(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性材料を吐出する吐出装置であって、
流動性材料が流れる配管と、
前記配管上に配置される開閉可能なバルブと、
流動性材料を貯溜するとともに前記配管に接続され、貯溜されている流動性材料に継続的に圧力を加えて前記流動性材料を前記配管に送出するポンプ機構と、
前記ポンプ機構を制御して前記流動性材料に継続的に加えられる圧力を予め設定された設定圧力とする圧力制御部と、
を備え、
前記ポンプ機構が、
前記流動性材料を貯溜するとともに前記配管に着脱可能に接続され、圧力が加えられて容積が減少することにより前記配管に前記流動性材料を送出する可変容器と、
前記可変容器を内部に収容する耐圧容器と、
を備え、
前記圧力制御部が、前記耐圧容器内の圧力を調整し、
前記ポンプ機構への流動性材料の供給が、前記可変容器を前記配管から取り外して前記耐圧容器から搬出し、予め流動性材料が充填された新しい可変容器を前記耐圧容器に搬入して前記配管に接続することにより行われ、
前記可変容器が、内部の気体を放出する放出口を備え、
前記可変容器への流動性材料の充填時に、前記放出口を鉛直方向の上端に位置させつつ前記可変容器が載置されることを特徴とする吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の吐出装置であって、
前記可変容器が、前記配管に接続される配管接続部を鉛直方向の下端に備えることを特徴とする吐出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吐出装置であって、
前記ポンプ機構が、前記可変容器内の前記流動性材料の量を検出するセンサをさらに備えることを特徴とする吐出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の吐出装置であって、
前記可変容器が、フッ素系樹脂シートにより形成されることを特徴とする吐出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の吐出装置であって、
前記流動性材料が、正孔輸送材料または有機ＥＬ材料を含むことを特徴とする吐出装置。
【請求項６】
基板に流動性材料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、
前記基板に向けて流動性材料を連続的に吐出するノズルと、
前記ノズルを前記基板の主面に対して平行な主走査方向および副走査方向に相対的に移動する移動機構と、
前記ノズルに接続されて前記流動性材料を前記ノズルに送出する請求項１ないし５のいずれかに記載の吐出装置と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動性材料を吐出する吐出装置に関し、当該吐出装置は基板に流動性材料を塗布する塗布装置に利用される。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板上にレジスト液等の流動性材料を塗布する装置として、ノズルから基板に向けて微少量の流動性材料を定量吐出する塗布装置が利用されている。例えば、特許文献１および特許文献２では、ダイヤフラムを有するポンプにより液体供給源から液体を吸引し、この液体に圧力を加えることにより基板に向けて吐出する液体供給装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３４３９７８号公報
【特許文献２】特開２００３−４９７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、有機ＥＬ（Electro Luminescence）材料を利用した有機ＥＬ表示装置の開発が行われている。高分子有機ＥＬ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表示装置の製造では、ガラス基板（以下、単に「基板」という。）に対して、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）回路の形成、陽極となるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極の形成、隔壁の形成、正孔輸送材料を含む流動性材料の塗布、加熱処理による正孔輸送層の形成、有機ＥＬ材料を含む流動性材料の塗布、加熱処理による有機ＥＬ層の形成、陰極の形成、および、絶縁膜の形成による封止が順次行われる。
【０００４】
有機ＥＬ表示装置の製造においても、有機ＥＬ材料や正孔輸送材料を含む流動性材料を、ノズルから基板に向けて吐出して塗布する塗布装置が利用されている。このような塗布装置では、有機ＥＬ材料および正孔輸送材料が非常に高価であるため、基板に対する流動性材料の塗布が中断される際には、製造コスト低減の観点から流動性材料の吐出が停止されることが好ましい。
