(57)【要約】【課題】蒸着マスクに付着した異物を高精度で検知することが可能な蒸着マスクの検査方法及び蒸着マスクの検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】表示素子を構成するパターン化された薄膜を蒸着法により形成するのに必要な蒸着マスクの検査装置であって、蒸着マスク２１２が配置される支持台３１０と、支持台３１０の所定位置に配置された蒸着マスク２１２を照明する赤外線光源３２０と、赤外線光源３２０により照明された蒸着マスク２１２からの反射光に基づき蒸着マスク表面の異物の有無を検知する検知部３３０と、を備えたことを特徴とする。【選択図】      図３
2008102003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子を構成するパターン化された薄膜を蒸着法により形成するのに必要な蒸着マスクの検査方法であって、
蒸着マスクを所定位置に配置する工程と、
所定位置の蒸着マスクを赤外線光源により照明する工程と、
蒸着マスクからの反射光に基づき、蒸着マスク表面の異物の有無を検知する工程と、
を備えたことを特徴とする検査方法。
【請求項２】
前記照明する工程は、複数の赤外線光源を用いて蒸着マスクを異なる方向から照明することを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記検知する工程は、赤外線光源により照明された蒸着マスクを所定の繰り返し単位で部分的に撮像し、撮像した繰り返し単位の画像を比較することにより異物の有無を検知するとともに、存在した異物の位置を検知することを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
【請求項４】
表示素子を構成するパターン化された薄膜を蒸着法により形成するのに必要な蒸着マスクの検査装置であって、
蒸着マスクが配置される支持台と、
前記支持台の所定位置に配置された蒸着マスクを照明する赤外線光源と、
前記赤外線光源により照明された蒸着マスクからの反射光に基づき、蒸着マスク表面の異物の有無を検知する検知部と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項５】
前記赤外線光源は、蒸着マスクを異なる方向から照明するように複数配置されたことを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記検知部は、赤外線光源により照明された蒸着マスクを所定の繰り返し単位で部分的に撮像する撮像部と、撮像した繰り返し単位の画像を比較する画像処理部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸着マスクの検査方法及び検査装置に係り、特に、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の表示素子を構成するパターン化された薄膜を蒸着法により形成するのに必要な蒸着マスクの検査方法及び検査装置に関する。
【０００２】
に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置が注目されている。この有機ＥＬ表示装置は、自発光性素子であることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。
【０００４】
これらの特徴から、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機ＥＬ表示装置は、第１電極（陽極）と第２電極（陰極）との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を保持した有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置することにより構成されたアレイ基板を備えている。このような構成において、例えば、第１電極（陽極）は、画素毎に配置されている。また、第２電極は、複数の画素に共通に配置されている。
【０００５】
このような有機ＥＬ素子の製造工程において、低分子系の有機化合物からなる有機活性層を形成する工程においては、蒸着源から飛散した材料源を蒸着する蒸着法を適用可能である。有機活性層は、発光層以外に必要に応じてホール注入層、ホール輸送層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などの機能層を含んで構成されることがある。有機活性層を構成する機能層のうち、少なくとも発光層は、高い精度で画素毎に形成することが要求されている。この発光層のようにパターン化された薄膜は、蒸着法により形成可能である。蒸着法には、パターン化しようとする発光層の形状に対応した開口部を有する蒸着マスクが適用される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−０６０９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような蒸着マスクを有機ＥＬ素子の製造過程で適用した際、蒸着マスクに付着した異物（有機物やガラス片など）が形成される薄膜に混入するおそれがある。このため、蒸着マスクを製造過程に適用する以前に、蒸着マスクの表面の異物の有無を検査する必要がある。
