JP5043470B2 - Coating apparatus and coating method - Google Patents
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Description
本発明は、基板に揮発性の溶媒を含む流動性材料を塗布する技術に関する。 The present invention relates to a technique for applying a flowable material containing a volatile solvent to a substrate.
従来より、半導体基板(以下、単に「基板」という。)上にレジスト液等の流動性材料を塗布する装置として、特許文献1および2に開示されているように、流動性材料を連続的に吐出するノズルを基板上で走査することにより、基板の主面全域に対して互いに接触する複数の平行線状に流動性材料を塗布する塗布装置が知られている。
Conventionally, as disclosed in
このような塗布装置では、流動性材料の膜厚の均一性を向上するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献1では、レジスト塗布装置により塗布液が塗布された基板を、レジスト塗布装置とは別に設けられた溶剤雰囲気装置において塗布液の溶剤雰囲気に曝すことにより、溶剤を塗布液表面に付着させて塗布液表面の粘性を低下させ、その後、基板が収容されている容器内に気流を形成して当該気流により塗布液の表面を平坦化する技術が開示されている。特許文献1では、また、塗布液が塗布された基板が収容されている容器内を加圧することにより塗布液の揮発を抑制する技術も開示されている。
In such a coating apparatus, various techniques for improving the uniformity of the film thickness of the flowable material have been proposed. For example, in
特許文献2の塗布成膜装置では、基板の上方2mm以内の位置に基板のほぼ全体を覆う乾燥防止板を設け、当該乾燥防止板に形成された直線状の隙間において、絶縁膜用の塗布液を吐出するノズルを基板に対して走査することにより、基板上に一様に塗布液が塗布される。これにより、基板と乾燥防止板との間に高濃度の溶剤雰囲気が形成され、基板に塗布された塗布液の乾燥が抑制される。また、特許文献2の塗布成膜装置では、溶剤をしみ込ませたスポンジ部材を乾燥防止板上に設け、スポンジ部材から蒸発する溶剤蒸気を乾燥防止板に形成された供給孔から基板と乾燥防止板との間に供給することにより、基板と乾燥防止板との間の溶剤濃度がより高くされる。
ところで、流動性材料を吐出するノズルを走査することにより基板に流動性材料を塗布する塗布装置は、平面表示装置用の基板に対して画素形成材料を含む流動性材料を塗布する際にも利用されている。このような装置では、例えば、所定のピッチにて配列された複数のノズルの走査、および、走査方向に垂直な方向への基板のステップ移動が繰り返されることにより、基板上に形成された隔壁間の複数の溝に流動性材料がストライプ状に塗布される。 By the way, a coating apparatus that applies a fluid material to a substrate by scanning a nozzle that discharges the fluid material is also used when a fluid material including a pixel forming material is applied to a substrate for a flat display device. Has been. In such an apparatus, for example, scanning between a plurality of nozzles arranged at a predetermined pitch and step movement of the substrate in a direction perpendicular to the scanning direction are repeated, so that the partition walls formed on the substrate The flowable material is applied in stripes to the plurality of grooves.
基板上では、流動性材料の各ラインから溶媒成分が蒸発することにより、画素形成材料が基板上に定着して画素形成材料の膜が形成され、溶媒が蒸発するまでの間に、画素形成材料が流動性材料の各ライン内において十分に分散することにより、画素形成材料の膜厚が均一となる。 On the substrate, the solvent component evaporates from each line of the flowable material, so that the pixel forming material is fixed on the substrate and a film of the pixel forming material is formed. Is sufficiently dispersed in each line of the fluid material, so that the film thickness of the pixel forming material becomes uniform.
しかしながら、複数のノズルにより流動性材料を塗布する場合、基板のステップ移動方向の後側には流動性材料が塗布されていないため、複数のノズルのうち、ステップ移動方向に関して最も後側に位置するノズルにより塗布された流動性材料のラインの周囲では、当該ラインのステップ移動方向に関する後側における雰囲気中の溶媒成分の濃度が前側における濃度よりも低くなっている。 However, when the flowable material is applied by a plurality of nozzles, the flowable material is not applied to the rear side in the step movement direction of the substrate, and therefore, the plurality of nozzles are positioned at the rearmost side in the step movement direction. Around the flowable material line applied by the nozzle, the concentration of the solvent component in the atmosphere on the rear side in the step movement direction of the line is lower than the concentration on the front side.
このため、当該ノズルにより塗布された流動性材料のラインのステップ移動方向に関する後側の部位が、前側の部位よりも早く乾燥してしまい、基板上に形成される画素形成材料の膜において、後側の部位の膜厚が前側の部位の膜厚よりも大きくなってしまう。その結果、基板全体としてみた場合に塗布ムラが発生してしまい、製品となった後の平面表示装置における表示の質が低下してしまう恐れがある。 For this reason, the rear part in the step movement direction of the line of the fluid material applied by the nozzle dries faster than the front part, and in the pixel forming material film formed on the substrate, The film thickness at the site on the side is larger than the film thickness at the site on the front side. As a result, when the substrate is viewed as a whole, coating unevenness occurs, and the display quality of the flat display device after the product is manufactured may be deteriorated.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、複数の吐出口のうち副走査方向における基板の相対移動方向後側に位置する吐出口から吐出された流動性材料の乾燥速度を副走査方向において均一とすることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and the drying speed of the flowable material discharged from the discharge port located behind the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction among the plurality of discharge ports is determined in the sub-scanning direction. It aims at making it uniform.
請求項1に記載の発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布装置であって、基板を保持する基板保持部と、前記基板に向けて流動性材料を吐出する吐出機構と、前記吐出機構を前記基板の主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記吐出機構に対して前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に相対的に移動する移動機構とを備え、前記吐出機構が、前記副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む第1流動性材料を連続的に吐出することにより前記基板上の塗布領域に前記第1流動性材料を塗布する第1吐出部と、前記第1吐出部に対して前記副走査方向における前記基板の相対移動方向後側に配置され、前記第1吐出部の前記複数の吐出口と共に前記副走査方向に関して等間隔にて配列される吐出口から、前記第1流動性材料の前記溶媒または前記溶媒と同等の揮発性材料である第2流動性材料を連続的に吐出することにより、前記基板上の前記塗布領域に前記第2流動性材料を塗布する第2吐出部とを備える。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の塗布装置であって、前記吐出機構において、前記第1吐出部に対する前記第2吐出部の相対位置が固定されている。 A second aspect of the present invention is the coating apparatus according to the first aspect, wherein in the discharge mechanism, a relative position of the second discharge portion with respect to the first discharge portion is fixed.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の塗布装置であって、前記第2吐出部が、前記副走査方向に関して位置が異なる複数の吐出口から前記第2流動性材料を吐出する。
The invention according to claim 3, a coating apparatus according to
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の塗布装置であって、前記吐出機構が、前記第1吐出部に対して前記副走査方向における前記基板の相対移動方向前側に配置されて前記第2流動性材料を吐出するもう1つの第2吐出部をさらに備え、前記第1吐出部による前記第1流動性材料の塗布開始時に、前記もう1つの第2吐出部が前記主走査方向に移動しつつ前記第2流動性材料を吐出することにより、前記基板の前記塗布領域の外側の非塗布領域に前記第2流動性材料が塗布される。 A fourth aspect of the present invention is the coating apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the discharge mechanism is a relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction with respect to the first discharge portion. Another second discharge part that is disposed on the front side and discharges the second fluid material is further provided, and when the first fluid material starts to be applied by the first discharge part, the other second discharge part By discharging the second fluid material while moving in the main scanning direction, the second fluid material is applied to the non-application region outside the application region of the substrate.
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の塗布装置であって、前記基板の前記副走査方向における相対移動方向前側において前記基板に対して相対的に固定され、前記第1流動性材料の前記溶媒または前記溶媒と同等の揮発性材料のガスを供給するガス供給部をさらに備える。
Invention of Claim 5 is a coating device in any one of
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の塗布装置であって、前記第1流動性材料が平面表示装置用の画素形成材料を含む。 A sixth aspect of the present invention is the coating apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first fluid material includes a pixel forming material for a flat display device.
