５０が装置の下に落ちにくい。

実施形態において、被塗布部材８１が上下方向に搬送される位置で、液５０が被塗布部材８１に塗布されても良い。これにより、例えば、重力の効果がメニスカス５１Ｍに加わり、高速でも均一な膜が得やすくなる。

実施形態において、被塗布部材８１が水平方向に搬送される位置で、液５０が被塗布部材８１に塗布されても良い。これにより、例えば、液だれが抑制できる。例えば、空気抜き後のノズルと、塗布バー４２と、間の位置関係の制御が容易になる。

実施形態において、塗布修了後にノズルの先端を閉じる工程を設けても良い。これにより塗布液の乾燥が抑制される。例えば、ノズルの閉塞が抑制される。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
前記第１流入口、第１流出口、及び、第２流出口を含む第１管と、
前記第１流入口に向けて液を供給可能な第１ポンプと、
前記第１ノズル流入口及び第１ノズル排出口を含む第１ノズルであって、前記第１ノズル流入口は、前記第１流出口と接続され、前記第１ノズル排出口は、前記第１管を通過した前記液を排出可能な、前記第１ノズルと、
前記第２ノズル流入口及び第２ノズル排出口を含む第２ノズルであって、前記第２ノズル流入口は、前記第２流出口と接続され、前記第２ノズル排出口は、前記第１管を通過した前記液を排出可能な、前記第２ノズルと、
前記第１ノズル及び前記第２ノズルを保持する保持部と、
を備え、
前記保持部は、第１状態と第２状態とを形成可能であり、
前記第１状態において、前記第１ノズル排出口の高さ及び前記第２ノズル排出口の高さは、前記第１管の高さ以上であり、
前記第２状態において、前記第１ノズル排出口の前記高さ及び前記第２ノズル排出口の前記高さは、前記第１管の前記高さよりも低い、塗布装置。

（構成２）
前記第１ポンプは、前記第１状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口から前記液を排出させることが可能である、構成１記載の塗布装置。

（構成３）
ノズル液受け入れ部をさらに備え、
前記ノズル液受け入れ部は、前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口から排出された前記液を受け入れることが可能である、構成２記載の塗布装置。

（構成４）
前記第１ポンプは、前記第１状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの少なくともいずれかから、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの前記少なくともいずれかの中の気体を排出させることが可能である、構成１～３のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成５）
前記第１ポンプは、前記第２状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルから前記液を排出させて、被塗布部材に前記液を塗布することが可能である、構成１～４のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成６）
被塗布部材と対向可能な塗布バーをさらに備え、
前記第２状態において、前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口は、前記液を前記塗布バーに向けて供給することが可能である、構成１～５のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成７）
前記塗布バーは、前記塗布バーと前記被塗布部材との間に、前記液のメニスカスを形成可能である、構成６記載の塗布装置。

（構成８）
前記塗布バーの表面は凹凸を含み、
前記凹凸の最大高さＲｚは、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下である、構成６または７に記載の塗布装置。

（構成９）
前記保持部は、前記第１ノズルと前記塗布バーとの間の相対的な位置関係、及び、前記第２ノズルと前記塗布バーとの間の相対的な位置関係を制御可能である、構成６～８のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１０）
前記被塗布部材を保持する被塗布部材保持部と、
塗布バー位置制御部と、
をさらに備え、
前記塗布バー位置制御部は、前記塗布バーと前記被塗布部材保持部との間の相対的な位置を制御可能である、構成６～９のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１１）
前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口は、前記被塗布部材に前記液を塗布することが可能である、構成６～８のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１２）
乾燥部さらに備え、
前記乾燥部は、前記被塗布部材に塗布された前記液を乾燥させることが可能である、構成５または１１に記載の塗布装置。

