JP3808728B2

JP3808728B2 - Coating device

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Publication number: JP3808728B2
Application number: JP2001193949A
Authority: JP
Inventors: 幹雄増市; 幸宏高村; 三造森脇; 茂宏後藤
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: KR100497898B1; TW550118B; KR20030001316A; JP2003010755A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板の如きＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｉｓｐｌａｙ）用基板、フォトマスク用ガラス基板および光ディスク用基板など（以下、単に「基板」と称する）の上面に有機材料を塗布するために使用される塗布装置に係り、特に移動式の吐出式ノズルから塗布液を吐き出して塗布するディスペンス方式の塗布装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リソグラフィ技術に必要不可欠なフォトレジスト材料を基板（半導体ウェハ）の上面に塗布するための塗布装置として、レジスト材料を効率的に利用するために、基板上にレジスト成分を９０％以上残し、レジスト材料の損失分を１０％以下に抑制し得る塗布方法として、基板を回転させないで済むブレード・ディスペンス・ノズルを用いる方式が考えられている。図７は、従来考えられているブレード・ディスペンス方式の塗布装置の要部構成を概略的に示している。
【０００３】
即ち、停止状態の基板Ｗの上面に向けて、ノズル１００を図示矢印方向Ａに移動させながらその先端部からフォトレジスト材料を噴霧状に吐き出して塗布するものである。この際、基板Ｗの搬送速度とフォトレジスト材料の吐き出し速度とを制御することにより基板Ｗ上に形成されるフォトレジスト膜の膜厚を制御する。
【０００４】
しかし、実際のプロセスにおいては、図７の塗布装置により基板Ｗにフォトレジスト膜を塗布した時に、基板Ｗ周縁部分にもフォトレジスト膜が付くので、フォトレジスト塗布後に基板Ｗ周縁部上の不要なフォトレジスト膜を除去する工程を必要とし、この工程に伴うダストの発生により、後の工程（パターニング・エッチングなど）での基板搬送時のパーティクルの発生原因となるなどの不都合が生じる。
【０００５】
そこで、停止状態の基板Ｗの周縁部に対して接触するように、あるいは接触することなく、近接・離間自在に設けられ、ノズル１００から吐き出されるフォトレジスト材料から基板Ｗの周縁部をマスクする周縁部マスク装置１０１が付加された塗布装置が特開平６−２２５１１４号公報として提供されている。
【０００６】
この従来技術によれば、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、周縁部マスク装置１０１を有しているので、基板Ｗの周縁部Ｗ１にフォトレジスト膜が塗布することが防止できる。また、フォトレジスト塗布後に周縁部Ｗ１上の不要なフォトレジスト膜を除去するための専用装置を必要としなくなるので、プロセスのスループットが向上し、さらには、基板Ｗの周縁部Ｗ１上の不要なフォトレジスト膜の除去する工程が不要となり、この工程に伴うダストの発生がなくなる。
【０００７】
一方、近年、有機ＥＬ（エレクトロンルミネッセンス）材料を基板上の所定パターン形状に塗布して有機ＥＬ表示装置を製造する工程においても上記のような塗布装置が用いられる。従来の有機ＥＬ表示装置は、次に説明するようにして製造されている。先ず、ガラス基板の表面上に透明なＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜を成膜する。次に、このガラス基板上に成膜されたＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィー技術を用いて、複数本のストライプ状の第１電極にパターニング形成する。この第１電極は陽極に相当するものである。次に、ストライプ状の第１電極を囲むようにしてガラス基板上に突出させる電気絶縁性の隔壁を、フォトリソグラフィー技術を用いて形成する。
【０００８】
そして、塗布装置のノズルから有機ＥＬ材料を隔壁内のストライプ状の第１電極に向けて噴出させて、隔壁内のストライプ状の第１電極上に有機ＥＬ材料を塗布する。具体的には、ある隔壁内のストライプ状の第１電極上には、赤色の有機ＥＬ材料用のノズルによって赤色の有機ＥＬ材料が塗布される。赤色の有機ＥＬ材料が塗布された第１電極に隣接する一方の第１電極上には、緑色の有機ＥＬ材料用のノズルによって緑色の有機ＥＬ材料が塗布される。緑色の有機ＥＬ材料が塗布された第１電極に隣接する次の第１電極上には、青色の有機ＥＬ材料用のノズルによって青色の有機ＥＬ材料が塗布される。青色の有機ＥＬ材料が塗布された第１電極に隣接する次の第１電極上には、赤色の有機ＥＬ材料が塗布される。このように、赤、緑、青色の有機ＥＬ材料がその順に個別に第１電極上に塗布される。
【０００９】
次に、第１電極に直交するように対向させるストライプ状の第２電極を真空蒸着法によりガラス基板上に複数本並設するように形成して、第１電極と第２電極との間に有機ＥＬ材料を挟み込んでいる。この第２電極は陰極に相当するものである。このようにして、第１電極と第２電極とが単純ＸＹマトリスク状に配列されたフルカラー表示可能な有機ＥＬ表示装置が製造されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機ＥＬ材料の塗布のような微細なパターン形状に応じて材料を塗布する要求には、従来考えられているブレード・ディスペンス方式の塗布装置は適さない。そこで、塗布液を線状に吐出可能な１つの微細孔より吐出するノズル方式（以下、ストレートノズルと称する）の塗布装置が多用される。
【００１１】
このような、ストレートノズルでは、所望範囲に塗布するのにノズルをパターンに沿ってスライド移動させることで塗布する過程を必要とする。そして、塗布のスループットを上げるために、このスライド移動も高速化しており、従来技術にあるような基板Ｗの周縁部マスク装置で基板Ｗの周縁部Ｗ１をマスクした場合、次のような問題を生じていた。
【００１２】
図９に示すように、ストレートノズル１０２を矢印方向Ｂへ高速で移動すると、噴射される塗布液Ｌにも矢印方向Ｂに沿った慣性力が働く。その結果、ストレートノズル１０２が移動を開始する側の塗布範囲Ｗ２においては、塗布液Ｌの塗布不充分領域Ｗ３が発生した。また、ストレートノズル１０２が移動を終了する側においては、塗布液Ｌが基板Ｗの周縁部Ｗ１の領域Ｗ４に飛び散ってしまっていた。
【００１３】
このことは、ストレートノズル１０２の高速移動に伴い、塗布液Ｌが慣性力によりストレートノズル１０２の移動方向へ流れて塗布される現象が発生しているためである。すなわち、ストレートノズル１０２の進行方向へ常に塗布液Ｌが流れてしまい、本来、塗布されなければならない塗布範囲Ｗ２では不充分な塗布膜が形成され、被塗布領域である基板Ｗの周縁部Ｗ１に塗布液Ｌが塗布され、塗布液Ｌを不必要に消費してしまっていた。
【００１４】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、塗布液の使用量の削減、損失分（処分量）の減少を図ることが可能になり、基板上のパターンに対しても良好で均一性に優れた塗布膜を形成できる塗布装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するために、本発明は、塗布液を基板上に塗布する塗布装置において、停止状態の基板上を横切る方向に吐出式ノズルが移動しながら、基板の上面に吐出式ノズルから塗布液を吐き出して塗布するノズル手段と、前記基板の周縁部に対して設けられ、前記ノズル手段から吐き出される塗布液から基板周縁部をマスクするマスク手段、前記マスク手段を前記ノズル手段の移動方向とは逆方向にシフトさせるシフト制御手段と、を具備することを特徴とする塗布装置である。
【００１６】
本発明の作用は次のとおりである。請求項１に係る発明の塗布装置においては、ノズル手段による塗布液の塗布範囲はマスク手段によって設定される。この塗布の際、マスク手段はノズル手段の移動方向と逆方向にシフトされる。その結果、ノズル手段の移動とともに塗布液が慣性力でノズル手段の移動方向へ流れた場合、マスク手段にってマスクされる領域が逆方向へ制限することで、塗布液が流れて塗布される領域も制限される。すなわち、マスク手段をシフトすることで塗布液の塗布範囲をより確実に所望範囲に制限することとなる。
【００１７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の塗布装置において、前記ノズル手段は、前記基板の一方の周縁部に位置するマスク手段の上面から基板上面の塗布範囲を通過して、前記基板の他方の周縁部に位置するマスク手段の上面までを移動範囲とするものである。
【００１８】
請求項２に係る発明の塗布装置においては、マスク手段によってマスクされた基板における、塗布範囲への塗布液の塗布が確実に達成される。
【００１９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の塗布装置において、前記マスク手段は、前記基板の周縁部に対して隙間を有して配置され、前記シフト制御手段は、ノズル手段の移動方向上流側のマスク手段を基板の周縁部上へ、移動方向下流側のマスク手段を基板の塗布範囲上へ移動させることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に係る発明の塗布装置においては、ノズル手段の移動方向上流側のマスク手段を基板の周縁部上へ移動することで、塗布範囲における塗布膜の不均一を防止する。一方、移動方向下流側のマスク手段を基板の塗布範囲上へ移動させることで、基板周縁部への塗布液の塗布を防止する。
