(57)【要約】【課題】塗布部により基板の表面に塗布液を薄く塗布して薄膜を形成する際に、薄膜の両側部での盛上りを解消し、基板の表面に均一な厚さのフラットな薄膜を形成できる薄膜形成装置、薄膜形成方法及び薄膜形成体を提供すること。【解決手段】塗布部２０はスリット２１から塗布液２４を吐出して基板１０の下面に塗布する。塗布部２０の両側部の上面ａの高さは、中央部の上面ｂの高さよりもやや（例えば２０μｍ程度）低くなっている。したがって塗布部２０の上面を基板１０の下面に近接させた塗布液２４の塗布状態において、基板１０の下面との間隔は、中央部との間隔Ｔ２よりも両側部の間隔Ｔ１の方がやや大きくなっている。これにより、両側部に盛上り部を生じることはなく、基板１０の表面に均一な厚さでフラットに塗布液２４を塗布して薄膜を形成することができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液の吐出部を基板の表面に沿って相対的に移動させながら基板の表面に塗布液を塗布して薄膜を形成する薄膜形成装置であって、移動方向に直交する方向における両側部の塗布液の塗布量を抑制する塗布量抑制手段を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記吐出部が前記直交する方向に横長のスリットであり、スリットの両側部の上面の高さを中間部の上面の高さよりも低くして基板表面との間隔を大きくすることにより、前記塗布量抑制手段としたことを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記吐出部が前記直交する方向に横一列に並設された管状のノズルから成り、両側部のノズルの上面の高さを中央部のノズルの上面の高さよりも低くして基板表面との間隔を大きくすることにより、前記塗布量抑制手段としたことを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記吐出部が前記直交する方向に横一列に並設された管状のノズルから成り、両側部のノズルからの塗布液の吐出量を中央部のノズルからの吐出量よりも少量とするように各ノズルからの吐出量を制御することにより、前記塗布量抑制手段としたことを特徴とする請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
基板の表面に沿って吐出部を相対的に移動させながら、基板の表面に吐出部から吐出された塗布液を塗布して薄膜を形成する薄膜形成方法であって、移動方向に直交する方向における両側部の塗布液の塗布量を塗布量抑制手段により抑制しながら塗布液を塗布するようにしたことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項６】
請求項５に記載された方法により薄膜が形成されたことを特徴とする薄膜形成体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬなどの表示パネル等の薄膜形成装置、薄膜形成方法及び薄膜形成体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば有機ＥＬなどの表示パネルは、ガラス基板などの基板の表面に高分子有機材料から成る発光層や注入層などの薄膜を形成して製造される。かかる薄膜は、一般に、ノズルなどの吐出部から塗布液（高分子有機材料液）を吐出しながら、吐出部を基板の表面に沿って相対的に水平移動させることにより塗布して形成される。塗布液は、一般に溶質と溶媒の混合液または溶質が溶媒に溶けている溶液（以下、これらを混合液という）であり、基板の表面に塗布された塗布液は溶媒が蒸発することにより固化して薄膜となる（例えば、（特許文献１）参照。）。
【０００３】
