ＥＬ発光装置の製造方法および蒸着装置
【課題】 大型の基板に小さなマスクで蒸着すると時間がかかる。
【解決手段】 基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に形成されるＥＬ発光装置の製造方法であって、
列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、
前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とするＥＬ発光装置の製造方法。
【解決手段】 基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に形成されるＥＬ発光装置の製造方法であって、
列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、
前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とするＥＬ発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ発光装置の製造方法に関し、詳しくは、ＥＬ発光装置の製造工程に用いる蒸着方法および蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多彩な機能を持つ携帯電話などに、有機ＥＬ表示装置が搭載され始めている。有機ＥＬ表示装置は、画像品質が高い、動画表示が可能、消費電力が低い、などの利点があり、携帯電話の他、テレビ受像機、デジタルカメラ、車載ディスプレイ等にも用いられ始めている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板上に液晶表示装置と同様の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを形成し、その上に画素電極と発光層となる有機膜を積層して作られる。有機膜は、真空蒸着により形成する方法が一般的である。カラー表示装置を製造するには、開口のあるマスクを通して、赤色、緑色、青色の各画素の位置に、それぞれの色の有機発光材料を真空蒸着する。
【０００４】
近年、ディスプレイの高精細化が進み、３インチサイズのＶＧＡディスプレイが用いられるようになっている。その場合、画素ピッチは１００μｍ前後である。このため、真空蒸着用のマスクは、開口寸法とピッチの精度が非常に高いものとなっている。
【０００５】
蒸着に際しては、基板とマスクを密着させるかもしくは開口寸法より十分小さな距離に近接させる。基板とマスクの間に距離があると、蒸着物質がマスク開口の縁を回り込んで蒸着され、蒸着パタンのエッジのシャープネスが損なわれる。また、隣の画素との混色が生じる。
【０００６】
マスクは、正確な蒸着パタンを得るために、厚さ１００μｍ以下の薄い金属箔で作られているため、基板に近接して保持するときにひずみが生じやすい。また、蒸着源から発する輻射熱によって膨張し変形しやすい。ひずみや変形が生じると、マスクの開口の位置がずれたり開口の形状が変形したりして蒸着の精度が損なわれる。
【０００７】
ひずみや変形をなくすために、通常はマスクをフレーム（枠部材）に固定し、張力をかけて保持する。特開２００３−０６８４５３号公報には、スリット形の開口の長手方向に張力をかけることで開口の位置と形状が維持できて、蒸着パタンの精度が向上することが記載されている。
【０００８】
一方、生産性向上の観点からガラス基板の大型化も近年進んでおり、Ｇ４Ｑサイズ（３６５ｍｍ×４６０ｍｍ）、Ｇ３（５５０×６７０ｍｍ）、Ｇ４サイズ（７３０×９２０ｍｍ）といった大型基板が用いられる。しかし、このような大型基板に合わせてマスクサイズを大きくすると、開口ピッチの精度が悪くなってしまう。また、マスクを基板に対して均一に密着または近接させることも困難である。
【０００９】
大型基板に対して、基板の蒸着領域を複数に分割して蒸着させる方法が特許文献１に開示されている。基板より小さいマスクを用いて、基板をステップ状に移動させ、その都度蒸着を繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１１６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、大型基板の蒸着領域を複数に分割して蒸着させる方法では、分割した区画ごとに蒸着を行うため蒸着に時間がかかる。
【００１２】
また、通常、基板を水平において基板の下から蒸着するため、マスクは基板の下面に密着もしくは近接させる。基板が大きくなると水平に保持したときにたわみが生じ、そのために、分割した区画ごとに蒸着すると、蒸着位置によって基板とマスクの間隔が異なってしまい、基板全体にわたって均一な蒸着を行うことが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明は、第１に、基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に形成されるＥＬ発光装置の製造方法であって、列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２は、基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に蒸着パタンを形成する蒸着方法であって、列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３は、蒸着源と、矩形マスクの短辺を固定し、長辺方向に張力を加えて保持するマスクフレームと、前記マスクの２つの短辺の延長線に沿って設けられ、長さが前記マスクの短辺より長い基板を対向する２辺で支持する基板支持部と、前記基板支持部を、基板の長さ方向に、決められた距離だけ移動させる移動機構と、マスクと基板の相対位置を調整する位置調整部とを有することを特徴とする蒸着装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、大型基板に対しても短時間に精度よく蒸着パタンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＥＬ発光装置の製造過程における蒸着工程を示す図である。
【図２】各区画に形成される有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【図３】基板上の蒸着区画を示す図である。
【図４】マスクの開口の形状と配置を示す図である。
【図５】マスクフレームの図である。
【図６】位置合わせ部の構成を示す図である。
【図７】基板支持部の構成と基板移動方法を示す図である。
【図８】各列の蒸着ステップを示す図である。
【図９】基板全面を一括して蒸着する場合を説明する図である。
【図１０】膜厚分布の測定結果を示す図である。
【図１１】複数の蒸着源を配置した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかわるＥＬ発光装置の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。以下では有機ＥＬ表示装置を例にとって説明するが、本発明は、無機ＥＬを用いた表示装置、あるいは照明装置など、有機ＥＬもしくは無機ＥＬ発光を利用したすべての発光装置に適用できる。
【００１９】
本明細書で特に図示または記載されていない部分に関しては、当該技術の周知又は公知技術を適用する。又、以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であり、これらに限定されるものではない。
