ＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法
【課題】本発明は、処理対象とノズル部間の距離を調節でき、大面積への成膜レート向上できるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、有機材料を溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し、前記印加を前記処理対象を搭載する搭載部との間で行なう際に、前記噴霧は前記溶液を有し噴霧口を有する複数のノズル部で行ない、前記溶媒の揮発を促進させることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、有機材料を溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し、前記印加を前記処理対象を搭載する搭載部との間で行なう際に、前記噴霧は前記溶液を有し噴霧口を有する複数のノズル部で行ない、前記溶媒の揮発を促進させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電噴霧法(ＥＳＤ法：Electrospray Deposition)による有機材料を成膜するＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法に関わり、特に大面積の成膜に好適なＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の半導体の主流はシリコンであるが、次世代の半導体として有機ＥＬ(エレクトロルミネッセンス)が脚光を浴びており、ディスプレイや照明などへの実用化が着目されている。また、有機ELディスプレイの製造方法は低分子有機ＥＬ材料の真空蒸着が主流である。将来的には、低価格化のために、大気中(非真空中)で高分子有機ＥＬ材料を塗布(印刷)プロセスで製造することが期待されている。
【０００３】
有機材料の非真空中での大面積成膜は、スピンコータやスリットコータが用いられていたが、積層時に下地を溶かしてしまうためミキシングが起きてしまう問題があった。この為、溶剤による影響の少ない非真空中の大面積成膜方法が待ち望まれていた。
【０００４】
ＥＳＤ法はこれに応える方法である。ＥＳＤ法は非真空中の成膜方法の一つとして１８８０年頃の古くから研究されており、農薬噴霧、液体静電塗装機、薄膜形成などの分野で応用されている。最近では、ナノファイバに応用された技術が特許文献１に開示されている。特許文献１は一つのノズルに対して原料液(供給液)の極性を定期的に変えることで堆積される原料液が交互の極性を持ち互いに静電反発をすることなくうまく堆積される技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＥＳＤ法のノズル当たりの噴霧量には限界があるので、大面積を短いタクトタイムで成膜するには、ノズル部を複数設ける必要がある。一般に、ＥＳＤ法に必要な印加電圧は処理対象とノズル部との距離に比例することが知られている。ここで、特にノズル部を複数設ける場合には、噴霧に必要な電力を抑えるために、処理対象とノズル部をできるだけ近づけることが望ましい。一方、処理対象とノズル部の距離が近くなると、噴霧液の溶媒の揮発が不十分となり、成膜後に下地とのミキシングや膜厚にバラつきが生じる可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を鑑みてなされたもので、処理対象とノズル部間の距離を調節でき、大面積への成膜レートを向上できるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的を達成するために、有機材料を溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し、前記印加を前記処理対象を搭載する搭載部との間で行なう際に、前記噴霧は前記溶液を有し噴霧口を有する複数のノズル部で行ない、前記溶媒の揮発を促進させることを第１の特徴とする。
【０００９】
また、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記揮発の促進は溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給して行なうことを第２の特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記溶媒揮発促進ガスを前記ノズル部の前記溶液に沿って流すことを第３の特徴とする。
また、本発明の目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記溶媒揮発促進ガスは窒素などの不活性ガスまたはドライエアーであることを第４の特徴とする。
さらに、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記揮発の促進は前記溶液または前記噴霧液を加熱させて行なうことを第５の特徴とする。
【００１１】
また、本発明の目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記加熱は前記溶媒揮発促進ガスを加熱して行ない、前記加熱された前記溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給して行なうことを第６の特徴とする。
さらに、本発明の目的を達成するために、第６の特徴に加え、前記加熱は前記ノズル部周囲に設けられたランプで行なうことを第７の特徴とする。
【００１２】
また、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記噴霧液の噴霧角度を調整することを第８の特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記印加は隣接するノズル部間に極性の異なる電圧を印加することを第９の特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理対象とノズル部間の距離を調節でき、大面積への成膜レート向上できるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＥＳＤ有機ＥＬ装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の溶媒揮発促進手段の第１の実施形態を示す図であり、ノズル部の部分と表示基板の搭載部分を示している。
【図３】本発明の溶媒揮発促進手段の第２の実施形態を示す図であり、ノズル部の部分と表示基板の搭載部分を示している。
【図４】本発明の噴霧角度調整手段の一実施形態を示す図であり、ノズル部の部分と表示基板の搭載部分を示している。
【図５】本発明の溶媒揮発促進手段と噴霧角度調整手段を有する噴霧部１０の一実施形態を示した図である。
【図６】溶液への印加電圧として互いに１８０度位相がずれた交流電圧を用いる第２の実施例を示す図である。
