表示装置の製造装置および表示装置の製造方法
【課題】従来よりも真空雰囲気下で行う工程を減らし、大型基板にも対応可能な表示装置の製造装置および表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】下部電極と上部電極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造装置１０であって、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の被処理基板Ｓに、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部２０と、真空雰囲気下で、前処理後の下部電極上に有機層と上部電極とを成膜する成膜部３０とを備えており、成膜部３０は、被処理基板Ｓを水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を備えていることを特徴とする表示装置の製造装置およびこれを用いた表示装置の製造方法である。
【解決手段】下部電極と上部電極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造装置１０であって、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の被処理基板Ｓに、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部２０と、真空雰囲気下で、前処理後の下部電極上に有機層と上部電極とを成膜する成膜部３０とを備えており、成膜部３０は、被処理基板Ｓを水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を備えていることを特徴とする表示装置の製造装置およびこれを用いた表示装置の製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の製造装置および表示装置の製造方法であり、特には有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子；以下「有機ＥＬ素子」という）を用いた有機ＥＬ表示装置の製造に好適に用いられる表示装置の製造装置および表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型の表示装置として、有機ＥＬ素子を発光素子としたもの（以下「有機ＥＬ表示装置」という）が注目を集めている。この有機ＥＬ表示装置は、バックライトが不要な自発光型のフラットパネルディスプレイであり、自発光型に特有の視野角の広い表示装置を実現できるという利点を有する。また、必要な画素のみを点灯させればよいため消費電力の点でバックライト型（液晶ディスプレイ等）に比べて有利であるとともに、今後実用化が期待されている高精細度の高速のビデオ信号に対して十分な応答性能を具備すると考えられている。
【０００３】
このような有機ＥＬ表示装置は、一般に、有機材料を上下から電極（陽極および陰極）で挟み込む構造を持つ。そして、有機材料からなる有機層に対して、陽極から正孔が、陰極から電子がそれぞれ注入され、その有機層にて正孔と電子が再結合して発光が生じるようになっている。
【０００４】
この有機ＥＬ表示装置を製造する場合には、ガラスからなる基板上にＴＦＴ回路をアレイ状に配列形成した後、このＴＦＴ回路を覆う状態で絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に、コンタクトホールを介して上記ＴＦＴ回路と接続する状態の下部電極を形成する。そして、下部電極上に有機層を形成する前の前処理として、プラズマ洗浄を行うことで、下部電極の表面を清浄化する。
【０００５】
その後、下部電極上に有機層、上部電極を順次蒸着し、上部電極上に保護膜を形成した後、保護膜上および基板の周縁部上に、熱硬化性の樹脂を塗布し、この樹脂上にガラスからなる対向基板を貼り合わせた状態で、加熱することで樹脂封止を行う。
【０００６】
上述した有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、下部電極のプラズマ洗浄から保護膜（封止膜）の形成まで、真空状態を破ることなく有機ＥＬ表示装置を製造する方法が報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
一方、有機ＥＬ表示装置の大型化にともない、有機層および上部電極を蒸着する際、水平状態に配置されることで、重力による基板のたわみを防止するため、基板を水平状態に対して略垂直に配置した状態で、有機層を蒸着する方法が検討されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３１６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載された表示装置の製造方法によれば、有機層を蒸着するための前処理として、真空雰囲気下で、下部電極が露出された状態の基板にプラズマ洗浄を行うことから、前処理工程においても処理室を真空引きするための設備が必要となり、製造装置が複雑化するだけでなく、設備コストが高くなる、という問題がある。また、真空一貫で製造プロセスを行うに当たって、基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、有機層の蒸着を行う場合には、プラズマ洗浄は水平状態で行われるため、真空雰囲気下に基板の水平垂直転換機を配置する必要がある。しかし、真空雰囲気下で基板旋回を行うとそれにともなうダストが製造装置内に発生し、このダストによりダークスポットなどの品質不良を引き起こす、という問題がある。また、真空雰囲気に対応した水平垂直転換機の設備費用は高く、コスト的にも問題であった。
【００１０】
そこで、本発明は、従来よりも真空雰囲気下で行う工程を減らし、大型基板にも対応可能な、表示装置の製造装置および表示装置の製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述したような目的を達成するために、本発明の製造装置は、下部電極と上部電極とで少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造装置である。そして、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部と、真空雰囲気下で、前処理後の下部電極上に有機層と上部電極とを成膜する成膜部とを備えており、成膜部は、基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を有することを特徴としている。
【００１２】
このような表示装置の製造装置によれば、前処理部において、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことから、前処理部に真空設備を配備する必要がなく、製造装置が簡略化される。また、プラズマ洗浄を含む前処理を、基板を水平に保持した状態で行う場合でも、基板を水平状態から略垂直状態に転換する水平・垂直転換機は大気圧雰囲気下に配置することが可能となるため、真空雰囲気下に水平・垂直転換機を配置することによるダストの発生が防止され、ダストに起因するダークスポットの発生が防止される。また、真空雰囲気下に水平・垂直転換機を配置することによる設備コストの増大が防止される。さらに、成膜部が、基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を有することで、大型基板にも対応可能である。
【００１３】
また、本発明の表示装置の製造方法は、下部電極と上部電極とで少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造方法であって、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う。次に、真空雰囲気下で、前処理後の基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、下部電極上に有機層と上部電極とを成膜する。
【００１４】
