CN102157708A - 有机el设备制造装置和制造方法及成膜装置和成膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机EL设备制造装置和制造方法及成膜装置和成膜方法，在该装置和方法中，材料损伤小、经济性好、生产率高、运转率高。本发明的有机EL设备制造装置，其具有搬入基板的搬入装载互锁室、将蒸镀材料蒸镀到所述基板上的至少1台真空腔、搬出所述基板的搬出装载互锁室和从所述搬入装载互锁室向所述搬出装载互锁室搬送所述基板的搬送结构，其特征在于，所述搬送结构将所述基板的蒸镀面作为上表面来进行搬送，在所述搬送结构的至少移动所述基板的结构部中具有握持所述基板的握持单元。

Description

有机EL设备制造装置和制造方法及成膜装置和成膜方法

技术领域

本发明涉及有机EL设备制造装置和其制造方法以及成膜装置和成膜方法，特别涉及适宜由蒸镀法制造的有机EL设备制造装置和其制造方法。

背景技术

作为制造有机EL设备的有利方法有真空蒸镀法。随着显示设备的大型化，对有机EL设备也有大型化的要求，基板的尺寸要达到1500mm×1850mm。

一般的真空蒸镀法为了持续稳定的蒸镀，需要控制以使得从蒸发源保持一定的材料蒸发速度。使用电阻加热或感应加热等方法加热蒸镀材料进行物理蒸镀(PVC)的情况下，蒸发速度的稳定需要一定的时间。因此，不容易实现从蒸发源的材料蒸发恰似开关ON/OFF那样的控制。

作为由这样的真空蒸镀法制造有机EL设备的以往技术有以下专利文献1、2。以往，在如下述专利文献的真空蒸镀室中，一张一张的放入作为处理对象的基板，进行处理。另外，在专利文献1中公开有为了缩短处理时间在真空蒸镀腔内搬入基板之前，进行定位(对位)的方法，另外，在专利文献2中公开了对基板进行垂直蒸镀的方法。

另外，伴随着基板的大型化，以简单的结构进行高精度的蒸镀就对可能的基板搬送的要求越来越高。作为一般真空蒸镀法的基板搬送方法有为了从背面进行蒸镀而从背面搬送蒸镀面的背面搬送。在背面搬送中，背面是蒸镀面，因而不能握持蒸镀面，需要握持作为显示面的不使用的边缘部分等来进行搬送。随着基板的大型化，也提案有将基板放入支架中垂直的进行搬送的垂直搬送。作为有关基板搬送的以往技术有下述专利文献1、3。

专利文献1：特开2004-259638号公报

专利文献2：特开2007-177319号公报

专利文献3：特开2006-147488号公报

发明内容

但是，如上述所述为了保持一定的材料蒸发速度，需要长时间进行蒸发。即，在前述的工序中不需要蒸镀的基板搬出搬入、定位工序中也需要进行蒸发，这期间，从蒸发源进行蒸发的材料根本不用于蒸镀工序，其结果造成了材料损失。在上述专利文献1中，试图缩短定位时间，提高生产率，虽然降低了该部分的材料损失，但是基板的搬出搬入等仍需要时间，不能成为根本的解决方案。

特别是由于有机EL材料昂贵，使得产品价格高，对有机EL设备的普及产生很大的影响。另外，由于损失材料变多，还存在材料的更换频率变高、减少装置运转时间这样的问题。

另外，蒸镀工序和其它工序的处理时间几乎相同，生产率不高。

而另一方面，背面搬送由于只握持边缘部分的搬送，随着基板的大型化，挠曲变大。如果挠曲变大，由于只在边缘部分的施加握持力，因而有必要特别的握持结构。另外，如果握持力不够，掉落的危险性也增高。进一步，挠曲的问题不仅对搬送，而且在背面蒸镀时也影响掩模罩的挠曲，两者影响相叠加，有不能高精度地进行蒸镀这样的问题。虽然垂直搬送可以消除挠曲问题，但是由于需要搬送用支架，该支架也要大型化，需要对由支架进行搬送时的灰尘和支架进行回收、洗净的装置等。

