(57)【要約】【課題】水平蒸着型の有機ＥＬ膜成膜用の蒸発装置において、蒸発源の無駄な蒸発時間を極力低減する。【解決手段】有機ＥＬ膜成膜用の蒸着装置は、真空ロボットが配置されたロボット搬送室と、このロボット搬送室に接続された２個の蒸着室と、２枚の基板を載置可能であって蒸着室内に水平に収納されたインデックステーブルと、インデックステーブルを水平方向に回転させる回転手段と、インデックテーブルの下方に、水平方向に移動可能に配置された蒸発源とを有する。真空ロボットは、蒸着室とロボット搬送室の間で水平方向に基板を搬入・搬出可能であり、インデックステーブルに載置された２枚の基板の一方を蒸発源で蒸着中に、真空ロボットを用いて、他方の基板を蒸着室からロボット搬送室に搬出しその代わりに新たな基板をロボット搬送室から蒸着室に搬入する。蒸着終了後は、インデックステーブルを回転させる。【選択図】図３
2014070241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ロボットが配置されたロボット搬送室と、このロボット搬送室にゲートバルブを介して接続された１または２個の蒸着室と、複数枚の基板を載置可能であって前記蒸着室内に水平に収納されたインデックステーブルと、このインデックステーブルを水平方向に回転させる回転手段と、前記インデックテーブルの下方であって前記複数枚の基板の一つに対向し、水平方向に移動可能に配置された蒸発源とを有する有機ＥＬ膜成膜用の蒸着装置であって、前記真空ロボットは前記蒸着室と前記ロボット搬送室の間で水平方向に基板を搬入・搬出可能であり、前記インデックステーブルに載置された複数の基板の内の１枚の基板を前記蒸発源で蒸着中に、前記真空ロボットを用いて、他の１枚の基板を前記蒸着室から前記ロボット搬送室に搬出しその代わりに新たな基板を前記ロボット搬送室から前記蒸着室に搬入することを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記回転手段は、前記蒸着室外に配置したモーターの回転駆動力を、前記蒸着室内に収納した前記インデックステーブルに磁性流体シール手段を介して伝達するものであることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記インデックステーブルに載置する基板の反蒸着面側にワーク持ち上げ部を有する押え板を配置し、前記蒸着室の外部に配置したシリンダと、このシリンダの一端が接続されたベローズと、このベローズの内側に接続されたフローティングジョイントを介して前記ベローズに接続され前記蒸着室内に配置される昇降シャフトと、この昇降シャフトの下端部に設けられ前記ワーク持ち上げ部に嵌め込み可能なソケット部とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記インデックステーブルは２個の基板を載置可能であり、前記ロボット搬送室から遠い側に前記蒸発源による蒸着を実行する蒸発位置を、前記ロボット搬送室から近い側に前記真空ロボットにより基板を搬入・搬出する受け渡し位置を形成していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
ロボット搬送室内に配置した真空ロボットを用いて、前記ロボット搬送室に付設した蒸着室内に配置した複数枚の基板を蒸着及び搬入・搬出する有機ＥＬ膜成膜基板の蒸着方法であって、複数枚の基板を前記真空ロボットを用いて水平に配置されたインデックステーブルに載置し、複数枚の基板の中の１枚の基板をこの基板の下方であって基板に対向して配置した蒸発源を移動させて蒸着し、その蒸着中に他の１枚の基板を前記真空ロボットを用いて前記ロボット搬送室に搬出するとともに新たな基板を前記蒸着室に搬入して前記インデックステーブルに載置し、前記蒸着中の基板の蒸着が終了したら、前記インデックステーブルを水平方向に回転して未蒸着の基板を前記蒸発源の位置に位置決めし、以後上記手順を繰り返すことを特徴とする蒸着方法。
【請求項６】
