专利名称：处理室装置及其大气置换方法及包括该装置的电光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把需要在惰性气体环境下进行基板等的工件处理的工件处理装置收容在内并能够对其进行维护的处理室装置、该处理室装置的大气置换方法、包括该处理室装置的电光学装置以及有机EL装置。
背景技术：
在现有技术中，在惰性气体环境下进行工件处理的半导体制造装置等中所使用的处理室装置，在工件的出入管理中，考虑安全性问题(操作者的缺氧等情况)，需要将处理室内的惰性气体环境置换成大气。处理室中的惰性气体与大气的置换，通常通过真空吸引处理室内的惰性气体进行。
这样，在现有技术的处理室装置中，将惰性气体置换成大气时由于通过真空吸引进行，不仅要花费时间，而且容易出现惰性气体残留的问题。特别是，在容积大的处理室装置中，大气置换所花费的时间，对于半导体制造的生产节拍的影响很大。
本发明的目的在于提供一种可以在短时间内有效对处理室内的惰性气体和大气进行置换的处理室装置的大气置换方法、处理室装置、包括该处理室装置的电光学装置以及有机EL装置。
发明内容
本发明的处理室装置的大气置换方法，是将构成处理室内的惰性气体环境和大气进行置换的处理室装置的大气置换方法，其特征在于开放处理室的排气通道，同时关闭惰性气体的气体供给通道，强制向处理室内送入外部气体，将处理室内的惰性气体和外部气体置换。
依据该构成，在处理室内，将惰性气体和外部气体置换时，开放排气通道，强制向处理室内送入外部气体，流入到处理室内的外部气体具有将惰性气体赶向排气通道的作用。为此，可以迅速并且有效进行大气置换。而且可以防止惰性气体的残留。
这时优选外部气体的强制送气采用向处理室内强制送入惰性气体的风扇进行。
依据该构成，在进行大气置换时，可以活用向处理室内强制送入惰性气体的风扇，使得外部气体导入用装置的结构简单。
这时优选外部气体通过气体供给通道被强制送入到处理室中。
依据该构成，在进行大气置换时，可以活用惰性气体的气体供给通道，在这一点上也使得外部气体导入用装置的结构简单。并且，在处理室内没有必要形成大气导入用开口部，使得处理室的空气密封结构简单。
这时优选外部气体在经过温度调节装置后被强制送入到处理室中。
依据该构成，可以使充满外部气体的处理室内保持所希望的温度。例如，在收容在处理室内的装置中，在进行操作导入前的不需要惰性气体的试运行时可以在设计的环境温度下进行。
本发明的处理室装置，是将需要在惰性气体环境下进行操作处理的工件处理装置收容并可进行维护的处理室装置，其特征在于包括收容工件处理装置的处理室、向处理室内供给惰性气体同时在中途设置了气体调节器的气体供给通道、将处理室内的环境气体排出并且在中途设置了排气调节器的排气通道、向处理室内强制送入外部气体的风扇。
依据该构成，在由气体调节器关闭气体供给通道并且由排气调节器开放排气通道的状态下，通过驱动风扇，可以容易将处理室内的惰性气体环境置换成大气环境。这样在保持安全性(防止缺氧)的状态下，可以进行工件处理装置的维护。又，在该大气置换中，用风扇强制将外部气体送入到处理室内，流入到处理室内的外部气体具有将惰性气体赶向排气通道的作用。为此，可以迅速并且有效进行大气置换。而且可以防止惰性气体的残留。
这时优选进一步包括与气体调节器的下流侧的气体供给通道合流并且在中途设置了外部气体调节器的用于导入外部气体的外部气体导入通道，风扇设置在外部气体导入通道的合流部的下流侧的气体供给通道上。
依据该构成，风扇设置在气体供给通道上，风扇可以在外部气体导入和惰性气体导入时兼用，使得装置结构简单。又，由于使外部气体导入通道和气体导入通道合流，气体供给通道的一部分可以作为外部气体导入通道活用，同时没有必要在处理室上形成大气导入用的开口部。
这时优选进一步包括在外部气体导入通道的合流部与风扇之间的气体供给通道上设置的温度调节装置。
依据该构成，在由外部气体构成处理室的环境可以保持所希望的温度。为此，在收容在处理室内的工件处理装置中，在进行操作导入前的不需要惰性气体的试运行时(例如为确认精度的试运行)可以在设计的环境温度下进行。
这时优选进一步包括在风扇的下流侧的气体供给通道上设置的过滤器。
依据该构成，不仅导入的惰性气体，而且导入外部气体(大气)都由过滤器过滤，即使在大气导入时，也可以防止灰尘侵入到处理室内。此外过滤器优选采用HEPA过滤器。
这时优选外部气体调节器由2个开闭风门构成。
在工件处理装置正常运行时，为保持良好的惰性气体环境而使外部气体调节器始终处于关闭状态。但是，担心从外部气体调节器的调节板之间的间隙使外部气体侵入到处理室内。依据该构成，外部气体调节器由2个开闭风门构成，可以双重关闭外部气体导入通道，在上述正常运行时可以确切防止外部气体侵入到处理室内。此外，优选在该2个开闭风门上增加开闭阀，三重关闭外部气体导入通道。
这时优选在处理室中设置维护用的装卸面板体，装卸面板体由之间形成空隙的相对峙的外面板和内面板构成。
依据该构成，通过取下装卸面板体，可以开放处理室的一部分，使得在工件处理装置的维护上不会出现障碍。又，通过采用外面板和内面板的二重结构构成装卸面板体，可以更加防止从处理室内泄漏惰性气体，同时更加防止向处理室内透入水分。
这时优选进一步包括其一端部与内外两面板之间的空隙连通、而另一端部与排气调节器的上流侧的排气通道连通的面板体排气通道、在面板体排气通道中设置的面板体排气调节器。
依据该构成，即使从内面板泄漏出惰性气体而滞留在与外面板之间的空隙中，所泄漏的惰性气体在大气置换时通过面板体排气通道流入到排气通道中，可以防止在内外面板的空隙中惰性气体的残留。
这时优选进一步包括闭锁装卸面板体的电磁锁机构、检测处理室内的氧气浓度的氧气浓度检测装置，电磁锁机构根据浓度检测装置的检测结果，使装卸面板体处于闭锁或者开放状态。
