(57)【要約】【課題】有機ＥＬ表示装置の発光層等の蒸着のときにガラス基板との位置合わせが容易で、また強度が十分で正確な蒸着パターンの形成ができる成膜用精密マスクを提供する。更に、このような成膜用精密マスクを簡単かつ確実に製造する方法、有機ＥＬ表示装置及びその製造方法、有機ＥＬ表示装置を備えた電子機器を提供する。【解決手段】平行に所定の間隔をもって配置され、複数の第１の開口部２を形成する第１の梁３と、第１の梁３の上に当該第１の梁３に交差して配置され、複数の第２の開口部４を形成する１又は複数の第２の梁５とを備え、第１の梁３と第２の梁５とは交差部分で連結されているものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に所定の間隔をもって配置され、複数の第１の開口部を形成する第１の梁と、
前記第１の梁の上に当該第１の梁に交差して配置され、複数の第２の開口部を形成する１又は複数の第２の梁とを備え、前記第１の梁と前記第２の梁とは交差部分で連結されていることを特徴とする成膜用精密マスク。
【請求項２】
前記第１の梁及び前記第２の梁がマスク基板に一体的に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の成膜用精密マスク。
【請求項３】
前記マスク基板が単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項２記載の成膜用精密マスク。
【請求項４】
前記第１の梁の側面と前記第２の梁の側面の一方又は両方が（１１１）面方位であることを特徴とする請求項３記載の成膜用精密マスク。
【請求項５】
前記マスク基板が（１１０）面方位単結晶シリコンからなり、該マスク基板の（１１０）面と垂直な（１１１）面を側面とする前記第１の梁と、前記第１の梁と交差し前記マスク基板の（１１０）面と垂直な（１１１）面を側面とする前記第２の梁を有することを特徴とする請求項３又は４記載の成膜用精密マスク。
【請求項６】
前記単結晶シリコンからなるマスク基板の含有酸素濃度が１．７×１０18atm/cm3以下であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の成膜用精密マスク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の成膜用精密マスクを製造する方法において、
前記単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程と、
マスク基板の裏側表面に前記第１の梁に仕切られた複数の第１の開口部に相当する形状を前記エッチング保護膜にパターニングし、マスク基板の表側表面に第２の梁に仕切られた複数の第２の開口部に相当する形状を前記エッチング保護膜にパターニングする工程と、
前記パターニングした部分のエッチング保護膜を除去する工程と、エッチングにより前記第１の開口部と前記第２の開口部を形成する工程とを有することを特徴とする成膜用精密マスクの製造方法。
【請求項８】
単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程において、マスク基板を５００℃以上に加熱し、その後マスク基板を冷却し、マスク基板の温度が５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃/分以上の冷却速度にすることを特徴とする請求項７記載の成膜用精密マスクの製造方法。
【請求項９】
単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程において、熱酸化によってエッチング保護膜を形成することを特徴とする請求項８記載の成膜用精密マスクの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載の成膜用精密マスクを用いて成膜されたエレクトロルミネッセンス層を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載の成膜用精密マスクをガラス基板の所定の位置に配置してエレクトロルミネッセンス層を成膜することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載のエレクトロルミネッセンス表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬという）表示装置の正孔輸送層、発光層等を成膜するときに使用される成膜用精密マスク及びその製造方法、有機ＥＬ表示装置及びその製造方法、有機ＥＬ表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の被着用マスクでは、（１００）面方位単結晶シリコンウエハを水酸化カリウム等でウェットエッチングして中央部分を薄くし、更に有機ＥＬ表示装置の各画素に対応した被着用開口部をドライエッチングによって形成しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。なお、被着用マスクとは本発明に係る成膜用精密マスクに相当するものである。