【００２０】
図１は本発明のＥＬ発光装置の製造過程における蒸着工程の様子を示す図である。蒸着源１０７からは、加熱されて蒸気となった有機化合物などの蒸着物質が放出され、マスク１０３の開口を通して基板１０５に付着する。付着した蒸着物質は基板上に堆積して有機化合物などの膜が形成される。
【００２１】
１枚の基板１０５に複数個の有機ＥＬ表示装置を一括して形成するため、基板１０５には行列状に並んだ区画１０６ごとに同じパタンの有機発光層が蒸着される。以下に説明する蒸着方法により１つの色の有機発光層を蒸着した後に、同じ基板に別の色の有機ＥＬ発光層を同様にして蒸着することにより、カラー有機ＥＬ表示装置とすることができる。全色の蒸着が終了した後、基板１０５は区画１０６ごとに切り離され、切り離されたそれぞれが１つの有機ＥＬ表示装置になる。
【００２２】
図２は区画１０６の内部に形成されるカラー有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【００２３】
カラー有機ＥＬ表示装置は、ＲＧＢの３色の有機ＥＬ素子１０からなる画素１１がマトリクス状に配列しており、１つ１つの有機ＥＬ素子は、パタンニングされたアノード電極１２と全画素に共通のカソード電極１３の間に不図示の有機発光物質が挟まれた構成になっている。
【００２４】
アノード電極１２は不図示の画素回路に接続されており、画素回路は、列方向に延びる電源配線１４に接続されて電源電圧の供給を受けている。電源配線１４は、画素配列領域の外で共通電源線１５となって端子１６に接続されている。
【００２５】
カソード電極１３も、画素配列領域の外でコンタクト部１７を経てカソード電源線１８となり、端子１９に接続されている。
【００２６】
端子を除く表示装置の全体は、封止部２１（２本の破線で囲まれた部分）で基板に接着される不図示の封止缶によって覆われ、外気から遮断されている。
【００２７】
このほかに、画素１１の配列の周囲には画素回路を制御する制御回路と、各画素回路に画像信号を送る信号生成回路が設けられるが、図２では省略されている。これらの制御回路と信号生成回路には、端子２０を通じて外部から制御信号および画像信号が入力される。
【００２８】
図３はガラス基板上の蒸着領域の配置を示す。図１と同じ部分には同じ符号を付した。以下の図についても同様である。
【００２９】
ガラス基板１０５には、区画１０６が、第１行〜第５行、Ａ列〜Ｅ列の計２５個、行列状に配列している。図３は基板１０５を蒸着面側から見た図であり、図１ではこの蒸着面が下向きに置かれている。各区画１０６には、表示装置の駆動回路と有機ＥＬ素子の一方の電極があらかじめ形成されているものとする。
【００３０】
蒸着工程においては、５行５列の区画１０６のうち１つの列が一括して蒸着される。基板１０５とマスク１０３を相対的に動かしながらＡ列からＥ列に向かって１列ずつ蒸着が行われる。これによって各区画１０６に蒸着パタンが形成される。
【００３１】
以下、区画１０６の行に沿った方向（行方向ともいう）をｘ軸、列に沿った方向（列方向ともいう）をｙ軸、基板法線方向をｚ軸とする。基板の移動方向はｘ軸の負の向きである。
【００３２】
蒸着パタンはマスク１０３により決定される。マスク１０３は基板１０５の１つの列とほぼ同じ大きさの矩形をなし、長辺が列の長さ、短辺が列の幅と同程度である。マスク１０３には各区画１０６の蒸着パタンに応じた開口領域１０４が幅方向に１列分設けられている。
【００３３】
図４は１つの開口領域１０４におけるマスク１０３の拡大図である。
【００３４】
マスク１０３には、１つの列にそって開口３０１が開けられている。開口３０１は、ＲＧＢのうちのＢ（青）色の有機ＥＬ素子１０Ｂの位置に対応しており、列方向に連続した細長いスリット形状である。図４のマスクを用いて、Ｂ（青）の有機発光物質が蒸着される。Ｒ（赤）とＧ（緑）の有機発光物質を蒸着するマスクも、それぞれの有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇの位置に対応する同様の開口を持っている。
【００３５】
開口領域１０４は、基板１０５の１つの区画１０６の蒸着パタンに対応する。図１のマスク１０３は、図４の開口領域１０４が上下方向に５つ並んだものである。マスク１０３は区画１０６の１列の蒸着パタンをすべて備えており、１列を一括して蒸着できる。
【００３６】
開口３０１は、ｙ方向に細長いスリットであり、表示装置の画素の列数に等しい本数が平行に設けられている。スリットの１つ１つは基板１０５にストライプ状の蒸着パタンを形成する。
【００３７】
マスク１０３は、厚さ４０μｍのインバー板であり、エッチングで４０μｍのスリットが１２０μｍピッチで形成されている。微細加工が可能な金属薄板であれば材質は問わないが、蒸着中のマスクの温度上昇によるマスクの熱膨張による変形を防止する為には、低熱膨張の材質が望ましい。
【００３８】
マスク１０３はマスクフレーム１０２に固定されている。図５はマスクフレーム１０２の詳細図である。以下、マスク１０３とマスクフレーム１０２をマスク組立て体１０１と呼ぶ。
【００３９】
マスクフレーム１０２は、マスクの撓み量及び基板がマスクに載った状態での撓み量を考慮して、長辺側のフレームのリブ４０３が基板と接触しないように短辺側のリブ４０２よりも高さが低く作成される。フレームの材質は、ＳＵＳ等の金属材料が使用できる。蒸着中のマスクの温度上昇によるマスクの熱膨張による変形を防止する為には、マスクと同じように低熱膨張の材質が望ましい。本実施例では、インバー材を使用して作成してある。
【００４０】
蒸着の際、基板１０５はマスクフレーム１０２に固定されたマスク１０３の上に密着して配置される。マスク１０３に対して基板１０５と反対側に蒸着源１０７が置かれる。蒸着源１０７は１つとは限らず、蒸着領域のＹ方向の長さに応じて個数を増やすことができる。図１では、わかりやすくするため、蒸着マスク１０３と基板１０５を実際の距離以上に離した状態で描いている。
【００４１】
図６は、マスク１０３と基板１０５の相対位置を調整する位置調整部５０１と、所定の位置に合わせる（アラインメントする）方法を示す図である。
【００４２】
位置調整部５０１は、２台のＣＣＤカメラ５０９、マスクを搭載し、基板に対して相対的に微小距離ずつ移動させるアライメントステージ（不図示）、およびＣＣＤカメラ５０９の画像を解析し、アライメントステージを移動させる制御機構（不図示）からなる。
【００４３】
マスク１０３と基板１０５には、それぞれ蒸着パタンの位置を定めるためのアライメントマーク５０７および５０８が設けられている。ＣＣＤカメラ５０９は、蒸着マスクの２つの端部に設けられたアライメントマーク５０７を計測するため２台設置されている。
【００４４】
図７は、基板を支持する基板支持部６００と、基板をステップ的に移動させる方法を示す図である。
【００４５】
基板支持部６００は５個ずつ向き合って配置された１０個のＬ字形の支持体６０１からなる。基板１０５は、基板の２辺で支持体６０１によって水平に支えられている。支持体６０１は、マスク１０３の両端からマスクの短辺に平行にすなわちｘ方向に延長された線６０２に沿って少なくとも各辺２箇所に配置され、基板１０５の対向する２辺を支える。これによってｘ方向の長さがマスク１０３の短辺より長い基板を支持することができる。基板１０５はｘ軸に平行な２辺の端部が支持体６０１によって支持されるが、ｙ軸に平行な２辺は支持されない。
【００４６】
支持体６０１はマスク１０３の前方（ｘ軸の正の向き）だけでなく、移動して後方（ｘ軸の負の向き）にも位置する。後方でも同じマスク端からの延長線６０２に沿っていることは変わりない。支持体６０１は、不図示の移動機構によって、全体が基板１０５を支持したまま支持辺に平行な方向（ｘ軸方向）に決められた距離だけステップ移動する。これによって基板を行方向に移動させることができる。