依据该构成，在处理室内充满惰性气体时，或者在大气置换时残留有惰性气体时，装卸面板体处于闭锁状态，可以确切防止误将装卸面板体开放的情况发生。
这时优选进一步包括控制气体调节器、排气调节器以及大气调节器开闭的控制装置，控制装置，在惰性气体运行时控制使气体调节器和排气调节器处于打开状态，同时使大气调节器处于关闭状态，在外部气体导入时，控制使气体调节器处于关闭状态，同时使排气调节器以及大气调节器处于打开状态。
依据该构成，在惰性气体运行时控制使气体调节器和排气调节器处于打开状态，可以连续进行处理室的惰性气体的补给与排气。为此，可以始终在处理室内保持新鲜的惰性气体环境，并且可以适当排出在操作处理中所产生的气体。又，可以容易进行处理室内的氧气浓度等的控制。
这时优选在处理室临近处设置机械室，气体供给通道以及外部气体导入通道通过用隔壁将机械室分隔后形成。
依据该构成，惰性气体以及外部气体的管道(气体供给通道以及外部气体导入通道)可以在机械室内直接作成，没有必要设置专用的管道，使得机械室结构单纯并且紧凑。
这时优选至少气体供给通道在上下方向上延伸。
依据该构成，在不损失机械室的功能的情况下可以尽可能减少机械室的占用面积。
本发明的电光学装置，其特征在于包括上述处理室装置、收容在处理室装置中的工件处理装置。
优选工件处理装置是有机EL装置的制造装置。
依据该构成，可以在良好的惰性气体环境下进行操作处理，并且可以在安全的大气环境下进行工件处理装置的维护等。又，由于可以在短时间内进行大气置换，可以更加减少对制造节奏(操作处理)的影响。
这时优选有机EL装置的制造装置包括使导入了发光功能材料的功能液滴喷出头相对于操作对象的基板扫描的、选择性喷出发光功能材料在基板的多个象素区域上形成有机EL功能层的液滴喷出装置。
依据该构成，由于喷出发光功能材料形成有机EL功能层的工艺可以良好的惰性气体环境下进行，可以有效防止发光功能材料的变质和损伤。又，通过良好的大气置换，不会损失液滴喷出装置的维护性。
这时优选有机EL功能层是EL发光层以及空穴注入层中至少EL发光层。
依据该构成，有机EL装置中成为发光功能主体的部分可以用功能液滴喷出头形成，可以以更高的精度形成更加微小的象素，可以制造出高分辨率并且高质量的有机EL装置。
本发明的有机EL装置，其特征在于由上述电光学装置制造。
依据该构成，可以以低成本提供高质量和高成品率的有机EL装置。
图1表示本发明实施方案的电光学装置的外观立体图。
图2表示该实施方案的描绘装置的外观立体图。
图3表示该实施方案的描绘装置的外观主视图。
图4表示该实施方案的描绘装置的外观侧视图。
图5表示该实施方案的描绘装置的外观俯视图。
图6表示该实施方案的描绘装置的液滴喷出装置的示意图。
图7表示该实施方案的处理室装置的系统图。
图8表示该实施方案的处理室装置的俯视图。
图9表示该实施方案的处理室装置的主视图。
图10表示该实施方案的处理室装置的右侧视图。
图11表示该实施方案的处理室装置的左侧视图。
图12表示该实施方案的处理室装置的背面图。
图13表示该实施方案的处理室装置的装卸面板单元的横截面图(a)以及横截面图(b)。
图14表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中堆积部形成工艺(无机物堆积)的截面图。
图15表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中堆积部形成工艺(有机物堆积)的截面图。
图16表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中等离子处理工艺(亲水化处理)的截面图。
图17表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中等离子处理工艺(远水化处理)的截面图。
图18表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中正穴注入层形成工艺(液滴喷出)的截面图。
图19表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中正穴注入层形成工艺(干燥)的截面图。
图20表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中表面改质工艺(液滴喷出)的截面图。
图21表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中表面改质工艺(干燥)的截面图。
图22表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中B发光层形成工艺(液滴喷出)的截面图。
图23表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中B发光层形成工艺(干燥)的截面图。
图24表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中R·G·B发光层形成工艺的截面图。
图25表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中对向电极形成工艺的截面图。
图26表示该实施方案的有机EL装置的制造方法中封接工艺的截面图。
符号说明
