有機el塗敷裝置及方法
2023-04-24 08:37:16
專利名稱：有機el塗敷裝置及方法
技術領域：
本發明涉及將有機EL(電螢光)材料吐出至玻璃基板等基板上的有機EL塗敷裝置及方法。
有機EL材料是在有機溶劑中溶解高分子的溶解物製成的，具有通過壓力升高使有機EL材料中的高分子溶解物具有凝膠化的特性。由於這樣，會使噴嘴堵塞，有時不能從噴嘴穩定地吐出有機EL材料。作為降低吐出穩定性的主要原因，不僅是壓力，還有有機EL材料的流量和粘度等塗敷條件。根據塗敷條件，使用現有的噴嘴，則有時不能從噴嘴穩定地吐出有機EL材料。因此，希望能有與有機EL材料的特性和塗敷條件適應的噴嘴結構。但目前，對吐出有機EL材料的噴嘴沒有進行特別的考慮，因此不能穩定地吐出有機EL材料，和很好地塗敷有機EL材料。
本發明的有機EL塗敷裝置具有噴嘴，該噴嘴可從設在其前端的小孔向基板吐出含有有機EL材料的塗敷液，為了實現上述目的，在噴嘴內部設有過濾器，該過濾器設在與小孔連通且可使塗敷液在小孔中流通的流路上。
在這種結構的有機EL塗敷裝置中，因為在噴嘴內裝著過濾器，即使異物等與有機EL材料一起在噴嘴內流動，但在該異物等到達小孔以前，就被過濾器收集除去。這樣，利用裝在內部的過濾器，可防止噴嘴前端的噴嘴堵塞。
在這種有機EL塗敷裝置中，為了從噴嘴吐出含有有機EL材料的塗敷液，要將塗敷液輸送至噴嘴，因此，過濾器受到壓力作用，向小孔一側撓曲。通過將過濾器配置在僅偏離小孔該撓曲量的內部位置上，可以防止撓曲的過濾器與小孔緊密接觸。另外，從以下的觀點來看，過濾器配置在內部位置附近也有優點。即當過濾器和小孔之間的間隔距離長時，當在該間隔距離之間輸送塗敷液時，作為溶解物的有機EL材料會產生凝膠化。當凝膠化溶解物的尺寸比小孔大時，會塞住小孔形成堵塞。但當過濾器配置在內部位置附近，即設定過濾器和小孔的間隔距離為過濾器的撓曲量時，則幾乎不會發生在過濾器和小孔之間的溶解物的凝膠化，因此可解決上述問題。
關於過濾器在噴嘴中的安裝，沒有特別的限制。如將過濾器相對於噴嘴可裝卸地設置，則即使過濾器上收集了許多異物需要更換過濾器時，也可只更換過濾器，就可再開始塗敷處理，這比為了再開始塗敷處理而要對噴嘴進行分解掃除的情況比較，維護性能提高。
作為過濾器可自由裝卸地安裝在噴嘴中的具體結構，例如，該噴嘴由在內部空間中放置過濾器的噴嘴本體，和可配置在噴嘴本體的前端且在大致中心處形成小孔的前端部件構成，過濾器可在噴嘴本體的內部空間中自由裝卸，也可以將前端部件相對於噴嘴本體自由裝卸。為了正確設定過濾器和小孔的間隔距離，也可設置一個隔片，該隔片可在噴嘴本體的內部空間中自由裝卸，並在內部空間中插入過濾器和前端部件之間，以規定過濾器和前端部件之間的間隔。
噴嘴的結構如下。即，上述噴嘴具有在內部空間中可放置過濾器的噴嘴本體；和可配置在噴嘴本體的前端且在其大致中心處形成小孔的前端部件，過濾器配置在偏離小孔的內部位置附近，該偏離量僅為在噴嘴本體的內部空間流動的塗敷液引起的過濾器的撓曲量。
當過濾器可在噴嘴本體的內部空間中自由裝卸，同時前端部件也可以相對於噴嘴本體自由裝卸時，更換過濾器容易，維護性能可以提高。
另外，為了正確設定過濾器和小孔之間的間隔距離，例如上述噴嘴具有隔片，該隔片可在上述噴嘴本體的內部空間中自由插入和取出，並且在內部空間中，插入過濾器和前端部件之間，以規定過濾器和前端部件之間的間隔。
為了達到上述目的，本發明的從噴嘴的噴嘴孔向著形成在基板上的規定寬度的槽連續吐出含有有機EL材料的塗敷液的有機EL塗敷裝置，其特徵為，在上述基板上形成的槽的寬度在100微米以下，上述噴嘴孔的直徑在16～35微米範圍內的規定值。
在這種結構的有機EL塗敷裝置中，如果槽的寬度為100微米，則當噴嘴孔直徑在35微米以下時，由於寬度方向兩側合在一起至少有65微米的餘量，因此在噴嘴裝置內的定位精度有裕量。同時因為基板和槽等的機械定位精度也有裕量，因此不會有塗敷液從槽中溢出的危險，塗敷液可以很好地吐出至基板的槽中。另外，當噴嘴孔直徑在16微米以上時，不會因流量過小而降低生產率。這樣，當噴嘴孔的直徑為16～35微米範圍的規定值時，不論槽的寬度等塗敷條件如何，塗敷液總可成連續液柱狀吐出。
如上述噴嘴具有噴嘴本體，和可在該噴嘴本體的前端部自由裝卸且在該大致中心處穿設有作為前述噴嘴孔的小孔的前端部，則通過預先準備穿設有不同直徑小孔的多個前端部件，只需更換前端部件，就可根據槽的寬度尺寸而容易地改變噴嘴孔的直徑。
另外，可以將過濾器放置在噴嘴本體的內部空間中，當過濾器放置在與小孔連通、使塗敷液在小孔中流通的流路上時，即使異物等與有機EL材料一起在噴嘴內流動，在到達小孔之前，過濾器將該異物等收集消除。這樣利用過濾器，可以防止噴嘴前端的噴嘴堵塞。
當將過濾器配置在偏離小孔的內部位置附近時，該偏離量僅為由在流路中流動的塗敷液引起的過濾器的撓曲量，即使過濾器受到將塗敷液輸送至噴嘴的壓力作用而向小孔一側撓曲。也可防止撓曲的過濾器與小孔緊密接觸。當將過濾器設置在內部位置附近，即設定過濾器和小孔的間隔距離為過濾器的撓曲量時，則幾乎不會產生在過濾器和小孔之間的溶解物、即有機EL材料的凝膠化，因此可解決上述問題。
