JP2006128105A - 光学系及びレーザ照射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品を交換または変更することなく比較的簡単な方法により，出射ビームにより形成されるイメージの方向が変更されるように調節できるようにする。
【解決手段】光学系３００を，レーザビームを発生させるレーザ光源３０１と；レーザビームにより被処理物Ｓに形成されるイメージＬ＿Ｐ１の方向が第１の方向（Ｘ軸方向）となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第１調節モード，及び被処理物Ｓに形成されるイメージＬ＿Ｐ２の方向が第２の方向（Ｙ軸方向）となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第２調節モードを含むイメージ方向調節手段３４０と；を含むように構成した。また，レーザ照射装置を，光学系３００と；光学系３００から照射されるレーザビームを受像可能な位置に配置されて被処理物Ｓが載置される基板載置部と；を含んで構成されるようにした。
【選択図】図３
【解決手段】光学系３００を，レーザビームを発生させるレーザ光源３０１と；レーザビームにより被処理物Ｓに形成されるイメージＬ＿Ｐ１の方向が第１の方向（Ｘ軸方向）となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第１調節モード，及び被処理物Ｓに形成されるイメージＬ＿Ｐ２の方向が第２の方向（Ｙ軸方向）となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第２調節モードを含むイメージ方向調節手段３４０と；を含むように構成した。また，レーザ照射装置を，光学系３００と；光学系３００から照射されるレーザビームを受像可能な位置に配置されて被処理物Ｓが載置される基板載置部と；を含んで構成されるようにした。
【選択図】図３
Description
本発明は光学系及びレーザ照射装置にかかり，さらに詳しくはレーザビームにより形成されるイメージの方向を調節する部分に特徴のある光学系及びレーザ照射装置に関する。
平板表示装置は，軽量及び薄型などの特性を有するため，最近では陰極線管表示装置（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ ｄｉｓｐｌａｙ）に代わる表示装置として台頭している。このような平板表示装置の代表的な例としては，液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）や有機電界発光表示装置（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。このうち，有機電界発光表示装置は，液晶表示装置に比べて輝度特性及び視野角特性が優秀であり，バックライトを必要としないので，超薄型を具現することができるといった利点がある。
このような平板表示装置は，赤色，緑色及び青色の画素を含んでフルカラーを具現することができる。例えば，液晶表示装置の場合，赤色，緑色及び青色のカラーフィルターを形成することにより，フルカラーを具現することができる。また，例えば有機電界発光表示装置の場合，赤色，緑色及び青色発光層を形成することにより，フルカラーを具現することができる。
ここで，上記有機電界発光表示装置の場合には，赤色，緑色及び青色の発光層を形成するにあたって，レーザ熱転写法を用いることができる。上記レーザ熱転写法は，シャドーマスク（ｓｈａｄｏｗ ｍａｓｋ）を用いる蒸着法と比較すると，発光層を微細にパターニングすることができるといった利点がある。また，インクジェットプリンティング（ｉｎｋ−ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法と比較すると，その工程が乾式であるという利点がある。
このようなレーザ熱転写法によれば，基材フィルム，光熱変換層，及び転写層を含むドナーフィルムの上記転写層をアクセプタ基板上に転写させることにより，有機電界発光表示素子にパターニングされた発光層を形成することができる（例えば，特許文献１，２又は３参照。）。具体的には，上記ドナーフィルムの転写層が上記アクセプタ基板と対向するように上記ドナーフィルムを上記基材フィルム上に配置させ，上記ドナーフィルムの基材フィルム側からレーザビームを照射することにより，上記転写層をアクセプタ基板上に転写させて発光層パターンを形成することができる。この際，上記発光層パターンはストライプ状であることができる。このようなストライプ状の発光層パターンは，上記基材フィルム上に上記発光層パターンの長手方向にレーザビームをスキャンすることによって形成することができる。
また，上記レーザ熱転写法においては，基板を載置する基板載置部と，上記基板載置部上の基板に対してレーザビームを出力する光学系とを含むレーザ熱転写装置を用いるのが一般的である。このとき，上記基板上に照射されるレーザビームは，レーザ照射装置によって，Ｘ軸またはＹ軸に固定されたイメージを有することになる。ここで，上記イメージとは，レーザビームを被処理物の表面に照射した際に実際にビームが照射される領域を意味する。すなわち，上記レーザビームは，一方向にスキャンされて，上記一方向に対して直角な方向の軸に対しては固定されたイメージを形成することができる。従って，上記レーザビームがイメージを形成する方向（スキャン方向）によって，基板上に形成される発光層パターンの長手方向が決定されることになる。
一方，有機電界発光表示装置によっては，上記発光層パターンの長手方向をＸ軸方向に形成しなければならない場合と，Ｙ軸方向に形成しなければならない場合とがある。このような場合，上記発光層パターンの長手方向に応じて，異なるレーザ照射装置を用いて発光層パターンを形成しなければならないといった問題があった。