請求項7に記載の発明は、基板に流動性材料を塗布する塗布方法であって、a)吐出機構から基板に向けて流動性材料を吐出しつつ前記吐出機構を前記基板の主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動する工程と、b)前記基板の前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に前記基板を前記吐出機構に対して相対的に移動する工程と、c)前記a)工程および前記b)工程を繰り返す工程とを備え、前記a)工程が、d)前記吐出機構の第1吐出部において前記副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から、揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む第1流動性材料を連続的に吐出することにより前記基板上の塗布領域に前記第1流動性材料を塗布する工程と、e)前記d)工程と並行して、または、前記d)工程よりも前に、前記d)工程にて塗布される前記第1流動性材料に対して前記副走査方向における前記基板の相対移動方向後側において、前記第1吐出部の前記複数の吐出口と共に前記副走査方向に関して等間隔にて配列される第2吐出部の吐出口から、前記第1流動性材料の前記溶媒または前記溶媒と同等の揮発性材料である第2流動性材料を連続的に吐出することにより前記塗布領域に前記第2流動性材料を塗布する工程とを備える。 The invention described in claim 7 is a coating method for applying a flowable material to a substrate, and a) discharging the flowable material from the discharge mechanism toward the substrate and paralleling the discharge mechanism to the main surface of the substrate. A step of moving relative to the substrate in a main scanning direction; and b) relative to the ejection mechanism in a sub-scanning direction parallel to the main surface of the substrate and perpendicular to the main scanning direction. And c) the step a) and the step b) are repeated, and the step a) is d) equally spaced in the sub-scanning direction in the first discharge portion of the discharge mechanism. The first flowable material is applied to the application region on the substrate by continuously discharging the first flowable material containing the volatile solvent and the material to be applied onto the substrate from the plurality of discharge ports arranged in a row. E) in parallel with the step d) Te, or, before the step d), the d) in the relative movement direction rear side of the substrate in the sub-scanning direction with respect to the first flowable material applied in step, the first discharge A second volatile material equivalent to the solvent or the solvent of the first fluid material from the discharge ports of the second discharge portion arranged at equal intervals in the sub-scanning direction together with the plurality of discharge ports of the portion; Applying the second fluid material to the application region by continuously discharging the fluid material.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の塗布方法であって、前記a)工程よりも前に、f)前記基板の前記副走査方向における相対移動方向前側において、前記複数の吐出口から前記第1流動性材料を吐出しつつ前記第1吐出部を前記主走査方向に相対的に移動することにより、前記基板の前記塗布領域の外側の非塗布領域に前記第1流動性材料を塗布する工程、または、g)前記基板の前記副走査方向における相対移動方向前側において、前記第2吐出部から前記第2流動性材料を吐出しつつ前記第2吐出部を前記主走査方向に相対的に移動することにより、前記非塗布領域に前記第2流動性材料を塗布する工程を備える。 An eighth aspect of the present invention is the coating method according to the seventh aspect , wherein the plurality of discharges are performed before the step a), f) on the front side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction. The first flowable material is moved to the non-application area outside the application area of the substrate by moving the first discharge portion relative to the main scanning direction while discharging the first flowable material from an outlet. Or g) on the front side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction, while discharging the second fluid material from the second discharge portion and moving the second discharge portion in the main scanning direction. A step of applying the second flowable material to the non-application area by relatively moving;
本発明では、複数の吐出口のうち副走査方向における基板の相対移動方向後側に位置する吐出口から吐出された第1流動性材料の乾燥速度を副走査方向においてほぼ均一とすることができる。請求項2の発明では、吐出機構および移動機構の構造を簡素化することができる。請求項4,5および8の発明では、塗布領域の相対移動方向前側に塗布される第1流動性材料の乾燥速度を副走査方向においてほぼ均一とすることができる。
In the present invention, the drying speed of the first fluid material discharged from the discharge ports located on the rear side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction among the plurality of discharge ports can be made substantially uniform in the sub-scanning direction. . In the invention of
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る塗布装置1を示す平面図であり、図2は塗布装置1の右側面図である。塗布装置1は、平面表示装置用のガラス基板9(以下、単に「基板9」という。)に、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する装置である。本実施の形態では、塗布装置1において、アクティブマトリックス駆動方式の有機EL(Electro Luminescence)表示装置用の基板9に、揮発性の溶媒(例えば、芳香族の有機溶媒の1つであるメシチレン(1,3,5−トリメチルベンゼン))および基板9上に付与される有機EL材料を含む流動性材料(以下、「有機EL液」という。)が塗布される。
FIG. 1 is a plan view showing a
塗布装置1は、図2に示すように、基板9を保持する基板保持部11を備え、図1および図2に示すように、基板保持部11を基板9の主面に平行な所定の方向(すなわち、図1中のY方向であり、以下、「副走査方向」という。)に水平移動するとともに垂直方向(すなわち、Z方向)に向く軸を中心として回転する基板移動機構12を備える。基板保持部11は、内部にヒータによる加熱機構(図示省略)を備える。
As shown in FIG. 2, the
塗布装置1は、また、基板9上に形成されたアライメントマーク(図示省略)を撮像して検出するアライメントマーク検出部13、基板保持部11(図2参照)上の基板9に向けて流動性材料を吐出する吐出機構である塗布ヘッド14、塗布ヘッド14を基板9の主面に平行かつ副走査方向に垂直な方向(すなわち、図1中のX方向であり、以下、「主走査方向」という。)に水平移動するヘッド移動機構15、塗布ヘッド14の移動方向(すなわち、X方向)に関して基板保持部11の両側に設けられるとともに塗布ヘッド14からの有機EL液を受ける2つの受液部16、および、塗布ヘッド14に流動性材料を供給する流動性材料供給部18を備え、図1に示すように、これらの構成を制御する制御部2を備える。
The
塗布装置1では、ヘッド移動機構15および基板移動機構12が、塗布ヘッド14を基板9に対して主走査方向に相対的に移動するとともに基板9を塗布ヘッド14に対して副走査方向に相対的に移動する移動機構となる。後述するように、塗布装置1では、基板9に対する有機EL液の塗布時に、基板9が基板保持部11と共に副走査方向において図1中の(−Y)側から(+Y)側に向けて移動する。すなわち、図1中の(+Y)側が副走査方向における基板9の相対移動方向前側となり、(−Y)側が副走査方向における基板9の相対移動方向後側となる。換言すれば、図1中の(+Y)側は、基板9の副走査方向における移動の下流側であり、(−Y)側が基板9の移動の上流側である。
In the
塗布ヘッド14は、同一種類の有機EL液を連続的に吐出する複数(本実施の形態では、3本)の第1ノズル141、複数の第1ノズル141に対して(−Y)側および(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側および前側)にそれぞれ1本ずつ配置されて有機EL液の溶媒(以下、単に「溶媒」という。)を連続的に吐出する第2ノズル142、および、3本の第1ノズル141および2本の第2ノズル142を共に保持する吐出部保持部であるノズルホルダ143を備える。
The
塗布装置1では、ノズルホルダ143により、第1ノズル141に対する第2ノズル142の相対位置が固定されており、ヘッド移動機構15および基板移動機構12により、塗布ヘッド14が基板9に対して主走査方向および副走査方向に相対移動することにより、2本の第2ノズル142が3本の第1ノズル141と共に基板9に対して主走査方向および副走査方向に相対移動する。
In the
5本のノズル(すなわち、第1ノズル141および第2ノズル142)は、図1中のX方向(すなわち、主走査方向)に略直線状に配列されるとともに図1中のY方向(すなわち、副走査方向)に僅かにずれて配置される。5本のノズルの吐出口は、副走査方向に関して等間隔にて配列されており、隣接する2本のノズルの吐出口の間の副走査方向に関する距離は、基板9の塗布領域91(図1中において破線で囲んで示す。)上に予め形成されている主走査方向に伸びる隔壁間のピッチ(以下、「隔壁ピッチ」という。)の3倍に等しくされる。
Five nozzles (that is, the
塗布装置1では、3本の第1ノズル141から塗布領域91の隔壁間に形成される3本の溝に有機EL液が吐出されて塗布される。塗布装置1により有機EL液が塗布される2本の溝の間には、他の塗布装置等により他の種類の有機EL液が塗布される2本の溝が挟まれている。基板9では、塗布領域91の外側の領域92は、ドライバ回路の組み込みや後工程における絶縁膜による封止等に利用されるため、有機EL液が塗布されるべきではない領域であり、以下、「非塗布領域92」という。なお、非塗布領域92には隔壁は形成されていない。
In the
