KR20080110683A - 도포 장치, 유기 재료 박막의 형성 방법, 유기 ｅｌ 패널 제조 장치 - Google Patents

도포 장치, 유기 재료 박막의 형성 방법, 유기 ｅｌ 패널 제조 장치 Download PDF

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KR20080110683A
KR20080110683A KR1020087028043A KR20087028043A KR20080110683A KR 20080110683 A KR20080110683 A KR 20080110683A KR 1020087028043 A KR1020087028043 A KR 1020087028043A KR 20087028043 A KR20087028043 A KR 20087028043A KR 20080110683 A KR20080110683 A KR 20080110683A
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Abstract

가열실이나 냉각실이 불필요한 도포장치를 제공한다. X 축 방향으로 이동하는 도포 대상물 (14) 상에 Y 축 방향으로 왕복 이동 가능한 토출기 (31) 와 레이저 조사 장치 (32a, 32b) 를 배치하고, 토출기 (31) 로부터 도포대상물 (14) 의 일부 표면에서 토출한 유기 재료에 레이저광을 조사하고, 가열하여 건조 또는 중합해서 박막화한다. 토출기 (31) 와 레이저 조사 장치 (32a, 32b) 의 Y 축 방향의 이동과 도포대상물 (14) 의 X 축 방향의 이동을 반복 행하여, 도포대상물 (14) 의 소정 영역에 유기 재료의 박막을 형성한다. 도포와 레이저광 조사를 병행해서 행할 수 있으므로 작업 효율이 높다. 또한, 도포 대상물 (14) 이 고온이 되지 않기 때문에 냉각 공정이 불필요하다.
레이저 조사 장치, 도포 장치, 토출기, EL 패널

Description

도포 장치, 유기 재료 박막의 형성 방법, 유기 ＥＬ 패널 제조 장치{COATING APPARATUS, ORGANIC MATERIAL THIN FILM FORMING METHOD AND ORGANIC EL PANEL MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 유기 박막을 막형성하는 기술에 관련된 것으로서, 특히, 잉크젯 방식에 의해 막형성하는 도포 장치에 관한 것이다.
유기 EL 패널에 이용되는 유기 박막을 형성하기 위해서, 잉크젯 프린터와 같은 도포 장치를 이용하는 기술이 개발되고 있다.
도 8 의 부호 100 은 종래 기술의 유기 EL 패널 제조 장치이며, 부호 O1∼O4 는, 잉크젯법에 의해 기판 표면에 유기 박막을 형성하는 도포 장치이다. 여기에서는 제 1∼제 4 도포 장치 (O1∼O4) 내에는, 각각 홀 수송층, 적색층, 녹색층, 청색층을 형성하기 위한 유기 재료가 배치되어 있다.
부호 T1∼T5 는 기판을 반송하는 제 1∼제 5 의 반송실이며, 각 반송실 (T1∼T5) 의 내부에는 기판 반송 로봇이 배치되어 있다.
부호 H1∼H4 는 기판을 가열하는 제 1∼제 4 가열실이며 내부에 가열 장치가 배치되어 있다. 부호 C1∼C4 는 가열된 기판을 냉각하는 제 1∼제 4 냉각실이며, 내부에 냉각 장치가 배치되어 있다.
이 유기 EL 패널 제조 장치 (100) 에서는, 기판 반입실 (Lin) 에 배치된 기판은, 제 1 도포 장치 (O1) 내에 반입되어 홀 수송층의 유기 재료가 잉크젯법에 의해 도포된다.
이어서, 제 1 가열실 (H1) 내의 핫 플레이트 상에 배치되어 가열된다. 이 가열에 의해 용매가 증발하여 홀 수송층이 형성된다.
이어서, 제 1 가열실 (H1) 로부터 제 1 냉각실 (C1) 내로 이동되어 냉각된 후, 제 2 도포 장치 (O2) 내에 반입된다.
제 2 도포 장치 (O2) 내에서는, 홀 수송층 상에 적색 발색용의 유기 재료가 도포되고, 제 2 가열실 (H2) 내로 이동되어 가열되고, 용매가 증발하여 홀 수송층 상에 적색 발광층이 형성된다. 이어서, 제 2 냉각실 (C2) 에 이동되어 냉각된 후, 제 3 도포 장치 (O3) 내에 반입된다.
제 3 도포 장치 (O3) 내에서는, 녹색 발색용의 유기 재료가 홀 수송층 상에 도포되고, 제 3 가열실 (H3) 및 제 3 냉각실 (C3) 에 차례로 이동되고, 가열, 냉각 되어 녹색 발광층이 형성된다.
이어서, 제 4 도포 장치 (O4) 내로 이동되어, 홀 수송층 상에 청색 발색용의 유기 재료가 도포되고, 제 4 가열실 (H4) 및 제 4 냉각실 (C4) 에 순차적으로 이동되어, 가열, 냉각에 의해 청색 발광층이 형성된다.
마지막으로, 중간실 (E) 를 통과해서 반출실 (Lout) 로부터 외부로 취출된다.
이상과 같이 잉크젯 프린터를 이용해 유기 박막을 막형성 장치는 하기 문헌에 기재되어 있으나, 하기와 같은 유기 EL 패널 제조 장치는 가열실과 냉각실의 양쪽 모두가 필요하여, 공간 절약에 반하고, 또한 비용이 많이 든다.