そこで，本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，部品（設備）を交換または変更することなく比較的簡単な方法により，出射ビームにより形成されるイメージの方向を変更するように調節が可能な光学系を提供することにある。また，本発明のほかの目的は，１台の装置で，部品を交換または変更することなく比較的簡単な方法により，異なる方向に配列された転写層パターンを形成可能なレーザ照射装置を提供することにある。
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，レーザビームを発生させるレーザ光源（ｌａｓｅｒ ｓｏｕｒｃｅ）と；上記レーザビームにより被処理物に形成されるイメージの方向が第１の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第１調節モード，及び上記被処理物に形成されるイメージの方向が第２の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第２調節モードを含むイメージ方向調節手段（ｉｍａｇｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と；を含むことを特徴とする光学系（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）が提供される。
このような本発明にかかる光学系によれば，レーザビームにより被処理物に形成されるイメージが第１の方向または第２の方向に形成されるように調節可能なイメージ方向調節手段を備えたことにより，光学系または光学系に含まれる部品などを変更あるいは交換することなしに第１の方向または第２の方向にイメージを形成することができる。すなわち，上記光学系は，一つの光学系で互いに異なる方向のイメージを形成することができる。ここで，“イメージ”とは，レーザビームを被処理物の表面に照射した時，実際にレーザビームが照射される領域を意味する。
このとき，上記第１の方向はＸ軸方向であり，上記第２の方向は上記第１の方向に対して直角をなすＹ軸方向であるように構成すれば，上記光学系は，その向きが相互に９０°異なるイメージのいずれかを選択的に形成することができる。
また，上記イメージ方向調節手段は，上記第１調節モードで作動するときに上記レーザビームが通過する第１ビーム経路（ｂｅａｍ ｐａｓｓａｇｅ）と，上記第２調節モードで作動するときに上記レーザビームが通過する第２ビーム経路とを含むように構成されるのがよい。このとき，上記第１ビーム経路及び上記第２ビーム経路は，それぞれ複数の反射鏡から構成されることができる。
また，上記光学系は，上記レーザ光源と上記イメージ方向調節手段との間に位置し，上記レーザ光源から発生したレーザビームのイメージをライン状に変換させるイメージ変換手段をさらに含むことができる。このとき，上記イメージ変換手段はホモジナイザーであるのがよい。
また，上記光学系は，上記イメージ変換手段と上記イメージ方向調節手段との間に位置し，光透過パターンまたは光反射パターンを含むマスクをさらに含むことができる。
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，レーザビームを発生させるレーザ光源（ｌａｓｅｒ ｓｏｕｒｃｅ），上記レーザビームにより被処理物に形成されるイメージの方向を調節するイメージ方向調節手段（ｉｍａｇｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ），及び投影レンズ（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｌｅｎｓ）を含む光学系（ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）と；上記光学系から照射されるレーザビームを受像可能な位置に配置されて，上記被処理物としての基板が載置される基板載置部（チャック）と；を含むことを特徴とするレーザ照射装置が提供される。
このような本発明にかかるレーザ照射装置によれば，レーザビームにより被処理物に形成されるイメージの方向を調節可能なイメージ方向調節手段を備えたことにより，基板載置部，光学系，レーザ照射装置またはそれらの部品などを変更あるいは交換することなしに，上記基板載置部に載置された基板上に形成されるイメージの方向を変更することができる。すなわち，上記レーザ照射装置は，一つの装置で異なる方向のイメージを上記基板載置部に載置された基板上に形成することができる。ここで，“イメージ”とは，レーザビームを被処理物の表面に照射した時，実際にレーザビームが照射される領域を意味する。
このとき，上記イメージ方向調節手段は，上記被処理物に形成されるイメージの方向が第１の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第１調節モード，及び上記被処理物に形成されるイメージの方向が第２の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第２調節モードを含むように構成されるのがよい。これにより，上記基板載置部に載置された基板上に，第１の方向または第２の方向にイメージを形成することができる。
このとき，上記第１の方向はＸ軸方向であり，上記第２の方向は上記第１の方向に対して直角をなすＹ軸方向であるように構成すれば，上記レーザ照射装置は，その向きが相互に９０°異なるイメージのいずれかを上記基板載置部に載置された基板上に選択的に形成することができる。ここで，例えば，上記レーザ照射装置を有機電界発光表示装置の有機発光層のパターンを形成するのに用いれば，その向きが相互に９０°異なるパターンの形成を同一のレーザ照射装置を用いて行うことができる。
また，上記レーザ照射装置は，上記レーザ光源と上記イメージ方向調節手段との間に位置し，上記レーザ光源から発生したレーザビームのイメージをライン状に変換させるイメージ変換手段をさらに含むことができる。このとき，上記イメージ変換手段はホモジナイザーであるのがよい。
