CN1244165C - 有机发光显示器的制作装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于制作有机电致发光显示器的蒸镀装置以及采用这种装置的真空蒸镀方法。利用同时具有电磁铁和永磁铁的荫罩板安放工作台，在排列时可以使玻璃基片和荫罩板平行配置，使用3轴位置移动装置可在荫罩板安放工作台上正确排列，排列后利用包括永磁铁的荫罩板夹具使玻璃基片和荫罩板贴紧后，使荫罩板安放工作台移到操作位置外，然后在同一容器内进行蒸镀。

Description

有机发光显示器的制作装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及有机发光显示器的制作装置及其使用方法，具体说是利用电磁铁和永磁铁，可以把遮屏荫罩板紧密排列在玻璃基片上后，进行真空蒸镀形成图案的工序的装置和方法。
技术背景
有机电致发光显示装置(OELD)是在ZnS、CaS等的半导体材料的电致发光元件(Electroluminescent Element；以下称为“EL元件”)上加上电场，产生发光的显示装置，自74年日本夏普(SHARP)公司发表高亮度长寿命薄膜EL元件以来，经过众多的研究，正在向EL显示装置实用化阶段快速发展，柯达(Kodak)公司的Tang(C.W.Tang)发表了利用有机色素制成薄膜EL元件，可以发出高亮度绿光之后，使关于有利于降低驱动电压的有机EL的研究日益活跃。
由于无机电致发光元件(GaN、ZnS、SiC)的缺点是因为高的驱动电压和发蓝光会带来的效率低的问题，为了替代无机电致发光元件，开发了有机电致发光显示器。有机电致发光显示器是制成作为有机薄膜的发光层和载体(carrier)输送层的注入型元件。作为单分子有机EL元件，以蒽、Alq3(铝酸羟基喹啉络合物)以及环戊二烯衍生物为主，这样的单分子元件的优点是具有低的驱动电压和薄到接近100nm的薄膜材料，而不足之处是对热的安全性和供电时线路发热造成的分子再分配等方面的问题。
另一方面，作为高分子有机EL元件使用PPP(聚对亚苯基poly(p-phenylene))、PPV(聚乙烯基苯poly(-phenylene vinylene))等，这样的元件具有对热的安全性和低的驱动电压，缺点是寿命短和效率不理想。
有机EL元件(OELD)的积层结构大体分为单层型(sing-layer)和多层型(multi-layer)，首先单层型是电极/发光层/电极的结构，电子注入电极的阴极(cathode)使用功函数(workfunction)小的金属诸如Ca、Mg、Al等。把这种功函数小的金属用于电子注入电极的原因是：由于降低电极和电致发光有机物之间形成的位垒(barrier)，能够在电子注入中得到高电流密度(current density)。
阳极(Anode)是注入空穴(hole)的电极，使用透明的金属氧化物，可以提高功函数，使发出的光到元件外，广泛使用ITO(铟锡氧化物，indium tinoxide)，厚度约30nm。使用ITO的长处是光学透明，而短处是难以控制。阳极(Anode)使用具有高功函数(workfunction)的金属，是因为能防止阳极通过非发光复合(recombination)而降低效率。
而基片(substrate)材料大多使用玻璃(glass)，发光层(EML)材料使用Alq3、蒽(Anthracene)等的单分子有机EL、PPV(聚乙烯基苯poly(p-phenylenevinylene))、PT(聚噻吩polythionphene))等络合物的高分子有机EL物质，由于在低驱动电压下放出电荷，所以必须把EML层薄膜化(100nm)。
另外多层型是在单层型的结构中再加上称为ETL(Electron transportingLayer)的电子输送层和称为HTL(Hole Transporting Layer)的空穴输送层。ETL使用噁二唑(oxadiazole)络合物等，HTL使用二胺(diamine)络合物的TPD和光电导性高分子的聚(9-乙烯基acrbazole)(poly(9-vinyl acrbazole))。
通过这样的输送层组合，提高量子效率(photons out par chargeinjected)，不是载体(carrier)直接注入，通过输送层分两段注入的过程，可以降低驱动电压，注入发光层的电子和空穴经过发光层，向相反一侧电极移动时，由于相反一侧的输送层的阻碍可以再调节合成。具有通过这样提高发光效率的优点。