【図７】ＥＳＤ法の原理を示す図である。
【図８】隣接ノズル部間で発生する静電反発を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明のＥＳＤ有機ＥＬ装置１００の一実施形態を示した図であり、本実施形態の各部の実施形態に使用する構成要素をすべて示している。従って、各部の実施形態で実施しない構成要素も含んでいる。
ＥＳＤ有機ＥＬ装置は、大別して有機ＥＬ溶液を噴霧する噴霧部１０、隣接した他の処理装置（図示せず）から搬送されてきた処理対象（表示基板、フィルム等。以下代表して表示基板Ｐで説明）を載置するステージ部２０、表示基板の処理部を規定するマスク部３０、各部に必要なものを供給する又は駆動する施設を有する施設部４０、各部にあるセンサからの情報を受取り施設部等を制御する制御装置５０及び台座６０を有する。
【００１７】
噴霧部１０は、有機ＥＬ材料(溶質)を溶媒に溶かした溶液１２を噴霧口１１ａから噴霧する金属製キャピラリー１１ｂと金属製キャピラリーの周囲にガス１６が流れるガス流路１１ｃとを有するノズル部１１、各ノズル部に設けられノズル部から電荷を有して噴霧された噴霧液１２ｄの噴霧範囲を規定するガードリング１３、ノズル部の溶液を温めるランプ１７、ノズル部内の溶液の液量を計測する液量センサ１４、ノズル部１１から噴霧量を計測する噴霧量センサ１５及び溶液の温度を計測する溶液温度センサ１８を有する。なお、ノズル部１１は複雑さを避けるために図１では１本のみを記している。
【００１８】
ステージ部２０は接地され表示基板Ｐを載置する導電体で構成されたステージ２１及び表示基板Ｐ上のアライメントマーク２３を撮像する撮像手段２２を有する。
【００１９】
マスク部３０は、ステージ２１に載置された表示基板Ｐの所望の位置に成膜３１ｂさせるためのマスク３１、噴霧された溶液１２をマスク３１上の開口部３１aに集束させるコリメータ３２及び表示基板Ｐに余分な噴霧や成膜形成開始時の液ダレを防止する基板保護シャッタ３３を有する。
【００２０】
施設部４０は、噴霧部１０の各ノズル部１１に溶液１２を供給する溶液供給源１２Ｔ、各ノズル部１１の噴霧電圧を発生させる噴霧電圧発生源１１Ｄ、ガードリング１３に所定の電圧を発生させるガードリング電圧発生源１３Ｄ、ガス１６をノズル部に供給するガス供給源１６Ｔ、ランプ１７へ必要な電力を供給するランプ電源１７Ｄ、ステージ２１を移動させる基板位置制御駆動部２１Ｋ、マスク３１の位置を調整するためのマスク位置駆動部３１Ｋ、コリメータ３２にかける電圧を発生させるコリメータ電圧発生源３２Ｄ及び３３基板保護シャッタを駆動する基板保護シャッタ駆動部３３Ｋを有する。
【００２１】
制御装置５０は、制御部５１、計測結果や各部の正常、異常状態などのＥＳＤ有機ＥＬ装置の稼動状態を記録する記録装置５２Ａやそれらを表示する表示装置５２Ｂなどの周辺装置５２を有する。
制御部５１は、各種制御プログラム５３Ｐ、計測結果やＥＳＤ有機ＥＬ装置の稼動状態などの情報５３Ｊ及び各部を制御するためのデータ、条件等の制御データ５３Ｄを内蔵するメモリ５３、施設部４０や周辺装置５２や各種センサとの信号の授受をするインターフェイス５４及びこれ等を管理、制御する制御ユニット(ＣＰＵ）５５を有する。各制御手段は施設部の構成要素、その制御プログラム、制御データ及びこれを制御する制御ユニットから構成される。例えば、後述する溶媒揮発促進手段は、ガス供給源１６Ｔ、ガス制御プログラム１６Ｐ、ガス制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。また、後述するランプによる加熱手段は、ランプ電源１７Ｄ、溶液温度制御プログラム１７Ｐ、溶液温度制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。さらに、噴霧角度調整手段はガードリング電圧発生源１３Ｄ、噴霧範囲制御プログラム１３Ｐ、噴霧範囲制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。他の制御手段についても同様である。
【００２２】
制御プログラムには、液量センサ１４、噴霧量センサ１５、溶液温度センサ１８及び撮像手段２２からの計測結果並びに制御データ５３Ｄに内蔵され予め決められている条件等に基づいて、溶液供給源１２Ｔを制御しノズル部１１内の溶液量を管理する溶液供給プログラム１２Ｐ、噴霧電圧発生源１１Ｄを制御しノズル部１１から溶液１２を噴霧させる噴霧量制御プログラム１１Ｐ、ガードリング電圧発生源１３Ｄを制御し噴霧範囲を規定する噴霧範囲制御プログラム１３Ｐ、ガス供給源１６Ｔを制御し必要なガスを供給するガス制御プログラム１６Ｐ、ランプ１７を制御し溶液１２を決められた温度に制御する溶液温度制御プログラム１７Ｐ、基板位置制御駆動部２１Ｋを制御しアライメントマーク２３による位置決めや成膜するために表示基板Ｐを一定間隔又は一定速度で移動させる基板位置制御プログラム２１Ｐ、マスク位置駆動部３１Ｋを制御しマスク３１の位置を調整するマスク位置調整プログラム３１Ｐ、コリメータ電圧発生源３２Ｄを制御し噴霧液１２ｄを集束させる噴霧液集束プログラム３２Ｐ及び基板保護シャッタ駆動部３３Ｋを制御し表示基板Ｐに余分な噴霧や液ダレを防止する表示基板保護プログラム３３Ｐを有する。
【００２３】
図１に示す構成によって、ノズル部を表示基板幅に対応して列状に設け、表示基板Ｐを紙面表側から裏側に移動させて、溶液１２を連続または間欠的に噴霧し、マスク３１上の複数の開口部３１aに規定されるパターンを表示基板上に成膜する。
【００２４】
まず図７を用いてＥＳＤの基本原理を説明する。金属製キャピラリー１１ｂに数ｋＶの正(負)電圧をかけると液体には表面張力や正電荷を有する静電気力等が作用する。静電気力が増加し表面張力を超えレイリー分裂が起こると溶液１２が円錐形(テイラーコーンという)１２ａに歪められる。テイラーコーンの先端部から発生する正電荷の液柱１２ｂの不安定性によって液注が分裂し、そこから正電荷を有する液滴１２ｃが発生する。液滴の溶媒が揮発(気化)して電化密度が上昇し、液滴が静電(クーロン)反発で分裂を繰返す。乾燥した粒子は接地された導電体２１a(図１のステージ２１)に引き寄せられ導電体２１a上の設けられたガラス製の表示基板Ｐに薄膜を形成する。なお、以下の説明では、テイラーコーン１２ａ、液柱１２ｂ及び液滴１２ｃを総称して噴霧液１２ｄという。本図では金属製キャピラリー１１ｂに電圧を印加したが、溶液に直接に電圧を印加してもよい。
【００２５】
表示基板(処理対象)とノズル部間の距離を短縮するためには液滴の溶媒の揮発を促進する溶媒揮発促進手段が必要である。なぜならば、距離が短くなると溶媒を揮発させる時間が短くなり揮発が不十分になるからである。
溶媒揮発促進手段としては、溶液１２や噴霧液１２ｄを加熱する。
【００２６】
図２は溶媒揮発促進手段の第１の実施形態を示す図であり、ノズル部１１の部分と表示基板Ｐの搭載部分を示している。図２は２種類の有機材料有する溶液１２Ａ、１２Ｂによる成膜を形成するために別々に噴霧できる複数溶液用キャピラリー１１ｂを示している。
