(57)【要約】【課題】  簡易にシート状のマスクの平坦化を図ることができ、成膜作業時間の短縮化を可能にし、成膜工程を有する自発光素子の製造において、生産性の向上を図る。【解決手段】  成膜用マスク１は、マスクシート２と支持部材３を備える。マスクシート２は、被成膜対象の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域２Ａを有し、磁性体で形成されている。支持部材３は、マスクシート２の開口パターン形成領域２Ａに対応した開口部３Ａを有すると共に、マスクシート２を吸着して平坦化する磁化された平坦面３Ｂを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜対象の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材とを備える成膜用マスク。
【請求項２】
被成膜対象の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材を用意し、
前記開口パターン形成領域が前記開口部に対応するように、前記マスクシートを前記平坦面に吸着させて平坦化する成膜用マスクの準備方法。
【請求項３】
自発光素子基板の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材とを備える成膜用マスクを成膜室内に設置し、成膜源と前記自発光素子基板との間に前記成膜用マスクを配備することを特徴とする自発光素子の製造装置。
【請求項４】
前記自発光素子が有機ＥＬ素子である請求項３に記載された自発光素子の製造装置。
【請求項５】
自発光素子基板の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材とを用意し、
前記開口パターン形成領域が前記開口部に対応するように、前記マスクシートを前記平坦面に吸着させて平坦化する成膜用マスクの準備工程の後、
当該成膜用マスクを成膜室内に設置し、前記自発光素子基板上に前記成膜用マスクを介して自発光素子の構成要素を成膜することを特徴とする自発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記自発光素子が有機ＥＬ素子である請求項５に記載された自発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜用マスク、自発光素子の製造装置及び製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蒸着法などの成膜法によって被成膜対象の基板上に所望のパターンを成膜する際には、そのパターンに応じた開口パターンが形成された成膜用マスクを成膜源と基板との間に設置して、成膜用マスクを介して成膜源から発せられる成膜材料を基板上に堆積させている。
【０００３】
このような成膜用マスクにおいては、微細な開口パターンを高精細に形成する必要がある場合は、加工の容易性から薄いシート状の金属材料から成るマスクシートが用いられている。また、有機ＥＬ素子などの自発光素子の構成要素を成膜によって形成する際に用いられる成膜用マスクは、自発光パネルの大面積化に伴って大きくなる傾向があり、これよってマスクシートの剛性が得られなくなってマスクシートの撓みが問題になるので、支持部材にマスクシートを取り付けた状態でこれに張力を掛けて撓みを取り除いて平坦化を図ることが行われている。
【０００４】
下記特許文献１には、蒸着用マスク本体の対向する辺にガイド部材を接着し、この蒸着用マスク本体をマスクフレームに保持させる際に、ガイド部材を介して蒸着用マスク本体に所定の張力を付加する張力付加手段を設けたものが開示されており、この張力付加手段としては、ガイド部材に形成した螺子孔に螺子を螺合して、螺子の先端をマスクフレームに当接させ、この螺子のねじ込み量を調整することで張力の付加状況を調整するものが示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術によると、張力付加手段の調整によって、蒸着用マスク本体に加える張力の変更が任意にでき、また、蒸着用マスク本体をマスクフレームから容易に取り外すことができるので、洗浄が容易にできると共に、マスクパターンを変更する場合に蒸着用マスク本体の交換を容易に行うことができる、という利点が得られる。
【０００７】
