(57)【要約】【課題】有機ＥＬディスプレイパネル製造装置において、使用済みのマスクからのパーティクル発生や、洗浄済みのマスクに対するパーティクルの付着を防止する。【解決手段】有機膜成膜室５内においてアレイ基板１２に有機膜を成膜するためのマスク１１は、搬送ロボット１４によってマスク収納室１と有機膜成膜室５との間を搬送される。使用済みのマスク１１は、マスク収納室１内においてマスクカセット１５に収納され、マスクカセット１５の蓋１６を蓋着脱機構１７によって閉じた後にマスク収納室１から取り出されて、洗浄後に再びマスクカセット１５に入れてマスク収納室１へ搬送される。マスクカセット１５を用いることで、使用済みのマスク１１から発生するパーティクルの外部流出を防ぐ。また、洗浄済みのマスク１１へのパーティクル付着を防止する。【選択図】図２
2008115441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内で用いられる成膜マスクを交換する成膜マスク交換方法において、
前記成膜室に接続するマスク収納室に開閉可能な箱状部材を搬入する工程と、
前記マスク収納室を排気したうえで前記箱状部材を開く工程と、
前記マスク収納室内の前記箱状部材と前記成膜室との間で成膜マスクを移動させる工程と、を有することを特徴とする成膜マスク交換方法。
【請求項２】
前記箱状部材を閉じた状態で前記マスク収納室から搬出し、前記箱状部材から成膜マスクを取り出して洗浄する工程を有することを特徴とする請求項１記載の成膜マスク交換方法。
【請求項３】
成膜室内で用いられる成膜マスクを交換する成膜マスク交換システムにおいて、前記成膜室に接続するマスク収納室と、前記マスク収納室を排気する排気手段と、前記マスク収納室に箱状部材を搬出入する搬送手段と、前記マスク収納室内で前記箱状部材を開閉する開閉機構と、前記マスク収納室内の前記箱状部材と前記成膜室との間で成膜マスクを移動させる移動機構と、を有することを特徴とする成膜マスク交換システム。
【請求項４】
前記箱状部材の内部を密閉する密閉手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の成膜マスク交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイパネル製造装置等における成膜マスク交換方法および成膜マスク交換システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の薄型ディスプレイの需要が高まっている。特に、携帯電話やデジタルカメラ等の携帯端末向けのディスプレイとしては液晶ディスプレイが主流となっており、高精細化も進んでいる。しかしながら、液晶ディスプレイは、白色光がカラーフィルターを透過して画像を表示する構造から、バックライトと呼ばれる部品が必要不可欠であり、消費電力の大半がバックライトにより消費されている。また、視野角により色味が変わる課題も抱えている。最近では広視野角と言われる液晶ディスプレイも開発されているが、完全な解決には至っていない。また、携帯端末においても、低消費電力化と広視野角を実現することが求められている。
【０００３】
液晶ディスプレイの課題である消費電力と視野角依存性を解決する次世代ディスプレイとして、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）が期待されている。有機ＥＬディスプレイは、自発光性であるために液晶ディスプレイに用いられているバックライトが不要となるため消費電力を抑えることができる。また、液晶ディスプレイに比べて応答速度が速く、視野角も優れていると言う利点がある。白色有機ＥＬをバックライトとして用いたディスプレイも開発されているが、その場合はカラーフィルターが必要となり発光効率が悪化すると言う課題を持っている。
【０００４】
それに比べて、フルカラー塗り分け方式の有機ＥＬディスプレイはカラーフィルターが不要となり、発光効率が非常に優れていると言う利点を持っている。具体的には光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層を塗り分けるために、一般的にはドライプロセスであればマスク蒸着、ウェットプロセスであればインクジェットにて成膜が行われている。有機ＥＬ素子は水分に弱いとされており、現状ではドライプロセスによる成膜の方が発光効率の良い有機ＥＬ素子ができると言われている。
【０００５】
