液体塗布装置および液体塗布方法
【課題】塗布液を高精度にかつ安定して、ストライプ状に塗布することを可能にする。
【解決手段】インク２０をポンプなどによって塗布液供給口１０からノズル１に供給し、ノズル１内の塗布液用マニホールド８により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、塗布液吐出口２から吐出させる。同時に、圧縮空気などの気体を、コンプレッサーなどによって気体供給口１１からノズル１に供給し、ノズル１内の気体用マニホールド９により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、気体吐出口３から吐出させる。
【解決手段】インク２０をポンプなどによって塗布液供給口１０からノズル１に供給し、ノズル１内の塗布液用マニホールド８により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、塗布液吐出口２から吐出させる。同時に、圧縮空気などの気体を、コンプレッサーなどによって気体供給口１１からノズル１に供給し、ノズル１内の気体用マニホールド９により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、気体吐出口３から吐出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクなどの液体を塗布対象物上の所定位置に塗布する液体塗布装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細なストライプ状のパターン塗布膜を形成する代表的な方法としてフォトリソグラフィー法がある。この方法としては、被塗布材上に感光性材料をウェット方式（液状の感光剤を塗布して乾燥させる方式）、あるいはドライ方式（膜状の感光性フィルムを貼り付ける方式）により膜形成した後、露光・現像・乾燥工程を経て所望のパターン塗布膜を形成するものである。
【０００３】
また、フォトグラフィー法によらず、パターンを直接形成する方法として、インクジェット法やスクリーン印刷法、あるいはダイからインクを吐出する方法などが挙げられる。
【０００４】
前記方法のうち、フォトグラフィー法では微細なパターンを比較的精度良く形成することが可能であるが、工程数が多く、使用する装置も非常に高価となることや、露光・現像工程により大量の材料を廃棄するため、材料コストが嵩むという問題がある。
【０００５】
また、フォトグラフィー法を用いずに直接形成する方法のうち、インクジェット法では、細管のノズルから塗布液を安定して吐出させるためのピエゾ素子による吐出機構の作製が必要となることや、ピエゾ素子を精密に駆動するための複雑な制御系が必要となることなどから、技術的な課題が多くあると共に装置が非常に高価になるという問題がある。
【０００６】
また、スクリーン印刷法では、製造装置が比較的安価で工程数も比較的少ないことから量産に適しているが、スクリーン版の変形や経時変化のため、長期間連続して高精度なパターンを得難いという問題がある。
【０００７】
そこで、近年、ダイからインクを吐出する方法に期待が高まってきている。
【０００８】
次に、従来のダイからインクを吐出する方法における課題について、図８〜図１２を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｅ）はストライプ状の塗布を行う際の従来法のノズルからの塗布液の吐出状態を示す説明図であって、図８の（ａ）〜（ｅ）において、上図がノズル側方から見た図、下図が吐出口側から見た図である。なお、図８では１つの塗布液吐出口に注目しており、実際にストライプ状塗布を試みる際には、これを複数並べた配置構造とする。
【００１０】
図８において、２は塗布液吐出口、４は液溜り、５は被塗布材、１３は塗布液、１４は塗布された液、２１はノズル、２３は塗工ギャップ（吐出口を設けた面と被塗布材間の距離）を示している。
【００１１】
本従来法において、吐出を開始すると、図８（ａ）に示すように、塗布液吐出口２から塗布液１３が吐出され、やがて図８（ｂ）に示すように、ノズル−被塗布材間に液溜り４が形成される。この液溜り４が形成されると、図８（ｃ）に示すように、ノズル２１に対する被塗布材５の相対的な走行により、液溜り４にせん断力が加わる。
【００１２】
ここで、塗布液吐出口２がスリット状であり、塗布液吐出口２からベタ塗りで吐出する場合は、塗布方向に直交する方向に液滴が繋がりながら液溜り４を形成するため、液溜り４とノズル２１との接触面積が大きく、せん断力に対しても液溜り４が比較的壊れ難い。
【００１３】
これに対して、ストライプ状の塗布を行う場合の液溜り４は、塗布方向に直交する方向の繋がりがなく、ベタ塗り時に比べて非常に小さくなるため、せん断力が加わることに対して非常に壊れやすくなり、図８（ｄ），（ｅ）に示すように、塗布膜が途切れ易くなる。特に、微細で薄いストライプ状の塗布を行う際には、吐出量を少なくする必要があるため、この傾向が顕著となる。また、広い塗工ギャップ２３で塗布する際にも、同様に、この傾向が顕著となる。
【００１４】
図９（ａ）〜（ｅ）は図８に示す塗布方法に対して途切れを防止して安定した塗布を行う方法の説明図であり、図８に示す塗布状態から吐出量を増加させた場合におけるノズルからの塗布液の吐出状態を示す図であって、図９の（ａ）〜（ｅ）において、上図がノズル側方から見た図、下図が吐出口側から見た図である。
【００１５】
なお、図９においても図８と同様に１つの塗布液吐出口に注目しており、実際にストライプ状塗布を試みる際には、これを複数並べた配置とする。また、以下の説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００１６】
図９に示すように、吐出量を増加させると、図８の方法に比べて大きな液溜り４を形成できるため、図９（ｂ）に示すように、ノズル−被塗布材間に液溜り４を形成した後に、液溜り４にせん断力が加わった場合でも、図９（ｃ），（ｄ）に示すように、液溜り４が壊れ難くなり、図８の方法に比べて塗布膜が途切れ難い、安定した塗布が実現できるようになる。
【００１７】
しかし、図９の方法では、図１０（図９（ｄ）に示す状態をノズル上面から見た図）に示すように、液溜り４が、大きくなると共に塗布方向に対して直交する方向にも広がり、その結果、太く厚い塗布膜１５となってしまうため、微細で薄いストライプ状塗布膜の形成は困難となる。
【００１８】
特許文献１には、塗布時に前記塗布液吐出口２の塗布方向上流側から気体を供給することにより、ストライプ状の塗布面を形成するという方法が開示されている。
【００１９】
図１１（ａ），（ｂ）は塗布液吐出口に対して塗布方向上流側から気体を供給しながらストライプ状の塗布を行う特許文献１に記載されている方法の説明図であり、図１１の（ａ）はノズル部分を示す側面図、（ｂ）はノズル先端部の拡大図である。
【００２０】
図１１に示す方法では、従来法のノズル２１の先端に山・谷形状のくし型状部を形成し、くし型部分の山部分１８に塗布液の吐出口を設け、塗布時に上流側からくし型状部の谷部分１９の気体供給口１１から気体１７を供給することにより、塗布膜１６の巾方向の濡れ広がりを規制し、ストライプ状の塗布膜１６を形成するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−８０１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし、前記従来方法では以下のような課題がある。
【００２２】
図１２（ａ），（ｂ）は図１１に示す方法によるノズルからの塗布液の吐出状態を示す説明図であって、図１２の（ａ），（ｂ）において、上図がノズル側方から見た図、下図が吐出口側から見た図である。
【００２３】
図１２（ａ）に示すように、供給された気体１７により、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力が働き、その結果、図１２（ｂ）に示すように、液溜り４が壊れ易く、塗布膜が途切れ易くなるという問題がある。
【００２４】
