KR20140015559A - 패터닝 장치 및 이것을 사용한 유기 el 패널의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

패터닝 장치에 있어서, 기판으로부터 잉크를 효율적으로 제거할 수 있어 기판의 오염을 억제하는 동시에, 생산성을 향상시킨다. 패터닝 장치(1)는, 기판(20) 상의 소정 개소의 잉크(30)를 제거하는 닦아냄 기구(4)를 구비한다. 이 닦아냄 기구(4)는, 용제(40)를 함유시킨 테이프(41)와, 테이프(41)를 권취하는 회전식의 릴(42)과, 테이프(41)를 기판(20) 상에 접촉시키는 테이프 헤드(43)를 가진다. 테이프 헤드(43)로 테이프(41)를 기판(20)과 맞닿게 하여, 테이프(41)에 기판(20) 상의 잉크(30)를 부착시킨다. 이 구성에 의하면, 잉크(30)를 테이프(41)로 닦아낼 때, 테이프(41)의 닦아낸 면은 항상 새로운 면으로 되므로, 효율적으로 잉크(30)를 제거할 수 있어, 테이프(41)가 쉽게 열화되지 않는다. 또한, 장시간의 사용에서도 절삭 칩 등이 쉽게 발생하지 않으므로, 기판(20)의 오염을 억제할 수 있어, 생산성이 향상된다.

Description

패터닝 장치 및 이것을 사용한 유기 EL 패널의 제조 방법{PATTERNING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC EL PANEL USING SAME}

본 발명은, 기판 상에 유기 재료를 패터닝하는 패터닝 장치 및 이것을 사용한 유기 EL 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

전계 발광(EL) 소자는, 양극 및 음극으로 협지(sandwich)한 발광층이 투명 기판 상에 형성된 것이며, 전극 간에 전압이 인가되었을 때, 발광층에 캐리어로서 주입된 전자 및 정공(正孔)의 재결합에 의해 생성된 여기자(勵起子)에 의해 발광한다. EL 소자는, 발광층의 형광 물질에 유기물을 사용한 유기 EL 소자와, 무기물을 사용한 무기 EL 소자로 대별된다. 특히, 유기 EL 소자는, 저전압에서 고휘도의 발광이 가능하며, 형광 물질의 종류에 따라 다양한 발광색을 얻을 수 있고, 또한 평면형의 발광 패널로서의 제조가 용이하므로, 각종 표시 장치나 백라이트로서 사용된다. 또한, 최근에는, 고휘도에 대응한 것이 실현되고, 이것을 조명 기구(器具)에 사용하는 것이 주목되고 있다.

도 10에 일반적인 유기 EL 패널의 단면(斷面) 구성을 나타낸다. 유기 EL 패널(101)은, 투광성을 가지는 기판(102) 상에, 투광성을 가지는 양극층(103)이 형성되고, 이 양극층(103) 상에, 정공 주입층(141), 정공 수송층(142) 및 발광층(143)으로 이루어지는 유기층(104)이 형성된다. 또한, 유기층(104) 상에, 광반사성을 가지는 음극층(105)이 형성된다. 그리고, 양극층(103)과 음극층(105)과의 사이에 전압이 인가되는 것에 의해, 유기층(104)의 발광층(143)에서 발광한 광이, 양극층(103) 및 기판(102)을 투과하여 인출된다.

이들 유기 EL 패널(101)을 구성하는 층은, 일반적으로는 진공 증착 등의 성막 방법에 의해 형성되지만, 상기 각 층 중에서도, 예를 들면, 정공 수송층(142)은, 저분자 재료를 용매에 분산시킨 용액(잉크)을 도포함으로써 형성할 수 있다. 도포는, 증착 등에 비교하여, 대규모의 설비가 필요하지 않으므로, 유기 EL 패널의 제조 비용을 저감할 수 있고, 처리 시간이 짧으므로, 생산성이 우수하고, 양산에 적합하다. 그러나, 일반적인 유기 EL 패널을 사용한 디바이스에서는, 기판(102)의 주변부에 외부의 구동 회로와 전기적으로 접속하기 위한 전극 인출부가 형성되어 있고, 이 인출부에 정공 수송층(142)을 구성하는 용액이 도포되면, 양호한 전기적 접속을 얻을 수 없는 경우가 있다.

그래서, 정공 수송층(142) 등을 도포에 의해 형성할 때, 소정 개소(箇所)에 용액이 도포되지 않도록, 기판(102) 상에 미리 마스크로 덮는 것에 의해 도포층을 패터닝하는 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 또한, 용액을 도포한 후에, 소정 개소의 용액을 스펀지 부재 등의 다공체로 구성된 닦아냄(wipe-off) 부재로 닦아내는 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

일본공개특허 제2010―240511호 공보 일본공개특허 제2006―216253호 공보

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 장치에 있어서는, 마스크가 기판으로부터 어긋나면, 도포 범위가 부정확해져, 원하는 도포층을 얻을 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 마스킹의 테이프의 접착제가 기판에 부착되는 등에 의해 기판이 오염되어 유기 재료의 발광 효율이나 수명이 악화될 우려가 있다. 또한, 상기 특허 문헌 2에 기재된 장치에 있어서는, 장시간에 걸쳐서 닦아냄 부재가 사용되면, 닦아냄 부재가 기판과 마찰되는 것에 의해 열화되고, 부재의 칩이 기판에 부착될 우려가 있다. 이와 같은 기판의 오염이나 칩의 부착은, 발광 효율의 저하나 쇼트의 원인으로 되어, 제조된 유기 EL 패널의 신뢰성을 저하시킨다.

