工作臺裝置、成膜裝置、光學元件、半導體元件及電子設備的制作方法

專利名稱：工作臺裝置、成膜裝置、光學元件、半導體元件及電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在電子設備等的制造工序中使用的對具有撓性的基板進行吸附、保持的吸附工作臺。
背景技術：
可以制作比液晶顯示器更薄的顯示裝置的有機EL(電致發光)元件作為新一代技術備受關注。如果將有機EL元件排列在柔軟的塑料上，則還可以制成像紙一樣薄且可以彎曲的顯示裝置。此外，在有機EL(電致發光)顯示裝置或TAB(Tape Automated Bonding)的制造中，使用如下的技術，即，利用噴墨技術向放置于工作臺裝置上的基板等噴出發光材料、導電材料等的液滴，形成發光層或電路圖案。此時，為了將基板等保持在工作臺裝置上，一般用多孔體構成工作臺裝置，由形成于工作臺裝置上的空孔對基板進行吸附保持。
像這樣將噴墨技術應用于工業中的情況下，與家用等的打印機的情況相比，有必要縮短噴出流體的噴嘴(噴頭)和基板等的距離，另外，由于構成工作臺裝置的多孔體為非金屬，因此會有工作臺裝置等明顯帶電之類的問題。當蓄積的靜電釋放時，就會產生破壞形成于基板上的電路或使流體中所含的可燃性溶劑等著火的危險。為了解決此類問題，已經有如下的技術，即，設置被稱為靜電消除器(ionizer)的靜電去除裝置的技術，和通過使用具有導電性的材料構成工作臺裝置來防止帶電的技術。
但是，有時靜電去除裝置除電能力不充分。另外，由于后者的技術以保持半導體晶片等比較硬質的基板為目的，而形成于工作臺裝置上的空孔的孔徑較大，因此，當對較薄的塑料或薄膜狀的具有撓性的基板，即柔性基板進行吸附時，就很容易在基板上殘留吸附痕跡。當在柔性基板上殘留吸附痕跡時，就會對發光層等的成膜或干燥產生很大的影響，難以形成均勻的層，從而產生發光不勻，或造成電路圖案的短路的問題。

發明內容
鑒于此類情況，本發明的目的在于，提供一種在使用噴墨技術在基板上進行成膜等時所使用的吸附工作臺，其不僅可以防止帶電，而且還可以防止在基板上產生吸附痕跡。
為了解決所述問題，本發明的工作臺裝置、成膜裝置、光學元件、半導體元件及電子設備采用了如下的手段。
本發明之一為對基板進行吸附保持的工作臺裝置，包括由多孔體制成并具有基板吸附面的吸附部、配置于所述吸附部的所述基板吸附面上并且接地的導電膜。
根據該發明，即使基板帶電，由于形成于工作臺裝置的表面的導電膜接地，因此靜電被釋放到地中，從而可以防止對形成于基板上的電路等造成損傷或使涂布于基板上的可燃性溶劑著火。
所述吸附部也可以為陶瓷多孔體。此時，由于陶瓷多孔體空孔率高，具有微小的空孔，因此可以對放置于工作臺裝置上的基板進行均勻地吸附，另外，即使為非導電體的陶瓷，也可以通過覆蓋導電體膜而進行除電。
即使所述基板為具有撓性并且易于留下吸附痕跡的基板，也可以通過被吸附于具有微小的空孔的工作臺裝置上，而不會殘留吸附痕跡地良好地吸附。
本發明之二是通過向具有撓性的基板噴出液體狀材料而在所述基板上形成薄膜的成膜裝置，具有所述本發明之一的工作臺裝置、向所述基板噴出所述液體狀材料的噴墨式噴頭、包覆所述噴墨式噴頭并且被接地的防帶電用外罩、使所述工作臺裝置和所述噴墨式噴頭相對移動的移動裝置。
根據該發明，在基板上不會殘留吸附痕跡，另外，由于在基板上形成液體狀材料的薄膜時，可以防止靜電的蓄積，因此使得形成于基板上的膜層十分均勻，另外，由于不會破壞已經形成的電路等，因此可以制造高質量的產品。
所述防帶電用外罩也可以具有使噴墨式噴頭的與基板相面對的面顯露出來的開口部。此時，由于可以縮短噴墨式噴頭和基板的距離進行設置，因此可以提高由噴墨式噴頭噴出的液體狀材料的著落精度，從而可以制造高精度的產品。