近年では非常に高精細である有機ＥＬディスプレイパネルの開発が進められている。前述のようにドライプロセスにおいてはマスク蒸着が行われており、有機材料の膜厚や蒸着回数によってはマスクに有機材料が堆積してしまい、高精細パネルを安定して製造することが困難である。そのためにマスクを洗浄（再生）する工程が頻繁に行われる。ドライプロセスにおいてマスクを洗浄するためには、大気中にマスクを取り出す必要があり、いずれかの真空チャンバーを大気に開放する必要がある。その時に問題となるのが、大気に開放することでマスクに付着した有機材料がパーティクルとして発生し、真空チャンバー内が汚染されることであり、そのために、メンテナンスに多くの時間を要する。
【０００６】
その解決策として、特許文献１、特許文献２に開示されたように、真空チャンバー（成膜室）を大気に開放せずマスクを洗浄する方法が知られている。
【特許文献１】特開２００５−１２９２９９号公報
【特許文献２】特開２００６−１３１９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、大気に開放せずに真空チャンバー内でマスクを洗浄すると、マスクに堆積した有機材料が真空チャンバー内に再付着したり、パーティクルとして真空チャンバー内に残存する。真空チャンバー内に堆積した有機材料を除去しなければ、洗浄済みのマスクを汚染する可能性もある。また、真空チャンバーのメンテナンス時には真空チャンバーを大気に開放する必要があり、その際に舞い上がるパーティクルにより真空チャンバー周辺を汚染する可能性が極めて高い。
【０００８】
本発明は、マスク交換時に発生するパーティクルによる汚染を最小限に抑え、効率的な成膜を可能にする成膜マスク交換方法および成膜マスク交換システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の成膜マスク交換方法は、成膜室内で用いられる成膜マスクを交換する成膜マスク交換方法において、前記成膜室に接続するマスク収納室に開閉可能な箱状部材を搬入する工程と、前記マスク収納室を排気したうえで前記箱状部材を開く工程と、前記マスク収納室内の前記箱状部材と前記成膜室との間で成膜マスクを移動させる工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の成膜マスク交換システムは、成膜室内で用いられる成膜マスクを交換する成膜マスク交換システムにおいて、前記成膜室に接続するマスク収納室と、前記マスク収納室を排気する排気手段と、前記マスク収納室に箱状部材を搬出入する搬送手段と、前記マスク収納室内で前記箱状部材を開閉する開閉機構と、前記マスク収納室内の前記箱状部材と前記成膜室との間で成膜マスクを移動させる移動機構と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
有機ＥＬディスプレイパネルを製造する際の成膜マスクを、成膜室に接続するマスク収納室において開閉可能な箱状部材に収容し、そのまま外部へ取り出して洗浄する。使用済みの成膜マスクから発生するパーティクルによってマスク収納室が汚染されるのを防ぎ、成膜室やマスク収納室をクリーンに保つことができる。
【００１２】
その結果、成膜室やマスク収納室のメンテナンスおよびクリーニングが格段に簡素化される。また、成膜室内を汚染させないことにより、有機ＥＬディスプレイパネル製造工程におけるパーティクル発生を極力抑えることが可能となる。成膜室周辺に存在する他のプロセス装置に対しても、パーティクルによる影響を排除することで、クリーンエリアの低コスト化も可能となる。
【００１３】
これによって、有機ＥＬディスプレイパネルの生産性が飛躍的に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基いて説明する。
【００１５】
図１の（ａ）、（ｂ）は、有機ＥＬディスプレイパネル製造装置１０の構成およびマスク（成膜マスク）交換の手順を示す。この装置は、図１の（ａ）に示すように、外部の搬送機構やマスク洗浄（再生）装置に接続されるマスク収納室１、搬送室２、基板投入室３、受渡室４、有機膜成膜室（成膜室）５、金属膜成膜室６、封止ガラス投入室７、貼り合せ室８、取出室９等を有する。
【００１６】
図２に示すように、有機膜成膜室５内においては、成膜マスクであるマスク１１を介してアレイ基板１２上に蒸着源１３からの蒸着材料が蒸着され、有機膜が形成される。搬送室２内の搬送ロボット（移動機構）１４は、マスク収納室１内におけるマスクカセット（箱状部材）１５に対するマスク１１の着脱および有機膜成膜室５に対する搬出入を図１の（ｂ）に示す手順で行う。
【００１７】
