JPWO2015064716A1 - 有機薄膜パターニング装置、有機薄膜製造システム、及び、有機薄膜パターニング方法 - Google Patents

Abstract

マスクを用いることなく有機薄膜にパターンを形成することが可能であるとともに、パーティクルの発生に伴う不具合を抑制することが可能な有機薄膜パターニング装置を提供する。有機薄膜パターニング装置（３０Ａ）は、基材（３）上に有機薄膜が形成された有機薄膜付基材（２）が収容される真空チャンバー（３１）と、真空チャンバー（３１）内の有機薄膜付基材（２）にレーザー光を照射することによって、レーザー光が照射された部位の有機薄膜を除去して有機薄膜にパターンを形成するレーザー光源（３２）と、を備える。

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子等に用いられる有機薄膜をパターニングする有機薄膜パターニング装置、有機薄膜製造システム、及び、有機薄膜パターニング方法に関する。

各種情報産業機器の表示ディスプレイ、発光素子等においては、薄型化が図られるとともに視認性、耐衝撃性等に優れることから、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子とも称する）の利用が進んでいる。有機ＥＬ素子は、基材上において、一対の電極と、当該電極間に挟持された有機層と、を備える。一対の電極としては、可視光域で光透過性のある透明電極又は金属電極が用いられる。有機層は、機能の異なる複数の層が積層されており、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を備える。

このような有機ＥＬ素子の電極は、例えば、蒸着法又はスパッター法によって形成され、有機層は、例えば、蒸着法によって形成される。図６に示すように、真空中で基材上に薄膜形成を行う従来の一般的な蒸着装置１０１は、真空チャンバー１１１内に、冷却プレート１１２、容器１１３、ヒーター１１４、シャッター１１６、パターン形成用のマスク１１７、水晶振動子等の膜厚モニター１１８、排気ポンプ１１９及び制御装置１２１を備える。

真空チャンバー１０１内は、排気ポンプ１１９によって真空排気される。制御装置１２１は、ヒーター１１４を制御することによって容器１１３内の成膜材料１０４を加熱する。ここで、制御装置１２１は、膜厚モニタ１１８の検出結果に基づいてヒーター１１４をフィードバック制御することによって、成膜材料１０４の蒸発速度を安定させる。

成膜材料の蒸発速度が安定すると、制御装置１２１は、シャッター１１６を開ける。蒸発した成膜材料は、マスク１１７を介して、冷却プレート１１２に保持された基材１０３に成膜される。ここで、制御装置１２１は、膜厚モニター１１８の検出結果（すなわち、膜厚モニター１１８上に成膜した成膜材料１０４の膜厚）に基づいて成膜速度を算出し、かかる成膜速度に基づいてヒーター１１４をフィードバック制御することによって、成膜速度を安定させる。すなわち、制御装置１２１は、膜厚モニタ１１８上に成膜した成膜材料１０４の膜厚を用いて基材１０３上に成膜した成膜材料１０４の膜厚を校正し、基材１０３上の成膜材料１０４の膜厚を間接的にモニターする。

しかし、前記した蒸着装置１０１においては、パターンを形成するマスク１１７が蒸着源のヒーター１１４から輻射熱を受けるため、繰り返し使用することによって、マスク１１７が蓄熱してマスク１１７に熱膨張が生じ、パターニングにズレが生じ、蒸着装置１０１によって成膜された基材１０３をデバイス化した際に色ズレ、電極間のショート等が発生するという問題があった。

このような問題に対する対策法として、例えば、マスクを用いずにレーザー転写によって有機薄膜にパターンを形成する手法（特許文献１）、及び、大気圧下でレーザーアブレーションによって有機薄膜を部分除去する手法（特許文献２）が開発されている。

図７に示すように、特許文献１に記載の有機薄膜製造装置２０１は、成膜用基板２０３を真空のチャンバー２１１内に収容し、レーザー光源２１３からのレーザー光をアッテネーター２１４、光学系２１５、反射ミラー２１６及び窓２１１ａを介して支持基板２１２に保持された有機薄膜２０４（転写層及び光熱変換層を含む）に照射することによって、光熱変換層が転写層を押し出して成膜用基板２０３へ転写する。

また、図８に示すように、特許文献２に記載の手法では、大気圧下において、レーザー光発信器３１１からのレーザー光が光ファイバー３１２を介して基板３０３上に成膜された有機薄膜３０４に照射されることによって、有機薄膜３０４を部分的に除去し、有機薄膜３０４にパターンを形成する。ここで、レーザー光発信器３１１は、受光素子３１３及び照度計３１４からなる検査部によって検出された有機薄膜３０４の状態に基づいて制御される。

