TWI503919B - Production method and manufacturing apparatus of display element - Google Patents

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TWI503919B
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濱田智秀
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尼康股份有限公司
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Description

顯示元件之製造方法及製造裝置
本發明有關於一種有機電激發光(EL)元件、液晶顯示元件或電場發射顯示器(FED:field emission display)等顯示元件之製造方法或製造裝置。
有機EL、液晶顯示元件等顯示元件具有小型、薄型、低耗電及重量輕等特徵,所以目前廣泛用於各種電子機器。這些顯示元件變得大型化。在大型化、捲繞成捲狀的可撓性片狀基板形成顯示元件時,可撓性片狀基板之變形對製品之良率影響很大。因此,製造程序中可撓性片狀基板位置資訊(對準資訊)之正確取得對液晶顯示元件製品之良率提升有很大的影響。
專利文件一揭露一種以捲繞(roll)形式來製造有機EL顯示元件的製造裝置以作為有機EL顯示元件之減少、運轉費用(running cost)之減少的對策。如專利文件一所揭露,在使用可撓性片狀基板在基板上形成有機EL元件的情況下,在基板與遮罩(mask)之對準時必須使用圖像辨識照相機來使可撓性片狀基板與遮罩對準。專利文件一揭露之發明具有確認可撓性片狀基板位置的第一圖像辨識照相機以及確認遮罩位置的第二圖像辨識照相機。
[先前技術文件] [專利文件]
[專利文件一]日本特開2003-173870號公報
[發明之概要]
然而,有時候可撓性片狀基板會因各程序中之熱而收縮。為了形成長尺寸之顯示元件,已經無法忽視可撓性片狀基板之伸縮的問題,所以定位變得非常重要。此外,搬送輥與可撓性片狀基板之間發生滑動,或是搬送輥之旋轉速度與長尺寸之可撓性片狀基板之搬送速度有差異,因此必須適切地掌握長尺寸之可撓性片狀基板實際上之搬送速度。
因此,為了在基板以高精度形成顯示元件,所以提供一種能以高精度檢測位置的顯示元件用製造裝置。
本發明之顯示元件之製造方法具有:伸縮計算程序,以在預設方向排列之第一對準系統及第二對準系統來檢測基板上之基準標記,計算基板預設方向之伸縮;以及處理程序,根據基準標記及基板預設方向之伸縮,藉由處理裝置來在基板之預設位置施加處理。
藉由此製造方法能掌握基板預設方向之伸縮,能根據此伸縮在基板施加處理,所以即便在基板由於熱等原因而伸縮的情況下也能正確地處理基板。
本發明顯示元件之製造裝置具有:搬送部,將具有基準標記之基板往預設方向搬送;第一對準系統,檢測基準標記;第二對準系統,配置於離第一對準系統往預設方向預設距離處,以檢測基準標記;計算部,檢測基準標記,計算基板預設方向之伸縮或基板之搬送速度;以及處理部,根據基板預設方向之伸縮或基板之搬送速度之至少其中之一以及基準標記,來在基板之預設位置做處理。
藉由此製造裝置,能掌握基板預設方向之伸縮或搬送速度,能根據此伸縮或搬送速度來在基板施加處理,所以能正確地處理基板。
本發明能對容易伸縮之基板藉由第一對準系統及第二對準系統來檢測基準標記,藉以測量基板之伸縮及移動速度。因此,能提高顯示元件之製造裝置之精度,量產良率高的元件。
[電場效應型電晶體之有機EL元件50]
第一圖(a)係有機EL元件50之放大俯視圖,第一圖(b)及(c)係第一圖(a)之b-b剖面圖及c-c剖面圖。有機EL元件50係底接觸(bottom contact)型。在有機EL元件50之可撓性片狀基板FB(以下簡稱片狀基板FB)形成有閘極電極G、閘極絕緣層1、源極電極S、汲極電極D、像素電極P及有機半導體層OS。
如第一圖(b)所示於片狀基板FB上形成有閘極電極G。該閘極電極G上形成有絕緣層I。絕緣層I上形成有源極匯流排線SBL之源極電極S並且形成與像素電極P連接著的汲極電極D。於源極電極S與汲極電極D之間形成有機半導體層OS。如此就完成電場效應型電晶體。此外,如第一圖(b)及(c)所示,於像素電極P上形成發光層IR,於該發光層IR形成透明電極ITO。
從第一圖(b)及(c)所理解,於片狀基板FB形成有隔牆BA(堤防(bank)層)。此外,如第一圖(c)所示源極匯流排線SBL形成於隔牆BA間。如此,藉由隔牆BA之存在使得源極匯流排線SBL以高精度形成,並且使像素電極P及發光層IR也正確地形成。第一圖(b)及(c)中未描繪的是閘極匯流排線GBL也與源極匯流排線SBL同樣地形成於隔牆BA間。以下說明量產這樣的有機EL元件50的製造裝置100。
