蒸着マスクの洗浄装置
【課題】有機ＥＬ素子の大型蒸着マスクを効率よく洗浄し、蒸着マスクの利用回数を上げることができる装置を実現する。
【解決手段】蒸着マスク２は第１の面と第２の面を有し、前記第１の面には蒸着剤が付着しており、前記蒸着マスクの第１の面の周辺が前記蒸着マスクよりも厚さの大きい枠部３に取り付けられている。レーザ照射手段によって、第１の面にレーザ１０を照射して蒸着剤を蒸着マスクから剥離する。ノズルを有する第１の洗浄手段６によって蒸着マスクの第１の面に洗浄液を照射し、ノズルを有する第２の洗浄手段６によって超音波を印加した洗浄液を蒸着マスクの第２の面に照射する。これによって、蒸着マスク２の近傍において、超音波が印加された洗浄液を照射することが出来る。したがって、蒸着マスクを効率よく洗浄することが出来る。
【解決手段】蒸着マスク２は第１の面と第２の面を有し、前記第１の面には蒸着剤が付着しており、前記蒸着マスクの第１の面の周辺が前記蒸着マスクよりも厚さの大きい枠部３に取り付けられている。レーザ照射手段によって、第１の面にレーザ１０を照射して蒸着剤を蒸着マスクから剥離する。ノズルを有する第１の洗浄手段６によって蒸着マスクの第１の面に洗浄液を照射し、ノズルを有する第２の洗浄手段６によって超音波を印加した洗浄液を蒸着マスクの第２の面に照射する。これによって、蒸着マスク２の近傍において、超音波が印加された洗浄液を照射することが出来る。したがって、蒸着マスクを効率よく洗浄することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着マスクに堆積した蒸着剤をレーザーにより除去した後、蒸着マスクに残留した蒸着剤を超音波スプレーで洗浄する蒸着マスクの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等は、画面がフラットで薄型であるということで、モニタ、ＴＶ等でのフラットディスプレイとして需要が拡大している。有機ＥＬ表示装置は自発光であることから、視野角特性が優れているとともに、バックライトが不用であるという特徴からディスプレイとして種々の応用分野が見込まれている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置は発光をする複数の層からなる有機ＥＬ層と有機ＥＬ層を駆動するＴＦＴとから画素が構成され、この画素がマトリクス状に配置されることによって表示領域が形成されている。光を発生する有機ＥＬ層は、画素部において、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成された層の上の平坦化膜の上、あるいは、ＴＦＴが形成されていない層の上の平坦化膜の上に蒸着によって形成される。
【０００４】
現在主流である有機ＥＬ素子の製造方法は、蒸着マスクを用いてパターンを成膜する方法である。素子パターンはチャンバ内で蒸着剤を加熱昇華し、蒸着マスクの開口部を通して基板に蒸着されることで形成される。蒸着マスクの開口部以外の場所には、蒸着剤が堆積するため、成膜枚数に応じて蒸着マスクの洗浄を行っている。
【０００５】
蒸着マスクの洗浄方式はウェットによる浸漬方式が用いられているが、処理に時間を要する、有機の溶剤を用いるため環境負荷が増加する、微細パターンにダメージが発生する、蒸着剤の回収再利用が困難という理由で、レーザーを用いたドライ方式が開発されている。「特許文献１」には、蒸着マスクにレーザーを照射して蒸着剤を剥離し、これを超純水および有機溶媒に浸漬して洗浄する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９２４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
「特許文献１」に記載の技術では、マスクが大型化した場合、浸漬方式での洗浄であるため、超音波振動子と蒸着マスクの被洗浄面の距離が離れ、洗浄効果が低下する。また、超音波振動子と蒸着マスクの被洗浄面の距離を近づけるために、スプレー方式で洗浄する場合、スポット型ノズルでは蒸着マスク全面をスキャンするため、洗浄時間が大幅に増加し大型マスクに対応できない。また、ライン型ノズルで超音波をスプレーした場合、蒸着マスクのフレームが障害となりノズルを被洗浄面に接近させることができない。
【０００８】
本発明の課題は、大型蒸着マスクにレーザーを照射することによって、蒸着剤を蒸着マスクから剥離するとともに、蒸着マスクに残留した蒸着剤を効率よく洗浄することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために、レーザーで蒸着マスクの蒸着剤を剥離した後、被洗浄面の裏面から液体の超音波スプレーを照射し、マスクの開口部から被洗浄面に回りこんだ超音波により、被洗浄面を洗浄することを特徴とする装置を提供する。スプレーする液体は、洗浄後の液体に混入した蒸着剤を蒸留再利用するために、純水や炭化水素系の洗浄剤が望ましい。
【００１０】
炭化水素系の洗浄剤としては、ハイドロフルーオロエーテル(Ｒ１−Ｏ−Ｒ２，Ｒ１ＣＨ３，Ｃ２Ｈ５，Ｃ３Ｈ７，Ｃ４Ｈ９，・・・・、Ｒ２＝ＣＦ３，Ｃ２Ｆ５，Ｃ３Ｆ７，Ｃ４Ｆ９，・・・・)の混合液が望ましい。洗浄後の液は回収され、純水あるいは洗浄剤を蒸発させることで、残留した蒸着剤を精製処理し、再度蒸着に利用することが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の洗浄装置を用いることで、大型蒸着マスクに付着した蒸着剤を効率よく除去できる。また、洗浄後の蒸着マスクへの再付着も発生しない。結果としてマスクの利用効率も大幅に向上し、蒸着剤の利用効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による有機ＥＬ素子の蒸着マスク洗浄装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明による有機ＥＬ素子製造装置のシステム構成を示す図である。
【図３】本発明を用いて製造される有機ＥＬ表示装置の例である。
【図４】本発明を用いて蒸着される有機ＥＬ層の例である。
【図５】洗浄液に含まれる蒸着剤の回収を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
具体的な実施例を説明する前に、本発明の製造方法が適用される、有機ＥＬ表示装置の構成の一例を説明する。有機ＥＬ表示装置は有機ＥＬ層からの発光が素子基板側に向かうボトムエミッション型と、素子基板の反対側に向かうトップエミッション型とがある。トップエミッション型はＴＦＴ等が形成された領域の上にも発光をする有機ＥＬ層を形成することが出来るので、輝度の点からは有利である。以下では、トップエミッション型を例にとって説明するが、ボトムエミッション型の場合も本質的には同じである。
【００１４】
図３はトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置の断面図である。トップエミッション型は有機ＥＬ層１２２の上にアノードが形成されるトップアノード型と、有機ＥＬ層１２２の上にカソードが形成されるトップカソード型とがある。図３はトップアノード型の場合であるが、トップカソード型の場合も同様にして本発明を適用することが出来る。
【００１５】
図３において、素子基板１１０の上にはＳｉＮからなる第１下地膜１１１と、ＳｉＯ２からなる第２下地膜１１２が形成されている。ガラス基板からの不純物が半導体層１１３を汚染することを防止するためである。第２下地膜１１２の上には半導体層１１３が形成される。半導体層１１３はＣＶＤによってａ−Ｓｉ膜が形成された後、レーザー照射によってｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変換される。
【００１６】
