有機ＥＬ用マスククリーニング方法、有機ＥＬ用マスククリーニング装置、有機ＥＬディスプレイの製造装置および有機ＥＬディスプレイ
【課題】レーザ光を用いて有機ＥＬ用マスクに付着している有機材料を除去するときに、有機ＥＬ用マスクに復元不能なダメージを与えることなく、高い洗浄度を得ることを目的とする。
【解決手段】有機材料５１が付着した有機ＥＬ用マスク２の表面にレーザ光を走査して有機材料５１を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、有機材料５１の層を透過させてレーザ光Ｌを有機ＥＬ用マスク２に照射するときに、有機材料５１を固形状態に維持し、且つ有機ＥＬ用マスク２が照射後に変形しないレーザ光Ｌを照射している。また、レーザ光Ｌを照射することにより、有機材料５１と有機ＥＬ用マスク２とに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて有機材料５１の除去を行っている。
【解決手段】有機材料５１が付着した有機ＥＬ用マスク２の表面にレーザ光を走査して有機材料５１を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、有機材料５１の層を透過させてレーザ光Ｌを有機ＥＬ用マスク２に照射するときに、有機材料５１を固形状態に維持し、且つ有機ＥＬ用マスク２が照射後に変形しないレーザ光Ｌを照射している。また、レーザ光Ｌを照射することにより、有機材料５１と有機ＥＬ用マスク２とに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて有機材料５１の除去を行っている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ用マスクにレーザ光を走査してクリーニングを行う有機ＥＬ用マスククリーニング方法、有機ＥＬ用マスククリーニング装置、有機ＥＬディスプレイの製造装置および有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイは、バックライトを必要としない低消費電力・軽量薄型の画像表示装置として多く利用されている。その構造としては、透明性のガラス基板上に有機ＥＬ薄膜層を積層しており、有機ＥＬ薄膜層は発光層を正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層及び陽極層と陰極層とにより挟み込む構造を採用している。発光層はガラス基板上に有機材料を蒸着させて薄膜として形成するものが多く用いられており、ディスプレイを構成する各画素の領域を３分割してＲＧＢの３色の有機材料を蒸着させている。従って、各画素の３つの領域に異なる色の有機材料（有機色素材料）を蒸着させるために多数の開口部を形成した有機ＥＬ用マスク（シャドーマスク）を用いて蒸着を行う。この有機ＥＬ用マスクを画素ピッチ分ずつずらしながら、各色の有機材料を蒸着させていくことにより、発光層の蒸着プロセスが完了する。
【０００３】
蒸着プロセスを行うときには、ガラス基板だけではなく有機ＥＬ用マスクにも有機材料が付着する。有機ＥＬ用マスクは１回の蒸着プロセスだけに使用されるのではなく繰り返し使用されることから、次の蒸着プロセスを行うときに有機ＥＬ用マスクに有機材料が付着していると、新たなガラス基板に付着していた有機材料が転写して汚損させる。また、有機ＥＬ用マスクに多数形成した開口部のエッジ部分にも有機材料が蒸着して、開口部の面積を部分的にまたは全面的に閉塞させる。開口部の全部を塞いだ場合はもちろん、部分的に塞ぐことにより蒸着時の障害（影またはシャドウ）となり、当該有機ＥＬ用マスクを用いた場合の蒸着精度は著しく低下し、また使用に耐え得るものではなくなる。従って、有機ＥＬ用マスクを定期的に（好ましくは、１つの蒸着プロセスを完了した後に）クリーニングして、有機材料の除去を行っている。
【０００４】
有機ＥＬ用マスクのクリーニングとしては、有機物を溶解させる洗浄液を用いたり、界面活性剤等を用いたウェットクリーニングが主に行われている。ウェットクリーニングは有機ＥＬ用マスクに対して液体を供給して行うクリーニングである。しかし、クリーニングされる有機ＥＬ用マスクはミクロンオーダー（１０〜５０μｍ程度）の極薄の金属板であり、ウェットクリーニング時に液圧や洗浄促進のための超音波と加熱とが作用することにより歪みや変形等の大きなダメージが有機ＥＬ用マスクに与えられる。また、界面活性剤等の薬液を用いてウェットクリーニングを行うと、薬液供給機構および使用済みの薬液（排液）を処理する排液処理機構を要するため機構が複雑化し、また排液による環境汚染の問題もある。さらに、近年、有機ＥＬ用マスクが大型化しており、この場合、洗浄液を多量に使用することになり、ランニングコストも増大する。
【０００５】
一方、ウェットクリーニングを用いないクリーニングとして、有機ＥＬ用マスクに対してレーザ光を照射して行うクリーニング（レーザクリーニング）に関する技術が特許文献１に開示されている。金属素材の有機ＥＬ用マスクにレーザ光を照射することにより、有機ＥＬ用マスクと有機材料との間に剥離力を作用させている。特許文献１の技術は、この剥離力により有機ＥＬ用マスクから有機材料を除去してクリーニングを行うものである。そして、有機ＥＬ用マスクには粘着性のフィルムを貼り付けており、剥離した有機材料を粘着フィルムに転写させることで、クリーニングプロセスを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６９５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で開示されている技術では、レーザ光を有機ＥＬ用マスク（蒸着マスク）に向けて照射して、有機材料（堆積物）が付着した面の運動を誘起することにより有機材料の剥離を行っている。レーザ光は最初に有機材料の層に入射して、この層を透過して有機ＥＬ用マスクに入射する。
【０００８】
有機ＥＬ用マスクは繰り返し使用されることから、歪みないしは反り等の変形を生じないようにしなければならない。有機ＥＬ用マスクにダメージが与えられて、元の状態に復元不能な程度に変形が生じると、当該有機ＥＬ用マスクを用いた蒸着を正確に行うことができなくなる。このため、次の蒸着プロセスで有機ＥＬ用マスクの再利用ができなくなる。レーザ光を有機ＥＬ用マスクに照射すると、レーザ光が照射された部位およびその付近は局所的に温度上昇する。このときに極端に温度上昇をすると、有機ＥＬ用マスク２が元の状態に復元できなくなるほどのダメージが与えられる。
【０００９】
そこで、本発明は、レーザ光を用いて有機ＥＬ用マスクに付着している有機材料を除去するときに、有機ＥＬ用マスクに復元不能なダメージを与えることなく、高い洗浄度を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するため、本発明の請求項１の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記有機材料を透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を照射することを特徴とする。
【００１１】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、有機材料を透過させてレーザ光を照射したとしても、有機材料は固形状態を維持し、且つ有機ＥＬ用マスクが変形することがない。これにより、レーザクリーニングを行うときに、有機ＥＬ用マスクに復元不能なダメージを与えることなく、高い洗浄度を得ることができる。
【００１２】
本発明の請求項２の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項１記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記レーザ光を照射することにより、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うことを特徴とする。
【００１３】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、レーザ光を照射することで、有機ＥＬ用マスクと有機材料との間に熱膨張差を持たせることができ、これにより有機材料を有機ＥＬ用マスクから剥離することができる。
【００１４】
本発明の請求項３の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項２記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を選択したことを特徴とする。
【００１５】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、有機材料と有機ＥＬ用マスクとに応じてレーザ光の波長を前記のように選択している。これにより、有機ＥＬ用マスクに復元不能なダメージを与えることなく、高い洗浄度を得ることができる。
【００１６】
本発明の請求項４の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項３記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記レーザ光をパルスレーザとしたことを特徴とする。
【００１７】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、パルスレーザを用いることで、１回の照射時にレーザ光のエネルギーを集中させることができ、高い剥離効果を得ることができる。且つ、間欠的にポイントを変えてレーザ光を照射しているため、有機材料の流動化や有機ＥＬ用マスクに対するダメージといった問題を回避できる。
【００１８】
本発明の請求項５の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項４記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射したときに形成されるスポットのスポット径を制御したことを特徴とする。
【００１９】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、有機ＥＬ用マスクに形成されるレーザ光のスポット径を調整ができる。スポット径を小さくすることにより有機材料の除去効率を高くすることができ、スポット径を大きくすることによりクリーニング効率を高めることができる。従って、スポット径を調整することにより、最適な除去効率とクリーニング効率とを設定することができる。
【００２０】