如過濾器可以在噴嘴中自由裝卸，則即使過濾器上收集了異物等而要更換過濾器時，只要更換過濾器，就可再開始塗敷處理，這比為了再開始塗敷處理而對噴嘴進行分解掃除的情況比較，維護性能提高。
如果設置在噴嘴本體的內部空間中自由插入和取出、並且在內部空間中放在過濾器和前端部件之間以規定過濾器和前端部件之間的間隔的隔片，則可正確設定過濾器和小孔之間的間隔距離。
為了達到上述目的，本發明提供一種有機EL塗敷裝置，該裝置可從噴嘴的噴嘴孔，向著形成在基板上的規定寬度的槽連續吐出含有有機EL材料的塗敷液，上述噴嘴孔的直徑可根據塗敷條件決定。
利用這種結構，根據塗敷條件決定噴嘴孔直徑，不管塗敷條件如何，都可使塗敷液以連續的液柱狀吐出。
上述塗敷條件包含上述塗敷液的流量、上述塗敷液中的上述有機EL材料的濃度、上述塗敷液的粘度和上述槽的寬度中的至少一個。這樣，根據上述流量、濃度、粘度、寬度尺寸等的大小決定噴嘴孔的直徑，可以與塗敷條件相適應地吐出。
另外，該裝置還具有用於輸入上述塗敷條件的輸入裝置，和用於顯示規定信息的顯示裝置，也可以根據上述輸入裝置輸入的上述塗敷條件，決定上述噴嘴孔的適當直徑，並將該適當直徑顯示在上述顯示裝置上。
根據這種結構，因為可根據各種塗敷條件，決定噴嘴孔的適當直徑，因此操作性和方便性提高。
在這種情況下，該裝置還具有存儲與上述塗敷條件和上述噴嘴孔的適當直徑的對應關係的存儲裝置，根據存儲在上述存儲裝置中的上述對應關係，選擇與上述輸入裝置輸入的上述塗敷條件對應的適當直徑，並將選擇的適當直徑顯示在上述顯示裝置上。因此，容易決定噴嘴孔的適當直徑。
上述噴嘴具有噴嘴本體，和可自由裝卸地安裝在該噴嘴本體的前端、且在大致中心處穿設有作為上述噴嘴孔的小孔的前端部件。因此，從預先準備的具有不同直徑的小孔的多個前端部件中，將具有與由上述塗敷條件決定的適當直徑相對應的小孔的前端部件，裝在上述噴嘴本體中，則只需更換前端部件，可以容易地改變噴嘴孔的直徑。另外，當沒有預先準備與所確定的直徑相同直徑的小孔時，可取最接近直徑的小孔，作為與適當直徑對應的小孔。
另外，當上述噴嘴本體的內部空間中可以裝入過濾器，上述過濾器裝在與上述的孔連通、可使塗敷液在小孔中流通的流路上時，即使異物等與有機EL材料一起在噴嘴內流動，在到達小孔之前，該異物等已被過濾器收集除去。這樣，利用裝在內部的過濾器，可防止在噴嘴前端的噴嘴堵塞。
另外，當過濾器配置在偏離小孔的內部位置附近時，該偏離量僅為在流路中流動的塗敷液引起的過濾器的撓曲量，則即使過濾器受到將塗敷液輸送至噴嘴的壓力作用而向小孔一側撓曲，也可防止撓曲的過濾器與小孔緊密接觸。並且，當將過濾器設置在內部位置附近時，即將過濾器和小孔的間隔距離設定為過濾器的撓曲量時，則在過濾器和小孔之間幾乎不會產生溶解物的凝膠化。
如可將過濾器在噴嘴中自由裝卸，則即使過濾器上收集了異物等而要更換過濾器時，只要更換過濾器就可再開始塗敷處理，這比為了再開始塗敷處理而對噴嘴經常進行分解掃除的情況比較，維護性能提高。
如設置可在噴嘴本體的內部空間中自由插入和取出、並且在內部空間中可插在過濾器和前端部件之間，以規定過濾器和前端部件之間的間隔的隔片，則可正確設定過濾器和小孔之間的間隔距離。
為了達到上述目的，本發明提供一種有機EL材料的塗敷方法，該方法是從噴嘴的噴嘴孔向著形成在基板上的規定寬度的槽連續吐出含有有機EL材料的塗敷液，其特徵為，從直徑為16～35微米的上述噴嘴孔，向寬度在100微米以下的上述槽連續吐出上述塗敷液。
根據該結構，例如、如果槽的寬度為100微米，而噴嘴孔直徑在35微米以下時，由於寬度方向兩側合在一起至少有65微米的餘量，因此在噴嘴裝置內的定位精度有裕量，同時因為基板和槽等的機械定位精度有裕量，因此不會有塗敷液從槽中溢出的危險，塗敷液可以很好地吐出至基板的槽中。另外，當噴嘴孔直徑在16微米以上時，不會因流量過小而降低生產率。這樣，當噴嘴孔的直徑為16～35微米範圍的規定值時，不論槽的寬度等塗敷條件如何，塗敷液總可成連續液柱狀吐出。
為了達到上述目的，本發明提供一種有機EL塗敷方法，該方法是從噴嘴的噴嘴孔向著在基板上形成的規定寬度的槽，連續吐出含有有機EL材料的塗敷液，其特徵為，上述噴嘴孔的直徑可根據上述塗敷液流量、上述塗敷液中的上述有機EL材料的濃度、上述塗敷液的粘度和上述槽的寬度尺寸中至少一個來決定。
採用這種結構，可根據含有塗敷液流量、塗敷液中的有機EL材料的濃度、塗敷液的粘度，槽的寬度尺寸中的至少一個塗敷條件，決定噴嘴孔的直徑。例如，可根據上述流量、濃度、粘度、寬度尺寸等的大小決定噴嘴孔直徑，不管塗敷條件如何，塗敷液都可成連續的液柱狀吐出。
圖2表示安裝在
圖1所示的有機EL塗敷裝置中的噴嘴的圖。
圖3表示本發明有機EL塗敷裝置的第二實施方式的圖。
圖4為示意性地表示圖3所示的有機EL塗敷裝置中的基板和噴嘴位置關係的立體圖。
圖5為表示改變對泵的指令，在各種吐出壓力下吐出塗敷液時的流量測量結果的圖，它表示從同一直徑的小孔吐出不同濃度的塗敷液的結果。
