JP2013206820A6 - 有機elデバイス製造装置及び有機elデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、駆動機構を低減し、より高精細に蒸着できる有機ELデバイス製造装置または有機ELデバイス製造方法を提供することにある。
【解決手段】本発明は、基板をN(Nは2以上)枚内在させることができ、前記基板を蒸発源に正対させ、前記蒸発源の一方向の往復移動によって前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ELデバイス製造装置または方有機ELデバイス製造方法において、前記蒸発源は前記一方向のみの移動でN枚の前記基板を順次蒸着することを特徴とする。
【選択図】図3
【解決手段】本発明は、基板をN(Nは2以上)枚内在させることができ、前記基板を蒸発源に正対させ、前記蒸発源の一方向の往復移動によって前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ELデバイス製造装置または方有機ELデバイス製造方法において、前記蒸発源は前記一方向のみの移動でN枚の前記基板を順次蒸着することを特徴とする。
【選択図】図3
Description
本発明は、有機ELデバイス製造装置及び有機ELデバイス製造方法に係り、特に、高精細に蒸着材料を蒸着できる有機ELデバイス製造装置及び製造方法に関する。
有機ELデバイスを製造する有力な方法として真空蒸着法がある。真空蒸着を行なう場合、精度のよいパターンを得るために蒸着対象であるガラス基板(以下、単に基板という)と蒸着パターンを形成するためのマスクとの位置合わせを行ない蒸着する。そのような従来技術としては特許文献1がある。特許文献1では、蒸発源を上下、左右に2次元に移動させ、2つのラインの基板を交互に蒸着している。
昨今の有機EL市場では、より高精細化が求められている。特許文献1は、交互に蒸着することで蒸着に寄与しない蒸着材料の低減を図れる点は優れている。しかしながら、蒸発源を2次元的に移動するのに3つの駆動機構を用いている。駆動機構が多いとそれだけ真空チャンバ中で繰り返し移動する構成要素が多くなり、その構成要素からの粉塵やアウトガスが多くなり、高精細な蒸着を妨げる可能性がある。
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたもので、駆動機構を少なくし、より高精細に蒸着できる有機ELデバイス製造装置または有機ELデバイス製造方法を提供することにある。
本発明は上記の目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、基板をN(Nは2以上)枚内在させることができ、前記基板を蒸発源に正対させ、前記蒸発源の一方向の往復移動によって前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ELデバイス製造装置または有機ELデバイス製造方法において、前記蒸発源は前記一方向のみの移動でN枚の前記基板を順次蒸着することを特徴とする。
また、前記Nは2であってもよい。
さらに、前記基板は垂直又はほぼ垂直の状態で蒸着され、前記蒸発源は蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を縦方向に列状に複数備えた縦型蒸発源であり、前記縦型蒸発源を前記一方向に移動させることによって前記基板を蒸着してもよい。
さらに、前記基板は垂直又はほぼ垂直の状態で蒸着され、前記蒸発源は蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を縦方向に列状に複数備えた縦型蒸発源であり、前記縦型蒸発源を前記一方向に移動させることによって前記基板を蒸着してもよい。
また、前記基板を前記真空蒸着チャンバに水平に搬入する搬送手段と、前記真空蒸着チャンバは前記基板を水平から垂直又はほぼ垂直の状態にして前記縦型蒸発源に正対させる基板面制御手段を有してもよい。
さらに、前記基板は水平状態で蒸着され、前記蒸発源は蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を横方向に列状に複数備えた横型蒸発源であり、前記横型蒸発源を前記一方向に移動させることによって複数の前記基板を蒸着してもよい。
さらに、前記基板は水平状態で蒸着され、前記蒸発源は蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を横方向に列状に複数備えた横型蒸発源であり、前記横型蒸発源を前記一方向に移動させることによって複数の前記基板を蒸着してもよい。
