塗布装置
【課題】基板に塗布された塗布液の膜厚の均一性を向上する技術を提供する。
【解決手段】塗布液を塗布する塗布装置であって、塗布液を吐出するノズルと、基板に対して、ノズルを移動させるノズル移動機構と、塗布液を貯留するタンクと、タンクに貯留された塗布液をノズルに向けて送液する送液部と、塗布液をノズルに供給するためにタンクとノズルとの間に設けられ、ノズル移動機構によるノズルの移動に追従して変形する接続チューブと、タンクからノズルに向けて供給される塗布液の流量を測定する流量測定部と、流量測定部による測定結果に基づき、送液部を制御することによって、ノズルに向けて送液される塗布液の送液量を調節する送液制御部とを備える。
【解決手段】塗布液を塗布する塗布装置であって、塗布液を吐出するノズルと、基板に対して、ノズルを移動させるノズル移動機構と、塗布液を貯留するタンクと、タンクに貯留された塗布液をノズルに向けて送液する送液部と、塗布液をノズルに供給するためにタンクとノズルとの間に設けられ、ノズル移動機構によるノズルの移動に追従して変形する接続チューブと、タンクからノズルに向けて供給される塗布液の流量を測定する流量測定部と、流量測定部による測定結果に基づき、送液部を制御することによって、ノズルに向けて送液される塗布液の送液量を調節する送液制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用ガラス基板、有機ＥＬ表示パネル用ガラス基板、磁気或いは光ディスク用のガラス、または、セラミック基板、太陽光発電パネルなどの電池用基板など、各種被処理基板に塗布液を塗布する塗布技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminescence）材料を利用した有機ＥＬ表示装置の製造において、有機ＥＬ材料を含む流動性材料（以下、「有機ＥＬ液」とも称する。）などを、表示装置用のガラス基板（以下、単に「基板」と称する）上に形成された複数の隔壁間の溝にストライプ状に塗布する塗布装置が用いられている。これまでにも、この種の塗布装置として特許文献１に開示のものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、基板に向けて有機ＥＬ液を連続的に吐出する複数のノズルを備えた塗布ヘッドを、基板上に形成された隔壁間の溝に沿った主走査方向に移動させるとともに、塗布ヘッドの主走査方向への移動が行われる毎に基板を塗布ヘッドに対して副走査方向に移動する移動機構と、塗布ヘッドに対して副走査方向における相対位置が固定され、複数のノズルから吐出された有機ＥＬ液が流動性を有する間に、有機ＥＬ液に光を照射して有機ＥＬ液の乾燥を促進する光照射部とを有する塗布装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、有機ＥＬ表示装置においては、有機ＥＬを発光させるときの輝度ムラを防止するために基板上に形成される有機ＥＬ層の乾燥後の膜厚を均一化することが求められている。特許文献１に記載の塗布装置では、基板に塗布された複数のラインの有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性を向上させることによって、該複数のラインの有機ＥＬ液の乾燥後における膜厚の均一性の向上が図られている。
【０００６】
ところが、特許文献１の塗布装置において、基板上に塗布された有機ＥＬ液の乾燥後における膜厚の均一性を向上させるためには、塗布された有機ＥＬ液の膜厚の均一性を向上させることが必要である。そこで、従来の塗布装置では、例えば、マスフローコントローラー（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）等を用いて、塗布液の吐出量を一定化する制御を試みられている。
【０００７】
しかしながら、従来の塗布装置では、塗布ヘッドの移動にともなってスキャンチューブが屈曲することによるスキャンチューブ内の体積変動や、塗布液にかかる慣性力などが、塗布液の吐出量に影響を与える場合がある。このため、塗布された塗布液の膜厚の均一性が低下する場合があった。
【０００８】
そこで、上記課題に鑑み、基板に塗布された塗布液の膜厚の均一性を向上する技術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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、塗布液を吐出するノズルと、基板に対して、前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、前記塗布液を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する送液部と、前記塗布液を前記ノズルに供給するために前記タンクと前記ノズルとの間に設けられ、前記ノズル移動機構による前記ノズルの移動に追従して変形する接続チューブと、前記タンクから前記ノズルに向けて供給される塗布液の流量を測定する流量測定部と、前記流量測定部による測定結果に基づき、前記送液部を制御することによって、前記ノズルに向けて送液される塗布液の送液量を調節する送液制御部とを備える。
【００１０】
第２の態様は、第１の態様に係る塗布装置において、前記送液部は、前記タンク内に貯留された塗布液を加圧して、前記塗布液を前記ノズルに向けて送液する加圧部、を含み、前記送液制御部は、前記加圧部を制御する。
【００１１】
第３の態様は、第２の態様に係る塗布装置において、前記タンク部は、内部に中空空間を形成するとともに、前記加圧部によって前記中空空間内部が昇圧される外装体と、前記中空空間内部に配置され、容積を変動させることによって、内部に貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する袋体とを有する。
【００１２】
第４の態様は、第３の態様に係る塗布装置において、前記中空空間には、圧縮性流体が充填されている。
【００１３】
第５の態様は、第３の態様に係る塗布装置において、前記中空空間には、非圧縮性流体が充填されている。
【００１４】
第６の態様は、第１から５までのいずれか１態様に係る塗布装置において、基板を前記ノズルに対して第１方向に相対移動させる相対移動機構、をさらに備え、前記ノズル移動機構は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記ノズルを往復移動させる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の態様に係る塗布装置によれば、ノズルの移動によって起こる接続チューブ内の体積変動や塗布液に作用する慣性力の影響を、タンクによって吸収することができる。したがって、接続チューブの変形やノズルの移動に伴う塗布液の吐出量の変動を抑制し得る。
【００１６】
第２の態様に係る塗布装置によれば、加圧部によって送液調節を精度良く実施することができる。
【００１７】
第３の態様に係る塗布装置によれば、容積が変動する袋体を設けることによって、接続チューブの変形に伴う塗布液流路内の圧力変動を、袋体によって吸収することができる。
【００１８】
第４の態様に係る塗布装置によれば、袋体の周囲が圧縮性流体で充填されているため、袋体が圧力変動を効果的に吸収しやすくなる。
【００１９】
第５の態様に係る塗布装置によれば、袋体の周囲が非圧縮性流体で充填されていることにより、中空空間内部を昇圧した際に、袋体が圧縮されやすくなる。したがって、送液制御部による送液制御を精度良く行うことができる。
【００２０】
第６の態様に係る塗布装置によれば、ノズル移動機構による主走査移動と、副走査移動とによって、基板表面の全体に渡って塗布液を塗布することができる。このとき、ノズルの第２方向への往復移動によって、接続チューブが周期的に変形することとなるが、タンクを設けることによって、接続チューブの変形に伴う周期的な容積変動や塗布液にかかる慣性力の影響を、タンク内で吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る塗布装置の概略を示した平面図である。
【図２】塗布装置の概略を示した正面図である。
【図３】ヘッド移動機構の構成要素をＹＺ平面で切断して示した概略断面図である。
【図４】一回の主走査移動により塗布液が塗布された基板を概念的に示した平面図である。
【図５】加圧タンクと複数のノズルとの間の接続関係を示した模式図である。
【図６】加圧タンクの内部構造を概念的に示した断面図である。
【図７】ノズルから吐出される塗布液の吐出量の経時変化を示した図である。