【００２１】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の塗布装置において、前記ノズル手段は、前記移動範囲の端部で反転し異なる移動範囲を塗布することを繰り返すよう制御する駆動制御手段とを有し、前記シフト制御手段は、ノズル手段の反転に連動してシフト方向を調整することを特徴とする。
【００２２】
請求項４に係る発明の塗布装置においては、ノズル手段が反転し塗布を繰り返すことで基板の広範囲において塗布できる。その際、ノズル手段がノズル手段の反転に連動してシフトされるので、塗布範囲以外への不必要な塗布や、塗布範囲における塗布膜の不均一を防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施例＞
本発明の実施例に係る塗布装置は、具体的に塗布液として有機ＥＬ材料を矩形のガラス基板（単に、基板Ｓと称する）上に所定のパターン形状に塗布して有機ＥＬ表示装置を製造するものである。図１は本発明の実施例に係る有機ＥＬ表示装置の製造装置である塗布装置の要部の概略構成を示すブロック図である。
【００２４】
この塗布装置は、基板搬送装置（図示せず）により搬送されてきた基板Ｓの上面に向けて、吐出式ノズル４ａ〜４ｃ（ストレート・ノズル）の先端部から有機ＥＬ材料を直線棒状に吐き出して塗布するものである。
【００２５】
塗布装置は、図１に示すように、赤、緑、青色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布を受ける基板Ｓを載置するステージ１と、このステージ１を所定方向に移動させるステージ移動機構部２と、基板Ｓ上に形成された位置合せマークの位置を検出する位置合せマーク検出部３と、赤色の有機ＥＬ材料１０ａを赤色用のノズル４ａに供給する第１供給部５と、緑色の有機ＥＬ材料１０ｂを緑色用のノズル４ｂに供給する第２供給部６と、青色の有機ＥＬ材料１０ｃを青色用のノズル４ｃに供給する第３供給部７と、各色のノズル４ａ〜４ｃを所定方向に移動させるノズル移動機構部８と、基板Ｓの周縁部をマスクする周縁部マスク装置５０と、ステージ移動機構部２と位置合せマーク検出部３と第１〜第３供給部５〜７とノズル移動機構部８と周縁部マスク装置５０とを制御する制御部９とで構成されている。
【００２６】
以下、各部の構成を詳細に説明する。
なお、図２、図３に示すように、赤、緑、青色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布を受ける基板Ｓの表面上には、各色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを塗布すべき所定のパターン形状に応じたストライプ状の溝１１が複数本並設されるように形成されている。図２は、有機ＥＬ材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じた溝が表面上に形成された基板Ｓを上から見た状態を示す概略平面図である。図３は、図２に示した基板Ｓの一部分の断面図を示す概略断面図である。
【００２７】
ここで、各色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布を受ける基板Ｓの製造工程について説明する。先ず、平板状の基板Ｓの表面上に透明なＩＴＯ（イリジウム錫酸化物）膜を形成する。次に、この基板Ｓ上に成膜されたＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィー技術を用いて、複数本のストライプ状の第１電極１２にパターニング形成する。この第１電極１２は陽極に相当するものである。
【００２８】
次に、ストライプ状の第１電極１２を囲むようにして基板Ｓ上に突出させる電気絶縁性の隔壁１３を、フォトリソグラフィー技術を用いて形成する。この隔壁１３は、例えば、クロム（Ｃｒ）あるいはドライフィルムで形成されている。このようにして、基板Ｓの表面上には、各色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃと塗布すべきストライプ状の溝１１が複数本並設されて形成されている。
【００２９】
なお、この溝１１内でストライプ状の第１電極１２上には、正孔を積極的に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの方に輸送する正孔輸送層１４が形成されている。この正孔輸送層１４としては、例えば、ＰＥＤＴ（polyethylene dioxythiophene）−ＰＳＳ（poly-styrene sulphonate）を採用している。溝１１の幅は、例えば１００μｍ程度であり、溝１１の深さは、例えば１〜１０μｍ程度であり、溝１１と溝１１との間の距離は、例えば１０〜２０μｍ程度である。このようにして、各色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布を受ける状態にある基板Ｓを製造している。
【００３０】
図１に戻って、第１供給部５は、例えば、赤色の有機ＥＬ材料１０ａの供給源２０ａと、この供給源２０ａから赤色の有機ＥＬ材料１０ａを取り出すためのポンプ２１と、赤色の有機ＥＬ材料１０ａの流量を検出する流量計２２と、赤色の有機ＥＬ材料１０ａ中の異物を除去するためのフィルタ２３とを備えている。
【００３１】
第２供給部６は、例えば、緑色の有機ＥＬ材料１０ｂの供給源２０ｂと、この供給源２０ｂから緑色の有機ＥＬ材料１０ｂを取り出すためのポンプ２１と、緑色の有機ＥＬ材料１０ｂの流量を検出する流量計２２と、緑色の有機ＥＬ材料１０ｂ中の異物を除去するためのフィルタ２３とを備えている。
【００３２】
第３供給部７は、例えば、青色の有機ＥＬ材料１０ｃの供給源２０ｃと、この供給源２０ｃから青色の有機ＥＬ材料１０ｃを取り出すためのポンプ２１と、青色の有機ＥＬ材料１０ｃの流量を検出する流量計２２と、青色の有機ＥＬ材料１０ｃ中の異物を除去するためのフィルタ２３とを備えている。
【００３３】
図４に示すように、ノズル移動機構部８は、各色のノズル４ａ〜４ｃと、こららのノズル４ａ〜４ｃを並設した状態で保持する保持部材３１と、この保持部材３１を支持軸３４の周りに回動自在に支持する支持部材３２と、この支持部材３２を沿わせて移動させるためのガイド部材３３とを備えている。図４（ａ）は、ノズル移動機構部の概略斜視図であり、図４（ｂ）は、ノズル移動機構部を上から見た概略平面図であり、図４（ｃ）は、保持部材を支持部材の支持軸周りに回動させた状態を示す概略平面図である。
【００３４】
支持部材３２には、保持部材３１のノズル並設面に直交する方向に支持軸３４が設けられている。保持部材３１には、この支持軸３４と嵌合させるための嵌合孔３５が設けられている。支持部材３２の支持軸３４に保持部材３１の嵌合孔３５が嵌合されており、支持部材３２は、保持部材３１を支持軸３４の周りに回動自在に支持している。
【００３５】
例えば、図４（ｃ）に示すように、保持部材３１を支持軸３４周りに回動させることで、図４（ｂ）に示す状態における各色の塗布ピッチ間隔Ｐ１よりも狭い塗布ピッチ間隔Ｐ２にすることができ、各色の塗布ピッチ間隔を狭くするように調整できる。なお、これらのノズル４ａ〜４ｃにおける有機ＥＬ材料を出力するための穴径は、基板Ｓに形成された溝１１の幅より小さく、例えば数十μｍ程度であり、ここでは１０〜７０μｍとしている。
【００３６】
位置合わせマーク検出部３としては、例えば、ＣＣＤカメラを採用している。位置合わせマーク検出部３は、制御部９からの指示を受けると、図２に示したガラス基板Ｓの四隅にそれぞれ形成された位置合わせマークＭをそれぞれ撮像し、これらの撮像した位置合わせマークＭの画像データを制御部９に出力する。
【００３７】
周縁部マスク装置５０は、停止状態の基板Ｓの周縁部をマスクする一対の長尺なマスク板５１、５２と、このマスク板５１、５２をそれぞれ独立してスライド移動させるシリンダー等の駆動手段５３、５４より構成される。そして、周縁部マスク装置５０は、停止状態の基板Ｓの周縁部に対して接触することなく接近し、あるいは離間することが可能なように、図示矢印のｘ方向に往復移動自在に構成される。基板Ｓ表面との隙間は、有機ＥＬ材料のマスク板５１、５２の裏面への回り込みをある程度防止する上で、０．５〜２ｍｍ程度に設定される。なお、この隙間が無い場合、マスク板５１、５２の裏面と基板Ｓ表面が擦ってゴミが発生してしまうので好ましくない。
【００３８】
制御部９は、位置合わせマーク検出部３で撮像された画像データに基づいて位置合わせマークＭの位置を検出する。制御部９は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）を使って設計された第１電極１２や溝１１などのレイアウトデータが予め与えられている。制御部９は、位置合わせマークＭの位置の算出結果と、予め与えられている溝１１のレイアウトデータとに基づいて、塗布のスタートポイント、すなわち、基板Ｓの溝１１の一方の端部側で塗布を開始する塗布開始位置（後述する塗布開始位置Ｂ１に相当する）を算出する。なおここでは、基板Ｓに形成された位置合わせマークＭを４点としているが、例えば２点とするなど、４点以外の点数であっても良い。
【００３９】
制御部９は、図５に示すように、ステージ１を所定方向（ｙ方向）に所定量だけ移動させるようにステージ移動機構部２を制御し、ノズル４ａ〜４ｃを所定方向（ｘ方向）に所定量だけ移動させるようにノズル移動機構部８を制御し、図１に示すように、第１〜第３供給部５〜７の各流量計２２からの検出量ａ〜ｃに応じて、ノズル４ａ〜４ｃから所定流量の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し出すように第１〜第３供給部５〜７の各ポンプ２１に指令ｄ〜ｆを出力する。図５は、ステージとノズルの移動方向を説明するための概略斜視図である。
【００４０】
制御部９は、ノズル移動機構部８の制御とともに、駆動手段５３、５４の駆動方向を制御し、マスク板５１、５２による基板Ｓのマスク領域を調整する。
【００４１】
