JP2009272143A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬ材料を含む塗布液を印刷塗布する際の膜厚均一性を向上させる塗布装置および塗布方法を提供する。
【解決手段】基板上に有機ＥＬ材料を含む塗布液を印刷塗布する塗布装置である。塗布装置は、載置台、版胴、印刷版、塗布液供給部、および相対移動手段を備える。載置台は、基板をその上面に載置する。印刷版は、版胴の外周面に巻設され、その表面に印刷塗布するパターンに応じた凸状のパターンおよび当該凸状のパターン上面に塗布液を保持する網点状の凹凸面が形成される。塗布液供給部は、印刷版の表面に塗布液を供給する。相対移動手段は、基板上面と印刷版とを近接または当接させて対向させた状態で、軸芯を中心に版胴を回転させながら載置台と版胴とを相対移動させる。凹凸面は、相対移動手段が基板上面と順次対向させる印刷版の印刷方向に対して、塗布液を保持する保持量が漸減するように形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、塗布装置に関し、より特定的には、ステージ上に載置した基板に塗布液を印刷塗布する塗布装置に関する。

有機ＥＬデバイスが照明やディスプレイに利用される動きが活発になっている。これらの有機ＥＬデバイスを製造する際には、基板に対して比較的大きなサイズの薄膜状に有機ＥＬ材料、正孔輸送材料、電子輸送材料等を塗布したり、赤、緑、青、および白色発光などの有機ＥＬ材料を微細なストライプ状に塗り分けたりすることが必要となる。これらの塗布作業を繰り返して層を重ねることによって、有機ＥＬデバイスの発光層、正孔輸送層、および電子輸送層等が形成される。

発光層の材料として用いられる有機ＥＬ材料として、塗布によって薄膜形成される高分子材料および低分子材料がある（以下、単に有機ＥＬ材料と記載する）。そして、各種印刷法や特殊な塗布方法を用いて、有機ＥＬ材料の薄膜を基板上に形成する製造方法が試みられている。一般的に、このような製造方法では、有機ＥＬ材料をインク化するために主溶媒として芳香族系の溶媒が使用される。

例えば、インキングにアニロックスローラ方式を採用したフレキソ版を用いて、有機ＥＬ材料を印刷塗布する方式が考えられる。しかしながら、アニロックスローラ方式でフレキソ版にインキングする場合、印刷塗布する有機ＥＬ材料の経時変化が激しいため、アニロックスローラのセル（凹部）内に乾燥した有機ＥＬ材料が残留することがある。これによって、印刷塗布する有機ＥＬ材料の塗布量が不安定となるために、品質低下につながる。このような有機ＥＬ材料が残留を防ぐために、円周面が平滑な平ローラを用いてフレキソ版にインキングする印刷装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。上記特許文献１で開示された印刷装置は、版胴に巻設された印刷版を用いて有機ＥＬ材料を基板に印刷塗布して、有機ＥＬ材料の薄膜形成している。
特開２００８−６７０５号公報

ここで、有機ＥＬ材料の薄膜には、発光ムラや電界集中等を防止するために膜厚の均一性が要求される。このような均一性を向上させるために、上記特許文献１で開示された印刷装置で有機ＥＬ材料を平滑化・均一化するレベリングを行うためには、低粘度（例えば、数十ｃＰ（センチポアズ）以下）の有機ＥＬ材料を用いる必要がある。

しかしながら、上記特許文献１で開示された印刷装置で有機ＥＬ材料を印刷塗布する場合、平ローラからフレキソ版およびフレキソ版から基板へそれぞれ有機ＥＬ材料が転写される工程が２回ある。そして、上記印刷装置では、平ローラからフレキソ版に有機ＥＬ材料を転写する段階で、フレキソ版の後方ほど有機ＥＬ材料の保持量が多くなる傾向がある。さらに、上記印刷装置では、フレキソ版から基板に有機ＥＬ材料を転写する段階で、印刷塗布する基板の後方ほど有機ＥＬ材料の転写量が多くなる傾向がある。これは、低粘度の有機ＥＬ材料を接触転写する際に、当該有機ＥＬ材料が後方へ押しやられる現象に起因していることが考えられる。このため、上記印刷装置では、基板に印刷塗布された有機ＥＬ材料の転写量に不均一が生じるため、膜厚均一性の高い薄膜形成が困難となる。

それ故に、本発明の目的は、有機ＥＬ材料を含む塗布液を印刷塗布する際の膜厚均一性を向上させる塗布装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、基板上に有機ＥＬ材料を含む塗布液を印刷塗布する塗布装置である。塗布装置は、載置台、版胴、印刷版、塗布液供給部、および相対移動手段を備える。載置台は、基板をその上面に載置する。印刷版は、版胴の外周面に巻設され、その表面に印刷塗布するパターンに応じた凸状のパターンおよび当該凸状のパターン上面に塗布液を保持する網点状の凹凸面が形成される。塗布液供給部は、印刷版の表面に塗布液を供給する。相対移動手段は、基板上面と印刷版とを近接または当接させて対向させた状態で、軸芯を中心に版胴を回転させながら載置台と版胴とを相対移動させる。凹凸面は、相対移動手段が基板上面と順次対向させる印刷版の印刷方向に対して、塗布液を保持する保持量が漸減するように形成される。