【図８】第２実施形態に係る加圧タンクの内部構造を概念的に示した断面図である。
【図９】変形例に係る複数の加圧と複数のノズルとの間の接続関係を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２３】
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る塗布装置１の概略を示した平面図である。また図２は、塗布装置１の概略を示した正面図である。全図中のＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向は、それぞれ後述する主走査方向に沿った方向、該Ｘ方向に直交する水平方向、及び、鉛直方向（上下方向）となっている。
【００２４】
塗布装置１は、矩形状（正方形を含む。）である角型ガラス基板（以下、単に「基板」と称する。）１００に対して塗布液を塗布する装置である。塗布装置１は、例えば、アクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ表示装置用のガラス基板を処理対象とする場合に、例えば揮発性の溶媒（例えば、芳香族の有機溶媒の一つである４−メチルアニソール）、及び、発光材料としての有機ＥＬ材料を含む塗布液を基板１００に塗布する装置として機能する。ただし、塗布装置１は、その他の電子機器用の基板を処理対象とすることも可能であり、各基板の用途に応じて、使用される塗布液の種類は変更し得る。
【００２５】
塗布装置１は、基板を保持する基板保持部１０、基板保持部１０を移動させることで、基板１００を移動させる基板移動機構１１、基板保持部１０に保持された基板１００の表面に塗布液を塗布するための塗布ヘッド２０を備えている。
【００２６】
基板保持部１０は、その上面に基板１００を略水平姿勢で保持する載置部である。基板保持部１０は、基板を載置する載置部として機能する。なお、基板保持部１０は、好ましくは、その表面に吸引孔（図示せず。）が設けられている。基板保持部１０は、吸引孔（図示せず。）を負圧にして基板１００を吸着することにより、載置された基板１００が動かないように保持する。また、基板保持部１０は、好ましくは、基板１００を下側から加熱するヒーターをその内部に備えており、載置された基板１００を加熱できるように構成されている。
【００２７】
基板移動機構１１は、Ｙ方向に沿って延びるとともに、Ｘ方向に所定間隔をあけて設けられた一対のレール１２，１２、一対のレール１２，１２に沿ってＹ方向に移動する基台１３、基台１３の上面に設けられた回転台１４を備える。
【００２８】
基板保持部１０は、回転台１４の上部に設けられることによって、基板移動機構１１に支持されている。したがって、基板保持部１０は、基台１３がＹ方向に移動することにより、Ｙ方向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（Ｘ方向）と直交する水平方向である。以下、Ｙ方向を「副走査方向」とも称する。また、回転台１４が鉛直方向（Ｚ方向）を軸にして所定範囲で回転することにより、基板保持部１０が回転する。
【００２９】
基板保持部１０に載置される基板１００の表面（上面）には、Ｙ方向に関して所定ピッチ（例えば、１００〜１５０マイクロメートル）で、Ｘ方向に延びる塗布対象領域が複数列設定されている。この塗布対象領域は、例えば、Ｘ方向に沿って延びる一対の隔壁（図示せず）に挟まれて区画されたライン状の領域となっている。また、塗布対象領域の１つは、１つのノズル２３による、一回の主走査方向の移動（Ｘ方向に関して、基板１００の一方側端部から他方側端部への移動）によって、塗布液が塗布される領域に相当する。ただし、塗布対象領域への塗布方法はこのようなものに限られるものではない。また、上記隔壁は、必須のものではなく、隔壁がない状態で塗布が実施されてもよい。
【００３０】
塗布装置１は、好ましくは、基板１００の表面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、Ｙ方向に並列された一対の撮像部１５，１５を備えている。撮像部１５は、例えばＣＣＤカメラを含んで構成されている。
【００３１】
塗布装置１は、塗布ヘッド２０を移動させるヘッド移動機構２１を備えている。ヘッド移動機構２１は、Ｘ方向に沿って延びる一対のガイド部２２を備えており、Ｘ方向に移動可能に構成されている。塗布ヘッド２０は、ヘッド移動機構２１によって、基板１００の表面に平行な主走査方向（Ｘ方向）に往復移動する。
【００３２】
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が設けられている。複数のノズル２３は、副走査方向に関して等間隔に並べられて、塗布ヘッド２０に搭載されている。本実施形態では、ノズル２３を５個搭載しているが、ノズル２３の搭載数はこれに限られるものではなく、少なくとも１以上搭載されていればよい。また、複数のノズル２３は、必ずしも等間隔に並べられていなくてもよい。
【００３３】
塗布装置１は、塗布液が貯留される加圧タンク２４（塗布液貯留部）、エアの供給源であるエア供給源２５、後述するエア供給管及び後述する複数の接続チューブ６４で構成される供給管群２６をさらに備えている。塗布ヘッド２０は、供給管群２６を介して、加圧タンク２４、及び、エア供給源２５と接続されている。
【００３４】
塗布装置１は、Ｘ方向に関して、基板保持部１０の外側両サイドに受液部１７，１８が設けられている。受液部１７，１８は、ノズル２３の移動経路に対応する位置に、開口部を有している。受液部１７，１８は、該開口部を介して、ノズル２３が基板１００の表面外に吐出した塗布液を受け止めて、その内部に貯留する。貯留された塗布液は、適宜廃棄してもよいし、再利用するようにしてもよい。
【００３５】
図３は、ヘッド移動機構２１の構成要素をＹＺ平面で切断して示した概略断面図である。ヘッド移動機構２１は、一対のガイド部２２，２２に取り付けられたスライダー３１を備えている。スライダー３１には、Ｘ方向に貫通する貫通孔３２，３２が形成されており、各貫通孔３２，３２にガイド部２２，２２がそれぞれ遊挿されている。
【００３６】
スライダー３１には、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から所定圧力のエアが供給される。該エアは、貫通孔３２の内周面に設けられた噴出孔（図示省略）から、ガイド部２２の外周面に向けて噴出される（矢印Ａ１参照）。これにより、スライダー３１は、ガイド部２２に非接触状態にて係合し、主走査方向に案内される。
【００３７】
図１に示したように、ヘッド移動機構２１は、一対のガイド部２２，２２の両端部付近に、Ｚ方向に延びる軸を中心にして回転可能に構成された一対のプーリー３３，３３を備えている。また、一対のプーリー３３，３３には、無端状の同期ベルト３４が巻回されている。スライダー３１は、同期ベルト３４に取り付けられている。また、スライダー３１の、Ｙ方向に関して、同期ベルト３４が取り付けられている側の反対側に、塗布ヘッド２０が取り付けられている（図３参照）。
【００３８】
塗布装置１では、図示しないモーターを駆動することで同期ベルト３４を時計回り、または、反対周りに回転させることによって、塗布ヘッド２０をＸ方向に往復運動させることができる。また、上述した、スライダー３１からガイド部２２に向けて噴出される気体の作用によって、スライダー３１がガイド部２２に対して非接触状態で支持される。このため、塗布ヘッド２０を、比較的高速で移動させた場合でも、ガイド部２２に沿って滑らかに往復移動させることができる。塗布装置１においては、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る。また、基板移動機構１１が、基板保持部１０を副走査方向に移動させる副走査方向移動機構となる。なお、ノズル２３は、塗布ヘッド２０の移動にともなって移動する。このため、ヘッド移動機構２１は、ノズル移動機構でもある。
【００３９】
図４は、一回の主走査移動により塗布液が塗布された基板１００を概念的に示した平面図である。塗布装置１においては、ノズル２３から連続的に塗布液を吐出しつつ、塗布ヘッド２０が主走査方向（Ｘ方向）へ移動（主走査移動）する毎に、塗布液が基板１００の表面にストライプ状に塗布される。この一回の主走査移動が完了すると、塗布装置１は、基板１００を副走査方向に移動させた後、反対方向の主走査移動を実行することによって、基板１００の次の塗布対象領域に対して、塗布液を塗布する。
【００４０】
基板１００表面の主走査方向両側の縁部は、図示しないマスクによって覆われているため、この領域には、塗布液が塗布されないようになっている。なお、必要に応じて、副走査方向（Ｙ方向）の縁部分をマスクで覆ってもよい。もちろん、これらのマスクは、必ずしも設けなければならないものではなく、省略することも可能である。
