WO2001005194A1

WO2001005194A1 - Method and apparatus for manufacturing flexible organic el display

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Publication number: WO2001005194A1
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Inventors: Masayasu Kakinuma
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Publication date: 2001-01-18
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Description

明細書フレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法及び装置技術分野本発明は、面光源やディスプレイパネル等として利用される苻機 E L (エレクトロルミネセンス）ディスプレイの製造方法及び装置に関し、さらに詳しくは、透光性のフレキシブル基板上に陰極と、有機物質からなる究光屑と、陽極とを備えたフレキシブル有機 E L ディスプレイを連続的に効率良く製造することができる方法及び装置に関するものである。技有機 E L素子は、基板上に形成された第 1電極（陽極または陰極）と、その上に積層された有機発光物質を含有する有機層（単層部または有機多層部）すなわち発光層と、この発光層上に積層された第 2電極（陰極または陽極）とを有する薄膜型の素子である。この有機 E L素子では、第 1電極と第 2電極との間に所定の電圧を印加することによって、上記の有機発光物質を発光させる。

このように、有機 E L素子は薄膜型の素子であるため、 1個または複数個の有機 E L素子を基板上に形成した有機 E Lパネルをバックライト等の面光源として利用した場合には、当該面光源を備えた装置を容易に薄型にすることができる。また、画素としての有機 E L素子を基板上に所定個数形成した有機 E Lパネルをディスプレイパネルとして用いて表示装置を構成した場合には視認性が高い、視野角依存性がないなど、液晶表示装置では得られない利点がある。

しかし、有機 E L素子を製造する場合、技術上の問題が少なからず残されており、一般に有機 E L素子の陰極や発光層（有機 E L媒体層）を微細にパ夕一ニングすることは電荷注入層や発光層に用いられる有機物質（有機 E L媒体）の耐熱性（一般に 1 0 0 °C以下）、耐溶剤性、耐湿性の低さのために困難である。例えば、通常薄膜のパターニングに用いられるフォトリソグラフィ法を有機 E L素子に用いることは、フォトレジスト中の溶剤の素子への侵入や、レジストベーク工程での高温雰囲気や、レジスト現像液またはエッチング液の素子への浸入や、ドライエツチング時のプラズマによるダメ一ジ等の原因により、有機 E L素子特性が劣化する問題があるため非常に困難である。

上記問題を解決した技術として、有機 E L素子の劣化が少なく、信頼性の高い有機 E Lパネル及びその製造方法が、特開平 9 一 1 0 2 3 9 3号公報に開示されている。

上記特許公報に記載されているような有機 E Lディスプレイを安価に効率良く量産するための技術としては、いわゆる口一ルツ一口 —ル方式の方法 '装置が考えられる。しかしながら、この技術については未だ十分に検討されておらず、フレキシブル有機 E Lデイスプレイをロールツ一ロール方式で製造するには、工程や装置構造がかなり複雑であり、例えば、プラスチックフィルム等の大面積の基板に対し低コス卜で有機 E L素子用の陰極や発光層をパターニングするには多くの困難が伴うのが現状である。発明の開示したがって本発明の目的は、フレキシブル有機 E Lディスプレイを連続的に効率良く大量に製造できる、口一ルツ一ロール方式による有機 E Lディスプレイの製造方法及び装置を提供することである, 上記目的達成のため、第 1発明に係るフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法は透光性基板上に陰極と、有機物質からなる一または複数の発光層と、陽極とを設けてなる有機 E Lディスプレイを製造する方法において、前記透光性基板としてプラスチックフィルム等からなる帯状のフレキシブル基板を使用し、前記発光層のパターニング工程及び前記陰極のパターニング工程を真空下でロールツーロール方式により、前記フレキシブル基板を連続的に走行させながら行うことを特徴とする。

上記第 1発明における発光層パターニング工程としては、あらかじめ陽極がパ夕一ニングされたフレキシブル基板の表面に発光層をパターニングするものであって、この発光層パターニング工程の直前にフレキシブル基板表面をイオンボンバードによりクリ一ニングするものであることが好ましい。

また第 1発明では、発光層パターニング工程、陰極パ夕一ニング工程の少なくとも一方が、所定形状の開口部を形成したマスクを用いる真空蒸着またはスパッ夕リングにより行うものであって、巾が前記開口部の巾に等しいストライプパターンをフレキシブル基板上に形成するものであることが好ましい。

また第 1発明では、前記マスクとして開口部が走行方向に断続的に形成された帯状マスクを、ロールツーロール方式によるフレキシプル基板の所定走行長毎に、口一ルツ一ロール方式で間欠的に走行させ、繰り出された開口部を究光層パターニング工程及び陰極パ夕一ニング工程におけるパ夕一ニング用物質の発生源と対向させることが好ましい。

さらに第 1発明では、フレキシブル ¾板の一側端部にトラツキング信号が設けられ、トラッキング信号を検出することによりフレキシブル基板の長手方向及び幅方向の位置を検出し、この検出結果に基づいてマスクに形成された開口部の位置、及び、フレキシブル基板へのパターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッ夕一の開閉夕ィミングを制御することが好ましい。

さらに第 1発明では、発光層パ夕一ニング工程及び陰極パター二ング工程で処理されたフレキシブル基板をロール状に卷き取り、このロールを不活性ガスが充填された容器に収納して次工程に搬送することが好ましい。

