TWI303998B - Coating apparatus and coating method - Google Patents

Description

1303 娜 doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 衣置或液晶面板或有 這樣的電子元件的製 本發明是關於一種在利用半導體 機el(電致發光）面板的顯示裝置等 造時所使用之塗布裝置及塗布方法。 【先前技術】 ，置ί 裝置和液晶面板或有機a面板的顯示 件的製造時，藉由將水溶液或含有益 ==丨的塗布液塗布在基板上’而進行在基板切 3月:層和光阻層等的膜。作為該塗布方法，有旋轉塗布 法和贺墨法、分布料。在這些塗布方法巾，喷 裝置的發光層和彩色渡光片層等這樣二 、、、田圖案製作之成膜。 當在這種電子元件的製造之際進行塗布製程時，所塗 之塗布液的乾燥情形，有時在基板上的設定區域内不能 違到均句’存在乾燥不均勻和乾咖化了的㈣物的 • 不一樣等問題。 例如 …在利用喷墨法使有機EL墨水等溶液從噴墨塗 士破置的塗布頭喷出，並塗布在玻璃基板上的情況下，有 ~在破螭基板上的被塗布的區域會產生乾燥不均勻，或在 塗^乾燥了的固化物（墨水）的形狀上產生差異。這種 來=均勻和塗布物的形狀差異，會對電子元件的製造帶 又影響，所以最好盡可能地進行抑制。 在專利文獻1中，關於利用喷墨法等喷出法塗布機能 130職 並進行乾燥而製造機能性雜的方法，提出τ =為了侍到所製造的機能層的平坦性，4出了 揮發方ί㈣其形狀加快或延緩乾燥製程中 :::在 形狀進行控制之方法，未必可在基板想要對 防止乾燥不均句及形狀的差異。的被皇布的區域上 戰〔3=獻n曰本專利早期公開之特開_ — 【發明内容】 ，發明的目的是提供一種鑒於 使基板上所塗布的塗布液的乾 =而开乂成的，可 均句進行，並可防止塗布物的不均;=;f塗:的區域内 的形狀有效地均勾形成之塗布裝置及塗:=後的塗布物 本發明的塗布裝置的特徵在於 :劑的塗布液塗布在基板上的設定區二::!溶質和 的被塗布之區域附近的環境，使前述基板上 環境的環境保持單元。 …在朴制所述溶劑揮發的 而且，在本發明的塗布裝置中，卷泠 一 布單元時，運用較為有利。 田塗布早兀為喷墨塗 進行=====裝置令’還具有在前述基板上 丁了 4的區域的㈣乾燥化單元，可進—步防止塗布 Ι3〇3·- 區域的乾燥不均，並使塗布物的形狀更加均句，所以 利的該均勻乾燥化單元，可為在塗布有塗布液=基 板上的設定區域附近所設置的㈣通風罩，而二 塗布有前述塗布液的基板上的設定區域附近 ^ 排出口和吸W之氣刀裝置。 ^㈣ 涂布：ί右2明的塗布方法為一種將含有溶質和溶劑的 i其杯二，板上的設定區域上並使溶劑揮發，而在前 :::形成溶質的固化物之塗布方法，其特徵在 定區域的塗布結束之前，使前述基板上 的環II 的環境，保持在抑制前述溶劑揮發 塗布:ΐ域使前述基板上進行了 卢的術丨㈣ /成大雜前述溶劑的飽和濃 =4(U小於雜⑽％的環境為佳，在 ^ 成“又大於等於40%小於等於85%的環境為佳。 、而且，在本發明的塗布方法中，也可將美你μ、隹—7 塗布之區域附近的環境，形成與 液；； 種類的溶劑環挎，廿户宜，，、心土夜中的浴劑不同 將該塗布液，的溶劑二奐所塗布的塗布液乾燥之前， 狀均=用本發明’可防止塗布不均，並可使塗布物的形 易懂其他目的、特徵和優點能更明顯 特牛較，並配合所附圖式，作詳細說 7 1303 雛 doc 明如下。 