(57)【要約】【課題】気泡の巻き込みが無く、貼付と剥離が容易であり、大型基板に対応できる転写成膜装置を提供する。【解決手段】配置台１２上に転写リボン３４を装着した転写ヘッド１５1〜１５3を配置し、透明部材３３で転写リボン３４を押圧し、転写リボン３４表面のインク層４２を転写対象物１６に接触させて、転写リボン３４の裏面にレーザ光を照射し、インク層４２の裏面にレーザ光が照射された部分を転写対象物１６の表面に転写する。転写リボン３４の転写に使用した部分は移動させ、新しい部分を透明部材３３で転写対象物１６に接触させて、次の転写を行う。細長の転写リボン３４を使用しているので、気泡が巻き込まれることはなく、また、大型基板への転写が容易である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写対象物を配置する配置台と、
前記配置台上に配置された転写ヘッドと、
前記配置台上に配置された前記転写対象物と前記転写ヘッドとを相対移動させる相対移動装置と、
を有し、
前記転写ヘッドの筺体には、
前記筺体に設けられ、前記配置台に対面する位置に配置された透明部材と、
表面にインク層を有する転写リボンが、裏面が前記透明部材に向けられ、前記透明部材と前記配置台との間の位置を通って配置されるテープ走行装置と、
前記透明部材を透過させて、前記転写リボンの裏面の一部にレーザ光を照射するレーザ光照射装置とが設けられた転写成膜装置。
【請求項２】
前記テープ走行装置は、前記透明部材と前記配置台との間で、前記転写リボンを走行させるように構成された請求項１記載の転写成膜装置。
【請求項３】
前記レーザ光照射装置を移動させ、前記転写リボンの前記裏面上での前記レーザ光の照射位置を変更させるレーザ光照射位置移動装置が設けられた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の転写成膜装置。
【請求項４】
前記レーザ光が照射される前記転写対象物の表面上を撮影できる撮像装置と、
前記撮像装置の撮像結果と予め記憶されたパターンとを照合して前記レーザ光照射装置の位置の誤差を検出する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記誤差を小さくするように前記レーザ光照射位置移動装置を動作させる請求項３記載の転写成膜装置。
【請求項５】
前記転写ヘッドを前記配置台に対して移動させ、前記転写ヘッドの前記転写リボンを、前記配置台に配置された前記転写対象物に接触させ、移動させるヘッド移動装置を有する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の転写成膜装置。
【請求項６】
複数の前記転写ヘッドが、同じ配置台に対面して配置された請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の転写成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜を形成する技術分野に係り、特に、転写リボン上に形成されたインク層を、転写対象物に転写して薄膜を形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、転写シートにレーザを照射し、転写シートに形成されたインク層を基板に転写する技術があり、基板と同程度の大きさの転写シートを基板に貼付し、レーザ照射位置を変えて基板上の所望の位置にインク層を転写する。
転写シートが大きいと、貼付の際に気泡を巻き込む虞があり、また、転写後に転写シートを基板から剥離させる処理も困難である。
【０００３】
また、転写シートを貼付する前に脱ガス処理を行わないと、水分等の不純物が転写した薄膜に混入し、膜質が悪くなるが、大きな転写シートの脱ガス処理は高コストである。
他方、転写方法ではなく、真空蒸着方法によって基板表面の所望位置に薄膜を形成しようとすると、微細なパターンのマスクが必要になり、蒸発源からの熱による変形等により、形成される薄膜の位置がずれてしまう。
