JP4843995B2 - Organic electronic material coating apparatus and organic electronic device manufacturing method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、有機電子材料層をノズル塗布方式により形成するための装置と、これを用いた有機電子素子の製造方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for forming an organic electronic material layer by a nozzle coating method and an organic electronic element manufacturing method using the apparatus.
従来、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機薄膜トランジスタ、或いは太陽電池等の有機電子材料を用いた有機電子素子を製造する方法として、特許文献1に示されるようなノズル塗布方式が知られている。
上記ノズル塗布方式による場合、ノズルに有機電子材料の例えば有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELという)材料を供給する際の流量速度やノズルの移動速度が変動すると、これに応じて塗布形成される有機EL層の層厚がばらつくという問題がある。有機EL層の層厚のばらつきは発光効率や輝度のバラツキの原因となるため、そのような有機EL素子は不良品として排除され、歩留りを低下させる。 In the case of the above-described nozzle coating method, when the flow rate when the organic electronic material such as organic electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL) material is supplied to the nozzle or the moving speed of the nozzle fluctuates, the organic coating is formed accordingly. There is a problem that the layer thickness of the EL layer varies. Variations in the thickness of the organic EL layer cause variations in light emission efficiency and luminance. Therefore, such an organic EL element is eliminated as a defective product, and yield is reduced.
有機EL素子の歩留りを向上させためには不良品を修復すればよいが、有機EL層の層厚が規格外となった不良品の場合、有機EL層を形成した後にさらにその上に電極や保護膜が蒸着法やスパッタ法により被着されているため、製品として完成した後の修復は略不可能である。 In order to improve the yield of the organic EL element, the defective product may be repaired. However, in the case of a defective product in which the layer thickness of the organic EL layer is out of the standard, after the organic EL layer is formed, an electrode or Since the protective film is applied by vapor deposition or sputtering, it is almost impossible to repair after the product is completed.
有機EL層の層厚がばらついた不良品の修復は、その電極や保護膜を被着する後工程を行う前、つまり有機EL層を形成した時点であれば可能であるが、半製品の状態であるから点灯試験を行うことができず、不良箇所の特定ができないという問題がある。不良箇所を特定するために形成した有機EL層の層厚を逐一測定する方法も考えられるが、これには膨大な測定器等の設備コストと検査時間を要し、極めて実用的ではない。 Repair of defective products with varying organic EL layer thickness is possible before the post-process for depositing the electrode or protective film, that is, at the time when the organic EL layer is formed. Therefore, there is a problem that a lighting test cannot be performed and a defective portion cannot be specified. A method of measuring the layer thickness of the organic EL layer formed to identify the defective part is conceivable. However, this requires a lot of equipment costs such as measuring instruments and inspection time, and is not very practical.
本発明の目的は、有機電子材料層がノズル塗布方式により形成された有機電子素子を歩留り良く低コストで製造することができる有機電子材料塗布装置とそれを用いる有機電子素子の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an organic electronic material coating apparatus capable of manufacturing an organic electronic element in which an organic electronic material layer is formed by a nozzle coating method with high yield and low cost, and a method for manufacturing an organic electronic element using the same. That is.
本発明の有機電子材料塗布装置は、有機電子材料を基板の表面にノズルで塗布して有機電子材料層を形成する装置であって、前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な第1の方向に沿って所定速度で互いに相対移動させる第1の移動機構と、前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って所定速度で互いに相対移動させる第2の移動機構と、前記ノズルに前記有機電子材料を所定の流量速度で供給する塗布材料供給機構と、前記基板表面に所期の厚さの有機電子材料層を形成するように前記第1及び第2の移動機構並びに前記塗布材料供給機構を駆動制御するコントローラとを有し、前記コントローラは、良否判定部と全体制御部を有し、前記良否判定部は、前記第1の移動機構から送られてくる前記基板に対する前記ノズルの第1の方向に沿った相対的な移動速度情報と、前記第2の移動機構から送られてくる前記ノズルの第2の方向における位置情報と、前記塗布材料供給機構から送られてくる前記有機電子材料を前記ノズルへ供給する際の流量速度情報との少なくとも3種類の情報が、前記第1の移動機構と前記第2の移動機構における移動動作及び前記有機電子材料の塗布動作に伴ってリアルタイムで入力され、これらの情報の各々が予め設定されている判定基準による許容範囲内にあるか否かをリアルタイムに判定し、前記許容範囲外であるときの前記各情報の値とその時点の前記ノズル及び/又は前記基板の位置を不良情報として記憶し、前記有機電子材料層の前記基板表面の全体への塗布を終えた時点で前記不良情報を前記全体制御部に出力し、前記全体制御部は、前記不良情報に対して、予め設定されている合否判定基準に基づいて合否判定を行うことを特徴とするものである。 An organic electronic material coating apparatus of the present invention is an apparatus for forming an organic electronic material layer by applying an organic electronic material to a surface of a substrate with a nozzle, and the nozzle and / or the substrate is parallel to the substrate surface. A first moving mechanism for moving the nozzles and / or the substrate relative to each other at a predetermined speed along a direction of 1, and a predetermined direction along a second direction orthogonal to the first direction parallel to the substrate surface A second moving mechanism that moves relative to each other at a speed; a coating material supply mechanism that supplies the organic electronic material to the nozzle at a predetermined flow rate; and an organic electronic material layer having a desired thickness on the substrate surface. And a controller for driving and controlling the first and second moving mechanisms and the coating material supply mechanism, and the controller includes a pass / fail judgment unit and an overall control unit, and the pass / fail judgment unit includes: First move And relative movement velocity information along the first direction of the nozzle with respect to the substrate fed from the mechanism, the position information in the second direction of the nozzle sent from said second moving mechanism, At least three types of information including the flow rate information when the organic electronic material sent from the coating material supply mechanism is supplied to the nozzle is the moving operation in the first moving mechanism and the second moving mechanism. In addition, it is input in real time with the application operation of the organic electronic material, and it is determined in real time whether or not each of these pieces of information is within an allowable range based on a predetermined criterion, and is outside the allowable range. The value of each information when and the position of the nozzle and / or the substrate at that time were stored as defect information, and the application of the organic electronic material layer to the entire substrate surface was completed The defect information is output to the overall controller at point, the overall control unit, to the defect information, characterized in that to perform acceptance determination based on the acceptance criteria have been set in advance is there.