【０００３】
また、従来の蒸着マスクでは、（１００）面方位単結晶シリコンウエハを水酸化カリウム等でウェットエッチングして薄い部分を作り、更に水酸化カリウム等でウェットエッチングすることにより蒸着パターン（開口部）を形成しているものがあった（例えば、特許文献２参照）。なお、蒸着マスクとは本発明に係る成膜用精密マスクに相当するものである。
【０００４】
更に、従来の有機ＥＬ表示装置用の単結晶シリコンウエハからなる成膜用精密マスクでは、図１０に示すように赤、青、緑に対応した縦方向に並んだ画素を一度に成膜できるよう幅が数十マイクロメートルの細長い開口部を多数並べて形成されているものがあった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８５３５０号公報（第７頁、図１）
【特許文献２】特開平４−２３６７５８号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の被着用マスクで、有機ＥＬ表示装置の各画素に対応した被着用開口部が形成されたものでは（例えば特許文献１参照）、発光層等を蒸着するときに蒸着物を蒸着させるガラス基板と被着用マスクを縦横の両方向において±５マイクロメートル以内で位置を合わせる必要があり、それを真空蒸着室内で行う必要があるため生産効率が上がらないという問題点があった。
【０００７】
また、従来の（１００）面方位単結晶シリコンウエハをウェットエッチングして開口部を形成した蒸着マスクでは（例えば特許文献２参照）、図１０のように幅が数十マイクロメートルの細長い開口部を多数並べて形成しようとすると、開口部の間にあるシリコンが細いため強度的に弱く歪んでしまい、正確な蒸着パターンの形成ができないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の発光層等の蒸着のときにガラス基板との位置合わせが容易で、また強度が十分で正確な蒸着パターンの形成ができる成膜用精密マスクを提供することを目的とする。更に、このような成膜用精密マスクを簡単かつ確実に製造する方法、有機ＥＬ表示装置及びその製造方法、有機ＥＬ表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る成膜用精密マスクは、平行に所定の間隔をもって配置され、複数の第１の開口部を形成する第１の梁と、第１の梁の上に当該第１の梁に交差して配置され、複数の第２の開口部を形成する１又は複数の第２の梁とを備え、第１の梁と第２の梁とは交差部分で連結されているものである。
本発明では、第２の開口部を形成する第２の梁が、第１の開口部を形成する第１の梁の補強材の役目を果たしている。なお、第１の開口部は幅が数十マイクロメートルで縦方向が数センチメートル以上の非常に細長いものである。第１の梁と第２の梁が連結しており、第２の梁が補強材の役目を果たすことによって、第１の梁が歪むことがなく正確な蒸着パターンが形成できる。また、第１の開口部は非常に細長い形状をしており、以下に示すように発光層等の蒸着のときにガラス基板と成膜用精密マスクの位置合わせが容易である。
【００１０】
また本発明に係る成膜用精密マスクは、第１の梁及び第２の梁がマスク基板に一体的に形成されてなるものである。
本発明では、第１の梁及び第２の梁がマスク基板に一体的に形成されているため、高精度で剛性の強い成膜用精密マスクとなる。
【００１１】
また本発明に係る成膜用精密マスクは、マスク基板が単結晶シリコンからなるものである。
本発明では、マスク基板が単結晶シリコンからなるため、高精度で剛性が強く、更にウェットエッチングにより容易に成膜用精密マスクを製造することができる。
【００１２】
また本発明に係る成膜用精密マスクは、上記のマスク基板が単結晶シリコンからなる成膜用精密マスクにおいて、第１の梁の側面と第２の梁の側面の一方又は両方を（１１１）面方位にしたものである。
本発明では、第１の梁の側面と第２の梁の側面の一方又は両方が（１１１）面方位になっており、第１の開口部や第２の開口部を形成する際に水酸化カリウム等で単結晶シリコンからなるマスク基板を異方性エッチングすることによって容易に成膜用精密マスクを製造することができる。
【００１３】
また本発明に係る成膜用精密マスクは、上記のマスク基板が単結晶シリコンからなる成膜用精密マスクにおいて、（１１０）面方位単結晶シリコンで一体的に形成されたマスク基板からなり、マスク基板の（１１０）面と垂直な（１１１）面を側面とする第１の梁と、第１の梁と交差しマスク基板の（１１０）面と垂直な（１１１）面を側面とする第２の梁を有したものである。