본 발명은, 상기 문제점을 해결하는 것이며, 원하는 형상의 도포층을 효율적으로 형성할 수 있고, 기판의 오염이 적고 신뢰성이 높은 제품을 얻을 수 있고, 또한 생산성이 높은 패터닝 장치 및 이것을 사용한 유기 EL 패널의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은, 기판 상의 유기 재료를 함유하는 잉크를 패터닝하는 패터닝 장치로서, 상기 기판 상의 소정 개소의 잉크를 제거하는 닦아냄 기구(機構)를 구비하고, 상기 닦아냄 기구는, 용제를 함유시킨 테이프와, 이 테이프를 권취하는 회전식의 릴과, 상기 테이프를 상기 기판 상에 접촉시키는 테이프 헤드를 가지고, 상기 테이프 헤드로 상기 테이프를 상기 기판에 접촉시키면서 상기 릴을 회전시킴으로써 상기 테이프에 상기 기판 상의 잉크를 부착시키는 것을 특징으로 한다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 릴은, 기판을 세팅하는 스테이지에 대한 상기 테이프 헤드의 상대 진행 방향과는 역방향으로 테이프가 권취되도록 회전하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 닦아냄 기구는, 상기 테이프에 부착된 잉크를 흡인하는 흡인 기구를 가지는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 닦아냄 기구는, 상기 테이프에 용제를 공급하는 보급 기구를 가지는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 기판을 가열하는 가열 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 기판의 도포면을 하방향으로 한 상태로 상기 기판을 반송(搬送)하는 반송 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 닦아냄 기구는, 도포면이 하방향으로 된 상기 기판 상의 잉크를 제거하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 닦아냄 기구에 의해 잉크가 제거된 상기 기판 상에 자외선을 조사(照射)하여, 상기 잉크의 포토루미네선스(photoluminescence) 발광을 검출하는 검출 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 닦아냄 기구에 의해 잉크가 제거된 상기 기판 표면의 접촉 저항을 측정하는 측정 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 테이프 헤드는, 상기 테이프와 상기 기판과의 접촉 면적을 가변(可變)하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 테이프 헤드는, 상기 테이프와 접하는 면이 크라운 형상으로 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 닦아냄 기구에 의해 잉크가 제거된 상기 기판 상에 레이저를 조사하고, 상기 기판 상에 잔존한 잉크를 가열하는 레이저 가열 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치에 있어서, 상기 테이프 헤드가 상기 기판과 맞닿을 때의 가압량을 계측하는 모니터링 기구와, 상기 모니터링 기구에 의해 계측되는 가압량이 일정하게 되도록 상기 기판과 상기 테이프 헤드와의 사이의 거리를 조정하는 조정 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 패터닝 장치는, 투명 전극을 가지는 기판 상에 정공 수송층을 형성하는 공정을 포함하는 유기 EL 패널의 제조 방법에 사용되는 경우가 바람직하다.

본 발명에 의하면, 잉크가 도포된 기판 상의 소정 개소를, 용제를 포함한 테이프에 의해 닦아낼 때, 테이프의 닦아낸 면은 항상 새로운 면으로 되므로, 기판으로부터 효율적으로 잉크를 제거할 수 있어, 기판 상에 원하는 형상의 도포층을 효율적으로 형성할 수 있다. 또한, 테이프를 순차적으로 공급함으로써, 테이프의 마찰 절삭 등의 열화가 쉽게 생기지 않으므로, 기판의 오염이 적어지게 되어, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 지속적으로 잉크를 닦아낼 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 패터닝 장치의 사시도이다.
도 2는 동 장치에 있어서의 닦아냄 기구와 보급 기구와의 접속 개소를 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 관한 패터닝 장치를 아래쪽으로부터 본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 패터닝 장치의 사시도이다.
도 5는 상기 실시형태의 변형예에 관한 패터닝 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시형태에 관한 패터닝 장치에 사용되는 닦아냄 기구의 사시도이다.
도 7의 (a), (b)는, 각각 상기 실시형태의 변형예에 관한 패터닝 장치에 사용되는 테이프 헤드의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시형태에 관한 패터닝 장치의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시형태에 관한 패터닝 장치의 사시도이다.
도 10은 일반적인 유기 전계 발광 소자의 구성을 나타낸 측단면도이다.

본 발명의 제1 실시형태에 관한 패터닝 장치에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 패터닝 장치(1)는, 유기 전계 발광 소자로 이루어지는 유기 EL 패널을 구성하는 기능층을, 기판 상에 있어서 유기 재료를 함유하는 잉크를 원하는 형상으로 패터닝하는 것이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 패터닝 장치(1)는, 반송 기구(2)에 의해 반송되는 기판(20)의 전체면에 도포 기구(3)에 의해 잉크(30)가 도포되고, 이 잉크(30)가 도포된 기판(20) 상의 소정 개소의 잉크(30)를 제거하는 닦아냄 기구(4)를 구비한다. 닦아냄 기구(4)는, 단체(單體) 사용이 가능하며, 이 경우, 닦아냄 기구(4) 자체가 패터닝 장치(1)에 상당한다. 또한, 패터닝 장치(1)는, 닦아냄 기구(4)에, 반송 기구(2), 도포 기구(3) 및 후술하는 각종 기구가 조합되어, 일련의 패터닝 공정을 실시하는 시스템으로서 구축되어 있어도 된다.