圖6為表示改變對泵的指令，在各種吐出壓力下吐出塗敷液時的流量測量結果，它表示從不同直徑的小孔中吐出同一濃度的塗敷液的結果。
符號說明4a～4c噴嘴；9控制部；10a～10c有機EL材料；11存儲器(存儲裝置)；12操作顯示板(輸入裝置、顯示裝置)；41噴嘴本體；43過濾器；44隔片；45前端部件；45a小孔；101槽；D間隔距離；S玻璃基板；SP內部空間。
圖1為表示本發明有機EL塗敷裝置的第一實施方式的圖。如圖1所示，該有機EL塗敷裝置由下列部分構成裝載著接受塗敷紅、綠、藍色有機EL材料10a～10c的玻璃基板S的平臺1；使該平臺在規定方向移動的平臺移動機構2；檢測在玻璃基板S上形成的位置配合符號的位置配合符號檢測部3；將紅色的有機EL材料10a供給紅色用的噴嘴4a的第一供給部5；將綠色的有機EL材料10b供給綠色用的噴嘴4b的第二個供給部6；將藍色的有機EL材料10c供給藍色用的噴嘴4c的第三個供給部7；使各種顏色用的噴嘴4a～4c在規定方向移動的噴嘴移動機構8；以及控制平臺移動機構2、位置配合符號檢測部3、第1～第3個供給部5～7和噴嘴移動機構8的控制部9。
在這些構成部分中，第一個供給部5具有紅色的有機EL材料10a的供給源20a；從供給源20a中取出紅色的有機EL材料10a的泵21，檢測紅色的有機EL材料10a的流量的流量計22，和除去紅色的有機EL材料10a中的異物的過濾器23。
第二個供給部6具有綠色的有機EL材料10b的供給源20b，從供給源20b中取出綠色的有機EL材料10b的泵21，檢測綠色的有機EL材料10b的流量的流量計22，和除去綠色的有機EL材料10b中的異物的過濾器23。
第三個供給部7具有藍色的有機EL材料10c的供給源20c，從供給源20c中取出藍色的有機EL材料10c的泵21，檢測藍色的有機EL材料10c的流量的流量計22，和除去藍色的有機EL材料10c中的異物的過濾器23。
控制部9控制平臺移動機構2，使平臺1在規定方向移動規定的量；還控制噴嘴移動機構8，使噴嘴4a～4c在規定方向移動規定的量；同時，給第1～第3個供給部5～7的各個泵21吐出指令d～f，使得可根據第1～第3個供給部5～7的各個流量計22得出的檢測值a～c，從噴嘴4a～4c吐出規定流量的有機EL材料10a～10c。具體地是，控制部9如下這樣控制裝置的各個部分，將有機EL材料呈帶狀塗敷在玻璃基板S上。
當噴嘴4a～4c處在玻璃基板S塗敷開始位置時，控制部9給各個泵21發出指令，開始從各個噴嘴4a～4c向玻璃基板S吐出有機EL材料10a～10c；同時，控制噴嘴4a～4c大致作直線移動。這樣，紅、綠、藍色的有機EL材料10a～10c可以同時呈帶狀塗敷在玻璃基板S上。
當噴嘴4a～4c處在玻璃基板S的塗敷停止位置上時，控制部9給各泵21發指令，停止從各個噴嘴4a～4c向玻璃基板S吐出有機EL材料10a～10c；同時，停止噴嘴4a～4c的移動。
另外，在如上構成的有機EL塗敷裝置中，在各個噴嘴4a～4c內裝有過濾器，可以有效地防止噴嘴堵塞。以下參照圖2，詳細說明噴嘴的結構。由於各個噴嘴4a～4c的結構相同，因此說明噴嘴4a的結構，而省略其他噴嘴4b、4c的結構。
圖2為表示裝在圖1所示的有機EL塗敷裝置中的噴嘴的圖。圖2(a)為截面圖，圖2(b)為分解裝配圖。噴嘴4a具有前端開口的噴嘴本體41。另外，將隔片42、過濾器43、隔片44、前端部件45按這個順序插入噴嘴本體41的內部空間SP中；同時，通過從噴嘴本體41的前端(圖中下側)，將固定蓋46裝在前端上，可將上述零件保持在內部空間SP內。當從噴嘴本體41的前端取出固定蓋46時，可以從噴嘴本體41中取出前端部件45，再從本體41的內部空間SP中取出隔片44和過濾器43。另外，在固定蓋46和噴嘴本體41的前端，分別用陰螺紋和陽螺紋將固定蓋46擰緊在噴嘴本體41的前端從而固定也可。這樣，可以提高固定力，並且容易裝卸固定蓋46。
在上述這樣裝配的噴嘴4a中，在噴嘴本體41形成通孔41a，該孔從噴嘴本體41的後端(圖2的上端)，與內部空間SP連通，使有機EL材料10a可從第一個供給部5，通過通孔41a，輸送至內部空間SP中。另外，輸送至噴嘴4a中的有機EL材料10a，以內部空間SP作為流路，流至噴嘴的前端，在通過過濾器43後，通過形成在前端部件45的大致中心處的小孔45a吐出。這樣，在本實施方式中，噴嘴本體41的內部空間SP，起到與小孔45a連通，使有機EL材料10a流動的流路的作用。
在這個流路(噴嘴本體41的內部空間SP)上，過濾器43的外周邊緣被兩個隔片42、44夾住，保持固定在內部空間SP的規定位置上。這個位置相當於本發明的「內部位置」，它是在內部空間SP中(圖2的上端)，與前端部件45上的小孔45a隔開一個隔片44的厚度D的位置。這樣，利用隔片44，可以正確地設定過濾器43和小孔45a的間隔距離D。在本實施方式中，該厚度D與在流路(內部空間SP)中流動的有機EL材料10a造成的過濾器43的撓曲量大致一致。其理由如下。
