CN109287117A - 成膜方法以及成膜装置 - Google Patents

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Abstract

在槽的下部设置基板并且在该基板上隔着绝缘体来设置掩模，向槽的空间内喷雾作为成膜材料的已带电的微粒并且向基板提供与已带电的微粒相反极性的电位，向掩模提供与已带电的微粒相同极性的电位，从而在基板上堆积微粒来形成膜。

Description

成膜方法以及成膜装置
技术领域
本公开涉及制造有机EL(有机电致发光)等的成膜的成膜方法以及成膜装置。
背景技术
为了使现在的有机EL元件彩色化，必须将RGB的发光区高精度地配置于规定的位置并使其成膜。作为该成膜技术，采用安装蒸镀掩模来形成薄膜的方法，作为润湿工艺采用喷墨法、喷射法、旋涂法、凹版法、转印法等的印刷法等。
但是，蒸镀法中使用的蒸镀掩模由于受到蒸镀时的温度变化的影响，因此必须由具有与成膜的基板的膨胀系数相同的数值的材料制作。现状是对镍铁合金的殷钢(Invar)材料、科瓦铁镍钴合金材料进行蚀刻加工来制作，因此蚀刻精度的极限取决于片段精度和分辨率，对于要求精度更高的分辨率的产品不合适。
此外，蒸镀法所采用的现有的成膜装置随着成膜的基板的大型化，成为使基板放置于上部并且使蒸镀掩模配置于其下部，并从其下部使有机皮膜蒸发的构造的装置。在这样的装置内，大型基板由于基板自身的重量，基板中央向下部变形，因此蒸镀掩模也变形。由于该影响造成的位置偏移、间隙放大，不能进行准确的图案化。
此外，在润湿工艺所采用的印刷法中，由于被使用的有机EL材料自身是液体，因此受到表面张力等的影响，因此片段内的厚度不均所导致的颜色不均成为问题。基于喷墨法的印刷需要将墨液的粒子直径设为粒子在飞行中能够忽略空气的阻力的大小。因此，一个片段的大小是蒸镀块的一个片段的4倍，在要求高分辨率的显示器面板中，喷墨法不合适。
此外，JP特开2001-353454(专利文献1)中，公开了如下方法：将成膜材料设为带电的微粒状，并且在基板上形成应成膜的选择电极和未成膜的非选择电极，改变选择电极和非选择电极的电位，并且向选择电极施加与带电的微粒相反极性的电压，从而在选择电极堆积成膜材料从而成膜。
发明内容
-发明要解决的课题-
在基于上述专利文献1的制造方法中，难以在基板上高精度地形成选择电极和非选择电极。
本公开为了上述问题的解决，其目的在于，提供一种不形成选择电极和非选择电极，使用掩模在基板上以微小的图案堆积成膜材料从而成膜的制造方法以及成膜装置。
-解决课题的手段-
第1方式所涉及的成膜方法的特征在于，在槽的下部设置基板并且在该基板上隔着绝缘体来设置掩模，向所述槽的空间内喷雾作为成膜材料的带电的微粒并且向所述基板提供与所述已带电的微粒相反极性的电位，向所述掩模提供与所述已带电的微粒相同极性的电位，从而在所述基板上堆积所述微粒来成膜。
通过该成膜方法，在难以通过蒸镀法来制作的大型的显示器面板的基板中，也使用高精度的掩模(基于本申请人获取的日本专利第4401040号的蒸镀用掩模)，因此能够在基板上高精度地堆积成膜材料的微粒，能够在使高分辨率片段没有色斑的情况下将有机EL的RGB在基板上成膜。
第2方式的特征在于，在第1方式所涉及的成膜方法中，将基板由透明体形成。
通过该成膜方法，通过使用染料、颜料墨等，在液晶相关的显示器相关的彩色滤波器制作中有效。
第3方式的特征在于，在第1方式或者第2方式所涉及的成膜方法中，所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜、配置于所述掩模与所述基板之间的绝缘隔离物的任意一者。
通过该成膜方法，通过使用电沉积涂料来由绝缘膜覆盖掩模或者配置绝缘隔离物，能够防止掩模的导电性。
第4方式的特征在于，在第1方式或者第2方式所涉及的成膜方法中，所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜，在所述掩模的底面周边的所述绝缘膜，形成向下方突出并且前端为锐角的突出缘，使该突出缘与所述基板紧贴。
通过该成膜方法，在成膜时，在掩模的底面周边向下方突出并且前端为锐角的突出缘与基板紧贴，因此微粒不绕到掩模的下方，因此仅堆积于基板上的规定的位置，能够得到精度极高的成膜。
