JP2009039615A - Coater and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に揮発性の溶媒を含む流動性材料を塗布する技術に関する。 The present invention relates to a technique for applying a flowable material containing a volatile solvent to a substrate.
従来より、半導体の基板上にレジスト液等の流動性材料を塗布する装置として、特許文献1および2に開示されているように、流動性材料を連続的に吐出するノズルを基板上で走査することにより、複数の平行線状に流動性材料を基板上に塗布し、流動性材料が広がって互いに接触することにより基板の主面全域に塗布を行う塗布装置が知られている。
Conventionally, as an apparatus for applying a fluid material such as a resist solution on a semiconductor substrate, a nozzle that continuously ejects the fluid material is scanned on the substrate as disclosed in
このような塗布装置では、流動性材料の膜厚の均一性を向上するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献1では、レジスト塗布装置により塗布液が塗布された半導体の基板を、レジスト塗布装置とは別に設けられた溶剤雰囲気装置において塗布液の溶剤雰囲気に曝すことにより、溶剤を塗布液表面に付着させて塗布液表面の粘性を低下させ、その後、基板が収容されている容器内に気流を形成して当該気流により塗布液の表面を平坦化する技術が開示されている。特許文献2の塗布成膜装置では、基板の上方2mm以内の位置に基板のほぼ全体を覆う乾燥防止板を設け、当該乾燥防止板に形成された直線状の隙間において、絶縁膜用の塗布液を吐出するノズルを基板に対して走査することにより、基板上に一様に塗布液が塗布される。これにより、基板と乾燥防止板との間に高濃度の溶剤雰囲気が形成され、基板に塗布された塗布液の乾燥が抑制される。
In such a coating apparatus, various techniques for improving the uniformity of the film thickness of the flowable material have been proposed. For example, in
ところで、流動性材料を吐出するノズルを走査することにより基板に流動性材料を塗布する塗布装置は、平面表示装置用のガラスの基板に対して画素形成材料を含む流動性材料を塗布する際にも応用が検討されている。典型的な例では、基板上に形成された隔壁に沿ってノズルを繰り返し走査することにより、流動性材料が所定のピッチにてストライプ状に塗布される。このとき、基板上では、流動性材料の各ライン(線状要素)から溶媒成分が蒸発し、これらのラインが塗布された順に乾燥していく。流動性材料は、乾燥するまでの間に画素形成材料が十分に分散して基板上にほぼ均一に定着するが、塗布から乾燥終了までの時間が短いと、画素形成材料の分散の程度が他の領域と異なる状態で流動性材料の乾燥が終了してしまうこととなる。 By the way, an application apparatus that applies a fluid material to a substrate by scanning a nozzle that discharges the fluid material applies a fluid material containing a pixel forming material to a glass substrate for a flat display device. Applications are also being studied. In a typical example, the fluid material is applied in stripes at a predetermined pitch by repeatedly scanning a nozzle along a partition formed on a substrate. At this time, on the substrate, the solvent component evaporates from each line (linear element) of the flowable material and is dried in the order in which these lines are applied. In the fluid material, the pixel forming material is sufficiently dispersed until it dries and is fixed almost uniformly on the substrate. However, if the time from application to the end of drying is short, the degree of dispersion of the pixel forming material varies. Thus, the drying of the flowable material ends in a state different from the above region.
基板上の塗布の開始端側のラインおよび終端側のラインでは、塗布領域の中央部に比べて、周囲の流動性材料から蒸発する溶媒成分の量が少ないため、雰囲気中の溶媒成分の濃度が低くなる。このため、流動性材料の乾燥時間が他の領域に比べて短くなり、画素形成材料の分散状態が中央部と異なってしまう。そこで、特許文献3では、基板上の塗布の開始端側および終端側のそれぞれにおいて、塗布領域の外側の非塗布領域に流動性材料を塗布する(ダミーラインを形成する)ことにより、流動性材料の乾燥時間が他の領域よりも短くなることを抑制する手法が開示されている。 Since the amount of the solvent component that evaporates from the surrounding fluid material is smaller in the line on the start end side and the line on the end side of the application on the substrate than in the central part of the application region, the concentration of the solvent component in the atmosphere is small. Lower. For this reason, the drying time of the fluid material is shorter than in other regions, and the dispersion state of the pixel forming material is different from the central portion. Therefore, in Patent Document 3, the flowable material is applied to the non-application area outside the application area (forms a dummy line) on each of the application start and end sides on the substrate. A method for suppressing the drying time of the ink from becoming shorter than other regions is disclosed.
