JP2003133067A

JP2003133067A - パターン形成装置及びパターン形成方法

Info

Publication number: JP2003133067A
Application number: JP2001325583A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Watanabe; 喜夫渡邉; Shunji Amano; 俊二天野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細なパターンを精度良く連続的に形成可
能であり、量産に好適である。【解決手段】基体１１上に所定のパターンで材料を被
着させるパターン形成装置１０であって、基体１１を支
持して連続走行させる基体搬送手段１２と、上記基体走
行手段１２と同期して、長尺状のマスク１３を連続走行
させるマスク搬送手段１４と、マス１３クの開口部を通
して、材料を上記基体１１に被着させる薄膜形成手段１
９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基体上に所定のパ
ターンで材料を被着させるパターン形成装置及びパター
ン形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機エレクトロルミネッセンス素
子（以下、有機ＥＬ素子と称する。）を発光素子とした
有機ＥＬ表示装置が注目されている。この有機ＥＬ素子
は、例えば透明なガラス基板上に、ＩＴＯ（Indium Tin
Oxide）等の透明材料からなる透明電極と、正孔輸送
層、発光層、電子輸送層等からなる有機ＥＬ層と、陰極
とがこの順に成膜されてなる。

【０００３】このような有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ
表示装置は、具体的には、透明なガラス基板の上に陽極
となる透明電極がストライプ状に形成され、この透明電
極に略直交するように、正孔輸送層、発光層及び電子輸
送層からなる有機ＥＬ層がストライプ状に形成され、こ
の有機ＥＬ層上にさらに陰極が形成されてなる。すなわ
ち、有機ＥＬ表示装置では、透明電極と陰極とが交差す
る位置に表示画素として有機ＥＬ素子が形成されること
になり、これら有機ＥＬ素子がマトリクス状に配列され
ることにより発光エリアを形成している。

【０００４】そして、陽極である透明電極と陰極との間
に直流電圧１０５を印加することによって、透明電極か
ら注入されたホール及び陰極から注入された電子がそれ
ぞれ有機ＥＬ層へ到達し、ここで正孔と電子との再結合
が生じる。これにより、所定の波長を持った光が発生し
て、透明なガラス基板側からその光１０９が外部へ出射
する。

【０００５】上述したような正孔輸送層、発光層、電子
輸送層等の有機ＥＬ層を成膜する方法としては、例えば
ガラス基板上に形成されたストライプ状の透明電極上
に、ストライプ状の開口部を有するマスクを固定した状
態で配し、マスクの開口部を通して各種有機材料を例え
ば真空蒸着法等により透明電極上に被着させる方法が挙
げられる。

【０００６】また、例えばガラス基板上に形成されたス
トライプ状の透明電極上に、レジストを用いたフォトリ
ソグラフィ法によってストライプ状のマスクを形成し、
このマスクの開口部を通して各種有機材料を透明電極上
に被着させる方法が挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、有機ＥＬ層
は、精度良く透明電極上に形成されなければならない
が、上述したような、ガラス基板上にマスクを固定状態
で配する方法では、蒸着物を重ねていくうちに蒸着物が
マスクの開口部周縁に徐々に堆積して開口幅が変化し、
有機ＥＬ層が所望のストライプ形状とならないといった
不都合を生じる。また、この方法においては、ガラス基
板とマスクとの位置決めが困難であるという難点もあ
る。

【０００８】また、レジストを用いたフォトリソグラフ
ィ法でマスクを形成する方法は、製造コストが高価とな
るという問題がある。また、この方法は、製造工程が煩
雑となる等、有機ＥＬ表示装置を量産する際の製造方法
としては不向きである。

【０００９】そこで本発明はこのような従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、高精細なパターンを精度良
く連続的に形成可能であり、量産に好適なパターン形成
装置及びパターン形成方法を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るパターン形成装置は、基体上に所定
のパターンで材料を被着させるパターン形成装置であっ
て、基体を支持して連続走行させる基体搬送手段と、上
記基体走行手段と同期して、長尺状のマスクを連続走行
させるマスク搬送手段と、マスクの開口部を通して、材
料を上記基体に被着させる薄膜形成手段とを有すること
を特徴とする。

【００１１】また、本発明に係るパターン形成方法は、
基体と長尺状のマスクとを同期して連続走行させなが
ら、上記マスクの開口部を通して、材料を上記基体上に
所定の形状にて被着させることを特徴とする。

【００１２】以上のように構成されたパターン形成装置
では、基体を連続走行させながら成膜を行うので、短時
間で効率良くパターン形成できる。また、基体上に常に
新しいマスクを供給し続けるとともにパターン形成後の
マスクを基体上から除去しながらパターン形成を行うの
で、長時間に亘る連続成膜を行っても、精度を落とすこ
となくパターン形成が可能である。

【００１３】また、本発明に係るパターン形成装置は、
基体上に所定のパターンで材料を被着させるパターン形
成装置であって、基体を支持して連続走行させる基体搬
送手段と、上記基体搬送手段に支持された基体と外周面
とが当接するように配され、上記基体搬送手段と同期し
て回転する転写シリンダと、マスクの開口部を通して上
記転写シリンダの外周面に所定のパターンで材料を被着
させる薄膜形成手段と、上記薄膜形成手段と上記転写シ
リンダとの間にマスクを支持可能なマスク支持手段とを
有し、上記転写シリンダは、マスクの開口部を通して外
周面に被着された材料を、基体に順次転写することを特
徴とする。

