JP2013223868A - Coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a coating apparatus, and more particularly to a coating head for a film coating machine.
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。 As the luminous efficiency, lifetime, and reliability of organic light emitting diodes (OLEDs) continue to improve and the price of OLEDs clearly decreases, the proportion of OLED luminaires in the market is gradually increasing.
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。 In the manufacture of OLED panels, the ultra-thin film coating technology greatly affects the manufacturing cost of products. Therefore, it is an important issue for the designer to uniformly apply the photoresist liquid to the nanometer-scale thickness on the substrate using the coating head of the coating machine.
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。 In general, the coating head has a liquid outlet and a slit connected to the liquid outlet, and the photoresist liquid flows out from the liquid outlet through the slit. The coating head is divided into an upper coating lip and a lower coating lip by a slit, and the substrate moves in the direction from the upper coating lip to the lower coating lip with respect to the coating head. While the photoresist solution flows out through the liquid outlet and is applied onto the substrate, the substrate moves continuously relative to the application head. As the substrate moves, the photoresist liquid forms a circulation region at the liquid outlet and then becomes photoresist droplets due to the effect of the movement of the substrate and the effect of the interfacial energy of the material. If a large amount of photoresist droplets fall from the liquid outlet toward the lower coating lip (downstream end) during coating on the substrate, the coating effect is reduced, for example, the film thickness becomes uneven or thick. . Therefore, stably holding the photoresist droplets at the liquid outlet to ensure the quality of the coating process is an important factor to consider in the coating head design.
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。 In prior art coating head designs, the lower coating lip protrudes beyond the upper coating lip to avoid photoresist droplets flowing toward the lower coating lip. In this way, good quality of application is ensured and it is prevented that photoresist droplets flow toward the lower application lip and become insufficiently applied. However, the coating head design in the prior art cannot prevent the photoresist droplet from flowing toward the upper coating lip and at the same time prevent the photoresist droplet from flowing toward the lower coating lip. It can only prevent the photoresist droplets from flowing towards the lower coating lip. Therefore, the design of the coating head in the prior art is only suitable for moving and processing the substrate in a single direction with respect to the coating head, and is therefore inconvenient in the coating process.
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。 Accordingly, the present invention provides a coating apparatus that solves the problems of the prior art, in which the coating head of the coating machine can maintain stability only by coating in a single direction, and causes inconvenience in the coating process. is there.
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、0.8と1.2との間にあるとともに、第2のスリットが有する第2のスリット深さが20μm〜110μmの範囲にある。 The present invention provides a coating apparatus suitable for guiding a coating material on a surface of a substrate. The coating apparatus includes a first slit segment and a second slit segment. The first slit segment has a first wall and a second wall. A first slit is provided between the first wall and the second wall. The second slit segment has a first application lip, a second application lip, and an application material outlet. The first application lip is connected to the first wall, the second application lip is connected to the second wall, and a second slit is provided between the first application lip and the second application lip. The two ends of the second slit are connected to the application material outlet and the first slit, respectively. The width of the second slit is larger than the width of the first slit. The ratio of the width of the second slit to the width of the first slit is between 1.2 and 3.8. The ratio of the distance from the first coating lip to the first slit centerline to the distance from the second coating lip to the first slit centerline is between 0.8 and 1.2. In addition, the second slit depth of the second slit is in the range of 20 μm to 110 μm.
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、0.8と1.2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。 According to the coating apparatus of the present invention, the width of the second slit is larger than the width of the first slit, and the first slit to the first slit relative to the distance from the second slit to the center line of the first slit. The ratio of the distance to the centerline of one slit is between 0.8 and 1.2. Thus, the dimensions of the applicator device can improve the quality of the bi-directional ultra-thin film application for the applicator and make the application process more convenient.
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。 These and other aspects of the invention will be apparent from the following description of preferred embodiments in conjunction with the following drawings.
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。 The accompanying drawings illustrate one or more embodiments of the invention and, together with the written description, serve to explain the principles of the invention. Wherever possible, the same reference numbers will be used throughout the drawings to refer to the same or like elements of the embodiments.
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。 Referring to FIGS. 1A to 1C together with FIG. 2A, FIG. 1A is a structural view of a coating apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a structural sectional view of the coating apparatus, and FIG. 1C is a coating apparatus of FIG. FIG. 2A is a schematic view of a coating material applied on a substrate by a coating apparatus.
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Furthermore, the
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0.8と1.2との間にある。
The
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の範囲にある。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。
Further, the
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。
In this embodiment, the
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。
Furthermore, in another embodiment, an acute angle θ3 may be formed between the
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。 Referring to FIGS. 2A and 3, FIG. 3 is an analysis diagram of a flow field of a coating material during a coating process according to an embodiment of the present invention.
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。
The
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。
Referring to FIG. 3, when the
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。
In the above embodiment, the
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。
Referring to FIG. 2B, in FIG. 2B, the
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、0.8と1.2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。 According to the coating apparatus of the above-described embodiment, the width of the second slit is larger than the width of the first slit, and the first coating with respect to the distance from the second coating lip to the center line of the first slit. The ratio of the distance from the lip to the center line of the first slit is between 0.8 and 1.2. Therefore, the design of such a size of the coating device can effectively and stably keep the droplets of the coating material in the circulation region formed between the first coating lip and the second coating lip. . Thus, the coating apparatus of this embodiment can improve the quality of a good bi-directional ultra-thin film coating, thereby making the coating process convenient.
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
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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0.8と1.2との間にあるとともに、前記第2のスリットが有する第2のスリット深さが20μm〜110μmの範囲にある
ことを特徴とする塗布装置。 A coating apparatus suitable for guiding a coating material to be coated on the surface of a substrate,
A first slit segment having a first wall and a second wall provided with a first slit therebetween,
A first application lip connected to the first wall; a second application lip connected to the second wall; and an application material outlet; between the first application lip and the second application lip. And a second slit segment having a second slit having a width larger than that of the first slit and two ends connected to the application material outlet and the first slit, respectively.
The ratio of the width of the second slit to the width of the first slit is between 1.2 and 3.8, with respect to the distance from the second coating lip to the centerline of the first slit. The ratio of the distance from the first coating lip to the center line of the first slit is between 0.8 and 1.2, and the second slit depth of the second slit is The coating apparatus characterized by being in the range of 20 μm to 110 μm.
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