(57)【要約】【課題】大型基板でも過大な設備投資や費用をかけず、高品質な薄膜を形成することが可能な構造を提供する。【解決手段】本発明の薄膜形成装置は、基板９上に液状体２００を塗布して薄膜９ａを形成する薄膜形成装置であって、基板９を支持する支持部材１０と、支持部材１０が着脱可能に設けられ、支持部材１０上に支持された基板９上に液状体２００を塗布する塗布装置と、支持部材１０上に着脱可能に設けられ、支持部材１０との間で基板９を気密に収容する収容室５０を形成可能な蓋部材２０と、基板９を収容室５０に収容した状態で、基板９上に塗布された液状体２００を乾燥処理する乾燥装置と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に液状体を塗布して薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記基板を支持する支持部材と、
前記支持部材が着脱可能に設けられ、前記支持部材上に支持された前記基板上に前記液状体を塗布する塗布装置と、
前記支持部材上に着脱可能に設けられ、前記支持部材との間で前記基板を気密に収容する収容室を形成可能な蓋部材と、
前記基板を前記収容室に収容した状態で、前記基板上に塗布された前記液状体を乾燥処理する乾燥装置と、を備えていることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記支持部材は、前記基板を前記支持部材上に固定する固定手段を備え、前記固定手段によって、前記塗布装置から前記支持部材が取り外された後も、前記基板を前記支持部材上に固定し続けることができるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記乾燥装置は、前記支持部材と前記蓋部材との一方又は双方を加熱する加熱装置を備え、前記支持部材又は前記蓋部材を介して前記加熱装置で前記基板を加熱することにより、前記液状体を乾燥処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記乾燥装置は、前記収容室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置を備え、前記不活性ガス供給装置により前記収容室を不活性ガス雰囲気にした状態で前記加熱装置を用いて前記基板を加熱することにより、前記液状体を乾燥処理することを特徴とする請求項３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記不活性ガス供給装置は、前記収容室に、前記液状体に含まれる溶媒の蒸気を含んだ不活性ガスを供給することを特徴とする請求項４に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記乾燥装置は、前記収容室の内部を排気する排気手段を備え、前記排気手段で前記収容室を真空排気することにより、前記液状体を乾燥処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
前記乾燥装置は、前記収容室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置を備え、前記不活性ガス供給装置により前記基板に対して不活性ガスを吹き付けることで、前記液状体を乾燥処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成装置。
【請求項８】
前記蓋部材の前記基板と対向する面には、前記不活性ガス供給装置から供給された不活性ガスを前記基板に向けて噴出す複数の噴出し口が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の薄膜形成装置。
【請求項９】
前記複数の噴出し口は、前記不活性ガス供給装置の吸気ラインと接続される接続部を中心として、回転対称性を有する位置に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の薄膜形成装置。
【請求項１０】
前記接続部に近い位置に設けられた前記噴出し口の大きさは、前記接続部から遠い位置に設けられた前記噴出し口の大きさよりも小さいことを特徴とする請求項８又は９に記載の薄膜形成装置。
【請求項１１】
前記塗布装置と前記乾燥装置との間で、前記支持部材上に支持された前記基板を移動させる移動装置と、
前記移動装置の移動経路上に設けられ、前記支持部材に対して前記蓋部材を昇降可能に保持すると共に、前記蓋部材を降下させることにより前記支持部材上に前記収容室を形成した状態で前記蓋部材を固定し、前記収容室に前記基板を気密に収容する蓋部材取付け装置と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項１２】
前記支持部材と前記塗布装置と前記乾燥装置とが設置されるベースを備え、
前記移動装置は、前記ベース上において前記塗布装置と前記乾燥装置との間に設けられたガイドレールと、前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられ前記支持部材が設置されるスライダーと、を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機ＥＬ素子やカラーフィルタの製造方法として、インクジェット法やオフセット印刷法等の液体プロセスを用いた方法が知られている。これらの方法では、液状体を塗布する塗布工程と、塗布された液状体を乾燥する乾燥工程とが行われ、塗布工程と乾燥工程とを交互に繰り返すことにより、複数の薄膜を形成することができる。