【００１４】また、本発明に係るパターン形成方法は、
マスクの開口部を通して回転するシリンダの外周面に材
料を所定の形状にて被着させながら、上記シリンダの回
転と同期して走行する基体上に、上記シリンダの外周面
に被着された材料を転写することを特徴とする。

【００１５】以上のように構成されたパターン形成装置
では、基体を連続走行させながらパターン形成を行うの
で、長時間に亘る連続成膜が可能である。また、マスク
の開口は、所望のパターンの最小の繰り返し単位だけあ
ればよい。これをシリンダを介して基体上に転写するの
で、簡単な工程で作製されたマスクを用いて、大量のパ
ターン形成が可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したパターン
形成装置について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００１７】本発明は、例えば図１に示すような有機エ
レクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称
する。）１の有機材料からなる有機ＥＬ層を、所定のパ
ターンに成膜するためのパターン形成装置等に適用され
る。具体的には、本発明を適用したパターン形成装置
は、透明なガラス等からなる基板２上に形成されたスト
ライプ状の陽極３上に、正孔輸送層４、発光層５、電子
輸送層６等の有機材料からなる有機ＥＬ層７を例えば真
空蒸着法によって形成するために用いられる。有機ＥＬ
層７上には、陰極８が形成されている。

【００１８】また、この有機ＥＬ素子１を用いた表示装
置は、図２に示すように、基板２上に形成されたストラ
イプ状の陽極３及び有機ＥＬ層７に直交するように、ス
トライプ状の陰極８が形成され、陽極３と陰極８との交
点が有機ＥＬ素子１としてマトリクス状に配される。

【００１９】基板２としては、ガラス等の透明材料等を
用いることができる。また、基板２としては、長尺状と
された可撓性を有するフィルム上の材料等を用いること
も可能である。

【００２０】陽極３は、透明電極材料であるＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）等を基板２上に蒸着又はスパッタ法等
によってストライプ状に形成されてなる。また、陽極３
として、効率良く正孔を注入するために、真空準位から
の仕事関数が大きい材料、例えば金、二酸化スズ−アン
チモン混合物、酸化亜鉛−アルミニウム混合物等を用い
ることもできる。

【００２１】有機ＥＬ層７は、例えば陽極３上に、正孔
輸送層４、発光層５、電子輸送層６がこの順に積層され
てなる。

【００２２】正孔輸送層４に用いられる正孔輸送材料と
しては、例えばベンジジン又はその誘導体、スチリルア
ミン又はその誘導体、トリフェニルメタン又はその誘導
体をはじめ、ポルフィリン又はその誘導体、トリアゾー
ル又はその誘導体、イミダゾール又はその誘導体、オキ
サジアゾール又はその誘導体、ポリアリールアルカン又
はその誘導体、フェニレンジアミン又はその誘導体、ア
リールアミン又はその誘導体、オキサゾール又はその誘
導体、アントラセン又はその誘導体、フルオレノン又は
その誘導体、ヒドラゾン又はその誘導体、スチルベン又
はその誘導体、或いはポリシラン系化合物、ビニルカル
バゾール系化合物、チオフェン系化合物、アニリン系化
合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマー、ポリ
マー等が挙げられる。

【００２３】具体的には、α−ナフチルフェニルジアミ
ン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、
金属ナフタロシアニン、４，４’，４’’−トリメチル
トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス（３−
メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｐ−トリル）ｐ−フ
ェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニ
ル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカル
バゾール、４−ジーｐ−トリルアミノスチルベン、ポリ
（パラフェニレンビニレン）、ポリ（チオフェンビニレ
ン）、ポリ（２，２’−チエニルピロール）等が挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。

【００２４】正孔輸送層４が発光層５の機能を兼ねる場
合、微量分子の共蒸着を行っても良く、例えばペリレン
誘導体、クマリン誘導体等の有機物質を微量含む有機薄
膜であってもよい。

【００２５】発光層５に用いられる材料としては、例え
ばアントラセン、ナフタリン、フェナントレン、ピレ
ン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アク
リジン、スチルベン等の発光物質が挙げられる。なお、
これらの材料を電子輸送層６に含有させることができ
る。

【００２６】電子輸送層６に用いられる電子輸送材料と
しては、キノリン又はその誘導体、ペリレン又はその誘
導体、ビススチリル又はその誘導体、ピラジン又はその
誘導体等が挙げられる。

【００２７】具体的には、８−ヒドロキシキノリンアル
ミニウム、アントラセン、ナフタリン、フェナントレ
ン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリ
ン、アクリジン、スチルベン又はこれらの誘導体等が挙
げられる。

【００２８】陰極８を構成する材料としては、効率良く
電子を注入するために、真空準位からの仕事関数の小さ
い金属を用いることが好ましい。具体的には、アルミニ
ウム−リチウム合金の他、アルミニウム、インジウム、
マグネシウム、銀、カルシウム、バリウム、リチウム等
の低仕事関数金属を単体で、又は他の金属との合金とし
て安定性を高めて使用してもよい。

【００２９】まず、本発明を適用したパターン形成装置
の第１の例について、図３を参照して説明する。第１の
例のパターン形成装置１０は、固い平板状の基体１１上
に有機ＥＬ層７をパターン形成するための装置である。

【００３０】具体的には、第１の例のパターン形成装置
１０は、基板２上にストライプ状の陽極３が形成されて
なる基体１１を走行させる基体搬送手段１２と、長尺状
のマスク１３を走行させるマスク搬送手段１４と、長尺
状のマスク前駆体１５を連続して巻き出す巻き出しロー
ル１６と、パターン形成が終了した後のマスク１３を連
続して巻き取る巻き取りロール１７と、薄膜形成を行う
真空室１８と、真空室１８内に配置された複数の蒸着源
１９と、マスク１３と基体１１との位置決めを行う位置
決め手段２０と、マスク１３に所定のパターンの開口部
を形成するレーザ２１とを備える。