また，上記レーザ照射装置は，上記イメージ変換手段と上記イメージ方向調節手段との間に位置し，光透過パターンまたは光反射パターンを含むマスクをさらに含むことができる。
また，上記イメージ方向調節手段は，上記第１調節モードで作動するときに上記レーザビームが通過する第１ビーム経路（ｂｅａｍ ｐａｓｓａｇｅ）と，上記第２調節モードで作動するときに上記レーザビームが通過する第２ビーム経路とを含むように構成されるのがよい。このとき，上記第１ビーム経路及び上記第２ビーム経路は，それぞれ複数の反射鏡から構成されることができる。
また，上記光学系は，上記イメージ変換手段と上記イメージ方向調節手段との間に位置し，光透過パターンまたは光反射パターンを含むマスクをさらに含むことができる。
また，上記投影レンズは，上記レーザ光源と上記イメージ方向調節手段との間に位置するように配設されるのがよい。このとき，上記投影レンズは，上記イメージ方向調節手段を通過した上記レーザビームを上記基板上に投影することができる。
また，上記基板載置部は上記基板が載置される面に沿った一方向に移動可能であり，上記光学系は上記基板が載置される面に平行で上記一方向と直角をなす方向に移動可能であるように構成されるのがよい。これにより，上記基板載置部を一方向に移動させる段階と上記光学系を上記一方向と直角をなす方向に移動させる段階とを繰り返すことにより，上記基板載置部に載置された基板の全面に渡ってパターンを形成することができる。
このとき，上記基板は，アクセプタ基板と，上記アクセプタ基板上に位置するドナー基板とを含むように構成すれば，上記レーザ光源から発光されるレーザビームを上記基板に照射することによって，例えば上記ドナー基板の転写層を上記アクセプタ基板に転写させるレーザ熱転写法により，上記基板上にパターンを形成することができる。
本発明によれば，レーザビームにより被処理物に形成されるイメージが第１の方向または第２の方向に形成されるように調節可能なイメージ方向調節手段を備えたことにより，基板載置部，光学系，レーザ照射装置またはそれらの部品などを変更あるいは交換することなしに第１の方向または第２の方向にイメージを形成することができる光学系及びレーザ照射装置を提供できるものである。このとき，第１の方向をＸ軸方向とし，第２の方向を第１の方向に対して直角をなすＹ軸方向とすれば，上記光学系及びレーザ照射装置を用いることによって，一つの装備で互いに異なる方向のイメージを形成することができる。更に，上記光学系またはレーザ照射装置を有機電界発光表示装置の有機発光層のパターンを形成するのに用いて，レーザビームによりドナーフィルムの転写層をアクセプタ基板に転写させて有機発光層パターンを形成することができる。
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
本明細書及び図面において，層がほかの層または基板“上”にあると説明する場合，これはほかの層または基板上に直接形成されるか，またはこれらの間に第３層が介在されることもできる。また，本明細書において，“イメージ”とは，レーザビームを被処理物の表面に照射した時，実際にレーザビームが照射される領域を意味する。
先ず，本発明の実施の形態にかかるレーザ照射装置の概略構成について説明する。図１は，本実施形態にかかるレーザ照射装置の構成を概略的に示す斜視図である。図１に示すように，レーザ照射装置ＬＡはステージ１００を含む。ステージ１００上には基板が載置される基板載置部（チャック）２００が位置する。また，ステージ１００は，基板載置部２００をステージ１００の面の一方向（図１のＸ軸方向）に沿ってに往復移動させるように案内する基板載置部ガイドバー（チャックガイドバー：ｃｈｕｃｋ ｇｕｉｄｅ ｂａｒ）１５０を含む。
基板載置部２００の上部には光学系３００が位置する。光学系３００は光学系ガイドバー４００に装着される。光学系３００は光学系ガイドバー４００に沿って，基板載置部２００が移動する方向と直角をなす方向（Ｙ軸方向）に移動することができる。
次に，本発明の実施の形態にかかるレーザ照射装置ＬＡに含まれる光学系３００について説明する。図２及び図４は，図１の光学系の構成の一実施形態を概略的に示す図である。
光学系３００は，図２及び図４に示すように，レーザ光源（ｌｉｇｈｔ ｓｏｕｒｃｅ）３０１，イメージ変換手段３１０，マスク３２０，イメージ方向調節手段（ｉｍａｇｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）３４０，及び投影レンズ（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｌｅｎｓ）３５０を含んで構成される。
レーザ光源３０１はレーザビームを発生させる装置である。レーザ光源３０１により発生されたレーザビームＬは，イメージ変換手段３１０の方向に向けて出射されることができる。
イメージ変換手段３１０は，レーザ光源３０１から発生したビームのイメージをライン状に変形させることができる装置である。イメージ変換手段３１０を通過したビームはライン状のイメージＬ＿ｉを有する。ライン状のイメージＬ＿ｉの長手方向はＸ軸方向であることができる。また，ライン状とは，厳格な意味のライン状のみならず，縦横比が比較的大きい直四角の形状を含むこともできる。
また，イメージ変換手段３１０はホモジナイザー（ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ）であることができる。ホモジナイザーは，ビームのイメージをライン状に変形させることができるだけでなく，レーザ光源から発生したガウスプロファイルを有するビームを均質化されたフラット−トッププロファイルに変形させることができる。イメージ変換手段３１０を通過してライン状のイメージＬ＿ｉを有するビームは，マスク３２０に向けて照射されることができる。
