(57)【要約】基板にはそれぞれが導体層を有する複数のＯＬＥＤを含む。ＯＬＥＤ上にコーティングが形成され、該コーティングは、ＯＬＥＤ構造及び少なくとも部分的にコンタクト層のそれぞれの上に形成された第１無機層と、第１無機層上のバッファ層と、バッファ層上の第２無機層とを含み、バッファ層は、第１無機層と接触する第１無機インターフェイス層と、第２無機層と接触する第２無機インターフェイス層と、第１無機インターフェイス層と前記第２無機インターフェイス層とに挟まれた有機層とを含む。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクト層を有するＯＬＥＤ構造のためのコーティングであって、
前記ＯＬＥＤ構造上及び少なくとも部分的に前記コンタクト層上に形成された第１無機層と、
前記第１無機層上のバッファ層と、
前記バッファ層上の第２無機層とを含み、
前記バッファ層は、前記第１無機層と接触する第１無機インターフェイス層、前記第２無機層と接触する第２無機インターフェイス層、及び前記第１無機インターフェイス層と前記第２無機インターフェイス層とに挟まれた有機層を含む、コーティング。
【請求項２】
前記バッファ層は、前記第１無機層の周囲領域を除いて前記第１無機層を覆う、請求項１に記載のコーティング。
【請求項３】
前記第２無機層は、前記バッファ層と前記第１無機層の周囲部を覆って、前記第１無機層と前記第２無機層との間の前記バッファ層を完全に被覆する、請求項２に記載のコーティング。
【請求項４】
前記有機層はテトラメチルジシロキサン（ＴＭＤＳＯ）から形成される、請求項１に記載のコーティング。
【請求項５】
前記有機層はヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）から形成される、請求項１に記載のコーティング。
【請求項６】
前記有機層はプラズマ重合ヘキサメチルジシロキサン（ＰＰ−ＨＭＤＳＯ）から形成される、請求項１に記載のコーティング。
【請求項７】
前記第１無機インターフェイス層と前記第２無機インターフェイス層とはＳｉＯｘを含む、請求項１に記載のコーティング。
【請求項８】
前記有機層は室温加硫シリコーン（ＲＴＶ）を含む、請求項７に記載のコーティング。
【請求項９】
コンタクト層を有するとともに基板上に形成されたＯＬＥＤ構造上にコーティングを形成する方法であって、
第１マスクを前記基板上にアライメントして、前記第１マスクによって前記ＯＬＥＤ構造及び前記コンタクト層の少なくとも一部上に第１無機層を形成するステップと、
第２マスクを前記基板上にアライメントして、前記２第マスクによって前記第１無機層上にバッファ層を形成するステップと、
第３マスクを前記基板上にアライメントして、前記３第マスクによって前記バッファ層上に第２無機層を形成するステップとを含み、
前記第２マスクは、前記第１マスクよりも小さい開口部を有する、方法。
【請求項１０】
前記第３マスクは前記第１マスクと同じサイズの開口部を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３マスクは前記第１マスクよりも大きい開口部を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
バッファ層を形成することは、Ｏ２及びＴＭＤＳＯガスをプラズマチャンバに流すこと含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記バッファ層を形成することは、第１期間において、ＴＭＤＳＯガスに対するＯ２の流量比を８以上になるように調節して第１インターフェイス層を形成すること、第２期間において、ＴＭＤＳＯガスに対するＯ２の流量比を２以下になるように調節して有機層を形成すること、そして、第３期間において、ＴＭＤＳＯガスに対するＯ２の流量比を８以上になるように調節して第２インターフェイス層を形成することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１マスク、前記第２マスク、及び前記第３マスクをアライメントすることは、プロセスチャンバの外部だが真空内で行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１マスク、前記第２マスク、及び前記第３マスクの少なくとも１つを空のプロセスチャンバ内に保持し、プラズマを前記プロセスチャンバ内部で着火して前記第１マスク、前記第２マスク、及び前記第３マスクの少なくとも１つをクリーニングすることをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
