塗布方法および塗布装置並びにディスプレイ用部材の製造方法
【課題】吐出口周辺に突出部を有するノズルを用いてストライプ状塗布膜を形成する手段で、いかなる特性の塗布液や塗布条件であっても、塗布開始部から均一な厚さや幅のストライプ状塗布膜を形成できる塗布方法ならびに塗布装置を実現させるとともに、低コストで高品質のディスプレイ用部材を製造できるディスプレイ用部材の製造方法を提供する。
【解決手段】長手方向にわたってノズル３０と被塗布部材Ａの両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口４０を介して塗布液供給装置で吸引して、ノズルの吐出口周辺にある突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードＢＰを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成する塗布方法。
【解決手段】長手方向にわたってノズル３０と被塗布部材Ａの両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口４０を介して塗布液供給装置で吸引して、ノズルの吐出口周辺にある突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードＢＰを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成する塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば有機ＥＬやカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタ等のディスプレイ用部材を製造する分野に主として使用されるものであり、詳しくはガラス基板などの被塗布部材表面にストライプ状に所定幅の塗布膜を多数形成できる塗布方法および塗布装置並びにディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているように、有機ＥＬ、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイパネルの背面板には、等ピッチに配置されたポリイミドやブラックマトリックス、ガラス等の隔壁またはバンク間に形成される直線状の溝に塗布液を充填して、ストライプ状に塗布膜を形成する工程がある。このようなストライプ状の塗布膜をガラス基板等の被塗布部材上に塗布により形成する手段としては、スクリーン印刷やノズル法がよく知られているが、スクリーン等の副資材が不要で、必要な量だけ高価な塗布液を供給して塗布膜を形成できるノズル法の方が、コスト的に優れており、最近特に注目を集めている。
【０００３】
ノズル法にも、ストライプの配置ピッチにあわせて設けられた多数の吐出口を有するノズルから、塗布液を間欠的に噴射するインクジェットノズル法や、塗布液を連続して吐出する連続吐出ノズル法がある。インクジェットノズル法は、個々の吐出口での塗布液吐出を制御できるので、いかなるパターン形状にも対応できフレキシビリティが高いが、均一性、吐出安定性に課題がある。一方連続吐出ノズル法は、すべての吐出口から同時に塗布液を吐出するのでストライプ状にしか塗布できないが、逆に均一性、吐出安定性に優れているので、製造に広く利用されている。さらにまた連続吐出ノズル法にも、ノズルとガラス基板間のすきま、すなわちクリアランスを比較的大きくして、ノズルから塗布液をおおよそストライプの幅を有する柱状流（直線棒状）にして吐出し、そのままガラス基板に塗布する柱状流法と（例えば特許文献１）、クリアランスを比較的小さくしてノズル吐出口とガラス基板間に液溜まりであるビードを形成し、ビード幅に相当する幅のストライプ状塗布膜を形成するビード法（例えば特許文献２）がある。ビード法は適用できる塗布液の粘度や塗布膜厚さの範囲が柱状流法よりもはるかに広く、使用しやすいという特長がある。
【０００４】
ビード法で使用するノズルは、ノズル吐出口とガラス基板間にストライプ幅のビードを形成しやすいように、ノズル吐出口を含むその周辺部であるノズル吐出口面あるいは吐出口部が、他の部分よりも塗布液吐出方向に突出しておおよそストライプ状塗布膜の幅の突出部または突起部を形成している。このことは見方を変えると、ノズル吐出口面がノズル長手方向におおよそストライプ状塗布膜の幅なるように、突出部間に形成される溝で分断されているともいえる（たとえば特許文献３）。このようなノズル吐出口面が所定幅で突出しているノズルをクリアランス１００μｍ以下にガラス基板に近接させ、５０ｍＰａｓ以下の低粘度の塗布液をＷｅｔ膜厚２０μｍ以下の比較的薄膜で塗布しようとすると、塗布液の吐出速度が低いのでノズル吐出口から吐出された塗布液はガラス基板の方に落下せず、ノズル吐出口面に沿って両隣の溝の方に向かっていく。そしてノズル吐出口から吐出された塗布液がすべての溝に充満すると、今度は塗布液がノズル吐出口とガラス基板間のすきまを埋めるように充満してノズル全幅に連結したビードである全幅連結ビードが形成される。この状態で、所定量の塗布液をノズル吐出口から供給しつつ、ノズルとガラス基板を相対的に水平移動させると、図６に示す通り、塗布開始部は全幅にわたって塗布されて全面塗布膜９２となる。この状態でしばらく塗布していると、ノズル吐出口部の両隣にある溝に充満した塗布液がガラス基板に塗布されてなくなるために、突出しているノズル吐出口面とガラス基板間に部分的に連結するビード、すなわち部分連結ビードが形成され、それに伴ってストライプ状に塗布がなされて、ストライプ状塗布膜９４が形成される。ストライプ状塗布膜９４になってからも、最初はノズルの吐出口面周辺や溝に残っている塗布液が吐出口から吐出される塗布液に加算されてガラス基板に塗布されるので、ストライプ状塗布膜の開始部からある区間長だけ厚さも幅も多少大きいストライプ状塗布膜となる。
【０００５】
以上より塗布開始部からストライプ状塗布膜を形成するには、塗布開始時より部分連結ビードを形成する必要がある。上記の条件下では最初は全幅連結ビードが形成されるので、これを部分連結ビードに転換するよう、特許文献３に示されるようにクリアランスを大きくしても、全幅にわたってビードが切断されるだけで、各ノズル吐出口部とガラス基板間に連結される部分連結ビードにはならない。また全幅連結ビードが形成されてから、特許文献４に示されるように、塗布液の連続性を切断しない範囲の量の塗布液をノズル吐出口から吸引しても、全くビードが切断されないので部分連結ビードにならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０７５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１８７９４８号公報
【特許文献３】特開２００７−３１３４１７号公報
【特許文献４】特開２００２−１１３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ストライプ状塗布膜幅に対応して複数の吐出口を含む吐出口面あるいは吐出口部が塗布液吐出方向に突出して突出部を形成しているノズルを用いて、被塗布部材との間に部分連結ビードを形成してストライプ状塗布膜を形成する手段において、いかなる特性の塗布液や塗布条件であっても、塗布開始部から均一な厚さや幅のストライプ状塗布膜を形成できる塗布方法ならびに塗布装置を実現させるとともに、低コストで高品質のディスプレイ用部材を製造できるディスプレイ用部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。
（１）本発明になる塗布方法は、長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルを被塗布部材に近接させ、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成した状態で、塗布液供給装置から前記ノズルに塗布液を供給して前記ノズルの吐出口から塗布液を吐出しつつ、被塗布部材の前記ノズルに対する相対移動を行って、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成する塗布方法であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成することを特徴とする。ここで、前記ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引する塗布液量の吸引速度は、吐出口の個数に１吐出口あたりの吸引速度をかけ合わせたものであり、かつ１吐出口あたりの吸引速度はで０．１μｌ／ｓ以下であることが好ましい。
（２）本発明になる塗布装置は、長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルと、該ノズルに定量の塗布液を供給する手段を含む塗布液供給手段と、被塗布部材を保持する載置台と、前記塗布器および載置台のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、前記ノズルを被塗布部材に近接させる近接手段と、を備えてストライプ状塗布膜を形成する塗布装置であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給手段で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成するように動作制御する動作制御手段をさらに備えることを特徴とする。
（３）本発明になるディスプレイ用部材の製造方法は、（１）に記載の塗布方法を用いて、ディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、塗布開始時よりストライプ状塗布膜幅に対応した各ノズル吐出口面と被塗布部材間に部分連結ビードが、いかなる塗布液や塗布条件に対しても形成されるのであるから、塗布開始部から均一な厚さと幅のストライプ状塗布膜を形成できる。これによって、１枚の被塗布部材の製品領域を最大限にできるので、低コスト化が可能となる。
【００１０】
本発明になるディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いてディスプレイ用部材を、１枚の被塗布部材で製品領域を最大限に活用して製造するのであるから、均一な膜厚を有する高品質のディスプレイ用部材を、低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかるストライプ塗布装置の一実施態様を示す斜視図である。
【図２】図１のノズル３０による基板への塗布状況を示す拡大正面断面図である。
【図３】図２のノズル３０の吐出口における側面断面図である。
【図４】ノズル３０で基板に対して本発明の塗布方法を実施している状況を段階的に示した正面断面図である。
【図５】本発明による塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜を形成する状況を示す平面図である。