マスク３２０は，少なくとも一つの光透過パターンまたは少なくとも一つの光反射パターンを含むことができる。図２及び図４には，例として光透過パターン３２０ａのみを示したが，マスク３２０はかかるパターンに限定されるものではない。マスク３２０を通過したビームは，マスク３２０のパターンによってパターニングされたイメージＬ＿ｍを有することができる。パターニングされたイメージＬ＿ｍは，複数のサブパターンＬ＿ｍｓを含むことができる。
光透過パターン３２０ａは，ビームのライン状のイメージＬ＿ｉの領域内に配列されるが，イメージＬ＿ｉの長手方向（Ｘ軸方向）に一列に配列されるのがよい。このように光透過パターン３２０ａを配設することにより，Ｘ軸方向に配列された複数のサブパターンＬ＿ｍｓを生成することができる。これにより，後続するビームスキャン工程において，一度のスキャン動作で複数のパターンを同時に形成することができる。
一方，これにより，ビームスキャン方向はパターニングされたイメージＬ＿ｍの長手方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向（Ｙ軸方向）に制約されることができる。すなわち，上記のようにライン状のイメージＬ＿ｉの長手方向（Ｘ軸方向）に一列に配列された複数のサブパターンＬ＿ｍｓを含むイメージＬ＿ｍによって，例えば有機電界発光表示装置の有機発光層をストライプ状にパターニングする場合，レーザビームＬをイメージＬ＿ｉの長手方向に対して垂直な方向（Ｙ軸方向）にスキャンさせることにより，ストライプ状の有機発光層パターンを形成することができる。従って，上記のようにレーザビームＬをＸ軸方向に線形変換させるイメージ変換手段３１０を有する光学系３００のスキャン方向はＹ軸方向でなければならず，かかる光学系３００のスキャンにより基板Ｓ上に形成されるストライプパターンは，図２に示すようにＹ軸方向が長手方向となる。このように，光学系３００のスキャン方向はイメージ変換手段３１０の線形変換の方向によって決定されてしまうという制約があり，かかる制約により，従来は基板Ｓ上に形成されるストライプパターンの方向もイメージ変換手段３１０の線形変換の方向によって決定されてしまっていた。しかし，本発明の実施の形態においては，このようなビームスキャン方向の制約や被処理物に形成される発光層パターンの方向の制約を，後述するイメージ方向調節手段３４０を設けることによって克服することができる。
イメージ方向調節手段３４０には，パターニングされたイメージＬ＿ｍを有するビームが入射されて，そのイメージ方向が調節される。このとき，パターニングされたイメージＬ＿ｍを有するビームは，反射鏡３３０を経てイメージ方向調節手段３４０に入射されることもできる。
イメージ方向調節手段３４０は，ビームのイメージ方向が第１の方向となるように調節する第１調節モードと，ビームのイメージ方向が第２の方向となるように調節する第２調節モードを含むことができる。このとき，第１の方向はＸ軸方向であることができ，第２の方向はＹ軸方向であることができる。すなわち，第１の方向をＸ軸方向とするとき，第２の方向は第１の方向と同一の面上において第１の方向に対して垂直な方向であることができる。
投影レンズ（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｌｅｎｓ）３５０には，イメージ方向調節手段３４０から出射されたビームが入射され，かかるビームは投影レンズ３５０を通過して光学系３００の外に出て基板Ｓ上に照射される。このとき，投影レンズ３５０は，ビームにより形成されるイメージの方向には影響を及ぼさない。
上記のような光学系３００において，図２はイメージ方向調節手段３４０が上記第１調節モードで作動した場合を示し，図４はイメージ方向調節手段３４０が上記第２調節モードで作動した場合を示す。
図２のように，イメージ方向調節手段３４０が第１調節モードで作動した場合，イメージ方向調節手段３４０を通過したビームのイメージＬ＿ｄｍ１の長手方向はＸ軸方向に調節される。詳しくは，イメージ方向調節手段３４０を通過したビームのイメージＬ＿ｄｍ１の方向は，マスク３２０を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍの方向と同一である。また，基板Ｓ上に照射されたビームのイメージＬ＿Ｐ１の方向は，マスク３２０を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍの方向と同一である。その結果，マスク３２０を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍと同一な方向を有するパターンＰ１が基板Ｓ上に形成される。
一方，図４のように，イメージ方向調節手段３４０が第２調節モードで作動した場合，イメージ方向調節手段３４０を通過したビームのイメージＬ＿ｄｍ２の長手方向はＹ軸方向に調節される。詳しくは，イメージ方向調節手段３４０を通過したビームのイメージＬ＿ｄｍ２の方向は，マスク３２０を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍの方向に対して垂直である。また，基板Ｓ上に照射されたビームのイメージＬ＿Ｐ２の方向は，マスク３２０を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍの方向に対して垂直である。その結果，マスク３２０を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍに対して垂直な方向を有するパターンＰ２が基板Ｓ上に形成される。
ここで，イメージ方向調節手段３４０を第１調節モードから第２調節モードに変更することは，後述するようにイメージ方向調節手段３４０をＹ軸方向に所定の距離だけ移動させることによって行うことができる。
上述したように，本発明の実施の形態にかかる光学系３００は，入射するビームのイメージ方向を互いに異なる方向に調節することができるイメージ方向調節手段３４０を設けたことにより，光学系の交換または大きな変更をすることなく，簡単な方法でその出射ビームのイメージ方向を変更することができる。