【０００３】
形成途中の薄膜は酸素や水分等によって劣化される場合があるため、窒素などの不活性ガスによって雰囲気を制御することが必要である。例えば、有機ＥＬ素子は酸素や水分によって劣化するため、特許文献１〜７では、封止までの工程を水分濃度、酸素濃度を低減させた環境下（不活性環境下）で行う方法が種々提案されている。
【特許文献１】特開２００３−７７６５５号公報
【特許文献２】特開２００４−７９３１７号公報
【特許文献３】特開２００４−１６４８７３号公報
【特許文献４】特開２００１−１８５３５５号公報
【特許文献５】特開２００３−１４２２６０号公報
【特許文献６】特開２００５−１１５７８号公報
【特許文献７】特開２００４−９５４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１から特許文献７では、基板上に有機層を成膜する工程を窒素などの不活性ガス雰囲気中で行っているので、基板サイズが大きくなれば基板を収容する容積が大きくなる。そのため、不活性ガス雰囲気を維持するために莫大な量の窒素が必要となり、処理室を不活性ガスに置換するための設備も大掛かりなものとなる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、大型基板でも過大な設備投資や費用をかけず、高品質な薄膜を形成することが可能な薄膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の薄膜形成装置は、基板上に液状体を塗布して薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記基板を支持する支持部材と、前記支持部材が着脱可能に設けられ、前記支持部材上に支持された前記基板上に前記液状体を塗布する塗布装置と、前記支持部材上に着脱可能に設けられ、前記支持部材との間で前記基板を気密に収容する収容室を形成可能な蓋部材と、前記基板を前記収容室に収容した状態で、前記基板上に塗布された前記液状体を乾燥処理する乾燥装置と、を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、支持部材と蓋部材とで形成される基板一枚分程度の大きさの収容室の中を不活性ガス雰囲気にするだけで良く、不活性ガスに置換する容積が大幅に低減される。したがって、収容室内の不活性ガス雰囲気を維持しやすく、所定の濃度に抑えることが容易となる。その結果、大型基板でも過大な設備投資や費用をかけず、高品質な薄膜を形成することができる。
【０００７】
本発明においては、前記支持部材は、前記基板を前記支持部材上に固定する固定手段を備え、前記固定手段によって、前記塗布装置から前記支持部材が取り外された後も、前記基板を前記支持部材上に固定し続けることができるように構成されていることが望ましい。固定手段としては、例えば、真空チャックを用いることができる。真空チャックの排気ラインのバルブを支持部材に設けることで、支持部材を塗布装置から取り外した場合でも、基板を真空チャックで支持部材上に固定し続けることができる。
この構成によれば、塗布装置から支持部材が取り外された後も基板が支持部材上に固定し続けられるので、改めて支持部材上に基板の位置合わせを行う必要がなくなる。その結果、基板の位置合わせを行う工程が省かれるので、簡単に効率良く薄膜を成形することができる。
【０００８】
本発明においては、前記乾燥装置は、前記支持部材と前記蓋部材との一方又は双方を加熱する加熱装置を備え、前記支持部材又は前記蓋部材を介して前記加熱装置で前記基板を加熱することにより、前記液状体を乾燥処理することが望ましい。
この構成によれば、支持部材又は蓋部材からの熱伝導を利用して基板の加熱が行われる。そのため、ヒータ等の一般的な加熱装置を用いることができ、新たな設備の追加や、既存の加熱装置からの設計変更などが不要となる。
【０００９】
本発明においては、前記乾燥装置は、前記収容室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置を備え、前記不活性ガス供給装置により前記収容室を不活性ガス雰囲気にした状態で前記加熱装置を用いて前記基板を加熱することにより、前記液状体を乾燥処理することが望ましい。
この構成によれば、有機ＥＬ素子等の酸素や水分に弱いデバイスを製造する場合にも、好適に利用可能な薄膜形成装置となる。
【００１０】
本発明においては、前記不活性ガス供給装置は、前記収容室に、前記液状体に含まれる溶媒の蒸気を含んだ不活性ガスを供給することが望ましい。
この構成によれば、収容室に蒸気を含んだ不活性ガスが供給されるので、収容室内の乾燥速度が急激に速くなったりせずにゆっくりと安定して行われる。したがって、収容室内の乾燥速度が制御され、基板上に塗布された液状体の乾燥が均一になるので、ムラなく均一な薄膜を形成することができる。
【００１１】
本発明においては、前記乾燥装置は、前記収容室の内部を排気する排気手段を備え、前記排気手段で前記収容室を真空排気することにより、前記液状体を乾燥処理することが望ましい。
この構成によれば、基板に熱的なストレスを与えることなく乾燥処理を行うことができる。また、特許文献１〜７に記載された従来の薄膜形成装置では、真空排気する空間が大きいため、真空排気に要する時間が長くなり、生産効率が悪かったが、本発明の薄膜形成装置では、真空排気する空間の大きさは基板一枚分程度の小さなものなので、真空排気に要する時間は格段に短くなり、真空排気に要する設備も小型のもので良い。