本発明の請求項６の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記有機材料透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を発振するレーザ光源を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項７の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項６記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うレーザ光を発振することを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項８の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項７記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を発振することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項９の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項８記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光源は、パルスレーザを発振することを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１０の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項９記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光を集光させる集光手段と、前記レーザ光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１１の有機ＥＬディスプレイの製造装置は、請求項６乃至１０の何れか１項に記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置を備えたことを特徴とする。また、本発明の請求項１２の有機ＥＬディスプレイは、請求項１１記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置により製造されことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、レーザ光を有機ＥＬ用マスクに照射して有機材料の除去を行うときに、レーザ光が透過した時に有機材料に固形状態を維持させるため、有機材料を確実に剥離させることができるようになり、高い洗浄度が得られる。そして、有機ＥＬ用マスクにレーザ光を照射して熱膨張させた後に元の状態に復元可能な条件をレーザ光に持たせているため、有機ＥＬ用マスクを再利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】有機ＥＬ用マスククリーニング装置の外観図である。
【図２】有機ＥＬ用マスクの側面図および平面図である。
【図３】レーザ光を照射したときの剥離プロセスを説明する図である。
【図４】波長によって有機材料が固形状態を維持できるか否かを示す図である。
【図５】２台のレーザ光源を備えた場合の有機ＥＬ用マスククリーニング装置の外観図である。
【図６】有機ＥＬ用マスクの微小開口部の側壁に付着した有機材料の剥離を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１において、本発明の有機ＥＬ用マスククリーニング装置（レーザ光により有機ＥＬ用マスクの表面をレーザクリーニングする装置）は、ベース１と有機ＥＬ用マスク２とマスク保持部材３とレーザ走査手段４とを備えて概略構成している。ベース１は有機ＥＬ用マスククリーニング装置の各要素を取り付けるための基台となっている。なお、図１において、Ｘ方向とＹ方向とは水平面上の相互に直交する２方向になっており、Ｚ方向は垂直方向である。そして、Ｚ方向の矢印が示す方向が上方になり、反対側が下方になる。従って、重力は矢印反対方向に作用する。
【００２９】
有機ＥＬ用マスク２は有機ＥＬ用マスククリーニング装置を用いて洗浄される被洗浄体である。図２に示すように、有機ＥＬ用マスク２は有機ＥＬディスプレイを構成するガラス基板２０に発光層としての有機材料を蒸着してパターン形成を行うために用いられる極薄の金属板である。ガラス基板２０に高精度に有機材料を蒸着させるために、有機ＥＬ用マスク２の厚みは１０〜５０μｍ程度の極薄の金属板が用いられる。そして、有機ＥＬディスプレイの大型化に伴い、有機ＥＬ用マスク２のサイズも大型になり、このため有機ＥＬ用マスク２は極薄且つ大型の金属板になる。
【００３０】
有機ＥＬ用マスク２はマスク本体２１を有しており、このマスク本体２１に規則的に配列された多数の微小開口部（３０μｍ×８０μｍ程度）２２を形成したマスク金属板（シャドーマスク）である。有機ＥＬ用マスク２の素材としては種々の金属を用いることができるが、例えばニッケル系の合金（インバー）や４２アロイ等を用いることができる。有機ＥＬ用マスク２は、発光層の有機材料を蒸着する図示しない真空蒸着槽においてガラス基板２０に密着させた状態で、蒸着源から有機材料を蒸着させるようにしている。
【００３１】
発光層の有機材料としては種々のものを適用できるが、例えばＡｌｑ３やＩｒ（ｐｐｙ）３、α―ＮＰＤ等の任意の有機材料を適用することができる。蒸着源から蒸発した有機材料は、有機ＥＬ用マスク２の微小開口部２２からガラス基板２０に蒸着する。これにより、ガラス基板２０の画素に対応する領域に発光層としての有機材料が蒸着してパターンが形成される。有機ＥＬ用マスク２は大型且つ極薄の金属板であるため、図２に示すように、その周囲に保形性を持たせるための補強枠２３を取り付けている。補強枠２３は金属素材であってもよいし、金属以外の素材であってもよい。
【００３２】
有機ＥＬ用マスク２を用いて１回の蒸着プロセスを行うと、ガラス基板２０だけではなく有機ＥＬ用マスク２にも有機材料が付着する。蒸着プロセスは繰り返し行われることから、有機ＥＬ用マスク２に付着した有機材料のクリーニングが所定のタイミング（好ましくは、１回の蒸着プロセスごと）で行われる。有機ＥＬ用マスククリーニング装置が配置されている洗浄槽とガラス基板２０に蒸着を行う真空蒸着槽とは別個独立に設けられているため、有機ＥＬ用マスククリーニング装置を行うときには有機ＥＬ用マスク２が真空蒸着槽から洗浄槽内に移行される。
【００３３】
図１に示すように、有機ＥＬ用マスク２は垂直方向に立てた状態（有機ＥＬ用マスク２の表面の法線方向が水平面方向）で保持されている。このため、マスク保持部材３には有機ＥＬ用マスク２と同程度或いはそれよりも大きなサイズを持たせており、通常、有機ＥＬ用マスク２とマスク保持部材３とは高精度に位置合わせされ、溶接により一体化されている。そして、蒸着時には、ガラス基板２０の背面から多数のマグネットで有機ＥＬ用マスク２を引き付け、有機ＥＬ用マスク２を満遍なく均一に密着させて蒸着を行う。有機ＥＬ用マスク２は寝かせた状態（有機ＥＬ用マスク２の表面の法線方向が垂直方向）で保持するものであってもよい。
【００３４】
レーザ走査手段４について説明する。レーザ走査手段４はレーザ光源４１とガルバノミラー４２とガルバノ駆動部４３とを備えて概略構成している。レーザ光源４１はレーザ光Ｌを発振する光源になっている。ここでは、レーザ光源４１はパルスレーザを発振するようにしている。レーザ光源４１には非常に時間幅の短いパルスが入力されており、当該パルスに同期して間欠的にレーザ光Ｌを発振している。従って、パルスの時間幅（パルス幅）を調整することにより、１回のパルスにおけるレーザ光Ｌの照射時間を制御することができる。
【００３５】
レーザ光源４１はＺ方向下方に向けてレーザ光Ｌが照射されるように配置されており、レーザ光の入射位置にガルバノミラー４２を配置している。ガルバノミラー４２はレーザ光Ｌを走査させる反射ミラーであり、ミラーを高速に微小運動させることにより、レーザ光Ｌの照射方向が変化する。これにより、有機ＥＬ用マスク２にレーザ光Ｌが走査される。レーザ光Ｌの走査は有機ＥＬ用マスク２の所定エリア（クリーニングエリア）に対して行う。このクリーニングエリアは有機ＥＬ用マスク２の全面に設定してもよいし、一部の領域に設定してもよい。いずれにしても、クリーニングエリアは面になっており、面のクリーニングを行うために、レーザ光ＬをＸ方向に走査して１本のスキャンラインを形成し、このスキャンラインをＺ方向に微小シフトさせて、面のクリーニングを行う。また、ガルバノミラー４２にはガルバノ駆動部４３が取り付けられており、このガルバノ駆動部４３がガルバノミラー４２を運動させている。
【００３６】
レーザ光源４１とガルバノミラー４２との間には集光手段としての集光レンズ４４が配置されている。レーザ光源４１から発振されるレーザ光Ｌは平行光になっており、このレーザ光Ｌの焦点を結ばせるために集光レンズ４４をレーザ光Ｌの光路上に設けている。集光レンズ４４には焦点位置調整手段としてのレンズ位置調整部材４５が取り付けられている。このレンズ位置調整部材４５は集光レンズ４４をレーザ光Ｌの光路に沿って移動（Ｚ方向に移動）させるための部材である。これにより、集光レンズ４４の位置が変化し、焦点位置を変化させることが可能になる（デフォーカスが可能になる）。なお、集光レンズ４４およびレンズ位置調整部材４５は、集光レンズ４４がレーザ光Ｌの光路上にあれば任意の位置に配置することができる。
【００３７】
次に、搬送空気流形成手段６について説明する。搬送空気流形成手段６は送風部６１と吸風部６２とを備えて概略構成している。送風部６１はＹ方向に延びる２本の支柱からなる送風支持部６３に取り付けられており、吸風部６２も同様にＹ方向に延びる２本の支柱からなる吸風支持部６４に取り付けられている。また、送風支持部６３と吸風支持部６４とはそれぞれベース１に取り付けられている。吸風部６２には回収部６５が設けられており、吸引した遊離物質を回収部６５が回収する。
【００３８】
送風部６１にはスリット長が長く、スリット幅が短い送風スリット６１Ｓが形成されている。同様に、吸風部６２にもスリット長が長く、スリット幅が短い吸風スリット６２Ｓが形成されている。送風スリット６１Ｓと吸風スリット６２ＳとはＹ方向において同じ位置に対向するようにして形成され、且つ有機ＥＬ用マスク２の表面から離間した位置に形成されている。送風スリット６１Ｓからは下方に向けてエアが送風され、吸風スリット６２Ｓは上方のエアを吸引するため、送風部６１と吸風部６２との間に空気流が形成される。この空気流を搬送空気流とする。なお、送風部６１および吸風部６２に設けたスリットにより搬送空気流を形成しているが、スリット以外の機構を採用してもよい。
【００３９】
