JP5492027B2 - Organic EL device manufacturing apparatus and manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、有機ELデバイス製造装置及び製造方法に係り、特に、より均一な成膜を実現できる有機ELデバイス製造装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to an organic EL device manufacturing apparatus and a manufacturing method, and more particularly, to an organic EL device manufacturing apparatus and a manufacturing method that can realize more uniform film formation.
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、蒸着ステージにガラス基板などの基板(以下、単に基板という)を移載する必要がある。基板の搬送にロボットを用いた場合の移載方法として、特許文献1、2がある。
There exists a vacuum evaporation method as an influential method of manufacturing an organic EL device. When performing vacuum deposition, it is necessary to transfer a substrate such as a glass substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) to the deposition stage. There are
特許文献1には、ロボットで基板を水平に搬送し、ステージに設けられた受けピンに水平に移載し、その後、水平の状態で蒸着する方法が開示されている。
特許文献2には、ロボットで基板を水平に搬送し、ステージに水平に移載し、その後、水平に載置した基板を直立または略直立に立てその状態で蒸着する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された受けピンを用いて、特許文献2に記載されているようにステージを水平から直立へ回転させようとすると、ステージ面は回転中心から円弧で移動する。その結果、受けピンとステージとが干渉する部分が生じ、干渉を避けるための逃げがステージに必要になる。また、受けピンを回転体に固定するかしないかに限らず、昇降ストロークによってはステージに搬送ロボットのアームを抜くための逃げが必要な場合がある。
However, when using the receiving pin disclosed in
これらの逃げにより基板と蒸着ステージが密着する部分としない部分が生じ、基板の温度ムラなどの原因となり、成膜の均一性に大きな影響を与え、不良品の原因ともなる。特に表示装置用デバイスとして高精彩な画面を得ることができない。 Due to these escapes, a portion where the substrate and the vapor deposition stage are not in close contact with each other is generated, causing a temperature unevenness of the substrate, greatly affecting the uniformity of the film formation, and causing defective products. In particular, a high-definition screen cannot be obtained as a display device device.
従って、本発明の第1の目的は、より均一な成膜を実現できる有機ELデバイス製造装置または製造方法を提供することである。
また、本発明の第2の目的は、高精彩なデバイスを製造できる有機ELデバイス製造装置及び製造方法を提供することである。
Accordingly, a first object of the present invention is to provide an organic EL device manufacturing apparatus or manufacturing method capable of realizing more uniform film formation.
The second object of the present invention is to provide an organic EL device manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of manufacturing a high-definition device.
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。 In order to achieve the above object, the present invention has at least the following features.
本発明は、複数の受けピンを介して基板を水平状態の蒸着ステージで受渡し、前記蒸着ステージを回転させて略直立姿勢または直立姿勢にし、真空チャンバ内で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製造方法において、前記複数の受けピンの先端より上方に前記蒸着ステージを移動し、前記基板を前記複数の受けピンから前記蒸着ステージに移載し、その状態で前記回転を行うことを第1の特徴とする。 The present invention provides an organic EL that delivers a substrate on a horizontal deposition stage via a plurality of receiving pins, rotates the deposition stage to a substantially upright position or an upright position, and deposits a deposition material on the substrate in a vacuum chamber. In the device manufacturing apparatus or the manufacturing method, the deposition stage is moved above the tips of the plurality of receiving pins, the substrate is transferred from the plurality of receiving pins to the deposition stage, and the rotation is performed in that state. Is the first feature.
また、本発明は、前記受けピンと前記蒸着ステージを一体になって前記回転を行なうことを第2の特徴とする。
さらに、本発明は、前記移動が前記回転の回転軸を有する支持部と前記蒸着ステージとの間に設けられた昇降機構によって行なわれることを第3の特徴とする。
The second feature of the present invention is that the receiving pin and the vapor deposition stage are integrally rotated.
Furthermore, the present invention has a third feature that the movement is performed by an elevating mechanism provided between the support portion having the rotation axis of rotation and the vapor deposition stage.
また、本発明は、前記略直立姿勢または直立姿勢にした後、前記昇降機構により前記基板の蒸着パターンを規定するマスクに近接させることを第4の特徴とする。
さらに、本発明は、前記基板と前記基板の蒸着パターンを規定するマスクとのアライメント後、前記昇降機構により前記基板を前記マスクに密着させることを第5の特徴とする。
In addition, the present invention has a fourth feature that, after the substantially upright posture or the upright posture is set, the raising / lowering mechanism is brought close to a mask defining a deposition pattern of the substrate.
