JP2011192901A - 基板処理方法、基板処理装置及び表示素子の製造方法並びに表示素子の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】歩留まりを向上できる基板処理方法を提供する。
【解決手段】第1処理領域T1を有する第1基板FB1と第2処理領域T2を有する第2基板FB2とを位置合わせする第1工程と、第1基板と第2基板とが互いに交差する位置において、第1基板の第1処理領域と第2基板の前記第2処理領域とを貼り合わせる第2工程と、を有する。
【選択図】図2
【解決手段】第1処理領域T1を有する第1基板FB1と第2処理領域T2を有する第2基板FB2とを位置合わせする第1工程と、第1基板と第2基板とが互いに交差する位置において、第1基板の第1処理領域と第2基板の前記第2処理領域とを貼り合わせる第2工程と、を有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、基板処理方法、基板処理装置及び表示素子の製造方法並びに表示素子の製造装置に関するものである。
ディスプレイ装置などに用いられる表示素子を構成する発光素子として、例えば有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子が知られている。有機EL素子は、基板上に陽極及び陰極を有すると共に、これら陽極と陰極との間に挟まれた有機発光層を有する構成となっている。有機EL素子は、陽極から有機発光層へ正孔を注入して有機発光層において正孔と電子とを結合させ、当該結合時の発光光によって表示光が得られるようになっている。有機EL素子は、基板上に例えば陽極及び陰極に接続される電気回路などが形成されている。
表示素子を作製する手法の1つとして、例えばロール・トゥー・ロール方式(以下、単に「ロール方式」と表記する)と呼ばれる手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。ロール方式は、基板供給側のローラに巻かれた1枚の長尺状の基板を送り出すと共に送り出された基板を基板回収側のローラで巻き取りながら基板を搬送し、基板が送り出されてから巻き取られるまでの間に、処理装置において、有機EL素子を構成する発光層や陽極、陰極、電気回路などを基板上に順次形成する手法である。また、例えば、このようなロール方式において、長尺の第1フィルムと長尺の第2フィルムとを該フィルムの搬送方向に沿って連続的に貼り合わせる技術が開示されている(例えば特許文献2参照)。
しかしながら、上述のような貼り合わせ技術では、例えば、表示特性に影響を与えるような領域を第1フィルム上に有している場合においても、第1フィルムと第2フィルムとを貼り合わせるために、歩留まりが低下する可能性がある。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、歩留まりを向上できる基板処理方法、基板処理装置及び表示素子の製造方法並びに表示素子の製造装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に従えば、第1処理領域を有する第1基板と第2処理領域を有する第2基板とを位置合わせする第1工程と、第1基板と第2基板とが互いに交差する位置において、第1基板の第1処理領域と第2基板の第2処理領域とを貼り合わせる第2工程と、を有する基板処理方法が提供される。
本発明の第2の態様に従えば、第1の態様の基板処理方法と、第1基板に表示素子を形成する素子形成工程と、を有する表示素子の製造方法が提供される。
本発明の第3の態様に従えば、第1処理領域を有する第1基板と第2処理領域を有する第2基板とを位置合わせする位置合わせ装置と、第1基板と第2基板とが互いに交差する位置において、第1基板の第1処理領域と第2基板の第2処理領域とを貼り合わせる貼り合わせ装置と、を有する基板処理装置が提供される。
本発明の第4の態様に従えば、第3の態様の基板処理装置と、第1基板に表示素子を形成する素子形成部と、を備える表示素子の製造装置が提供される。
本発明によれば、歩留まりを向上できる基板処理方法を提供することができる。
以下、本発明の基板処理方法、基板処理装置及び表示素子の製造方法並びに表示素子の製造装置の一実施形態を、図1ないし図6を参照して説明する。
(第1実施形態)
本実施形態に係る基板処理装置FPAは、図1に示すように、所定の処理を行ってシート基板FB上に素子部等を形成する基板処理装置FPA1と、図2に示すように、基板処理装置FPA1で所定の処理が行われたシート基板(第1基板)FB1、及び基板処理装置FPA1で所定の処理が行われたシート基板(第2基板)FB2を貼り合わせる基板処理装置FPA2とを主体として構成されている。
本実施形態に係る基板処理装置FPAは、図1に示すように、所定の処理を行ってシート基板FB上に素子部等を形成する基板処理装置FPA1と、図2に示すように、基板処理装置FPA1で所定の処理が行われたシート基板(第1基板)FB1、及び基板処理装置FPA1で所定の処理が行われたシート基板(第2基板)FB2を貼り合わせる基板処理装置FPA2とを主体として構成されている。
図1に示すように、基板処理装置FPAにおける基板処理装置FPA1は、帯状に形成されたシート基板FBを長手方向に搬送させながら当該シート基板FBに対して処理を行う装置である。また、図2に示すように、基板処理装置FPAにおける基板処理装置FPA2は、基板処理装置FPA1によってシート基板FB1に第1素子部が形成された第1処理領域T1と、基板処理装置FPA1によってシート基板FB2に第2素子部が形成された第2処理領域T2とを貼り合わせる装置である。各素子部(各処理領域)は、各シート基板FB1、FB2において所定の間隔をあけて複数形成される。
そして、シート基板FB1における第1処理領域T1と、シート基板FB2における第2処理領域T2とが所定の位置関係で位置合わせして貼り合わせることにより、所定の特性(例、表示特性)を有する表示素子が形成される。
基板処理装置FPA1、FPA2は、例えば工場などに設置されて用いられる。
基板処理装置FPA1、FPA2は、例えば工場などに設置されて用いられる。
