CN1292901C

CN1292901C - 工作台装置、成膜装置、电光学装置及电子设备

Info

Publication number: CN1292901C
Application number: CNB2004100333097A
Authority: CN
Inventors: 渡边信子
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: US7431770B2; US20040246309A1; KR100656230B1; JP2004306191A; TWI262573B; CN1535823A; TW200421521A; KR20040087882A

Abstract

一种吸附保持基板(100)的工作台装置(40)，设有由多孔体构成并具有基板吸附面的吸附部(43)、和配置于所述吸附部的所述基板吸附面上并且接地的导电膜(44)。

Description

工作台装置、成膜装置、电光学装置及电子设备

技术领域

本发明涉及一种在电子设备等的制造工序中使用的对具有挠性的基板进行吸附、保持的吸附工作台。

背景技术

可以制作比液晶显示器更薄的显示装置的有机EL(电致发光)元件作为新一代技术备受关注。如果将有机EL元件排列在柔软的塑料上，则还可以制成像纸一样薄且可以弯曲的显示装置。此外，在有机EL(电致发光)显示装置或TAB(Tape Automated Bonding)的制造中，使用如下的技术，即，利用喷墨技术向放置于工作台装置上的基板等喷出发光材料、导电材料等的液滴，形成发光层或电路图案。此时，为了将基板等保持在工作台装置上，一般用多孔体构成工作台装置，由形成于工作台装置上的空孔对基板进行吸附保持。

像这样将喷墨技术应用于工业中的情况下，与家用等的打印机的情况相比，有必要缩短喷出流体的喷嘴(喷头)和基板等的距离，另外，由于构成工作台装置的多孔体为非金属，因此会有工作台装置等明显带电之类的问题。当蓄积的静电释放时，就会产生破坏形成于基板上的电路或使流体中所含的可燃性溶剂等着火的危险。为了解决此类问题，已经有如下的技术，即，设置被称为静电消除器(ionizer)的静电去除装置的技术，和通过使用具有导电性的材料构成工作台装置来防止带电的技术。

但是，有时静电去除装置除电能力不充分。另外，由于后者的技术以保持半导体晶片等比较硬质的基板为目的，而形成于工作台装置上的空孔的孔径较大，因此，当对较薄的塑料或薄膜状的具有挠性的基板，即柔性基板进行吸附时，就很容易在基板上残留吸附痕迹。当在柔性基板上残留吸附痕迹时，就会对发光层等的成膜或干燥产生很大的影响，难以形成均匀的层，从而产生发光不匀，或造成电路图案的短路的问题。

发明内容

鉴于此类情况，本发明的目的在于，提供一种在使用喷墨技术在基板上进行成膜等时所使用的吸附工作台，其不仅可以防止带电，而且还可以防止在基板上产生吸附痕迹。

为了解决所述问题，本发明的工作台装置、成膜装置、光学元件、半导体元件及电子设备采用了如下的手段。

本发明之一为对基板进行吸附保持的工作台装置，包括：由多孔体制成并具有基板吸附面的吸附部、配置于所述吸附部的所述基板吸附面上并且接地的导电膜，所述导电膜成膜于所述吸附部。

根据该发明，即使基板带电，由于形成于工作台装置的表面的导电膜接地，因此静电被释放到地中，从而可以防止对形成于基板上的电路等造成损伤或使涂布于基板上的可燃性溶剂着火。

所述吸附部也可以为陶瓷多孔体。此时，由于陶瓷多孔体空孔率高，具有微小的空孔，因此可以对放置于工作台装置上的基板进行均匀地吸附，另外，即使为非导电体的陶瓷，也可以通过覆盖导电体膜而进行除电。

即使所述基板为具有挠性并且易于留下吸附痕迹的基板，也可以通过被吸附于具有微小的空孔的工作台装置上，而不会残留吸附痕迹地良好地吸附。

本发明之二是通过向具有挠性的基板喷出液体状材料而在所述基板上形成薄膜的成膜装置，具有所述本发明之一的工作台装置、向所述基板喷出所述液体状材料的喷墨式喷头、包覆所述喷墨式喷头并且被接地的防带电用外罩、使所述工作台装置和所述喷墨式喷头相对移动的移动装置。