1-电光学装置、2-描绘装置、3-处理室装置、4-功能液滴喷出头、6-液滴喷出装置、11-主处理室、12-电气室、13-机械室、17-X轴桌台、18 Y轴桌台、20-喷头单元、101-气体导入单元、102-排气管、113-前部装卸面板单元、114-后部装卸面板单元、121-内面板单元、122-外面板单元、124-内面板、126-外面板、129-电磁锁装置、130-空隙、131-送气口、132-排气口、133-过滤处理室、135-过滤器、134-隔壁、138-气体通道、141-气体储罐单元、142-气体开闭阀、143-气体调节阀、144-气体开闭风门、147-主气体通道、155-气体调节机器、156-冷却器、157-加热器、158-风扇、161-排气处理室、162-排气调节单元、163-排气调节风门、164-排气开闭风门、166-外部气体通道、172-外部气体入口、173-外部气体调节单元、174-外部气体开闭风门、175-外部气体调节风门、176-外部气体开闭阀、500-有机EL装置、501-基板、504-有机EL元件、510a-空穴注入/输送层、510b-发光层、W-基板。
具体实施方案以下参照
本发明的实施方案。
喷墨打印机的喷墨头(功能液滴喷出头)可以精确喷出微小墨滴(液滴)成圆点状，例如通过在功能液滴(喷出对象液)中采用特殊墨水、发光性或者感光性树脂等，可以期待应用到各种部件的制造领域中。
本实施方案的电光学装置，例如适用于有机EL装置等的所谓平板显示器的制造装置中，在惰性气体的环境中，从多个功能液滴喷出头喷出发光材料等功能液(喷墨方式)、形成成为有机EL装置的发光功能的各象素的EL发光层以及空穴注入层。
为此，在本实施方案中，说明适用于有机EL装置的制造装置中的电光学装置，说明由该装置制造的有机EL装置的结构和制造方法(制造过程)。
如图1所示，本实施方案的电光学装置1由描绘装置2和收容描绘装置2的处理室装置3所构成，由搭载了描绘装置2的功能液滴喷出头4喷出发光材料，形成有机EL装置的EL发光层以及空穴注入层，并且包含该功能液滴喷出头4的喷出动作的一系列制造工艺在处理室装置3中在惰性气体(氮气)环境下进行。
描绘装置2的详细内容将在后面说明，包括液滴喷出装置6、由附属在该装置中的各种装置所构成的附带装置7。处理室装置3在处理室11中并排设置电气室12以及机械室13，为所谓的洁净间的状态。在处理室11中导入惰性气体的氮气，收容在其中的上述液滴喷出装置6以及附带装置7整体暴露在氮气环境下，在氮气环境下工作。
如图2到图5所示，液滴喷出装置6包括设置在地板上的台架15、设置在台架15上的稳定石盘16、设置在稳定石盘16上的X轴桌台17、以及与其垂直的Y轴桌台18、悬挂在Y轴桌台18上进行设置的主托架19、搭载在主托架19上的喷头单元20。
X轴桌台17，包括构成X轴方向的驱动系统的X轴空气滑杆22以及X轴线电机23，在其上搭载将θ桌台24以及基板W空气吸引的吸附台25。Y轴桌台18包括构成Y轴方向的驱动系统的一对Y轴滑杆27、27、Y轴螺杆28、Y轴电机(伺服电机)29，在其上搭载吊接上述主托架19的桥板30。
在搭载在主托架19上的喷头单元20上，通过介入子托架搭载多个功能液滴喷出头4。在图中虽然没有特别详细画出，在子托架上，搭载了12个功能液滴喷出头4，这些功能液滴喷出头4分成2组，每组6个(在图6中前后2组)，在主扫描方向按给定角度倾斜配置(参见图6)。
在本实施方案的液滴喷出装置6中，与功能液滴喷出头4的驱动(功能液滴选择性喷出)同步，移动基板W，功能液滴喷出头4的所谓主扫描是由X轴桌台17的X轴方向上的往返移动实现。而所谓副扫描，是由Y轴桌台18使功能液滴喷出头4在Y轴方向上的往返移动实现。
另一方面，喷头单元20的起始位置，为图1中的后侧位置，并且从该液滴喷出装置6的后方进行喷头单元20的搬运或者交换(后面详细说明)。又，在该图的左侧上，基板搬送装置(图中未画出)靠近，从其左方将基板W搬入、搬出。该液滴喷出装置6的前侧，一体设置上述附带装置7的主要构成装置。
附带装置7包括靠近上述台架15以及稳定石盘16配置的箱体形式的公共机台32、设置在公共机台32内的一半上的空气供给装置33以及抽真空装置34、在公共机台32内的另一半上设置其主要装置的功能液供给回收装置35、在公共机台32上设置其主要装置的维护装置36。此外，图中的符号37是设置在主储罐(图中未画出)和喷头单元20之间的功能液通道上的功能液供给回收装置35的中间储罐。
空气供给装置33构成功能液供给回收装置35的压力供给源，同时在维护装置36等中的空气压力调节器的驱动源使用。抽真空装置34连接在上述吸附台25上，通过空气吸力吸住基板W。功能液供给回收装置35向功能液滴喷出头4供给功能液，同时回收来自维护装置36等的不需要的功能液。
维护装置36包括定期对功能液滴喷出头4冲洗(从所有喷嘴喷出功能液并扔掉)的冲洗单元41、吸出功能液滴喷出头4的功能液并进行保管的清洁单元42、擦拭功能液滴喷出头4的喷嘴形成面的擦拭单元43。清洁单元42和擦拭单元43配置在上述公共机台32上。冲洗单元41配置在基板W的附近，搭载在X轴桌台(θ桌台24)17上。
在此，参照图6的示意图，简单说明在处理室装置3内在氮气环境下动作的描绘装置2的一系列动作。首先，作为准备阶段，将喷头单元20搬入到液滴喷出装置6中，并设置在主托架19上。喷头单元20设置在主托架19上后，Y轴桌台18使喷头单元20移动到图外的喷头识别照相机的位置上，进行喷头单元20的位置识别。在此，根据该识别结果，对喷头单元进行θ校正，并且在数据上进行喷头单元20的X轴方向以及Y轴方向的位置校正。位置校正后，使喷头单元(主托架19)20返回到起始位置。
另一方面，如果在X轴桌台17的吸附台25上导入基板(这时针对所导入的每块基板)W，在导入位置上由图外的基板识别照相机对基板W进行位置识别。在此，根据识别结果，由支撑吸附台25的θ桌台24对基板W进行θ校正，并且在数据上进行基板W的X轴方向以及Y轴方向的位置校正。
这样，准备阶段结束后，在实际的液滴喷出作业中，首先驱动X轴桌台17，使基板W在主扫描方向上往返移动，同时驱动多个功能液滴喷出头4，进行向基板W选择性喷出功能液滴的动作。基板W返回移动后，驱动Y轴桌台18，使喷头单元20在副扫描方向上移动一行距，再次使基板W在主扫描方向上往返移动，同时驱动功能液滴喷出头4。这样，通过数次反复进行，从基板W的端到端(整个区域)进行了液滴喷出，形成有机EL装置的发光层。