また、上記目的を達成するため、第 2発明に係るフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法は、透光性基板上に陰極と、有機物質からなる一または複数の発光層と、陽極とを設けてなる有機 E L ディスプレイを製造する方法において、前記透光性基板としてブラスチックフィルム等からなる帯状のフレキシブル基板を使用し、前記発光層のパ夕一ニング工程及び前記陰極のパ夕一ニング工程を真空下で口一ルツ一ロール方式により、前記フレキシブル基板を間欠的に走行させながら行うことを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、第 3発明に係るフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造装置は、プラスチックフィルム等の透光性フレキシブル基板上に陰極と、有機物質からなる一または複数の発光層と、陽極とを設けてなる有機 E Lディスプレイを製造する装置であって、帯状の透光性フレキシブル ¾板表面への前記発光層のパターニング工程及び前記陰極のパ夕一ニングェ程を真空下で口一ルツ一ロール方式により、前記フレキシブル基板を連続的に走行させながら行うようにしたことを特徴とする。

上記第 3発明では、発光層パターニング工程の直前にフレキシブル基板表面をイオンボンバ一ドによりクリーニングするイオンクリ一二ング電極を設けることが好ましい。

また第 3発明では、発光層パターニング工程、陰極パ夕一ニング工程の少なくとも一方が、マスクを用いる真空蒸着またはスパッ夕リングにより行うものであって、フレキシブル基板を巻き付けて走行させる連続回転ドラムと、パターニング用物質の発生源と、これら連続回転ドラム · パターニング用物質発生源間に配置され所定形状の開口部が形成されたマスクとを備えているものであることが好ましい。

また第 3発明では、開口部が走行方向に断続的に形成された帯状マスクを、口一ルツ一ロール方式によるフレキシブル基板の所定走行長毎にロールツーロール方式で間欠的に走行させる走行手段を設け、この走行手段により繰り出された開口部をパターニング用物質の発生源と対向させることが好ましい。

さらに第 3発明では、フレキシブル基板の一側端部に設けられたトラッキング信号と、当該トラッキング信号を検出するトラツキング信号検出センサとを備え、前記トラッキング信号検出センサにより前記トラッキング信号を検出することにより前記開口部のフレキシプル基板の長手方向及び幅方向の位置を検出し、この検出結果に基づいて前記マスクに形成された開口部の位置、及び、前記フレキシブル基板への前記パターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッ夕一の開閉タイミングを制御することが好ましい。

さらに第 3発明では、発光層パターニング工程及び陰極パター二ング工程で処理されたフレキシブル基板をロール状に卷き取る巻き取り手段と、このロールを収納するための、不活性ガスが充填された容器とを配備することが好ましい。

さらに第 3発明のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造装置を構成する発光層パ夕一ニング工程には（図 1、図 2を参照）、フレキシブル基板 1の走行距離を計数する走行カウン夕 1 2と、陽極ストライプパターン 4 (フレキシブル基板 1の巾方向に沿う筋状の陽極パターンを複数列形成したもの）のエツジ 4 aを検出する陽極パターンエッジ検出センサ 2 7とを設け、パ夕一ニング用物質発生源（蒸発源） 2 3にはフレキシブル基板 1へのパターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッター 2 4 と、該シャツ夕一 2 4の開閉を制御するシャツ夕一コントローラ 2 5とを設けるとともに、走行カウン夕 1 2及び陽極パターンエツジ検出センサ 2 7をシャツ夕 —コントローラ 2 5に連絡させ、発光層パ夕一ニング工程において、シャッター 2 4の開閉制御により陽極ストライプパターン 4の基板走行方向に沿う前端部から後端部に跨がるパターニングを行うことが好ましい。

さらに第 3発明においては（図 1、図 2を参照）、陽極ストライプパターン 4がフレキシブル基板 1の巾方向に形成され、この陽極パターン 4上にこれと直交して所定色の発光層ストライプパターン 5が形成されているフレキシブル基板 1における前記発光層パターン 5に平行に、かつ該¾光層パターンとの問に適宜問隔をあけてさらに別の色の発光層パターン 6 (及び 7 ) を形成する発光層パターニング工程または、陽極ストライプパターン 4がフレキシブル基板 1の巾方向に形成され、この陽極パターン 4上にこれと直交して所定色の発光層ストライプパターン 5， 6 , 7が形成されているフレキシブル基板 1における発光層ストライプパターン 5， 6 , 7上にさらに陰極 8 aのストライプパターン 8を重層形成する陰極パ夕一二ング工程は、以下のように構成することが好ましい。

すなわち、フレキシブル基板 1の走行距離を計数する走行カウン夕 1 2と、陽極ストライプパターン 4のェヅジ 4 aを検出する陽極パターンエッジ検出センサ 2 7と、前記発光層パターン 5 , 6 , 7 のエッジ 5 a , 6 a , 7 aを検出する発光屑パターンエッジ検出センサ 4 2 , 5 2 , 6 2と、マスク 2 8のフレキシブル基板巾方向の位置を調整するマスク巾位置コントローラ 4 5と、前記連続回転ドラム（例えば第 1ク一リングキャン 2 1 ) 上でのフレキシブル基板 1の蛇行を修正するェヅジ位置コントローラ 4 1 とを設けるとともに、陽極パターンェッジ検出センサ 2 7をシャヅ夕一コントローラ 2 5に連絡させ、走行カウン夕 1 2をシャッターコントローラ 2 5 とマスク巾位置コントローラ 4 5とに連絡し、発光層パターンエツジ検出センサ 4 2をマスク巾位置コントローラ 4 5に連絡し、前記パ夕一ニング用物質発生源にはフレキシブル基板へのパターニング用物質の供給を開始 '停止するシャツ夕一 2 4と、該シャッター 2 4の開閉を制御するシャッ夕ーコントローラ 2 5とを設けることが好ましい。さらに、上記目的を達成するため、第 4発明では、プラスチックフィルム等の透光性フレキシブル基板上に陰極と、冇機物質からなる一または複数の発光屑と、陽極とを設けてなる右機 E Lディスプレイを製造する装置であって、帯状の透光性フレキシブル基板表面への前記発光層のパターニング工程及び前記陰極のパターニングェ程を貞空下で口一ルツ一ロール方式により、前記フレキシブル基板を問欠的に走行させながら行うようにしたことを特徴とする。図而の簡単な説明図 1は、本発明の実施の形態に係るフレキシブル有機 E Lデイスプレイ製造装置の構成説明図である。

