JP2005353466A - 表示装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画素を構成する薄膜を形成するための材料源を有効利用することが可能な表示装置の製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】表示素子を構成する薄膜を形成するための材料源を収容するとともに蒸発した材料源が飛散可能な開口部３０４Ａを有した収容部３０４と、ホームポジションＨＰにおいて収容部３０４に対向して配置され収容部３０４から飛散した材料源を回収する回収部３０６と、収容部３０４の開口部３０４Ａが基板主面４０１に対向し且つ基板主面４０１に沿って走査するように基板４００もしくは収容部３０４を移動させる移動機構３０８と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

この発明は、表示装置の製造装置に係り、特に、複数の自発光性素子によって構成された表示装置の製造装置に関する。

近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子を備えた表示装置であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。

これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を挟持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置して構成されたアレイ基板を備えている。有機ＥＬ素子には、有機活性層に低分子系材料を用いた素子構成と、高分子系材料を用いた素子構成とがある。

特に、低分子系材料を用いて構成された有機ＥＬ素子は、真空蒸着法などのドライプロセスにより形成する例が多く、積層構造を容易に形成しやすいといった利点がある。真空蒸着法では、低分子系材料を収容した坩堝を加熱し、坩堝から蒸発した材料源を基板上に蒸着させている。基板上に材料源を蒸着する際に、基板もしくは坩堝を移動させ、相対的に基板主面を坩堝が走査する機構を備えた製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−９５２７５号公報

上述したような従来の製造装置においては、坩堝は、基板上に材料源を蒸着する期間以外にも（例えば基板をチャンバ内にセットする間などにおいても）常に所定温度に加熱されている。このため、坩堝からは常に材料源が蒸発している状態となる。したがって、蒸着期間以外では、基板主面に蒸着されない材料源が無駄となってしまう。これにより、製造コストの増大を招くとともに、チャンバ内を蒸着されない材料源で汚染してしまうおそれがある。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、表示素子を構成する薄膜を形成するための材料源を有効利用することが可能な表示装置の製造装置を提供することにある。

この発明の第１様態による表示装置の製造装置は、
基板主面に薄膜を形成するための材料源を収容するとともに蒸発した材料源が飛散可能な開口部を有した収容部と、
ホームポジションにおいて前記収容部に対向して配置され、前記収容部から飛散した材料源を回収する回収部と、
前記収容部の開口部が基板主面に対向し且つ基板主面に沿って走査するように前記基板もしくは前記収容部を移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする。

この発明の第２様態による表示装置の製造装置は、
基板主面に薄膜を形成するための製造装置であって、
開口部を有した第１坩堝と、
ホームポジションにおいて前記第１坩堝の開口部と対向するような開口部を有した第２坩堝と、
前記第１坩堝及び前記第２坩堝のそれぞれの開口部が基板主面に対向し且つ基板主面に沿って走査するように前記基板、前記第１坩堝、及び、前記第２坩堝のいずれかを移動させる移動機構と、を備え、
前記第１坩堝内に薄膜を形成するための材料源が所定量以上収容されている場合に、前記第１坩堝から材料源を蒸発させ、かつ、前記移動機構により前記基板もしくは前記第１坩堝を移動させながら材料源を基板主面に蒸着させる第１動作モードと、
前記第１坩堝内の材料源が所定量未満となった場合に、前記第２坩堝から材料源を蒸発させ、かつ、前記移動機構により前記基板もしくは前記第２坩堝を移動させながら材料源を基板主面に蒸着させる第２動作モードと、
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、表示素子を構成する薄膜を形成するための材料源を有効利用することが可能な表示装置の製造装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置の製造装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を例にして説明する。

図１及び図２に示すように、有機ＥＬ表示装置１は、画像を表示する表示エリア１０２を有するアレイ基板１００を備えている。アレイ基板１００の表示エリア１０２は、マトリクス状に配置された複数の画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）によって構成されている。

各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、オン画素とオフ画素とを電気的に分離しかつオン画素への映像信号を保持する機能を有する画素スイッチ１０と、画素スイッチ１０を介して供給される映像信号に基づき表示素子へ所望の駆動電流を供給する駆動トランジスタ２０と、駆動トランジスタ２０のゲート−ソース間電位を所定期間保持する蓄積容量素子３０とを備えている。これら画素スイッチ１０及び駆動トランジスタ２０は、例えば薄膜トランジスタにより構成され、ここではそれらの半導体層にポリシリコンを用いている。

また、各画素ＰＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、表示素子としての有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ備えている。すなわち、赤色画素ＰＸＲは、赤色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｒを備え、緑色画素ＰＸＧは、緑色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｇを備え、さらに、青色画素ＰＸＢは、青色に発光する有機ＥＬ素子４０Ｂを備えている。

各種有機ＥＬ素子４０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の構成は、基本的に同一であって、有機ＥＬ素子４０は、マトリクス状に配置され画素ＰＸ毎に独立島状に形成された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に形成された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された有機活性層６４と、によって構成されている。

アレイ基板１００は、画素ＰＸの行方向（すなわち図１のＹ方向）に沿って配置された複数の走査線Ｙｍ（ｍ＝１、２、…）と、走査線Ｙｍと略直交する方向（すなわち図１のＸ方向）に沿って配置された複数の信号線Ｘｎ（ｎ＝１、２、…）と、有機ＥＬ素子４０の第１電極６０側に電源を供給するための電源供給線Ｐと、を備えている。