반송 기구(2)는, 기판(20)을 반송하기 위한 반송 테이블(21)이, 패터닝 장치(1)의 시트(도시하지 않음)에 형성된 레일(도시하지 않음)을 따라 슬라이딩 가능하게 형성된 것이다. 또한, 반송 테이블(21)에는 구동 기구(도시하지 않음)가 형성된다. 이 구동 기구는, 기판(20)이 탑재된 반송 테이블(21)을 3차원적으로 이동시킴으로써, 기판(20)과, 도포 기구(3) 및 닦아냄 기구(4)와의 거리나 위치 관계를 임의로 조정할 수 있다.

기판(20)에는, 예를 들면, 소다 유리나 무알칼리 유리 등의 리지드(rigid) 투명 유리판이 사용되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 폴리카보네이트나 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 플렉시블한 투명 플라스틱판, Al·동(Cu)·스테인레스 등으로 이루어지는 금속 필름 등, 임의의 것을 사용할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 기판(20)에는, 미리 양극층(103)(도 10 참조)과 되는 투명 전극 및 정공 주입층(141)이 형성되어 있는 것으로 한다.

도포 기구(3)는, 잉크(30)를 토출하는 슬릿 노즐(31)과, 잉크(30)를 저장하는 잉크 탱크(32)와, 잉크 탱크(32) 내의 잉크(30)를 슬릿 노즐(31)에 공급하는 펌프(33)와, 잉크(30)의 유로로 되는 배관(34)을 구비한다. 또한, 잉크 탱크(32), 펌프(33) 및 배관(34)은, 잉크 탱크(32)로부터 슬릿 노즐(31)에, 잉크(30)를 외기에 접촉하지 않고 송액(送液) 가능하도록, 각각 밀폐 구조로 되어 있다. 그리고, 도포 기구(3)는, 슬릿 노즐(31)을 승강시키는 승강 부재(도시하지 않음) 등에 의해, 슬릿 노즐(31)과 기판(20)과의 상대 거리를 가변할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

닦아냄 기구(4)는, 용제(40)를 함유시킨 테이프(41)와, 이 테이프(41)를 권취하는 회전식의 릴(42)과, 테이프(41)를 기판(20) 상에 접촉시키는 테이프 헤드(43)를 가진다. 즉, 본 실시형태의 패터닝 장치(1)는, 테이프 헤드(43)로 테이프(41)를 기판(20)에 접촉시키면서, 릴(42)을 회전시킴으로써, 테이프(41)에 기판(20) 상의 잉크(30)를 부착시키는 것이다. 또한, 닦아냄 기구(4)는, 릴(42)을 회전 구동시키는 릴 구동부(44)와, 이 릴 구동부(44)를 유지하는 유지 부재(45)와, 테이프(41)를 테이프 헤드(43)에 걸리게 하는 동시에, 테이프 헤드(43)를 유지하는 헤드 유닛(46)을 구비한다. 또한, 닦아냄 기구(4)는, 테이프(41)에 용제(40)를 공급하는 보급 기구(6)와, 닦아내는 중에 발생한 분진 등을 흡인하는 흡인 기구(5)를 가진다.

도포 기구(3)의 슬릿 노즐(31)은, 슬릿형으로 형성된 토출구(31a)와, 그 위쪽에 소정량의 액상(液狀)의 잉크(30)를 저장하는 상자형의 노즐 저장부(31b)를 구비한다. 토출구(31a)의 폭은, 기판(20)의 폭에 적합하도록 설정된다. 노즐 저장부(31b)의 측부에는, 잉크(30)의 주입구(31c)가 형성되어 있다. 노즐 저장부(31b)의 바닥면에는, 토출구(31a)에 잉크(30)를 유출시키는 유출홈(31d)이, 토출구(31a)와 대략 같은 형상의 슬릿형으로 형성되어 있다. 노즐 저장부(31b)로부터 토출구(31a)에 대한 외형은, 토출구(31a) 측에 끝이 가늘어지는 경사면으로서 구성되어 있다. 이 슬릿 노즐(31)에 의하면, 펌프(33)의 압력에 의해, 잉크 탱크(32) 내의 잉크(30)가, 배관(34)을 통하여 주입구(31c)로부터 잉크(30)가 공급되면, 노즐 저장부(31b) 내에 잉크(30)가 충전된다. 그리고, 또한 잉크(30)가 일정한 압력으로 계속 공급되면, 잉크(30)는 유출홈(31d)을 통하여 토출구(31a)로부터 토출된다. 이로써, 슬릿 노즐(31)은, 슬릿형의 토출구(31a)의 길이 방향을 따라 균일한 양(두께)으로 잉크(30)를 기판(20) 상에 토출할 수 있다.

잉크(30)는, 형성되는 도포층의 기능을 실현하기 위한 기능 재료와, 이것을 분산시키는 용매 등을 혼합하여 생성된 것이다. 도포는, 증착 등에 비교하여, 재료의 분자량을 상관없이 사용할 수 있고, 본 실시형태의 잉크(30)에 사용되는 기능성 재료에는, 저분자 재료로부터 고분자 재료까지, 다양한 재료를 사용할 수 있다. 그리고, 여기서 말하는 고분자란, 2 이상의 반복 단위를 가지는 분자를 가리키고, 올리고머 등도 포함한다. 기판(20) 상에 도포된 액상의 잉크(30)는, 상기 용매 등이 휘발 등에 의해, 그 일부 또는 전부가 고화(固化)된 상태로 된다.