【図６】従来の塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜を形成する状況を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明にかかる塗布装置および塗布方法を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明にかかるストライプ塗布装置の一実施態様を示す斜視図、図２は図１のノズル３０による基板への塗布状況を示す正面断面図、図３は図２のノズル３０の吐出口における側面断面図、図４はノズル３０で基板に対して本発明の塗布方法を実施している状況を段階的に示した正面断面図である。
【００１３】
図１を参照すると、塗布液をストライプ状に塗布可能なストライプ塗布装置１が示されている。
【００１４】
このストライプ塗布装置１は、被塗布部材である基板Ａに塗布液を塗布するノズル３０と、ノズル３０と基板Ａが取りつけられてこれらを自在に移動させるＸＹＺステージ１０と、ノズル３０に塗布液を供給する塗布液供給手段である塗布液供給装置５０と、ＸＹＺステージ１０と塗布液供給装置５０の動作を統括的に制御する制御装置８０と、より構成されている。
【００１５】
ＸＹＺステージ１０の吸着盤１４には基板Ａが載置され、Ｚ軸リニア駆動装置１２にはノズル３０が固定保持されている。吸着盤１４の上面には図示されていない吸着孔が多数配置されており、図示されていない真空源からの真空圧によって基板Ａを吸着保持することができる。この吸着盤１４はその中央部で図示しない回転軸を介してＸ−θ駆動装置１６に取り付けられている。Ｘ−θ駆動装置１６は、ベース２６上に固定されており、吸着盤１４のＸ−Ｙ平面内での回転とＸ方向（基板Ａ長手方向）の往復動を自在に行なうことができる。なおＸ、Ｙ、Ｚの方向については、図１に示される通りで、ＸＹＺステージ１０の左下隅にＸ、Ｙ、Ｚ各軸の原点Ｏが設けられているとともに、原点Ｏでの矢印の方向が正方向である。またＸ−Ｙ平面内での回転方向がθ方向となっている。
【００１６】
ノズル３０を保持するＺ軸リニア駆動装置１２は、ノズル３０をＺ方向すなわち上下方向に自在に昇降することができるもので、ブラケット１８に固定されている。ブラケット１８はさらにＹ軸リニア駆動装置２０に保持されている。Ｙ軸リニア駆動装置２０は、ベース２６上の一端に配置されている門型ベース２８上に固定されており、ブラケット１８をＹ方向に自在に往復動することができる。その結果ブラケット１８に固定されているノズル３０をＹ方向にも自在に往復動させることができる。さらに吸着盤１４の上方のブラケット１８に対応する位置にはＣＣＤカメラ２２と高さセンサー２４も装着されている。ＣＣＤカメラ２２は制御装置８０に電気的に連結されており、基板Ａのアライメントマークの位置を検知して、それを制御装置８０に伝え、制御装置８０がＸ−θ駆動装置１６やＹ軸リニア駆動装置２０を駆動することによって、ノズル３０に対する基板Ａの位置合わせやθ方向の相対回転角度設定を行うことができる。一方高さセンサー２４は、基板Ａの上面の位置を検知、すなわち基板Ａの厚さを検知し、それを電気的に接続されている制御装置８０に伝える。その信号に基づいて制御装置８０がＺ軸リニア駆動装置１２等を駆動することによって、ノズル３０の最下面と基板Ａ上面とのすきま、すなわちクリアランスを所定値に設定することができる。
【００１７】
再びノズル３０を見ると、塗布液供給装置５０に連なる供給ホース６８とノズル３０が常時接続されており、これによりノズル３０へは塗布液供給装置５０から塗布液を供給することができる。ノズル３０へ供給された塗布液は、ノズル３０の内部通路を経て基板Ａに向かってノズル３０より吐出される。
【００１８】
なお、塗布液供給装置５０は、供給ホース６８の上流側に、フィルター５６、供給バルブ５２、シリンジポンプ６０、吸引バルブ５４、吸引ホース７０、タンク７２を備えている。タンク７２には塗布液７４が蓄えられており、圧空源７６に連結されて任意の大きさの背圧を塗布液７４に付加することができる。タンク７２内の塗布液７４は、吸引ホース７０を通じてシリンジポンプ６０に供給される。シリンジポンプ６０では、シリンジ６２、ピストン６４が本体６６に取り付けられている。ここでピストン６４は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ６０は、一定の内径を有するシシリンジ６２内に塗布液７４を充填し、それをピストン６４により押し出して、ノズル３０に一定容量の塗布液を供給できる定容量間欠供給型のポンプである。シリンジ６２内に塗布液７４を充填するときは、吸引バルブ５４を開、供給バルブ５２を閉として、ピストン６４を下方に移動させる。またシリンジ６２内に充填された塗布液をノズル３０に向かって供給するときは、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開とし、ピストン６４を上方に移動させることで、ピストン６４でシリンジ６２内部の塗布液７４を押し上げ排出する。また、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開のままでピストン６４を下方に移動させると、ノズル３０から塗布液をシリンジポンプの方へ吸引することができる。
【００１９】
上記したように、制御信号にて動作するＸ−θ駆動装置１６、Ｙ軸リニア駆動装置２０、Ｚ軸リニア駆動装置１２、塗布液供給装置５０、等はすべて制御装置８０に電気的に接続されている。そして、制御装置８０に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお条件変更時は操作盤８２に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置８０に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。特に塗布液供給装置５０の中では、シリンジポンプ６０、供給バルブ５２、吸引バルブ５４が電気的に接続されており、制御装置８０にその電気的信号をとりこんだり、制御装置８０からの指令により、塗布液をノズル３０に供給したり、ノズル３０から吸引したりする等の任意の動作をさせることができる。制御装置８０を用いれば、ストライプ塗布装置１の動作を自在に制御できるので、与えられた塗布条件下での塗布を自在に行うことができる。
【００２０】
ストライプ塗布装置１を構成する１要素であるノズル３０については、図２、図３を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図２は図１にあるノズル３０をＹ方向、すなわち基板Ａ短辺方向ならびにノズル３０の長手方向（Ｘ方向）に直交する方向、に見た中央部の断面を拡大して示しており、塗布液７４をノズル３０でクリアランスＬＣだけ離れた基板Ａにストライプ状に塗布している状況を示している。ノズル３０は紙面に垂直な方向、すなわち図１のＹ方向に移動し、これが塗布方向となる。図２で、ノズル３０を構成する本体３４の中央部に、ノズル３０の長手方向に伸びるマニホールド３８が形成されている。このマニホールド３８には斜線で示す塗布液７４が充満しており、中央部上方には供給口４２が設けられている。供給口４２は図１の供給ホース６８と接続しており、この供給口４２を介して塗布液供給装置５０から塗布液７４をマニホールド３８に供給することができる。マニホールド３８の下方の下板部３２には貫通部３６がマニホールド３８と連通して形成されている。この貫通部３６の下端がノズル３０の最下端面である吐出口面４６で開口して、吐出口４０を形成する。したがって吐出口４０は塗布液供給装置５０と流体的に連通しているので、塗布液供給装置５０から塗布液７４が供給されれば、吐出口４０から塗布液７４は下向きに吐出される。この下向きが塗布液吐出方向となる。また塗布液供給装置５０から塗布液７４が吸引されれば、吐出口４０に接する塗布液７４は吐出口４０から吸引されてノズル３０の内部に入っていく。
【００２２】
吐出口４０は吐出口面４６に含まれているが、吐出口面４６は下板部３２の外面４９よりも、塗布液７４の吐出方向である下向きに突出量ＬＡだけ突出して、吐出口面４６の両隣に連なる傾斜部４８とともに突出部４４を形成している。すなわち、吐出口４０の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出量ＬＡだけ突出して突出部４４となっている。吐出口４０はノズル３０の長手方向にピッチＬＲで複数個設けられているので、突出部４４も同じくノズル３０の長手方向にピッチＬＲで複数個設けられることになる。なお下板部３２の外面４９は、隣合う突出部４４の傾斜部４８に挟まれた所にある下板部３２の外側の面と定義される。
【００２３】
吐出口４０から吐出された塗布液７４が、突出部４４と基板Ａとの間に部分連結ビードＢＰを形成すれば、吐出口４０から一定量の塗布液を吐出しつつ、ノズル３０を基板Ａに対して相対移動させることにより、ストライプ幅ＬＢのストライプ状塗布膜が形成できることになる。なおストライプ幅ＬＢは吐出口面４６の幅ＬＤとは必ずしも一致しない。
【００２４】
吐出口４０の形状については、塗布液７４の吐出方向に見て円形、矩形、長穴形状等いかなるものであってもよい。吐出口４０の幅ＬＥは、吐出口面４６の幅ＬＤ以下であることが好ましい。傾斜部４８の塗布液７４の吐出方向に対する角度φはいかなる角度でもよいが、好ましくは−１０〜８０度、より好ましくは０〜４５度にする。この角度範囲にあれば、吐出口面４６の幅ＬＤに近い最小のストライプ幅ＬＢを有する部分連結ビードＢＰが実現できるからである。吐出口４０と貫通部３６をノズル３０の長手方向、すなわちＸ方向に見ると、図３に示すようになる。吐出口４０の塗布方向長さＬＦは、吐出口面４６の塗布方向長さＬＧよりも小さいことが好ましい。また吐出口面４６の塗布方向、すなわちＹ方向両隣にも傾斜部４７が形成されている。傾斜部４７の塗布液７４の吐出方向に対する角度は、傾斜部４８の塗布液７４の吐出方向に対する角度φに準ずる。
【００２５】
次に、ストライプ塗布装置１を用いた塗布液７４のガラス基板上へのストライプ状の塗布方法について図１と図４を用いて説明する。まず準備作業として、図１のタンク７２〜ノズル３０まで塗布液７４はすでに充満されており、タンク７２以降のノズル３０までの残留空気を排出する作業も既に終了している。この時の塗布液供給装置５０の状態は、シリンジ６２に塗布液７４が充填、吸引バルブ５４は閉、供給バルブ５２は開、そしてピストン６４は最下端の位置にあり、いつでも塗布液７４をノズル３０に供給できるようになっている。また吸着盤１４、ノズル３０もそれぞれ初期位置で待機している。すなわち吸着盤１４はＸ方向には原点位置、Ｘ−Ｙ平面内の回転方向（θ方向）には吸着盤１４の長手側端部がＸ方向と平行になるように配置されている。ノズル３０はＹ方向には原点位置、Ｚ方向には一番高い位置に配置されている。
【００２６】
