JP4812801B2 - Functional film manufacturing method and functional film manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置における発光層などの機能を有する薄膜である機能膜を塗布して製造する機能膜の製造方法と製造装置に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing method and manufacturing equipment of the functional film to be produced by applying the functional film is a thin film having a function such as a light emitting layer in the display device.
特許文献1等に見られるように、近年、インクジェットやダイコートなどの塗布技術を用いて電子デバイスの機能膜を製造する方法が注目を集めている。塗布技術を用いた製造方法は、蒸着技術などに比べて、設備構成がシンプルで大型化が可能である利点がある。例えば表示用の電子デバイスに関しては大画面への市場要求が高まり、これに伴って塗布による電子デバイスの製造技術への期待が高まっている。
As seen in
これに呼応するようにインクジェットやダイコートやロール印刷を用いた膜製造技術が特許文献1〜3において開示されている。
これらの製造方法において、ライン状の機能膜を形成する際は特にダイコートによる塗布が有利である。つまり、インクジェット方式を用いる場合では、インクを吐出するノズルの機構や制御機構が複雑になり、この結果、製造設備費が高価となる上に、設備の信頼性が低い、メンテナンスにも大変な労力が必要となる短所がある。またインクジェットでは高い粘度のインクを塗布できないという短所もある。
In response to this,
In these production methods, when a line-shaped functional film is formed, coating by die coating is particularly advantageous. In other words, in the case of using the ink jet method, the mechanism and control mechanism of the nozzle for ejecting ink become complicated. As a result, the cost of the manufacturing equipment becomes high, and the reliability of the equipment is low. There are disadvantages that are required. In addition, there is a disadvantage that ink with high viscosity cannot be applied by inkjet.
なお、インクとは機能膜の成分(機能膜材料)を塗布できるように溶媒に溶かした溶液のことである。塗布されたインクは乾燥することによって機能膜となる。生産性を向上させるために乾燥時間を短縮しようとするとインクの粘度を高くする必要があるが、インクジェット方式では吐出力の限界があり粘度の高いインクを吐出することができない。また、ロール印刷方式は版材料が機能膜を汚染したり、版材料の耐久性が十分でなかったりする問題がある。 The ink is a solution dissolved in a solvent so that a functional film component (functional film material) can be applied. The applied ink becomes a functional film by drying. To shorten the drying time in order to improve productivity, it is necessary to increase the viscosity of the ink. However, the ink jet method has a limit of ejection force and cannot eject high viscosity ink. In addition, the roll printing method has a problem that the plate material contaminates the functional film or the durability of the plate material is not sufficient.
これに対して、ダイコートを用いた場合には、製造設備費が比較的安価で済む上に、メンテナンスにも比較的容易であり、高い粘度のインクも支障なく塗布できる利点がある。また、ダイコートを用いた場合には、ロール印刷方式のように版材料が機能膜を汚染したり、版材料の耐久性が十分でなかったりする問題も生じない。 On the other hand, when the die coat is used, the manufacturing equipment cost is relatively low and the maintenance is relatively easy, and there is an advantage that high viscosity ink can be applied without any trouble. Further, when the die coat is used, there is no problem that the plate material contaminates the functional film as in the roll printing method or the durability of the plate material is not sufficient.
以下に、ダイコートを使って塗布する従来の機能膜の製造装置および製造方法を説明する。
図6(a)〜(c)に従来のダイコート装置の構成を示す。ダイコート装置は、その構成要素として、塗布対象物としての基板1を搬送する基板搬送ステージ2、インクを実際に吐出して塗布するノズルヘッド6、定板7、ノズルヘッド取り付け支柱8、インク配送配管3、インクタンク4、インク用ポンプ5、ノズルヘッド昇降機構(図示せず)、制御部(図示せず)などを備えている。また、図6(a)〜(c)において、矢印Aは基板1の搬送方向(基板搬送ステージ2の移動方向)、Iは基板1上に塗布されたインクである。
Below, the manufacturing apparatus and manufacturing method of the conventional functional film apply | coated using die coating are demonstrated.