【０００５】
一方、特許文献１および特許文献２に示す装置では、上述のように、ポンプにより流動性材料に圧力を加えることにより吐出が行われており、流動性材料の吐出停止は、流動性材料に加えられている圧力を解放することにより行われる。しかしながら、このような構造をそのまま有機ＥＬ表示装置を製造する装置に応用すると、流動性材料を吐出するノズルの吐出口が非常に小さいため、配管内の圧力の解放に時間がかかり、吐出停止動作が行われてから実際に吐出が停止するまでに長時間を要してしまう。また、一旦吐出を停止すると、吐出の再開時にはポンプからノズルに至る配管内の圧力を上昇させる必要があるため、安定した吐出が行われるまでにやはり長時間を要してしまう。
【０００６】
また、特許文献１および特許文献２に示す装置では、内部構造が複雑なダイヤフラムポンプが液体の送出に用いられているため、流動性材料の入れ替え時等に行われるポンプ等の洗浄において、ポンプ内に流動性材料が残置してしまう恐れがあり、メンテナンス作業の簡素化に限界がある。さらに、ダイヤフラムポンプでは、連続して吐出可能な流動性材料の量が少なく、これを増加するためにはポンプ機構の再設計や制御性の確認が必要となる。このため、流動性材料の塗布量の増加を伴う基板の大型化の要求に対して容易に対応することが難しい。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ポンプ機構の可変容器を容易に交換してメンテナンスを簡素化することを主な目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、流動性材料を吐出する吐出装置であって、流動性材料が流れる配管と、前記配管上に配置される開閉可能なバルブと、流動性材料を貯溜するとともに前記配管に接続され、貯溜されている流動性材料に継続的に圧力を加えて前記流動性材料を前記配管に送出するポンプ機構と、前記ポンプ機構を制御して前記流動性材料に継続的に加えられる圧力を予め設定された設定圧力とする圧力制御部とを備え、前記ポンプ機構が、前記流動性材料を貯溜するとともに前記配管に着脱可能に接続され、圧力が加えられて容積が減少することにより前記配管に前記流動性材料を送出する可変容器と、前記可変容器を内部に収容する耐圧容器とを備え、前記圧力制御部が、前記耐圧容器内の圧力を調整し、前記ポンプ機構への流動性材料の供給が、前記可変容器を前記配管から取り外して前記耐圧容器から搬出し、予め流動性材料が充填された新しい可変容器を前記耐圧容器に搬入して前記配管に接続することにより行われ、前記可変容器が、内部の気体を放出する放出口を備え、前記可変容器への流動性材料の充填時に、前記放出口を鉛直方向の上端に位置させつつ前記可変容器が載置される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吐出装置であって、前記可変容器が、前記配管に接続される配管接続部を鉛直方向の下端に備える。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の吐出装置であって、前記ポンプ機構が、前記可変容器内の前記流動性材料の量を検出するセンサをさらに備える。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の吐出装置であって、前記可変容器が、フッ素系樹脂シートにより形成される。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の吐出装置であって、前記流動性材料が、正孔輸送材料または有機ＥＬ材料を含む。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、基板に流動性材料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、前記基板に向けて流動性材料を連続的に吐出するノズルと、前記ノズルを前記基板の主面に対して平行な主走査方向および副走査方向に相対的に移動する移動機構と、前記ノズルに接続されて前記流動性材料を前記ノズルに送出する請求項１ないし５のいずれかに記載の吐出装置とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、可変容器を容易に交換することができる。また、可変容器に流動性材料を容易に充填することができる。請求項２の発明では、配管内に気体が送出されることを確実に防止することができる。請求項３の発明では、ポンプ機構への流動性材料の補充を適切なタイミングで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る塗布装置１の構成を示す平面図であり、図２は塗布装置１の正面図である。塗布装置１は、正孔輸送材料または有機ＥＬ（Electro Luminescence）材料を含む流動性材料を有機ＥＬ表示装置用の基板９に塗布する装置である。ここで、「正孔輸送材料」とは、有機ＥＬ表示装置の正孔輸送層を形成する材料であり、「正孔輸送層」とは、有機ＥＬ材料により形成された有機ＥＬ層へと正孔を輸送する狭義の正孔輸送層のみを意味するのではなく、正孔の注入を行う正孔注入層も含む。