특허 문헌 1 : 일본 공표특허공보 2003-515909호
특허 문헌 2 : 일본 공표특허공보 2004-531859호
본 발명은 도포 대상물의 전체를 가열하지 않아도 유기 재료를 승온시킬 수 있는 도포 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 도포 대상물 상에 유기 재료를 토출하는 토출기와, 상기 토출기로부터 상기 도포 대상물에 토출되고, 착탄 (着彈) 된 상기 유기 재료에 레이저광을 조사하는 레이저 조사 장치를 갖는 도포 장치이다.
또한, 본 발명은, 상기 레이저 조사 장치는 상기 도포 대상물 표면의 일부 영역마다 상기 레이저광을 조사하고, 상기 도포 대상물 표면을 부분적으로 가열하는 도포 장치이다.
또한, 본 발명은 상기 도포 대상물과 상기 토출기와, 상기 도포 대상물과 상기 레이저 조사 장치는 제 1 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 구성되고, 상기 도포 대상물과 상기 토출기는, 상기 제 1 방향과는 대략 수직인 제 2 방향으로 상대적으로 왕복 이동할 수 있도록 구성된 도포 장치이다.
또한, 본 발명은, 상기 레이저 조사 장치는 상기 제 2 방향을 따라, 상기 토출기의 양측에 배치되고, 상기 토출기와 함께 상기 제 2 방향으로 상대적으로 왕복 이동 가능하게 구성된 도포 장치이다.
또한, 본 발명은, 상기 레이저 조사 장치는 상기 토출기가 상기 도포 대상물에 대해서 상대 이동하는 방향에 대해 상기 토출기보다 후방에 배치된 도포 장치이 다.
또한, 본 발명은, 상기 레이저 조사 장치는 상기 제 2 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 구성된 도포 장치이다.
또한, 본 발명은, 상기 도포 대상물과 상기 토출기와, 상기 도포 대상물과 상기 레이저 조사 장치는 제 1 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 구성되고, 상기 도포 대상물과 상기 레이저 조사 장치는, 상기 제 1 방향과는 대략 수직인 제 2 방향으로 상대적으로 왕복 이동할 수 있도록 구성된 도포 장치이다.
또한, 본 발명은, 상기 레이저 조사 장치는 상기 토출기가 상기 도포 대상물에 대해서 상대 이동하는 방향에 대해 상기 토출기보다 후방에 배치된 도포 장치이다.
또한, 본 발명은 상기 임의의 도포 장치를 적어도 3 대 갖고, 각 도포 장치에는 적색 발색용, 녹색 발색용, 청색 발색용의 유기 재료가 각각 배치되고, 상기 도포 대상물은 대기에 노출되지 않고 상기 각 도포 장치 간을 이동할 수 있도록 구성된 유기 EL 패널 제조 장치이다.
또한, 본 발명은 도포 대상물에 토출되고, 착탄된 유기 재료에 레이저광을 조사하여, 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 유기 재료 박막의 형성 방법이다.
또한, 본 발명은 상기 레이저광을 상기 도포 대상물 표면의 일부 영역마다 조사하여, 상기 도포 대상물 표면을 부분적으로 가열하는 유기 재료 박막의 형성 방법이다.
본 발명은 상기와 같이 구성되어 있고, 도포 대상물과 토출기는 상대적으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 그 이동 방향을 제 1 방향으로 하면, 도포 대상물과 레이저 조사 장치도 제 1 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 도포 대상물의 일부 범위마다 복수회로 나누어 유기 재료를 토출하면, 모든 범위에 대해서 유기 재료가 토출되기 전에, 착탄된 유기 재료에 레이저광이 조사되고, 승온되어 박막이 형성된다.
도포 대상물과 토출기의 상대 이동은 도포 대상물이 정지해서 토출기가 이동하는 경우와, 토출기가 정지해서 도포 대상물이 이동하는 경우와, 도포 대상물과 토출기의 양쪽 모두가 이동하는 경우가 포함된다.
도포 대상물과 레이저 조사 장치의 상대 이동도 동일하다.
레이저 조사 장치는 토출기와 동기하면, 토출기와 함께 제 2 방향으로 이동할 수가 있고, 토출기와는 비동기로 제 2 방향으로 이동할 수가 있다.
유기 재료를 레이저광의 조사에 의해 부분적으로 가열하므로, 기판 전체를 가열하지 않고 유기 재료를 직접 가열할 수가 있어, 기판 전체가 고온이 되는 일은 없다. 따라서, 냉각 장치가 불필요하게 된다.
특히, 도포 대상물의 일부 영역마다 레이저광을 조사하면, 레이저광의 조사가 종료된 부분은 자연스럽게 냉각되므로, 기판 온도의 상승이 적다.
또한, 유기 재료의 도포와 레이저광의 조사를 병행해 실시하면, 레이저광의 조사에 필요한 작업 시간이 아주 짧게 끝난다.
도 1 의 부호 1 은 본 발명의 제 1 예의 도포 장치를 나타내고 있다.