另一方面，在进行上述动作的同时，由作为压力供给源的空气供给装置33从功能液供给回收装置35向液滴喷出装置6的喷头单元(功能液滴喷出头4)20连续供给功能液，并且在吸附台25上由抽真空装置34空气吸引住基板W。又，在液滴喷出作业之前，使喷头单元20靠近清洁单元42以及擦拭单元43，从功能液滴喷出头4的所有喷嘴吸出功能液，接着进行喷嘴形成面的擦拭。在液滴喷出作业中，适时使喷头单元20靠近冲洗单元41，对功能液滴喷出头4进行冲洗。
此外，在本实施方案中，虽然是使喷出对象物的基板W相对于喷头单元20在主扫描方向(X轴方向)上移动，也可以使喷头单元20在主扫描方向上移动。又，也可以固定喷头单元20，而使基板W在主扫描方向和副扫描方向上移动。
以下，参照图7的系统图、图8到图13的结构图，说明处理室装置3。此外，在处理室装置的说明中，以图8中的纸面的下侧为「前」、上侧为「后」、左侧为「左」、右侧为「右」进行说明。
处理室装置3包括收容上述描绘装置2的处理室11、与处理室11的右前部并排设置的电气室12、与处理室11的右后部并排设置的机械室13。此外，作为填充到处理室11中的惰性气体优选采用氮气、二氧化碳气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气以及氡气中的任一种，在本实施方案中，考虑到成本和安全性，采用氮气。
惰性气体(氮气)由图外的气体制造装置通过气体导引单元101导入到机械室13中，在此经过调和处理后导入到处理室11中。又，处理室11内的惰性气体从添设在处理室37的左前部上的排气管(排气通道)102适当排出，传送到图外的气体处理装置。在实际运行中，向处理室11连续进行惰性气体的补给和排气，由微小流动的惰性气体构成处理室11内的环境气体。
处理室11是用气密材料将左侧壁111、右侧壁112、前部装卸面板单元113、后部装卸面板单元114、底壁115以及顶壁116相互密封组成的预制式房间。另一方面，收容在处理室11内部的液滴喷出装置6以前后方向为Y轴方向，而左右方向为X轴方向的姿式被收容(参见图1)。即，考虑到维护方便，描绘装置2的附带装置7面向前部装卸面板单元113，考虑到喷头单元20的运入等的方便，使喷头单元20的起始位置面向后部装卸面板单元114。又，左侧壁111上，形成为搬入搬出基板W的带活动板的传递开口117(参见图11)。
前部装卸面板单元113以及后部装卸面板单元114均为内面板单元121以及外面板单元122底二重结构。内面板单元121由在左右中间具有纵框123a的框体123、在由纵框123a构成的左右开口部(维护开口)上分别装入可自由装卸的带窗口的一对内板124、124所构成(参见图13)。在各内板124上，除了设置左右的手柄外，还设置多个锁杆(均未在图中画出)，内板124以抽拉形式与框体124接触，并且由多个锁杆密封装入到框体123上。
同样，外面板单元122由在左右中间具有纵框125a的框体125、在由纵框125a构成的左右开口部(维护开口)上分别装入可自由装卸的带窗口的一对外板126、126所构成(参见图13)。在各外板126上，除了设置左右的手柄127、127外，还设置多个锁杆128，这时外板126也以抽拉形式与框体挡接，并且由多个锁杆128密封装入到框体125上。外面板单元122比内面板单元121要稍微宽一些并且要稍微长一些，对内外两面板121、122的装卸作业不会形成障碍(参见图13)。
又，在内外各面板124、126上，在其上侧安装多个电磁闭锁装置129，根据处理室11内的氧气浓度，可以控制内外各面板124、126成闭锁或者开放状态(后面详细说明)。即，前部装卸面板单元113以及后部装卸面板单元114可以由电磁闭锁装置129相互闭锁。
在右侧壁112的后上部上，形成连通机械室13的送气口131，与此对应在左侧壁111的前下部形成与排气管102连通的排气口132。又，在处理室11的顶板部分上形成与送气口131连通的过滤室133。过滤室133由格子状的过滤器安装框134水平分割顶板部分形成，在该过滤器安装框134上安装多个(4个)过滤器(HEPA过滤器)135(参见图8)。
从送气口131流入的惰性气体流入到过滤室133中，经过多个过滤器135后流入到液滴喷出装置6的上部。这时，从送气口131流入的惰性气体，经过多个过滤器135后的气流的主体，在处理室11内大致在对角线方向上流动，并到达排气口132。在该对角方向的气流的主流路上设置液滴喷出装置6的进行液滴喷出动作的区域，即喷出区域。
即，在处理室11内，惰性气体的主气流包围喷出区域流动，并且作为气流整体从过滤器向下流入后，流向排气口132。这样，喷出区域始终暴露在新鲜的惰性气体环境中。此外，这时的气流的流速，调整到不使从功能液滴喷出头4喷出的功能液滴偏离的程度。
在机械室13的上部，设置与图外的气体制造装置连通的气体导入单元101，又在机械室13的内部适当用隔壁137分隔，形成从气体导入单元101到上述送气口131的气体通道138。即，在机械室13的内部一体形成成为气体通道138的管道。
在气体导入单元101上，安装由气体开闭阀(电磁阀)142、气体调节风门(电磁阀高密度电机调节器)143以及气体开闭风门(高密度电机调节器)144构成气体调节单元141(参见图7)。如上所述，在本实施方案的处理室装置3中，采用连续进行惰性气体的补给和排气的运行方式，在气体开闭阀142以及气体开闭风门144处于「打开」状态下，由气体调节风门143调节惰性气体的补给流量。又，在后述的大气置换运行中，将气体开闭阀142、气体调节风门143以及气体开闭风门144均控制成「关闭」状态。