次に、塗布装置1による有機EL液の塗布について説明する。図3は、有機EL液の塗布の流れを示す図である。塗布装置1により有機EL液の塗布が行われる際には、まず、基板9が基板保持部11に載置されて保持され、アライメントマーク検出部13からの出力に基づいて基板移動機構12が駆動されて基板9が移動および回転し、図1中に実線にて示す塗布開始位置に位置する(ステップS11)。換言すれば、塗布ヘッド14が、基板9に対する副走査方向における相対移動の開始端に位置する。
Next, application of the organic EL liquid by the
塗布ヘッド14は、図1および図2中に実線にて示す待機位置(すなわち、図1中の(−X)側の受液部16の上方)に予め位置している。このとき、基板9の塗布領域91の図1中における(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向前側)のエッジは、塗布ヘッド14の(+Y)側の第2ノズル142と当該第2ノズル142に隣接する第1ノズル141との間に位置する。
The
続いて、制御部2により塗布ヘッド14が制御されて3本の第1ノズル141から有機EL液の吐出が開始され、第1ノズル141の副走査方向の両側(すなわち、(+Y)側および(−Y)側)の第2ノズル142から溶媒の吐出が開始されるとともに、ヘッド移動機構15が制御されて塗布ヘッド14の主走査方向の移動(すなわち、図1中の(−X)側から(+X)側への移動)が開始される。
Subsequently, the
塗布装置1では、塗布ヘッド14の主走査方向への相対移動時に、第1ノズル141および第2ノズル142からそれぞれ有機EL液および溶媒を基板9に向けて連続的に吐出することにより、基板9の塗布領域91の3本の溝に有機EL液がストライプ状に塗布され、有機EL液の塗布と並行して、当該3本の溝に塗布される有機EL液の(−Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側)において、塗布領域91の1本の溝に溶媒が塗布される。
In the
また、塗布領域91に対する有機EL液および溶媒の塗布と並行して、有機EL液が塗布される3本の溝の(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向前側)において、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92に溶媒がライン状に塗布される(ステップS12)。このとき、基板9上において隣接する有機EL液の2本のラインの間の距離、および、隣接する有機EL液のラインと溶媒のラインとの間の距離は、隔壁ピッチの3倍に等しくされる。なお、図1中における塗布領域91の(+X)側および(−X)側の非塗布領域92は図示省略のマスクにより覆われているため有機EL液および溶媒は塗布されない。
In parallel with the application of the organic EL liquid and the solvent to the
ここで、有機EL液および溶媒をそれぞれ第1流動性材料および第2流動性材料とすると、塗布ヘッド14は、第1流動性材料および第2流動性材料を連続的に吐出する吐出機構であり、複数の第1ノズル141は、副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から第1流動性材料を吐出して塗布領域91に塗布する第1吐出部となっている。また、複数の第1ノズル141(すなわち、第1吐出部)の(−Y)側に配置される第2ノズル142は、第2流動性材料を吐出して塗布領域91に塗布する第2吐出部となっており、複数の第1ノズル141の(+Y)側に配置される第2ノズル142は、第2流動性材料を吐出して非塗布領域92に塗布するもう1つの第2吐出部となっている。
Here, when the organic EL liquid and the solvent are the first fluid material and the second fluid material, respectively, the
塗布ヘッド14が図1および図2中に二点鎖線にて示す待機位置(すなわち、図1中の(+X)側の受液部16の上方)まで移動して塗布ヘッド14の主走査方向における移動が終了すると、塗布ヘッド14が制御部2により制御され、(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向前側)の第2ノズル142からの溶媒の吐出が停止される(ステップS13)。そして、基板移動機構12が駆動され、基板9が基板保持部11と共に図1中の(+Y)側に(すなわち、副走査方向に)隔壁ピッチの9倍に等しい距離だけ移動する(ステップS14)。このとき、塗布ヘッド14では、3本の第1ノズル141および(−Y)側の第2ノズル142から受液部16に向けて有機EL液および溶媒が連続的に吐出されている。
The
塗布装置1では、有機EL液の溶媒として速乾性のものが利用されているため、第1ノズル141により塗布領域91に塗布された有機EL液は、塗布された直後からステップS14における基板9の副走査方向への移動の間に迅速に乾燥し(すなわち、有機EL液から溶媒が蒸発し)、有機EL材料が半乾燥状態で基板9上に残置されて(すなわち、付与されて)有機EL材料の膜が形成される。また、第2ノズル142から塗布領域91および非塗布領域92に塗布された溶媒は、全て(あるいは、ごく微量を除いてほぼ全て)蒸発し、塗布領域91および非塗布領域92上には残らない。
Since the
副走査方向における基板9の移動が終了すると、塗布ヘッド14が、3本の第1ノズル141および(−Y)側の第2ノズル142からそれぞれ有機EL液および溶媒を連続的に吐出しつつ図1中において(+X)側から(−X)側へと(すなわち、主走査方向に)移動することにより、基板9の塗布領域91の溝に有機EL液および溶媒が塗布される(ステップS15)。このとき、3本の第1ノズル141のうち、(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向前側)の第1ノズル141から吐出された有機EL液は、ステップS12において(−Y)側の第2ノズル142により溶媒が塗布された溝に塗布されるが、上述のように、第2ノズル142により塗布された溶媒は既に蒸発しているため、当該溝において有機EL液と先に塗布された溶媒とが混ざることはない。
When the movement of the
主走査方向における塗布ヘッド14の移動が終了すると、基板9が図1中の(+Y)側に(すなわち、副走査方向に)隔壁ピッチの9倍に等しい距離だけ移動する(ステップS16)。そして、基板保持部11および基板9が図1中に二点鎖線にて示す塗布終了位置まで移動したか否かが制御部2により確認され(ステップS17)、塗布終了位置まで移動していない場合には、ステップS15に戻って塗布ヘッド14が、3本の第1ノズル141および(−Y)側の第2ノズル142からそれぞれ有機EL液および溶媒を吐出しつつ主走査方向に移動することにより、基板9の塗布領域91の溝に有機EL液および溶媒が塗布される(ステップS15)。その後、基板9が副走査方向に移動し、塗布終了位置まで移動したか否かの確認が行われる(ステップS16,S17)。
When the movement of the
塗布装置1では、基板保持部11および基板9が塗布終了位置に位置するまで、塗布ヘッド14の主走査方向における移動、および、基板9の(+Y)側へのステップ移動が繰り返され(すなわち、塗布ヘッド14の基板9に対する主走査方向における相対移動が行われる毎に、基板9が塗布ヘッド14に対して副走査方向に相対的に移動され)、これにより、基板9の塗布領域91において、有機EL液が所定のピッチ(すなわち、隔壁ピッチの3倍に等しいピッチ)にて配列されたストライプ状に塗布される(ステップS15〜S17)。塗布装置1では、副走査方向に関し、基板9上において有機EL液の塗布が進行する方向(すなわち、塗布ヘッド14の基板9に対する相対移動方向)は、基板移動機構12による基板9の移動方向とは反対向きとなっている。
In the
そして、基板9が塗布終了位置まで移動すると、3本の第1ノズル141および(−Y)側の第2ノズル142からの有機EL液および溶媒の吐出が停止されて塗布装置1による基板9に対する有機EL液の塗布が終了する。なお、1枚の基板9に対する塗布ヘッド14の最後の主走査では、(−Y)側の第2ノズル142から吐出された溶媒は、図1中における塗布領域91の(−Y)側の非塗布領域92に塗布される。塗布装置1による塗布が終了した基板9は、他の塗布装置等へと搬送され、塗布装置1により塗布された有機EL液以外の他の2色の有機EL液が塗布される。
Then, when the
以上に説明したように、塗布装置1では、塗布ヘッド14が主走査方向に移動することにより、3本の第1ノズル141および(−Y)側の第2ノズル142からそれぞれ吐出された有機EL液および溶媒が、基板9の塗布領域91にストライプ状に塗布される。このとき、3本の第1ノズル141のうち、(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインは、中央の第1ノズル141により並行して塗布された有機EL液のライン、および、(−Y)側の第2ノズル142により並行して塗布された溶媒のラインにより挟まれている。このため、(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインの周囲では、両側のラインから蒸発した溶媒により、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くなっている。
As described above, in the
また、中央の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインは、(+Y)側および(−Y)側の第1ノズル141により並行して塗布された有機EL液のラインにより挟まれており、(+Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインは、中央の第1ノズル141により並行して塗布された有機EL液のライン、および、先に塗布された有機EL液のライン群により挟まれている。このため、中央および(+Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインの周囲でも、(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインと同様に、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くなっている。
In addition, the line of the organic EL liquid applied by the central
ここで、有機EL液を吐出する3本の第1ノズルのみが塗布ヘッドに設けられている塗布装置を比較例とすると、比較例の塗布装置において(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板の相対移動方向前側)の第1ノズル、および、中央の第1ノズルにより塗布された有機EL液のラインの周囲では、上記と同様に、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くなっている。しかしながら、(−Y)側(すなわち、副走査方向における基板の相対移動方向後側)の第1ノズルにより塗布された有機EL液のラインの(−Y)側には、他の有機EL液および溶媒のラインは塗布されておらず、(+Y)側にのみ、中央の第1ノズルにより並行して塗布された有機EL液のラインが配置されることとなる。 Here, when a coating apparatus in which only three first nozzles that discharge the organic EL liquid are provided in the coating head is a comparative example, in the coating apparatus of the comparative example, the (+ Y) side (that is, the substrate in the sub-scanning direction). In the same manner as described above, the concentration of the solvent component of the organic EL liquid in the atmosphere becomes high around the line of the organic EL liquid applied by the first nozzle at the front side in the relative movement direction) and the central first nozzle. ing. However, on the (−Y) side of the line of the organic EL liquid applied by the first nozzle on the (−Y) side (that is, the rear side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction), other organic EL liquid and The solvent line is not applied, and the line of the organic EL liquid applied in parallel by the central first nozzle is disposed only on the (+ Y) side.