因此，本发明的第1目的是提供一种材料损失少且经济性良好的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

另外，本发明的第2目的是提供一种生产率高的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

进一步，本发明的第3目的是提供一种运转率高的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

另外，本发明的第4目的是提供一种结构简单、可以上表面搬送的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

本发明的第5目的是提供一种即使是上表面搬送也可以进行高精度蒸镀的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

为了达到上述目的，在真空腔内内存有N(N为2以上)张基板，在用所述蒸发源蒸镀第1张的第1基板的时段中，将第N张的第N基板搬入所述真空腔内，在用所述蒸发源蒸镀第2张的第2基板的时段中，从所述真空腔内搬出所述第1基板，作为第1特征。

另外，为了达到上述目的，在蒸镀第1所述基板的时段中，结束第2所述基板和掩模罩的蒸镀位置的定位，通过所述蒸镀时段和同一蒸发源，在蒸镀所述第2基板的时段中，从所述真空腔内搬出所述第1基板，作为第2特征。

进一步，为达到上述目的，从搬入装载互锁室搬入基板，经过至少一台真空腔，向搬出装载互锁室搬送，在所述真空腔中所述基板上蒸镀蒸镀材料时，以所述基板的蒸镀面作为上表面来进行搬送，至少在移动所述基板时，握持所述基板搬送面而使之不滑动，来作为第3特征。

为达到上述目的，第1和第2特征之外，在各自的基板上移动所述蒸发源到各自设置的蒸镀位置，作为第4特征。

为达到上述目的，第1和第2特征之外，将所述定位所需的掩模罩和所述基板一体化，移动到所述蒸发源位置，作为第5特征。

另外，为达到上述目的，第1和第2特征之外，移动所述基板到进行所述蒸镀的位置，之后实施所述定位，作为第6特征。

为达到上述目的，第1至第3任一特征之外，在垂直地直立所述基板的状态下，实施所述蒸镀，将以水平状态搬送的所述基板转为垂直。

由本发明，可以提供一种材料损失少且经济性好的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

另外，由本发明可以提供一种生产率高的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

由本发明提供一种运转率高的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

另外，由本发明提供一种结构简单、可以上表面搬送的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

由本发明提供一种即使是上表面搬送也可以进行高精度蒸镀的有机EL设备制造装置或其制造方法或成膜装置或成膜方法。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的有机EL设备制造装置的图。

图2为表示本发明实施方式的搬送腔2和处理腔1构成的概要图。

图3是本发明实施方式的搬送腔和处理腔1构成的示意图和动作说明图。

图4是显示掩模罩的图。

图5是显示本发明实施方式的搬送结构的图。

图6是显示本发明实施方式的处理腔1的处理流程图。

图7是说明垂直的直立基板进行蒸镀的理由的图。

图8(a)是显示本发明处理腔的第2实施方式的图，(b)是显示本发明处理腔的第3实施方式的图。

图9是显示本发明处理腔的第4实施方式的图。

符号说明

1：处理腔，1bu：真空蒸镀腔，2：搬送腔，3：装载组件，4：交接室，5：自动搬送装置，6：基板，7：蒸镀部，8：定位部，9：处理交接部，10：闸阀，11：隔板，20：握持单元(粘结性橡胶)，31：装载互锁室，41：交接室的基板握持部，71：蒸发源，81：掩模罩，92：基板面控制单元，100：有机EL设备的制造装置，A～D：组件。

具体实施方式

使用图1至图5说明发明的第1实施方式。有机EL设备制造装置不仅是形成发光材料层(EL层)以电极将其夹持的结构，而且还形成阳极上的空穴注入层或输送层、阴极上的电子注入层或输送层等各种各样的材料作为薄膜而成的多层结构，以及清洗基板的结构。图1表示其制造装置一例。

本实施方式中有机EL设备制造装置100主要是由搬入处理对象的基板6的装载组件3、处理基板6的4个组件(A～D)、在各组件间或组件和装载组件3或接下来的工序(密封工序)之间设置的5个交接室4构成。在接下来工序的后方，为了搬出基板，有至少如后述的装载互锁室31这样的卸载互锁室(未图示)。