在机械室13的内部构成气体通道138，从气体导入单元101延伸到机械室13的下部，在此折回传送到上部的送气口131。在该气体通路138中朝向上方的通道部分上安装后述的气体调节机器155。
又，气体通道138，如图7所示，在气体导入单元101的下流测分流，由从气体导入单元101经过气体调节机 155到达送气口131的一方主气流通道147、和从气体导入单元101直接到达送气口131的另一方旁路气流通道148所构成。在主气流通道147以及旁路气流通道148中分别设置通道切换用手动风门149、150。两手动风门149、150只是在设置处理室装置3的初始调节时使用。
此外，如图7所示，在处理室11形成返回通道(返回口)151，处理室11的返回气流通过该返回通道151返回到机械室13，在气体调节机器155的上流侧与主气流通道147合流。但是，该返回气流是在预备时使用，在正常运转时不返回气流。
在主气流通道147中设置由冷却器(制冷设备)156、加热器(电加热器)157以及2台风扇(多叶片风扇)158、158构成的气体调节机器155。冷却器156以及加热器157靠近机械室的上下中间位置配置，构成温度调节装置。这样，处理室11内的惰性气体环境可以保持在给定温度，例如在本实施方案中为在20℃±0.5℃。
风扇158在机械室13的上部，靠近送气口131设置。从气体导入单元101导入的惰性气体，由该风扇158通过送气口131强制传送给处理室11内。并且由该风扇158控制向处理室11内补给惰性气体的流量以及处理室11内的气流的流速等。
构成排气通道的排气管102，在排气口132附近有排气室161，从该排气室161开始上升，进一步沿处理室11的上面水平延伸。在排气管102的下流侧(位于处理室11的上面的部分)，设置由排气调节风门163以及排气开闭风门164构成的排气调节单元162(参见图7)，由该排气调节风门163调节排气量。
又，在排气室161中，与分别从上述前部装卸面板单元113以及后部装卸面板单元114延伸的2根排气管(面板上排气通道)166、166连接(参见图8、图9、以及图11)。各排气管的上流端，与内面板单元121和外面板单元122之间的空隙130连通，又在各排气管166上设置排气阀(面板体排气调节风门)167。这样，可以将在内外两面板单元113、114的空隙130部分处泄漏的惰性气体排出(后面详细说明)。
另一方面，在气体调节机器155的上流侧的主气流通道147中，与由隔壁137在机械室内13构成的外部气流通道171合流(参见图7)。外部气流通道171的外部气体入口172，在机械室13的下部侧面开口，外部气流通道171的下流测，在冷却器156的上流侧与主气流通道147合流。又，在外部气流通道171中，从外部气体入口172开始，依次设置外部气体开闭风门174、外部气体调节风门175以及外部气体开闭阀176所构成的外部气体调节单元173。
这时，外部气体开闭风门174以及外部气体调节风门175由高密封调节器构成，外部气体开闭阀176由电磁阀(或者电动换向阀)构成。在后面将详细说明，外部气体开闭风门174、外部气体调节风门175以及外部气体开闭阀176均控制成「打开」的状态下，由外部气体调节风门175调节外部气体的流量。又，在通常通电时，这些风门174、175以及176均控制成「关闭」状态，通过高度密封，可以确切防止外部气体的侵入。
以下简单说明处理室装置3的运行方法。在向处理室11导入惰性气体的正常运行时，外部调节器单元173处于「关闭」状态，由风扇158对处理室11内进行惰性气体的补给以及排气，形成惰性气体环境。
气体调节阀143，通过控制器181，与设置在处理室11内的氧气浓度计(低浓度)182以及水分计183连接，根据这些测量结果，调节惰性气体的补给流量。更具体讲，由气体调节阀143进行控制，可以将处理室11内的氧气浓度以及水分浓度均保持在10ppm以下。此外，图中的符号184是显示氧气浓度的刻度表。
另一方面，排气调节风门163通过控制器186与压力计187连接，根据压力计187的检测结果，调节惰性气体的排气流量。即，由排气调节风门163进行控制，可以使处理室11内相对于大气压成正压状态。这样，即使从处理室11有惰性气体泄漏，也可以防止外部气体的侵入。
又，在气体调节单元141的下流侧附近，以及排气调节单元162的上流侧附近，分别设置风速电机188a、188b，根据该风速电机188a、188b的风力差的变化，可以确定风扇158的故障和惰性气体的泄漏。
进一步，在处理室11内，设置温度调节计(温度计)189，温度调节计189通过继电器190与加热器157连接。这时，温度调节装置的冷却器156始终按额定运行，由加热器157将处理室11内的温度控制在20℃±0.5℃。
另一方面，在将处理室11内的惰性气体排出而导入外部气体的大气置换运行中，气体调节单元141处于「关闭」状态，外部气体调节单元173以及排气调节单元162处于「打开」状态，由风扇158向处理室11强制送入外部气体。即，向处理室11强制送入外部气体，将处理室11内的惰性气体赶出。又，两排气阀167、167处于「打开」状态，将泄漏在内外两面板单元121、122的空隙130部分中的惰性气体也排出。
在以维护描绘装置2为前提(装卸面板单元113、114开放)的大气置换运行中，加热器157关闭，同时外部气体调节风门175以及排气调节风门163处于「全开」状态，不进行流量调节。这样可以在最短时间内进行大气置换。然后，根据设置在处理室11内的氧气浓度计(高浓度)191的测量结果，可以确认大气置换是否结束，并且解除上述电磁锁装置129的闭锁状态。这样，前后装卸面板单元113、114处于可开放状态。
又，在以该确认描绘装置(液滴喷出装置6)2的精度的试验运行为前提的大气置换运行中，加热器157打开，同时外部气体调节风门175以及排气调节风门163进行流量调节，使处理室11内置换成所希望温度(20℃±0.5℃)的大气环境。
