JP2007090251A - Method and apparatus for forming thin film - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating method and a coating apparatus capable of easily uniformly forming a pattern at a desired film thickness in a necessary position on a substrate for a device having a first electrode layer formed thereon. <P>SOLUTION: The coating apparatus is provided for coating a substrate for a device of which a first electrode layer has a pattern preformed in a predetermined circuit form thereon, and the coating apparatus comprises an ultrasonic spray nozzle in its upper portion, a pattern mask covering a surface of the substrate for a device, and an electrical field-type mechanism mounted on the substrate for a device or a side mounting the substrate for a device. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機エレクトロニクルミネッセンス素子等の素子形成のための機能性薄膜の形成方法およびそれに用いる薄膜形成装置に関する。   The present invention relates to a method for forming a functional thin film for forming an element such as an organic electroluminescent element, and a thin film forming apparatus used therefor.

有機エレクトロニクルミネッセンス素子に正孔輸送層等の機能性薄膜を形成する一般的な方法は、第1電極層であるITO薄膜が予め所定の回路状にパターンが形成された有機エレクトロニクルミネッセンス素子用基板に、スピンコータ、スリットコータ等を用いて正孔注入層用有機材料を塗布、乾燥した後、レーザーを照射して、必要としない箇所を除去し、パターン状の機能性薄膜を得る方法である。 A general method for forming a functional thin film such as a hole transport layer on an organic electroluminescent element is for an organic electroluminescent element in which an ITO thin film as a first electrode layer is patterned in a predetermined circuit shape in advance. This is a method of obtaining a patterned functional thin film by applying an organic material for a hole injection layer to a substrate using a spin coater, slit coater, etc., drying, and then irradiating a laser to remove unnecessary portions. .

このように、レーザーを照射して有機薄膜を除去する方法では、陽極回路として形成されたITO薄膜上に存在する正孔注入層の除去も行うため、前記ITO薄膜にダメージを与えたり、塗布した正孔輸送層薄膜上に塵を付着させたりする恐れがあった。
ITO薄膜に傷を付けたり、塵付着させると、洗浄工程やリペア工程がないため、不良が発生していた。また、正孔輸送層一層の塗膜を形成するにあたり、塗布工程と除去工程が存在し、生産工程が多く、生産効率に影響を及ぼしていた。
Thus, in the method of removing the organic thin film by irradiating the laser, the hole injection layer existing on the ITO thin film formed as the anode circuit is also removed, so that the ITO thin film is damaged or coated. There was a risk of dust adhering to the hole transport layer thin film.
When the ITO thin film was scratched or dust adhered, there was no cleaning process and no repair process, resulting in defects. Moreover, when forming the coating film of one hole transport layer, there exist an application | coating process and a removal process, there are many production processes, and it has influenced production efficiency.

このような問題点を解決するために、スクリーン印刷法等の印刷法、インクジェット法、や塗布パターンマスクを介したスプレー印刷法が提案されている(特許文献1〜3を参照)。
前記提案はいずれも正孔輸送材料の使用量の低減を主目的とした改善である。
例えば、スクリーン印刷法で正孔輸送層を形成すると、スクリーン版の網目が転写され、膜厚が不均一となり、発光が不均一になってしまう不具合があった。
また、インクジェット法は、正孔輸送層のパターン精度の問題はないが、ノズルから吐出する吐出液によるノズルつまりによる問題を解消しなければならなかった。
In order to solve such problems, a printing method such as a screen printing method, an inkjet method, and a spray printing method through a coating pattern mask have been proposed (see Patent Documents 1 to 3).
All of the above proposals are improvements mainly aimed at reducing the amount of hole transport material used.
For example, when the hole transport layer is formed by the screen printing method, the screen plate network is transferred, the film thickness becomes nonuniform, and the light emission becomes nonuniform.
In addition, the ink jet method has no problem with the pattern accuracy of the hole transport layer, but the problem due to the clogging with the discharge liquid discharged from the nozzle must be solved.