本発明では、マスク基板の第２の開口部を形成する第２の梁が、マスク基板の第１の開口部を形成する第１の梁の補強材の役目を果たしている。第１の梁と第２の梁が連結しており、第２の梁が補強材の役目を果たすことによって、第１の梁が歪むことがなく正確な蒸着パターンが形成できる。また、第１の梁の側面と第２の梁の側面の両方が（１１１）面方位になっており、第１の開口部や第２の開口部を形成する際に水酸化カリウム等でシリコンウエハをウェットエッチングすることによって容易に成膜用精密マスクを製造することができる。
【００１４】
また本発明に係る成膜用精密マスクは、単結晶シリコンウエハからなるマスク基板の含有酸素濃度が１．７×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以下のものである。
本発明では、単結晶シリコンウエハに含有酸素濃度が低いものを使用することによって、成膜用精密マスクを製造する過程においてマスク基板が高温になったときの結晶欠陥の成長が抑制され、より精度の高い成膜用精密マスクを製造することができる。
【００１５】
また本発明に係る成膜用精密マスクの製造方法は、単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程と、マスク基板の裏側表面に第１の梁に仕切られた複数の第１の開口部に相当する形状をエッチング保護膜にパターニングし、マスク基板の表側表面に第２の梁に仕切られた第２の開口部に相当する形状をエッチング保護膜にパターニングする工程と、パターニングした部分のエッチング保護膜を除去する工程と、エッチングにより第１の開口部と第２の開口部を形成する工程とを有するものである。
本発明では、単結晶シリコンウエハの表裏両面にエッチング保護膜を形成し、フォトリソグラフィー等でエッチング保護膜をパターニングしてパターニングした部分をエッチングにより除去し、そのエッチング保護膜の除去された部分から異方性エッチングにより開口部を形成する。このような工程を有する製造方法によって正確な蒸着パターンの形成が可能な成膜用精密マスクを簡単かつ確実に製造することができる。
【００１６】
また本発明に係る成膜用精密マスクの製造方法は、単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程において、マスク基板を５００℃以上に加熱し、その後マスク基板を冷却し、マスク基板の温度が５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃／分以上の冷却速度にするものである。
本発明では、マスク基板が５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃／分以上の冷却速度にすることで、最も結晶欠陥の成長しやすい温度域を素早く通過させることができ、より精度の高い成膜用精密マスクを製造することができる。
【００１７】
また本発明に係る成膜用精密マスクの製造方法は、単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程において、熱酸化によってエッチング保護膜を形成し、その後マスク基板を冷却し、マスク基板の温度が５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃／分以上の冷却速度にするものである。
本発明では、マスク基板が５００〜８００℃の間にあるとき平均３℃／分以上の冷却速度にすることで、最も結晶欠陥の成長しやすい温度域を素早く通過させることができ、より精度の高い成膜用精密マスクを製造することができる。
【００１８】
また本発明に係るエレクトロルミネッセンス表示装置は、上記の成膜用精密マスクを用いて製造されたものである。
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、上記のように精度が高く発光層等の蒸着のときにガラス基板との位置合わせが容易な成膜用精密マスクを用いて製造されているので、正確な蒸着パターンが形成された高品質のものである。
【００１９】
また本発明に係るエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、上記の成膜用精密マスクをガラス基板の所定の位置に配置してエレクトロルミネッセンス層を成膜するものである。
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置は、上記のように精度が高く発光層等の蒸着のときにガラス基板との位置合わせが容易な成膜用精密マスクを用いて製造されているので、正確な蒸着パターンが形成された高品質のものである。
