(57)【要約】【課題】印刷方式、インクジェット方式、ノズルプリンティング方式等の方式で製造される有機ＥＬディスプレイに対応し、大気圧と同等環境で、高クリーン度、かつ低酸素低露点を同時に維持できる、簡便で安価な有機ＥＬディスプレイ製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】有機ＥＬ製造ラインを密封チャンバー内部に設置した有機ＥＬ製造装置であり、前記密封チャンバー内部に、窒素ガスを供給する手段と、前記密封チャンバー内部に、高性能フィルタを通して窒素ガスを密封チャンバー内部に導入する手段と、前記導入された窒素ガスを、前記高性能フィルタに戻し循環させる手段と、前記密封チャンバー内を大気圧に対して陽圧とする手段とを備えた。【選択図】図１
2013140721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ製造ラインを密封チャンバー内部に設置した有機ＥＬ製造装置であり、
前記密封チャンバー内部に、窒素ガスを供給する手段と、
前記密封チャンバー内部に、高性能フィルタを通して窒素ガスを密封チャンバー内部に導入する手段と、
前記導入された窒素ガスを、前記高性能フィルタに戻し循環させる手段と、
前記密封チャンバー内を大気圧に対して陽圧とする手段とを備えたことを特徴とする有機ＥＬ製造装置。
【請求項２】
前記密封チャンバー内を、上室、中間室、下室の３室に分け、前記中間部に有機ＥＬ製造ラインを設置し、
前記、高性能フィルタを通して窒素ガスを密封チャンバー内部に導入する手段が、
前記上室と前記中間室の間に高性能フィルタと、前記高性能フィルタを通して、中間室に導入するファンを備え、
中間室と下室の間に排気口を設け、排気される窒素ガスを上室に戻すリターンダクトを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ製造装置。
【請求項３】
前記密封チャンバー内を大気圧に対して陽圧とする手段が、
前記密封チャンバー内部圧と密封チャンバー外部圧の差圧を測定し、前記窒素ガスの導入量を制御して、前記密封チャンバー内圧を陽圧に設定するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬディスプレイの製品特性に影響する、異物、湿度、酸素濃度等の製造環境をコントロールする手段を有した有機ＥＬディスプレイ製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイは、製造途中の段階における製造環境の影響により、製品特性（効率や寿命など）の劣化があり、その劣化を防止するために低酸素低露点環境での製造が必要で、かつ非常に微小な異物が混入しても、不良原因となるため、高クリーン度環境が必要である。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイの製造方法として、現在主流となっている真空蒸着法での製造方法においては、高クリーン度、かつ低酸素低露点環境を維持できるが、真空装置は、真空耐性を持った専用部品や真空ポンプが必要となるため設備コストが高額となってしまう。
【０００４】
また、真空蒸着法では蒸着用マスク熱伸縮の影響で小型のディスプレイしか製造できないため、蒸着法に変わる技術として、大気圧下での有機ＥＬディスプレイ製造方法が求められている。
【０００５】
大気圧下で、低酸素低露点環境を維持する技術や、大気圧で高クリーン度環境を維持する技術に関しては数多く知られており、その方法に対応した商品が一般的に販促されている。大気圧下で、高クリーン環境を維持する方法として、ダウンフロー式クリーンルームの提案があるが、作業環境のすべてを、クリーン化するため、同時に低酸素低露点環境に保つことはできない（特許文献１）。
【０００６】
低酸素雰囲気を作るために、不活性ガスを導入する、連続式低酸素雰囲気処理室の提案があるが、密閉型構造のため低酸素低露点環境に保つことはできるが、高クリーン度にすることはできない（特許文献２）。
【０００７】
また、グローブボックスに関する提案は、密閉型構造のため低酸素低露点環境に保つことができ、グローブもあるのでメンテナンス性も良いが、高クリーン度にすることはできない（特許文献３）。
【０００８】
