(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子に応じた開口配列を有する蒸着マスクを多数配列する統合マスクにおいて、多数の蒸着マスクを高精度で所定位置に位置決めし、個々の蒸着マスクの高さを精密に揃えて、統合マスクに組み立てる手段を提供する。さらに統合マスクと基板を位置決めし、マスク蒸着して、１枚の基板に多数の有機ＥＬ素子を形成して生産性を飛躍的に向上できる有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。【解決手段】蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクが、複数の開口部を有するベース板に配置され、かつ、任意に固定・開放自由な係合手段によってベース板に固定されている統合マスクであって、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差が１００μｍ以下であることを特徴とする統合マスク。【選択図】図１
2004047245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクが、複数の開口部を有するベース板に配置され、かつ、任意に固定・開放自由な係合手段によってベース板に固定されている統合マスクであって、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも１００μｍ以下であることを特徴とする統合マスク。
【請求項２】
蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の統合マスク。
【請求項３】
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立方法であって、
蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、
前記計測データに応じて蒸着マスク間の隣接する辺における蒸着マスクの高さの差を１００μｍ以下に調整する調整工程と、
ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、
蒸着マスクの基準マークを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、
位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程と
を含むことを特徴とする統合マスクの組立方法。
【請求項４】
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立方法であって、
蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、
前記計測データに応じてベース板上に蒸着マスクを配置する配置工程と、
ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、
蒸着マスクの基準マークを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、
位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程と
を含むことを特徴とする統合マスクの組立方法。
【請求項５】
計測工程において蒸着マスクの高さを計測し、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも１００μｍ以下になるように蒸着マスクを配置することを特徴とする請求項３または４に記載の統合マスクの組立方法。
【請求項６】
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立方法であって、
蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、
ベース板上に蒸着マスクを配置する配置工程と、
ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、蒸着マスクの基準マークと前記計測データを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、
位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程と
を含むことを特徴とする統合マスクの組立方法。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれかに記載の統合マスクの組立方法で組み立てた統合マスクを用いて薄膜層を蒸着して有機ＥＬ素子を製造することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機、時計などの分野に利用可能な、電気エネルギーを光に変換できる有機ＥＬ素子（有機電界発光装置）を製造するために好適に用いられる蒸着マスク、およびその組立方法、並びにそれを用いた有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、陰極から注入する電子と、陽極から注入する正孔とを、両極にはさまれた有機蛍光体内で再結合させて発光させるものである。構造が簡素で、低電圧での高輝度多色発光が可能なので、薄型の小型ディスプレイとして活用されはじめている。
【０００３】
有機ＥＬ素子を用いてフルカラーの表示パネルを作製するためには、構成要素となる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層や、第１電極（例えばＩＴＯ）や第２電極（例えば金属）などの薄膜層を、基板上に所定パターンとピッチで規則正しく配列することが必要とされる。
【０００４】
有機化合物からなる発光層を高精度の微細パターンに形成するためには、発光層の所定パターンに対応した開口配列を有するマスクを用いて、真空下で蒸着するマスク蒸着法が利用される。マスク蒸着法は基板ごとのバッチ処理である。現在の有機ＥＬ素子は小型用途が多いので、有機ＥＬ素子製造の生産性を向上させるためには、１枚の大きな基板に多数の有機ＥＬ素子を形成する、いわゆる多面取りの方法が用いられる。
