有機ＥＬディスプレイの製造方法および製造装置
【課題】有機ＥＬディスプレイの製造において、マスクと基板とを位置合わせした後の位置ずれを抑制し、有機発光素子の有機化合物層を高解像度でパターン成膜する。
【解決手段】成膜室１の内部において、マスク１４と基板２０との位置合わせを行い、続いて、基板２０と相対的に蒸着源１１を移動させて有機化合物層の成膜を行う。成膜室１内には、マスク１４を支持するマスク支持台１２と、マスク１４と基板２０との位置合わせを行い、密着させた後に、蒸着源１１と干渉しない位置にマスク支持台１２を移動させるためのマスク支持台移動機構１３と、が設けられる。成膜後には、マスク支持台１２上にて、基板２０とマスク１４の密着状態を解除する。
【解決手段】成膜室１の内部において、マスク１４と基板２０との位置合わせを行い、続いて、基板２０と相対的に蒸着源１１を移動させて有機化合物層の成膜を行う。成膜室１内には、マスク１４を支持するマスク支持台１２と、マスク１４と基板２０との位置合わせを行い、密着させた後に、蒸着源１１と干渉しない位置にマスク支持台１２を移動させるためのマスク支持台移動機構１３と、が設けられる。成膜後には、マスク支持台１２上にて、基板２０とマスク１４の密着状態を解除する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と相対的に蒸着源を移動させて有機化合物層の成膜を行う工程を含む有機ＥＬディスプレイの製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フルカラーフラットパネルディスプレイを実現するための有望な技術として、有機発光素子が注目されている。有機発光素子は、蛍光性あるいは燐光性を有する有機化合物を電気的に励起して発光させる自発光型素子で、高輝度、高視野角、面発光、薄型で多色発光が可能である、などの特徴を有している。
【０００３】
この有機発光素子を搭載して高精細なディスプレイを製造する上では、有機発光素子を構成する有機化合物層を成膜する工程で、マスクを用いて所定のパターンを形成することが必要である。これは、有機化合物からなる薄膜のパターニングを、成膜後の工程において、その薄膜にダメージを与えることなく行うことが非常に困難なためである。
【０００４】
なお、上記のマスクには多数の微小な開口が形成されており、この開口（マスク開口）を通して、有機化合物が基板上に堆積する。
【０００５】
また、有機ＥＬディスプレイにおける副画素の一辺の長さは、数μｍ〜数１０μｍであり、これら副画素が数１０μｍ〜１００μｍの間隔で規則正しく配列されている。マスクには、このような画素に対応した位置に開口が形成されている。また、そのような微小な開口を通して画素密度の高い基板上に成膜を行うために、マスクの影となる領域を画素内につくることを抑制する目的で、薄いマスクが用いられる。その薄さは、数μｍ〜数１００μｍである。
【０００６】
このような薄いマスクを精度良くガラスに密着させる有機ＥＬディスプレイの製造装置においては、磁性材料を含むマスクを用い、かつ基板の背面（非成膜面）側に磁性を有するマスク保持体を設けて、磁力によりマスクを基板に密着させる機構が用いられる。特に１辺が５００ｍｍを越える大きな基板を用いた製造を行う場合は、基板の撓みが大きくなるため、磁力を用いないで基板とマスクを、完全に密着させることは非常に困難である。
【０００７】
また、そのような薄いマスクと大きなサイズの基板を精度良くアライメントするためには、マスクと基板の少なくとも一方を平面に保つことが望ましい。このため、従来の有機ＥＬディスプレイ製造装置には、成膜室とはゲートバルブを介して隣接するアライメント室が設けられており、そこで、表面が平滑なマスク支持台上でアライメント作業が実施される。
【０００８】
図６は、このような従来例によるアライメントから成膜までの流れを示すフローチャートである。すなわち、アライメント室内にマスクを搬入し（ステップ１０１）、アライメントを行い（ステップ１０２）、マスクと基板とを密着させる（ステップ１０３）。そして、アライメント室内のマスク支持台からマスクを離脱させ、成膜室（蒸着室）へ移送し（ステップ１０４、ステップ１０５）、成膜する（ステップ１０６）。
【０００９】
さらに、特許文献１に開示されたように、アライメント室に備えられたマスク支持台にも磁性体を備え、マスク支持台上にマスクを吸着して位置ずれを抑制することも知られている。
【特許文献１】特開平１１−１５８６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、基板とマスクのアライメント後に、マスクと基板を密着させた状態で、アライメント室から成膜室に移送する段階を含む従来の方法では、移送過程において機械動作に伴う衝撃をマスクと基板が受ける可能性がある。また、アライメント室と成膜室との温度差、圧力差などの環境変化により、マスクや基板、あるいはそれらを保持する器具類が変化して、初期のアライメント位置がずれてしまうという問題がある。特に大判の基板の場合には、基板およびマスク、さらにはマスクおよび基板を保持する器具類の重さが増すことから、衝撃に対する反動が大きくなるので、このような問題が深刻になる。
【００１１】
このような位置ずれを防止する手段として、マスクを基板側に引き寄せる力（たとえば、磁力）を増強する方法はあるが、この場合には成膜後にマスクを離脱するときに作用するマスクへの力が強すぎるために、マスクの一部に変形をきたすという課題がある。また、アライメント室と成膜室の両方でアライメントを行う方法もあるが、これでは位置合わせの回数が増えるためにタクトが長くなる、またそのためにアライメント機構を複数設ける必要が発生し、製造コストが高くなる課題がある。
【００１２】
本発明は、マスクと基板とを位置合わせした後の位置ずれを抑制し、有機発光素子の有機化合物層を高解像度でパターン成膜することを可能とする有機ＥＬディスプレイの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する有機ＥＬディスプレイの製造方法において、有機化合物層の成膜を行う成膜室内にて、マスク支持台にマスクを配置する工程と、前記マスク支持台に配置された前記マスクと、基板との位置合わせを行う工程と、前記マスクと前記基板とを密着させる工程と、前記基板と密着した前記マスクを前記マスク支持台から離脱させる工程と、前記成膜室内に配設された蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させる工程と、前記マスクおよび前記基板に対して前記蒸着源を相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行う工程と、成膜後に前記マスク支持台上にて、前記基板と前記マスクの密着状態を解除する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の有機ＥＬディスプレイの製造装置は、成膜室と、前記成膜室内で基板およびマスクを保持する保持機構と、前記成膜室内で有機化合物を蒸発させる蒸着源と、前記蒸着源を前記基板および前記マスクに対して相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行うための蒸着源移動機構と、前記成膜室内にて、前記基板との位置合わせを行うために前記マスクを支持するマスク支持台と、前記基板と前記マスクとの位置合わせを行うアライメント手段と、成膜中に前記蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させるためのマスク支持台移動機構と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
成膜室内のマスク支持台にマスクを配置して基板との位置合わせを行い、そのとき利用した位置合わせのためのマスク支持台を成膜中に邪魔にならない位置へ移動させる。このため、位置合わせ工程後から成膜を開始するまでの期間に、基板とマスクを搬送する工程を必要としない。したがって、大判の基板を用いた成膜においても、位置合わせ後の基板とマスクとの位置ずれを大幅に低減することが可能になる。また、位置合わせ後に基板およびマスクを大きく移動させないことから、複数回の位置合わせを必要としないので、タクトの短縮に貢献できる。
