(57)【要約】【課題】スプレーノズルを用いて、ガラス基板等に塗布剤を噴霧するスプレー塗布装置において、スプレーノズルが残滴を付着したままの状態で、第３エリアから第１エリアに移動することがなく、第２エリアにおいて残滴が落下したり、仮吹き時に過剰の塗布剤が噴霧されたりしないようにする。【解決手段】筐体１内にスプレーノズル４を設け、筐体１内部を第１エリア１１と、第２エリア１２と、第３エリア１３とに区画し、ノズル４は、第１エリア１１から第２エリア１２、第３エリア１３を経由して第１エリア１１へ往復移動するもので、第３エリア１３は、ノズル４からの塗布剤の噴霧を停止するエリアとされたスプレー塗布装置において、第３エリア１３内にノズル４での塗布剤の噴霧停止によってその先端部に付着する残滴Ｄを除去する残滴吸収装置２１を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、この筐体内に設けられたスプレーノズルを備え、筐体内部が第１エリアと、第２エリアと、第３エリアとに区画され、
スプレーノズルは、第１エリアから第２エリアへ、第２エリアから第３エリアへ、第３エリアから第１エリアへ往復移動するものであり、
第１エリアは、スプレーノズルから噴霧される塗布剤量を安定化するために、仮吹きが行われるエリアであり、
第２エリアは、被塗布物が置かれ、スプレーノズルから塗布剤を噴霧し、被塗布物に塗布するエリアであり、
第３エリアは、スプレーノズルからの塗布剤の噴霧を停止するエリアであり、  第３エリアに、スプレーノズルの先端部に付着している塗布剤の残滴を除去する残滴除去手段を設けたことを特徴とするスプレー塗布装置。
【請求項２】
残滴除去手段が、移動可能になっており、スプレーノズルの先端部に接したのち、これから離間するものであることを特徴とする請求項１記載のスプレー塗布装置。
【請求項３】
残滴除去手段が、吸液部材を備え、この吸液部材に残滴を吸収して除去するものであることを特徴とする請求項１記載のスプレー塗布装置。
【請求項４】
吸液部材が、ベルト状になっており、残滴の吸収に伴って移動するものであることを特徴とする請求項３記載のスプレー塗布装置。
【請求項５】
吸液部材を加温する加温手段が設けられていることを特徴とする請求項３または４記載のスプレー塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スプレー塗布装置、特に有機ＥＬ素子の製造時に好適に用いられるスプレー塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に陽極となるＩＴＯなどの透明電極を設け、この上に有機層を設け、さらにこの上に陰極となるアルミニウム薄膜などの金属電極を設けてなるものである。
そして、上記有機層は、例えば、ポリマーバッファー層、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を順次積層して構成されている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子のポリマーバッファー層を形成する方法には、スプレー塗布によるものがある。この方法は、スプレーノズルを用い、塗布剤をガラス基板に対してマスクを介して噴霧して塗布するものである。この時の塗布剤には、ポリマーの希薄有機溶媒溶液が用いられ、これを窒素ガスなどの霧化用ガスとともにスプレーノズルから噴霧するようになっている。
【０００４】
図２は、このような有機ＥＬ素子のポリマーバッファー層の塗布形成に用いられるスプレー塗布装置を模式的に示すものである。
図２において、符号１は、筐体を示す。この筐体１は、大型の箱状のものであって、その上部の壁には、ＨＥＰＡフィルターなどの集塵フィルター２が取り付けられており、この集塵フィルター２を介して、無塵とされた外気が筐体１内に導入されるようになっている。
【０００５】
また、筐体１の底部には、排気ダクト３が取り付けられ、この排気ダクト３は、図示しない排気装置に接続されて、筐体１内の後述する第１エリア、第２エリアおよび第３エリアの空気が塗布剤の飛沫とともに外部に排出されるようになっている。
