(57)【要約】【課題】  簡単な構成で信頼性が高く、機械的強度を有し、高性能な有機ＥＬ素子形成用のメタルマスクを用いた有機ＥＬ表示パネルの製造方法と、この製造方法で製造した高精細かつ高品質の有機ＥＬ表示パネルを提供する。【解決手段】  有機ＥＬパネルの画素を構成する有機発光層、有機発光層、電子注入層および電子輸送層の少なくとも一つを、多層メタルマスクのマスク孔を介する蒸着材料の蒸着により形成する。多層メタルマスク１００は、有機ＥＬを構成する透明基板側の第１のメタル層２６の材質と蒸着材料の供給源側の第２のメタル層２１の材質とで異なり、第２のメタル層２１は磁性材の厚板で構成され、第１のメタル層２６の第１マスク孔２４Ａは第２のメタル層２１の第２マスク孔５５の面積と等しいか、あるいは小さい。【選択図】        図１
2004235138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ素子で駆動される第１の電極層が画素毎に複数形成され、該画素毎に前記第１の電極層を露呈する矩形開口を有して当該第１の電極層上に形成される絶縁層を具備する透明基板と、
前記矩形開口における前記第１の電極上に前記複数の画素毎に順次積層形成された正孔輸送層および正孔注入層、該正孔注入層の上層に画素毎に形成された有機発光層、該有機発光層の上層に順次積層形成された電子注入層および電子輸送層と、
前記複数の画素の前記電子輸送層を共通に覆って形成される第２の電極層とを有する有機ＥＬパネルの製造方法であって、
前記有機発光層、有機発光層、電子注入層および電子輸送層の少なくとも一つを、前記透明基板の前記絶縁層と密着して配置する多層メタルマスクのマスク孔を介する蒸着材料の蒸着により形成する工程を有し、
前記多層メタルマスクは、前記透明基板側のメタル層の材質と前記蒸着材料の供給源側のメタル層の材質とで異なり、
前記透明基板側のメタル層以外の少なくとも一つのメタル層は磁性材の厚板で構成され、
前記透明基板側のメタル層のマスク孔は、前記蒸着材料の供給源側のメタル層のマスク孔の面積と等しいか、あるいは小さいことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項２】
前記多層メタルマスクは、その前記蒸着材料の供給源側のメタル層のマスク孔部の内壁が３０度以上８５度以下の傾斜角度を有して当該蒸着材料の供給源側に漏斗状に開放していることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項３】
前記多層メタルマスクは、その前記透明基板側のメタル層の厚さが前記蒸着材料の供給源側のメタル層の厚さより薄いことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項４】
前記多層メタルマスクは、その前記透明基板側のメタル層のマスク孔が前記画素一つひとつに対応した縦寸法及び横寸法を有し、前記蒸着材料の供給源側のメタル層のマスク孔部が複数個の画素を共通に含む縦寸法を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項５】
前記多層メタルマスクは、その前記透明基板側のメタル層のマスク孔が前記画素一つひとつに対応した縦寸法及び横寸法を有し、そのマスク孔部のコーナー部の曲率半径が５マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
【請求項６】
アクティブ素子で駆動される第１の電極層が画素毎に複数形成され、前記画素毎に前記第１の電極層を露呈する矩形開口を有して前記第１の電極層上に形成された絶縁層を具備した透明基板と、前記矩形開口における前記第１の電極上に前記複数の画素毎に順次積層形成された正孔輸送層および正孔注入層と、前記正孔注入層の上層に画素毎に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上層に順次積層形成された電子注入層および電子輸送層と、前記複数の画素の前記電子輸送層を共通に覆って形成された第２の電極層とを有し、前記矩形開口の短辺が１４マイクロメートル以下、長辺が４２マイクロメートル以下であることを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項７】
アクティブ素子で駆動される第１の電極層が画素毎に複数形成され、前記画素毎に前記第１の電極層を露呈する矩形開口を有して前記第１の電極層上に形成された絶縁層を具備した透明基板と、前記矩形開口における前記第１の電極上に前記複数の画素毎に順次積層形成された孔輸送層および正孔注入層と、前記正孔注入層の上層に画素毎に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上層に順次積層形成された電子注入層および電子輸送層と、前記複数の画素の前記電子輸送層を共通に覆って形成された第２の電極層とを有し、前記矩形開口の短辺が１４マイクロメートル以下、長辺が４２マイクロメートル以下であり、