図１２は、従来方法により塗布液を塗布して形成された薄膜形成体の平面図、図１３は従来方法により塗布液を塗布して形成された薄膜形成体の断面図である。薄膜形成体１の主体となる基板２の表面には塗布液が薄く塗布されて固化し、薄膜３が形成されている。基板２に塗布された塗布液は、一般に、赤外線を照射したり、超音波を付与するなどして溶媒の蒸発が促進され、固化して薄膜３となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−６２３７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来方法で形成された薄膜３は、塗布方向（吐出部の基板に対する相対的な移動方向）Ａにおける両側部（ハッチングを付した部分）３ａ、３ｂが盛上り、中間部（両側部３ａ、３ｂの間）よりも厚くなりやすい傾向があった。このように両側部３ａ、３ｂが局部的に盛上ると輝度ムラや色度ムラなどの発光ムラが発生しやすく、また薄膜３の劣化寿命も、両側部３ａ、３ｂと中間部でばらついてしまうという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、薄膜の両側部での盛上りを解消し、基板の表面に均一な厚さのフラットな薄膜を形成できる薄膜形成装置、薄膜形成方法及び薄膜形成体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、塗布液の吐出部を基板の表面に沿って相対的に移動させながら基板の表面に塗布液を塗布して薄膜を形成する薄膜形成装置であって、移動方向に直交する方向における両側部からの塗布液の塗布量を抑制する塗布量抑制手段を備えたものである。
【０００８】
また本発明は、基板の表面に沿って吐出部を相対的に移動させながら、基板の表面に吐出部から吐出された塗布液を塗布して薄膜を形成する薄膜形成方法であって、移動方向に直交する方向における両側部の塗布液の塗布量を塗布量抑制手段により抑制しながら塗布液を塗布するようにしたものである。
【０００９】
本発明によれば、吐出部の移動方向（塗布方向）に直交する方向における両側部の塗布液の塗布量を抑制することにより薄膜の両側部での盛上りを解消し、基板の表面に均一な厚さのフラットな薄膜を形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における薄膜形成装置の構成図、図２は本発明の実施の形態１における薄膜形成装置の側面図、図３は本発明の実施の形態１における薄膜形成装置の塗布部の斜視図、図４は本発明の実施の形態１における薄膜形成体の平面図、図５は本発明の実施の形態１における薄膜形成体の断面図である。
【００１１】
図１および図２において、１０はガラス基板などの基板であり、保持体１１に保持されて塗布部２０の上方に位置している。保持体１１は、真空吸着手段（図示せず）などの保持手段により、その下面に基板１０を水平な姿勢で吸着保持している。保持体１１の上面にはナット１２が装着されており、ナット１２には水平な送りねじ１３が螺入されている。送りねじ１３はモータ１４に駆動されて回転する。
【００１２】
図２において、モータ１４の駆動により送りねじ１３が回転すると、基板１０を保持する保持体１１は送りねじ１３に沿って水平方向へ移動し（矢印Ａ）、基板１０も同方向へ水平移動する。すなわち、保持体１１、ナット１２、送りねじ１３、モータ１４は、基板１０を塗布部２０に沿って相対的に移動させる移動手段となっている。なお静止した基板１０に対して塗布部２０を移動させてもよい。２７は基板１０の移動路の下方に設けられた塗布液の固化手段としての赤外線ランプであり、基板１０の表面に塗布された塗布液２４に赤外線を照射する。
【００１３】
図２、図３において、塗布部２０は移動方向（塗布方向）Ａに直交する方向に横長のスリット２１が形成されている。スリット２１の下部はジョイント部２２を介して管路２３に接続されている。また管路２３は塗布液２４の貯溜部２５に接続されている。塗布液２４は、溶質と溶媒を混合した高分子有機材料液などである。塗布液２４は、スリット２１の毛管力によりスリット２１に吸い上げられ、その上端部から吐出される。なお管路２３などの適所にポンプを設け、ポンプにより塗布液２４をスリット２１へ送り込むようにしてもよい。
【００１４】
図１において、塗布部２０の両側部の上面ａの高さは、中間部の上面ｂの高さよりもやや（例えば２０μｍ程度）低くなっている。したがって塗布部２０の上面を基板１０の下面に近接させた塗布液２４の塗布状態において、基板１０の下面（塗布面）との間隔は、中間部における間隔Ｔ２よりも両側部における間隔Ｔ１の方がやや大きくなっている。なお図示しないが、塗布部２０を基板１０の下面に対して相対的に上下動させる上下動手段が設けられており、塗布部２０の上面を基板１０の下面に近接・離隔させることができる。
【００１５】
