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紫外線照射窓の洗浄装置及び方法 - 特開2008−661 | j-tokkyo
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【発明の名称】 紫外線照射窓の洗浄装置及び方法
【発明者】 【氏名】竹見 崇

【氏名】北村 豪

【氏名】松本 栄一

【要約】 【課題】真空装置に設置されて有機膜を紫外線硬化させるための紫外線照射窓の汚染を簡単かつ確実に洗浄できる装置及び方法を提供する。

【構成】真空又は減圧下で有機膜を紫外線硬化するための紫外線照射窓8aの洗浄装置であって、紫外線照射窓の周縁の上側に配置される管状の吹付け部材30と、吹付け部材に開口して紫外線照射窓の表面に酸素含有ガス又はオゾン含有ガスを吹付ける吹出し口32とを有し、前記吹出し口は前記吹付け部材から前記紫外線照射窓の表面に向かって前記ガスが集中するように位置する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空又は減圧下で有機膜を紫外線硬化するための紫外線照射窓の洗浄装置であって、前記紫外線照射窓の周縁の上側に配置される管状の吹付け部材と、前記吹付け部材に開口して前記紫外線照射窓の表面に酸素含有ガス又はオゾン含有ガスを吹付ける吹出し口とを有し、前記吹出し口は前記吹付け部材から前記紫外線照射窓の表面に向かって前記ガスが集中するように位置することを特徴とする紫外線照射窓の洗浄装置。
【請求項2】
有機膜を紫外線硬化するための紫外線照射窓の表面に真空又は減圧下で酸素含有ガス又はオゾン含有ガスを吹付け、この状態で前記紫外線照射窓から紫外線を照射し、前記紫外線照射窓に付着した前記有機膜又はその前駆体を分解することを特徴とする紫外線照射窓の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、真空又は減圧下で有機膜を紫外線硬化するための紫外線照射窓の洗浄装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子は、基板上に電極膜やRGBの有機発光層を形成し、これらの機能膜の上に保護膜として酸化膜等を成膜して製造される。さらに、電極膜や有機発光層の上に有機膜を形成して表面を平坦化した後に酸化膜を形成し、バリア性能を向上させることも行われている。
この場合、真空状態で有機膜のモノマーを基板上に蒸着した後、紫外線照射窓から紫外線を基板に照射してモノマーを硬化させるが、紫外線照射窓にモノマーが蒸着されるという問題がある。紫外線照射窓が汚染されると、UV強度が低下し、装置のメンテナンスサイクルを早めて稼働率を低下させる。
一方、有機EL素子の有機発光層を形成する際、有機成膜室や搬送室等に大気中の有機汚染物質が付着し、成膜される有機発光層の品質を劣化させる。そこで、有機成膜室や搬送室のオーバーホールや交換時に汚染物質をオゾンによって洗浄する技術が報告されている(特許文献1、2参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平2004−192857号公報
【特許文献2】特開平2004−192858号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記した従来技術の場合、装置に付着した大気中の有機汚染物質を除去することはできるが、紫外線照射窓に付着した紫外線硬化性の有機物及びそのモノマーの除去が充分とはいえない。又、上記した従来技術の場合、オーバーホールの際に装置を大気開放するため、装置の真空を保持したまま洗浄を行うことができず、稼動効率の低下を招く。
