(57)【要約】【課題】電源がオフとなった後に、ノズルからの液体の滴下をより早く終了させることができる静電塗布装置、静電塗布装置用電源装置及び静電塗布方法を提供する。【解決手段】基板ＳＢに液体を放出するノズル部１０と、ノズル部１０と対向するように配置され、基板ＳＢを支持する対向電極２０と、ノズル部１０と対向電極２０との間に電圧を印加する電源装置３０とを備えた静電塗布装置１００において、ノズル部１０を選択的に接地する即止回路３５をさらに備える。ノズル部１０が即止回路３５により接地されると、ノズル部１０に残留した電荷が大地に行き、ノズル部１０に残留した電荷は消滅する。そのため、電源装置３０がオフとなった後に、ノズル部１０からの液体の滴下をより早く終了させることができる。【選択図】図１
2015192950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物に液体を放出するノズルと、
前記ノズルと対向するように配置され、前記被塗布物を支持する対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電源と、
前記ノズルを選択的に接地するスイッチと、を備えた静電塗布装置。
【請求項２】
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記ノズルと前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記ノズルと前記電源との接続を遮断する、請求項１に記載の静電塗布装置。
【請求項３】
前記電源より電力を供給されることにより前記ノズルに前記液体を供給する液体供給部をさらに備え、
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記液体供給部と前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記液体供給部と前記電源との接続を遮断する、請求項１又は２に記載の静電塗布装置。
【請求項４】
被塗布物に液体を放出するノズルと、前記ノズルと対向するように配置され、前記被塗布物を支持する対向電極との間に電圧を印加する電源と、
前記ノズルを選択的に接地するスイッチと、を備えた静電塗布装置用電源装置。
【請求項５】
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記ノズルと前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記ノズルと前記電源との接続を遮断する、請求項４に記載の静電塗布装置用電源装置。
【請求項６】
前記電源は、前記ノズルに前記液体を供給する液体供給部に電力を供給し、
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記液体供給部と前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記液体供給部と前記電源との接続を遮断する、請求項４又は５に記載の静電塗布装置用電源装置。
【請求項７】
被塗布物に液体を放出するノズルと、前記ノズルと対向するように配置され、前記被塗布物を支持する対向電極との間に電源からの電圧を印加する第１工程と、
スイッチにより、前記ノズルを接地する第２工程と、を含む静電塗布方法。
【請求項８】
前記第１工程では、前記スイッチにより、前記ノズルを接地せずに、前記ノズルと前記電源とを接続し、
前記第２工程では、前記スイッチにより、前記ノズルを接地し、前記ノズルと前記電源との接続を遮断する、請求項７に記載の静電塗布方法。
【請求項９】
前記第１工程では、前記電源からの電力を液体供給部に供給することにより、前記液体供給部に前記液体を前記ノズルに供給させ、前記スイッチにより、前記ノズルを接地せずに、前記液体供給部と前記電源とを接続し、
前記第２工程では、前記スイッチにより、前記ノズルを接地し、前記液体供給部と前記電源との接続を遮断する、請求項７又は８に記載の静電塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電塗布装置、静電塗布装置用電源装置及び静電塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗布法では、ノズルに塗布液を送り込み、ノズルと被塗布物を支持した対向電極との間に高電圧を印加する。高電圧電荷を印加することで塗布液が帯電状態と成る。ノズルの先端と対向電極との電位差をトリガーにノズルから飛び出したノズル径に近い量の液滴が、液滴に蓄えられた電荷の反発作用により分裂することで微粒子の霧状となる。