特開２００９−１９９８５６号公報 特開２００８−２４３５５９号公報

しかし、特許文献１に記載の手法では、製品としての有機ＥＬ等といった発光素子に必要な有機薄膜以外に、転写プロセス用に新たに複数の転写層が必要となる。さらに、転写後に転写層が残る場合があり、その場合には、転写層を除去するプロセスが必要となるため、転写層の除去時に有機薄膜にダメージを与え、性能劣化、特に寿命の劣化が発生するとともに、転写層を除去するための装置も必要となる。また、転写に用いる支持基板２１２は、転写収率が低い上に一度転写に用いると再利用することができず、性能上の問題だけでなく、コスト高になるという問題もあった。

また、特許文献２に記載の手法では、除去された有機薄膜３０４が粉末化したパーティクルを吸引等によって除去することが行われるが、除去が十分でない場合には、製品化としての有機ＥＬ素子等といった発光素子の性能劣化が発生するという問題があった。

本発明は、前記事情に鑑みて創案されたものであり、マスクを用いることなく有機薄膜にパターンを形成することが可能であるとともに、パーティクルの発生に伴う不具合を抑制することが可能な有機薄膜パターニング装置、有機薄膜製造システム、及び、有機薄膜パターニング方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明は、以下の構成を備える。
１．基材上に有機薄膜が形成された有機薄膜付基材が収容される真空チャンバーと、前記真空チャンバー内の前記有機薄膜付基材にレーザー光を照射することによって、前記レーザー光が照射された部位の前記有機薄膜を除去して前記有機薄膜にパターンを形成するレーザー光源と、を備えることを特徴とする有機薄膜パターニング装置。
２．前記真空チャンバーは、前記レーザー光を透過する窓部を備え、前記レーザー光源は、前記真空チャンバー外に配置され、前記窓部を介して前記有機薄膜付基材に前記レーザー光を照射することを特徴とする前記１に記載の有機薄膜パターニング装置。
３．前記真空チャンバー内において前記有機薄膜付基材の前記有機薄膜側に沿って配置され、除去された前記有機薄膜を回収する回収用基材を備えることを特徴とする前記１又は２に記載の有機薄膜パターニング装置。
４．前記回収用基材を前記有機薄膜付基材に沿って走行させる回収用基材走行部を備えることを特徴とする前記３に記載の有機薄膜パターニング装置。
５．前記回収用基材走行部は、上流側において前記回収用基材が巻回される上流側回収用ローラーと、下流側において前記回収用基材が巻回される下流側回収用ローラーと、前記下流側回収用ローラーを回動させることによって前記回収用基材を走行させるモーターと、を備え、前記前記回収用基材は、除去された前記有機薄膜が回収された面が内側となるように前記下流側回収用ローラーに巻回されることを特徴とする前記４に記載の有機薄膜パターニング装置。
６．前記有機薄膜付基材の前記基材は、透明基材であり、前記レーザー光源は、前記有機薄膜付基材に対して、前記有機薄膜とは逆側の面から前記レーザー光を照射する前記１から５のいずれかに記載の有機薄膜パターニング装置。
７．前記真空チャンバー内に配置され、除去された前記有機薄膜を回収する回収用帯電部を備えることを特徴とする前記１又は２に記載の有機薄膜パターニング装置。
８．前記有機薄膜付基材は、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するためのものであることを特徴とする前記１から７のいずれかに記載の有機薄膜パターニング装置。
９．上流側において前記有機薄膜付基材の前記基材がロール状に巻回される上流側ローラーと、下流側において前記有機薄膜付基材の前記基材がロール状に巻回される下流側ローラーと、を備え、前記有機薄膜付基材の前記基材は、前記上流側ローラーからロールトゥロールで搬送され、前記上流側ローラーと前記下流側ローラーとの間で前記レーザー光源によって前記有機薄膜にパターンが形成され、前記下流側ローラーに巻回される
ことを特徴とする前記１から８のいずれかに記載の有機薄膜パターニング装置。
１０．前記１から９のいずれかに記載の有機薄膜パターニング装置と、前記有機薄膜パターニング装置の上流において、前記基材上に前記有機薄膜を蒸着させることによって前記有機薄膜付基材を形成する蒸着装置と、を備えることを特徴とする有機薄膜製造システム。
１１．基材上に有機薄膜が形成された有機薄膜付基材を真空チャンバー内に収容するステップと、前記真空チャンバー内の前記有機薄膜付基材にレーザー光を照射することによって、前記レーザー光が照射された部位の前記有機薄膜を除去して前記有機薄膜にパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする有機薄膜パターニング方法。

