JP7296204B2 - 成膜装置、有機デバイスの製造装置および有機デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
前記第1成膜室を含む複数の成膜室がクラスタ状に配置された第1クラスタと、前記第1クラスタより前記基板の搬送経路の下流側に配置され、前記第2成膜室を含む複数の成膜室がクラスタ状に配置された第2クラスタと、前記第2クラスタより前記基板の搬送経路の下流側に配置され、複数の成膜室がクラスタ状に配置された第3クラスタと、を備え、前記滞留室は、複数の前記基板を同時に内部に滞留させるための複数の基板保持部を有し、前記滞留室より下流側の装置を停止させた後に、前記第1成膜室で第1の有機層が形成された基板を前記第2成膜室に搬入し、前記第2成膜室で前記第1の有機層の上に第1の無機層の形成を行い、前記第2成膜室で前記第1の無機層が形成された基板を前記滞留室に搬入して滞留させることを特徴とする。
まず、本発明の実施例に係る有機デバイスの製造装置を用いて製造する有機デバイスの例として、有機発光素子を含む有機EL表示装置の構成について説明する。図1(a)は有機EL表示装置50の全体図、図1(b)は1画素の断面構造を表している。
備える画素52がマトリクス状に複数配置されている。詳細は後で説明するが、発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域51において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本実施例にかかる有機EL表示装置50の場合、互いに異なる発光を示す第1発光素子52R、第2発光素子52G、第3発光素子52Bの組合せにより画素52が構成されている。画素52は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合せで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも1色以上であれば特に制限されるものではない。
次に、本発明の実施例に係る成膜装置を用いた電子デバイスの製造装置について説明する。
図2は、電子デバイスの製造装置の一部の構成の一例を示す模式図である。
図2の電子デバイスの製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機EL表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば、第6世代のフルサイズ(約1500mm×約1850mm)又はハーフカットサイズ(約1500mm×約925mm)の基板に有機EL素子の形成のための成膜を行った後、該基板を切り抜いて複数の小さなサイズのパネルを製作する。
以下、成膜室OC、MCに設けられる成膜装置の構成について説明する。
図3は、成膜装置、特に、有機層成膜用の成膜室OCに設けられる成膜装置4の構成を模式的に示す断面図である。
成膜装置4は真空チャンバー20を具備する。真空チャンバー20の内部は真空などの減圧雰囲気、或いは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持される。真空チャンバー20の内部の上部には、基板保持ユニット21とマスク台22とが設けられ、真空チャンバー20の内部の下部には蒸発源23が設置される。
マスク台22は、基板保持ユニット21の下側に設置され、マスク台22上にはマスク
Mが載置される。マスクMは、基板S上に形成される薄膜パターンに対応する開口パターンを有する。
成膜装置5の、真空チャンバー20の内部の上部には基板保持ユニット21とマスク台22とが、真空チャンバー20の内部の下部には蒸発源23がそれぞれ設けられ、蒸発源23から蒸発した成膜材料をマスクMの開口パターンを通じて基板S上に蒸着する基本構成は、前述した有機層成膜用の成膜装置4と変わりがない。
つまり、成膜時、真空チャンバー20の底面に設けられた各回転型の多点蒸発源23を回転駆動機構(不図示)で回転させて、複数のるつぼのうちあらかじめ定められた蒸着位置に移動してきたるつぼから順に、蒸着材料を蒸発させる。
その他、成膜装置5は、有機層成膜用の成膜装置4と同様に、基板Sへの蒸着材料の移動経路を遮蔽または開放制御する蒸発源シャッター25、蒸着材料が蒸発されるレートをモニタリングする蒸発レートセンサ26などをさらに含むことができる。
膜装置の構成が異なる例について説明したが、これに限定はされない。例えば、有機層成膜用の成膜室OCと無機層成膜用の成膜室MCの両方に、成膜装置4を配置してもよい。
(第1の実施形態)
図2に戻り、無機層成膜用の成膜室(金属室)MCの後段にバッファ室(滞留室とも呼ぶ)BCを配置する構成について説明する。
図示したように、本発明の一実施例では、金属室MCより下流側に基板を一時滞留させるバッファ室BCを設けている。示した例では、複数の金属室MC、より具体的には、発光層を含む有機発光素子を構成する各機能層が成膜された基板に対し金属または金属酸化物などの無機材料からなる電極層(陰極)を成膜するための金属室MCを備えたクラスタ装置2と、電極層(陰極)の上部に前述のキャッピング層や遮断層、保護層などを更に形成するための後工程成膜用のクラスタ装置3との間に、バッファ室BCを配置している。
