薄膜パターン形成方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【課題】高精細な薄膜パターンの形成を容易に行い得るようにする。
【解決手段】ＴＦＴ基板１上のアノード電極２Ｒ〜２Ｂ上に対応色の有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂを形成して有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着するステップと、ＴＦＴ基板１上のＲ対応アノード電極２Ｒ上にレーザ光Ｌを照射し、当該アノード電極２Ｒ上のマスク用部材４に画素に対応した形状の開口５を設けてマスク６を形成するステップと、ＴＦＴ基板１上のＲ対応アノード電極２Ｒ上にマスク６の開口５を介してＲ有機ＥＬ層３Ｒを成膜形成するステップと、マスク６を剥離するステップと、を含むものである。
【解決手段】ＴＦＴ基板１上のアノード電極２Ｒ〜２Ｂ上に対応色の有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂを形成して有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着するステップと、ＴＦＴ基板１上のＲ対応アノード電極２Ｒ上にレーザ光Ｌを照射し、当該アノード電極２Ｒ上のマスク用部材４に画素に対応した形状の開口５を設けてマスク６を形成するステップと、ＴＦＴ基板１上のＲ対応アノード電極２Ｒ上にマスク６の開口５を介してＲ有機ＥＬ層３Ｒを成膜形成するステップと、マスク６を剥離するステップと、を含むものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法に関し、特に高精細な薄膜パターンの形成を容易に行い得るようにする薄膜パターン形成方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の薄膜パターン形成方法は、所定のパターンに対応した形状の開口を有するマスクを基板に対して位置合わせした後、該基板上に密着させ、その後マスクを介して基板に対するパターンニング成膜するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の薄膜パターン形成方法は、所定の成膜パターンに対応した複数の開口が設けられた強磁性体から成るメタルマスクを基板の一面を覆うように基板に密着させると共に、基板の他面側に配置された磁石の磁力を利用してメタルマスクを固定し、真空蒸着装置の真空槽内で上記メタルマスクの開口を通して基板の一面に蒸着材料を付着させ、薄膜パターンを形成するものであった（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに他の薄膜パターン形成方法は、例えば有機ＥＬ素子の製造方法において、透明基板上に形成された陽極上に正孔注入層又は正孔輸送層を形成し、その上に発光層をインクジェット方式によりパターン形成するものであった（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
そして、別の薄膜パターン形成方法は、基材フィルム上に光−熱変換層を形成し、その上に有機ＥＬ層からなる転写層を形成したドナーフィルムを基材フィルムが外側になるようにして基板上に貼り付け、基材フィルム側からレーザ光Ｌを照射して局所的に発生する熱エネルギーを利用して上記転写層を選択的に基板上に転写するようになっていた（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７３８０４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４０２０号公報
【特許文献３】特開２０００−２０８２５４号公報
【特許文献４】特開２００２−２１６９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような従来の薄膜パターン形成方法において、上記特許文献１に記載の方法では、使用するマスクが、一般に、薄い金属板に所定形状の開口を例えばエッチング等により形成して作られるので、開口を高精度に形成することが困難であり、又金属板の熱膨張による位置ずれや反り等の影響で例えば３００ｄｐｉ以上の高精細な薄膜パターンの形成が困難であった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の方法では、上記特許文献１よりも基板とマスクとの密着性は改善されるものの、例えば有機ＥＬ表示装置を製造する場合、色毎にマスクを取り替える必要があること、及びＴＦＴ基板へのマスクの密着前にＴＦＴ基板とマスクとの精密な位置合わせが必要であること等により、有機ＥＬ表示装置の発光層形成工程のタクトを短縮することが困難であった。
【０００９】
さらに、上記特許文献３に記載の方法では、高精細な薄膜パターンの形成が可能であるものの、高分子材料による層間の材料同士が溶解し易く、例えば有機ＥＬに不可欠なヘテロ構造を持たせることが困難であった。また、溶媒内の不純物の除去が困難であるため、充分な性能を得ることが難しかった。
【００１０】
そして、上記特許文献４に記載の方法では、例えば有機ＥＬ表示装置の製造においては、複数の画素に対して照射するレーザ光の強度分布が不均一であるため、被照射面での温度分布が不均一となり、その結果、転写層である有機ＥＬ層の幅、形状、膜質等にばらつきが生じるという問題がある。また、ドナーフィルムの密着性が悪いときには、未転写領域が発生する場合がある。さらに、ドナーフィルムの剥離を防ぐための保護層や接着層など、機能の異なる複数の層が必要であり、且つ相互に不具合が発生しないようにする必要があり、製造コストを抑えることが難しいという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、高精細な薄膜パターンの形成を容易に行い得るようにする薄膜パターン形成方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明による薄膜パターン形成方法は、基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法であって、前記基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、前記基板上の予め定められた部分にレーザ光を照射し、当該部分の前記マスク用部材に一定形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、前記基板上の前記予め定められた部分に前記マスクの前記開口を介して成膜するステップと、前記マスクを剥離するステップと、を含むものである。
【００１３】
このような構成により、基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着し、基板上の予め定められた部分にレーザ光を照射し、当該部分のマスク用部材に一定形状の開口を設けてマスクを形成し、基板上の予め定められた部分にマスクの開口を介して成膜した後、マスクを剥離して基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する。
【００１４】
さらに、前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍである。これにより、マスク用部材に波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザ光を照射してマスク用部材をアブレーションする。
【００１５】
また、本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法は、ＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成して有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記ＴＦＴ基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、前記ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にレーザ光を照射し、当該アノード電極上の前記マスク用部材に画素に対応した形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、前記ＴＦＴ基板上の前記特定色のアノード電極上に前記マスクの前記開口を介して前記特定色の有機ＥＬ層を成膜形成するステップと、前記マスクを剥離するステップと、を含むものである。