这样，在处理室11中收容描绘装置2，使液滴喷出装置6的液滴喷出作业在新鲜的惰性气体环境下进行，因此不会使喷射在基板W上的功能液滴(发光材料)出现变质或者损伤的情况，可以稳定制造有机EL装置。又，在进行大气置换时，采用风扇158强制向处理室11内送入外部气体，可以在短时间内进行大气置换，同时可以更加防止惰性气体的残留。
以下说明采用上述实施方案的电光学装置1制造有机EL装置的方法。
图14到图26表示有机EL装置的制造过程及其结构。该制造过程包括堆积部形成工艺、等离子处理工艺、由空穴注入/输送层形成工艺以及发光层形成工艺所构成的发光元件形成工艺、对向电极形成工艺、封接工艺。
在堆积部形成工艺中，在预先形成在基板501上的电路元件部502以及电极511(也称为象素电极)的指定位置上，通过积层无机物堆积层512a和有机物堆积层512b，形成具有开口部512g的堆积部512。这样，在堆积部形成工艺中，包括在电极511的一部分上形成无机物堆积层512a的工艺、和在无机物堆积层上形成有机物堆积层512b的工艺。
首先在形成无机物堆积层512a的工艺中，如图14所示，在电路元件部502的第2层间绝缘膜544b上以及象素电极511上形成无机物堆积层512a。例如可以通过采用CVD法、喷涂法、溅射法、蒸镀法等在层间绝缘层514以及象素电极511的整个面上形成SiO2、TiO2等无机物膜，形成无机物堆积层512a。
然后，通过对该无机物膜时刻等，进行图案化，设置与电极511的电极面511a的形成位置对应的下部开口部512c。这时，需要使无机物堆积层512a与电极511的周缘部重叠形成。这样，通过使电极部511的周缘部(一部分)和无机物堆积层512a重叠来形成无机物堆积层512a，可以控制发光层510的发光区域。
然后，在形成有机物堆积层512b的工艺中，如图15所示，在无机物堆积层512a上形成有机物堆积层512b。采用光刻技术等对有机物堆积层512b进行蚀刻，形成有机物堆积层512b的上部开口部512d。上部开口部512b设置在与电极面511a以及下部开口部512c对应的位置上。
上半开口部512d，如图15所示，优选形成为比下部开口部512c宽，比电极面511a窄。这样，将无机物堆积层512a的下部开口部512c包围的第1积层部512e成为比有机物堆积层512b向电极511的中央侧延伸的形状。这样，通过将上部开口部512d、下部开口部512c连通，形成贯通无机物堆积层512a以及有机物堆积层512b的开口部512g。
然后在等离子处理工艺中，在堆积部512的表面和象素电极的表面511a上形成呈现亲墨水性的区域、和呈现斥墨水性的区域。该等离子处理工艺大体可以分成预加热工艺、将堆积部512的上面(512f)、开口部512g的壁面以及象素电极511的电极面511a加工成具有亲墨水性的亲墨水化工艺、将有机物堆积层512b的上面512f以及上半开口部512d的壁面加工成具有斥墨水性的斥墨水化工艺、冷却工艺。
首先，在预备加热工艺中，将包含堆积部512的基板501加热到给定温度。加热，通过例如在载置基板501的平台上安装加热器、用该加热器加热该平台和基板501实现。具体讲，优选将基板501的预备加热温度加热到例如70℃～80℃的范围内。
然后，在亲墨水化工艺中，在大气环境下以氧气作为处理气体，进行等离子处理(O2等离子处理)。通过该O2等离子处理，如图16所示，对象素电极511的电极面511a、无机物堆积层512a的第1积层部512e、有机物堆积层512b的上部开口部512d的壁面以及上面512f进行亲墨水化处理。通过这样的亲墨水化处理，在这些各面上导入氢氧基，使其具有亲墨水性。在图16中，用点横线表示亲墨水处理后的部分。
然后，在斥墨水化工艺中，在大气环境下以4氟化甲烷作为处理气体，进行等离子处理(CF4等离子处理)。通过该CF4等离子处理，如图17所示，对上部开口部512d的壁面、有机物堆积层的上面512f进行斥墨水化处理。过这样的斥墨水化处理，在这些各面上导入氟基，使其具有斥墨水性。在图17中，用二点横线表示斥墨水处理后的部分。
然后，在冷却工艺中，使为进行等离子处理而加热的基板501冷却到室温、或者喷墨工艺(液滴喷出工艺)的管理温度。通过使等离子处理后的基板501冷却到室温、或者指定温度(例如进行喷墨工艺的管理温度)。可以在恒定温度下进行下一步的空穴注入/输送层形成工艺。
然后，在发光元件形成工艺中，通过在象素电极511上形成空穴注入/输送层以及发光层，形成发光元件。在发光元件形成工艺中，包含4个工艺。即，将为形成空穴注入/输送层的第1组成物喷吐到上述各象素电极上的第1液滴喷出工艺、使喷出的上述第1组成物干燥，在上述象素电极上形成空穴注入/输送层的空穴注入/输送层形成工艺、将为形成发光层的第2组成物喷吐在上述空穴注入/输送层上的第2液滴喷出工艺、使喷出的上述第2组成物干燥，在上述空穴注入/输送层上形成发光层的发光层形成工艺。
首先，在第1液滴喷出工艺中，通过喷墨法(液滴喷出法)，将包含空穴注入/输送层形成材料的第1组成物喷吐到电极面511a上。此外，在该第1液滴喷出工艺以后，优选在没有氢、氧气的氮气环境、氩气环境等惰性气体环境中进行。(此外，只在象素电极上形成空穴注入/输送层时，不形成与有机物堆积层邻近的空穴注入/输送层)。
如图18所示，在喷墨头(功能液滴喷出头)H中填充包含空穴注入/输送层形成材料的第1组成物，使喷墨头H的喷嘴与位于下部开口部512c内的电极面511a对向，一边使喷墨头H相对于基板501相对移动，一边向电极面511a上从喷嘴喷出相当于1滴液量的第1组成物滴510c。