なお、特許文献4では、塗布装置において基板が載置されるステージにヒータを設けることにより、基板に塗布された処理液の溶剤の乾燥、蒸発を促進させ、処理液を流動しない程度に硬化させる手法が開示されており、特許文献5では、他の色に比べて沸点が低く、乾燥速度の速い赤色用のドット形成用液状物の液滴と同一位置に沸点が高い溶剤からなる乾燥速度調整用液状物の液滴を吐出することにより、赤色用のドット形成用液状物の液滴の乾燥速度を他の色の液滴と同等にする手法が開示されている。
一方、塗布装置におけるタクト時間の向上を図るために、複数のノズルの走査、および、走査方向に垂直な方向への基板のステップ移動を繰り返すことにより、ガラスの基板上に流動性材料をストライプ状に塗布する場合、基板のステップ移動方向の後側には流動性材料が塗布されていないため、複数のノズルのうち、ステップ移動方向に関して最も後側に位置するノズルにより塗布された流動性材料のラインの周囲では、他のノズルにより塗布された流動性材料のラインの周囲に比べて雰囲気中の溶媒成分の濃度が低くなってしまう。このため、最も後側のノズルにより塗布された流動性材料のラインが、他のノズルにより塗布された流動性材料のラインよりも早く乾燥し、画素形成材料の分散状態が他のラインと異なってしまう。その結果、基板全体としてみた場合に塗布ムラが発生し、製品となった後の平面表示装置における表示の質が低下してしまう場合がある。 On the other hand, in order to improve the tact time in the coating apparatus, the flowable material is striped on the glass substrate by repeating scanning of a plurality of nozzles and step movement of the substrate in a direction perpendicular to the scanning direction. Since the fluid material is not applied to the rear side of the substrate in the step movement direction, the fluid material applied by the nozzle located at the rearmost side in the step movement direction among the plurality of nozzles. In the vicinity of the line, the concentration of the solvent component in the atmosphere is lower than that around the line of the flowable material applied by other nozzles. For this reason, the flowable material line applied by the rearmost nozzle dries faster than the flowable material lines applied by the other nozzles, and the dispersion state of the pixel forming material differs from the other lines. End up. As a result, when the substrate is viewed as a whole, coating unevenness occurs, and the display quality in the flat display device after becoming a product may deteriorate.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の吐出口から吐出された流動性材料の乾燥速度の均一性を向上することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the uniformity of the drying rate of the flowable material discharged from a plurality of discharge ports.
請求項1に記載の発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板を冷却する冷却手段と、揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む流動性材料を、前記基板に平行な副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から前記基板に向けて吐出する吐出機構と、前記吐出機構を前記副走査方向に垂直かつ前記基板に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記吐出機構の前記主走査方向への相対移動が完了する毎に前記基板を前記吐出機構に対して前記副走査方向に相対的に移動する移動機構とを備える。
The invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の塗布装置であって、前記冷却手段が、前記基板保持部を冷却する。 A second aspect of the present invention is the coating apparatus according to the first aspect, wherein the cooling means cools the substrate holding part.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の塗布装置であって、前記溶媒が、主溶媒と、前記主溶媒よりも揮発性が低い溶媒とを含む。
Invention of Claim 3 is a coating device of
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の塗布装置であって、前記基板上に付与する材料が、有機EL表示装置用の画素形成材料である。 A fourth aspect of the present invention is the coating apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the material applied on the substrate is a pixel forming material for an organic EL display device.
請求項5に記載の発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布方法であって、a)基板を冷却する工程と、b)前記a)工程に並行して、揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む流動性材料を、前記基板に平行な副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から前記基板に向けて吐出しつつ、前記複数の吐出口を有する吐出機構を前記副走査方向に垂直かつ前記基板に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動する工程と、c)前記基板を前記吐出機構に対して前記副走査方向に相対的に移動する工程と、d)前記b)工程および前記c)工程を繰り返す工程とを備える。 The invention according to claim 5 is a coating method for applying a flowable material to a substrate, wherein a) a step of cooling the substrate, and b) a volatile solvent and the substrate in parallel with the step a). Discharge having the plurality of discharge ports while discharging a fluid material including a material to be applied onto the substrate from a plurality of discharge ports arranged at equal intervals in a sub-scanning direction parallel to the substrate. Moving the mechanism relative to the substrate in a main scanning direction perpendicular to the sub-scanning direction and parallel to the substrate; and c) moving the substrate relative to the ejection mechanism relative to the sub-scanning direction. And d) a step of repeating the step b) and the step c).
