KR101663005B1 - 베이크 처리 시스템 및 유기 el 소자의 유기 기능막의 적층체의 제조 방법 - Google Patents

베이크 처리 시스템 및 유기 el 소자의 유기 기능막의 적층체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

베이크 처리 시스템(100)은, 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 의해 기판(S) 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 대기압 이하의 압력에서 소성을 행하는 진공 베이크 장치(VB)(1)와, 진공 베이크 장치(VB)(1)에 기판(S)을 반송하는 반송 장치(11)와, 반송 장치(11)를 수용하는 진공 배기 가능한 반송실(TR)(10)과, 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 로드록 장치(LL)(20)와, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)와 로드록 장치(LL)(20)의 사이의 기판 반송 경로에 배치되어 기판(S)의 전달을 행하는 반송 장치(31)를 구비하고 있다.

Description

베이크 처리 시스템 및 유기 EL 소자의 유기 기능막의 적층체의 제조 방법{BAKE PROCESSING SYSTEM AND METHOD OF FORMING STACKED BODY OF ORGARNIC FUNCTION FILMS IN ORGARNIC EL DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 유기 EL 소자의 제조 과정에서, 유기 재료막의 베이크를 행하기 위하여 이용 가능한 베이크 처리 시스템에 관한 것이다.
유기 EL(Electro Luminescence) 소자는, 전류를 흘림으로써 발생하는 유기 화합물의 루미네선스를 이용하는 발광 소자이며, 한 쌍의 전극 사이에 복수의 유기 기능막의 적층체(이하, 이 적층체를 ‘EL층’이라고 칭함)가 개재된 구조로 되어 있다. 여기서, EL층은 예를 들면, 양극측으로부터 [정공 수송층 / 발광층 / 전자 수송층], [정공 주입층 / 정공 수송층 / 발광층 / 전자 수송층] 혹은 [정공 주입층 / 정공 수송층 / 발광층 / 전자 수송층 / 전자 주입층] 등의 순으로 적층된 구조를 가지고 있다.
EL층의 형성은 각 층마다, 기판 상에 유기 재료를 증착, 도포하거나 함으로써 행해진다. 고정밀도의 미세 패턴을 형성할 경우는, 도포 방법으로서 잉크젯 인쇄법을 이용하는 것이 유리하다고 상정되고 있다.
잉크젯 인쇄법에 의해 기판 상에 인쇄된 유기 재료막은, 다량의 용매를 포함하는 점에서, 그 용매를 제거하기 위하여 건조 공정이 필요해진다. 또한, 유기 재료막 중에 잔류하는 고비점 용매를 제거하고, 또한 EL층을 구성하는 유기 기능막으로 변화시키기 위하여, 저산소 분위기 중, 예를 들면 160 ~ 250 ℃ 정도의 온도로 1 시간 정도 가열하는 베이크 처리가 필요하다.
잉크젯 인쇄법을 이용하여 EL층을 형성하기 위한 제조 장치로서, 생산성을 향상시키기 위하여, 정공 주입층 도포 장치, 정공 주입층 건조 장치, 1 이상의 발광층 도포 장치 및 1 이상의 발광층 건조 장치를, 반송 수단을 개재하여 연속적으로 배치한 제조 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 : 일본특허공개공보 2003-142260호).
또한, 잉크젯 인쇄법을 이용한 EL층의 형성에서, 스페이스 절약화를 도모하는 목적으로, EL층을 형성하기 위한 모든 종류의 잉크를 도포할 수 있는 멀티 헤드형 잉크젯 장치와 건조 · 베이크를 행하는 장치의 사이에, 기판 반송 장치를 배치한 제조 장치도 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 : 일본특허공개공보 2007-265715호).
상기 특허 문헌 1, 2에 개시된 제조 장치에서는, 베이크 처리에서, 장치 내가 저산소 분위기가 되도록 N2 가스를 도입하면서 기판 상의 유기 재료막을 가열하고 있다. 그런데, 베이크 처리에는, 약 1 시간 정도의 시간을 필요로 하기 때문에, 다량의 N2 가스를 필요로 하여, 유기 EL 제조 프로세스의 코스트를 증가시키는 한 요인이 되고 있다. 특히, 최근에는, 한 변의 길이가 2 미터를 초과할 정도로 기판이 대형화되고 있기 때문에, 베이크 장치의 내부 용적이 증가하여, N2 가스의 소비량이 방대해진다는 문제가 있다.
일본특허공개공보 2003-142260호 일본특허공개공보 2007-265715호
본 발명은 대형 기판에 잉크젯 인쇄법으로 인쇄된 유기 재료막을 베이크 처리할 경우에, 저비용이고, 또한 효율적인 처리가 가능한 베이크 처리 시스템을 제공한다.
본 발명의 베이크 처리 시스템은, 잉크젯 인쇄 장치에 의해 기판 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 대기압 이하의 압력에서 소성(燒成)을 행하는 베이크 장치와, 상기 베이크 장치로 기판을 반송하기 위한 제 1 반송 장치와, 상기 베이크 장치에 인접하여 설치되고, 상기 제 1 반송 장치를 수용하는 진공 배기 가능한 반송실과, 상기 반송실에 인접하여 설치되고, 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 로드록 장치와, 상기 잉크젯 인쇄 장치와 상기 로드록 장치 사이의 기판 반송 경로에 배치되어, 상기 기판 반송 경로 중 적어도 일 부분에서 기판의 전달을 행하는 제 2 반송 장치를 구비하고 있다.
본 발명의 베이크 처리 시스템에 있어서, 상기 베이크 장치는, 상기 기판을 가열하는 핫 플레이트와, 상기 핫 플레이트의 표면에 대하여 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 기판을 가열하고 있는 동안은 상기 핫 플레이트의 표면으로부터 기판을 이간시킨 상태로 지지하는 복수의 가동 핀을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 상기 핫 플레이트의 표면과 기판의 간격이 0.1 mm 이상 10 mm 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 베이크 처리 시스템은, 상기 베이크 장치가 배기 장치에 접속되고, 상기 베이크 장치 내를 133 Pa 이상 66500 Pa 이하의 압력으로 조정하여 소성을 행하는 것이어도 된다. 이 경우, 상기 베이크 장치 내로 불활성 가스를 도입하여 소성을 행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 베이크 처리 시스템에 있어서, 상기 로드록 장치는, 그 내부에 수용한 기판을 냉각하는 쿨링 플레이트와, 상기 쿨링 플레이트의 표면에 대하여 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 기판을 냉각하고 있는 동안은 상기 쿨링 플레이트의 표면으로부터 기판을 이간시킨 상태로 지지하는 복수의 가동 핀을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 상기 쿨링 플레이트의 표면과 기판의 간격이 0.1 mm 이상 10 mm 이하의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 베이크 처리 시스템은, 상기 로드록 장치가 배기 장치에 접속되고, 상기 로드록 장치 내를 400 Pa 이상 대기압 이하의 압력으로 조정하여 상기 기판을 냉각하는 것이어도 된다.
본 발명의 베이크 처리 시스템에 있어서, 상기 로드록 장치는, 그 내부에 수용한 기판 상에 형성된 유기 재료막을 감압 건조시키는 감압 건조 장치로서도 기능하는 것이 바람직하다.
본 발명의 베이크 처리 시스템은, 잉크젯 인쇄 장치에 의해 기판 상에 형성된 유기 재료막을 건조시키는 감압 건조 장치를 더 구비하고 있어도 된다.
본 발명의 베이크 처리 시스템에 있어서, 상기 베이크 장치는 동시에 복수 매의 기판을 수용하여 처리하는 것이어도 된다.
본 발명의 베이크 처리 시스템에 있어서, 상기 로드록 장치는 동시에 복수 매의 기판을 수용하는 것이어도 된다.
본 발명의 베이크 처리 시스템에 있어서, 상기 제 1 반송 장치는, 상기 베이크 장치와 상기 로드록 장치의 사이에서 복수 매의 기판을 동시에 반송하는 것이어도 된다.