第5方式的特征在于，在第1方式或者第2方式所涉及的成膜方法中，所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜、以及配置于所述掩模与所述基板之间的绝缘隔离物。
通过该成膜方法，在基板是大型的情况下，即使掩模由于自重而挠曲并且在绝缘膜产生龟裂，由于在掩模与基板之间存在绝缘隔离物，因此能够防止掩模的导电性，能够得到精度极高的成膜。
第6方式的特征在于，在第1～第5方式的任意方式所涉及的成膜方法中，所述成膜材料是有机EL材料。
通过该成膜方法，能够将RGB的发光区高精度地配置于基板的规定的位置并进行成膜，因此对于使有机EL元件彩色化来说是最佳的。
第7方式是一种用于第1～第6方式的任一方式所涉及的成膜方法的成膜装置，其特征在于，所述成膜装置具备：微粒化装置，将作为成膜材料的微粒形成为规定的粒子直径；喷雾装置，将来自该微粒化装置的微粒雾化并向槽内喷雾；带电装置，使该槽内的微粒带电；基板用电位附加装置，向基板提供与已带电的微粒相反极性的电位；和掩模用电位附加装置，向掩模提供与已带电的微粒相同极性的电位。
通过该成膜方法，能够在氮气环境的无湿气的干燥的大气压环境下进行，因此能够将装置的制造成本抑制得较低。
第8方式的特征在于，在第7方式所涉及的成膜装置中，喷雾装置是使用了使微粒振动的压电元件和网眼喷嘴的微粒生成装置。
通过该成膜方法，能够确保微粒中的粒径的控制和粒径的均匀性。
-发明效果-
通过本公开，在难以通过蒸镀法来制作的大型的显示器面板的基板中也能够高精度地在基板上堆积成膜材料的微粒，能够在高分辨率片段没有色斑的情况下将有机EL的RGB成膜在基板上。
附图说明
图1是本实施方式的成膜装置的概略图。
图2是图1所示的成膜装置的局部放大剖视图。
图3是表示本实施方式的成膜装置的变形例的局部放大剖视图。
图4是表示本实施方式的成膜装置的变形例的局部放大剖视图。
图5是表示本实施方式的成膜装置的变形例的局部放大剖视图。
图6是表示本实施方式的成膜装置的变形例的局部放大剖视图。
图7是表示基板用电位附加装置与掩模用电位附加装置的电路的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的成膜方法以及成膜装置的实施方式进行详细叙述。
图1中，1是槽，具备喷雾装置5，该喷雾装置5具有从侧壁2向槽1的内部喷射作为成膜材料的微粒3的多个喷嘴4。从该喷雾装置5，通过用于喷雾的压电元件(未图示)和网眼状的喷嘴4(例如，直径1～5μm，优选以2.5±0.2μm的精度来制作)，粒子直径为2～6μm、优选为3.3±0.2μm的均匀的微粒3被向槽1的内部喷射。6为用于使微粒3带电例如负电位的带电装置。
7为由透明体形成的基板，被设置于槽1的底部。在该基板7上，设置通过电铸法而制作的掩模8。作为该掩模8，使用能够控制膨胀系数的掩模(基于本申请人获取的专利第4401040号的蒸镀用掩模)。此外，掩模8为了防止导电性，如图2所示，被使用电沉积涂料而形成的树脂等的绝缘膜9覆盖。另外，作为该电沉积涂料，优选为阳离子电沉积涂料用树脂(环氧类树脂或者环氧聚酰胺系树脂)。此外，也可以取代电沉积涂料，通过派瑞林(对二甲苯系聚合物)来涂敷。绝缘膜9是绝缘体的一个例子。树脂例如是作为半芳香族尼龙(尼龙是注册商标)的一种的9T尼龙。
10是向基板7提供与已带电负电位的微粒3相反极性的正电位的基板用电位附加装置，11是向掩模8提供与已带电负电位的微粒3相同极性的负电位的掩模用电位附加装置。后面对这些详细叙述。
接下来，对成膜方法进行说明。
通过喷雾装置5来将粒子直径例如为3.3±0.2μm的均匀大小的微粒3喷射到槽1的内部。
例如通过带电装置6来使该被喷射的微粒3带电负电位。另一方面，通过基板用电位附加装置10来向基板7提供与已带电的微粒3相反极性的正电位，通过掩模用电位附加装置11来向掩模8提供与已带电的微粒3相同极性的负电位。由于掩模8被绝缘膜9覆盖，因此掩模8与基板7之间被绝缘。
由此，带电负电位的微粒3与被提供相同极性的负电位的掩模8推斥，并被吸引到被提供相反极性的正电位的基板7，穿通掩模8的孔12并在基板7上堆积，可高精度地形成成膜13。
