JP2014199806A - Dryer and dry processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば有機EL素子の製造過程で、有機材料膜の乾燥を行うために利用可能な乾燥装置及び乾燥処理方法に関する。 The present invention relates to a drying apparatus and a drying processing method that can be used for drying an organic material film, for example, in the process of manufacturing an organic EL element.
有機EL(Electro Luminescence)素子は、電流を流すことで発生する有機化合物のルミネッセンスを利用する発光素子であり、一対の電極間に複数の有機機能膜の積層体(以下、この積層体を「EL層」と総称する)が挟まれた構造となっている。ここで、EL層は、例えば、陽極側から、[正孔輸送層/発光層/電子輸送層]、[正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層]、あるいは、[正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層]などの順に積層された構造を有している。 An organic EL (Electro Luminescence) element is a light-emitting element that utilizes the luminescence of an organic compound generated by passing an electric current, and a laminate of a plurality of organic functional films (hereinafter referred to as “EL”) between a pair of electrodes. The layer is generically referred to as “layer”). Here, the EL layer is, for example, from the anode side, [hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer], [hole injection layer / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer], or [positive The hole injection layer / the hole transport layer / the light emitting layer / the electron transport layer / the electron injection layer] are stacked in this order.
EL層の形成は、各層毎に、基板上に有機材料を蒸着したり、塗布したりすることにより行われる。高精度の微細パターンを形成する場合は、塗布方法として、インクジェット印刷法を利用することが有利であると考えられている。 The EL layer is formed by depositing or applying an organic material on the substrate for each layer. In the case of forming a highly accurate fine pattern, it is considered advantageous to use an ink jet printing method as a coating method.
インクジェット印刷法によって基板上に印刷された有機材料膜中には、多量の溶媒を含むことから、その溶媒を除去するために減圧乾燥が行われる(例えば、特許文献1、特許文献2)。乾燥された有機材料膜は、さらに、低酸素雰囲気中でベーク処理される。このベーク処理によって、有機材料膜は、EL層を構成する有機機能膜へ変化させられる(例えば、特許文献3)。
Since the organic material film printed on the substrate by the ink jet printing method contains a large amount of solvent, drying under reduced pressure is performed to remove the solvent (for example,
インクジェット印刷法を利用して塗布された有機材料膜中の溶媒を除去する乾燥装置として、基板が収納されるチャンバ内において、基板に対向して設置され、溶媒を吸着する無機多孔質の吸着部材を備えたものが提案されている(例えば、特許文献4)。この特許文献4には、基板上での蒸気濃度の差を補正するため、吸着部材における中央部の開口率を外周部の開口率よりも大きく設定することが記載されている。また、特許文献4には、減圧下で基板の乾燥処理を行うことや、吸着部材を別のチャンバに移送して加熱することによって再生させることも記載されている。 An inorganic porous adsorbing member that is installed facing the substrate and adsorbs the solvent in a chamber in which the substrate is housed as a drying device that removes the solvent in the organic material film applied by using the inkjet printing method. Have been proposed (for example, Patent Document 4). Patent Document 4 describes that the opening ratio of the central portion of the adsorption member is set to be larger than the opening ratio of the outer peripheral portion in order to correct the difference in vapor concentration on the substrate. Patent Document 4 also describes that the substrate is dried under reduced pressure, and that the adsorption member is transferred to another chamber and heated to be regenerated.
乾燥処理時には、基板上の有機材料膜から、溶媒、水分などが多量に揮発する。そのため、乾燥装置の処理容器内からこれらの揮発成分を速やかに除去しないと、乾燥効率が低下する。乾燥後の有機材料膜の状態は、EL層の特性に影響を及ぼすことが知られている。例えば、乾燥処理時に、基板の面内で有機材料膜中の溶媒濃度に不均一が生じると、基板の面内での有機EL素子の特性にばらつきが生じることがある。例えば、乾燥状態が基板の面内で不均一であると、有機ELディスプレイとして使用したときに、表示ムラなどの不具合を引き起こす原因となる。 During the drying process, a large amount of solvent, moisture, etc. is volatilized from the organic material film on the substrate. Therefore, if these volatile components are not quickly removed from the processing container of the drying apparatus, the drying efficiency is lowered. It is known that the state of the organic material film after drying affects the characteristics of the EL layer. For example, when the solvent concentration in the organic material film is nonuniform in the plane of the substrate during the drying process, the characteristics of the organic EL element in the plane of the substrate may vary. For example, if the dry state is not uniform in the plane of the substrate, it may cause problems such as display unevenness when used as an organic EL display.
乾燥装置のチャンバ内を減圧にしていくと、圧力の低下に伴い排気量が減少していくため、高真空状態では排気量が少なくなる。また、高真空状態では、有機材料膜中から揮発した溶媒は、処理容器内で分子流を形成するため、溶媒がチャンバ内に滞留してしまう、という問題が生じる。この問題の解決には、上記特許文献4に開示されたように、チャンバ内で気化した溶媒を吸着して捕集する方法が有効である。 When the inside of the chamber of the drying apparatus is depressurized, the amount of exhaust decreases as the pressure decreases, so the amount of exhaust decreases in a high vacuum state. Further, in a high vacuum state, the solvent volatilized from the organic material film forms a molecular flow in the processing container, which causes a problem that the solvent stays in the chamber. In order to solve this problem, a method of adsorbing and collecting the solvent vaporized in the chamber is effective as disclosed in Patent Document 4 above.
しかし、特許文献4に開示された乾燥装置は、多孔質の吸着部材を使用しており、溶媒の捕集を行う際の捕集効率は、主に、多孔質の吸着部材の表面積に依存することから、捕集効率の向上を図るには、細孔を微細化していくことが必要となる。しかし、細孔の微細化には限界があり、捕集効率が制約されるという問題がある。また、溶媒の捕集に使用した吸着部材を再利用する際には、吸着した溶媒を除去する再生処理(リフレッシュ)を行う必要があるが、細孔が微細になるほど、溶媒が除去しにくくなってリフレッシュに時間がかかる。また、特許文献4の乾燥装置は、吸着部材を再生処理専用のチャンバに移送し、加熱再生させているため、再生処理のための手順や設備が複雑であり、実用性の点で問題がある。 However, the drying apparatus disclosed in Patent Document 4 uses a porous adsorption member, and the collection efficiency when collecting the solvent depends mainly on the surface area of the porous adsorption member. Therefore, in order to improve the collection efficiency, it is necessary to refine the pores. However, there is a problem that the finer pores have a limit and the collection efficiency is limited. In addition, when the adsorption member used for collecting the solvent is reused, it is necessary to perform a regeneration process (refresh) for removing the adsorbed solvent. However, the finer the pores, the more difficult the solvent is removed. Takes a long time to refresh. Moreover, since the drying apparatus of Patent Document 4 transfers the adsorption member to a chamber dedicated to the regeneration process and regenerates it by heating, the procedure and equipment for the regeneration process are complicated, and there is a problem in practicality. .
本発明は、基板上に塗布された有機材料膜中の溶媒を効率良く、かつ短時間で除去できるとともに、溶媒の捕集に使用する部材のリフレッシュが容易な乾燥装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a drying apparatus that can efficiently and quickly remove a solvent in an organic material film applied on a substrate and that can easily refresh a member used for collecting the solvent. To do.
本発明の乾燥装置は、基板の表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を除去して乾燥させる乾燥装置である。本発明の乾燥装置は、真空引き可能な処理容器と、前記処理容器内の気体を排気する排気口と、前記処理容器内で前記基板を支持する支持部材と、前記有機材料膜から揮発する溶媒を捕集する溶媒捕集部と、を備えている。 The drying device of the present invention is a drying device that removes the solvent in the organic material film applied to the surface of the substrate and dries it. The drying apparatus of the present invention includes a processing container that can be evacuated, an exhaust port that exhausts the gas in the processing container, a support member that supports the substrate in the processing container, and a solvent that volatilizes from the organic material film. And a solvent collecting part for collecting.