それぞれがコンタクト層を有する複数のＯＬＥＤ構造を有する基板をコーティングする方法であって、
マスクを前記基板上に配置するステップと、
前記マスク及び前記基板を成膜チャンバ内に配置するステップと、
前記成膜チャンバを通電させ、前記複数のＯＬＥＤ構造上及び少なくとも部分的に前記コンタクト層のそれぞれの上に第１無機層を形成するステップと、
前記成膜チャンバを通電させ、前記第１無機層上にバッファ層を形成するステップと、
前記成膜チャンバを通電させ、前記バッファ層上に第２無機層を形成するステップとを含み、
前記バッファ層を形成することは、前記第１無機層と接触する第１無機インターフェイス層を形成すること、前記第１無機インターフェイス層上に有機層を形成すること、及び前記有機層と接触する第２無機インターフェイス層を形成することを含む、方法。
【請求項１７】
前記バッファ層を形成することは、前記成膜チャンバにおけるＴＭＤＳＯに対するＯ２の流量比を８以上になるように調節して前記第１無機インターフェイス層を形成すること、前記成膜チャンバにおけるＴＭＤＳＯに対するＯ２の流量比を２以下になるように調節して前記有機層を形成すること、及び前記成膜チャンバにおけるＴＭＤＳＯに対するＯ２の流量比を８以上になるように調節して前記第２無機インターフェイス層を形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１無機インターフェイス層と前記第２無機インターフェイス層とを形成することは、ＳｉＯｘを形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記バッファ層形成後だが前記第２無機層形成前に、前記マスクと前記基板との間の間隙を形成するために前記成膜チャンバ内部において前記マスクを前記基板から持ち上げることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記バッファ層を形成することは、プラズマを前記成膜チャンバにおいて着火してプラズマ重合テトラメチルジシロキサン（ｐｐ−ＴＭＤＳＯ）を形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
それぞれがコンタクト層を有する複数のＯＬＥＤ構造を有する基板をコーティングする方法であって、
マスクを前記基板上に配置するステップと、
前記マスク及び前記基板を成膜チャンバ内に配置するステップと、
前記成膜チャンバを通電させ、前記複数のＯＬＥＤ構造上及び少なくとも部分的に前記コンタクト層のそれぞれの上に第１無機層を形成するステップと、
前記基板を前記成膜チャンバから取り外すステップと、
前記基板を有機層形成装置に移送し、前記第１無機層上に有機バッファ層を形成するステップと、
前記基板を成膜チャンバに移送し、前記成膜チャンバを通電させ、前記有機バッファ層上に第２無機層を形成するステップとを含み、
前記バッファ層を形成することは、前記第１無機層と接触する第１無機インターフェイス層を形成すること、前記第１無機インターフェイス層上に有機層を形成すること、及び前記有機層と接触する第２無機インターフェイス層を形成することを含む、方法。
【請求項２２】
有機バッファ層を形成することは、インクジェットプリンターを使用して前記有機バッファ層をプリントすることを含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２０１６年１１月６日に出願した米国仮出願第６２／４１８，１７５号の優先権を主張し、その開示のすべてが言及によって本明細書に援用される。
【０００２】
［技術分野］
本願の実施形態は、有機発光ダイオード（organic light emitting diode）の封止方法及び装置に関する。また、本願の実施形態は、ＯＬＥＤディスプレイ及びタッチスクリーンの製造方法及び装置にも関する。
【背景技術】
【０００３】
［関連技術の説明］
有機発光ディスプレイ（Organic lightemitting displays、OLED）は、そのより低い消費電力、より軽い重量、広色域、より大きい視野角、より速い反応時間、より高いコントラストのため勢いを増しており、また程度の差はあるが、従来の液晶ディスプレイ（liquid crystal displays、LCD）と比較して可撓性を可能にしている。しかしながら、ＯＬＥＤ構造は、ディスプレイの性能を大きく下げる湿気や酸素の取り込みの影響を受けやすい。ＯＬＥＤ構造を保護するため、交互の無機薄膜層と有機薄膜層とを含む、封止を行うことが必要である。
【発明の概要】
【０００４】