여기서는, 제작되는 도포층이, 유기 EL 패널을 구성하는 기능층의 하나로서 알려진 정공 주입/수송층인 경우에서의, 잉크(30)에 사용되는 재료를 하기에 나타낸다. 저분자 재료로서는, 예를 들면, α―NPD(4, 4―비스[N―(2―나프틸)―N―페닐―아미노]비페닐, 스피로―NPB(N, N'―비스[나프탈렌―1―일]―N, N'―비스[페닐]―9, 9―스피로비플루오렌), 스피로―TAD(2, 2', 7, 7'―테트라키스[N, N―디페닐아미노]―9, 9'―스피로비플루오렌), 2―TNATA(4, 4', 4''―트리스[2―나프틸페닐아미노]트리페닐아민 등을 사용할 수 있다. 또한, 국제 공개 WO2001/49806호 또는 일본공개특허 제2006―173550호 공보에 기재된 HAT―CN6(1, 4, 5, 8, 9, 12―헥사아자트리페닐렌―헥사카르보니트릴)으로 대표되는 아자트리페닐렌 골격을 가지는 유도체 등을 사용할 수 있다. 또한, 고분자 재료로서는, P3HT(폴리3―헥실티오펜), PEDOT/PSS(폴리 3, 4―에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술포닉산), MEH―PPV(폴리―[2메톡시―5―(2―에틸헥실옥시)―1, 4―페닐렌―비닐렌)], 폴리아닐린, 폴리피롤, PVK(폴리비닐 카르바졸) 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 도전성을 향상시키기 위해, 전자 수용성 화합물을 도프(dope)해도 된다. 전자 수용성 화합물로서 특별히 제한은 없지만, 일본공개특허 제2003―272860호 공보에 게재되어 있는, 염화 제2철, 브롬화 제2철, 요오드화 제2철, 염화 알루미늄, 브롬화 알루미늄, 요오드화 알루미늄, 염화갈륨, 브롬화 갈륨, 요오드화 갈륨, 염화 인듐, 브롬화 인듐, 요오드화 인듐, 5염화 안티몬, 5불화 비소, 3불화 붕소 등의 무기 화합물이나 DDQ(디시아노―디클로로퀴논), TNF(트리니트로플루오레논), TCNQ(테트라시아노퀴노디메탄), F4―TCNQ(테트라플루오로테트라시아노키노지메탄) 등의 유기 화합물을 가리킨다. 또한, 용매로서는, 예를 들면, 물, IPA(이소프로필 알코올), 부틸아세테이트, 시클로헥사놀, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 클로로포름, 클로로벤젠, 디클로로에탄, DMF(N―N 디메틸포름아미드), DMSO(디메틸술폭시드) 등을 사용할 수 있고, 또한 이들을 적절히 혼합하여 점도, 표면 에너지를 변화시킨 혼합 용매를 사용할 수도 있다.

테이프(41)는, 예를 들면, 나일론 등으로 직조한 저발진성(低發塵性)의 천 테이프가 사용되고, 용제(40)를 함침(含浸) 가능하도록, 그 두께는 0.2∼0.5 ㎜인 것이 바람직하다. 테이프(41)의 폭은, 기판(20) 상에 형성되는 도포막의 사이즈 형상, 또는 테이프 헤드(43)의 크기 등에 의하지만, 예를 들면, 5∼10 ㎜인 것이 바람직하다. 테이프(41)의 폭이 너무 작으면, 잉크(30)가 쉽게 부착되지 않고, 테이프(41)의 폭이 너무 크면, 기판(20) 상의 미세한 잉크(30)의 제거가 어려워진다.

릴(42)는, 잉크(30)가 부착되어 있지 않은 새로운 테이프(41)가 권취된 이송 릴(42a)과, 사용한 테이프(41)를 회수하는 복귀 릴(42b)로 구성된다. 또한, 이송 릴(42a)과 테이프 헤드(43)와의 사이, 및 테이프 헤드(43)와 복귀 릴(42b)과의 사이에는, 보조 릴(42c)이 각각 설치된다. 테이프(41)의 이동 속도는, 반송 기구(2)에 의한 기판(20)의 이동 속도 및 기판(20) 상에 도포된 잉크(30)의 양(두께)에 따라 설정된다. 구체적으로는, 기판(20)의 이동 속도가 빠를 때 및 기판(20) 상으로의 도포량이 많을 때는, 릴(42)은, 테이프(41)의 이동 속도를 빨리한다. 예를 들면, 테이프(41)의 이동 속도는 10∼100 ㎜/s가 바람직하다.

또한, 릴(42)은, 기판(20)을 세팅하는 스테이지[반송 테이블(21)]에 대한 테이프 헤드(43)의 상대 진행 방향과는 역방향으로 테이프(41)가 권취되도록 회전한다. 이렇게 하면, 기판(20) 상의 잉크(30)에 대한 전단(剪斷) 응력이 커져, 잉크(30)를 효율적으로 닦아낼 수가 있다.

흡인 기구(5)는, 진공 펌프이며, 배관(51)을 통하여 헤드 유닛(46)에 접속되어 있다. 배관(51)의 선단부는, 테이프 헤드(43)를 경유한 후에 보내지는 테이프(41)의 근방에 접속되어 있다(도시하지 않음). 이 구성에 의하면, 닦아내는 중에 발생한 분진 등이 흡인 기구(5)에 의해 흡인되므로, 분진 등에 의해 기판(20)이 오염되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 테이프(41)에 부착된 잉크(30)의 양이 많은 경우라도, 테이프(41)로부터 잉크(30)의 일부를 흡인하여, 복귀 릴(42b)에 보내지는 테이프(41)의 잉크(30)의 부착량을 저감할 수 있다. 그러므로, 복귀 릴(42b)에 권취된 테이프(41)로부터 잉크(30)가 압출(extruding)되어 기판(20)을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.

