JP2010014939A - 回路素子の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 可撓性の基板に対して、精度良く回路素子を形成することができる回路素子の製造装置を提供する。
【解決手段】 回路素子の製造装置は、第１方向に可撓性の基板（ＦＢ）に搬送する搬送部（ＲＲ）と、第１方向に並んで配置され基板の弾性域において基板（ＦＢ）を変形させる弾性変形手段（Ｐ１、Ｐ２）と、回路素子を形成するため変形させられた基板（ＦＢ）に対して処理を行う処理部（ＥＸ）と、を備える。弾性変形手段（Ｐ１、Ｐ２）は、処理部（ＥＸ）の第１方向の前後において基板（ＦＢ）の位置又は速度を制御することによって基板（ＦＢ）を変形させる
【選択図】図２

Description

本発明は、本発明は、回路素子の製造装置及び製造方法に関する。

ディスプレイ装置として、液晶又は有機ＥＬなどを利用した表示媒体が広く用いられている。またこうした表示媒体では画面輝度の均一性や画面書き換え速度などを確保するために、画像駆動素子として回路素子（ＴＦＴ）により構成されたアクティブ駆動素子を用いる技術が主流になっている。

近年、アクティブ駆動素子のコスト低減を図るため、特許文献１に開示されるように、有機半導体材料を用いた回路素子の研究開発が盛んに進められている。この回路素子は低温プロセスで製造可能であるため、軽く、割れにくい樹脂基板を用いることができ、さらに、樹脂フィルムを用いたフレキシブルなディスプレイが実現できると言われている。また、大気圧下で、印刷や塗布などのウェットプロセスで製造できる有機半導体材料を用いることで、生産性に優れ、非常に低コストのディスプレイが実現できる可能性がある。この特許文献１では回路素子を使ったディスプレイとして液晶表示素子が開示されている。また、特許文献２は同様な印刷法による有機ＥＬ素子の製造方法を開示している。
特開２００５−０７９５６０号公報 特開２００１−１５５８５８号公報

近年、製造される液晶表示素子は大型化及びコスト低減のために、使用する可撓性の基板のサイズが大きくなる傾向にある。特に回路素子を製造する露光工程を精度よく行うことが製品の歩留まりの向上及び製造コストの低減に重要な要素となっている。このため、精度よい露光工程のために、より正確な可撓性の基板の搬送を行うことが重要な課題となっている。

そこで、本発明は、可撓性の基板に対して精度よい回路素子を形成することができる回路素子の製造装置又は製造方法を提供する。
第１の観点の回路素子の製造装置は、第１方向に可撓性の基板に搬送する搬送部と、第１方向に並んで配置され基板の弾性域において基板を変形させる弾性変形手段と、回路素子を形成するため、変形させられた基板に対して処理を行う処理部と、を備える。
可撓性の基板に回路素子を形成する際には、可撓性の基板に２００度Ｃ程度の熱が加えられることがある。このため基板が熱収縮することがある。第１の観点の製造装置は、弾性変形手段が基板の弾性域において基板を変形させることができ、その変形させた基板に処理することができる。従って高精度に回路素子を可撓性の基板に形成することができる。

第２の観点の回路素子の製造方法は、第１方向に可撓性の基板を搬送する搬送工程と、基板の位置又は搬送速度に基づいて基板の弾性域において基板を変形させる工程と、回路素子を形成するため変形させられた基板に対して処理を行う処理工程と、を備える。
この製造方法により、基板が熱収縮しても、基板の弾性域において基板を変形させることができ、その変形させた基板に処理することができる。従って高精度に回路素子を可撓性の基板に形成することができる。

本発明の回路素子の製造装置及び製造方法は、正確な可撓性の基板の搬送を行うことによって、基板に対して精密な処理を行うことができ、可撓性の基板に形成される回路素子の性能向上が大という利点がある。

＜＜回路素子ＴＦＴの製造方法＞＞
図１は、本実施形態の回路素子ＴＦＴの製造装置１００の一例を説明する説明図である。回路素子ＴＦＴの製造方法の最初の工程では、表面改質層ＳＡＭを基板ＦＢに成膜する。

回路素子ＴＦＴの製造装置１００は、ロール状に巻かれた可撓性のシート基板ＦＢを送り出すための供給ロールＲＬを備えている。供給ロールＲＬが所定速度の回転を行うことで、シート基板ＦＢが搬送方向であるＸ軸方向に送られる。

本実施形態で用いる基板ＦＢは、耐熱性の樹脂フィルムであり、具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂で光透過機能があるものを使うことができる。さらに基板ＦＢは、熱を受けても寸法が変わらないように無機フィラーを樹脂フィルムに混合して、熱膨張係数を小さくすることができる。無機フィラーの例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素などが挙げられる。

表面改質層ＳＡＭは、ゲード電極、ソース電極又はドレイン電極となる電極材料と反発する性能を有している層である。表面改質層ＳＡＭは、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Self Assembled Monolayer）であり、例えば、オクタデシルトリクロロシランをトルエンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶かした溶液である。

図１に示されるように、この表面改質層ＳＡＭは、印刷ローラＰＲ１に染み込ませた状態でオフセット印刷などにより基板ＦＢに塗布される。印刷ローラＰＲ１と基板ＦＢとが密着するように、基板ＦＢを挟んだ印刷ローラＰＲ１の反対側には回転ローラ１５が配置されている。印刷ローラＰＲ１及び回転ローラ１５が回転することで基板ＦＢが矢印方向に送り出される。なお、オフセット印刷以外にもスクリーン印刷法でも良い。また、インクジェットを用いた液滴吐出法、遠心力で薄膜を構成するスピンコート法、又は溶液に基板ＦＢを漬けるディップ法により塗布する。

次の工程では、露光装置ＥＸは、ゲート電極用のマスクＭＫ１のパターンを基板ＦＢに露光する。なお、ゲート電極用のマスクＭＫ１でアライメントマークを露光するための搬送装置４５は、アライメントカメラＡＣを有していない点で、後述する搬送装置５０と異なっているのみである。

露光装置ＥＸは照明装置ＬＡから紫外光を照射する。ゲート電極用のマスクＭＫ１を通過した紫外光は、投影光学系ＬＥで基板ＦＢに投影される。投影光学系ＬＥは、ゲート電極用のマスクＭＫ１から投影光学系ＬＥの上端の第１レンズＬＥＴまでの間において物側テレセントリックであることが好ましい。物側テレセントリックであると、ゲート電極用のマスクＭＫ１と第１レンズＬＥＴとの距離が離れたり、ゲート電極用のマスクＭＫ１が傾いたりしても、ゲート電極のパターン像の形状が変化しない。また、投影光学系ＬＥは、投影光学系ＬＥの上端の第２レンズＬＥＢから基板ＦＢまでの間において像側テレセントリックであることが好ましい。像側テレセントリックであると、投影光学系ＬＥが気圧又は気温の変化で焦点位置が変動したり基板ＦＢに塗布された表面改質層ＳＡＭの厚みが変動したりしてもゲート電極のパターンはほとんど変化しない。また、基板ＦＢが自重で撓むことがないように平面保持装置２０が設置されている。

マスクＭＫ１のゲート電極パターンが基板ＦＢの用の表面改質層ＳＡＭに露光されると、表面改質層ＳＡＭが昇華する。これにより、ゲート電極の配線パターンが基板ＦＢに形成される。また、マスクＭＫ１には基板ＦＢの位置制御用にアライメントマークのパターンも形成されており、露光時にアライメントマークが形成される。なお露光によりアライメントマークを基板ＦＢに形成しない場合には、予めアライメントマークが形成された基板ＦＢを用意すればよい。

次の工程では、印刷ローラＰＲ２は流動性電極材料ＭＴをゲート電極用の配線パターンに塗布する。

印刷ローラＰＲ２には流動性電極材料ＭＴが染み込ませてある。基板ＦＢを挟んだ印刷ローラＰＲ２の反対側には回転ローラ１５が配置されている。印刷ローラＰＲ２及び回転ローラ１５が回転することで基板ＦＢが矢印方向に送り出される。表面改質層ＳＡＭが塗布されている領域には流動性電極材料ＭＴが付かず、表面改質層ＳＡＭが昇華された領域には、印刷ローラＰＲ２に染み込ませた流動性電極材料ＭＴが付着する。これによりゲート電極ＧＴが形成される。

流動性電極材料ＭＴとして、水分散系の導電性高分子が使用される。導電性高分子として、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）や、ポリスチレンスルホン酸がドープされたポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が挙げられる。また、流動性電極材料ＭＴは金属粒子を含む溶液でもよく、金属粒子としては、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）など粒子化して溶媒に分散できる金属であれば特に限定されるものではない。

次の工程では、紫外線光源ＵＶが紫外線を残っている表面改質層ＳＡＭに照射し、基板ＦＢ上のすべての表面改質層ＳＡＭが昇華される。次に温風ヒータＢＫは２００度Ｃ前後の温風を噴出し、流動性電極材料ＭＴを焼成する。これによりゲート電極ＧＴが乾燥される。なお、紫外線光源ＵＶによる表面改質層ＳＡＭの昇華と流動性電極材料ＭＴの焼成とが逆の順番に行なわれてもよい。

次の工程では、印刷ローラＰＲ３によるオフセット印刷法などにより、基板ＦＢに絶縁体ＩＳの層が形成される。印刷ローラＰＲ３は絶縁体ＩＳを染み込ませている。液滴吐出法などで絶縁体ＩＳが塗布されるようにしてもよい。絶縁体ＩＳとして、ポリイミド系、アクリル系、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の樹脂材などが使用される。この絶縁体ＩＳは温風ヒータＢＫなどを使用して乾燥される。
次に、印刷ローラＰＲ４によるオフセット印刷法などにより、基板ＦＢに再び表面改質層ＳＡＭが塗布される。印刷ローラＰＲ４は表面改質層ＳＡＭを染み込ませている。