図１、図２に用いて本実施形態を説明する。図２においてノズル部１１は金属製キャピラリー１１ｂと溶媒揮発促進ガス１６のガス流路１１ｃ及び噴霧口１１ａを有する。図1に示すガス供給源１６Ｔから所定の速度、所定の流量を有する溶媒揮発促進ガス１６がノズル部のガス流路１１ｃに供給され、噴霧口から噴霧される。
【００２７】
この溶媒揮発促進ガスはガス供給源１６Ｔで所定の温度に温められている。従って、溶媒揮発促進ガスはガス流路１１ｃを通過中に溶液１２を温め、噴霧後は噴霧液１２ｄを温める。従って、溶媒揮発促進ガス１６は加熱する手段の機能を有している。溶液１２や噴霧液１２ｄの温度が高くなると溶媒が揮発し、溶質が乾燥する。
一方、噴霧されたガスはテイラーコーン１２ａや液滴１２ｃなどと接触し乾燥させる共に、ガスの流れ(セン断力)によりテイラーコーン１２ａや液滴１２ｃを分離し乾燥を促進する。従って、溶媒揮発促進ガス１６は噴霧量増大の手段の機能も有している。
【００２８】
本実施形態による肉厚１ｍｍ金属製キャピラリー１１ｂの内径ＩＤは０．４〜０．５ｍｍであり、ガス流路１１ｃの外側は更に０．１５ｍｍ大きくなっている。０．１５ｍｍ以上だと噴霧が不安定になる。また、このときのガス流量ＧＶは２Ｌ/min程度であり、少ないと噴霧が不安定になり、大きいと噴霧濃度が下がる。また、有機材料の場合、ガスの温度は有機材料の劣化を避けるため１５０℃以下で使用する。なお、本実施形態では溶媒揮発促進ガスとして窒素を用いている。その他の溶媒揮発促進ガスとしては窒素以外の不活性ガスやドライエアーが利用できる。
【００２９】
以上、本実施形態によれば、例えば表示基板Ｐとノズル部間の距離Ｌを１５０ｍｍから５０ｍｍ程度に縮めることができる。
【００３０】
また、表示基板Ｐとノズル部間の印加電圧は距離Ｌに比例するので、印加電圧を1／３に低減することができ、図１に示す噴霧電圧発生源１１Ｄもそれに応じて小型化でき、ＥＳＤ有機ＥＬ装置の小型化とコストダウンに寄与できる。
【００３１】
さらに、本実施形態によれば、ガスとして不活性ガスである窒素を用いているので、有機材料の劣化を低減できる。
【００３２】
図３は溶媒揮発促進手段の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態の第１の実施形態と異なる点は次の２点であり、その他の点は第１の実施形態と同じである。
第１点は、溶媒揮発促進ガスは加温しない点である。
第２点は、溶媒揮発促進ガスで加熱する代わりに金属キャピラリー１１ｂの周囲にランプ１７を設け溶液１２Ａ、１２Ｂを加温している。この場合の加温効果は直接的には溶液のみであるが、噴霧液１２ｄも温度が高くなっている。ガスに比べて溶液の温度制御をより安定して制御できる利点がある。
【００３３】
本第２の実施形態においても、基本的には第１の実施形態同様な効果を奏することができる。
【００３４】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、キャピラリー１１ｂに沿って溶媒揮発促進ガスを供給したが、噴霧部１０の全体に溶媒揮発促進ガスを流してもよい。その場合必要によっては表示基板Ｐやマスク３１(図１参照)を冷却する。
【００３５】
以上の実施形態では表示基板とノズル部間の印加電圧は距離Ｌを低減できたが、一般に噴霧(成膜)面積が小さくなる。
従って、噴霧角度を調整する噴霧角度調整手段が必要である。
【００３６】
図４は噴霧角度調整手段の一実施形態を示す図である。図４は図３に示す溶媒揮発促進手段の第２の実施形態に表示基板Ｐとノズル部１１間に噴霧角度調整用のガードリング１２を設けた図である。ガードリング１３に噴霧液１２ｄの極性と同一の極性を有する電圧を印加する。電圧を高くすれば噴霧液１２ｄは反発して噴霧角度は小さくなり、逆に低くすれば反発は弱まり噴霧角度は大きくなる。
【００３７】
他の方法としては溶媒揮発促進ガスの噴霧速度を調節する方法がある。即ち、噴霧速度を上げれば溶媒揮発促進ガスは噴霧液１２ｄに平行して流れ噴霧液の噴霧角度を押え、逆に噴霧角度を下げれば噴霧液１２ｄを押える力も小さくなり噴霧液の噴霧角度も広がる。
【００３８】
以上の噴霧角度調整手段の実施形態によれば、噴霧角度を調節できる、特に膜の均一性を保つために噴霧角度を調整できる。
【００３９】
以上説明した溶媒揮発促進手段と噴霧角度調整手段を共に用いることにより、成膜レート向上させながら膜の均一性を保つことができるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供することができる。
【００４０】
図５は以上説明した溶媒揮発促進手段と噴霧角度調整手段を有する噴霧部１０の一実施形態を示した図である。図５(ａ)は図１の紙面表面側から見たときの噴霧部の構成を示し、図５(ｂ)は装置の上部から見たときのノズル部１１の配置を示す。ノズル部１１は図2に示すように２液タイプでもよいし図７に示すように１液タイプでもよい。図５(ａ)に示すように噴霧部１０は、ノズル部１１を表示基板Ｐの幅Ｗに対応して複数(本実施例では６個)行方向に列状に配置し、その列状配置を列方向に複数列(本実施例では４列)配置し、全体として計２４個マトリックス状に配置している。後述の説明のために、行方向の列状配置に上から順にＡ１、Ａ２・・の符号を付している。図５(ａ)はＡ１列の状態を示す。
【００４１】
また、図５(ｂ)で示す白丸印は印加電圧Ｖ１、黒丸印は印加電圧Ｖ２で印加されているノズル部１１を示す。また、溶液１２はＡ１からＡ４の列単位に設けられた溶液供給配管１２ｈにより、溶媒揮発促進ガス１６はガス供給配管１６ｈより矢印１２ｋ方向に供給される。図２に示すように溶液が2液の場合、溶液供給配管１２ｈはダブル配管とする。なお、行方向の列数は本実施例では４列にしたが１列でもよいし、場合によっては更に列数を増やしてもよい。
【００４２】
図５に示す噴霧部１０を図２または図３に示した溶媒揮発促進手段を用いることにより表示基板Ｐとノズル部１１間の距離Ｌを低減でき、更に噴霧部１０に図４に示した噴霧角度調整手段を用いることにより噴霧範囲を拡大でき、さらにノズル部を配置する密度を上げることで成膜レート向上させながら膜の均一性を保つことができるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供することができる。
【００４３】
図５(ｂ)においては複数のノズル部をマトリックス状に配置している。図８に示すように、隣接する複数のノズル部間では、同じ極性を有する噴霧荷電粒子同士が静電反発し、中央部のノズル部からの噴霧量は抑えられ、中央部に噴霧液１２ｄが存在しないあるいは密度の薄い領域１２ｎが形成され、表示基板Ｐ上に成膜され難い領域１２ｍが生じる。従って、単にマトリックス状に配置しても一様な成膜を形成することができない。そこで、静電反発が発生しないように隣接ノズル部間に電圧を印加する電圧印加手段が必要である。
【００４４】
