JP2011086496A - Organic el mask cleaning device, device for manufacturing organic el display, organic el display, and organic el mask cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL用マスクにレーザ光を走査して有機EL用マスクに付着している有機材料を除去する有機EL用マスククリーニング装置、有機ELディスプレイの製造装置、有機ELディスプレイおよび有機EL用マスククリーニング方法に関するものである。 The present invention relates to an organic EL mask cleaning apparatus, an organic EL display manufacturing apparatus, an organic EL display, and an organic EL display that remove organic materials adhering to the organic EL mask by scanning the organic EL mask with laser light. The present invention relates to a mask cleaning method.
有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイは、バックライトを必要としない低消費電力・軽量薄型の画像表示装置として多く利用されている。その構造としては、透明性のガラス基板上に有機EL薄膜層を積層しており、有機EL薄膜層は発光層を陽極層と陰極層とにより挟み込む構造を採用している。発光層はガラス基板上に有機材料を蒸着させて薄膜として形成するものが多く用いられており、ディスプレイを構成する各画素の領域を3分割してRGBの3色の有機材料を蒸着させている。従って、各画素の3つの領域に異なる色の有機材料(有機色素材料)を蒸着させるために多数の開口部を形成した有機EL用マスク(シャドーマスク)を用いて蒸着を行う。この有機EL用マスクを画素ピッチ分ずつずらしながら、各色の蒸着物質を蒸着させていくことにより、発光層の蒸着プロセスが完了する。 2. Description of the Related Art Organic EL (Electro Luminescence) displays are widely used as low power consumption, lightweight, and thin image display devices that do not require a backlight. As the structure, an organic EL thin film layer is laminated on a transparent glass substrate, and the organic EL thin film layer adopts a structure in which a light emitting layer is sandwiched between an anode layer and a cathode layer. The light emitting layer is often formed as a thin film by vapor-depositing an organic material on a glass substrate, and each pixel region constituting the display is divided into three to deposit organic materials of three colors of RGB. . Therefore, vapor deposition is performed using an organic EL mask (shadow mask) in which a large number of openings are formed in order to deposit different color organic materials (organic dye materials) in the three regions of each pixel. The deposition process of the light emitting layer is completed by depositing each color deposition material while shifting the organic EL mask by the pixel pitch.
蒸着プロセスを行うときには、ガラス基板だけではなく有機EL用マスクにも有機材料が付着する。有機EL用マスクは1つの蒸着プロセスだけに使用されるのではなく繰り返し使用されることから、次の蒸着プロセスを行うときに有機EL用マスクに蒸着物質が付着していると、新たなガラス基板に蒸着物質が転写して汚損させる。また、有機EL用マスクに多数形成した開口部のエッジ部分にも有機材料が蒸着して、開口部の面積を部分的にまたは全面的に閉塞させる。開口部の全部を塞いだ場合はもちろん、部分的に塞ぐことにより開口面積に変化が生じただけでも、当該有機EL用マスクを用いた場合の蒸着精度は著しく低下し、また使用に耐え得るものではなくなる。従って、有機EL用マスクを定期的に(好ましくは、1つの蒸着プロセスを完了した後に)クリーニングして、蒸着物質の除去を行っている。 When performing the vapor deposition process, the organic material adheres not only to the glass substrate but also to the organic EL mask. Since the mask for organic EL is not used only for one vapor deposition process but is used repeatedly, if a vapor deposition material adheres to the mask for organic EL when performing the next vapor deposition process, a new glass substrate will be used. Vapor deposition material is transferred and contaminated. In addition, an organic material is deposited on edge portions of the openings formed in the organic EL mask so that the area of the openings is partially or entirely blocked. Of course, if the entire area of the opening is blocked, or even if the area of the opening changes due to partial blocking, the deposition accuracy when using the organic EL mask is significantly reduced and it can be used. Is not. Therefore, the organic EL mask is periodically cleaned (preferably after completion of one vapor deposition process) to remove the vapor deposition material.
有機EL用マスクのクリーニングとしては、界面活性剤等を用いたウェットクリーニングが主に行われている。ウェットクリーニングは有機EL用マスクに対して液体を供給して行うクリーニングである。しかし、クリーニングされる有機EL用マスクはミクロンオーダー(数十ミクロン程度)の極薄の金属板であり、ウェットクリーニング時に液圧が作用することにより歪みや変形等の大きなダメージが有機EL用マスクに与えられる。また、界面活性剤等の薬液を用いてウェットクリーニングを行うと、薬液供給機構および使用済みの薬液(排液)を処理する排液処理機構を要するため機構が複雑化し、また排液による環境汚染の問題もある。 As cleaning of the organic EL mask, wet cleaning using a surfactant or the like is mainly performed. Wet cleaning is cleaning performed by supplying a liquid to the organic EL mask. However, the organic EL mask to be cleaned is an ultrathin metal plate on the order of microns (several tens of microns), and a large amount of damage such as distortion or deformation is caused to the organic EL mask by the action of liquid pressure during wet cleaning. Given. In addition, when wet cleaning is performed using chemicals such as surfactants, a chemical solution supply mechanism and a drainage treatment mechanism for processing used chemicals (drainage) are required, which complicates the mechanism and causes environmental pollution due to drainage. There is also a problem.