為了去除從第一個供給部5輸送至噴嘴4a中的有機EL材料10a內的異物和凝膠化溶解物等，將過濾器43設置在流路上。在本實施方式中，作為過濾器的材質，例如使用聚四氟乙烯樹脂(PTFE)，過濾精度為10微米。所謂「過濾精度」表示過濾效率達到99.9％以上的粒子直徑。在本實施方式中，由於上述過濾器43配置在小孔45a的上遊，因此可以去除有機EL材料10a中、粒子尺寸在10微米以上的異物或凝膠化溶解物等，可以預先防止產生異物等造成的小孔45a的堵塞。
另外，這種結構的過濾器43可以撓曲。因為輸送供給至噴嘴4a的有機EL材料10a，故與有機EL材料10a的壓力相適應，過濾器43的中心向著噴嘴的前端(圖2的下端)撓曲。因此，小孔45a和過濾器43的間隔，應比有機EL材料10a的最大吐出壓力時的過濾器43的撓曲量要大。
另一方面，關於隔片44的厚度D，只需比過濾器43的撓曲量大一點即可，不需很大。當過濾器43和小孔45a的間隔距離D大時，在該間隔中輸送有機EL材料10a時，作為溶解物的有機EL材料10a會產生凝膠化，產生與現有技術同樣的問題。為此，將過濾器43配置在內部位置附近，即將過濾器43和小孔45a的間隔距離D設定大致為過濾器43的撓曲量，這樣幾乎不可能在過濾器43和小孔45a之間產生溶解物的凝膠化，可以解決上述問題。考慮到這點，在本實施方式中，因為在最大吐出壓力(＝3.5kgf/cm2)下過濾器43的撓曲量為0.6mm，因此將間隔距離D設定為0.6～0.8mm。但這個值只是一個例子，由於根據過濾器43的材質和過濾精度等或吐出壓力等的不同，過濾器43的撓曲量改變，因此應正確掌握過濾器43的撓曲量，來設定間隔距離D。
如上所述，採用第一個實施方式時，由於在各個噴嘴4a～4c內裝有過濾器43，可以阻止粒子尺寸在10微米以上的異物或凝膠化溶解物等達到小孔45a，因此可以可靠地防止異物等造成的小孔45a的堵塞。結果，可以穩定地向玻璃基板S吐出有機EL材料10a～10c，可以提高製品的合格率。另外，因為可抑制噴嘴的堵塞，大大降低有機EL塗敷裝置的開停頻率，因此可提高裝置的工作效率。
另外，過濾器43的大致中心部分，受到從在噴嘴本體41的內部空間SP中流動的有機EL材料10a～10c的壓力作用，向小孔45a撓曲，但由於過濾器43配置在偏離小孔45a一個撓曲量的內部位置附近，因此，即使輸送的有機EL材料10a～10c使過濾器43撓曲，也可防止過濾器與小孔緊密接觸。同時，由於過濾器43和小孔45a的間隔距離D縮短至與撓曲量(在上述實施方式中為0.6mm)差不多，因此在過濾器43和小孔45a之間，不會產生溶解物的凝膠化，可將很好的有機EL材料10a～10c，通過小孔45a，向著玻璃基板S吐出。
另外，在上述結構的有機EL塗敷裝置中，隨著裝置的工作，異物和凝膠化的溶解物等聚集在過濾器43上，需要更換過濾器。由於過濾器43可以自由地插入噴嘴本體41的內部空間SP中和從中取出，因此更換過濾器容易，可提高維護性能。
又由於在過濾器43和小孔45a之間插入隔片44，可以正確地設定間隔距離D。
作為現有的有機EL塗敷裝置的噴嘴堵塞的原因，除了溶解物凝膠化以外，還有以下原因。一般，在這種有機EL塗敷裝置中，裝置立起時，要衝洗管道內部，除去異物，但只是衝洗不能完全除去滯留在管道接頭等積存液體處的異物。這些在積存液體處的異物，在衝洗後會隨著時間的推移送至噴嘴中，因此尺寸比小孔大的異物，可以塞住噴嘴小孔，形成堵塞。
另外，即使異物或凝膠化溶解物的尺寸比小孔小，當多個異物同時送入小孔時，在小孔附近，多個異物等受到相互作用的橫向壓力，不能活動，也形成滯留狀態。結果，多個異物等塞住小孔，引起噴嘴堵塞。
這樣，在現有的有機EL塗敷裝置中，當產生噴嘴堵塞時，液體不能穩定地吐出至基板上，使製品合格率降低。另外，當噴嘴堵塞時，液體不能從噴嘴噴出，塗敷處理暫時中斷，必須對噴嘴進行分解掃除，這成為塗敷裝置工作效率降低的主要原因之一。當對噴嘴進行分解掃除時，必須除去塞住小孔的異物和凝膠化的溶解物等，在維護性能方面還有改善的餘地。
採用上述第一個實施方式，如上所述，可以解決現有的有機EL塗敷裝置的問題。
本發明不限於上述第一個實施方式，在不偏離本發明精神的條件下，可作上述以外的各種改變。例如，作為過濾器43的過濾精度，採用10微米，但在各個有機EL塗敷裝置或各個噴嘴中，也可以採用適當的過濾器。還可以根據各個過濾器的情況，使間隔距離D為最適合。這點在上述第一個實施方式中，因為可採用隔片44正確地設定間隔距離D，所以也可以在各個噴嘴中，將與最適合的間隔距離相應的隔片放置在過濾器43和前端部件45之間。
另外，在上述第一個實施方式中，本發明採用了在前端部件45中形成一個小孔45a的噴嘴，但本發明適用的小孔個數、配置和形狀等可以為任意的，它適用於從噴嘴前端吐出有機EL材料的所有有機EL塗敷裝置。
另外，在上述第一個實施方式中有隔片44，但本發明不限於此，也可以沒有隔片。但如上述第一個實施方式那樣，有隔片44可以正確地設定間隔距離D。