本発明によると、マスクを用いることなく有機薄膜にパターンを形成することができるとともに、パーティクルの発生に伴う不具合を抑制することができる。

本発明の第一の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。 （ａ）は、有機薄膜付基材及び回収用基材を示す平面図、（ｂ）は、有機薄膜付基材を示す側面図、（ｃ）は、パターニングされた有機薄膜付基材及び回収用基材を示す側面図である。 本発明の第二の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。 本発明の第三の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。 本発明の第四の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。 従来の一般的な蒸着装置を示す模式図である。 従来のレーザー転写によって有機薄膜にパターンを形成する装置を示す模式図である。 従来の大気圧下でレーザーアブレーションによって有機薄膜を部分除去する装置を示す模式図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、「前後／上下／左右」「上流／下流」といった方向は、有機薄膜パターニング装置内を走行する有機薄膜付基材を基準とする。すなわち、有機薄膜付基材が進行する方向が、「前」であり「下流側」である。

＜第一の実施形態＞
まず、本発明の第一の実施形態に係る有機薄膜製造システムについて説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。図２（ａ）は、有機薄膜付基材及び回収用基材を示す平面図、図２（ｂ）は、有機薄膜付基材を示す側面図、図２（ｃ）は、パターニングされた有機薄膜付基材及び回収用基材を示す側面図である。

図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ａは、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するためのシステムであって、基材走行装置１０と、蒸着装置２０と、有機薄膜パターニング装置３０Ａと、を備える。

＜基材走行装置＞
基材走行装置１０は、基材３を蒸着装置２０から有機薄膜パターニング装置３０Ａにわたって走行させる装置である。本実施形態において、基材３は、可視光及びレーザー光源３２からのレーザー光を透過可能な透明基材であって、樹脂製の可撓性フィルムである。基材走行装置１０は、上流側ローラー１１と、下流側ローラー１２と、モーター１３と、を備える。

上流側ローラー１１は、蒸着装置２０よりも上流側に配置されており、有機薄膜４（図２（ｂ）参照）が形成されていない基材３が巻回される。なお、上流側ローラー１１は、蒸着装置２０の真空チャンバー２１内に配置されていてもよい。

下流側ローラー１２は、有機薄膜パターニング装置３０Ａよりも下流側に配置されており、上流側ローラー１１から引き出された基材３であって、有機薄膜４が形成されてパターニングされた基材３、すなわちパターニングされた有機薄膜付基材２が巻回される。なお、下流側ローラー１２は、有機薄膜パターニング装置３０Ａ内に配置されていてもよい。

モーター１３は、下流側ローラー１２を回動させることによって、上流側ローラー１１及び下流側ローラー１２に掛け渡された基材３を上流側から下流側へ走行させる。すなわち、基材３は、基端部が上流側ローラー１１に固定された状態で上流側ローラー１１に巻回されているとともに、先端部が上流側ローラー１１から引き出されて蒸着装置２０及び有機薄膜パターニング装置３０Ａを介して下流側ローラー１２に固定されている。モーター１３が下流側ローラー１２を回動させると、基材３は、上流側ローラー１１を回動させつつ上流側から下流側へと走行し、途中でパターニングされた有機薄膜付基材２となって、下流側ローラー１２に巻き取られる。

以下の説明において、基材３に関しては、有機薄膜４が形成される面を表面とし、表面とは逆側の有機薄膜４が形成されない面を裏面とする。また、基材３の表面には、図示しない透明電極が形成されており、後記する有機薄膜４は、透明電極が形成された基材３の表面に形成される。

＜蒸着装置＞
蒸着装置２０は、基材３の表面（本実施形態では、下面）に有機薄膜４（図２（ｂ）参照）を蒸着させることによって有機薄膜付基材２を製造する装置である。蒸着装置２０は、真空チャンバー２１と、ローラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、蒸着源２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅと、を備える。

真空チャンバー２１は、図示しない真空ポンプによって内部のチャンバー室を真空に維持する容器である。真空チャンバー２１内のチャンバー室には、ローラー２２ａ〜２２ｃ及び蒸着源２３ａ〜２３ｅが配置されており、真空チャンバー２１内を走行する基材３は、有機薄膜付基材２となって有機薄膜パターニング装置３０Ａへ送られる。