【００１２】
本発明においては、前記乾燥装置は、前記収容室に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置を備え、前記不活性ガス供給装置により前記基板に対して不活性ガスを吹き付けることで、前記液状体を乾燥処理することが望ましい。
この構成によれば、不活性ガスの流動に伴って溶媒の除去が行われる。そのため、基板に熱的なストレスを与えることなく乾燥処理を行うことができる。また、収容室の内部を不活性ガスに置換しつつ乾燥処理を行うことができるので、効率的な処理が可能である。
【００１３】
本発明においては、前記蓋部材の前記基板と対向する面には、前記不活性ガス供給装置から供給された不活性ガスを前記基板に向けて噴出す複数の噴出し口が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、一箇所のみから不活性ガスを噴出す場合に比べて、不活性ガスの供給量を収容室全体で均一化することができる。そのため、乾燥ムラの少ない薄膜を形成することができる。
【００１４】
本発明においては、前記複数の噴出し口は、前記不活性ガス供給装置の吸気ラインと接続される接続部を中心として、回転対称性を有する位置に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、薄膜の乾燥状態を基板全体で均一化することができ、乾燥ムラのない高品質な薄膜を形成することができる。
【００１５】
本発明においては、前記接続部に近い位置に設けられた前記噴出し口の大きさは、前記接続部から遠い位置に設けられた前記噴出し口の大きさよりも小さいことが望ましい。
一般に、接続部に近い噴出し口からは、接続部から遠い噴出し口よりも、勢い良く不活性ガスが噴出される。そのため、接続部に近い位置と接続部から遠い位置の噴出し口の大きさを異ならせることで、収容室全体で不活性ガスの噴出し量を均一化することができる。したがって、本発明によれば、液状体の乾燥速度を基板全体で均一化でき、乾燥ムラのない高品質な薄膜を形成することができる。
【００１６】
本発明においては、前記塗布装置と前記乾燥装置との間で、前記支持部材上に支持された前記基板を移動させる移動装置と、前記移動装置の移動経路上に設けられ、前記支持部材に対して前記蓋部材を昇降可能に保持すると共に、前記蓋部材を降下させることにより前記支持部材上に前記収容室を形成した状態で前記蓋部材を固定し、前記収容室に前記基板を気密に収容する蓋部材取付け装置と、を備えていることが望ましい。
この構成によれば、蓋部材の取り付け工程を自動で行うことができるので、効率の良い薄膜形成が可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記支持部材と前記塗布装置と前記乾燥装置とが設置されるベースを備え、前記移動装置は、前記ベース上において前記塗布装置と前記乾燥装置との間に設けられたガイドレールと、前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられ前記支持部材が設置されるスライダーと、を備えていることが望ましい。
この構成によれば、塗布工程、蓋部材の取り付け工程、乾燥工程の全ての工程を自動で行うことができる。そのため、より効率の良い薄膜形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００１９】
図１は本発明の薄膜形成装置の一実施形態である薄膜形成装置１００の概略構成斜視図である。薄膜形成装置１００は、基板９を支持する支持部材１０と、基板９上に液状体２００（図６参照）を塗布する塗布装置１１０と、を備えている。塗布装置１１０は、所定のパターンで液状体２００を供給可能な液滴吐出装置（インクジェット装置）である。
【００２０】
なお、以下の説明では、塗布装置１１０をインクジェット装置として説明するが、特にインクジェット装置には限定されず、基板９上に液状体２００を配置可能なものであればよく、例えばスクリーン印刷法により基板９上に液状体２００を配置してもよい。
【００２１】
支持部材１０は、ベース１０１に固定された保持装置１２０の上に着脱可能に設置されている。保持装置１２０は、保持土台１２１と吸着保持部１２２とで構成されている。保持土台１２１上の吸着保持部１２２が作動することにより、支持部材１０を吸着して保持するようになっている。
【００２２】
塗布装置１１０は、ベース１０１上に設けられ、支持部材１０に支持されている基板９に対して所定の材料を含む液状体２００を定量的に吐出可能な吐出ヘッド１１１と、吐出ヘッド１１１を移動可能に支持する吐出ヘッド移動装置１１７と、ベース１０１と支持部材１０との間に介在して支持部材１０を移動可能に支持する支持部材移動装置１１８とを備えている。吐出ヘッド１１１の液状体２００の吐出動作は、制御装置（図示略）により制御される。
【００２３】
ここで、図１には吐出ヘッド１１１が一つだけ図示されているが、塗布装置１１０には複数の吐出ヘッド１１１が設けられており、これら複数の吐出ヘッド１１１のそれぞれから異種又は同種の液状体２００が吐出されるようになっている。
【００２４】