更に、前記特許文献1〜3に記載された塗布パターンマスクを介したスプレー法では、低流量2流体ノズル等を用いた塗布法であって、塗布液を圧縮空気或いは窒素等によりノズル先端で勢い良く霧化するため、スプレーノズルの移動による僅かな気流の変化や、塗布液の固形分のノズル先端部への詰まり等の問題で、均等な膜厚を維持した薄膜を形成することができず、発光不良といった不具合が発生していた。
特開2001−232251号公報 特開2001−237070号公報 特開2003−347049号公報
Furthermore, the spray method using the coating pattern mask described in Patent Documents 1 to 3 is a coating method using a low flow rate two-fluid nozzle or the like, and the coating liquid is urged by compressed air or nitrogen at the tip of the nozzle. Because it atomizes well, it is not possible to form a thin film that maintains a uniform film thickness due to slight changes in the airflow caused by the movement of the spray nozzle and clogging of the solid part of the coating liquid to the nozzle tip. There was a problem such as defective light emission.
JP 2001-232251 A JP 2001-237070 A JP 2003-347049 A

本発明は、第1電極層を形成した素子用基板に、必要な箇所に所望する膜厚で均一に、且つ、容易にパターン形成可能な薄膜形成方法および薄膜形成装置を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a thin film forming method and a thin film forming apparatus capable of forming a pattern uniformly and easily in a desired film thickness at a required location on an element substrate on which a first electrode layer is formed. To do.

本発明は、第1電極層が予め所定の回路状にパターンが形成された素子用基板に、表面を覆うパターンマスクを介して、超音波スプレーノズルにより塗布液を霧化して塗布することにより、機能性薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法である。
また、本発明は、第1電極層が予め所定の回路状にパターンが形成された素子用基板に薄膜を形成する装置であって、上部には超音波スプレーノズルを備え、前記素子用基板の表面を覆うパターンマスクを備え、かつ、前記素子用基板、あるいは該素子用基板設置側には電場形成機構を設けたことを特徴とする薄膜形成装置である。
In the present invention, the first electrode layer is applied to the element substrate having a pattern formed in advance in a predetermined circuit shape by atomizing the coating liquid with an ultrasonic spray nozzle through a pattern mask covering the surface, It is a thin film formation method characterized by forming a functional thin film.
Further, the present invention is an apparatus for forming a thin film on an element substrate in which a pattern of the first electrode layer is previously formed in a predetermined circuit shape, and an ultrasonic spray nozzle is provided on an upper portion of the element substrate. A thin film forming apparatus comprising a pattern mask covering a surface and provided with an electric field forming mechanism on the element substrate or on the element substrate installation side.

このように、超音波スプレーノズルを用いることで、所望する膜厚で均一に、且つ、生産効率の良い薄膜形成ができるようになった。
また、超音波受信端子、塗布液注入口、および圧縮ガス注入口を備えた超音波スプレーノズルを装着することで、圧縮ガス注入口より、乾燥圧縮空気や不活性ガスを注入することができ、変質し難い塗布液には乾燥圧縮空気を、変質し易い塗布液には不活性ガスを選択することができる。
As described above, by using the ultrasonic spray nozzle, it is possible to form a thin film with a desired film thickness uniformly and with high production efficiency.
Also, by installing an ultrasonic spray nozzle equipped with an ultrasonic receiving terminal, a coating liquid injection port, and a compressed gas injection port, dry compressed air and inert gas can be injected from the compressed gas injection port, Dry compressed air can be selected for a coating solution that is not easily altered, and an inert gas can be selected for a coating solution that is easily altered.

本発明は、基板上に第1電極層を形成した素子用基板の、前記第1電極層上に、少なくとも1層の機能性層を、スプレーノズルにて塗布液を霧化して塗布形成する薄膜形成装置であって、超音波受信端子、塗布液注入口、および圧縮ガス注入口を備えた超音波ノズルを装着する薄膜形成装置である。   The present invention provides a thin film in which at least one functional layer of a device substrate having a first electrode layer formed on a substrate is applied and formed by atomizing a coating liquid with a spray nozzle. A thin film forming apparatus equipped with an ultrasonic nozzle having an ultrasonic receiving terminal, a coating liquid injection port, and a compressed gas injection port.

このように、超音波受信端子、塗布液注入口、および圧縮ガス注入口を備えた超音波スプレーノズルを装着することで、所望する膜厚で均一に、且つ、生産効率の良い薄膜形成ができるようになる。
なお、圧縮ガス注入口より注入するガスは、乾燥圧縮空気や不活性ガスが挙げられ、変質し難い塗布液には乾燥圧縮空気を、変質し易い塗布液には不活性ガスを選択することができる。
また、霧化された塗布液が偏りなく塗布したい基板上に降るようにガス流量を設定すれば良い。
As described above, by installing the ultrasonic spray nozzle including the ultrasonic receiving terminal, the coating liquid injection port, and the compressed gas injection port, a thin film can be formed uniformly with a desired film thickness and with high production efficiency. It becomes like this.
Examples of the gas injected from the compressed gas inlet include dry compressed air and inert gas, and dry compressed air can be selected for a coating solution that is difficult to change, and an inert gas can be selected for a coating solution that is easily changed. it can.
Moreover, what is necessary is just to set a gas flow rate so that the atomized coating liquid may fall on the board | substrate which wants to apply | coat uniformly.