6A to 6C show the configuration of a conventional die coating apparatus. The die coating apparatus includes, as its constituent elements, a
次に各構成要素の動作を説明する。
インクタンク4には機能膜材料を溶媒に溶かしたインクが貯蔵されている。インクはインクタンク4からインク用ポンプ5によってインク配送配管3を通ってノズルヘッド6に送り込まれる。図7(a)、(b)に示すように、ノズルヘッド6は、ノズルヘッド部材としてのノズルヘッドパーツ18に、インク配送配管3が接続されるインク導入口13と、導入されたインクを各ノズル孔11に分配するマニホールド部12と、複数のノズル孔11とが形成された構成とされている。ノズルヘッド6には複数のノズル孔11が開いており、インク用ポンプ5によって印加された圧力によってノズル孔開口部11aからインクが吐出される。
Next, the operation of each component will be described.
The
基板1とノズルヘッド6のノズル孔開口部11aとは、ノズル昇降機構により20〜100μmのギャップを有する位置に調整され、ノズル孔開口部11aから吐出されたインクは、図6(a)、(b)に示した基板搬送ステージ2の動きによって搬送された基板1に塗布される。その結果、基板1上にはインクでライン状のパターンが形成される。塗布されたインクIは塗布工程および次の工程で乾燥され、機能膜のパターンが形成される。
The
近年の電子デバイスの微細化、高精細化にともない、機能膜のパターンは微細である。電子デバイスの一例である有機ELデバイスの発光層を例にとると、線幅は30〜150μmであり厚みも30〜300nmである。この機能膜を形成する場合、ノズル孔のひとつからの吐出量は1〜1000nl/sと微量である。また、近年の電子デバイスの大型化に伴い、この微量吐出量をバラツキなく大面積の基板1に塗布しなければならない。
しかしながら、従来、ダイコートによって大面積基板にバラツキなく塗布を行うことは困難であった。
この課題を解決する方法として、例えば特許文献2に見られるように、ピエゾ素子を使って吐出量をノズル内で制御する方法が提案されているが、有機ELの発光層の形成に使用されるインクのようにピエゾ素子の熱により粘度が変化するインクの場合は、吐出量にバラツキを生じる。また、ノズル孔毎にポンプとインク配送配管を設けて流量を調整する方法も考えられるが、ノズル孔の数は1000〜10000個であるため、製造設備の信頼性を良好な状態に確保することが困難である。また、各配送ラインにおけるインク配送配管長が長くなり、メンテナンス時などにおける捨てインク量が多量となる問題がある。有機ELデバイスにおける発光層などのインクは非常に高価であり、製品のコストを下げるためには、捨てインクの量を最小にする必要がある。
However, conventionally, it has been difficult to apply a large area substrate without variation by die coating.
As a method for solving this problem, for example, as seen in
本発明は上記従来例の課題に鑑みてなされたもので、微小量のコーティングにおいてノズル間のバラツキの影響を低減し、大面積基板などの塗布対象物に対してもバラツキなく微細なパターンを安定して塗布できる機能膜の製造方法および機能膜の製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the above-described conventional example, and reduces the influence of nozzle-to-nozzle variation in a minute amount of coating, and can stabilize a fine pattern without variation even on an application target such as a large-area substrate. It is an object of the present invention to provide a functional film manufacturing method and a functional film manufacturing apparatus that can be applied in this manner.
前記課題を解決するために、本発明の機能膜の製造方法は、機能膜材料を溶かした溶液をマニホールド部を介して、前記マニホールド部と連通する複数のノズル孔から塗布対象物に吐出させて塗布する工程と、塗布対象物に塗布した溶液を乾燥させる工程とを有する機能膜の製造方法であって、前記マニホールド部と各ノズル孔には弾性を有する隔壁を配置し、前記隔壁の一方の面は、前記マニホールド部及び前記ノズル孔に臨ませて配設し、前記隔壁の反対側の面に臨ませて、かつ、前記マニホールド部と前記ノズル孔の先端開口部との間に配設した圧力室に流体を導入して圧力を作用させ弾性変形させることで、ノズル孔からの吐出量を調整しながら塗布することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a functional film of the present invention is such that a solution in which a functional film material is dissolved is discharged from a plurality of nozzle holes communicating with the manifold part to an application object via the manifold part. a step of applying a method of manufacturing a functional film and a step of drying the solution applied to the object to be coated, said manifold portion and the nozzle holes disposed partition wall having elasticity, one of the partition wall plane, so as to face the manifold portion and the nozzle hole is disposed, so as to face the opposition side surface of the partition wall, and disposed between the tip opening of the nozzle hole and the manifold portion By applying a fluid into the pressure chamber and applying pressure to cause elastic deformation, the liquid is applied while adjusting the discharge amount from the nozzle hole.