【0005】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、真空装置に設置されて有機膜を紫外線硬化させるための紫外線照射窓の汚染を簡単かつ確実に洗浄できる装置及び方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するために、本発明の紫外線照射窓の洗浄装置は、真空又は減圧下で有機膜を紫外線硬化するための紫外線照射窓の洗浄装置であって、前記紫外線照射窓の周縁の上側に配置される管状の吹付け部材と、前記吹付け部材に開口して前記紫外線照射窓の表面に酸素含有ガス又はオゾン含有ガスを吹付ける吹出し口とを有し、前記吹出し口は前記吹付け部材から前記紫外線照射窓の表面に向かって前記ガスが集中するように位置することを特徴とする。
このような構成とすると、吹出し口から紫外線照射窓表面近傍に酸素含有ガス又はオゾン含有ガスを吹付けることができる。そして、酸素は紫外線の照射によりオゾン化し、オゾンがさらに活性酸素に分解して紫外線照射窓に付着した有機物を除去する。従って、酸素(オゾン)含有ガスを真空装置全体に充満させる必要がなく、装置のオーバーホール時でなく通常の使用時(真空又は減圧下)に洗浄を行うことができ、設備の稼働効率が低下することがない。
【0007】
本発明の紫外線照射窓の洗浄方法は、有機膜を紫外線硬化するための紫外線照射窓の表面に真空又は減圧下で酸素含有ガス又はオゾン含有ガスを吹付け、この状態で前記紫外線照射窓から紫外線を照射し、前記紫外線照射窓に付着した前記有機膜又はその前駆体を分解することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、真空装置に設置されて有機膜を紫外線硬化させるための紫外線照射窓の汚染を簡単かつ確実に洗浄できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
図1は、基板4に有機膜のモノマーを蒸着した後、紫外線硬化する工程を示す。図1(a)において、モノマーチャンバー(第1の真空装置)10とUVチャンバー(第2の真空装置)20が連通し、各チャンバー10,20の間はシャッター6によって分離されている。モノマーチャンバー10には、有機膜のモノマー成分を蒸着するための蒸着源(モノマーノズル)2が設置され、UVチャンバー20にはUV照射源8が設置されている。UV照射源8の上面にはUV照射窓8aが配置されていて、ここからUV(紫外線)が上方に照射される。
そして、基板4がモノマーチャンバー10のモノマーノズル2に対向して配置され、基板4の表面にモノマー層4aが蒸着される。なお、基板4には所定の電極膜や有機発光層が予め形成されている。
次に、図1(b)において、シャッター6が開かれ、基板4がモノマーチャンバー10からUVチャンバー20に搬送される。
次に、図1(c)において、シャッター6が閉じられ、基板4がUVチャンバー20のUV照射窓8aに対向して配置され、基板4のモノマー層4aが紫外線硬化して有機硬化膜4bになる。なお、この後、図示しない別の成膜室に基板4が搬送され、有機硬化膜4bの表面にバリア膜(酸化膜や窒化膜等)が成膜され、有機EL素子が製造される。
【0010】
ここで、モノマーチャンバー10とUVチャンバー20との間をシャッター6で分離した場合でも、モノマー成分が拡散してUV照射窓8aが汚染される場合が多い。
【0011】
図2は、本発明の実施形態に係る紫外線照射窓の洗浄装置の構成を示す上面図である。この図において、UV照射源8の上面に枠8bが取り付けられ、枠8bの内側に矩形状のガラス製UV照射窓8aが配置されている。そして、UV照射窓8aの長辺側の周縁の上側にそれぞれパイプ状(円筒状)のアーム30a、30bが配置され、アーム30a、30bの終端部分はこれらと直角に延びるパイプ状のアーム接続部30cに接続されている。アーム30a、30bの先端は封じられている。又、アーム接続部30cの中心からアーム30a、30bの延びる方向と反対側にパイプ状の基部30dが延び、アーム30a、30b、アーム接続部30c、基部30dが全体として吹付け部材30を構成する。従って、吹付け部材30は基部30dからアーム30a、30bが二股分岐したコの字状をなしている。
アーム30a、30bの(後述する)それぞれ4箇所の位置には各アームの延びる方向に延びたスリット状の吹出し口32が開口し、基部30d側から導入された酸素含有ガスが吹出し口32から吹き出すようになっている。