第２の発明は、上記第１の発明において、凹凸面は、網点状に配列された複数の凸部および当該凸部周辺に形成された凹部を有する。凹凸面は、印刷方向に対する凹部の大きさを漸減することによって、塗布液を保持する保持量が漸減するように形成される。

第３の発明は、上記第２の発明において、凹凸面は、印刷方向に対する凸部の大きさを漸増することによって、印刷方向に対する凹部の大きさを漸減させる。

第４の発明は、上記第２の発明において、凹凸面は、印刷方向に対する凸部の配列間隔を漸次短くすることによって、印刷方向に対する凹部の大きさを漸減させる。

第５の発明は、上記第１または第２の発明において、凹凸面は、網点状に配列された複数の凸部および当該凸部周辺に形成された凹部を有する。凹凸面は、印刷方向に対する凹部の深さを漸減することによって、塗布液を保持する保持量が漸減するように形成される。

第６の発明は、上記第２の発明において、凹凸面は、印刷方向に対する凹部の大きさを線形的に漸減することによって、塗布液を保持する保持量が線形的に漸減するように形成される。

第７の発明は、上記第２の発明において、凹凸面は、印刷方向に対する凹部の大きさを段階的に漸減することによって、塗布液を保持する保持量が段階的に漸減するように形成される。

上記第１の発明によれば、基板上面と順次対向する印刷版の印刷方向に対して、塗布液を保持する保持量が漸減するように形成された凹凸面を有する印刷版を用いることによって、基板に印刷塗布された塗布液の転写量の均一性が向上するため、膜厚均一性の高い薄膜形成が可能となる。例えば、印刷方向に対して先頭から後方へ押しやられる塗布液によって減少する転写量を補完するように、当該後方から先頭に向かって凸状のパターン上面における塗布液の保持量を増加させる。この保持量の増加によって、減少する転写量と相殺することができるため、印刷塗布する後方ほど塗布液の転写量が多くなる現象を防止することが可能となる。

上記第２の発明によれば、印刷版に塗布液を供給する際、主に凹凸面の凹部に塗布液が保持されるため、印刷方向に対して凹部の大きさを漸減させることによって、当該印刷方向に対して塗布液を保持する保持量を容易に漸減させることができる。

上記第３の発明によれば、印刷方向に対する凹凸面の凸部の大きさを漸増させることによって、容易に印刷方向に対する凹部の大きさを漸減させることができる。

上記第４の発明によれば、印刷方向に対する凹凸面の凸部の配列ピッチを漸次的に密にすることによって、容易に印刷方向に対する凹部の大きさを漸減させることができる。

上記第５の発明によれば、印刷版に塗布液を供給する際、主に凹凸面の凹部に塗布液が保持されるため、印刷方向に対して凹部の深さを漸減させることによって、当該印刷方向に対して塗布液を保持する保持量を容易に漸減させることができる。

上記第６の発明によれば、印刷方向に対して先頭から後方へ押しやられる塗布液によって線形的に減少する転写量を補完するように、塗布液の保持量を増加させることができる。

上記第７の発明によれば、印刷版の凸状のパターン上面に凹凸面を形成することが容易となる。

以下、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る塗布装置１について説明する。説明を具体的にするために、塗布装置１が有機ＥＬ材料、正孔輸送材料、および電子輸送材料等を塗布液として用いる有機ＥＬデバイスを製造する塗布装置に適用された例を用いて、以下の説明を行う。塗布装置１は、有機ＥＬ材料、正孔輸送材料、および電子輸送材料等を、ステージ上に載置された被塗布体（例えば、ガラス基板）上に、例えば１５０ｍｍ角や３００ｍｍ角の薄膜状に印刷塗布して有機ＥＬデバイスを製造するものである。また、塗布装置１は、上述したように有機ＥＬ材料、正孔輸送材料、および電子輸送材料等の複数の塗布液を用いるが、それらの代表として発光層を形成する有機ＥＬ材料として用いられる高分子材料（以下、高分子有機ＥＬ材料と記載する）を塗布液として用いる例として説明する。なお、図１は、塗布装置１の要部概略構成を示す斜視図である。

図１において、塗布装置１は、大略的に、印刷版１２が巻設された版胴１１、塗布液供給部２０、基板搬送機構５０、および昇降機構６０を備えている。図１においては、塗布液供給部２０の構成として、塗布液供給ローラ２１、スリットノズル２２、第１モータ２８、および第２モータ２９が図示されている。また、基板搬送機構５０は、基台５１、一対の搬送ガイド部材５２、搬送駆動部５３、および搬送テーブル５４を備えている。また、昇降機構６０は、昇降テーブル６１、一対の昇降ガイド部材６２、昇降駆動部６３、および支持側板６４を備えている。

一対の搬送ガイド部材５２は、版胴１１の軸芯に対して垂直な水平方向に延設されて基台５１の上面に固定される。搬送駆動部５３は、一対の搬送ガイド部材５２の延設方向を駆動方向とする、例えばリニアモータで構成される。搬送テーブル５４は、その上面に被塗布体の一例である基板Ｐを載置する。そして、搬送テーブル５４は、一対の搬送ガイド部材５２および搬送駆動部５３と連結されており、搬送駆動部５３の駆動力を受けて、版胴１１の軸芯と垂直な水平方向に、基板Ｐを載置して往復移動する。