熱による変形のため、マスクの大型化は困難であり、基板の大型化に対応することができないと言う問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術の不都合を解決することを課題としており、気泡の巻き込みが無く、貼付と剥離が容易であり、大型基板に対応できる転写成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、転写対象物を配置する配置台と、前記配置台上に配置された転写ヘッドと、前記配置台上に配置された前記転写対象物と前記転写ヘッドとを相対移動させる相対移動装置と、を有し、前記転写ヘッドの筺体には、前記筺体に設けられ、前記配置台に対面する位置に配置された透明部材と、表面にインク層を有する転写リボンが、裏面が前記透明部材に向けられ、前記透明部材と前記配置台との間の位置を通って配置されるテープ走行装置と、前記透明部材を透過させて、前記転写リボンの裏面の一部にレーザ光を照射するレーザ光照射装置とが設けられた転写成膜装置である。
また、本発明は、前記テープ走行装置は、前記透明部材と前記配置台との間で、前記転写リボンを走行させるように構成された転写成膜装置である。
また、本発明は、前記レーザ光照射装置を移動させ、前記転写リボンの前記裏面上での前記レーザ光の照射位置を変更させるレーザ光照射位置移動装置が設けられた転写成膜装置である。
また、本発明は、前記レーザ光が照射される前記転写対象物の表面上を撮影できる撮像装置と、前記撮像装置の撮像結果と予め記憶されたパターンとを照合して前記レーザ光照射装置の位置の誤差を検出する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記誤差を小さくするように前記レーザ光照射位置移動装置を動作させる転写成膜装置である。
また、本発明は、前記転写ヘッドを前記配置台に対して移動させ、前記転写ヘッドの前記転写リボンを、前記配置台に配置された前記転写対象物に接触させ、移動させるヘッド移動装置を有する転写成膜装置である。
また、本発明は、複数の前記転写ヘッドが、同じ配置台に対面して配置された転写成膜装置である。
【発明の効果】
【０００７】
細長の転写リボンによって、転写対象物表面の所望位置に所望の形状、面積でインク層を転写することができるから大型基板の表面にパターニングした有機薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）：本発明の第一例の転写成膜装置の内部平面図  （ｂ）：転写対象物を配置した本発明の第一例の転写成膜装置の内部平面図
【図２】転写ヘッドの内部構造図
【図３】転写リボンの断面図
【図４】転写対象物を説明するための図
【図５】本発明の第二例の転写成膜装置の内部平面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１(ａ)は、本発明の転写成膜装置２を示している。
この転写成膜装置２は、転写チャンバー１１を有しており、該転写チャンバー１１の内部には、転写対象物を配置する配置台１２が配置されている。
転写チャンバー１１には、ブリッジ移動装置１３が設けられており、このブリッジ移動装置１３には、配置台１２の上に配置されたブリッジ１４が取り付けられている。
【００１０】
配置台１２は、四辺形形状であり、ブリッジ１４は、配置台１２の四辺のうち、互いに平行な二辺と平行にされており、ブリッジ移動装置１３によって、二辺の間を往復移動できるようにされている。
ブリッジ１４には、一個又は複数個の転写ヘッド１５1〜１５3が配置され、各転写ヘッド１５1〜１５3は、配置台１２に配置した転写対象物と対面するように構成されており、ブリッジ移動装置１３によってブリッジ１４が移動されると、各転写ヘッド１５1〜１５3は、同一方向に同速度で移動される。
【００１１】
このブリッジ１４には同じ構造の転写ヘッド１５1〜１５3が３個設けられており、転写ヘッド１５1〜１５3の構造を説明すると、図２を参照し、同図の符号１５は同じ構造の３個の転写ヘッド１５1〜１５3のうちの一台の転写ヘッドを示している。