また、簡単な製造方法であるためコストを抑えることができる。
【００２０】
また本発明に係るエレクトロルミネッセンス表示装置を備えた電子機器は、上記の成膜用精密マスクを用いてエレクトロルミネッセンス層を成膜したものである。
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置を備えた電子機器は、上記の正確な蒸着パターンが形成された高品質のエレクトロルミネッセンス表示装置を備え、またエレクトロルミネッセンス表示装置の製造が簡単であるためコストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る成膜用精密マスクの模式図である。なお、図１はＡ−Ａ面で切断されているが、図示されていない部分は図１と同様になっている。単結晶シリコンウエハを長方形状に切断したマスク基板１の裏側表面に面して、平行に所定の間隔をもって配置された第１の梁３があり、その間に第１の開口部２が複数形成されている。またマスク基板１の表側表面に面して第２の梁５があり、その間に第２の開口部４が複数形成されている。第１の梁３と第２の梁５は、単結晶シリコンからなるマスク基板１から一体的に形成されており、その製造方法は以下の実施形態３に示す。第１の梁３と第２の梁５は、交差する部分で、第１の梁３の上面と第２の梁５の下面が連結した状態となっている。有機ＥＬ材料を蒸着するときは第１の梁３が被蒸着物に接するようにする。
図１は成膜用精密マスクの模式的に描画したものであり、一般的に第１の開口部２の横幅ｄは数マイクロメートルから数十マイクロメートルであり、第１の梁３の横幅は第１の開口部２の横幅の２倍程度である。また、第１の開口部２の縦の長さは一般的に数センチメートルから数十センチメートルであり、第１の開口部２は非常に細長い形状をしている。
【００２２】
また、図１の本実施形態１に係る成膜用精密マスクは、マスク基板１を（１１０）面方位の単結晶シリコンウエハから切り出して製造したものである。また、第１の梁３の側面をマスク基板の表面の（１１０）面に垂直な（１１１）面とし、第２の梁５の側面は、第１の梁３の側面と交差しマスク基板の表面に垂直な（１１１）面としている。なお、梁の側面とは、マスク基板１の表側表面及び裏側表面に面していない面と第１の開口部及び第２の開口部に面していない面を意味する。この成膜用精密マスクを製造するには、例えば、マスク基板１となる長方形状の単結晶シリコンを、表面が（１１０）面である単結晶シリコンウエハから切り出せばよい。また、第１の開口部２と第２の開口部４は、水酸化カリウム等による異方性エッチングにより容易に形成することができる。本発明に係る成膜用精密マスクの製造方法は後述の実施形態２で詳述する。
なお、本実施形態１では第１の梁３の側面と第２の梁５の側面ともマスク基板１の表面と直角になっているが、必ずしも梁の側面がマスク基板の表面と直角である必要はない。例えば、第１の梁３の断面がハの字形になるようにを形成すれば、第１の開口部２の断面が逆ハの字形になり広い角度からの蒸着物を蒸着することができる。
また第１の梁３と第２の梁５は別部材であってもよい。
【００２３】
図２は本発明の実施形態１に係る成膜用精密マスクによって製造されたエレクトロルミネッセンス表示装置の一例である有機ＥＬ表示装置の画素部分の断面図である。ガラス基板６の上にＴＦＴ配線層７があり、その上に平坦化絶縁膜８、ＩＴＯ層９が積層されている。ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｈｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）は画素に電流を供給するための陽極の役割を果たす。酸化シリコン層１０は画素の周りの発光しない部分に積層されている。エレクトロルミネッセンス層である正孔輸送層１１、発光層１２及び電子注入層１３は有機ＥＬ材料からなり、真空蒸着等により成膜される。その上には陰極となるＩＴＯ層１４、透明封止膜１５がある。図１に示す成膜用精密マスクは主に正孔輸送層１１，発光層１２，電子注入層１３の蒸着のときの蒸着マスクとして使われるが、その他にもＩＴＯ層９をスパッタにより成膜するときのスパッタマスクとしても使用することができる。なお、エレクトロルミネッセンス層とは正孔輸送層１１，発光層１２、電子注入層１３以外に、正孔注入層等を設ける場合にはそれらを含む。
【００２４】
本実施形態１の成膜用精密マスク（マスク基板１）は第２の梁５を有し、第１の梁３と連結されているため強度が強く歪まないため、正確な蒸着パターンを形成することができる。本実施形態１の成膜用精密マスクでは、後述の実施形態４で示すように、ガラス基板６上の画素を形成する部分に、細長い第１の開口部２を合わせて発光層１２等の成膜を行うため、ガラス基板６とマスク基板１との位置合わせ（アライメント）が容易となり、生産効率を向上することができる。
