蒸着装置並びに蒸着方法
【課題】小形の蒸着マスク２でも大型の基板４を離間状態で相対移動させることで広範囲に蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、蒸着マスクの温度上昇を十分に抑えて蒸着マスク２を一定の温度に保持ができるため、蒸着マスクの熱による歪みを防止でき、高精度の蒸着が行える画期的な蒸着装置を提供すること。
【解決手段】基板４と蒸着マスク２とを離間状態に配設し、この基板４と蒸発源１との間に、制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６に蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を設け、基板４をこの蒸着マスク２に対して相対移動することにより蒸着マスク２より広い範囲に、精度の高い成膜パターンの蒸着膜を形成できる蒸着装置。
【解決手段】基板４と蒸着マスク２とを離間状態に配設し、この基板４と蒸発源１との間に、制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６に蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を設け、基板４をこの蒸着マスク２に対して相対移動することにより蒸着マスク２より広い範囲に、精度の高い成膜パターンの蒸着膜を形成できる蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を基板上に形成させる蒸着装置並びに蒸着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに替る表示装置として注目されている。
【０００３】
この有機ＥＬ表示装置などの有機ＥＬデバイスは、基板に電極層と複数の有機層を積層した発光層とを積層形成し、更に封止層を被覆形成した構成であり、自発光で、ＬＣＤに比べて高速応答性に優れ、高視野角及び高コントラストを実現できるものである。
【０００４】
このような有機ＥＬデバイスは、一般に真空蒸着法により製造されており、真空チャンバー内で基板と蒸着マスクをアライメントして密着させ蒸着を行い、この蒸着マスクにより所望の成膜パターンの蒸着膜を基板に形成している。
【０００５】
また、このような有機ＥＬデバイスの製造においては、基板の大型化に伴い所望の成膜パターンを得るための蒸着マスクも大型化するが、この大型化のためには蒸着マスクに張力をかけた状態でマスクフレームに溶接固定して製作しなければならないため大型の蒸着マスクの製造は容易でなく、またこの張力が十分でないとマスクの大型化に伴いマスク中心に歪みが生じ蒸着マスクと基板の密着度が低下してしまうことや、これらを考慮するためにマスクフレームが大型となり、精度を得ようとするために肉厚化や重量の増大が顕著となる。また、マスクフレームには熱膨張によるマスク精度の低下を防ぐため、線膨張係数の小さなインバー材が使用されているが高価である。
【０００６】
このように基板サイズの大型化に伴って蒸着マスクの大型化が求められているが、高精細なマスクの大型化は困難で、また製作できても前記歪みの問題によって実用上様々な問題を生じている。
【０００７】
また、例えば、特表２０１０−５１１７８４号などに示されるように、基板と蒸着マスクとを離間配設し、蒸発源と指向性を持った蒸発粒子を発生させる開口部により有機発光層を高精度に成膜させる方法もあるが、前記蒸発源と指向性を発生させる前記開口部が一体構造をしており、開口部から蒸発粒子を発生させるには前記一体構造を高温に加熱する構成となっているため、蒸発源からの輻射熱を蒸着マスクで受けることになり、蒸着中のマスク温度を一定に保持する効果が無く、蒸着マスクの熱膨張による成膜パターンの位置精度の低下を防ぐことができない。
【０００８】
即ち、蒸着マスクが高温となって熱膨張により伸長してしまうので、マスク開口部自体及びマスク開口部のピッチ間距離が伸長することとなり、蒸着マスクで形成される基板上の成膜パターン自体の精度や、成膜パターンの配列精度が低下してしまう。
【０００９】
更に、基板と蒸着マスクとを離間配設して相対移動させる構成とすることで、小さな蒸着マスクでも広範囲に所望の成膜パターンを大型基板に蒸着させることができるが、基板と蒸着マスクとが離間しているため、この蒸着マスクの温度上昇は一層さけられず、蒸着マスクに前述のようにこの温度上昇による熱変形や歪みを生じて蒸着精度が著しく劣ってしまうこととなる。
【００１０】
これまでのように基板と蒸着マスクとを密着重合させて蒸着する場合は、蒸着マスクへの輻射熱は基板へと逃げて放熱されることになる。
【００１１】
しかし、基板と蒸着マスクとを離間状態のままで基板を相対移動させる構成とすると、前述のように蒸着マスクの温度上昇は著しくこの熱膨張による歪みを生じて成膜パターンの位置精度が著しく劣ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１０−５１１７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような様々な問題を解決し、基板の大型化に伴って蒸着マスクを同等に大型化せず基板より小形の蒸着マスクでも、基板を離間状態で相対移動させることで広範囲に蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、また、離間状態のまま相対移動させることで構造も簡易で効率良くスピーディーに蒸着でき、しかも蒸着マスクが離間状態のままでも制限用開口部を蒸発源と蒸着マスクとの間に設けることで、蒸発粒子の飛散方向を制限して隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部からの蒸着粒子を通過させず成膜パターンの重なりを防止すると共に、この制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーに蒸着マスクを接触させて付設した構成とし、このマスクホルダー若しくは蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度を保持する温度制御機構を設けることで、このマスクホルダーは飛散制限部としてだけでなく蒸発源からの輻射熱の入射を抑制し蒸着マスク温度上昇を抑制する温度保持機能を発揮して、蒸着マスクの温度を一定に保持させることができ、これにより蒸着マスクの熱による歪みを防止して、基板と蒸着マスクとを離間状態で相対移動させる構成でありながら、高精度の蒸着が行える蒸着装置並びに蒸着方法を提供することを目的としている。
【００１４】
特に有機ＥＬデバイスの製造にあたり、基板の大型化に対応でき、有機発光層の蒸着も精度良く行え、マスク接触による基板，蒸着マスク，蒸着膜の損傷も防止でき、基板より小さな蒸着マスクにより高精度の蒸着が実現できる有機ＥＬデバイス製造用の蒸着装置並びに蒸着方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１６】
蒸発源１から蒸発した成膜材料を、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成した蒸着装置において、前記蒸発源１とこの蒸発源１に対向状態に配設する前記基板４との間に、前記蒸発源１から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部５を設けた飛散制限部を有するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に前記基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を備え、前記基板４を、前記蒸着マスク２を付設した前記マスクホルダー６及び前記蒸発源１に対して、前記蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動により前記蒸着マスク２より広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成したことを特徴とする蒸着装置に係るものである。
【００１７】
また、減圧雰囲気とする蒸着室７内に、前記成膜材料を収めた前記蒸発源１と、この蒸発源１の蒸発口部８から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子が通過する前記マスク開口部３を設けた前記蒸着マスク２とを配設し、前記蒸発口部８を複数並設し、前記蒸着マスク２と離間状態に位置合わせする基板４に、前記複数の蒸発口部８から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部３を通過して堆積し蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が前記基板４に形成されるように構成し、この蒸発源１とこの蒸発源１と対向状態に配設する前記基板４との間に、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させない前記制限用開口部５を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に前記基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６若しくは前記蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度上昇を抑制し温度を一定に保持する前記温度制御機構９を設け、前記基板４を、前記蒸着マスク２を付設した前記マスクホルダー６及び前記蒸発源１に対してこの蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動させて、この相対移動方向に前記蒸着マスク２の前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて前記基板４より小さい前記蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置に係るものである。
【００１８】
また、前記基板４の相対移動方向に対して直交する横方向に前記蒸発源１の前記蒸発口部８を複数並設すると共に、前記マスクホルダー６に設ける前記飛散制限部の前記制限用開口部５を前記横方向に沿って複数並設して、前記各蒸発口部８から蒸発する蒸発粒子が、対向する前記制限用開口部５のみを通過し更にこの制限用開口部５と対向する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３を介して前記基板４上に前記成膜パターンの蒸着膜が形成され、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部８からの蒸発粒子は付着捕捉されるようにして前記制限用開口部５により前記蒸発粒子の飛散方向が制限されるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００１９】
また、前記マスクホルダー６の前記基板４側の端部に、前記蒸着マスク２を付設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２０】
また、前記マスクホルダー６の前記基板４側の端部に、前記蒸着マスク２に張力を付与して張設したことを特徴とする請求項４記載の蒸着装置に係るものである。
【００２１】
また、前記マスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスク２を張設したことを特徴とする請求項５記載の蒸着装置に係るものである。
【００２２】
また、前記蒸着マスク２は、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスク２を前記マスクホルダー６に前記横方向に並設状態に付設したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２３】
また、前記蒸発源１の前記蒸発口部８を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この一若しくは複数の蒸発口部８毎に夫々対向状態に前記制限用開口部５を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダー６の各制限用開口部５を覆うように、前記蒸着マスク２をマスクホルダー６の前記基板４側の端部に付設したことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２４】
また、前記マスクホルダー６の前記制限用開口部５間に、前記基板４の相対移動方向に延在するリブ部24を設け、このリブ部24の前記基板４側先端面に、前記各制限用開口部５に設ける前記蒸着マスク２を支承し接合するマスク取付支承面23を設けたことを特徴とする請求項１〜８記載の蒸着装置に係るものである。
【００２５】
また、前記マスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に延在して、前記蒸着マスク２をマスクホルダー６に張設する際に蒸着マスク２に付与される張力によるマスクホルダー６の変形を防ぐため、張設する方向におけるマスクホルダー６の剛性を向上させるリブ部24を、前記制限用開口部５間に設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２６】
また、前記温度制御機構９は、前記マスクホルダー６の前記制限用開口部５の周囲若しくはこの制限用開口部５間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路12若しくはヒートパイプ22を設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２７】
また、前記温度制御機構９は、前記制限用開口部５の周囲若しくはこの制限用開口部５間に、媒体を流通させる前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を前記マスクホルダー６内に設けて構成し、前記基板４と前記蒸発源１との対向方向に複数段設けた構成としたことを特徴とする請求項１１記載の蒸着装置に係るものである。
【００２８】
また、前記温度制御機構９は、前記マスクホルダー６内に、前記蒸発源１側被温度制御部９Ａと前記基板４側被温度制御部９Ｂとを備え、各被温度制御部９Ａ，９Ｂに夫々独立に媒体を流通させる前記媒体路12若しくは夫々独立した前記ヒートパイプ22を内装した構成としたことを特徴とする請求項１２記載の蒸着装置に係るものである。
【００２９】
また、前記温度制御機構９は、前記媒体路12内部若しくは前記ヒートパイプ22内部で生じる温度勾配が、前記対向方向に設けた各々の段同士で異なる向きに生じさせるように、前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を配置して構成したことを特徴とする請求項１１，１２のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３０】
また、前記温度制御機構９は、前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を、前記リブ部24内に配設して構成したことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３１】
また、前記温度制御機構９は、前記リブ部24内に配設した前記媒体路12内部若しくは前記ヒートパイプ22内部で生じる温度勾配が、隣接する前記リブ部24間で互いに異なる向きに生じさせるように、前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を配置して構成したことを特徴とする請求項１５記載の蒸着装置に係るものである。
【００３２】
また、前記マスクホルダー６は、前記制限用開口部５の形状を、前記基板４側の開口面積より前記蒸発源１側の開口面積が小さい形状に形成したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３３】
また、前記マスクホルダー６の前記制限用開口部５間に、前記独立した前記蒸発源１側被温度制御部９Ａと前記基板４側被温度制御部９Ｂを設けて、前記蒸発源１側被温度制御部９Ａの前記媒体路12の媒体流量若しくは媒体との接触面積、又は前記ヒートパイプ22の数、若しくはヒートパイプ22の断面積を、前記基板４側被温度制御部９Ｂより増大させこの蒸発源１側被温度制御部９Ａの温度制御能力を高めたことを特徴とする請求項１３記載の蒸着装置に係るものである。
【００３４】
また、前記蒸着マスク２の前記基板４側の表面に、前記マスク開口部３の周囲若しくはこのマスク開口部３間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を配設して、前記蒸着マスク２に前記温度制御機構９を設けたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３５】
また、前記蒸発源１の前記蒸発口部８は、前記基板４の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状としたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３６】
また、前記基板４と前記蒸着マスク２とが離間状態で蒸着しこの蒸着マスク２による成膜パターンの蒸着膜が基板４に形成される際、この蒸着膜の側端傾斜部分である陰影ＳＨは、前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップをＧ，前記蒸発口部８の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部８と前記蒸着マスク２との距離をＴＳとすると、下記の式で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、前記蒸着口部８の前記開口幅φｘを小さく設定して前記ギャップＧを大きく設定できるように構成したことを特徴とする請求項２０記載の蒸着装置に係るものである。
【数１】
【００３７】
また、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設する前記蒸発口部８のすべて若しくはその一部は、一つの前記蒸発源１に設けた構成とし、前記成膜材料を加熱する蒸発粒子発生部26と、この蒸発粒子発生部26から発生した前記蒸発粒子が拡散し圧力を均一化する横長拡散部27とで前記蒸発源１を構成し、この横長拡散部27に前記蒸発口部８を前記横方向に複数並設形成したことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３８】
また、前記蒸発源１の前記蒸発口部８を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、各蒸発口部８を前記蒸発源１の前記基板４側に向けて突出する蒸発口部形成用突出部28の先端部に設け、この蒸発口部形成用突出部28の周囲若しくはこの蒸発口部形成用突出部28間に、前記蒸発源１の熱を遮断する熱遮断部19を配設したことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３９】
また、前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３は、前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向に複数並設した構成とし、この各マスク開口部３は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設し、この相対移動方向のトータル開口長を前記制限用開口部５の中央部に比して前記横方向に離れる程長くなるように設定したことを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４０】
また、前記基板４に蒸着される成膜パターンを決する前記蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向における形成ピッチを、前記蒸着膜の成膜パターンのピッチよりも前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップＧと、前記基板４と前記蒸発源１との距離のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ狭く設定し、前記蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向における開口寸法を、前記蒸着膜の成膜パターンのパターン幅よりも、前記ギャップＧ、前記距離、前記蒸発源１の前記蒸発口部８の前記横方向における開口幅φｘのうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ広く設定したことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４１】
また、前記マスクホルダー６は、蒸着装置に対して着脱可能なように前記温度制御機構９と連結部25を介して接続されることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４２】
また、前記マスクホルダー６若しくはマスクホルダー６に付設した前記蒸着マスク２の少なくとも一方に付着した成膜材料を洗浄する洗浄機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４３】
また、前記マスクホルダー６若しくはマスクホルダー６に付設した前記蒸着マスク２の少なくとも一方に付着した成膜材料を回収する材料回収機構17を備えたことを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４４】
また、前記基板４と前記蒸着マスク２との間に、第二の蒸着マスク10を配設したことを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４５】
また、前記第二の蒸着マスク10の第二のマスク開口部11は、この第二の蒸着マスク10より前記蒸発源１側に位置する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３に比して、少なくとも前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向の開口パターンは同一パターンに設けると共に、開口部形成ピッチは前記基板４との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、開口部幅は同一か幅狭くなるように設けたことを特徴とする請求項２９記載の蒸着装置に係るものである。
【００４６】
また、前記第二の蒸着マスク10は、これより前記蒸発源１側に位置する前記蒸着マスク２よりも線膨張係数が大である材料で形成したことを特徴とする請求項２９，３０のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４７】
また、前記成膜材料を、有機材料としたことを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４８】
また、前記請求項１〜３２のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、前記基板４上に前記蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法に係るものである。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は上述のように構成したから、基板の大型化に伴って蒸着マスクを同等に大型化せず基板より小形の蒸着マスクでも、基板を離間状態で相対移動させることで広範囲に蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、また、離間状態のまま相対移動させることで構造も簡易で効率良くスピーディーに蒸着でき、しかも蒸着マスクが離間状態のままでも制限用開口部を蒸発源と蒸着マスクとの間に設けることで、蒸発粒子の飛散方向を制限して隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部からの蒸着粒子を通過させず成膜パターンの重なりを防止すると共に、この制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーに蒸着マスクを接触させて付設した構成とし、このマスクホルダー若しくは蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度を保持する温度制御機構を設けることで、このマスクホルダーは飛散制限部としてだけでなく蒸発源からの輻射熱の入射を抑制し蒸着マスクの温度上昇を抑制する温度保持機能を発揮して、蒸着マスクの温度を一定に保持させることができ、これにより蒸着マスクの熱による歪みを防止して、基板と蒸着マスクとを離間状態で相対移動させる構成でありながら、高精度の蒸着が行える蒸着装置並びに蒸着方法となる。