なお、上述したノズル移動機構部８とノズル４ａ〜４ｃが本発明におけるノズル手段に相当し、上述した制御部９が本発明における駆動制御手段として機能する。また、上述したマスク板５１、５２が本発明におけるマスク手段に相当し、駆動手段５３、５４と制御部９が本発明におけるシフト制御手段として機能する。
【００４２】
次に上記のように構成された塗布装置によって有機ＥＬ表示装置を製造する製造工程について、以下に説明する。
【００４３】
図２、図３に示すように、有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布を受ける状態にある基板Ｓが製造されるまでについては、上述したように既に説明済みであるので、ステージ１上に載置された基板Ｓの溝１１に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを塗布する工程から説明するものとする。
【００４４】
制御部９は、ステージ１上に載置された基板Ｓの四隅の位置合わせマークＭをそれぞれ撮像するように位置合わせマーク検出部３に指示を与える。位置合わせマーク検出部３は、撮像した位置合わせマークＭの画像データを制御部９に出力する。制御部９は、位置合わせマーク検出部３で撮像された画像データに基づいて位置合わせマークＭの位置を算出する。制御部９は、位置合わせマークＭの位置の算出結果と、予め与えられている溝１１のレイアウトデータとに基づいて、塗布のスタートポイント、すなわち、基板Ｓの溝１１の一方の端部側で塗布を開始する塗布開始位置Ｂ１を算出する。
【００４５】
制御部９は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、周縁部マスク装置５０を予めシフトさせておく。図５（ａ）（ｂ）は、ノズル４ａ〜４ｃが移動しながら有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを吐き出して塗布する時に、周縁部マスク装置５０が基板Ｓの周縁部Ｗ１、Ｗ１をマスクした状態になるように設定されている様子を示す側面図で、（ａ）はノズル４ａ〜４ｃが矢印Ｂ方向へ移動する場合、（ｂ）はノズル４ａ〜４ｃが矢印Ｂ方向と逆方向へ移動する場合である。
【００４６】
まず、マスク板５１、５２は、図５（ａ）に示すように図中、左側に移動されて配置される。即ち、ノズル４ａ〜４ｃの移動開始位置側のマスク板５１は、上方から見て周縁部Ｗ１に臨むことができ、ノズル４ａ〜４ｃの移動方向側のマスク板５２は、基板Ｓの塗布範囲Ｗ２の上方へマスク板５２が重なる位置まで移動される。言い換えると、ノズル４ａ〜４ｃの移動方向であるＢ方向とは逆方向にシフトされ配置される。また、基板Ｓの塗布開始位置Ｂ１は、マスク板５１の上面に設定される。
【００４７】
制御部９は、図６に示すように、塗布開始位置Ｂ１にノズル４ａ〜４ｃが位置するように、ステージ移動機構部２とノズル移動機構部８とを制御する。図６は、ノズルの移動経路を説明するための模式図である。なお、ノズル移動機構部８の支持部材３２は、赤、緑、青色の各ノズル４ａ〜４ｃが溝１１の幅方向の中心付近にそれぞれ位置するように良好に調整されている。また、ノズル４ａ〜４ｃと基板Ｓ上の溝１１迄の距離は、有機ＥＬ材料が吐出後も直線棒状の液柱を維持する距離に予め求められて設定される。
【００４８】
次に、図５及び図６に示すように、塗布開始位置Ｂ１にノズル４ａ〜４ｃが位置すると、制御部９は、各ノズル４ａ〜４ｃから基板Ｓ上の溝１１内への有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの流し込み開始を各ポンプ２１に指示するとともに、有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを基板Ｓ上の溝１１に沿わせながらこの溝１１内に流し込むように支持部材３２をガイド部材３３に沿わせて移動させるように制御する。このように、赤、緑、青色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが同時にそれぞれの溝１１に流し込まれていく。
【００４９】
この時、ノズル４ａ〜４ｃからの塗布はマスク板５１の上面から開始され、マスク板５１を通過して基板Ｓの上方へ移動する。よって、吐出した有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃには移動方向のＢ方向へ慣性力が作用し、マスク板５１がなくなる境界では基板Ｓの周縁部Ｗ１へ向かう有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが慣性力で流れて塗布範囲Ｗ２に塗布される。すなわち、マスク板５１が上方に存在しないので、基板Ｓの周縁部Ｗ１に向かう有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが、慣性力で塗布範囲Ｗ２へ塗布されることとなる。
【００５０】
その結果、図５（ａ）に示すように、塗布範囲Ｗ２の開始端部において塗布膜が薄くなることを防止できる。この有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが慣性力で塗布範囲Ｗ２へ塗布されるようにマスク板５１のシフト量を設定するには、予めノズル４ａ〜４ｃの移動速度と有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃ吐出速度とノズル４ａ〜４ｃから基板Ｓまでの距離との関係より求めたシフト範囲を実験等で求める。そして、その値を制御部９に記憶させ、駆動手段５３の移動量を制御するようにすればよい。なお、制御部９は、ストライプ状の溝１１の各ポイントにおける有機ＥＬ材料の塗布量が均一となるように、ノズル４ａ〜４ｃの移動速度に応じてその塗布量を制御するようにしている。
【００５１】
制御部９は、基板Ｓの溝１１の他方の端部側で塗布を停止する塗布停止位置Ｅにノズル４ａ〜４ｃが位置すると、各ノズル４ａ〜４ｃから基板Ｓ上の溝１１内への有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの流し込みを停止させるよう各ポンプ２１に指示するとともに、支持部材３２のガイド部材３３に沿わせる移動を停止させる。なお、塗布停止位置Ｅにおいて、ノズル４ａ〜４ｃの移動を停止するのみで、有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの吐出は継続してもよい。これはマスク板５２があるので基板Ｓに有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが塗布されないため可能であり、更に、この操作によって再吐出動作の起動に必要な負荷を低減することが可能となる。よって、以後の塗布停止位置Ｅにおいて同様にしても良い。
【００５２】
この時、ノズル４ａ〜４ｃの塗布停止位置Ｅはマスク板５２の上面に設定される。よって、吐出した有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃには移動方向のＢ方向へ慣性力が作用し、マスク板５２が現れる境界で基板Ｓへ向かう有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが慣性力で流れて、マスク５２の下面に位置する塗布範囲Ｗ２に塗布される。本来、マスク板５２があるため、上方より臨める基板Ｓの塗布範囲Ｗ２に向かう有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが、慣性力で流れる範囲を塗布範囲Ｗ２とするようにマスク板５２をシフト制御することで、塗布範囲Ｗ２へ塗布されることとなる。
【００５３】
その結果、図５（ａ）に示すように、塗布範囲Ｗ２の終了端部において塗布膜が周縁部Ｗ１に塗布されることを防止できる。この有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃが慣性力でマスク板５２の下側の塗布範囲Ｗ２へ塗布されるようにマスク板５２のシフト量を設定するには、予めノズル４ａ〜４ｃの移動速度と有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃ吐出速度とノズル４ａ〜４ｃから基板Ｓまでの距離との関係より求めたシフト範囲を実験等で求める。そして、その値を制御部９に記憶させ、駆動手段５４の移動量を制御するようにすればよい。
【００５４】
このようにして、三列分の溝１１への有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布が完了する。溝１１内に流し込めれた有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの厚みは、有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの流し込み量によって調整できるが、ここではこの有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの厚みは０．１μｍ程度に形成されている。
【００５５】
次に、図６に示すように、ステージ１をｙ方向に溝１１三列分だけピッチ送りして、次の三列分の溝１１への有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布を行えるようにする。前述した最初の溝１１三列分では、溝１１の左端側を塗布開始位置Ｂ１とし、溝１１の右端側を塗布停止位置Ｅとして、ノズル４ａ〜４ｃを溝１１に沿うように左から右に移動させてそれぞれの溝１１内に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し込んだが、次の溝１１三列分では、溝１１の右端側を塗布開始位置Ｂ１とし、溝１１の左端側を塗布停止位置Ｅとして、ノズル４ａ〜４ｃを溝１１に沿うように右から左に移動させてそれぞれの溝１１内に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し込むようにする。
【００５６】