支持側板６４は、昇降テーブル６１に対して左右一対に構成され、それぞれ昇降テーブル６１に固設される。一方、基台５１には、それぞれ一対の昇降ガイド部材６２が鉛直方向に延設される。昇降駆動部６３は、昇降ガイド部材６２の延設方向を駆動方向とし、例えば当該延設方向に設けられたボールねじと当該ボールねじを回転させるモータとによって構成される。昇降テーブル６１には、版胴１１および塗布液供給部２０が搭載される。そして、昇降テーブル６１に固設された支持側板６４は、これらの昇降ガイド部材６２と昇降駆動部６３と連結され、昇降駆動部６３からの駆動力を受けて昇降ガイド部材６２に沿って昇降可能となる。したがって、版胴１１および塗布液供給部２０は、昇降駆動部６３の駆動力を受けて昇降テーブル６１とともに昇降可能となる。また、第１モータ２８および第２モータ２９は、それらの駆動に応じて、スリットノズル２２を昇降させる。

次に、図２を参照して、版胴１１および塗布液供給部２０の基本的な構成について説明する。なお、図２は、塗布装置１の要部を示す概要図である。

図２において、版胴１１の円周外面には印刷版１２が巻き付けられて固定され、その軸芯が水平方向に配置される。印刷版１２の表面には、基板Ｐに転写する塗布液のパターン（例えば、１５０ｍｍ角の平面）が凸状に形成されている。具体的には、印刷版１２は、ベース部１２１およびパターン部１２２を有している。ベース部１２１は、版胴１１の円周外面と当接して版胴１１に支持される。パターン部１２２は、版胴１１と当接するベース部１２１の外側に、基板Ｐに転写するパターン形状に応じた凸状で形成される。そして、パターン部１２２の上面（すなわち、凸状のパターンの上面）には、微細な凹凸が形成されている。例えば、印刷版１２は、フレキソ版であり、感光性材料等の柔軟な材料で構成される。なお、印刷版１２の詳細な形状については、後述する。

版胴１１は、印刷版１２を円周外面に支持した状態で軸芯を中心に図示矢印Ａ方向へ回転可能に設けられ、図示しない回転駆動機構からの駆動力を受けて所定の回転速度で回転する。版胴１１の下方空間には搬送テーブル５４が配設される。上述したように、搬送テーブル５４の上面には基板Ｐが載置されて水平移動可能に構成されており、搬送駆動部５３からの駆動力を受けて所定の移動速度で水平移動する。そして、搬送テーブル５４は、版胴１１の軸芯に対して垂直な水平方向である図示矢印Ｂ方向に水平移動することによって、版胴１１の下部空間を通過する。このとき、予め搬送テーブル５４に載置された基板Ｐと版胴１１に固定された印刷版１２との間に生じる隙間または基板Ｐに対する押込量が所定の範囲内になるように、昇降テーブル６１（図１参照）の位置が調整される。

塗布装置１の制御部（図示せず）は、搬送駆動部５３を制御することによって基板Ｐを載置した搬送テーブル５４を図示矢印Ｂ方向に水平移動させて版胴１１の下部空間を通過させる際、上記回転駆動機構を制御することによって搬送テーブル５４の水平移動速度に応じて互いに速度差が生じないように図示矢印Ａ方向へ版胴１１を回転させる。これによって、搬送テーブル５４に載置された基板Ｐと印刷版１２とが所定の隙間を維持して対向しながら、印刷版１２に供給された塗布液（高分子有機ＥＬ材料）が基板Ｐに転写されていく。なお、以下の説明において、版胴１１を図示矢印Ａ方向に回転させて基板Ｐ上に高分子有機ＥＬ材料を印刷塗布する際、印刷版１２のパターン部１２２と基板Ｐとが最初に対向する部位を、パターン部１２２の印刷先端位置１２２ｓとする。また、印刷版１２のパターン部１２２と基板Ｐとが最後に対向する部位を、パターン部１２２の印刷後端位置１２２ｅとする。

塗布液供給ローラ２１は、その軸芯が版胴１１の軸芯と平行に配置される。例えば、塗布液供給ローラ２１は、その円周面が平滑な平ローラで構成される。そして、塗布液供給ローラ２１は、その円周面を版胴１１に巻設された印刷版１２に当接させながら互いに反対方向（図示矢印Ｃ方向）に回転することによって、印刷版１２の表面に塗布液（高分子有機ＥＬ材料）を供給する。

なお、塗布液供給ローラ２１は、左右一対のローラ支持部により軸支されている。また、版胴１１も、左右一対の版胴支持部により軸支されている。そして、ローラ支持部は、版胴支持部に対して接離可能な構成となっている。

塗布液供給部２０は、図１で図示された構成の他に、洗浄機構２３および供給源２４を備えている。供給源２４は、基板Ｐに印刷塗布する高分子有機ＥＬ材料を貯留して、所定量の高分子有機ＥＬ材料をスリットノズル２２へ供給する。スリットノズル２２は、塗布液供給ローラ２１の軸芯方向を長手方向とするスリットを有している。そして、スリットノズル２２は、供給源２４から供給される高分子有機ＥＬ材料を、スリットから塗布液供給ローラ２１の円周面上に所定の流量で吐出して、当該円周面上に高分子有機ＥＬ材料の薄膜を形成する。なお、スリットノズル２２のスリットから塗布液供給ローラ２１の円周面までは所定の距離だけ離間しており、その距離が第１モータ２８および第２モータ２９（図１参照）をそれぞれ駆動することによって調整される。そして、高分子有機ＥＬ材料を印刷版１２の表面に供給した後の塗布液供給ローラ２１の円周面は、洗浄機構２３によって洗浄される。なお、洗浄機構２３の構造例については後述する。また、高分子有機ＥＬ材料を基板Ｐに転写した後の印刷版１２の表面も、洗浄機構（図示せず）により洗浄してもかまわない。