本發明之三提供具有由所述本發明之二的成膜裝置制成的發光層的電光學裝置。
根據該發明，由于形成均勻的發光層膜，因此可以制造高精細象素的顯示器等電光學裝置。
本發明之四提供具有本發明之三的電光學裝置的電子設備。
根據該發明，由于以高精細象素的顯示器作為顯示手段，因此可以制造顯示手段的顯示清晰并且鮮艷的電子設備。


圖1是成膜裝置的構成圖。
圖2是噴墨式噴頭的分解立體圖。
圖3是噴墨式噴頭的主要部分的立體圖的局部剖面圖。
圖4是表示噴墨式噴頭及吸附工作臺的除電方法的圖。
圖5A～5C是表示發光材料的噴出及成膜工序的圖。
圖6是表示電光學裝置的圖。
圖7是表示電子設備的圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發明的成膜裝置1的示意圖。成膜裝置1是利用噴墨方式噴出液滴而形成膜的裝置，具有噴墨式噴頭20、儲罐30、工作臺裝置40及控制裝置50。
另外，本發明中使用的基板100是薄的塑料或薄膜狀的具有撓性的基板，即所謂的柔性基板，被放置于工作臺裝置40上，由噴墨式噴頭20噴出的液滴等著落其上，形成發光層或導電層等的膜。
而且，作為基板100的材料，可以使用聚烯烴、聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚醚酮等塑料等的透明材料。
噴墨式噴頭20(21～2nn為任意的自然數)分別具有相同的構造，可以利用噴墨方式分別噴出液滴D。圖2是說明噴墨式噴頭20的一個構成例的分解立體圖。如圖2所示，噴墨式噴頭20在筐體250中嵌入有設置了噴嘴211的噴嘴板210及設置了振動板230的壓力室基板220。該噴墨式噴頭20的主要部分構造如圖3的立體圖的局部剖面圖所示，以噴嘴板210和振動板230夾隔壓力室基板220。在將噴嘴板210與壓力室基板220貼合時，在與空腔221對應的位置上形成噴嘴211。在壓力室基板220上，通過對硅單晶基板等進行蝕刻，設有多個可以分別作為壓力室發揮作用的空腔221。空腔221之間由側壁(隔壁)222分離。各空腔221借助供給口224而與作為公共的流路的貯存室223連接。振動板230例如由熱氧化層等構成。在振動板230上設有油墨罐口231，可以從儲罐30供給任意的流體10。在振動板230上的與空腔221相對應的位置上，形成有壓電體元件240。壓電體元件240以上部電極及下部電極(圖示略)夾隔PZT元件等壓電陶瓷的晶體。壓電體元件240與由控制裝置50提供的噴出信號Sh對應地產生體積變化。
而且，所述噴墨式噴頭20并不限定于通過使壓電體元件240產生體積變化而噴出液滴D的構成，其噴頭結構也可以是利用發熱體對流體10進行加熱，利用其膨脹而噴出液滴D。
回到圖1，儲罐30(31～3n)分別貯存流體10(11～1n)，穿過管道而將流體10提供給噴墨式噴頭20。流體10包含發光材料(液體狀材料)K。發光材料K例如為有機材料，作為低分子的有機材料，有羥基喹啉鋁絡合物(Alq3)，作為高分子的有機材料，有聚對苯乙烯(PPV)。對于任意一種情況，都可以用溶劑等對流體10調整粘度，從而表現出可以作為液滴D從噴墨式噴頭20噴出的流動性。
工作臺裝置40由工作臺驅動部(移動裝置)41、位置計測部42、吸附工作臺(吸附部)43構成，在對基板100進行吸附保持的同時，使之在X方向、Y方向移動。此外，工作臺裝置40根據來自控制裝置50的驅動信號Sx，由工作臺驅動部41驅動，在X方向上輸送所放置的基板100。同樣，根據驅動信號Sy，在Y方向上輸送基板100。另外，位置計測部42將與放置于工作臺裝置40上的基板100的位置(X方向及Y方向)對應的信號送至控制裝置50。此后，根據該信號，控制裝置50對基板100的位置進行控制。