同時に、マスク板５１、５２も図５（ｂ）に示すように、図中、右にシフトされ、塗布停止位置Ｅを塗布開始位置Ｂ１とし、塗布開始位置Ｂ１と塗布停止位置Ｅと設定し、塗布開始位置Ｂ１と塗布停止位置Ｅとに対するノズル４ａ〜４ｃとの配置関係を前述した最初の溝１１三列分と同じ配置関係とする。なお、この時、ノズル４ａ〜４ｃがマスク板５１、５２の上面に常に位置するようにマスク板５１、５２の大きさと移動量は設定される。
【００５７】
そして、基板Ｓ上の残り溝１１についても、前述の動作を繰り返し実行することで、各色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを溝１１ごとに流し込むようにする。このようにして、赤、緑、青色の有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃがストライプ状の溝１１ごとに赤、緑、青色の順に配列された、いわゆる、ストライプ配列が形成される。
【００５８】
なお、図６に示す半円状の破線は、各ノズル４ａ〜４ｃが次の三列分の溝１１に移行することを示すものであり、各ノズル４ａ〜４ｃが、実際にこの破線で示す半円状の経路で移動するものではない。上述したように、ステージ１上をｙ方向に移動させてから、各ノズル４ａ〜４ｃをｘ方向に移動させることで、溝１１内に良好に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し込んでいる。
【００５９】
次に、基板Ｓ上の全溝１１内への有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃの塗布が完了すると、第１電極１２に直交するように対向させるストライプ状の第２電極を、真空蒸着法により基板Ｓ上に複数本並設するように形成する。第１電極１２と第２電極との間に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを挟み込んでいる。この第２電極は陰極に相当するものである。このようにして、第１電極１２と第２電極とが単純ＸＹマトリスク状に配列されたフルカラー表示可能な有機ＥＬ表示装置が製造される。
【００６０】
このように、基板Ｓは周縁部マスク装置５０でマスクされ、塗布すべき所定のパターン形状に応じノズル４ａ〜４ｃを移動させて有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを塗布する。そして、マスク板５１、５２をノズル４ａ〜４ｃの移動方向と逆方向に所定量シフトさせたので、有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを基板Ｓの所望塗布範囲に確実に塗布することができる。
【００６１】
その結果、塗布後に基板周縁部上の不要な塗布膜を除去するための専用装置を必要としなくなるので、プロセスのスループットが向上し、大幅なコストダウンが可能になる。また、塗布後に基板周縁部上の不要な塗布膜を除去する工程が不要になり、この工程に伴うダストの発生がなくなり、この後の工程（パターニング・エッチングなど）での基板搬送時のパーティクルの発生原因が解消される。
【００６２】
なお、本発明は、上述した実施例および変形例に限定されるものではなく、以下のように他の形態でも実施することができる。
【００６３】
（１）上述した実施例では、図６に示すように、基板Ｓを載置したステージ１を、この基板Ｓ上の溝１１の長手方向（ｘ方向）に対して直交する方向（ｙ方向）にピッチ送りしてから、ノズル４ａ〜４ｃを溝１１の長手方向（ｘ方向）に移動させるようにして、基板Ｓの溝１１内に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し込んでいるが、ステージ１を固定とし、ノズル４ａ〜４ｃを基板Ｓ上の溝１１の長手方向に対して直交する方向にピッチ送りしてから、このノズル４ａ〜４ｃをこの溝１１の長手方向に移動させるようにして、基板Ｓの溝１１内に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し込んでも良い。
【００６４】
（２）上述した実施例では、赤、緑、青色の３個１組のノズル４ａ〜４ｃで基板Ｓの各溝１１内に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し込んでいるが、この３個1組のノズル４ａ〜４ｃを複数組設けて基板Ｓの各溝１１内に有機ＥＬ材料１０ａ〜１０ｃを流し込んでも良い。こうすることで塗布処理にかかる時間を短縮することができる。
【００６５】
また、各ノズル４ａ〜４ｃの間隔を、隣接する溝１１の間隔（ある溝１１の幅中心からそれに隣接する溝１１の幅中心までの間隔）の４の倍数分として配置し、溝１１の長手方向に対して直交する方向にこれらのノズル４ａ〜４ｃを隣接する溝１１の間隔の３倍分の距離でピッチ送りするようにしても良い。こうすることでノズル間が広くなりメンテナンスが容易となる。
【００６６】
（３）上述した実施例では、基板Ｓをガラス基板としてるが、ガラス以外の材料の基板や、その形状は矩形に限らず、円形であっても塗布範囲をマスク装置でもって制限する場合に採用しても良い。
【００６７】
（４）なお、上記各実施例は、有機材料（ポリイミドなど）を塗布する場合を示したが、その他のフォトレジスト材料を塗布する場合にも本発明を適用できる。
【００６８】
その他、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、塗布液を基板上の所定のパターン形状に塗布できる装置において、ノズルを移動させて塗布液を供給しても、塗布する際、この塗布液の塗布領域を確実に制限して、塗布領域以外への飛び散りを防止できるとともに均一な塗布を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る塗布装置の要部の概略構成を示すブロック図。
【図２】有機ＥＬ材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じた溝が表面上に形成された基板を上から見た状態を示す概略平面図である。
【図３】図２に示した基板の一部分の断面を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）は本実施例のノズル移動機構部の概略斜視図であり、（ｂ）はノズル移動機構部を上から見た概略平面図であり、（ｃ）は保持部材を支持部材の支持軸周りに回動させた状態を示す概略平面図である。
【図５】本実施例における基板Ｓとノズルの移動方向を説明するめの概略側面図で、（ａ）はノズルがＢ方向へ移動する場合、（ｂ）はノズルがＢ方向と逆方向へ移動する場合である。
【図６】本実施例におけるノズルの移動経路を説明する模式図である。
【図７】従来考えられているブレード・ディスペンス方式の塗布装置の要部を概略的に示す構成説明図である。
【図８】従来装置の構成を示す基板周縁部マスク装置の例を概略的に示す構成を概略的に示す構成説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は塗布処理後の基板を説明する平面図である。
【図９】従来の塗布装置による塗布処理を概略的に示す図である。
【符号の説明】
Ｗ、Ｓ基板
Ｗ１周縁部
Ｗ２塗布範囲
Ｗ３塗布不充分領域
Ｗ４周縁部Ｗ１の領域
Ｌ塗布液
１ステージ
２ステージ移動機構部
４ａ、４ｂ、４ｃ、１００ノズル
８ノズル移動機構部
９制御部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ有機ＥＬ材料
５０、１０１周縁部マスク装置
５１、５２マスク板
５３、５４駆動手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention applies an organic material to the upper surface of a semiconductor substrate, an FPD (Flat Panel Display) substrate such as a glass substrate for a liquid crystal display device, a photomask glass substrate, an optical disk substrate, or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”). In particular, the present invention relates to an improvement in a dispense-type coating apparatus that discharges a coating liquid from a movable discharge nozzle and applies the coating liquid.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a coating apparatus for applying a photoresist material indispensable for lithography technology to the upper surface of a substrate (semiconductor wafer), in order to efficiently use the resist material, 90% or more of the resist component is left on the substrate, As a coating method that can suppress the loss of resist material to 10% or less, a method using a blade dispense nozzle that does not require rotation of the substrate is considered. FIG. 7 schematically shows the configuration of the main part of a conventionally known blade-dispensing type coating apparatus.