根据该发明，在基板上不会残留吸附痕迹，另外，由于在基板上形成液体状材料的薄膜时，可以防止静电的蓄积，因此使得形成于基板上的膜层十分均匀，另外，由于不会破坏已经形成的电路等，因此可以制造高质量的产品。

所述防带电用外罩也可以具有使喷墨式喷头的与基板相面对的面显露出来的开口部。此时，由于可以缩短喷墨式喷头和基板的距离进行设置，因此可以提高由喷墨式喷头喷出的液体状材料的着落精度，从而可以制造高精度的产品。

本发明之三提供具有由所述本发明之二的成膜装置制成的发光层的电光学装置。

根据该发明，由于形成均匀的发光层膜，因此可以制造高精细象素的显示器等电光学装置。

本发明之四提供具有本发明之三的电光学装置的电子设备。

根据该发明，由于以高精细象素的显示器作为显示手段，因此可以制造显示手段的显示清晰并且鲜艳的电子设备。

附图说明

图1是成膜装置的构成图。

图2是喷墨式喷头的分解立体图。

图3是喷墨式喷头的主要部分的立体图的局部剖面图。

图4是表示喷墨式喷头及吸附工作台的除电方法的图。

图5A～5C是表示发光材料的喷出及成膜工序的图。

图6是表示电光学装置的图。

图7是表示电子设备的图。

具体实施方式

图1是表示本发明的成膜装置1的示意图。成膜装置1是利用喷墨方式喷出液滴而形成膜的装置，具有喷墨式喷头20、储罐30、工作台装置40及控制装置50。

另外，本发明中使用的基板100是薄的塑料或薄膜状的具有挠性的基板，即所谓的柔性基板，被放置于工作台装置40上，由喷墨式喷头20喷出的液滴等着落其上，形成发光层或导电层等的膜。

而且，作为基板100的材料，可以使用聚烯烃、聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚酮等塑料等的透明材料。

喷墨式喷头20(21～2n：n为任意的自然数)分别具有相同的构造，可以利用喷墨方式分别喷出液滴D。图2是说明喷墨式喷头20的一个构成例的分解立体图。如图2所示，喷墨式喷头20在筐体250中嵌入有设置了喷嘴211的喷嘴板210及设置了振动板230的压力室基板220。该喷墨式喷头20的主要部分构造如图3的立体图的局部剖面图所示，以喷嘴板210和振动板230夹隔压力室基板220。在将喷嘴板210与压力室基板220贴合时，在与空腔221对应的位置上形成喷嘴211。在压力室基板220上，通过对硅单晶基板等进行蚀刻，设有多个可以分别作为压力室发挥作用的空腔221。空腔221之间由侧壁(隔壁)222分离。各空腔221借助供给口224而与作为公共的流路的贮存室223连接。振动板230例如由热氧化层等构成。在振动板230上设有油墨罐口231，可以从储罐30供给任意的流体10。在振动板230上的与空腔221相对应的位置上，形成有压电体元件240。压电体元件240以上部电极及下部电极(图示略)夹隔PZT元件等压电陶瓷的晶体。压电体元件240与由控制装置50提供的喷出信号Sh对应地产生体积变化。

而且，所述喷墨式喷头20并不限定于通过使压电体元件240产生体积变化而喷出液滴D的构成，其喷头结构也可以是利用发热体对流体10进行加热，利用其膨胀而喷出液滴D。

回到图1，储罐30(31～3n)分别贮存流体10(11～1n)，穿过管道而将流体10提供给喷墨式喷头20。流体10包含发光材料(液体状材料)K。发光材料K例如为有机材料，作为低分子的有机材料，有羟基喹啉铝络合物(Alq₃)，作为高分子的有机材料，有聚对苯乙烯(PPV)。对于任意一种情况，都可以用溶剂等对流体10调整粘度，从而表现出可以作为液滴D从喷墨式喷头20喷出的流动性。

