JP4378711B2

JP4378711B2 - 有機ｅｌパネルの製造設備における湿度管理方法および湿度管理システム

Info

Publication number: JP4378711B2
Application number: JP2006091214A
Authority: JP
Inventors: 尚登粟津; 順太平田; 泰雄今西; 介和荒谷
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP2007265880A

Description

本発明は、有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法および湿度管理システムに係り、特に有機ＥＬパネルの製造に用いる原材料の搬入出や装置の保守（メンテナンス）の際における外部環境の影響を避けるための有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法および湿度管理システムに関する。

図４は、有機ＥＬパネルの断面の一部を模式的に示した図である。図４において、有機ＥＬパネル１０は、透明なガラス基板１２の一側面に透明なＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などからなる陽極１４が設けてある。陽極１４の上面には、トリフェニルアミン誘導体などからなる正孔輸送層１６が形成され、その上部にトリスアルミニウム錯体などの発光層１８が設けられる。

さらに、発光層１８の上面には、トリアゾ−ル誘導体などの電子輸送層２０、陰極２２がこの順に積層される。このようにガラス基板１２の上に形成された多数の有機ＥＬパネルの素子（画素）は、表面が樹脂などの封止材２４によって覆われる。そして、有機ＥＬパネル１０は、陽極１４と陰極２２との間に電圧が印加されると、発光層１８が発光し、発光層１８において発生した光が矢印２６のようにガラス基板１２を透過して外部に放射される。

有機ＥＬパネル１０の発光層１８を形成するトリスアルミニウム錯体などの有機発光材料は、水分に極めて弱く、吸湿すると容易に輝度が低下するなどして劣化する。このため、有機ＥＬパネル１０の製造は、有機発光材料などが吸湿しないようにしてクリーンルーム内で、吸湿しないようにして行なわれる。図５は、従来の有機ＥＬパネル１０の製造設備の一例を示す説明図である。

図５において、有機ＥＬパネルの製造設備（以下、単に製造設備という）３０は、クリーンルーム３２の内部に有機ＥＬパネル１０の製造に用いる原材料を保管する原材料保管部であるストッカを備えている。ストッカは、複数の原材料に対応して設けてある。すなわち、製造設備３０は、発光層や、正孔輸送層などを形成する有機材料を保管する有機材料保管ストッカ３４、陰極を形成するための金属材料を保管する金属電極材料保管ストッカ３６、封止材料を保管する封止材料保管ストッカ３８が設けてある。また、クリーンルーム３２内には、ＩＴＯなどの透明電極を設けたガラス基板を保管する基板保管ストッカ４０が設けてある。

さらに、製造設備３０は、クリーンルーム３２の内部に、透明電極を設けたガラス基板の表面に付着した不純物を除去する基板前処理室４２、ガラス基板に有機物からなる発光材料を蒸着する発光材料蒸着室４４、金属材料を蒸着して金属電極を形成する金属電極蒸着室４６、有機ＥＬパネルの素子の封止を行なう封止室４８を備えている。

このようになっている製造設備３０においては、有機材料保管ストッカ３４、金属電極材料保管ストッカ３６、封止材料保管ストッカ３８は、保管している原材料が吸湿しないように内部を真空に保持している。また、基板保管ストッカ４０も内部を真空にしてガラス基板を真空中で保管している。

基板前処理室４２は、真空中において透明電極を有するガラス基板に紫外線を照射したり、ガラス基板をプラズマに曝して基板表面の不純物を除去する。そして、発光材料蒸着室４４や金属電極蒸着室４６における蒸着工程は、真空中において行なわれる。金属電極蒸着室４６において有機ＥＬ素子に陰極が形成されたガラス基板は、封止室４８において窒素雰囲気の下に、接着剤を塗布した封止材と貼り合わされる。これにより有機ＥＬパネル１０が完成し、検査を受けたのちに、矢印５０のように出荷される。

一方、基板前処理室４２、発光材料蒸着室４４、金属電極蒸着室４６などに設置してある装置の保守（メンテナンス）を行なう場合や、各ストッカへの原材料の補充（搬入）、各ストッカから原材料を各蒸着室に搬入する場合などは、各ストッカや装置がクリーンルーム３２中において大気圧開放され、作業者５２の手作業などによって行なわれる。このため、原材料などが周囲環境中や作業者５２から汚染され、有機ＥＬの性能が低下するおそれがある。また、原材料の補充時や装置のメンテナンス時に、周囲環境中の水分が浸入し、真空装置を所定の真空度にするまでに、いわゆる装置の立ち上げに長時間を要し、有機ＥＬパネル１０の製造効率を低下させる。