本発明によれば、複数の吐出口から吐出された流動性材料の乾燥速度の均一性を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the uniformity of the drying rate of the fluid material discharged from the plurality of discharge ports.
また、請求項2の発明では、基板を容易に冷却することができ、請求項3の発明では、流動性材料の揮発性を低減して、複数の吐出口から吐出された流動性材料の乾燥速度の均一性をさらに向上することができ、請求項4の発明では、有機EL表示装置において塗布ムラによる表示の質の低下を抑制することができる。 In the invention of claim 2, the substrate can be easily cooled. In the invention of claim 3, the volatility of the fluid material is reduced, and the fluid material discharged from the plurality of ejection ports is dried. The uniformity of the speed can be further improved, and the invention according to claim 4 can suppress a deterioration in display quality due to coating unevenness in the organic EL display device.
図1は、本発明の一の実施の形態に係る塗布装置1を示す平面図であり、図2は塗布装置1の正面図(図1中の(−Y)側から(+Y)方向を向いてみた図)である。塗布装置1は、平面表示装置用のガラス基板9(以下、単に「基板9」という。)に、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する装置である。本実施の形態では、塗布装置1において、アクティブマトリックス駆動方式の有機EL(Electro Luminescence)表示装置用の基板9に、揮発性の溶媒、および、一の色の発光材料として基板9上に付与される有機EL材料を含む流動性材料(以下、「有機EL液」という。)が塗布される。
FIG. 1 is a plan view showing a
塗布装置1は、図2に示すように、基板9の一の主面(図2中の(−Z)側の主面)に当接して基板9を保持する基板保持部11を備え、図1および図2に示すように、基板保持部11を基板9の主面に平行な所定の方向(すなわち、図1中のY方向であり、以下、「副走査方向」という。)に水平移動するとともに垂直方向(すなわち、Z方向)に向く軸を中心として回転する基板移動機構12を備える。
As shown in FIG. 2, the
図1中に破線にて示すように、基板保持部11の内部には水の流路111が形成される。流路111は図1中のXY平面に沿って基板保持部11のほぼ全体を通過するように、X方向およびY方向に順に繰り返し屈曲している。流路111の両端は循環部112に接続され、循環部112にて水の温度が、塗布装置1の周囲の温度(常温)よりも低い所定の温度(例えば15℃)に調整されつつ、水が循環部112および流路111を循環することにより、基板保持部11がほぼ一定の温度にて保たれる。
As shown by a broken line in FIG. 1, a
基板9の(+Z)側の主面90上の塗布領域91(図1中において細線の矩形にて示す。)には、それぞれが図1中のX方向に伸びる複数の隔壁がY方向に一定のピッチ(例えば100〜150マイクロメートル(μm)のピッチ)にて配列形成されている。
In the coating region 91 (indicated by a thin line rectangle in FIG. 1) on the (+ Z) side
塗布装置1は、また、基板9上に形成されたアライメントマーク(図示省略)を撮像して検出するアライメントマーク検出部13、基板保持部11(図2参照)に保持された基板9の主面90に向けて流動性材料を吐出する吐出機構である塗布ヘッド14、塗布ヘッド14を基板9の主面90に平行かつ副走査方向に垂直な方向(すなわち、図1中のX方向であり、以下、「主走査方向」という。)に水平移動するヘッド移動機構15、塗布ヘッド14の移動方向(すなわち、X方向)に関して基板保持部11の両側に設けられるとともに塗布ヘッド14からの有機EL液を受ける2つの受液部16、および、塗布ヘッド14に流動性材料を供給する流動性材料供給部18を備え、図1に示すように、これらの構成を制御する制御部2を備える。塗布装置1では、ヘッド移動機構15および基板移動機構12が、塗布ヘッド14を基板9に対して主走査方向に相対的に移動する(すなわち、主走査する)とともに基板9を塗布ヘッド14に対して副走査方向に相対的に移動する(すなわち、副走査する)移動機構となる。
The