このように、塗布装置１においては、スリットノズル２２から塗布液供給ローラ２１の表面に高分子有機ＥＬ材料が供給され、塗布液供給ローラ２１の表面に高分子有機ＥＬ材料の薄膜が形成される。そして、この高分子有機ＥＬ材料は、印刷版１２に形成された凸状のパターンに転写され、印刷版１２上に高分子有機ＥＬ材料の薄膜パターンが形成される。この印刷版１２上に形成された高分子有機ＥＬ材料の薄膜パターンが、基板Ｐ上に印刷塗布される。例えば、印刷版１２のパターン部１２２として凸状平面パターンを形成することによって、基板Ｐ上において当該平面パターンに応じた薄膜状態で高分子有機ＥＬ材料を印刷塗布することができる。

次に、図３を参照して、洗浄機構２３の構成例について説明する。なお、図３は、洗浄機構２３の一例を示す概要図である。

図３において、塗布液供給ローラ２１の表面に高分子有機ＥＬ材料が残存した場合、さらにその上から高分子有機ＥＬ材料がスリットノズル２２から供給される。この場合、塗布液供給ローラ２１の表面における高分子有機ＥＬ材料の膜厚が増加して不均一となり、結果的に均一性に劣る高分子有機ＥＬ材料が基板Ｐに印刷塗布されてしまう。このような高分子有機ＥＬ材料の不均一を防止するために、高分子有機ＥＬ材料を印刷版１２の表面に供給した後の塗布液供給ローラ２１の表面は、洗浄機構２３によって洗浄される。洗浄機構２３は、洗浄液容器２３１、第１ブレード２３２、第２ブレード２３３、および回収管路２３４を備えている。

第１ブレード２３２は、高分子有機ＥＬ材料を印刷版１２の表面に供給した後の塗布液供給ローラ２１の表面に残存する主な高分子有機ＥＬ材料を掻き落とす。そして、回収管路２３４は、第１ブレード２３２により掻き落とされた高分子有機ＥＬ材料を回収する。なお、第１ブレード２３２によって高分子有機ＥＬ材料を掻き落とす前に、高分子有機ＥＬ材料を印刷版１２の表面に供給した後の塗布液供給ローラ２１の表面にリンス液（例えば、高分子有機ＥＬ材料の溶媒）を供給してもかまわない。この場合、第１ブレード２３２は、塗布液供給ローラ２１の表面に残存する主な高分子有機ＥＬ材料をリンス液とともに掻き落とすことになり、回収管路２３４が第１ブレード２３２により掻き落とされた高分子有機ＥＬ材料およびリンス液を回収する。このようにリンス液を供給することによって、残存する高分子有機ＥＬ材料の固化を防止することができる。

洗浄液容器２３１は、上面が開放された容器であり、その内部に洗浄液Ｃ（例えば、高分子有機ＥＬ材料の溶媒）を貯留する。そして、洗浄液容器２３１は、第１ブレード２３２によって主な高分子有機ＥＬ材料が掻き落とされた後となる塗布液供給ローラ２１の表面の一部（具体的には、最下部表面）を、洗浄液Ｃ内に浸漬させる。そして、第２ブレード２３３は、洗浄液Ｃに浸漬された後の塗布液供給ローラ２１の表面に残存する洗浄液Ｃを掻き落とす。

次に、図４〜図９を参照して、印刷版１２の形状について説明する。なお、図４は、平面状に展開した印刷版１２の形状の一例を示す側面図である。図５は、平面状に展開した印刷版１２の形状の一例を示す上面図である。図６は、パターン部１２２の表面に形成された網点パターンＭの一例を示す平面図である。図７は、図６の断面ＡＡをＢ方向から見た網点パターンＭの断面図である。図８は、図６の断面ＣＣをＤ方向から見た網点パターンＭの断面図である。図９は、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの網点直径Ｄｍを変化させて網点パターンＭの仕様を変化させる一例を示す図である。

図４および図５において、印刷版１２は、ベース部１２１およびパターン部１２２を有している。なお、図４および図５においては、パターン部１２２の印刷先端位置１２２ｓを左側に配置し、印刷後端位置１２２ｅを右側に配置している。したがって、印刷版１２を版胴１１に巻設した場合、図４および図５に示すパターン部１２２の上面左側から右側の順に基板Ｐと対向していく（図示印刷方向）ことになる。ベース部１２１は、その下面が版胴１１の円周外面と当接して版胴１１に支持される。また、パターン部１２２は、ベース部１２１の上面に対して凸状に、基板Ｐに転写するパターン形状に応じた形で形成される。そして、パターン部１２２の上面（すなわち、基板Ｐと対向する面）には、微細な凹凸形状となった網点パターンＭが上面全面に形成されている。なお、ベース部１２１およびパターン部１２２は、一体成形されて形成されてもいいし、接着や機械的接合を用いて互いに接合して形成されてもかまわない。