以下、基板処理装置FPA1の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系のうちシート基板FBの搬送方向(シート基板FBの長手方向)をX軸方向とし、当該シート基板FBの搬送方向と直交する方向(シート基板FBの短手方向)をY軸方向とし、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向をZ軸方向とする。同様に、基板処理装置FPA2の説明においては、図2に示すXYZ直交座標系のうちシート基板FB1の搬送方向(シート基板FB1の長手方向)をX軸方向とし、当該シート基板FB1の搬送方向と直交する方向(シート基板FB1の短手方向で、シート基板FB2の長手方向)をY軸方向とし、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向をZ軸方向とする。
図1に示すように、基板処理装置FPA1は、シート基板FBを供給する基板供給部SU、シート基板FBに対して処理を行う基板処理部PR(素子形成部)、シート基板FBを回収する基板回収部CL、及び、これらの各部を制御する制御部CONTを有している。
基板処理装置FPA1において処理対象となるシート基板FBのY方向(短手方向)の寸法は例えば1m〜2m程度に形成されており、X方向(長手方向)の寸法は例えば10m以上に形成されている。勿論、この寸法は一例に過ぎず、これに限られることは無い。例えばシート基板FBのY方向の寸法が50cm以下であっても構わないし、2m以上であっても構わない。また、シート基板FBのX方向の寸法が10m以下であっても構わない。なお、シート基板FB1、FB2もシート基板FBと同様であり、処理が行われる装置に応じた符合を付している。
基板供給部SUは、例えばロール状に巻かれたシート基板FBを基板処理部PRへ送り出して供給する。基板供給部SUには、例えばシート基板FBを巻きつける軸部や当該軸部を回転させる回転駆動源などが設けられている。この他、例えばロール状に巻かれた状態のシート基板FBを覆うカバー部などが設けられた構成であっても構わない。
基板回収部CLは、例えば、基板処理部PRからのシート基板FBをロール状に巻きとって回収する。基板回収部CLには、基板供給部SUと同様に、シート基板FBの巻きつけのための軸部や当該軸部を回転させる回転駆動源、回収したシート基板FBを覆うカバー部などが設けられている。なお、基板処理部PRにおいてシート基板FBが例えばパネル状に切断される場合などには例えばシート基板FBを重ねた状態に回収するなど、ロール状に巻いた状態とは異なる状態でシート基板FBを回収する構成であっても構わない。
基板処理部PRは、基板供給部SUから供給されるシート基板FBを基板回収部CLへ搬送すると共に、搬送の過程でシート基板FBの処理面Fpに対して処理を行う(素子形成工程)。基板処理部PRは、処理装置60、搬送装置70(搬送部)及びアライメント装置(位置合わせ装置)80を備えている。
処理装置60は、シート基板FBの処理面Fpに対して例えば有機EL素子を形成するための各種装置を有している。このような装置としては、例えば処理面Fp上に隔壁を形成するための隔壁形成装置、発光素子を形成するための発光層形成装置、トランジスタ素子の各部を形成するための半導体形成装置、電極形成装置、絶縁層形成装置、配線を形成するための配線形成装置、容量素子を形成するための容量素子形成装置などが挙げられる。
このような各部の形成装置には、例えば液滴塗布装置(例えばインクジェット型塗布装置、スプレー型塗布装置など)、蒸着装置、スパッタリング装置などの成膜装置や、露光装置、現像装置、表面改質装置、洗浄装置などが用いられる。これらの各装置は、例えばシート基板FBの搬送経路上に適宜設けられている。
搬送装置70は、基板処理部PR内において例えばシート基板FBを基板回収部CL側へ搬送するローラ装置Rを有している。ローラ装置Rは、シート基板FBの搬送経路に沿って例えば複数設けられている。複数のローラ装置Rのうち少なくとも一部のローラ装置Rには、駆動機構(不図示)が取り付けられている。このようなローラ装置Rが回転することにより、シート基板FBがX軸方向に搬送されるようになっている。複数のローラ装置Rのうち例えば一部のローラ装置Rが搬送方向と直交する方向に移動可能に設けられた構成であっても構わない。
アライメント装置80は、シート基板FBに対してアライメント動作を行う。アライメント装置80は、シート基板FBの位置状態を検出するアライメントカメラ81と、当該アライメントカメラ81の検出結果に基づいてシート基板FBをX方向、Y方向、Z方向、θX方向、θY方向及びθZ方向に微調整する駆動機構82とを有している。駆動機構82は、例えばローラ装置Rの位置を調整することでシート基板FBの位置合わせをする構成とすることができる。勿論、他の構成であっても構わない。
上記のように構成された基板処理装置FPA1は、制御部CONTの制御により、いわゆるロール・トゥ・ロール方式(以下、ロール方式と表記する)によって素子素子を製造する。
基板処理装置FPA2は、基板処理装置FPA1において所定の処理が施されたシート基板FB1を供給する基板供給部SU1、シート基板FB1を回収する基板回収部CL1、基板処理装置FPA1において所定の処理が施されたシート基板FB2を供給する基板供給部SU2、シート基板FB2を回収する基板回収部CL2、シート基板FB1とシート基板FB2とが互いに交差する位置(貼り合わせ位置)において、シート基板FB1を吸着保持する吸着ステージ100、当該貼り合わせ位置において吸着ステージ100との間でシート基板FB1の第1処理領域T1とシート基板FB2の第2処理領域T2とを貼り合わせる貼り合わせ装置ST、貼り合わせ装置STに搬送されるシート基板FB1の第1処理領域T1に対する欠陥候補領域(例、表示特性に影響を与えるような欠陥やその候補となる領域)を、例えば画像検出で検査する欠陥検査装置E1、貼り合わせ装置STに搬送されるシート基板FB2の第2処理領域T2に対する欠陥候補領域(例、表示特性に影響を与えるような欠陥やその候補となる領域)を、例えば画像検出で検査する欠陥検査装置E2(図5参照)、基板供給部SU2及び基板回収部CL2の間でシート基板FB2の張設状態を調整しつつシート基板FB2を搬送する搬送部110を有している。