【００２５】
また、本実施形態１では、第１の梁３と第２の梁５の側面を、マスク基板１と垂直な（１１１）面方位にしたため水酸化カリウム等による異方性エッチングにより成膜用精密マスクを容易に製造することができる。また、第１の梁３の側面がマスク基板１と直角であるため、第１の開口部２を密に形成することができる。
【００２６】
実施形態２．
図３は、実施形態１に係る成膜用精密マスクの製造方法を示したマスク基板１の断面の模式図である。まず、（１１０）面方位単結晶シリコンウエハから長方形状のマスク基板１を切り出し、マスク基板１を洗浄した後、熱酸化により酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなるエッチング保護膜１７をマスク基板１の周囲に形成する（図３（ａ））。このエッチング保護膜１７は、熱酸化により酸化シリコンを形成する代わりに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃｈａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により窒化シリコン膜を形成したり、スパッタにより金・クロム合金膜を形成してもよい。
本実施形態２では、マスク基板１として単結晶シリコンの含有酸素濃度が１．７×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以下であるものを用いる。また、熱酸化によりエッチング保護膜１７を形成した後に、マスク基板１を冷却するときに、マスク基板１の温度が５００〜８００℃の間にあるときは、平均３℃／分以上の冷却速度にする。
【００２７】
図４は、図３（ａ）において熱酸化によりエッチング保護膜１７を形成するときの温度変化の一例を示した図である。８００℃になったところから熱酸化室に酸素を導入し１１００℃まで温度を上げる。１１００℃になったところでスチームを熱酸化室に導入して熱酸化を加速する。しばらく１１００℃の温度を維持して、熱酸化が終了したところで窒素を導入してエッチング保護膜１７が安定するようにし、その後１１００℃から温度を下げて行く。
この後に温度を更に下げるが、このときにマスク基板１が５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃／分以上の冷却速度にする。なぜなら、単結晶シリコンではこの温度域で最も結晶欠陥が成長しやすいからである。マスク基板１に結晶欠陥があると、異方性エッチングにおいて正しい開口部が形成されないこととなるが、この温度域を素早く通過させることによって、結晶欠陥の成長を抑制することができる。
なお、熱酸化の代わりに、ＣＶＤによって窒化シリコンのエッチング保護膜１７を形成したり、スパッタを用いて金・クロム合金のエッチング保護膜１７を形成した場合にもマスク基板が５００℃以上の高温になる。この場合にも冷却のときに５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃／分以上の冷却速度にすれば、結晶欠陥の成長を抑制することができる。
【００２８】
また、マスク基板１に含有酸素濃度が１．７×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以下の単結晶シリコンを用いることにより、更に高温プロセスでの結晶欠陥の成長を抑制することができる。なお、上述のように５００℃〜８００℃の間にあるときに冷却速度を平均３℃／分以上にして、マスク基板１に含有酸素濃度が１．７×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以下の単結晶シリコンを用いた場合には結晶欠陥がほとんど成長しないことが分かっている。
【００２９】
次に、図３（ａ）のエッチング保護膜１７が形成されたマスク基板１の裏側表面に第１の梁３に仕切られた複数の第１の開口部２に相当する形状と、マスク基板の表側表面に第２の梁５に仕切られた複数の第２の開口部４に相当する形状をパターニングする。パターニングは開口部以外の部分にフォトリソグラフィーを施すことによって行う。マスク基板１の表側表面のパターンを図５に、マスク基板１の裏側表面のパターンを図６に示す。図５及び図６の灰色の部分にフォトリソグラフィーを施す。なお、図５及び図６の矢印Ｊ，Ｋは（１１１）方向である。そしてパターニングしたマスク基板１をフッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液によりエッチングして開口部となる部分のエッチング保護膜を除去する（図３（ｂ））。このときに、実施形態１で示した有機ＥＬ表示装置の発光層１２等の蒸着の位置合わせのときに必要なアライメントマーク２０の部分もエッチングしておく。