前記基板を前記蒸発室へ搬入するとき、または前記基板を前記ロボット搬送室に搬出するときに、前記基板の蒸着面とは反対面側に配置したワーク持ち上げ部を、ベローズを介して前記蒸着面外に配置したシリンダに接続された昇降シャフトの先端のソケット部に嵌め込んで、前記基板を前記インデックステーブルから持ち上げまたは前記インデックステーブルへ吊り下げることを特徴とする請求項５に記載の蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着装置および蒸着方法に係り、特に有機ＥＬ膜の蒸着に好適な蒸着装置および蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の有機ＥＬ膜成膜用の蒸着装置の例が、特許文献１、２に記載されている。これらの公報では、材料損失の少ない経済的な有機ＥＬデバイス製造装置を提供するために、真空チャンバ内に２枚以上の基板を配置できるようにしている。そして、１枚目の基板を蒸発源から蒸発した蒸着材で蒸着中に、他の基板を真空チャンバ内に搬入し、２枚目の基板を蒸着材で蒸着中に、１枚目の基板を真空チャンバから搬出している。もしくは、１枚目の基板を蒸着中に他の基板の位置合わせを終了し、１枚目の基板の蒸着に用いた同一の蒸発源で２枚目の基板を蒸着中に１枚目の基板を真空チャンバから搬出する。特許文献２では、さらに搬送中は基板の蒸着面を上側にして搬送している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８６９５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−６２０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機ＥＬデバイスを製造するのに有力な方法である真空蒸着法では、安定した蒸着を持続させるために、蒸発源から材料蒸発速度を一定に保つように制御する必要がある。そのため、抵抗加熱や誘導加熱などの方法を用いて蒸着材料を加熱し物理蒸着(ＰＶＣ)しているが、蒸発速度が安定するためには一定の時間が必要となり、蒸発源からの材料の蒸発をあたかもスイッチをＯＮ/ＯＦＦするように制御することは容易に実現できない。また、材料蒸発速度を一定に保つために常時蒸発させる必要があるので、蒸着に必要でない基板の搬出入工程や位置決め工程の時にも蒸発させており、これらの工程では蒸発源から蒸発する材料は蒸着工程になんら寄与せず、そのまま材料損失となる。
【０００５】
そこで上記特許文献１や特許文献２では、真空チャンバ内で基板を垂直に立てたまま蒸着させる垂直蒸着方式において、真空チャンバ内に複数の基板を収容できるようにして、一方の基板が蒸着中に他方の基板のいずれかを搬入・搬出しまたは位置決めするようにしている。しかしながら、この特許文献１、２に記載の方法でも、一方の基板の蒸着を終えた後に、搬入された他方の基板を蒸着させる際に、蒸着源を一方の基板の位置から他方の基板の位置に移動させているので、移動の時間中は蒸着源をシャッター等で遮蔽して基板や基板外へ蒸着するのを防ぐと共に、シャッター等へ無駄に蒸発させている。
【０００６】
ところで、有機ＥＬ材料は高価であるから、できるだけ無駄な使用を避けることが求められている。上記特許文献１、２においては従来に比べ、飛躍的に蒸発物の無駄な使用を低減できているが、それでも製品価格の上昇に結び付く有機ＥＬ材料の損失の低減が求められている。なお、損失材料が多くなると、材料の交換頻度が高くなり装置の稼働時間が低下するという不具合も生じる。
【０００７】
さらに、この特許文献１、２に記載のものは基板を垂直にして蒸着するものであり、基板を水平に保持したまま基板の下面から蒸着する、水平蒸着の場合については考慮されていない。