【００４７】
移動機構は、支持体６０１を１つのアームで連結して一体に移動させる周知のメカニズムである。移動はｘ方向だけに限られるので、簡単なメカニズムで行うことができる。
【００４８】
図８は図７の支持体６０１によって支持された基板１０５の各列を順に蒸着するステップを示す。図８（ａ）−（ｅ）はそれぞれＡ列−Ｅ列の蒸着工程である。
【００４９】
基板１０５は蒸着室内に運び込まれると、支持体６０１に受け渡される。支持体６０１は、まず、図８（ａ）に示すように基板１０５のＡ列をマスク１０３の位置に移動させる。
【００５０】
この状態で、基板とマスクの位置合わせが行われる。具体的には、ＣＣＤカメラ５０９がマスク１０３のアライメントマーク５０７と基板１０５のアライメントマーク５０８の位置を計測する。マスク組立て体１０１が搭載されているステージを制御して２つのアライメントマーク５０７と５０８の位置を合わせる。
【００５１】
位置合わせが終わると、支持体６０１の全体が下に動いて基板１０５を下に移動させ、基板１０５とマスク１０３を接触させる。マスク１０３の真上にある支持体６０１は、マスクフレーム１０２に設けられたくぼみ６０３に矢印６０４に示すように落ち込み、基板１０５から離れる。しかし、基板１０５は他の支持体６０１により依然支持されている。
【００５２】
蒸着源１０７には蒸着材料があり、通常、上方に開孔部を設けて蒸着物質７０２を放出させるので、基板１０５は蒸着面を下に向けて保持されなければならない。このため、基板は縁で支持され、中央が鉛直下方にたわんでいる。基板が大型の場合はたわみが相当大きくなり、基板より小さなマスクで繰り返し蒸着する場合は、基板の場所によってはマスクを基板に密着させることが非常に困難となる。
【００５３】
図７のように、支持体６０１によって基板を対向する２辺の縁で水平に支持すると、基板はその２辺に垂直な方向つまりｙ軸に沿って撓むが、この撓みはｘ軸方向には一様である。
【００５４】
一方、マスク１０３は、ｘ軸に平行な２辺がマスクフレーム１０２に固定されているだけであるから、ｙｚ面内で容易にたわみ変形を生じる。したがって、基板１０５をマスク１０３の上に乗せるだけでマスク１０３は基板１０５にならって変形し、マスク１０３の幅全域にわたって基板１０５とマスク１０３が密着するようになる。基板とマスクを接触させない場合でも、基板１０５とマスク１０３はともに同じ向きで２辺支持されているから、マスク１０３に与えるｙ方向の張力を調節することにより、その全体をほぼ一様な距離で基板１０５に近接させることができる。
【００５５】
基板１０５をマスク１０３に近接または密着させたのち、蒸着源１０７の蒸着源シャッタ（不図示）を開き、蒸着物質７０２を基板に放出してＡ列の蒸着が行われる。膜厚モニター（不図示）を観察し、所定の膜厚に達したところで蒸着を停止する。Ａ列の蒸着が終わると、支持体６０１が上方に動いて基板１０５をマスク１０３から離し、アライメント位置に戻す。さらに、支持体６０１が全体として隣の支持体の位置まで矢印７０１の方向に移動し、ガラス基板１０５を図８（ｂ）のようにＢ列の位置に合わせる。Ｂ列のアライメントがＡ列と同様に行われ、蒸着が実施される。
【００５６】
以下、基板を逐次移動させた後、図８（ｃ），（ｄ），（ｅ）の配置でＣ、Ｄ、Ｅ列の蒸着が同様に繰り返される。図７の支持体は各列に１か所設けられており、１回の移動距離は支持体のｘ方向の間隔に等しい。
【００５７】
このように、本発明の製造方法においては、基板の１列分のすべての蒸着パタンを開口として持つマスクを用いて、列を一括して蒸着する。基板１０５は、支持体６０１がマスクフレーム１０２のくぼみに次々と落ち込むことによってｘ軸方向にステップ送りされ、その都度マスク１０３と位置合わせされ、蒸着が行われる。
【００５８】
基板は１方向にのみ移動させればよいので、移動機構が簡単である。列が一度に蒸着されるので、蒸着は列の数だけ繰り返せばよく、１区画ずつ蒸着する方法に比べて短時間で済む。また、基板とマスクが同じ方向の２辺で固定されるので、撓みの形状が同じになり、全体を均一に密着させることができる。
【００５９】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
【実施例１】
【００６０】
図１の構成の蒸着装置によってＧ４Ｑ（ｙ軸に沿った幅３６５ｍｍ×ｘ軸に沿った長さ４６０ｍｍ）のガラス基板に有機ＥＬ発光層を蒸着した。
【００６１】
マスク１０３は、厚さ４０μｍのインバー薄板を短辺９０ｍｍ、長辺４４０ｍｍの矩形に加工してあり、基板１０５の区画１０６に対応した開口領域１０４が５か所に作製されている。開口領域１０４には、長辺に平行な幅４０μｍのスリットが、ピッチ１２０μｍで設けられている。
【００６２】
マスク１０３は、図５のマスクフレーム１０２に、短辺の両側に６．０±０．１ｋｇｆの張力を印加した状態で固定される。張力はスリットの方向と一致するので、マスク各部の張力が一様に保たれ、開口の位置と形状の精度が高い。
【００６３】
一般に、大型の基板に合わせてマスクサイズを大きくすると、精度を高く保つことが難しくなる。基板と同サイズのマスクを精度よく作ったとしても、それに均一な張力を加えて保持することは容易でない。マスクを支持枠に固定したときの小さなひずみが、張力を加えたときの支持枠のわずかなひずみによって増幅され、必ず張力にムラが生じる。方向がそろったスリット開口が設けられたマスクに、スリットの長手方向に張力を加える場合も同様である。長手方向の張力の不均一を補うために短手方向に張力を加えたとしても、スリットとスリットの間の部分には張力が及ばないので、マスク全体に均一な張力を与えることはできない。しかし、本実施例のように、基板の一辺と同程度の長さを持ったマスクであっても、長さに比べて幅が十分狭い場合は、均一な張力を加えることができる。
【００６４】
マスク１０３のマスクフレーム１０２への固定方法は、マスク１０３がマスクフレーム１０２から剥がれたり固定位置がずれたりしなければその方法は問わない。本実施例では抵抗溶接を用いて、マスク１０３の２つの短辺をマスクフレーム１０２に固定し、マスク組立て体１０１を作製した。以上のマスク組立て体を１０体作製した。
【００６５】
作製したマスク組立て体１０１の開口３０１の位置精度を、ソキア製二次元測長機ＳＭＩＣ−８００を使用して評価した。開口パタンの設計値に対するｘ座標位置の最大ずれは、１０体のマスク組立て体において最大で３μｍと良好であった。
【実施例２】
【００６６】
実施例１で作製した１０体のマスク組立て体１０１について、マスク長辺の撓み量及び撓み形状を、同じソキア製二次元測長機ＳＭＩＣ−８００にて評価した。どのマスクも２辺支持された薄板の撓み形状を示し、最大撓み量は５０μｍないし１００μｍであった。
【００６７】
また、これらのマスク組立て体１０１と、３６５ｍｍ×４６０ｍｍ×ｔ０．５ｍｍのガラス基板１０５を図７の矢印６０４に示すように接触させ、ガラス基板１０５をマスク組立て体１０１に載せた状態で、ガラス基板と蒸着マスクのギャップをＫＥＹＥＮＣ製ＬＴ９０００レーザ変位計で評価した。いずれのマスク組立て体も最大で数μｍのギャップしか観測されず、良好な結果であった。
【実施例３】
【００６８】
幅３６５ｍｍ×長さ４６０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのガラス基板１０５と蒸着源１０７を図９のように配置し、基板１０５をステップ移動させることなく基板の全面に有機ＥＬ材料を一度に蒸着し、基板面内の膜厚分布を評価した。