つづいてストライプ塗布装置１の動作開始信号が操作盤８２から制御装置８０に伝えられると、吸着盤１４の表面に図示しないリフトピンが上昇し、図示しない移載装置からガラス基板である基板Ａがリフトピン上部に載置される。そしてリフトピンを下降させて基板Ａを吸着盤１４上に載置し、同時に吸着保持する。次いで高さセンサー２４によって基板Ａの高さを検知するとともに、ＣＣＤカメラ２２で２ヶ所設けられているアライメントマークを検知して、アライメントマークで定められた塗布方向とＹ方向が一致するように吸着盤１４を回転させる。次いで予め定めた基板Ａの塗布開始位置直上にノズル３０の吐出口４０が位置するように、Ｘ−θ駆動装置１６を駆動して吸着盤１４をＸ方向に移動させるとともに、Ｙ軸リニア装置２０を駆動してノズル３０をＹ方向に移動させる。ノズル３０が基板Ａ上の塗布開始位置直上に来たら停止させるとともに、測定した基板Ａの高さに応じて、図４（ａ）に示す通り、基板Ａとノズル３０の吐出口面４６との間のすきまが所定のクリアランスＬＣの値になるように、Ｚ軸リニア駆動装置１２を駆動してノズル３０をＺ方向に下降停止させる。なお図４では塗布液７４は斜線で示されている。基板Ａとノズル３０の間のすきまがクリアランスＬＣで静止している状態で、塗布液供給装置５０のシリンジポンプ６０を駆動してピストン６４を上側に移動させ、一定量ＱＡの塗布液７４をノズル３０の吐出口４０から吐出する。吐出口４０から吐出された塗布液７４は最初は図４（ｂ）に示す通り、基板Ａの方には落下せずに、吐出口面４６を伝わって、それぞれの突出部４４の間にある下板部３２の外面４９の方に向かい、そこで蓄積される。塗布液はさらに吐出口４０から吐出されつづけるので、塗布液は図４（ｃ）に示される通り、各突出部４４の間に充満する。そしてついには塗布液は、図４（ｄ）に示す通りに、ノズル３０と基板Ａとの間のすきま全てに充満して、全幅連結ビードＢＷを形成する。
【００２７】
一定量ＱＡの塗布液７４の吐出口４０からの吐出が完了したら、シリンジポンプ６０を反転駆動、すなわちピストン６４を逆側つまり下側に移動させて、一定量ＱＢの塗布液７４をシリンジポンプ６０の方に吸引する。これによって吐出口４０から全幅連結ビードＢＷを形成している塗布液７４の一部が吸引／回収される。一定量ＱＢは、全幅連結ビードＢＷの連続性を切断する塗布液量に設定されるので、図４（ｅ）に示す通りに、隣合う各突出部４４の間の所から全幅連結ビードＢＷは切断されはじめて塗布液７４のない切断空間８４を形成し、ついには図４（ｆ）に示す通りに、切断空間８４が最大化してノズル３０の吐出部４４と基板Ａだけにビードが連結された状態となり、部分連結ビードＢＰが形成される。
なお、塗布液供給装置であるシリンジポンプ６０で一定量ＱＢの塗布液を吐出口４０を介して吸引する時の吸引速度ＶＢは、吐出口４０の個数ｎ、１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥから、ＶＢ＝ｎ×ＶＢＥ、となり、１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥで好ましくは０．１μｌ／ｓ以下、より好ましくは０．０５μｌ／ｓ以下にする。１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥがこの範囲より大きくなるような吸引速度ＶＢでシリンジポンプ６０を吸引すると、慣性の影響を受けて、ノズル３０の供給口４２の近くにある複数の吐出口４０から塗布液を多く吸引するが、供給口４２から離れた複数の吐出口４０からは塗布液をほとんど吸引しない、すなわちノズル３０の長手方向にわたって塗布液を均一に吸引しなくなってしまう。この結果、供給口４２の近くの複数の吐出口４０では全幅連結ビードＢＷがすべてなくなるほどの塗布液量が吸引される一方、供給口４２から離れた複数の吐出口４０では全幅連結ビードＢＷがそのまま残って切断されず、部分連結ビードＢＰが形成されなくなる。すなわち、ノズル３０の長手方向全体にわたって均一に部分連結ビードＢＰを形成するには、１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥが上記範囲となるような吸引速度ＶＢにてシリンジポンプ６０で吸引することが必要となる。
また一定量ＱＡについては、ノズル３０と基板Ａの間に塗布液を充填できる容積ＱＣの９０〜１１０％が好ましく、一定量ＱＢは一定量ＱＡの２０〜５０％が好ましい。一定量ＱＡ、ＱＢともに、全幅連結ビードＢＷや部分連結ビードＢＰが安定かつ均一に形成できるように、上記範囲内で微調整すればよい。
図４（ｆ）の部分連結ビードＢＰが形成された状態になってから、シリンジポンプ６０のピストン６４を所定速度で上昇させて塗布液７４をノズル３０に供給し、ノズル３０から塗布液７４を吐出口４０から吐出開始するとともに、Ｙ軸リニア駆動装置２０を駆動して一定速度でノズル３０をＹ方向に移動開始し、塗布液７４の基板Ａへの塗布を始めて、ストライプ状塗布膜を形成する。基板Ａの塗布終了位置がノズル３０の吐出口４０の位置にきたらシリンジポンプ６０のピストン６４を停止させて塗布液７４の供給を停止し、つづいてＺ軸リニア駆動装置１２を駆動して、ノズル３０を上昇させる。これによって基板Ａとノズル３０の突出部４４間に形成された部分連結ビードＢＰが断ち切られ、ストライプ状の塗布が終了する。塗布終了後もＹ軸リニア駆動装置２０は動きつづけ、終点位置にきたらノズル３０は一旦停止し、今度は初期位置に向かって逆方向にＹ軸リニア駆動装置２０を駆動してノズル３０を移動させる。続いてＸ−θ駆動装置１６を駆動して吸着盤１４をＸ方向に移動させるとともに、Ｙ軸リニア装置２０を駆動してノズル３０をＹ方向に移動させ、基板Ａの次の塗布開始位置上にノズル３０の吐出口４０が来るようにする。これらの動作と並行して、供給バルブ５２を閉、吸引バルブ５４は開としてから、ピストン６４を一定速度で下降させ、タンク７２の塗布液７４をシリンジ６２に充填する。充填完了後、ピストン６４を停止させ、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開として、ノズル３０が基板Ａの塗布開始位置上に来るのを待ち、同じ動作を繰り返して次のストライプ状塗布膜を形成する。
【００２８】
なお塗布終了後にノズル３０が初期位置にもどり、基板Ａでの予定の塗布が完了している場合は、基板Ａの吸着を解除し、リフトピンを上昇させて基板Ａを持ち上げる。この時図示されない移載装置によって基板Ａの下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。これと並行して、供給バルブ５２を閉、吸引バルブ５４は開としてから、ピストン６４を一定速度で下降させ、タンク７２の塗布液７４をシリンジ６２に充填する。充填完了後、ピストン６４を停止させ、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。なおシリンジポンプ６０への塗布液７４の充填については、随時行えばよく、１〜Ｎ（整数）回の塗布ごとに行ってもよいし、１〜Ｎ枚の基板への塗布が完了した時点で行ってもよい。
【００２９】
図５は以上の本発明の塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜９４を形成する状況を示す平面図、図６は従来の塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜を形成する、すなわち図４（ｄ）の状態から塗布開始した時の基板Ａにストライプ状塗布膜９４を形成する状況を示す平面図である。図５に示すように、以上詳細を説明した本発明の塗布方法を用いれば、最初から矢印で示す塗布方向に向かってストライプ状塗布膜９４が形成される。また部分連結ビードＢＰの大きさを塗布液を吸引する一定量ＱＢで調整できるので、最初からストライプ状塗布膜の厚さや幅を均一にして、膜厚が均一にならない非製品領域を最小にして製品領域を最大にすることができる。一方従来の塗布方法によると、図６に示すように、最初は全面塗布膜９２が形成され、矢印で示す塗布方向の途中から幅方向すなわちノズル３０の長手方向に開始位置がばらばらなストライプ状の塗布膜９４が形成される。また制御する手段がないので、ストライプ状塗布膜９４が形成し始める位置での膜厚や幅は全くの成り行きで、一定の値に収束するまでの時間もかかる。したがって、膜厚や幅が均一にならない非製品領域が非常に大きくなってしまう。
【００３０】
なお本発明の塗布方法は、塗布液を吐出する複数の吐出口の周辺に塗布液吐出方向に突出する突出部を有するノズルにのみ有効である。吐出口の周辺に突出部がない、すなわち吐出口が複数あっても吐出口面が連続した同一平面であるノズルでは、全幅連結ビードを形成してから、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を吐出口から吸引しても、各吐出口ごとにビードを保持する部分がないので、単に塗布液が吸引されて位置や大きさがランダムな図４に示す切断空間８４ができるだけで、部分連結ビードは形成できない。吐出口の周辺に突出部を有するノズルなら、全幅連結ビードを形成してから、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を吐出口から吸引すると、突出部のエッジ部分、すなわち吐出口面４６と傾斜部４８の境界部分付近で、塗布液すなわちビードの一端が保持されるので、部分連結ビードが形成できるのである。
【００３１】
以上の塗布方法で、部分連結ビードＢＰを形成する時のクリアランスＬＣと、その後のストライプ状塗布を行う時のクリアランスは同じでもよいし、異なっていてもよいが、吐出口からの吸引を均一にしかも確実に行うために、部分連結ビードＢＰを形成する時のクリアランスをストライプ状塗布時のクリアランスよりも小さくすることが好ましい。また部分連結ビードＢＰを形成する時のクリアランスも、塗布液７４を吐出口４０から一定量ＱＡ吐出するときのクリアランスと、吐出口４０から塗布液７４を一定量ＱＢ吸引する時のクリアランスを、上記のように同じにしてもよいし異なっていてもよいが、より均等に吸引できることから、塗布液を吸引する時のクリアランスを塗布液を吐出する時のクリアランスよりも小さくすることがより好ましい。
【００３２】
また上記の塗布方法では、基板Ａは隔壁等のパターンが形成されていないガラス基板での実施態様例を示したが、基板Ａがストライプ状に複数の隔壁が形成されたパターン基板であっても上記の塗布方法がそのまま適用できる。この場合、ストライプ状の塗布を開始する位置は、基板上のパターンが形成されている所でもよいしパターンが形成されていないフラットな面上でもよい。ただし、パターンが形成されている部分での塗布膜を均一にするには、パターン基板のパターンが形成されていない所で上記の塗布方法によりストライプ状の塗布膜をまず形成してから、パターン基板の隔壁間にストライプ状塗布膜を塗布する（隔壁間に形成される溝に塗布液を充填する）ようにするのが、より有利となる。
【００３３】