このため、(−Y)側の第1ノズルにより塗布された有機EL液のラインの周囲では、(+Y)側および中央の第1ノズルにより塗布された有機EL液のラインの周囲と比べて有機EL液の溶媒成分の濃度が低くなってしまい、(−Y)側の有機EL液のラインの乾燥速度が、(+Y)側の2本の有機EL液のラインよりも大きくなってしまう。また、(−Y)側の有機EL液のラインの周囲では、当該ラインの(−Y)側における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が、ラインの(+Y)側における濃度よりも低くなってしまい、ラインの(−Y)側の部位が(+Y)側の部位よりも早く乾燥してしまう。 Therefore, the organic EL liquid line applied by the (-Y) side first nozzle is more organic than the organic EL liquid line applied by the (+ Y) side and central first nozzles. The density | concentration of the solvent component of EL liquid will become low, and the drying speed of the line of the organic EL liquid on the (-Y) side will become larger than the line of two organic EL liquids on the (+ Y) side. Further, around the line of the organic EL liquid on the (−Y) side, the concentration of the solvent component of the organic EL liquid in the atmosphere on the (−Y) side of the line is lower than the concentration on the (+ Y) side of the line. Thus, the (−Y) side portion of the line dries faster than the (+ Y) side portion.
図4.Aは、比較例の塗布装置の3本の第1ノズルにより塗布された有機EL液から溶媒が蒸発することにより、基板9a上の塗布領域91aに形成された有機EL材料の3本の膜93aを示す断面図である。図4.Aでは、図示の都合上、基板9aの塗布領域91aに形成されている隔壁の図示を省略しており、また、膜93aの高さを実際よりも大きく描いている(図4.Bにおいても同様)。
FIG. A shows three
比較例の塗布装置では、上述のように、(−Y)側の有機EL液のラインの(−Y)側の部位が(+Y)側の部位よりも早く乾燥してしまうため、図4.Aに示すように、(−Y)側の膜93において、(−Y)側の部位の膜厚が(+Y)側の部位の膜厚よりも大きくなってしまう。そして、このように厚さに偏りがある有機EL材料の膜93aが、塗布領域91aに周期的に(すなわち、3本毎に)形成されて塗布ムラが発生することにより、製品となった後の平面表示装置における表示の質が低下してしまう恐れがある。
In the coating device of the comparative example, as described above, the (−Y) side portion of the (−Y) side organic EL liquid line dries faster than the (+ Y) side portion, so that FIG. As shown in A, in the
これに対し、本実施の形態に係る塗布装置1では、上述のように、3本の第1ノズル141により塗布された3本の有機EL液のラインの周囲において、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くされる。また、3本の第1ノズル141のうち(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインの(−Y)側の領域(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側の領域であり、有機EL液がまだ塗布されていない領域)において、第2ノズル142により塗布された溶媒が蒸発することにより、当該有機EL液のラインの(+Y)側および(−Y)側における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度の差が小さくされる。
On the other hand, in the
これにより、3本の第1ノズル141の吐出口から吐出された有機EL液の乾燥速度を均一化することができるとともに、(−Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側)の第1ノズル141の吐出口から吐出された有機EL液の乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができる。その結果、図4.Bに示すように、隣接する有機EL材料の3本の膜93の断面をほぼ同形状とすることができ、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生を防止することができる。
Thereby, the drying speed of the organic EL liquid discharged from the discharge ports of the three
ところで、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料の基板に対する塗布では、塗布ムラが発生すると、製品となった後の平面表示装置の表示の質が低下する恐れがある。本実施の形態に係る塗布装置1では、上述のように、塗布ムラの発生を防止することができるため、塗布装置1は、平面表示装置用の画素形成材料を含む流動性材料の塗布に特に適しているといえる。
By the way, in the application | coating with respect to the board | substrate of the fluid material containing the pixel formation material for flat panel displays, when a coating nonuniformity generate | occur | produces, there exists a possibility that the display quality of the flat panel display after becoming a product may fall. Since the
塗布装置1では、塗布ヘッド14の第1ノズル141による有機EL液の吐出開始時に、(+Y)側の第2ノズル142から塗布開始位置に位置する基板9に対して(すなわち、副走査方向における塗布ヘッド14の相対移動の開始端側において)吐出された溶媒が、塗布領域91(+Y)側の非塗布領域92(すなわち、塗布領域91の基板9の相対移動方向前側の領域であり、有機EL液が塗布されない領域)において蒸発する。これにより、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92上における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くなり、塗布領域91の最も(+Y)側に塗布された有機EL液のラインの(+Y)側および(−Y)側における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度の差が小さくされる。その結果、塗布領域91の最も(+Y)側の有機EL液のラインの乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができ、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。
In the
塗布ヘッド14では、一のノズルホルダ143により3本の第1ノズル141および2本の第2ノズル142が共に保持されることにより、第1ノズル141に対する第2ノズル142の相対位置が固定されるため、塗布ヘッド14、および、塗布ヘッド14を基板9に対して相対的に移動する移動機構の一部であるヘッド移動機構15の構造を簡素化することができる。(+Y)側の第2ノズル142と当該第2ノズル142に隣接する第1ノズル141との間の副走査方向に関する距離は、必ずしも第1ノズル141のピッチと等しくされる必要はない。
In the
次に、本発明の第2の実施の形態に係る塗布装置について説明する。図5は、第2の実施の形態に係る塗布装置1aの平面図である。図5に示すように、塗布装置1aの塗布ヘッド14では、有機EL液を吐出する3本の第1ノズル141の(−Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側)に、溶媒を吐出する2本の第2ノズル142が設けられており、(+Y)側には第2ノズル142は設けられない。また、塗布装置1aは、基板9の(+Y)側において基板保持部11の上面に固定され、有機EL液の溶媒成分を含むガス(本実施の形態では、有機EL液の溶媒を気化したものであり、以下、「溶媒ガス」という。)を基板9に対して供給するガス供給部19を備える。その他の構成は、図1および図2に示す塗布装置1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
Next, a coating apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a plan view of a
図5に示すように、塗布ヘッド14の5本のノズル(すなわち、第1ノズル141および第2ノズル142)は、図5中のX方向(すなわち、主走査方向)に略直線状に配列されるとともに図5中のY方向(すなわち、副走査方向)に僅かにずれて配置される。
As shown in FIG. 5, the five nozzles (that is, the
塗布装置1aでは、第1の実施の形態と同様に、第1吐出部である3本の第1ノズル141が、副走査方向に関して等間隔(すなわち、隔壁ピッチの3倍のピッチ)にて配列された3つの吐出口を有し、3つの吐出口から基板9に向けて第1流動性材料である有機EL液が吐出される。また、第2吐出部である2本の第2ノズル142は、副走査方向に関して隔壁ピッチの3倍の距離をあけて配置された2つの吐出口を有し、2つの吐出口から第2流動性材料である有機EL液の溶媒が吐出される。また、(−Y)側の第1ノズル141と(+Y)側の第2ノズル142との間の副走査方向に関する距離も、隔壁ピッチの3倍とされる。
