CN111155054B - 成膜装置、制造系统、有机el面板的制造系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使成膜室发生变形或在成膜室的内外产生振动，对准机构的动作也难以受到影响，而且轻量的成膜装置的成膜装置、制造系统、有机EL面板的制造系统。成膜装置(100)具备：真空腔室；对准驱动部(15)，配置于真空腔室的外部，对配置于真空腔室之中的掩模与基板的相对位置进行调整；以及框体，经由配置在真空腔室的侧壁(1S)之上的腿部(22)固定在真空腔室之上，框体具有与真空腔室的侧壁平行的多个梁(23、24、25)，在固定于多个梁且与真空腔室的顶板隔开间隔地被支承的支承板(21)上，固定有对准驱动部(15)。

Description

成膜装置、制造系统、有机EL面板的制造系统

技术领域

本发明涉及成膜装置、制造系统、有机EL面板的制造系统。特别是涉及具备真空腔室和基板与掩模的对准机构的成膜装置。

背景技术

近年来，在自发光型中，视角、对比度、响应速度优异的有机EL元件被广泛地应用于以壁挂式电视机为代表的各种显示装置。

有机EL元件的制造大多通过如下方法进行：将基板搬入被减压了的腔室内，将基板与掩模高精度地位置对合(对准)，隔着掩模在基板上形成规定图案的有机膜。

图9是表示以往的成膜所使用的成膜装置的结构的示意性的剖视图。作为能够减压的气密容器的成膜室由外壁110和与外壁的一部分110a接合的顶板110b构成，在成膜室内配置有基板111、成膜用掩模113、有机材料的蒸镀源116。基板111被基板支承体112从两侧(或4边)支承，成膜用掩模113被掩模支承体114从两侧(或4边)支承。基板支承体112及掩模支承体114的各轴经由未图示的金属波纹管在确保气密性的状态下能够上下移动地与大气侧连通。

在顶板110b上的大气侧设置有对准机构115和对准照相机132。对准照相机132通过设置于顶板110b的气密窗133对真空腔室内的基板111和成膜用掩模113的对准标记进行拍摄。对准机构115是用于基于对准照相机132的拍摄结果进行基板111与成膜用掩模113的位置对合(对准)的机构。

最近，由于使用了有机EL元件的显示装置实现了大画面化、高精细化，因此要求能够在大面积的基板上以高的图案化精度形成有机膜的成膜装置。在处理大面积的基板的成膜装置中，与以往相比需要增大成膜室的容积，但由于内外的压力差，成膜室的顶棚、壁面容易变形。由于该变形，当对准机构115或对准照相机132的位置产生位移时，基板111与成膜用掩模113容易引起相对位置偏移。例如，产生对准照相机132的光轴的偏移、对准机构115的动作的再现性的降低，基板111与成膜用掩模113的位置对合精度降低。

若基板111与成膜用掩模113的位置对合精度降低，则有机膜的图案化精度降低，有可能无法以高成品率批量生产所希望的画质的有机EL元件。

因此，如果增大成膜室的外壁和顶板的厚度，则有可能能够抑制压力差导致的变形，但装置重量变大，装置的制造成本、运输费增大，进而设置成膜装置的建筑物的地面载荷变大。这会导致有机EL元件的制造设备的总成本的增大。

在专利文献1中公开了如下的成膜装置：在成膜室的顶板之上设置与顶板分离的支承板，支承板的至少一部分使用将振动转换为热能的减振材料。在该装置中，对准机构载置于该支承板。

根据该结构，即使顶板因成膜装置内外的压力差而变形，支承板也与顶板分离，振动被转换为热能，能够减轻变形、振动对对准机构的动作造成的影响。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-33468号公报

可是，在成膜装置的对准机构中，不仅存在由压力差引起的顶板的变形、振动，而且还有可能由于各种原因而造成振动传递，但在专利文献1所记载的装置中，有可能无法充分抑制对对准机构的动作的影响。这是因为，仅通过支承板的材料的减振性，可能会有无法完全吸收从腔室内外传递的振动的影响的情况。若想要增大将振动转换为热能的支承板的厚度来提高减振性，则装置重量变大，装置的制造成本、运输费增大，进而设置成膜装置的建筑物的地面载荷也变大。这会导致有机EL元件的制造设备的总成本的增大。