本実施形態における印加電圧Ｖ１と印加電圧Ｖ２は常に異なる極性に印加する手段である。即ち、隣接するノズル部１１間は異なる極性を示す電圧を印加することにより、それぞれの隣接するノズル部から噴霧される噴霧液１２ｄは異なる極性を持ち互いに静電反発の発生を抑制するまたは起すことはない。従って、各ノズル部から一定のプロファイルを持つ噴霧液１２ｄを安定して得ることができる。なお、図５では印加電圧Ｖ１に負電圧を、印加電圧Ｖ２に正電圧を印加した状態を示す。また、抑制電圧印加手段は、図１で説明したように、噴霧電圧発生部１１Ｄ、噴霧量制御プログラム１１Ｐ、噴霧量制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。
この結果、本実施形態ではマスク３１によるパターンニングを持つ一様な膜を形成できる。
【００４５】
さらに、上記実施形態ではＡ１からＡ４の４列の例を示した。列が多いほど表示基板の移動速度を上げることができるが、Ａ１だけの１列だけでもよい。
【００４６】
次に、上記のように構成した装置において一様な成膜形成する溶液への印加電圧Ｖ１、Ｖ２の実施例を図６を用いて説明する。これ等の波形データは図１に示す制御データ５３Ｄとして格納されており、処理内容により作業員が表示装置５２Ｂ等を介して条件を入力することにより形成される。
図６は印加電圧Ｖ１，Ｖ２の一例を示し、互いに１８０度位相がずれた一定の波高値を有する交流電圧を用いる例を示す図である。図６(ａ)は一定の波高値を有する矩形波電圧Ｖを示し、図６(ｂ)は一定の波高値を有する正弦波電圧Ｖを示す。その他種々の印加電圧適用が考えられる。例えば一定の波高値を有する直流パルス電圧でもよい。交流電圧を用いると、静電反発を防止できるだけではなく、異なる極性を有する噴霧液が交互にくるので互いに反発することなく基板上の総電荷を中和しながら堆積するのでチャージアップすることなく厚膜を形成できる。交流周波数は低周波が望ましい。数百Ｈｚ以上では表示基板に対する付着力を失ってしまう。好ましくは６０Ｈｚ以下とする。
【００４７】
以上、以上説明した本発明の実施形態によれば、複数のノズル部を用いて噴霧できるので表示装置のような大面積に対して一様に成膜でき、また、マスクを用いれば一様な成膜を有するパターンを形成できる。
【００４８】
本発明は表示装置の製造装置の他、有機薄膜太陽電池、有機ＥＬ照明、デジタル・サイネージ、有機センサなどの製造装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０：噴霧部 １１：ノズル部
１１ａ：噴霧口 １１ｂ：金属製キャピラリー
１１ｃ：ガス流路 １１Ｄ：噴霧電圧発生部
１２：溶液 １２ａ：テイラーコーン
１２ｂ：液柱 １２ｃ：液滴
１２ｄ：噴霧液 １２ｈ：溶液供給配管
１２Ｔ：溶液供給部 １３：ガードリング
１３Ｄ：ガードリング電圧発生部 １４：液量センサ
１５：噴霧量センサ １６：ガス供給源
１６ｈ：ガス供給配管 １７：ランプ
２０：ステージ部 ２１：ステージ
２１Ｋ：基板位置制御駆動部 ２２：アライメントマーク撮像手段
２３：アライメントマーク ３０：マスク部
３１：マスク ３１ａ：マスクの開口部
３１Ｋ：マスク位置駆動部 ３２：コリメータ
３２Ｄ：コリメータ電圧発生部 ３３：基板保護シャッタ
３３Ｋ：基板保護シャッタ駆動部 ４０：施設部
５０：制御装置 ５１：制御部
５２：周辺装置 ５２Ａ：記録装置
５２Ｂ：表示装置 ５３：メモリ
５３Ｄ：各部を制御するためのデータ、条件等の制御データ
５３Ｐ：制御プログラム
５３Ｊ：計測結果やＥＳＤ有機ＥＬ装置の稼動状態などの情報
５４：インターフェイス ５５：制御ユニット(ＣＰＵ)
６０：台座 １００：ＥＳＤ有機ＥＬ装置
Ａ１、Ａ２・・：ノズル部の列番号 Ｐ：表示基板
Ｖ１，Ｖ２：溶液への印加電圧 Ｖ３，Ｖ４：ガードリング印加電圧。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電噴霧法(ＥＳＤ法：Electrospray Deposition)による有機材料を成膜するＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法に関わり、特に大面積の成膜に好適なＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の半導体の主流はシリコンであるが、次世代の半導体として有機ＥＬ(エレクトロルミネッセンス)が脚光を浴びており、ディスプレイや照明などへの実用化が着目されている。また、有機ELディスプレイの製造方法は低分子有機ＥＬ材料の真空蒸着が主流である。将来的には、低価格化のために、大気中(非真空中)で高分子有機ＥＬ材料を塗布(印刷)プロセスで製造することが期待されている。
【０００３】
有機材料の非真空中での大面積成膜は、スピンコータやスリットコータが用いられていたが、積層時に下地を溶かしてしまうためミキシングが起きてしまう問題があった。この為、溶剤による影響の少ない非真空中の大面積成膜方法が待ち望まれていた。
【０００４】
ＥＳＤ法はこれに応える方法である。ＥＳＤ法は非真空中の成膜方法の一つとして１８８０年頃の古くから研究されており、農薬噴霧、液体静電塗装機、薄膜形成などの分野で応用されている。最近では、ナノファイバに応用された技術が特許文献１に開示されている。特許文献１は一つのノズルに対して原料液(供給液)の極性を定期的に変えることで堆積される原料液が交互の極性を持ち互いに静電反発をすることなくうまく堆積される技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＥＳＤ法のノズル当たりの噴霧量には限界があるので、大面積を短いタクトタイムで成膜するには、ノズル部を複数設ける必要がある。一般に、ＥＳＤ法に必要な印加電圧は処理対象とノズル部との距離に比例することが知られている。ここで、特にノズル部を複数設ける場合には、噴霧に必要な電力を抑えるために、処理対象とノズル部をできるだけ近づけることが望ましい。一方、処理対象とノズル部の距離が近くなると、噴霧液の溶媒の揮発が不十分となり、成膜後に下地とのミキシングや膜厚にバラつきが生じる可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を鑑みてなされたもので、処理対象とノズル部間の距離を調節でき、大面積への成膜レートを向上できるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的を達成するために、有機材料を溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し、前記印加を前記処理対象を搭載する搭載部との間で行なう際に、前記噴霧は前記溶液を有し噴霧口を有する複数のノズル部で行ない、前記溶媒の揮発を促進させることを第１の特徴とする。
【０００９】
また、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記揮発の促進は溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給して行なうことを第２の特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記溶媒揮発促進ガスを前記ノズル部の前記溶液に沿って流すことを第３の特徴とする。