霧状の塗布液は、対向電極の上で塗布液とは反対の極性に帯電させられた被塗布物に付着させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−５８６２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、高電圧の印加を止めた場合、印加電圧が自然放電する為には数十秒〜数分の放電時間が必要である。そのため、塗布終了時に高電圧の印加を止めた後も、残留する電荷によりノズルからの塗布液の滴下が止まらず、塗布終了点付近での成膜状態は不安定となり、にじみ模様などの成膜異常が現れる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記課題を考慮してなされたものであり、電源がオフとなった後に、ノズルからの液体の滴下をより早く終了させることができる静電塗布装置、静電塗布装置用電源装置及び静電塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被塗布物に液体を放出するノズルと、ノズルと対向するように配置され、被塗布物を支持する対向電極と、ノズルと対向電極との間に電圧を印加する電源と、ノズルを選択的に接地するスイッチとを備えた静電塗布装置である。
【０００７】
この構成によれば、被塗布物に液体を放出するノズルと、ノズルと対向するように配置され、被塗布物を支持する対向電極と、ノズルと対向電極との間に電圧を印加する電源とを備えた静電塗布装置において、ノズルを選択的に接地するスイッチをさらに備える。上述したように電源がオフとなっても、ノズルには電荷が残留しているため、ノズルから被塗布物への液体の滴下が終了するまでには時間を要する。しかし、ノズルがスイッチにより接地されると、ノズルに残留した電荷が大地に行き、ノズルに残留した電荷は消滅する。そのため、電源がオフとなった後に、ノズルからの液体の滴下をより早く終了させることができる。
【０００８】
この場合、スイッチは、ノズルを接地していないときは、ノズルと電源とを接続し、ノズルを接地するときは、ノズルと電源との接続を遮断することが好適である。
【０００９】
この構成によれば、スイッチは、ノズルを接地していないときは、ノズルと電源とを接続し、ノズルを接地するときは、ノズルと電源との接続を遮断する。これにより、ノズルと電源との接続の遮断と、ノズルの接地とが同期して行われるため、塗布終了時にノズルからの液体の滴下をより円滑に終了させることができる。
【００１０】
また、電源より電力を供給されることによりノズルに液体を供給する液体供給部をさらに備え、スイッチは、ノズルを接地していないときは、液体供給部と電源とを接続し、ノズルを接地するときは、液体供給部と電源との接続を遮断することが好適である。
【００１１】
この構成によれば、電源より電力を供給されることによりノズルに液体を供給する液体供給部をさらに備え、スイッチは、ノズルを接地していないときは、液体供給部と電源とを接続し、ノズルを接地するときは、液体供給部と電源との接続を遮断する。これにより、ノズルへの液体の供給の中止と、ノズルの接地とが同期して行われるため、塗布終了時にノズルからの液体の滴下をより円滑に終了させることができる。
【００１２】
また、本発明は、被塗布物に液体を放出するノズルと、ノズルと対向するように配置され、被塗布物を支持する対向電極との間に電圧を印加する電源と、ノズルを選択的に接地するスイッチとを備えた静電塗布装置用電源装置である。
【００１３】
この場合、スイッチは、ノズルを接地していないときは、ノズルと電源とを接続し、ノズルを接地するときは、ノズルと電源との接続を遮断することが好適である。
【００１４】
また、電源は、ノズルに液体を供給する液体供給部に電力を供給し、スイッチは、ノズルを接地していないときは、液体供給部と電源とを接続し、ノズルを接地するときは、液体供給部と電源との接続を遮断することが好適である。
【００１５】
また、本発明は、被塗布物に液体を放出するノズルと、ノズルと対向するように配置され、被塗布物を支持する対向電極との間に電源からの電圧を印加する第１工程と、スイッチにより、ノズルを接地する第２工程とを含む静電塗布方法である。
【００１６】
この場合、第１工程では、スイッチにより、ノズルを接地せずに、ノズルと電源とを接続し、第２工程では、スイッチにより、ノズルを接地し、ノズルと電源との接続を遮断することが好適である。
【００１７】
また、第１工程では、電源からの電力を液体供給部に供給することにより、液体供給部に液体をノズルに供給させ、スイッチにより、ノズルを接地せずに、液体供給部と電源とを接続し、第２工程では、スイッチにより、ノズルを接地し、液体供給部と電源との接続を遮断することが肯定である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の静電塗布装置、静電塗布装置用電源装置及び静電塗布方法によれば、電源がオフとなった後に、ノズルからの液体の滴下をより早く終了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態の静電塗布装置を示す側面図である。