【００１６】
本発明の製造装置によって製造した有機ＥＬディスプレイは、基板面内の位置ずれを抑制しているために、画素欠陥を十分に低減し、表示品位に優れた高精細な映像をつくることが可能となる。
【００１７】
特に大判基板を用いた場合においても、薄板状のマスクと基板とを位置合わせした後の位置ずれを抑制し、有機発光素子の有機化合物層を高解像度でパターン成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、一実施形態による有機ＥＬディスプレイの製造方法において、有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する工程の、マスク位置合わせから成膜までを示すフローチャートである。本実施形態においては、所定の開口（マスク開口）を備えた薄板状のマスクを、成膜すべき基板に対して、成膜室内で位置合わせを行う。まず、ステップ１において、マスクを成膜室内に配設されたマスク支持台上に配置し、ステップ２において、マスクと基板との位置合わせをマスク支持台上にて行う。ステップ３において、マスクと基板とを密着させ、ステップ４において、密着した状態のマスクと基板を保持機構によって保持し、マスク支持台をマスクから離脱させる。ステップ５において、マスク支持台を移動させて成膜の邪魔にならない場所（蒸着源と干渉しない領域）に待機させる。ステップ６において、マスクと基板に対して相対的に蒸着源を移動させながら、基板に有機化合物層の成膜を行う。成膜後は、マスク支持台上にて、基板とマスクの密着状態を解除する。
【００２０】
なお、マスク支持台の移動中に蒸着源の移動が開始されてもよく、上記フローはそのタイミングを制限するものではない。繰り返し成膜を行う場合には、ステップ５で待機させたマスク支持台を、位置合わせ作業を行う場所へ戻すようにする。また、ステップ４において、マスク支持台をマスクから離脱させる際には、マスクと基板の密着状態を維持したまま、マスクおよび基板をマスク支持台に対して昇降させる工程を含んでもよい。また、各ステップ間に、必要に応じてここに記載していない作業を行うステップを挟んでもよい。
【００２１】
図２は、上記工程フローを実施するための有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す一部断面立面図である。また、図３は、図２の装置を示す平面図である。
【００２２】
図３で示した各部材のレイアウトは、図１で説明したステップ２に相当する。
【００２３】
図２および図３に基づいて製造装置の構成を説明する。
【００２４】
成膜室１内には、蒸着源移動機構１０によってＸ方向に移動させるポイントソース型の蒸着源１１と、マスク支持台１２をＸ方向に移動させるマスク支持台移動機構１３と、が配設される。成膜室１に搬送されたマスク１４は、マスク支持台１２に配置され、マスク支持台１２上で基板２０に位置合わせされる。
【００２５】
基板２０の上方（非成膜面側）には、基板２０およびマスク１４を所定の空間位置に保持するための保持機構である基板保持機構２１が備えられている。この基板保持機構２１には複数個の永久磁石が設けられており、隣り合う永久磁石が逆極性になるよう配置されている。これら永久磁石群は基板保持機構２１に固定されていてもよいが、基板面と永久磁石との距離を調整できるように、永久磁石が可動するようにしておいてもよい。なおこの永久磁石は、基板２０に対してマスク１４を密着させるときに用いるものである。基板保持機構２１は、基板面に垂直な方向に沿って昇降可能であり、また、基板面に対して水平な方向に移動することができる。
【００２６】
基板２０の周囲およびその上方に基板支持機構２２が備えられている。基板支持機構２２は、基板２０の撓み量を最小化するようにして基板２０を支持しており、成膜室１への基板２０の出し入れや、マスク１４との位置合わせ工程において、基板位置を適切に制御するために用いられる。
【００２７】
薄板状のマスク１４には、１μｍから２００μｍの範囲の開口（マスク開口）１５が設けられており、そのような寸法をもつ複数個の開口１５が５μｍから５０μｍの範囲における間隔で規則正しく配列されている。
【００２８】
基板２０は非磁性材料（たとえばガラスやプラスチック）で形成され、マスク１４は磁性材料（たとえばステンレス、インバー材など）で形成されている。マスク１４の厚さは、１０μｍから５００μｍの範囲の板材を好適に用いることができる。
【００２９】
マスク１４の下方には、マスク支持台１２がある。マスク支持台１２は、電磁石（磁気手段）を内蔵しており、マスク１４を吸着する際に所望の電流を印加して、磁力によってマスク支持台１２上にマスク１４を固定する機能を備えている。マスク支持台１２は、マスク支持面に垂直な方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつマスク支持面に水平な面内での２次元方向（ＸＹ方向）にも移動可能である。さらにマスク支持面に対して垂直な軸線回りにθ回転できる。また、マスク１４が接するマスク支持台１２のマスク支持面は、マスク１４に傷をつけないように平滑化処理が施されている。
【００３０】
マスク支持台１２はマスク支持台移動機構１３上に備えられており、上記ステップ５において、マスク支持台１２はこのマスク支持台移動機構１３によってＸ方向に移動する。すなわち、マスク支持台１２を移動させる方向は、蒸着源１１の移動方向と平行である。成膜室１内には、マスク支持台１２を成膜工程の期間中（成膜中）に待機させておくためのスペースを備えておく。また、位置合わせを行っている期間や、マスク支持台１２が移動あるいは待機している期間において、蒸着源１１からの蒸発物がマスク支持台１２に付着することを防止するために、マスク支持台１２の近傍には防着板を複数枚設けておく。
【００３１】
基板２０とマスク１４との位置合わせ作業では、マスク１４と基板２０との間には僅かな隙間（０．５ｍｍから１．５ｍｍ程度）をつくった状態で、基板２０に設けられたアライメントマークに対して、マスク１４に設けられたアライメントマークを合わせ込む。この位置合わせにおいては、各アライメントマークを確認できる図示しない撮像装置（たとえばＣＣＤカメラ）を備えたアライメント手段により両者の位置ずれ量を検知し、この位置ずれ量を最小化するように、マスク１４を固定したマスク支持台１２を移動させる。
【００３２】
基板２０およびマスク１４の下方に配置された蒸着源１１および蒸着源移動機構１０は、蒸着による成膜を開始するまでの期間において、位置合わせをした基板２０およびマスク１４を大きく移動させることなく成膜できるように設置されている。
【００３３】
たとえば、本実施形態によるポイントソース型の蒸着源１１の場合は、坩堝の開口を中心としてコサイン則にしたがった蒸発速度分布をもっている。つまり、この蒸着源１１から蒸発した材料が基板２０に堆積して形成される膜厚分布は、開口中心から同心円状の分布となる。また、蒸着源１１が基板２０に対してひとつであるため、基板面内における膜厚を均一化させるためには、成膜工程において基板面の中心位置と蒸着源１１の開口中心が重なる期間をつくる必要がある。このために、本実施形態では、図３に示すように、基板２０の中心線上に沿って、基板２０に対して蒸着源１１を相対的に移動させるための蒸着源移動機構１０が配設されている。
【００３４】
本実施形態による蒸着源１１は、ポイントソース型であるが、蒸着源の種類を制限するものではない。たとえば、図４に示すようなリニアソース型の蒸着源３１や、ボート型の蒸着源を用いることができる。また、図５に示すように、複数の蒸着源４１および複数の蒸着源移動機構４０を配列させて成膜する構成でもよい。
【００３５】
図４および図５に示す蒸着源３１、４１および蒸着源移動機構３０、４０と、基板２０との相対位置関係も、蒸着源３１、４１からの蒸発速度分布を考慮して最適な膜厚分布を形成するように設定されていればよい。
【００３６】