図1および図2に示すように、塗布ヘッド14は複数(本実施の形態では、5本)の吐出ノズル17を備える。各吐出ノズル17の(−Z)側の端面には吐出口(図2中では2つの吐出ノズル17の吐出口のみに符号171を付している。)が形成され、複数の吐出口171から同一種類の有機EL液が連続的に吐出される。5本の吐出ノズル17は、X方向(すなわち、主走査方向)に略直線状に配列されるとともにY方向(すなわち、副走査方向)に僅かにずれて配置される。塗布装置1では、複数の吐出ノズル17のY方向の位置が個別に調整可能とされており、5本の吐出ノズル17の吐出口171は副走査方向に関して等間隔にて配列され、互いに隣接する2本の吐出ノズル17の吐出口171の副走査方向の中心間距離は、基板9上の隔壁のY方向のピッチの3倍に等しくされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示す塗布領域91に有機EL液が塗布される際には、各吐出ノズル17から主面90上における隔壁間の領域(すなわち、主走査方向に伸びる領域であり、主走査方向に垂直な基板9の断面を示す後述の図4中にて互いに隣接する2つの隔壁92間における符号93を付す領域であり、以下、「線状領域」という。)に有機EL液が吐出されて塗布される。後述するように、塗布装置1では副走査方向に一定のピッチ(隔壁のピッチに等しいピッチであり、以下、「領域ピッチ」という。)にて配列される複数の線状領域において、副走査方向に2つ置きに存在する線状領域に有機EL液が塗布される。すなわち、塗布装置1にて有機EL液が塗布される2つの線状領域の間には、他の塗布装置等により他の種類の有機EL液が塗布される2つの線状領域が挟まれている。
When the organic EL liquid is applied to the
次に、塗布装置1による有機EL液の塗布について説明する。図3は、有機EL液の塗布の流れを示す図である。図1の塗布装置1では、循環部112は常時駆動されており(もちろん、有機EL液の塗布の直前に循環部112の駆動が開始されてもよい。)、所定の温度の水が循環部112および流路111を循環することにより、基板保持部11がほぼ一定の温度に冷却されている。そして、外部の搬送機構により基板9が基板保持部11上に載置されて保持されることにより、基板保持部11を介して基板9が冷却される(ステップS11)。なお、基板9は基板保持部11上にて保持される間(すなわち、基板9に対する有機EL液の塗布動作の間)、継続して一定の温度に維持(冷却)される。
Next, application of the organic EL liquid by the
基板9が基板保持部11にて保持されると、アライメントマーク検出部13からの出力に基づいて基板移動機構12が駆動されて基板9が移動および回転し、図1中に実線にて示す塗布開始位置に位置する(ステップS12)。既述のように、基板9の主面90上には互いに平行な複数の隔壁が配列形成され、主面90上の隔壁間の領域として線状領域が規定されており、基板9が塗布開始位置に配置されることにより、塗布装置1において、それぞれが主走査方向に伸びる複数の線状領域が主走査方向に垂直な副走査方向に一定の領域ピッチにて主面90上に配列設定された状態で、処理対象の基板9が準備されることとなる。このとき、塗布ヘッド14は、副走査方向に関して基板9の(+Y)側の端部近傍であり、主走査方向において、図1および図2中に実線にて示す待機位置(すなわち、図1中の(−X)側の受液部16の上方)に予め配置されている。
When the
続いて、制御部2により塗布ヘッド14が制御されて、5本の吐出ノズル17から有機EL液の吐出が開始され(ステップS13)、さらに、ヘッド移動機構15が制御されて塗布ヘッド14の主走査方向の移動(すなわち、図1中の(−X)側から(+X)側への主走査)が開始される。これにより、複数の吐出口171のそれぞれから基板9の主面90に向けて有機EL液を一定の流量にて連続的に(途切れることなく)吐出しつつ、塗布ヘッド14が主走査方向に連続的に一定の速度にて移動し、基板9の塗布領域91の5個の線状領域に有機EL液がストライプ状に塗布される(ステップS14)。
Subsequently, the
そして、塗布ヘッド14が図1および図2中に二点鎖線にて示す待機位置(すなわち、(+X)側の受液部16の上方)まで移動することにより、有機EL液によるストライプ状のパターンが形成される。以下の説明では、当該パターンにおいて1つの吐出口171に対応するラインを線状要素と呼ぶ。なお、図1中における塗布領域91の(+X)側および(−X)側の非塗布領域(並びに、必要に応じて(+Y)側および(−Y)側の非塗布領域)は図示省略のマスクにより覆われているため有機EL液は基板9上に直接には塗布されない。
Then, the
図4は、基板9の主走査方向に垂直な断面を示す図である。塗布装置1では、既述のように、複数の線状領域(すなわち、図4に示すように、それぞれが互いに隣接する2つの隔壁92間の主面90上の領域であり、図4中にて符号93を付している。)のうち副走査方向に2つ置きに存在する線状領域93に対して有機EL液が塗布されている。
FIG. 4 is a view showing a cross section of the
このとき、既述のように、循環部112および流路111を循環する水により基板9が冷却されている。また、本実施の形態では、有機EL液が沸点がおよそ150℃以下のもの(例えばトルエン、キシレンあるいはアニソール等、常温にて揮発するもの)を主溶媒として含むとともに、主溶媒よりも揮発性が低い溶媒(例えば、高沸点スワゾール(丸善石油株式会社商品名)、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、イソプロピルビフェニル等)も主溶媒よりも少ない量だけ含んでおり(以下の説明では、単に「溶媒」という場合は、有機EL液に含まれる全ての溶媒を含むものを意味する。)、有機EL液の沸点(正確には、有機EL液中の溶媒の沸点)が当該主溶媒の沸点よりも高くなって有機EL液の揮発性(有機EL液中の溶媒の揮発性)が低減されている。