装载组件3由具有用于维持前后真空的闸阀10的装载互锁室31和自动搬送装置5a组成，其中，该自动搬送装置5a从装载互锁室31接受基板6(以下，简称为基板)，旋转后将基板6搬入到交接室4a中。各装载互锁室31和各交接室4在前后具有闸阀10，一边控制该闸阀10的开关而维持真空，一边向装载组件3或下一个组件等交接基板。

各组件(A～D)包括含一台自动搬送装置5的搬送腔2和2个处理腔1(第1配字a～d表示组件，第2配字u、d表示上侧、下侧)，该处理腔1从自动搬送装置5中接受基板，在进行规定处理的图面上以上下方式配置。在搬送腔2和处理腔1之间设置闸阀10。

图2显示搬送腔2和处理腔1构成的概要。处理腔1的构成由处理内容而不同，但是，将在真空下蒸镀发光材料形成EL层的真空蒸镀腔1bu作为一个例子来进行说明。图3是搬送腔2b和真空蒸镀腔1bu构成的示意图和动作说明图。图2中的自动搬送装置5具有可上下移动(参照图3的箭头53)且可左右旋转整体的环结构的臂51，在其前端具有上下两段的2个基板搬送用梳齿状手52。通过分为上下两段，上边的由于搬入，下边的用于搬出，可以在一个动作下，同时进行搬入搬出处理。由处理内容来决定是采用2个手还是1个手。在以后的说明中，为了说明的简单，以1个手进行说明。

而另一方面，真空蒸镀腔1bu主要由蒸发发光材料并在基板6上进行蒸镀的蒸镀部7、使基板6的所需部分蒸镀的对位部8、自动搬送装置5和进行基板的交接并向蒸镀部7移动基板6的处理交接部9构成。对位部8和处理交接部9设置右侧R线和左侧L线两系统。处理交接部9具有梳齿状手91和基板面控制单元92，其中，该梳齿状手91具有不干涉自动搬送装置5的梳齿状手52且可交接基板6并固定基板6的装置94，该基板面控制单元92是使所述梳齿状手91旋转而将基板6直立并移动到对位部8或蒸镀部7而会面的装置。作为固定基板6的装置94，考虑到是真空中，使用电磁吸附或压板等方式。

定位部8具有由图4所示的掩模81m和框81f组成的掩模罩81和根据基板6上的定位标记84而将基板6和掩模罩81对位的定位驱动部83。蒸镀部7具有上下驱动装置72和左右驱动基座74，其中，该上下驱动装置72可沿轨道76在上下方向移动蒸发源71，该左右驱动基座74可沿轨道75在左右的定位部间移动蒸发源71。蒸发源71在内部具有作为蒸镀材料的发光材料，通过加热控制(未图示)所述蒸镀材料来得到稳定的蒸发速度，如图3的引出图所示，具有由并排成线状的多个喷射喷嘴73的喷射结构。根据需要，可以同时加热添加剂进行蒸镀以得到稳定的蒸镀。

以上说明的实施方式中，构成搬送结构是装载组件3的装载互锁室31、自动搬送装置5a、交接室4、搬送腔2的自动搬送装置5和处理腔1的处理交接部9。如果大致区分它们，可以分为具有梳齿状手的自动搬送装置5、5a以及插入这些手的装载互锁室31、交接室4和处理交接部9。这两组一边相互作用，一边搬送基板6。

图5作为一个例子，显示将自动搬送装置5的梳齿状手52插入交接室4的基板握持部41中，接受基板6的状况和构成。基板6的上表面是作为显示面的被蒸镀面，其背面是非显示面。因此，在以往的背面搬送中只握持可接触的边缘部，但是上表面搬送中，可以利用包括中央部在内的区域作为接触区域，可以进行挠曲小且稳定的搬送。图5中，梳齿状手52包括具有2根臂，在交接室中具有3根导轨状的基板握持部41。在梳齿状手52的与基板6接触的上表面52u上设置有粘结性橡胶20，作为手旋转时不滑动基板的握持装置。虽然可以使用面状的橡胶，但还是需要考虑粘附力如果太高而引起的脱离性差的问题。除了粘结性橡胶以外，考虑到真空环境，电磁吸附等也适用。

