(57)【要約】【課題】第１のスリット・セグメントおよび第２のスリット・セグメントを含む塗布装置を提供すること。【解決手段】第１のスリット・セグメントは、第１の壁および第２の壁を有し、その第１の壁と第２の壁との間に第１のスリットが形成される。第２のスリット・セグメントは、第１の塗布リップおよび第２の塗布リップを有し、第１の塗布リップは第１の壁につながり、第２の塗布リップは第２の壁につながり、第１の塗布リップと第２の塗布リップとの間に第２のスリットが設けられる。第２のスリットの幅は第１のスリットの幅より大きい。第１のスリットの幅に対する第２のスリットの幅の比は１．２と３．８との間にある。第２の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離に対する、第１の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離の比は、０．５と１．５との間にある。したがって、この塗布装置により、安定した双方向極薄膜塗布が可能になる。【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布材を案内して基板の表面上に塗布するのに適した塗布装置であって、
双方の間に第１のスリットが設けられた第１の壁および第２の壁を有する第１のスリット・セグメントと、
前記第１の壁につながる第１の塗布リップ、前記第２の壁につながる第２の塗布リップ、および塗布材出口を有し、前記第１の塗布リップと前記第２の塗布リップとの間に、幅が前記第１のスリットより大きく且つ２つの端部が前記塗布材出口および前記第１のスリットにそれぞれつながる第２のスリットが設けられた第２のスリット・セグメントと、を備え、
前記第２のスリットの幅の前記第１のスリットの幅に対する比は１．２と３．８との間にあり、前記第２の塗布リップから前記第１のスリットの中心線までの距離に対する、前記第１の塗布リップから前記第１のスリットの中心線までの距離の比は０．５と１．５との間にある
ことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記第１の塗布リップが第１の面を有し、前記第２の塗布リップが第２の面を有し、前記第１の面、前記第２の面、および前記塗布材出口が同じ方向を向き、前記第１の面および前記第２の面が同一平面にあることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記第２のスリットが第２のスリット深さを有し、当該第２のスリット深さが２０μｍ〜１１０μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記第２のスリット深さが、好ましくは、４０μｍ〜９０μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項３に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記第２のスリット深さが、好ましくは、６０μｍ〜７０μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項４に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記第２の塗布リップから前記第１のスリットの中心線までの距離に対する、前記第１の塗布リップから前記第１のスリットの中心線までの距離の比が、好ましくは、０．８と１．２との間にあることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記第１の壁が第１の側方壁面を有し、前記第１の塗布リップが前記第１の側方壁面につながり、前記第１の側方壁面と前記第１の塗布リップとの間に鈍角が形成され、当該鈍角が９０°から１５０°の間にあることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記第２の壁が第２の側方壁面を有し、前記第２の塗布リップが前記第２の側方壁面につながり、前記第２の側方壁面と前記第２の塗布リップとに間に鈍角が形成され、当該鈍角が９０°から１５０°の間にあることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項９】
前記第１の壁が第１の側方壁面を有し、前記第１の塗布リップが前記第１の側方壁面につながり、前記第１の側方壁面と前記第１の塗布リップとが円弧面によってつながることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項１０】