本発明の乾燥装置は、前記溶媒捕集部が、前記支持部材に支持される前記基板に対向して設けられた、複数の貫通開口を有する一枚又は複数枚の金属プレートを有していてもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the solvent collecting unit includes one or a plurality of metal plates having a plurality of through openings provided to face the substrate supported by the support member. Also good.
本発明の乾燥装置は、前記溶媒捕集部において、前記複数枚の金属プレートが、互いに離間した状態で、前記支持部材に支持される前記基板と平行に積層して配置されていてもよい。この場合、前記複数枚の金属プレートのうち、少なくとも2枚の前記金属プレートにおいて、前記貫通開口の全体が積層方向に重ならないように位置をずらして配置されていてもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the plurality of metal plates may be stacked in parallel with the substrate supported by the support member in a state of being separated from each other in the solvent collection unit. In this case, among the plurality of metal plates, at least two of the metal plates may be arranged so as to be shifted in position so that the entire through opening does not overlap in the stacking direction.
本発明の乾燥装置は、前記金属プレートにおける前記貫通開口の開口率が20〜80%の範囲内であってもよい。 In the drying apparatus of the present invention, an opening ratio of the through opening in the metal plate may be in a range of 20 to 80%.
本発明の乾燥装置は、前記金属プレートの表面の算術平均粗さRaが0.3〜13μmの範囲内であってもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the metal plate may be within a range of 0.3 to 13 μm.
本発明の乾燥装置は、前記金属プレートの厚みが、0.2〜2mmの範囲内であってもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the metal plate may have a thickness in the range of 0.2 to 2 mm.
本発明の乾燥装置は、前記金属プレートの面内において、前記貫通開口が不均一な分布で形成されていてもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the through openings may be formed with a non-uniform distribution in the plane of the metal plate.
本発明の乾燥装置は、前記溶媒捕集部が、捕集された溶媒を脱離させる溶媒脱離装置を有していてもよい。この場合、前記溶媒脱離装置が、前記金属プレートを加熱する加熱装置であってもよいし、あるいは、前記金属プレートに対してガスを噴射するガス噴射装置であってもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the solvent collection unit may have a solvent desorption apparatus for desorbing the collected solvent. In this case, the solvent desorption device may be a heating device that heats the metal plate, or may be a gas injection device that injects gas to the metal plate.
本発明の乾燥装置は、前記溶媒捕集部が、さらに、溶媒の捕集を促進する捕集促進装置を有していてもよい。この場合、前記捕集促進装置が、前記金属プレートを冷却する冷却装置であってもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the solvent collection unit may further include a collection promoting device that promotes collection of the solvent. In this case, the collection promoting device may be a cooling device that cools the metal plate.
本発明の乾燥装置は、前記溶媒捕集部と前記排気口との間に、さらに、整流部材を備えていてもよい。 The drying apparatus of the present invention may further include a rectifying member between the solvent collection unit and the exhaust port.
本発明の乾燥装置は、前記溶媒捕集部が、内部に熱媒体を通流させる流路を有する溶媒捕集部材を有していてもよい。この場合、前記流路に、加熱用熱媒体供給源が接続されていてもよいし、あるいは、冷却用熱媒体供給源が接続されていてもよい。また、前記流路が、それぞれ独立して熱媒体を通流させる複数の部分に区分されていてもよい。この場合、前記流路が、加熱用熱媒体供給源が接続されている第1の流路と、冷却用熱媒体供給源が接続されている第2の流路と、を有していてもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the solvent collection unit may include a solvent collection member having a flow path through which a heat medium flows. In this case, a heating heat medium supply source may be connected to the flow path, or a cooling heat medium supply source may be connected to the flow path. Further, the flow path may be divided into a plurality of portions through which the heat medium flows independently. In this case, the flow path may include a first flow path to which the heating medium supply source for heating is connected and a second flow path to which the heat medium supply source for cooling is connected. Good.
本発明の乾燥装置は、前記排気口として、前記溶媒捕集部に近接して設けられた第1の排気口と、前記第1の排気口に対向して設けられた第2の排気口と、を有していてもよい。 The drying apparatus of the present invention includes, as the exhaust port, a first exhaust port provided in the vicinity of the solvent collecting unit, and a second exhaust port provided to face the first exhaust port. , May be included.
本発明の乾燥装置は、さらに、前記処理容器内の溶媒蒸気の濃度を計測するセンサーを備えていてもよい。 The drying apparatus of the present invention may further include a sensor for measuring the concentration of the solvent vapor in the processing container.
本発明の乾燥装置は、前記処理容器を構成する壁内に、熱媒体を通流させる流路を有していてもよい。 The drying apparatus of the present invention may have a flow path through which a heat medium flows in a wall constituting the processing container.
本発明の乾燥装置は、前記支持部材が、ヒーターを有していてもよい。 In the drying apparatus of the present invention, the support member may have a heater.
本発明の乾燥処理方法は、上記いずれかの乾燥装置の前記処理容器内で、前記基板の表面に塗布された有機材料膜に対する乾燥処理を行うものである。 In the drying method of the present invention, the organic material film applied to the surface of the substrate is dried in the processing container of any of the above drying apparatuses.
本発明の乾燥処理方法は、前記有機材料膜が、有機EL素子の製造においてインクジェット印刷法によって前記基板上に塗布されたものであってもよい。 In the drying treatment method of the present invention, the organic material film may be applied on the substrate by an inkjet printing method in the manufacture of an organic EL element.