【００３１】基体搬送手段１２は、ステージ状とされ、
マスク１３と対向させた状態で平板状の基体１１を支持
するとともに、マスク１３と同期して基体１１を走行さ
せ、真空室１８内を通過させる。

【００３２】第１の例のパターン形成装置１０に用いら
れるマスク１３としては、長尺状であり、可撓性を有す
るフィルム状であることが好ましい。具体的には、マス
ク１３としては、例えば図４に示すような、長手方向に
直交するようなスリット状の開口部２２が多数形成され
たものを用いることが可能である。なお、マスク１３の
開口部２２としては、図４に示す形状に限定されること
なく、ドット形状等、所望の形状であって構わない。マ
スク１３は、例えばポリエステルフィルム等からなる。

【００３３】マスク搬送手段１４は、図示しない速度制
御装置によってマスク１３の搬送速度を一定に制御され
る。マスク搬送手段１４は、基体１１の表面に対してマ
スク１３を対向させるとともに、後述する基体１１と同
期してマスク１３を連続して走行させる。

【００３４】巻き出しロール１６は、マスク１３の開口
部が形成される前の段階である、フィルム状のマスク前
駆体１５をロール状に巻き取ってなるとともに、マスク
前駆体１５を連続的に巻き出して供給するものである。

【００３５】巻き取りロール１７は、パターン形成を終
えた後のマスク１３をロール状に連続して巻き取ってな
るものである。

【００３６】真空室１８は、図示しない排気装置を備
え、内部を真空状態とする。

【００３７】図１に示す有機ＥＬ素子１を有する有機Ｅ
Ｌ表示装置を作成する場合には、図３に示す蒸着源１９
は、例えば、マスク１３及び基体１１の走行方向から順
に、正孔輸送材料を収容する蒸着源１９ａ、発光材料を
収容する蒸着源１９ｂ、電子輸送材料を収容する蒸着源
１９ｃとされる。

【００３８】なお、蒸着源１９の構成は、上述した順序
と逆であっても構わない。また、各蒸着源１９が収容す
る有機材料は、Ｒ、Ｇ、Ｂの何れかの発光を呈するため
の材料であっても構わない。また、蒸着源１９の加熱方
式は、抵抗加熱方式、電子線加熱方式等、特に限定され
ない。また、蒸着源１９の設置数は、図３に示すような
３つに限定されることなく、１つ、２つ、また、３つ以
上であっても構わない。また、蒸着源１９は、上述の構
成に限定されず、有機ＥＬ層７の構成に応じて設置数及
び収容材料を任意に変更できる。また、各蒸着源１９の
間には、有機材料の拡散を防止するための隔壁を設けて
も構わない。

【００３９】位置決め手段２０は、長尺状のマスク１３
と、マスク１３と同期して走行する基体１１との位置決
めを行うものである。パターン形成装置１０が備える位
置決め手段２０としては、例えばＣＣＤセンサが用いら
れる。なお、位置決め手段２０としては、特に限定され
ず、機械的な位置決め方式等でも構わない。

【００４０】レーザ２１は、巻き出しロール１６から巻
き出された走行中の長尺状のマスク前駆体１５に対して
レーザビームを照射して所定の開口部を形成し、マスク
１３とする。なお、本発明は、レーザ２１を用いなくて
も、予め所定の開口部が形成された長尺状のマスク１３
をロール状に巻き取っておき、真空室１８に順次供給す
る方法を採用することも可能である。

【００４１】つぎに、上述した第１の例のパターン形成
装置１０で、基体１１上に、有機ＥＬ層７として正孔輸
送層４、発光層５、電子輸送層６をストライプ状に成膜
する方法について説明する。

【００４２】パターン形成装置１０では、先ず、巻き出
しロール１６から巻き出されたマスク前駆体１４が、レ
ーザ２１でレーザビームを照射されて所定の開口部を形
成され、図４に示すようなマスク１３とされる。

【００４３】次に、マスク搬送手段１４によって連続走
行されているマスク１３と、基体搬送手段１２によって
支持された基体１１とを接近させ、例えば基体１１の陽
極３のストライプ形状とマスク１３の開口部であるスリ
ット形状とが一致するように、位置決め手段２０によっ
て位置決めされて対向配置される。

【００４４】次に、位置決めされた基体１１とマスク１
３とを等しい速度で真空室１８内に搬送して走行させな
がら、蒸着源１９ａ、蒸着源１９ｂ及び蒸着源１９ｃを
加熱し、正孔輸送材料、発光材料及び電子輸送材料を蒸
発させる。これにより、マスク１３の開口部を通じて所
定の形状の有機ＥＬ層７が基体１１上に所定の順序で形
成される。

【００４５】次に、有機ＥＬ層７がパターン形成された
基体１１とマスク１３とを真空室１８から搬出し、基体
１１とマスク１３とを分離する。基体１１は、例えば陰
極８を形成される等の次工程へ移行する一方、マスク１
３は、巻き取りロール１７へ巻き取られる。巻き取りロ
ール１７に巻き取られたマスク１３は、使い捨てである
場合、廃棄される。

