有機デバイス加工装置及び有機デバイス加工方法
【課題】加工形状を高精度に制御した加工が可能となる極めて実用性に秀れた有機デバイス加工装置の提供。
【解決手段】基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、前記有機デバイスの被加工部位の反射率に基づき、前記加工用レーザの出力を調整する出力調整機構とを備える。
【解決手段】基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、前記有機デバイスの被加工部位の反射率に基づき、前記加工用レーザの出力を調整する出力調整機構とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機デバイス加工装置及び有機デバイス加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に例えば第一電極層（ＩＴＯ），有機膜層（発光層等）及び第二電極層（Ａｌ）を順次形成して成る「Ａｌ層／発光層／ＩＴＯ層／ガラス基板」の構成であり、この有機ＥＬ素子を表示素子として利用するためには電極の配線パターン化が必要である。
【０００３】
例えば、特許文献１等に開示されるような配線パターンの形成方法を用い、有機ＥＬ素子の陰極配線金属であるＡｌをフェムト秒ファイバーレーザで配線パターン形成する場合、下地にＩＴＯが存在する場合とＩＴＯが存在しない場合において、Ａｌの加工閾値（Ａｌの加工が可能なレーザ出力の下限値）が変化することがわかった（図１参照）。現状、高機能なレーザ加工装置では、基板の厚みや反り等の高さの変化に対しては、オートフォーカス機能により、レーザビームの加工位置を補正しながら加工を実施することができる。
【０００４】
ところが、レーザパワーについては、一定の出力値で加工しており、そのため、以下のような問題点が存在することが分かった。
【０００５】
即ち、一連の動作において、下地ＩＴＯが存在しない部分のＡｌを除去した場合には、有機膜が残存しているが、下地ＩＴＯが存在する部分のＡｌを除去した場合には、有機膜が除去されるだけでなく、その下層であるＩＴＯにもダメージが入っていることが分かった（図２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９７６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、一定のレーザ出力で最上層Ａｌ薄膜をレーザ加工する場合、下地材料の違いにより、加工溝幅及び加工溝深さに違いが生じ、全面均一な加工形状でパターン加工することは、現状では極めて困難である。
【０００８】
そのため、現状では下地ＩＴＯ膜に対するダメージを低減するため極力レーザ出力を低く設定し且つ下地ＩＴＯ膜が存在しない場所の陰極配線Ａｌに関して１００％ショートしないレーザ加工出力値を設定しなければならない。
【０００９】
更に、ＩＴＯ膜へのダメージを全く発生させず且つ配線ショートが発生しないような量産プロセスに適用できるようなパターン加工条件を設定することは極めて困難であり、配線抵抗の増大により点灯表示ムラが発生するという問題点を克服することができなかった。
【００１０】
本発明は、上述のような現状に鑑み、下地膜の違いによる最適レーザ出力の変化に対応して出力を制御する手段として、レーザ加工部領域（被加工部）からの反射光を検出し、その反射率から被加工部の素地の状況を把握することを考え、種々の実験の結果、素地の違いによる反射率の変化を検知し、例えばその情報に基づいたレーザ出力の補正信号を演算機構により算出し、その値をレーザ出力制御回路にフィードバックすることで、レーザ出力を適宜被加工部の素地に適した値に制御しながら加工することが可能となることを見出し完成したもので、被加工部の反射率を測定しながらリアルタイムでレーザ出力値を制御することにより、例えば有機ＥＬの下層ＩＴＯ電極のダメージを抑制しながらＡｌ電極や有機膜層に所望の加工を施すことが可能となり、表示ムラの発生を阻止することができ、また、有機デバイス（例えば有機ＴＦＴなどの有機トランジスタ、有機太陽電池等）においては層間絶縁膜加工後の下層電極表面の加工後の表面状態をより平滑に仕上げることができ素子安定化が図れる等、加工形状（幅・深さ）を高精度に制御した加工が可能となる極めて実用性に秀れた有機デバイス加工装置及び有機デバイス加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１２】
基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率に基づき、前記加工用レーザの出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１３】
また、前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１４】
また、前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１５】
また、基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記加工用レーザの前記有機デバイスの被加工部位への照射出力を測定する照射出力測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定する出力補正値演算機構と、
この出力補正値演算機構により決定した前記出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１６】
また、前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１７】
また、前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１８】
また、前記加工用レーザ発振機構の発振出力を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１９】
また、前記加工用レーザ発振機構にλ／２板及び偏光子を設け、このλ／２板と偏光子とにより前記加工用レーザの透過量を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２０】
また、前記基板が載置され、前記有機デバイスの被加工部の加工形状に従い基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向のうち少なくとも一方向に移動可能な基板ステージと、前記加工用レーザを走査する加工用レーザ走査機構とを備えたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２１】
また、前記加工用レーザ走査機構は、ガルバノスキャナ若しくはポリゴンミラーであることを特徴とする請求項９記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２２】
また、前記基板ステージ若しくは前記レーザ発振機構は基板表面に対して垂直なＺ方向に移動可能に構成し、前記加工用レーザの焦点深度を補正する焦点補正機構を備えたことを特徴とする請求項９，１０のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２３】