[有機EL元件之製造裝置]
第二圖係顯示製造有機EL元件50之製造裝置100之構成的概略圖,該有機EL元件50之片狀基板FB具有第一圖所示之像素電極P及發光層IR等。
有機EL元件50之製造時,形成具有薄膜電晶體(TFT)及像素電極的基板。為了於該基板上之像素電極上精度良好地形成一層以上之包含發光層之有機化合物層(發光元件層),較佳為於像素電極之交界區域精度良好地形成隔牆BA(參照第一圖)。
有機EL元件用之製造裝置100由隔牆形成程序、電極形成程序及發光層形成程序所構成。為了在電極形成程序及發光層形成程序精密地做處理,必須事先正確地取得片狀基板之位置資訊。因此在電極形成程序及發光層形成程序等之前,需要檢測對準標記AM之第一位置檢測裝置60。
有機EL元件用之製造裝置100具備用以將捲繞成捲狀之片狀基板FB加以送出的供給捲軸RL。供給捲軸RL進行預設速度之旋轉,使得片狀基板FB朝搬送方向即+X軸方向遞送。此外,有機EL元件用之製造裝置100在複數處具備搬送輥RR,此搬送輥RR旋轉,也使得片狀基板FB朝X軸方向遞送。搬送輥RR也可以是將片狀基板FB從其兩面夾緊的橡膠輥。此外,有一部分之搬送輥RR能往與搬送方向直交之Y軸方向移動。
[隔牆形成程序]
從供給捲軸RL送出的片狀基板FB先進入隔牆形成程序,隔牆形成程序中,於片狀基板FB形成隔牆BA。隔牆形成程序中,由印痕輥(imprint roller)10按壓片狀基板FB,並且以熱轉印輥15將片狀基板FB加熱到玻璃轉移點以上以使經按壓的隔牆BA維持形狀。印痕輥10之輥表面經鏡面加工,於該輥表面安裝有由SiC、Ta等材料所構成的微細印痕用模11。
微細印痕用模11形成有薄膜電晶體之配線用之母版(stamper)及彩色濾光片用之母版。形成於微細印痕用模11、包含隔牆BA之模形狀轉印於片狀基板FB。此外,因為要於片狀基板FB之寬度方向即Y軸方向之兩側形成基準標記即對準標記AM,所以微細印痕用模11具有對準標記AM用之母版。印痕輥10旋轉使得對準標記AM及隔牆BA形成。
[電極形成程序]
以薄膜電晶體(TFT)來說,可以由無機半導體系列之材料或是有機半導體來構成薄膜電晶體。使用有機半導體來構成薄膜電晶體時,可以活用印刷法或液滴塗布法來形成薄膜電晶體。
製造裝置100在電極形成程序使用液滴塗布裝置20,液滴塗布裝置20是利用液滴塗布法之一種裝置。液滴塗布裝置20可以採用噴墨方式或分注器(dispenser)方式。以噴墨方式來說,例如有帶電控制方式、加壓振動方式、電氣機械變換式、電氣熱變換方式、靜電吸引方式。液滴塗布法可以減少材料使用之浪費,而且在所希望之位置準確地配置所希望量的材料。此外,以液滴塗布法塗布之金屬墨(metal ink)之一滴之量例如為1到300奈克。還有,金屬墨是粒子徑約5nm之導電體在室溫之溶媒中穩定分散的液體,以導電體來說,使用碳、銀(Ag)或金(Au)等。
製造裝置100中,在熱轉印輥15之程序後配置第一位置檢測裝置60。第一位置檢測裝置60測量對準標記AM,以便向下一程序之閘極用液滴塗布裝置20G指示正確的塗布位置。尤其在熱轉印輥15之處理後片狀基板FB容易收縮變形,所以第一位置檢測裝置60測量片狀基板FB之變形量。閘極用液滴塗布裝置20G在閘極匯流排線GBL之隔牆BA內塗布金屬墨。此外,熱處理裝置BK藉由熱風或遠紅外線等輻射熱來對金屬墨乾燥或烘烤(baking)。以這些處理來形成閘極電極G(參照第一圖(b))。
第一位置檢測裝置60較佳為在以下的狀態檢測對準標記AM,該狀態下,片狀基板FB與搬送輥RR緊貼著,片狀基板FB沒有鬆弛。因此,第一位置檢測裝置60配置於搬送輥RR上,第一位置檢測裝置60在搬送輥RR上有片狀基板FB的狀態檢測對準標記AM。
其次,配置於乾燥或烘烤程序之下游的第一位置檢測裝置60測量對準標記AM,向下一程序之絕緣層用液滴塗布裝置20I指示正確的塗布位置。這是因為熱處理裝置BK之處理後,片狀基板FB容易收縮變形。絕緣層用液滴塗布裝置20I將聚醯亞胺(polyimide)系樹脂或胺基甲酸乙酯(urethane)系樹脂之電氣絕緣性墨(ink)塗布於開關部。此外,熱處理裝置BK藉由熱風或遠紅外線等輻射熱來乾燥且硬化電氣絕緣性墨。以這些處理來形成閘極絕緣層I。
其次,配置於閘極絕緣層I之程序後的第一位置檢測裝置60測量對準標記AM,將正確的塗布位置傳遞給下一程序之源極用及汲極用以及像素電極用液滴塗布裝置20SD。源極用及汲極用以及像素電極用液滴塗布裝置20SD將金屬墨塗布到源極匯流排線SBL(參照第一圖(a))之隔牆BA內及像素電極P之隔牆BA內。此外,熱處理裝置BK乾燥或烘烤金屬墨。以這些處理來形成在有源極電極S、汲極電極D及像素電極P(參照第一圖(a))連接著的狀態下的電極。