前記第２の壁が第２の側方壁面を有し、前記第２の塗布リップが前記第２の側方壁面につながり、前記第２の側方壁面と前記第２の塗布リップとが円弧面によってつながることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【請求項１１】
前記第１の塗布リップが、第１のリップ面と、当該第１のリップ面につながる第１の面とを有し、前記第２の塗布リップが、第２のリップ面と、当該第２のリップ面につながる第２の面とを有し、前記第１のリップ面が前記第２のリップ面に対向し、前記第１のリップ面と前記第１の面との間、または前記第２のリップ面と前記第２の面との間に鋭角が形成され、当該鋭角が８６°から９０°の間であることを特徴とする、請求項１に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置に関し、より詳細には、膜塗布機用の塗布ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の発光効率、寿命、および信頼性が継続的に向上し、ＯＬＥＤの価格が明らかに低下するのに伴い、市場におけるＯＬＥＤ照明器具の割合が徐々に増えている。
【０００３】
ＯＬＥＤパネルの製造では、極薄膜塗布技術が製品の製造コストに大きく影響する。したがって、塗布機の塗布ヘッドを使用して基板上にナノメートル規模の厚さでフォトレジスト液を均一に塗布することが設計者には重要な課題である。
【０００４】
一般に、塗布ヘッドは、液体出口と、液体出口につながるスリットとを有し、フォトレジスト液がそのスリットを経由して液体出口から流出する。塗布ヘッドはスリットにより上側塗布リップと下側塗布リップとに分割されており、基板の方がこの塗布ヘッドに対し上側塗布リップから下側塗布リップの方向に移動するようになっている。フォトレジスト液が液体出口を通って流出し、基板上に塗布される間、基板は塗布ヘッドに対し連続して移動する。基板が移動する際、基板の移動の影響と材料の界面エネルギーの作用とによって、フォトレジスト液は液体出口に循環領域を形成し、次にフォトレジスト液滴になる。基板への塗布中に液体出口から下側塗布リップ（下流端）に向かって大量のフォトレジスト液滴が落ちる場合、塗布の効果が低下し、例えば、膜厚が不均一になるか又は厚くなる。したがって、フォトレジスト液滴を液体出口に安定的に保持して、塗布プロセスの良質性を保証することは、塗布ヘッドの設計にあたって考慮すべき重要な要素である。
【０００５】
従来技術における塗布ヘッドの設計では、下側塗布リップは、フォトレジスト液滴が当該下側塗布リップに向かって流れるのを避けるために上側塗布リップよりも突出している。このようにして、塗布の良質性が保証され、フォトレジスト液滴が下側塗布リップに向かって流れて塗布が不十分となることが防止される。しかし、従来技術における塗布ヘッドの設計では、フォトレジスト液滴が上側塗布リップに向かって流れるのを防止すると同時に当該フォトレジスト液滴が下側塗布リップに向かって流れるのを防止することはできず、フォトレジスト液滴が下側塗布リップに向かって流れるのを防止することしかできない。したがって、従来技術における塗布ヘッドの設計は、塗布ヘッドに対し単一の方向に基板を動かし加工することにしか適しておらず、よって塗布プロセス上不都合である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、塗布機の塗布ヘッドが単一方向の塗布でしか安定性を維持することができず塗布プロセスで不都合を生じるという、従来技術の問題を解決する塗布装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、塗布材を案内して基板の表面上に塗布するのに適した塗布装置を提供する。塗布装置は、第１のスリット・セグメントおよび第２のスリット・セグメントを備える。第１のスリット・セグメントは第１の壁および第２の壁を有する。その第１の壁と第２の壁との間に第１のスリットが設けられる。第２のスリット・セグメントは、第１の塗布リップ、第２の塗布リップ、および塗布材出口を有する。第１の塗布リップは第１の壁につながり、第２の塗布リップは第２の壁につながり、その第１の塗布リップと第２の塗布リップとの間に第２のスリットが設けられる。第２のスリットの２つの端部は、塗布材出口および第１のスリットにそれぞれつながる。第２のスリットの幅は第１のスリットの幅より大きい。第１のスリットの幅に対する第２のスリットの幅の比は、１．２と３．８との間にある。第２の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離に対する、第１の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離の比は、０．５と１．５との間にある。