在此，作为所用的第1组成物，例如，可以采用将聚乙二羟噻吩(PEDOT)等聚乙烯衍生物和聚苯乙烯砜酸(PSS)等混合物溶解在极性溶剂的组成物。作为极性溶剂，例如可以采用异丙醇(IPA)、正丁醇、γ-丁内酯、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)及其衍生物、卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯等乙二醇醚类等。此外，空穴注入/输送层形成材料，对于R·G·B的各发光层510b既可以采用相同的材料，也可以针对每个发光层改变。
如图18所示，喷出的第1组成物滴510c在亲墨水化处理后的电极面511a以及第1积层部512e上扩散，浸满下部、上部开口部512c、512d内。喷出到电极面511a上的第1组成物量由下部、上部开口部512c、512d的大小、要形成的空穴注入/输送层的厚度、第1组成物中空穴注入/输送层形成材料的浓度等确定。又，第1组成物滴510c不限于1次，也可以分数次向同一电极面511a上喷出。
然后，在空穴注入/输送层形成工艺中，如图19所示，对喷出后的第1组成物进行干燥处理以及热处理，使包含在第1组成物中的极性溶剂蒸发，在电极面511a上形成空穴注入/输送层510a。在进行干燥处理时，包含在第1组成物滴510c内的极性溶剂的蒸发，主要是在无机物堆积层512a以及有机物堆积层512b附近发生，伴随极性溶剂的蒸发，空穴注入/输送层形成材料浓缩后析出。
这样，如图19所示，通过干燥处理，在电极面511a上也发生极性溶剂的蒸发，这样在电极面511a上形成由空穴注入/输送层形成材料构成的平坦部510a。在电极面511a上由于极性溶剂的蒸发速度基本上均匀，空穴注入/输送层的形成材料在电极面511a上均匀浓缩，这样形成均匀厚度的平坦面510a。
然后，在第2液滴喷出工艺中，通过喷墨法(液滴喷出法)，在空穴注入/输送层510a上喷出包含发光层形成材料的第2组成物。在该第2液滴喷出工艺中，为了防止空穴注入/输送层510a的再次溶解，在形成发光层时所使用的第2组成物的溶剂，采用对空穴注入/输送层510a不溶解的非极性溶剂。
但是另一方面，空穴注入/输送层510a由于对非极性溶剂的亲和性低，将包含非极性溶剂的第2组成物喷出到空穴注入/输送层510a上时，空穴注入/输送层510a与发光层510b不能密接，或者担心出现发光层510b不能均匀喷涂的情况。为此，为了提高非极性溶剂以及发光层形成材料与空穴注入/输送层510a的表面的亲和性，优选在形成发光层之前实施表面改质工艺。
在此首先说明表面改质工艺。在表面改质工艺中，将采用和发光层形成时所使用的第1组成物的非极性溶剂相同的溶剂或者相近的溶剂作为表面改质用溶剂，通过喷墨法(液滴喷出法)、旋转喷涂法或者浸渍法涂敷在空穴注入/输送层510a上，然后进行干燥。
例如，采用喷墨法涂敷时，如图20所示，在喷墨头H中填充表面改质用溶剂，使喷墨头H的喷嘴与基板(即形成了空穴注入/输送层510a的基板)对向，一边使喷墨头H相对于基板501相对移动，一边向空穴注入/输送层510a上从喷嘴喷出表面改质用溶剂510d。然后，如图21所示，使表面改质用溶剂510d干燥。
然后，在第2液滴喷出工艺中，通过喷墨法(液滴喷出法)，在空穴注入/输送层510a上喷出包含发光层形成材料的第2组成物。如图22所示，在喷墨头H中填充包含蓝色(B)发光层形成材料的第2组成物，使喷墨头H的喷嘴与位于下部、上部开口部512c、512d内的空穴注入/输送层510a对向，一边使喷墨头H相对于基板501相对移动，一边从喷嘴喷出相当于1滴液量的第2组成物滴510e，将该第2组成物滴510e喷涂在空穴注入/输送层510a上。
作为发光层形成材料，可以采用聚芴系高分子衍生物、(聚)对亚苯基亚乙烯基衍生物、聚亚苯基衍生物、聚噻吩衍生物、苝系色素、香豆素色素、若丹明系色素，或者在上述高分子中掺杂了有机EL材料后使用。例如，可以掺杂四氟乙烯均聚物、苝、9，10-二苯蒽、四苯丁二烯、尼罗红、香豆素、喹吖啶酮等后使用。
作为非极性溶剂，优选空穴注入/输送层510a不溶解的材料，例如，可以采用环乙基苯、二氢苯并呋喃、三甲基苯、四甲基苯等。通过在发光层510b的第2组成物中采用这样的非极性溶剂，可以在不使空穴注入/输送层510a再次溶解的情况下涂敷第2组成物。
如图22所示，所喷出的第2组成物滴510e在空穴注入/输送层510a上扩散，填满下部、上部开口部512c、512d内。又，第2组成物滴510e不限于1次，也可以分数次向同一空穴注入/输送层510a上喷出。这时，每次第2组成物的量可以相同，也可以每次都改变第2组成物的量。
然后，在发光层形成工艺中，在喷出第2组成物后实施干燥处理以及热处理，在空穴注入/输送层510a上形成发光层510b。干燥处理是使通过对喷出后的第2组成物进行干燥处理后使包含在第2组成物中的非极性溶剂蒸发，形成图23所示的蓝色(B)发光层510b。
然后，如图24所示，和蓝色(B)发光层510b的情况同样，形成红色(R)发光层510b，最后形成绿色(G)发光层510b。此外，发光层510b的形成顺序，并不限定于上述顺序，可以按任意顺序形成。例如，可以根据发光层形成材料确定形成顺序。
然后在对向电极形成工艺中，如图25所示，在发光层510b以及有机物堆积层512b的整个面上形成阴极503(对向电极)。此外，阴极503也可以通过堆积多个材料形成。例如，优选在发光层附近侧形成自有能小的材料，例如，可以采用Ca、Ba等，并且根据材料有时也可能在下层形成薄薄一层LiF等较好。又，优选在上部侧(封接侧)采用比下部侧自由能更高的材料。这些阴极(阴极层)503，例如优选采用蒸镀法、溅射法、CVD法等形成，特别优选采用蒸镀法形成，这样对发光层510b可以不造成热损伤。
又，氟化锂也可以只在发光层510b上形成，或者更进一步只在蓝色(B)发光层510b上形成。这时，在其它红色(R)发光层以及绿色(G)发光层510b、510b上，与LiF构成的上部阴极层503b相连接。又，在阴极12的上部，优选采用由蒸镀法、溅射法、CVD法等形成的Al膜、Ag膜等。又，在阴极503上，为防止氧化，也可以设置SiO2、SiN等的保护层。