【０００８】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、水平蒸着型の有機ＥＬ膜成膜用の蒸発装置において、無駄な蒸発源の蒸発時間を極力低減することにある。本発明の他の目的は、上記目的に加えて、蒸発源の有効稼働率を向上させて材料損失を低下させ、有機ＥＬデバイスの製造コストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の特徴は、真空ロボットが配置されたロボット搬送室と、このロボット搬送室にゲートバルブを介して接続された１または２個の蒸着室と、複数枚の基板を載置可能であって前記蒸着室内に水平に収納されたインデックステーブルと、このインデックステーブルを水平方向に回転させる回転手段と、前記インデックテーブルの下方であって前記複数枚の基板の一つに対向し、水平方向に移動可能に配置された蒸発源とを有する有機ＥＬ膜成膜用の蒸着装置であって、前記真空ロボットは前記蒸着室と前記ロボット搬送室の間で水平方向に基板を搬入・搬出可能であり、前記インデックステーブルに載置された複数の基板の内の１枚の基板を前記蒸発源で蒸着中に、前記真空ロボットを用いて、他の１枚の基板を前記蒸着室から前記ロボット搬送室に搬出しその代わりに新たな基板を前記ロボット搬送室から前記蒸着室に搬入することにある。
【００１０】
そしてこの特徴において、前記回転手段は、前記蒸着室外に配置したモーターの回転駆動力を、前記蒸着室内に収納した前記インデックステーブルに磁性流体シール手段を介して伝達するものであることが望ましく、前記インデックステーブルに載置する基板の反蒸着面側にワーク持ち上げ部を有する押え板を配置し、前記蒸着室の外部に配置したシリンダと、このシリンダの一端が接続されたベローズと、このベローズの内側に接続されたフローティングジョイントを介して前記ベローズに接続され前記蒸着室内に配置される昇降シャフトと、この昇降シャフトの下端部に設けられ前記ワーク持ち上げ部に嵌め込み可能なソケット部とを有するものでもよい。
【００１１】
また、前記インデックステーブルは２個の基板を載置可能であり、前記ロボット搬送室から遠い側に前記蒸発源による蒸着を実行する蒸発位置を、前記ロボット搬送室から近い側に前記真空ロボットにより基板を搬入・搬出する受け渡し位置を形成するのが好ましい。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の他の特徴は、ロボット搬送室内に配置した真空ロボットを用いて、前記ロボット搬送室に付設した蒸着室内に配置した複数枚の基板を蒸着及び搬入・搬出する有機ＥＬ膜成膜基板の蒸着方法であって、複数枚の基板を前記真空ロボットを用いて水平に配置されたインデックステーブルに載置し、複数枚の基板の中の１枚の基板をこの基板の下方であって基板に対向して配置した蒸発源を移動させて蒸着し、その蒸着中に他の１枚の基板を前記真空ロボットを用いて前記ロボット搬送室に搬出するとともに新たな基板を前記蒸着室に搬入して前記インデックステーブルに載置し、前記蒸着中の基板の蒸着が終了したら、前記インデックステーブルを水平方向に回転して未蒸着の基板を前記蒸発源の位置に位置決めし、以後上記手順を繰り返すものである。
【００１３】
そしてこの特徴において、前記基板を前記蒸発室へ搬入するとき、または前記基板を前記ロボット搬送室に搬出するときに、前記基板の蒸着面とは反対面側に配置したワーク持ち上げ部を、ベローズを介して前記蒸着面外に配置したシリンダに接続された昇降シャフトの先端のソケット部に嵌め込んで、前記基板を前記インデックステーブルから持ち上げまたは前記インデックステーブルへ吊り下げることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、水平蒸着型の有機ＥＬ膜成膜用の蒸発装置において、同一の真空チャンバ内に複数の基板を配置可能にし、一方の基板を蒸着中に他の基板を真空チャンバに搬入及び搬出し、基板の蒸着終了後すぐに複数の基板位置を交換するようにしたので、無駄な蒸発源の蒸発時間を極力低減できる。また、蒸発源の有効稼働率が向上して材料損失が低下するので、有機ＥＬデバイスの製造コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ蒸着ラインの一実施例の平面図である。
【図２】図１に示した有機ＥＬ蒸着ラインが備える蒸着装置の一部を、模式的に示した平面図である。
【図３】図２に示した蒸着装置内を、基板が移動する状態を説明する平面図である。
【図４】図１に示した有機ＥＬ蒸着ラインが備える蒸着装置の部分平面図である。
【図５】図４に示した蒸着装置の一部を正面断面図で示した図である。