次の工程では、露光装置ＥＸは、ソース電極及びドレイン電極用のマスクＭＫ２のパターンを基板ＦＢに露光する。露光装置ＥＸに用意される搬送装置５０については後述する。

露光装置ＥＸは照明装置ＬＡから紫外光を照射する。ソース電極及びドレイン電極用のマスクＭＫ２を通過した紫外光は、投影光学系ＬＥで基板ＦＢに投影される。特に、ソース電極とドレイン電極との距離であるチャネル長は、回路素子ＴＦＴの性能を決める。ソース電極とドレイン電極とのチャネル長は、１０μｍから３０μｍ程度の幅が好ましい。この線幅で露光を確実に行うため、露光装置ＥＸはｉ線（３６５ｎｍ）より短波長の紫外光を使用することが好ましく、また投影光学系ＬＥの開口数ＮＡ０．５以上が好ましい。また、ゲード電極や絶縁体ＩＳにより基板ＦＢの表面高さがばらついているため、投影光学系ＬＥは両側テレセントリックが好ましい。

また、投影光学系ＬＥは倍率調整する倍率レンズＺＬＥを有している。倍率レンズＺＬＥは、ゲート電極などの大きさに合わせて、ソース電極及びドレイン電極用のマスクＭＫ２の配線パターンを拡大したり縮小したりできる。

図１では図示されていないが、その後基板ＦＢに対して流動性電極材料ＭＴを染み込ませたローラが回転し、ソース電極、ドレイン電極などが形成される。チャネル長の表面改質層ＳＡＭが露光装置ＥＸによって形成されているため、ソース電極とドレイン電極とのチャネル長が正確に形成される。また次に、流動性の有機半導体ＯＧの材料を染み込ませたローラが回転することで、基板ＦＢに有機半導体ＯＧの層が形成される。これらの工程を経て回路素子ＴＦＴが基板ＦＢに形成される。さらに、液晶又は有機ＥＬ用の工程を経ることで、表示素子が基板ＦＢに形成される。

回路素子ＴＦＴの製造装置１００は、搬送制御部９０を有している。搬送制御部９０は、供給ロールＲＬ及び印刷ローラＰＲ１からＰＲ４の速度制御を行う。また、搬送制御部９０は、複数のアライメントカメラＡＣ（ＡＣ１からＡＣ４、ＡＣ３とＡＣ４は図３を参照）からアライメントマークＡＭの検出結果を受け取り、露光装置ＥＸの露光タイミングなどを制御する。

＜基板ＦＢの搬送装置＞
図２は、ソース電極及びドレイン電極用のマスクＭＫ２を使った露光装置ＥＸ及び搬送装置５０を側面側から見た概略側面図である。
回路素子の製造装置において、特に回路素子の性能を左右する露光処理における基板ＦＢの搬送装置及び搬送方法が、製品の歩留まりと、コスト低減に大きな影響を与える。以下は基板ＦＢの搬送装置及び搬送方法について説明する。

露光装置ＥＸの近傍の搬送部５０は、搬送方向において露光装置ＥＸの前後において第１シート溜まり部５１と第２シート溜まり部５２とを設け、第１シート溜まり部５１と第２シート溜まり部５２との間に平面保持装置２０を設置している。搬送部５０は搬送方向に対して平面保持装置２０の前後には弾性変形部Ｐ（第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２）を設置する。そして、第１弾性変形部Ｐ１と第２弾性変形部Ｐ２とは基板ＦＢを移動させたり変形させたりする。搬送部５０は平面保持装置２０の前後にアライメントカメラＡＣ１とアライメントカメラＡＣ２とを設置する。アライメントカメラＡＣ１とアライメントカメラＡＣ２とは基板ＦＢのアライメントマークＡＭを検出することで基板ＦＢの位置及び変形量を算出する。

第１シート溜まり部５１は第１移動ローラＲＲ１と第２移動ローラＲＲ２との間に設けられている。また、第２シート溜まり部５２は第３移動ローラＲＲ３と第４移動ローラＲＲ４との間に設けられている。可撓性の基板ＦＢは第１シート溜まり部５１及び第２シート溜まり部５２で自重により下に垂れ、下に凸な形状となる。搬送部５０は第１シート溜まり部５１及び第２シート溜まり部５２を形成しやすくするために、シート溜まりの最下部に向けて第１空気射出部５３及び第２空気射出部５４を備えてもよい。第１空気射出部５３及び第２空気射出部５４は、圧縮空気を基板ＦＢに吹き付けることで基板ＦＢを適度な張りを持たせながら下に垂れさせることができる。

搬送部５０は第１シート溜まり部５１及び第２シート溜まり部５２を設けることで、平面保持装置２０において基板を一時的に停止させるための緩衝域を形成している。露光装置ＥＸはマスクＭＫ２のソース電極及びドレイン電極用の配線パターンを基板に露光するために基板ＦＢを一時的に停止させる必要がある。その一方で、図１に示された印刷ローラＰＲ１から印刷ローラＰＲ４が回転し、基板ＦＢが露光装置ＥＸに送られてくる。このように、平面保持装置２０上で基板ＦＢの搬送が停止される状態でも、第１シート溜まり部５１は、搬送されてくる基板ＦＢを吸収することができる。