At this time, as described above, the
その結果、複数の吐出ノズル17により複数の線状領域93上に塗布された有機EL液は、乾燥(すなわち、有機EL液からの溶媒の蒸発)がほぼ終了するまでに比較的長時間を要することとなり、実際には、基板9上への塗布後、塗布ヘッド14が後述の副走査および主走査の繰り返しを複数回行うまでは有機EL液の乾燥は終了しない(すなわち、基板9上に吐出された有機EL液は、塗布ヘッド14の次の主走査が行われている間には乾燥を終了しない。)。なお、最終的には、図4に示すように、有機EL材料が溶媒を僅かに含む半乾燥状態で基板9上に残置されて(すなわち、付与されて)、各線状要素94が有機EL材料の膜(厚さを強調して示している。)となる。
As a result, the organic EL liquid applied on the plurality of
塗布ヘッド14が待機位置まで移動すると、基板移動機構12が駆動され、基板9が基板保持部11と共に(+Y)方向(すなわち、副走査方向)に領域ピッチの15倍に等しい距離だけ移動する(ステップS15)。このとき、塗布ヘッド14では、5本の吐出ノズル17から受液部16に向けて有機EL液が連続的に吐出されている。
When the
副走査方向における基板9の移動が終了すると、基板9および基板保持部11が図1中に二点鎖線にて示す塗布終了位置まで移動したか否かが制御部2により確認される(ステップS16)。そして、塗布終了位置まで移動していない場合には、ステップS14に戻って塗布ヘッド14が5本の吐出ノズル17から有機EL液を吐出しつつ基板9の(+X)側から(−X)方向(すなわち、主走査方向)に移動することにより、基板9上の線状領域93に有機EL液が塗布される(ステップS14)。その後、基板9が副走査方向に移動し、塗布終了位置まで移動したか否かの確認が行われる(ステップS15,S16)。
When the movement of the
塗布装置1では、基板保持部11および基板9が塗布終了位置に位置するまで、塗布ヘッド14の主走査方向への移動が完了する毎に、基板9が副走査方向に相対的に移動され(すなわち、塗布ヘッド14の主走査方向における移動、および、基板9の(+Y)側へのステップ移動が繰り返され)、これにより、基板9の塗布領域91において、有機EL液が領域ピッチの3倍に等しいピッチにて配列されたストライプ状に塗布される(ステップS14〜S16)。塗布装置1では、副走査方向に関し、基板9上において有機EL液の塗布が進行する方向(すなわち、塗布ヘッド14の基板9に対する相対移動方向)は、基板移動機構12による基板9の移動方向とは反対向きとなっている。
In the
そして、基板9が塗布終了位置まで移動すると、5本の吐出ノズル17からの有機EL液の吐出が停止され(ステップS16,S17)、塗布装置1による基板9に対する有機EL液の塗布が終了する。塗布装置1による塗布が終了した基板9は、他の塗布装置等へと搬送され、塗布装置1により塗布された有機EL液以外の他の2色の有機EL液が塗布される。なお、塗布装置1では、実際には複数の基板9に対して連続的に有機EL液の塗布が行われる。
When the
ところで、上記の有機EL液の塗布動作では、複数の(5本の)吐出ノズル17のうち中央近傍の3本の吐出ノズル17により塗布された有機EL液の線状要素の周囲では、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くなり、(+Y)側の吐出ノズル17により塗布された有機EL液の線状要素の周囲においても、直前の塗布ヘッド14の主走査にて最も(−Y)側の吐出ノズル17により塗布された有機EL液の線状要素の影響により、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くなる。
By the way, in the above-described organic EL liquid application operation, in the atmosphere around the linear element of the organic EL liquid applied by the three
しかしながら、(−Y)側の吐出ノズル17(すなわち、副走査方向における基板の相対移動方向後側のノズルであり、以下、「後側ノズル」という。ただし、塗布ヘッド14に着目した場合、前側のノズルとなる。)により塗布された有機EL液の線状要素(以下、後側ノズルにて形成される線状要素を「後側線状要素」という。)の(−Y)側には、他の有機EL液の線状要素は形成されておらず、(+Y)側にのみ、中央近傍の吐出ノズル17により並行して塗布された有機EL液の線状要素が配置されることとなる。このため、(−Y)側の後側ノズルにより塗布された後側線状要素の周囲では、(+Y)側の吐出ノズル17および中央近傍の3本の吐出ノズル17により塗布された線状要素の周囲と比べて有機EL液の溶媒成分の濃度が低くなる。正確には、後側線状要素の周囲では、後側線状要素の(−Y)側における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が、後側線状要素の(+Y)側における濃度よりも低くなる。
However, the