また、基板処理装置FPA2は、吸着ステージ100と貼り合わせ装置STとの間に窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給装置(気体供給装置)111と、吸着ステージ100に保持されたシート基板FB1に対して、シート基板FB2との貼り合わせ位置に接着剤を供給する接着剤供給部112(図5参照)とを有している。接着剤の種類としては特に限定されないが、熱硬化型接着剤や光硬化型接着剤を用いることができ、本実施形態では紫外線硬化型接着剤を用いている。
なお、接着剤を用いずに、シート基板FB1、FB2が圧着性を有し、後述する加圧装置122による加圧で接着させる構成であってもよい。接着層の供給位置としては、第1処理領域T1の周辺部のみの場合でも、全面的に塗布する全面接着のいずれであってもよい。例えば第1、第2処理領域に液晶層が形成される場合には、部分的に接着層を設ける構成とし、第1、第2処理領域に有機EL層が形成される場合には、部分的に接着層または全面的な接着層のいずれの構成でもよい。
基板供給部SU1は、例えばロール状に巻かれたシート基板FB1を貼り合わせ装置STへ送り出して供給する。基板供給部SU1には、例えばシート基板FBを巻きつける軸部や当該軸部を回転させる回転駆動源などが設けられている。同様に、基板供給部SU2は、例えばロール状に巻かれたシート基板FB2を貼り合わせ装置STへ送り出して供給する。基板供給部SU2には、例えばシート基板FBを巻きつける軸部や当該軸部を回転させる回転駆動源などが設けられている。
基板回収部CL1は、貼り合わせ装置STで貼り合わせ処理が行われたシート基板FB1を例えばロール状に巻きとって回収する。基板回収部CL1には、基板供給部SU1と同様に、シート基板FB1の巻きつけのための軸部や当該軸部を回転させる回転駆動源、回収したシート基板FBを覆うカバー部などが設けられている。同様に、基板回収部CL2は、貼り合わせ装置STで貼り合わせ処理が行われたシート基板FB2を例えばロール状に巻きとって回収する。基板回収部CL2には、基板供給部SU2と同様に、シート基板FB2の巻きつけのための軸部や当該軸部を回転させる回転駆動源、回収したシート基板FBを覆うカバー部などが設けられている。なお、貼り合わせ装置STにおいてシート基板FB1、FB2が例えばパネル状に切断される場合などには例えばシート基板FB1、FB2を重ねた状態に回収するなど、ロール状に巻いた状態とは異なる状態でシート基板FBを回収する構成であっても構わない。
図3は、吸着ステージ100及び貼り合わせ装置STの正面図であり、図4は、貼り合わせ装置STをシート基板FB1、FB2側(−Z側)から視た平面図である。
吸着ステージ100は、第1処理領域T1を有するシート基板FB1の裏面を吸着保持するものであって、表面(研磨面)が研磨加工された多孔質セラミックス等の多孔質材料で形成されている。吸着ステージ100には、負圧吸引装置101が接続されている。吸着ステージ100は、研磨面に開口する孔部を介して、負圧吸引装置101から供給される負圧によりシート基板FB1を吸着保持する。
吸着ステージ100は、第1処理領域T1を有するシート基板FB1の裏面を吸着保持するものであって、表面(研磨面)が研磨加工された多孔質セラミックス等の多孔質材料で形成されている。吸着ステージ100には、負圧吸引装置101が接続されている。吸着ステージ100は、研磨面に開口する孔部を介して、負圧吸引装置101から供給される負圧によりシート基板FB1を吸着保持する。
また、吸着ステージ100には、シート基板FB1上に供給された接着剤に対して紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置102が設けられている。
貼り合わせ装置STは、シート基板FB2に対向して設けられる吸着装置121、吸着装置121を支持して吸着装置121を介してシート基板FB2を加圧する加圧装置122、吸着装置121及び加圧装置122をX軸方向に駆動するXステージ123、Xステージ123をY軸方向に駆動するYステージ124、Yステージ124をθZ方向(Z軸周りの回転方向)に駆動する回転ステージ125、シート基板FB1、FB2の少なくとも一方を切断するシート切断装置126、シート基板FB1、FB2に形成されたマークを計測するアライメント系127を有している。なお、貼り合わせ装置STは、不図示のZ駆動装置により、Z方向にも移動可能となっている。
吸着装置121は、吸着ステージ100と同様に、第2処理領域T2を有するシート基板FB2の裏面を吸着保持するものであって、表面(研磨面)が研磨加工された多孔質セラミックス等の多孔質材料で形成されている。吸着装置121には用力供給部128から負圧が供給され、吸着装置121は、研磨面に開口する孔部を介してシート基板FB2を吸着保持する。
加圧装置122は、用力供給部128からエアが供給されるバルーン等で形成された圧力加圧室(不図示)を内部に有している。圧力加圧室は伸縮性を有しており、供給されるエア量に応じてシート基板FB2に向かう−Z側に膨張して吸着装置121をZ方向に移動させる。吸着装置121及び加圧装置122の周囲には、Xステージ123から透明角筒状の保持枠129が突設されている。吸着装置121及び加圧装置122は、保持枠129内をZ方向に移動する。
切断装置126は、保持枠129の周囲に設けられており、その先端部は保持枠129及び吸着機構121の表面と略面一の位置に配置されている。
アライメント系127は、第1、第2処理領域よりも外側にX方向及びY方向に互いに間隔をあけて複数(図4では3つ)設けられ、Xステージ123、Yステージ124、回転ステージ125とは独立した駆動機構(不図示)により、吸着装置121及び加圧装置122とは独立してX方向、Y方向、θZ方向のそれぞれに微小駆動されて、シート基板FB1、FB2に形成されたマークを計測可能となっている。アライメント系127による計測結果は制御部CONTに出力される。