In the
ガス供給部19は、有機EL液の溶媒を含浸させた棒状の多孔性樹脂(例えば、スポンジ等)であり、基板9の塗布領域91のX方向(すなわち、主走査方向)の全長に亘って基板保持部11の主面上に取り付けられる。したがって、基板移動機構12により基板保持部11が移動されると、ガス供給部19は、基板9に対して相対的に固定された状態で、基板9と共に副走査方向に移動することとなる。そして、ガス供給部19に含浸された溶媒が蒸発することにより、基板9の塗布領域91の(+Y)側の部位に溶媒ガスが供給される。
The
次に、塗布装置1aによる有機EL液の塗布について説明する。図6は、塗布装置1aによる有機EL液の塗布の流れを示す図である。塗布装置1aにより有機EL液の塗布が行われる際には、まず、基板9が基板保持部11に保持されて塗布開始位置に位置する(ステップS21)。続いて、塗布ヘッド14が、第1ノズル141および第2ノズル142からそれぞれ有機EL液および溶媒を連続的に吐出しつつ図5中の(−X)側から(+X)側へと(すなわち、主走査方向に)移動されることにより、基板9の塗布領域91の3本の溝に有機EL液がストライプ状に塗布されるとともに、当該3本の溝の(−Y)側において、塗布領域91の2本の溝に溶媒が塗布される(ステップS22)。このとき、塗布領域91の(+Y)側の部位(すなわち、塗布領域91の(+Y)側のエッジ近傍の部位)には、ガス供給部19により溶媒ガスが供給されている。
Next, the application of the organic EL liquid by the
次に、基板移動機構12により基板9が図5中の(+Y)側に(すなわち、副走査方向に)移動する(ステップS23)。基板9上では、第1の実施の形態と同様に、第1ノズル141により塗布領域91に塗布された有機EL液から溶媒が蒸発し、有機EL材料が半乾燥状態で基板9上に付与されて有機EL材料の膜が形成される。また、第2ノズル142から塗布領域91に塗布された溶媒は、全て(あるいは、ごく微量を除いてほぼ全て)蒸発し、塗布領域91上には残らない。
Next, the
副走査方向における基板9の移動が終了すると、基板保持部11および基板9が図5中に二点鎖線にて示す塗布終了位置まで移動したか否かが制御部2により確認され(ステップS24)、塗布終了位置まで移動していない場合には、ステップS22に戻って塗布ヘッド14の主走査方向への移動、基板9の副走査方向への移動、および、基板9の位置の確認が行われる(ステップS22〜S24)。
When the movement of the
塗布装置1aでは、基板保持部11および基板9が塗布終了位置に位置するまで、塗布ヘッド14の主走査方向への移動が行われる毎に基板9が副走査方向へとステップ移動され、これにより、基板9の塗布領域91において、有機EL液が所定のピッチ(すなわち、隔壁ピッチの3倍に等しいピッチ)にて配列されたストライプ状に塗布される(ステップS22〜S24)。そして、基板9が塗布終了位置まで移動すると、3本の第1ノズル141および2本の第2ノズル142からの有機EL液および溶媒の吐出が停止されて基板9に対する有機EL液の塗布が終了する。
In the
以上に説明したように、塗布装置1aでは、第1の実施の形態と同様に、3本の第1ノズル141により塗布された3本の有機EL液のラインの周囲において、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くされており、また、(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインの周囲において、当該ラインの(+Y)側および(−Y)側における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度の差が小さくされる。これにより、3本の第1ノズル141の吐出口から吐出された有機EL液の乾燥速度を均一化することができるとともに、(−Y)側の第1ノズル141の吐出口から吐出された有機EL液の乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができる。その結果、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生を防止することができる。
As described above, in the
第2の実施の形態に係る塗布装置1aでは、特に、第1ノズル141の(−Y)側に2本の第2ノズル142を設けることにより、各第2ノズル142から吐出されて塗布領域91に塗布される溶媒の量を低減しつつ、(−Y)側の第1ノズル141から吐出された有機EL液のラインの(+Y)側および(−Y)側における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度の差を小さくすることができる。その結果、各第2ノズル142により塗布領域91に塗布された溶媒のラインの蒸発に要する時間を短縮することができ、後から塗布される有機EL液が先に塗布された溶媒と混ざってしまうことをより確実に防止することができる。
In the
なお、2本の第2ノズル142の吐出口は、副走査方向に関して必ずしも隔壁ピッチの3倍の距離をあけて配置される必要はなく、副走査方向に関して位置が異なるように配置されていればよい。これにより、上記と同様に、各第2ノズル142により塗布領域91に塗布された溶媒のラインの蒸発に要する時間を短縮することができ、後から塗布される有機EL液が先に塗布された溶媒と混ざってしまうことをより確実に防止することができる。
The discharge ports of the two
また、塗布装置1aでは、基板9の(+Y)側にガス供給部19が設けられることにより、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92上における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くされる。その結果、第1の実施の形態と同様に、塗布領域91の最も(+Y)側の有機EL液のラインの乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができ、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。なお、ガス供給部19からのガスの噴出は、塗布ヘッド14の1回目の主走査終了後に停止されてもよい。
Further, in the
塗布装置1aによる有機EL液の塗布では、ガス供給部19により溶媒ガスを供給することにより、第1ノズル141の(+Y)側に第2ノズル142を設ける場合に比べて、有機EL液の塗布作業中における(+Y)側の第2ノズル142からの吐出停止動作を省略することができ、有機EL液の塗布を簡素化することができる。また、2本の第2ノズル142の吐出開始および停止を同時に行うことができるため、塗布ヘッド14の構造を簡素化することができる。一方、第1の実施の形態に係る塗布装置1では、基板保持部11上にガス供給部19(図5参照)を設ける必要がないため、基板保持部11の構造を簡素化することができる。
In the application of the organic EL liquid by the
次に、本発明の第3の実施の形態に係る塗布装置について説明する。図7は、第3の実施の形態に係る塗布装置1bを示す平面図である。図7に示すように、塗布装置1bの塗布ヘッド14では、有機EL液を吐出する3本の第1ノズル141の(−Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側)に溶媒を吐出する第2ノズル142が1本のみ設けられており、(+Y)側には第2ノズル142は設けられない。その他の構成は、図1および図2に示す塗布装置1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
Next, a coating apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a plan view showing a
図8は、塗布装置1bによる有機EL液の塗布の流れを示す図である。塗布装置1bにより有機EL液の塗布が行われる際には、まず、基板9が基板保持部11(図2参照)に保持されて塗布開始位置に位置する(ステップS31)。このとき、塗布ヘッド14の4本のノズル(すなわち、3本の第1ノズル141および1本の第2ノズル142)は、図7中のY方向(すなわち、副走査方向)に関し、基板9の(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向前側)のエッジと、基板9の塗布領域91の(+Y)側のエッジとの間、すなわち、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92に対応する位置に位置する。
FIG. 8 is a diagram showing a flow of applying the organic EL liquid by the
続いて、制御部2によりヘッド移動機構15が制御されることにより、塗布ヘッド14が、第1ノズル141および第2ノズル142からそれぞれ有機EL液および溶媒を連続的に吐出しつつ図7中の(−X)側から(+X)側へと(すなわち、主走査方向に)移動する。これにより、基板9の塗布領域91の(+Y)側(すなわち、外側)の非塗布領域92に有機EL液および溶媒がストライプ状に塗布される(ステップS32)。次に、制御部2により基板移動機構12が制御されることにより、基板9が基板保持部11と共に図7中の(+Y)側に(すなわち、副走査方向に)移動する(ステップS33)。
Subsequently, when the
基板9上では、第1ノズル141により非塗布領域92に塗布された有機EL液から溶媒が蒸発し、有機EL材料が半乾燥状態で非塗布領域92上に残置される。また、第2ノズル142から非塗布領域92に塗布された溶媒は、全て(あるいは、ごく微量を除いてほぼ全て)蒸発し、非塗布領域92上には残らない。塗布装置1bでは、ステップS33における基板9の副走査方向への移動により、塗布ヘッド14の図7中の(+Y)側の第1ノズル141は、塗布領域91の(+Y)側のエッジの(−Y)側に位置する。換言すれば、塗布ヘッド14の4本のノズルが、副走査方向に関して塗布領域91の(+Y)側の部位に対応する位置に位置する。
On the
副走査方向における基板9の移動が終了すると、制御部2によりヘッド移動機構15および基板移動機構12が制御され、塗布ヘッド14が図7中において(+X)側から(−X)側へと(すなわち、主走査方向に)移動することにより、基板9の塗布領域91の溝に有機EL液および溶媒が塗布され、その後、基板9が(+Y)側に(すなわち、副走査方向に)移動する(ステップS34,S35)。