低酸素、低露点、高クリーン度を同時に満たす技術は確立されていないため、大気圧での様々な製造方式（印刷方式、インクジェット方式、ノズルプリンティング方式、等）によって製造された有機ＥＬディスプレイは、製品特性劣化や異物起因の不良品が多く、歩留り低下の原因となっている。
【０００９】
有機ＥＬディスプレイは、製造途中の段階において、構成要素である、正孔輸送層、インターレイヤー層、発光層、電子輸送層、陰極が、光や酸素、またオゾンにより状態が変化してしまい、発光効率が悪く、発光寿命が短くなる等の特性劣化が起こりやすく、取扱いが難しい製品であることが知られている。
【００１０】
また、有機ＥＬディスプレイは、その構成要素である、正孔輸送層、インターレイヤー層、発光層、電子輸送層、陰極の膜中に、数十ｎｍ〜数十μｍのゴミ等の異物が付着、あるいは内包していると、電流リークにより、上下の電極が電気的ショートとなり、画素非点灯不良となってしまう。
【００１１】
大気圧と同等の環境で有機ＥＬディスプレイを製造するために、密封度の高い容器内に装置を設置し、高クリーン環境にするために、ＨＥＰＡフィルターが使用されているファインフィルターユニット（ＦＦＵ)を設置しても以下のような問題がある。
【００１２】
一つとしては、高クリーン度を維持するため、ＦＦＵによりダウンフローの流れを作ることが考えられるが、グローブボックスのような密封容器内で、ＦＦＵを稼動させても、チャンバー内流体の流れに逃げ場が無いため、ダウンフローにできず、高クリーン度な環境とは成らない。
【００１３】
また、高クリーン度な環境とするため、チャンバー内流体の逃げ場として、下から上に流れるリターンダクト等を作って、ダウンフローにすれば高クリーン環境は維持可能だが、密封空間においてＦＦＵを回すと、その周囲の圧力が変化するため、チャンバー内が負圧になった時、外気を吸い込んでしまって低酸素低露点環境を維持できない。
【００１４】
また、高クリーン度環境とするため、チャンバー内各駆動部の発塵しやすい箇所に局所排気を設ければ高クリーン環境は維持可能だが、密封空間において局所排気を設けるとチャンバー内が負圧になってしまい、外気を吸い込んでしまうこととなり、低酸素低露点環境を維持することはできない。また、その状態を陽圧に戻すため、新たに高純度窒素供給が必要となるため、ランニングコストが高くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平８−６８５５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−８７１７１号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３１７１３号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、印刷方式、インクジェット方式、ノズルプリンティング方式等の方式で製造される有機ＥＬディスプレイに対応し、大気圧と同等環境で、高クリーン度、かつ低酸素低露点を同時に維持できる、簡便で安価な有機ＥＬディスプレイ製造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】
【００１７】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、有機ＥＬ製造ラインを密封チャンバー内部に設置した有機ＥＬ製造装置であり、
前記密封チャンバー内部に、窒素ガスを供給する手段と、
前記密封チャンバー内部に、高性能フィルターを通して窒素ガスを密封チャンバー内部に導入する手段と、
前記導入された窒素ガスを、前記高性能フィルターに戻し循環させる手段と、
前記密封チャンバー内を大気圧に対して陽圧とする手段とを備えたことを特徴とする有機ＥＬ製造装置である。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、前記密封チャンバー内を、上室、中間室、下室の３室に分け、前記中間部に有機ＥＬ製造ラインを設置し、
前記、高性能フィルターを通して窒素ガスを密封チャンバー内部に導入する手段が、
前記上室と前記中間室の間に高性能フィルターと、前記高性能フィルターを通して、中間室に導入するファンを備え、