为了改善发光效率得到希望的色调，在普通发光层中掺入百分之几的有机物质，为了高电导、低功函数和耐蚀，电极(cathode)由金属合金构成，采用普通的两种不同的金属同时蒸镀来形成。
因此要在玻璃基片上以一定的图案蒸镀，其遮挡方法使用的是荫罩板。也就是使具有所希望的图案形状的荫罩板与基片接触后进行蒸镀，可以形成希望图案的电极或发光层。在本发明中，使用形成阳极图案的基片，为了在它的上面蒸镀有图案，使用荫罩板。
此时为了使与预先设计的图案一致，要把荫罩板和玻璃基片排列整齐，为此边用CCD摄象机观察边移动荫罩板，使玻璃基片和荫罩板上的标记(mark)对齐，然后把荫罩板和玻璃基片贴紧。
用现有制造设备为了在排列状态下把荫罩板贴紧在有机基片上，利用使荫罩板上下升降的安装装置，此时为了形成电路图案，荫罩板中心部位整个面必须紧贴在玻璃基片上，所以所述荫罩板安装装置是在仅用荫罩板边缘支撑的状态下，贴紧在基片的底面上。因此薄金属板的荫罩板中心部分由于重力而下垂。特别是荫罩板的面积越大(也就是说制造的OELD尺寸越大)，中心部位的下垂现象越严重，由于玻璃基片表面和荫罩板的间隔造成不能形成正确的电路图案。这是它的缺点。
为了克服此问题，开发了在玻璃基片上部配置永磁铁，在玻璃基片和荫罩板排列的状态下，使永磁铁向下，吸引排列好的金属荫罩板，使其贴紧基片的装置。可是即使用这样的装置，在基片和荫罩板排列时(也就是永磁铁吸引荫罩板前)荫罩板下垂的现象仍然存在，因此不能克服难以正确排列的缺点。
发明内容
为了克服这两个缺点，本发明人发表了使用有电磁铁和永磁铁的荫罩板安放工作台的荫罩板安装装置，利用此装置可以达到正确排列的目的。但由于安放工作台固定在基片下面，不能进行蒸镀。因此在设有所述安装装置的排列容器中，把基片和荫罩板排列，使基片和荫罩板贴紧后，再移到蒸镀室中进行蒸镀。因此蒸镀需要的容器要增大，时间要增加，所以存在有不仅整个生产效率降低，制造成本也要增加的问题。
本发明是以克服这样的缺点为目标，利用同时设置电磁铁和永磁铁的荫罩板安放工作台，排列时玻璃基片和荫罩板平行设置，通过使用荫罩板安放工作台使3轴位置移动的方法，可以进行正确的排列，排列后利用包括永磁铁的荫罩板夹具使玻璃基片和荫罩板贴紧，然后把荫罩板安放工作台移到操作位置外，这样可以在同一容器内进行蒸镀。因此可以同时实现正确排列和良好的蒸镀效率。
本发明的目的是提供一种使用永磁铁和电磁铁的荫罩板安装装置的用于制造有机电致发光显示器的蒸镀装置。
本发明的另一目的是提供一种蒸镀装置和方法，该蒸镀装置能容易地控制玻璃基片和荫罩板正确排列和排列-贴紧-蒸镀时荫罩板的位置。
本发明的再一个目的是提供一种蒸镀装置，与荫罩板的尺寸无关，可以使整个面积与玻璃基片贴实，排列时通过把玻璃基片和荫罩板保持平行，可以把基片和荫罩板排齐。
本发明的再另一个目的是提供一种蒸镀装置和方法，使荫罩板和玻璃基片排列贴紧后，把使用的荫罩板安放工作台移到操作位置外，然后在同一容器内进行蒸镀。
本发明的另一目的是提供一种蒸镀方法，利用所述的装置，通过对荫罩板进行位置控制，可以提高有机电致发光显示器的蒸镀质量和蒸镀效率。
为了达到上述目的，本发明的有机电致发光显示器蒸镀装置构成如下：
其包括有真空室、荫罩板夹具、荫罩板安放工作台、光学排列判定装置、直线导向装置、控制部件；荫罩板夹具装在真空室上部，带有用于把排好的荫罩板紧贴在玻璃基片上的永磁铁；荫罩板安放工作台为了放置荫罩板而设置在荫罩板夹具下部，包括有用控制部件进行控制的3轴位置移动装置，控制部件用于把上面的玻璃基片和被放置的玻璃基片进行排列而与外部连接；光学排列判定装置是用于确认所述玻璃基片和荫罩板排列状态；直线导向装置用于在真空室内使所述荫罩板安放工作台左右移动；控制部件设置在真空室外，用来控制所述3轴位置移动装置的位置、直线导向装置、加在电磁铁上的电流极性以及大小。
所述荫罩板夹具的永磁铁是通过以规则间隔、在横跨整个夹具设置一个以上的永磁铁构成，在荫罩板安放工作台上，横跨整个工作台设置有一个以上的电磁铁-永磁铁组件，通过改变附加在电磁铁上的电流的大小和(或)极性，可以调节安放工作台的磁场强度。
本发明的第1实施方式的荫罩板夹具是由大永磁铁的磁块、固定在磁块上部使磁块在容器内上下移动的支持棒、相对于所述磁块可以上下弹性移动的基片托架所构成。
基片托架是由4个弹簧、上下移动棒、2个基片支撑杆(bar)构成。4个弹簧***磁块四角的贯通沟中；上下移动棒***弹簧内，相对于磁块可以弹性地上下移动；2个基片支撑杆与2个上下移动棒连接，具有用于限制玻璃基片边缘移动的限位突起。