【０００８】
本発明の塗布装置によれば、第２のスリットの幅は第１のスリットの幅より大きく、第２の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離に対する、第１の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離の比は、０．５と１．５との間にある。したがって、塗布装置の寸法の設計により、その塗布装置に関して双方向極薄膜塗布の質を向上させ、塗布プロセスを好都合なものにすることができる。
【０００９】
本発明のこれらのおよび他の態様が以下の図面と併せた好ましい実施形態の以下の説明から明らかになる。
【００１０】
添付の図面は、本発明の１つまたは複数の実施形態を示し、書面による明細書と共に本発明の原理を説明するように働く。実施形態の同じ要素または同様の要素を指すために、可能な場合は必ず複数の図面を通して同じ参照番号を使用している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明に係る実施形態による塗布装置の構造図である。
【図１Ｂ】本発明に係る実施形態による塗布装置の構造断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの塗布装置の部分構造断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による塗布装置によって基板上に塗布される塗布材の概略図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による塗布装置によって基板上に塗布される塗布材の別の概略図である。
【図３】本発明の実施形態による塗布プロセス中の塗布材の流れ場分析図である。
【図４】本発明の別の実施形態による塗布装置の構造断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による塗布装置の構造断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態による塗布装置の構造断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１Ａから図１Ｃを図２Ａと共に参照すると、図１Ａは本発明に係る実施形態による塗布装置の構造図であり、図１Ｂは塗布装置の構造断面図であり、図１Ｃは図１Ｂの塗布装置の部分構造断面図であり、図２Ａは塗布装置によって基板上に塗布される塗布材の概略図である。
【００１３】
本実施形態に係る発明塗布装置１０は、極薄膜塗布機の塗布ヘッドである。塗布装置１０は、塗布材出口２３０と、塗布材出口２３０の反対側にある塗布材入口２４０とを有する。塗布装置１０は、塗布材を案内して基板４００の表面上に極薄膜の形態で塗布するために使用される。塗布装置１０は、第１のスリット・セグメント１００および第２のスリット・セグメント２００を備える。
【００１４】
第１のスリット・セグメント１００は、第１の壁１１０と、第１の壁１１０の反対側にある第２の壁１２０とを有する。第１の壁１１０と第２の壁１２０との間に第１のスリット１０１が設けられる。さらに、第１の壁１１０は、第１の壁面１１１と、第１の壁面１１１に隣接する第１の側方壁面１１２とを有し、第２の壁１２０は、第２の壁面１２１と、第２の壁面１２１に隣接する第２の側方壁面１２２とを有する。第１の壁１１０の第１の壁面１１１は、第２の壁１２０の第２の壁面１２１に対向し、したがって、第１のスリット１０１は第１の壁面１１１と第２の壁面１２１との間に形成される。第１のスリット１０１は幅Ｄ１を有し、その幅Ｄ１は第１の壁面１１１と第２の壁面１２１との間の距離である。幅Ｄ１は１００μｍでよい。
【００１５】