【００１６】
このような構成により、ＴＦＴ基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着し、ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にレーザ光を照射し、当該アノード電極上のマスク用部材に画素に対応した形状の開口を設けてマスクを形成し、ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にマスクの開口を介して特定色の有機ＥＬ層を成膜形成した後、マスクを剥離してＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成する。
【００１７】
さらに、前記有機ＥＬ層を成膜形成するステップにおいては、前記有機ＥＬ層上に、さらに透明電極層を成膜形成するものである。これにより、ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にマスクの開口を介して特定色の有機ＥＬ層を成膜形成した後、さらにその上に透明電極層を成膜形成する。
【００１８】
そして、前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍである。これにより、マスク用部材に波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザ光を照射してマスク用部材をアブレーションする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る薄膜パターン形成方法の発明によれば、基板に被着させたマスク用部材にレーザ光を照射することにより、開口を形成してマスクを形成するようにしているので、基板とマスクの位置合わせが不要であり、且つマスクが基板面に対して密着固定されるため、従来技術と違って、マスクの撓みや位置ずれが生じたり、マスク下面と基板上面との間の隙間に成膜用の材料分子が回り込んで付着し、薄膜パターンを拡大させたりするおそれがない。したがって、高精細な薄膜パターンの形成を容易に行うことができる。さらに、マスク用部材が透明であるため、マスク用部材を通してアノード電極等の基準となる位置が検出可能であり、開口を位置精度よく形成することができる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明によれば、マスク用部材の炭素結合が一瞬のうちに破壊されて除去されるため、残渣の無いクリーンな穴あけ加工を行うことができる。さらに、レーザ光照射による熱的過程を使用しないため、レーザ光の照射寸法と同程度でパターン加工することができ、縮小結像手段を用いれば、数μｍ程度の開口を有するマスク形成も可能である。したがって、より高精細な薄膜パターンを形成することができる。
【００２１】
また、請求項３に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法の発明によれば、ＴＦＴ基板に被着させたマスク用部材にレーザ光を照射することにより、開口を形成してマスクを形成するようにしているので、ＴＦＴ基板のアノード電極とマスクの開口との位置合わせが不要であり、且つマスクが基板面に対して密着固定されるため、従来技術と違って、マスクの撓みや位置ずれが生じたり、マスク下面とＴＦＴ基板上面との間の隙間に有機ＥＬ層の材料分子が回り込んで付着し、有機ＥＬ層の薄膜パターンを拡大させたりするおそれがない。したがって、高精細な有機ＥＬ層の薄膜パターンの形成を容易に行うことができる。これにより、高精細な有機ＥＬ表示装置を製造することができる。
【００２２】
さらに、請求項４に係る発明によれば、透明電極を有機ＥＬ層の保護膜として機能させることができる。したがって、製造過程で有機ＥＬ層が変質するのを防止することができる。
【００２３】
そして、請求項５に係る発明によれば、マスク用部材の炭素結合が一瞬のうちに破壊されて除去されるため、残渣の無いクリーンな穴あけ加工を行うことができる。また、レーザ光照射による熱的過程を使用しないため、レーザ光の照射寸法と同程度でパターン加工することができ、縮小結像手段を用いれば、数μｍ程度の開口を有するマスク形成も可能である。したがって、より高精細な有機ＥＬ層の薄膜パターンを形成することができ、より高精細な有機ＥＬ表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、Ｒ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。
【図２】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、Ｇ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。
【図３】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、Ｂ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。
【図４】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、カソード電極層形成工程を示す断面説明図である。
【図５】上有機ＥＬ層形成工程において使用するレーザ加工装置の一構成例を示す正面図である。
【図６】上記レーザ加工装置に使用するフォトマスクの一構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＯ−Ｏ線断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１〜４は本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す工程図である。この有機ＥＬ表示装置の製造方法は、ＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成して有機ＥＬ表示装置を製造する方法であり、赤色（Ｒ）有機ＥＬ層形成工程と、緑色（Ｇ）有機ＥＬ層形成工程と、青色（Ｂ）有機ＥＬ層形成工程と、カソード電極形成工程とからなる。
【００２６】
図１は、Ｒ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。このＲ有機ＥＬ層形成工程は、有機材料を真空中で加熱してＴＦＴ基板１にその有機材料を蒸着する方法や、インクジェット法などの公知の技術によりＴＦＴ基板１の赤色（Ｒ）に対応したアノード電極２Ｒ上に正孔注入層、正孔輸送層、Ｒ発光層、電子輸送層等、一般的な積層構造をとるように順次成膜してＲ有機ＥＬ層３Ｒを形成する工程であり、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着する第１ステップと、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒの部分にレーザ光Ｌを照射し、当該部分の上記マスク用部材４に画素形状の開口５を設けてマスク６を形成する第２ステップと、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上に上記マスク６の開口５を介してＲ有機ＥＬ層３Ｒを成膜形成する第３ステップと、マスク６を剥離する第４ステップと、を実行するものである。
【００２７】
より詳細には、先ず、第１ステップにおいては、図１（ａ）に示すようにＴＦＴ基板１のアノード電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを形成した面の上方に、例えば厚みが１０μｍ〜３０μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド等の紫外線レーザアブレーションが可能なフィルム状のマスク用部材４を張設した後、同図（ｂ）に示すように該マスク用部材４をＴＦＴ基板１面に被着する。この場合、マスク用部材４の上面を例えばウレタンゴムのような弾性部材で均一に押圧してマスク用部材４をＴＦＴ基板１面に密着させるとよい。
【００２８】
次に、第２ステップにおいては、図１（ｃ）に示すように、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒ上にレーザ光Ｌを照射し、同図（ｄ）に示すように当該アノード電極２Ｒ上のマスク用部材４に画素に対応した形状の開口５を設けてマスク６を形成する。ここで使用するレーザは、波長が４００ｎｍ以下のエキシマレーザ１３であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザである。このような紫外線のレーザ光Ｌの光エネルギーにより、マスク用部材４の炭素結合が一瞬のうちに破壊されて除去されるため、残渣の無いクリーンな穴あけ加工を行うことができる。