磁块是由上板、下板、多个永磁铁、隔离框架构成。上板是在底面一侧每隔规定间隔有安放磁块的沟；下板是相对于所述上板离开规定的间隔；多个永磁铁水平方向放置在所述上板和下板之间；隔离框架设在所述上板和下板之间，支撑其边缘。
本发明的第2实施方式是所述荫罩板夹具由中空块、磁块、第1支撑棒、第2支撑棒、基片托架构成。磁块是设在中空块内部的永磁铁；第1支撑棒固定在中空块上部，使中空块在容器内上下移动；第2支撑棒固定在所述磁块的上部，在磁块内部上下移动；基片托架可以相对于所述中空块上下弹性移动；所述基片托架是由4个弹簧、4个上下移动棒、2个基片支撑杆(bar)构成；4个弹簧***中空块四角的贯通沟内；4个上下移动棒***弹簧内相对于磁块弹性地上下移动；基片支撑杆是与2个上下移动棒连接，具有用于限制基片边缘的限位突起。
所述荫罩板安放工作台是由电磁块、荫罩板安放板构成。电磁块有一个以上的电磁铁-永磁铁组件，通过3轴位置移动装置来移动；荫罩板安放板用于安放荫罩板。各电磁铁-永磁铁组件是由电磁铁铁心、永磁铁铁心、筒、绕组构成。永磁铁装在电磁铁铁心下部；筒在电磁铁铁心和永磁铁的周围；线圈卷绕在筒周围。3轴位置移动装置是使所述荫罩板安放工作台在x、y、θ方向移动。
直线导向装置是由在安放工作台上的导轨、以及沿所述直线导轨使安放工作台移动的驱动装置(驱动电机)构成。
使用所述装置的蒸镀方法按上述两种实施方式，表现为两种方法。
首先，利用本发明的第1实施方式的装置的第1种方法由以下阶段构成。
第1实施方式是由5个阶段组成。第1阶段是：在使用真空自动装置把所述荫罩板安放在安放工作台上之后，安放工作台利用直线导向装置移动到操作位置外，用真空自动装置把玻璃基片放在荫罩板夹具上，再把安放工作台移到操作位置，给所述电磁铁通入正向(使电磁铁具有与安放工作台的永磁铁极性相同的方向)电流，把荫罩板紧贴在安放工作台上之后，使它移动到玻璃基片的下面。第2阶段是：利用所述光学排列装置边判断，边利用所述3轴位置移动装置控制安放工作台的位置，排列玻璃基片和荫罩板。第3阶段是：对所述电磁铁加上反向电流，使安放工作台的磁场强度小于夹具的磁场强度，荫罩板上下移动，与玻璃基片贴紧。第4阶段是：利用所述直线导向装置，使安放工作台移到蒸镀操作空间外。第5阶段是进行蒸镀。
在所述第3阶段中还可以包括第6阶段，即利用夹具的磁场强度使荫罩板与玻璃基片贴紧后，将装有基片和荫罩板的夹具上升到蒸镀位置，还可以包括屏蔽加在电磁铁上的电流的阶段。此时荫罩板移动到夹具附近，由于在夹具上永磁铁的磁场强度范围内，即使有流经电磁铁的电流，也不会被吸引到安放工作台一侧。
在第1阶段使玻璃基片放置-固定的方式是使磁块向上移动，基片托架的上下移动棒利用容器上端的制动器(stopper)弹簧在向下移动状态下***，使玻璃基片限定在基片支撑杆的限位突起处，然后再使磁块降下，制动器和上下移动棒的接触解除，同时利用弹簧使上下移动棒向上移动，结果***的玻璃基片被紧密固定在磁块上。当然由于从***玻璃基片时，磁块再向下降低，更加靠近放在下面的荫罩板。
另外，采用本发明的第2种实施方式的装置的第2种方法由5个阶段构成。
第1阶段是在使所述磁块位于中空块上部的状态下，把玻璃基片放在所述荫罩板夹具上固定，把所述荫罩板安放在安放工作台上。第2阶段是一边用所述光学排列装置进行判定，一边用所述3轴位置移动装置控制安放工作台的位置，排列玻璃基片和荫罩板。第3阶段是使所述磁块移动到中空块下部，给所述电磁铁加上反向电流，使安放工作台的磁场强度比夹具的磁场强度小，荫罩板上下移动，与玻璃基片贴紧。第4阶段是用所述直线导向装置使安放工作台移到蒸镀操作空间外。第5阶段是在真空状态下在所述容器内进行蒸镀。
无论是第1种方法还是第2种方法，在所述第5阶段的蒸镀过程完成后，为了使荫罩板和基片分离，荫罩板分离阶段包括有：①用所述直线导向装置使安放工作台返回到蒸镀操作空间；②使荫罩板夹具降下后，通过给所述安放工作台的电磁铁加上正向电流，增加安放工作台的磁场强度，使荫罩板落在荫罩板安放工作台上。
在第2种方法中，除了所述的荫罩板分离阶段的步骤外，荫罩板分离阶段可以包括有：①用所述直线导向装置使安放工作台返回到蒸镀操作空间；②使荫罩板夹具降下后，使所述磁块移到中空块的上部，使荫罩板从基片上分离，落在荫罩板安放工作台上。在上述②的过程中，可以给所述电磁铁附加反方向电流。如下所述，这是由于为了防止夹具和安放工作台的磁场强度过强，造成薄的基片弯曲或变形。
附图的简要说明
图1是关于现有技术的有机电致发光显示器排列和蒸镀装置的图示。