본 발명의 베이크 처리 시스템은, 상기 베이크 장치가 상기 반송실에 인접하여 복수 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 3 개의 상기 베이크 장치와, 상기 반송실과, 상기 로드록 장치에 의해 1 개의 유닛이 구성되고, 또한 상기 제 2 반송 장치는, 복수의 유닛에 대하여 상기 기판의 반송을 행하는 것이어도 된다.
본 발명의 베이크 처리 시스템에 의하면, 유기 EL 소자의 제조 프로세스에 있어서, EL층을 형성하기 위한 건조 처리와, 이에 이어지는 베이크 처리를, N2 가스의 소비량을 억제하면서 연속적으로 고스루풋으로 행할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 유기 EL 소자의 제조 프로세스의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 베이크 처리 시스템의 개략을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 주요부를 도시한 수평 단면도이다.
도 3a는 진공 베이크 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3b는 진공 베이크 장치의 다른 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3c는 진공 베이크 장치의 변형예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a는 로드록 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4b는 로드록 장치의 다른 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4c는 로드록 장치의 변형예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 유기 EL 소자의 제조 공정의 개략을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 베이크 처리 시스템의 개략을 도시한 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
[제 1 실시예]
도 1은 제 1 실시예에 따른 베이크 처리 시스템(100)을 개략적으로 도시한 평면도이며, 도 2는 도 1의 주요부(1 유닛)의 수평 단면도이다. 베이크 처리 시스템(100)은, 유기 EL 디스플레이의 제조 과정에서, 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 의해 잉크젯 인쇄된 유기 재료막의 베이크 처리에 바람직하게 이용할 수 있다. 베이크 처리 시스템(100)은, 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 의해 기판(S) 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 대기압 이하의 압력에서 소성을 행하는 진공 베이크 장치(VB)(1)와, 진공 베이크 장치(VB)(1)로 기판(S)을 반송하기 위한 제 1 반송 장치로서의 반송 장치(11)(도 2 참조)와, 진공 베이크 장치(1)에 인접하여 설치되고, 반송 장치(11)를 수용하는 진공 배기 가능한 반송실(TR)(10)을 구비하고 있다. 또한, 베이크 처리 시스템(100)은 반송실(TR)(10)에 인접하여 설치되고, 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 로드록 장치(LL)(20)와, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)와 로드록 장치(LL)(20) 사이의 기판 반송 경로에 배치되어, 이 기판 반송 경로 중 적어도 일부분에서 기판(S)의 전달을 행하는 제 2 반송 장치로서의 반송 장치(31)를 구비하고 있다.
<1 유닛의 구성>
베이크 처리 시스템(100)에서는, 복수의 대형 장치가 평면에서 봤을 때 십자형으로 연결되어 1 개의 유닛을 형성하고, 이 유닛이 복수 집합하여 베이크 처리 시스템(100)을 구성하고 있다. 도 1에 예시하는 베이크 처리 시스템(100)에는, 4 개의 유닛(101A, 101B, 101C, 101D)이 포함되어 있다. 1 개의 유닛은, 3 개의 진공 베이크 장치(VB)(1)와, 1 개의 반송실(TR)(10)과, 1 개의 로드록 장치(LL)(20)를 가지는 멀티 챔버 구조를 하고 있다. 각 유닛의 중앙부에는 반송실(TR)(10)이 배치되고, 그 삼방의 측면에 인접하여 기판(S)에 대하여 베이크(소성) 처리를 행하는 3 개의 진공 베이크 장치(VB)(1)가 설치되어 있다. 또한, 반송실(TR)(10)의 나머지 일방의 측면에 인접하여 로드록 장치(LL)(20)가 설치되어 있다.
3 개의 진공 베이크 장치(VB)(1), 반송실(TR)(10) 및 로드록 장치(LL)(20)는, 모두 그 내부 공간을 소정의 감압 분위기(진공 상태)로 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
반송실(TR)(10)과 각 진공 베이크 장치(VB)(1)의 사이에는, 개폐 기능을 가지는 게이트 밸브 장치(GV1)가 각각 설치되어 있다. 또한, 반송실(TR)(10)과 로드록 장치(LL)(20)의 사이에는, 게이트 밸브 장치(GV2)가 설치되어 있다. 게이트 밸브 장치(GV1, GV2)는, 폐쇄 상태에서 각 장치를 기밀하게 실링하고, 또한 개방 상태에서 장치 사이를 연통시켜 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다. 또한, 로드록 장치(LL)(20)와 대기 분위기의 반송 장치(31)의 사이에도 게이트 밸브 장치(GV3)가 배치되어 있으며, 폐쇄 상태에서 로드록 장치(LL)(20)를 기밀하게 실링하고, 또한 개방 상태에서 로드록 장치(LL)(20) 내와 대기 분위기의 반송 장치(31)의 사이에서 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다.
<진공 베이크 장치>
3 개의 진공 베이크 장치(VB)(1)는 모두 동일한 구성이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 각 진공 베이크 장치(VB)(1)는 기판(S)을 가열하기 위한 핫 플레이트(3)를 가지고 있다. 핫 플레이트(3)에는 복수의 삽입 통과 홀(3a)이 형성되어 있으며, 이 삽입 통과 홀(3a)에 기판(S)의 이면에 접촉하고 이것을 지지하는 가동 핀(5)이 삽입되어 있다. 진공 베이크 장치(VB)(1)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.
<반송 장치 및 제 1 반송 장치>
반송실(TR)(10)에는 제 1 반송 장치로서의 반송 장치(11)가 배치되어 있다. 이 반송 장치(11)는, 예를 들면 상하 2 단으로 설치된 포크(13a) 및 포크(13b)와, 이들 포크(13a, 13b)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 지지부(15)와, 이 지지부(15)를 구동시키는 구동 기구(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 반송 장치(11)는, 지지부(15)의 선회 및 포크(13a, 13b)의 진출과 퇴피에 의해, 3 개의 진공 베이크 장치(VB)(1) 및 로드록 장치(LL)(20)의 사이에서 기판(S)의 반송이 가능하게 되어 있다. 포크(13a, 13b)는, 각각 독립하여 기판(S)의 반송을 행할 수 있도록 구성되어 있다.
<로드록 장치>
로드록 장치(LL)(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(S)을 냉각하기 위한 쿨링 플레이트(21)를 가지고 있다. 쿨링 플레이트(21)에는 복수의 삽입 통과 홀(21a)이 형성되어 있으며, 이 삽입 통과 홀(21a)에 기판(S)의 이면에 접촉하고 이것을 지지하는 가동 핀(23)이 삽입되어 있다. 또한, 쿨링 플레이트(21)의 상면에는 복수의 가스 토출 홀(21b)이 형성되어 있다. 로드록 장치(LL)(20)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.
<제 2 반송 장치>
도 1에 도시한 바와 같이, 유닛(101A, 101B)과 유닛(101C, 101D)의 사이에는, 각 로드록 장치(LL)(20)에 대하여 기판(S)을 반송하기 위한 반송 장치(31)가 설치되어 있다. 이 반송 장치(31)는, 예를 들면 상하 2 단으로 설치된 포크(33a) 및 포크(33b)와, 이들 포크(33a, 33b)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 지지부(35)와, 이 지지부(35)를 구동시키는 구동 기구(도시하지 않음)와, 가이드 레일(37)을 구비하고 있다. 지지부(35)는, 가이드 레일(37)을 따라 이동하고, 4 개의 유닛(101A, 101B, 101C, 101D)의 사이, 및 버퍼 스테이지(41)와의 사이에서 기판(S)의 반송을 가능하게 하고 있다.