図 2 ( a ) は、図 1の製造装置においてフィルム基板上に各パ夕ーンが順次形成される様子を示す平面図であって、あらかじめ表面に I T◦陽極電極及び引き出し電極がス卜ライプ状にパターニングされた基板を示す図である。

図 2 ( b ) は、図 1の製造装置においてフィルム基板上に各パ夕ーンが順次形成される様子を示す平面図であって、 G R E E Nの発光層がストライプ状にパターニングされた直後の基板を示す図である。

図 2 ( c ) は、図 1の製造装置においてフィルム基板上に各パ夕 —ンが順次形成される様子を示す平面図であって、 B L U Eの発光層がス卜ライプ状にパ夕一ニングされた直後の基板を示す図である。図 2 ( d ) は、図 1の製造装置においてフィルム基板上に各パ夕ーンが順次形成される様子を示す平面図であって、 R E Dの発光層がストライプ状にパ夕一ニングされた直後の基板を示す図である。図 2 ( e ) は、図 1の製造装置においてフィルム基板上に各パ夕一ンが順次形成される様子を示す平而図であって、陰極がパ夕一二ングされた直後の基板を示す図である。

図 3は、図 1の製造装置において、一側端部にトラッキング信号が形成されたフィルム基板を示す図である。

図 4は、図 1の製造装置において、ドット状パターンを形成する際に用いるマスクの一構成例を示す図である。

図 5は、図 1の製造装置において、フィルム S板を問欠送りしてドット状パターンが形成された状態を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図 1は、フレキシブル有機 E Lディスプレイ製造装置の構成説明図であり、図 2 ( a ) 〜（ e ) は、この製造装置により透光性で可橈性のプラスチックフィルム基板上に各パターンが順次形成される様子を示す平面図であって、各工程直後の基板部分を示す平面図である。このディスプレイ製造装置は、真空チャンバ（図略）に収納されており、上記パターンの形成（パ夕一ニング）を真空中でロールツ一口—ル方式で連続的に行うものである。すなわち、このディスプレイ製造装置は、あらかじめ表面に I T 0陽極 2及び引き出し電極 3がストライプ状にパ夕一ニングされたプラスチックフィルム基板 1の繰り出し部 Aと、 I T〇陽極 2上に G R Ε Ε Νの発光層を蒸着によりパターニングする第 1パ夕一ニング部 B (第 1蒸着部）と、 GR E E Nの発光層と平行に B L U Eの発光層を蒸着によりパ夕一ニングする第 2パターニング部 C (第 2 蒸着部）と、同じく GR E E Nの発光層と平行に R E Dの発光層を蒸着によりパターニングする第 3パターニング部 D (第 3蒸着部）と、上記 3色の発光層のそれぞれ両端部に蒸着（またはスパッタリング）により陰極 8 aを ιβ層状態でパ夕一ニングする第 4パ夕一二ング部 Ε (電極パターン成膜部）と、この第 4パターニング部からの基板 1を卷き取る卷き取り部 Fとを設けて構成する。

また図 2 (a) は、あらかじめ表面に I T 0陽極 2及び引き出し電極 3がストライプ状にパターニングされた基板 1を、（b) は G R E E Nの発光層がストライプ状にパターニングされた直後の基板を、（c) は B L U Eの発光層がストライプ状にパ夕一ニングされた直後の基板を、（d) は R E Dの発光層がストライプ状にパ夕一ニングされた直後の基板を、（e) は陰極がパターニングされた直後の基板をそれぞれ示している。

図 2 (a) に示す帯状のフィルム基板 1は、表面に陽極としての透明導電膜である I T 0電極 2と、その両端部に連なる引き出し電極 3とからなる電極パターン 4が複数、基板の長手方向に等しいピツチで、かつ該長手方向と直交して形成されたものである。上記製造装置は、図 2 (e) に示すように最終的に、上記電極パターン 4 上に、かっこれと直交させて GREEN, BLUE, REDのストライプパターン 5 , 6， 7を重層形成し、これら 3色のストライプパ夕一ン上に合同状に陰極のストライプパターン 8を重層形成するためのものである。

図 2 ( e ) で明らかなように、目的とするフレキシブル有機 E L ディスプレイでは、基板 1上に間欠的に形成された電極パターン 4 の上に 3色のストライプパ夕一ン 5〜 7及び陰極のストライプパ夕 —ン 8を高精度に重屑形成するものであるから、本発明に係るフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造装置には、そのためのパターン形成手段及び、その作動を制御する制御手段を配備する必要がある。以下、この製造装置の構成について説明する。

繰り出し部 Aには、 I T 0陽極 2及び、この I T 0陽極 2の両端部に合同状に積層形成された引き出し電極 3がストライプ状にパ夕一二ングされたフィルム基板 1をセッ卜するための繰り出し軸 1 1 と、この繰り出し軸 1 1から繰り出したフィルム基板 1の走行距離を計数する走行カウン夕 1 2とを設ける。