成膜工程は以下のように行われる。まず、アレイ基板１２が基板投入室３より投入される。この時に、基板投入室３内で所定の前処理をしてもよいし、有機ＥＬディスプレイパネル製造装置１０内もしくは有機ＥＬディスプレイパネル製造装置１０外の別室にて前処理を行ってもよい。投入されたアレイ基板１２は、搬送室２に配置されている搬送ロボット１４により所望の有機膜成膜室５に搬送される。搬送されたアレイ基板１２は不図示の位置決め機構によってマスク１１と位置決めされ、位置決めされた状態で有機材料を蒸着する。所定の有機膜が積層された後に金属膜成膜室６にて電極が形成され、有機ＥＬ素子が製造される。その後、封止ガラス投入室７より投入された封止ガラスと、有機膜および電極が形成されたアレイ基板１２とを貼り合せ室８にて貼り合わせる。封止ガラスには水分吸着剤が塗布もしくは表示部周辺に形成されており、水分が有機膜に到達しない構造となっている。封止が終わったら取出室９から貼り合せた基板を取り出して、パネル単位に切断後、実装する。
【００１８】
成膜が繰り返されると有機膜成膜室５に配置されたマスク１１には有機物が付着し、マスク開口部が狭まってしまう。そのために、一定の期間でマスク１１の交換・洗浄をする必要がある。マスク１１を交換する際は、搬送室２に配置された搬送ロボット１４により、有機膜成膜室５から、排気手段によって排気されたマスク収納室１に搬送される。この時にマスク収納室１にはマスクカセット１５が用意されており、マスクカセット１５内には１枚もしくは複数枚のマスク１１が収納される。
【００１９】
マスク１１を収容したマスクカセット１５を閉じれば、マスク収納室１を大気に開放しても、マスク収納室１の内部およびマスク収納室１の周辺を、マスク１１に付着した有機材料が剥離して汚染することはない。マスクカセット１５の蓋１６は、マスク収納室１内の蓋着脱機構（開閉機構）１７によって開閉される。また、搬送室２に対する上方のアクセス位置と、外部に対する下方のアクセス位置との間で昇降させる昇降機構１８が配設される。
【００２０】
一般的に、マスク１１に付着した有機材料は、真空状態から大気圧状態になる時に、物性的に弱い有機材料へ大気圧が加わることでマスク１１から剥離する。また、マスク収納室１のベント（大気開放）時の気体の対流や、空気中の水分もしくは温度変化によっても剥離が発生する。そして剥離した有機材料はその周辺に舞い上がり周辺を汚染することが常である。
【００２１】
そこで、マスクカセット１５をマスク収納室１内で開閉可能とし、マスク収納室１の内部および周辺を汚染することのないように、マスクカセット１５を閉じた状態でマスク収納室１を大気圧の状態にする。その状態を維持してマスク収納室１の外部へ取り出す。
【００２２】
洗浄後のマスク１１の投入においては、マスク１１を収容したマスクカセット１５を閉じた状態でマスク収納室１に搬入する。このため、外部の環境がクリーン環境ではない場合においても、マスクカセット１５の内部はクリーンに保つことができ、マスク１１にパーティクル付着のおそれはない。
【００２３】
このように、開閉可能なマスクカセット１５を用いることで、パーティクルの発生を抑えることができ、マスク収納室１の内部および周辺の汚染を防ぐことが可能となる。
【００２４】
本実施の形態によるマスク交換方法およびマスク交換システムは、マスク収納室で開閉可能な箱状部材（マスクカセット）にマスクを収納することにより実現される。マスクカセットはマスク収納室内にて開閉され、マスク収納室の外およびマスク収納室が大気開放中は、マスクカセットが閉ざされた状態にある。
【００２５】
使用済みのマスクを取り出す際に発生するパーティクルはマスクカセット内に留まるため、マスク収納室の内部や周辺の環境を汚染することはない。また、洗浄済みのマスクを投入する際は、クリーン度が低い環境においてもマスクにパーティクルの付着を抑えることができる。そのために、マスク洗浄後にマスクをマスク収納室に投入する際、マスク収納室付近の一部のエリアにおいてクリーン度を高めるだけでマスクの交換を行うことができ、クリーンルーム（クリーンエリア）のランニングコストも削減できる。
【００２６】
その結果、安価で、より信頼性の高い有機ＥＬディスプレイパネルを製造することができる。
【実施例１】
【００２７】
図１〜図４に示すように、有機ＥＬディスプレイパネル製造装置１０は、有機蒸着を行う有機膜成膜室５、アレイ基板１２およびマスク１１を搬送する搬送室２、マスク１１を収納するマスク収納室１等を有する。アレイ基板１２のサイズは７３０×９２０であり、マスクサイズは搬送ロボット１４が受け渡せるサイズにしている。具体的には、搬送ロボット１４が保持する位置の寸法を７３０×９２０のいずれかの寸法に合わせてある。そのために、アレイ基板１２とマスク１１の搬送が同一の搬送ロボット１４にて可能となる。
【００２８】