以下の本発明の発明の概要は、本発明におけるいくつかの態様及び特徴の基本的な理解を得るために包含される。この発明の概要は本発明の広範囲の概略ではなく、それ自体特に本発明の不可欠な又は重要な要素を特定すること、又は本発明の範囲を詳述することを意図しない。その唯一の目的は、以下に記載されるより詳細な説明の前置きとして簡易な形態で本発明のいくつかの概念を提示することにある。
【０００５】
本発明の一実施形態において、同じプロセスチャンバにおいて、無機層（SiNx、SiOx、SiON、Al2O3など）と、（チューナブル無機・有機特性の）バッファ層と、無機層とを形成するステップを含む、有機発光ダイオードの封止方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の実施形態において、異なるプロセスチャンバにおいて、無機層と、一次有機層と、無機層とを形成するステップを含む、有機発光ダイオードの封止方法が提供される。
【０００７】
他の実施形態において、チューナブルバッファ層は、規定量の、ヘキサメチルジシロキサン（HMDSO）又はテトラメチルジシロキサン（TMDSO）又は類似の有機ケイ素類縁体、好ましくはＴＭＤＳＯなどの気化有機ケイ素化合物と、不活性ガス（例えば、ヘリウム、アルゴンなど）と、酸化性ガス（例えば、酸素、亜酸化窒素など）との混合物から、ＰＥＣＶＤによって作製することができる。
【０００８】
他の実施形態において、封止前のマスクアライメントは、プロセスチャンバの外部だが、真空内で行われる。
【０００９】
他の実施形態において、装置は、マスクの保管のためのマスクチャンバを有することができる。
【００１０】
この明細書に含まれるともにこの明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を例示するものであり、詳細な説明とともに本発明の原理を記載して示す役割を担う。図面は、概略的に例示の実施形態の主な特徴を示すことが意図される。図面は、実際の実施形態のすべての特徴も示される要素の相対的寸法も示すことを意図するものではなく、正確な縮尺で描かれていない。
【００１１】
１つ以上の本発明の実施形態は一例として示され、同様の参照符号が類似する構成要素を表す添付の図面の図において限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる封止方法のフロー図である。
【図２】図２において、図２Ａ〜図２Ｄは、３つの異なるマスクを使用して、本発明の実施形態において形成した封止層の断面図を示す。
【図３】図３は、様々な実施形態にかかるバッファ層に使用可能なｐｐ−ＨＭＤＳＯの化学構造を示す。
【図４】図４は、様々な実施形態にかかるバッファ層に使用可能なｐｐ−ＴＭＤＳＯの化学構造を示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態にかかる構造を示す。
【図６】図６は、封入操作を行うために使用され得る１つ以上のプロセスチャンバ、マスクアライメントチャンバ、マスク保管チャンバ、並びに入口ロードロック及び出口ロードロックからなる封入のための拡張可能で変更可能なシステムアーキテクチャのブロック図である。
【図７】図７は、封入操作を行うために使用され得る１つ以上のプロセスチャンバ、マスクアライメントチャンバ、マスク保管チャンバ、並びに入口ロードロック及び出口ロードロックからなる、封入のための他の拡張可能で変更可能なシステムアーキテクチャを示す。
【図８】図８は、封入操作を行うために使用され得る１つのプロセスチャンバ、マスクアライメントチャンバ、マスク保管チャンバ、並びに入口ロードロック及び出口ロードロックからなる、封入のための拡張可能で変更可能なシステムアーキテクチャを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで、創意に富んだ封入システム及び方法の実施形態を図面に関して記載する。種々の実施形態又はそれらの組合せは、異なる用途に、又は異なる有利性を得るために、用いることができる。得ようとする結果によって、本明細書に開示する種々の特徴は、利点を要件や制約と両立させて、部分的に又はそのすべて、単独又は他の特徴と組み合わせて使用することができる。ゆえに、特定の有利性は種々の実施形態において強調されるが、開示の実施形態に限定されるわけではない。すなわち、本明細書に開示の特徴は、それらが記載される実施形態に限定されるわけではなく、他の特徴と「様々に組み合わせられ」て、他の実施形態に組み込むことができる。
【００１４】
本願は、マスクアライメントがプロセスチャンバの外部にあるワンチャンバ処理又はマルチチャンバ処理を使用する、基板に配置されたＯＬＥＤ構造の薄膜封止のための方法及びシステムを提供する。基板とマスクとは、ともにプロセスチャンバ内に搬送されて成膜を行う。この構成において、良好なパーティクルパフォーマンスを備えた精度の高いアライメントをなすことができる。