この薄膜形成装置は上記のような構成より成り、次にその動作を説明する。図１および図２において、塗布部２０の上面を基板１０の下面に近接させ、モータ１４を駆動して基板１０を塗布部２０に対して水平方向に移動させることにより（矢印Ａ）、基板１０の下面にスリット２１から吐出される塗布液を塗布する。両側部の間隔Ｔ１は中間部の間隔Ｔ２よりも大きいので、図１２、図１３を参照して説明したように両側部に盛上り部を生じることはなく、基板１０の表面に均一な厚さでフラットに塗布液２４を塗布することができる。すなわち、スリット２１の両側部の上面ａの高さを中間部の上面ｂの高さよりも低くして両側部における基板１０の表面との間隔Ｔ１を中間部における間隔Ｔ２よりも大きくすることにより、移動方向（塗布方向）Ａに直交する方向における両側部の塗布液の塗布量を抑制する塗布量抑制手段となっている。
【００１６】
塗布された塗布液２４には赤外線ランプ２７から赤外線が照射され、これにより塗布液２４中の溶剤の蒸発は促進され、塗布液２４は固化して薄膜となる。図４および図５は、このようにして形成された薄膜形成体９を示しており、基板１０の表面には均一な厚さのフラットな薄膜２４が形成されている。なお一般に、薄膜は基板の表面に多層に形成されるものであり、したがって上記した薄膜形成作業を複数回繰り返すことにより、薄膜を多層に形成する。
【００１７】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における薄膜形成装置の構成図、図７は本発明の実施の形態２における薄膜形成装置の塗布部の斜視図である。基板１０の移動手段や赤外線ランプ２７等は実施の形態１と同じであり、説明は省略する。
【００１８】
塗布部３０は、基体３１に吐出部としての管状のノズルＮ１〜Ｎ１７を複数個（本例では１７個）上記移動方向Ａと直交する方向に横一列に並設して成っている。両側部のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ１６、Ｎ１７の上面ａの高さは中央部のノズルＮ３〜Ｎ１５の上面ｂの高さよりもやや低くなっている。したがってノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ１６、Ｎ１７と基板１０との間隔Ｔ１は、ノズルＮ３〜Ｎ１５との間隔Ｔ２よりも大きくなっており、これにより塗布量抑制手段となっている。各ノズルＮ１〜Ｎ１７は、管路３２を通して貯溜部２５に接続されている。貯溜部２５に貯溜された塗布液２４は、ポンプＰあるいは毛管力により各ノズルＮ１〜Ｎ１７へ送られる。
【００１９】
このものも、実施の形態１と同様に、基板１０の下面を塗布部２０の上面に近接させ、モータ１４を駆動して基板１０を塗布部２０に対して水平方向に移動させることにより（矢印Ａ）、基板１０の下面に塗布液を塗布する。両側部の間隔Ｔ１は中央部の間隔Ｔ２よりも大きいので、実施の形態１と同様に、基板表面に均一な厚さでフラットに塗布液２４を塗布することができる。塗布された塗布液２４には赤外線ランプ２７から赤外線が照射され、これにより塗布液２４は固化して図４、図５に示す薄膜形成体９が得られる。
【００２０】
（実施の形態３）
図８は本発明の実施の形態３における薄膜形成装置の構成図、図９は本発明の実施の形態３におけるノズルの高さ調節方法の説明図である。実施の形態２と同一要素には同一符号を付している。
【００２１】
図８において、塗布部３０’の両側部のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ１１、Ｎ１２の高さは、中央部のノズルＮ３〜Ｎ１０の高さよりも次第に低くなっており、これにより両側部のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ１１、Ｎ１２の上端と基板１０の下面の間隔を、中央部のノズルＮ３〜Ｎ１０の間隔よりも大きくしており、実施の形態２と同様の作用効果が得られる。
【００２２】
図９（ａ）、（ｂ）は、図８に示されるようにノズルＮ１〜Ｎ１２の高さを調整する方法を示すものである。図９（ａ）において、基体３１に保持されたノズルＮ１〜Ｎ１２の上端の高さは同一レベルである。３５は下面中央部にフラットな面３６を有し、両側部にテーパ面３７を有する治具であり、押圧手段としてのシリンダ３８のロッド３９の下端部に取り付けられている。
【００２３】