【００２９】
図５は、上記第２ステップにおいて使用するレーザ加工装置の一構成例を示す正面図である。
このレーザ加工装置は、ＴＦＴ基板１を同図に矢印Ａで示す方向に一定速度で搬送しながら、ＴＦＴ基板１上のマスク用部材４にレーザ光Ｌを照射して画素に対応した形状の開口５を設けてマスク６を形成するものであり、搬送手段７と、レーザ光学系８と、撮像手段９と、アライメント手段１０と、制御手段１１と、を備えて構成されている。
【００３０】
上記搬送手段７は、上面に複数のエア噴出孔及びエア吸引孔を形成したステージ１２上にＴＦＴ基板１を載置し、エアの噴出力と吸引力とをバランスさせてＴＦＴ基板１を上記ステージ１２上に一定量だけ浮上させた状態で、ＴＦＴ基板１の矢印Ａ方向に平行な縁部を図示省略の移動機構により保持して搬送するものである。
【００３１】
上記搬送手段７の上方には、レーザ光学系８が設けられている。このレーザ光学系８は、紫外線のレーザ光ＬをＴＦＴ基板１上の選択されたアノード電極２Ｒ〜２Ｂ上に照射させるものであり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザ光Ｌを放射するエキシマレーザ１３と、レーザ光Ｌの光束径を拡大すると共に、強度分布を均一化して平行光を後述のフォトマスク１５に照射させるカップリング光学系１４と、上記搬送手段７のステージ１２の上面に対向して配置され、ステージ１２の上面に平行な面内にて、矢印Ａ方向と交差する方向に複数の開口１７（図６参照）を形成したフォトマスク１５とを備えて構成されている。
【００３２】
ここで、上記フォトマスク１５について詳細に説明すると、フォトマスク１５は、例えば図６に示すように、透明な基板１６の一面に設けたクロム（Ｃｒ）等の遮光膜２８に、ＴＦＴ基板１の矢印Ａ方向と交差する方向の画素ピッチＸの３倍の配列ピッチ３Ｘで一列に並べて開口１７を形成し、他面には、各開口１７の中心と中心軸を合致されて複数のマイクロレンズ１８を形成したものであり、マイクロレンズ１８により開口１７をＴＦＴ基板１上に縮小投影するようになっている。この場合、開口１７の大きさは、マイクロレンズ１８の縮小倍率をＭとすると、画素サイズのＭ倍の大きさに形成される。なお、同図（ａ）において、斜線を付した領域は、レーザ光Ｌが照射される領域である。
【００３３】
また、上記複数の開口１７の中心に対して矢印Ａと反対方向に距離Ｄだけ離れた位置に、矢印Ａ方向と交差する長手中心軸を有する細長状の覗き窓１９が形成されている。この覗き窓１９は、フォトマスク１５の下側を通過するＴＦＴ基板１の表面をフォトマスク１５の上方から後述の撮像手段９により撮影可能にするためのものであり、窓内には、いずれかの開口１７の中心と長手中心軸を合致させて矢印Ａ方向に平行な細線状の少なくとも一本のアライメントマーク２０（ここでは、一本のアライメントマークで示す）が設けられている。
【００３４】
上記搬送手段７の上方には、撮像手段９が設けられている。この撮像手段９は、上記フォトマスク１５の覗き窓１９を通してＴＦＴ基板１の表面を撮影するものであり、矢印Ａ方向と交差する方向に複数の受光エレメントを一直線に並べて有するラインカメラである。そして、複数の受光エレメントの並びの中心軸が上記フォトマスク１５の覗き窓１９の長手中心軸と合致するように配設されている。さらに、撮像手段９の撮影領域をＴＦＴ基板１の上側から照明可能に図示省略の照明手段が設けられている。なお、図５において符号２１は、撮像系の光路を折り曲げる反射ミラーである。
【００３５】
上記フォトマスク１５をステージ１２の上面に平行な面内にて、矢印Ａと交差する方向に移動可能にアライメント手段１０が設けられている。このアライメント手段１０は、フォトマスク１５を移動中のＴＦＴ基板１に対して位置合わせするものであり、電磁アクチュエータやモータ等を含んで構成された移動機構によりフォトマスク１５を矢印Ａと交差する方向に移動させることができるようになっている。
【００３６】
上記搬送手段７と、エキシマレーザ１３と、撮像手段９と、アライメント手段１０とに電気的に接続して制御手段１１が設けられている。この制御手段１１は、搬送手段７を制御してＴＦＴ基板１を矢印Ａ方向に一定速度で搬送させ、エキシマレーザ１３を一定間隔で発光させるように制御し、撮像手段９から入力する画像を処理して、ＴＦＴ基板１に予め設定された基準位置を検出すると共に、該基準位置とフォトマスク１５のアライメントマーク２０との間の水平距離を演算し、該水平距離が予め定められた距離となるようにアライメント手段１０を制御してフォトマスク１５を移動させるものである。
【００３７】
このように構成されたレーザ加工装置を使用して、上記第２ステップは次のようにして実行される。
先ず、搬送手段７のステージ１２上面にＴＦＴ基板１が位置決めして載置される。次に、搬送手段７は、ＴＦＴ基板１をステージ１２上に一定量だけ浮上させた状態で制御手段１１により制御されて矢印Ａ方向に一定速度で搬送を開始する。
【００３８】
ＴＦＴ基板１が搬送されて、フォトマスク１５の下側に達し、フォトマスク１５の覗き窓１９を通して撮像手段９によりＴＦＴ基板１に予め形成された矢印Ａ方向と交差する例えばアノード電極或いは所定の箇所に設けたラインパターン等が検出されると、該アノード電極等が検出された時のＴＦＴ基板１の位置を基準にして制御手段１１によりＴＦＴ基板１の移動距離が演算される。そして、該移動距離が予め設定して保存された移動距離の目標値に合致し、ＴＦＴ基板１のＲに対応するアノード電極２Ｒがフォトマスク１５の開口１７の真下に達すると制御手段１１に制御されてエキシマレーザ１３がパルス発光する。
【００３９】
一方、ＴＦＴ基板１の移動中は、ＴＦＴ基板１に予め形成された矢印Ａ方向に平行な例えば複数のゲート線のうち、予め選択されたアライメントの基準となるゲート線の縁部を撮像手段９により検出し、同時に検出したフォトマスク１５のアライメントマーク２０との間の水平距離を制御手段１１により演算し、該距離が予め設定して保存されたアライメントの目標値と合致するようにアライメント手段１０を制御してフォトマスク１５を矢印Ａと交差する方向に移動させる。これにより、矢印Ａと交差する方向に振れながら移動するＴＦＴ基板１にフォトマスク１５を追従させて位置合わせすることができる。
【００４０】
上述したように、ＴＦＴ基板１のＲ対応のアノード電極２Ｒがフォトマスク１５の開口１７の真下に達するとエキシマレーザ１３が発光する。これにより、レーザ光Ｌがフォトマスク１５の照射領域に照射される。そして、フォトマスク１５の開口１７を通過したレーザ光Ｌは、マイクロレンズ１８により該開口１７に対応するＴＦＴ基板１のＲ対応のアノード電極２Ｒ上に集光され、該アノード電極２Ｒ上のマスク用部材４を除去して開口５を形成する。なお、エキシマレーザ１３を連続発光させ、レーザ光の出力光軸側にシャッタを設けてＲに対応するアノード電極２Ｒがフォトマスク１５の開口１７の真下に達したときにシャッタを開くようにしてもよい。
【００４１】
以上の説明は、図５に示すレーザ加工装置を大気中に施設して処理する場合について述べているが、真空中で行う場合には、搬送手段７に静電チャック等によってＴＦＴ基板１を保持する保持手段を備え、該保持手段によってＴＦＴ基板１を同図に示す矢印Ａ方向に移動させるとよい。
【００４２】
なお、以上の説明においては、フォトマスク１５に複数の開口１７が１列に並べて設けられている場合について説明したが、上記複数の開口１７を矢印Ａ方向に、同方向の画素ピッチの整数倍のピッチで複数列設けてもよい。この場合、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上のマスク用部材４が複数回のレーザ照射により除去されることになる。
【００４３】
第３ステップにおいては、図１（ｅ）に示すように、例えば真空蒸着装置を使用してＴＦＴ基板１のＲに対応するアノード電極２Ｒ上にマスク６の開口５を介して前述と同様に正孔注入層、正孔輸送層、Ｒ発光層、電子輸送層等の積層構造となるように順次成膜してＲ有機ＥＬ層３Ｒを成膜形成し、さらに、同図（ｆ）に示すように該Ｒ有機ＥＬ層３Ｒ上にＩＴＯ膜からなる透明電極層２３を蒸着又はスパッタリング等の公知の成膜技術を使用して成膜形成する。このとき、Ｇ対応及びＢ対応のアノード電極２Ｇ，２Ｂに通電して各アノード電極２Ｇ，２Ｂに一定電圧を印加した状態で真空蒸着を行えば、フィルム状のマスク６がＧ対応及びＢ対応のアノード電極２Ｇ，２Ｂに静電吸着されて固定されるため、マスク６が動いてマスク６の開口５とＴＦＴ基板１のＲ対応のアノード電極２Ｒとの位置ずれが生ずるおそれが無い。また、マスク６がＴＦＴ基板１面に密着してマスク６の下面とＴＦＴ基板１の上面との間に隙間が生じるおそれが無いため、該隙間に蒸着分子が回りこんで付着し薄膜パターンの形成精度を悪くするという問題も回避することができる。
