JP2004087143A - Transfer base, transferring apparatus, and transferring method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば配線基板などの被転写基板に有機発光色素層をパターン形成するために用いられる転写基板、ならびにこの転写基板を用いて表示装置を製造するために用いられる転写装置および転写方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、映像を表示するためのディスプレイとして、多様な表示機構を備えたものが知られている。その中でも、有機EL(Electro Luminescent )素子の発光現象を利用した平面フルカラー型の有機ELディスプレイは、駆動電圧が低く、かつ輝度が高い点で注目されている。
【0003】
この有機ELディスプレイの表示方式としては、例えば、光の3原色(R(Red ),G(Green ),B(Blue))に対応する3色の有機発光色素層をパターン配列した三色独立発光方式や、3色(R,G,B)のカラーフィルターを利用したカラーフィルター方式や、色変換フィルターを利用して、青色光源または白色光源から得られた光を色変換するCCM(Color Changing Media)方式などが挙げられる。このうち、三色独立発光方式を採用した有機ELディスプレイは、透過性の配線基板に3色(R,G,B)のピクセルがパターン配列された発光パネルを含んで構成されている。この発光パネルは、ピクセルを構成する3色の有機発光色素層が配線基板にパターン形成されることにより製造される。
【0004】
配線基板に3色の有機発光色素層をパターン形成する手法としては、例えば、転写方式、蒸着方式およびインクジェット方式の3つが知られている。
【0005】
転写方式は、例えば、特許第2918037号に開示されているように、加熱機構を備えた基板に3色の有機発光色素パターン層が配列された構成の転写基板を用いる手法である。この転写方式では、配線基板に転写基板を密着させた状態において、加熱機構を利用して有機発光色素パターン層が加熱され、その有機発光色素パターン層が各色ごとに昇華して配線基板に転写されることにより、配線基板に有機発光色素層がパターン形成される。なお、転写方式では、例えば、特開平2001−196168号公報に開示されているように、柔軟性を有するフィルム状の転写基板が使用される場合もある。
【0006】
蒸着方式は、例えば、特許第2850906号に開示されているように、蒸着源と配線基板との間にマスクを配置し、このマスクを用いて各色ごとに蒸着処理を施すことにより、配線基板に有機発光色素層をパターン形成する手法である。
【0007】
インクジェット方式は、例えば、特開平2000−106278号公報に開示されているように、配線基板上でインクジェット装置を走査させ、このインクジェット装置から有機発光色素を噴出させることにより、配線基板に有機発光色素層をパターン形成する手法である。
【0008】
これらの3つの方式のうち、転写方式は、主に、発光パネルを製造する際の作業性の点で、他の蒸着方式やインクジェット方式よりも優れている。なぜなら、例えば、ディスプレイの製造メーカーが発光パネルを製造する場合、蒸着方式やインクジェット方式では、作業者が自ら有機発光色素を取り扱わなければならない点で煩わしさを抱えるが、転写方式では、有機発光色素パターン層があらかじめ配列形成された転写基板を入手すれば、作業者が自ら有機発光色素を取り扱う煩わしさを免れるからである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、有機ELディスプレイを市場で広く普及させるためには、例えば、コストの面で他の競合ディスプレイとの差別化を図るべく、転写方式で使用される転写基板のコストを可能な限り安くする必要がある。
【0010】
また、転写基板のコストダウンを実現した上、その転写基板を使用して有機ELディスプレイを量産可能な転写装置および製造方法の確立も望まれる。
【0011】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、有機ELディスプレイのコストダウンを実現可能な転写基板を提供することにある。
【0012】
また、本発明の第2の目的は、上記した転写基板を使用して有機ELディスプレイを量産可能な転写装置および転写方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の転写基板は、被転写基板に有機発光色素層をパターン形成するために用いられるものであり、光を透過可能な光透過部を有する基板本体と、この基板本体の光透過部に配列され、光に基づく熱を利用して被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層とを含むものである。
【0014】
本発明の転写装置は、有機発光色素層を利用して映像を表示する表示装置を製造するために用いられるものであり、光を透過可能な光透過部を有する基板本体の光透過部に、光に基づく熱を利用して被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層が配列された転写基板と、有機発光色素パターン層が被転写基板と対向するように、転写基板を被転写基板と共に保持する保持機構と、基板本体の光透過部に向けて光を照射する光源とを備えたものである。
【0015】
本発明の転写方法は、有機発光色素層を利用して映像を表示する表示装置を製造するために用いる方法であり、光を透過可能な光透過部を有する基板本体の光透過部に、光に基づく熱を利用して被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層が配列された転写基板を使用し、保持機構を用いて、有機発光色素パターン層が被転写基板と対向するように、転写基板を被転写基板と共に保持したのち、光源から基板本体の光透過部に向けて光を照射することにより、光に基づく熱を利用して有機発光色素パターン層を被転写基板に転写させるようにしたものである。
【0016】
本発明の転写基板では、基板本体の光透過部に光が照射されると、この光透過部を透過した光に基づく熱を利用して、光透過部に配列された有機発光色素パターン層が被転写基板に転写される。これにより、被転写基板に有機発光色素層がパターン形成される。
【0017】
本発明の転写装置ならびに転写方法では、光を透過可能な光透過部を有する基板本体の光透過部に、光に基づく熱を利用して被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層が配列された転写基板を使用し、保持機構により、有機発光色素パターン層が被転写基板と対向するように、転写基板が被転写基板と共に保持されたのち、光源から基板本体の光透過部に向けて光が照射されることにより、光に基づく熱を利用して有機発光色素パターン層が被転写基板に転写される。これにより、有機発光色素層を利用して映像を表示する表示装置が製造される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0019】
まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態に係る転写装置の構成について説明する。図1は、転写装置の概略断面構成を表している。なお、本発明の「転写方法」は本転写装置の機能・動作に基づいて具現化され、かつ本発明の「転写基板」は本転写装置において用いられるものであるため、以下併せて説明する。なお、図1では、図示上の便宜を図るために、ステージ42、転写基板80および配線基板90の構造をそれぞれ簡略化して示している。
【0020】
この転写装置は、主に有機ELディスプレイを製造するために用いられるものであり、特に、転写方式により発光パネルを製造するためのものである。この転写装置は、図1に示したように、チャンバー10に、転写基板ポート20と、配線基板ポート30と、位置合わせ機構40と、転写機構50と、送風機60と、吸引機70とが設けられた構成をなしている。
【0021】
チャンバー10は、例えば、内部の圧力を所望の低圧状態となるまで減圧可能なものである。
【0022】
転写基板ポート20は、転写基板80を貯蔵するためにチャンバー10内に設けられた貯蔵部屋であり、開閉可能な隔壁20Wが設けられている。
【0023】
配線基板ポート30は、配線基板90を貯蔵するためにチャンバー10内に設けられた貯蔵部屋であり、開閉可能な隔壁30Wが設けられている。
【0024】
位置合わせ機構40は、配線基板90に対して転写基板80を位置合わせするためにチャンバー10内に設けられたものであり、搬送台41上に配置されたステージ42と、このステージ42に附設された搬送アーム43およびマーカー検出機44とを含んで構成されている。
【0025】
搬送台41は、位置合わせ機構40と転写機構50との間でステージ42を搬送させるためのものであり、位置合わせ機構40の作業スペースから転写機構50の作業スペースに渡って延在している。
【0026】
ステージ42は、転写基板80および配線基板90を保持するためのものであり、転写基板80および配線基板90を収容するための窪み(収容スペース)42Sが設けられている。なお、ステージ42の詳細な構成については後述する(図2参照)。ここで、ステージ42が本発明における「保持機構」の一具体例に対応する。
【0027】
搬送アーム43は、例えば真空ピンセットなどの把持機構と同様の機能を有しており、転写基板80を把持して転写基板ポート20から搬出入させたり、その転写基板80をステージ42に着脱させるものである。この搬送アーム43は、転写基板80と同様に、配線基板90の搬出入や着脱を行うことも可能である。
【0028】
マーカー検出機44は、配線基板90に対して転写基板80を位置合わせするために用いられるものであり、光学顕微鏡などの観察機器を含んで構成されている。
【0029】
転写機構50は、転写基板80から配線基板90に対して転写処理を施すためにチャンバー10外に設けられたものであり、レーザ光源51と、チャンバー10に設けられた光学窓10Mに対応して配置されたミラー52およびレンズ53と、このレンズ53を支持するXYステージ54とを含んで構成されている。
【0030】
レーザ光源51は、加熱用のレーザ光を発するものであり、例えば、弗化アルゴン(ArF),弗化クリプトン(KrF),塩化キセノン(XeF)などのエキシマレーザや、YAGレーザの第3,第4高調波などの紫外線レーザなどにより構成されている。ここで、レーザ光源51が本発明における「光源」の一具体例に対応する。
【0031】
ミラー52は、レーザ光源51から発せられたレーザ光をレンズ53に向けて反射させるためのものであり、レンズ53は、ミラー52において反射されたレーザ光を集光させるためのものである。
【0032】
XYステージ54は、図中のX軸方向およびY軸方向に移動可能なものである。このXYステージ54の移動動作に伴ってレンズ53が移動することにより、レンズ53において集光されたレーザ光が光学窓10M上を走査するようになっている。
【0033】
送風機60は、主に、チャンバー10内に清浄空気を供給するためのものであり、例えば、送風用のファン(図示せず)や異物除去用のフィルタ60Fを含んで構成されている。
【0034】
吸引機70は、送風機60によりチャンバー10内に供給された清浄空気を排出するためのものであり、例えば、吸引用のポンプ(図示せず)を含んで構成されている。送風機60および吸引機70が稼働することにより、チャンバー10内において清浄空気をダウン・フローさせることが可能になっている。
【0035】
次に、図2を参照して、ステージ42の詳細な構成について説明する。図2は、ステージ42の断面構成を拡大して表している。
【0036】
ステージ42に設けられた収容スペース42Sは、図2に示したように、スペース幅(図中の左右方向の寸法)が異なる2段構成をなしており、配線基板90を収容するための1段目の下層スペース42SAと、転写基板80を収容するための2段目の上層スペース42SBとを含んでいる。この収容スペース42Sでは、例えば、上層スペース42SBのスペース幅が転写基板80の幅とほぼ一致しているのに対して、下層スペース42SAのスペース幅は配線基板90の幅よりも若干大きくなっている。
【0037】
収容スペース42Sの底面には、例えば、乾燥エアーなどの不活性気体を給排気するための排出管42H1,42H2および導入管42D1,42D2が設けられている。排出管42H1は、エアー排気に基づく吸引力を利用してステージ42に配線基板90を固定させるためのものであり、排出管42H2は、同様の吸引力を利用してステージ42に転写基板80を固定させるためのものである。また、導入管42D1は、エアー給気に基づく圧力を利用してステージ42から配線基板90を脱離(浮上)させるためのものであり、排出管42H2は、同様の圧力を利用してステージ42から転写基板80を脱離させるためのものである。なお、導入管42D2および排出管42H2は、後述する図7に示したように、下層スペース42SAに配線基板90が収容された状態において転写基板80を固定または脱離可能とすべく、下層スペース42SAに配線基板90を収容した際に生じる間隙Gに対応して設けられている。なお、排気管42H1,42H2や導入管42D1,42D2の配設位置は必ずしも上記した場合に限られず、例えば転写基板80や配線基板90の形状、大きさまたは収容状態等に応じて自由に設定可能である。ここで、排出管42H1,42H2が本発明における「吸引機構」の一具体例に対応する。
【0038】
次に、図3を参照して、転写基板80の詳細な構成について説明する。図3は、転写基板80の断面構成を拡大して表している。
【0039】
転写基板80は、配線基板90に有機発光色素層をパターン形成するために用いられるものであり、図3に示したように、基板本体81の一面に、有機発光色素パターン層82と、マーカー83とが設けられた構成をなしている。
【0040】
基板本体81は、配線基板90に有機発光色素パターン層82を転写させる際にレーザ光を透過させるべく、例えばガラスなどの透明材料により構成されている。この基板本体81の厚みは、取り扱い上の機械的強度やレーザ光の透過性を考慮し、約1mm〜5mmである。
【0041】