(第二個實施方式)下面來說明本發明的有機EL塗敷裝置的第二個實施方式。第二個實施方式根據塗敷條件，決定設在噴嘴中的噴嘴孔的直徑，因此總是可以穩定地吐出有機EL材料。另外，與第一個實施方式相同的結構，用相同的符號表示，省略其說明。
圖3為表示本發明的有機EL塗敷裝置的第二個實施方式的圖，圖4為示意性地表示在圖3所示的有機EL塗敷裝置中的基板和噴嘴的位置關係的立體圖。
如圖4所示，由於將有機EL材料10a從噴嘴吐出至形成在基板S上的槽101中，在基板S的槽101中，形成由ITO(銦錫氧化物)製成的透明電極。在本實施方式中，槽101的寬度尺寸L為L≤100微米的規定值。
如圖3所示，這個有機EL塗敷裝置的結構與第一個實施方式(圖1)大致相同，但在控制部9中設有存儲器11，還具有被控制部9控制、由液晶顯示器和觸摸板構成，兼作輸入部和顯示部的操作顯示板12。控制部9控制平臺移動機構2，使平臺1在Y方向移動規定的量，還控制噴嘴移動機構8，使噴嘴4a～4c在X方向移動規定的量，同時，與第一個實施方式相同，控制裝置各個部分，將有機EL材料10a、10b、10c沿著槽101，呈帶狀地塗敷在玻璃基板S上。
另外，上述結構的有機EL塗敷裝置的各個噴嘴4a～4c的結構，與圖2所示的第一個實施方式基本上相同。即，如圖2所示，將穿設有相當於本發明「噴嘴孔」的小孔45a的前端部件45，可裝卸地安裝在噴嘴本體41中。因此，如果預先準備穿設有不同直徑小孔45a的多個前端部件45，可容易地改變噴嘴4a的噴嘴孔直徑。
其次，參照圖5和圖6，說明改變噴嘴孔直徑的優點。圖5、圖6為改變對泵21的指令d，在各種吐出壓力下，吐出塗敷液時的流量(每單位時間的吐出量)的測量結果的圖。圖5表示同一個直徑的小孔吐出不同濃度的塗敷液的結果，圖6表示從不同直徑的小孔吐出相同濃度的塗敷液的結果。圖3中的第1～第3個供給部5～7的管路中的耐壓力為0.35MPa，圖5、圖6的最大吐出壓力為0.3MPa。
圖5中所用的塗敷液中的有機EL材料的濃度D1＞D2＞D3＞D4。例如，當濃度D4為低濃度時，在吐出壓力大約為0.12Mpa時，流量約為125μl/分鐘；而當濃度D1為高濃度時，在吐出壓力大約為0.2Mpa時，流量同樣為125μl/分鐘。各個濃度的吐出壓力的最小值(例如濃度D4時為0.08MPa)為形成連續液柱的最小值。在不足該吐出壓力下，不形成連續的液柱而形成液滴。從圖5可看出，隨著有機EL濃度升高，獲得同一流量所需的吐出壓力升高。
圖6中所用的噴嘴孔直徑為16、18、20、22微米。與圖5一樣，在圖6中，吐出壓力的最小值(例如，直徑22微米時為0.21MPa)為形成連續液柱的最小值。在不足該吐出壓力下，不形成連續的液柱，而成為液滴。
從圖6可看出，當噴嘴孔直徑大時，如不是大流量，則不形成液柱；當需要連續地形成液柱，而且以小流量吐出時，則必須減小噴嘴孔的直徑。相反，當噴嘴孔直徑小時，即使吐出壓力提高到上限(0.3MPa)，也只能得到小流量(例如，在直徑為16微米時，流量為130μl/分鐘，為了得到大流量，必須增大噴嘴孔直徑。
在圖5和圖6中，有機EL材料使用聚乙烯咔唑(PVK)族，溶劑例如使用1，3，5-三甲基苯。但是，不限於此，有機EL材料使用聚亞苯基系、聚芴系、聚亞苯基亞乙烯基(PPV)系，氰-PPV系、MEH(MEH)-PPV系等也可以，溶劑使用甲苯、二甲苯、四氫化萘、連四甲苯、苯甲醚等也可以。
另外，在圖5中，噴嘴孔的直徑為18微米，圖6中，取有機EL材料的濃度為D1。
在使用圖3所示的有機EL塗敷裝置，製造有機EL顯示裝置的情況下，根據使用的有機EL材料、溶劑的種類和濃度的不同，塗敷液的粘度，即流動性變化。必要的流量也根據必要的塗敷液的膜厚和基板S的槽101的寬度尺寸L等而變化。
通過圖5、圖6可知，為了不使吐出壓力過大，而是使用對管路的耐壓力具有裕量的適當的吐出壓力，連續地形成液柱並吐出塗敷液，相應於塗敷條件(例如，塗敷液中的有機EL材料濃度、根據該濃度變化的塗敷液粘度，基板S的槽101的寬度尺寸L、必要的塗敷液流量等)，改變噴嘴孔的直徑是有效的。
例如，如果槽101的寬度L＝100微米，則當噴嘴孔直徑在35微米以下時，由於寬度方向兩側合在一起，至少有65微米的餘量，這使噴嘴4a～4c的機械定位精度有餘量，同時，因為基板S(槽101)的機械定位精度也有餘量，因此不會有塗敷液從槽101中溢出的危險，塗敷液可以很好地吐出到基板S的槽101中。另外，當噴嘴孔直徑在16微米以上時，沒有流量太小，生產率降低的顧慮，可以很好地將塗敷液吐出至基板S的槽101中。
這樣，第二個實施方式的有機EL塗敷裝置，之所以形成液柱同時連續地將有機EL材料10a，10b，10c從噴嘴孔向著槽101吐出，是因為一旦呈液滴狀則吐出端不穩定。
其次，參見圖3來說明噴嘴孔直徑的確定方法。控制部9由CPU等組成，具有存儲器11。在存儲器11中，將塗敷液中的有機EL材料的濃度、隨濃度變化的塗敷液的粘度，基板S的槽101的寬度L、必要的塗敷液流量等塗敷條件，與噴嘴孔直徑的對應關係，作為表格數據存儲起來。將上述對應關係以函數式存儲在存儲器11中也可以。另外，控制部9可將塗敷條件依次顯示在操作顯示板12上。當操作者輸入對應的數據時，可根據上述對應關係，從輸入值確定適當的直徑，顯示在操作顯示板12上。