【００５０】
特に有機ＥＬデバイスの製造にあたり、基板の大型化に対応でき、有機発光層の蒸着も精度良く行え、マスク接触による基板，蒸着マスク，蒸着膜の損傷も防止でき、基板より小さな蒸着マスクにより高精度の蒸着が実現できる有機ＥＬデバイス製造用の蒸着装置並びに蒸着方法となる。
【００５１】
また、請求項２，３記載の発明においては、一層本発明の作用・効果が良好に発揮され、一層実用性に優れた蒸着装置となる。
【００５２】
また、請求項４，５記載の発明においては、蒸着マスクを蒸発源から最も離れた基板側の端部でマスクホルダーに付設するので、蒸発源からの輻射熱の入射を更に抑制でき、また、蒸着マスクに付与した張力は、マスクホルダーの温度保持機能によって安定的に維持されるのである。
【００５３】
また、請求項６記載の発明においては、蒸着マスクに対して基板の相対移動方向に張力を付与するので、蒸着マスクが撓むことがなくなり、撓みによって生じていた成膜誤差がなくなる。
【００５４】
また、請求項７記載の発明においては、複数枚に分割した小さな蒸着マスクでも大型の基板に成膜できるので、蒸着マスクの作製が容易となる。
【００５５】
また、請求項８記載の発明においては、各蒸発口部毎の膜厚分布特性に基づいてこの各蒸着領域毎で均一化を図るように、マスク開口部を個別に設定した蒸着マスクを並設したり、これら蒸着マスクを個別に取り替えたりできるように構成可能となるなど一層実用性に優れる。
【００５６】
また、請求項９，１０記載の発明においては、基板の相対移動方向に延在させて設けたリブ部によって、蒸着マスクの張力によるマスクホルダーの変形が防止できると共に、蒸着マスクの張力が維持でき、かつ、マスク取付支承面を設けたことで、蒸着マスクのマスクホルダーへの支承・接合が強固に行える。
【００５７】
また、請求項１１記載の発明においては、蒸着マスク若しくはこの蒸着マスクの熱を伝導する部位となるマスクホルダーに温度制御機構を容易に設けることができ、蒸着マスクを一定の温度に保持してこの蒸着マスクの熱膨張を抑制し、高精度の成膜パターンに蒸着できることが容易に実現できる。
【００５８】
また、請求項１２〜１９記載の発明においては、蒸着マスクを一定の温度に保持する温度保持機能が一層高まることになり、また例えば蒸発粒子が多量に付着する蒸発源側のマスクホルダーの温度保持機能を高めることができる。
【００５９】
即ち、例えばマスクホルダーに複数段設けた被温度制御部のうち、蒸発源側の被温度制御部で蒸発源由来の熱を吸収し、基板側（蒸着マスク側）の被温度制御部で更に熱を吸収して蒸着マスクの温度を一定に保つことができ、一層前記温度保持機能が高まることとなる。
【００６０】
また更に請求項１４記載の発明においては、例えば、下段側では、蒸発源からマスク側に向かう方向に温度勾配を生じさせ、上段側では、蒸着マスクから蒸発源側に向かう方向に温度勾配を生じさせた場合では、蒸発源からの高温の輻射熱がマスクホルダー下段に入射しても該下段部の温度上昇を一層抑制でき、上段側では、蒸着マスクから蒸発源側に向かう方向に温度勾配を生じさせて、蒸発源からの高温の輻射熱が蒸着マスクに入射しても該蒸着マスクの温度上昇を一層抑制できる。
【００６１】
また、請求項１５記載の発明においては、蒸発源からの高温の輻射熱がリブ部に入射しても該リブ部の温度上昇を抑制し、マスクホルダー端部に付設した蒸着マスクの熱膨張を抑制できる。
【００６２】
また、請求項１６記載の発明においては、蒸発源からの高温の輻射熱がリブ部やマスクホルダーに入射しても、マスクホルダー内での温度分布が均一化するので、マスクホルダーの温度上昇を一層抑制し、マスクホルダー端部に付設した蒸着マスクの熱膨張を一層抑制できる。
【００６３】
また請求項１７記載の発明においては、マスクホルダーの制限用開口部の形状を、基板側の開口面積より蒸発源側の開口面積が小さい形状としたので、蒸発源から蒸発した成膜材料の蒸発粒子を制限用開口部の蒸発源側でより多く捕捉することができることとなって、制限用開口部の基板側、即ち、蒸発マスクに付着する成膜材料を低減でき、蒸着マスクの交換サイクルを長時間化できると共に、マスクホルダーを交換した後の付着した成膜材料の回収がし易くなる。
【００６４】
また、請求項１９記載の発明においては、蒸着マスク自体を温度制御するため効率が良く、また例えば更に前記マスクホルダーにも温度制御機構を設けることで更に温度保持機能が向上し、また、基板と蒸着マスクとの離間部分（ギャップ）を利用して温度制御機構の一部を構成する媒体路やヒートパイプを設けることができるので、媒体路やヒートパイプのレイアウトの自由度を確保することができる。
【００６５】
また、請求項２０記載の発明においては、蒸発源の蒸発口部の開口幅を狭めることで、基板と蒸着マスクとのギャップにより生じる（このギャップの大きさ、蒸発源との距離によっても変化する）前記成膜パターンの陰影（蒸着膜の側端傾斜部分のはみ出し量）を一層抑制することができ、また蒸発口部の開口長を相対移動方向に長くすることで蒸発レートを高くすることができる。
【００６６】
特に請求項２１記載の発明においては、蒸発口部の開口幅を狭めることで、例えばＲＧＢを順次成膜するような場合に、隣接する蒸着膜（隣接画素）に達する程の陰影が生じることを防止でき、またこのように蒸発口部の開口幅を狭めることで基板と蒸着マスクとのギャップを大きくとれることとなり、前述した制限用開口間のマスク取付支承面を広くとれたり、蒸着マスク自体に温度制御機構を設けたりすることができるなど一層優れた蒸着装置となる。
【００６７】
また請求項２２記載の発明においては、一つの蒸発源として複数の蒸発口部を並設する構成としたため、一つの蒸発源で蒸発粒子の発生量や噴出圧力などの調整や制御を行うことができ、特に蒸発源に横長拡散部を設け、これに複数の蒸発口部を並設することで圧力の均一化が図れ、並設された複数の蒸発口部間での圧力の均一化が図れることとなる。
【００６８】
また、請求項２３記載の発明においては、蒸発源に蒸発口部形成用突出部を例えば前記横長拡散部に（基板側に向けて）突設し、この各突出部の先端部に前記蒸発口部を設けた構成とすることで、蒸発口部以外の加熱範囲即ち蒸発源の高熱範囲からの輻射熱を、例えば冷却部材などの熱遮断部（蒸発源に設ける温度制御部として機能すること）によって遮断できるため、一層蒸着マスクの温度上昇を抑制して蒸着マスクの温度を一定に保持できることとなる。
【００６９】
また、請求項２４記載の発明においては、基板の相対移動によって蒸着マスクのマスク開口部の横方向の配列によって決する成膜パターンの蒸着膜を形成するが、この蒸着マスクのマスク開口部は、基板の相対移動方向には長いトータル開口長を、制限用開口部の中央部（例えば蒸発口部と対向する位置）から横方向に離れる程長く設定したから、横方向に離れる程蒸発レートが低くなるが、これに対応して開口長が長くなることで膜厚を均一にできる。
【００７０】
また、請求項２５記載の発明においては、基板上に蒸着される成膜パターンの成膜ピッチより、マスク開口部の前記横方向における形成ピッチを、基板と蒸着マスクとのギャップと、基板と蒸発源との距離のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ狭く設置し、成膜パターンのパターン幅よりも、マスク開口部の前記横方向における開口寸法を、前記ギャップ、前記距離、前記蒸発源の前記蒸発口部の前記横方向における開口幅のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ広く設定したことから、基板と蒸着マスクとが離間し、これらの間にギャップが存在しても、成膜パターンの位置がずれたり、成膜パターンの幅がずれたりすることがなくなり、成膜パターンの形成精度を高精度にすることができる。
【００７１】
また、請求項２６記載の発明においては、連結部を介して蒸着装置と接続したことで、例えば、マスクホルダーの交換時に温度制御機構との分離や再接続が容易に行える。
【００７２】
また、請求項２７記載の発明においては、洗浄装置を備えたことにより、マスクホルダー若しくは蒸着マスクに付着した成膜材料を、蒸着装置内で洗浄でき、マスクホルダーや蒸着マスクを再利用することが容易にできる。
【００７３】
また、請求項２８記載の発明においては、材料回収機構を備えたことにより、材料を回収して再利用ができ、例えば更に請求項１７記載の発明のようにマスクホルダーの形状を蒸発源側を大きくして（制限用開口部内面に付着しにくくなるように蒸発源側端部を広くして）、例えば更に請求項１８記載の発明のように蒸発源側の温度制御部の被温度保持機能を高めることで、このマスクホルダーの蒸発源側端部に材料が付着し回収が一層簡易となる。
【００７４】
また、請求項２９記載の発明においては、第二の蒸着マスクを設けることで前記蒸発源からの輻射熱の入射を抑制した上で第二の蒸着マスクの開口パターンで成膜できるので、第二の蒸着マスクの温度上昇を抑制しつつ一層高精度の蒸着が行える。
【００７５】
また、請求項３０記載の発明においては、一層確実に陰影を防止でき高精度の蒸着が行える第二の蒸着マスクを実現できる蒸着装置となる。
【００７６】
また、請求項３１記載の発明においては、蒸着マスクとこれに接触する制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーと、これに設けた温度制御機構によって蒸着マスクの温度上昇を抑えて温度を一定に保持することができるので、この蒸着マスクと基板との間に設ける第二の蒸着マスクは、更に温度上昇しにくくなることから線膨張係数が大きい材料で形成できるため、例えば電鋳で形成できることになり一層高精細なマスク開口部を形成でき、これにより一層高精度の蒸着を行える蒸着装置となる。
【００７７】
また、請求項３２記載の発明においては、有機材料の蒸着装置となり一層実用性に優れる。また、請求項３３記載の発明においては、前記作用・効果を発揮する優れた蒸着方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施例の要部を断面した概略説明正面図である。
【図２】本実施例の要部を断面した説明正面図である。
【図３】本実施例の要部を断面した説明側面図である。
【図４】本実施例の要部の説明斜視図である。
【図５】本実施例の説明分解斜視図である。
【図６】本実施例の温度制御機構を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本実施例の温度制御機構を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本実施例の温度制御機構を示す図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本実施例の温度制御機構を示す図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１０】本実施例の蒸着マスクにも設けた温度制御機構を示す説明平面図である。
【図１１】本実施例の蒸着マスクにも設けた温度制御機構を示す説明正断面図である。
【図１２】本実施例の蒸着マスクに設ける温度制御機構の別例を示す説明正面図である。
【図１３】本実施例の要部の拡大説明正面図である。
【図１４】本実施例の蒸発源の説明斜視図である。
【図１５】本実施例の蒸着マスクの拡大説明平面図である。
【図１６】本実施例の蒸着マスクの別例を示す拡大説明平面図である。
【図１７】本実施例の蒸発源の蒸発口部の開口幅を狭めることで蒸着膜の陰影を抑制でき、またこれによりギャップを大きくとることができることを示す説明図である。
【図１８】本実施例の蒸着マスクのマスク開口部の横方向の配列ピッチが成膜ピッチよりも少し狭くすることを示す説明図である。
【図１９】本実施例の蒸着マスクのマスク開口部の横方向の開口寸法が成膜パターンのパターン幅よりも少し広くすることを示す説明図である。
【図２０】本実施例の蒸着レートが中央部から横方向にずれる程低くなることを示す説明図である。
【図２１】本実施例の膜厚分布が余弦則に基づく分布となりこれに応じてマスク開口部の形成長を中央部から横方向に離れる程長く補正設定することを示すグラフである。
【図２２】本実施例のマスクホルダーの制限用開口部間のリブ部のマスク取付支承面を広くとることができることを示す説明図である。
【図２３】第二実施例（第二の蒸着マスクを設けた実施例）の要部を断面した概略説明正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００８０】
図１において、蒸発源１から蒸発した成膜材料は、飛散制限部として構成したマスクホルダー６の制限用開口部５を通過すると共に、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成される。
【００８１】
この際、前記基板４と前記蒸着マスク２とを離間状態に配設し、この基板４を、前記蒸着マスク２や前記蒸発源１に対してこの離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この基板４を相対移動させることにより、蒸着マスク２自体よりも広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成される。
【００８２】
また、この蒸着マスク２と蒸発源１との間に、蒸発源１から蒸発した成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する前記制限用開口部５を設けた飛散制限部を有するマスクホルダー６を設けて、制限用開口部５により隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させず蒸着マスク２と基板４とが離間状態にあっても成膜パターンの重なりを防止している。
【００８３】
また更にこの飛散制限部を構成するマスクホルダー６に蒸着マスク２を接合させて付設した構成とし、このマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を設けたから、前記蒸発源１からの熱の入射が抑えられマスクホルダー６や蒸着マスク２の温度上昇が抑制され、また、蒸着マスク２が基板４と離間状態であってもこのマスクホルダー６と接触していることで蒸着マスク２の熱はマスクホルダー６へ逃げ、しかもこのマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２に温度制御機構９が設けられているから、蒸着マスク２を一定の温度に保持する温度保持機能が向上する。
【００８４】
従って、この飛散制限部を有するマスクホルダー６は、蒸発粒子の飛散方向の制限機能と同時に温度保持機能をも果たし、蒸着マスク２の温度上昇を抑制でき蒸着マスク２を一定の温度に保持し、熱による蒸着マスク２の歪みも生じにくいこととなる。
【００８５】
従って、基板４を、蒸着マスク２，この蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６及び蒸発源１に対してこの蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動させることで、この相対移動方向に蒸着マスク２による前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて基板４より小さい蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成され、且つ隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射による成膜パターンの重なりも、熱による歪みなども十分に抑制され高精度の蒸着が行える蒸着装置となる。
【実施例１】
【００８６】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００８７】
本実施例は、蒸発源１から蒸発した成膜材料（例えば、有機ＥＬデバイス製造のための有機材料）を、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成した蒸着装置において、基板４と蒸着マスク２とを離間状態に配設し、この基板４を、蒸着マスク２，制限用開口部５を設けた飛散制限部として構成したマスクホルダー６及び蒸発源１に対して、蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動により蒸着マスク２より広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成している。
【００８８】
また、この蒸着マスク２と蒸発源１との間に、複数並設した蒸発源１の蒸発口部８から蒸発した成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成したマスクホルダー６を設け、飛散角度の大きい前記蒸発粒子を制限することで隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させないようにしている。
【００８９】
即ち、複数の蒸発口部８からの蒸発粒子によって蒸着する構成として蒸発レートを確保しつつ大面積の基板４に蒸着できるようにすると共に、制限用開口部５により隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射を防止して蒸着マスク２と基板４とが離間状態にあっても成膜パターンの重なりも防止されるように構成している。
【００９０】
また更にこの飛散制限部を構成するマスターホルダー６に蒸着マスク２を接合させて付設した構成とし、このマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度を保持するように制御する温度制御部９を設け、蒸着マスク２が基板４と離間状態であってもこのマスクホルダー６と接合していることで熱がマスクホルダー６へ伝導するように構成し、このマスクホルダー６は蒸発粒子の飛散方向の制限機能と同時に温度保持機能をも果たすようにして、蒸着マスク２の温度上昇を抑制し、蒸着マスク２の温度が一定に保持するように構成している。
【００９１】
また、このように蒸着マスク２はマスクホルダー６に接合させた構成として熱を逃がすから、蒸着マスク２が基板４と重合接触していなく離間状態のまま蒸着する構成であっても、この蒸着マスク２の温度上昇は十分に抑制され、また前記マスターホルダー６や蒸着マスク２に直接設ける温度制御機構９による温度保持機能が一層高まり、蒸着マスク２を一定の温度に保持するように温度制御できるため、蒸着マスク２には、熱による歪みが生じにくく、成膜パターンの精度が保持されこの位置精度の高い蒸着が行える。
【００９２】
従って、基板４を、蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６（マスクユニット）及び蒸発源１に対してこの蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動させて、この相対移動方向に蒸着マスク２の前記成膜パターンの蒸着膜を連続させてこの基板４より小さい蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成され、且つこの成膜パターンの位置精度が高い高精度の蒸着が行える優れた蒸着装置となる。
【００９３】
更に説明すると、具体的には、減圧雰囲気とする蒸着室７内（例えば真空チャンバー７内）に、前記成膜材料（例えば有機ＥＬデバイスの製造にあたっての有機材料）を収めた前記蒸発源１と、この蒸発源１の複数並設した蒸発口部８から蒸発する前記成膜材料の蒸発粒子が通過するマスク開口部３を設けた前記蒸着マスク２とを配設し、この蒸着マスク２と離間状態に位置合わせする基板４に、前記複数の蒸発口部８から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部３を通過して堆積し蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜がこの基板４上に形成されるように構成し、この基板４と蒸発源１との間に隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させないようにする制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６に蒸発源１からの熱を吸収し、蒸着マスク２の温度を保持する前記温度抑制機構９を設けている。
【００９４】
言い換えると、本実施例では、このように基板４と蒸着マスク２とを離間状態で相対移動させて蒸着するため、基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数の蒸発口部８を設け、この蒸発口部８のうち隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射による成膜パターンの重なりを各制限用開口部５により制限して（付着捕捉して）防止し、また、基板４と蒸着マスク２とが離間状態で蒸着しこの蒸着マスク２による成膜パターンの蒸着膜が基板４に形成される際、この蒸着膜の両側端傾斜部分として陰影ＳＨが生じるが、この陰影ＳＨは、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧ、蒸発口部８との距離ＴＳなどの諸条件に応じて変化する。本実施例では各蒸発口部８を開口幅φｘを幅狭くしてこの陰影ＳＨ（はみ出し量）を抑え、また蒸発口部８の開口長は相対移動方向には長くして蒸発レートを高めている。
【００９５】
具体的には、図１７に示すように、蒸着膜の両側端部の傾斜部分である陰影ＳＨは、基板４と蒸着マスク２とのギャップをＧ，蒸発口部８の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部８と蒸着マスク２との距離をＴＳとすると、下記の式で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、蒸着口部８の開口幅φｘを小さく設定してギャップＧを大きく設定できるように構成している。
【００９６】
【数２】
【００９７】
本実施例では、例えば有機ＥＬ表示装置の製造において、発光層であるＲＧＢを順次蒸着するが、この場合ＲＧＢ夫々において蒸着マスク２を用いて成膜する。例えば、画素Ｒを蒸着する場合は、画素ＧＢは蒸着マスク２で隠されることになるが、本実施例のように基板４と蒸着マスク２とが離間している場合は、蒸着膜の両端傾斜部分の陰影ＳＨが生じるが、この陰影ＳＨが隣接画素には届かないように設定する必要（ＳＨ＜ＰＰとする）がある。
【００９８】
この陰影ＳＨは、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧ、蒸発口部８と蒸着マスク２までの距離ＴＳ、蒸発口部８の開口幅φｘの条件に応じて変化する。図１７に示すように、陰影ＳＨは前記の式で表され、隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、蒸発口部８の開口幅φｘを小さく設定してギャップＧを大きく設定できるようにしている。
【００９９】
具体的には、陰影ＳＨ０．０３ｍｍ以下に設定し、ＴＳを１００〜３００ｍｍとし、φｘを０．５〜３ｍｍで設定すると、ギャップＧが１ｍｍ以上確保できる。
【０１００】
例えば、ＴＳを１００ｍｍでφｘを３ｍｍとすると、Ｇは１ｍｍとなり、また、ＴＳを１００ｍｍでφｘを０．６ｍｍまで小さくすると、Ｇを５ｍｍ確保することができる。また、ＴＳを３００ｍｍとし、φｘを３ｍｍ、Ｇを１ｍｍとすると、ＳＨを０．０１ｍｍまで小さくすることができ、より高精細な成膜パターンに対応できるようにしてもよい。
【０１０１】
このように、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧが１ｍｍ以上有することを利用して、後述するように蒸着マスク２自体に媒体路12やヒートパイプ22を設けることが可能になり、後述するようにマスクフレーム６のリブ部24にマスク取付支承面23を広く形成できたり、後述する第二の蒸着マスク10を配設することも可能になる。