アライメント系127は、第1、第2処理領域よりも外側にX方向及びY方向に互いに間隔をあけて複数(図4では3つ)設けられ、Xステージ123、Yステージ124、回転ステージ125とは独立した駆動機構(不図示)により、吸着装置121及び加圧装置122とは独立してX方向、Y方向、θZ方向のそれぞれに微小駆動されて、シート基板FB1、FB2に形成されたマークを計測可能となっている。アライメント系127による計測結果は制御部CONTに出力される。
搬送部110は、図5に示すように、シート基板FB1、FB2の貼り合わせ位置を挟んだY方向両側に配置されて貼り合わせ位置におけるシート基板FB2の張設位置を調整するローラ部R1と、ローラ部R1よりも貼り合わせ位置から離間した位置に設けられ、例えばZ方向に移動することで、図5に二点鎖線で示すように、シート基板FB2に余長としての弛みを形成するローラ部R2とから構成される。ローラ部R2の駆動は、制御部CONTにより制御される。
上記のように構成された基板処理装置FPAは、制御部CONTの制御により、いわゆるロール・トゥ・ロール方式(以下、ロール方式と表記する)によって表示素子(素子基板)を製造する。以下、上記構成の基板処理装置FPAを用いて表示素子を製造する工程を説明する。
まず、基板処理装置FPA1において、基板供給部SUに設けられるローラに帯状のシート基板FBを巻き付けた状態にする。制御部CONTは、この巻き付けた状態において基板供給部SUから当該シート基板FBを送り出し、送り出された当該シート基板FBを基板回収部CLのローラで巻き取らせてシート基板FBを搬送させる。
制御部CONTは、シート基板FBが送り出されてから巻き取られるまでの間に、基板処理部PRの搬送装置70によってシート基板FBを当該基板処理部PR内で適宜搬送させつつ、処理装置60によって表示素子の構成要素をシート基板FB上に順次形成させる。処理装置60による処理を行わせる際、制御部CONTは、アライメント装置80によってシート基板FBの位置合わせを行わせる。
このように、処理装置60によって第1処理領域に第1素子部が形成されたシート基板FBは、各種の検査工程後に、シート基板FB1として基板処理装置FPA2における基板供給部SU1にセットされる。同様に、処理装置60によって第2処理領域に第2素子部が形成されたシート基板FBは、各種の検査工程後に、シート基板FB2として基板処理装置FPA2における基板供給部SU2にセットされる。
続いて、基板処理装置FPA2における貼り合わせ処理について説明する。
ここでは、シート基板FB1、FB2に対しては、各種の検査処理を含めて貼り合わせに関する処理以外の処理は完了しているものとする。また、上記検査処理においては、第1処理領域T1、第2処理領域T2における成膜の不備、パターニングの不備等が検査されて、予め貼り合わせの対象と成り得るかどうかの情報(貼り合せ対象情報)が各シート基板FB1、FB2における第1処理領域T1、第2処理領域T2の位置情報(例、欠陥候補領域の位置)とともに制御部CONTに保持されているものとする。
ここでは、シート基板FB1、FB2に対しては、各種の検査処理を含めて貼り合わせに関する処理以外の処理は完了しているものとする。また、上記検査処理においては、第1処理領域T1、第2処理領域T2における成膜の不備、パターニングの不備等が検査されて、予め貼り合わせの対象と成り得るかどうかの情報(貼り合せ対象情報)が各シート基板FB1、FB2における第1処理領域T1、第2処理領域T2の位置情報(例、欠陥候補領域の位置)とともに制御部CONTに保持されているものとする。
貼り合わせ処理が開始されると、シート基板FB1に対しては、貼り合わせ対象となる第1処理領域T1の裏面を吸着ステージ100により吸着保持させる。このとき、シート基板FB1に上述のような欠陥候補領域がある場合(例、貼り合わせ位置にある第1処理領域T1の第1素子部が事前の検査で、工程進捗、欠陥情報、良否判定、隔壁やパターンの形成状態等の処理状態に不良があると判明している場合や、欠陥検査装置E1によりシート基板FB1自体や第1処理領域T1に欠陥があると検知された場合)には、シート基板FB1を搬送方向に送って、不良(欠陥候補領域)のない第1処理領域T1を貼り合わせ位置に移動させてシート基板FB1の裏面を吸着ステージ100により平滑な状態で吸着保持させる。
第1処理領域T1の貼り合わせ位置への送り出しは、基板回収部CL1における回転量に応じて制御部CONTが判断する構成、またはアライメント系127がシート基板FB1上に形成されているマークを計測した結果に応じて制御部CONTが判断する構成のいずれであってもよい。
同様に、シート基板FB2についても、貼り合わせ対象となる第2処理領域T2を貼り合わせ位置に送り出すが、貼り合わせ位置にある第2処理領域T2の第2素子部が事前の検査で、シート基板FB2に上述のような欠陥候補領域がある場合(例、工程進捗、欠陥情報、良否判定、隔壁やパターンの形成状態等の処理状態に不良があると判明している場合や、欠陥検査装置E2によりシート基板FB2自体や第2処理領域T2に欠陥があると検知された場合)には、シート基板FB2を搬送方向に送って、不良(欠陥候補領域)のない第2処理領域T2を貼り合わせ位置に移動させる。
第2処理領域T2の貼り合わせ位置への送り出しは、基板回収部CL2における回転量に応じて制御部CONTが判断する構成、またはアライメント系127がシート基板FB2上に形成されているマークを計測した結果に応じて制御部CONTが判断する構成のいずれであってもよい。
また、これら第1処理領域T1及び第2処理領域T2の貼り合わせ位置への移動は、同時に行うことにより搬送に係る時間を短縮できる。
また、これら第1処理領域T1及び第2処理領域T2の貼り合わせ位置への移動は、同時に行うことにより搬送に係る時間を短縮できる。
第2処理領域T2が貼り合わせ位置に送られると、貼り合わせ装置STが下降することで、シート基板FB2は裏面を吸着装置121に負圧吸引されて、平滑な状態で保持される。