さらに、ガラス基板や有機材料、金属電極材料、封止材料などは、周囲環境からの水分等の汚染を防止するために、クリーンルーム中において真空雰囲気下で保管されており、酸欠等の安全上の問題や保管環境を形成するためのランニングコストが高価である等の問題がある。

なお、特許文献１には、液滴吐出装置を配置したチャンバルーム内にワーク搬入する場合、チャンバルームにワークを収納したワークボックスを連結し、ワークボックス内をドライエアで置換したのちにグローブボックスを用いてワークをチャンバルームに移し、ドライエアの雰囲気中において液滴の吐出を行なっている。
特開２００４−３６２８５４号公報

上記特許文献１に記載のワーク処理設備、方法においては、チャンバルームに対してワークを搬入出する場合、チャンバルームにワークボックスを接続して行なっている。このため、特許文献１の設備、方法においては、ワークの形状に合わせた多数のワークボックスを用意する必要がある。また、グローボックスを用いるため、作業がしずらく、作業能率が低下する。そして、例えば真空蒸着装置などにワークを搬入出する場合、適用することができない。また、真空蒸着装置のメンテナンスの場合などは、一般に真空蒸着装置を配置した室や領域をクリーンルーム内において大気圧下に開放しなければならず、特許文献１に記載の方法を適用することができず、真空装置内に周囲環境の水分などの汚染物質が浸入し、真空装置の立ち上げに多くの時間を必要とする。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、開放した状態で扱う容器や装置への周囲環境からの水分などの浸入を防ぐことを目的としている。
また、本発明は、原材料の保管に要するランニングコストを削減できるようにする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法は、有機ＥＬパネルの製造に用いる各種原材料に対応して設けた複数の原材料保管部と、前記原材料を用いて行なう前記有機ＥＬパネルの複数の製造工程に対応して設置した複数の装置とを、クリーンルーム内に備えた有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法であって、除湿機により周囲環境より露点を低くされたドライエアを、前記原材料保管部を開放して前記原材料の搬入出、または前記装置の設置部を開放して前記装置に前記原材料の搬入、若しくは前記装置の保守を行なう際に、前記原材料の搬入出に対応した前記原材料保管部、および前記原材料の搬入若しくは前記保守を行なう前記装置の設置部の各々に分岐供給して内部をドライエア雰囲気とするとともに、前記原材料保管部および前記装置の設置部から排出されるドライエアを前記クリーンルーム内に流出させて当該クリーンルーム内を準ドライルームとしつつ、前記クリーンルームから準ドライエアを前記除湿機に戻すようにし、前記各原材料保管部は、通常時に前記ドライエアが供給されており、前記原材料の搬入出時に、予め前記ドライエアの供給量を前記通常時より増大させ、かつ循環経路中にて揮発性有機物を除去するようにしていることを特徴とする。

本発明に係る有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理システムは、有機ＥＬパネルの製造に用いる各種原材料に対応して設けた複数の原材料保管部と、前記原材料を用いて行なう前記有機ＥＬパネルの複数の製造工程に対応して設置した複数の装置とを、クリーンルーム内に備えた有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理システムであって、前記クリーンルーム内エアを吸引して周囲環境より露点を低くしたドライエアを生成する除湿機と、前記除湿機に接続され、前記原材料保管部を開放して前記原材料の搬入出、または前記装置の設置部を開放して前記装置に前記原材料の搬入、若しくは前記装置の保守を行なう際に、前記原材料の搬入出に対応した前記原材料保管部、および前記原材料の搬入若しくは前記保守を行なう前記装置の設置部の各々に前記ドライエアを供給する分岐管路と、前記原材料保管部および前記装置の設置部から排出されるドライエアを前記クリーンルーム内に流出させて当該クリーンルーム内を準ドライルームとなす流出口と、前記クリーンルーム内の準ドライエアを取り込んで前記除湿機に戻す戻し配管と、前記原材料保管部および前記装置の設置部へのドライエアの供給流量を調整できる流量調整弁と、前記原材料の搬入出時に予め前記流量調整弁の開度を大きくしてから保管部および前記装置の設置部へのドライエアを供給するように制御する制御手段と、を有してなることを特徴としている。