露光装置ＥＸがマスクＭＫ２の配線パターンを基板ＦＢに露光した後に、平面保持装置２０から基板ＦＢを早急に搬送する必要がある。つまり、図１に示された印刷ローラＰＲ１から印刷ローラＰＲ４による基板ＦＢの搬送速度より速い速度で、基板ＦＢは平面保持装置２０から搬送されなければならない。このような状態で、第２シート溜まり部５２は速い速度で送られてくる基板ＦＢを吸収する。以上のように、搬送部５０はシート溜まりを形成することで、第１弾性変形部Ｐ１及び第２弾性変形部Ｐ２の範囲外の基板ＦＢに過度な張力が発生することを防ぎ、断裂または歪みが発生しないようにしている。

図３は、図２の露光装置ＥＸ、第１シート溜まり部５１及び第２シート溜まり部５２を除いた搬送部５０の斜視図である。表示素子の製造装置は基板ＦＢを一旦停止させ、位置合わせを行い、均一平面な基板ＦＢに対して露光装置ＥＸより露光を行うことで、基板ＦＢに対して正確な露光処理を行う。

搬送部５０は、基板ＦＢの搬送方向順に、基板ＦＢの両端に第１弾性変形部Ｐ１と第３弾性変形部Ｐ３とを備える。次に搬送部５０は、基板ＦＢの両端に形成したアライメントマークＡＭを検出するアライメントカメラＡＣ（第１アライメントカメラＡＣ１、第２アライメントカメラＡＣ２、第３アライメントカメラＡＣ３、第４アライメントカメラＡＣ４）を備える。次に搬送部５０は、基板ＦＢの両端に第２弾性変形部Ｐ２と第４弾性変形部Ｐ４を備える。つまり、搬送方向の右側には第１弾性変形部Ｐ１と第２弾性変形部Ｐ２とが配置され、搬送方向の左側には第３弾性変形部Ｐ３と第４弾性変形部Ｐ４とが配置され、４箇所の弾性変形部Ｐに囲まれた範囲に平面保持装置２０が設置されている。

移動ローラＲＲと移動ローラＲＲとの間では基板ＦＢは自重で撓んでいるが、平面保持装置２０の上部では基板ＦＢは撓んでいない。このため第１アライメントカメラＡＣ１、第２アライメントカメラＡＣ２、第３アライメントカメラＡＣ３及び第４アライメントカメラＡＣ４はアライメントマークＡＭを観察することでことができ、正確な計測を可能としている。

搬送制御部９０は、縮小判定部９５、位置ずれ判定部９７及び引張応力判定部９９を有している。縮み量判定部９５は、第１アライメントカメラＡＣ１及び第２アライメントカメラＡＣ２の検出結果、又は第３アライメントカメラＡＣ３及び第４アライメントカメラＡＣ４の検出結果から、基板ＦＢのＸ軸方向の縮み量を判断する。縮み量判定部９５は、第１アライメントカメラＡＣ１及び第３アライメントカメラＡＣ３の検出結果、又は第２アライメントカメラＡＣ３及び第４アライメントカメラＡＣ４の検出結果から、基板ＦＢのＹ軸方向の縮み量を判断する。

また、位置ずれ判定部９７はこれらアライメントカメラＡＣの検出結果からＸ軸及びＹ軸方向のずれ量を判定する。また、引張応力判定部９９は第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４が基板ＦＢを引っ張った際に、基板ＦＢの引張降伏応力点を越えていないを判定する。これは、基板ＦＢを弾性変形領域内で変形させるためである。

上述したように、基板ＦＢは熱を受けても寸法が変わらない材料などを使用しているが、図１に示された温風ヒータＢＫが２００度Ｃ前後の温風を基板ＦＢに噴出するため基板ＦＢが縮んだりする。４箇所のアライメントカメラＡＣは、基板ＦＢがどれぐらい縮んでいるかを測定し、また、基板ＦＢが平面保持装置２０の上部のＸＹ平面でＸ軸方向又はＹ軸方向にどれだけずれているかを測定する。そして、搬送制御部９０は４箇所の弾性変形部Ｐに駆動信号を送信し、４箇所の弾性変形部Ｐは、アライメントマークＡＭが所定位置へ位置決めされるように、基板ＦＢをＸ軸又はＹ軸方向に移動させたり、ＸＹ軸方向に引き伸ばしたりして位置を調整する。

＜弾性変形部Ｐの構成＞
図４は弾性変形部Ｐの構成を示した斜視図であり、構成をわかりやすくするため上部カバー３９を取り外した状態を示している。図５（Ａ）は基板ＦＢを硬質ローラ３１と軟質ローラ３２とで挟んだ状態の弾性変形部Ｐの側面構成図であり、図５（Ｂ）は弾性変形部Ｐの上部カバー３９を除去した上面図である。なお、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４は同じ構成である。

図４及び図５に示されるように、弾性変形部Ｐは、硬質ローラ３１、軟質ローラ３２、モータ３３、第１架台３４、第２架台３５、リニアアクチュエータ３６、応力計３７、下部カバー３８及び上部カバー３９で構成される。

硬質ローラ３１はモータ３３及び回転軸Ｓ１に接続され、軟質ローラ３２は回転軸Ｓ２に接続されて自由回転することができる。モータ３３は正逆転可能なステッピングモータ又はサーボモータであり、モータ３３の停止状態で回転軸Ｓ１は回転しない。軟質ローラ３２にはモータが接続されていないが、硬質ローラ３１と軟質ローラ３２との接触圧により、硬質ローラ３１の回転に応じて軟質ローラ３２は回転する。基板ＦＢの幅方向（Ｙ軸方向）の両端部は硬質ローラ３１と軟質ローラ３２とで挟まれ基板ＦＢが固定される。基板ＦＢはモータ３３が回転することによりＸ軸方向の所定の位置に搬送されたり、停止されたりする。