また、N枚の前記基板のうち1枚目の前記基板を前記蒸発源で蒸着中に、N枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入し、2枚目の前記基板を前記蒸発源で蒸着中に1枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内から搬出してもよい。
さらに、1枚目の基板を前記蒸発源で蒸着中に2枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入し、2枚目の前記基板を蒸着中に1枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内から搬出してもよい。
さらに、1枚目の基板を前記蒸発源で蒸着中に2枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入し、2枚目の前記基板を蒸着中に1枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内から搬出してもよい。
本発明よれば、駆動機構を低減し、より高精細に蒸着できる有機ELデバイス製造装置または有機ELデバイス製造方法を提供できる。
本発明の実施形態を図を用いて説明する。有機ELデバイス製造装置は、単に発光材料層(EL層)を形成し電極で挟むだけの構造ではなく、陽極の上に正孔注入層や輸送層、陰極の上に電子注入層や輸送層など様々な材料が薄膜としてなる多層構造を形成したり、基板を洗浄したりする。図1はその製造装置の一実施形態を示したものである。
本実施形態における有機ELデバイス製造装置100は、大別して処理対象の基板6を搬入するロードクラスタ3、前記基板6を処理する4つのクラスタ(A〜D)、各クラスタ間又はクラスタとロードクラスタ3あるいは次工程(封止工程)との間に設置された5つの受渡室4(4a〜4d)から構成されている。本実施形態では、基板の蒸着面を上面にして搬送し、蒸着するときに基板を立てて蒸着する。
ロードクラスタ3は、前後に真空を維持するためにゲート弁10を有するロードロック室31と、前記ロードロック室31から基板6を受取り、旋回して受渡室4aに基板6を搬入する搬送ロボット5Rとからなる。各ロードロック室31及び各受渡室4は前後にゲート弁10を有し、当該ゲート弁10の開閉を制御し真空を維持しながらロードクラスタ3あるいは次のクラスタ等へ基板の受渡を行なう。
各クラスタ(A〜D)は、一台の搬送ロボット5(5a〜5d)を有する真空搬送チャンバ2と、搬送ロボット5から基板6を受取り、所定の処理をする図面上で上下に配置された2つの処理チャンバ1(第1の添え字a〜dはクラスタを示し、第2の添え字u、dは上側下側を示す)を有する。真空搬送チャンバ2(2a〜2d)と処理チャンバ1の間にはゲート弁10が設けてある。
処理チャンバ1の構成は、処理内容によって異なるが、真空で蒸着材料である発光材料を蒸着しEL層を形成する真空蒸着チャンバ1buを例にとって説明する。
図2は、真空搬送チャンバ2bと真空蒸着チャンバ1buの構成の模式図と動作説明図である。図3は、図2に示す矢印H方向から見た真空蒸着チャンバ1buの構成をより詳細に示した図である。図4は従来技術の真空蒸着チャンバを同様に詳細に示した図である。図3、図4に示すR,Lラインは図2の裏側から見ているので、図2のR、Lラインと逆になる。図3、図4において、図2と同じ構成又は機能を示すものは同一の符号を付している。但し、図2乃至図4に示す符号が複雑になるのを防ぐために、各構成要素には真空搬送チャンバ2b及び真空蒸着チャンバ1buを示す添え字を付していない。
図2における搬送ロボット5は、全体を上下に移動可能(矢印54参照)で、左右に旋回可能な2リンク51、52と、先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド53とを有する。
一方、図2、図3に示す真空蒸着チャンバ1buは、大別して、蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口73を縦方向に列状に複数備え、蒸着材料を基板6に蒸着させる縦型蒸発源71を有する蒸着部7と、基板6とマスク81との位置合せを行い、基板6の必要な部分に蒸着させるアライメント部8と、搬送ロボット5と基板の受渡しを行い、蒸着部7へ基板6を移動させる処理受渡部9とからなる。アライメント部8と処理受渡部9とは右側Rラインと左側Lラインの2系統設ける。