一方、ウェットクリーニングの薬液を用いないクリーニングとして、有機EL用マスクに対してレーザ光を照射して行うクリーニング(レーザクリーニング)に関する技術が特許文献1に開示されている。金属素材の有機EL用マスクにレーザ光を照射することにより、有機EL用マスクと有機材料との間に剥離力を作用させている。特許文献1の技術は、この剥離力により有機EL用マスクから有機材料を除去してクリーニングを行うものである。そして、有機EL用マスクには粘着性のフィルムを貼り付けており、剥離した有機材料を粘着フィルムに転写させることで、クリーニングプロセスを行っている。
On the other hand,
特許文献1に開示されているように、有機EL用マスク(蒸着マスク)にレーザ光を照射して有機材料(堆積物)を剥離して除去する場合、有機EL用マスクには所定強度のレーザ光を照射しなければならない。この所定強度は有機材料を剥離するために設定された強度であり、当該強度よりも高い強度のレーザ光が照射されると、有機EL用マスクにダメージが与えられ、当該強度よりも低い強度のレーザ光が照射されると有機材料を十分に剥離できない。このため、レーザ光は常に一定の強度を維持するようにして照射する必要がある。
As disclosed in
レーザ光の強度を一定に維持する手法としては、レーザ光源から発振されるレーザ光の一部を取り出して、取り出した一部のレーザ光の強度を測定するAPC(オートパワーコントロール)が知られている。この手法を用いることにより、常にレーザ光の強度を検出でき、本来予定していた強度から変動した場合には、その旨を検出して修正することができる。ただし、この場合には、レーザ光の一部を取り出すために、レーザ光の強度に損失が生じ、またレーザ光の一部を取り出すための専用の光学系(例えば、レーザ光の一部を分離させるハーフミラー等)を要するようになる。 As a technique for maintaining the intensity of the laser light constant, APC (auto power control) is known in which a part of the laser light oscillated from the laser light source is extracted and the intensity of the extracted laser light is measured. Yes. By using this method, the intensity of the laser beam can always be detected, and when the intensity varies from the originally planned intensity, it can be detected and corrected. However, in this case, since a part of the laser beam is extracted, a loss occurs in the intensity of the laser beam, and a dedicated optical system for extracting a part of the laser beam (for example, a part of the laser beam is separated). A half mirror to be used).
そこで、本発明は、レーザ光の損失や専用の光学系を用いずに、有機EL用マスクに一定の強度のレーザ光を走査させることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to scan a laser beam having a certain intensity on an organic EL mask without using a laser beam loss or a dedicated optical system.
以上の課題を解決するため、本発明の請求項1の有機EL用マスククリーニング装置は、レーザ光を走査して有機EL用マスクに付着した有機材料を除去するレーザクリーニングを行う有機EL用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光を発振するレーザ光源と、前記レーザ光源に前記レーザ光を発振させるための電流を供給する電源と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、前記有機EL用マスクを交換するタイミングで前記強度測定部に前記レーザ光の強度測定を行わせ、測定した強度に基づいて前記有機材料を剥離するために設定した強度となるように前記電源が供給する電流の調整を行うレーザ制御部と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an organic EL mask cleaning apparatus according to
この有機EL用マスククリーニング装置によれば、有機EL用マスクを交換するタイミングでレーザ光の強度測定を行って、電流の供給量を調整している。有機EL用マスクの交換時にはレーザ光の走査を行うことはないため、レーザ光の走査時に一部の光量を損失することがなく、専用の光学系を用いる必要もない。 According to this organic EL mask cleaning apparatus, the intensity of the laser beam is measured at the timing of replacing the organic EL mask, and the current supply amount is adjusted. When the organic EL mask is replaced, the laser beam is not scanned, so that a part of the light amount is not lost when the laser beam is scanned, and it is not necessary to use a dedicated optical system.
本発明の請求項2の有機EL用マスククリーニング装置は、請求項1記載の有機EL用マスククリーニング装置であって、前記レーザクリーニングを行うクリーニングステージの前記有機EL用マスクの搬送経路に前記有機EL用マスクを検出するマスク検出センサを備え、前記タイミング制御部は、前記マスク検出センサが検出したタイミングで前記強度測定部に強度測定を行わせることを特徴とする。
The organic EL mask cleaning device according to
この有機EL用マスククリーニング装置によれば、マスク検出センサを設けることで、有機EL用マスクの搬入・搬出を検出して、交換のタイミングを認識できる。これにより、レーザ光の強度測定を行うタイミングを制御できるようになる。 According to the organic EL mask cleaning apparatus, by providing the mask detection sensor, it is possible to detect the loading / unloading of the organic EL mask and recognize the replacement timing. As a result, the timing for measuring the intensity of the laser beam can be controlled.
本発明の請求項3の有機EL用マスククリーニング装置は、請求項1記載の有機EL用マスククリーニング装置であって、前記レーザ制御部は、前記強度測定部が測定した前記レーザ光の強度と前記設定した強度との差が許容誤差を超過している場合には、その旨を警告する警告部を備えていることを特徴とする。 The organic EL mask cleaning device according to a third aspect of the present invention is the organic EL mask cleaning device according to the first aspect, wherein the laser control unit and the intensity of the laser beam measured by the intensity measuring unit When the difference from the set intensity exceeds an allowable error, a warning unit is provided to warn to that effect.
この有機EL用マスククリーニング装置によれば、実測したレーザ光の強度が設定した強度から大きくずれている場合には、警告が発せられる。この場合には、レーザ光源の寿命を超過していることになり、レーザ光源の交換を促す警告を発している。これにより、レーザ光源が寿命後にも継続して使用されることはなく、所定の強度でレーザ光を照射できるようになる。 According to this organic EL mask cleaning apparatus, a warning is issued when the measured intensity of the laser beam deviates greatly from the set intensity. In this case, the life of the laser light source has been exceeded, and a warning that prompts replacement of the laser light source is issued. As a result, the laser light source is not continuously used even after the end of its life, and the laser light can be irradiated with a predetermined intensity.
本発明の請求項4の有機EL用マスククリーニング装置は、請求項1記載の有機EL用マスククリーニング装置であって、前記レーザ制御部は、前記電源が供給する電流と前記強度測定部が測定する強度との関係を複数サンプリングして電流強度特性を生成し、この電流強度特性と理想的な電流強度特性との差に基づいて、前記レーザ光源の交換時期を予測する寿命予測部を備えていることを特徴とする。 The organic EL mask cleaning device according to a fourth aspect of the present invention is the organic EL mask cleaning device according to the first aspect, wherein the laser control unit measures the current supplied by the power source and the intensity measuring unit. A life prediction unit that generates a current intensity characteristic by sampling a plurality of relationships with the intensity and predicts the replacement timing of the laser light source based on a difference between the current intensity characteristic and the ideal current intensity characteristic is provided. It is characterized by that.