第 1パターニング部 Bは、図 2 ( b ) に示すように、電極パ夕一ン 4における基板走行方向の前端部から後端部に跨がる G R E E N のパ夕一ニングを行うためのものである。この第 1パターニング部

Bには、円筒型の連続回転ドラムである第 1クーリングキャン 2 1 を設ける。また、第 1クーリングキャン 2 1の外周面に近接してィオンクリーニング電極 2 2と、フィルム基板 1上に G R E E Nの発光層を形成するための蒸発源 2 3と、この蒸発源 2 3の蒸気供給口を開閉するためのシャッター 2 4と、シャツ夕一 2 4の開閉を制御するシャツ夕一コントローラ 2 5と、蒸発源 2 3の外周を包囲する倒立円錐状（上部を開放）のシールド板 2 6とを設ける。シールド板 2 6の上記開放部は、第 1クーリングキャン 2 1の直近に位置させ、上記開放部と第 1クーリングキャン 2 1 との間隙には、帯状のマスク 2 8が間欠的に走行できるようにする。マスク 2 8には開口部 2 8 aをマスクの長手方向に間欠的に形成する。上記イオンクリ一二ング電極 2 2は、第 1パ夕一ニング部 Bによる発光層パター二ング工程の直前に、クーリングキャン 2 1の外周面に密着して走行するフィルム S板 1の表而を、イオンボンバードによりクリーニングするものである。

上記マスク 2 8の間欠走行装置は、長時間の蒸着によりマスク 2 8にある程度の付着物が付着したら、マスク 2 8をィンデックス送りして、次の開口部 2 8 aを図 1に示すように蒸発源 2 3の真上に位置させるものである。このマスク間欠走行装置では、マスク 2 8 をセッ卜するための繰り出し軸 3 1 と、この繰り出し軸 3 1から繰り出したマスク 2 8を卷き取るための巻き取り軸 3 2を設ける。そして、この巻き取り軸 3 2の回転により、マスク 2 8をフィルム基板 1の所定走行長さ毎に問欠的に走行させ、繰り出された開口部 2 8 aを蒸発源 2 3と対向させる。また、第 1のクーリングキャン 2 1の手前には、前工程でパターニングされた電極パターン 4のエツジ 4 aを検出するための陽極パターンエツジ検出センサ 2 7を設け、その出力信号をシャッ夕ーコントローラ 2 5に送信できるようにする。さらに、上記走行カウン夕 1 2及び陽極パターンエッジ検出センサ 2 7をシャツ夕一コントローラ 2 5に連絡させる。

第 2パ夕一ニング部 Cは、電極パターン 4における基板走行方向の前端部から後端部に跨がる B L U Eのパターンを、上記 G R E E Nのパターンに平行に、かっこれに接近して行うためのものである。この第 2パ夕一ニング部 Cでは、第 2クーリングキャン 4 4上でのフィルム基板 1の蛇行を修正するエツジ位置コントローラ 4 1 CEP C ( Edge Pos it ioning Control ) 機構〕と、発光層パターン 5のエツジを検出する発光層パターンエッジ検出センサ 4 2と、マスク 2 8 のフィルム基板巾方向の位置を調整するマスク巾位置コントローラ

4 5 とを設ける。また、上記蒸発源 2 3に代えて、 B L U Eの発光屑を形成するための蒸発源 4 3を設ける。その他の構成は、第 1パ夕一ニング部 Bと同様とする。そして、陽極パターンエッジ検出センサ 2 7をシャツ夕一コントローラ 2 5に速絡させ、走行カウン夕 1 2をシャツ夕一コントロ一ラ 2 5 とマスク巾位置コントロ一ラ 4 5とに連絡する。

第 3パターニング部 Dでは、上記蒸発源 4 3に代えて、 R E Dの発光層を形成するための蒸発源 5 3を設ける。その他の構成は、第 2パ夕一ニング部 Cと同様とする。また、第 4パ夕一ニング部 Eでは、上記蒸発源 5 3に代えて、陰極のパターンを形成するための蒸発源 6 3 (またはスパッ夕源）を設け、その他の構成は、第 3パ夕一二ング部 Dと同様とする。さらに、巻き取り部 Fには、第 4パ夕一二ング部 Eからの基板 1を卷き取るための巻き取り軸 7 1を設ける。この卷き取り部 Fには、卷き取ったロール状の基板 1を次工程に搬送するための N ₂パージボックス 7 2を用意する。 N ₂パージボックス 7 2内は、あらかじめ窒素置換しておくとともに、ロール状基板 1を収納した後、再度内部を窒素置換できるように構成する。なお、図 1において符号 5 2及び符号 6 2は発光層パターンエツジ検出センサを示す。また、符号 5 4は第 3ク一リングキャン、符号 6 4は第 4クーリングキャンであり、これらには上記イオンクリ一二ング電極 2 2と同様の機構を同様の態様で配備する。第 1クーリングキャン 2 1乃至第 4クーリングキャン 6 4は、フレキシブル基板 1の熱変形を防止するための回転式冷却ドラムである。

次に、主として上記ディスプレイ製造装置の作用について、さらに具体的に説明する。図 2 ( a ) に示すように、前工程においてプラスチックフィルム基板 1上に、透明導電膜である I T 0陽極 2及び引き出し電極 3からなる電極パ夕一ン 4をパ夕一ニングする。このパ夕一ニングは例えば通常のフォトリソグラフィ法、その他の方法が採用できる。 I T 0陽極 3をパターニング済みのフィルム基板 1を、図 1装置の繰り出し軸 1 1にセットする。この繰り出し軸 1 1から繰り出された基板 1は、幾つかのガイドロール 1 3を通り、第 1 ク一リングキャン 2 1へ巻き付けられ、その回転により図 1の右側から左側に連続的に^行する。