本発明に用いる超音波スプレーノズルは、スプレーノズルの先端部にて、塗布液を均等に霧化できればよく、ノズルの形状等には左右されない。   The ultrasonic spray nozzle used for this invention should just be able to atomize a coating liquid uniformly in the front-end | tip part of a spray nozzle, and is not influenced by the shape etc. of a nozzle.

そして、前記超音波スプレーノズル本体に、15〜130KHzの超音波を発信できる超音波発信器を接続した薄膜形成装置である。   And it is the thin film formation apparatus which connected the ultrasonic transmitter which can transmit an ultrasonic wave of 15-130 KHz to the said ultrasonic spray nozzle main body.

前記超音波発信器は、超音波スプレーノズルに超音波発信器を接続することで、超音波スプレーノズルに超音波の波長信号を発信し振動させ、塗布液を霧化できる。
超音波スプレーノズルの先端で塗布液を良好に霧化するために良好な超音波の波長は、15〜130KHzの範囲であり、塗布液の粘度や分子量等の液性と超音波スプレーノズルの関係に波長を合わせて調整することが望ましい。
ただし、15〜130KHzの波長領域に含まれない波長の場合は、良好な霧化が形成できないこともある。なお、超音波発信器は固定周波数型または周波数可変型の何れを用いても良く、超音波スプレーノズルの特性に最適化されたメーカー推奨の超音波発信器を使用しても良い。
By connecting the ultrasonic transmitter to the ultrasonic spray nozzle, the ultrasonic transmitter can transmit an ultrasonic wavelength signal to the ultrasonic spray nozzle and vibrate it to atomize the coating liquid.
In order to atomize the coating liquid well at the tip of the ultrasonic spray nozzle, the wavelength of a good ultrasonic wave is in the range of 15 to 130 KHz, and the relationship between the liquid properties such as the viscosity and molecular weight of the coating liquid and the ultrasonic spray nozzle. It is desirable to adjust to match the wavelength.
However, in the case of a wavelength not included in the wavelength region of 15 to 130 KHz, good atomization may not be formed. The ultrasonic transmitter may be either a fixed frequency type or a frequency variable type, and a manufacturer recommended ultrasonic transmitter optimized for the characteristics of the ultrasonic spray nozzle may be used.

本発明の薄膜形成方法は、基板上に第1電極層を形成した素子用基板の、前記第1電極層上に、表面を覆うパターンマスクを介して、超音波スプレーノズルにて塗布液を霧化して塗布する薄膜形成方法である。
ここで、精密な流量の調整可能な送液ポンプ(以下、精密流量送液ポンプという)を備えることで、前記塗布液を安定供給することが可能となる。
In the thin film forming method of the present invention, the coating liquid is fogged by an ultrasonic spray nozzle through a pattern mask covering the surface of the element substrate having the first electrode layer formed on the substrate, on the first electrode layer. This is a method for forming a thin film to be applied.
Here, by providing a liquid feed pump capable of adjusting a precise flow rate (hereinafter referred to as a precision flow rate liquid feed pump), the coating liquid can be stably supplied.

この精密流量送液ポンプは、超音波発信器を接続した超音波スプレーノズルに塗布液を送るポンプであり、一定速度で一定量の塗布液を送液し、超音波スプレーノズルの先端部において安定した液滴が形成されるので、塗布液を安定して霧化することができる。
ここで使用できるポンプの形式は、一定速度で一定量の薬液を送ることが目的であって、ピストン、プランジャー、隔膜ポンプなどの往復ポンプ、歯車、仕切板、スクリュー、ロープポンプなどの回転ポンプ、タービン、ボリュートポンプなどの遠心ポンプやシリンジポンプなどが挙げられる。
また、少量の塗布液を脈流無く定量送液する場合は、シリンジポンプが挙げられ、ある程度の量を定量送液する場合は、脈流を少なくするように運転する2台以上のプランジャーポンプを組み合わせたシステムを用いる。
This precision flow rate pump is a pump that sends a coating solution to an ultrasonic spray nozzle connected to an ultrasonic transmitter. It delivers a constant amount of coating solution at a constant speed and is stable at the tip of the ultrasonic spray nozzle. Thus, the coating liquid can be stably atomized.
The type of pump that can be used here is to send a certain amount of chemical at a constant speed. Reciprocating pumps such as pistons, plungers, diaphragm pumps, rotary pumps such as gears, dividers, screws, rope pumps, etc. And centrifugal pumps such as turbines and volute pumps, and syringe pumps.
In addition, a syringe pump can be used when a small amount of coating liquid is to be sent in a constant amount without pulsating flow, and two or more plunger pumps that are operated to reduce the pulsating flow when a certain amount of liquid is to be sent in a constant amount. Use a system that combines.