【図６】図５のＴ部の拡大図である。
【図７】図５に示した蒸着室内に収容されるインデックステーブル周りの分解斜視図である。
【図８】図７のＵ部拡大図である。
【図９】図７のＶ部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る有機ＥＬ蒸着ライン及びそれが備える蒸着装置の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、一般的に使用されるアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ蒸着ライン１００の平面図である。図２及び図３は、この有機ＥＬ蒸着ライン１００が複数備える蒸着装置１３０〜１３７の中の１個を取り出した図である。図２は、ロボット搬送室１０１〜１０８と、このロボット搬送室１０１〜１０８の各々の両側部に配置される蒸着室１２１ａ〜１２８ｂの一方を取り出した平面図であり、図３はこの取り出した蒸着室１２１ａとロボット搬送室１０１内での基板Ｓ０〜Ｓ２の移動状態を説明するための平面図である。
【００１７】
ところで、有機ＥＬ蒸着膜を有する有機ＥＬデバイスを製作する場合には、単に発光材料層（ＥＬ層)だけでなく、ＥＬ層を挟む電極層や、陽極の上に形成する正孔注入層、輸送層、陰極の上に形成する電子注入層など、様々な薄膜が必要となる。そのため、複数の蒸着材料を使用して必要な層を形成するが、各層は、一つの蒸着材料ごとに蒸発させて基板上に形成された蒸着膜層であり、これら各層を多層に積層して、最終的に有機ＥＬデバイスが完成される。
【００１８】
具体的には、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬデバイスを作成する場合には、ＴＦＴ基板(バックブレーン)の上に正孔注入層(ＨＩＬ)、正孔輸送層（ＨＴＬ）、赤色発光層（Ｒ）、緑色発光層（Ｇ）、青色発光層（Ｂ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、電子注入槽(ＥＩＬ)、陰極(カソード)の順に、層を重ねて蒸着する。この具体的な例を、図１に模式的に示している。なお、有機ＥＬデバイスの特性を向上させるために、必要に応じて、任意の層を追加、または省略する場合もある。
【００１９】
本実施例では、有機ＥＬ蒸着ライン１００は、左右の蒸着室(たとえば１２１ａと１２１ｂ)では同一の蒸着膜を成膜しているので、８層の蒸着膜層を作成可能である。各ロボット搬送室１０１〜１０８の前後側両側面に、ゲートバルブ１４１ａ〜１４８ｂが配置され、ゲートバルブ１４１ａの上流側に受渡室１１１が、ゲートバルブ１４１ｂとゲートバルブ１４２ａ間に受渡室１１２が配置されており、以下同様に受渡室１１３〜１１８がゲートバルブ１４２ｂ〜１４８ａ間に配置されている。ゲートバルブ１４８ｂの下流側には、受渡室１１９が配置されている。
【００２０】
各ロボット搬送室１０１〜１０８には、詳細を後述する真空ロボットが収容されている。各ロボット搬送室１０１〜１０８の左右両側部であって、受渡室１１１〜１１９とほぼ垂直な方向には、ゲートバルブ２３１ａ〜２３８ｂを介して、蒸着室１２１ａ〜１２８ｂが配置されている。
【００２１】
このように構成した有機ＥＬ蒸着ライン１００では、各受渡室１１１〜１１９に取り付けたゲートバルブ１４１ａ〜１４８ｂを用いて、ロボット搬送室１０１〜１０８とその左右両側に配置される蒸着室１２１ａ〜１２８ｂとを有する８組のクラスター(蒸着装置)に仕切ることが可能になる。例えば、第１の蒸発装置１０１は、ロボット搬送室１０１及び左右の蒸着室１２１ａ、１２１ｂを有し、他の蒸着室１２２ａ〜１２８ｂやロボット搬送室１０２〜１０８とはゲートバルブ１４１ａ、１４１ｂを閉じることにより仕切ることができる。
【００２２】
この図１に示した有機ＥＬ蒸着ライン１００では、図１で上端に位置する受渡室１１１に、蒸着前の工程であるアニール工程やプラズマ洗浄工程等を経た図示しない基板が供給される。一方、一連の蒸着膜作成工程を経た基板は、下端の受渡室１１９から次工程へ送られる。なお、蒸着工程中は、図１に示したロボット搬送室１０１〜１０８および蒸着室１２１ａ〜１２８ｂのすべてを、１０−６Ｐａ台の真空圧力まで図示しない真空ポンプにより、真空排気可能になっている。