電源供給線Ｐは、表示エリア１０２の周囲に配置された図示しない第１電極電源線に接続されている。有機ＥＬ素子４０の第２電極６６側は、表示エリア１０２の周囲に配置されコモン電位（ここでは接地電位）を供給する図示しない第２電極電源線に接続されている。

また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２の外周に沿った周辺エリア１０４に、走査線Ｙｍのそれぞれに走査信号を供給する走査線駆動回路１０７と、信号線Ｘｎのそれぞれに映像信号を供給する信号線駆動回路１０８と、を備えている。すべての走査線Ｙｍは、走査線駆動回路１０７に接続されている。また、すべての信号線Ｘｎは、信号線駆動回路１０８に接続されている。

画素スイッチ１０は、ここでは走査線Ｙｍと信号線Ｘｎとの交差部近傍に配置されている。画素スイッチ１０のゲート電極は走査線Ｙｍに接続され、ソース電極は信号線Ｘｎに接続され、ドレイン電極は蓄積容量素子３０を構成する一方の電極及び駆動トランジスタ２０のゲート電極に接続されている。駆動トランジスタ２０のソース電極は蓄積容量素子３０を構成する他方の電極及び電源供給線Ｐに接続され、ドレイン電極は有機ＥＬ素子４０の第１電極６０に接続されている。

図２に示すように、アレイ基板１００は、配線基板１２０上に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ１０、駆動トランジスタ２０、蓄積容量素子３０、走査線駆動回路１０７、信号線駆動回路１０８、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などを備えて構成されたものとする。

有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０表面の絶縁膜上に配置される。この第１電極６０は、ここではＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム・ティン・オキサイド）やＩＺＯ（インジウム・ジンク・オキサイド）などの光透過性導電部材によって形成され、陽極として機能する。

有機活性層６４は、少なくとも発光機能を有する有機化合物を含み、各色共通に形成されるホールバッファ層、エレクトロンバッファ層、及び各色毎に形成される有機発光層の多層積層で構成されても良く、機能的に複合された２層または単層で構成されても良い。ホールバッファ層は、陽極および有機発光層間に配置される。有機発光層は、赤、緑、または青に発光する発光機能を有する有機化合物によって形成される。

低分子系材料によって有機活性層６４を形成する場合、例えば、ホールバッファ層は、α−ＮＰＤなどの薄膜によって形成され、有機発光層は、Ａｌｑ_３（アルミキノリン錯体）などの薄膜により形成される。

第２電極６６は、有機活性層６４上に各有機ＥＬ素子４０に共通に配置される。この第２電極６６は、例えばＣａ（カルシウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｂａ（バリウム）、Ａｇ（銀）、Ｙｂ（イッテルビウム）などの電子注入機能を有する金属膜によって形成され、陰極として機能している。この第２電極６６は、陰極として機能する金属膜の表面をカバーメタルで被覆した２層構造であっても良い。カバーメタルは、例えばアルミニウムによって形成される。

この第２電極６６の表面は、乾燥剤として吸湿性を有する材料で被覆されることが望ましい。すなわち、有機ＥＬ素子４０は、水分に触れると、その発光特性が急速に劣化する。このため、有機ＥＬ素子４０を水分から保護する目的で、その表面に相当する第２電極６６上に乾燥剤６８が配置される。この乾燥剤６８は、吸湿性を有する材料であれば良く、例えばリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）などのアルカリ金属単体またはその酸化物、あるいは、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）などのアルカリ土類金属またはその酸化物などで形成される。

また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２において、少なくとも隣接する色毎に画素ＲＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）間を分離する隔壁７０を備えている。隔壁７０は、各画素を分離するよう形成することが望ましく、ここでは、隔壁７０は、各第１電極６０の周縁に沿って格子状に配置され、第１電極６０を露出する隔壁の開口形状が矩形となるよう形成されている。この隔壁７０は、樹脂材料によって形成される。

このように構成された有機ＥＬ素子４０では、第１電極６０と第２電極６６との間に挟持された有機活性層６４にホール及び電子を注入し、これらを再結合させることにより励起子を生成し、この励起子の失活時に生じる所定波長の光放出により発光する。ここでは、このＥＬ発光は、アレイ基板１００の下面側すなわち第１電極６０側から出射され、表示画面を構成する。

次に、上述した配線基板１２０の主面に表示素子すなわち有機ＥＬ素子４０を備えた表示装置を製造するための製造装置について説明する。この製造装置は、有機ＥＬ素子４０を構成する薄膜を形成するための蒸着装置である。ここでは、有機ＥＬ素子４０を構成する薄膜として、有機活性層６４のホールバッファ層や有機発光層など蒸着法で成膜可能な低分子系の薄膜が対象である。