この有機EL用マスククリーニング装置によれば、電流強度特性を用いてレーザ光源の交換時期を予測している。複数のデータをサンプリングした電流強度特性を比較することにより、レーザ光源の使用可能時間がどの程度残されているかを予測することができ、交換時期を予め予測することができる。 According to this organic EL mask cleaning apparatus, the replacement time of the laser light source is predicted using the current intensity characteristics. By comparing the current intensity characteristics obtained by sampling a plurality of data, it is possible to predict how much usable time of the laser light source is left, and it is possible to predict the replacement time in advance.
本発明の請求項5の有機ELディスプレイの製造装置は、請求項1乃至4の何れか1項に記載の有機EL用マスククリーニング装置を備えたことを特徴とする。また、本発明の請求項6の有機ELディスプレイは、請求項5記載の有機ELディスプレイの製造装置により製造されたことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an organic EL display manufacturing apparatus comprising the organic EL mask cleaning apparatus according to any one of the first to fourth aspects. An organic EL display according to a sixth aspect of the present invention is manufactured by the organic EL display manufacturing apparatus according to the fifth aspect.
本発明の請求項7の有機EL用マスククリーニング方法は、レーザ光を走査して有機EL用マスクに付着した有機材料を除去するレーザクリーニングを行う有機EL用マスククリーニング方法であって、前記有機EL用マスクを交換するタイミングで前記レーザ光の強度を測定し、測定した強度に基づいて前記有機材料を剥離するために設定した強度となるように前記レーザ光を発振するために供給する電流を調整することを特徴とする。
The organic EL mask cleaning method according to
本発明は、有機EL用マスクを交換するタイミングでレーザ光の強度を測定して、電流の供給量を調整している。レーザ光の走査を行っているタイミングではなく、交換のタイミングで強度測定を行うため、走査中にレーザ光の一部を取り出す必要がないため、光量損失は生じない。また、強度測定時にはレーザ光の全てを照射して測定を行うことができるため、一部を取り出すための専用の光学系が必要なく、高精度に強度測定を行える。そして、レーザクリーニングでは必須の動作である有機EL用マスクの交換の時間を利用して強度測定を行うため、時間的なロスもない。 In the present invention, the intensity of laser light is measured at the timing of replacing the organic EL mask, and the current supply amount is adjusted. Since the intensity is measured not at the timing of scanning the laser beam but at the replacement timing, it is not necessary to take out a part of the laser beam during scanning, so that no light loss occurs. In addition, since the intensity can be measured by irradiating all of the laser light, a dedicated optical system for extracting a part is not required, and the intensity can be measured with high accuracy. In addition, since the intensity measurement is performed using the time for replacing the organic EL mask, which is an essential operation in laser cleaning, there is no time loss.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の有機EL用マスククリーニング装置1を示している。有機EL用マスククリーニング装置1は有機EL用マスク2に対してレーザクリーニング(レーザ光を走査して行うクリーニング)を行う装置であり、主にクリーニングステージ3とレーザユニット4と強度測定部5とを備えて概略構成している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an organic EL
有機EL用マスク2は有機EL用マスククリーニング装置を用いて洗浄される被洗浄体である。図2に示すように、有機EL用マスク2は有機ELディスプレイを構成するガラス基板20に発光層としての有機材料(蒸着物質)を蒸着してパターン形成を行うために用いられる極薄の金属板である。ガラス基板20に高精度に蒸着物質を蒸着させるために、有機EL用マスク2の厚みはミクロンオーダーの極薄の金属板が用いられる。そして、有機ELディスプレイの大型化に伴い、有機EL用マスク2のサイズも大型になり、このため有機EL用マスク2は極薄且つ大型の金属板になる。
The
有機EL用マスク2はマスク本体21を有しており、このマスク本体21に規則的に配列された多数の開口部22を形成したマスク金属板(シャドーマスク)である。有機EL用マスク2の素材としては種々の金属を用いることができるが、ここではニッケル合金が適用されるものとする。有機EL用マスク2は、発光層の有機材料を蒸着する図示しない真空蒸着槽においてガラス基板20に密着させた状態で、蒸着源から有機材料を蒸着させるようにしている。
The
発光層の蒸着物質としては種々のものを適用できるが、例えばアルミニウム錯体(トリスアルミニウム:Alq)等の有機金属錯体が適用される。なお、有機金属錯体以外の有機化合物(金属が含まれているものであっても、含まれていないものであってもよい)を蒸着物質として適用するものであってもよい。蒸着源から蒸発した蒸着物質は、有機EL用マスク2の開口部22からガラス基板20に蒸着する。これにより、ガラス基板20の画素に対応する領域に発光層としての蒸着物質が蒸着してパターンが形成される。有機EL用マスク2は大型且つ極薄の金属板であるため、図2に示すように、その周囲に保形性を持たせるための補強枠23を取り付けている。補強枠23は金属素材であってもよいし、金属以外の素材であってもよい。