本発明の乾燥装置及び乾燥処理方法によれば、基板上に塗布された有機材料膜中の溶媒を効率良く、かつ短時間で除去できる。また、溶媒の捕集に使用する部材のリフレッシュも短時間で容易に行うことができる。従って、本発明によれば、例えば、有機EL素子の製造プロセスの生産性を向上させることができる。 According to the drying apparatus and the drying processing method of the present invention, the solvent in the organic material film coated on the substrate can be efficiently removed in a short time. In addition, the member used for collecting the solvent can be easily refreshed in a short time. Therefore, according to the present invention, for example, the productivity of the manufacturing process of the organic EL element can be improved.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る枚葉式の乾燥装置の概略構成を示す断面図である。図2は、図1における溶媒捕集部を示す要部断面図である。図3及び図4は、捕集プレートの好ましい例を示す平面図である。本実施の形態の乾燥装置100は、被処理体として、例えば有機ELディスプレイ用のガラス基板(以下、単に「基板」と記す)Sに対して、その表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を除去して乾燥させる乾燥処理に用いられる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a single-wafer drying apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part showing the solvent collecting part in FIG. 3 and 4 are plan views showing a preferable example of the collection plate. The drying
本実施の形態の乾燥装置100は、真空引き可能な処理容器1と、処理容器1内で基板Sを支持する支持部材としての載置台3と、載置台3に支持される基板Sに対向して設けられ、有機材料膜から揮発する溶媒を捕集する溶媒捕集部5と、制御部6とを備えている。また、溶媒捕集部5は、捕集された溶媒を脱離させる溶媒脱離装置としての温度調節装置7を備えている。
The drying
<処理容器>
処理容器1は、真空引き可能な耐圧容器である。処理容器1は、金属材料によって形成されている。処理容器1を形成する材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等が用いられる。処理容器1は、底壁11、角筒状の4つの側壁13及び天井部15を備えている。
<Processing container>
The
側壁13には、装置内に基板Sを搬入、搬出するための搬入出口13aが設けられている。搬入出口13aは、処理容器1の外部との間で基板Sの搬入出を行うためものである。搬入出口13aには、ゲートバルブGVが設けられている。ゲートバルブGVは、搬入出口13aを開閉する機能を有し、閉状態で処理容器1を気密にシールすると共に、開状態で処理容器1と外部との間で基板Sの移送を可能にする。
The
天井部15には、排気口15aが設けられている。排気口15aは、排気管17を介して外部の排気装置19に接続されている。この排気装置19を作動させることによって、処理容器1内を所定の真空度、例えば0.1Pa程度の圧力まで減圧排気できるように構成されている。
The
<載置台>
処理容器1の内部には、支持装置としての載置台3が配備されている。載置台3は、支柱21によって支持されている。支柱21は底壁11に固定されている。載置台3は、図示を省略するが、基板Sを昇降変位させるための機構、例えばリフトピンなどを有しており、基板Sを受け渡す受け渡し位置と、載置台3上に載置して乾燥処理を行う処理位置との間で基板Sの高さ位置を調整することができる。
<Mounting table>
Inside the
<圧力制御機構>
本実施の形態の乾燥装置100は、さらに排気装置19を備えている。なお、排気装置19は、乾燥装置100の一構成部分でもよいし、乾燥装置100とは別の外部の装置でもよい。排気装置19は、例えば、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の真空ポンプを有している。乾燥装置100は、更に、排気口15aと排気装置19とを接続する排気管17と、排気管17の途中に設けられたAPC(Adaptive Pressure Control)バルブ23と図示しない開閉バルブとを備えている。排気装置19の真空ポンプを作動させるとともに、APCバルブ23の開度を調節することにより、処理容器2の内部空間を所定の真空度に減圧排気することができる。
<Pressure control mechanism>
The
また、本実施の形態の乾燥装置100は、さらに処理容器1内の圧力を監視するための圧力計25を備えている。圧力計25は、処理容器1内の計測圧力を電気信号としてAPCバルブ23に送信する。
The drying
本実施の形態では、排気装置19、排気管17、APCバルブ23及び圧力計25によって処理容器1内を減圧排気するとともに所定圧力に調節する圧力制御機構を構成している。
In the present embodiment, the
<バッフルプレート>
本実施の形態の乾燥装置100は、さらに、整流部材としてのバッフルプレート31を備えている。バッフルプレート31は、例えばアルミニウム、ステンレス等の材質で形成されている。バッフルプレート31は、溶媒捕集部5と、排気口15aとの間に介在配備されている。バッフルプレート31は、複数の貫通孔31aを有している。本実施の形態では、バッフルプレート31は、支持枠33に吊り下げられた状態で固定されている。支持枠33は、四角形の枠状をなし、処理容器1の天井部15に固定されている。なお、バッフルプレート31と支持枠33とは、一体に形成してもよい。また、支持枠33を設けず、バッフルプレート31を処理容器1の側壁13又は天井部15に直接固定してもよい。バッフルプレート31は、載置台3に載置された基板S側から、溶媒捕集部5を介して排気口15aへ向かう排気流を均等にする機能を有している。従って、溶媒捕集部5と排気口15aとの間にバッフルプレート31を配備することによって、溶媒捕集部5を通過する溶媒を含む排気流の流れを整え、溶媒捕集部5における溶媒のトラップ効率を向上させることができる。
<Baffle plate>
The drying
<溶媒捕集部>
溶媒捕集部5は、基板S上に形成された有機材料膜中から揮散する溶媒を捕集する。つまり、溶媒捕集部5は、有機材料膜中から気化したガス状の溶媒を結露させることによってトラップし、処理容器1内の雰囲気中の溶媒濃度を低下させる。
<Solvent collection part>
The
図2は、溶媒捕集部5の詳細な構成を示す断面図である。溶媒捕集部5は、載置台3に載置された基板Sに対向して配置された1枚又は複数枚の金属プレートとしての捕集プレート50を備えている。捕集プレート50は、矩形をなす板状であり、複数の貫通開口50aが形成されている。また、捕集プレート50は、基板Sとほぼ平行に設置されている。つまり、捕集プレート50の上下の表面と、基板Sの表面とが、ほぼ平行に配置されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the
捕集プレート50は、天井部15に固定された支持枠33に吊り下げられた状態で着脱自在に支持されている。なお、捕集プレート50を処理容器1の側壁13又は天井部15に直接固定してもよい。
The
捕集プレート50は、1枚でもよいが、溶媒の捕集効率を高めるためには、例えば2〜20枚の範囲内で用いることが好ましい。捕集プレート50の設置枚数を増減することで、溶媒捕集部5における捕集プレート50の合計の表面積を変化させ、溶媒蒸気との接触面積を調節できる。
The number of the collecting
捕集プレート50は、熱伝導性に優れた材質、例えばアルミニウム、ステンレス等によって構成することが好ましい。1枚の捕集プレート50の厚みは、溶媒捕集部5全体での表面積を大きくして溶媒の捕集効率を高めるため、例えば0.2〜2mmの範囲内とすることができる。また、複数の捕集プレート50を積層する場合の間隔は、溶媒の捕集効率を高めるため、例えば1〜20mmの範囲内とすることができる。
The
本実施の形態では、図3に示すように、大きさが同じ複数の円形の貫通開口50aを、捕集プレート50の面内において一定の間隔で均等に配列している。捕集プレート50の貫通開口50aは、例えば平面視が円形の孔である。なお、貫通開口50aの形状は円形に限らず、例えば、楕円形や、長方形等の多角形でもよい。貫通開口50aの大きさや形状は、すべて同じであってもよいし、捕集プレート50の面内において変化させてもよい。また、捕集プレート50の面内において、貫通開口50aは、任意の配列で形成することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a plurality of circular through-
また、捕集プレート50の面内において複数の貫通開口50aを不均一な分布で形成することもできる。例えば、図4に示したように、基板Sの面内で溶媒の揮発量が多い中央付近の領域に対向する捕集プレート50の中央領域では、開口率が大きくなるように貫通開口50aを配列し、基板Sの面内で溶媒の揮発量が少ない周縁部の領域に対向する捕集プレート50の周縁部の領域では、開口率が小さくなるように貫通開口50aを配列させるなど、基板Sからの溶媒揮発量の差に対応して、捕集プレート50の面内で貫通開口50aに分布を持たせることができる。また、上記とは逆に、捕集プレート50の中央領域の開口率を小さくし、周縁部の領域の開口率が大きくなるようにしてもよい。さらに、積層された捕集プレート50毎に、貫通開口50aの大きさや形状、それらの分布などを、変化させてもよい。貫通開口50aの好ましい形状と配置としては、例えば、円形の貫通開口50aを千鳥状に配列することが好ましい。
In addition, the plurality of through
捕集プレート50の面内における貫通開口50aの開口率は、捕集プレート50の設置枚数によっても異なるが、例えば20〜80%の範囲内であることが好ましい。ここで、開口率は、貫通開口50aが存在しないと仮定した場合の捕集プレート50の片面の面積に占める貫通開口50aの開口面積の合計を意味する。捕集プレート50の面内における貫通開口50aの開口率を上記範囲内にすることによって、溶媒蒸気との接触面積を調節できるとともに、基板S側から排気口15aへ至る揮発蒸気の排気コンダクタンスを調節できる。
Although the aperture ratio of the through-opening 50a in the surface of the
捕集プレート50の表面は、処理容器1内で気化した溶媒の結露を促し、捕集プレート50の表面に付着させやすくする観点から、例えば算術平均粗さRaが0.3〜13μmの範囲内であることが好ましい。捕集プレート50の表面の算術平均粗さRaが0.3μm未満では、結露した溶媒を除去しづらくなり、13μmを超えると捕集プレート50の表面において溶媒の結露が発生しにくく、捕集効率が低下する。
From the viewpoint of facilitating the condensation of the solvent vaporized in the
本実施の形態では、図2に示すように、複数枚の捕集プレート50が、互いに離間した状態で、基板Sと平行に積層して配置されている。また、複数枚の捕集プレート50のうち、少なくとも2枚の捕集プレート50について、貫通開口50aの全体が積層方向に重ならないように位置をずらして配置することが好ましく、少なくとも積層方向に隣接する2枚の捕集プレート50について貫通開口50aの全体が積層方向に重ならないように位置をずらして配置することがより好ましい。なお、積層された複数の捕集プレート50について、貫通開口50aの一部分が積層方向に重なりあう配置であってもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a plurality of collecting
このように、本実施の形態では、複数枚の捕集プレート50によって、迷路構造が形成されている。基板Sから揮発した溶媒蒸気の気流AFは、捕集プレート50の迷路構造によって進行方向が遮られ、蛇行しながら溶媒捕集部5を通過していくことになる。このように、隣接する捕集プレート50間で貫通開口50aの位置をずらすことによって、溶媒捕集部5を通過する溶媒蒸気と捕集プレート50表面との接触機会を増やし、捕集効率を向上させることができる。また、複数の貫通開口50aを有する捕集プレート50の枚数を増減することによって、基板S側から排気口15aへ至る排気コンダクタンスを容易に調節できる。
