상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 세정 방법은 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을, 피롤리돈의 유도체를 이용하여 세정하는 것을 특징으로 한다.
레지스트 박리 등에 이용되는 피롤리돈의 유도체는 유기물의 분해 작용에 우수하다. 그 때문에, 문지르기(scrub-cleaning) 등의 물리적 처리나, 제조 장치의 개조를 필요로 하는 일없이, 유기물을 제거할 수 있다. 따라서, 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물의 세정 방법으로서, 상기 제조 장치를 피롤리돈 유도체로 처리하는 공정과, 상기 제조 장치를 물로 처리하는 공정과, 상기 제조 장치를 에탄올로 처리하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
제조 장치에 부착된 유기물은 피롤리돈 유도체로 처리함으로써 제거된다. 또한, 제조 장치에 부착된 피롤리돈 유도체는 물로 처리함으로써 제거된다. 또한, 제조 장치에 부착된 물은 에탄올로 처리함으로써 치환된다.
그리고, 제조 장치에 부착된 낮은 비점의 에탄올은 신속하게 건조시킬 수 있다. 따라서, 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 상기 피롤리돈의 유도체는 N-메틸-2-피롤리돈인 것이 바람직하다.
N-메틸-2-피롤리돈은 유기물의 박리 작용에 특히 우수하다. 따라서, 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을 용이하게 제거할 수 있다.
또, 상기 전기 광학 장치의 제조 장치는 유기 EL 장치의 기능층의 증착 처리에 사용되는 방착판이더라도 좋다.
이 구성에 따르면, 방착판에 부착된 유기물을 용이하게 제거할 수 있으므로, 증착 챔버 내의 오염을 방지할 수 있다.
또, 상기 전기 광학 장치의 제조 장치는 유기 EL 장치의 기능층의 증착 처리에 사용되는 마스크이더라도 좋다.
이 구성에 따르면, 마스크에 부착된 유기물을 용이하게 제거할 수 있으므로, 유기물의 무게에 의한 마스크의 휨을 방지할 수 있다. 따라서, 증착 처리의 정밀도를 확보할 수 있다.
또한, 상기 제조 장치의 세정은 상온에서 실행하는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 가열에 의한 제조 장치의 변형을 방지할 수 있으므로, 전기 광학 장치를 양호한 정밀도로 제조할 수 있다.
또한, 상기 제조 장치의 세정은 초음파를 병용하면서 실행하는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을 효율적으로 제거할 수 있다.
한편, 본 발명의 세정 장치는 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물의 세정 장치로서, 상기 제조 장치를 피롤리돈의 유도체로 처리하는 스테이지와, 상기 제조 장치를 물로 처리하는 스테이지와, 상기 제조 장치를 에탄올로 처리하는 스테이지와, 상기 제조 장치를 건조시키는 스테이지와, 상기 각 스테이지에 대하여 상기 제조 장치를 순차적으로 반송하는 반송 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을 용이하게 제거할 수 있다.
한편, 본 발명의 전기 광학 장치는 상술한 세정 방법을 사용하여 상기 전기 광학 장치의 제조 장치를 세정하고, 세정된 상기 전기 광학 장치의 제조 장치를 사용하여 제조한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을 제거하여, 증착 처리의 정밀도를 확보할 수 있으므로, 고품질의 전기 광학 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여, 도면을 참조해서 설명한다. 또, 이하의 설명에 이용하는 각 도면에서는, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해, 각 부재의 축척을 적절하게 변경하고 있다.
(유기 EL 장치)
본 실시예의 세정 방법은 저분자 유기 EL 장치의 발광층을 형성할 때, 증착 마스크에 부착된 유기물을 세정하는 방법이다. 그래서 우선, 저분자 유기 EL 장치의 개략 구성에 관하여, 도 2를 이용해서 설명한다.