Various materials can be used as the evaporating material for the light emitting layer. For example, an organometallic complex such as an aluminum complex (trisaluminum: Alq) is used. Note that an organic compound other than the organometallic complex (which may or may not contain a metal) may be applied as a vapor deposition substance. The vapor deposition material evaporated from the vapor deposition source is deposited on the
有機EL用マスク2を用いて1回の蒸着プロセスを行うと、ガラス基板20だけではなく有機EL用マスク2にも蒸着物質が付着する。蒸着プロセスは繰り返し行われることから、有機EL用マスク2に付着した蒸着物質のクリーニングが所定のタイミング(最短で1回の蒸着プロセスごと)で行われる。有機EL用マスククリーニング装置が配置されている洗浄槽とガラス基板20に蒸着を行う真空蒸着槽とは別個独立に設けられているため、有機EL用マスククリーニング装置を行うときには有機EL用マスク2が真空蒸着槽から洗浄槽内に移行される。
When the vapor deposition process is performed once using the
図1および図3を参照してクリーニングステージ3について説明する。クリーニングステージ3は有機EL用マスク2に対してレーザクリーニングを行うステージである。このクリーニングステージ3はベース31を基本としており、このベース31にチャック部32を設けている。チャック部32は有機EL用マスク2の周囲を固定保持しており、図1の例では2辺を保持している。勿論、有機EL用マスク2の3辺或いは4辺を保持するものであってもよい。なお、チャック部32により有機EL用マスク2が固定保持されると、有機EL用マスク2とベース31との間には微小な隙間が形成される。
The
真空蒸着槽から洗浄槽内への移行は図示しないロボット手段等を用いて行う。ロボット手段には把持手段が設けられており、有機EL用マスク2を把持した状態で、クリーニングステージ3の外側から有機EL用マスク2を搬入させる(図3ではX方向に搬入させている)。そして、チャック部32に有機EL用マスク2を固定保持させた後に、ロボット手段が退避して、レーザクリーニングが行われる。レーザクリーニング完了後に、再びロボット手段が有機EL用マスク2を受け取って、有機EL用マスク2を把持した状態でクリーニングステージ3から搬出する。有機EL用マスク2の搬入・搬出を行うのは、ロボット手段以外の手段、例えば移動テーブル等を用いるものであってもよい。
The transition from the vacuum deposition tank to the cleaning tank is performed using robot means (not shown). The robot means is provided with a gripping means, and the
図3では、有機EL用マスク2を搬入(ロード)する経路と搬出(アンロード)する経路とを同じ経路(搬送経路33)として設けている。つまり、搬入時にも搬出時にも有機EL用マスク2は搬送経路33を通過することになる。ここでは、搬入経路と搬出経路とを同じ搬送経路33としたが、異なる経路としてもよい。図3に示すように、搬送経路33の2箇所にマスク検出センサ34を設けている。マスク検出センサ34は上部を監視しており、有機EL用マスク2が通過したときに、そのことを検出する。当該マスク検出センサ34は1箇所であってもよいし、3箇所以上であってもよい。
In FIG. 3, the path for carrying in (loading) the
レーザユニット4について説明する。図1に示すように、レーザユニット4はレーザ光源41とガルバノミラー42とガルバノ駆動部43と電源44とレーザ制御部45とユニット移動部46とを備えて概略構成している。レーザ光源41はレーザ光Lを発振する光源となっており、図1のY方向に向けてレーザ光Lを発振する。このレーザ光源41はレーザ光Lを時間幅の短いパルスに同期させてレーザ光Lを発振させており、つまりレーザ光Lはパルスレーザになる。
The
レーザ光Lが発振される方向にはガルバノミラー42が配置されている。ガルバノミラー42は高速に微小振動する反射ミラーであり、レーザ光Lを有機EL用マスク2に向けて反射させる。ガルバノミラー42を微小振動させると、反射方向が僅かに変化するため、これによりレーザ光Lは有機EL用マスク2を走査するようになる。ガルバノ駆動部43はガルバノミラー42の振動制御を行う駆動部になる。
A
電源44はレーザ光源41に電流を供給している。レーザ光源41は電源44から供給される電流を駆動源としてレーザ光Lを発振している。供給される電流が大きければレーザ光Lの発振強度が高くなり、供給される電流が小さければレーザ光Lの発振強度は低くなる。電源44が供給する電流量はレーザ制御部45により調整されている。レーザ制御部45の詳細については後述する。
The
ユニット移動部46はレーザユニット4の全体を図1のY方向に移動させる機構である。ユニット移動部46はクリーニングステージ3とレーザユニット4とを相対的に移動させる相対移動手段である。ここではレーザユニット4にユニット移動部46を設けて移動させているが、クリーニングステージ3に移動部を設けて移動させるようにしてもよい。要は、レーザユニット4とクリーニングステージ3とを相対的に移動させるものであればよい。
The
強度測定部5について説明する。強度測定部5はクリーニングステージ3の外部に設けられており、連結部材51を介してベース31に連結される。図3に示すように、強度測定部5には受光部52が設けられており、この受光部52にレーザ光Lを照射して光電変換を行うことにより、レーザ光Lの強度(パワー)を測定している。
The
レーザ制御部45について、図4を用いて説明する。レーザ制御部45は、電流強度特性生成部61と特性変動量算出部62と理想特性記憶部63と変動量判定部64と許容変動量記憶部65と寿命予測部57と警告部66と電流調整部68とタイミング制御部69とを備えて概略構成している。
The
電流強度特性生成部61は、受光部52から測定したレーザ光Lの強度(単位はワット)の情報(強度情報)を入力し、電源44からこのレーザ光Lを発振したときの電流の値(電流値:単位はアンペア)を入力している。このときの強度と電流との関係を電流強度特性として生成する。電流強度特性は、電流値を微小に変化(例えば、0.1ワット毎に変化)させて、そのときの強度を測定することにより、図5のような電流強度特性(電流と強度との関係を示す曲線)を得ることができる。電流値を変化させる幅および変化させる範囲は自由に設定することができる。
The current intensity
生成した電流強度特性は特性変動量算出部62に出力される。また、特性変動量算出部62は理想特性記憶部63から理想特性を入力している。理想特性はレーザ光源41の理想的な電流強度特性であり、この理想特性を理想特性記憶部63が記憶している。理想特性はレーザ光源41を初めて使用したときに電流と強度との関係を測定することにより得られるレーザ光源41が本来持つ電流強度特性である。このために、最初にレーザ光源41を使用するときに、レーザ光源41から強度測定部5に対してレーザ光Lを照射して、電流と強度との関係を得る。そして、電流値を微小に変化させることにより、図5の実線で示す曲線のような理想状態の電流強度特性としての理想特性が得られる。なお、電流強度特性は実際に計測しなくても、レーザ光源41の設計値として既値であれば、当該設計値を使用するようにしてもよい。