（第１構成例）
第１構成例における製造装置は、図３に示すように、真空チャンバ３００、排気機構３０２、収容部３０４、回収部３０６、移動機構３０８などを備えて構成されている。また、製造装置は、真空チャンバ３００の内部における所定の処理位置ＰＰにおいて、処理対象基板４００を保持する保持機構３１０を備えている。処理対象基板４００は、その主面４０１に表示エリア１０２を有した配線基板１２０に第１電極６０及び隔壁７０を形成済みの基板であり、その主面４０１が収容部３０４と対向可能に保持される。排気機構３０２は、真空チャンバ３００の内部を真空排気するものであって、真空チャンバ３００に接続された排気ポンプなどで構成されている。

収容部３０４は、例えば耐熱性を有した材料によって形成された坩堝であり、図４に示すように、例えば有機ＥＬ素子４０を構成する薄膜を形成するための材料源ＭＳを収容するとともに蒸発した材料源が飛散可能な開口部３０４Ａを有している。回収部３０６は、例えば耐熱性を有した材料によって形成された坩堝であり、図４に示した収容部３０４と同様の構造を有している。この回収部３０６は、処理位置ＰＰとは離間したホームポジションＨＰにおいて、収容部３０４に対向して配置され、収容部３０４から飛散した材料源を回収する。

つまり、回収部３０６は、ホームポジションＨＰにおいて、収容部３０４の開口部３０４Ａに近接した位置に自身の開口部３０６Ａが対向するように配置されている。このため、ホームポジションＨＰにおいては、収容部３０４の開口部３０４Ａから飛散した材料源は、回収部３０６の開口部３０６Ａを介して回収部３０６の内部に取り込まれ、真空チャンバ３００内に飛散することなく確実に回収される。

これら収容部３０４及び回収部３０６は、それぞれ加熱源を備えている。すなわち、第１加熱源３１４は、収容部３０４に収容された材料源ＭＳを蒸発させるのに必要な第１温度、例えば３００℃に加熱する。第２加熱源３１６は、回収部３０６に回収された材料源を第１温度より低い第２温度、たとえば２５０℃に予備加熱する。この第２加熱源３１６による回収部３０６の加熱温度は、開口部３０６Ａから取り込んだ直後の高温の材料源ＭＳを安定な状態で回収し、しかも、再び蒸発して開口部３０６Ａから飛散させない程度の温度に設定され、第１温度よりも５０℃以上低いことが望ましい。

移動機構３０８は、収容部３０４を移動させる。すなわち、この移動機構３０８は、ホームポジションＨＰと処理位置ＰＰとの間を図中の矢印Ａ方向に沿って収容部３０４を移動可能とする機構を備えている。このとき、移動機構３０８は、収容部３０４の開口部３０４Ａが処理対象基板４００の主面４０１に対向し且つ基板主面４０１に沿って走査するように収容部３０４を移動させる。

次に、上述したような構成の製造装置の動作について説明する。
まず、処理対象基板４００を用意する。続いて、排気機構３０２を作動し、真空チャンバ３００内を所望の真空度まで真空排気する。これにより、真空チャンバ３００内を真空雰囲気とする。

続いて、真空チャンバ３００内に処理対象基板４００を搬入し、保持機構３１０により所定の処理位置ＰＰに設置する。このとき、処理対象基板４００は、処理位置ＰＰまで移動した収容部３０４と基板主面４０１とが所定の隙間をおいて対向可能な状態で配置される。なお、必要に応じて、所定の開口パターンを有したマスクを基板主面４０１と収容部３０４との間に配置しても良い。

一方で、収容部３０４は、ホームポジションＨＰに待機しており、第１加熱源３１４により第１温度に加熱され、内部に収容した材料源ＭＳが開口部３０４Ａから蒸発した状態を保っている。また、回収部３０６は、ホームポジションＨＰにおいて第２加熱源３１６により第２温度に加熱され、開口部３０６Ａを介して収容部３０４から回収した材料源を予備加熱している。

続いて、移動機構３０８により収容部３０４を移動させる。すなわち、ホームポジションＨＰに待機していた収容部３０４は、開口部３０４Ａから材料源を蒸発させながら、処理位置ＰＰに移動する。このとき、処理位置ＰＰにおいては、収容部３０４は、基板主面４０１の一端部４０１Ａから他端部４０１Ｂまでを走査する。その後、収容部３０４は、開口部３０４Ａから材料源を蒸発させながら、処理位置ＰＰからホームポジションＨＰに移動する。つまり、収容部３０４は、処理位置ＰＰにおいては、基板主面４０１の一端部４０１Ａと他端部４０１Ｂとの間を１往復することで、基板主面４０１に所定膜厚の薄膜を形成する。

上述したような製造装置によれば、処理位置における基板主面への材料源の蒸着工程以外では、収容部から飛散した材料源を再利用可能な状態で回収部に回収することができる。このため、材料源を有効利用することができ、製造コストの低減が可能となる。また、材料源による真空チャンバ内の汚染を防止することができ、清浄な環境を維持することが可能となる。

（第２構成例）
以下の第２構成例での説明では、第１構成例と同一の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。第２構成例における製造装置は、図５に示すように、真空チャンバ３００、排気機構３０２、収容部３０４、回収部３０６、移動機構３２０などを備えて構成されている。