また、本発明の目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記溶媒揮発促進ガスは窒素などの不活性ガスまたはドライエアーであることを第４の特徴とする。
さらに、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記揮発の促進は前記溶液または前記噴霧液を加熱させて行なうことを第５の特徴とする。
【００１１】
また、本発明の目的を達成するために、第２の特徴に加え、前記加熱は前記溶媒揮発促進ガスを加熱して行ない、前記加熱された前記溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給して行なうことを第６の特徴とする。
さらに、本発明の目的を達成するために、第６の特徴に加え、前記加熱は前記ノズル部周囲に設けられたランプで行なうことを第７の特徴とする。
【００１２】
また、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記噴霧液の噴霧角度を調整することを第８の特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の目的を達成するために、第１の特徴に加え、前記印加は隣接するノズル部間に極性の異なる電圧を印加することを第９の特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、処理対象とノズル部間の距離を調節でき、大面積への成膜レート向上できるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＥＳＤ有機ＥＬ装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の溶媒揮発促進手段の第１の実施形態を示す図であり、ノズル部の部分と表示基板の搭載部分を示している。
【図３】本発明の溶媒揮発促進手段の第２の実施形態を示す図であり、ノズル部の部分と表示基板の搭載部分を示している。
【図４】本発明の噴霧角度調整手段の一実施形態を示す図であり、ノズル部の部分と表示基板の搭載部分を示している。
【図５】本発明の溶媒揮発促進手段と噴霧角度調整手段を有する噴霧部１０の一実施形態を示した図である。
【図６】溶液への印加電圧として互いに１８０度位相がずれた交流電圧を用いる第２の実施例を示す図である。
【図７】ＥＳＤ法の原理を示す図である。
【図８】隣接ノズル部間で発生する静電反発を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明のＥＳＤ有機ＥＬ装置１００の一実施形態を示した図であり、本実施形態の各部の実施形態に使用する構成要素をすべて示している。従って、各部の実施形態で実施しない構成要素も含んでいる。
ＥＳＤ有機ＥＬ装置は、大別して有機ＥＬ溶液を噴霧する噴霧部１０、隣接した他の処理装置（図示せず）から搬送されてきた処理対象（表示基板、フィルム等。以下代表して表示基板Ｐで説明）を載置するステージ部２０、表示基板の処理部を規定するマスク部３０、各部に必要なものを供給する又は駆動する施設を有する施設部４０、各部にあるセンサからの情報を受取り施設部等を制御する制御装置５０及び台座６０を有する。
【００１７】
噴霧部１０は、有機ＥＬ材料(溶質)を溶媒に溶かした溶液１２を噴霧口１１ａから噴霧する金属製キャピラリー１１ｂと金属製キャピラリーの周囲にガス１６が流れるガス流路１１ｃとを有するノズル部１１、各ノズル部に設けられノズル部から電荷を有して噴霧された噴霧液１２ｄの噴霧範囲を規定するガードリング１３、ノズル部の溶液を温めるランプ１７、ノズル部内の溶液の液量を計測する液量センサ１４、ノズル部１１から噴霧量を計測する噴霧量センサ１５及び溶液の温度を計測する溶液温度センサ１８を有する。なお、ノズル部１１は複雑さを避けるために図１では１本のみを記している。
【００１８】
ステージ部２０は接地され表示基板Ｐを載置する導電体で構成されたステージ２１及び表示基板Ｐ上のアライメントマーク２３を撮像する撮像手段２２を有する。
【００１９】
マスク部３０は、ステージ２１に載置された表示基板Ｐの所望の位置に成膜３１ｂさせるためのマスク３１、噴霧された溶液１２をマスク３１上の開口部３１aに集束させるコリメータ３２及び表示基板Ｐに余分な噴霧や成膜形成開始時の液ダレを防止する基板保護シャッタ３３を有する。
【００２０】
施設部４０は、噴霧部１０の各ノズル部１１に溶液１２を供給する溶液供給源１２Ｔ、各ノズル部１１の噴霧電圧を発生させる噴霧電圧発生源１１Ｄ、ガードリング１３に所定の電圧を発生させるガードリング電圧発生源１３Ｄ、ガス１６をノズル部に供給するガス供給源１６Ｔ、ランプ１７へ必要な電力を供給するランプ電源１７Ｄ、ステージ２１を移動させる基板位置制御駆動部２１Ｋ、マスク３１の位置を調整するためのマスク位置駆動部３１Ｋ、コリメータ３２にかける電圧を発生させるコリメータ電圧発生源３２Ｄ及び３３基板保護シャッタを駆動する基板保護シャッタ駆動部３３Ｋを有する。
【００２１】
制御装置５０は、制御部５１、計測結果や各部の正常、異常状態などのＥＳＤ有機ＥＬ装置の稼動状態を記録する記録装置５２Ａやそれらを表示する表示装置５２Ｂなどの周辺装置５２を有する。
制御部５１は、各種制御プログラム５３Ｐ、計測結果やＥＳＤ有機ＥＬ装置の稼動状態などの情報５３Ｊ及び各部を制御するためのデータ、条件等の制御データ５３Ｄを内蔵するメモリ５３、施設部４０や周辺装置５２や各種センサとの信号の授受をするインターフェイス５４及びこれ等を管理、制御する制御ユニット(ＣＰＵ）５５を有する。各制御手段は施設部の構成要素、その制御プログラム、制御データ及びこれを制御する制御ユニットから構成される。例えば、後述する溶媒揮発促進手段は、ガス供給源１６Ｔ、ガス制御プログラム１６Ｐ、ガス制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。また、後述するランプによる加熱手段は、ランプ電源１７Ｄ、溶液温度制御プログラム１７Ｐ、溶液温度制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。さらに、噴霧角度調整手段はガードリング電圧発生源１３Ｄ、噴霧範囲制御プログラム１３Ｐ、噴霧範囲制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。他の制御手段についても同様である。
【００２２】