有機発光色素パターン層82は、EL現象により発光可能で、かつレーザ光に基づく熱を利用して昇華可能なものであり、光の3原色に対応する3色(R,G,B)の有機発光色素パターン層82R,82G,82Bを含んでいる。これらの有機発光色素パターン層82R,82G,82Bは、既知の蒸着法やインクジェット法を利用して基板本体81上に形成されたものであり、その基板本体81上に規則的にパターン配列されている。各有機発光色素パターン層82R,82G,82Bの寸法は、例えば、厚み(図中の縦方向の寸法)が約10nm〜100nm,幅(図中の横方向の寸法)が約0.3mm以下,パターン間隔が約0.1mmである。
【0042】
有機発光色素パターン層82R,82G,82Bの具体例は、以下の通りである。有機発光色素パターン層82Rは、ホストのアルミノキノリン錯体に、ドーパントとして4−ジシアノメチレン−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(ドーピング濃度=約5重量%)が共蒸着されたものであり、その厚みは約25nmである。有機発光色素パターン層82Gは、ホストのトリス(8−キノリノール)アルミニウムに、ドーパントしてキナクリドン(ドーピング濃=約5重量%)が共蒸着されたものであり、その厚みは約25nmである。有機発光色素パターン層82Bは、ペリレンが蒸着されたものであり、その厚みは約25nmである。なお、上記した有機発光色素パターン層82R,82G,82Bの構成は一例にすぎず、ディスプレイ分野における映像の高精細化傾向を考慮し、寸法やパターン間隔がより微細化される場合もある。
【0043】
マーカー83は、配線基板90に対して転写基板80を位置合わせする際に用いられる目印部品である。このマーカー83は、光学的に不透明な材料、例えばアルミニウムなどの金属により構成されており、例えば蒸着法などを利用して基板本体81上に形成されたものである。マーカー83は、例えば、基板本体81の終縁部に、有機発光色素パターン層82を挟むように2つ(約1mm幅)、かつ有機発光色素パターン層82中に2つ(約1mm未満幅)の計4つ設けられている。これらのマーカー83の厚みは約0.5μm〜10μmであり、後述する配線基板90(図4参照)の転写スペース90Vの深さよりも大きいことが好ましい。ここで、マーカーが本発明における「位置合わせパターン」の一具体例に対応する。
【0044】
次に、図4を参照して、配線基板90の詳細な構成について説明する。図4は、配線基板90の断面構成を拡大して表している。
【0045】
配線基板90は、発光パネルの大本をなすものであり、図4に示したように、図示しない配線パターン間に構成された複数の窪み(転写スペース)90Vを有している。この転写スペース90Vは、転写基板80から有機発光色素パターン層82(82R,82G,82B)が転写されるスペースである。ここで、配線基板90が本発明における「被転写基板」の一具体例に対応する。
【0046】
次に、図1〜図8を参照して、転写装置を使用した発光パネルの製造工程について説明する。図5および図6は、発光パネルの製造工程における転写装置の動作を説明するためのものであり、いずれも図1に対応している。図7および図8は、発光パネルの製造手順を説明するためのものであり、いずれも図2に対応している。
【0047】
この転写装置では、発光パネルの製造前の状態において、図1に示したように、例えば、ステージ42(図2参照)が位置合わせ機構40の作業スペースに位置すると共に、有機発光色素パターン層82が下側を向くように複数の転写基板80(図3参照)が転写基板ポート20に貯蔵され、かつ転写スペース90Vが上側を向くように複数の配線基板90(図4参照)が配線基板ポート30に貯蔵されている。この状態において、送風機60および吸引機70が稼働して清浄空気をダウンフローさせることによりチャンバー10内を清浄化したのち、所望の低圧状態となるまでチャンバー10内が減圧される。
【0048】
発光パネルを製造する際には、まず、図5に示したように、隔壁20W,30Wが開くと、位置合わせ機構40において、搬送アーム43が配線基板90を把持して配線基板ポート30から取り出し、ステージ42の収容スペース42Sに収容したのち、引き続き転写基板80を把持して転写基板ポート20から取り出し、収容スペース42Sに収容する。この際、マーカー検出機44を利用して転写基板80のマーカー83が検出され、このマーカー83の検出位置に基づいて、配線基板90に対して転写基板80が位置合わせされる。
【0049】
ステージ42では、図7に示したように、配線基板90は、収容スペース42Sのうちの下層スペース42SAのほぼ中央部に収容され、転写基板80は、上層スペース42SBに収容される。これにより、転写基板80に設けられた有機発光色素パターン層82(82R,82G,82B)が、配線基板90に設けられた転写スペース90Vと対向配置される。この際、ステージ42に設けられた排出管42H1を通じてエアーRが排気され、その排気に基づく吸引力を利用して配線基板90がステージ42に固定されると共に、同様に排出管42H2を通じてエアーRが排気される際の吸引力を利用して転写基板80がステージ42に固定される。なお、図7(後述する図8,図14でも同様)では、図示の便宜上の理由により転写基板80と配線基板90との間の間隔を大きく示しているが、これらの転写基板80と配線基板90とは実際には互いに近接して密着している。
【0050】
続いて、図6に示したように、搬送台41の搬送機構を利用して、転写基板80および配線基板90を収容したステージ42が、位置合わせ機構40の作業スペースから転写機構50の作業スペースまでスライドしたのち、静止する。
【0051】
続いて、転写機構50において、レーザ光源51がレーザ光Lを発すると、このレーザ光Lがミラー52で反射され、さらにレンズ53で集光されたのち、光学窓10Mを透過して転写基板80に照射される。レーザ光Lの照射エネルギー密度は、例えば0.3J/cm2 程度である。この状態において、レンズ53を支持するXYステージ54が図中のX軸方向およびY軸方向に移動することにより、レーザ光Lにより転写基板80が走査される。
【0052】
転写基板80では、図8に示したように、基板本体81を透過したレーザ光Lが有機発光色素パターン層82に到達すると、このレーザLに基づく熱を利用して有機発光色素パターン層82が昇華し、配線基板90の転写スペース90Vに転写される。レーザ光Lが基板本体81を走査すると、このレーザ光Lの走査に応じて有機発光色素パターン層82R,82G,82Bが転写スペース90Vに順次転写される。これにより、配線基板90に有機発光色素層91(91R,91G,91B)がパターン形成され、発光パネル100が製造される。
【0053】
こののち、レーザ光源51が停止すると、ステージ42が転写機構50の作業スペースから位置合わせ機構40の作業スペースまでスライドする。そして、ステージ42において排出管42H1,42H2を利用した排気が停止し、代わりに導入管42D1,42D2を通じてエアーRが給気される際の圧力を利用して転写基板80および配線基板90がステージ42から開放されると、搬送アーム43がステージ42から転写基板80を把持して転写基板ポート20に収容したのち、引き続き配線基板90を把持して配線基板ポート30に収容する。
【0054】