【００４６】以上のようにして、基体１１上に、有機Ｅ
Ｌ層７がパターン形成される。

【００４７】上述したパターン形成装置１０は、複数の
基体１１及び長尺状のマスク１３を真空室１８へ連続供
給するとともに、基体搬送手段１２とマスク搬送手段１
４とによって基体１１とマスク１３とを同期して連続走
行させるので、マスク１３の開口部を通して、短時間で
効率良く所望の材料を所定のパターンで基体１１上に被
着させる。このため、パターン形成装置１０は、有機Ｅ
Ｌ層７の各層を連続してパターン形成可能であり、量産
に好適である。

【００４８】また、マスク１３は使い捨てであり、基体
１１に対して常に新しいマスク１３を供給し続けるの
で、マスク１３の開口部に蒸着物が堆積することがな
く、長時間に亘る連続成膜を行った場合でも、高い精度
を維持しつつつ、基体１１上に所望のパターンが形成さ
れる。

【００４９】つぎに、本発明を適用したパターン形成装
置の第２の例について、図５を用いて説明する。第２の
例のパターン形成装置３０は、可撓性を有する基体上に
有機ＥＬ層７をパターン形成するための装置である。な
お、第２の例のパターン形成装置３０は、第１の例のパ
ターン形成装置１０と略同様の構成の巻き出しロール、
巻き取りロール、レーザ及び真空室を有しており、図５
ではこれらの図示を省略する。

【００５０】図５に示すように、第２の例のパターン形
成装置３０は、図示しない真空室内に、円筒状の搬送シ
リンダ３１と、搬送シリンダ３１の入り口側に配されて
基体３２とマスク３３とを対向させるとともに案内する
第１ガイドローラ３４と、搬送シリンダ３１の出口側に
配されてマスク３３を案内する第２ガイドローラ３５
と、真空室内に配置された複数の蒸着源３６とを備え
る。

【００５１】搬送シリンダ３１は、上述した第１の例の
パターン形成装置１０における基体搬送手段１２の機能
とマスク搬送手段１４の機能とを兼ね備えるものであ
る。搬送シリンダ３１は、円筒状であるとともに、図５
中矢印で示すように、反時計回り方向に回転可能とされ
る。また、搬送シリンダ３１は、図６（ａ）に示すよう
に、位置決め手段として、幅方向両端に複数のスプロケ
ットガイド３７を有している。搬送シリンダ３１の周面
には、長尺状の基体３２及び後述するマスク３３がこの
順に積層されて巻き付けられ、搬送シリンダ３１の回転
に伴ってこれらを走行させる。すなわち、長尺状の基体
３２は、真空室内において、第１ガイドローラ３４、搬
送シリンダ３１の順に搬送される。

【００５２】マスク３３は、例えば図６（ｂ）に示すよ
うに、長尺状のフィルムの長手方向に直交するようなス
リット状の開口部３８の他に、長手方向両辺に、上述し
たスプロケットガイド３７に対応したスプロケットガイ
ド孔３９を有している。搬送シリンダ３１のスプロケッ
トガイド３７とマスク３３のスプロケットガイド孔３９
とが互いにかみ合うことにより、マスク３３が搬送シリ
ンダ３１に確実に固定され、精度良いパターン形成が可
能となる。なお、マスク３３としては、図６（ｂ）に示
す形状に限定されることなく、所望の形状の開口部を有
していて構わない。マスク３３は、例えばポリエステル
フィルム等からなる。

【００５３】蒸着源３６ａ、蒸着源３６ｂ及び蒸着源３
６ｃは、第１の例のパターン形成装置１０に用いられる
蒸着源１９ａ、蒸着源１９ｂ及び蒸着源１９ｃと略同様
の構成であるため、説明を省略する。

【００５４】つぎに、上述した第２の例のパターン形成
装置３０で、基体３２上に、有機ＥＬ層７として正孔輸
送層４、発光層５、電子輸送層６をストライプ状に成膜
する方法について説明する。

【００５５】パターン形成装置３０では、先ず、図示し
ない真空室内へ、基体３２及びマスク３３を供給し、第
１ガイドローラ３４によって基体３２とマスク３３とを
位置決めして対向させる。

【００５６】次に、互いに対向配置された基体３２とマ
スク３３とを、搬送シリンダ３１の周面に巻き付けてお
く。このとき、マスク３３に形成されたスプロケットガ
イド孔３９と搬送シリンダ３１のスプロケットガイドと
をかみ合わせることによって、マスク３３がずれること
なく搬送シリンダ３１の周面に巻き付く。なお、必要に
応じて基体３２にスプロケットガイド孔が形成されてい
ても構わない。

【００５７】次に、搬送シリンダ３１を回転させて基体
３２及びマスク３３を走行させながら、蒸着源３６ａ、
蒸着源３６ｂ及び蒸着源３６ｃを加熱し、正孔輸送材
料、発光材料及び電子輸送材料を蒸発させる。これによ
り、マスク３３の開口部を通じて所定の形状の有機ＥＬ
層７が基体３２上に所定の順序で形成される。

【００５８】次に、有機ＥＬ層７がパターン形成された
基体３２とマスク３３とを分離する。基体３２は、第２
ガイドローラ３５に案内されて次工程へ移行する一方、
マスク３３は図示しない巻き取りロールへ巻き取られ
る。

【００５９】以上のようにして、基体３２上に所定の形
状の有機ＥＬ層７がパターン形成される。

【００６０】上述したパターン形成装置３０は、長尺状
の基体３２及び長尺状のマスク３３を真空室へ連続供給
するとともに、基体搬送手段の機能とマスク搬送手段の
機能とを兼ね備える搬送シリンダ３１によって基体３２
とマスク３３とを同期させて連続走行させるので、マス
ク３３の開口部を通して、短時間で効率良く所望の材料
を所定のパターンで基体３２上に被着させる。このた
め、パターン形成装置３０は、有機ＥＬ層７の各層を連
続してパターン形成することが可能であり、量産に好適
である。