【００４１】
なお、塗布ヘッド２０が主走査移動を行う場合、ノズル２３が受液部１７，１８上にあるときに、塗布ヘッド２０が加速される。そして、ノズル２３が基板１００上方にあるときに、塗布ヘッド２０は、例えば、一定速度（３〜５メートル／秒）で移動するように制御される。この一定速度で移動する間に、ノズル２３から塗布液が吐出されて、基板１００に塗布される。なお、塗布時に基板１００上を移動する塗布ヘッド２０の速度は、必ずしも一定とされる必要はない。
【００４２】
図５は、加圧タンク２４と複数のノズル２３との間の接続関係を示した模式図である。また、図６は、加圧タンク２４の内部構造を概念的に示した断面図である。
【００４３】
加圧タンク２４には、塗布液を圧送して、ノズル２３に塗布液を送液するための電空レギュレーター６１（送液部）が、配管６１１を介して接続されている。電空レギュレーター６１には、圧力調整用のガス（例えば、窒素ガス）が供給される。電空レギュレーター６１に供給された窒素ガスは、所定圧力に調整され、加圧タンク２４へと送られる。
【００４４】
図６に示したように、加圧タンク２４は、内部に中空空間２４Ｓを形成する外装体２４０と、ノズル２３に向けて延びる配管２４１ａと、中空空間２４Ｓに配置された樹脂パック２４２とを有している。電空レギュレーター６１から供給された窒素ガスは、中空空間２４Ｓへ送られることにより、中空空間２４Ｓ内部の圧力が昇圧される。この作用により、樹脂パック２４２が圧縮され、樹脂パック２４２の内部に貯留された塗布液が、配管２４１ａを通じてノズル２３に向けて供給される。すなわち、電空レギュレーター６１は、加圧部として機能する。樹脂パック２４２は、その容積を変動させることによって、ノズル２３に塗布液を送液する袋体を構成する。樹脂パック２４２に接続された配管２４１ａは、塗布液流路の一部を形成する。
【００４５】
なお、塗布液を貯留する袋体は、樹脂パック２４２のようなものに限定されるものではなく、圧縮されることでその内容積が変動するものであればどのようなものでもよい。ただし、内部に貯留される液体に対して、耐性を有する材料で構成されることが望ましい。
【００４６】
図５に示したように、加圧タンク２４から延びる配管２４１ａの途中には、マスフローメーター６２が設けられている。そして、配管２４１ａは、マスフローメーター６２の下流側で、複数（ノズル２３の個数に相当する数）に分岐した後、複数の分岐管２４１ｂに接続される。この複数の分岐管２４１ｂは、それぞれ接続チューブ６４に接続されている。また、複数の分岐管２４１ｂのそれぞれには、電磁開閉弁６３が設けられている。
【００４７】
接続チューブ６４の先には、ノズル２３が接続されている。接続チューブ６４は、可撓性を有する材料で構成されており、塗布ヘッド２０の主走査方向の往復運動に追従して変形するように構成されている。
【００４８】
電空レギュレーター６１の作用により、加圧タンク２４（詳細には、樹脂パック２４２）に貯留された塗布液は、配管２４１ａを通って、マスフローメーター６２に向けて圧送される。そして塗布液は、マスフローメーター６２を通過した後、電磁開閉弁６３を通過して、分岐管２４１ｂ及び接続チューブ６４を通過してノズル２３に供給される。
【００４９】
マスフローメーター６２は、例えば、熱式流量センサーを備えており、塗布液流路内の上流側と下流側との温度差を検出して所定演算を行うことにより、塗布液流路内を通過する塗布液の流量を検出する。ただし、マスフローメーター６２は、圧力差に基づいて測定する差圧式流量計や、羽根車を使って測定する羽根車式流量計など、その他の方式で流量を測定するように構成されていてもよい。
【００５０】
マスフローメーター６２は、加圧タンク２４と接続チューブ６４まで延びる配管（配管２４１ａと分岐管２４１ｂ）の途中に設けられている。したがって、マスフローメーター６２は、塗布液供給部である加圧タンク２４から、可撓性を有する接続チューブ６４までの間の塗布液流路内を通過する塗布液の流量を測定することとなる。
【００５１】
図１に示したように、塗布装置１は、塗布装置１の各構成要素の動作を制御する制御部８を備えている。制御部８は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などのプログラム記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）などがバス接続された、一般的なコンピューターで構成されている。制御部８は、ＣＰＵがＲＯＭなどの記憶媒体に格納されたプログラムに従って動作することによって、塗布装置１全体の制御を行う。
【００５２】
また、図５に示したように、制御部８は、電空レギュレーター６１の動作を制御する。具体的に、制御部８が電空レギュレーター６１を制御する場合、マスフローメーター６２により流量値を表す検出信号が制御部８に出力される。制御部８は、該検出信号に基づき、電空レギュレーター６１を制御することにより、加圧タンク２４内の圧力を調整する。これにより、ノズル２３に向けて送液される塗布液の送液量（流量）が調整される。
【００５３】
電磁開閉弁６３は、制御部８によって制御され、分岐管２４１ｂを開閉する。電磁開閉弁６３は、分岐管２４１ｂを開状態とすることにより塗布液を通過させ、また、閉状態とすることにより塗布液の通過を抑制する。分岐管２４１ｂのそれぞれに電磁開閉弁６３を設けることで、複数のノズル２３のそれぞれからの塗布液の吐出のオン・オフを制御することができる。ただし、電磁開閉弁６３を設ける位置は、分岐管２４１ｂ以外でもよく、例えば、配管２４１ａの途中に設けられていてもよい。
【００５４】
また、電空レギュレーター６１によって、ノズル２３からの塗布液吐出のオン・オフを制御できるのであれば、電磁開閉弁６３を省略することも可能である。ただし、電磁開閉弁６３を設けることによって、より確実に、流体の通過を遮断することができる。
【００５５】
制御部８は、基板移動機構１１、ヘッド移動機構２１、及び、電空レギュレーター６１を制御することによって、塗布装置１による基板１００の塗布処理が実施される。制御部８は、好ましくは、オペレーターからの入力操作に応じて、各構成要素の制御内容を適宜変更できるように構成される。制御部８と制御部８が制御する塗布装置１の構成要素とは、互いに有線的に接続されていてもよいし、無線的に接続されていてもよい。
【００５６】
図７は、ノズル２３から吐出される塗布液の吐出量の経時変化を示した図である。なお、同図に示したグラフの横軸は、塗布ヘッド２０が停止状態から主走査移動を一回行って停止するまでの時間を示している。また縦軸は、ノズル２３から吐出される塗布液の単位時間当たりの吐出量（以下、単に「吐出量」とも称する。）を示している。
【００５７】
また、図７中、実線で示した線９１は、本実施形態に係る吐出量の経時変化を示している。すなわち、電空レギュレーター６１のみが制御されたときの、ノズル２３から吐出される塗布液の吐出量の経時変化を示している。また、二点鎖線で示した線９２は、比較例に係る塗布装置（図示せず。）における塗布液の吐出量の経時変化を示している。
【００５８】
比較例に係る塗布装置では、塗布装置１のように電空レギュレーター６１を制御するのではなく、分岐管２４１ｂ、または、配管２４１ａなどの塗布液流路の途中に設けられたコントロールバルブを制御することによる流量制御が行われる。なお、コントロールバルブは、例えば、電動バルブなどによって構成され、マスフローメーター６２の測定信号に基づいて、適正な流量となるように、塗布液流路内の開度を調節するように構成される。つまり、コントロールバルブとマスフローメーター６２とによって、マスフローコントローラーが構成される。なお、比較例に係る塗布装置のコントロールバルブ以外の構成については、塗布装置１の構成とほぼ同様である。
【００５９】
上述したように、塗布装置１または比較例に係る塗布装置においても、電空レギュレーター６１またはコントロールバルブを制御することによって、ノズル２３から吐出される塗布液の吐出量の一定化が図られている。しかしながら、塗布処理中は、塗布ヘッド２０が周期的に主走査方向へ移動するため、これに追従する接続チューブ６４が屈曲変形され、また、塗布ヘッド２０や接続チューブ６４内の塗布液が主走査方向に加減速される。これにより、塗布液流路内が周期的に体積変動したり、塗布ヘッド２０接続チューブ６４内の塗布液に周期的に慣性力が作用したりする。この体積変動や慣性力の作用は、例えば図７に示したように、ノズル２３からの塗布液の吐出量の変動として現れる。
【００６０】