<버퍼 스테이지>
도 1의 베이크 처리 시스템(100)은, 반송 장치(31)에 대하여 기판(S)의 전달이 가능한 위치에 버퍼 스테이지(41)를 구비하고 있다. 버퍼 스테이지(41)는 베이크 처리 시스템(100)과 외부의 장치, 예를 들면 잉크젯 인쇄 장치(200)와의 사이에서 기판(S)을 전달할 시의 임시 재치 장소이다. 버퍼 스테이지(41)에는 복수의 기판(S)을 다단으로 보지(보지)하는 한 쌍의 지지벽(43)이 간격을 두고 세워 설치되어 있다. 한 쌍의 지지벽(43)은, 그들의 극간에, 반송 장치(31)의 빗살 형상의 포크(33a, 33b)를 삽입할 수 있도록 구성되어 있다.
<제어부>
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 베이크 처리 시스템(100)의 각 구성부는, 제어부(50)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다. 제어부(50)는, CPU를 구비한 컨트롤러(51)와, 유저 인터페이스(52)와 기억부(53)를 구비하고 있다. 컨트롤러(51)는 컴퓨터 기능을 가지고 있으며, 베이크 처리 시스템(100)에서, 예를 들면 진공 베이크 장치(VB)(1), 로드록 장치(LL)(20), 반송 장치(11), 반송 장치(31) 등의 각 구성부를 통괄하여 제어한다. 유저 인터페이스(52)는, 공정 관리자가 베이크 처리 시스템(100)을 관리하기 위하여 커멘드의 입력 조작 등을 행하는 키보드 및, 베이크 처리 시스템(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 구성된다. 기억부(53)에는, 베이크 처리 시스템(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(51)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어) 또는 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 저장되어 있다. 유저 인터페이스(52) 및 기억부(53)는 컨트롤러(51)에 접속되어 있다.
그리고, 필요에 따라, 유저 인터페이스(52)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(53)로부터 호출하여 컨트롤러(51)에 실행시킴으로써, 컨트롤러(51)의 제어하에서, 베이크 처리 시스템(100)에서의 원하는 처리가 행해진다. 상기 제어 프로그램 또는 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들면 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크, 플래시 메모리 등에 저장된 상태의 것을 이용할 수 있다. 혹은, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 통하여 수시 전송시켜 온라인으로 이용하는 것도 가능하다.
<진공 베이크 장치(VB)의 구성과 작용>
이어서, 도 3a, 도 3b 및 도 3c를 참조하여, 진공 베이크 장치(VB)(1)의 구성과 작용에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3a, 도 3b는 매엽식의 진공 베이크 장치의 설명에 제공하는 단면도이다. 도 3a는 가동 핀(5)을 상승시켜, 반송 장치(11)의 포크(13a)(또는 포크(13b))와의 사이에서 기판(S)의 전달을 행하고 있는 상태를 도시하고 있다. 도 3b는, 도 3a의 상태에서 가동 핀(5)을 하강시켜 기판(S)을 핫 플레이트(3)에 의해 가열하고 있는 상태를 도시하고 있다.
진공 베이크 장치(VB)(1)는 진공 배기 가능한 내압 용기에 의해 구성되어 있으며, 저벽(1a), 4 개의 측벽(1b) 및 천벽(1c)을 구비하고 있다. 측벽(1b)에는 불활성 가스를 도입하는 가스 도입부(2a) 및 배기부(2b)가 설치되어 있다. 가스 도입부(2a)는 불활성 가스원(61)에 접속되어 있으며, 예를 들면 N2, Ar 등의 불활성 가스를 진공 베이크 장치(VB)(1) 내로 도입할 수 있도록 구성되어 있다. 배기부(2b)는 배기 장치(63)에 접속되어 있으며, 이 배기 장치(63)를 구동시킴으로써, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내를 수 Pa의 압력까지 감압 배기할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 측벽(1b)에는 장치 내로 기판(S)을 반입, 반출하기 위한 개구부(2c)가 형성되어 있다.
상기와 같이, 진공 베이크 장치(VB)(1)의 내부에는 핫 플레이트(3)가 배치되어 있다. 핫 플레이트(3)는 도시하지 않은 지지 기둥에 의해 지지되고, 저벽(1a)에 고정되어 있다. 세부는 생략하지만, 핫 플레이트(3)는, 예를 들면 저항 가열 방식의 히터, 또는 칠러에 의한 가열 방식이며, 전원(65)을 온(ON)함으로써, 소정의 온도까지 가열된다.
핫 플레이트(3)에는 복수의 삽입 통과 홀(3a)이 형성되고, 이 삽입 통과 홀(3a)에 기판(S)을 지지하는 가동 핀(5)이 삽입되어 있다. 각 가동 핀(5)은 1 개의 승강 부재(67)에 고정되어 있다. 승강 부재(67)는, 예를 들면 볼 나사 기구 등을 구비한 승강 구동부(69)에 의해 상하로 변위 가능하게 지지되어 있다. 승강 부재(67)와 저벽(1a)의 사이는, 각 가동 핀(5)을 둘러싸도록 예를 들면 벨로우즈(68)가 배치되고, 삽입 통과 홀(3a) 주위의 기밀성이 유지되고 있다. 승강 구동부(69)를 구동시켜, 승강 부재(67) 및 복수의 가동 핀(5)을 상하로 승강 변위시킴으로써, 도 3a에 도시한 전달 위치와 도 3b에 도시한 가열 위치와의 사이에서 기판(S)의 높이 위치를 조정할 수 있다. 또한, 기판(S)을 승강 변위시키는 기구는 도시한 것에 한정되지 않는다.
베이크 조건 또는 베이크 환경은 EL층의 특성에 영향을 미치는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 베이크 시에, 기판(S)의 면내에서 온도의 불균일이 발생하면, 기판(S)의 면내에서의 유기 EL 소자의 특성에 불균일이 발생하는 경우가 있다. 또한 베이크 시에는, 기판(S) 상의 유기 재료막으로부터, 용매, 수분 등이 다량으로 휘발된다. 이 때문에, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내로부터 이들 휘발 성분을 신속하게 제거하지 않으면, 베이크 후의 유기 기능막이 산화되는 등의 악영향이 발생할 우려가 있다. 특히, 생산 효율을 높이기 위하여, 복수의 기판(S)에 대하여 동시에 베이크 처리를 행할 경우에는, 다른 기판(S)으로부터 휘발된 성분의 영향을 받지 않도록, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내의 배기를 신속하게 행하는 것이 바람직하다. 이러한 베이크 조건 또는 베이크 환경의 관리가 불충분하면, 유기 EL 디스플레이로서 사용하였을 때, 표시 불균일 등의 불량을 일으키는 원인이 된다.
진공 베이크 장치(VB)(1)는, 도 3b에 도시한 바와 같이, 기판(S)을 하강시킨 가열 위치에서, 전원(65)을 온(ON)으로 하여 기판(S)에 대하여 핫 플레이트(3)에 의한 가열 베이크를 행한다. 이 때, 배기 장치(63)를 구동시킴으로써, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내를 대기압 이하, 바람직하게는 133 Pa(1 Torr) 이상 66500 Pa(500 Torr) 이하의 범위 내의 압력까지 감압 배기한다. 이와 같이, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내를 진공 상태로 하여 베이크 처리를 행함으로써, 유기 재료막으로부터의 휘발 성분을 신속하게 장치 밖으로 배출할 수 있고, 또한 다량의 불활성 가스를 사용하지 않아도 기판(S)의 표면에 인쇄된 유기 재료막의 산화를 방지할 수 있다.
