JP6114636B2 - 乾燥装置及び乾燥処理方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る枚葉式の乾燥装置の概略構成を示す断面図である。本実施の形態の乾燥装置100は、被処理体として、例えば有機ELディスプレイ用のガラス基板(以下、単に「基板」と記す)Sに対して、その表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を除去して乾燥させる乾燥処理に用いられる。
処理容器1は、真空引き可能な耐圧容器である。処理容器1は、金属材料によって形成されている。処理容器1を形成する材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が用いられる。処理容器1は、底壁11、角筒状の4つの側壁13及び天井部15を備えている。
処理容器1の内部には、基板Sを支持する支持装置としての載置台3が配備されている。なお、図1では、載置台3に載置された基板Sを二点鎖線で示している。載置台3は、底壁11に固定されている。載置台3は、図示を省略するが、基板Sを昇降変位させるための機構、例えばリフトピンなどを有しており、基板Sを受け渡す受け渡し位置と、載置台3上に載置して乾燥処理を行う処理位置との間で基板Sの高さ位置を調整することができる。
本実施の形態の乾燥装置100において、紫外線照射装置5は、処理容器1から乾燥処理済みの基板Sを搬出した後に、処理容器1内に残留する溶媒中に含まれる有機化合物を低分子量の化合物に分解する溶媒分解手段として機能するものである。
本実施の形態の乾燥装置100は、さらに排気装置19を備えている。なお、排気装置19は、乾燥装置100の一構成部分でもよいし、乾燥装置100とは別の外部の装置でもよい。排気装置19は、例えば、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の真空ポンプを有している。乾燥装置100は、更に、排気口11aと排気装置19とを接続する排気管17と、排気管17の途中に設けられたAPC(Adaptive Pressure Control)バルブ23と、を備えている。排気装置19の真空ポンプを作動させるとともに、APCバルブ23の開度を調節することにより、処理容器1の内部空間を所定の真空度に減圧排気することができる。なお、APCバルブ23は、1つのマスタバルブと複数のスレーブバルブにより構成され、各スレーブバルブは、マスタバルブに連動して作動する。
本実施の形態の乾燥装置100は、処理容器1内へガスを供給するガス供給装置27を備えている。なお、ガス供給装置27は、乾燥装置100の一構成部分でもよいし、乾燥装置100とは別の外部の装置でもよい。処理容器1の天井部15には、ガス導入部15aが設けられている。ガス導入部15aには、ガス供給装置27が接続されている。ガス導入部15aは天井部15以外の位置、例えば側壁13などに設けてもよい。ガス供給装置27は、ガス導入部15aへガスを供給するガス供給源29と、ガス供給源29とガス導入部15aとを接続し、ガス導入部15aへガスを供給する一本又は複数本の配管31(1本のみ図示)を備えている。ガス導入部15aには、図示しないノズルやシャワーヘッドが設けられている。また、ガス供給装置27は、配管31の途中に、ガス流量を制御するマスフローコントローラ(MFC)33と、複数の開閉バルブ35(2つのみ図示)を備えている。ガス導入部15aから処理容器1内に導入されるガスの流量等は、マスフローコントローラ33および開閉バルブ35によって制御される。ガス供給源29から供給するガスとしては、例えば、酸素ガス、オゾンガスなどの酸化性ガス、アルゴンガスなどのプラズマ形成用の不活性ガス、窒素ガス、ドライエアなどの置換用ガスを用いることが好ましい。
図1に示したように、乾燥装置100の各構成部は、制御部6に接続されて制御される構成となっている。制御部6は、CPUを備えたコントローラ61と、ユーザーインターフェース62と記憶部63とを備えている。コントローラ61は、コンピュータ機能を有しており、乾燥装置100において、各構成部を統括して制御する。ユーザーインターフェース62は、工程管理者が乾燥装置100を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、乾燥装置100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成される。記憶部63には、乾燥装置100で実行される各種処理をコントローラ61の制御にて実現するための制御プログラム(ソフトウエア)や処理条件データ等が記録されたレシピが保存されている。ユーザーインターフェース62および記憶部63は、コントローラ61に接続されている。