制御プログラムには、液量センサ１４、噴霧量センサ１５、溶液温度センサ１８及び撮像手段２２からの計測結果並びに制御データ５３Ｄに内蔵され予め決められている条件等に基づいて、溶液供給源１２Ｔを制御しノズル部１１内の溶液量を管理する溶液供給プログラム１２Ｐ、噴霧電圧発生源１１Ｄを制御しノズル部１１から溶液１２を噴霧させる噴霧量制御プログラム１１Ｐ、ガードリング電圧発生源１３Ｄを制御し噴霧範囲を規定する噴霧範囲制御プログラム１３Ｐ、ガス供給源１６Ｔを制御し必要なガスを供給するガス制御プログラム１６Ｐ、ランプ１７を制御し溶液１２を決められた温度に制御する溶液温度制御プログラム１７Ｐ、基板位置制御駆動部２１Ｋを制御しアライメントマーク２３による位置決めや成膜するために表示基板Ｐを一定間隔又は一定速度で移動させる基板位置制御プログラム２１Ｐ、マスク位置駆動部３１Ｋを制御しマスク３１の位置を調整するマスク位置調整プログラム３１Ｐ、コリメータ電圧発生源３２Ｄを制御し噴霧液１２ｄを集束させる噴霧液集束プログラム３２Ｐ及び基板保護シャッタ駆動部３３Ｋを制御し表示基板Ｐに余分な噴霧や液ダレを防止する表示基板保護プログラム３３Ｐを有する。
【００２３】
図１に示す構成によって、ノズル部を表示基板幅に対応して列状に設け、表示基板Ｐを紙面表側から裏側に移動させて、溶液１２を連続または間欠的に噴霧し、マスク３１上の複数の開口部３１aに規定されるパターンを表示基板上に成膜する。
【００２４】
まず図７を用いてＥＳＤの基本原理を説明する。金属製キャピラリー１１ｂに数ｋＶの正(負)電圧をかけると液体には表面張力や正電荷を有する静電気力等が作用する。静電気力が増加し表面張力を超えレイリー分裂が起こると溶液１２が円錐形(テイラーコーンという)１２ａに歪められる。テイラーコーンの先端部から発生する正電荷の液柱１２ｂの不安定性によって液注が分裂し、そこから正電荷を有する液滴１２ｃが発生する。液滴の溶媒が揮発(気化)して電化密度が上昇し、液滴が静電(クーロン)反発で分裂を繰返す。乾燥した粒子は接地された導電体２１a(図１のステージ２１)に引き寄せられ導電体２１a上の設けられたガラス製の表示基板Ｐに薄膜を形成する。なお、以下の説明では、テイラーコーン１２ａ、液柱１２ｂ及び液滴１２ｃを総称して噴霧液１２ｄという。本図では金属製キャピラリー１１ｂに電圧を印加したが、溶液に直接に電圧を印加してもよい。
【００２５】
表示基板(処理対象)とノズル部間の距離を短縮するためには液滴の溶媒の揮発を促進する溶媒揮発促進手段が必要である。なぜならば、距離が短くなると溶媒を揮発させる時間が短くなり揮発が不十分になるからである。
溶媒揮発促進手段としては、溶液１２や噴霧液１２ｄを加熱する。
【００２６】
図２は溶媒揮発促進手段の第１の実施形態を示す図であり、ノズル部１１の部分と表示基板Ｐの搭載部分を示している。図２は２種類の有機材料有する溶液１２Ａ、１２Ｂによる成膜を形成するために別々に噴霧できる複数溶液用キャピラリー１１ｂを示している。
図１、図２に用いて本実施形態を説明する。図２においてノズル部１１は金属製キャピラリー１１ｂと溶媒揮発促進ガス１６のガス流路１１ｃ及び噴霧口１１ａを有する。図1に示すガス供給源１６Ｔから所定の速度、所定の流量を有する溶媒揮発促進ガス１６がノズル部のガス流路１１ｃに供給され、噴霧口から噴霧される。
【００２７】
この溶媒揮発促進ガスはガス供給源１６Ｔで所定の温度に温められている。従って、溶媒揮発促進ガスはガス流路１１ｃを通過中に溶液１２を温め、噴霧後は噴霧液１２ｄを温める。従って、溶媒揮発促進ガス１６は加熱する手段の機能を有している。溶液１２や噴霧液１２ｄの温度が高くなると溶媒が揮発し、溶質が乾燥する。
一方、噴霧されたガスはテイラーコーン１２ａや液滴１２ｃなどと接触し乾燥させる共に、ガスの流れ(セン断力)によりテイラーコーン１２ａや液滴１２ｃを分離し乾燥を促進する。従って、溶媒揮発促進ガス１６は噴霧量増大の手段の機能も有している。
【００２８】
本実施形態による肉厚１ｍｍ金属製キャピラリー１１ｂの内径ＩＤは０．４〜０．５ｍｍであり、ガス流路１１ｃの外側は更に０．１５ｍｍ大きくなっている。０．１５ｍｍ以上だと噴霧が不安定になる。また、このときのガス流量ＧＶは２Ｌ/min程度であり、少ないと噴霧が不安定になり、大きいと噴霧濃度が下がる。また、有機材料の場合、ガスの温度は有機材料の劣化を避けるため１５０℃以下で使用する。なお、本実施形態では溶媒揮発促進ガスとして窒素を用いている。その他の溶媒揮発促進ガスとしては窒素以外の不活性ガスやドライエアーが利用できる。
【００２９】
以上、本実施形態によれば、例えば表示基板Ｐとノズル部間の距離Ｌを１５０ｍｍから５０ｍｍ程度に縮めることができる。
【００３０】
また、表示基板Ｐとノズル部間の印加電圧は距離Ｌに比例するので、印加電圧を1／３に低減することができ、図１に示す噴霧電圧発生源１１Ｄもそれに応じて小型化でき、ＥＳＤ有機ＥＬ装置の小型化とコストダウンに寄与できる。
【００３１】
さらに、本実施形態によれば、ガスとして不活性ガスである窒素を用いているので、有機材料の劣化を低減できる。
【００３２】
図３は溶媒揮発促進手段の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態の第１の実施形態と異なる点は次の２点であり、その他の点は第１の実施形態と同じである。
第１点は、溶媒揮発促進ガスは加温しない点である。
第２点は、溶媒揮発促進ガスで加熱する代わりに金属キャピラリー１１ｂの周囲にランプ１７を設け溶液１２Ａ、１２Ｂを加温している。この場合の加温効果は直接的には溶液のみであるが、噴霧液１２ｄも温度が高くなっている。ガスに比べて溶液の温度制御をより安定して制御できる利点がある。
【００３３】
本第２の実施形態においても、基本的には第１の実施形態同様な効果を奏することができる。
【００３４】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、キャピラリー１１ｂに沿って溶媒揮発促進ガスを供給したが、噴霧部１０の全体に溶媒揮発促進ガスを流してもよい。その場合必要によっては表示基板Ｐやマスク３１(図１参照)を冷却する。
【００３５】
以上の実施形態では表示基板とノズル部間の印加電圧は距離Ｌを低減できたが、一般に噴霧(成膜)面積が小さくなる。
従って、噴霧角度を調整する噴霧角度調整手段が必要である。
【００３６】
図４は噴霧角度調整手段の一実施形態を示す図である。図４は図３に示す溶媒揮発促進手段の第２の実施形態に表示基板Ｐとノズル部１１間に噴霧角度調整用のガードリング１２を設けた図である。ガードリング１３に噴霧液１２ｄの極性と同一の極性を有する電圧を印加する。電圧を高くすれば噴霧液１２ｄは反発して噴霧角度は小さくなり、逆に低くすれば反発は弱まり噴霧角度は大きくなる。
【００３７】
他の方法としては溶媒揮発促進ガスの噴霧速度を調節する方法がある。即ち、噴霧速度を上げれば溶媒揮発促進ガスは噴霧液１２ｄに平行して流れ噴霧液の噴霧角度を押え、逆に噴霧角度を下げれば噴霧液１２ｄを押える力も小さくなり噴霧液の噴霧角度も広がる。
【００３８】
以上の噴霧角度調整手段の実施形態によれば、噴霧角度を調節できる、特に膜の均一性を保つために噴霧角度を調整できる。
【００３９】
以上説明した溶媒揮発促進手段と噴霧角度調整手段を共に用いることにより、成膜レート向上させながら膜の均一性を保つことができるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供することができる。
【００４０】