图2是表示本发明第1实施方式的蒸镀装置总体结构的断面图。
图3是表示蒸镀装置主要部分放大的断面图。
图4a是荫罩板夹具的磁块和基片托架详细的结构图。
图4b是荫罩板安放工作台详细的结构图。
图5a～图5d是表示利用本发明蒸镀装置，在一个容器内同时进行荫罩板-基片排列和蒸镀过程的图示。
图6是本发明第2实施方式的蒸镀装置总体结构图。
图7a～图7d是表示利用第2实施方式的设备进行蒸镀过程的图示。
图8a～图8c是表示蒸镀后把荫罩板从基片上分离过程的图示。
[图中符号说明]
10：容器
110：制动器(stopper)
200：荫罩板夹具
210：(永久)磁块
220：支撑棒
230：基片托架
250：中空块
260：(永久)磁块
270：第1支撑棒
289：第2支撑棒
300：荫罩板安放工作台
310：电磁铁块
320：荫罩板安放板
400：直线导向装置
410：直线导轨
500：CCD摄象机
600：荫罩板
700：玻璃基片
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1为现有技术(只用永磁铁)的有机电致发光显示器的排列和蒸镀装置的结构图，是由容器(chamber)10、设置在容器内并带有永磁铁的荫罩板夹具20、玻璃基片托架30、荫罩板托架40、CCD摄象机50、以及3维排列装置(图中没有表示)构成。
关注玻璃基片和荫罩板排列的过程的话，首先是把玻璃基片60放在玻璃基片托架30上，把荫罩板70放在荫罩板托架上后，用CCD摄象机边观察边启动3维排列装置，使玻璃基片托架30和(或)荫罩板托架40移动，直到玻璃基片上的排列标记(M)和荫罩板上的排列标记(M′)一致。排列后使荫罩板夹具20向下移动，然后用永磁铁的磁场吸引荫罩板，使它贴紧在玻璃基片上。随后在真空状态下进行蒸镀。
这种情况下，在排列阶段对于宽的荫罩板，由于单纯把边部支撑在托架上，中间部分要下垂，因此在十字标记部分玻璃基片和荫罩板不是平行状态。为了解决这个问题，设置了拉伸荫罩板两端的维持拉伸的装置80，但不能完全解决问题，因此在荫罩板中间部位下垂状态下，永磁铁下降，使荫罩板放在玻璃上的话，下垂的中间部位上翘，排列状态不好，所以即使在保持张力的过程中，不仅荫罩板受到拉伸，发生下垂，而且因维持拉伸的装置的重量造成了向自动装置移送的难度。
图2为本发明第1实施方式的蒸镀装置整体结构的断面图，是由大的真空容器100、位于真空容器内部的荫罩板夹具200、荫罩板安放工作台300、直线导向装置400、位于容器内部或外部用于判定基片和荫罩板排列状态的光学装置的4个CCD摄象机构成。
此外在容器下部设置有用于蒸镀的蒸镀源(source或Effusion Cell)，荫罩板排列后把安放工作台移到蒸镀操作空间外，用蒸镀源加热，在蒸镀源中的有机物蒸发，蒸镀在基片上。作为参考，此时希望基片和荫罩板在排列整齐状态下旋转。
图中容器的左侧壁上有用于交换玻璃基片的开口，用活门810开闭开口。用外部的自动装置能自动把玻璃基片在荫罩板托架200上装卸。设置在右侧下端的驱动电机420与直线导轨410一起构成直线导向装置，起到使荫罩板安放工作台300左右移动的作用。
包括安放工作台的3轴位置移动装置340通过装在它上面的电磁铁块310在x、y、θ方向微小的移动，进行荫罩板与玻璃基片对齐。对各组成部分参考下面的图3和图4进行详细说明。
图3为蒸镀装置主要部分放大的断面图，表示了真空容器100的一部分、荫罩板夹具200、荫罩板安放工作台300、直线导向装置400、放在容器内部或外部的4个CCD摄象机500。为了简化，省略了容器下部的构造。
荫罩板夹具200的结构包括有：包括永磁铁的磁块、固定在磁块上部的磁块、在容器内上下移动的支撑棒220、和相对于所述磁块上下弹性移动的基片托架230。
基片托架230的结构包括有：***磁块四角贯通孔的4个弹簧231、夹在弹簧内的4个上下移动棒232、与2个上下移动棒连接，和沿磁块一边延长，端部有玻璃基片限位突起234的2个玻璃基片支撑杆233。此外在容器上面与基片托架230的上下移动棒232相对应位置上有突起状态的4个基片托架制动器(stopper)110。
荫罩板安放工作台300的结构包括：用3轴位置移动装置340进行位置变化，内部有多个电磁铁-永磁铁组件的电磁块310、安放荫罩板的荫罩板安放板(32)、可以设置用于把荫罩板600移送到荫罩板安放板320上的荫罩板移送手柄330。