次に，イメージ方向調節手段３４０についてその詳細を説明する。図３及び図５は，本発明の実施の形態にかかるイメージ方向調節手段３４０の構成を概略的に示す図である。図３はイメージ方向調節手段が第１調節モードで作動する場合を示し，図５はイメージ方向調節手段が第２調節モードで作動する場合を示す。
図３及び図５に示すように，イメージ方向調節手段３４０は第１〜第５反射鏡３４１，３４２，３４３，３４４，３４５を含むことができる。第１〜第３反射鏡３４１，３４２，３４３は一層に位置し，第４及び第５反射鏡３４４，３４５は一層から所定の距離だけ離隔された他の一層に位置する。ここで，上記‘層’とは，マスク３２０（図２及び図４）を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍの進行方向，またはイメージ方向調節手段３４０から出射されるビームの進行方向（図２及び図４）と同一軸方向を基準とした層であることができる。例えば，図２及び図４においては，第１〜第３反射鏡３４１，３４２，３４３のそれぞれの中心のＺ軸の座標は同一であることができる。また，第４及び第５反射鏡３４４，３４５のそれぞれの中心のＺ軸の座標も同一であることができる。このとき，イメージ方向調節手段３４０の第１反射鏡３４１と第４反射鏡３４４とは，同一Ｚ軸上に位置する。また，第１反射鏡３４１と第２反射鏡３４２とがＹ軸上で相互に離隔された間隔は，第５反射鏡３４５と第３反射鏡３４３とがＹ軸上で相互に離隔された間隔と同一である。ここで，反射鏡と反射鏡とが相互に離隔された間隔とは，それぞれの反射鏡の中心点を基準として測定した距離である。
第１〜第５反射鏡３４１，３４２，３４３，３４４，３４５は，イメージ方向調節手段３４０を通過するビームの経路を短くするために，それぞれの反射鏡において，反射面に入射するビームと反射面から反射されるビームが成す角が直角となるように配設されるようにするのがよい。したがって，各反射鏡は，一つの仮想の正六面体の対向角部に接するように配置されることができる。詳しくは，第１反射鏡３４１の反射面は平面方程式ｘ＋ｚ＝ｃを満たし，第２反射鏡３４２は平面方程式ｘ＋ｙ＝ｃを満たし，第３反射鏡３４３の反射面は平面方程式ｙ＋ｚ＝ｃを満たし，第４反射鏡３４４の反射面は平面方程式ｙ＋ｚ＝ｃを満たし，第５反射鏡３４５の反射面は平面方程式ｙ＋ｚ＝ｃを満たすことができる。
以下に，図３を参照しながら，イメージ方向調節手段３４０が第１調節モードで作動する場合について説明する。
マスク３２０（図２）を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍを有するビームは，反射鏡３３０を経てＸ軸方向に進行してイメージ方向調節手段３４０に入射される。このとき，マスク３２０（図２）を通過してパターニングされたビームは，Ｘ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍである。そして，反射鏡３３０により反射されたビームは，Ｙ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍ１を有するように反射鏡３３０により反射されるのがよい。
イメージ方向調節手段３４０に入射したビームは，第１反射鏡３４１によって反射されることにより，ビーム進行方向が−Ｚ方向に変更され，Ｙ軸を基準に−４５°傾いたイメージＬ＿ｍ２を有するようになる。次に，第１反射鏡３４１によって反射されたビームＬ＿ｍ２は，第４反射鏡３４４に入射した後，第４反射鏡３４４によって反射されて，ビーム進行方向が−Ｙ方向に変更され，Ｘ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍ３を有するようになる。そして，第４反射鏡３４４で反射されたビームは，第５反射鏡３４５に入射した後，第５反射鏡３４５によって反射され，ビーム進行方向が−Ｚ方向に変更されることにより，イメージ方向調節手段３４０から出射される。イメージ方向調節手段３４０から出射されるビームは，Ｘ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍ４を有するようになる。
結果的に，マスク３２０（図２）を通過したビームのパターニングされたイメージＬ＿ｍの方向と，イメージ方向調節手段３４０から出射されるビームのイメージＬ＿ｍ４の方向は同一となることができる。
以下に，図５を参照しながら，イメージ方向調節手段３４０が第２調節モードで作動する場合について説明する。
マスク３２０（図２）を通過してパターニングされたイメージＬ＿ｍを有するビームは，反射鏡３３０を経てＸ軸方向に進行してイメージ方向調節手段３４０に入射される。このとき，マスク３２０（図２）を通過してパターニングされたビームは，Ｘ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍである。そして，反射鏡３３０により反射されたビームは，Ｙ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍ１を有するように反射鏡３３０により反射されるのがよい。
ここで，イメージ方向調節手段３４０を第２調節モードとして作動させるには，イメージ方向調節手段３４０をＹ軸方向に所定の距離だけ移動させることにより，調節モードを第１調節モードから第２調節モードに変更させることができる。このとき，イメージ方向調節手段３４０を移動させる距離は，第１反射鏡３４１と第２反射鏡３４２とがＹ軸上で相互に離隔された距離と同一であるのがよい。
したがって，イメージ方向調節手段３４０に入射したビームは，第２反射鏡３４２に入射することができる。第２反射鏡３４２に入射したビームは，第２反射鏡３４２によって反射されて，ビーム進行方向が−Ｙ方向に変更され，Ｚ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍ５を有するようになる。次に，第２反射鏡３４２によって反射されたビームＬ＿ｍ５は，第３反射鏡３４３に入射する。第３反射鏡３４３に入射したビームＬ＿ｍ５は，第３反射鏡３４３によって反射されて，ビーム進行方向が−Ｚ方向に変更されることにより，イメージ方向調節手段３４０から出射される。イメージ方向調節手段３４０から出射されるビームは，Ｙ軸方向が長手方向となる線形のイメージＬ＿ｍ６を有するようになる。