次に、図2〜図4を参照しながら、第1の実施の形態の変形例の乾燥装置100Aについて説明する。図2は、本変形例の乾燥装置100Aの概略構成を示す断面図である。本変形例の乾燥装置100Aは、処理容器1内に基板S上に形成された有機材料膜中から揮散する溶媒を捕集する溶媒捕集部70を備えている。溶媒捕集部70は、載置台3の周囲に設けられている。本変形例では、捕集された溶媒の排出が速やかに行えるように、溶媒捕集部70は、排気装置19に接続する排気口11aの上方に配置されている。溶媒捕集部70は、有機材料膜中から気化した処理容器1内の雰囲気中のガス状の溶媒を結露させることによってトラップする。
以上のように構成された乾燥装置100,100Aを用いる乾燥処理の手順について説明する。まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置(図示省略)で基板S上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。次に、ゲートバルブGVを開放し、有機材料膜が印刷された基板Sを外部の搬送装置(図示省略)によって乾燥装置100,100Aの載置台3へ受け渡す。
処理容器1内が第1の圧力にある状態で、処理容器1内への紫外線200の照射を開始するステップと、
処理容器1内を第1の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧するステップと、
紫外線200の照射を終了するステップと、
を含むことができる。
有機EL素子の製造は、陽極と陰極との間に、EL層として、複数の有機機能膜を形成する。本実施の形態の乾燥装置100,100Aは、どのような積層構造の有機EL素子の製造にも適用できる。ここでは、EL層として、陽極側から陰極側へ向けて、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層を有する有機EL素子を製造する場合を例に挙げて、乾燥装置100,100Aによる具体的な処理を説明する。
次に、図8を参照しながら、本発明の第2の実施の形態の乾燥装置について説明する。図8は、第2の実施の形態に係る乾燥装置101の概略構成を示す断面図である。第1の実施の形態の乾燥装置100との主な相違点として、本実施の形態の乾燥装置101では、複数の紫外線照射装置5を装着しているとともに、ガス供給装置27から酸化性ガスを供給できるように構成している。つまり、ガス供給装置は、酸化性ガス供給装置として機能する。以下、第1の実施の形態の乾燥装置100との相違点を中心に説明し、本実施の形態の乾燥装置101において、第1の実施の形態と同じ構成には同一の符号を付して説明を省略する。
次に、図9を参照しながら、本実施の形態の変形例の乾燥装置101Aについて説明する。図9は、本変形例の乾燥装置101Aの概略構成を示す断面図である。本変形例の乾燥装置101Aは、処理容器1内に、基板S上の有機材料膜中から揮散する溶媒を捕集する溶媒捕集部70を備えている。溶媒捕集部70の構成は第1の実施の形態と同様である。溶媒捕集部70は、有機材料膜中から気化した処理容器1内の雰囲気中のガス状の溶媒を結露させることによってトラップする。
次に、以上のように構成された乾燥装置101,101Aを用いる乾燥処理の手順について説明する。まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置(図示省略)で基板S上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。次に、ゲートバルブGVを開放し、有機材料膜が印刷された基板Sを外部の搬送装置(図示省略)によって乾燥装置101,101Aの載置台3Aへ受け渡す。
処理容器1内を大気圧から第1の圧力まで減圧排気するステップと、
処理容器1内が第1の圧力にある状態で、処理容器1内への酸化性ガスの導入を開始するステップと、
処理容器1内を、第1の圧力よりも高い第3の圧力に調圧した状態で処理容器1内への紫外線200の照射を開始するステップと、
酸化性ガスの導入を終了するステップと、
紫外線200の照射を終了するステップと、
紫外線照射の終了後、処理容器1内を第1の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧するステップと、
を含むことができる。
大気開放された処理容器1内を大気圧から第3の圧力まで減圧排気するステップと、
処理容器1内を、第3の圧力に調圧した状態で処理容器1内へ紫外線200の照射を開始するステップと、
前記紫外線200の照射を終了するステップと、
前記紫外線照射の終了後、前記処理容器内を前記第3の圧力よりも低い第2の圧力(1×10−4Pa以下;引き切りで)まで減圧するステップと、
を含むことができる。
次に、図12を参照しながら、本発明の第3の実施の形態の乾燥装置について説明する。図12は、第3の実施の形態に係る乾燥装置102の概略構成を示す断面図である。第1の実施の形態の乾燥装置100との主な相違点として、本実施の形態の乾燥装置102では、処理容器1内にプラズマPを導入するプラズマ供給装置40を備えている。以下、第1の実施の形態の乾燥装置100との相違点を中心に説明し、本実施の形態の乾燥装置102において、第1の実施の形態と同じ構成には同一の符号を付して説明を省略する。