【００４４】
第４ステップにおいては、図１（ｇ）に示すように、マスク６の縁部を上方に持ち上げてマスク６をＴＦＴ基板１面から機械的に剥離する。これにより、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上にＲ有機ＥＬ層３Ｒが残りＲ有機ＥＬ層形成工程が終了する。この場合、マスク６の厚みが約１０μｍ〜３０μｍであるのに対してＲ有機ＥＬ層３Ｒの厚みは１００ｎｍ程度であるので、マスク６の開口５の側壁に付着するＲ有機ＥＬ層３Ｒの厚みは極薄く、また、このＲ有機ＥＬ層３Ｒの開口部の縦横の長さがマスク６の厚みに対して充分に大きいためマスク６を剥離する際に、マスク６とＲ対応のアノード電極２Ｒ上のＲ有機ＥＬ層３Ｒとが容易に分離する。したがって、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上のＲ有機ＥＬ層３Ｒが剥離するおそれがない。なお、Ｇ対応及びＢ対応のアノード電極２Ｇ，２Ｂに電圧を印加させてマスク６をＴＦＴ基板１面に静電吸着させた場合には、マスク６を剥離する際に、各アノード電極２Ｇ，２Ｂの印加電圧をオフするか、又は逆極性の電圧を印加してやるとよい。これにより、マスク６の剥離を容易に行うことができる。また、粘着剤を使用してマスク用部材４をＴＦＴ基板１面に貼り付けた場合には、上記粘着剤の粘着力よりも大きな力をマスク６に加えて機械的に剥離するとよい。さらに、上記粘着剤が紫外線照射により硬化するものであるときには、紫外線を照射して粘着剤を硬化させ、マスク６とＴＦＴ基板１面との界面の粘着力を低下させてからマスク６を剥離するとよい。
【００４５】
図２は、Ｇ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。このＧ有機ＥＬ層形成工程は、ＴＦＴ基板１の緑色（Ｇ）に対応したアノード電極２Ｇ上に前述と同様に正孔注入層、正孔輸送層、Ｇ発光層、電子輸送層等の積層構造となるように順次成膜してＧ有機ＥＬ層３Ｇを形成する工程であり、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着するステップ（同図（ａ）参照）と、ＴＦＴ基板１上のＧ対応のアノード電極２Ｇの部分にレーザ光Ｌを照射し、当該部分の上記マスク用部材４に画素形状の開口５を設けてマスク６を形成するステップ（同図（ｂ），（ｃ）参照）と、Ｇ対応のアノード電極２Ｇ上に上記マスク６の開口５を介してＧ有機ＥＬ層３Ｇを成膜形成するステップ（同図（ｄ），（ｅ）参照）と、マスク６を剥離するステップ（同図（ｆ）参照）と、を実行するもので、Ｒ有機ＥＬ層形成工程と同様にして行われる。
【００４６】
図３は、Ｂ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。このＢ有機ＥＬ層形成工程は、ＴＦＴ基板１の青色（Ｂ）に対応したアノード電極２Ｂ上に前述と同様に正孔注入層、正孔輸送層、Ｂ発光層、電子輸送層等の積層構造となるように順次成膜してＢ有機ＥＬ層３Ｂを形成する工程であり、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着するステップ（同図（ａ）参照）と、ＴＦＴ基板１上のＢ対応のアノード電極２Ｂの部分にレーザ光Ｌを照射し、当該部分の上記マスク用部材４に画素形状の開口５を設けてマスク６を形成するステップ（同図（ｂ），（ｃ）参照）と、Ｂ対応のアノード電極２Ｂ上に上記マスク６の開口５を介してＢ有機ＥＬ層３Ｂを成膜形成するステップ（同図（ｄ），（ｅ）参照）と、マスク６を剥離するステップ（同図（ｆ）参照）と、を実行するもので、Ｒ有機ＥＬ層又はＧ有機ＥＬ層形成工程と同様にして行われる。
【００４７】
図４は、カソード電極形成工程を示す断面説明図である。このカソード電極形成工程は、ＴＦＴ基板１の各アノード電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ上に形成された有機ＥＬ層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ上の透明電極層２３を電気的に接続するためのものであり、図４に示すように、先ず、公知の成膜技術を使用してＴＦＴ基板１上面を覆ってＩＴＯ膜からなるカソード電極２４（透明電極）を形成する（同図（ａ）参照）。続いて、同様にしてカソード電極２４を覆って絶縁性の保護層２５を成膜形成し（同図（ｂ）参照）、さらにその上に例えばＵＶ硬化性の樹脂を例えばスピンコート又はスプレー塗布して接着層２６を形成する（同図（ｃ）参照）。そして、上記接着層２６上に透明な対向基板２７を密着させた後、対向基板２７側から紫外線を照射して接着層２６を硬化させ、対向基板２７をＴＦＴ基板１に接合する（同図（ｄ）参照）。これにより、有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００４８】
なお、上記実施形態においては、マスク用部材４がフィルム状の形態を成すものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、紫外線レーザアブレーションが可能な材料であれば、液状のものであってもよい。この場合は、マスク用部材４は、ＴＦＴ基板１面にスピンコート又はディップコートされる。
【００４９】
また、以上の説明においては、各有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ形成時に、有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ上にさらに透明電極層２３を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ形成時には透明電極層２３を形成しなくてもよい。ただし、マスク用部材４が液状のものであるときには、該液状のマスク用部材４によって有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂが溶解されるのを防止するために、有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ上に透明電極層２３を保護膜として形成するのがよい。
【００５０】
そして、本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に限られず、高精細な薄膜パターンを形成しようとするものであれば、液晶表示装置のカラーフィルターの形成、又は半導体基板の配線パターンの形成等、如何なるものにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…ＴＦＴ基板（基板）
２Ｒ…Ｒ対応のアノード電極
２Ｇ…Ｇ対応のアノード電極
２Ｂ…Ｂ対応のアノード電極
３Ｒ…Ｒ有機ＥＬ層
３Ｇ…Ｇ有機ＥＬ層
３Ｂ…Ｂ有機ＥＬ層
４…マスク用部材
５…開口
６…マスク
２３…透明電極層
Ｌ…レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法に関し、特に高精細な薄膜パターンの形成を容易に行い得るようにする薄膜パターン形成方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の薄膜パターン形成方法は、所定のパターンに対応した形状の開口を有するマスクを基板に対して位置合わせした後、該基板上に密着させ、その後マスクを介して基板に対するパターンニング成膜するものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の薄膜パターン形成方法は、所定の成膜パターンに対応した複数の開口が設けられた強磁性体から成るメタルマスクを基板の一面を覆うように基板に密着させると共に、基板の他面側に配置された磁石の磁力を利用してメタルマスクを固定し、真空蒸着装置の真空槽内で上記メタルマスクの開口を通して基板の一面に蒸着材料を付着させ、薄膜パターンを形成するものであった（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに他の薄膜パターン形成方法は、例えば有機ＥＬ素子の製造方法において、透明基板上に形成された陽極上に正孔注入層又は正孔輸送層を形成し、その上に発光層をインクジェット方式によりパターン形成するものであった（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
