(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空槽と、
前記真空槽内に配置された基板ホルダと、
前記真空槽内で前記基板ホルダと対向する位置に配置された有機蒸着源と、
前記基板ホルダに配置された基板と前記有機蒸着源の間の位置に配置されたマスクと、
レーザ光を射出するレーザ光発生装置と、
前記真空槽内に配置された反射手段と、
前記反射手段を前記レーザ光の光路上で移動させる反射手段移動装置とを有し、
前記レーザ光発生装置から射出されたレーザ光を前記反射手段で反射させ、前記マスクに照射できるように構成された有機蒸着装置。
【請求項２】
前記マスクを前記真空槽内で移動させるマスク移動装置が設けられた請求項１記載の有機蒸着装置。
【請求項３】
前記真空槽内には、前記マスクの下方位置から退避した位置で前記反射手段を収容する収容部材が配置された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の有機蒸着装置。
【請求項４】
真空槽内に基板を配置し、前記真空槽内に配置された有機蒸着源から有機材料の蒸気を放出させ、該蒸気のうち、前記基板と前記有機蒸着源の間の位置に配置したマスクの孔を通過した蒸気によって前記基板上に有機薄膜を形成する有機薄膜製造方法であって、
前記真空槽内を真空雰囲気にし、前記真空槽内に配置された反射手段にレーザ光を照射し、前記反射手段によって反射されたレーザ光を前記マスク表面に付着した有機薄膜に照射し、前記反射手段を前記レーザ光の光路上で移動させ、前記マスク表面の有機薄膜を蒸発させるマスククリーニング工程を有する有機薄膜製造方法。
【請求項５】
前記マスククリーニング工程では、前記真空槽内を真空排気しながら前記マスクに前記レーザ光を照射する請求項４記載の有機薄膜製造方法。
【請求項６】
前記マスククリーニング工程では、前記有機蒸着源の開口部分に配置されたシャッターを閉じておく請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の有機薄膜製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機蒸着装置の技術分野にかかり、特に、マスクをクリーニングする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、有機薄膜を用いた有機ＥＬ表示装置が注目されている。
図５の符号２０１は、有機ＥＬ表示装置の一例であり、透明なガラス基板２１１上に、透明電極膜２１２と、バッファー層２１３と、有機薄膜２１４と、カソード電極膜２１５と、保護膜２１６とがこの順序で積層されている。
【０００３】
透明電極膜２１２とカソード電極膜２１５の間に電圧を印加すると、電子とホールが有機薄膜内で結合し、発光する。その光は、ガラス基板２１１を透過し、外部に放射され、文字や図形等が表示される。
【０００４】
上記のような有機薄膜２１４を用い、カラー表示可能な有機ＥＬ表示装置を製造するためには、三原色の各色の光を発生させる三種類の有機薄膜を透明電極膜上に形成する必要がある。
【０００５】
図６の符号１０２は、従来技術の有機蒸着装置であり、カラー表示可能な有機ＥＬ表示装置を製造するために用いられている。
【０００６】
この有機蒸着装置１０２は真空槽１０３を有しており、該真空槽１０３内の底壁側には有機蒸着源１５５が配置され、天井側には基板ホルダ１１２が配置されている。
【０００７】
真空槽１０３内を真空排気し、基板ホルダ１３０にガラス基板を保持させる。符号１０８はその状態のガラス基板を示している。このガラス基板１０８の表面には、予め透明電極膜１０９が形成されており、その透明電極膜１０９が有機蒸着源１５５に面するように、基板ホルダ１３０上に保持されている。
【０００８】
有機蒸着源１５５は、容器１２１と、該容器１２１周囲に巻回されたヒータ１２２とを有しており、容器１２１内には、予め、有機材料１２２が配置されている。
【０００９】
この有機蒸着源１５５のヒータ１２３に通電し、有機材料１２２を昇温させると有機材料１２２の蒸気が発生し、容器１２１の開口部分から真空槽１０３内に放出される。