이 도포 장치 (1) 는, 도포대 (12) 를 갖고 있다. 도포대 (12) 에는, 기판 반송 기구 (13) 가 설치되어 있고, 이 기판 반송 기구 (13) 의 동작에 의해, 도포대 (12) 상에 실린 도포 대상물 (14) 을, 도포대 (12) 의 길이 방향을 따라 도포대 (12) 의 이동원 (A) 측으로부터 이동처 (B) 를 향해 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 도포 대상물 (14) 의 이동은 이동원 (A) 이 상류측, 이동처 (B) 가 하류측이다.
도포대 (12) 의 상방에는 헤드 이동 기구 (23) 가 배치되어 있고, 헤드 이동 기구 (23) 에는 헤드 (15) 가 이동 가능하게 장착되어 있다. 이 헤드 이동 기구 (23) 의 동작에 의해, 헤드 (15) 는 기판 반송 기구 (13) 에 의한 도포 대상물 (14) 의 이동 방향에 대해 대략 수직 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
도 2 는 도포 장치 1 의 개략 평면도로서, 도포 대상물 (14) 의 이동 방향을 X 축으로 하면, 헤드 (15) 는 X 축과는 대략 수직인 Y 축을 따라 왕복 이동하도록 구성되어 있다. X 축을 따른 방향을 제 1 방향, Y 축을 따른 방향을 제 2 방향으로 하면, 제 1, 제 2 방향은 판 형상의 도포 대상물 (14) 의 표면과 평행한 평면 내에 위치하고 있어, 서로 수직이다.
헤드 (15) 는 그 하부에 토출기 (31) 를 갖고 있고, 헤드 (15) 가 왕복 이동하면, 토출기 (31) 는, 도포 대상물 (14) 의 상방에 있으면서, 도포 대상물 (14) 과는 일정 거리만큼 이간해서 Y 축을 따라 왕복 이동하도록 구성되어 있다.
이 도포 대상물 (14) 에서는 표시 영역 (21) 은 행렬형상으로 배치되어 있고, 도포 대상물 (14) 을 X 축, Y 축에 대해 위치 맞춤하면, 표시 영역 (21) 의 줄을 X 축 방향과 Y 축 방향에 맞춰지도록 할 수가 있다.
도포대 (12) 의 이동원 (A) 또는 이동처 (B) 의 위치로부터 보아, 토출기 (31) 의 양측에는 제 1, 제 2 레이저 조사 장치 (32a, 32b) 가 각각 배치되어 있다. 즉, Y 축을 따라, 제 1 레이저 조사 장치 (32a), 토출기 (31), 및 제 2 레이저 조사 장치 (32b) 가 이 순서로 늘어서 있다 (여기에서는 Y 축의 음의 방향으로부터 양의 방향을 향하는 방향으로 늘어서 있다).
토출기 (31) 는 잉크젯 방식에 의해, 헤드 (15) 내에 공급되는 액상의 유기 재료를 도포 대상물 (14) 표면의 일정한 영역에 일정량만큼 토출 가능하도록 구성되어 있다.
도 6 은 도포 대상물 (l4) 을 설명하기 위한 도면으로서, 도포 대상물 (14) 의 일부 표면을 나타내고 있다. 이 도포 대상물 (14) 은 유기 EL 표시 패널을 제조하기 위한 기판이며, 그 표면은 유기 재료가 도포되는 복수의 표시 영역 (21) 과, 표시 영역 (21) 간을 분리하는 분리 영역 (22) 으로 나뉘어 있다. 분리 영역 (22) 은 표시 영역 (21) 의 표면보다 높은 절연 재료로 구성되어 있다.
도 3 은, 도포 대상물 (14) 로의 유기 재료의 도포를 설명하기 위한 도면으로서, 토출기 (31) 가 표시 영역 (21) 마다 일정량의 유기 재료 (34) 를 토출하고 있는 상태를 나타내고 있다.
토출기 (31) 는 도포 대상물 (14) 에 대해서 상대적으로 이동하면서 유기 재 료를 토출해도 되고, 도포 대상물 (14) 과 토출기 (31) 가 상대적으로 정지한 상태에서 토출해도 된다.
토출기 (31) 는 도포 대상물 (14) 에 면하는 위치에, X 축 방향으로 n 개 (1≤n), Y 축 방향으로 m 개 (1≤m) 의 n×m 개가 행렬형상으로 늘어선 1 내지 복수의 토출 구멍을 갖고 있다.
토출기 (31) 와 도포 대상물 (14) 이 상대적으로 정지한 상태에서 1 대의 토출기 (31) 의 각 토출 구멍으로부터, 각 토출 구멍의 바로 아래에 위치하는 복수의 표시 영역 (21) 에 대해 유기 재료 (34) 가 개별적으로 동시에 토출된다.
유기 재료 (34) 가 토출될 때는, 토출기 (31) 와 도포 대상물 (14) 은 상대적으로 정지하고 있고, 정지한 상태에서 1 대의 토출기 (31) 로부터 Y 축에 따라 1 열 내지 복수 열로 늘어선 표시 영역 (21) 에 대해 유기 재료 (34) 가 개별적으로 동시에 토출된다.