보급 기구(6)는, 용제(40)를 저장하는 용제 보틀(bottle)(61)과, 용제 보틀(61) 내의 용제(40)를 테이프(41)에 공급하는 펌프(62)와, 용제(40)의 유로로 되는 배관(63)을 구비한다. 용제(40)는, 잉크(30)의 종류나 조성(組成)에 의해 적절한 용제가 사용되지만, 잉크(30)가 수용액이면 물, 또는 에탄올이, 잉크(30)가 유기 용액이면, 예를 들면, 메탄올, 이소프로필 알코올 등의 유기용매가 사용된다. 배관(63)의 선단부는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 헤드 유닛(46)에서의, 이송 릴(42a)(도 1 참조)로부터 테이프 헤드(43)로 보내지기 전의 테이프(41)의 근방에 접속된다. 용제(40)의 공급량은, 테이프(41)의 이동 속도에 따라 상이하지만, 예를 들면, 0.01∼0.1 cc/분인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 테이프(41)에 포함되는 용제(40)를 적절하게 조정할 수 있으므로, 효과적으로 잉크(30)를 테이프(41)에 부착시킬 수 있다. 또한, 예를 들면, 도포 기구(3)에 의해 기판(20) 상에 도포된 잉크(30)가 건조되고 있는 경우라도, 용제(40)가 해당 개소의 잉크(30)를 용해하면서 잉크(30)를 테이프(41)에 부착시킬 수 있다. 그리고, 흡인 기구(5)는, 잉크(30)뿐 아니라, 테이프(41)에 함유되는 용제(40)도 병행하여 흡인한다.

다음에, 본 실시형태의 패터닝 장치(1)의 동작을 설명한다. 먼저, 투명 전극이 형성된 기판(20)이, 반송 기구(2)에 의해 도포 기구(3)의 슬릿 노즐(31)의 바로 아래로 반송된다. 그리고, 펌프(33)의 구동에 의해, 잉크 탱크(32)로부터 슬릿 노즐(31)에 잉크(30)가 공급되고, 잉크(30)가 기판(20)에 도포된다. 이 때, 반송 기구(2)는 기판(20)을 일정 속도로 이동시킨다. 이로써, 기판(20)의 상면의 전체에 걸쳐 잉크(30)가 균일하게 도포된다. 다음에, 반송 기구(2)는, 기판(20)을 테이프 헤드(43)의 테이프(41)와 접촉시키는 위치로 반송한다. 이 때, 기판(20)과 테이프(41)와의 접촉 압력은, 10 MPa 정도인 것이 바람직하다. 이어서, 릴 구동부(44)는, 릴(42)을, 테이프(41)가 기판(20)의 진행 방향과는 역방향으로 이동하도록 회전시킨다. 이 때, 테이프(41)에는, 펌프(62)로부터 소정량의 용제(40)가 자동적으로 공급된다. 그리고, 반송 기구(2)는, 테이프 헤드(43)로 테이프(41)를 기판(20)과 맞닿게 한 상태에서, 다시 기판(20)을 이동시킨다. 이에 더하여, 릴 구동부(44)는, 릴(42)을 회전시키고, 테이프 헤드(43)에 순차적으로, 새로운 테이프(41)를 공급한다. 이로써, 테이프(41)에 잉크(30)가 부착되고, 기판(20) 상의 소정 개소의 잉크(30)를 효율적으로 제거할 수 있다. 테이프(41)에 부착된 잉크(30)는, 헤드 유닛(46) 내에서 흡인 기구(5)에 의해 흡인 제거된다. 이와 같이, 본 실시형태의 패터닝 장치(1)에 의하면, 도포 기구(3)를 사용하여 기판(20) 상에 전면적으로 잉크(30)를 도포한 후, 닦아냄 기구(4)를 사용하여 소정 개소의 잉크(30)를 제거함으로써, 소정 형상의 도포층을 효율적으로 형성할 수 있다.

패터닝 장치(1)는, 기판(20)을 가열하는 가열 기구(도시하지 않음)를 가지는 것이 바람직하다. 가열 기구로서는, 반송 테이블(21)에 시스(sheath) 히터를 내장시키거나, 또는 기판(20)의 상면에 적외선 등의 열선을 방사하는 히터를 형성하는 등의 구성을 들 수 있다. 이 가열 기구를 사용하여, 예를 들면, 테이프(41)에 의해 잉크(30)가 제거된 기판(20)을 가열함으로써, 테이프(41)에 포함되는 용제(40)가 기판(20)에 부착된 경우라도, 이 용제(40)를 신속하게 증발시킬 수 있다. 이렇게 하면, 용제(40)가 제거 대상이 아닌 잉크(30)(도포층)에 침식되지 않고, 도포층과 그 이외의 부분과의 경계선을 정확하게 제어할 수 있다.

