(57)【要約】【課題】基板に直接接触させるメタルマスクを用いることなく、搬送室を介して各処理室での処理と共に、レーザー加工室で一連にレーザー加工を行って、マスクレスにして所望パターンの成膜が行えるため、従来のマスク使用によるコスト高等の様々な問題を解決できる画期的なフラットパネルディスプレイ製造装置を提供すること。【解決手段】仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室、薄膜封止室等の一つ若しくは複数種の処理室と、この各処理室に基板を搬送する搬送室とからなるフラットパネルディスプレイ製造装置において、蒸着室、スパッター室、ＣＶＤ室、缶封止室、薄膜封止室のうちの少なくともいずれか一つ以上の処理室と、基板に直接接触させるメタルシャドーマスクを用いないでレーザー加工によって所望パターンに形成若しくは不要部分を除去する工程を行う一つ若しくは複数のレーザー加工室とを前記搬送室を介して一連に基板を処理加工できるように設けて、前記処理室とレーザー加工室とを一体化した構成としたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室、薄膜封止室等の一つ若しくは複数種の処理室と、この各処理室に基板を搬送する搬送室とからなるフラットパネルディスプレイ製造装置において、蒸着室、スパッター室、ＣＶＤ室、缶封止室、薄膜封止室のうちの少なくともいずれか一つ以上の処理室と、基板に直接接触させるメタルシャドーマスクを用いないでレーザー加工によって所望パターンを形成若しくは不要部分を除去する工程を行う一つ若しくは複数のレーザー加工室とを前記搬送室を介して一連に基板を処理加工できるように設けて、前記処理室とレーザー加工室とを一体化した構成としたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項２】
前記搬送室の周囲若しくは前記搬送室の搬送方向に沿った位置に前記処理室と前記レーザー加工室を配設したことを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項３】
前記処理室として設けるプラズマ洗浄室、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室若しくは薄膜封止室及び前記レーザー加工室内の雰囲気は、真空雰囲気若しくはＡｒ等の不活性ガス若しくは窒素ガスなどによる非酸化性雰囲気で、且つ露点が−５０℃以下の乾燥雰囲気としたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項４】
前記処理室として設ける有機成膜室は低分子有機材料を抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱等の蒸着源加熱手段及び高分子有機材料をインクジェット法、スピン塗布法、スクリーン印刷を含む各種印刷法若しくはスプレー印刷法を用いて成膜する手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項５】
前記処理室として設けるスパッター室は、有機材料或いは絶縁材料をコンベンショナル、マグネトロン、イオンビーム、ＥＣＲ等のスパッタリング法を用いて、成膜する手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項６】
前記処理室として設けるＣＶＤ室は、金属材料及び絶縁材料を減圧、常圧、プラズマ法を用いて成膜する手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項７】
前記処理室として設ける缶封止室若しくは薄膜封止室は、大気雰囲気と遮断することにより、大気雰囲気中の水及び酸素が直接有機ＥＬ素子表面と接触することを防止する機能を有する缶或いは膜を付加する手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項８】
前記レーザー加工室は、透明導電膜、有機ＥＬ膜、金属製電極膜若しくは酸化シリコン、窒化シリコン、アルミナ等のセラミック膜をレーザー光線にて加工する手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項９】
前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、前記レーザー加工室、缶封止室若しくは薄膜封止室及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項１０】
前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成室）、前記レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、前記レーザー加工室２、缶封止室若しくは薄膜封止室及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項１１】
前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成室）、前記レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、前記レーザー加工室２、薄膜封止室、前記レーザー加工室３及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【請求項１２】