そして、別の薄膜パターン形成方法は、基材フィルム上に光−熱変換層を形成し、その上に有機ＥＬ層からなる転写層を形成したドナーフィルムを基材フィルムが外側になるようにして基板上に貼り付け、基材フィルム側からレーザ光Ｌを照射して局所的に発生する熱エネルギーを利用して上記転写層を選択的に基板上に転写するようになっていた（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７３８０４号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４０２０号公報
【特許文献３】特開２０００−２０８２５４号公報
【特許文献４】特開２００２−２１６９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このような従来の薄膜パターン形成方法において、上記特許文献１に記載の方法では、使用するマスクが、一般に、薄い金属板に所定形状の開口を例えばエッチング等により形成して作られるので、開口を高精度に形成することが困難であり、又金属板の熱膨張による位置ずれや反り等の影響で例えば３００ｄｐｉ以上の高精細な薄膜パターンの形成が困難であった。
【０００８】
また、上記特許文献２に記載の方法では、上記特許文献１よりも基板とマスクとの密着性は改善されるものの、例えば有機ＥＬ表示装置を製造する場合、色毎にマスクを取り替える必要があること、及びＴＦＴ基板へのマスクの密着前にＴＦＴ基板とマスクとの精密な位置合わせが必要であること等により、有機ＥＬ表示装置の発光層形成工程のタクトを短縮することが困難であった。
【０００９】
さらに、上記特許文献３に記載の方法では、高精細な薄膜パターンの形成が可能であるものの、高分子材料による層間の材料同士が溶解し易く、例えば有機ＥＬに不可欠なヘテロ構造を持たせることが困難であった。また、溶媒内の不純物の除去が困難であるため、充分な性能を得ることが難しかった。
【００１０】
そして、上記特許文献４に記載の方法では、例えば有機ＥＬ表示装置の製造においては、複数の画素に対して照射するレーザ光の強度分布が不均一であるため、被照射面での温度分布が不均一となり、その結果、転写層である有機ＥＬ層の幅、形状、膜質等にばらつきが生じるという問題がある。また、ドナーフィルムの密着性が悪いときには、未転写領域が発生する場合がある。さらに、ドナーフィルムの剥離を防ぐための保護層や接着層など、機能の異なる複数の層が必要であり、且つ相互に不具合が発生しないようにする必要があり、製造コストを抑えることが難しいという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、高精細な薄膜パターンの形成を容易に行い得るようにする薄膜パターン形成方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明による薄膜パターン形成方法は、基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法であって、前記基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、前記基板上の予め定められた部分にレーザ光を照射し、当該部分の前記マスク用部材に一定形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、前記基板上の前記予め定められた部分に前記マスクの前記開口を介して成膜するステップと、前記マスクを剥離するステップと、を含むものである。
【００１３】
このような構成により、基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着し、基板上の予め定められた部分にレーザ光を照射し、当該部分のマスク用部材に一定形状の開口を設けてマスクを形成し、基板上の予め定められた部分にマスクの開口を介して成膜した後、マスクを剥離して基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する。
【００１４】
さらに、前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍである。これにより、マスク用部材に波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザ光を照射してマスク用部材をアブレーションする。
【００１５】
また、本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法は、ＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成して有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記ＴＦＴ基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、前記ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にレーザ光を照射し、当該アノード電極上の前記マスク用部材に画素に対応した形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、前記ＴＦＴ基板上の前記特定色のアノード電極上に前記マスクの前記開口を介して前記特定色の有機ＥＬ層を成膜形成するステップと、前記マスクを剥離するステップと、を含むものである。
【００１６】
このような構成により、ＴＦＴ基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着し、ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にレーザ光を照射し、当該アノード電極上のマスク用部材に画素に対応した形状の開口を設けてマスクを形成し、ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にマスクの開口を介して特定色の有機ＥＬ層を成膜形成した後、マスクを剥離してＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成する。
【００１７】
さらに、前記有機ＥＬ層を成膜形成するステップにおいては、前記有機ＥＬ層上に、さらに透明電極層を成膜形成するものである。これにより、ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にマスクの開口を介して特定色の有機ＥＬ層を成膜形成した後、さらにその上に透明電極層を成膜形成する。
【００１８】
そして、前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍである。これにより、マスク用部材に波長が４００ｎｍ以下であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザ光を照射してマスク用部材をアブレーションする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る薄膜パターン形成方法の発明によれば、基板に被着させたマスク用部材にレーザ光を照射することにより、開口を形成してマスクを形成するようにしているので、基板とマスクの位置合わせが不要であり、且つマスクが基板面に対して密着固定されるため、従来技術と違って、マスクの撓みや位置ずれが生じたり、マスク下面と基板上面との間の隙間に成膜用の材料分子が回り込んで付着し、薄膜パターンを拡大させたりするおそれがない。したがって、高精細な薄膜パターンの形成を容易に行うことができる。さらに、マスク用部材が透明であるため、マスク用部材を通してアノード電極等の基準となる位置が検出可能であり、開口を位置精度よく形成することができる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明によれば、マスク用部材の炭素結合が一瞬のうちに破壊されて除去されるため、残渣の無いクリーンな穴あけ加工を行うことができる。さらに、レーザ光照射による熱的過程を使用しないため、レーザ光の照射寸法と同程度でパターン加工することができ、縮小結像手段を用いれば、数μｍ程度の開口を有するマスク形成も可能である。したがって、より高精細な薄膜パターンを形成することができる。
【００２１】