また、本発明の機能膜の製造方法は、圧力室に導入する流体が不活性ガスであることを特徴とする。
また、本発明の機能膜の製造方法は、不活性ガスがN2であることを特徴とする。
In the method for producing a functional membrane of the present invention, the fluid introduced into the pressure chamber is an inert gas.
In addition, the functional film manufacturing method of the present invention is characterized in that the inert gas is N 2 .
また、本発明の機能膜の製造方法は、ダミーの塗布対象物、または塗布対象物の塗布量観測用領域、または塗布対象物に塗布した溶液の塗布量を測定し、測定した塗布量に応じて圧力室の圧力を調整することを特徴とする。 Further, the method for producing a functional film of the present invention measures a coating amount of a solution applied to a dummy coating object, a coating amount observation region of the coating object, or a coating object, and depends on the measured coating amount. And adjusting the pressure in the pressure chamber.
また、本発明の機能膜の製造装置は、マニホールド部と、前記マニホールド部と連通する複数のノズル孔と、前記マニホールド部にインクを導入するインク導入口と、で構成されるノズルヘッドを有し、前記マニホールド部と各ノズル孔には弾性を有する隔壁が配置されると共に、前記隔壁は一方の面が前記マニホールド部及び前記ノズル孔に臨んで設けられ、他方の面には圧力室が前記複数のノズル孔ごとに配置され、かつ、前記マニホールド部と前記ノズル孔の先端開口部との間に配設されること、を特徴とする。 Also, apparatus for producing a functional film of the present invention is used, the number and the manifold section, a plurality of nozzle holes communicating with the manifold portion, and the ink introduction port for introducing ink to the manifold portion, in the nozzle head constituted In addition, an elastic partition wall is disposed in the manifold portion and each nozzle hole, the partition wall is provided with one surface facing the manifold portion and the nozzle hole, and a pressure chamber on the other surface. arranged for each of a plurality of nozzle holes, and characterized by Rukoto, disposed between the distal end opening of the manifold and the nozzle hole.
本発明の機能膜の製造方法および機能膜の製造装置によると、各ノズル孔からの微小吐出量をノズル孔に臨ませて設けた隔壁の変形によって制御できるので、バラツキなく大面積に機能膜を形成することができる。 According to the functional film manufacturing method and the functional film manufacturing apparatus of the present invention, since the minute discharge amount from each nozzle hole can be controlled by the deformation of the partition wall provided facing the nozzle hole, the functional film can be formed over a large area without variation. Can be formed.
その際、隔壁の制御方法として流体、すなわちガスまたは液体による圧力を使用することで、ピエゾ素子などの発熱を伴う制御手段を用いた場合と異なり、機能膜を溶かした溶液の粘度変化が生じることがない。 At that time, by using the pressure by the fluid, that is, gas or liquid, as the control method of the partition wall, the viscosity change of the solution in which the functional film is dissolved is generated unlike the case of using the control means with heat generation such as a piezo element. There is no.
また、各ノズル孔にインクの流量を調整する機構を個別に設ける必要がないとともに、その配管寸法を長くしなくて済むので、メンテナンス時に高価なインクを捨てる量を低減できる。 Further, it is not necessary to provide a mechanism for adjusting the ink flow rate in each nozzle hole, and it is not necessary to lengthen the piping dimensions, so that the amount of expensive ink discarded during maintenance can be reduced.
また、インクジェットのように複雑な機構や制御を用いる必要がないので設備の信頼性が高く、電子デバイスを安価に製造することができる。 In addition, since it is not necessary to use complicated mechanisms and controls as in the case of inkjet, the reliability of equipment is high, and an electronic device can be manufactured at low cost.
以上のように本発明によれば、各ノズル孔からの微小吐出量をノズル孔に臨ませて設けた隔壁の変形によって精密に制御できるので、バラツキなく大面積に機能膜を形成することができる。 As described above, according to the present invention, since a minute discharge amount from each nozzle hole can be precisely controlled by deformation of the partition wall provided facing the nozzle hole, a functional film can be formed in a large area without variation. .