Furthermore, the present invention is characterized in that the substrate is brought into close contact with the mask by the elevating mechanism after the alignment between the substrate and the mask defining the deposition pattern of the substrate.
また、本発明は、前記昇降機構の内部は前記真空チャンバの真空と隔離され、前記内部は中空部を有する前記支持部と、前記回転軸及び前記回転軸を回転させる回転機構とを介して大気に開放されていることを第6の特徴とする。
さらに、本発明は、前記昇降機構は前記支持部又は前記蒸着ステージの四隅に設けられていることを第7の特徴とする。
According to the present invention, the inside of the elevating mechanism is isolated from the vacuum of the vacuum chamber, and the inside is surrounded by the support portion having a hollow portion, the rotating shaft, and the rotating mechanism that rotates the rotating shaft. It is the sixth feature that it is open to the outside.
Furthermore, the present invention has as a seventh feature that the elevating mechanism is provided at four corners of the support portion or the vapor deposition stage.
本発明によれば、より均一な成膜を実現できる有機ELデバイス製造装置または製造方法を提供できる。
また、本発明によれば、高精彩なデバイスを製造できる有機ELデバイス製造装置及び成膜装置を提供できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic EL device manufacturing apparatus or manufacturing method which can implement | achieve more uniform film-forming can be provided.
Moreover, according to this invention, the organic EL device manufacturing apparatus and film-forming apparatus which can manufacture a high-definition device can be provided.
本発明の実施形態を図を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態である真空蒸着チャンバ1と搬送チャンバ2の構成の模式図と動作説明図である。真空蒸着チャンバ1と搬送チャンバ2はゲート弁等(図示せず)で仕切られた別々の真空チャンバを構成している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram and an operation explanatory diagram of a configuration of a
搬送チャンバ2内に設けられた搬送ロボット10は、全体を上下に移動可能(図1の矢印14参照)で、左右に旋回可能なリンク構造のアーム11を有し、その先端には基板搬送用の櫛歯状ハンド12を有する。
The
一方、真空蒸着チャンバ1は、大別して発光材料を蒸発(昇華)させ基板50に蒸着させる蒸着部7と、基板50とシャドウマスク81との位置合せを行い、基板50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10と基板の受け渡しを行い、蒸着部7へ基板50を直立させる蒸着ステージ20とを有する。アライメント部8と受渡部9は右側Rラインと左側Lラインの2系統設ける。本実施形態では一方のライン(例えばRライン)で蒸着している間に、他方のLラインでは基板を搬出入し、基板50とシャドウマスク81とのアライメントをし、蒸着する準備を完了することができる。そのために、蒸着部7は、蒸着源71を基板50に蒸着させるための上下移動機構76と共に、ライン間を移動させる左右移動機構74とを有している。この処理を交互に行なうことによって、基板に蒸着させずに無駄に蒸発(昇華)している時間を減少させることができる。なお、蒸着源71は、引出し図に示すように、蒸発した発光材料を噴出させる穴73を列状に複数有する。
On the other hand, the
図2は本発明の特徴である受渡部9の概略構成を示す模式図である。図2は、搬送ロボット10が前工程から基板50を受渡部9に受け渡し、または、受渡部9から基板50を受け取り、次の工程に受け渡す状態を示している。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the
受渡部9は基板50を載置する蒸着ステージ20を有する。蒸着ステージ20は、回転軸21に固定された支持部22と、支持部22に配置された昇降機構30とを介して後述するステージ回転機構90(図3参照)に接続される。
昇降機構30は蒸着ステージ20に3個以上、特に蒸着ステージ20の四隅に近い所に配置するのが望ましい。3個以上であれば、それぞれを制御することによって、後述する基板50とマスク81とをアライメントするときや、基板50をマスク81に密着させるときに基板50とマスク81を平行に保つことができ、より均一な成膜をすることができる。また、四隅に近い所に配置することによって上記制御がより行ない易くなる。
The
It is desirable to arrange three or