本実施形態において、真空チャンバー２１の後面には、開口２１ａが形成されている。開口２１ａは、蒸着装置２０よりも上流の装置（例えば、基材３の表面に電極を形成する装置）の真空チャンバー（図示せず）と連結されている。基材３は、開口２１ａを介して真空チャンバー２１内のチャンバー室へ送られる。

ローラー２２ａは、真空チャンバー２１内の上流側に配置されており、基材３の表面が掛けられている。かかるローラー２２ａは、上流側ローラー１１から真空チャンバー２１内に送られた基材２の走行方向をローラー２２ａの下流端の接線方向へと変更するためのものである。

ローラー２２ｂは、真空チャンバー２１内のローラー２２ａ，２２ｃ間に配置されており、基材３の裏面（本実施形態では、上面）が掛けられている。かかるローラー２２ｂは、ローラー２２ａ，２２ｃと比較して大径を呈しており、基材３がローラー２２ｂに当接する領域において有機薄膜４が基材３の表面に蒸着される、いわゆるバックアップローラーとして機能する。

ローラー２２ｃは、真空チャンバー２１内の下流側に配置されており、基材３、詳細には有機薄膜付基材２の表面が掛けられている。かかるローラー２２ｃは、ローラー２２ｂから送られた有機薄膜付基材２の走行方向を有機薄膜パターニング装置３０Ａへ向かう方向へと変更するためのものである。

蒸着源２３ａは、有機材料を基材３へ出射することによって、基材３の表面に有機層（例えば、正孔注入層）４ａ（図２（ｂ）参照）を蒸着させて形成するものである。

蒸着源２３ｂは、蒸着源２３ａよりも下流側に配置されており、有機材料を基材３へ出射することによって、基材３の表面、詳細には有機層４ａの表面に有機層（例えば、正孔輸送層）４ｂ（図２（ｂ）参照）を蒸着させて形成するものである。

蒸着源２３ｃは、蒸着源２３ｂよりも下流側に配置されており、有機材料を基材３へ出射することによって、基材３の表面、詳細には有機層４ｂの表面に有機層（例えば、発光層）４ｃ（図２（ｂ）参照）を蒸着させて形成するものである。

蒸着源２３ｄは、蒸着源２３ｃよりも下流側に配置されており、有機材料を基材３へ出射することによって、基材３の表面、詳細には有機層４ｃの表面に有機層（例えば、電子輸送層）４ｄ（図２（ｂ）参照）を蒸着させて形成するものである。

蒸着源２３ｅは、蒸着源２３ｄよりも下流側に配置されており、有機材料を基材３へ出射することによって、基材３の表面、詳細には有機層４ｄの表面に有機層（例えば、電子注入層）４ｅ（図２（ｂ）参照）を蒸着させて形成するものである。

なお、蒸着源２３ａ〜２３ｅとローラー２２ｂとの間には、図示しないシャッターが配置されており、ローラー２２ｂの近傍には、有機薄膜４の膜厚をモニターするための図示しない膜厚センサーが配置されている。図示しない制御装置は、膜厚センサーの検出結果に基づいて、有機薄膜４の蒸着速度（有機薄膜４の成長速度）が所定速度に達したことを確認した後、シャッターを開き、蒸着源２３ａ〜２３ｅからの有機材料を基材３の表面に蒸着させる。

＜有機薄膜パターニング装置＞
有機薄膜パターニング装置３０Ａは、真空中でレーザーアブレーションを行う装置、詳細には、真空中で有機薄膜付基材２にレーザー光を照射することによって、有機薄膜を部分的に除去してパターニングする装置である。有機薄膜パターニング装置３０Ａは、真空チャンバー３１と、レーザー光源３２と、センサー部３３と、回収用基材６と、回収用基材走行部４０と、を備える。

真空チャンバー３１は、図示しない真空ポンプによって内部のチャンバー室を真空に維持する容器である。真空チャンバー３１内には、センサー部３３、回収用基材６及び回収用基材走行部４０が配置されており、真空チャンバー３１内を走行する有機薄膜付基材２は、パターニングされた有機薄膜付基材２となって真空チャンバー３１外へ送られる。

また、真空チャンバー３１は、窓部３１ａを備える。窓部３１ａは、レーザー光源３２からのレーザー光を透過可能であるとともに、真空チャンバー３１内のチャンバー室の真空度を維持可能に構成されている。本実施形態において、窓部３１ａは、真空チャンバー３１の底面に形成されている。