硬質ローラ３１、軟質ローラ３２及びモータ３３などは第１架台３４に載置されている。また、第１架台３４及びリニアアクチュエータ３６は第２架台３５に載置されている。リニアアクチュエータ３６はＹ軸方向に第１架台３４を移動させることができる。第２架台３５は下部カバー３８の上でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構造となっている。第２架台３５のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動方向には応力計３７が設置される。応力計３７はＸ軸応力計３７ｘとＹ軸応力計３７ｙとで構成され、基板ＦＢに加わるＸ軸方向及びＹ軸方向の引張応力を常時測定している。つまり、弾性変形部ＰはＸ軸及びＹ軸方向にかかる引張応力を計測するため、弾性変形部Ｐの第２架台３５がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構造となっている。上部カバー３９は弾性変形部Ｐの内部への埃などの侵入を防ぎまた露光の光を防ぐことで、熱及び紫外線からのローラの変性及び変形を防いでいる。

＜弾性変形部Ｐの動作＞
図６は、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４の動作について説明した図である。
ステップＳ１１において、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４のすべては、基板ＦＢを硬質ローラ３１と軟質ローラ３２とで挟んだ状態でモータ３３が停止する。この状態では、基板ＦＢはある位置に固定された状態である。

ステップＳ１２において、アライメントカメラＡＣ（第１アライメントカメラＡＣ１、第３アライメントカメラＡＣ３、第２アライメントカメラＡＣ２、第４アライメントカメラＡＣ４）が算出した基板ＦＢの縮み量に基づいて、縮み量判定部９５は、基板ＦＢがＸ軸方向又はＹ軸方向に縮んでいるか否かを判断する。Ｘ軸方向に縮んでいればステップＳ１３に進み、Ｙ軸方向に縮んでいればステップＳ１４に進む。また、基板ＦＢが縮んでいなければステップＳ１７に進む。

ステップＳ１３では、図３に示される搬送方向の右側では第１弾性変形部Ｐ１と第２弾性変形部Ｐ２とにおいて、硬質ローラ３１のモータ３３が互いに逆方向になるように回転する。また搬送方向の左側では第３弾性変形部Ｐ３と第４弾性変形部Ｐ４との硬質ローラ３１のモータ３３が互いに逆方向になるように回転する。すると、基板ＦＢがＸ軸方向に引き伸ばされる。なお、モータ３３が互いに逆方向になるように回転するのでなく一方のモータ３３が回転せず他方のモータ３３が回転してもよい。
Ｘ軸方向に基板ＦＢが引き伸ばされると、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１４では、第１弾性変形部Ｐ１と第３弾性変形部Ｐ３とにおいて、リニアアクチュエータ３６が基板ＦＢを＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向に引く。また、第２弾性変形部Ｐ２と第４弾性変形部Ｐ４とにおいても、リニアアクチュエータ３６が基板ＦＢを＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向に引く。すると、基板ＦＢがＹ軸方向に引き伸ばされる。なお、リニアアクチュエータ３６が互いに逆方向に引くのではなく一方のリニアアクチュエータ３６が回転せず他方が回転してもよい。
Ｙ軸方向に基板ＦＢが引き伸ばされると、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１５では、引張応力判定部９９はＸ軸応力計３７ｘによる引張応力が基板ＦＢの引張降伏応力点、またはその値の80％を越えていないかを判断する。Ｘ軸方向の引張応力が基板ＦＢの引張降伏応力点を越えていたならこれ以上引っ張らないようにステップＳ１７に進み、降伏応力点を越えていないならステップＳ１２に戻り、さらに弾性変形部Ｐで基板ＦＢを引っ張る必要があるかを判断する。この判定により、基板ＦＢは弾性変形領域内で変形させられる。

ステップＳ１６では、引張応力判定部９９はＹ軸応力計３７ｙによる引張応力が基板ＦＢの引張降伏応力点を越えていないかを判断する。Ｙ軸方向の引張応力が基板ＦＢの引張降伏応力点を越えていたならこれ以上引っ張らないようにステップＳ１７に進み、降伏応力点を越えていないならステップＳ１２に戻り、さらに弾性変形部Ｐで基板ＦＢを引っ張る必要があるかを判定する。

ステップＳ１７では、位置ずれ判定部９７は基板ＦＢがＸ軸又はＹ軸方向にずれているか否かを判断する。Ｘ軸方向に基板ＦＢがずれている場合にはステップＳ１８に進み、Ｙ軸方向に基板ＦＢがずれている場合にはステップＳ１９に進み、位置ずれが生じていなければ終了する。

ステップＳ１８では、図３に示される搬送方向の右側の第１弾性変形部Ｐ１と第２弾性変形部Ｐ２とのモータ３３が互いに同方向になるように回転する。また搬送方向の左側でも第３弾性変形部Ｐ３と第４弾性変形部Ｐ４とのモータ３３が互いに同方向になるように回転する。その後ステップＳ１７に進み、位置ずれ判定部９７が基板ＦＢの位置ずれを判定する。