토출 구멍과 표시 영역 (21) 이 1 대 1 로 대응하고 있고, 한 개의 토출 구멍으로부터 토출된 토출액이 한 개의 표시 영역 (21) 에 착탄된다고 하면, 이 토출기 (31) 에서는, 1 회의 토출로 n×m 개의 표시 영역 (21) 에 유기 재료 (34) 가 착탄된다. 단, 여기에서는 n×m 개의 표시 영역 (21) 에 대해, 2 열 간격으로 토출되고 있다.
토출기 (31) 가, 일정 범위에 위치하는 표시 영역 (21) 에 대해서 유기 재료 (34) 를 토출한 후, 헤드 (15) 가 도포 대상물 (14) 에 대해서 Y 축 방향에 따른 방향으로 상대적으로 소정량만큼 스텝 이동되고, 미(未)도포 표시 영역 (21) 상에 서 정지되어, 미도포된 일정 범위의 영역에 유기 재료 (34) 가 토출된다.
즉, 토출액의 착탄 후, 헤드 (15) 와 도포 대상물 (14) 이 상대적으로 Y 축의 양 또는 음의 방향으로 m 개분만큼 이동되고, 헤드 (15) 는 미도포 표시 영역 (21) 상에서 정지되어, n×m 개의 미도포 표시 영역 (21) 에 유기 재료 (34) 가 토출된다.
도포 대상물 (14) 이 도포대 (12) 에 대해 정지한 상태에서 헤드 (15) 가 Y 축 방향으로 이동해도 되고, 헤드 (15) 가 도포대 (12) 에 대해 정지한 상태에서 도포 대상물 (14) 이 Y 축 방향으로 이동해도 된다. 양쪽 모두가 이동함으로써 상대 이동해도 된다.
헤드 (15) 는 도포 대상물 (14) 의 표시 영역 (21) 이 배치된 Y 축 방향의 범위와 동일하거나 (하기 제 2, 제３ 실시예의 경우), 또는 그것보다 긴 범위 (제 1 실시예의 경우) 를 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 헤드 (15) 가 Y 축 방향에 따라 상대 이동할 수 있는 범위는 도포 대상물 (14) 상에서 표시 영역 (21) 이 배치된 범위의 Y 축 방향의 길이와 적어도 동일한 길이의 거리, 즉, 표시 영역 (21) 이 배치된 범위의 Y 축 방향의 길이 (폭) 와 적어도 동일한 길이의 거리이거나, 또는, 표시 영역 (21) 이 배치된 범위의 Y 축 방향의 길이 (폭) 보다 긴 거리 (제 1 실시예의 경우) 를 상대 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
토출과 Y 축 방향으로의 스텝 이동이 반복적으로 행해져, Y 축 방향으로 연장되는 1 열 또는 복수 열로 늘어선 표시 영역 (21) 에 전부 토출되면, 도포 대상 물 (14) 과 헤드 (15) 는 상대적으로 X 축의 한 방향으로 도포된 열의 폭분만큼 이동된다.
즉, 토출기 (31) 의 Y 축 방향으로의 이동에 의해, X 축 방향에 따른 n 개의 폭으로 Y 축 방향에 따라 늘어선 모든 표시 영역 (21) 에 유기 재료 (34) 가 착탄되면, 토출기 (31) 와 도포 대상물 (14) 이 상대적으로 X 축을 따라 표시 영역 (21) 의 n 개분만큼 이동되고, 미(未)착탄 표시 영역 (2l) 이 토출기 (31) 의 Y 축 방향의 이동 범위의 하부로 보내진다.
이어서, 토출기 (31) 가 Y 축 방향을 따라 반대 방향으로 이동하고, n 개의 폭을 갖는 표시 영역 (21) 에 유기 재료가 착탄된다.
토출기 (31) 가 미도포 표시 영역 (21) 상에 유기 재료를 토출시키고 있을 때나, 토출기 (31) 가 헤드 (15) 와 함께 Y 축 방향으로 이동하고 있을 때에는, 헤드 (15) 의 이동 방향의 선두측인 레이저 조사 장치 (32b 또는 32a) 의 아래에는 미도포 표시 영역 (21) 이 위치하고 있지만, 이동 방향의 후미측의 레이저 조사 장치 (32a 또는 32b) 는 유기 재료가 도포된 표시 영역 (21) 상을 이동한다.
따라서, 토출기 (31) 의 이동 방향의 후미측에 위치하는 레이저 조사 장치 (32a 또는 32b) 로부터 레이저광을 사출하면, 그 레이저광은 표시 영역 (21) 상의 유기 재료에 조사되고, 그 유기 재료가 가열된다.
유기 재료는 용매에 녹아 액상으로 되고, 가열에 의해 용매는 증발하며, 레이저광이 조사된 유기 재료는 건조되어 박막화된다. 도 3 의 부호 35 는, 건조에 의해 형성된 유기 재료 박막을 나타내고 있다.
Y 축에 따른 1 열 또는 복수 열로 늘어선 표시 영역 (21) 으로의 유기 재료의 도포와 레이저 조사에 의한 박막화가 종료하면, 상기 서술한 바와 같이, 도포 대상물 (14) 은 X 축 방향으로 도포된 열의 폭만큼 이동되어, 토출기 (31) 의 이동 범위의 바로 아래 위치에 미도포 표시 영역 (21) 이 배치된다.