其次,配置於源極電極S汲極電極D之程序後的第一位置檢測裝置60測量對準標記AM,將切割位置傳遞給切割裝置30,將正確的塗布位置傳遞給有機半導體液滴塗布裝置20OS。切割裝置30切割相連的源極電極S及汲極電極D。切割裝置30例如是使用飛秒級雷射(femtosecond laser)的飛秒級雷射照射部。飛秒級雷射照射部以10KHz到40KHz之脈衝照射760nm波長之雷射光LL。配置於雷射光LL之光路的電流鏡(galvano mirror)(未繪示)旋轉使得雷射光LL之照射位置發生變化。
切割裝置30例如使用飛秒級雷射照射部,所以能進行次微米級(sub-micrometer order)之加工。切割裝置30正確切割決定電場效應型電晶體之性能的源極電極S與汲極電極D(參照第一圖(b))之通道長度(間隔)。源極電極S與汲極電極D之通道長度約為20μm到30μm。藉由此切割處理來形成源極電極S與汲極電極D分開的電極。
除了飛秒級雷射以外,切割裝置30也可使用二氧化碳雷射或綠色雷射光等。此外,除雷射以外,切割裝置30也可使用切塊機(dicing saw)等機械性切割裝置。
其次,有機半導體液滴塗布裝置200S在源極電極S與汲極電極D之間之開關部塗布有機半導體墨。此外,熱處理裝置BK藉由熱風或遠紅外線等輻射熱來乾燥或烘烤有機半導體墨。以這些處理來形成有機半導體層OS(參照第一圖(b))。
此外,形成有機半導體墨之化合物可為單結晶材料也可為非晶質(amorphous)材料,可為低分子也可為高分子。尤佳的例如為以稠五苯(pentacene)、聯伸三苯(triphenylene)、蒽(anthracene)等為代表的縮合環系芳香系碳氫化合物之單結晶或π共軛高分子。
如以上所示,製造裝置100活用印刷法或液滴塗布法來形成薄膜電晶體等。此外,以第一位置檢測裝置60來檢測正確的位置,以便藉由雷射加工或機械加工來形成此決定薄膜電晶體之性能的源極電極S與汲極電極D(參照第一圖(b))之通道長度。
如第二圖之下層所示,形成有薄膜電晶體及像素電極的片狀基板FB接著進行發光層形成程序。
[發光層形成程序]
有機EL元件用之製造裝置100在像素電極P上接著進行有機EL元件50發光層IR(參照第一圖(a)、(b)及(c))之形成程序。製造裝置100在發光層形成程序中使用印刷輥40。沾滿磷光性化合物的印刷輥40旋轉使得像素電極P上形成磷光性化合物EL的層。也可以不用印刷法而是用液滴塗布法來塗布磷光性化合物EL。
配置在切割裝置30之程序後的第二位置檢測裝置69將正確的塗布位置傳遞到下個程序之印刷輥40。紅色發光層用印刷輥40R配置於改變搬送方向之搬送輥RR之下側(Z方向)。因此,片狀基板FB從搬送方向的+X軸方向遞送到-Z軸方向,藉由紅色發光層用印刷輥40R使片狀基板FB從搬送方向的-Z軸方向遞送到+X軸方向。因此,片狀基板FB與紅色發光層用印刷輥40R之接觸面積增加了。
綠色發光層用印刷輥40G及藍色發光層用印刷輥40B具備用以按壓片狀基板FB之小型之前部輥SR1及後部輥SR2。前部輥SR1及後部輥SR2增加了片狀基板FB順著印刷輥40G及印刷輥40B外周面的區域,亦即增加了接觸面積。
紅色發光層用印刷輥40R將R溶液塗布在像素電極P上,進行成膜使得乾燥後之厚度達到100nm。在此,以主體材料為聚乙烯基咔唑(PVK:polyvinyl carbazole)來說,R溶液為將紅摻雜材料溶解於1,2-二氯乙烷(1,2-dichloroethane)中而成的溶液。
接著,綠色發光層用印刷輥40G將G溶液塗布於像素電極P上。在此,以主體材料為PVK來說,G溶液為將綠摻雜材料溶解於1,2-二氯乙烷中而成的溶液。
再者,藍色發光層用印刷輥40B將B溶液塗布於像素電極P上。在此,以主體材料為PVK來說,B溶液為將藍摻雜材料溶解於1,2-二氯乙烷中而成的溶液。然後,熱處理裝置BK藉由熱風或遠紅外線等輻射熱來乾燥且硬化發光層溶液。
其次,配置於發光層之印刷程序後的第一位置檢測裝置60測量對準標記AM,將正確的塗布位置傳遞給下個程序之絕緣層用液滴塗布裝置20I。絕緣層用液滴塗布裝置20I將聚醯亞胺系樹脂或胺基甲酸乙酯系樹脂之電氣絕緣性墨塗布在閘極匯流排線GBL或源極匯流排線SBL之一部分,以免與後述之透明電極ITO短路。此外,熱處理裝置BK藉由熱風或遠紅外線等輻射熱乾燥且硬化電氣絕緣性墨。
然後,配置於絕緣層之形成程序後的第一位置檢測裝置60測量對準標記AM,將正確的塗布位置傳遞給下個程序之ITO電極用液滴塗布裝置20IT。ITO電極用液滴塗布裝置20IT在紅色、綠色及藍色發光層上塗布ITO(Indium Tin Oxide:銦錫氧化物)墨。ITO墨之透過率較佳為90%以上。此外,熱處理裝置BK藉由熱風或遠紅外線等輻射熱乾燥且硬化ITO墨。
當發光層及ITO電極形成時,就完成第一圖所示之有機EL元件50。此外,有機EL元件50中有時候會設置電洞輸送層及電子輸送層,這些層也是活用印刷法或液滴塗布法即可設置。