結果的に，マスク３２０（図２）を通過したビームのパターニングされたイメージＬ＿ｍの方向と，イメージ方向調節手段３４０から出射されるビームのイメージＬ＿ｍ６の方向は互いに垂直となることができる。
上述したように，イメージ方向調節手段３４０の第１調節モードは，第１反射鏡３４１，第４反射鏡３４４，及び第５反射鏡３４５により形成される第１ビーム経路によって具現されることができる。一方，第２調節モードは，第２反射鏡３４２及び第３反射鏡３４３により形成される第２ビーム経路によって具現されることができる。ここで，入射されたビームのイメージ方向を相互に異なる方向に調節する手段は，上述したイメージ方向調節手段３４０の第１調節モード及び第２調節モードによる第１ビーム経路及び第２ビーム経路に限定されるものではなく，他の形態により具現されることもできる。また，第１ビーム経路及び第２ビーム経路は，反射鏡ではない他の手段により具現されることもできる。
上記のように，本発明の実施の形態にかかる光学系３００は，第１反射鏡３４１と第２反射鏡３４２とがＹ軸上で相互に離隔された距離だけ，イメージ方向調節手段３４０をＹ軸方向に移動させることにより，第２調節モードとして作動することができる。従って，第２調節モードとして作動するために，イメージ方向調節手段３４０に入射するビームの位置を変更させる必要がない。また，第５反射鏡３４５と第３反射鏡３４３とがＹ軸上で相互に離隔された距離は，第１反射鏡３４１と第２反射鏡３４２がＹ軸上で相互に離隔された距離と同一であるため，イメージ方向調節手段３４０から出射されるビームの中心位置は，第１調節モードと第２調節モードとで同一となることができる。すなわち，イメージ方向調節手段３４０以外の他の装置や部品は固定させた状態で，イメージ方向調節手段３４０のみを所定の距離だけ移動させることにより，イメージ方向調節手段３４０を第１調節モードまたは第２調節モードのいずれかとして作動させることができる。よって，光学系の交換または大きな変更をすることなく，簡単な方法でその出射ビームのイメージ方向を変更することができるといった利点がある。
次に，本発明の実施の形態にかかる光学系の変更例について説明する。図６は，図１に示したレーザ照射装置ＬＡに含まれる光学系の構成の変更例を概略的に示す図である。図６に示すように，本発明の実施の形態の変更例による光学系は，投影レンズ３５０がマスク３２０とイメージ方向調節手段３４０との間に位置する。より具体的には，投影レンズ３５０はマスク３２０と反射鏡３３０との間に位置する。本発明の実施の形態の変更例による光学系の構成は，上記投影レンズ３５０の配置位置以外は，図２に示した光学系と同一である。
次に，本発明の実施の形態にかかる光学系を含むレーザ照射装置を用いて有機電界発光表示装置を製造する方法について説明する。図７ａ〜７ｃ及び，図８ａ〜８ｃは，上述した光学系を含むレーザ照射装置を用いて有機電界発光表示装置を製造する方法を示す斜視図である。
先ず，図７ａ〜７ｃを参照して，本発明の実施の形態にかかる光学系が第１調節モードで作動する場合，すなわち光学系内に設けられたイメージ方向調節手段が第１調節モードで作動する場合について説明する。
先ず，図７ａに示すように，図１を参照して説明したレーザ照射装置ＬＡの基板載置部２００上に基板Ｓを搭載する。基板Ｓは，アクセプタ基板５００とアクセプタ基板５００上にラミネーションされたドナー基板６００とを含むことができる。
ここで，ドナー基板６００は，ベース基板６０１（図９），ベース基板６０１上に位置する光熱変換層６０２（図９），及び光熱変換層６０２上に位置する転写層７７（図９）を含むことができる。また，アクセプタ基板５００は，少なくとも画素電極５５５（図９）が形成された有機電界発光表示装置基板であることができる。ドナー基板６００の転写層７７（図９）は，アクセプタ基板５００の画素電極５５５（図９）と対向するように，アクセプタ基板５００上にラミネーションされる。
また，図７ａ〜７ｃにおいては，基板Ｓ上に有機電界発光表示装置の複数のセルの外郭線Ｃ＿ｅ，及びアクセプタ基板５００上にパターニングしようとするパターンＰ＿ｅを示した。アクセプタ基板５００上にパターニングしようとするパターンＰ＿ｅの長手方向はＹ軸方向，すなわち基板Ｓの幅方向である。ここで，外郭線Ｃ＿ｅ及びパターンＰ＿ｅは基板Ｓ上に実際に位置するものではなく，説明の便宜のために示したものである。
次に，光学系３００からビームが照射される。光学系３００は図２に示すものと同一である。すなわち，光学系３００のイメージ方向調節手段３４０（図２）は，第１調節モードで作動する。したがって，光学系３００からは，その長手方向がＸ軸方向であるイメージを有するビームが出射される。そして，光学系３００から出射されたビームはアクセプタ基板Ｓ上に転写層パターンＰ１（図９の７７ａ）を形成する。具体的には，光学系３００から出射されたビームはドナーフィルム６００の光熱変換層６０２（図９）に吸収され，ビームを吸収した光熱変換層６０２（図９）は熱を発生する。そして，光熱変換層６０２（図９）に発生した上記熱により，光熱変換層６０２（図９）に隣接した転写層がアクセプタ基板５００上に転写されて，上述した転写層パターンＰ１（図９の７７ａ）が形成される。
次に，光学系３００は光学系ガイドバー４００に沿って−Ｙ方向に所定の速度で移動する。そして，光学系３００から出射されたビームは，基板Ｓ上においてＹ軸方向にスキャンされる。その結果，図７ｂに示すように，基板Ｓ上をＹ軸方向にスキャンするビームにより，基板Ｓ上には１組の転写層パターンが出来上がる。
次に，基板載置部２００は，基板載置部ガイドバー１５０に沿って−Ｘ方向に１ステップ移動する。その後，上述したような方法により基板Ｓ上にビームをスキャンして，１組の転写層パターンが出来上がる。