控制裝置50例如為計算機裝置，具有CPU、存儲器、接口電路等(圖示均省略)。控制裝置50通過執行特定的程序，向成膜裝置1噴出含有發光材料K的流體10。即，當噴出流體10時，向噴墨式噴頭20發送噴出信號Sh，另外，當使工作臺裝置40移動時，向工作臺驅動部41發送驅動信號Sx或Sy。
圖4是表示噴墨式噴頭20及吸附工作臺43的除電方法的圖。噴墨式噴頭20被防帶電用外罩260覆蓋。防帶電用外罩260由導電體，即、鐵、銅、鋁等金屬或碳化物等構成。另外，噴墨式噴頭20被設置為與吸附于吸附工作臺43上的基板100大約相距100～1000μm左右的距離。這是為了通過縮短噴墨式噴頭20和基板100的距離來提高液滴D的著落精度。所以，噴墨式噴頭20的下表面(靠近基板100)不由防帶電用外罩260覆蓋，而通過設有開口部261而敞開，從而可以使噴墨式噴頭20和基板100以所述的間隔接近。此外，通過在防帶電用外罩260上連接接地線262而接地。
為了對基板100進行吸附保持，吸附工作臺43由以多孔體構成的材料制成。此外，吸附工作臺43被連接在未圖示的抽吸泵上，從形成于吸附工作臺43上的孔抽吸空氣，對放置于吸附工作臺43上的基板100進行吸附保持。作為由多孔體構成的材料，例如有陶瓷多孔體。陶瓷多孔體可以形成較高的氣孔率，并且具有平均孔徑10～50μm左右的連續的空孔。作為制造方法，由于使用高溫反應，因此高熔點陶瓷的一部分熔融，顯示出陶瓷之間相互熔接的特異的3維網眼構造。因高溫反應而使具有光滑壁面的小孔連接在一起，其結果是，通過與抽吸泵連接，就可以作為吸附工作臺43來使用。被用作材料的陶瓷的大半為氧化物，由于其多為半導體或絕緣體，因此陶瓷多孔體就成為絕緣體。而且，陶瓷多孔體具有輕量、絕熱、吸音、對物質的吸附、分離、選擇的透過性之類的各種各樣的功能，并且還有陶瓷所具有的耐熱性、耐藥品性之類的性質，適用于多種用途，另外，由于作為陶瓷多孔體的性能是由孔的形狀、孔徑、孔徑的分布狀況等決定的，因此，通過對它們進行控制，就可以應用于更廣闊的范圍中。另外，在吸附工作臺43的表面(放置基板100的面)上，形成由金屬等制成的導電層44。導電層44利用真空蒸鍍法、濺射法、CVD法等形成。真空蒸鍍法是如下的方法，即，在高真空下加熱金屬，使之熔融、蒸發，在對象物的表面上冷卻，形成金屬覆蓋膜。對金屬加熱的方法可以是利用電阻產生的熱或使用電子束。作為蒸鍍的材料，優選使用銀、銅、鋁、鈦等金屬，或者導電性高分子化合物等。此外，利用真空蒸鍍法等在吸附工作臺43的表面成膜的導電層44是數干埃的極薄的薄膜，基本上不會由金屬將吸附工作臺43所具有的空孔填塞，而使得吸附能力降低。此外，通過在形成于吸附工作臺43上的導電層44上連接接地線45而接地。
具有此種構成的成膜裝置1如下發揮作用。
在基板100上，預先形成電極(例如由ITO等制成的透明電極)111或空穴輸送層112(參照圖5)。而且，也可以形成電子輸送層。
首先，當在吸附工作臺43上設置基板100時，未圖示的抽吸泵即進行工作，將基板100吸附在吸附工作臺43上。此后，控制裝置50輸出驅動信號Sx或Sy，使工作臺裝置40動作。工作臺驅動部41根據該驅動信號Sx或Sy，使基板100相對于噴墨式噴頭20發生相對移動，從而使噴墨式噴頭20在成膜區域上移動。