シート基板FB1、FB2がそれぞれ吸着保持されると、アライメント系127によりシート基板FB1、FB2上のマークを同時に検出し、シート基板FB1、FB2の位置ずれ量、すなわち第1処理領域T1,第2処理領域T2間の位置ずれ量を計測する。制御措置CONTは、計測された位置ずれ量を補正すべく、第2処理領域T2のX方向、Y方向、θZ方向の移動量を算出する。
ここで、制御装置CONTはローラ部R2を駆動して、第2処理領域T2の移動に支障を来さない程度の弛みを貼り合わせ位置の近傍に生じさせる。
なお、算出された第2処理領域T2の移動方向(又は移動量)に応じて弛みを形成する箇所を選択してもよい。例えば、図5において、+Y方向に第2処理領域T2を移動させる場合には、−Y側のみに弛み(第1余長部)を形成し、−Y方向に第2処理領域T2を移動させる場合には、+Y側のみに弛み(第2余長部)を形成してもよく、またY方向の両側に弛みを形成してもよい。
なお、算出された第2処理領域T2の移動方向(又は移動量)に応じて弛みを形成する箇所を選択してもよい。例えば、図5において、+Y方向に第2処理領域T2を移動させる場合には、−Y側のみに弛み(第1余長部)を形成し、−Y方向に第2処理領域T2を移動させる場合には、+Y側のみに弛み(第2余長部)を形成してもよく、またY方向の両側に弛みを形成してもよい。
そして、制御装置CONTは、Xステージ123、Yステージ124、回転ステージ125を適宜駆動して、算出された各方向の移動量で第2処理領域T2を移動させる。これにより、XY平面において第1処理領域T1,第2処理領域T2は位置合わせされる。
上記位置合わせにおける第2処理領域T2の移動時、吸着ステージ100上のシート基板FB1に対しては、接着剤供給部112から第1処理領域T1の周囲に接着剤(光硬化性接着剤)が供給される。このように、第2処理領域T2の位置合わせが行われている間に接着剤の供給を行うことで製造時間の短縮に寄与できる。
第2処理領域T2のXY平面における位置合わせ及びシート基板FB1への接着剤供給が完了したら、貼り合わせ位置におけるシート基板FB1、FB2の間の酸素を排除すべく、図5に示すように、ガス供給装置111により窒素ガスを供給しつつ、加圧装置122における圧力加圧室にエアを供給して内圧を高める。これにより、圧力加圧室は膨張して吸着装置121をシート基板FB1の第1処理領域T1に向かう方向(−Z方向)に保持枠129に沿って移動させ、吸着装置121に保持されたシート基板FB2は、吸着ステージ100に保持されたシート基板FB1に当接して押し付けられる。
そして、シート基板FB1、FB2が加圧された状態で、紫外線照射装置102にから接着剤に対して紫外線を照射して接着剤を硬化させる。これにより、第1処理領域T1と、第2処理領域T2とが貼り合わされる。この後、シート基板FB2に対して、接着剤で貼り合わせされた領域の周囲をシート切断装置126で切断することにより、切り離された第2処理領域T2を有する基板(以後、適宜第2処理領域基板T2と称する)はシート基板FB1に受け渡される。なお、第2処理領域T2の切断は、第1処理領域T1に貼り合わされる後に限られず、貼り合わせ前に吸着装置121に吸着保持されている状態でシート基板FB2から切断した後に第1処理領域T1と貼り合わせてもよい。
この後、第2処理領域基板T2が貼り合わされたシート基板FB1は、基板回収部CL1に巻き取られ、後工程で第2処理領域基板T2と略同じ大きさで切断されることで表示素子が形成される。なお、上記貼り合わせ位置においてシート切断装置126で第1処理領域T1、第2処理領域基板T2の双方を切断して、図示しない搬送装置により搬出する構成としてもよい。また、第2処理領域基板T2が切り離されて枠部が残ったシート基板FB2は、基板回収部CL2に巻き取られる。
以上説明したように、本実施形態では、不良(欠陥候補領域)を貼り合わせることなく処理できるので、歩留まりを向上させることができる。また、本実施形態では、第1処理領域T1と第2処理領域T2とを位置合わせした後に貼り合わせているため、第1処理領域T1と第2処理領域T2との相対位置関係を確保することができ、第1素子部と第2素子部とが協働して発現する所定の素子特性(例、表示特性)を確実に得ることができる。
また、本実施形態では、第1処理領域T1と第2処理領域T2との間に不活性ガスである窒素ガスを供給しつつ、第1処理領域T1と第2処理領域T2とを貼り合わせているため、第1処理領域T1と第2処理領域T2との間に封入される酸素等の気体を排除することが可能となり、素子部を形成する電極が酸化して素子特性(例、表示特性)を低下させることを抑制できる。また、本実施形態では、吸着ステージ100や吸着装置121に多孔質材料を用いているため、貫通孔を用いた吸着を行った場合のように、吸着時にシート基板FB1、FB2が貫通孔内に吸引されて変形する等の不都合を回避することができる。
なお、上述した第1処理領域T1に位置合わせについては、上記Xステージ123、Yステージ124、回転ステージ125の駆動に加えて、シート基板FB1の搬送速度を調整する手順としてもよい。
(第2実施形態)
続いて、基板処理装置FPAの第2実施形態について、図6を参照して説明する。
この図において、図1乃至図5に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する、またはシート基板FB1の搬送に係る装置についてはA、Bの符合を付して説明を簡略化する。
続いて、基板処理装置FPAの第2実施形態について、図6を参照して説明する。
この図において、図1乃至図5に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する、またはシート基板FB1の搬送に係る装置についてはA、Bの符合を付して説明を簡略化する。
第2実施形態においては、上記第1実施形態に対して第1シート基板FB1の搬送路を並行して複数設けている点で異なっているため、以下では主としてこの点について説明する。
図6に示すように、本実施形態における基板処理装置FPA2は、X方向に延在するシート基板FB1A、FB1Bの搬送路がY方向に間隔をあけて2つ並行して設けられている。そして、シート基板FB2の搬送路は、これらシート基板FB1A、FB1Bの2つの搬送路に跨るようにY方向に延在して設けられている。