并且，若将掩模8从基板7去除则成膜13成为有机EL元件。
另外，能够确认通过将粒子直径例如为3.3±0.2μm的均匀大小的微粒3向槽1的内部喷射，该粒子直径下的图案涂敷尺寸能够确保超过蒸镀掩模的微小度10μm角。
此外，虽然被喷雾的微粒3是液体，但被充分微粒化为粒子直径例如为3.3±0.2μm的均匀大小，因此能够确认：由于与堆积在基板7上同时地固形化，故不会产生基于表面张力等的色斑。
并且，由于基板7被配置于槽1的最下部并且在基板7的正上方配置有掩模8，因此在大型基板中也能够避免一般的蒸镀法等的重力造成的基板7的变形扭曲。
此外，本公开所涉及的成膜装置在氮气环境的干燥的大气压环境下进行，因此能够将装置的制造成本抑制得较低。
此外，将基板7由透明体形成，若使用染料、颜料墨等，则在液晶相关的显示器相关的彩色滤波器制作中有效。
如图3所示，在掩模8的底面周边的绝缘膜9，形成向下方突出并且前端为锐角的突出缘14，使该突出缘14与基板7紧贴最佳。其原因是，在成膜时，处于掩模8的底面周边的锐角的突出缘14与基板7紧贴，因此微粒3不会绕到掩模8的下方，因此仅堆积于基板7上的规定的位置，能够得到精度极高的成膜13。
如图4所示，在掩模8未由绝缘膜覆盖的情况下，掩模8隔着作为绝缘体的一个例子的绝缘隔离物15而设置在基板7上。该绝缘隔离物15被配置于掩模8的底面的两端，配置于掩模8与基板7之间。此外，该绝缘隔离物15的材料最好是耐热性、绝缘性、加工性优良的9T尼龙(尼龙为注册商标)、PEEK(聚醚醚酮)、硅酮树脂。通过该绝缘隔离物15，即使未通过绝缘膜来覆盖掩模8，也能够将掩模8与基板7完全绝缘。
另外，如图5所示，绝缘体也可以是覆盖掩模8的底部整面的绝缘隔离物16。
此外，如图6所示，也可以将绝缘隔离物15配置于被绝缘膜9覆盖的掩模8与基板7之间。
在基板7是小型的情况下，可以是由绝缘膜9覆盖掩模8的结构(图2、图3)、在掩模8与基板7之间配置绝缘隔离物15的结构(图4)、在掩模8与基板7之间配置绝缘隔离物16的结构(图5)的任意结构。在考虑量产性的情况下，最好是由绝缘膜9覆盖掩模8的结构(图2、图3)。
在基板7是大型的情况下，掩模8由于自重而挠曲可能在绝缘膜9产生龟裂，因此最好为由绝缘膜9覆盖掩模8并且在该掩模8与基板7之间配置绝缘隔离物15的结构(图6)，能够得到精度极高的成膜13。
绝缘膜9、绝缘隔离物15的厚度是考虑槽1的库内温度、量产速度而决定的。若厚度为25μm以下，则量产性变低。若考虑作业性、量产性、机械强度，则厚度最好为40～60μm。
图7是向基板用电位附加装置10和掩模用电位附加装置11施加电压的电路17。该电路17是将交流转换为直流的整流电路。通过连动开关19被设为接通，从而从交流电源18提供的AC100V通过变压器20而被转换为AC2～10V。该交流通过使用了4个二极管的桥电路21而被转换为直流，进一步通过平滑用的电容器22而被转换为没有纹波的直流，并向双电层电容器23充电。电容器22的静电电容为200～300μF。被充电至双电层电容器23的直流的阳极侧与基板用电位附加装置10连接，阴极侧与掩模用电位附加装置11连接。
这里，双电层电容器23(EDLC)是静电电容为50～100F的大型大电容的电容器。该双电层电容器23相比于现有的铝电解电容器，具有10的6～8次方的电容。
最近，2×1.5m的大型显示器的生产量处于增加趋势。为了向与大型显示器对应的大型的基板、掩模附加静电荷，需要某种程度的时间。因此，为了改善量产速度，最好采用大型大电容的双电层电容器(EDLC)。在本实施方式中，通过使用上述的双电层电容器23，能够对大型的基板、掩模瞬时地充电或者放电静电荷。
通过参照2017年5月23日申请的日本专利申请2017-102068号的公开整体来将其援引至本说明书。
通过与具体并且分别地记载同等程度地，通过参照来援引各个文献、专利申请以及技术规格，从而在本说明书中借助参照而援引本说明书中所述的全部文献、专利申请以及技术规格。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种成膜方法，