なお、本発明はいかなる塗布液にも適用できるが、粘度が０．５〜１００ｍＰａｓの塗布液にその有効性が如実に現れるので、それに適用することがより好ましい。さらに塗布条件としては、塗布速度は１ｍｍ／ｓ〜５００ｍｍ／ｓ、より好ましくは１０ｍｍ／ｓ〜３５０ｍｍ／ｓである。クリアランスＬＣは好ましくは１０〜３００μｍ、より好ましくは２０〜１５０μｍである。塗布厚さも特に限定されないが、より薄い方がその効力を一層発揮するので、Ｗｅｔ厚さで好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍである。また本発明が適用できるノズル形状については特に限定されないが、その効果をより一層発揮するには、突出量ＬＡは好ましくは１０〜２０００μｍ、より好ましくは２０〜５００μｍである。１０μｍより小さいと、突出部４４と基板Ａの間に部分連結ビードＢＰが形成できず、２０００μｍより大きいと、ノズル３０の形状加工難度が増大する。吐出口面の幅ＬＤは好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍ、吐出口面の塗布方向長さＬＧは好ましくは５０〜２０００μｍ、より好ましくは１００〜１０００μｍ、吐出口の幅ＬＥと塗布方向長さＬＦは好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍである。
【００３４】
また上記実施態様例では間欠型の定容量ポンプとしてシリンジポンプを使用したが、定容量の塗布液の供給と吸引が行われるのならこれに限定されることはなく、ベロフラム型ポンプ（商品名ＣＴポンプ）、ダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ、ギアポンプ等が好適に用いることができる。
【００３５】
なおストライプ塗布装置１については、構成を変えて、ノズル３０を固定、基板ＡをＹ方向に移動させてストライプ状に塗布できるようにしてもよい。
【実施例】
【００３６】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
【００３７】
実施例１
３７０×４７０mmで厚さ０．７mmの無アルカリガラス基板に、厚さ２μｍで幅が２０μｍ、基板短辺方向の長さ３５０ｍｍのポリイミド膜が隔壁、すなわちバンクとして基板長辺方向にピッチ１００μｍで４６０９本配置されている有機ＥＬのパターン基板を用意した。なおポリイミド膜は基板中央にあり、基板短辺方向の両側１０ｍｍ、基板長手方向の両側５ｍｍがストライプ状のポリイミド膜のない非製品領域であった。さらに隔壁としてのポリイミド膜の間にはＩＴＯ透明電極が陽極としてガラス基板上に０．１μｍ、その上に正孔注入輸送層が０．２μｍ形成されていた。正孔注入輸送層はポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸が混合されたものを主成分とするものであった。
【００３８】
次に隔壁間の正孔注入輸送層の上にＲ、Ｇ、Ｂの発光材をストライプ状に塗布すべく、ＲＧＢ発光材を準備した。ＲＧＢ発光材はいずれもポリフェニレンビニレン系高分子であり、Ｒ発光材は固形分濃度１％で粘度が２ｍＰａｓ、Ｇ発光材は固形分濃度０．５％で粘度が１．５ｍＰａｓ、Ｂ発光材は固形分濃度１％で粘度が１ｍＰａｓであった。図１に示すストライプ塗布装置１でストライプ状の塗布を行うべく、専用のノズル３０を準備した。
【００３９】
このノズルには、幅ＬＥ＝４０μｍで塗布方向長さＬＦ＝１００μｍの矩形状の吐出口がピッチＬＲ＝３００μｍでｎ＝５１２個配置されており、吐出口面４６は幅ＬＤ＝６０μｍ、塗布方向長さＬＧ＝３００μｍ、突出量ＬＡ＝１００μｍ、φ＝１０度であった。このノズル３０をストライプ塗布装置１にとりつけ、上記のＲ発光材をタンク７２〜ノズル３０まで充填した。上記のポリイミドのストライプ膜が形成された基板を吸着盤１４に吸着後、基板上のアライメントマークをＣＣＤカメラ２２で検知して、ノズル３０を基板の塗布開始位置の直上に配置した。
【００４０】
なお塗布開始位置は、Ｘ方向には、原点に一番近い基板の隔壁間の溝が、ノズル３０の一番原点に近い吐出口と一致する位置、Ｙ方向には原点に一番近い基板端部から５ｍｍの位置であった。また吐出口が直線状に連なる方向と、ポリイミド膜がストライプとなって伸びる方向が直交するように基板ＡのＸ−Ｙ平面内の回転角度をＸ−θ駆動装置１６により調整をした。高さセンサー２４で測定した基板高さに基づいて吐出口面４６と基板Ａ間のすきまであるクリアランスＬＣ＝４０μｍとなるように、ノズル３０を下降させた。そしてシリンジポンプ６０を駆動して、供給速度１０μｌ／ｓでＱＡ＝６μｌだけＲ発光材をノズル３０から吐出して、全幅連結ビードＢＷを形成した。続いてシリンジポンプ６０を逆側に駆動して、吸引速度ＶＢ＝２μｌ／ｓ（吐出口４０の個数ｎ＝５１２、ノズル３０の１つの吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥ＝約０．００３９４μｌ／ｓ）でＱＢ＝５．６μｌだけ、ノズル３０の吐出口４０から全幅連結ビードＢＷを形成する塗布液を吸引して、塗布液の連結を切断して部分連結ビードＢＰを形成した。
【００４１】
つづいてシリンジポンプ６０を順方向に駆動して、供給速度７．７μｌ／ｓでノズル３０より吐出開始し、この吐出開始より０．２秒後にＹ軸リニア駆動装置を駆動開始して、ノズル３０をＹ方向に５０ｍｍ／ｓで移動開始した。そして基板短辺方向の塗布開始位置から３６０ｍｍの位置でシリンジポンプ６０を停止させるとともに、塗布開始位置から３６５ｍｍの位置でＺ軸リニア駆動装置を駆動して、ノズル３０を上昇させた。これらの動作によって基板端部から５ｍｍの塗布開始位置から６０μｍ幅でＷｅｔ厚さ５μｍの３６０ｍｍ長のストライプ状塗布膜が５１２本形成され、ポリイミド膜の隔壁間にすべてＲ発光材が充填され、隔壁上に乗り上げる物や、充填されていない部分もなかった。
【００４２】
なお塗布方向には隔壁の前後に５ｍｍずつ、隔壁パターンのない基板上にもストライプ状の塗布膜が形成された。次にノズル３０の塗布開始位置を負のＸ方向に１５３．６ｍｍだけ移動させて、同様の塗布を行い、さらにノズル３０の塗布開始位置を正のＸ方向に１５３．６ｍｍだけ移動させて同様の塗布を行って、合計１５３６本のストライプ状塗布膜を形成し、予定していたポリイミド膜の隔壁間にＲ発光材を全て充填した。Ｒ発光材の塗布が完了した基板を取り出し、ホットプレートで１２０℃、１０分の乾燥を行った。
【００４３】
引き続いてＧ発光材、Ｂ発光材についても同様のストライプ状塗布を行った。Ｇ発光材についてはＲ発光材のすぐ隣の隔壁間に塗布できるように位置決めをし、シリンジポンプ６０のストライプ塗布時の吐出速度が１５．４μｌ／ｓである他は、すべてＲ発光材と同じ条件にて塗布と乾燥を行った。Ｂ発光材についても、Ｒ発光材とＧ発光材の間の隔壁間に塗布できるように位置決めをし、吐出口４０からの吸引量ＱＢ＝５．７μｌであるほかは、すべてＲ発光材と同じ条件に塗布と乾燥を行った。以上の塗布と乾燥を行った結果、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光材ともに、基板端部から５ｍｍの塗布開始位置から、５０ｎｍ厚さ、６０μｍ幅で３６０ｍｍ長のストライプ状塗布膜が、それぞれ１５３６本形成され、すべてのポリイミド膜の隔壁間がＲ、Ｇ、Ｂ発光材が規則正しく充填された。なお、厚さむらは、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光材ともに、塗布両端から５ｍｍ除外した製品領域で、±５％以下で、非常に良好であった。
【００４４】
そして最後に塗布したＲＧＢ発光材と隔壁の上を覆うように陰電極を蒸着して有機ＥＬ素子を作成した。この有機ＥＬ素子をさらに後工程で所定の処理をして表示装置に形成したところ、ＲＧＢの色が基板全面にわたって均一で、品質的に申し分ないものであった。
【００４５】
実施例２
上記実施例１で、全幅連結ビードＢＷ形成後にシリンジポンプ６０を逆側に駆動して、ＱＢ＝５．６μｌだけノズル３０の吐出口４０から全幅連結ビードＢＷを形成する塗布液を吸引する時に、吸引速度ＶＢ＝５４μｌ／ｓ（吐出口４０の個数ｎ＝５１２、ノズル３０の１つの吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥ＝が０．１０５μｌ／ｓ）にしたことの他は、上記実施例と全く同様にしてポリイミド膜が隔壁として配置されているパターン基板上にストライプ状の塗布を行った。塗布後の基板を確認したところ、ストライプ状の塗布膜は、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光材あわせて４４８２本が３６０ｍｍの全長にわたって形成されていたが、残り１２６本は隔壁内に発光材が充填されていない部分が塗布方向にわたってランダムに観察された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、有機ＥＬ、カラーフィルター、プラズマディスプレイ等の基板上に面にストライプ状の塗布膜を形成する各種ディスプレイ用部材の製造に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ ストライプ塗布装置
１０ ＸＹＺステージ
１２ Ｚ軸リニア駆動装置
１４ 吸着盤
１６ Ｘ−θ駆動装置
１８ ブラケット
２０ Ｙ軸リニア駆動装置
２２ ＣＣＤカメラ
２４ 高さセンサー
２６ ベース
２８ 門型ベース
３０ ノズル
３２ 下板部
３４ 本体
３６ 貫通部
３８ マニホールド
４０ 吐出口
４２ 供給口
４４ 突出部
４６ 吐出口面
４７ 傾斜部
４８ 傾斜部
４９ 外面
５０ 塗布液供給装置
５２ 供給バルブ
５４ 吸引バルブ
５６ フィルター
６０ シリンジポンプ
６２ シリンジ
６４ ピストン
６６ 本体
６８ 供給ホース
７０ 吸引ホース
７２ タンク
７４ 塗布液
７６ 圧空源
８０ 制御装置
８２ 操作盤
８４ 切断空間
９２ 全面塗布膜
９４ ストライプ状塗布膜
Ａ 基板
ＢＰ 部分連結ビード
ＢＷ 全幅連結ビード
ＬＡ 突出量
ＬＢ 部分連結ビードＢＰの幅（ストライプ幅）
ＬＣ クリアランス
ＬＤ 吐出口面４６の幅
ＬＥ 吐出口４０の幅
ＬＧ 吐出口面４６の塗布方向長さ
ＬＦ 吐出口４０の塗布方向長さ
ＬＲ ピッチ
ＱＡ 塗布液供給量
ＱＢ 塗布液吸引量
θ Ｘ−Ｙ平面内の回転方向
φ 塗布液７４の吐出方向を基準とした傾斜部４８となす角度
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば有機ＥＬやカラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタ等のディスプレイ用部材を製造する分野に主として使用されるものであり、詳しくはガラス基板などの被塗布部材表面にストライプ状に所定幅の塗布膜を多数形成できる塗布方法および塗布装置並びにディスプレイ用部材の製造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られているように、有機ＥＬ、カラー液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイパネルの背面板には、等ピッチに配置されたポリイミドやブラックマトリックス、ガラス等の隔壁またはバンク間に形成される直線状の溝に塗布液を充填して、ストライプ状に塗布膜を形成する工程がある。このようなストライプ状の塗布膜をガラス基板等の被塗布部材上に塗布により形成する手段としては、スクリーン印刷やノズル法がよく知られているが、スクリーン等の副資材が不要で、必要な量だけ高価な塗布液を供給して塗布膜を形成できるノズル法の方が、コスト的に優れており、最近特に注目を集めている。