工作台装置40由工作台驱动部(移动装置)41、位置计测部42、吸附工作台(吸附部)43构成，在对基板100进行吸附保持的同时，使之在X方向、Y方向移动。此外，工作台装置40根据来自控制装置50的驱动信号Sx，由工作台驱动部41驱动，在X方向上输送所放置的基板100。同样，根据驱动信号Sy，在Y方向上输送基板100。另外，位置计测部42将与放置于工作台装置40上的基板100的位置(X方向及Y方向)对应的信号送至控制装置50。此后，根据该信号，控制装置50对基板100的位置进行控制。

控制装置50例如为计算机装置，具有CPU、存储器、接口电路等(图示均省略)。控制装置50通过执行特定的程序，向成膜装置1喷出含有发光材料K的流体10。即，当喷出流体10时，向喷墨式喷头20发送喷出信号Sh，另外，当使工作台装置40移动时，向工作台驱动部41发送驱动信号Sx或Sy。

图4是表示喷墨式喷头20及吸附工作台43的除电方法的图。喷墨式喷头20被防带电用外罩260覆盖。防带电用外罩260由导电体，即、铁、铜、铝等金属或碳化物等构成。另外，喷墨式喷头20被设置为与吸附于吸附工作台43上的基板100大约相距100～1000μm左右的距离。这是为了通过缩短喷墨式喷头20和基板100的距离来提高液滴D的着落精度。所以，喷墨式喷头20的下表面(靠近基板100)不由防带电用外罩260覆盖，而通过设有开口部261而敞开，从而可以使喷墨式喷头20和基板100以所述的间隔接近。此外，通过在防带电用外罩260上连接接地线262而接地。

为了对基板100进行吸附保持，吸附工作台43由以多孔体构成的材料制成。此外，吸附工作台43被连接在未图示的抽吸泵上，从形成于吸附工作台43上的孔抽吸空气，对放置于吸附工作台43上的基板100进行吸附保持。作为由多孔体构成的材料，例如有陶瓷多孔体。陶瓷多孔体可以形成较高的气孔率，并且具有平均孔径10～50μm左右的连续的空孔。作为制造方法，由于使用高温反应，因此高熔点陶瓷的一部分熔融，显示出陶瓷之间相互熔接的特异的3维网眼构造。因高温反应而使具有光滑壁面的小孔连接在一起，其结果是，通过与抽吸泵连接，就可以作为吸附工作台43来使用。被用作材料的陶瓷的大半为氧化物，由于其多为半导体或绝缘体，因此陶瓷多孔体就成为绝缘体。而且，陶瓷多孔体具有轻量、绝热、吸音、对物质的吸附、分离、选择的透过性之类的各种各样的功能，并且还有陶瓷所具有的耐热性、耐药品性之类的性质，适用于多种用途，另外，由于作为陶瓷多孔体的性能是由孔的形状、孔径、孔径的分布状况等决定的，因此，通过对它们进行控制，就可以应用于更广阔的范围中。另外，在吸附工作台43的表面(放置基板100的面)上，形成由金属等制成的导电层44。导电层44利用真空蒸镀法、溅射法、CVD法等形成。真空蒸镀法是如下的方法，即，在高真空下加热金属，使之熔融、蒸发，在对象物的表面上冷却，形成金属覆盖膜。对金属加热的方法可以是利用电阻产生的热或使用电子束。作为蒸镀的材料，优选使用银、铜、铝、钛等金属，或者导电性高分子化合物等。此外，利用真空蒸镀法等在吸附工作台43的表面成膜的导电层44是数干埃的极薄的薄膜，基本上不会由金属将吸附工作台43所具有的空孔填塞，而使得吸附能力降低。此外，通过在形成于吸附工作台43上的导电层44上连接接地线45而接地。

具有此种构成的成膜装置1如下发挥作用。

在基板100上，预先形成电极(例如由ITO等制成的透明电极)111或空穴输送层112(参照图5)。而且，也可以形成电子输送层。

首先，当在吸附工作台43上设置基板100时，未图示的抽吸泵即进行工作，将基板100吸附在吸附工作台43上。此后，控制装置50输出驱动信号Sx或Sy，使工作台装置40动作。工作台驱动部41根据该驱动信号Sx或Sy，使基板100相对于喷墨式喷头20发生相对移动，从而使喷墨式喷头20在成膜区域上移动。