因此，要求即使成膜室发生变形或者在成膜室的内外产生振动，对准机构的动作也难以受到影响而且轻量的成膜装置。

发明内容

本发明是一种成膜装置，其特征在于，该成膜装置具备：真空腔室；对准驱动部，配置于所述真空腔室的外部，对配置于所述真空腔室之中的掩模与基板的相对位置进行调整；以及框体，经由配置在所述真空腔室的侧壁之上的腿部固定在所述真空腔室之上，所述框体具有与所述真空腔室的侧壁平行的多个梁，在固定于所述多个梁且与所述真空腔室的顶板隔开间隔地被支承的支承板上，固定有所述对准驱动部。

发明效果

根据本发明，能够提供即使成膜室发生变形或在成膜室的内外产生振动，对准机构的动作也不易受到影响而且轻量的成膜装置。

附图说明

图1是实施方式1和实施方式2的成膜装置的示意性的概观立体图。

图2是实施方式1和实施方式2的成膜装置的示意性的俯视图。

图3是实施方式1的成膜装置的示意性的剖视图。

图4是实施方式1和实施方式2的成膜装置的示意性的剖视图。

图5是实施方式1和实施方式2的框体的示意性的俯视图。

图6(a)是实施方式1的梁25的剖视图，(b)是实施方式1的梁23的剖视图，(c)是实施方式2的梁25的剖视图，(d)是实施方式2的梁23的剖视图。

图7是实施方式2的成膜装置的示意性的剖视图。

图8是实施方式3的制造系统的示意性的结构图。

图9是以往的成膜装置的示意性的剖视图。

附图标记说明

1、真空腔室；1B、底板；1S、侧壁；1R、顶板；11、基板；12、基板支承部；13、掩模；14、掩模支承部；15、对准驱动部；16、蒸镀源装置；21、支承板；22、腿部；23、24、25、梁；32、对准照相机；33、气密窗；100、成膜装置；110、外壁；110a、外壁的一部分；110b、顶板；111、基板；113、成膜用掩模；132、对准照相机；133、气密窗；300、制造有机EL面板的制造系统；1101、1102、1103、输送室；1105、基板供给室；1106、掩模储存室；1107、交接室；1108、玻璃供给室；1109、贴合室；1110、取出室；1120、机器人。

具体实施方式

参照附图对作为本发明的实施方式的成膜装置以及制造系统进行说明。另外，在以下的说明中参照的多个附图中，只要没有特别说明，对于相同功能的构成要素标注相同的附图标记来表示。

[实施方式1]

(成膜装置的结构)

参照多个附图对实施方式1的成膜装置的结构进行说明。关于成膜装置100，图1是示意性的概观立体图，图2是示意性的俯视图，图3和图4是示意性的剖视图。另外，图3是由图1中的与YZ面平行的C1面剖切装置而成的剖视图，或者是沿着图2的C1-C1线剖切装置而成的剖视图。另外，图4是沿图2的C2-C2线剖切装置而成的剖视图。

成膜装置100具备作为成膜室的外围容器的真空腔室1，真空腔室1的内部通过未图示的真空泵能够减压至例如10^-3Pa以下的压力区域。如图1所示，真空腔室1典型的是大致形状为六面体，如图3所示，是底板1B、4面的侧壁1S和顶板1R接合而成的气密容器。4面的侧壁1S具备与XZ面平行的两个侧壁和与YZ面平行的两个侧壁。如图3所示，顶板1R也可以将中央侧和侧壁侧的板材接合而构成，也可以由单一的板材构成。

如图1、图2、图4所示，成膜装置100具备沿X方向排列配置的两台蒸镀载置台。在实施方式的成膜装置中，能够在利用一方的蒸镀载置台进行蒸镀的期间，利用另一方的蒸镀载置台进行基板的更换和对准。

参照图3，对蒸镀载置台的结构进行说明。在蒸镀载置台上，在真空腔室1内从下方依次配置有掩模13、基板11，在基板11之上配置有未图示的磁铁板。

掩模13是具有用于图案化的开口的薄板形状的构件，特别是面向大型基板，大多使用通过倒置等在被刚性高的框构件包围的区域形成有薄膜的掩模的方式的掩模。掩模13被成对的掩模支承部14从两侧(或者4边)支承。