したがって、仮に、塗布装置1において循環部112および流路111を省略する(すなわち、基板9を冷却しない)とともに、溶媒として主溶媒のみを含む有機EL液を用いて比較例の塗布動作を行った場合、後側線状要素の(−Y)側の部位が(+Y)側の部位よりも大幅に早く乾燥してしまい、隔壁92の図示を省略する図5.Aに示すように、半乾燥状態の有機EL材料にて形成される(−Y)側の後側線状要素94aにおいて、(−Y)側の部位(角状の突起を含む部位。(+Y)側の部位において同様。)の膜厚と(+Y)側の部位の膜厚との差D1(以下、「縁部膜厚差」という。)が、縁部膜厚差はほぼ0となっている他の線状要素94に比べて大きくなり、複数の線状要素94において主走査方向に垂直な断面の形状である有機EL材料の分散状態が一定ではなくなる。
Therefore, temporarily, the
そして、このように厚さに偏りがある有機EL材料の後側線状要素94aが、塗布領域に周期的に(すなわち、5本毎に)形成されると、塗布ムラ(ステッチングとも呼ばれる。)として認識されてしまい、製品となった後の有機EL表示装置における表示の質が低下してしまう場合がある。後側線状要素では、必ずしも同時に形成される他の線状要素側の部位の膜厚が当該部位とは反対側の部位の膜厚よりも小さくなる訳ではなく、塗布に用いられる有機EL液の種類によっては、同時に形成される他の線状要素側の部位の膜厚が当該部位とは反対側の部位の膜厚よりも大きくなることもある。
Then, when the rear
なお、仮に塗布ヘッドに1本のノズルのみを設け、図5.Aの場合と同様のピッチにて塗布を行う場合には、基板9上における複数の線状要素はほぼ一定の条件にて形成されることとなり、図5.Bに示すように、複数の線状要素94において主走査方向に垂直な断面の形状はほぼ一定となる。この場合、塗布ムラは認識されないが、基板9の全体への線状要素94の形成に要する時間(タクト時間)が長くなってしまう。
If only one nozzle is provided in the coating head, FIG. When coating is performed at the same pitch as in the case of A, a plurality of linear elements on the
上記比較例に対して、図1の塗布装置1では、基板9への有機EL液の塗布時に循環部112および流路111により基板保持部11を介して基板9が間接的に冷却され、基板9上の有機EL液の乾燥速度が全体的に遅くされる。これにより、複数の吐出口171から有機EL液が吐出される際に、後側ノズルにより塗布された後側線状要素の周囲において、(+Y)側の吐出ノズル17および中央近傍の3本の吐出ノズル17により塗布された線状要素の周囲と比べて有機EL液の溶媒成分の濃度が低い状態で、有機EL液の乾燥が終了する(すなわち、半乾燥状態となるまで溶媒が蒸発する)ことが防止され、後側線状要素の乾燥に要する時間のうち、当該後側線状要素の(−Y)側に新たな線状要素が形成された状態(すなわち、周囲の雰囲気が当該後側線状要素と同時に形成された他の線状要素におけるものと同等にされた状態)における時間の割合が大きくされる。このように、塗布装置1では複数の吐出口171から吐出された有機EL液において吐出直後の異なる条件下にて乾燥が終了することが防止され、有機EL液の乾燥速度の均一性が向上される。その結果、基板9上に形成される有機EL材料の線状要素94の断面形状の不均一性(縁部膜厚差のばらつき)を低減して、基板9を用いて製造される有機EL表示装置において塗布ムラによる表示の質の低下を抑制することができる。
In contrast to the comparative example, in the
また、塗布装置1では、有機EL液が主溶媒と主溶媒よりも揮発性が低い溶媒とを含むことにより、有機EL液の沸点を常温にて揮発しにくくなる程度まで上昇させて、有機EL液の揮発性を低減させることができる。これにより、複数の吐出口171から吐出された有機EL液の乾燥速度の均一性をさらに向上することができる。
Further, in the
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
図1の塗布装置1では、循環部112および流路111を循環する水(もちろん、水以外の冷媒であってもよい。)にて基板保持部11を冷却することにより、基板9が容易に冷却されるが、例えば、基板保持部11を冷却するペルチェ素子が基板保持部11の基板9とは反対側に設けられ、基板9が間接的に冷却されてもよい。また、基板保持部11の内部の流路111および循環部112が省略される図6に示す塗布装置1aにおいて、基板保持部11、基板移動機構12、アライメントマーク検出部13、塗布ヘッド14、ヘッド移動機構15および受液部16が内部に配置されるチャンバ31が設けられてもよい。図6の塗布装置1aにて基板9上に有機EL液を塗布する際には、チャンバ31に接続される温調部32がチャンバ31内の温度を周囲の温度よりも低くすることにより、基板保持部11上の基板9が冷却される。これにより、複数の吐出口171から基板9上に吐出された有機EL液が、吐出直後における異なる条件下にて乾燥が終了することが防止され、有機EL液の乾燥速度の均一性を向上することができる。以上のように、基板9を冷却する手法は、様々な構成により実現することが可能である。なお、基板9の冷却にチャンバ31を用いる場合等には、基板保持部は、基板9の(−Z)側の主面に当接して基板9を保持するもの以外に、基板9のY方向の端部を把持することにより基板9を保持するもの等であってもよい。