特に、比較例に係る塗布装置の場合、線９２で示したように、塗布ヘッド２０の加減速時に吐出量が一過性に大きくなったり小さくなったりする。これは、開度調節が行われた結果、コントロールバルブの位置で塗布液流路の開口断面が縮小されてしまい、塗布液が行き来しにくくなることが原因と考えられる。すなわち、接続チューブ６４の容積変動や塗布液に作用する慣性力などの影響を受けた塗布液が、塗布液流路の上流側の加圧タンク２４に行き来できずに、そのまま下流側のノズル２３へ向かってしまう。
【００６１】
これに対して、塗布装置１では、線９１で示したように、加減速時における吐出量の一過性の変化は、線９２の場合に比べて顕著に抑制されている。これは、塗布装置１では、開度調節が行われる場合に比べて、塗布液流路内での圧力損失が少ないため、塗布液が上流側の加圧タンク２４に行き来しやすい。このため、接続チューブ６４の容積変動や塗布液に作用する慣性力の影響が、加圧タンク２４によって吸収されるため、吐出量の一過性の変化が起きにくくなる。
【００６２】
また、塗布液流路は、樹脂パック２４２に接続されている（図６参照）。この樹脂パック２４２の伸縮作用により、塗布ヘッド２０の主走査移動に伴う塗布液流路内の圧力変動を効果的に吸収することができる。さらに、樹脂パック２４２が配置される中空空間２４Ｓは、窒素ガスなどの圧縮性流体で充填されている。このため、樹脂パック２４２は、比較的自由に伸縮することができるため、塗布液流路内の圧力変動をより効果的に吸収することができる。
【００６３】
＜２．第２実施形態＞
上記実施形態では、中空空間２４Ｓを窒素ガスなどの圧縮性流体で充填していたが、加圧タンク２４の構成は、このようなものに限定されない。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成については、適宜同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６４】
図８は、第２実施形態に係る加圧タンク２４Ａの内部構造を概念的に示した断面図である。加圧タンク２４Ａは、外装体２４０Ａの内部に形成された中空空間２４ＳＡが、水などの非圧縮性流体で充填されている。そして、この中空空間２４ＳＡに樹脂パック２４２が配置されている。また、第２実施形態に係る塗布装置１は、電空レギュレーター６１の代わりに、制御部８によって制御される押圧装置６１Ａを備えている。
【００６５】
図８に示したように、中空空間２４ＳＡを形成する外装体２４０Ａの一部は、ダイヤフラム２４３で構成されている。加圧タンク２４Ａでは、ピストンなどで構成される押圧装置６１Ａにより、ダイヤフラム２４３が内部に押し込まれ、中空空間２４ＳＡ内が加圧されるように構成されている。この作用により、樹脂パック２４２が圧縮され、塗布液がノズル２３に向けて送液される。このように、本実施形態では、押圧装置６１Ａが、加圧部として機能する送液部として構成されている。制御部８が、マスフローメーター６２による流量の検出信号に基づいて、押圧装置６１Ａを制御することによって、ノズル２３に向けて送液される塗布液の送液量が調整される。
【００６６】
本実施形態によれば、樹脂パック２４２の周囲が非圧縮性流体で充填されているため、中空空間２４ＳＡを昇圧した際に、樹脂パックが圧縮されやすくなる。したがって、押圧装置６１Ａにより加圧した際に、送液の応答性がよくなるため、吐出量の制御を精度よく行うことができる。
【００６７】
＜３．変形例＞
以上、実施形態の詳細について説明したが様々な変形が可能である。
【００６８】
例えば、上記実施形態では、制御部８の制御機能を、ソフトウエア的に実現するようにしているが、その機能の一部または全部を専用の回路に置き換えてハードウェア的に実現するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、塗布液を供給する塗布液供給部として、電空レギュレーター６１と加圧タンク２４、または、押圧装置６１Ａと加圧タンク２４Ａとで構成していたが、塗布液供給の構成は、このようなものに限られるものではない。例えば、塗布液を貯留したタンクから、制御部８などによって回転数の制御が可能な渦巻き羽根等で塗布液に圧力を与えて、塗布液をノズル２３に送液するようにしてもよい。すなわち、制御部８によって制御可能な状態で、塗布液貯留部から塗布液を送液できるのであれば、塗布液供給部は自由に構成することができる。
【００７０】
また、上記実施形態に係る塗布装置１は、図５に示したように、一の電空レギュレーター６１と一の加圧タンク２４とで構成される単一の塗布液供給機構から、複数のノズル２３に向けて塗布液を供給するように構成されている。ここで、電空レギュレーター６１および加圧タンク２４をノズル２３の個数分設けて、ノズル２３毎に独立して塗布液を供給するようにしてもよい。この変形例について、図９を参照しつつ説明する。
【００７１】
図９は、変形例に係る複数の加圧タンク２４と複数のノズル２３との間の接続関係を示した模式図である。本変形例では、各ノズル２３に対して、一つの加圧タンク２４が設けられている。また、各加圧タンク２４には、一つの電空レギュレーター６１が接続されており、複数の加圧タンク２４をそれぞれ独立して加圧するように構成されている。また、加圧タンク２４のそれぞれには、接続チューブ６４まで延びる配管２４１ａが接続されている。そして、各配管２４１ａの途中に、マスフローメーター６２と電磁開閉弁６３とがそれぞれ設けられている。
【００７２】
この変形例に係る塗布装置では、各配管２４１ａに設けられたマスフローメーター６２の測定信号に基づき、制御部８が対応する電空レギュレーター６１を制御する。これにより、適切な量の塗布液が各加圧タンク２４から各ノズル２３に向けて供給されるように制御される。本変形例の場合、互いに独立した塗布液供給機構から各ノズル２３に向けて塗布液が供給されるため、ノズル２３毎に塗布液の吐出量を調整することができる。
【００７３】
以上が、変形例の説明である。なお、上記実施形態及び変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り、適宜組み合わせたり省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ 塗布装置
１００ 基板
１０ 基板保持部
１１ 基板移動機構
２０ 塗布ヘッド
２１ ヘッド移動機構（ノズル移動機構）
２３ ノズル
２４，２４Ａ 加圧タンク
２４０，２４０Ａ 外装体
２４１ａ 配管
２４１ｂ 分岐管
２４２ 樹脂パック
２４３ ダイヤフラム
２４Ｓ，２４ＳＡ 中空空間
２６ 供給管群
６１ 電空レギュレーター（送液部）
６１Ａ 押圧装置（送液部）
６２ マスフローメーター（流量測定部）
６４ 接続チューブ
８ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本願は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）用ガラス基板、有機ＥＬ表示パネル用ガラス基板、磁気或いは光ディスク用のガラス、または、セラミック基板、太陽光発電パネルなどの電池用基板など、各種被処理基板に塗布液を塗布する塗布技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminescence）材料を利用した有機ＥＬ表示装置の製造において、有機ＥＬ材料を含む流動性材料（以下、「有機ＥＬ液」とも称する。）などを、表示装置用のガラス基板（以下、単に「基板」と称する）上に形成された複数の隔壁間の溝にストライプ状に塗布する塗布装置が用いられている。これまでにも、この種の塗布装置として特許文献１に開示のものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、基板に向けて有機ＥＬ液を連続的に吐出する複数のノズルを備えた塗布ヘッドを、基板上に形成された隔壁間の溝に沿った主走査方向に移動させるとともに、塗布ヘッドの主走査方向への移動が行われる毎に基板を塗布ヘッドに対して副走査方向に移動する移動機構と、塗布ヘッドに対して副走査方向における相対位置が固定され、複数のノズルから吐出された有機ＥＬ液が流動性を有する間に、有機ＥＬ液に光を照射して有機ＥＬ液の乾燥を促進する光照射部とを有する塗布装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１２３５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、有機ＥＬ表示装置においては、有機ＥＬを発光させるときの輝度ムラを防止するために基板上に形成される有機ＥＬ層の乾燥後の膜厚を均一化することが求められている。特許文献１に記載の塗布装置では、基板に塗布された複数のラインの有機ＥＬ液の乾燥速度の均一性を向上させることによって、該複数のラインの有機ＥＬ液の乾燥後における膜厚の均一性の向上が図られている。