半導体層１１３を覆って、ＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１１４が形成される。ゲート絶縁膜１１４を挟んで、半導体層１１３と対向する部分にゲート電極１１５が形成される。ゲート電極１１５をマスクにして、半導体層１１３にリンあるいはボロン等の不純物をイオンインプランテーションによって打ち込み、導電性を付与して、半導体層１１３にソース部あるいはドレイン部を形成する。
【００１７】
ゲート電極１１５を覆って層間絶縁膜１１６がＳｉＯ２によって形成される。ゲート電極１１５と同層で形成されるゲート配線と、ドレイン配線１１７を絶縁するためである。層間絶縁膜１１６の上にはドレイン配線１１７が形成される。ドレイン配線１１７は層間絶縁膜１１６およびゲート絶縁膜１１４にスルーホールを介して半導体層１１３のドレインと接続する。
【００１８】
その後、ＴＦＴを保護するために、ＳｉＮからなる無機パッシベーション膜１１８が被着される。無機パッシベーション膜１１８の上には、有機パッシベーション膜１１９が形成される。有機パッシベーション膜１１９は無機パッシベーション膜１１８とともに、ＴＦＴをより完全に保護する役割を有するとともに、有機ＥＬ層１２２が形成される面を平坦にする役割を有する。したがって、有機パッシベーション膜１１９は１〜４μｍと、厚く形成される。
【００１９】
有機パッシベーション膜１１９の上には反射電極１２１がＡｌまたはＡｌ合金によって形成される。図３において、下部電極１２１は反射電極１２１が兼用している。ＡｌまたはＡｌ合金は反射率が高いので、反射電極１２１として好適である。反射電極１２１は有機パッシベーション膜１１９および無機パッシベーション膜１１８に形成されたスルーホールを介してドレイン配線１７と接続する。
【００２０】
本実施例はトップアノード型の有機ＥＬ表示装置なので、有機ＥＬ層１２２の下部電極１２１はカソードとなる。したがって、反射電極１２１として使用されるＡｌあるいはＡｌ合金が有機ＥＬ層１２２の下部電極１２１を兼用することが出来る。ＡｌあるいはＡｌ合金は仕事関数が比較的小さいので、カソードとして機能することが出来るからである。なお、トップカソードの場合は、Ａｌを反射電極とし、その上にＩＴＯをラミネートしてアノードとして用いる。
【００２１】
下部電極１２１の上には有機ＥＬ層１２２が形成される。有機ＥＬ層１２２は複数の層から構成されている。トップアノード型の場合は、下層から、例えば、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層となる。これらの有機ＥＬ層はマスク蒸着によって形成される。一般には、電子注入層、電子輸送層等は、各色共通で蒸着され、発光層、ホール輸送層とは蒸着マスクを用いて各色別々に蒸着される。
【００２２】
有機ＥＬ層１２２の上にはアノードとなる上部電極１２３が蒸着によって形成される。上部電極１２３としては透明電極であるＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）を用いる。ＩＺＯは、表示領域全体に蒸着される。ＩＺＯの厚さは光の透過率を維持するために、３０ｎｍ程度に形成される。上部電極としては、ＩＺＯと同様、金属酸化物導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが出来る。
【００２３】
なお、有機ＥＬ層１２２が端部において段切れによって破壊することを防止するために、画素と画素の間にバンク１２０が形成される。バンクはアクリル樹脂あるいはポリイミド樹脂をフォトリソグラフィによって形成する。有機ＥＬ層１２２からの光は図３のＬで示すように、素子基板１１０とは反対側に出射して画像を形成する。
【００２４】
図４に有機ＥＬ層１２２部分の断面模式図を示す。図４において、下部電極１２１の上に電子注入層１２２１が形成される。電子注入層１２２１の役割は下部電極１２１である陰極からの電子の注入を容易にするものである。電子注入層１２２１は、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニューム（以下Ａｌｑ３と略す）とＬｉをｍｏｌ比が２＜Ｌｉ／Ａｌｑ３＜４となるように共蒸着する。この電子注入層１２２１の膜厚は３ｎｍである。
【００２５】
電子注入層１２２１の上には電子輸送層１２２２が形成される。電子輸送層１２２２は例えば、真空蒸着によりトリス（８−キノリノール）アルミニューム（以下Ａｌｑ３と略す）を２０ｎｍの厚さに形成する。この層の役割は電子を発光層１２２３まで、出来るだけ抵抗なしに、効率よく運ぶ役割を持つ。その上には発光層１２２３が形成される。この発光層１２２３において、電子とホールが再結合することによるＥＬ発光が生ずる。発光層１２２３は、例えば、Ａｌｑ３とキナクリドン（Ｑｃと略す）の共蒸着膜を２０ｎｍの厚さに形成する。Ａｌｑ３とＱｃの蒸着速度の比は４０：１である。１２２３の上にはホール輸送層１２２４が形成される。このホール輸送層１２２４は陽極から供給されたホールをできるだけ抵抗無しに効率よく発光層１２２３に運ぶ役割をもつ。ホール輸送層１２２４はα−ＮＰＤを蒸着により５０ｎｍの厚さに形成する。ホール輸送層１２２４の上にはホール注入層１２２５が形成される。このホール輸送層注入１２２５は、陽極からのホールの注入を容易にするものである。ホール注入層１２２５は銅フタロシアニンを蒸着により５０ｎｍの厚さに形成する。ホール注入層１１５の上に陽極である、上部電極１２が形成される。
【００２６】
なお、ホール注入層１２２５と上部電極１２３の間に、バッファー層として透明金属酸化物をＥＢ蒸着等によって１５ｎｍの厚さに形成する場合もある。このバッファー層としての金属酸化物の材料としてはＶ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３等があげられる。バッファー層の主たる役割は陽極材料をスパッタリングするさいに、有機ＥＬ層１１がダメージを受けるのを防止するためである。
【００２７】
なお、発光層材料としては電子、ホールの輸送能力を有するホスト材料に、それらの再結合により蛍光もしくはりん光を発するドーパントを添加したもので共蒸着により発光層として形成できるものであれば特に限定は無く、例えば、ホストとしてはトリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］のような錯体、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体、等であっても良い。
【００２８】
また、ドーパントとしてはホスト中で電子とホールを捉えて再結合させ発光するものであって、例えば赤ではピラン誘導体、緑ではクマリン誘導体、青ではアントラセン誘導体などの蛍光を発光する物質やもしくはイリジウム錯体、ピリジナート誘導体などりん光を発する物質であっても良い。
【００２９】
以上にようにして、ＴＦＴおよび有機ＥＬ層が形成された基板を素子基板と称する。有機ＥＬ層は水分によって変質し、発光効率が低下する。発光効率の低下を抑え、有機ＥＬ表示装置の寿命を延ばすために、素子基板に対して、封止基板によって封止する。具体的には、封止基板の周辺に封止材をディスペンサ等で形成し、素子基板と接着する。封止基板は一般には、ガラスで形成される。
【００３０】
素子基板と封止基板の接着は、負圧にした窒素雰囲気中で行われる。したがって、有機ＥＬ表示装置の内部に窒素が充填される。素子基板と封止基板をシールする封止材は、紫外線硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂が使用される。紫外線を照射する場合は、有機ＥＬ層に紫外線が照射されると有機ＥＬ層が破壊されるので、シール部のみに紫外線を照射する。
【実施例１】
【００３１】