【００２３】
初めに、受渡室１１１に供給された基板Ｓ０は、ゲートバルブ１４１ａが開かれた後にロボット搬送室１０１に搬送手段により、搬送される。次いで、ゲートバルブ１４１ａが閉じられ、ロボット搬送室１０１の左右いずれかに設けられたゲートバルブ２３１ａまたは２３１ｂが開かれ、ロボット搬送室１０１内に配置した真空ロボットにより、当該開かれたゲートバルブ２３１ａ(２３１ｂ)側の蒸着室１２１ａ（１２１ｂ）に導かれる。蒸着室１２１ａ（または１２１ｂ）で蒸着を終えた基板Ｓ０は、次の層の蒸着のために、ロボット搬送室１０１内に配置した真空ロボットにより、蒸着室１２１ａ（１２１ｂ）から取り出される。そして、次の蒸着層を形成するために、ゲートバルブ１４１ｂが開かれ、搬送手段が基板Ｓ０を受渡室１１２に送る。以下、同様の手順を繰り返し、受渡室１１９まで導かれた基板Ｓ０は、次工程へ渡される。
【００２４】
次に本発明の特徴である、１個の真空チャンバで構成した蒸着室１２１ａ内に２枚の基板Ｓ０、Ｓ１を配置し、基板への真空蒸着および蒸着室１２１ａ内への基板の搬入・搬出の手順を、図２及び図３を用いて説明する。この図２及び図３では、主たる構成要素のみを模擬的に示している。蒸発工程において最初の層を作成する蒸発装置１３０について、一方の蒸着室１２１ａだけを取り上げている。他の蒸発装置１３１〜１３７および反対側の蒸着室１２１ｂでも、基板への蒸着及び基板の搬送・搬入は同様に実行される。
【００２５】
蒸着室１２１ａには、基板を２枚並べて配置できるインデックステーブル２１３が配置されている。ロボット搬送室１０１から遠い左側の基板位置は蒸着位置２１１であり、ロボット搬送室１０１に近い右側の基板位置は受渡位置２１２である。インデックステーブル２１３は１８０°左右回転でき、蒸着室１２１ａへ基板の搬入および基板の搬出時に切替動作２１４ａ、２１４ｂとして反転動作する。インデックステーブル２１３が左右に回転しても、常にロボット搬送室１０１から遠い側が蒸着位置２１１である。インデックステーブル２１３が左右に１８０度回転することにより、蒸着室１２１ａ内にはインデックステーブル干渉エリア２１５が形成される。
【００２６】
蒸発位置２１１側には詳細を後述するように、インデックステーブル２１３の下方に基板に対向して、蒸発源ＶＤＳが配置されている。蒸発源ＶＤＳは、基板の下面側に蒸発材料を蒸着する。蒸発源ＶＤＳは、インデックステーブル２１３の前後端部の近傍を蒸発源折り返し位置２２１、２２３として、蒸着室１２１ａの前後方向２２２に、往復動する。
【００２７】
図３に、インデックステーブル２１３を用いて、一方の基板Ｓ１を蒸着中に、他方の基板Ｓ０を搬出し、新基板Ｓ２を搬入する様子を説明する。初めにステップ(Ａ)において、基板Ｓ１への蒸着の準備を開始する。すでに蒸着を終えた基板Ｓ０(ハッチングで表示)を、受渡位置２１２に位置決めし、蒸着前の基板Ｓ１を蒸着位置２１１に位置決めする。この時、蒸着源ＶＤＳは基板Ｓ１の前側端の近傍である蒸発源折り返し位置２２１に位置している。
【００２８】
次にステップ(Ｂ)において、蒸着源ＶＤＳを蒸発源移動方向２２２に移動させて、基板Ｓ１面上に蒸着膜を形成する。一方、この蒸着室１２１ａで成膜すべき蒸着膜がすでに形成された基板Ｓ０を、ロボット搬送室１０１に配置された図示しない真空ロボットで、蒸着室１２１ａからロボット搬送室１０１に搬出する。ここで、ロボット搬送室１０１には、基板受渡位置２１６が形成されており、この基板受渡位置２１６に蒸着膜が形成された基板Ｓ０を配置する。その後、ロボット搬送室１０１の図示しない搬送手段により、基板Ｓ０は次工程に送られる。
【００２９】
ステップ(Ｃ)において、蒸着を終えた基板Ｓ０の代わりに、新たな基板Ｓ２がロボット搬送室１０１の搬送手段により、基板受渡位置２１６に置かれる。この間も蒸着源ＶＤＳは、基板Ｓ１への蒸着を継続する。ロボット搬送室１０１の真空ロボットは、新しい基板Ｓ２を蒸着室１２１ａ内の受渡位置２１２へ搬入する。これにより、基板Ｓ０と基板Ｓ２の入れ替えが完了する。その後、基板Ｓ１の蒸着室１２１ａ内での成膜が完了するのを待つ。