【００３０】
そして、図３（ｂ）で得られたマスク基板１を水酸化カリウム水溶液によって異方性エッチングを行い、第１の開口部２と第２の開口部４を形成する（図３（ｃ））。水酸化カリウムによりウェットエッチングを行うと、酸化シリコンのない部分から（１１１）面を側面としてまっすぐにエッチングされる。なお、有機ＥＬ表示装置に半導体が使用される場合は、カリウムで半導体が汚染される可能性があるため、水酸化カリウム水溶液に代えてテトラメチル水酸化アンモニウム水溶液等の有機アルカリ水溶液によってエッチングするのが望ましい。この場合でも水酸化カリウムと同様に異方性エッチングを行うことができる。
【００３１】
最後に、図３（ｃ）のマスク基板１のエッチング保護膜１７を、緩衝フッ化水素溶液等により除去して成膜用精密マスクが得られる（図３（ｄ））。
【００３２】
本実施形態２の成膜用精密マスクの製造方法では、エッチング保護膜を形成した後に、異方性エッチングを行うことにより、図１に示す強度が強く正確な蒸着パターンの形成が可能な成膜用精密マスクを、簡単かつ確実に製造することができる。また、熱酸化後にマスク基板１を冷却するときに５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃／分以上の冷却速度にして、結晶欠陥が成長しやすい温度域を素早く通過させ、マスク基板１に含有酸素濃度が１．７×１０18ａｔｍ／ｃｍ3以下の単結晶シリコンを用いることにより、結晶欠陥の成長を抑制して、正確な異方性エッチングを行うことが可能となる。
【００３３】
実施形態３．
本発明の実施形態１に係る成膜用精密マスクを用いてエレクトロルミネッセンス層を成膜して製造された有機ＥＬ表示装置の画素部分は、図２に示すような断面を有している。また、本実施形態３に係るエレクトロルミネッセンス表示装置を表側表面から見た画素配列は、縦ストライプと呼ばれるものである。以下に、有機ＥＬ表示装置に採用される主な３つの画素配列について説明する。
【００３４】
図７は有機ＥＬ表示装置の画素配列の種類別に、ＴＦＴ配線の難易度、画像についての表示品質及び文字についての表示品質を比較したものである。なお、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）配線とは一般的な有機ＥＬ表示装置の駆動用配線であり、各画素ごとのＯＮ・ＯＦＦを制御するものである。特にフルカラー低分子有機ＥＬ表示装置においては、画素配列は表示品質に重大な影響を及ぼす。図２に示すようにデルタ配列と呼ばれる画素配列ではＴＦＴ配線が複雑で、文字の表示品質もあまりよくないという欠点がある。正方配列と呼ばれる画素配列ではＴＦＴ配線の難易度がやや高く、コストが高くなるという欠点がある。しかし、いわゆる縦ストライプと呼ばれるものは、例えば横幅が２０マイクロメートルで縦方向の長さが６０マイクロメートルの画素が並んでいるものであるが、縦ストライプの有機ＥＬ表示装置では、ＴＦＴ配線が単純でありコストが低く抑えられ、画像、文字の表示品質もよい。
なお、図１に示す成膜用精密マスクは第１の開口部２が細長いため、縦ストライプの有機ＥＬ表示装置の製造に適している。
【００３５】
本実施形態３のエレクトロルミネッセンス表示装置は、図１の実施形態１に示す強度の強い成膜用精密マスクを用いて製造されているため、正確な画素のパターンを持った高精度のものである。また、縦ストライプの画素配列を採用しているため、ＴＦＴ配列が単純でコストが低く抑えられ、画像、文字の表示品質がよいものである。
【００３６】
実施形態４．
図８は有機ＥＬ表示装置の製造方法において、図２に示す有機ＥＬ表示装置にエレクトロルミネッセンス層を真空蒸着するときのガラス基板６と成膜用精密マスク（マスク基板１）との位置関係を示したものである。なお、図８は画素配列が縦ストライプの有機ＥＬ表示装置の場合を示している。ガラス基板６には、あらかじめＴＦＴ配線層７、平坦化絶縁膜８，ＩＴＯ層９及び酸化シリコン層１０が積層されている。マスク基板１（図示せず）は、裏面側（第１の開口部２側）がガラス基板６と接するように載せられており、図８に示すように第１の開口部２が画素の縦の列に沿うようになっている。また、蒸着源がマスク基板１側になるようにする。第１の開口部２は画素の縦の列の３列おきに開口するように設計されており、同一色を発光する画素を一度に蒸着できるようになっている。即ち、赤色画素２１Ｒ、緑色画素２１Ｇ、青色画素２１Ｂはそれぞれ縦方向に並んでおり、それぞれの色の画素を蒸着するときはマスク基板１をそれに合わせて移動させてガラス基板６とマスク基板１の位置を合わせればよい。
【００３７】