また、請求項４〜１１のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置を用いた有機デバイス加工方法において、
予め求めた対象となる有機デバイスの各積層パターン毎の最表層での反射率のデータを出力補正値演算機構に記憶させる工程と、
レーザ加工の際に、反射率測定機構により測定した反射率と前記積層パターン毎の反射率のデータとを比較することで被加工部位の積層パターンを前記出力補正値演算機構において判定し、この積層パターンに応じたレーザ照射出力となる出力補正値を出力調整機構へフィードバックする工程と、
出力調整機構により前記出力補正値に応じて加工用レーザを最適な出力へ調整する工程と、
前記出力補正値演算機構において判定した被加工部位の積層パターンに基づき、加工用レーザの照射の中断を判定し、加工用レーザ発振機構においてレーザ発振を中断する工程と、
加工パターンにより加工を継続する場合に、所定の位置合わせを、基板が載置される基板ステージを基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向へ移動させることで行う工程と、
を含み、被加工部位の積層パターンに合わせて最適なレーザ出力となるように略リアルタイムでレーザ出力を調整及び加工の中断を判断することを特徴とする有機デバイス加工方法に係るものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上述のように構成したから、例えば有機ＥＬの下層ＩＴＯ電極のダメージを抑制しながらＡｌ電極や有機膜層に所望の加工を施すことが可能となり、表示ムラの発生を阻止することができ、また、有機デバイスにおいては層間絶縁膜加工後の下層電極表面の加工後の表面状態をより平滑に仕上げることができ素子安定化が図れる等、加工形状（幅・深さ）を高精度に制御した加工が可能となる極めて実用性に秀れた有機デバイス加工装置及び有機デバイス加工方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２６】
例えば、基板上に第一電極膜層としてのＩＴＯ電極膜、有機膜層及び第二電極膜層としてのＡｌ電極膜を順次積層して形成された有機ＥＬ素子の前記Ａｌ電極膜の所定部位に加工用レーザを吸収させ、レーザアブレーション現象を生じさせることでＡｌ電極膜をエッチングして所望の配線パターンに形成する。
【００２７】
この際、Ａｌ電極膜の被加工部の反射率を測定しながらこの反射率に基づいてレーザ出力値をリアルタイムで補正（制御）しながらレーザ加工を行うことで、下層に金属膜があった場合にもこの金属膜に損傷を与えることなく且つ安定的なパターン形成が可能となる。
【００２８】
具体的には、例えば、前記加工用レーザの前記被加工部位への照射出力を測定すると共に、前記被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出して前記被加工部位の反射率を測定し、この被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定して、この出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する。
【００２９】
即ち、加工用レーザの照射部位を移動させながら、被加工部位の反射率をリアルタイムに測定していくことで、これからレーザを照射する被加工部位の積層膜の積層構成を推定して各積層構成に適したレーザ照射出力に制御しながらレーザ加工を行うことが可能となり、例えばＩＴＯ電極層へのダメージを抑制しつつＡｌ電極層や有機膜層へ所望の加工を施すことが可能となる。
【００３０】
特に、有機ＥＬデバイスにおいては、アノード電極のダメージによる配線抵抗のバラツキを抑制することにより、高品質の有機ＥＬ表示デバイスの製造が可能になる。また、有機デバイスにおいては、下部配線金属電極膜上の層間絶縁膜のコンタクトホール形成時に、下層電極の加工後の表面状態をより平滑にすることができ、良好なオーミックコンタクトが得られ、高品質の有機デバイスの製造が可能となる。
【００３１】
また、加工用レーザを、測定用レーザとして有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように反射率測定機構を構成した場合には、加工用レーザによりレーザ加工を行いながら被加工部位の反射率を測定することができ、リアルタイムでレーザ出力を補正しながらのレーザ加工を一層スムーズに且つ別途レーザ発振機構を必要とすることなく行えることになる。
【実施例】
【００３２】
本発明の具体的な実施例について図３〜６に基づいて説明する。
【００３３】
本実施例は、基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記加工用レーザの前記有機デバイスの被加工部位への照射出力を測定する照射出力測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定する出力補正値演算機構と、
この出力補正値演算機構により決定した前記出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する出力調整機構とを備えたものである。
【００３４】
具体的には、図３，４に図示したようにガラス基板１上に第一電極膜２（ＩＴＯ）を配線パターン形成し、有機膜３、第二電極膜４（Ａｌ）を順次積層して成る有機ＥＬ素子の配線パターンの形成方法であって、有機膜３上に積層された第二電極膜４にレーザ照射装置５からレーザ６を照射し、レーザアブレーション現象を生じさせて、この第二電極膜４の一部を選択的に飛散させることで配線パターンを形成するものである。
【００３５】
先ず、レーザ波長を決定するためのキャリブレーションカーブを作成する。
【００３６】
レーザ加工により有機ＥＬ素子の第二電極膜をパターン形成する前に、予め、代表的な積層構成として、Ａｌ／ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ、ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ、ＯＬＥＤ／ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ及びＧｌａｓｓの夫々の表面反射率について、レーザの波長をパラメータとしたキャリブレーションカーブを作成し、使用可能な波長λを確認する（図５参照）。図５の例においては、１３００ｎｍ以上の波長域において、Ａｌ、ＯＬＥＤ、ＩＴＯ、Ｇｌａｓｓの反射率は全て異なっており、１３００ｎｍ以上の波長のレーザを被加工部に照射して反射率を測定することで、積層構成を判別可能であることが分かる（具体的には１３００ｎｍ以上で１３５０ｎｍ付近を除く波長。好ましくは１５００ｎｍ以上の波長。）。使用する波長の決定は、各層の膜厚の影響等により反射率が影響を受けるため、その領域の変動を考慮して決定する。
【００３７】
続いて、初期（加工開始時）の反射率別のレーザ照射出力値を決定する。
【００３８】