또한, 이 실시예 및 후술하는 각 실시예에 있어서, 레이저광은, 헤드 (15) 와 도포 대상물 (14) 이 상대적으로 정지한 상태에서 조사하는 것 외에, 상대적인 이동 중에 조사해도 된다.
도포 장치 (1) 가 RGB 중 한 색의 유기 박막을 형성하는 장치이며, 표시 영역 (21) 의 Y 축 방향으로 연장되는 1 열이 RGB 의 한 색에 각각 대응하고 있는 경우, 도포 대상물 (14) 은 토출기 (21) 의 1 회의 Y 축 방향의 이동에 의해 1 열 또는 2 열 간격의 복수 열로 늘어선 표시 영역 (21) 에 유기 재료가 도포된다. 여기에서는, 이 도포 장치 (1) 에 의해 2 열 간격의 복수 열에 도포된다.
한편, 홀 수송층과 같이, 모든 표시 영역 (21) 에 동일한 유기 박막을 형성하는 경우에는, n×m 개의 표시 영역 (21) 전부에 토출할 수 있다.
X 축 방향으로의 상대 이동 후, 토출기 (31) 로부터의 유기 재료의 토출과 Y 축을 따른 방향의 이동 및 레이저 조사가 반복하여 행해져, 도포 대상물 (14) 상의 막형성해야 할 표시 영역 (21) 상에 박막이 형성된다.
또한, 토출기 (31) 가 Y 축을 따라 왕복 이동할 때와 복수 이동할 때 양쪽 모두에서 유기 재료를 토출하는 경우, 1 내지 복수 열의 도포가 종료하고, 도포 대상물 (14) 이 X 축 방향으로 상대 이동하면, 토출기 (31) 의 이동 방향은 역방향이 된다. 따라서, 왕복 이동 방향이 복수 이동 방향으로 전환될 때, 및 복수 이동 방향이 왕복 이동 방향으로 전환될 때, 레이저 조사 장치 (32a, 32b) 의 선두측과 후미측의 위치가 바뀐다.
즉, 왕복 이동시에 선두측에 있는 레이저 조사 장치는 복수 이동시에는 후미 측이 되기 때문에, 왕복 이동과 복수 이동이 전환될 때, 레이저 조사에 사용되는 레이저 조사 장치 (32a, 32b) 도 전환된다.
이상과 같이, 도포 대상물 (14) 와 헤드 (15) 의 X 축 방향 또는 Y 축 방향의 한 방향 또는 왕복 방향의 이동에 의해 소정 장소의 표시 영역 (21) 으로의 유기 재료 박막 (35) 의 형성이 행해진 후, 그 도포 대상물 (14) 은 도포 장치 (1) 로부터 취출되어, 후공정으로 보내진다.
이상은 도포 장치 (1) 의 동작을 설명했지만, 본 발명의 도포 장치 (1) 는 복수대를 연결해 유기 EL 패널 제조 장치로서 사용할 수 있다.
도 7 의 부호 (10) 는 본 발명의 유기 EL 패널 제조 장치이며, 기판 반송 로봇이 배치된 반송실 (T1∼T5) 이 직렬로 접속되어 있다.
부호 O1∼O4 는 각각, 상기 도포 장치 (1), 또는 하기에 기재하는 도포 장치 (2~5) 중 어느 하나의 도포 장치이며, 각각 반송실 (T1∼T4) 에 접속되어 있다. 각 반송실 (T1∼T5) 과 각 도포 장치 (O1∼O4) 에는 고순도 질소 순환계가 접속되어 있고, 수분, 산소가 소정의 농도로 분위기 관리되고 있다. 따라서, 하기와 같 이 기판 반입실 (Lin) 로부터 유기 EL 패널 제조 장치 (10) 내에 반입된 막형성 대상물은 대기에 노출되지 않고 도포 장치 (O1∼O4) 간을 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
각 도포 장치 (O1∼O4) 내에는, 각각 홀 수송층, 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층을 형성하기 위한 유기 재료가 배치되어 있다.
제 1 반송실 (T1) 에는, 기판 반입실 (Lin) 이 접속되고, 기판 반입실 (Lin) 에 배치된 도포 대상물 (14) 은, 제 1 반송실 (T1) 을 지나, 제 1 도포 장치 (O1) 에서, 홀 수송층의 유기 재료가, 서로 이웃하는 표시 영역 (21) 상에 간격을 두지 않고 토출되고, 레이저광의 조사에 의해 건조된다.
홀 수송층이 형성된 도포 대상물 (14) 은 제 2∼제 4 도포 장치 (O2∼O4) 내에 반입되고, 적색 발색과 녹색 발색과 청색 발색에 대응한 유기 재료 박막이 각각 2 열 간격으로 형성되어, 반출실 (Lout) 로부터 유기 EL 패널 제조 장치 (10) 의 외부로 취출된다.
도 6 의 부호 R, G, B 는, 각각 적색, 녹색, 청색으로 발색하는 유기 재료 박막이 형성된 표시 영역 (21) 의 열을 나타내고 있다.