さらに、筐体１内の上方には、スプレーノズル４が設けられている。このスプレーノズル４は、上記塗布剤を霧化用ガスとともに噴射し、塗布剤を霧状にして、下方に噴出するものである。また、スプレーノズル４は、水平方向に筐体１内を往復移動するように構成されている。
【０００６】
一方、筐体１内部の空間は、三つのエリア、すなわち第１エリア１１、第２エリア１２、第３エリア１３に区画されている。
第１エリア１１は、スプレーノズル４から噴霧される塗布剤の噴霧量を安定化するために、仮吹きを行うエリアである。第２エリアは、被塗布物が置かれ、スプレーノズル４から塗布剤を噴霧し、被塗布物に塗布するエリアである。第３エリアは、スプレーノズル４からの塗布剤の噴霧を停止するエリアである。
【０００７】
そして、第１エリア１１の下方には、塗布剤の仮吹き時の飛沫を受ける受け皿５が置かれている。
また、第２エリア１２の下方には、被塗布物となるガラス基板６が図示しない搬送装置上に置かれている。このガラス基板６には、透明電極が形成されており、さらにガラス基板６上には、マスク７が重ねられて、このマスク７に形成された塗布パターンに沿って塗布剤が塗布されるようになっている。
【０００８】
次に、この塗布装置の動作について、説明する。
まず、スプレーノズル４が第１エリア１１に移動し、ここで一時停止して、上述の塗布剤の仮吹きを行ったのち、第２エリア１２に移動し、ここで塗布剤の本吹きを行いつつ、第３エリア１３に向かって定速で移動する。第３エリア１３にスプレーノズル４が移動すると、塗布剤の噴霧を一旦停止して中断し、この中断状態を維持したまま、第１エリア１１に戻り、再度仮吹きを行うと言う往復移動動作が繰り返されるようになっている。
【０００９】
また、このスプレーノズル４の往復移動動作に同期して、ガラス基板６を載せた搬送装置は、スプレーノズル４の移動方向に対して直交方向に断続的に移動するようになっており、これによりガラス基板６全体に塗布剤を塗布できるようになっている。
【００１０】
ところで、上述の塗布動作にあっては、スプレーノズル４が第３エリア１３において塗布剤の噴霧を停止すると、図２に示すように、スプレーノズル４の先端部に塗布剤の液滴Ｄが付着して残ることがある。
本発明では、このスプレーノズル４の先端部に付着して残った塗布剤の液滴を残滴Ｄと呼ぶ。
【００１１】
そして、先端部に残滴Ｄが付着したままのスプレーノズル４が第３エリア１３から第１エリア１１に移動する際に、残滴が第２エリア１２に置かれているガラス基板６上に落下することがある。また、第２エリア１２で残滴が落下しないまでも、第１エリア１１での仮吹き時に、この残滴Ｄも同時に噴霧されて、過剰の塗布剤が噴霧され、この微細飛沫が第２エリア１２にあるガラス基板６に付着することもある。
【００１２】
このため、ガラス基板６上に形成されるポリマーバッファー層の膜厚にムラが生じ、これが原因となって有機ＥＬパネルに点灯ムラ、輝度低下などの欠陥が生じることがあった。
【特許文献１】特開２００１−３５１７７９号公報
【特許文献２】特開２００４−２８８４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
よって、本発明における課題は、スプレーノズルを用いて、ガラス基板等の被塗布物に塗布剤を噴霧し、塗布するスプレー装置において、スプレーノズルが残滴を付着したままの状態で、第３エリアから第１エリアに移動することがなく、第２エリアにおいて残滴が落下したり、仮吹き時に過剰の塗布剤が噴霧されたりすることがないようにし、上述の不都合を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、筐体と、この筐体内に設けられたスプレーノズルを備え、筐体内部が第１エリアと、第２エリアと、第３エリアとに区画され、
スプレーノズルは、第１エリアから第２エリアへ、第２エリアから第３エリアへ、第３エリアから第１エリアへ往復移動するものであり、
第１エリアは、スプレーノズルから噴霧される塗布剤量を安定化するために、仮吹きが行われるエリアであり、