【００６９】
蒸着源１０７には、蒸着材料としてトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３と記す）を１０．０ｇ充填した。蒸着源１０７のルツボに充填されたＡｌｑ３は、蒸着源１０７に設けられた少なくとも一つの開孔部を介して放出される。蒸着源１０７を蒸着面を下に向けたガラス基板１０５の中心点の真下に置き、開孔部中心点からガラス基板１０５の蒸着面までの距離は３７０ｍｍとした。膜厚センサーで膜厚をモニターしながら１００ｎｍの膜厚を目標に蒸着を行った。蒸着後、堆積した蒸着膜をエリプソメーターにより測定した。その結果を図１０に示す。
【００７０】
図１０は、図９のｘ軸に沿った膜厚分布である。縦軸は基板の中央（ｘ＝０）における膜厚を１００として規格化されている。
【００７１】
基板の長さ（ｘ）方向４００ｍｍ全体にわたる膜厚は６０ｎｍから１００ｎｍの範囲で分布しているが、基板中央（ｘ＝０）を中心とする幅８０〜９０ｍｍの範囲では±２．０％の膜厚分布になった。この結果、１列ずつ蒸着するときの蒸着領域の幅を９０ｍｍ以内にすることにより、±２．０％以内の良好な膜厚分布が得られることが確認できた。
【実施例４】
【００７２】
実施例１で作製したマスク組立て体を用いて、図１１の配置でガラス基板上に蒸着を実施した。蒸着源１０７は、マスクの長辺方向の２箇所に配置し、Ｙ方向での膜厚分布が±２．０％に入るように位置を調整してある。
【００７３】
蒸着源１０７には、蒸着材料としてトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３と記す）を１０．０ｇ充填した。蒸着源１０７のルツボに充填されたＡｌｑ３は、蒸着源１０７に設けられた少なくとも一つの開孔部を介して蒸着する。ガラス基板１０５は、マスク１０３を挟んで蒸着源１０７と反対側に、蒸着面を下に向けて配置されている。蒸着源１０７をガラス基板１０５の中心点の真下に置き、蒸着物質７０２を放出させた。蒸着源１０７の上面にある開孔部の中心からガラス基板１０５の蒸着面までの距離は３７０ｍｍとした。膜厚センサーで膜厚をモニターしながら１００ｎｍの膜厚を目標に蒸着を行った。
【００７４】
蒸着は、図３に示すＡ〜Ｅ列ごとに基板をステップ送りして実施した。
【００７５】
蒸着後、ガラス基板にパタンニングされた蒸着膜のパタンエッジのボケを顕微鏡及びＡＦＭで観察した。また蒸着パタンと電極パタンとのズレ量を二次元測長機ＳＭＩＣ−８００を用いて測定した。さらに、ガラス基板の全パタン領域における膜厚分布をエリプソメーターにより測定した。
【００７６】
測定した結果、蒸着膜のエッジにボケはなく、基板とマスクの密着がガラス基板の全域で良好であることが確認できた。また、電極パタンとのズレ量も最大で７μｍ程度と良好であった。膜厚分布もガラス基板全域で±２％以内と良好であった。
【００７７】
蒸着が完了したのち、もう一方の電極とその上にさらに保護膜を付け、基板を区画ごとに分割する。分割された基板に電源と信号入力のための配線ケーブルを取り付けて有機ＥＬ表示装置が完成する。分割数がさらに多い場合でも、列方向には一括して蒸着するので、行数に比例した蒸着時間で済み、短時間で有機ＥＬ表示装置を製造することができる。
【００７８】
本実施例のように蒸着を１列ずつ行うことにより、列間の膜厚不均一をなくすことができる。また、全面に一括して行う場合と比べて蒸着する領域が狭くなり、蒸着レートの最も速い位置で蒸着することができる。蒸着源をｙ方向にスキャン移動させずに蒸着しても蒸着膜の膜厚分布が少ないので、移動蒸着の場合に比べて蒸着時間が短縮できる。また、スリットの方向に均一な張力を加えることができるので、スリットに垂直な方向の開口の位置誤差を最小とすることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０３ マスク
１０５ 基板
１０６ 区画
１０７ 蒸着源
３０１ 開口
５０１ 位置合わせ部
５０７、５０８ アライメントマーク
６００ 基板支持部
６０１ 支持体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＬ発光装置の製造方法に関し、詳しくは、ＥＬ発光装置の製造工程に用いる蒸着方法および蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多彩な機能を持つ携帯電話などに、有機ＥＬ表示装置が搭載され始めている。有機ＥＬ表示装置は、画像品質が高い、動画表示が可能、消費電力が低い、などの利点があり、携帯電話の他、テレビ受像機、デジタルカメラ、車載ディスプレイ等にも用いられ始めている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板上に液晶表示装置と同様の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを形成し、その上に画素電極と発光層となる有機膜を積層して作られる。有機膜は、真空蒸着により形成する方法が一般的である。カラー表示装置を製造するには、開口のあるマスクを通して、赤色、緑色、青色の各画素の位置に、それぞれの色の有機発光材料を真空蒸着する。
【０００４】
近年、ディスプレイの高精細化が進み、３インチサイズのＶＧＡディスプレイが用いられるようになっている。その場合、画素ピッチは１００μｍ前後である。このため、真空蒸着用のマスクは、開口寸法とピッチの精度が非常に高いものとなっている。
【０００５】
蒸着に際しては、基板とマスクを密着させるかもしくは開口寸法より十分小さな距離に近接させる。基板とマスクの間に距離があると、蒸着物質がマスク開口の縁を回り込んで蒸着され、蒸着パタンのエッジのシャープネスが損なわれる。また、隣の画素との混色が生じる。
【０００６】
マスクは、正確な蒸着パタンを得るために、厚さ１００μｍ以下の薄い金属箔で作られているため、基板に近接して保持するときにひずみが生じやすい。また、蒸着源から発する輻射熱によって膨張し変形しやすい。ひずみや変形が生じると、マスクの開口の位置がずれたり開口の形状が変形したりして蒸着の精度が損なわれる。
【０００７】
ひずみや変形をなくすために、通常はマスクをフレーム（枠部材）に固定し、張力をかけて保持する。特開２００３−０６８４５３号公報には、スリット形の開口の長手方向に張力をかけることで開口の位置と形状が維持できて、蒸着パタンの精度が向上することが記載されている。
【０００８】
一方、生産性向上の観点からガラス基板の大型化も近年進んでおり、Ｇ４Ｑサイズ（３６５ｍｍ×４６０ｍｍ）、Ｇ３（５５０×６７０ｍｍ）、Ｇ４サイズ（７３０×９２０ｍｍ）といった大型基板が用いられる。しかし、このような大型基板に合わせてマスクサイズを大きくすると、開口ピッチの精度が悪くなってしまう。また、マスクを基板に対して均一に密着または近接させることも困難である。
【０００９】
大型基板に対して、基板の蒸着領域を複数に分割して蒸着させる方法が特許文献１に開示されている。基板より小さいマスクを用いて、基板をステップ状に移動させ、その都度蒸着を繰り返す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１１６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、大型基板の蒸着領域を複数に分割して蒸着させる方法では、分割した区画ごとに蒸着を行うため蒸着に時間がかかる。
【００１２】