最后，在图26所示的封接工艺中，在氮、氩、氦等惰性气体环境中，在有机EL元件504上积层封接用基板505。封接工艺优选在氮、氩、氦等惰性气体环境中进行。如果在大气环境中进行，如果在阴极503上形成了针孔等缺陷时，水分和氧气等从该缺陷部侵入到阴极503中，阴极503有可能被氧化，这是不希望的事情。最后，使可挠性电路板的布线与阴极503连接，同时在驱动IC上连接电路元件部502的布线，获得本实施方案的有机EL装置500。
发明的效果如上所述，依据本发明的处理室装置的大气置换方法以及处理室装置，处理室内的大气置换中，强制将外部气体送入到处理室内，可以防止惰性气体的残留，可以在短时间内对处理室内的惰性气体环境和大气有效置换。
又，依据本发明的电光学装置以及有机EL装置，可以在良好的惰性气体环境下进行操作处理，并且在安全的大气环境中对工件处理装置进行维护。又，可以在短时间内进行大气置换。进一步，可以以低成本提供高质量、高可靠性的有机EL装置。
权利要求
1.一种处理室装置的大气置换方法，是将构成处理室内的惰性气体环境和大气进行置换的处理室装置的大气置换方法，其特征在于开放所述处理室的排气通道，同时关闭惰性气体的气体供给通道，强制向所述处理室内送入外部气体，将所述处理室内的惰性气体和外部气体置换。
2.根据权利要求1所述的处理室装置的大气置换方法，其特征在于所述外部气体的强制送气采用向所述处理室内强制送入惰性气体的风扇进行。
3.根据权利要求1所述的处理室装置的大气置换方法，其特征在于所述外部气体通过所述气体供给通道被强制送入到所述处理室中。
4.根据权利要求1所述的处理室装置的大气置换方法，其特征在于所述外部气体在经过温度调节装置后被强制送入到所述处理室中。
5.一种处理室装置，是将需要在惰性气体环境下进行操作处理的工件处理装置收容并可进行维护的处理室装置，其特征在于包括收容所述工件处理装置的处理室、向所述处理室内供给惰性气体的，并且在中途设置有气体调节器的气体供给通道、将所述处理室内的环境气体排出并且在中途设置有排气调节器的排气通道、向所述处理室内强制送入外部气体的风扇。
6.根据权利要求5所述的处理室装置，其特征在于进一步包括与所述气体调节器的下流侧的所述气体供给通道合流并且在中途设置有外部气体调节器的用于导入外部气体的外部气体导入通道，所述风扇设置在所述外部气体导入通道的合流部的下流侧的所述气体供给通道上。
7.根据权利要求6所述的处理室装置，其特征在于进一步包括在所述外部气体导入通道的合流部与所述风扇之间的所述气体供给通道上设置的温度调节装置。
8.根据权利要求6所述的处理室装置，其特征在于进一步包括在所述风扇的下流侧的所述气体供给通道上设置的过滤器。
9.根据权利要求6所述的处理室装置，其特征在于所述外部气体调节器由2个开闭风门构成。
10.根据权利要求6所述的处理室装置，其特征在于在所述处理室中设置维护用的装卸面板体，所述装卸面板体由之间形成空隙的相对峙的外面板和内面板构成。
11.根据权利要求10所述的处理室装置，其特征在于进一步包括其一端部与所述内外两面板之间的所述空隙连通、而另一端部与所述排气调节器的上流侧的所述排气通道连通的面板体排气通道、在所述面板体排气通道中设置的面板体排气调节器。
12.根据权利要求10所述的处理室装置，其特征在于进一步包括闭锁所述装卸面板体的电磁锁机构和检测所述处理室内的氧气浓度的氧气浓度检测装置，所述电磁锁机构根据所述浓度检测装置的检测结果，使所述装卸面板体处于闭锁或者开放状态。
13.根据权利要求6所述的处理室装置，其特征在于进一步包括控制所述气体调节器、所述排气调节器以及所述大气调节器开闭的控制装置，所述控制装置，在惰性气体运行时控制所述气体调节器和所述排气调节器处于打开状态，同时使所述大气调节器处于关闭状态，在外部气体导入时，控制使所述气体调节器处于关闭状态，同时使所述排气调节器以及所述大气调节器处于打开状态。
14.根据权利要求6所述的处理室装置，其特征在于在所述处理室临近处设置机械室，通过用隔壁将所述机械室分隔而形成所述气体供给通道以及所述外部气体导入通道。
15.根据权利要求14所述的处理室装置，其特征在于至少所述气体供给通道在上下方向上延伸。
16.一种电光学装置，其特征在于包括权利要求5所述的处理室装置和被收容在所述处理室装置中的所述工件处理装置。
17.根据权利要求16所述的电光学装置，其特征在于所述工件处理装置是有机EL装置的制造装置。
18.根据权利要求17所述的电光学装置，其特征在于所述有机EL装置的制造装置包括通过使导入了发光功能材料的功能液滴喷头相对作为工件的基板进行扫描、选择性地喷出所述发光功能材料，在所述基板的多个象素区域上形成有机EL功能层的液滴喷出装置。
19.根据权利要求18所述的电光学装置，其特征在于所述有机EL功能层是EL发光层及空穴注入层中的至少所述EL发光层。
20.一种有机EL装置，其特征在于由权利要求17所述的电光学装置制造而成。
全文摘要
本发明提供一种可以在短时间内对处理室内的惰性气体和大气进行有效置换的处理室装置的大气置换方法、处理室装置、包括该处理室装置的电光学装置以及有机EL装置。是将构成处理室(11)内的惰性气体环境和大气进行置换的处理室装置(3)的大气置换方法，开放处理室(11)的排气通道(102)，同时关闭惰性气体的气体供给通道(138)，强制向处理室(11)内送入外部气体，将处理室(11)内的惰性气体和外部气体置换。
文档编号H05B33/10GK1438824SQ03102540
公开日2003年8月27日 申请日期2003年2月9日 优先权日2002年2月12日
发明者林高之 申请人:精工爱普生株式会社