KR20180089863A - 도포 장치 및 도포 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질량 측정기의 파손을 억제할 수 있는, 도포 장치의 제공을 과제로 한다.
기판에 기능액의 묘화 패턴을 그리는 도포 장치로서, 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판 유지부에 유지되어 있는 상기 기판에 상기 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출부와, 주주사 방향 및 부주사 방향으로, 상기 기판 유지부와 상기 액적 토출부를 상대적으로 이동시키는 이동부와, 상기 액적 토출부에 의해 토출되는 액적을 받는 컵 및 상기 컵의 내부에 모이는 상기 기능액의 질량을 측정하는 질량 측정기를 포함하는 질량 측정부와, 상기 컵의 내부에 모이는 상기 기능액을 상기 컵으로부터 배출하는 배액부를 구비하는, 도포 장치.

Description

도포 장치 및 도포 방법{COATING DEVICE AND COATING METHOD}
본 발명은 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다.
종래, 유기 EL(Electroluminescence)의 발광을 이용한 발광 다이오드인 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)가 알려져 있다. 유기 발광 다이오드를 이용한 유기 EL 디스플레이는, 박형 경량 또한 저소비 전력인 데다가, 응답 속도나 시야각, 콘트라스트비의 면에서 우수하다고 하는 이점을 가지고 있다. 이 때문에, 차세대의 플랫 패널 디스플레이(FPD)로서 최근 주목받고 있다.
유기 발광 다이오드는, 기판 상에 형성되는 양극과, 양극을 기준으로 하여 기판과는 반대측에 마련되는 음극과, 양극과 음극 사이에 마련되는 유기층을 갖는다. 유기층은, 예컨대 양극측으로부터 음극측을 향하여, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 이 순서로 갖는다. 발광층 등의 형성에는, 잉크젯 방식의 도포 장치가 이용된다.
특허문헌 1에 기재된 도포 장치는, 기능 액적 토출 헤드로부터 토출한 기능액을 받는 수취 용기와, 수취 용기의 내부에 모이는 기능액의 질량을 측정하는 전자 천칭을 갖는다. 전자 천칭의 측정 결과는, 기능 액적 토출 헤드의 구동 전력(전압값)의 조정에 이용된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2004-177262호 공보
종래, 토출 헤드로부터 토출한 기능액을 받는 컵이 가득차면, 수작업에 의해 컵의 교환이 이루어지고 있고, 그때에, 전자 천칭 등의 질량 측정기에 하중이 가해져, 질량 측정기가 파손되는 경우가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 질량 측정기의 파손을 억제할 수 있는, 도포 장치의 제공을 주된 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일양태에 따르면,
기판에 기능액의 묘화 패턴을 그리는 도포 장치로서,
상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
상기 기판 유지부에 유지되어 있는 상기 기판에 상기 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출부와,
주주사 방향 및 부주사 방향으로, 상기 기판 유지부와 상기 액적 토출부를 상대적으로 이동시키는 이동부와,
상기 액적 토출부에 의해 토출되는 액적을 받는 컵 및 상기 컵의 내부에 모이는 상기 기능액의 질량을 측정하는 질량 측정기를 포함하는 질량 측정부와,
상기 컵의 내부에 모이는 상기 기능액을 상기 컵으로부터 배출하는 배액부를 구비하는, 도포 장치가 제공된다.
본 발명의 일양태에 따르면, 질량 측정기의 파손을 억제할 수 있는, 도포 장치가 제공된다.
도 1은 일실시형태에 따른 유기 EL 디스플레이를 나타내는 평면도이다.
도 2는 일실시형태에 따른 유기 EL 디스플레이의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 3은 일실시형태에 의한 유기 발광 다이오드의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 일실시형태에 따른 도포층이 형성된 기판을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 도포층을 감압 건조한 기판을 나타내는 단면도이다.
도 6은 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템을 나타내는 평면도이다.
도 7은 일실시형태에 따른 도포 장치를 나타내는 평면도이다.
도 8은 일실시형태에 따른 도포 장치를 나타내는 측면도이다.
도 9는 일실시형태에 따른 토출 헤드의 배열 및 토출량 측정 대상의 토출 헤드로부터 액적을 받을 때의 컵의 위치를 나타내는 평면도이다.
도 10은 일실시형태에 따른 컵의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI선을 따른 컵의 단면도이다.
도 12는 제1 변형예에 의한 도포 장치를 나타내는 측면도이다.
도 13은 제2 변형예에 의한 도포 장치를 나타내는 측면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 각 도면에서, 동일한 또는 대응하는 구성에는, 동일한 또는 대응하는 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
<유기 EL 디스플레이>
도 1은 일실시형태에 따른 유기 EL 디스플레이를 나타내는 평면도이다. 도 1에서, 하나의 단위 회로(11)의 회로를 확대하여 나타낸다.
유기 EL 디스플레이는, 기판(10)과, 기판(10) 상에 배열되는 복수개의 단위 회로(11)와, 기판(10) 상에 마련되는 주사선 구동 회로(14)와, 기판(10) 상에 마련되는 데이터선 구동 회로(15)를 갖는다. 주사선 구동 회로(14)에 접속되는 복수의 주사선(16)과, 데이터선 구동 회로(15)에 접속되는 복수의 데이터선(17)으로 둘러싸이는 영역에, 단위 회로(11)가 마련된다. 단위 회로(11)는, TFT층(12)과, 유기 발광 다이오드(13)를 포함한다.
TFT층(12)은, 복수의 TFT(Thin Film Transistor)를 갖는다. 하나의 TFT는 스위칭 소자로서의 기능을 가지고, 다른 하나의 TFT는 유기 발광 다이오드(13)에 흐르게 하는 전류량을 제어하는 전류 제어용 소자로서의 기능을 갖는다. TFT층(12)은, 주사선 구동 회로(14) 및 데이터선 구동 회로(15)에 의해 작동되어, 유기 발광 다이오드(13)에 전류를 공급한다. TFT층(12)은 단위 회로(11)마다 마련되어 있고, 복수의 단위 회로(11)는 독립적으로 제어된다. 또한, TFT층(12)은, 일반적인 구성이면 좋고, 도 1에 나타내는 구성에는 한정되지 않는다.
또한, 유기 EL 디스플레이의 구동 방식은, 본 실시형태에서는 액티브 매트릭스 방식이지만, 패시브 매트릭스 방식이어도 좋다.
도 2는 일실시형태에 따른 유기 EL 디스플레이의 주요부를 나타내는 단면도이다. 기판(10)으로서는, 유리 기판이나 수지 기판 등의 투명 기판이 이용된다. 기판(10) 상에는, TFT층(12)이 형성되어 있다. TFT층(12) 상에는, TFT층(12)에 의해 형성되는 단차를 평탄화하는 평탄화층(18)이 형성되어 있다.
평탄화층(18)은, 절연성을 가지고 있다. 평탄화층(18)을 관통하는 컨택트 홀에는, 컨택트 플러그(19)가 형성되어 있다. 컨택트 플러그(19)는, 평탄화층(18)의 평탄면에 형성되는 화소 전극으로서의 양극(21)과, TFT층(12)을 전기적으로 접속한다. 컨택트 플러그(19)는, 양극(21)과 동일한 재료로, 동시에 형성되어도 좋다.
유기 발광 다이오드(13)는, 평탄화층(18)의 평탄면 상에 형성된다. 유기 발광 다이오드(13)는, 화소 전극으로서의 양극(21)과, 화소 전극을 기준으로 하여 기판(10)과는 반대측에 마련되는 대향 전극으로서의 음극(22)과, 양극(21)과 음극(22) 사이에 형성되는 유기층(23)을 갖는다. TFT층(12)을 작동시킴으로써, 양극(21)과 음극(22) 사이에 전압이 인가되어, 유기층(23)이 발광한다.
양극(21)은, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide) 등에 의해 형성되어, 유기층(23)으로부터의 광을 투과한다. 양극(21)을 투과한 광은, 기판(10)을 투과하여, 외부에 취출된다. 양극(21)은, 단위 회로(11)마다 마련된다.
음극(22)은, 예컨대 알루미늄 등에 의해 형성되어, 유기층(23)으로부터의 광을 유기층(23)을 향하여 반사한다. 음극(22)에서 반사된 광은, 유기층(23)이나 양극(21), 기판(10)을 투과하여, 외부에 취출된다. 음극(22)은, 복수의 단위 회로(11)에 공통의 것이다.
유기층(23)은, 예컨대, 양극(21)측으로부터 음극(22)측을 향하여, 정공 주입층(24), 정공 수송층(25), 발광층(26), 전자 수송층(27) 및 전자 주입층(28)을 이 순서로 갖는다. 양극(21)과 음극(22) 사이에 전압이 가해지면, 양극(21)으로부터 정공 주입층(24)에 정공이 주입되며, 음극(22)으로부터 전자 주입층(28)에 전자가 주입된다. 정공 주입층(24)에 주입된 정공은, 정공 수송층(25)에 의해 발광층(26)에 수송된다. 또한, 전자 주입층(28)에 주입된 전자는, 전자 수송층(27)에 의해 발광층(26)에 수송된다. 그렇게 하여, 발광층(26) 내에서 정공과 전자가 재결합하여, 발광층(26)의 발광 재료가 여기되어, 발광층(26)이 발광한다.
