(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成膜室内で被処理基板上に薄膜を連続的に成膜することにより有機ＥＬ素子を製造する製造装置であって、
回転軸部材と、
この回転軸部材を回転させる回転駆動機構と、
回転軸部材を上下に移動させる上下駆動機構と、
回転軸部材の円周上に配置された、薄膜を成膜する複数の成膜室と、
複数の成膜室の上に配置され、複数の成膜室の各々と空間的に繋げられ、成膜室から成膜室に被処理基板を搬送するための搬送室と、
この搬送室内に配置され、回転軸部材の上端に設けられた、複数の成膜室に対応した位置で複数の被処理基板を保持する保持部材と、
上記成膜室内の被処理基板を隣の成膜室内に移動させるように回転駆動機構及び上下駆動機構を制御する制御部であって、上下駆動機構により回転軸部材を上方に移動させて搬送室内の上部に保持部材を移動させることにより成膜室の上方に被処理基板を位置させた後、回転駆動機構により回転軸部材を回転させることにより被処理基板を隣の成膜室の上方に位置させ、上下駆動機構により回転軸部材を下方に移動させて搬送室内の下部に保持部材を移動させることにより隣の成膜室内に被処理基板を移動させるように制御する制御部と、
を具備することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項２】
上記回転軸部材の円周上には被処理基板をロード又はアンロードする予備排気室がさらに配置されていることを特徴とする請求項1に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の成膜室内で基板上に金属薄膜及び有機薄膜を連続的に成膜することにより有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）を製造する製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、有機ＥＬ素子を示す断面図である。
ガラス基板３０上には、蒸着又はスパッタリングにより成膜され、パターニングされた例えばＩＴＯ等の透明電極３１が形成されている。透明電極３１上にはテトラアリールジアミン誘導体などからなる正孔注入輸送層３２が形成されている。この正孔注入輸送層３２上には発光層３３が形成されている。この発光層３３上には金属錯体色素等からなる電子注入輸送層３４が形成されている。電子注入輸送層３４上には仕事関数の小さい材料からなる陰極３５が形成されている。この陰極３５上には、酸化を防止するためのＳｉ層３６がコーティングされている。陰極３５及びガラス基板３０の上にはＳｉＯ2などからなる保護膜３７が形成されており、この保護膜３７は陰極３５から電子注入輸送層３４の酸化を防止するものである。
【０００３】
図５（Ａ）は、従来の有機ＥＬ素子の製造装置の構成を示す平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。この有機ＥＬ素子の製造装置は、前記正孔注入輸送層３２から保護膜３７の形成を作業用真空室１１〜１６で順次行うものである。
【０００４】
図５（Ａ）に示すように、有機ＥＬ素子の製造装置は真空槽１、ロボット２、先端保持部３、被処理基板としての有機ＥＬ基板（ガラス基板）４、基板挿入取出部１０、作業用真空室１１〜１６及びゲートバルブ２０などから構成されている。真空槽１内にはロボット２及び先端保持部３が配置されている。真空槽１内には基板挿入取出部１０が形成されている。真空槽１は、透明電極３１を形成したガラス基板３０に、正孔注入輸送層３２、発光層３３、電子注入輸送層３４、陰極３５、Ｓｉ層３６、保護膜３７を連続的に形成するものである。真空槽１の周辺にはクラスタ状に真空室１１〜１６が配置されている。
【０００５】
ロボット２は、有機ＥＬ基板を順次作業用真空室１１〜１６に挿入し、取出すためのものであり、例えば３本のアーム２−１、２−２、２−３を有している。これらのアーム２−１〜２−３は、アーム２−３の先端に形成された先端保持部３が上下左右の３６０°の全方向に移動回転可能に構成されている。先端保持部３は、有機ＥＬ基板４が保持された保持板（図示せず）を載置するものである。