上記各層構成の夫々に対するレーザ照射出力値の決定は、上記キャリブレーションカーブから求めた波長のレーザを用いてその出力値をパラメータとしたレーザ加工を実施し、加工部の加工性能（加工の状態）により行った。このレーザ照射出力値は、デバイス材料若しくは膜厚との関係により異なるため、プロセス毎に設定する。
【００３９】
レーザ照射装置５は、図６に図示したように、レーザ光源としてフェムト秒レーザ発振器を備え、そこから出たビームはパワー制御用の波長板（直線偏光の偏光面を一定方向に回転させるλ／２板）及び偏光子（ポーラライザ：ＰＬ）を通過して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：直角プリズムの斜面に偏光膜を蒸着して斜面同士を接着したキューブ状の偏光子。入射した光をＰ偏光とＳ偏光に分離し、一方を透過光とし、他方を反射光とすることが可能。）にて直線偏光の入射光の全てを被加工物方向へ反射し、前記ＰＢＳと被加工物との間に設置した波長板（直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換するλ／４板）並びに集光光学系レンズを通過して加工対象位置（被加工部位）に達するよう構成している。
【００４０】
即ち、本実施例においては、照射出力の制御は、フェムト秒レーザ発振器の発振出力の制御により行っても良いし、λ／２板で一定の直線偏光としＰＬ（透過しない分は吸収する）で出力を減衰することで行っても良い。尚、本実施例で使用したＰＬに替えてＰＢＳを用いても良い。ＰＢＳは、反射を利用して出力を減衰するため、ＰＢＳ自身の光吸収が抑制され、熱的影響によるレーザ光のビーム変形を抑制でき、ＰＢＳ自身の劣化を抑制できる。
【００４１】
レーザパワー（レーザ照射出力）の測定は、前記ＰＬと前記ＰＢＳとの間に設置したビームスプリッタ（ＢＳ）にて、レーザ光の一部を検知用の光センサ（１）に反射させて検知させることで行う。
【００４２】
被加工部位の反射率測定は、上記構成において円偏光とした被加工物への入射光と反射光とが逆方向の円偏光になり、当該反射光が前記集光光学レンズ、λ／４板及びＰＢＳを順次通過する性質（逆方向の円偏光はλ／４板を通過すると入射時とは偏光方向が９０°ずれた直線偏光になる）を利用し、当該反射光を光センサ（２）にて検知することで行う。
【００４３】
反射率によるレーザパワー（レーザ照射出力）の調整は、前記光センサ（１）及び光センサ（２）からの反射率の信号を比較器により比較演算することでレーザ発振パワー（レーザ発振出力）の制御値を算出し、そのレーザ発振パワー制御信号（ａ）をフェムト秒レーザ発振器にフィードバックすることで行う。
【００４４】
また、前記レーザパワーの制御値のフィードバックは、レーザ発振器ではなく、λ／２板の回転角度の指示（回転角度制御信号（ｂ））として行っても良く、このλ／２板を所定角度に回転させ投光量を制御することで被加工部位でのレーザパワーを制御することができる。この場合、レーザ発振器のレーザ出力（レーザ発振出力）設定は、一定とする。
【００４５】
また、基板ステージは、予め設定した加工パターンに従い基板表面に対して平行なＸ−Ｙの二軸に加えて、レーザの焦点を自動補正するための基板表面に対して直交するＺ軸への駆動が可能な三軸リニアステージとしている。
【００４６】
以下、更に具体的に金属膜への配線パターン形成について説明する。
【００４７】
配線パターンに従った三軸リニアステージのＸ−Ｙ方向への振動プログラム及びレーザ加工開始時のレーザ出力値を予め加工装置の制御プログラムに入力する。続いて、所定の出力値でレーザ加工開始点にレーザを照射し、それと同時にその加工点Ａの反射率（Ａ１）を前記光センサ２で検知することで、反射面の状況を知る。この動作を連続的に実施することにより、金属膜層の膜厚方向への除去が進行する。よって、目的のＡｌ金属電極層が除去された場合、例えばレーザ波長を１５００ｎｍに設定していた場合には、反射率は図３のａ点からｂ点の位置に低下することになり、加工面の状況の変化が判る。
【００４８】
このように「加工点へのレーザ照射」→「反射率の低下を検知した（目的の金属層が除去できた）時点でのその点へのレーザ照射の中止」→「前記三軸リニアステージのＸ−Ｙ方向への金属配線パターンに従う次の加工点への移動」とを一連の動作とし、この動作を繰り返すことで配線パターン形成を行うことができる。
【００４９】
更に、ガルバノスキャナ、ポリゴンミラー若しくはそれらと同様の作用を有する光学器具を用いることによって、必要なパターン上を走査しつつ上記のレーザ照射を行って金属膜層を除去し、反射光の検知及び反射面の判断という一連の動作を行うことで、線状に金属層を除去可能である。除去後は、前記三軸リニアステージのＸ−Ｙ方向への金属配線パターンに従う次の加工部への移動となる。
【００５０】
従って、加工装置は、金属電極膜層の形成に際してパターンマスクを必要とせず、且つ、配線加工時にそれより下層側にある絶縁層や下部電極膜層等へのダメージを排除することで下層配線電極のバルク抵抗の変動を抑制すると共に、高精度な金属電極膜へのパターン形成が可能となる。
【００５１】
また、コンタクトホールの形成については、上記の金属電極加工の場合と同様に、最表層及び最表層から接続配線膜層に至るまでの中間層を除去することで、コンタクトホールの加工が可能となる。
【００５２】
この場合も、ホール形状及び開口の大きさに従い、ガルバノスキャナ若しくはポリゴンミラー等の光学器具が使用可能である。
【００５３】
従って、加工装置は、接続電極配線上部への絶縁膜等の形成に際してパターンマスクを必要とせず、周辺へのダメージを排除することにより、次工程における端子接続時のコンタクト抵抗の変動を抑制すると共に、高い加工精度により当該接続配線上へのコンタクトホールの形成が可能となる。
【００５４】
尚、本実施例においては、被加工部位に加工用レーザを照射しその反射光を測定することで被加工部位の反射率を測定している（測定用レーザとして加工用レーザを採用している）が、加工用レーザを分岐した一部若しくは加工用レーザを発振する加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを測定用レーザとして採用しても良い。
【００５５】
本実施例は、上述のように構成したから、例えば、基板上に第一電極膜層としてのＩＴＯ電極膜、有機膜層及び第二電極膜層としてのＡｌ電極膜を順次積層して形成された有機ＥＬ素子の前記Ａｌ電極膜の所定部位に加工用レーザを吸収させ、レーザアブレーション現象を生じさせることでＡｌ電極膜をエッチングして所望の配線パターンに形成する際、Ａｌ電極膜の被加工部の反射率を測定しながらこの反射率に基づいてレーザ出力値をリアルタイムで補正しながらレーザ加工を行うことで、下層に金属膜があった場合にもこの金属膜に損傷を与えることなく且つ安定的なパターン形成が可能となる。
【００５６】
具体的には、前記加工用レーザの前記被加工部位への照射出力を測定すると共に、前記被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出して前記被加工部位の反射率を測定し、この被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定して、この出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する。