第２のスリット・セグメント２００は、第１の塗布リップ２１０、第２の塗布リップ２２０、および塗布材出口２３０を有する。第１の塗布リップ２１０は、第１の壁１１０のうち第１の側方壁面１１２を有する側につながり、第２の塗布リップ２２０は、第２の壁１２０のうち第２の側方壁面１２２を有する側につながる。第１の塗布リップ２１０と第２の塗布リップ２２０との間に第２のスリット２０１が設けられる。第２のスリット２０１の２つの端部は、塗布材出口２３０および第１のスリット１０１にそれぞれつながる。第２のスリット２０１は幅Ｄ２を有し、第２のスリット２０１の幅Ｄ２は第１のスリット１０１の幅Ｄ１より大きい。第１のスリット１０１の幅Ｄ１に対する第２のスリット２０１の幅Ｄ２の比は１．２と３．８との間にある。さらに、第１の塗布リップ２１０は、第１のリップ面２１１と、第１のリップ面２１１に隣接する第１の面２１２とを有し、第２の塗布リップ２２０は、第２のリップ面２２１と、第２のリップ面２２１に隣接する第２の面２２２とを有する。第１の塗布リップ２１０の第１のリップ面２１１は、第２の塗布リップ２２０の第２のリップ面２２１に対向し、したがって、第２のスリット２０１は第１のリップ面２１１と第２のリップ面２２１との間に形成される。第２のスリット２０１の幅Ｄ２は、第１のリップ面２１１と第２のリップ面２２１との間の距離である。
【００１６】
さらに、第１の面２１２、第２の面２２２、および塗布材出口２３０は同じ方向を向き、第１の面２１２および第２の面２２２は同一平面にある。さらに、塗布装置１０が基板４００を塗布するために使用されるときは、第１の面２１２、第２の面２２２、および塗布材出口２３０は同時に基板４００に対向する。基板４００を基準にした第１の塗布リップ２１０の距離と、基板４００を基準にした第２の塗布リップ２２０の距離は同じである。さらに、第１の面２１２および第２の面２２２から基板４００までの距離は、概して５０μｍと１００μｍとの間にある。第１の面２１２および第２の面２２２が同一平面にあるという特徴は本開示を限定するものではなく、本開示の別の実施形態では、第１の面２１２および第２の面２２２は同一平面になくてよいことに留意されたい。さらに、第１の面２１２から基板４００までの距離は、第２の面２２２から基板４００までの距離より長くても短くてもよい。
【００１７】
第１のスリット１０１は中心線Ｍを有する。第１のリップ面２１１は第１のスリット１０１の中心線Ｍから第１の距離ａの位置にあり、第２のリップ面２２１は第１のスリット１０１の中心線Ｍから第２の距離ｂの位置にある。第２の距離ｂに対する第１の距離ａの比は０．５と１．５との間にある。さらに、別の実施形態では、第２の距離ｂに対する第１の距離ａの比は０．８と１．２との間にあってよい。
【００１８】
さらに、第２のスリット２０１は深さＨ２を有し、その深さＨ２は、塗布材出口２３０と第１のスリット１０１との間の距離である。深さＨ２は２０μｍ〜１１０μｍの範囲にあってよい。別の好ましい実施形態では、深さＨ２は４０μｍ〜９０μｍの範囲にあってよい。あるいは、さらに別のより好ましい実施形態では、深さＨ２は６０μｍ〜７０μｍの範囲にあってよい。
【００１９】
この実施形態では、第１の塗布リップ２１０の第１のリップ面２１１は、第１の壁１１０の第１の側方壁面１１２につながり、第１のリップ面２１１および第１の側方壁面１１２は、事実上、それらの間に直角を形成する。第２の塗布リップ２２０の第２のリップ面２２１は、第２の壁１２０の第２の側方壁面１２２につながり、第２のリップ面２２１および第２の側方壁面１２２は、事実上、それらの間に直角を形成する。第１のリップ面２１１および第１の側方壁面１１２が、事実上、それらの間に直角を形成し、第２のリップ面２２１および第２の側方壁面１２２が、事実上、それらの間に直角を形成するという特徴が本発明を限定するものではない。例えば、本開示の別の実施形態では、図４に示すように、第１のリップ面２１１と第１の側方壁面１１２との間に鈍角θ１が形成されもよく、第２のリップ面２２１と第２の側方壁面１２２との間に鈍角θ２が形成されてもよい。鈍角θ１および鈍角θ２は９０°から１５０°の間にある。あるいは、本発明のさらに別の実施形態では、図５に示すように、第１のリップ面２１１は第１の円弧面１１３によって第１の側方壁面１１２につながってよく、第２のリップ面２２１は第２の円弧面１２３によって第２の側方壁面１２２につながってよい。
【００２０】
さらに、別の実施形態では、第１のリップ面２１１と第１の面２１２との間に鋭角θ３が形成されてもよい。第２のリップ面２２１と第２の面２１２との間に鋭角θ４が形成されてもよい。鋭角θ３および鋭角θ４は、図６に示すように８６°から９０°の間にある。
【００２１】
図２Ａおよび図３を参照すると、図３は本発明の実施形態による塗布プロセス中の塗布材の流れ場の分析図である。
【００２２】