【００１０】
この有機蒸着装置１０２では、ガラス基板１０９と有機蒸着源１５５の間の位置に、マスク１１０が配置されている。該マスク１１０は、板状のニッケル合金から成る遮蔽部材１１３と、該遮蔽部材１１３に形成された複数の孔１１１とで構成されている。
【００１１】
有機蒸着源１５５からは、母材となる有機材料の蒸気と、母材中に微少量添加される有機材料(ドーパント)の蒸気とが放出されており、その蒸気によって形成される有機薄膜は、ドーパントとなる有機材料により、三原色のうちの一色を発光するようになっている。
【００１２】
真空槽１０３内に放出された有機材料１２２の蒸気は、孔１１１を通過し、ガラス基板１０８上の透明電極膜１０９表面に到達すると、孔１１１のパターンに対応する場ターンで、透明電極膜１０９上に有機薄膜が形成される。
【００１３】
真空槽１０３内で、有機薄膜が所定膜厚に形成されたら、ガラス基板１０８を他の有機蒸着装置に搬送する。
【００１４】
孔１１１のマスク１１０上の配置を図７に示す。孔１１１は、所定間隔を開けて規則的に配置されており、上記の有機蒸着装置１０２内で形成した有機薄膜に隣接した透明電極膜１０９上の位置に、他の色に対応する有機薄膜を形成する。
【００１５】
上述したように、カラー表示を行うためには、透明電極膜１０９表面に、パターニングした有機薄膜を形成する必要があり、そのため、孔１１１を有するマスク１１０をガラス基板１０８上に配置し、有機薄膜を成長させると、マスク１１０の遮蔽部材１１３上にも有機薄膜が形成されてしまう。
【００１６】
遮蔽部材１１３上の有機薄膜が孔１１１内に向けて成長すると、孔１１１の大きさが次第に小さくなり、有機薄膜を希望通りの幅や長さに形成できなくなる。従って、マスク１１０は頻繁に交換する必要があった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、正確なパターンの有機薄膜を形成できる技術を提供することにある。
また、マスクを簡単に再生する技術を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置された基板ホルダと、前記真空槽内で前記基板ホルダと対向する位置に配置された有機蒸着源と、前記基板ホルダに配置された基板と前記有機蒸着源の間の位置に配置されたマスクと、レーザ光を射出するレーザ光発生装置と、前記真空槽内に配置された反射手段と、前記反射手段を前記レーザ光の光路上で移動させる反射手段移動装置とを有し、前記レーザ光発生装置から射出されたレーザ光を前記反射手段で反射させ、前記マスクに照射できるように構成された有機蒸着装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の有機蒸着装置であって、前記マスクを前記真空槽内で移動させるマスク移動装置が設けられた有機蒸着装置である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の有機蒸着源であって、前記真空槽内には、前記マスクの下方位置から退避した位置で前記反射手段を収容する収容部材が配置された有機蒸着装置である。
請求項４記載の発明は、真空槽内に基板を配置し、前記真空槽内に配置された有機蒸着源から有機材料の蒸気を放出させ、該蒸気のうち、前記基板と前記有機蒸着源の間の位置に配置したマスクの孔を通過した蒸気によって前記基板上に有機薄膜を形成する有機薄膜製造方法であって、前記真空槽内を真空雰囲気にし、前記真空槽内に配置された反射手段にレーザ光を照射し、前記反射手段によって反射されたレーザ光を前記マスク表面に付着した有機薄膜に照射し、前記反射手段を前記レーザ光の光路上で移動させ、前記マスク表面の有機薄膜を蒸発させるマスククリーニング工程を有する有機薄膜製造方法である。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の有機薄膜製造方法であって、前記マスククリーニング工程では、前記真空槽内を真空排気しながら前記マスクに前記レーザ光を照射する有機薄膜製造方法である。