【図２】（ａ）は実施形態の静電塗布装置の電源装置の電圧の推移を示すグラフであり、（ｂ）は実施形態の静電塗布装置のノズル部の電圧の推移を示すグラフである。
【図３】（ａ）は従来の静電塗布装置の電源装置の電圧の推移を示すグラフであり、（ｂ）は従来の静電塗布装置のノズル部の電圧の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る静電塗布装置、静電塗布装置用電源装置及び静電塗布方法について詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の静電塗布装置１００は、ノズル部１０、対向電極２０、電源装置３０、液体供給部４０及び対向電極移動部５０を備える。静電塗布装置１００のノズルを構成するノズル部１０は、基板ＳＢ等の被塗布物に塗布液等の液体を放出する。ノズル部１０は、例えば、全て又は一部が例えばステンレス等の導電性材料から成り、内面の全て又は一部が導電性の壁で形成されている。ノズル部１０の先端は、内径が数十〜百μｍ程度の毛細管とされる。ノズル部１０の先端の毛細管は電源装置３０に接続される。ノズル部１０はラインＬ１により液体供給部４０から塗布液等の液体を供給される。なお、ノズル部１０Ａの材質は、ガラスであっても良い。
【００２１】
対向電極２０は、対向電極２０はノズル部１０と対向するように配置されている。対向電極２０は、ノズル部１０と対向する側に平面を有する平板状をなす。対向電極２０は、ノズル部１０Ａと対向する側の平面において基板ＳＢ等の被塗布物を支持するステージとなる。対向電極２０は、ノズル部１０の液体が放出される軸線の延長線上に配置されている。対向電極２０は、ノズル部１０から離間されている。ノズル部１０と基板ＳＢとの距離は、特に限定されないが、例えば、１０〜６０ｍｍ程度とすることができる。対向電極２０は導電性を有する。対向電極２０は電源装置３０に接続される。対向電極２０は、対向電極移動部５０により、基板ＳＢの表面に平行な方向に移動させられる。対向電極２０は、対向電極アース線３８により接地されている。
【００２２】
対向電極移動部５０は、対向電極２０をノズル部１０に対して、相対的に移動させる。具体的には、例えば、被塗布物が基板ＳＢである場合には、対向電極２０は、基板ＳＢの表面に対して平行な面内で直交する二軸の方向にそれぞれ独立して移動させられる。これにより、基板ＳＢ上の所望の部分に、塗布液等の液体を塗布させることができる。また、対向電極移動部５０は、基板ＳＢの表面に対して垂直な方向にも、ノズル部１０に対して対向電極２０を移動させるようにできることが好ましい。これにより、ノズル部１０の先端と、基板ＳＢの表面との距離を調節することができる。
【００２３】
液体供給部４０は、電源装置３０から電力を供給されることにより、ラインＬ１０を介してノズル部１０にレジスト溶液、塗布液等の液体を供給する。液体供給部４０は、レジスト溶液、塗布液等の液体を貯留する槽４１と、槽４１からラインＬ１０を介してノズル部１０に液体を供給するポンプ４２とを有する。ポンプ４２は、電源装置３０に接続されている。ポンプ４２が密閉状態にある槽４１に空気を供給することにより、ラインＬ１０を介して液体がノズル部１０に供給される。なお、液体供給部４０は、必ずしもポンプ４２により液体を供給するものでなくとも良い。例えば、液体供給部４０は、エアパルス方式のディスペンサーにより構成することができる。エアパルス方式のディスペンサーは、一定時間に電磁弁を開閉することにより、レギュレータを通して減圧した一定圧力のＮ２等のガスを液体材料を封入したシリンジなどの容器に導き、液体材料を押し出す装置である。
【００２４】
本実施形態では、液体供給部４０は、例えば、レジスト溶液をノズル部１０に対して供給する。レジスト溶液とは、ノボラック樹脂などの樹脂、ナフトジアジドなどの感光剤、及び、ＰＧＭＥＡ（propylene  glycol  methyl  ether  acetate）などの溶媒を含む混合物である。レジスト溶液の好ましい粘度の範囲は、５〜１０００ｍＰａ・ｓである。レジストとしては、例えば、ナガセケムテックス株式会社製ＮＰＲ３５１０が挙げられる。
【００２５】
電源装置３０は、ノズル部１０と対向電極２０との間に電圧を印加する。電源装置３０は、液体供給部４０のポンプ４２に電力を供給する。電源装置３０は、高圧電源部３１と即止回路３５とを有している。高圧電源部３１は、ノズル部１０と対向電極２０との間に電圧を印加する。高圧電源部３１が印加する電圧は通常は直流であり、例えば、パルス状に供給することが好ましい。ノズル部１０と対向電極２０との間に印加される電圧は特に限定されないが、本実施形態では、５〜２０ｋＶとすることができる。電圧は、対向電極２０に対して、ノズル部１０側がプラスと成るように印加することが好ましい。また、高圧電源部３１は、液体供給部４０のポンプ４２に所定の電圧により電力を供給する。ポンプ４２に印加する電圧は、ポンプ４２の定格電圧とすることができる。