以上の一連の動作が反復されることにより、転写基板ポート20に貯蔵された複数の転写基板80および配線基板ポート30に貯蔵された複数の配線基板90を使用して、順次発光パネルが量産される。
【0055】
以上説明したように、本実施の形態に係る転写基板80では、基板本体81に有機発光色素パターン層82やマーカー83が設けられた簡単な構成をなし、特に、有機発光色素パターン層82を転写させるために必要な熱源(ここではレーザ光源51)を備えていないため、熱源(加熱機構)を備えた従来の転写基板と比較して、熱源を備えていない分だけコストが安くなる。したがって、本実施の形態では、転写基板80のコスト低下に基づいて発光パネル100のコストが低下するため、有機ELディスプレイのコストダウンを図ることができる。
【0056】
しかも、本実施の形態では、熱源を備えていない分だけ転写基板80の重量が軽くなるため、転写基板80の軽量化を図り、その転写基板80を使用する際の作業性を向上させることができる。
【0057】
また、本実施の形態では、折れ曲がりにくく、かつ伸縮しにくいガラス製の基板本体81を含んで転写基板80が構成されているため、上記「従来の技術」の項で例示したフィルム上の転写基板とは異なり、各有機発光色素パターン層82R,82G,82B間のパターン間隔が変化する可能性が小さくなる。したがって、本実施の形態では、転写基板80から配線基板90に有機発光色素パターン層82を転写させる際に、各有機発光色素パターン層82R,82G,82Bのパターン配列精度がほぼそのまま有機発光色素層91R,91G,91Bのパターン形成精度として再現されるため、配線基板90に有機発光色素層91を高精度に形成することができる。発光パネル100に関する一般的なピクセルサイズが約0.3×0.3mm2 ,ピクセル間のピッチが約0.1mmであり、ピクセル条件が高精細な点を考慮すると、有機発光色素層91の形成に関する高精度化は大きな利点と言える。
【0058】
特に、本実施の形態に係る転写装置、ならびにこの転写装置を使用した転写方法では、位置合わせ機構40および転写機構50が転写基板80を使用して自働的かつ連続的に発光パネル100を製造可能なため、コストダウンを図りつつ有機ELディスプレイを量産することができる。
【0059】
また、本実施の形態では、位置合わせ機構40による転写基板80と配線基板90との位置合わせ作業、ならびに転写機構50による有機発光色素パターン層82の転写作業が、いずれも減圧かつ清浄化されたチャンバー10内において行われるため、これらの作業が大気圧下の開放系で行われる場合とは異なり、大気中の塵やゴミなどの異物が混入しにくく、転写基板80や配線基板90に異物が付着するおそれがない。しかも、有機発光色素パターン層82の転写時際に転写基板80や配線基板90が移動せずに静止しているため、塵やゴミなどの異物が飛散するおそれもない。なお、転写時にはXYステージ54が移動するが、このXYステージ54はチャンバー10の外側で移動するため、このときのXYステージ54の移動の影響がチャンバー10内に及ぶことはない。したがって、本実施の形態では、異物の混入や付着に起因する不良の発生率が低くなるため、有機ELディスプレイの歩留まりを向上させることができる。この利点は、大気圧下で転写方式を用いた場合だけでなく、他の蒸着方式やインクジェット方式を用いた場合と比較しても言えることである。すなわち、蒸着方式ではマスクの移動時、インクジェット方式ではインクジェット装置の噴出動作時に、異物の飛散や付着が生じる可能性が高いのである。
【0060】
また、本実施の形態では、転写方式を採用しているため、蒸着方式を採用した場合と比較して有機発光色素層91を高精度に形成することができる。なぜなら、蒸着方式では、蒸着源と配線基板90との間にマスクが配置されるため、このマスクの配置スペースだけ蒸着源が配線基板90から離れてしまう。この場合には、蒸着源の蒸着方向がマスクに対して傾いていると、マスクの存在に起因して蒸着処理が妨げられるため、有機発光色素パターン層82の転写効率が低下するおそれがある。これに対して、転写方式では、転写基板80と配線基板90との間に障害物(マスク)が存在しないため、配線基板90に転写基板80を密着させた上で有機発光色素パターン層82を効率よく転写させることが可能になるのである。
【0061】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【0062】
具体的には、例えば、上記実施の形態では、図9に示したように、各有機発光色素パターン層82R,82G,82B間に、例えば、マーカー83と同様の機能を兼ねるセパレータ84を附設するようにしてもよい。この場合には、セパレータ84により各有機発光色素パターン層82R,82G,82B間が仕切られるため、任意の有機発光色素パターン層において昇華した色素分子が、その色素に隣接する他の有機発光色素パターン層に到達したり、あるいは他の有機発光色素パターン層において昇華した色素分子と混同する可能性が小さくなる。したがって、この観点においても、有機発光色素層91の形成に関する高精度化に寄与することができる。なお、図9に示した転写基板80に関する上記特徴箇所以外の構成は、上記実施の形態と同様である。
【0063】
また、上記実施の形態では、図3に示したように、基板本体81全体がガラスなどの透明材料により構成されるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図10に示したように、基板本体81が、プラスチックや金属製の外枠81Fにガラス製の光学窓81Pが嵌め込まれた構成をなすようにしてもよい。この基板本体81を含んで構成された転写基板80においても、レーザ光Lの走査範囲に対応して光学窓81Pを設けることにより、上記実施の形態で説明した転写基板80と同様の機能を確保することができる。ここで、光学窓81Pが本発明における「光透過部」の一具体例に対応する。なお、上記実施の形態で説明したように、基板本体81全体が透明材料よりなる場合には、基板本体81全体が「光透過部」の一具体例に対応する。
【0064】
また、上記実施の形態では、転写機構50において、転写基板80および配線基板90を収容したステージ42を静止させた状態で、XYステージ54の移動を利用してレーザ光Lを走査させるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図11に示したように、移動不能な固定型の支持アーム55によりレンズ53を支持した状態で、支持アーム55の代わりにステージ42をX軸方向またはY軸方向に移動させるようにしてもよい。この場合においても、転写基板80に対してレーザ光Lを相対的に走査させることが可能になるため、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能となり、特に、光学窓10Mを小さく設計することができる。なお、図11に示した転写装置に関する上記特徴箇所以外の構成は、上記実施の形態と同様である。
【0065】
また、上記実施の形態では、図1に示したように、転写機構50を位置合わせ機構40の横に並列配置するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図12に示したように、位置合わせ機構40の下方に転写機構50を積層配置するようにしてもよい。