ステップＳ１９では、図３に示される搬送方向の右側の第１弾性変形部Ｐ１と第３弾性変形部Ｐ３とのリニアアクチュエータ３６が基板ＦＢを同方向に移動する。また搬送方向の左側でも第２弾性変形部Ｐ２と第４弾性変形部Ｐ４とのリニアアクチュエータ３６が基板ＦＢを同方向に移動する。なお、基板ＦＢが回転している場合には、第１弾性変形部Ｐ１と第３弾性変形部Ｐ３とのリニアアクチュエータ３６が＋Ｙ軸方向に、第２弾性変形部Ｐ２と第４弾性変形部Ｐ４とのリニアアクチュエータ３６が−Ｙ軸方向に基板ＦＢを移動させればよい。その後ステップＳ１７に進み、位置ずれ判定部９７が基板ＦＢの位置ずれを判定する。

以上のようにして、搬送部５０は４箇所の弾性変形部Ｐで４箇所の弾性変形部Ｐに囲まれた領域の基板ＦＢの位置ずれ及び縮小を修正することができる。また、精密な露光処理のために基板ＦＢが均等な平面を形成している必要があるため、搬送部５０は平面保持装置２０を設置している。

＜平面保持装置２０の構成＞
図７（ａ）は平面保持装置２０の断面を示した構成図である。（ｂ）は（ａ）の上面図を示す。

平面保持装置２０は圧縮空気を送る送風管２１と、空気を吸入する吸入管２２とが設置されている。送風管２１には送風ポンプ（不図示）が接続されており、圧縮空気を送っている。吸入管２２には吸引ポンプが（不図示）が接続されており、空気を吸引している。送風ポンプ及び吸引ポンプは送風量及び吸引量を調節することができる。また、平面保持装置２０は距離センサ２５を複数箇所に設置されており、基板ＦＢとの距離を測定することができる。平面保持装置２０の上面には多数の穴が開いており、それぞれ送風口２３、吸入口２４が交互に設置されている。

平面保持装置２０は平面保持装置２０の上部に載置した基板ＦＢを均一平面にし、送風圧と吸入圧とを調節することで僅かに浮かした状態にする。基板ＦＢは平面保持装置２０から５μｍ程度に浮かした状態で保たれ、平面保持装置２０の平面度が２０μｍ程度になるよう距離センサ２５で監視しながら空気圧を調節する。平面保持装置２０は平面度を２０μｍ程度以下にすることで、露光装置ＥＸのＤＯＦ（被写界深度）内に基板ＦＢを収めることができる。つまり、基板ＦＢは平面保持装置２０により、精密な露光処理をすることができる。

＜搬送部５０における動作概略＞
図８は、ソース電極及びドレイン電極用の配線パターンを露光する露光装置ＥＸにおける搬送部５０の上面図と搬送制御部９０の制御系統とを示した図である。なお、図８の搬送部５０は制御系統をわかり易くするため、弾性変形部Ｐの上部カバー３９を除去しており、露光装置ＥＸは倍率レンズＺＬＥのみを描いている。

基板ＦＢには所定距離ごとにアライメントマークＡＭ（第１アライメントマークＡＭ１、第２アライメントマークＡＭ２、第３アライメントマークＡＭ３及び第４アライメントマークＡＭ４）が形成されている。搬送制御部９０は、搬送されてくる基板ＦＢ上の第２アライメントマークＡＭ２及び第４アライメントマークＡＭ４を第１アライメントカメラＡＣ１及び第３アライメントカメラＡＣ３の視野範囲に検出すると、次に検出する第１アライメントマークＡＭ１及び第３アライメントマークＡＭ３が通過する時間を予測することができる。

予測時間経過すると、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４のモータ３３を止める。搬送制御部９０は第２アライメントマークＡＭ２及び第４アライメントマークＡＭ４を第２アライメントカメラＡＣ２及び第４アライメントカメラＡＣ４で検出することができ、同時に第１アライメントマークＡＭ１及び第３アライメントマークＡＭ３も第１アライメントカメラＡＣ１及び第３アライメントカメラＡＣ３で検出することができる。つまり、搬送制御部９０は同時に４箇所のアライメントマークＡＭを４箇所のアライメントカメラＡＣの視野内で停止させる。

搬送制御部９０はあらかじめ４箇所のアライメントカメラＡＣの光軸を４箇所のアライメントマークＡＭの中心となる位置に設定しておくことで、アライメントカメラＡＣの設定位置が基準位置となり、処理工程を経た基板ＦＢの位置ずれ量が分かり、基板ＦＢの縮み量などが分かる。

第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４による、基板ＦＢの縮み量の調整及び位置ずれの調整は、図７で示されたフローチャートに従って行われる。

しかしながら、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４が基板ＦＢを引っ張って引張降伏応力点まで達してしまい、基板ＦＢの位置調節が不可能となる場合がある。この場合の搬送制御部９０は、アライメントマークＡＭのずれ量から位置調節が不可能な状態の基板ＦＢの倍率を計算し、露光装置ＥＸに倍率レンズＺＬＥで倍率変更を指示する。露光処理を行う。