そして、シート基板FB1A、FB1Bの搬送路とシート基板FB2の搬送路とが交差する位置(貼り合せ位置)には、シート基板FB1A、FB1Bを吸着保持する吸着ステージ100A、100Bと、貼り合わせ装置STA、STBとが設けられている(図6では、貼り合わせ装置STA、STBを簡略的に図示している)。また、各吸着ステージ100A、100Bの近傍には、シート基板FB1A、FB1Bとシート基板FB2との間に不活性ガスを供給するガス供給装置111A、111Bがそれぞれ設けられている。
また、本実施形態の基板処理装置FPA2における搬送部110は、貼り合わせ装置STA、STB間におけるシート基板FB2の余長を調整する余長形成部115を有している。余長形成部115は、例えば貼り合わせ装置STA、STB間におけるローラ部R2、R2の間に配置されて、例えばZ方向に移動することで、シート基板FB2に余長としての弛みを形成するローラ部R3で構成される。
上記構成の基板処理装置FPA2における貼り合わせ工程では、シート基板FB1A、FB1Bに対しては、貼り合わせ対象となる第1処理領域T1の裏面を吸着ステージ100A、100Bによりそれぞれ吸着保持させる。このとき、貼り合わせ位置にある第1処理領域T1の第1素子部が事前の検査で、シート基板FB2に上述のような欠陥候補領域がある場合(例、工程進捗、欠陥情報、良否判定、隔壁やパターンの形成状態等の処理状態に不良があると判明している場合や、欠陥検査装置Eによりシート基板FB1A、FB1B自体や各基板における第1処理領域T1に欠陥があると検知された場合)には、シート基板FB1A、FB1Bをそれぞれ搬送方向に送って、不良(欠陥候補領域)のない第1処理領域T1を貼り合わせ位置に移動させて吸着ステージ100A、100Bにより平滑な状態で吸着保持させる。
また、シート基板FB2についても、貼り合わせ対象となる第2処理領域T2を貼り合わせ装置STAによる第1貼り合わせ位置及び貼り合わせ装置STBによる第2貼り合わせ位置に送り出すが、各貼り合わせ位置にある第2処理領域T2の第2素子部が事前の検査で、シート基板FB2に上述のような欠陥候補領域がある場合(例、工程進捗、欠陥情報、良否判定、隔壁やパターンの形成状態等の処理状態に不良があると判明している場合や、欠陥検査装置E2によりシート基板FB2自体や第2処理領域T2に欠陥があると検知された場合)には、シート基板FB2を搬送方向に送って、不良(欠陥候補領域)のない第2処理領域T2を貼り合わせ位置に移動させる。
このとき、搬送方向前方側に位置する不良のない第2処理領域T2を第2貼り合わせ位置に送り、搬送方向後方側に位置する不良のない第2処理領域T2を第1貼り合わせ位置に送るが、これら不良のない第2処理領域T2の間に不良がある第2処理領域T2が存在する場合には、ロール部R3を−Z側に移動させて大きな余長を確保する。これにより、不良のない第2処理領域T2を第1、第2貼り合わせ位置にそれぞれ送ることができる。
このように、第1、第2貼り合わせ位置において、シート基板FB2の搬送を一時停止して個別に貼り合わせることも可能であるが、上記のように、第1、第2貼り合わせ位置の間に余長形成部115を設けることにより、不良のない第2処理領域T2の間に不良がある第2処理領域T2が存在する場合でも、第1、第2貼り合わせ位置の双方で同時に第1処理領域T1、第2処理領域T2を貼り合わせることが可能になる。
なお、各貼り合わせ位置における第1処理領域T1と第2処理領域T2との貼り合わせ処理については、上記第1実施形態と同様であり、搬送部110におけるローラ部R2の駆動を調整することにより、各貼り合わせ装置STA、STBによるシート基板FB2の第2処理領域T2に対する位置合わせを行う際の弛み量(余長)を調整することができる。
このように、本実施形態では、上記第1実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、設置面積の縮小でスループットを向上させることができるともに、第1素子部、第2素子部の形成に要する時間差に起因する第1素子部または第2素子部の貼り合わせ処理までの滞留時間を最小限に抑えることが可能になる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記第2実施形態では、シート基板FB1の搬送路を並行して2列設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、3列以上設ける構成であってもよい。また、シート基板FB2の搬送路を2列以上設ける構成であってもよい。この場合においても、シート基板FB2の搬送路間に、シート基板FB1の余長形成部を設ければよい。また、シート基板FB1、FB2の搬送路の交差角度は直角に限られず、例えば斜め方向に交差させて、平行四辺形(菱形)の素子基板を形成する構成であってもよい。
また、上記実施形態では、シート基板FB1、FB2に形成され、アライメント系127により計測されるマークが各シート基板FB1、FB2及び第1、第2処理領域T1、T2の位置情報を含む構成としたが、これに限定されるものではなく、マークの他に、例えば、シート基板FB、FB1、FB2の諸元値に関する諸元情報や、当該諸元情報に基づくプロセス情報、シート基板FB、FB1、FB2を識別する識別情報などの情報を有するICチップ(例、読み込みのみ可能なタイプ、読み込みと書き込みとが可能なタイプなど)や、上記の情報を一次元又は二次元のバーコードが形成されたシールを用い、これらの情報の少なくとも一つに基づいて、上述した余長を調整したり、第2処理領域の位置合わせを行う構成としてもよい。このような構成としては、例えばシート基板FB、FB1、FB2に一次元又は二次元のバーコードなどを形成する構成や、シート基板FB、FB1、FB2にICタグなどを埋め込んだ構成などが挙げられる。