また、通常、基板を水平において基板の下から蒸着するため、マスクは基板の下面に密着もしくは近接させる。基板が大きくなると水平に保持したときにたわみが生じ、そのために、分割した区画ごとに蒸着すると、蒸着位置によって基板とマスクの間隔が異なってしまい、基板全体にわたって均一な蒸着を行うことが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明は、第１に、基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に形成されるＥＬ発光装置の製造方法であって、列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２は、基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に蒸着パタンを形成する蒸着方法であって、列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３は、蒸着源と、矩形マスクの短辺を固定し、長辺方向に張力を加えて保持するマスクフレームと、前記マスクの２つの短辺の延長線に沿って設けられ、長さが前記マスクの短辺より長い基板を対向する２辺で支持する基板支持部と、前記基板支持部を、基板の長さ方向に、決められた距離だけ移動させる移動機構と、マスクと基板の相対位置を調整する位置調整部とを有することを特徴とする蒸着装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、大型基板に対しても短時間に精度よく蒸着パタンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＥＬ発光装置の製造過程における蒸着工程を示す図である。
【図２】各区画に形成される有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【図３】基板上の蒸着区画を示す図である。
【図４】マスクの開口の形状と配置を示す図である。
【図５】マスクフレームの図である。
【図６】位置合わせ部の構成を示す図である。
【図７】基板支持部の構成と基板移動方法を示す図である。
【図８】各列の蒸着ステップを示す図である。
【図９】基板全面を一括して蒸着する場合を説明する図である。
【図１０】膜厚分布の測定結果を示す図である。
【図１１】複数の蒸着源を配置した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかわるＥＬ発光装置の製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。以下では有機ＥＬ表示装置を例にとって説明するが、本発明は、無機ＥＬを用いた表示装置、あるいは照明装置など、有機ＥＬもしくは無機ＥＬ発光を利用したすべての発光装置に適用できる。
【００１９】
本明細書で特に図示または記載されていない部分に関しては、当該技術の周知又は公知技術を適用する。又、以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であり、これらに限定されるものではない。
【００２０】
図１は本発明のＥＬ発光装置の製造過程における蒸着工程の様子を示す図である。蒸着源１０７からは、加熱されて蒸気となった有機化合物などの蒸着物質が放出され、マスク１０３の開口を通して基板１０５に付着する。付着した蒸着物質は基板上に堆積して有機化合物などの膜が形成される。
【００２１】
１枚の基板１０５に複数個の有機ＥＬ表示装置を一括して形成するため、基板１０５には行列状に並んだ区画１０６ごとに同じパタンの有機発光層が蒸着される。以下に説明する蒸着方法により１つの色の有機発光層を蒸着した後に、同じ基板に別の色の有機ＥＬ発光層を同様にして蒸着することにより、カラー有機ＥＬ表示装置とすることができる。全色の蒸着が終了した後、基板１０５は区画１０６ごとに切り離され、切り離されたそれぞれが１つの有機ＥＬ表示装置になる。
【００２２】
図２は区画１０６の内部に形成されるカラー有機ＥＬ表示装置を示す図である。
【００２３】
カラー有機ＥＬ表示装置は、ＲＧＢの３色の有機ＥＬ素子１０からなる画素１１がマトリクス状に配列しており、１つ１つの有機ＥＬ素子は、パタンニングされたアノード電極１２と全画素に共通のカソード電極１３の間に不図示の有機発光物質が挟まれた構成になっている。
【００２４】
アノード電極１２は不図示の画素回路に接続されており、画素回路は、列方向に延びる電源配線１４に接続されて電源電圧の供給を受けている。電源配線１４は、画素配列領域の外で共通電源線１５となって端子１６に接続されている。
【００２５】
カソード電極１３も、画素配列領域の外でコンタクト部１７を経てカソード電源線１８となり、端子１９に接続されている。
【００２６】
端子を除く表示装置の全体は、封止部２１（２本の破線で囲まれた部分）で基板に接着される不図示の封止缶によって覆われ、外気から遮断されている。
【００２７】
このほかに、画素１１の配列の周囲には画素回路を制御する制御回路と、各画素回路に画像信号を送る信号生成回路が設けられるが、図２では省略されている。これらの制御回路と信号生成回路には、端子２０を通じて外部から制御信号および画像信号が入力される。
【００２８】
図３はガラス基板上の蒸着領域の配置を示す。図１と同じ部分には同じ符号を付した。以下の図についても同様である。
【００２９】
ガラス基板１０５には、区画１０６が、第１行〜第５行、Ａ列〜Ｅ列の計２５個、行列状に配列している。図３は基板１０５を蒸着面側から見た図であり、図１ではこの蒸着面が下向きに置かれている。各区画１０６には、表示装置の駆動回路と有機ＥＬ素子の一方の電極があらかじめ形成されているものとする。
【００３０】
蒸着工程においては、５行５列の区画１０６のうち１つの列が一括して蒸着される。基板１０５とマスク１０３を相対的に動かしながらＡ列からＥ列に向かって１列ずつ蒸着が行われる。これによって各区画１０６に蒸着パタンが形成される。
【００３１】
以下、区画１０６の行に沿った方向（行方向ともいう）をｘ軸、列に沿った方向（列方向ともいう）をｙ軸、基板法線方向をｚ軸とする。基板の移動方向はｘ軸の負の向きである。
【００３２】
蒸着パタンはマスク１０３により決定される。マスク１０３は基板１０５の１つの列とほぼ同じ大きさの矩形をなし、長辺が列の長さ、短辺が列の幅と同程度である。マスク１０３には各区画１０６の蒸着パタンに応じた開口領域１０４が幅方向に１列分設けられている。
【００３３】
図４は１つの開口領域１０４におけるマスク１０３の拡大図である。
【００３４】
マスク１０３には、１つの列にそって開口３０１が開けられている。開口３０１は、ＲＧＢのうちのＢ（青）色の有機ＥＬ素子１０Ｂの位置に対応しており、列方向に連続した細長いスリット形状である。図４のマスクを用いて、Ｂ（青）の有機発光物質が蒸着される。Ｒ（赤）とＧ（緑）の有機発光物質を蒸着するマスクも、それぞれの有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇの位置に対応する同様の開口を持っている。
【００３５】
開口領域１０４は、基板１０５の１つの区画１０６の蒸着パタンに対応する。図１のマスク１０３は、図４の開口領域１０４が上下方向に５つ並んだものである。マスク１０３は区画１０６の１列の蒸着パタンをすべて備えており、１列を一括して蒸着できる。
【００３６】
開口３０１は、ｙ方向に細長いスリットであり、表示装置の画素の列数に等しい本数が平行に設けられている。スリットの１つ１つは基板１０５にストライプ状の蒸着パタンを形成する。
【００３７】