【００６１】また、基体３２に対して常に新しいマスク
３３を供給し続けるので、マスク１３の開口部に蒸着物
が堆積することがなく、長時間に亘る連続成膜を行った
場合でも、高い精度を維持しつつつ、基体３３上に所望
のパターンが形成される。

【００６２】また、この第２の例のパターン形成装置で
は、基体搬送手段の機能とマスク搬送手段の機能とを兼
ね備える円筒状の搬送シリンダ３１を用いているので、
可撓性を有する基体３２に対しても、精度良く安定した
パターン形成が可能である。

【００６３】つぎに、本発明を適用したパターン形成装
置の第３の例について、図７を用いて説明する。第３の
例のパターン形成装置５０は、転写シリンダの周面にい
ったん被着された材料を、平板状の基体上に転写しなが
らパターン形成するための装置である。なお、第３の例
のパターン形成装置５０は、第１の例のパターン形成装
置１０と略同様の構成の巻き出しロール、巻き取りロー
ル、レーザ及び真空室を有しており、図７ではこれらの
図示を省略する。

【００６４】図７に示すように、第３の例のパターン形
成装置５０は、図示しない真空室内に、平板状の基体５
１を支持するとともに連続走行させる基体搬送手段５２
と、周面の頂点が基体５１に接するように配置された転
写シリンダ５３と、転写シリンダ５３の下方にマスク５
４を固定した状態で支持するマスク支持手段５５と、マ
スク５４の下方に配置された蒸着源５６とを備える。

【００６５】基体搬送手段５２は、ステージ状とされ、
転写シリンダ５３と接するように基体５１を支持すると
ともに、転写シリンダ５３の回転と同期して基体５１を
走行させる。

【００６６】転写シリンダ５３は、蒸着源５６から蒸発
した材料をマスク５４の開口部を通して被着されるとも
に、基体５１へ当該材料を転写するものである。

【００６７】転写シリンダ５３は、マスク５４の開口部
と略同幅の突起を周面に有することが好ましい。この突
起がマスク５４の開口部に位置するときに蒸着して材料
を突起上に被着させるようにすると、基体５１へ転写す
る際の転写圧力が高まり、良好な転写性が得られる。

【００６８】また、転写シリンダ５３の表面は、材料の
転写性の向上を目的として、シリコン系樹脂、フッ素系
エラストマー樹脂等でコートされていることが好まし
い。

【００６９】また、転写シリンダ５３は、周面の温度調
節自在とされていることが好ましい。予め転写シリンダ
５３の周面を冷却した状態で、周面全体に所定のパター
ンで材料を被着させ、次いで転写シリンダ５３の周面を
加温して基体５１に転写を行うといった方法を実現でき
る。

【００７０】基体搬送手段５２の水平方向の移動と、転
写シリンダ５３の回転とは同期している。基体搬送手段
５２の水平方向の移動と、転写シリンダ５３の回転とを
同期させる方法としては、基体搬送手段５２と転写シリ
ンダ５３とをギアで直接連動させる方法、エンコーダ等
のカウント法等が挙げられる。

【００７１】マスク５４の開口部は、上述した第１の例
及び第２の例と異なり、所望のパターンの最小の繰り返
し単位だけあればよい。すなわち、例えば基体５１上
に、ストライプ状の有機ＥＬ層７を形成する場合には、
図８に示すような、一本のスリット状の開口部５７を有
するマスク５４を用いる。

【００７２】マスク支持手段５５は、上述した第１の例
及び第２の例と異なり、マスク５４を固定した状態で支
持するものである。

【００７３】蒸着源５６は、図７に示すように、真空室
内に１つ設置されている。蒸着源５６が収容する有機材
料は、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料、Ｒ、
Ｇ、Ｂ何れかの発光を呈するための材料等、有機ＥＬ層
７を構成する材料の何れであっても構わない。また、蒸
着源５６の加熱方式は、抵抗加熱方式、電子線加熱方式
等、特に限定されない。

【００７４】つぎに、上述した第３の例のパターン形成
装置５０で、基体５１上に、有機ＥＬ層７を構成する何
れかの層をストライプ状に成膜する方法について説明す
る。

【００７５】先ず、図示しない真空室内において、転写
シリンダ５３を回転させながら、蒸着源５６を加熱し、
マスク支持手段５５によって固定されたマスク５４の開
口部を通して、転写シリンダ５３の所定の範囲の周面に
材料を被着させる。すなわち、転写シリンダ５３の周面
には、マスク５４の開口部の形状とされた材料が、一定
間隔でストライプ状に被着されている。なお、材料の蒸
着に先立って、転写シリンダ５３の周面を、予め冷却し
ておく。

【００７６】次に、基体搬送手段５２によって支持され
た基体５１と転写シリンダ５３とを、所定の位置になる
ように位置決めして接触させる。

【００７７】次に、転写シリンダ５３の周面を加熱し
て、基体搬送手段５２の水平方向の移動と転写シリンダ
５３の回転とを同期させる。これにより、転写シリンダ
５３の周面に被着された材料が、基体５１に転写され、
例えばストライプ形状の有機ＥＬ層７がパターン形成さ
れる。