諸元情報としては、一例としてシート基板FB、FB1、FB2の材質や、可撓性、耐熱性、磨耗性、厚さ、摩擦係数、耐テンション性、伸縮性、張力、膨張係数などが挙げられる。なお、伸縮性は、シート基板FB、FB1、FB2に負荷される熱又はテンションに対する値であってもよいし、熱とテンションとに対する値であってもよい。また、諸元値として、シート基板FBに付着させる所定の液体との親液性や、シート基板FB、FB1、FB2上の当該所定の液体の乾燥性などが含まれる。当該所定の液体としては、例えば液滴塗布装置から吐出される液滴、メタルインク、電気絶縁性インクや、液滴塗布装置から吐出される溶液などが含まれる。また、諸元情報は、シート基板FB、FB1、FB2に対して行われた前処理に関する前処理情報も含まれる。シート基板FB、FB1、FB2に対して行われた処理の情報である。このような前処理としては、例えばシート基板FB、FB1、FB2に対する改質処理(撥液処理、親液処理など)や表面保護膜の形成処理などが挙げられる。この親液処理としては、例えば上記液滴塗布装置から吐出されるインクに対する親液処理などが挙げられる。
プロセス情報としては、シート基板FB、FB1、FB2に対して施される処理に関する情報であり、諸元情報に対応するプロセスID、プロセス名、などを含む情報である。このシート基板FB、FB1、FB2に対して施される処理は、シート基板FB、FB1、FB2の諸元情報に応じた少なくとも1つの単位処理が含まれる。当該単位処理としては、本実施形態では例えば基板処理装置FPAの各構成要素による処理などが該当する。このような処理としては、基板に対して施される各処理が含まれ、例えば加熱処理、冷却処理、搬送処理、プレス処理、塗布処理、蒸着処理、スパッタ処理、光照射処理、電子線照射処理、露光処理、現像処理、浸漬処理、乾燥処理、物理的加工処理(切断、部分的除去など)、化学的加工処理(溶解処理など)、他の基板との接合処理、検出処理、アライメント処理、変形処理、改質処理、隔壁形成処理等が含まれる。
また、上記基板処理部PRに含まれる各種の装置は一例であり、シート基板FBに対して所定の処理を施すものであれば、他の装置が適宜変更・追加された構成であってもよい。また、上記実施形態においては、表示素子の例として、有機発光層を有する有機ELの表示素子を挙げて説明したが、これに限られることは無く、例えば無機EL、液晶表示素子、電子ペーパに用いられる電気泳動素子などの他の表示素子についても、本発明の適用は可能である。また、本実施形態においては、上記の表示素子を用いて有機ELディスプレイなどの表示装置を構成することも可能である。
また、本実施形態では、基板処理装置FPA1と基板処理装置FPA2とをつなげる構成とすることで、シート基板FB1に対して素子形成処理と貼り合わせ処理とを一連で行うことも可能である。
80…アライメント装置(位置合わせ装置)、 111…ガス供給装置(気体供給装置)、 FB…シート基板(基板)、 FB1…シート基板(第1基板)、 FB2…シート基板(第2基板)、 ST…貼り合わせ装置、 T1…第1処理領域、 T2…第2処理領域
Claims (30)
- 第1処理領域を有する第1基板と第2処理領域を有する第2基板とを位置合わせする第1工程と、
第1基板と第2基板とが互いに交差する位置において、前記第1基板の前記第1処理領域と前記第2基板の前記第2処理領域とを貼り合わせる第2工程と、
を有することを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1に記載の基板処理方法において、
前記第1工程は、前記第1基板の第1余長部と前記第2基板の第2余長部とのうち少なくとも一方を用いて、位置合わせすることを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項2に記載の基板処理方法において、
前記第1工程は、前記第1基板の諸元値に関する諸元情報と前記第2基板の諸元値に関する諸元情報とのうち少なくとも一方を用いて、前記第1基板の第1余長部を調整することを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項2または3に記載の基板処理方法において、
前記第1工程は、前記第1基板の諸元値に関する諸元情報と前記第2基板の諸元値に関する諸元情報とのうち少なくとも一方を用いて、前記第2基板の第2余長部を調整することを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1に記載の基板処理方法において、
前記第1工程は、前記第1基板の諸元値に関する諸元情報と前記第2基板の諸元値に関する諸元情報とのうち少なくとも一方を用いて、位置合わせすることを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項3から5のいずれか一項に記載の基板処理方法において、
前記第1工程は、前記第1基板の諸元情報に基づく第1プロセス情報と前記第2基板の諸元情報に基づく第2プロセス情報とのうち少なくとも一方を用いて、位置合わせすることを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項3から6のいずれか一項に記載の基板処理方法において、
前記第1、第2基板の諸元値は、前記第1、第2基板の材質、可撓性、耐熱性、磨耗性、伸縮性、厚さ、膨張係数、摩擦係数及び耐テンション性のうち少なくとも1つをそれぞれ含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の基板処理方法において、
前記第2工程は、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる際に、前記第1基板と前記第2基板との間に不活性気体を供給することを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の基板処理方法において、
前記第2工程は、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる際に、当該第1基板及び第2基板を負圧吸引で保持することを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の基板処理方法において、
前記第2工程は、前記第1基板の処理状態に基づいて、選択的に貼り合わせることを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の基板処理方法において、