このような表示装置の製造方法は、上述した製造装置を用いて行われるものであり、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことで、前処理工程を真空雰囲気に制御しなくてもよいことから、製造工程が簡略化される。さらに、基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、下部電極上に有機層と上部電極とを成膜することから、大型基板にも対応可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、本発明における表示装置の製造装置によれば、大型基板にも対応可能であるとともに、製造装置が簡略化されるため、製造コストを低減できるとともに、生産性を向上させることができる。また、真空雰囲気下に水平・垂直転換機を配置することによるダークスポットの発生や設備コストの増大が防止されるため、表示装置の高品質化を図れるとともに、これによっても製造コストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明の表示装置の製造方法によれば、大型基板にも対応可能であり、製造工程が簡略化されるため、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の表示装置の製造装置は、下部電極と上部電極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる複数の有機電界発光素子が基板上に配列形成された有機ＥＬ表示装置の製造装置１０である。この製造装置１０は、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板（以下、被処理基板Ｓとする）に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部２０と、真空雰囲気下で、前処理後の被処理基板Ｓの下部電極上に、有機層と上部電極とを形成する成膜部３０とを備えている。
【００１９】
上記前処理部２０と上記成膜部３０とは、それぞれ複数の処理室を備えており、各処理室は、インライン方式で連通した状態となっている。また、本実施形態における製造装置１０は、後述する保持具（図示省略）に固定された状態の被処理基板Ｓを、水平状態に対して略垂直に保持した状態で、各処理室に搬送する搬送手段４０（請求項の保持手段に相当）を備えている。
【００２０】
この搬送手段４０は、図２の要部拡大図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図））に示すように、被処理基板Ｓを保持した状態の保持具５０を、水平状態に対して略垂直となるように、上下方向から挟持し、搬送するための例えばローラーからなる一対の搬送駆動部４１と、保持具５０の被処理面とは反対側の面を支持するアシストローラー４２を備えている。上記一対の搬送駆動部４１は、各処理室（ここでは基板受入室２１を表示）の上下に、処理室間に渡って配置されており、上記アシストローラー４２は、各処理室の一壁面に配設されている。
【００２１】
搬送駆動部４１は、ここでは例えば上下ともにローラーで構成されることとするが、スチールベルトで構成されていてもよく、上記ローラーとスチールベルトを組み合わせてもよい。ここで、本発明における上記略垂直とは、水平状態に対して８０°〜９０°の傾斜角度θを有した状態を指し、８０°〜８５°の傾斜角度θで支持されることが、被処理基板Ｓの歪みを防止できるため、好ましい。ここでは、上記処理室の一壁面が上記範囲の傾斜角度θを有して配置されることとする。
【００２２】
次に、上記前処理部２０および上記成膜部３０の各処理室の構成を、再び図１を用いて説明する。
【００２３】
上記前処理部２０は、例えば被処理基板Ｓの受け入れを行う基板受入室２１、被処理基板Ｓにベーク処理を行うベーク室２２、被処理基板Ｓにプラズマ洗浄を行うプラズマ洗浄室２３およびプラズマ洗浄後の被処理基板Ｓを冷却する冷却室２４が、この順に隣接された状態で配置されている。また、上記基板受入室２１の受入れ側の外側には、被処理基板Ｓを水平状態から略垂直状態となるように旋回させる水平・垂直転換機Ａが設けられることとする。
【００２４】
ここで、上述したように、前処理部２０では、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で被処理基板Ｓの前処理を行うことから、上記前処理部２０を構成する上記各処理室（受入室２１、ベーク室２２、プラズマ洗浄室２３および冷却室２４には、不活性ガスを供給するためのガス供給管がそれぞれ接続されるとともに、余剰なガスを排気するための排気口がそれぞれ設けられている。ここで、本発明の不活性ガス雰囲気下とは、処理室内の雰囲気が例えばヘリウム、アルゴン、窒素（Ｎ2）等の不活性ガスで置換された状態を指すこととする。処理室内の雰囲気が上記不活性ガスで置換されることで、前処理工程中の被処理基板Ｓへの水分の付着が防止される。
【００２５】
上記基板受入室２１は、大気雰囲気下に配置された水平・垂直転換機Ａにより、水平状態から略垂直状態に転換された被処理基板Ｓを室内に受け入れ、処理雰囲気を大気雰囲気下から不活性ガス雰囲気下に置換する処理室である。
【００２６】
また、ベーク室２２は、被処理基板Ｓにベーク処理を行うところであり、ヒーター等の直接方式の加熱手段や、熱輻射等の非接触方式の加熱手段を備えている。
【００２７】
続いて、本発明に特徴的な構成を有するプラズマ洗浄室２３について説明する。このプラズマ洗浄室２３は、不活性ガス雰囲気下で大気圧プラズマ処理を行う処理室であり、略垂直状態に保持された被処理基板Ｓに対して、プラズマ照射を行うためのプラズマ照射部６０を備えている。
【００２８】
このプラズマ照射部６０は、図３の要部拡大図に示すように、一方向に長い板状の一対の電極６１が、誘電体膜６２に覆われた状態で、間隔を有して対向配置されている。この一対の電極６１は、電極６１の長手方向と同一方向の被処理基板Ｓの幅と同程度の長さになるように構成されており、この電極６１間の間隔から被処理基板Ｓの被処理面に対してライン状にプラズマが照射される。そして、被処理基板Ｓがプラズマの照射方向と直交する方向に移動することで、被処理基板Ｓの被処理面全域にプラズマが照射される。
【００２９】
上記誘電体膜６２で覆われた一対の電極は、被処理基板Ｓ側が開口されたケース６３で覆われており、被処理基板Ｓ側とは反対側のケース６３の底部に、電極６１間にプラズマ源となるプロセスガスを供給するガス供給管（図示省略）が接続されている。このプロセスガスを供給するガス供給管は、上述したプラズマ洗浄室２３に不活性ガスを供給するガス供給管とは別に設けられることとする。このガス供給管は、一端がガス供給源に接続され、他端側が上記電極６１間の間隔に沿って複数に分岐される状態で接続される。ガス供給管は、被処理基板Ｓの幅方向に渡ってプラズマが均等に照射されるように配置されることが好ましく、例えば重力によりプラズマが下方向に流れる場合には、ガス供給管を上側に密に配置するまたは、上側のガス供給管の流量が多くなるように調整する。
【００３０】
ここで、上記ガス供給管に供給されるガスは同一ガスであってもよく、異種ガスが混合されるように構成されていてもよい。
【００３１】
なお、ここでは、サイドストリーム方式のプラズマ照射部６０について説明したが、図４に示すように、被処理基板Ｓを挟む状態で、誘電体膜６２’に覆われた一対の電極６１’が配置されるプラナー方式のプラズマ照射部６０’であってもよい。ただし、図３を用いて説明したサイドストリーム方式のプラズマ照射部６０の方が、被処理基板Ｓの被処理面側に、一対の電極６１をまとめて配置することができ、プラズマ照射部６０をコンパクト化できるとともに、効率よくプラズマを照射できるため、好ましい。
【００３２】
また、本実施形態の製造装置は、インライン方式であり、被処理基板Ｓがプラズマ照射方向と直交する方向に移動した状態でプラズマを照射する例について説明したが、図５（ａ）に示すように、被処理基板Ｓを停止させた状態で、プラズマ照射部６０を被処理基板Ｓの被処理面と平行に水平方向に移動させてもよく、図５（ｂ）に示すように、プラズマ照射部６０を被処理基板Ｓの被処理面と平行に上下方向に移動させてもよい。また、ここでの図示は省略したが、プラズマ照射部６０が複数並列した状態で配置させてもよい。
【００３３】
また、再び図１に示すように、冷却室２４は、プラズマ洗浄後に昇温した状態の被処理基板Ｓを室温レベル（２０℃〜３０℃程度）に戻すための処理室であり、例えば水冷プレートやペルチェ素子等の冷却手段を備えている。
【００３４】
以上のようにして、前処理部２０が構成される。なお、ここでは、ベーク室２２とプラズマ洗浄室２３と冷却室２４とがこの順に配置された例について説明したが、前処理部２０は少なくともプラズマ洗浄室２３を備えていればよく、配置順および処理室数については、適宜設定されることとする。例えばプラズマ洗浄室、ベーク室、冷却室がこの順に配置されていてもよく、ベーク室、冷却室、プラズマ洗浄室、冷却室がこの順に配置されていてもよい。