マスク収納室１には、図２および図３に示すようにマスクカセット１５を昇降させる昇降機構１８と、マスクカセット１５を閉ざす蓋１６を着脱する蓋着脱機構１７が備えられている。マスクカセット１５には不図示の蓋クランプ機構が設けられており、蓋１６がマスクカセット１５に一体化できる機構となっている。蓋クランプ機構はバネを用いた機構であってもよいし、ネジを用いた機構であってもよい。本実施例では、着脱が簡易にできるバネを用いた機構を搭載した。
【００２９】
一般的に真空搬送用ロボットにおいては、昇降のストロークが１００ｍｍ程度と短いのが一般的であるため、マスクカセット１５側に昇降機構１８を設けた。マスクカセット１５に取り付けられる蓋１６は、パーティクルの発生が少ない材質を選ぶ。本実施例では金属材料を用いた。マスクカセット１５に蓋１６を取り付けた後に、マスク収納室１内を大気圧にベントする作業を行い、続いて、図４に示すように搬送手段である台車１９を用いてマスクカセット１５をマスク収納室１から取り出す。
【００３０】
本実施例のマスクカセット１５には不図示の逆支弁がついており、マスクカセット１５内へは気体が流入するが、マスクカセット１５外への気体の流出を防止する。そのため、マスクカセット１５の外へのパーティクル飛散を防ぐことができるのである。
【００３１】
実際の効果を確認するために、マスク収納室１の大気開放時にパーティクルカウンターを用いてマスク収納室１の内部および周辺のクリーン度を測定した。測定は１ｆｔ3 （２８．３Ｌ）中の０．５μｍ粒子の個数を調べた。結果は、マスク収納室１の内部においては１００００個以下を確認し、マスク収納室１の周辺においては１０００個以下を確認した。
【００３２】
以上により、開閉可能なマスクカセット１５を用いることで、マスク１１から剥離するパーティクル発生を大幅に抑える効果を確認することができた。
【実施例２】
【００３３】
本実施例においては、実施例１のマスクカセット１５が密閉構造となっている点のみが異なる。
【００３４】
図１〜図４に示すように、有機ＥＬディスプレイパネル製造装置１０は、有機蒸着を行う有機膜成膜室５、アレイ基板１２およびマスク１１を搬送する搬送室２、マスク１１を収納するマスク収納室１等を有する。アレイ基板１２のサイズは７３０×９２０であり、マスク１１のサイズは搬送ロボット１４が受け渡せるサイズにしている。具体的には、搬送ロボット１４が保持する位置の寸法を７３０×９２０のいずれかの寸法に合わせてある。そのために、アレイ基板１２とマスク１１の搬送が同一の搬送ロボット１４にて可能となる。
【００３５】
マスク収納室１にはマスクカセット１５を昇降させる昇降機構１８と、マスクカセット１５を閉ざす蓋１６を着脱する蓋着脱機構１７が備えられている。マスクカセット１５には不図示の蓋クランプ機構が設けられており、蓋１６がマスクカセット１５に一体化できる機構となっている。蓋クランプ機構はバネを用いた機構であってもよいし、ネジを用いた機構であってもよい。この蓋１６とマスクカセット１５は、密閉手段であるＯリングによる密閉が可能な構造となっている。
【００３６】
一般的に真空搬送用ロボットにおいては、昇降のストロークが１００ｍｍ程度と短いのが一般的であるため、マスクカセット１５側に昇降機構１８を設けた。マスクカセット１５に取り付けられる蓋１６は、パーティクルの発生が少ない材質を選ぶ。マスクカセット１５に蓋１６を取り付けた後に、マスク収納室１内を大気圧にベントする作業をする。本実施例ではマスクカセット１５と蓋１６は密閉が可能となるため、マスク収納室１は大気圧になるがマスクカセット１５内は減圧状態を保たれる。
【００３７】
実際の効果を確認するために、マスク収納室１の大気開放時にパーティクルカウンターを用いてマスク収納室１の内部および周辺のクリーン度を測定した。測定は１ｆｔ3 （２８．３Ｌ）中の０．５μｍ粒子の個数を調べた。結果は、マスク収納室１の内部においては１００００個以下を確認し、マスク収納室１の周辺においては１０００個以下を確認した。
【００３８】
以上により、開閉可能であり、かつ密閉手段を有するマスクカセット１５を用いることで、マスク１１から剥離するパーティクル発生を大幅に抑える効果を確認することができた。
【００３９】
マスク１１をマスク収納室１に投入する際は以下のように行う。洗浄済みのマスク１１をマスクカセット１５にクリーンな環境で装着し、その後マスクカセット１５内を密閉する。マスクカセット１５を密閉後はクリーン度が悪い環境を通過してもマスク１１にパーティクルなどが付着することはない。本実施例では水分の付着も最小限にするために、脱ガス工程以降はマスクカセット１５内を真空状態にした。
【００４０】