또한, 베이크 처리 중, 기판(S)은 핫 플레이트(3)의 표면에 접촉시키지 않고, 가동 핀(5)에 의해 지지된 상태로, 예를 들면 0.1 mm 이상 10 mm 이하의 범위 내의 간격으로 핫 플레이트(3)의 표면으로부터 이간시켜 두는 것이 바람직하다. 베이크 처리에서 기판(S)을 가열하는 방식으로서는, 열풍 순환 방식, 핫 플레이트 방식, 원적외선 방식 등이 일반적이다. 이 중에서도, 기판(S)을 효율적으로 균일하게 가열할 수 있다고 하는 관점에서, 핫 플레이트가 바람직하다. 그러나, 기판(S)의 대형화에 수반하여, 가열에 의해 발생하는 기판(S)의 휨도 커지기 때문에, 통상의 핫 플레이트에 의한 가열에서는, 기판(S)의 면내에서의 균일성을 유지하는 것이 곤란하다. 따라서, 본 실시예에서는, 베이크 처리 동안, 기판(S)을 핫 플레이트(3)의 표면에 직접 재치시키지 않고 이간시키고 있다. 이에 의해, 기판(S)에 가열에 의한 휨이 발생해도, 기판(S)의 면내에서 균일한 가열 처리가 실현될 수 있다.
또한 본 실시예에서는, 베이크 처리 중, 불활성 가스원(61)으로부터, 예를 들면 N2, Ar, He 등의 불활성 가스를 진공 베이크 장치(VB)(1) 내로 도입해도 된다. 불활성 가스를 도입함으로써, 진공 조건에서의 기판(S)의 가열 효율을 높일 수 있다.
도 3c는 변형예의 진공 베이크 장치(VB)(1A)의 개략 단면을 도시하고 있다. 도 3c에 도시한 진공 베이크 장치(VB)(1A)는 배치 방식이며, 2 매의 기판(S)을 동시에 수용하여 베이크 처리를 행할 수 있다. 도 3c에서, 도 3a, 도 3b와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고 있으며, 가동 핀(5)의 승강 기구 및 핫 플레이트(3)의 전원은 도시를 생략하고 있다. 도 3c에 도시한 바와 같이, 복수의 기판(S)을 다단으로 배치하여 일괄하여 베이크 처리를 행함으로써, 베이크 처리 시스템(100)에서의 생산성을 높일 수 있고, 장치의 설치 스페이스도 절약할 수 있다. 또한, 동시에 베이크 처리를 행하는 기판(S)의 매수는 2 매에 한정되지 않고, 3 매 이상이어도 된다.
또한, 배치 방식 대신에, 예를 들면 도 3a, 도 3b에 도시한 매엽식의 진공 베이크 장치(VB)(1)를 상하로 다단으로 적층하여 배치해도 된다.
<로드록 장치(LL)의 구성과 작용>
이어서, 도 4a, 도 4b 및 도 4c를 참조하여, 로드록 장치(LL)(20)의 구성과 작용에 대하여 상세하게 설명한다. 도 4a, 도 4b는 매엽식의 로드록 장치의 설명에 제공하는 단면도이다. 본 실시예의 로드록 장치(LL)(20)는, 진공 로드록 장치로서의 기능에 추가하여, 기판(S)을 냉각 처리하는 기능을 구비하고 있으며, 또한 기판(S)에 형성된 유기 재료막의 감압 건조 처리를 행하는 기능도 가지고 있다. 도 4a는 가동 핀(23)을 상승시켜, 포크(13a)(또는 포크(13b))와의 사이에서 기판(S)의 전달을 행하고 있는 상태를 도시하고 있다. 도 4b는, 도 4a 상태에서 가동 핀(23)을 하강시켜 기판(S)을 쿨링 플레이트(21)에 의해 냉각하고 있는 상태 혹은 기판(S) 상의 유기 재료막을 감압 건조시키고 있는 상태를 도시하고 있다.
로드록 장치(LL)(20)는, 진공 배기 가능한 내압 용기에 의해 구성되어 있으며, 저벽(20a), 4 개의 측벽(20b) 및 천벽(20c)을 구비하고 있다. 천벽(20c)에는 불활성 가스를 도입하는 가스 도입부(20d)가 설치되어 있다. 측벽(20b)에는 배기부(20e)가 설치되어 있다. 또한, 배기부는 저벽(20a)에 설치해도 된다. 가스 도입부(20d)는 불활성 가스원(71)에 접속되어 있으며, 예를 들면 N2, Ar, He 등의 불활성 가스를 로드록 장치(LL)(20) 내로 도입할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 배기부(20e)는 배기 장치(73)에 접속되어 있으며, 이 배기 장치(73)를 구동시킴으로써, 로드록 장치(LL)(20) 내를 수십 Pa, 혹은 0.1 Pa 정도의 압력까지 감압 배기할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 서로 대향하는 측벽(20b)에는, 장치 내에 기판(S)을 반입, 반출하기 위한 개구부(2f, 2g)가 형성되어 있다.
상기와 같이, 로드록 장치(LL)(20)의 내부에는 쿨링 플레이트(21)가 배치되어 있다. 쿨링 플레이트(21)는 저벽(20a)에 고정되어 있다. 쿨링 플레이트(21)는 내부에 냉매 유로(21c)를 가지고 있다. 이 냉매 유로(21c)에 냉매원(75)으로부터 임의의 냉매를 공급하고, 순환시킴으로써, 쿨링 플레이트(21) 전체를 냉각할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 쿨링 플레이트(21)는 내부에 백 쿨링용의 가스를 체류시키는 가스 체류부(21d)를 가지고 있다. 이 가스 체류부(21d)는, 쿨링 플레이트(21)의 상면에 형성된 복수의 가스 토출 홀(21b)에 연통되어 있다. 또한, 가스 체류부(21d)는 백 쿨링 가스용의 가스원(76)에 접속되어 있다.
또한, 쿨링 플레이트(21)에는 복수의 삽입 통과 홀(21a)이 형성되고, 이 삽입 통과 홀(21a)에 기판(S)을 지지하는 가동 핀(23)이 삽입되어 있다. 각 가동 핀(23)은 1 개의 승강 부재(77)에 고정되어 있다. 승강 부재(77)는, 예를 들면 볼 나사 기구 등을 구비한 승강 구동부(79)에 의해 상하로 변위 가능하게 지지되어 있다. 승강 부재(77)와 저벽(20a)의 사이는, 각 가동 핀(23)을 둘러싸도록 예를 들면 벨로우즈(78)가 배치되고, 삽입 통과 홀(21a) 주위의 기밀성이 유지되고 있다. 승강 구동부(79)를 구동시켜, 승강 부재(77) 및 복수의 가동 핀(23)을 상하로 승강 변위시킴으로써, 도 4a에 도시한 전달 위치와, 도 4b에 도시한 하강 위치와의 사이에서 기판(S)의 높이 위치를 조정할 수 있다. 또한, 기판(S)을 승강 변위시키는 기구는 도시한 것에 한정되지 않는다.
도 4b에 도시한 하강 위치에서는, 냉매원(75)으로부터 냉매의 공급을 행하고, 기판(S)에 대하여 쿨링 플레이트(21)에 의한 냉각을 행한다. 이 때, 배기 장치(73)를 구동시킴으로써, 로드록 장치(LL)(20) 내를 대기압 이하, 바람직하게는 400 Pa(3 Torr) 이상 대기압 이하의 범위 내의 압력까지 감압 배기한다. 이와 같이, 로드록 장치(LL)(20) 내를 진공 상태로 하여 냉각을 행함으로써, 기판(S)의 표면에 인쇄된 유기 재료막의 산화를 방지할 수 있다.
또한, 냉각 동안, 기판(S)은 쿨링 플레이트(21)의 표면에 접촉시키지 않고, 가동 핀(23)에 의해 지지된 상태로, 예를 들면 0.1 mm 이상 10 mm 이하의 범위 내의 간격으로 쿨링 플레이트(21)의 표면으로부터 이간시켜 두는 것이 바람직하다. 이 경우, 쿨링 플레이트(21)의 표면으로부터 이간된 기판(S)의 이면측에, 복수의 가스 토출 홀(21b)로부터 예를 들면 He 등의 백 쿨링 가스를 공급하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이, 본 실시예의 로드록 장치(LL)(20)에서는, 냉각 처리 동안, 기판(S)을 쿨링 플레이트(21)의 표면에 직접 재치시키지 않고, 백 쿨링 가스의 공급에 의해 냉각이 가능하다. 이 때문에, 기판(S)의 냉각 효율을 높여, 기판(S)의 면내에서 균일하고, 또한 신속한 냉각이 가능해진다.