図５および図６において、網点パターンＭは、微細な凸点（以下、網点と記載する）が所定の間隔で格子状に形成されている。つまり、パターン部１２２の上面は、平滑な面ではなく凸網点のパターンによって微細な凹凸が形成されている。例えば、網点パターンＭは、感光性材料を網点パターンに応じて露光することによって、パターン部１２２の上面に微細加工される。

図７および図８に示すように、凸状の網点は、その最頂部Ｍｔに直径Ｄｍ（以下、網点直径Ｄｍと記載する）の円形平面が形成されている。そして、網点は、上記円形平面を最頂部として徐々に広がりながら凹部Ｒの最深部に向かって傾斜する形状（先端に平面部が形成された円錐状）で形成されている。つまり、網点の周囲には、凹部Ｒが形成されることになる。なお、以降の説明において、隣り合う網点の間隔を網点ピッチＰｍとする。具体的には、図６および図７に示すように、格子状に並設された網点においては、格子に対して縦または横方向に隣り合う網点が最も接近した状態となり、当該方向に隣り合う最頂部Ｍｔの中心間ピッチを網点ピッチＰｍとする。また、以降の説明において、凹部Ｒの最深の深さを最深レリーフ深度Ｒｄとする。具体的には、図６および図８に示すように、格子状に並設された網点においては、格子に対して斜め方向に隣り合う網点間の中間位置が最も深い凹部Ｒとなる。したがって、当該中間位置の凹部Ｒの深さが、最深レリーフ深度Ｒｄとなる。

本実施形態においては、パターン部１２２上面の網点パターンＭは、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍが漸増的に変化する。例えば、図５および図９に示すように、パターン部１２２上面の網点パターンＭは、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍが最小網点直径Ｄｍｓから最大網点直径Ｄｍｌまで線形に変化するように、網点ピッチＰｍを一定にして形成される。

このように網点ピッチＰｍを一定にして網点直径Ｄｍを変化させた場合、当該変化に応じて凹部Ｒの幅も変化するため、最深レリーフ深度Ｒｄの深さも変化する。具体的には、図９に示すように、網点直径Ｄｍが最小網点直径Ｄｍｓから最大網点直径Ｄｍｌまで漸増的に変化することに応じて、最深レリーフ深度Ｒｄは相対的に深いレリーフ深度Ｒｄｄから相対的に浅いレリーフ深度Ｒｄｓまで漸減的に変化する。したがって、パターン部１２２上面の網点パターンＭは、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、最深レリーフ深度Ｒｄがレリーフ深度Ｒｄｄからレリーフ深度Ｒｄｓ（Ｒｄｄ＞Ｒｄｓ）まで線形に変化する。

このように、パターン部１２２上面に形成される網点パターンＭの仕様を、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅにかけて変化させることによって、パターン部１２２上面で保持する高分子有機ＥＬ材料の保持量を変化させることができる。具体的には、塗布液供給ローラ２１が印刷版１２の表面に高分子有機ＥＬ材料を供給した場合、網点パターンＭの凹部Ｒや最頂部Ｍｔで高分子有機ＥＬ材料が保持される。典型的には、少なくとも網点パターンＭの凹部Ｒによって高分子有機ＥＬ材料が保持されることになるため、網点周りに形成された凹部Ｒの容積が大きいと、当該凹部Ｒで保持する高分子有機ＥＬ材料の保持量も多くなる。そして、パターン部１２２上面の印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅに向かって、最深レリーフ深度Ｒｄが漸減的に変化している。したがって、パターン部１２２上面の印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅに向かって、漸減的に高分子有機ＥＬ材料の保持量が少なくなる。

一方、塗布装置１は、高分子有機ＥＬ材料を接触転写する際に、当該高分子有機ＥＬ材料が後方へ押しやられる現象が生じる。一例として、塗布装置１では、塗布液供給ローラ２１から印刷版１２に高分子有機ＥＬ材料を転写する段階で、印刷版１２の後方（すなわち、パターン部１２２上面の印刷後端位置１２２ｅ側）ほど高分子有機ＥＬ材料の保持量が多くなる傾向がある。他の例として、塗布装置１では、印刷版１２から基板Ｐに高分子有機ＥＬ材料を転写する段階で、印刷塗布する基板Ｐの後方（すなわち、パターン部１２２上面の印刷後端位置１２２ｅ側）ほど高分子有機ＥＬ材料の転写量が多くなる傾向がある。

しかしながら、パターン部１２２上面に形成される網点パターンＭの仕様を、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅにかけて変化させることによって、このような傾向と相殺することができる。例えば、上述した現象によって印刷の先頭から後方へ押しやられる高分子有機ＥＬ材料によって減少する転写量を補完するように、当該後方から先頭に向かってパターン部１２２の上面における高分子有機ＥＬ材料の保持量を増加させる。つまり、パターン部１２２上面の印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅに向かって、漸減的に高分子有機ＥＬ材料の保持量を少なくすることによって、印刷塗布する後方ほど高分子有機ＥＬ材料の転写量が多くなる現象を防止することが可能となる。したがって、基板Ｐに印刷塗布された高分子有機ＥＬ材料の転写量の均一性が向上するため、膜厚均一性の高い薄膜形成が可能となる。なお、パターン部１２２上面の端部については、その内側の上面に形成されている網点直径Ｄｍより相対的に大きな網点直径Ｄｍで網点を形成してもかまわない。