また、本発明の有機電子素子の製造方法は、有機電子材料を基板の表面にノズルで塗布して形成された有機電子材料層を備える有機電子素子を製造する方法であって、前記ノズルに前記有機電子材料を所定の流量速度で供給し、前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な第1の方向に沿って所定速度で互いに相対移動させつつ前記ノズルで前記有機電子材料を前記基板表面に塗布し、前記ノズルの前記第1の方向に沿った1ラインの塗布が終了する毎に前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って所定距離だけ相対移動させ、前記基板に対する前記ノズルの前記第1の方向に沿った相対的な移動速度情報と、前記ノズルの前記第2の方向における位置情報と、前記有機電子材料を前記ノズルへ供給する際の流量速度情報との少なくとも3種類の情報が、前記ノズル及び/又は前記基板の移動動作及び前記有機電子材料の塗布動作に伴ってリアルタイムで入力され、これらの情報の各々が、該各情報に対して予め設定されている判定基準による許容範囲内にあるか否かをリアルタイムに判定し、前記許容範囲外であるときの前記各情報の値とその時点の前記ノズル及び/又は前記基板の位置を不良情報として記憶し、前記有機電子材料層の前記基板表面の全体への塗布形成が終了した後に、前記不良情報に対して、予め設定されている合否判定基準に基づいて合否判定を行うことを特徴とするものである。 The method for producing an organic electronic device of the present invention is a method for producing an organic electronic device comprising an organic electronic material layer formed by applying an organic electronic material to the surface of a substrate with a nozzle. The organic electronic material is supplied at a predetermined flow rate, and the nozzle and / or the substrate is moved relative to each other at a predetermined speed along a first direction parallel to the substrate surface, and the organic electronic material is The nozzle and / or the substrate is applied to the substrate surface and the nozzle and / or the substrate is orthogonal to the first direction parallel to the substrate surface every time one line of the nozzle is applied along the first direction. along the direction are relatively moved by a predetermined distance, and the relative moving speed information along said first direction of the nozzle relative to the substrate, and the position information in the second direction of the nozzle, the organic photoelectric At least three types of information with the flow rate information at the time of supplying the material to the nozzle is input in real time with the coating operation of the nozzle and / or movement and the organic electronic material of the substrate, the information Each of the information is determined in real time whether or not each of the information is within an allowable range based on a predetermined criterion, and the value of each information when the information is out of the allowable range and the time at the time The nozzle and / or the position of the substrate is stored as defect information, and after the formation of the coating of the organic electronic material layer on the entire surface of the substrate is completed, a pass / fail criterion set in advance for the defect information. it is characterized in that to perform acceptance determination based on the.
本発明の有機電子材料塗布装置とこれを用いる有機電子素子の製造方法によれば、ノズル及び/又は基板の移動動作及び有機電子材料塗の塗布動作に伴ってリアルタイムに供給されるノズルの移動速度情報とその位置情報及びノズルに供給される有機電子材料の流量速度情報の少なくとも3種類の情報から、これらの情報の各々が、該各情報に対して予め設定されている判定基準による許容範囲内にあるか否かをリアルタイムに判定し、許容範囲外であるときの各情報の値とその時点のノズル及び/又は基板の位置を不良情報として記憶し、基板表面の全体への有機電子材料層の塗布を終えた時点で、不良情報に対して予め設定されている合否判定基準に基づいて合否判定が行われるから、有機電子材料の塗布が終了し有機電子素子に完成させるための後工程を実施する前に、この合否判定結果に基づいて有機電子材料層の不良箇所を修復することができて、有機電子素子を極めて歩留り良く低コストで製造することができる。 According to the organic electronic material coating apparatus of the present invention and the method of manufacturing an organic electronic element using the same, the nozzle and / or substrate moving operation and the moving speed of the nozzle supplied in real time with the organic electronic material coating application operation are performed. From at least three types of information, information on the position of the information, and information on the flow rate of the organic electronic material supplied to the nozzle, each of these pieces of information is within an allowable range based on a criterion set in advance for the information. The value of each information when it is out of the allowable range and the position of the nozzle and / or substrate at that time are stored as defect information, and the organic electronic material layer on the entire substrate surface applying at the time of completion of the finished because there is acceptance judgment based on the acceptance criteria preset for defect information is performed, the organic electronic device completed application of the organic electronic material of Before carrying out the subsequent steps because, to be able to repair the defective portion of the organic electron material layer on the basis of the acceptance judgment result, it can be manufactured in a very good yield low cost organic electronic devices.