【００５７】
即ち、加工用レーザの照射部位を移動させながら、被加工部位の反射率をリアルタイムに測定していくことで、これからレーザを照射する被加工部位の積層膜の積層構成を推定して各積層構成に適したレーザ照射出力に制御しながらレーザ加工を行うことが可能となり、例えばＩＴＯ電極層へのダメージを抑制しつつＡｌ電極層や有機膜層へ所望の加工を施すことが可能となる。
【００５８】
特に、有機ＥＬデバイスにおいては、アノード電極のダメージによる配線抵抗のバラツキを抑制することにより、高品質の有機ＥＬ表示デバイスの製造が可能になる。また、有機デバイスにおいては、下部配線金属電極膜上の層間絶縁膜のコンタクトホール形成時に、下層電極の加工後の表面状態をより平滑にすることができ、良好なオーミックコンタクトが得られ、高品質の有機デバイスの製造が可能となる。
【００５９】
更に、本実施例においては、フェムト秒レーザを用いており、高エネルギーのレーザを極めて短時間（時間幅５０ｆｓ〜２０ｐｓ）に照射できるため、有機ＥＬのように熱の影響を受け易い素子に対しても、効率良く金属電極等の除去が可能となる。
【００６０】
従って、本実施例は、例えば有機ＥＬの下層ＩＴＯ電極のダメージを抑制しながらＡｌ電極や有機膜層に所望の加工を施すことが可能となり、表示ムラの発生を阻止することができ、また、有機デバイスにおいては層間絶縁膜加工後の下層電極表面の加工後の表面状態をより平滑に仕上げることができ素子安定化が図れる等、加工形状（幅・深さ）を高精度に制御した加工が可能となる極めて実用性に秀れたものとなる。
【００６１】
本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ＴＥＧパネルにおけるＩＴＯ電極膜の有無によるＡｌ電極膜の加工状態を比較した拡大電子顕微鏡写真である。
【図２】ＯＬＥＤパネルにおけるＩＴＯ電極膜の有無によるＡｌ電極膜の加工状態を比較した拡大電子顕微鏡写真である。
【図３】有機ＥＬ素子の概略説明断面図である。
【図４】有機ＥＬ素子のＡｌ電極膜の配線パターン形成時の概略説明側面図である。
【図５】各積層構成における反射率を示すグラフである。
【図６】本実施例のレーザ照射装置の概略説明図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機デバイス加工装置及び有機デバイス加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に例えば第一電極層（ＩＴＯ），有機膜層（発光層等）及び第二電極層（Ａｌ）を順次形成して成る「Ａｌ層／発光層／ＩＴＯ層／ガラス基板」の構成であり、この有機ＥＬ素子を表示素子として利用するためには電極の配線パターン化が必要である。
【０００３】
例えば、特許文献１等に開示されるような配線パターンの形成方法を用い、有機ＥＬ素子の陰極配線金属であるＡｌをフェムト秒ファイバーレーザで配線パターン形成する場合、下地にＩＴＯが存在する場合とＩＴＯが存在しない場合において、Ａｌの加工閾値（Ａｌの加工が可能なレーザ出力の下限値）が変化することがわかった（図１参照）。現状、高機能なレーザ加工装置では、基板の厚みや反り等の高さの変化に対しては、オートフォーカス機能により、レーザビームの加工位置を補正しながら加工を実施することができる。
【０００４】
ところが、レーザパワーについては、一定の出力値で加工しており、そのため、以下のような問題点が存在することが分かった。
【０００５】
即ち、一連の動作において、下地ＩＴＯが存在しない部分のＡｌを除去した場合には、有機膜が残存しているが、下地ＩＴＯが存在する部分のＡｌを除去した場合には、有機膜が除去されるだけでなく、その下層であるＩＴＯにもダメージが入っていることが分かった（図２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２９７６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、一定のレーザ出力で最上層Ａｌ薄膜をレーザ加工する場合、下地材料の違いにより、加工溝幅及び加工溝深さに違いが生じ、全面均一な加工形状でパターン加工することは、現状では極めて困難である。
【０００８】
そのため、現状では下地ＩＴＯ膜に対するダメージを低減するため極力レーザ出力を低く設定し且つ下地ＩＴＯ膜が存在しない場所の陰極配線Ａｌに関して１００％ショートしないレーザ加工出力値を設定しなければならない。
【０００９】
更に、ＩＴＯ膜へのダメージを全く発生させず且つ配線ショートが発生しないような量産プロセスに適用できるようなパターン加工条件を設定することは極めて困難であり、配線抵抗の増大により点灯表示ムラが発生するという問題点を克服することができなかった。
【００１０】
本発明は、上述のような現状に鑑み、下地膜の違いによる最適レーザ出力の変化に対応して出力を制御する手段として、レーザ加工部領域（被加工部）からの反射光を検出し、その反射率から被加工部の素地の状況を把握することを考え、種々の実験の結果、素地の違いによる反射率の変化を検知し、例えばその情報に基づいたレーザ出力の補正信号を演算機構により算出し、その値をレーザ出力制御回路にフィードバックすることで、レーザ出力を適宜被加工部の素地に適した値に制御しながら加工することが可能となることを見出し完成したもので、被加工部の反射率を測定しながらリアルタイムでレーザ出力値を制御することにより、例えば有機ＥＬの下層ＩＴＯ電極のダメージを抑制しながらＡｌ電極や有機膜層に所望の加工を施すことが可能となり、表示ムラの発生を阻止することができ、また、有機デバイス（例えば有機ＴＦＴなどの有機トランジスタ、有機太陽電池等）においては層間絶縁膜加工後の下層電極表面の加工後の表面状態をより平滑に仕上げることができ素子安定化が図れる等、加工形状（幅・深さ）を高精度に制御した加工が可能となる極めて実用性に秀れた有機デバイス加工装置及び有機デバイス加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１２】
基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率に基づき、前記加工用レーザの出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１３】
また、前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１４】
また、前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１５】
また、基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記加工用レーザの前記有機デバイスの被加工部位への照射出力を測定する照射出力測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定する出力補正値演算機構と、
この出力補正値演算機構により決定した前記出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１６】