また、受けピン40は支持部22に固定されている。受けピン40は基板50の撓みが過大にならず、搬送ロボット10の櫛歯状ハンド12と干渉しない位置に複数個配置されている。蒸着ステージ20には受けピン40の配置に合わせ、受けピン40の直径より僅かに大きい貫通穴23が設けられている。回転軸21および支持部22は中空構造とし昇降機構30などへの大気BOXを兼ねる。そのために、回転軸21の中空部は後述するように真空蒸着チャンバ1の壁に設けられた真空シール部を介して大気に開放されている。
The
図3は、図1に示すRラインと、回転軸21、即ち受渡部9を回転させるためのステージ回転機構90の一実施形態を示す図である。ステージ回転機構90は、受渡部9に載置された基板50と、支持部22、支持部に固定されている受けピン40、蒸着ステージ20及び昇降機構30を有する受渡部9とを一体にして、アライメント実施前にほぼ直立又は直立にし、蒸着し、蒸着終了後は水平状態に戻す機能を有する。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a
図3において、蒸着ステージ回転機構90は、蒸着ステージ20を有する受渡部9を回転させる真空内配線リンク機構91と、前記受渡部9を矢印Aの方向に前記真空内配線リンク機構91を介して回転駆動する回転駆動部96とを有する。
In FIG. 3, the vapor deposition
真空内配線リンク機構91は受渡部9の回転軸21の両側に設けられた第1リンク91n1と第2リンク91n2及びそれらを真空側から隔離し、その内部を大気雰囲気にするシール部91s1、91s2からなる。第1リンク91n1は、一端を回転支持台96kに支持され、他端を受渡部9の回転軸21に中空部を持つように接続されている。第1リンク91n1の真空チェンバ1との貫通部に第1リンク91n1を回転可能に支持し、その内部を真空側から隔離し、大気雰囲気にする第1シール部91s1を有する。一方、第2リンクn2は、一端を第1リンクn1と同様に中空部を持ち受渡部9の回転軸21に、他端を図1に示す2つのラインの間に設けられた仕切り部1a(図1では図示せず)に設けられた支持部1bに第2シール部91s2を介して接続されている。第2シール部91s2は第1シール部91s1と同様に、第2リンク91n2を回転可能に支持し、その内部を真空側から隔離し、大気雰囲気としている。
Vacuum
一方、回転駆動部96は、大気側に設けられた回転用モータ96mと、回転用モータ96mの回転を前記第1リンク91n1に伝達する歯車96h1、96h2と、第1リンク91n1の一端を支持する回転支持台96kとを有する。なお、回転用モータ96mは大気側に設けられた制御装置60で制御される。
On the other hand, the
図4は本発明の昇降機構30の一実施形態を示す模式図である。昇降機構30は、大気BOX35と、大気BOX35に固定されたナットハウジング36と、支持部22に固定されナットハウジング36内のナット(図示せず)を回転させるモータ33と、ナットの回転により矢印Bのように上下するボールネジ軸32と、ボールネジ軸32に同軸に固定され他端を蒸着ステージ20に固定された支持棒37、支持棒37をガイドする貫通孔を有するガイド31と、大気BOX35内を真空にと隔離するベローズ34とを有する。支持棒37とガイド31はスプラインあるいはボールブッシュなどで構成することができる。モータの駆動線38は、中空部を有する支持部22、回転軸21、第1リンク91n1を介して大気側に取り出すことができる。また、中空部を介してモータ33を空冷することによってモータ33の発熱を抑えることができる。
なお、上記実施形態では、モータ33を支持部22に固定したが、蒸着ステージ20に固定し、支持部22側にベローズ34を設けてもよい。
FIG. 4 is a schematic view showing an embodiment of the
In the above-described embodiment, the
図5は第1の実施形態である受渡部9の動作フローを示す図である。図6、図7は第1の実施形態における受渡部9の動作説明図である。図6は搬送ロボット10との基板50の受渡し時から基板ステージ20を直立させるまでの受渡部9の動作説明図である。また、図7は基板50をマスク81に接近させるときの受渡部9の動作説明図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation flow of the
以下、受渡部9の動作フローを図6、図7を参照しながら図5を主体に説明する。まず、図6(a)に示すように、蒸着ステージ20が受けピン40上面より下がった位置で待機している状態で、搬送ロボット10の櫛歯状ハンド12が基板50を蒸着ステージ20の上に搬送する。(Step1)。前記待機位置は櫛歯状ハンド12が引き抜ける位置に下がったときに、蒸着ステージ20が櫛歯状ハンドと干渉しない位置である。その後、図6(b)に示すように、櫛歯状ハンド12が受けピン40の間を下降し、受けピン40に基板を移載し、さらに、櫛歯状ハンド12が基板50及び蒸着ステージ20と干渉せずに引き抜ける位置まで下降する(Step2)。次に、図6(c)に示すように、櫛歯状ハンド12を受渡部9から引き抜き、蒸着ステージ20が昇降機構30により上昇し、基板50の下面が蒸着ステージ20の上面に接触し、基板50を蒸着ステージ20に移載し、さらに蒸着ステージ20が蒸着ステージ20の上面より受けピン40の上面が僅かに低くなる位置まで上昇する(Step3)。この後、図6(d)に示すように、蒸着ステージ20は図3に示すステージ回転機構90により図2に示す回転軸21を中心に受けピン40と蒸着ステージ20が一体となって回転し、略直立姿勢または直立姿勢となる(Step4)。
Hereinafter, the operation flow of the
次に、図7(a)から図7(b)示すように、昇降機構30により蒸着ステージ20に保持されている基板50をマスク81から一定の距離、例えば0.5mm離れた位置まで接近させる(Step5)。その後、step5の状態で基板50とマスク81とのアライメント行なう(Step6)。アライメント終了後、昇降機構30により基板50をマスク81に密着し、蒸着材料を基板に蒸着する(Step7)。蒸着後、昇降機構30により基板50をマスク81から一定の距離を離し、図7(a)に示す元の位置に戻る(Step8)。その後、Step4からStep1の逆の動作を行い、蒸着した基板50を真空蒸着チャンバ1から搬出する(Step9)。次に、Step1からStep9の動作を繰り返す。