In the
また、有機EL表示装置において求められる表示の質によっては、基板9を冷却することなく、有機EL液に主溶媒と主溶媒よりも揮発性が低い溶媒とを含ませることのみにより、複数の吐出口171から吐出された有機EL液の乾燥速度の均一性が向上されてもよい。
Further, depending on the display quality required in the organic EL display device, a plurality of discharges can be obtained only by including the main solvent and a solvent having lower volatility than the main solvent without cooling the
上記実施の形態では、同一色の発光材料を含む有機EL液にて形成される複数の線状要素94を領域ピッチの3倍のピッチにて主面90上に配列して、基板9上に発光材料のパターンを適切に形成することが実現されるが、流動性材料として、揮発性の溶媒(例えば、水)に加えて正孔輸送材料を含むものが基板9に塗布されてもよい。この場合も、塗布装置では、複数の吐出口171から吐出された流動性材料の乾燥速度の均一性を向上して、乾燥後の線状要素の断面形状のばらつきを抑制することが可能となり、有機EL表示装置において正孔輸送層の断面形状のばらつきに依存する表示の質の低下を抑制することが実現される。なお、「正孔輸送材料」とは、有機EL表示装置の正孔輸送層を形成する材料であり、「正孔輸送層」とは、有機EL材料により形成された有機EL層へと正孔を輸送する狭義の正孔輸送層のみを意味するのではなく、正孔の注入を行う正孔注入層も含む。
In the above embodiment, a plurality of
塗布装置では、例えば、塗布ヘッド14に3本の吐出ノズル17が設けられ、これらの吐出ノズル17から赤色(R)、緑色(G)、青色(B)と互いに色が異なる3種類の有機EL材料をそれぞれ含む3種類の有機EL液が同時に吐出されて基板9に塗布されてもよい。また、塗布ヘッド14では、流動性材料を吐出する吐出ノズル17は2本以上とされるのであれば、他の本数とされてもよい。
In the coating apparatus, for example, three
塗布装置では、基板移動機構12による基板9および基板保持部11の移動に代えて、塗布ヘッド14が副走査方向に移動することにより、副走査方向における基板9の塗布ヘッド14に対する相対移動が行われてもよい。また、ヘッド移動機構15による塗布ヘッド14の移動に代えて、基板9および基板保持部11が主走査方向に移動することにより、主走査方向における塗布ヘッド14の基板9に対する相対移動が行われてもよい。
In the coating apparatus, instead of moving the
上記実施の形態における処理対象の基板9では、線状領域93が隔壁92により規定されるが、塗布装置では隔壁が形成されていない基板9上に流動性材料を塗布することも可能である。この場合、主走査方向に伸びる複数の線状領域が最終製品である表示装置の画素の間隔に従って副走査方向に一定の領域ピッチにて仮想的に主面90上に配列設定されていると捉えた上で、塗布装置による流動性材料の塗布が行われる。
In the
塗布装置は、1枚の基板から複数の有機EL表示装置を製造する(いわゆる、多面取りを行う)場合にも利用できる。また、基板9上に付与する材料として有機EL表示装置用の画素形成材料(有機EL材料または正孔輸送材料)を含む流動性材料を塗布装置を用いて基板9上に塗布することにより、有機EL表示装置における塗布ムラによる表示の質の低下が抑制されるが、ノズルプリンティング方式の塗布装置は、例えば、液晶表示装置やプラズマ表示装置等の他の平面表示装置用の基板に対し、着色材料や蛍光材料等の他の種類の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する場合に利用されてもよい。この場合も、平面表示装置において、塗布ムラによる表示の質の低下を抑制することが可能となる。
The coating device can also be used when a plurality of organic EL display devices are manufactured from a single substrate (so-called multi-surface processing). Further, by applying a fluid material containing a pixel forming material (organic EL material or hole transport material) for an organic EL display device as a material to be applied on the
また、塗布装置は、平面表示装置用の基板以外に、半導体基板等の様々な基板に対する様々な種類の流動性材料の塗布に利用されてもよい。 Moreover, the coating device may be used for coating various types of fluid materials on various substrates such as a semiconductor substrate in addition to the substrate for a flat display device.