前記正孔注入層の上層に画素毎に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上層に順次積層形成された電子注入層および電子輸送層が前記第１の電極層を露呈する矩形開口より大きく、かつその矩形開口の角部の曲率半径が５マイクロメートル以下であること特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項８】
前記矩形開口に形成される画素のピッチが当該矩形開口の長辺側で６９マイクロメートル以下、短辺側で２３マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、特に高精細かつ生産性に優れた有機ＥＬパネルの製造方法と、この製造方法で製造した有機ＥＬパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬパネル（有機エレクトロルミネッセンスパネル）は、電流駆動される有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）を２次元に配置して画像を表示するものである。有機ＥＬ素子は、通常、ガラス板等の透明基板上に正孔輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入層、電子輸送層などの有機材料の積層構造を有し、この積層構造を挟持して形成した電流を流すための少なくとも一方が透明な一対の電極で構成される。より具体的には、透明基板上に画素毎に形成した第１電極（通常は陽極）の上に正孔輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入層、電子輸送層を積層し、その上を第２電極（通常は陰極）で覆って第１電極と第２電極の間に電流を流し、その発光輝度を電流密度で制御する容量性の表示素子であり、このような有機ＥＬ素子（以下、単に素子とも称する）を２次元のパターンに配置して表示装置すなわち有機ＥＬパネルを構成する。
【０００３】
この有機ＥＬパネルに駆動回路等の機能部品を組み合わせて画像表示装置が構成される。有機ＥＬパネルには、複数の第１電極と複数の第２電極を交差させて各交差部に画素を形成するパッシブ・マトリクス型と、画素毎に薄膜トランジスタ等のアクティブ素子を設け、このアクティブ素子で駆動される第１電極を持つアクティブ・マトリクス型があるが、解像度や高速表示が可能なアクティブ・マトリクス型が主流となっている。以下では、アクティブ・マトリクス型を例として説明する。
【０００４】
透明基板上に形成する上記各層は、所謂メタルマスクと呼ばれる金属材料で構成したマスクを用いた蒸着で形成される。従来、有機ＥＬパネル形成用のメタルマスクは、例えば特許文献１に記載のように、次のような手順で製作される。
【０００５】
先ず、メタル板上に複数の貫通開口を有する第１レジストパターンを形成する。この第１レジストパターンの上記貫通開口を介してエッチング処理を行い、メタル板に複数の貫通開口を形成する。その後、第１レジストパターンを除去したメタル板上に複数の貫通開口の各々の周りの所定幅のメタル縁部を各々が露出せしめる複数の第２貫通開口を有する第２レジストパターンを形成する。次に、第２レジストパターンの上記第２貫通開口を介してエッチング処理を行い、複数の貫通開口の各々の周りのマスク本体部とマスク本体部の周囲に位置する当該マスク本体部の厚さより大なる厚さを有する周縁部とを形成する。そして、第２レジストパターンを除去することでメタルマスクを得る。
【０００６】
有機ＥＬパネルは、アクティブ素子（以下、薄膜トランジスタとして説明する）とこのアクティブ素子で駆動される第１の電極を有する透明基板上に上記したメタルマスクを用いて所要の有機ＥＬ構成層を順次成膜して積層構造とし、最上層に前記第１の電極に対して対極となる第２の電極を被覆して構成される。
【特許文献１】特開２００１−２３７０７２号公報（第２−６頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
有機ＥＬパネルを製造するための上記従来のメタルマスクの製作技術は、パターンの貫通開口部を二段階のエッチング、または二段階の電鋳により形成するものであり、エッチングの場合は第一段階のエッチングにおいて、貫通開口寸法が一般的に被エッチング板材の板厚より小さくするのは困難である。また、電鋳の場合では開口部の断面形状を制御するのが困難で、斜め方向からの蒸着に有利な傾斜角度を付与することが難しく、有機ＥＬ素子の画素パターンの高精細化及び高性能化が困難である。さらに、第二段階目の析出工程に多くの時間を要するために、メタルマスクの生産性を上げることは難しい。
【０００８】