【0066】
この場合、ステージ42に対して上方からレーザ光Lが照射される上記実施の形態とは異なり、下方からレーザ光Lが照射されることとなるため、このレーザ光Lの照射方向の変更に伴い、ステージ42の構成を変更する必要がある。具体的には、ステージ42は、例えば、図13に示したように、収容スペース42が、転写基板80を収容するための下層スペース42SEと、配線基板90を収容するための上層スペース42SFとを含み、この収容スペース42に対応して光学窓43が設けられた構成をなしている。このステージ42では、例えば、収容スペース42Sの側面に排出管42H1,42H2および導入管42D1,42D2が設けられており、上記実施の形態と同様に、排出管42H1,42H2を通じた排気機構を利用して転写基板80や配線基板90をステージ42に固定したり、導入管42D1,42D2を通じた給気機構を利用して転写基板80や配線基板90をステージ42から開放することが可能である。
【0067】
このステージ42を利用すれば、例えば、図14に示したように、下層スペース42SEに転写基板80が収容され、かつ上層スペース42SFに配線基板90が収容された状態において、下方から光学窓43を通じてレーザ光Lを入射させることが可能になるため、上記実施の形態と同様に、転写基板80から配線基板90に有機発光色素パターン層82を転写させることができる。
【0068】
位置合わせ機構40の下方に転写機構50を積層配置した場合には、転写機構50を位置合わせ機構40の横に並列配置した上記実施の形態と比較して、転写装置全体の設置スペースが転写機構50のスペース分だけ小さくなるため、転写装置を小型化することができる。なお、図12〜図14に示した転写装置(ステージ42を含む)に関する上記特徴箇所以外の構成は、上記実施の形態と同様である。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の転写基板によれば、基板本体の光透過部に、光に基づく熱を利用して被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層が配列された構成をなしているので、構成が簡単である。しかも、有機発光色素パターン層を転写させるために必要な加熱機構を備えていないため、加熱機構を備えた従来の転写基板と比較して、その加熱機構の分だけコストが安くなる。したがって、転写基板のコスト低下に基づき、有機ELディスプレイのコストダウンを図ることができる。
【0070】
また、請求項4ないし請求項7のいずれか1項に記載の転写装置、または請求項8に記載の転写方法によれば、保持機構および光源と共に本発明の転写基板を使用して、自働的かつ連続的に転写基板から被転写基板に有機発光色素パターン層を転写させることが可能なため、有機ELディスプレイを量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る転写装置の断面構成を表す断面図である。
【図2】ステージの断面構成を拡大して表す断面図である。
【図3】転写基板の断面構成を拡大して表す断面図である。
【図4】配線基板の断面構成を拡大して表す断面図である。
【図5】発光パネルの製造工程における転写装置の動作を説明するための断面図である。
【図6】図5に示した動作に続く動作を説明するための断面図である。
【図7】発光パネルの製造手順を説明するための断面図である。
【図8】図8に示した製造手順に続く製造手順を説明するための断面図である。
【図9】転写基板の構成に関する変形例を表す断面図である。
【図10】転写基板の構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図11】転写装置の構成に関する変形例を表す断面図である。
【図12】転写装置の構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図13】図12に示した転写装置のステージの断面構成を拡大して表す断面図である。
【図14】図12に示した転写装置における発光パネルの製造手順を説明するための断面図である。
【符号の説明】
10…チャンバー、10M,43,81P…光学窓、20…転写基板ポート、20W,30W…隔壁、30…配線基板ポート、40…位置合わせ機構、41…搬送台、42…ステージ、42S…収容スペース、42SA,42E…下層スペース、42SB,42SF…上層スペース、42D1,42D2…導入管、42H1,42H2…排出管、43…搬送アーム、44…マーカー検出機、50…転写機構、51…レーザ光源、52…ミラー、53…レンズ、54…XYステージ、55…支持アーム、60…送風機、60F…フィルタ、70…吸引機、80…転写基板、81…基板本体、81F…外枠、82…有機発光色素パターン層(82R,82G,82B)、83…マーカー、84…セパレータ、90…配線基板、90V…転写スペース、91(91R,91G,91B)…有機発光色素層、100…発光パネル、G…間隙、L…レーザ光、R…エアー。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transfer substrate used for patterning an organic luminescent dye layer on a transfer target substrate such as a wiring substrate, and a transfer device and a transfer method used for manufacturing a display device using the transfer substrate. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, displays equipped with various display mechanisms have been known as displays for displaying images. Among them, a flat full-color organic EL display utilizing the light emission phenomenon of an organic EL (Electro Luminescent) element has been attracting attention because of its low driving voltage and high luminance.
[0003]