【００３５】
一方、成膜部３０は、上記前処理部２０において前処理が行われた被処理基板Ｓに成膜を行うところであり、冷却室２４に隣接して配置され、処理雰囲気を大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下から真空雰囲気下に置換する真空置換室３１、被処理基板Ｓの下部電極上に各色の有機層を蒸着する有機材料蒸着室３２、有機層上に上部電極を構成する上部電極材料を蒸着する金属含有材料蒸着室３３、上部電極上に保護膜を形成する無機材料を成膜する無機材料成膜室３４、被処理基板Ｓを払出しする基板払出し室３５を備えている。
【００３６】
ここで、上述したように、成膜部３０では、真空雰囲気下で前処理後の被処理基板Ｓの下部電極上に有機層と上部電極と保護膜とをこの順に成膜することから、上記成膜部３０を構成する上記各処理室（真空置換室３１、有機材料蒸着室３２、金属含有材料蒸着室３３、無機材料蒸着室３４、基板払出し室３５）には、処理室内を排気するための真空ポンプに接続された排気口がそれぞれ設けられている。
【００３７】
上記真空置換室３１は、前処理後の被処理基板Ｓを受け入れ、処理室内の雰囲気を不活性ガス雰囲気から真空雰囲気に置換する処理室である。
【００３８】
また、有機材料蒸着室３２は、被処理基板Ｓの下部電極上に、有機材料（有機発光材料）を蒸着する処理室である。図面では一室のみ表記されているが、赤色有機発光材料、緑色有機発光材料、青色有機発光材料を蒸着するための複数の処理室で構成される。有機材料蒸着室３２は、被処理基板Ｓの被処理面に対してライン状に有機材料を供給するように構成された蒸着源（図示省略）を備えている。この蒸着源は固定されており、蒸着マスクを介して、上記有機材料が被処理面に供給される。そして、被処理基板Ｓが水平方向に移動することで、被処理面全域の蒸着マスクが開口された領域に、有機材料が蒸着される。
【００３９】
さらに、金属含有材料蒸着室３３は、被処理基板Ｓに蒸着された有機層上に、金属含有材料を蒸着することで、上部電極を成膜する処理室である。金属含有材料蒸着室３３は、ライン状に金属含有材料を供給するように構成された蒸着源（図示省略）を備えている。この蒸着源は、上述した有機材料の蒸着源と同様に構成される。
【００４０】
また、無機材料成膜室３４は、被処理基板Ｓに蒸着された上部電極上に、無機材料を蒸着することで、保護膜を成膜する処理室である。無機材料成膜室３４は、ライン状に無機材料を供給するように構成されたスパッタ源（図示省略）を備えている。
【００４１】
また、基板払出し室３５は、被処理基板Ｓを大気中に払出すための処理室である。
【００４２】
以上のようにして、成膜部３０の各処理室が構成される。なお、ここでは、真空置換室３１、有機材料蒸着室３２、金属含有材料蒸着室３３、無機材料成膜室３４、基板払出し室３５がこの順に配置された例について説明したが、上部電極上への保護膜の形成は、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法で行う場合もあり、ＣＶＤ法による成膜は水平状態で行われることから、無機材料成膜室３４は製造装置１０内に配置されない場合もある。
【００４３】
次に、上記製造装置１を用いた表示装置の製造方法について説明する。
【００４４】
まず、本発明の表示装置の製造装置に用いられる被処理基板Ｓについて、図６を用いて説明する。まず、ガラスなどの絶縁材料からなる基板１０１上に、複数のＴＦＴ回路をアレイ状に配列形成する。次に、このＴＦＴアレイ１０２を覆う状態で、基板１０１上に、例えばポリイミドからなる第１絶縁膜１０３を形成した後、第１絶縁膜１０３にＴＦＴと接続するためのコンタクトホール１０４を形成する。次いで、第１絶縁膜１０３上に、コンタクトホール１０４を介して上記ＴＦＴ回路に接続され、各画素に対応する例えばＩＴＯ（Indium thin oxide）からなる下部電極１０５を配列形成する。次に、下部電極１０５が設けられた第１絶縁膜１０３上に、例えばポリイミドからなる第２絶縁膜１０６を形成した後、第２絶縁膜１０６に、各画素、すなわち、有機ＥＬ素子を形成するための画素開口１０７を形成し、下部電極１０５の表面を露出する。この状態の基板１０１が被処理基板Ｓとなる。
【００４５】
なお、ここでは、下部電極１０５がＩＴＯである例を記載したが下部電極１０５の材料は上記ＩＴＯ以外にも、ＩＺＯ（Indium zinc oxide）、ＡＺＯ（Al-Doped Zinc Oxide）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジウム（Ｎｄ）を含有したＡｌ合金等が用いられる。
【００４６】
また、第１絶縁膜１０３、第２絶縁膜１０６の材料としては、上記ポリイミド以外の樹脂を用いてもよく、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の無機系材料を用いてもよい。
【００４７】
上記被処理基板Ｓは、図７に示す保持具５０によって保持される。ここで、図７（ａ）は保持部材２０を被処理基板Ｓの処理面側からみた斜視図であり、図７（ｂ）は、被処理基板Ｓの処理面とは反対側の斜視図である。
【００４８】
この保持具５０は、保持枠５１と、保持枠５１内に嵌め込まれる状態で、被処理基板Ｓの処理面側に配置され、所定領域毎に区画された桟５２と、保持枠５１の開口部５１ａを有する両主面側に、回動自在に固定された複数の留め具５３を備えている。
【００４９】
上記被処理基板Ｓは、上記桟５２が嵌め込まれた状態の保持枠５１内に、処理面を上記桟５２側に向けた状態で嵌め込まれる。そして、留め具５３により被処理基板Ｓが保持具５０に固定される。
【００５０】
上記保持具５０に固定された状態の被処理基板Ｓは、図１を用いて説明した水平垂直転換機Ａにより、水平状態から略垂直状態となるように、縦置きされ、製造装置１０における前処理部２０の基板受入れ室２１に搬入されて、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で搬送手段４０に保持される。
【００５１】
次に、ベーク室２２では、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、被処理基板Ｓを例えば８０℃程度でベークすることで、第１絶縁膜１０３（前記図６参照）と、第２絶縁膜１０６（前記図６参照）の微量吸着成分を除去する。
【００５２】
その後、プラズマ洗浄室２３では、下部電極１０５（前記図６参照）が露出された状態の被処理基板Ｓの表面にプラズマ洗浄を行う。この際、このプラズマ洗浄は、プラズマ洗浄室２３内を大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下とした状態で行われるが、プラズマ源となるプロセスガスとしては、不活性ガスとともに、不活性ガス以外のガスを供給することで、効率よくプラズマ洗浄を行うことができる。ここで、不活性ガス以外のガスとしては、酸素（Ｏ2）、水素（Ｈ2）、テトラフフロロメタン（ＣＦ4）、六フッ化硫黄（ＳＦ6）、トリフロロメタン（ＣＨＦ3）、ヘキサフロロエタン（Ｃ2Ｆ6）等を用いることができる。
【００５３】
このプロセス条件の一例としては、プロセスガスとして窒素（Ｎ2）に酸素（Ｏ2）１０vol％を添加し、ガス流量をＮ2／Ｏ2＝（１８０／１２０（Ｌ／min））、ＲＦパワー１．３ｋｗ、被処理基板Ｓとプラズマ照射部６０の電極６１との距離は１５ｍｍで行うこととする。なお、この条件は、被処理基板Ｓとして、３００ｍｍ×３５０ｍｍの基板サイズを用いた場合の最適条件である。
【００５４】
上述したように、プロセスガスとしてＯ2を用いることで、下部電極１０５表面の有機系微量異物が除去され、Ｎ2を用いることで、下部電極１０５表面の酸化絶縁膜が除去されるため、下部電極１０５の電荷注入性が向上する。そして、処理後の被処理基板Ｓは大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で次工程に搬送される。このため、プラズマ洗浄後の被処理基板Ｓへの水分の付着が防止される。
【００５５】
なお、ここでは、Ｏ2とＮ2の混合ガスを用いることとしたが、初めにＯ2のみで処理を行うことで有機系微量異物を除去し、その後、Ｎ2のみで処理を行うことで、下部電極１０５表面の酸化絶縁膜を除去してもよい。
【００５６】
次に、冷却室２４では、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、上記プラズマ洗浄により上昇した被処理基板Ｓの温度を２０℃〜３０℃程度まで低下させる。