マスク移動手段７について説明する。マスク移動手段７は有機ＥＬ用マスク２を移動させる移動手段であり、移動テーブル７１により概略構成されている。移動テーブル７１はマスク保持部材３を垂直方向に立てた状態で固定的に取り付けて移動させるためのテーブルである。移動テーブル７１としては、例えばボールネジ手段やリニアモータ手段、ロボット手段等を適用できる。移動テーブル７１が移動することにより、有機ＥＬ用マスク２は垂直方向に立てられた状態で移動を行う。移動テーブル７１はＸ方向に移動する例を示しているが、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能であってもよい。
【００４０】
次に、動作について説明する。最初に、真空蒸着槽において有機ＥＬ用マスク２を用いてガラス基板２０に蒸着材料を蒸着させた後に、洗浄槽内に配置した有機ＥＬ用マスククリーニング装置に有機ＥＬ用マスク２を搬入する。搬入時にはマスク保持部材３に有機ＥＬ用マスク２が当接した状態で、しかも垂直方向に立てられた状態で保持されている。この状態で、移動テーブル７１により、有機ＥＬ用マスク２を搬送空気流形成手段６の位置にまでＸ方向に移動させて、その位置で停止する。
【００４１】
そして、有機ＥＬ用マスク２を停止した状態でクリーニングを開始する。このクリーニング（レーザクリーニング）は有機ＥＬ用マスク２に向けてレーザ光Ｌを走査することにより行う。レーザ光源４１から発振したレーザ光Ｌは集光レンズ４４により収束光にされた後に、ガルバノミラー４２で反射して有機ＥＬ用マスク２に照射される。有機ＥＬ用マスク２は有機材料が付着している面（表面）がレーザ光の照射方向に向くように配置されており、ガルバノミラー４２で反射したレーザ光は有機ＥＬ用マスク２に照射される。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、有機ＥＬ用マスク２の表面には固形状態の有機材料５１が膜状となって付着しており、この有機材料５１を透過してレーザ光Ｌが有機ＥＬ用マスク２に照射される。レーザ光Ｌは集光レンズ４４により収束光にされており、有機ＥＬ用マスク２の表面（或いはその近傍）に焦点が結ばれる。有機ＥＬ用マスク２の表面（或いはその近傍）に焦点を結んだレーザ光Ｌは有機ＥＬ用マスク２に吸収される。
【００４３】
このため、有機ＥＬ用マスク２に形成されるレーザ光Ｌのスポット径は極めて微小な領域（円形領域）になり、この領域にレーザ光Ｌが吸収される。有機ＥＬ用マスク２は金属素材であり、レーザ光Ｌが吸収されることにより熱エネルギーが作用して、吸収された部位（円形領域およびその付近）が瞬間的に温度上昇する。しかも、レーザ光Ｌは有機ＥＬ用マスク２の表面付近に焦点を結んでいるため、厚み方向における表層部（数μｍ）のごく一部の部分のみが温度上昇する。
【００４４】
温度上昇した有機ＥＬ用マスク２の部位は熱膨張を起こす。前記したように、非常に狭小な領域に対してレーザ光Ｌが吸収されて熱エネルギーが集中するため、瞬間的に温度上昇して、温度上昇した部位は急激に熱膨張を起こす。一方で、レーザ光Ｌが及ぼす熱エネルギーは非常に狭小な領域に集中しており、他の部位は温度上昇することなくそのままの形状を維持している。従って、図３（ｂ）に示すように、固形状態となって付着している有機材料５１に向けて熱膨張を起こす。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、有機ＥＬ用マスク２の層と有機材料５１の層とが積層構造となっている。後述するようにレーザ光Ｌが透過したとしても有機材料５１は固形状態を維持している。つまり、有機ＥＬ用マスク２が熱膨張を起こして瞬間的に隆起する一方、有機材料５１は殆ど熱膨張を起こさないことから、層間に剥離力が作用する。このとき、急激に有機ＥＬ用マスク２が熱膨張を起こし、剥離力が作用するときには、固形状態の有機材料５１に強い衝撃が与えられて破砕され、有機材料５１は粉体等の粒径の小さい遊離物質となって有機ＥＬ用マスク２から離間する方向に飛散する。
【００４６】
飛散した遊離物質は重力の作用によりＺ方向下方に向けて落下しようとする。そして、飛散方向には搬送空気流形成手段６により搬送空気流が形成されており、この搬送空気流に補足されて、吸風部６２に遊離物質が回収される。これにより、飛散した遊離物質が有機ＥＬ用マスク２に再付着しなくなり、遊離物質が再付着することによる洗浄度の低下といった問題を生じなくなる。
【００４７】
前述したように、レーザ光Ｌはパルスレーザとして発振している。そして、ガルバノミラー４２により１方向（Ｘ方向：走査方向）にレーザ光Ｌの照射位置が変化するように走査しているため、前記の円形領域が連続するように走査がされる。この走査を１方向に行って１本のスキャンラインを形成して、スキャンラインをＺ方向（Ｘ方向に直交する方向）に微小シフトさせることで、面のクリーニングを行う。なお、前記円形領域は有機ＥＬ用マスク２にレーザ光Ｌを照射したときに形成されるスポットと同じ形状とは限らず、それよりも広い領域になっていることもある。
【００４８】
ここで、レーザ光源４１から発振するレーザ光Ｌの波長は２つの条件を満たすようにしている。１つ目の条件はレーザ光Ｌが透過したとしても有機材料５１が固形状態を維持すること、２つ目の条件はレーザ光Ｌを照射して有機ＥＬ用マスク２が熱膨張した後に復元可能なこと、を満たすようにする。
【００４９】
１つ目の条件について説明する。図３（ａ）にも示したように、レーザ光Ｌは有機材料５１の層を透過させて有機ＥＬ用マスク２に照射している。このとき、レーザ光Ｌは有機材料５１に対しても吸収されることがある。有機材料５１として例えばＩｒ（ｐｐｙ）３を適用した場合に、短い波長（例えば、５３２ｎｍ以下）のレーザ光Ｌが入射すると、レーザ光Ｌが有機材料５１に吸収される。これは、Ｉｒ（ｐｐｙ）３が持つ固有の吸収スペクトルが当該波長のレーザ光を吸収する性質を持つためである。
【００５０】
有機材料５１は有機ＥＬ用マスク２と比較して、融点が低い。このため、固形状態の有機材料５１にレーザ光Ｌが吸収されて熱エネルギーが作用すると、固形状態から溶融して流動体になる。有機ＥＬ用マスク２が熱膨張を起こして有機材料５１を剥離できるのは、有機材料５１が固形状態を維持しているからであり、この場合には層間に剥離力を作用させることができる。一方で、流動体になった場合には、有機ＥＬ用マスク２を熱膨張させても、層間に剥離力を作用させることができず、有機材料５１を除去できない。なお、有機材料５１にレーザ光Ｌが吸収されて固形状態から軟化した場合も有機材料５１に対して剥離力を作用させることができなくなる。
【００５１】
このため、レーザ光Ｌが透過したとしても有機材料５１が固形状態を維持しなければならない。従って、当該条件を満たすようなレーザ光Ｌの波長を選択する。有機材料５１はその材料によって吸収スペクトルが異なるため、有機材料５１の種類に応じて有機材料を固形状態に維持できるようなレーザ光Ｌの波長を選択するようにする。有機材料５１の吸収スペクトルは短波長のレーザ光を吸収し、長波長のレーザ光を吸収しない性質を有している。このため、レーザ光Ｌには極端に短い波長を選択せずに、例えば波長１０６４ｎｍのレーザ光を選択することで、有機材料５１を剥離することができる。いずれにしても、波長が４００ｎｍ未満の場合には、有機材料５１に吸収されて固形性が失われるため、レーザ光Ｌの下限値は４００ｎｍに設定する。
【００５２】
以上の条件を満たすレーザ光Ｌをレーザ光源４１から発振させることにより、レーザ光Ｌの有機材料５１への吸収率を小さくできる。ただし、何れの材料を用いたとしても、吸収率が完全に０％になることはない。このため、レーザ光Ｌを同じ箇所に照射し続けると、僅かな吸収が累積して、有機材料５１が固形性を失う可能性がある。このため、レーザ光源４１から発振するレーザ光Ｌをパルスレーザとしており、レーザ光Ｌを間欠的に照射するようにしている。しかも、ガルバノミラー４２により走査を行っていることから、１回の照射毎に照射位置を変化させている。これにより、同じ箇所にレーザ光Ｌが照射され続けることがなくなる。
【００５３】
このとき、パルス幅を調整することにより、１回の照射時間が制御されることは既に述べたとおりである。パルス幅を過剰に長くすると、やはり同じ箇所に対する照射時間が長くなり、有機材料５１が固形性を失うおそれがある。一方、パルス幅を過剰に短くすると、有機材料５１を剥離可能な程度に有機ＥＬ用マスク２を熱膨張させることができなくなるおそれがある。このため、有機材料５１が固形状態を維持し、且つ有機材料５１を剥離するために必要なパルス幅に適宜設定するようにする。
【００５４】
以上により、レーザ光Ｌは有機材料５１に殆ど吸収されることなく、有機材料５１が固形状態を維持したまま有機ＥＬ用マスクに入射する。これにより、有機ＥＬ用マスク２と有機材料５１との間に温度差を持たせることができ、層間に剥離力を作用させることができる。従って、有機材料５１が有機ＥＬ用マスク２から剥離されて除去される。
【００５５】
次に、２つ目の条件について説明する。前述したように、有機材料５１は短い波長域のレーザ光が入射すると、吸収により溶解して固形状態から流動体（或いは軟体）に変化する。この点から言えば、レーザ光Ｌの波長は長い方が望ましい。ただし、レーザ光Ｌの波長が長くなると、有機ＥＬ用マスク２に対して大きなダメージを与える。これは、レーザ光Ｌの波長が長くなるほど赤外の波長域に近づき、有機ＥＬ用マスク２に入射されたときに作用する熱量が大きくなるためである。
【００５６】
レーザ光Ｌの照射により有機ＥＬ用マスク２の狭小な領域が瞬間的に温度上昇して熱膨張をするが、熱膨張後には再び元の形状に復元しなければならない。このとき、レーザ光Ｌにより有機ＥＬ用マスク２が過剰に温度上昇すると、変形したまま元の状態に復元しなくなり、極端に温度上昇すると有機ＥＬ用マスク２が溶解することもある。
【００５７】
有機ＥＬ用マスク２が溶融したりする場合は勿論、復元不能に変形した場合でも、有機ＥＬ用マスク２の再利用ができなくなる。有機ＥＬ用マスク２を用いてガラス基板２０に有機材料を蒸着するときには、極めて高い蒸着精度が要求される。従って、蒸着時に有機ＥＬ用マスク２に僅かな変形でも生じている場合には、当該有機ＥＬ用マスク２を用いて次の蒸着プロセスを行うことができない。つまり、再利用することができなくなる。
【００５８】
このため、レーザ光Ｌを照射して有機ＥＬ用マスク２が熱膨張したとしても、熱が解除された後に元の状態に復元可能なようなレーザ光Ｌを照射する。このために、レーザ光Ｌの波長は、熱膨張後に有機ＥＬ用マスク２が復元可能な波長を選択する。これにより、レーザ光Ｌを照射したとしても有機ＥＬ用マスク２が元の形状に復元するため、次の蒸着プロセスに再利用することができるようになる。有機ＥＬ用マスク２には種々の金属の材料を用いることができ、選択した材料により復元性が異なる。従って、復元性の強い材料であれば、ある程度まで長い波長のレーザ光Ｌを用いることができ、復元性の弱い材料であれば、レーザ光の波長を長くしすぎないようにする。つまり、有機ＥＬ用マスク２に応じて、有機ＥＬ用マスク２が熱膨張後に復元可能な波長を選択する。ただし、何れの材料を用いる場合であっても、波長１２００ｎｍを超過するようなレーザ光Ｌを照射すると、有機ＥＬ用マスク２には復元不能なダメージが与えられる。このため、レーザ光Ｌの上限値は１２００ｎｍに設定する。