The generated current intensity characteristic is output to the characteristic fluctuation
特性変動量算出部62は実測した電流強度特性(電流強度特性生成部61が生成した特性)と理想特定との差分を算出して、電流強度特性にどの程度の変動が生じたかを示す特性変動量を得る。レーザ光源41は使用度により発振強度が低下し、電流強度特性も徐々に劣化していく。図5には、使用により劣化した電流強度特性を一点鎖線で示しており、理想特性と実測した電流強度特性との差分、つまり図5の実線と一点鎖線との差分が特性変動量になる。算出した特性変動量は変動量判定部64に出力される。変動量判定部64は許容変動量記憶部65が記憶している許容変動量と特性変動量とを比較して、特性変動量が許容変動量を超過しているか否かを判定する。
The characteristic
特性変動量は理想特性に対する電流強度特性の変動量であり、この特性変動量には許容誤差がある。この許容誤差はレーザ光源41の寿命(使用可能時間)を示しており、許容誤差を超過した場合にはレーザ光源41を継続して使用することができない。つまり、この許容誤差はレーザ光源41の交換時期を示す閾値になる。許容誤差はレーザ光源41の種類によって任意に設定される。例えば、特性変動量が±N(Nは100未満の自然数)%を許容誤差として設定することもできる。
The characteristic fluctuation amount is a fluctuation amount of the current intensity characteristic with respect to the ideal characteristic, and this characteristic fluctuation amount has an allowable error. This allowable error indicates the life (usable time) of the
特性変動量が許容変動量を超過していると変動量判定部64が判定した場合には、警告部66にその旨を出力する。この場合には、レーザ光源41が寿命を迎えたため、レーザ光源41を交換しなければならない。警告部66は交換時期を了知させるための警告を発する。この警告の方法としては、警報音を鳴動させるものであってもよいし、ディスプレイ等の表示部にその旨を表示するものであってもよい。この警告をトリガーとして、例えば保守員等がレーザ光源41の交換を行う。
When the fluctuation
一方、特性変動量が許容変動量を超過していないと変動量判定部64が判定した場合には、寿命予測部67に特性変動量の情報を出力する。特性変動量は理想特性と実測した電流強度特性との間の変動量になるため、この変動量に基づいてレーザ光源41の交換時期を予測することができる。図5に示すように、電流強度特性を示す曲線はほぼ強度方向に平行移動した形になっている。そして、許容変動量の限界の曲線も予め分かっており、特性変動量の曲線が許容変動量の曲線になるまでの時間も予測することができる。寿命予測部67は、予測した時間から交換時期までの残時間を算出して、算出した残時間をディスプレイ等の表示部に表示する。
On the other hand, when the fluctuation
電流調整部68は電流強度特性生成部61から実測した電流強度特性を入力しており、この電流強度特性に基づいて電源44の調整を行う。なお、電流調整部68が調整を行うのは、特性変動量が許容変動量を超過していない場合であり、超過している場合には電流の調整を行わずに、レーザ光源41の交換を行う。
The
レーザ光源41は使用度によって電流強度特性が徐々に劣化することは既に述べたとおりである。電流強度特性が劣化すると、所定の電流を供給しているにもかかわらず、所望の強度のレーザ光Lを有機EL用マスク2に照射できなくなる。ここでの所望の強度は有機材料を剥離するためにレーザ光Lに設定した強度(設定強度)であり、この設定強度よりも低い強度でレーザ光Lを照射したとしても有機EL用マスク2に付着している有機材料を十分に剥離できずに、洗浄度が低下する。この場合には、レーザ光Lに供給する電流を増加する強度調整を行うことで、レーザ光Lに設定強度を持たせることができる。なお、電流強度特性が変動して、供給している電流に対してレーザ光Lの強度が高くなるような場合には、レーザ光Lに供給する電流を減少させることで、レーザ光Lの強度調整を図るようにする。
As described above, the current intensity characteristic of the
電流調整部68には電流強度特性が入力されており、この電流強度特性に基づいて、レーザ光Lを設定強度とするために必要な電流量を認識できる。図5の一点鎖線は実測した電流強度特性が得られているが、電流強度特性の曲線に基づいて、変動した強度を調整するために必要な電流量を得ることはできる。レーザ光Lの強度を高くしたい場合には電流量を大きくする調整を行い、強度を低くしたい場合には電流量を小さくする調整を行う。
A current intensity characteristic is input to the
タイミング制御部69はマスク検出センサ34とユニット移動部46とに接続されており、マスク検出センサ34が有機EL用マスク2を検出したタイミングでユニット移動部46の移動制御を行う。前述したように、ユニット移動部46はレーザユニット4の全体を移動させる。このとき、ユニット移動部46は、クリーニング位置(有機EL用マスク2に対してレーザクリーニングを行う位置)と測定位置(強度測定部5にレーザ光Lを照射する位置)との間を移動するようにレーザユニット4を移動させる。
The
次に、図6のフローチャートを用いて動作について説明する。まず、理想特性を得るために、未使用のレーザ光源41を最初に使用するときに電流強度特性を測定(初期測定)する(ステップS1)。このとき、電源44から供給する電流を微小間隔で変化させ、強度測定部5は微小間隔毎に変化させた電流に対応するレーザ光Lの強度を測定する。これにより、図5の実線で示したような理想特性が生成される(ステップS2)。この理想特性は、最初のタイミングで生成される電流強度特性であり、変動を生じていない。そして、理想特性については、電流の変化量を短い幅に設定し(高い分解能に設定し)、且つ広範囲に電流を変化させて測定する(広範囲の電流を測定する)。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in order to obtain ideal characteristics, current intensity characteristics are measured (initial measurement) when an unused
以上が初期的に行われる動作であり、以降は有機EL用マスククリーニング装置を運用しているときに行われる動作である。まず、図示しない真空蒸着槽で使用された有機EL用マスク2をクリーニングステージ3に搬入する(ステップS3)。このときの有機EL用マスク2には有機材料が膜状となって付着している。真空蒸着槽から取り出された有機EL用マスク2は図示しないロボット手段により搬送経路33を経由して、クリーニングステージ3に搬入される。有機EL用マスク2は搬送経路33を通過するため、有機EL用マスク2の通過をマスク検出センサ34が検出する。これにより、有機EL用マスク2の搬入が検出される。