基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成室）、前記レーザー加工室及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子（以下、ＯＬＥＬＤという）を用いたフラットパネルディスプレイ装置（ＯＬＥＤ表示装置）やＴＦＴディスプレイアクティブ基板を用いたフラットパネルディスプレイ装置（ＴＦＴＬＣＤ）の製造をするために使うフラットパネルディスプレイ製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、ＯＬＥＤ表示装置の製造に際しては、例えば以下のように基板に直接接触させるメタルシャドーマスク（以下、メタルマスク）を使用する。
【０００３】
即ち、ガラス基板上にスパッタ法若しくは蒸着法でアノード電極用にＩＴＯのような透明導電薄膜を成膜する。次にフォトリソプロセスを経てアノード電極配線を形成する。
【０００４】
次にメタルマスクを使用し、正孔注入層（ＣｕＰｃ）、正孔輸送層（α−ＮＰＤ）、発光層（Ａｌｑ３＋ドーパント）、電子輸送層（Ａｌｑ３）、電子注入層（ＬｉＦ）を成膜した後、更にカソード電極形成用メタルマスクを用いて金属薄膜（ＡＬ  ＡＬ／Ｌｉ  Ｍｎ  Ｍｎ／Ａｇ  ｅｔｃ．）を成膜し、カソード電極配線を形成する。
【０００５】
また、フルカラー形成法として、ＣＣＭ，白色カラーフィルター法の場合は、メタルマスクは使用しないが（配線パターン以外の有機層成膜において）、３色独立形成の場合にはやはりメタルマスクを使用する。
【０００６】
いずれの場合もＴＦＴに比べて自発光素子を用い、高速応答性が良く、加工プロセスが簡単で素子のフレキシブル化が容易である長所を有するが、高精細なパターン形成が可能な半導体技術で一般的に応用されているフォトリソグラフィー加工技術を利用した場合は、有機ＥＬ素子が酸素や水分に極めて弱いため、寿命が短くなったり、ダークスポット（非点灯不良）発生の原因の一つになっていた。
【０００７】
いずれにおいても、前述のように成膜に際して、少なくとも一つの工程では、工程中にメタルマスクを使用しなければならず、特に表示ピクセル数のアップが図られる中、そのメタルマスクに対する精度要求も厳しく、今後のより高精細化要求には対応が極めて困難であり、たとえ対応できたとしても加工が複雑で非常にコストの高いものになってしまう。
【０００８】
また、メタルマスクの撓み、熱による膨張、有機材料による汚染、メタルマスクのクリーニング、メタルマスクの接触による素子ダメージ、メタルマスク精度向上のためメタルマスク厚みの薄膜化、メタルマスクのシャドー効果対策、アライメント精度確保などメタルマスクを使用するための問題は多く、メンテナンス性、品質維持管理等が複雑且つ非常に厳しいものになり、歩留まりの低下及びランニングコストの大幅アップが避けられない。
【０００９】
また、特に有機ＥＬ素子上のカソード金属配線パターンの形成手法としては、現在はメタルマスク法が一般的な手法である。メタルマスクの材料としては、シリコン、セラミック、ガラスの熱膨張係数に近い日本冶金製のＮＡＳ４２（４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金）や低膨張係数のＮＡＳ３６（３６％Ｎｉ−Ｆｅ合金）やＳＵＳ４３０等があり、各デバイスメーカーの考え方により何れかの材質のものを選定している。しかし、基板の大型化に伴う膜厚均一性確保対策による蒸着速度の低下、その対策として蒸着速度の向上を目的とした蒸着源温度アップ起因で発生した熱によるメタルマスク温度上昇、配線パターンの微細化のためのメタルマスクの薄膜化による撓みの発生、メタルマスクに付着した蒸着材料起因のパーティクル発生、これらの問題点を考慮した上でのアライメント精度向上が大きな課題になっている。
【００１０】
また、ＴＦＴディスプレイアクティブ基板を形成する工程において、現在画素ＩＴＯ配線パターンはスパッタ装置でＩＴＯ膜を被膜した後、フォトレジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離プロセス用夫々の装置を利用し形成している。
【００１１】
従って、プロセス工期が長く且つ高価な加工装置が必要であった。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、例えばＯＬＥＤ表示装置の製造にあたり、基板に直接接触させるメタルマスクを用いないでレーザー加工にて製造する工程を含むフラットパネルディスプレイ製造装置を提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１４】
仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室、薄膜封止室等の一つ若しくは複数種の処理室と、この各処理室に基板を搬送する搬送室とからなるフラットパネルディスプレイ製造装置において、蒸着室、スパッター室、ＣＶＤ室、缶封止室、薄膜封止室のうちの少なくともいずれか一つ以上の処理室と、基板に直接接触させるメタルシャドーマスクを用いないでレーザー加工によって所望パターンを形成若しくは不要部分を除去する工程を行う一つ若しくは複数のレーザー加工室とを前記搬送室を介して一連に基板を処理加工できるように設けて、前記処理室とレーザー加工室とを一体化した構成としたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００１５】
また、前記搬送室の周囲若しくは前記搬送室の搬送方向に沿った位置に前記処理室と前記レーザー加工室を配設したことを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００１６】
また、前記処理室として設けるプラズマ洗浄室、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室若しくは薄膜封止室及び前記レーザー加工室内の雰囲気は、真空雰囲気若しくはＡｒ等の不活性ガス若しくは窒素ガスなどによる非酸化性雰囲気で、且つ露点が−５０℃以下の乾燥雰囲気としたことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００１７】