図９は基板ＦＢと露光装置ＥＸとによる配線パターン位置合わせのフローチャートである。
ステップＳ３１において、搬送制御部９０は基板ＦＢの搬送を開始し、露光面の基板ＦＢを平らにするため、平面保持装置２０を作動させ送気圧及び吸気圧を調節する。

ステップＳ３２において第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４は平面保持装置２０の上部に搬送されてきた基板ＦＢの４箇所のアライメントマークＡＭを４箇所のアライメントカメラＡＣの視野に移動する。

ステップＳ３３において、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４は搬送を停止し、基板ＦＢのアライメントマークＡＭがアライメントカメラＡＣの視野内に入っているかを確認する。行き過ぎているようならばモータ３３を調節して戻し、手前であればモータ３３を進め搬送方向に進める。

ステップＳ３４において、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４は基板ＦＢのＸ軸方向の引張降伏応力点を越えないように、Ｘ軸応力計３７ｘで基板ＦＢにかかる引張応力を監視しながらモータ３３を回転させることで基板ＦＢのＸ軸方向の位置及び縮み量を直す。

ステップＳ３５において、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４は、基板ＦＢのＹ軸方向の引張降伏応力点を越えないように、Ｙ軸応力計３７ｙで基板ＦＢにかかる引張応力を監視しながらリニアアクチュエータ３６で引張することで基板ＦＢのＹ軸方向の位置及び縮み量を直す。

引張降伏応力点を越えないように搬送制御部９０が制御しているため、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４が基板ＦＢを引っ張っても縮み量が残っている場合がある。ステップＳ３６では、このような場合に、搬送制御部９０は露光装置ＥＸに倍率変更の指示を出し、倍率レンズＺＬＥの倍率を変更する。
ステップＳ３７において、露光装置ＥＸは、マスクＭＫ２のソース電極及びドレイン電極用の配線パターンを基板ＦＢに露光する。露光装置ＥＸは、すでに基板ＦＢに形成されたゲート電極の大きさに合わせて露光することができる。
ステップＳ３８において、第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４は基板ＦＢの搬送を再開する。

図１において、ゲート電極用のマスクＭＫ１を有する露光装置ＥＸは、倍率レンズが設けられていないが倍率レンズを設けても良い。また、搬送装置４５はアライメントカメラＡＣを有していないが、予めアライメントマークが形成された基板ＦＢがゲート電極用のマスクＭＫ１を有する露光装置ＥＸに搬送されてくるのであればアライメントカメラを備えてもよい。
また、図示していないが、搬送装置５０の機構を印刷ローラＰＲに対して設けても良い。この場合平面保持装置２０の代わりに回転ローラ１５を配置すればよい。

実施形態の製造装置には熱処理装置ＢＫを設けたが、メタルインク又は発光層溶液などの改良によって熱処理が必要でないインク又は溶液が提案されている。このため、本実施例においても熱処理装置ＢＫを必ず設ける必要はない。

回路素子ＴＦＴの製造装置１００の一例を説明する説明図である。 露光装置ＥＸの近傍の搬送部５０を搬送方向に対して右側から見た概略側面図である。 搬送部５０の斜視図である。 弾性変形部Ｐの構成を示した斜視図である。 （Ａ）は、基板ＦＢを硬質ローラ３１と軟質ローラ３２とで挟んだ状態の弾性変形部Ｐの側面構成図である。 （Ｂ）は、弾性変形部Ｐの上部カバー３９を除去した上面図である。 弾性変形部Ｐ（第１弾性変形部Ｐ１、第２弾性変形部Ｐ２、第３弾性変形部Ｐ３及び第４弾性変形部Ｐ４）の動作について説明した図である。 （ａ）は、平面保持装置２０の断面を示した構成図である。 （ｂ）は、（ａ）の上面図を示す。 搬送部５０の上面図と搬送制御部９０の制御系統を示した図である。 基板ＦＢと露光装置ＥＸとによる配線パターン位置合わせのフローチャートである。