その際、隔壁の制御方法として流体(ガスまたは液体)による圧力を使用することで、ピエゾ素子などの発熱を伴う制御手段を用いた場合と異なり、機能膜を溶かした溶液の粘度変化が生じることがなく微小吐出量を精度よく制御できる。 At that time, by using the pressure by the fluid (gas or liquid) as the control method of the partition wall, unlike the case of using the control means accompanied by heat generation such as a piezo element, the viscosity change of the solution in which the functional film is dissolved occurs. The amount of minute discharge can be accurately controlled.
また、今後の電子デバイスの微細化、薄膜化、高機能化に伴い、上述したようにコンタミネーション対策が必要となり、塗布装置の表面処理が重要になってくるが、本発明によれば、バラツキなく大面積に機能膜を形成することができるので、その表面処理状態の微妙なバラツキが微小量塗布のバラツキになってくるという従来の問題を解決できる。 In addition, with the miniaturization, thinning, and high functionality of electronic devices in the future, it is necessary to take measures against contamination as described above, and surface treatment of coating apparatuses becomes important. Since the functional film can be formed in a large area, the conventional problem that the subtle variation in the surface treatment state becomes the variation in the minute amount application can be solved.
また、各ノズル孔にインクの流量を調整する機構を個別に設ける必要がないとともに、その配管寸法を長くしなくて済むので、メンテナンス時での高価なインクを捨てる量を低減できる。また、インクジェットのように複雑な機構や制御を用いる必要がないので設備の信頼性が高く、有機ELデバイスなどの電子デバイスを安価に製造することができる。 Further, it is not necessary to provide a mechanism for adjusting the ink flow rate in each nozzle hole, and it is not necessary to lengthen the pipe dimensions, so that the amount of expensive ink discarded during maintenance can be reduced. Moreover, since it is not necessary to use complicated mechanisms and controls as in the case of inkjet, the equipment has high reliability, and electronic devices such as organic EL devices can be manufactured at low cost.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る機能膜の製造装置としてのノズルヘッドの構成を図1(a)〜(c)に示す。なお、従来のダイコート装置のノズルヘッド6と同様な機能を有する構成要素には同じ符号を付す。図1(a)は本発明の実施の形態に係るノズルヘッドの簡略的な正面断面図、図1(b)は圧力室が設けられている箇所(図1におけるA−A’線)で切断したノズルヘッドの側面断面図、図1(c)は隔壁が設けられている箇所(図1におけるB−B’線)で切断したノズルヘッド10の側面断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
1A to 1C show the configuration of a nozzle head as a functional film manufacturing apparatus according to
図1(a)〜(c)に示すように、本発明の実施の形態に係るノズルヘッド10には、インクを吐出するノズル孔(ノズル孔流路)11と、インク導入口13から導入されたインクを溜めて各ノズル孔11に分配するマニホールド部12とが設けられているだけでなく、これに加えて、隔壁15と圧力室16と圧力導入口17とを有する。隔壁15は、各ノズル孔11に対して共通に設けられている(なお、隔壁15は、各ノズル孔11に対して個別に設けられていてもよい)が、圧力室16と圧力導入口17とは各ノズル孔11毎に個別に設置される。なお、この実施の形態では、隔壁15は、一方の面がマニホールド部12およびノズル孔11に臨んで配置されており(詳しくはノズル孔11におけるインクの流れ方向に沿うようにノズル孔11に対して側方から臨んでおり)、隔壁15の他方の面(マニホールド部12やノズル孔11が臨む面と反対側の面)が圧力室16に臨んで配置されている。また、圧力室16は、隔壁15を介してノズル孔11に対応する箇所に設けられている。
As shown in FIGS. 1A to 1C, the
ここで、ノズル孔11の断面寸法は□(矩形状であり1辺の寸法)10〜100μmで、ノズル孔11の先端開口部11aからマニホールド部12までの距離は50〜200μm、ノズル孔のピッチは300〜600μmである。ノズル孔11の数は、実際はおよそ1000〜10000個であるが、図1(b)では分かり易いように、簡略化しており、8個の場合を示している。