バッファ室BCには、複数の基板を積載し一時滞留(収納)させるための基板支持構造体としてのカセットと、基板の搬出入時に搬出入位置までカセットを昇降させる昇降機構が設置される。
図示したように、カセット30は、カセットの側面から中央に向かって支持プレート対31a、31bが複数の段に対向配置される構造となっている。対向する支持プレート対31a、31bの間には、基板の搬入・搬出の際、基板を移送するロボットハンド33と干渉しないように間隔Pが形成されている。各支持プレート上に形成されている複数の支持部32によって滞留する基板を支持する。
そのため、従来のように、各機能層の成膜が行われた基板が、当該成膜室(または、近くのパス室)内で機能層が露出したまま滞留する時間が長くなると、成膜された機能層の劣化を招き、有機発光素子の歩留まりを低下させる恐れがあった。これは、有機層が露出したまま滞留する時間が長くなる場合に、特に顕著になる。
るバッファ室BCを配置することで、このような課題を解決している。
つまり、異常点検などのため装置を一時停止させる必要がある場合、その時点において有機室OCで有機層の成膜が行われていた基板など、機能層の成膜が行われていた基板は、そのまま滞留させるのではなく、順次成膜を続け、金属室MCにおける無機材料からなる電極層の形成までは行った後で、その後段に設置されたバッファ室BCで基板を滞留させるようにしている。
これにより、装置を一時停止させる場合であっても、有機層などの機能層が露出したまま滞留される基板の数を減らすことができ、歩留まりの低下を抑制できる。
金属室MCの後段にバッファ室BCを配置することを特徴とする本発明の構成は、前述した実施例の構成に限定されない。
例えば、図6および図7は、それぞれ、本発明の他の実施形態に係る電子デバイスの製造装置の構成を示している。
せずに順次成膜を行うことができる構成となっている。そのため、これらの実施形態によれば、第1の実施形態に比べて通常時のタクトタイムを短縮することができる。
次に、前述した図1を参照し、本発明の実施例に係る有機デバイスの製造装置を用いた有機デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、有機デバイスの例として有機EL表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。
第1電極54が形成された基板53の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第1電極54が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層59を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
EC:成膜室
OC:有機室
MC:金属室
BC:バッファ室
Claims (20)
- 基板を搬送手段により順次搬送しながら、前記基板上に有機物からなる層と無機物からなる層を成膜する成膜装置であって、
前記基板上に有機物からなる層を形成する第1成膜室と、
前記第1成膜室より前記基板の搬送経路の下流側に配置され、前記基板上に無機物からなる層を形成する第2成膜室と、
前記第2成膜室より前記基板の搬送経路の下流側に配置され、前記基板を一時的に滞留させる滞留室と、
前記第1成膜室を含む複数の成膜室がクラスタ状に配置された第1クラスタと、
前記第1クラスタより前記基板の搬送経路の下流側に配置され、前記第2成膜室を含む複数の成膜室がクラスタ状に配置された第2クラスタと、
前記第2クラスタより前記基板の搬送経路の下流側に配置され、複数の成膜室がクラスタ状に配置された第3クラスタと、
を備え、
前記滞留室は、複数の前記基板を同時に内部に滞留させるための複数の基板保持部を有し、
前記滞留室より下流側の装置を停止させた後に、前記第1成膜室で第1の有機層が形成された基板を前記第2成膜室に搬入し、前記第2成膜室で前記第1の有機層の上に第1の無機層の形成を行い、前記第2成膜室で前記第1の無機層が形成された基板を前記滞留室に搬入して滞留させる
ことを特徴とする成膜装置。 - 前記搬送手段は、前記第1成膜室で有機物からなる層が形成された前記基板を前記第2成膜室に搬送し、前記第2成膜室で前記基板上に無機物からなる層が形成された後に、当該基板を前記滞留室に搬送することを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
- 前記第2クラスタは、前記滞留室を含むことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
- 前記滞留室は、前記第2クラスタと前記第3クラスタとの間に配置されることを特徴と
する請求項1に記載の成膜装置。 - 前記第3クラスタは、前記滞留室を含み、