Thus, in this embodiment, a maze structure is formed by the plurality of collecting
<制御部>
図1に示したように、乾燥装置100の各構成部は、制御部6に接続されて制御される構成となっている。制御部6は、CPUを備えたコントローラ61と、ユーザーインターフェース62と記憶部63とを備えている。コントローラ61は、コンピュータ機能を有しており、乾燥装置100において、各構成部を統括して制御する。ユーザーインターフェース62は、工程管理者が乾燥装置100を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、乾燥装置100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成される。記憶部63には、乾燥装置100で実行される各種処理をコントローラ61の制御にて実現するための制御プログラム(ソフトウエア)や処理条件データ等が記録されたレシピが保存されている。ユーザーインターフェース62および記憶部63は、コントローラ61に接続されている。
<Control unit>
As shown in FIG. 1, each component of the
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース62からの指示等にて任意のレシピを記憶部63から呼び出してコントローラ61に実行させることで、コントローラ61の制御下で、乾燥装置100での所望の処理が行われる。前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばCD−ROM、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用できる。あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
Then, if necessary, an arbitrary recipe is called from the
<溶媒脱離装置>
本実施の形態の乾燥装置100において、溶媒捕集部5は、各捕集プレート50で捕集した溶媒を、再度気化させて捕集プレート50から脱離させるための溶媒脱離装置として、熱電変換素子を利用して捕集プレート50の温度調節を行う温度調節装置7を備えている。
<Solvent desorption device>
In the
温度調節装置7は、複数のペルチェ素子71と、各ペルチェ素子71へ直流電流を供給する電源部73と、電源部73と各ペルチェ素子71とを電気的に接続し、各ペルチェ素子71へ給電する複数の給電線75(図1に2本のみ図示)とを備えている。各ペルチェ素子71は、例えば−20〜80℃の範囲内で温度制御が可能に構成されている。図1には、ペルチェ素子71以外の温度調節装置7の構成を図示しており、図2には、温度調節装置7の構成のうちペルチェ素子71のみを図示している。また、図3及び図4には、ペルチェ素子71の装着位置を仮想線で例示している。
The temperature control device 7 electrically connects a plurality of
図2〜図4に示したように、ペルチェ素子71は、各捕集プレート50の複数箇所に固定されている。各ペルチェ素子71は、捕集プレート50との間で熱交換が可能なように、捕集プレート50と面接触している。温度調節装置7は、電源部73からペルチェ素子71に給電することによってペルチェ素子71の下面側を発熱させ、熱伝導によって捕集プレート50を加熱することができる。捕集プレート50を加熱することによって、各捕集プレート50で捕集した溶媒を再度気化させ、捕集プレート50から速やかに脱離させることができる。従って、温度調節装置7によって、溶媒捕集部5のリフレッシュ時間を短縮することができる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
なお、溶媒脱離装置としては、ペルチェ素子71を用いる温度調節装置7に代えて、例えば抵抗加熱型ヒーター、ヒートポンプ等の加熱装置を用いることができる。
In addition, as a solvent desorption apparatus, it can replace with the temperature control apparatus 7 which uses the
<捕集促進装置>
本実施の形態の乾燥装置100において、溶媒捕集部5は、各捕集プレート50における溶媒の捕集効率を上げるため、捕集プレート50への溶媒の付着を促進する捕集促進装置を備えている。ここでは、捕集促進装置として、温度調節装置7を利用することができる。上記のとおり、温度調節装置7は、熱電変換素子であるペルチェ素子71を有している。電源部73から各ペルチェ素子71へ給電する電流の極性を逆転させることによって、ペルチェ素子71の下面側を吸熱させ、面接触している捕集プレート50を冷却することができる。捕集プレート50を冷却することによって、処理容器1内の雰囲気中の溶媒が捕集プレート50の表面で結露しやすくなるため、溶媒捕集部5における溶媒の捕集効率を向上させることができる。
<Collecting promotion device>
In the
なお、溶媒脱離装置としての加熱用のペルチェ素子71とは別に、捕集促進装置として、冷却専用のペルチェ素子を設けてもよく、さらに、ペルチェ素子に代えて、例えばチラー、ヒートポンプ等の冷却装置を配備することも可能である。
In addition to the
[乾燥処理の手順]
次に、以上のように構成された乾燥装置100を用いる乾燥処理の手順について説明する。まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置(図示省略)で基板S上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。次に、ゲートバルブGVを開放し、有機材料膜が印刷された基板Sを外部の搬送装置(図示省略)によって乾燥装置100の載置台3へ受け渡す。
[Drying procedure]
Next, the procedure of the drying process using the
次に、乾燥装置100のゲートバルブGVを閉じ、排気装置19を作動させて処理容器1内を減圧排気する。そして、圧力計25によって処理容器1内の圧力をモニタしながら、APCバルブ23の開度をコントロールして所定の真空度まで減圧する。このようにして、基板S上に形成された有機材料膜中に含まれる溶媒を除去する乾燥処理を実施することができる。この乾燥処理に先立ち、又は乾燥処理の間、例えば、溶媒捕集部5の捕集プレート50を、捕集促進装置としての温度調節装置7を利用して冷却することによって、処理容器1内の雰囲気中の溶媒を効率良く捕集することができる。
Next, the gate valve GV of the
次に、排気装置19を停止し、処理容器1内を所定圧力まで昇圧した後、乾燥装置100のゲートバルブGVを開放し、外部の搬送装置(図示省略)によって基板Sを処理容器1から搬出する。以上の手順によって、1枚の基板Sに対する乾燥処理が終了する。
Next, the
乾燥処理が終了した後、排気装置19を作動させた状態で、溶媒脱離装置としての温度調節装置7によって、溶媒捕集部5の捕集プレート50を加熱してリフレッシュ処理を行う。このリフレッシュ処理によって、捕集プレート50に付着した溶媒を気化させて速やかに処理容器1内から排気することができる。
After the drying process is completed, the
[有機EL素子の製造プロセスへの適用例]
有機EL素子の製造は、陽極と陰極との間に、EL層として、複数の有機機能膜を形成する。本実施の形態の乾燥装置100は、どのような積層構造の有機EL素子の製造にも適用できる。ここでは、EL層として、陽極側から陰極側へ向けて、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層を有する有機EL素子を製造する場合を例に挙げて、乾燥装置100による具体的な処理を説明する。
[Application example to manufacturing process of organic EL element]
In the manufacture of an organic EL element, a plurality of organic functional films are formed as an EL layer between an anode and a cathode. The drying
図5に、有機EL素子の製造工程の概略を示した。本例において、有機EL素子は、STEP1〜STEP8の工程によって製造される。STEP1では、基板S上に、例えば蒸着法などによって所定のパターンで陽極(画素電極)を形成する。次にSTEP2では、陽極の間に、絶縁物による隔壁(バンク)を形成する。隔壁を形成するための絶縁材料としては、例えば感光性ポリイミド樹脂などの高分子材料を用いることができる。
In FIG. 5, the outline of the manufacturing process of an organic EL element was shown. In this example, the organic EL element is manufactured by the steps STEP1 to STEP8. In
次に、STEP3では、STEP1で形成された陽極の上に、正孔注入層を形成する。まず、インクジェット印刷法によって、各隔壁によって区画された陽極の上に、正孔注入層の材料となる有機材料を印刷する。次に、このように印刷された有機材料膜に対し、乾燥装置100を用い、溶媒除去のための減圧乾燥処理を行う。次に、乾燥処理後の基板Sをベーク装置に移送し、大気中でのベーク処理を行うことにより、正孔注入層を形成する。
Next, in
次に、STEP4では、STEP3で形成された正孔注入層の上に、正孔輸送層を形成する。まず、インクジェット印刷法によって、正孔注入層の上に、正孔輸送層の材料となる有機材料を印刷する。このように印刷された有機材料膜に対し、乾燥装置100を用い、溶媒除去のための減圧乾燥処理を行う。次に、乾燥処理後の基板Sをベーク装置に移送し、大気中でのベーク処理を行うことにより、正孔輸送層を形成する。
Next, in STEP 4, a hole transport layer is formed on the hole injection layer formed in
次に、STEP5では、STEP4で形成された正孔輸送層の上に、発光層を形成する。まず、インクジェット印刷法によって、正孔輸送層の上に、発光層の材料となる有機材料を印刷する。このように印刷された有機材料膜に対し、乾燥装置100を用い、溶媒除去のための減圧乾燥処理を行う。次に、乾燥処理後の基板Sをベーク装置に移送し、大気中でのベーク処理を行うことにより、発光層を形成する。なお、発光層が複数層からなる場合、上記処理が繰り返される。
Next, in
次に、発光層の上に、例えば蒸着法によって、電子輸送層(STEP6)、電子注入層(STEP7)及び陰極(STEP8)を順次形成することによって、有機EL素子が得られる。 Next, an organic EL element is obtained by sequentially forming an electron transport layer (STEP 6), an electron injection layer (STEP 7), and a cathode (STEP 8) on the light emitting layer by, for example, vapor deposition.