マスク１０３は、厚さ４０μｍのインバー板であり、エッチングで４０μｍのスリットが１２０μｍピッチで形成されている。微細加工が可能な金属薄板であれば材質は問わないが、蒸着中のマスクの温度上昇によるマスクの熱膨張による変形を防止する為には、低熱膨張の材質が望ましい。
【００３８】
マスク１０３はマスクフレーム１０２に固定されている。図５はマスクフレーム１０２の詳細図である。以下、マスク１０３とマスクフレーム１０２をマスク組立て体１０１と呼ぶ。
【００３９】
マスクフレーム１０２は、マスクの撓み量及び基板がマスクに載った状態での撓み量を考慮して、長辺側のフレームのリブ４０３が基板と接触しないように短辺側のリブ４０２よりも高さが低く作成される。フレームの材質は、ＳＵＳ等の金属材料が使用できる。蒸着中のマスクの温度上昇によるマスクの熱膨張による変形を防止する為には、マスクと同じように低熱膨張の材質が望ましい。本実施例では、インバー材を使用して作成してある。
【００４０】
蒸着の際、基板１０５はマスクフレーム１０２に固定されたマスク１０３の上に密着して配置される。マスク１０３に対して基板１０５と反対側に蒸着源１０７が置かれる。蒸着源１０７は１つとは限らず、蒸着領域のＹ方向の長さに応じて個数を増やすことができる。図１では、わかりやすくするため、蒸着マスク１０３と基板１０５を実際の距離以上に離した状態で描いている。
【００４１】
図６は、マスク１０３と基板１０５の相対位置を調整する位置調整部５０１と、所定の位置に合わせる（アラインメントする）方法を示す図である。
【００４２】
位置調整部５０１は、２台のＣＣＤカメラ５０９、マスクを搭載し、基板に対して相対的に微小距離ずつ移動させるアライメントステージ（不図示）、およびＣＣＤカメラ５０９の画像を解析し、アライメントステージを移動させる制御機構（不図示）からなる。
【００４３】
マスク１０３と基板１０５には、それぞれ蒸着パタンの位置を定めるためのアライメントマーク５０７および５０８が設けられている。ＣＣＤカメラ５０９は、蒸着マスクの２つの端部に設けられたアライメントマーク５０７を計測するため２台設置されている。
【００４４】
図７は、基板を支持する基板支持部６００と、基板をステップ的に移動させる方法を示す図である。
【００４５】
基板支持部６００は５個ずつ向き合って配置された１０個のＬ字形の支持体６０１からなる。基板１０５は、基板の２辺で支持体６０１によって水平に支えられている。支持体６０１は、マスク１０３の両端からマスクの短辺に平行にすなわちｘ方向に延長された線６０２に沿って少なくとも各辺２箇所に配置され、基板１０５の対向する２辺を支える。これによってｘ方向の長さがマスク１０３の短辺より長い基板を支持することができる。基板１０５はｘ軸に平行な２辺の端部が支持体６０１によって支持されるが、ｙ軸に平行な２辺は支持されない。
【００４６】
支持体６０１はマスク１０３の前方（ｘ軸の正の向き）だけでなく、移動して後方（ｘ軸の負の向き）にも位置する。後方でも同じマスク端からの延長線６０２に沿っていることは変わりない。支持体６０１は、不図示の移動機構によって、全体が基板１０５を支持したまま支持辺に平行な方向（ｘ軸方向）に決められた距離だけステップ移動する。これによって基板を行方向に移動させることができる。
【００４７】
移動機構は、支持体６０１を１つのアームで連結して一体に移動させる周知のメカニズムである。移動はｘ方向だけに限られるので、簡単なメカニズムで行うことができる。
【００４８】
図８は図７の支持体６０１によって支持された基板１０５の各列を順に蒸着するステップを示す。図８（ａ）−（ｅ）はそれぞれＡ列−Ｅ列の蒸着工程である。
【００４９】
基板１０５は蒸着室内に運び込まれると、支持体６０１に受け渡される。支持体６０１は、まず、図８（ａ）に示すように基板１０５のＡ列をマスク１０３の位置に移動させる。
【００５０】
この状態で、基板とマスクの位置合わせが行われる。具体的には、ＣＣＤカメラ５０９がマスク１０３のアライメントマーク５０７と基板１０５のアライメントマーク５０８の位置を計測する。マスク組立て体１０１が搭載されているステージを制御して２つのアライメントマーク５０７と５０８の位置を合わせる。
【００５１】
位置合わせが終わると、支持体６０１の全体が下に動いて基板１０５を下に移動させ、基板１０５とマスク１０３を接触させる。マスク１０３の真上にある支持体６０１は、マスクフレーム１０２に設けられたくぼみ６０３に矢印６０４に示すように落ち込み、基板１０５から離れる。しかし、基板１０５は他の支持体６０１により依然支持されている。
【００５２】
蒸着源１０７には蒸着材料があり、通常、上方に開孔部を設けて蒸着物質７０２を放出させるので、基板１０５は蒸着面を下に向けて保持されなければならない。このため、基板は縁で支持され、中央が鉛直下方にたわんでいる。基板が大型の場合はたわみが相当大きくなり、基板より小さなマスクで繰り返し蒸着する場合は、基板の場所によってはマスクを基板に密着させることが非常に困難となる。
【００５３】
図７のように、支持体６０１によって基板を対向する２辺の縁で水平に支持すると、基板はその２辺に垂直な方向つまりｙ軸に沿って撓むが、この撓みはｘ軸方向には一様である。
【００５４】
一方、マスク１０３は、ｘ軸に平行な２辺がマスクフレーム１０２に固定されているだけであるから、ｙｚ面内で容易にたわみ変形を生じる。したがって、基板１０５をマスク１０３の上に乗せるだけでマスク１０３は基板１０５にならって変形し、マスク１０３の幅全域にわたって基板１０５とマスク１０３が密着するようになる。基板とマスクを接触させない場合でも、基板１０５とマスク１０３はともに同じ向きで２辺支持されているから、マスク１０３に与えるｙ方向の張力を調節することにより、その全体をほぼ一様な距離で基板１０５に近接させることができる。
【００５５】
基板１０５をマスク１０３に近接または密着させたのち、蒸着源１０７の蒸着源シャッタ（不図示）を開き、蒸着物質７０２を基板に放出してＡ列の蒸着が行われる。膜厚モニター（不図示）を観察し、所定の膜厚に達したところで蒸着を停止する。Ａ列の蒸着が終わると、支持体６０１が上方に動いて基板１０５をマスク１０３から離し、アライメント位置に戻す。さらに、支持体６０１が全体として隣の支持体の位置まで矢印７０１の方向に移動し、ガラス基板１０５を図８（ｂ）のようにＢ列の位置に合わせる。Ｂ列のアライメントがＡ列と同様に行われ、蒸着が実施される。
【００５６】
以下、基板を逐次移動させた後、図８（ｃ），（ｄ），（ｅ）の配置でＣ、Ｄ、Ｅ列の蒸着が同様に繰り返される。図７の支持体は各列に１か所設けられており、１回の移動距離は支持体のｘ方向の間隔に等しい。
【００５７】
このように、本発明の製造方法においては、基板の１列分のすべての蒸着パタンを開口として持つマスクを用いて、列を一括して蒸着する。基板１０５は、支持体６０１がマスクフレーム１０２のくぼみに次々と落ち込むことによってｘ軸方向にステップ送りされ、その都度マスク１０３と位置合わせされ、蒸着が行われる。
【００５８】
基板は１方向にのみ移動させればよいので、移動機構が簡単である。列が一度に蒸着されるので、蒸着は列の数だけ繰り返せばよく、１区画ずつ蒸着する方法に比べて短時間で済む。また、基板とマスクが同じ方向の２辺で固定されるので、撓みの形状が同じになり、全体を均一に密着させることができる。
【００５９】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
【実施例１】
【００６０】
図１の構成の蒸着装置によってＧ４Ｑ（ｙ軸に沿った幅３６５ｍｍ×ｘ軸に沿った長さ４６０ｍｍ）のガラス基板に有機ＥＬ発光層を蒸着した。
【００６１】