【０００５】
多面取りのためには、１個の有機ＥＬ素子の大きさに対応した開口配列部分を多数有している蒸着用マスクを作成することが必要となる。しかしながらこのような蒸着マスクは大型化し、製作ならびに使用時に大きく変形して開口配列の寸法を高精度に維持できない。この問題を解決するために、特開２０００−１１３９７８号公報では、１個の有機ＥＬ素子に応じた開口配列を有する１つの蒸着用マスクを多数配列する統合マスク（寄せ合わせ型蒸着マスク）が提案されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
統合マスクでは、多面取りに対応して数多くある個々の蒸着マスクの位置を、所定位置に精度よく位置決めすることが必須となる。また、蒸着マスク間で高さの差（段差）が生じないように、それらの高さを高精度に揃えることも重要である。しかしながら、従来はその具体的な手段は得られていなかった。
【０００７】
本発明の目的は、有機ＥＬ素子に応じた開口配列を有する蒸着マスクを多数配列する統合マスクを実用に供するための具体的な構成を提示するとともに、統合マスクにおいて、多数の蒸着マスクを高い精度で所定位置に位置決めし、個々の蒸着マスクの高さを精密に揃えて、統合マスクに組み立てる手段を提供することである。さらに統合マスクと基板を位置決めし、マスク蒸着して、１枚の基板に多数の有機ＥＬ素子を形成して生産性を飛躍的に向上できる有機ＥＬ素子の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基本的には、以下の各構成よりなる本発明（１）〜（７）のいずれかにより達成される。
本発明（１）
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクが、複数の開口部を有するベース板に配置され、かつ、任意に固定・開放自由な係合手段によってベース板に固定されている統合マスクであって、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも１００μｍ以下であることを特徴とする統合マスク。
本発明（２）
蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも３０μｍ以下であることを特徴とする（１）記載の統合マスク。
本発明（３）
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立方法であって、蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、前記計測データに応じて蒸着マスク間の隣接する辺における蒸着マスクの高さの差を１００μｍ以下に調整する調整工程と、ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、蒸着マスクの基準マークを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程とを含むことを特徴とする統合マスクの組立方法。
本発明（４）
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立方法であって、蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、前記計測データを参照してベース板上に蒸着マスクを配置する配置工程と、ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、蒸着マスクの基準マークを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程とを含むことを特徴とする統合マスクの組立方法。
本発明（５）
計測工程において蒸着マスクの高さを計測し、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも１００μｍ以下になるように蒸着マスクを配置することを特徴とする本発明（４）記載の統合マスクの組立方法。
本発明（６）
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立方法であって、蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、ベース板上に蒸着マスクを配置する配置工程と、ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、蒸着マスクの基準マークと前記計測データを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程とを含むことを特徴とする統合マスクの組立方法。
本発明（７）
本発明（４）〜（６）いずれかに記載の統合マスクの組立方法で組み立てた統合マスクを用いて薄膜層を蒸着して有機ＥＬ素子を製造することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の統合マスクは、蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクが、複数の開口部を有するベース板に配置され、かつ、任意に固定・開放自由な係合手段によってベース板に固定されている。ベース板に配置された蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも１００μｍ以下（好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下）である。
【００１０】
本発明の統合マスクの組立方法は、蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立方法であって、蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、前記計測データに応じて蒸着マスク間の隣接する辺における蒸着マスクの高さの差を１００μｍ以下に調整する調整工程と、ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、蒸着マスクの基準マークを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程とを含むものである。前記調整工程としては、好適にはベース板に対する蒸着マスクの配置位置における相対的位置を調整する工程または各蒸着マスク同士の配置を調整する工程であり、特に、配置を調整する配置工程であることが好ましい。