[0003]
That is, while the nozzle 100 is moved in the direction indicated by the arrow A toward the upper surface of the substrate W in a stopped state, the photoresist material is sprayed from the tip portion and applied. At this time, the film thickness of the photoresist film formed on the substrate W is controlled by controlling the conveyance speed of the substrate W and the discharge speed of the photoresist material.
[0004]
However, in the actual process, when the photoresist film is applied to the substrate W by the coating apparatus of FIG. 7, the photoresist film is also attached to the peripheral portion of the substrate W. The process of removing the photoresist film is required, and the generation of dust accompanying this process causes inconveniences such as generation of particles at the time of transporting the substrate in subsequent processes (patterning, etching, etc.).
[0005]
Therefore, a peripheral edge masking the peripheral edge portion of the substrate W from the photoresist material which is provided so as to be close to and away from the peripheral edge portion of the substrate W in a stopped state and without being in contact therewith. A coating apparatus to which a partial mask device 101 is added is provided as JP-A-6-225114.
[0006]
According to this prior art, as shown in FIGS. 8A to 8C, since the peripheral portion mask device 101 is provided, it is possible to prevent the photoresist film from being applied to the peripheral portion W1 of the substrate W. . Further, since a dedicated apparatus for removing an unnecessary photoresist film on the peripheral portion W1 after the photoresist application is not required, the process throughput is improved, and further, unnecessary photo on the peripheral portion W1 of the substrate W is improved. The process of removing the resist film is not necessary, and dust generation associated with this process is eliminated.
[0007]
On the other hand, in recent years, a coating apparatus as described above is also used in a process of manufacturing an organic EL display device by coating an organic EL (electron luminescence) material in a predetermined pattern shape on a substrate. A conventional organic EL display device is manufactured as described below. First, a transparent ITO (indium tin oxide) film is formed on the surface of a glass substrate. Next, the ITO film formed on the glass substrate is patterned and formed on a plurality of stripe-shaped first electrodes by using a photolithography technique. This first electrode corresponds to the anode. Next, an electrically insulating partition wall that protrudes on the glass substrate so as to surround the stripe-shaped first electrode is formed using a photolithography technique.
[0008]
Then, the organic EL material is ejected from the nozzle of the coating device toward the striped first electrode in the partition wall, and the organic EL material is applied onto the striped first electrode in the partition wall. Specifically, a red organic EL material is applied onto a stripe-shaped first electrode in a certain partition wall by a nozzle for a red organic EL material. On the first electrode adjacent to the first electrode to which the red organic EL material is applied, the green organic EL material is applied by a nozzle for the green organic EL material. On the next first electrode adjacent to the first electrode to which the green organic EL material is applied, the blue organic EL material is applied by a blue organic EL material nozzle. On the next first electrode adjacent to the first electrode coated with the blue organic EL material, the red organic EL material is coated. Thus, red, green, and blue organic EL materials are individually applied on the first electrode in that order.
[0009]
Next, a plurality of stripe-shaped second electrodes that are opposed to each other so as to be orthogonal to the first electrode are formed on the glass substrate in parallel by a vacuum vapor deposition method, and between the first electrode and the second electrode. An organic EL material is sandwiched. This second electrode corresponds to a cathode. Thus, an organic EL display device capable of full-color display in which the first electrode and the second electrode are arranged in a simple XY matrix is manufactured.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, a blade dispense type coating apparatus which has been conventionally considered is not suitable for a requirement for applying a material according to a fine pattern shape such as application of an organic EL material. Therefore, a nozzle type (hereinafter, referred to as a straight nozzle) coating apparatus that discharges the coating liquid from one fine hole that can be discharged linearly is often used.
[0011]
In such a straight nozzle, in order to apply to a desired range, a process of applying by sliding the nozzle along the pattern is required. In order to increase the throughput of coating, this slide movement is also accelerated. When the peripheral edge W1 of the substrate W is masked by the peripheral edge mask device of the substrate W as in the prior art, the following problems are caused. It was happening.
[0012]
As shown in FIG. 9, when the straight nozzle 102 is moved at high speed in the arrow direction B, the inertial force along the arrow direction B also acts on the sprayed coating liquid L. As a result, in the coating range W2 on the side where the straight nozzle 102 starts to move, an insufficiently coated region W3 of the coating liquid L occurs. Further, on the side where the straight nozzle 102 finishes moving, the coating liquid L is scattered in the region W4 of the peripheral edge W1 of the substrate W.
[0013]
This is because a phenomenon occurs in which the coating liquid L flows and is applied in the moving direction of the straight nozzle 102 due to inertial force as the straight nozzle 102 moves at high speed. That is, the coating liquid L always flows in the advancing direction of the straight nozzle 102, and an insufficient coating film is formed in the coating range W2 that should be originally applied, and is formed on the peripheral edge W1 of the substrate W that is the coating region. The coating liquid L was applied, and the coating liquid L was consumed unnecessarily.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the amount of coating liquid used and to reduce the amount of loss (disposal amount). It is an object of the present invention to provide a coating apparatus capable of forming a coating film having excellent uniformity.
[0015]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to achieve the above object, the present invention provides a coating apparatus that applies a coating liquid onto a substrate, and the discharge nozzle is applied to the upper surface of the substrate from the discharge nozzle while moving in a direction across the stopped substrate. Nozzle means for discharging and applying the liquid, mask means for masking the peripheral edge of the substrate from the coating liquid discharged from the nozzle means, and the mask means as the moving direction of the nozzle means Comprises a shift control means for shifting in the reverse direction.
[0016]
The operation of the present invention is as follows. In the coating apparatus according to the first aspect, the coating range of the coating liquid by the nozzle means is set by the mask means. During this application, the mask means is shifted in the direction opposite to the moving direction of the nozzle means. As a result, when the coating liquid flows in the moving direction of the nozzle means due to the inertial force with the movement of the nozzle means, the coating liquid flows and is applied by limiting the area masked by the mask means in the reverse direction. The area is also limited. That is, by shifting the mask means, the coating range of the coating liquid is more reliably limited to the desired range.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, in the coating apparatus according to the first aspect, the nozzle means passes through a coating range of the upper surface of the substrate from the upper surface of the mask means positioned at one peripheral edge of the substrate, and the substrate The movement range is up to the upper surface of the mask means located at the other peripheral edge of the first.
[0018]
In the coating apparatus according to the second aspect of the present invention, the application of the coating liquid to the coating range is reliably achieved on the substrate masked by the mask means.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, in the coating apparatus according to the second aspect, the mask means is disposed with a gap with respect to a peripheral edge portion of the substrate, and the shift control means is a moving direction of the nozzle means. The upstream mask means is moved onto the peripheral edge of the substrate, and the mask means downstream in the movement direction is moved onto the coating area of the substrate.
[0020]
In the coating apparatus according to the third aspect of the present invention, the mask means on the upstream side in the movement direction of the nozzle means is moved onto the peripheral edge of the substrate, thereby preventing unevenness of the coating film in the coating range. On the other hand, the mask means on the downstream side in the moving direction is moved onto the coating range of the substrate, thereby preventing the coating liquid from being applied to the peripheral edge of the substrate.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, in the coating apparatus according to the second or third aspect of the present invention, the nozzle means is controlled so as to repeat reversing and coating different moving ranges at the end of the moving range. And the shift control means adjusts the shift direction in conjunction with the reversal of the nozzle means.