【０００６】
ところが、特許文献１の塗布装置において、基板上に塗布された有機ＥＬ液の乾燥後における膜厚の均一性を向上させるためには、塗布された有機ＥＬ液の膜厚の均一性を向上させることが必要である。そこで、従来の塗布装置では、例えば、マスフローコントローラー（ＭＦＣ：Mass Flow Controller）等を用いて、塗布液の吐出量を一定化する制御を試みられている。
【０００７】
しかしながら、従来の塗布装置では、塗布ヘッドの移動にともなってスキャンチューブが屈曲することによるスキャンチューブ内の体積変動や、塗布液にかかる慣性力などが、塗布液の吐出量に影響を与える場合がある。このため、塗布された塗布液の膜厚の均一性が低下する場合があった。
【０００８】
そこで、上記課題に鑑み、基板に塗布された塗布液の膜厚の均一性を向上する技術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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、第１の態様は、基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、塗布液を吐出するノズルと、基板に対して、前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、前記塗布液を貯留するタンクと、前記タンクに貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する送液部と、前記塗布液を前記ノズルに供給するために前記タンクと前記ノズルとの間に設けられ、前記ノズル移動機構による前記ノズルの移動に追従して変形する接続チューブと、前記タンクから前記ノズルに向けて供給される塗布液の流量を測定する流量測定部と、前記流量測定部による測定結果に基づき、前記送液部を制御することによって、前記ノズルに向けて送液される塗布液の送液量を調節する送液制御部とを備える。
【００１０】
第２の態様は、第１の態様に係る塗布装置において、前記送液部は、前記タンク内に貯留された塗布液を加圧して、前記塗布液を前記ノズルに向けて送液する加圧部、を含み、前記送液制御部は、前記加圧部を制御する。
【００１１】
第３の態様は、第２の態様に係る塗布装置において、前記タンク部は、内部に中空空間を形成するとともに、前記加圧部によって前記中空空間内部が昇圧される外装体と、前記中空空間内部に配置され、容積を変動させることによって、内部に貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する袋体とを有する。
【００１２】
第４の態様は、第３の態様に係る塗布装置において、前記中空空間には、圧縮性流体が充填されている。
【００１３】
第５の態様は、第３の態様に係る塗布装置において、前記中空空間には、非圧縮性流体が充填されている。
【００１４】
第６の態様は、第１から５までのいずれか１態様に係る塗布装置において、基板を前記ノズルに対して第１方向に相対移動させる相対移動機構、をさらに備え、前記ノズル移動機構は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記ノズルを往復移動させる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の態様に係る塗布装置によれば、ノズルの移動によって起こる接続チューブ内の体積変動や塗布液に作用する慣性力の影響を、タンクによって吸収することができる。したがって、接続チューブの変形やノズルの移動に伴う塗布液の吐出量の変動を抑制し得る。
【００１６】
第２の態様に係る塗布装置によれば、加圧部によって送液調節を精度良く実施することができる。
【００１７】
第３の態様に係る塗布装置によれば、容積が変動する袋体を設けることによって、接続チューブの変形に伴う塗布液流路内の圧力変動を、袋体によって吸収することができる。
【００１８】
第４の態様に係る塗布装置によれば、袋体の周囲が圧縮性流体で充填されているため、袋体が圧力変動を効果的に吸収しやすくなる。
【００１９】
第５の態様に係る塗布装置によれば、袋体の周囲が非圧縮性流体で充填されていることにより、中空空間内部を昇圧した際に、袋体が圧縮されやすくなる。したがって、送液制御部による送液制御を精度良く行うことができる。
【００２０】
第６の態様に係る塗布装置によれば、ノズル移動機構による主走査移動と、副走査移動とによって、基板表面の全体に渡って塗布液を塗布することができる。このとき、ノズルの第２方向への往復移動によって、接続チューブが周期的に変形することとなるが、タンクを設けることによって、接続チューブの変形に伴う周期的な容積変動や塗布液にかかる慣性力の影響を、タンク内で吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る塗布装置の概略を示した平面図である。
【図２】塗布装置の概略を示した正面図である。
【図３】ヘッド移動機構の構成要素をＹＺ平面で切断して示した概略断面図である。
【図４】一回の主走査移動により塗布液が塗布された基板を概念的に示した平面図である。
【図５】加圧タンクと複数のノズルとの間の接続関係を示した模式図である。
【図６】加圧タンクの内部構造を概念的に示した断面図である。
【図７】ノズルから吐出される塗布液の吐出量の経時変化を示した図である。
【図８】第２実施形態に係る加圧タンクの内部構造を概念的に示した断面図である。
【図９】変形例に係る複数の加圧と複数のノズルとの間の接続関係を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２３】
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る塗布装置１の概略を示した平面図である。また図２は、塗布装置１の概略を示した正面図である。全図中のＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向は、それぞれ後述する主走査方向に沿った方向、該Ｘ方向に直交する水平方向、及び、鉛直方向（上下方向）となっている。
【００２４】
塗布装置１は、矩形状（正方形を含む。）である角型ガラス基板（以下、単に「基板」と称する。）１００に対して塗布液を塗布する装置である。塗布装置１は、例えば、アクティブマトリックス駆動方式の有機ＥＬ表示装置用のガラス基板を処理対象とする場合に、例えば揮発性の溶媒（例えば、芳香族の有機溶媒の一つである４−メチルアニソール）、及び、発光材料としての有機ＥＬ材料を含む塗布液を基板１００に塗布する装置として機能する。ただし、塗布装置１は、その他の電子機器用の基板を処理対象とすることも可能であり、各基板の用途に応じて、使用される塗布液の種類は変更し得る。
【００２５】
塗布装置１は、基板を保持する基板保持部１０、基板保持部１０を移動させることで、基板１００を移動させる基板移動機構１１、基板保持部１０に保持された基板１００の表面に塗布液を塗布するための塗布ヘッド２０を備えている。
【００２６】
基板保持部１０は、その上面に基板１００を略水平姿勢で保持する載置部である。基板保持部１０は、基板を載置する載置部として機能する。なお、基板保持部１０は、好ましくは、その表面に吸引孔（図示せず。）が設けられている。基板保持部１０は、吸引孔（図示せず。）を負圧にして基板１００を吸着することにより、載置された基板１００が動かないように保持する。また、基板保持部１０は、好ましくは、基板１００を下側から加熱するヒーターをその内部に備えており、載置された基板１００を加熱できるように構成されている。
【００２７】
基板移動機構１１は、Ｙ方向に沿って延びるとともに、Ｘ方向に所定間隔をあけて設けられた一対のレール１２，１２、一対のレール１２，１２に沿ってＹ方向に移動する基台１３、基台１３の上面に設けられた回転台１４を備える。
【００２８】
基板保持部１０は、回転台１４の上部に設けられることによって、基板移動機構１１に支持されている。したがって、基板保持部１０は、基台１３がＹ方向に移動することにより、Ｙ方向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（Ｘ方向）と直交する水平方向である。以下、Ｙ方向を「副走査方向」とも称する。また、回転台１４が鉛直方向（Ｚ方向）を軸にして所定範囲で回転することにより、基板保持部１０が回転する。