【０００６】
作業用真空室１１は、例えば正孔注入輸送層３２を蒸着する蒸着工程用の真空室である。図５（Ｂ）に示すように、作業用真空室１１内には支持基部６、加熱部７、蒸着源１７が配置されている。
【０００７】
支持基部６は、有機ＥＬ基板が保持された保持板が載置されるものである。保持板はロボット２により支持基部６上の所定の位置に載置される。この状態で、ゲートバルブ２０を閉じ、加熱部７に通電すれば、蒸着源１７が有機ＥＬ基板４上に蒸着される。そして、蒸着終了後、再びゲートバルブ２０を開き、ロボット２の先端保持部３に蒸着処理された有機ＥＬ基板４を載置させ、先端保持部３を作業用真空室１１の外に移動させ、次の作業用真空室１２内の支持基部６上に同様に載置する。このようにして順次作業用真空室における成膜処理を行うことができる。
【０００８】
作業用真空室１２は発光層３３を蒸着するものであり、作業用真空室１３は電子注入輸送層３４を蒸着するものであり、作業用真空室１４は陰極２５を蒸着するものであるので、これら各室は前記作業用真空室１１と同様に構成されている。
【０００９】
作業用真空室１５は例えばＳｉ層３６をスパッタリングにより形成するスパッタリング工程用の真空室である。図５（Ｃ）に示すように、スパッタリング用の作業用真空室１５でも蒸着用の作業用真空室と同様に支持基部６が設けられており、その上方に電極１８が設置され、その前面にターゲット１９が配置されている。電極１８には高周波源８により高周波電圧が印加され、室内に発生した高周波放電によりターゲット１９がスパッタリングされ、支持基部６上に載置された有機ＥＬ基板４上にＳｉ層３６が形成される。
【００１０】
作業用真空室１６は、例えば保護膜３７をスパッタリングにより形成するスパッタリング工程用の真空室であり、前記作業用真空室１５と同様に構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の有機ＥＬ素子の製造装置では、作業用真空室１１で有機ＥＬ基板４に正孔注入輸送層３２を蒸着させた後、ゲートバルブ２０を開き、ロボット２の先端保持部３を駆動して有機ＥＬ基板４を作業用真空室１１から取出し、次の作業用真空室１２内に有機ＥＬ基板４を挿入して支持基部に載置し、作業用真空室１２からロボット２の先端保持部３を抜き出し、ゲートバルブ２０を閉じる。このような動作を繰り返して次の作業用真空室１２〜１６に順に有機ＥＬ基板を搬送することにより、ガラス基板に有機ＥＬ素子を形成する。
【００１２】
しかし、このようなロボット２による有機ＥＬ基板の搬送方式では、作業用真空室内で成膜処理を施す時間に比べて搬送に長い時間を要することになる。この搬送時間がスループットの低下の原因となっている。
【００１３】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、基板の搬送時間を短縮することによりスループットを向上できる有機ＥＬ素子の製造装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、複数の成膜室内で被処理基板上に薄膜を連続的に成膜することにより有機ＥＬ素子を製造する製造装置であって、回転軸部材と、この回転軸部材を回転させる回転駆動機構と、回転軸部材を上下に移動させる上下駆動機構と、回転軸部材の円周上に配置された、薄膜を成膜する複数の成膜室と、複数の成膜室の上に配置され、複数の成膜室の各々と空間的に繋げられ、成膜室から成膜室に被処理基板を搬送するための搬送室と、この搬送室内に配置され、回転軸部材の上端に設けられた、複数の成膜室に対応した位置で複数の被処理基板を保持する保持部材と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