このような有機EL素子の製造プロセスにおいて、乾燥装置100は、STEP3(正孔注入層形成)、STEP4(正孔輸送層形成)及びSTEP5(発光層形成)に好ましく適用できる。すなわち、インクジェット印刷法によって、各層の前段階である有機材料膜を印刷した後、乾燥装置100を使用して有機材料膜に対する減圧乾燥処理を行うことができる。この場合、乾燥装置100は、溶媒捕集部5を備えているため、処理容器1内の溶媒を液化して捕集できることから、高真空状態においても短時間で優れた溶媒捕集効率が得られる。また、乾燥装置100は、捕集促進装置として、温度調節装置7を利用することによって、溶媒の捕集効率をさらに向上させ、乾燥処理時間をより短縮することができる。
In such an organic EL device manufacturing process, the drying
また、乾燥装置100は、溶媒脱離装置としての温度調節装置7を備えているため、溶媒捕集部5の捕集プレート50を加熱することによって、付着した溶媒の除去(リフレッシュ処理)を短時間で行うことができる。
Further, since the drying
以上のように、乾燥装置100を用いることによって、有機EL素子の製造プロセスにおいて、EL層を形成するために必要な乾燥工程を高スループットで効率良く行うことができる。
As described above, by using the
[第2の実施の形態]
次に、図6〜図8を参照しながら、本発明の第2の実施の形態の乾燥装置について説明する。図6は、第2の実施の形態に係る乾燥装置101の概略構成を示す断面図である。図7は、図6における溶媒捕集部を示す要部断面図である。第1の実施の形態の乾燥装置100との主な相違点として、本実施の形態の乾燥装置101では、溶媒捕集部に、ガス噴射装置8を備えている。以下、第1の実施の形態の乾燥装置100との相違点を中心に説明し、本実施の形態の乾燥装置101において、第1の実施の形態と同じ構成には同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a drying apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
本実施の形態の乾燥装置101は、真空引き可能な処理容器1と、処理容器1内で基板Sを支持する支持部材としての載置台3と、載置台3に支持される基板Sに対向して設けられ、有機材料膜から揮発する溶媒を捕集する溶媒捕集部5Aと、を備えている。また、溶媒捕集部5Aは、捕集された溶媒を脱離させる溶媒脱離装置としてのガス噴射装置8を備えている。
The drying
本実施の形態の乾燥装置101において、処理容器1、載置台3、圧力制御機構、バッフルプレート31及び制御部6の構成は、第1の実施の形態の乾燥装置100と同様である。
In the
<溶媒捕集部>
溶媒捕集部5Aは、基板S上に形成された有機材料膜中から揮散する溶媒を捕集する。つまり、溶媒捕集部5Aは、有機材料膜中から気化したガス状の溶媒を結露させることによってトラップし、処理容器1内の雰囲気中の溶媒濃度を低下させる。溶媒捕集部5Aは、載置台3に載置された基板Sに対向して、該基板Sの表面とほぼ平行に配置された1枚又は複数枚の金属製の捕集プレート50を有している。捕集プレート50の構成は、第1の実施の形態と同様である。
<Solvent collection part>
The
<溶媒脱離装置>
図7に示したように、本実施の形態の乾燥装置101において、溶媒捕集部5Aは、各捕集プレート50で捕集した溶媒を、再度気化させて捕集プレート50から脱離させるための溶媒脱離装置として、ガス噴射装置8を備えている。
<Solvent desorption device>
As shown in FIG. 7, in the
ガス噴射装置8は、複数のガス吐出部81(2つのみ図示)と、各ガス吐出部81へガスを供給するガス供給源83と、ガス供給源83と各ガス吐出部81とを接続し、各ガス吐出部81へガスを供給する複数の配管85を備えている。ガス吐出部81には、複数のノズル81aが設けられている。また、ガス噴射装置8は、配管85の途中に、ガス流量を制御するマスフローコントローラ(MFC)87と、一つ又は複数の開閉バルブ89(一つのみ図示)を備えている。ガス吐出部81から噴射されるガスの流量や噴射速度等は、マスフローコントローラ87および開閉バルブ89によって制御される。
The
複数のガス吐出部81は、各捕集プレート50に向けてガスを噴射できる位置に設置されている。例えば、ガス吐出部81は、矩形をなす捕集プレート50を囲むように、側方4か所に設けられている。
The plurality of
ガス供給源83から供給するガスとしては、例えば窒素ガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスや、ドライエアなどを用いることが好ましい。ガス吐出部81のノズル81aから捕集プレート50へ向けてガスを噴射することによって、各捕集プレート50で捕集した溶媒を再度気化させ、捕集プレート50から速やかに脱離させることができる。従って、ガス噴射装置8によって、溶媒捕集部5Aのリフレッシュ時間を短縮することができる。また、ガス噴射装置8を用い、処理容器1内にガスを導入することによって、処理容器1内で気流が発生するため、処理容器1内に滞留している溶媒の排気を促すことができる。
As the gas supplied from the
<変形例>
次に、図8を参照しながら、第2の実施の形態の乾燥装置101の変形例について説明する。本変形例の乾燥装置101Aは、ガス噴射装置8Aの配管85の途中に熱交換器90を備えている。熱交換器90によって、ガス供給源83から供給されたガスを、例えば0〜50℃の範囲内で温度調節することができる。
<Modification>
Next, a modification of the
本変形例の乾燥装置101Aでは、例えば、熱交換器90によって、ガス吐出部81から噴射するガスの温度を室温(25℃)よりも高くすることができる。ガス吐出部81のノズル81aから加熱されたガスを噴射することによって、捕集プレート50を加熱することが可能になり、捕集プレート50からの溶媒の脱離効率を向上させることができる。すなわち、ガスの噴射による気化の促進効果とともに、捕集プレート50の加熱による気化の促進効果が得られる。この場合、ガス噴射装置8Aを、捕集プレート50を加熱する加熱装置として機能させることができる。
In the
また、本変形例の乾燥装置101Aでは、ガス噴射装置8Aのガス吐出部81のほかに、複数の補助吐出部91を備えている。補助吐出部91は、図示しない複数のノズルを有している。複数の補助吐出部91は、それぞれ配管85によってガス供給源83と接続されており、各配管85の途中には、ガス流量を制御するマスフローコントローラ(MFC)87と、一つ又は複数の開閉バルブ89を備えている。補助吐出部91は、処理容器1内で溶媒の結露が生じやすい部位、例えば処理容器1の8つの隅、天井部15、側壁13、底壁11の内側、ゲートバルブGVの内側、ベローズ(図示省略)などへ向けて局所的にガスを噴射できるように構成されている。補助吐出部91によって、溶媒捕集部5A以外の部位に付着した溶媒を速やかに気化し、処理容器1外への排出を促すことができる。従って、処理容器1内の溶媒量を短時間で低減し、基板Sの乾燥処理のスループットを向上させることができる。
Further, the drying
また、本変形例の乾燥装置101Aでは、熱交換器90によって、ガス供給源83から供給されたガスを室温(25℃)よりも低く温度調節することができる。そのため、本変形例では、ガス供給装置8Aを捕集促進装置として利用できる。この場合、ガス噴射装置8Aを、捕集プレート50を冷却する冷却装置として機能させることができる。すなわち、溶媒捕集部5Aの各捕集プレート50における溶媒の捕集効率を上げるため、ガス吐出部81から捕集プレート50に冷却ガスを噴射し、捕集プレート50を冷却することができる。例えば、乾燥処理前に、ガス吐出部81のノズル81aから冷却ガスを噴射し、予め捕集プレート50を冷却しておくことによって、乾燥処理の際に、処理容器1内の雰囲気中の溶媒が捕集プレート50の表面で結露しやすくなる。従って、溶媒捕集部5Aにおける溶媒の捕集効率を向上させることができる。
Further, in the
[乾燥処理の手順]
次に、以上のように構成された乾燥装置101,101Aを用いる乾燥処理の手順について説明する。まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置(図示省略)で基板S上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。次に、ゲートバルブGVを開放し、有機材料膜が印刷された基板Sを外部の搬送装置(図示省略)によって乾燥装置101,101Aの載置台3へ受け渡す。
[Drying procedure]