【０１０２】
また本実施例では、蒸発源１と基板４との距離を大きくすると装置の大型化を招くし、材料効率も悪いし、また蒸着レートも低くなるから、前述のように横方向に多数の蒸発口部８を並設し、夫々に蒸着マスク２を対向させ一つの蒸発口部８での蒸着範囲を狭くして、入射角が大きくならないようにすると共に、複数の蒸発口部８による蒸着であっても制限用開口部５で成膜パターンの重なりも防止し、蒸発源１との距離もそれ程大きくしなくてよい構成としている。
【０１０３】
また、このように入射角が大きくならないことにより、蒸発口部８と対向する位置から左右に離れる程蒸着レートが低くなることによる膜厚の減少を防止している。また、入射角が大きいと、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの変動に対して成膜パターンの変化による蒸着位置の変化量が大きくなってしまう、即ち基板４の平面度や蒸着マスク２の平面度の誤差が熱の歪みなどによって生じると、このギャップＧが変動し、これによる誤差が大きくなるため、入射角が大きくならないようにすることでこの蒸着位置の誤差による変化量を抑えて精度の高い蒸着が行えるようにしている。
【０１０４】
また本実施例では、更に前述のように陰影ＳＨについては、各蒸発口部８を幅狭なスリット状開口部として横方向の開口幅φｘを小さくし、隣接する蒸着膜（隣接画素）に達する程の陰影ＳＨが生じないようにしている。
【０１０５】
また本実施例では、前述のように幅狭な蒸発口部８を横方向に並設し、これに対向して夫々に対応するマスク開口部３を設けた蒸着マスク２を配設し、この蒸着マスク２と蒸発源１との間に前記制限用開口部５を設けて、これに対向する蒸発口部８からの蒸発粒子だけを通過して隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させずに付着捕捉し、成膜パターンの重なりを防止しているが、本実施例では、このように各蒸発口部８に対して、夫々一若しくは複数の蒸発口部８毎に制限用開口部５を対応させ、この制限用開口部５毎に対応するように蒸着マスク２を付設している。
【０１０６】
更に具体的に説明すると、本実施例では、真空チャンバー７内に蒸発源１、蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６（マスクユニット）そして基板４を配設し、減圧用ポンプ13によりこのチャンバー７内を減圧し、アライメント機構14により基板４とマスクホルダー６に付設した蒸着マスク２との位置合わせをし、基板４をこの蒸着マスク２に対して相対移動（水平搬送）することで蒸着する構成としている。
【０１０７】
この基板４と蒸着マスク２とを位置合わせするアライメント機構14は、例えば基板４と蒸着マスク２とに夫々設けたアライメントマークをカメラで捉えて画像判断し、これが合致するように移動調整機構でＸ，Ｙ，θ方向に微調整して位置合わせするように構成し、また大型であっても基板４の歪みを生じないようにその中央部を平坦面で吸着する基板吸着部を移動させて大型の基板４を水平搬送する相対移動用の搬送機構15を備えた構成としている。勿論、どちらかを移動させてもよいし、上下関係も逆でも縦形配置としてもよい。
【０１０８】
従って、本実施例では、大型基板４でも容易に搬送可能なインライン方式としたもので、横方向では基板４と略合致するが移動方向には幅狭い小型の蒸着マスク２に対して、大型の基板４を離間状態でアライメントした後、この離間状態のまま基板４を搬送機構15により水平搬送させて蒸着する構成としている。
【０１０９】
従って、基板サイズがＧ６，Ｇ８と大型となっても蒸着マスク２は大判としなくてもよいため、それだけ製作が困難とならず、また基板４と接触しないため、パーティクルの問題や基板４、蒸着マスク２あるいは蒸着膜の損傷の問題も生じにくく高品質な成膜を得ることができる。
【０１１０】
また本実施例では、複数の蒸発源１を並設して各蒸発口部８を並設してもよいが、一つの横長な蒸発源１に複数の蒸発口部８を並設した構成とし、この横方向に多数並設する蒸発口部８は、一つの前記蒸発源１に設けた構成とし、前記成膜材料を加熱する蒸発粒子発生部26と、この蒸発粒子発生部26から発生した前記蒸発粒子が拡散させて圧力を均一化する横長拡散部27とで前記蒸発源１を構成し、この横長拡散部27に前記蒸発口部８を前記横方向に複数並設形成している。更に説明すると、例えば自動るつぼ交換機構18により交換自在な蒸発粒子発生部26（るつぼ26）に成膜材料を収納し、このるつぼ26で加熱されて蒸発した蒸発粒子を一旦停留させて圧力を均一化する横長形の前記横長拡張部27を設け、この横長拡張部27の上部に相対移動方向に長くこれと直交する横方向に前述のように幅狭いスリット状開口部を多数横方向に沿って並設して前記蒸発口部８を多数並設している。
【０１１１】
そしてこの蒸発口部８を複数並設した横方向に、前記制限用開口部５も複数並設して、前記各蒸発口部８から蒸発する蒸発粒子が、対向する前記制限用開口部５のみを通過し更にこの制限用開口部５と対向する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３を介して前記基板４上に前記成膜パターンの蒸着膜が形成されるようにし、隣り合う若しくは離れた前記蒸発口部８からの蒸発粒子はこの飛散制限部として構成したマスクホルダー６に付着捕捉されるようにして前記制限用開口部５により前記蒸発粒子の飛散方向が制限されるように構成している。
【０１１２】
従って、蒸発源１に横長拡散部27を設け、これに複数の蒸着口部８を並設することで圧力の均一化が図れ一層膜厚の均一化が図れることとなる。
【０１１３】
更に説明すると、一つの制限用開口部５に対してその中央位置（の下方）に配されるように一つの蒸発口部８を対向配設させてもよいし、一つの制限用開口部５に対してこの制限用開口部５の中央を境に二つの蒸発口部８を対向配設させる構成としてもよいが、本実施例では、前述のように横並びの蒸発口部８の一つ一つに対して制限用開口部５を一つ一つ対応させるように並設した構成とし、隣り合う左右いずれの蒸発口部８からの蒸発粒子も夫々それらに対応する制限用開口部５は通過するが、隣りの制限用開口部５は通過できず付着捕捉されるようにしている。即ちこの制限用開口部５の並設間隔、開口径、開口深さを設定して、一つの蒸発口部８からの蒸発粒子はその対向する制限用開口部５だけを通過し、左右に隣り合う蒸発口部８からの蒸発粒子はこの制限用開口部５を通過しないように構成し、成膜パターンの重なりを確実に防止している。
【０１１４】
また本実施例の前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３は、図１５，１６に示すように前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向に多数並設した構成とし、この各マスク開口部３は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設して、この相対移動方向のトータル開口長を横方向の開口長より長く形成している。
【０１１５】
即ち、蒸着マスク２の各列のマスク開口部３は、相対移動方向に長いスリット状開口部としてもよいし、蒸着マスク２の剛性を高めるため、このマスク開口部３は相対移動方向に長いスリット孔あるいは小孔などの小開口部をこの方向に点在させてトータル開口長（総合開口面積）を広く確保してもよい。
【０１１６】
図１８に示すように、基板４に蒸着される成膜パターンを決する蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の形成ピッチを、前記蒸着膜の成膜パターンのピッチよりも、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発源１と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じた相違分だけ狭く設定している。
【０１１７】
具体的には、図１８に示すように、蒸発源開口中心に対向するマスク位置からのマスク開口中心までの距離ＭＰｘは、蒸発源開口中心に対向する基板４位置からの成膜パターン中心までの距離Ｐｘにα／（１＋α）乗じた分（このときα＝ＴＳ／Ｇ）小さくなる。
【０１１８】
従って、例えばＴＳを１００ｍｍ、Ｇを１ｍｍとすると、αは１００となり、α／（１＋α）は約０．９９となる。よって、例えばＰｘを１０ｍｍとすると、ＭＰｘは９．９ｍｍとなり、ＭＰｘはＰｘより小さい値となる。
【０１１９】
即ち、基板４と蒸着マスク２とが離間しているため、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発源１と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じて、蒸着マスク２のマスク開口部３を通過して基板４上に堆積する蒸着膜の位置は横方向にずれるが、このずれ量を考慮して、蒸着マスク２の開口ピッチを、成膜パターンピッチより狭く設定することで、成膜パターン位置精度の高い蒸着膜を形成できることとなる。
【０１２０】
また、同様に、図１９に示すように蒸着マスク開口幅Ｍｘは、蒸発口部８の開口幅φｘがマスク開口幅より大きい場合、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発源１と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じた相違分だけ、広くなる。具体的には、マスク開口幅Ｍｘは（φｘ＋αＰ／（１＋α））で表される（このときα＝ＴＳ／Ｇ）。
【０１２１】
例えば、蒸着パターン幅Ｐを０．１ｍｍ、ＴＳを１００ｍｍ、φｘを１ｍｍとした場合、マスク開口幅Ｍｘは、Ｇが３ｍｍでは約０．１２６ｍｍ、Ｇが５ｍｍでは約０．１４３ｍｍとなり、蒸着パターン幅より広くなる。
【０１２２】
更に、本実施例では、図１５、図１６に示すように、蒸着マスク２の開口スリットが中央部から横方向に離れるほど長くなるように設定して、中央部から離れる程蒸着レートが低くなっても膜厚分布が均一になるように設定している。
【０１２３】
例えば、図２０，図２１に示すように、前記基板１の相対移動方向と直交する横方向（Ｘ軸方向）のある位置ｘにおける蒸発粒子の飛散角度をθとすると、ｘの位置では余弦則（ｃｏｓθ）に累乗係数ｎを乗じた近似分布となり、前記基板１の相対移動方向（Ｙ軸方向）の膜厚分布をも勘案し、前記蒸着マスク２のマスク開口部３の形成長が中央部を境に左右対称に長く変化していくように設定している。
【０１２４】
具体的には、蒸発源口部の寸法が、例えば蒸発源開口幅φｘが１ｍｍ、蒸発源スリット長φｙが６０ｍｍとし、基板４の相対移動方向と直交する横方向の膜厚分布がｃｏｓθの２０乗に近似した分布になるとすると、図２１に示した膜厚分布となる。蒸発粒子の蒸着マスク２への入射角が大きくなると、前述した誤差の影響が大きくなるので、膜厚が中心の８割まで薄くなる位置まで成膜に使用すると、−３０〜＋３０の６０ｍｍが１ノズルで成膜する成膜有効範囲である。蒸発源開口中心に対向するマスク位置での基板４の相対移動方向の形成長を１００ｍｍとすると、成膜有効範囲の両端である−３０、＋３０の位置での蒸着マスク開口長は約１４６ｍｍとなり、図２１に示すように中心から両端に離れるほど左右対称に開口長が長くなる。
【０１２５】
また、本実施例の制限用開口部５は蒸発口部８側の開口面積が小さく蒸着マスク２側へ行く程広がる形状、言い換えると蒸発口部８側程開口面積が小さい逆角錐台状として、この制限用開口部５の蒸発口部８側の端面に（マスクホルダー６の端面）に蒸発粒子が付着し制限用開口部５の内面にはできるだけ付着しないようにして、このマスクホルダー６に付着した蒸発粒子（成膜材料）の剥離回収が容易となるように構成している。
【０１２６】
また、この各制限用開口部５と蒸発口部８とを近づけすぎると付着する蒸発粒子が蒸着の妨げとなるおそれがあるし、離れている場合には、隣り合う蒸発口部８からの蒸発粒子が制限用開口部５内面に付着する量が増え前述のように回収が容易でなくなる。そのため図１３に示すように、制限用開口部５と蒸発口部８とは距離をおいて制限機能を高めると共に、隣の蒸発口部８からの蒸発粒子が制限用開口部５内面にまで入射せずマスクホルダー６の端部面に付着するように、各蒸発口部８と各制限用開口部５との各間に衝立部21を設けてもよい。
【０１２７】
また、本実施例では、この制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成するマスクホルダー６に前記蒸着マスク２を接触させて付設すると共に、この飛散制限部６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方にこの蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を備えて、このマスクホルダー６は飛散制限部としてだけでなく蒸発源１からの熱の入射を抑制し蒸着マスク２の熱を伝導しまた更に熱を吸収する温度保持機能を発揮して、蒸着マスク２の温度を一定に保持させることができ、蒸着マスク２の熱による歪みを防止して、基板４と蒸着マスク２とを離間状態で相対移動させる構成でありながら、高精度の蒸着が行えるように構成している。
【０１２８】
即ち、前記蒸発源１からの熱の入射が抑えられマスクホルダー６や蒸着マスク２の温度上昇が抑制され、また、蒸着マスク２が基板４と離間状態であってもこのマスクホルダー６と接触していることで蒸着マスク２の熱はマスクホルダー６へ伝導し、しかもこのマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２に温度制御機構９が設けられているから、蒸着マスク２を一定の温度に保持する温度保持機能が向上するように構成している。
【０１２９】
従って、この飛散制限部を構成するマスクホルダー６は、蒸発粒子の飛散方向の制限機能と同時に温度保持機能をも果たし、蒸着マスク２の温度上昇を抑制でき蒸着マスク２を一定の温度に保持し、熱による蒸着マスク２の歪みも生じにくいこととなり、成膜パターンの位置精度の高い蒸着膜を蒸着できることとなる。
【０１３０】
具体的には本実施例では、前述した形状の前記制限用開口部５を間隔を置いて並設したブロック状基体部の両端部を平坦面に形成して、前記制限用開口部５の開口端周辺部を平坦面とした形状にマスクホルダー６を形成し、この基板４側の端部の平坦面に蒸着マスク２を付設し、反対側の蒸発源１側の端部の平坦面を蒸発粒子が付着する付着面としている。このマスクホルダー６のブロック状基体部の上下に夫々独立した媒体を流通させこれを熱交換して温度制御する媒体路12若しくは更にヒートパイプ22を夫々制限用開口部５の周囲並びに制限用開口部５間に設けて、熱を吸収し温度上昇を抑制し蒸着マスク２の温度を一定に保持するように温度制御する温度制御機構９をこのマスクホルダー６内に設けた構成としている。
【０１３１】
更に具体的に説明すると、先ずこのマスクホルダー６に蒸着マスク２を接触させて付設する構成について説明すると、本実施例では、マスクホルダー６をマスクフレームとして前記制限用開口部５を覆うようにして前述のようにこのマスクホルダー６の基板４側の端部の平坦面、即ち、前記飛散制限部６の前記制限用開口部５間及び周囲の基板４側端部の平坦面としてマスク取付支承面23を形成し、このマスク取付支承面23に前記蒸着マスク２の周辺部などを支承し接合する構成とし、また蒸着マスク２の平面度を上げ熱による歪みも生じないようにマスク開口部３の長さ方向である相対移動方向に張力を与えてこのマスク取付支承面23に蒸着マスク２を重合してスポット溶接などし固定して張設した構成としている。
【０１３２】
本実施例では、図２２に示すようにマスクホルダー６の端部面の周辺部に十分に広い平坦面を形成して前記マスク取付支承面23を設けると共に、制限用開口部５間も平坦面を形成してこの制限用開口部５間にもマスク取付支承面23を設けている。蒸着マスク２のマスク開口部３の間隔（配列ピッチ）は、前記ＲＧＢ画素の各色の蒸着膜間隔（各画素を構成する蒸着膜とその間の間隔）があるから、例えば各制限用開口部５に対向する蒸着マスク２の端部で隣り合うマスク開口部３同士の間隔もこのようにある程度の余裕があるから、このマスク開口部３間に位置する制限用開口部５間にもこの余裕間隔を利用して後述するリブ部24を設け、この先端面を平坦面としてこの制限用開口部５間にも前記マスク取付支承面23を形成した構成としている。
【０１３３】
更に説明すると、このマスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスク２を張設することによるこの張力以上の剛性を有する構成としているが、前述のように前記基板４の相対移動方向を長さ方向とし前記蒸着マスク２を支承する前記リブ部24を、前記制限用開口部５間に設けた構成としてこの方向の剛性を高め、この制限用開口部５間の前記リブ部24の前記基板４側先端面にも蒸着マスク２を支承し接合するマスク取付支承面23を設けた構成としている。
【０１３４】
即ち、本実施例では、マスクホルダー６に基板４の相対移動方向に延在するリブ部24を設け、このリブ部24は、蒸着マスク２と接触させて付設するマスク取付支承面23を有することで、蒸着マスク２の温度保持機能を高めている。このマスク取付支承面23は、基板４と蒸着マスク２が離間していることで、広く確保できる。
【０１３５】
例えば、図２２に示すように基板４と蒸着マスク２が密着している構成でのマスク取付支承面23は、ＲＧＢ画素蒸着のための蒸着膜間隔ＰＰと蒸着パターン幅Ｐを用いて、２Ｐ＋３ＰＰで表される。本実施例では、この図２２に示すように、ギャップＧを有することで、蒸発源１と対向する基板４中心から見て、蒸着パターンの最端の位置と蒸着マスク２のマスク開口部３の最端の位置との差Ａが生じる。ＡはＧ（Ｐｘ＋Ｐ／２−φｘ／２）／（ＴＳ＋Ｇ）で表され、マスク取付支承面23は、基板４と蒸着マスク２が密着している場合と比較して２Ａ分広くなる。
【０１３６】
更に具体的に説明すると、例えば蒸着パターン幅Ｐを０．１ｍｍ、蒸着膜間隔ＰＰを０．０５ｍｍとした場合、基板４と蒸着マスク２が密着している場合のマスク取付支承面23は０．３５ｍｍとなる。しかし、本実施例の基板４と蒸着マスク２が離間状態にある場合では、例えば、ＴＳを２００ｍｍ、φｘを１ｍｍ、Ｐｘを３０ｍｍとすると、マスク取付支承面23はＧが１ｍｍでは約０．６４ｍｍ、Ｇが５ｍｍでは約１．７９ｍｍとなり、蒸着マスク２を重合してスポット溶接する面積を十分確保できる。
【０１３７】
従って、このマスクホルダー６はマスクフレームとしての剛性が高まることで、蒸着マスク２に十分な張力を付与して張設することもできる。
【０１３８】
即ち、前述のようにマスク取付支承面23を設けてこれに蒸着マスク２を重合して張設するため、特にこのように張力を付与し張設する場合には、付設強度（支承接合による重合固定強度）が強固にして安定し、極めて実用性に優れる。
【０１３９】
また、本実施例の蒸着マスク２は、基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスク２を前記マスクホルダー６にこの横方向に並設状態に付設した構成としてもよい。この場合、蒸着マスク２の端部同士を突き合わせるようにして並設するが、前記マスクホルダー６のリブ部24の先端面のマスク取付支承面23上で夫々溶接して蒸発粒子が通過しないように密閉すると共に、蒸着マスク２の熱を伝導させるように構成している。
【０１４０】
従って、小さな蒸着マスク２でも大型化に対応でき、また例えば各蒸発口部８毎の膜厚分布特性に基づいてこの各領域毎に膜厚の均一化を図るように、マスク開口部３を個別に設定した蒸着マスク２を並設したり、これら蒸着マスク２を個別に取り替えたりできるように構成可能となるなど一層実用性に優れる。
【０１４１】
次に、温度制御機構９について更に説明すると、本実施例では、蒸着マスク２が飛散制限部を構成するマスクホルダー６によって遮熱されると共に、蒸着マスク２への熱はこれが接触しているこのマスクホルダー６へと伝導し、またこのマスクホルダー６には前記媒体路12やヒートパイプ22などで構成される温度制御機構９で熱が吸収されるから、蒸着マスク２と基板４とが離間していても蒸着マスク２の温度上昇は十分に抑えられ、蒸着マスク２の温度を一定に保持でき、熱による歪みが生じにくくなり、成膜パターンの位置精度が高い蒸着が行える。
【０１４２】
この温度制御機構９は、前述のように前記制限用開口部５の周囲若しくはこの制限用開口部５間に、媒体を流通させる前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を前記マスクホルダー６内に、前記基板４と前記蒸発源１との対向方向に複数段設けた構成としている。即ち、例えばこのマスクホルダー６内に設けた媒体路12を流通する媒体から熱を奪って温度制御する熱交換部20（20Ａ，20Ｂ，20Ｄ）を設け、マスクホルダー６内を流通する媒体で蒸発源１からの熱を吸収し、この媒体からこの熱交換部20で熱を奪って温度制御し、蒸着マスク２の温度が一定となるように制御するように複数段独立してマスクホルダー６内に設けている。
【０１４３】
更に説明すると本実施例では、マスクホルダー６内に、前記蒸発源１側被温度制御部９Ａと前記基板４側被温度制御部９Ｂとを備え、各被温度制御部９Ａ，９Ｂに夫々独立に媒体を流通させる前記媒体路12（12Ａ，12Ｂ）若しくは夫々独立した前記ヒートパイプ22を、マスクホルダー６内、具体的には、図６に示す環状部６Ａ及びリブ部24に内装した構成とし、更にこの蒸発源１側被温度制御部９Ａの前記媒体路12Ａの媒体流量若しくは媒体との接触面積、又は前記ヒートパイプ22の数若しくはヒートパイプ22の断面積を前記基板４側被温度制御部９Ｂの媒体路12Ｂより増大させこの蒸発源１側被温度制御部９Ａの温度制御機能を高めている。
【０１４４】
即ち、マスクホルダー６に複数段設けた被温度制御部９Ａ，９Ｂのうち、蒸発源１側の被温度制御部９Ａで蒸発源由来の熱を吸収し、基板４側（蒸着マスク２側）の被温度制御部９Ｂで更に熱を吸収して蒸着マスク２の温度を一定に保つことができ、一層温度保持機能が高められる。
【０１４５】
また、マスクホルダー６を前述のような形状、即ち、制限用開口部５間の容量が蒸発源１側程大きい形状とすることで、基板４側の被温度制御部９Ｂよりも蒸発源１側の被温度制御部９Ａの媒体路12Ａの媒体接触面積を大きくして熱吸収能力を高め、この蒸発源１側で蒸発粒子を付着させると共にこの蒸発源１に近く（輻射熱が大きく）またこの付着量の多い蒸発源１側で熱を十分に吸収し、そして基板４側の被温度制御部９Ｂで更に熱を吸収して温度制御し、蒸着マスク２の温度が一定となるように保持する温度保持機能を向上させている。
【０１４６】
この温度制御機構９（９Ａ，９Ｂ）は、前述のように水冷式の場合は冷却水を流通させる媒体路12（12Ａ，12Ｂ）をマスクホルダー６内にめぐらせて熱交換部20（20Ａ，20Ｂ）で冷却するように構成し、またヒートパイプ22を同様にめぐらせてその端部を冷却するように構成してもよいが、本実施例では蒸発源１側の被温度制御部９Ａについては双方を施している。
【０１４７】
また、特に図１及び図７に示すように、前記媒体路12には、水冷式の場合に、蒸発源１側被温度制御部９Ａの媒体路12Ａに冷却水を導入する媒体流入路12A1と、同媒体路12Ａから冷却水を排出する媒体流出路12A2を、媒体路12Ａ内に二段に形成してあって、これら媒体流入路12A1と媒体流出路12A2は、蒸発源１側被温度制御部９Ａの熱交換部20Ａに、連結部25Ａを介して接続され、同様に、基板４側被温度制御部９Ｂの媒体路12Ｂの媒体流入路12B1と媒体流出路12B2も媒体路12Ｂ内に二段に形成してあって、基板４側被温度制御部９Ｂの熱交換部20Ｂに、連結部25Ｂを介して接続されている。
【０１４８】
そして、例えば水冷式の場合は、各熱交換部20Ａ，20Ｂから一定温度に制御された冷却水を、各媒体流入路12A1，12B1からマスクホルダー６の各媒体路12Ａ，12Ｂへ流入させ、各媒体路12Ａ，12Ｂで蒸発源１からの輻射熱により温度上昇した冷却水を各媒体流出路12A2，12B2から排出して、前記熱交換部20Ａ，20Ｂへ再度循環させることでマスクホルダー６の温度を制御し、蒸着マスク２の温度が一定になるように保持する温度保持機能を有している。
【０１４９】