また、前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１７】
また、前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１８】
また、前記加工用レーザ発振機構の発振出力を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００１９】
また、前記加工用レーザ発振機構にλ／２板及び偏光子を設け、このλ／２板と偏光子とにより前記加工用レーザの透過量を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２０】
また、前記基板が載置され、前記有機デバイスの被加工部の加工形状に従い基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向のうち少なくとも一方向に移動可能な基板ステージと、前記加工用レーザを走査する加工用レーザ走査機構とを備えたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２１】
また、前記加工用レーザ走査機構は、ガルバノスキャナ若しくはポリゴンミラーであることを特徴とする請求項９記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２２】
また、前記基板ステージ若しくは前記レーザ発振機構は基板表面に対して垂直なＺ方向に移動可能に構成し、前記加工用レーザの焦点深度を補正する焦点補正機構を備えたことを特徴とする請求項９，１０のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置に係るものである。
【００２３】
また、請求項４〜１１のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置を用いた有機デバイス加工方法において、
予め求めた対象となる有機デバイスの各積層パターン毎の最表層での反射率のデータを出力補正値演算機構に記憶させる工程と、
レーザ加工の際に、反射率測定機構により測定した反射率と前記積層パターン毎の反射率のデータとを比較することで被加工部位の積層パターンを前記出力補正値演算機構において判定し、この積層パターンに応じたレーザ照射出力となる出力補正値を出力調整機構へフィードバックする工程と、
出力調整機構により前記出力補正値に応じて加工用レーザを最適な出力へ調整する工程と、
前記出力補正値演算機構において判定した被加工部位の積層パターンに基づき、加工用レーザの照射の中断を判定し、加工用レーザ発振機構においてレーザ発振を中断する工程と、
加工パターンにより加工を継続する場合に、所定の位置合わせを、基板が載置される基板ステージを基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向へ移動させることで行う工程と、
を含み、被加工部位の積層パターンに合わせて最適なレーザ出力となるように略リアルタイムでレーザ出力を調整及び加工の中断を判断することを特徴とする有機デバイス加工方法に係るものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上述のように構成したから、例えば有機ＥＬの下層ＩＴＯ電極のダメージを抑制しながらＡｌ電極や有機膜層に所望の加工を施すことが可能となり、表示ムラの発生を阻止することができ、また、有機デバイスにおいては層間絶縁膜加工後の下層電極表面の加工後の表面状態をより平滑に仕上げることができ素子安定化が図れる等、加工形状（幅・深さ）を高精度に制御した加工が可能となる極めて実用性に秀れた有機デバイス加工装置及び有機デバイス加工方法となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２６】
例えば、基板上に第一電極膜層としてのＩＴＯ電極膜、有機膜層及び第二電極膜層としてのＡｌ電極膜を順次積層して形成された有機ＥＬ素子の前記Ａｌ電極膜の所定部位に加工用レーザを吸収させ、レーザアブレーション現象を生じさせることでＡｌ電極膜をエッチングして所望の配線パターンに形成する。
【００２７】
この際、Ａｌ電極膜の被加工部の反射率を測定しながらこの反射率に基づいてレーザ出力値をリアルタイムで補正（制御）しながらレーザ加工を行うことで、下層に金属膜があった場合にもこの金属膜に損傷を与えることなく且つ安定的なパターン形成が可能となる。
【００２８】
具体的には、例えば、前記加工用レーザの前記被加工部位への照射出力を測定すると共に、前記被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出して前記被加工部位の反射率を測定し、この被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定して、この出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する。
【００２９】
即ち、加工用レーザの照射部位を移動させながら、被加工部位の反射率をリアルタイムに測定していくことで、これからレーザを照射する被加工部位の積層膜の積層構成を推定して各積層構成に適したレーザ照射出力に制御しながらレーザ加工を行うことが可能となり、例えばＩＴＯ電極層へのダメージを抑制しつつＡｌ電極層や有機膜層へ所望の加工を施すことが可能となる。
【００３０】
特に、有機ＥＬデバイスにおいては、アノード電極のダメージによる配線抵抗のバラツキを抑制することにより、高品質の有機ＥＬ表示デバイスの製造が可能になる。また、有機デバイスにおいては、下部配線金属電極膜上の層間絶縁膜のコンタクトホール形成時に、下層電極の加工後の表面状態をより平滑にすることができ、良好なオーミックコンタクトが得られ、高品質の有機デバイスの製造が可能となる。
【００３１】
また、加工用レーザを、測定用レーザとして有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように反射率測定機構を構成した場合には、加工用レーザによりレーザ加工を行いながら被加工部位の反射率を測定することができ、リアルタイムでレーザ出力を補正しながらのレーザ加工を一層スムーズに且つ別途レーザ発振機構を必要とすることなく行えることになる。
【実施例】
【００３２】
本発明の具体的な実施例について図３〜６に基づいて説明する。
【００３３】
本実施例は、基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記加工用レーザの前記有機デバイスの被加工部位への照射出力を測定する照射出力測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定する出力補正値演算機構と、
この出力補正値演算機構により決定した前記出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する出力調整機構とを備えたものである。
【００３４】