Next, as shown in FIG. 7A to FIG. 7B, the
以上説明した第1の実施形態によれば、蒸着ステージ20を上下させる昇降機構30を支持部22に設けることによって、基板50を水平状態から直立させても、蒸着ステージ20と受けピン40との干渉をなくし、基板50と蒸着ステージ20と密着しない部分を極力低減でき、より均一な成膜を実現できる。
According to the first embodiment described above, the elevating
また、以上説明した第1の実施形態によれば、蒸着ステージ20を上下させる昇降機構30を設けることによって、基板50とマスク81の密着性を高めることができ、成膜のボケを抑えることができる。
In addition, according to the first embodiment described above, by providing the elevating
図8は受渡部9の第2の実施形態を示す図で、本発明の第1及び第2の実施形態である受渡部9を搬送ロボット10側から見た図である。図8(a)は第1の実施形態において、図8(b)は第2の実施形態において、蒸着ステージ20が受けピン40から基板を移載され、直立姿勢へ回転する前の状態を示す。第2の実施形態の受渡部9が第1の実施形態の受渡部9と異なる点は、第1の実施形態では受けピン40が蒸着ステージ20、昇降機構30と一体になって回転するのに対し、第2の実施形態では受けピン40は回転しない固定部41に固定されており、即ち、受けピン40は回転しなく、蒸着ステージ20、昇降機構30及び支持部22が一体となって回転する。そのために、第2実施形態では、蒸着ステージ20が受けピン40と干渉しないように、昇降機構30で蒸着ステージ20を上昇させ蒸着ステージ20が基板50を受け取った後、さらに蒸着ステージ20を受けピン40の上方に上昇させる。
FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the
第2の実施形態によれば、基板を水平から直立させても、蒸着ステージ20と受けピン40との干渉をなくし、基板50と蒸着ステージ20とが密着しない部分を極力低減し、より均一な成膜を実現できる。
According to the second embodiment, even when the substrate is erected from the horizontal, interference between the
また、第2の実施形態によれば、昇降機構30を蒸着ステージ20と共に回転させているので、基板50とマスク81の密着性を高めることができ、成膜のボケを抑えることがでる。
Further, according to the second embodiment, since the elevating
さらに、第2の実施形態によれば、受けピン40を回転させないことにより、回転機構の負荷を低減できる。
Furthermore, according to the second embodiment, the load on the rotating mechanism can be reduced by not rotating the receiving
1:真空蒸着チャンバ 2:搬送チャンバ
7:蒸着部 8:アライメント部
9:受渡部 10:搬送ロボット
11:アーム 12:櫛歯状ハンド
20:蒸着ステージ 21:回転軸
22:支持部 23:貫通穴
30:昇降機構 31:ガイド31
32:ボールネジ 33:モータ
34:ベローズ 35:大気BOX
36:ナットハウジング 37:支持棒
38:駆動線 40:受けピン
41:固定部 50:基板
71:蒸着源 81:マスク
90:蒸着ステージ回転機構 91:真空内配線リンク機構
96:回転駆動部。
1: Vacuum deposition chamber 2: Transfer chamber 7: Deposition unit 8: Alignment unit 9: Delivery unit 10: Transfer robot 11: Arm 12: Comb-shaped hand 20: Deposition stage 21: Rotating shaft 22: Support unit 23: Through hole 30: Lifting mechanism 31:
32: Ball screw 33: Motor 34: Bellows 35: Atmospheric BOX
36: Nut housing 37: Support rod 38: Drive line 40: Receiving pin 41: Fixing part 50: Substrate 71: Deposition source 81: Mask 90: Deposition stage rotation mechanism 91: In-vacuum wiring link mechanism 96: Rotation drive part
Claims (8)
前記受渡部は、前記蒸着ステージを上下させる昇降機構と、前記昇降機構を支持する支持部とを有し、前記複数の受けピンは前記支持部に固定され、前記回転機構は前記支持部の回転軸を回転させて前記受渡部を回転させることを特徴とする有機ELデバイス製造装置。 A vapor deposition stage on which the substrate is placed; a delivery unit that delivers the substrate to the vapor deposition stage in a horizontal state via a plurality of receiving pins ; and a rotation mechanism that rotates the delivery unit to be in a substantially upright or upright posture. And an organic EL device manufacturing apparatus having a vapor deposition means for depositing a vapor deposition material on the substrate in the substantially upright posture in a vacuum chamber,