When the movement of the
副走査方向における基板9の移動が終了すると、基板保持部11および基板9が図7中に二点鎖線にて示す塗布終了位置まで移動したか否かが制御部2により確認され(ステップS36)、塗布終了位置まで移動していない場合には、ステップS34に戻って塗布ヘッド14の主走査方向への移動、基板9の副走査方向への移動、および、基板9の位置の確認が行われる(ステップS34〜S36)。
When the movement of the
塗布装置1bでは、基板保持部11および基板9が塗布終了位置に位置するまで、塗布ヘッド14の主走査方向への移動が行われる毎に基板9が副走査方向へとステップ移動され、これにより、基板9の塗布領域91において、有機EL液が所定のピッチ(すなわち、隔壁ピッチの3倍に等しいピッチ)にて配列されたストライプ状に塗布される(ステップS34〜S36)。そして、基板9が塗布終了位置まで移動すると、3本の第1ノズル141および1本の第2ノズル142からの有機EL液および溶媒の吐出が停止されて基板9に対する有機EL液の塗布が終了する。
In the
以上に説明したように、塗布装置1bでは、第1の実施の形態と同様に、3本の第1ノズル141により塗布された3本の有機EL液のラインの周囲において、雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くされており、また、(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインの周囲において、当該ラインの(+Y)側および(−Y)側における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度の差が小さくされる。これにより、3本の第1ノズル141の吐出口から吐出された有機EL液の乾燥速度を均一化することができるとともに、(−Y)側の第1ノズル141の吐出口から吐出された有機EL液の乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができる。その結果、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生を防止することができる。
As described above, in the
塗布装置1bでは、特に、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92に有機EL液および溶媒が塗布され、これらの有機EL液および溶媒のラインから溶媒が蒸発することにより、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92上における雰囲気中の有機EL液の溶媒成分の濃度が高くなる。その結果、第1および第2の実施の形態と同様に、塗布領域91の最も(+Y)側の有機EL液のラインの乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができ、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。なお、非塗布領域92に塗布された有機EL液により形成された有機EL材料の膜は、基板9に対する有機EL液の塗布終了後に除去される。
In the
塗布装置1bでは、塗布ヘッド14において第1ノズル141の(+Y)側に第2ノズル142を設ける必要がなく、また、基板保持部11上にガス供給部19を設ける必要もないため、塗布装置の構造を簡素化することができる。一方、第1および第2の実施の形態に係る塗布装置では、非塗布領域92からの有機EL材料の除去作業を行う必要がないため、有機EL液の塗布を簡素化することができる。
In the
次に、本発明関連する技術に係る塗布装置について説明する。図9および図10は、関連技術に係る塗布装置1cを示す平面図および右側面図である。図9および図10に示すように、塗布装置1cの塗布ヘッド14には、有機EL液を吐出する3本の第1ノズル141が設けられており、溶媒を吐出する第2ノズルは設けられていない。また、塗布装置1cは、塗布ヘッド14の(−Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側)において基板保持部11および基板移動機構12を跨いで設けられるとともに基板9に対して溶媒ガスを連続的に供給するガス供給部19aを備える。さらに、図5に示す塗布装置1aと同様に、図9に示す基板9の(+Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向前側)において基板保持部11の上面に固定されるとともに基板9に対して溶媒ガスを供給するもう1つのガス供給部19bを備える。その他の構成は、図1および図2に示す塗布装置1と同様であり、以下の説明において同符号を付す。また、以下の説明では、ガス供給部19a,19bを区別するために、それぞれ、「第1ガス供給部19a」および「第2ガス供給部19b」という。
Next, a coating apparatus according to a technique related to the present invention will be described. 9 and 10 are a plan view and a right side view showing the
図9および図10に示す第1ガス供給部19aは、噴出口191から基板9の主面に向けて溶媒ガスを連続的に噴出するガス噴出機構であり、基板移動機構12およびヘッド移動機構15と共に図示省略の基台に固定されているため、第1ガス供給部19aの塗布ヘッド14に対する主走査方向および副走査方向の相対位置は固定されている。第1ガス供給部19aの噴出口191は、X方向の全長が基板9の塗布領域91(図9参照)のX方向の全長よりも長いスリット状であり、塗布領域91のX方向(すなわち、主走査方向)の全長に亘って基板9の主面に対向する。
The first
また、図9に示す第2ガス供給部19bは、第2の実施の形態に係る塗布装置1aのガス供給部19(図5参照)と同様に、有機EL液の溶媒を含浸させた棒状の多孔性樹脂(例えば、スポンジ等)であり、基板9の塗布領域91のX方向の全長に亘って基板保持部11の主面上に取り付けられて基板9に対して相対的に固定される。塗布装置1cでも、塗布装置1aと同様に、第2ガス供給部19bに含浸された溶媒が蒸発することにより、基板9の塗布領域91の(+Y)側の部位に溶媒ガスが供給される。
Moreover, the 2nd
図11は、塗布装置1cによる有機EL液の塗布の流れを示す図である。塗布装置1cにより有機EL液の塗布が行われる際には、まず、基板9が基板保持部11に保持されて塗布開始位置に位置する(ステップS41)。続いて、塗布ヘッド14が、第1ノズル141から有機EL液を連続的に吐出しつつ図9中の(−X)側から(+X)側へと(すなわち、主走査方向に)移動されることにより、基板9の塗布領域91の3本の溝に有機EL液がストライプ状に塗布される(ステップS42)。このとき、第1ガス供給部19aから基板9の塗布領域91に向けて噴出された溶媒ガスは、有機EL液が塗布される3本の溝の(−Y)側において塗布領域91に供給される。また、塗布領域91の(+Y)側の部位には、第2ガス供給部19bにより溶媒ガスが供給されている。
FIG. 11 is a diagram illustrating a flow of applying the organic EL liquid by the
次に、基板移動機構12により基板9が図9中の(+Y)側に(すなわち、副走査方向に)移動された後、基板保持部11および基板9が図9中に二点鎖線にて示す塗布終了位置まで移動したか否かが制御部2により確認される(ステップS43,S44)。そして、基板保持部11および基板9が塗布終了位置まで移動していない場合には、ステップS42に戻って塗布ヘッド14の主走査方向への移動、基板9の副走査方向への移動、および、基板9の位置の確認が行われる(ステップS42〜S44)。
Next, after the
塗布装置1cでは、基板保持部11および基板9が塗布終了位置に位置するまで、塗布ヘッド14の主走査方向への移動が行われる毎に基板9が副走査方向へとステップ移動され、これにより、基板9の塗布領域91において、有機EL液が所定のピッチ(すなわち、隔壁ピッチの3倍に等しいピッチ)にて配列されたストライプ状に塗布される(ステップS42〜S44)。そして、基板9が塗布終了位置まで移動すると、3本の第1ノズル141からの有機EL液の吐出が停止されて基板9に対する有機EL液の塗布が終了する。
In the
以上に説明したように、塗布装置1cでは、塗布ヘッド14の(−Y)側に第1ガス供給部19aが設けられ、副走査方向において塗布ヘッド14と共に基板9に対して相対的に移動しつつ基板9の塗布領域91に溶媒ガスを供給することにより、塗布ヘッド14の(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液のラインの(−Y)側の領域(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側の領域であり、有機EL液がまだ塗布されていない領域)における有機EL液の溶媒成分の濃度が高くされる。その結果、第1の実施の形態と同様に、塗布ヘッド14の(−Y)側(すなわち、副走査方向における基板9の相対移動方向後側)の第1ノズル141の吐出口から吐出された有機EL液の乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができ、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生を防止することができる。
As described above, in the
塗布装置1cでは、第1ガス供給部19aの噴出口191が、塗布領域91の主走査方向の全長に亘って設けられることにより、塗布ヘッド14の(−Y)側の第1ノズル141により塗布された有機EL液の副走査方向における乾燥速度の均一性を、主走査方向に伸びる当該有機EL液のラインの全長に亘って向上することができる。これにより、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。
In the
また、基板9の(+Y)側に第2ガス供給部19bが設けられることにより、第2の実施の形態と同様に、塗布領域91の最も(+Y)側の有機EL液のラインの乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができ、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。
In addition, by providing the second
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.