また、真空チャンバー３１は、連通路３１ｂを備える。連通路３１ｂは、真空チャンバー３１のチャンバー室の開口と真空チャンバー２１のチャンバー室の開口とを真空チャンバー３１，２１内の真空度を維持可能に連通しており、有機薄膜付基材２は、真空チャンバー２１内から連通路３１ｂを介して真空チャンバー３１内へ送られる。

本実施形態において、真空チャンバー３１の前面には、開口３１ｃが形成されている。開口３１ｃは、有機薄膜パターニング装置３０Ａよりも下流の装置（例えば、パターニングされた有機薄膜付基材２の表面に電極を形成する装置）の真空チャンバー（図示せず）と連結されている。有機薄膜付基材２は、開口３１ｃを介して前記下流の装置の真空チャンバー内のチャンバー室へ送られる。

レーザー光源３２は、真空チャンバー３１外に配置されており、レーザー光を、窓部３１ａ及び回収用基材６を介して有機薄膜付基材２に照射する。本実施形態に係るレーザー光源３２は、真空チャンバー３１の窓部３１ａの下方に配置されている。

センサー部３３は、有機薄膜付基材２の基材３に等間隔に形成されたマーカー（図示せず）を検出するセンサー（例えば、赤外線を照射し、マーカーによって反射した赤外線を検出するアクティブ型の赤外線センサー等）であり、検出結果を制御装置（図示せず）へ出力する。

≪回収用基材≫
回収用基材６は、有機薄膜付基材２の表面（有機薄膜４側の面）に沿って配置されている。本実施形態において、回収用基材６は、可視光及びレーザー光源３２からのレーザー光を透過可能な透明基材であって、例えば基材３と同様な材料によって製造された樹脂製の可撓性フィルムである。回収用機材６としては、ＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate resin）フィルム、ＴＡＣ（TriAcetylCellulose）フィルム等が好適に使用可能である。

回収用基材６は、有機薄膜付基材２から離間して配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、回収用基材６の幅Ｗ６は、有機薄膜付基材２の幅２よりも大きい。平面視で、有機薄膜付基材２は、回収用基材６の幅方向略中央に配置されている。

なお、有機薄膜付基材２と回収用基材６との間隔は、各基材２，６が撓んでも接触しない範囲で可能な限り狭い方がよく、好ましくは５〜５０ｍｍであり、さらに好ましくは１０〜２０ｍｍである。また、回収用基材６の幅Ｗ６は、幅方向片側において、有機薄膜付基材２よりも２０ｍｍ以上長いことが好ましく、５０ｍｍ以上長いことがより好ましい。

以下の説明において、回収用基材６に関しては、有機薄膜付基材２の表面と対向する面を表面とする。

≪回収用基材走行部≫
図１に戻り、回収用基材走行部４０は、回収用基材６を有機薄膜付基材２に沿って走行させる機構である。回収用基材走行部４０は、ローラー４１，４２，４３と、モーター４４と、を備える。

ローラー４１は、真空チャンバー３１の上流側かつ有機薄膜付基材２の下方に配置された上流側回収用ローラーであり、回収用基材６が巻回されている。

ローラー４２は、真空チャンバー３１の下流側かつ有機薄膜付基材２の下方に配置されており、ローラー４１から送られた回収用基材６の走行方向をローラー４３へ向かう方向へと変更するためのものである。

ローラー４３は、ローラー４２の下方に配置された下流側回収用ローラーであり、回収用基材６が巻回されている。本実施形態において、ローラー４３は、回収用基材６において、除去された有機薄膜４、すなわち除去有機物５が回収された表面が内側（ローラー４３側）となるように回収用基材６が巻回される。

モーター４４は、ローラー４３を回動させることによって、ローラー４１及びローラー４３に掛け渡された回収用基材６を上流側から下流側へ走行させる。すなわち、回収用基材６は、基端部がローラー４１に固定された状態でローラー４１に巻回されているとともに、先端部がローラー４１から引き出されてローラー４２を介してローラー４３に固定されている。モーター４４がローラー４３を回動させると、回収用基材６は、ローラー４１，４２を回動させつつ上流側から下流側へと走行し、途中で除去有機物５（図２（ｃ）参照）を回収し、ローラー４３に巻き取られる。

＜制御装置＞
図示しない制御装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路等から構成されており、モーター１３，４４及び蒸着源２３ａ〜２３ｅを制御する。また、制御装置は、センサー部３３の検出結果に基づいて、レーザー光源３２を制御する。