Here, the cross-sectional dimension of the
高精細な電子デバイスを実現するために、ノズル孔11は原材料部品となるノズルヘッド部品としてのノズルヘッドパーツ18に、研削、放電加工、レーザー加工、プラズマ加工などを用いて高精度に作成される。ノズルヘッドパーツ18の材料は、ステンレスやガラスなどインクに使用している溶媒に対して耐性を持つ材料が選択される。また、ノズルヘッドパーツ18は、電子デバイスにコンタミネーションの害をもたらさない材質が用いられる。
In order to realize a high-definition electronic device, the
溶媒に対する耐性を持たせたり、コンタミネーションを発生させなかったりするためにノズルヘッドパーツ18の表面に表面処理を施してもよい。また、表面処理の材料は電子デバイスに使用される材料を使用するとよい。例えば電子デバイスが有機ELデバイスである場合においては、SiO2などをCVDやPVDを用いてコーティングすることで形成すればよい。今後の電子デバイスの微細化、薄膜化、高機能化に伴い、以上のようにコンタミネーション対策が必要となり、塗布装置への表面処理が重要になってくる。その際、表面処理状態の微妙なバラツキが微小量塗布のバラツキになってくるため、本発明の実施の形態に係るノズルヘッド10によってそのバラツキを低減することが重要となる。
A surface treatment may be applied to the surface of the
ノズルヘッド10において、ノズルヘッドパーツ18のマニホールド部12およびノズル孔11に臨む面に沿って隔壁15が配置される。隔壁15の材料は、ステンレスやポリテトラフルオロエチレン(PTFE)など、ヤング率0.3〜300GPaの弾性とインクの溶媒に対する耐性とを持ち、電子デバイスに対してコンタミネーションを発生させない材質が選択される。なお、隔壁15にノズルヘッドパーツ18と同様の表面処理を施してもよい。本実施の形態においては、隔壁15は薄板状であり、厚みは50〜500μmである。
In the
上記したように、隔壁15におけるノズル孔11の流路に対応する部分に圧力室16が設けられている。圧力室16の大きさは150×200×200μm程度である。圧力室16は隔壁15に圧力をかけて、隔壁15の変形によってノズル孔11の断面積を制御するためのもので、作成時に特別な高精度加工は要求されないので、安価に製作することができる。圧力室16は流体、すなわち液体または気体で満たされ、圧力導入口17から液体または気体が導入されて圧力が印加される。なお、19は圧力室16や圧力導入口17が形成されている圧力室形成部材である。
As described above, the
図2により圧力室16に圧力を印加するシステムを示す。図2に示すように、各ノズル孔11に対応して設けられている圧力導入口17は、図示していない制御装置で開閉を制御されるバルブ20に接続されている。各バルブ20で開閉される流路は、圧力室16に圧力を印加する圧力印加ポンプ21に接続されている。圧力印加ポンプ21とバルブ20と間には圧力を調整するためのレギュレータ22が設置されている。これらのバルブ20、圧力印加ポンプ21、レギュレータ22などにより、圧力調整手段が構成される。
FIG. 2 shows a system for applying pressure to the
図3(a)〜(c)は本発明の実施の形態に係るダイコート装置を示し、従来のダイコート装置と同じ構成要素には同符号を付す。なお、このダイコート装置においても、ノズルヘッド昇降機構や制御装置などを備えている(図示せず)。 3A to 3C show a die coating apparatus according to an embodiment of the present invention, and the same components as those in the conventional die coating apparatus are denoted by the same reference numerals. Note that this die coating apparatus also includes a nozzle head lifting mechanism and a control device (not shown).
本発明の実施の形態に係るダイコート装置は、塗布前にダミー基板1’または基板1のダミーエリア(塗布量測定用ダミー領域)に、試し塗りした塗布量を計測する塗布量計測手段としての塗布量測定器30が設置されている点が従来のダイコート装置と異なる。
The die coating apparatus according to the embodiment of the present invention is applied as a coating amount measuring means for measuring the amount of trial coating applied to the
以下、上記ダイコート装置を使用する本発明の機能膜の製造方法について説明する。
まずインクがノズルヘッド10から吐出されるまでの動作を、図3(c)および図1を参照しながら説明する。インクタンク4には機能膜の原料を溶媒に溶かしたインクが貯蔵されている。インクはインクタンク4からインク用ポンプ5によってインク配送配管3を通ってノズルヘッド10に送り込まれる。ノズルヘッド10ではインク配送配管3が接続されるインク導入口13からインクがマニホールド部12内に導入され、このマニホールド部12で各ノズル孔11に分配される。分配されたインクはインク用ポンプ5によって印加された圧力によって吐出される。
Hereafter, the manufacturing method of the functional film of this invention which uses the said die coat apparatus is demonstrated.