また、この方法では、供給する気体１７の圧力によって塗布膜の巾を制御するため、微細なストライプ状塗布膜を得るためには、より高圧で気体を供給する必要があるが、そのような場合、その気体１７の強い流れにより、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力が更に強く働くため、液溜り４が壊れて塗布膜が途切れ易くなるという傾向が顕著となる。
【００２５】
また、塗工ギャップ２３が広くなるほど、供給された気体のノズル−被塗布材間への流れ込みが多くなるため、同様に、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力が強く働くようになり、液溜り４が壊れて塗布膜が途切れ易くなるという傾向が顕著となる。
【００２６】
また、微細で薄いストライプ状塗布膜を得るために少ない吐出量で塗布する場合や、生産性を高めるために速い塗布速度で塗布する場合ほど、液溜り４を維持する力が弱くなるため、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力により液溜り４が壊れて、塗布膜が途切れ易くなるという傾向が顕著となる。
【００２７】
これらのことから、この方法においても、広い塗工ギャップ２３で微細なストライプ状塗布膜を高速に安定して形成することは困難となる。
【００２８】
近年、例えばフラットパネルの分野などでは、デバイスの薄型化・高精細化の急速な進展により、より大面積に微細で薄いストライプパターンを高い生産性で形成することが望まれてきている。これをダイから塗布液であるインクを吐出する方法で実現するには、（１）被塗布材５の大面積化に伴い被塗布材５の扁肉も大きくなるため、ノズルが被塗布材５と接触しないように広い塗工ギャップ２３で塗布できること、（２）薄く高精細パターンとするため少量の吐出量で塗布できること、（３）生産性を高めるため高速に塗布できること、などが必要となる。
【００２９】
しかしながら、塗工ギャップ２３が広く、少量吐出で、かつ高速な塗布において、従来の塗布時に塗布液吐出口２に対して塗布方向上流側から気体を供給する方法では、上記のような液溜り４が壊れ易いという問題がより顕著となるため、その実現は困難であった。
【００３０】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、塗布液を高精度にかつ安定して、ストライプ状に塗布することを可能にした液体塗布装置および液体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】
【００３１】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、液体を吐出する液体吐出口と、前記液体吐出口の設置面と同一面において前記液体吐出口の中心からずれた位置に気体を吐出する気体吐出口とが設けられたノズルを備え、前記ノズルにより塗布対象物に液体を塗布する液体塗布装置であって、前記ノズルに前記気体吐出口を、前記液体吐出口に対して塗布方向下流側に設置したことを特徴とし、ノズル−被塗布対象物間の液溜りを安定して形成することができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明は、前記気体吐出口を複数設置し、前記気体吐出口のうち塗布方向に対して直交する方向の両端部における気体吐出口の断面積が、その他の気体吐出口の断面積と比べて大きくなるように設定したことを特徴とし、塗布方向に対して直交する巾方向の両端部まで均一な塗布を実現することができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明は、前記ノズルの先端面における塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部を設けたことを特徴とし、塗布方向に対して直交する巾方向の両端部まで均一な塗布を実現することができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の液体塗布装置を用い、塗布する液体の溶媒が気化した成分を含んだ気体を前記気体吐出口から吐出することを特徴とし、塗布液が乾燥することなく、安定した塗布を実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、液体吐出口に対して塗布方向下流側に、気体吐出口を設けて気体を吐出することにより、ノズル−被塗布対象物間の液溜りを安定して形成することができるようになり、高精度にかつ安定して、ストライプ状に塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における液体塗布装置の構成図である。
【００３８】
なお、以下の実施の形態の説明では、有機ＥＬの発光層塗布工程を例にして説明する。
【００３９】
図１は本液体塗布装置の側面断面図、図２は本液体塗布装置におけるノズルを吐出口方向（図１中の矢印Ａ方向）から見た図、図３は本液体塗布装置におけるノズルを塗布方向（塗布時のノズルと被塗布材との相対的な走行方向）における上流側（図１中：Ｂ）から見た図、図４（ａ）〜（ｄ）は本液体塗布装置における複数の塗布液吐出口の１つに注目し、その塗布液吐出口からの塗布液の吐出状態を示す説明図であって、図４の（ａ）〜（ｄ）の上図はノズル側方から見た図、下図は吐出口側から見た図であり、図１〜図３では、これらを複数並べた配置構成となっている。
【００４０】
図１〜図４において、１はノズル、２は塗布液吐出口、３は気体吐出口、４は液溜り、５は塗布対象物の被塗布材、６はストライプ状塗布膜（微細で薄いストライプ状塗布膜）、８は塗布液用マニホールド、９は気体用マニホールド、１０は塗布液供給口、１１は気体供給口、１２は塗布方向に対して直交する方向におけるノズル１の先端面の両端部に設けられた凸部、２０は塗布液であるインク、２３は塗工ギャップ（ノズル１における塗布液吐出口２が設けられている面と被塗布材５との間の距離）を示す。
【００４１】
本実施の形態において、図８〜図１２に示す従来法のノズル２１の構成と異なる点は、気体吐出口３が、塗布液吐出口２に対して、塗布時のノズル１と被塗布材５との相対的な走行方向（塗布方向）の下流側に設けてある構成である。
【００４２】
本液体塗布装置における塗布方法について説明する。
【００４３】
液体であるインク２０をポンプ（図示せず）などによって塗布液供給口１０からノズル１に供給し、ノズル１内の塗布液用マニホールド８により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、塗布液吐出口２から吐出させる。
【００４４】
同時に、圧縮空気などの気体を、コンプレッサー（図示せず）などによって気体供給口１１からノズル１に供給し、ノズル１内の気体用マニホールド９により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、気体吐出口３から吐出させる。
【００４５】
吐出されたインク２０はノズル−被塗布材間で液溜り４を形成する（図４（ａ），（ｂ））。そして、駆動機構（図示せず）によるノズル１と被塗布材５との相対的な走行により液溜り４は、せん断力が加えられ（図４（ｃ））、塗布方向へ伸びる。しかし、気体吐出口３から吐出された気体により、液溜り４には、被塗布材５の塗布方向の上流側に押す力と、該塗布方向に対して直交する方向に液溜り４を挟み込む力２２が加えられる（図４（ｄ））。
【００４６】
これにより、液溜り４が被塗布材５の塗布方向の下流側へ押し出されて壊れることを防止しつつ、かつ液溜り４が塗布方向に対して直交する方向へ濡れ広がることを防止しながら塗布することが可能になる。
【００４７】
その結果、従来では液溜り４を維持する力が弱く、せん断力により液溜り４が壊れ易かった少量吐出、あるいは塗工速度が速い塗布においても、液溜り４を維持できるようになり、図５（図４（ｄ）に示す状態をノズル上面から見た図）に示すように、微細で薄いストライプ状塗布膜６を安定して実現できるようになる。
【００４８】
また、前記のように、気体吐出口３から吐出された気体により、液溜り４を、塗布方向の上流側に押す力と、塗布方向に対して直交する方向に挟み込む力２２が加えられることにより、吐出されたインク２０が、ノズル１の表面に濡れ広がることを抑制しつつ被塗布材方向に液溜り４を成長させる効果が得られる。