製造裝置100具有第一圖所示之速度對準控制部90。速度對準控制部90進行供給捲軸RL及搬送輥RR之速度控制。此外,有一部分之搬送輥RR能往Y軸方向移動,速度對準控制部90進行搬送輥RR之Y軸方向之移動控制。此外,速度對準控制部90從複數個對準系統60接收對準標記AM之檢測結果,控制液滴塗布裝置20之墨之塗布位置或印刷輥40之墨之印刷等之塗布位置及時序(timing)、切割裝置30之切割位置及時序。
在本實施形態使用之片狀基板FB為耐熱性樹脂膜,具體來說,可以使用聚乙烯系樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯乙烯基共聚物樹脂、聚氯乙烯樹脂、纖維素樹脂(cellulose resin)、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯縮醛樹脂等有光透過機能的物質。
為了使片狀基板FB在隔牆形成程序接受熱轉印之熱處理,接受熱處理裝置BK之熱處理,將片狀基板FB加熱到約200℃。有關片狀基板FB,也可以將無機填料與樹脂膜加以混合以減少熱膨脹係數,進而使片狀基板FB即使受熱但尺寸也盡量不變。
[對準]
第三圖係第一位置檢測裝置60之立體圖。第三圖所示之片狀基板FB往搬送方向(+X軸方向)移動。第三圖中,對準標記AM以均等之間隔往X軸方向形成於片狀基板FB之右側及左側。以下,將位於右側之第一位置檢測裝置60R下的對準標記AM稱為對準標記AMR1及對準標記AMR2。將位於左側之第一位置檢測裝置60L下的對準標記AM稱為對準標記AML1及對準標記AML2。此外,不特別區別這些標記時,將這些標記全部稱為對準標記AM。
第一位置檢測裝置60(60R,60L)具備第一對準系統61及第二對準系統62,配置於片狀基板FB之對準標記AM之上部。第一對準系統61及第二對準系統62藉由保持部63而固定。保持部63以預設距離配置,保持部63之材質使用由低熱膨脹係數之Fe-36Ni所組成的恆範合金(invar alloy)、由Fe29Ni-17Co所組成的可乏合金(kovar alloy)或陶瓷等。因此,第一對準系統61與第二對準系統62之距離可以不受熱的影響而保持預設距離。第一位置檢測裝置60係在第三圖所示片狀基板FB之搬送方向(+X軸方向)之直交位置即片狀基板FB之兩側之上部設置有右側之第一位置檢測裝置60R及左側之第一位置檢測裝置60L。
右側之第一位置檢測裝置60R之第一對準系統61檢測對準標記AMR1後,檢測對準標記AMR2。此時,第二對準系統62已檢測了對準標記AMR1。以同樣的時序,左側之第一位置檢測裝置60L之第一對準系統61也檢測對準標記AML2,第二對準系統62檢測對準標記AML1。
右側之第一位置檢測裝置60R係以第一對準系統61檢測對準標記AMR1,以第二對準系統62檢測移動之對準標記AMR1。檢測信號是送到速度對準控制部90內之速度計算部91。因為第一對準系統61與第二對準系統62之間隔是正確的,所以能測量正確的片狀基板FB的右側速度。左側之第一位置檢測裝置60L同樣地也以第一對準系統61檢測對準標記AML1,以第二對準系統62檢測移動之對準標記AML1。其檢測信號是送到速度對準控制部90內之速度計算部91。因為第一對準系統61與第二對準系統62之間隔是正確的,所以能測量正確的片狀基板FB的左側速度。
此外,右側之第一位置檢測裝置60R及左側之第一位置檢測裝置60L同時測量片狀基板FB兩側之對準標記AMR1及對準標記AML1,所以速度計算部91能測量片狀基板FB左右之行進偏差。
再者,第一對準系統61及第二對準系統62能同時測量片狀基板FB之對準標記AMR1及對準標記AMR2,所以能測量對準標記AMR1與對準標記AMR2之距離。速度對準控制部90內之伸縮計算部93係比較檢測到的對準標記AMR1與對準標記AMR2之距離、及設計值即對準標記AMR1與對準標記AMR2之距離。此外,伸縮計算部93計算片狀基板FB右側之伸縮狀態。設計值即對準標記AMR1與對準標記AMR2之距離一致於形成在微細印痕用模11(參照第二圖)的一對對準標記AM間。
此外,同樣地同時測量片狀基板FB左側之對準標記AML1及對準標記AML2,所以伸縮計算部93能計算被對準標記AMR1、對準標記AMR2、對準標記AML1及對準標記AML2包圍的區域的伸縮狀態。
第四圖係第二位置檢測裝置69之立體圖。第二位置檢測裝置69的構成與第一位置檢測裝置60同樣,是由第一對準系統65、第二對準系統66及保持部67所構成。但是,第一對準系統65及第二對準系統66之安裝角度不同。分別設置成第一對準系統65之光軸與第二對準系統66之光軸的交點成90°。第二位置檢測裝置69之保持部67之材質類似於第一位置檢測裝置60,由低熱膨脹係數之材料形成。