【０００３】
ノズル法にも、ストライプの配置ピッチにあわせて設けられた多数の吐出口を有するノズルから、塗布液を間欠的に噴射するインクジェットノズル法や、塗布液を連続して吐出する連続吐出ノズル法がある。インクジェットノズル法は、個々の吐出口での塗布液吐出を制御できるので、いかなるパターン形状にも対応できフレキシビリティが高いが、均一性、吐出安定性に課題がある。一方連続吐出ノズル法は、すべての吐出口から同時に塗布液を吐出するのでストライプ状にしか塗布できないが、逆に均一性、吐出安定性に優れているので、製造に広く利用されている。さらにまた連続吐出ノズル法にも、ノズルとガラス基板間のすきま、すなわちクリアランスを比較的大きくして、ノズルから塗布液をおおよそストライプの幅を有する柱状流（直線棒状）にして吐出し、そのままガラス基板に塗布する柱状流法と（例えば特許文献１）、クリアランスを比較的小さくしてノズル吐出口とガラス基板間に液溜まりであるビードを形成し、ビード幅に相当する幅のストライプ状塗布膜を形成するビード法（例えば特許文献２）がある。ビード法は適用できる塗布液の粘度や塗布膜厚さの範囲が柱状流法よりもはるかに広く、使用しやすいという特長がある。
【０００４】
ビード法で使用するノズルは、ノズル吐出口とガラス基板間にストライプ幅のビードを形成しやすいように、ノズル吐出口を含むその周辺部であるノズル吐出口面あるいは吐出口部が、他の部分よりも塗布液吐出方向に突出しておおよそストライプ状塗布膜の幅の突出部または突起部を形成している。このことは見方を変えると、ノズル吐出口面がノズル長手方向におおよそストライプ状塗布膜の幅なるように、突出部間に形成される溝で分断されているともいえる（たとえば特許文献３）。このようなノズル吐出口面が所定幅で突出しているノズルをクリアランス１００μｍ以下にガラス基板に近接させ、５０ｍＰａｓ以下の低粘度の塗布液をＷｅｔ膜厚２０μｍ以下の比較的薄膜で塗布しようとすると、塗布液の吐出速度が低いのでノズル吐出口から吐出された塗布液はガラス基板の方に落下せず、ノズル吐出口面に沿って両隣の溝の方に向かっていく。そしてノズル吐出口から吐出された塗布液がすべての溝に充満すると、今度は塗布液がノズル吐出口とガラス基板間のすきまを埋めるように充満してノズル全幅に連結したビードである全幅連結ビードが形成される。この状態で、所定量の塗布液をノズル吐出口から供給しつつ、ノズルとガラス基板を相対的に水平移動させると、図６に示す通り、塗布開始部は全幅にわたって塗布されて全面塗布膜９２となる。この状態でしばらく塗布していると、ノズル吐出口部の両隣にある溝に充満した塗布液がガラス基板に塗布されてなくなるために、突出しているノズル吐出口面とガラス基板間に部分的に連結するビード、すなわち部分連結ビードが形成され、それに伴ってストライプ状に塗布がなされて、ストライプ状塗布膜９４が形成される。ストライプ状塗布膜９４になってからも、最初はノズルの吐出口面周辺や溝に残っている塗布液が吐出口から吐出される塗布液に加算されてガラス基板に塗布されるので、ストライプ状塗布膜の開始部からある区間長だけ厚さも幅も多少大きいストライプ状塗布膜となる。
【０００５】
以上より塗布開始部からストライプ状塗布膜を形成するには、塗布開始時より部分連結ビードを形成する必要がある。上記の条件下では最初は全幅連結ビードが形成されるので、これを部分連結ビードに転換するよう、特許文献３に示されるようにクリアランスを大きくしても、全幅にわたってビードが切断されるだけで、各ノズル吐出口部とガラス基板間に連結される部分連結ビードにはならない。また全幅連結ビードが形成されてから、特許文献４に示されるように、塗布液の連続性を切断しない範囲の量の塗布液をノズル吐出口から吸引しても、全くビードが切断されないので部分連結ビードにならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０７５５号公報
【特許文献２】特開２００７−１８７９４８号公報
【特許文献３】特開２００７−３１３４１７号公報
【特許文献４】特開２００２−１１３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ストライプ状塗布膜幅に対応して複数の吐出口を含む吐出口面あるいは吐出口部が塗布液吐出方向に突出して突出部を形成しているノズルを用いて、被塗布部材との間に部分連結ビードを形成してストライプ状塗布膜を形成する手段において、いかなる特性の塗布液や塗布条件であっても、塗布開始部から均一な厚さや幅のストライプ状塗布膜を形成できる塗布方法ならびに塗布装置を実現させるとともに、低コストで高品質のディスプレイ用部材を製造できるディスプレイ用部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、以下に述べる手段によって達成される。
（１）本発明になる塗布方法は、長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルを被塗布部材に近接させ、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成した状態で、塗布液供給装置から前記ノズルに塗布液を供給して前記ノズルの吐出口から塗布液を吐出しつつ、被塗布部材の前記ノズルに対する相対移動を行って、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成する塗布方法であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成することを特徴とする。ここで、前記ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引する塗布液量の吸引速度は、吐出口の個数に１吐出口あたりの吸引速度をかけ合わせたものであり、かつ１吐出口あたりの吸引速度はで０．１μｌ／ｓ以下であることが好ましい。
（２）本発明になる塗布装置は、長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルと、該ノズルに定量の塗布液を供給する手段を含む塗布液供給手段と、被塗布部材を保持する載置台と、前記塗布器および載置台のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、前記ノズルを被塗布部材に近接させる近接手段と、を備えてストライプ状塗布膜を形成する塗布装置であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給手段で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成するように動作制御する動作制御手段をさらに備えることを特徴とする。
（３）本発明になるディスプレイ用部材の製造方法は、（１）に記載の塗布方法を用いて、ディスプレイ用部材を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明になる塗布方法および塗布装置を用いれば、塗布開始時よりストライプ状塗布膜幅に対応した各ノズル吐出口面と被塗布部材間に部分連結ビードが、いかなる塗布液や塗布条件に対しても形成されるのであるから、塗布開始部から均一な厚さと幅のストライプ状塗布膜を形成できる。これによって、１枚の被塗布部材の製品領域を最大限にできるので、低コスト化が可能となる。
【００１０】
本発明になるディスプレイ用部材の製造方法によれば、上記の優れた塗布方法を用いてディスプレイ用部材を、１枚の被塗布部材で製品領域を最大限に活用して製造するのであるから、均一な膜厚を有する高品質のディスプレイ用部材を、低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかるストライプ塗布装置の一実施態様を示す斜視図である。
【図２】図１のノズル３０による基板への塗布状況を示す拡大正面断面図である。
【図３】図２のノズル３０の吐出口における側面断面図である。
【図４】ノズル３０で基板に対して本発明の塗布方法を実施している状況を段階的に示した正面断面図である。
【図５】本発明による塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜を形成する状況を示す平面図である。
【図６】従来の塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜を形成する状況を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明にかかる塗布装置および塗布方法を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明にかかるストライプ塗布装置の一実施態様を示す斜視図、図２は図１のノズル３０による基板への塗布状況を示す正面断面図、図３は図２のノズル３０の吐出口における側面断面図、図４はノズル３０で基板に対して本発明の塗布方法を実施している状況を段階的に示した正面断面図である。
【００１３】
図１を参照すると、塗布液をストライプ状に塗布可能なストライプ塗布装置１が示されている。
【００１４】
このストライプ塗布装置１は、被塗布部材である基板Ａに塗布液を塗布するノズル３０と、ノズル３０と基板Ａが取りつけられてこれらを自在に移動させるＸＹＺステージ１０と、ノズル３０に塗布液を供給する塗布液供給手段である塗布液供給装置５０と、ＸＹＺステージ１０と塗布液供給装置５０の動作を統括的に制御する制御装置８０と、より構成されている。
【００１５】
ＸＹＺステージ１０の吸着盤１４には基板Ａが載置され、Ｚ軸リニア駆動装置１２にはノズル３０が固定保持されている。吸着盤１４の上面には図示されていない吸着孔が多数配置されており、図示されていない真空源からの真空圧によって基板Ａを吸着保持することができる。この吸着盤１４はその中央部で図示しない回転軸を介してＸ−θ駆動装置１６に取り付けられている。Ｘ−θ駆動装置１６は、ベース２６上に固定されており、吸着盤１４のＸ−Ｙ平面内での回転とＸ方向（基板Ａ長手方向）の往復動を自在に行なうことができる。なおＸ、Ｙ、Ｚの方向については、図１に示される通りで、ＸＹＺステージ１０の左下隅にＸ、Ｙ、Ｚ各軸の原点Ｏが設けられているとともに、原点Ｏでの矢印の方向が正方向である。またＸ−Ｙ平面内での回転方向がθ方向となっている。
【００１６】
ノズル３０を保持するＺ軸リニア駆動装置１２は、ノズル３０をＺ方向すなわち上下方向に自在に昇降することができるもので、ブラケット１８に固定されている。ブラケット１８はさらにＹ軸リニア駆動装置２０に保持されている。Ｙ軸リニア駆動装置２０は、ベース２６上の一端に配置されている門型ベース２８上に固定されており、ブラケット１８をＹ方向に自在に往復動することができる。その結果ブラケット１８に固定されているノズル３０をＹ方向にも自在に往復動させることができる。さらに吸着盤１４の上方のブラケット１８に対応する位置にはＣＣＤカメラ２２と高さセンサー２４も装着されている。ＣＣＤカメラ２２は制御装置８０に電気的に連結されており、基板Ａのアライメントマークの位置を検知して、それを制御装置８０に伝え、制御装置８０がＸ−θ駆動装置１６やＹ軸リニア駆動装置２０を駆動することによって、ノズル３０に対する基板Ａの位置合わせやθ方向の相対回転角度設定を行うことができる。一方高さセンサー２４は、基板Ａの上面の位置を検知、すなわち基板Ａの厚さを検知し、それを電気的に接続されている制御装置８０に伝える。その信号に基づいて制御装置８０がＺ軸リニア駆動装置１２等を駆動することによって、ノズル３０の最下面と基板Ａ上面とのすきま、すなわちクリアランスを所定値に設定することができる。