マスク基板６には、図２に示すように画素の間の発光しない部分にはあらかじめ絶縁体である酸化シリコン層１０が積層されているため、第１の開口部２のすべてに亘ってエレクトロルミネッセンス層が成膜されても画素ごとに区切られることとなる。このため発光層１２等の真空蒸着の際に、ガラス基板６とマスク基板１の位置合わせ（アライメント）をするときは、横方向のアライメント精度のみ注意すればよく、縦方向のアライメント精度は低くてもよい。ガラス基板６とマスク基板１のアライメントは真空蒸着室内で行われるため、縦横両方向に高いアライメント精度が要求されると、長時間を要しコストもかかり生産効率が低くなる。
しかし、図１に示す成膜用精密マスク（マスク基板１）を用いれば、ガラス基板６とマスク基板１の位置合わせが容易になるので生産効率が向上する。また、第１の開口部２が細長いため、画素配列が縦ストライプの有機ＥＬ表示装置の製造に適している。
【００３８】
上記のような縦方向のアライメント精度を低く抑えるには、図１０に示すような蒸着マスクを用いることが考えられるが、細長い開口部の間にある梁は一般的に数十マイクロメートルであり、非常に細く強度が弱いためすぐに歪んでしまい正確な蒸着パターンの形成が難しい。しかし図１に示す成膜用精密マスクでは第２の梁５が１又は複数設けられており、第１の梁３と第２の梁５は連結しているので第１の梁３は容易に歪むことがない。
なお、発光層１２等を蒸着するときに第２の梁５によりムラができるというおそれがあるが、真空蒸着室内でガラス基板６とマスク基板１を一緒に回転させ、蒸着源を相対的に移動させることにより、画素内の膜厚分布を均一化することができる。
【００３９】
本実施形態４に係るエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法では、ガラス基板６上の画素を形成する部分に、細長い第１の開口部２を合わせて発光層１２等の成膜を行うため、ガラス基板６とマスク基板１とのアライメントが容易となり、生産効率を向上することができる。また、本実施形態１の成膜用精密マスク（マスク基板１）は第２の梁５を有するため強度が強く歪まないので、正確な蒸着パターンを形成することができる。
【００４０】
実施形態５．
図９は本発明の実施形態５に係る電子機器を表す図である。図９（ａ）は携帯電話の表示パネルとして本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置を用いた場合であり、図９（ｂ）はデジタルカメラの表示パネルに本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置を用いた場合である。この他に、ゲーム機器やコンピュータのディスプレイにも本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態１に係る成膜用精密マスクの模式図である。
【図２】本発明に係る有機ＥＬ表示装置の画素部分の断面図である。
【図３】本発明に係る成膜用精密マスクの製造方法を示した図である。
【図４】図３（ａ）の熱酸化における温度変化を示した図である。
【図５】マスク基板の表側表面のパターンを示す図である。
【図６】マスク基板の裏側表面のパターンを示す図である。
【図７】有機ＥＬ表示装置の画素配列を比較した図である。
【図８】蒸着時のガラス基板と成膜用精密マスクの位置を示す図である。
【図９】本発明の実施形態５に係る電子機器を示す図である。
【図１０】従来の成膜用精密マスクを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…マスク基板、２…第１の開口部、３…第１の梁、４…第２の開口部、５…第２の梁、６…ガラス基板、７…ＴＦＴ配線層、８…平坦化絶縁膜、９…ＩＴＯ層、１０…酸化シリコン層、１１…正孔輸送層、１２…発光層、１３…電子注入層、１４…ＩＴＯ層、１５…透明封止膜、１７…エッチング保護膜、２０…アライメントマーク、２１Ｒ…赤色画素、２１Ｇ…緑色画素、２１Ｂ…青色画素。
【図１】
2008208460.tif 000003
【図２】
2008208460.tif 000004
【図３】
2008208460.tif 000005
【図４】
2008208460.tif 000006
【図５】
2008208460.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008208460.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008208460.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月4日(2008.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に所定の間隔をもって配置され、複数の第１の開口部を形成する第１の梁と、