【００５９】
一方、レーザクリーニング時には、レーザ光Ｌを有機ＥＬ用マスク２の非常に狭小な領域に集中させることにより、有機材料５１を剥離できる程度の熱膨張を起こすような温度に上昇させている。そして、狭小な領域で、且つ表層にのみ変化を起こさせるため、有機ＥＬ用マスク２を変形させることがない。
【００６０】
以上説明したように、有機材料５１が固形状態を維持し、且つ熱膨張後に元の状態に復元可能なレーザ光Ｌを有機ＥＬ用マスク２に照射していることで、高い洗浄度でレーザクリーニングを行うことができ、有機ＥＬ用マスク２の再利用が可能になる。図４には、有機材料５１とレーザ光Ｌの波長λの関係を示している。この図において、発振強度は対象となる有機材料５１を剥離するために必要な平均的なレーザ光Ｌの発振強度（ワット）になり、この発振強度はそれぞれの材料に応じて一定にしている。また、レーザ光Ｌの波長としては標準的に使用される５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍの２つの波長を示している。なお、図中「ｄｅ」はデフォーカス量を示している（単位はミリメートル）。
【００６１】
この図に示すように、Ａｌｑ３においては、λが５３２ｎｍと１０６４ｎｍとの何れであっても、有機材料５１としてのＡｌｑ３を剥離することができる。これは、Ａｌｑ３は波長が５３２ｎｍの波長域において、固形状態を維持できないほどにレーザ光Ｌを吸収しないためである。
【００６２】
一方、Ｉｒ（ｐｐｙ）３およびα―ＮＰＤの場合には、λ＝１０６４ｎｍの場合には剥離することができるが、λ＝５３２ｎｍの場合には剥離することができない。これは、５３２ｎｍのレーザ光Ｌは、Ｉｒ（ｐｐｙ）３やα―ＮＰＤの吸収率が高く、有機材料５１が固形状態を維持できないためである。これにより、有機材料５１の固形性が失われ、剥離することができなくなる。
【００６３】
ここで、図１に戻って、集光レンズ４４はレンズ位置調整部材４５によって、Ｚ軸（光軸）方向に移動可能になっている。これにより、レーザ光Ｌの焦点位置を変化させることができるようになる（デフォーカスが可能になる）。デフォーカス量を調整することにより、有機ＥＬ用マスク２に形成されるレーザ光Ｌのスポットのスポット径を調整することが可能になる。
【００６４】
有機材料５１を剥離させる点からは、スポット径を小さくする方が望ましい。スポット径を小さくすることにより、レーザ光Ｌのエネルギーが作用する領域を集中させることができ、有機材料５１を剥離できる程度の熱膨張をさせることができるためである。換言すれば、スポット径を過剰に大きくすると、有機材料５１を剥離ができなくなる。一方で、スポット径を大きくすると、短時間でレーザクリーニングを完了できる。つまり、スポット径を大きくすれば、一度に広範囲の有機材料５１を剥離できるようになるため、その分だけレーザクリーニングに要する時間を短くできるためである。
【００６５】
以上の点から、集光レンズ４４およびレンズ位置調整部材４５を制御することにより、有機材料５１を剥離可能なスポット径であり、且つ短時間でレーザクリーニングを完了できるようなスポット径とすることが望ましい。例えば、図４に示すようなデフォーカス量（２０ｍｍ）とすることが望ましい。
【００６６】
また、集光レンズ４４およびレンズ位置調整部材４４を用いてレーザ光Ｌの焦点位置を変化（デフォーカス）させることで、微小開口部２２の側壁に付着した有機材料５１を除去できる。この点について、図６を参照して説明する。微小開口部２２は有機ＥＬ用マスク２の厚み（１０〜５０μｍ）方向に貫通された領域となっており、貫通領域には側壁２２Ｗが形成される。この側壁２２Ｗにも有機材料５１が付着する。
【００６７】
このとき、レーザ光Ｌが平行光の場合には、側壁２２Ｗにレーザ光Ｌは照射されない。側壁２２Ｗは有機ＥＬ用マスク２の表面２Ｓの法線方向に平行になっており、レーザ光Ｌは有機ＥＬ用マスク２の法線方向から入射しているためである。また、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆと有機ＥＬ用マスク２とが図６の仮想線で示すような位置関係にある場合、つまり有機ＥＬ用マスク２の裏面２Ｒよりもレーザ光源４１の反対側に焦点位置Ｆがずれているような場合には、側壁２２Ｗにレーザ光Ｌは照射されない。
【００６８】
このため、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆが有機ＥＬ用マスク２の表面２Ｓよりもレーザ光源４１の側に焦点位置をずらすようにデフォーカスしている。このようなデフォーカスを行うことにより、微小開口部２２の側壁２２Ｗにレーザ光Ｌが照射される。これにより、側壁２２Ｗに付着している有機材料５１も熱膨張差により剥離することができるようになる。従って、レンズ位置調整部材４４は以上のようなデフォーカスを行うように集光レンズ４４の位置を調整している。
【００６９】
また、レーザ光Ｌはパルスレーザでなくてもよい。つまり、レーザ光源４１は連続的に照射するようなレーザ光Ｌを発振するようにしてもよい。ただし、前述したように、有機材料５１の同じ箇所に対してレーザ光Ｌが照射され続けると、殆ど吸収されないような波長のレーザ光Ｌを用いているのにもかかわらず、有機材料５１が溶解するような場合もある。また、連続的に照射していると、有機ＥＬ用マスク２の同じ箇所がレーザ光Ｌにより常時加熱された状態になるため、有機ＥＬ用マスク２にダメージが与えられるおそれがある。このため、パルスレーザを用いて間欠的な照射を行い、１回の照射毎に照射位置を変化させる方が望ましい。
【００７０】
また、図１では１台のレーザ光源４１を備えた例を示しているが、レーザ光源４１を複数台備えるようにしてもよい。図５に２台のレーザ光源４１Ａ、４１Ｂを備えた例を示している。レーザ光源４１Ａと４１Ｂとはそれぞれ異なる波長のレーザ光Ｌを発振する光源であり、使用するときには何れか一方のみを切り替えて使用する。このために、例えば、レーザ光源４１Ａと４１Ｂとを図中Ｘ方向に移動可能に構成し、何れかのレーザ光源がガルバノミラー４２に向けてレーザ光を発振する。勿論、レーザ光源自体を移動させるのではなく、２つのレーザ光源から発振されたレーザ光の光路を合流させるような光学素子（例えば、反射ミラーやハーフミラー等）を用いるようにしてもよい。
【００７１】
これにより、複数種類の有機材料５１を除去することが可能になる。有機ＥＬ用マスク２にＡｌｑ３を材料とする有機材料５１が付着している場合には、波長５３２ｎｍのレーザ光Ｌを発振するレーザ光源４１Ａを用い、有機ＥＬ用マスク２にＩｒ（ｐｐｙ）３やα―ＮＰＤを材料とする有機材料５１が付着している場合には、１０６４ｎｍの波長のレーザ光Ｌを発振するレーザ光源４１Ｂを用いることもできる。
【００７２】
また、レーザ光Ｌが有機ＥＬ用マスク２に照射されたときに、有機ＥＬ用マスク２は局所的に温度上昇することにより熱膨張を起こし、有機材料５１に剥離力を作用させることは前述したとおりである。この場合において、有機材料５１が剥離された後には依然として有機ＥＬ用マスク２には熱が蓄積しており、これにより有機ＥＬ用マスク２が高温状態を維持する。このため、有機ＥＬ用マスク２にストレスがかかり、歪みないしは反り等の変形を及ぼす可能性がある。
【００７３】
そこで、有機ＥＬ用マスク２の表面（有機材料５１が付着している面）の反対面側から送風（望ましくは、冷風）を作用させることで、蓄積した熱の温度を冷却することができる。これにより、有機ＥＬ用マスク２にストレスを低減することができる。
【符号の説明】
【００７４】
２ 有機ＥＬ用マスク ４ レーザ走査手段
６ 搬送空気流形成手段 ７ マスク移動手段
４１ レーザ光源 ４２ ガルバノミラー
４３ ガルバノ駆動部 ４４ 集光レンズ
４５ レンズ位置調整部材 ５１ 有機材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ用マスクにレーザ光を走査してクリーニングを行う有機ＥＬ用マスククリーニング方法、有機ＥＬ用マスククリーニング装置、有機ＥＬディスプレイの製造装置および有機ＥＬディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイは、バックライトを必要としない低消費電力・軽量薄型の画像表示装置として多く利用されている。その構造としては、透明性のガラス基板上に有機ＥＬ薄膜層を積層しており、有機ＥＬ薄膜層は発光層を正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層及び陽極層と陰極層とにより挟み込む構造を採用している。発光層はガラス基板上に有機材料を蒸着させて薄膜として形成するものが多く用いられており、ディスプレイを構成する各画素の領域を３分割してＲＧＢの３色の有機材料を蒸着させている。従って、各画素の３つの領域に異なる色の有機材料（有機色素材料）を蒸着させるために多数の開口部を形成した有機ＥＬ用マスク（シャドーマスク）を用いて蒸着を行う。この有機ＥＬ用マスクを画素ピッチ分ずつずらしながら、各色の有機材料を蒸着させていくことにより、発光層の蒸着プロセスが完了する。
【０００３】
蒸着プロセスを行うときには、ガラス基板だけではなく有機ＥＬ用マスクにも有機材料が付着する。有機ＥＬ用マスクは１回の蒸着プロセスだけに使用されるのではなく繰り返し使用されることから、次の蒸着プロセスを行うときに有機ＥＬ用マスクに有機材料が付着していると、新たなガラス基板に付着していた有機材料が転写して汚損させる。また、有機ＥＬ用マスクに多数形成した開口部のエッジ部分にも有機材料が蒸着して、開口部の面積を部分的にまたは全面的に閉塞させる。開口部の全部を塞いだ場合はもちろん、部分的に塞ぐことにより蒸着時の障害（影またはシャドウ）となり、当該有機ＥＬ用マスクを用いた場合の蒸着精度は著しく低下し、また使用に耐え得るものではなくなる。従って、有機ＥＬ用マスクを定期的に（好ましくは、１つの蒸着プロセスを完了した後に）クリーニングして、有機材料の除去を行っている。
【０００４】
有機ＥＬ用マスクのクリーニングとしては、有機物を溶解させる洗浄液を用いたり、界面活性剤等を用いたウェットクリーニングが主に行われている。ウェットクリーニングは有機ＥＬ用マスクに対して液体を供給して行うクリーニングである。しかし、クリーニングされる有機ＥＬ用マスクはミクロンオーダー（１０〜５０μｍ程度）の極薄の金属板であり、ウェットクリーニング時に液圧や洗浄促進のための超音波と加熱とが作用することにより歪みや変形等の大きなダメージが有機ＥＬ用マスクに与えられる。また、界面活性剤等の薬液を用いてウェットクリーニングを行うと、薬液供給機構および使用済みの薬液（排液）を処理する排液処理機構を要するため機構が複雑化し、また排液による環境汚染の問題もある。さらに、近年、有機ＥＬ用マスクが大型化しており、この場合、洗浄液を多量に使用することになり、ランニングコストも増大する。