マスク１０３は、厚さ４０μｍのインバー薄板を短辺９０ｍｍ、長辺４４０ｍｍの矩形に加工してあり、基板１０５の区画１０６に対応した開口領域１０４が５か所に作製されている。開口領域１０４には、長辺に平行な幅４０μｍのスリットが、ピッチ１２０μｍで設けられている。
【００６２】
マスク１０３は、図５のマスクフレーム１０２に、短辺の両側に６．０±０．１ｋｇｆの張力を印加した状態で固定される。張力はスリットの方向と一致するので、マスク各部の張力が一様に保たれ、開口の位置と形状の精度が高い。
【００６３】
一般に、大型の基板に合わせてマスクサイズを大きくすると、精度を高く保つことが難しくなる。基板と同サイズのマスクを精度よく作ったとしても、それに均一な張力を加えて保持することは容易でない。マスクを支持枠に固定したときの小さなひずみが、張力を加えたときの支持枠のわずかなひずみによって増幅され、必ず張力にムラが生じる。方向がそろったスリット開口が設けられたマスクに、スリットの長手方向に張力を加える場合も同様である。長手方向の張力の不均一を補うために短手方向に張力を加えたとしても、スリットとスリットの間の部分には張力が及ばないので、マスク全体に均一な張力を与えることはできない。しかし、本実施例のように、基板の一辺と同程度の長さを持ったマスクであっても、長さに比べて幅が十分狭い場合は、均一な張力を加えることができる。
【００６４】
マスク１０３のマスクフレーム１０２への固定方法は、マスク１０３がマスクフレーム１０２から剥がれたり固定位置がずれたりしなければその方法は問わない。本実施例では抵抗溶接を用いて、マスク１０３の２つの短辺をマスクフレーム１０２に固定し、マスク組立て体１０１を作製した。以上のマスク組立て体を１０体作製した。
【００６５】
作製したマスク組立て体１０１の開口３０１の位置精度を、ソキア製二次元測長機ＳＭＩＣ−８００を使用して評価した。開口パタンの設計値に対するｘ座標位置の最大ずれは、１０体のマスク組立て体において最大で３μｍと良好であった。
【実施例２】
【００６６】
実施例１で作製した１０体のマスク組立て体１０１について、マスク長辺の撓み量及び撓み形状を、同じソキア製二次元測長機ＳＭＩＣ−８００にて評価した。どのマスクも２辺支持された薄板の撓み形状を示し、最大撓み量は５０μｍないし１００μｍであった。
【００６７】
また、これらのマスク組立て体１０１と、３６５ｍｍ×４６０ｍｍ×ｔ０．５ｍｍのガラス基板１０５を図７の矢印６０４に示すように接触させ、ガラス基板１０５をマスク組立て体１０１に載せた状態で、ガラス基板と蒸着マスクのギャップをＫＥＹＥＮＣ製ＬＴ９０００レーザ変位計で評価した。いずれのマスク組立て体も最大で数μｍのギャップしか観測されず、良好な結果であった。
【実施例３】
【００６８】
幅３６５ｍｍ×長さ４６０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのガラス基板１０５と蒸着源１０７を図９のように配置し、基板１０５をステップ移動させることなく基板の全面に有機ＥＬ材料を一度に蒸着し、基板面内の膜厚分布を評価した。
【００６９】
蒸着源１０７には、蒸着材料としてトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３と記す）を１０．０ｇ充填した。蒸着源１０７のルツボに充填されたＡｌｑ３は、蒸着源１０７に設けられた少なくとも一つの開孔部を介して放出される。蒸着源１０７を蒸着面を下に向けたガラス基板１０５の中心点の真下に置き、開孔部中心点からガラス基板１０５の蒸着面までの距離は３７０ｍｍとした。膜厚センサーで膜厚をモニターしながら１００ｎｍの膜厚を目標に蒸着を行った。蒸着後、堆積した蒸着膜をエリプソメーターにより測定した。その結果を図１０に示す。
【００７０】
図１０は、図９のｘ軸に沿った膜厚分布である。縦軸は基板の中央（ｘ＝０）における膜厚を１００として規格化されている。
【００７１】
基板の長さ（ｘ）方向４００ｍｍ全体にわたる膜厚は６０ｎｍから１００ｎｍの範囲で分布しているが、基板中央（ｘ＝０）を中心とする幅８０〜９０ｍｍの範囲では±２．０％の膜厚分布になった。この結果、１列ずつ蒸着するときの蒸着領域の幅を９０ｍｍ以内にすることにより、±２．０％以内の良好な膜厚分布が得られることが確認できた。
【実施例４】
【００７２】
実施例１で作製したマスク組立て体を用いて、図１１の配置でガラス基板上に蒸着を実施した。蒸着源１０７は、マスクの長辺方向の２箇所に配置し、Ｙ方向での膜厚分布が±２．０％に入るように位置を調整してある。
【００７３】
蒸着源１０７には、蒸着材料としてトリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３と記す）を１０．０ｇ充填した。蒸着源１０７のルツボに充填されたＡｌｑ３は、蒸着源１０７に設けられた少なくとも一つの開孔部を介して蒸着する。ガラス基板１０５は、マスク１０３を挟んで蒸着源１０７と反対側に、蒸着面を下に向けて配置されている。蒸着源１０７をガラス基板１０５の中心点の真下に置き、蒸着物質７０２を放出させた。蒸着源１０７の上面にある開孔部の中心からガラス基板１０５の蒸着面までの距離は３７０ｍｍとした。膜厚センサーで膜厚をモニターしながら１００ｎｍの膜厚を目標に蒸着を行った。
【００７４】
蒸着は、図３に示すＡ〜Ｅ列ごとに基板をステップ送りして実施した。
【００７５】
蒸着後、ガラス基板にパタンニングされた蒸着膜のパタンエッジのボケを顕微鏡及びＡＦＭで観察した。また蒸着パタンと電極パタンとのズレ量を二次元測長機ＳＭＩＣ−８００を用いて測定した。さらに、ガラス基板の全パタン領域における膜厚分布をエリプソメーターにより測定した。
【００７６】
測定した結果、蒸着膜のエッジにボケはなく、基板とマスクの密着がガラス基板の全域で良好であることが確認できた。また、電極パタンとのズレ量も最大で７μｍ程度と良好であった。膜厚分布もガラス基板全域で±２％以内と良好であった。
【００７７】
蒸着が完了したのち、もう一方の電極とその上にさらに保護膜を付け、基板を区画ごとに分割する。分割された基板に電源と信号入力のための配線ケーブルを取り付けて有機ＥＬ表示装置が完成する。分割数がさらに多い場合でも、列方向には一括して蒸着するので、行数に比例した蒸着時間で済み、短時間で有機ＥＬ表示装置を製造することができる。
【００７８】
本実施例のように蒸着を１列ずつ行うことにより、列間の膜厚不均一をなくすことができる。また、全面に一括して行う場合と比べて蒸着する領域が狭くなり、蒸着レートの最も速い位置で蒸着することができる。蒸着源をｙ方向にスキャン移動させずに蒸着しても蒸着膜の膜厚分布が少ないので、移動蒸着の場合に比べて蒸着時間が短縮できる。また、スリットの方向に均一な張力を加えることができるので、スリットに垂直な方向の開口の位置誤差を最小とすることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０３ マスク
１０５ 基板
１０６ 区画
１０７ 蒸着源
３０１ 開口
５０１ 位置合わせ部
５０７、５０８ アライメントマーク
６００ 基板支持部
６０１ 支持体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に形成されるＥＬ発光装置の製造方法であって、
列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、