【實施方式】 下面，利用圖示對本發明的實施形態進行說明。 圖1所示為作為關於本發明的一實施形態的喷墨塗布 裝置1的全體構成斜視圖。在同圖中，喷墨塗布裝置1覆 蓋底座2的上面部21上所設置的塗布單元，並設置有作為 環境保持單元的墨水塗布盒11。在該墨水塗布盒11上， 安裝有將來自未圖示的氣體供給源的氣體導向墨水塗布盒 • 11的供給管12，及被連接在將墨水塗布盒11内的氣體進 行排出至排氣裝置上的排出管13。在墨水塗布盒11的設 定位置，設置有氣體濃度的檢測器，可進行墨水塗布盒11 内的氣體和水分的濃度檢測。被供給到墨水塗布盒11内之 氣體的種類和氣體的濃度或濕度和氣體的流量，可進行變 更或調整，且藉由控制這些氣體的種類和氣體的濃度或濕 度和氣體的流量，可使墨水塗布盒11内的環境，保持為一 種對前述溶劑的揮發進行抑制的環境。 Φ 利用圖2，對該墨水塗布盒11内之塗布裝置的構成進 行說明。 在底座2的上面部21上依次設置有X工作臺22、Y 工作臺23，且在Y工作臺23上支持有將要塗布的基板進 行保持之載物台24。在該載物台24的上面保持基板S。 該基板S為例如有機電致發光面板用的玻璃基板，但利用 本發明的塗布裝置塗布的基板，並不限定於這種玻璃基板。 而且，在底座2的上面部21上，門形的支持體25以 I3omc 跨越，物台24的形態直立設置，且在該門形的支持體乃 上，安裴有塗布頭單元26。該塗布頭單元26包括沿上 方向可移動地被安裝在門形的支持體25上之升降$ 26a、被安裝在該升降構件2如的側面上之l形支 22^該L形支持器施的水平部向下，以垂直方向^ 為方疋轉軸可轉動地安裝之塗布頭26c。 ㈠卞 —在圖2所示的塗布裝置中，藉由從未圖示的黑 載物台、24上所保雜板S鄰接配置：塗布;; 伸其r、D墨水，並從塗布頭26c向基板s噴射塗布液，且 :基板S利用X工作臺22Αγ工作臺23的移動而進‘ 可對基板S上的設定區域進行塗布。 夕 喷出^1在習知技術中，如前所述，有時從塗布頭2仏 其原因t二上燥之墨娜^ 产仪#皮^"為疋，因在基板上塗布有墨水的區域附近之環 :二：„件的不同、變動，使著射之墨水的乾燥速 布區域时所列，結果麵狀上產生絲。而且， 二;行了塗布的區域上’當使載物台24上的基板 為、= C相對移動，並進行設定區域的塗布時，因 =取初者射的墨水開始，溶劑依次揮發，所以有時在所 域附近的環境中的溶劑濃度會逐漸增高，由此使 L卞=又產生是異，有時會產生乾燥不均句和形狀的差異。 塗布t的模式圖，對利用嘴墨裝置在基板上所 在其纟二次水）的蒸發機構進行說明。塗布液L·剛 土 上進仃塗布後的形狀，形成圖3(a)所示的形狀。 !3〇3 ^P^.doc 形狀在例如將有· EL _水在玻璃基板±進行塗布 ^ 兄下、，為了由微細的圖案製作形成墨跡’可藉由進行 二布液的彳績的調整和基板的賴㈣控制，而形 的那種形狀。 不 一=在基板S上開始塗布液L的乾燥時，如圖3 (b)所 奋劑從塗布液L的表面向外界氣體中進行擴散並形成 【軋：G ’且在塗布液L的内部產生對流。此時，塗布液 =見度方向的邊緣部與中央部相比表面積大，且邊 都=的％境_的溶劑濃度也較中央部薄。因此，可從邊％ =先進行乾燥。結果，如圖3⑷所示，邊緣部 •I二雕但因為表面張力上升，產生拉伸塗布液的作用，結 中塗布液’形成邊緣部隆起的凹部形狀。