また、本発明の有機電子材料塗布装置では、良否判定部が、ノズルの第1の方向における移動速度情報と塗布材料供給機構から送られてくる流量速度情報とから塗布形成される有機電子材料層の層厚を算出し、この算出値が予め設定されている有機電子材料層の層厚の許容範囲内にあるか否かを判定し、許容範囲外であるときの算出値とその時点のノズル及び/又は前記基板の位置を前記不良情報として記憶する構成を有していることが好ましく、これにより、少ないノイズで効率良く不良箇所を抽出できる。 Further, in the organic electronic material coating apparatus of the present invention, the pass / fail judgment unit is formed by coating the organic electronic material layer from the movement speed information in the first direction of the nozzle and the flow rate information sent from the coating material supply mechanism. The layer thickness is calculated, and it is determined whether or not the calculated value is within the preset allowable range of the layer thickness of the organic electronic material layer. and / or it is preferable that a position of the substrate has a structure that is stored as the defect information, thereby, can be extracted efficiently defective portion with less noise.
そして、本発明の有機電子材料塗布装置は、有機EL材料を塗布して有機EL層を形成する場合により好適であり、その場合、形成された有機EL層における不良箇所が確実に且つ効率よく抽出される。 The organic electronic material coating apparatus of the present invention is more suitable for the case where an organic EL material is applied to form an organic EL layer. In that case, defective portions in the formed organic EL layer are reliably and efficiently extracted. Is done.
図1は本発明の一実施形態としての有機EL材塗布装置を示す斜視図で、図2はその塗布装置により有機EL層が塗布形成された段階での半製品状態の有機EL表示素子中間品を示す模式的部分断面図、図3は本実施形態の有機EL材塗布装置の主要構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an organic EL material coating apparatus as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a half-finished organic EL display element intermediate product when an organic EL layer is applied and formed by the coating apparatus. FIG. 3 is a block diagram showing the main configuration of the organic EL material coating apparatus of the present embodiment.
まず、図2に基づき、本実施形態の有機EL材塗布装置により製造される有機EL表示素子中間品の構造について説明する。 First, based on FIG. 2, the structure of the organic EL display element intermediate product manufactured by the organic EL material coating apparatus of this embodiment will be described.
ガラス基板201の表面には、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜からなる複数の第1の電極202が所定方向(本例では紙面左右方向)へ互いに平行に配設されている。
On the surface of the
また、それら第1の電極202の延在方向に直交させて、複数のメタルバンク203が等間隔に互いに平行に配設されている。メタルバンク203は、金や銅等の金属からなり、画素列間に対応させて配設され、画素列を区画する土手(バンク)となる。また、本実施形態のメタルバンク203は、各画素エリア毎に対応させて設けられている薄膜トランジスタ(不図示)に電気接続されており、各画素毎に薄膜トランジスタを介して有機EL層を駆動するソース配線を兼ねている。なお、メタルバンク203の周表面には絶縁膜(不図示)がコーティングされており、これにより周囲に対する絶縁性が確保されている。
A plurality of
メタルバンク203で区画された各画素列には、まず有機EL層のうちの正孔注入層204が第1の電極202を覆ってノズル塗布方式により形成される。正孔注入層204を形成する有機電子材料としては、フェニルアミン系、或いはフタロシアニン系の酸化バナジウムや酸化モリブデン等が好適に用いられる。
In each pixel column partitioned by the
正孔注入層204上には、インターレイヤ層205を介して発光層206がノズル塗布方式により積層される。発光層206を形成するための有機電子材料としては、シクロペンタジエン誘導体やトリフェニルアミン誘導体等の色素系発光材料、アルミキノリノール錯体等の金属錯体系発光材料、或いはポリパラフェニレンビニレン誘導体等の高分子系発光材料が、好適に用いられる。
On the
なお、インターレイヤ層205は、発光層206の発光効率を高めるために設けられており、正孔注入層204や発光層206と同様に、有機電子材料を用いてノズル塗布方式により形成される。
Note that the
上述した正孔注入層204と発光層206及びインターレイア層205は、それぞれ、上述した各材料をトルエンやテトラリン等の有機溶剤に溶かしてインク状に液状化し、本発明に係わる有機EL材塗布装置により塗布形成される。
The
本実施形態の有機EL材塗布装置は、図1に示されるように、大略、ノズル部1、ノズル部1を画素列に沿ったライン走査方向(以下、X軸方向という)に往復移動させるX軸移動機構部2、塗布対象ワークwを保持するワーク保持機構部3、ワーク保持機構部3をX軸方向に直交するY軸方向へピッチ移動させるY軸移動機構4、ノズル部1に塗布材料液を供給する材料液供給部5、及び有機EL材塗布装置全体の駆動を制御するコントローラ6からなる。