転写ヘッド１５は、筺体３１を有しており、筺体３１の下端位置には、枠体３２によって、板状の透明部材３３が取り付けられている。
【００１２】
透明部材３３と離間した位置には、細長の転写リボン３４を巻き回して形成したリボンロール３５が装着される送りローラ３６が設けられている。
送りローラ３６にリボンロール３５を装着し、リボンロール３５から転写リボン３４の端部をリボンロール３５から剥離させ、透明部材３３の片側から、透明部材３３と配置台１２の間に入れ、送りローラ３６に装着したリボンロール３５から転写リボン３４を巻き出して、転写リボン３４の端部を透明部材３３と配置台１２の間を通して反対側に引き出す。
【００１３】
転写リボン３４の端部が引き出された位置の付近には、リボンロール３５から引き出された転写リボン３４の端部が固定される巻取ロール３７が設けられている。
巻取ロール３７は回転モータ４４に接続されており、所望の時に所望量回転するように構成されており、転写リボン３４の端部を固定して回転モータ４４を動作させると、送りローラ３６が転写リボン３４によって引かれ、巻取ロール３７の回転に応じて回転し、転写リボン３４がリボンロール３５から巻き出される。巻き出された転写リボン３４は筐体３１内を走行し、透明部材３３と配置台１２との間を通過して、巻取ロール３７に巻き取られるようになっている。
【００１４】
転写リボン３４が透明部材３３と配置台１２の間に進入する位置と、透明部材３３と配置台１２の間から転写リボン３４が排出されて来る位置には、補助ロール４６がそれぞれ設けられており、転写リボン３４の裏面が補助ロール４６にそれぞれ接触し、透明部材３３表面と平行にされており、転写リボン３４は、補助ロール４６を回転させながら走行して、転写リボン３４裏面と補助ロール４６との間は擦れないようになっている。
【００１５】
透明部材３３のうち、転写リボン３４が走行する面とは反対の面側には、レーザ照射装置３８が配置されている。レーザ照射装置３８の射出口３９は、透明部材３３に向けられており、レーザ照射装置３８からレーザ光が射出されると、レーザ光は、枠体３２の中空内部を通過して透明部材３３に照射される。枠体３２は、ここでは無底の筒状である。
【００１６】
透明部材３３はレーザ光を透過させる特性を有しており、透明部材３３に照射されたレーザ光は透明部材３３を透過し、透明部材３３と配置台１２との間に位置する転写リボン３４の裏面に照射される。
転写リボン３４は、基材テープ４１を有しており、基材テープ４１上にはインク層４２が設けられている。
【００１７】
図１(ｂ)の符号１６は、配置台１２上に配置された転写対象物であり、インク層４２を転写対象物１６表面に転写する際には、転写ヘッド１５1〜１５3は転写対象物１６表面の所望位置に移動され、転写リボン３４は、インク層４２が配置台１２上の転写対象物１６と対面し、基材テープ４１は、透明部材３３と対面するようにされている。
【００１８】
各転写ヘッド１５1〜１５3では、透明部材３３は、枠体３２を介して、押圧装置４５に取り付けられており、押圧装置４５によって透明部材３３が移動され、透明部材３３が筐体３１から突き出される量を変更できるようになっている。配置台１２上に転写対象物１６が配置された状態で、押圧装置４５によって透明部材３３を配置台１２方向に移動させると、透明部材３３と共に転写リボン３４も移動し、インク層４２の表面が転写対象物１６の表面に接触する。転写リボン３４は、透明部材３３によって、転写対象物１６の表面に押圧された状態になる。
【００１９】
転写リボン３４の構成を図３に示す。
基材テープ４１は、樹脂から成る樹脂テープ５１と、樹脂テープ５１の表面に形成された熱変換層５３と、熱変換層５３の表面に形成された剥離層５２とを有しており、インク層４２は剥離層５２の表面に形成されている。
【００２０】