上記の装置を用いて図１に示した工程フローに従って成膜を行うことで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する有機化合物の薄膜（有機化合物層）を高解像度でパターン成膜することが可能となる。このような精度の高い成膜を、一辺が５００ｍｍを超える大判の基板においても実現できるため、高精細表示を行う有機ＥＬディスプレイを多面取りするプロセスを安定して実施することができるようになる。
【００３７】
また、前述のように、マスク支持台の移動方向と、蒸着源の移動方向を平行に揃えることで、マスク支持台と蒸着源とを同時に移動させることが可能となる。このように作業を同時進行できるために、タクトをより一層短縮することができる。
【００３８】
マスクとマスク支持台とを磁力により密着させれば、位置合わせの作業中はマスク支持台上にマスクを安定に固定することができ、またマスクの撓みを好適に解消することができる。この方法では、磁性材料からなるマスクを用い、また電磁石あるいは永久磁石を内蔵したマスク支持台を用いる。マスク面内に存在する撓みを均一に解消するために、磁力を段階的に変化させるとよい。あるいは、マスク面内において磁力に分布をもたせるなどの方法を用いることが好ましい。また、マスクをマスク支持台上に置いた状態で、マスクとマスク支持台間での磁力の作用を調整できるようにしておくのが好ましい。そのために、たとえば、永久磁石を昇降させたり、電磁石を用いて電流を制御するなどの方法を適用することができる。
【００３９】
成膜を完了した後に基板からマスクを離脱する段階で、マスク支持台にマスクを吸着する力（磁力）を作用させつつ、基板保持機構とマスクとの間に作用する力（磁力）を段階的に緩めていくことで、マスクをスムーズにマスク支持台側に引き寄せることができる。このためマスクと基板との密着状態を解除する段階において、マスクの変形を抑制することができる。
【００４０】
本実施形態の製造装置によれば、成膜室に位置合わせのためのマスク支持台を有し、かつマスク支持台が可動する構成により、位置合わせ工程後から成膜を開始するまでの期間に、基板とマスクを搬送する段階を必要としない。したがって、位置合わせ後の基板とマスクとの位置ずれを大幅に低減することが可能になる。また１度の成膜において複数回の位置合わせを必要としないので、タクトの短縮に貢献できる。さらに、アライメント室を設けないことから、装置サイズをスリム化することができ、設備コストを低減させることも可能である。加えて、マスク支持台の移動方向と、蒸着源の移動方向を平行に揃えることで、成膜室内での移動機構の構造およびレイアウトを単純化することができる。
【００４１】
また、複数の蒸着源移動機構を備え、複数の蒸着源移動機構の間にできたスペースに、少なくとも１つのマスク支持台移動機構を配置することで、複数の蒸着源を用いた場合に、成膜室内の空間を有効に使ったレイアウトが可能となる。これによって、装置全体をコンパクト化することができ、設備コストを低減することができる。
【００４２】
有機ＥＬディスプレイの製造に用いられるマスクは、熱膨張率が低く、高精細な開口パターンの加工が容易である材料が用いられ、一般にはＮｉ、Ｆｅなどの磁性を有する材料が用いられる。そして、マスク支持台にも磁性材料を内蔵することにより、位置合わせの工程でマスク支持台上にマスクを固定することができる。したがって、短い位置合わせ時間で位置合わせを行うことが可能となり、より一層タクトを短縮することができる。
【実施例１】
【００４３】
図１ないし図３は、実施例１を示す。本実施例は、有機ＥＬディスプレイの製造において、マスク位置合わせから有機化合物層の成膜までの工程について記載する。それ以外の工程は、一般的な有機ＥＬディスプレイの製造方法を用いることができる。本実施例では、基板２０として、４００ｍｍ×５００ｍｍサイズのガラス基板を用いる。
【００４４】
まず、基板２０を基板支持機構２２に取り付ける。この状態で、基板２０および基板支持機構２２を成膜室１に移送する。その後、基板２０をマスク支持台１２の上方に配置する。この時点で、基板２０は基板支持機構２２に備えられた支持用冶具によって２辺を支持され、基板２０の自重による撓み量を最小化した状態にある。
【００４５】
次に、薄板状のマスク１４を基板２０とマスク支持台１２の間の空間に搬入する。このとき、マスク支持台１２に内蔵している電磁石はまだ非励磁状態にある。
【００４６】
次に、マスク支持台１２の電磁石を励磁すると、磁性材料を含むマスク１４は、マスク支持台１２のマスク支持面上に吸着される。マスク１４のサイズは３９０ｍｍ×４９０ｍｍであり、厚さ１５μｍの薄板状マスクを電鋳法により作製したものである。マスク１４の材質はＮｉ合金である。マスク１４に設けた開口１５の開口寸法は、３０μｍ×１００μｍであり、このような開口１５を２０μｍ間隔で、面内に複数配列してある。
【００４７】
次に、マスク支持台１２を上昇させて、マスク１４を基板２０に近づける。ただし、マスク面と基板面との間には、約１ｍｍの隙間を維持した状態をつくる。
【００４８】
この状態で、マスク１４と基板２０の位置合わせを行う。位置合わせにはＣＣＤカメラを用い、基板２０上に設けられた２点のアライメントマークと、マスク１４上に設けられた２点のアライメントマークとの位置ずれを最小化するようにマスク支持台１２を用いてマスク１４の位置を調整する。
【００４９】
マスク１４と基板２０の位置合わせが完了したら、基板２０を緩やかに下降させて、基板２０とマスク１４とを完全に密着させる。さらに基板２０背面側に配置させておいた、永久磁石を内蔵した基板保持機構２１を基板２０の背面に密着させる。
【００５０】
次に、マスク支持台１２の電磁石を非励磁状態とする。するとマスク１４は基板保持機構２１の永久磁石からの引力を受けて、基板２０の成膜面側の表面である基板面に吸着し、基板２０とマスク１４は一体化する。その後、マスク支持台１２を下降させ、マスク支持面とマスク１４との距離をとり、離脱させる。なお、基板２０およびマスク１４は、基板支持機構２２および基板保持機構２１により、一体化した状態を維持させておく。
【００５１】
次に、成膜中に蒸着源１１からの蒸発物と干渉しない領域にマスク支持台１２を移動させる。マスク支持台１２は、成膜期間中はこのまま待機状態となる。
【００５２】
次に、蒸着源１１を蒸着源移動機構１０に沿ってＸ方向にスムーズに移動させて、基板２０上に成膜を行う。ここで示した蒸着源１１はポイントソース型である。蒸着源１１はヒーターにより加熱されており、安定した蒸発レートを維持した状態で、往復移動をする。
【００５３】
マスク支持台１２の近傍には防着板を設けているため、成膜工程において、蒸着源１１からの蒸発物によりマスク支持台１２が汚染されることはない。
【００５４】
成膜を完了したら、マスク１４を基板２０から取り外すために、マスク支持台１２をマスク１４下方に移動させる。このとき蒸着源１１は、初期の位置に待機させておく。マスク支持台１２がマスク１４の下方の所定の位置に来たことを確認したら、マスク支持台１２をマスク１４に向かって上昇させる。マスク支持台１２のマスク支持面がマスク１４と接触した時点で、電磁石を励磁する。
【００５５】
基板保持機構２１に備えられた永久磁石を、マスク１４から遠ざかる方向に移動させて、マスク１４に及ぼしていた基板側への引力を低下させる。これにより、マスク１４はマスク支持台１２側に確実に吸着した状態となる。
【００５６】
次に、基板２０を保持した状態の基板保持機構２１を上昇させて、さらに基板支持機構２２を用いて基板２０とマスク１４とを引き離す。このようにして、マスク１４と基板２０の密着状態を解除する。そして成膜を完了した基板２０は、次の工程に移送する。一方で、次バッチの基板を連続して成膜する場合には、引き続き成膜室１に基板を投入し、上述の位置合わせ工程を開始する。
【００５７】
これらの工程を実施することで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。
【実施例２】
【００５８】