＜動作例＞
続いて、本実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ａの動作例について、有機薄膜パターニング装置３０Ａの動作例を中心に説明する。

本実施形態において、制御装置は、モーター１３を制御することによって、有機薄膜付基材２を連続的に走行させるとともに、モーター４４を制御することによって、回収用基材６を連続的に走行させる。また、制御装置は、センサー部３３の検出結果に基づいてレーザー光源３２を制御することによって、レーザー光を有機薄膜付基材２に照射して有機薄膜付基材２の有機薄膜４を除去し、有機薄膜４に所定のパターンを形成する。

ここで、レーザー光源３２からのレーザー光は、窓部３１ａ及び回収用基材６を介して有機薄膜４に照射される。図２（ｃ）に示すように、レーザー光が照射された部位の有機薄膜４は、真空中であるためパーティクルとはならず、再蒸発（昇華）して基材３から離れる。基材４から離れた有機薄膜４、すなわち除去有機物５は、下方の回収用基材６の表面（本実施形態では、上面）上で凝固して回収用基材６の表面に付着し、回収される。また、本実施形態では、レーザー光が照射された部位の有機薄膜４の全ての有機層４ａ〜４ｅが基材３の表面から除去される。

なお、モーター４４による回収用基材６の走行速度は、除去有機物５を回収しつつ回収用基材６に付着した除去有機物５がレーザー光の透過を阻害しない程度であればよく、モーター１３による有機薄膜付基材２の走行速度よりも遅くすることができる。

本実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ａは、真空中でレーザーアブレーションを行うので、マスクを用いることなく有機薄膜４にパターンを形成することができるとともに、パーティクルの発生に伴う不具合を抑制することができる。
また、有機薄膜製造システム１Ａは、真空中でレーザーアブレーションを行うので、高精細なパターンを形成することができるとともに、水分、酸素等による有機薄膜４への影響を抑制することができる。
また、有機薄膜製造システム１Ａは、レーザー光源３２が真空チャンバー３１外に配置されているので、レーザー光源３２の交換、メンテナンス等が容易である。特に、レーザー光源３２がガスレーザー光源である場合には、ガスが真空チャンバー３１外で発生するので、真空チャンバー３１の真空度への影響を抑制することができる。
また、有機薄膜製造システム１Ａは、回収用基材６が除去有機物５を回収するので、除去有機物５が窓部３１ａに付着すること等に伴う不具合を抑制することができる。
また、有機薄膜製造システム１Ａは、回収用基材６が回収用基材走行部４０によって走行するので、除去有機物５の回収性能を確保するとともに、回収用基材６に付着した除去有機物５によってレーザー光の有機薄膜４への照射が阻害されることを防止することができる。
また、有機薄膜製造システム１Ａは、回収用基材６が除去有機物５を回収した面を内側としてローラー４３に巻回されるので、ローラー４３に巻回された使用後の回収用基材６の取り扱いが容易である。
また、有機薄膜製造システム１Ａは、連続走行のため、高い生産性を実現することができる。

＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係る有機薄膜製造システムについて、第一の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ａとの相違点を中心に説明する。図３は、本発明の第二の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。

図３に示すように、本発明の第二の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｂは、有機薄膜パターニング装置３０Ａに代えて、有機薄膜パターニング装置３０Ｂを備える。

有機薄膜パターニング装置３０Ｂは、レーザー光源移動部３４をさらに備える。レーザー光源移動部３４は、レーザー光源３２を少なくとも前後方向に移動させる機構である。

本実施形態において、図示しない制御装置は、センサー部３３の検出結果に基づいて、モーター１３，４４、レーザー光源３２及びレーザー光源移動部３４を連動制御する。

＜動作例＞
続いて、本実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｂの動作例について、有機薄膜パターニング装置３０Ｂの動作例を中心に説明する。

本実施形態において、制御装置は、モーター１３を制御することによって、有機薄膜付基材２を間欠的に走行させるとともに、有機薄膜付基材２が停止した状態において、モーター４４を制御することによって回収用基材６を走行させつつレーザー光源移動部３４及びレーザー光源３２を制御することによってレーザー光を有機薄膜付基材２に照射して有機薄膜付基材２の有機薄膜４を除去し、有機薄膜４に所定のパターンを形成する。