また、請求項３に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法の発明によれば、ＴＦＴ基板に被着させたマスク用部材にレーザ光を照射することにより、開口を形成してマスクを形成するようにしているので、ＴＦＴ基板のアノード電極とマスクの開口との位置合わせが不要であり、且つマスクが基板面に対して密着固定されるため、従来技術と違って、マスクの撓みや位置ずれが生じたり、マスク下面とＴＦＴ基板上面との間の隙間に有機ＥＬ層の材料分子が回り込んで付着し、有機ＥＬ層の薄膜パターンを拡大させたりするおそれがない。したがって、高精細な有機ＥＬ層の薄膜パターンの形成を容易に行うことができる。これにより、高精細な有機ＥＬ表示装置を製造することができる。
【００２２】
さらに、請求項４に係る発明によれば、透明電極を有機ＥＬ層の保護膜として機能させることができる。したがって、製造過程で有機ＥＬ層が変質するのを防止することができる。
【００２３】
そして、請求項５に係る発明によれば、マスク用部材の炭素結合が一瞬のうちに破壊されて除去されるため、残渣の無いクリーンな穴あけ加工を行うことができる。また、レーザ光照射による熱的過程を使用しないため、レーザ光の照射寸法と同程度でパターン加工することができ、縮小結像手段を用いれば、数μｍ程度の開口を有するマスク形成も可能である。したがって、より高精細な有機ＥＬ層の薄膜パターンを形成することができ、より高精細な有機ＥＬ表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、Ｒ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。
【図２】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、Ｇ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。
【図３】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、Ｂ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。
【図４】本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す図であり、カソード電極層形成工程を示す断面説明図である。
【図５】上有機ＥＬ層形成工程において使用するレーザ加工装置の一構成例を示す正面図である。
【図６】上記レーザ加工装置に使用するフォトマスクの一構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＯ−Ｏ線断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１〜４は本発明による有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を示す工程図である。この有機ＥＬ表示装置の製造方法は、ＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成して有機ＥＬ表示装置を製造する方法であり、赤色（Ｒ）有機ＥＬ層形成工程と、緑色（Ｇ）有機ＥＬ層形成工程と、青色（Ｂ）有機ＥＬ層形成工程と、カソード電極形成工程とからなる。
【００２６】
図１は、Ｒ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。このＲ有機ＥＬ層形成工程は、有機材料を真空中で加熱してＴＦＴ基板１にその有機材料を蒸着する方法や、インクジェット法などの公知の技術によりＴＦＴ基板１の赤色（Ｒ）に対応したアノード電極２Ｒ上に正孔注入層、正孔輸送層、Ｒ発光層、電子輸送層等、一般的な積層構造をとるように順次成膜してＲ有機ＥＬ層３Ｒを形成する工程であり、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着する第１ステップと、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒの部分にレーザ光Ｌを照射し、当該部分の上記マスク用部材４に画素形状の開口５を設けてマスク６を形成する第２ステップと、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上に上記マスク６の開口５を介してＲ有機ＥＬ層３Ｒを成膜形成する第３ステップと、マスク６を剥離する第４ステップと、を実行するものである。
【００２７】
より詳細には、先ず、第１ステップにおいては、図１（ａ）に示すようにＴＦＴ基板１のアノード電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを形成した面の上方に、例えば厚みが１０μｍ〜３０μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド等の紫外線レーザアブレーションが可能なフィルム状のマスク用部材４を張設した後、同図（ｂ）に示すように該マスク用部材４をＴＦＴ基板１面に被着する。この場合、マスク用部材４の上面を例えばウレタンゴムのような弾性部材で均一に押圧してマスク用部材４をＴＦＴ基板１面に密着させるとよい。
【００２８】
次に、第２ステップにおいては、図１（ｃ）に示すように、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒ上にレーザ光Ｌを照射し、同図（ｄ）に示すように当該アノード電極２Ｒ上のマスク用部材４に画素に対応した形状の開口５を設けてマスク６を形成する。ここで使用するレーザは、波長が４００ｎｍ以下のエキシマレーザ１３であり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザである。このような紫外線のレーザ光Ｌの光エネルギーにより、マスク用部材４の炭素結合が一瞬のうちに破壊されて除去されるため、残渣の無いクリーンな穴あけ加工を行うことができる。
【００２９】
図５は、上記第２ステップにおいて使用するレーザ加工装置の一構成例を示す正面図である。
このレーザ加工装置は、ＴＦＴ基板１を同図に矢印Ａで示す方向に一定速度で搬送しながら、ＴＦＴ基板１上のマスク用部材４にレーザ光Ｌを照射して画素に対応した形状の開口５を設けてマスク６を形成するものであり、搬送手段７と、レーザ光学系８と、撮像手段９と、アライメント手段１０と、制御手段１１と、を備えて構成されている。
【００３０】
上記搬送手段７は、上面に複数のエア噴出孔及びエア吸引孔を形成したステージ１２上にＴＦＴ基板１を載置し、エアの噴出力と吸引力とをバランスさせてＴＦＴ基板１を上記ステージ１２上に一定量だけ浮上させた状態で、ＴＦＴ基板１の矢印Ａ方向に平行な縁部を図示省略の移動機構により保持して搬送するものである。
【００３１】
上記搬送手段７の上方には、レーザ光学系８が設けられている。このレーザ光学系８は、紫外線のレーザ光ＬをＴＦＴ基板１上の選択されたアノード電極２Ｒ〜２Ｂ上に照射させるものであり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザ光Ｌを放射するエキシマレーザ１３と、レーザ光Ｌの光束径を拡大すると共に、強度分布を均一化して平行光を後述のフォトマスク１５に照射させるカップリング光学系１４と、上記搬送手段７のステージ１２の上面に対向して配置され、ステージ１２の上面に平行な面内にて、矢印Ａ方向と交差する方向に複数の開口１７（図６参照）を形成したフォトマスク１５とを備えて構成されている。
【００３２】
ここで、上記フォトマスク１５について詳細に説明すると、フォトマスク１５は、例えば図６に示すように、透明な基板１６の一面に設けたクロム（Ｃｒ）等の遮光膜２８に、ＴＦＴ基板１の矢印Ａ方向と交差する方向の画素ピッチＸの３倍の配列ピッチ３Ｘで一列に並べて開口１７を形成し、他面には、各開口１７の中心と中心軸を合致されて複数のマイクロレンズ１８を形成したものであり、マイクロレンズ１８により開口１７をＴＦＴ基板１上に縮小投影するようになっている。この場合、開口１７の大きさは、マイクロレンズ１８の縮小倍率をＭとすると、画素サイズのＭ倍の大きさに形成される。なお、同図（ａ）において、斜線を付した領域は、レーザ光Ｌが照射される領域である。
【００３３】
また、上記複数の開口１７の中心に対して矢印Ａと反対方向に距離Ｄだけ離れた位置に、矢印Ａ方向と交差する長手中心軸を有する細長状の覗き窓１９が形成されている。この覗き窓１９は、フォトマスク１５の下側を通過するＴＦＴ基板１の表面をフォトマスク１５の上方から後述の撮像手段９により撮影可能にするためのものであり、窓内には、いずれかの開口１７の中心と長手中心軸を合致させて矢印Ａ方向に平行な細線状の少なくとも一本のアライメントマーク２０（ここでは、一本のアライメントマークで示す）が設けられている。
【００３４】