上記有機ＥＬ素子の製造装置によれば、上下駆動機構及び回転駆動機構を用いて回転軸部材を上方に移動させ、回転させ、下方に移動させることにより、被処理基板を成膜室から隣の成膜室に移動させることができる。これにより、従来の有機ＥＬ素子の製造装置に比べて被処理基板の搬送時間を大幅に短縮することができる。従って、有機ＥＬ素子の製造時間を短縮でき、スループットを向上させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、上記回転軸部材の円周上には被処理基板をロード又はアンロードする予備排気室がさらに配置されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置においては、上記成膜室内の被処理基板を隣の成膜室内に移動させるように回転駆動機構及び上下駆動機構を制御する制御部であって、上下駆動機構により回転軸部材を上方に移動させて搬送室内の上部に保持部材を移動させることにより成膜室の上方に被処理基板を位置させた後、回転駆動機構により回転軸部材を回転させることにより被処理基板を隣の成膜室の上方に位置させ、上下駆動機構により回転軸部材を下方に移動させて搬送室内の下部に保持部材を移動させることにより隣の成膜室内に被処理基板を移動させるように制御する制御部をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態による有機ＥＬ素子の製造装置の概略構成を示す平面図である。図２は、図１に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図３は、図１に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【００１９】
有機ＥＬ素子の製造装置４０は、金属成膜室４２，４３内及び有機成膜室４４〜４８内で基板ホルダー７１〜７８に保持された被処理基板（図示せず）上に金属薄膜及び有機薄膜を連続的に成膜することにより有機ＥＬ素子を製造する装置である。
【００２０】
図１に示すように、有機ＥＬ素子の製造装置４０は、被処理基板を保持した基板ホルダーをロード又はアンロードする予備排気室（ロードロック室）４１、被処理基板に金属薄膜を成膜する金属成膜室４２，４３、被処理基板に有機薄膜を成膜する有機成膜室４４〜４８、制御部（図示せず）を有している。この制御部は、後述するような動作を装置に行わせるように駆動機構やポンプ等を制御するものである。
【００２１】
ロードロック室４１、金属成膜室４２，４３及び有機成膜室４４〜４８は円周上に配置されており、その円の中心には図２に示す回転軸部材５９が配置されている。この回転軸部材５９は、これを回転させる回転駆動機構６１に接続されていると共に、これを上下に移動させる上下駆動機構６２に接続されている。
【００２２】
ロードロック室４１、金属成膜室４２，４３及び有機成膜室４４〜４８の上には搬送室５１が設けられている。この搬送室５１は、ロードロック室４１、金属成膜室４２，４３及び有機成膜室４４〜４８それぞれと空間的に繋げられており、これらの成膜室から成膜室に被処理基板を保持した基板ホルダーを搬送するものである。
【００２３】
図２に示すように、回転軸部材５９の上端には基板ホルダー７１〜７８を保持する保持部材５３が設けられており、この保持部材５３は円板形状を有している。保持部材５３の下面には、基板ホルダー７１〜７８を保持する第１〜第８の基板保持機構８１〜８８が設けられている。これら基板保持機構は、基板ホルダーを保持するフックを有しており、このフックを動かすことにより基板ホルダーを保持したり基板ホルダーを離脱させたりするように構成されている。
【００２４】
搬送室５１は１×１０-6〜１×１０-7Ｔｏｒｒ程度まで真空引き可能なクライオポンプ６３に接続されており、クライオポンプ６３によって搬送室５１内を真空引きするようになっている。回転軸部材５９の上部側は、搬送室５１内に配置されており、上下駆動機構６２により上下に移動するようになっている。このように搬送室５１の内部と外部を移動する回転軸部材５９と搬送室壁との間には気密性を保つシール機構が設けられており、このシール機構としては例えば溶接ベローズが使用されている。
【００２５】