然后，重点说明高精度蒸镀成为可能的原因。

图6是显示图1至图3所示的处理腔1的处理流程图。本实施方式中处理的基本构思有两种。

第1种是在一条线上进行蒸镀期间，在另一条线上搬出搬入基板、进行定位、结束蒸镀的准备。如本说明书的发明内容中所说明的那样，进行蒸镀工序和向处理腔1搬出搬入基板的工序等的其它工序所要时间几乎相同，本实施方式中分别大致为1分钟。通过交替的进行该处理，可以减少无意义的进行蒸镀的时间。

第2种是将被上表面搬送的基板6直立为垂直，搬送到定位部8，进行蒸镀。搬送时基板6的背面如果是蒸镀面，有翻转的必要，但是由于上表面是蒸镀面，只要直立为垂直即可。

使用图7说明垂直的直立基板进行蒸镀的理由。与图4所示的大型基板对应的掩模罩81的大小为1800mm×2000mm左右，且掩模81m的厚度为40μm，今后有进一步变薄的倾向。在这里，从背面进行蒸镀的基板的重量约为5Kg，掩模81m的重量为200Kg，掩模81m受两者重量的影响，变成大的挠曲。由挠曲的掩模81m对挠曲的基板进行蒸镀，就会蒸镀到旁边的颜色区域，产生颜色模糊状态，降低色度。在这里，将基板6和掩模罩81一起成为直立状态，由重量消除挠曲，得到高精度的颜色。

然后，一边参照图3一边使用图6详细的说明本实施方式的处理流程。图3中存在基板6的部分用实线表示。

首先，R线中搬入基板6R，垂直的直立基板6R移动到定位部8，进行定位(步骤1到步骤3)。这时，为了直立为垂直后迅速的进行定位，因此将蒸镀面作为上表面来搬送基板6。进行的定位如图3的引出图所示，用CCD照相机86照相，由所述定位驱动部83控制掩模罩81R，使得设置在基板6上的定位标记84移动到掩模81m设置的窗85的中心。本蒸镀如果是发出红光(R)的材料，与如图4所示的掩模81m的R相对应的部分中预先开有窗，在该部分进行蒸镀。该窗的大小随颜色而不同，平均为宽50μm、高150μm左右。掩模81m的厚度为40μm，今后有进一步变薄的倾向。

结束定位后，使蒸发源71移动到R线(步骤4)，之后移动线状的蒸发源71到上或下，进行蒸镀(步骤5)。R线的蒸镀中，L线和R线同样的进行步骤1到步骤3的处理。即，搬入其它基板6L，垂直的直立该基板6L，移动到定位部8L，进行和掩模罩81的定位。当结束R线基板6R的蒸镀时，蒸发源71移动到L线(步骤4)，对L线的基板6L进行蒸镀(步骤5)。这时，蒸发源71完全从R线的蒸镀区域出去之前，基板6R如果离开定位部8R，则会有进行不必要的蒸镀的可能性，因此完全出去后，开始将基板6R从处理腔1的搬出操作，之后进入到新的基板6R的准备。为了避开前述的不必要的蒸镀，在线之间设置隔板11。另外，图3显示步骤5和步骤1的状态。即，R线开始蒸镀，L线为搬入基板到真空蒸镀腔1bu的状态。

之后，通过连续地进行上述流程，根据本发明，除了蒸镀部7的移动时间以外，可以不使用无意义的蒸镀材料而进行蒸镀。如前述的所需蒸镀时间和其它处理时间大致为1分钟，蒸发源71的移动时间如果为5秒，以往的1分钟的无意义的蒸镀时间在本实施方式中就可以缩短为5秒。