The above operations are performed initially, and the following operations are performed when the organic EL mask cleaning device is operated. First, the
マスク検出センサ34が有機EL用マスク2を検出したときに、タイミング制御部69がユニット移動部46を制御して、測定位置からクリーニング位置にレーザユニット4を移動させる。これにより、有機EL用マスク2のレーザクリーニングが可能になり、レーザ光源41からレーザ光Lを発振して、有機EL用マスク2に対するレーザ光Lの走査を開始する(ステップS4)。これにより、レーザクリーニングが行われる。
When the
ここで、有機EL用マスク2にレーザ光Lを走査して行うレーザクリーニングについて説明する。図示はしていないが、レーザ光源41から有機EL用マスク2までのレーザ光Lの光路上に集光レンズを設けており、この集光レンズにより有機EL用マスク2にレーザ光Lは焦点を結ぶ。有機EL用マスク2は金属素材(例えば、ニッケル合金)であり、焦点を結んだレーザ光Lは有機EL用マスク2に吸収され、吸収された部位の温度は急上昇する。そして、レーザ光Lが焦点を結ぶ領域は極めて狭小なスポットになり、このスポット及びその付近の領域が瞬間的に加熱されて熱膨張を起こす。一方で、有機EL用マスク2に付着された有機材料は殆ど熱膨張を起こさないため、有機EL用マスク2の熱膨張との熱膨張差により有機材料に対して剥離力が作用する。これにより、有機EL用マスク2の層と有機材料の層との間に剥離力が作用して、有機EL用マスク2から有機材料が剥離される。
Here, laser cleaning performed by scanning the
このために、レーザ光源41から発振したレーザ光Lをガルバノミラー42で反射させて、有機EL用マスク2に照射している。ガルバノミラー42は微小振動していることから、レーザ光Lの照射位置は高速に変化する。このとき、レーザ光Lを1方向に走査して1本の走査ラインを形成し、この走査ラインを走査方向に直交する方向に微小シフトさせることで、面のレーザクリーニングを行う。そして、この面を有機EL用マスク2のクリーニング対象となる領域に設定することで、有機EL用マスク2のレーザクリーニングが完了する。なお、当該領域は有機EL用マスク2の全面に設定してもよいいし、一部領域に設定してもよい。
For this purpose, the laser light L oscillated from the
そして、1枚の有機EL用マスク2のレーザクリーニングが完了した後に、レーザ光源41からのレーザ光Lの発振を停止して、有機EL用マスク2をクリーニングステージ3から搬出する(ステップS5)。有機EL用マスク2を搬出するときには、ロボット手段がクリーニングステージ3から有機EL用マスク2を取り出して、搬送経路33を通過して搬出する。搬送経路33の通過時にマスク検出センサ34が検出を行うことにより、有機EL用マスク2の搬出が認識される。なお、マスク検出センサ34は搬入と搬出とを検出するが、搬入であるか搬出であるかについては、例えば回数(奇数回および偶数回)等に基づいて行うことができる。
Then, after the laser cleaning of one
有機EL用マスク2の搬出後には、新たな有機EL用マスク2(有機材料が付着した有機EL用マスク2)の搬入を行って、再びレーザ光の走査を行うことになるが、本発明では、この搬出・搬入の間にレーザ光Lの強度測定を行うようにしている。図6のフローチャートで示すステップS6〜S13までは全て搬入・搬出、つまり有機EL用マスク2を交換している間に行う。換言すれば、搬入・搬出は有機EL用マスク2にレーザ光Lの走査を行っていない非走査期間になるため、この非走査期間にステップS6〜S13の処理を行う。
After the
マスク検出センサ34が有機EL用マスク2の搬出を検出したときに、タイミング制御部69がユニット移動部46を制御して、レーザユニット4をクリーニング位置から測定位置に移動させる。クリーニング位置は図1に示す位置であり、測定位置は図7に示す位置である。測定位置においては、レーザユニット4は強度測定部5の上部に位置しており、詳細にはガルバノミラー42が強度測定部5の上部に位置している。この状態で、レーザ光源41からレーザ光Lを発振させて、ガルバノミラー42で反射したレーザ光Lを強度測定部5の受光部52に照射する。受光部52は入射したレーザ光Lを光電変換することにより、レーザ光Lの強度が実測される(ステップS6)。
When the
電流強度特性生成部61はレーザ光Lの強度とこのときの電源44が供給する電流とを入力しており、実測した強度に基づく電流強度特性を生成する(ステップS7)。そして、特性変動量算出部62は生成した電流強度特性と理想特性記憶部63が記憶する理想特性との差分を算出することにより、特性変動量を算出する(ステップS8)。変動量判定部64は算出された特性変動量と許容変動量記憶部65に記憶されている許容変動量とを比較して、特性変動量が許容変動量を超過している場合には(ステップS9)、その旨の警告を発するように警告部66を制御する(ステップS10)。この場合には、レーザ光源41が寿命になっているため、レーザ光源41を新たなものに交換して(ステップS11)、処理を終了する。
The current intensity
一方、特性変動量が許容変動量を超過していないと判定した場合には、寿命予測部67に特性変動量を出力して、この特性変動量と許容変動量とに基づいて、使用可能な残時間を予測して(ステップS12)、予測時間を表示する。そして、電流調整部68が電源44を制御して供給する電流を調整する(ステップS13)。以上のステップS3〜S13までの処理を全ての基板が終了するまで繰り返し(ステップS14)、全基板のレーザクリーニングが終了したときに、処理を終了する。
On the other hand, when it is determined that the characteristic fluctuation amount does not exceed the allowable fluctuation amount, the characteristic fluctuation amount is output to the
ステップS7で得られる電流強度特性は実測した電流強度特性であり、レーザ光源41の使用度を反映している。有機材料を剥離するために設定した設定強度を得るために必要な電流量は、理想特性の場合と実測した電流強度特性の場合とでは異なる。レーザ光源41は使用度に応じて電流強度特性が劣化するため、設定強度のレーザ光Lを照射するために必要な電流量は理想特性のときよりも、実測したときの方が大きくなる。つまり、電流量を一定のままにしておくと、設定強度のレーザ光Lよりも低い強度のレーザ光Lが徐々に照射させることになる。このため、電流量を増加させる調整を行うことで、レーザ光Lに常に一定の設定強度を持たせるようにする。勿論、実測した強度が設定強度よりも高い場合には、電流量を減少させる調整を行うことで、設定強度のレーザ光Lが得られるようになる。
The current intensity characteristic obtained in step S7 is an actually measured current intensity characteristic and reflects the usage of the