また、製造装置は、真空チャンバ３００内のホームポジションＨＰにおいて、収容部３０４を保持する保持機構３２２を備えている。つまり、収容部３０４は、真空チャンバ３００内において固定的に配置されている。回収部３０６は、ホームポジションＨＰにおいて、収容部３０４の開口部３０４Ａに近接した位置に自身の開口部３０６Ａが対向するように配置されている。このため、ホームポジションＨＰにおいては、収容部３０４の開口部３０４Ａから飛散した材料源は、回収部３０６の開口部３０６Ａを介して回収部３０６の内部に取り込まれ、真空チャンバ３００内に飛散することなく確実に回収される。

移動機構３２０は、処理対象基板４００を移動させる。すなわち、この移動機構３２０は、所定の設置位置ＳＰに設置された処理対象基板４００を収容部３０４が固定配置されたホームポジションＨＰまで移動可能とする機構を備えている。このとき、移動機構３２０は、収容部３０４の開口部３０４Ａが処理対象基板４００の主面４０１に対向し且つ基板主面４０１に沿って走査するように収容部３０４を移動させる。当然のことながら、収容部３０４の開口部３０４Ａと回収部３０６の開口部３０６Ａとの間には、処理対象基板４００を移動可能なギャップが形成されている。

次に、上述したような構成の製造装置の動作について説明する。
まず、処理対象基板４００を用意する。続いて、排気機構３０２を作動し、真空チャンバ３００内を所望の真空度まで真空排気する。これにより、真空チャンバ３００内を真空雰囲気とする。

続いて、真空チャンバ３００内に処理対象基板４００を搬入し、設置位置ＳＰにおいて移動機構３２０に設置する。このとき、処理対象基板４００は、ホームポジションＨＰまで移動した際に収容部３０４と基板主面４０１とが所定の隙間をおいて対向可能な状態で配置される。

一方で、収容部３０４は、ホームポジションＨＰに固定されており、第１加熱源３１４により第１温度に加熱され、内部に収容した材料源ＭＳが開口部３０４Ａから蒸発した状態を保っている。また、回収部３０５は、ホームポジションＨＰにおいて第２加熱源３１６により第２温度に加熱され、収容部３０４から回収した材料源を予備加熱している。

続いて、移動機構３２０により処理対象基板４００を移動させる。すなわち、処理対象基板４００は、設置位置ＳＰからホームポジションＨＰに移動する。このとき、ホームポジションＨＰにおいては、収容部３０４は、材料源を蒸発させており、処理対象基板４００の移動に伴って、基板主面４０１の一端部４０１Ａから他端部４０１Ｂまでを走査する。その後、処理対象基板４００は、ホームポジションＨＰから設置位置ＳＰに移動する。つまり、ホームポジションＨＰにおいて、処理対象基板４００の移動に伴って、収容部３０４は、基板主面４０１の一端部４０１Ａと他端部４０１Ｂとの間を１往復することで、基板主面４０１に所定膜厚の薄膜を形成する。

上述したような製造装置によっても上述した第１構成例と同様の効果が得られる。

なお、上述した第１及び第２構成例において、収容部３０４または処理対象基板４００は、移動機構３０８または３２０により矢印Ａで示した所定方向に移動可能であるが、移動方向Ａに直交する方向Ｂについては、収容部３０４の開口部３０４Ａが基板主面４０１と略同等もしくはそれ以上の寸法を有しており、これにより、１往復の走査により基板主面の全面に薄膜が形成可能である。

また、製造装置内部の構造上の制約により十分な寸法の開口部を形成できない場合（開口部の寸法が基板主面４０１の寸法より小さい場合）、収容部３０４または処理対象基板４００を方向Ｂに移動可能な機構を追加すればよい。このような構成により、複数回の往復走査により基板主面の全面に所定膜厚の薄膜が形成可能である。なお、回収部３０６の開口部３０６Ａは、材料源の回収効率を向上するために、収容部３０４の開口部３０４Ａと同等もしくはそれ以上の寸法を有することが望ましい。

さらに、回収部３０６による回収効率を向上するために、ホームポジションＨＰに待機した収容部３０４の開口部３０４Ａに回収部３０６を接近させるような移動機構を追加しても良い。すなわち、この移動機構は、図中の矢印Ａ及びＢに互いに直交するような方向Ｃに回収部３０６または収容部を移動可能とする機構を備えていれば良い。

（第３構成例）
第３構成例における製造装置は、図６に示すように、真空チャンバ５００、排気機構５０２、第１坩堝５０４、第２坩堝５０６、移動機構５０８などを備えて構成されている。また、製造装置は、真空チャンバ５００の内部における所定の処理位置ＰＰにおいて、処理対象基板４００を保持する保持機構５１０を備えている。処理対象基板４００は、その主面４０１に表示エリア１０２を有した配線基板１２０に第１電極６０及び隔壁７０を形成済みの基板であり、その主面４０１が第１坩堝５０４または第２坩堝５０６と対向可能に保持される。排気機構５０２は、真空チャンバ５００の内部を真空排気するものであって、真空チャンバ５００に接続された排気ポンプなどで構成されている。

第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６は、図４に示した坩堝と基本的に同一構造であり、例えば有機ＥＬ素子４０を構成する薄膜を形成するための材料源ＭＳを収容可能であるとともに蒸発した材料源が飛散可能な開口部５０４Ａ及び５０６Ａを有している。これらの第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６は、ホームポジションＨＰにおいて、それぞれの開口部５０４Ａ及び５０６Ａを対向するように配置され、一方の坩堝から飛散した材料源を他方の坩堝で回収可能である。