そして、素子用基板側に電界場を形成できる構造とは、電極部位と絶縁部位での電界の差を大きくする手段をいい、例えば、静電気による電場コントロールする構造や既に形成されている基板上の電極に電流を流し電場コントロールする構造などが挙げられる。   The structure capable of forming an electric field on the element substrate side means means for increasing the difference in electric field between the electrode part and the insulating part, for example, a structure for controlling the electric field by static electricity or an already formed substrate. Examples include a structure in which an electric current is supplied to the electrode to control the electric field.

また、本発明の薄膜形成装置は、さらに、素子用基板より下部に飛散した薬液や溶剤を回収できるトラップ機構を備え、ダクトと不要となった塗布液や洗浄液を回収できるタンクを備えた構成としている。   In addition, the thin film forming apparatus of the present invention further includes a trap mechanism that can collect chemicals and solvents scattered below the element substrate, and a duct and a tank that can collect unnecessary coating and cleaning liquids. Yes.

この素子用基板より下部に飛散した溶剤を回収できるトラップ機構を備えたダクトとは、噴霧しようとする塗布液の有機溶媒がスプレーノズルより噴出する際に溶媒が揮発した場合を考慮し、冷却機能を備えたトラップ管で揮発溶媒等を液化して回収するか、スクラバーを用いて揮発溶媒を吸着し除去する機能を有する構造のダクトを挙げられる。 The duct with a trap mechanism that can collect the solvent scattered below the element substrate is a cooling function that takes into account the case where the organic solvent of the coating liquid to be sprayed is volatilized from the spray nozzle. A duct having a structure having a function of liquefying and recovering a volatile solvent or the like by using a trap tube equipped with a scrubber or adsorbing and removing the volatile solvent using a scrubber.

また、不要となった塗布液や洗浄液を回収できるタンクとは、素子用基板以外に噴霧される塗布液と、装置筐体内部及びスプレー本体等の洗浄液を回収する機能を有すタンクのことである。   In addition, the tank that can collect the unnecessary coating liquid and cleaning liquid is a tank that has a function to collect the coating liquid sprayed on the substrate other than the element substrate and the cleaning liquid inside the device housing and the spray body. is there.

本発明の薄膜形成装置は、さらに、素子用基板をゆがむことなく保持できる基板ホルダーを備えることで、安定した薄膜形成が可能となる。
この基板ホルダーとは、素子用基板の大きさにあった金属板等の剛性を有する素材から構成されている。
The thin film forming apparatus of the present invention further includes a substrate holder that can hold the element substrate without distortion, thereby enabling stable thin film formation.
The substrate holder is made of a rigid material such as a metal plate that matches the size of the element substrate.

そして、超音波スプレーノズルで塗布液を霧化して塗布する際、前記素子用基板ホルダー上に、素子用基板の表面を覆うパターンマスクを保持するマスク保持部を備えることでパターン形成が容易に可能となる。   Then, when applying the coating liquid by atomizing with an ultrasonic spray nozzle, pattern formation can be easily performed by providing a mask holding part for holding a pattern mask covering the surface of the element substrate on the element substrate holder. It becomes.

このマスク保持部でパターンマスクを保持することで、素子用基板上に所望するパターンを形成するためのマスクを、超音波スプレーノズルと素子用基板の間に精度良く固定することが可能となり、また、素子用基板を装着時退避することと、マスク上に塗布された塗布液を除去、もしくは洗浄する要素も合わせ持つことで、素子用基板を順次塗布可能とすることができる。   By holding the pattern mask with this mask holding portion, it becomes possible to accurately fix a mask for forming a desired pattern on the element substrate between the ultrasonic spray nozzle and the element substrate. The element substrate can be sequentially applied by retracting the element substrate at the time of mounting and also having an element for removing or cleaning the coating liquid applied on the mask.

前記超音波スプレーノズルは、素子用基板上部に設置されたX−Yロボットに装着されており、前記X−Yロボットの移動に合わせて移動可能となっている。   The ultrasonic spray nozzle is attached to an XY robot installed on the upper part of the element substrate, and can move in accordance with the movement of the XY robot.