As shown in FIG. 1, the organic EL material coating apparatus of the present embodiment is generally configured to reciprocate the nozzle portion 1 and the nozzle portion 1 in a line scanning direction along the pixel row (hereinafter referred to as X-axis direction). Axis moving mechanism unit 2, workpiece
ノズル部1は、塗布ノズル11とこの塗布ノズル11を保持する保持具12からなる。本実施形態では、図2に示した正孔注入層204、発光層206及びインターレイア層205の3種類の有機EL層を塗布形成するためのそれぞれの専用ノズルを準備しておき、形成すべき有機EL層の種類が変わる都度交換する方式となっている。
The nozzle unit 1 includes an
塗布ノズル11が保持具12により保持されたノズル部1は、X軸移動機構部2のスライダ21に固設され、スライダ21と一体にX軸方向に往復移動される。
The nozzle unit 1 in which the
X軸移動機構部2では、上述のスライダ21と細長直方体状の筐体22内に収納されているステータ部(不図示)によりリニアサーボモータ23(図3参照)が構成されている。したがって、筐体22内には、複数の永久磁石(不図示)が個々のN極とS極を交互に隣接させ筐体の長手方向つまりX軸方向に沿って並設されている。また、このリニアサーボモータ23にはエンコーダ24(図3参照)が付設されている。
In the X-axis movement mechanism unit 2, a linear servo motor 23 (see FIG. 3) is configured by the above-described
図3に示されるように、リニアサーボモータ23は、コントローラ6内のX軸ドライバ61により駆動制御される。X軸ドライバ61は、エンコーダ24から送られてくる移動情報に応じてリニアサーボモータ23を駆動制御し、スライダ21の移動速度が設定された規格範囲内に収まるようにフィードバック制御する。
As shown in FIG. 3, the
Y軸移動機構4は、X軸移動機構2と同様のリニアサーボモータによる移動機構であり、スライダ41とステータ部(不図示)が収納された細長長方形をなす筐体42を備えている。筐体42は、その長手方向を前記X軸方向に同一平面上で直交するY軸方向に沿わせて設置されている。そして、筐体42内には、複数の永久磁石(不図示)が個々のN極とS極を交互に隣接させ筐体の長手方向つまりY軸方向に沿って並設されている。また、図3に示されるように、リニアサーボモータ43にはエンコーダ44が付設され、リニアサーボモータ43はコントローラ6内のY軸ドライバ62により駆動制御される。なお、Y軸移動機構4の駆動手段としては、リニアサーボモータに限らず、パルスモータによるボールネジ駆動方式やタイミングベルト駆動方式等も好適に利用できる。
The Y-
Y軸ドライバ62は、スライダ41が設定された規格範囲内の速度でピッチ移動するように、リニアサーボモータ43をエンコーダ44から送られてくる移動情報に応じてフィードバック制御する。ここで、スライダ41の移動ピッチは、製造すべき有機EL表示素子におけるメタルバンク204(図2参照)の配設ピッチに対応したピッチである。
The Y-
Y軸移動機構4のスライダ41上には、ワーク保持機構部3が設置されている。ワーク保持機構部3は、ターンテーブル31と吸着ステージ32を備え、ターンテーブル31はスライダ41に回転自在に軸支されている。吸着ステージ32は、ワークwを真空吸引により吸着保持するもので、ターンテーブル31に一体回転可能に固設されている。本実施形態においては、ワークwとして、前述した3種類の有機EL層が塗布形成される前の有機EL表示素子中間体が、吸着ステージ31に吸着保持されている。
On the
ターンテーブル31は、図3に示されるサーボモータ33により回転駆動され、サーボモータ33にはエンコーダ34が付設され、サーボモータ33はコントローラ6内のθ軸ドライバ63により駆動制御される。θ軸ドライバ63は、ワークwが規定の回転角度位置に保持されるようにサーボモータ33をエンコーダ33から送られてくる回転移動情報に応じてフィードバック制御する。
The
ノズル部1に有機EL材料液を供給する材料液供給部5は、材料液が貯溜されるタンク51、タンク51の材料液をノズル部1に圧送するためのポンプ52、圧送される材料液の流量速度を検出する流量計53、及び材料液に混入した狭雑物を除去するためのフィルタ54が、チューブ55を介し直列に連結されてなる。
The material liquid supply unit 5 that supplies the organic EL material liquid to the nozzle unit 1 includes a
流量計53は、図3に示されるように、コントローラ6内のポンプ制御回路64に検出した流量速度情報を出力し、ポンプ制御回路64は、有機EL材料液の供給流量速度が設定された合格範囲内に収まるように、入力される流量速度情報に応じてポンプ52をフィードバック制御する。
As shown in FIG. 3, the
コントローラ6は、前述したX、Y、θの各軸ドライバ61、62、63とポンプ制御回路64、各軸ドライバ61、62、63を制御するNC制御部65、塗布形成される有機EL層の良否を判定する良否判定部66、及び本実施形態の有機EL材料塗布装置全体の駆動を制御する全体制御部67とからなる。
The
全体制御部67は、予め導入されているプログラムに沿ってNC制御回路65とポンプ制御回路64に制御信号を出力し、NC制御回路65とポンプ制御回路64は全体制御部67から入力される制御信号に応じて、X、Y、θの各軸ドライバ61、62、63とポンプ52に駆動信号をそれぞれ出力する。
The overall control unit 67 outputs a control signal to the
ここで、良否判定部66には、X軸ドライバ61から塗布ノズル11のX軸方向での移動速度情報が、Y軸ドライバ62からは塗布ノズル11のY軸方向における位置情報が、ポンプ制御回路64からは材料液の流量速度情報が、NC制御部からは塗布ノズル11のX、Y両軸方向における位置を指示する指示位置情報が、それぞれ入力される。そして、良否判定部66は、それら入力情報が予め設定されている判定基準の許容範囲内に収まっているか否かを判定し、その良否判定結果を全体制御部67に出力する。
Here, in the pass /
本実施形態においては、良否判定部66が、塗布ノズル11のX軸方向での移動速度情報とY軸方向における位置情報及び材料液の流量速度情報の3種類の入力情報をそれぞれに判定基準として設定されている各合格範囲と対比し、外れていた場合にはその値と位置を不良情報として記憶しておき、1個の基板に対する全有機EL材料液の塗布が終了した時点で全ての不良情報を全体制御部67に出力する。
In this embodiment, the pass /
次に、上述した良否判定部66による判定動作を、図4のフローチャートに基づき詳細に説明する。
Next, the determination operation by the
有機EL材料液の塗布動作が開始されたら、まず、塗布ノズルのY軸方向における位置を記憶し(S1 )、次に塗布ノズルのX軸方向における位置が有効塗布位置か否かを判断する(S2 )。ここで、有効塗布位置とは、図5に示される塗布ノズル11のX軸方向における移動速度と位置との関係を示すグラフ図において、移動速度が合格範囲内で略一定に推移するように制御される範囲Ae (以下、有効塗布エリアという)内の位置を言う。この有効塗布エリアAe を示す情報は、ワークwに応じて予め設定されて全体制御部内67内に記憶されており、良否判定部66は全体制御部67にアクセスしてその有効塗布エリアAe についての情報を読み取り、入力されている塗布ノズルのX軸方向における位置情報と対比することにより、塗布ノズルの位置が有効塗布エリアAe 内の位置か否かを判断する。この判断処理は、塗布ノズルが有効塗布エリアAe に至るまで繰り返し実施される。