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５のいずれか１項記載の有機薄膜製造方法であって、前記マスククリーニング工程では、前記有機蒸着源の開口部分に配置されたシャッターを閉じておく有機薄膜製造方法である。
【００１９】
一般に、多色表示ができる有機ＥＬ表示装置を構成させるために、多数の孔が形成されたマスクが用いられており、このマスクは、有機蒸発源と基板の間の位置であって、基板表面に接触させるか、基板表面に近接して配置されている。
【００２０】
そして、有機蒸発源から有機材料の蒸気を放出させると、有機材料の蒸気はマスクの孔を通過し、基板上には孔の配置パターンに従ったパターンの有機薄膜が形成される。
【００２１】
しかしながら、マスク表面にも有機材料の蒸気が付着するため、マスクにも有機薄膜が形成されてしまう。
【００２２】
本発明は上記のように構成されており、レーザ光をマスクに照射し、マスク表面に形成された有機薄膜を蒸発させ、マスクをクリーニングしている。従って、マスク表面に付着した有機薄膜によって孔の径が小さくなったり、マスク表面から有機薄膜が剥離し、ダストになることがない。
【００２３】
この場合、マスク移動装置によってマスクを移動させながらレーザ光を照射すると、マスクの所望位置にレーザ光を照射できるので、小径のレーザ光でマスクの有効領域の表面に隈無くレーザ光を照射することができる。
【００２４】
また、有機薄膜を形成する有機材料は粉体や液体であるため、内部に有機材料を収容した有機蒸発源は真空槽の下方に配置し、開口部分を上方に向ける必要があり、従って、基板ホルダは真空槽内の天井側の位置であって、有機蒸発源の上方に配置する必要がある。
【００２５】
このように、有機蒸着装置では、有機蒸着源と基板ホルダの位置が決まってしまうため、レーザ光発生装置の位置に合わせて有機蒸着源と基板ホルダを配置することができない。
【００２６】
そこで、本発明では、真空槽内に反射手段を配置し、反射手段でレーザ光を反射させ、マスクに照射するように構成されており、従って、マスクの位置が決まっている場合であっても、レーザ光発生装置を所望位置に配置することができる。
【００２７】
また、反射手段移動装置を設け、反射手段を移動できるようにしておくと、有機薄膜形成の際に反射手段が邪魔になることがない。また、レーザ光の照射の際に、反射手段を移動させることもできる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１を参照し、符号２は本発明の一例の有機蒸着装置を示している。
【００２９】
この有機蒸着装置２は真空槽３を有しており、該真空槽３内の底壁上には、複数の有機蒸着源が配置されている。ここでは、第１〜第３の有機蒸着源５５1〜５５3と、図示しない有機蒸着源とが配置されている。第１〜第３の有機蒸着源５５1〜５５3内には、三原色の各色に対応する３種類の有機材料５６1〜５６3がそれぞれ配置されており、また、不図示の有機蒸着源内には、有機薄膜の母材となる有機蒸着材料が配置されている。
【００３０】
真空槽３内の天井側には、基板ホルダ３０が配置されている。該基板ホルダ３０は、第１〜第３の有機蒸着源５５1〜５５3及び不図示の有機蒸着源上に位置している。
【００３１】
基板ホルダ３０は、マスク移動装置３１と、マスク懸吊板３２と、基板懸吊板３３とを有している。
【００３２】
マスク移動装置３１は、その一端部が真空槽３の天井に取り付けられており、他端部には、マスク懸吊板３２と基板懸吊板３３とが、水平な状態で取り付けられている。
【００３３】
マスク移動装置３１は、真空槽３外に配置されたモータに接続されており、このモータの駆動力によって、マスク懸吊板３２と基板懸吊板３３とを水平方向に移動させ、また、水平面内で回転させるように構成されている。
【００３４】
マスク懸吊板３２と基板懸吊板３３の四隅には、フック３５、３６が下方に向けて垂直に取り付けられている。各フック３５、３６の下端部は、水平方向であって、マスク懸吊板３２や基板懸吊板３３の辺に沿った方向に曲げられており、その曲げられた部分の上に板状の部材を載置できるように構成されている。