The delivery unit includes an elevating mechanism that moves the vapor deposition stage up and down, and a support unit that supports the elevating mechanism, the plurality of receiving pins are fixed to the support unit, and the rotation mechanism rotates the support unit An organic EL device manufacturing apparatus, wherein a shaft is rotated to rotate the delivery unit.
前記受渡部は、前記蒸着ステージを上下させる昇降機構と、前記昇降機構を支持する支持部と、前記支持部の下部に設けられ、前記複数の受けピンを固定する固定部とを有し、前記回転機構は前記支持部の回転軸を回転させて前記蒸着ステージを回転させ、前記固定部は前記支持部と共に回転しないことを特徴とする有機ELデバイス製造装置。 A vapor deposition stage on which the substrate is placed; a delivery unit that delivers the substrate in a horizontal state to the vapor deposition stage via a plurality of receiving pins; and a rotation mechanism that rotates the vapor deposition stage into a substantially upright or upright posture. And an organic EL device manufacturing apparatus having a vapor deposition means for depositing a vapor deposition material on the substrate in the substantially upright posture in a vacuum chamber,
The delivery unit includes a lifting mechanism for raising and lowering the deposition stage, a support portion for supporting the lifting mechanism, provided at a lower portion of the supporting portion, a fixing portion for fixing the plurality of receiving pins, the An organic EL device manufacturing apparatus, wherein the rotation mechanism rotates the rotation axis of the support portion to rotate the vapor deposition stage, and the fixing portion does not rotate together with the support portion .
回転させて略直立姿勢または直立姿勢にし、真空チャンバ内で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、
前記複数の受けピンの先端より上方に前記蒸着ステージを移動し、前記基板を前記複数
の受けピンから前記蒸着ステージに移載し、その状態で前記回転を行うことを特徴とする
有機ELデバイス製造方法。 In a method for manufacturing an organic EL device, a substrate is delivered through a plurality of receiving pins on a horizontal deposition stage, and the deposition stage is rotated to be in a substantially upright posture or an upright posture, and a deposition material is deposited on the substrate in a vacuum chamber. ,
Manufacturing the organic EL device, wherein the vapor deposition stage is moved above the tips of the plurality of receiving pins, the substrate is transferred from the plurality of receiving pins to the vapor deposition stage, and the rotation is performed in that state. Method.
テージの昇降機構により前記基板を前記マスクに密着させることを特徴とする請求項7に
記載の有機ELデバイス製造方法。 The organic EL device manufacturing method according to claim 7 , wherein after the alignment between the substrate and a mask defining a deposition pattern of the substrate, the substrate is brought into close contact with the mask by an elevating mechanism of the deposition stage.
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