詳細には、制御装置は、センサー部３３の検出結果に基づいてモーター１３を制御することによって、有機薄膜付基材２を所定長だけ走行させて停止させる。続いて、有機薄膜付基材２が停止した状態において、制御装置は、レーザー光源移動部３４及びレーザー光源３２を制御することによって、レーザー光源３２を一端（ここでは上流側）から他端（ここでは下流側）へと移動させながらレーザー光を有機薄膜付基材２に照射して有機薄膜付基材２の有機薄膜４を除去し、有機薄膜４に所定のパターンを形成する。この際に、制御装置は、モーター４４を制御することによって、回収用基材６を走行させる。

レーザー光源３２が他端まで移動し終えると、制御装置は、モーター４４を停止することによって回収用基材６を停止させるとともに、レーザー光源３２を停止した状態でレーザー光源移動部３４を制御することによってレーザー光源３２を一端へと移動させ、さらにモーター１３を制御することによって有機薄膜付基材２を走行させる。制御装置は、前記した動作を繰り返すことによって、有機薄膜４に所定のパターンを形成する。

なお、制御装置は、有機薄膜付基材２の間欠走行に応じて蒸着装置２０の図示しないシャッターを制御する。詳細には、制御装置は、有機薄膜付基材２が走行しているときにシャッターを開き、有機薄膜付基材２が停止しているときにシャッターを閉じる。

本実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｂは、第一の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ａと比較して、間欠走行のため、アライメントを高精度にとることができ、より高精細なパターン形成を行うことができる。

＜第三の実施形態＞
続いて、本発明の第三の実施形態に係る有機薄膜製造システムについて、第一の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ａとの相違点を中心に説明する。図４は、本発明の第三の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。

図４に示すように、本発明の第三の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｃは、有機薄膜パターニング装置３０Ａに代えて、有機薄膜パターニング装置３０Ｃを備える。有機薄膜パターニング装置３０Ｃにおいて、窓部３１ａは、真空チャンバー３１の底面ではなく、真空チャンバー３１の上面に形成されている。また、有機薄膜パターニング装置３０Ｃにおいて、レーザー光源３２は、窓部３１ａの上方に配置されている。

有機薄膜パターニング装置３０Ｃは、回収用基材６及び回収用基材走行部４０に代えて、回収用帯電部５０を備える。

回収用帯電部５０は、有機薄膜付基材２の下方であって真空チャンバー３１の底面上に配置されており、除去有機物５（図２（ｃ）参照）とは逆の電荷に帯電可能な電極板である。有機薄膜付基材２の有機薄膜４は、ローラー２２ｃとの摩擦等によって帯電しており、除去有機物５も帯電している。制御装置は、回収用帯電部５０を制御することによって、回収用帯電部５０を帯電させ、除去有機物５を電気的に吸着して回収する。

本実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｃは、レーザー光が有機薄膜付基材２の裏面から照射されるので、除去有機物５が窓部３１ａから離れる方向に飛散することとなり、窓部３１ａに付着することを抑制することができるとともに、もし仮にレーザー光源３２が真空チャンバー３１内に配置されている場合においては、除去有機物５がレーザー光源３２に付着することを抑制することができる。
また、有機薄膜製造システム１Ｃは、帯電した除去有機物５を回収用帯電部５０によって電気的に吸着するので、様々な方向に飛散した除去有機物５を好適に回収することができる。

＜第四の実施形態＞
続いて、本発明の第四の実施形態に係る有機薄膜製造システムについて、第三の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｃとの相違点を中心に説明する。図５は、本発明の第四の実施形態に係る有機薄膜製造システムを示す模式図である。

図５に示すように、本発明の第四の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｄは、第三の実施形態に係る基材走行部１０、蒸着装置２０及び有機薄膜パターニング装置３０Ｃを前後軸周りに９０度回転させた姿勢をとるものである。

本実施形態に係る有機薄膜パターニング装置３０Ｃにおいて、窓部３１ａは、真空チャンバー３１の左側面に形成されており、レーザー光源３２は、窓部３１ａの左方に配置されている。また、回収用帯電部５０は、有機薄膜付基材２の下方であって真空チャンバー３１の底面上に配置されている。