【0012】
図3は、図2のIII-III線に沿う断面図である。この図において、吹出し口32は、吹付け部材(アーム30a、30b)からUV照射窓8aの表面に引いた垂線Nより内側(UV照射窓8a側)に所定角度(この例では45度)をもって開口している。従って、図2の左右の吹出し口32からそれぞれ斜め内側(UV照射窓8a側)に向かって45度の角度で酸素含有ガスが吹出し、酸素含有ガスはUV照射窓8a表面付近に集中(滞留)する。
次に、UV照射窓8aを洗浄する方法について説明する。
【0013】
まず、真空装置(上記モノマーチャンバー10やUVチャンバー20)を通常の真空状態のまま、UV照射窓8aに酸素含有ガスを吹付ける。そして、この状態でUV照射窓8aから紫外線を照射すると、UV照射窓8a近傍の酸素が酸化してオゾンを生成し、オゾンはさらに紫外線によって活性酸素を放出する。この活性酸素は、UV照射窓に付着した有機膜又はその前駆体(モノマー)を有効に分解する。さらに、紫外線は有機膜を構成する分子の共有結合エネルギーより高いエネルギーを有するため、有機膜又はその前駆体(モノマー)の分子の共有結合が紫外線によって切断、分解される。
【0014】
従って、紫外線によって共有結合が切断、分解された有機膜を活性酸素が攻撃してさらに分解するので、有機膜又はその前駆体(モノマー)の分解、洗浄効果が大きくなる。この効果は、単にオゾンを有機膜に吹付ける場合より大きい。
【0015】
本発明においては、UV照射窓表面の有機物を除去すればよいため、UV照射窓近傍に酸素含有ガス又はオゾン含有ガスを吹付ける。従って、酸素(オゾン)含有ガスを真空装置全体に充満させる必要がなく、装置のオーバーホール時でない通常の使用時(真空又は減圧下)に洗浄を行うことができ、設備の稼働効率を低下することがない。
【0016】
又、本発明においては、オゾンを紫外線で分解して生じた活性酸素を利用できるものであれば、酸素含有ガスでなくオゾン含有ガスでもよく、純酸素ガスや純オゾンガスでもよい。但し、酸素含有ガスをUV照射窓に吹付ける場合、紫外線照射によって酸素からオゾンを生成するので、別途オゾン発生装置を準備する必要がなく、装置が簡易となる利点を有する。
さらに、酸素含有ガスを吹付ける場合、紫外線が照射された部分(UV照射窓近傍)にのみオゾンが生成するので、真空装置全体にオゾンが拡散する割合がさらに低減し、装置内の蒸着材料や基板等がオゾンガスで変質することをより一層抑制することができる。
【0017】
(紫外線照射窓の洗浄装置の他の実施形態)
図4は、本発明の洗浄装置の他の実施形態を示す構成図であり、図3に対応する断面図である。図3に係る吹付け部材30と異なり、この実施形態における吹付け部材40はUV照射源8の上面に照射窓8aを固定するための枠の一部を兼ねている。そのため、吹付け部材40は照射窓8aの周縁に接して配置されている。但し、吹付け部材40の全体の形状は吹付け部材30と同様に二股分岐したコの字状をなすため、図3の場合と同様にアーム40a、40b、アーム接続部40c、基部40dと称し説明を省略する。
【0018】
図4において、アーム40aは角筒状をなし、内部空間Sを通ってガスが流れるようになっている。アーム40aの内側壁には複数のスリット状の吹出し口42が開口し、基部40d側から導入された酸素含有ガスが吹出し口42から吹き出すようになっている。吹出し口42は、UV照射窓8aの表面に平行な線Lより内側(UV照射窓8a表面側)に所定角度(この例では30度程度)をもって開口している。従って、左右の吹出し口42からそれぞれ斜め内側(UV照射窓8a側)に向かって所定角度で酸素含有ガスが吹出し、酸素含有ガスはUV照射窓8a表面付近に集中(滞留)するようになっている。
なお、吹付け部材がUV照射窓8a固定用の枠それ自体を兼ねる他、吹付け部材がUV照射窓8a固定用の枠と別体であるが両者が密着固定されていてもよい。
【0019】