【００１５】
図１は、ワンチャンバ処理の実施形態の封止方法のフロー図である。ワンチャンバ処理は、既にその上に形成されたＯＬＥＤ構造を有する基板をシステムに提供して、ステップ１００から開始される。また、基板はＯＬＥＤ構造の通電を可能にするためにコンタクト層を有する。ステップ１０５において、マスクは基板上に配置されて、ＯＬＥＤ構造を露出しながらコンタクトの一部がマスクされるようにアライメントされる。アライメント後、マスクと基板とは、プロセスチャンバ内にともに移送されて必要な成膜を行う。ステップ１１０において、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウムなどであり得る第１無機層をＯＬＥＤ構造及びマスク上に成膜する。ステップ１１５において、チューナブルバッファ層を作製し、酸化剤及び有機ケイ素類縁体の流量比は、以下により詳細に説明するように、変化する。低い比は実質的に主に有機のバッファ層をもたらす一方で、より高い比は実質的に主に無機の層をもたらすものである。この目的は、バッファ層の大部分が実質的に主に有機でありながら、バッファ層とその上下層との間のインターフェイス（境界部）が実質的に主に無機のものであるバッファ層を設けることである。層の無機特性により、湿気及び酸素に対する良好なバリアが得らえる。層の有機特性により、応力低減及びパーティクル被覆が得らえる。ステップ１２０では、無機層を設けて封止を完了する。より厳密な封止要件を満たすために、処理シーケンス全体を繰り返す必要があり得る。
【００１６】
ゆえに、この態様において、ＬＥＤ構造をマスクして部分的にコンタクト部分を被覆するとともにＬＥＤ構造を露出させるステップと、マスクによって無機層を形成するステップと、無機層上に異なる有機成分及び無機成分を有するチューナブルバッファ層を形成するステップと、チューナブルバッファ層上にキャップ無機層を形成するステップとを含む、ＬＥＤデバイスを封止する方法が提供される。
【００１７】
図２Ａ〜図２Ｄは、３つの異なるマスクを使用して、本発明の実施形態において形成した封止層の断面図を示す。図２Ａにおいて、基板２００は、コンタクト層２０５とＯＬＥＤ構造２１０とを有する。図２Ａ〜図２Ｄは、この実施形態の特徴を強調するために基板及びマスクの小断面のみを示すということが留意される。具体的に、マスク２１５は、マスクが基板２００上に適切にアライメントされると、ＯＬＥＤ構造２１０を完全に露出させてコンタクト層２０５の縁部のみを被覆するように、開口部を有する。そして、無機層２２０を所定位置のマスクを用いて形成する。処理の終了時、図２Ｂに示すように、マスクは取り外され、第１マスク２１５より小さい開口部を有する第２マスク２１７が基板にアライメントされて、無機層２２０の縁部とコンタクト層２０５の縁部とを被覆する。そして、チューナブルバッファ層２２５をマスク２１７の開口部を介して無機層２２０上に形成する。マスク２１７は第１マスク２１５より小さい開口部を有するので、チューナブルバッファ層２２５は無機層２２０全体を被覆しない、すなわちバッファ層２２５は第２マスク２１７によって被覆された無機層２２０の縁部に到達しない。この処理の終了時、図２Ｃに示すように、第３マスク２１９を基板上にアライメントする。マスク２１９は、未コーティングのコンタクト層の縁部、露出させた無機層２２０の縁部、及びチューナブルバッファ層２２５全体を露出させるように、第１マスクより大きい開口部を有する。上部無機層２３０を所定位置の第３マスクを用いて形成する。第３マスク２１９は、第２マスクの開口部よりも大きく、第１マスクより大きい開口部を有するので、上部無機層２３０は、符号２３５によって示すように、チューナブルバッファ層２２５を完全に封止する。そして、マスクは取り外され、最終構造が図２Ｄに示される。
【００１８】
他の実施形態において、図２Ａ〜図２Ｄに関して概要を示した処理が、第３マスク２１９を使用する代わりに第３段階において第１マスクを再び使用することを除いて、行われる。また、これはチューナブルバッファ層の完全封止も行う。さらに、バッファ層のチューナブル無機特性は、後のキャップ無機層によって有機層が完全に封止されるので、この場合には必要とされないことがある。したがって、本明細書に記載の説明において、いずれか２つ又は３つのマスクを伴う図２Ａ〜図２Ｄの実施形態を使用して、特別なチューナブル無機層が記載されるが、任意の標準バッファ層を使用することができる。例として、バッファ層はプラズマ重合ヘキサメチルジシロキサン（plasma-polymerizedhexamethyldisiloxane、PP-HMDSO）であり得る。