발광층(26)으로서, 예컨대, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 형성된다. 적색 발광층은 적색으로 발광하는 적색 발광 재료로 형성되고, 녹색 발광층은 녹색으로 발광하는 녹색 발광 재료로 형성되고, 청색 발광층은 청색으로 발광하는 청색 발광 재료로 형성된다. 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층은, 뱅크(30)의 개구부(31)에 형성된다.
뱅크(30)는, 적색 발광층의 재료액, 녹색 발광층의 재료액 및 청색 발광층의 재료액을 이격시킴으로써, 이들 재료액의 혼합을 방지한다. 뱅크(30)는, 절연성을 가지고 있어, 평탄화층(18)을 관통하는 컨택트 홀을 매립한다.
<유기 발광 다이오드의 제조 방법>
도 3은 일실시형태에 따른 유기 발광 다이오드의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 단계 S101에서는, 화소 전극으로서의 양극(21)의 형성을 행한다. 양극(21)의 형성에는, 예컨대 증착법이 이용된다. 양극(21)은, 평탄화층(18)의 평탄면에, 단위 회로(11)마다 형성된다. 양극(21)과 함께, 컨택트 플러그(19)가 형성되어도 좋다.
계속되는 단계 S102에서는, 뱅크(30)의 형성을 행한다. 뱅크(30)는, 예컨대 포토레지스트를 이용하여 형성되어, 포토리소그래피처리에 의해 미리 정해진 패턴으로 패터닝된다. 뱅크(30)의 개구부(31)에서, 양극(21)이 노출된다.
계속되는 단계 S103에서는, 정공 주입층(24)의 형성을 행한다. 정공 주입층(24)의 형성에는, 잉크젯법 등이 이용된다. 잉크젯법에 따라 정공 주입층(24)의 재료액을 양극(21) 상에 도포함으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이 도포층(L)이 형성된다. 그 도포층(L)을 건조, 소성함으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이 정공 주입층(24)이 형성된다.
계속되는 단계 S104에서는, 정공 수송층(25)의 형성을 행한다. 정공 수송층(25)의 형성에는, 정공 주입층(24)의 형성과 동일하게, 잉크젯법 등이 이용된다. 잉크젯법에 따라 정공 수송층(25)의 재료액을 정공 주입층(24) 상에 도포함으로써, 도포층이 형성된다. 그 도포층을 건조, 소성함으로써, 정공 수송층(25)이 형성된다.
계속되는 단계 S105에서는, 발광층(26)의 형성을 행한다. 발광층(26)의 형성에는, 정공 주입층(24)이나 정공 수송층(25)의 형성과 동일하게, 잉크젯법 등이 이용된다. 잉크젯법에 따라 발광층(26)의 재료액을 정공 수송층(25) 상에 도포함으로써, 도포층이 형성된다. 그 도포층을 건조, 소성함으로써, 발광층(26)이 형성된다.
발광층(26)으로서, 예컨대 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 형성된다. 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층은, 뱅크(30)의 개구부(31)에 형성된다. 뱅크(30)는, 적색 발광층의 재료액, 녹색 발광층의 재료액 및 청색 발광층의 재료액을 이격시킴으로써, 이들 재료액의 혼합을 방지한다.
계속되는 단계 S106에서는, 전자 수송층(27)의 형성을 행한다. 전자 수송층(27)의 형성에는, 예컨대 증착법 등이 이용된다. 전자 수송층(27)은, 복수의 단위 회로(11)에 공통의 것이어도 좋기 때문에, 뱅크(30)의 개구부(31) 내의 발광층(26) 상뿐만 아니라, 뱅크(30) 상에도 형성되어도 좋다.
계속되는 단계 S107에서는, 전자 주입층(28)의 형성을 행한다. 전자 주입층(28)의 형성에는, 예컨대 증착법 등이 이용된다. 전자 주입층(28)은, 전자 수송층(27) 상에 형성된다. 전자 주입층(28)은, 복수의 단위 회로(11)에 공통의 것이어도 좋다.
계속되는 단계 S108에서는, 음극(22)의 형성을 행한다. 음극(22)의 형성에는, 예컨대 증착법 등이 이용된다. 음극(22)은, 전자 주입층(28) 상에 형성된다. 음극(22)은, 복수의 단위 회로(11)에 공통의 것이어도 좋다.
또한, 유기 EL 디스플레이의 구동 방식이, 액티브 매트릭스 방식이 아니고, 패시브 매트릭스 방식인 경우, 음극(22)은, 미리 정해진 패턴으로 패터닝된다.
이상의 공정에 따라, 유기 발광 다이오드(13)가 제조된다. 유기층(23) 중, 정공 주입층(24), 정공 수송층(25) 및 발광층(26)의 형성에, 기판 처리 시스템(100)이 이용된다.
<기판 처리 시스템>
도 6은 일실시형태에 따른 기판 처리 시스템을 나타내는 평면도이다. 기판 처리 시스템(100)은, 도 3의 단계 S103∼S105에 상당하는 각 처리를 행하여, 양극(21) 상에 정공 주입층(24), 정공 수송층(25) 및 발광층(26)을 형성한다. 기판 처리 시스템(100)은, 반입 스테이션(110)과, 처리 스테이션(120)과, 반출 스테이션(130)과, 제어 장치(140)를 갖는다.
반입 스테이션(110)은, 복수의 기판(10)을 수용하는 카세트(C)를 외부로부터 반입시켜, 카세트(C)로부터 복수의 기판(10)을 순차 취출한다. 각 기판(10)에는, 미리 TFT층(12)이나 평탄화층(18), 양극(21), 뱅크(30) 등이 형성되어 있다.
반입 스테이션(110)은, 카세트(C)를 배치하는 카세트 배치대(111)와, 카세트 배치대(111)와 처리 스테이션(120) 사이에 마련되는 반송로(112)와, 반송로(112)에 마련되는 기판 반송체(113)를 구비한다. 기판 반송체(113)는, 카세트 배치대(111)에 배치된 카세트(C)와 처리 스테이션(120) 사이에서 기판(10)을 반송한다.
처리 스테이션(120)은, 양극(21) 상에, 정공 주입층(24), 정공 수송층(25) 및 발광층(26)을 형성한다. 처리 스테이션(120)은, 정공 주입층(24)을 형성하는 정공 주입층 형성 블록(121)과, 정공 수송층(25)을 형성하는 정공 수송층 형성 블록(122)과, 발광층(26)을 형성하는 발광층 형성 블록(123)을 구비한다.
정공 주입층 형성 블록(121)은, 정공 주입층(24)의 재료액을 양극(21) 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 그 도포층을 건조, 소성함으로써, 정공 주입층(24)을 형성한다. 정공 주입층(24)의 재료액은, 유기 재료 및 용제를 포함한다. 그 유기 재료는, 폴리머, 모노머 중 어느 것이어도 좋다. 모노머의 경우, 소성에 의해 중합되어, 폴리머가 되어도 좋다.
정공 주입층 형성 블록(121)은, 도포 장치(121a)와, 버퍼 장치(121b)와, 감압 건조 장치(121c)와, 열 처리 장치(121d)와, 온도 조절 장치(121e)를 구비한다. 도포 장치(121a)는, 정공 주입층(24)의 재료액의 액적을, 뱅크(30)의 개구부(31)를 향하여 토출한다. 버퍼 장치(121b)는, 처리 대기의 기판(10)을 일시적으로 수용한다. 감압 건조 장치(121c)는, 도포 장치(121a)로 도포된 도포층을 감압 건조하여, 도포층에 포함되는 용제를 제거한다. 열 처리 장치(121d)는, 감압 건조 장치(121c)로 건조된 도포층을 가열 처리한다. 온도 조절 장치(121e)는, 열 처리 장치(121d)로 가열 처리된 기판(10)의 온도를, 미리 정해진 온도, 예컨대 상온으로 조절한다.
도포 장치(121a), 버퍼 장치(121b), 열 처리 장치(121d) 및 온도 조절 장치(121e)는, 내부가 대기 분위기로 유지된다. 감압 건조 장치(121c)는, 내부의 분위기를, 대기 분위기와 감압 분위기로 전환한다.
또한, 정공 주입층 형성 블록(121)에서, 도포 장치(121a), 버퍼 장치(121b), 감압 건조 장치(121c), 열 처리 장치(121d) 및 온도 조절 장치(121e)의, 배치나 개수, 내부의 분위기는, 임의로 선택 가능하다.