吐出ヘッド移動装置１１７は、２本の支柱１１６を用いてベース１０１に対して立設され、ベース１０１の後部１０１ａに取付けられている。また、吐出ヘッド移動装置１１７は、例えばリニアモータによって構成され、２本の支柱１１６に固定された支持部１１５と、この支持部１１５に支持されている吐出ヘッドガイドレール１１４と、吐出ヘッドガイドレール１１４に沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている吐出ヘッドスライダー１１３と、を備えている。吐出ヘッドスライダー１１３は、吐出ヘッドガイドレール１１４に沿ってＸ軸方向に位置決め可能であり、吐出ヘッド１１１は接続部１１２を介して吐出ヘッドスライダー１１３に取り付けられている。
【００２５】
吐出ヘッド１１１には、揺動位置決め装置としてのモータ（回転運動を出力する電動機）１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄが設けられている。モータ１１１ａを作動すると、吐出ヘッド１１１はＺ軸に沿って上下動し、その位置決めをなすようになっている。また、モータ１１１ｂを作動すると、吐出ヘッド１１１はＹ軸回りのβ方向に沿って揺動し、その位置決めをなすようになっており、さらにモータ１１１ｃを作動すると、Ｘ軸回りのγ方向に揺動し、その位置決めをなすようになっている。また、モータ１１１ｄを作動すると、吐出ヘッド１１１はＺ軸回りのα方向に揺動し、その位置決めをなすようになっている。すなわち、吐出ヘッド移動装置１１７は、吐出ヘッド１１１をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に支持するとともに、この吐出ヘッド１１１をα方向（Ｚ軸回り）、β方向（Ｙ軸回り）、γ方向（Ｘ軸回り）に移動可能に支持するものとなっている。
【００２６】
支持部材移動装置１１８は、例えばリニアモータによって構成されたもので、支持部材ガイドレール１１９を備え、この支持部材ガイドレール１１９に沿って保持装置１２０を移動可能にするものである。この保持装置１２０は、支持部材ガイドレール１１９に沿ってＹ軸方向に移動可能となっている。
【００２７】
また、保持装置１２０の保持土台１２１上の吸着保持部１２２は、Ｚ軸回り（ΘＺ）用のモータ（図示略）を備えている。このモータは、例えばモータの回転力をギアボックス等の間接的機構を介さずに直接、駆動対象に伝達するダイレクトドライブ方式のものであり、モータのロータ（回転側）は支持部材１０に固定されている。これにより、モータに通電することでロータと支持部材１０とは、ΘＺ方向に沿って回転して支持部材１０をインデックス（回転割り出し）することができるようになっている。すなわち、支持部材移動装置１１８は、支持部材１０をＹ軸方向及びΘＺ方向に移動可能とするよう、構成されているのである。
【００２８】
このような構成のもとに吐出ヘッド１１１は、吐出ヘッドスライダー１１３に保持された状態のもとで、Ｚ軸方向に直線移動して位置決め可能であり、かつ、α、β、γに沿って揺動して位置決め可能となっている。よって、吐出ヘッド１１１の液状体吐出面は、支持部材１０上の基板９に対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができるようになっている。なお、吐出ヘッド１１１の液状体吐出面には液状体２００を吐出する複数のノズルが設けられている。
【００２９】
図２は、基板９（図１参照）の上に塗布された液状体２００を乾燥処理する加熱装置１７０を蓋部材２０の上面に設置した状態を示した概略構成斜視図である。基板９を支持する支持部材１０に蓋部材２０が固定されることで、基板９は気密に収容される。この状態で、蓋部材２０の上面に例えばヒータ等の加熱装置１７０が取り付けられ、この加熱装置１７０で蓋部材２０を介して基板９を加熱することにより液状体２００を乾燥処理するようになっている。
【００３０】
図３は、基板９の収容状態を示した概略構成断面図である。支持部材１０は、基板９を支持部材１０上に固定する手段として真空チャック（固定手段）１１を備えている。基板９は支持部材１０上に真空チャック１１に重なるように配置されている。この真空チャック１１によって、塗布装置１１０から支持部材１０が取り外された後も、基板９を支持部材１０上に固定し続けることができる。支持部材１０は、例えばＡｌ（アルミニウム）等の金属材料により形成されている。
【００３１】
真空チャック１１は、基板９を真空吸着により支持部材１０に固定するためのものである。また、真空チャック１１は、支持部材１０内部に形成された真空ライン１２に接続され、真空ポンプ等の装置（排気手段）（図示略）により真空排気され、真空ラインのバルブ１３を閉じることで真空状態が作られる。より具体的には、真空ライン１２は、図示左右方向に長手を有する本線部１２ａと、本線部１２ａの真空チャック１１側に図示上下方向に並設された複数の支線部１２ｂとを備えている。本線部１２ａの左右の支持部材１０から露出した端部は、真空ポンプ等の装置に接続され、本線部１２ａから支線部１２ｂを介して真空チャック１１を真空状態にし、基板９を支持部材１０の上面に密着して固定させるようになっている。
【００３２】
支持部材１０上には、基板９を支持部材１０との間で気密に収容する収容室５０を形成する凸状の蓋部材２０が設けられている。蓋部材２０は、例えばＡｌ等の金属材料により形成されている。蓋部材２０の支持部材１０に固定された基板９の周囲を囲む側壁部２３には、複数の開口部２１が形成されている。
【００３３】