【００１９】
ゆえに、他の態様において、ＬＥＤを封止する方法が提供され、該方法は、無機層を形成し、無機層はＬＥＤ構造全体上に延びるがＬＥＤのコンタクト層を部分的に露出するステップと、無機層上に有機バッファ層を形成し、有機層は無機層上に延びるが無機層の周縁部を部分的に露出するステップと、キャップ無機層を形成し、キャップ無機層が有機バッファ層全体及び露出された無機層の周縁部上に延びるステップとを含む。有機バッファ層は、無機層と接触する第１インターフェイス層、キャップ無機層と接触する第２インターフェイス層、及び第１インターフェイス層と第２インターフェイス層とに挟まれた有機層を含むことができる。
【００２０】
図３は、標準バッファ層に使用可能なｐｐ−ＨＭＤＳＯの化学構造を示す。一実施形態において、チューナブルバッファ層は、図４に示すように、２つのＣＨ３結合をＨ結合で置換することによって、プラズマ重合テトラメチルジシロキサン（pp-TMDSO）から形成される。そうした化学式は、本明細書においてｐｐ−ＴＭＤＳＯとして呼称される。チューニングは、層形成時にＴＭＤＳＯ及びＯ２ガスのフローを制御して、プラズマに印加されるＲＦ電力を適切に調節することで行われる。具体的に、一実施形態において、ＴＭＤＳＯに対するＯ２の流量比が８以上に保持されて、無機層、すなわちＳｉＯ２を形成する一方、比が２以下に保持されて、軟加硫シリコーン層、例えば室温加硫シリコーン（Room-Temperature-Vulcanizingsilicone、RTV）を形成する。
【００２１】
ゆえに、一実施形態において、第１無機層の形成後、例えば図１のステップ１１０又は図２Ａのステップ後、バッファ層を形成するステップが３つのサブステップに分けられる。まず、ＴＭＤＳＯに対するＯ２の比が８以上になるように調節されて、ＳｉＯｘインターフェイス薄層を形成し、そして、比は２以下になるように変更されて、軟バッファ層を形成し、そして、バッファ層形成処理の終了に向かって、比を８以上に戻して、ＳｉＯｘのインターフェイス薄層を形成する。その後、処理を本明細書に記載のように進める。バッファ層の作製時、比を徐々に変化させて、インターフェイス層が軟バッファ層に移行するようにできるということが留意される。得られた構造は図５に示され、バッファ層２２５は、硬インターフェイス層２２１、軟バッファ層２２２、及び硬インターフェイス層２２３からなる。
【００２２】
上述のように、本発明の種々の実施形態において、チューナブルバッファ層は、プラズマ重合ヘキサメチルジシロキサンＨＭＤＳＯ（pp-HMDSO）又はプラズマ重合テトラメチルジシロキサン（pp-TMDSO）、好ましくはｐｐ−ＴＭＤＳＯであり得る。ｐｐ−ＴＭＤＳＯにより、より大きい成膜速度とより良好なパーティクルパフォーマンスを得る。使用される組成にかかわらず、ＨＭＤＳＯに対するＯ２の比又はＴＭＤＳＯに対するＯ２の比を制御するプロセスは、図５に示すように、硬インターフェイス層と軟バルクバッファ層とを形成するように利用することができる。
【００２３】
図６は、ＯＬＥＤ上に保護層を形成するための、一実施形態における装置のブロック図を示す。基板は、入口ロードロックチャンバ６００でシステムに入る。ロードロック６００内に適切な真空レベルが得られたら、基板をマスク１アライメントチャンバ６０５に移動させる。そして、マスク保管チャンバ６１５からのマスクをマスクアライメントチャンバ６０５に移送して、基板に配置及びアライメントする。そして、マスクとともに基板を無機層形成チャンバ６１０に移送する。チャンバ６１０は、例えばプラズマ成膜チャンバなどであり得る。第１無機層を形成したら、基板はマスクアライメントチャンバ６０５に戻り、第１マスクが取り外される。第２マスクをマスク保管チャンバ６１５から得て、マスク２アライメントチャンバ６２０において基板に配置及びアライメントする。そして、マスクを有する基板は、これもプラズマ成膜及び重合チャンバであり得るバッファ層形成チャンバ６２５に入る。そして、基板を取り外し、マスク２を基板から取り外して、マスク１アライメントチャンバ６３０においてマスク１（又はマスク３）を基板に配置してアライメントする。そして、マスクを有する基板は、これもプラズマ成膜チャンバであり得る無機層形成チャンバ６３５に入る。そして、基板は、マスクアライメントチャンバ６３０に戻るので、マスクは取り外されて、マスク保管チャンバ６１５に戻り、そして基板は出口ロードロックチャンバ６４０を使用してシステムを出る。
【００２４】