도 2는 저분자 유기 EL 장치의 측면 단면도이다. 유기 EL 장치(200)는 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소 영역 R, G, B를 구비하고 있다. 유리 재료 등으로 이루어지는 기판(210)의 표면에는, 각 화소 영역을 구동하는 회로부(220)가 형성되어 있다. 또, 도 2에서는, 회로부(220)의 상세 구성의 도시를 생략하고 있다. 그 회로부(220)의 표면에는, ITO 등으로 이루어지는 복수의 화소 전극(240)이 각 화소 영역 R, G, B에 대응하여 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 또한, 양극으로 기능하는 화소 전극(240)을 피복하도록, 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등으로 이루어지는 정공 주입층(250)이 형성되어 있다. 또 정공 주입층(250)의 표면에, NPB(N, N-디(나프틸)-N, N-디페닐벤지딘) 등으로 이루어지는 정공 수송층을 마련하는 경우도 있다.
그리고, 정공 주입층(250)의 표면에는, 각 화소 영역 R, G, B에 대응하는 발광층(260)이 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 이 발광층(260)은 분자량이 약 1000 이하인 저분자 유기 재료로 이루어져 있다. 구체적으로는, Alq3(알루미늄 착체(aluminium complex)) 등을 호스트 재료로 하고, 루브렌(rubrene) 등을 도펀트로 하여, 발광층(260)이 구성되어 있다. 또한 각 발광층(260)을 피복하도록, 플루오르화 리튬 등으로 이루어지는 전자 주입층(270)이 형성되고, 또한 전자 주입층(270)의 표면에는, Al 등으로 이루어지는 음극(280)이 형성되어 있다. 또, 기판(210)의 단부에 밀봉 기판(도시하지 않음)이 접합되어, 전체가 밀폐 밀봉되어 있다.
상술한 화소 전극(240)과 음극(280) 사이에 전압을 인가하면, 정공 주입층(250)에 의해 발광층(260)에 대하여 정공이 주입되고, 전자 주입층(270)에 의해 발광층(260)에 대하여 전자가 주입된다. 그리고, 발광층(260)에서 정공 및 전자가 재결합하여, 도펀트가 여기되어 발광한다. 이와 같이 저분자 유기 재료로 이루어지는 발광층을 구비한 저분자 유기 EL 장치는 수명이 길고 발광 효율에 우수하다.
(증착 장치)
상술한 발광층은 증착 장치를 이용하여 증착 처리함으로써 형성한다. 그래서, 증착 장치에 대해 도 3을 이용하여 설명한다.
도 3은 증착 장치의 설명도이다. 이하에는, 저항 가열식 진공 증착 장치를 예로 들어 설명한다. 이 증착 장치(100)는 진공 펌프(기압 양수기)(102)가 접속된 챔버(104)를 구비하고 있다. 그 챔버(104)의 내부에는, 기판 홀더(110)가 마련되어 있다. 이 기판 홀더(110)에는, 증착 처리의 대상으로 되는 기판(210)이 하향으로 유지되게 되어 있다. 한편, 기판 홀더(110)와 대향하도록, 증착 재료(124)가 충전되는 도가니(120)가 마련된다. 그 도가니(120)에는 필라멘트(122)가 배선되어, 도가니 내의 증착 재료(124)를 가열할 수 있게 되어 있다. 또, 증발된 증착 재료가 챔버(104)의 내벽 등에 부착되는 것을 방지하기 위해, 방착판(130)이 마련된다.
이 증착 장치를 이용하여 증착 처리를 하기 위해서는, 우선 기판 홀더(110)에 기판(210)을 장착하고, 또한 도가니(120)에 증착 재료(124)를 충전한다. 다음에, 챔버(104)에 접속된 진공 펌프(102)를 운전하여, 챔버(104)의 내부를 진공화한다. 다음에, 도가니(120)에 배선된 필라멘트(122)에 통전하여, 필라멘트(122)를 발열시켜, 도가니 내의 증착 재료(124)를 가열한다. 그렇게 하면, 증착 재료(124)가 증발하여, 기판(210)의 표면에 부착된다. 또, 기판 이외의 방향으로 비산된 증착 재료는 방착판(130)의 표면에 부착된다.