以第四圖所示之片狀基板之搬送方向來說,片狀基板FB往搬送方向移動,右側之第二位置檢測裝置69R之第一對準系統65在檢測對準標記AMR1之後檢測對準標記AMR2。此時,第二對準系統66處於正在檢測對準標記AMR1的狀態。左側之第二位置檢測裝置69L也以同樣的時序在第一對準系統65檢測對準標記AML2之後以第二對準系統66檢測對準標記AML1。
在第二位置檢測裝置69(69R,69L)之第一對準系統65之光軸上有片狀基板FB及搬送輥RR。第一對準系統65能以片狀基板FB與搬送輥RR緊貼著的狀態檢測對準標記AM,所以能以去除片狀基板FB鬆弛的方式進行測量。第二位置檢測裝置69(69R,69L)之第二對準系統66也能同樣以片狀基板FB與搬送輥RR緊貼的狀態檢測對準標記AM。亦即,從第二位置檢測裝置69之第一對準系統65之視野到第二對準系統66之視野全部緊貼著搬送輥RR之表面,所以能以被去除了鬆弛的片狀基板FB之四處對準標記AM包圍的區域正確地測量。
藉由第二位置檢測裝置69(69R,69L)同時測量對準標記AMR1、對準標記AMR2、對準標記AML1、及對準標記AML2,所以速度計算部91能與第一位置檢測裝置60同樣地同時測量速度及左右之行進偏差。此外,伸縮計算部93能計算被四處對準標記AM(對準標記AMR1、對準標記AMR2、對準標記AML1、及對準標記AML2)包圍的區域之伸縮狀態。
本實施形態之第一位置檢測裝置60或第二位置檢測裝置69也可以在可視光照明下以CCD或CMOS進行拍攝,處理其拍攝圖像,以檢測對準標記AM之位置。此外,第一位置檢測裝置60或第二位置檢測裝置69也可以將雷射光照射到對準標記AM,接收其散射光,以檢測對準標記AM之位置。
[第一對準系統與第二對準系統之距離間校正]
第五圖顯示第一位置檢測裝置60之第一對準系統61與第二對準系統62之距離間之校正。
第一對準系統61及第二對準系統62是藉由以低熱膨脹係數之材料所構成的保持部63而固定,但是第一對準系統61與第二對準系統62之距離間因溫度等影響而變動。因此,有機EL元件用之製造裝置100在片狀基板FB之處理前使正確形成有校正用基礎標記BM的校正用基板GR通過。此外,進行第一對準系統61與第二對準系統62之距離間之校正。
校正用基板GR是熱膨脹小的玻璃或塑膠製基板,該基板上形成有基礎標記BMR1、基礎標記BMR2、基礎標記BML1及基礎標記BML2。此外,已事先藉由未繪示之測量器來正確測量了這些基礎標記BM之位置。亦即,已事先測量了基礎標記BMR1與基礎標記BMR2之距離、基礎標記BML1與基礎標記BML2之距離、基礎標記BMR1與基礎標記BML1之距離以及基礎標記BMR2與基礎標記BML2之距離。
此外,製造裝置100搬送校正用基板GR,而非片狀基板FB。校正用基板GR在第一位置檢測裝置60之附近停止。第一位置檢測裝置60之第一對準系統61與第二對準系統62檢測基礎標記BM。根據其檢測結果,速度對準控制部90內之校正部95校正第一對準系統61與第二對準系統62之距離。此外,校正部95連右側之第一位置檢測裝置60R與左側之第一位置檢測裝置60L之距離也能校正。
如第二圖所示,第一位置檢測裝置60配置於複數個地方。各個第一位置檢測裝置60之第一對準系統61與第二對準系統62之距離都校正。
此外,雖然未繪示,但是第二位置檢測裝置69之第一對準系統65與第二對準系統66之距離是使用熱膨脹小的柔軟性(flexible)校正用基板來校正。柔軟性校正用基板也描繪有校正用基礎標記BM。校正部95能校正第二位置檢測裝置69之第一對準系統65與第二對準系統66之光軸間距離。
[第一對準系統與第二對準系統之距離間之持續測量]
第六圖係顯示雷射干涉計與第一位置檢測裝置60的立體圖。第六圖(a)顯示第一位置檢測裝置60右側之第一位置檢測裝置60R之雷射干涉計70,第六圖(b)顯示第二位置檢測裝置69右側之第二位置檢測裝置69R之雷射干涉計70。此外,左側之第一位置檢測裝置60L及左側之第二位置檢測裝置69L之雷射干涉計70也是同樣的構成,所以未繪示。
如第六圖(a)所示,雷射干涉計70由雷射干涉計本體71、固定鏡72及移動鏡73所構成。第一對準系統與第二對準系統之距離間與保持部63之伸縮狀態有關聯。因此,以保持部63之長邊方向與雷射光74、雷射光75之投射方向成為平行之方式,在第一對準系統61設置固定鏡72且在第二對準系統62設置移動鏡73。從雷射干涉計本體71投射之二條雷射光74,75沿保持部63之長邊方向平行地投射,且朝向設置於第一對準系統61之固定鏡72以及設置於第二對準系統62之移動鏡73投射。
此外,雷射干涉計本體71將在固定鏡72及移動鏡73反射後的雷射光加以合成,根據其干涉條紋來測量第一對準系統61與第二對準系統62之相對位置之變化。當正在將有機EL元件製造在片狀基板FB上時,雷射干涉計70也能測量第一對準系統61與第二對準系統62之相對位置的變化。此外,從雷射干涉計本體71投射之雷射光源(未繪示)是一處,是以射束分離器(beam splitter)等分光器(未繪示)分為兩條雷射光74、雷射光75。
