JP2009064599A - Coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上の塗布領域に有機EL材料などの液体を塗布する塗布装置に関するものである。 The present invention relates to a coating apparatus that applies a liquid such as an organic EL material to a coating region on a substrate.
有機EL素子は、発光層にEL発光能をもつ有機低分子又は有機高分子で形成した素子であり、自発光のため視野角がよく、耐衝撃性に優れるなど、ディスプレイ素子として理想的な特徴を有している。このため、各種の分野において研究、開発が進められている。 An organic EL element is an element formed of an organic low-molecular or organic polymer having EL light-emitting ability in the light-emitting layer, and has a good viewing angle for self-emission and excellent impact resistance. have. For this reason, research and development are underway in various fields.
製造方法としては、真空蒸着法、インクジェット法、ディスペンス法などが広く研究されている。 As a manufacturing method, a vacuum deposition method, an ink jet method, a dispensing method, and the like are widely studied.
ディスペンス法では、一般的に基板上に形成されたストライプ状の隔壁に対しノズル(液体吐出部)を隔壁に平行に往復移動させながら液体の有機EL材料を塗布することでパターニングを行っている。 In the dispensing method, patterning is generally performed by applying a liquid organic EL material to a stripe-shaped partition formed on a substrate while reciprocating a nozzle (liquid ejection unit) in parallel with the partition.
この種の塗布装置としては、特許文献1に記載された塗布装置などがある。
As this type of coating apparatus, there is a coating apparatus described in
しかしながら、この種の装置では粘度の低い有機EL材料は、ノズルの先端部分に吸い上げられ、塗布動作時以外の動作時(例えばアライメント時など)にも飛散して、塗布不良が生じるという課題があった。 However, in this type of apparatus, the organic EL material having a low viscosity is sucked up at the tip of the nozzle and scattered during operations other than the coating operation (for example, during alignment), resulting in a defective coating. It was.
この種の対策としては特許文献2に記載されるように、塗布領域以外をマスクで覆うことにより塗布する必要のない領域に有機EL材料が塗布されることを防止する方法などがある。
As a countermeasure of this type, as described in
しかしながら、特許文献2のようなマスクによる方法では、塗布領域はマスクに遮蔽されていないため、塗布領域に不要な有機EL材料が飛散することは防止できない。実際に精度良く塗布を行うためには基板のアライメントを行った後、塗布を行い、位置ずれや塗布量などを最適化する必要がある。この時、ノズルは塗布後に基板上を幾度となく往復することになり、その際ノズル先端部分に吸い上げられた有機EL材料が基板に飛散して、塗布不良の原因となる。
However, in the method using the mask as in
本発明は、ノズル先端部分に吸い上げられた液体が飛散しても、基板への付着を低減することができ、塗布不良を低減することができる塗布装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the coating device which can reduce adhesion to a board | substrate even if the liquid sucked up by the nozzle tip part scatters, and can reduce application | coating defect.
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
基板上の塗布領域に液体を塗布する塗布装置において、
塗布装置の液体吐出部に連動し、液体吐出部から吐出される液体の不要時に、前記液体の飛散を遮蔽する遮蔽機構を備えていることを特徴とする。
As means for solving the above problems, the present invention provides:
In a coating apparatus that applies a liquid to a coating area on a substrate,
In conjunction with the liquid ejection part of the coating apparatus, a shielding mechanism is provided for shielding the scattering of the liquid when the liquid ejected from the liquid ejection part is unnecessary.
本発明の塗布装置は、ノズル先端部分に吸い上げられた液体が飛散しても、基板への付着を低減することができ、塗布不良を低減することができる。 The coating apparatus of the present invention can reduce adhesion to the substrate even when the liquid sucked up at the nozzle tip portion is scattered, and can reduce defective coating.
以下、本発明の塗布装置について図を用い説明する。ここでは、塗布する液体として有機EL材料を例にとり有機EL素子の基板に塗布するものとする。 Hereinafter, the coating apparatus of this invention is demonstrated using figures. Here, an organic EL material is taken as an example of the liquid to be applied and applied to the substrate of the organic EL element.
図1(a)、(b)は本発明における塗布装置の概略構成を示す平面図及び正面図である。 1A and 1B are a plan view and a front view showing a schematic configuration of a coating apparatus according to the present invention.