도 4는 기판에 대한 증착 처리의 설명도이다. 또, 도 4에서는, 기판(210)을 하향으로 그리고 있다. 여기서는, 화소 영역 G에 대한 발광층(260)의 형성 공정을 예로 들어 설명한다. 발광층(260)을 형성하는 경우에는, 기판(210) 표면에 증착 마스크(140)를 배치한 상태에서, 증착 장치의 기판 홀더에 장착한다. 이 증착 마스크(140)는 스테인리스 등의 금속 박판로 이루어지고, 발광층(260)의 형성 영역에 개구부(142)를 갖고 있다. 한편, 증착 장치의 도가니 내에는, 증착 재료로서 발광층(260)의 구성 재료를 충전한다. 그리고, 이 증착 재료(124)를 증발시키면, 증착 마스크(140)의 개구부(142)를 통해, 기판(210)의 표면에서의 발광층(260)의 형성 영역에 증착 재료(124)가 부착된다. 또, 발광층(260)의 형성 영역 이외의 영역에는 증착 마스크(140)가 배치되어 있으므로, 증착 재료(124)는 증착 마스크의 표면에 부착된다. 이에 따라, 발광층(260)의 형성 영역에만 증착 재료(124)를 부착시켜, 발광층(260)을 형성할 수 있다.
또한, 증착 마스크(140)의 개구부(142)를 화소 영역 B로 이동시켜, 상기와 마찬가지로 증착 처리를 행하면, 화소 영역 B에도 발광층을 형성할 수 있다. 이 경우, 증착 마스크(140)의 표면에는, 각 화소 영역 R, G, B의 발광층(260)의 구성 재료가 순차적으로 퇴적하게 된다. 또, 방착판에도 마찬가지로 유기물이 퇴적되는 것으로 된다. 그래서, 증착 마스크(140)나 방착판 등에 부착된 유기물을 세정해야 한다.
(세정 장치)
도 1은 본 실시예의 세정 장치의 개략 구성을 나타내는 설명도이다. 본 실 시예의 세정 장치(1)는 증착 마스크(140)를 피롤리돈의 유도체로 처리하는 제 1 스테이지(10)와, 증착 마스크(140)를 물로 헹굼 처리하는 제 2 스테이지(20)와, 증착 마스크(140)를 유수(流水)로 헹굼 처리하는 제 3 스테이지(30)와, 증착 마스크(140)를 에탄올로 처리하는 제 4 스테이지(40)와, 증착 마스크(140)를 건조시키는 제 5 스테이지(50)와, 각 스테이지에 대하여 증착 마스크(140)를 순차적으로 반송하는 반송 수단(5)을 갖는 것이다. 또, 각 스테이지는 세정 챔버(2)의 내부에 마련되어 있다.
제 1 스테이지(10)는 증착 마스크(140)를 피롤리돈의 유도체로 처리하는 스테이지이다. 그 때문에, 제 1 스테이지(10)에는 처리조가 마련되고, 그 처리조의 내부에는 피롤리돈의 유도체가 충전되어 있다. 피롤리돈의 유도체는 레지스트 박리 등에 이용되는 약품이며, 유기물의 분해 작용에 우수하다. 피롤리돈의 유도체로서, 2-피롤리돈이나 N-메틸-2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈 등이 존재한다. 이 중에서도, 화학식 1로 나타내어지는 N-메틸-2-피롤리돈을 채용하면, 상온에서 높은 세정 효과를 발휘할 수 있다.