以下図表を用いて本発明の詳細を説明する。本発明の基本構成を図１に示す。パルスレーザ処理部２８１において、パルスレーザー１０がレーザー照射窓１から被洗浄物である蒸着マスク２に照射される。蒸着マスク２は繰り返し蒸着に使われたもので、洗浄が必要な状態である。なお、パルスレーザーはパルス幅に対してパルスの周期が非常に長いもので、蒸着マスク２に照射すると蒸着マスク２が振動を生じ、蒸着マスク２に付着した蒸着剤を剥離する作用を有する。
【００３２】
蒸着マスク２は進行方向４に移動する。パルスレーザー１０は進行方向４と垂直にスキャンされるように制御されている。蒸着マスク２の進行とパルスレーザー１０のスキャンが組み合わされて、蒸着マスク全面にパルスレーザー１０が照射される。
【００３３】
パルスレーザー１０で洗浄された蒸着マスク２の被洗浄面２０１には極微量であるが、再付着などによる蒸着剤が残留する。蒸着マスクの開口部に残留した場合、パターン欠陥になるため、除去しなければならない。残留した蒸着剤を除去するために、蒸着マスク２は超音波スプレー処理部２８２に搬送される。
【００３４】
超音波スプレー処理部２８２において、蒸着マスク２が進行方向４１に移動し、ライン型スプレーノズル６より純水が蒸着マスク２の被洗浄面２０１に照射される。また、ライン型超音波スプレーノズル５より純水が蒸着マスク２の裏面２０２に照射される。裏面２０２に照射された超音波はマスクの開口部を透過して被洗浄面２０１に回り込み、残留した蒸着剤を除去する。
【００３５】
図１において、蒸着マスク２はマスクフレーム３の裏側に溶接によって取り付けられている。蒸着マスク２はマスクフレーム３によってテンションをかけられた状態で溶接されている。蒸着マスク２の平面度を保つためである。ところで、ライン型超音波スプレーノズル５から照射される洗浄水に超音波を印加することが出来る距離は、ノズルから１０ｍｍ程度である。マスクフレーム３の厚さは５０ｍｍ程度である。一方、蒸着マスクの厚さは２０μｍ〜３０μｍである。したがって、マスクフレーム３の前面から超音波の印加された純水を印加しようとすると、ライン型超音波スプレーノズル５の幅をマスクフレーム３の内径よりも小さくする必要がある。品種によって蒸着マスク２の大きさが異なると、品種毎にライン状スプレーノズル３の幅を変える必要が生じ、製造コストの上昇を招く。
【００３６】
本発明のように、超音波の印加された純水をマスクフレーム３の裏側から照射すれば、ライン型超音波スプレーノズル５を蒸着マスク毎に換える必要は無くなる。すなわち、マスクフレーム３の裏側に蒸着マスク２が取り付けられているので、ライン型超音波スプレーノズル５は、幅に関係なく、蒸着マスクに近づけることが出来る。そして、上記に説明したように、蒸着マスク２の裏面２０２に照射された超音波はマスクの開口部を透過して被洗浄面２０１に回り込み、残留した蒸着剤を除去する。
【００３７】
洗浄に使われた純水は回収し、蒸留することで蒸着剤が再利用される。 図２に、本発明を組み込んだ有機ＥＬ製造装置の構成を示す。図２では、図３で説明したトップエミッション型で、トップアノードの場合の有機ＥＬ表示装置の製造を例に説明するが、本発明は、これに限らず、トップエミッション型で、トップカソードの場合でも良いし、ボトムエミッション型でも良い。
【００３８】
図２の製造装置は、大きく分けて、ステージＡ、ステージＢ、ステージＣ、および、ステージＢに接続した蒸着マスク洗浄部から構成されている。各ステージには、ロボットアームが配置され、素子基板、封止基板あるいは蒸着マスク２を所定の位置に移動、設置する。
【００３９】
図２において、左側から、下部電極まで形成された素子基板が投入される。素子基板は第１素子基板前処理部２３において、紫外線を照射し、素子基板に付着した有機物等を分解して、除去しやすくする。その後、第２素子基板処理部２４において、素子基板表面を清浄化する。
【００４０】
清浄化した素子基板を電子注入層蒸着部２５に搬送し、先に説明したような電子注入層を蒸着する。電子注入層は、各色とも共通に形成するので、電子注入層蒸着部２５における蒸着マスク２は個々のサブ画素毎に開口を有する蒸着マスクではなく、大きな開口を有する蒸着マスクである。電子注入層を蒸着した素子基板は電子輸送層蒸着部２２に搬送され、電子輸送層が蒸着される。電子輸送層も、各色とも共通に形成するので、電子輸送層蒸着部における蒸着マスク２も個々のサブ画素毎に開口を有する蒸着マスクではなく、大きな開口を有する蒸着マスクである。
【００４１】
電子輸送層が形成された素子基板は、赤、緑、青の発光層の蒸着を行うために、各色の有機ＥＬ層の蒸着ステージに送られる。蒸着の順番は特に規定する必要は無いが、図２においては、まず、赤発光層蒸着部２１において、赤発光有機ＥＬが蒸着される。
【００４２】
続いて、素子基板はステージＢに搬送され、緑発光層蒸着部２６において、緑発光有機ＥＬが蒸着される。その後、素子基板は青発光層蒸着部３０に搬送され、青発光有機ＥＬが蒸着される。各発光の有機ＥＬ材料はサブ画素毎に、蒸着マスク２に形成されサブ画素の形状をした開口を介して蒸着される。なお、赤、緑、青のサブ画素が組み合わされて画素が構成される。各開口の径は小さく、正確な位置合わせが必要とされる。また、蒸着を重ねる毎に、各開口の側壁にも有機ＥＬ材料が蒸着されるために、蒸着マスク２の開口の径が小さくなる。この点からも、定期的な蒸着マスク２の洗浄が必要である。
【００４３】
その後、素子基板は正孔輸送層蒸着部２０に搬送され、正孔輸送層が蒸着される。正孔輸送層も各サブ画素毎に開口が形成された蒸着マスク２を用いて蒸着される。正孔輸送層が蒸着された後、素子基板は正孔注入層蒸着部１９に搬送され、正孔注入層が蒸着される。正孔注入層も各サブ画素毎に開口が形成された蒸着マスク２を用いて蒸着される。
【００４４】
その後、素子基板は陽極蒸着部１８に搬送され、陽極となる例えば、ＩＺＯが蒸着される。ＩＺＯはサブ画素毎の蒸着ではなく、有機ＥＬ表示装置の表示領域全体にわたってベタで蒸着される。このようにして形成された素子基板は、ステージＣに搬送されて、基板保管部３１に保管される。
【００４５】
図２の右側からは、素子基板に形成された有機ＥＬ層を水分から保護するための、封止基板が第１封止ガラス前処理部１５に投入される。封止ガラス前処理部１５においては、封止ガラスに紫外線が照射されて有機物を分解し、除去する。その後、封止基板は第２封止ガラス前処理部１６に搬送され、ディスペンサ等によって封止材が塗布される。第２封止ガラス前処理部１６においては、乾燥剤も封止基板に配置される。
【００４６】
封止材が形成された封止基板は貼り合わせ封止部１７に搬送され、基板保管部から搬送されてきた素子基板と張り合わされる。貼り合わせ封止部１７においては、シール材の部分に紫外線が照射され、シール材を硬化させ、素子基板と封止基板を接着する。貼り合わせ封止部１７におけるプロセスは減圧した窒素雰囲気中で行われる。以上のようにして、素子基板と封止基板が合わさった有機ＥＬ表示装置は、完成品排出部３２に送られ、後工程に送られる。
【００４７】
以上説明したプロセスにおいて、蒸着に使用される蒸着マスク２は、連続して使用されるが、数多く使用しているうちに、蒸着マスク２に有機ＥＬ材料が堆積して例えば、蒸着マスク２の開口の径を小さくするような現象を生ずる。また、有機ＥＬ材料は高価であるので、蒸着マスク２に付着した有機ＥＬ材料を再利用することがのぞましい。
【００４８】
図２において、ステージＢにおける蒸着マスク保管部２７１は、このように、多くの蒸着を行った蒸着マスク２を保管する。蒸着マスク保管部２７は洗浄前蒸着マスク保管部２７１と洗浄後蒸着マスク保管部２７２に分かれている。洗浄前蒸着マスク保管部には、２００時間程度の蒸着を行った蒸着マスク２が赤発光層蒸着部、緑発光層蒸着部、青発光層蒸着部等から搬送され保管される。
【００４９】