作为基板11，根据要制造的对象产品，适当选择使用玻璃基板或塑料基板等。基板11被成对的基板支承部12从两侧(或4边)支承。

掩模支承部14的轴与基板支承部12的轴分别经由未图示的金属波纹管在确保气密性的状态下能够上下移动地与大气侧连通。

附图标记15是设置在真空腔室上的对准驱动部。在本实施方式中，在对基板11和掩模13进行对准时，对准驱动部15使基板支承部12移动，使基板11沿X轴方向移动、Y轴方向移动及θ旋转，进行与掩模13的相对位置对合。

在真空腔室上设置有对准照相机32。对准照相机32能够通过设置于顶板1R的气密窗33以及设置于支承板21的窗(开口孔)对分别设置于基板11和掩模13的对准标记进行拍摄。对准驱动部15根据对准照相机32的拍摄结果，进行基板11与掩模13的位置对合。即，如图3所示，在基板11与掩模13分离的状态下对分别形成于基板11和掩模13的对准标记的相对的位置关系进行调整。

在真空腔室内配置有蒸镀源装置16，在蒸镀源装置16的内部储存有作为成膜材料的有机材料，有机材料被控制的加热器加热而以规定的速率蒸发或升华。在蒸镀源装置16的上表面设置有用于将气化了的有机材料朝向基板放出的开口部、以及根据需要而用于遮挡开口部的挡板。

蒸镀源装置16能够通过未图示的X轴滑动机构和Y轴滑动机构在X方向和Y方向上移动。蒸镀源装置16也能够通过X轴滑动机构，向两个蒸镀载置台的任一侧移动。

另外，蒸镀源装置16在各蒸镀载置台中能够通过Y轴滑动机构沿基板11在Y方向上往复扫描，能够在基板11上形成均匀性高的膜。

(对准驱动部的支承构造)

接着，作为实施方式1的成膜装置的特征部分，对支承对准驱动部15的支承构造进行说明。图5是提取并表示支承构造的示意性的俯视图。

如图3所示，在本实施方式中，对准驱动部15和对准照相机32不是直接支承于真空腔室的顶板1R，而是固定于与顶板1R隔开间隔设置的支承板21。如图5所示，支承板21被沿X方向延伸的梁23以及沿Y方向延伸的梁25包围，并固定于这些梁。即，支承板21固定于与真空腔室的各侧壁平行的两根梁23以及两根梁25。梁23的两端与梁25连接，梁23和梁25构成梯子形的框体并以包围支承板21的方式固定。框体还具备为了增大强度而沿X方向延伸的一对梁24，梁24的端部与梁25的端部接合。即，梁23、梁24、梁25接合，构成固定支承板21的框体。各梁使用刚性高的构件，具体而言，优选使用在与长度方向正交的方向上剖切而成的截面形状为H字形的H型钢、I字形的I型钢等截面系数大的金属构件。将用图5的C3-C3线及C4-C4线剖切构成梯子形的框体的梁25及梁23而成的截面形状表示于图6(a)及图6(b)。在本实施方式中，梁25及梁23使用截面形状为I字形的I型钢。另外，梁24也使用同样的I型钢。

如图1所示，框体的外缘中的3边、即两根梁24和一根梁25以位于真空腔室1的侧壁1S之上的方式配置。如图1、图3所示，框体经由配置在真空腔室1的侧壁1S之上的腿部22固定在真空腔室1之上。框体的至少四角的端部通过腿部22固定于真空腔室1的侧壁1S，但在本实施方式中，为了提高固定强度，梁24的中央部也经由腿部22固定在真空腔室1的侧壁1S之上。腿部的形状、个数、配置位置能够适当变更。

真空腔室1存在在对内部进行减压时由于内外压力差而产生变形或振动的情况，特别是顶板被大气压按压而中央部铅垂向下凹陷。在本实施方式中，对准驱动部15和对准照相机32不是直接支承于真空腔室的顶板1R的中央部，而是固定于与顶板1R隔开间隔设置的支承板21。因此，对准驱动部15、对准照相机32的位置、姿势不会直接受到由顶板的变形引起的影响。