As a display method of the organic EL display, for example, three-color independent light emission in which three organic light-emitting dye layers corresponding to three primary colors of light (R (Red), G (Green), and B (Blue)) are arranged in a pattern. System, a color filter system using three-color (R, G, B) color filters, or a CCM (Color Changing Media) that performs color conversion on light obtained from a blue light source or a white light source using a color conversion filter. ) Method. Among these, the organic EL display employing the three-color independent light-emitting method includes a light-emitting panel in which pixels of three colors (R, G, B) are arranged in a pattern on a transparent wiring board. This light-emitting panel is manufactured by patterning organic light-emitting dye layers of three colors constituting pixels on a wiring board.
[0004]
As a method of pattern-forming an organic light-emitting dye layer of three colors on a wiring substrate, for example, three methods of a transfer method, a vapor deposition method, and an ink jet method are known.
[0005]
The transfer method is, for example, a method using a transfer substrate having a configuration in which three organic light-emitting dye pattern layers are arranged on a substrate provided with a heating mechanism, as disclosed in Japanese Patent No. 2918037. In this transfer method, in a state where the transfer substrate is in close contact with the wiring substrate, the organic light emitting dye pattern layer is heated using a heating mechanism, and the organic light emitting dye pattern layer is sublimated for each color and transferred to the wiring substrate. As a result, an organic luminescent dye layer is formed on the wiring substrate in a pattern. In the transfer method, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-196168, a film-shaped transfer substrate having flexibility may be used.
[0006]
For example, as disclosed in Japanese Patent No. 2850906, a vapor deposition method includes disposing a mask between a vapor deposition source and a wiring substrate, and performing a vapor deposition process for each color using the mask, so that a wiring substrate is formed. This is a technique for forming a pattern of an organic luminescent dye layer.
[0007]
In the ink-jet method, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-106278, an ink-jet device is scanned on a wiring substrate and an organic light-emitting This is a technique for patterning a layer.
[0008]
Among these three methods, the transfer method is superior to other vapor deposition methods and ink jet methods mainly in terms of workability in manufacturing a light emitting panel. This is because, for example, when a display manufacturer manufactures a light emitting panel, the vapor deposition method or the ink jet method has a trouble that an operator has to handle an organic light emitting dye by himself, but the transfer method requires an organic light emitting dye. This is because, if a transfer substrate having a pattern layer formed in advance is obtained, the operator does not have to handle the organic luminescent dye by himself.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to widely spread the organic EL display in the market, it is necessary to make the cost of the transfer substrate used in the transfer method as low as possible, for example, in order to differentiate it from other competitive displays in terms of cost. There is.