如第六圖(b)所示,也在第二位置檢測裝置69之第一對準系統65設置固定鏡72,且在第二對準系統66設置移動鏡73。此外,從雷射干涉計本體71投射之二條雷射光74,75沿保持部67之長邊方向平行地投射,以測量第一對準系統65與第二對準系統66之相對位置的變化。
有機EL元件用之製造裝置100藉由雷射干涉計70持續正確地測量第一對準系統61與第二對準系統62之距離、或第一對準系統65與第二對準系統66之距離。因此,能正確地校正第一位置檢測裝置60或第二位置檢測裝置69之測量值。因此,有機EL元件用之製造裝置100能持續求取正確的測量結果。
[基於第一位置檢測裝置60檢測結果的處理]
第七圖(a)顯示第一位置檢測裝置60及第一位置檢測裝置60與閘極用液滴塗布裝置20G之俯視圖。以下說明作為處理裝置之代表的閘極用液滴塗布裝置20G。第二位置檢測裝置69則省略說明。
以第一位置檢測裝置60檢測片狀基板FB上所形成的兩側之對準標記AM(總共四處),速度對準控制部90之速度計算部91及伸縮計算部93測量片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態。此外,第一位置檢測裝置60設置於搬送輥RR之上方,所以盡量減小了片狀基板FB之撓曲所引起的誤差。
速度對準控制部90將片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態的相關信號交給閘極用液滴塗布裝置20G,以使閘極用液滴塗布裝置20G能將液滴塗布於最適的位置。此外,速度對準控制部90同樣根據第一位置檢測裝置60之檢測結果來提出片狀基板FB之速度、印刷輥40之旋轉速度的指示。
閘極用液滴塗布裝置20G配置於Y軸方向,其複數縱列之噴嘴22配置於Y軸方向,X軸方向也配置有複數橫列之噴嘴22。事先記憶了複數個噴嘴22之XY軸方向之位置關係。
另一方面,也事先規定了對準標記AM、與電場效應型電晶體之閘極匯流排線GBL及源極匯流排線SBL的位置關係。亦即,第二圖所示之微細印痕用模11上所形成的對準標記AM及隔牆BA之模形狀已轉印到片狀基板FB。第七圖(b)顯示上面有經轉印之模形狀的片狀基板FB。如第七圖(b)所示,在Y軸方向規定了對準標記AM與閘極匯流排線GBL之預設距離PY,在X軸方向規定了對準標記AM與源極匯流排線SBL之預設距離PX。
亦即,事先掌握了複數個噴嘴22之位置關係、對準標記AM與閘極匯流排線GBL之位置關係。因此,閘極用液滴塗布裝置20G依據從速度對準控制部90送來的片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態的相關信號來切換從噴嘴22塗布金屬墨的時序、塗布金屬墨的噴嘴22。
因此,閘極用液滴塗布裝置20G能根據片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態的相關信號,來從恰當的噴嘴22以適當的時序塗布金屬墨。
雖然未繪示,但是其他的液滴塗布裝置20也同樣地能接收來自速度對準控制部90之信號且調整將墨等塗布到片狀基板FB的位置。此外,切割裝置30也同樣地接收來自速度對準控制部90之信號且調整切割位置。
在第七圖(b)中,就X軸方向之一個橫列之電場效應型電晶體之隔牆BA而言設有一個對準標記AM。然而,就一橫列之電場效應型電晶體之隔牆BA而言,也可以設有複數個對準標記AM。此外,若片狀基板FB有空白處(space),則不僅在片狀基板FB之兩側也可以在中央區域設有對準標記AM。此外,有關對準標記AM,雖然已顯示十字形狀之例子,但是也可以是圓形標記、傾斜的直線標記等其他的標記形狀。
[有機EL元件之製造裝置之動作]
第八圖係有機EL元件50之製造程序之概略流程圖。
步驟P1中,藉由印痕輥10在片狀基板FB以熱轉印形成對準標記AM,以及薄膜電晶體及發光層等之隔牆BA。此外,對準標記AM與隔牆BA之相互位置關係是重要的,所以以同時形成為宜。
步驟P2中,藉由第一位置檢測裝置60來拍攝對準標記AM,速度對準控制部90之速度計算部91及伸縮計算部93計算經熱處理的片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態。
其次,步驟P3中,根據來自速度對準控制部90之片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態的相關信號,閘極用液滴塗布裝置20G、絕緣層用液滴塗布裝置201、源極用及汲極用液滴塗布裝置20SD依序塗布各種電極用的金屬墨等。
步驟P4中,第一位置檢測裝置60拍攝對準標記AM,速度計算部91及伸縮計算部93計算經熱處理的片狀基板FB的速度、左右之行進偏差及伸縮狀態。