開口部２１は、収容室５０内を真空排気してＮ２（窒素）等の不活性ガスを封入することで不活性ガス雰囲気にするものである。また、開口部２１は、蓋部材２０内部に形成された真空／Ｎ２ライン２２に接続されている。真空／Ｎ２ライン２２の開口部２１が接続された側と反対側の蓋部材２０から露出した端部は、真空ポンプ等の装置やＮ２封入装置（不活性ガス供給装置）（図示略）に接続されている。これにより、収容室５０内に不活性ガスが供給され、真空／Ｎ２ラインのバルブ２４を閉じることで不活性ガス雰囲気が作られるようになっている。
【００３４】
支持部材１０と蓋部材２０の周囲には、固定部材８が設けられている。固定部材８は、支持部材１０と蓋部材２０とを取り付けて、隙間が空かないように固定するためのものである。固定部材８は、例えばクリップ等の止め具やボルト、ナット等の止め具を用いることができる。また、これらを用いずに、マグネット等を用いた磁力による固定を行っても良い。なお、固定部材８の取り付けは、作業者が行っても機械が行ってもどちらでも良い。
【００３５】
図４は、図３に示したＡ−Ａ線に沿った断面構成を示している。支持部材１０は図示左右に長手を有する矩形状に形成されている。支持部材１０には、複数の真空ライン１２が真空チャック１１を構成する複数の円形状の吸着孔１１ａを貫通するように形成されている。
【００３６】
真空ライン１２は、第１真空ライン１２ａと、第２真空ライン１２ｂとで構成されている。第１真空ライン１２ａは支持部材１０の外周部の複数の吸着孔１１ａを貫通するように形成され、第２真空ライン１２ｂは支持部材１０の中央部の複数の吸着孔１１ａを貫通するように形成されている。すなわち、真空ライン１２は、吸着孔１１ａが支持部材１０の外周部に配置されたものと中央部に配置されたものとで分割されることにより、基板９が大きい場合や小さい場合であっても両方に適用できるように形成されている。また、真空ライン１２の支持部材１０から露出した端部は真空ポンプ等の装置（図示略）に接続されている。
【００３７】
真空チャック１１は、支持部材１０上に複数箇所形成された吸着孔１１ａにより構成されている。なお、本実施形態では真空チャック１１を構成する吸着孔１１ａの設置数は計２５箇所設置しているが、基板９を支持部材１０に真空吸着可能であれば上述の設置数に限らない。また、真空ライン１２の配置についても同様に、基板９を支持部材１０に真空吸着可能であれば上述の配置に限らない。
【００３８】
図５は、図３に示したＢ−Ｂ線に沿った断面構成を示している。蓋部材２０は図示左右に長手を有する矩形状に形成されている。蓋部材２０上には、複数の真空／Ｎ２ライン２２が蓋部材２０内側の側壁部２３から蓋部材２０外側へ貫通するように形成されている。側壁部２３には、真空／Ｎ２ライン２２に接続するように開口部２１が形成されている。真空／Ｎ２ライン２２の蓋部材２０から露出した端部は真空ポンプ等の装置（図示略）やＮ２封入装置（図示略）に接続されている。なお、本実施形態では開口部２１の設置数は、蓋部材２０の４辺に各１箇所ずつの計４箇所設置しているが、収容室５０内に不活性ガス雰囲気を作ることができれば上述の設置数に限らない。
【００３９】
（薄膜の形成方法）
次に、本発明の薄膜形成装置１００を用いた薄膜９ａの成形方法を一例として有機ＥＬ素子を挙げて説明する。有機ＥＬ素子の成形工程は基板９を支持部材１０に載置する工程と、基板９の上に有機ＥＬ素子の形成材料を含む液状体２００を塗布する工程と、基板９を気密に収容するように支持部材１０と蓋部材２０を固定する工程と、収容室５０内の基板９上に塗布された液状体２００を乾燥する工程と、からなる。
【００４０】
先ず、図６（ａ）に示すように、支持部材１０上に基板９を載置する。ここで、基板９上には従来公知の技術によりすでに陽極や隔壁層が形成されている。次に、真空ライン１２の端部に接続された真空ポンプ等の装置（図示略）を起動し、基板９を支持部材１０に真空吸着により固定する。このとき、真空ラインのバルブ１３を閉じる。
【００４１】
次に、図６（ｂ）に示すように、基板９を載置した支持部材１０を塗布装置１１０（図１参照）に設置する。次に、インクジェット方式で正孔注入層（有機ＥＬ素子）の形成材料を含む液状体２００を吐出ヘッド１１１から基板９上の所定の位置に吐出する。なお、インクジェット方式による液状体２００の塗布は大気中で行っても良い。なお、本実施形態ではインクジェット方式を用いているが、スリットコート法などのベタ塗りでも良い。
【００４２】
次に、図６（ｃ）に示すように、支持部材１０に蓋部材２０を取り付け、固定部材８で固定することで、基板９を気密に収容する収容室５０を形成する。なお、固定部材８を固定する工程は、作業者が行っても機械が行ってもどちらでも良い。
【００４３】
次に、真空／Ｎ２ライン２２を真空ポンプ等の装置やＮ２封入装置に接続し、収容室５０内を真空排気してＮ２等の不活性ガスを開口部２１から収容室５０内へ封入することで不活性ガス雰囲気にする。
【００４４】
次に、図６（ｄ）に示すように、収容室５０の上方（蓋部材２０の上面）にホットプレートや電気炉等の加熱装置１７０を接触させ、蓋部材２０からの熱伝導を利用して基板９上に塗布された液状体２００を乾燥し正孔注入層（薄膜）９ａを成膜する。なお、本実施形態の加熱装置１７０はホットプレートを用いているが、ハロゲンランプのような光を当てて熱するものでも良い。また、蓋部材２０または支持部材１０のいずれか一方、または双方に赤外線を透過させる透明な窓部を設け、基板９を直接熱するようにしても良い。
【００４５】