【００３０】
次にステップ(Ｄ)において、蒸着室１２１ａでの基板Ｓ１への成膜が完了したら、インデックステーブル２１３を左右いずれかの方向、図３では右側に１８０度回転２１４ｂさせる。このとき蒸発源ＶＤＳは、後端側の蒸発源折り返し位置２２３に位置している。インデックステーブル２１３が１８０°回転したので、ステップ(Ａ)の状態と同様の状態に戻る。ただし、蒸発源ＶＤＳのみ位置が異なっている。その後、蒸発源ＶＤＳを蒸発源移動方向２２２に移動させて、基板Ｓ２への蒸着を開始する。これと並行して、基板受渡位置２１２にある基板Ｓ１を、真空ロボットを用いて蒸着室１２１ａから搬出する。以下、上記ステップ(Ａ)〜（Ｄ）の動作を繰り返す。
【００３１】
以上のシーケンスにおける実質的に基板面への蒸着に関与しない時間は、インデックステーブル２１３を回転させる時間だけであり、蒸着効率が向上する。特に、インデックステーブルへの基板の割り付け枚数でインデックステーブルの回転角度が一意に決まるので、インデックステーブルの回転角を予め定めることができ、回転に要する時間を著しく低減できる。例えば、ラチェットのような機構で機械的に回転角度を定めることも可能になる。
【００３２】
次に、図４ないし図９を用いて、具体的な蒸着室及びロボット搬送室の構成を説明する。図４はロボット搬送室１０１と２個の蒸着室１２１ａ、１２１ｂとを有する蒸着装置１３０の平面図であり、左側の蒸着室１２１ａとロボット搬送室１０１については、一部を断面で示している。また、図５は左側の蒸着室１２１ａとロボット搬送室１０１の正面図であり、一部を断面で示した図である。図６は、図５におけるＴ部の拡大図である。図７は、蒸着室１２１ａ内に収容されるインデックステーブル２１３周りの分解斜視図である。図８、図９はそれぞれ図７のＵ部拡大図及びＶ部断面図である。
【００３３】
ロボット搬送室１０１と各蒸着室１２１ａ、１２１ｂとの間には、ゲートバルブ２３１ａ、２３１ｂが設けられている。ロボット搬送室１０１には、基板Ｓ１（Ｓ０）を蒸着室１２１ａに搬入し、基板Ｓ１（Ｓ０）を蒸着室１２１ａから搬出するための縦軸の真空ロボット４０１が配置されている。真空ロボット４０１は、上腕４０３ａ及び下腕４０３ｂで構成されるロボットアーム４０３と、ロボットアーム４０３の先端部に取り付けた十字形状のロボットハンド４０２とを有している。真空ロボット４０１は、ロボット搬送室１０１の下部に取り付けたモーター４０５により駆動される。
【００３４】
図４中において実線で記したロボットアーム４０３及びロボットハンド４０２は、基板Ｓ０を蒸着室１２１ａから搬出するために受渡位置２１２まで延ばした状態を示しており、一点鎖線で記したロボットアーム４０３及びロボットハンド４０２は、基板Ｓ０をロボット搬送室１０１に設けた受渡位置２１６まで搬送して、次工程へ移送する直前の状態を示している。なお、右側の蒸着室１２１ｂで真空ロボット４０１を使用する場合には、ロボットアーム４０３を折り畳んだ状態でロボットアーム４０３とロボットハンド４０２をモーター４０５の軸回りに１８０°回転させる。ロボットハンド４０１の上面に基板を安定して保持できるように、ロボットハンド４０１の上面側には基板保持機構が形成されている。
【００３５】
図６に示すように、基板Ｓ１は、マスクフレーム４１３を介してインデックステーブル２１３に載置されており、基板Ｓ１の上面を押え板４１１が保持している。ここで、マスクフレーム４１３と基板Ｓ１とは、図示を省略した互いのアライメントマークを用いて、予め位置決めされており、この状態でロボットアーム４０３による搬送がなされる。
【００３６】
蒸着室１２１ａ内には、上部にインデックステーブル２１３が、下部に蒸着源ＶＤＳが配置される。蒸着源ＶＤＳの上面には、複数の開口(ノズル)が左右方向(蒸着源ＶＤＳの移動方向２２２に直角な方向)に列状に並べて形成されている。すなわち、蒸発源ＶＳＤでは、内部に蒸着材料である発光材料が収容されており、列状に並んだ複数のノズルからこの発光材料が噴射される。蒸着源ＶＤＳに収容された蒸着材料は加熱制御されており、安定した蒸発速度を得るように制御される。また、必要によっては、添加剤も同時に加熱して蒸着する。