前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とするＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記マスクの開口は、区画ごとに、列方向に延びる平行な複数のスリットからなることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記マスクは、列方向に張力を加えて保持されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記マスクは、前記基板に密着または近接して保持されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記基板は、行方向に平行な２辺で水平に支持されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記基板は、列ごとに設けられた支持体によって支持されることを特徴とする請求項５に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記基板が前記区画の行方向に１列ずつ移動するごとに、前記基板と前記マスクとの位置あわせが行われることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記基板は、列ごとに位置あわせマークが設けられていることを特徴とする請求項７に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項９】
全ての前記区画の蒸着が終了した後、前記基板を前記区画ごとに切り離す工程を有することを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項１０】
異なる色で発光する蒸着物質が異なる位置に蒸着されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記蒸着物質が有機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項１２】
基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に蒸着パタンを形成する蒸着方法であって、
列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、
前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とする蒸着方法。
【請求項１３】
蒸着源と、
矩形マスクの短辺を固定し、長辺方向に張力を加えて保持するマスクフレームと、
前記マスクの２つの短辺の延長線に沿って設けられ、長さが前記マスクの短辺より長い基板を対向する２辺で支持する基板支持部と、
前記基板支持部を、基板の長さ方向に、決められた距離だけ移動させる移動機構と、
マスクと基板の相対位置を調整する位置調整部と
を有することを特徴とする蒸着装置。
【請求項１４】
前記基板支持部は、前記基板を長さ方向に平行な２辺で水平に支持することを特徴とする請求項１３に記載の蒸着装置。
【請求項１５】
前記基板支持部は、列ごとに設けられた支持体を含むことを特徴とする請求項１４に記載の蒸着装置。
【請求項１６】
前記蒸着源が、前記マスクの長辺方向に沿った複数個所に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の蒸着装置。
【請求項１】
基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に形成されるＥＬ発光装置の製造方法であって、
列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、
前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とするＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記マスクの開口は、区画ごとに、列方向に延びる平行な複数のスリットからなることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記マスクは、列方向に張力を加えて保持されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記マスクは、前記基板に密着または近接して保持されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記基板は、行方向に平行な２辺で水平に支持されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記基板は、列ごとに設けられた支持体によって支持されることを特徴とする請求項５に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記基板が前記区画の行方向に１列ずつ移動するごとに、前記基板と前記マスクとの位置あわせが行われることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記基板は、列ごとに位置あわせマークが設けられていることを特徴とする請求項７に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項９】
全ての前記区画の蒸着が終了した後、前記基板を前記区画ごとに切り離す工程を有することを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項１０】
異なる色で発光する蒸着物質が異なる位置に蒸着されることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記蒸着物質が有機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項１２】
基板上に行列をなして配置された複数の区画の各々に蒸着パタンを形成する蒸着方法であって、
列方向の全ての区画の蒸着パタンを開口として有するマスクを前記基板に対向して保持し、前記マスクを通して前記基板に蒸着物質を蒸着する工程を有し、
前記基板を前記区画の行方向に１列ずつ移動し、前記工程を繰り返すことを特徴とする蒸着方法。
【請求項１３】
蒸着源と、
矩形マスクの短辺を固定し、長辺方向に張力を加えて保持するマスクフレームと、
前記マスクの２つの短辺の延長線に沿って設けられ、長さが前記マスクの短辺より長い基板を対向する２辺で支持する基板支持部と、
前記基板支持部を、基板の長さ方向に、決められた距離だけ移動させる移動機構と、
マスクと基板の相対位置を調整する位置調整部と
を有することを特徴とする蒸着装置。
【請求項１４】
前記基板支持部は、前記基板を長さ方向に平行な２辺で水平に支持することを特徴とする請求項１３に記載の蒸着装置。
【請求項１５】
前記基板支持部は、列ごとに設けられた支持体を含むことを特徴とする請求項１４に記載の蒸着装置。
【請求項１６】
前記蒸着源が、前記マスクの長辺方向に沿った複数個所に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の蒸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５５０３９（Ｐ２０１３−５５０３９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５０４６９（Ｐ２０１２−１５０４６９）
【出願日】平成２４年７月４日（２０１２．７．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月４日（２０１２．７．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]