其次,步驟P5中,切割裝置30之雷射光LL根據來自速度對準控制部90的信號來形成通道(channel),該通道是源極電極S與汲極電極D之間隙。
此外,步驟P6中,有機半導體液滴塗布裝置20OS根據來自速度對準控制部90之信號來將有機半導體形成於源極電極S與汲極電極D之間隙。
步驟P7中,第二位置檢測裝置69拍攝對準標記AM,速度對準控制部90計算經熱處理的片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態。
其次,步驟P8中,印刷輥40根據來自速度對準控制部90之信號來形成RGB之發光層。
步驟P9中,第一位置檢測裝置60拍攝對準標記AM,速度對準控制部90計算經熱處理的片狀基板FB之速度、左右之行進偏差及伸縮狀態。
其次,步驟P10中,絕緣層用液滴塗布裝置20I根據來自速度對準控制部90之信號來形成絕緣層I。
步驟P11中,第一位置檢測裝置60拍攝對準標記AM,速度對準控制部90計算經熱處理的片狀基板FB的速度、左右之行進偏差及伸縮狀態。
其次,步驟P12中,ITO電極用液滴塗布裝置20IT根據由速度對準控制部90補正後的信號來形成ITO電極。
以上之實施形態中,微細印痕用模11(第二圖)是將對準標記AM形成於片狀基板FB作為前提。然而,也可以事先購買上面形成有對準標記AM的片狀基板FB,在該片狀基板FB由微細印痕用模11來僅形成隔牆BA。在此情況下,以未繪示之測量裝置來測量對準標記AM與隔牆BA之XY方向之位置關係即可。
已說明了有機EL元件之製造方法,但是本發明之製造裝置也能適用於液晶顯示元件及電場發射顯示器等。
此外,雖然在實施例之製造裝置設有熱處理裝置BK,但是已有一種墨或溶液被提案,藉由金屬墨或發光層溶液等之改良而不需要熱處理。因此,本實施例中也未必需要熱處理裝置BK。
10...印痕輥
11...微細印痕用模
15...熱轉印輥
20...液滴塗布裝置
20G...閘極用液滴塗布裝置
20I...絕緣層用液滴塗布裝置
20IT...ITO電極用液滴塗布裝置
20OS...有機半導體液滴塗布裝置
20SD...源極用及汲極用以及像素電極用液滴塗布裝置
22...噴嘴
30...切割裝置
40...印刷輥
40B...藍色發光層用印刷輥
40G...綠色發光層用印刷輥
40R...紅色發光層用印刷輥
50...有機EL元件
60...位置檢測裝置
61,65...第一對準系統
62,66...第二對準系統
63,67...保持部
70...雷射干涉計
71...雷射干涉計本體
72...固定鏡
73...移動鏡
74,75...雷射光
90...速度及對準控制部
100...製造裝置
AM...對準標記
BA...隔牆
BK...熱處理裝置
D...汲極電極
FB...片狀基板
G...閘極電極
GBL...閘極匯流排線
GR...玻璃基板
I...閘極絕緣層
IR...發光層
ITO...透明電極
LL...雷射光
OS...有機半導體層
P...像素電極
PX...X軸方向之預設距離
PY...Y軸方向之預設距離
RL...供給捲軸
RR...搬送輥
S...源極電極
SBL...源極匯流排線
第一圖(a)係底部閘極(bottom gate)型之有機EL元件50之俯視圖。第一圖(b)係第一圖(a)之b-b剖面圖。
第一圖(c)係第一圖(a)之c-c剖面圖。
第二圖係顯示製造有機EL元件50之製造裝置100之構成的概略圖。
第三圖係第一位置檢測裝置60之立體圖。
第四圖係第二位置檢測裝置69之立體圖。
第五圖係在第一位置檢測裝置60校正第一對準系統61與第二對準系統62之距離。
第六圖(a)係右側之第一位置檢測裝置60R之雷射干涉計之立體圖。第六圖(b)係右側之第二位置檢測裝置69R之雷射干涉計之立體圖。
第七圖(a)係第一位置檢測裝置60及第一位置檢測裝置60與閘極用液滴塗布裝置20G之俯視圖。第七圖(b)顯示對準標記AM與電場效應型電晶體之閘極匯流排線GBL及源極匯流排線SBL之位置關係。
第八圖係有機EL元件50之製造程序之概略流程圖。
60,60L,60R...位置檢測裝置
61...第一對準系統
62...第二對準系統
63...保持部
90...速度及對準控制部
91...速度計算部
93...伸縮計算部
AM,AML1,AML2,AMR1,AMR2...對準標記
RR...搬送輥

Claims (14)

  1. 一種顯示元件之製造方法,其具有:伸縮計算程序,藉由在預設方向排列之第一對準系統及第二對準系統來檢測往前述預設方向遞送之基板上之對準標記,計算前述基板預設方向之伸縮;以及處理程序,根據前述對準標記及前述基板預設方向之伸縮,藉由處理裝置來在前述基板之預設位置施加用來形成顯示元件之處理;以及程序,其係在前述處理程序之前實施,以前述第一對準系統及前述第二對準系統同時檢測已事先在前述預設方向測量了距離的一對基礎標記,校正前述第一對準系統與前述第二對準系統之距離。