然后，根据要形成的膜的种类指定流体10的某一种，发送用于喷出该流体10的喷出信号。各流体10流入对应的喷墨式喷头20的空腔221中。在被提供了喷出信号Sh的喷墨式喷头20中，压电体元件240产生与加在其上部电极和下部电极之间的电压对应的体积变化。该体积变化使得振动板230变形，进而使空腔221的容积变化。其结果是，从其空腔221的喷嘴211向基板100的上表面喷出流体10的液滴D。在喷出了流体10的空腔221中，因喷出而减少的流体10会由储罐30重新补充。

图5A～5C是表示发光材料K的喷出及成膜工序的图。

通过使喷墨式喷头20一边相对于基板100高速地相对移动，一边将包含发光材料K的流体10向基板100的上表面喷出，就可以使含有发光材料K的液滴D着落。着落的液滴D(流体10)具有数十μm左右的直径。此外，通过喷出特定量的流体10，就可以形成发光层121～123。例如，通过从喷墨式喷头21喷出红色的发光材料K，就可以形成发光层121(参照图5A)。同样，利用喷墨式喷头22形成绿色的发光层122(参照图5B)，另外，利用喷墨式喷头23形成蓝色的发光层123(参照图5C)。

这里，由于用作吸附工作台43的陶瓷多孔体形成有与着落在基板100的液滴D的着落直径相同程度或更小的孔径的空孔，因此对基板100的影响很小，从而可以防止吸附痕迹的产生。即，由于平均孔径很小，而且，由于在吸附工作台43上平均地形成较多的空孔，因此不会对基板100造成局部地吸引。所以，由于在基板100上很难产生吸附痕迹，因此可以高精度的形成发光层121～123，抑制颜色不匀的发生。

另外，即使在成膜装置1动作时，喷墨式喷头20和基板100进行高速地相对移动，由于设于喷墨式喷头20上的防带电用外罩260及吸附工作台43被接地，因此也可以防止带电，另外，由于防带电外罩260和吸附工作台43处于相同电位，因此也不会产生电位差。所以，就可以防止由静电造成的对形成于基板100上的电路的破坏。另外，还可以防止因静电导致的可燃性溶剂等的着火。

图6是表示经过所述的发光材料K的成膜工序而制造的电光学装置500的图。电光学装置500(例如有机EL装置)具有基板100、电极111、空穴输送层112、发光层121～123等。在发光层121～123上，形成有电极131。电极131例如为阴极。此外，电光学装置500可以用作显示装置。

图7是表示本发明的电子设备600的实施方式的图。携带电话1000(电子设备600)具有由电光学装置500形成的显示部1001。作为其他的应用例，有在手表型电子设备中作为显示部而设置电光学装置500的情况，还有在文字处理机、个人电脑等携带型信息处理装置中作为显示部而设置电光学装置500的情况。这样，由于电子设备600具有作为显示手段的电光学装置500，因此显示对比度较高，从而可以实现高质量的显示。

而且，作为所述电极(阳极)的材料，除了ITO(Indium Tin Oxide)以外，还可以使用铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、镁(Mg)、镍(Ni)、锌-钒(ZnV)、铟(In)、锡(Sn)等单体或它们的化合物或者混合物、含有金属填料的导电性粘接剂等。电极的形成最好利用溅射、离子镀、真空蒸镀法等进行。或者，也可以使用利用旋转镀膜机、凹版镀膜机、刮刀镀膜等的印刷、丝网印刷、苯胺印刷等形成象素电极。