【０００７】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、蒸着マスクに付着した異物を高精度で検知することが可能な蒸着マスクの検査方法及び蒸着マスクの検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第１の態様による蒸着マスクの検査方法は、
表示素子を構成するパターン化された薄膜を蒸着法により形成するのに必要な蒸着マスクの検査方法であって、
蒸着マスクを所定位置に配置する工程と、
所定位置の蒸着マスクを赤外線光源により照明する工程と、
蒸着マスクからの反射光に基づき、蒸着マスク表面の異物の有無を検知する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この発明の第２の態様による蒸着マスクの検査装置は、
表示素子を構成するパターン化された薄膜を蒸着法により形成するのに必要な蒸着マスクの検査装置であって、
蒸着マスクが配置される支持台と、
前記支持台の所定位置に配置された蒸着マスクを照明する赤外線光源と、
前記赤外線光源により照明された蒸着マスクからの反射光に基づき、蒸着マスク表面の異物の有無を検知する検知部と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、蒸着マスクに付着した異物を高精度で検知することが可能な蒸着マスクの検査方法及び蒸着マスクの検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施の形態に係る蒸着マスクの検査方法及び蒸着マスクの検査装置について図面を参照して説明する。まず、検査対象である蒸着マスクを用いて製造される表示素子の構成について説明する。
【００１２】
すなわち、ここで説明する表示素子は、自発光素子である有機ＥＬ素子によって構成されている。カラー表示タイプの表示装置においては、例えば、赤色画素に対応して主に赤色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子が設けられ、緑色画素に対応して主に緑色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子が設けられ、青色画素に対応して主に青色波長に対応した光を出射する有機ＥＬ素子が設けられている。
【００１３】
これらの異なる色の光を出射する各有機ＥＬ素子４０の構成は、基本的に同一である。すなわち、図１に示すように、表示装置を構成するアレイ基板１００は、配線基板１２０の主面側に配置された複数の有機ＥＬ素子４０を備えている。なお、配線基板１２０は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性支持基板上に、画素スイッチ、駆動トランジスタ、蓄積容量素子、走査線駆動回路、信号線駆動回路、各種配線（走査線、信号線、電源供給線等）などを備えて構成されたものとする。
【００１４】
有機ＥＬ素子４０は、マトリクス状に配置され画素ＰＸ毎に独立島状に配置された第１電極６０と、第１電極６０に対向して配置され全画素ＰＸに共通に配置された第２電極６６と、これら第１電極６０と第２電極６６との間に保持された光活性層として機能する有機活性層６４と、によって構成されている。
【００１５】
有機ＥＬ素子４０を構成する第１電極６０は、配線基板１２０表面の絶縁膜上に配置され、例えば陽極として機能する。配線基板１２０側から光を取り出す下面発光方式を採用した構成では、この第１電極６０は、例えば、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ２（酸化錫）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム）などの光透過性を有する導電材料によって形成され、特にＩＴＯ、ＩＺＯを用いて形成することが好ましい。
【００１６】
有機活性層６４は、少なくとも発光層６４Ａを含んでいる。この有機活性層６４は、発光層６４Ａ以外の複数の機能層を含むことができ、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などの機能層を含むことができる。この有機活性層６４は、複数の機能層を複合した単層で構成されても良いし、各機能層を積層した多層構造であっても良い。有機活性層６４においては、発光層６４Ａが有機系材料であればよく、発光層６４Ａ以外の層は無機系材料でも有機系材料でも構わない。有機活性層６４において、発光層６４Ａ以外は共通層であり、図１に示した例では、第１電極６０側に配置されたホール側共通層６４Ｈは、ホール注入層及びホール輸送層を含み、また、第２電極６６側に配置された電子側共通層６４Ｅは、ブロッキング層及び電子輸送層を含み、発光層６４Ａは、これらのホール側共通層６４Ｈと電子側共通層６４Ｅとの間に配置されている。発光層６４Ａは、赤、緑、または青に発光する発光機能を有した有機化合物によって形成される。