図４は、実施例２による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す平面図である。蒸着源３１および蒸着源移動機構３０以外は実施例１と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略する。
【００５９】
本実施例では、基板２０として、４００ｍｍ×５００ｍｍサイズのガラス基板を用いる。マスク１４のサイズは３９０ｍｍ×４９０ｍｍであり、厚さ５０μｍの薄板状マスクをエッチング法により作製したものである。マスク１４の材質はＦｅ−Ｎｉ合金である。マスク１４に設けた開口１５の開口寸法は、５０μｍ×１５０μｍであり、このような開口１５を２０μｍ間隔で、面内に複数配列してある。
【００６０】
基板２０を基板支持機構２２に取り付ける工程から、マスク１４をマスク支持台１２に密着させる工程までは実施例１と同様である。
【００６１】
マスク支持台１２を上昇させて、マスク１４を基板２０に近づける。ただし、マスク面と基板面との間には、約１．５ｍｍの隙間を維持する。
【００６２】
この状態で、マスク１４と基板２０の位置合わせを行う。位置合わせにはＣＣＤカメラを用い、基板２０上に設けられた２点のアライメントマークと、マスク１４上に設けられた２点のアライメントマークとの位置ずれを最小化するように基板支持機構２２を用いて基板２０の位置を調整する。
【００６３】
基板支持機構２２は、マスク支持面内方向（ＸＹ方向）に移動可能であり、またマスク支持面に垂直な方向（Ｚ方向）にも移動可能である。さらにマスク支持面に対して垂直な軸線回りにθ回転できる。
【００６４】
その後、成膜を開始するまでの工程は実施例１と同様にして行う。
【００６５】
次に、蒸着源３１を蒸着源移動機構３０に沿ってスムーズに移動させて、基板２０上に成膜を行う。ここで示した蒸着源３１はリニアソース型である。蒸着源３１はヒーターにより加熱されており、安定した蒸発レートを維持した状態である。
【００６６】
なおマスク支持台１２の近傍には防着板を設けているため、成膜工程において、マスク支持台１２が汚染されることはない。
【００６７】
成膜後の工程は、実施例１と同様にして行う。
【００６８】
これらの工程を実施することで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。さらに、このような精度の高い成膜を、一辺が５００ｍｍを超える大判の基板においても実現できる。このために、高精細表示を行う有機ＥＬディスプレイを多面取りするプロセスを安定して実施することができるようになる。
【実施例３】
【００６９】
図５は実施例３を示すもので、複数の蒸着源４１および複数の蒸着源移動機構４０を用いる以外は実施例１と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略する。
【００７０】
成膜室内には、１枚の基板２０に対して、２つの蒸着源４１を用いて基板２０全面に成膜を行う。蒸着源を複数にすることで、実施例１に比べて蒸着レートを高めることができる。またこれら２つの蒸着源４１をそれぞれ移動させる２つの蒸着源移動機構４０の間には、一定の距離を設けている。そして、２つの蒸着源移動機構４０の間と、マスク支持台１２の両端部の合計３箇所にマスク支持台移動機構１３を設けている。
【００７１】
このような有機ＥＬディスプレイの製造装置を用いて、実施例１と同様の工程を行うことにより、マスク１４と基板２０を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができる。その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。
【００７２】
さらに、複数の蒸着源移動機構４０の間を、マスク支持台移動機構１３を設置するスペースとして利用することで、成膜室内の空間を有効に活用したレイアウトが可能となるため、成膜室全体をコンパクト化することができる。これにより設備コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施例１による有機ＥＬディスプレイの製造方法において、マスク位置合わせから成膜開始までの工程を示すフローチャートである。
【図２】実施例１による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す一部断面立面図である。
【図３】図２の装置を示す平面図である。
【図４】実施例２による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す平面図である。
【図５】実施例３による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す平面図である。
【図６】従来例によるマスク位置合わせから成膜開始までの工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 成膜室
１０、３０、４０ 蒸着源移動機構
１１、３１、４１ 蒸着源
１２ マスク支持台
１３ マスク支持台移動機構
１４ マスク
２０ 基板
２１ 基板保持機構
２２ 基板支持機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と相対的に蒸着源を移動させて有機化合物層の成膜を行う工程を含む有機ＥＬディスプレイの製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フルカラーフラットパネルディスプレイを実現するための有望な技術として、有機発光素子が注目されている。有機発光素子は、蛍光性あるいは燐光性を有する有機化合物を電気的に励起して発光させる自発光型素子で、高輝度、高視野角、面発光、薄型で多色発光が可能である、などの特徴を有している。
【０００３】
この有機発光素子を搭載して高精細なディスプレイを製造する上では、有機発光素子を構成する有機化合物層を成膜する工程で、マスクを用いて所定のパターンを形成することが必要である。これは、有機化合物からなる薄膜のパターニングを、成膜後の工程において、その薄膜にダメージを与えることなく行うことが非常に困難なためである。
【０００４】
なお、上記のマスクには多数の微小な開口が形成されており、この開口（マスク開口）を通して、有機化合物が基板上に堆積する。
【０００５】
また、有機ＥＬディスプレイにおける副画素の一辺の長さは、数μｍ〜数１０μｍであり、これら副画素が数１０μｍ〜１００μｍの間隔で規則正しく配列されている。マスクには、このような画素に対応した位置に開口が形成されている。また、そのような微小な開口を通して画素密度の高い基板上に成膜を行うために、マスクの影となる領域を画素内につくることを抑制する目的で、薄いマスクが用いられる。その薄さは、数μｍ〜数１００μｍである。
【０００６】
このような薄いマスクを精度良くガラスに密着させる有機ＥＬディスプレイの製造装置においては、磁性材料を含むマスクを用い、かつ基板の背面（非成膜面）側に磁性を有するマスク保持体を設けて、磁力によりマスクを基板に密着させる機構が用いられる。特に１辺が５００ｍｍを越える大きな基板を用いた製造を行う場合は、基板の撓みが大きくなるため、磁力を用いないで基板とマスクを、完全に密着させることは非常に困難である。
【０００７】
また、そのような薄いマスクと大きなサイズの基板を精度良くアライメントするためには、マスクと基板の少なくとも一方を平面に保つことが望ましい。このため、従来の有機ＥＬディスプレイ製造装置には、成膜室とはゲートバルブを介して隣接するアライメント室が設けられており、そこで、表面が平滑なマスク支持台上でアライメント作業が実施される。
【０００８】
図６は、このような従来例によるアライメントから成膜までの流れを示すフローチャートである。すなわち、アライメント室内にマスクを搬入し（ステップ１０１）、アライメントを行い（ステップ１０２）、マスクと基板とを密着させる（ステップ１０３）。そして、アライメント室内のマスク支持台からマスクを離脱させ、成膜室（蒸着室）へ移送し（ステップ１０４、ステップ１０５）、成膜する（ステップ１０６）。
【０００９】