Next, a procedure of a drying process using the drying
変形例の乾燥装置101Aを用いる場合は、基板Sを処理容器1内へ搬入する前に、捕集促進装置としてのガス噴射装置8Aのガス吐出部81から冷却ガスを溶媒捕集部5Aに噴射しておき、溶媒捕集部5Aを予め冷却しておくことが好ましい。溶媒捕集部5Aを予め冷却しておくことによって、次の減圧乾燥処理において、処理容器1内の雰囲気中の溶媒を効率良く捕集することができる。
In the case of using the modified
次に、乾燥装置101,101AのゲートバルブGVを閉じ、排気装置19を作動させて処理容器1内を減圧排気する。そして、圧力計25によって処理容器1内の圧力をモニタしながら、APCバルブ23の開度をコントロールして所定の真空度まで減圧する。このようにして、基板S上に形成された有機材料膜中に含まれる溶媒を除去する乾燥処理を実施することができる。なお、変形例の乾燥装置101Aを用いる場合は、乾燥処理の間、ガス噴射装置8Aのガス吐出部81から冷却ガスを溶媒捕集部5Aに噴射し続けてもよい。
Next, the gate valves GV of the drying
次に、排気装置19を停止し、処理容器1内を所定圧力まで昇圧した後、乾燥装置101,101AのゲートバルブGVを開放し、外部の搬送装置(図示省略)によって基板Sを処理容器1から搬出する。以上の手順によって、1枚の基板Sに対する乾燥処理が終了する。
Next, after the
乾燥処理が終了した後、排気装置19を作動させた状態で、溶媒脱離装置としてのガス噴射装置8,8Aのガス吐出部81から捕集プレート50にガスを噴射することによって、リフレッシュ処理を行う。このリフレッシュ処理によって、捕集プレート50に付着した溶媒を気化させて速やかに処理容器1内から排気することができる。ここで、変形例の乾燥装置101Aを用いる場合は、ガス吐出部81から噴射するガスを熱交換器90によって加熱することによって、捕集プレート50の温度を上昇させることができるため、溶媒の脱離をさらに効率良く行うことができる。
After the drying process is completed, the refreshing process is performed by injecting gas from the
本実施の形態における他の構成及び効果は、第1の実施の形態と同様である。また、乾燥装置101,101Aは、第1の実施の形態と同様に、有機EL素子の製造プロセスへの適用が可能である。
Other configurations and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Further, the drying
[第3の実施の形態]
次に、図9〜図11を参照しながら、本発明の第3の実施の形態の乾燥装置について説明する。図9は、第3の実施の形態に係る乾燥装置102の概略構成を示す断面図である。図10及び図11は、本実施の形態の乾燥装置102における溶媒捕集部の構成例を示す図面である。以下、第1の実施の形態の乾燥装置100との相違点を中心に説明し、本実施の形態の乾燥装置102において、第1の実施の形態と同じ構成には同一の符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a drying apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
本実施の形態の乾燥装置102は、真空引き可能な処理容器1と、処理容器1内で基板Sを支持する支持部材としての載置台3と、載置台3に支持される基板Sに対向して設けられ、有機材料膜から揮発する溶媒を捕集する溶媒捕集部5Bと、を備えている。
The drying
<溶媒捕集部>
本実施の形態の乾燥装置102における溶媒捕集部5Bは、基板S上に形成された有機材料膜中から揮散する溶媒を捕集する。溶媒捕集部5Bは、有機材料膜中から気化したガス状の溶媒を結露させることによってトラップし、処理容器1内の雰囲気中の溶媒濃度を低下させる。本実施の形態において、溶媒捕集部5Bは、溶媒捕集部材110を有している。溶媒捕集部材110は、全体として厚板状をなし、載置台3に載置された基板Sに対向して、該基板Sの表面とほぼ平行に配置されている。溶媒捕集部材110は、内部に熱媒体を通流させる流路111を有している。本実施の形態において、溶媒捕集部5Bは、さらに、溶媒捕集部材110を支持する支持部112を有している。溶媒捕集部材110は、支持部112によって処理容器1の天井部15に支持されている。
<Solvent collection part>
The
溶媒捕集部材110の材質は、例えば、熱伝導率が大きなアルミニウム、ステンレスなどの金属をはじめとする熱伝導性材料(例えば、25℃での熱伝導率が10W/mK以上の材料)とすることが好ましい。溶媒捕集部材110は、例えば、中空状の浅い箱内に流路111となる配管を内蔵した構造でもよい。また、溶媒捕集部材110は、複数枚の金属プレートを積層して構成し、該金属プレートに溝や開口を設けることによって流路111を形成した構造でもよい。
The material of the
流路111は、チラーユニット113に接続されている。チラーユニット113は、例えば加熱用熱媒体供給源(HOT)115、冷却用熱媒体供給源(COOL)117を有している。チラーユニット113は、複数の配管を介して溶媒捕集部材110の流路111に接続されている。図9では、代表的に、流路111に熱媒体を導入する導入用配管119A及び流路111からの熱媒体を循環させる循環用配管119Bの2本の配管を図示している。図示は省略するが、これらの配管の途中には、複数の開閉バルブが設けられている。チラーユニット113は、加熱用熱媒体供給源(HOT)115又は冷却用熱媒体供給源(COOL)117から、導入用配管119Aを介して、加熱もしくは冷却された熱媒体を溶媒捕集部材110の流路111へ供給し、循環用配管119Bを介して、再びチラーユニット113へ熱媒体を循環できるように構成されている。熱媒体としては、例えばガルデン(登録商標)などのフッ素系熱媒体や水などを用いることができる。
The
図10は、溶媒捕集部材110に形成された流路111の構成例を示す平面図である。本構成例では、溶媒捕集部材110の内部に、1本の蛇行した流路111が形成されている。流路111の両端には、導入用配管119Aに接続する導入部121及び循環用配管119Bに接続する排出部123が設けられている。本構成例では、チラーユニット113から導入部121への熱媒体の供給を加熱用熱媒体供給源(HOT)115と冷却用熱媒体供給源(COOL)117との間で切り替えることによって、溶媒捕集部材110を迅速に加熱もしくは冷却することができる。
FIG. 10 is a plan view showing a configuration example of the
溶媒捕集部材110において、流路111は、1本に限らず、複数の部分に区分されていてもよい。図11は、溶媒捕集部材110に形成された流路111の別の構成例を示している。本構成例では、渦巻き状に形成された2本の流路111A,111Bが内外2重に配設されている。内側の流路111Aは、溶媒捕集部材110の中央部分であり、かつ、載置台3に載置された基板Sの中央部に対向する領域に形成されている。内側の流路111Aの両端には、熱媒体の導入用の配管に接続する導入部121A及び熱媒体の循環用の配管に接続する排出部123Aが設けられている。外側の流路111Bは、溶媒捕集部材110の周縁部分であり、かつ、載置台3に載置された基板Sの周縁部に対向する領域に形成されている。外側の流路111Bの両端には、熱媒体の導入用の配管に接続する導入部121B及び熱媒体の循環用の配管に接続する排出部123Bが設けられている。チラーユニット113の加熱用熱媒体供給源(HOT)115又は冷却用熱媒体供給源(COOL)117から、導入部121Aを介して流路111Aへ加熱もしくは冷却した熱媒体を供給することによって、溶媒捕集部材110の中央部分を温度制御できる。また、チラーユニット113の加熱用熱媒体供給源(HOT)115又は冷却用熱媒体供給源(COOL)117から、導入部121Bを介して流路111Bへ加熱もしくは冷却した熱媒体を供給することによって、溶媒捕集部材110の周縁部分を温度制御できる。このように、図11に示す構成例では、内外2重に形成された流路111A,111Bへ、チラーユニット113から独立して温度調節された熱媒体を供給することによって、溶媒捕集部材110の中央部分と周縁部分とを独立して温度制御できる。
In the
なお、流路111は、3つ以上に区分されていてもよい。また、溶媒捕集部材110における流路111の形状や配置は、図10及び図11に例示した態様に限るものではない。
The