そのため、このようなメタルマスクを用いた有機ＥＬパネルの製造コストの低減には限界があり、製造される有機ＥＬパネルの製作精度の向上が制限されてしまい、高精細、高品質の有機ＥＬパネルを得ることが困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決して、簡単な構成で信頼性が高く、機械的強度を有し、高性能な有機ＥＬ素子形成用のメタルマスクを用いた有機ＥＬ表示パネルの製造方法と、この製造方法で製造した高精細かつ高品質の有機ＥＬ表示パネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、透明基板上に、電流を流すために必要な第１の透明電極および第２の透明電極の間に、正孔輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入層、電子輸送層を積層した有機ＥＬパネルを次のようにして製作したメタルマスクを用いる点に特徴を有する。
【００１１】
すなわち、本発明に係る有機ＥＬ素子形成用のメタルマスクは複数のメタル層から構成し、有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬパネルを構成するガラス等の透明基板側のメタル層の材質と発光層材料を構成する有機発光層、電子注入層、電子輸送層の少なくとも一つの供給源側（蒸着材料の供給源側）のメタル層の材質を異なるものとし、透明基板側の層以外の少なくとも一つのメタル層を磁性材の厚板（バルク材）で構成し、透明基板側のメタル層のマスク孔の面積を有機ＥＬ素子の発光層材料の供給源側のメタル層のマスク孔の面積と等しいか、あるいはそれよりも小さくする。
【００１２】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子形成用のメタルマスクを、発光層材料の供給源側のメタル層のマスク孔部の断面が３０度以上８５度以下の傾斜角度を有するものとし、有機ＥＬ素子の透明基板側のメタル層の厚さを発光層材料の供給源側のメタル層の厚さより薄くする。そして、発光層材料の供給源側のメタル層のマスク孔部の縦寸法または横寸法のいずれか小さい方を５マイクロメートル以上５０マイクロメートル以下とし、透明基板側のメタル層の開口部を有機ＥＬ素子の画素一つひとつに対応した縦寸法及び横寸法とする。
【００１３】
さらに、発光層材料の供給源側のメタル層のマスク孔部を、複数個の画素を合わせた縦寸法として透明基板側のメタル層はアディティブ法で形成し、発光層材料の供給源側のメタル層はサブトラクティブ法により形成する。
【００１４】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子形成用のメタルマスクを上記とは別の手段で形成する。すなわち、透明基板側のメタル層及び発光層材料の供給源側のメタル層を、メタル粉体をレーザーにて逐次燒結して所定形状を積層することにより形成する。メタルマスクを形成するさらに別の手段として、透明基板側のメタル層及び発光層材料の供給源側のメタル層を、メタル板の微細放電加工法による除去加工で所定形状に形成する。
【００１５】
以上のような簡単な手段で製作された有機ＥＬ素子形成用のメタルマスクを用いて正孔輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入層、電子輸送層の少なくとも一つを蒸着する方法は、信頼性が高く、生産性に優れており、またこのメタルマスクを用いて正孔輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入層、電子輸送層の少なくとも一つの蒸着を行うことで、高精細かつ高品質の有機ＥＬパネルを得ることができる。
【００１６】
本発明による有機ＥＬパネルの製造方法に関する代表的な構成を記述すれば、次のとおりである。すなわち、
アクティブ素子で駆動される第１の電極層が画素毎に複数形成され、前記画素毎に前記第１の電極層を露呈する矩形開口を有して前記第１の電極層上に形成された絶縁層を具備した透明基板と、前記開口における前記第１の電極上に前記複数の画素毎に順次積層形成された正孔輸送層および正孔注入層と、前記正孔注入層の上層に画素毎に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上層に順次積層形成された電子注入層および電子輸送層と、前記複数の画素の前記電子輸送層を共通に覆って形成された第２の電極層とを有する有機ＥＬパネルを製造する本発明の製造方法が、前記有機発光層、有機発光層、電子注入層および電子輸送層の少なくとも一つを前記透明基板の前記絶縁層と密着した多層メタルマスクを介する蒸着材料の蒸着で形成する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