본 실시형태의 패터닝 장치(1)에 의하면, 잉크(30)가 도포된 기판(20) 상의 소정 개소를, 용제(40)를 포함한 테이프(41)에 의해 닦아낼 때, 테이프(41)의 닦아낸 면은 항상 새로운 면으로 되므로, 효율적으로 잉크(30)를 제거할 수 있어 원하는 형상의 도포층을 얻을 수 있다. 또한, 테이프(41)를 순차적으로 공급함으로써, 테이프(41)의 마찰 절삭 등의 열화가 쉽게 생기지 않으므로, 그와 같은 절삭 칩 등에 의한 기판(20)의 오염을 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 제품을 얻을 수 있다. 장시간에 걸쳐 연속하여 잉크(30)의 제거를 행할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 테이프(41)의 길이는 자유롭게 설계 가능하므로, 예를 들면, 양산 시에는 유지보수 간격으로 맞추어 충분한 길이를 확보하면 되므로, 생산 스케줄의 자유도를 높일 수 있다. 또한, 이 패터닝 장치(1)를 유기 EL 패널의 제조에 이용하면, 예를 들면, 도 10에 나타낸 정공 수송층(142)을 효율적으로 제작할 수 있고, 또한 이 공정에 있어서, 기판(20) 등의 오염이 적어지므로, 쇼트 등의 문제점이 적은 유기 EL 패널을 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 패터닝 장치에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 패터닝 장치(1)에 있어서는, 기판(20)의 도포면을 하방향으로 한 상태에서 기판(20)을 반송하는 반송 기구(2)를 구비하고, 도포면이 하방향으로 된 기판(20)에 도포 기구(3)에 의해 잉크(30)가 도포된다. 그리고, 닦아냄 기구(4)가, 도포면이 하방향으로 된 기판(20) 상의 잉크(30)를 제거하도록, 상기 제1 실시형태와는 상하 반대로 형성되어 있다. 도포 기구(3)는, 슬릿 노즐(31)이 위쪽을 향하도록, 상기 제1 실시형태와는 상하 반대로 설치되어 있다. 또한, 반송 테이블(21)에는, 기판(20)을 하방향으로 유지하는 유지 기구(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 기판(20)의 도포면을 하방향으로 한 상태에서, 기판(20)에 잉크(30)를 도포하므로, 도포 시에 먼지 등이 기판(20) 상에 쉽게 혼입되지 않도록 할 수 있다. 또한, 도포면이 하방향으로 된 기판(20) 상의 잉크(30)를 제거하는 것에 의해, 닦아냄 물품이 기판(20)에 쉽게 낙하하지 않아, 생산 수율을 좋게 할 수 있다. 또한, 닦아낸 후에 테이프 헤드(43) 및 테이프(41)가 기판(20)으로부터 이격되어도, 닦아내는데 이용된 용제(40)가 기판(20)에 쉽게 낙하하지 않기 때문에, 기판(20)의 오염을 더욱 확실하게 억제할 수 있어, 신뢰성이 높은 제품을 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 패터닝 장치에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 패터닝 장치(1)는, 닦아냄 기구(4)에 의해 잉크(30)가 제거된 기판(20) 상에, 자외선을 조사하여, 잉크(30)의 포토루미네센스 발광을 검출하는 검출 기구(71)를 더 포함하고 있다. 검출 기구(71)에는, 자외선 광원(71a)과, 기판(20)의 표면을 촬영하는 CCD 카메라(71b)를 조합한 것이 사용된다. 검출 기구(71)는, 닦아냄 기구(4)의 헤드 유닛(46)에 장착되고, 닦아냄이 행해진 잉크(30)의 닦아냄과 연속하여 기판(20)에 자외선을 조사하여, 기판(20) 상의 잉크(30)의 포토루미네센스 발광을 검출한다.

유기 EL 패널의 유기층을 구성하는 재료는, 반도체의 성질을 가지는 경우가 많고, 자외선이 조사되는 것에 의해, 특유 PL 파장으로 발광한다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는, 닦아낸 후의 기판(20)에 대하여 자외선 광원(71a)으로부터 자외선을 조사하는 동시에, 이 기판(20)의 표면을 CCD 카메라(71b)로 촬영하여, 그 촬영 영상을, 견본의 패턴 영상을 비교한다. 그리고, 닦아낸 부분에 잉크(30)가 잔존하고 있지 않은지를 확인함으로써, 잉크(30)가 잔존하고 있는 불량품을 검출할 수 있고, 그와 같은 불량품을 인라인에서 배제할 수 있다. 인라인에서의 불량품의 제거는, 후에 계속되는 제조 공정에 불량품이 흐르는 것을 억제할 수 있으므로, 후의 공정에서 사용되는 재료 등의 낭비를 삭감할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 닦아냄이 충분하지 않은 경우에는, 테이프(41)의 이동 속도(닦아냄 속도)나, 테이프(41)에 공급되는 용제(40)의 양을, 기판(20) 상의 잉크(30)를 확실하게 제거할 수 있도록, 피드백 제어할 수 있다. 그리고, CCD 카메라(71b)를 이용하지 않고, 작업자가 포토루미네센스 발광을 육안 관찰에 의해 확인하여, 불량품을 배제해도 된다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 자외선을 조사하여, 포토루미네센스 발광의 유무에 의해 잉크(30)가 잔존하고 있는지의 여부를 검출하므로, 기판(20)에 직접적으로 센서 등을 접촉시키지 않고 행할 수 있다. 비접촉에 의한 검출은, 제조 공정으로부터 기판(20)을 인출할 필요가 없기 때문에, 예를 들면, 전술한 잉크(30)의 닦아냄 공정이, 진공 또는 질소 분위기에서 행해지는 공정과 연속하여 행해지는 경우, 이들 분위기를 파괴하지 않고 검사를 행할 수 있다. 따라서, 일련의 공정을 정지할 필요가 없기 때문에 생산성이 양호하고, 또한 검사 시의 미립자 오염이나 수분이나 산소에 의한 오염을 억제할 수 있다.