并且，在本实施方式中，支承板21支承于由截面系数大的梁23和梁25构成的梯子形的框体，框体的四角的端部经由配置在真空腔室的侧壁之上的腿部而固定在真空腔室之上。另外，在框体上还连接有由截面系数大的金属构件构成的梁24，梁24也经由腿部固定在真空腔室的侧壁之上。这样，固定有对准驱动部15、对准照相机32的支承板21被支承于轻量且牢固并难以受到外部的变形、振动的影响的框体。

这样，在本实施方式中，框体经由腿部固定在真空腔室的侧壁之上，但侧壁的上部与顶板1R的外周部连结，可以说该部分在构造上耐振性高。由于将框体的至少四角的端部利用腿部固定于该部分，因此对准驱动部15、对准照相机32尤其难以受到频率小的振动的影响。例如，不易受到因自身的蒸镀载置台的动作而引起的振动、因相邻的蒸镀载置台上的蒸镀动作而引起的振动、因真空腔室的门式阀、排气装置等各种设备类而引起的振动、从装置外传递的振动等的影响。而且，在本实施方式中，由于利用由截面系数大的梁23和梁25构成的梯子形的框体来支承支承板21，因此，能够极其轻量地实现抗振强度大的构造。

其结果，在本实施方式中，由于能够降低基板与掩模的位置对合误差，因此，例如能够制造形成有尺寸精度良好的有机化合物层的图案的有机EL元件、有机EL装置。另外，能够防止由照相机识别的对准标记的检测精度的降低，重试次数减少，能够缩短达到规定的精度为止所需的时间。

根据本实施方式，能够抑制成膜装置的重量增加，并且能够抑制成膜室的变形、来自成膜室的内外的振动对对准机构的影响。

[实施方式2]

对实施方式2的成膜装置进行说明，但在本实施方式中，对准驱动部的支承构造的一部分与实施方式1不同。对于与实施方式1共同的部分，省略说明。

图7是实施方式2的成膜装置的示意性的剖视图，与实施方式1的说明中的图3相同，是以与图1中的YZ面平行的C1面剖切装置而成的剖视图，或是沿着图2的C1-C1线剖切装置而成的剖视图。

在实施方式1中，梁23、梁24及梁25使用截面形状为I字形的I型钢，但在本实施方式中，如图7所示，在各梁使用截面形状为H字形的H型钢这一点上不同。

将用图5的C3-C3线及C4-C4线剖切构成梯子形的框体的梁25及梁23而成的截面形状表示于图6(c)及图6(d)。在本实施方式中，梁25及梁23使用截面形状为H字形的H型钢。另外，梁24也使用同样的H型钢。

在本实施方式中，对准驱动部15和对准照相机32也不是直接支承于真空腔室的顶板1R的中央部，而是固定于与顶板1R隔开间隔设置的支承板21。因此，对准驱动部15、对准照相机32的位置、姿势不会直接受到由顶板的变形引起的影响。

并且，在本实施方式中，支承板21支承于由截面系数大的H型钢的梁23和梁25构成的梯子形的框体，框体的端部经由配置在真空腔室的侧壁之上的腿部固定在真空腔室之上。另外，框体还具有由截面系数大的H型钢构成的梁24，梁24也经由腿部固定在真空腔室的侧壁之上。即，对准驱动部15、对准照相机32被支承于轻量且牢固并不易受到外部的变形或振动的影响的框体。

在本实施方式中，框体也经由腿部固定在真空腔室的侧壁之上，但侧壁的上部与顶板1R的外周部连结，可以说该部分在构造上耐振性高。因此，对准驱动部15和对准照相机32特别难以受到频率小的振动的影响。例如，不易受到因自身的蒸镀载置台的动作而引起的振动、因相邻的蒸镀载置台上的蒸镀动作而引起的振动、因真空腔室的门式阀、排气装置等各种设备类而引起的振动、从装置外传递的振动等的影响。而且，在本实施方式中，由于利用由截面系数大的梁23和梁25构成的梯子形的框体来支承支承板21，因此，能够极其轻量地实现抗振强度大的构造。