When the application operation of the organic EL material liquid is started, first, the position of the application nozzle in the Y-axis direction is stored (S1), and then it is determined whether or not the position of the application nozzle in the X-axis direction is an effective application position ( S2). Here, the effective application position is a graph showing the relationship between the movement speed and position of the
塗布ノズルが有効塗布エリアAe に進出したら、そのX軸方向移動速度が合格範囲内であるか否かの判断が行われ(S3 )、合格範囲外(NO)の場合はそのときの塗布ノズルの移動速度値と位置を速度不良情報として記憶する(S4 )。 When the application nozzle advances into the effective application area Ae, it is determined whether or not the movement speed in the X-axis direction is within the acceptable range (S3). If it is outside the acceptable range (NO), the application nozzle at that time is determined. The moving speed value and position are stored as speed defect information (S4).
次いで、塗布ノズルに供給される材料液の流量速度が設定されている合格範囲内か否かの判断が行われ(S5 )、合格範囲外の場合はそのときの流量速度値と塗布ノズルの位置を流量不良情報として記憶する(S6 )。 Next, it is determined whether or not the flow rate of the material liquid supplied to the coating nozzle is within the set acceptable range (S5). If it is outside the acceptable range, the flow rate value at that time and the position of the coating nozzle are determined. Is stored as defective flow information (S6).
次いで、塗布ノズルのY軸方向の位置つまり走査するラインがステップS1 で記憶した塗布開始時におけるラインと同じであるかを判断し(S7 )、ラインが変わっていた場合はそのときの塗布ノズルのX、Y各軸方向の位置をY位置不良情報として記憶する(S8 )。なお、塗布ノズルの走査ラインがずれた場合、Y軸ドライバによるフィードバック制御により塗布ノズルが速やかに元の正規の位置に戻される。 Next, it is determined whether the position of the coating nozzle in the Y-axis direction, that is, the line to be scanned is the same as the line at the start of coating stored in step S1 (S7). If the line has changed, the coating nozzle at that time is changed. The positions in the X and Y axis directions are stored as Y position defect information (S8). If the scanning line of the coating nozzle is shifted, the coating nozzle is quickly returned to the original normal position by feedback control by the Y-axis driver.
次に、塗布ノズルのX軸方向の位置が有効塗布エリアAe (図5参照)から外れたか否か、つまり1ラインの有効塗布が終了したか否か、を判断し(S9 )、まだ有効塗布エリアAe 内で有効塗布動作中の場合は、ステップS3 に戻り、再度、塗布ノズルのX軸方向への移動速度の合否判断を行う。すなわち、塗布ノズルが有効塗布エリアAe を走査している間は、ステップS3 〜S9 の動作フローを短時間のサイクルで繰り返す。したがって、塗布ノズルについてのX軸方向速度(S3 )、Y軸方向位置(S7 )及び供給材料の流量速度(S5 )の3情報に関する合否判断が、1ラインの有効塗布時間内にあたかも併行処理されるように繰り返し実施される。 Next, it is determined whether or not the position of the application nozzle in the X-axis direction has deviated from the effective application area Ae (see FIG. 5), that is, whether or not the effective application for one line has been completed (S9). When the effective application operation is being performed in the area Ae, the process returns to step S3, and the pass / fail judgment of the movement speed of the application nozzle in the X-axis direction is performed again. That is, while the coating nozzle scans the effective coating area Ae, the operation flow of steps S3 to S9 is repeated in a short cycle. Therefore, the pass / fail judgment regarding the three information of the X-axis direction velocity (S3), the Y-axis direction position (S7) and the flow rate (S5) of the feed material for the application nozzle is processed as if it were within the effective application time of one line. Repeatedly.