상기와 같이, 본 실시예에서는, 로드록 장치(LL)(20)를 유기 재료막의 건조 처리에 이용할 수도 있다. 로드록 장치(LL)(20)에서 건조 처리를 행할 경우는, 기판(S)을 가동 핀(23)에 의해 지지한 상태로, 쿨링 플레이트(21)의 표면으로부터 예를 들면 0.1 mm 이상 10 mm 이하의 범위 내의 간격으로 이간시켜 보지한다. 그리고, 불활성 가스원(71)으로부터 로드록 장치(LL)(20)로 소정량의 불활성 가스를 공급하면서, 배기 장치(73)을 구동시킴으로써, 로드록 장치(LL)(20) 내를 소정의 진공도, 예를 들면 0.1 Pa 이하의 압력까지 감압 배기시킨다. 이와 같이 하여, 기판(S) 상의 유기 재료막 중의 용매를 제거하는 감압 건조 처리에 로드록 장치(LL)(20)를 이용할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예의 베이크 처리 시스템(100)에서는, 로드록 장치(LL)(20)를, 대기압 상태와 진공 상태의 전환을 행하는 진공 예비실로서의 기능에 추가하여, 진공 냉각 장치로서, 또한 감압 건조 장치로서도 기능시킬 수 있다. 따라서, 대기압 상태와 진공 상태의 전환, 냉각 처리 및 건조 처리를 연속적으로 행할 시의 스루풋을 향상시킬 수 있고, 또한 시스템의 장치 구성이 간소화되어 있어, 장치의 설치 스페이스도 더 절약되고 있다.
한편, 도 4c는, 변형예의 로드록 장치(LL)(20A)의 개략 단면을 도시하고 있다. 도 4c에 도시한 로드록 장치(LL)(20A)는 배치 방식이며, 2 매의 기판(S)을 동시에 수용하여 냉각 처리 또는 감압 건조 처리를 행할 수 있다. 도 4c에서, 도 4a, 도 4b와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고 있으며, 가동 핀(23)의 승강 기구 또는 냉매원, 백 쿨링 가스의 도입 기구 등은 도시를 생략하고 있다. 도 4c에 도시한 바와 같이, 복수의 기판(S)을 다단으로 배치하여 일괄하여 수용하고, 대기압 상태와 진공 상태의 전환을 행하고, 또한 냉각 처리 또는 감압 건조 처리를 행함으로써, 베이크 처리 시스템(100)에서의 생산성을 더 높일 수 있고, 장치의 설치 스페이스도 큰 폭으로 절약할 수 있다. 또한, 동시에 베이크 처리를 행하는 기판(S)의 매수는 2 매에 한정되지 않고, 3 매 이상이어도 된다.
또한, 배치 방식 대신에, 예를 들면 도 4a, 도 4b에 도시한 매엽식의 로드록 장치(LL)(20)를 상하로 다단으로 중첩하여 배치해도 된다.
이어서, 이상과 같이 구성된 베이크 처리 시스템(100)의 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 전단계로서, 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에서 기판(S) 상에 유기 재료막을 소정의 패턴으로 인쇄한다. 유기 재료막이 인쇄된 기판(S)은 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 부속되는 반송 장치(201)로 반출되고, 버퍼 스테이지(41)의 지지벽(43) 상에 재치된다. 이 버퍼 스테이지(41) 상의 기판(S)을 반송 장치(31)의 포크(33a)(또는 포크(33b))를 진퇴 구동시켜 수취한다. 이어서, 대기측의 게이트 밸브(GV3)를 개방한 상태에서, 기판(S)을 반송 장치(31)로부터 로드록 장치(LL)(20)의 가동 핀(23)으로 전달한다.
포크(33a)(또는 포크(33b))를 퇴피시킨 후, 가동 핀(23) 상의 기판(S)을 하강시키고, 또한 게이트 밸브(GV3)를 닫는다. 이 후, 로드록 장치(LL)(20) 내를 배기하여, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 이 때, 로드록 장치(LL)(20) 내를 배기하면서 압력을 조절함으로써, 유기 재료막 중에 포함되는 용매를 제거하는 건조 처리를 실시할 수 있다. 이 건조 처리 공정에서는, 로드록 장치(LL)(20)로 불활성 가스를 도입해도 된다.
이어서, 가동 핀(23) 상의 기판(S)을 전달 위치까지 상승시키고, 또한 반송실(TR)(10)과 로드록 장치(LL)(20) 사이의 게이트 밸브(GV2)를 개방한다. 그리고, 반송 장치(11)의 포크(13a)(또는 포크(13b))에 의해, 로드록 장치(LL)(20)에 수용된 기판(S)을 수취한다.
이어서, 반송 장치(11)의 포크(13a)(포크(13b))에 의해, 게이트 밸브(GV1)를 개방한 상태에서, 3 개의 진공 베이크 장치(VB)(1) 중 어느 일방으로 기판(S)을 반입하고, 전달 위치까지 상승시킨 가동 핀(5)에 전달한다. 이어서, 게이트 밸브(GV1)를 닫고, 가동 핀(5)을 하강시켜 핫 플레이트(3)의 표면과의 간격을 조절하여, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내에서 기판(S)에 대하여 소정 조건으로 베이크 처리를 실시한다. 유기 재료막을 유기 EL에 사용하는 유기 기능막으로 변화시키기 위한 베이크 온도는, 예를 들면 250 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 범위 내가 바람직하고, 베이크 시간은 예를 들면 1 시간 정도가 바람직하다. 베이크 처리 동안은, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내를 대기압 이하로 감압하는 것이 바람직하다. 또한, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내로 불활성 가스를 공급하면서 베이크 처리를 행하는 것이 바람직하다. 베이크 처리가 종료되면, 게이트 밸브(GV1)를 열고, 가동 핀(5)을 상승시켜, 기판(S)을 가동 핀(5)으로부터 반송 장치(11)의 포크(13a)(또는 포크(13b))로 전달하고, 진공 베이크 장치(VB)(1)로부터 반출한다.
그리고 기판(S)을, 상기와는 반대의 경로로 로드록 장치(LL)(20)로 반입한다. 베이크 처리 후의 기판(S)은 가열된 상태이기 때문에, 로드록 장치(LL)(20) 내에서 냉각 처리를 행할 수 있다. 냉각 처리는, 로드록 장치(LL)(20)의 가동 핀(23)을 하강시켜 쿨링 플레이트(21)와의 간격을 조정하여, 소정 시간 보지한다. 냉각 처리 동안, 기판(S)의 이면으로, 쿨링 플레이트(21)의 가스 토출 홀(21b)로부터 백 쿨링 가스를 공급함으로써 냉각 효율을 높여, 기판(S)의 면내에서 균일한 냉각 처리가 가능해진다. 냉각이 종료되면, 로드록 장치(LL)(20) 내의 압력을 대기압까지 상승시킨다. 그리고, 게이트 밸브(GV3)를 개방하고, 또한 가동 핀(23) 상의 기판(S)을 다시 전달 위치까지 상승시켜, 반송 장치(31)를 개재하여, 기판(S)을 예를 들면 버퍼 스테이지(41)로 돌려보낸다. 기판(S)은, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 의한 다음의 유기 재료막의 형성 공정 또는 외부의 다른 공정을 행하기 위하여 베이크 처리 시스템(100)으로부터 반출된다.