在塗布液 種形、’乾燥速度過_情況下’乾燥在這 、、、口束’所以塗布液形成凹形的固化物。 繼續乾燥速度適當的情況下，從圖3㈦的狀態 蒸發變多，使中車邱二二：自見度方向中央部的 形狀張力上升，作為塗布液全體的 續原有形狀職的雜。接著，當邊緣邙的 决蚀泠太、六 固（）所不，只在中央部繼續装發，產 生使k布液向中心方向被 m所千丄丄 多口果，取終如圖3 這和邊緣部大致相同高度的固化物。 使所r到夕知由在基板上所塗布之塗布液的乾燥速度，而 區域内乾燥速度產生差異時，會產生乾 ⑧ 10 130%doc 形狀的不整齊。 1中，【施形態的塗布裝置 為抑制溶劑揮發的環境之3域附近的環境保持 11，且在該墨水塗布盒η兄’、、早元’具有墨水塗布倉 被保持的基板s與塗；裝置―钯在底座J的上面部21上 而且，為了調整該墨水塗布盒二2密狀態進行收納。 u導入到墨水塗布盒u内:、^’在控制從供給管 濕度和氣體的流量，並在姓束貝和氣體的濃度或 之前，使前述基板上進行、了1=2的設定，的塗布 為一種抑制前述溶劑揮發的環境，^==境’保1 ΐ:;域上不產生乾燥或顯著延遲。而且== 度、渴卢、氧M i 々體種類及/或環境（氣體濃 :二度⑬體乳流），可使被塗布的區域以相同的條件進 ^乾紐’所以難以產生基板上的塗布液局部乾燥速度的差 -、，因此可防止塗布不均勻，並可防止 像這樣對墨水塗布各U不均勻化。 境，為大於等於溶，的二、農着進行抑制的環 Γ 度的4G%小於等於庸。的 如兄g。當利用溶劑為水的水溶液為塗布液時，形成大 =等於溶劑的飽和濃度的40%小於等於85%的環境，即使 環境的濕度大於等於40%小於等於85%為佳。 在溶劑的飽和濃度小於4〇%的環境;，土對塗布液而言 乾燥速度過快，且關於塗布物無法得到良好的形狀。而立， 在進行塗布製程的無塵室内，通常形成濕度大於等於4〇% I303a〇c 的環境，所以在利用水溶液的塗布液的情況下，押制較無 塵室内的濕度低的濕度並不實際，反而會對形二二^ 影響。另-方面，從抑制對設定區域進行塗布期:的靜 之觀點來看，環境中的溶劑濃度高較佳，也可為溶劑紗 濃度的100%的環境。可是，在塗布液為水溶液的情況 當形成濕度為100%的環境時，塗布裝置内達到露點， 可能會產生塗布裝置的電氣電路_路和生錄，^以 使環境中的濕度的上限為8 5 %。在實用上如為鳩左右， 則不會產生上述的電氣電路的短路和生錄的問題，所以 為適當。 接著，在將塗布液於基板的設定區域上結 «子在進行了塗布的區域上均句地進行乾燥。因此，在本 ^明的塗布裝置中，可還具有在前 的均句乾燥化單元。 知这基板上所塗布之區域 本發侧，對具有該均句乾燥化單元之 了：二t 貫施進行說明。另外，在同圖中為 黑^^ Μ⑽^未在圖中顯示圖1所示的 但即使在關所示的實施形態中，為了在 、、束向刖述基板上的設定區域的塗布 二S = 2塗布盒U°而且，在同圖中，對與圖！ 的說明。 付以相同的符號，且在下面省略重複 作為均勻乾燥化單元’在圖4所示的塗布裝置中，使 12

(S 13〇峨1