第 1クーリングキャン 2 1にはイオンクリ一ニング電極 2 2と、第 1パターニング部すなわち、第 1の E Lパターン蒸着部 Bが設けられている。 I T 0パ夕一ニング済みの基板 1は有機発光層の蒸着前に、イオンクリーニング電極 2 2にて前処理として基板表面をクリーニングされる。クリーニング後、第 1の E Lパターン蒸着部 B にて、第 1の発光層パターンである G R E E Nのストライプパ夕一ン 5が形成される。

ここで、第 1の E Lパターン蒸着部 Bの作用について説明すると、電極パターン 4が形成された基板 1が繰り出し軸 1 1から連続的に繰り出され、上記電極パターン 4のェッジ 4 aが陽極パターンエツジ検出センサ 2 7で検出される。また、基板 1の走行距離がカウン夕 1 2でカウントされて、上記ェッジ 4 aの走行位置が検出される。そして、エッジ 4 aがマスク 2 8の開口部 2 8 aの少し手前まで移動してきた時点で、シャッターコントローラ 2 5の動作によりシャッ夕一 2 4が開放され、蒸発源 2 3からの蒸発物が基板 1の電極パターン 4上に蒸着され、図 2 ( b ) に示すように G R E E Nのストライプパターン 5が形成される。この基板 1は第 2クーリングキヤン 4 4に向かって走行する。

上記 ¾光層パターンエッジ検出センサ 4 2と、マスク巾位匿コントロ一ラ 4 5の作用を説明すると、ェヅジ位置コントローラ 4 1によって、ある程度巾方向の蛇行が修正された基板 1は、陽極パターンエツジ検出センサ 2 7を通過する際、エッジ 4 aが検出される。基板 1は次に発光層パターンエツジ検出センサ 4 2を通過するが、その際、先に形成された G R E E Nのストライプパターン 5の巾方向の位置が検出される。上記検出センサ 4 2の出力信号はマスク巾位置コントローラ 4 5に受信される。

マスク 2 8は、図略のァクチユエ一夕によって基板 1の巾方向に移動して位置決めされ、かつ、マスク巾位置コントローラ 4 5の指令によって開口部 2 8 aの巾方向の位置は、 G R E E Nのストライプパターン 5の巾方向の位置に応じて適正に修正される。基板 1上のェッジ 4 aは陽極パターンエツジ検出センサ 2 7によって検出济みであり、エッジ 4 aが開口部 2 8 aの少し手前に位置したところで、蒸着部 2 3の動作と同様に、シャツ夕一コントローラ 2 5の動作によりシャッター 2 4が開放され、蒸発源 4 3からの蒸発物が基板 1上に蒸着され、図 2 ( c ) に示すように B L U Eのストライプパターン 6が形成される。同様に第 3パターニング部 Dにおいて、図 2 ( d ) に示すように基板 1上に R E Dのストライプパターン 7 が形成される。

上記において、開口部 2 8 aの巾方向位置合わせは、基板 1に幅方向検出用のトラッキング信号を設けておき、これに基づいて行つても良い。すなわち、図 3に示すように、基板 1の幅方向における一側端部に、あらかじめトラッキング信号 8 1を、また、上記陽極パターンエッジ検出センサ 2 7が配される位置、又は、開口部 2 8 aよりも前段の所定の位置にトラッキング信号検出センサを設けておく。そして、トラッキング信号検出センサにより基板 1に設けられたトラッキング信号 8 1を検出し、検出結果をマスク幅位置コントロ一ラ 4 5に送る。マスク幅位置コントローラ 4 5では、トラッキング信号検出センサから送られた検出結果に基づき、開口部 2 8 aの幅方向の位置を基板 1の位置に合わせて適正に調整する。

また、上述したトラッキング信号検出結果は、 [¾口部 2 8 aの巾方向位置合わせに用いるだけでなく、シャッター 2 4の開閉タイミングのコントロールにも用いることが可能である。すなわち、上述したトラッキング信号検出結果をマスク幅位置コントローラ 4 5に送るとともに、シャツ夕一コントローラ 2 5にも送る。そして、シャッ夕一コントローラ 2 5では、トラッキング信号検出センサから送られた検出結果に基づき、シャッター 2 4の開閉のタイミングを基板 1の位置に合わせて適正に調整する。

ここで、トラツキング信号 8 1は、例えば磁気式トラツキング信号、光学式トラッキング信号、静電容量式トラッキング信号、電気式トラッキング信号等を用いることができ、基板 1の材質、製造環境等の諸条件を勘案して適宜選択されればよい。

このようにして開口部 2 8 aの幅方向の位置合わせ及びシャヅ夕一 2 4の開閉タイミングのコン卜ロールを行うことにより、発光層のストライプパターンの形成位置を基板 1の巾方向及び長手方向において緻密に制御することができる。また、上述したパターン形成位置の制御は、発光層のストライプパターン形成に限定されることはなく、後述する陰極パターン形成にも同様に適用することができ、これにより高品質の有機 E L素子を形成することが可能とされる。次に、第 4クーリングキャン 64においては、既に基板 1に形成された 3色（GRE E N, B LUE , R E D) のストライプパ夕一ン 5 , 6， 7上に、同様にして図 2 ( e ) に示すように、陰極 8 a のストライクパターン 8 (金属層パターン）が形成される。なお、図 1では電極パターン成膜部 6 3は蒸着によるものであるが、スパッ夕リングに基づくものであっても良い。