上記搬送手段７の上方には、撮像手段９が設けられている。この撮像手段９は、上記フォトマスク１５の覗き窓１９を通してＴＦＴ基板１の表面を撮影するものであり、矢印Ａ方向と交差する方向に複数の受光エレメントを一直線に並べて有するラインカメラである。そして、複数の受光エレメントの並びの中心軸が上記フォトマスク１５の覗き窓１９の長手中心軸と合致するように配設されている。さらに、撮像手段９の撮影領域をＴＦＴ基板１の上側から照明可能に図示省略の照明手段が設けられている。なお、図５において符号２１は、撮像系の光路を折り曲げる反射ミラーである。
【００３５】
上記フォトマスク１５をステージ１２の上面に平行な面内にて、矢印Ａと交差する方向に移動可能にアライメント手段１０が設けられている。このアライメント手段１０は、フォトマスク１５を移動中のＴＦＴ基板１に対して位置合わせするものであり、電磁アクチュエータやモータ等を含んで構成された移動機構によりフォトマスク１５を矢印Ａと交差する方向に移動させることができるようになっている。
【００３６】
上記搬送手段７と、エキシマレーザ１３と、撮像手段９と、アライメント手段１０とに電気的に接続して制御手段１１が設けられている。この制御手段１１は、搬送手段７を制御してＴＦＴ基板１を矢印Ａ方向に一定速度で搬送させ、エキシマレーザ１３を一定間隔で発光させるように制御し、撮像手段９から入力する画像を処理して、ＴＦＴ基板１に予め設定された基準位置を検出すると共に、該基準位置とフォトマスク１５のアライメントマーク２０との間の水平距離を演算し、該水平距離が予め定められた距離となるようにアライメント手段１０を制御してフォトマスク１５を移動させるものである。
【００３７】
このように構成されたレーザ加工装置を使用して、上記第２ステップは次のようにして実行される。
先ず、搬送手段７のステージ１２上面にＴＦＴ基板１が位置決めして載置される。次に、搬送手段７は、ＴＦＴ基板１をステージ１２上に一定量だけ浮上させた状態で制御手段１１により制御されて矢印Ａ方向に一定速度で搬送を開始する。
【００３８】
ＴＦＴ基板１が搬送されて、フォトマスク１５の下側に達し、フォトマスク１５の覗き窓１９を通して撮像手段９によりＴＦＴ基板１に予め形成された矢印Ａ方向と交差する例えばアノード電極或いは所定の箇所に設けたラインパターン等が検出されると、該アノード電極等が検出された時のＴＦＴ基板１の位置を基準にして制御手段１１によりＴＦＴ基板１の移動距離が演算される。そして、該移動距離が予め設定して保存された移動距離の目標値に合致し、ＴＦＴ基板１のＲに対応するアノード電極２Ｒがフォトマスク１５の開口１７の真下に達すると制御手段１１に制御されてエキシマレーザ１３がパルス発光する。
【００３９】
一方、ＴＦＴ基板１の移動中は、ＴＦＴ基板１に予め形成された矢印Ａ方向に平行な例えば複数のゲート線のうち、予め選択されたアライメントの基準となるゲート線の縁部を撮像手段９により検出し、同時に検出したフォトマスク１５のアライメントマーク２０との間の水平距離を制御手段１１により演算し、該距離が予め設定して保存されたアライメントの目標値と合致するようにアライメント手段１０を制御してフォトマスク１５を矢印Ａと交差する方向に移動させる。これにより、矢印Ａと交差する方向に振れながら移動するＴＦＴ基板１にフォトマスク１５を追従させて位置合わせすることができる。
【００４０】
上述したように、ＴＦＴ基板１のＲ対応のアノード電極２Ｒがフォトマスク１５の開口１７の真下に達するとエキシマレーザ１３が発光する。これにより、レーザ光Ｌがフォトマスク１５の照射領域に照射される。そして、フォトマスク１５の開口１７を通過したレーザ光Ｌは、マイクロレンズ１８により該開口１７に対応するＴＦＴ基板１のＲ対応のアノード電極２Ｒ上に集光され、該アノード電極２Ｒ上のマスク用部材４を除去して開口５を形成する。なお、エキシマレーザ１３を連続発光させ、レーザ光の出力光軸側にシャッタを設けてＲに対応するアノード電極２Ｒがフォトマスク１５の開口１７の真下に達したときにシャッタを開くようにしてもよい。
【００４１】
以上の説明は、図５に示すレーザ加工装置を大気中に施設して処理する場合について述べているが、真空中で行う場合には、搬送手段７に静電チャック等によってＴＦＴ基板１を保持する保持手段を備え、該保持手段によってＴＦＴ基板１を同図に示す矢印Ａ方向に移動させるとよい。
【００４２】
なお、以上の説明においては、フォトマスク１５に複数の開口１７が１列に並べて設けられている場合について説明したが、上記複数の開口１７を矢印Ａ方向に、同方向の画素ピッチの整数倍のピッチで複数列設けてもよい。この場合、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上のマスク用部材４が複数回のレーザ照射により除去されることになる。
【００４３】
第３ステップにおいては、図１（ｅ）に示すように、例えば真空蒸着装置を使用してＴＦＴ基板１のＲに対応するアノード電極２Ｒ上にマスク６の開口５を介して前述と同様に正孔注入層、正孔輸送層、Ｒ発光層、電子輸送層等の積層構造となるように順次成膜してＲ有機ＥＬ層３Ｒを成膜形成し、さらに、同図（ｆ）に示すように該Ｒ有機ＥＬ層３Ｒ上にＩＴＯ膜からなる透明電極層２３を蒸着又はスパッタリング等の公知の成膜技術を使用して成膜形成する。このとき、Ｇ対応及びＢ対応のアノード電極２Ｇ，２Ｂに通電して各アノード電極２Ｇ，２Ｂに一定電圧を印加した状態で真空蒸着を行えば、フィルム状のマスク６がＧ対応及びＢ対応のアノード電極２Ｇ，２Ｂに静電吸着されて固定されるため、マスク６が動いてマスク６の開口５とＴＦＴ基板１のＲ対応のアノード電極２Ｒとの位置ずれが生ずるおそれが無い。また、マスク６がＴＦＴ基板１面に密着してマスク６の下面とＴＦＴ基板１の上面との間に隙間が生じるおそれが無いため、該隙間に蒸着分子が回りこんで付着し薄膜パターンの形成精度を悪くするという問題も回避することができる。
【００４４】
第４ステップにおいては、図１（ｇ）に示すように、マスク６の縁部を上方に持ち上げてマスク６をＴＦＴ基板１面から機械的に剥離する。これにより、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上にＲ有機ＥＬ層３Ｒが残りＲ有機ＥＬ層形成工程が終了する。この場合、マスク６の厚みが約１０μｍ〜３０μｍであるのに対してＲ有機ＥＬ層３Ｒの厚みは１００ｎｍ程度であるので、マスク６の開口５の側壁に付着するＲ有機ＥＬ層３Ｒの厚みは極薄く、また、このＲ有機ＥＬ層３Ｒの開口部の縦横の長さがマスク６の厚みに対して充分に大きいためマスク６を剥離する際に、マスク６とＲ対応のアノード電極２Ｒ上のＲ有機ＥＬ層３Ｒとが容易に分離する。したがって、Ｒ対応のアノード電極２Ｒ上のＲ有機ＥＬ層３Ｒが剥離するおそれがない。なお、Ｇ対応及びＢ対応のアノード電極２Ｇ，２Ｂに電圧を印加させてマスク６をＴＦＴ基板１面に静電吸着させた場合には、マスク６を剥離する際に、各アノード電極２Ｇ，２Ｂの印加電圧をオフするか、又は逆極性の電圧を印加してやるとよい。これにより、マスク６の剥離を容易に行うことができる。また、粘着剤を使用してマスク用部材４をＴＦＴ基板１面に貼り付けた場合には、上記粘着剤の粘着力よりも大きな力をマスク６に加えて機械的に剥離するとよい。さらに、上記粘着剤が紫外線照射により硬化するものであるときには、紫外線を照射して粘着剤を硬化させ、マスク６とＴＦＴ基板１面との界面の粘着力を低下させてからマスク６を剥離するとよい。
【００４５】
図２は、Ｇ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。このＧ有機ＥＬ層形成工程は、ＴＦＴ基板１の緑色（Ｇ）に対応したアノード電極２Ｇ上に前述と同様に正孔注入層、正孔輸送層、Ｇ発光層、電子輸送層等の積層構造となるように順次成膜してＧ有機ＥＬ層３Ｇを形成する工程であり、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着するステップ（同図（ａ）参照）と、ＴＦＴ基板１上のＧ対応のアノード電極２Ｇの部分にレーザ光Ｌを照射し、当該部分の上記マスク用部材４に画素形状の開口５を設けてマスク６を形成するステップ（同図（ｂ），（ｃ）参照）と、Ｇ対応のアノード電極２Ｇ上に上記マスク６の開口５を介してＧ有機ＥＬ層３Ｇを成膜形成するステップ（同図（ｄ），（ｅ）参照）と、マスク６を剥離するステップ（同図（ｆ）参照）と、を実行するもので、Ｒ有機ＥＬ層形成工程と同様にして行われる。
【００４６】