用于使荫罩板安放工作台300在荫罩板夹具200下面所有移动的直线导向装置400是由使电磁铁块310左右移动的直线导轨410、以及沿直线导轨使电磁铁块310(荫罩板安放工作台)移动的驱动装置的驱动电机(图2的420)构成。
图4a为荫罩板夹具200的磁块210和基片托架230的详细结构图。
磁块210的结构包括：上板212、下板213、多个永磁铁241、隔离框架215。上板212是由有多个磁块安放沟211的镍等金属材料构成；下板213与上板212平行，相距规定的间隔；多个永磁铁241在垂直方向***上板和下板之间；隔离框架215与上板和下板的四周连接，使上板和下板处于隔离状态。在上板、下板和支撑框架的四角，有基片托架230的弹簧231和用于***(内侧)上下移动棒232的4个贯通槽216。
在荫罩板夹具200上的永磁铁214的配置对各永磁铁的极性方向没有限制，从制造方便上看，希望把所有的永磁铁配置成极性方向相同。(在图中，所有永磁铁都配置成下部是N极、上部是S极。)
基片托架230的结构包括：4个弹簧231、4个上下移动棒232、两个玻璃基片支撑杆233。4个弹簧***磁块的贯通槽216中；4个上下移动棒232***弹簧内；两个玻璃基片支撑杆233与两个上下移动棒的下部连接，沿磁块的一边延长。在玻璃基片支撑杆233的端部有能对基片一边限位的玻璃基片限位突起234。在图中由于把玻璃基片支撑杆233连接在上下移动棒232上，利用连接螺栓235，上下移动棒232的头部比弹簧的直径大，上下移动棒向下移动时，由于上下移动棒头部与弹簧相互作用，受到向上的弹力。上下移动棒头部利用位于贯通槽上部的限位装置(图中没有表示)支撑，使上下移动棒不脱离上板。
图4a表示玻璃基片700用基片托架支撑，与磁块的下板213贴紧。
图4b为荫罩板安放工作台300的内部结构图，表示了具有与所述磁块210类似结构(上板、下板、隔离框架)的电磁铁块310、荫罩板安放板320。电磁铁块310中有垂直方向设置的多个电磁铁-永磁铁组件340。
各电磁铁-永磁铁组件340的结构包括有：位于上部的电磁铁铁心341、位于电磁铁铁心下部的永磁铁342、包住电磁铁铁心和永磁铁的筒343、以及绕在筒周围的绕组344。电磁铁铁心是通电后产生磁场的磁体，可以使用铁素体系列的磁体或镍等。改变流经绕组的电流大小和极性，可以使永磁铁的磁场强度增加或减小，所以可以随意改变电磁铁块的总磁场强度。
如图4b所示，使永磁铁342的N极向上，在电磁铁上加上正向电流，电磁铁铁心上侧仍然是N极的话，产生永磁铁的磁场和电磁铁的磁场，总的安放工作台的磁场强度增加。相反加上反方向电流，电磁铁铁心上侧形成S极的话，使永磁铁的磁场强度减小，总的磁场强度降低。
与荫罩板夹具200的永磁铁214的配置相同，在配置电磁铁-永磁铁组件时，对永磁铁342极性的方向没有限制，希望把所有的永磁铁同样的极性设置为相同的方向。但是这种情况下，必须使绕在电磁铁上的绕组绕线方向相同，在加上一定极性的电流时，使电磁铁-永磁铁组件产生相同的磁场。
希望把电磁铁铁心341周围和底部覆盖磁性屏蔽件，以使荫罩板方向的磁场强度最大。
在图中利用了上述方式的电磁铁-永磁铁组件，并不限定采用这种方式。只要是一个以上的永磁铁和用于使永磁铁磁场增大或减少的一个以上的电磁铁就可以，无论什么方式都可以。例如一个大的板状永磁铁和在它上面设置一个以上的电磁铁的结构。
图5为表示利用本发明的蒸镀装置，在一个容器内同时进行荫罩板和基片排列和蒸镀的过程的图示。
图5a表示把荫罩板600安装在本发明蒸镀装置的荫罩板安放工作台300上的过程。为了保护薄的荫罩板，把荫罩板放在荫罩板安放板320上后，利用真空自动装置，把它装在荫罩板安放工作台300的上面。
图5b表示玻璃基片安装过程，通过支撑棒220上下移动，使磁块210向上移动，基片托架230的上下移动棒232的上部受到装在容器100上面的基片托架制动器110的作用，向下移动。因此玻璃基片支撑杆233向下移动，与磁块210脱离开一定距离。在这种状态下，通过把玻璃基片700压入玻璃基片支撑杆233的玻璃基片限位突起234中，装上基片。装好玻璃基片后，磁块210再向下移动，与图4b相同，依靠弹簧231的弹性恢复力，玻璃基片支撑杆233上升，玻璃基片与磁块210的下面贴紧。与图5c相同，这种情况下放置荫罩板的荫罩板安放工作台300位于基片下部。在电磁铁块的电磁铁铁心341中，必须利用附加使永磁铁342的磁场强化的正向电流，使向下移动到接近荫罩板的磁块210的永磁铁不能把荫罩板600向上吸起(图4b的方式)。
图5c表示把荫罩板和玻璃基片进行排列的过程。