또한, 정공 주입층 형성 블록(121)은, 기판 반송 장치(CR1∼CR3)와, 전달 장치(TR1∼TR3)를 구비한다. 기판 반송 장치(CR1∼CR3)는, 각각 인접하는 각 장치에 기판(10)을 반송한다. 예컨대, 기판 반송 장치(CR1)는, 인접하는 도포 장치(121a) 및 버퍼 장치(121b)에 기판(10)을 반송한다. 기판 반송 장치(CR2)는, 인접하는 감압 건조 장치(121c)에 기판(10)을 반송한다. 기판 반송 장치(CR3)는, 인접하는 열 처리 장치(121d) 및 온도 조절 장치(121e)에 기판(10)을 반송한다. 전달 장치(TR1∼TR3)는, 각각 순서대로, 반입 스테이션(110)과 기판 반송 장치(CR1) 사이, 기판 반송 장치(CR1)와 기판 반송 장치(CR2) 사이, 기판 반송 장치(CR2)와 기판 반송 장치(CR3) 사이에 마련되고, 이들 사이에서 기판(10)을 중계한다. 기판 반송 장치(CR1∼CR3)나 전달 장치(TR1∼TR3)는, 내부가 대기 분위기로 유지된다.
정공 주입층 형성 블록(121)의 기판 반송 장치(CR3)와, 정공 수송층 형성 블록(122)의 기판 반송 장치(CR4) 사이에는, 이들 사이에서 기판(10)을 중계하는 전달 장치(TR4)가 마련된다. 전달 장치(TR4)는, 내부가 대기 분위기로 유지된다.
정공 수송층 형성 블록(122)은, 정공 수송층(25)의 재료액을 정공 주입층(24) 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 그 도포층을 건조, 소성함으로써, 정공 수송층(25)을 형성한다. 정공 수송층(25)의 재료액은, 유기 재료 및 용제를 포함한다. 그 유기 재료는, 폴리머, 모노머 중 어느 것이어도 좋다. 모노머의 경우, 소성에 의해 중합되어, 폴리머가 되어도 좋다.
정공 수송층 형성 블록(122)은, 도포 장치(122a)와, 버퍼 장치(122b)와, 감압 건조 장치(122c)와, 열 처리 장치(122d)와, 온도 조절 장치(122e)를 구비한다. 도포 장치(122a)는, 정공 수송층(25)의 재료액의 액적을, 뱅크(30)의 개구부(31)를 향하여 토출한다. 버퍼 장치(122b)는, 처리 대기의 기판(10)을 일시적으로 수용한다. 감압 건조 장치(122c)는, 도포 장치(122a)로 도포된 도포층을 감압 건조하여, 도포층에 포함되는 용제를 제거한다. 열 처리 장치(122d)는, 감압 건조 장치(122c)로 건조된 도포층을 가열 처리한다. 온도 조절 장치(122e)는, 열 처리 장치(122d)로 가열 처리된 기판(10)의 온도를, 미리 정해진 온도, 예컨대 상온으로 조절한다.
도포 장치(122a) 및 버퍼 장치(122b)는, 내부가 대기 분위기로 유지된다. 한편, 열 처리 장치(122d) 및 온도 조절 장치(122e)는, 정공 수송층(25)의 유기 재료의 열화를 억제하기 위해, 내부가 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지된다. 감압 건조 장치(122c)는, 내부의 분위기를, 저산소 또한 저노점의 분위기와, 감압 분위기로 전환한다.
여기서, 저산소의 분위기란, 대기보다 산소 농도가 낮은 분위기, 예컨대 산소 농도가 10 ppm 이하인 분위기를 말한다. 또한, 저노점의 분위기란, 대기보다 노점 온도가 낮은 분위기, 예컨대 노점 온도가 -10℃ 이하인 분위기를 말한다. 저산소 또한 저노점의 분위기는, 예컨대 질소 가스 등의 불활성 가스로 형성된다.
또한, 정공 수송층 형성 블록(122)에서, 도포 장치(122a), 버퍼 장치(122b), 감압 건조 장치(122c), 열 처리 장치(122d) 및 온도 조절 장치(122e)의, 배치나 개수, 내부의 분위기는, 임의로 선택 가능하다.
또한, 정공 수송층 형성 블록(122)은, 기판 반송 장치(CR4∼CR6)와, 전달 장치(TR5∼TR6)를 구비한다. 기판 반송 장치(CR4∼CR6)는, 각각 인접하는 각 장치에 기판(10)을 반송한다. 전달 장치(TR5∼TR6)는, 각각 순서대로, 기판 반송 장치(CR4)와 기판 반송 장치(CR5) 사이, 기판 반송 장치(CR5)와 기판 반송 장치(CR6) 사이에 마련되고, 이들 사이에서 기판(10)을 중계한다.
기판 반송 장치(CR4)의 내부는, 대기 분위기로 유지된다. 한편, 기판 반송 장치(CR5∼CR6)의 내부는, 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지된다. 기판 반송 장치(CR5)에 인접되는 감압 건조 장치(122c)의 내부가, 저산소 또한 저노점의 분위기와, 감압 분위기로 전환되기 때문이다. 또한, 기판 반송 장치(CR6)에 인접 설치되는 열 처리 장치(122d)나 온도 조절 장치(122e)의 내부가, 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지되기 때문이다.
전달 장치(TR5)는, 그 내부의 분위기를, 대기 분위기와, 저산소 또한 저노점의 분위기 사이에서 전환하는 로드록 장치로서 구성된다. 전달 장치(TR6)의 하류측에 감압 건조 장치(122c)가 인접 설치되기 때문이다. 한편, 전달 장치(TR6)의 내부는, 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지된다.
정공 수송층 형성 블록(122)의 기판 반송 장치(CR6)와, 발광층 형성 블록(123)의 기판 반송 장치(CR7) 사이에는, 이들 사이에서 기판(10)을 중계하는 전달 장치(TR7)가 마련된다. 기판 반송 장치(CR6)의 내부는 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지되고, 기판 반송 장치(CR7)의 내부는 대기 분위기로 유지된다. 그 때문에, 전달 장치(TR7)는, 그 내부의 분위기를, 저산소 또한 저노점의 분위기와, 대기 분위기 사이에서 전환하는 로드록 장치로서 구성된다.
발광층 형성 블록(123)은, 발광층(26)의 재료액을 정공 수송층(25) 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 형성한 도포층을 건조, 소성함으로써, 발광층(26)을 형성한다. 발광층(26)의 재료액은, 유기 재료 및 용제를 포함한다. 그 유기 재료는, 폴리머, 모노머 중 어느 것이어도 좋다. 모노머의 경우, 소성에 의해 중합되어, 폴리머가 되어도 좋다.
발광층 형성 블록(123)은, 도포 장치(123a)와, 버퍼 장치(123b)와, 감압 건조 장치(123c)와, 열 처리 장치(123d)와, 온도 조절 장치(123e)를 구비한다. 도포 장치(123a)는, 발광층(26)의 재료액의 액적을, 뱅크(30)의 개구부(31)를 향하여 토출한다. 버퍼 장치(123b)는, 처리 대기의 기판(10)을 일시적으로 수용한다. 감압 건조 장치(123c)는, 도포 장치(123a)로 도포된 도포층을 감압 건조하여, 도포층에 포함되는 용제를 제거한다. 열 처리 장치(123d)는, 감압 건조 장치(123c)로 건조된 도포층을 가열 처리한다. 온도 조절 장치(123e)는, 열 처리 장치(123d)로 가열 처리된 기판(10)의 온도를, 미리 정해진 온도, 예컨대 상온으로 조절한다.
도포 장치(123a) 및 버퍼 장치(123b)는, 내부가 대기 분위기로 유지된다. 한편, 열 처리 장치(123d) 및 온도 조절 장치(123e)는, 발광층(26)의 유기 재료의 열화를 억제하기 위해, 내부가 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지된다. 감압 건조 장치(123c)는, 내부의 분위기를, 저산소 또한 저노점의 분위기와, 감압 분위기로 전환한다.
또한, 발광층 형성 블록(123)에서, 도포 장치(123a), 버퍼 장치(123b), 감압 건조 장치(123c), 열 처리 장치(123d) 및 온도 조절 장치(123e)의, 배치나 개수, 내부의 분위기는, 임의로 선택 가능하다.
또한, 발광층 형성 블록(123)은, 기판 반송 장치(CR7∼CR9)와, 전달 장치(TR8∼TR9)를 구비한다. 기판 반송 장치(CR7∼CR9)는, 각각 인접하는 각 장치에 기판(10)을 반송한다. 전달 장치(TR8∼TR9)는, 각각 순서대로, 기판 반송 장치(CR7)와 기판 반송 장치(CR8) 사이, 기판 반송 장치(CR8)와 기판 반송 장치(CR9) 사이에 마련되고, 이들 사이에서 기판(10)을 중계한다.