【００１７】
図２に示すように、塗布装置１は、基板９を保持する基板保持部１１、および、基板保持部１１を基板９の主面に対して平行な所定の移動方向（すなわち、図１中における上下方向）に水平移動するとともに垂直方向に向く軸を中心として回転する基板移動機構１２を備える。基板保持部１１は、内部にヒータによる加熱機構（図示省略）を備える。
【００１８】
塗布装置１は、また、図１および図２に示すように、基板９上に形成されたアライメントマーク（図示省略）を撮像して検出するアライメントマーク検出部１３、基板保持部１１上の基板９に向けて３本のノズル１７から流動性材料を吐出して塗布する塗布ヘッド１４、塗布ヘッド１４を基板保持部１１の移動方向とは垂直な水平方向（すなわち、図１中における左右方向）に移動するヘッド移動機構１５、塗布ヘッド１４の移動方向に関して基板保持部１１の両側に設けられるとともに塗布ヘッド１４からの流動性材料を受ける２つの受液部１６、塗布ヘッド１４の３本のノズル１７にそれぞれ接続されるとともに流動性材料をノズル１７にそれぞれ送出して吐出させる３つの吐出機構（すなわち、吐出装置）１８、および、これらの構成を制御する制御部を備える。
【００１９】
３本のノズル１７は、図１中における左右方向（すなわち、塗布ヘッド１４の移動方向であり、以下、ノズル１７の「主走査方向」という。）に略直線状に配列されるとともに図１中における上下方向（すなわち、基板９の移動方向であり、以下、「副走査方向」という。）に僅かにずれて配置される。副走査方向に関し、互いに隣接する２本のノズル１７の間の距離は、基板９上に予め形成されている主走査方向に伸びる隔壁間のピッチ（以下、「隔壁ピッチ」という。）と等しくされる。塗布装置１では、基板移動機構１２およびヘッド移動機構１５が、３本のノズル１７を主走査方向および副走査方向に基板９に対して相対的に移動する移動機構となる。
【００２０】
塗布装置１により有機ＥＬ材料を含む流動性材料（以下、「有機ＥＬ液」という。）が塗布される場合、塗布ヘッド１４では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）と互いに色が異なる３種類の有機ＥＬ材料をそれぞれ含む３種類の有機ＥＬ液が３本のノズル１７に供給される。また、正孔輸送材料を含む流動性材料（以下、「正孔輸送液」という。）が塗布される場合、３本のノズル１７には同一種類の正孔輸送液が供給される。
【００２１】
図３は、１つの吐出機構１８に注目して吐出機構１８の構造をノズル１７と共に示す図である。他の２つの吐出機構１８の構造も図３と同様である。図３に示すように、吐出機構１８は、ノズル１７に接続される可動配管１８１、可動配管１８１の上流側（すなわち、ノズル１７とは反対側）に接続される固定配管１８２、可動配管１８１と固定配管１８２との間に設けられた開閉可能なエアバルブ１８３、エアバルブ１８３と可動配管１８１との間に設けられたサックバックバルブ１８４、固定配管１８２の上流側に接続されて固定配管１８２に流動性材料を送出するポンプ機構１８５、および、ポンプ機構１８５を制御する圧力制御部である電空レギュレータ１８６を備える。
【００２２】
本実施の形態では、可動配管１８１の長さはおよそ１ｍ〜１．５ｍとされ、吐出機構１８では、可動配管１８１がサックバックバルブ１８４に直接接続される。また、サックバックバルブ１８４がエアバルブ１８３に直接接続され、エアバルブ１８３が固定配管１８２に直接接続される。以下の説明では、流動性材料が流れる可動配管１８１および固定配管１８２をまとめて、「流路配管」と呼ぶ場合がある。吐出機構１８では、エアバルブ１８３およびサックバックバルブ１８４が流路配管上に配置される。サックバックバルブ１８４は、後述する流動性材料の吐出の停止時に駆動されて内部の容積が増大し、これにより、サックバックバルブ１８４内部およびサックバックバルブ１８４に接続される可動配管１８１内の流動性材料に対して負圧が付与される。
【００２３】
可動配管１８１は可撓性を有し、ノズル１７の移動（すなわち、塗布ヘッド１４の移動）に従って撓む。固定配管１８２は、塗布装置１のフレーム（図示省略）に固定されており、ノズル１７が移動した場合であっても移動することはない。換言すれば、固定配管１８２は、塗布装置１の装置本体に対して相対的に固定されている。固定配管１８２上には、固定配管１８２を流れる流動性材料の流量を計測する流量計１８２１、および、流動性材料中の異物を捕集して除去するフィルタ１８２２が設けられる。
【００２４】