【００３７】
蒸着源ＶＤＳの下側には、大気ボックス４４１が配置されている。大気ボックス４４１と蒸着源ＶＤＳとは、大気ボックス４４１の底面に取り付けた直動ガイド４４２により、蒸着源ＶＤＳの移動方向２２２に一緒に移動可能になっている。直動ガイド４４２は、一対のガイド４４２ａと、このガイド４４２ａがその上を直動可能なレール４４２ｂとにより構成されている。レール４４２ｂは、蒸着室１２１ａに取り付けたベース４４３上に固定されている。蒸発源ＶＤＳと大気ボックス４４１を移動させるために、大気ボックス４４１の内部にはモーター４４４が収容されている。
【００３８】
モーター４４４の出力軸はカップリング４４５を介して磁性流体シール４４６に接続されている。磁性流体シール４４６は、大気状態の大気ボックス４４１と真空状態の蒸着室１２１ａとをシールするためのものである。磁性流体シール４４６の真空側の先端には、ピニオン４４７が取り付けられており、一対のレール４４２ｂに平行に配置されベース４４３に固定されたラック４４８と噛み合っている。
【００３９】
したがって、大気側に配置されたモーター４４４の駆動力が、磁性流体シール４４６を介してピニオン４４７に伝達され、ピニオン４４７とラック４４８の噛み合いにより、レール４４２ｂ上をガイド４４２ａが摺動する。これにより、蒸着源ＶＤＳは移動方向２２２に移動可能になる。
【００４０】
モーター４４４等の配線・配管４４９は、大気ボックス４４１に気密に接続された配線アーム４５０（４５０ａ〜４５０ｃ）内に保持される。配線アーム４５０は、蒸着室１２１ａ外に配線・配管４４９を導くために、大気に開放する開口を一端側に有している。図４において、破線及び実線で記した配線アーム４５０は、蒸発源ＶＤＳが前端側の蒸発源折り返し位置２２１に位置する場合であり、一点鎖線で示した配線アーム４５０は、後端側の蒸発源折り返し位置２２３に位置する場合である。
【００４１】
蒸着室１２１ａの上部には、基板Ｓ１、Ｓ０をインデックステーブル２１３上に保持する基板保持機構が設けられている。基板保持機構は、基板Ｓ０（Ｓ１）を蒸着室１２１ａ内に搬入または蒸着室１２１ａ外に搬出する際に、基板Ｓ０（Ｓ１）及びマスクフレーム４１３、押え板４１１を持ち上げるまたは吊り下ろすための機構と、インデックステーブル２１３を回転させる機構とに大別される。
【００４２】
基板Ｓ０（Ｓ１）等を持ち上げるまたは吊り下ろす機構は、蒸着室１２１ａの外側上面に設けたブラケット４２３に固定され、インデックステーブル２１３を駆動するモーター４２２と、モーター４２２の動力を伝達する回転伝達機構（４２４、４２５、４２６）と、出力軸となる回転軸４２８と、回転軸４２８の先端部に接続された平板状の回転腕４２９とを有している。回転伝達機構は、モーター４２２の出力軸に取り付けたプーリー４２４と、このプーリー４２４に巻回されたベルトと、回転軸４２８の一端側に取り付けたプーリー４２６を有する。また、回転軸４２８は、複数の軸受４２７で回転支承されている。
【００４３】
図７に示すように、回転腕４２９には、各基板Ｓ０、Ｓ１の中央部に該当する部分に孔４２９ａが形成されており、各基板Ｓ０、Ｓ１の背面側に配置される磁性を有する押え板４１１の中央部に設けたワーク持ち上げ部４３７が貫通可能になっている。ワーク持ち上げ部４３７は、図８に示すように、頭部４３７ｃと、この頭部４３７ｃよりも小径の引掛け部４３７ｂ、回転腕４２９に形成した孔４２９ａを貫通する貫通部４３７ａとを有している。
【００４４】
上述したように、基板Ｓ１とマスクフレーム４１３及び基板Ｓ０とマスクフレーム４１３はそれぞれ、予め位置決めされている。基板Ｓ１等への蒸着時に蒸着面を確保するために、インデックステーブル２１３には、基板Ｓ１の蒸着面よりもやや大きめの開口２１３ｂが左右に一対形成されている。これら一対の開口２１３ｂの間には、支柱２１３ａが設けられており、この支柱２１３ａは回転腕４２９の下面に接続されている。したがって、回転腕４２９とインデックステーブル間２１３には、この支柱２１３ａの高さ分だけの隙間が形成される。
【００４５】