このようにして，図７ｃに示すように，上記ビームスキャンと基板載置部２００のステップ移動とを繰り返し行うことにより，アクセプタ基板５００上に複数組の転写層パターンを形成することができる。
次に，図８ａ〜８ｃを参照して，本発明の実施の形態にかかる光学系が第２調節モードで作動する場合，すなわち光学系内に設けられたイメージ方向調節手段が第２調節モードで作動する場合について説明する。
先ず，図８ａに示すように，基板載置部２００上に基板Ｓを搭載する。ここで，基板Ｓのアクセプタ基板５００上にパターニングしようとするパターンＰ＿ｅの長手方向はＸ軸方向，すなわち基板Ｓの長手方向である。
次に，光学系３００からビームが照射される。光学系３００は図４に示すものと同一である。すなわち，光学系３００のイメージ方向調節手段３４０（図４）は，第２調節モードで作動する。したがって，光学系３００からは，その長手方向がＹ軸方向であるイメージを有するビームが出射される。そして，光学系３００から出射されたビームはアクセプタ基板Ｓ上に転写層パターンＰ２を形成する。
次に，基板載置部２００は，基板載置部ガイドバー１５０に沿って−Ｘ方向に所定の速度で移動する。そして，光学系３００から出射されたビームは，基板Ｓ上においてＸ軸方向にスキャンされる。その結果，図８ｂに示すように，基板Ｓ上をＸ軸方向にスキャンするビームにより，基板Ｓ上には１組の転写層パターンが出来上がる。
次に，光学系３００は，光学系ガイドバー４００に沿って−Ｙ方向に１ステップ移動する。その後，上述したような方法により基板Ｓ上にビームをスキャンして，１組の転写層パターンが出来上がる。
このようにして，図８ｃに示すように，上記ビームスキャンと光学系３００のステップ移動とを繰り返し行うことにより，アクセプタ基板５００上に複数組の転写層パターンを形成することができる。
次に，上記有機電界発光表示装置の詳細な構成について説明する。図９は，図７ｃまたは図８ｃの切断線Ｉ−Ｉ´に沿った有機電界発光表示装置を示す断面図である。
図９に示すように，赤色領域Ｒ，緑領域Ｇ及び青色領域Ｂを含む基板５０１上に半導体層５２０が位置する。半導体層５２０は非晶質シリコン膜または非晶質シリコン膜を結晶化させた多結晶シリコンであることができる。半導体層５２０上にはゲート絶縁膜５２５が位置する。ゲート絶縁膜５２５上には，半導体層５２０と重畳するゲート電極５３０が位置する。ゲート電極５３０上には，半導体層５２０及びゲート電極５３０を覆う第１層間絶縁膜５３５が位置する。第１層間絶縁膜５３５上には，第１層間絶縁膜５３５及びゲート絶縁膜５２５を貫通して半導体層５２０の両端部とそれぞれ接続するドレイン電極５４１及びソース電極５４３が位置する。半導体層５２０，ゲート電極５３０，ドレイン電極５４１，ソース電極５４３は，薄膜トランジスタＴを構成する。ドレイン電極５４１及びソース電極５４３上には，ドレイン電極５４１及びソース電極５４３を覆う第２層間絶縁膜５５０が位置する。第２層間絶縁膜５５０は薄膜トランジスタＴを保護するためのパッシベーション膜及び／または薄膜トランジスタによる段差を緩和するための平坦化膜を含むことができる。第２層間絶縁膜５５０上には，第２層間絶縁膜５５０を貫通してドレイン電極５４１と接続する画素電極５５５が位置する。画素電極５５５は，例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）膜であることができる。画素電極５５５上には，画素電極の一部を露出させる開口部５６０ａを有する画素定義膜（ｐｉｘｅｌ ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）５６０が位置することができる。
一方，ドナー基板６００は，ベース基板６０１と，ベース基板６０１上に順に積層された光熱変換層６０２及び転写層７７とを含む。転写層７７は電界発光性有機膜であることができる。また，転写層７７は，正孔注入性有機膜，正孔輸送性有機膜，正孔抑制性有機膜，電子輸送性有機膜，または電子注入性有機膜からなる群から選択される少なくとも一つの膜をさらに含むことができる。
そして，ドナー基板６００の転写層７７の一部がアクセプタ基板５００の画素電極５５５上に転写されて転写層パターン７７ａを形成することができる。転写層パターン７７ａは有機発光層であることができる。また，転写層パターン７７ａは，正孔注入層，正孔輸送層，正孔抑制層，電子輸送層または電子注入層からなる群から選択される少なくとも一層をさらに含むことができる。本発明の光学系及びレーザ照射装置は，有機発光表示装置の有機発光層，正孔注入層，正孔輸送層，正孔抑制層，電子輸送層，電子注入層などをパターニングする以外にも，例えば配線などのあらゆる部分のパターニングに適用可能である。
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は，光学系及びレーザ照射装置に適用可能であり，特に，レーザを照射することによりドナーフィルムの転写層をアクセプタ基板上に転写させるレーザ熱転写法によってアクセプタ基板上にパターンを形成することのできる光学系及びレーザ照射装置に適用可能である。
ＬＡ レーザ照射装置
１００ ステージ
１５０ 基板載置部ガイドバー（チャックガイドバー）
２００ 基板載置部（チャック）
３００ 光学系
３０１ レーザ光源
３１０ イメージ変換手段
３２０ マスク
３２０ａ 光透過パターン
３４０ イメージ方向調節手段
３５０ 投影レンズ
４００ 光学系ガイドバー
Ｌ レーザビーム
Ｌ＿ｉ，Ｌ＿ｍ，Ｌ＿ｄｍ１，Ｌ＿ｄｍ２，Ｌ＿ｐ１，Ｌ＿ｐ２ ビームイメージ
３４１，３４２，３４３，３４４，３５５ 反射鏡
Ｓ 基板
５００ アクセプタ基板
５０１ 基板
５２０ 半導体層
５２５ ゲート絶縁膜
５３０ ゲート電極
５３５ 第１層間絶縁膜
５４１ ドレイン電極
５４３ ソース電極
Ｔ 薄膜トランジスタ
５５０ 第２層間絶縁膜
５５５ 画素電極
５６０ 画素定義膜
５６０ａ 開口部
６００ ドナー基板
６０１ ベース基板