具体的には、図３，４に図示したようにガラス基板１上に第一電極膜２（ＩＴＯ）を配線パターン形成し、有機膜３、第二電極膜４（Ａｌ）を順次積層して成る有機ＥＬ素子の配線パターンの形成方法であって、有機膜３上に積層された第二電極膜４にレーザ照射装置５からレーザ６を照射し、レーザアブレーション現象を生じさせて、この第二電極膜４の一部を選択的に飛散させることで配線パターンを形成するものである。
【００３５】
先ず、レーザ波長を決定するためのキャリブレーションカーブを作成する。
【００３６】
レーザ加工により有機ＥＬ素子の第二電極膜をパターン形成する前に、予め、代表的な積層構成として、Ａｌ／ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ、ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ、ＯＬＥＤ／ＩＴＯ／Ｇｌａｓｓ及びＧｌａｓｓの夫々の表面反射率について、レーザの波長をパラメータとしたキャリブレーションカーブを作成し、使用可能な波長λを確認する（図５参照）。図５の例においては、１３００ｎｍ以上の波長域において、Ａｌ、ＯＬＥＤ、ＩＴＯ、Ｇｌａｓｓの反射率は全て異なっており、１３００ｎｍ以上の波長のレーザを被加工部に照射して反射率を測定することで、積層構成を判別可能であることが分かる（具体的には１３００ｎｍ以上で１３５０ｎｍ付近を除く波長。好ましくは１５００ｎｍ以上の波長。）。使用する波長の決定は、各層の膜厚の影響等により反射率が影響を受けるため、その領域の変動を考慮して決定する。
【００３７】
続いて、初期（加工開始時）の反射率別のレーザ照射出力値を決定する。
【００３８】
上記各層構成の夫々に対するレーザ照射出力値の決定は、上記キャリブレーションカーブから求めた波長のレーザを用いてその出力値をパラメータとしたレーザ加工を実施し、加工部の加工性能（加工の状態）により行った。このレーザ照射出力値は、デバイス材料若しくは膜厚との関係により異なるため、プロセス毎に設定する。
【００３９】
レーザ照射装置５は、図６に図示したように、レーザ光源としてフェムト秒レーザ発振器を備え、そこから出たビームはパワー制御用の波長板（直線偏光の偏光面を一定方向に回転させるλ／２板）及び偏光子（ポーラライザ：ＰＬ）を通過して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：直角プリズムの斜面に偏光膜を蒸着して斜面同士を接着したキューブ状の偏光子。入射した光をＰ偏光とＳ偏光に分離し、一方を透過光とし、他方を反射光とすることが可能。）にて直線偏光の入射光の全てを被加工物方向へ反射し、前記ＰＢＳと被加工物との間に設置した波長板（直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換するλ／４板）並びに集光光学系レンズを通過して加工対象位置（被加工部位）に達するよう構成している。
【００４０】
即ち、本実施例においては、照射出力の制御は、フェムト秒レーザ発振器の発振出力の制御により行っても良いし、λ／２板で一定の直線偏光としＰＬ（透過しない分は吸収する）で出力を減衰することで行っても良い。尚、本実施例で使用したＰＬに替えてＰＢＳを用いても良い。ＰＢＳは、反射を利用して出力を減衰するため、ＰＢＳ自身の光吸収が抑制され、熱的影響によるレーザ光のビーム変形を抑制でき、ＰＢＳ自身の劣化を抑制できる。
【００４１】
レーザパワー（レーザ照射出力）の測定は、前記ＰＬと前記ＰＢＳとの間に設置したビームスプリッタ（ＢＳ）にて、レーザ光の一部を検知用の光センサ（１）に反射させて検知させることで行う。
【００４２】
被加工部位の反射率測定は、上記構成において円偏光とした被加工物への入射光と反射光とが逆方向の円偏光になり、当該反射光が前記集光光学レンズ、λ／４板及びＰＢＳを順次通過する性質（逆方向の円偏光はλ／４板を通過すると入射時とは偏光方向が９０°ずれた直線偏光になる）を利用し、当該反射光を光センサ（２）にて検知することで行う。
【００４３】
反射率によるレーザパワー（レーザ照射出力）の調整は、前記光センサ（１）及び光センサ（２）からの反射率の信号を比較器により比較演算することでレーザ発振パワー（レーザ発振出力）の制御値を算出し、そのレーザ発振パワー制御信号（ａ）をフェムト秒レーザ発振器にフィードバックすることで行う。
【００４４】
また、前記レーザパワーの制御値のフィードバックは、レーザ発振器ではなく、λ／２板の回転角度の指示（回転角度制御信号（ｂ））として行っても良く、このλ／２板を所定角度に回転させ投光量を制御することで被加工部位でのレーザパワーを制御することができる。この場合、レーザ発振器のレーザ出力（レーザ発振出力）設定は、一定とする。
【００４５】
また、基板ステージは、予め設定した加工パターンに従い基板表面に対して平行なＸ−Ｙの二軸に加えて、レーザの焦点を自動補正するための基板表面に対して直交するＺ軸への駆動が可能な三軸リニアステージとしている。
【００４６】
以下、更に具体的に金属膜への配線パターン形成について説明する。
【００４７】
配線パターンに従った三軸リニアステージのＸ−Ｙ方向への振動プログラム及びレーザ加工開始時のレーザ出力値を予め加工装置の制御プログラムに入力する。続いて、所定の出力値でレーザ加工開始点にレーザを照射し、それと同時にその加工点Ａの反射率（Ａ１）を前記光センサ２で検知することで、反射面の状況を知る。この動作を連続的に実施することにより、金属膜層の膜厚方向への除去が進行する。よって、目的のＡｌ金属電極層が除去された場合、例えばレーザ波長を１５００ｎｍに設定していた場合には、反射率は図３のａ点からｂ点の位置に低下することになり、加工面の状況の変化が判る。
【００４８】
このように「加工点へのレーザ照射」→「反射率の低下を検知した（目的の金属層が除去できた）時点でのその点へのレーザ照射の中止」→「前記三軸リニアステージのＸ−Ｙ方向への金属配線パターンに従う次の加工点への移動」とを一連の動作とし、この動作を繰り返すことで配線パターン形成を行うことができる。
【００４９】
更に、ガルバノスキャナ、ポリゴンミラー若しくはそれらと同様の作用を有する光学器具を用いることによって、必要なパターン上を走査しつつ上記のレーザ照射を行って金属膜層を除去し、反射光の検知及び反射面の判断という一連の動作を行うことで、線状に金属層を除去可能である。除去後は、前記三軸リニアステージのＸ−Ｙ方向への金属配線パターンに従う次の加工部への移動となる。
【００５０】
従って、加工装置は、金属電極膜層の形成に際してパターンマスクを必要とせず、且つ、配線加工時にそれより下層側にある絶縁層や下部電極膜層等へのダメージを排除することで下層配線電極のバルク抵抗の変動を抑制すると共に、高精度な金属電極膜へのパターン形成が可能となる。
【００５１】
また、コンタクトホールの形成については、上記の金属電極加工の場合と同様に、最表層及び最表層から接続配線膜層に至るまでの中間層を除去することで、コンタクトホールの加工が可能となる。
【００５２】
この場合も、ホール形状及び開口の大きさに従い、ガルバノスキャナ若しくはポリゴンミラー等の光学器具が使用可能である。
【００５３】
従って、加工装置は、接続電極配線上部への絶縁膜等の形成に際してパターンマスクを必要とせず、周辺へのダメージを排除することにより、次工程における端子接続時のコンタクト抵抗の変動を抑制すると共に、高い加工精度により当該接続配線上へのコンタクトホールの形成が可能となる。