【００３５】
図１の符号１０は、マスク懸吊板３２のフック３５によって、基板ホルダ３０内に載置されたマスクを示している。また、同図符号８は、基板懸吊板３３のフック３６によって、基板ホルダ３０内に載置された状態のガラス製の基板を示している。
【００３６】
マスク懸吊板３２に取り付けられたフック３５の下端部は、基板懸吊板３３に取り付けられたフック３６の下端部よりも下方に位置しており、基板８はマスク１０の真上に位置するようになっている。
【００３７】
また、基板８とマスク１０とは、フック３５、３６によって水平にされており、基板８は、マスク１０に近接した位置に配置されるようになっている。
【００３８】
上記のような有機蒸着装置２を使用し、有機薄膜を積層させる場合には、予め、各有機蒸着源５５1〜５５3内に、三原色に対応する有機蒸着材料５６1〜５６3を配置し、基板ホルダ３０に基板８を配置せず、マスク１０を装着した状態で真空槽３に接続された真空排気装置５２を動作させ、真空槽３内を真空排気しておく。
【００３９】
真空槽３内の真空雰囲気を維持しながら、基板搬送ロボットによって基板８を真空槽３内に搬入する。この基板８はガラス製であり、その表面には予めパターニングされた透明導電膜が形成されている。基板８は、透明導電膜が形成された面を下にして基板ホルダ３０内に挿入され、上述したように、フック３６の下端部上に載置される。
【００４０】
符号３４は押さえ板であり、基板８の上方から降下させ、基板８表面に密着させ、基板８がフック３６上で動かないようにする。
【００４１】
真空槽３の天井にはＣＣＤカメラ３８が配置されており、このＣＣＤカメラ３８によって、マスク１０に形成されたアラインメントマークと基板８に形成されたアラインメントマークとを観察しながらマスク移動装置３１によって、マスク１０と基板８とを相対的に移動させ、位置合わせを行う。
【００４２】
位置合わせを行った後、先ず、母材となる有機材料の蒸気と、第１の有機蒸着源５５1内に配置された第１色目の有機材料６1とを放出させる。
【００４３】
図３は、マスク３と、基板８と、第１の有機蒸着源５５1との間の相対的な位置関係を示した図である。同図の符号５７1は、母材となる有機化合物の蒸気及び第１の有機材料５６1の蒸気を示している。
【００４４】
マスク１０は、板状のニッケル合金で構成された遮蔽部材１３と、該遮蔽部材１３に形成された複数の孔１１とを有している。
【００４５】
蒸気５７1が、マスク１０の孔１１を通過し、基板８に到達すると、透明導電膜表面に、孔１１の配置パターンと同じパターンで第１の有機薄膜が形成される。
【００４６】
なお、第１の有機薄膜及び後述する第２、第３の有機薄膜を形成する際には、マスク懸吊板３１及び基板懸吊板２１とを中心軸線６４を中心にして一緒に回転させ、基板８とマスク１０とを相対的に静止させた状態で一緒に回転させ、有機材料の蒸気が基板８表面に均一に到達するようにしておく。
【００４７】
図４(ａ)及び(ｂ)〜(ｅ)は、３種類の有機薄膜を基板８上に形成する場合の工程を示しており、図４(ａ)に示すように、第１の有機薄膜４１が所定膜厚に形成されたら、蒸気放出を一旦停止させ、マスク移動装置３１によってマスク１０と基板８とを所定量だけ相対的に移動させ(図４(ｂ))、次いで、母材となる有機材料の蒸気と、第２の蒸着源５５2内に配置された第２の有機薄膜材料５６2の蒸気とを放出させ、第１の有機薄膜４１に隣接する位置に第２の有機薄膜４２を形成する(図４(ｃ))。
【００４８】
第２の有機薄膜４２の形成後、同様にマスク１０と基板８とを所定量だけ相対的に移動させ(同図(ｄ))、第１、第２の有機薄膜４１、４２に隣接する位置に第３の有機薄膜４３を形成する(図４(ｅ))。
【００４９】
第１〜第３の有機薄膜４１〜４３が形成された基板８は、有機蒸着装置２外に搬出し、カソード電極膜等を形成する成膜装置に搬送する。他方、この有機蒸着装置２内には、未処理の基板を搬入し、上記と同じ手順で第１〜第３の有機薄膜を形成する。
【００５０】