例えば、第1の実施の形態に係る塗布装置1では、第1ノズル141の(+Y)側に設けられる第2ノズル142に代えて、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92の上方において基板保持部11に取り付けられるとともに溶媒を連続的に吐出しつつ主走査方向に移動可能とされる(すなわち、副走査方向において基板9に対して相対的に固定された)溶媒ノズルが設けられてもよい。この場合、塗布ヘッド14の1回目の主走査方向への移動と並行して、基板保持部11に取り付けられた溶媒ノズルが、塗布ヘッド14の移動方向と同じ方向へと移動することにより、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92に溶媒が塗布され、塗布領域91の最も(+Y)側の有機EL液のラインの乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができる。また、塗布装置1による有機EL液の塗布では、(+Y)側の第2ノズル142からの有機EL液の吐出停止(ステップS13)と基板9の(+Y)方向への移動(ステップS14)とは並行して行われてもよく、ステップS14がステップS13よりも前に行われてもよい。
For example, in the
第2の実施の形態に係る塗布装置1aでは、2本の第2ノズル142が、第1ノズル141を備える塗布ヘッド14とは独立して主走査方向に移動可能な他の塗布ヘッドに設けられてもよい。この場合、第2ノズル142による溶媒の塗布は、必ずしも第1ノズル141による有機EL液の塗布と並行して行われる必要はなく、第1ノズル141による有機EL液の塗布よりも前に(好ましくは、有機EL液の塗布の直前に)、有機EL液が塗布される予定の溝の(−Y)側に溶媒が塗布されてもよい。
In the
また、塗布装置1aでは、ガス供給部19として、必ずしも有機EL液の溶媒を含浸させた多孔質樹脂が用いられる必要はなく、例えば、溶媒を含浸させた脱脂綿等の繊維が利用されてもよい。あるいは、関連技術に係る塗布装置1cの第1ガス供給部19aと同様のガス噴出機構が、ガス供給部19として基板9の(+Y)側において基板保持部11に固定されてもよく、また、基板9の(+Y)側において基板保持部11の上面に形成された主走査方向に伸びる溝部に溶媒が貯溜され、当該溶媒が蒸発することにより基板9の(+Y)側の部位に溶媒ガスが供給されてもよい。さらには、主走査方向に移動可能な溶媒ガスを噴出するガスノズルが基板保持部11に取り付けられ(すなわち、基板9に対する相対位置が固定され)、ガスノズルが溶媒ガスを噴出しつつ主走査方向に移動することにより、基板9の(+Y)側の部位に溶媒ガスが供給されてもよい(塗布装置1cにおいても同様)。
Further, in the
第3の実施の形態に係る塗布装置1bでは、第1ノズル141からの有機EL液の吐出が開始されておらず、第2ノズル142からの溶媒の吐出のみが行われている状態で、塗布ヘッド14の1回目の主走査方向への移動が行われることにより、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92に溶媒のみが塗布されてもよい。また、塗布開始位置において第2ノズル142が塗布領域91に対応する位置に位置するように基板9の位置が調整されることにより、塗布ヘッド14の1回目の主走査方向への移動において、塗布領域91の(+Y)側の非塗布領域92に有機EL液のみが塗布されてもよい。さらには、(+Y)側の1本の第1ノズル141のみが非塗布領域92上を走査されることにより、非塗布領域92に1本の有機EL液のラインが塗布されてもよい。いずれの場合であっても、塗布領域91の最も(+Y)側の有機EL液のラインの乾燥速度を、副走査方向においてほぼ均一とすることができ、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生をより確実に防止することができる。
In the
関連技術に係る塗布装置1cでは、第1ガス供給部19aの噴出口191から、溶媒ガスが断続的に噴出されてもよい。また、第1ガス供給部19aの噴出口191は、必ずしも塗布領域91の主走査方向の全長に亘って伸びるスリット状である必要はなく、例えば、塗布領域91の主走査方向の全長に亘って配列された複数の小さな噴出口が第1ガス供給部19aに設けられてもよい。
In the
さらには、主走査方向に移動可能な溶媒ガスを噴出するガスノズルが、塗布ヘッド14の(−Y)側において基板9および基板保持部11を跨いで設けられ(すなわち、副走査方向における塗布ヘッド14に対する相対位置が固定された状態で設けられ)、ガスノズルが溶媒ガスを噴出しつつ主走査方向に移動することにより、塗布ヘッド14の(−Y)側において基板9に対して溶媒ガスが供給されてもよい。
Furthermore, a gas nozzle that ejects a solvent gas that can move in the main scanning direction is provided across the
塗布装置1cでは、ガス噴出機構である第1ガス供給部19aに代えて、例えば、有機EL液の溶媒を含浸させた多孔質樹脂や繊維が、副走査方向において塗布ヘッド14に対する相対位置を固定された状態で塗布ヘッド14の(−Y)側に設けられてもよい。このとき、多孔質樹脂等は、好ましくは塗布領域91の主走査方向の全長に亘って設けられる。
In the
第1ないし第3の実施の形態に係る塗布装置では、第2ノズル142から吐出される溶媒は、必ずしも有機EL液の溶媒である必要はなく、有機EL液の溶媒と同等の揮発性材料である流動性材料であればよい。関連技術に係る塗布装置1cでも同様に、第1ガス供給部19aから有機EL液の溶媒と同等の揮発性材料のガスが噴出され、基板9に対して供給されてよい。有機EL液の溶媒と同等の揮発性材料とは、有機EL液の乾燥を遅延させることができる揮発性材料であり、好ましくは、有機EL液の溶媒と共通する成分、あるいは、類似の成分を含むものを意味する。上記実施の形態のように、有機EL液の溶媒としてメシチレンが使用されている場合には、有機EL液の溶媒と同等の揮発性材料として、アニソール(メトキシベンゼン)、トルエン、キシレン等の芳香族の有機溶媒が利用される。
In the coating apparatus according to the first to third embodiments, the solvent discharged from the
また、第2の実施の形態および関連技術に係る塗布装置では、基板9の(+Y)側において基板保持部11に固定されるガス供給部19および第2ガス供給部19bにより、有機EL液の溶媒と同等の揮発性材料のガスが供給されてもよい。なお、第2の実施の形態に係る塗布装置1aでは、ガス供給部19から供給されるガスが、第2ノズル142から吐出される流動性材料とは異なる種類の揮発性材料のガスであってもよい。関連技術に係る塗布装置1cでも同様に、第1ガス供給部19aから供給されるガスと第2ガス供給部19bから供給されるガスとが異なる種類とされてもよい。
Further, in the coating apparatus according to the second embodiment and the related technology , the organic EL liquid is supplied by the
上記実施の形態および関連技術に係る塗布装置では、基板移動機構12による基板9および基板保持部11の移動に代えて、塗布ヘッド14が副走査方向に移動することにより、副走査方向における基板9の塗布ヘッド14に対する相対移動が行われてもよい。また、ヘッド移動機構15による塗布ヘッド14の移動に代えて、基板9および基板保持部11が主走査方向に移動することにより、主走査方向における塗布ヘッド14の基板9に対する相対移動が行われてもよい。
In the coating apparatus according to the above-described embodiment and related technology , the
上記塗布装置では、塗布ヘッド14の3本の第1ノズル141から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)と互いに色が異なる3種類の有機EL材料をそれぞれ含む3種類の有機EL液が同時に吐出されて基板9に塗布されてもよい。この場合、塗布ヘッド14では、隣接する2本の第1ノズル141の間の副走査方向に関する距離が隔壁ピッチと等しくされる。また、塗布ヘッド14では、有機EL液を吐出する第1ノズル141の本数は必ずしも3本には限定されず、2本、あるいは、4本以上の第1ノズル141が塗布ヘッド14に設けられてもよい。さらには、これらの第1ノズル141から吐出される有機EL液は、隔壁が設けられていない塗布領域91にストライプ状に塗布されてもよい。
In the coating apparatus, three types of organic EL materials each including three types of organic EL materials having different colors from red (R), green (G), and blue (B) from the three
ところで、基板9上に連続的に吐出された有機EL液のラインでは、有機EL液中の有機EL材料が主走査方向において比較的移動しやすいため、乾燥時間の差により有機EL材料の偏り大きくなって図4.Aに示すように膜厚の差が生じやすい。上記実施の形態および関連技術に係る塗布装置は、上述のように、有機EL液の乾燥時間の均一性を向上することできるため、有機EL液を連続的に吐出して基板に塗布する装置に特に適している。
By the way, in the line of the organic EL liquid continuously discharged onto the
上記実施の形態および関連技術に係る塗布装置では、揮発性の溶媒(例えば、水)および正孔輸送材料を含む流動性材料が基板9に塗布されてもよい。ここで、「正孔輸送材料」とは、有機EL表示装置の正孔輸送層を形成する材料であり、「正孔輸送層」とは、有機EL材料により形成された有機EL層へと正孔を輸送する狭義の正孔輸送層のみを意味するのではなく、正孔の注入を行う正孔注入層も含む。
In the coating apparatus according to the above-described embodiment and related technology , a fluid material containing a volatile solvent (for example, water) and a hole transport material may be applied to the
塗布装置は、1枚の基板から複数の有機EL表示装置を製造する(いわゆる、多面取りを行う)場合にも利用できる。また、上記塗布装置は、必ずしも有機EL表示装置用の有機EL材料または正孔輸送材料を含む流動性材料の塗布のみに利用されるわけではなく、例えば、液晶表示装置やプラズマ表示装置等の平面表示装置用の基板に対し、着色材料や蛍光材料等の他の種類の画素形成材料を含む流動性材料を塗布する場合に利用されてもよい。 The coating device can also be used when a plurality of organic EL display devices are manufactured from a single substrate (so-called multi-surface processing). Further, the coating device is not necessarily used only for coating a fluid material containing an organic EL material or a hole transport material for an organic EL display device. For example, a flat surface of a liquid crystal display device, a plasma display device, or the like. You may utilize when the fluidity | liquidity material containing other types of pixel formation materials, such as a coloring material and a fluorescent material, is apply | coated with respect to the board | substrate for display apparatuses.