【００２９】
基板保持部１０に載置される基板１００の表面（上面）には、Ｙ方向に関して所定ピッチ（例えば、１００〜１５０マイクロメートル）で、Ｘ方向に延びる塗布対象領域が複数列設定されている。この塗布対象領域は、例えば、Ｘ方向に沿って延びる一対の隔壁（図示せず）に挟まれて区画されたライン状の領域となっている。また、塗布対象領域の１つは、１つのノズル２３による、一回の主走査方向の移動（Ｘ方向に関して、基板１００の一方側端部から他方側端部への移動）によって、塗布液が塗布される領域に相当する。ただし、塗布対象領域への塗布方法はこのようなものに限られるものではない。また、上記隔壁は、必須のものではなく、隔壁がない状態で塗布が実施されてもよい。
【００３０】
塗布装置１は、好ましくは、基板１００の表面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、Ｙ方向に並列された一対の撮像部１５，１５を備えている。撮像部１５は、例えばＣＣＤカメラを含んで構成されている。
【００３１】
塗布装置１は、塗布ヘッド２０を移動させるヘッド移動機構２１を備えている。ヘッド移動機構２１は、Ｘ方向に沿って延びる一対のガイド部２２を備えており、Ｘ方向に移動可能に構成されている。塗布ヘッド２０は、ヘッド移動機構２１によって、基板１００の表面に平行な主走査方向（Ｘ方向）に往復移動する。
【００３２】
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が設けられている。複数のノズル２３は、副走査方向に関して等間隔に並べられて、塗布ヘッド２０に搭載されている。本実施形態では、ノズル２３を５個搭載しているが、ノズル２３の搭載数はこれに限られるものではなく、少なくとも１以上搭載されていればよい。また、複数のノズル２３は、必ずしも等間隔に並べられていなくてもよい。
【００３３】
塗布装置１は、塗布液が貯留される加圧タンク２４（塗布液貯留部）、エアの供給源であるエア供給源２５、後述するエア供給管及び後述する複数の接続チューブ６４で構成される供給管群２６をさらに備えている。塗布ヘッド２０は、供給管群２６を介して、加圧タンク２４、及び、エア供給源２５と接続されている。
【００３４】
塗布装置１は、Ｘ方向に関して、基板保持部１０の外側両サイドに受液部１７，１８が設けられている。受液部１７，１８は、ノズル２３の移動経路に対応する位置に、開口部を有している。受液部１７，１８は、該開口部を介して、ノズル２３が基板１００の表面外に吐出した塗布液を受け止めて、その内部に貯留する。貯留された塗布液は、適宜廃棄してもよいし、再利用するようにしてもよい。
【００３５】
図３は、ヘッド移動機構２１の構成要素をＹＺ平面で切断して示した概略断面図である。ヘッド移動機構２１は、一対のガイド部２２，２２に取り付けられたスライダー３１を備えている。スライダー３１には、Ｘ方向に貫通する貫通孔３２，３２が形成されており、各貫通孔３２，３２にガイド部２２，２２がそれぞれ遊挿されている。
【００３６】
スライダー３１には、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から所定圧力のエアが供給される。該エアは、貫通孔３２の内周面に設けられた噴出孔（図示省略）から、ガイド部２２の外周面に向けて噴出される（矢印Ａ１参照）。これにより、スライダー３１は、ガイド部２２に非接触状態にて係合し、主走査方向に案内される。
【００３７】
図１に示したように、ヘッド移動機構２１は、一対のガイド部２２，２２の両端部付近に、Ｚ方向に延びる軸を中心にして回転可能に構成された一対のプーリー３３，３３を備えている。また、一対のプーリー３３，３３には、無端状の同期ベルト３４が巻回されている。スライダー３１は、同期ベルト３４に取り付けられている。また、スライダー３１の、Ｙ方向に関して、同期ベルト３４が取り付けられている側の反対側に、塗布ヘッド２０が取り付けられている（図３参照）。
【００３８】
塗布装置１では、図示しないモーターを駆動することで同期ベルト３４を時計回り、または、反対周りに回転させることによって、塗布ヘッド２０をＸ方向に往復運動させることができる。また、上述した、スライダー３１からガイド部２２に向けて噴出される気体の作用によって、スライダー３１がガイド部２２に対して非接触状態で支持される。このため、塗布ヘッド２０を、比較的高速で移動させた場合でも、ガイド部２２に沿って滑らかに往復移動させることができる。塗布装置１においては、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る。また、基板移動機構１１が、基板保持部１０を副走査方向に移動させる副走査方向移動機構となる。なお、ノズル２３は、塗布ヘッド２０の移動にともなって移動する。このため、ヘッド移動機構２１は、ノズル移動機構でもある。
【００３９】
図４は、一回の主走査移動により塗布液が塗布された基板１００を概念的に示した平面図である。塗布装置１においては、ノズル２３から連続的に塗布液を吐出しつつ、塗布ヘッド２０が主走査方向（Ｘ方向）へ移動（主走査移動）する毎に、塗布液が基板１００の表面にストライプ状に塗布される。この一回の主走査移動が完了すると、塗布装置１は、基板１００を副走査方向に移動させた後、反対方向の主走査移動を実行することによって、基板１００の次の塗布対象領域に対して、塗布液を塗布する。
【００４０】
基板１００表面の主走査方向両側の縁部は、図示しないマスクによって覆われているため、この領域には、塗布液が塗布されないようになっている。なお、必要に応じて、副走査方向（Ｙ方向）の縁部分をマスクで覆ってもよい。もちろん、これらのマスクは、必ずしも設けなければならないものではなく、省略することも可能である。
【００４１】
なお、塗布ヘッド２０が主走査移動を行う場合、ノズル２３が受液部１７，１８上にあるときに、塗布ヘッド２０が加速される。そして、ノズル２３が基板１００上方にあるときに、塗布ヘッド２０は、例えば、一定速度（３〜５メートル／秒）で移動するように制御される。この一定速度で移動する間に、ノズル２３から塗布液が吐出されて、基板１００に塗布される。なお、塗布時に基板１００上を移動する塗布ヘッド２０の速度は、必ずしも一定とされる必要はない。
【００４２】
図５は、加圧タンク２４と複数のノズル２３との間の接続関係を示した模式図である。また、図６は、加圧タンク２４の内部構造を概念的に示した断面図である。
【００４３】
加圧タンク２４には、塗布液を圧送して、ノズル２３に塗布液を送液するための電空レギュレーター６１（送液部）が、配管６１１を介して接続されている。電空レギュレーター６１には、圧力調整用のガス（例えば、窒素ガス）が供給される。電空レギュレーター６１に供給された窒素ガスは、所定圧力に調整され、加圧タンク２４へと送られる。
【００４４】
図６に示したように、加圧タンク２４は、内部に中空空間２４Ｓを形成する外装体２４０と、ノズル２３に向けて延びる配管２４１ａと、中空空間２４Ｓに配置された樹脂パック２４２とを有している。電空レギュレーター６１から供給された窒素ガスは、中空空間２４Ｓへ送られることにより、中空空間２４Ｓ内部の圧力が昇圧される。この作用により、樹脂パック２４２が圧縮され、樹脂パック２４２の内部に貯留された塗布液が、配管２４１ａを通じてノズル２３に向けて供給される。すなわち、電空レギュレーター６１は、加圧部として機能する。樹脂パック２４２は、その容積を変動させることによって、ノズル２３に塗布液を送液する袋体を構成する。樹脂パック２４２に接続された配管２４１ａは、塗布液流路の一部を形成する。
【００４５】
なお、塗布液を貯留する袋体は、樹脂パック２４２のようなものに限定されるものではなく、圧縮されることでその内容積が変動するものであればどのようなものでもよい。ただし、内部に貯留される液体に対して、耐性を有する材料で構成されることが望ましい。
【００４６】
図５に示したように、加圧タンク２４から延びる配管２４１ａの途中には、マスフローメーター６２が設けられている。そして、配管２４１ａは、マスフローメーター６２の下流側で、複数（ノズル２３の個数に相当する数）に分岐した後、複数の分岐管２４１ｂに接続される。この複数の分岐管２４１ｂは、それぞれ接続チューブ６４に接続されている。また、複数の分岐管２４１ｂのそれぞれには、電磁開閉弁６３が設けられている。
【００４７】
接続チューブ６４の先には、ノズル２３が接続されている。接続チューブ６４は、可撓性を有する材料で構成されており、塗布ヘッド２０の主走査方向の往復運動に追従して変形するように構成されている。
【００４８】