一方、基板Ｓ０（Ｓ１）やマスクフレーム４１３、押え板４１１等からなるワークを持ち上げるまたは吊り下げるための機構は、押え板４１１の上面側に設けたワーク持ち上げ部４３７に係止するソケット部４３４ａを先端に取り付けた昇降シャフト４３４と、この昇降シャフトの反対端を取り付けたベローズ４３５と、ベローズ４３５の外側に固定されたフローティングジョイント４３３と、フローティングジョイント４３３が接続され蒸着室１２１ａの外側に固定したブラケット４３２に取り付けたシリンダ４３１を有している。ベローズ４３５は真空の蒸着室１２１ａ内とシリンダ４３１が配置された大気側とをシールする。それと共に、上下に伸び縮みして、シリンダ４３１の動作により昇降シャフト４３４が上下動するのを可能にする。昇降シャフト４３４は、蒸着室１２１ａに固定された直動ガイド４３６によりガイドされる。
【００４６】
昇降シャフト４３４の先端に取り付けたソケット部４３４ａは、図７に示すように、水平方向に延びる溝４３４ｂを有しており、ワーク持ち上げ部４３７の頭部４３７ｃが嵌合可能になっている。ここで、ワーク持ち上げ部４３７の頭部４３７ｃの上面形状は、円の一部を平行な２直線で切り取った疑似長方形状をしている(図８参照)。ワーク持ち上げ部４３７の頭部４３７ｃをこの溝４３４ｂに嵌合した後、頭部４３７ｃに対してソケット部４３４ａを９０度回転させれば、係止部４３４ｃに頭部４３７ｃが係止する。これにより、シリンダ４３１の直動動作で、基板Ｓ０（Ｓ１）の持ち上げ、吊り下ろしが可能になる。
【００４７】
なお、図５は、基板受渡位置２１２に基板Ｓ０が位置しているときに、ロボットハンド４０２から基板Ｓ０を含むワークを、ワーク持ち上げ部４３７を用いて持ち上げている状態、もしくはワークをワーク持ち上げ部４３７を用いてロボットハンド４０２上へ移載する直前の状態を示している。
【００４８】
本実施例によれば、蒸着室内に配置した２枚の基板の一方を蒸着中に、大気側に設けたシリンダを駆動して他方の基板を含むワークをインデックステーブルから持ち上げ、真空ロボットの先端部に取り付けたロボットハンドへ吊り下げて移載している。また、真空ロボットを駆動して他方の基板を蒸着室から搬出している。さらに、新基板を同様に真空ロボットで搬入し、シリンダを駆動してロボットハンドから持ち上げインデックステーブル上に吊り下げて位置決めする。そして、一方の基板の蒸着が完了したら、すぐにモーターを駆動してインデックステーブルを回転する。これにより、ほぼ間断なく基板への蒸着を継続できる。
【符号の説明】
【００４９】
１００…有機ＥＬ蒸着ライン、１０１〜１０８…ロボット搬送室、１１１〜１１９…受渡室、１２１ａ〜１２８ｂ…蒸着室、１３０〜１３７…クラスター（蒸着装置）、１４１ａ〜１８ｂ…ゲートバルブ、２１１…蒸着位置、２１２…受渡位置、２１３…インデックステーブル、２１３ｂ…開口、２１４ａ、２１４ｂ…切替動作(反転)、２１５…インデックステーブルの干渉エリア、２１６…受渡位置、２２１…蒸発源折り返し位置、２２２…蒸発源移動方向、２２３…蒸発源折り返し位置、２３１ａ〜２３８ｂ…ゲートバルブ、４０１…真空ロボット、４０２…ロボットハンド、４０３…ロボットアーム、４０３ａ…上腕、４０３ｂ…下腕、４０５…モーター、４１３…マスクフレーム、４２２…モーター、４２３…ブラケット、４２４…プーリー、４２５…ベルト、４２６…プーリー、４２７…軸受、４２８…回転軸、４２９…回転腕、４２９ａ…孔、４３１…シリンダ、４３２…ブラケット、４３３…フローティングジョイント、４３４…昇降シャフト、４３４ａ…ソケット部、４３４ｂ…溝、４３４ｃ…係止部、４３５…ベローズ、４３６…直動ガイド、４３７…ワーク持上げ部、４３７ａ…貫通部、４３７ｂ…引掛け部、４３７ｃ…頭部、４４１…大気ボックス、４４２…直動ガイド、４４２ａ…ガイド、４４２ｂ…レール、４４３…ベース、４４４…モーター、４４５…カップリング、４４６…磁性流体シール、４４７…ピニオン、４４８…ラック、４４９…配線・配管、４５０、４５０ａ〜４５０ｃ…配線アーム、Ｓ０〜Ｓ２…基板、ＶＤＳ…蒸発源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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