図５は以上説明した溶媒揮発促進手段と噴霧角度調整手段を有する噴霧部１０の一実施形態を示した図である。図５(ａ)は図１の紙面表面側から見たときの噴霧部の構成を示し、図５(ｂ)は装置の上部から見たときのノズル部１１の配置を示す。ノズル部１１は図2に示すように２液タイプでもよいし図７に示すように１液タイプでもよい。図５(ａ)に示すように噴霧部１０は、ノズル部１１を表示基板Ｐの幅Ｗに対応して複数(本実施例では６個)行方向に列状に配置し、その列状配置を列方向に複数列(本実施例では４列)配置し、全体として計２４個マトリックス状に配置している。後述の説明のために、行方向の列状配置に上から順にＡ１、Ａ２・・の符号を付している。図５(ａ)はＡ１列の状態を示す。
【００４１】
また、図５(ｂ)で示す白丸印は印加電圧Ｖ１、黒丸印は印加電圧Ｖ２で印加されているノズル部１１を示す。また、溶液１２はＡ１からＡ４の列単位に設けられた溶液供給配管１２ｈにより、溶媒揮発促進ガス１６はガス供給配管１６ｈより矢印１２ｋ方向に供給される。図２に示すように溶液が2液の場合、溶液供給配管１２ｈはダブル配管とする。なお、行方向の列数は本実施例では４列にしたが１列でもよいし、場合によっては更に列数を増やしてもよい。
【００４２】
図５に示す噴霧部１０を図２または図３に示した溶媒揮発促進手段を用いることにより表示基板Ｐとノズル部１１間の距離Ｌを低減でき、更に噴霧部１０に図４に示した噴霧角度調整手段を用いることにより噴霧範囲を拡大でき、さらにノズル部を配置する密度を上げることで成膜レート向上させながら膜の均一性を保つことができるＥＳＤ有機ＥＬ装置及び方法を提供することができる。
【００４３】
図５(ｂ)においては複数のノズル部をマトリックス状に配置している。図８に示すように、隣接する複数のノズル部間では、同じ極性を有する噴霧荷電粒子同士が静電反発し、中央部のノズル部からの噴霧量は抑えられ、中央部に噴霧液１２ｄが存在しないあるいは密度の薄い領域１２ｎが形成され、表示基板Ｐ上に成膜され難い領域１２ｍが生じる。従って、単にマトリックス状に配置しても一様な成膜を形成することができない。そこで、静電反発が発生しないように隣接ノズル部間に電圧を印加する電圧印加手段が必要である。
【００４４】
本実施形態における印加電圧Ｖ１と印加電圧Ｖ２は常に異なる極性に印加する手段である。即ち、隣接するノズル部１１間は異なる極性を示す電圧を印加することにより、それぞれの隣接するノズル部から噴霧される噴霧液１２ｄは異なる極性を持ち互いに静電反発の発生を抑制するまたは起すことはない。従って、各ノズル部から一定のプロファイルを持つ噴霧液１２ｄを安定して得ることができる。なお、図５では印加電圧Ｖ１に負電圧を、印加電圧Ｖ２に正電圧を印加した状態を示す。また、抑制電圧印加手段は、図１で説明したように、噴霧電圧発生部１１Ｄ、噴霧量制御プログラム１１Ｐ、噴霧量制御に必要な制御データ５３Ｄ及び制御ユニットから構成されている。
この結果、本実施形態ではマスク３１によるパターンニングを持つ一様な膜を形成できる。
【００４５】
さらに、上記実施形態ではＡ１からＡ４の４列の例を示した。列が多いほど表示基板の移動速度を上げることができるが、Ａ１だけの１列だけでもよい。
【００４６】
次に、上記のように構成した装置において一様な成膜形成する溶液への印加電圧Ｖ１、Ｖ２の実施例を図６を用いて説明する。これ等の波形データは図１に示す制御データ５３Ｄとして格納されており、処理内容により作業員が表示装置５２Ｂ等を介して条件を入力することにより形成される。
図６は印加電圧Ｖ１，Ｖ２の一例を示し、互いに１８０度位相がずれた一定の波高値を有する交流電圧を用いる例を示す図である。図６(ａ)は一定の波高値を有する矩形波電圧Ｖを示し、図６(ｂ)は一定の波高値を有する正弦波電圧Ｖを示す。その他種々の印加電圧適用が考えられる。例えば一定の波高値を有する直流パルス電圧でもよい。交流電圧を用いると、静電反発を防止できるだけではなく、異なる極性を有する噴霧液が交互にくるので互いに反発することなく基板上の総電荷を中和しながら堆積するのでチャージアップすることなく厚膜を形成できる。交流周波数は低周波が望ましい。数百Ｈｚ以上では表示基板に対する付着力を失ってしまう。好ましくは６０Ｈｚ以下とする。
【００４７】
以上、以上説明した本発明の実施形態によれば、複数のノズル部を用いて噴霧できるので表示装置のような大面積に対して一様に成膜でき、また、マスクを用いれば一様な成膜を有するパターンを形成できる。
【００４８】
本発明は表示装置の製造装置の他、有機薄膜太陽電池、有機ＥＬ照明、デジタル・サイネージ、有機センサなどの製造装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１０：噴霧部 １１：ノズル部
１１ａ：噴霧口 １１ｂ：金属製キャピラリー
１１ｃ：ガス流路 １１Ｄ：噴霧電圧発生部
１２：溶液 １２ａ：テイラーコーン
１２ｂ：液柱 １２ｃ：液滴
１２ｄ：噴霧液 １２ｈ：溶液供給配管
１２Ｔ：溶液供給部 １３：ガードリング
１３Ｄ：ガードリング電圧発生部 １４：液量センサ
１５：噴霧量センサ １６：ガス供給源
１６ｈ：ガス供給配管 １７：ランプ
２０：ステージ部 ２１：ステージ
２１Ｋ：基板位置制御駆動部 ２２：アライメントマーク撮像手段
２３：アライメントマーク ３０：マスク部
３１：マスク ３１ａ：マスクの開口部
３１Ｋ：マスク位置駆動部 ３２：コリメータ
３２Ｄ：コリメータ電圧発生部 ３３：基板保護シャッタ
３３Ｋ：基板保護シャッタ駆動部 ４０：施設部
５０：制御装置 ５１：制御部
５２：周辺装置 ５２Ａ：記録装置
５２Ｂ：表示装置 ５３：メモリ
５３Ｄ：各部を制御するためのデータ、条件等の制御データ
５３Ｐ：制御プログラム
５３Ｊ：計測結果やＥＳＤ有機ＥＬ装置の稼動状態などの情報
５４：インターフェイス ５５：制御ユニット(ＣＰＵ)
６０：台座 １００：ＥＳＤ有機ＥＬ装置
Ａ１、Ａ２・・：ノズル部の列番号 Ｐ：表示基板
Ｖ１，Ｖ２：溶液への印加電圧 Ｖ３，Ｖ４：ガードリング印加電圧。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機材料を溶媒に溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し噴霧液を発生させる噴霧部と、前記処理対象を搭載する搭載部と、前記印加を搭載部との間で行ない、これを制御する電圧印加制御手段とを有するＥＳＤ有機ＥＬ装置において、
前記噴霧部は前記溶液を有し噴霧口を有するノズル部を複数有し、前記溶媒の揮発を促進させる溶媒揮発促進手段を有することを特徴とするＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記溶媒揮発促進手段は溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給する手段であることを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項３】