1,1a 塗布装置
9 基板
11 基板保持部
12 基板移動機構
14 塗布ヘッド
15 ヘッド移動機構
31 チャンバ
32 温調部
111 流路
112 循環部
171 吐出口
S11,S13〜S17 ステップ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
基板を保持する基板保持部と、
前記基板を冷却する冷却手段と、
揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む流動性材料を、前記基板に平行な副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から前記基板に向けて吐出する吐出機構と、
前記吐出機構を前記副走査方向に垂直かつ前記基板に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記吐出機構の前記主走査方向への相対移動が完了する毎に前記基板を前記吐出機構に対して前記副走査方向に相対的に移動する移動機構と、
を備えることを特徴とする塗布装置。 An application device for applying a flowable material to a substrate,
A substrate holder for holding the substrate;
Cooling means for cooling the substrate;
A discharge mechanism for discharging a flowable material including a volatile solvent and a material applied on the substrate toward the substrate from a plurality of discharge ports arranged at equal intervals in a sub-scanning direction parallel to the substrate; ,
The ejection mechanism is moved relative to the substrate in a main scanning direction perpendicular to the sub-scanning direction and parallel to the substrate, and the relative movement of the ejection mechanism in the main scanning direction is completed each time. A moving mechanism for moving the substrate relative to the ejection mechanism in the sub-scanning direction;
A coating apparatus comprising:
前記冷却手段が、前記基板保持部を冷却することを特徴とする塗布装置。 The coating apparatus according to claim 1,
The coating apparatus, wherein the cooling means cools the substrate holding part.
前記溶媒が、主溶媒と、前記主溶媒よりも揮発性が低い溶媒とを含むことを特徴とする塗布装置。 The coating apparatus according to claim 1 or 2,
The coating apparatus, wherein the solvent includes a main solvent and a solvent having lower volatility than the main solvent.
前記基板上に付与する材料が、有機EL表示装置用の画素形成材料であることを特徴とする塗布装置。 The coating apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A coating apparatus, wherein the material applied onto the substrate is a pixel forming material for an organic EL display device.
a)基板を冷却する工程と、
b)前記a)工程に並行して、揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む流動性材料を、前記基板に平行な副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から前記基板に向けて吐出しつつ、前記複数の吐出口を有する吐出機構を前記副走査方向に垂直かつ前記基板に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動する工程と、
c)前記基板を前記吐出機構に対して前記副走査方向に相対的に移動する工程と、
d)前記b)工程および前記c)工程を繰り返す工程と、
を備えることを特徴とする塗布方法。 An application method for applying a flowable material to a substrate,
a) cooling the substrate;
b) In parallel with the step a), a plurality of discharge ports in which a volatile solvent and a flowable material containing a material applied on the substrate are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction parallel to the substrate Moving the discharge mechanism having the plurality of discharge ports relative to the substrate in a main scanning direction perpendicular to the sub-scanning direction and parallel to the substrate, while discharging toward the substrate from
c) moving the substrate relative to the ejection mechanism in the sub-scanning direction;
d) repeating the step b) and the step c);
A coating method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007205260A JP2009039615A (en) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | Coater and coating method |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014135393A (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-24 | Denso Corp | Organic material coating apparatus and organic material coating method using the same |
US10957856B2 (en) | 2018-03-09 | 2021-03-23 | Joled Inc. | Method and apparatus for manufacturing organic el display panel |
WO2022024896A1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | 日産化学株式会社 | Method for producing organic functional film-attached substrate |
-
2007
- 2007-08-07 JP JP2007205260A patent/JP2009039615A/en active Pending
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