前記第１の梁の上に当該第１の梁に交差して配置され、複数の第２の開口部を形成する１又は複数の第２の梁とを備え、前記第１の梁と前記第２の梁とは交差部分で連結されており、前記第１の梁の断面は、前記第２の梁が形成されている側から見てハの字形に形成されていることを特徴とする成膜用精密マスク。
【請求項２】
前記第１の梁及び前記第２の梁がマスク基板に一体的に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の成膜用精密マスク。
【請求項３】
前記マスク基板が単結晶シリコンからなることを特徴とする請求項２記載の成膜用精密マスク。
【請求項４】
前記第１の梁の側面と前記第２の梁の側面の一方又は両方が（１１１）面方位であることを特徴とする請求項３記載の成膜用精密マスク。
【請求項５】
前記マスク基板が（１１０）面方位単結晶シリコンからなり、前記第１の梁と交差し前記マスク基板の（１１０）面と垂直な（１１１）面を側面とする前記第２の梁を有することを特徴とする請求項３又は４記載の成膜用精密マスク。
【請求項６】
前記単結晶シリコンからなるマスク基板の含有酸素濃度が１．７×１０18atm/cm3 以下であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の成膜用精密マスク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の成膜用精密マスクを製造する方法において、
前記単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程と、
マスク基板の裏側表面に前記第１の梁に仕切られた複数の第１の開口部に相当する形状を前記エッチング保護膜にパターニングし、マスク基板の表側表面に第２の梁に仕切られた複数の第２の開口部に相当する形状を前記エッチング保護膜にパターニングする工程と、
前記パターニングした部分のエッチング保護膜を除去する工程と、
エッチングにより前記第１の開口部と前記第２の開口部を形成する工程とを有することを特徴とする成膜用精密マスクの製造方法。
【請求項８】
単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程において、マスク基板を５００℃以上に加熱し、その後マスク基板を冷却し、マスク基板の温度が５００〜８００℃の間にあるときは平均３℃/ 分以上の冷却速度にすることを特徴とする請求項７記載の成膜用精密マスクの製造方法。
【請求項９】
単結晶シリコンで形成されたマスク基板にエッチング保護膜を形成する工程において、熱酸化によってエッチング保護膜を形成することを特徴とする請求項８記載の成膜用精密マスクの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれかに記載の成膜用精密マスクを用いて成膜されたエレクトロルミネッセンス層を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜６のいずれかに記載の成膜用精密マスクをガラス基板の所定の位置に配置してエレクトロルミネッセンス層を成膜することを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載のエレクトロルミネッセンス表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る成膜用精密マスクは、平行に所定の間隔をもって配置され、複数の第１の開口部を形成する第１の梁と、前記第１の梁の上に当該第１の梁に交差して配置され、複数の第２の開口部を形成する１又は複数の第２の梁とを備え、前記第１の梁と前記第２の梁とは交差部分で連結されており、前記第１の梁の断面は、前記第２の梁が形成されている側から見てハの字形に形成されていることを特徴とする。
本発明に係る成膜用精密マスクは、平行に所定の間隔をもって配置され、複数の第１の開口部を形成する第１の梁と、第１の梁の上に当該第１の梁に交差して配置され、複数の第２の開口部を形成する１又は複数の第２の梁とを備え、第１の梁と第２の梁とは交差部分で連結されているものである。
本発明では、第２の開口部を形成する第２の梁が、第１の開口部を形成する第１の梁の補強材の役目を果たしている。なお、第１の開口部は幅が数十マイクロメートルで縦方向が数センチメートル以上の非常に細長いものである。第１の梁と第２の梁が連結しており、第２の梁が補強材の役目を果たすことによって、第１の梁が歪むことがなく正確な蒸着パターンが形成できる。また、第１の開口部は非常に細長い形状をしており、以下に示すように発光層等の蒸着のときにガラス基板と成膜用精密マスクの位置合わせが容易である。