前記溶媒揮発促進手段は前記溶媒揮発促進ガスを前記ノズル部の前記溶液に沿って設けられたガス流路に供給する手段であることを特徴とする請求項２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記溶媒揮発促進ガスは不活性ガスまたはドライエアーであることを特徴とする請求項２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記流路の幅は０．１５ｍｍ以下であり、前記溶媒揮発促進ガスの流量は２Ｌ/min程度であることを特徴とする請求項３に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記溶媒揮発促進手段は前記溶液または前記噴霧液を加熱させる加熱手段であることを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記加熱手段は前記溶媒揮発促進ガスを加熱させる手段であることを特徴とする請求項２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記加熱手段は前記ノズル部周囲に設けられたランプであることを特徴とする請求項６に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項９】
前記噴霧液の噴霧角度を調整する噴霧角度調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
前記電圧印加制御手段は隣接するノズル部間に極性の異なる電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
有機材料を溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し、前記印加を前記処理対象を搭載する搭載部との間で行なうＥＳＤ有機ＥＬ方法において、
前記噴霧は前記溶液を有し噴霧口を有する複数のノズル部で行ない、前記溶媒の揮発を促進させることを特徴とするＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【請求項１２】
前記揮発の促進は溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給して行なうことを特徴とする請求項１１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【請求項１３】
前記溶媒揮発促進ガスは不活性ガスまたはドライエアーであることを特徴とする請求項１２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【請求項１４】
前記揮発の促進は前記溶液または前記噴霧液を加熱させて行なうことを特徴とする請求項１１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【請求項１】
有機材料を溶媒に溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し噴霧液を発生させる噴霧部と、前記処理対象を搭載する搭載部と、前記印加を搭載部との間で行ない、これを制御する電圧印加制御手段とを有するＥＳＤ有機ＥＬ装置において、
前記噴霧部は前記溶液を有し噴霧口を有するノズル部を複数有し、前記溶媒の揮発を促進させる溶媒揮発促進手段を有することを特徴とするＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記溶媒揮発促進手段は溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給する手段であることを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項３】
前記溶媒揮発促進手段は前記溶媒揮発促進ガスを前記ノズル部の前記溶液に沿って設けられたガス流路に供給する手段であることを特徴とする請求項２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記溶媒揮発促進ガスは不活性ガスまたはドライエアーであることを特徴とする請求項２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記流路の幅は０．１５ｍｍ以下であり、前記溶媒揮発促進ガスの流量は２Ｌ/min程度であることを特徴とする請求項３に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記溶媒揮発促進手段は前記溶液または前記噴霧液を加熱させる加熱手段であることを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記加熱手段は前記溶媒揮発促進ガスを加熱させる手段であることを特徴とする請求項２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項８】
前記加熱手段は前記ノズル部周囲に設けられたランプであることを特徴とする請求項６に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項９】
前記噴霧液の噴霧角度を調整する噴霧角度調整手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
前記電圧印加制御手段は隣接するノズル部間に極性の異なる電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
有機材料を溶かした溶液に電圧を印加し、前記印加によって生じる電荷を有する噴霧液を処理対象に向けて噴霧し、前記印加を前記処理対象を搭載する搭載部との間で行なうＥＳＤ有機ＥＬ方法において、
前記噴霧は前記溶液を有し噴霧口を有する複数のノズル部で行ない、前記溶媒の揮発を促進させることを特徴とするＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【請求項１２】
前記揮発の促進は溶媒揮発促進ガスを前記噴霧液に供給して行なうことを特徴とする請求項１１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【請求項１３】
前記溶媒揮発促進ガスは不活性ガスまたはドライエアーであることを特徴とする請求項１２に記載のＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【請求項１４】
前記揮発の促進は前記溶液または前記噴霧液を加熱させて行なうことを特徴とする請求項１１に記載のＥＳＤ有機ＥＬ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８１２７１（Ｐ２０１１−１８１２７１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４３０２８（Ｐ２０１０−４３０２８）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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