ここで、基板Ｐ上に１５０ｍｍ角の薄膜状に高分子有機ＥＬ材料を塗布装置１で印刷塗布する場合を考える。そして、パターン部１２２上面に、網点ピッチＰｍ＝８５μｍ（マイクロメートル）で一定（スクリーン線数３００ｌｐｉ）、網点直径Ｄｍ＝６６μｍで一定、最深レリーフ深度Ｒｄ＝２０μｍで一定で網点パターンＭを形成する。この条件で作成された印刷版１２を用いて基板Ｐに高分子有機ＥＬ材料を印刷塗布した場合、印刷塗布先頭部位の平均膜厚が約６０ｎｍ（ナノメートル）、印刷塗布中央部位の平均膜厚が約８０ｎｍ、印刷塗布後端部位の平均膜厚が約１００ｎｍとなった。つまり、印刷塗布する基板Ｐの後方（すなわち、パターン部１２２上面の印刷後端位置１２２ｅ側）ほど、高分子有機ＥＬ材料の膜厚が厚くなる傾向となった。

一方、パターン部１２２上面に、網点ピッチＰｍ＝８５μｍで一定（スクリーン線数３００ｌｐｉ）、網点直径Ｄｍを印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅへ６６μｍから８０μｍまで線形変化、最深レリーフ深度Ｒｄを印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅへ２０μｍから１２μｍまで線形変化させた網点パターンＭを形成する。この条件で作成された印刷版１２を用いて基板Ｐに高分子有機ＥＬ材料を印刷塗布した場合、印刷塗布先頭部位の平均膜厚が約６０ｎｍ、印刷塗布中央部位の平均膜厚が約６０ｎｍ、印刷塗布後端部位の平均膜厚が約６０ｎｍとなった。つまり、パターン部１２２上面に形成される網点パターンＭの仕様を、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅにかけて変化させることによって、印刷塗布する基板Ｐの全面に対して、均一な膜厚で高分子有機ＥＬ材料を印刷塗布することができる。

なお、上述した説明では、網点ピッチＰｍを一定にして網点直径Ｄｍを変化させることによって、パターン部１２２上面における高分子有機ＥＬ材料の保持量を変化させたが、他の網点仕様を変化させて保持量を変化させてもかまわない。例えば、網点直径Ｄｍを一定にして網点ピッチＰｍを変化させることによって、パターン部１２２上面における高分子有機ＥＬ材料の保持量を変化させてもかまわない。

図１０は、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの網点ピッチＰｍを変化させて網点パターンＭの仕様を変化させる一例を示す図である。図１０において、パターン部１２２上面の網点パターンＭは、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点ピッチＰｍが漸減的に変化する。例えば、図１０に示すように、パターン部１２２上面の網点パターンＭは、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点ピッチＰｍが最大網点ピッチＰｍｌから最小網点ピッチＰｍｓまで線形に変化するように、網点直径Ｄｍ一定で形成される。

このように網点直径Ｄｍを一定にして網点ピッチＰｍを変化させた場合、当該変化に応じて凹部Ｒの幅も変化するため、最深レリーフ深度Ｒｄの深さも変化する。具体的には、図１０に示すように、網点ピッチＰｍが最大網点ピッチＰｍｌから最小網点ピッチＰｍｓまで漸減的に変化することに応じて、最深レリーフ深度Ｒｄは相対的に深いレリーフ深度Ｒｄｄから相対的に浅いレリーフ深度Ｒｄｓまで漸減的に変化する。したがって、パターン部１２２上面の網点パターンＭは、図９と同様に、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、最深レリーフ深度Ｒｄがレリーフ深度Ｒｄｄからレリーフ深度Ｒｄｓ（Ｒｄｄ＞Ｒｄｓ）まで線形に変化する。このように網点ピッチＰｍを変化させて網点パターンＭの仕様を変化させても、パターン部１２２上面の印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅに向かって、漸減的に高分子有機ＥＬ材料の保持量を少なくすることができる。なお、パターン部１２２上面の端部については、その内側の上面に形成されている網点ピッチＰｍより相対的に短い網点ピッチＰｍで網点を形成してもかまわない。

また、上述した網点直径Ｄｍの変化に網点ピッチＰｍの変化を加えて、網点パターンＭの仕様を変化させてもかまわない。具体的には、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍを漸増的に変化させながら、網点ピッチＰｍも漸減的に変化させる。このように、網点直径Ｄｍおよび網点ピッチＰｍを共に、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で変化させても、最深レリーフ深度Ｒｄを漸減的に変化させることができるため、パターン部１２２上面の印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅに向かって、漸減的に高分子有機ＥＬ材料の保持量を少なくすることができる。

また、上述した説明では、パターン部１２２上面の網点パターンＭは、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍおよび／または網点ピッチＰｍを線形に変化させることによって形成されているが、他の変化によって網点パターンＭを形成してもかまわない。