【００５７】
その後、被処理基板Ｓを真空置換室３１に搬送する。この後の成膜工程は、全て真空雰囲気下で行われることとする。そして、有機材料蒸着室３２に搬送された被処理基板Ｓの下部電極１０５上に、赤色有機層、緑色有機層、青色有機層をそれぞれ成膜する。
【００５８】
次いで、金属含有材料蒸着室３３に搬送された被処理基板Ｓの全域上に、金属含有材料を蒸着することで、上部電極を形成する。その後、無機材料成膜室３４に搬送された被処理基板Ｓの上部電極上に、スパッタリング法により、保護膜を形成する。
【００５９】
ここで、処理後の被処理基板Ｓを図８（ａ）に示す。下部電極１０５上には、赤色有機層１０８Ａ、緑色有機層１０８Ｇ、青色有機層１０８Ｂがそれぞれ設けられている。また、有機層１０８上および第２絶縁膜１０７上には上部電極１０９が設けられており、上部電極１０９上に保護膜１１０が設けられている。
【００６０】
その後、図８（ｂ）に示すように、保護膜１１０上に封止樹脂１１１を塗布成膜し、対向基板１１２を貼り合わせることで、有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００６１】
このような表示装置の製造装置によれば、前処理部２０において、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極１０５の表面が露出された状態の基板１０１に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことから、前処理部２０に真空設備を配備する必要がなく、製造装置が簡略化される。また、従来の真空一貫で行う製造装置と比較して真空雰囲気下に水平・垂直転換機Ａを配置することによるダストの発生が防止されるため、ダークスポットの発生が防止され、表示装置の高品質化が図れる。また、真空雰囲気下に水平・垂直転換機Ａを配置することによる設備コストの増大が防止されるため、製造コストの増大が防止される。さらに、成膜部３０が、被処理基板Ｓを水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を有することで、大型基板にも対応可能である。
【００６２】
さらに、本実施形態の表示装置によれば、被処理基板Ｓを略垂直に配置した状態で、前処理と成膜とを続けて行うことができるため、前処理と成膜の間に被処理基板Ｓの配置状態を転換しなくてもよく、製造工程をスムーズに行うことができる。さらに前処理部における処理雰囲気を変化させずに処理を行うことが可能である。
【００６３】
また、上記表示装置の製造方法によれば、上記製造装置を用いて処理を行うことで、前処理工程を真空雰囲気に制御しなくてもよいことから、製造工程が簡略化される。したがって、表示装置の生産性を向上させることができる。
【００６４】
ここで、本実施形態の表示装置の製造装置および製造方法を用いて製造した有機ＥＬ表示装置と、真空一貫の製造装置において真空酸素プラズマでプラズマ洗浄を行い、各色の有機ＥＬ素子を作成し、素子半減寿命を測定した結果を表１に示す。
【表１】
【００６５】
この表に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置における各色の有機ＥＬ素子の素子半減寿命は、真空一貫の製造装置において真空酸素プラズマでプラズマ洗浄を行った有機ＥＬ表示装置の測定結果と同程度であることが確認された。
【００６６】
（変形例１）
なお、上述した実施形態においては、前処理部２０においても、被処理基板Ｓが略垂直に保持された状態で処理される例について説明したが、図９に示すように、前処理部２０’では被処理基板Ｓが水平状態で保持されるように構成された表示装置の製造装置１０’であってもよい。ただし、前処理部２０’と成膜部３０’を構成する各処理室の配置については、第１実施形態と同一であることとする。
【００６７】
この製造装置１’においては、前処理部２０’と成膜部３０’の間に、水平・垂直転換機Ａが収納された水平・垂直転換室７０が配置される。この場合、この水平・垂直転換室７０は、不活性ガス雰囲気下に制御される。また、前処理部２０’における搬送手段４０は、被処理基板Ｓを水平状態に配置した状態で、下側のみを保持するように構成される。
【００６８】
さらに、プラズマ洗浄室２３’には、例えば平行平板型のプラズマ照射部６０’が配置されることとするが、ダウンストリーム方式であってもよい。
【００６９】
上述したような製造装置を用いた各処理室の処理は第１実施形態と同様に行われる。ここで、上記平行平板型のプラズマ照射部６０’を用いてプラズマ洗浄を行う場合のプロセス条件の一例としては、プロセスガスとして窒素（Ｎ2）と酸素（Ｏ2）１０vol％を添加し、ガス流量をＮ2／Ｏ2＝（５００／５０（ｍｌ／min））、ＲＦパワー０．５ｋｗ、処理時間を２００秒、被処理基板Ｓとプラズマ照射部６０’の電極（図示省略）との距離は８０ｍｍで行うこととする。
【００７０】
このような表示装置の製造装置１０’であっても前処理部２０’において、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、被処理基板Ｓに、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことから、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の表示装置の製造装置に係る実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の表示装置の製造装置の搬送手段を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の表示装置のプラズマ照射部を示す構成図である。
【図４】本発明の表示装置のプラズマ照射部の別の例を示す構成図（その１）である。
【図５】本発明の表示装置のプラズマ照射部の別の例を示す構成図（その２）である。
【図６】本発明の表示装置で処理される処理前の被処理基板の断面図である。
【図７】本発明の表示装置で処理される被処理基板を保持する保持具である。
【図８】本発明の表示装置で処理された後の被処理基板の断面図である。
【図９】本発明の表示装置の製造装置に係る実施形態の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１０’…製造装置、２０，２０’…前処理部、３０，３０’…成膜部、６０…プラズマ照射部、１０１…基板、１０５…下部電極、１０８…有機層、１０９…上部電極、Ｓ…被処理基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置の製造装置および表示装置の製造方法であり、特には有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子；以下「有機ＥＬ素子」という）を用いた有機ＥＬ表示装置の製造に好適に用いられる表示装置の製造装置および表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型の表示装置として、有機ＥＬ素子を発光素子としたもの（以下「有機ＥＬ表示装置」という）が注目を集めている。この有機ＥＬ表示装置は、バックライトが不要な自発光型のフラットパネルディスプレイであり、自発光型に特有の視野角の広い表示装置を実現できるという利点を有する。また、必要な画素のみを点灯させればよいため消費電力の点でバックライト型（液晶ディスプレイ等）に比べて有利であるとともに、今後実用化が期待されている高精細度の高速のビデオ信号に対して十分な応答性能を具備すると考えられている。
【０００３】
このような有機ＥＬ表示装置は、一般に、有機材料を上下から電極（陽極および陰極）で挟み込む構造を持つ。そして、有機材料からなる有機層に対して、陽極から正孔が、陰極から電子がそれぞれ注入され、その有機層にて正孔と電子が再結合して発光が生じるようになっている。
【０００４】
この有機ＥＬ表示装置を製造する場合には、ガラスからなる基板上にＴＦＴ回路をアレイ状に配列形成した後、このＴＦＴ回路を覆う状態で絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に、コンタクトホールを介して上記ＴＦＴ回路と接続する状態の下部電極を形成する。そして、下部電極上に有機層を形成する前の前処理として、プラズマ洗浄を行うことで、下部電極の表面を清浄化する。
【０００５】