さらに、特許文献１に開示されたように、アライメント室に備えられたマスク支持台にも磁性体を備え、マスク支持台上にマスクを吸着して位置ずれを抑制することも知られている。
【特許文献１】特開平１１−１５８６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、基板とマスクのアライメント後に、マスクと基板を密着させた状態で、アライメント室から成膜室に移送する段階を含む従来の方法では、移送過程において機械動作に伴う衝撃をマスクと基板が受ける可能性がある。また、アライメント室と成膜室との温度差、圧力差などの環境変化により、マスクや基板、あるいはそれらを保持する器具類が変化して、初期のアライメント位置がずれてしまうという問題がある。特に大判の基板の場合には、基板およびマスク、さらにはマスクおよび基板を保持する器具類の重さが増すことから、衝撃に対する反動が大きくなるので、このような問題が深刻になる。
【００１１】
このような位置ずれを防止する手段として、マスクを基板側に引き寄せる力（たとえば、磁力）を増強する方法はあるが、この場合には成膜後にマスクを離脱するときに作用するマスクへの力が強すぎるために、マスクの一部に変形をきたすという課題がある。また、アライメント室と成膜室の両方でアライメントを行う方法もあるが、これでは位置合わせの回数が増えるためにタクトが長くなる、またそのためにアライメント機構を複数設ける必要が発生し、製造コストが高くなる課題がある。
【００１２】
本発明は、マスクと基板とを位置合わせした後の位置ずれを抑制し、有機発光素子の有機化合物層を高解像度でパターン成膜することを可能とする有機ＥＬディスプレイの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する有機ＥＬディスプレイの製造方法において、有機化合物層の成膜を行う成膜室内にて、マスク支持台にマスクを配置する工程と、前記マスク支持台に配置された前記マスクと、基板との位置合わせを行う工程と、前記マスクと前記基板とを密着させる工程と、前記基板と密着した前記マスクを前記マスク支持台から離脱させる工程と、前記成膜室内に配設された蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させる工程と、前記マスクおよび前記基板に対して前記蒸着源を相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行う工程と、成膜後に前記マスク支持台上にて、前記基板と前記マスクの密着状態を解除する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の有機ＥＬディスプレイの製造装置は、成膜室と、前記成膜室内で基板およびマスクを保持する保持機構と、前記成膜室内で有機化合物を蒸発させる蒸着源と、前記蒸着源を前記基板および前記マスクに対して相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行うための蒸着源移動機構と、前記成膜室内にて、前記基板との位置合わせを行うために前記マスクを支持するマスク支持台と、前記基板と前記マスクとの位置合わせを行うアライメント手段と、成膜中に前記蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させるためのマスク支持台移動機構と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
成膜室内のマスク支持台にマスクを配置して基板との位置合わせを行い、そのとき利用した位置合わせのためのマスク支持台を成膜中に邪魔にならない位置へ移動させる。このため、位置合わせ工程後から成膜を開始するまでの期間に、基板とマスクを搬送する工程を必要としない。したがって、大判の基板を用いた成膜においても、位置合わせ後の基板とマスクとの位置ずれを大幅に低減することが可能になる。また、位置合わせ後に基板およびマスクを大きく移動させないことから、複数回の位置合わせを必要としないので、タクトの短縮に貢献できる。
【００１６】
本発明の製造装置によって製造した有機ＥＬディスプレイは、基板面内の位置ずれを抑制しているために、画素欠陥を十分に低減し、表示品位に優れた高精細な映像をつくることが可能となる。
【００１７】
特に大判基板を用いた場合においても、薄板状のマスクと基板とを位置合わせした後の位置ずれを抑制し、有機発光素子の有機化合物層を高解像度でパターン成膜することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、一実施形態による有機ＥＬディスプレイの製造方法において、有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する工程の、マスク位置合わせから成膜までを示すフローチャートである。本実施形態においては、所定の開口（マスク開口）を備えた薄板状のマスクを、成膜すべき基板に対して、成膜室内で位置合わせを行う。まず、ステップ１において、マスクを成膜室内に配設されたマスク支持台上に配置し、ステップ２において、マスクと基板との位置合わせをマスク支持台上にて行う。ステップ３において、マスクと基板とを密着させ、ステップ４において、密着した状態のマスクと基板を保持機構によって保持し、マスク支持台をマスクから離脱させる。ステップ５において、マスク支持台を移動させて成膜の邪魔にならない場所（蒸着源と干渉しない領域）に待機させる。ステップ６において、マスクと基板に対して相対的に蒸着源を移動させながら、基板に有機化合物層の成膜を行う。成膜後は、マスク支持台上にて、基板とマスクの密着状態を解除する。
【００２０】
なお、マスク支持台の移動中に蒸着源の移動が開始されてもよく、上記フローはそのタイミングを制限するものではない。繰り返し成膜を行う場合には、ステップ５で待機させたマスク支持台を、位置合わせ作業を行う場所へ戻すようにする。また、ステップ４において、マスク支持台をマスクから離脱させる際には、マスクと基板の密着状態を維持したまま、マスクおよび基板をマスク支持台に対して昇降させる工程を含んでもよい。また、各ステップ間に、必要に応じてここに記載していない作業を行うステップを挟んでもよい。
【００２１】
図２は、上記工程フローを実施するための有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す一部断面立面図である。また、図３は、図２の装置を示す平面図である。
【００２２】
図３で示した各部材のレイアウトは、図１で説明したステップ２に相当する。
【００２３】
図２および図３に基づいて製造装置の構成を説明する。
【００２４】
成膜室１内には、蒸着源移動機構１０によってＸ方向に移動させるポイントソース型の蒸着源１１と、マスク支持台１２をＸ方向に移動させるマスク支持台移動機構１３と、が配設される。成膜室１に搬送されたマスク１４は、マスク支持台１２に配置され、マスク支持台１２上で基板２０に位置合わせされる。
【００２５】
基板２０の上方（非成膜面側）には、基板２０およびマスク１４を所定の空間位置に保持するための保持機構である基板保持機構２１が備えられている。この基板保持機構２１には複数個の永久磁石が設けられており、隣り合う永久磁石が逆極性になるよう配置されている。これら永久磁石群は基板保持機構２１に固定されていてもよいが、基板面と永久磁石との距離を調整できるように、永久磁石が可動するようにしておいてもよい。なおこの永久磁石は、基板２０に対してマスク１４を密着させるときに用いるものである。基板保持機構２１は、基板面に垂直な方向に沿って昇降可能であり、また、基板面に対して水平な方向に移動することができる。
【００２６】
基板２０の周囲およびその上方に基板支持機構２２が備えられている。基板支持機構２２は、基板２０の撓み量を最小化するようにして基板２０を支持しており、成膜室１への基板２０の出し入れや、マスク１４との位置合わせ工程において、基板位置を適切に制御するために用いられる。
【００２７】
薄板状のマスク１４には、１μｍから２００μｍの範囲の開口（マスク開口）１５が設けられており、そのような寸法をもつ複数個の開口１５が５μｍから５０μｍの範囲における間隔で規則正しく配列されている。