図３は、Ｂ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。このＢ有機ＥＬ層形成工程は、ＴＦＴ基板１の青色（Ｂ）に対応したアノード電極２Ｂ上に前述と同様に正孔注入層、正孔輸送層、Ｂ発光層、電子輸送層等の積層構造となるように順次成膜してＢ有機ＥＬ層３Ｂを形成する工程であり、ＴＦＴ基板１上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材４を被着するステップ（同図（ａ）参照）と、ＴＦＴ基板１上のＢ対応のアノード電極２Ｂの部分にレーザ光Ｌを照射し、当該部分の上記マスク用部材４に画素形状の開口５を設けてマスク６を形成するステップ（同図（ｂ），（ｃ）参照）と、Ｂ対応のアノード電極２Ｂ上に上記マスク６の開口５を介してＢ有機ＥＬ層３Ｂを成膜形成するステップ（同図（ｄ），（ｅ）参照）と、マスク６を剥離するステップ（同図（ｆ）参照）と、を実行するもので、Ｒ有機ＥＬ層又はＧ有機ＥＬ層形成工程と同様にして行われる。
【００４７】
図４は、カソード電極形成工程を示す断面説明図である。このカソード電極形成工程は、ＴＦＴ基板１の各アノード電極２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ上に形成された有機ＥＬ層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ上の透明電極層２３を電気的に接続するためのものであり、図４に示すように、先ず、公知の成膜技術を使用してＴＦＴ基板１上面を覆ってＩＴＯ膜からなるカソード電極２４（透明電極）を形成する（同図（ａ）参照）。続いて、同様にしてカソード電極２４を覆って絶縁性の保護層２５を成膜形成し（同図（ｂ）参照）、さらにその上に例えばＵＶ硬化性の樹脂を例えばスピンコート又はスプレー塗布して接着層２６を形成する（同図（ｃ）参照）。そして、上記接着層２６上に透明な対向基板２７を密着させた後、対向基板２７側から紫外線を照射して接着層２６を硬化させ、対向基板２７をＴＦＴ基板１に接合する（同図（ｄ）参照）。これにより、有機ＥＬ表示装置が完成する。
【００４８】
なお、上記実施形態においては、マスク用部材４がフィルム状の形態を成すものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、紫外線レーザアブレーションが可能な材料であれば、液状のものであってもよい。この場合は、マスク用部材４は、ＴＦＴ基板１面にスピンコート又はディップコートされる。
【００４９】
また、以上の説明においては、各有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ形成時に、有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ上にさらに透明電極層２３を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ形成時には透明電極層２３を形成しなくてもよい。ただし、マスク用部材４が液状のものであるときには、該液状のマスク用部材４によって有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂが溶解されるのを防止するために、有機ＥＬ層３Ｒ〜３Ｂ上に透明電極層２３を保護膜として形成するのがよい。
【００５０】
そして、本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に限られず、高精細な薄膜パターンを形成しようとするものであれば、液晶表示装置のカラーフィルターの形成、又は半導体基板の配線パターンの形成等、如何なるものにも適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…ＴＦＴ基板（基板）
２Ｒ…Ｒ対応のアノード電極
２Ｇ…Ｇ対応のアノード電極
２Ｂ…Ｂ対応のアノード電極
３Ｒ…Ｒ有機ＥＬ層
３Ｇ…Ｇ有機ＥＬ層
３Ｂ…Ｂ有機ＥＬ層
４…マスク用部材
５…開口
６…マスク
２３…透明電極層
Ｌ…レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法であって、
前記基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、
前記基板上の予め定められた部分にレーザ光を照射し、当該部分の前記マスク用部材に一定形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、
前記基板上の前記予め定められた部分に前記マスクの前記開口を介して成膜するステップと、
前記マスクを剥離するステップと、
を含むことを特徴とする薄膜パターン形成方法。
【請求項２】
前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の薄膜パターン形成方法。
【請求項３】
ＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成して有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記ＴＦＴ基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、
前記ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にレーザ光を照射し、当該アノード電極上の前記マスク用部材に画素に対応した形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、
前記ＴＦＴ基板上の前記特定色のアノード電極上に前記マスクの前記開口を介して前記特定色の有機ＥＬ層を成膜形成するステップと、
前記マスクを剥離するステップと、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記有機ＥＬ層を成膜形成するステップにおいては、前記有機ＥＬ層上に、さらに透明電極層を成膜形成することを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３又は４記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１】
基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法であって、
前記基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、
前記基板上の予め定められた部分にレーザ光を照射し、当該部分の前記マスク用部材に一定形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、
前記基板上の前記予め定められた部分に前記マスクの前記開口を介して成膜するステップと、
前記マスクを剥離するステップと、
を含むことを特徴とする薄膜パターン形成方法。
【請求項２】
前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の薄膜パターン形成方法。
【請求項３】
ＴＦＴ基板上のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成して有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
前記ＴＦＴ基板上に可視光を透過する樹脂製のマスク用部材を被着するステップと、
前記ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極上にレーザ光を照射し、当該アノード電極上の前記マスク用部材に画素に対応した形状の開口を設けてマスクを形成するステップと、
前記ＴＦＴ基板上の前記特定色のアノード電極上に前記マスクの前記開口を介して前記特定色の有機ＥＬ層を成膜形成するステップと、
前記マスクを剥離するステップと、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記有機ＥＬ層を成膜形成するステップにおいては、前記有機ＥＬ層上に、さらに透明電極層を成膜形成することを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３又は４記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−２０７６４（Ｐ２０１３−２０７６４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２０１８（Ｐ２０１１−１５２０１８）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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