First, the operation until ink is ejected from the
次に、本発明の機能膜の製造方法によりバラツキなく塗布するための動作について説明する。
まず、基板搬送ステージ2によってダミー基板1’を搬送しながらダミー基板1’上にインクを塗布する。試し塗りしたインクの塗布量を塗布量測定器30で測定し、各ノズル孔11からの吐出量を算出する。塗布量測定器30による塗布量の測定および吐出量(塗布量)の算出は、例えば共焦点方式のレーザー変位計で塗布膜の断面形状を測定し、その断面積にステージ速度を乗じることによってなされる。
Next, an operation for coating without variation by the method for producing a functional film of the present invention will be described.
First, ink is applied onto the
次に、その塗布量の測定結果に基づいて、吐出量が狙いの量に対して多いノズル孔11に対しては、バルブ20を開き、圧力室16の気体または液体に圧力を大きくするよう制御部等で制御する。また、吐出量が狙いの量に達していないときは圧力室16の圧力を、インク用ポンプ5がインクにかけている圧力より下げることで、インク流路の吐出抵抗を下げ、必要なインク量を補う。ここで、圧力は圧力印加ポンプ21により発生させ、圧力の値はレギュレータ22により手動または電子的に制御する。なお、圧力を印加する液体や気体は、インクにダメージを与えない材質が望ましい。気体であれば不活性ガスやN2が望ましく、有機ELで使用されるインクに対してはN2が使用できるので、コストの低いN2が望ましい。
Next, based on the measurement result of the application amount, for the
狙いの塗布量にまだ調整されていない場合には、再度、ダミー基板1’への塗布動作を行い、この際の塗布量を測定して狙いの塗布量になるまで、圧力室16に印加する圧力の大きさを調整する。なお、圧力室16に圧力を印加した後はバルブ20を閉じてその圧力状態を保つ。このステップを、各ノズル孔11に対して繰り返して行い、各ノズル孔11からの塗布量が狙いの塗布量になったことを確認した後、製品の基板1に塗布を行う。このような方法を採用することで、大面積の基板1に対してもバラツキなく高精細なパターンを形成できる。
If the target application amount has not yet been adjusted, the application operation to the dummy substrate 1 'is performed again, and the application amount at this time is measured and applied to the
従来の方法を用いた場合では、ノズル孔11の加工精度のバラツキ、ノズル孔11の表面状態のバラツキ、ノズル孔11の開口部11a付近の撥水処理の劣化によるバラツキ、基板1の表面高さのバラツキ、基板1の表面状態のバラツキ、などにより、吐出量(塗布量)のバラツキはおよそ±10〜20%であった。これに対し、本発明の方法によれば、ノズル孔11に起因する吐出量(塗布量)のバラツキを、±5〜10%まで低減できる。
In the case of using the conventional method, the processing accuracy of the
なお、上記の実施の形態ではダミー基板1’を用いて各ノズル孔11からの吐出量を求めたが、これに限るものではなく、製品となる基板1に設けた塗布量測定用のダミー領域に塗布したインクの塗布量から算出してもよい。このように、製品としての基板1にダミー領域を用いて吐出量を調整すれば、ダミー基板の搬送に関わる時間を節約できてダイコート装置の稼働率を上げることができる。あるいは、製品としての基板1に塗布した後の塗布量を測定して、次の基板1の塗布前に各ノズル孔11にかける圧力を調整してもよく、この方法を採用すれば、経時的に発生する吐出量の変化を抑えて安定した製造を実現できる。
In the above embodiment, the discharge amount from each
また、上記実施の形態では圧力室16が一つのノズル孔11に対して一つずつ設けられている場合を説明したが、これに限るものではなく、一つのノズル孔11に対して複数の圧力室16を備えて、圧力室16毎に独立に圧力を制御してもよい。この方法によれば、ノズルヘッド10の製造コストは高くなるが、より精密な制御ができる。
In the above embodiment, the case where one
また、上記実施の形態では一つのノズル孔11に対して圧力室16が一つであったが、複数のノズル11に対して一つの圧力室16を設けても良い。また、電子デバイスに要求される均一性がさほど厳しくない場合は中央部、端部などノズル特性に合わせてノズルをいくつかの部分に分けて部分的に制御してもよい。この場合には、複数のノズル孔11で配管やバルブを共有できるのでノズルヘッド10のコストを抑えることができる。
In the above embodiment, one
また、上記実施の形態ではノズルヘッドパーツ18と隔壁15とは分離して形成していたが一体としてもよい。例えばノズル孔11を開けたノズルヘッドパーツ18の片側から研削を進めて、ノズル孔11の一部に臨む部分を薄くすることで隔壁15としてもよい。
In the above embodiment, the