【００２８】
基板２０は非磁性材料（たとえばガラスやプラスチック）で形成され、マスク１４は磁性材料（たとえばステンレス、インバー材など）で形成されている。マスク１４の厚さは、１０μｍから５００μｍの範囲の板材を好適に用いることができる。
【００２９】
マスク１４の下方には、マスク支持台１２がある。マスク支持台１２は、電磁石（磁気手段）を内蔵しており、マスク１４を吸着する際に所望の電流を印加して、磁力によってマスク支持台１２上にマスク１４を固定する機能を備えている。マスク支持台１２は、マスク支持面に垂直な方向（Ｚ方向）に移動可能であり、かつマスク支持面に水平な面内での２次元方向（ＸＹ方向）にも移動可能である。さらにマスク支持面に対して垂直な軸線回りにθ回転できる。また、マスク１４が接するマスク支持台１２のマスク支持面は、マスク１４に傷をつけないように平滑化処理が施されている。
【００３０】
マスク支持台１２はマスク支持台移動機構１３上に備えられており、上記ステップ５において、マスク支持台１２はこのマスク支持台移動機構１３によってＸ方向に移動する。すなわち、マスク支持台１２を移動させる方向は、蒸着源１１の移動方向と平行である。成膜室１内には、マスク支持台１２を成膜工程の期間中（成膜中）に待機させておくためのスペースを備えておく。また、位置合わせを行っている期間や、マスク支持台１２が移動あるいは待機している期間において、蒸着源１１からの蒸発物がマスク支持台１２に付着することを防止するために、マスク支持台１２の近傍には防着板を複数枚設けておく。
【００３１】
基板２０とマスク１４との位置合わせ作業では、マスク１４と基板２０との間には僅かな隙間（０．５ｍｍから１．５ｍｍ程度）をつくった状態で、基板２０に設けられたアライメントマークに対して、マスク１４に設けられたアライメントマークを合わせ込む。この位置合わせにおいては、各アライメントマークを確認できる図示しない撮像装置（たとえばＣＣＤカメラ）を備えたアライメント手段により両者の位置ずれ量を検知し、この位置ずれ量を最小化するように、マスク１４を固定したマスク支持台１２を移動させる。
【００３２】
基板２０およびマスク１４の下方に配置された蒸着源１１および蒸着源移動機構１０は、蒸着による成膜を開始するまでの期間において、位置合わせをした基板２０およびマスク１４を大きく移動させることなく成膜できるように設置されている。
【００３３】
たとえば、本実施形態によるポイントソース型の蒸着源１１の場合は、坩堝の開口を中心としてコサイン則にしたがった蒸発速度分布をもっている。つまり、この蒸着源１１から蒸発した材料が基板２０に堆積して形成される膜厚分布は、開口中心から同心円状の分布となる。また、蒸着源１１が基板２０に対してひとつであるため、基板面内における膜厚を均一化させるためには、成膜工程において基板面の中心位置と蒸着源１１の開口中心が重なる期間をつくる必要がある。このために、本実施形態では、図３に示すように、基板２０の中心線上に沿って、基板２０に対して蒸着源１１を相対的に移動させるための蒸着源移動機構１０が配設されている。
【００３４】
本実施形態による蒸着源１１は、ポイントソース型であるが、蒸着源の種類を制限するものではない。たとえば、図４に示すようなリニアソース型の蒸着源３１や、ボート型の蒸着源を用いることができる。また、図５に示すように、複数の蒸着源４１および複数の蒸着源移動機構４０を配列させて成膜する構成でもよい。
【００３５】
図４および図５に示す蒸着源３１、４１および蒸着源移動機構３０、４０と、基板２０との相対位置関係も、蒸着源３１、４１からの蒸発速度分布を考慮して最適な膜厚分布を形成するように設定されていればよい。
【００３６】
上記の装置を用いて図１に示した工程フローに従って成膜を行うことで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する有機化合物の薄膜（有機化合物層）を高解像度でパターン成膜することが可能となる。このような精度の高い成膜を、一辺が５００ｍｍを超える大判の基板においても実現できるため、高精細表示を行う有機ＥＬディスプレイを多面取りするプロセスを安定して実施することができるようになる。
【００３７】
また、前述のように、マスク支持台の移動方向と、蒸着源の移動方向を平行に揃えることで、マスク支持台と蒸着源とを同時に移動させることが可能となる。このように作業を同時進行できるために、タクトをより一層短縮することができる。
【００３８】
マスクとマスク支持台とを磁力により密着させれば、位置合わせの作業中はマスク支持台上にマスクを安定に固定することができ、またマスクの撓みを好適に解消することができる。この方法では、磁性材料からなるマスクを用い、また電磁石あるいは永久磁石を内蔵したマスク支持台を用いる。マスク面内に存在する撓みを均一に解消するために、磁力を段階的に変化させるとよい。あるいは、マスク面内において磁力に分布をもたせるなどの方法を用いることが好ましい。また、マスクをマスク支持台上に置いた状態で、マスクとマスク支持台間での磁力の作用を調整できるようにしておくのが好ましい。そのために、たとえば、永久磁石を昇降させたり、電磁石を用いて電流を制御するなどの方法を適用することができる。
【００３９】
成膜を完了した後に基板からマスクを離脱する段階で、マスク支持台にマスクを吸着する力（磁力）を作用させつつ、基板保持機構とマスクとの間に作用する力（磁力）を段階的に緩めていくことで、マスクをスムーズにマスク支持台側に引き寄せることができる。このためマスクと基板との密着状態を解除する段階において、マスクの変形を抑制することができる。
【００４０】
本実施形態の製造装置によれば、成膜室に位置合わせのためのマスク支持台を有し、かつマスク支持台が可動する構成により、位置合わせ工程後から成膜を開始するまでの期間に、基板とマスクを搬送する段階を必要としない。したがって、位置合わせ後の基板とマスクとの位置ずれを大幅に低減することが可能になる。また１度の成膜において複数回の位置合わせを必要としないので、タクトの短縮に貢献できる。さらに、アライメント室を設けないことから、装置サイズをスリム化することができ、設備コストを低減させることも可能である。加えて、マスク支持台の移動方向と、蒸着源の移動方向を平行に揃えることで、成膜室内での移動機構の構造およびレイアウトを単純化することができる。
【００４１】
また、複数の蒸着源移動機構を備え、複数の蒸着源移動機構の間にできたスペースに、少なくとも１つのマスク支持台移動機構を配置することで、複数の蒸着源を用いた場合に、成膜室内の空間を有効に使ったレイアウトが可能となる。これによって、装置全体をコンパクト化することができ、設備コストを低減することができる。
【００４２】
有機ＥＬディスプレイの製造に用いられるマスクは、熱膨張率が低く、高精細な開口パターンの加工が容易である材料が用いられ、一般にはＮｉ、Ｆｅなどの磁性を有する材料が用いられる。そして、マスク支持台にも磁性材料を内蔵することにより、位置合わせの工程でマスク支持台上にマスクを固定することができる。したがって、短い位置合わせ時間で位置合わせを行うことが可能となり、より一層タクトを短縮することができる。
【実施例１】
【００４３】
図１ないし図３は、実施例１を示す。本実施例は、有機ＥＬディスプレイの製造において、マスク位置合わせから有機化合物層の成膜までの工程について記載する。それ以外の工程は、一般的な有機ＥＬディスプレイの製造方法を用いることができる。本実施例では、基板２０として、４００ｍｍ×５００ｍｍサイズのガラス基板を用いる。
【００４４】
まず、基板２０を基板支持機構２２に取り付ける。この状態で、基板２０および基板支持機構２２を成膜室１に移送する。その後、基板２０をマスク支持台１２の上方に配置する。この時点で、基板２０は基板支持機構２２に備えられた支持用冶具によって２辺を支持され、基板２０の自重による撓み量を最小化した状態にある。
【００４５】
次に、薄板状のマスク１４を基板２０とマスク支持台１２の間の空間に搬入する。このとき、マスク支持台１２に内蔵している電磁石はまだ非励磁状態にある。