図４は、ポンプ機構１８５の構造をポンプ機構１８５近傍の構成と共に示す図である。図４に示すように、ポンプ機構１８５は、複数枚の基板９に塗布する量（本実施の形態では、１５枚〜２０枚の基板９に塗布する量であり、およそ１００ｃｃ〜２００ｃｃ）の流動性材料を貯溜する柔軟な可変容器１８５１、可変容器１８５１を内部に収容する耐圧容器１８５２、および、可変容器１８５１内の流動性材料の量を検出する梃子式の残量センサ１８５３を備える。図４では、図示の都合上、耐圧容器１８５２の内部の構成を実線（一部、破線等）にて示している。
【００２５】
図５は、可変容器１８５１を示す底面図である。可変容器１８５１は、薄いフッ素系樹脂（例えば、テフロン（登録商標））シートにより形成されており、流動性材料が充填された状態においては、図４および図５に示すように、上下が略対称なドーム状（すなわち、図４における側面視では略楕円形であり、図５における平面視では略円形）となる。可変容器１８５１の鉛直方向の下端には、固定配管１８２に接続される配管接続部１８５１１が設けられており、可変容器１８５１は、配管接続部１８５１１および配管接続部１８５１１に接続されるポンプ内配管１８５１２を介して固定配管１８２に対して着脱可能に取り付けられて接続される。可変容器１８５１は、耐圧容器１８５２内に配置された載置部１８５４上に配管接続部１８５１１を下に向けた状態で載置される。
【００２６】
図６は、載置部１８５４を示す平面図である。図４および図６に示すように、載置部１８５４は略円筒状であり、上縁部から内側に向かって斜め下方に伸びる複数（本実施の形態では６枚）の板部材１８５４１を備える。載置部１８５４では、図６に示すように側壁部にスリット１８５４２が設けられており、図４に示すように、板部材１８５４１上に可変容器１８５１が載置された状態では、可変容器１８５１の下端部に接続されたポンプ内配管１８５１２が、スリット１８５４２を介して載置部１８５４の外側へと伸びる。
【００２７】
ポンプ機構１８５では、耐圧容器１８５２が、電空レギュレータ１８６およびレギュレータ１８６１を介して塗布装置１の外部に設けられた圧縮空気供給機構（すなわち、コンプレッサ）に接続されており、電空レギュレータ１８６により耐圧容器１８５２内の圧力が調整される。具体的には、電空レギュレータ１８６に内蔵されている圧力計（図示省略）により耐圧容器１８５２内の圧力が計測され、当該計測圧力と予め設定された設定圧力とのずれ量に基づいて、耐圧容器１８５２に供給される圧縮空気の圧力がフィードバック制御される。
【００２８】
ポンプ機構１８５では、耐圧容器１８５２内の圧力（すなわち、後述するように、流動性材料に加えられる圧力）を確認するためのもう１つの圧力計１８５５が、耐圧容器１８５２と電空レギュレータ１８６とを接続する配管上に設けられている。ポンプ機構１８５では、圧力計１８５５が流路配管上ではなく圧縮空気が流れる配管上に設けられることにより、圧力計１８５５に耐薬品性が求められないため、ポンプ機構１８５の構成を簡素化することができる。
【００２９】
ポンプ機構１８５では、電空レギュレータ１８６による制御により、可変容器１８５１および可変容器１８５１内に貯溜されている流動性材料に継続的に加えられる圧力が予め設定された設定圧力とされる。そして、可変容器１８５１に継続的に圧力が加えられてその容積が減少することにより（換言すれば、可変容器１８５１内に貯溜されている流動性材料に継続的に圧力が加えられることにより）、可変容器１８５１内の流動性材料が微小流量にて固定配管１８２に送出される。
【００３０】
ポンプ機構１８５では、図４に示すように、残量センサ１８５３が、一方の先端（以下、「右端部」という。）を可変容器１８５１の上端部に当接させるとともに回転軸１８５３２を中心として回動する棒状の回動部材１８５３１、および、回動部材１８５３１の可変容器１８５１に当接する先端とは反対側の端部（以下、「左端部」という。）の変位を検出する変位センサ１８５３３を備える。変位センサ１８５３３は、２つの反射式の光センサ１８５３４を備え、２つの光センサ１８５３４はそれぞれ、前方（すなわち、図４中における右側）に回動部材１８５３１の左端部が存在するか否かを検出する。
【００３１】
可変容器１８５１内に流動性材料が最大限まで充填された状態（いわゆる、満水状態）では、回動部材１８５３１は図４中に実線にて示す位置に位置しており、図４中の下側の光センサ１８５３４によりその左端部が検出される。そして、可変容器１８５１内の流動性材料が送出されるにつれて可変容器１８５１は萎み、回動部材１８５３１の右端部も下方へと移動する。可変容器１８５１内の流動性材料が全て送出されて空になると、回動部材１８５３１は図４中に二点鎖線にて示す位置に位置し、その左端部が上側の光センサ１８５３４により検出される。このように、残量センサ１８５３では、２つの光センサ１８５３４により回動部材１８５３１の位置が検出されることにより、可変容器１８５１が満水状体であるか空であるか、あるいは、その中間であるかが確認される。