次に、図13を参照しながら、第3の実施の形態の変形例の乾燥装置102Aについて説明する。図13は、本変形例の乾燥装置102Aの概略構成を示す断面図である。本変形例の乾燥装置102Aは、処理容器1内に基板S上に形成された有機材料膜中から揮散する溶媒を捕集する溶媒捕集部70を備えている。溶媒捕集部70の構成は第1の実施の形態と同様である。溶媒捕集部70は、有機材料膜中から気化した処理容器1内の雰囲気中のガス状の溶媒を結露させることによってトラップする。また、本実施の形態では、溶媒捕集部70へ向けてプラズマ供給装置40からプラズマPを供給できるように、プラズマ導入部13dは、溶媒捕集部70に臨むように設けられており、具体的には、プラズマ導入部13dの高さ位置とほぼ同等の高さ位置に溶媒捕集部70が配備されている。
次に、以上のように構成された乾燥装置102,102Aを用いる乾燥処理の手順について説明する。まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置(図示省略)で基板S上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。次に、ゲートバルブGVを開放し、有機材料膜が印刷された基板Sを外部の搬送装置(図示省略)によって乾燥装置102,102Aの載置台3へ受け渡す。
処理容器1内を大気圧から溶媒の蒸気圧である第1の圧力まで減圧排気するステップと、
処理容器1内が第1の圧力にある状態で処理容器1内に酸化性ガスの導入を開始するステップと、
処理容器1内を、第1の圧力よりも高い第4の圧力に調圧した状態で、処理容器1の内部に、酸化性ガスのプラズマPの導入を開始するステップと、
酸化性ガス及びプラズマPの導入を終了するステップと、
処理容器1内を第1の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧するステップと、
を含むことができる。
Claims (19)
- 基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を除去して乾燥させる乾燥装置であって、
真空引き可能な処理容器と、
前記処理容器内で前記基板を支持する支持部材と、
前記処理容器内に設けられて前記有機材料膜から揮発した前記溶媒を捕集する溶媒捕集部と、
前記処理容器から乾燥処理済みの前記基板を搬出した後に、前記処理容器内に残留し、前記溶媒捕集部に捕集された前記溶媒中に含まれる有機化合物を低分子量の化合物に分解する溶媒分解手段と、
を備えたことを特徴とする乾燥装置。 - 前記溶媒分解手段が、前記処理容器の内部へ紫外線を照射する紫外線照射装置を有している請求項1に記載の乾燥装置。
- 前記紫外線照射装置は、前記処理容器を構成する壁に設けられた透過窓の外部に装着されて前記溶媒捕集部へ向けて紫外線を照射するものである請求項2に記載の乾燥装置。
- 前記透過窓が前記支持部材の下方に設けられている請求項3に記載の乾燥装置。
- 前記溶媒分解手段が、さらに、前記処理容器内に酸化性ガスを導入する酸化性ガス供給装置を有している請求項1に記載の乾燥装置。
- 前記酸化性ガス供給装置は、前記溶媒捕集部へ向けて前記酸化性ガスを供給するものである請求項5に記載の乾燥装置。
- 前記溶媒分解手段が、前記処理容器内にプラズマを導入するプラズマ供給装置を有している請求項1に記載の乾燥装置。
- 前記プラズマ供給装置は、
前記プラズマを生成させるプラズマ発生部と、
前記プラズマ発生部へガスを供給するガス供給源と、
前記プラズマ発生部で発生させたプラズマを前記処理容器内へ供給するプラズマ供給路と、
を備えており、
前記プラズマ供給路は、前記処理容器のプラズマ導入部に接続されている請求項7に記載の乾燥装置。 - 前記プラズマ導入部は、前記溶媒捕集部に前記プラズマを供給できるように、前記溶媒捕集部に臨む位置に設けられている請求項8に記載の乾燥装置。
- 前記溶媒捕集部は、複数の貫通開口を有する一枚又は複数枚の金属プレートを有している請求項3、6又は9に記載の乾燥装置。
- 前記溶媒捕集部は、さらに、前記金属プレートを冷却する冷却装置を有している請求項10に記載の乾燥装置。
- 真空引き可能な処理容器と、前記処理容器内で基板を支持する支持部材と、前記処理容器内に設けられて前記基板の表面に塗布された有機材料膜から揮発した溶媒を捕集する溶媒捕集部と、前記処理容器から乾燥処理済みの前記基板を搬出した後に、前記処理容器内に残留し、前記溶媒捕集部に捕集された前記溶媒中に含まれる有機化合物を低分子量の化合物に分解する溶媒分解手段と、を備えた乾燥装置の処理容器内で、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を揮発させて除去する乾燥処理工程と、
前記乾燥処理工程の終了後に前記基板を前記処理容器から搬出した後、前記処理容器内に残留した前記溶媒中に含まれる有機化合物を前記溶媒分解手段によって低分子量の化合物に分解して前記処理容器内から排出させるリフレッシュ工程と、