洗浄前蒸着マスク保管部２７１から蒸着された蒸着マスク２が蒸着マスク洗浄部２８に搬送され、図１に示すようなプロセスによって蒸着マスク２から有機ＥＬ材料が剥離され、蒸着マスク２が洗浄される。蒸着マスク洗浄部２８は、有機ＥＬ層の色毎に分かれている。洗浄された蒸着マスク２は洗浄後蒸着マスク保管部２７２に搬送され、次の蒸着に用いられる。
【００５０】
以下に上記基本構成を用いた具体例を示す。例えば、赤発光材料として使用される蒸着剤Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体）を用いて２００時間の蒸着を行った蒸着マスク２を用いて、図１の基本装置で洗浄を実施した。
【００５１】
レーザー処理部２８１にて、蒸着マスク２を進行方向４に移動しながら、レーザー照射窓１からパルスレーザー１０を照射する。パルスレーザー１０は進行方向４と垂直の方向に捜査するように制御する。
【００５２】
レーザー照射が終了した蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．９１％であった。
【００５３】
次いで、超音波スプレー処理部２８２にて、レーザ照射終了後の蒸着マスク２を進行方向４１に移動しながら、ライン型スプレーノズル６より純水を蒸着マスク２の被洗浄面２０１に照射する。また、ライン型超音波スプレーノズル５より純水を蒸着マスク２の裏面２０２に照射する。洗浄が終了すると、蒸着マスク２を進行方向４２に移動しながら、ライン型乾燥用エアノズル７よりドライエアを照射する。乾燥終了後の蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．００％であった。
【００５４】
図５は洗浄後の洗浄液に含まれる蒸着剤の回収を示す図である。図５において、超音波処理部２８２で使われた純水は、液回収部２８３に回収され、蒸留精製部２８４にて純水が除去され、蒸着剤が精製される。この回収精製された蒸着剤は、回収蒸着剤保管部２９に搬送され、再利用される。
【実施例２】
【００５５】
例えば、赤発光材料として使用される蒸着剤Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体）を用いて２００時間の蒸着を行った蒸着マスク２を用いて、図１の基本装置で洗浄を実施した。
【００５６】
レーザー処理部２８１にて、蒸着マスク２を進行方向４に移動しながら、レーザー照射窓１からパルスレーザー１０を照射する。パルスレーザー１０は進行方向４と垂直の方向に捜査するように制御する。
【００５７】
レーザー照射が終了した蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．９０％であった。
【００５８】
次いで 超音波スプレー処理部２８２にて、レーザ照射終了後の蒸着マスクを進行方向４１に移動しながら、ライン型スプレーノズル６より炭化水素系の洗浄液であるヘキサフルオロエチレン（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）を蒸着マスク２の被洗浄面２０１に照射する。また、ライン型超音波スプレーノズル５よりヘキサフルオロエチレン（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）を蒸着マスク２の裏面２０２に照射する。洗浄が終了すると、蒸着マスク２を進行方向４２に移動しながら、ライン型乾燥用エアノズル７よりドライエアを照射する。乾燥終了後の蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．００％であった。
【００５９】
図５は洗浄後の洗浄液に含まれる蒸着剤の回収を示す図であるが、本実施例においては、洗浄液はヘキサフルオロエチレンが使用されている。図５において、超音波処理部２８２で使われたヘキサフルオロエチレンは、液回収部２８３に回収され、蒸留精製部２８４にてヘキサフルオロエチレンが除去され、蒸着剤が精製される。この回収精製された蒸着剤は、回収蒸着剤保管部２９に搬送され、再利用される。
【００６０】
本実施例では、洗浄液として、炭化水素系の洗浄液を使用するので、洗浄液の乾燥のスピードが速い。したがって、洗浄液によっては、図１におけるライン型乾燥用エアノズル７を不要とすることも出来る。また、洗浄液の乾燥が速いので、有機ＥＬ層の蒸着剤の回収が容易である。すなわち、特別に加熱等して溶剤を飛散させなくとも、蒸着剤の回収が可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１ レーザー照射窓
２ 蒸着マスク
３ マスクフレーム
４ マスクの進行方向
５ ライン型超音波スプレーノズル
６ ライン型スプレーノズル
７ ライン型乾燥用エアノズル
１０ パルスレーザー
１５ 第１封止ガラス前処理部
１６ 第２封止ガラス前処理部
１７ 貼り合せ封止部
１８ 陽極膜蒸着部
１９ 正孔注入層蒸着部
２０ 正孔輸送層蒸着部
２１ 赤発光層蒸着部
２２ 電子輸送層蒸着部
２３ 第１基板前処理部
２４ 第２基板前処理部
２５ 電子注入層蒸着部
２６ 緑発光層蒸着部
２７ 蒸着マスク保管部
２８ 蒸着マスク洗浄部
２９ 回収蒸着剤保管部
３０ 青発光層蒸着部
３１ 基板保管部
３２ 完成品排出部
１１０ 素子基板
１１１ 第１下地膜
１１２ 第２下地膜
１１３ 半導体層
１１４ ゲート絶縁膜
１１５ ゲート電極
１１６ 層間絶縁膜
１１７ ＳＤ配線
１１８ 無機パッシベーション膜
１１９ 有機パッシベーション膜
１２０ バンク
１２１ 下部電極
１２２ 有機ＥＬ層
１２３ 上部電極
２０１ 被洗浄面
２０２ 裏面
２７１ 洗浄前蒸着マスク保管部
２７２ 洗浄後蒸着マスク保管部
２８１ レーザ処理部
２８２ 超音波処理部
２８３ 液回収部
２８４ 蒸留精製部
１２２１ 電子注入層
１２２２ 電子輸送層
１２２３ 発光層
１２２４ ホール輸送層
１２２５ ホール注入層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着マスクに堆積した蒸着剤をレーザーにより除去した後、蒸着マスクに残留した蒸着剤を超音波スプレーで洗浄する蒸着マスクの洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等は、画面がフラットで薄型であるということで、モニタ、ＴＶ等でのフラットディスプレイとして需要が拡大している。有機ＥＬ表示装置は自発光であることから、視野角特性が優れているとともに、バックライトが不用であるという特徴からディスプレイとして種々の応用分野が見込まれている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置は発光をする複数の層からなる有機ＥＬ層と有機ＥＬ層を駆動するＴＦＴとから画素が構成され、この画素がマトリクス状に配置されることによって表示領域が形成されている。光を発生する有機ＥＬ層は、画素部において、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成された層の上の平坦化膜の上、あるいは、ＴＦＴが形成されていない層の上の平坦化膜の上に蒸着によって形成される。
【０００４】
現在主流である有機ＥＬ素子の製造方法は、蒸着マスクを用いてパターンを成膜する方法である。素子パターンはチャンバ内で蒸着剤を加熱昇華し、蒸着マスクの開口部を通して基板に蒸着されることで形成される。蒸着マスクの開口部以外の場所には、蒸着剤が堆積するため、成膜枚数に応じて蒸着マスクの洗浄を行っている。
【０００５】
蒸着マスクの洗浄方式はウェットによる浸漬方式が用いられているが、処理に時間を要する、有機の溶剤を用いるため環境負荷が増加する、微細パターンにダメージが発生する、蒸着剤の回収再利用が困難という理由で、レーザーを用いたドライ方式が開発されている。「特許文献１」には、蒸着マスクにレーザーを照射して蒸着剤を剥離し、これを超純水および有機溶媒に浸漬して洗浄する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９２４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