中間室と下室の間に排気口を設け、排気される窒素ガスを上室に戻すリターンダクトを備えたものであることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ製造装置である。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明は、前記密封チャンバー内を大気圧に対して陽圧とする手段が、
前記密封チャンバー内部圧と密封チャンバー外部圧の差圧を測定し、前記窒素ガスの導入量を制御して、前記密封チャンバー内圧を陽圧に設定するものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ製造装置である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、大気圧同等で製造される、有機ディスプレイの構成要素が、水分や酸素により、加水分解・酸化され、状態変化してしまうことを無くし、構成要素の膜中への異物の付着を防止することにより、発光効率・発光寿命といった商品特性の劣化を防ぎ、歩留りが向上する、簡便で安価な有機ＥＬディスプレイ製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本願発明の有機ＥＬディスプレイ製造装置を示した側面概念図である。
【図２】ボトムエミッション型有機ＥＬディスプレイの構成を示しており、製造途中段階である陰極形成までを実施した後の断面概念図である。
【図３】本願発明の有機ＥＬディスプレイ製造装置における、窒素ガスの流れを示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の大気圧と同等で、高クリーン度、かつ低酸素低露点環境維持が可能な有機ＥＬディスプレイ製造装置を示した模式図であって、密封チャンバー内を、上室（非清浄側）１９、中間室、下室２６の３室に分け、有機ＥＬディスプレイ製造ライン２４が設置される中間室との間に、ＨＥＰＡフィルターと送風ファンが一体となったＦＦＵを設置し、中間室と下室２６の間に排気口を設け、下室２６排気される窒素ガスを上室に戻すリターンダクト２３を設けてある。
【００２３】
中間室に設置されている有機ＥＬディスプレイ製造ライン２４の駆動部にはリターンダクト２３に接続された局所排気用配管２２を設け、チャンバー全体を低酸素低露点に維持するブロアー内蔵型窒素精製装置２９で接続し、チャンバー内を一定圧力に制御する手段を有する有機ＥＬディスプレイ製造装置の実施形態である。
【００２４】
図２は、本発明の有機ＥＬディスプレイ製造装置にて、製造されるボトムエミッション型有機ＥＬディスプレイの構成を示しており、陰極形成まで完了した状態である。ガラス等のＴＦＴ基板１０上に、ＴＦＴ１１、陽極（透明電極）１２、隔壁１３、正孔輸送層１４、インターレイヤー層１５、発光層１６、電子輸送層１７、陰極１８を形成した状態を示している。
【００２５】
図３は、本願発明の有機ＥＬディスプレイ製造装置における、窒素ガスの流れを示しており、中間室に設置されている有機ＥＬディスプレイ製造ライン２４は、チャンバーに囲まれて密封されている。チャンバーは上室１９、中間室、下室２６に分割された構造となっている。ブロアー内蔵型窒素精製装置２９から窒素が、上室１９に供給され、ＦＦＵ２０を通して清浄になった窒素ガスは、有機ＥＬ製造ライン２４が設置された中間室にダウンフロー状態で供給され、さらに下室２６から一部はリターンダクト２３を通り、上室１９に戻り、一部は窒素精製機用電磁弁Ｂ３６を通してブロアー内蔵型窒素精製装置２９に戻り、有機ＥＬディスプレイ製造ライン２４が設置された中間室は、低酸素低露点で高クリーンな環境が維持される。
【００２６】
リターンダクト２３の途中には、有機ＥＬディスプレイ製造ライン２４からの駆動部局所排気用配管２２が接続されており、同じくファインフィルターユニットの送風ファンの力によって、リターンダクト２３を介して、上室１９に戻る。上質に９戻った窒素ガスは、再びＦＦＵ２０を通って清浄な雰囲気となり、中間室にダウンフロー状態で供給される。この時、中間室と下室２６を明確に分けると、ダウンフローを作り易いが、無くても窒素ガスの循環によりクリーン化される。
【００２７】