【００５４】
尚、本実施例においては、被加工部位に加工用レーザを照射しその反射光を測定することで被加工部位の反射率を測定している（測定用レーザとして加工用レーザを採用している）が、加工用レーザを分岐した一部若しくは加工用レーザを発振する加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを測定用レーザとして採用しても良い。
【００５５】
本実施例は、上述のように構成したから、例えば、基板上に第一電極膜層としてのＩＴＯ電極膜、有機膜層及び第二電極膜層としてのＡｌ電極膜を順次積層して形成された有機ＥＬ素子の前記Ａｌ電極膜の所定部位に加工用レーザを吸収させ、レーザアブレーション現象を生じさせることでＡｌ電極膜をエッチングして所望の配線パターンに形成する際、Ａｌ電極膜の被加工部の反射率を測定しながらこの反射率に基づいてレーザ出力値をリアルタイムで補正しながらレーザ加工を行うことで、下層に金属膜があった場合にもこの金属膜に損傷を与えることなく且つ安定的なパターン形成が可能となる。
【００５６】
具体的には、前記加工用レーザの前記被加工部位への照射出力を測定すると共に、前記被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出して前記被加工部位の反射率を測定し、この被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定して、この出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する。
【００５７】
即ち、加工用レーザの照射部位を移動させながら、被加工部位の反射率をリアルタイムに測定していくことで、これからレーザを照射する被加工部位の積層膜の積層構成を推定して各積層構成に適したレーザ照射出力に制御しながらレーザ加工を行うことが可能となり、例えばＩＴＯ電極層へのダメージを抑制しつつＡｌ電極層や有機膜層へ所望の加工を施すことが可能となる。
【００５８】
特に、有機ＥＬデバイスにおいては、アノード電極のダメージによる配線抵抗のバラツキを抑制することにより、高品質の有機ＥＬ表示デバイスの製造が可能になる。また、有機デバイスにおいては、下部配線金属電極膜上の層間絶縁膜のコンタクトホール形成時に、下層電極の加工後の表面状態をより平滑にすることができ、良好なオーミックコンタクトが得られ、高品質の有機デバイスの製造が可能となる。
【００５９】
更に、本実施例においては、フェムト秒レーザを用いており、高エネルギーのレーザを極めて短時間（時間幅５０ｆｓ〜２０ｐｓ）に照射できるため、有機ＥＬのように熱の影響を受け易い素子に対しても、効率良く金属電極等の除去が可能となる。
【００６０】
従って、本実施例は、例えば有機ＥＬの下層ＩＴＯ電極のダメージを抑制しながらＡｌ電極や有機膜層に所望の加工を施すことが可能となり、表示ムラの発生を阻止することができ、また、有機デバイスにおいては層間絶縁膜加工後の下層電極表面の加工後の表面状態をより平滑に仕上げることができ素子安定化が図れる等、加工形状（幅・深さ）を高精度に制御した加工が可能となる極めて実用性に秀れたものとなる。
【００６１】
本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ＴＥＧパネルにおけるＩＴＯ電極膜の有無によるＡｌ電極膜の加工状態を比較した拡大電子顕微鏡写真である。
【図２】ＯＬＥＤパネルにおけるＩＴＯ電極膜の有無によるＡｌ電極膜の加工状態を比較した拡大電子顕微鏡写真である。
【図３】有機ＥＬ素子の概略説明断面図である。
【図４】有機ＥＬ素子のＡｌ電極膜の配線パターン形成時の概略説明側面図である。
【図５】各積層構成における反射率を示すグラフである。
【図６】本実施例のレーザ照射装置の概略説明図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率に基づき、前記加工用レーザの出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置。
【請求項２】
前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置。
【請求項３】
前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置。
【請求項４】
基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記加工用レーザの前記有機デバイスの被加工部位への照射出力を測定する照射出力測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定する出力補正値演算機構と、
この出力補正値演算機構により決定した前記出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置。
【請求項５】
前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置。
【請求項６】
前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置。
【請求項７】
前記加工用レーザ発振機構の発振出力を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項８】
前記加工用レーザ発振機構にλ／２板及び偏光子を設け、このλ／２板と偏光子とにより前記加工用レーザの透過量を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項９】
前記基板が載置され、前記有機デバイスの被加工部の加工形状に従い基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向のうち少なくとも一方向に移動可能な基板ステージと、前記加工用レーザを走査する加工用レーザ走査機構とを備えたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項１０】
前記加工用レーザ走査機構は、ガルバノスキャナ若しくはポリゴンミラーであることを特徴とする請求項９記載の有機デバイス加工装置。
【請求項１１】
前記基板ステージ若しくは前記レーザ発振機構は基板表面に対して垂直なＺ方向に移動可能に構成し、前記加工用レーザの焦点深度を補正する焦点補正機構を備えたことを特徴とする請求項９，１０のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項１２】
請求項４〜１１のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置を用いた有機デバイス加工方法において、
予め求めた対象となる有機デバイスの各積層パターン毎の最表層での反射率のデータを出力補正値演算機構に記憶させる工程と、
レーザ加工の際に、反射率測定機構により測定した反射率と前記積層パターン毎の反射率のデータとを比較することで被加工部位の積層パターンを前記出力補正値演算機構において判定し、この積層パターンに応じたレーザ照射出力となる出力補正値を出力調整機構へフィードバックする工程と、