符号の説明

２０ … 平面保持装置
２１ … 送風管、２２ … 吸入管、２３ … 送風口、２４ … 吸入口
２５ … 距離センサ
３１ … 硬質ローラ、３２ … 軟質ローラ
３３ … モータ
３４ … 第１架台、３５ … 第２架台
３６ … リニアアクチュエータ
３７ … 応力計（３７ｘ…Ｘ軸応力計、３７ｙ…Ｙ軸応力計）
３８ … 下部カバー、３９ … 上部カバー
５０ … 搬送部
５１ … 第1シート溜まり部、５２ … 第２シート溜まり部
５３ … 第１空気射出部、５４ … 第２空気射出部
９０ … 搬送制御部
ＡＣ … アライメントカメラ（ＡＣ１…第１アライメントカメラ、ＡＣ２…第２アライメントカメラ、ＡＣ３…第３アライメントカメラ、ＡＣ４…第４アライメントカメラ）
ＡＭ … アライメントマーク（ＡＭ１…第１アライメントマーク、ＡＭ２…第２アライメントマーク、ＡＭ３…第３アライメントマーク、ＡＭ４…第４アライメントマーク）
ＢＫ … 温風ヒータ
ＥＸ … 露光装置
ＦＢ … 基板
ＧＴ … ゲート電極
ＬＡ … 照明装置
ＬＥ … 投影光学系（ＬＥＴ…第１レンズ、ＬＥＢ…第２レンズ、ＺＬＥ…倍率レンズ）
ＭＫ … マスク（ＭＫ１…ゲート電極用マスク、ＭＫ２…ソース電極及びゲート電極用マスク）
ＭＴ … 流動性電極材料
Ｐ … 弾性変形部（Ｐ１…第１弾性変形部、Ｐ２…第２弾性変形部、Ｐ３…第３弾性変形部、Ｐ４…第４弾性変形部）
ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲ３、ＰＲ４ … 印刷ローラ
ＲＲ … 移動ローラ（ＲＲ１…第１移動ローラ、ＲＲ２…第２移動ローラ、ＲＲ３…第３移動ローラ、ＲＲ４…第４移動ローラ）
Ｓ３ … 回転軸、Ｓ２ … 回転軸
ＳＡＭ … 表面改質層
ＴＦＴ … 回路素子
ＵＶ … 紫外線光源

Claims (19)

1. 可撓性基板に回路素子を形成する製造装置において、
   第１方向に可撓性の基板に搬送する搬送部と、
   前記第１方向に並んで配置され、前記基板の弾性域において前記基板を変形させる弾性変形手段と、
   前記回路素子を形成するため、前記変形させられた基板に対して処理を行う処理部と、
   を備えることを特徴とする回路素子の製造装置。
2. 前記弾性変形手段は、前記処理部の前記第１方向の前後において前記基板の位置又は速度を制御することによって前記基板を変形させることを特徴とする請求項１に記載の回路素子の製造装置。
3. 前記弾性変形手段は、前記第１方向に前記基板を弾性変形させるとともに前記第１方向と交差する第２方向に前記基板を弾性変形させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回路素子の製造装置。
4. 前記弾性変形手段は、前記第１方向と交差する第２方向の前記基板の両端に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回路素子の製造装置。
5. 前記弾性変形手段は、前記基板を挟む硬質ローラと軟質のローラとを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回路素子の製造装置。
6. 前記弾性変形手段は、前記第１方向の引張応力を計測する第１応力計と前記第２方向の引張応力を計測する第２応力計とを有することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の回路素子の製造装置。
7. 前記基板には基準マークが前記第１方向と交差する第２方向の前記基板の両端に形成されており、
   前記基準マークを検出するアライメント光学系が前記基板の両端に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の回路素子の製造装置。
8. 前記アライメント光学系は前記処理部の前記第一方向の前後に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の回路素子の製造装置。
9. 前記処理部は、マスクに形成された回路素子の回路パターンを前記基板に露光する露光装置であり、前記基板を挟んで前記露光装置の反対側に平面保持ステージが配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の回路素子の製造装置。
10. 前記平面保持ステージは、その表面に気体を排出する気体排出口と気体を吸引する気体吸引口とを有することを特徴とする請求項９に記載の回路素子の製造装置。
11. 前記処理部は、導電材料を前記基板に塗布する塗布ローラであり、前記基板を挟んで前記塗布ローラの反対側に回転ローラが配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の回路素子の製造装置。
12. 回路素子の製造方法において、
    第１方向に可撓性の基板を搬送する搬送工程と、
    前記基板の位置又は搬送速度に基づいて、前記基板の弾性域において前記基板を変形させる工程と、
    前記回路素子を形成するため、前記変形させられた基板に対して処理を行う処理工程と、
    を備えることを特徴とする回路素子の製造方法。
13. 前記基板を変形させる工程は、前記第１方向に前記基板を弾性変形させるとともに前記第１方向と交差する第２方向にも前記基板を弾性変形させることを特徴とする請求項１２に記載の回路素子の製造方法。
14. 前記搬送工程は、前記処理工程の前記第１方向の前後に前記基板を弛ませる基板溜まり部を有することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の回路素子の製造方法。
15. 前記処理部は、投影光学系を使ってマスクに形成された回路素子の回路パターンを前記基板に投影露光する投影露光装置であり、前記基板を挟んで前記露光装置の反対側に配置された平面保持ステージで前記基板が保持されていることを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれか一項に記載の回路素子の製造方法。
16. 前記投影露光装置に前記基板が露光される際に、前記基板は前記平面保持ステージ上で一時停止し、
    前記基板を変形させる工程は一時停止した前記基板を弾性変形させることを特徴とする請求項１５に記載の回路素子の製造方法。
17. 前記平面保持ステージは、その表面と前記基板との間に間隙を形成することを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の回路素子の製造方法。
18. 前記基板を変形させる工程が前記基板を弾性変形させる範囲では必要な変形量を確保できない際に、前記投影光学系が倍率を変形させることを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれか一項に記載の回路素子の製造方法。
19. 前記基板の位置又は搬送速度は、前記処理部の周辺に配置されたアライメント光学系で前記基板に形成されたアライメントマークを検出することにより求められることを特徴とする請求項１２ないし請求項１８のいずれか一項に記載の回路素子の製造方法。