另外，作为所述空穴输送层的形成方法，例如可以通过同时蒸镀咔唑聚合物和TPD：三苯基化合物形成10～1000nm(优选100～700nm)的膜厚。作为其他的形成方法，也可以利用例如喷墨法在向基体上喷出含有空穴注入、输送层材料的组成物油墨后，通过进行干燥处理及热处理而形成。而且，作为组成物油墨，可以使用将例如聚乙烯二羟基噻吩等的聚噻吩衍生物、聚苯乙烯磺酸等的混合物溶解在水等极性溶剂中的油墨。

另外，作为所述电子输送层，可以使用将例如由金属和有机配体形成的金属络合物，优选Alq₃(三(8-羟基喹啉)铝络合物)、Znq₂(二(8-羟基喹啉)锌络合物)、Bebq₂(二(8-羟基喹啉)铍络合物)、Zn-BTZ(2-(o-羟苯基)苯并噻唑锌)、紫苏烯衍生物等蒸镀层叠为10～1000nm(优选100～700nm)的膜厚的材料。

另外，所述电极(阴极)例如由叠层构造形成，作为下部的阴极层，为了有效地向电子输送层或发光层中进行电子注入，可以使用比上部的阴极层功函数更低的金属，例如钙等。另外，上部阴极层是保护下部阴极层的部分，最好使用比下部阴极层功函数相对更大的材料构成，例如可以使用铝等。这些下部阴极层及上部阴极层最好利用例如蒸镀法、溅射法、CVD法等形成，特别是用蒸镀法形成时，由于可以防止因发光层的热、紫外线、电子线、等离子造成的损伤，因此更为理想。

虽然以上参照附图对本发明的理想的实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于这些例子。所述例子中显示的各构成构件的各个形状或组合等仅是一个例子而已，在不脱离本发明的精神的范围内，可以根据设计要求进行各种改动。

在所述实施方式中，由成膜装置喷出的流体并不限定于发光材料，也可以是导电材料、半导电材料、绝缘材料、介质材料、半导体材料等。另外，也可以是粘接剂、亲和性材料、非亲和性材料、颜料等。而且，也可以在发光材料中含有粘接剂、亲和性材料、非亲和性材料、颜料等。

虽然对使工作台装置在X方向及Y方向移动的构成进行了说明，但是并不限定于此，既可以使喷墨式喷头移动，另外也可以使喷墨式喷头和工作台装置一起移动。

在所述实施方式中，虽然对使用本发明的成膜方法来制造光学元件(有机EL元件)的方法进行了说明，但是本发明并不限定于此，例如，也可以使用本发明的成膜装置，较好地制造液晶、PDP、LCD的显示装置或者IC、LSI等半导体元件。

另外，也不仅限于工业用途，还可以用于家庭用的打印机等中。

本申请对2003年4月7日申请的日本国专利申请第2003-102902号要求优先权，并在这里引用其内容。

Claims

1.一种工作台装置(40)，该装置是吸附保持基板(100)的装置，其特征是，设有：

由多孔体构成并具有基板吸附面的吸附部(43)、和

配置于所述吸附部(43)的所述基板吸附面上并且接地的导电膜(44)，所述导电膜成膜于所述吸附部。

2.根据权利要求1所述的工作台装置，其特征是，所述基板(100)为具有挠性的基板。

3.根据权利要求1所述的工作台装置，其特征是，所述吸附部(43)为陶瓷多孔体。

4.一种成膜装置(1)，该装置是通过向具有挠性的基板(100)上喷出液体状材料(K)而在所述基板(100)上形成薄膜的装置，其特征是，设有：

根据权利要求1至3中任意一项所述的工作台装置(40)、

向所述基板喷出所述液体状材料的喷墨式喷头(20)、

包覆所述喷墨式喷头(20)并且接地的防带电用外罩(260)、

使所述工作台装置(40)和所述喷墨式喷头(20)相对移动的移动装置(41)。

5.根据权利要求4所述的成膜装置，其特征是，所述防带电用外罩(260)具有使所述喷墨式喷头(20)的与所述基板(100)相面对的面露出的开口部(261)。

6.一种电光学装置(500)，其特征是，具有由权利要求4所述的成膜装置(1)制成的发光层(121～123)。

7.一种电子设备(600)，其特征是，具有权利要求6所述的电光学装置(500)。