【００４９】
その結果、少ない吐出量においても、従来に比べて広い塗工ギャップ２３での液溜り４形成が可能となるため、従来よりも広い塗工ギャップ２３での微細で薄いストライプ状塗布膜６の形成を実現できる。
【００５０】
ここで、図３に示すように、ノズル１の吐出口を設けた面において、塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部１２を設けることで、気体吐出口３から出た気体が塗布方向に対して直交する方向の外側に流れることを防止することができる。これにより、塗布方向に対して直交する方向の端部における液溜り４も、他の液溜り４と同様に、塗布方向の上流側に押す力と、該塗布方向に対して直交する方向に挟み込む力２２とを得ることが可能となり、塗布方向に対して直交する方向の中央部から両端部まで均一な塗布が実現する。
【００５１】
有機ＥＬの発光層の塗布工程において、被塗布材５はガラス基板に駆動用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などを形成したものであって、その設定条件例としては、塗工ギャップ２３が３０〜２００μｍであり、塗布液吐出口２の直径は２０μｍ〜２００μｍである。また、気体吐出口３の直径は１０μｍ〜３００μｍである。また、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍであり、ノズル１に対する被塗布材５の塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍである。
【００５２】
塗布終端部付近における塗布動作については、ノズル１が塗布終端位置に到達する前にポンプ（図示せず）などによる塗布液供給を停止させるとよい。これにより、ノズル内部のインク２０に加わる残圧の影響により余分にインク２０が吐出されることで、塗布終端部で塗布ムラ（例えば、膜厚増加あるいは塗布巾増加など）が発生することを防止することができる。
【００５３】
また、ノズル１が塗布終端位置に到達する前に、塗工ギャップ２３を大きくすることにより、ノズル内部のインク２０に加わる残圧や、塗布終端部でノズル１の先端部分と被塗布材５との間における液溜り４が不必要に濡れ広がることによって発生する塗布ムラ（例えば、膜厚増加あるいは塗布巾増加など）を防止することができる。
【００５４】
また、ポンプ（図示せず）などによりインク供給を停止させると同時に、気体吐出口３からの気体の吐出を停止させてもよいが、インク供給が停止した一定時間後に気体吐出を停止させるようにしてもよい。このように気体の吐出停止を遅らせることにより、ノズル１と被塗布材５に存在する液溜り４を速やかに切り離す効果が得られ、塗布終端位置の高精度な制御が可能となり、塗布方向に対して直交する方向での塗布終端位置バラツキを小さくすることができる効果が得られる。
【００５５】
有機ＥＬの発光層の塗布工程で使用されるインク２０において、溶質としては、ポリフルオレン系，ポリアリーレン系，ポリアリーレンビニレン系，アルコキシベンゼン，アルキルベンゼンなどの高分子材料が挙げられ、溶媒としては、トルエン，キシレン，アセトン，アニソール，メチルエチルケトン，メチルイソブチルケトン，シクロヘキシルベンゼンなどの単独または混合溶媒が挙げられる。ノズル１と被塗布材５の相対的な走行速度は５０〜５００ｍｍ／ｓである。
【００５６】
（実施の形態２）
また、図６，図７に示すように、ノズル１の吐出口を設けた面における塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部１２を設けるのではなく、塗布方向に対して直交する方向の両端部分の気体吐出口３の断面積を、他の気体吐出口３に比べて大きくすることで、塗布方向に対して直交する方向の端部に設けられた気体吐出口３から吐出される気体の流量を増加させることができる。
【００５７】
その結果、塗布方向に対して直交する方向の外側に気体が流出しながらも、同方向の端部の液溜り４も、他の液溜り４と同様に、塗布方向の上流側に押す力と、該塗布方向に対して直交する方向に挟み込む力とを得ることが可能となり、塗布方向に対して直交する方向の中央部から両端部まで均一な塗布を実現することができる。
【００５８】
（実施の形態３）
また、気体吐出口３から、インク２０の溶媒が気化した成分を含んだ気体を吐出することによって、インク２０の乾燥を防止することができる。これにより、ノズル１の目づまりの発生やノズル１の先端（吐出口を設けた面）に汚れが発生して、それらが被塗布材５上に落下することで生じる異物不良の発生を防止することができ、安定した塗布を実現することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態１〜３では、塗布液吐出口２および気体吐出口３の断面形状を円形として説明したが、液体であるインク（塗布液）および気体が安定して吐出することができる形状であれば円形に限らない。また、この場合、実施の形態１で説明した吐出口２，３の直径は、相当直径（４×断面積／周囲長さ）と捉えて考えるとよい。
【００６０】
また、本実施の形態１〜３では、液体の吐出と気体の吐出を同時に開始するとして説明したが、両者の開始のタイミングに差をつけてもよい。
【００６１】
例えば、塗布始端部において液溜り４を形成してからノズル１と被塗布材５との相対的な走行を開始させて、塗布を行う際に、低粘度液体の塗布においてノズル先端での濡れ広がりが速い場合には、先に気体を吐出させてから液体を吐出させることにより、始端部の塗布巾が不必要に広くなることを防止することができる。
【００６２】
また、膜厚を薄く塗布する場合には、吐出量が少なくなるため、未だ液溜り４が形成されていない状態（図４（ａ）の状態）で、吐出された液体が気体により不必要に塗布方向の上流側へ押し流されてしまいやすい。そこで、先に液体を吐出させて液溜り４を形成してから気体を吐出することにより、塗布始端部の未塗布部発生などを防止することができる。
【００６３】
また、液体の吐出と気体の吐出を同時に開始しつつ、気体供給圧力を変動させながら塗布する（例えば、塗布始端部では定常塗布時よりも高い圧力で気体を吐出させ、ノズル１と被塗布材５の相対的な走行が始まると定常塗布時の所定の圧力に変化させる。あるいは塗布始端部で液体の吐出開始から液溜り４が形成されるまでは、定常塗布時よりも低い圧力で気体を吐出させ、ノズル１と被塗布材５の相対的な走行が始まると定常塗布時の所定の圧力に変化させる。）ことにより、上記のような両者の開始タイミングに差をつける効果と同様の効果を得ることも可能である。
【００６４】
以下、実施例にて更に詳細に説明する。
【００６５】
（実施例１）
前記実施の形態１を実施した実施例について説明する。
【００６６】
図１に示したノズル１において、塗布液吐出口２と気体吐出口３は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、気体吐出口３の直径は１０〜３００μｍ、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍとした。
【００６７】
さらに、気体は空気として気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａ、ノズル１の吐出口２，３を設けた面における塗布方向に対して直交する方向の両端における端部の凸部１２の長さ（図３中のＺ）は２０〜１９０μｍ、その巾は２ｍｍ〜１５ｍｍとし、インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００６８】
また、ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後にインク２０の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによる塗布液供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテストを実施した。
【００６９】
その結果、いずれの条件においても途切れやはみ出しが発生することなく、安定的にインクを塗布することができた。