기판 반송 장치(CR7)의 내부는, 대기 분위기로 유지된다. 한편, 기판 반송 장치(CR8∼CR9)의 내부는, 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지된다. 기판 반송 장치(CR8)에 인접되는 감압 건조 장치(123c)의 내부가, 저산소 또한 저노점의 분위기와, 감압 분위기로 전환되기 때문이다. 또한, 기판 반송 장치(CR9)에 인접 설치되는 열 처리 장치(123d)나 온도 조절 장치(123e)의 내부가, 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지되기 때문이다.
전달 장치(TR8)는, 그 내부의 분위기를, 대기 분위기와, 저산소 또한 저노점의 분위기 사이에서 전환하는 로드록 장치로서 구성된다. 전달 장치(TR8)의 하류측에 감압 건조 장치(123c)가 인접 설치되기 때문이다. 전달 장치(TR9)의 내부는, 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지된다.
발광층 형성 블록(123)의 기판 반송 장치(CR9)와, 반출 스테이션(130) 사이에는, 이들 사이에서 기판(10)을 중계하는 전달 장치(TR10)가 마련된다. 기판 반송 장치(CR9)의 내부는 저산소 또한 저노점의 분위기로 유지되고, 반출 스테이션(130)의 내부는 대기 분위기로 유지된다. 그 때문에, 전달 장치(TR7)는, 그 내부의 분위기를, 저산소 또한 저노점의 분위기와, 대기 분위기 사이에서 전환하는 로드록 장치로서 구성된다.
반출 스테이션(130)은, 복수의 기판(10)을 순차 카세트(C)에 수납하여, 카세트(C)를 외부에 반출시킨다. 반출 스테이션(130)은, 카세트(C)를 배치하는 카세트 배치대(131)와, 카세트 배치대(131)와 처리 스테이션(120) 사이에 마련되는 반송로(132)와, 반송로(132)에 마련되는 기판 반송체(133)를 구비한다. 기판 반송체(133)는, 처리 스테이션(120)과, 카세트 배치대(131)에 배치된 카세트(C) 사이에서 기판(10)을 반송한다.
제어 장치(140)는, CPU(Central Processing Unit)(141)와, 메모리 등의 기억 매체(142)를 포함하는 컴퓨터로 구성되고, 기억 매체(142)에 기억된 프로그램(레시피라고도 불림)을 CPU(141)에 실행시킴으로써 각종 처리를 실현시킨다.
제어 장치(140)의 프로그램은, 정보 기억 매체에 기억되어, 정보 기억 매체로부터 인스톨된다. 정보 기억 매체로서는, 예컨대, 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 컴팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등을 들 수 있다. 또한, 프로그램은, 인터넷을 통해 서버로부터 다운 로드되어, 인스톨되어도 좋다.
다음에, 상기 구성의 기판 처리 시스템(100)을 이용한 기판 처리 방법에 대해서 설명한다. 복수의 기판(10)을 수용한 카세트(C)가 카세트 배치대(111) 상에 배치되면, 기판 반송체(113)가, 카세트 배치대(111) 상의 카세트(C)로부터 기판(10)을 순차 취출하여, 정공 주입층 형성 블록(121)에 반송한다.
정공 주입층 형성 블록(121)은, 정공 주입층(24)의 재료액을 양극(21) 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 형성한 도포층을 건조, 소성함으로써, 정공 주입층(24)을 형성한다. 정공 주입층(24)이 형성된 기판(10)은, 전달 장치(TR4)에 의해, 정공 주입층 형성 블록(121)으로부터 정공 수송층 형성 블록(122)에 전달된다.
정공 수송층 형성 블록(122)은, 정공 수송층(25)의 재료액을 정공 주입층(24) 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 형성한 도포층을 건조, 소성함으로써, 정공 수송층(25)을 형성한다. 정공 수송층(25)이 형성된 기판(10)은, 전달 장치(TR7)에 의해, 정공 수송층 형성 블록(122)으로부터 발광층 형성 블록(123)에 전달된다.
발광층 형성 블록(123)은, 발광층(26)의 재료액을 정공 수송층(25) 상에 도포하여 도포층을 형성하고, 형성한 도포층을 건조, 소성함으로써, 발광층(26)을 형성한다. 발광층(26)이 형성된 기판(10)은, 전달 장치(TR10)에 의해, 발광층 형성 블록(123)으로부터 반출 스테이션(130)에 전달된다.
반출 스테이션(130)의 기판 반송체(133)는, 전달 장치(TR10)로부터 수취한 기판(10)을, 카세트 배치대(131) 상의 미리 정해진 카세트(C)에 수용한다. 이에 의해, 기판 처리 시스템(100)에서의 일련의 기판(10)의 처리가 종료한다.
기판(10)은, 카세트(C)에 수용된 상태로, 반출 스테이션(130)으로부터 외부에 반출된다. 외부에 반출된 기판(10)에는, 전자 수송층(27)이나 전자 주입층(28), 음극(22) 등이 형성된다.
<도포 장치 및 도포 방법>
다음에, 발광층 형성 블록(123)의 도포 장치(123a)에 대해서, 도 7∼도 8을 참조하여 설명한다. 도 7은 일실시형태에 따른 도포 장치를 나타내는 평면도이다. 도 8은 일실시형태에 따른 도포 장치를 나타내는 측면도이다. 이하의 도면에서, X 방향은 주주사 방향, Y 방향은 부주사 방향, Z 방향은 연직 방향이다. X 방향 및 Y 방향은, 서로 직교하는 수평 방향이다. 또한, X 방향과 Y 방향은, 교차하고 있으면 좋고, 직교하지 않아도 좋다.
도포 장치(123a)는, 기판(10)에서의 기능액[예컨대 발광층(26)의 재료액]의 액적의 착탄 위치를 X 방향 및 Y 방향으로 이동시켜, 기판(10)에 기능액의 묘화 패턴을 그린다. 도포 장치(123a)는, 예컨대, 기판(10)을 유지하는 기판 유지부(150)와, 기판 유지부(150)에서 유지되고 있는 기판(10)에 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출부(160)와, X 방향 및 Y 방향으로 기판 유지부(150)와 액적 토출부(160)를 상대적으로 이동시키는 이동부(170)를 구비한다. 또한, 도포 장치(123a)는, 액적 토출부(160)의 기능을 유지하기 위한 처리를 행하는 메인터넌스부(180)를 구비한다.
기판 유지부(150)는, 기판(10)의 액적을 도포하는 도포면을 위를 향하게 하여, 기판(10)을 유지한다. 기판 유지부(150)로서는, 예컨대 진공 척이 이용되지만, 정전 척 등이 이용되어도 좋다.
액적 토출부(160)는, 기판 유지부(150)에서 유지되고 있는 기판(10)을 향하여 기능액의 액적을 토출한다. 액적 토출부(160)는, Y 방향으로 복수(예컨대 도 7에서는 10개) 배열되어 있다. 복수의 액적 토출부(160)는, 독립적으로 Y 방향으로 이동되어도 좋고, 일체로 Y 방향으로 이동되어도 좋다.
각 액적 토출부(160)는, 복수의 토출 헤드(161)(도 8 참조)를 갖는다. 각 토출 헤드(161)는, 그 하면에, Y 방향으로 배열되는 복수의 토출 노즐로 이루어지는 토출 노즐열을 갖는다. 각 토출 헤드(161)는, 그 하면에, 복수의 토출 노즐열을 가져도 좋다.
각 토출 헤드(161)는, 토출 노즐마다 피에조 소자를 갖는다. 피에조 소자에 전압을 가하면, 피에조 소자가 변형되어 토출 노즐로부터 액적이 토출된다. 피에조 소자 대신에, 히터 등이 이용되어도 좋다. 히터에 전압을 가하면, 버블이 발생하고, 발생한 버블의 압력에 의해 토출 노즐로부터 액적이 토출된다.
각 액적 토출부(160)는, 복수 종류의 기능액을 토출하는 것이어도 좋다. 복수 종류의 기능액으로서는, 예컨대, 적색 발광층의 재료액, 녹색 발광층의 재료액 및 청색 발광층의 재료액 등을 들 수 있다. 동일한 토출 헤드(161)에 마련되는 복수의 토출 노즐은, 동일한 종류의 기능액의 액적을 토출한다.
도 9는 일실시형태에 따른 토출 헤드의 배열 등을 나타내는 평면도이다. 각 액적 토출부(160)는, Y 방향으로 배열되는 2개의 토출 헤드열(162)을 갖는다. 각 토출 헤드열(162)은, X 방향으로 계단형으로 배열되는 6개의 토출 헤드(161)로 구성된다. 각 토출 헤드열(162)은, 적색 발광층의 재료액의 액적을 토출하는 토출 헤드(161R), 녹색 발광층의 재료액의 액적을 토출하는 토출 헤드(161G) 및 청색 발광층의 재료액의 액적을 토출하는 토출 헤드(161B)를, 각각 2개씩 갖는다.
이동부(170)(도 7 참조)는, X 방향 및 Y 방향으로 기판 유지부(150)와 액적 토출부(160)를 상대적으로 이동시킨다.