其结果，本实施方式也能够降低基板与掩模的位置对准误差，因此，例如能够制造形成有尺寸精度良好的有机化合物层的图案的有机EL元件、有机EL装置。另外，能够防止由照相机识别的对准标记的检测精度的降低，重试次数减少，能够缩短达到规定的精度为止所需的时间。

在本实施方式中，也能够抑制成膜装置的重量增加，并且能够抑制成膜室的变形、来自成膜室的内外的振动对对准机构的影响。

[实施方式3]

接着，对实施了本发明的制造系统进行说明。图8是实施了本发明的制造系统的示意性的结构图，例示了制造有机EL面板的制造系统300。

制造系统300具备多台成膜装置100、输送室1101、输送室1102、输送室1103、基板供给室1105、掩模储存室1106、交接室1107、玻璃供给室1108、贴合室1109、取出室1110等。成膜装置100能够用于有机EL面板的发光层、空穴注入层、空穴输送层、电子输送层、电极层等不同的功能层的成膜，因此，有时成膜材料、掩模等针对每个成膜装置而不同。各成膜装置100可以是如实施方式1中说明的那样具备2个蒸镀载置台的装置，也可以是具备单一的蒸镀载置台的装置。在具备两个蒸镀载置台的情况下，能够在一方的蒸镀载置台上的蒸镀完成之前的期间，在另一方的蒸镀载置台进行蒸镀完的基板的搬出和未蒸镀的基板的搬入，完成基板与掩模的对准并安置于成膜位置。

从外部向基板供给室1105供给基板。在输送室1101、输送室1102、输送室1103中配置有作为输送机构的机器人1120。通过机器人1120进行各室间的基板的输送。本实施方式的制造系统300所具备的多台成膜装置100中的至少一台具备有机材料的蒸镀源。制造系统300所包含的多个成膜装置100既可以是相互成膜同一材料的装置，也可以是相互成膜不同的材料的装置。例如，在各成膜装置中，也可以蒸镀相互不同的发光颜色的有机材料。在制造系统300中，对从基板供给室1105供给的基板蒸镀有机材料，或者形成金属材料等无机材料的膜，制造有机EL面板。

供各成膜装置100所使用且堆积有膜的掩模被机器人1120输送到掩模储存室1106。通过回收被输送到掩模储存室1106的掩模，能够清洗掩模。另外，也能够在掩模储存室1106中预先收纳有清洗完的掩模，通过机器人1120安置于成膜装置100。

从外部向玻璃供给室1108供给密封用的玻璃材料。在贴合室1109中，通过在成膜后的基板上贴合密封用的玻璃材料来制造有机EL面板。制造出的有机EL面板从取出室1110被取出。

本制造系统所包含的成膜装置如已经在实施方式1和实施方式2中说明的那样，具备经由配置于真空腔室的侧壁之上的腿部而固定于真空腔室之上的框体，框体具有与真空腔室的侧壁平行的多个梁。并且，固定有对准驱动部以及对准照相机的支承板固定于框体的多个梁，支承板与真空腔室的顶板隔开间隔地被支承。

因此，在本制造系统所包含的成膜装置中，对准驱动部、对准照相机与由于内外压力差而引起的自身的变形、从相邻的输送室、成膜装置等传递的振动隔离，对准动作极其稳定且高速化。在本制造系统中，由于能够高精度地在大面积基板上成膜，因此能够以高成品率制造高画质的有机EL面板。而且，由于抑制了各成膜装置的重量增加，因此能够抑制制造系统的总重量。这样，本发明能够在制造有机EL元件的制造系统中较佳地实施，但也可以在用于制造除此以外的器件的制造系统中实施。

根据本实施方式，能够提供一种具备即使成膜室发生变形，或者在成膜室的内外产生振动，对准机构的动作也不易受到影响而且轻量的成膜装置的成膜系统。

[其他实施方式]

另外，本发明并不限定于以上说明的实施方式，在本发明的技术思想内能够进行多种变形。

例如，构成框体的多个梁并不是任一个梁都必须具有相同的截面形状。在实施方式1中，使用截面为I字形的梁，在实施方式2中使用截面为H字形的梁，但也可以组合I字形和H字形的梁而构成一个框。另外，如果是截面系数大的构件，则截面形状不限于I字形或H字形。