塗布頭單兀26的塗布頭26e及載物台24上的基板S ^之吸引通風罩31，與基板s鄰接設置。該吸引通風罩 -王在面向基板s的部分上具有開口之箱形，並通過未圖 =的支持裝1而由門形的支賴25被支持。在圖示的吸引 2罩31上’於側面部連接有排氣管32，且藉由使該排 向S 32與未圖不的排氣裝置進行連接，可排出吸引罩31 内的環境氣體。 、心這樣一來，利用圖示的吸引通風罩31，可對基板S上 =了塗布之區域的環境氣體局部的吸引排氣，所以可使 目:於在吸引罩殼31内被覆蓋的區域内之進行了塗布的 :域均勻地乾燥。而且，在吸引罩殼31附近，藉由設置未 圖不的風速找風量計，可調整乾燥速度。 如圖4所示的塗布裝置那樣利用吸引排氣進行乾燥， 與向基板絲伽氣歧其乾燥的乾料元彳目比 ，的影響所及的範圍受到蚊，所以難以狐周圍的^ k。因此，不會對要進行麵之區軌外的區域帶声 =，而使要進行乾燥的區域局部地均勻乾操，所以較^ 圖5及圖6所示為具有均勻乾燥化單元的本 布裝置之另-實施形態的全體斜視圖（圖5)及 土 圖（圖6)。另外，即使在圖5及圖6中，為了便於= 句化單元的說明’未在圖中顯示0丨所示的墨水^ = 11，但即使在同圖所示的實施形態中，為了在結二乂孟 基板上的設定區域的塗布之前，將基板上 、_^三則述 疋π】鱼布之區 1303^^,00 域附近的環境保持為 墨水塗布盒11。而且，在，丨1揮發的環境，也設置有 同的，，付以相同的^些二中面，丨及圖2相 在圖5及圖6所示的實面対重複的說明。 氣刀裝置41。該氣刀裝置41二’均句乾燥化單元為 吸引用氣刀噴嘴41b，並 ^=用氣刀喷嘴41a和 平行的面内可移動地由門形的H裝置在與基板S 喷射用氣刀噴嘴4la沾疮你 夺體5進行支持，且以該 喷嘴開口彼此平行之㈣° = 口和吸弓丨用氣刀噴嘴41b的 用氣刀噴嘴41a 二^致與基板S鄰接配置。喷射 另-末端連接在2二Γ的一末端，且導管4lc的 連接導管41d的—末：，用氣刀喷嘴仙 圖示的…且；由彳 進行吸引^^嘖=則丨，刀喷嘴仙的喷嘴開口 41h夕鬥、射用氣刀喷嘴41a和吸引用氣刀喷嘴 σ H斤公布的區域附近局部地產生氣流，所以可使咳 ^區域均勻地進行乾燥。而且，在該實施形態下，雖缺 仗補用氣刀喷嘴―局部地喷射氣體，但因為利用吸引 用氣刀喷嘴仙將噴出的氣體進行吸引回收，所以不會對 想^進仃乾餘之區域以外的區域帶來不良影響，能夠使要 乾燥的區域局部地進行均勻乾燥。 … >本，明的均勻乾燥化單元並不限於圖4〜圖6所示的 1施形態。例如，在圖1所示的塗布裝置中，也可藉由在 結束向基板上的設定區域的塗布之前，將墨水塗布盒u 14 ⑧ I303_doc 種對前述溶劑的揮發進行抑制的環境， 體排出^ΐί布=出管13將墨水塗布盒11内的氣 成綱境，而使基板上所 的設定區域塗ΐ:ί二c束向基板上 環境時，：二：種對前述溶劑的揮發進行抑制的 了使d基板上進行了塗布之區域附 液中的溶劑不同種類的溶劑環境，並;:基： 二塗布的塗布液乾燥之前將該塗布液中的溶二 =的特性’與在基板上進行塗布後所要】 =度的特性在—種溶劑下不能充分滿足。當在3 = 求複數個特性時’藉由在塗布液被塗布在基 溶===液===的 能下，將其咸上塗布液未乾的狀 心了將基板上所塗布之塗布液的溶劑進行置換， 足複數個要求特性。具舰說，可 、^ 與塗布液的溶劑不同的溶劑之氣體。1円仏、、，。形成 了面’對則本發日㈣塗布I置之實施例進行說明。 圖1所示的喷墨塗布裝置内，將在四氫化萘溶 劑中加入有機EL墨水1%的作為塗布液，且在氮環境下進 行清除並魏，對基板上_堤（bank)⑽行塗布（習 知例）°接著’利用加熱板進行乾燥。結果，基板面内的鄰 13〇3鼢軋 接輝度不均即使變化塗布條件，也形成2〜7%的範圍。 