を備えている乾燥処理方法。 - 乾燥装置の処理容器内で、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を揮発させて除去する乾燥処理工程と、
前記乾燥処理工程の終了後に前記基板を前記処理容器から搬出した後、前記処理容器内に残留した前記溶媒中に含まれる有機化合物を低分子量の化合物に分解して前記処理容器内から排出させるリフレッシュ工程と、
を備え、
前記リフレッシュ工程は、
前記処理容器内を大気圧から前記溶媒の蒸気圧である第1の圧力まで減圧排気するステップと、
前記処理容器内が前記第1の圧力にある状態で、前記処理容器内への紫外線の照射を開始するステップと、
前記処理容器内を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧するステップと、
前記処理容器内を前記第2の圧力まで減圧する途中で、前記紫外線の照射を終了するステップと、
を含み、
前記第1の圧力が、0.001〜10Paの範囲内である乾燥処理方法。 - 乾燥装置の処理容器内で、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を揮発させて除去する乾燥処理工程と、
前記乾燥処理工程の終了後に前記基板を前記処理容器から搬出した後、前記処理容器内に残留した前記溶媒中に含まれる有機化合物を低分子量の化合物に分解して前記処理容器内から排出させるリフレッシュ工程と、
を備え、
前記リフレッシュ工程は、
前記処理容器内を大気圧から前記溶媒の蒸気圧である第1の圧力まで減圧排気するステップと、
前記処理容器内が前記第1の圧力にある状態で、前記処理容器内に酸化性ガスの導入を開始するステップと、
前記処理容器内を、前記第1の圧力よりも高い第3の圧力に調圧した状態で前記処理容器内への紫外線の照射を開始するステップと、
前記酸化性ガスの導入を終了するステップと、
前記紫外線の照射を終了するステップと、
前記紫外線照射の終了後、前記処理容器内を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧するステップと、
を含み、
前記第1の圧力が、0.001〜10Paの範囲内であり、
前記第3の圧力が、50〜150Paの範囲内である乾燥処理方法。 - 乾燥装置の処理容器内で、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を揮発させて除去する乾燥処理工程と、
前記乾燥処理工程の終了後に前記基板を前記処理容器から搬出した後、前記処理容器内に残留した前記溶媒中に含まれる有機化合物を低分子量の化合物に分解して前記処理容器内から排出させるリフレッシュ工程と、
を備え、
前記リフレッシュ工程は、
前記処理容器内を大気圧から第3の圧力まで減圧排気するステップと、
前記処理容器内を、前記第3の圧力に調圧した状態で前記処理容器内への紫外線の照射を開始するステップと、
前記紫外線の照射を終了するステップと、
前記紫外線照射の終了後、前記処理容器内を前記第3の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧するステップと、
を含み、
前記第3の圧力が、50〜150Paの範囲内である乾燥処理方法。 - 前記紫外線の波長が、100nm以上200nm以下の範囲内である請求項13から15のいずれか1項に記載の乾燥処理方法。
- 乾燥装置の処理容器内で、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を揮発させて除去する乾燥処理工程と、
前記乾燥処理工程の終了後に前記基板を前記処理容器から搬出した後、前記処理容器内に残留した前記溶媒中に含まれる有機化合物を低分子量の化合物に分解して前記処理容器内から排出させるリフレッシュ工程と、
を備え、
前記リフレッシュ工程は、
前記処理容器内を大気圧から前記溶媒の蒸気圧である第1の圧力まで減圧排気するステップと、
前記処理容器内が前記第1の圧力にある状態で前記処理容器内に酸化性ガスの導入を開始するステップと、
前記処理容器内を、前記第1の圧力よりも高い第4の圧力に調圧した状態で前記処理容器の内部に、前記酸化性ガスのプラズマの導入を開始するステップと、
前記酸化性ガス及び前記プラズマの導入を終了するステップと、
前記処理容器内を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力まで減圧するステップと、
を含み、
前記第1の圧力が、0.001〜10Paの範囲内であり、
前記第4の圧力が、50〜300Paの範囲内である乾燥処理方法。 - 前記第2の圧力が、1×10−4Pa以下である、請求項13から17のいずれか1項に記載の乾燥処理方法。
- 前記有機材料膜が、有機EL素子の製造においてインクジェット印刷法によって前記基板上に塗布されたものである請求項12から18のいずれか1項に記載の乾燥処理方法。
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