【００７８】上述した第３の例のパターン形成装置５０
は、基体５１を連続走行させながら転写シリンダ５３を
同期して回転させてパターン形成を行うので、長時間に
亘る連続成膜が可能である。

【００７９】また、固定された状態のマスク５４の開口
部を通して回転する転写シリンダ５３に材料を被着させ
るので、マスク５４の開口部は、所望のパターンの最小
の繰り返し単位だけあればよい。このため、簡単な工程
で作製されたマスク５４を用いて、大量のパターン形成
が可能であるため、製造コストの低減が図られる。

【００８０】なお、上述の説明では、転写シリンダ５３
の周面全体を予め冷却した後、材料を被着させ、次いで
周面を加熱して基体５１に転写する方法を例に挙げた
が、本発明はこれに限定されることなく、例えば蒸着源
５６が配された下方と、基体５１が配された上方とで、
転写シリンダ５３の周面に熱勾配をつけ、上方側を相対
的に高温として転写性を高めるといった方法を採用して
も構わない。

【００８１】つぎに、本発明を適用したパターン形成装
置の第４の例について、図９を用いて説明する。第４の
例のパターン形成装置７０は、可撓性のマスクを用い、
平板状の基体上に転写しながら材料をパターン形成する
ための装置である。なお、第４の例のパターン形成装置
７０は、第１の例のパターン形成装置１０と略同様の構
成の巻き出しロール、巻き取りロール、レーザ及び真空
室を有しており、図９ではこれらの図示を省略する。

【００８２】図９に示すように、第４の例のパターン形
成装置７０は、図示しない真空室内に、平板状の基体７
１を支持するとともに連続走行させる基体搬送手段７２
と、周面の頂点が基体７１に接するように配置されたシ
リンダ７３と、シリンダ７３の入り口側に配されてマス
ク７４を案内する第１ガイドローラ７５と、シリンダ７
３の出口側に配されてマスク７４を案内する第２ガイド
ローラ７６と、真空室内に配置された複数の蒸着源７７
とを備える。

【００８３】シリンダ７３は、上述した第３の例におけ
る転写シリンダ５３と、第２の例におけるマスク搬送手
段である搬送シリンダ３１との機能を兼ね備えるもので
ある。

【００８４】シリンダ７３は、周面にマスク７４を巻き
付けてマスク７４を走行させるものである。シリンダ７
３は、円筒状であるとともに、図９中矢印で示すよう
に、半時計回りに回転可能とされる。また、シリンダ７
３は、位置決め手段として幅方向両端に複数のスプロケ
ットガイドを有していても構わない。

【００８５】また、シリンダ７３は、蒸着源７７から蒸
発した材料をマスク７４の開口部を通して周面に被着さ
れるともに、基体７１へ当該材料を転写するものであ
る。

【００８６】シリンダ７３は、マスク７４の開口部と略
同幅の突起を周面に有することが好ましい。この突起が
マスク７４の開口部に位置するときに蒸着して材料を突
起上に被着させるようにすると、基体７１へ転写する際
の転写圧力が高まり、良好な転写性が得られる。

【００８７】また、シリンダ７３の表面は、材料の転写
性の向上を目的として、シリコン系樹脂、フッ素系エラ
ストマー樹脂等でコートされていることが好ましい。

【００８８】また、シリンダ７３は、周面の温度調節自
在とされていることが好ましい。これにより、予めシリ
ンダ７３の周面を冷却した状態で、周面全体に所定のパ
ターンで材料を被着させ、次いでシリンダ７３の周面を
加温して基体７１に転写を行うといった方法を実現でき
る。また、シリンダ７３の蒸着源７７が配された下方と
基体７１が配された上方とで、シリンダ７３の周面に熱
勾配をつけ、上方側を相対的に高温として転写性を高め
るといった方法を採用することもできる。

【００８９】マスク７４は、上述した第２の例のパター
ン形成装置３０に用いられるマスク３３と同様のものを
用いることができる。すなわち、マスク７４としては、
長尺状のフィルムの長手方向に直交するようなスリット
状の開口部の他に、長手方向両辺に、シリンダ７３のス
プロケットガイドに対応したスプロケットガイド孔を有
しても構わない。シリンダ７３のスプロケットガイドと
マスク７４のスプロケットガイド孔とが互いにかみ合う
ことにより、マスク７４がシリンダ７３に確実に固定さ
れる。なお、マスク７４は、所望の有機ＥＬ層７の形状
に応じて、所望の形状の開口部を有していて構わない。
また、マスク７４は、例えばポリエステルフィルム等か
らなる。

【００９０】蒸着源３６ａ、蒸着源３６ｂ及び蒸着源３
６ｃは、第１の例のパターン形成装置１０に用いられる
蒸着源１９ａ、蒸着源１９ｂ及び蒸着源１９ｃと略同様
の構成であるため、説明を省略する。ただし、蒸着源３
６ａ、蒸着源３６ｂ及び蒸着源３６ｃの収容する材料
は、マスク７４の搬送方向から順に電子輸送材料、発光
材料、正孔輸送材料とされている。

【００９１】つぎに、上述した第４の例のパターン形成
装置７０で、基体７１上に、有機ＥＬ層７として正孔輸
送層４、発光層５、電子輸送層６をストライプ状に成膜
する方法について説明する。

【００９２】先ず、図示しない真空室内において、第１
ガイドローラ７５及び第２ガイドローラ７６でマスク７
４を案内しながら、シリンダ７３の所定の周面に、マス
ク７４を巻き付けておく。このとき、マスク７４に形成
されたスプロケットガイド孔とシリンダ７３のスプロケ
ットガイドとをかみ合わせることによって、マスク７４
がずれることなくシリンダ７３の周面に巻き付く。ま
た、材料の蒸着に先立って、シリンダ７３の周面を予め
冷却しておく。