给电磁铁附加正向电流，在使荫罩板与荫罩板安放工作台300贴紧的状态下，边用CCD摄象机判定，边驱动3轴位置移动装置，在x、y、θ方向对荫罩板安放工作台300进行微调，直到荫罩板的对齐标记和玻璃基片的对齐标记吻合。
排列后控制部分(图中没有表示)给电磁铁通反向电流，使荫罩板安放工作台的磁场强度减小。因此利用相对磁场强度大的磁块210把荫罩板向上方吸引，使其紧贴在基片上。
基片和荫罩板贴紧后，希望基片和磁块上升到蒸镀位置，屏蔽附加反向电流。这是由于即使屏蔽电流，荫罩板仍然在磁块210的磁场的影响下，所以与其说是为了不吸向安放工作台，不如说是为了防止继续通电时生成的热造成蒸镀特性改变。
本实施方式中，在基片紧贴磁块210下面的状态下，基片表面的最大磁通量为300高斯左右，安放工作台的电磁铁块的磁通量在通电前约为300高斯，通正向电流时约为400高斯，通反向电流时约为200高斯左右。因此荫罩板与基片贴紧后，即使屏蔽电流，基片-荫罩板的紧贴状态仍能保持不变。
图5d为表示蒸镀阶段的图示，在玻璃基片700和荫罩板600排齐贴紧的状态下，通过驱动直线导向装置400的驱动电机(图中没有表示)，安放工作台沿直线导轨移向右侧，脱离操作区域(蒸镀区域)。
在此状态下，加热容器下部的蒸镀源，由于加热蒸镀源中的有机物蒸发，蒸镀在基片上。上述所有的阶段都是在真空中进行，蒸镀阶段中通过基片和荫罩板在排齐的状态下转动，实现均匀蒸镀。
蒸镀过程完成后，为了进行其他基片的蒸镀，必须把荫罩板从基片上分离。也就是必须分离荫罩板，再装上新基片(没有蒸镀的)，进行排列和蒸镀。
图中没有表示的分离荫罩板的过程，是用下面的方式进行的。
首先①把蒸镀过程中在操作区域外的安放工作台返回到蒸镀空间；②降下荫罩板夹具后，增加安放工作台的磁场，把荫罩板放在荫罩板安放工作台上。
图6为本发明的第2种实施方式的蒸镀装置总结构图。除了荫罩板夹具外，其他的结构均与第1实施方式的装置相同，不再重复说明。
第2实施方式的荫罩板夹具200的结构包括有：中空块250、磁块260、第1支撑棒270、第2支撑棒280、基片托架230。中空块250是中空的长方体；磁块260设在中空块内并包含有永磁铁；第1支撑棒270固定在中空块上部，在容器内可使中空块上下移动；第2支撑棒280***第1支撑棒，一端固定在磁块上部，使磁块在中空块内上下移动；基片托架230相对于所述中空块可上下弹性移动。基片托架230的结构包括有：4个弹簧231、4个上下移动棒232、2个玻璃基片支撑杆233。4个弹簧231***中空块250四角的贯通槽内；4个上下移动棒232***弹簧内，相对于磁块可弹性地上下移动；2个玻璃基片支撑杆233与2个上下移动棒相连，带有用于限制玻璃基片边缘部位的限位突起。
第2实施方式的荫罩板夹具除了磁块260外，还设置了中空块250，除了使夹具整体进行上下移动的第1支撑棒270以外，在中空块内还有仅使磁块上下移动的第2支撑棒280，此点与第1实施方式不同。
图7表示采用第2实施方式装置进行蒸镀的过程。与图5不同，荫罩板夹具包括中空块和磁块，在各阶段由于两个块的相对位置改变，以此为中心进行说明。
首先图7a为表示安装使用的荫罩板的阶段的图示，利用自动装置和罩式输送器330，把荫罩板装在安放工作台上。在此过程中由于磁块260位于中空块50上部，永磁铁的磁场作用不到荫罩板。
下面与图5b的过程相似，把基片装在夹具上后向下移动，按图7b所示的那样进入排列阶段。
在排列阶段与图5的第1实施方式相同，给荫罩板安放工作台的电磁铁施加正向电流，使荫罩板紧贴在工作台上。排列过程进行中间，荫罩板夹具的磁块260仍然保持在中空块250上部，磁场不会作用到荫罩板。在此状态下，边用CCD摄象机观察，边驱动3轴位置移动装置进行排列。
排列后为了使荫罩板紧贴在基片上，如图7c所示，要进行夹持荫罩板的过程。也就是给电磁铁通反向电流的同时，把磁块260向中空块250下方移动。与电磁铁的磁场相比，永磁铁(磁块)的磁场更强一些，所以荫罩板600向上吸引，与玻璃基片700贴紧，贴紧后使荫罩板夹具上升到蒸镀位置。在蒸镀位置安放工作台和荫罩板之间的距离变远，所以安放工作台的磁场几乎没有影响。因此即使除去附加电流也没有关系。
图7d为表示蒸镀过程的图示，安装基片+荫罩板的荫罩板夹具上升到蒸镀位置后，利用直线导向装置把荫罩板安放工作台300移到(蒸镀)操作空间外，为了均匀蒸镀，使荫罩板夹具边转动边进行蒸镀。
图8为表示蒸镀过程完成后，把荫罩板从基片上分离的过程的图示。
图中表示的过程为关于上述基片-荫罩板分离方法中的第2实施方式。