しかしながら、このような張力付加手段による張力の付加及び調整には熟練した作業が必要になり、二次元的に張力を付加してシート状の蒸着用マスク本体を均一に引き伸ばすことは容易な作業ではなかった。これによってマスクの準備工程に多大な作業時間を要することになり、成膜工程全体の作業時間を長期化させ、自発光素子の製造にこのような成膜工程を採用する場合には、自発光素子の生産性を低下させる一つの要因になっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、簡易にシート状のマスクの平坦化を図ることができ、成膜工程に要する作業時間の短縮化を可能にし、成膜工程を有する自発光素子の製造において、生産性の向上を図ること等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明による成膜用マスク、自発光素子の製造装置及び製造方法は、以下の各独立請求項に係る構成を少なくとも具備するものである。
【００１０】
［請求項１］被成膜対象の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材とを備える成膜用マスク。
【００１１】
［請求項２］被成膜対象の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材を用意し、前記開口パターン形成領域が前記開口部に対応するように、前記マスクシートを前記平坦面に吸着させて平坦化する成膜用マスクの準備方法。
【００１２】
［請求項３］自発光素子基板の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材とを備える成膜用マスクを成膜室内に設置し、成膜源と前記自発光素子基板との間に前記成膜用マスクを配備することを特徴とする自発光素子の製造装置。
【００１３】
［請求項５］自発光素子基板の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域を有し、磁性体で形成されたマスクシートと、前記開口パターン形成領域に対応した開口部を有すると共に、前記マスクシートを吸着して平坦化する磁化された平坦面を有する支持部材とを用意し、前記開口パターン形成領域が前記開口部に対応するように、前記マスクシートを前記平坦面に吸着させて平坦化する成膜用マスクの準備工程の後、当該成膜用マスクを成膜室内に設置し、前記自発光素子基板上に前記成膜用マスクを介して自発光素子の構成要素を成膜することを特徴とする自発光素子の製造方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る成膜用マスクの説明図である。この成膜用マスク１は、マスクシート２と支持部材３を備える。マスクシート２は、被成膜対象の成膜領域に対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域２Ａを有し、鉄，コバルト，ニッケルやインバー材といった鉄合金、ニッケル合金、コバルト合金、ステンレス等の磁性体のシート材で形成されている。ここでは、複数の開口パターン形成領域２Ａを有する例を示しているが、開口パターン形成領域２Ａは単数でもよい。また、支持部材３は、マスクシート２の開口パターン形成領域２Ａに対応した開口部３Ａを有すると共に、マスクシート２を吸着して平坦化する磁化された平坦面３Ｂを有している。この支持部材３は自身を磁石で形成してもよいし、強磁性体で形成して、永久磁石又は電磁石を接触させるようにしてもよい。開口部３Ａは開口パターン形成領域２Ａより若干広く形成することで、マスクシート２の開口パターンを有効に活用できる。
【００１５】
このような成膜用マスク２を用いた成膜用マスク準備工程（準備方法）としては、前述したマスクシート２と支持部材３を用意し、マスクシート２の開口パターン形成領域２Ａが支持部材３の開口部３Ａに対応するように、マスクシート２を支持部材３の平坦面３Ｂに吸着させて平坦化する。
【００１６】
これによると、即座にマスクシート２を平坦にして支持部材３に位置決め固定することができる。したがって、従来行っていたような張力付加手段による調整が不要になり、簡易にマスクシート２の平坦化を図ることができる。これによって、成膜用マスク準備工程が著しく短縮されるので、成膜作業の作業時間を短縮化することができる。
【００１７】
図２は、前述した成膜用マスク１を用いた自発光素子の製造装置及び製造方法を説明する説明図である。これによると、成膜用マスク１を介して自発光素子基板４の被成膜面における成膜領域４Ａに自発光素子の構成要素の成膜パターンを形成する。ここでは、マスクシート２と自発光素子基板４とを密着させても分離させた位置に配備してもよい。また、図示しないが、支持部材３とマスクシート２を逆に配置させて、成膜源側からマスクシート２／支持部材３／自発光素子基板４の順に配置にしてもよい。
【００１８】