  2. 如申請專利範圍第1項之顯示元件之製造方法,前述對準標記形成於與前述預設方向交叉之方向之前述基板兩端。
  3. 如申請專利範圍第2項之顯示元件之製造方法,前述伸縮計算程序計算與前述預設方向交叉之方向之前述基板伸縮。
  4. 一種顯示元件之製造方法,其具有:速度計算程序,藉由在預設方向排列之第一對準系統及第二對準系統來檢測往預設方向遞送之基板上之對準標記,計算前述基板往預設方向送出之速度;以及處理程序,根據前述對準標記及前述基板預設 方向之速度,藉由處理裝置來在前述基板之預設位置施加用來形成顯示元件之處理;以及程序,其係在前述處理程序之前實施,以前述第一對準系統及前述第二對準系統同時檢測已事先在前述預設方向測量了距離的一對基礎標記,校正前述第一對準系統與前述第二對準系統之距離。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之顯示元件之製造方法,具有標記形成程序,該標記形成程序在前述基板往預設方向送出時形成前述對準標記。
  6. 如申請專利範圍第5項之顯示元件之製造方法,在前述基板上形成有與前述顯示元件像素區域對應之隔牆,在前述標記形成程序中,前述對準標記以其與前述基板上之前述隔牆成為預設位置關係之方式形成,並且沿著預設方向以一定間隔形成有複數個前述對準標記。
  7. 如申請專利範圍第5項之顯示元件之製造方法,前述處理裝置進行在前述基板塗布或印刷導電部件的處理。
  8. 一種顯示元件之製造裝置,其具有:搬送部,將沿著預設方向以預設間隔形成有複數個對準標記之基板往前述預設方向搬送;位置檢測裝置,具備:第一對準系統,檢測前述對準標記;第二對準系統,配置於離前述第一對準系統往前述預設方向預設距離處,以檢測前述對準標記;以及由低熱膨脹素材所組成之保持部,其 係將前述第一對準系統與第二對準系統以配置成往前述預設方向分開預設距離之方式結合;計算部,藉由前述位置檢測裝置檢測前述對準標記,計算前述基板預設方向之伸縮或前述基板之搬送速度;以及處理部,根據前述基板預設方向之伸縮或前述基板之搬送速度之至少其中之一以及前述對準標記,在前述基板之預設位置做用來形成顯示元件之處理。
  9. 如申請專利範圍第8項之顯示元件之製造裝置,前述基板具有可撓性,係往前述預設方向長尺寸之基板,前述搬送部包含將基板在預設角度範圍緊貼著表面遞送之搬送輥,前述第一對準系統及第二對準系統檢測以在前述基板緊貼著前述搬送輥之範圍檢測對準標記之方式,配置於前述搬送輥周圍之不同的安裝角度。
  10. 如申請專利範圍第8及9項中任一項之顯示元件之製造裝置,設置有干涉計,該干涉計測量前述第一對準系統與第二對準系統之相互距離。
  11. 如申請專利範圍第8及9項中任一項之顯示元件之製造裝置,前述複數個對準標記分別形成於與前述預設方向交叉之前述基板之寬度方向之兩側,前述位置檢測裝置分別配置於前述基板之寬度方向之兩側,前述計算部根據藉由前述位置檢測裝置檢測前述對準標記之結果來計算在前述基板寬度方向之一 側所形成之前述對準標記中的二個對準標記與在前述基板寬度方向之另一側所形成之前述對準標記中的二個對準標記所包圍之區域之伸縮。
  12. 如申請專利範圍第10至11項中任一項之顯示元件之製造裝置,具備標記形成部,該標記形成部在前述基板形成前述對準標記。
  13. 一種顯示元件之製造方法,係於長尺寸之可撓性片狀基板上形成顯示元件的製造方法,包括下列程序:將沿著前述長尺寸方向以預設間隔形成有複數個對準標記的前述片狀基板,以預設角度緊貼著旋轉之搬送輥之表面,且以預設速度往前述長尺寸方向搬送;藉由第一對準系統及第二對準系統來檢測前述對準標記,該第一對準系統及該第二對準系統之視野設定於前述片狀基板緊貼前述搬送輥的區域,且該第一對準系統及該第二對準系統分別位於前述長尺寸方向上分開預設距離之位置;根據藉由前述第一對準系統及第二對準系統檢測出之結果,計算前述片狀基板在前述長尺寸方向上之伸縮、或前述片狀基板之搬送速度;以及根據前述計算出之前述伸縮及前述搬送速度至少其中之一方,以及前述對準標記之位置,在前述片狀基板上之預設區域施加用來形成前述顯示元件之處理。
  14. 如申請專利範圍第13項之顯示元件之製造方法,其 中前述複數個對準標記分別形成於與前述長尺寸方向交叉之前述片狀基板之寬度方向之兩側;前述檢測之程序中,藉由分別配置於前述片狀基板寬度方向之兩側的前述第一對準系統及第二對準系統,來檢測分別形成於前述寬度方向兩側之前述對準標記;前述計算之程序中,根據前述對準標記之檢測結果,來計算在前述片狀基板寬度方向之一側所形成之前述對準標記中的二個對準標記與在前述片狀基板寬度方向之另一側所形成之前述對準標記中的二個對準標記所包圍之區域之伸縮。
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