そこで、本実施形態での処理では、一方のライン(例えばRライン)で蒸着している間に、他方のLラインに基板を搬出入し、基板6とマスク81とのアライメントをし、蒸着する準備を完了させる。この処理を交互に順次に行なうことによって、本実施形態は、基板6に蒸着させずに無駄に蒸発している時間を減少させることができる。
処理受渡部9は、搬送ロボット5の櫛歯状ハンド53と干渉することなく基板6を受渡し可能で、基板6を固定する手段94を有するハンド91と、前記ハンド91を旋回させて基板6を直立させ、基板をアライメント部8及び蒸着部7に移動し対面させる基板面制御手段92とを有する。前記固定する手段としては、真空中であることを考慮して電磁吸着やクリップする手段等を用いる。アライメント8は、マスク81と基板6上のアライメントマーク86、85によって基板6とマスク81と位置合せをするアライメント駆動部(図示せず)とを有する。
蒸着部7は、蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口73を縦方向に列状に複数備える縦型蒸発源71と、縦型蒸発源71をR、Lライン間で移動させる左右移動機構74とを有する。この左右移動機構74によって、R、Lラインの基板6を交互に蒸着する。
図3に示す左右移動機構74は、大別して、縦型蒸発源71を左右に移動させる駆動部74Bと、縦型蒸発源71を支持し、駆動部74Bによって左右に移動する走行部74Mとを有する。走行部74Mは、レール架台74qに平行に設けられた2本の走行レール74rと、走行レール上を移動する2個の摺動子74dと、摺動子に固定された固定板74fと、固定板74fに固定され縦型蒸発源71を立直する蒸発源固定板74vとを有する。
一方、駆動部74Bは、真空蒸着チャンバ1buの外部の大気中に設けられた駆動モータ74mと、真空蒸着チャンバ1buの壁面に設けられた真空シール部74sと、真空シール部を介して駆動モータ74mの回転を伝える回転棒74bと、回転棒の先端に設けられたピニオン74pと、ピニオンによってレール架台74qの下面を移動し、摺動子74dに固定されたラック74kと、ラックと固定板74fを連結する連結体74jを有する。
このような構造によって、ピニオン74pによりラック74kが左右に移動し、ラックと共に連結体74jで連結されている固定板74fが左右に移動し、固定板74fに固定された縦型蒸発源71が左右に移動する。本実施形態では、左右移動機構74として、ラックピニオン方式を用いたが、図4に示す上下移動機構76R、76Lと同様に、ボール螺子ナット方式を用いてもよい。
この結果、本実施形態では、ただ単に縦型蒸発源71を左右に移動させるだけで、R,Lラインの基板を交互に蒸着できる。
また、本実施形態による基板6への蒸着に寄与しない、すなわち無駄に蒸着材料が蒸発するのは、R、Lライン間の領域と、R、Lラインの両端での方向転換領域での移動時間である。
また、本実施形態による基板6への蒸着に寄与しない、すなわち無駄に蒸着材料が蒸発するのは、R、Lライン間の領域と、R、Lラインの両端での方向転換領域での移動時間である。
なお、図3は、縦型蒸発源71がR、Lラインの中央の位置にきており、これからラインLの基板6を蒸着しようとしている状態を示している。このときRラインでは、蒸着された基板6を基板面制御手段92により水平にし、真空蒸着チャンバ1buから搬出しようとしている。また、一点鎖線で示す左右の位置にいる縦型蒸発源71は其々、Rラインの左端、Lラインの右端にいる状態を示す。
これに対して、図4に示す横型蒸発源71Yでは、図3と駆動部が同一で走行部が多少異なる左右移動機構74’に加えて、R、Lラインで横型蒸発源71Yを上下移動させる上下移動機構76R、76Lが必要である。なお、上下移動機構76R、76Lは、真空蒸着チャンバ1buの外部の大気中に設けられた駆動モータ76mと、真空蒸着チャンバ1buの壁面に設けられた真空シール部76sと、真空シール部を介して駆動モータ76mの回転を伝達するボール螺子76bとを有する。横型蒸発源71Yは、ボール螺子76bによって上下に移動するナット(図示せず)を有する爪76tによって保持されて上下に移動する。
従来技術において基板6への蒸着に寄与しない、すなわち無駄に蒸着材料が蒸発するのは、本発明の実施形態同様、R、Lライン間の領域と、R、Lラインの上端での方向転換領域での移動時間である。しかし、R、Lラインの上端での方向転換領域の移動時間が同じとしても、本発明の実施形態のライン間の移動距離は、Rラインの右端からLラインの左端間、すなわちライン間の距離であり、従来技術のRラインの右端からLラインの右端に移動する移動距離よりも、ライン幅に相当する分だけ短い。従って、無駄に蒸発する蒸着材料を低減できる。