【００１７】
第２電極６６は、各色画素の有機活性層６４上に共通に配置される。この第２電極６６は、電子注入機能を有する金属材料によって形成され、例えば陰極として機能する。下面発光方式を採用した構成では、この第２電極６６は、光反射性を有する導電材料を用いて形成され、例えば、カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属元素単体、または安定性を向上させるためにそれらを含む２成分あるいは３成分の合金系を用いて形成することが好ましい。合金系材料としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：１〜２０ａｔ％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．３〜１４ａｔ％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０ａｔ％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：５〜２０ａｔ％）等が好ましい。
【００１８】
また、アレイ基板１００は、表示エリア１０２において、少なくとも隣接する色毎に画素ＰＸ間を分離する隔壁７０を備えている。隔壁７０は、例えば各第１電極６０の縁に沿って格子状またはストライプ状に配置され、第１電極６０を露出する隔壁７０の開口形状が矩形となるよう形成されている。この隔壁７０は、例えば樹脂材料によって形成される。
【００１９】
この実施の形態においては、有機ＥＬ素子４０を構成する有機活性層６４は、低分子系材料を用いて蒸着法により形成される。特に、発光層６４Ａは、色画素毎に個別に設けられるため、蒸着マスクを適用して選択的に蒸着する必要がある。
【００２０】
例えば、図２に示すように、発光層６４Ａを形成するための製造装置（すなわち蒸着装置）２００は、チャンバ２１０と、発光層６４Ａを形成するための薄膜材料を放射する蒸着源２１１と、所定パターンを有する蒸着マスク２１２と、を備えている。蒸着対象である処理基板（例えば第１電極６０及びホール側共通層６４Ｈを形成済みの配線基板１２０）ＳＵＢは、蒸着マスク２１２と対向するように配置される。チャンバ２１０において適用される蒸着マスク２１２は、圧延にて形成した約０．１ｍｍ厚程度の金属薄板を用いて形成され、各画素に対応した規則的な配置の開口部からなる所定パターンを有している。蒸着源２１１から放射された薄膜材料は、蒸着マスク２１２を介して処理基板ＳＵＢの画素毎に蒸着される。
【００２１】
次に、蒸着マスク２１２の検査装置の構成例について説明する。なお、この検査装置を用いた検査は、例えば新規の蒸着マスクを受け入れた際に蒸着装置に挿着される前に行っても良いし、蒸着装置に挿着され所定数の処理基板への蒸着処理を行った後の洗浄工程後の都度行っても良い。
【００２２】
図３に示すように、検査装置３００は、支持台３１０、赤外線光源３２０、検知部３３０などを備えて構成されている。支持台３１０には、蒸着マスク２１２が配置される。赤外線光源３２０は、支持台３１０の所定位置に配置された蒸着マスク２１２を照明する。検知部３３０は、赤外線光源３２０により照明された蒸着マスク２１２からの反射光に基づき蒸着マスク２１２の表面の異物の有無を検知する。
【００２３】
より詳細には、検知部３３０は、赤外線光源３２０により照明された蒸着マスク２１２を撮像する撮像部３３１、撮像部３３１によって撮像された蒸着マスク２１２の画像に対して所定の画像処理を施す画像処理部３３２などで構成されている。撮像部３３１は、赤外線を選択的に感知するものが適用される。
【００２４】
このような検査装置３００により以下のような検査方法を適用することが可能である。すなわち、蒸着マスク２１２を支持台３１０の所定位置に配置する。そして、支持台３１０に配置された蒸着マスク２１２に対して、赤外線光源３２０から赤外線を照射し、蒸着マスク２１２を照明する。そして、蒸着マスク２１２からの反射光に基づき、蒸着マスク表面の異物の有無を検知する。
【００２５】
蒸着マスク２１２の表面に有機物またはガラスを主成分とする異物が付着していた場合、これらの成分の異物は赤外線をよく吸収する傾向にあるのに対して、金属製の蒸着マスクは赤外線を反射する。このため、光学系３３３を介して蒸着マスク２１２を拡大し、撮像部３３１により蒸着マスク２１２の表面を部分的に撮像した際、異物は赤外線を吸収するため画像上では暗く映り、蒸着マスク２１２の表面は赤外線を反射して画像上では明るく映る。このように、蒸着マスク２１２を照明する光源として赤外線を適用したことにより、可視光を適用したと比較して、異物とその背景となる蒸着マスク表面とが撮像した画像上において明暗として明確に識別することが可能となる。したがって、異物の検出率が向上する。