예컨대, 이동부(170)는, 베이스(171)에 대하여 기판 유지부(150)를 X 방향으로 이동시키는 X 방향 이동부(172)를 갖는다. X 방향 이동부(172)는, 예컨대, 베이스(171)에 부설되는 한쌍의 X축 가이드(173)와, 한쌍의 X축 가이드(173)를 따라 기판 유지부(150)를 이동시키는 한쌍의 X축 리니어 모터를 갖는다.
또한, 이동부(170)는, 베이스(171)에 대하여 기판 유지부(150)를 Y 방향으로 이동시키는 제1 Y 방향 이동부(174)(도 8 참조)와, 기판 유지부(150)의 중심부를 통과하는 연직선을 중심으로 기판 유지부(150)를 회전시키는 θ 방향 이동부(175)(도 8 참조)를 갖는다.
또한, 이동부(170)는, 베이스(171)에 대하여 액적 토출부(160)를 Y 방향으로 이동시키는 제2 Y 방향 이동부(176)를 갖는다. 제2 Y 방향 이동부(176)는, 예컨대, 베이스(171)의 상방을 건너지르는 한쌍의 Y축 빔(177)과, 한쌍의 Y축 빔(177) 상에 부설되는 한쌍의 Y축 가이드(178)와, 한쌍의 Y축 가이드(178)를 따라 액적 토출부(160)를 이동시키는 한쌍의 Y축 리니어 모터를 갖는다.
제2 Y 방향 이동부(176)는, 액적 토출부(160)를, 기판 유지부(150)에 유지되어 있는 기판(10)에 기능액의 액적을 토출하는 위치와, 메인터넌스부(180)에 의한 기능 유지를 위한 처리를 접수하는 위치 사이에서 이동시킨다.
메인터넌스부(180)는, 액적 토출부(160)의 기능을 유지하는 처리를 행하여, 액적 토출부(160)의 토출 불량을 해소한다. 메인터넌스부(180)는, 토출 노즐의 토출구의 주위를 불식하는 와이핑 유닛(181)과, 토출 노즐의 토출구로부터 액적을 흡인하는 흡인 유닛(182)을 갖는다. 흡인 유닛(182)은, 휴지 상태의 토출 노즐의 토출구를 막아, 건조에 의한 눈 막힘을 억제하는 역할을 달성한다.
다음에, 상기 구성의 도포 장치(123a)를 이용한 도포 방법에 대해서 설명한다. 도포 장치(123a)의 하기의 동작은, 제어 장치(140)에 의해 제어된다. 제어 장치(140)는, 도 6에서는 도포 장치(123a)와는 별도로 마련되지만, 도포 장치(123a)의 일부로서 마련되어도 좋다.
먼저, 로보트(도시하지 않음)가 도포 장치(123a)의 외부로부터 도포 장치(123a)의 내부에 기판(10)을 반입하면, 도포 장치(123a)는 기판 유지부(150)의 상면으로부터 리프트 핀을 돌출시켜 리프트 핀으로 기판(10)을 로보트로부터 수취한다. 그 후, 도포 장치(123a)는, 리프트 핀을 하강시켜, 기판 유지부(150)의 상면에서 기판(10)을 유지한다.
계속해서, 이동부(170)는, 기판 유지부(150)에서 유지되고 있는 기판(10)의 얼라인먼트 마크를 촬상한 화상에 기초하여, 기판(10)의 위치 보정을 행한다. 기판(10)의 위치 보정은, 기판 유지부(150)를 Z축의 둘레로 회동시키는 것, 기판 유지부(150)를 X 방향이나 Y 방향으로 평행 이동시키는 것 등에 의해 행해진다.
그 후, 이동부(170)는, 기판 유지부(150)에서 유지되고 있는 기판(10)을 X 방향으로 이동시킴으로써, 액적 토출부(160)의 밑을 통과시킨다. 기판(10)이 액적 토출부(160)의 밑을 통과하는 동안, 액적 토출부(160)는 기판(10)을 향하여 액적을 토출한다.
계속해서, 이동부(170)는, 기판 유지부(150)에서 유지되고 있는 기판(10)을 Y 방향으로 이동시킨다. 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 것은, 예컨대 도 9에 나타내는 바와 같이, 동일한 종류의 기능액을 토출하는 복수의 토출 헤드(161)끼리의 사이에 간극(ΔY)이 존재하고 있기 때문이다. 기판(10)을 Y 방향으로 이동시킴으로써, 기판(10)의 Y 방향 전체에 특정 종류의 기능액의 액적을 착탄시킬 수 있게 된다. 또한, 액적 토출부(160)가 아니라 기판(10)을 Y 방향으로 이동시키는 것은, 액적 토출부(160)의 내부에 수용되는 기능액의 요동을 방지하기 위해서이다.
그 후, 재차, 이동부(170)는, 기판 유지부(150)에서 유지되고 있는 기판(10)을 X 방향으로 이동시켜, 액적 토출부(160)의 밑을 통과시킨다. 기판(10)이 액적 토출부(160)의 밑을 통과하는 동안, 액적 토출부(160)는 기판(10)을 향하여 액적을 토출한다.
이와 같이, 도포 장치(123a)는, 이동부(170)에 의한 기판(10)의 X 방향 이동 및 액적 토출부(160)에 의한 액적의 적하와, 이동부(170)에 의한 기판(10)의 Y 방향 이동을 교대로 반복함으로써, 기판(10)에 기능액의 묘화 패턴을 그린다.
묘화 종료 후, 도포 장치(123a)는, 기판 유지부(150)에 의한 기판(10)의 유지를 해제하고, 리프트 핀으로 기판 유지부(150)로부터 기판(10)을 들어올려, 로보트에 전달한다. 그 후, 로보트가 기판(10)을 도포 장치(123a)의 내부로부터 도포 장치(123a)의 외부에 반출한다.
그 후, 로보트가 다음 기판(10)을 도포 장치(123a)의 외부로부터 도포 장치(123a)의 내부에 반입하여, 도포 장치(123a)가 기판(10)에 기능액의 묘화 패턴을 그리고, 로보트가 기판(10)을 도포 장치(123a)의 내부로부터 도포 장치(123a)의 외부에 반출하는 것이 반복해서 행해진다.
또한, 메인터넌스부(180)에 의해 액적 토출부(160)의 기능을 유지하는 처리는, 기판(10)의 교체의 중간 등에, 적절하게 행해진다.
또한, 상기 구성의 이동부(170)는, 기판(10) 상에 미리 정해진 패턴을 묘화하기 위해, 기판 유지부(150)를 이동시키지만, 액적 토출부(160)를 이동시켜도 좋고, 기판 유지부(150)와 액적 토출부(160)의 양방을 이동시켜도 좋다.
<질량 측정부>
도포 장치(123a)는, 도 7이나 도 8에 나타내는 바와 같이, 액적 토출부(160)의 토출량의 측정에 이용되는 질량 측정부(190)를 갖는다. 도 8에서, 액적 토출부(160)에 의해 토출되는 기능액의 액적을 컵(191)으로 받을 때의 질량 측정부(190)의 위치를 파선으로 나타내고, 컵(191)의 내부에 모이는 기능액의 질량을 측정할 때의 질량 측정부(190)의 위치를 이점 쇄선으로 나타내고, 컵(191)의 내부에 모이는 기능액을 컵(191)으로부터 배출할 때의 질량 측정부(190)의 위치를 실선으로 나타낸다.
질량 측정부(190)는, 토출 헤드열(162)(도 9 참조)마다 마련되고, 토출 헤드열(162)을 구성하는 복수(예컨대 6개)의 토출 헤드(161)를 하나씩 순서대로 측정한다. 또한, 각 토출 헤드(161)가 토출 노즐열을 복수 갖는 경우, 토출 노즐열 단위로, 토출량 측정이 행해져도 좋다.
질량 측정부(190)는, Y 방향으로 복수(예컨대 도 7에서는 20개) 배열되어 있다. Y 방향으로 배열되는 복수의 질량 측정부(190)는, 일체화되어 있으며, 한쌍의 X축 가이드(173)를 따라 이동 가능하게 된다. 한쌍의 X축 가이드(173)는, 질량 측정부(190)와 기판 유지부(150)과 공통의 가이드이다. 질량 측정부(190)와 기판 유지부(150)는, 독립적으로 X 방향으로 이동되어도 좋고, 일체로 X 방향으로 이동되어도 좋다.
각 질량 측정부(190)는, 토출 헤드(161)에 의해 토출되는 기능액의 액적을 받는 컵(191)과, 컵(191)의 내부에 모이는 기능액의 질량을 측정하는 질량 측정기(192)를 갖는다. 컵(191)은, 상방에 개방되어 있고, 상방으로부터 낙하하는 액적을 내부에 모은다. 컵(191)의 개구부에는, 상방으로부터 낙하하는 액적의 반동을 방지하기 위해, 수지제의 다공질체(193)(도 10, 도 11 참조)가 마련되어 있다. 질량 측정기(192)로서는, 예컨대 전자 천칭 등이 이용된다.