【００３２】
次に、塗布装置１による流動性材料の塗布の流れについて説明する。塗布装置１により流動性材料の塗布が行われる際には、まず、３つの吐出機構１８のそれぞれの可変容器１８５１に対して、複数枚の基板９に塗布する量の流動性材料の充填が行われる。可変容器１８５１への流動性材料の充填は、耐圧容器１８５２の外部において行われる。図４および図５に示すように、可変容器１８５１では、可変容器１８５１への流動性材料の充填時に可変容器１８５１の内部の気体を放出する放出口１８５１３が配管接続部１８５１１に隣接して設けられる。可変容器１８５１への流動性材料の充填時には、放出口１８５１３を鉛直方向の上端に位置させつつ（すなわち、図４に示す姿勢とは上下逆さまに）可変容器１８５１が所定の充填台等に載置される。
【００３３】
続いて、３つの吐出機構１８のそれぞれにおいて、耐圧容器１８５２の搬出入口（図示省略）が開放され、流動性材料が充填された可変容器１８５１が耐圧容器１８５２内に搬入される。可変容器１８５１は、載置部１８５４上に配管接続部１８５１１を下側に向けて載置されるとともに配管接続部１８５１１およびポンプ内配管１８５１２を介して固定配管１８２に接続され、その後、耐圧容器１８５２の搬出入口が閉鎖される。耐圧容器１８５２の搬出入口が閉鎖されると、電空レギュレータ１８６により耐圧容器１８５２内の圧力が制御されて予め設定された設定圧力とされ、可変容器１８５１内の流動性材料に対して圧力が加えられる。
【００３４】
塗布装置１では、上述の各吐出機構１８における可変容器１８５１に対する準備作業と並行して、図１および図２に示すように、１枚目の基板９が基板保持部１１に載置されて保持される。そして、アライメントマーク検出部１３からの出力に基づいて基板移動機構１２が駆動され、基板９が図１中に実線にて示す塗布開始位置に位置する。塗布ヘッド１４は予め図１および図２中に実線にて示す待機位置（すなわち、図１および図２中の左側の受液部１６の上方）に位置している。
【００３５】
続いて、各吐出機構１８において、図３に示すエアバルブ１８３が開放されることにより、可変容器１８５１（図４参照）内の流動性材料が固定配管１８２および可動配管１８１を流れ、ノズル１７からの流動性材料の吐出が開始される。吐出機構１８では、電空レギュレータ１８６により耐圧容器１８５２（図４参照）内の圧力が設定圧力に維持されることにより、可変容器１８５１、固定配管１８２、可動配管１８１およびノズル１７内の流動性材料に対して一定の圧力が継続的に加えられる。これにより、流動性材料がノズル１７から所定の流量（以下、「設定流量」という。）にて吐出される。吐出機構１８では、固定配管１８２上に設けられた流量計１８２１により、流動性材料の流量が検出されて設定流量であることが確認される。万一、流路配管の目詰まり等により流量が設定流量と異なる場合は、作業者に対してその旨が通知される。
【００３６】
吐出機構１８では、エアバルブ１８３の開度が、流動性材料の設定流量や流路配管の径等に合わせて高精度に調整されることにより、エアバルブ１８３の開放直後の流量のオーバーシュート（すなわち、エアバルブ１８３の解放直後に、流動性材料が一時的に設定流量よりも過大な流量にて流れること）が抑制され、また、流量静定後における流量の微小変動が防止される。さらには、後述のエアバルブ１８３の閉鎖時における流量のオーバーシュートおよび流動性材料の圧力の急激な変動（いわゆる、ウォータハンマ）も防止される。
【００３７】
塗布装置１では、ノズル１７からの流動性材料の流量が静定すると、ヘッド移動機構１５が駆動されて塗布ヘッド１４（すなわち、ノズル１７）の主走査方向における移動が開始される。塗布装置１では、３本のノズル１７から流動性材料を基板９に向けて連続的に吐出しつつ、塗布ヘッド１４を基板９に対して図１中の左側から右側へと相対的に移動することにより、流動性材料が基板９上にストライプ状に塗布される。基板９上の塗布領域には上述のように複数の隔壁が予め形成されており、３本のノズル１７からの流動性材料は隔壁間の隣接する３つの溝部に塗布される。また、塗布領域の周囲の非塗布領域は、図示省略のマスク部により覆われているため、流動性材料は塗布されない。
【００３８】
塗布ヘッド１４が図１および図２中に二点鎖線にて示す待機位置（すなわち、図１および図２中の右側の受液部１６の上方）まで移動すると、基板移動機構１２が駆動され、基板９が基板保持部１１と共に図１中の上側に隔壁ピッチの３倍の距離だけ移動する。このとき、塗布ヘッド１４では、３本のノズル１７から受液部１６に向けて流動性材料が連続的に吐出されている。基板９の副走査方向における移動が終了すると、塗布ヘッド１４が３本のノズル１７から流動性材料を吐出しつつ図１中において右側から左側へと移動する。
【００３９】