このように超音波スプレーノズルをX−Yロボットに装着することで、前記X−Yロボットの移動に伴い、素子用基板上部で前後左右に移動させることが可能で、霧化した塗布液を安定的に所望の厚さの成膜が出来るように噴霧できる。   By attaching the ultrasonic spray nozzle to the XY robot in this way, it is possible to move the XY robot in front, back, left and right along the movement of the XY robot, stabilizing the atomized coating liquid. Therefore, spraying can be performed so that a desired thickness can be formed.

ここで、X−Yロボットに装着する超音波スプレーノズルは、1台を装着してもよいし、数台1列に配置して搭載してもよい。   Here, one ultrasonic spray nozzle to be mounted on the XY robot may be mounted, or several units may be arranged and mounted in a row.

前記X−Yロボットに超音波スプレーノズル数台を1列に配置して搭載して、素子用基板に塗布する機構は、基板の大面積化に対応した装置として適している。
また、超音波スプレーノズル1台を装着した場合とは異なり、ロボットアームに超音波スプレーノズル数台が、等間隔に搭載され、そのロボットアームが前後に移動して、霧化した塗布液を安定的に所望の厚さの成膜が出来るように噴霧できる。
A mechanism in which several ultrasonic spray nozzles are arranged and mounted on the XY robot in a row and applied to the element substrate is suitable as an apparatus corresponding to an increase in the area of the substrate.
Also, unlike the case where one ultrasonic spray nozzle is installed, several ultrasonic spray nozzles are mounted on the robot arm at equal intervals, and the robot arm moves back and forth to stabilize the atomized coating liquid. Therefore, spraying can be performed so that a desired thickness can be formed.

基板上に第1電極層が予め所定の回路状にパターンが形成された素子用基板に、前記機能性層のうち少なくとも1層を超音波ノズルで薬液を霧化して塗布する装置を用いて塗布形成する機能層として、正孔注入層を形成するのに適している。   Applying at least one of the functional layers to a device substrate having a pattern formed in advance in a predetermined circuit pattern on the substrate by using an apparatus for atomizing a chemical solution with an ultrasonic nozzle. It is suitable for forming a hole injection layer as a functional layer to be formed.

この薄膜形成装置は、有機EL素子の製造に限定するものではなく、有機EL素子以外の素子や装置の薄膜製造において使用することができる。   This thin film forming apparatus is not limited to the production of organic EL elements, but can be used in the production of thin films for elements and apparatuses other than organic EL elements.

薄膜形成装置は、素子用基板の薄膜形成に限定されるものではなく、例えば、ガラス、アルミニウム等の金属基板、或いは、アクリル、ポリエステルポリエチレン、ポリスチレン等のプラスチック基板に形成するのにも適用することができる。   The thin film forming apparatus is not limited to the thin film formation of the element substrate. For example, the thin film forming apparatus can be applied to a metal substrate such as glass or aluminum, or a plastic substrate such as acrylic, polyester polyethylene, or polystyrene. Can do.

さらに、前記薄膜形成装置においては、排気ユニットや塗膜形成プロセスの一環として必要とされる乾燥用ホットプレート、あるいはオーブン、紫外線洗浄機等の別ユニットと接続できる構造にしても良い。また、搬送用ロボットを装着しても良い。   Furthermore, the thin film forming apparatus may have a structure that can be connected to an exhaust unit, a drying hot plate required as part of the coating film forming process, or another unit such as an oven or an ultraviolet washer. Further, a transfer robot may be attached.

以下に図面に基づいて一実施形態について説明する。尚、この実施形態によって、この発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

本発明の一実施形態を図1に基づいて説明する。図1は薄膜形成装置の構成を概略的に示す説明図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the configuration of a thin film forming apparatus.

図1で示されるように、本発明による薄膜形成装置1の構成は、ロボットアーム6に取り付けられた超音波スプレーノズル2、パターンマスクと素子用基板8を保持できるホルダー7、及び排気ダクト4から構成されており、素子用基板8上にパターンマスクを介して所望のパターンコーティングできる。   As shown in FIG. 1, the configuration of the thin film forming apparatus 1 according to the present invention includes an ultrasonic spray nozzle 2 attached to a robot arm 6, a holder 7 that can hold a pattern mask and an element substrate 8, and an exhaust duct 4. Thus, a desired pattern coating can be performed on the element substrate 8 via a pattern mask.