另外，由上述实施方式，如图6所示的真空蒸镀腔1bu的处理1张基板的处理循环实质上为蒸镀时间+蒸发源71的移动时间，可以提高生产率。如果用前述条件评价处理时间，相对于以往的2分钟，本实施方式为1分5秒，可以大约提高2倍的生产率。

进一步，相对于同样量的蒸镀材料，蒸镀部7消耗时间与以往的例子虽然没有变化，但是仅仅生产量变为2倍这点，由于减少在壁等附着材料的附着量，因此可以缩短相对于壁等附着的维修循环和所要时间。其结果，由本实施方式，可以提高装置的运转率。

上述实施方式中，在一个处理装置中相对于一个蒸镀部7设置由定位部8和处理交接部9组成的2系统的处理线。例如，如果蒸镀时间为30秒，其它的处理时间为1分钟，在一个处理装置中相对于一个蒸镀部7也设置3系统的处理线，可以同样的得到显著效果。

另外，根据本实施方式，在具有蒸镀装置的装置中，可以以简单的结构进行上表面搬送。

进一步，根据本实施方式，通过进行上表面搬送直立基板进行蒸镀，可以在基板上高精度的蒸镀。

接下来，使用图8说明第2、第3实施方式。在第1实施方式中，移动蒸发源71进行处理，但是本实施方式中，图8(a)为移动定位部8的例子，图8(b)为移动处理交接部9的例子。基本的动作上与实施方式1相同。

首先，说明图8(a)的从处理交接部9接受并保持基板6，移动定位部8来进行处理的例子。图6中，存在基板6、定位部8和处理交接部9的部分用实线表示。

首先，R线中搬入基板6R，垂直地直立基板6R，移动基板6R到定位部8R，进行定位。然后，定位部8R、8L通过定位基座8B成为一体，向左移动到蒸镀部7的前面为止。另外，定位部8R、8L也可以是个自向左右移动的结构。作为该移动结构(图未示)也可以与实施例1同样的设置导轨，使用在其上移动的方法。然后，进行基板6R的蒸镀。在基板6R进行蒸镀时，由于定位部8L到达处理交接部9L的前面，因此，可以接受其它基板6L，进行定位等处理。如果基板6R的蒸镀处理结束，定位部8R、8L成为一体，向右移动到蒸镀部7的前面，进行基板6L的蒸镀处理。这次，由于定位部8R到达处理交接部9R的前面，因此，可以接受其它基板6R，进行下次蒸镀的准备。另外，图8(a)表示在蒸镀基板6L时，基板6R接受到定位部8R的状况。

由本实施方式，对于蒸镀材料使用量的减少、生产率的提高等效果，可以与实施例1同样地得到显著效果。

然后，说明图8(b)的移动处理交接部9进行处理的例子。这时，定位部8和蒸镀部7是固定的。处理交接部9R、9L成为一体，在左右移动。另外，处理交接部9R、9L也可以是分别在左右移动的结构。在本实施例中，移动处理交接部9，垂直地直立基板，进行定位，蒸镀。在蒸镀期间，可以进行另一方基板的搬入和新基板的搬入。图8(b)显示在蒸镀基板6L时，基板6R被搬入到处理交接部9R的状况。

由此，本实施方式与前面的两个实施方式相比，虽然效果小，但是与以往例相比，同样可以得到一些效果。

另外，由第2、第3实施方式，可以以简单的结构进行上表面搬送，几乎垂直地直立上表面搬送的基板，进行高精度的蒸镀。

在以上的实施方式的说明中，虽然蒸镀部7、定位部8和处理交接部9设置在同一真空腔内，也可以通过借助闸进行腔间的移动、将蒸镀部7设置在处理腔内、将定位部8和处理交接部9设置在搬送腔等中。

以上的实施方式都是对基板6的蒸镀面向上进行搬送的情况所做的说明。作为这点的其它基板的搬送方法，有蒸镀面向下进行搬送的方法、将基板直立的放入箱等中进行搬送的方法。以下所述的实施例，虽然不能达到上表面搬送的效果，但是可以达到减少无意义的蒸镀时间的效果。