以上説明した本実施形態によれば、従来技術に比べ駆動機構を3機構から1機構に減らすことができ、粉塵やアウトガスを低減でき、より高精細に蒸着できる有機ELデバイス製造装置を提供できる。
また、以上説明した本実施形態によれば、縦型蒸発源を左右に移動させ、2つのラインの基板を交互に蒸着することで蒸着に寄与しない蒸着材料の低減をさらに図れる有機ELデバイス製造装置を提供できる。
また、以上説明した本実施形態によれば、縦型蒸発源を左右に移動させ、2つのラインの基板を交互に蒸着することで蒸着に寄与しない蒸着材料の低減をさらに図れる有機ELデバイス製造装置を提供できる。
次に、本実施形態おける蒸着処理フローを図5を用いて説明する。図5に示す蒸着処理フローは、縦型蒸発源71がRラインの蒸着を終了させ、R、Lラインの中央の位置に移動し、蒸着準備が完了したLラインの基板6を蒸着しようとしている状態から示す(S0)。
まず、縦型蒸発源71は、矢印J1、J2に示すように、Lラインを中央の位置から紙面右端に行き、その後方向を転換して中央の位置まで一往復し、Lラインの基板6を蒸着する(SL1)。このとき、Rラインでは、基板6を真空蒸着チャンバ1buから搬出し(SR1)、新たな基板6を処理受渡部9に搬入する(SR2)。その後、基板面制御手段92により新たな基板6を垂直又はほぼ垂直(鉛直方向に対し数度以内)状態にし(SR3)、新たな基板6とマスク81との位置合わせを行い(SR4)、次の蒸着に備える。
まず、縦型蒸発源71は、矢印J1、J2に示すように、Lラインを中央の位置から紙面右端に行き、その後方向を転換して中央の位置まで一往復し、Lラインの基板6を蒸着する(SL1)。このとき、Rラインでは、基板6を真空蒸着チャンバ1buから搬出し(SR1)、新たな基板6を処理受渡部9に搬入する(SR2)。その後、基板面制御手段92により新たな基板6を垂直又はほぼ垂直(鉛直方向に対し数度以内)状態にし(SR3)、新たな基板6とマスク81との位置合わせを行い(SR4)、次の蒸着に備える。
一方、縦型蒸発源71は、Lラインを一往復後、矢印J3.J4に示すように、R、Lラインを中央の位置からRラインの左端に行き、その後方向を転換して中央の位置まで一往復し、Rラインの基板6を蒸着する(SR5)。このとき、Lラインでは、RラインのステップSR1からSR4に示した処理を行う(SL2からSL5)。
その後は、上述したステップを所定回数繰り返す。
その後は、上述したステップを所定回数繰り返す。
以上説明した本実施形態の処理フローによれば、真空蒸着チャンバ1buにおいて、縦型蒸発源を左右に移動させるだけで、一方のラインで基板を蒸着している間に、他方のラインの蒸着した基板を搬出、新たな基板を搬入することで、蒸着工程になんら寄与せずに損失となっていた蒸着材料を従来技術に比べさらに低減できる真空蒸着方法を提供できる。
また、以上説明した本実施形態の処理フローによれば、従来の横型蒸発源71Yの移動時間に比べ縦型蒸発源の移動時間を短くできるので、スループットの高い真空蒸着方法を提供できる。
図6は本発明の真空蒸着チャンバの他の実施形態を示す図である。上記に説明した実施形態を実施形態1とすれば、実施形態1では、一つの真空蒸着チャンバ1buに蒸着ラインを2つ設けていた。他の実施形態は、一つの真空蒸着チャンバ1buに蒸着ラインを3つ設けた例である。3つの蒸着ラインがあっても、縦型蒸発源71を3つの蒸着ラインに亘って矢印Gに示すように左右に移動させるだけで、実施形態1と同様に、一方のラインで基板を蒸着している間に、他のラインの蒸着した基板を搬出または新たな基板を搬入することで、蒸着工程になんら寄与せずに損失となっていた材料を低減できる真空蒸着方法を提供できる。上記のことは、4つ以上のラインを一つの真空蒸着チャンバに設けても同じである。
但し、実施形態1と同様に往復による蒸着が必要な場合は、中央にあるラインの基板は、再び縦型蒸発源が一度戻ってきて蒸着後に基板の搬出動作を開始する必要があり、その間は待機する。往復による蒸着が必要でない場合は、各ラインの基板を蒸着後直ぐに搬出することが可能である。
以上の説明では、基板を立てて蒸着する場合を例にとって説明したが、基板を水平にして蒸着する場合においても、蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を横方向に列状に複数備えた横型蒸発源71Yを、ライン間に亘って移動する方向に垂直かつ水平に配置し、移動させることで、上記実施形態と同様な効果を奏することができる。