その後、下部電極上に有機層、上部電極を順次蒸着し、上部電極上に保護膜を形成した後、保護膜上および基板の周縁部上に、熱硬化性の樹脂を塗布し、この樹脂上にガラスからなる対向基板を貼り合わせた状態で、加熱することで樹脂封止を行う。
【０００６】
上述した有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、下部電極のプラズマ洗浄から保護膜（封止膜）の形成まで、真空状態を破ることなく有機ＥＬ表示装置を製造する方法が報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
一方、有機ＥＬ表示装置の大型化にともない、有機層および上部電極を蒸着する際、水平状態に配置されることで、重力による基板のたわみを防止するため、基板を水平状態に対して略垂直に配置した状態で、有機層を蒸着する方法が検討されている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３１６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載された表示装置の製造方法によれば、有機層を蒸着するための前処理として、真空雰囲気下で、下部電極が露出された状態の基板にプラズマ洗浄を行うことから、前処理工程においても処理室を真空引きするための設備が必要となり、製造装置が複雑化するだけでなく、設備コストが高くなる、という問題がある。また、真空一貫で製造プロセスを行うに当たって、基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、有機層の蒸着を行う場合には、プラズマ洗浄は水平状態で行われるため、真空雰囲気下に基板の水平垂直転換機を配置する必要がある。しかし、真空雰囲気下で基板旋回を行うとそれにともなうダストが製造装置内に発生し、このダストによりダークスポットなどの品質不良を引き起こす、という問題がある。また、真空雰囲気に対応した水平垂直転換機の設備費用は高く、コスト的にも問題であった。
【００１０】
そこで、本発明は、従来よりも真空雰囲気下で行う工程を減らし、大型基板にも対応可能な、表示装置の製造装置および表示装置の製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述したような目的を達成するために、本発明の製造装置は、下部電極と上部電極とで少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造装置である。そして、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部と、真空雰囲気下で、前処理後の下部電極上に有機層と上部電極とを成膜する成膜部とを備えており、成膜部は、基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を有することを特徴としている。
【００１２】
このような表示装置の製造装置によれば、前処理部において、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことから、前処理部に真空設備を配備する必要がなく、製造装置が簡略化される。また、プラズマ洗浄を含む前処理を、基板を水平に保持した状態で行う場合でも、基板を水平状態から略垂直状態に転換する水平・垂直転換機は大気圧雰囲気下に配置することが可能となるため、真空雰囲気下に水平・垂直転換機を配置することによるダストの発生が防止され、ダストに起因するダークスポットの発生が防止される。また、真空雰囲気下に水平・垂直転換機を配置することによる設備コストの増大が防止される。さらに、成膜部が、基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を有することで、大型基板にも対応可能である。
【００１３】
また、本発明の表示装置の製造方法は、下部電極と上部電極とで少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造方法であって、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う。次に、真空雰囲気下で、前処理後の基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、下部電極上に有機層と上部電極とを成膜する。
【００１４】
このような表示装置の製造方法は、上述した製造装置を用いて行われるものであり、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことで、前処理工程を真空雰囲気に制御しなくてもよいことから、製造工程が簡略化される。さらに、基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、下部電極上に有機層と上部電極とを成膜することから、大型基板にも対応可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、本発明における表示装置の製造装置によれば、大型基板にも対応可能であるとともに、製造装置が簡略化されるため、製造コストを低減できるとともに、生産性を向上させることができる。また、真空雰囲気下に水平・垂直転換機を配置することによるダークスポットの発生や設備コストの増大が防止されるため、表示装置の高品質化を図れるとともに、これによっても製造コストを低減することができる。
【００１６】
また、本発明の表示装置の製造方法によれば、大型基板にも対応可能であり、製造工程が簡略化されるため、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の表示装置の製造装置は、下部電極と上部電極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる複数の有機電界発光素子が基板上に配列形成された有機ＥＬ表示装置の製造装置１０である。この製造装置１０は、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極の表面が露出された状態の基板（以下、被処理基板Ｓとする）に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部２０と、真空雰囲気下で、前処理後の被処理基板Ｓの下部電極上に、有機層と上部電極とを形成する成膜部３０とを備えている。
【００１９】
上記前処理部２０と上記成膜部３０とは、それぞれ複数の処理室を備えており、各処理室は、インライン方式で連通した状態となっている。また、本実施形態における製造装置１０は、後述する保持具（図示省略）に固定された状態の被処理基板Ｓを、水平状態に対して略垂直に保持した状態で、各処理室に搬送する搬送手段４０（請求項の保持手段に相当）を備えている。
【００２０】
この搬送手段４０は、図２の要部拡大図（（ａ）平面図、（ｂ）断面図））に示すように、被処理基板Ｓを保持した状態の保持具５０を、水平状態に対して略垂直となるように、上下方向から挟持し、搬送するための例えばローラーからなる一対の搬送駆動部４１と、保持具５０の被処理面とは反対側の面を支持するアシストローラー４２を備えている。上記一対の搬送駆動部４１は、各処理室（ここでは基板受入室２１を表示）の上下に、処理室間に渡って配置されており、上記アシストローラー４２は、各処理室の一壁面に配設されている。
【００２１】
搬送駆動部４１は、ここでは例えば上下ともにローラーで構成されることとするが、スチールベルトで構成されていてもよく、上記ローラーとスチールベルトを組み合わせてもよい。ここで、本発明における上記略垂直とは、水平状態に対して８０°〜９０°の傾斜角度θを有した状態を指し、８０°〜８５°の傾斜角度θで支持されることが、被処理基板Ｓの歪みを防止できるため、好ましい。ここでは、上記処理室の一壁面が上記範囲の傾斜角度θを有して配置されることとする。
【００２２】
次に、上記前処理部２０および上記成膜部３０の各処理室の構成を、再び図１を用いて説明する。
【００２３】
上記前処理部２０は、例えば被処理基板Ｓの受け入れを行う基板受入室２１、被処理基板Ｓにベーク処理を行うベーク室２２、被処理基板Ｓにプラズマ洗浄を行うプラズマ洗浄室２３およびプラズマ洗浄後の被処理基板Ｓを冷却する冷却室２４が、この順に隣接された状態で配置されている。また、上記基板受入室２１の受入れ側の外側には、被処理基板Ｓを水平状態から略垂直状態となるように旋回させる水平・垂直転換機Ａが設けられることとする。
【００２４】