なお、本実施形態では加熱装置１７０を収容室５０の上方（蓋部材２０の上面）に配置しているが、収容室５０の下方（支持部材２０の下面）に配置しても良い。また、収容室５０の上方と併せて加熱装置１７０を収容室５０の下方に配置することにより、収容室５０の双方（蓋部材２０の上面及び支持部材２０の下面）から加熱することができる。
【００４６】
なお、加熱装置１７０の加熱による収容室５０内の乾燥速度を制御し、基板９上に塗布された液状体２００の乾燥をより均一にするために、真空／Ｎ２ライン２２から液状体２００をバブリングし、液状体２００に含まれる溶媒の蒸気を含んだＮ２ガス（不活性ガス）を真空／Ｎ２ライン２２を経由して開口部２１から収容室５０内に流入しながら乾燥を行っても良い。
【００４７】
なお、加熱装置１７０を用いずに、真空／Ｎ２ライン２２を真空系統に接続した減圧乾燥を行っても良い。また、不活性雰囲気でのベイク（加熱）が必要な場合は、真空／Ｎ２ライン２２の一方をＮ２ラインに接続し、真空／Ｎ２ライン２２を経由して開口部２１から収容室５０内にＮ２を流しながら所望の温度でベイクを行う。
【００４８】
次の工程までは、真空／Ｎ２ラインのバルブ２４を閉じて、Ｎ２を収容室５０内に封入したまま冷却し保管する。なお、不活性ガスの制御が必要でなく水分量の制御だけが必要な場合はドライエアーで収容室５０内を封入し保管しても良い。
【００４９】
次に、正孔注入層９ａの上に、正孔輸送層（図示略）、有機発光層（図示略）をこの順に、上述した正孔注入層９ａの形成工程と同様の工程を繰り返して行うことで形成する。次に、基板９を収容室５０から取り出し、真空ベイク（加熱）炉付きの蒸着装置に搬送する。次に、真空ベイクを行い、続けて有機発光層上に陰極（図示略）を形成する。このようにして、陽極と陰極の間に有機発光層が挟まれた有機ＥＬ素子が形成される。なお、陰極に続けて、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）やＳｉＯＮ（酸窒化シリコン）等の無機物層をＣＶＤを用いて形成することにより封止を行っても良い。また、乾燥剤を含んだ缶ガラス等による缶封止を行っても良い。
【００５０】
本実施形態の薄膜形成装置１００によれば、支持部材１０と蓋部材２０とで形成される基板一枚分程度の大きさの収容室５０の中を不活性ガス雰囲気にするだけで良く、不活性ガスに置換する容積が大幅に低減される。したがって、収容室５０内の不活性ガス雰囲気を維持しやすく、所定の濃度に抑えることが容易となる。その結果、大型基板でも過大な設備投資や費用をかけず、高品質な薄膜９ａを形成することができる。
【００５１】
また、この構成によれば、塗布装置１１０から支持部材１０が取り外された後も基板９が支持部材１０上に固定し続けられるので、改めて支持部材１０上に基板９の位置合わせを行う必要がなくなる。その結果、基板９の位置合わせを行う工程が省かれるので、簡単に効率良く薄膜９ａを成形することができる。
【００５２】
また、この構成によれば、支持部材１０と蓋部材２０との一方又は双方を加熱する加熱装置１７０を備えるので、支持部材１０又は蓋部材２０からの熱伝導を利用して基板９の加熱が行われる。そのため、ヒータ等の一般的な加熱装置１７０を用いることができ、新たな設備の追加や、既存の加熱装置からの設計変更などが不要となる。
【００５３】
また、この構成によれば、収容室５０を不活性ガス雰囲気にした状態で加熱されるので、有機ＥＬ素子等の酸素や水分に弱いデバイスを製造する場合にも、好適に利用可能な薄膜形成装置１００となる。
【００５４】
また、この構成によれば、収容室５０に液状体２００に含まれる溶媒の蒸気を含んだ不活性ガスが供給されるので、収容室５０内の乾燥速度が急激に速くなったりせずにゆっくりと安定して行われる。したがって、収容室５０内の乾燥速度が制御され、基板９上に塗布された液状体２００の乾燥が均一になるので、ムラなく均一な薄膜９ａを形成することができる。
【００５５】
また、この構成によれば、基板９に熱的なストレスを与えることなく乾燥処理を行うことができる。また、特許文献１〜７に記載された従来の薄膜形成装置では、真空排気する空間が大きいため、真空排気に要する時間が長くなり、生産効率が悪かったが、本発明の薄膜形成装置１００では、真空排気する空間の大きさは基板一枚分程度の小さなものなので、真空排気に要する時間は格段に短くなり、真空排気に要する設備も小型のもので良い。
【００５６】
（蓋部材の変形例）
図７は、本発明の蓋部材の他の例の蓋部材３０で収容された基板９の収容状態を示した概略構成断面図である。蓋部材３０は、基板９の液状体２００が塗布される面と対向する側に、収容室５０内に不活性ガスを噴出すことで不活性ガス雰囲気にする複数の噴出し口３１を備えている。噴出し口３１は、Ｎ２ライン３２に接続され、接続部３３を介してＮ２封入装置等の不活性ガス供給装置の吸気ライン（図示略）に接続され、収容室５０内に不活性ガス雰囲気が作られるようになっている。なお、図７に示される蓋部材３０を除いた構成は、上記一実施形態に係る構成と同一となっている。
【００５７】
このように、蓋部材３０の基板９と対向する面に噴出し口３１を備えることにより、不活性ガス供給装置により供給された不活性ガスを収容室５０内の基板９に対して吹き付けることで、基板９上に塗布された液状体２００を乾燥処理するようになっている。
【００５８】
図８は、図７に示したＣ−Ｃ線に沿った断面構成を示している。蓋部材３０は図示左右方向に長手を有する矩形状に形成されている。蓋部材３０上には、蓋部材３０と重なるように複数のＮ２ライン３２（破線部）が格子状に形成されている。蓋部材３０上の中央で２本のＮ２ライン３２が交差する位置には、接続部３３（破線部）が円形状に形成されている。接続部３３は、Ｎ２封入装置等の不活性ガス供給装置の吸気ライン（図示略）と接続されている。