【００４６】
次に、マスク支持台１２の電磁石を励磁すると、磁性材料を含むマスク１４は、マスク支持台１２のマスク支持面上に吸着される。マスク１４のサイズは３９０ｍｍ×４９０ｍｍであり、厚さ１５μｍの薄板状マスクを電鋳法により作製したものである。マスク１４の材質はＮｉ合金である。マスク１４に設けた開口１５の開口寸法は、３０μｍ×１００μｍであり、このような開口１５を２０μｍ間隔で、面内に複数配列してある。
【００４７】
次に、マスク支持台１２を上昇させて、マスク１４を基板２０に近づける。ただし、マスク面と基板面との間には、約１ｍｍの隙間を維持した状態をつくる。
【００４８】
この状態で、マスク１４と基板２０の位置合わせを行う。位置合わせにはＣＣＤカメラを用い、基板２０上に設けられた２点のアライメントマークと、マスク１４上に設けられた２点のアライメントマークとの位置ずれを最小化するようにマスク支持台１２を用いてマスク１４の位置を調整する。
【００４９】
マスク１４と基板２０の位置合わせが完了したら、基板２０を緩やかに下降させて、基板２０とマスク１４とを完全に密着させる。さらに基板２０背面側に配置させておいた、永久磁石を内蔵した基板保持機構２１を基板２０の背面に密着させる。
【００５０】
次に、マスク支持台１２の電磁石を非励磁状態とする。するとマスク１４は基板保持機構２１の永久磁石からの引力を受けて、基板２０の成膜面側の表面である基板面に吸着し、基板２０とマスク１４は一体化する。その後、マスク支持台１２を下降させ、マスク支持面とマスク１４との距離をとり、離脱させる。なお、基板２０およびマスク１４は、基板支持機構２２および基板保持機構２１により、一体化した状態を維持させておく。
【００５１】
次に、成膜中に蒸着源１１からの蒸発物と干渉しない領域にマスク支持台１２を移動させる。マスク支持台１２は、成膜期間中はこのまま待機状態となる。
【００５２】
次に、蒸着源１１を蒸着源移動機構１０に沿ってＸ方向にスムーズに移動させて、基板２０上に成膜を行う。ここで示した蒸着源１１はポイントソース型である。蒸着源１１はヒーターにより加熱されており、安定した蒸発レートを維持した状態で、往復移動をする。
【００５３】
マスク支持台１２の近傍には防着板を設けているため、成膜工程において、蒸着源１１からの蒸発物によりマスク支持台１２が汚染されることはない。
【００５４】
成膜を完了したら、マスク１４を基板２０から取り外すために、マスク支持台１２をマスク１４下方に移動させる。このとき蒸着源１１は、初期の位置に待機させておく。マスク支持台１２がマスク１４の下方の所定の位置に来たことを確認したら、マスク支持台１２をマスク１４に向かって上昇させる。マスク支持台１２のマスク支持面がマスク１４と接触した時点で、電磁石を励磁する。
【００５５】
基板保持機構２１に備えられた永久磁石を、マスク１４から遠ざかる方向に移動させて、マスク１４に及ぼしていた基板側への引力を低下させる。これにより、マスク１４はマスク支持台１２側に確実に吸着した状態となる。
【００５６】
次に、基板２０を保持した状態の基板保持機構２１を上昇させて、さらに基板支持機構２２を用いて基板２０とマスク１４とを引き離す。このようにして、マスク１４と基板２０の密着状態を解除する。そして成膜を完了した基板２０は、次の工程に移送する。一方で、次バッチの基板を連続して成膜する場合には、引き続き成膜室１に基板を投入し、上述の位置合わせ工程を開始する。
【００５７】
これらの工程を実施することで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。
【実施例２】
【００５８】
図４は、実施例２による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す平面図である。蒸着源３１および蒸着源移動機構３０以外は実施例１と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略する。
【００５９】
本実施例では、基板２０として、４００ｍｍ×５００ｍｍサイズのガラス基板を用いる。マスク１４のサイズは３９０ｍｍ×４９０ｍｍであり、厚さ５０μｍの薄板状マスクをエッチング法により作製したものである。マスク１４の材質はＦｅ−Ｎｉ合金である。マスク１４に設けた開口１５の開口寸法は、５０μｍ×１５０μｍであり、このような開口１５を２０μｍ間隔で、面内に複数配列してある。
【００６０】
基板２０を基板支持機構２２に取り付ける工程から、マスク１４をマスク支持台１２に密着させる工程までは実施例１と同様である。
【００６１】
マスク支持台１２を上昇させて、マスク１４を基板２０に近づける。ただし、マスク面と基板面との間には、約１．５ｍｍの隙間を維持する。
【００６２】
この状態で、マスク１４と基板２０の位置合わせを行う。位置合わせにはＣＣＤカメラを用い、基板２０上に設けられた２点のアライメントマークと、マスク１４上に設けられた２点のアライメントマークとの位置ずれを最小化するように基板支持機構２２を用いて基板２０の位置を調整する。
【００６３】
基板支持機構２２は、マスク支持面内方向（ＸＹ方向）に移動可能であり、またマスク支持面に垂直な方向（Ｚ方向）にも移動可能である。さらにマスク支持面に対して垂直な軸線回りにθ回転できる。
【００６４】
その後、成膜を開始するまでの工程は実施例１と同様にして行う。
【００６５】
次に、蒸着源３１を蒸着源移動機構３０に沿ってスムーズに移動させて、基板２０上に成膜を行う。ここで示した蒸着源３１はリニアソース型である。蒸着源３１はヒーターにより加熱されており、安定した蒸発レートを維持した状態である。
【００６６】
なおマスク支持台１２の近傍には防着板を設けているため、成膜工程において、マスク支持台１２が汚染されることはない。
【００６７】
成膜後の工程は、実施例１と同様にして行う。
【００６８】
これらの工程を実施することで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。さらに、このような精度の高い成膜を、一辺が５００ｍｍを超える大判の基板においても実現できる。このために、高精細表示を行う有機ＥＬディスプレイを多面取りするプロセスを安定して実施することができるようになる。
【実施例３】
【００６９】
図５は実施例３を示すもので、複数の蒸着源４１および複数の蒸着源移動機構４０を用いる以外は実施例１と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略する。
【００７０】
成膜室内には、１枚の基板２０に対して、２つの蒸着源４１を用いて基板２０全面に成膜を行う。蒸着源を複数にすることで、実施例１に比べて蒸着レートを高めることができる。またこれら２つの蒸着源４１をそれぞれ移動させる２つの蒸着源移動機構４０の間には、一定の距離を設けている。そして、２つの蒸着源移動機構４０の間と、マスク支持台１２の両端部の合計３箇所にマスク支持台移動機構１３を設けている。
【００７１】
このような有機ＥＬディスプレイの製造装置を用いて、実施例１と同様の工程を行うことにより、マスク１４と基板２０を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができる。その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。
【００７２】
さらに、複数の蒸着源移動機構４０の間を、マスク支持台移動機構１３を設置するスペースとして利用することで、成膜室内の空間を有効に活用したレイアウトが可能となるため、成膜室全体をコンパクト化することができる。これにより設備コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施例１による有機ＥＬディスプレイの製造方法において、マスク位置合わせから成膜開始までの工程を示すフローチャートである。
【図２】実施例１による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す一部断面立面図である。
【図３】図２の装置を示す平面図である。