「特許文献１」に記載の技術では、マスクが大型化した場合、浸漬方式での洗浄であるため、超音波振動子と蒸着マスクの被洗浄面の距離が離れ、洗浄効果が低下する。また、超音波振動子と蒸着マスクの被洗浄面の距離を近づけるために、スプレー方式で洗浄する場合、スポット型ノズルでは蒸着マスク全面をスキャンするため、洗浄時間が大幅に増加し大型マスクに対応できない。また、ライン型ノズルで超音波をスプレーした場合、蒸着マスクのフレームが障害となりノズルを被洗浄面に接近させることができない。
【０００８】
本発明の課題は、大型蒸着マスクにレーザーを照射することによって、蒸着剤を蒸着マスクから剥離するとともに、蒸着マスクに残留した蒸着剤を効率よく洗浄することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するために、レーザーで蒸着マスクの蒸着剤を剥離した後、被洗浄面の裏面から液体の超音波スプレーを照射し、マスクの開口部から被洗浄面に回りこんだ超音波により、被洗浄面を洗浄することを特徴とする装置を提供する。スプレーする液体は、洗浄後の液体に混入した蒸着剤を蒸留再利用するために、純水や炭化水素系の洗浄剤が望ましい。
【００１０】
炭化水素系の洗浄剤としては、ハイドロフルーオロエーテル(Ｒ１−Ｏ−Ｒ２，Ｒ１ＣＨ３，Ｃ２Ｈ５，Ｃ３Ｈ７，Ｃ４Ｈ９，・・・・、Ｒ２＝ＣＦ３，Ｃ２Ｆ５，Ｃ３Ｆ７，Ｃ４Ｆ９，・・・・)の混合液が望ましい。洗浄後の液は回収され、純水あるいは洗浄剤を蒸発させることで、残留した蒸着剤を精製処理し、再度蒸着に利用することが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の洗浄装置を用いることで、大型蒸着マスクに付着した蒸着剤を効率よく除去できる。また、洗浄後の蒸着マスクへの再付着も発生しない。結果としてマスクの利用効率も大幅に向上し、蒸着剤の利用効率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による有機ＥＬ素子の蒸着マスク洗浄装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明による有機ＥＬ素子製造装置のシステム構成を示す図である。
【図３】本発明を用いて製造される有機ＥＬ表示装置の例である。
【図４】本発明を用いて蒸着される有機ＥＬ層の例である。
【図５】洗浄液に含まれる蒸着剤の回収を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
具体的な実施例を説明する前に、本発明の製造方法が適用される、有機ＥＬ表示装置の構成の一例を説明する。有機ＥＬ表示装置は有機ＥＬ層からの発光が素子基板側に向かうボトムエミッション型と、素子基板の反対側に向かうトップエミッション型とがある。トップエミッション型はＴＦＴ等が形成された領域の上にも発光をする有機ＥＬ層を形成することが出来るので、輝度の点からは有利である。以下では、トップエミッション型を例にとって説明するが、ボトムエミッション型の場合も本質的には同じである。
【００１４】
図３はトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置の断面図である。トップエミッション型は有機ＥＬ層１２２の上にアノードが形成されるトップアノード型と、有機ＥＬ層１２２の上にカソードが形成されるトップカソード型とがある。図３はトップアノード型の場合であるが、トップカソード型の場合も同様にして本発明を適用することが出来る。
【００１５】
図３において、素子基板１１０の上にはＳｉＮからなる第１下地膜１１１と、ＳｉＯ２からなる第２下地膜１１２が形成されている。ガラス基板からの不純物が半導体層１１３を汚染することを防止するためである。第２下地膜１１２の上には半導体層１１３が形成される。半導体層１１３はＣＶＤによってａ−Ｓｉ膜が形成された後、レーザー照射によってｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変換される。
【００１６】
半導体層１１３を覆って、ＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１１４が形成される。ゲート絶縁膜１１４を挟んで、半導体層１１３と対向する部分にゲート電極１１５が形成される。ゲート電極１１５をマスクにして、半導体層１１３にリンあるいはボロン等の不純物をイオンインプランテーションによって打ち込み、導電性を付与して、半導体層１１３にソース部あるいはドレイン部を形成する。
【００１７】
ゲート電極１１５を覆って層間絶縁膜１１６がＳｉＯ２によって形成される。ゲート電極１１５と同層で形成されるゲート配線と、ドレイン配線１１７を絶縁するためである。層間絶縁膜１１６の上にはドレイン配線１１７が形成される。ドレイン配線１１７は層間絶縁膜１１６およびゲート絶縁膜１１４にスルーホールを介して半導体層１１３のドレインと接続する。
【００１８】
その後、ＴＦＴを保護するために、ＳｉＮからなる無機パッシベーション膜１１８が被着される。無機パッシベーション膜１１８の上には、有機パッシベーション膜１１９が形成される。有機パッシベーション膜１１９は無機パッシベーション膜１１８とともに、ＴＦＴをより完全に保護する役割を有するとともに、有機ＥＬ層１２２が形成される面を平坦にする役割を有する。したがって、有機パッシベーション膜１１９は１〜４μｍと、厚く形成される。
【００１９】
有機パッシベーション膜１１９の上には反射電極１２１がＡｌまたはＡｌ合金によって形成される。図３において、下部電極１２１は反射電極１２１が兼用している。ＡｌまたはＡｌ合金は反射率が高いので、反射電極１２１として好適である。反射電極１２１は有機パッシベーション膜１１９および無機パッシベーション膜１１８に形成されたスルーホールを介してドレイン配線１７と接続する。
【００２０】
本実施例はトップアノード型の有機ＥＬ表示装置なので、有機ＥＬ層１２２の下部電極１２１はカソードとなる。したがって、反射電極１２１として使用されるＡｌあるいはＡｌ合金が有機ＥＬ層１２２の下部電極１２１を兼用することが出来る。ＡｌあるいはＡｌ合金は仕事関数が比較的小さいので、カソードとして機能することが出来るからである。なお、トップカソードの場合は、Ａｌを反射電極とし、その上にＩＴＯをラミネートしてアノードとして用いる。
【００２１】
下部電極１２１の上には有機ＥＬ層１２２が形成される。有機ＥＬ層１２２は複数の層から構成されている。トップアノード型の場合は、下層から、例えば、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層となる。これらの有機ＥＬ層はマスク蒸着によって形成される。一般には、電子注入層、電子輸送層等は、各色共通で蒸着され、発光層、ホール輸送層とは蒸着マスクを用いて各色別々に蒸着される。
【００２２】
有機ＥＬ層１２２の上にはアノードとなる上部電極１２３が蒸着によって形成される。上部電極１２３としては透明電極であるＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）を用いる。ＩＺＯは、表示領域全体に蒸着される。ＩＺＯの厚さは光の透過率を維持するために、３０ｎｍ程度に形成される。上部電極としては、ＩＺＯと同様、金属酸化物導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが出来る。
【００２３】