然后，根據要形成的膜的種類指定流體10的某一種，發送用于噴出該流體10的噴出信號。各流體10流入對應的噴墨式噴頭20的空腔221中。在被提供了噴出信號Sh的噴墨式噴頭20中，壓電體元件240產生與加在其上部電極和下部電極之間的電壓對應的體積變化。該體積變化使得振動板230變形，進而使空腔221的容積變化。其結果是，從其空腔221的噴嘴211向基板100的上表面噴出流體10的液滴D。在噴出了流體10的空腔221中，因噴出而減少的流體10會由儲罐30重新補充。
圖5A～5C是表示發光材料K的噴出及成膜工序的圖。
通過使噴墨式噴頭20一邊相對于基板100高速地相對移動，一邊將包含發光材料K的流體10向基板100的上表面噴出，就可以使含有發光材料K的液滴D著落。著落的液滴D(流體10)具有數十μm左右的直徑。此外，通過噴出特定量的流體10，就可以形成發光層121～123。例如，通過從噴墨式噴頭21噴出紅色的發光材料K，就可以形成發光層121(參照圖5A)。同樣，利用噴墨式噴頭22形成綠色的發光層122(參照圖5B)，另外，利用噴墨式噴頭23形成藍色的發光層123(參照圖5C)。
這里，由于用作吸附工作臺43的陶瓷多孔體形成有與著落在基板100的液滴D的著落直徑相同程度或更小的孔徑的空孔，因此對基板100的影響很小，從而可以防止吸附痕跡的產生。即，由于平均孔徑很小，而且，由于在吸附工作臺43上平均地形成較多的空孔，因此不會對基板100造成局部地吸引。所以，由于在基板100上很難產生吸附痕跡，因此可以高精度的形成發光層121～123，抑制顏色不勻的發生。
另外，即使在成膜裝置1動作時，噴墨式噴頭20和基板100進行高速地相對移動，由于設于噴墨式噴頭20上的防帶電用外罩260及吸附工作臺43被接地，因此也可以防止帶電，另外，由于防帶電外罩260和吸附工作臺43處于相同電位，因此也不會產生電位差。所以，就可以防止由靜電造成的對形成于基板100上的電路的破壞。另外，還可以防止因靜電導致的可燃性溶劑等的著火。
圖6是表示經過所述的發光材料K的成膜工序而制造的電光學裝置500的圖。電光學裝置500(例如有機EL裝置)具有基板100、電極111、空穴輸送層112、發光層121～123等。在發光層121～123上，形成有電極131。電極131例如為陰極。此外，電光學裝置500可以用作顯示裝置。
圖7是表示本發明的電子設備600的實施方式的圖。攜帶電話1000(電子設備600)具有由電光學裝置500形成的顯示部1001。作為其他的應用例，有在手表型電子設備中作為顯示部而設置電光學裝置500的情況，還有在文字處理機、個人電腦等攜帶型信息處理裝置中作為顯示部而設置電光學裝置500的情況。這樣，由于電子設備600具有作為顯示手段的電光學裝置500，因此顯示對比度較高，從而可以實現高質量的顯示。
而且，作為所述電極(陽極)的材料，除了ITO(Indium Tin Oxide)以外，還可以使用鋁(Al)、金(Au)、銀(Ag)、鎂(Mg)、鎳(Ni)、鋅-釩(ZnV)、銦(In)、錫(Sn)等單體或它們的化合物或者混合物、含有金屬填料的導電性粘接劑等。電極的形成最好利用濺射、離子鍍、真空蒸鍍法等進行。或者，也可以使用利用旋轉鍍膜機、凹版鍍膜機、刮刀鍍膜等的印刷、絲網印刷、苯胺印刷等形成象素電極。
另外，作為所述空穴輸送層的形成方法，例如可以通過同時蒸鍍咔唑聚合物和TPD三苯基化合物形成10～1000nm(優選100～700nm)的膜厚。作為其他的形成方法，也可以利用例如噴墨法在向基體上噴出含有空穴注入、輸送層材料的組成物油墨后，通過進行干燥處理及熱處理而形成。而且，作為組成物油墨，可以使用將例如聚乙烯二羥基噻吩等的聚噻吩衍生物、聚苯乙烯磺酸等的混合物溶解在水等極性溶劑中的油墨。