例えば、第１坩堝５０４から材料源ＭＳを蒸発させながら基板主面に材料源を蒸着させる第１動作モードでは、第２坩堝５０６は、ホームポジションＨＰにおいて、第１坩堝５０４の開口部５０４Ａに近接した位置に自身の開口部５０６Ａが対向するように配置されている。このため、ホームポジションＨＰにおいては、第１坩堝５０４の開口部５０４Ａから飛散した材料源ＭＳは、第２坩堝５０６の開口部５０６Ａを介して第２坩堝５０６の内部に取り込まれ、真空チャンバ５００内に飛散することなく確実に回収される。

また、第２坩堝５０６から材料源ＭＳを蒸発させながら基板主面に材料源を蒸着させる第２動作モードでは、第１坩堝５０４は、ホームポジションＨＰにおいて、第２坩堝５０６の開口部５０６Ａに近接した位置に自身の開口部５０４Ａが対向するように配置されている。このため、ホームポジションＨＰにおいては、第２坩堝５０６の開口部５０６Ａから飛散した材料源ＭＳは、第１坩堝５０４の開口部５０４Ａを介して第１坩堝５０４の内部に取り込まれ、真空チャンバ５００内に飛散することなく確実に回収される。

これら第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６は、それぞれ加熱源を備えている。すなわち、第１加熱源５１４は、第１坩堝５０４に収容された材料源ＭＳを加熱する。第２加熱源５１６は、第２坩堝５０６に収容された材料源ＭＳを加熱する。これら第１加熱源５１４及び第２加熱源５１６による加熱温度は、温度制御機構５１８により動作モードに応じて制御される。

すなわち、温度制御機構５１８は、第１動作モードにおいては、第１加熱源５１４により第１坩堝５０４を第１温度に加熱するとともに第２加熱源５１６により第２坩堝５０６を第１温度より低い第２温度に加熱する。また、温度制御機構５１８は、第２動作モードにおいては、第２加熱源５１６により第２坩堝５０６を第１温度に加熱するとともに第１加熱源５１４により第１坩堝５０４を第１温度より低い第２温度に加熱する。具体的には、第１温度は、坩堝に収容された材料源ＭＳを蒸発させるのに必要な温度である。また、第２温度は、開口部から取り込んだ直後の高温の材料源ＭＳを安定な状態で回収し、しかも、再び蒸発して開口部から飛散させない程度の温度である。

これらの動作モードは、モード選択部５１９によって選択される。すなわち、モード選択部５１９は、第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６の内部に収容した材料源ＭＳの収容量に応じて最適な動作モードを選択するものであり、例えば、第１坩堝５０４の内部に材料源ＭＳが所定量以上収容されている場合には第１動作モードを選択し、また、第１坩堝５０４の内部に収容した材料源ＭＳが所定量未満となった場合には第２動作モードを選択する。そして、モード選択部５１９は、選択した動作モードに対応した信号を温度制御機構５１８に出力する。

移動機構５０８は、第１坩堝５０４を移動させる第１移動機構５０８１及び第２坩堝５０６を移動させる第２移動機構５０８２を含む。すなわち、第１移動機構５０８１及び第２移動機構５０８２は、それぞれ、ホームポジションＨＰと処理位置ＰＰとの間を図中の矢印Ａ方向に沿って第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６を移動可能とする機構を備えている。

このとき、第１移動機構５０８１は、第１動作モードにおいて、第１坩堝５０４の開口部５０４Ａが処理位置ＰＰに設置された処理対象基板４００の主面４０１に対向し且つ基板主面４０１に沿って走査するように第１坩堝５０４を移動させる。また、第２移動機構５０８２は、第２動作モードにおいて、第２坩堝５０６の開口部５０６Ａが処理位置ＰＰに設置された処理対象基板４００の主面４０１に対向し且つ基板主面４０１に沿って走査するように第２坩堝５０４を移動させる。

次に、上述したような構成の製造装置の第１動作モードについて図６を参照して説明する。

まず、モード選択部５１９は、例えば、第１坩堝５０４内の材料源が所定量以上収容されていると判断したのに基づき、第１動作モードを選択し、対応した信号を温度制御機構５１８に出力する。一方で、処理対象基板４００を用意する。続いて、排気機構５０２を作動し、真空チャンバ５００内を所望の真空度まで真空排気する。これにより、真空チャンバ５００内を真空雰囲気とする。

続いて、真空チャンバ５００内に処理対象基板４００を搬入し、保持機構５１０により所定の処理位置ＰＰに設置する。このとき、処理対象基板４００は、処理位置ＰＰまで移動した第１坩堝５０４と基板主面４０１とが所定の隙間をおいて対向可能な状態で配置される。なお、必要に応じて、所定の開口パターンを有したマスクを基板主面４０１と第１坩堝５０４との間に配置しても良い。

一方で、第１坩堝５０４は、ホームポジションＨＰに待機しており、温度制御機構５１８による制御に基づき第１加熱源５１４により第１温度に加熱され、内部に収容した材料源ＭＳが開口部５０４Ａから蒸発した状態を保っている。また、第２坩堝５０６は、ホームポジションＨＰにおいて温度制御機構５１８による制御に基づき第２加熱源５１６により第２温度に加熱され、開口部５０６Ａを介して第１坩堝５０４から回収した材料源を予備加熱している。