另外，对准驱动部并不限定于使基板支承部移动来进行对准的机构。也可以是使掩模支承部移动的机构，或者也可以是使基板支承部和掩模支承部这两者移动的机构。即，既可以是将掩模13静置在规定位置并使基板11移动的结构，也可以是通过将基板11静置于规定位置并使掩模13移动来进行位置对合的结构，也可以使基板11和掩模13这两者移动。例如，在掩模的重量比基板大的情况下，有时通过使基板移动来提高对准精度。另外，有时能够通过使基板和掩模这两者移动来调整相对的位置关系，从而缩短对准时间。这样移动的物体的选择能够根据装置的方式、目的而任意地设计。

另外，用于支承基板的基板支承部、用于支承掩模的掩模支承部、或者对准用照相机的配置、个数不限于上述的实施方式的例子。能够根据基板的大小、重量、掩模的大小、重量、对准标记的数量、布局位置等进行适当变更。

另外，实施方式1的成膜装置具备两台蒸镀载置台，在真空腔室之上独立地配置两组由对准驱动部、支承板和框体构成的组，但蒸镀载置台的数量不限于两台，也可以是一台或三台以上。在三台以上的情况下，也优选将由对准驱动部、支承板和框体构成的组针对每个蒸镀载置台独立地配置在真空腔室之上。

另外，即使不是一个蒸镀源装置在两个蒸镀载置台间移动而交替蒸镀的装置，也可以是各蒸镀载置台具备专用的蒸镀源装置的成膜装置。蒸镀源装置的方式可以是单一蒸镀源，也可以排列多个蒸镀源。另外，也可以在成膜室内配置以管理或控制来自蒸镀源的蒸发速率为目的的速率管理传感器。另外，在基板11上成膜有机材料时，基板11与蒸镀源装置16的相对位置既可以是如实施方式那样进行扫描的方式，也可以是固定的方式。

另外，在实施方式1中，出于使基板11的被成膜面朝下的目的，将掩模13配置在基板11的下侧，但只要是成膜物质能够在基板11的被成膜面上形成图案的配置，则基板和掩模的配置不限于此。例如，可以将基板11和掩模13以沿着铅垂方向纵置的状态配置，或者也可以将基板11的被成膜面朝上配置。

另外，本发明能够较佳地实施于对构成有机EL元件的有机膜进行成膜的装置，但也可以用于对有机EL元件的有机膜以外的膜、有机EL元件以外的器件的膜进行成膜的装置。

Claims (10)

1.一种成膜装置，其特征在于，

该成膜装置具备：

真空腔室；

对准驱动部，配置于所述真空腔室的外部，对配置于所述真空腔室之中的掩模与基板的相对位置进行调整；以及

框体，经由配置在所述真空腔室的侧壁之上的腿部固定在所述真空腔室之上，

所述框体具有与所述真空腔室的侧壁平行的多个梁，

在固定于所述多个梁且与所述真空腔室的顶板隔开间隔地被支承的支承板上，固定有所述对准驱动部。

2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，

所述框体是连接与所述真空腔室的侧壁平行的多个梁而成的梯子形的框体。

3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，

所述框体所具有的多个梁是沿与长度方向正交的方向剖切而成的截面为H字形或I字形的梁。

4.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，

由所述对准驱动部、所述支承板和所述框体构成的组在所述真空腔室之上配置有2组。

5.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，

所述对准驱动部调整对所述掩模进行支承的掩模支承部和对所述基板进行支承的基板支承部的相对位置。

6.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，

在所述支承板上固定有用于拍摄所述掩模和所述基板的对准标记的对准照相机。

7.根据权利要求6所述的成膜装置，其特征在于，

在所述支承板上设置有用于供所述对准照相机拍摄所述掩模和所述基板的对准标记的窗。

8.一种制造系统，其特征在于，

该制造系统具备多台权利要求1～7中任一项所述的成膜装置。

9.一种有机EL面板的制造系统，其特征在于，

该有机EL面板的制造系统具备多台权利要求1～7中任一项所述的成膜装置，至少一台所述成膜装置具备有机材料的蒸镀源。

10.一种有机EL面板的制造方法，其特征在于，

该有机EL面板的制造方法使用权利要求9所述的有机EL面板的制造系统来制造有机EL面板。

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