【０００５】
一方、ウェットクリーニングを用いないクリーニングとして、有機ＥＬ用マスクに対してレーザ光を照射して行うクリーニング（レーザクリーニング）に関する技術が特許文献１に開示されている。金属素材の有機ＥＬ用マスクにレーザ光を照射することにより、有機ＥＬ用マスクと有機材料との間に剥離力を作用させている。特許文献１の技術は、この剥離力により有機ＥＬ用マスクから有機材料を除去してクリーニングを行うものである。そして、有機ＥＬ用マスクには粘着性のフィルムを貼り付けており、剥離した有機材料を粘着フィルムに転写させることで、クリーニングプロセスを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１６９５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で開示されている技術では、レーザ光を有機ＥＬ用マスク（蒸着マスク）に向けて照射して、有機材料（堆積物）が付着した面の運動を誘起することにより有機材料の剥離を行っている。レーザ光は最初に有機材料の層に入射して、この層を透過して有機ＥＬ用マスクに入射する。
【０００８】
有機ＥＬ用マスクは繰り返し使用されることから、歪みないしは反り等の変形を生じないようにしなければならない。有機ＥＬ用マスクにダメージが与えられて、元の状態に復元不能な程度に変形が生じると、当該有機ＥＬ用マスクを用いた蒸着を正確に行うことができなくなる。このため、次の蒸着プロセスで有機ＥＬ用マスクの再利用ができなくなる。レーザ光を有機ＥＬ用マスクに照射すると、レーザ光が照射された部位およびその付近は局所的に温度上昇する。このときに極端に温度上昇をすると、有機ＥＬ用マスク２が元の状態に復元できなくなるほどのダメージが与えられる。
【０００９】
そこで、本発明は、レーザ光を用いて有機ＥＬ用マスクに付着している有機材料を除去するときに、有機ＥＬ用マスクに復元不能なダメージを与えることなく、高い洗浄度を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するため、本発明の請求項１の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記有機材料を透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を照射することを特徴とする。
【００１１】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、有機材料を透過させてレーザ光を照射したとしても、有機材料は固形状態を維持し、且つ有機ＥＬ用マスクが変形することがない。これにより、レーザクリーニングを行うときに、有機ＥＬ用マスクに復元不能なダメージを与えることなく、高い洗浄度を得ることができる。
【００１２】
本発明の請求項２の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項１記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記レーザ光を照射することにより、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うことを特徴とする。
【００１３】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、レーザ光を照射することで、有機ＥＬ用マスクと有機材料との間に熱膨張差を持たせることができ、これにより有機材料を有機ＥＬ用マスクから剥離することができる。
【００１４】
本発明の請求項３の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項２記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を選択したことを特徴とする。
【００１５】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、有機材料と有機ＥＬ用マスクとに応じてレーザ光の波長を前記のように選択している。これにより、有機ＥＬ用マスクに復元不能なダメージを与えることなく、高い洗浄度を得ることができる。
【００１６】
本発明の請求項４の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項３記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記レーザ光をパルスレーザとしたことを特徴とする。
【００１７】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、パルスレーザを用いることで、１回の照射時にレーザ光のエネルギーを集中させることができ、高い剥離効果を得ることができる。且つ、間欠的にポイントを変えてレーザ光を照射しているため、有機材料の流動化や有機ＥＬ用マスクに対するダメージといった問題を回避できる。
【００１８】
本発明の請求項５の有機ＥＬ用マスククリーニング方法は、請求項４記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射したときに形成されるスポットのスポット径を制御したことを特徴とする。
【００１９】
この有機ＥＬ用マスククリーニング方法によれば、有機ＥＬ用マスクに形成されるレーザ光のスポット径を調整ができる。スポット径を小さくすることにより有機材料の除去効率を高くすることができ、スポット径を大きくすることによりクリーニング効率を高めることができる。従って、スポット径を調整することにより、最適な除去効率とクリーニング効率とを設定することができる。
【００２０】
本発明の請求項６の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記有機材料透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を発振するレーザ光源を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項７の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項６記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うレーザ光を発振することを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項８の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項７記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を発振することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項９の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項８記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光源は、パルスレーザを発振することを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１０の有機ＥＬ用マスククリーニング装置は、請求項９記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、前記レーザ光を集光させる集光手段と、前記レーザ光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１１の有機ＥＬディスプレイの製造装置は、請求項６乃至１０の何れか１項に記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置を備えたことを特徴とする。また、本発明の請求項１２の有機ＥＬディスプレイは、請求項１１記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置により製造されことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、レーザ光を有機ＥＬ用マスクに照射して有機材料の除去を行うときに、レーザ光が透過した時に有機材料に固形状態を維持させるため、有機材料を確実に剥離させることができるようになり、高い洗浄度が得られる。そして、有機ＥＬ用マスクにレーザ光を照射して熱膨張させた後に元の状態に復元可能な条件をレーザ光に持たせているため、有機ＥＬ用マスクを再利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】有機ＥＬ用マスククリーニング装置の外観図である。
【図２】有機ＥＬ用マスクの側面図および平面図である。
【図３】レーザ光を照射したときの剥離プロセスを説明する図である。
【図４】波長によって有機材料が固形状態を維持できるか否かを示す図である。
【図５】２台のレーザ光源を備えた場合の有機ＥＬ用マスククリーニング装置の外観図である。
【図６】有機ＥＬ用マスクの微小開口部の側壁に付着した有機材料の剥離を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１において、本発明の有機ＥＬ用マスククリーニング装置（レーザ光により有機ＥＬ用マスクの表面をレーザクリーニングする装置）は、ベース１と有機ＥＬ用マスク２とマスク保持部材３とレーザ走査手段４とを備えて概略構成している。ベース１は有機ＥＬ用マスククリーニング装置の各要素を取り付けるための基台となっている。なお、図１において、Ｘ方向とＹ方向とは水平面上の相互に直交する２方向になっており、Ｚ方向は垂直方向である。そして、Ｚ方向の矢印が示す方向が上方になり、反対側が下方になる。従って、重力は矢印反対方向に作用する。
【００２９】
有機ＥＬ用マスク２は有機ＥＬ用マスククリーニング装置を用いて洗浄される被洗浄体である。図２に示すように、有機ＥＬ用マスク２は有機ＥＬディスプレイを構成するガラス基板２０に発光層としての有機材料を蒸着してパターン形成を行うために用いられる極薄の金属板である。ガラス基板２０に高精度に有機材料を蒸着させるために、有機ＥＬ用マスク２の厚みは１０〜５０μｍ程度の極薄の金属板が用いられる。そして、有機ＥＬディスプレイの大型化に伴い、有機ＥＬ用マスク２のサイズも大型になり、このため有機ＥＬ用マスク２は極薄且つ大型の金属板になる。
【００３０】