すなわち、自発光素子の成膜工程を行う製造装置としては、自発光素子基板４の成膜領域４Ａに対応した開口パターンが形成された開口パターン形成領域２Ａを有し、磁性体で形成されたマスクシート２と、開口パターン形成領域２Ａに対応した開口部３Ａを有すると共に、マスクシート２を吸着して平坦化する磁化された平坦面３Ｂを有する支持部材３とを備える成膜用マスク１を成膜室内に設置し、成膜源と自発光素子基板４との間に成膜用マスク１を配備している。
【００１９】
この製造装置による自発光素子の製造方法としては、前述したマスクシート２と支持部材３とを用意し、マスクシート２の開口パターン形成領域２Ａが支持部材３の開口部３Ａに対応するように、マスクシート２を平坦面３Ｂに吸着させて平坦化する成膜用マスクの準備工程の後、成膜用マスク１を成膜室内に設置し、自発光素子基板４上に成膜用マスク１を介して自発光素子の構成要素を成膜する。
【００２０】
これによると、成膜源から発せられた成膜材料Ｍはマスクシート２の開口パターンを介して自発光素子基板４の成膜領域４Ａに堆積して、自発光素子の構成要素の成膜パターンが形成される。この際に、マスクシート２を平坦化する成膜用マスク準備工程を簡易且つ短時間で行うことができるので、成膜工程全体の作業時間を短縮化することができ、これによって自発光素子の生産性を向上させることができる。特に発光色毎の塗り分け等のためにマスクパターンの異なるマスクシート２を交換する必要がある場合には、この交換を速やかに行うことができるので、成膜作業を円滑且つ短時間で行うことができる。なお、この際に、図示のようにマスクシート２の端部を折り曲げた把持部２Ｂを設けることで、マスクシート２を支持部材３から取り外す作業を速やかに行うことができるようになる。
【００２１】
以下、前述した自発光素子を有機ＥＬ素子とした場合の製造装置及び製造方法を説明する。製造装置としては、前述したとおりのものを用い、これによって有機ＥＬ素子の製造工程の中で、有機層及び電極の成膜を行う成膜工程を行う。
【００２２】
一般に、有機ＥＬ素子は、アノード（陽極、正孔注入電極）とカソード（陰極、電子注入電極）との間に有機層を挟み込んだ構造を有しており、両電極間に電圧を印加することにより、アノードから有機層内に注入・輸送された正孔とカソードから有機層内に注入・輸送された電子が再結合して発光が得られるものである。
【００２３】
アノードとカソードからなる一対の電極間には有機層を含む各種の機能層が積層された層構造が形成される。この層構造は、正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層からなるものが一般的であるが、発光層を除く各種の層は必要に応じて省略可能であり、また、各層は単一の材料で形成しても、複数の材料を混ぜ合わせた混合層にしてもよく、高分子バインダの中に各種機能材料を分散させたものであってもよい。各層を単層で形成しても多層で形成してもよい。更に、前述した層構造の最上部には、その上にスパッタ法で電極を形成する際に有機層がダメージを受けないようにするためにバッファ機能を有する層を設けることがあり、また、各層の成膜によって形成される表面の凹凸を平坦化するための層を設けることもある。
【００２４】
基板上に形成される有機ＥＬ素子は、基板側の電極を透明電極にして基板側から光を取り出すボトムエミッション方式、前述した層構造上の電極を透明電極にして基板と逆側から光を取り出すボトムエミッション方式の何れでもよい。また、表示領域における有機ＥＬ素子の配置は、ドットマトリクス状に複数配置したものであっても、所定の大きさの発光領域を単数又は複数有するものであってもよい。表示領域における有機ＥＬ素子の駆動方式は、パッシブ駆動方式、アクティブ駆動方式の何れでもよく、特に限定されるものではない。更に、有機ＥＬ素子単体の構造としては、有機ＥＬ素子を複数積層させたもの（ＳＯＬＥＤ；Ｓｔａｃｋｅｄ  ＯＬＥＤ）や、カソードとアノードとの間に電荷発生層を介在させたもの（マルチフォトン素子）を採用することもでき、これも特に限定されるものではない。
【００２５】
具体的な製造方法の例を示すと、以下のとおりである。
【００２６】
前処理工程；
上面に透明導電膜（ＩＴＯ，ＩＺＯ等）と金属導電膜（Ｃｒ，Ａｌ，Ａｇ等）とを積層した基板（ガラス，プラスチック等）を準備する（一例としては、基板をガラス基板として、透明導電膜としてＩＴＯ、金属導電膜としてＣｒ膜を採用する）。特に、アルカリ成分を有するガラス基板を用いる場合には、含有されている不純元素（アルカリ金属；Ｃａ，Ｎａ等）が表面に浸透しないように、基板の表面にバリア層（ＳｉＯ２，ＴｉＯ２等）を成膜したものを用いる。
【００２７】
次いで、バリア層，透明導電膜，金属導電膜を有する基板に対して、最上層の金属導電膜をフォトリソグラフィ法によってパターニングし、第１電極又は第２電極（陽極又は陰極）に繋がる引出電極を形成する。
【００２８】