塗布装置１では、基板９に対する３本のノズル１７の主走査および副走査が高速に繰り返されることにより、流動性材料が基板９上にストライプ状に塗布される。そして、基板９が図１中に二点鎖線にて示す塗布終了位置まで移動すると、ノズル１７からの流動性材料の吐出が停止されて基板９に対する流動性材料の塗布が終了する。このとき、ノズル１７は、図１および図２中の左側の受液部１６上に位置している。
【００４０】
１枚目の基板９に対する流動性材料の塗布が終了すると、３つの吐出機構１８のそれぞれにおいて、図３に示すエアバルブ１８３が閉じられることにより、ポンプ機構１８５により可動配管１８１およびノズル１７内の流動性材料に対して加えられていた圧力が遮断され、同時に、サックバックバルブ１８４が駆動されることにより、可動配管１８１およびノズル１７内の流動性材料に負圧が付与されてノズル１７からの流動性材料の吐出が迅速に停止される。このとき、流動性材料の粘度やポンプ機構１８５により流動性材料に加えられていた圧力（すなわち、設定圧力）に合わせてサックバックバルブ１８４が高精度に制御されることにより、流動性材料のサックバック量（すなわち、可動配管１８１およびノズル１７内の流動性材料の引き量）が高精度に調整される。
【００４１】
図１および図２に示す塗布装置１では、流動性材料の吐出停止と並行して１枚目の基板９が装置外へと搬出され、２枚目の基板９が基板保持部１１に載置されて基板移動機構１２により塗布開始位置に位置する。続いて、各吐出機構１８において、図３に示すサックバックバルブ１８４が駆動されてサックバックバルブ１８４内部の容積が元に戻される。同時に、エアバルブ１８３が開放されて可動配管１８１およびノズル１７内の流動性材料の圧力が再度上昇することにより、ノズル１７からの流動性材料の吐出が再開される。そして、各ノズル１７からの流動性材料の流量が静定した後、３本のノズル１７の主走査および副走査が高速に繰り返されることにより、流動性材料が２枚目の基板９上にストライプ状に塗布される。
【００４２】
塗布装置１では、基板９の交換（すなわち、塗布終了後の基板の搬出、および、未塗布基板の搬入）時には３本のノズル１７からの流動性材料の吐出を一旦停止しつつ、図４に示す可変容器１８５１内の流動性材料の量に対応する複数枚の基板９に対して、流動性材料の塗布が順次行われる。そして、当該複数枚の基板９に対する塗布が終了すると、各吐出機構１８において、残量センサ１８５３により可変容器１８５１が空になったことが検出され、作業者による可変容器１８５１の交換が行われる。
【００４３】
可変容器１８５１を交換する際には、耐圧容器１８５２に設けられた安全弁１８５２１が開放され、耐圧容器１８５２内の圧力解放が行われた後、空になった可変容器１８５１が固定配管１８２から取り外されて耐圧容器１８５２から搬出される。そして、予め流動性材料が充填された新しい可変容器１８５１が耐圧容器１８５２内に搬入されて固定配管１８２に接続される。その後、上記と同様に、複数枚の基板９に対して流動性材料の塗布が順次行われる。
【００４４】
以上に説明したように、３つの吐出機構１８の各ポンプ機構１８５では、可変容器１８５１が固定配管１８２に着脱可能に取り付けられるため、可変容器１８５１を容易に交換することができる。その結果、ポンプ機構１８５において流動性材料を貯溜する部位の洗浄が不要となるため、吐出機構１８および塗布装置１のメンテナンスを容易に行うことができる。また、可変容器１８５１の容量を変更することにより、ポンプ機構１８５に貯溜することができる流動性材料の量を容易に変更することができるため、基板９の大きさの変更に迅速かつ容易に対応することができる。
【００４５】
ポンプ機構１８５では、可変容器１８５１を耐圧容器１８５２内に設け、可変容器１８５１を介して流動性材料に圧力を加えることにより、流動性材料に対して圧力を加える作動流体（本実施の形態では圧縮空気）が流動性材料に直接接触することが防止される。このため、流動性材料が作動流体と直接接触することにより生じる可能性がある影響（例えば、流動性材料のゲル化）を防止することができる。また、ポンプ機構１８５では、可変容器１８５１が高い耐薬品性を有するフッ素系樹脂シートにより形成されているため、様々な種類の流動性材料の吐出を行うことができる。
【００４６】
さらには、可変容器１８５１内の流動性材料の量を検出する残量センサ１８５３が設けられることにより、可変容器１８５１の交換（すなわち、空になった可変容器１８５１を固定配管１８２から取り外して流動性材料が充填済みの新しい可変容器１８５１を固定配管１８２に接続することであり、換言すれば、ポンプ機構１８５への流動性材料の補充である。）を適切なタイミングで行うことができる。
【００４７】