ステップS7の電流強度特性の生成において、測定するときの電流の範囲(測定範囲)は理想特性を得るときの測定範囲と同じにしてもよいが、測定範囲を狭いものとしてもよい。電流強度特性を実測するのは、あくまでも設定強度のレーザ光Lを得るために必要な電流量を認識するためであり、設定強度から大きく外れた範囲の特性まで生成する必要はない。つまり、設定強度を目標値としてその付近の一部の範囲に限定して、電流強度特性を生成してもよい。図5において、設定強度Pを得るための電流をA1として、測定範囲はA1を中心とした一部の範囲(A2〜A3)に限定して測定している。 In the generation of the current intensity characteristics in step S7, the current range (measurement range) when measuring may be the same as the measurement range when obtaining the ideal characteristics, but the measurement range may be narrow. The measurement of the current intensity characteristic is only for recognizing the amount of current necessary for obtaining the laser beam L having the set intensity, and it is not necessary to generate a characteristic in a range greatly deviating from the set intensity. That is, the current intensity characteristic may be generated by limiting the set intensity as a target value to a part of the vicinity thereof. In FIG. 5, the current for obtaining the set intensity P is A1, and the measurement range is limited to a partial range (A2 to A3) centering on A1.
ステップS6〜S13までの一連の処理において、時間を要するのはステップS6の強度測定であり、これを繰り返して電流強度特性が得られる。よって、測定範囲をある程度絞って測定することにより、前記の処理に要する時間を短縮化できる。そして、この処理は有機EL用マスク2の搬入・搬出、つまり有機EL用マスク2の交換を行っている間に行わなければならないため、前記の処理時間を短縮化することにより、交換時間内に処理を終了させることができるようになる。
In the series of processing from step S6 to step S13, it takes time to measure the intensity in step S6, and the current intensity characteristic is obtained by repeating this. Therefore, the time required for the processing can be shortened by measuring the measurement range to some extent. Since this process must be performed while the
また、ステップS7の処理を省略することもできる。この場合には、1回のみの強度測定が行われる。1回のみの強度測定であるため、特定の電流値に対しての強度が得られるようになり、図5のような曲線での関係を得ることができない。ただし、理想特性は予め得られており、この理想特性に基づいて、調整すべき電流量を認識することは可能である。 Further, the process of step S7 can be omitted. In this case, only one intensity measurement is performed. Since the intensity measurement is performed only once, the intensity for a specific current value can be obtained, and the relationship in the curve as shown in FIG. 5 cannot be obtained. However, the ideal characteristic is obtained in advance, and it is possible to recognize the amount of current to be adjusted based on this ideal characteristic.
前述したように、レーザ光源41の使用度に応じて変動した場合の電流強度特性の曲線はほぼ電流方向に移動したような曲線になる。そこで、実測した強度と理想特性の強度(理想強度)との差分に基づいて、実際の電流強度特性(の曲線)を予測して、これに基づいて、電流の調整量を決定することができる。この場合には、測定回数は1回のみであるため、処理時間を大幅に短縮できる。
As described above, the curve of the current intensity characteristic when it fluctuates according to the usage rate of the
以上のように、有機EL用マスク2の搬入・搬出を行う交換時間にレーザ光Lの測定を行っていることから、レーザ光Lの走査時(つまり、レーザクリーニング時)にレーザ光Lの一部を取り出して測定を行うことがない。これにより、走査時にレーザ光Lの一部を損失することがなく、また測定用に一部のレーザ光を取り出すための専用の光学系を設ける必要がない。また、レーザ光源41から発振したレーザ光Lの全てを強度測定部5に入射させて測定を行っており、実際に有機EL用マスク2に照射されるレーザ光Lそのものの強度を測定できる。これにより、高い精度で測定をすることができる。そして、有機EL用マスク2の交換を行っている間にレーザ光Lの強度測定を行っており、しかも交換時間内に強度測定を行っていることから、全体としての処理時間が長くなることはない。
As described above, since the laser beam L is measured during the exchange time for loading and unloading the
以上のように、本発明とAPCとを比較すると、光量損失や光学系の問題以外にも、APCよりも本発明の方が有機EL用マスククリーニング装置に好適であるという理由がある。この理由について図8を用いて説明する。 As described above, when the present invention is compared with APC, there is a reason that the present invention is more suitable for an organic EL mask cleaning device than APC, in addition to the problem of light loss and optical system. The reason for this will be described with reference to FIG.