首先蒸镀完成后，荫罩板安放工作台300再返回操作空间(也就是荫罩板夹具下面)，使荫罩板夹具下降到与排列阶段相同的高度(图8a)。然后把中空块250内的磁块260移到上部(永久)，磁块的磁场变弱，荫罩板从玻璃基片上分离落下(图8b)。落下的荫罩板再放在安放工作台上，装入新基片，反复进行图7b～图7d的过程。此时荫罩板安放工作台的磁铁(电磁铁+永磁铁)和荫罩板夹具的磁铁(磁块)以相互对等的强磁场吸引荫罩板，所以荫罩板薄的情况下，在分离中会弯曲或变形。因此为了防止弯曲或变形，给电磁铁加上反向电流，可以使磁场减弱。
在不担心荫罩板变形的情况下，不移动磁块，单独用增加给电磁铁正向电流增大磁场的方法，也能分离荫罩板。
分离后为了替换基片，荫罩板夹具还移到容器的上部，移到上部后荫罩板安放工作台由于没有电磁铁的影响，能保持住荫罩板，所以也可以把附加的反向电流或正向电流都除去(图8c)。
[发明的效果]
采用上述的本发明，由于利用了有电磁铁和永磁铁的荫罩板安放工作台，不仅能使基片和荫罩板排列整齐，在把荫罩板排列和贴紧在基片上后，通过利用把安放工作台移到操作区域外的直线导向装置，能在一个容器内同时进行荫罩板-基片的排列和蒸镀过程。因此不仅使制作有机电致发光显示器所需要的容器数量减少，还能明显减少制作时间和制作成本。

Claims (17)

1、有机发光显示器的制作装置，其特征为，其结构包括：
真空容器；
荫罩板夹具，该荫罩板夹具装在真空容器的上部且上下移动，用于支持玻璃基片，并具有用于将荫罩板紧密连接在玻璃基片上的永久磁铁；
荫罩板安放工作台，该工作台为了放置荫罩板而设置在荫罩板夹具的下部，具有连接在外部且通过控制部件来排列上面的玻璃基片和被放置的荫罩板的3轴位置移动装置、及一个以上的永磁铁和电磁铁；
光学排列判定装置，该判定装置设置于真空容器的内部或外部，用于确认所述玻璃基片和荫罩板的排列状态；以及
直线导向装置，该导向装置用于将所述荫罩板安放工作台在真空容器内左右移动；其中
所述控制部件设置在真空容器外，用于控制真空容器外侧配置的所述3轴位置移动装置、直线导向装置、以及加在电磁铁上的电流极性和大小。
2、如权利要求1所述的有机发光显示器的制作装置，其特征为：所述荫罩板夹具是由永磁铁的磁块、固定在磁块上部使磁块在容器内上下移动的支持棒、相对于所述磁块可以上下弹性移动的基片托架所构成；
所述基片托架是由4个弹簧、上下移动棒、2个基片支撑杆构成；4个弹簧***磁块四角的贯通沟中；上下移动棒***弹簧内，相对于磁块可以弹性地上下移动；2个基片支撑杆与2个上下移动棒连接，具有用于限制玻璃基片边缘移动的限位突起。
3、如权利要求2所述的有机发光显示器的制作装置，其特征为：所述磁块是由上板、下板、多个永磁铁、隔离框架构成；上板是在底面一侧每隔规定间隔有安放磁块的沟；下板是相对于所述上板离开规定的间隔；多个永磁铁水平放在所述上板和下板之间；隔离框架设在所述上板和下板之间，支撑其边缘。
4、如权利要求1所述的有机发光显示器的制作装置，其特征为：所述荫罩板安放工作台是由电磁块、荫罩板安放板构成；电磁块有一个以上的电磁铁-永磁铁组件，通过3轴位置移动装置来移动；荫罩板安放板用于安放荫罩板；所述各电磁铁-永磁铁组件是由电磁铁铁心、永磁铁铁心、筒、绕组构成，永磁铁设在电磁铁铁心下部；筒包住永磁铁、电磁铁铁心和永磁铁；绕组绕在筒的外周。
5、如权利要求1所述的有机发光显示器的制作装置，其特征为：直线导向装置是由在安放工作台上的导轨、以及沿所述直线导轨使安放工作台移动的驱动装置构成。
6、如权利要求1所述的有机发光显示器的制作装置，其特征为：所述荫罩板夹具是由中空块、磁块、第1支撑棒、第2支撑棒、基片托架构成；磁块是设在中空块内部的永磁铁；第1支撑棒固定在中空块上部，使中空块在容器内上下移动；第2支撑棒固定在所述磁块的上部，在磁块内部上下移动；基片托架可以相对于所述中空块上下弹性移动；所述基片托架是由4个弹簧、4个上下移动棒、2个基片支撑杆构成；4个弹簧***中空块四角的贯通沟内；4个上下移动棒***弹簧内相对于磁块弹性地上下移动；基片支撑杆是与2个上下移动棒连接，具有用于限制基片边缘的限位突起。
7、根据权利要求1～5中任意一项所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，该方法由5个阶段组成；第1阶段是：把玻璃基片放在荫罩板夹具上固定，再把荫罩板紧贴安放在安放工作台上后，使它移动到玻璃基片的下面；第2阶段是：利用所述光学排列装置边判断，边利用所述3轴位置移动装置控制安放工作台的位置，排列玻璃基片和荫罩板；第3阶段是：对所述电磁铁加上反向电流，使安放工作台的磁场强度小于夹具的磁场强度，荫罩板向上移动，与玻璃基片贴紧；第4阶段是：利用所述直线导向装置，使安放工作台移到蒸镀操作空间外；第5个阶段是在真空状态下在容器内进行蒸镀。