【００７０】
（実施例２）
前記実施の形態２を使用した実施例について説明する。
【００７１】
図１に示す凸部１２を設けていない図６〜７に示したノズル１において、塗布液吐出口２と気体吐出口３は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、塗布方向に対して直交する両端部以外の気体吐出口３の直径は１０〜３００μｍ、塗布方向に対して直交する方向の両端部の気体吐出口３の断面積を、塗布方向に対して直交する方向の両端部以外の気体吐出口３の断面積の１．１〜２倍として、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍとした。
【００７２】
気体は空気として、気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａとし、インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００７３】
ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後にインク２０の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによるインク供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテストを実施した。
【００７４】
その結果、実施例１の凸部１２を設けた場合と同様に、いずれの条件においても途切れやはみ出しが発生することなく、安定的にインクを塗布することができた。
【００７５】
（実施例３）
前記実施の形態３を使用した実施例について説明する。
【００７６】
気体吐出口３から吐出する気体を、シクロヘキシルベンゼンが０．１〜０．５ｖｏｌ％混合させた気体とし、図１に示したノズル１において、塗布液吐出口２と気体吐出口３は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、気体吐出口３の直径は１０〜３００μｍ、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍ、気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａ、ノズル１の吐出口を設けた面の塗布方向に対して直交する方向の両端部における凸部１２の長さ（図３中のＺ）は２０〜１９０μｍ、巾は２ｍｍ〜１５ｍｍとした。
【００７７】
インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００７８】
ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後に液体の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによるインク供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテスト（被塗布材５を１０００枚分、連続塗布する）を実施した。
【００７９】
また、比較例として、気体吐出口３から吐出する気体を空気とした場合についても同様のテスト（被塗布材５を１０００枚分、連続塗布する）を実施した。
【００８０】
その結果、シクロヘキシルベンゼンが未混合の空気を吐出させた場合は、１０００枚中で０．５％の異物不良やノズルつまりによる塗布欠陥が発生したが、シクロヘキシルベンゼンを混合させた場合は、１０００枚中で異物不良やノズルつまりによる塗布欠陥は発生せず、安定して塗布することができることを確認することができた。
【００８１】
（実施例４）
実施の形態１を使用した他の実施例について説明する。
【００８２】
図１に示したノズル１において、気体吐出口３を相当直径が１０〜３００μｍで塗布巾方向長さ：塗布方向長さ＝１：３の四角形として、塗布液吐出口２は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中：Ｘ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍとした。
【００８３】
気体は空気として、気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａとした。また、ノズル１の吐出口を設けた面において塗布方向に対して直交する方向の両端部における凸部１２の長さ（図３中のＺ）は２０〜１９０μｍ、巾は２ｍｍ〜１５ｍｍとした。
【００８４】
インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００８５】
ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後に液体の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによる塗布液供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテストを実施した。
【００８６】
その結果、実施例１の気体吐出口が円形の場合と同様に、いずれの条件においても途切れやはみ出しが発生することなく、安定的にインクを塗布することができた。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、製造コストが低く、かつ高精度な塗布が可能であるため、有機ＥＬ（Electro Luminescence）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）などのラインデバイス構造を持つ高精細表示装置などの印刷製造工程に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１である液体塗布装置の側面断面図
【図２】実施の形態１の液体塗布装置におけるノズルを吐出口方向から見た図
【図３】実施の形態１の液体塗布装置におけるノズルを塗布方向上流側から見た図
【図４】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態１の液体塗布装置における１つの塗布液吐出口からの塗布液吐出状態を示す説明図
【図５】実施の形態１の液体塗布装置におけるノズルの平面図
【図６】本発明の実施の形態２における液体塗布装置の吐出口方向からノズルを見た図
【図７】実施の形態２の液体塗布装置におけるノズルを走行方向上流側から見た図
【図８】（ａ）〜（ｅ）は従来のノズルからの塗布液の吐出状態を塗布方向に対するノズル側方および吐出口側から見た説明図
【図９】（ａ）〜（ｄ）は従来のノズルからの塗布液の吐出状態をノズル側方および吐出口側から見た説明図
【図１０】従来の液体塗布装置におけるノズルの平面図
【図１１】（ａ），（ｂ）は従来の液体塗布装置におけるノズルにより気体を供給しながらストライプ状の塗布を行う構成を示す図
【図１２】（ａ），（ｂ）は図１１のノズルによりストライプ状の塗布を行う際の問題点の説明図
【符号の説明】
【００８９】
１ ノズル
２ 塗布液吐出口
３ 気体吐出口
４ 液溜り
５ 被塗布材
６ ストライプ状塗布膜
７ 断面積の大きな気体吐出口
８ 塗布液用マニホールド
９ 気体用マニホールド
１０ 塗布液供給口
１１ 気体供給口
１２ 凸部
２０ インク
２２ 液溜りを挟み込む力
２３ 塗工ギャップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクなどの液体を塗布対象物上の所定位置に塗布する液体塗布装置およびその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細なストライプ状のパターン塗布膜を形成する代表的な方法としてフォトリソグラフィー法がある。この方法としては、被塗布材上に感光性材料をウェット方式（液状の感光剤を塗布して乾燥させる方式）、あるいはドライ方式（膜状の感光性フィルムを貼り付ける方式）により膜形成した後、露光・現像・乾燥工程を経て所望のパターン塗布膜を形成するものである。
【０００３】
また、フォトグラフィー法によらず、パターンを直接形成する方法として、インクジェット法やスクリーン印刷法、あるいはダイからインクを吐出する方法などが挙げられる。