또, 제 1 스테이지(10)의 처리조에, 초음파 세정 수단(16)을 마련하여도 좋다. 초음파 세정 수단(16)은 세정액 내에 초음파를 방사해서 정재파를 발생시켜, 음압(音壓)의 작용에 의해 피세정물을 세정하는 것이다. 초음파 세정 수단(16)은, 예컨대, 800kHz 이상의 초음파를 방사할 수 있는 것이 바람직하고, 소정 시간 간격으로 주파수를 제거할 수 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 따라, 세정조 내에서의 정재파의 분포가 변화되어, 높은 세정 효과를 발휘할 수 있다.
제 2 스테이지(20) 및 제 3 스테이지(30)는 증착 마스크(140)를 물로 처리하는 스테이지이다. 그 때문에, 제 2 스테이지(20)의 처리조 및 제 3 스테이지(30)의 처리조에는 물이 충전되어 있다. 특히, 제 3 스테이지(30)의 처리조에는, 물의 교반 수단(36)(stirring means)이 마련된다. 이 교반 수단(36)에 의해, 처리조 내에 수류를 발생시킬 수 있다.
제 4 스테이지(40)는 증착 마스크(140)를 에탄올로 처리하는 스테이지이다. 그 때문에, 제 4 스테이지(40)의 처리조에는 에탄올이 충전되어 있다.
제 5 스테이지(50)는 증착 마스크(140)를 건조시키는 스테이지이다. 또, 제 5 스테이지(50)에 송풍기(56)를 마련하면, 증착 마스크를 신속히 건조시킬 수 있다. 또한, 질소 가스 등의 불활성 가스의 송풍기(56)를 채용하면, 증착 마스크(140)의 산화 등을 방지할 수 있다.
그리고, 각 스테이지에 대하여 증착 마스크(140)를 순차적으로 반송하는 반송 수단(5)이 마련된다. 반송 수단(5)은 상자형으로 형성되고, 그 벽면은 펀칭 메탈(punching metal)이나 망재(net material) 등에 의해 구성되어 있다. 이에 따 라, 반송 수단(5)의 벽면을 통해 액체의 출입이 자유롭게 되어 있다. 반송 수단(5)은 그 내측에 한 개 또는 복수개의 증착 마스크(140)를 수용할 수 있는 크기로 형성되고, 또한 각 스테이지의 처리조 내에 침지 가능한 크기로 형성되어 있다. 그리고, 이 반송 수단(5)을 각 스테이지에 순차적으로 이동시키고, 또한 각 스테이지의 처리조에 순차적으로 침지시키는 구동 수단(도시하지 않음)이 마련된다.
(세정 방법)
상술한 세정 장치를 사용하여 증착 마스크를 세정하는 방법에 대해, 도 5 및 도 1을 이용하여 설명한다. 도 5는 본 실시예의 세정 방법에 있어서의 각 공정의 처리 내용 및 처리 조건이다. 본 실시예의 세정 방법은 증착 마스크(140)를 피롤리돈의 유도체로 처리하는 제 1 공정과, 증착 마스크(140)를 물로 헹굼 처리하는 제 2 공정과, 증착 마스크(140)를 유수로 헹굼 처리하는 제 3 공정과, 증착 마스크(140)를 에탄올로 처리하는 제 4 공정과, 증착 마스크(140)를 건조시키는 제 5 공정을 갖는 것이다.
제 1 공정에서는, 증착 마스크(140)를 피롤리돈의 유도체로 처리한다. 구체적으로는, 증착 마스크(140)를 반송 수단(5)에 수용시키고, 반송 수단(5)을 제 1 스테이지(10)로 이동시키며, 제 1 스테이지(10)의 처리조 내에 반송 수단(5)마다 증착 마스크(140)를 침지한다. 침지 조건은, 예컨대, 실온에서 3분간으로 한다. 이에 따라, 증착 마스크(140)에 부착되어 있던 유기물이 제거된다. 또, 제 1 스테이지(10)의 처리조에 초음파 세정 수단(16)을 마련한 경우에는, 초음파 세정을 병 용함으로써, 효율적으로 유기물을 제거할 수 있다. 또, 증착 처리에 사용된 후, 장 시간 대기 중에 방치된 방착판 등은 10분간의 침지 세정에 의해서도 유기물이 제거되지 않는 경우가 있다. 그러나, 초음파 세정을 병용함으로써, 이러한 방착판 등에 부착된 유기물을 완전히 제거할 수 있다.