なお、有機ＥＬ層１２２が端部において段切れによって破壊することを防止するために、画素と画素の間にバンク１２０が形成される。バンクはアクリル樹脂あるいはポリイミド樹脂をフォトリソグラフィによって形成する。有機ＥＬ層１２２からの光は図３のＬで示すように、素子基板１１０とは反対側に出射して画像を形成する。
【００２４】
図４に有機ＥＬ層１２２部分の断面模式図を示す。図４において、下部電極１２１の上に電子注入層１２２１が形成される。電子注入層１２２１の役割は下部電極１２１である陰極からの電子の注入を容易にするものである。電子注入層１２２１は、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニューム（以下Ａｌｑ３と略す）とＬｉをｍｏｌ比が２＜Ｌｉ／Ａｌｑ３＜４となるように共蒸着する。この電子注入層１２２１の膜厚は３ｎｍである。
【００２５】
電子注入層１２２１の上には電子輸送層１２２２が形成される。電子輸送層１２２２は例えば、真空蒸着によりトリス（８−キノリノール）アルミニューム（以下Ａｌｑ３と略す）を２０ｎｍの厚さに形成する。この層の役割は電子を発光層１２２３まで、出来るだけ抵抗なしに、効率よく運ぶ役割を持つ。その上には発光層１２２３が形成される。この発光層１２２３において、電子とホールが再結合することによるＥＬ発光が生ずる。発光層１２２３は、例えば、Ａｌｑ３とキナクリドン（Ｑｃと略す）の共蒸着膜を２０ｎｍの厚さに形成する。Ａｌｑ３とＱｃの蒸着速度の比は４０：１である。１２２３の上にはホール輸送層１２２４が形成される。このホール輸送層１２２４は陽極から供給されたホールをできるだけ抵抗無しに効率よく発光層１２２３に運ぶ役割をもつ。ホール輸送層１２２４はα−ＮＰＤを蒸着により５０ｎｍの厚さに形成する。ホール輸送層１２２４の上にはホール注入層１２２５が形成される。このホール輸送層注入１２２５は、陽極からのホールの注入を容易にするものである。ホール注入層１２２５は銅フタロシアニンを蒸着により５０ｎｍの厚さに形成する。ホール注入層１１５の上に陽極である、上部電極１２が形成される。
【００２６】
なお、ホール注入層１２２５と上部電極１２３の間に、バッファー層として透明金属酸化物をＥＢ蒸着等によって１５ｎｍの厚さに形成する場合もある。このバッファー層としての金属酸化物の材料としてはＶ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３等があげられる。バッファー層の主たる役割は陽極材料をスパッタリングするさいに、有機ＥＬ層１１がダメージを受けるのを防止するためである。
【００２７】
なお、発光層材料としては電子、ホールの輸送能力を有するホスト材料に、それらの再結合により蛍光もしくはりん光を発するドーパントを添加したもので共蒸着により発光層として形成できるものであれば特に限定は無く、例えば、ホストとしてはトリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］のような錯体、アントラセン誘導体、カルバゾール誘導体、等であっても良い。
【００２８】
また、ドーパントとしてはホスト中で電子とホールを捉えて再結合させ発光するものであって、例えば赤ではピラン誘導体、緑ではクマリン誘導体、青ではアントラセン誘導体などの蛍光を発光する物質やもしくはイリジウム錯体、ピリジナート誘導体などりん光を発する物質であっても良い。
【００２９】
以上にようにして、ＴＦＴおよび有機ＥＬ層が形成された基板を素子基板と称する。有機ＥＬ層は水分によって変質し、発光効率が低下する。発光効率の低下を抑え、有機ＥＬ表示装置の寿命を延ばすために、素子基板に対して、封止基板によって封止する。具体的には、封止基板の周辺に封止材をディスペンサ等で形成し、素子基板と接着する。封止基板は一般には、ガラスで形成される。
【００３０】
素子基板と封止基板の接着は、負圧にした窒素雰囲気中で行われる。したがって、有機ＥＬ表示装置の内部に窒素が充填される。素子基板と封止基板をシールする封止材は、紫外線硬化樹脂あるいは熱硬化樹脂が使用される。紫外線を照射する場合は、有機ＥＬ層に紫外線が照射されると有機ＥＬ層が破壊されるので、シール部のみに紫外線を照射する。
【実施例１】
【００３１】
以下図表を用いて本発明の詳細を説明する。本発明の基本構成を図１に示す。パルスレーザ処理部２８１において、パルスレーザー１０がレーザー照射窓１から被洗浄物である蒸着マスク２に照射される。蒸着マスク２は繰り返し蒸着に使われたもので、洗浄が必要な状態である。なお、パルスレーザーはパルス幅に対してパルスの周期が非常に長いもので、蒸着マスク２に照射すると蒸着マスク２が振動を生じ、蒸着マスク２に付着した蒸着剤を剥離する作用を有する。
【００３２】
蒸着マスク２は進行方向４に移動する。パルスレーザー１０は進行方向４と垂直にスキャンされるように制御されている。蒸着マスク２の進行とパルスレーザー１０のスキャンが組み合わされて、蒸着マスク全面にパルスレーザー１０が照射される。
【００３３】
パルスレーザー１０で洗浄された蒸着マスク２の被洗浄面２０１には極微量であるが、再付着などによる蒸着剤が残留する。蒸着マスクの開口部に残留した場合、パターン欠陥になるため、除去しなければならない。残留した蒸着剤を除去するために、蒸着マスク２は超音波スプレー処理部２８２に搬送される。
【００３４】
超音波スプレー処理部２８２において、蒸着マスク２が進行方向４１に移動し、ライン型スプレーノズル６より純水が蒸着マスク２の被洗浄面２０１に照射される。また、ライン型超音波スプレーノズル５より純水が蒸着マスク２の裏面２０２に照射される。裏面２０２に照射された超音波はマスクの開口部を透過して被洗浄面２０１に回り込み、残留した蒸着剤を除去する。
【００３５】
図１において、蒸着マスク２はマスクフレーム３の裏側に溶接によって取り付けられている。蒸着マスク２はマスクフレーム３によってテンションをかけられた状態で溶接されている。蒸着マスク２の平面度を保つためである。ところで、ライン型超音波スプレーノズル５から照射される洗浄水に超音波を印加することが出来る距離は、ノズルから１０ｍｍ程度である。マスクフレーム３の厚さは５０ｍｍ程度である。一方、蒸着マスクの厚さは２０μｍ〜３０μｍである。したがって、マスクフレーム３の前面から超音波の印加された純水を印加しようとすると、ライン型超音波スプレーノズル５の幅をマスクフレーム３の内径よりも小さくする必要がある。品種によって蒸着マスク２の大きさが異なると、品種毎にライン状スプレーノズル３の幅を変える必要が生じ、製造コストの上昇を招く。
【００３６】
本発明のように、超音波の印加された純水をマスクフレーム３の裏側から照射すれば、ライン型超音波スプレーノズル５を蒸着マスク毎に換える必要は無くなる。すなわち、マスクフレーム３の裏側に蒸着マスク２が取り付けられているので、ライン型超音波スプレーノズル５は、幅に関係なく、蒸着マスクに近づけることが出来る。そして、上記に説明したように、蒸着マスク２の裏面２０２に照射された超音波はマスクの開口部を透過して被洗浄面２０１に回り込み、残留した蒸着剤を除去する。
【００３７】
洗浄に使われた純水は回収し、蒸留することで蒸着剤が再利用される。 図２に、本発明を組み込んだ有機ＥＬ製造装置の構成を示す。図２では、図３で説明したトップエミッション型で、トップアノードの場合の有機ＥＬ表示装置の製造を例に説明するが、本発明は、これに限らず、トップエミッション型で、トップカソードの場合でも良いし、ボトムエミッション型でも良い。
【００３８】
図２の製造装置は、大きく分けて、ステージＡ、ステージＢ、ステージＣ、および、ステージＢに接続した蒸着マスク洗浄部から構成されている。各ステージには、ロボットアームが配置され、素子基板、封止基板あるいは蒸着マスク２を所定の位置に移動、設置する。
【００３９】
図２において、左側から、下部電極まで形成された素子基板が投入される。素子基板は第１素子基板前処理部２３において、紫外線を照射し、素子基板に付着した有機物等を分解して、除去しやすくする。その後、第２素子基板処理部２４において、素子基板表面を清浄化する。