上記のようになっている本発明は、原材料保管部を開放して原材料の搬入出を行なう場合、または装置の設置部を開放して装置に原材料を搬入、装置の保守（メンテナンス）を行なう場合に、開放した原材料保管部または装置の設置部にドライエアを供給するようにしたため、これらの原材料保管部、装置に周囲環境の空気、すなわち周囲環境から水分などの汚染物質が浸入するのを阻止することができる。したがって、水分などによる原材料の劣化を防止することができ、真空装置などの立ち上げ時間を短縮することができて、生産効率の向上を図ることができる。しかも、開放した状態で原材料の出し入れ、装置の保守を行なうことが可能で、密閉した領域でグローブボックスを用いて作業を行なうより作業性が向上し、迅速な作業を行なうことができる。

原材料保管部に通常時からドライエアを供給し、ドライエアの雰囲気中で原材料を保管すると、真空中で保管するよりも、原材料の保管に要するランニングコストを安価にすることができる。また、真空雰囲気の保管と異なり、酸欠などの危険性を無くすことができる。ドライエアから揮発性有機物を除去すると、原材料や基板に揮発性有機物が付着して汚染されるのを避けることができ、製造した有機ＥＬパネルの性能が劣化するのを防ぐことができる。ドライエアの露点は、−２０℃以下であることが望ましい。露点は、低ければ低いほどよいが、ドライエアのコストが高くなる。そして、露点が−２０℃であれば、周囲環境より充分に湿度の低い乾いた空気が得られ、一応の目的を達成することができる。

本発明に係る有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお、前記背景技術において説明した部分に対応する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１は、本発明の第１実施の形態に係る有機ＥＬパネルの製造設備を示し、実施形態の湿度管理方法を説明する図である。図１において、有機ＥＬパネルの製造設備６０は、クリーンルーム３２内に原材料の保管部である有機材料保管ストッカ３４、金属電極材料保管ストッカ３６、封止材料保管ストッカ３８、基板保管ストッカ４０を備えている。また、製造設備６０は、各ストッカ内の原材料を用いて有機ＥＬパネルの製造工程を行なう基板前処理室４２、発光材料蒸着室４４、金属電極蒸着室４６、封止室４８を備えている。

有機材料保管ストッカ３４には、有機ＥＬパネルの発光層や、正孔輸送層、電子輸送層を形成するための各種有機材料が収納してある。金属電極材料保管ストッカ３６には、有機ＥＬパネルの陰極を形成するための金属材料が収納してある。また、基板保管ストッカ４０には、陽極となるＩＴＯなどの透明電極を設けたガラス基板が収納してある。これらのストッカ３４、３６、３８、４０は、外部と遮断可能な密閉できる容器からなっている。

基板前処理室４２は、ＵＶ（紫外線）照射装置やプラズマ発生装置（いずれも図示せず）などの表面処理装置が設置してある。基板前処理室４２は、基板保管ストッカ４０内のガラス基板が搬入され、ガラス基板の表面に紫外線を照射し、またはガラス基板をプラズマに曝して表面処理をし、ガラス基板の表面に付着している有機物などの不純物を除去する。発光材料蒸着室４４は、図示しない真空蒸着装置が設置してあって、表面処理をしたガラス基板に設けた陽極の上に発光層等を真空蒸着して有機ＥＬ素子を形成する。金属電極蒸着室４６は、真空蒸着装置（図示せず）を備えており、Ａｇ−Ｍｇなどからなる金属薄膜の陰極を有機ＥＬ素子の上に形成する。有機ＥＬ素子と電極とが形成されたガラス基板は、封止室４８に搬入され、窒素雰囲気中において接着剤が塗布された封止材と貼り合わされ、有機ＥＬパネルにされる。

実施形態に係る製造設備６０は、清浄空気を除湿してドライエアにする除湿機６２を有する。除湿機６２の出口には、給気配管６４の一端が接続してある。この給気配管６４の除湿機６２側には、ケミカルフィルタ６５が設けてあって、除湿機６２の吐出したドライエアから揮発性有機物を除去するようにしている。これにより、ドライエアに曝される原材料や装置が揮発性有機物によって汚染されることがなく、製造した有機ＥＬパネルの機能が低下するのを防ぐことができる。