제 2 공정에서는, 증착 마스크(140)를 물로 헹굼 처리한다. 구체적으로는, 반송 수단(5)을 제 2 스테이지(20)로 이동시켜, 반송 수단(5)마다 증착 마스크(140)를 처리조 내에 침지한다. 침지 조건은, 예컨대, 실온에서 5분간으로 한다. 이에 따라, 증착 마스크(140)에 부착되어 있던 피롤리돈 유도체의 대부분이 제거된다.
제 3 공정에서는, 증착 마스크(140)를 유수로 헹굼 처리한다. 구체적으로는, 미리 제 3 스테이지(30)의 처리조 내에 마련한 교반 수단(36)을 구동하여, 처리조 내에 수류를 발생시켜 둔다. 그리고, 반송 수단(5)을 제 3 스테이지(30)로 이동시켜, 반송 수단(5)마다 증착 마스크(140)를 처리조 내에 침지한다. 침지 조건은, 예컨대, 실온에서 5분간으로 한다. 이에 따라, 증착 마스크(140)에 부착되어 있던 피롤리돈 유도체가 완전히 제거된다.
제 4 공정에서는, 증착 마스크(140)를 에탄올로 처리한다. 구체적으로는, 반송 수단(5)을 제 4 스테이지(40)로 이동시켜, 반송 수단(5)마다 증착 마스크(140)를 처리조 내에 침지한다. 침지 조건은, 예컨대, 실온에서 3분간으로 한다. 이에 따라, 증착 마스크(140)의 표면에 부착되어 있던 물이 에탄올로 치환된다.
제 5 공정에서는, 증착 마스크(140)를 건조 처리한다. 구체적으로는, 반송 수단(5)을 제 5 스테이지(50)로 이동시켜, 증착 마스크(140)를 10분간 방치한다. 또, 증착 마스크(140)의 표면을 낮은 비점의 에탄올로 치환하고 있으므로, 신속하게 자연 건조시킬 수 있다. 또한, 제 5 스테이지(50)에 송풍기(56)를 마련한 경우에는, 그 송풍기(56)로 증착 마스크(140)를 송풍함으로써, 또한 신속하게 건조시킬 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 실시예의 세정 방법에서는, 증착 마스크에 부착된 유기물을, 피롤리돈 유도체를 이용하여 세정하는 구성으로 했다. 레지스트 박리 등에 이용되는 피롤리돈 유도체는 유기물의 분해 작용에 우수하다. 그 때문에, 문지르기 등의 물리적 처리나, 제조 장치의 개조를 필요로 하지 않고, 단 시간에 유기물을 제거할 수 있다. 따라서, 증착 마스크에 부착된 유기물을 용이하게 제거할 수 있다. 이에 따라, 유기물의 무게에 의한 증착 마스크의 휨을 방지할 수 있다. 따라서, 증착 처리의 정밀도를 확보할 수 있다.
또한, 피롤리돈 유도체는 상온에서도 우수한 세정 효과를 발휘한다. 따라서, 가열을 수반하는 일없이, 증착 마스크에 부착된 유기물을 제거할 수 있다. 또, 증착 마스크의 가장자리부에는, 증착 마스크 본체와는 열 팽창율이 다른 프레임이 형성되어 있다. 그 증착 마스크를 가열하면, 증착 마스크 본체와 프레임의 열 팽창율의 상위에 의해, 증착 마스크 본체가 변형될 우려가 있다. 이 점, 본 실시예의 세정 방법은 가열을 수반하는 일없이 증착 마스크를 세정하는 것이 가능하여, 증착 마스크의 변형을 방지할 수 있다. 다만, 피세정물의 변형을 고려할 필요 가 없으면, 가열 세정함으로써 세정 효과를 높일 수 있다.