본 실시형태의 변형예에 관한 패터닝 장치에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 패터닝 장치(1)는, 닦아냄 기구(4)에 의해 잉크(30)가 제거된 기판(20)의 표면의 접촉 저항을 측정하는 측정 기구(72)를 구비한 것이다. 측정 기구(72)는, 상기 검출 기구(71)와 마찬가지로, 닦아냄 기구(4)의 헤드 유닛(46)에 장착된다.

이 변형예에 있어서도, 상기 실시형태와 마찬가지로, 닦아낸 부분에 잉크(30)가 잔존하고 있지 않은지를 확인할 수 있고, 잉크(30)가 잔존하고 있는 불량품을 인라인에서 배제할 수 있다. 또한, 이 변형예는, 잉크(30)가 포토루미네센스 발광을 하는 재료를 포함하지 않는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 도포막의 저항도 모니터링 가능하므로, 전기적 특성으로부터의 불량품을 배제할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제4 실시형태에 관한 패터닝 장치에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서는, 닦아냄 기구(4)가, 테이프(41)와 기판(20)과의 접촉 면적을 가변하도록 구성되어 있는 테이프 헤드(43)를 가진다. 구체적으로는, 상기 실시형태에 있어서의 헤드 유닛(46)이, 릴 구동부(44)로부터 인출되고, 테이프(41)의 이동 방향으로 장척(長尺) 형상으로 된 테이프 헤드(43’)가 내장된 헤드 유닛(46’)이 장착된다. 즉, 테이프 헤드(43, 43’)의 크기가 상이한 헤드 유닛(46, 46’)을 적절하게 전환함으로써, 테이프(41)와 기판(20)과의 접촉 면적을 가변할 수 있다. 또한, 예를 들면, 헤드 유닛(46) 내에 복수의 테이프 헤드(도시하지 않음)가 내장되고, 이들 간격을 테이프(41)의 이동 방향으로 가변함으로써, 테이프(41)와 기판(20)과의 접촉 면적을 작게 할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

본 실시형태에 의하면, 예를 들면, 기판(20)의 둘레부에 도포된 잉크(30)를 직선적으로 제거할 때, 상기 테이프 헤드(43’)를 이용하면, 한 공정으로 넓은 범위의 잉크(30)를 일제히 제거할 수 있으므로, 제거 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 변형예에 대하여, 도 7을 참조하여 설명한다. 이 변형예에 있어서는, 테이프 헤드(43)가, 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 테이프(41)와 접하는 면이 크라운 형상으로 되도록 형성되어 있다. 이 테이프 헤드(43)를 이용하면, 테이프(41)를, 테이프(41)의 폭 방향으로 좁은 면적으로 기판(20)과 접촉시킬 수 있으므로, 기판(20) 상의 잉크(30)를 선형으로 제거할 수 있어, 보다 미세한 도포층의 형성 가공을 행할 수 있다. 또한, 테이프(41)가 기판(20)을 압압(押壓)하는 압력이 부분적으로 집중되므로, 잉크(30)가 제거된 개소와 제거되어 있지 않은 개소와의 경계가 구분되어, 잉크(30)가 제거되어 있지 않은 개소, 즉 도포층의 에지의 마무리를 양호하게 할 수 있다. 또한, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 잉크(30)를 제거하는 개소의 크기에 따라, 광폭(廣幅)의 테이프 헤드(43)를 사용할 수도 있다.

다음에, 본 발명의 제5 실시형태에 관한 패터닝 장치에 대하여, 도 8을 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 패터닝 장치(1)는, 닦아냄 기구(4)에 의해 잉크(30)가 제거된 기판(20) 상에 레이저를 조사하고, 기판(20) 상에 잔존한 잉크(30)를 가열하는 레이저 가열 기구(8)를 더 포함하고 있다. 측정 기구(72)는, 상기 제3 실시형태에 있어서의 검출 기구(71 또는 측정 기구(72)와 마찬가지로, 닦아냄 기구(4)의 헤드 유닛(46)에 장착된다. 증발 기구(8)는, 바람직하게는, 상기 검출 기구(71) 등과 병용되고, 기판(20) 상에 잉크(30)가 잔존하고 있는 경우에, 그 개소에 레이저를 선택적으로 조사하도록 하여 구성된다.

본 실시형태에 의하면, 잉크(30)가 제거된 부분의 단부(端部)에, 잉크류나 덩어리 등이 있어도, 이들을 레이저로 가열 제거, 또는 가열 용융하고, 잉크 단부를 원활하게 함으로써, 불량품의 발생을 억제할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제6 실시형태에 관한 패터닝 장치에 대하여, 도 9를 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 패터닝 장치(1)는, 테이프 헤드(43)가 기판(20)과 맞닿을 때의 가압량을 계측하는 모니터링 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 또한, 패터닝 장치(1)는, 모니터링 기구에 의해 계측되는 가압량이 일정하게 되도록, 기판(20)과 테이프 헤드(43)와의 거리를 조정하는 조정 기구(22)를 구비하고 있다. 도면의 예에서는, 조정 기구(22)로서, 기판(20)을 탑재하는 반송 테이블(21)을 승강시키는 구동 부재를 나타내고 있다. 그리고, 조정 기구(22)는, 테이프 헤드(43)를 기판(20) 측으로 상하 이동시키는 것이라도 된다. 이 경우, 테이프 헤드(43)에 있어서 테이프(41)가 느슨해지거나 또는 과도하게 인장(引張)되지 않고, 릴 구동부(44)는 릴(42a, 42b)의 회전 속도를 적절하게 제어하여, 테이프(41)의 이동 속도를 조정한다.