本発明の一特徴において、各層形成処理の後、マスクを有する基板はチャンバを出て、そしてマスクは基板なしでチャンバに戻り、プラズマをチャンバ内部で再び着火させる。一方、他の実施形態において、マスクを基板から持ち上げるために、プロセスチャンバ内部で設備が設けられているので、処理の終了時、基板のみがチャンバから取り外される一方、マスクはプラズマクリーニングサイクルのためにチャンバ内部に残る。プラズマクリーニングサイクルは、例えばＮＦ３など、塩素又はフッ素又はその両方を含むガスを使用して行うことができる。これは、チャンバの内部とマスクとをともにクリーニングするのに利用される。これは、チャンバ６１０、６２５、及び／又は６３５のいずれかにおける各層形成処理の後に行うことができる。
【００２５】
他の特徴は、基板とマスクとがプロセスチャンバの外部だが真空においてアライメントされるアライメントチャンバにおいて、マスクのアライメントが行われることである。アライメント後、基板とマスクとは、プロセスチャンバにともに移動して成膜を行う。これにより、パーティクル発生のより少ない、簡易で確実なシステムが得らえる。また、マスクは真空内に残るので、基板が取り外されたとき、元の位置でのプラズマクリーニングのためにチャンバに戻るか又は単にチャンバ内に残ることができる。
【００２６】
図７は、ＯＬＥＤ上に、例えば保護層などのＣＶＤ薄層を形成するためのシステムの他の実施形態を示す。図７のシステムは、真空移送バックボーンによってプロセスチャンバを接続するモジュラーシステムである。システムは、処理要件に応じて、１〜「Ｎ」個のプロセスチャンバで構成可能である。システムは、プロセスチャンバ間で基板とマスクとを輸送するために直線状磁気結合移送システムを使用することができる。図６のシステムのように、マスクと基板とのアライメントはプロセスチャンバの外部だが真空で行われる。この特定の実施形態において、すべてのプロセスチャンバに利用される１つのマスクが存在する。自明のことであるが、ブランケット層が成膜される場合、マスクは必要とされない。
【００２７】
図７に示す実施形態において、ｘ軸及びｙ軸における輸送は、独立した単軸キャリッジによって個別に行われる。ロードキャリッジ７５５及びアンロードキャリッジ７５７は排他的にｘ軸方向において基板及び／又はマスクを輸送する一方で、ローダー７６０は排他的にｙ軸方向において基板及び／又はマスクを輸送する。Ｚリフター７６５は、ｚ方向に、すなわち上昇において、基板及び／又はマスクを持ち上げるために使用される。この３軸における運動の分離は、比較的コストを低くかつ標準的に実施して３軸すべてに輸送することができる多くの市販のクラスタロボットアームが利用可能であるので、当該技術分野における一般的なアプローチとはいくらか矛盾するものである。例として、図７の３つのチャンバの実施形態は、単一トラックロボットがｘ軸の運動を含む同じ機能を実施することができるところ、４つの個別のｙ軸ローダー７６０を必要とする。しかしながら、この特有の分離構成は、基板のより迅速な輸送を可能にして、プロセスチャンバ使用を増加させる。
【００２８】
具体的に、基板は入口ロードロック７００内に搬送され、そしてロードロック７００内部に真空を引く。また、マスクはマスク保管チャンバ７０３に保管される。マスクは以下のようにマスク保管チャンバ７０３に搬送することができる。例として、クリーニングしたマスクを入口ロードロック７００にロード可能である。ロードロック７００に真空を引くと、ロードキャリッジ７５５はマスクをロードロック７００から取り外して、ｚリフター７６５ａに移送する。ｙ軸ローダー７６０ａは、マスクをｚリフター７６５ａから取り外して、マスク保管チャンバ７０３に輸送する。この方法において、複数のマスクをマスク保管チャンバ７０３にロードすることができる。クリーニング又は交換のためマスクをシステムから取り外すために、逆のプロセスを行うことができる。
【００２９】
マスクが、例えばチャンバ７１０において、処理に必要とされるとき、ｙ軸ローダー７６０ａは、マスクをマスク保管部７０３から取り外して、ｚリフター７６５ａに移送する。そして、ロードキャリッジ７５５がマスクをｚリフター７６５ｂに移送する。ｙ軸ローダー７６０ｂは、マスクをｚリフター７６５ｂから取り外して、マスクアライメントチャンバ７０５に移送する。その一方で、ロードキャリッジ７５５は、基板をロードロック７００から取り外して、ｚリフター７６５ｂに移送する。ｙ軸ローダー７６０ｂは、基板をｚリフター７６５ｂから取り外して、マスクアライメントチャンバ７０５に移送する。そして、マスクを基板にアライメントする。アライメントが完了すると、ｙ軸ローダー７６０ｂは、マスクと基板とをともにマスクアライメントチャンバ７０５から取り外して、プロセスチャンバ７１０に移送する。他のチャンバのそれぞれに対して、同様のプロセスを行うことができる。
【００３０】