このようにして、蒸発源１と基板４との対向方向に、マスクホルダー６内に二段の独立した前記被温度制御部９Ａ，９Ｂから成る温度制御機構９を設け、この独立した各被温度制限部９Ａ，９Ｂの各媒体路12Ａ，12Ｂの媒体から熱を奪う前記各熱交換部20Ａ，20Ｂと接続する各媒体路12Ａ，12Ｂの各媒体流入路12A1，12B1と媒体流出路12A2，12B2に連結部25Ａ，25Ｂを設け、例えば水冷式の場合は、冷却水を流通させる媒体路12Ａ，12Ｂにこの連結部25Ａ，25Ｂを着脱自在に連結する構成とし、各々の連結部25Ａ，25Ｂには不図示のチェック弁が内在され、マスクホルダー６を取り外す際に、各連結部25Ａ，25Ｂから冷却水が漏れないようになっている。また本実施例では、蒸発源１側の被温度制御部９Ａには更に前述のようにヒートパイプ22をも内装した構成とし、図６に示すように、このヒートパイプ22を冷却するパイプ端部とこの冷却装置22Ａとが着脱自在となるようにしている。これは、蒸着マスク２やマスクホルダー６には成膜中に蒸発粒子が次々に付着し、長時間使用すると成膜パターンに影響を及ぼす虞があるため、真空チャンバー７に不図示のゲート弁を介して交換用チャンバー16を並設し、真空チャンバー７から蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６を取出自在に構成できるようにするためである。また、前記交換用チャンバー16には、蒸着マスク２付のマスクホルダー６の洗浄機構を備え、付着した成膜材料を除去し廃棄するか、若しくは蒸着マスク２及びマスクホルダー６に付着した成膜材料を剥離させ、材料回収機構17で前記成膜材料を回収し再利用すると共に、成膜材料剥離後の蒸着マスク２付マスクホルダー６の表面に残った成膜材料やパーティクルを除去するために洗浄するようにしてもよい。洗浄後の蒸着マスク２付のマスクホルダー６は蒸着装置に戻して使用してもよいし、新たな蒸着マスク２付マスクホルダー６に交換し、先のマスクホルダー６は次の交換に備えるためにストックしておくようにしてもよい。
【０１５０】
また、本実施例にあっては、上記したマスクホルダー６内の二段の独立した前記被温度制御部９Ａ，９Ｂにおける各媒体路12Ａ，12Ｂの各媒体流入路12A1，12B1および媒体流出路12A2，12B2や、被温度制限部９Ａのヒートパイプ22を、図６乃至図９に示すようにリブ部24内に内装する場合に、リブ部24に冷却水を導入するリブ部流入口241，241，241および、リブ部24から冷却水を排出するリブ部流出口242，242，242を設ける位置や、被温度制限部９Ａのヒートパイプ22の向きを、連結部25Ａ（25Ｂ）側から見て、奇数番目のリブ部24Ａ，24Ａ，24Ａと偶数番目のリブ部24Ｂ，24Ｂ，24Ｂとで変えることで、連結部25Ａ（25Ｂ）側から見たときのリブ部24における温度勾配の向きが、例えば図６にて矢印Ｔで示すように交互に形成されるようになる。これによって、マスクホルダー６における温度分布が一層均一化されるので、熱によるマスクホルダー６の歪みが生じにくくなり、マスクホルダー６に接合した蒸着マスク２の熱による変形も抑制されるため、このことによっても、成膜パターンの位置精度が高められる。
【０１５１】
また、上記したマスクホルダー６内の二段の独立した前記被温度制御部９Ａ，９Ｂにおける各媒体路12Ａ，12Ｂにおける上記した温度勾配の形成にあたり、蒸発源１側被温度制御部９Ａの媒体路12Ａでは、蒸発源１側から基板４側に向かう温度勾配になるように、媒体流入路12A1と媒体流出路12A2の配置を図７乃至図９に示した配置とは逆にすることもでき、これによって、蒸発源１からの高温の輻射熱に晒されるマスクホルダー６の蒸発源１に近接した部位における温度上昇を効果的に抑制できる。
【０１５２】
このようにして、マスクホルダー６における温度勾配や温度分布は、種々の目的に応じて夫々にかなうように変更することができるものである。
【０１５３】
また、前記蒸着マスク２の前記基板４側の表面に、前記マスク開口部３の周囲若しくはこのマスク開口部３間に、前記媒体路12として媒体流通管12Ｃを配設してもよいし、前記ヒートパイプ22Ｃを配設してもよい。
【０１５４】
また、前記蒸着マスク２にもこれと接する蒸着マスク２に沿う温度制御部９Ｃを設けて蒸着マスク２にも前記温度制御機構９を設けた構成としても良く、この場合は、蒸着マスク２自体を温度制御するため効率が良く、更に温度保持機能が向上し、また、基板４と蒸着マスク２との離間部分のギャップを利用して設けることができる。
【０１５５】
また、マスクホルダー６は金属やセラミックなどの無機材料あるいはこれにコーティングしたものを採用し、熱吸収効率及び強度が向上するように構成している。
【０１５６】
また、本実施例では、横方向に並設する、各蒸発口部８を、前記蒸発源１の前記横長拡張部27に突出形成した蒸発口部形成用突出部28の先端部に設け、この蒸発口部形成用突出部28の周囲若しくはこの蒸発口部形成用突出部28間に、蒸発源１の熱を遮断する熱遮断部19を配設している。
【０１５７】
従って、蒸発源１の横長拡散部27に突設した前記各蒸発口形成用突出部28の先端部に前記蒸発口部８を設けた構成とすることで、蒸発レートや材料使用効率が高まり、この突出部28の先端部に蒸発口部８を設けることで、蒸発口部８以外の加熱範囲即ち蒸発源１の高熱部分からの輻射熱を、前述のように熱遮断部19によって遮断できるため、一層蒸着マスク２の冷却効率を高めることができる優れた蒸着装置となる。
【０１５８】
この熱遮断部19は、熱を遮蔽するものであればよいが、本実施例では冷却板を採用し、前記マスクホルダー６と同様に媒体を供給する媒体路を内装し、これを冷却する熱交換部20Ｄを設けて、蒸発源１に設ける被温度制御部９Ｄとして機能させて、熱遮蔽効果を高めている。
【０１５９】
また本実施例の蒸発源１は、前述のように横長拡張部27に各蒸発口部８を形成する蒸発口部形成用突出部28を突設し、この上端面に夫々蒸発口部８を設けているが、横長拡張部27に横方向には幅広いが相対移動方向には狭い偏平突出部を設けてこの上端面に蒸発口部８を多数並設してもよい。
【０１６０】
尚、蒸着マスク２は、相対移動方向と直交する方向に長い短冊状に形成したものが作成できれば、上述したように分割して形成しなくてもよい。
【実施例２】
【０１６１】
また、第二実施例では、図２３に示すように前記基板４と前記蒸着マスク２との間に、第二の蒸着マスク10を配設している。
【０１６２】
この第二の蒸着マスク10の第二のマスク開口部11は、前記成膜パターンを最終的に決する配列とし、この第二の蒸着マスク10より前記蒸発源１側に位置する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３に比して、少なくとも前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向の開口パターンは同一パターンに設けると共に、開口部形成ピッチは前記基板４との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、また第二の蒸着マスク10の妨げとならないように第一の蒸着マスク２の各開口部幅は同一か幅広くなるように設けている。
【０１６３】
相対移動方向の配列については、前述のように蒸発レートを確保するためスリット状としたり、点在させた縦列状としたりするもので、必ずしも同一開口形状とする必要はないが、少なくとも横方向の開口パターンは同一パターンとしている。しかし、開口部形成ピッチは前記基板４との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、開口部幅は同一か幅狭くなるように設けている。
【０１６４】
従って、本実施例では、第二の蒸着マスク10を設けることで第一となる前記蒸着マスク２による陰影ＳＨを極力抑制でき、またこの第二の蒸着マスク10の温度を一定に保持でき、一層高精度の蒸着が行えることができる。
【０１６５】
即ち、第一の蒸着マスク２自体やこの蒸着マスク２を付設するマスクホルダー６に設けた蒸着マスク２の温度を双方とも一定に保持できる上に、この第一の蒸着マスク２と基板４との間に更に設けるこの第二の蒸着マスク10で最終的に決定される成膜パターンの蒸着膜を形成することになるからこの第二の蒸着マスク10は一層温度上昇しにくくなる。従って、この第二の蒸着マスク10は第一の蒸着マスク２に比して線膨張係数が大きい材料で形成できることになり、従って、例えば電鋳で形成できることになり一層高精細なマスク開口部11を形成できまた張力も比較的小さくてよいなど一層高精度の蒸着を行えることとなる。
【０１６６】
尚、第二の蒸着マスク10を基板４に密着させて成膜すると、第二の蒸着マスク10の開口パターン通りに精度よく成膜できることは言うまでもない。
【０１６７】
また、本実施例では、この第一の蒸着マスク２自体にも温度制御機構９を設けることで一層この蒸着マスク２の温度上昇を抑えることができ、従って、本実施例では更に第二の蒸着マスク10の温度上昇も更に十分に抑えることができる。
【０１６８】
また、この温度制御機構９の蒸着マスク沿設温度制御部９Ｃの媒体路12を前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３間に配設している。
【０１６９】
従って、前記基板４と前記蒸着マスク２が離間状態のまま蒸着する構成であり、この離間スペースを利用できる。また、マスク開口部３の周囲にヒートパイプ22を配設した構成としてもよい。
【０１７０】
尚、本発明は、実施例１，２に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【符号の説明】
【０１７１】
Ｇ ギャップ
ＳＨ 陰影
φｘ 開口幅
ＴＳ 蒸着マスク２との距離
ＰＰ 蒸着膜との間隔
１ 蒸発源
２ 蒸着マスク
３ マスク開口部
４ 基板
５ 制限用開口部
６ マスクホルダー
７ 蒸着室
８ 蒸発口部
９ 冷却機構
９Ａ （蒸発源１側）被温度制御部
９Ｂ （基板４側）被温度制御部
10 第二の蒸着マスク
11 マスク開口部
12 媒体路
12Ａ・12Ｂ 媒体路
17 材料回収機構
19 熱遮断部
22 ヒートパイプ
23 マスク取付支承面
24 リブ部
26 蒸発粒子発生部
27 横長拡張部
28 蒸発口部形成用突出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を基板上に形成させる蒸着装置並びに蒸着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに替る表示装置として注目されている。
【０００３】
この有機ＥＬ表示装置などの有機ＥＬデバイスは、基板に電極層と複数の有機層を積層した発光層とを積層形成し、更に封止層を被覆形成した構成であり、自発光で、ＬＣＤに比べて高速応答性に優れ、高視野角及び高コントラストを実現できるものである。
【０００４】
このような有機ＥＬデバイスは、一般に真空蒸着法により製造されており、真空チャンバー内で基板と蒸着マスクをアライメントして密着させ蒸着を行い、この蒸着マスクにより所望の成膜パターンの蒸着膜を基板に形成している。
【０００５】
また、このような有機ＥＬデバイスの製造においては、基板の大型化に伴い所望の成膜パターンを得るための蒸着マスクも大型化するが、この大型化のためには蒸着マスクに張力をかけた状態でマスクフレームに溶接固定して製作しなければならないため大型の蒸着マスクの製造は容易でなく、またこの張力が十分でないとマスクの大型化に伴いマスク中心に歪みが生じ蒸着マスクと基板の密着度が低下してしまうことや、これらを考慮するためにマスクフレームが大型となり、精度を得ようとするために肉厚化や重量の増大が顕著となる。また、マスクフレームには熱膨張によるマスク精度の低下を防ぐため、線膨張係数の小さなインバー材が使用されているが高価である。
【０００６】
このように基板サイズの大型化に伴って蒸着マスクの大型化が求められているが、高精細なマスクの大型化は困難で、また製作できても前記歪みの問題によって実用上様々な問題を生じている。
【０００７】
また、例えば、特表２０１０−５１１７８４号などに示されるように、基板と蒸着マスクとを離間配設し、蒸発源と指向性を持った蒸発粒子を発生させる開口部により有機発光層を高精度に成膜させる方法もあるが、前記蒸発源と指向性を発生させる前記開口部が一体構造をしており、開口部から蒸発粒子を発生させるには前記一体構造を高温に加熱する構成となっているため、蒸発源からの輻射熱を蒸着マスクで受けることになり、蒸着中のマスク温度を一定に保持する効果が無く、蒸着マスクの熱膨張による成膜パターンの位置精度の低下を防ぐことができない。
【０００８】
即ち、蒸着マスクが高温となって熱膨張により伸長してしまうので、マスク開口部自体及びマスク開口部のピッチ間距離が伸長することとなり、蒸着マスクで形成される基板上の成膜パターン自体の精度や、成膜パターンの配列精度が低下してしまう。
【０００９】
更に、基板と蒸着マスクとを離間配設して相対移動させる構成とすることで、小さな蒸着マスクでも広範囲に所望の成膜パターンを大型基板に蒸着させることができるが、基板と蒸着マスクとが離間しているため、この蒸着マスクの温度上昇は一層さけられず、蒸着マスクに前述のようにこの温度上昇による熱変形や歪みを生じて蒸着精度が著しく劣ってしまうこととなる。
【００１０】
これまでのように基板と蒸着マスクとを密着重合させて蒸着する場合は、蒸着マスクへの輻射熱は基板へと逃げて放熱されることになる。
【００１１】
しかし、基板と蒸着マスクとを離間状態のままで基板を相対移動させる構成とすると、前述のように蒸着マスクの温度上昇は著しくこの熱膨張による歪みを生じて成膜パターンの位置精度が著しく劣ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特表２０１０−５１１７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、このような様々な問題を解決し、基板の大型化に伴って蒸着マスクを同等に大型化せず基板より小形の蒸着マスクでも、基板を離間状態で相対移動させることで広範囲に蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、また、離間状態のまま相対移動させることで構造も簡易で効率良くスピーディーに蒸着でき、しかも蒸着マスクが離間状態のままでも制限用開口部を蒸発源と蒸着マスクとの間に設けることで、蒸発粒子の飛散方向を制限して隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部からの蒸着粒子を通過させず成膜パターンの重なりを防止すると共に、この制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーに蒸着マスクを接触させて付設した構成とし、このマスクホルダー若しくは蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度を保持する温度制御機構を設けることで、このマスクホルダーは飛散制限部としてだけでなく蒸発源からの輻射熱の入射を抑制し蒸着マスク温度上昇を抑制する温度保持機能を発揮して、蒸着マスクの温度を一定に保持させることができ、これにより蒸着マスクの熱による歪みを防止して、基板と蒸着マスクとを離間状態で相対移動させる構成でありながら、高精度の蒸着が行える蒸着装置並びに蒸着方法を提供することを目的としている。
【００１４】
特に有機ＥＬデバイスの製造にあたり、基板の大型化に対応でき、有機発光層の蒸着も精度良く行え、マスク接触による基板，蒸着マスク，蒸着膜の損傷も防止でき、基板より小さな蒸着マスクにより高精度の蒸着が実現できる有機ＥＬデバイス製造用の蒸着装置並びに蒸着方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１６】
蒸発源１から蒸発した成膜材料を、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成した蒸着装置において、前記蒸発源１とこの蒸発源１に対向状態に配設する前記基板４との間に、前記蒸発源１から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部５を設けた飛散制限部を有するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に前記基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を備え、前記基板４を、前記蒸着マスク２を付設した前記マスクホルダー６及び前記蒸発源１に対して、前記蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動により前記蒸着マスク２より広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成したことを特徴とする蒸着装置に係るものである。
【００１７】
また、減圧雰囲気とする蒸着室７内に、前記成膜材料を収めた前記蒸発源１と、この蒸発源１の蒸発口部８から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子が通過する前記マスク開口部３を設けた前記蒸着マスク２とを配設し、前記蒸発口部８を複数並設し、前記蒸着マスク２と離間状態に位置合わせする基板４に、前記複数の蒸発口部８から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部３を通過して堆積し蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が前記基板４に形成されるように構成し、この蒸発源１とこの蒸発源１と対向状態に配設する前記基板４との間に、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させない前記制限用開口部５を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に前記基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６若しくは前記蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度上昇を抑制し温度を一定に保持する前記温度制御機構９を設け、前記基板４を、前記蒸着マスク２を付設した前記マスクホルダー６及び前記蒸発源１に対してこの蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動させて、この相対移動方向に前記蒸着マスク２の前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて前記基板４より小さい前記蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置に係るものである。
【００１８】
また、前記基板４の相対移動方向に対して直交する横方向に前記蒸発源１の前記蒸発口部８を複数並設すると共に、前記マスクホルダー６に設ける前記飛散制限部の前記制限用開口部５を前記横方向に沿って複数並設して、前記各蒸発口部８から蒸発する蒸発粒子が、対向する前記制限用開口部５のみを通過し更にこの制限用開口部５と対向する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３を介して前記基板４上に前記成膜パターンの蒸着膜が形成され、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部８からの蒸発粒子は付着捕捉されるようにして前記制限用開口部５により前記蒸発粒子の飛散方向が制限されるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００１９】
また、前記マスクホルダー６の前記基板４側の端部に、前記蒸着マスク２を付設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２０】
また、前記マスクホルダー６の前記基板４側の端部に、前記蒸着マスク２に張力を付与して張設したことを特徴とする請求項４記載の蒸着装置に係るものである。
【００２１】
また、前記マスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスク２を張設したことを特徴とする請求項５記載の蒸着装置に係るものである。
【００２２】
また、前記蒸着マスク２は、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスク２を前記マスクホルダー６に前記横方向に並設状態に付設したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２３】
また、前記蒸発源１の前記蒸発口部８を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この一若しくは複数の蒸発口部８毎に夫々対向状態に前記制限用開口部５を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダー６の各制限用開口部５を覆うように、前記蒸着マスク２をマスクホルダー６の前記基板４側の端部に付設したことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２４】
また、前記マスクホルダー６の前記制限用開口部５間に、前記基板４の相対移動方向に延在するリブ部24を設け、このリブ部24の前記基板４側先端面に、前記各制限用開口部５に設ける前記蒸着マスク２を支承し接合するマスク取付支承面23を設けたことを特徴とする請求項１〜８記載の蒸着装置に係るものである。
【００２５】
また、前記マスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に延在して、前記蒸着マスク２をマスクホルダー６に張設する際に蒸着マスク２に付与される張力によるマスクホルダー６の変形を防ぐため、張設する方向におけるマスクホルダー６の剛性を向上させるリブ部24を、前記制限用開口部５間に設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２６】
また、前記温度制御機構９は、前記マスクホルダー６の前記制限用開口部５の周囲若しくはこの制限用開口部５間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路12若しくはヒートパイプ22を設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００２７】
また、前記温度制御機構９は、前記制限用開口部５の周囲若しくはこの制限用開口部５間に、媒体を流通させる前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を前記マスクホルダー６内に設けて構成し、前記基板４と前記蒸発源１との対向方向に複数段設けた構成としたことを特徴とする請求項１１記載の蒸着装置に係るものである。
【００２８】
また、前記温度制御機構９は、前記マスクホルダー６内に、前記蒸発源１側被温度制御部９Ａと前記基板４側被温度制御部９Ｂとを備え、各被温度制御部９Ａ，９Ｂに夫々独立に媒体を流通させる前記媒体路12若しくは夫々独立した前記ヒートパイプ22を内装した構成としたことを特徴とする請求項１２記載の蒸着装置に係るものである。
【００２９】
また、前記温度制御機構９は、前記媒体路12内部若しくは前記ヒートパイプ22内部で生じる温度勾配が、前記対向方向に設けた各々の段同士で異なる向きに生じさせるように、前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を配置して構成したことを特徴とする請求項１１，１２のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３０】
また、前記温度制御機構９は、前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を、前記リブ部24内に配設して構成したことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３１】
また、前記温度制御機構９は、前記リブ部24内に配設した前記媒体路12内部若しくは前記ヒートパイプ22内部で生じる温度勾配が、隣接する前記リブ部24間で互いに異なる向きに生じさせるように、前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を配置して構成したことを特徴とする請求項１５記載の蒸着装置に係るものである。
【００３２】
また、前記マスクホルダー６は、前記制限用開口部５の形状を、前記基板４側の開口面積より前記蒸発源１側の開口面積が小さい形状に形成したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３３】