또, 본 발명의 기술 범위는 상술한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 상술한 각 실시예에 여러 가지의 변경을 가한 것을 포함한다.
즉, 실시예에서 취한 구체적인 재료나 구성 등은 단지 일례에 지나지 않고, 적절히 변경 가능하다. 실시예에서는 저분자 유기 EL 장치의 발광층의 증착 마스크에 부착된 유기물을 세정하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 전기 광학 장치의 제조 장치에 부착된 유기물을 세정하는 경우에 널리 적용하는 것이 가능하다. 예컨대, 저분자 유기 EL 장치 이외에도, 고분자 유기 EL 장치나, 액정 표시 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 전계 방사 디스플레이 장치(FED) 등의 제조 장치에 대해, 널리 적용하는 것이 가능하다. 또한, 증착 처리에 사용되는 제조 장치 이외에도, 증착 처리 이외의 성막 처리나 에칭 처리 등에 사용되는 제조 장치에 대해, 널리 적용할 수 있다.
(실시예 1)
복수의 세정액에 대하여, 유기물의 세정 효과를 비교했다. 세정액으로서, 용제나 알칼리 수용액을 10종류 선정했다. 또한, 피세정물로서, 증착 처리에 사용되는 방착판을 채용했다. 이 방착판은 저분자 유기 EL 장치의 기능층 형성 공정에 채용되어 있는 것이고, 그 표면에는, 구리 프탈로시아닌이나 NPB(N, N-di(1-naphthyl)-N, N-diphenylbenzidine), Alq3(tris(8- hydroxyquinolinolato)aluminum), 루브렌(rubrene), 코마린(coumarin) 등의 유기물이 부착되어 있다. 이 방착판를, 각 세정액에 대하여 실온에서 10분간 침지했다. 또, 초음파나 문지르기 등의 물리적 세정은 행하지 않는다. 헹굼은 5분간의 류수 세정이며, 건조는 질소 블로우로 행했다.
도 6에, 각 세정액에 의한 세정 결과 및 각 세정액의 안전성을 나타낸다. 세정액으로서 N-메틸-2-피롤리돈을 채용한 경우에는, 방착판에 부착되어 있던 유기물이 전부 제거되어, 가장 양호한 세정 효과를 나타내는 것이 확인되었다. 또, N-메틸-2-피롤리돈으로서, Shipley사제의 레지스트 박리액을 채용하고 있다.
이에 대하여, 동경 응화제의 레지스트 박리액인 디메틸술폭사이드와 모노에탄올아민 혼합액을 사용한 경우에는, 유기물의 세정 속도가 느리고, 10분간 침지 후에도 많은 유기물이 잔류하고 있었다. 또, 성분 중 모노 에탄올 아민은 PRTR 해당약품이며, 인체에 대한 영향도 우려되기 때문에, 세정액으로서 채용하는 것은 곤란하다.
한편, 아세톤이나 에탄올, 이소프로필알코올과 같은 케톤이나 알코올로도, 유기물의 세정은 가능하다. 그러나, 제거된 유기물의 재부착이 확인되어 있으므로, 세정액을 자주 교환해야 한다. 또한, 방착판에 있어서의 오염 잔류물도 다수 확인되고 있다. 또한, 이들을 세정액으로 사용하는 경우에는, 대형 방폭 설비가 필요해진다. 따라서, 이들을 세정액으로 채용하는 것은 곤란하다.
또, TMAH(테트라-메틸-암모늄-하이드로옥사이드)나, KOH(수산화칼륨) 등의 알칼리계 세정액을 사용한 경우에는, 양호한 세정 효과를 얻을 수 없었다.
이상으로부터, 피롤리돈 유도체인 N-메틸-2-피롤리돈이 방착판 등에 부착된 유기물의 세정액으로서, 가장 바람직한 것이 확인되었다.