転写リボン３４に、インク層４２とは反対側の面にレーザ光が照射されると、レーザ光が照射された部分の熱変換層５３は昇温する。熱は剥離層５２に伝達し、剥離層５２とインク層４２の接着力を弱くさせ、インク層４２は転写対象物１６に粘着し、転写リボン３４と転写対象物１６が離れると、転写対象物１６に接着した部分が転写リボン３４から転写対象物１６に転写される。
【００２１】
レーザ照射装置３８は照射位置移動装置４３に取り付けられており、レーザ照射装置３８は照射位置移動装置４３によって射出口３９の向きが変えられ、レーザ光を射出する方向を変更できるようにされている。
透明部材３３と対面する転写リボン３４の裏面の所望位置に、透明部材３３を透過させて、レーザ光を照射することができる。
【００２２】
また、照射位置移動装置４３により、レーザ光の照射位置は、射出しながら移動できるようにされており、レーザ光を照射しながら照射位置を移動させることで、所望の形状、面積のインク層４２を転写対象物１６に転写して、転写対象物１６にその大きさの薄膜を形成することができる。
【００２３】
透明部材３３を転写リボン３４と共に上昇させ、転写リボン３４表面を転写対象物１６から離間させると、転写されたインク層４２は、転写対象物１６上に薄膜として残り、転写対象物１６から離間された転写リボン３４のインク層４２には、インク層４２が欠落した部分が散在された状態になっている。
【００２４】
各転写ヘッド１５1〜１５3は、ブリッジ１４に設けられたヘッド移動装置１７に取り付けられており、ブリッジ１４の長手方向に沿って、配置台１２に配置された転写対象物１６表面と平行に、個別に移動できるようにされており、各転写ヘッド１５1〜１５3で、同じ転写対象物１６に対して、それぞれインク層４２の転写を行うことができる。
【００２５】
なお、透明部材３３によって転写リボン３４を押圧して転写対象物１６に接触させたときに、インク層４２は、転写対象物１６の表面に形成された溝や穴の底面には接触しないが、溝や穴の底面に転写させたい場合は、転写させたい場所上に位置する転写リボン３４の裏面にレーザ光を照射し、熱変換層５３の発熱によってインク層４２を蒸発させてインク層４２の蒸気を発生させると、蒸発した部分のインク層４２と対面する溝底面や穴底面に蒸気が到達し、付着して薄膜が形成されるので、溝や穴の底面にも、インク層４２を転写することができる。
【００２６】
なお、上記転写リボン３４では、樹脂テープ５１のインク層４２とは反対側の面には保護層５４が形成されており、転写リボン３４が透明部材３３と接触しても、転写リボン３４が損傷しないようになっている。
【００２７】
この転写成膜装置２によって、転写対象物１６の表面に薄膜を形成する工程を説明する。
図１を参照し、転写チャンバー１１には真空排気装置２１とガス導入装置２２とが接続されており、真空排気装置２１を動作させ、転写チャンバー１１の内部を真空排気した後、ガス導入装置２２からＮ2ガス、Ａｒガス、Ｎｅガス、ＣＯ2ガス等の、転写対象物１６に対して化学的に不活性なパージガスを転写チャンバー１１の内部に導入し、転写チャンバー１１の内部をパージガス雰囲気にする。転写リボン３４は転写対象物１６と比較すると小型であり、脱ガスは容易である。
【００２８】
各転写ヘッド１５1〜１５3の転写リボン３４は、予め脱ガスされている。
ブリッジ移動装置１３によってブリッジ１４を移動させ、ブリッジ１４と各転写ヘッド１５1〜１５3を、配置台１２上の転写対象物１６が配置される領域以外の場所に退避させ、転写チャンバー１１の内部のパージガス雰囲気を維持しながら転写対象物１６を搬入し、配置台１２上に配置し、静電吸着装置によって、転写対象物１６を吸着する。
この転写対象物１６は、ガラス基板上に正孔注入層と、正孔輸送層とが積層されており、薄膜を形成する位置は、図４に示すように、行列状に配置されている。
【００２９】
転写成膜装置２には、制御装置１９が設けられており、転写ヘッド１５1〜１５3とブリッジ１４の移動等の動作は、制御装置１９によって制御されている。
制御装置１９は、先ず、各転写ヘッド１５1〜１５3の透明部材３３を上昇させ、透明部材３３を配置台１２上の転写対象物１６表面から離間する高さに位置させると共に、ヘッド移動装置１７とブリッジ移動装置１３とによって、転写ヘッド１５1〜１５3と転写対象物１６とを相対移動させ、転写ヘッド１５1〜１５3を転写対象物１６の所望位置上へ移動させる。