【００５９】
蓋部材３０上の接続部３３が形成されていない複数のＮ２ライン３２が交差する位置には、複数の円形状の噴出し口３１が形成されている。噴出し口３１は、接続部３３を中心として、回転対称性を有する位置に設けられている。より具体的には、接続部３３を中心として１８０度回転した場合に、噴出し口３１の位置が回転前のもとの位置に重なる２回対称に設けられている。
【００６０】
また、噴出し口３１は、図７に示す支持部材１０上に載置された基板９上の全面に亘って噴出される不活性ガスの流量が均一になるように設けられている。より具体的には、接続部３３に近い位置に設けられた噴出し口３１の径の大きさは、接続部３３から遠い位置に設けられた噴出し口３１の径の大きさよりも小さくなっている。また、接続部３３から遠い位置に設けられるにつれて配置される数が多くなるように形成されている。
【００６１】
本変形例によれば、不活性ガスを吹き付けながら液状体２００を乾燥処理するので、不活性ガスの流動に伴って溶媒の除去が行われる。そのため、基板９に熱的なストレスを与えることなく乾燥処理を行うことができる。また、収容室５０の内部を不活性ガスに置換しつつ乾燥処理を行うことができるので、効率的な処理が可能である。
【００６２】
また、本変形例によれば、不活性ガスを基板９に向けて噴出す複数の噴出し口３１が設けられるので、一箇所のみから不活性ガスを噴出す場合に比べて、不活性ガスの供給量を収容室全体で均一化することができる。そのため、乾燥ムラの少ない薄膜９ａを形成することができる。
【００６３】
また、本変形例によれば、複数の噴出し口３１は、吸気ラインの接続部３３を中心として回転対称性を有する位置に設けられるので、薄膜の乾燥状態を基板全体で均一化することができ、乾燥ムラのない高品質な薄膜９ａを形成することができる。
【００６４】
また、本変形例によれば、液状体２００の乾燥速度を基板全体で均一化でき、乾燥ムラのない高品質な薄膜９ａを形成することができる。一般に、接続部３３に近い噴出し口３１からは、接続部３３から遠い噴出し口３１よりも、勢い良く不活性ガスが噴出される。そのため、接続部３３に近い位置と接続部３３から遠い位置の噴出し口３１の大きさを異ならせることで、収容室５０全体で不活性ガスの噴出し量を均一化することができる。
【００６５】
（薄膜形成装置の変形例）
【００６６】
図９は、本発明の薄膜形成装置の他の方式の薄膜形成装置１００Ａを示した概略構成斜視図である。薄膜形成装置１００Ａは、基板９上に塗布された液状体２００を乾燥処理する乾燥装置１８０と、塗布装置１１０と乾燥装置１８０との間で支持部材１０に支持された基板９を移動させるガイドレール方式の移動装置１４０と、蓋部材２０を支持部材１０に固定する蓋部材取付け装置１３０と、を備えている。移動装置１４０は、ベース１０１上において塗布装置１１０と乾燥装置１８０との間に設けられた２本のガイドレール１４３と、ガイドレール１４３に沿って移動可能に設けられ支持部材１０が設置されるスライダー１４１と、を備えている。なお、図９に示される乾燥装置１８０、移動装置１４０及び蓋部材取付け装置１３０を除いた構成は、上記一実施形態に係る構成と同一となっている。
【００６７】
乾燥装置１８０は、ベース１０１上に設けられ、支持部材１０と蓋部材２０が固定され気密に収容されている基板９を所定の温度に加熱し、基板９上に塗布された液状体２００を乾燥処理するものである。乾燥装置１８０には、基板９を加熱するための加熱ヒータ（加熱装置）１８１が、支持部材１０に固定されている基板９を収容する蓋部材２０に対して対向する位置に設けられている。
【００６８】
乾燥装置１８０は、逆Ｕ字状の支持体１８２を有し、ベース１０１の前部１０１ｂに取り付けられている。加熱ヒータ１８１は、支持体１８２に昇降装置１８３を介して支持されている。昇降装置１８３は、例えばエアシリンダによって構成されており、加熱ヒータ１８１をＺ軸方向に上下動可能に支持している。加熱ヒータ１８１は、基板９を収容する蓋部材２０の上面に接するように下方に向けて移動される。
【００６９】
なお、乾燥装置１８０は、収容室５０（図３参照）に不活性ガスを供給する不活性ガス装置（図示略）を備えている。この不活性ガス装置は、収容室５０を不活性ガス雰囲気にする機能と、液状体２００に含まれる溶媒の蒸気を含んだ不活性ガスを供給する機能と、を備えている。また、乾燥装置１８０は、収容室５０の内部を排気する排気手段（図示略）を備えている。この排気手段は、収容室５０を真空排気することにより液状体２００を乾燥処理する機能を備えている。
【００７０】
移動装置１４０は、ベース１０１上に設けられ、支持部材１０に支持された基板９をＹ軸方向に移動させる。この移動装置１４０により、塗布装置１１０で基板９上に液状体２００を塗布する工程の後に、蓋部材取付け装置１３０で基板９を気密に収容する工程に移され、そして基板９を収容した状態で基板９上の液状体２００を乾燥装置１８０で乾燥処理する工程に移される。
【００７１】
移動装置１４０は、例えばリニアモータによって構成されている。このリニアモータ形式の移動装置１４０のスライダー１４１は、ガイドレール１４３に沿ってＹ軸方向に移動して位置決め可能である。
【００７２】