第１の例として、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍおよび／または網点ピッチＰｍを段階的に変化させて、網点パターンＭを形成する。例えば、図１１に示すように、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍを最小網点直径Ｄｍｓから最大網点直径Ｄｍｌまで段階的（５段階）に変化させて、網点パターンＭを形成する。これによって、最深レリーフ深度Ｒｄは、相対的に深いレリーフ深度Ｒｄｄから相対的に浅いレリーフ深度Ｒｄｓまで段階的（５段階）に変化する。つまり、パターン部１２２上面に形成される網点パターンＭの仕様を段階的に変化させた場合、パターン部１２２上面の印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅに向かって、高分子有機ＥＬ材料の保持量が段階的に少なくなる。このように、段階的に高分子有機ＥＬ材料の保持量を変化させたとしても、印刷塗布する後方ほど高分子有機ＥＬ材料の転写量が多くなる現象を防止することが可能となる。

第２の例として、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍおよび／または網点ピッチＰｍを非線形に変化させて、網点パターンＭを形成する。例えば、印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの間で、網点直径Ｄｍを最小網点直径Ｄｍｓから最大網点直径Ｄｍｌまで、２次や３次等の非線形に変化させて、網点パターンＭを形成する。

また、上述した各設定値や関係式は、単なる一例に過ぎず、他の設定値や関係式であっても、本発明を実現できることは言うまでもない。例えば、網点直径Ｄｍおよび／または網点ピッチＰｍを変化させる関係式や最小値／最大値の設定は、塗布液の性質（材質、溶媒、粘度等）、印刷塗布量（塗布流量、目標膜厚、印刷塗布面積等）、印刷塗布速度、転写条件（塗布液供給ローラ２１、印刷版１２、および基板Ｐの転写間隔、押しつけ力、それぞれの材質、形状等）、塗布環境（温度、湿度等）等に応じて、適宜設定すればよい。

また、上述した説明では、網点を正方格子状に配列することによって網点パターンＭを形成したが、網点を他の配列パターンで配列してもかまわない。例えば、１配列ライン毎に、網点の配置位置が網点ピッチＰｍの１／２だけ当該配列方向にずれた、いわゆるハニカム配列で網点を配列して網点パターンＭを形成してもかまわない。

また、上述した説明では、最頂部Ｍｔに円形平面が形成された網点を用いて網点パターンＭを形成したが、他の形状の網点を用いてもかまわない。例えば、最頂部Ｍｔに楕円や多角形平面が形成された網点を用いて、網点パターンＭを形成してもかまわない。また、ドーム型や円錐型等、最頂部Ｍｔに平面が形成されていない網点を用いて、網点パターンＭを形成してもかまわない。

また、上述した実施形態においては、発光層を形成する高分子有機ＥＬ材料を塗布液として塗布装置１が基板Ｐに印刷塗布する例を用いたが、赤色発光の高分子有機ＥＬ材料、緑色発光の高分子有機ＥＬ材料、青色発光の高分子有機ＥＬ材料、および白色発光の高分子有機ＥＬ材料をそれぞれ塗布液として印刷塗布できることは言うまでもない。また、本発明の塗布装置は、正孔輸送材料や電子輸送材料等の他の塗布液を印刷塗布する場合にも用いることができる。また、本発明の塗布装置は、発光層を形成する有機ＥＬ材料として低分子材料を塗布液として用いてもかまわない。

具体的には、上述した実施形態における塗布装置１が、正孔輸送材料を印刷塗布する場合、この塗布工程は、有機ＥＬデバイスを製造する途中工程である。有機ＥＬデバイスを製造する場合、正孔輸送材料（例えば、ＰＥＤＯＴ等）印刷塗布、赤色発光の高分子有機ＥＬ材料印刷塗布、緑色発光の高分子有機ＥＬ材料印刷塗布、青色発光の高分子有機ＥＬ材料印刷塗布、白色発光の高分子有機ＥＬ材料印刷塗布、電子輸送材料印刷塗布等の塗布工程があるが、本発明の塗布装置は、何れの印刷塗布工程でも用いることができる。

上述した実施形態における塗布装置１が用いる赤、緑、青、および白色発光の有機発光材料としては、例えば、キノリノール系金属錯体、ベンゾキノリノール系金属錯体、ベンゾオキサゾール系金属錯体、フタロシアニン類、ポリフェリン類、アゾメチン系金属錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体、スチリルおよびジスチリル化合物、ピレン、ルブレン、コロネン、クリセン、ジフェニルアントラセン等の縮合芳香族化合物、オキサジアゾール類、チアジアゾール類、トリアゾール類等のヘテロ芳香族化合物、キナクリドン類、クマリン類等のヘテロ縮合環化合物、ポリフェニレン、ポリピリジン、ポリチオフェン、ポリフルオニレン、ポリフェニレンビニレン等のπ共役系化合物等を用いることができる。しかしながら、塗布装置１で用いる有機発光材料としては、例示したこれらの材料に限られるものではなく、他の材料を用いてもかまわない。

また、上述した実施形態における塗布装置１が用いる正孔輸送材料としては、例えば、ポリビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリフェニレンおよびその誘導体、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、トリアリールアミン骨格を有するポリオレフィン、ポリアクリル、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。しかしながら、塗布装置１で用いる正孔輸送材料としては、例示したこれらの材料に限られるものではなく、他の材料を用いてもかまわない。