続いて、第１移動機構５０８１により第１坩堝５０４を移動させる。すなわち、ホームポジションＨＰに待機していた第１坩堝５０４は、開口部５０４Ａから材料源を蒸発させながら、処理位置ＰＰに移動する。このとき、処理位置ＰＰにおいては、第１坩堝５０４は、基板主面４０１の一端部４０１Ａから他端部４０１Ｂまでを走査する。その後、第１坩堝５０４は、開口部５０４Ａから材料源を蒸発させながら、処理位置ＰＰからホームポジションＨＰに移動する。つまり、第１坩堝５０４は、処理位置ＰＰにおいては、基板主面４０１の一端部４０１Ａと他端部４０１Ｂとの間を１往復することで、基板主面４０１に所定膜厚の薄膜を形成する。

次に、上述したような構成の製造装置の第２動作モードについて図６を参照して説明する。

まず、モード選択部５１９は、例えば、第１坩堝５０４内の材料源が所定量未満収容されていると判断したのに基づき、第２動作モードを選択し、対応した信号を温度制御機構５１８に出力する。一方で、処理対象基板４００を用意する。続いて、排気機構５０２を作動し、真空チャンバ５００内を所望の真空度まで真空排気する。これにより、真空チャンバ５００内を真空雰囲気とする。

続いて、真空チャンバ５００内に処理対象基板４００を搬入し、保持機構５１０により所定の処理位置ＰＰに設置する。このとき、処理対象基板４００は、処理位置ＰＰまで移動した第２坩堝５０６と基板主面４０１とが所定の隙間をおいて対向可能な状態で配置される。なお、必要に応じて、所定の開口パターンを有したマスクを基板主面４０１と第２坩堝５０６との間に配置しても良い。

一方で、第２坩堝５０６は、ホームポジションＨＰに待機しており、温度制御機構５１８による制御に基づき第２加熱源５１６により第１温度に加熱され、内部に収容した材料源ＭＳが開口部５０６Ａから蒸発した状態を保っている。また、第１坩堝５０４は、ホームポジションＨＰにおいて第１加熱源５１４により第２温度に加熱され、開口部５０４Ａを介して第２坩堝５０６から回収した材料源を予備加熱している。

続いて、第２移動機構５０８２により第２坩堝５０６を移動させる。すなわち、ホームポジションＨＰに待機していた第２坩堝５０６は、開口部５０６Ａから材料源を蒸発させながら、処理位置ＰＰに移動する。このとき、処理位置ＰＰにおいては、第２坩堝５０６は、基板主面４０１の一端部４０１Ａから他端部４０１Ｂまでを走査する。その後、第２坩堝５０６は、開口部５０６Ａから材料源を蒸発させながら、処理位置ＰＰからホームポジションＨＰに移動する。つまり、第２坩堝５０６は、処理位置ＰＰにおいては、基板主面４０１の一端部４０１Ａと他端部４０１Ｂとの間を１往復することで、基板主面４０１に所定膜厚の薄膜を形成する。

上述したような製造装置によれば、処理位置における基板主面への材料源の蒸着工程以外では、第１動作モードにおいて、第１坩堝から飛散した材料源を再利用可能な状態で第２坩堝に回収することができ、また、第２動作モードにおいては、第２坩堝から飛散した材料源を再利用可能な状態で第１坩堝に回収することができる。このため、材料源を有効利用することができ、製造コストの低減が可能となる。また、材料源による真空チャンバ内の汚染を防止することができ、清浄な環境を維持することが可能となる。

また、一方の坩堝から材料源を蒸発させながら他方の坩堝で材料源を回収している場合、他方の坩堝に回収した材料源が所定量以上蓄積された状態（または、一方の坩堝に収容していた材料源が所定量未満まで減った状態）では、他方の坩堝から材料源を蒸発させながら一方の坩堝で材料源を回収するよう動作モードを切り替えることにより、材料源の補充回数を減らすことができ、作業負担を軽減することが可能となる。

（第４構成例）
以下の第４構成例での説明では、第３構成例と同一の構成要素については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。第４構成例における製造装置は、図７に示すように、真空チャンバ５００、排気機構５０２、第１坩堝５０４、第２坩堝５０６、移動機構５２０などを備えて構成されている。

また、製造装置は、真空チャンバ５００内のホームポジションＨＰにおいて、第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６を保持する保持機構５２２を備えている。つまり、第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６は、真空チャンバ５００内において固定的に配置されている。これらの第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６は、ホームポジションＨＰにおいて、それぞれの開口部５０４Ａ及び５０６Ａを対向するように配置され、一方の坩堝から飛散した材料源を他方の坩堝で回収可能である。