[0022]
In the coating apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the coating can be performed over a wide range of the substrate by inverting the nozzle means and repeating the coating. At that time, since the nozzle means is shifted in conjunction with the reversal of the nozzle means, it is possible to prevent unnecessary application outside the application range and unevenness of the coating film in the application range.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<First embodiment>
The coating apparatus according to the embodiment of the present invention specifically manufactures an organic EL display device by coating an organic EL material as a coating liquid on a rectangular glass substrate (simply referred to as substrate S) in a predetermined pattern shape. Is. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of a coating apparatus which is an apparatus for manufacturing an organic EL display device according to an embodiment of the present invention.
[0024]
This coating apparatus discharges the organic EL material in the form of a straight bar from the tip of the discharge nozzles 4a to 4c (straight nozzles) toward the upper surface of the substrate S which has been transported by a substrate transport device (not shown). It is something to apply.
[0025]
As shown in FIG. 1, the coating apparatus includes a stage 1 on which a substrate S that receives coating of red, green, and blue organic EL materials 10a to 10c is placed, and a stage moving mechanism unit that moves the stage 1 in a predetermined direction. 2, an alignment mark detection unit 3 that detects the position of the alignment mark formed on the substrate S, a first supply unit 5 that supplies the red organic EL material 10 a to the red nozzle 4 a, The second supply unit 6 that supplies the organic EL material 10b to the green nozzle 4b, the third supply unit 7 that supplies the blue organic EL material 10c to the blue nozzle 4c, and the nozzles 4a to 4c for the respective colors are predetermined. A nozzle moving mechanism 8 that moves in the direction, a peripheral edge mask device 50 that masks the peripheral edge of the substrate S, a stage moving mechanism 2, an alignment mark detector 3, and first to third supply units 5 to 7. Nozzle moving mechanism 8 and And a control unit 9 for controlling the edge mask 50.
[0026]
Hereinafter, the configuration of each unit will be described in detail.
As shown in FIGS. 2 and 3, the organic EL materials 10 a to 10 c of the respective colors are to be applied on the surface of the substrate S that receives the application of the red, green, and blue organic EL materials 10 a to 10 c. A plurality of stripe-shaped grooves 11 corresponding to the pattern shape are formed side by side. FIG. 2 is a schematic plan view showing a state in which the substrate S on which grooves corresponding to a predetermined pattern shape to which the organic EL material is to be applied is formed is viewed from above. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional view of a portion of the substrate S shown in FIG.
[0027]
Here, the manufacturing process of the board | substrate S which receives application | coating of the organic EL material 10a-10c of each color is demonstrated. First, a transparent ITO (iridium tin oxide) film is formed on the surface of the flat substrate S. Next, the ITO film formed on the substrate S is patterned and formed on the plurality of stripe-shaped first electrodes 12 by using a photolithography technique. The first electrode 12 corresponds to an anode.
[0028]
Next, an electrically insulating partition wall 13 protruding on the substrate S so as to surround the striped first electrode 12 is formed using a photolithography technique. The partition wall 13 is formed of, for example, chromium (Cr) or a dry film. Thus, on the surface of the substrate S, the organic EL materials 10a to 10c of the respective colors and a plurality of stripe-shaped grooves 11 to be applied are formed in parallel.
[0029]
A hole transport layer 14 that positively transports holes toward the organic EL materials 10a to 10c is formed on the striped first electrode 12 in the groove 11. For example, PEDT (polyethylene dioxythiophene) -PSS (poly-styrene sulphonate) is adopted as the hole transport layer 14. The width of the groove 11 is, for example, about 100 μm, the depth of the groove 11 is, for example, about 1 to 10 μm, and the distance between the groove 11 and the groove 11 is, for example, about 10 to 20 μm. Thus, the board | substrate S in the state which receives the application | coating of the organic EL material 10a-10c of each color is manufactured.
[0030]
Returning to FIG. 1, the first supply unit 5 includes, for example, a supply source 20a of a red organic EL material 10a, a pump 21 for taking out the red organic EL material 10a from the supply source 20a, and a red organic EL A flow meter 22 for detecting the flow rate of the material 10a and a filter 23 for removing foreign matter in the red organic EL material 10a are provided.
[0031]
For example, the second supply unit 6 detects a supply source 20b of the green organic EL material 10b, a pump 21 for taking out the green organic EL material 10b from the supply source 20b, and a flow rate of the green organic EL material 10b. And a filter 23 for removing foreign matter in the green organic EL material 10b.
[0032]
The third supply unit 7 detects, for example, the supply source 20c of the blue organic EL material 10c, the pump 21 for taking out the blue organic EL material 10c from the supply source 20c, and the flow rate of the blue organic EL material 10c. And a filter 23 for removing foreign substances in the blue organic EL material 10c.
[0033]
As shown in FIG. 4, the nozzle moving mechanism unit 8 includes the nozzles 4 a to 4 c of the respective colors, a holding member 31 that holds these nozzles 4 a to 4 c in a state of being arranged in parallel, and the holding member 31 as a support shaft 34. And a guide member 33 for moving the support member 32 along the support member 32. FIG. 4A is a schematic perspective view of the nozzle moving mechanism unit, FIG. 4B is a schematic plan view of the nozzle moving mechanism unit viewed from above, and FIG. It is a schematic plan view which shows the state rotated around the support shaft of the support member.
[0034]
The support member 32 is provided with a support shaft 34 in a direction orthogonal to the nozzle juxtaposed surface of the holding member 31. The holding member 31 is provided with a fitting hole 35 for fitting with the support shaft 34. A fitting hole 35 of the holding member 31 is fitted to the support shaft 34 of the support member 32, and the support member 32 supports the holding member 31 so as to be rotatable around the support shaft 34.
[0035]
For example, as shown in FIG. 4C, by rotating the holding member 31 around the support shaft 34, the application pitch interval P2 is narrower than the application pitch interval P1 of each color in the state shown in FIG. 4B. And can be adjusted so as to narrow the coating pitch interval of each color. In addition, the hole diameter for outputting the organic EL material in these nozzles 4a to 4c is smaller than the width of the groove 11 formed in the substrate S, for example, about several tens of micrometers, and is 10 to 70 μm here.
[0036]
For example, a CCD camera is employed as the alignment mark detection unit 3. When receiving the instruction from the control unit 9, the alignment mark detection unit 3 images the alignment marks M respectively formed at the four corners of the glass substrate S shown in FIG. Are output to the control unit 9.
[0037]
The peripheral portion mask device 50 includes a pair of long mask plates 51 and 52 that mask the peripheral portion of the substrate S in a stopped state, and a driving unit 53 such as a cylinder that slides the mask plates 51 and 52 independently of each other. , 54. The peripheral edge mask device 50 is configured to reciprocate in the x direction indicated by the arrow in the figure so that it can approach or separate from the peripheral edge of the substrate S in a stopped state without contact. . The gap with the surface of the substrate S is set to about 0.5 to 2 mm in order to prevent the organic EL material from wrapping around the back surfaces of the mask plates 51 and 52 to some extent. If there is no gap, it is not preferable because the back surface of the mask plates 51 and 52 and the surface of the substrate S are rubbed to generate dust.
[0038]
The control unit 9 detects the position of the alignment mark M based on the image data captured by the alignment mark detection unit 3. The control unit 9 is preliminarily given layout data such as the first electrode 12 and the groove 11 designed using CAD (Computer Aided Design). Based on the calculation result of the position of the alignment mark M and the layout data of the groove 11 given in advance, the control unit 9 performs the application start point, that is, at one end side of the groove 11 of the substrate S. An application start position for starting application (corresponding to an application start position B1 described later) is calculated. Here, the alignment marks M formed on the substrate S are four points, but the number may be other than four points, for example, two points.
[0039]
As shown in FIG. 5, the control unit 9 controls the stage moving mechanism unit 2 to move the stage 1 by a predetermined amount in a predetermined direction (y direction), and moves the nozzles 4 a to 4 c in a predetermined direction (x direction). The nozzle moving mechanism unit 8 is controlled so as to move by a predetermined amount, and as shown in FIG. 1, the nozzles are selected according to the detected amounts a to c from the flow meters 22 of the first to third supply units 5 to 7. Commands d to f are output to the respective pumps 21 of the first to third supply units 5 to 7 so that the organic EL materials 10a to 10c having a predetermined flow rate are flowed from 4a to 4c. FIG. 5 is a schematic perspective view for explaining the moving direction of the stage and the nozzle.