본 실시형태에 의하면, 제거 공정에서 가압량을 모니터링하면서, 수시로, 기판(20)과 테이프(41)와의 사이의 압력을 피드백 제어할 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 기판(20) 자체나 그 위에 형성된 투명 전극 등에 요철(凹凸)이나 경사가 있어도, 일정한 정밀도로 잉크(30)를 닦아낼 수 있어, 수율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 각종 변형이 가능하다. 전술한 반송 기구(2), 도포 기구(3)는, 닦아냄 기구(4)와 함께, 제어 장치(도시하지 않음) 등에 의해 구동 제어되고, 소정의 소프트웨어에 기초하여 동작하는 것이다. 또한, 패터닝 장치(1)는, 잉크(30)의 종류, 제작되는 도포막의 사이즈, 수단계를 입력하기 위한 조작부(도시하지 않음)를 구비한다. 상기 소프트웨어는, 조작부에 의해 입력된 조작 정보에 따라, 닦아냄 기구(4)뿐 아니라, 반송 기구(2) 및 도포 기구(3) 등의 구동을 최적화시키도록 구축되어 있다. 그리고, 전술한 실시형태에 있어서는, 유기 EL 패널의 정공 수송층(142)을 형성하는 공정을 예시했지만, 도포에 의해 제작되는 층이면, 정공 수송층(142)에 한정되지 않고, 발광층(143) 또는 전자 수송층(도시하지 않음) 등의 제작에도 적용할 수 있다. 또한, 유기 EL 패널에 한정되지 않고, 예를 들면, 유기 태양 전지 등, 복수의 기능층을 가지는 디바이스의 제조에도 적용할 수 있다.

1 패터닝 장치
2 반송 기구
20 기판
22 조정 기구
4 닦아냄 기구
40 용제
41 테이프
42 릴
43 테이프 헤드
5 흡인 기구
6 보급 기구
71 검출 기구
72 측정 기구
8 레이저 가열 기구

Claims (14)

1. 기판 상의 유기 재료를 함유하는 잉크를 패터닝하는 패터닝 장치로서,
   상기 기판 상의 소정 개소(箇所)의 잉크를 제거하는 닦아냄(wipe-off) 기구(機構)를 포함하고,
   상기 닦아냄 기구는, 용제를 함유시킨 테이프와, 상기 테이프를 권취하는 회전식의 릴과, 상기 테이프를 상기 기판 상에 접촉시키는 테이프 헤드를 가지고, 상기 테이프 헤드로 상기 테이프를 상기 기판에 접촉시키면서 상기 릴을 회전시킴으로써 상기 테이프에 상기 기판 상의 잉크를 부착시키는,
   패터닝 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 릴은, 상기 기판을 세팅하는 스테이지에 대한 상기 테이프 헤드의 상대 진행 방향과는 역방향으로 테이프가 권취되도록 회전하는, 패터닝 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 닦아냄 기구는, 닦아내는 중에 발생한 분진(粉塵) 등을 흡인하는 흡인 기구를 가지는, 패터닝 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 닦아냄 기구는, 상기 테이프에 용제를 공급하는 보급 기구를 가지는, 패터닝 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판을 가열하는 가열 기구를 더 포함하는, 패터닝 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판의 도포면을 하방향으로 한 상태로 상기 기판을 반송(搬送)하는 반송 기구를 더 포함하는, 패터닝 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 닦아냄 기구는, 상기 도포면이 하방향으로 된 상기 기판 상의 잉크를 제거하는, 패터닝 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 닦아냄 기구에 의해 잉크가 제거된 상기 기판 상에 자외선을 조사(照射)하여, 상기 잉크의 포토루미네선스(photoluminescence) 발광을 검출하는 검출 기구를 더 포함하는, 패터닝 장치.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 닦아냄 기구에 의해 잉크가 제거된 상기 기판 표면의 접촉 저항을 측정하는 측정 기구를 더 포함하는, 패터닝 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테이프 헤드는, 상기 테이프와 상기 기판과의 접촉 면적을 가변(可變)하도록 구성되어 있는, 패터닝 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테이프 헤드는, 상기 테이프와 접하는 면이 크라운 형상으로 되도록 형성되어 있는, 패터닝 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 닦아냄 기구에 의해 잉크가 제거된 상기 기판 상에 레이저를 조사하고, 상기 기판 상에 잔존한 잉크를 가열하는 레이저 가열 기구를 더 포함하는, 패터닝 장치.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테이프 헤드가 상기 기판과 맞닿을 때의 가압량을 계측하는 모니터링 기구; 및
    상기 모니터링 기구에 의해 계측되는 가압량이 일정하게 되도록 상기 기판과 상기 테이프 헤드 사이의 거리를 조정하는 조정 기구를 더 포함하는, 패터닝 장치.
14. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 패터닝 장치를 사용하여, 투명 전극을 가지는 기판 상에 정공(正孔) 수송층을 형성하는 공정을 포함하는,
    유기 EL 패널의 제조 방법.
    

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