이상의 공정에서는, 복수의 기판(S)을 일괄하여 반송하고, 또한 동시에 처리하는 것도 가능하다. 예를 들면, 반송 장치(31) 및 반송 장치(11)로 복수 매 예를 들면 2 매의 기판(S)을 동시 반송하고, 또한 로드록 장치(LL)(20) 및 진공 베이크 장치(VB)(1)를, 예를 들면 도 3c, 도 4c에 도시한 바와 같이 배치 방식으로 하거나, 다단으로 구성함으로써 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
[유기 EL 소자의 제조 프로세스에 대한 적용예]
유기 EL 소자의 제조는, 양극과 음극의 사이에, EL층으로서 복수의 유기 기능막을 형성한다. 본 실시예의 베이크 처리 시스템(100)은 어떠한 적층 구조의 유기 EL 소자의 제조에도 적용할 수 있다. 여기서는, EL층으로서 [정공 주입층 / 정공 수송층 / 발광층 / 전자 수송층 / 전자 주입층]을 가지는 유기 EL 소자를 제조하는 경우를 예로 들어, 베이크 처리 시스템(100)에서의 구체적인 처리 순서를 설명한다.
도 5에 유기 EL 소자의 제조 공정의 개략을 나타냈다. 본 예에서, 유기 EL 소자는 STEP(1) ~ STEP(8)의 공정에 의해 제조된다. STEP(1)에서는, 기판(S) 상에, 예를 들면 증착법 등에 의해 소정의 패턴으로 양극(화소 전극)을 형성한다. 이어서 STEP(2)에서는, 양극의 사이에, 절연물에 의한 격벽(뱅크)을 형성한다. 격벽을 형성하기 위한 절연 재료로서는, 예를 들면 감광성 폴리이미드 수지 등의 고분자 재료를 이용할 수 있다.
이어서 STEP(3)에서는, STEP(1)에서 형성된 양극 상에 정공 주입층을 형성한다. 먼저, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)를 이용하여, 각 격벽에 의해 구획된 양극 상에, 정공 주입층의 재료가 되는 유기 재료를 인쇄한다. 이어서, 이와 같이 인쇄된 유기 재료막에 대하여, 베이크 처리 시스템(100)을 이용하여 용매 제거를 위한 감압 건조 처리, 및 대기 중에서의 베이크 처리를 순차 행함으로써 정공 주입층을 형성한다.
이어서 STEP(4)에서는, STEP(3)에서 형성된 정공 주입층 상에 정공 수송층을 형성한다. 먼저, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)를 이용하여, 정공 주입층 상에 정공 수송층의 재료가 되는 유기 재료를 인쇄한다. 이와 같이 인쇄된 유기 재료막에 대하여, 베이크 처리 시스템(100)으로 용매 제거를 위한 감압 건조 처리, 및 진공 베이크 처리를 순차 행함으로써 정공 수송층을 형성한다.
이어서 STEP(5)에서는, STEP(4)에서 형성된 정공 수송층 상에 발광층을 형성한다. 먼저, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)를 이용하여, 정공 수송층 상에 발광층의 재료가 되는 유기 재료를 인쇄한다. 이와 같이 인쇄된 유기 재료막에 대하여, 베이크 처리 시스템(100)으로, 용매 제거를 위한 감압 건조 처리, 및 진공 베이크 처리를 순차 행함으로써 발광층을 형성한다. 또한, 발광층이 복수 층으로 이루어지는 경우, 상기 처리가 반복된다.
이어서, 발광층 상에, 예를 들면 증착법에 의해 전자 수송층(STEP(6)), 전자 주입층(STEP(7)) 및 음극(STEP(8))을 순차 형성함으로써 유기 EL 소자가 얻어진다.
이러한 유기 EL 소자의 제조 프로세스에서, 베이크 처리 시스템(100)은 STEP(3)(정공 주입층 형성), STEP(4)(정공 수송층 형성) 및 STEP(5)(발광층 형성)에 바람직하게 적용할 수 있다. 즉, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)를 이용하여, 각 층의 전단층인 유기 재료막을 인쇄한 후, 로드록 장치(LL)(20)로 감압 건조 처리를 행하고, 이어서 진공 베이크 장치(VB)(1)에서, STEP(3)(정공 주입층 형성)은 대기압으로, STEP(4)(정공 수송층 형성) 및 STEP(5)(발광층 형성)는 진공 조건으로, 각각 베이크 처리를 행할 수 있다.
이상과 같이, 베이크 처리 시스템(100)을 이용함으로써, 유기 EL 소자의 제조 프로세스에서, EL층을 형성하기 위한 감압 건조 처리와 베이크 처리를 연속적으로 고스루풋으로 효율적으로 행할 수 있다. 특히, 상기 STEP(4)(정공 수송층 형성), STEP(5)(발광층 형성)에서는, 유기 재료의 산화를 회피하기 위하여 저산소 분위기에서의 베이크 처리가 필요하기 때문에, 베이크 처리 시스템(100)을 이용하여 진공 베이크 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 베이크 처리 시스템(100)에서는, 진공 베이크 처리와, 그 전단계의 감압 건조 처리를, 진공 베이크 장치(VB)(1)와 로드록 장치(LL)(20)에서, 진공 분위기를 유지한 채로 연속적으로 실시할 수 있기 때문에, 생산 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 베이크 처리 시스템(100)에서는, 로드록 장치(LL)(20)에서, 진공 / 대기압의 전환 이외에, 감압 건조 처리 및 냉각 처리를 행하도록 했으므로, 장치의 설치 스페이스도 절약할 수 있다.
[제 2 실시예]
이어서, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예의 베이크 처리 시스템에 대하여 설명한다. 도 6은 제 2 실시예에 따른 베이크 처리 시스템(100A)을 개략적으로 도시한 평면도이다. 제 1 실시예의 베이크 처리 시스템(100)에서는, 로드록 장치(LL)(20) 내에서 감압 건조 처리를 행하도록 구성했다. 이에 반해, 본 실시예의 베이크 처리 시스템(100A)에서는, 로드록 장치(LL)(20)와는 별도로, 감압 건조 처리를 행하는 전용의 감압 건조 장치(VD)(210)를 설치했다. 이하, 제 1 실시예의 베이크 처리 시스템(100)과의 상이점을 중심으로 설명하고, 본 실시예의 베이크 처리 시스템(100A)에서, 제 1 실시예와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 베이크 처리 시스템(100A)은, 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 의해 기판(S) 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 대기압 이하의 압력에서 소성을 행하는 진공 베이크 장치(VB)(1)와, 진공 베이크 장치(VB)(1)로 기판(S)을 반송하기 위한 제 1 반송 장치로서의 반송 장치(11)(도 2 참조)와, 진공 베이크 장치(1)에 인접하여 설치되고, 반송 장치(11)를 수용하는 진공 배기 가능한 반송실(TR)(10)과, 반송실(TR)(10)에 인접하여 설치되고, 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 로드록 장치(LL)(20)를 구비하고 있다. 또한, 베이크 처리 시스템(100A)은, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)와 로드록 장치(LL)(20)의 사이의 기판 반송 경로에 배치되고, 이 기판 반송 경로 중 적어도 일부분에서 기판(S)의 전달을 행하는 제 2 반송 장치(31)와, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)와 제 2 반송 장치(31) 사이에 설치된 복수의 감압 건조 장치(VD)(210)를 구비하고 있다.
<감압 건조 장치>
감압 건조 장치(VD)(210)는 기존의 구성이기 때문에 상세한 설명을 생략하는데, 예를 들면 진공 배기 가능한 처리 용기와, 이 처리 용기 내에서 기판(S)을 재치하는 스테이지와, 이 처리 용기 내를 배기하는 배기 장치와, 이 처리 용기 내로 기판(S)을 반입 · 반출하는 개구부와, 이 개구부를 개폐하는 게이트 밸브를 구비하고 있다. 본 실시예에서는, 2 개의 감압 건조 장치(VD)(210)가 쌍이 되며, 합계 4 개의 감압 건조 장치(VD)(210)가 설치되어 있다.