이와 같이, 본 발명의 유기 EL 패널 제조 장치 (10) 에서는, 레이저광의 조사에 의해 도포된 유기 재료를 건조시켜 박막화하므로, 가열실이 불필요하고, 또한, 막형성 대상물 전체가 고온으로 승온되는 것이 아니기 때문에, 냉각실도 불필 요하게 되어 있다.
또한, 상기 제 1 도포 장치 (1) 는 토출기 (31) 의 양측, 즉, Y 축에 따른 왕복 이동 방향의 선두측과 후미측의 양쪽 모두에 레이저 조사 장치 (32a, 32b) 가 배치되어 있던 예였지만, 본 발명은 그것에 한정되는 것은 아니다.
도 4 의 부호 2 는 본 발명의 제 2 예의 도포 장치를 나타내고 있고, 도 5 의 부호 3 은, 본 발명의 제 3 예의 도포 장치를 나타내고 있다.
제 2, 제 3 예의 도포 장치 (2, 3) 에서는, 제 1 예의 도포 장치 (1) 와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 이 도포 장치 (2, 3) 도, 기판 반송 기구 (13) 에 의해, 도포 대상물 (14) 이 대 (臺; 12) 상을 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
먼저, 도 4 를 참조해 제 2 예의 도포 장치를 설명한다. 동일 도면 부호 17 은 도포용 헤드이며, 그 하부에는 액상의 유기 재료를 토출하는 토출기 (42) 가 설치되어 있다.
토출기 (42) 의 위치보다, 도포 대상물 (14) 의 이동 방향의 이동처 (B) 에 가까운 위치에는 레이저용 헤드 (18) 가 배치되어 있다. 그 레이저용 헤드 (18) 의 하부에는 레이저 조사 장치 (43) 가 설치되고, 도포 대상물 (14) 이 이동함으로써 도포 대상물 (14) 과 토출기 (42) 는 상대적으로 X 축에 따른 방향 (제 1 방향) 으로 이동하고, 또한, 도포 대상물 (14) 과 레이저 조사 장치 (40) 와도 상대적으로 X 축에 따른 방향 (제 1 방향) 으로 이동하도록 구성되어 있다.
도포용 헤드 (17) 와 레이저용 헤드 (18) 는 각각 헤드 이동 기구 (24, 25) 에 장착되어 있고, 토출기 (42) 와 레이저 조사 장치 (43) 는 X 축 방향으로 정지한 상태에서 Y 축에 따른 방향 (제 2 방향) 으로 왕복 이동하도록 구성되어 있다.
도포 대상물 (14) 은 기판 반송 기구 (13) 에 의해 도포대 (l2) 의 이동원 (A) 측으로부터 이동처 (B) 측을 향하여 X 축을 따라 이동하도록 구성되어 있고, 도포 대상물 (14) 이 이동하면, 토출기 (42) 와 레이저 조사 장치 (43) 는 도포 대상물 (14) 의 이동처 (B) 에 가까운 쪽의 단부로부터 이동원 (A) 에 가까운 쪽의 단부를 향해 상대적으로 이동하도록 구성되어 있다.
도포 대상물 (14) 에 대한 X 축 방향으로의 상대 이동에서는, 토출기 (42) 가 선두측이고, 레이저 조사 장치 (43) 가 후미측이 되어, 도포용 헤드 (17) 에 의해 1 열 또는 복수 열로 늘어선 표시 영역 (21) 에 유기 재료가 도포된 후, 도포 대상물 (14) 이 X 축 방향으로 상대 이동하면, 도포된 영역이 레이저용 헤드 (18) 의 이동 범위의 바로 아래로 온다.
레이저용 헤드 (18) 는 Y 축 방향으로 이동하고, 표시 영역 (21) 상에 착탄된 유기 재료에 레이저 조사 장치 (43) 로부터 레이저광이 조사된다. 레이저광의 조사에 의해, 유기 재료가 가열되고 건조되면 유기 재료 박막이 형성된다.
레이저 조사 장치 (43) 는 복수의 레이저광을 조사해도 되고, 복수의 표시 영역 (21) 에 차례로 레이저광을 조사해도 된다.
도포용 헤드 (17) 와 레이저용 헤드 (18) 는 함께 이동해도 되고, 독립적으로 이동해도 된다. 레이저용 조사 장치 (43) 는 Y 축 방향의 편도 이동으로 미 조사 유기 재료에 레이저광을 조사해도 되고, Y 축 방향 이외에, X 축 방향으로도 왕복 이동할 수 있도록 구성해 두면, X 축 방향과 Y 축 방향의 이동을 조합, 왕복 또는 그 이상의 리턴 이동에 의해 미조사 부분에 레이저광을 조사하도록 해도 된다.
레이저 조사 장치 (43) 는 토출기 (42) 와 병행해 동작하고, 토출기 (42) 가 왕복 이동, 또는 복수 이동해서 유기 재료를 토출하는 동안, 미조사 유기 재료에 레이저광을 조사하도록 하면 도포와 레이저 광조사가 동시에 행해지므로, 스루풋이 향상된다.
다음에, 도 5 를 참조해, 동일 도면 부호 3 은, 본 발명의 제 3 예의 도포 장치이며, 레이저용 헤드 (19) 를 갖고 있다.