컵(191)이 액적 토출부(160)에 의해 토출되는 기능액의 액적을 받을 때에는, 도 8에 파선으로 나타내는 바와 같이 질량 측정부(190)는 액적 토출부(160)의 하방으로 이동된다. 컵(191)은, 토출량 측정 대상인 하나의 토출 헤드(161)로부터 액적을 받는다. 컵(191)의 X 방향 양측에는, 나머지의 토출량 측정 대상 외의 토출 헤드(161)로부터의 테스트 토출을 받는 플러싱 박스(194, 195)가 마련되어도 좋다. 이들 플러싱 박스(194, 195)는, 토출량 측정 시 이외의 때에, 토출 헤드(161)로부터의 테스트 토출을 받아도 좋다.
한편, 질량 측정기(192)가 컵(191)의 내부에 모이는 기능액의 질량을 측정할 때에는, 도 8에 이점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 질량 측정부(190)는 방풍 부재(198)의 하방으로 이동된다. 방풍 부재(198)는, 도포 장치(123a)의 내부에 형성되는 다운 플로우 등이 질량 측정부(190)에 닿는 것을 방지한다. 이에 의해, 정확하게 질량을 측정할 수 있다.
질량 측정기(192)는, 그 측정 결과를 제어 장치(140)에 송신한다. 제어 장치(140)는, 질량 측정기(192)의 측정 결과로부터, 토출 헤드(161)의 토출량을 측정하고, 측정한 토출량에 기초하여 토출 헤드(161)의 구동 전압을 조정한다. 토출량 측정 및 구동 전압 조정은, 묘화 전에 행해져도 좋고, 정기적으로 행해져도 좋다. 이하, 토출량 측정 및 구동 전압 조정을 위한 도포 장치(123a)의 동작에 대해서 설명한다. 도포 장치(123a)의 하기의 동작은, 제어 장치(140)에 의한 제어 하에서 행해진다.
먼저, X 방향 이동부(172)가, 각 질량 측정부(190)의 각 컵(191)을, 각 토출 헤드열(162)의 1번째의 토출 헤드(161)의 바로 밑으로 이동시킨다. 계속해서 1번째의 토출 헤드(161)는, 그 모든 토출 노즐로부터 액적을 토출한다. 그 후, X 방향 이동부(172)가 각 컵(191)을 방풍 부재(198)의 바로 밑으로 이동시킨다. 이 상태로, 각 질량 측정기(192)가 1번째의 토출 헤드(161)의 토출량을 측정한다.
1번째의 토출 헤드(161)의 토출량이 목표 범위 내인 경우에는, 제어 장치(140)는 1번째의 토출 헤드(161)의 구동 전압을 보정하지 않는다. 한편, 1번째의 토출 헤드(161)의 토출량이 목표 범위 밖인 경우에는, 1번째의 토출 헤드(161)의 구동 전압을 보정하고, 보정 후의 구동 전압으로 토출을 재차 행하여, 토출량 측정을 재차 행한다. 토출량 측정 및 구동 전압 보정은, 토출량의 측정 결과가 목표 범위 내가 될 때까지, 반복해서 행해진다.
또한, 각 질량 측정부(190)는, 전술한 바와 같이 토출 노즐열 단위로 토출량 측정을 행하여도 좋다. 그 경우, 1번째의 토출 헤드(161)는 토출 노즐열 단위로 액적을 토출하고, 각 질량 측정기(192)는 토출 노즐열 단위로 토출량을 측정하고, 제어 장치(140)는 토출 노즐열 단위로 구동 전압의 보정을 행한다.
그 후, X 방향 이동부(172)가, 각 질량 측정부(190)의 각 컵(191)을, 각 토출 헤드열(162)의 2번째의 토출 헤드(161)의 바로 밑으로 이동시킨다. 이하, 동일하게 하여, 2번째의 토출 헤드(161)의 토출량 측정 및 구동 전압 조정이 행해진다. 3번째∼6번째의 토출 헤드(161)의 토출량 측정 및 구동 전압 조정에 대해서 동일하다.
각 토출 헤드열(162)은, 적색 발광층의 재료액의 액적을 토출하는 토출 헤드(161R), 녹색 발광층의 재료액의 액적을 토출하는 토출 헤드(161G) 및 청색 발광층의 재료액의 액적을 토출하는 토출 헤드(161R)를 포함한다. 그 때문에, 각 컵(191)은, 복수 종류의 기능액을 섞어 모은다.
<배액부>
도포 장치(123a)는, 도 7이나 도 8에 나타내는 바와 같이, 컵(191)의 내부에 모이는 기능액을 컵(191)으로부터 배출하는 배액부(200)를 갖는다. 이하, 배액부(200)에 의한 컵(191)으로부터의 기능액의 배출을 「배액 처리」라고도 부른다.
본 실시형태에 따르면, 배액부(200)이 배액 처리를 행하기 위해, 종래 필요한 컵(191)을 교환하는 수작업이 불필요해진다. 그 때문에, 컵(191)의 교환 작업 시에 잘못해서 하중을 질량 측정기(192)에 가하는 일이 없어지기 때문에, 질량 측정기(192)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 컵(191)을 질량 측정기(192)에 나사 등으로 강고하게 결합할 수 있기 때문에, 컵(191)과 질량 측정기(192)의 결합 부족에 의한 진동을 억제할 수 있어, 정확하게 질량을 측정할 수 있다. 또한, 종래는, 나사 대신에, 판 스프링 등으로 컵(191)을 질량 측정기(192)에 착탈 가능하게 결합하고 있었기 때문에, 도포 장치(123a)의 내부에 형성되는 다운 플로우 등에 의해 진동이 생기기 쉬웠다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 컵(191)의 교환 작업용의 스페이스가 불필요해지는 만큼, 컵(191)의 용량을 늘릴 수 있어, 배액 처리의 빈도를 낮출 수 있다. 이에 의해, 배액 처리를 위해 묘화 처리를 정지시키는 시간을 단축 가능하여, 도포 장치(123a)의 가동률을 향상시킬 수 있다. 또한, 자세하게는 후술하지만, 배액 처리는, 메인터넌스 처리 중에 행해져도 좋다. 메인터넌스 처리란, 메인터넌스부(180)에 의한 액적 토출부(160)의 기능을 유지하는 처리를 말한다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 컵(191)의 교환 작업 시마다, 토출 헤드(161)와 컵(191)의 충돌을 회피하기 위해, 컵(191)의 위치를 확인할 필요가 없어진다. 따라서, 컵(191)의 위치를 확인하는 위치 센서 등이 불필요해진다. 또한, 그 위치 센서의 고장에 의한 토출 헤드(161)와 컵(191)의 충돌을 회피할 수 있다.
배액부(200)는, 예컨대, 컵(191)의 내부에 삽입되어 컵(191)의 내부에 모이는 기능액을 흡인하는 흡인 노즐(201)과, 흡인 노즐(201)을 승강시키는 승강 기구(202)를 갖는다. 컵(191) 대신에 흡인 노즐(201)에 배액용의 배관(203)을 접속할 수 있어, 컵(191)의 이동을 고려하지 않고 배관(203)을 설계할 수 있다. 또한, 컵(191)에 배관(203)을 접속하는 것도 가능하다.
흡인 노즐(201)은, 배관(203)을 통해 탱크(204)와 접속되어 있다. 배관(203)의 도중에는, 흡인 펌프(205)가 마련되어 있다. 제어 장치(140)가 흡인 펌프(205)를 작동시키면, 흡인 노즐(201)이 컵(191)의 내부에 모이는 기능액을 흡인하여, 탱크(204)에 기능액이 회수된다.
승강 기구(202)는, 예컨대 공기압 실린더로 구성된다. 승강 기구(202)는, 서보 모터와, 서보 모터의 회전 운동을 흡인 노즐(201)의 직선 운동으로 변환하는 운동 변환 기구로 구성되어도 좋다. 운동 변환 기구로서는, 예컨대 볼나사 등이 이용된다.
X 방향 이동부(172)가 질량 측정부(190)를 도 8에 실선으로 나타내는 위치와 그 외의 위치(예컨대 도 8에 파선으로 나타내는 위치 또는 도 8에 이점 쇄선으로 나타내는 위치) 사이에서 이동시킬 때, 승강 기구(202)는 흡인 노즐(201)을 컵(191)의 내부로부터 상방으로 후퇴시킨다.
배액부(200)는, 예컨대, 베이스(171)의 X 방향 일단부의 상방에서 Y 방향으로 연장되는 빔(210)에 마련된다. 배액부(200)가 마련되는 빔(210)을 Y축 빔(177)으로부터 떼어 둠으로써, 배액부(200)의 진동이 액적 토출부(160)에 전달되는 것을 억제할 수 있어, 묘화 정밀도를 향상시킬 수 있다.