<반송 장치>
도 6에 도시한 바와 같이, 감압 건조 장치(VD)(210)의 사이에는, 각 감압 건조 장치(VD)(210)에 대하여 기판(S)을 반송하기 위한 제 3 반송 장치(221)가 설치되어 있다. 이 반송 장치(221)는, 예를 들면 상하 2 단으로 설치된 포크(223a) 및 포크(223b)와, 이들 포크(223a, 223b)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 지지부(225)와, 이 지지부(225)를 구동시키는 구동 기구(도시하지 않음)와, 가이드 레일(227)을 구비하고 있다. 지지부(225)는 가이드 레일(227)을 따라 이동하고, 4 개의 감압 건조 장치(VD)(210)의 사이, 및 버퍼 스테이지(41A, 41B)와의 사이에서 기판(S)의 반송을 가능하게 하고 있다.
<버퍼 스테이지>
도 6의 베이크 처리 시스템(100A)은, 반송 장치(221)에 대하여 기판(S)의 전달이 가능한 위치에, 2 개의 버퍼 스테이지(41A, 41B)를 구비하고 있다. 일방의 버퍼 스테이지(41A)는 베이크 처리 시스템(100)과 외부의 장치, 예를 들면 잉크젯 인쇄 장치(200)와의 사이에서 기판(S)을 전달할 시의 임시 재치 장소이다. 타방의 버퍼 스테이지(41B)는, 베이크 처리 시스템(100A) 내의 반송 장치(221)와 반송 장치(31)와의 사이에서 기판(S)을 전달할 시의 임시 재치 장소이다. 버퍼 스테이지(41A, 41B)의 구성은 제 1 실시예와 동일하다.
이어서, 이상과 같이 구성된 베이크 처리 시스템(100A)의 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 전단계로서, 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)로 기판(S) 상에 유기 재료막을 소정의 패턴으로 인쇄한다. 유기 재료막이 인쇄된 기판(S)은, 외부의 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 부속되는 반송 장치(201)로 반출되고, 버퍼 스테이지(41A)의 지지벽(43) 상에 재치된다. 이 버퍼 스테이지(41A) 상의 기판(S)을 반송 장치(221)의 포크(223a)(또는 포크(223b))를 진퇴 구동시켜 수취한다. 이어서, 게이트 밸브를 개방한 상태에서, 기판(S)을 반송 장치(221)로부터 감압 건조 장치(VD)(210)의 스테이지(도시하지 않음)로 전달한다.
이어서, 감압 건조 장치(VD)(210)의 게이트 밸브를 닫고, 감압 건조 장치(VD)(210) 내를 배기하여, 내부를 소정의 진공도까지 감압함으로써, 유기 재료막 중에 포함되는 용매를 제거하는 건조 처리를 실시할 수 있다. 또한 건조 처리 공정에서는, 감압 건조 장치(VD)(210)로 불활성 가스를 도입해도 된다.
건조 처리가 종료된 후, 감압 건조 장치(VD)(210)의 게이트 밸브를 개방하고, 기판(S)을 반송 장치(221)에 의해 버퍼 스테이지(41B)의 지지벽(43) 상에 이동 재치한다. 이 버퍼 스테이지(41B) 상의 기판(S)을 반송 장치(31)의 포크(33a)(또는 포크(33b))를 진퇴 구동시켜 수취한다. 이어서, 대기측의 게이트 밸브(GV3)를 개방한 상태에서, 기판(S)을 반송 장치(31)로부터 로드록 장치(LL)(20)의 가동 핀(23)으로 전달한다.
포크(33a)(또는 포크(33b))를 퇴피시킨 후, 가동 핀(23) 상의 기판(S)을 하강시키고, 또한 게이트 밸브(GV3)를 닫는다. 이 후, 로드록 장치(LL)(20) 내를 배기하여, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다.
이어서, 가동 핀(23) 상의 기판(S)을 전달 위치까지 상승시키고, 또한 반송실(TR)(10)과 로드록 장치(LL)(20)의 사이의 게이트 밸브(GV2)를 개방한다. 그리고, 반송 장치(11)의 포크(13a)(또는 포크(13b))에 의해, 로드록 장치(LL)(20)에 수용된 기판(S)을 수취한다.
이어서, 반송 장치(11)의 포크(13a)(포크(13b))에 의해, 게이트 밸브(GV1)를 개방한 상태에서, 3 개의 진공 베이크 장치(VB)(1) 중 어느 일방으로 기판(S)을 반입하고, 전달 위치까지 상승시킨 가동 핀(5)으로 전달한다. 이어서, 게이트 밸브(GV1)를 닫고, 가동 핀(5)을 하강시켜 핫 플레이트(3)의 표면과의 간격을 조절하고, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내에서 기판(S)에 대하여 소정 조건으로 베이크 처리를 실시한다. 유기 재료막을 유기 EL에 사용하는 유기 기능막으로 변화시키기 위한 베이크 온도는, 예를 들면 250 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 범위 내가 바람직하고, 베이크 시간은 예를 들면 1 시간 정도가 바람직하다. 베이크 처리 동안은, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내를 대기압 이하로 감압하는 것이 바람직하다. 또한, 진공 베이크 장치(VB)(1) 내로 불활성 가스를 공급하면서 베이크 처리를 행하는 것이 바람직하다. 베이크 처리가 종료되면, 게이트 밸브(GV1)를 개방하고, 가동 핀(5)을 상승시켜, 기판(S)을 가동 핀(5)으로부터 반송 장치(11)의 포크(13a)(또는 포크(13b))로 전달하고, 진공 베이크 장치(VB)(1)로부터 반출한다.
그리고, 기판(S)은 상기와는 반대의 경로로 로드록 장치(LL)(20)로 반입된다. 베이크 처리 후의 기판(S)은, 가열된 상태이기 때문에, 로드록 장치(LL)(20) 내에서 냉각 처리를 행할 수 있다. 냉각 처리는, 로드록 장치(LL)(20)의 가동 핀(23)을 하강시켜 쿨링 플레이트(21)와의 간격을 조정하여, 소정 시간 보지한다. 냉각 처리 동안, 기판(S)의 이면으로, 쿨링 플레이트(21)의 가스 토출 홀(21b)로부터 백 쿨링 가스를 공급함으로써 냉각 효율을 높여, 기판(S)의 면내에서 균일한 냉각 처리가 가능해진다. 냉각 처리가 종료되면, 로드록 장치(LL)(20)의 압력을 대기압까지 상승시킨다. 그리고, 게이트 밸브(GV3)를 개방하고, 또한 가동 핀(23) 상의 기판(S)을 다시 전달 위치까지 상승시켜, 반송 장치(31)를 개재하여, 기판(S)을 예를 들면 버퍼 스테이지(41B)로 돌려보낸다. 또한, 반송 장치(221)를 이용하여 버퍼 스테이지(41A)에 기판(S)을 이동 재치한다. 기판(S)은, 잉크젯 인쇄 장치(IJ)(200)에 의한 다음의 유기 재료막의 형성 공정 또는, 외부의 다른 공정을 행하기 위하여 베이크 처리 시스템(100A)으로부터 반출된다.
이상의 공정에서는, 복수의 기판(S)을 일괄하여 반송하고, 또한 동시에 처리하는 것도 가능하다. 예를 들면, 반송 장치(221), 반송 장치(31) 및 반송 장치(11)로 복수 매 예를 들면 2 매의 기판(S)을 동시 반송하고, 또한 감압 건조 장치(VD)(210), 로드록 장치(LL)(20) 및 진공 베이크 장치(VB)(1)를, 예를 들면 도 3c 및 도 4c에 도시한 바와 같이 배치 방식으로 하거나, 다단으로 구성함으로써 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서의 다른 구성 및 효과는 제 1 실시예와 동일하다.
이상, 본 발명의 실시예를 예시의 목적으로 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 제약되지는 않고, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 유기 EL 소자의 제조 공정은 도 5에 예시한 것에 한정되지 않고, 예를 들면 EL층이, 양극측으로부터, [정공 수송층 / 발광층 / 전자 수송층], [정공 주입층 / 정공 수송층 / 발광층 / 전자 수송층] 등의 순으로 적층된 구조를 가지고 있는 경우라도, 동일하게 본 발명의 베이크 처리 시스템(100, 100A)을 적용할 수 있다.