在槽的下部设置基板并且在该基板上隔着绝缘体来设置掩模，通过喷雾装置来向所述槽的空间内喷雾作为成膜材料的已带电的微粒并且向所述基板提供与所述已带电的微粒相反极性的电位，向所述掩模提供与所述已带电的微粒相同极性的电位，从而在所述基板上堆积所述微粒来成膜，
作为所述喷雾装置使用微粒生成装置，该微粒生成装置使用了使微粒振动的压电元件和网眼喷嘴。
2.根据权利要求1所述的成膜方法，其中，
由透明体形成所述基板。
3.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其中，
所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜、配置于所述掩模与所述基板之间的绝缘隔离物的任意一者。
4.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其中，
所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜，
在所述掩模的底面周边的所述绝缘膜，形成向下方突出并且前端为锐角的突出缘，使该突出缘与所述基板紧贴。
5.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其中，
所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜、以及配置于所述掩模与所述基板之间的绝缘隔离物。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的成膜方法，其中，
所述成膜材料是有机EL材料。
7.(修改后)一种成膜装置，被用于权利要求1～6的任意一项的成膜方法，所述成膜装置具备：
喷雾装置，将作为所述成膜材料的所述微粒形成为规定的粒子直径并向所述槽内喷雾；
带电装置，使该槽内的所述微粒带电；
基板用电位附加装置，向所述基板提供与已带电的所述微粒相反极性的电位；和
掩模用电位附加装置，向所述掩模提供与已带电的所述微粒相同极性的电位，
所述喷雾装置是使用了使微粒振动的压电元件和网眼喷嘴的微粒生成装置。
8.(删除)

Claims (8)

1.一种成膜方法，
在槽的下部设置基板并且在该基板上隔着绝缘体来设置掩模，向所述槽的空间内喷雾作为成膜材料的已带电的微粒并且向所述基板提供与所述已带电的微粒相反极性的电位，向所述掩模提供与所述已带电的微粒相同极性的电位，从而在所述基板上堆积所述微粒来成膜。
2.根据权利要求1所述的成膜方法，其中，
由透明体形成所述基板。
3.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其中，
所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜、配置于所述掩模与所述基板之间的绝缘隔离物的任意一者。
4.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其中，
所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜，
在所述掩模的底面周边的所述绝缘膜，形成向下方突出并且前端为锐角的突出缘，使该突出缘与所述基板紧贴。
5.根据权利要求1或2所述的成膜方法，其中，
所述绝缘体是覆盖所述掩模的绝缘膜、以及配置于所述掩模与所述基板之间的绝缘隔离物。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的成膜方法，其中，
所述成膜材料是有机EL材料。
7.一种成膜装置，被用于权利要求1～6的任意一项的成膜方法，所述成膜装置具备：
喷雾装置，将作为所述成膜材料的所述微粒形成为规定的粒子直径并向所述槽内喷雾；
带电装置，使该槽内的所述微粒带电；
基板用电位附加装置，向所述基板提供与已带电的所述微粒相反极性的电位；和
掩模用电位附加装置，向所述掩模提供与已带电的所述微粒相同极性的电位。
8.根据权利要求7所述的成膜装置，其中，
所述喷雾装置是使用了使微粒振动的压电元件和网眼喷嘴的微粒生成装置。
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