前記第1基板の搬送路を並行して複数設け、
前記第2工程は、複数の前記第1処理領域と複数の前記第2処理領域とを貼り合わせることを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項11に記載の基板処理方法において、
前記複数の第1処理領域の間に前記第1基板の第1余長部を形成することを特徴とする基板処理方法。 - 請求項1から12のいずれか一項に記載の基板処理方法において、
前記第2基板の搬送路を並行して複数設け、
前記第2工程は、複数の前記第1処理領域と複数の前記第2処理領域とを貼り合わせることを含むことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項13に記載の基板処理方法において、
前記複数の第2処理領域の間に前記第2基板の第2余長部を形成すること
を特徴とする基板処理方法。 - 請求項1から14のいずれか一項に記載の基板処理方法と、
前記第1基板に表示素子を形成する素子形成工程と、
を有することを特徴とする表示素子の製造方法。 - 第1処理領域を有する第1基板と第2処理領域を有する第2基板とを位置合わせする位置合わせ装置と、
第1基板と第2基板とが互いに交差する位置において、前記第1基板の前記第1処理領域と前記第2基板の前記第2処理領域とを貼り合わせる貼り合わせ装置と、
を有することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16に記載の基板処理装置において、
前記位置合わせ装置は、前記第1基板の第1余長部と前記第2基板の第2余長部とのうち少なくとも一方を用いて位置合わせすることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項17に記載の基板処理装置において、
前記第1基板の諸元値に関する諸元情報と前記第2基板の諸元値に関する諸元情報とのうち少なくとも一方を用いて、前記第1基板の第1余長部を調整する余長調整装置を有することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項17または18に記載の基板処理装置において、
前記第1基板の諸元値に関する諸元情報と前記第2基板の諸元値に関する諸元情報とのうち少なくとも一方を用いて、前記第2基板の第2余長部を調整する第2余長調整装置を有することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16に記載の基板処理装置において、
前記位置合わせ装置は、前記第1基板の諸元値に関する諸元情報と前記第2基板の諸元値に関する諸元情報とのうち少なくとも一方を用いて、位置合わせすることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項18から20のいずれか一項に記載の基板処理装置において、
前記位置合わせ装置は、前記第1基板の諸元情報に基づく第1プロセス情報と前記第2基板の諸元情報に基づく第2プロセス情報とのうち少なくとも一方を用いて、位置合わせすることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項18から21のいずれか一項に記載の基板処理装置において、
前記第1、第2基板の諸元値は、前記第1、第2基板の材質、可撓性、耐熱性、磨耗性、伸縮性、厚さ、膨張係数、摩擦係数及び耐テンション性のうち少なくとも1つをそれぞれ含むことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16から22のいずれか一項に記載の基板処理装置において、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる際に、前記第1基板と前記第2基板との間に不活性気体を供給する気体供給装置を有することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16から23のいずれか一項に記載の基板処理装置において、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせる際に、当該第1基板及び第2基板を負圧吸引で保持する保持装置を有することを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16から24のいずれか一項に記載の基板処理装置において、
前記貼り合わせ装置は、前記第1基板の処理状態に基づいて、選択的に貼り合わせることを含むことを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16から25のいずれか一項に記載の基板処理装置において、
前記第1基板の搬送路は並行して複数設けられ、
前記貼り合わせ装置は、前記第1処理領域と前記第2処理領域との複数の貼り合わせ位置にそれぞれ設けられることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項26記載の基板処理装置において、
前記複数の第1処理領域の間に前記第1基板の第1余長部が形成されることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16から27のいずれか一項に記載の基板処理装置において、
前記第2基板の搬送路は並行して複数設けられ、
前記貼り合わせ装置は、前記第1処理領域と前記第2処理領域との複数の貼り合わせ位置にそれぞれ設けられることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項28記載の基板処理装置において、
前記複数の第2処理領域の間に前記第2基板の第2余長部が形成されることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項16か29のいずれか一項に記載の基板処理装置と、
前記第1基板に表示素子を形成する素子形成部と、
を備えることを特徴とする表示素子の製造装置。
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