前述したように、レーザ光源41から発振されるレーザ光Lはパルスレーザになっている。レーザ光Lは有機EL用マスク2の表面に焦点を結ぶようにして走査しているため、剥離される領域は極めて限定的な領域になる。この領域(円形の領域をしている)を連続させて1方向(X方向)の走査ラインが形成される。このとき、走査ラインの走査速度は等速でなければならない。走査速度が変化すると、各領域の間隔が不均一になり、部位によって洗浄度に差を生じるためである。
As described above, the laser light L oscillated from the
このために、図8に示すように、マスク内領域MAだけではなく、マスク外領域MBもレーザ光Lの走査がされることになる。これは、有機EL用マスク2の端部から端部に至るまでに等速にレーザ光Lを走査しなければならないため、有機EL用マスク2から外れたマスク外領域MBをレーザ光Lの加速および減速のための領域として設けなければならないからである。つまり、マスク外領域MBは加減速領域となる。
Therefore, as shown in FIG. 8, the laser beam L is scanned not only in the mask area MA but also in the mask outside area MB. This is because the laser beam L must be scanned at a constant speed from the end to the end of the
マスク外領域MBは有機EL用マスク2をセットしているクリーニングステージ3になる。クリーニングステージ3には種々の機構が備えられており、むやみにレーザ光Lを照射しないようにしなければならない。特に、レーザ光Lを高速で走査させる場合には、加減速領域も広範囲に必要になり、クリーニングステージ3に与える影響が大きくなる。
The outside mask area MB becomes the
そこで、レーザ光源41からレーザ光Lを発振するときには、マスク内領域MAでのみレーザ光Lを発振させ、マスク外領域MBではレーザ光Lを発振させないようにする。このために、レーザ光源41にシャッタ機構を設けて、レーザ光Lのオンとオフとを切り替えるようにしている。つまり、マスク外領域MBを走査するときにのみレーザ光Lを遮光するようにシャッタ機構を切り替えている。
Therefore, when the laser light L is oscillated from the
APCは常にレーザ光Lを検出することを前提としており、レーザ光Lがオンとオフとに切り替わるようになると、正確な強度検出ができなくなる。特に、パルスレーザの場合には、パルスに同期したレーザ光Lを照射しているため、シャッタ機構によるオンとオフとの切り替えタイミングと検出タイミングとにずれを生じる場合がある。このため、正確に強度検出ができなくなる。従って、APCはレーザクリーニングには不適である。 APC is based on the premise that the laser beam L is always detected. When the laser beam L is switched on and off, accurate intensity detection cannot be performed. In particular, in the case of a pulse laser, since the laser beam L synchronized with the pulse is irradiated, there may be a difference between the on / off switching timing and the detection timing by the shutter mechanism. For this reason, intensity detection cannot be performed accurately. Therefore, APC is not suitable for laser cleaning.
本発明では、有機EL用マスク2の交換時にレーザ光Lの強度測定を行っている。このため、マスク内領域MAとマスク外領域MBとでオンとオフとを切り替えたとしても、レーザ光Lの走査中には強度測定を行わないことから、オン・オフの切り替えによる影響は全くない。この点からも、本発明はAPCと比較して有利になる。
In the present invention, the intensity of the laser beam L is measured when the
1 有機EL用マスククリーニング装置 2 有機EL用マスク
3 クリーニングステージ 4 レーザユニット
5 強度測定部 34 マスク検出センサ
41 レーザ光源 42 ガルバノミラー
44 電源 45 レーザ制御部
46 ユニット移動部 52 受光部
61 電流強度特性生成部 62 特性変動量算出部
63 理想特性記憶部 64 変動量判定部
65 許容変動量記憶部 66 警告部
67 寿命予測部 68 電流調整部
69 タイミング制御部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レーザ光を発振するレーザ光源と、
前記レーザ光源に前記レーザ光を発振させるための電流を供給する電源と、
前記レーザ光源から発振されたレーザ光の強度を測定する強度測定部と、
前記有機EL用マスクを交換するタイミングで前記強度測定部に前記レーザ光の強度測定を行わせ、測定した強度に基づいて前記有機材料を剥離するために設定した強度となるように前記電源が供給する電流の調整を行うレーザ制御部と、
を備えたことを特徴とする有機EL用マスククリーニング装置。 An organic EL mask cleaning device that performs laser cleaning to scan a laser beam and remove an organic material adhering to the organic EL mask.
A laser light source for oscillating the laser light;
A power supply for supplying a current for causing the laser light source to oscillate the laser light;
An intensity measuring unit for measuring the intensity of laser light emitted from the laser light source;
The intensity measurement unit measures the intensity of the laser beam at the timing of replacing the organic EL mask, and the power is supplied so that the intensity is set to peel off the organic material based on the measured intensity. A laser controller for adjusting the current to be
An organic EL mask cleaning device comprising:
前記タイミング制御部は、前記マスク検出センサが検出したタイミングで前記強度測定部に強度測定を行わせること
を特徴とする請求項1記載の有機EL用マスククリーニング装置。 A mask detection sensor that detects the organic EL mask in a transport path of the organic EL mask of a cleaning stage that performs the laser cleaning;
The organic EL mask cleaning apparatus according to claim 1, wherein the timing control unit causes the intensity measurement unit to perform intensity measurement at a timing detected by the mask detection sensor.
前記強度測定部が測定した前記レーザ光の強度と前記設定した強度との差が許容誤差を超過している場合には、その旨を警告する警告部を備えていること
を特徴とする請求項1記載の有機EL用マスククリーニング装置。 The laser controller is
The apparatus according to claim 1, further comprising a warning unit that warns that a difference between the intensity of the laser beam measured by the intensity measurement unit and the set intensity exceeds an allowable error. The organic EL mask cleaning device according to 1.
前記電源が供給する電流と前記強度測定部が測定する強度との関係を複数サンプリングして電流強度特性を生成し、この電流強度特性と理想的な電流強度特性との差に基づいて、前記レーザ光源の交換時期を予測する寿命予測部を備えていること
を特徴とする請求項1記載の有機EL用マスククリーニング装置。 The laser controller is
A plurality of relationships between the current supplied by the power source and the intensity measured by the intensity measuring unit are sampled to generate a current intensity characteristic. Based on the difference between the current intensity characteristic and the ideal current intensity characteristic, the laser The organic EL mask cleaning device according to claim 1, further comprising a life prediction unit that predicts a replacement time of the light source.
前記有機EL用マスクを交換するタイミングで前記レーザ光の強度を測定し、測定した強度に基づいて前記有機材料を剥離するために設定した強度となるように前記レーザ光を発振するために供給する電流を調整すること
を特徴とする有機EL用マスククリーニング方法。 An organic EL mask cleaning method for performing laser cleaning to scan a laser beam and remove an organic material attached to the organic EL mask.
The intensity of the laser beam is measured at the timing of exchanging the organic EL mask, and the laser beam is supplied to oscillate so that the intensity is set to peel off the organic material based on the measured intensity. An organic EL mask cleaning method comprising adjusting an electric current.
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