【０００４】
前記方法のうち、フォトグラフィー法では微細なパターンを比較的精度良く形成することが可能であるが、工程数が多く、使用する装置も非常に高価となることや、露光・現像工程により大量の材料を廃棄するため、材料コストが嵩むという問題がある。
【０００５】
また、フォトグラフィー法を用いずに直接形成する方法のうち、インクジェット法では、細管のノズルから塗布液を安定して吐出させるためのピエゾ素子による吐出機構の作製が必要となることや、ピエゾ素子を精密に駆動するための複雑な制御系が必要となることなどから、技術的な課題が多くあると共に装置が非常に高価になるという問題がある。
【０００６】
また、スクリーン印刷法では、製造装置が比較的安価で工程数も比較的少ないことから量産に適しているが、スクリーン版の変形や経時変化のため、長期間連続して高精度なパターンを得難いという問題がある。
【０００７】
そこで、近年、ダイからインクを吐出する方法に期待が高まってきている。
【０００８】
次に、従来のダイからインクを吐出する方法における課題について、図８〜図１２を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｅ）はストライプ状の塗布を行う際の従来法のノズルからの塗布液の吐出状態を示す説明図であって、図８の（ａ）〜（ｅ）において、上図がノズル側方から見た図、下図が吐出口側から見た図である。なお、図８では１つの塗布液吐出口に注目しており、実際にストライプ状塗布を試みる際には、これを複数並べた配置構造とする。
【００１０】
図８において、２は塗布液吐出口、４は液溜り、５は被塗布材、１３は塗布液、１４は塗布された液、２１はノズル、２３は塗工ギャップ（吐出口を設けた面と被塗布材間の距離）を示している。
【００１１】
本従来法において、吐出を開始すると、図８（ａ）に示すように、塗布液吐出口２から塗布液１３が吐出され、やがて図８（ｂ）に示すように、ノズル−被塗布材間に液溜り４が形成される。この液溜り４が形成されると、図８（ｃ）に示すように、ノズル２１に対する被塗布材５の相対的な走行により、液溜り４にせん断力が加わる。
【００１２】
ここで、塗布液吐出口２がスリット状であり、塗布液吐出口２からベタ塗りで吐出する場合は、塗布方向に直交する方向に液滴が繋がりながら液溜り４を形成するため、液溜り４とノズル２１との接触面積が大きく、せん断力に対しても液溜り４が比較的壊れ難い。
【００１３】
これに対して、ストライプ状の塗布を行う場合の液溜り４は、塗布方向に直交する方向の繋がりがなく、ベタ塗り時に比べて非常に小さくなるため、せん断力が加わることに対して非常に壊れやすくなり、図８（ｄ），（ｅ）に示すように、塗布膜が途切れ易くなる。特に、微細で薄いストライプ状の塗布を行う際には、吐出量を少なくする必要があるため、この傾向が顕著となる。また、広い塗工ギャップ２３で塗布する際にも、同様に、この傾向が顕著となる。
【００１４】
図９（ａ）〜（ｅ）は図８に示す塗布方法に対して途切れを防止して安定した塗布を行う方法の説明図であり、図８に示す塗布状態から吐出量を増加させた場合におけるノズルからの塗布液の吐出状態を示す図であって、図９の（ａ）〜（ｅ）において、上図がノズル側方から見た図、下図が吐出口側から見た図である。
【００１５】
なお、図９においても図８と同様に１つの塗布液吐出口に注目しており、実際にストライプ状塗布を試みる際には、これを複数並べた配置とする。また、以下の説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００１６】
図９に示すように、吐出量を増加させると、図８の方法に比べて大きな液溜り４を形成できるため、図９（ｂ）に示すように、ノズル−被塗布材間に液溜り４を形成した後に、液溜り４にせん断力が加わった場合でも、図９（ｃ），（ｄ）に示すように、液溜り４が壊れ難くなり、図８の方法に比べて塗布膜が途切れ難い、安定した塗布が実現できるようになる。
【００１７】
しかし、図９の方法では、図１０（図９（ｄ）に示す状態をノズル上面から見た図）に示すように、液溜り４が、大きくなると共に塗布方向に対して直交する方向にも広がり、その結果、太く厚い塗布膜１５となってしまうため、微細で薄いストライプ状塗布膜の形成は困難となる。
【００１８】
特許文献１には、塗布時に前記塗布液吐出口２の塗布方向上流側から気体を供給することにより、ストライプ状の塗布面を形成するという方法が開示されている。
【００１９】
図１１（ａ），（ｂ）は塗布液吐出口に対して塗布方向上流側から気体を供給しながらストライプ状の塗布を行う特許文献１に記載されている方法の説明図であり、図１１の（ａ）はノズル部分を示す側面図、（ｂ）はノズル先端部の拡大図である。
【００２０】
図１１に示す方法では、従来法のノズル２１の先端に山・谷形状のくし型状部を形成し、くし型部分の山部分１８に塗布液の吐出口を設け、塗布時に上流側からくし型状部の谷部分１９の気体供給口１１から気体１７を供給することにより、塗布膜１６の巾方向の濡れ広がりを規制し、ストライプ状の塗布膜１６を形成するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−８０１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし、前記従来方法では以下のような課題がある。
【００２２】
図１２（ａ），（ｂ）は図１１に示す方法によるノズルからの塗布液の吐出状態を示す説明図であって、図１２の（ａ），（ｂ）において、上図がノズル側方から見た図、下図が吐出口側から見た図である。
【００２３】
図１２（ａ）に示すように、供給された気体１７により、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力が働き、その結果、図１２（ｂ）に示すように、液溜り４が壊れ易く、塗布膜が途切れ易くなるという問題がある。
【００２４】
また、この方法では、供給する気体１７の圧力によって塗布膜の巾を制御するため、微細なストライプ状塗布膜を得るためには、より高圧で気体を供給する必要があるが、そのような場合、その気体１７の強い流れにより、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力が更に強く働くため、液溜り４が壊れて塗布膜が途切れ易くなるという傾向が顕著となる。
【００２５】
また、塗工ギャップ２３が広くなるほど、供給された気体のノズル−被塗布材間への流れ込みが多くなるため、同様に、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力が強く働くようになり、液溜り４が壊れて塗布膜が途切れ易くなるという傾向が顕著となる。
【００２６】
また、微細で薄いストライプ状塗布膜を得るために少ない吐出量で塗布する場合や、生産性を高めるために速い塗布速度で塗布する場合ほど、液溜り４を維持する力が弱くなるため、液溜り４を塗布方向（被塗布材走行方向）の下流側へ押し出す力により液溜り４が壊れて、塗布膜が途切れ易くなるという傾向が顕著となる。
【００２７】
これらのことから、この方法においても、広い塗工ギャップ２３で微細なストライプ状塗布膜を高速に安定して形成することは困難となる。
【００２８】
近年、例えばフラットパネルの分野などでは、デバイスの薄型化・高精細化の急速な進展により、より大面積に微細で薄いストライプパターンを高い生産性で形成することが望まれてきている。これをダイから塗布液であるインクを吐出する方法で実現するには、（１）被塗布材５の大面積化に伴い被塗布材５の扁肉も大きくなるため、ノズルが被塗布材５と接触しないように広い塗工ギャップ２３で塗布できること、（２）薄く高精細パターンとするため少量の吐出量で塗布できること、（３）生産性を高めるため高速に塗布できること、などが必要となる。
【００２９】
しかしながら、塗工ギャップ２３が広く、少量吐出で、かつ高速な塗布において、従来の塗布時に塗布液吐出口２に対して塗布方向上流側から気体を供給する方法では、上記のような液溜り４が壊れ易いという問題がより顕著となるため、その実現は困難であった。
【００３０】