有機ＥＬ用マスク２はマスク本体２１を有しており、このマスク本体２１に規則的に配列された多数の微小開口部（３０μｍ×８０μｍ程度）２２を形成したマスク金属板（シャドーマスク）である。有機ＥＬ用マスク２の素材としては種々の金属を用いることができるが、例えばニッケル系の合金（インバー）や４２アロイ等を用いることができる。有機ＥＬ用マスク２は、発光層の有機材料を蒸着する図示しない真空蒸着槽においてガラス基板２０に密着させた状態で、蒸着源から有機材料を蒸着させるようにしている。
【００３１】
発光層の有機材料としては種々のものを適用できるが、例えばＡｌｑ３やＩｒ（ｐｐｙ）３、α―ＮＰＤ等の任意の有機材料を適用することができる。蒸着源から蒸発した有機材料は、有機ＥＬ用マスク２の微小開口部２２からガラス基板２０に蒸着する。これにより、ガラス基板２０の画素に対応する領域に発光層としての有機材料が蒸着してパターンが形成される。有機ＥＬ用マスク２は大型且つ極薄の金属板であるため、図２に示すように、その周囲に保形性を持たせるための補強枠２３を取り付けている。補強枠２３は金属素材であってもよいし、金属以外の素材であってもよい。
【００３２】
有機ＥＬ用マスク２を用いて１回の蒸着プロセスを行うと、ガラス基板２０だけではなく有機ＥＬ用マスク２にも有機材料が付着する。蒸着プロセスは繰り返し行われることから、有機ＥＬ用マスク２に付着した有機材料のクリーニングが所定のタイミング（好ましくは、１回の蒸着プロセスごと）で行われる。有機ＥＬ用マスククリーニング装置が配置されている洗浄槽とガラス基板２０に蒸着を行う真空蒸着槽とは別個独立に設けられているため、有機ＥＬ用マスククリーニング装置を行うときには有機ＥＬ用マスク２が真空蒸着槽から洗浄槽内に移行される。
【００３３】
図１に示すように、有機ＥＬ用マスク２は垂直方向に立てた状態（有機ＥＬ用マスク２の表面の法線方向が水平面方向）で保持されている。このため、マスク保持部材３には有機ＥＬ用マスク２と同程度或いはそれよりも大きなサイズを持たせており、通常、有機ＥＬ用マスク２とマスク保持部材３とは高精度に位置合わせされ、溶接により一体化されている。そして、蒸着時には、ガラス基板２０の背面から多数のマグネットで有機ＥＬ用マスク２を引き付け、有機ＥＬ用マスク２を満遍なく均一に密着させて蒸着を行う。有機ＥＬ用マスク２は寝かせた状態（有機ＥＬ用マスク２の表面の法線方向が垂直方向）で保持するものであってもよい。
【００３４】
レーザ走査手段４について説明する。レーザ走査手段４はレーザ光源４１とガルバノミラー４２とガルバノ駆動部４３とを備えて概略構成している。レーザ光源４１はレーザ光Ｌを発振する光源になっている。ここでは、レーザ光源４１はパルスレーザを発振するようにしている。レーザ光源４１には非常に時間幅の短いパルスが入力されており、当該パルスに同期して間欠的にレーザ光Ｌを発振している。従って、パルスの時間幅（パルス幅）を調整することにより、１回のパルスにおけるレーザ光Ｌの照射時間を制御することができる。
【００３５】
レーザ光源４１はＺ方向下方に向けてレーザ光Ｌが照射されるように配置されており、レーザ光の入射位置にガルバノミラー４２を配置している。ガルバノミラー４２はレーザ光Ｌを走査させる反射ミラーであり、ミラーを高速に微小運動させることにより、レーザ光Ｌの照射方向が変化する。これにより、有機ＥＬ用マスク２にレーザ光Ｌが走査される。レーザ光Ｌの走査は有機ＥＬ用マスク２の所定エリア（クリーニングエリア）に対して行う。このクリーニングエリアは有機ＥＬ用マスク２の全面に設定してもよいし、一部の領域に設定してもよい。いずれにしても、クリーニングエリアは面になっており、面のクリーニングを行うために、レーザ光ＬをＸ方向に走査して１本のスキャンラインを形成し、このスキャンラインをＺ方向に微小シフトさせて、面のクリーニングを行う。また、ガルバノミラー４２にはガルバノ駆動部４３が取り付けられており、このガルバノ駆動部４３がガルバノミラー４２を運動させている。
【００３６】
レーザ光源４１とガルバノミラー４２との間には集光手段としての集光レンズ４４が配置されている。レーザ光源４１から発振されるレーザ光Ｌは平行光になっており、このレーザ光Ｌの焦点を結ばせるために集光レンズ４４をレーザ光Ｌの光路上に設けている。集光レンズ４４には焦点位置調整手段としてのレンズ位置調整部材４５が取り付けられている。このレンズ位置調整部材４５は集光レンズ４４をレーザ光Ｌの光路に沿って移動（Ｚ方向に移動）させるための部材である。これにより、集光レンズ４４の位置が変化し、焦点位置を変化させることが可能になる（デフォーカスが可能になる）。なお、集光レンズ４４およびレンズ位置調整部材４５は、集光レンズ４４がレーザ光Ｌの光路上にあれば任意の位置に配置することができる。
【００３７】
次に、搬送空気流形成手段６について説明する。搬送空気流形成手段６は送風部６１と吸風部６２とを備えて概略構成している。送風部６１はＹ方向に延びる２本の支柱からなる送風支持部６３に取り付けられており、吸風部６２も同様にＹ方向に延びる２本の支柱からなる吸風支持部６４に取り付けられている。また、送風支持部６３と吸風支持部６４とはそれぞれベース１に取り付けられている。吸風部６２には回収部６５が設けられており、吸引した遊離物質を回収部６５が回収する。
【００３８】
送風部６１にはスリット長が長く、スリット幅が短い送風スリット６１Ｓが形成されている。同様に、吸風部６２にもスリット長が長く、スリット幅が短い吸風スリット６２Ｓが形成されている。送風スリット６１Ｓと吸風スリット６２ＳとはＹ方向において同じ位置に対向するようにして形成され、且つ有機ＥＬ用マスク２の表面から離間した位置に形成されている。送風スリット６１Ｓからは下方に向けてエアが送風され、吸風スリット６２Ｓは上方のエアを吸引するため、送風部６１と吸風部６２との間に空気流が形成される。この空気流を搬送空気流とする。なお、送風部６１および吸風部６２に設けたスリットにより搬送空気流を形成しているが、スリット以外の機構を採用してもよい。
【００３９】
マスク移動手段７について説明する。マスク移動手段７は有機ＥＬ用マスク２を移動させる移動手段であり、移動テーブル７１により概略構成されている。移動テーブル７１はマスク保持部材３を垂直方向に立てた状態で固定的に取り付けて移動させるためのテーブルである。移動テーブル７１としては、例えばボールネジ手段やリニアモータ手段、ロボット手段等を適用できる。移動テーブル７１が移動することにより、有機ＥＬ用マスク２は垂直方向に立てられた状態で移動を行う。移動テーブル７１はＸ方向に移動する例を示しているが、Ｙ方向、Ｚ方向に移動可能であってもよい。
【００４０】
次に、動作について説明する。最初に、真空蒸着槽において有機ＥＬ用マスク２を用いてガラス基板２０に蒸着材料を蒸着させた後に、洗浄槽内に配置した有機ＥＬ用マスククリーニング装置に有機ＥＬ用マスク２を搬入する。搬入時にはマスク保持部材３に有機ＥＬ用マスク２が当接した状態で、しかも垂直方向に立てられた状態で保持されている。この状態で、移動テーブル７１により、有機ＥＬ用マスク２を搬送空気流形成手段６の位置にまでＸ方向に移動させて、その位置で停止する。
【００４１】
そして、有機ＥＬ用マスク２を停止した状態でクリーニングを開始する。このクリーニング（レーザクリーニング）は有機ＥＬ用マスク２に向けてレーザ光Ｌを走査することにより行う。レーザ光源４１から発振したレーザ光Ｌは集光レンズ４４により収束光にされた後に、ガルバノミラー４２で反射して有機ＥＬ用マスク２に照射される。有機ＥＬ用マスク２は有機材料が付着している面（表面）がレーザ光の照射方向に向くように配置されており、ガルバノミラー４２で反射したレーザ光は有機ＥＬ用マスク２に照射される。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、有機ＥＬ用マスク２の表面には固形状態の有機材料５１が膜状となって付着しており、この有機材料５１を透過してレーザ光Ｌが有機ＥＬ用マスク２に照射される。レーザ光Ｌは集光レンズ４４により収束光にされており、有機ＥＬ用マスク２の表面（或いはその近傍）に焦点が結ばれる。有機ＥＬ用マスク２の表面（或いはその近傍）に焦点を結んだレーザ光Ｌは有機ＥＬ用マスク２に吸収される。
【００４３】
このため、有機ＥＬ用マスク２に形成されるレーザ光Ｌのスポット径は極めて微小な領域（円形領域）になり、この領域にレーザ光Ｌが吸収される。有機ＥＬ用マスク２は金属素材であり、レーザ光Ｌが吸収されることにより熱エネルギーが作用して、吸収された部位（円形領域およびその付近）が瞬間的に温度上昇する。しかも、レーザ光Ｌは有機ＥＬ用マスク２の表面付近に焦点を結んでいるため、厚み方向における表層部（数μｍ）のごく一部の部分のみが温度上昇する。
【００４４】
温度上昇した有機ＥＬ用マスク２の部位は熱膨張を起こす。前記したように、非常に狭小な領域に対してレーザ光Ｌが吸収されて熱エネルギーが集中するため、瞬間的に温度上昇して、温度上昇した部位は急激に熱膨張を起こす。一方で、レーザ光Ｌが及ぼす熱エネルギーは非常に狭小な領域に集中しており、他の部位は温度上昇することなくそのままの形状を維持している。従って、図３（ｂ）に示すように、固形状態となって付着している有機材料５１に向けて熱膨張を起こす。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、有機ＥＬ用マスク２の層と有機材料５１の層とが積層構造となっている。後述するようにレーザ光Ｌが透過したとしても有機材料５１は固形状態を維持している。つまり、有機ＥＬ用マスク２が熱膨張を起こして瞬間的に隆起する一方、有機材料５１は殆ど熱膨張を起こさないことから、層間に剥離力が作用する。このとき、急激に有機ＥＬ用マスク２が熱膨張を起こし、剥離力が作用するときには、固形状態の有機材料５１に強い衝撃が与えられて破砕され、有機材料５１は粉体等の粒径の小さい遊離物質となって有機ＥＬ用マスク２から離間する方向に飛散する。
【００４６】
飛散した遊離物質は重力の作用によりＺ方向下方に向けて落下しようとする。そして、飛散方向には搬送空気流形成手段６により搬送空気流が形成されており、この搬送空気流に補足されて、吸風部６２に遊離物質が回収される。これにより、飛散した遊離物質が有機ＥＬ用マスク２に再付着しなくなり、遊離物質が再付着することによる洗浄度の低下といった問題を生じなくなる。
【００４７】
前述したように、レーザ光Ｌはパルスレーザとして発振している。そして、ガルバノミラー４２により１方向（Ｘ方向：走査方向）にレーザ光Ｌの照射位置が変化するように走査しているため、前記の円形領域が連続するように走査がされる。この走査を１方向に行って１本のスキャンラインを形成して、スキャンラインをＺ方向（Ｘ方向に直交する方向）に微小シフトさせることで、面のクリーニングを行う。なお、前記円形領域は有機ＥＬ用マスク２にレーザ光Ｌを照射したときに形成されるスポットと同じ形状とは限らず、それよりも広い領域になっていることもある。