【００４０】
清浄化した素子基板を電子注入層蒸着部２５に搬送し、先に説明したような電子注入層を蒸着する。電子注入層は、各色とも共通に形成するので、電子注入層蒸着部２５における蒸着マスク２は個々のサブ画素毎に開口を有する蒸着マスクではなく、大きな開口を有する蒸着マスクである。電子注入層を蒸着した素子基板は電子輸送層蒸着部２２に搬送され、電子輸送層が蒸着される。電子輸送層も、各色とも共通に形成するので、電子輸送層蒸着部における蒸着マスク２も個々のサブ画素毎に開口を有する蒸着マスクではなく、大きな開口を有する蒸着マスクである。
【００４１】
電子輸送層が形成された素子基板は、赤、緑、青の発光層の蒸着を行うために、各色の有機ＥＬ層の蒸着ステージに送られる。蒸着の順番は特に規定する必要は無いが、図２においては、まず、赤発光層蒸着部２１において、赤発光有機ＥＬが蒸着される。
【００４２】
続いて、素子基板はステージＢに搬送され、緑発光層蒸着部２６において、緑発光有機ＥＬが蒸着される。その後、素子基板は青発光層蒸着部３０に搬送され、青発光有機ＥＬが蒸着される。各発光の有機ＥＬ材料はサブ画素毎に、蒸着マスク２に形成されサブ画素の形状をした開口を介して蒸着される。なお、赤、緑、青のサブ画素が組み合わされて画素が構成される。各開口の径は小さく、正確な位置合わせが必要とされる。また、蒸着を重ねる毎に、各開口の側壁にも有機ＥＬ材料が蒸着されるために、蒸着マスク２の開口の径が小さくなる。この点からも、定期的な蒸着マスク２の洗浄が必要である。
【００４３】
その後、素子基板は正孔輸送層蒸着部２０に搬送され、正孔輸送層が蒸着される。正孔輸送層も各サブ画素毎に開口が形成された蒸着マスク２を用いて蒸着される。正孔輸送層が蒸着された後、素子基板は正孔注入層蒸着部１９に搬送され、正孔注入層が蒸着される。正孔注入層も各サブ画素毎に開口が形成された蒸着マスク２を用いて蒸着される。
【００４４】
その後、素子基板は陽極蒸着部１８に搬送され、陽極となる例えば、ＩＺＯが蒸着される。ＩＺＯはサブ画素毎の蒸着ではなく、有機ＥＬ表示装置の表示領域全体にわたってベタで蒸着される。このようにして形成された素子基板は、ステージＣに搬送されて、基板保管部３１に保管される。
【００４５】
図２の右側からは、素子基板に形成された有機ＥＬ層を水分から保護するための、封止基板が第１封止ガラス前処理部１５に投入される。封止ガラス前処理部１５においては、封止ガラスに紫外線が照射されて有機物を分解し、除去する。その後、封止基板は第２封止ガラス前処理部１６に搬送され、ディスペンサ等によって封止材が塗布される。第２封止ガラス前処理部１６においては、乾燥剤も封止基板に配置される。
【００４６】
封止材が形成された封止基板は貼り合わせ封止部１７に搬送され、基板保管部から搬送されてきた素子基板と張り合わされる。貼り合わせ封止部１７においては、シール材の部分に紫外線が照射され、シール材を硬化させ、素子基板と封止基板を接着する。貼り合わせ封止部１７におけるプロセスは減圧した窒素雰囲気中で行われる。以上のようにして、素子基板と封止基板が合わさった有機ＥＬ表示装置は、完成品排出部３２に送られ、後工程に送られる。
【００４７】
以上説明したプロセスにおいて、蒸着に使用される蒸着マスク２は、連続して使用されるが、数多く使用しているうちに、蒸着マスク２に有機ＥＬ材料が堆積して例えば、蒸着マスク２の開口の径を小さくするような現象を生ずる。また、有機ＥＬ材料は高価であるので、蒸着マスク２に付着した有機ＥＬ材料を再利用することがのぞましい。
【００４８】
図２において、ステージＢにおける蒸着マスク保管部２７１は、このように、多くの蒸着を行った蒸着マスク２を保管する。蒸着マスク保管部２７は洗浄前蒸着マスク保管部２７１と洗浄後蒸着マスク保管部２７２に分かれている。洗浄前蒸着マスク保管部には、２００時間程度の蒸着を行った蒸着マスク２が赤発光層蒸着部、緑発光層蒸着部、青発光層蒸着部等から搬送され保管される。
【００４９】
洗浄前蒸着マスク保管部２７１から蒸着された蒸着マスク２が蒸着マスク洗浄部２８に搬送され、図１に示すようなプロセスによって蒸着マスク２から有機ＥＬ材料が剥離され、蒸着マスク２が洗浄される。蒸着マスク洗浄部２８は、有機ＥＬ層の色毎に分かれている。洗浄された蒸着マスク２は洗浄後蒸着マスク保管部２７２に搬送され、次の蒸着に用いられる。
【００５０】
以下に上記基本構成を用いた具体例を示す。例えば、赤発光材料として使用される蒸着剤Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体）を用いて２００時間の蒸着を行った蒸着マスク２を用いて、図１の基本装置で洗浄を実施した。
【００５１】
レーザー処理部２８１にて、蒸着マスク２を進行方向４に移動しながら、レーザー照射窓１からパルスレーザー１０を照射する。パルスレーザー１０は進行方向４と垂直の方向に捜査するように制御する。
【００５２】
レーザー照射が終了した蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．９１％であった。
【００５３】
次いで、超音波スプレー処理部２８２にて、レーザ照射終了後の蒸着マスク２を進行方向４１に移動しながら、ライン型スプレーノズル６より純水を蒸着マスク２の被洗浄面２０１に照射する。また、ライン型超音波スプレーノズル５より純水を蒸着マスク２の裏面２０２に照射する。洗浄が終了すると、蒸着マスク２を進行方向４２に移動しながら、ライン型乾燥用エアノズル７よりドライエアを照射する。乾燥終了後の蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．００％であった。
【００５４】
図５は洗浄後の洗浄液に含まれる蒸着剤の回収を示す図である。図５において、超音波処理部２８２で使われた純水は、液回収部２８３に回収され、蒸留精製部２８４にて純水が除去され、蒸着剤が精製される。この回収精製された蒸着剤は、回収蒸着剤保管部２９に搬送され、再利用される。
【実施例２】
【００５５】
例えば、赤発光材料として使用される蒸着剤Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体）を用いて２００時間の蒸着を行った蒸着マスク２を用いて、図１の基本装置で洗浄を実施した。
【００５６】
レーザー処理部２８１にて、蒸着マスク２を進行方向４に移動しながら、レーザー照射窓１からパルスレーザー１０を照射する。パルスレーザー１０は進行方向４と垂直の方向に捜査するように制御する。
【００５７】
レーザー照射が終了した蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．９０％であった。
【００５８】
次いで 超音波スプレー処理部２８２にて、レーザ照射終了後の蒸着マスクを進行方向４１に移動しながら、ライン型スプレーノズル６より炭化水素系の洗浄液であるヘキサフルオロエチレン（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）を蒸着マスク２の被洗浄面２０１に照射する。また、ライン型超音波スプレーノズル５よりヘキサフルオロエチレン（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）を蒸着マスク２の裏面２０２に照射する。洗浄が終了すると、蒸着マスク２を進行方向４２に移動しながら、ライン型乾燥用エアノズル７よりドライエアを照射する。乾燥終了後の蒸着マスク２の蒸着剤残留面積を蛍光顕微鏡で観察した結果、蒸着剤の残留面積は０．００％であった。
【００５９】