図示する塗布装置1は基板設置部2及び塗布機構3を備えている。
The illustrated
基板設置部2は、基板ステージ21及び旋回部22を備えている。基板ステージ21に有機ELパネル等の基板を設置し、旋回部22により基板ステージ21を図示θ方向に回転させることで、基板とノズル移動機構部31との水平方向のアライメントを行う構成とされている。
The
塗布機構3は、ノズル移動機構部31と、ノズル(液体吐出部)32と、ノズル保持ユニット33と、遮蔽部34と、排出部35及びアーム36を備えている。
The
ノズル移動機構部31は、Y軸方向に移動可能な構成とされており、前記ノズル移動機構部31にノズル保持ユニット33がX、Z軸方向に移動可能に支持されている。このノズル保持ユニット33にノズル32が支持されており、上記の構成によって前記ノズル32をXYZ軸方向に移動させて、基板の所望の位置に有機EL材料の塗布を行う。
The nozzle
本発明では説明を簡便にするためノズル32は一つだけ記載しているが、赤、緑、青の有機EL材料を塗布する場合などではノズルは複数であってもよい。また、本発明ではノズル32をXYZ軸方向に移動させているが、塗布方法としては基板を移動させてもよく、あるいは両方を移動させてもよい。
In the present invention, only one
上述したように本発明の塗布装置は、旋回部22により基板とノズル移動機構部31との水平方向のアライメントを行った後、ノズル32をXYZ軸方向に移動させることで、基板の所望の位置に有機EL材料を連続塗布し、パターニングを行う。しかしながら、上述したように、ノズル32は塗布動作後に基板上を幾度となく往復することになり、その際ノズル32の先端部分に吸い上げられた有機EL材料が基板に飛散して、塗布不良の原因となる。
As described above, in the coating apparatus of the present invention, after the horizontal alignment between the substrate and the nozzle
そこで、本発明ではこのような塗布動作時以外の動作時に、つまり、ノズル32から吐出される有機EL材料の不要時の飛散を遮蔽する遮蔽機構を備えていることを特徴とする。
Therefore, the present invention is characterized by including a shielding mechanism that shields scattering of the organic EL material ejected from the
遮蔽機構は、図2(a)、(b)に示すようにノズル32の先端部分(下端部分)にノズル保持ユニット33を介してアーム36により遮蔽部34を一時的に挿入することにより飛散した有機EL材料が基板に塗布されることを防止する構成とされている。具体的には、アーム36の一方の端部がノズル保持ユニット33に回転可能に連結されており、他方の端部に遮蔽部34が設けられている。例えば有機EL材料の塗布動作の終了の信号を受けると、前記ノズル32の塗布動作の終了に連動するように、ノズル保持ユニット33に設けられた回転機構によってアーム36を回転させる。そして、遮蔽部34をノズル32と基板との間に入るように移動させて前記ノズル32の直下位置に配置する(図2(a)を参照)。一方、有機EL材料の塗布動作の開始の信号を受けると、前記ノズル32の塗布動作の開始に連動するように、ノズル保持ユニット33に設けられた回転機構によってアーム36を回転させる。そして、遮蔽部34をノズル32と基板との間に入らないように退避させる(図2(b)を参照)。そのため、ノズル32の先端部分に吸い上げられた有機EL材料が飛散しても、基板への付着を低減することができる。また、塗布動作を行う時には、遮蔽部34をノズル32と基板との間に入らないように退避することにより、塗布動作に影響を与えることなく塗布動作を可能にすることができる。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the shielding mechanism is scattered by temporarily inserting the
ちなみに、遮蔽部34は飛散する有機EL材料を受け止めることができる形状であれば特に限定しないが、図示するように漏斗形状とされていることが好ましく、その下端部に形成された開口部に排出部35が設けられていることが好ましい。排出部35は排出ユニット(図示せず)と連動し遮蔽部34に溜まった有機EL材料を排出する。これにより飛散した有機EL材料を随時排出することで、量産時などでも有機EL材料が遮蔽部34に溜まることを防止し、長期的・安定的に連続して塗布することを可能にできる。
Incidentally, the
以下、本発明を用いた塗布結果と従来方式の塗布結果の比較例を説明する。図3は本発明に用いた有機EL素子用の基板の概略図である。ガラス基板101上の表示領域にパターニングされた画素電極102及びTFT回路(図示せず)を形成し、表示領域外に取り出し電極(図示せず)を形成した。
Hereinafter, a comparative example of the coating result using the present invention and the coating result of the conventional method will be described. FIG. 3 is a schematic view of a substrate for an organic EL element used in the present invention. A patterned
さらに感光性ポリイミド材料からなるバンク103をフォトリソにより形成した。
Further, a
バンク103の高さは3μm、バンク103の幅及びバンク間の幅はそれぞれ30μm・200μmとした。またバンク103に挟まれたストライプ状の画素ラインは100本とした。
The height of the
次にバンク103の形成時の残存有機物を除去するためにUVオゾン処理を10分間行った。
Next, UV ozone treatment was performed for 10 minutes in order to remove residual organic substances during the formation of the
次にCF4ガスによりフッ素プラズマ処理を行うことでバンク103に撥液性を付与した。
Next, liquid repellency was imparted to the
ストライプ状のバンク103間に、本発明の塗布装置1を用いてホール注入材料としてPEDOT/PSSを連続的に塗布し、ホットプレートにて200℃、30分間ベークして膜厚30nmのホール注入層を形成した。