そして、本発明の製造方法に用いる前記多層メタルマスクが、前記透明基板側のメタル層の材質と前記蒸着材料の供給源側のメタル層の材質とで異なり、前記透明基板側の層以外の少なくとも一つのメタル層が磁性材の厚板で構成され、前記透明基板側のメタル層のマスク孔の面積が前記蒸着材料の供給源側のメタル層のマスク孔の面積と等しいか、あるいは小さいことを特徴とする。
【００１８】
また、前記多層メタルマスクは、その前記蒸着材料の供給源側のメタル層のマスク孔部の内壁が３０度以上８５度以下の傾斜角度を有して当該蒸着材料の供給源側に漏斗状に開放していることを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記多層メタルマスクは、その前記透明基板側のメタル層の厚さが前記蒸着材料の供給源側のメタル層の厚さより薄いことを特徴とする。
【００２０】
そして、前記多層メタルマスクは、その前記透明基板側のメタル層のマスク孔が前記画素一つひとつに対応した縦寸法及び横寸法を有し、前記蒸着材料の供給源側のメタル層のマスク孔が複数個の画素を共通に含む縦寸法を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明による前記製造方法で製造される有機ＥＬパネルに関する代表的な構成を記述すれば、次のとおりである。すなわち、
アクティブ素子で駆動される第１の電極層が画素毎に複数形成され、前記画素毎に前記第１の電極層を露呈する矩形開口を有して前記第１の電極層上に形成された絶縁層を具備した透明基板と、前記矩形開口における前記第１の電極上に前記複数の画素毎に順次積層形成された正孔輸送層および正孔注入層と、前記正孔注入層の上層に画素毎に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上層に順次積層形成された電子注入層および電子輸送層と、前記複数の画素の前記電子輸送層を共通に覆って形成された第２の電極層とを有し、前記矩形開口の短辺が１４マイクロメートル以下、長辺が４２マイクロメートル以下であることを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明は、前記正孔注入層の上層に画素毎に形成された有機発光層と、前記有機発光層の上層に順次積層形成された電子注入層および電子輸送層が前記第１の電極層を露呈する矩形開口より大きく、かつその矩形状の角部の曲率半径が５マイクロメートル以下であること特徴とする。
【００２３】
そして、前記矩形開口に形成される画素のピッチが当該矩形開口の長辺側で６９マイクロメートル以下、短辺側で２３マイクロメートル以下であることを特徴とする。
【００２４】
なお、本発明は、上記の製造方法および有機ＥＬの構成、後述する実施例に開示した製造方法および有機ＥＬの構成に限るものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれる多層メタルマスクは、簡単な構成で信頼性が高く、この多層メタルマスクを用いて発光層等を形成することで高精細な有機ＥＬパネルを得ることができる。そして、この有機ＥＬパネルを組み込むことで高品質の有機ＥＬ画像表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施例について、図面を参照して詳細に説明するが、先ず有機ＥＬ素子形成用の多層メタルマスクについて説明する。その後、この多層メタルマスクを用いる有機ＥＬパネルの製造方法と製造される有機ＥＬパネルの構成について説明する。
【００２７】
図１は本発明の有機ＥＬパネルの製造に用いる多層メタルマスクの１実施例の構成を示す断面図である。図１に示すように、有機ＥＬパネルを形成するための本発明による多層メタルマスク１００は、アディティブ法のひとつである電鋳法によって形成された小さい開口部すなわち第１のマスク孔２４Ａを有する一方の面を形成する第１層２６と、磁性体の厚板をサブトラクティブ法のひとつであるエッチング処理を行って形成された大きい開口部すなわち第２のマスク孔５５を有する他方の面を形成する第２層２１から構成されている。
【００２８】
図２は本発明の有機ＥＬパネルの製造に用いる多層メタルマスクの１実施例における一方の面の製造工程を模式的に示す断面図である。なお、以下における具体的数値はあくまで一例であることに留意されたい。この多層メタルマスクは、図２（ａ）に示すように、先ず基材である前記第２層２１となる厚さ３０マイクロメートルの４２アロイ（４２％ニッケル−鉄合金）板２１０の両面にレジスト２２を塗布する。そして、図２（ｂ）に示すように４２アロイ板２１０の片面（図２では上面）に、小さな開孔部２３Ａを有する第一の露光用マスク２３を密着させる。
【００２９】
その後、図２（ｃ）に示すように第一の露光用マスク２３側から紫外線を照射して開孔部２３Ａに露呈したレジスト２２を露光し、これを現像することで非露光レジストを除去して有機ＥＬパネルのパターン形成用の多層メタルマスクの第１のマスク孔を作成するための第一の凸形状２４をパターンニングする（図２（ｄ））。ここでの多層メタルマスクの形状は、最終的に有機ＥＬ素子の形状を規定する蒸着パターンと同じ形状となっている。