【００１７】
再びノズル３０を見ると、塗布液供給装置５０に連なる供給ホース６８とノズル３０が常時接続されており、これによりノズル３０へは塗布液供給装置５０から塗布液を供給することができる。ノズル３０へ供給された塗布液は、ノズル３０の内部通路を経て基板Ａに向かってノズル３０より吐出される。
【００１８】
なお、塗布液供給装置５０は、供給ホース６８の上流側に、フィルター５６、供給バルブ５２、シリンジポンプ６０、吸引バルブ５４、吸引ホース７０、タンク７２を備えている。タンク７２には塗布液７４が蓄えられており、圧空源７６に連結されて任意の大きさの背圧を塗布液７４に付加することができる。タンク７２内の塗布液７４は、吸引ホース７０を通じてシリンジポンプ６０に供給される。シリンジポンプ６０では、シリンジ６２、ピストン６４が本体６６に取り付けられている。ここでピストン６４は図示しない駆動源によって上下方向に自在に往復動できる。シリンジポンプ６０は、一定の内径を有するシシリンジ６２内に塗布液７４を充填し、それをピストン６４により押し出して、ノズル３０に一定容量の塗布液を供給できる定容量間欠供給型のポンプである。シリンジ６２内に塗布液７４を充填するときは、吸引バルブ５４を開、供給バルブ５２を閉として、ピストン６４を下方に移動させる。またシリンジ６２内に充填された塗布液をノズル３０に向かって供給するときは、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開とし、ピストン６４を上方に移動させることで、ピストン６４でシリンジ６２内部の塗布液７４を押し上げ排出する。また、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開のままでピストン６４を下方に移動させると、ノズル３０から塗布液をシリンジポンプの方へ吸引することができる。
【００１９】
上記したように、制御信号にて動作するＸ−θ駆動装置１６、Ｙ軸リニア駆動装置２０、Ｚ軸リニア駆動装置１２、塗布液供給装置５０、等はすべて制御装置８０に電気的に接続されている。そして、制御装置８０に組み込まれた自動運転プログラムにしたがって制御指令信号が各機器に送信されて、あらかじめ定められた動作を行う。なお条件変更時は操作盤８２に適宜変更パラメータを入力すれば、それが制御装置８０に伝達されて、運転動作の変更が実現できる。特に塗布液供給装置５０の中では、シリンジポンプ６０、供給バルブ５２、吸引バルブ５４が電気的に接続されており、制御装置８０にその電気的信号をとりこんだり、制御装置８０からの指令により、塗布液をノズル３０に供給したり、ノズル３０から吸引したりする等の任意の動作をさせることができる。制御装置８０を用いれば、ストライプ塗布装置１の動作を自在に制御できるので、与えられた塗布条件下での塗布を自在に行うことができる。
【００２０】
ストライプ塗布装置１を構成する１要素であるノズル３０については、図２、図３を用いて詳細に説明する。
【００２１】
図２は図１にあるノズル３０をＹ方向、すなわち基板Ａ短辺方向ならびにノズル３０の長手方向（Ｘ方向）に直交する方向、に見た中央部の断面を拡大して示しており、塗布液７４をノズル３０でクリアランスＬＣだけ離れた基板Ａにストライプ状に塗布している状況を示している。ノズル３０は紙面に垂直な方向、すなわち図１のＹ方向に移動し、これが塗布方向となる。図２で、ノズル３０を構成する本体３４の中央部に、ノズル３０の長手方向に伸びるマニホールド３８が形成されている。このマニホールド３８には斜線で示す塗布液７４が充満しており、中央部上方には供給口４２が設けられている。供給口４２は図１の供給ホース６８と接続しており、この供給口４２を介して塗布液供給装置５０から塗布液７４をマニホールド３８に供給することができる。マニホールド３８の下方の下板部３２には貫通部３６がマニホールド３８と連通して形成されている。この貫通部３６の下端がノズル３０の最下端面である吐出口面４６で開口して、吐出口４０を形成する。したがって吐出口４０は塗布液供給装置５０と流体的に連通しているので、塗布液供給装置５０から塗布液７４が供給されれば、吐出口４０から塗布液７４は下向きに吐出される。この下向きが塗布液吐出方向となる。また塗布液供給装置５０から塗布液７４が吸引されれば、吐出口４０に接する塗布液７４は吐出口４０から吸引されてノズル３０の内部に入っていく。
【００２２】
吐出口４０は吐出口面４６に含まれているが、吐出口面４６は下板部３２の外面４９よりも、塗布液７４の吐出方向である下向きに突出量ＬＡだけ突出して、吐出口面４６の両隣に連なる傾斜部４８とともに突出部４４を形成している。すなわち、吐出口４０の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出量ＬＡだけ突出して突出部４４となっている。吐出口４０はノズル３０の長手方向にピッチＬＲで複数個設けられているので、突出部４４も同じくノズル３０の長手方向にピッチＬＲで複数個設けられることになる。なお下板部３２の外面４９は、隣合う突出部４４の傾斜部４８に挟まれた所にある下板部３２の外側の面と定義される。
【００２３】
吐出口４０から吐出された塗布液７４が、突出部４４と基板Ａとの間に部分連結ビードＢＰを形成すれば、吐出口４０から一定量の塗布液を吐出しつつ、ノズル３０を基板Ａに対して相対移動させることにより、ストライプ幅ＬＢのストライプ状塗布膜が形成できることになる。なおストライプ幅ＬＢは吐出口面４６の幅ＬＤとは必ずしも一致しない。
【００２４】
吐出口４０の形状については、塗布液７４の吐出方向に見て円形、矩形、長穴形状等いかなるものであってもよい。吐出口４０の幅ＬＥは、吐出口面４６の幅ＬＤ以下であることが好ましい。傾斜部４８の塗布液７４の吐出方向に対する角度φはいかなる角度でもよいが、好ましくは−１０〜８０度、より好ましくは０〜４５度にする。この角度範囲にあれば、吐出口面４６の幅ＬＤに近い最小のストライプ幅ＬＢを有する部分連結ビードＢＰが実現できるからである。吐出口４０と貫通部３６をノズル３０の長手方向、すなわちＸ方向に見ると、図３に示すようになる。吐出口４０の塗布方向長さＬＦは、吐出口面４６の塗布方向長さＬＧよりも小さいことが好ましい。また吐出口面４６の塗布方向、すなわちＹ方向両隣にも傾斜部４７が形成されている。傾斜部４７の塗布液７４の吐出方向に対する角度は、傾斜部４８の塗布液７４の吐出方向に対する角度φに準ずる。
【００２５】
次に、ストライプ塗布装置１を用いた塗布液７４のガラス基板上へのストライプ状の塗布方法について図１と図４を用いて説明する。まず準備作業として、図１のタンク７２〜ノズル３０まで塗布液７４はすでに充満されており、タンク７２以降のノズル３０までの残留空気を排出する作業も既に終了している。この時の塗布液供給装置５０の状態は、シリンジ６２に塗布液７４が充填、吸引バルブ５４は閉、供給バルブ５２は開、そしてピストン６４は最下端の位置にあり、いつでも塗布液７４をノズル３０に供給できるようになっている。また吸着盤１４、ノズル３０もそれぞれ初期位置で待機している。すなわち吸着盤１４はＸ方向には原点位置、Ｘ−Ｙ平面内の回転方向（θ方向）には吸着盤１４の長手側端部がＸ方向と平行になるように配置されている。ノズル３０はＹ方向には原点位置、Ｚ方向には一番高い位置に配置されている。
【００２６】
つづいてストライプ塗布装置１の動作開始信号が操作盤８２から制御装置８０に伝えられると、吸着盤１４の表面に図示しないリフトピンが上昇し、図示しない移載装置からガラス基板である基板Ａがリフトピン上部に載置される。そしてリフトピンを下降させて基板Ａを吸着盤１４上に載置し、同時に吸着保持する。次いで高さセンサー２４によって基板Ａの高さを検知するとともに、ＣＣＤカメラ２２で２ヶ所設けられているアライメントマークを検知して、アライメントマークで定められた塗布方向とＹ方向が一致するように吸着盤１４を回転させる。次いで予め定めた基板Ａの塗布開始位置直上にノズル３０の吐出口４０が位置するように、Ｘ−θ駆動装置１６を駆動して吸着盤１４をＸ方向に移動させるとともに、Ｙ軸リニア装置２０を駆動してノズル３０をＹ方向に移動させる。ノズル３０が基板Ａ上の塗布開始位置直上に来たら停止させるとともに、測定した基板Ａの高さに応じて、図４（ａ）に示す通り、基板Ａとノズル３０の吐出口面４６との間のすきまが所定のクリアランスＬＣの値になるように、Ｚ軸リニア駆動装置１２を駆動してノズル３０をＺ方向に下降停止させる。なお図４では塗布液７４は斜線で示されている。基板Ａとノズル３０の間のすきまがクリアランスＬＣで静止している状態で、塗布液供給装置５０のシリンジポンプ６０を駆動してピストン６４を上側に移動させ、一定量ＱＡの塗布液７４をノズル３０の吐出口４０から吐出する。吐出口４０から吐出された塗布液７４は最初は図４（ｂ）に示す通り、基板Ａの方には落下せずに、吐出口面４６を伝わって、それぞれの突出部４４の間にある下板部３２の外面４９の方に向かい、そこで蓄積される。塗布液はさらに吐出口４０から吐出されつづけるので、塗布液は図４（ｃ）に示される通り、各突出部４４の間に充満する。そしてついには塗布液は、図４（ｄ）に示す通りに、ノズル３０と基板Ａとの間のすきま全てに充満して、全幅連結ビードＢＷを形成する。
【００２７】
一定量ＱＡの塗布液７４の吐出口４０からの吐出が完了したら、シリンジポンプ６０を反転駆動、すなわちピストン６４を逆側つまり下側に移動させて、一定量ＱＢの塗布液７４をシリンジポンプ６０の方に吸引する。これによって吐出口４０から全幅連結ビードＢＷを形成している塗布液７４の一部が吸引／回収される。一定量ＱＢは、全幅連結ビードＢＷの連続性を切断する塗布液量に設定されるので、図４（ｅ）に示す通りに、隣合う各突出部４４の間の所から全幅連結ビードＢＷは切断されはじめて塗布液７４のない切断空間８４を形成し、ついには図４（ｆ）に示す通りに、切断空間８４が最大化してノズル３０の吐出部４４と基板Ａだけにビードが連結された状態となり、部分連結ビードＢＰが形成される。