また、スライダー１４１は、Ｚ軸回り（ΘＺ）用の円柱状のモータ１４２を備えている。このモータ１４２は、例えばモータの回転力をギアボックス等の間接的機構を介さずに直接、駆動対象に伝達するダイレクトドライブ方式のものであり、モータ１４２のロータ（回転側）は支持部材１０に固定されている。
【００７３】
これにより、モータ１４２に通電することでロータと支持部材１０とは、Ｚ軸回りに沿って回転することができる。すなわち、移動装置１４０は、支持部材１０をＹ軸方向及びＺ軸回りに移動可能である。
【００７４】
移動装置１４０のガイドレール１４３は、乾燥装置１８０の加熱ヒータ１８１の下方まで延びており、支持部材１０保持するスライダー１４１は加熱ヒータ１８１の下方まで移動可能に設けられている。したがって、スライダー１４１により基板９を加熱ヒータ１８１の下方まで移動することにより、加熱ヒータ１８１は、昇降装置１８３によって所定の位置に降下され、基板９を収容する蓋部材２０（図示略）の上面に真上から接触するようになっている。
【００７５】
蓋部材取付け装置１３０は、支持部材１０に対して蓋部材２０を昇降可能に保持すると共に、蓋部材２０を降下させることによって支持部材１０に基板９を気密に収容する収容室を形成した状態で蓋部材２０を固定する。蓋部材取付け装置１３０は、ベース１０１上に設けられ、移動装置１４０の移動経路上に設けられている。
【００７６】
蓋部材取付け装置１３０は、Ｌ字型の支持体１３３を有し、ベース１０１の中央部（前部１０１ｂと後部１０１ａの間）に取付けられている。蓋部材取付け装置１３０は、逆Ｕ字状のフォーク１３１と、フォーク接続部１３２と、を備えている。フォーク１３１は、フォーク接続部１３２により支持体１３３に接続されると共に、上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能となっている。また、フォーク接続部１３２は、支持体１３３に接続されると共に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。これにより、フォーク１３１は、支持部材１０に対して蓋部材２０を昇降可能に保持すると共に、蓋部材２０を降下させることによって支持部材１０に基板９を気密に収容する収容室５０を形成した状態で蓋部材２０を固定することができる。
【００７７】
そして、吐出ヘッド１１１の液状体２００の吐出動作や、加熱ヒータ１８１の昇降動作、吐出ヘッド移動装置１１７及び移動装置１４０の移動操作、蓋部材取付け装置１３０の昇降動作を含む薄膜形成装置１００Ａの動作は、制御装置（図示略）により制御される。
【００７８】
本変形例によれば、塗布装置１１０と乾燥装置１８０との間で、移動装置１４０と蓋部材取付け装置１３０とを備えるので、蓋部材２０の取り付け工程を自動で行うことができる。そのため、効率の良い薄膜形成が可能となる。
【００７９】
また、本変形例によれば、基板９を支持する支持部材１０が塗布装置１１０と乾燥装置１８０の間をガイドレール１４３に沿って移動されるので、塗布工程、蓋部材２０の取り付け工程、乾燥工程の全ての工程を自動で行うことができる。そのため、より効率の良い薄膜形成が可能となる。
【００８０】
なお、本実施形態の薄膜形成装置としては、ガイドレール方式を例に挙げたが、他の方式を用いることもできる。例えば、他の方式としてはマルチ収容室方式（クラスターツール方式）が挙げられる。このクラスターツール方式によれば、塗布装置１１０と、乾燥装置１８０と、基板９の洗浄装置とが、収容室５０を搬送するロボットアーム（搬送装置）を中心にして円周状に連なるように配置される。したがって、基板９上に薄膜９ａを成形するための各種装置が連なっているので、効率良く薄膜９ａを成形することができる。また、各種装置の配置の順序は所定の位置に設定することができるので配置の自由度が高く、製造ラインの設計の幅を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の薄膜形成装置の概略構成斜視図である。
【図２】基板の加熱状態を示した概略構成斜視図である。
【図３】基板の収容状態を示した概略構成断面図である。
【図４】支持部材の概略構成断面図である。
【図５】蓋部材の概略構成断面図である。
【図６】薄膜形成装置を用いて有機ＥＬ素子の成形工程を示した概略断面図である。
【図７】蓋部材の変形例の概略構成断面図である。
【図８】蓋部材の変形例の概略構成断面図である。
【図９】薄膜形成装置の第１変形例の概略構成斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
９…基板、９ａ…薄膜、１０…支持部材、１１…真空チャック（固定手段）、１３…真空ラインのバルブ、２０…蓋部材、２４…真空／Ｎ２ラインのバルブ、３１…噴出し口、３３…接続部、５０…収容室、２００…液状体、１００，１００Ａ…薄膜形成装置、１０１…ベース、１１０…塗布装置、１３０…蓋部材取付け装置、１４０…移動装置、１４１…スライダー、１４３…ガイドレール、１７０…加熱装置、１８０…乾燥装置、１８１…加熱ヒータ（加熱装置）
【図１】
2010067430.tif 000003
【図２】
2010067430.tif 000004
【図３】
2010067430.tif 000005
【図４】
2010067430.tif 000006
【図５】
2010067430.tif 000007
【図６】
2010067430.tif 000008
【図７】
2010067430.tif 000009
【図８】
2010067430.tif 000010
【図９】
2010067430.tif 000011