【００３０】
次に、この第一の凸形状２４を形成した基材である４２アロイ板２１０をニッケルイオンが含まれた溶液槽に入れ、そこに具備された陽極と前記レジスト２２が両面に塗布された４２アロイ板２１０との間に電流を流し、図２（ｅ）に示すように４２アロイ板２１０の上記第一の凸形状２４を形成した面にニッケル層２６を電着する。
【００３１】
これを過酸化水素水等のレジスト剥離液の浴液槽に浸漬し、レジストの第一の凸形状２４および４２アロイ板２１０の他の片面（図２では下面）に塗布されていたレジスト２２を剥離して除去する。これにより、図２（ｆ）に示すように、４２アロイ板２１０と最終的に有機ＥＬ素子の形状を蒸着し得るパターンの開口である第１のマスク孔２４Ａを有するニッケル層２６とが一体化した中間基材２９が得られる。
【００３２】
なお、本実施例では、透明基板に形成される画素開口は高精細な有機ＥＬパネルの画素パターン（素子パターン）として、一方向に長辺をもち他方向に短辺を持つスロット状の開口（矩形開口）である。このスロット状の画素開口の短辺の寸法は１４マイクロメートル、長辺の寸法を４２マイクロメートルとした。この画素開口に対応する多層メタルマスクのマスク孔は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色のサブ画素でカラー一画素を構成するものでは、目的とするカラー画素内サブ画素全体を欠かすことなく蒸着し、かつ隣接する画素の色との混ざり合いを防ぐことが必要である。
【００３３】
そこで、本実施例では、上記画素開口に対応する多層メタルマスクの第１のマスク孔２４Ａの短辺の寸法を２３マイクロメートル、長辺の寸法を６０マイクロメートルとした。一般の電着（または電鋳）においては、電着層の厚さ寸法をｔとすると、矩形の第１のマスク孔２４Ａの寸法の縦寸法（長辺寸法）及び横寸法（短辺寸法）のいずれか小さい寸法を寸法ｔ以下にすることは加工プロセス上困難である。そこで、本実施例では、高精細化のために短辺の寸法を２３マイクロメートルと言った小さい開口（第１のマスク孔）とするために電着層の厚さを２３マイクロメートルとした。
【００３４】
このような寸法関係とすることで微細な有機ＥＬ素子パターンを形成するためのマスク孔を形成することができるが、この電着層のみの厚さである２３マイクロメートルでは蒸着マスクとしてのハンドリングが極めて困難でマスクが破損する可能性が高い。また、エッチングによる加工でも同様に、板厚と開口寸法の間に制約があり、微細な開口を形成しようとすれば極めて薄い基材を用いなければならない。しかし、一般的なマスクとして用いる基材には２３マイクロメートルのような薄い材料がなく実現が困難である。
【００３５】
したがって、エッチングによる２３マイクロメートルのようなマスク孔となる微細開口部の形成は極めて難しい。しかし、本実施例では、基材となる４２アロイ板２１０を利用しているため、以下に続く工程を経ることで強度的に不都合のない高精細の多層メタルマスクを形成することができる。また、電着層で微細開口部（第１のマスク孔）を形成する際に、優れた矩形レジストパターン精度によって、その開口部のコーナー部の曲率半径（Ｒ寸法）が５マイクロメートル以下となる。
【００３６】
図３は本発明の有機ＥＬ素子に用いるメタルマスクの１実施例における他方の面の製造工程を模式的に説明する断面図である。図３は前記した一方の面と反対側の面に開口部を形成するプロセスを説明する工程図である。また、図４はレジスト露光用マスクを模式的に示す概要図、図５は本実施例の多層メタルマスクの模式的に拡大して示す断面図である。先ず、前記の図２で説明した工程を経た４２アロイ板２１０と小さな開口部すなわち有機ＥＬの透明基板側に対向する第１のマスク孔２４Ａを有するニッケル層２６とが一体化した中間基材２９の当該第１のマスク孔２４Ａを有する面４０およびその反対側の面４１全体にレジスト４３を図３（ａ）に示すように塗布する。そして、図３（ｂ）に示すように第１のマスク孔２４Ａを有する面４０の反対側の面４１に第二の露光用マスク４４を密着させ、図３（ｃ）に示すように露光、現像処理を行う。
【００３７】
ここで用いる第二の露光用マスク４４は図４に示すような多数のストライプ形状の開口パターン４９を有するものとし、各ストライプ形状パターン４９の短辺を３９マイクロメートルとした。その長辺は前記第１のマスク孔２４Ａの長辺と平行で中心が上下で一致している。そして、図３（ｄ）に示すように非現像部のレジスト４３を除去して、第１のマスク孔２４Ａを有する面４０の反対側の面に第二の凸形状４５を形成する。この状態で、エッチング処理により４２アロイ板２１０のレジストのない部分をエッチングし、図３（ｅ）に示すような第２層２１に第２のマスク孔５５を有する形状に加工する。この際に、エッチング条件を調節して、第２層２１に形成される第２のマスク孔５５の内壁を約６０度傾斜させた漏斗状断面とした。この第２のマスク孔５５と第１のマスク孔２４Ａの各長辺および短辺は平行で、その中心は一致する。なお、特許請求の範囲では、これら第１層および第２層をメタル層と表記してある。