前記滞留室は、前記第3クラスタ内において前記第3クラスタの有する前記成膜室の上流側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 - 基板を搬送手段により順次搬送しながら、前記基板上に有機物からなる有機層と無機物からなる電極層とを成膜する有機デバイスの製造装置であって、
前記基板上に有機物からなる有機層を形成する第1成膜室と、
前記第1成膜室より前記基板の搬送経路の下流側に配置され、前記基板上に無機物からなる電極層を形成する第2成膜室と、
前記第2成膜室より前記基板の搬送経路の下流側に配置され、前記基板を一時的に滞留させる滞留室と、
前記第1成膜室を含む複数の成膜室がクラスタ状に配置された第1クラスタと、
前記第1クラスタより前記基板の搬送経路の下流側に配置され、前記第2成膜室を含む複数の成膜室がクラスタ状に配置された第2クラスタと、
前記第2クラスタより前記基板の搬送経路の下流側に配置され、複数の成膜室がクラスタ状に配置された第3クラスタと、
を備え、
前記滞留室は、複数の前記基板を同時に内部に滞留させるための複数の基板保持部を有し、
前記滞留室より下流側の装置を停止させた後に、前記第1成膜室で第1の有機層が形成された基板を前記第2成膜室に搬入し、前記第2成膜室で前記第1の有機層の上に第1の無機層の形成を行い、前記第2成膜室で前記第1の無機層が形成された基板を前記滞留室に搬入して滞留させる
ことを特徴とする有機デバイスの製造装置。 - 前記搬送手段は、前記第1成膜室で有機物からなる有機層が形成された前記基板を前記第2成膜室に搬送し、前記第2成膜室で前記基板上に無機物からなる電極層が形成された後に、当該基板を前記滞留室に搬送することを特徴とする請求項6に記載の有機デバイスの製造装置。
- 前記第2クラスタは、前記滞留室を含むことを特徴とする請求項6に記載の有機デバイスの製造装置。
- 前記滞留室は、前記第2クラスタと前記第3クラスタとの間に配置されることを特徴とする請求項6に記載の有機デバイスの製造装置。
- 前記第3クラスタは、前記滞留室を含み、
前記滞留室は、前記第3クラスタ内において前記第3クラスタの有する前記成膜室の上流側に配置されることを特徴とする請求項6に記載の有機デバイスの製造装置。 - 前記滞留室は、複数の前記基板を滞留させるための複数の段を備えることを特徴とする請求項6から請求項10のいずれか一項に記載の有機デバイスの製造装置。
- 前記有機層は、電子輸送層または電子注入層であることを特徴とする請求項6から請求項11のいずれか一項に記載の有機デバイスの製造装置。
- 前記電極層は、陰極層であることを特徴とする請求項6から請求項12のいずれか一項に記載の有機デバイスの製造装置。
- 前記第3クラスタの有する前記成膜室は、前記第2成膜室で形成された電極層の上に有機層または無機層を形成する成膜室であることを特徴とする請求項6から請求項13のいずれか1項に記載の有機デバイスの製造装置。
- 前記第3クラスタの有する前記成膜室は、光の外部取り出し効率を高めるためのキャッピング層を形成する成膜室であることを特徴とする請求項14に記載の有機デバイスの製造装置。
- 請求項6に記載の有機デバイスの製造装置を用いて、基板を前記搬送手段により順次搬送しながら、前記基板上に有機物からなる有機層と無機物からなる電極層とを成膜する有機デバイスの製造方法であって、
前記第1成膜室で前記基板上に有機物からなる有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層が形成された基板を前記第2成膜室に搬送し、前記第2成膜室で前記有機層の上部に無機物からなる電極層を形成する電極層形成工程と、
前記電極層が形成された基板を前記滞留室に搬送して一時的に滞留させる基板滞留工程と、
を含み、
前記基板滞留工程では、複数の基板保持部によって、複数の前記基板を同時に前記滞留室の内部に滞留させ、
前記滞留室より下流側の装置を停止させた後に、前記第1成膜室で第1の有機層が形成された基板を前記第2成膜室に搬入し、前記第2成膜室で前記第1の有機層の上に第1の無機層の形成を行い、前記第2成膜室で前記第1の無機層が形成された基板を前記滞留室に搬入して滞留させる
ことを特徴とする有機デバイスの製造方法。 - 前記有機層形成工程は、電子輸送層または電子注入層を形成する工程であることを特徴とする請求項16に記載の有機デバイスの製造方法。
- 前記電極層形成工程は、陰極層を形成する工程であることを特徴とする請求項16または請求項17に記載の有機デバイスの製造方法。
- 前記陰極層が形成された基板を前記滞留室から受け、前記陰極層の上に有機層または無機層を形成する追加層形成工程をさらに含むことを特徴とする請求項18に記載の有機デバイスの製造方法。
- 前記追加層形成工程で形成される層は、光の外部取り出し効率を高めるためのキャッピング層であることを特徴とする請求項19に記載の有機デバイスの製造方法。
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