【００３０】
筺体３１の内部には、レーザ光の照射位置を含む範囲を撮影する撮像装置３０を有しており、撮像装置３０は、配置台１２上に配置された転写対象物１６の表面パターンを撮影し、撮影結果を制御装置１９に出力する。
【００３１】
制御装置１９には、転写対象物１６の表面パターンは予め記憶されており、制御装置１９は、各転写ヘッド１５1〜１５3を移動させ、各転写ヘッド１５1〜１５3を転写対象物１６の表面のうち、転写を開始する領域の真上に配置した後、撮像装置３０によって、転写を開始すべき領域の全部又は一部を撮像し、撮像結果を制御装置１９に出力する。
【００３２】
制御装置１９には、予め転写対象物１６の基準パターンが記憶されており、撮像装置３０から入力された撮像結果が示すパターンと、記憶する基準パターンとを比較すると、転写対象物１６とレーザ照射装置３８との位置関係が分かるようになっており、入力された撮像結果のパターンと、記憶する基準パターンとの比較から、レーザ照射装置３８が撮像した部分の位置の誤差を算出し、照射位置移動装置４３を動作させて誤差が小さくなる方向に射出口３９を移動させて、正確な位置にレーザ光を照射できるように構成されている。
【００３３】
ここでは各転写ヘッド１５1〜１５3には、それぞれ異なる色の転写リボン３４が装着されており、各転写ヘッド１５1〜１５3が、転写リボン３４の色に対応する領域の真上に配置された後、各転写ヘッド１５1〜１５3は透明部材３３をそれぞれ降下させ、透明部材３３によって転写リボン３４を押圧し、透明部材３３と転写対象物１６との間に位置する転写リボン３４のインク層４２を、転写対象物１６の表面に接触させる。
【００３４】
図４は、転写対象物１６表面の一部を示しており、同図中で、符号６１は転写対象物１６上で薄膜が転写される位置である転写地点を示しており、符号６２は、転写リボン３４のインク層４２から薄膜の転写中の転写地点を示している。転写リボン３４の表面うち、転写対象物１６と透明部材３３との間に位置する範囲内には、複数個の転写地点６１が含まれている。
【００３５】
この転写成膜装置２では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の転写リボン３４が使用されており、一色の転写リボン３４は、１／３の転写地点６１上に、転写リボン３４のインク層４２の薄膜を転写するようになっている。
転写リボン３４のうち、転写できる転写地点６１の真上に位置する部分にレーザ光を照射し、インク層４２を部分的に転写させて転写対象物１６表面に薄膜を形成する。レーザ光を照射する位置を変える際には、照射位置移動装置４３によってレーザ照射装置３８の向きを変え、レーザ光が照射される位置を変更する。
【００３６】
符号６２は、レーザ光を照射中の転写リボン３４からインク層４２の薄膜が転写されている転写地点を示している。
各転写ヘッド１５1〜１５3においても、レーザ光の照射による転写が行われており、各転写ヘッド１５1〜１５3では、透明部材３３と対面し、転写可能な転写地点６１に薄膜を転写させると、透明部材３３を上方に移動させ、転写リボン３４を転写対象物１６の表面からそれぞれ離間させる。
【００３７】
インク層４２のうち、転写対象物１６にインク層４２が転写された部分では、インク層４２の下層(ここでは剥離層５２)が露出しており、その部分の裏面にレーザ光が照射されても、転写対象物１６にインク層４２が転写されないようになっている。
【００３８】
従って、転写リボン３４が転写対象物１６から離間された後、巻取ロール３７を回転させ、転写リボン３４のうち、インク層４２が転写された部分を含む領域を、透明部材３３と転写対象物１６との間から移動させ、インク層４２が位置する部分を透明部材３３と転写対象物１６との間に配置する。
【００３９】