1:処理チャンバ 1bu:真空蒸着チャンバ
2:真空搬送チャンバ 5、5a〜5d、5R:搬送ロボット
6:基板 7:蒸着部
8:アライメント部 9:処理受渡部
10:ゲート弁 71:縦型蒸発源
71Y:横型蒸発源 74:左右移動機構
76R、76L:上下移動機構 81:マスク
92:基板面制御手段 A〜D:クラスタ。
2:真空搬送チャンバ 5、5a〜5d、5R:搬送ロボット
6:基板 7:蒸着部
8:アライメント部 9:処理受渡部
10:ゲート弁 71:縦型蒸発源
71Y:横型蒸発源 74:左右移動機構
76R、76L:上下移動機構 81:マスク
92:基板面制御手段 A〜D:クラスタ。
Claims (11)
- 蒸着材料を基板に蒸着させる蒸発源と、前記蒸発源に正対し前記蒸発源の一方向の往復移動によって蒸着される前記基板をN(Nは2以上)枚内在させることができる真空蒸着チャンバを有する有機ELデバイス製造装置において、
前記蒸発源は前記一方向のみの移動でN枚の前記基板を順次蒸着することを特徴とする有機ELデバイス製造装置。 - 前記Nは2であることを特徴とする請求項1に記載の有機ELデバイス製造装置。
- 前記基板は垂直又はほぼ垂直の状態で蒸着され、前記蒸発源は蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を縦方向に列状に複数備えた縦型蒸発源であり、前記縦型蒸発源を前記一方向に移動させることによって前記基板を蒸着することを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ELデバイス製造装置。
- 前記基板を前記真空蒸着チャンバに水平に搬入する搬送手段と、前記真空蒸着チャンバは前記基板を水平から垂直又はほぼ垂直の状態にして前記縦型蒸発源に正対させる基板面制御手段を有することを特徴とする請求項3に記載の有機ELデバイス製造装置。
- 前記基板は水平状態で蒸着され、前記蒸発源は蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を横方向に列状に複数備えた横型蒸発源であり、前記横型蒸発源を前記一方向に移動させることによって複数の前記基板を蒸着することを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ELデバイス製造装置。
- N枚の前記基板のうち1枚目の前記基板を前記蒸発源で蒸着中に、N枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入し、2枚目の前記基板を前記蒸発源で蒸着中に1枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内から搬出する蒸着手段を有することを特徴とする請求項1に記載の有機ELデバイス製造装置。
- 1枚目の基板を前記蒸発源で蒸着中に2枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入し、2枚目の前記基板を蒸着中に1枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内から搬出させる蒸着手段を有することを特徴とする請求項2に記載の有機ELデバイス製造装置。
- 基板をN(Nは2以上)枚内在させることができ、前記基板を蒸発源に正対させ、前記蒸発源の一方向の往復移動によって前記基板に蒸着材料を蒸着する有機ELデバイス製造方法において、
前記蒸発源は前記一方向のみの移動でN枚の前記基板を順次蒸着することを特徴とする有機ELデバイス製造方法。 - 前記Nは2であることを特徴とする請求項8に記載の有機ELデバイス製造方法。
- 前記基板は垂直又はほぼ垂直の状態で蒸着され、前記蒸発源は蒸発した蒸着材料を噴出させる噴出口を縦方向に列状に複数備えた縦型蒸発源であり、前記縦型蒸発源を前記一方向に移動させることによって前記基板を蒸着することを特徴とする請求項8又は9に記載の有機ELデバイス製造方法。
- 1枚目の基板を前記蒸発源で蒸着中に2枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内に搬入し、2枚目の前記基板を蒸着中に1枚目の前記基板を前記真空蒸着チャンバ内から搬出させることを特徴とする請求項9に記載の有機ELデバイス製造方法。
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