第２エリアは、被塗布物が置かれ、スプレーノズルから塗布剤を噴霧し、被塗布物に塗布するエリアであり、
第３エリアは、スプレーノズルからの塗布剤の噴霧を停止するエリアであり、  第３エリアに、スプレーノズルの先端部に付着している塗布剤の残滴を除去する残滴除去手段を設けたことを特徴とするスプレー塗布装置である。
【００１５】
請求項２にかかる発明は、残滴除去手段が、移動可能になっており、スプレーノズルの先端部に接したのち、これから離間するものであることを特徴とする請求項１記載のスプレー塗布装置である。
請求項３にかかる発明は、残滴除去手段が、吸液部材を備え、この吸液部材に残滴を吸収して除去するものであることを特徴とする請求項１記載のスプレー塗布装置である。
【００１６】
請求項４にかかる発明は、吸液部材が、ベルト状になっており、残滴の吸収に伴って移動するものであることを特徴とする請求項３記載のスプレー塗布装置である。
請求項５にかかる発明は、吸液部材を加温する加温手段が設けられていることを特徴とする請求項３または４記載のスプレー塗布装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第３エリアにおいて噴霧が停止した状態のスプレーノズル先端部に付着している残滴が、第３エリアにおいて除去され、第１エリアに向かって移動する際には残滴がない状態となる。このため、残滴が第２エリアで落下することがなく、第１エリアまで持ち込まれることがない。
また、残滴除去手段が残滴を除去する時以外は、スプレーノズルからこれを退避させることができるので、スプレーノズルの往復移動が残滴除去手段によって妨げられることがない。
【００１８】
さらに、スプレーノズル先端部に付着した残滴を吸収して除去できるので、残滴除去操作が簡便となる。また、吸液部材を多数回の残滴の吸収に使用でき、吸液部材の交換の手間が少なくなる。
このため、このスプレー塗布装置を用いて、例えば有機ＥＬ素子のガラス基板にポリマーバッファー層を形成することにより、得られたポリマーバッファー層の膜厚のムラがほとんどなくなり、このガラス基板を用いて製造された有機ＥＬパネルの点灯ムラ、輝度低下などの不都合を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明のスプレー塗布装置の一例を示すもので、有機ＥＬ素子のガラス基板に対してポリマーバッファー層を形成するための装置を例示するものである。
また、図２に示した従来のスプレー装置と共通構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図１に示した例のスプレー塗布装置にあっては、筐体１の第３エリア１３内に残滴除去手段としての残滴吸収装置２１が設けられている点が、従来のスプレー塗布装置と異なるところである。
【００２０】
この残滴吸収装置２１は、本体２２とホイール２３と吸収ベルト２４を備え、さらに本体２２内には駆動ホイールと回転駆動部が内蔵されて構成されている。本体２２は、箱状のもので、その内部には、駆動ホイールが回転可能に設けられており、この駆動ホイールはモータなどの回転駆動部により間欠的に回転されるようになっている。
【００２１】
また、本体２２の上部には本体２２から突出した状態でホイール２３が適宜の軸支手段により回転可能に取り付けられている。このホイール２３は、従動ホイールであって、その内部にはヒータが内蔵されて必要に応じて昇温可能になっている。また、ホイール２３自体をセラミックヒータで構成してもよい。
さらに、このホイール２３と上記駆動ホイールとの間には、吸収ベルト２４が取り外し可能に架け渡されており、駆動ホイールの回転に伴って、ホイール２３が間欠的に回転されるようになっている。
【００２２】
上記吸収ベルト２４は、吸液性でかつ非発塵性の材料、例えばコットン製の長繊維不織布などからなる帯状の無端ベルトであって、ホイール２３の回転に伴って間欠的に移動するとともにホイール２３の昇温によって３０〜８０℃程度に加熱されるようになっている。なお、吸収ベルト２４は、無端ベルトに限定されず、巻き取りリール方式のものであってもよい。