【００３８】
最後に、前記と同様のレジスト剥離液でレジスト４３を除去して、図３（ｆ）に示すような多層構造のメタルマスク（多層メタルマスク）１００を得る。図５に完成した多層メタルマスク１００の断面を拡大した図を示す。電着部分１０１（図２における参照符号２６に相当）で高精細化に対応するための小さい開口すなわち第１のマスク孔２４Ａを形成し、エッチング処理で大きな開口部すなわち第２のマスク孔５５を形成した第２層１０２（図２、図３における参照符号２１に相当）で強度を確保しつつ、蒸着物質を効率よく多層メタルマスク１００内を通し、有機ＥＬ素子パターン部（透明基板の画素開口）に均一に蒸着することができる構造となっている。
【００３９】
なお、多層メタルマスクを製作する別の実施例として、前述したメタルマスク１００を有機ＥＬパネルを形成する透明基板側のメタル層（第１層、図５の電着部分１０１に相当）及び発光層材料の供給源側のメタル層（図５の第２層１０２に相当）として、金属粉体をレーザーにて逐次走査させ燒結して所定形状を積層する、いわゆる高速造形法を用いて形成する方法もある。
【００４０】
さらに、多層メタルマスクを製作する別の実施例として、有機ＥＬパネルを形成する透明基板側のメタル層及び発光層材料等の供給源側のメタル層として、メタル板を微細放電加工法による除去加工で所定形状を形成する方法もある。
【００４１】
次に、前記した多層メタルマスクを用いた有機ＥＬパネルの製造方法の実施例について説明する。先ず、ガラス等の透明基板に一般的な液晶パネルの製造に用いられる方法で薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する。その後、透明電極（ＩＴＯ）および絶縁膜を順次、全面に成膜し、所望の精細度に応じた画素となるように絶縁膜に開口部（画素開口）を設けて、正孔輸送層及び正孔注入層を全面に蒸着する。
【００４２】
次に、前記した多層メタルマスクを用い、上記絶縁膜の画素開口である開口部分に３色（緑、青、赤）を塗り分けるような発光層の蒸着および電子輸送層や電子注入層等の蒸着を行う。この蒸着について図６乃至図９を参照して具体的に説明する。
【００４３】
図６は本発明による有機ＥＬパネルの緑色発光層等の蒸着に用いる多層メタルマスクと有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分すなわち画素開口の概念図、図７は本発明の有機ＥＬパネルの青色発光層等の蒸着に用いる多層メタルマスクと有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分すなわち画素開口の概念図、図８は本発明の有機ＥＬ素子の赤色発光層等の蒸着に用いる多層メタルマスクと有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分すなわち画素開口の概念図、図９は本発明による多層メタルマスクの角部Ｒ寸法の大小による画素開口への蒸着欠陥の状態を説明する平面図であり、図９（ａ）は多層メタルマスクの角部の曲率半径が５マイクロメートル以下の場合、図９（ｂ）は多層メタルマスクの角部に５マイクロメートルを越える大きな曲率半径を有した状態を示す。
【００４４】
なお、図６乃至図８において、各図の（ａ）は小さい開口部即ち第１のマスク孔２４Ａと大きい開口部すなわち第２のマスク孔５５を有する多層メタルマスクの平面図、各図（ｂ）は有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分の平面図である。ここで、多層メタルマスクの第１のマスク孔２４Ａの角部の曲率半径（以下、Ｒ寸法）は、有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分の角部のＲ寸法にできるだけ近い値であることが好ましい。以下その理由を説明する。
【００４５】
前記絶縁膜の開口部分の角部のＲ寸法は、小さい方が開口面積が大きくなり、発光素子の発光面積を大きくでき、有機ＥＬパネルの輝度を高くすることにつながる。そこで、図６乃至図８の各図（ａ）で示した第１のマスク孔２４Ａの角部のＲ寸法は画素開口のＲ寸法と同程度または５マイクローメートル以下とした。これにより、図９（ａ）に示すように、画素開口１１０に対して多層メタルマスクの第１のマスク孔２４ａによる蒸着パターンにずれが生じた場合でも、角部のＲ寸法が前記絶縁膜の開口部分の角部と同等で小さくできるために、画素開口部分への蒸着欠落や他の色との混ざり合いを有効に防ぐことが出来る。
【００４６】