【００２６】
静電塗布装置１００のスイッチを構成する即止回路３５は、高圧電源部側リレースイッチ３２、アース線側リレースイッチ３３及びポンプ側リレースイッチ３４を含む。即止回路３５は、ノズル部１０を選択的に接地する。本実施形態では、高圧電源部３１がノズル部１０と対向電極２０との間に印加する電圧が高圧であるため、即止回路は、通常のＣ接点のリレースイッチではなく、３つのリレースイッチを組み合わせて構成されている。高圧電源部側リレースイッチ３２は、高圧電源部３１とノズル部１０とを接続するための接点を開閉する。アース線側リレースイッチ３３は、ノズル部１０とノズル部アース線３６とを接続するための接点を開閉する。ポンプ側リレースイッチ３４は、高圧電源部３１とポンプ４２とを接続するための接点を開閉する。
【００２７】
即止回路３５は、アース線側リレースイッチ３３をオフにしてノズル部１０をノズル部アース線３６に接地していないときは、高圧電源部側リレースイッチ３２をオンにしてノズル部１０と高圧電源部３１とを接続し、ポンプ側リレースイッチ３４をオンにしてポンプ４２と高圧電源部３１とを接続する。
【００２８】
一方、即止回路３５は、アース線側リレースイッチ３３をオンにしてノズル部１０をノズル部アース線３６に接地するときは、高圧電源部側リレースイッチ３２をオフにしてノズル部１０と高圧電源部３１との接続を遮断し、ポンプ側リレースイッチ３４をオフにしてポンプ４２と高圧電源部３１との接続を遮断する。
【００２９】
以下、本実施形態の静電塗布装置１００の動作及び静電塗布装置１００を用いた静電塗布方法について説明する。
【００３０】
まず、対向電極２０上に、被塗布物となる基板ＳＢが載置される。第１工程として、即止回路３５の高圧電源部側リレースイッチ３２及びポンプ側リレースイッチ３４がオンにされ、アース線側リレースイッチ３３がオフとされる。これにより、高圧電源部３１とノズル部１０とが接続され、液体供給部４０のポンプ４２と高圧電源部３１とが接続され、ノズル部１０とノズル部アース線３６との接続が遮断される。
【００３１】
電源装置３０により、ノズル部１０の先端の毛細管と対向電極２０との間に電圧が印加される。また、ポンプ４２が駆動されて、槽４１内の液体がラインＬ１０を介してノズル部１０に供給される。液体には、ノズル部１０により電荷が与えられて帯電させられる。ノズル部１０から放出される液体は円錐状のテイラーコーンを形成する。テイラーコーンの頂部では、静電気力により液滴がレイリー分裂し、多数の微少な液滴が液滴とは反対の極性の電荷を有する対向電極２０に向かって射出される。対向電極移動部５０は、対向電極２０を移動方向Ｄに向けて移動させる。これにより、対向電極２０に支持された基板ＳＢの全面に液体が塗布される。
【００３２】
静電塗布を終了するときには、第２工程として、即止回路３５の高圧電源部側リレースイッチ３２及びポンプ側リレースイッチ３４がオフにされ、アース線側リレースイッチ３３がオンとされる。これにより、高圧電源部３１とノズル部１０との接続が遮断され、液体供給部４０のポンプ４２と高圧電源部３１との接続が遮断され、ノズル部１０とノズル部アース線３６とが接続される。これにより、ノズル部１０が接地される。
【００３３】
図３（ａ）に示すように、電源装置３０の電圧が時間ｔ＝ｔ１においてオフとなったとしても、図３（ｂ）に示すように、従来の静電塗布装置では、ノズル部１０に帯電した電荷が自然放電し、ノズル部１０の電圧が０になるまでには時間ｔ＝ｔ３−ｔ１までの放電時間が必要である。そのため、塗布終了時に高電圧の印加を止めた後も、残留する電荷によりノズル部１０からの塗布液の滴下が止まらず、塗布終了点付近での成膜状態は不安定となり、にじみ模様などの成膜異常が現れる可能性がある。
【００３４】
一方、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、電源装置３０の電圧が時間ｔ＝ｔ１においてオフとなったときには、図２（ｂ）に示すように、塗布終了時のノズル部１０の内部に帯電している電荷はノズル部アース線３６を介して瞬時に除電されるため、ノズル部１０の電圧が０になるまでに時間ｔ＝ｔ２−ｔ１＜ｔ３−ｔ１の時間しか要しない。そのため、塗布終了時に、ノズル部１０からの塗布液の滴下が継続することを防ぎ、塗布終了点付近での成膜状態を安定化することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、即止回路３５は、ノズル部１０を接地していないときは、ノズル部１０と高圧電源部３１とを接続し、ノズル部１０を接地するときは、ノズル部１０と高圧電源部３１との接続を遮断する。これにより、ノズル部１０と高圧電源部３１との接続の遮断と、ノズル部１０の接地とが同期して行われるため、塗布終了時にノズル部１０からの液体の滴下をより円滑に終了させることができる。