以上のように、マスク１０を用い、基板８上にパターニングした有機薄膜を形成すると、マスク１０の遮蔽部材１３表面にも有機薄膜が成長してしまう。図１、２の符号１４は、遮蔽部材１３上の有機薄膜を示している。
【００５１】
本発明の有機蒸着装置２は、遮蔽部材１３上の有機薄膜１４を除去するためのレーザ光発生装置２７と、反射手段２１と、反射手段移動装置２４とを有している。
【００５２】
レーザ光発生装置２７は真空槽３の外部に配置されており、該レーザ光発生装置２７が射出するレーザ光は、真空槽３に設けられた窓２６を通って真空槽３内に入射するように構成されている。
【００５３】
反射手段２１は、真空槽３内であって、真空槽３内に入射するレーザ光の光路上に配置されている。
【００５４】
従って、真空槽３内に入射したレーザ光は反射手段２１に照射され、該反射手段２１によって反射される。反射手段２１は、反射したレーザ光を真空槽３の天井側に照射するように配置されている。
【００５５】
この反射手段２１は、支持部材２３を介して反射手段移動装置２４に取り付けられており、反射手段移動装置２４を動作させ、支持部材２３を伸縮させることで、レーザ光の光路上を移動できるように構成されている。
【００５６】
従って、反射手段移動装置２４によって反射手段２１を移動させ、マスク１０の下方に位置させると、反射されたレーザ光はマスク１０に照射される。
【００５７】
図２の符号２８は、レーザ光発生装置２７から射出され、反射手段２１によって反射されたレーザ光を示しており、真空排気装置５２を動作させ、真空槽３内を真空雰囲気にし、レーザ光２９をマスク１０に照射すると、マスク１０が昇温し、マスク１０表面に形成されている有機薄膜１４が蒸発し、除去される。
【００５８】
レーザ光２９を照射している間、真空排気系５２を動作させておくと、マスク１０から発生した有機薄膜１４の蒸気は真空排気装置５２によって排気される。
【００５９】
また、レーザ光２９を照射する間、母材となる有機材料が配置された有機蒸着源、及び第１〜第３の有機蒸着源５５1〜５５3の開口部分に配置されたシャッターを閉じておき、真空槽３内に放出された有機薄膜１４の蒸気が混入しないようにしておく。
【００６０】
上記のようにレーザ光２９を照射するが、レーザ光発生装置２７が発生するレーザ光は約５ｍｍ程度の幅であるため、マスク移動装置３１と反射手段移動装置２４とを用い、反射手段２１にレーザ光を照射しながらマスク１０と反射手段２１を移動させると、マスク１０表面の有効領域内にレーザ光２９が隈無く照射され、クリーニングが行われる。
【００６１】
なお、図２の符号２２は反射手段２１を収容する収容部材であり、基板８表面に有機薄膜を形成する際には、反射手段２１をマスク１０の下方位置から退避させ、収容部材２２内に収容しておき、有機蒸着材料の蒸気が真空槽３中で拡散する際に、反射手段２１が拡散の邪魔にならないようにしておくとよい。
【００６２】
【発明の効果】
マスクを簡単にクリーニングできるので、有機薄膜を正確なパターンで形成できる。
マスクをクリーニングすることにより、マスクを再使用できるのでコストが低くなる。
マスクを真空槽内に配置したままでクリーニングを行えるので作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機蒸着装置の一例
【図２】本発明によるマスクのクリーニングを説明するための図
【図３】マスクと基板と有機蒸着源の相対的な位置関係を説明するための図
【図４】(ａ)〜(ｅ)：有機薄膜の形成工程を説明するための図
【図５】有機ＥＬ表示装置の構造を説明するための図
【図６】従来の有機蒸着装置
【図７】マスク上の孔の配置状態を説明するための図
【符号の説明】
２……有機蒸着装置
３……真空槽
８……基板
１０……マスク
１１……孔
２１……反射手段
２４……反射手段移動装置
２９……レーザ光
３１……マスク移動装置
４１〜４３……有機薄膜
【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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