在這種情況下，當輸入作為塗敷條件的槽101的寬度L和塗敷液的膜厚時，控制部9計算必要的流量，再根據計算結果，決定適當的噴嘴孔直徑。並且，如輸入作為塗敷條件的槽101的寬度L和必要的流量，則根據輸入數據，決定噴嘴孔適當的直徑也可。並且，如輸入作為塗敷條件的槽101的寬度尺寸L和塗敷液的粘度，則根據輸入數據決定噴嘴孔的適當直徑也可。另外，如在存儲器11中存儲上述典型的有機EL材料和溶劑的粘度等特性，當輸入作為塗敷條件所使用的有機EL材料和溶劑種類、濃度時，根據輸入數據，決定噴嘴孔的直徑也可。這樣，在本實施方式中，操作顯示板12相當於輸入裝置和顯示裝置，存儲器11相當於存儲裝置。
這樣，採用第二個實施方式時，由於取吐出含有有機EL材料10a～10c的塗敷液的噴嘴4a的噴嘴孔直徑為16～35微米範圍的規定值，在應實現高清晰度的基板S上形成的寬度為100微米以下的狹窄的槽101上，噴嘴4a的機械定位精度有裕量，同時因為基板S(槽101)的機械定位精度也有裕量，因此塗敷液不會溢出。又由於不會有流量不足，因此可以很好地塗敷塗敷液。
然而，作為現有的有機EL塗敷裝置，例如在特開2000-202357號公報所述的、將有機材料從噴嘴孔連續吐出的裝置中，記載了將噴嘴孔的直徑設定為比50微米大，優選為比200微米大。但使用這種噴嘴孔直徑比較大的噴嘴的裝置，很難向寬度在100微米以下的槽良好地吐出塗敷液。即對於隨著有機EL顯示裝置的清晰度提高，塗敷的寬度變窄的現狀而言，要利用上述現有的裝置來靈活地與其對應，比較困難，而採用上述第二個實施方式，則可解決這個問題。
另外，在第二個實施方式中，由於相對於噴嘴本體41可裝卸地安裝穿設有小孔45a的前端部件45，從而構成各個噴嘴4a～4c，因此容易改變噴嘴孔的直徑。因此，通過預先預備穿設有直徑不同的小孔45a的多個前端部件45，再根據塗敷條件，安裝具有適當直徑的小孔的前端部件，可以使噴嘴孔具有適當的直徑，由此可得到通用性高的裝置。結果，不管塗敷條件如何，可以可靠地向玻璃基板S吐出有機EL材料，連續穩定地形成液柱。另外，生產率不會降低，可以有效地吐出。
另外，採用第二個實施方式，由於可根據輸入操作顯示板12的塗敷條件，決定噴嘴孔適當的直徑，因此可使小孔(噴嘴孔)45a的直徑經常保持在適當的直徑，可以很好地將塗敷液塗敷在基板S的槽101上。
另外，採用第二個實施方式時，由於決定的適當直徑在操作顯示板12上顯示，因此容易知道適當的直徑，提高操作性能和方便性。
採用第二個實施方式，由於使用噴嘴4a、4b、4c，可防止噴嘴孔堵塞，提高產品合格率，提高裝置的工作效率，可防止過濾器43與小孔45a緊密接觸，防止溶解物凝膠化，提高維護性能等，因此可以得到與第一個實施方式同樣的效果。
本發明不限於上述第二個實施方式，在不偏離本發明的精神的條件下，可在上述以外作各種改變。例如，在上述第二個實施方式中，在前端部件45上形成一個小孔45a，但小孔的個數、配置和形狀等是任意的。還可以在各種塗敷條件下，預先測量對於吐出壓力的流量等。
另外，第1～第3個供給部5～7中，可在泵21和流量計22之間或噴嘴緊前面設置壓力計，監測泵21的吐出壓力。
在上述第二個實施方式中，將塗敷條件和噴嘴孔直徑的對應關係以表格數據的形式存儲在存儲器11中，但不限於此。例如，也可將塗敷液的粘度、噴嘴孔的直徑、泵21的吐出壓力和流量等的關係存儲在存儲器11中，根據利用操作顯示板12輸入的數據，由控制部9計算上述對應關係，再根據計算結果求出適當直徑。
另外，還可以預先準備穿設有不同直徑的小孔45a的多個前端部件45，將具有直徑與控制部9確定的噴嘴孔直徑對應的小孔45a的前端部件45，安裝在噴嘴本體41中。在這種情況下，在未預先準備具有與確定的噴嘴孔直徑一致的小孔45a的前端部件45時，則可取最接近直徑的小孔為與適當直徑對應的小孔。
還可以在預先準備穿設有不同直徑的小孔45a的多個前端部件45的同時，將所準備的各個直徑數據存儲在存儲器11中，控制部9從所準備的直徑中，選擇與塗敷條件對應的直徑作為噴嘴孔的適當直徑。
另外，在上述實施方式2中，控制部9自動地決定噴嘴孔的適當直徑，但不限於此。例如，也可以準備噴嘴孔的適當直徑和塗敷條件的對應關係作為表格數據，操作者再根據塗敷條件，從該表格數據中求出適當的直徑。
在上述第二個實施方式中，噴嘴4a、4b、4c具有過濾器43，但本發明不限於此，沒有過濾器的噴嘴也可以。另外，在上述第二個實施方式中，噴嘴4a、4b、4c具有隔片42、44，但本發明不限於此，沒有隔片的噴嘴也可以。然而，如上述第二個實施方式那樣，具有過濾器43和隔片42、44較好。
如上所述，由於本發明在噴嘴內部安裝了過濾器，過濾器收集在噴嘴內流動的異物等，可以有效地防止噴嘴的堵塞。結果，可以穩定地吐出含有有機EL材料的塗敷液，同時，可以提高裝置的工作效率。
又由於在噴嘴中可裝卸地安裝著過濾器，可根據需要只更換過濾器，即可以再開始塗敷處理。這與為了再開始塗敷處理而對噴嘴進行分解掃除的現有技術比較，可提高維護性能。