另外，作為所述電子輸送層，可以使用將例如由金屬和有機配體形成的金屬絡合物，優選Alq3(三(8-羥基喹啉)鋁絡合物)、Znq2(二(8-羥基喹啉)鋅絡合物)、Bebq2(二(8-羥基喹啉)鈹絡合物)、Zn-BTZ(2-(o-羥苯基)苯并噻唑鋅)、紫蘇烯衍生物等蒸鍍層疊為10～1000nm(優選100～700nm)的膜厚的材料。
另外，所述電極(陰極)例如由疊層構造形成，作為下部的陰極層，為了有效地向電子輸送層或發光層中進行電子注入，可以使用比上部的陰極層功函數更低的金屬，例如鈣等。另外，上部陰極層是保護下部陰極層的部分，最好使用比下部陰極層功函數相對更大的材料構成，例如可以使用鋁等。這些下部陰極層及上部陰極層最好利用例如蒸鍍法、濺射法、CVD法等形成，特別是用蒸鍍法形成時，由于可以防止因發光層的熱、紫外線、電子線、等離子造成的損傷，因此更為理想。
雖然以上參照附圖對本發明的理想的實施方式進行了說明，但是本發明并不限定于這些例子。所述例子中顯示的各構成構件的各個形狀或組合等僅是一個例子而已，在不脫離本發明的精神的范圍內，可以根據設計要求進行各種改動。
在所述實施方式中，由成膜裝置噴出的流體并不限定于發光材料，也可以是導電材料、半導電材料、絕緣材料、介質材料、半導體材料等。另外，也可以是粘接劑、親和性材料、非親和性材料、顏料等。而且，也可以在發光材料中含有粘接劑、親和性材料、非親和性材料、顏料等。
雖然對使工作臺裝置在X方向及Y方向移動的構成進行了說明，但是并不限定于此，既可以使噴墨式噴頭移動，另外也可以使噴墨式噴頭和工作臺裝置一起移動。
在所述實施方式中，雖然對使用本發明的成膜方法來制造光學元件(有機EL元件)的方法進行了說明，但是本發明并不限定于此，例如，也可以使用本發明的成膜裝置，較好地制造液晶、PDP、LCD的顯示裝置或者IC、LSI等半導體元件。
另外，也不僅限于工業用途，還可以用于家庭用的打印機等中。
本申請對2003年4月7日申請的日本國專利申請第2003-102902號要求優先權，并在這里引用其內容。
權利要求
1.一種工作臺裝置(40)，該裝置是吸附保持基板(100)的裝置，其特征是，設有由多孔體構成并具有基板吸附面的吸附部(43)、和配置于所述吸附部(43)的所述基板吸附面上并且接地的導電膜(44)。
2.根據權利要求1所述的工作臺裝置，其特征是，所述基板(100)為具有撓性的基板。
3.根據權利要求1所述的工作臺裝置，其特征是，所述吸附部(43)為陶瓷多孔體。
4.一種成膜裝置(1)，該裝置是通過向具有撓性的基板(100)上噴出液體狀材料(K)而在所述基板(100)上形成薄膜的裝置，其特征是，設有根據權利要求1至3中任意一項所述的工作臺裝置(40)、向所述基板噴出所述液體狀材料的噴墨式噴頭(20)、包覆所述噴墨式噴頭(20)并且接地的防帶電用外罩(260)、使所述工作臺裝置(40)和所述噴墨式噴頭(20)相對移動的移動裝置(41)。
5.根據權利要求4所述的成膜裝置，其特征是，所述防帶電用外罩(260)具有使所述噴墨式噴頭(20)的與所述基板(100)相面對的面露出的開口部(261)。
6.一種電光學裝置(500)，其特征是，具有由權利要求4所述的成膜裝置(1)制成的發光層(121～123)。
7.一種電子設備(600)，其特征是，具有權利要求6所述的電光學裝置(500)。
全文摘要
一種吸附保持基板(100)的工作臺裝置(40)，設有由多孔體構成并具有基板吸附面的吸附部(43)、和配置于所述吸附部的所述基板吸附面上并且接地的導電膜(44)。
文檔編號H05B33/12GK1535823SQ200410033309
公開日2004年10月13日 申請日期2004年4月2日 優先權日2003年4月7日
發明者渡邊信子 申請人:精工愛普生株式會社