また、前記マスクホルダー６の前記制限用開口部５間に、前記独立した前記蒸発源１側被温度制御部９Ａと前記基板４側被温度制御部９Ｂを設けて、前記蒸発源１側被温度制御部９Ａの前記媒体路12の媒体流量若しくは媒体との接触面積、又は前記ヒートパイプ22の数、若しくはヒートパイプ22の断面積を、前記基板４側被温度制御部９Ｂより増大させこの蒸発源１側被温度制御部９Ａの温度制御能力を高めたことを特徴とする請求項１３記載の蒸着装置に係るものである。
【００３４】
また、前記蒸着マスク２の前記基板４側の表面に、前記マスク開口部３の周囲若しくはこのマスク開口部３間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を配設して、前記蒸着マスク２に前記温度制御機構９を設けたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３５】
また、前記蒸発源１の前記蒸発口部８は、前記基板４の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状としたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３６】
また、前記基板４と前記蒸着マスク２とが離間状態で蒸着しこの蒸着マスク２による成膜パターンの蒸着膜が基板４に形成される際、この蒸着膜の側端傾斜部分である陰影ＳＨは、前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップをＧ，前記蒸発口部８の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部８と前記蒸着マスク２との距離をＴＳとすると、下記の式で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、前記蒸着口部８の前記開口幅φｘを小さく設定して前記ギャップＧを大きく設定できるように構成したことを特徴とする請求項２０記載の蒸着装置に係るものである。
【数１】
【００３７】
また、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設する前記蒸発口部８のすべて若しくはその一部は、一つの前記蒸発源１に設けた構成とし、前記成膜材料を加熱する蒸発粒子発生部26と、この蒸発粒子発生部26から発生した前記蒸発粒子が拡散し圧力を均一化する横長拡散部27とで前記蒸発源１を構成し、この横長拡散部27に前記蒸発口部８を前記横方向に複数並設形成したことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３８】
また、前記蒸発源１の前記蒸発口部８を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、各蒸発口部８を前記蒸発源１の前記基板４側に向けて突出する蒸発口部形成用突出部28の先端部に設け、この蒸発口部形成用突出部28の周囲若しくはこの蒸発口部形成用突出部28間に、前記蒸発源１の熱を遮断する熱遮断部19を配設したことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００３９】
また、前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３は、前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向に複数並設した構成とし、この各マスク開口部３は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設し、この相対移動方向のトータル開口長を前記制限用開口部５の中央部に比して前記横方向に離れる程長くなるように設定したことを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４０】
また、前記基板４に蒸着される成膜パターンを決する前記蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向における形成ピッチを、前記蒸着膜の成膜パターンのピッチよりも前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップＧと、前記基板４と前記蒸発源１との距離のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ狭く設定し、前記蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向における開口寸法を、前記蒸着膜の成膜パターンのパターン幅よりも、前記ギャップＧ、前記距離、前記蒸発源１の前記蒸発口部８の前記横方向における開口幅φｘのうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ広く設定したことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４１】
また、前記マスクホルダー６は、蒸着装置に対して着脱可能なように前記温度制御機構９と連結部25を介して接続されることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４２】
また、前記マスクホルダー６若しくはマスクホルダー６に付設した前記蒸着マスク２の少なくとも一方に付着した成膜材料を洗浄する洗浄機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４３】
また、前記マスクホルダー６若しくはマスクホルダー６に付設した前記蒸着マスク２の少なくとも一方に付着した成膜材料を回収する材料回収機構17を備えたことを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４４】
また、前記基板４と前記蒸着マスク２との間に、第二の蒸着マスク10を配設したことを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４５】
また、前記第二の蒸着マスク10の第二のマスク開口部11は、この第二の蒸着マスク10より前記蒸発源１側に位置する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３に比して、少なくとも前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向の開口パターンは同一パターンに設けると共に、開口部形成ピッチは前記基板４との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、開口部幅は同一か幅狭くなるように設けたことを特徴とする請求項２９記載の蒸着装置に係るものである。
【００４６】
また、前記第二の蒸着マスク10は、これより前記蒸発源１側に位置する前記蒸着マスク２よりも線膨張係数が大である材料で形成したことを特徴とする請求項２９，３０のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４７】
また、前記成膜材料を、有機材料としたことを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。
【００４８】
また、前記請求項１〜３２のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、前記基板４上に前記蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法に係るものである。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は上述のように構成したから、基板の大型化に伴って蒸着マスクを同等に大型化せず基板より小形の蒸着マスクでも、基板を離間状態で相対移動させることで広範囲に蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、また、離間状態のまま相対移動させることで構造も簡易で効率良くスピーディーに蒸着でき、しかも蒸着マスクが離間状態のままでも制限用開口部を蒸発源と蒸着マスクとの間に設けることで、蒸発粒子の飛散方向を制限して隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部からの蒸着粒子を通過させず成膜パターンの重なりを防止すると共に、この制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーに蒸着マスクを接触させて付設した構成とし、このマスクホルダー若しくは蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度を保持する温度制御機構を設けることで、このマスクホルダーは飛散制限部としてだけでなく蒸発源からの輻射熱の入射を抑制し蒸着マスクの温度上昇を抑制する温度保持機能を発揮して、蒸着マスクの温度を一定に保持させることができ、これにより蒸着マスクの熱による歪みを防止して、基板と蒸着マスクとを離間状態で相対移動させる構成でありながら、高精度の蒸着が行える蒸着装置並びに蒸着方法となる。
【００５０】
特に有機ＥＬデバイスの製造にあたり、基板の大型化に対応でき、有機発光層の蒸着も精度良く行え、マスク接触による基板，蒸着マスク，蒸着膜の損傷も防止でき、基板より小さな蒸着マスクにより高精度の蒸着が実現できる有機ＥＬデバイス製造用の蒸着装置並びに蒸着方法となる。
【００５１】
また、請求項２，３記載の発明においては、一層本発明の作用・効果が良好に発揮され、一層実用性に優れた蒸着装置となる。
【００５２】
また、請求項４，５記載の発明においては、蒸着マスクを蒸発源から最も離れた基板側の端部でマスクホルダーに付設するので、蒸発源からの輻射熱の入射を更に抑制でき、また、蒸着マスクに付与した張力は、マスクホルダーの温度保持機能によって安定的に維持されるのである。
【００５３】
また、請求項６記載の発明においては、蒸着マスクに対して基板の相対移動方向に張力を付与するので、蒸着マスクが撓むことがなくなり、撓みによって生じていた成膜誤差がなくなる。
【００５４】
また、請求項７記載の発明においては、複数枚に分割した小さな蒸着マスクでも大型の基板に成膜できるので、蒸着マスクの作製が容易となる。
【００５５】
また、請求項８記載の発明においては、各蒸発口部毎の膜厚分布特性に基づいてこの各蒸着領域毎で均一化を図るように、マスク開口部を個別に設定した蒸着マスクを並設したり、これら蒸着マスクを個別に取り替えたりできるように構成可能となるなど一層実用性に優れる。
【００５６】
また、請求項９，１０記載の発明においては、基板の相対移動方向に延在させて設けたリブ部によって、蒸着マスクの張力によるマスクホルダーの変形が防止できると共に、蒸着マスクの張力が維持でき、かつ、マスク取付支承面を設けたことで、蒸着マスクのマスクホルダーへの支承・接合が強固に行える。
【００５７】
また、請求項１１記載の発明においては、蒸着マスク若しくはこの蒸着マスクの熱を伝導する部位となるマスクホルダーに温度制御機構を容易に設けることができ、蒸着マスクを一定の温度に保持してこの蒸着マスクの熱膨張を抑制し、高精度の成膜パターンに蒸着できることが容易に実現できる。
【００５８】
また、請求項１２〜１９記載の発明においては、蒸着マスクを一定の温度に保持する温度保持機能が一層高まることになり、また例えば蒸発粒子が多量に付着する蒸発源側のマスクホルダーの温度保持機能を高めることができる。
【００５９】
即ち、例えばマスクホルダーに複数段設けた被温度制御部のうち、蒸発源側の被温度制御部で蒸発源由来の熱を吸収し、基板側（蒸着マスク側）の被温度制御部で更に熱を吸収して蒸着マスクの温度を一定に保つことができ、一層前記温度保持機能が高まることとなる。
【００６０】
また更に請求項１４記載の発明においては、例えば、下段側では、蒸発源からマスク側に向かう方向に温度勾配を生じさせ、上段側では、蒸着マスクから蒸発源側に向かう方向に温度勾配を生じさせた場合では、蒸発源からの高温の輻射熱がマスクホルダー下段に入射しても該下段部の温度上昇を一層抑制でき、上段側では、蒸着マスクから蒸発源側に向かう方向に温度勾配を生じさせて、蒸発源からの高温の輻射熱が蒸着マスクに入射しても該蒸着マスクの温度上昇を一層抑制できる。
【００６１】
また、請求項１５記載の発明においては、蒸発源からの高温の輻射熱がリブ部に入射しても該リブ部の温度上昇を抑制し、マスクホルダー端部に付設した蒸着マスクの熱膨張を抑制できる。
【００６２】
また、請求項１６記載の発明においては、蒸発源からの高温の輻射熱がリブ部やマスクホルダーに入射しても、マスクホルダー内での温度分布が均一化するので、マスクホルダーの温度上昇を一層抑制し、マスクホルダー端部に付設した蒸着マスクの熱膨張を一層抑制できる。
【００６３】
また請求項１７記載の発明においては、マスクホルダーの制限用開口部の形状を、基板側の開口面積より蒸発源側の開口面積が小さい形状としたので、蒸発源から蒸発した成膜材料の蒸発粒子を制限用開口部の蒸発源側でより多く捕捉することができることとなって、制限用開口部の基板側、即ち、蒸発マスクに付着する成膜材料を低減でき、蒸着マスクの交換サイクルを長時間化できると共に、マスクホルダーを交換した後の付着した成膜材料の回収がし易くなる。
【００６４】
また、請求項１９記載の発明においては、蒸着マスク自体を温度制御するため効率が良く、また例えば更に前記マスクホルダーにも温度制御機構を設けることで更に温度保持機能が向上し、また、基板と蒸着マスクとの離間部分（ギャップ）を利用して温度制御機構の一部を構成する媒体路やヒートパイプを設けることができるので、媒体路やヒートパイプのレイアウトの自由度を確保することができる。
【００６５】
また、請求項２０記載の発明においては、蒸発源の蒸発口部の開口幅を狭めることで、基板と蒸着マスクとのギャップにより生じる（このギャップの大きさ、蒸発源との距離によっても変化する）前記成膜パターンの陰影（蒸着膜の側端傾斜部分のはみ出し量）を一層抑制することができ、また蒸発口部の開口長を相対移動方向に長くすることで蒸発レートを高くすることができる。
【００６６】
特に請求項２１記載の発明においては、蒸発口部の開口幅を狭めることで、例えばＲＧＢを順次成膜するような場合に、隣接する蒸着膜（隣接画素）に達する程の陰影が生じることを防止でき、またこのように蒸発口部の開口幅を狭めることで基板と蒸着マスクとのギャップを大きくとれることとなり、前述した制限用開口間のマスク取付支承面を広くとれたり、蒸着マスク自体に温度制御機構を設けたりすることができるなど一層優れた蒸着装置となる。
【００６７】
また請求項２２記載の発明においては、一つの蒸発源として複数の蒸発口部を並設する構成としたため、一つの蒸発源で蒸発粒子の発生量や噴出圧力などの調整や制御を行うことができ、特に蒸発源に横長拡散部を設け、これに複数の蒸発口部を並設することで圧力の均一化が図れ、並設された複数の蒸発口部間での圧力の均一化が図れることとなる。
【００６８】
また、請求項２３記載の発明においては、蒸発源に蒸発口部形成用突出部を例えば前記横長拡散部に（基板側に向けて）突設し、この各突出部の先端部に前記蒸発口部を設けた構成とすることで、蒸発口部以外の加熱範囲即ち蒸発源の高熱範囲からの輻射熱を、例えば冷却部材などの熱遮断部（蒸発源に設ける温度制御部として機能すること）によって遮断できるため、一層蒸着マスクの温度上昇を抑制して蒸着マスクの温度を一定に保持できることとなる。
【００６９】
また、請求項２４記載の発明においては、基板の相対移動によって蒸着マスクのマスク開口部の横方向の配列によって決する成膜パターンの蒸着膜を形成するが、この蒸着マスクのマスク開口部は、基板の相対移動方向には長いトータル開口長を、制限用開口部の中央部（例えば蒸発口部と対向する位置）から横方向に離れる程長く設定したから、横方向に離れる程蒸発レートが低くなるが、これに対応して開口長が長くなることで膜厚を均一にできる。
【００７０】
また、請求項２５記載の発明においては、基板上に蒸着される成膜パターンの成膜ピッチより、マスク開口部の前記横方向における形成ピッチを、基板と蒸着マスクとのギャップと、基板と蒸発源との距離のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ狭く設置し、成膜パターンのパターン幅よりも、マスク開口部の前記横方向における開口寸法を、前記ギャップ、前記距離、前記蒸発源の前記蒸発口部の前記横方向における開口幅のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ広く設定したことから、基板と蒸着マスクとが離間し、これらの間にギャップが存在しても、成膜パターンの位置がずれたり、成膜パターンの幅がずれたりすることがなくなり、成膜パターンの形成精度を高精度にすることができる。
【００７１】
また、請求項２６記載の発明においては、連結部を介して蒸着装置と接続したことで、例えば、マスクホルダーの交換時に温度制御機構との分離や再接続が容易に行える。
【００７２】
また、請求項２７記載の発明においては、洗浄装置を備えたことにより、マスクホルダー若しくは蒸着マスクに付着した成膜材料を、蒸着装置内で洗浄でき、マスクホルダーや蒸着マスクを再利用することが容易にできる。
【００７３】
また、請求項２８記載の発明においては、材料回収機構を備えたことにより、材料を回収して再利用ができ、例えば更に請求項１７記載の発明のようにマスクホルダーの形状を蒸発源側を大きくして（制限用開口部内面に付着しにくくなるように蒸発源側端部を広くして）、例えば更に請求項１８記載の発明のように蒸発源側の温度制御部の被温度保持機能を高めることで、このマスクホルダーの蒸発源側端部に材料が付着し回収が一層簡易となる。
【００７４】
また、請求項２９記載の発明においては、第二の蒸着マスクを設けることで前記蒸発源からの輻射熱の入射を抑制した上で第二の蒸着マスクの開口パターンで成膜できるので、第二の蒸着マスクの温度上昇を抑制しつつ一層高精度の蒸着が行える。
【００７５】
また、請求項３０記載の発明においては、一層確実に陰影を防止でき高精度の蒸着が行える第二の蒸着マスクを実現できる蒸着装置となる。
【００７６】
また、請求項３１記載の発明においては、蒸着マスクとこれに接触する制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーと、これに設けた温度制御機構によって蒸着マスクの温度上昇を抑えて温度を一定に保持することができるので、この蒸着マスクと基板との間に設ける第二の蒸着マスクは、更に温度上昇しにくくなることから線膨張係数が大きい材料で形成できるため、例えば電鋳で形成できることになり一層高精細なマスク開口部を形成でき、これにより一層高精度の蒸着を行える蒸着装置となる。
【００７７】
また、請求項３２記載の発明においては、有機材料の蒸着装置となり一層実用性に優れる。また、請求項３３記載の発明においては、前記作用・効果を発揮する優れた蒸着方法となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本実施例の要部を断面した概略説明正面図である。
【図２】本実施例の要部を断面した説明正面図である。
【図３】本実施例の要部を断面した説明側面図である。
【図４】本実施例の要部の説明斜視図である。
【図５】本実施例の説明分解斜視図である。
【図６】本実施例の温度制御機構を示す図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本実施例の温度制御機構を示す図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本実施例の温度制御機構を示す図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】本実施例の温度制御機構を示す図４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１０】本実施例の蒸着マスクにも設けた温度制御機構を示す説明平面図である。
【図１１】本実施例の蒸着マスクにも設けた温度制御機構を示す説明正断面図である。
【図１２】本実施例の蒸着マスクに設ける温度制御機構の別例を示す説明正面図である。
【図１３】本実施例の要部の拡大説明正面図である。
【図１４】本実施例の蒸発源の説明斜視図である。
【図１５】本実施例の蒸着マスクの拡大説明平面図である。
【図１６】本実施例の蒸着マスクの別例を示す拡大説明平面図である。
【図１７】本実施例の蒸発源の蒸発口部の開口幅を狭めることで蒸着膜の陰影を抑制でき、またこれによりギャップを大きくとることができることを示す説明図である。
【図１８】本実施例の蒸着マスクのマスク開口部の横方向の配列ピッチが成膜ピッチよりも少し狭くすることを示す説明図である。
【図１９】本実施例の蒸着マスクのマスク開口部の横方向の開口寸法が成膜パターンのパターン幅よりも少し広くすることを示す説明図である。
【図２０】本実施例の蒸着レートが中央部から横方向にずれる程低くなることを示す説明図である。
【図２１】本実施例の膜厚分布が余弦則に基づく分布となりこれに応じてマスク開口部の形成長を中央部から横方向に離れる程長く補正設定することを示すグラフである。
【図２２】本実施例のマスクホルダーの制限用開口部間のリブ部のマスク取付支承面を広くとることができることを示す説明図である。
【図２３】第二実施例（第二の蒸着マスクを設けた実施例）の要部を断面した概略説明正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００８０】
図１において、蒸発源１から蒸発した成膜材料は、飛散制限部として構成したマスクホルダー６の制限用開口部５を通過すると共に、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成される。
【００８１】
この際、前記基板４と前記蒸着マスク２とを離間状態に配設し、この基板４を、前記蒸着マスク２や前記蒸発源１に対してこの離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この基板４を相対移動させることにより、蒸着マスク２自体よりも広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成される。
【００８２】
また、この蒸着マスク２と蒸発源１との間に、蒸発源１から蒸発した成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する前記制限用開口部５を設けた飛散制限部を有するマスクホルダー６を設けて、制限用開口部５により隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させず蒸着マスク２と基板４とが離間状態にあっても成膜パターンの重なりを防止している。
【００８３】
また更にこの飛散制限部を構成するマスクホルダー６に蒸着マスク２を接合させて付設した構成とし、このマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を設けたから、前記蒸発源１からの熱の入射が抑えられマスクホルダー６や蒸着マスク２の温度上昇が抑制され、また、蒸着マスク２が基板４と離間状態であってもこのマスクホルダー６と接触していることで蒸着マスク２の熱はマスクホルダー６へ逃げ、しかもこのマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２に温度制御機構９が設けられているから、蒸着マスク２を一定の温度に保持する温度保持機能が向上する。
【００８４】
従って、この飛散制限部を有するマスクホルダー６は、蒸発粒子の飛散方向の制限機能と同時に温度保持機能をも果たし、蒸着マスク２の温度上昇を抑制でき蒸着マスク２を一定の温度に保持し、熱による蒸着マスク２の歪みも生じにくいこととなる。
【００８５】
従って、基板４を、蒸着マスク２，この蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６及び蒸発源１に対してこの蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動させることで、この相対移動方向に蒸着マスク２による前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて基板４より小さい蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成され、且つ隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射による成膜パターンの重なりも、熱による歪みなども十分に抑制され高精度の蒸着が行える蒸着装置となる。
【実施例１】