隔壁15を分離して形成する場合は、ノズル孔11にダストが入り込んだ場合に分解洗浄ができる点、ノズル孔11の表面処理が容易である点、ノズルヘッド10の製作コストを抑えられる点に長所がある。一方、隔壁15を一体型で作成する場合は、圧力室16に満たす気体や液体からのインクへのコンタミネーションを防ぐことができる点に長所がある。
(実施の形態2)
図4(b)を用いて本発明の実施の形態2を説明する。ここで、図4(a)は実施の形態1におけるノズルヘッド10のノズル孔11の中間部に対応する断面図を示している。ただし、図1に示す場合と違い、ノズル孔11が4つの場合を表現している。このように、実施の形態1では、1枚の隔壁15に対応させて、ノズル孔11および圧力室16を所定間隔ごとに設けている。
In the case where the
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4A shows a cross-sectional view corresponding to an intermediate portion of the
図4(b)は実施の形態2のノズルヘッド10におけるノズル孔11の中間部での断面図である。
実施の形態1ではノズル孔11を1列に並べて配置していたが、本実施の形態2では、2枚の隔壁15を設けて、ノズル孔11を平面視して複数列交互となるように(いわゆる千鳥状に)並べている。
FIG. 4B is a cross-sectional view at an intermediate portion of the
In the first embodiment, the nozzle holes 11 are arranged in one row, but in the second embodiment, two
この配置によって、ノズル孔11のピッチが小さくなった場合でも圧力室16につながる配管のスペースを支障なく確保できる。ここで、小さいノズルピッチに対応する別の方法として、ノズルヘッドを複数用いて第1のノズルヘッドのノズル孔からの塗布ラインの間に第2のノズルヘッドのノズル孔からの塗布ラインが形成されるように、ノズルヘッドを配置する方法がある。しかしながら、ノズルヘッドの数が増えれば設備費が高くなり、信頼性が低くなるため、このような方法は好ましくなく、本発明の実施の形態のように、一つのノズルヘッド10に複数列のノズル孔11を設けることが望ましい。
(実施の形態3)
図5(a)〜(d)を用いて本発明の実施の形態3を説明する。
With this arrangement, even when the pitch of the nozzle holes 11 is reduced, a piping space connected to the
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
実施の形態1、2では隔壁15は板状であった。これに対して、図5(a)に示すように、本実施の形態3のノズルヘッドでは隔壁15がノズル孔11の形状に沿った形状になっている。
In the first and second embodiments, the
この隔壁15は次のように製作される。
図5(b)に示すように、まず、ノズルヘッドパーツ18に、隔壁15の材料となるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)15’をコーティングする。コーティング工程においては塗布やCVDなどノズル孔11の大きさや隔壁15の厚さに応じたコーティング手段が選ばれる。次に、図5(c)に示すように、コーティングしたPTFE(隔壁材料)15’をノズルヘッドパーツ18より剥離する。
The
As shown in FIG. 5B, first, the
次に、図5(d)に示すように、ノズルヘッドパーツ18より剥離したPTFE(隔壁材料)15’のノズル孔側部分をエッチングする。エッチングにはウエットエッチングやドライエッチングなど必要な精度に応じた手段が選ばれる。
Next, as shown in FIG. 5D, the nozzle hole side portion of PTFE (partition wall material) 15 ′ peeled off from the
このようにしてノズル孔11の形状に合った隔壁15を作成することができる。
この隔壁15を使用すると、隔壁15がノズル孔11に対応した形状をしているので、圧力よる隔壁15の変形で吐出量を高精度に制御できる。
In this way, the
When the
塗布による電子デバイスの製造においてはデバイスの構造、特にインクのパターニングを補助する撥水バンクの形状によりノズル孔11の形状を最適化する必要がある。本実施の形態の手法を使用すれば、多様なノズル孔11の形状においてバラツキなく微小量を塗布できる。 In the manufacture of electronic devices by coating, it is necessary to optimize the shape of the nozzle holes 11 according to the structure of the device, particularly the shape of the water repellent bank that assists the ink patterning. If the method of the present embodiment is used, a minute amount can be applied in various shapes of the nozzle holes 11 without variation.