移動機構５２０は、処理対象基板４００を移動させる。すなわち、この移動機構５２０は、所定の設置位置ＳＰに設置された処理対象基板４００を第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６が固定配置されたホームポジションＨＰまで移動可能とする機構を備えている。このとき、移動機構５２０は、第１動作モードにおいて第１坩堝５０４の開口部５０４Ａが処理対象基板４００の主面４０１に対向し且つ基板主面４０１に沿って走査するように第１坩堝５０４を移動させ、第２動作モードにおいて第２坩堝５０６の開口部５０６Ａが処理対象基板４００の主面４０１に対向し且つ基板主面４０１に沿って走査するように第２坩堝５０６を移動させる。当然のことながら、第１坩堝５０４の開口部５０４Ａと第２坩堝５０６の開口部５０６Ａとの間には、処理対象基板４００を移動可能なギャップが形成されている。

次に、上述したような構成の製造装置の第１動作モードについて説明する。
まず、モード選択部５１９は、例えば、第１坩堝５０４内の材料源が所定量以上収容されていると判断したのに基づき、第１動作モードを選択し、対応した信号を温度制御機構５１８に出力する。一方で、処理対象基板４００を用意する。続いて、排気機構５０２を作動し、真空チャンバ５００内を所望の真空度まで真空排気する。これにより、真空チャンバ５００内を真空雰囲気とする。

続いて、真空チャンバ５００内に処理対象基板４００を搬入し、設置位置ＳＰにおいて移動機構５２０に設置する。このとき、処理対象基板４００は、ホームポジションＨＰまで移動した際に第１坩堝５０４と基板主面４０１とが所定の隙間をおいて対向可能な状態で配置される。

一方で、第１坩堝５０４は、ホームポジションＨＰに固定されており、温度制御機構５１８による制御に基づき第１加熱源５１４により第１温度に加熱され、内部に収容した材料源ＭＳが開口部５０４Ａから蒸発した状態を保っている。また、第２坩堝５０６は、温度制御機構５１８による制御に基づき第２加熱源５１６により第２温度に加熱され、第１坩堝５０４から回収した材料源を予備加熱している。

続いて、移動機構５２０により処理対象基板４００を移動させる。すなわち、処理対象基板４００は、設置位置ＳＰからホームポジションＨＰに移動する。このとき、ホームポジションＨＰにおいては、第１坩堝５０４は、材料源を蒸発させており、処理対象基板４００の移動に伴って、基板主面４０１の一端部４０１Ａから他端部４０１Ｂまでを走査する。その後、処理対象基板４００は、ホームポジションＨＰから設置位置ＳＰに移動する。つまり、ホームポジションＨＰにおいて、処理対象基板４００の移動に伴って、第１坩堝５０４は、基板主面４０１の一端部４０１Ａと他端部４０１Ｂとの間を１往復することで、基板主面４０１に所定膜厚の薄膜を形成する。

次に、上述したような構成の製造装置の第２動作モードについて説明する。
まず、モード選択部５１９は、例えば、第１坩堝５０４内の材料源が所定量未満収容されていると判断したのに基づき、第２動作モードを選択し、対応した信号を温度制御機構５１８に出力する。一方で、処理対象基板４００を用意する。続いて、排気機構５０２を作動し、真空チャンバ５００内を所望の真空度まで真空排気する。これにより、真空チャンバ５００内を真空雰囲気とする。

続いて、真空チャンバ５００内に処理対象基板４００を搬入し、設置位置ＳＰにおいて移動機構５２０に設置する。このとき、処理対象基板４００は、ホームポジションＨＰまで移動した際に第２坩堝５０６と基板主面４０１とが所定の隙間をおいて対向可能な状態で配置される。

一方で、第２坩堝５０６は、ホームポジションＨＰに固定されており、温度制御機構５１８による制御に基づき第２加熱源５１６により第１温度に加熱され、内部に収容した材料源ＭＳが開口部５０６Ａから蒸発した状態を保っている。また、第１坩堝５０４は、温度制御機構５１８による制御に基づき第１加熱源５１４により第２温度に加熱され、第２坩堝５０６から回収した材料源を予備加熱している。

続いて、移動機構５２０により処理対象基板４００を移動させる。すなわち、処理対象基板４００は、設置位置ＳＰからホームポジションＨＰに移動する。このとき、ホームポジションＨＰにおいては、第２坩堝５０６は、材料源を蒸発させており、処理対象基板４００の移動に伴って、基板主面４０１の一端部４０１Ａから他端部４０１Ｂまでを走査する。その後、処理対象基板４００は、ホームポジションＨＰから設置位置ＳＰに移動する。つまり、ホームポジションＨＰにおいて、処理対象基板４００の移動に伴って、第２坩堝５０６は、基板主面４０１の一端部４０１Ａと他端部４０１Ｂとの間を１往復することで、基板主面４０１に所定膜厚の薄膜を形成する。

上述したような製造装置によっても上述した第３構成例と同様の効果が得られる。

なお、上述した第３及び第４構成例において、第１坩堝５０４、第２坩堝５０６または処理対象基板４００は、移動機構５０８または５２０により矢印Ａで示した所定方向に移動可能であるが、移動方向Ａに直交する方向Ｂについては、第１坩堝５０４の開口部５０４Ａ及び第２坩堝５０６の開口部５０６Ａが基板主面４０１と略同等もしくはそれ以上の寸法を有しており、これにより、１往復の走査により基板主面の全面に薄膜が形成可能である。