【００２３】
また、この残滴吸収装置２１は、図示しない昇降装置により第３エリア１３内で間欠的に上昇または降下するようになっており、その上昇位置において、吸収ベルト２４の最上部がスプレーノズル４の先端部に軽く接触するように、その上昇位置が定められている。
【００２４】
さらに、残滴吸収装置２１には、第１制御部が設けられており、この第１制御部は、残滴吸収装置２１が上昇し、吸収ベルト２４の最上部がスプレーノズル４の先端部に接触する毎に上記回転駆動部を動作させて、ホイール２３を間欠的に回転させ、吸収ベルト２４を間欠的に送るように制御する。また、この制御は、吸収ベルト２４とスプレーノズル４の１回の接触毎に吸収ベルト２４を１回送るようにも、また複数回の接触毎に吸収ベルト２４を１回送るようにもできるようになっている。
【００２５】
また、上記昇降装置には、第２制御部が設けられており、この第２制御部には、スプレーノズル４の移動位置の情報が入力され、この位置情報に応じて残滴吸収装置２１を上昇させ、ついで所定時間経過後に残滴吸収装置２１を下降させるように制御し、スプレーノズル４が第２エリア１２から第３エリア１３に移動するのに同期して残滴吸収装置２１を上昇させ、スプレーノズル４が再び第１エリア１１に向かって移動する前に残滴吸収装置２１を降下させるように残滴吸収装置２１を動作させる。
【００２６】
次ぎに、このスプレー塗布装置を用いた塗布操作について説明する。
スプレーノズル４は、通常と同様に第１エリア１１において仮吹きを行ったのち、第２エリア１２に移動し、ガラス基板６に塗布剤を噴霧、塗布する。ついで、第２エリア１２から第３エリア１３にスプレーノズル４が移動し、所定の停止位置に達する以前に塗布剤の噴霧を停止する。
【００２７】
そして、第２制御部からの指令により、スプレーノズル４の停止位置に至る動きに同期して、残滴吸収装置２１が上昇し、スプレーノズル４が停止した直後に、その吸収ベルト２４の最上部がスプレーノズル４先端部に接触し、その先端部に付着している塗布剤の残滴Ｄが吸収ベルト２４に吸収され、残滴Ｄが除去される。
【００２８】
この後、残滴吸収装置２１が降下して下降位置に戻り、スプレーノズル４は第３エリア１３から第１エリア１１に向けて塗布剤の噴霧を停止した状態を維持して、移動を始める。
そして、この残滴吸収装置２１の動作が、スプレーノズル４の往復移動毎に繰り返されることになる。
【００２９】
また、残滴吸収装置２１の吸収ベルト２４がスプレーノズル４先端部に接触して、残滴Ｄを吸収したならば、上記第１制御部からの指令によって、吸収ベルト２４が間欠的に送られ、これにより次回の接触の際には、吸収ベルト２４の新しい部分がスプレーノズル４の先端部に接触することになる。また、上述のように、複数回の接触後に吸収ベルト２４を送ることもできる。
【００３０】
また、ホイール２３が昇温状態となっている場合には、吸収ベルト２４が加温され、これに吸収された残滴中の有機溶媒は速やかに揮発し、乾燥状態となる。多数回の残滴の吸収を経て吸収ベルト２４自体の吸液性が低下した場合には、吸収ベルト２４を交換する。
【００３１】
このように、この例のスプレー塗布装置を用いることで、スプレーノズル４が第３エリア１３において塗布剤の噴霧を停止した際に生じる残滴Ｄが、残滴吸収装置２１によって速やかに取り除かれるので、スプレーノズル４が第１エリア１１方向に移動するときに、第２エリア１２において残滴Ｄを落とすことがなく、第１エリア１１での次回の仮吹き時でも余分の塗布剤を噴霧することがない。
【００３２】
このため、第２エリア１２に置かれたガラス基板６に残滴が付着したり、仮吹き時に余分に噴霧された塗布剤の微細飛沫が付着したりすることがなくなる。
したがって、このスプレー塗布装置によって有機ＥＬ素子のガラス基板上にポリマーバッファー層を形成すれば、ポリマーバッファー層の膜厚のムラがなくなり、このガラス基板を用いた有機ＥＬパネルにあっては、点灯ムラ、輝度低下などの不具合が生じることがない。
【００３３】