배액부(200)는, 흡인 노즐(201)을 베이스(171)에 대하여 Y 방향으로슬라이드시키는 슬라이드 기구(206)를 더 가져도 좋다. 배액부(200)가 빔(210)에 마련되는 경우, 슬라이드 기구(206)는 빔(210)을 따라 흡인 노즐(201)을 슬라이드시킨다.
슬라이드 기구(206)는, 예컨대, 서보 모터와, 서보 모터의 회전 운동을 흡인 노즐(201)의 직선 운동으로 변환하는 운동 변환 기구를 가져도 좋다. 운동 변환 기구로서는, 랙 앤드 피니언 기구, 타이밍 벨트·풀리 기구 등이 이용된다.
슬라이드 기구(206)가 흡인 노즐(201)을 Y 방향으로 슬라이드시킴으로써, 흡인 노즐(201)은 Y 방향으로 배열되는 복수의 컵(191)으로부터 순서대로 기능액을 흡인할 수 있다. 따라서, 흡인 노즐(201)을 Y 방향으로 슬라이드시키지 않는 경우에 비해서, 흡인 노즐(201)의 개수를 저감할 수 있다.
각 컵(191)은 복수 종류의 기능액을 섞어 모으고, 흡인 노즐(201)은 복수 종류의 기능액을 섞어 모은 것을 흡인한다. 각 컵(191)이 복수 종류의 기능액을 기능액의 종류마다 나누어 모아, 기능액의 종류마다 흡인 노즐(201)이 마련되는 경우에 비해서, 흡인 노즐(201)의 개수를 저감할 수 있다.
배액부(200)에 의한 배액 처리는, 예컨대 메인터넌스부(180)에 의한 메인터넌스 처리의 사이에 행해진다. 메인터넌스 처리의 사이, 도포 장치(123a)는 기판(10)에 기능액을 묘화하지 않기 때문에, 묘화 처리의 도중이나 묘화 처리의 직전에, 배액 처리를 행하는 경우에 비해서, 도포 장치(123a)의 가동률의 저하를 방지할 수 있다. 이하, 도포 장치(123a)의 배액 처리에 대해서 설명한다. 도포 장치(123a)의 하기의 동작은, 제어 장치(140)에 의한 제어 하에서 행해진다.
먼저, X 방향 이동부(172)가, Y 방향으로 배열되는 복수의 질량 측정부(190)를 빔(210)의 바로 밑으로 이동시킨다. 계속해서, 슬라이드 기구(206)가 1번째의 질량 측정부(190)의 컵(191)의 바로 위까지 흡인 노즐(201)을 이동시키고, 승강 기구(202)가 흡인 노즐(201)을 1번째의 컵(191)의 내부에 삽입한다. 흡인 노즐(201)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 컵(191)이나 다공질체(193)와 접촉하지 않도록, 컵(191)의 내부에 삽입된다. 계속해서, 제어 장치(140)가 흡인 펌프(205)를 작동시키면, 흡인 노즐(201)이 1번째의 컵(191)의 내부에 모이는 기능액을 흡인하여, 탱크(204)에 기능액이 회수된다.
그 후, 승강 기구(202)가, 흡인 노즐(201)을, 1번째의 컵(191)의 내부로부터 상방으로 빼낸다. 계속해서, 슬라이드 기구(206)가 2번째의 질량 측정부(190)의 컵(191)의 바로 위까지 흡인 노즐(201)을 이동시키고, 승강 기구(202)가 흡인 노즐(201)을 2번째의 컵(191)의 내부에 삽입한다. 이하, 동일하게 하여, 2번째의 컵(191)으로부터 기능액이 배출된다. 3번째 이후의 컵(191)으로부터의 기능액의 배출에 대해서 동일하다.
제어 장치(140)는, 질량 측정기(192)의 측정 결과에 기초하여, 배액 처리의 타이밍을 설정하여도 좋다. 배액 처리의 타이밍은, 컵(191)의 내부에서의 기능액의 액면의 높이를 미리 정해진 값 이하로 유지할 수 있도록 설정되며, 가동률의 저하를 방지할 수 있도록 설정된다. 컵(191)의 내부에서의 기능액의 액면의 높이는, 기능액의 질량, 기능액의 밀도, 컵(191)의 저면적 등으로부터 산출할 수 있다.
배액 처리 후부터, 다음의 배액 처리 전까지의 사이, 흡인 노즐(201)의 하단부는 대기 버스에 삽입되어도 좋다. 대기 버스는, 예컨대 빔(210)의 Y 방향 일단부의 하방에 설치된다. 대기 버스는, 흡인 노즐(201)의 내부에 잔류하는 기능액의 건조를 억제하기 위해, 흡인 노즐(201)의 내부를 용제의 증기 분위기로 유지한다.
<정리>
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 도포 장치(123a)는, 액적 토출부(160)에 의해 토출되는 액적을 받는 컵(191)과, 컵(191)의 내부에 모이는 기능액의 질량을 측정하는 질량 측정기(192)와, 컵(191)의 내부에 모이는 기능액을 컵(191)으로부터 배출하는 배액부(200)를 구비한다. 따라서, 하기 (1)∼(4)의 효과를 얻을 수 있다.
(1) 배액부(200)가 배액 처리를 행하기 때문에, 종래 필요한 컵(191)을 교환하는 수작업이 불필요해진다. 그 때문에, 컵(191)의 교환 작업 시에 잘못해서 하중을 질량 측정기(192)에 가하는 일이 없어지기 때문에, 질량 측정기(192)의 파손을 방지할 수 있다.
(2) 컵(191)을 질량 측정기(192)에 나사 등으로 강고하게 결합할 수 있기 때문에, 컵(191)과 질량 측정기(192)의 결합 부족에 의한 진동을 억제할 수 있어, 정확하게 질량을 측정할 수 있다. 또한, 종래는, 나사 대신에, 판 스프링 등으로 컵(191)을 질량 측정기(192)에 착탈 가능하게 결합하고 있었기 때문에, 도포 장치(123a)의 내부에 형성되는 다운 플로우 등에 의해 진동이 생기기 쉬웠다.
(3) 컵(191)의 교환 작업용의 스페이스가 불필요해지는 만큼, 컵(191)의 용량을 늘릴 수 있어, 배액 처리의 빈도를 낮출 수 있다. 이에 의해, 배액 처리를 위해 묘화 처리를 정지시키는 시간을 단축할 수 있어, 도포 장치(123a)의 가동률을 향상시킬 수 있다.
(4) 컵(191)의 교환 작업 시마다, 토출 헤드(161)와 컵(191)의 충돌을 회피하기 위해, 컵(191)의 위치를 확인할 필요가 없어진다. 따라서, 컵(191)의 위치를 확인하는 위치 센서 등이 불필요해진다. 또한, 그 위치 센서의 고장에 의한 토출 헤드(161)와 컵(191)의 충돌을 회피할 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 배액부(200)는, 컵(191)의 내부에 삽입되어 컵(191)의 내부에 모이는 기능액을 흡인하는 흡인 노즐(201)과, 흡인 노즐(201)을 승강시키는 승강 기구(202)를 갖는다. 따라서, 컵(191) 대신에 흡인 노즐(201)에 배액용의 배관(203)을 접속할 수 있어, 컵(191)의 이동을 고려하지 않고 배관(203)을 설계할 수 있다. 또한, 컵(191)에 배관(203)을 접속하는 것도 가능하다.
본 실시형태에 따르면, 이동부(170)는, 기판 유지부(150) 및 질량 측정부(190)를 베이스(171)에 대하여 X 방향으로 이동시키는 X 방향 이동부(172)를 갖는다. X 방향 이동부(172)가 기판 유지부(150)의 X 방향의 이동과 질량 측정부(190)의 X 방향의 이동을 둘 다 행하기 때문에, X축 가이드(173) 등의 부품을 공통화할 수 있어, 도포 장치(123a)의 제조 비용을 삭감할 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 도포 장치(123a)는 베이스(171)의 X 방향 일단부의 상방에서 Y 방향으로 연장되는 빔(210)을 더 구비하고, 배액부(200)는 빔(210)에 마련된다. 배액부(200)가 마련되는 빔(210)을 Y축 빔(177)으로부터 떼어 둠으로써, 배액부(200)의 진동이 액적 토출부(160)에 전달되는 것을 억제할 수 있어, 묘화 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 배액부(200)는, 흡인 노즐(201)을 베이스(171)에 대하여 Y 방향으로 슬라이드시키는 슬라이드 기구(206)를 더 갖는다. 배액부(200)가 빔(210)에 마련되는 경우, 슬라이드 기구(206)는 빔(210)을 따라 흡인 노즐(201)을 슬라이드시킨다. 흡인 노즐(201)은 Y 방향으로 배열되는 복수의 컵(191)으로부터 순서대로 기능액을 흡인할 수 있다. 따라서, 흡인 노즐(201)을 Y 방향으로 슬라이드시키지 않는 경우에 비해서, 흡인 노즐(201)의 개수를 저감할 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 액적 토출부(160)는 복수 종류의 기능액의 액적을 토출하고, 컵(191)은 복수 종류의 기능액을 섞어 모으고, 흡인 노즐(201)은 복수 종류의 기능액을 섞어 모은 것을 흡인한다. 각 컵(191)이 복수 종류의 기능액을 기능액의 종류마다 나누어 모아, 기능액의 종류마다 흡인 노즐(201)이 마련되는 경우에 비해서, 흡인 노즐(201)의 개수를 저감할 수 있다.