2=在圖1所示的嘴墨塗布裝置内對基板上的 ;==;中，對於四氯化萘，將形成物 =_鄰_:=;==: 溶解的塗布液，與上水中_以0.2,濃度進行 ;?=:水取代作為塗布液的溶劑驗4本: =差:;::r竟控制的咖 的溫度為70%時，以進^丁環境控制使墨水塗布盒 (3) 在上述（i)、（2) 6/Wi 加熱板進行加熱前，如圖5所_歹'子中’當在塗布結束後由 態下，使乾燥用的氮被排出.吸:—對氣刀鄰接的狀 行掃描時，雖然也受到風速的影變，二ίΐ,一定速度進 左右的改善。 曰但逖疋呈現20〜40% (4) 接著，進行將基板上 形成與塗布液中的溶劑不同種·^自區域附近的環境， 液利用使彩色光阻在環己、〜1响境之實驗。塗布 布液在破璃基板（約5cm平，仃溶解的塗布液。將該塗 PEGMIA飽和的環境之塗布上進仃塗布’並置於形成 例，也進行在置於形成流 '内。另一方面’作為比較 里〇.34如/^的大氣環境之塗布裝 I3039S§fd〇c 置内的情況下的實驗。 對放置處理前後的重量變化以精密天平進行測定。其 結果如表1及圖7所示。

17 ⑧ 1303998

〔I <〕

用於蓋開放的 參考值 用於蓋開放的 參考值 用於蓋開放的 參考值 用於蓋開放的 參考值 用於蓋開放的 參考值 半固化 完全固化 放置位置風速 (m/s) 寸· 〇 0.37 °·41 0.34 rn 〇 0.33 0.33 0.28 〇 0.29 _ a 94.51 90.93 97.67 I 97·41 105.28 68.80 52.39 39.95 34.64 29.01 減少重量（g) 0.022 0.041 0.01 0.01 -0.019 0.122 0.219 0.236 0.251 0.252 塗布器放置後 5.519 4.438 5.252 5.387 5.599 4.704 5.195 4.986 4.985 4.921 塗布量 0.401 0.452 0.43 0.386 0.36 0.391 ! 0.46 0.393 0.384 0.355 光阻塗布後 5.541 4.479 5.262 5.397 i 5.58 4.826 5.414 5.222 5.236 5.173 初始玻璃 5.14 4.027 4.832 5.011 5.22 4.435 4.954 4.829 4.852 4.818 條件 PGMEA 10分 20分 30分 60分 ret (大氣）10 分 20分 30分 60分 CN 18 Ι3〇3_· 由表1及圖7可知，即使在形成與塗布液的 己酮不同的溶劑（PEGMIA)之環境 時間内抑制乾燥。 / ，也可在長 板声Hi的結果可知，依據本發明，藉由在塗布時將美 上述效果大致在大於等於術 Τ 在100%時效果達到最大。 兄/辰度日守開始壬現， 雖然本發明已以較佳實施例揭 限定本發明，任何熟習 ;^亚非用以 和範圍内，♦可作此^ ί: 林脱離本發明之精神 :粑_ WT作些权更動與潤飾，因此 範圍當視後附之申請專利範圍所界 J之保k 【圖式簡單說明】 圖1所不為作為關於本發明的一實施形 的’喷射塗布裝置i的全體構成的斜視圖，、丄布衣置 圖圖1的塗布裳置之塗布單元的說明圖。 =:ί:Γ 兄明塗布液的蒸發機構的模式圖。 圖4為具有均自顧解元的本發 實施形態的斜視圖。 土々衣置之一 圖5,具有均勻乾燥化單元的本發明的塗 一實施形怨的斜視圖。 才置之另 圖6為圓5的要部說明圖。 ⑧ 19 I3039Sl^d〇c 圖7所示為放置環境氣氛和光阻乾燥狀態之關係的標 繪圖。 【主要元件符號說明】 1 :喷墨塗布裝置 2 :底座 11 :墨水塗布盒（環境保持單元） 12 :供給管 13 :排出管 21 :上面部 22 : X工作臺 23 : Y工作臺 24 :載物台 25 :支持體 ，26 :塗布頭單元 26a :升降構件 26b ·· L形支持器 26c :塗布頭 31 :吸引通風罩（均勻乾燥化單元） 32 :排氣管 41 ··氣刀裝置（均勻乾燥化單元） 41a ··喷射用氣刀喷嘴 41b :吸引用氣刀喷嘴 41c、41d :導管 L :塗布液 20 130¾¾^ S :基板

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Claims (1)

1303998 修正日期:97年7月15臼

94123108號中文專利範圍無劃線修正本 17361pif.doc 十、申請專利範圍： 1·一種塗布裝置，其特徵在於，包括： 區域 將含有溶質和溶劑的塗布液塗布在基板上的 内的塗布單元；以及 在向前述基板上的設定區域的塗布結束之前，使前述 基板上的被塗布之區域附近的環境，保持在抑制前述溶; 揮f的環境的環境保持單元，其中前述塗布單元為喷墨^ ^ 布單元。 2·如申請專利範圍第1項所述之塗布裝置，其特徵在 於：還具有使前述基板上進行了塗布的區域均勻乾燥化 均勻乾燥化單元。 ’、 3.如申請專利範圍第2項所述之塗布裝置，其特徵在 於：前述均勻乾燥化單元，為在塗布有前述塗布液的基板 上的設定區域附近所設置的具有氣體的排出口與吸引口的 構件’藉由鈿述吸引口吸引從前述排出口供給的氣體，而 在塗布有前述塗布液的基板上的設定區域附近產生氣流。 4·如申請專利範圍第2項所述之塗布裝置，其特徵在 於·前述均勻乾燥化單元，為在塗布有前述塗布液的基板 上的設定區域附近所設置的吸引通風罩。 5.如申請專利範圍第2項所述之塗布裝置，其特徵在 於·如述均勻乾燦化早元’為在塗布有前述塗布液的基板 上的設定區域附近的設置有氣體的排出口和吸引口的氣刀 裝置。 6·—種塗布方法，為一種將含有溶質和溶劑的塗布液 22 1303998 |_—-- 17361pif.doc 广烊用丨卬修(更)正替換頁 塗布在基板上的設定區域上並使溶劑揮發，而在前述基板 上形成》谷質的固化物的塗布方法，其特徵在於： 在向前述基板上的設定區域的塗布結束之前，使前述 基板上進行了塗布的區域附近的環境，保持在抑制前述溶 劑揮發的環境，並使前述基板上進行了塗布的區域附近的 環境，形成大於等於前述溶劑的飽和濃度的4〇%小於等於 100°/。的環境。 φ 7·如申請專利範圍第6項所述之塗布方法，其特徵在 於：使用設置在塗布有前述塗布液的基板上的設定區域附 近的氣體的排出口與吸引口，在前述氣體的吸引口與排出 口之間的塗布有4述塗布液的區域附近產生氣流，而使前 述區域乾燥。 • 8.1申請專利範圍第6項所述之塗布方法，其特徵在 5在命述塗布液含有水的情況下，使前述基板上進行了 塗布的區域附近的環境，形成濕度大於等於40%小於 85°/。的環境。 ' 、9·如申凊專利範圍第6項所述之塗布方法，其特徵在 丄將如述基板上進行了塗布的區域附近的環境，形成與 别逑塗布液巾秘财同種躺溶劑環境，並在基板上所 塗布的塗布液乾燥之前，置換該塗布液中的溶劑。 23