次に、基板に露出している透明導電膜をフォトリソグラフィ法によってパターニングして第１電極（陽極）を形成する。この際に、引出電極の形成部分は引出電極の形態に合わせてパターニングされ、透明導電膜上に金属導電膜が積層した引出電極が形成されることになる。
【００２９】
その後は、第１電極に発光領域の開口が区画されるように、感光性ポリイミド等の絶縁膜をフォトリソグラフィ法によってパターニング形成して、基板上における有機ＥＬ素子の配置を特定する。また、必要に応じて第２電極を区画するための隔壁を形成してもよい。その後、必要に応じて、基板表面の有機物や水分を取り除くためにＵＶ洗浄工程が施される。
【００３０】
成膜工程；
前処理工程を経た基板を蒸着装置内に搬送して、基板に対して、図２に示すように、成膜用マスク１を設置することで、基板上に成膜用マスク１を介して有機層及び第２電極（陰極）のパターンを成膜する。
【００３１】
有機層及び第２電極の成膜に関する例を示すと、例えば、正孔注入層となるＣｕＰｃ等を蒸着にて５０ｎｍ積層し、次いで、正孔輸送層として４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＤ）等を５０ｎｍ積層する。そして、その上に成膜用マスク１を用いてＲＧＢ各発光層を各成膜領域に塗り分けて成膜する。
【００３２】
具体的には、Ｂ発光層の成膜パターンを有する成膜用マスク１を基板上に設置し、Ｂ発光層として４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）のホスト材に１重量％ドーパントとして４，４’−ビス（２−カルバゾールビニレン）ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）を５０ｎｍ共蒸着する。これによって、成膜領域にＢ発光層の成膜パターンが形成されることになる。
【００３３】
次いで、Ｇ発光層の成膜パターンを有する成膜用マスク１を基板上に設置し、Ｇ発光層としてクマリン６を５０ｎｍ蒸着する。これによって、成膜領域にＧ発光層の成膜パターンが形成されることになる。
【００３４】
更には、Ｒ発光層の成膜パターンを有する成膜用マスク１を基板１上に設置し、Ｒ発光層としてトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）のホスト材に１重量％ドーパントとして４−ジシアノメチル−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリン）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）を５０ｎｍ共蒸着する。これによって、成膜領域にＲ発光層の成膜パターンが形成されることになる。
【００３５】
その後には、電子輸送層としてＡｌｑ３を２０ｎｍ蒸着し、更に、第２電極（陰極）としてアルミニウム（Ａｌ）を１５０ｎｍ蒸着する。
【００３６】
封止工程；
その後は、成膜工程後の真空雰囲気下からＮ２の不活性ガス雰囲気下の封止室に基板を搬入する。一方、ブラスト処理で表面に凹部を設け、凹部内に乾燥手段（ＳｒＯ，ＣａＯ等）を装着したガラス封止基板を封止室内に搬入する。そして、ガラス封止基板上の所定の位置に、ディスペンサ等を用いて、１〜３００μｍの粒径を有するスペーサ（ガラスやプラスチック製のものが好ましい）を適量混合（０．１〜０．５重量％ほど）した紫外線硬化型エポキシ樹脂製の接着剤を塗布し、このガラス封止基板と基板とを前述した接着剤を介して貼り合わせ、紫外線を基板側又はガラス封止基板側から接着剤に照射してこれを硬化させる。これによって、基板とガラス封止基板間の封止空間内に表示領域が収められ、表示領域を構成する有機ＥＬ素子を外気から遮断することができる。
【００３７】
このような本発明の実施形態によると、簡易にシート状のマスクの平坦化を図ることができ、成膜用マスクの準備工程の作業時間を短縮することで、成膜工程全体に要する作業時間の短縮化を可能にする。すなわち、成膜工程を有する自発光素子の製造においては、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る成膜用マスクの説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る成膜用マスクを用いた自発光素子の製造装置及び製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    成膜用マスク
２    マスクシート
２Ａ    開口パターン形成領域
２Ｂ    把持部
３    支持部材
３Ａ    開口部
３Ｂ    平坦面
３Ｃ    設置枠
４    自発光素子基板
４Ａ    成膜領域
【図１】
2006221911.tif 000003
【図２】
2006221911.tif 000004