ここで、上述したように、前処理部２０では、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で被処理基板Ｓの前処理を行うことから、上記前処理部２０を構成する上記各処理室（受入室２１、ベーク室２２、プラズマ洗浄室２３および冷却室２４には、不活性ガスを供給するためのガス供給管がそれぞれ接続されるとともに、余剰なガスを排気するための排気口がそれぞれ設けられている。ここで、本発明の不活性ガス雰囲気下とは、処理室内の雰囲気が例えばヘリウム、アルゴン、窒素（Ｎ2）等の不活性ガスで置換された状態を指すこととする。処理室内の雰囲気が上記不活性ガスで置換されることで、前処理工程中の被処理基板Ｓへの水分の付着が防止される。
【００２５】
上記基板受入室２１は、大気雰囲気下に配置された水平・垂直転換機Ａにより、水平状態から略垂直状態に転換された被処理基板Ｓを室内に受け入れ、処理雰囲気を大気雰囲気下から不活性ガス雰囲気下に置換する処理室である。
【００２６】
また、ベーク室２２は、被処理基板Ｓにベーク処理を行うところであり、ヒーター等の直接方式の加熱手段や、熱輻射等の非接触方式の加熱手段を備えている。
【００２７】
続いて、本発明に特徴的な構成を有するプラズマ洗浄室２３について説明する。このプラズマ洗浄室２３は、不活性ガス雰囲気下で大気圧プラズマ処理を行う処理室であり、略垂直状態に保持された被処理基板Ｓに対して、プラズマ照射を行うためのプラズマ照射部６０を備えている。
【００２８】
このプラズマ照射部６０は、図３の要部拡大図に示すように、一方向に長い板状の一対の電極６１が、誘電体膜６２に覆われた状態で、間隔を有して対向配置されている。この一対の電極６１は、電極６１の長手方向と同一方向の被処理基板Ｓの幅と同程度の長さになるように構成されており、この電極６１間の間隔から被処理基板Ｓの被処理面に対してライン状にプラズマが照射される。そして、被処理基板Ｓがプラズマの照射方向と直交する方向に移動することで、被処理基板Ｓの被処理面全域にプラズマが照射される。
【００２９】
上記誘電体膜６２で覆われた一対の電極は、被処理基板Ｓ側が開口されたケース６３で覆われており、被処理基板Ｓ側とは反対側のケース６３の底部に、電極６１間にプラズマ源となるプロセスガスを供給するガス供給管（図示省略）が接続されている。このプロセスガスを供給するガス供給管は、上述したプラズマ洗浄室２３に不活性ガスを供給するガス供給管とは別に設けられることとする。このガス供給管は、一端がガス供給源に接続され、他端側が上記電極６１間の間隔に沿って複数に分岐される状態で接続される。ガス供給管は、被処理基板Ｓの幅方向に渡ってプラズマが均等に照射されるように配置されることが好ましく、例えば重力によりプラズマが下方向に流れる場合には、ガス供給管を上側に密に配置するまたは、上側のガス供給管の流量が多くなるように調整する。
【００３０】
ここで、上記ガス供給管に供給されるガスは同一ガスであってもよく、異種ガスが混合されるように構成されていてもよい。
【００３１】
なお、ここでは、サイドストリーム方式のプラズマ照射部６０について説明したが、図４に示すように、被処理基板Ｓを挟む状態で、誘電体膜６２’に覆われた一対の電極６１’が配置されるプラナー方式のプラズマ照射部６０’であってもよい。ただし、図３を用いて説明したサイドストリーム方式のプラズマ照射部６０の方が、被処理基板Ｓの被処理面側に、一対の電極６１をまとめて配置することができ、プラズマ照射部６０をコンパクト化できるとともに、効率よくプラズマを照射できるため、好ましい。
【００３２】
また、本実施形態の製造装置は、インライン方式であり、被処理基板Ｓがプラズマ照射方向と直交する方向に移動した状態でプラズマを照射する例について説明したが、図５（ａ）に示すように、被処理基板Ｓを停止させた状態で、プラズマ照射部６０を被処理基板Ｓの被処理面と平行に水平方向に移動させてもよく、図５（ｂ）に示すように、プラズマ照射部６０を被処理基板Ｓの被処理面と平行に上下方向に移動させてもよい。また、ここでの図示は省略したが、プラズマ照射部６０が複数並列した状態で配置させてもよい。
【００３３】
また、再び図１に示すように、冷却室２４は、プラズマ洗浄後に昇温した状態の被処理基板Ｓを室温レベル（２０℃〜３０℃程度）に戻すための処理室であり、例えば水冷プレートやペルチェ素子等の冷却手段を備えている。
【００３４】
以上のようにして、前処理部２０が構成される。なお、ここでは、ベーク室２２とプラズマ洗浄室２３と冷却室２４とがこの順に配置された例について説明したが、前処理部２０は少なくともプラズマ洗浄室２３を備えていればよく、配置順および処理室数については、適宜設定されることとする。例えばプラズマ洗浄室、ベーク室、冷却室がこの順に配置されていてもよく、ベーク室、冷却室、プラズマ洗浄室、冷却室がこの順に配置されていてもよい。
【００３５】
一方、成膜部３０は、上記前処理部２０において前処理が行われた被処理基板Ｓに成膜を行うところであり、冷却室２４に隣接して配置され、処理雰囲気を大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下から真空雰囲気下に置換する真空置換室３１、被処理基板Ｓの下部電極上に各色の有機層を蒸着する有機材料蒸着室３２、有機層上に上部電極を構成する上部電極材料を蒸着する金属含有材料蒸着室３３、上部電極上に保護膜を形成する無機材料を成膜する無機材料成膜室３４、被処理基板Ｓを払出しする基板払出し室３５を備えている。
【００３６】
ここで、上述したように、成膜部３０では、真空雰囲気下で前処理後の被処理基板Ｓの下部電極上に有機層と上部電極と保護膜とをこの順に成膜することから、上記成膜部３０を構成する上記各処理室（真空置換室３１、有機材料蒸着室３２、金属含有材料蒸着室３３、無機材料蒸着室３４、基板払出し室３５）には、処理室内を排気するための真空ポンプに接続された排気口がそれぞれ設けられている。
【００３７】
上記真空置換室３１は、前処理後の被処理基板Ｓを受け入れ、処理室内の雰囲気を不活性ガス雰囲気から真空雰囲気に置換する処理室である。
【００３８】
また、有機材料蒸着室３２は、被処理基板Ｓの下部電極上に、有機材料（有機発光材料）を蒸着する処理室である。図面では一室のみ表記されているが、赤色有機発光材料、緑色有機発光材料、青色有機発光材料を蒸着するための複数の処理室で構成される。有機材料蒸着室３２は、被処理基板Ｓの被処理面に対してライン状に有機材料を供給するように構成された蒸着源（図示省略）を備えている。この蒸着源は固定されており、蒸着マスクを介して、上記有機材料が被処理面に供給される。そして、被処理基板Ｓが水平方向に移動することで、被処理面全域の蒸着マスクが開口された領域に、有機材料が蒸着される。
【００３９】
さらに、金属含有材料蒸着室３３は、被処理基板Ｓに蒸着された有機層上に、金属含有材料を蒸着することで、上部電極を成膜する処理室である。金属含有材料蒸着室３３は、ライン状に金属含有材料を供給するように構成された蒸着源（図示省略）を備えている。この蒸着源は、上述した有機材料の蒸着源と同様に構成される。
【００４０】
また、無機材料成膜室３４は、被処理基板Ｓに蒸着された上部電極上に、無機材料を蒸着することで、保護膜を成膜する処理室である。無機材料成膜室３４は、ライン状に無機材料を供給するように構成されたスパッタ源（図示省略）を備えている。
【００４１】
また、基板払出し室３５は、被処理基板Ｓを大気中に払出すための処理室である。
【００４２】
以上のようにして、成膜部３０の各処理室が構成される。なお、ここでは、真空置換室３１、有機材料蒸着室３２、金属含有材料蒸着室３３、無機材料成膜室３４、基板払出し室３５がこの順に配置された例について説明したが、上部電極上への保護膜の形成は、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法で行う場合もあり、ＣＶＤ法による成膜は水平状態で行われることから、無機材料成膜室３４は製造装置１０内に配置されない場合もある。
【００４３】
次に、上記製造装置１を用いた表示装置の製造方法について説明する。
【００４４】
まず、本発明の表示装置の製造装置に用いられる被処理基板Ｓについて、図６を用いて説明する。まず、ガラスなどの絶縁材料からなる基板１０１上に、複数のＴＦＴ回路をアレイ状に配列形成する。次に、このＴＦＴアレイ１０２を覆う状態で、基板１０１上に、例えばポリイミドからなる第１絶縁膜１０３を形成した後、第１絶縁膜１０３にＴＦＴと接続するためのコンタクトホール１０４を形成する。次いで、第１絶縁膜１０３上に、コンタクトホール１０４を介して上記ＴＦＴ回路に接続され、各画素に対応する例えばＩＴＯ（Indium thin oxide）からなる下部電極１０５を配列形成する。次に、下部電極１０５が設けられた第１絶縁膜１０３上に、例えばポリイミドからなる第２絶縁膜１０６を形成した後、第２絶縁膜１０６に、各画素、すなわち、有機ＥＬ素子を形成するための画素開口１０７を形成し、下部電極１０５の表面を露出する。この状態の基板１０１が被処理基板Ｓとなる。