処理が完了すると、ｙ軸ローダー７６０ｂは、マスクと基板とをプロセスチャンバ７１０から取り外すことができる。しかしながら、一実施形態において。異なる手順が行われる。具体的に、処理が完了すると、ｙ軸ローダー７６０ｂは、基板のみをプロセスチャンバ７１０から取り外して、ｚリフター７６５ｂに移送する。その一方で、クリーニングプラズマをプロセスチャンバ７１０において着火させて、チャンバとマスクとをともにクリーニングする。アンロードキャリッジ７５７は、基板をｚリフター７６５ｂから取って、出口ロードロック７４０（基板の処理が完了した場合）又は次のプロセスチャンバにおいて処理が継続される場合は次のｚリフターに移送する。その一方で、ロードキャリッジ７５５は、新しい基板をロードロック７００からロードして、ｚリフター７６５ｂに移送する。そして、ｙ軸ローダー７６０ｂは、基板をマスクアライメントチャンバ７０５に移送する。つまり、クリーニングがプロセスチャンバ７１０において完了したとき、新しい基板がすでにマスクアライメントチャンバ７０５に存在している。したがって、ｙ軸ローダー７６０ｂは、マスクをプロセスチャンバ７１０から取り外して、マスクアライメントチャンバ７０５内部で基板にアライメントされるように移送する。そして、ｙ軸ローダー７６０ｂは、ペアのマスクと基板とをプロセスチャンバ７１０にロードする。
【００３１】
他の実施形態において、各マスクアライメントチャンバは２つのマスクを有する。マスク−基板のペアがプロセスチャンバ７１０内部で処理されているとき、クリーンなマスクがマスクアライメントチャンバ７０５に保管されている。処理が完了すると、ｙ軸ローダー７６０ｂは基板のみをプロセスチャンバから取り外し、クリーニングプラズマが着火されてマスクとともにプロセスチャンバをクリーニングする。処理した基板を次のマスクアライメントチャンバ又は出口ロードロックに移動させると、新しい基板がマスクアライメントチャンバ７０５に輸送されて、すでに内部にあるマスクにアライメントされる。つまり、クリーニングが完了すると、クリーニングしたマスクは、アライメントチャンバ７０５へと取り外されることができ、すでにアライメントした基板とマスクとをチャンバに挿入することができる。一実施形態において、ｙ軸ローダー７６０ｂは、クリーニングしたマスクのアンロードとアライメントしたマスクを備えた新しい基板のロードとをともに行うことができるような、一方が他方の上方にある、２つのロードアームを有する「ダブルデッカー」ローダーである。
【００３２】
処理の終了時、大気ローダー７５０は、処理した基板を出口ロードロック７４０からカセットに移送することができる。
【００３３】
図７の実施形態に見受けられるように、基板上のＯＬＥＤ構造の封止を形成するシステムが提供される。システムは、ロードロックチャンバと、マスク保管チャンバと、少なくとも１つの成膜チャンバと、直線状輸送チャンバの長さを単一方向に排他的に移動するキャリッジを有する直線状輸送チャンバと、直線状輸送チャンバと成膜チャンバとの間に配置されたマスクアライメントチャンバと、直線状輸送チャンバ、マスクアライメントチャンバ、及び成膜チャンバにアライメントされた単一直線方向に排他的に移動するローダーとを含む。システムは、キャリッジとローダーとの間で基板の交換を可能にするｚリフターをさらに含むことができる。マスクアライメントチャンバは、それぞれが１つのマスクの隅部でマスクを押すように構成された、３つのアクチュエータを含むことができる。また、マスクアライメントチャンバは、基板に対するマスクのアライメントを確認にするように構成されたカメラを含むことができる。
【００３４】
上述のように、有機ＬＥＤデバイス封止の改良のために、上部無機層が第１無機層及びバッファ層を完全に封止するように、第１無機層及びバッファ層の縁部を超えて延びる上部無機層を有することが有利である。一方で、バッファ層は、第１無機層の周囲部に到達していない。例えば図７などの複数のプロセスチャンバを有する実施形態において、これは、種々のサイズの開口部を備えたマスクを有することで達成される。しかしながら、図８に示す実施形態において、単一のプロセスチャンバのみが使用される。しかしながら、種々のマスクが使用される場合、チャンバがアイドル状態である間、各層に対して、基板を取り外すとともに次のマスクに再びアライメントする必要があり得る。チャンバのアイドル状態を回避するために、一実施形態において、以下の手順が行われる。
【００３５】