ポンプ機構１８５の可変容器１８５１では、固定配管１８２に接続される配管接続部１８５１１が鉛直方向の下端に設けられることにより、可変容器１８５１内に気泡が存在する場合であっても気泡は可変容器１８５１の上端部に滞留するため、流動性材料の吐出時に固定配管１８２（および可動配管１８１）に気体が送出されることを確実に防止することができる。その結果、気泡が配管内に詰まって流動性材料の送出が妨げられること（いわゆる、エア噛み）を確実に防止することができる。さらには、可変容器１８５１内の流動性材料は、残量にかかわらず可変容器１８５１の下端に集まるため、可変容器１８５１内の流動性材料の全量を最後まで確実に吐出することができる。
【００４８】
可変容器１８５１への流動性材料の充填時には、可変容器１８５１が、放出口１８５１３を鉛直方向の上端に位置させつつ載置されるため、可変容器１８５１内部の気体は、流動性材料の増加とともに放出口１８５１３から速やかに放出される。このため、可変容器１８５１に流動性材料を容易に充填することができる。また、可変容器１８５１内における気体の残存を防止することができ、流動性材料の吐出時において、固定配管１８２に気体が送出されることをより確実に防止することができる。
【００４９】
塗布装置１の３つの吐出機構１８ではそれぞれ、エアバルブ１８３が可動配管１８１と固定配管１８２との間に設けられている。このように、塗布装置１では、各吐出機構１８において、設置できる範囲内でノズル１７から最も近い位置にエアバルブ１８３を設けることにより、ノズル１７とエアバルブ１８３との間の配管長さを最も短くすることができる。これにより、エアバルブ１８３の閉鎖後のノズル１７側（すなわち、可動配管１８１およびノズル１７）における流動性材料の圧力解放に要する時間を短縮し、吐出停止動作（すなわち、エアバルブ１８３の閉鎖）が行われてから実際に流動性材料の吐出が停止されるまでの時間を短縮することができる。
【００５０】
また、吐出再開時においても、圧力を上昇すべきノズル１７とエアバルブ１８３との間の配管の長さが最も短くされているため、エアバルブ１８３開放後の流動性材料の圧力上昇に要する時間を短縮し、吐出再開動作（すなわち、エアバルブ１８３の開放）が行われてから実際に流動性材料の吐出が再開されて流動性材料の流量が静定するまでの時間を短縮することができる。このように、塗布装置１では、吐出停止時および吐出再開時の応答性を向上することができる。
【００５１】
その結果、複数枚の基板９に対して流動性材料の塗布を順次行う際に、基板９に対する塗布の中断時（すなわち、基板の交換時）に流動性材料の吐出を迅速に停止することができ、正孔輸送材料または有機ＥＬ材料を含む流動性材料が無駄に（すなわち、基板９に塗布されることなく）吐出されることを防止することができる。また、流動性材料の安定した吐出を迅速に再開することにより、複数枚の基板９に対する流動性材料の塗布作業の効率を向上することもできる。このように、吐出停止時および吐出再開時の応答性が良好な塗布装置１は、高価な正孔輸送材料または有機ＥＬ材料を含む流動性材料の塗布に特に適している。
【００５２】
各吐出機構１８では、エアバルブ１８３と可動配管１８１との間にサックバックバルブ１８４が設けられ、吐出停止時に可動配管１８１およびノズル１７内の流動性材料に対して負圧が付与されることにより、流動性材料の吐出をより迅速に停止することができる。換言すれば、サックバックバルブ１８４により、吐出停止時の応答性をより向上することができる。
【００５３】
また、吐出機構１８では、電空レギュレータ１８６により耐圧容器１８５２内の圧力を精度良く調整することにより、流量を精度良く制御しつつ微小流量の流動性材料を流路配管（すなわち、固定配管１８２および可動配管１８１）に送出することができる。その結果、塗布装置１では、３本のノズル１７から微小流量の流動性材料を精度良く吐出して基板９に塗布することができる。このように、塗布装置１の吐出機構１８は、微小流量の吐出が求められる正孔輸送液および有機ＥＬ液の吐出に特に適している。
【００５４】
次に、本発明に関連する技術に係る塗布装置について説明する。関連技術に係る塗布装置は、図１および図２に示す３つの吐出機構１８に代えて、吐出機構１８とは異なる構造を有する３つの吐出機構１８ａを備える。図７は、吐出機構１８ａの構造を示す図である。図７に示すように、吐出機構１８ａは、図３に示す吐出機構１８の構成に加えて、ポンプ機構１８５に流動性材料を充填する流動性材料充填部１８７を備える。その他の構成は図３と同様であり、以下の説明において同符号を付す。また、ポンプ機構１８５の構成は図４と同様である。
【００５５】
流動性材料充填部１８７は、流動性材料が貯溜される貯溜槽１８７１、貯溜槽１８７１に接続されるとともに流量計１８２１とポンプ機構１８５との間において固定配管１８２に接続される充填用配管１８７２、充填用配管１８７２上に設けられて貯溜槽１８７１内の流動性材料を固定配管１８２へと送出する充填ポンプ１８７３、および、充填用配管１８７２上に設けられるバルブ１８７４を備える。また、吐出機構１８ａの固定配管１８２では、充填用配管１８７２との接続点の下流側（すなわち、ノズル１７側）および上流側にバルブ１８２４および切替バルブ１８２５が設けられる。