塗布ノズルが有効塗布エリアAe 外に移動し1ラインの有効塗布が終了したら、1ワークにおける全ラインの有効塗布が終了したか否かを判断し(S10)、全ラインの塗布が終了していない場合(NO)は、塗布ノズルを次のラインの塗布開始位置へ移動させる(S11)。すなわち、塗布ノズルをX軸ドライバ51(図3参照)を作動させて1ラインの塗布動作を開始するX軸方向におけるホームポジションに復帰させつつY軸ドライバ52(図3参照)を作動させてY軸方向へ1ピッチだけ移動させる。塗布ノズルを次の塗布ラインのホームポジションに位置させた後は、S1 〜S10の処理ステップが再び実施され、この処理フローは全ラインの塗布が終了するまで繰り返される。 When the application nozzle moves out of the effective application area Ae and the effective application of one line is completed, it is determined whether or not the effective application of all lines in one work is completed (S10), and the application of all lines is not completed. In the case (NO), the application nozzle is moved to the application start position of the next line (S11). That is, the Y-axis driver 52 (see FIG. 3) is operated while the application nozzle is returned to the home position in the X-axis direction in which the X-axis driver 51 (see FIG. 3) is operated to start the one-line application operation. Move one pitch in the axial direction. After the coating nozzle is positioned at the home position of the next coating line, the processing steps S1 to S10 are performed again, and this processing flow is repeated until the coating of all lines is completed.
ステップS10において全ラインの塗布が終了していたら(YES)、これまでにステップS4 、S6 、S8 で記憶されていた不良情報を全体制御部67(図3参照)に出力し(S12)、1層目の有機EL層の塗布動作が終了する。 If application of all lines has been completed in step S10 (YES), the defect information stored in steps S4, S6 and S8 so far is output to the overall control unit 67 (see FIG. 3) (S12). The coating operation of the organic EL layer of the first layer is completed.
次に、全体制御部67は、1層目の全ラインにわたり材料液塗布が終了したワーク、つまり図2に示される3層の有機EL層の内の最下層の正孔注入層205の全ラインの塗布が終了した有機EL表示素子中間品について、良否判定部66から全体制御部67に出力され記憶されている不良情報と予め記憶されている合否判定基準とを比較し、合否判定を行う。そして、この合否判定結果を、例えばこの有機EL材料塗布装置に備え付けられたディスプレイに表示し、作業者に報知する。
Next, the overall control unit 67 completes the application of the material liquid over all the lines of the first layer, that is, all the lines of the lowermost
不良品と判定された有機EL表示素子中間品は、リペア工程に移送され、塗布形成された正孔注入層の層厚が合格範囲から外れている欠陥箇所の修復が行われる。リペア工程に移送された有機EL表示素子中間品は、正孔注入層上に電極や保護膜が形成されていないため、有機溶剤を用いてその欠陥箇所を容易に修復することができる。 The organic EL display element intermediate product determined to be defective is transferred to the repair process, and the defective portion where the layer thickness of the formed hole injection layer is out of the acceptable range is repaired. Since the organic EL display element intermediate product transferred to the repair process has no electrode or protective film formed on the hole injection layer, the defective portion can be easily repaired using an organic solvent.
一方、全体制御部67によりは良品と判定された有機EL表示素子中間品は、全体制御部67の指示によりNC制御部65がY軸ドライバ52を作動させ、吸着ステージ32に保持されたままの状態でY軸方向における塗布開始位置までもどされる。この後は、上述した正孔注入層の塗布動作と同じ塗布動作が実施され、インターレイア層206と有機EL発光層207が順次塗布形成されるが、各層の塗布形成が終了した時点で上述した正孔注入層205について行った処理と同じ合否判定処理が実施され、不良品と判定されたワークについては、その都度同様のリペア工程が実施され、欠陥が修復される。
On the other hand, the organic EL display element intermediate product determined as a non-defective product by the overall control unit 67 is held by the
以上のように、本実施形態の有機EL材料液塗布装置は、材料液を塗布する際の塗布ノズルの走査ライン方向への移動速度情報、その走査ライン位置の確認情報、及び材料液を塗布ノズルへ供給する流量速度情報の3種類の情報をリアルタイムに収集し、これら3種類の情報について、それぞれの合否判定を予め設定されている各々の判定基準に基づいて行った位置情報を含むそれらの不良情報を逐一記憶しておき、その有機EL材料液の全ラインにわたる塗布が終了した時点でそれら記憶されている情報を塗布形成された有機EL材料層の不良情報として全体制御部に出力する良否判定部を備えているから、形成した有機EL材料層において層厚が合格範囲から外れている可能性のある箇所(以下、不良性箇所という)を、その有機EL材料層を形成した時点で把握でき、これに基づき、その上に他の有機EL材料層が積層される前に、実際に層厚が合格範囲から外れている不良箇所が特定されて修復されるから、有機EL表示素子の歩留りが大幅に向上する。またこの場合、良否判定部は収集した情報から層厚不良となる可能性が高い箇所も含めて不良情報として出力するから、不良箇所が洩れることなく確実に把握されて修復され、有機EL表示素子の歩留りがより一層向上する。 As described above, the organic EL material liquid coating apparatus according to the present embodiment applies the moving speed information in the scanning line direction of the coating nozzle when coating the material liquid, the confirmation information of the scanning line position, and the coating nozzle for the material liquid. Three types of information on the flow rate information to be supplied to the real time, and these three types of information including those position information including position information obtained by performing each pass / fail judgment based on each preset judgment criterion Information is memorized one by one, and when all the lines of the organic EL material liquid are applied, the stored information is output to the overall control unit as defect information of the formed organic EL material layer. The portion where the layer thickness may be out of the acceptable range in the formed organic EL material layer (hereinafter referred to as a defective portion) is used as the organic EL material. It can be grasped at the time of forming the layer, and based on this, before the other organic EL material layer is laminated thereon, the defective portion where the layer thickness actually deviates from the acceptable range is identified and repaired. The yield of the organic EL display element is greatly improved. Further, in this case, since the pass / fail judgment unit outputs the defect information including the portion that is likely to cause a layer thickness defect from the collected information, the defect portion is reliably grasped and repaired without leaking, and the organic EL display element Yield is further improved.