【００２６】
なお、検知部３３０においては、撮像部３３１により蒸着マスク２１２を所定の繰り返し単位で部分的に撮像し、撮像した繰り返し単位の画像を比較する。例えば図４に示すように、撮像部３３１は、蒸着マスク２１２の開口部が規則正しく配列した繰り返し単位Ｒ１と、これに隣接する繰り返し単位Ｒ２とを撮像する。画像処理部３３２は、撮像した繰り返し単位Ｒ１の画像と、Ｒ２の画像とを比較し、画像の異なる部分を異物Ｂが付着している部分として検出する。このように、蒸着マスク２１２表面の異物Ｂの有無が検知されるとともに、異物Ｂが検知された場合には、その位置を特定することも可能である。
【００２７】
１個の赤外線光源３２０により一方向から蒸着マスク２１２を照明する検査装置３００においては、蒸着マスク表面の凹凸の影響を受けやすい。すなわち、図５に示すように、蒸着マスク２１２の表面に深さ数ミクロン程度の凹凸２１２Ａがある場合、この凹凸２１２Ａにて乱反射を起こす。乱反射した光は、撮像部３３１に到達しない。このため、凹凸２１２Ａに相当する部分は、暗く撮像されるため、同様に暗部として撮像される異物と誤認識してしまうおそれがある。
【００２８】
そこで、蒸着マスク２１２を異なる方向から照明可能とするために、図６に示すように、複数の赤外線光源３２０を適用することが望ましい。このように、複数の赤外線光源３２０を設置したことにより、複数の方向から赤外線により蒸着マスク２１２を照明することが可能となり、図７に示すように、蒸着マスク２１２の表面の凹凸２１２Ａに起因する乱反射が相殺される。したがって、凹凸２１２Ａからの反射光も光学系３３３を介して撮像部３３１によって受光される。これにより、凹凸２１２Ａが撮像部３３１により暗部として撮像されることがなく、凹凸２１２Ａの影響による異物の誤検出を防止することが可能となる。
【００２９】
以上説明したように、この実施の形態によれば、蒸着マスクを照明する光源の波長として、蒸着マスクの表面に付着するおそれのある有機物やガラス片などの異物の吸収波長である赤外線を適用したことにより、異物と蒸着マスク表面との明暗を際立たせ、異物の検出率を向上することが可能となる。
【００３０】
また、複数の赤外線光源を用いて異なる複数の方向から蒸着マスクを照明することにより、蒸着マスクの表面の凹凸の影響による影の発生を抑え、異物の検出率をさらに向上することが可能となる。
【００３１】
これにより、異物の少ない蒸着マスクを蒸着装置に適用することが可能となり、蒸着処理の過程において、蒸着マスクから配線基板への異物の転着量が減少し、蒸着製品の生産歩留まりを向上することが可能となる。
【００３２】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、この発明の検査対象である蒸着マスクを用いて製造される有機ＥＬ表示素子の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】図２は、有機ＥＬ素子を製造するための製造装置（蒸着装置）の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、この発明の一実施の形態に係る検査装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図３に示した撮像部によって撮像される蒸着マスクの繰り返し単位を説明するための図である。
【図５】図５は、図６に示した検査装置の構成での蒸着マスク表面での凹凸の影響を説明するための図である。
【図６】図６は、この発明の一実施の形態に係る検査装置の他の構成を概略的に示す図である。
【図７】図７は、図６に示した検査装置の他の構成での蒸着マスク表面での凹凸の影響を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
ＳＵＢ…処理基板  ４０…有機ＥＬ素子  ６０…第１電極  ６４…有機活性層  ６４Ａ…発光層  ６６…第２電極  ７０…隔壁  １００…アレイ基板  １２０…配線基板  ２００…製造装置  ２１０…チャンバ  ２１１…蒸着源  ２１２…蒸着マスク  ２１２Ａ…凹凸  ３００…検査装置  ３１０…支持台  ３２０…赤外線光源  ３３０…検知部  ３３１…撮像部  ３３２…画像処理部  ３３３…光学系
【図１】
2008102003.tif 000003
【図２】
2008102003.tif 000004
【図３】
2008102003.tif 000005
【図４】
2008102003.tif 000006
【図５】
2008102003.tif 000007
【図６】
2008102003.tif 000008
【図７】
2008102003.tif 000009