図9に示したように、本実施の形態の乾燥装置102は、処理容器1に、溶媒捕集部5Bに近接して設けられた第1の排気口としての排気口15aと、この排気口15aに対向して設けられた第2の排気口としての複数の排気口11aと、を有している。排気口15aは、処理容器1の天井部15に形成されている。排気口15aは、排気管17を介して外部の排気装置19に接続されている。排気管17の途中には、APCバルブ23及び図示しない開閉バルブが設けられている。排気口15aは、溶媒捕集部5Bに近接して設けられているため、排気装置19を作動させることによって、溶媒捕集部5Bに捕集された溶媒を速やかに処理容器1の外へ排気できる。
As shown in FIG. 9, the drying
複数の排気口11aは、処理容器1の底壁11に形成されている。乾燥装置102は、更に、各排気口11aと排気装置19とを接続する排気管131と、各排気管131の途中に設けられたAPCバルブ133と図示しない開閉バルブとを備えている。乾燥装置102において、複数の排気口11aは、排気管131を介して外部の排気装置19に接続されている。そして、乾燥装置102は、排気装置19を作動させるとともに、APCバルブ23,133の開度を調節することにより、処理容器1内を所定の真空度、例えば0.1Pa程度の圧力まで減圧排気できるように構成されている。
The plurality of
なお、排気管17と排気管131は、それぞれ別々の排気装置に接続してもよい。
The
本実施の形態の乾燥装置102は、処理容器1を構成する底壁11、側壁13及び天井部15の壁内に、それぞれ熱媒体を通流させる流路11b,13b,15bが形成されている。各流路11b,13b,15bは、それぞれ、複数の配管を介してチラーユニット113に接続されている。底壁11の流路11bには、チラーユニット113からの熱媒体を導入する導入用配管135A及び流路11b内の熱媒体をチラーユニット113へ循環させる循環用配管135Bが接続されている。側壁13の流路13bには、チラーユニット113からの熱媒体を導入する導入用配管137A及び流路13b内の熱媒体をチラーユニット113へ循環させる循環用配管137Bが接続されている。天井部15の流路15bには、チラーユニット113からの熱媒体を導入する導入用配管139A及び流路15b内の熱媒体をチラーユニット113へ循環させる循環用配管139Bが接続されている。
In the
このように、本実施の形態の乾燥装置102では、チラーユニット113から、各流路11b,13b,15b内に、独立して加熱又は冷却した熱媒体を供給できるように構成されており、処理容器1の底壁11、側壁13及び天井部15を独立して温度調節することができる。これによって、基板Sの有機材料膜の乾燥処理と、溶媒捕集部5Bを含む処理容器1内からの溶媒の除去(リフレッシュ処理)を効率的に行うことができる。例えば、基板Sの有機材料膜の乾燥処理を行う前及び乾燥処理の間は、流路11b,13b,15b内に冷却した熱媒体を供給することによって、底壁11、側壁13及び天井部15を冷却して、これらの壁面への溶媒の付着を促すことができる。その結果、処理容器1内の雰囲気中の溶媒濃度を低下させ、基板Sの有機材料膜からの溶媒の揮散を促すことができる。また、乾燥処理の後で、リフレッシュ処理を行うときは、流路11b,13b,15b内に加熱した熱媒体を供給することによって、底壁11、側壁13及び天井部15を加熱し、これらに付着した溶媒の脱離を促すことができる。その結果、溶媒捕集部5Bを含む処理容器1内からの溶媒の排気効率を高め、リフレッシュ処理の時間を短縮することができる。
As described above, the drying
なお、流路11b,13b,15bに熱媒体を供給する代わりに、例えばジャケット式の熱交換器を、処理容器1を外側から覆うように、処理容器1の外部に配備してもよい。
Instead of supplying the heat medium to the
また、本実施の形態の乾燥装置102は、処理容器1内の温度及び溶媒蒸気の濃度を計測するセンサー部141を備えている。センサー部141は、処理容器1内の雰囲気の温度を計測する温度センサーと、処理容器1内の雰囲気の溶媒濃度を計測する濃度センサーとを有している。濃度センサーは、気相中の溶媒の濃度を計測できるものであればよく、例えば静電容量型、電気抵抗型などのセンサーを利用できる。センサー部141によって、処理容器1内の雰囲気の温度と溶媒濃度をモニタすることができる。例えば、乾燥処理の間、センサー部141によって処理容器1内の温度及び溶媒蒸気の濃度を計測することにより、基板S表面の有機材料膜の乾燥の程度や、溶媒捕集部5Bにおける溶媒の捕集状態などを間接的に把握することができる。また、乾燥処理の後は、センサー部141によって処理容器1内の温度及び溶媒蒸気の濃度を計測することにより、リフレッシュ処理後の溶媒捕集部5Bにおける溶媒の残留量や、処理容器1内における溶媒の残留量を把握することができる。また、センサー部141による処理容器1内の温度及び溶媒蒸気の濃度のモニタは、乾燥処理の前後で処理容器1内を同じコンディションに維持する目的において有効である。従って、制御部6の制御の下で、センサー部141によって処理容器1内の雰囲気の温度と溶媒濃度をモニタすることによって、乾燥装置102の処理容器1内に複数の基板Sを順次入れ替えて乾燥処理を行う場合に、複数の基板S間での処理の均一化を図ることが出来る。
In addition, the drying
また、本実施の形態の乾燥装置102は、支持部材としての載置台3にヒーター143を有している。ヒーター143は、例えば抵抗加熱型のヒーターであり、処理容器1の外部の電源部145から給電することによって、載置台3及びそこに載置された基板Sを所定温度に加熱することができる。乾燥処理の間、ヒーター143によって基板Sを加熱することによって、基板Sの表面に塗布された有機材料膜中の溶媒を効率良く蒸散させ、乾燥処理の時間を短縮することができる。
Moreover, the drying
本実施の形態の乾燥装置102において、制御部6の構成は、第1の実施の形態の乾燥装置100と同様である。
In the
[乾燥処理の手順]
次に、図12を参照しながら、乾燥装置102を用いる乾燥処理の手順について説明する。図12は、乾燥装置102において、複数の基板Sに対して行われる乾燥処理の手順の一例を示すタイミングチャートである。図12では、基板Sを処理容器1内に順次入れ替えて行われる2回の乾燥処理と、これらの乾燥処理の間に行われる処理容器1及び溶媒捕集部5Bのリフレッシュ処理について示している。図12において、横軸のt1〜t7は時間を示しており、t1からt2までの間に1枚目の基板Sに対する1回目乾燥処理が行われ、t6からt7までの間に2枚目の基板Sに対する2回目乾燥処理が行われる。1回目の乾燥処理が終了したt2からt6までの間に、リフレッシュ処理が行われる。なお、図12において、「上部排気」とは、溶媒捕集部5Bに近接した天井部15の排気口15aからの排気を意味し、「下部排気」とは、底壁11の複数の排気口11aからの排気を意味する。
[Drying procedure]
Next, the procedure of the drying process using the
まず、前段階として、外部のインクジェット印刷装置(図示省略)で基板S上に有機材料膜を所定のパターンで印刷する。次に、ゲートバルブGVを開放し、有機材料膜が印刷された基板Sを外部の搬送装置(図示省略)によって乾燥装置102の載置台3へ受け渡す。
First, as a previous step, an organic material film is printed in a predetermined pattern on the substrate S by an external inkjet printing apparatus (not shown). Next, the gate valve GV is opened, and the substrate S on which the organic material film is printed is transferred to the mounting table 3 of the
次に、t1で、乾燥装置102のゲートバルブGVを閉じ、排気装置19を作動させて処理容器1内を減圧排気する。そして、圧力計25によって処理容器1内の圧力をモニタしながら、APCバルブ133の開度をコントロールして所定の真空度まで減圧する。このようにして、基板S上に形成された有機材料膜中に含まれる溶媒を除去する乾燥処理を実施することができる。この乾燥処理に先立ち、又は乾燥処理の間、例えば、溶媒捕集部5Bの溶媒捕集部材110の流路111に冷却用熱媒体を流して冷却することによって、処理容器1内の雰囲気中の溶媒を効率良く溶媒捕集部材110に付着させ、捕集することができる。また、t1からt2までの乾燥処理の間、載置台3のヒーター143に通電し、基板Sを加熱することによって、有機材料膜中の溶媒の蒸散を促し、乾燥時間を短縮できる。なお、t1からt2までの乾燥処理の間、処理容器1の底壁11、側壁13及び天井部15の流路11b,13b,15bにチラーユニット113から冷却した熱媒体を流して冷却することによって、処理容器1の壁への溶媒の付着を促してもよい。また、t1からt2までの乾燥処理の間、センサー部141によって処理容器1内の雰囲気の温度及び溶媒濃度をモニタし、その結果に基づき、制御部6から排気装置19やAPCバルブ133に制御信号を送り、処理容器1内からの排気量や処理容器1内の圧力をリアルタイムで制御することもできる。同様に、t1からt2までの乾燥処理の間、センサー部141によるモニタ結果に基づき、制御部6から電源部145に制御信号を送り、ヒーター143による基板Sの加熱温度をリアルタイムで制御することもできる。