上述のように、塗布装置は、基板9上の塗布領域91における塗布ムラの発生を防止することができるため、製品となった際の表示の質の低下として塗布ムラが感得されやすい平面表示装置用の画素形成材料(上記実施の形態および関連技術では、有機EL表示装置用の有機EL材料)を含む流動性材料の塗布に特に適しているが、上記塗布装置は、平面表示装置用の基板や半導体基板等の様々な基板に対する様々な種類の流動性材料の塗布に利用されてもよい。
As described above, since the coating apparatus can prevent the occurrence of coating unevenness in the
1,1a〜1c 塗布装置
9 基板
11 基板保持部
12 基板移動機構
14 塗布ヘッド
15 ヘッド移動機構
19 ガス供給部
19a 第1ガス供給部
19b 第2ガス供給部
91 塗布領域
92 非塗布領域
141 第1ノズル
142 第2ノズル
191 噴出口
S11〜S17,S21〜S24,S31〜S36,S41〜S44 ステップ
1, 1a to
Claims (8)
基板を保持する基板保持部と、
前記基板に向けて流動性材料を吐出する吐出機構と、
前記吐出機構を前記基板の主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動するとともに、前記主走査方向への移動が行われる毎に前記基板を前記吐出機構に対して前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に相対的に移動する移動機構と、
を備え、
前記吐出機構が、
前記副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む第1流動性材料を連続的に吐出することにより前記基板上の塗布領域に前記第1流動性材料を塗布する第1吐出部と、
前記第1吐出部に対して前記副走査方向における前記基板の相対移動方向後側に配置され、前記第1吐出部の前記複数の吐出口と共に前記副走査方向に関して等間隔にて配列される吐出口から、前記第1流動性材料の前記溶媒または前記溶媒と同等の揮発性材料である第2流動性材料を連続的に吐出することにより、前記基板上の前記塗布領域に前記第2流動性材料を塗布する第2吐出部と、
を備えることを特徴とする塗布装置。 An application device for applying a flowable material to a substrate,
A substrate holder for holding the substrate;
A discharge mechanism for discharging a flowable material toward the substrate;
The ejection mechanism is moved relative to the substrate in a main scanning direction parallel to the main surface of the substrate, and the substrate is moved relative to the ejection mechanism each time movement in the main scanning direction is performed. A moving mechanism that moves relatively in the sub-scanning direction parallel to the main surface and perpendicular to the main scanning direction;
With
The discharge mechanism is
An application region on the substrate by continuously discharging a volatile solvent and a first fluid material containing a material to be applied onto the substrate from a plurality of discharge ports arranged at equal intervals in the sub-scanning direction. A first discharge part for applying the first flowable material to
Discharges that are arranged on the rear side of the substrate in the sub-scanning direction relative to the first discharge part and are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction together with the plurality of discharge openings of the first discharge part. By continuously discharging the second fluid material, which is the solvent of the first fluid material or a volatile material equivalent to the solvent, from the outlet, the second fluid property is applied to the application region on the substrate. A second discharge part for applying the material;
A coating apparatus comprising:
前記吐出機構において、前記第1吐出部に対する前記第2吐出部の相対位置が固定されていることを特徴とする塗布装置。 The coating apparatus according to claim 1,
In the discharge mechanism, a relative position of the second discharge unit with respect to the first discharge unit is fixed.
前記第2吐出部が、前記副走査方向に関して位置が異なる複数の吐出口から前記第2流動性材料を吐出することを特徴とする塗布装置。 The coating apparatus according to claim 1 or 2 ,
The coating apparatus, wherein the second discharge unit discharges the second fluid material from a plurality of discharge ports having different positions with respect to the sub-scanning direction.
前記吐出機構が、前記第1吐出部に対して前記副走査方向における前記基板の相対移動方向前側に配置されて前記第2流動性材料を吐出するもう1つの第2吐出部をさらに備え、
前記第1吐出部による前記第1流動性材料の塗布開始時に、前記もう1つの第2吐出部が前記主走査方向に移動しつつ前記第2流動性材料を吐出することにより、前記基板の前記塗布領域の外側の非塗布領域に前記第2流動性材料が塗布されることを特徴とする塗布装置。 The coating apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The discharge mechanism further includes another second discharge unit that is disposed on the front side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction with respect to the first discharge unit and discharges the second fluid material,
At the start of application of the first fluid material by the first ejection part, the other second ejection part ejects the second fluid material while moving in the main scanning direction, whereby the substrate The coating apparatus, wherein the second fluid material is applied to a non-application area outside the application area.
前記基板の前記副走査方向における相対移動方向前側において前記基板に対して相対的に固定され、前記第1流動性材料の前記溶媒または前記溶媒と同等の揮発性材料のガスを供給するガス供給部をさらに備えることを特徴とする塗布装置。 The coating apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
A gas supply section that is fixed relative to the substrate on the front side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction and supplies a gas of the solvent of the first fluid material or a volatile material equivalent to the solvent. A coating apparatus further comprising:
前記第1流動性材料が平面表示装置用の画素形成材料を含むことを特徴とする塗布装置。 A coating apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
The coating apparatus, wherein the first fluid material includes a pixel forming material for a flat display device.
a)吐出機構から基板に向けて流動性材料を吐出しつつ前記吐出機構を前記基板の主面に平行な主走査方向に前記基板に対して相対的に移動する工程と、
b)前記基板の前記主面に平行かつ前記主走査方向に垂直な副走査方向に前記基板を前記吐出機構に対して相対的に移動する工程と、
c)前記a)工程および前記b)工程を繰り返す工程と、
を備え、
前記a)工程が、
d)前記吐出機構の第1吐出部において前記副走査方向に関して等間隔にて配列された複数の吐出口から、揮発性の溶媒および前記基板上に付与する材料を含む第1流動性材料を連続的に吐出することにより前記基板上の塗布領域に前記第1流動性材料を塗布する工程と、
e)前記d)工程と並行して、または、前記d)工程よりも前に、前記d)工程にて塗布される前記第1流動性材料に対して前記副走査方向における前記基板の相対移動方向後側において、前記第1吐出部の前記複数の吐出口と共に前記副走査方向に関して等間隔にて配列される第2吐出部の吐出口から、前記第1流動性材料の前記溶媒または前記溶媒と同等の揮発性材料である第2流動性材料を連続的に吐出することにより前記塗布領域に前記第2流動性材料を塗布する工程と、
を備えることを特徴とする塗布方法。 An application method for applying a flowable material to a substrate,
a) moving the discharge mechanism relative to the substrate in a main scanning direction parallel to the main surface of the substrate while discharging the flowable material from the discharge mechanism toward the substrate;
b) moving the substrate relative to the ejection mechanism in a sub-scanning direction parallel to the main surface of the substrate and perpendicular to the main scanning direction;
c) repeating step a) and step b);
With
Step a)
d) Continuously supplying a first fluid material containing a volatile solvent and a material to be applied onto the substrate from a plurality of ejection openings arranged at equal intervals in the first scanning portion in the first ejection section of the ejection mechanism. Applying the first flowable material to the application region on the substrate by periodically discharging;
e) Relative movement of the substrate in the sub-scanning direction with respect to the first fluid material applied in the step d) in parallel with the step d) or before the step d) The solvent of the first fluid material or the solvent from the discharge ports of the second discharge unit arranged at equal intervals in the sub-scanning direction together with the plurality of discharge ports of the first discharge unit on the rear side in the direction Applying the second flowable material to the application region by continuously discharging a second flowable material that is a volatile material equivalent to:
A coating method comprising:
前記a)工程よりも前に、
f)前記基板の前記副走査方向における相対移動方向前側において、前記複数の吐出口から前記第1流動性材料を吐出しつつ前記第1吐出部を前記主走査方向に相対的に移動することにより、前記基板の前記塗布領域の外側の非塗布領域に前記第1流動性材料を塗布する工程、
または、
g)前記基板の前記副走査方向における相対移動方向前側において、前記第2吐出部から前記第2流動性材料を吐出しつつ前記第2吐出部を前記主走査方向に相対的に移動することにより、前記非塗布領域に前記第2流動性材料を塗布する工程を備えることを特徴とする塗布方法。 It is the application | coating method of Claim 7 , Comprising:
Prior to step a)
f) By relatively moving the first discharge part in the main scanning direction while discharging the first fluid material from the plurality of discharge ports on the front side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction. Applying the first flowable material to a non-application area outside the application area of the substrate;
Or
g) By relatively moving the second discharge portion in the main scanning direction while discharging the second fluid material from the second discharge portion on the front side in the relative movement direction of the substrate in the sub-scanning direction. An application method comprising the step of applying the second fluid material to the non-application area.
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