なお、塗布液供給装置であるシリンジポンプ６０で一定量ＱＢの塗布液を吐出口４０を介して吸引する時の吸引速度ＶＢは、吐出口４０の個数ｎ、１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥから、ＶＢ＝ｎ×ＶＢＥ、となり、１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥで好ましくは０．１μｌ／ｓ以下、より好ましくは０．０５μｌ／ｓ以下にする。１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥがこの範囲より大きくなるような吸引速度ＶＢでシリンジポンプ６０を吸引すると、慣性の影響を受けて、ノズル３０の供給口４２の近くにある複数の吐出口４０から塗布液を多く吸引するが、供給口４２から離れた複数の吐出口４０からは塗布液をほとんど吸引しない、すなわちノズル３０の長手方向にわたって塗布液を均一に吸引しなくなってしまう。この結果、供給口４２の近くの複数の吐出口４０では全幅連結ビードＢＷがすべてなくなるほどの塗布液量が吸引される一方、供給口４２から離れた複数の吐出口４０では全幅連結ビードＢＷがそのまま残って切断されず、部分連結ビードＢＰが形成されなくなる。すなわち、ノズル３０の長手方向全体にわたって均一に部分連結ビードＢＰを形成するには、１吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥが上記範囲となるような吸引速度ＶＢにてシリンジポンプ６０で吸引することが必要となる。
また一定量ＱＡについては、ノズル３０と基板Ａの間に塗布液を充填できる容積ＱＣの９０〜１１０％が好ましく、一定量ＱＢは一定量ＱＡの２０〜５０％が好ましい。一定量ＱＡ、ＱＢともに、全幅連結ビードＢＷや部分連結ビードＢＰが安定かつ均一に形成できるように、上記範囲内で微調整すればよい。
図４（ｆ）の部分連結ビードＢＰが形成された状態になってから、シリンジポンプ６０のピストン６４を所定速度で上昇させて塗布液７４をノズル３０に供給し、ノズル３０から塗布液７４を吐出口４０から吐出開始するとともに、Ｙ軸リニア駆動装置２０を駆動して一定速度でノズル３０をＹ方向に移動開始し、塗布液７４の基板Ａへの塗布を始めて、ストライプ状塗布膜を形成する。基板Ａの塗布終了位置がノズル３０の吐出口４０の位置にきたらシリンジポンプ６０のピストン６４を停止させて塗布液７４の供給を停止し、つづいてＺ軸リニア駆動装置１２を駆動して、ノズル３０を上昇させる。これによって基板Ａとノズル３０の突出部４４間に形成された部分連結ビードＢＰが断ち切られ、ストライプ状の塗布が終了する。塗布終了後もＹ軸リニア駆動装置２０は動きつづけ、終点位置にきたらノズル３０は一旦停止し、今度は初期位置に向かって逆方向にＹ軸リニア駆動装置２０を駆動してノズル３０を移動させる。続いてＸ−θ駆動装置１６を駆動して吸着盤１４をＸ方向に移動させるとともに、Ｙ軸リニア装置２０を駆動してノズル３０をＹ方向に移動させ、基板Ａの次の塗布開始位置上にノズル３０の吐出口４０が来るようにする。これらの動作と並行して、供給バルブ５２を閉、吸引バルブ５４は開としてから、ピストン６４を一定速度で下降させ、タンク７２の塗布液７４をシリンジ６２に充填する。充填完了後、ピストン６４を停止させ、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開として、ノズル３０が基板Ａの塗布開始位置上に来るのを待ち、同じ動作を繰り返して次のストライプ状塗布膜を形成する。
【００２８】
なお塗布終了後にノズル３０が初期位置にもどり、基板Ａでの予定の塗布が完了している場合は、基板Ａの吸着を解除し、リフトピンを上昇させて基板Ａを持ち上げる。この時図示されない移載装置によって基板Ａの下面が保持され、次の工程に基板Ａを搬送する。これと並行して、供給バルブ５２を閉、吸引バルブ５４は開としてから、ピストン６４を一定速度で下降させ、タンク７２の塗布液７４をシリンジ６２に充填する。充填完了後、ピストン６４を停止させ、吸引バルブ５４を閉、供給バルブ５２を開として、次の基板Ａが来るのを待ち、同じ動作をくりかえす。なおシリンジポンプ６０への塗布液７４の充填については、随時行えばよく、１〜Ｎ（整数）回の塗布ごとに行ってもよいし、１〜Ｎ枚の基板への塗布が完了した時点で行ってもよい。
【００２９】
図５は以上の本発明の塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜９４を形成する状況を示す平面図、図６は従来の塗布方法により基板Ａにストライプ状塗布膜を形成する、すなわち図４（ｄ）の状態から塗布開始した時の基板Ａにストライプ状塗布膜９４を形成する状況を示す平面図である。図５に示すように、以上詳細を説明した本発明の塗布方法を用いれば、最初から矢印で示す塗布方向に向かってストライプ状塗布膜９４が形成される。また部分連結ビードＢＰの大きさを塗布液を吸引する一定量ＱＢで調整できるので、最初からストライプ状塗布膜の厚さや幅を均一にして、膜厚が均一にならない非製品領域を最小にして製品領域を最大にすることができる。一方従来の塗布方法によると、図６に示すように、最初は全面塗布膜９２が形成され、矢印で示す塗布方向の途中から幅方向すなわちノズル３０の長手方向に開始位置がばらばらなストライプ状の塗布膜９４が形成される。また制御する手段がないので、ストライプ状塗布膜９４が形成し始める位置での膜厚や幅は全くの成り行きで、一定の値に収束するまでの時間もかかる。したがって、膜厚や幅が均一にならない非製品領域が非常に大きくなってしまう。
【００３０】
なお本発明の塗布方法は、塗布液を吐出する複数の吐出口の周辺に塗布液吐出方向に突出する突出部を有するノズルにのみ有効である。吐出口の周辺に突出部がない、すなわち吐出口が複数あっても吐出口面が連続した同一平面であるノズルでは、全幅連結ビードを形成してから、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を吐出口から吸引しても、各吐出口ごとにビードを保持する部分がないので、単に塗布液が吸引されて位置や大きさがランダムな図４に示す切断空間８４ができるだけで、部分連結ビードは形成できない。吐出口の周辺に突出部を有するノズルなら、全幅連結ビードを形成してから、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を吐出口から吸引すると、突出部のエッジ部分、すなわち吐出口面４６と傾斜部４８の境界部分付近で、塗布液すなわちビードの一端が保持されるので、部分連結ビードが形成できるのである。
【００３１】
以上の塗布方法で、部分連結ビードＢＰを形成する時のクリアランスＬＣと、その後のストライプ状塗布を行う時のクリアランスは同じでもよいし、異なっていてもよいが、吐出口からの吸引を均一にしかも確実に行うために、部分連結ビードＢＰを形成する時のクリアランスをストライプ状塗布時のクリアランスよりも小さくすることが好ましい。また部分連結ビードＢＰを形成する時のクリアランスも、塗布液７４を吐出口４０から一定量ＱＡ吐出するときのクリアランスと、吐出口４０から塗布液７４を一定量ＱＢ吸引する時のクリアランスを、上記のように同じにしてもよいし異なっていてもよいが、より均等に吸引できることから、塗布液を吸引する時のクリアランスを塗布液を吐出する時のクリアランスよりも小さくすることがより好ましい。
【００３２】
また上記の塗布方法では、基板Ａは隔壁等のパターンが形成されていないガラス基板での実施態様例を示したが、基板Ａがストライプ状に複数の隔壁が形成されたパターン基板であっても上記の塗布方法がそのまま適用できる。この場合、ストライプ状の塗布を開始する位置は、基板上のパターンが形成されている所でもよいしパターンが形成されていないフラットな面上でもよい。ただし、パターンが形成されている部分での塗布膜を均一にするには、パターン基板のパターンが形成されていない所で上記の塗布方法によりストライプ状の塗布膜をまず形成してから、パターン基板の隔壁間にストライプ状塗布膜を塗布する（隔壁間に形成される溝に塗布液を充填する）ようにするのが、より有利となる。
【００３３】
なお、本発明はいかなる塗布液にも適用できるが、粘度が０．５〜１００ｍＰａｓの塗布液にその有効性が如実に現れるので、それに適用することがより好ましい。さらに塗布条件としては、塗布速度は１ｍｍ／ｓ〜５００ｍｍ／ｓ、より好ましくは１０ｍｍ／ｓ〜３５０ｍｍ／ｓである。クリアランスＬＣは好ましくは１０〜３００μｍ、より好ましくは２０〜１５０μｍである。塗布厚さも特に限定されないが、より薄い方がその効力を一層発揮するので、Ｗｅｔ厚さで好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍである。また本発明が適用できるノズル形状については特に限定されないが、その効果をより一層発揮するには、突出量ＬＡは好ましくは１０〜２０００μｍ、より好ましくは２０〜５００μｍである。１０μｍより小さいと、突出部４４と基板Ａの間に部分連結ビードＢＰが形成できず、２０００μｍより大きいと、ノズル３０の形状加工難度が増大する。吐出口面の幅ＬＤは好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍ、吐出口面の塗布方向長さＬＧは好ましくは５０〜２０００μｍ、より好ましくは１００〜１０００μｍ、吐出口の幅ＬＥと塗布方向長さＬＦは好ましくは１０〜２００μｍ、より好ましくは２０〜１００μｍである。
【００３４】
また上記実施態様例では間欠型の定容量ポンプとしてシリンジポンプを使用したが、定容量の塗布液の供給と吸引が行われるのならこれに限定されることはなく、ベロフラム型ポンプ（商品名ＣＴポンプ）、ダイヤフラムポンプ、チュービングポンプ、ギアポンプ等が好適に用いることができる。
【００３５】
なおストライプ塗布装置１については、構成を変えて、ノズル３０を固定、基板ＡをＹ方向に移動させてストライプ状に塗布できるようにしてもよい。
【実施例】
【００３６】
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
【００３７】
実施例１
３７０×４７０mmで厚さ０．７mmの無アルカリガラス基板に、厚さ２μｍで幅が２０μｍ、基板短辺方向の長さ３５０ｍｍのポリイミド膜が隔壁、すなわちバンクとして基板長辺方向にピッチ１００μｍで４６０９本配置されている有機ＥＬのパターン基板を用意した。なおポリイミド膜は基板中央にあり、基板短辺方向の両側１０ｍｍ、基板長手方向の両側５ｍｍがストライプ状のポリイミド膜のない非製品領域であった。さらに隔壁としてのポリイミド膜の間にはＩＴＯ透明電極が陽極としてガラス基板上に０．１μｍ、その上に正孔注入輸送層が０．２μｍ形成されていた。正孔注入輸送層はポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸が混合されたものを主成分とするものであった。
【００３８】
次に隔壁間の正孔注入輸送層の上にＲ、Ｇ、Ｂの発光材をストライプ状に塗布すべく、ＲＧＢ発光材を準備した。ＲＧＢ発光材はいずれもポリフェニレンビニレン系高分子であり、Ｒ発光材は固形分濃度１％で粘度が２ｍＰａｓ、Ｇ発光材は固形分濃度０．５％で粘度が１．５ｍＰａｓ、Ｂ発光材は固形分濃度１％で粘度が１ｍＰａｓであった。図１に示すストライプ塗布装置１でストライプ状の塗布を行うべく、専用のノズル３０を準備した。
【００３９】
このノズルには、幅ＬＥ＝４０μｍで塗布方向長さＬＦ＝１００μｍの矩形状の吐出口がピッチＬＲ＝３００μｍでｎ＝５１２個配置されており、吐出口面４６は幅ＬＤ＝６０μｍ、塗布方向長さＬＧ＝３００μｍ、突出量ＬＡ＝１００μｍ、φ＝１０度であった。このノズル３０をストライプ塗布装置１にとりつけ、上記のＲ発光材をタンク７２〜ノズル３０まで充填した。上記のポリイミドのストライプ膜が形成された基板を吸着盤１４に吸着後、基板上のアライメントマークをＣＣＤカメラ２２で検知して、ノズル３０を基板の塗布開始位置の直上に配置した。