最後に、各パターン形成済みの基板 1は巻き取り軸 7 1に巻き取られる。有機 E Lディスプレイとするためには、この後引き出し電極の形成や封止の工程が必要であるが、形成された有機 E L層は一般には劣化しやすいため、巻き取ったロール状のフィルムは、 N₂パ —ジボックス 7 2に収納され、次工程である引き出し電極形成工程及び封止工程（図略）に運ばれる。

図 1の実施の形態に係る装置は、 3色（GR E EN, B L UE , RE D) の有機 E L層及び陰極層のパタン一ン形成を、インラインで連続した口一ルツ一ロール方式で行うように構成されているが、各層のパターン形成をそれぞれ独立したロールツーロール方式の装置で行うようにしても良い。

また、本発明は図 2に示す有機 E Lディスプレイの製造に限定されるものではない。すなわち、図 2のディスプレイではストライプ状のパターンとなっているが、パターン形状はこれ以外のものであつても良い。例えば、パターンをドット状パターンとしても良い。パターン形成をドット状パターンとする場合には、例えば以下のようにして形成することができる。すなわち、図 4に示すように、マスクの開口部 2 8 aは、基板 1 の長手方向において略正方形の形状に形成する。そして、図 5に示すように基板 1をインデックス送りして、基板 1の所定の位置、すなわち、有機 E L素子形成位置を開口部 2 8 aに対応する位置に合わせて基板 1を固定する。そして、この状態でシャッター 2 4を開き、開口部 2 8 aを通して蒸着を行い、ドット状パターン 8 2を形成し、シャツ夕一 2 4をしめる。次いで、基板 1をインデックス送りして、次のドット状パターン 8 2形成位置を開口部 2 8 aに合わせて基板 1を固定する。次いで、シャッター 2 4を開き、開口部 2 8 aを通して蒸着を行い、ドット状パターン 8 2を形成し、シャツ夕一 2 4をしめる。以上の操作を繰り返すことにより有機 E L素子形成位置にドット状パターン 8 2を形成することができる。また、ドット状パターンの形成は、上記の記載以外は、上述したストライプパターンを形成する場合と、同様の装置及び方法で行うことがでぎる。

さらに、本発明ではフルカラーの有機 E Lディスプレイに限らず、単色のディスプレイとすることもできる。産業上の利用可能性本発明によれば、従来技術では困難であったロールヅ一口一ル方式でのプラスチックフィルム等のフレキシブル基板への有機 E L素子の形成が可能となり、有機 E Lディスプレイの製造コストを大幅に下げることが可能となる。

また、本発明によれば、有機 E L素子の陰極や有機 E L媒体層のパ夕一ニングをロールヅ一ロール方式の真空一貫プロセスで可能としたので、有機 E L媒体層へに不純物の混入等に起因する右機 E L 尜子の特性劣化の問題を防止することができ、 ¾品質の有機 E L素子を連続的に大量に製造することが可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 透光性基板上に陰極と、有機物質からなる一または複数の発光層と、陽極とを設けてなる苻機 E Lディスプレイを製造する方法において、

前記透光性基板としてプラスチックフィルム等からなる帯状のフレキシブル基板を使用し、前記発光層のパ夕一ニング工程及び前記陰極のパターニング工程を真空下で口一ルツ一ロール方式により、前記フレキシプル基板を連続的に走行させながら行うこと

を特徴とするフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

2 . 前記発光層パ夕一ニング工程は、あらかじめ陽極がパターニングされたフレキシブル基板の表面に前記発光層をパターニングするものであって、この発光層パターニング工程の直前に前記フレキシブル基板表面をイオンボンバードによりクリーニングすることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

3 . 前記発光層パターニング工程、前記陰極パターニング工程の少なくとも一方が、所定形状の開口部を形成したマスクを用いる真空蒸着またはスパッタリングにより行うものであって、巾が前記開口部の巾に等しいストライプパターンをフレキシブル基板上に形成するものであること

を特徴とする請求の範囲第 1項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

4 . 前記マスクとして開口部が走行方向に断続的に形成された帯状マスクを、前記ロールツ一ロール方式によるフレキシブル基板の所定走行長毎に、ロールツーロール方式で問欠的に走行させ、繰り出された開口部を前記発光層パ夕一ニング工程及び前記陰極パター二ング工程におけるパターニング用物 flの ¾生源と対向させることを特徴とする詰求の範囲第 3項に載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

5 . 前記フレキシブル基板の一側端部にトラッキング信号が設けられ、当該トラッキング信号を検出することによりフレキシブル基板の長手方向及び幅方向の位置を検出し、この検出結果に基づいて前記マスクに形成された開口部の位- 、及び、前記フレキシブル基板への前記パ夕一ニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッ夕一の開閉タイミングを制御すること

を特徴とする請求の範囲第 4項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

6 . 前記発光層パターニング工程及び前記陰極パターニング工程で処理されたフレキシブル基板をロール状に巻き取り、このロールを不活性ガスが充填された容器に収納して次工程に搬送することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

7 . 透光性基板上に陰極と、有機物質からなる一または複数の発光層と、陽極とを設けてなる有機 E Lディスプレイを製造する方法において、

前記透光性基板としてプラスチックフィルム等からなる帯状のフレキシブル基板を使用し、前記発光層のパターニング工程及び前記陰極のパターニング工程を真空下で口一ルツ一ロール方式により、前記フレキシブル基板を間欠的に走行させながら行うことを特徴とするフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