図２Ａの基板４００は、塗布材出口２３０を基準にして第１の塗布リップ２１０から第２の塗布リップ２２０に向かって移動する。その時点では、塗布材５００の気−液分岐面５２０、５３０、および塗布材出口２３０と基板４００との間の外気は、塗布材出口２３０に向かってくぼんだ円弧面を有する。こうした現象により、塗布材出口２３０に塗布材５００が蓄積していないことが示され、したがって、塗布装置１０を使用して塗布材５００を基板４００上に極薄膜の形態で塗布するときに、塗布装置１０が良好で安定した塗布の良質性を確実に有し、塗布材の蓄積により膜厚が大きいかまたは不均一であるという問題が起きなくなる。
【００２３】
図３を参照すると、塗布装置１０が塗布材５００を基板４００上に塗布するときに、塗布材５００は、基板４００の移動の影響を受け、塗布材出口２３０に時計回りの循環領域５１０を形成して、塗布材の液滴が形成される。この実施形態の塗布装置１０の構造設計により、塗布材５００によって形成される塗布材の液滴を第１のリップ面２１１と第２のリップ面２２１との間に保つことができ、それにより、塗布プロセスの安定性が保証され、塗布材５００の不均一な膜厚が基板４００上に形成されることが防止され、さらに、膜厚が予め設定した膜厚の範囲を超えることが防止される。
【００２４】
上記の実施形態では、基板４００は、塗布材出口２３０を基準にして第１の塗布リップ２１０から第２の塗布リップ２２０に向かって移動する。しかし、こうした特徴は本開示を限定するものではない。さらに、本開示の塗布装置１０により、安定した双方向極薄膜塗布が可能になる。
【００２５】
図２Ｂを参照すると、図２Ｂでは、基板４００は、塗布材出口２３０を基準にして第２の塗布リップ２２０から第１の塗布リップ２１０に向かって移動する。ここで、塗布材５００の気−液分岐面５２０、５３０、および塗布材出口２３０と基板４００との間の外気は、塗布材出口２３０に向かってくぼんだ円弧面を有する。こうした現象により、第１の塗布リップ２１０または第２の塗布リップ２２０に塗布材５００が蓄積していないことが示され、したがって、塗布装置１０を使用して塗布材５００を基板４００上に塗布するときに、塗布装置１０は良好で安定した加工の良質性を確実に有する。したがって、塗布材５００と図２Ａおよび図２Ｂの外気との間の気−液分岐面５２０、５３０の形状により、本開示の塗布装置１０が、安定した双方向極薄膜塗布を可能にすることができると証明されている。基板４００の単一方向の塗布の良質性しか維持できない従来技術の塗布機の塗布ヘッドと比較すると、この実施形態の塗布装置１０は良好な加工を実現可能である。この実施形態の塗布装置１０の構造設計によれば、実際の塗布プロセスでは、基板４００が塗布材出口２３０を基準にして第２の塗布リップ２２０から第１の塗布リップ２１０に向かって移動しても、第１の塗布リップ２１０から第２の塗布リップ２２０に向かって移動しても、基板４００上に塗布される塗布材５００の液体の膜厚は均一であり、１０μｍ未満である。基板４００上の液膜が乾燥して固体膜になった後に、その固体膜の厚さも１μｍ未満のナノメートル規模の膜厚にすることができる。
【００２６】
上記した実施形態の塗布装置によれば、第２のスリットの幅は、第１のスリットの幅より大きく、第２の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離に対する、第１の塗布リップから第１のスリットの中心線までの距離の比は、０．５と１．５との間にある。したがって、塗布装置のこのような寸法の設計により、第１の塗布リップと第２の塗布リップとの間に形成される循環領域に塗布材の液滴を効果的かつ安定的に保つことができる。したがって、この実施形態の塗布装置は、良好な双方向極薄膜塗布の質を向上させ、それにより、塗布プロセスを好都合にすることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  塗布装置
１００  第１のスリット・セグメント
１０１  第１のスリット
１１０  第１の壁
１２０  第２の壁
２００  第２のスリット・セグメント
２０１  第２のスリット
２１０  第１の塗布リップ
２２０  第２の塗布リップ
２３０  塗布材出口
４００  基板
５００  塗布材
ａ  第１の距離
ｂ  第２の距離
Ｄ１  第１のスリット１０１の幅
Ｄ２  第２のスリット２０１の幅
Ｍ  第１のスリット１０１の中心線
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2012196658.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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