【００８６】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００８７】
本実施例は、蒸発源１から蒸発した成膜材料（例えば、有機ＥＬデバイス製造のための有機材料）を、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成した蒸着装置において、基板４と蒸着マスク２とを離間状態に配設し、この基板４を、蒸着マスク２，制限用開口部５を設けた飛散制限部として構成したマスクホルダー６及び蒸発源１に対して、蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動により蒸着マスク２より広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成している。
【００８８】
また、この蒸着マスク２と蒸発源１との間に、複数並設した蒸発源１の蒸発口部８から蒸発した成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成したマスクホルダー６を設け、飛散角度の大きい前記蒸発粒子を制限することで隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させないようにしている。
【００８９】
即ち、複数の蒸発口部８からの蒸発粒子によって蒸着する構成として蒸発レートを確保しつつ大面積の基板４に蒸着できるようにすると共に、制限用開口部５により隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射を防止して蒸着マスク２と基板４とが離間状態にあっても成膜パターンの重なりも防止されるように構成している。
【００９０】
また更にこの飛散制限部を構成するマスターホルダー６に蒸着マスク２を接合させて付設した構成とし、このマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度を保持するように制御する温度制御部９を設け、蒸着マスク２が基板４と離間状態であってもこのマスクホルダー６と接合していることで熱がマスクホルダー６へ伝導するように構成し、このマスクホルダー６は蒸発粒子の飛散方向の制限機能と同時に温度保持機能をも果たすようにして、蒸着マスク２の温度上昇を抑制し、蒸着マスク２の温度が一定に保持するように構成している。
【００９１】
また、このように蒸着マスク２はマスクホルダー６に接合させた構成として熱を逃がすから、蒸着マスク２が基板４と重合接触していなく離間状態のまま蒸着する構成であっても、この蒸着マスク２の温度上昇は十分に抑制され、また前記マスターホルダー６や蒸着マスク２に直接設ける温度制御機構９による温度保持機能が一層高まり、蒸着マスク２を一定の温度に保持するように温度制御できるため、蒸着マスク２には、熱による歪みが生じにくく、成膜パターンの精度が保持されこの位置精度の高い蒸着が行える。
【００９２】
従って、基板４を、蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６（マスクユニット）及び蒸発源１に対してこの蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動させて、この相対移動方向に蒸着マスク２の前記成膜パターンの蒸着膜を連続させてこの基板４より小さい蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成され、且つこの成膜パターンの位置精度が高い高精度の蒸着が行える優れた蒸着装置となる。
【００９３】
更に説明すると、具体的には、減圧雰囲気とする蒸着室７内（例えば真空チャンバー７内）に、前記成膜材料（例えば有機ＥＬデバイスの製造にあたっての有機材料）を収めた前記蒸発源１と、この蒸発源１の複数並設した蒸発口部８から蒸発する前記成膜材料の蒸発粒子が通過するマスク開口部３を設けた前記蒸着マスク２とを配設し、この蒸着マスク２と離間状態に位置合わせする基板４に、前記複数の蒸発口部８から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部３を通過して堆積し蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜がこの基板４上に形成されるように構成し、この基板４と蒸発源１との間に隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させないようにする制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、このマスクホルダー６に蒸発源１からの熱を吸収し、蒸着マスク２の温度を保持する前記温度抑制機構９を設けている。
【００９４】
言い換えると、本実施例では、このように基板４と蒸着マスク２とを離間状態で相対移動させて蒸着するため、基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数の蒸発口部８を設け、この蒸発口部８のうち隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射による成膜パターンの重なりを各制限用開口部５により制限して（付着捕捉して）防止し、また、基板４と蒸着マスク２とが離間状態で蒸着しこの蒸着マスク２による成膜パターンの蒸着膜が基板４に形成される際、この蒸着膜の両側端傾斜部分として陰影ＳＨが生じるが、この陰影ＳＨは、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧ、蒸発口部８との距離ＴＳなどの諸条件に応じて変化する。本実施例では各蒸発口部８を開口幅φｘを幅狭くしてこの陰影ＳＨ（はみ出し量）を抑え、また蒸発口部８の開口長は相対移動方向には長くして蒸発レートを高めている。
【００９５】
具体的には、図１７に示すように、蒸着膜の両側端部の傾斜部分である陰影ＳＨは、基板４と蒸着マスク２とのギャップをＧ，蒸発口部８の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部８と蒸着マスク２との距離をＴＳとすると、下記の式で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、蒸着口部８の開口幅φｘを小さく設定してギャップＧを大きく設定できるように構成している。
【００９６】
【数２】
【００９７】
本実施例では、例えば有機ＥＬ表示装置の製造において、発光層であるＲＧＢを順次蒸着するが、この場合ＲＧＢ夫々において蒸着マスク２を用いて成膜する。例えば、画素Ｒを蒸着する場合は、画素ＧＢは蒸着マスク２で隠されることになるが、本実施例のように基板４と蒸着マスク２とが離間している場合は、蒸着膜の両端傾斜部分の陰影ＳＨが生じるが、この陰影ＳＨが隣接画素には届かないように設定する必要（ＳＨ＜ＰＰとする）がある。
【００９８】
この陰影ＳＨは、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧ、蒸発口部８と蒸着マスク２までの距離ＴＳ、蒸発口部８の開口幅φｘの条件に応じて変化する。図１７に示すように、陰影ＳＨは前記の式で表され、隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、蒸発口部８の開口幅φｘを小さく設定してギャップＧを大きく設定できるようにしている。
【００９９】
具体的には、陰影ＳＨ０．０３ｍｍ以下に設定し、ＴＳを１００〜３００ｍｍとし、φｘを０．５〜３ｍｍで設定すると、ギャップＧが１ｍｍ以上確保できる。
【０１００】
例えば、ＴＳを１００ｍｍでφｘを３ｍｍとすると、Ｇは１ｍｍとなり、また、ＴＳを１００ｍｍでφｘを０．６ｍｍまで小さくすると、Ｇを５ｍｍ確保することができる。また、ＴＳを３００ｍｍとし、φｘを３ｍｍ、Ｇを１ｍｍとすると、ＳＨを０．０１ｍｍまで小さくすることができ、より高精細な成膜パターンに対応できるようにしてもよい。
【０１０１】
このように、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧが１ｍｍ以上有することを利用して、後述するように蒸着マスク２自体に媒体路12やヒートパイプ22を設けることが可能になり、後述するようにマスクフレーム６のリブ部24にマスク取付支承面23を広く形成できたり、後述する第二の蒸着マスク10を配設することも可能になる。
【０１０２】
また本実施例では、蒸発源１と基板４との距離を大きくすると装置の大型化を招くし、材料効率も悪いし、また蒸着レートも低くなるから、前述のように横方向に多数の蒸発口部８を並設し、夫々に蒸着マスク２を対向させ一つの蒸発口部８での蒸着範囲を狭くして、入射角が大きくならないようにすると共に、複数の蒸発口部８による蒸着であっても制限用開口部５で成膜パターンの重なりも防止し、蒸発源１との距離もそれ程大きくしなくてよい構成としている。
【０１０３】
また、このように入射角が大きくならないことにより、蒸発口部８と対向する位置から左右に離れる程蒸着レートが低くなることによる膜厚の減少を防止している。また、入射角が大きいと、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの変動に対して成膜パターンの変化による蒸着位置の変化量が大きくなってしまう、即ち基板４の平面度や蒸着マスク２の平面度の誤差が熱の歪みなどによって生じると、このギャップＧが変動し、これによる誤差が大きくなるため、入射角が大きくならないようにすることでこの蒸着位置の誤差による変化量を抑えて精度の高い蒸着が行えるようにしている。
【０１０４】
また本実施例では、更に前述のように陰影ＳＨについては、各蒸発口部８を幅狭なスリット状開口部として横方向の開口幅φｘを小さくし、隣接する蒸着膜（隣接画素）に達する程の陰影ＳＨが生じないようにしている。
【０１０５】
また本実施例では、前述のように幅狭な蒸発口部８を横方向に並設し、これに対向して夫々に対応するマスク開口部３を設けた蒸着マスク２を配設し、この蒸着マスク２と蒸発源１との間に前記制限用開口部５を設けて、これに対向する蒸発口部８からの蒸発粒子だけを通過して隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させずに付着捕捉し、成膜パターンの重なりを防止しているが、本実施例では、このように各蒸発口部８に対して、夫々一若しくは複数の蒸発口部８毎に制限用開口部５を対応させ、この制限用開口部５毎に対応するように蒸着マスク２を付設している。
【０１０６】
更に具体的に説明すると、本実施例では、真空チャンバー７内に蒸発源１、蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６（マスクユニット）そして基板４を配設し、減圧用ポンプ13によりこのチャンバー７内を減圧し、アライメント機構14により基板４とマスクホルダー６に付設した蒸着マスク２との位置合わせをし、基板４をこの蒸着マスク２に対して相対移動（水平搬送）することで蒸着する構成としている。
【０１０７】
この基板４と蒸着マスク２とを位置合わせするアライメント機構14は、例えば基板４と蒸着マスク２とに夫々設けたアライメントマークをカメラで捉えて画像判断し、これが合致するように移動調整機構でＸ，Ｙ，θ方向に微調整して位置合わせするように構成し、また大型であっても基板４の歪みを生じないようにその中央部を平坦面で吸着する基板吸着部を移動させて大型の基板４を水平搬送する相対移動用の搬送機構15を備えた構成としている。勿論、どちらかを移動させてもよいし、上下関係も逆でも縦形配置としてもよい。
【０１０８】
従って、本実施例では、大型基板４でも容易に搬送可能なインライン方式としたもので、横方向では基板４と略合致するが移動方向には幅狭い小型の蒸着マスク２に対して、大型の基板４を離間状態でアライメントした後、この離間状態のまま基板４を搬送機構15により水平搬送させて蒸着する構成としている。
【０１０９】
従って、基板サイズがＧ６，Ｇ８と大型となっても蒸着マスク２は大判としなくてもよいため、それだけ製作が困難とならず、また基板４と接触しないため、パーティクルの問題や基板４、蒸着マスク２あるいは蒸着膜の損傷の問題も生じにくく高品質な成膜を得ることができる。
【０１１０】
また本実施例では、複数の蒸発源１を並設して各蒸発口部８を並設してもよいが、一つの横長な蒸発源１に複数の蒸発口部８を並設した構成とし、この横方向に多数並設する蒸発口部８は、一つの前記蒸発源１に設けた構成とし、前記成膜材料を加熱する蒸発粒子発生部26と、この蒸発粒子発生部26から発生した前記蒸発粒子が拡散させて圧力を均一化する横長拡散部27とで前記蒸発源１を構成し、この横長拡散部27に前記蒸発口部８を前記横方向に複数並設形成している。更に説明すると、例えば自動るつぼ交換機構18により交換自在な蒸発粒子発生部26（るつぼ26）に成膜材料を収納し、このるつぼ26で加熱されて蒸発した蒸発粒子を一旦停留させて圧力を均一化する横長形の前記横長拡張部27を設け、この横長拡張部27の上部に相対移動方向に長くこれと直交する横方向に前述のように幅狭いスリット状開口部を多数横方向に沿って並設して前記蒸発口部８を多数並設している。
【０１１１】
そしてこの蒸発口部８を複数並設した横方向に、前記制限用開口部５も複数並設して、前記各蒸発口部８から蒸発する蒸発粒子が、対向する前記制限用開口部５のみを通過し更にこの制限用開口部５と対向する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３を介して前記基板４上に前記成膜パターンの蒸着膜が形成されるようにし、隣り合う若しくは離れた前記蒸発口部８からの蒸発粒子はこの飛散制限部として構成したマスクホルダー６に付着捕捉されるようにして前記制限用開口部５により前記蒸発粒子の飛散方向が制限されるように構成している。
【０１１２】
従って、蒸発源１に横長拡散部27を設け、これに複数の蒸着口部８を並設することで圧力の均一化が図れ一層膜厚の均一化が図れることとなる。
【０１１３】
更に説明すると、一つの制限用開口部５に対してその中央位置（の下方）に配されるように一つの蒸発口部８を対向配設させてもよいし、一つの制限用開口部５に対してこの制限用開口部５の中央を境に二つの蒸発口部８を対向配設させる構成としてもよいが、本実施例では、前述のように横並びの蒸発口部８の一つ一つに対して制限用開口部５を一つ一つ対応させるように並設した構成とし、隣り合う左右いずれの蒸発口部８からの蒸発粒子も夫々それらに対応する制限用開口部５は通過するが、隣りの制限用開口部５は通過できず付着捕捉されるようにしている。即ちこの制限用開口部５の並設間隔、開口径、開口深さを設定して、一つの蒸発口部８からの蒸発粒子はその対向する制限用開口部５だけを通過し、左右に隣り合う蒸発口部８からの蒸発粒子はこの制限用開口部５を通過しないように構成し、成膜パターンの重なりを確実に防止している。
【０１１４】
また本実施例の前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３は、図１５，１６に示すように前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向に多数並設した構成とし、この各マスク開口部３は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設して、この相対移動方向のトータル開口長を横方向の開口長より長く形成している。
【０１１５】
即ち、蒸着マスク２の各列のマスク開口部３は、相対移動方向に長いスリット状開口部としてもよいし、蒸着マスク２の剛性を高めるため、このマスク開口部３は相対移動方向に長いスリット孔あるいは小孔などの小開口部をこの方向に点在させてトータル開口長（総合開口面積）を広く確保してもよい。
【０１１６】
図１８に示すように、基板４に蒸着される成膜パターンを決する蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の形成ピッチを、前記蒸着膜の成膜パターンのピッチよりも、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発源１と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じた相違分だけ狭く設定している。
【０１１７】
具体的には、図１８に示すように、蒸発源開口中心に対向するマスク位置からのマスク開口中心までの距離ＭＰｘは、蒸発源開口中心に対向する基板４位置からの成膜パターン中心までの距離Ｐｘにα／（１＋α）乗じた分（このときα＝ＴＳ／Ｇ）小さくなる。
【０１１８】
従って、例えばＴＳを１００ｍｍ、Ｇを１ｍｍとすると、αは１００となり、α／（１＋α）は約０．９９となる。よって、例えばＰｘを１０ｍｍとすると、ＭＰｘは９．９ｍｍとなり、ＭＰｘはＰｘより小さい値となる。
【０１１９】
即ち、基板４と蒸着マスク２とが離間しているため、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発源１と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じて、蒸着マスク２のマスク開口部３を通過して基板４上に堆積する蒸着膜の位置は横方向にずれるが、このずれ量を考慮して、蒸着マスク２の開口ピッチを、成膜パターンピッチより狭く設定することで、成膜パターン位置精度の高い蒸着膜を形成できることとなる。
【０１２０】
また、同様に、図１９に示すように蒸着マスク開口幅Ｍｘは、蒸発口部８の開口幅φｘがマスク開口幅より大きい場合、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発源１と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じた相違分だけ、広くなる。具体的には、マスク開口幅Ｍｘは（φｘ＋αＰ／（１＋α））で表される（このときα＝ＴＳ／Ｇ）。
【０１２１】
例えば、蒸着パターン幅Ｐを０．１ｍｍ、ＴＳを１００ｍｍ、φｘを１ｍｍとした場合、マスク開口幅Ｍｘは、Ｇが３ｍｍでは約０．１２６ｍｍ、Ｇが５ｍｍでは約０．１４３ｍｍとなり、蒸着パターン幅より広くなる。
【０１２２】
更に、本実施例では、図１５、図１６に示すように、蒸着マスク２の開口スリットが中央部から横方向に離れるほど長くなるように設定して、中央部から離れる程蒸着レートが低くなっても膜厚分布が均一になるように設定している。
【０１２３】
例えば、図２０，図２１に示すように、前記基板１の相対移動方向と直交する横方向（Ｘ軸方向）のある位置ｘにおける蒸発粒子の飛散角度をθとすると、ｘの位置では余弦則（ｃｏｓθ）に累乗係数ｎを乗じた近似分布となり、前記基板１の相対移動方向（Ｙ軸方向）の膜厚分布をも勘案し、前記蒸着マスク２のマスク開口部３の形成長が中央部を境に左右対称に長く変化していくように設定している。
【０１２４】
具体的には、蒸発源口部の寸法が、例えば蒸発源開口幅φｘが１ｍｍ、蒸発源スリット長φｙが６０ｍｍとし、基板４の相対移動方向と直交する横方向の膜厚分布がｃｏｓθの２０乗に近似した分布になるとすると、図２１に示した膜厚分布となる。蒸発粒子の蒸着マスク２への入射角が大きくなると、前述した誤差の影響が大きくなるので、膜厚が中心の８割まで薄くなる位置まで成膜に使用すると、−３０〜＋３０の６０ｍｍが１ノズルで成膜する成膜有効範囲である。蒸発源開口中心に対向するマスク位置での基板４の相対移動方向の形成長を１００ｍｍとすると、成膜有効範囲の両端である−３０、＋３０の位置での蒸着マスク開口長は約１４６ｍｍとなり、図２１に示すように中心から両端に離れるほど左右対称に開口長が長くなる。
【０１２５】
また、本実施例の制限用開口部５は蒸発口部８側の開口面積が小さく蒸着マスク２側へ行く程広がる形状、言い換えると蒸発口部８側程開口面積が小さい逆角錐台状として、この制限用開口部５の蒸発口部８側の端面に（マスクホルダー６の端面）に蒸発粒子が付着し制限用開口部５の内面にはできるだけ付着しないようにして、このマスクホルダー６に付着した蒸発粒子（成膜材料）の剥離回収が容易となるように構成している。
【０１２６】
また、この各制限用開口部５と蒸発口部８とを近づけすぎると付着する蒸発粒子が蒸着の妨げとなるおそれがあるし、離れている場合には、隣り合う蒸発口部８からの蒸発粒子が制限用開口部５内面に付着する量が増え前述のように回収が容易でなくなる。そのため図１３に示すように、制限用開口部５と蒸発口部８とは距離をおいて制限機能を高めると共に、隣の蒸発口部８からの蒸発粒子が制限用開口部５内面にまで入射せずマスクホルダー６の端部面に付着するように、各蒸発口部８と各制限用開口部５との各間に衝立部21を設けてもよい。
【０１２７】
また、本実施例では、この制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成するマスクホルダー６に前記蒸着マスク２を接触させて付設すると共に、この飛散制限部６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方にこの蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構９を備えて、このマスクホルダー６は飛散制限部としてだけでなく蒸発源１からの熱の入射を抑制し蒸着マスク２の熱を伝導しまた更に熱を吸収する温度保持機能を発揮して、蒸着マスク２の温度を一定に保持させることができ、蒸着マスク２の熱による歪みを防止して、基板４と蒸着マスク２とを離間状態で相対移動させる構成でありながら、高精度の蒸着が行えるように構成している。
【０１２８】
即ち、前記蒸発源１からの熱の入射が抑えられマスクホルダー６や蒸着マスク２の温度上昇が抑制され、また、蒸着マスク２が基板４と離間状態であってもこのマスクホルダー６と接触していることで蒸着マスク２の熱はマスクホルダー６へ伝導し、しかもこのマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２に温度制御機構９が設けられているから、蒸着マスク２を一定の温度に保持する温度保持機能が向上するように構成している。
【０１２９】
従って、この飛散制限部を構成するマスクホルダー６は、蒸発粒子の飛散方向の制限機能と同時に温度保持機能をも果たし、蒸着マスク２の温度上昇を抑制でき蒸着マスク２を一定の温度に保持し、熱による蒸着マスク２の歪みも生じにくいこととなり、成膜パターンの位置精度の高い蒸着膜を蒸着できることとなる。
【０１３０】
具体的には本実施例では、前述した形状の前記制限用開口部５を間隔を置いて並設したブロック状基体部の両端部を平坦面に形成して、前記制限用開口部５の開口端周辺部を平坦面とした形状にマスクホルダー６を形成し、この基板４側の端部の平坦面に蒸着マスク２を付設し、反対側の蒸発源１側の端部の平坦面を蒸発粒子が付着する付着面としている。このマスクホルダー６のブロック状基体部の上下に夫々独立した媒体を流通させこれを熱交換して温度制御する媒体路12若しくは更にヒートパイプ22を夫々制限用開口部５の周囲並びに制限用開口部５間に設けて、熱を吸収し温度上昇を抑制し蒸着マスク２の温度を一定に保持するように温度制御する温度制御機構９をこのマスクホルダー６内に設けた構成としている。
【０１３１】
更に具体的に説明すると、先ずこのマスクホルダー６に蒸着マスク２を接触させて付設する構成について説明すると、本実施例では、マスクホルダー６をマスクフレームとして前記制限用開口部５を覆うようにして前述のようにこのマスクホルダー６の基板４側の端部の平坦面、即ち、前記飛散制限部６の前記制限用開口部５間及び周囲の基板４側端部の平坦面としてマスク取付支承面23を形成し、このマスク取付支承面23に前記蒸着マスク２の周辺部などを支承し接合する構成とし、また蒸着マスク２の平面度を上げ熱による歪みも生じないようにマスク開口部３の長さ方向である相対移動方向に張力を与えてこのマスク取付支承面23に蒸着マスク２を重合してスポット溶接などし固定して張設した構成としている。
【０１３２】
本実施例では、図２２に示すようにマスクホルダー６の端部面の周辺部に十分に広い平坦面を形成して前記マスク取付支承面23を設けると共に、制限用開口部５間も平坦面を形成してこの制限用開口部５間にもマスク取付支承面23を設けている。蒸着マスク２のマスク開口部３の間隔（配列ピッチ）は、前記ＲＧＢ画素の各色の蒸着膜間隔（各画素を構成する蒸着膜とその間の間隔）があるから、例えば各制限用開口部５に対向する蒸着マスク２の端部で隣り合うマスク開口部３同士の間隔もこのようにある程度の余裕があるから、このマスク開口部３間に位置する制限用開口部５間にもこの余裕間隔を利用して後述するリブ部24を設け、この先端面を平坦面としてこの制限用開口部５間にも前記マスク取付支承面23を形成した構成としている。