8、如权利要求7所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：在所述第3阶段中还可以包括第6阶段，即利用夹具的磁场强度使荫罩板与玻璃基片贴紧后，将装有基片和荫罩板的夹具上升到蒸镀位置，并选择性地屏蔽附加在电磁铁上的反向电流的阶段。
9、如权利要求7所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：第1阶段是在玻璃基片放置-固定阶段使磁块向上移动，基片托架的上下移动棒利用容器上端的制动器弹簧的作用，在向下移动状态下***，使玻璃基片限定在基片支撑杆的限位突起处；然后使磁块降下，解除制动器和上下移动棒的接触，同时利用弹簧使上下移动棒向上移动，结果***的玻璃基片被紧密固定在磁块上。
10、如权利要求9所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：在所述第1阶段，在把玻璃基片放置-固定阶段中，通过给所述电磁铁附加正向电流，增加电磁铁块的磁场，使荫罩板紧密固定在荫罩板安放工作台上。
11、根据权利要求6所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，该方法由5个阶段构成：第1阶段是在使所述磁块位于中空块上部状态下，把玻璃基片放在所述荫罩板夹具上固定，把所述荫罩板放在安放工作台上；第2阶段是一边用所述光学排列装置进行判定，一边用所述3轴位置移动装置控制安放工作台的位置，排列玻璃基片和荫罩板；第3阶段是使所述磁块移动到中空块下部，给所述电磁铁加上反向电流，使安放工作台的磁场强度比夹具的磁场强度小，荫罩板上下移动，与玻璃基片贴紧；第4阶段是用所述直线导向装置使安放工作台移到蒸镀操作空间外；第5阶段是在真空状态下在所述容器内进行蒸镀。
12、如权利要求11所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：在所述第3阶段中包括：利用荫罩板夹具的磁场把荫罩板紧贴在玻璃基片上后，使荫罩板夹具上升到蒸镀位置，选择性地屏蔽附加在电磁铁上的反向电流的第6阶段。
13、如权利要求11或12所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：第1阶段是在玻璃基片放置-固定阶段使所述中空块向上移动，基片托架的上下移动棒利用容器上端的制动器弹簧的作用，在向下移动状态下***，使玻璃基片限定在基片支撑杆的限位突起；然后使中空块下降，基片托架制动器和上下移动棒的接触解除，同时利用弹簧使上下移动棒向上移动，结果***的玻璃基片被紧密固定在磁块上。
14、如权利要求13所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：在所述第1阶段，在把玻璃基片放置-固定阶段中，通过给所述电磁铁附加正向电流，增加电磁铁块的磁场，使荫罩板紧密固定在荫罩板安放工作台上。
15、如权利要求11或12所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：所述第5阶段蒸镀过程完成后，为了使荫罩板和基片分离，还包括第7阶段，此阶段包括有：①用所述直线导向装置使安放工作台返回到蒸镀操作空间；②使荫罩板夹具降下后，使所述磁块移到中空块的上部，使荫罩板从基片上分离，落在荫罩板安放工作台上。
16、如权利要求15所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：所述②的过程中，给所述电磁铁附加反向电流。
17、如权利要求11或12所述的有机发光显示器的制作装置的使用方法，其特征为：所述第5阶段蒸镀过程完成后，为了使荫罩板和基片分离，还包括第8阶段，此阶段包括有：①用所述直线导向装置使荫罩板安放工作台返回到蒸镀操作空间；②使荫罩板夹具降下后，使所述磁块移到中空块的上部，通过给荫罩板安放工作台的电磁铁附加正向电流，增加安放工作台的磁场强度，使荫罩板落在荫罩板安放工作台上。
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