[0040]
The control unit 9 controls the driving direction of the driving units 53 and 54 together with the control of the nozzle moving mechanism unit 8, and adjusts the mask area of the substrate S by the mask plates 51 and 52.
[0041]
The nozzle moving mechanism 8 and the nozzles 4a to 4c described above correspond to the nozzle means in the present invention, and the controller 9 described above functions as the drive control means in the present invention. The mask plates 51 and 52 described above correspond to the mask means in the present invention, and the drive means 53 and 54 and the control unit 9 function as shift control means in the present invention.
[0042]
Next, a manufacturing process for manufacturing an organic EL display device using the coating apparatus configured as described above will be described below.
[0043]
As shown in FIGS. 2 and 3, since the substrate S in a state of receiving the application of the organic EL materials 10 a to 10 c has been already described as described above, the substrate S is placed on the stage 1. The process of applying the organic EL materials 10a to 10c to the grooves 11 of the substrate S will be described.
[0044]
The control unit 9 gives an instruction to the alignment mark detection unit 3 so as to image the alignment marks M at the four corners of the substrate S placed on the stage 1. The alignment mark detection unit 3 outputs the captured image data of the alignment mark M to the control unit 9. The control unit 9 calculates the position of the alignment mark M based on the image data captured by the alignment mark detection unit 3. Based on the calculation result of the position of the alignment mark M and the layout data of the groove 11 given in advance, the control unit 9 performs the application start point, that is, at one end side of the groove 11 of the substrate S. An application start position B1 for starting application is calculated.
[0045]
As shown in FIGS. 5A and 5B, the controller 9 shifts the peripheral edge mask device 50 in advance. 5A and 5B show that the peripheral edge mask device 50 masks the peripheral edges W1 and W1 of the substrate S when the organic EL materials 10a to 10c are discharged and applied while the nozzles 4a to 4c move. It is a side view which shows a mode set so that it may become, (a) is the case where the nozzles 4a-4c move in the arrow B direction, (b) is the case where the nozzles 4a-4c move in the direction opposite to the arrow B direction. It is.
[0046]
First, as shown in FIG. 5A, the mask plates 51 and 52 are moved and arranged on the left side in the drawing. That is, the mask plate 51 on the movement start position side of the nozzles 4a to 4c can face the peripheral edge W1 when viewed from above, and the mask plate 52 on the movement direction side of the nozzles 4a to 4c is applied to the coating range W2 of the substrate S. Is moved to a position where the mask plate 52 overlaps. In other words, the nozzles 4a to 4c are arranged to be shifted in the direction opposite to the direction B, which is the moving direction of the nozzles 4a to 4c. The application start position B1 of the substrate S is set on the upper surface of the mask plate 51.
[0047]
As shown in FIG. 6, the control unit 9 controls the stage moving mechanism unit 2 and the nozzle moving mechanism unit 8 so that the nozzles 4a to 4c are positioned at the application start position B1. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the movement path of the nozzle. The support member 32 of the nozzle moving mechanism unit 8 is well adjusted so that the red, green, and blue nozzles 4a to 4c are positioned near the center of the groove 11 in the width direction. Further, the distance between the nozzles 4a to 4c and the groove 11 on the substrate S is determined and set in advance to a distance at which the organic EL material maintains the linear liquid column after discharge.
[0048]
Next, as shown in FIGS. 5 and 6, when the nozzles 4 a to 4 c are located at the application start position B <b> 1, the controller 9 causes the organic EL material 10 a to enter the grooves 11 on the substrate S from the nozzles 4 a to 4 c. In addition, the pump 21 is instructed to start the flow of 10c to 10c, and the support member 32 is moved along the guide member 33 so that the organic EL materials 10a to 10c are poured into the groove 11 along the groove 11 on the substrate S. Control to move. In this way, the red, green, and blue organic EL materials 10a to 10c are poured into the respective grooves 11 at the same time.
[0049]
At this time, application from the nozzles 4 a to 4 c starts from the upper surface of the mask plate 51, passes through the mask plate 51, and moves above the substrate S. Accordingly, an inertial force acts on the discharged organic EL materials 10a to 10c in the B direction of the moving direction, and the organic EL materials 10a to 10c toward the peripheral edge W1 of the substrate S flow with the inertial force at the boundary where the mask plate 51 disappears. To be applied to the application range W2. That is, since the mask plate 51 does not exist on the upper side, the organic EL materials 10a to 10c directed toward the peripheral edge W1 of the substrate S are applied to the application range W2 by inertia force.
[0050]
As a result, as shown in FIG. 5A, it is possible to prevent the coating film from becoming thin at the start end of the coating range W2. In order to set the shift amount of the mask plate 51 so that the organic EL materials 10a to 10c are applied to the application range W2 by inertial force, the movement speed of the nozzles 4a to 4c and the discharge speed of the organic EL materials 10a to 10c are set in advance. The shift range obtained from the relationship with the distance from the nozzles 4a to 4c to the substrate S is obtained by experiments or the like. Then, the value may be stored in the control unit 9 to control the movement amount of the driving unit 53. The control unit 9 controls the application amount according to the moving speed of the nozzles 4a to 4c so that the application amount of the organic EL material at each point of the striped groove 11 becomes uniform.
[0051]
When the nozzles 4a to 4c are positioned at the application stop position E where the application is stopped on the other end side of the groove 11 of the substrate S, the control unit 9 performs organic treatment from each nozzle 4a to 4c into the groove 11 on the substrate S. Each pump 21 is instructed to stop the pouring of the EL materials 10a to 10c, and the movement of the support member 32 along the guide member 33 is stopped. In addition, in the application stop position E, the discharge of the organic EL materials 10a to 10c may be continued only by stopping the movement of the nozzles 4a to 4c. This is possible because the organic EL materials 10a to 10c are not applied to the substrate S because of the mask plate 52, and further, this operation can reduce the load necessary for starting the re-ejection operation. Therefore, the same operation may be performed at the subsequent application stop position E.
[0052]
At this time, the application stop position E of the nozzles 4 a to 4 c is set on the upper surface of the mask plate 52. Therefore, an inertial force acts on the discharged organic EL materials 10a to 10c in the B direction of the moving direction, and the organic EL materials 10a to 10c directed toward the substrate S flow at the boundary where the mask plate 52 appears, and the mask 52 It is applied to the application range W2 located on the lower surface of the film. Originally, since there is the mask plate 52, the mask plate 52 is shift-controlled so that the range in which the organic EL materials 10a to 10c flowing toward the coating range W2 of the substrate S facing from above flows through the inertial force is the coating range W2. The coating is applied to the coating range W2.
[0053]
As a result, as shown in FIG. 5A, it is possible to prevent the coating film from being applied to the peripheral edge W1 at the end portion of the coating range W2. In order to set the shift amount of the mask plate 52 so that the organic EL materials 10a to 10c are applied to the lower coating range W2 of the mask plate 52 by inertia force, the moving speed of the nozzles 4a to 4c and the organic EL are set in advance. Materials 10a to 10c The shift range obtained from the relationship between the discharge speed and the distance from the nozzles 4a to 4c to the substrate S is obtained by experiments or the like. Then, the value may be stored in the control unit 9 to control the movement amount of the driving unit 54.
[0054]
Thus, application | coating of the organic EL material 10a-10c to the groove | channel 11 for three rows is completed. The thickness of the organic EL materials 10a to 10c poured into the groove 11 can be adjusted by the amount of the organic EL materials 10a to 10c poured, but here, the thickness of the organic EL materials 10a to 10c is formed to be about 0.1 μm. Has been.
[0055]
Next, as shown in FIG. 6, the stage 1 is pitch-feeded by three rows of grooves 11 in the y direction so that the organic EL materials 10a to 10c can be applied to the grooves 11 of the next three rows. . In the first three rows of the grooves 11 described above, the left end side of the grooves 11 is the application start position B1, the right end side of the grooves 11 is the application stop position E, and the nozzles 4a to 4c are moved from the left to the right along the grooves 11. The organic EL materials 10a to 10c are caused to flow into the respective grooves 11, but in the next three rows of grooves 11, the right end side of the grooves 11 is set as the application start position B1, and the left end side of the grooves 11 is set as the application stop position E. As described above, the nozzles 4 a to 4 c are moved from the right to the left along the grooves 11, and the organic EL materials 10 a to 10 c are poured into the grooves 11.