【０１３３】
更に説明すると、このマスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスク２を張設することによるこの張力以上の剛性を有する構成としているが、前述のように前記基板４の相対移動方向を長さ方向とし前記蒸着マスク２を支承する前記リブ部24を、前記制限用開口部５間に設けた構成としてこの方向の剛性を高め、この制限用開口部５間の前記リブ部24の前記基板４側先端面にも蒸着マスク２を支承し接合するマスク取付支承面23を設けた構成としている。
【０１３４】
即ち、本実施例では、マスクホルダー６に基板４の相対移動方向に延在するリブ部24を設け、このリブ部24は、蒸着マスク２と接触させて付設するマスク取付支承面23を有することで、蒸着マスク２の温度保持機能を高めている。このマスク取付支承面23は、基板４と蒸着マスク２が離間していることで、広く確保できる。
【０１３５】
例えば、図２２に示すように基板４と蒸着マスク２が密着している構成でのマスク取付支承面23は、ＲＧＢ画素蒸着のための蒸着膜間隔ＰＰと蒸着パターン幅Ｐを用いて、２Ｐ＋３ＰＰで表される。本実施例では、この図２２に示すように、ギャップＧを有することで、蒸発源１と対向する基板４中心から見て、蒸着パターンの最端の位置と蒸着マスク２のマスク開口部３の最端の位置との差Ａが生じる。ＡはＧ（Ｐｘ＋Ｐ／２−φｘ／２）／（ＴＳ＋Ｇ）で表され、マスク取付支承面23は、基板４と蒸着マスク２が密着している場合と比較して２Ａ分広くなる。
【０１３６】
更に具体的に説明すると、例えば蒸着パターン幅Ｐを０．１ｍｍ、蒸着膜間隔ＰＰを０．０５ｍｍとした場合、基板４と蒸着マスク２が密着している場合のマスク取付支承面23は０．３５ｍｍとなる。しかし、本実施例の基板４と蒸着マスク２が離間状態にある場合では、例えば、ＴＳを２００ｍｍ、φｘを１ｍｍ、Ｐｘを３０ｍｍとすると、マスク取付支承面23はＧが１ｍｍでは約０．６４ｍｍ、Ｇが５ｍｍでは約１．７９ｍｍとなり、蒸着マスク２を重合してスポット溶接する面積を十分確保できる。
【０１３７】
従って、このマスクホルダー６はマスクフレームとしての剛性が高まることで、蒸着マスク２に十分な張力を付与して張設することもできる。
【０１３８】
即ち、前述のようにマスク取付支承面23を設けてこれに蒸着マスク２を重合して張設するため、特にこのように張力を付与し張設する場合には、付設強度（支承接合による重合固定強度）が強固にして安定し、極めて実用性に優れる。
【０１３９】
また、本実施例の蒸着マスク２は、基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスク２を前記マスクホルダー６にこの横方向に並設状態に付設した構成としてもよい。この場合、蒸着マスク２の端部同士を突き合わせるようにして並設するが、前記マスクホルダー６のリブ部24の先端面のマスク取付支承面23上で夫々溶接して蒸発粒子が通過しないように密閉すると共に、蒸着マスク２の熱を伝導させるように構成している。
【０１４０】
従って、小さな蒸着マスク２でも大型化に対応でき、また例えば各蒸発口部８毎の膜厚分布特性に基づいてこの各領域毎に膜厚の均一化を図るように、マスク開口部３を個別に設定した蒸着マスク２を並設したり、これら蒸着マスク２を個別に取り替えたりできるように構成可能となるなど一層実用性に優れる。
【０１４１】
次に、温度制御機構９について更に説明すると、本実施例では、蒸着マスク２が飛散制限部を構成するマスクホルダー６によって遮熱されると共に、蒸着マスク２への熱はこれが接触しているこのマスクホルダー６へと伝導し、またこのマスクホルダー６には前記媒体路12やヒートパイプ22などで構成される温度制御機構９で熱が吸収されるから、蒸着マスク２と基板４とが離間していても蒸着マスク２の温度上昇は十分に抑えられ、蒸着マスク２の温度を一定に保持でき、熱による歪みが生じにくくなり、成膜パターンの位置精度が高い蒸着が行える。
【０１４２】
この温度制御機構９は、前述のように前記制限用開口部５の周囲若しくはこの制限用開口部５間に、媒体を流通させる前記媒体路12若しくは前記ヒートパイプ22を前記マスクホルダー６内に、前記基板４と前記蒸発源１との対向方向に複数段設けた構成としている。即ち、例えばこのマスクホルダー６内に設けた媒体路12を流通する媒体から熱を奪って温度制御する熱交換部20（20Ａ，20Ｂ，20Ｄ）を設け、マスクホルダー６内を流通する媒体で蒸発源１からの熱を吸収し、この媒体からこの熱交換部20で熱を奪って温度制御し、蒸着マスク２の温度が一定となるように制御するように複数段独立してマスクホルダー６内に設けている。
【０１４３】
更に説明すると本実施例では、マスクホルダー６内に、前記蒸発源１側被温度制御部９Ａと前記基板４側被温度制御部９Ｂとを備え、各被温度制御部９Ａ，９Ｂに夫々独立に媒体を流通させる前記媒体路12（12Ａ，12Ｂ）若しくは夫々独立した前記ヒートパイプ22を、マスクホルダー６内、具体的には、図６に示す環状部６Ａ及びリブ部24に内装した構成とし、更にこの蒸発源１側被温度制御部９Ａの前記媒体路12Ａの媒体流量若しくは媒体との接触面積、又は前記ヒートパイプ22の数若しくはヒートパイプ22の断面積を前記基板４側被温度制御部９Ｂの媒体路12Ｂより増大させこの蒸発源１側被温度制御部９Ａの温度制御機能を高めている。
【０１４４】
即ち、マスクホルダー６に複数段設けた被温度制御部９Ａ，９Ｂのうち、蒸発源１側の被温度制御部９Ａで蒸発源由来の熱を吸収し、基板４側（蒸着マスク２側）の被温度制御部９Ｂで更に熱を吸収して蒸着マスク２の温度を一定に保つことができ、一層温度保持機能が高められる。
【０１４５】
また、マスクホルダー６を前述のような形状、即ち、制限用開口部５間の容量が蒸発源１側程大きい形状とすることで、基板４側の被温度制御部９Ｂよりも蒸発源１側の被温度制御部９Ａの媒体路12Ａの媒体接触面積を大きくして熱吸収能力を高め、この蒸発源１側で蒸発粒子を付着させると共にこの蒸発源１に近く（輻射熱が大きく）またこの付着量の多い蒸発源１側で熱を十分に吸収し、そして基板４側の被温度制御部９Ｂで更に熱を吸収して温度制御し、蒸着マスク２の温度が一定となるように保持する温度保持機能を向上させている。
【０１４６】
この温度制御機構９（９Ａ，９Ｂ）は、前述のように水冷式の場合は冷却水を流通させる媒体路12（12Ａ，12Ｂ）をマスクホルダー６内にめぐらせて熱交換部20（20Ａ，20Ｂ）で冷却するように構成し、またヒートパイプ22を同様にめぐらせてその端部を冷却するように構成してもよいが、本実施例では蒸発源１側の被温度制御部９Ａについては双方を施している。
【０１４７】
また、特に図１及び図７に示すように、前記媒体路12には、水冷式の場合に、蒸発源１側被温度制御部９Ａの媒体路12Ａに冷却水を導入する媒体流入路12A1と、同媒体路12Ａから冷却水を排出する媒体流出路12A2を、媒体路12Ａ内に二段に形成してあって、これら媒体流入路12A1と媒体流出路12A2は、蒸発源１側被温度制御部９Ａの熱交換部20Ａに、連結部25Ａを介して接続され、同様に、基板４側被温度制御部９Ｂの媒体路12Ｂの媒体流入路12B1と媒体流出路12B2も媒体路12Ｂ内に二段に形成してあって、基板４側被温度制御部９Ｂの熱交換部20Ｂに、連結部25Ｂを介して接続されている。
【０１４８】
そして、例えば水冷式の場合は、各熱交換部20Ａ，20Ｂから一定温度に制御された冷却水を、各媒体流入路12A1，12B1からマスクホルダー６の各媒体路12Ａ，12Ｂへ流入させ、各媒体路12Ａ，12Ｂで蒸発源１からの輻射熱により温度上昇した冷却水を各媒体流出路12A2，12B2から排出して、前記熱交換部20Ａ，20Ｂへ再度循環させることでマスクホルダー６の温度を制御し、蒸着マスク２の温度が一定になるように保持する温度保持機能を有している。
【０１４９】
このようにして、蒸発源１と基板４との対向方向に、マスクホルダー６内に二段の独立した前記被温度制御部９Ａ，９Ｂから成る温度制御機構９を設け、この独立した各被温度制限部９Ａ，９Ｂの各媒体路12Ａ，12Ｂの媒体から熱を奪う前記各熱交換部20Ａ，20Ｂと接続する各媒体路12Ａ，12Ｂの各媒体流入路12A1，12B1と媒体流出路12A2，12B2に連結部25Ａ，25Ｂを設け、例えば水冷式の場合は、冷却水を流通させる媒体路12Ａ，12Ｂにこの連結部25Ａ，25Ｂを着脱自在に連結する構成とし、各々の連結部25Ａ，25Ｂには不図示のチェック弁が内在され、マスクホルダー６を取り外す際に、各連結部25Ａ，25Ｂから冷却水が漏れないようになっている。また本実施例では、蒸発源１側の被温度制御部９Ａには更に前述のようにヒートパイプ22をも内装した構成とし、図６に示すように、このヒートパイプ22を冷却するパイプ端部とこの冷却装置22Ａとが着脱自在となるようにしている。これは、蒸着マスク２やマスクホルダー６には成膜中に蒸発粒子が次々に付着し、長時間使用すると成膜パターンに影響を及ぼす虞があるため、真空チャンバー７に不図示のゲート弁を介して交換用チャンバー16を並設し、真空チャンバー７から蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６を取出自在に構成できるようにするためである。また、前記交換用チャンバー16には、蒸着マスク２付のマスクホルダー６の洗浄機構を備え、付着した成膜材料を除去し廃棄するか、若しくは蒸着マスク２及びマスクホルダー６に付着した成膜材料を剥離させ、材料回収機構17で前記成膜材料を回収し再利用すると共に、成膜材料剥離後の蒸着マスク２付マスクホルダー６の表面に残った成膜材料やパーティクルを除去するために洗浄するようにしてもよい。洗浄後の蒸着マスク２付のマスクホルダー６は蒸着装置に戻して使用してもよいし、新たな蒸着マスク２付マスクホルダー６に交換し、先のマスクホルダー６は次の交換に備えるためにストックしておくようにしてもよい。
【０１５０】
また、本実施例にあっては、上記したマスクホルダー６内の二段の独立した前記被温度制御部９Ａ，９Ｂにおける各媒体路12Ａ，12Ｂの各媒体流入路12A1，12B1および媒体流出路12A2，12B2や、被温度制限部９Ａのヒートパイプ22を、図６乃至図９に示すようにリブ部24内に内装する場合に、リブ部24に冷却水を導入するリブ部流入口241，241，241および、リブ部24から冷却水を排出するリブ部流出口242，242，242を設ける位置や、被温度制限部９Ａのヒートパイプ22の向きを、連結部25Ａ（25Ｂ）側から見て、奇数番目のリブ部24Ａ，24Ａ，24Ａと偶数番目のリブ部24Ｂ，24Ｂ，24Ｂとで変えることで、連結部25Ａ（25Ｂ）側から見たときのリブ部24における温度勾配の向きが、例えば図６にて矢印Ｔで示すように交互に形成されるようになる。これによって、マスクホルダー６における温度分布が一層均一化されるので、熱によるマスクホルダー６の歪みが生じにくくなり、マスクホルダー６に接合した蒸着マスク２の熱による変形も抑制されるため、このことによっても、成膜パターンの位置精度が高められる。
【０１５１】
また、上記したマスクホルダー６内の二段の独立した前記被温度制御部９Ａ，９Ｂにおける各媒体路12Ａ，12Ｂにおける上記した温度勾配の形成にあたり、蒸発源１側被温度制御部９Ａの媒体路12Ａでは、蒸発源１側から基板４側に向かう温度勾配になるように、媒体流入路12A1と媒体流出路12A2の配置を図７乃至図９に示した配置とは逆にすることもでき、これによって、蒸発源１からの高温の輻射熱に晒されるマスクホルダー６の蒸発源１に近接した部位における温度上昇を効果的に抑制できる。
【０１５２】
このようにして、マスクホルダー６における温度勾配や温度分布は、種々の目的に応じて夫々にかなうように変更することができるものである。
【０１５３】
また、前記蒸着マスク２の前記基板４側の表面に、前記マスク開口部３の周囲若しくはこのマスク開口部３間に、前記媒体路12として媒体流通管12Ｃを配設してもよいし、前記ヒートパイプ22Ｃを配設してもよい。
【０１５４】
また、前記蒸着マスク２にもこれと接する蒸着マスク２に沿う温度制御部９Ｃを設けて蒸着マスク２にも前記温度制御機構９を設けた構成としても良く、この場合は、蒸着マスク２自体を温度制御するため効率が良く、更に温度保持機能が向上し、また、基板４と蒸着マスク２との離間部分のギャップを利用して設けることができる。
【０１５５】
また、マスクホルダー６は金属やセラミックなどの無機材料あるいはこれにコーティングしたものを採用し、熱吸収効率及び強度が向上するように構成している。
【０１５６】
また、本実施例では、横方向に並設する、各蒸発口部８を、前記蒸発源１の前記横長拡張部27に突出形成した蒸発口部形成用突出部28の先端部に設け、この蒸発口部形成用突出部28の周囲若しくはこの蒸発口部形成用突出部28間に、蒸発源１の熱を遮断する熱遮断部19を配設している。
【０１５７】
従って、蒸発源１の横長拡散部27に突設した前記各蒸発口形成用突出部28の先端部に前記蒸発口部８を設けた構成とすることで、蒸発レートや材料使用効率が高まり、この突出部28の先端部に蒸発口部８を設けることで、蒸発口部８以外の加熱範囲即ち蒸発源１の高熱部分からの輻射熱を、前述のように熱遮断部19によって遮断できるため、一層蒸着マスク２の冷却効率を高めることができる優れた蒸着装置となる。
【０１５８】
この熱遮断部19は、熱を遮蔽するものであればよいが、本実施例では冷却板を採用し、前記マスクホルダー６と同様に媒体を供給する媒体路を内装し、これを冷却する熱交換部20Ｄを設けて、蒸発源１に設ける被温度制御部９Ｄとして機能させて、熱遮蔽効果を高めている。
【０１５９】
また本実施例の蒸発源１は、前述のように横長拡張部27に各蒸発口部８を形成する蒸発口部形成用突出部28を突設し、この上端面に夫々蒸発口部８を設けているが、横長拡張部27に横方向には幅広いが相対移動方向には狭い偏平突出部を設けてこの上端面に蒸発口部８を多数並設してもよい。
【０１６０】
尚、蒸着マスク２は、相対移動方向と直交する方向に長い短冊状に形成したものが作成できれば、上述したように分割して形成しなくてもよい。
【実施例２】
【０１６１】
また、第二実施例では、図２３に示すように前記基板４と前記蒸着マスク２との間に、第二の蒸着マスク10を配設している。
【０１６２】
この第二の蒸着マスク10の第二のマスク開口部11は、前記成膜パターンを最終的に決する配列とし、この第二の蒸着マスク10より前記蒸発源１側に位置する前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３に比して、少なくとも前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向の開口パターンは同一パターンに設けると共に、開口部形成ピッチは前記基板４との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、また第二の蒸着マスク10の妨げとならないように第一の蒸着マスク２の各開口部幅は同一か幅広くなるように設けている。
【０１６３】
相対移動方向の配列については、前述のように蒸発レートを確保するためスリット状としたり、点在させた縦列状としたりするもので、必ずしも同一開口形状とする必要はないが、少なくとも横方向の開口パターンは同一パターンとしている。しかし、開口部形成ピッチは前記基板４との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、開口部幅は同一か幅狭くなるように設けている。
【０１６４】
従って、本実施例では、第二の蒸着マスク10を設けることで第一となる前記蒸着マスク２による陰影ＳＨを極力抑制でき、またこの第二の蒸着マスク10の温度を一定に保持でき、一層高精度の蒸着が行えることができる。
【０１６５】
即ち、第一の蒸着マスク２自体やこの蒸着マスク２を付設するマスクホルダー６に設けた蒸着マスク２の温度を双方とも一定に保持できる上に、この第一の蒸着マスク２と基板４との間に更に設けるこの第二の蒸着マスク10で最終的に決定される成膜パターンの蒸着膜を形成することになるからこの第二の蒸着マスク10は一層温度上昇しにくくなる。従って、この第二の蒸着マスク10は第一の蒸着マスク２に比して線膨張係数が大きい材料で形成できることになり、従って、例えば電鋳で形成できることになり一層高精細なマスク開口部11を形成できまた張力も比較的小さくてよいなど一層高精度の蒸着を行えることとなる。
【０１６６】
尚、第二の蒸着マスク10を基板４に密着させて成膜すると、第二の蒸着マスク10の開口パターン通りに精度よく成膜できることは言うまでもない。
【０１６７】
また、本実施例では、この第一の蒸着マスク２自体にも温度制御機構９を設けることで一層この蒸着マスク２の温度上昇を抑えることができ、従って、本実施例では更に第二の蒸着マスク10の温度上昇も更に十分に抑えることができる。
【０１６８】
また、この温度制御機構９の蒸着マスク沿設温度制御部９Ｃの媒体路12を前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３間に配設している。
【０１６９】
従って、前記基板４と前記蒸着マスク２が離間状態のまま蒸着する構成であり、この離間スペースを利用できる。また、マスク開口部３の周囲にヒートパイプ22を配設した構成としてもよい。
【０１７０】
尚、本発明は、実施例１，２に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【符号の説明】
【０１７１】
Ｇ ギャップ
ＳＨ 陰影
φｘ 開口幅
ＴＳ 蒸着マスク２との距離
ＰＰ 蒸着膜との間隔
１ 蒸発源
２ 蒸着マスク
３ マスク開口部
４ 基板
５ 制限用開口部
６ マスクホルダー
７ 蒸着室
８ 蒸発口部
９ 冷却機構
９Ａ （蒸発源１側）被温度制御部
９Ｂ （基板４側）被温度制御部
10 第二の蒸着マスク
11 マスク開口部
12 媒体路
12Ａ・12Ｂ 媒体路
17 材料回収機構
19 熱遮断部
22 ヒートパイプ
23 マスク取付支承面
24 リブ部
26 蒸発粒子発生部
27 横長拡張部
28 蒸発口部形成用突出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発源から蒸発した成膜材料を、蒸着マスクのマスク開口部を介して基板上に堆積して、この蒸着マスクにより定められた成膜パターンの蒸着膜が基板上に形成されるように構成した蒸着装置において、前記蒸発源とこの蒸発源に対向状態に配設する前記基板との間に、前記蒸発源から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーを配設し、このマスクホルダーに前記基板と離間状態に配設する前記蒸着マスクを接合させて付設し、このマスクホルダー若しくは蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度を保持する温度制御機構を備え、前記基板を、前記蒸着マスクを付設した前記マスクホルダー及び前記蒸発源に対して、前記蒸着マスクとの離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動により前記蒸着マスクより広い範囲にこの蒸着マスクにより定められる成膜パターンの蒸着膜が基板上に形成されるように構成したことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
減圧雰囲気とする蒸着室内に、前記成膜材料を収めた前記蒸発源と、この蒸発源の蒸発口部から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子が通過する前記マスク開口部を設けた前記蒸着マスクとを配設し、前記蒸発口部を複数並設し、前記蒸着マスクと離間状態に位置合わせする基板に、前記複数の蒸発口部から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部を通過して堆積し蒸着マスクにより定められる成膜パターンの蒸着膜が前記基板に形成されるように構成し、この蒸発源とこの蒸発源と対向状態に配設する前記基板との間に、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部からの蒸発粒子を通過させない前記制限用開口部を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダーを配設し、このマスクホルダーに前記基板と離間状態に配設する前記蒸着マスクを接合させて付設し、このマスクホルダー若しくは前記蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度上昇を抑制し温度を一定に保持する前記温度制御機構を設け、前記基板を、前記蒸着マスクを付設した前記マスクホルダー及び前記蒸発源に対してこの蒸着マスクとの離間状態を保持したまま相対移動させて、この相対移動方向に前記蒸着マスクの前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて前記基板より小さい前記蒸着マスクでも広範囲に蒸着膜が形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記基板の相対移動方向に対して直交する横方向に前記蒸発源の前記蒸発口部を複数並設すると共に、前記マスクホルダーに設ける前記飛散制限部の前記制限用開口部を前記横方向に沿って複数並設して、前記各蒸発口部から蒸発する蒸発粒子が、対向する前記制限用開口部のみを通過し更にこの制限用開口部と対向する前記蒸着マスクの前記マスク開口部を介して前記基板上に前記成膜パターンの蒸着膜が形成され、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部からの蒸発粒子は付着捕捉されるようにして前記制限用開口部により前記蒸発粒子の飛散方向が制限されるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記マスクホルダーの前記基板側の端部に、前記蒸着マスクを付設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記マスクホルダーの前記基板側の端部に、前記蒸着マスクに張力を付与して張設したことを特徴とする請求項４記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記マスクホルダーは、前記基板の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスクを張設したことを特徴とする請求項５記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記蒸着マスクは、前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスクを前記マスクホルダーに前記横方向に並設状態に付設したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記蒸発源の前記蒸発口部を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この一若しくは複数の蒸発口部毎に夫々対向状態に前記制限用開口部を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダーの各制限用開口部を覆うように、前記蒸着マスクをマスクホルダーの前記基板側の端部に付設したことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項９】
前記マスクホルダーの前記制限用開口部間に、前記基板の相対移動方向に延在するリブ部を設け、このリブ部の前記基板側先端面に、前記各制限用開口部に設ける前記蒸着マスクを支承し接合するマスク取付支承面を設けたことを特徴とする請求項１〜８記載の蒸着装置。
【請求項１０】
前記マスクホルダーは、前記基板の相対移動方向に延在して、前記蒸着マスクをマスクホルダーに張設する際に蒸着マスクに付与される張力によるマスクホルダーの変形を防ぐため、張設する方向におけるマスクホルダーの剛性を向上させるリブ部を、前記制限用開口部間に設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１１】
前記温度制御機構は、前記マスクホルダーの前記制限用開口部の周囲若しくはこの制限用開口部間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路若しくはヒートパイプを設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１２】