Next, at t1, the gate valve GV of the
次に、t2で、排気装置19を停止し、処理容器1内を大気圧まで昇圧した後、乾燥装置102のゲートバルブGVを開放し、外部の搬送装置(図示省略)によって基板Sを処理容器1から搬出する。以上の手順によって、1枚の基板Sに対する乾燥処理が終了する。
Next, at t2, the
乾燥処理が終了した後、t2から排気装置19を作動させて排気口15aから上部排気を行いながら、溶媒捕集部5Bの溶媒捕集部材110及び処理容器1を加熱してリフレッシュ処理を行う。このリフレッシュ処理によって、溶媒捕集部材110や処理容器1の壁に付着した溶媒を効率良く気化させて、処理容器1内から速やかに排気することができる。具体的には、t2より少し遅れたt3からt4までの間、溶媒捕集部材110の流路111にチラーユニット113から加熱した熱媒体を流して加熱することによって、溶媒捕集部材110に付着した溶媒の気化を促進させて排気する。また、t3からt5までの間、処理容器1の底壁11、側壁13及び天井部15の流路11b,13b,15bにチラーユニット113から加熱した熱媒体を流して加熱することによって、処理容器1の壁に付着した溶媒を気化させて排気を促進する。この場合、溶媒捕集部材110の加熱が終了するt4以降、t5までの間、処理容器1の加熱を継続する。このt4からt5までの間に、処理容器1を加熱しながら、センサー部141によって処理容器1内の温度及び溶媒濃度を計測し、2枚目の基板Sの処理を行うために処理容器1内のコンディションを整える。このように、t2からt6までの間に、処理容器1内のコンディショニングを含むリフレッシュ処理を行うことによって、乾燥装置102で複数の基板Sを順次乾燥処理する場合の条件を一定に揃えることが可能となるので、複数の基板S間で、乾燥状態の均一性を確保できる。
After the drying process is completed, the
リフレッシュ処理が終了した後、ゲートバルブGVを開放し、有機材料膜が印刷された基板Sを外部の搬送装置(図示省略)によって乾燥装置102の載置台3へ受け渡す。そして、t6からt7までは、t1からt2までと同様にして、2枚目の基板Sに対する乾燥処理を行うことができる。
After the refresh process is completed, the gate valve GV is opened, and the substrate S on which the organic material film is printed is transferred to the mounting table 3 of the
以上のようにして、処理容器1内の基板Sを入れ替えながら、所定枚数の基板Sに対して、順次、乾燥処理を行うことができる。
As described above, the drying process can be sequentially performed on the predetermined number of substrates S while replacing the substrates S in the
本実施の形態における他の構成及び効果は、第1の実施の形態と同様である。また、乾燥装置102は、第1の実施の形態と同様に、有機EL素子の製造プロセスへの適用が可能である。
Other configurations and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Moreover, the drying
以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはなく、種々の変形が可能である。例えば、有機EL素子の製造工程は、図5に例示したものに限らない。例えば、EL層が陽極側から陰極側へ向けて、[正孔輸送層/発光層/電子輸送層]や、[正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層]などの順に積層された構造を有している有機EL素子の製造においても、同様に本発明の乾燥装置100,101,101A,102を適用できる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail for the purpose of illustration, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the manufacturing process of the organic EL element is not limited to that illustrated in FIG. For example, the EL layer is directed from the anode side to the cathode side in the order of [hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer], [hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer], etc. The drying
また、第1の実施の形態の乾燥装置100、第2の実施の形態の乾燥装置101,101Aにおいて、第3の実施の形態の乾燥装置102と同様に、処理容器1に複数の排気口を設けることが可能である。また、第1の実施の形態の乾燥装置100、第2の実施の形態の乾燥装置101,101Aにおいて、第3の実施の形態の乾燥装置102と同様に、処理容器1の底壁11、側壁13及び天井部15を加熱もしくは冷却する機構を設けることができる。さらに、第1の実施の形態の乾燥装置100、第2の実施の形態の乾燥装置101,101Aにおいて、第3の実施の形態の乾燥装置102と同様に、処理容器1内の温度及び溶媒蒸気の濃度を計測するセンサー部を設けることができる。またさらに、第1の実施の形態の乾燥装置100、第2の実施の形態の乾燥装置101,101Aにおいて、第3の実施の形態の乾燥装置102と同様に、支持部材としての載置台3にヒーターを設けることができる。
Further, in the
1…処理容器、3…載置台、5,5A…溶媒捕集部、6…制御部、7…温度調節装置、8…ガス噴射装置、11…底壁、13…側壁、15…天井部、15a…排気口、17…排気管、19…排気装置、21…支柱、23…APCバルブ、25…圧力計、31…バッフルプレート、33…支持枠、50…捕集プレート、50a…貫通開口、61…コントローラ、62…ユーザーインターフェース、63…記憶部、71…ペルチェ素子、73…電源部、75…給電線、81…ガス吐出部、81a…ノズル、83…ガス供給源、85…配管、87…マスフローコントローラ、90…熱交換器、91…補助吐出部、100,101,101A,102…乾燥装置、S…基板、GV…ゲートバルブ、AF…気流
DESCRIPTION OF
Claims (25)
真空引き可能な処理容器と、
前記処理容器内の気体を排気する排気口と、
前記処理容器内で前記基板を支持する支持部材と、
前記有機材料膜から揮発する溶媒を捕集する溶媒捕集部と、
を備えたことを特徴とする乾燥装置。 A drying apparatus that removes the solvent in the organic material film applied to the surface of the substrate and dries it,
A processing container capable of being evacuated;
An exhaust port for exhausting the gas in the processing container;
A support member for supporting the substrate in the processing container;
A solvent collector that collects a solvent that volatilizes from the organic material film;
A drying apparatus comprising:
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