【００９３】次に、シリンダ７３を回転させてマスク７
４を走行させながら、蒸着源７７ａ、蒸着源７７ｂ及び
蒸着源７７ｃを加熱して、、電子輸送材料、発光材料及
び正孔輸送材料を蒸発させる。これにより、マスク７４
の開口部を通して、シリンダ７３の所定の範囲の周面に
有機ＥＬ層７の材料が被着される。すなわち、シリンダ
７３の周面には、マスク７４の開口部の形状とされた材
料が、一定間隔で被着されている。なお、シリンダ７３
の周面に被着された層は、シリンダ７３の周面側から順
に、電子輸送層７、発光層６及び正孔輸送層５とされて
いる。

【００９４】次に、シリンダ７３の周面を加熱して、基
体搬送手段７２の水平方向への移動とシリンダ７３の回
転とを同期させる。これにより、シリンダ７３の周面に
被着された材料が、基体７１に転写され、例えば所定の
形状の有機ＥＬ層７がパターン形成される。

【００９５】上述したパターン形成装置７０は、複数の
基体７１及び長尺状のマスク７４を真空室へ連続供給す
るとともに、マスク搬送手段とともに材料の転写機能を
兼ねるシリンダ７３と、基体１１とを同期して走行させ
るので、短時間で効率良く所望の材料を所定のパターン
で基体７１上に被着させる。このため、パターン形成装
置７０は、有機ＥＬ層７の各層を連続してパターン形成
することが可能であり、量産に好適である。

【００９６】また、常に新しいマスク７４をシリンダ７
３の周面に供給し続けるので、マスク７４の開口部に蒸
着物が堆積することがなく、長時間に亘る連続成膜を行
った場合でも、高い精度を維持しつつつ、基体７１上に
所望のパターンが形成される。

【００９７】なお、上述の説明では、透明な材料からな
る基板上に陽極、有機ＥＬ層、陰極がこの順に積層され
てなる有機ＥＬ素子を製造するパターン形成装置を例に
挙げたが、有機ＥＬ素子の積層の順番は、上述した順序
と逆であっても構わない。また、有機ＥＬ素子からの発
光の取り出しは、基板側からであっても、上面からであ
っても構わない。

【００９８】また、上述の説明では、有機ＥＬ層を形成
するための薄膜形成手段として、いわゆる真空蒸着装置
を採用したが、本発明を適用したパターン形成装置は、
例えばインクジェット法等で有機ＥＬ層をパターン形成
する装置を有する場合にも適用可能である。

【００９９】また、本発明は上述の記載に限定されるこ
とはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜
変更可能である。

【０１００】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るパターン形成装置は、基体を連続走行させなが
ら成膜を行うので、短時間で効率良くパターン形成でき
る。また、基体上に常に新しいマスクを供給し続けると
ともにパターン形成後のマスクを基体上から除去しなが
らパターン形成を行うので、長時間に亘る連続成膜を行
っても、精度を落とすことなくパターン形成が可能であ
る。したがって、本発明によれば、高精細なパターンを
精度良く形成可能であり、大量生産に好適なパターン形
成装置を提供することが可能である。

【０１０１】また、本発明に係るパターン形成装置は、
基体を連続走行させながらパターン形成を行うので、長
時間に亘る連続成膜が可能である。また、マスクの開口
は、所望のパターンの最小の繰り返し単位だけあればよ
い。これをシリンダを介して基体上に転写するので、簡
単な工程で作製されたマスクを用いて、大量のパターン
形成が可能である。したがって、本発明によれば、高精
細なパターンを精度良く形成可能であり、大量生産に好
適なパターン形成装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】有機ＥＬ素子の断面図である。

【図２】有機ＥＬ素子を用いた表示装置の分解斜視図で
ある。

【図３】本発明を適用したパターン形成装置の第１の例
の断面図である。

【図４】第１の例のパターン形成装置で用いられるマス
クの平面図である。

【図５】本発明を適用したパターン形成装置の第２の例
の断面図である。

【図６】（ａ）は、第２の例のパターン形成装置に用い
られる、シリンダの軸方向断面図である。（ｂ）は、第
２の例のパターン形成装置で用いられるマスクの平面図
である。