【００４８】
ここで、レーザ光源４１から発振するレーザ光Ｌの波長は２つの条件を満たすようにしている。１つ目の条件はレーザ光Ｌが透過したとしても有機材料５１が固形状態を維持すること、２つ目の条件はレーザ光Ｌを照射して有機ＥＬ用マスク２が熱膨張した後に復元可能なこと、を満たすようにする。
【００４９】
１つ目の条件について説明する。図３（ａ）にも示したように、レーザ光Ｌは有機材料５１の層を透過させて有機ＥＬ用マスク２に照射している。このとき、レーザ光Ｌは有機材料５１に対しても吸収されることがある。有機材料５１として例えばＩｒ（ｐｐｙ）３を適用した場合に、短い波長（例えば、５３２ｎｍ以下）のレーザ光Ｌが入射すると、レーザ光Ｌが有機材料５１に吸収される。これは、Ｉｒ（ｐｐｙ）３が持つ固有の吸収スペクトルが当該波長のレーザ光を吸収する性質を持つためである。
【００５０】
有機材料５１は有機ＥＬ用マスク２と比較して、融点が低い。このため、固形状態の有機材料５１にレーザ光Ｌが吸収されて熱エネルギーが作用すると、固形状態から溶融して流動体になる。有機ＥＬ用マスク２が熱膨張を起こして有機材料５１を剥離できるのは、有機材料５１が固形状態を維持しているからであり、この場合には層間に剥離力を作用させることができる。一方で、流動体になった場合には、有機ＥＬ用マスク２を熱膨張させても、層間に剥離力を作用させることができず、有機材料５１を除去できない。なお、有機材料５１にレーザ光Ｌが吸収されて固形状態から軟化した場合も有機材料５１に対して剥離力を作用させることができなくなる。
【００５１】
このため、レーザ光Ｌが透過したとしても有機材料５１が固形状態を維持しなければならない。従って、当該条件を満たすようなレーザ光Ｌの波長を選択する。有機材料５１はその材料によって吸収スペクトルが異なるため、有機材料５１の種類に応じて有機材料を固形状態に維持できるようなレーザ光Ｌの波長を選択するようにする。有機材料５１の吸収スペクトルは短波長のレーザ光を吸収し、長波長のレーザ光を吸収しない性質を有している。このため、レーザ光Ｌには極端に短い波長を選択せずに、例えば波長１０６４ｎｍのレーザ光を選択することで、有機材料５１を剥離することができる。いずれにしても、波長が４００ｎｍ未満の場合には、有機材料５１に吸収されて固形性が失われるため、レーザ光Ｌの下限値は４００ｎｍに設定する。
【００５２】
以上の条件を満たすレーザ光Ｌをレーザ光源４１から発振させることにより、レーザ光Ｌの有機材料５１への吸収率を小さくできる。ただし、何れの材料を用いたとしても、吸収率が完全に０％になることはない。このため、レーザ光Ｌを同じ箇所に照射し続けると、僅かな吸収が累積して、有機材料５１が固形性を失う可能性がある。このため、レーザ光源４１から発振するレーザ光Ｌをパルスレーザとしており、レーザ光Ｌを間欠的に照射するようにしている。しかも、ガルバノミラー４２により走査を行っていることから、１回の照射毎に照射位置を変化させている。これにより、同じ箇所にレーザ光Ｌが照射され続けることがなくなる。
【００５３】
このとき、パルス幅を調整することにより、１回の照射時間が制御されることは既に述べたとおりである。パルス幅を過剰に長くすると、やはり同じ箇所に対する照射時間が長くなり、有機材料５１が固形性を失うおそれがある。一方、パルス幅を過剰に短くすると、有機材料５１を剥離可能な程度に有機ＥＬ用マスク２を熱膨張させることができなくなるおそれがある。このため、有機材料５１が固形状態を維持し、且つ有機材料５１を剥離するために必要なパルス幅に適宜設定するようにする。
【００５４】
以上により、レーザ光Ｌは有機材料５１に殆ど吸収されることなく、有機材料５１が固形状態を維持したまま有機ＥＬ用マスクに入射する。これにより、有機ＥＬ用マスク２と有機材料５１との間に温度差を持たせることができ、層間に剥離力を作用させることができる。従って、有機材料５１が有機ＥＬ用マスク２から剥離されて除去される。
【００５５】
次に、２つ目の条件について説明する。前述したように、有機材料５１は短い波長域のレーザ光が入射すると、吸収により溶解して固形状態から流動体（或いは軟体）に変化する。この点から言えば、レーザ光Ｌの波長は長い方が望ましい。ただし、レーザ光Ｌの波長が長くなると、有機ＥＬ用マスク２に対して大きなダメージを与える。これは、レーザ光Ｌの波長が長くなるほど赤外の波長域に近づき、有機ＥＬ用マスク２に入射されたときに作用する熱量が大きくなるためである。
【００５６】
レーザ光Ｌの照射により有機ＥＬ用マスク２の狭小な領域が瞬間的に温度上昇して熱膨張をするが、熱膨張後には再び元の形状に復元しなければならない。このとき、レーザ光Ｌにより有機ＥＬ用マスク２が過剰に温度上昇すると、変形したまま元の状態に復元しなくなり、極端に温度上昇すると有機ＥＬ用マスク２が溶解することもある。
【００５７】
有機ＥＬ用マスク２が溶融したりする場合は勿論、復元不能に変形した場合でも、有機ＥＬ用マスク２の再利用ができなくなる。有機ＥＬ用マスク２を用いてガラス基板２０に有機材料を蒸着するときには、極めて高い蒸着精度が要求される。従って、蒸着時に有機ＥＬ用マスク２に僅かな変形でも生じている場合には、当該有機ＥＬ用マスク２を用いて次の蒸着プロセスを行うことができない。つまり、再利用することができなくなる。
【００５８】
このため、レーザ光Ｌを照射して有機ＥＬ用マスク２が熱膨張したとしても、熱が解除された後に元の状態に復元可能なようなレーザ光Ｌを照射する。このために、レーザ光Ｌの波長は、熱膨張後に有機ＥＬ用マスク２が復元可能な波長を選択する。これにより、レーザ光Ｌを照射したとしても有機ＥＬ用マスク２が元の形状に復元するため、次の蒸着プロセスに再利用することができるようになる。有機ＥＬ用マスク２には種々の金属の材料を用いることができ、選択した材料により復元性が異なる。従って、復元性の強い材料であれば、ある程度まで長い波長のレーザ光Ｌを用いることができ、復元性の弱い材料であれば、レーザ光の波長を長くしすぎないようにする。つまり、有機ＥＬ用マスク２に応じて、有機ＥＬ用マスク２が熱膨張後に復元可能な波長を選択する。ただし、何れの材料を用いる場合であっても、波長１２００ｎｍを超過するようなレーザ光Ｌを照射すると、有機ＥＬ用マスク２には復元不能なダメージが与えられる。このため、レーザ光Ｌの上限値は１２００ｎｍに設定する。
【００５９】
一方、レーザクリーニング時には、レーザ光Ｌを有機ＥＬ用マスク２の非常に狭小な領域に集中させることにより、有機材料５１を剥離できる程度の熱膨張を起こすような温度に上昇させている。そして、狭小な領域で、且つ表層にのみ変化を起こさせるため、有機ＥＬ用マスク２を変形させることがない。
【００６０】
以上説明したように、有機材料５１が固形状態を維持し、且つ熱膨張後に元の状態に復元可能なレーザ光Ｌを有機ＥＬ用マスク２に照射していることで、高い洗浄度でレーザクリーニングを行うことができ、有機ＥＬ用マスク２の再利用が可能になる。図４には、有機材料５１とレーザ光Ｌの波長λの関係を示している。この図において、発振強度は対象となる有機材料５１を剥離するために必要な平均的なレーザ光Ｌの発振強度（ワット）になり、この発振強度はそれぞれの材料に応じて一定にしている。また、レーザ光Ｌの波長としては標準的に使用される５３２ｎｍおよび１０６４ｎｍの２つの波長を示している。なお、図中「ｄｅ」はデフォーカス量を示している（単位はミリメートル）。
【００６１】
この図に示すように、Ａｌｑ３においては、λが５３２ｎｍと１０６４ｎｍとの何れであっても、有機材料５１としてのＡｌｑ３を剥離することができる。これは、Ａｌｑ３は波長が５３２ｎｍの波長域において、固形状態を維持できないほどにレーザ光Ｌを吸収しないためである。
【００６２】
一方、Ｉｒ（ｐｐｙ）３およびα―ＮＰＤの場合には、λ＝１０６４ｎｍの場合には剥離することができるが、λ＝５３２ｎｍの場合には剥離することができない。これは、５３２ｎｍのレーザ光Ｌは、Ｉｒ（ｐｐｙ）３やα―ＮＰＤの吸収率が高く、有機材料５１が固形状態を維持できないためである。これにより、有機材料５１の固形性が失われ、剥離することができなくなる。
【００６３】
ここで、図１に戻って、集光レンズ４４はレンズ位置調整部材４５によって、Ｚ軸（光軸）方向に移動可能になっている。これにより、レーザ光Ｌの焦点位置を変化させることができるようになる（デフォーカスが可能になる）。デフォーカス量を調整することにより、有機ＥＬ用マスク２に形成されるレーザ光Ｌのスポットのスポット径を調整することが可能になる。
【００６４】
有機材料５１を剥離させる点からは、スポット径を小さくする方が望ましい。スポット径を小さくすることにより、レーザ光Ｌのエネルギーが作用する領域を集中させることができ、有機材料５１を剥離できる程度の熱膨張をさせることができるためである。換言すれば、スポット径を過剰に大きくすると、有機材料５１を剥離ができなくなる。一方で、スポット径を大きくすると、短時間でレーザクリーニングを完了できる。つまり、スポット径を大きくすれば、一度に広範囲の有機材料５１を剥離できるようになるため、その分だけレーザクリーニングに要する時間を短くできるためである。
【００６５】
以上の点から、集光レンズ４４およびレンズ位置調整部材４５を制御することにより、有機材料５１を剥離可能なスポット径であり、且つ短時間でレーザクリーニングを完了できるようなスポット径とすることが望ましい。例えば、図４に示すようなデフォーカス量（２０ｍｍ）とすることが望ましい。
【００６６】
また、集光レンズ４４およびレンズ位置調整部材４４を用いてレーザ光Ｌの焦点位置を変化（デフォーカス）させることで、微小開口部２２の側壁に付着した有機材料５１を除去できる。この点について、図６を参照して説明する。微小開口部２２は有機ＥＬ用マスク２の厚み（１０〜５０μｍ）方向に貫通された領域となっており、貫通領域には側壁２２Ｗが形成される。この側壁２２Ｗにも有機材料５１が付着する。
【００６７】
このとき、レーザ光Ｌが平行光の場合には、側壁２２Ｗにレーザ光Ｌは照射されない。側壁２２Ｗは有機ＥＬ用マスク２の表面２Ｓの法線方向に平行になっており、レーザ光Ｌは有機ＥＬ用マスク２の法線方向から入射しているためである。また、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆと有機ＥＬ用マスク２とが図６の仮想線で示すような位置関係にある場合、つまり有機ＥＬ用マスク２の裏面２Ｒよりもレーザ光源４１の反対側に焦点位置Ｆがずれているような場合には、側壁２２Ｗにレーザ光Ｌは照射されない。
【００６８】
このため、レーザ光Ｌの焦点位置Ｆが有機ＥＬ用マスク２の表面２Ｓよりもレーザ光源４１の側に焦点位置をずらすようにデフォーカスしている。このようなデフォーカスを行うことにより、微小開口部２２の側壁２２Ｗにレーザ光Ｌが照射される。これにより、側壁２２Ｗに付着している有機材料５１も熱膨張差により剥離することができるようになる。従って、レンズ位置調整部材４４は以上のようなデフォーカスを行うように集光レンズ４４の位置を調整している。