由於在形成小孔的前端部件和過濾器之間設有插入的隔片，因此可以正確地設定過濾器和小孔的間隔距離。
另外，根據本發明，在基板上形成的槽的寬度在100微米以下，噴嘴孔的直逕取16～35微米範圍內的規定值，因此，含有有機EL材料的塗敷液不會從槽中溢出，也不會因流量太小而使生產率降低，塗敷液可以很好地吐出至在基板上形成的寬度狹小的槽中，使機械定位精度有裕量。另外，不管槽的寬度尺寸等塗敷條件如何，塗敷液總可以成連續的液柱狀吐出，可以很好地將塗敷液塗敷在基板上。
由於上述噴嘴具有噴嘴本體，和可在噴嘴本體的前端自由裝卸，並在前端的大致中心處穿設有小孔作為上述噴嘴孔的前端部件，因此，通過預先準備穿設有直徑不同小孔的多個前端部件，只更換前端部件就可根據槽的寬度容易地改變噴嘴孔的直徑，得到通用性高的裝置。
另外，本發明可根據塗敷條件確定噴嘴孔的直徑，因此，不管塗敷條件如何，含有有機EL材料的塗敷液總是以連續的液柱狀吐出，因此可以很好地將塗敷液塗敷在基板上。
由於塗敷條件包含塗敷液的流量、塗敷液中的有機EL材料的濃度、塗敷液的粘度、槽的寬度尺寸中的至少一個，因此根據上述流量、濃度、粘度、槽寬尺寸等的大小確定噴嘴孔的直徑，就可以與塗敷條件相適應地吐出，從而可以很好地將塗敷液塗敷在基板上。
又由於根據輸入裝置輸入的塗敷條件，可以確定噴嘴孔的適當直徑，將該適當直徑顯示在顯示裝置上，因此可根據各種塗敷條件，確定和顯示噴嘴孔的適當直徑，使操作性能和方便性提高。
在這種情況下，存儲塗敷條件和噴嘴孔直徑的對應關係，再根據存儲的對應關係，選擇與輸入裝置輸入的塗敷條件對應的適當直徑，將所選擇的直徑顯示在顯示裝置上，即可容易地確定噴嘴孔的適當直徑。
另外，因為預先準備具有不同直徑的小孔的多個前端部件，因此，通過將具有與根據塗敷條件確定的適當直徑對應的小孔的前端部件裝在噴嘴本體中，只更換前端部件就可容易地改變噴嘴孔的直徑。
權利要求
1.一種有機EL塗敷裝置，具有噴嘴，該噴嘴可從設在其前端的小孔向基板吐出含有有機EL材料的塗敷液，其特徵為，在所述噴嘴內部、在與所述小孔連通且可使所述塗敷液在所述小孔中流通的流路上設有過濾器。
2.如權利要求1所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述過濾器配置在偏離所述小孔的內部位置附近，該偏離量僅為在所述流路中流通的所述塗敷液引起的所述過濾器的撓曲量。
3.如權利要求1或2所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述過濾器相對於所述噴嘴可裝卸地設置。
4.如權利要求3所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有在內部空間中可放置所述過濾器的噴嘴本體；和可配置在所述噴嘴本體的前端，而且在其大致中心處形成所述小孔的前端部件，所述過濾器可在所述噴嘴本體的內部空間中自由裝卸，並且所述前端部件也可以相對於所述噴嘴本體自由裝卸。
5.如權利要求4所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有隔片，該隔片可在所述噴嘴本體的內部空間中自由插入和取出，並且在所述內部空間中，插入所述過濾器和所述前端部件之間、以規定所述過濾器和所述前端部件之間的間隔。
6.如權利要求1所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有在內部空間中可放置所述過濾器的噴嘴本體；和可配置在所述噴嘴本體的前端，而且在其大致中心處形成所述小孔的前端部件，所述過濾器配置在偏離所述小孔的內部位置附近，該偏離量僅為在所述噴嘴本體的內部空間中流通的塗敷液引起的所述過濾器的撓曲量。
7.如權利要求6所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述過濾器可在所述噴嘴本體的內部空間中自由裝卸，並且所述前端部件也可以相對於所述噴嘴本體自由裝卸。
8.如權利要求7所述的有機塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有隔片，該隔片可在所述噴嘴本體的內部空間中自由插入和取出，並且在所述內部空間中，插入所述過濾器和所述前端部件之間、以規定所述過濾器和所述前端部件之間的間隔。
9.一種有機EL塗敷裝置，該裝置從噴嘴的噴嘴孔，向著在基板上形成的規定寬度的槽連續吐出含有有機EL材料的塗敷液，其特徵為，在所述基板上形成的槽的寬度在100微米以下，所述噴嘴孔的直徑在16～35微米範圍內的規定值。
10.如權利要求9所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有噴嘴本體和前端部件，該前端部件可自由裝卸地安裝在該噴嘴本體的前端，並且在其大致中心處穿設有作為所述噴嘴孔的小孔。