具体的に、図８の実施形態において、プロセスチャンバ８１０はマスクリフタ８１２を含む。新しい基板を入口ロードロックチャンバ８００にロードする。前述のように、ロードキャリッジ８５５は、新しい基板をロードロック８００からロードして、ｙ軸ローダー８６０ｂは基板をマスクアライメントチャンバ８０５に移送する。マスクアライメントチャンバ８０５において、３つのアライメントアクチュエータ８０２、８０４及び８０６を使用して、マスクを移動及び／又は回転させて基板にアライメントする。マスクは、バッファ層、すなわち最小開口サイズの形成に必要とされるマスク開口部に対応するようにサイズをなす開口部を有する。カメラ８０８は、アライメントを検証するために使用することができ、これは基板に標的マークを設けることで支援することができる。
【００３６】
アライメントしたら、基板−マスクのペアをプロセスチャンバに輸送する。第１無機層を形成する前に、マスクリフタ８１２は、マスクを第１処理高さに持ち上げるように作動されて、マスクと基板との間に第１間隙を導入する。間隙のため、成膜した層は、マスクの下に少し延出して、マスク開口部を超えて延びる周囲部を有するようになる。これは、成膜試料がマスクと基板との間の間隙に流れ込むことが見受けられる、図８の吹き出しによって示される。
【００３７】
無機層の成膜が完了したら、マスクリフタ８１２はマスクを基板に下降させるように作動される。バッファ層の成膜が行われる。ここで、マスクは基板の上部に配置されているので、バッファ層の成膜はマスクの開口部に限定される。つまり、バッファ層は、第１無機層の周囲部に到達しない。バッファ層の成膜が完了すると、マスクリフタ８１２は、第１処理高さよりも高い第２処理高さにマスクを持ち上げるように作動され、第１間隙よりも大きい第２間隙を形成する。そして、第２無機層の成膜を開始する。第２間隙は第１間隙よりも大きいので、成膜試料はマスク開口部の下でより奥に到達して、第１無機層を完全に封止することになる。
【００３８】
図に見受けられるように、図８の実施形態によって、一連の薄層を成膜する方法が提供され、該方法は、マスクを基板にアライメントして、マスクを基板の上部に配置するステップと、マスクと基板とを成膜チャンバに挿入するステップと、第１成膜ステップを行うステップと、マスクと基板との間に間隙を形成するためにチャンバ内部でマスクを基板から持ち上げるステップと、第２成膜ステップを行うステップとを含む。
【００３９】
上述の開示はまた、基板上に封止層を形成する方法も提供し、成膜処理の完了後、該方法は、マスクを成膜チャンバ内部に残しておきながら基板をチャンバから取り外すステップと、フッ素ガスを成膜チャンバに流し込むステップと、プラズマを成膜チャンバ内部で着火させて、チャンバとマスクとをともにクリーニングするステップとを含む。該方法は、チャンバをクリーニングするとともに、新しい基板をマスクアライメントチャンバに輸送して、第２マスクを新しい基板にアライメントするステップをさらに含むことができる。
【００４０】
さらなる実施形態において、開示のシステムは、無機層を成膜するために使用することができる一方で、有機層を例えばインクジェット方法などの他のツールによって成膜可能である。そして、基板は最終の無機層を形成するために開示のシステムに戻る。
【００４１】
上述において、各実施形態が特定の特徴及び要素に関して記載される、種々の実施形態が記載されている。しかしながら、一実施形態の特徴及び要素は、他の実施形態の他の特徴及び要素と併せて使用することができ、説明はそうした可能性を網羅することが意図されるが、混乱を避けるためにすべての変更を明白に記載するわけではない。
【００４２】
本明細書に記載の処理や技術は本質的に任意の特定の装置に関するものではなく、任意の適切な構成要素の組合せによって実施することができる、ということが理解される必要がある。さらに、本明細書の記載に従って、種々のタイプの汎用デバイスを使用することができる。本発明は、特定の実施形態に関して記載されているが、これらはあらゆる点で限定ではなく例示を目的としている。本発明の実施に数多くの異なる組合せが適するということを当業者は理解するであろう。
【００４３】
さらに、本発明の他の態様は、本明細書を考慮し、本明細書に開示の本発明を実施することから、当業者には明らかになる。記載の実施形態の種々の態様及び／又は構成要素は単独で又は任意の組合せで使用することができる。明細書及び実施例は例示のみとして考慮され、本発明の真の範囲及び趣旨は以下の特許請求の範囲によって示されるということが意図されている。
【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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【国際調査報告】
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