また、前記処理室として設ける有機成膜室は低分子有機材料を抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱等の蒸着源加熱手段及び高分子有機材料をインクジェット法、スピン塗布法、スクリーン印刷を含む各種印刷法若しくはスプレー印刷法を用いて成膜する手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００１８】
また、前記処理室として設けるスパッター室は、有機材料或いは絶縁材料をコンベンショナル、マグネトロン、イオンビーム、ＥＣＲ等のスパッタリング法を用いて、成膜する手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００１９】
また、前記処理室として設けるＣＶＤ室は、金属材料及び絶縁材料を減圧、常圧、プラズマ法を用いて成膜する手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００２０】
また、前記処理室として設ける缶封止室若しくは薄膜封止室は、大気雰囲気と遮断することにより、大気雰囲気中の水及び酸素が直接有機ＥＬ素子表面と接触することを防止する機能を有する缶或いは膜を付加する手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００２１】
また、前記レーザー加工室は、透明導電膜、有機ＥＬ膜、金属製電極膜若しくは酸化シリコン、窒化シリコン、アルミナ等のセラミック膜をレーザー光線にて加工する手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００２２】
また、前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、前記レーザー加工室、缶封止室若しくは薄膜封止室及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００２３】
また、前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成室）、前記レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、前記レーザー加工室２、缶封止室若しくは薄膜封止室及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００２４】
また、前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成室）、前記レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、前記レーザー加工室２、薄膜封止室、前記レーザー加工室３及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００２５】
また、基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成室）、前記レーザー加工室及び排出室を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフラットパネルディスプレイ製造装置に係るものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
好適と考える本発明の実施の形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてその作用効果を示して簡単に説明する。
【００２７】
搬送室を介して処理室へ基板は搬送され所定の処理がなされると共に、この処理室と一体化して付加されたレーザー加工室に搬送された基板にレーザー加工が施される。
【００２８】
即ち、本発明は、例えばその一例を示す図３のようなレーザー加工装置を室内に設けてレーザー加工室とし、これを各処理室と一体化させて本装置に組み込み配設したものである。
【００２９】
従って、レーザー加工室が処理室と共に一体化されているため、基板に直接接触させるメタルマスクを用いることなく、搬送室を介して各処理室での処理と共に、レーザー加工室で一連にレーザー加工を行って、基板と接触するメタルマスクを用いずとも所望パターンの成膜等を行うことができる。
【００３０】
【実施例】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００３１】
例えば図１に示すように、フォトリソグラフィー法により形成されたアノード配線ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板を仕込み室に収納し、真空排気を行う。次にゲートバルブを開け、前記ガラス基板を、真空排気されたプラズマ洗浄室に移動し、酸素ガス等を導入し、高周波により酸素プラズマを生成し、表面処理を行う。次に真空排気された有機成膜室１に前記ガラス基板を移動し、正孔注入層を蒸着成膜する、更に真空排気された各々の有機成膜室（２〜４）に前記ガラス基板を移動し、赤、緑、青各々の発光層を成膜する。
【００３２】
更に、真空排気された有機成膜室５に前記ガラス基板を移動し、電子輸送層を蒸着成膜する。更に真空排気され成膜室６で電子注入層を蒸着成膜し、真空排気された金属電極蒸着室でカソード配線電極膜を成膜する。
【００３３】
次に真空排気若しくは窒素置換されたレーザー加工室１に前記ガラス基板を移動し、レーザーによりカソード配線電極を形成する。次に真空排気若しくは窒素置換された薄膜封止室に前記ガラス基板を移動し、封止膜を成膜する。
【００３４】