【００４５】
なお、ここでは、下部電極１０５がＩＴＯである例を記載したが下部電極１０５の材料は上記ＩＴＯ以外にも、ＩＺＯ（Indium zinc oxide）、ＡＺＯ（Al-Doped Zinc Oxide）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジウム（Ｎｄ）を含有したＡｌ合金等が用いられる。
【００４６】
また、第１絶縁膜１０３、第２絶縁膜１０６の材料としては、上記ポリイミド以外の樹脂を用いてもよく、窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の無機系材料を用いてもよい。
【００４７】
上記被処理基板Ｓは、図７に示す保持具５０によって保持される。ここで、図７（ａ）は保持部材２０を被処理基板Ｓの処理面側からみた斜視図であり、図７（ｂ）は、被処理基板Ｓの処理面とは反対側の斜視図である。
【００４８】
この保持具５０は、保持枠５１と、保持枠５１内に嵌め込まれる状態で、被処理基板Ｓの処理面側に配置され、所定領域毎に区画された桟５２と、保持枠５１の開口部５１ａを有する両主面側に、回動自在に固定された複数の留め具５３を備えている。
【００４９】
上記被処理基板Ｓは、上記桟５２が嵌め込まれた状態の保持枠５１内に、処理面を上記桟５２側に向けた状態で嵌め込まれる。そして、留め具５３により被処理基板Ｓが保持具５０に固定される。
【００５０】
上記保持具５０に固定された状態の被処理基板Ｓは、図１を用いて説明した水平垂直転換機Ａにより、水平状態から略垂直状態となるように、縦置きされ、製造装置１０における前処理部２０の基板受入れ室２１に搬入されて、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で搬送手段４０に保持される。
【００５１】
次に、ベーク室２２では、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、被処理基板Ｓを例えば８０℃程度でベークすることで、第１絶縁膜１０３（前記図６参照）と、第２絶縁膜１０６（前記図６参照）の微量吸着成分を除去する。
【００５２】
その後、プラズマ洗浄室２３では、下部電極１０５（前記図６参照）が露出された状態の被処理基板Ｓの表面にプラズマ洗浄を行う。この際、このプラズマ洗浄は、プラズマ洗浄室２３内を大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下とした状態で行われるが、プラズマ源となるプロセスガスとしては、不活性ガスとともに、不活性ガス以外のガスを供給することで、効率よくプラズマ洗浄を行うことができる。ここで、不活性ガス以外のガスとしては、酸素（Ｏ2）、水素（Ｈ2）、テトラフフロロメタン（ＣＦ4）、六フッ化硫黄（ＳＦ6）、トリフロロメタン（ＣＨＦ3）、ヘキサフロロエタン（Ｃ2Ｆ6）等を用いることができる。
【００５３】
このプロセス条件の一例としては、プロセスガスとして窒素（Ｎ2）に酸素（Ｏ2）１０vol％を添加し、ガス流量をＮ2／Ｏ2＝（１８０／１２０（Ｌ／min））、ＲＦパワー１．３ｋｗ、被処理基板Ｓとプラズマ照射部６０の電極６１との距離は１５ｍｍで行うこととする。なお、この条件は、被処理基板Ｓとして、３００ｍｍ×３５０ｍｍの基板サイズを用いた場合の最適条件である。
【００５４】
上述したように、プロセスガスとしてＯ2を用いることで、下部電極１０５表面の有機系微量異物が除去され、Ｎ2を用いることで、下部電極１０５表面の酸化絶縁膜が除去されるため、下部電極１０５の電荷注入性が向上する。そして、処理後の被処理基板Ｓは大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で次工程に搬送される。このため、プラズマ洗浄後の被処理基板Ｓへの水分の付着が防止される。
【００５５】
なお、ここでは、Ｏ2とＮ2の混合ガスを用いることとしたが、初めにＯ2のみで処理を行うことで有機系微量異物を除去し、その後、Ｎ2のみで処理を行うことで、下部電極１０５表面の酸化絶縁膜を除去してもよい。
【００５６】
次に、冷却室２４では、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、上記プラズマ洗浄により上昇した被処理基板Ｓの温度を２０℃〜３０℃程度まで低下させる。
【００５７】
その後、被処理基板Ｓを真空置換室３１に搬送する。この後の成膜工程は、全て真空雰囲気下で行われることとする。そして、有機材料蒸着室３２に搬送された被処理基板Ｓの下部電極１０５上に、赤色有機層、緑色有機層、青色有機層をそれぞれ成膜する。
【００５８】
次いで、金属含有材料蒸着室３３に搬送された被処理基板Ｓの全域上に、金属含有材料を蒸着することで、上部電極を形成する。その後、無機材料成膜室３４に搬送された被処理基板Ｓの上部電極上に、スパッタリング法により、保護膜を形成する。
【００５９】
ここで、処理後の被処理基板Ｓを図８（ａ）に示す。下部電極１０５上には、赤色有機層１０８Ａ、緑色有機層１０８Ｇ、青色有機層１０８Ｂがそれぞれ設けられている。また、有機層１０８上および第２絶縁膜１０７上には上部電極１０９が設けられており、上部電極１０９上に保護膜１１０が設けられている。
【００６０】
その後、図８（ｂ）に示すように、保護膜１１０上に封止樹脂１１１を塗布成膜し、対向基板１１２を貼り合わせることで、有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００６１】
このような表示装置の製造装置によれば、前処理部２０において、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、下部電極１０５の表面が露出された状態の基板１０１に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことから、前処理部２０に真空設備を配備する必要がなく、製造装置が簡略化される。また、従来の真空一貫で行う製造装置と比較して真空雰囲気下に水平・垂直転換機Ａを配置することによるダストの発生が防止されるため、ダークスポットの発生が防止され、表示装置の高品質化が図れる。また、真空雰囲気下に水平・垂直転換機Ａを配置することによる設備コストの増大が防止されるため、製造コストの増大が防止される。さらに、成膜部３０が、被処理基板Ｓを水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を有することで、大型基板にも対応可能である。
【００６２】
さらに、本実施形態の表示装置によれば、被処理基板Ｓを略垂直に配置した状態で、前処理と成膜とを続けて行うことができるため、前処理と成膜の間に被処理基板Ｓの配置状態を転換しなくてもよく、製造工程をスムーズに行うことができる。さらに前処理部における処理雰囲気を変化させずに処理を行うことが可能である。
【００６３】
また、上記表示装置の製造方法によれば、上記製造装置を用いて処理を行うことで、前処理工程を真空雰囲気に制御しなくてもよいことから、製造工程が簡略化される。したがって、表示装置の生産性を向上させることができる。
【００６４】
ここで、本実施形態の表示装置の製造装置および製造方法を用いて製造した有機ＥＬ表示装置と、真空一貫の製造装置において真空酸素プラズマでプラズマ洗浄を行い、各色の有機ＥＬ素子を作成し、素子半減寿命を測定した結果を表１に示す。
【表１】
【００６５】
この表に示すように、本実施形態の有機ＥＬ表示装置における各色の有機ＥＬ素子の素子半減寿命は、真空一貫の製造装置において真空酸素プラズマでプラズマ洗浄を行った有機ＥＬ表示装置の測定結果と同程度であることが確認された。
【００６６】
（変形例１）
なお、上述した実施形態においては、前処理部２０においても、被処理基板Ｓが略垂直に保持された状態で処理される例について説明したが、図９に示すように、前処理部２０’では被処理基板Ｓが水平状態で保持されるように構成された表示装置の製造装置１０’であってもよい。ただし、前処理部２０’と成膜部３０’を構成する各処理室の配置については、第１実施形態と同一であることとする。
【００６７】