なお、本発明の実施の形態は、電子デバイスに機能膜を作成する場合に適しており、特に、陰極と陽極の間に発光層を挟む有機ELデバイスにおいて、陰極と陽極の間にある少なくとも一つの層(前記発光層や発光層の一部など)を製造する場合に、上記実施の形態に係る機能膜の製造方法を用いると好適であり、これにより、大面積であっても面内の特性バラツキがなく、高精細であり、しかも安価な電子デバイスとしての有機ELデバイスを提供することができる。 The embodiment of the present invention is suitable for forming a functional film on an electronic device, and particularly in an organic EL device in which a light emitting layer is sandwiched between a cathode and an anode, at least one between the cathode and the anode. When manufacturing two layers (such as the light-emitting layer and a part of the light-emitting layer), it is preferable to use the method for manufacturing a functional film according to the above-described embodiment. It is possible to provide an organic EL device as an electronic device that has no characteristic variation, is high definition, and is inexpensive.
本発明の機能膜の製造方法および製造装置は、有機ELディスプレイパネルなどの電子デバイスの製造に好適に適用できる。 The method and apparatus for producing a functional film of the present invention can be suitably applied to the production of electronic devices such as organic EL display panels.
1 基板
1’ ダミー基板
2 基板搬送ステージ
3 インク配送配管
4 インクタンク
5 インク用ポンプ
10 ノズルヘッド
11 ノズル孔
15 隔壁
16 圧力室
21 圧力印加ポンプ
22 レギュレータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
塗布対象物に塗布した溶液を乾燥させる工程とを有する機能膜の製造方法であって、
前記マニホールド部と各ノズル孔には弾性を有する隔壁を配置し、前記隔壁の一方の面は、前記マニホールド部及び前記ノズル孔に臨ませて配設し、前記隔壁の反対側の面に臨ませて、かつ、前記マニホールド部と前記ノズル孔の先端開口部との間に配設した圧力室に流体を導入して圧力を作用させ弾性変形させることで、ノズル孔からの吐出量を調整しながら塗布すること
を特徴とする機能膜の製造方法。 A step of applying a solution in which a functional film material is dissolved by discharging the solution to a coating object from a plurality of nozzle holes communicating with the manifold portion through the manifold portion ;
A method for producing a functional film comprising a step of drying a solution applied to a coating object,
Wherein placing the partition wall having elasticity for the manifold portion and the nozzle holes, one surface of the partition wall, so as to face the manifold portion and the nozzle hole is disposed, extraordinary in opposition side surface of the partition wall In addition, a fluid is introduced into a pressure chamber disposed between the manifold portion and the tip opening of the nozzle hole, and pressure is applied to cause elastic deformation, thereby adjusting the discharge amount from the nozzle hole. A method for producing a functional film, characterized in that the coating is performed while applying.
前記マニホールド部と各ノズル孔には弾性を有する隔壁が配置されると共に、前記隔壁は一方の面が前記マニホールド部及び前記ノズル孔に臨んで設けられ、他方の面には圧力室が前記複数のノズル孔ごとに配置され、かつ、前記マニホールド部と前記ノズル孔の先端開口部との間に配設されること、
を特徴とする機能膜の製造装置。 A nozzle head including a manifold portion, a plurality of nozzle holes communicating with the manifold portion, and an ink introduction port for introducing ink into the manifold portion;
The manifold part and each nozzle hole are provided with elastic partition walls, and one surface of the partition wall is provided facing the manifold part and the nozzle holes, and a pressure chamber is provided on the other surface. is provided for each nozzle hole, and Rukoto disposed between the distal end opening of said manifold portion the nozzle hole,
Functional film manufacturing apparatus characterized by
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