また、スプレーノズル４の移動停止とほぼ同時に残滴吸収装置２１の吸収ベルト２４に残滴を吸収させることができるので、塗布剤として速揮発性有機溶媒を含む速乾性のものを使用した際にも、残滴が固化してスプレーノズル４の先端部に目詰まりが生じることもない。
【００３４】
なお、本発明にあっては、残滴除去手段としては、上述の例の残滴吸収装置２１に限られることはなく、残滴に空気などの気体を吹き付けて残滴を吹き飛ばすものや細いロッドをスプレーノズル４の下方から残滴に接触させて、残滴をロッドに伝わらせて除去するものでもよい。
【００３５】
また、残滴吸収装置２１は、必ずしも上下方向に往復動させる必要はなく、スプレーノズル４が停止した際にこれに残滴吸収装置２１が接触し、ついでこれから離間するものであればよく、斜め方向に往復移動するもの、回転運動するものでもよい。
さらに、吸液部材としてベルトを用い、これを順次送るようにしているが、これに限らず、コットン製の不織布（例えば、旭化成せんい社製「ベンコットン」）などからなるやや大きめの直方体状のブロックを固定しておき、吸液性が低下した場合に交換するようにしてもよい。
【００３６】
また、本発明のスプレー塗布装置は、上記ポリマーバッファー層の形成以外にも用いられ、種々の薄膜をスプレー塗布によって形成する場合にも利用することができる。
【００３７】
以下、具体例を示す。
（実施例１）
図１に示した残滴吸収装置２１を備えたスプレー塗布装置を用いて、有機ＥＬ素子のガラス基板上にポリマーバッファー層を形成した。塗布剤には、アミン系ポリマーを有機溶媒に溶解した濃度１ｗｔ％の溶液を使用し、霧化用ガスには、乾燥窒素を使用した。
【００３８】
第１エリア１１での仮吹き後に、第２エリア１２に置かれたガラス基板６に上記塗布剤を焼成後の膜厚が１０ｎｍとなるようにスプレーノズル４から上記塗布剤を噴霧し、塗布した。
スプレーノズル４が第３エリア１３に移動し、塗布剤の噴霧を停止したときに、残滴吸収装置２１の吸収ベルト２４がスプレーノズル４の先端部に接触し、残滴Ｄを吸収して除去した。
【００３９】
スプレーノズル４が第１エリア１１に移動する際には、残滴のガラス基板６への落下は認められなかった。また、第１エリア１１での仮吹き時に余分の塗布剤が噴霧されず、第２エリア１２にあるガラス基板６への塗布剤微細飛沫の付着は認められなかった。
【００４０】
塗布剤の塗布後のガラス基板６を１８０℃、５分の条件で仮乾燥し、さらに２４０℃、１０分の条件で本焼成してポリマーバッファー層を形成した。
得られたポリマーバッファー層を顕微鏡で観察したところ、顕著な膜厚ムラは見られなかった。また、このガラス基板を用いて、有機ＥＬパネルを作成し、点灯すると、点灯ムラは視認されなかった。
【００４１】
（比較例）
図２に示した残滴吸収装置２１を備えていないスプレー塗布装置を用いて、ガラス基板上にポリマーバッファー層を形成した。塗布剤、塗布条件、乾燥条件、焼成条件は実施例１と同様とした。
【００４２】
スプレーノズル４が第１エリア１１に移動する際には、残滴のガラス基板６への落下が認められた。また、第１エリア１１での仮吹き時に余分の塗布剤が噴霧され、第２エリア１２に置かれたガラス基板６への塗布剤微細飛沫の付着が認められた。
得られたポリマーバッファー層を顕微鏡で観察したところ、顕著な膜厚ムラが見られた。また、このガラス基板を用いて、有機ＥＬパネルを作成し、点灯すると、点灯ムラが視認された。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のスプレー塗布装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】従来のスプレー塗布装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・筐体、４・・・スプレーノズル、６・・・ガラス基板、１１・・・第１エリア、１２・・・第２エリア、１３・・・第３エリア、２１・・・残滴吸収装置、２４・・・吸収ベルト、Ｄ・・・残滴。
【図１】
2006150262.tif 000003
【図２】
2006150262.tif 000004