【図７】本発明を適用したパターン形成装置の第３の例
の断面図である。

【図８】第３の例のパターン形成装置で用いられるマス
クの平面図である。

【図９】第４の例のパターン形成装置で用いられるマス
クの平面図である。

【符号の説明】

１有機ＥＬ素子、２基板、３透明電極、４正孔
輸送層、５発光層、６電子輸送層、７有機ＥＬ
層、８陰極、１０パターン形成装置、１１基体、１
２基体搬送手段、１３マスク、１４マスク搬送手
段、１５マスク前駆体、１６巻き出しロール、１７
巻き取りロール、１８真空室、１９蒸着源、２０
位置決め手段、２１レーザ、２２開口部、３０パ
ターン形成装置、３１搬送シリンダ、３２基体、３
３マスク、３４第１ガイドローラ、３５第２ガイ
ドローラ、３６蒸着源、３７スプロケットガイド、
３８開口部、３９スプロケットガイド孔、５０パ
ターン形成装置、５１基体、５２基体搬送手段、５
３転写シリンダ、５４マスク、５５マスク支持手
段、５６蒸着源、７０パターン形成装置、７１基
体、７２基体搬送手段、７３シリンダ、７４マス
ク、７５第１ガイドローラ、７６第２のガイドロー
ラ、７７蒸着源、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に所定のパターンで材料を被着さ
せるパターン形成装置であって、基体を支持して連続走行させる基体搬送手段と、上記基体走行手段と同期して、長尺状のマスクを連続走
行させるマスク搬送手段と、マスクの開口部を通して、材料を上記基体に被着させる
薄膜形成手段とを有することを特徴とするパターン形成
装置。
【請求項２】上記薄膜形成手段は、真空蒸着装置であ
ることを特徴とする請求項１記載のパターン形成装置。
【請求項３】上記基体搬送手段はステージであり、平
板状の基体を走行させることを特徴とする請求項１記載
のパターン形成装置。
【請求項４】上記マスクと上記基体との位置決めを行
う位置決め手段を有することを特徴とする請求項１記載
のパターン形成装置。
【請求項５】上記基体搬送手段及び上記マスク搬送手
段は、回転自在なシリンダ状であり、上記基体搬送手段及び上記マスク搬送手段は、可撓性を
有する基体及び可撓性を有するマスクを、この順に外周
面に巻き付けた状態で走行させることを特徴とする請求
項１記載のパターン形成装置。
【請求項６】上記基体搬送手段及び上記マスク搬送手
段は周面にスプロケットガイドを有し、且つ上記マスク
は上記スプロケットガイドと対応するスプロケットガイ
ド孔を有することを特徴とする請求項５記載のパターン
形成装置。
【請求項７】上記マスク搬送手段は、回転自在なシリ
ンダ状であり、可撓性を有するマスクを外周面に巻き付
けた状態で走行させながら、上記薄膜形成手段から外周
面に被着された所定の形状の材料を基体に転写すること
を特徴とする請求項１記載のパターン形成装置。
【請求項８】上記材料として有機材料を用いることを
特徴とする請求項１記載のパターン形成装置。
【請求項９】上記有機材料として有機エレクトロルミ
ネッセンス材料を用いることを特徴とする請求項８記載
のパターン形成装置。
【請求項１０】基体と長尺状のマスクとを同期して連
続走行させながら、上記マスクの開口部を通して、材料
を上記基体上に所定の形状にて被着させることを特徴と
するパターン形成方法。
【請求項１１】上記基体と上記マスクとを、シリンダ
の外周面に巻き付けた状態で連続走行させることを特徴
とする請求項１０記載のパターン形成方法。
【請求項１２】上記マスクの開口部を通して上記材料
をシリンダの外周面に所定の形状にて被着させながら、
上記シリンダの外周面に被着された材料を上記基体上に
転写することを特徴とする請求項１０記載のパターン形
成方法。
【請求項１３】上記材料として有機材料を用いること
を特徴とする請求項１０記載のパターン形成方法。
【請求項１４】上記有機材料として有機エレクトロル
ミネッセンス材料を用いることを特徴とする請求項１３
記載のパターン形成方法。
【請求項１５】基体上に所定のパターンで材料を被着
させるパターン形成装置であって、基体を支持して連続走行させる基体搬送手段と、上記基体搬送手段に支持された基体と外周面とが当接す
るように配され、上記基体搬送手段と同期して回転する
転写シリンダと、マスクの開口部を通して上記転写シリンダの外周面に所
定のパターンで材料を被着させる薄膜形成手段と、上記薄膜形成手段と上記転写シリンダとの間にマスクを
支持可能なマスク支持手段とを有し、上記転写シリンダは、マスクの開口部を通して外周面に
被着された材料を、基体に順次転写することを特徴とす
るパターン形成装置。
【請求項１６】上記マスク支持手段は、マスクを固定
することを特徴とする請求項１５記載のパターン形成装
置。
【請求項１７】上記薄膜形成手段は、真空蒸着装置で
あることを特徴とする請求項１５記載のパターン形成装
置。
【請求項１８】上記基体搬送手段はステージであり、
平板状の基体を走行させることを特徴とする請求項１５
記載のパターン形成装置。
【請求項１９】上記転写シリンダは、可撓性を有する
マスクを外周面に巻き付けるとともに、上記転写シリン
ダの回転に同期してマスクを走行させることを特徴とす
る請求項１５記載のパターン形成装置。
【請求項２０】上記転写シリンダはスプロケットガイ
ドを有し、且つ上記マスクは上記スプロケットガイドと
対応するスプロケットガイド孔を有することを特徴とす
る請求項１５記載のパターン形成装置。
【請求項２１】上記材料として有機材料を用いること
を特徴とする請求項１５記載のパターン形成装置。
【請求項２２】上記有機材料として有機エレクトロル
ミネッセンス材料を用いることを特徴とする請求項２１
記載のパターン形成装置。
【請求項２３】マスクの開口部を通して回転するシリ
ンダの外周面に材料を所定の形状にて被着させながら、
上記シリンダの回転と同期して走行する基体上に、上記
シリンダの外周面に被着された材料を転写することを特
徴とするパターン形成方法。
【請求項２４】上記マスクを固定した状態とすること
を特徴とする請求項２３記載のパターン形成方法。
【請求項２５】上記マスクを上記シリンダに巻き付け
ながら走行させることを特徴とする請求項２３記載のパ
ターン形成方法。
【請求項２６】上記材料として有機材料を用いること
を特徴とする請求項２３記載のパターン形成方法。
【請求項２７】上記有機材料として有機エレクトロル
ミネッセンス材料を用いることを特徴とする請求項２６
記載のパターン形成方法。