또한, 도 1, 도 6에 도시한 베이크 처리 시스템(100, 100A)의 구성 또는 레이아웃은 어디까지나 예시이며, 진공 베이크 장치(VB)(1), 감압 건조 장치(VD)(210) 등의 배치 또는 개수 등은 적절히 변경 가능하다.
본 국제출원은 2012년 7월 25일에 출원된 일본특허출원 2012-164541호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 당해 출원의 모든 내용을 본 출원에 원용한다.

Claims (21)

  1. 잉크젯 인쇄 장치에 의해 기판 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 대기압 이하의 압력에서 소성을 행하는 베이크 장치와,
    상기 베이크 장치로 상기 기판을 반송하기 위한 제 1 반송 장치와,
    상기 베이크 장치에 인접하여 설치되고, 상기 제 1 반송 장치를 수용하는 진공 배기 가능한 반송실과,
    상기 반송실에 인접하여 설치되고, 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 로드록 장치와,
    상기 잉크젯 인쇄 장치와 상기 로드록 장치 사이의 기판 반송 경로에 배치되어, 상기 기판 반송 경로 중 적어도 일부분에서 상기 기판의 전달을 행하는 제 2 반송 장치를 구비하고,
    상기 로드록 장치는,
    그 내부에 수용한 상기 기판을 냉각하는 쿨링 플레이트와,
    상기 쿨링 플레이트의 표면에 대하여 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 상기 기판을 냉각하고 있는 동안은 상기 쿨링 플레이트의 표면으로부터 상기 기판을 이간시킨 상태로 지지하는 복수의 가동 핀을 가지는 베이크 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이크 장치는,
    상기 기판을 가열하는 핫 플레이트와,
    상기 핫 플레이트의 표면에 대하여 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 상기 기판을 가열하고 있는 동안은 상기 핫 플레이트의 표면으로부터 상기 기판을 이간시킨 상태로 지지하는 복수의 가동 핀을 가지는 베이크 처리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 핫 플레이트의 표면과 상기 기판의 간격이 0.1 mm 이상 10 mm 이하의 범위 내인 베이크 처리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 베이크 장치는 배기 장치에 접속되고, 상기 베이크 장치 내를 133 Pa 이상 66500 Pa 이하의 압력으로 조정하여 소성을 행하는 베이크 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이크 장치 내로 불활성 가스를 도입하여 소성을 행하는 베이크 처리 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트의 표면과 상기 기판의 간격이 0.1 mm 이상 10 mm 이하의 범위 내인 베이크 처리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드록 장치는 배기 장치에 접속되고, 상기 로드록 장치 내를 400 Pa 이상 대기압 이하의 압력으로 조정하여 상기 기판을 냉각하는 베이크 처리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드록 장치는, 그 내부에 수용한 상기 기판 상에 형성된 상기 유기 재료막을 감압 건조시키는 감압 건조 장치로서도 기능하는 베이크 처리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크젯 인쇄 장치에 의해 상기 기판 상에 형성된 상기 유기 재료막을 건조시키는 감압 건조 장치를 더 구비하고 있는 베이크 처리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이크 장치는 동시에 복수 매의 상기 기판을 수용하여 처리하는 베이크 처리 시스템
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 로드록 장치는 동시에 복수 매의 상기 기판을 수용하는 베이크 처리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 반송 장치는, 상기 베이크 장치와 상기 로드록 장치와의 사이에서 복수 매의 상기 기판을 동시에 반송하는 베이크 처리 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이크 장치가 상기 반송실에 인접하여 복수 배치되어 있는 베이크 처리 시스템.
  15. 잉크젯 인쇄 장치에 의해 기판 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 대기압 이하의 압력에서 소성을 행하는 베이크 장치와,
    상기 베이크 장치로 상기 기판을 반송하기 위한 제 1 반송 장치와,
    상기 베이크 장치에 인접하여 설치되고, 상기 제 1 반송 장치를 수용하는 진공 배기 가능한 반송실과,
    상기 반송실에 인접하여 설치되고, 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 로드록 장치와,
    상기 잉크젯 인쇄 장치와 상기 로드록 장치 사이의 기판 반송 경로에 배치되어, 상기 기판 반송 경로 중 적어도 일부분에서 상기 기판의 전달을 행하는 제 2 반송 장치를 구비하고,
    상기 로드록 장치는,
    그 내부에 수용한 상기 기판을 냉각하는 쿨링 플레이트와,
    상기 쿨링 플레이트의 표면에 대하여 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 상기 기판을 냉각하고 있는 동안은 상기 쿨링 플레이트의 표면으로부터 상기 기판을 이간시킨 상태로 지지하는 복수의 가동 핀을 가지고,
    상기 베이크 장치가 상기 반송실에 인접하여 복수 배치되어 있고,
    복수의 상기 베이크 장치와, 1 개의 상기 반송실과, 1 개의 상기 로드록 장치에 의해 1 개의 유닛이 구성되고, 상기 유닛은 복수 개 형성되어 있고, 또한, 상기 제 2 반송 장치는, 복수의 상기 유닛에 대하여 상기 기판의 반송을 행하는 것인 베이크 처리 시스템.
  16. 잉크젯 인쇄 장치에 의해 기판 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 감압 건조 처리를 행하는 감압 건조 장치와,
    상기 감압 건조 처리 후에 불활성 가스 분위기 하에서 소성을 행하는 베이크 장치와,
    상기 베이크 장치로 상기 기판을 반송하기 위한 제 1 반송 장치와,
    상기 베이크 장치에 인접하여 설치되고, 상기 제 1 반송 장치를 수용하는 반송실과,
    상기 반송실에 인접하여 설치되고, 대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 로드록 장치와,
    상기 감압 건조 장치와 상기 로드록 장치 사이의 기판 반송 경로에 배치되어, 상기 기판 반송 경로 중 적어도 일부분에서 상기 기판의 전달을 행하는 제 2 반송 장치를 구비하고,
    상기 로드록 장치는,
    그 내부에 수용한 상기 기판을 냉각하는 쿨링 플레이트와,
    상기 쿨링 플레이트의 표면에 대하여 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 상기 기판을 냉각하고 있는 동안은 상기 쿨링 플레이트의 표면으로부터 상기 기판을 이간시킨 상태로 지지하는 복수의 가동 핀을 가지는 베이크 처리 시스템.
  17. 삭제
  18. 잉크젯 인쇄 장치에 의해 기판 상에 형성된 유기 재료막에 대하여, 감압 건조 처리를 행하는 감압 건조 장치에 있어서,
    대기압 상태와 진공 상태를 전환 가능하게 구성된 내압 용기와,
    상기 내압 용기 내부에 수용한 상기 기판을 냉각하는 쿨링 플레이트와,
    상기 쿨링 플레이트의 표면에 대하여 돌출 및 함몰 가능하게 설치되고, 상기 기판을 냉각하고 있는 동안은 상기 쿨링 플레이트의 표면으로부터 상기 기판을 이간시킨 상태로 지지하는 복수의 가동 핀을 가지는 감압 건조 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트는 내부에 냉매 유로를 가지고, 상기 냉매 유로에 냉매를 공급하여 상기 쿨링 플레이트를 냉각할 수 있도록 구성된 감압 건조 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 쿨링 플레이트는 내부에 기판을 냉각하기 위한 백 쿨링용의 가스를 체류시키는 체류부를 가지고, 상기 쿨링 플레이트의 상면에는 상기 백 쿨링용의 가스를 토출하기 위한 복수의 가스 토출홀을 가지는 감압 건조 장치.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내압 용기에 불활성 가스를 도입할 수 있도록 구성된 감압 건조 장치.

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