超音波スプレーノズル2には、超音波受信端子、塗布液注入口と圧縮ガス注入口を備えており、それぞれが超音波発信器3、精密流量送液ポンプ9と圧縮ガスレギュレータに接続されていて、塗布液流量とガス流量を適切にコントロールすることで、所望の塗布液噴霧ができる。   The ultrasonic spray nozzle 2 includes an ultrasonic receiving terminal, a coating liquid injection port, and a compressed gas injection port, which are connected to the ultrasonic transmitter 3, the precision flow rate liquid feeding pump 9, and the compressed gas regulator, respectively. By properly controlling the flow rate of the coating solution and the gas flow rate, a desired coating solution can be sprayed.

精密流量送液ポンプ9は、塗布液タンク5に接続されていて、塗布液は連続的に供給され、連続コーティングも可能である。   The precision flow rate liquid feeding pump 9 is connected to the coating liquid tank 5 so that the coating liquid is continuously supplied and continuous coating is possible.

排気ダクトは、ミスト化した塗布液などを回収するトラップ機構を、また、霧化された塗布液等の付着物を清掃に使用する洗浄液を回収するタンクが付属設備として装着されている。   The exhaust duct is equipped with a trap mechanism that collects the mist of the coating liquid, and a tank that collects a cleaning liquid that is used for cleaning the deposits such as the atomized coating liquid.

パターンマスクと素子用基板8を保持する技法は種々あり、基板が固定され、ゆがみが発生しないように基板保持ができれば、保持方法は限定されない。   There are various techniques for holding the pattern mask and the element substrate 8, and the holding method is not limited as long as the substrate is fixed and the substrate can be held so as not to be distorted.

超音波スプレーノズル数は、基板サイズ、コーティングタクトやコーティング精度等で適宜選択すれば良く、また、スプレーノズルの数でロボットアームの駆動が適宜選択できる。   The number of ultrasonic spray nozzles may be appropriately selected depending on the substrate size, coating tact, coating accuracy, and the like, and the driving of the robot arm can be appropriately selected depending on the number of spray nozzles.

なお、図1に示した薄膜形成装置の超音波スプレーノズルは、例えば、図3に示すように、ノズル本体の基端部に、塗布液注入口10、及び圧縮ガス注入口12を有し、かつ、先端部には、塗布液塗出口20および圧縮ガス塗出口22が具備されている。   The ultrasonic spray nozzle of the thin film forming apparatus shown in FIG. 1 has, for example, a coating liquid inlet 10 and a compressed gas inlet 12 at the base end of the nozzle body, as shown in FIG. And the coating liquid coating outlet 20 and the compressed gas coating outlet 22 are comprised in the front-end | tip part.

以下に上述の実施形態を使用した実施例にて説明する。   An example using the above embodiment will be described below.

固形分を0.4重量%に調整した正孔輸送材溶液を塗布液タンク5に入れ、この塗布液タンクより精密流量送液ポンプ9を介して超音波スプレーノズル2に配管した。
その際、精密流量送液ポンプの送液流速を5.0mL/分に設定した。
また、乾燥圧縮空気の配管よりレギュレータを介して超音波スプレーノズルに配管した。
その際、レギュレータの圧力を0.01MPaに設定した。超音波スプレーノズルが取り付けてあるロボットアーム6の稼動スピードを200mL/minに設定し、超音波スプレーピッチを30mm、基板から超音波スプレーノズル距離を40mmに設定した。
A hole transport material solution having a solid content adjusted to 0.4% by weight was placed in the coating liquid tank 5, and piped from the coating liquid tank to the ultrasonic spray nozzle 2 via a precision flow rate liquid feeding pump 9.
At that time, the flow rate of the precision flow rate pump was set to 5.0 mL / min.
Moreover, it piped from the piping of dry compressed air to the ultrasonic spray nozzle through the regulator.
At that time, the pressure of the regulator was set to 0.01 MPa. The operating speed of the robot arm 6 to which the ultrasonic spray nozzle is attached was set to 200 mL / min, the ultrasonic spray pitch was set to 30 mm, and the ultrasonic spray nozzle distance from the substrate was set to 40 mm.

素子用基板を保持できるホルダー7上に、200mm×200mm用パターンマスク、200mm×200mmのITO電極と絶縁膜パターンが形成された素子形成用基板の順に固定した。前記パターンマスクと素子用基板の距離は、0.2mmとした。   On the holder 7 capable of holding the element substrate, the element forming substrate on which the 200 mm × 200 mm pattern mask, the 200 mm × 200 mm ITO electrode and the insulating film pattern were formed was fixed in this order. The distance between the pattern mask and the element substrate was 0.2 mm.