給気配管６４は、他端（先端）側が複数に分岐した分岐管６６（６６ａ〜６６ｈ）となっており、分岐管６６ａ〜６６ｄの先端がそれぞれ有機材料保管ストッカ３４、金属電極材料保管ストッカ３６、封止材料保管ストッカ３８、基板保管ストッカ４０に接続してある。また、分岐管６６ｅ〜６６ｈの先端は、装置の設置部である基板前処理室４２、発光材料蒸着室４４、金属電極蒸着室４６、封止室４８の適宜の箇所に設けた局所ドライブース６７に接続してあり、局所ドライブース６７を介して各室にドライエアを供給できるようにしてある。

また、分岐管６６ａ〜６６ｃの基端側を接続した主配管６８、分岐管６６ｅ〜６６ｈの基端側を接続した主配管７０、および分岐管６６ｄには、流量調整弁７２（７２ａ〜７２ｃ）が設けてあり、分岐管６６に供給するドライエアの流量を調整（風量）できるようにしてある。クリーンルーム３２と除湿機６２との間には、戻し配管７４が設けてあり、各ストッカや蒸着室などからクリーンルーム３２内に排出されて、準ドライエアとなったドライエアを除湿機６２に戻すことができるようにしてある。

このようになっている第１実施形態の製造設備６０においては、除湿機６２が清浄空気を除湿してドライエアにし、給気配管６４に吐出する。除湿機６２の吐出したドライエアは、クリーンルーム３２内の空気より露点が低くなっている。実施形態の場合、除湿機６２の吐出するドライエアの露点は、−２０℃となっている。除湿機６２の吐出したドライエアは、給気配管６４に設けたケミカルフィルタ６５によって揮発性有機物が除去されたのち、各分岐管６６に分配される。
実施形態の場合、ストッカ３４、３６、３８、４０には、通常時においてもドライエアが供給され、各ストッカの内部がドライエアの雰囲気にしてあり、各ストッカに収納してある原材料が水分などで汚染されるのを防止している。各ストッカに供給されたドライエアは、矢印７６のようにクリーンルーム３２に流出する。このように、各ストッカ内をドライエアの雰囲気にしたことにより、各ストッカに保管してある原材料が周囲環境からの水分などによる汚染を防止でき、原材料の保管に要するランニングコストを低減することができる。また、ストッカ内が真空でないため、酸欠などの危険性もない。各ストッカに供給されたドライエアは、矢印７６のようにクリーンルーム３２に流出し、クリーンルーム３２が準ドライルームになる。クリーンルーム３２内の準ドライエアは、戻し配管７４を介して除湿機６２に戻される。このため、ドライエアを製造するための除湿機６２の負荷を軽減することができる。

有機材料保管ストッカ３４、金属電極材料保管ストッカ３６、封止材料保管ストッカ３８に原材料を補充（搬入）し、または装置に原材料を搬入（供給）するためにこれらのストッカから原材料を搬出する場合、主配管６８に設けた流量調整弁７２ａの開度を大きくしてストッカ３４、３６、３８へのドライエアの供給量を増大する。そして、ドライエアを増大させてからストッカを開放し、これらのストッカに対して原材料の搬入出を行なう。基板保管ストッカ４０に対して基板の搬入出を行なう場合も同様である。これにより、ストッカを開放したときに、ストッカ内に周囲の空気が進入するのを防ぐことができ、原材料の周囲環境からの水分などによる汚染、作業者５２から汚染を防止することができる。

一方、作業者５２が各室４２、４４、４６、４８にガラス基板や有機材料を搬入する場合、またはこれらの室に設置した装置のメンテナンスを行なう場合、主配管７０に設けた流量調整弁７２ｂを開放し、分岐管６６ｅ〜６６ｈに接続した局所ドライブース６７を介して各室にドライエアを供給する。そして、各室にドライエアの供給を開始したのちに各室を開放し、原材料の搬入、メンテナンスを行なう。これにより、真空装置などに外部環境の水分などが浸入するのを防ぐことができ、装置の汚染が防げ、真空装置などの立ち上げ時間を短縮することができ、装置の稼働率を向上することができる。

図２は、第２実施形態に係る製造設備の説明図である。この製造設備８０は、主配管６８、７０にドライエアの流量を制御する流量調節弁を設けずに、各分岐管６６に流量制御弁７２を設置している。他の構成は、第１実施形態と同様である。このように各分岐管６６に流量調整弁７２を設けることにより、分岐管６６ごとにドライエアの流量を調整することができ、無駄なドライエアの消費を避けることができる。