그 레이저 조사 장치 (19) 는 그 하부에 Y 축 방향을 따라 가늘고 긴 레이저 조사 장치 (46) 를 갖고 있다. 이 레이저 조사 장치 (46) 가 레이저광을 조사할 수 있는 Y 축 방향의 범위는, 도포 대상물 (14) 상에서 표시 영역 (21) 이 배치된 Y 축 방향의 범위와 동등하거나 그것보다 길게 되어 있다.
레이저 조사 장치 (46) 는 Y 축 방향으로 정지한 상태에서, 표시 영역 (21) 의 X 축 방향의 n 개, Y 축 방향 모두에 레이저광을 조사할 수 있게 구성되어 있고, 레이저 조사 장치 (19) 는 Y 축 방향을 따라 이동하지 않아도, X 축 방향으로 n 개씩 스텝 이동하면, 도포 대상물 (14) 상의 모든 표시 영역 (21) 에 레이저광을 조사할 수 있다.
이것에 의해, Y 축 방향으로 늘어선 표시 영역 (21) 의 n 열마다 유기 박막 이 형성된다. 이 때, 상기 서술한 바와 같이 분리 영역 (22) 에도 레이저광이 조사되어도 된다.
이상은 레이저광의 조사에 의해 유기 재료를 가열해, 건조하는 경우에 대해 설명했지만, 가열에 의해 중합해서 유기 박막을 형성하는 유기 재료에 대해서는, 레이저광의 조사에 의한 가열로 유기 박막을 형성할 수 있다. 광반응에 의해 중합 반응을 생성시켜, 박막이 형성되는 유기 재료에 대해서는, 레이저광의 조사에 의해서도 박막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 레이저광을 표시 영역 (21) 에 조사하면 되고, 분리 영역 (22) 에는 레이저광을 조사해도 되고, 조사하지 않아도 된다. 레이저광은 한 번에 복수의 표시 영역 (21) 에 조사하는 경우 이외에, 한 번에 한 개의 표시 영역 (21) 에 조사하는 경우도 포함된다.
다음에, 본 발명의 제 4, 제 ５ 예의 도포 장치를 설명한다.
도 9, 10 의 부호 4, 5 는 각각 제 4, 제 ５ 예의 도포 장치를 나타내고 있다. 상기 제 3 예의 도포 장치 (3) 에서는 레이저 조사 장치 (46) 가 가늘고 길며, 그 길이 방향이 Y 축 방향을 따라 배치되어 있었지만, 제 4, 제 ５ 예의 도포 장치 (4, 5) 에서는 토출기 (47) 가 가늘고 길며, 그 길이 방향이 Y 축을 따라 배치되어 있다.
이 토출기 (47) 는 인쇄 헤드 (20) 에 장착되어 있고, 도포대 (12) 의 상방 위치에서, 도포대 (12) 와는 간격을 두어 배치되어 있다.
도포 대상물 (14) 의 상대 이동 방향의 토출기 (47) 보다 하류 측에는 레이 저 조사 장치 (43 또는 46) 가 배치되어 있고, 도포 대상물 (14) 이 이동원 (A) 측으로부터 이동처 (B) 측을 향하여 이동하면, 먼저, 가늘고 긴 도포 장치 (47) 와 면하는 위치를 통과하고, 이어서 레이저 조사 장치 (43 또는 46) 와 면하는 위치를 통과하게 되어 있다.
이 토출기 (47) 는 토출 구멍이 Y 축 방향을 따라, 1 열 또는 복수 열이 배치되고 있고, 토출기 (47) 와 도포 대상물 (14) 이 상대적으로 정지된 상태에서, 도포 대상물 (14) 의 Y 축을 따라 늘어선 표시 영역 (21) 모두에 유기 재료를 착탄시킬 수 있도록 구성되어 있다. 토출 구멍이 X 축 방향으로 n 개 배치되어 있다고 하면, n 열에 착탄된다.
착탄 후, n 개분만큼 도포 대상물 (l4) 이 상대 이동한다. 제 4 예의 도포 장치 (4) 의 레이저 조사 장치 (43) 는 제 2 예의 도포 장치 (2) 와 마찬가지로, Y 축 방향으로 왕복 이동하도록 구성되어 있고, 제 ５ 예의 도포 장치 5 의 레이저 조사 장치 (46) 는 제 3 예의 도포 장치 (3) 과 마찬가지로 가늘고 길게 Y 축 방향을 따라 배치되어 있다.
따라서, 제 4 예의 도포 장치 (4) 에서는 Y 축 방향을 따라 이동해 표시 영역 (21) 상의 유기 재료에 레이저광을 조사할 수 있고, 제 ５ 예의 도포 장치 (5) 에서는 도포 대상물 (14) 과 레이저 조사 장치 (46) 가 Y 축 방향으로 정지한 상태에서도 X 축 방향으로 1 내지 복수 개의 폭으로, Y 축 방향으로 늘어선 모든 표시 영역 (21) 에 레이저광을 조사할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같이, 제 4, 제 ５ 예의 도포 장치 (4, 5) 에서도, 유기 박막을 형성할 수 있다.
이상은 표시 영역 (21) 마다 유기 재료를 착탄시켜, 서로 분리된 복수의 유기 박막을 형성하고 있었지만, 액정 배향막 등 도포 대상물 (14) 의 표면을 연속적으로 덮는 유기 박막을 형성하는 용도에도 본 발명의 도포 장치 (1∼5) 를 이용할 수가 있다.