電空レギュレーター６１の作用により、加圧タンク２４（詳細には、樹脂パック２４２）に貯留された塗布液は、配管２４１ａを通って、マスフローメーター６２に向けて圧送される。そして塗布液は、マスフローメーター６２を通過した後、電磁開閉弁６３を通過して、分岐管２４１ｂ及び接続チューブ６４を通過してノズル２３に供給される。
【００４９】
マスフローメーター６２は、例えば、熱式流量センサーを備えており、塗布液流路内の上流側と下流側との温度差を検出して所定演算を行うことにより、塗布液流路内を通過する塗布液の流量を検出する。ただし、マスフローメーター６２は、圧力差に基づいて測定する差圧式流量計や、羽根車を使って測定する羽根車式流量計など、その他の方式で流量を測定するように構成されていてもよい。
【００５０】
マスフローメーター６２は、加圧タンク２４と接続チューブ６４まで延びる配管（配管２４１ａと分岐管２４１ｂ）の途中に設けられている。したがって、マスフローメーター６２は、塗布液供給部である加圧タンク２４から、可撓性を有する接続チューブ６４までの間の塗布液流路内を通過する塗布液の流量を測定することとなる。
【００５１】
図１に示したように、塗布装置１は、塗布装置１の各構成要素の動作を制御する制御部８を備えている。制御部８は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などのプログラム記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）などがバス接続された、一般的なコンピューターで構成されている。制御部８は、ＣＰＵがＲＯＭなどの記憶媒体に格納されたプログラムに従って動作することによって、塗布装置１全体の制御を行う。
【００５２】
また、図５に示したように、制御部８は、電空レギュレーター６１の動作を制御する。具体的に、制御部８が電空レギュレーター６１を制御する場合、マスフローメーター６２により流量値を表す検出信号が制御部８に出力される。制御部８は、該検出信号に基づき、電空レギュレーター６１を制御することにより、加圧タンク２４内の圧力を調整する。これにより、ノズル２３に向けて送液される塗布液の送液量（流量）が調整される。
【００５３】
電磁開閉弁６３は、制御部８によって制御され、分岐管２４１ｂを開閉する。電磁開閉弁６３は、分岐管２４１ｂを開状態とすることにより塗布液を通過させ、また、閉状態とすることにより塗布液の通過を抑制する。分岐管２４１ｂのそれぞれに電磁開閉弁６３を設けることで、複数のノズル２３のそれぞれからの塗布液の吐出のオン・オフを制御することができる。ただし、電磁開閉弁６３を設ける位置は、分岐管２４１ｂ以外でもよく、例えば、配管２４１ａの途中に設けられていてもよい。
【００５４】
また、電空レギュレーター６１によって、ノズル２３からの塗布液吐出のオン・オフを制御できるのであれば、電磁開閉弁６３を省略することも可能である。ただし、電磁開閉弁６３を設けることによって、より確実に、流体の通過を遮断することができる。
【００５５】
制御部８は、基板移動機構１１、ヘッド移動機構２１、及び、電空レギュレーター６１を制御することによって、塗布装置１による基板１００の塗布処理が実施される。制御部８は、好ましくは、オペレーターからの入力操作に応じて、各構成要素の制御内容を適宜変更できるように構成される。制御部８と制御部８が制御する塗布装置１の構成要素とは、互いに有線的に接続されていてもよいし、無線的に接続されていてもよい。
【００５６】
図７は、ノズル２３から吐出される塗布液の吐出量の経時変化を示した図である。なお、同図に示したグラフの横軸は、塗布ヘッド２０が停止状態から主走査移動を一回行って停止するまでの時間を示している。また縦軸は、ノズル２３から吐出される塗布液の単位時間当たりの吐出量（以下、単に「吐出量」とも称する。）を示している。
【００５７】
また、図７中、実線で示した線９１は、本実施形態に係る吐出量の経時変化を示している。すなわち、電空レギュレーター６１のみが制御されたときの、ノズル２３から吐出される塗布液の吐出量の経時変化を示している。また、二点鎖線で示した線９２は、比較例に係る塗布装置（図示せず。）における塗布液の吐出量の経時変化を示している。
【００５８】
比較例に係る塗布装置では、塗布装置１のように電空レギュレーター６１を制御するのではなく、分岐管２４１ｂ、または、配管２４１ａなどの塗布液流路の途中に設けられたコントロールバルブを制御することによる流量制御が行われる。なお、コントロールバルブは、例えば、電動バルブなどによって構成され、マスフローメーター６２の測定信号に基づいて、適正な流量となるように、塗布液流路内の開度を調節するように構成される。つまり、コントロールバルブとマスフローメーター６２とによって、マスフローコントローラーが構成される。なお、比較例に係る塗布装置のコントロールバルブ以外の構成については、塗布装置１の構成とほぼ同様である。
【００５９】
上述したように、塗布装置１または比較例に係る塗布装置においても、電空レギュレーター６１またはコントロールバルブを制御することによって、ノズル２３から吐出される塗布液の吐出量の一定化が図られている。しかしながら、塗布処理中は、塗布ヘッド２０が周期的に主走査方向へ移動するため、これに追従する接続チューブ６４が屈曲変形され、また、塗布ヘッド２０や接続チューブ６４内の塗布液が主走査方向に加減速される。これにより、塗布液流路内が周期的に体積変動したり、塗布ヘッド２０接続チューブ６４内の塗布液に周期的に慣性力が作用したりする。この体積変動や慣性力の作用は、例えば図７に示したように、ノズル２３からの塗布液の吐出量の変動として現れる。
【００６０】
特に、比較例に係る塗布装置の場合、線９２で示したように、塗布ヘッド２０の加減速時に吐出量が一過性に大きくなったり小さくなったりする。これは、開度調節が行われた結果、コントロールバルブの位置で塗布液流路の開口断面が縮小されてしまい、塗布液が行き来しにくくなることが原因と考えられる。すなわち、接続チューブ６４の容積変動や塗布液に作用する慣性力などの影響を受けた塗布液が、塗布液流路の上流側の加圧タンク２４に行き来できずに、そのまま下流側のノズル２３へ向かってしまう。
【００６１】
これに対して、塗布装置１では、線９１で示したように、加減速時における吐出量の一過性の変化は、線９２の場合に比べて顕著に抑制されている。これは、塗布装置１では、開度調節が行われる場合に比べて、塗布液流路内での圧力損失が少ないため、塗布液が上流側の加圧タンク２４に行き来しやすい。このため、接続チューブ６４の容積変動や塗布液に作用する慣性力の影響が、加圧タンク２４によって吸収されるため、吐出量の一過性の変化が起きにくくなる。
【００６２】
また、塗布液流路は、樹脂パック２４２に接続されている（図６参照）。この樹脂パック２４２の伸縮作用により、塗布ヘッド２０の主走査移動に伴う塗布液流路内の圧力変動を効果的に吸収することができる。さらに、樹脂パック２４２が配置される中空空間２４Ｓは、窒素ガスなどの圧縮性流体で充填されている。このため、樹脂パック２４２は、比較的自由に伸縮することができるため、塗布液流路内の圧力変動をより効果的に吸収することができる。
【００６３】
＜２．第２実施形態＞
上記実施形態では、中空空間２４Ｓを窒素ガスなどの圧縮性流体で充填していたが、加圧タンク２４の構成は、このようなものに限定されない。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成については、適宜同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６４】
図８は、第２実施形態に係る加圧タンク２４Ａの内部構造を概念的に示した断面図である。加圧タンク２４Ａは、外装体２４０Ａの内部に形成された中空空間２４ＳＡが、水などの非圧縮性流体で充填されている。そして、この中空空間２４ＳＡに樹脂パック２４２が配置されている。また、第２実施形態に係る塗布装置１は、電空レギュレーター６１の代わりに、制御部８によって制御される押圧装置６１Ａを備えている。
【００６５】
図８に示したように、中空空間２４ＳＡを形成する外装体２４０Ａの一部は、ダイヤフラム２４３で構成されている。加圧タンク２４Ａでは、ピストンなどで構成される押圧装置６１Ａにより、ダイヤフラム２４３が内部に押し込まれ、中空空間２４ＳＡ内が加圧されるように構成されている。この作用により、樹脂パック２４２が圧縮され、塗布液がノズル２３に向けて送液される。このように、本実施形態では、押圧装置６１Ａが、加圧部として機能する送液部として構成されている。制御部８が、マスフローメーター６２による流量の検出信号に基づいて、押圧装置６１Ａを制御することによって、ノズル２３に向けて送液される塗布液の送液量が調整される。