【００５６】
関連技術に係る塗布装置において、ノズル１７から流動性材料が吐出される際には、バルブ１８２４が開放され、バルブ１８７４は閉鎖される。また、切替バルブ１８２５は、流動性材料がポンプ機構１８５からノズル１７に向かう方向のみに流れる状態とされる。関連技術に係る塗布装置では、上述の塗布装置１と同様に、流動性材料を連続的に吐出する３本のノズル１７を基板９に対して高速に主走査および副走査することにより、基板９に対する流動性材料の塗布が行われ、流動性材料の吐出を停止した状態で基板９の交換が行われた後、流動性材料の吐出が再開されて次の基板９に対する流動性材料の塗布が行われる。関連技術に係る塗布装置においても、上述の塗布装置１と同様に、吐出停止時および吐出再開時の応答性を向上することができる。
【００５７】
関連技術に係る塗布装置では、複数枚の基板９に対して流動性材料が塗布されて残量センサ１８５３（図４参照）により可変容器１８５１が空であることが検出されると、固定配管１８２上のバルブ１８２４が閉鎖されるとともに、切替バルブ１８２５が切り替えられて流動性材料が固定配管１８２からポンプ機構１８５に向かう方向のみに流れる状態とされる。そして、充填用配管１８７２上のバルブ１８７４が開放されるとともに充填ポンプ１８７３が駆動され、貯溜槽１８７１から充填用配管１８７２および固定配管１８２を介してポンプ機構１８５へと流動性材料が送出されて可変容器１８５１に充填される。吐出機構１８ａでは、可変容器１８５１が固定配管１８２に接続された状態であって、かつ、載置部１８５４に載置された状態にて流動性材料の充填が行われる。
【００５８】
関連技術に係る塗布装置でも、上述の塗布装置１と同様に、可変容器１８５１が固定配管１８２に着脱可能に取り付けられるため、可変容器１８５１を容易に交換することができる。その結果、流動性材料の種類を変更する場合等に、ポンプ機構１８５において流動性材料を貯溜する部位の洗浄が不要となるため、吐出機構１８ａおよび塗布装置のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００５９】
なお、関連技術に係る塗布装置では、貯溜槽１８７１および充填ポンプ１８７３に代えて、流動性材料を貯溜するとともに充填用配管１８７２へと送出する加圧タンクが設けられてもよい。また、充填用配管１８７２が装置外部の流動性材料供給源に接続されることにより、可変容器１８５１に対する流動性材料の充填が行われてもよい。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００６１】
例えば、上記実施の形態に係る塗布装置のポンプ機構１８５では、梃子式の残量センサ１８５３に代えて、例えば、可変容器１８５１の重量を電気的に計測して可変容器１８５１内の流動性材料の量を検出する残量センサが設けられてもよい。また、可変容器１８５１はベローズを有する形状とされてもよい。
【００６２】
上記実施の形態に係る塗布装置では、塗布対象となる基板は、必ずしも有機ＥＬ表示装置用のガラス基板には限定されず、また、塗布される流動性材料も、正孔輸送液や有機ＥＬ液以外のものであってよい。塗布装置は、例えば、液晶表示装置やプラズマ表示装置に利用される基板に対する流動性材料の塗布に用いられてもよく、半導体基板に対する流動性材料の塗布に用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】一の実施の形態に係る塗布装置の平面図である。
【図２】塗布装置の正面図である。
【図３】吐出機構の構造を示す図である。
【図４】ポンプ機構の構造を示す図である。
【図５】可変容器の底面図である。
【図６】載置部の平面図である。
【図７】関連技術に係る吐出機構の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    塗布装置
９    基板
１１    基板保持部
１２    基板移動機構
１５    ヘッド移動機構
１７    ノズル
１８，１８ａ    吐出機構
１８１    可動配管
１８２    固定配管
１８３    エアバルブ
１８５    ポンプ機構
１８６    電空レギュレータ
１８５１    可変容器
１８５２    耐圧容器
１８５３    残量センサ
１８５１１    配管接続部
１８５１３    放出口
【図１】
0004785496.tif 000002
【図２】
0004785496.tif 000003
【図３】
0004785496.tif 000004
【図４】
0004785496.tif 000005
【図５】
0004785496.tif 000006
【図６】
0004785496.tif 000007
【図７】
0004785496.tif 000008