上記の第１のマスク孔２４Ａの角部のＲ寸法を５マイクローメートル以下とした根拠は以下のとおりである。画素開口は精密露光プロセスを用いて露光、現像して形成するため１マイクロメートル程度のＲ寸法が可能となる。一方、メタルマスク孔のプロセスは、同様に精密プロセスを用いて露光、現像して形成するが、図２(e)(f)で示したような工程でレジスト剥離液を用いてレジストを剥離する際に、メタルマスクの孔の角部にレジストが残渣とならない程度のＲ寸法が必要となる場合がある。そこで、そのＲ寸法を最大５マイクロメートルとして、画素開口と大きく寸法差が生じない範囲として、メタルマスク孔のＲ寸法は画素開口のＲ寸法と同程度もしくは最大５マイクローメートルとした。こうすることによって、上述の優れた効果を得ることができる。
【００４７】
一方、多層メタルマスクの第１のマスク孔２４Ａの角部のＲ寸法が５マイクローメートルよりも大きい場合は、図９（ｂ）に示すように、画素開口１１０に対して多層メタルマスクの第１のマスク孔２４ａによる蒸着パターンのずれが生じた場合、多層メタルマスクの第１のマスク孔２４ａのＲ寸法が前記絶縁膜の開口部分の角部より大きいために、画素開口部分への蒸着欠落４００が生じてしまう。また、それを防ぐために、前記絶縁膜の画素開口部分の角部のＲ寸法を大きくとると、前記のとおり、画素の開口面積すなわち開口率が小さくなってしまう。
【００４８】
なお、上記した多層メタルマスク１００は、基本的には３色（緑色、青色、赤色）の各画素ごとにそれぞれ作成する。図６に示した緑色画素の発光層等の各層蒸着用の多層メタルマスク１００（ａ）、青色発光層等の各層蒸着用の多層メタルマスク１００（ｂ）、赤色発光層等の各層蒸着用の多層メタルマスク１００（ｃ）を用いて、１色づつ絶縁膜の開口部分すなわち画素開口１１０（ａ）、１１０（ｂ）、１１０（ｃ）にそれぞれ蒸着を行う。なお、1 枚のマスクを用いて、１色蒸着した後に隣の色分だけマスクをずらして次の色の蒸着を行う方式でも良い。
【００４９】
図１０は本発明による有機ＥＬパネルの製造方法の説明図であり、前記した多層メタルマスクを用いた発光層等の蒸着装置の概念図である。図１０に示した蒸着装置は、蒸着槽３０１内にマグネット板３０２と蒸着源３０６を有している。マグネット板３０２は有機ＥＬパネルと同等の板状であり、薄膜トランジスタや第１の電極である陽極を形成した有機ＥＬパネルの透明基板３０４をスペーサ３０３を介して設置しする。その上にマスクフレーム３０５で支持した多層メタルマスク１００を重ね、マグネット板３０２との間に電磁的に吸着固定する。
【００５０】
この状態で、蒸着源３０６から発光層等の材料、すなわち正孔輸送層、正孔注入層、正孔注入層の上層に画素毎に形成される有機発光層、有機発光層の上層に順次積層形成される電子注入層および電子輸送層の一部または全部を蒸着する。多層メタルマスク１００は、その大きい開口部であり第２のマスク孔が蒸着源３０６に対向するように設置される。したがって、各カラー一画素を構成するサブ画素の発光層、電子輸送層等の蒸着領域は多層メタルマスク１００の小さい開口部である第１のマスク孔で規定され、当該第１のマスク孔の精細度に従って蒸着される。
【００５１】
図１１は本発明による多層メタルマスクを用いて形成する画素の配列例を示す有機ＥＬパネルの部分平面図である。上記した多層メタルマスクを用いることで、図１１に示すように、画素の形状を縦（長辺寸法）が４２マイクロメートル、横（短辺寸法）が１４マイクロメートルという微細な寸法とすることができ、画素ピッチとして、縦６９マイクロメートル、横２３マイクロメートルという高精細な有機ＥＬパネル３０４を得ることができる。
【００５２】
なお、本実施例では、蒸着法による形成方式を用いるものとして説明してきたが、別の実施例として、本発明による多層メタルマスクを用い、スプレーコーティング方式て発光層を形成する方法を採用することもできる。
【００５３】
さらに、別の実施例として、本発明による多層メタルマスクを用い、印刷方式で発光層を形成する方法を採用することもできる。そのような各種方式のいずれかによって発光層を形成した後、電子輸送層も発光層と同じ蒸着等の方法で行う。
【００５４】
最後に、第２の電極としての陰極をアルミ蒸着して成膜を終了する。その後、乾燥剤を内蔵したガラスあるいはプラスチック等の封止缶によって画素領域を含む有機ＥＬパネルの前記した各構成層形成部分を封止して有機ＥＬパネルを完成させる。大サイズの絶縁基板に複数の有機ＥＬパネルを作り込む場合は、単位有機ＥＬパネルごとに切断して有機ＥＬパネルが完成となる。
【００５５】
以上の実施例における多層メタルマスクは第１のメタル層と第２のメタル層からなる２層構造であるが、本発明はこれに限るものではなく、蒸着材料の供給源側のメタル層を２枚または３枚以上の板材を貼り合わせたものとし、前記と同様の手段で大きい開口すなわち第２のマスク孔を形成することもできる。
【００５６】