[0010]
It is also desired to establish a transfer device and a manufacturing method capable of mass-producing an organic EL display using the transfer substrate after realizing the cost reduction of the transfer substrate.
[0011]
The present invention has been made in view of such a problem, and a first object of the present invention is to provide a transfer substrate that can reduce the cost of an organic EL display.
[0012]
A second object of the present invention is to provide a transfer device and a transfer method capable of mass-producing an organic EL display using the above-described transfer substrate.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The transfer substrate of the present invention is used for pattern-forming an organic light emitting dye layer on a substrate to be transferred, and has a substrate main body having a light transmitting part capable of transmitting light, and is arranged in the light transmitting part of the substrate main body And an organic luminescent dye pattern layer that can be transferred to a transfer substrate using heat based on light.
[0014]
The transfer device of the present invention is used for manufacturing a display device that displays an image using an organic light-emitting dye layer, and a light transmission portion of a substrate main body having a light transmission portion capable of transmitting light, The transfer substrate with the organic light emitting dye pattern layer that can be transferred to the transfer substrate using light based heat, and the transfer substrate together with the transfer substrate so that the organic light emitting dye pattern layer faces the transfer substrate The light emitting device includes a holding mechanism for holding the light, and a light source that irradiates light to the light transmitting portion of the substrate body.
[0015]
The transfer method of the present invention is a method used for manufacturing a display device that displays an image using an organic light-emitting dye layer, and a light-transmitting portion of a substrate main body having a light-transmitting portion capable of transmitting light. Using a transfer substrate on which an organic luminescent dye pattern layer that can be transferred to a transferred substrate using heat based on is arranged, using a holding mechanism, such that the organic luminescent dye pattern layer faces the transferred substrate, After the transfer substrate is held together with the substrate to be transferred, by irradiating light from the light source toward the light transmitting portion of the substrate body, the organic light emitting dye pattern layer is transferred to the substrate to be transferred using heat based on light. It was made.
[0016]
In the transfer substrate of the present invention, when light is applied to the light transmitting portion of the substrate body, the organic light emitting dye pattern layer arranged in the light transmitting portion is formed by utilizing heat based on the light transmitted through the light transmitting portion. The image is transferred to the substrate to be transferred. As a result, an organic luminescent dye layer is pattern-formed on the transferred substrate.
[0017]
In the transfer device and the transfer method of the present invention, an organic luminescent dye pattern layer that can be transferred to a substrate to be transferred using heat based on light is arranged in a light transmitting portion of a substrate body having a light transmitting portion capable of transmitting light. After the transfer substrate is held together with the transfer substrate by the holding mechanism so that the organic light emitting dye pattern layer faces the transfer substrate, the light source is directed toward the light transmitting portion of the substrate body. By irradiating the light, the organic light emitting dye pattern layer is transferred to the transfer target substrate using heat based on the light. Thus, a display device that displays an image using the organic light emitting dye layer is manufactured.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
First, a configuration of a transfer device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional configuration of the transfer device. The “transfer method” of the present invention is embodied based on the functions and operations of the present transfer device, and the “transfer substrate” of the present invention is used in the present transfer device. In FIG. 1, the structures of the
[0020]
This transfer device is mainly used for manufacturing an organic EL display, and is particularly for manufacturing a light-emitting panel by a transfer method. As shown in FIG. 1, the transfer device includes a
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The transfer table 41 is for transferring the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
Next, a detailed configuration of the
[0036]
As shown in FIG. 2, the
[0037]
Discharge pipes 42H1 and 42H2 and supply pipes 42D1 and 42D2 for supplying and exhausting an inert gas such as dry air are provided on the bottom surface of the
[0038]
Next, a detailed configuration of the
[0039]
The
[0040]
The substrate
[0041]
The organic light emitting
[0042]
Specific examples of the organic light emitting dye pattern layers 82R, 82G, 82B are as follows. The organic luminescent
[0043]
The
[0044]
Next, a detailed configuration of the
[0045]
The
[0046]
Next, a manufacturing process of a light emitting panel using the transfer device will be described with reference to FIGS. 5 and 6 are for explaining the operation of the transfer device in the manufacturing process of the light emitting panel, and both correspond to FIG. 7 and 8 are for explaining the manufacturing procedure of the light emitting panel, and both correspond to FIG.
[0047]
In this transfer device, in a state before the light emitting panel is manufactured, as shown in FIG. 1, for example, the stage 42 (see FIG. 2) is located in the work space of the
[0048]
When manufacturing the light emitting panel, first, as shown in FIG. 5, when the
[0049]
In the
[0050]
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
[0051]
Subsequently, in the
[0052]
In the
[0053]
Thereafter, when the
[0054]
By repeating the above series of operations, the light emitting panels are sequentially mass-produced using the plurality of
[0055]
As described above, the
[0056]
Moreover, in the present embodiment, the weight of the
[0057]
Further, in the present embodiment, since the
[0058]
In particular, in the transfer device according to the present embodiment and the transfer method using the transfer device, the
[0059]
Further, in the present embodiment, the operation of aligning the
[0060]
Further, in the present embodiment, since the transfer method is employed, the organic
[0061]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified.