11 如權利要求10所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴本體的內部空間中可以裝入過濾器，所述過濾器裝在與所述的小孔連通並可使所述塗敷液在所述小孔中流通的流路上。
12.如權利要求11所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述過濾器配置在偏離所述小孔的內部位置附近，該偏離量僅為在所述流路中流通的所述塗敷液引起的所述過濾器的撓曲量。
13.如權利要求12所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述過濾器可自由裝卸地安裝在所述噴嘴本體的內部空間中。
14.如權利要求13所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有隔片，該隔片可在所述噴嘴本體的內部空間中自由插入和取出，並且在所述內部空間中，插入所述過濾器和所述前端部件之間，以規定所述過濾器和所述前端部件之間的間隔。
15.一種有機EL塗敷裝置，該裝置從噴嘴的噴嘴孔，向著在基板上形成的規定寬度的槽連續吐出含有有機EL材料的塗敷液，其特徵為，所述噴嘴孔的直徑根據塗敷條件而確定。
16.如權利要求15所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述塗敷條件包含所述塗敷液的流量、所述塗敷液中的所述有機EL材料的濃度，所述塗敷液的粘度和所述槽的寬度尺寸中的至少一個。
17.如權利要求15所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，還具有用於輸入所述塗敷條件的輸入裝置，和用於顯示規定信息的顯示裝置，根據所述輸入裝置輸入的所述塗敷條件，確定所述噴嘴孔的適當直徑，並將該適當直徑顯示在所述顯示裝置上。
18.如權利要求17所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，還具有存儲所述塗敷條件和所述噴嘴孔的適當直徑的對應關係的存儲裝置，根據存儲在所述存儲裝置中的所述對應關係，選擇與所述輸入裝置輸入的所述塗敷條件對應的適當直徑，並將選擇的適當直徑顯示在所述顯示裝置上。
19.如權利要求15～18中任一項所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有噴嘴本體和前端部件，該前端部件可自由裝卸地安裝在該噴嘴本體的前端，並且在其大致中心處穿設有作為所述噴嘴孔的小孔，從預先準備的具有不同直徑小孔的多個前端部件中，將具有與根據所述塗敷條件確定的適當直徑對應的小孔的前端部件裝在所述噴嘴本體中。
20.如權利要求19所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴本體的內部空間中可以裝入過濾器，所述過濾器裝在與所述的小孔連通並可使所述塗敷液在所述小孔中流通的流路上。
21.如權利要求20所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述過濾器配置在偏離所述小孔的內部位置附近，該偏離量僅為在所述流路中流通的所述塗敷液引起的所述過濾器的撓曲量。
22.如權利要求21所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述過濾器可在所述噴嘴本體的內部空間中自由裝卸。
23.如權利要求22所述的有機EL塗敷裝置，其特徵為，所述噴嘴具有隔片，該隔片可在所述噴嘴本體的內部空間中自由插入和取出，並且在所述內部空間中，插入所述過濾器和所述前端部件之間、以規定所述過濾器和所述前端部件之間的間隔。
24.一種有機EL塗敷方法，該方法是從噴嘴的噴嘴孔，向著在基板上形成的規定寬度的槽連續吐出含有有機EL材料的塗敷液，其特徵為，從直徑為16～35微米的所述噴嘴孔，向寬度在100微米以下的所述槽，連續吐出所述塗敷液。
25.一種有機EL塗敷方法，該方法是從噴嘴的噴嘴孔，向著在基板上形成的規定寬度的槽連續吐出含有有機EL材料的塗敷液，其特徵為，所述噴嘴孔直徑可根據所述塗敷液的流量、所述塗敷液中的所述有機EL材料的濃度、所述塗敷液的粘度和所述槽的寬度尺寸中至少一個來確定。
全文摘要
本發明的裝置可將含有有機EL材料的塗敷液，從噴嘴穩定地吐出至基板上。構成噴嘴(4a)的噴嘴本體(41)的內部空間(SP)具有作為使有機EL材料(10a)流通的流路的功能。在該流路上與作在噴嘴前端的小孔(45a)離開的內部位置上，安裝著過濾器(43)。過濾器(43)的過濾精度為10微米，可以收集異物和凝膠化的溶解物等，阻止它們到達小孔(45a)。因此可以可靠地防止異物等堵塞小孔(45a)。
文檔編號B05C5/00GK1472993SQ0314654
公開日2004年2月4日 申請日期2003年7月7日 優先權日2002年7月12日
發明者增市幹雄, 高村幸宏, 森脇三造, 宏, 造 申請人:大日本網目版製造株式會社