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、塗布液を高精度にかつ安定して、ストライプ状に塗布することを可能にした液体塗布装置および液体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】
【００３１】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、液体を吐出する液体吐出口と、前記液体吐出口の設置面と同一面において前記液体吐出口の中心からずれた位置に気体を吐出する気体吐出口とが設けられたノズルを備え、前記ノズルにより塗布対象物に液体を塗布する液体塗布装置であって、前記ノズルに前記気体吐出口を、前記液体吐出口に対して塗布方向下流側に設置したことを特徴とし、ノズル−被塗布対象物間の液溜りを安定して形成することができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明は、前記気体吐出口を複数設置し、前記気体吐出口のうち塗布方向に対して直交する方向の両端部における気体吐出口の断面積が、その他の気体吐出口の断面積と比べて大きくなるように設定したことを特徴とし、塗布方向に対して直交する巾方向の両端部まで均一な塗布を実現することができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明は、前記ノズルの先端面における塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部を設けたことを特徴とし、塗布方向に対して直交する巾方向の両端部まで均一な塗布を実現することができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の液体塗布装置を用い、塗布する液体の溶媒が気化した成分を含んだ気体を前記気体吐出口から吐出することを特徴とし、塗布液が乾燥することなく、安定した塗布を実現することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、液体吐出口に対して塗布方向下流側に、気体吐出口を設けて気体を吐出することにより、ノズル−被塗布対象物間の液溜りを安定して形成することができるようになり、高精度にかつ安定して、ストライプ状に塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における液体塗布装置の構成図である。
【００３８】
なお、以下の実施の形態の説明では、有機ＥＬの発光層塗布工程を例にして説明する。
【００３９】
図１は本液体塗布装置の側面断面図、図２は本液体塗布装置におけるノズルを吐出口方向（図１中の矢印Ａ方向）から見た図、図３は本液体塗布装置におけるノズルを塗布方向（塗布時のノズルと被塗布材との相対的な走行方向）における上流側（図１中：Ｂ）から見た図、図４（ａ）〜（ｄ）は本液体塗布装置における複数の塗布液吐出口の１つに注目し、その塗布液吐出口からの塗布液の吐出状態を示す説明図であって、図４の（ａ）〜（ｄ）の上図はノズル側方から見た図、下図は吐出口側から見た図であり、図１〜図３では、これらを複数並べた配置構成となっている。
【００４０】
図１〜図４において、１はノズル、２は塗布液吐出口、３は気体吐出口、４は液溜り、５は塗布対象物の被塗布材、６はストライプ状塗布膜（微細で薄いストライプ状塗布膜）、８は塗布液用マニホールド、９は気体用マニホールド、１０は塗布液供給口、１１は気体供給口、１２は塗布方向に対して直交する方向におけるノズル１の先端面の両端部に設けられた凸部、２０は塗布液であるインク、２３は塗工ギャップ（ノズル１における塗布液吐出口２が設けられている面と被塗布材５との間の距離）を示す。
【００４１】
本実施の形態において、図８〜図１２に示す従来法のノズル２１の構成と異なる点は、気体吐出口３が、塗布液吐出口２に対して、塗布時のノズル１と被塗布材５との相対的な走行方向（塗布方向）の下流側に設けてある構成である。
【００４２】
本液体塗布装置における塗布方法について説明する。
【００４３】
液体であるインク２０をポンプ（図示せず）などによって塗布液供給口１０からノズル１に供給し、ノズル１内の塗布液用マニホールド８により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、塗布液吐出口２から吐出させる。
【００４４】
同時に、圧縮空気などの気体を、コンプレッサー（図示せず）などによって気体供給口１１からノズル１に供給し、ノズル１内の気体用マニホールド９により塗布方向に対して直交する方向に分配した後、気体吐出口３から吐出させる。
【００４５】
吐出されたインク２０はノズル−被塗布材間で液溜り４を形成する（図４（ａ），（ｂ））。そして、駆動機構（図示せず）によるノズル１と被塗布材５との相対的な走行により液溜り４は、せん断力が加えられ（図４（ｃ））、塗布方向へ伸びる。しかし、気体吐出口３から吐出された気体により、液溜り４には、被塗布材５の塗布方向の上流側に押す力と、該塗布方向に対して直交する方向に液溜り４を挟み込む力２２が加えられる（図４（ｄ））。
【００４６】
これにより、液溜り４が被塗布材５の塗布方向の下流側へ押し出されて壊れることを防止しつつ、かつ液溜り４が塗布方向に対して直交する方向へ濡れ広がることを防止しながら塗布することが可能になる。
【００４７】
その結果、従来では液溜り４を維持する力が弱く、せん断力により液溜り４が壊れ易かった少量吐出、あるいは塗工速度が速い塗布においても、液溜り４を維持できるようになり、図５（図４（ｄ）に示す状態をノズル上面から見た図）に示すように、微細で薄いストライプ状塗布膜６を安定して実現できるようになる。
【００４８】
また、前記のように、気体吐出口３から吐出された気体により、液溜り４を、塗布方向の上流側に押す力と、塗布方向に対して直交する方向に挟み込む力２２が加えられることにより、吐出されたインク２０が、ノズル１の表面に濡れ広がることを抑制しつつ被塗布材方向に液溜り４を成長させる効果が得られる。
【００４９】
その結果、少ない吐出量においても、従来に比べて広い塗工ギャップ２３での液溜り４形成が可能となるため、従来よりも広い塗工ギャップ２３での微細で薄いストライプ状塗布膜６の形成を実現できる。
【００５０】
ここで、図３に示すように、ノズル１の吐出口を設けた面において、塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部１２を設けることで、気体吐出口３から出た気体が塗布方向に対して直交する方向の外側に流れることを防止することができる。これにより、塗布方向に対して直交する方向の端部における液溜り４も、他の液溜り４と同様に、塗布方向の上流側に押す力と、該塗布方向に対して直交する方向に挟み込む力２２とを得ることが可能となり、塗布方向に対して直交する方向の中央部から両端部まで均一な塗布が実現する。
【００５１】
有機ＥＬの発光層の塗布工程において、被塗布材５はガラス基板に駆動用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などを形成したものであって、その設定条件例としては、塗工ギャップ２３が３０〜２００μｍであり、塗布液吐出口２の直径は２０μｍ〜２００μｍである。また、気体吐出口３の直径は１０μｍ〜３００μｍである。また、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍであり、ノズル１に対する被塗布材５の塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍである。
【００５２】
塗布終端部付近における塗布動作については、ノズル１が塗布終端位置に到達する前にポンプ（図示せず）などによる塗布液供給を停止させるとよい。これにより、ノズル内部のインク２０に加わる残圧の影響により余分にインク２０が吐出されることで、塗布終端部で塗布ムラ（例えば、膜厚増加あるいは塗布巾増加など）が発生することを防止することができる。
【００５３】
また、ノズル１が塗布終端位置に到達する前に、塗工ギャップ２３を大きくすることにより、ノズル内部のインク２０に加わる残圧や、塗布終端部でノズル１の先端部分と被塗布材５との間における液溜り４が不必要に濡れ広がることによって発生する塗布ムラ（例えば、膜厚増加あるいは塗布巾増加など）を防止することができる。