なお、上記実施形態においては、良否判定部が、収集した3種類の情報について、それぞれ、予め設定されている各々の判定基準の合格範囲から外れているか否かの合否判定を行い、得られたそれら3種類の不良情報を塗布形成された有機EL材料層の不良情報として全体制御部に出力する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the pass / fail determination unit performs pass / fail determination on whether or not each of the collected three types of information is out of the pass range of each determination criterion set in advance. Although these three types of defect information are output to the overall control unit as defect information of the organic EL material layer formed by coating, the present invention is not limited to this.
例えば、塗布ノズルの走査移動速度(X軸方向移動速度)が合格範囲を超えていても、このときに塗布される材料液の量が合格範囲よりも適度に多ければ、得られる有機EL材料層のその位置における層厚が合格範囲内となることもある。すなわち、有機EL材料層の層厚tは、材料液の塗布ノズルへ供給される流量速度をQ、塗布ノズルの走査移動速度をV、係数をKとした場合、
t=K×Q/V・・・(1)
となる。したがって、塗布ノズルの走査ライン方向への移動速度情報と材料液を塗布ノズルへ供給する流量速度情報から得られた各値Q、Vから上記(1)式により有機EL材料層の層厚tをリアルタイムに算出し、この算出値について合否判定を行う構成とすれば、実際に層厚が合格範囲から外れている不良箇所をより高い精度で特定することができ、不良箇所の修復工程における作業能率が向上して製造工数が低減され、有機EL表示素子のコスト削減が促進される。
For example, even if the scanning moving speed (moving speed in the X-axis direction) of the application nozzle exceeds the acceptable range, if the amount of the material liquid applied at this time is moderately larger than the acceptable range, the obtained organic EL material layer The layer thickness at that position may be within the acceptable range. That is, when the layer thickness t of the organic EL material layer is Q, the flow rate supplied to the coating nozzle of the material liquid is V, the scanning movement speed of the coating nozzle is V, and the coefficient is K,
t = K × Q / V (1)
It becomes. Therefore, the layer thickness t of the organic EL material layer is calculated from the values Q and V obtained from the movement speed information of the application nozzle in the scanning line direction and the flow rate information of the material liquid supplied to the application nozzle according to the above equation (1). By calculating in real time and making a pass / fail judgment for this calculated value, it is possible to identify with high accuracy the defective part whose layer thickness is actually out of the acceptable range, and work efficiency in the repair process of the defective part Is improved, the number of manufacturing steps is reduced, and the cost reduction of the organic EL display element is promoted.
また、塗布ノズルとワークは相対移動すればよく、上述の実施形態のように一方を停止させて他方を移動させる方式に限られるものではなく、双方を移動させてもよく、或いは、X軸移動でワークを移動させ、Y軸移動で塗布ノズルを移動させてもよい。 Further, the application nozzle and the work only need to move relative to each other, and are not limited to the method in which one is stopped and the other is moved as in the above-described embodiment, and both may be moved, or the X axis is moved. In this case, the workpiece may be moved, and the coating nozzle may be moved by moving the Y axis.
さらに、本発明は、有機EL材料液を塗布して有機EL表示素子を製造する場合に限らず、有機薄膜トランジスタ、或いは太陽電池等の有機電子材料を用いた他の有機電子素子を製造する場合に、広く適用できることは勿論である。 Furthermore, the present invention is not limited to the case of manufacturing an organic EL display element by applying an organic EL material liquid, but also in the case of manufacturing another organic electronic element using an organic electronic material such as an organic thin film transistor or a solar battery. Of course, it can be widely applied.