8 . 前記発光層パターニング工程は、あらかじめ陽極がパターニングされたフレキシブル基板の表面に前記究光層をパ夕一ニングするものであって、この発光層パターニング工程の直前に前記フレキシブル基板表面をイオンボンバードによりクリーニングすることを特徴とする請求の範囲第 7項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

9 . 前記発光層パターニング工程、前記陰極パターニング工程の少なくとも一方が、所定形状の開口部を形成したマスクを用いる真空蒸若またはスパッ夕リングにより行うものであって、巾が前記開口部の巾に等しいドット状パターンをフレキシブル基板上に形成するものであること

を特徴とする請求の範囲第 7項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

1 0 . 前記マスクとして開口部が走行方向に断続的に形成された帯状マスクを、前記口一ルツ一ロール方式によるフレキシブル基板の所定走行長毎に、ロールツ一ロール方式で問欠的に走行させ、繰り出された開口部を前記発光層パターニング工程及び前記陰極パターニング工程におけるパターニング用物質の発生源と対向させることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

1 1 . 前記フレキシブル基板の一側端部にトラッキング信号が設けられ、当該トラッキング信号を検出することによりフレキシブル基板の長手方向及び幅方向の位置を検出し、この検出結果に基づいて前記マスクに形成された開口部の位置、及び、前記フレキシブル基板への前記パターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッ夕ーの開閉タイミングを制御すること

を特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載のフレキシブル ¾機£ L ディスプレイの製造方法。

1 2 . 前記発光層パターニング工程及び前記陰極パターニング工程で処理されたフレキシブル S板をロール状に巻き取り、このロールを不活性ガスが充填された容器に収納して次工程に搬送することを特徴とする請求の範囲第 7項に記載のフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造方法。

1 3 . プラスチックフィルム等の透光性フレキシブル基板上に陰極と、有機物質からなる一または複数の発光層と、陽極とを設けてなる有機 E Lディスプレイを製造する装置であって、帯状の透光性フレキシブル基板表面への前記発光層のパ夕一ニング工程及び前記陰極のパターニング工程を真空下でロールツ一ロール方式により、前記フレキシブル基板を連続的に走行させながら行うようにしたことを特徴とするフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造装置。

1 4 . 前記発光層パ夕一ニング工程の直前に前記フレキシブル基板表面をイオンボンバードによりクリーニングするイオンクリ一ニング電極を設けたこと

を特徴とする請求の範囲第 1 3項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

1 5 . 前記発光層パターニング工程、前記陰極パターニング工程の少なくとも一方が、マスクを用いる真空蒸着またはスパッ夕リングにより行うものであって、フレキシブル基板を巻き付けて走行させる連続回転ドラムと、パターニング用物質の発生源と、これら連続回転ドラム · パ夕一ニング用物質発生源間に配置され所定形状の開口部が形成されたマスクとを備えていること

を特徴とする詰求の範囲第 1 3項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

1 6 . 開口部が走行方向に断続的に形成された帯状マスクを、前記口—ルツ—ロール方式によるフレキシブル基板の所定走行長毎に口一ルツ一ロール方式で問欠的に走行させる走行手段を設け、該走行手段により繰り出された開口部をパターニング用物質の発生源と対向させるようにしたこと

を特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

1 7 . 前記フレキシブル基板の一側端部に設けられたトラッキング信号と、当該トラッキング信号を検出するトラッキング信号検出センサとを備え、

前記トラッキング信号検出センサにより前記トラツキング信号を検出することにより前記開口部のフレキシブル基板の長手方向及び幅方向の位置を検出し、この検出結果に基づいて前記マスクに形成された開口部の位置、及び、前記フレキシブル基板への前記パターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッ夕一の開閉タイミングを制御するようにしたこと

を特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

1 8 . 前記発光層パ夕一ニング工程及び前記陰極パターニング工程で処理されたフレキシブル基板をロール状に巻き取る巻き取り手段と、このロールを収納するための、不活性ガスが充填された容器とを配備したこと

を特徴とする請求の範囲第 1 3项に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

1 9 . 前記発光層パターニング工程には、フレキシブル基板の走行距離を計数する走行カウン夕と、陽極ストライプパターンのエッジを検出する陽極パターンエッジ検出センサとを設け、前記パター二ング用物質発生源にはフレキシプル基板へのパターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャツ夕一と、該シャツ夕一の開閉を制御するシャツ夕一コントローラとを設けるとともに、前記走行カウン夕及び陽極パターンェッジ検出センサを前記シャッ夕一コントローラに速絡させ、前記発光層パターニング工程において前記シャッターの開閉制御により、前記陽極ストライプパターンの基板走行方向に沿う前端部から後端部に跨がるパ夕一ニングを行うようにしたことを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