또한, 액정 표시 장치의 스페이서가 분산된 분산액을 토출하고, 분산 용매를 레이저광에 의해 증발시키고, 스페이서를 도포 대상물 표면에 배치하는 용도에도 본 발명의 도포 장치 (1∼5) 를 이용할 수가 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 예의 도포 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 예의 도포 장치의 개략 평면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 예의 도포 장치의 유기 재료 도포와 레이저광의 조사를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 예의 도포 장치의 개략 평면도이다.
도 5 는 본 발명의 제 3 예의 도포 장치의 개략 평면도이다.
도 6 은 도포 대상물을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 유기 EL 패널 제조 장치이다.
도 8 은 종래 기술의 유기 EL 패널 제조 장치이다.
도 9 는 본 발명의 제 4 예의 도포 장치의 개략 평면도이다.
도 10 은 본 발명의 제 5 예의 도포 장치의 개략 평면도이다.
부호의 설명
1∼3……도포 장치
10……유기 EL 패널 제조 장치
14……도포 대상물
31, 42……토출기
32a, 32b, 43, 46……레이저 조사 장치
34……유기 재료

Claims (11)

  1. 도포 대상물이 설치된 도포대와,
    상기 도포대 상의 상기 도포 대상물에 유기 재료를 토출 (吐出) 하는 토출기와,
    상기 토출기로부터 상기 도포 대상물에 토출되고, 착탄 (着彈) 된 상기 유기 재료에 레이저광을 조사하는 레이저 조사 장치를 갖고,
    상기 토출기는, 상기 도포대 상에서, 상기 도포 대상물과 상대적으로 이동가능하게 구성되고,
    상기 레이저 조사 장치는, 상기 도포대 상에서, 상기 도포대와 평행한 XY 평면의 적어도 X 방향 혹은 Y 방향의 어느 하나에, 상기 토출기와 독립하여 상기 도포 대상물과 상대적으로 이동가능하게 구성되고,
    하나의 상기 도포 대상물 상에서, 상기 토출기에 의해 도포하면서, 상기 레이저 조사 장치에 의해 레이저광을 조사하는, 도포 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 조사 장치는, 상기 도포 대상물 표면의 일부 영역마다 상기 레이저광을 조사하여, 상기 도포 대상물 표면을 부분적으로 가열하는, 도포 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포 대상물과 상기 토출기와, 상기 도포 대상물과 상기 레이저 조사 장치는, 제 1 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 구성되고,
    상기 도포 대상물과 상기 토출기는, 상기 제 1 방향과는 수직인 제 2 방향으로 상대적으로 왕복 이동할 수 있도록 구성된, 도포 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 레이저 조사 장치는, 상기 제 2 방향을 따라 상기 토출기의 양측에 배치되고, 상기 토출기와 함께 상기 제 2 방향으로 상대적으로 왕복 이동 가능하게 구성된, 도포 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 레이저 조사 장치는, 상기 토출기가 상기 도포 대상물에 대해서 상대 이동하는 방향에 대해 상기 토출기보다 후방에 배치된, 도포 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레이저 조사 장치는, 상기 제 2 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 구성된, 도포 장치
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포 대상물과 상기 토출기와, 상기 도포 대상물과 상기 레이저 조사 장치는, 제 1 방향으로 상대적으로 이동 가능하게 구성되고,
    상기 도포 대상물과 상기 레이저 조사 장치는, 상기 제 1 방향과는 수직인 제 2 방향으로 상대적으로 왕복 이동할 수 있도록 구성된, 도포 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레이저 조사 장치는, 상기 토출기가 상기 도포 대상물에 대해서 상대 이동하는 방향에 대해 상기 토출기보다 후방에 배치된, 도포 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 도포 장치를 3 대 이상 갖고, 각 도포 장치에는 적색 발색용, 녹색 발색용, 청색 발색용의 유기 재료가 각각 배치되고, 상기 도포 대상물은 대기에 노출되지 않고 상기 각 도포 장치 간을 이동할 수 있도록 구성된, 유기 EL 패널 제조 장치.
  10. 도포대에 도포 대상물을 설치하고, 상기 도포 대상물과 토출기를 상대적으로 이동시키면서, 상기 도포 대상물에 상기 토출기로부터 유기 재료를 토출하는 공정과,
    상기 도포대 상에서, 상기 도포대와 평행한 XY 평면의 적어도 X 방향 혹은 Y 방향의 어느 하나에, 상기 도포 대상물과 레이저 조사 장치를 상기 토출기와 독립하여 상대적으로 이동시키면서, 상기 도포 대상물에 토출된 유기 재료에 레이저광을 조사하는 공정을 포함하고,
    하나의 상기 도포 대상물 상에서, 상기 유기 재료를 토출하는 공정을 행하면서, 상기 레이저를 조사하는 공정을 행하는, 유기 재료 박막의 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 레이저광을 상기 도포 대상물 표면의 일부 영역마다 조사하고, 상기 도포 대상물 표면을 부분적으로 가열하는, 유기 재료 박막의 형성 방법.
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