1 塗布ノズル部
11 塗布ノズル
2 X軸移動機構
3 ワーク保持機構
4 Y軸移動機構
5 材料液供給機構
52 ポンプ
53 流量計
6 コントローラ
61 X軸ドライバ
62 Y軸ドライバ
63 θ軸ドライバ
64 ポンプ制御回路
65 NC制御回路
66 良否判定部
67 全体制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な第1の方向に沿って所定速度で互いに相対移動させる第1の移動機構と、
前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って所定速度で互いに相対移動させる第2の移動機構と、
前記ノズルに前記有機電子材料を所定の流量速度で供給する塗布材料供給機構と、
前記基板表面に所期の厚さの有機電子材料層を形成するように前記第1及び第2の移動機構並びに前記塗布材料供給機構を駆動制御するコントローラとを有し、
前記コントローラは、良否判定部と全体制御部を有し、前記良否判定部は、前記第1の移動機構から送られてくる前記基板に対する前記ノズルの第1の方向に沿った相対的な移動速度情報と、前記第2の移動機構から送られてくる前記ノズルの第2の方向における位置情報と、前記塗布材料供給機構から送られてくる前記有機電子材料を前記ノズルへ供給する際の流量速度情報との少なくとも3種類の情報が、前記第1の移動機構と前記第2の移動機構における移動動作及び前記有機電子材料の塗布動作に伴ってリアルタイムで入力され、これらの情報の各々が、該各情報に対して予め設定されている判定基準による許容範囲内にあるか否かをリアルタイムに判定し、前記許容範囲外であるときの前記各情報の値とその時点の前記ノズル及び/又は前記基板の位置を不良情報として記憶し、前記有機電子材料層の前記基板表面の全体への塗布を終えた時点で前記不良情報を前記全体制御部に出力し、前記全体制御部は、前記不良情報に対して、予め設定されている合否判定基準に基づいて合否判定を行うことを特徴とする有機電子材料塗布装置。 The organic electronic material was applied with a nozzle to the surface of the substrate there is provided an apparatus for forming an organic electronic material layer,
A first moving mechanism for moving the nozzle and / or the substrate relative to each other at a predetermined speed along a first direction parallel to the substrate surface;
A second moving mechanism for moving the nozzle and / or the substrate relative to each other at a predetermined speed along a second direction orthogonal to the first direction parallel to the substrate surface;
A coating material supply mechanism for supplying the organic electronic material to the nozzle at a predetermined flow rate;
A controller for driving and controlling the first and second moving mechanisms and the coating material supply mechanism so as to form an organic electronic material layer of a desired thickness on the substrate surface;
The controller has a pass / fail judgment unit and an overall control unit, and the pass / fail judgment unit has a relative moving speed along the first direction of the nozzle with respect to the substrate sent from the first moving mechanism. flow rate at the time of supply and information, the position information in the second direction of the nozzle sent from said second moving mechanism, the organic electronic material sent from the coating material supply mechanism into the nozzle At least three types of information are input in real time along with the movement operation in the first movement mechanism and the second movement mechanism and the application operation of the organic electronic material , and each of these pieces of information is It is determined in real time whether or not each information is within an allowable range based on a predetermined criterion, and the value of each information when it is out of the allowable range and the nozzle at that time Alternatively, the position of the substrate is stored as defect information, and when the application of the organic electronic material layer to the entire substrate surface is completed, the defect information is output to the overall control unit, and the overall control unit is for the faulty information, organic electronic material application apparatus which is characterized in that the acceptance determination based on the acceptance criteria set in advance.
前記ノズルに前記有機電子材料を所定の流量速度で供給し、
前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な第1の方向に沿って所定速度で互いに相対移動させつつ前記ノズルで前記有機電子材料を前記基板表面に塗布し、
前記ノズルの前記第1の方向に沿った1ラインの塗布が終了する毎に前記ノズル及び/又は前記基板を前記基板表面に平行な前記第1の方向に直交する第2の方向に沿って所定距離だけ相対移動させ、
前記基板に対する前記ノズルの前記第1の方向に沿った相対的な移動速度情報と、前記ノズルの前記第2の方向における位置情報と、前記有機電子材料を前記ノズルへ供給する際の流量速度情報との少なくとも3種類の情報が、前記ノズル及び/又は前記基板の移動動作及び前記有機電子材料の塗布動作に伴ってリアルタイムで入力され、これらの情報の各々が、該各情報に対して予め設定されている判定基準による許容範囲内にあるか否かをリアルタイムに判定し、前記許容範囲外であるときの前記各情報の値とその時点の前記ノズル及び/又は前記基板の位置を不良情報として記憶し、
前記有機電子材料層の前記基板表面の全体への塗布形成が終了した後に、前記不良情報に対して、予め設定されている合否判定基準に基づいて合否判定を行うことを特徴とする有機電子素子の製造方法。 A method of manufacturing an organic electronic device comprising an organic electronic material layer formed by applying an organic electronic material to a surface of a substrate with a nozzle,
Supplying the organic electronic material to the nozzle at a predetermined flow rate;
Applying the organic electronic material to the substrate surface with the nozzle while moving the nozzle and / or the substrate relative to each other at a predetermined speed along a first direction parallel to the substrate surface;
Each time the application of one line along the first direction of the nozzle is completed, the nozzle and / or the substrate is predetermined along a second direction orthogonal to the first direction parallel to the substrate surface. Move relative distance,
Relative movement speed information of the nozzle along the first direction with respect to the substrate, position information of the nozzle in the second direction, and flow rate speed information when supplying the organic electronic material to the nozzle And at least three types of information are input in real time along with the movement operation of the nozzle and / or the substrate and the application operation of the organic electronic material, and each of these pieces of information is preset for each information. It is determined in real time whether or not it is within an allowable range according to the determination criterion being made, and the value of each information when it is out of the allowable range and the position of the nozzle and / or the substrate at that time are used as defect information. Remember ,
After coating formation to the entire surface of the substrate of the organic electronic material layer is completed, with respect to the defect information, organic electron and performs have been acceptance judgment based on the acceptance criteria have been set in advance Device manufacturing method.
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