【００５４】
また、ポンプ（図示せず）などによりインク供給を停止させると同時に、気体吐出口３からの気体の吐出を停止させてもよいが、インク供給が停止した一定時間後に気体吐出を停止させるようにしてもよい。このように気体の吐出停止を遅らせることにより、ノズル１と被塗布材５に存在する液溜り４を速やかに切り離す効果が得られ、塗布終端位置の高精度な制御が可能となり、塗布方向に対して直交する方向での塗布終端位置バラツキを小さくすることができる効果が得られる。
【００５５】
有機ＥＬの発光層の塗布工程で使用されるインク２０において、溶質としては、ポリフルオレン系，ポリアリーレン系，ポリアリーレンビニレン系，アルコキシベンゼン，アルキルベンゼンなどの高分子材料が挙げられ、溶媒としては、トルエン，キシレン，アセトン，アニソール，メチルエチルケトン，メチルイソブチルケトン，シクロヘキシルベンゼンなどの単独または混合溶媒が挙げられる。ノズル１と被塗布材５の相対的な走行速度は５０〜５００ｍｍ／ｓである。
【００５６】
（実施の形態２）
また、図６，図７に示すように、ノズル１の吐出口を設けた面における塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部１２を設けるのではなく、塗布方向に対して直交する方向の両端部分の気体吐出口３の断面積を、他の気体吐出口３に比べて大きくすることで、塗布方向に対して直交する方向の端部に設けられた気体吐出口３から吐出される気体の流量を増加させることができる。
【００５７】
その結果、塗布方向に対して直交する方向の外側に気体が流出しながらも、同方向の端部の液溜り４も、他の液溜り４と同様に、塗布方向の上流側に押す力と、該塗布方向に対して直交する方向に挟み込む力とを得ることが可能となり、塗布方向に対して直交する方向の中央部から両端部まで均一な塗布を実現することができる。
【００５８】
（実施の形態３）
また、気体吐出口３から、インク２０の溶媒が気化した成分を含んだ気体を吐出することによって、インク２０の乾燥を防止することができる。これにより、ノズル１の目づまりの発生やノズル１の先端（吐出口を設けた面）に汚れが発生して、それらが被塗布材５上に落下することで生じる異物不良の発生を防止することができ、安定した塗布を実現することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態１〜３では、塗布液吐出口２および気体吐出口３の断面形状を円形として説明したが、液体であるインク（塗布液）および気体が安定して吐出することができる形状であれば円形に限らない。また、この場合、実施の形態１で説明した吐出口２，３の直径は、相当直径（４×断面積／周囲長さ）と捉えて考えるとよい。
【００６０】
また、本実施の形態１〜３では、液体の吐出と気体の吐出を同時に開始するとして説明したが、両者の開始のタイミングに差をつけてもよい。
【００６１】
例えば、塗布始端部において液溜り４を形成してからノズル１と被塗布材５との相対的な走行を開始させて、塗布を行う際に、低粘度液体の塗布においてノズル先端での濡れ広がりが速い場合には、先に気体を吐出させてから液体を吐出させることにより、始端部の塗布巾が不必要に広くなることを防止することができる。
【００６２】
また、膜厚を薄く塗布する場合には、吐出量が少なくなるため、未だ液溜り４が形成されていない状態（図４（ａ）の状態）で、吐出された液体が気体により不必要に塗布方向の上流側へ押し流されてしまいやすい。そこで、先に液体を吐出させて液溜り４を形成してから気体を吐出することにより、塗布始端部の未塗布部発生などを防止することができる。
【００６３】
また、液体の吐出と気体の吐出を同時に開始しつつ、気体供給圧力を変動させながら塗布する（例えば、塗布始端部では定常塗布時よりも高い圧力で気体を吐出させ、ノズル１と被塗布材５の相対的な走行が始まると定常塗布時の所定の圧力に変化させる。あるいは塗布始端部で液体の吐出開始から液溜り４が形成されるまでは、定常塗布時よりも低い圧力で気体を吐出させ、ノズル１と被塗布材５の相対的な走行が始まると定常塗布時の所定の圧力に変化させる。）ことにより、上記のような両者の開始タイミングに差をつける効果と同様の効果を得ることも可能である。
【００６４】
以下、実施例にて更に詳細に説明する。
【００６５】
（実施例１）
前記実施の形態１を実施した実施例について説明する。
【００６６】
図１に示したノズル１において、塗布液吐出口２と気体吐出口３は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、気体吐出口３の直径は１０〜３００μｍ、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍとした。
【００６７】
さらに、気体は空気として気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａ、ノズル１の吐出口２，３を設けた面における塗布方向に対して直交する方向の両端における端部の凸部１２の長さ（図３中のＺ）は２０〜１９０μｍ、その巾は２ｍｍ〜１５ｍｍとし、インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００６８】
また、ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後にインク２０の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによる塗布液供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテストを実施した。
【００６９】
その結果、いずれの条件においても途切れやはみ出しが発生することなく、安定的にインクを塗布することができた。
【００７０】
（実施例２）
前記実施の形態２を使用した実施例について説明する。
【００７１】
図１に示す凸部１２を設けていない図６〜７に示したノズル１において、塗布液吐出口２と気体吐出口３は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、塗布方向に対して直交する両端部以外の気体吐出口３の直径は１０〜３００μｍ、塗布方向に対して直交する方向の両端部の気体吐出口３の断面積を、塗布方向に対して直交する方向の両端部以外の気体吐出口３の断面積の１．１〜２倍として、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍとした。
【００７２】
気体は空気として、気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａとし、インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００７３】
ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後にインク２０の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによるインク供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテストを実施した。
【００７４】
その結果、実施例１の凸部１２を設けた場合と同様に、いずれの条件においても途切れやはみ出しが発生することなく、安定的にインクを塗布することができた。
【００７５】
（実施例３）
前記実施の形態３を使用した実施例について説明する。
【００７６】
気体吐出口３から吐出する気体を、シクロヘキシルベンゼンが０．１〜０．５ｖｏｌ％混合させた気体とし、図１に示したノズル１において、塗布液吐出口２と気体吐出口３は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、気体吐出口３の直径は１０〜３００μｍ、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中のＸ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍ、気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａ、ノズル１の吐出口を設けた面の塗布方向に対して直交する方向の両端部における凸部１２の長さ（図３中のＺ）は２０〜１９０μｍ、巾は２ｍｍ〜１５ｍｍとした。