更にレーザー加工室２に前記ガラス基板を移動し、レーザーにより端子部の封止膜を除去し、給電端子部を形成する。
【００３５】
以上、前記実施例についての有機成膜は低分子有機ＥＬ材料を想定し、真空蒸着法について説明した。
【００３６】
その他の実施例として高分子有機ＥＬ材料の有機成膜については、インクジェット法を利用してもよい。
【００３７】
また、更に高分子有機材料をスピン塗布法、スプレー法を利用する場合には、真空排気若しくは真空置換された乾燥室を追加したり、有機成膜をレーザー加工室でパターン形成する実施例も考えられる。
【００３８】
その他の実施例として、基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室若しくは薄膜封止室及び排出室を有するフラットパネルディスプレイ製造装置において、有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室、薄膜封止室のうちの少なくともいずれか一台以上の処理室と、一台又は、複数台のレーザー加工室とを一体化したフラットパネルディスプレイ製造装置としている。
【００３９】
また、前記搬送室の周囲若しくは前記搬送室の搬送方向に沿った位置に前記処理室を配設すると共に前記レーザー加工室を配設している。
【００４０】
また、前記有機成膜室、スパッター室、ＣＶＤ室、金属電極蒸着室、缶封止室若しくは薄膜封止室及びレーザー加工室内の雰囲気は、真空雰囲気若しくはＡｒ等の不活性ガス若しくは窒素ガスなどによる非酸化性雰囲気で、且つ露点が−５０℃以下の乾燥雰囲気としている。
【００４１】
また、前記有機成膜室は有機材料或いは金属材料を抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱等の蒸着源加熱手段及び高分子有機材料をインクジェット法、スピン塗布法、スクリーン印刷を含む各種印刷法若しくはスプレー印刷法を用いて成膜する手段を有し、スパッター室は、有機材料或いは絶縁材料をコンベンショナル、マグネトロン、イオンビーム、ＥＣＲ等のスパッタリング法を用いて、成膜する手段を有し、ＣＶＤ室は金属材料及び絶縁材料を減圧、常圧、プラズマ法を用いて成膜する手段を有し、金属電極蒸着室は金属材料を抵抗加熱、電子ビーム加熱、高周波誘導加熱等の蒸着源加熱手段を有する。
【００４２】
また、缶封止室若しくは薄膜封止室は、大気雰囲気と遮断することにより、大気雰囲気中の水及び酸素が直接有機ＥＬ素子表面と接触することを防止する機能を有する缶或いは膜を付加する手段を有し、前記レーザー加工室は、透明導電膜、有機ＥＬ膜、金属電極膜、酸化シリコン、窒化シリコン、アルミナ等のセラミック膜をレーザー光線にて加工する手段を有する。
【００４３】
本実施例では、基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、陰極金属蒸着室、レーザー加工室、缶封止室若しくは薄膜封止室及び排出室を設けた構成としている。
【００４４】
また、前記基板を前記各処理室に搬送する機構を有する前記搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成）、レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、レーザー加工室２、缶封止室若しくは薄膜封止室及び排出室を設けた構成としても良い。
【００４５】
また、基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成）、レーザー加工室１、有機成膜室１、有機成膜室２、有機成膜室３、金属電極蒸着室、レーザー加工室２、薄膜封止室、レーザー加工室３及び排出室を設けた構成としても良い。
【００４６】
また、基板を各処理室に搬送する機構を有する搬送室の周囲に、仕込み室、プラズマ洗浄室、スパッター室（透明導電膜形成）、レーザー加工室及び排出室を設けた構成としても良い。
【００４７】
前記仕込み室が前記排出室を兼ねる場合は、仕込み室のみでも良い。
【００４８】
また、レーザー加工室を複数室としたが、一室のみで兼用しても良い。
【００４９】
また、有機成膜室を三室としても良いし、一室で兼用しても良く、もちろん四室以上にしても良い。
【００５０】
また、本実施例では、搬送室の周囲に各処理室とレーザー加工室を配設（通称クラスター方式）したが、搬送室の搬送方向に順次各処理室とレーザー加工室を縦列（通称インライン方式）した構成としても良い。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したから、例えば、有機ＥＬデバイスを製造することを目的とするクラスター型フラットパネルディスプレイ製造装置にレーザー加工室を付加することにより、高精度、高密度、高性能の有機ＥＬデバイスの製造が可能になり、また、ＴＦＴ−ＬＣＤ製造工程に適用すれば、透明導電膜のパターン形成工程が、大幅に合理化され、スループットが大幅に向上し、原価低減を図ることができる。
【００５２】
即ち、マスクを用いることなく、搬送室を介して各処理室での処理と共に、レーザー加工室で一連にレーザー加工を行って、マスクレスにして所望パターンの成膜が行えるため、従来のマスク使用によるコスト高等の様々な問題を解決できる画期的なフラットパネルディスプレイ製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のクラスター方式での一例を示す概略構成説明図である。
【図２】本実施例のインライン方式での一例を示す概略構成説明図である。
【図３】本実施例のレーザー加工装置の一例を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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