上下駆動機構６２は、保持部材５３が搬送室５１内の上部と下部の間を移動するように回転軸部材５９を上下移動させるものである。回転駆動機構６１は、保持部材５３が搬送室５１内の上部に位置する時に矢印６５の方向に回転するものであって、被処理基板を保持した基板ホルダーが隣の成膜室上に位置するまでの距離だけ回転するものである。つまり、図３に示すように被処理基板が保持された基板ホルダーを各々の成膜室内に配置して被処理基板への成膜処理が行われた後、保持部材５３を上方に移動させ、その状態（図２に示すような状態）で保持部材５３を回転させて隣の成膜室上に各々の基板ホルダーを位置させ、次に、保持部材５３を下方に移動させることにより、各々の基板ホルダーを隣の成膜室に搬送する。このように保持部材５３が移動するように上下駆動機構６２と回転駆動機構６１は制御される。これにより、従来の装置に比べて短時間で被処理基板を次の成膜室に搬送することができる。
【００２６】
ロードロック室４１の内部には、図２に示すようにロボット５４及びそのアーム５５が配置されている。ロードロック室４１の下にはロボット５４及びそのアーム５５を駆動させる駆動機構５６が設けられている。ロードロック室４１内のロボット５４の一方側には、被処理基板が保持された基板ホルダーを載置する載置台５２が設けられている。この載置台５２の下には該載置台５２を上下方向５８に移動させる上下駆動機構５７が設けられている。ロードロック室４１内の載置台５２上に被処理基板を載置させ、上下駆動機構５７により載置台５２を上方に移動させ、アーム５５により載置台５２上の被処理基板をつかみ、載置台とは逆側に被処理基板を移動させ、この被処理基板を第１の基板保持機構８１によって保持された基板ホルダー７１に保持させる。このようにロボット５４及び載置台５２が動くように駆動機構５６及び上下駆動機構５７は制御される。
【００２７】
ロードロック室４１は１×１０-2〜１×１０-3Ｔｏｒｒ程度まで真空引き可能なロータリーポンプ６６に接続されており、ロータリーポンプ６６によって搬送室５１内を真空引きするようになっている。なお、ロータリーポンプ６６に替えてコンタミネーション防止のためにドライポンプを使用することも可能である。
【００２８】
有機成膜室４７内には、図３に示すようにマスクホルダー６９が配置されている。このマスクホルダー６９にはマスク９６が保持されている。このマスク９６の下方にはＥＬ蒸着源９１が配置されており、このＥＬ蒸着源９１の下には加熱部９３が配置されている。有機成膜室４７は、加熱部９３によりＥＬ蒸着源９１を加熱して有機薄膜を被処理基板に蒸着するものである。また、有機成膜室４７は１×１０-6〜１×１０-7Ｔｏｒｒ程度まで真空引き可能なクライオポンプ６８に接続されており、クライオポンプ６８によって有機成膜室４７内を真空引きするようになっている。また、有機成膜室４５の構造も、有機成膜室４７と同様であって図２に示すように構成されている。また、有機成膜室４４，４６，４８は、上述した有機成膜室４５，４７と同様に構成されている。
【００２９】
金属成膜室４３内には、図３に示すようにマスクホルダー６９が配置されている。このマスクホルダー６９にはマスク９８が保持されている。このマスク９８の下方には電子ビーム利用の金属蒸着源（ＥＢ−ＧＵＮ）９５が配置されている。金属成膜室４３は、電子ビームを蒸発材に照射して加熱することにより蒸発させて金属薄膜を被処理基板に蒸着するものである。また、金属成膜室４３は１×１０-6〜１×１０-7Ｔｏｒｒ程度まで真空引き可能なクライオポンプ６７に接続されており、クライオポンプ６７によって金属成膜室４３内を真空引きするようになっている。また、金属成膜室４２は、上述した金属成膜室４３と同様に構成されている。
【００３０】
次に、上記有機ＥＬ素子の製造装置４０の動作について説明する。
まず、ロードロック室４１内に被処理基板が保持された基板ホルダーを挿入し、この基板ホルダーを載置台５２上に載置させる。次いで、ロードロック室４１内をロータリーポンプにより真空引きした後、上下駆動機構５７により載置台５２を上方に移動させる。この際、保持部材５３は搬送室５１の下部に位置させてある。次いで、アーム５５により基板ホルダーを載置台５２上から基板保持機構８１側に移動させ、この基板保持機構８１に基板ホルダー７１を保持させる。なお、各成膜室は真空引きされた状態にある。
【００３１】