【００３６】
また、本実施形態では、即止回路３５は、ノズル部１０を接地していないときは、液体供給部４０と高圧電源部３１とを接続し、ノズル部１０を接地するときは、液体供給部４０と高圧電源部３１との接続を遮断する。これにより、ノズル部１０への液体の供給の中止と、ノズル部１０の接地とが同期して行われるため、塗布終了時にノズル部１０からの液体の滴下をより円滑に終了させることができる。
【００３７】
尚、本発明の実施形態の静電塗布装置、静電塗布装置用電源装置及び静電塗布方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ノズル部１０と対向電極２０との間に電圧を印加する電源と、液体供給部４０に電力を供給する電源とがそれぞれ別の電源でも良い。この場合、ノズル部１０と対向電極２０との間に電圧を印加する電源がオンのときに、液体供給部４０に電力を供給する電源もオンとなり、ノズル部１０と対向電極２０との間に電圧を印加する電源がオフのときに、液体供給部４０に電力を供給する電源もオフとなるようにすることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ノズル部、２０…対向電極、３０…電源装置、３１…高圧電源部、３２…高圧電源部側リレースイッチ、３３…アース線側リレースイッチ、３４…ポンプ側リレースイッチ、３５…即止回路、３６…ノズル部アース線、３８…対向電極アース線、４０…液体供給部、４１…槽、４２…ポンプ、５０…対向電極移動部、１００…静電塗布装置、Ｌ１０…ライン、ＳＢ…基板。
【図１】
2015192950.tif 000003
【図２】
2015192950.tif 000004
【図３】
2015192950.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月16日(2014.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布物に液体を放出するノズルと、
前記ノズルと対向するように配置され、前記被塗布物を支持する対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電源と、
前記ノズルを選択的に接地するスイッチと、を備え、
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記ノズルと前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記ノズルと前記電源との接続を遮断する、静電塗布装置。
【請求項２】
前記電源より電力を供給されることにより前記ノズルに前記液体を供給する液体供給部をさらに備え、
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記液体供給部と前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記液体供給部と前記電源との接続を遮断する、請求項１に記載の静電塗布装置。
【請求項３】
被塗布物に液体を放出するノズルと、前記ノズルと対向するように配置され、前記被塗布物を支持する対向電極との間に電圧を印加する電源と、
前記ノズルを選択的に接地するスイッチと、を備え、
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記ノズルと前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記ノズルと前記電源との接続を遮断する、静電塗布装置用電源装置。
【請求項４】
前記電源は、前記ノズルに前記液体を供給する液体供給部に電力を供給し、
前記スイッチは、前記ノズルを接地していないときは、前記液体供給部と前記電源とを接続し、前記ノズルを接地するときは、前記液体供給部と前記電源との接続を遮断する、請求項３に記載の静電塗布装置用電源装置。
【請求項５】
被塗布物に液体を放出するノズルと、前記ノズルと対向するように配置され、前記被塗布物を支持する対向電極との間に電源からの電圧を印加する第１工程と、
スイッチにより、前記ノズルを接地する第２工程と、を含み、
前記第１工程では、前記スイッチにより、前記ノズルを接地せずに、前記ノズルと前記電源とを接続し、
前記第２工程では、前記スイッチにより、前記ノズルを接地し、前記ノズルと前記電源との接続を遮断する、静電塗布方法。
【請求項６】
前記第１工程では、前記電源からの電力を液体供給部に供給することにより、前記液体供給部に前記液体を前記ノズルに供給させ、前記スイッチにより、前記ノズルを接地せずに、前記液体供給部と前記電源とを接続し、
前記第２工程では、前記スイッチにより、前記ノズルを接地し、前記液体供給部と前記電源との接続を遮断する、請求項５に記載の静電塗布方法。