この循環を繰り返すことによって、清浄な雰囲気が、より清浄度の高い雰囲気となり、高クリーン度環境の実現が可能となる。また、チャンバーには、ブロアー内蔵型窒素精製機２９が接続されている。ブロアー内蔵型窒素精製装置２９には、３つの電磁弁が取り付けられており、チャンバー内の窒素を精製する場合には、窒素精製機用電磁弁Ａ３５と、窒素精製機用電磁弁Ｂ３６を開け、窒素精製機用電磁弁Ｃ３７を閉じる。チャンバー内の窒素を精製しない場合には、窒素精製機用電磁弁Ａ３５と、窒素精製機用電磁弁Ｂ３６を閉じ、窒素精製機用電磁弁Ｃ３７を開ける。
【００２８】
チャンバー内の窒素ガスを精製する時は、下室２６の雰囲気を吸引し、ブロアー内蔵型窒素精製装置２９を通して、酸素と水分を除去し、上室１９に戻す。これらの循環を繰り返すことによって、低酸素低露点環境が、さらに低酸素低露点環境となり、有機ＥＬ製造に必要となる低酸素低露点で高クリーンな環境の実現が可能となる。
【００２９】
基板搬入の際には、シャッター３２を開け、基板３３を搬送コンベア３３又は搬送ロボット等の搬送ユニットを介して、基板用シフターピン３２の上に受け渡す。基板受渡しが終わったらシャッター３２を閉めて、基板用シフターピン３２を下降して基板用ステージ２７に基板３３を受渡し、有機ＥＬ製造ライン２４にて基板に必要な処理を施す。処理が完了したら、基板用シフターピン３２を上昇させて、シャッター３２を開け、基板３３を搬送ユニットにより排出する。この連続処理により、有機ＥＬ製造における各工程の処理を実施する。
【００３０】
これらの製造過程において、内圧が変化する要因がある。シャッター３２開閉時の内圧変化や、基板受渡し時に空気圧機器を使用する場合、その動作による圧力変化等である。これらの内圧変化を感知するために、差圧計３０を設置する。そして、内圧管理したい閾値を決めておき、もし閾値が、内圧が低い側に外れた場合、供給用配管２１の電磁弁を開けて窒素を供給し、内圧が閾値内に戻ったら電磁弁を閉める。
【００３１】
もし閾値が、内圧が高い側に外れた場合、チャンバー内排気量調整バルブ及び電磁弁２８を開けて排気し、内圧が閾値内に戻ったら電磁弁を閉める。この時、窒素供給用配管には、窒素ボンベやコールドエバポレータ等の、高圧高純度の窒素が供給できる装置に接続する。排気には、ブロアー等の、チャンバー内の雰囲気を排気できる装置に接続する。窒素供給量は、窒素供給量調整弁４１で、排気量は、排気量調整弁４２で調整する。
【００３２】
チャンバー内圧の閾値は、通常周囲よりも微陽圧（＋５０Ｐａ〜＋５００Ｐａ程度）に設定する。周囲よりも負圧になってしまうと、周囲の雰囲気をチャンバーの僅かな隙間から吸い込んでしまい、高クリーン度を維持できなかったり、低酸素低露点環境を維持できなかったりしてしまうためである。
【００３３】
チャンバー内を開けて装置メンテナンスを実施する場合は、シャッターを閉じた状態で、窒素精製機用電磁弁Ｃ３７を開け、窒素精製機用電磁弁Ａ３５と窒素精製機用電磁弁Ｂ３６を閉じて、チャンバー内を精製しない状態にした後、窒素供給用配管の弁を閉じる。
【００３４】
この後、大気供給量配管の電磁弁３８と、チャンバー内排気配管の電磁弁を開閉し、一
定の内圧に保ちつつチャンバー内を大気の状態に戻す。内圧制御は、管理したい閾値を予め決めておき、差圧計で内圧を測定しつつ、もし閾値が、内圧が低い側に外れた場合、大気供給量配管の電磁弁を開けて大気を供給し、内圧が閾値内に戻ったら電磁弁を閉める。
【００３５】
もし閾値が、内圧が高い側に外れた場合、排気用配管の電磁弁２８を開けて排気し、内圧が閾値内に戻ったら電磁弁を閉める。この時、大気供給用配管は、クリーンドライエアー等の、高圧高清浄度の大気が供給できる装置に接続する。大気供給量は、大気供給量調整弁４３で、調整する。
【００３６】
酸素濃度計及び露点計３４の測定値を確認し、チャンバーを開けて良い状態（酸素濃度２１％程度）になったら、大気供給用配管の弁とチャンバー排気用配管の電磁弁を閉じた後、チャンバーを開けて、メンテナンスを実施する。
【００３７】
メンテナンス完了後、再度装置を使用する場合は、チャンバーを元通り密封状態に戻した後、窒素供給用配管の弁と、チャンバー内排気配管の電磁弁を開閉し、一定の内圧に保ちつつチャンバー内を窒素の状態に戻す。内圧制御は、通常運転時の内圧制御と同様に、管理したい閾値を予め決めておき、差圧計３０で内圧を測定しつつ、もし閾値が、内圧が低い側に外れた場合、窒素供給量配管の電磁弁を開けて窒素を供給し、内圧が閾値内に戻ったら電磁弁を閉める。もし閾値が、内圧が高い側に外れた場合、排気用配管の電磁弁２８を開けて排気し、内圧が閾値内に戻ったら電磁弁を閉める。