（構成１３）
前記第１ノズルは、針状である、構成１～１２のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１４）
前記第１管は、４以上の流出口を含み、前記第１管は、２ずつに分岐する複数の分岐部を含む、構成１～１３のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１５）
前記第２流入口、第３流出口、及び、第４流出口を含む第２管と、
前記第２流入口に向けて前記液を供給可能な第２ポンプと、
前記第３ノズル流入口及び第３ノズル排出口を含む第３ノズルであって、前記第３ノズル流入口は、前記第３流出口と接続され、前記第３ノズル排出口は、前記第２管を通過した前記液を排出可能な、前記第３ノズルと、
前記第４ノズル流入口及び第４ノズル排出口を含む第４ノズルであって、前記第４ノズル流入口は、前記第４流出口と接続され、前記第４ノズル排出口は、前記第２管を通過した前記液を排出可能な、前記第４ノズルと、
をさらに備え、
前記保持部は、前記第３ノズル及び前記第４ノズルをさらに保持し、
前記第１状態において、前記第３ノズル排出口の高さ及び前記第４ノズル排出口の高さは、前記第２管の高さ以上であり、
前記第２状態において、前記第３ノズル排出口の前記高さ及び前記第４ノズル排出口の前記高さは、前記第２管の前記高さよりも低い、構成１～１４のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１６）
前記第１管の前記高さを制御する管高さ制御部をさらに備えた、構成１～１５のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１７）
前記第１ポンプは、ダイヤフラムポンプを含む、構成１～１５のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１８）
前記第１管は、逆止弁を含む、構成１～１７のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成１９）
前記保持部は、ノズル間隔制御部を含み、
前記ノズル間隔制御部は、前記第１ノズルと前記第２ノズルとの間の間隔を制御可能である、構成１～１８のいずれか１つに記載の塗布装置。

（構成２０）
構成５～１２のいずれか１つに記載の塗布装置を用いて、
前記第１状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの少なくともいずれかから、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの前記少なくともいずれの中の気体を排出させた後に、
前記第２状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルから前記液を排出させて、前記被塗布部材に前記液を塗布する、塗布方法。

実施形態によれば、均一な塗布膜を形成できる塗布装置及び塗布方法が提供される。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、塗布装置に含まれる、管、ポンプ、ノズル及び保持部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した塗布ヘッド、塗布装置及び塗布方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての塗布装置及び塗布方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１～１４…第１～第４ノズル、 １１ｉ～１４ｉ…第１～第４ノズル流入口、 １１ｏ～１４ｏ…第１～第４ノズル排出口、 ２１、２２…第１、第２管、 ２１Ｂ…分岐部、 ２１ａ、２１ｂ…第１、第２流出口、 ２１ｉ…第１流入口、 ２１ｕ…排出バルブ、 ２１ｖ…逆止弁、 ２２ｃ、２２ｄ…第３、第４流出口、 ２２ｉ…第２流入口、 ２２ｕ…排出バルブ、 ２２ｖ…逆止弁、 ２８ａ、２８ｂ…管、 ２９…ノズル液受け入れ部、 ３１、３２…第１、第２ポンプ、 ４１…保持部、 ４１Ｂ…保持部ベース、 ４１Ｃ…ノズル間隔制御部、 ４２…塗布バー、 ４２Ｃ…塗布バー位置制御部、 ４２Ｆ…表面、 ４２Ｍ…検出部、 ４２ｄｐ…凹凸、 ４３…管高さ制御部、 ４５…乾燥部、 ４８…基体、 ５０…液、 ５１Ｆ…塗布膜、 ５１Ｍ…メニスカス、 ５５、５６…容器、 ５６ｐ、５６ｑ…排出管、 ８１…被塗布部材、 ８５…被塗布部材保持部、 １１０…塗布装置、 ＳＴ１、ＳＴ２…第１、第２状態

Claims (20)