６０２ 光熱変換層
７７ 転写層
Ｐ＿ｅ パターン
Ｃ＿ｅ セルの外郭線
Ｐ１，Ｐ２ 転写層パターン
１００ ステージ
１５０ 基板載置部ガイドバー（チャックガイドバー）
２００ 基板載置部（チャック）
３００ 光学系
３０１ レーザ光源
３１０ イメージ変換手段
３２０ マスク
３２０ａ 光透過パターン
３４０ イメージ方向調節手段
３５０ 投影レンズ
４００ 光学系ガイドバー
Ｌ レーザビーム
Ｌ＿ｉ，Ｌ＿ｍ，Ｌ＿ｄｍ１，Ｌ＿ｄｍ２，Ｌ＿ｐ１，Ｌ＿ｐ２ ビームイメージ
３４１，３４２，３４３，３４４，３５５ 反射鏡
Ｓ 基板
５００ アクセプタ基板
５０１ 基板
５２０ 半導体層
５２５ ゲート絶縁膜
５３０ ゲート電極
５３５ 第１層間絶縁膜
５４１ ドレイン電極
５４３ ソース電極
Ｔ 薄膜トランジスタ
５５０ 第２層間絶縁膜
５５５ 画素電極
５６０ 画素定義膜
５６０ａ 開口部
６００ ドナー基板
６０１ ベース基板
６０２ 光熱変換層
７７ 転写層
Ｐ＿ｅ パターン
Ｃ＿ｅ セルの外郭線
Ｐ１，Ｐ２ 転写層パターン
Claims (19)
- レーザビームを発生させるレーザ光源と；
前記レーザビームにより被処理物に形成されるイメージの方向が第１の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第１調節モード，及び前記被処理物に形成されるイメージの方向が第２の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第２調節モードを含むイメージ方向調節手段と；
を含むことを特徴とする光学系。 - 前記第１の方向はＸ軸方向であり，前記第２の方向は前記第１の方向に対して直角をなすＹ軸方向であることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
- 前記イメージ方向調節手段は，
前記第１調節モードで作動するときに前記レーザビームが通過する第１ビーム経路と，前記第２調節モードで作動するときに前記レーザビームが通過する第２ビーム経路とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学系。 - 前記第１ビーム経路及び前記第２ビーム経路は，それぞれ複数の反射鏡から構成されることを特徴とする請求項３に記載の光学系。
- 前記レーザ光源と前記イメージ方向調節手段との間に位置し，前記レーザ光源から発生したレーザビームのイメージをライン状に変換させるイメージ変換手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
- 前記イメージ変換手段はホモジナイザーであることを特徴とする請求項５に記載の光学系。
- 前記イメージ変換手段と前記イメージ方向調節手段との間に位置し，光透過パターンまたは光反射パターンを含むマスクをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の光学系。
- レーザビームを発生させるレーザ光源，前記レーザビームにより被処理物に形成されるイメージの方向を調節するイメージ方向調節手段，及び投影レンズを含む光学系と；
前記光学系から照射されるレーザビームを受像可能な位置に配置されて，前記被処理物としての基板が載置される基板載置部と；
を含むことを特徴とするレーザ照射装置。 - 前記レーザ光源と前記イメージ方向調節手段との間に位置し，前記レーザ光源から発生したレーザビームのイメージをライン状に変換させるイメージ変換手段をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のレーザ照射装置。
- 前記イメージ変換手段はホモジナイザーであることを特徴とする請求項９に記載のレーザ照射装置。
- 前記イメージ方向調節手段は，
前記被処理物に形成されるイメージの方向が第１の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第１調節モード，及び前記被処理物に形成されるイメージの方向が第２の方向となるようにレーザビームの方向を調節して出力する第２調節モードを含むことを特徴とする請求項８又は９のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。 - 前記第１の方向はＸ軸方向であり，前記第２の方向は前記第１の方向に対して直角をなすＹ軸方向であることを特徴とする請求項１１に記載のレーザ照射装置。
- 前記イメージ方向調節手段は，
前記第１調節モードで作動するときに前記レーザビームが通過する第１ビーム経路と，前記第２調節モードで作動するときに前記レーザビームが通過する第２ビーム経路とを含むことを特徴とする請求項１１に記載のレーザ照射装置。 - 前記第１ビーム経路及び前記第２ビーム経路は，それぞれ複数の反射鏡から構成されることを特徴とする請求項１３に記載のレーザ照射装置。
- 前記イメージ変換手段と前記イメージ方向調節手段との間に位置し，光透過パターンまたは光反射パターンを含むマスクをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のレーザ照射装置。
- 前記投影レンズは，前記レーザ光源と前記イメージ方向調節手段との間に位置することを特徴とする請求項８に記載のレーザ照射装置。
- 前記投影レンズは，前記イメージ方向調節手段を通過した前記レーザビームを前記基板上に投影することを特徴とする請求項８に記載のレーザ照射装置。
- 前記基板載置部は前記基板が載置される面に沿った一方向に移動可能であり，前記光学系は前記基板が載置される面に平行で前記一方向と直角をなす方向に移動可能であることを特徴とする請求項８に記載のレーザ照射装置。
- 前記基板は，アクセプタ基板と，前記アクセプタ基板上に位置するドナー基板とを含むことを特徴とする請求項８に記載のレーザ照射装置。
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