さらには、以上の実施例において各色のカラー一画素を構成するサブ画素を有機ＥＬパネルの水平または垂直方向に一直線上に配列させているが、本発明はこれに限るものではない。
【００５７】
図１２は有機ＥＬパネル上のカラー一画素を構成するサブ画素の他の配列例を説明する有機ＥＬパネルの部分平面図である。図１２に示したように、緑１１０（ａ）、青１１０（ｂ）、赤１１０（ｃ）のサブ画素を千鳥状またはデルタ状をなす如く有機ＥＬパネル３０４の上で斜め方向に並べた配列で実施することもできる。
【００５８】
図１３は本発明により製造された有機ＥＬパネルを組み込んだ高精細有機ＥＬ画像表示装置例の説明図である。参照符号２０１は前記した多層メタルマスクを用いて製造した有機ＥＬパネルを示し、この有機ＥＬパネルと駆動回路等の各種回路部品を筐体２０２に組み込んで、高精細画像表示装置２０５を構成している。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、図１３に示したような、所謂画像モニターに限らず、各種パソコン、携帯電話機等の携帯端末、テレビ受像機、その他各種の電子機器類の表示装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の有機ＥＬパネルの製造に用いる多層メタルマスクの１実施例の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の有機ＥＬパネルの製造に用いる多層メタルマスクの１実施例における一方の面の製造工程を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子に用いるメタルマスクの１実施例における他方の面の製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子に用いるメタルマスクのレジスト露光用マスクを模式的に示す概要図である。
【図５】本実施例の多層メタルマスクの模式的に拡大して示す断面図である。
【図６】本発明による有機ＥＬパネルの緑色発光層等の蒸着に用いる多層メタルマスクと有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分すなわち画素開口の概念図である。
【図７】本発明の有機ＥＬパネルの青色発光層等の蒸着に用いる多層メタルマスクと有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分すなわち画素開口の概念図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ素子の赤色発光層等の蒸着に用いる多層メタルマスクと有機ＥＬパネルを構成する透明基板の絶縁膜の開口部分すなわち画素開口の概念図である。
【図９】本発明による多層メタルマスクの角部Ｒ寸法の大小による画素開口への蒸着欠陥の状態を説明する平面図である。
【図１０】本発明による有機ＥＬパネルの製造方法の説明図である。
【図１１】本発明による多層メタルマスクを用いて形成する画素の配列例を示す有機ＥＬパネルの部分平面図である。
【図１２】本発明による有機ＥＬパネル上のカラー一画素を構成するサブ画素の他の配列例を説明する有機ＥＬパネルの部分平面図である。
【図１３】本発明により製造された有機ＥＬパネルを組み込んだ高精細有機ＥＬ画像表示装置例の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
２１・・・・第２層、２１０・・・・４２アロイ板、２２・・・・レジスト、２３・・・・第一の露光用マスク、２４・・・・第一の凸形状、２４Ａ・・・・第１のマスク孔、２６・・・・第１層、２９・・・・中間基材、４４・・・・第二の露光用マスク、４５・・・・第二の凸形状、４９・・・・ストライプ形状パターン、５５・・・・第２のマスク孔、１００・・・・多層メタルマスク、２０１・・・・有機ＥＬパネル、２０５・・・・高精細有機ＥＬ画像表示装置、３０１・・・・蒸着槽、３０２・・・・マグネット板、３０３・・・・スペーサ、３０４・・・・有機ＥＬパネル、３０５・・・・マスクフレーム、３０６・・・・蒸着源。
【図１】
2004235138.tif 000003
【図２】
2004235138.tif 000004
【図３】
2004235138.tif 000005
【図４】
2004235138.tif 000006
【図５】
2004235138.tif 000007
【図６】
2004235138.tif 000008
【図７】
2004235138.tif 000009
【図８】
2004235138.tif 000010
【図９】
2004235138.tif 000011
【図１０】
2004235138.tif 000012
【図１１】
2004235138.tif 000013
【図１２】
2004235138.tif 000014
【図１３】
2004235138.tif 000015