[0056]
At the same time, as shown in FIG. 5B, the mask plates 51 and 52 are also shifted to the right in the figure, and the application stop position E is set as the application start position B1, and the application start position B1 and the application stop position E are set. The arrangement relationship between the nozzles 4a to 4c with respect to the application start position B1 and the application stop position E is the same as the arrangement relationship for the first three grooves 11 described above. At this time, the size and amount of movement of the mask plates 51 and 52 are set so that the nozzles 4a to 4c are always positioned on the upper surfaces of the mask plates 51 and 52.
[0057]
Then, by repeating the above-described operation for the remaining grooves 11 on the substrate S, the organic EL materials 10a to 10c of the respective colors are poured into the grooves 11 one by one. In this manner, a so-called stripe arrangement is formed in which red, green, and blue organic EL materials 10a to 10c are arranged in the order of red, green, and blue for each stripe-shaped groove 11.
[0058]
The semicircular broken line shown in FIG. 6 indicates that each nozzle 4a to 4c moves to the next three rows of grooves 11, and each nozzle 4a to 4c is actually indicated by this broken line. It does not move on a semicircular route. As described above, the organic EL materials 10a to 10c are satisfactorily poured into the groove 11 by moving the nozzles 4a to 4c in the x direction after moving on the stage 1 in the y direction.
[0059]
Next, when the application of the organic EL materials 10a to 10c in all the grooves 11 on the substrate S is completed, the stripe-shaped second electrode that is opposed to the first electrode 12 so as to be orthogonal to the substrate S is formed by the vacuum deposition method. It forms so that two or more may be arranged in parallel. Organic EL materials 10a to 10c are sandwiched between the first electrode 12 and the second electrode. This second electrode corresponds to a cathode. In this way, an organic EL display device capable of full color display in which the first electrode 12 and the second electrode are arranged in a simple XY matrix is manufactured.
[0060]
In this way, the substrate S is masked by the peripheral edge mask device 50, and the organic EL materials 10a to 10c are applied by moving the nozzles 4a to 4c according to a predetermined pattern shape to be applied. Since the mask plates 51 and 52 are shifted by a predetermined amount in the direction opposite to the moving direction of the nozzles 4a to 4c, the organic EL materials 10a to 10c can be reliably applied to the desired application range of the substrate S.
[0061]
As a result, a dedicated apparatus for removing an unnecessary coating film on the peripheral edge of the substrate after coating is not required, so that the process throughput is improved and the cost can be significantly reduced. In addition, there is no need to remove an unnecessary coating film on the peripheral edge of the substrate after coating, dust generation associated with this step is eliminated, and particles during transport of the substrate in subsequent steps (patterning, etching, etc.) are eliminated. The cause of occurrence is eliminated.
[0062]
In addition, this invention is not limited to the Example and modification which were mentioned above, It can implement also with another form as follows.
[0063]
(1) In the embodiment described above, as shown in FIG. 6, the stage 1 on which the substrate S is placed is in a direction (y direction) orthogonal to the longitudinal direction (x direction) of the groove 11 on the substrate S. Then, the organic EL materials 10a to 10c are poured into the groove 11 of the substrate S so that the nozzles 4a to 4c are moved in the longitudinal direction (x direction) of the groove 11, and the stage 1 is moved. The nozzles 4a to 4c are pitch-fed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the groove 11 on the substrate S, and the nozzles 4a to 4c are moved in the longitudinal direction of the groove 11 The organic EL materials 10 a to 10 c may be poured into the S groove 11.
[0064]
(2) In the above-described embodiment, the organic EL materials 10a to 10c are poured into the respective grooves 11 of the substrate S by a set of three nozzles 4a to 4c of red, green, and blue. A plurality of nozzles 4 a to 4 c may be provided, and the organic EL materials 10 a to 10 c may be poured into the grooves 11 of the substrate S. By doing so, the time required for the coating process can be shortened.
[0065]
Further, the interval between the nozzles 4a to 4c is arranged as a multiple of 4 of the interval between the adjacent grooves 11 (the interval from the width center of a certain groove 11 to the width center of the adjacent groove 11). You may make it pitch-feed these nozzles 4a-4c by the distance for 3 times the space | interval of the adjacent groove | channel 11 in the direction orthogonal to a direction. By doing so, the space between the nozzles is widened and maintenance is facilitated.
[0066]
(3) In the above-described embodiment, the substrate S is a glass substrate. However, the substrate of a material other than glass and the shape of the substrate S are not limited to a rectangle. It may be adopted.
[0067]
(4) In addition, although each said Example showed the case where an organic material (polyimide etc.) was apply | coated, this invention is applicable also when apply | coating another photoresist material.
[0068]
In addition, various design changes can be made within the scope of technical matters described in the claims.
[0069]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the apparatus capable of applying the coating liquid in a predetermined pattern shape on the substrate, even when the coating liquid is supplied by moving the nozzle, this coating is applied. The liquid application area can be surely limited to prevent splashing to areas other than the application area, and uniform application can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of a coating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a state in which a substrate on which grooves corresponding to a predetermined pattern shape to which an organic EL material is to be applied is formed is viewed from above.
3 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of a part of the substrate shown in FIG. 2;
4A is a schematic perspective view of a nozzle moving mechanism unit of the present embodiment, FIG. 4B is a schematic plan view of the nozzle moving mechanism unit viewed from above, and FIG. 4C supports a holding member. It is a schematic plan view which shows the state rotated around the support shaft of the member.
FIGS. 5A and 5B are schematic side views for explaining the moving direction of the substrate S and the nozzle in the present embodiment. FIG. 5A shows a case where the nozzle moves in the B direction, and FIG. 5B shows a case where the nozzle moves in the direction opposite to the B direction. This is the case.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating nozzle movement paths in the present embodiment.
FIG. 7 is a structural explanatory view schematically showing a main part of a conventionally known blade-dispensing type coating apparatus.
FIGS. 8A and 8B are configuration explanatory views schematically showing a configuration of an example of a substrate peripheral portion mask device showing the configuration of a conventional device, wherein FIG. 8A is a plan view, FIG. 8B is a side view, and FIG. These are top views explaining the board | substrate after an application | coating process.
FIG. 9 is a diagram schematically showing a coating process by a conventional coating apparatus.
[Explanation of symbols]
W, S substrate
W1 edge
W2 application range
W3 insufficient coating area
W4 Area of peripheral edge W1
L Coating liquid
1 stage
2 Stage moving mechanism
4a, 4b, 4c, 100 nozzles
8 Nozzle movement mechanism
9 Control unit
10a, 10b, 10c Organic EL material
50, 101 Perimeter mask device
51, 52 Mask plate
53, 54 Driving means

Claims

In a coating apparatus for coating a coating solution on a substrate,
Nozzle means for discharging and applying the coating liquid from the discharge nozzle to the upper surface of the substrate, while the discharge nozzle moves in a direction across the substrate in the stopped state,
Mask means provided for the peripheral edge of the substrate, for masking the peripheral edge of the substrate from a coating solution discharged from the nozzle means;
Shift control means for shifting the mask means in a direction opposite to the moving direction of the nozzle means;
The coating apparatus characterized by comprising.

The coating apparatus according to claim 1,
The nozzle means moves from the upper surface of the mask means positioned at one peripheral edge of the substrate to the upper surface of the mask means positioned at the other peripheral edge of the substrate through the coating range of the upper surface of the substrate. The applicator device.

The coating apparatus according to claim 2,
The mask means is disposed with a gap with respect to the peripheral edge of the substrate,
The shift control means moves the mask means on the upstream side in the movement direction of the nozzle means to the peripheral portion of the substrate, and moves the mask means on the downstream side in the movement direction to the coating range of the substrate.

In the coating device according to claim 2 or 3,
The nozzle means includes drive control means for controlling to reverse and apply different movement ranges at the end of the movement range;
The said shift control means adjusts a shift direction in conjunction with inversion of a nozzle means, The coating device characterized by the above-mentioned.