【００７７】
インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００７８】
ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後に液体の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによるインク供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテスト（被塗布材５を１０００枚分、連続塗布する）を実施した。
【００７９】
また、比較例として、気体吐出口３から吐出する気体を空気とした場合についても同様のテスト（被塗布材５を１０００枚分、連続塗布する）を実施した。
【００８０】
その結果、シクロヘキシルベンゼンが未混合の空気を吐出させた場合は、１０００枚中で０．５％の異物不良やノズルつまりによる塗布欠陥が発生したが、シクロヘキシルベンゼンを混合させた場合は、１０００枚中で異物不良やノズルつまりによる塗布欠陥は発生せず、安定して塗布することができることを確認することができた。
【００８１】
（実施例４）
実施の形態１を使用した他の実施例について説明する。
【００８２】
図１に示したノズル１において、気体吐出口３を相当直径が１０〜３００μｍで塗布巾方向長さ：塗布方向長さ＝１：３の四角形として、塗布液吐出口２は円形であり、塗布液吐出口２の直径は２０〜３００μｍ、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向に対して直交する方向の距離（図２中：Ｘ）は１０〜５００μｍ、塗布液吐出口２が１０００個、気体吐出口３は１００１個、塗布液吐出口２と気体吐出口３との塗布方向の距離（図２中のＹ）は５〜１０００μｍ、塗工ギャップ２３は３０〜２００μｍとした。
【００８３】
気体は空気として、気体供給口１１への気体供給圧力は０．５〜１００ｋＰａとした。また、ノズル１の吐出口を設けた面において塗布方向に対して直交する方向の両端部における凸部１２の長さ（図３中のＺ）は２０〜１９０μｍ、巾は２ｍｍ〜１５ｍｍとした。
【００８４】
インク２０の溶質にポリフルオレン系、溶媒にシクロヘキシルベンゼンを使用し、インク２０は、粘度が５ｃｐｓ〜５００ｃｐｓ、温度２０℃、吐出量０．２〜１００ｎＬ／ｓとした。
【００８５】
ノズル１と被塗布材５の相対的走行速度５０〜５００ｍｍ／ｓ、塗布始端部で気体の吐出を開始してから２０ｍｓｅｃ後に液体の吐出を開始させ、塗布終端位置から１３ｍｍ手前の位置でポンプによる塗布液供給を停止し、塗布終端位置から１０ｍｍ手前の位置から塗工ギャップ２３を２００μｍ増加させるという条件で、高さ１〜１００μｍ、巾１０〜８０μｍのバンクを２０〜２００μｍピッチで設けた被塗布材５上のバンク間に塗布するテストを実施した。
【００８６】
その結果、実施例１の気体吐出口が円形の場合と同様に、いずれの条件においても途切れやはみ出しが発生することなく、安定的にインクを塗布することができた。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、製造コストが低く、かつ高精度な塗布が可能であるため、有機ＥＬ（Electro Luminescence）やＰＤＰ（Plasma Display Panel）などのラインデバイス構造を持つ高精細表示装置などの印刷製造工程に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１である液体塗布装置の側面断面図
【図２】実施の形態１の液体塗布装置におけるノズルを吐出口方向から見た図
【図３】実施の形態１の液体塗布装置におけるノズルを塗布方向上流側から見た図
【図４】（ａ）〜（ｄ）は実施の形態１の液体塗布装置における１つの塗布液吐出口からの塗布液吐出状態を示す説明図
【図５】実施の形態１の液体塗布装置におけるノズルの平面図
【図６】本発明の実施の形態２における液体塗布装置の吐出口方向からノズルを見た図
【図７】実施の形態２の液体塗布装置におけるノズルを走行方向上流側から見た図
【図８】（ａ）〜（ｅ）は従来のノズルからの塗布液の吐出状態を塗布方向に対するノズル側方および吐出口側から見た説明図
【図９】（ａ）〜（ｄ）は従来のノズルからの塗布液の吐出状態をノズル側方および吐出口側から見た説明図
【図１０】従来の液体塗布装置におけるノズルの平面図
【図１１】（ａ），（ｂ）は従来の液体塗布装置におけるノズルにより気体を供給しながらストライプ状の塗布を行う構成を示す図
【図１２】（ａ），（ｂ）は図１１のノズルによりストライプ状の塗布を行う際の問題点の説明図
【符号の説明】
【００８９】
１ ノズル
２ 塗布液吐出口
３ 気体吐出口
４ 液溜り
５ 被塗布材
６ ストライプ状塗布膜
７ 断面積の大きな気体吐出口
８ 塗布液用マニホールド
９ 気体用マニホールド
１０ 塗布液供給口
１１ 気体供給口
１２ 凸部
２０ インク
２２ 液溜りを挟み込む力
２３ 塗工ギャップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する液体吐出口と、前記液体吐出口の設置面と同一面において前記液体吐出口の中心からずれた位置に気体を吐出する気体吐出口とが設けられたノズルを備え、前記ノズルにより塗布対象物に液体を塗布する液体塗布装置であって、
前記ノズルに前記気体吐出口を、前記液体吐出口に対して塗布方向下流側に設置したことを特徴とする液体塗布装置。
【請求項２】
前記気体吐出口を複数設置し、前記気体吐出口のうち塗布方向に対して直交する方向の両端部における気体吐出口の断面積が、その他の気体吐出口の断面積と比べて大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置。
【請求項３】
前記ノズルの先端面における塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液体塗布装置を用い、塗布する液体の溶媒が気化した成分を含んだ気体を前記気体吐出口から吐出することを特徴とする液体塗布方法。
【請求項１】
液体を吐出する液体吐出口と、前記液体吐出口の設置面と同一面において前記液体吐出口の中心からずれた位置に気体を吐出する気体吐出口とが設けられたノズルを備え、前記ノズルにより塗布対象物に液体を塗布する液体塗布装置であって、
前記ノズルに前記気体吐出口を、前記液体吐出口に対して塗布方向下流側に設置したことを特徴とする液体塗布装置。
【請求項２】
前記気体吐出口を複数設置し、前記気体吐出口のうち塗布方向に対して直交する方向の両端部における気体吐出口の断面積が、その他の気体吐出口の断面積と比べて大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置。
【請求項３】
前記ノズルの先端面における塗布方向に対して直交する方向の両端部に凸部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液体塗布装置を用い、塗布する液体の溶媒が気化した成分を含んだ気体を前記気体吐出口から吐出することを特徴とする液体塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１７９１９５（Ｐ２０１０−１７９１９５Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２５１３（Ｐ２００９−２２５１３）
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月３日（２００９．２．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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