蒸镀面向下的情况，由于需要从下方进行蒸镀处理，因此，只要是维持上述实施方式的蒸镀时的基板6、定位部8和蒸镀部7的位置关系所配置的结构就可以，作为处理流程只要省略垂直地直立基板处理的处理就行。例如，图9是显示蒸镀面向下的情况的与图3例子相对应的实施方式的图，结构为如下结构：在处理交接部9R、9L之下配置定位部8R、8L，在该定位部8R、8L的下边设置蒸镀部7，蒸发源71可以在两定位部之间移动。

然后，在直立的进行搬送的情况中，只要省略垂直地直立基板处理的处理，就可以适用上述实施方式。

如上所述，对于降低有关蒸发源的有效利用，无论什么搬送方法都可以适用本发明。

而另一方面，有关上表面搬送的本发明的以上实施方式的说明中，虽然是搬送体系构成在真空内，但是在如专利文献3所示的真空处理腔之前有设置在真空外的滑动装置，在处理腔之前通过伸缩臂来搬出搬入基板。在如这样的装置中，由前述滑动装置、伸缩臂、向处理腔的搬出搬入装载部和处理腔内的处理交接部构成的搬送体系中，就可以使用本发明。

最后，在上述说明中虽然作为例子说明了有机EL设备，但是，也适用与有机EL设备有同样背景的蒸镀处理的成膜装置和成膜方法中。

Claims (9)

1.一种有机EL设备制造装置，其具有搬入基板的搬入装载互锁室、将蒸镀材料蒸镀到所述基板上的至少1台真空腔、搬出所述基板的搬出装载互锁室和从所述搬入装载互锁室向所述搬出装载互锁室搬送所述基板的搬送结构，其特征在于，

所述搬送结构将所述基板的蒸镀面作为上表面来进行搬送，在所述搬送结构的至少移动所述基板的结构部中具有握持所述基板的握持单元。

2.根据权利要求1所述的有机EL设备制造装置，其中，所述握持单元是设置在使所述基板移动的结构部上面的粘结性橡胶。

3.根据权利要求1所述的有机EL设备制造装置，其中，所述真空腔具有包括构成所述搬送结构的搬送手的自动装置，在所述手的上面设置粘结性橡胶。

4.根据权利要求1所述的有机EL设备制造装置，其中，所述真空腔具有交接所述基板的处理交接部，所述处理交接部具有移动所述基板到蒸镀位置的基板面控制单元。

5.根据权利要求4所述的有机EL设备制造装置，其中，所述基板面控制单元为将所述基板直立为大致垂直的单元。

6.一种有机EL设备制造方法，其为从搬入装载互锁室搬入基板，经过至少1台真空腔，向搬出装载互锁室搬送，在所述真空腔中将蒸镀材料蒸镀到所述基板上的有机EL设备制造方法，其特征在于，

所述基板的蒸镀面作为上表面来进行搬送，保持所述基板使得至少在移动所述基板时不滑动所述基板的搬送面。

7.根据权利要求6所述的有机EL设备制造方法，其中，在所述真空腔内交接所述基板，然后移动所述基板到蒸镀的位置。

8.一种成膜装置，其具有搬入基板的搬入装载互锁室、将蒸镀材料蒸镀到所述基板上的至少1台真空腔、搬出所述基板的搬出装载互锁室和从所述搬入装载互锁室向所述搬出装载互锁室搬送所述基板的搬送结构，其特征在于，

所述搬送结构将所述基板的蒸镀面作为上表面来进行搬送，在所述搬送结构的至少所述基板移动的结构部中具有握持所述基板的握持单元。

9.一种成膜方法，其为从搬入装载互锁室搬入基板，经过至少1台真空腔，向搬出装载互锁室搬送，在所述真空腔中将蒸镀材料蒸镀到所述基板上的成膜方法，其特征在于，

所述基板的蒸镀面作为上表面来进行搬送，保持所述基板使得至少在移动所述基板时不滑动所述基板的搬送面。

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