2 0 . 陽極ストライプパターンがフレキシブル基板の巾方向に形成され、この陽極パターン上にこれと直交して所定色の発光層ストラィプパターンが形成されているフレキシブル基板における前記所定色の発光層パターンに平行に、かつ該発光層パターンとの間に適宜間隔をあけてさらに別の色の発光層パターンを形成する発光層パ夕一ニング工程または、陽極ストライプパターンがフレキシブル基板の巾方向に形成され、この陽極パターン上にこれと直交して所定色の発光層ストライプパターンが形成されているフレキシブル基板における前記発光層ストライプパターン上にさらに陰極パターンを重層形成する陰極パターニング工程には、フレキシブル基板の走行距離を計数する走行カウン夕と、陽極ストライプパターンのエッジを検出する陽極パターンエツジ検出センサと、前記発光層パターンのェッジを検出する発光層パターンエツジ検出センサと、前記マスクのフレキシブル基板巾方向の位置を調整するマスク巾位置コントロ —ラと、前記連続回転ドラム上でのフレキシブル基板の蛇行を修正するエツジ位置コントローラとを設けるとともに、陽極パ夕一ンェッジ検出センサをシャッ夕ーコントローラに連絡させ、前記走行力ゥン夕をシャツ夕一コントローラと前記マスク巾位置コントローラとに連絡し、前記発光層パターンエッジ検出センサをマスク巾位コントローラに連絡し、前記パターニング用物質発生源にはフレキシブル基板へのパターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッ夕一と、該シャッ夕一の開閉を制御するシャッターコントローラとを設けたこと

2 1 . プラスチックフィルム等の透光性フレキシブル基板上に陰極と、有機物質からなる一または複数の発光層と、陽極とを設けてなる有機 E Lディスプレイを製造する装置であって、帯状の透光性フレキシブル基板表面への前記発光層のパターニング工程及び前記陰極のパ夕一ニング工程を真空下でロールツ一ロール方式により、前記フレキシブル基板を間欠的に走行させながら行うようにしたことを特徴とするフレキシブル有機 E Lディスプレイの製造装置。

2 2 . 前記発光層パターニング工程の直前に前記フレキシブル基板表面をイオンボンバードによりクリーニングするイオンクリ一ニング電極を設けたことを特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

2 3 . 前記発光層パ夕一ニング工程、前記陰極パターニング工程の少なくとも一方が、マスクを用いる真空蒸着またはスパッ夕リングにより行うものであって、フレキシブル^板を巻き付けて走行させる連続回転ドラムと、パ夕一ニング用物の発生源と、これら連続回転ドラム · パ夕一ニング用物質発生源間に配置され所定形状の開口部が形成されたマスクとを備えていること

を特徴とする請求の範囲第 2 1項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

2 4 . 開口部が走行方向に断続的に形成された帯状マスクを、前記ロールツ—ロール方式によるフレキシブル基板の所定走行長毎に口一ルツ一ロール方式で問欠的に走行させる走行手段を設け、該走行手段により繰り出された開口部をパターニング用物質の発生源と対向させるようにしたこと

を特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

2 5 . 前記フレキシブル基板の一側端部に設けられたトラッキング信号と、当該トラッキング信号を検出するトラッキング信号検出センサとを備え、

前記トラッキング信号検出センサにより前記トラッキング信号を検出することにより前記開口部のフレキシブル基板の長手方向及び幅方向の位置を検出し、この検出結果に基づいて前記マスクに形成された開口部の位置、及び、前記フレキシブル基板への前記パターニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッターの開閉タイミングを制御するようにしたこと

を特徴とする請求の範囲第 2 4項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

2 6 . 前記発光層パ夕一ニング工程及び前記陰極パ夕一ニング工程で処理されたフレキシブル基板をロール状に巻き取る巻き取り手段と、このロールを収納するための、不活性ガスが充填された容器とを配備したこと

2 7 . 前記発光層パ夕一ニング工程には、フレキシブル基板の走行距離を計数する走行カウン夕と、陽極ストライプパターンのエッジを検出する陽極パターンエツジ検出センサとを設け、前記パ夕一二ング用物質発生源にはフレキシブル基板へのパ夕一ニング用物質の供給を開始 ·停止するシャッターと、該シャツ夕一の開閉を制御するシャツ夕一コントローラとを設けるとともに、前記走行カウン夕及び陽極パターンエツジ検出センサを前記シャッ夕一コントロ一ラに連絡させ、前記発光層パターニング工程において前記シャッ夕一の開閉制御により、前記陽極ストライプパターンの基板走行方向に沿う前端部から後端部に跨がるパターニングを行うようにしたことを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載のフレキシブル有機 E L ディスプレイの製造装置。

2 8 . 陽極ストライプパターンがフレキシブル基板の巾方向に形成され、この陽極パターン上にこれと直交して所定色の発光層ストライブパターンが形成されているフレキシブル基板における前記所定色の発光層パターンに平行に、かつ該発光層パターンとの間に適宜間隔をあけてさらに別の色の発光層パターンを形成する発光層パ夕一ニング工程または、陽極ストライプパターンがフレキシブル基板の巾方向に形成され、この陽極パターン上にこれと直交して所定色の発光層ストライプパターンが形成されているフレキシブル基板における前記発光層ストライプパターン上にさらに陰極パターンを重層形成する陰極パターニング工程には、フレキシプル基板の τΐί行距離を計数する走行カウン夕と、陽極ストライプパターンのエッジを検出する陽極パ夕一ンエッジ検出センサと、前記発光層パターンのェッジを検出する発光屑パターンエツジ検出センサと、前記マスクのフレキシブル基板巾方向の位置を調整するマスク巾位置コントロ —ラと、前記連続回転ドラム上でのフレキシブル基板の蛇行を修正するエッジ位置コントロ一ラとを設けるとともに、陽極パターンェヅジ検出センサをシャッターコントローラに連絡させ、前記走行力ゥン夕をシャッターコントローラと前記マスク巾位置コントロ一ラとに連絡し、前記発光層パターンエツジ検出センサをマスク巾位置コントローラに連絡し、前記パターニング用物質発生源にはフレキシブル基板へのパ夕一ニング用物質の供給を開始 ·停止するシャツ夕一と、該シャッ夕一の開閉を制御するシャッ夕一コントローラとを設けたこと