【００６６】
本実施形態によれば、樹脂パック２４２の周囲が非圧縮性流体で充填されているため、中空空間２４ＳＡを昇圧した際に、樹脂パックが圧縮されやすくなる。したがって、押圧装置６１Ａにより加圧した際に、送液の応答性がよくなるため、吐出量の制御を精度よく行うことができる。
【００６７】
＜３．変形例＞
以上、実施形態の詳細について説明したが様々な変形が可能である。
【００６８】
例えば、上記実施形態では、制御部８の制御機能を、ソフトウエア的に実現するようにしているが、その機能の一部または全部を専用の回路に置き換えてハードウェア的に実現するようにしてもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、塗布液を供給する塗布液供給部として、電空レギュレーター６１と加圧タンク２４、または、押圧装置６１Ａと加圧タンク２４Ａとで構成していたが、塗布液供給の構成は、このようなものに限られるものではない。例えば、塗布液を貯留したタンクから、制御部８などによって回転数の制御が可能な渦巻き羽根等で塗布液に圧力を与えて、塗布液をノズル２３に送液するようにしてもよい。すなわち、制御部８によって制御可能な状態で、塗布液貯留部から塗布液を送液できるのであれば、塗布液供給部は自由に構成することができる。
【００７０】
また、上記実施形態に係る塗布装置１は、図５に示したように、一の電空レギュレーター６１と一の加圧タンク２４とで構成される単一の塗布液供給機構から、複数のノズル２３に向けて塗布液を供給するように構成されている。ここで、電空レギュレーター６１および加圧タンク２４をノズル２３の個数分設けて、ノズル２３毎に独立して塗布液を供給するようにしてもよい。この変形例について、図９を参照しつつ説明する。
【００７１】
図９は、変形例に係る複数の加圧タンク２４と複数のノズル２３との間の接続関係を示した模式図である。本変形例では、各ノズル２３に対して、一つの加圧タンク２４が設けられている。また、各加圧タンク２４には、一つの電空レギュレーター６１が接続されており、複数の加圧タンク２４をそれぞれ独立して加圧するように構成されている。また、加圧タンク２４のそれぞれには、接続チューブ６４まで延びる配管２４１ａが接続されている。そして、各配管２４１ａの途中に、マスフローメーター６２と電磁開閉弁６３とがそれぞれ設けられている。
【００７２】
この変形例に係る塗布装置では、各配管２４１ａに設けられたマスフローメーター６２の測定信号に基づき、制御部８が対応する電空レギュレーター６１を制御する。これにより、適切な量の塗布液が各加圧タンク２４から各ノズル２３に向けて供給されるように制御される。本変形例の場合、互いに独立した塗布液供給機構から各ノズル２３に向けて塗布液が供給されるため、ノズル２３毎に塗布液の吐出量を調整することができる。
【００７３】
以上が、変形例の説明である。なお、上記実施形態及び変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り、適宜組み合わせたり省略したりすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ 塗布装置
１００ 基板
１０ 基板保持部
１１ 基板移動機構
２０ 塗布ヘッド
２１ ヘッド移動機構（ノズル移動機構）
２３ ノズル
２４，２４Ａ 加圧タンク
２４０，２４０Ａ 外装体
２４１ａ 配管
２４１ｂ 分岐管
２４２ 樹脂パック
２４３ ダイヤフラム
２４Ｓ，２４ＳＡ 中空空間
２６ 供給管群
６１ 電空レギュレーター（送液部）
６１Ａ 押圧装置（送液部）
６２ マスフローメーター（流量測定部）
６４ 接続チューブ
８ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
塗布液を吐出するノズルと、
基板に対して、前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、
前記塗布液を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する送液部と、
前記塗布液を前記ノズルに供給するために前記タンクと前記ノズルとの間に設けられ、前記ノズル移動機構による前記ノズルの移動に追従して変形する接続チューブと、
前記タンクから前記ノズルに向けて供給される塗布液の流量を測定する流量測定部と、
前記流量測定部による測定結果に基づき、前記送液部を制御することによって、前記ノズルに向けて送液される塗布液の送液量を調節する送液制御部と、
を備える塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布装置において、
前記送液部は、
前記タンク内に貯留された塗布液を加圧して、前記塗布液を前記ノズルに向けて送液する加圧部、
を含み、
前記送液制御部は、前記加圧部を制御する塗布装置。
【請求項３】
請求項２に記載の塗布装置において、
前記タンク部は、
内部に中空空間を形成するとともに、前記加圧部によって前記中空空間内部が昇圧される外装体と、
前記中空空間内部に配置され、容積を変動させることによって、内部に貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する袋体と、
を有する塗布装置。
【請求項４】
請求項３に記載の塗布装置において、
前記中空空間には、圧縮性流体が充填されている塗布装置。
【請求項５】
請求項３に記載の塗布装置において、
前記中空空間には、非圧縮性流体が充填されている塗布装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の塗布装置において、
基板を前記ノズルに対して第１方向に相対移動させる相対移動機構、
をさらに備え、
前記ノズル移動機構は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記ノズルを往復移動させる塗布装置。
【請求項１】
基板に塗布液を塗布する塗布装置であって、
塗布液を吐出するノズルと、
基板に対して、前記ノズルを移動させるノズル移動機構と、
前記塗布液を貯留するタンクと、
前記タンクに貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する送液部と、
前記塗布液を前記ノズルに供給するために前記タンクと前記ノズルとの間に設けられ、前記ノズル移動機構による前記ノズルの移動に追従して変形する接続チューブと、
前記タンクから前記ノズルに向けて供給される塗布液の流量を測定する流量測定部と、
前記流量測定部による測定結果に基づき、前記送液部を制御することによって、前記ノズルに向けて送液される塗布液の送液量を調節する送液制御部と、
を備える塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布装置において、
前記送液部は、
前記タンク内に貯留された塗布液を加圧して、前記塗布液を前記ノズルに向けて送液する加圧部、
を含み、
前記送液制御部は、前記加圧部を制御する塗布装置。
【請求項３】
請求項２に記載の塗布装置において、
前記タンク部は、
内部に中空空間を形成するとともに、前記加圧部によって前記中空空間内部が昇圧される外装体と、
前記中空空間内部に配置され、容積を変動させることによって、内部に貯留された塗布液を前記ノズルに向けて送液する袋体と、
を有する塗布装置。
【請求項４】
請求項３に記載の塗布装置において、
前記中空空間には、圧縮性流体が充填されている塗布装置。
【請求項５】
請求項３に記載の塗布装置において、
前記中空空間には、非圧縮性流体が充填されている塗布装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の塗布装置において、
基板を前記ノズルに対して第１方向に相対移動させる相対移動機構、
をさらに備え、
前記ノズル移動機構は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記ノズルを往復移動させる塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−７１２６６（Ｐ２０１２−７１２６６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８８２３（Ｐ２０１０−２１８８２３）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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