<변형, 개량>
이상, 도포 장치 등의 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서, 여러 가지의 변형, 개량이 가능하다.
상기 실시형태에서는, 액적 토출부(160)는 복수 종류의 기능액의 액적을 토출하고, 컵(191)은 복수 종류의 기능액을 섞어 모으고, 흡인 노즐(201)은 복수 종류의 기능액을 섞어 모은 것을 흡인하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 컵(191)은 복수개 마련되어 복수 종류의 기능액을 기능액의 종류마다 나누어 모으고, 흡인 노즐(201)은 복수개 마련되어 각각 미리 정해진 일종류의 기능액을 흡인하여도 좋다. 예컨대, 적색 발광층의 재료액을 모으는 컵(191)과, 녹색 발광층의 재료액을 모으는 컵(191)과, 청색 발광층의 재료액을 모으는 컵(191)이 따로따로 마련된다. 그렇게 하여, 적색 발광층의 재료액을 흡인하는 흡인 노즐(201)과, 녹색 발광층의 재료액을 흡인하는 흡인 노즐(201)과, 청색 발광층의 재료액을 흡인하는 흡인 노즐(201)이 따로따로 마련된다. 복수의 기능액이 섞임으로써, 겔화나 고화 등이 생기는 경우에 유효하다.
상기 실시형태의 배액부(200)는, 도 8에 나타내는 바와 같이 빔(210)에 마련되지만, 도 13에 나타내는 바와 같이 Y축 빔(177)에 마련되어도 좋다. 배액부(200)가 Y축 빔(177)에 마련되는 경우, 전용의 빔(210)이 불필요해진다. 배액부(200)가 Y축 빔(177)에 마련되는 경우, 슬라이드 기구(206)는 Y축 빔(177)을 따라 흡인 노즐(201)을 슬라이드시킨다.
상기 실시형태에서는, 본 발명을 발광층 형성 블록(123)의 도포 장치(123a)에 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 도포 장치는, 기판에 기능액의 묘화 패턴을 그리는 것이면 좋다. 예컨대, 본 발명은, 정공 주입층 형성 블록(121)의 도포 장치(121a)나 정공 수송층 형성 블록(122)의 도포 장치(122a)에도 적용 가능하다. 또한, 정공 수송층 형성 블록(122)의 도포 장치(122a)는, 복수 종류의 발광층(26)에 대응하는 복수 종류의 정공 수송층(25)을 형성하여도 좋다. 발광층(26)과 정공 수송층(25)의 상성을 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 정공 주입층 형성 블록(121)의 도포 장치(121a)는, 복수 종류의 발광층(26)에 대응하는 복수 종류의 정공 주입층(24)을 형성하여도 좋다. 발광층(26)과 정공 주입층(24)의 상성을 향상시킬 수 있다.
상기 실시형태에서는, 발광층(26)의 종류는, 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층의 3가지이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 이들 3가지의 발광층에 더하여, 적색과 녹색의 중간색인 황색으로 발광하는 황색 발광 재료를 포함하는 황색 발광층 및/또는 녹색과 청색의 중간색인 시안색으로 발광하는 시안색 발광 재료를 포함하는 발광층 등이 이용되어도 좋다. 발광색의 조합의 수가 클수록, 표시할 수 있는 색좌표의 범위가 넓어진다.
예컨대, 유기 EL 디스플레이는, 상기 실시형태에서는 발광층(26)으로부터의 광을 기판(10)측으로부터 취출하는 보텀 에미션 방식이지만, 발광층(26)으로부터의 광을 기판(10)과는 반대측으로부터 취출하는 톱 에미션 방식이어도 좋다.
톱 에미션 방식의 경우, 기판(10)은, 투명 기판이 아니어도 좋고, 불투명 기판이어도 좋다. 발광층(26)으로부터의 광은, 기판(10)과는 반대측으로부토 취출되기 때문이다.
톱 에미션 방식의 경우, 투명 전극인 양극(21)이 대향 전극으로서 이용되고, 음극(22)이 단위 회로(11)마다 마련되는 화소 전극으로서 이용된다. 이 경우, 양극(21)과 음극(22)의 배치가 반대가 되기 때문에, 음극(22) 상에, 전자 주입층(28), 전자 수송층(27), 발광층(26), 정공 수송층(25) 및 정공 주입층(24)이, 이 순서로 형성된다.
유기층(23)은, 상기 실시형태에서는, 양극(21)측으로부터 음극(22)측을 향하여, 정공 주입층(24), 정공 수송층(25), 발광층(26), 전자 수송층(27), 전자 주입층(28)을 이 순서로 갖지만, 적어도 발광층(26)을 가지고 있으면 좋다. 유기층(23)은, 도 2에 나타내는 구성에는 한정되지 않는다.
10 기판
13 유기 발광 다이오드
100 기판 처리 시스템
123a 도포 장치
140 제어 장치
150 기판 유지부
160 액적 토출부
170 이동부
171 베이스
172 X 방향 이동부(주주사 방향 이동부)
173 X축 가이드
174 제1 Y 방향 이동부
175 θ 방향 이동부
176 제2 Y 방향 이동부(부주사 방향 이동부)
177 Y축 빔(가이드 빔)
178 Y축 가이드(가이드)
180 메인터넌스부
190 질량 측정부
200 배액부
201 흡인 노즐
202 승강 기구
203 배관
204 탱크
205 흡인 펌프
206 슬라이드 기구
210 빔

Claims (10)

  1. 기판에 기능액의 묘화 패턴을 그리는 도포 장치로서,
    상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
    상기 기판 유지부에 유지되어 있는 상기 기판에 상기 기능액의 액적을 토출하는 액적 토출부와,
    주주사 방향 및 부주사 방향으로, 상기 기판 유지부와 상기 액적 토출부를 상대적으로 이동시키는 이동부와,
    상기 액적 토출부에 의해 토출되는 액적을 받는 컵, 및 상기 컵의 내부에 모이는 상기 기능액의 질량을 측정하는 질량 측정기를 포함하는 질량 측정부와,
    상기 컵의 내부에 모이는 상기 기능액을 상기 컵으로부터 배출하는 배액부
    를 포함하는, 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배액부는, 상기 컵의 내부에 삽입되어 상기 컵의 내부에 모이는 상기 기능액을 흡인하는 흡인 노즐과, 상기 흡인 노즐을 승강시키는 승강 기구를 포함한 것인, 도포 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 기판 유지부 및 상기 질량 측정부를 베이스에 대하여 상기 주주사 방향으로 이동시키는 주주사 방향 이동부를 포함한 것인, 도포 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스의 상기 주주사 방향의 일단부의 상방에서 상기 부주사 방향으로 연장되는 빔을 더 포함하고,
    상기 배액부는 상기 빔에 마련되는 것인, 도포 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 액적 토출부를 상기 베이스에 대하여 상기 부주사 방향으로 이동시키는 부주사 방향 이동부를 더 포함하고,
    상기 부주사 방향 이동부는 상기 베이스의 상방에서 상기 부주사 방향으로 연장되는 가이드 빔 및 상기 가이드 빔에 마련되는 가이드를 포함하고,
    상기 액적 토출부는 상기 가이드를 따라 이동하는 것이고,
    상기 배액부는 상기 가이드 빔에 마련되는 것인, 도포 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배액부는 상기 흡인 노즐을 상기 베이스에 대하여 상기 부주사 방향으로 슬라이드시키는 슬라이드 기구를 더 포함한 것인, 도포 장치.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액적 토출부는 복수 종류의 상기 기능액의 액적을 토출하고,
    상기 컵은 복수 종류의 상기 기능액을 섞어 모으고,
    상기 흡인 노즐은 복수 종류의 상기 기능액을 섞어 모은 것을 흡인하는 것인, 도포 장치.
  8. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액적 토출부는 복수 종류의 상기 기능액의 액적을 토출하고,
    상기 컵은 복수 종류의 상기 기능액을, 상기 기능액의 종류마다 나누어 모으고,
    상기 흡인 노즐은 복수개 마련되며, 각각, 미리 정해진 일종류의 상기 기능액을 흡인하는 것인, 도포 장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 도포 장치를 이용하여, 상기 기판에 상기 기능액의 묘화 패턴을 그리는 것인, 도포 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 기능액은 유기 발광 다이오드의 제조에 이용되는 것인, 도포 방법.
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