図５は洗浄後の洗浄液に含まれる蒸着剤の回収を示す図であるが、本実施例においては、洗浄液はヘキサフルオロエチレンが使用されている。図５において、超音波処理部２８２で使われたヘキサフルオロエチレンは、液回収部２８３に回収され、蒸留精製部２８４にてヘキサフルオロエチレンが除去され、蒸着剤が精製される。この回収精製された蒸着剤は、回収蒸着剤保管部２９に搬送され、再利用される。
【００６０】
本実施例では、洗浄液として、炭化水素系の洗浄液を使用するので、洗浄液の乾燥のスピードが速い。したがって、洗浄液によっては、図１におけるライン型乾燥用エアノズル７を不要とすることも出来る。また、洗浄液の乾燥が速いので、有機ＥＬ層の蒸着剤の回収が容易である。すなわち、特別に加熱等して溶剤を飛散させなくとも、蒸着剤の回収が可能となる。
【符号の説明】
【００６１】
１ レーザー照射窓
２ 蒸着マスク
３ マスクフレーム
４ マスクの進行方向
５ ライン型超音波スプレーノズル
６ ライン型スプレーノズル
７ ライン型乾燥用エアノズル
１０ パルスレーザー
１５ 第１封止ガラス前処理部
１６ 第２封止ガラス前処理部
１７ 貼り合せ封止部
１８ 陽極膜蒸着部
１９ 正孔注入層蒸着部
２０ 正孔輸送層蒸着部
２１ 赤発光層蒸着部
２２ 電子輸送層蒸着部
２３ 第１基板前処理部
２４ 第２基板前処理部
２５ 電子注入層蒸着部
２６ 緑発光層蒸着部
２７ 蒸着マスク保管部
２８ 蒸着マスク洗浄部
２９ 回収蒸着剤保管部
３０ 青発光層蒸着部
３１ 基板保管部
３２ 完成品排出部
１１０ 素子基板
１１１ 第１下地膜
１１２ 第２下地膜
１１３ 半導体層
１１４ ゲート絶縁膜
１１５ ゲート電極
１１６ 層間絶縁膜
１１７ ＳＤ配線
１１８ 無機パッシベーション膜
１１９ 有機パッシベーション膜
１２０ バンク
１２１ 下部電極
１２２ 有機ＥＬ層
１２３ 上部電極
２０１ 被洗浄面
２０２ 裏面
２７１ 洗浄前蒸着マスク保管部
２７２ 洗浄後蒸着マスク保管部
２８１ レーザ処理部
２８２ 超音波処理部
２８３ 液回収部
２８４ 蒸留精製部
１２２１ 電子注入層
１２２２ 電子輸送層
１２２３ 発光層
１２２４ ホール輸送層
１２２５ ホール注入層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と第２の面を有し、前記第１の面には蒸着剤が付着しており、前記蒸着マスクの第１の面の周辺を前記蒸着マスクよりも厚さの大きい枠部に取り付けた蒸着マスクの洗浄装置であって、
前記第１の面に洗浄液を照射する第１の洗浄手段と、
前記第２の面に、超音波が印加された洗浄液を照射する第２の洗浄手段を有することを特徴とする蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項２】
前記第１の面にレーザを照射して蒸着剤を蒸着マスクから剥離するレーザ照射手段を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項３】
前記蒸着マスクは長方形であり、前記蒸着マスクの周辺部が前記枠部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置
【請求項４】
前記第１の洗浄手段はライン型スプレーノズルを有し、前記第２の洗浄手段はライン型超音波スプレーノズルを有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項５】
前記第１の洗浄手段および前記第２の洗浄手段の幅は、前記蒸着マスクの移動方向に直交する幅方向の大きさが、前記枠部の前記蒸着マスクの移動方向に直交する方向の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項６】
前記第１の洗浄手段および前記第２の洗浄手段は、前記蒸着マスクの移動方向に直交する幅方向に、前記蒸着マスクの幅よりも大きい幅で洗浄液を照射することが出来ることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄液は、純水または、炭化水素系の洗浄液であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項８】
洗浄後の洗浄液を蓄積する手段を有し、前記蓄積された洗浄液から蒸着剤を回収する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスク洗浄装置。
【請求項９】
第１の面と第２の面を有し、前記第１の面には蒸着剤が付着しており、前記蒸着マスクの第１の面の周辺を前記蒸着マスクよりも厚さの大きい枠部に取り付けた蒸着マスクの洗浄方法であって、
前記第１の面に洗浄液を照射する第１の洗浄工程と、
前記第２の面に、超音波が印加された洗浄液を照射する第２の洗浄工程とを有することを特徴とする蒸着マスクの洗浄方法。
【請求項１】
第１の面と第２の面を有し、前記第１の面には蒸着剤が付着しており、前記蒸着マスクの第１の面の周辺を前記蒸着マスクよりも厚さの大きい枠部に取り付けた蒸着マスクの洗浄装置であって、
前記第１の面に洗浄液を照射する第１の洗浄手段と、
前記第２の面に、超音波が印加された洗浄液を照射する第２の洗浄手段を有することを特徴とする蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項２】
前記第１の面にレーザを照射して蒸着剤を蒸着マスクから剥離するレーザ照射手段を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項３】
前記蒸着マスクは長方形であり、前記蒸着マスクの周辺部が前記枠部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置
【請求項４】
前記第１の洗浄手段はライン型スプレーノズルを有し、前記第２の洗浄手段はライン型超音波スプレーノズルを有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項５】
前記第１の洗浄手段および前記第２の洗浄手段の幅は、前記蒸着マスクの移動方向に直交する幅方向の大きさが、前記枠部の前記蒸着マスクの移動方向に直交する方向の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項６】
前記第１の洗浄手段および前記第２の洗浄手段は、前記蒸着マスクの移動方向に直交する幅方向に、前記蒸着マスクの幅よりも大きい幅で洗浄液を照射することが出来ることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄液は、純水または、炭化水素系の洗浄液であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの洗浄装置。
【請求項８】
洗浄後の洗浄液を蓄積する手段を有し、前記蓄積された洗浄液から蒸着剤を回収する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスク洗浄装置。
【請求項９】
第１の面と第２の面を有し、前記第１の面には蒸着剤が付着しており、前記蒸着マスクの第１の面の周辺を前記蒸着マスクよりも厚さの大きい枠部に取り付けた蒸着マスクの洗浄方法であって、
前記第１の面に洗浄液を照射する第１の洗浄工程と、
前記第２の面に、超音波が印加された洗浄液を照射する第２の洗浄工程とを有することを特徴とする蒸着マスクの洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１８３２４９（Ｐ２０１１−１８３２４９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４８１０７（Ｐ２０１０−４８１０７）
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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