この製造装置１’においては、前処理部２０’と成膜部３０’の間に、水平・垂直転換機Ａが収納された水平・垂直転換室７０が配置される。この場合、この水平・垂直転換室７０は、不活性ガス雰囲気下に制御される。また、前処理部２０’における搬送手段４０は、被処理基板Ｓを水平状態に配置した状態で、下側のみを保持するように構成される。
【００６８】
さらに、プラズマ洗浄室２３’には、例えば平行平板型のプラズマ照射部６０’が配置されることとするが、ダウンストリーム方式であってもよい。
【００６９】
上述したような製造装置を用いた各処理室の処理は第１実施形態と同様に行われる。ここで、上記平行平板型のプラズマ照射部６０’を用いてプラズマ洗浄を行う場合のプロセス条件の一例としては、プロセスガスとして窒素（Ｎ2）と酸素（Ｏ2）１０vol％を添加し、ガス流量をＮ2／Ｏ2＝（５００／５０（ｍｌ／min））、ＲＦパワー０．５ｋｗ、処理時間を２００秒、被処理基板Ｓとプラズマ照射部６０’の電極（図示省略）との距離は８０ｍｍで行うこととする。
【００７０】
このような表示装置の製造装置１０’であっても前処理部２０’において、大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、被処理基板Ｓに、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行うことから、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の表示装置の製造装置に係る実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の表示装置の製造装置の搬送手段を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の表示装置のプラズマ照射部を示す構成図である。
【図４】本発明の表示装置のプラズマ照射部の別の例を示す構成図（その１）である。
【図５】本発明の表示装置のプラズマ照射部の別の例を示す構成図（その２）である。
【図６】本発明の表示装置で処理される処理前の被処理基板の断面図である。
【図７】本発明の表示装置で処理される被処理基板を保持する保持具である。
【図８】本発明の表示装置で処理された後の被処理基板の断面図である。
【図９】本発明の表示装置の製造装置に係る実施形態の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０，１０’…製造装置、２０，２０’…前処理部、３０，３０’…成膜部、６０…プラズマ照射部、１０１…基板、１０５…下部電極、１０８…有機層、１０９…上部電極、Ｓ…被処理基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と上部電極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造装置であって、
大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、前記下部電極の表面が露出された状態の前記基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部と、
真空雰囲気下で、前処理後の前記基板の前記下部電極上に、前記有機層と前記上部電極とをこの順に成膜する成膜部とを備えており、
前記成膜部は、前記基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部は、前記基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部でプラズマ洗浄を行うプラズマ洗浄室には、前記基板の被処理面に対してライン状にプラズマを照射するプラズマ照射部が設けられている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項４】
請求項２記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部および前記成膜部に設けられた前記保持手段は、前記前処理部から前記成膜部まで前記基板を搬送する搬送手段である
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部は、前記基板にベーク処理を行うベーク室を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部は、前記基板に冷却処理を行う冷却室を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項７】
下部電極と上部電極とで少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造方法であって、
大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、前記下部電極の表面が露出された状態の前記基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う工程と、
真空雰囲気下で、前処理後の前記基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、前記下部電極上に前記有機層と前記上部電極とをこの順に成膜する工程とを有する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１】
下部電極と上部電極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造装置であって、
大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、前記下部電極の表面が露出された状態の前記基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う前処理部と、
真空雰囲気下で、前処理後の前記基板の前記下部電極上に、前記有機層と前記上部電極とをこの順に成膜する成膜部とを備えており、
前記成膜部は、前記基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部は、前記基板を水平状態に対して略垂直に保持する保持手段を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項３】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部でプラズマ洗浄を行うプラズマ洗浄室には、前記基板の被処理面に対してライン状にプラズマを照射するプラズマ照射部が設けられている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項４】
請求項２記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部および前記成膜部に設けられた前記保持手段は、前記前処理部から前記成膜部まで前記基板を搬送する搬送手段である
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部は、前記基板にベーク処理を行うベーク室を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項６】
請求項１記載の表示装置の製造装置において、
前記前処理部は、前記基板に冷却処理を行う冷却室を備えている
ことを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項７】
下部電極と上部電極とで少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子が基板上に配列形成された表示装置の製造方法であって、
大気圧雰囲気下および不活性ガス雰囲気下で、前記下部電極の表面が露出された状態の前記基板に、少なくともプラズマ洗浄を含む前処理を行う工程と、
真空雰囲気下で、前処理後の前記基板を水平状態に対して略垂直に保持した状態で、前記下部電極上に前記有機層と前記上部電極とをこの順に成膜する工程とを有する
ことを特徴とする表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１７７０７１（Ｐ２００８−１７７０７１Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９７９３（Ｐ２００７−９７９３）
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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