図９（ｂ）に示すようにシリンダ３８のロッド３９を突出させて治具３５を下降させ、その下面をノズルＮ１〜Ｎ１０に押し付けることにより、図８に示される塗布部３０’が得られる。
【００２４】
（実施の形態４）
図１０は本発明の実施の形態４における薄膜形成装置の構成図、図１１は本発明の実施の形態４における薄膜形成装置の制御系のブロック図である。基板１０の移動手段や赤外線ランプ２７等は実施の形態１と同じであり、説明は省略する。
【００２５】
塗布部４０は基体４１に複数本のノズルＮ１〜Ｎ１７を上記移動方向Ａと直交する方向に横一列に並設して成っている。すべてのノズルＮ１〜Ｎ１７の上面の高さは同一である。両側部のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ１６、Ｎ１７は管路４２、４３を通して貯溜部２５に接続されており、管路に設けられたポンプＰ１により貯溜部２５の塗布液２４はノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ１６、Ｎ１７へ送られる。また中央部のノズルＮ３〜Ｎ１５は管路４４を通して貯溜部２５に接続されており、管路に設けられたポンプＰ２により貯溜部２５の塗布液２４はノズルＮ３〜Ｎ１５へ送られる。図９において、制御部５０はモータ１４やポンプＰ１、Ｐ２の駆動を制御する。
【００２６】
このものも、塗布部４０のノズルＮ１〜Ｎ１７を基板１０の下面に近接させ、上記移動方向Ａに移動させることにより基板１０の下面に塗布液２４を塗布する。この場合、ポンプＰ１による両側部のノズルＮ１、Ｎ２、Ｎ１６、Ｎ１７からの塗布液２４の吐出量がポンプＰ２による中央部のノズルＮ３〜Ｎ１５からの塗布液の吐出量より少量となるように、制御部５０によりポンプＰ１、Ｐ２の駆動を制御する。すなわち、両側部のノズルからの塗布液の吐出量を少量とするように各ノズルからの塗布液の吐出量を制御することにより、移動方向に直交する方向における両側部からの塗布液の塗布量を抑制する塗布量抑制手段としている。したがって本実施の形態４も、上記各実施の形態と同様に基板１０の表面に均一な厚さの薄膜をフラットに形成し、図４、図５に示される薄膜形成体９を製造することができる。
【００２７】
上記各実施の形態から明らかなように、本発明は、要は移動方向に直交する方向における両側部の塗布液の塗布量を抑制すればよいものであり、上記各実施の形態以外にも様々な設計変更が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板の表面に形成される薄膜の両側部での盛上りを解消し、基板の表面に均一な厚さのフラットな薄膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における薄膜形成装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における薄膜形成装置の側面図
【図３】本発明の実施の形態１における薄膜形成装置の塗布部の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１における薄膜形成体の平面図
【図５】本発明の実施の形態１における薄膜形成体の断面図
【図６】本発明の実施の形態２における薄膜形成装置の構成図
【図７】本発明の実施の形態２における薄膜形成装置の塗布部の斜視図
【図８】本発明の実施の形態３における薄膜形成装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態３におけるノズルの高さ調節方法の説明図
【図１０】本発明の実施の形態４における薄膜形成装置の構成図
【図１１】本発明の実施の形態４における薄膜形成装置の制御系のブロック図
【図１２】従来方法により塗布液を塗布して形成された薄膜形成体の平面図
【図１３】従来方法により塗布液を塗布して形成された薄膜形成体の断面図
【符号の説明】
９　薄膜形成体
１０　基板
２０，３０，３０’，４０　塗布部
２１　スリット
２４　塗布液
２５　貯溜部
Ｎ１〜Ｎ１７　ノズル
Ｐ１，Ｐ２　ポンプ
Ｔ１，Ｔ２　間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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