前記温度制御機構は、前記制限用開口部の周囲若しくはこの制限用開口部間に、媒体を流通させる前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを前記マスクホルダー内に設けて構成し、前記基板と前記蒸発源との対向方向に複数段設けた構成としたことを特徴とする請求項１１記載の蒸着装置。
【請求項１３】
前記温度制御機構は、前記マスクホルダー内に、前記蒸発源側被温度制御部と前記基板側被温度制御部とを備え、各被温度制御部に夫々独立に媒体を流通させる前記媒体路若しくは夫々独立した前記ヒートパイプを内装した構成としたことを特徴とする請求項１２記載の蒸着装置。
【請求項１４】
前記温度制御機構は、前記媒体路内部若しくは前記ヒートパイプ内部で生じる温度勾配が、前記対向方向に設けた各々の段同士で異なる向きに生じさせるように、前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを配置して構成したことを特徴とする請求項１１，１２のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１５】
前記温度制御機構は、前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを、前記リブ部内に配設して構成したことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１６】
前記温度制御機構は、前記リブ部内に配設した前記媒体路内部若しくは前記ヒートパイプ内部で生じる温度勾配が、隣接する前記リブ部間で互いに異なる向きに生じさせるように、前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを配置して構成したことを特徴とする請求項１５記載の蒸着装置。
【請求項１７】
前記マスクホルダーは、前記制限用開口部の形状を、前記基板側の開口面積より前記蒸発源側の開口面積が小さい形状に形成したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１８】
前記マスクホルダーの前記制限用開口部間に、前記独立した前記蒸発源側被温度制御部と前記基板側被温度制御部を設けて、前記蒸発源側被温度制御部の前記媒体路の媒体流量若しくは媒体との接触面積、又は前記ヒートパイプの数、若しくはヒートパイプの断面積を、前記基板側被温度制御部より増大させこの蒸発源側被温度制御部の温度制御能力を高めたことを特徴とする請求項１３記載の蒸着装置。
【請求項１９】
前記蒸着マスクの前記基板側の表面に、前記マスク開口部の周囲若しくはこのマスク開口部間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路若しくは前記ヒートパイプを配設して、前記蒸着マスクに前記温度制御機構を設けたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２０】
前記蒸発源の前記蒸発口部は、前記基板の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状としたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２１】
前記基板と前記蒸着マスクとが離間状態で蒸着しこの蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜が基板に形成される際、この蒸着膜の側端傾斜部分である陰影ＳＨは、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップをＧ，前記蒸発口部の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部と前記蒸着マスクとの距離をＴＳとすると、下記の式で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、前記蒸着口部８の前記開口幅φｘを小さく設定して前記ギャップＧを大きく設定できるように構成したことを特徴とする請求項２０記載の蒸着装置。
【数１】
【請求項２２】
前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設する前記蒸発口部のすべて若しくはその一部は、一つの前記蒸発源に設けた構成とし、前記成膜材料を加熱する蒸発粒子発生部と、この蒸発粒子発生部から発生した前記蒸発粒子が拡散し圧力を均一化する横長拡散部とで前記蒸発源を構成し、この横長拡散部に前記蒸発口部を前記横方向に複数並設形成したことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２３】
前記蒸発源の前記蒸発口部を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、各蒸発口部を前記蒸発源の前記基板側に向けて突出する蒸発口部形成用突出部の先端部に設け、この蒸発口部形成用突出部の周囲若しくはこの蒸発口部形成用突出部間に、前記蒸発源の熱を遮断する熱遮断部を配設したことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２４】
前記蒸着マスクの前記マスク開口部は、前記基板の前記相対移動方向と直交する横方向に複数並設した構成とし、この各マスク開口部は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設し、この相対移動方向のトータル開口長を前記制限用開口部の中央部に比して前記横方向に離れる程長くなるように設定したことを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２５】
前記基板に蒸着される成膜パターンを決する前記蒸着マスクのマスク開口部の前記基板の相対移動方向と直交する横方向における形成ピッチを、前記蒸着膜の成膜パターンのピッチよりも前記基板と前記蒸着マスクとのギャップＧと、前記基板と前記蒸発源との距離のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ狭く設定し、前記蒸着マスクのマスク開口部の前記基板の相対移動方向と直交する横方向における開口寸法を、前記蒸着膜の成膜パターンのパターン幅よりも、前記ギャップＧ、前記距離、前記蒸発源の前記蒸発口部の前記横方向における開口幅φｘのうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ広く設定したことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２６】
前記マスクホルダーは、蒸着装置に対して着脱可能なように前記温度制御機構と連結部を介して接続されることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２７】
前記マスクホルダー若しくはマスクホルダーに付設した前記蒸着マスクの少なくとも一方に付着した成膜材料を洗浄する洗浄機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２８】
前記マスクホルダー若しくはマスクホルダーに付設した前記蒸着マスクの少なくとも一方に付着した成膜材料を回収する材料回収機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２９】
前記基板と前記蒸着マスクとの間に、第二の蒸着マスクを配設したことを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項３０】
前記第二の蒸着マスクの第二のマスク開口部は、この第二の蒸着マスクより前記蒸発源側に位置する前記蒸着マスクの前記マスク開口部に比して、少なくとも前記基板の前記相対移動方向と直交する横方向の開口パターンは同一パターンに設けると共に、開口部形成ピッチは前記基板との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、開口部幅は同一か幅狭くなるように設けたことを特徴とする請求項２９記載の蒸着装置。
【請求項３１】
前記第二の蒸着マスクは、これより前記蒸発源側に位置する前記蒸着マスクよりも線膨張係数が大である材料で形成したことを特徴とする請求項２９，３０のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項３２】
前記成膜材料を、有機材料としたことを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項３３】
前記請求項１〜３２のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、前記基板上に前記蒸着マスクにより定められた成膜パターンの蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１】
蒸発源から蒸発した成膜材料を、蒸着マスクのマスク開口部を介して基板上に堆積して、この蒸着マスクにより定められた成膜パターンの蒸着膜が基板上に形成されるように構成した蒸着装置において、前記蒸発源とこの蒸発源に対向状態に配設する前記基板との間に、前記蒸発源から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーを配設し、このマスクホルダーに前記基板と離間状態に配設する前記蒸着マスクを接合させて付設し、このマスクホルダー若しくは蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度を保持する温度制御機構を備え、前記基板を、前記蒸着マスクを付設した前記マスクホルダー及び前記蒸発源に対して、前記蒸着マスクとの離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動により前記蒸着マスクより広い範囲にこの蒸着マスクにより定められる成膜パターンの蒸着膜が基板上に形成されるように構成したことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
減圧雰囲気とする蒸着室内に、前記成膜材料を収めた前記蒸発源と、この蒸発源の蒸発口部から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子が通過する前記マスク開口部を設けた前記蒸着マスクとを配設し、前記蒸発口部を複数並設し、前記蒸着マスクと離間状態に位置合わせする基板に、前記複数の蒸発口部から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部を通過して堆積し蒸着マスクにより定められる成膜パターンの蒸着膜が前記基板に形成されるように構成し、この蒸発源とこの蒸発源と対向状態に配設する前記基板との間に、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部からの蒸発粒子を通過させない前記制限用開口部を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダーを配設し、このマスクホルダーに前記基板と離間状態に配設する前記蒸着マスクを接合させて付設し、このマスクホルダー若しくは前記蒸着マスクの少なくとも一方に蒸着マスクの温度上昇を抑制し温度を一定に保持する前記温度制御機構を設け、前記基板を、前記蒸着マスクを付設した前記マスクホルダー及び前記蒸発源に対してこの蒸着マスクとの離間状態を保持したまま相対移動させて、この相対移動方向に前記蒸着マスクの前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて前記基板より小さい前記蒸着マスクでも広範囲に蒸着膜が形成されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記基板の相対移動方向に対して直交する横方向に前記蒸発源の前記蒸発口部を複数並設すると共に、前記マスクホルダーに設ける前記飛散制限部の前記制限用開口部を前記横方向に沿って複数並設して、前記各蒸発口部から蒸発する蒸発粒子が、対向する前記制限用開口部のみを通過し更にこの制限用開口部と対向する前記蒸着マスクの前記マスク開口部を介して前記基板上に前記成膜パターンの蒸着膜が形成され、隣り合う若しくは離れた位置の前記蒸発口部からの蒸発粒子は付着捕捉されるようにして前記制限用開口部により前記蒸発粒子の飛散方向が制限されるように構成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記マスクホルダーの前記基板側の端部に、前記蒸着マスクを付設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記マスクホルダーの前記基板側の端部に、前記蒸着マスクに張力を付与して張設したことを特徴とする請求項４記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記マスクホルダーは、前記基板の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスクを張設したことを特徴とする請求項５記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記蒸着マスクは、前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスクを前記マスクホルダーに前記横方向に並設状態に付設したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項８】
前記蒸発源の前記蒸発口部を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この一若しくは複数の蒸発口部毎に夫々対向状態に前記制限用開口部を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダーの各制限用開口部を覆うように、前記蒸着マスクをマスクホルダーの前記基板側の端部に付設したことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項９】
前記マスクホルダーの前記制限用開口部間に、前記基板の相対移動方向に延在するリブ部を設け、このリブ部の前記基板側先端面に、前記各制限用開口部に設ける前記蒸着マスクを支承し接合するマスク取付支承面を設けたことを特徴とする請求項１〜８記載の蒸着装置。
【請求項１０】
前記マスクホルダーは、前記基板の相対移動方向に延在して、前記蒸着マスクをマスクホルダーに張設する際に蒸着マスクに付与される張力によるマスクホルダーの変形を防ぐため、張設する方向におけるマスクホルダーの剛性を向上させるリブ部を、前記制限用開口部間に設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１１】
前記温度制御機構は、前記マスクホルダーの前記制限用開口部の周囲若しくはこの制限用開口部間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路若しくはヒートパイプを設けた構成としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１２】
前記温度制御機構は、前記制限用開口部の周囲若しくはこの制限用開口部間に、媒体を流通させる前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを前記マスクホルダー内に設けて構成し、前記基板と前記蒸発源との対向方向に複数段設けた構成としたことを特徴とする請求項１１記載の蒸着装置。
【請求項１３】
前記温度制御機構は、前記マスクホルダー内に、前記蒸発源側被温度制御部と前記基板側被温度制御部とを備え、各被温度制御部に夫々独立に媒体を流通させる前記媒体路若しくは夫々独立した前記ヒートパイプを内装した構成としたことを特徴とする請求項１２記載の蒸着装置。
【請求項１４】
前記温度制御機構は、前記媒体路内部若しくは前記ヒートパイプ内部で生じる温度勾配が、前記対向方向に設けた各々の段同士で異なる向きに生じさせるように、前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを配置して構成したことを特徴とする請求項１１，１２のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１５】
前記温度制御機構は、前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを、前記リブ部内に配設して構成したことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１６】
前記温度制御機構は、前記リブ部内に配設した前記媒体路内部若しくは前記ヒートパイプ内部で生じる温度勾配が、隣接する前記リブ部間で互いに異なる向きに生じさせるように、前記媒体路若しくは前記ヒートパイプを配置して構成したことを特徴とする請求項１５記載の蒸着装置。
【請求項１７】
前記マスクホルダーは、前記制限用開口部の形状を、前記基板側の開口面積より前記蒸発源側の開口面積が小さい形状に形成したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項１８】
前記マスクホルダーの前記制限用開口部間に、前記独立した前記蒸発源側被温度制御部と前記基板側被温度制御部を設けて、前記蒸発源側被温度制御部の前記媒体路の媒体流量若しくは媒体との接触面積、又は前記ヒートパイプの数、若しくはヒートパイプの断面積を、前記基板側被温度制御部より増大させこの蒸発源側被温度制御部の温度制御能力を高めたことを特徴とする請求項１３記載の蒸着装置。
【請求項１９】
前記蒸着マスクの前記基板側の表面に、前記マスク開口部の周囲若しくはこのマスク開口部間に、熱交換して温度制御される媒体を流通させる媒体路若しくは前記ヒートパイプを配設して、前記蒸着マスクに前記温度制御機構を設けたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２０】
前記蒸発源の前記蒸発口部は、前記基板の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状としたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２１】
前記基板と前記蒸着マスクとが離間状態で蒸着しこの蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜が基板に形成される際、この蒸着膜の側端傾斜部分である陰影ＳＨは、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップをＧ，前記蒸発口部の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部と前記蒸着マスクとの距離をＴＳとすると、下記の式で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、前記蒸着口部８の前記開口幅φｘを小さく設定して前記ギャップＧを大きく設定できるように構成したことを特徴とする請求項２０記載の蒸着装置。
【数１】
【請求項２２】
前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設する前記蒸発口部のすべて若しくはその一部は、一つの前記蒸発源に設けた構成とし、前記成膜材料を加熱する蒸発粒子発生部と、この蒸発粒子発生部から発生した前記蒸発粒子が拡散し圧力を均一化する横長拡散部とで前記蒸発源を構成し、この横長拡散部に前記蒸発口部を前記横方向に複数並設形成したことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２３】
前記蒸発源の前記蒸発口部を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、各蒸発口部を前記蒸発源の前記基板側に向けて突出する蒸発口部形成用突出部の先端部に設け、この蒸発口部形成用突出部の周囲若しくはこの蒸発口部形成用突出部間に、前記蒸発源の熱を遮断する熱遮断部を配設したことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２４】
前記蒸着マスクの前記マスク開口部は、前記基板の前記相対移動方向と直交する横方向に複数並設した構成とし、この各マスク開口部は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設し、この相対移動方向のトータル開口長を前記制限用開口部の中央部に比して前記横方向に離れる程長くなるように設定したことを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２５】
前記基板に蒸着される成膜パターンを決する前記蒸着マスクのマスク開口部の前記基板の相対移動方向と直交する横方向における形成ピッチを、前記蒸着膜の成膜パターンのピッチよりも前記基板と前記蒸着マスクとのギャップＧと、前記基板と前記蒸発源との距離のうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ狭く設定し、前記蒸着マスクのマスク開口部の前記基板の相対移動方向と直交する横方向における開口寸法を、前記蒸着膜の成膜パターンのパターン幅よりも、前記ギャップＧ、前記距離、前記蒸発源の前記蒸発口部の前記横方向における開口幅φｘのうち、少なくともいずれか一つの大小に応じた相違分だけ広く設定したことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２６】
前記マスクホルダーは、蒸着装置に対して着脱可能なように前記温度制御機構と連結部を介して接続されることを特徴とする請求項１〜２５のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２７】
前記マスクホルダー若しくはマスクホルダーに付設した前記蒸着マスクの少なくとも一方に付着した成膜材料を洗浄する洗浄機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２８】
前記マスクホルダー若しくはマスクホルダーに付設した前記蒸着マスクの少なくとも一方に付着した成膜材料を回収する材料回収機構を備えたことを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項２９】
前記基板と前記蒸着マスクとの間に、第二の蒸着マスクを配設したことを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項３０】
前記第二の蒸着マスクの第二のマスク開口部は、この第二の蒸着マスクより前記蒸発源側に位置する前記蒸着マスクの前記マスク開口部に比して、少なくとも前記基板の前記相対移動方向と直交する横方向の開口パターンは同一パターンに設けると共に、開口部形成ピッチは前記基板との距離の相違に対応して異なる形成ピッチとし、開口部幅は同一か幅狭くなるように設けたことを特徴とする請求項２９記載の蒸着装置。
【請求項３１】
前記第二の蒸着マスクは、これより前記蒸発源側に位置する前記蒸着マスクよりも線膨張係数が大である材料で形成したことを特徴とする請求項２９，３０のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項３２】
前記成膜材料を、有機材料としたことを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項３３】
前記請求項１〜３２のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、前記基板上に前記蒸着マスクにより定められた成膜パターンの蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１６７３０９（Ｐ２０１２−１６７３０９Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７９００（Ｐ２０１１−２７９００）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５９１０６５４１３）キヤノントッキ株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５９１０６５４１３）キヤノントッキ株式会社 (57)
【Ｆターム（参考）】
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