マスク１１は洗浄後に検査工程、脱ガス工程などを経て装置に投入される。洗浄済みのマスク１１は、クリーン度の高い環境でマスクカセット１５内に収納される。そして、密閉状態にされたマスクカセット１５は、マスク検査工程に運ばれる。マスクカセット１５が密閉構造のため、工程間のクリーン度は気にしなくてもよい。ただし、クリーン度の悪い環境を通過した時は、マスクカセット１５外に付着したパーティクルによる汚染を防ぐ必要がある。
【００４１】
本実施例ではクラス１００００の環境をマスクカセットが搬送され、検査工程に投入されるエリアは局所的にクラス１００にされている。このため、洗浄済みのマスク１１へのパーティクル付着はほとんどない。
【００４２】
検査工程が終了したら、同じく局所的にクリーン度が高いエリアにてマスクカセット１５内に収納され密閉される。その後、工程間の搬送は同様にして、マスク脱ガス工程に運ばれる。同じくマスク１１が投入・収納されるエリアは局所的にクリーン度が高いエリアとなっており、今回はクラス１００とした。脱ガス工程はマスクカセット１５ごと真空オーブンに投入することもできるし、マスク１１のみを真空オーブンに投入することもできる。今回は、真空オーブン内に蓋１６の開閉機構を設けることで、マスクカセット１５ごと加熱する方法とした。真空加熱温度は８０℃の設定とし、マスクカセット１５内部も脱ガスされる。加熱終了後、真空状態にてマスクカセット１５が密閉され、減圧状態で維持される。その状態で、加熱工程から成膜工程に搬送される。同じく、搬送工程はクリーン度はクラス１００００である環境下で、マスク収納室１は局所的にクラス１００の環境となっている。
【００４３】
マスク収納室１内に収納されたマスクカセット１５は減圧状態であるため、大気圧状態では蓋１６の開閉工程を行う必要がなく、マスクカセット１５と蓋１６を分離せずにマスク収納室１内を排気することができる。マスク収納室１内が所定の圧力以下になったら、蓋着脱機構１７によりマスクカセット１５と蓋１６が分離される。マスクカセット１５内が密閉されていたため、外部からのパーティクル付着が無い状態でマスク収納室１内に投入することができる。また、マスク収納室１内を真空状態に排気することで対流が無いため、マスク収納室１内に残存したパーティクルの飛散がない。そのために、マスク１１へのパーティクル付着を最小限に防ぐことができるのである。また、真空状態を維持して、脱ガス工程から搬送されるためにマスク１１への水分付着を最小限に防ぐことができると言う相乗効果も得ることができる。
【００４４】
マスク１１へのパーティクル付着がないことを確認するために、上記のマスク洗浄からマスク投入の工程を経て、有機ＥＬディスプレイパネルの試作を行った。確認方法としては、単色パネル１０枚とフルカラー塗分けパネル１０枚を試作し、非点灯画素の個数で判断をした。単色パネルとは単に高精細マスクを使わずに成膜するもので、フルカラー塗り分けパネルとは高精細マスクを使い成膜するものである。その結果、単色パネルは非点灯画素数が平均１０個以下に対して、フルカラー塗り分けパネルにおいても非点灯画素数は平均１０個以下に抑えることができた。
【００４５】
このように、開閉可能なマスクカセット１５を用いることで、マスク１１へのパーティクル付着を抑える効果があることを確認することができた。
【００４６】
なお、マスク投入時にはマスクカセット内が加圧状態であってもよい。加圧状態であればマスクカセット内にパーティクルが入ることもないし、また、不活性ガスで密閉されていれば水分等の付着も極力防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一実施の形態による成膜マスク交換システムを説明するもので、（ａ）は有機ＥＬディスプレイパネル製造装置全体を示すブロック図、（ｂ）は成膜マスク交換作業の流れを示す図である。
【図２】図１の装置における成膜マスク交換方法の第１工程を示す図である。
【図３】図１の装置における成膜マスク交換方法の第２工程を示す図である。
【図４】図１の装置における成膜マスク交換方法の第３工程を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    マスク収納室
２    搬送室
３    基板投入室
４    受渡室
５    有機膜成膜室
６    金属膜成膜室
７    封止ガラス投入室
８    貼り合せ室
９    取出室
１０    有機ＥＬディスプレイパネル製造装置
１１    マスク
１２    アレイ基板
１３    蒸着源
１４    搬送ロボット
１５    マスクカセット
１６    蓋
１７    蓋着脱機構
１８    昇降機構
１９    台車
【図１】
2008115441.tif 000003
【図２】
2008115441.tif 000004
【図３】
2008115441.tif 000005
【図４】
2008115441.tif 000006