【００４０】
なお塗布開始位置は、Ｘ方向には、原点に一番近い基板の隔壁間の溝が、ノズル３０の一番原点に近い吐出口と一致する位置、Ｙ方向には原点に一番近い基板端部から５ｍｍの位置であった。また吐出口が直線状に連なる方向と、ポリイミド膜がストライプとなって伸びる方向が直交するように基板ＡのＸ−Ｙ平面内の回転角度をＸ−θ駆動装置１６により調整をした。高さセンサー２４で測定した基板高さに基づいて吐出口面４６と基板Ａ間のすきまであるクリアランスＬＣ＝４０μｍとなるように、ノズル３０を下降させた。そしてシリンジポンプ６０を駆動して、供給速度１０μｌ／ｓでＱＡ＝６μｌだけＲ発光材をノズル３０から吐出して、全幅連結ビードＢＷを形成した。続いてシリンジポンプ６０を逆側に駆動して、吸引速度ＶＢ＝２μｌ／ｓ（吐出口４０の個数ｎ＝５１２、ノズル３０の１つの吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥ＝約０．００３９４μｌ／ｓ）でＱＢ＝５．６μｌだけ、ノズル３０の吐出口４０から全幅連結ビードＢＷを形成する塗布液を吸引して、塗布液の連結を切断して部分連結ビードＢＰを形成した。
【００４１】
つづいてシリンジポンプ６０を順方向に駆動して、供給速度７．７μｌ／ｓでノズル３０より吐出開始し、この吐出開始より０．２秒後にＹ軸リニア駆動装置を駆動開始して、ノズル３０をＹ方向に５０ｍｍ／ｓで移動開始した。そして基板短辺方向の塗布開始位置から３６０ｍｍの位置でシリンジポンプ６０を停止させるとともに、塗布開始位置から３６５ｍｍの位置でＺ軸リニア駆動装置を駆動して、ノズル３０を上昇させた。これらの動作によって基板端部から５ｍｍの塗布開始位置から６０μｍ幅でＷｅｔ厚さ５μｍの３６０ｍｍ長のストライプ状塗布膜が５１２本形成され、ポリイミド膜の隔壁間にすべてＲ発光材が充填され、隔壁上に乗り上げる物や、充填されていない部分もなかった。
【００４２】
なお塗布方向には隔壁の前後に５ｍｍずつ、隔壁パターンのない基板上にもストライプ状の塗布膜が形成された。次にノズル３０の塗布開始位置を負のＸ方向に１５３．６ｍｍだけ移動させて、同様の塗布を行い、さらにノズル３０の塗布開始位置を正のＸ方向に１５３．６ｍｍだけ移動させて同様の塗布を行って、合計１５３６本のストライプ状塗布膜を形成し、予定していたポリイミド膜の隔壁間にＲ発光材を全て充填した。Ｒ発光材の塗布が完了した基板を取り出し、ホットプレートで１２０℃、１０分の乾燥を行った。
【００４３】
引き続いてＧ発光材、Ｂ発光材についても同様のストライプ状塗布を行った。Ｇ発光材についてはＲ発光材のすぐ隣の隔壁間に塗布できるように位置決めをし、シリンジポンプ６０のストライプ塗布時の吐出速度が１５．４μｌ／ｓである他は、すべてＲ発光材と同じ条件にて塗布と乾燥を行った。Ｂ発光材についても、Ｒ発光材とＧ発光材の間の隔壁間に塗布できるように位置決めをし、吐出口４０からの吸引量ＱＢ＝５．７μｌであるほかは、すべてＲ発光材と同じ条件に塗布と乾燥を行った。以上の塗布と乾燥を行った結果、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光材ともに、基板端部から５ｍｍの塗布開始位置から、５０ｎｍ厚さ、６０μｍ幅で３６０ｍｍ長のストライプ状塗布膜が、それぞれ１５３６本形成され、すべてのポリイミド膜の隔壁間がＲ、Ｇ、Ｂ発光材が規則正しく充填された。なお、厚さむらは、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光材ともに、塗布両端から５ｍｍ除外した製品領域で、±５％以下で、非常に良好であった。
【００４４】
そして最後に塗布したＲＧＢ発光材と隔壁の上を覆うように陰電極を蒸着して有機ＥＬ素子を作成した。この有機ＥＬ素子をさらに後工程で所定の処理をして表示装置に形成したところ、ＲＧＢの色が基板全面にわたって均一で、品質的に申し分ないものであった。
【００４５】
実施例２
上記実施例１で、全幅連結ビードＢＷ形成後にシリンジポンプ６０を逆側に駆動して、ＱＢ＝５．６μｌだけノズル３０の吐出口４０から全幅連結ビードＢＷを形成する塗布液を吸引する時に、吸引速度ＶＢ＝５４μｌ／ｓ（吐出口４０の個数ｎ＝５１２、ノズル３０の１つの吐出口あたりの吸引速度ＶＢＥ＝が０．１０５μｌ／ｓ）にしたことの他は、上記実施例と全く同様にしてポリイミド膜が隔壁として配置されているパターン基板上にストライプ状の塗布を行った。塗布後の基板を確認したところ、ストライプ状の塗布膜は、Ｒ、Ｇ、Ｂ発光材あわせて４４８２本が３６０ｍｍの全長にわたって形成されていたが、残り１２６本は隔壁内に発光材が充填されていない部分が塗布方向にわたってランダムに観察された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、有機ＥＬ、カラーフィルター、プラズマディスプレイ等の基板上に面にストライプ状の塗布膜を形成する各種ディスプレイ用部材の製造に利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ ストライプ塗布装置
１０ ＸＹＺステージ
１２ Ｚ軸リニア駆動装置
１４ 吸着盤
１６ Ｘ−θ駆動装置
１８ ブラケット
２０ Ｙ軸リニア駆動装置
２２ ＣＣＤカメラ
２４ 高さセンサー
２６ ベース
２８ 門型ベース
３０ ノズル
３２ 下板部
３４ 本体
３６ 貫通部
３８ マニホールド
４０ 吐出口
４２ 供給口
４４ 突出部
４６ 吐出口面
４７ 傾斜部
４８ 傾斜部
４９ 外面
５０ 塗布液供給装置
５２ 供給バルブ
５４ 吸引バルブ
５６ フィルター
６０ シリンジポンプ
６２ シリンジ
６４ ピストン
６６ 本体
６８ 供給ホース
７０ 吸引ホース
７２ タンク
７４ 塗布液
７６ 圧空源
８０ 制御装置
８２ 操作盤
８４ 切断空間
９２ 全面塗布膜
９４ ストライプ状塗布膜
Ａ 基板
ＢＰ 部分連結ビード
ＢＷ 全幅連結ビード
ＬＡ 突出量
ＬＢ 部分連結ビードＢＰの幅（ストライプ幅）
ＬＣ クリアランス
ＬＤ 吐出口面４６の幅
ＬＥ 吐出口４０の幅
ＬＧ 吐出口面４６の塗布方向長さ
ＬＦ 吐出口４０の塗布方向長さ
ＬＲ ピッチ
ＱＡ 塗布液供給量
ＱＢ 塗布液吸引量
θ Ｘ−Ｙ平面内の回転方向
φ 塗布液７４の吐出方向を基準とした傾斜部４８となす角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルを被塗布部材に近接させ、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成した状態で、塗布液供給装置から前記ノズルに塗布液を供給して前記ノズルの吐出口から塗布液を吐出しつつ、被塗布部材の前記ノズルに対する相対移動を行って、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成する塗布方法であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引する塗布液量の吸引速度は、吐出口の個数に１吐出口あたりの吸引速度をかけ合わせたものであり、かつ１吐出口あたりの吸引速度は０．１μｌ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルと、該ノズルに定量の塗布液を供給する手段を含む塗布液供給手段と、被塗布部材を保持する載置台と、前記塗布器および載置台のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、前記ノズルを被塗布部材に近接させる近接手段と、を備えてストライプ状塗布膜を形成する塗布装置であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給手段で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成するように動作制御する動作制御手段をさらに備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の塗布方法を用いて、ディスプレイ用部材を製造することを特徴とするディスプレイ用部材の製造方法。
【請求項１】
長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルを被塗布部材に近接させ、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成した状態で、塗布液供給装置から前記ノズルに塗布液を供給して前記ノズルの吐出口から塗布液を吐出しつつ、被塗布部材の前記ノズルに対する相対移動を行って、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成する塗布方法であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記ノズルの吐出口を介して塗布液供給装置で吸引する塗布液量の吸引速度は、吐出口の個数に１吐出口あたりの吸引速度をかけ合わせたものであり、かつ１吐出口あたりの吸引速度は０．１μｌ／ｓ以下であることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
長手方向に複数の吐出口が配列され、かつ各々の吐出口周辺が塗布液吐出方向に突出している突出部を有するノズルと、該ノズルに定量の塗布液を供給する手段を含む塗布液供給手段と、被塗布部材を保持する載置台と、前記塗布器および載置台のうちの少なくとも一方を相対的に移動させる移動手段と、前記ノズルを被塗布部材に近接させる近接手段と、を備えてストライプ状塗布膜を形成する塗布装置であって、前記ノズルと被塗布部材が静止した状態でノズルから塗布液を定量吐出し、長手方向にわたってノズルと被塗布部材の両方に接触する全幅連結ビードを形成した後に、連結ビードの連続性を切断する塗布液量を、ノズルの吐出口を介して塗布液供給手段で吸引して、前記ノズルの突出部と被塗布部材の両方に接触する部分連結ビードを形成して、被塗布部材上にストライプ状塗布膜を形成するように動作制御する動作制御手段をさらに備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の塗布方法を用いて、ディスプレイ用部材を製造することを特徴とするディスプレイ用部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１７７７０７（Ｐ２０１１−１７７７０７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０７４（Ｐ２０１１−１８０７４）
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月３１日（２０１１．１．３１）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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