このような転写リボン３４の移動とは別に、各転写ヘッド１５1〜１５3と転写対象物１６とを相対移動させ、未成膜の転写地点６１を含む範囲上に透明部材３３が位置したところで、透明部材３３を降下させ、透明部材３３と転写対象物１６とで転写リボン３４を挟み、レーザ光を転写位置上の転写リボン３４の裏面に照射し、転写地点６１上への転写を行う。
【００４０】
このように、各転写ヘッド１５1〜１５3は、移動と転写を繰り返し、各転写地点６１上へ薄膜が転写されると、ブリッジ１４と転写ヘッド１５1〜１５3は、転写対象物１６を配置する領域の外部に退避され、薄膜が転写された転写対象物１６は、未成膜の転写対象物１６と交換され、転写作業が続行される。
なお、配置台１２の内部には、温度制御装置（不図示）が設けられており、転写対象物１６を加熱と冷却を行うことで、温度を一定にしながら転写を行うことができる。
【００４１】
上記例では、配置台１２が転写チャンバー１１に対して静止し、ブリッジ１４が配置台１２と転写チャンバー１１とに対して移動することで、配置台１２上の転写対象物１６とブリッジ１４に設けられた転写ヘッド１５1〜１５3とが相対的に移動したが、転写対象物１６を転写チャンバー１１に対して移動させる基板移動装置を設け、ブリッジ１４を転写チャンバー１１に対して静止させて、転写対象物１６と転写ヘッドとを相対的に移動させるようにしてもよい。
【００４２】
図１(ａ)、(ｂ)中、符号１８はインク交換が行われるときに転写ヘッド１５1〜１５3が位置する場所に配置された交換装置を示している。
上記転写成膜装置２では、転写リボン３４を交換する交換装置１８により、転写ヘッド１５1〜１５3を取り外さなくても、転写チャンバー１１内で転写リボン３４を交換できるようにされている。
また、上記例では、転写対象物１６はガラス基板上に正孔移動層等の有機薄膜が形成された基板が用いられたが、フィルム状の転写対象物にインク層４２を転写することもできる。
【００４３】
図５の転写装置３では、転写チャンバー７１内で、長尺フィルム状の転写対象物７６が走行できるようにされており、その転写対象物７６と対面して、複数(ここでは３台）のブリッジ７４1〜７４3が互いに平行に配置されている。移動に関する装置の説明は省略するが、各ブリッジ７４1〜７４3には、それぞれ転写ヘッド７５1〜７５3が取り付けられ、転写ヘッド７５1〜７５3はブリッジ７４1〜７４3に沿って、互いに平行に移動できるようにされている。
【００４４】
転写対象物７６は、各転写ヘッド７５1〜７５3と対面する部分では、転写対象物７６の長手方向に平行な方向に直線移動するようにされており、各ブリッジ７４1〜７４3は、各ブリッジ７４1〜７４3に設けられた転写ヘッド７５1〜７５3が、転写対象物７６の移動方向と直角な方向に移動するように配置されている。
【００４５】
ここではブリッジ７４1〜７４3は、転写対象物７６の移動方向と平行に移動するようにされており、転写対象物７６と、ブリッジ７４1〜７４3と、転写ヘッド７５1〜７５3の移動により、各転写ヘッド７５1〜７５3を、転写対象物７６の所望位置と対面させることができる。従って、制御装置７９によって、各転写ヘッド７５1〜７５3の転写リボン３４のインク層４２は、転写対象物７６上の所望位置に転写できる。
なお、転写リボン３４上のインク層４２は、塗布方法や蒸着方法等の薄膜形成方法によって、基材テープ４１上に形成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
２……転写成膜装置
１２……配置台
１３……ブリッジ移動装置
１５1〜１５3、７５1〜７５3……転写ヘッド
１６、７６……転写対象物
１７……ヘッド移動装置
３０……撮像装置
３１……筐体
３３……透明部材
３４……転写リボン
４２……インク層
４３……照射位置移動装置 
【図１】
2013073822.tif 000003
【図２】
2013073822.tif 000004
【図３】
2013073822.tif 000005
【図４】
2013073822.tif 000006
【図５】
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