また、製造装置内部の構造上の制約により十分な寸法の開口部を形成できない場合（開口部の寸法が基板主面４０１の寸法より小さい場合）、第１坩堝５０４、第２坩堝５０６または処理対象基板４００を方向Ｂに移動可能な機構を追加すればよい。このような構成により、複数回の往復走査により基板主面の全面に所定膜厚の薄膜が形成可能である。なお、第１坩堝５０４及び第２坩堝５０６の開口部は、材料源の回収効率を向上するために、同等の寸法を有することが望ましい。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１は、この発明の一実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す図である。 図２は、図１に示した有機ＥＬ表示装置の１画素分の構造を概略的に示す断面図である。 図３は、図１に示した有機ＥＬ表示装置を製造するための製造装置の第１構成例を概略的に示す図である。 図４は、収容部、回収部、第１坩堝、及び、第２坩堝の構造を概略的に示す図である。 図５は、図１に示した有機ＥＬ表示装置を製造するための製造装置の第２構成例を概略的に示す図である。 図６は、図１に示した有機ＥＬ表示装置を製造するための製造装置の第３構成例を概略的に示す図である。 図７は、図１に示した有機ＥＬ表示装置を製造するための製造装置の第４構成例を概略的に示す図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ表示装置、１０…画素スイッチ、２０…駆動トランジスタ、３０…蓄積容量素子、４０…有機ＥＬ素子、６０…第１電極、６４…有機活性層、６６…第２電極、７０…隔壁、１００…アレイ基板、１２０…配線基板、３００…真空チャンバ、３０２…排気機構、３０４…収容部、３０６…回収部、３０８…移動機構、３１０…保持機構、３２０…移動機構、３２２…保持機構、４００…処理対象基板、ＭＳ…材料源、５００…真空チャンバ、５０２…排気機構、５０４…第１坩堝、５０６…第２坩堝、５０８…移動機構、５１０…保持機構、５２０…移動機構、５２２…保持機構

Claims (9)

1. 基板主面に薄膜を形成するための材料源を収容するとともに蒸発した材料源が飛散可能な開口部を有した収容部と、
   ホームポジションにおいて前記収容部に対向して配置され、前記収容部から飛散した材料源を回収する回収部と、
   前記収容部の開口部が基板主面に対向し且つ基板主面に沿って走査するように前記基板もしくは前記収容部を移動させる移動機構と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造装置。
2. さらに、前記ホームポジションから離間した所定位置において前記基板を保持する保持機構を備え、
   前記移動機構は前記収容部を移動させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
3. さらに、前記ホームポジションにおいて前記収容部を保持する保持機構を備え、
   前記移動機構は前記基板を移動させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
4. さらに、前記収容部に収容された材料源を第１温度に加熱する第１加熱源と、
   前記回収部に回収された材料源を第１温度より低い第２温度に加熱する第２加熱源と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
5. 基板主面に薄膜を形成するための製造装置であって、
   開口部を有した第１坩堝と、
   ホームポジションにおいて前記第１坩堝の開口部と対向するような開口部を有した第２坩堝と、
   前記第１坩堝及び前記第２坩堝のそれぞれの開口部が基板主面に対向し且つ基板主面に沿って走査するように前記基板、前記第１坩堝、及び、前記第２坩堝のいずれかを移動させる移動機構と、を備え、
   前記第１坩堝内に薄膜を形成するための材料源が所定量以上収容されている場合に、前記第１坩堝から材料源を蒸発させ、かつ、前記移動機構により前記基板もしくは前記第１坩堝を移動させながら材料源を基板主面に蒸着させる第１動作モードと、
   前記第１坩堝内の材料源が所定量未満となった場合に、前記第２坩堝から材料源を蒸発させ、かつ、前記移動機構により前記基板もしくは前記第２坩堝を移動させながら材料源を基板主面に蒸着させる第２動作モードと、
   を備えたことを特徴とする表示装置の製造装置。
6. さらに、前記ホームポジションから離間した所定位置において前記基板を保持する保持機構を備え、
   前記移動機構は、第１動作モードにおいて前記第１坩堝を移動させ、第２動作モードにおいて前記第２坩堝を移動させることを特徴とする請求項５に記載の表示装置の製造装置。
7. さらに、前記ホームポジションにおいて前記第１坩堝及び前記第２坩堝を保持する保持機構を備え、
   前記移動機構は第１動作モード及び第２動作モードにおいて前記基板を移動させることを特徴とする請求項５に記載の表示装置の製造装置。
8. さらに、前記第１坩堝に収容された材料源を加熱する第１加熱源と、
   前記第２坩堝に収容された材料源を加熱する第２加熱源と、
   前記第１加熱源及び前記第２加熱源による加熱温度を動作モードに応じて制御する温度制御機構と、
   を備えたことを特徴とする請求項５に記載の表示装置の製造装置。
9. 前記温度制御機構は、
   前記第１動作モードにおいては、前記第１加熱源により前記第１坩堝を第１温度に加熱するとともに前記第２加熱源により前記第２坩堝を前記第１温度より低い第２温度に加熱し、
   前記第２動作モードにおいては、前記第２加熱源により前記第２坩堝を第１温度に加熱するとともに前記第１加熱源により前記第１坩堝を前記第１温度より低い第２温度に加熱することを特徴とする請求項８に記載の表示装置の製造装置。

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