また、上述した実施形態では、被塗布体の一例としてガラス基板を用いたが、他の部材を被塗布体にすることもできる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）等で構成される柔軟性を有した基板を、塗布装置１の被塗布体にしてもかまわない。

また、上述した説明では、基板Ｐを載置する搬送テーブル５４を水平移動させながら版胴１１を回転させて印刷塗布を行っているが、搬送テーブル５４を固定して版胴１１自体を上記水平移動方向とは逆の水平方向へ移動させながら回転させてもかまわない。版胴１１と搬送テーブル５４との少なくとも一方が相対的に水平方向に移動すれば、同様の印刷塗布が可能であることは言うまでもない。

また、上述した実施形態においては、塗布液供給ローラ２１の表面に塗布液を供給するためのノズルとして、塗布液供給ローラ２１の軸線方向を長手方向とするスリットを有するスリットノズル２２を用いているが、他のノズルを用いてもかまわない。塗布液供給ローラ２１の表面に対し塗布液供給ローラ２１の軸線方向に沿って所定流量の高分子有機ＥＬ材料を供給し得るものであれば、複数の吐出口を有するノズルを用いてもかまわない。例えば、塗布液供給ローラ２１の軸線方向に多数の吐出口が列設されたノズルを用いてもかまわない。

本発明に係る塗布装置および塗布方法は、有機ＥＬ材料を含む塗布液を印刷塗布する際の膜厚均一性を向上させることができ、照明やディスプレイ等に利用される有機ＥＬデバイスを製造する装置および方法等として有用である。

本発明の一実施形態に係る塗布装置１の要部概略構成を示す斜視図 図１の塗布装置１の塗布装置１の要部を示す概要図 図２の洗浄機構２３の一例を示す概要図 図１の印刷版１２を平面状に展開した形状の一例を示す側面図 図１の印刷版１２を平面状に展開した形状の一例を示す上面図 図４のパターン部１２２の表面に形成された網点パターンＭの一例を示す平面図 図６の断面ＡＡをＢ方向から見た網点パターンＭの断面図 図６の断面ＣＣをＤ方向から見た網点パターンＭの断面図 印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの網点直径Ｄｍを変化させて網点パターンＭの仕様を変化させる一例を示す図 印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの網点ピッチＰｍを変化させて網点パターンＭの仕様を変化させる一例を示す図 印刷先端位置１２２ｓから印刷後端位置１２２ｅまでの網点直径Ｄｍを段階的に変化させて網点パターンＭの仕様を変化させる一例を示す図

符号の説明

１…塗布装置
１１…版胴
１２…印刷版
１２１…ベース部
１２２…パターン部
２０…塗布液供給部
２１…塗布液供給ローラ
２２…スリットノズル
２３…洗浄機構
２３１…洗浄液容器
２３２…第１ブレード
２３３…第２ブレード
２３４…回収管路
２４…供給源
２８…第１モータ
２９…第２モータ
５０…基板搬送機構
５１…基台
５２…搬送ガイド部材
５３…搬送駆動部
５４…搬送テーブル
６０…昇降機構
６１…昇降テーブル
６２…昇降ガイド部材
６３…昇降駆動部
６４…支持側板

Claims (7)

1. 基板上に有機ＥＬ材料を含む塗布液を印刷塗布する塗布装置であって、
   前記基板をその上面に載置する載置台と、
   版胴と、
   前記版胴の外周面に巻設され、その表面に印刷塗布するパターンに応じた凸状のパターンおよび当該凸状のパターン上面に前記塗布液を保持する網点状の凹凸面が形成された印刷版と、
   前記印刷版の表面に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、
   前記基板上面と前記印刷版とを近接または当接させて対向させた状態で、軸芯を中心に前記版胴を回転させながら前記載置台と前記版胴とを相対移動させる相対移動手段とを備え、
   前記凹凸面は、前記相対移動手段が前記基板上面と順次対向させる前記印刷版の印刷方向に対して、前記塗布液を保持する保持量が漸減するように形成される、塗布装置。
2. 前記凹凸面は、網点状に配列された複数の凸部および当該凸部周辺に形成された凹部を有し、
   前記凹凸面は、前記印刷方向に対する前記凹部の大きさを漸減することによって、前記塗布液を保持する保持量が漸減するように形成される、請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記凹凸面は、前記印刷方向に対する前記凸部の大きさを漸増することによって、前記印刷方向に対する前記凹部の大きさを漸減させる、請求項２に記載の塗布装置。
4. 前記凹凸面は、前記印刷方向に対する前記凸部の配列間隔を漸次短くすることによって、前記印刷方向に対する前記凹部の大きさを漸減させる、請求項２に記載の塗布装置。
5. 前記凹凸面は、網点状に配列された複数の凸部および当該凸部周辺に形成された凹部を有し、
   前記凹凸面は、前記印刷方向に対する前記凹部の深さを漸減することによって、前記塗布液を保持する保持量が漸減するように形成される、請求項１または２に記載の塗布装置。
6. 前記凹凸面は、前記印刷方向に対する前記凹部の大きさを線形的に漸減することによって、前記塗布液を保持する保持量が線形的に漸減するように形成される、請求項２に記載の塗布装置。
7. 前記凹凸面は、前記印刷方向に対する前記凹部の大きさを段階的に漸減することによって、前記塗布液を保持する保持量が段階的に漸減するように形成される、請求項２に記載の塗布装置。

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