本実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ｄは、有機薄膜付基材２が幅方向を上下方向に一致させる姿勢をとるので、飛散した除去有機物５が凝固して重力により落下する場合において、かかる除去有機物５が有機薄膜付基材２に付着することを抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、有機薄膜パターニング装置３０Ａ〜３０Ｃは、上流の蒸着装置２０と連結されていない構成であってもよい。この場合には、上流側ローラー１１には、有機薄膜付基材２が巻回されることとなる。
また、有機薄膜付基材２は、ロール状のフィルム巻きに限定されず、有機薄膜パターニング装置３０Ａ〜３０Ｃに細長い平板状を呈する有機薄膜付基材２が設置される構成であってもよい。
また、第三及び第四の実施形態に係る有機薄膜パターニング装置３０Ｃに第二の実施形態に係るレーザ光源移動部３４を適用し、第二の実施形態に係る有機薄膜パターニング装置３０Ｂと同様の動作例によって有機薄膜４に所定のパターンを形成する構成であってもよい。
また、有機薄膜パターニング装置３０Ａ，３０Ｂにおいて、回収用基材６及び回収用基材走行部４０を省略する構成であってもよく、有機薄膜パターニング装置３０Ｃにおいて回収用帯電部５０を省略する構成であってもよい。
また、第一及び第二の実施形態に係る有機薄膜製造システム１Ａ，１Ｂを前後軸周りに９０度回転させた姿勢とする構成であってもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 有機薄膜製造システム
２ 有機薄膜付基材
３ 基材（透明基材）
４ 有機薄膜
６ 回収用基材（透明基材）
２０ 蒸着装置
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 有機薄膜パターニング装置
３１ 真空チャンバー
３２ レーザー光源
４０ 回収用基材走行部
５０ 回収用帯電部

Claims (11)

1. 基材上に有機薄膜が形成された有機薄膜付基材が収容される真空チャンバーと、
   前記真空チャンバー内の前記有機薄膜付基材にレーザー光を照射することによって、前記レーザー光が照射された部位の前記有機薄膜を除去して前記有機薄膜にパターンを形成するレーザー光源と、
   を備えることを特徴とする有機薄膜パターニング装置。
2. 前記真空チャンバーは、前記レーザー光を透過する窓部を備え、
   前記レーザー光源は、前記真空チャンバー外に配置され、前記窓部を介して前記有機薄膜付基材に前記レーザー光を照射する
   ことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜パターニング装置。
3. 前記真空チャンバー内において前記有機薄膜付基材の前記有機薄膜側に沿って配置され、除去された前記有機薄膜を回収する回収用基材を備える
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機薄膜パターニング装置。
4. 前記回収用基材を前記有機薄膜付基材に沿って走行させる回収用基材走行部を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜パターニング装置。
5. 前記回収用基材走行部は、
   上流側において前記回収用基材が巻回される上流側回収用ローラーと、
   下流側において前記回収用基材が巻回される下流側回収用ローラーと、
   前記下流側回収用ローラーを回動させることによって前記回収用基材を走行させるモーターと、
   を備え、
   前記前記回収用基材は、除去された前記有機薄膜が回収された面が内側となるように前記下流側回収用ローラーに巻回される
   ことを特徴とする請求項４に記載の有機薄膜パターニング装置。
6. 前記有機薄膜付基材の前記基材は、透明基材であり、
   前記レーザー光源は、前記有機薄膜付基材に対して、前記有機薄膜とは逆側の面から前記レーザー光を照射する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の有機薄膜パターニング装置。
7. 前記真空チャンバー内に配置され、除去された前記有機薄膜を回収する回収用帯電部を備える
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機薄膜パターニング装置。
8. 前記有機薄膜付基材は、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するためのものである
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の有機薄膜パターニング装置。
9. 上流側において前記有機薄膜付基材の前記基材がロール状に巻回される上流側ローラーと、
   下流側において前記有機薄膜付基材の前記基材がロール状に巻回される下流側ローラーと、
   を備え、
   前記有機薄膜付基材の前記基材は、前記上流側ローラーからロールトゥロールで搬送され、前記上流側ローラーと前記下流側ローラーとの間で前記レーザー光源によって前記有機薄膜にパターンが形成され、前記下流側ローラーに巻回される
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の有機薄膜パターニング装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の有機薄膜パターニング装置と、
    前記有機薄膜パターニング装置の上流において、前記基材上に前記有機薄膜を蒸着させることによって前記有機薄膜付基材を形成する蒸着装置と、
    を備えることを特徴とする有機薄膜製造システム。
11. 基材上に有機薄膜が形成された有機薄膜付基材を真空チャンバー内に収容するステップと、
    前記真空チャンバー内の前記有機薄膜付基材にレーザー光を照射することによって、前記レーザー光が照射された部位の前記有機薄膜を除去して前記有機薄膜にパターンを形成するステップと、
    を含むことを特徴とする有機薄膜パターニング方法。

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