PEDOT / PSS is continuously applied as a hole injection material between the stripe-
次に同様にテトラリンにポリパラフェニレンビニレン誘導体poly[2−methoxy,5−(2’−ethylhexoxy)−1,4−phenylen vinylene]を1wt%溶かした溶液をバンク103間に塗布した。塗布後、ホットプレートにて150℃、10分間ベークして膜厚100nmの有機EL層を形成した。
Next, similarly, a solution in which 1 wt% of polyparaphenylene vinylene derivative poly [2-methoxy, 5- (2′-ethylhexoxy) -1,4-phenylene vinylene] was dissolved in tetralin was applied between the
この間、塗布動作時以外の動作時は本発明の遮蔽部34がノズル32の直下位置に挿入されるように設定し、塗布を行った。
During this time, during the operation other than the application operation, application was performed by setting the
その後、真空蒸着装置を用いて電子注入層としてCs2CO3を膜厚3nm、上部電極としてAlを膜厚150nm堆積した。 Thereafter, Cs 2 CO 3 was deposited to a thickness of 3 nm as an electron injection layer using a vacuum deposition apparatus, and Al was deposited to a thickness of 150 nm as an upper electrode.
真空から窒素中に移動して、画素部分を覆うように吸湿剤を備えたガラスキャップを接着し、有機EL素子を作成した。 The organic EL element was produced by moving from vacuum to nitrogen and adhering a glass cap provided with a hygroscopic agent so as to cover the pixel portion.
<比較例>
一方、比較例として、本発明の塗布装置1の遮蔽機構を用いずに実施例と同様の基板に同様の条件で有機EL材料を塗布することにより、有機EL素子を作成した。
<Comparative example>
On the other hand, as a comparative example, an organic EL element was formed by applying an organic EL material to a substrate similar to the example under the same conditions without using the shielding mechanism of the
<評価>
作成した実施例における有機EL素子と比較例における有機EL素子で100本中、有機EL材料の飛散による塗布不良の割合を比較した。表1は実施例における不良率と比較例における不良率である。
<Evaluation>
Of the 100 organic EL elements in the prepared example and the organic EL element in the comparative example, the ratio of coating defects due to scattering of the organic EL material was compared. Table 1 shows the defect rate in the example and the defect rate in the comparative example.
表1に示すように、本発明の塗布装置を用いて作成した実施例の有機EL素子は、塗布不良を大きく低減することができた。 As shown in Table 1, the organic EL elements of the examples prepared using the coating apparatus of the present invention were able to greatly reduce coating defects.
本発明では飛散する液体として粘度の低い有機EL材料を用い有機EL素子の基板に塗布を行っているが本発明は液体の飛散を改善するものであり同様の効果が得られるものであれば特にこの分野に限るものではない。 In the present invention, a low-viscosity organic EL material is used as the liquid to be scattered, and coating is performed on the substrate of the organic EL element. However, the present invention improves the liquid scattering and is particularly effective as long as the same effect can be obtained. It is not limited to this field.
1 塗布装置
2 基板設置部
21 基板ステージ
22 旋回部
3 塗布機構
31 ノズル移動機構部
32 ノズル(液体吐出部)
33 ノズル保持ユニット
34 遮蔽部
35 排出部
36 アーム
101 基板
102 画素電極
103 バンク
DESCRIPTION OF
33
Claims (4)
塗布装置の液体吐出部に連動し、液体吐出部から吐出される液体の不要時に、前記液体の飛散を遮蔽する遮蔽機構を備えていることを特徴とする塗布装置。 In a coating apparatus that applies a liquid to a coating area on a substrate,
A coating apparatus, comprising: a shielding mechanism that interlocks with a liquid ejection unit of the coating apparatus and shields the scattering of the liquid when the liquid ejected from the liquid ejection unit is unnecessary.
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