この後、上下駆動機構６２により回転軸部材５９を上方に移動させることにより、搬送室５１の上部に保持部材５３を位置させる。次に、回転駆動機構６１により回転軸部材５９を矢印６５の方向に回転させて基板ホルダー７１を有機成膜室４８の上方に移動させ、該基板ホルダー７１のピン嵌め込み穴を有機成膜室４８内のマスクホルダー上のピンに位置合わせする。次に、上下駆動機構６２により回転軸部材５９を下方に移動させることにより、搬送室５１の下部に保持部材５３を位置させて基板ホルダー７１を有機成膜室４８内のマスクホルダー上のピンに嵌め込んで設置する。
【００３２】
次に、マスクホルダーに保持されたマスクを用いて被処理基板に有機薄膜を蒸着法により成膜する。これと同時に、他の有機成膜室４４〜４７及び金属成膜室４２，４３においてもマスクホルダーに保持されたマスクを用いて被処理基板に有機薄膜、金属薄膜を蒸着法により成膜する。
【００３３】
この後、上下駆動機構６２及び回転駆動機構６１により回転軸部材５９を前述したように動かして有機成膜室４８内で成膜処理した被処理基板を次の有機成膜室４７内の移動させる。次に、前述したように有機成膜室４４〜４８及び金属成膜室４２，４３において被処理基板に成膜処理を行う。
【００３４】
このように有機成膜室４４〜４８及び金属成膜室４２，４３で成膜処理が行われた被処理基板は、ロードロック室４１に移動され、ロードロック室４１から外部に取出される。次いで、新しい被処理基板が保持された基板ホルダーを前述したようにロードロック室４１内に挿入し、この基板ホルダーを載置台５２上に載置させ、前述したような処理が連続して行われる。
【００３５】
上記実施の形態によれば、回転軸部材５９を上方に移動させ、回転させ、下方に移動させるという動作により、被処理基板を有機成膜室から隣の有機成膜室に移動させることができる。これにより、従来の有機ＥＬ素子の製造装置に比べて被処理基板の搬送時間を大幅に短縮することができる。従って、有機ＥＬ素子の製造時間を短縮でき、スループットを向上させることができる。
【００３６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置によれば、上下駆動機構及び回転駆動機構を用いて回転軸部材を上方に移動させ、回転させ、下方に移動させることにより、被処理基板を成膜室から隣の成膜室に移動させることができる。したがって、基板の搬送時間を短縮することができ、それによりスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による有機ＥＬ素子の製造装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図４】有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は、従来の有機ＥＬ素子の製造装置の構成を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１…真空槽
２…ロボット
２−１，２−２，２−３…アーム
３…先端保持部
４…有機ＥＬ基板
６…支持基部
７…加熱部
８…高周波源
１０…基板挿入取出部
１１〜１６…作業用真空室
１７…蒸着源
１８…電極
１９…ターゲット
２０…ゲートバルブ
２５…陰極
３０…ガラス基板
３１…透明電極
３２…正孔注入輸送層
３３…発光層
３４…電子注入輸送層
３５…陰極
３６…Ｓｉ層
３７…保護膜
４０…有機ＥＬ素子の製造装置
４１…予備排気室（ロードロック室）
４２，４３…金属成膜室
４４〜４８…有機成膜室
５１…搬送室
５２…載置台
５３…保持部材
５４…ロボット
５５…ロボットのアーム
５６…駆動機構
５７…上下駆動機構
５８…上下方向
５９…回転軸部材
６１…回転駆動機構
６２…上下駆動機構
６３，６４，６７，６８…クライオポンプ
６５…矢印
６６…ロータリーポンプ
６９…マスクホルダー
７１〜７８…基板ホルダー
８１〜８８…第１〜第８の基板保持機構
９１，９２…ＥＬ蒸着源
９３，９４…加熱部
９５…電子ビーム利用の金属蒸着源（ＥＢ−ＧＵＮ）
９６〜９８…マスク
【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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