出力調整機構により前記出力補正値に応じて加工用レーザを最適な出力へ調整する工程と、
前記出力補正値演算機構において判定した被加工部位の積層パターンに基づき、加工用レーザの照射の中断を判定し、加工用レーザ発振機構においてレーザ発振を中断する工程と、
加工パターンにより加工を継続する場合に、所定の位置合わせを、基板が載置される基板ステージを基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向へ移動させることで行う工程と、
を含み、被加工部位の積層パターンに合わせて最適なレーザ出力となるように略リアルタイムでレーザ出力を調整及び加工の中断を判断することを特徴とする有機デバイス加工方法。
【請求項１】
基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率に基づき、前記加工用レーザの出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置。
【請求項２】
前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置。
【請求項３】
前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項１記載の有機デバイス加工装置。
【請求項４】
基板上に第一電極膜層、有機膜層、第二電極膜層及び保護層のうち少なくとも有機膜層を含む２層以上を積層して成る有機デバイスに対してレーザを照射して配線パターン加工若しくは開口加工を行う有機デバイス加工装置において、
前記有機デバイスに照射される加工用レーザを出力する加工用レーザ発振機構と、
前記加工用レーザの前記有機デバイスの被加工部位への照射出力を測定する照射出力測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位へ照射した測定用レーザの反射光を検出し、前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定する反射率測定機構と、
前記有機デバイスの被加工部位の反射率及び前記加工用レーザの照射出力値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を適正出力とするための出力補正値を決定する出力補正値演算機構と、
この出力補正値演算機構により決定した前記出力補正値に基づき、前記加工用レーザの照射出力を調整する出力調整機構とを備えたことを特徴とする有機デバイス加工装置。
【請求項５】
前記加工用レーザ若しくは前記加工用レーザを分岐した一部を、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置。
【請求項６】
前記加工用レーザ発振機構とは異なるレーザ発振機構から発振されるレーザを、前記測定用レーザとして前記有機デバイスの被加工部位の反射率を測定するように前記反射率測定機構を構成したことを特徴とする請求項４記載の有機デバイス加工装置。
【請求項７】
前記加工用レーザ発振機構の発振出力を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項８】
前記加工用レーザ発振機構にλ／２板及び偏光子を設け、このλ／２板と偏光子とにより前記加工用レーザの透過量を制御することで前記加工用レーザの照射出力を調整するように前記出力調整機構を構成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項９】
前記基板が載置され、前記有機デバイスの被加工部の加工形状に従い基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向のうち少なくとも一方向に移動可能な基板ステージと、前記加工用レーザを走査する加工用レーザ走査機構とを備えたことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項１０】
前記加工用レーザ走査機構は、ガルバノスキャナ若しくはポリゴンミラーであることを特徴とする請求項９記載の有機デバイス加工装置。
【請求項１１】
前記基板ステージ若しくは前記レーザ発振機構は基板表面に対して垂直なＺ方向に移動可能に構成し、前記加工用レーザの焦点深度を補正する焦点補正機構を備えたことを特徴とする請求項９，１０のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置。
【請求項１２】
請求項４〜１１のいずれか１項に記載の有機デバイス加工装置を用いた有機デバイス加工方法において、
予め求めた対象となる有機デバイスの各積層パターン毎の最表層での反射率のデータを出力補正値演算機構に記憶させる工程と、
レーザ加工の際に、反射率測定機構により測定した反射率と前記積層パターン毎の反射率のデータとを比較することで被加工部位の積層パターンを前記出力補正値演算機構において判定し、この積層パターンに応じたレーザ照射出力となる出力補正値を出力調整機構へフィードバックする工程と、
出力調整機構により前記出力補正値に応じて加工用レーザを最適な出力へ調整する工程と、
前記出力補正値演算機構において判定した被加工部位の積層パターンに基づき、加工用レーザの照射の中断を判定し、加工用レーザ発振機構においてレーザ発振を中断する工程と、
加工パターンにより加工を継続する場合に、所定の位置合わせを、基板が載置される基板ステージを基板表面に対して平行なＸ−Ｙ方向へ移動させることで行う工程と、
を含み、被加工部位の積層パターンに合わせて最適なレーザ出力となるように略リアルタイムでレーザ出力を調整及び加工の中断を判断することを特徴とする有機デバイス加工方法。
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２３８１９５（Ｐ２００８−２３８１９５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８００１９（Ｐ２００７−８００１９）
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５９１０６５４１３）トッキ株式会社 (57)
【出願人】（３０４０２１２８８）国立大学法人長岡技術科学大学 (458)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（５９２２５３７３６）シグマ光機株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２６日（２００７．３．２６）
【出願人】（５９１０６５４１３）トッキ株式会社 (57)
【出願人】（３０４０２１２８８）国立大学法人長岡技術科学大学 (458)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（５９２２５３７３６）シグマ光機株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
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