超音波発信器3を稼動し、次に精密流量送液ポンプを稼動させて塗布液の送液を開始した。
前記超音波スプレーノズルからの塗布液の霧化が安定した時点で、ロボットアームを、図2に示すような軌道を描くように稼動して正孔輸送材をコーティングした。
そして、前記パターンマスクと素子用基板の全面がコーティングされた後、素子用基板のみをオーブンに入れ、120℃、10分間の乾燥を行った。素子用基板上に膜厚が400±20オングストロームの正孔輸送材層を所望したパターンが得られた。
The ultrasonic transmitter 3 was operated, and then the precision flow rate pump was operated to start feeding the coating liquid.
When the atomization of the coating liquid from the ultrasonic spray nozzle was stabilized, the robot arm was operated to draw a trajectory as shown in FIG. 2 to coat the hole transport material.
Then, after the entire surface of the pattern mask and the device substrate was coated, only the device substrate was placed in an oven and dried at 120 ° C. for 10 minutes. A desired pattern of a hole transport material layer having a film thickness of 400 ± 20 angstroms was obtained on the device substrate.

<比較例1>
固形分を0.4%に調整した正孔輸送材溶液を塗布液タンクに入れ、塗布液タンクより精密流量送液ポンプを介して2流体スプレーノズルに配管した。その際、精密流量送液ポンプの送液流速を8.0mL/分に設定した。
また、乾燥圧縮空気の配管よりレギュレータを介して2流体スプレーノズルに配管した。
その際、レギュレータの圧力を2.00MPaに設定した。超音波スプレーノズルが取り付けてあるロボットアームの稼動スピードを200mL/minに設定し、2流体スプレーピッチを25mm、基板から2流体スプレーノズル距離を40mmに設定した。
<Comparative Example 1>
A hole transport material solution having a solid content adjusted to 0.4% was placed in a coating liquid tank, and piped from the coating liquid tank to a two-fluid spray nozzle via a precision flow rate liquid feeding pump. At that time, the flow rate of the precision flow rate pump was set to 8.0 mL / min.
Moreover, it piped from the piping of dry compressed air to the 2 fluid spray nozzle through the regulator.
At that time, the pressure of the regulator was set to 2.00 MPa. The operating speed of the robot arm to which the ultrasonic spray nozzle was attached was set to 200 mL / min, the 2-fluid spray pitch was set to 25 mm, and the 2-fluid spray nozzle distance from the substrate was set to 40 mm.

素子用基板を保持できるホルダー7上に、200mm×200mm用パターンマスク、200mm×200mmのITO電極と絶縁膜パターンが形成された基板順に固定した。パターンマスクと基板の距離は、0.2mmとした。   On the holder 7 capable of holding the element substrate, the substrate was fixed in the order of the substrate on which the pattern mask for 200 mm × 200 mm, the ITO electrode of 200 mm × 200 mm and the insulating film pattern were formed. The distance between the pattern mask and the substrate was 0.2 mm.

精密流量送液ポンプを稼動させて塗布液の送液を開始した。塗布液の霧化が安定した時点で、ロボットアームを、図2に示すような軌道を描くように稼動して正孔輸送材をコーティングした。
パターンマスクと基板の全面がコーティングされた後、基板のみをオーブンに入れ、120℃、10分間の乾燥を行った。膜厚が400±70オングストロームの正孔輸送材層を所望したパターンで得た。
The precision flow rate pump was turned on to start feeding the coating solution. When the atomization of the coating solution was stabilized, the robot arm was operated so as to draw a trajectory as shown in FIG. 2 to coat the hole transport material.
After the entire surface of the pattern mask and the substrate was coated, only the substrate was placed in an oven and dried at 120 ° C. for 10 minutes. A hole transport material layer having a film thickness of 400 ± 70 Å was obtained in a desired pattern.

<比較例2>
スピンコータにて200mm×200mmのITO電極と絶縁膜パターンが形成された基板上に正孔輸送材をコーティングした。スピンコートした基板をオーブンに入れ、120℃、5分間の乾燥を行った。膜厚が400±15オングストロームの正孔輸送材層を得た。形成した正孔輸送材層の不要な部分にレーザを照射、除去し、所望したパターンで得た。
<Comparative example 2>
A hole transport material was coated on a substrate on which an ITO electrode of 200 mm × 200 mm and an insulating film pattern were formed by a spin coater. The spin-coated substrate was placed in an oven and dried at 120 ° C. for 5 minutes. A hole transport material layer having a film thickness of 400 ± 15 Å was obtained. The unnecessary portion of the formed hole transport material layer was irradiated with a laser and removed to obtain a desired pattern.