[0062]
Specifically, for example, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 9, for example, a
[0063]
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 3, the entire substrate
[0064]
Further, in the above-described embodiment, the laser beam L is scanned by using the movement of the
[0065]
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 1, the
[0066]
In this case, unlike the above embodiment in which the laser light L is applied to the
[0067]
When this
[0068]
When the
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the transfer substrate according to any one of claims 1 to 3, it is possible to transfer the light to the transfer substrate by using heat based on light in the light transmitting portion of the substrate body. Since the organic light emitting dye pattern layer is arranged, the structure is simple. In addition, since a heating mechanism necessary for transferring the organic light emitting dye pattern layer is not provided, the cost is reduced by the heating mechanism as compared with a conventional transfer substrate having a heating mechanism. Therefore, the cost of the organic EL display can be reduced based on the cost reduction of the transfer substrate.
[0070]
According to the transfer device of any one of claims 4 to 7 or the transfer method of claim 8, the transfer substrate of the present invention can be automatically used by using the transfer substrate of the present invention together with the holding mechanism and the light source. Since the organic light emitting dye pattern layer can be transferred from the transfer substrate to the transfer target substrate continuously and continuously, the organic EL display can be mass-produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a transfer device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a stage.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a transfer substrate.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a wiring board.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an operation of the transfer device in a manufacturing process of the light emitting panel.
6 is a cross-sectional view for explaining an operation subsequent to the operation shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the procedure for manufacturing the light-emitting panel.
8 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing procedure following the manufacturing procedure shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a modification of the configuration of the transfer substrate.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating another modification of the configuration of the transfer substrate.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a modification of the configuration of the transfer device.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating another modification example of the configuration of the transfer device.
13 is a cross-sectional view illustrating an enlarged cross-sectional configuration of a stage of the transfer apparatus illustrated in FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing procedure of the light-emitting panel in the transfer device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
光を透過可能な光透過部を有する基板本体と、
この基板本体の光透過部に配列され、前記光に基づく熱を利用して前記被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層と
を含むことを特徴とする転写基板。A transfer substrate used to pattern the organic luminescent dye layer on the transfer target substrate,
A substrate body having a light transmitting portion capable of transmitting light,
An organic light emitting dye pattern layer arranged on a light transmitting portion of the substrate main body and transferable to the transfer target substrate using heat based on the light.
ことを特徴とする請求項1記載の転写基板。The transfer substrate according to claim 1, wherein the organic light emitting dye pattern layer includes three color dyes corresponding to three primary colors of light.
前記被転写基板に対して前記有機発光色素パターン層を位置合わせするために、前記基板本体に位置合わせパターンが設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の転写基板。further,
2. The transfer substrate according to claim 1, wherein an alignment pattern is provided on the substrate main body for aligning the organic light emitting dye pattern layer with respect to the substrate to be transferred.
光を透過可能な光透過部を有する基板本体の前記光透過部に、前記光に基づく熱を利用して被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層が配列された転写基板と、
前記有機発光色素パターン層が前記被転写基板と対向するように、前記転写基板を前記被転写基板と共に保持する保持機構と、
前記基板本体の光透過部に向けて前記光を照射する光源と
を備えたことを特徴とする転写装置。A transfer device used for manufacturing a display device that displays an image using an organic luminescent dye layer,
A light-transmitting portion of the substrate body having a light-transmitting portion capable of transmitting light, a transfer substrate on which an organic light-emitting dye pattern layer that can be transferred to a transfer-receiving substrate using heat based on the light is arranged,
A holding mechanism that holds the transfer substrate together with the transfer substrate, such that the organic light emitting dye pattern layer faces the transfer substrate,
A light source for irradiating the light toward the light transmitting portion of the substrate body.
ことを特徴とする請求項4記載の転写装置。5. The transfer apparatus according to claim 4, wherein the holding mechanism includes a suction mechanism for sucking and fixing the transfer substrate and the transfer target substrate.
ことを特徴とする請求項4記載の転写装置。5. The transfer device according to claim 4, wherein the light transmitting portion of the transfer substrate is scanned by the light emitted from the light source.
前記光源は、前記光学窓を通じて前記チャンバーの内部に前記光を照射するものである
ことを特徴とする請求項4記載の転写装置。The holding mechanism is housed inside a chamber provided with an optical window,
5. The transfer apparatus according to claim 4, wherein the light source irradiates the light inside the chamber through the optical window.
光を透過可能な光透過部を有する基板本体の前記光透過部に、前記光に基づく熱を利用して被転写基板に転写可能な有機発光色素パターン層が配列された転写基板を使用し、
保持機構を用いて、前記有機発光色素パターン層が前記被転写基板と対向するように、前記転写基板を前記被転写基板と共に保持したのち、
光源から前記基板本体の光透過部に向けて前記光を照射することにより、前記光に基づく熱を利用して前記有機発光色素パターン層を前記被転写基板に転写させる
ことを特徴とする転写方法。A transfer method used to manufacture a display device that displays an image using an organic luminescent dye layer,
A light-transmitting portion of the substrate body having a light-transmitting portion capable of transmitting light, using a transfer substrate on which an organic light-emitting dye pattern layer that can be transferred to a transfer-receiving substrate using heat based on the light is used,
Using a holding mechanism, after holding the transfer substrate together with the transfer substrate so that the organic light emitting dye pattern layer faces the transfer substrate,
Irradiating the light from a light source toward a light transmitting portion of the substrate main body to transfer the organic light emitting dye pattern layer to the substrate to be transferred using heat based on the light. .
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