図３は、第３実施形態に係る製造設備の説明図である。この実施形態に係る製造設備８２は、給気配管６４にケミカルフィルタを設けずに、各分岐管６６にケミカルフィルタ６５を取り付けている。他は、第１実施形態と同様である。このような製造設備８２にしても、前記と同様の操作が可能である。なお、図２の第２実施形態の製造設備８０において、各分岐管６６にケミカルフィルタ６５を配設してもよい。

第１実施形態に係る有機ＥＬパネルの製造設備の説明図である。第２実施形態に係る有機ＥＬパネルの製造設備の説明図である。第３実施形態に係る有機ＥＬパネルの製造設備の説明図である。有機ＥＬパネルの断面の一部を模式的に示した図である。従来の有機ＥＬパネルの製造設備の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０………有機ＥＬパネル、１２………ガラス基板、１４………陽極、１８………発光層、２２………陰極、２４………封止材、３４、３６、３８、４０………原材料保管部（有機材料保管ストッカ、金属電極材料保管ストッカ、封止材料保管ストッカ、基板保管ストッカ）、４２、４４、４６、４８………装置の設置部（基板前処理室、発光材料蒸着室、金属電極蒸着室、封止室）、５２………作業者、６０………有機ＥＬパネルの製造設備、６２………除湿機、６４………給気配管、６５………ケミカルフィルタ、局所ドライブース、７２………流量調整弁、８０、８２………製造設備。

Claims

有機ＥＬパネルの製造に用いる各種原材料に対応して設けた複数の原材料保管部と、前記原材料を用いて行なう前記有機ＥＬパネルの複数の製造工程に対応して設置した複数の装置とを、クリーンルーム内に備えた有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法であって、
除湿機により周囲環境より露点を低くされたドライエアを、前記原材料保管部を開放して前記原材料の搬入出、または前記装置の設置部を開放して前記装置に前記原材料の搬入、若しくは前記装置の保守を行なう際に、前記原材料の搬入出に対応した前記原材料保管部、および前記原材料の搬入若しくは前記保守を行なう前記装置の設置部の各々に分岐供給して内部をドライエア雰囲気とするとともに、
前記原材料保管部および前記装置の設置部から排出されるドライエアを前記クリーンルーム内に流出させて当該クリーンルーム内を準ドライルームとしつつ、
前記クリーンルームから準ドライエアを前記除湿機に戻すようにし、
前記各原材料保管部は、通常時に前記ドライエアが供給されており、前記原材料の搬入出時に、予め前記ドライエアの供給量を前記通常時より増大させ、かつ循環経路中にて揮発性有機物を除去するようにしていることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法。
請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法において、
前記ドライエアは、露点が−２０℃以下であることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法。
有機ＥＬパネルの製造に用いる各種原材料に対応して設けた複数の原材料保管部と、前記原材料を用いて行なう前記有機ＥＬパネルの複数の製造工程に対応して設置した複数の装置とを、クリーンルーム内に備えた有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理システムであって、
前記クリーンルーム内エアを吸引して周囲環境より露点を低くしたドライエアを生成する除湿機と、
前記除湿機に接続され、前記原材料保管部を開放して前記原材料の搬入出、または前記装置の設置部を開放して前記装置に前記原材料の搬入、若しくは前記装置の保守を行なう際に、前記原材料の搬入出に対応した前記原材料保管部、および前記原材料の搬入若しくは前記保守を行なう前記装置の設置部の各々に前記ドライエアを供給する分岐管路と、
前記原材料保管部および前記装置の設置部から排出されるドライエアを前記クリーンルーム内に流出させて当該クリーンルーム内を準ドライルームとなす流出口と、
前記クリーンルーム内の準ドライエアを取り込んで前記除湿機に戻す戻し配管と、
前記原材料保管部および前記装置の設置部へのドライエアの供給流量を調整できる流量調整弁と、
前記原材料の搬入出時に予め前記流量調整弁の開度を大きくしてから保管部および前記装置の設置部へのドライエアを供給するように制御する制御手段と、
を有してなることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理システム。
前記分岐管路にはケミカルフィルタを介在させ、ドライエアから揮発性有機物を除去可能としていることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理システム。