本発明の洗浄装置において、吹付け部材から紫外線照射窓の表面に向かってガスが集中するように吹出し口が位置する場合としては、上記図3、図4の実施形態のように、吹出し口が紫外線照射窓の内側へ向かう態様が例示され、さらに好ましくは吹出し口が紫外線照射窓の上方から表面側へ下向きに開口する態様が例示される。いずれにせよ、紫外線照射窓の周縁から内側へ向かうガス流を形成するよう、吹出し口が吹付け部材の内側壁(紫外線照射窓の表面に対向する側)に開口していればよい。
【実施例】
【0020】
<実験準備>
図1に示した工程により、有機膜を基板上に成膜する工程を所定回数繰返した後、使用したUV照射源8を外部に取り出した。UV照射源8のUV照射窓8aの表面には有機膜(硬化後かモノマー膜かは不明)が付着していた。上記成膜工程で用いたモノマーの総使用量は37.72mLであり、UV照射窓8aは100×200mmのガラス板を用いた。
UV照射源8からのUV光の強度を測定するためのUV照度計を準備した。このUV照度計の受光部(ディテクタ)がUV照射窓8aの上を一定速度(750mm/min)で往復できるよう、受光部を治具に設置した。
【0021】
<洗浄方法>
UV照射源8のUV波長のスペクトルを図5に示す。このUV光源は水銀スペクトル再現型ランプであり、240nm以下の波長域を含むため、酸素を分解してオゾンを生成することができる。又、240nm以上の波長域では、ミリ秒レベルでオゾンを活性酸素に分解する。
このUV照射源8からUVを上方に5分間照射し、UVによって大気中の酸素から生成したオゾン及びその分解による活性酸素を用い、UV照射窓8aを洗浄した。UV照射源8の出力の最大値を100%とした時、80%の出力でUVを照射した。
【0022】
<測定方法>
UV光強度の測定は、UV照射源8からUV光を上方に照射しながら、上記治具を往復させ、治具の往路及び復路において受光部が受光したUV光強度を平均した。
又、この測定は、UV照射源8の出力の最大値を100%とした時に、それぞれ30〜80%の出力において行った。
【0023】
<実験結果>
図6に実験結果を示す。この図において、UV照射源8のUV照射窓8aが清浄であれば、UV照射源の出力に比例してUV光強度が大きく増大する(比例関係)。洗浄前に比べ、洗浄後の場合、UV照射源の出力を大きくするとUV光強度の上昇度合が大きくなり、UV照射によってUV照射窓8aが有効に洗浄されていることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】基板に有機膜のモノマーを蒸着した後、紫外線硬化する工程を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る紫外線照射窓の洗浄装置の構成を示す上面図である
【図3】図2のIII-III線に沿う断面図である
【図4】本発明の実施形態に係る紫外線照射窓の他の洗浄装置の構成を示す図3に対応する断面図である
【図5】本発明の実施形態に係るUV照射源のUV波長のスペクトルを示す図である。
【図6】本発明の別の実施例に係るUV照射源の出力とUV光強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【0025】
8 UV照射源8
8a 紫外線(UV)照射窓
30、40 吹付け部材
32、42 吹出し口
N 吹付け部材から紫外線照射窓の表面に引いた垂線
【出願人】 【識別番号】591065413
【氏名又は名称】トッキ株式会社
【出願日】 平成18年6月21日(2006.6.21)
【代理人】 【識別番号】100113022
【弁理士】
【氏名又は名称】赤尾 謙一郎

【識別番号】100110249
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 昭

【識別番号】100102130
【弁理士】
【氏名又は名称】小山 尚人


【公開番号】 特開2008−661(P2008−661A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−171162(P2006−171162)