1. 第１流入口、第１流出口、及び、第２流出口を含む第１管と、
   前記第１流入口に向けて液を供給可能な第１ポンプと、
   第１ノズル流入口及び第１ノズル排出口を含む第１ノズルであって、前記第１ノズル流入口は、前記第１流出口と接続され、前記第１ノズル排出口は、前記第１管を通過した前記液を排出可能な、前記第１ノズルと、
   第２ノズル流入口及び第２ノズル排出口を含む第２ノズルであって、前記第２ノズル流入口は、前記第２流出口と接続され、前記第２ノズル排出口は、前記第１管を通過した前記液を排出可能な、前記第２ノズルと、
   前記第１ノズル及び前記第２ノズルを保持する保持部と、
   を備え、
   前記保持部は、第１状態と第２状態とを形成可能であり、
   前記第１状態において、前記第１ノズル排出口の高さ及び前記第２ノズル排出口の高さは、前記第１管の全体の高さ以上であり、
   前記第２状態において、前記第１ノズル排出口の前記高さ及び前記第２ノズル排出口の前記高さは、前記第１管の少なくとも一部の高さよりも低い、塗布装置。
2. 前記第１ポンプは、前記第１状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口から前記液を排出させることが可能である、請求項１記載の塗布装置。
3. ノズル液受け入れ部をさらに備え、
   前記ノズル液受け入れ部は、前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口から排出された前記液を受け入れることが可能である、請求項２記載の塗布装置。
4. 前記第１ポンプは、前記第１状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの少なくともいずれかから、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの前記少なくともいずれかの中の気体を排出させることが可能である、請求項１記載の塗布装置。
5. 前記第１ポンプは、前記第２状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルから前記液を排出させて、被塗布部材に前記液を塗布することが可能である、請求項１記載の塗布装置。
6. 被塗布部材と対向可能な塗布バーをさらに備え、
   前記第２状態において、前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口は、前記液を前記塗布バーに向けて供給することが可能である、請求項１記載の塗布装置。
7. 前記塗布バーは、前記塗布バーと前記被塗布部材との間に、前記液のメニスカスを形成可能である、請求項６記載の塗布装置。
8. 前記塗布バーの表面は凹凸を含み、
   前記凹凸の最大高さＲｚは、５μｍ以上５０μｍ以下である、請求項６記載の塗布装置。
9. 前記保持部は、前記第１ノズルと前記塗布バーとの間の相対的な位置関係、及び、前記第２ノズルと前記塗布バーとの間の相対的な位置関係を制御可能である、請求項６記載の塗布装置。
10. 前記被塗布部材を保持する被塗布部材保持部と、
    塗布バー位置制御部と、
    をさらに備え、
    前記塗布バー位置制御部は、前記塗布バーと前記被塗布部材保持部との間の相対的な位置を制御可能である、請求項６記載の塗布装置。
11. 前記第１ノズル排出口及び前記第２ノズル排出口は、前記被塗布部材に前記液を塗布することが可能である、請求項６記載の塗布装置。
12. 乾燥部さらに備え、
    前記乾燥部は、前記被塗布部材に塗布された前記液を乾燥させることが可能である、請求項５記載の塗布装置。
13. 前記第１ノズルは、針状である、請求項１記載の塗布装置。
14. 前記第１管は、４以上の流出口を含み、前記第１管は、２ずつに分岐する複数の分岐部を含む、請求項１記載の塗布装置。
15. 第２流入口、第３流出口、及び、第４流出口を含む第２管と、
    前記第２流入口に向けて前記液を供給可能な第２ポンプと、
    第３ノズル流入口及び第３ノズル排出口を含む第３ノズルであって、前記第３ノズル流入口は、前記第３流出口と接続され、前記第３ノズル排出口は、前記第２管を通過した前記液を排出可能な、前記第３ノズルと、
    第４ノズル流入口及び第４ノズル排出口を含む第４ノズルであって、前記第４ノズル流入口は、前記第４流出口と接続され、前記第４ノズル排出口は、前記第２管を通過した前記液を排出可能な、前記第４ノズルと、
    をさらに備え、
    前記保持部は、前記第３ノズル及び前記第４ノズルをさらに保持し、
    前記第１状態において、前記第３ノズル排出口の高さ及び前記第４ノズル排出口の高さは、前記第２管の全体の高さ以上であり、
    前記第２状態において、前記第３ノズル排出口の前記高さ及び前記第４ノズル排出口の前記高さは、前記第２管の少なくとも一部の高さよりも低い、請求項１記載の塗布装置。
16. 前記第１管の前記高さを制御する管高さ制御部をさらに備えた、請求項１記載の塗布装置。
17. 前記第１ポンプは、ダイヤフラムポンプを含む、請求項１記載の塗布装置。
18. 前記第１管は、逆止弁を含む、請求項１記載の塗布装置。
19. 前記保持部は、ノズル間隔制御部を含み、
    前記ノズル間隔制御部は、前記第１ノズルと前記第２ノズルとの間の間隔を制御可能である、請求項１記載の塗布装置。
20. 請求項５記載の塗布装置を用いて、
    前記第１状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの少なくともいずれかから、前記第１ノズル及び前記第２ノズルの前記少なくともいずれの中の気体を排出させた後に、
    前記第２状態において前記第１流入口に前記液を供給して、前記第１ノズル及び前記第２ノズルから前記液を排出させて、前記被塗布部材に前記液を塗布する、塗布方法。

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