【図４】実施例２による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す平面図である。
【図５】実施例３による有機ＥＬディスプレイの製造装置を示す平面図である。
【図６】従来例によるマスク位置合わせから成膜開始までの工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 成膜室
１０、３０、４０ 蒸着源移動機構
１１、３１、４１ 蒸着源
１２ マスク支持台
１３ マスク支持台移動機構
１４ マスク
２０ 基板
２１ 基板保持機構
２２ 基板支持機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する有機ＥＬディスプレイの製造方法において、
有機化合物層の成膜を行う成膜室内にて、マスク支持台にマスクを配置する工程と、
前記マスク支持台に配置された前記マスクと、基板との位置合わせを行う工程と、
前記マスクと前記基板とを密着させる工程と、
前記基板と密着した前記マスクを前記マスク支持台から離脱させる工程と、
前記成膜室内に配設された蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させる工程と、
前記マスクおよび前記基板に対して前記蒸着源を相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行う工程と、
成膜後に前記マスク支持台上にて、前記基板と前記マスクの密着状態を解除する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項２】
前記マスク支持台を移動させる方向は、前記蒸着源の移動方向と平行であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項３】
前記マスクと前記基板との位置合わせを行うために、前記マスクと前記マスク支持台とを磁力により密着させる工程を有することを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項４】
成膜室と、前記成膜室内で基板およびマスクを保持する保持機構と、前記成膜室内で有機化合物を蒸発させる蒸着源と、前記蒸着源を前記基板および前記マスクに対して相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行うための蒸着源移動機構と、前記成膜室内にて、前記基板との位置合わせを行うために前記マスクを支持するマスク支持台と、前記基板と前記マスクとの位置合わせを行うアライメント手段と、成膜中に前記蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させるためのマスク支持台移動機構と、を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項５】
前記マスク支持台を移動させる方向は、前記蒸着源の移動方向と平行であることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項６】
複数の蒸着源および複数の蒸着源移動機構を備え、前記複数の蒸着源移動機構の間に前記マスク支持台移動機構を配設したことを特徴とする請求項４または５記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項７】
前記マスク支持台には、前記マスクと前記マスク支持台を磁力により密着させるための磁気手段が備えられていることを特徴とする請求項４ないし６いずれか１項記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項８】
請求項４ないし７いずれか１項記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置によって製造したことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１】
有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する有機ＥＬディスプレイの製造方法において、
有機化合物層の成膜を行う成膜室内にて、マスク支持台にマスクを配置する工程と、
前記マスク支持台に配置された前記マスクと、基板との位置合わせを行う工程と、
前記マスクと前記基板とを密着させる工程と、
前記基板と密着した前記マスクを前記マスク支持台から離脱させる工程と、
前記成膜室内に配設された蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させる工程と、
前記マスクおよび前記基板に対して前記蒸着源を相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行う工程と、
成膜後に前記マスク支持台上にて、前記基板と前記マスクの密着状態を解除する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項２】
前記マスク支持台を移動させる方向は、前記蒸着源の移動方向と平行であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項３】
前記マスクと前記基板との位置合わせを行うために、前記マスクと前記マスク支持台とを磁力により密着させる工程を有することを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項４】
成膜室と、前記成膜室内で基板およびマスクを保持する保持機構と、前記成膜室内で有機化合物を蒸発させる蒸着源と、前記蒸着源を前記基板および前記マスクに対して相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行うための蒸着源移動機構と、前記成膜室内にて、前記基板との位置合わせを行うために前記マスクを支持するマスク支持台と、前記基板と前記マスクとの位置合わせを行うアライメント手段と、成膜中に前記蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させるためのマスク支持台移動機構と、を有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項５】
前記マスク支持台を移動させる方向は、前記蒸着源の移動方向と平行であることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項６】
複数の蒸着源および複数の蒸着源移動機構を備え、前記複数の蒸着源移動機構の間に前記マスク支持台移動機構を配設したことを特徴とする請求項４または５記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項７】
前記マスク支持台には、前記マスクと前記マスク支持台を磁力により密着させるための磁気手段が備えられていることを特徴とする請求項４ないし６いずれか１項記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置。
【請求項８】
請求項４ないし７いずれか１項記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置によって製造したことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１９８５００（Ｐ２００８−１９８５００Ａ）
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２８５７（Ｐ２００７−３２８５７）
【出願日】平成１９年２月１４日（２００７．２．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１４日（２００７．２．１４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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