【００３８】
酸素濃度計及び露点計３４の測定値を確認し、ブロアー内蔵型窒素精製装置２９を使用して良い状態（ブロアー内蔵型窒素精製装置２９の仕様に合わせて決める）になったら、窒素精製機用電磁弁Ａ３５と、窒素精製機用電磁弁Ｂ３６を開け、窒素精製機用電磁弁Ｃ３７を閉じる。
【００３９】
このようなメンテナンスをすることで、ブロアー内蔵型窒素精製装置２９を停止すること無くメンテナンスが可能となる。また、チャンバー内圧を一定に保ちつつ大気状態に戻すことで、異常圧力でチャンバー内部材が破損することを防止可能となる。
【００４０】
また、チャンバー内に部材出し入れが頻繁に必要な装置の場合は、チャンバー外側からチャンバー内側の操作が可能になるよう、チャンバー内操作用グローブ３９と、部品授受用のパスボックス４０を取り付ける。パスボックス４０は小部屋になっており、チャンバー内側に開閉用扉、チャンバー外側にも開閉用扉が設置されている。また、パスボックス４０には、チャンバーと同様に、図に無い大気供給用配管、窒素供給用配管、排気用配管を取り付ける。
【００４１】
チャンバー内側に部材を入れる時は、チャンバー内側の扉を閉めた状態でチャンバー外側の扉を開けて部材を入れ、チャンバー外側の扉を閉めた後、窒素供給用配管での窒素供給と排気用配管での排気を実施してパスボックス４０内部を低酸素低露点環境にした後、チャンバー内操作用グローブ３９を介してチャンバー内側の扉を開け、部品を受け渡す。
【００４２】
チャンバー内側から部材を出す時は、チャンバー外側の扉を閉めた状態でチャンバー内操作用グローブ３９を介してチャンバー内側の扉を開けて部材を入れ、チャンバー内側の扉を閉めた後、大気供給用配管での窒素供給と排気用配管での排気を実施してパスボックス４０内部を大気環境にしてから、チャンバー外側の扉を開け、部品を受け渡す。このような設計にすることで、高クリーン度低酸素低露点環境のまま、部材受出し入れが可能となる。
【００４３】
以上、本発明の実施例を紹介したが、本発明はこの形態に限定されるものでは無く、例
えば図２はトップエミッション構造の有機ＥＬディスプレイであったり、例えば図１は有機ＥＬディスプレイ関連装置である検査装置、測定装置、修正装置であったり、例えば例２の低酸素低露点維持を他の不活性ガスで（アルゴン等）で実施したりしても、本発明の実施は可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、大気圧同等で有機ＥＬディスプレイを製造する様々な方式において、どの方式でも、どの製造途中段階であっても、高クリーン度かつ低酸素低露点環境維持できるため、特性劣化や異物起因の不良を防止することによる歩留り向上が可能であり、これまで歩留りが悪いために製品の普及が少なかった有機ＥＬディスプレイの普及に貢献することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１１・・・ＴＦＴ
１２・・・陽極
１３・・・隔壁
１４・・・正孔輸送層
１５・・・インターレイヤー層
１６・・・発光層
１７・・・電子輸送層
１８・・・陰極
１９・・・上室（非清浄側）
２０・・・ＦＦＵ（ファインフィルターユニット）
２１・・・窒素供給量調整配管及び電磁弁
２２・・・駆動部局所排気配管
２３・・・リターンダクト
２４・・・有機ＥＬ製造ライン
２５・・・装置架台
２６・・・下室（清浄側）
２７・・・基板用ステージ
２８・・・チャンバー内排気量調整バルブ及び電磁弁
２９・・・ブロアー内蔵型窒素精製装置
３０・・・差圧計
３１・・・シャッター
３２・・・基板用リフターピン
３３・・・基板
３４・・・酸素濃度計及び露点計
３５・・・窒素精製機用電磁弁Ａ
３６・・・窒素精製機用電磁弁Ｂ
３７・・・窒素精製機用電磁弁Ｃ
３８・・・大気供給量調整配管及び電磁弁
３９・・・チャンバー内操作用グローブ
４０・・・パスボックス
４１・・・窒素供給量調整弁
４２・・・排気量調整弁
４３・・・大気供給量調整弁
【図１】
2013140721.tif 000003
【図２】
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【図３】
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