前記実施例、比較例1および比較例2において作製した基板に、有機EL層を形成し、陰極形成、封止加工を施して、有機EL素子を形成した。 An organic EL layer was formed on the substrates prepared in Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and a cathode was formed and sealed to form an organic EL element.

形成した有機EL素子を点灯評価した。評価結果を表1に示す。

Figure 2007090251
The formed organic EL element was evaluated for lighting. The evaluation results are shown in Table 1.
Figure 2007090251

表1から明らかなように、有機EL素子の点灯評価により、本発明に係る薄膜形成装置を使って正孔輸送層を形成した有機EL素子は、ムラやショートの支障なく点灯した。また、本発明に係る薄膜形成装置を使用すると現行の工程数を減らすことができた。   As is clear from Table 1, according to the lighting evaluation of the organic EL element, the organic EL element in which the hole transport layer was formed using the thin film forming apparatus according to the present invention was lit without any problem of unevenness or short circuit. In addition, when the thin film forming apparatus according to the present invention is used, the number of current processes can be reduced.

本発明の薄膜形成装置の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the thin film forming apparatus of this invention. 超音波スプレーノズルの移動状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the movement state of an ultrasonic spray nozzle. 超音波スプレーノズルの一例を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows an example of an ultrasonic spray nozzle.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・薄膜形成装置
2・・・超音波スプレーノズル
3・・・超音波発信機
4・・・排気ダクト
5・・・塗布液ポンプ
6・・・ロボットアーム
7・・・ホルダー
8・・・素子用基板
9・・・精密流量送液ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thin film formation apparatus 2 ... Ultrasonic spray nozzle 3 ... Ultrasonic transmitter 4 ... Exhaust duct 5 ... Coating liquid pump 6 ... Robot arm 7 ... Holder 8 ...・ Element substrate 9: Precision flow rate pump

Claims (8)

第1電極層が予め所定の回路状にパターンが形成された素子用基板に、表面を覆うパターンマスクを介して、超音波スプレーノズルにより塗布液を霧化して塗布することにより機能性薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。 A functional thin film is formed by spraying a coating solution with an ultrasonic spray nozzle and applying it to a device substrate on which a first electrode layer has been previously patterned in a predetermined circuit shape through a pattern mask that covers the surface. A method for forming a thin film, comprising: 前記素子用基板側に電界場を形成することを特徴とする請求項1記載の薄膜形成方法。 2. The thin film forming method according to claim 1, wherein an electric field is formed on the element substrate side. 第1電極層が予め所定の回路状にパターンが形成された素子用基板に塗布する装置であって、上部には超音波スプレーノズルを備え、前記素子用基板の表面を覆うパターンマスクを備え、かつ、前記素子用基板、あるいは該素子用基板設置側には電場形成機構を設けたことを特徴とする薄膜形成装置。 The first electrode layer is an apparatus for applying to a device substrate in which a pattern is formed in a predetermined circuit shape in advance, and includes an ultrasonic spray nozzle on the upper portion, a pattern mask that covers the surface of the device substrate, An electric field forming mechanism is provided on the element substrate or on the element substrate installation side. 前記スプレーノズルは、ノズル本体に超音波発信器が接続されていることを特徴とする請求項3に記載の薄膜形成装置。 The thin film forming apparatus according to claim 3, wherein an ultrasonic transmitter is connected to the nozzle body of the spray nozzle. 前記スプレーノズルが、超音波受信端子、塗布液注入口及び圧縮ガス注入口を備えたことを特徴とする請求項3はたは4記載の薄膜形成装置。 5. The thin film forming apparatus according to claim 3, wherein the spray nozzle includes an ultrasonic receiving terminal, a coating liquid injection port, and a compressed gas injection port. さらに、前記素子用基板より下部に飛散した塗布液や溶剤を回収できるトラップ機構を備えたことを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の薄膜形成装置。 6. The thin film forming apparatus according to claim 3, further comprising a trap mechanism capable of collecting a coating solution and a solvent scattered below the element substrate. 前記超音波スプレーノズルが、X−Yロボットに搭載されていることを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに記載の薄膜形成装置。   The thin film forming apparatus according to claim 3, wherein the ultrasonic spray nozzle is mounted on an XY robot. 前記超音波スプレーノズルが、X−Yロボットに複数台が一列に搭載されていることを特徴とする請求項7記載の薄膜形成装置。   The thin film forming apparatus according to claim 7, wherein a plurality of ultrasonic spray nozzles are mounted in a line on an XY robot.
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