【００６９】
また、レーザ光Ｌはパルスレーザでなくてもよい。つまり、レーザ光源４１は連続的に照射するようなレーザ光Ｌを発振するようにしてもよい。ただし、前述したように、有機材料５１の同じ箇所に対してレーザ光Ｌが照射され続けると、殆ど吸収されないような波長のレーザ光Ｌを用いているのにもかかわらず、有機材料５１が溶解するような場合もある。また、連続的に照射していると、有機ＥＬ用マスク２の同じ箇所がレーザ光Ｌにより常時加熱された状態になるため、有機ＥＬ用マスク２にダメージが与えられるおそれがある。このため、パルスレーザを用いて間欠的な照射を行い、１回の照射毎に照射位置を変化させる方が望ましい。
【００７０】
また、図１では１台のレーザ光源４１を備えた例を示しているが、レーザ光源４１を複数台備えるようにしてもよい。図５に２台のレーザ光源４１Ａ、４１Ｂを備えた例を示している。レーザ光源４１Ａと４１Ｂとはそれぞれ異なる波長のレーザ光Ｌを発振する光源であり、使用するときには何れか一方のみを切り替えて使用する。このために、例えば、レーザ光源４１Ａと４１Ｂとを図中Ｘ方向に移動可能に構成し、何れかのレーザ光源がガルバノミラー４２に向けてレーザ光を発振する。勿論、レーザ光源自体を移動させるのではなく、２つのレーザ光源から発振されたレーザ光の光路を合流させるような光学素子（例えば、反射ミラーやハーフミラー等）を用いるようにしてもよい。
【００７１】
これにより、複数種類の有機材料５１を除去することが可能になる。有機ＥＬ用マスク２にＡｌｑ３を材料とする有機材料５１が付着している場合には、波長５３２ｎｍのレーザ光Ｌを発振するレーザ光源４１Ａを用い、有機ＥＬ用マスク２にＩｒ（ｐｐｙ）３やα―ＮＰＤを材料とする有機材料５１が付着している場合には、１０６４ｎｍの波長のレーザ光Ｌを発振するレーザ光源４１Ｂを用いることもできる。
【００７２】
また、レーザ光Ｌが有機ＥＬ用マスク２に照射されたときに、有機ＥＬ用マスク２は局所的に温度上昇することにより熱膨張を起こし、有機材料５１に剥離力を作用させることは前述したとおりである。この場合において、有機材料５１が剥離された後には依然として有機ＥＬ用マスク２には熱が蓄積しており、これにより有機ＥＬ用マスク２が高温状態を維持する。このため、有機ＥＬ用マスク２にストレスがかかり、歪みないしは反り等の変形を及ぼす可能性がある。
【００７３】
そこで、有機ＥＬ用マスク２の表面（有機材料５１が付着している面）の反対面側から送風（望ましくは、冷風）を作用させることで、蓄積した熱の温度を冷却することができる。これにより、有機ＥＬ用マスク２にストレスを低減することができる。
【符号の説明】
【００７４】
２ 有機ＥＬ用マスク ４ レーザ走査手段
６ 搬送空気流形成手段 ７ マスク移動手段
４１ レーザ光源 ４２ ガルバノミラー
４３ ガルバノ駆動部 ４４ 集光レンズ
４５ レンズ位置調整部材 ５１ 有機材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、
前記有機材料を透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を照射すること
を特徴とする有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項２】
前記レーザ光を照射することにより、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うこと
を特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項３】
前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を選択したこと
を特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項４】
前記レーザ光をパルスレーザとしたこと
を特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項５】
前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射したときに形成されるスポットのスポット径を制御したこと
を特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項６】
有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、
前記有機材料透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を発振するレーザ光源を備えたこと
を特徴とする有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項７】
前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うレーザ光を発振すること
を特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項８】
前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を発振すること
を特徴とする請求項７記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項９】
前記レーザ光源は、パルスレーザを発振すること
を特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項１０】
前記レーザ光を集光させる集光手段と、
前記レーザ光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、
を備えたことを特徴とする請求項９記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０の何れか１項に記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置を備えた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１２】
請求項１１記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置により製造されことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１】
有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング方法であって、
前記有機材料を透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を照射すること
を特徴とする有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項２】
前記レーザ光を照射することにより、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うこと
を特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項３】
前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を選択したこと
を特徴とする請求項２記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項４】
前記レーザ光をパルスレーザとしたこと
を特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項５】
前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射したときに形成されるスポットのスポット径を制御したこと
を特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ用マスククリーニング方法。
【請求項６】
有機材料が付着した有機ＥＬ用マスクの表面にレーザ光を走査して前記有機材料を除去する有機ＥＬ用マスククリーニング装置であって、
前記有機材料透過させて前記レーザ光を前記有機ＥＬ用マスクに照射するときに、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが照射後に変形しないレーザ光を発振するレーザ光源を備えたこと
を特徴とする有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項７】
前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに温度差による熱膨張差を持たせることにより層間に剥離力を作用させて前記有機材料の除去を行うレーザ光を発振すること
を特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項８】
前記レーザ光源は、前記有機材料と前記有機ＥＬ用マスクとに応じて、前記レーザ光の波長λは「４００ｎｍ≦λ≦１２００ｎｍ」の中から、前記有機材料を固形状態に維持し、且つ前記有機ＥＬ用マスクが熱膨張後に復元可能な波長を発振すること
を特徴とする請求項７記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項９】
前記レーザ光源は、パルスレーザを発振すること
を特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項１０】
前記レーザ光を集光させる集光手段と、
前記レーザ光の焦点位置を変化させる焦点位置変化手段と、
を備えたことを特徴とする請求項９記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０の何れか１項に記載の有機ＥＬ用マスククリーニング装置を備えた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１２】
請求項１１記載の有機ＥＬディスプレイの製造装置により製造され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２０１１−７１０３８（Ｐ２０１１−７１０３８Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２７６２（Ｐ２００９−２２２７６２）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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