【００１１】
又、本発明の統合マスクの組立方法は、蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、前記計測データを参照してベース板上に蒸着マスクを配置する配置工程と、ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、蒸着マスクの基準マークを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程とを含む。前記配置工程とは、ベース板上の各所定の位置（開口部）へ各蒸着マスクを配置することである。この際、前記計測データのうち、蒸着マスク各編の高さデータに応じて配置することにより、即ち、各蒸着マスクの隣接する辺の組合せ検討して、高さの差が１００μｍ以下の条件を満たす配置の組合せを選択して配置されるものである。計測工程において蒸着マスクの高さを計測し、配置工程において蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも１００μｍ以下になるように蒸着マスクを配置することが好ましく、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下になるように蒸着マスクを配置することである。
【００１２】
又、統合マスクに載置するすべての蒸着マスク中、最大高さを有する辺と最低高さを有する辺の差を全体最高高差として、前記最高高差に対する蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差の比はいずれも好ましくは９０（より好ましくは７０、更に好ましくは５０）％以下である。
【００１３】
本発明のもう１つの統合マスクの組立方法は、蒸着マスクの寸法を計測する計測工程と、ベース板上に蒸着マスクを配置する配置工程と、ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、蒸着マスクの基準マークと前記計測データを参照し、蒸着マスクをベース板に対して相対移動させることで、蒸着マスクの位置決めを行う位置決め工程と、位置決め完了後にベース板と蒸着マスクとを係合手段で固定する固定工程とを含む。前記計測データとしては、特に蒸着マスクの水平位置のデータ、例えば、蒸着マスクにおける基準マークと開口部との所定位置関係の誤差が好適に用いられる。このデータにより誤差修正されて、基準マークによる開口部の位置決めがより高精度になる。
【００１４】
勿論、前記蒸着マスク計測データの高さデータに応じて蒸着マスクを配置することと、前記蒸着マスク計測データの水平方向データに応じて位置決めの誤差修正をすることを併用することは好ましい。
【００１５】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の組立方法により精度よく作製された統合マスクを用いて薄膜層を蒸着して有機ＥＬ素子を製造する。本発明の統合マスクで蒸着する薄膜層はＲ、Ｇ、Ｂの発光層であることが好ましい。
【００１６】
本発明の統合マスクによれば、ベース板に配置された蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差が１００μｍ以下であるので、蒸着マスク同士の高さの差（段差）が小さい。統合マスクに基板を載せて蒸着する際に、基板と個々の蒸着マスクとの密着性が基板全面に渡って確保されるので、蒸着ボケが抑制されて、高精度のパターンをマスク蒸着で形成することが可能となる。
【００１７】
本発明の統合マスクの組立方法によれば、あらかじめ蒸着マスクの寸法を計測してから、前記計測データに応じて蒸着マスク間の隣接する辺における蒸着マスクの高さの差を１００μｍ以下に調整するので、蒸着マスク同士の高さの差（段差）がより小さくなるように統合マスクを組み立てることができる。本発明のもう１つの統合マスクの組立方法によれば、あらかじめ蒸着マスクの寸法を計測してから、その計測データを参照してベース板上に蒸着マスクを配置するのであるから、例えば蒸着マスクの高さを計測しておけば、蒸着マスク同士の高さの差（段差）がより小さくなるように統合マスクを組み立てることができる。本発明のもう１つの統合マスクの組立方法によれば、あらかじめ蒸着マスクの寸法を計測してから、蒸着マスクの基準マークと前記計測データを参照して蒸着マスクの位置決めを行うのであるから、例えば開口部の理想位置からのずれ量など、蒸着マスクのクセを事前に把握しておくことで、蒸着マスクの相対位置をより高い精度で所定位置に位置決めすることができる。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の組立方法により精度よく作製された統合マスクを用いて、基板との位置決め、ならびに発光層などの薄膜層の蒸着を行うので、薄膜層を蒸着する基板の大きさに関係なく、高い寸法精度で所定のパターンに薄膜層を蒸着することが可能となる。さらに、１枚の基板に多数の有機ＥＬ素子を形成する、いわゆる多面取りが高精度のパターン精度で行うことができ、高品質の有機ＥＬ素子を高い生産性で得ることができる。
【００１９】
以下、上記発明の好ましい一実施形態を図面に基づいて説明するがこれに限定されるものではない。
【００２０】
図１は本発明の統合マスクの一態様を示す全体概略斜視図、図２は図１の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図である。図１および図２を参照すると、統合マスク１は、４つの蒸着マスク２０をベース板２に、係合手段４０で固定して構成されている。
【００２１】
蒸着マスク２０は、蒸着パターンに応じて蒸着用開口３２を多数配列して配置した蒸着用開口配列群３０を有するマスクプレート２２を、フレーム２４に固定して構成される。フレーム２４の破線の内側は開口としており、蒸着マスク２０の蒸着用開口配列群３０の直下にはベースの開口１０があり、遮蔽物は存在しない構造となっている。また、蒸着マスク２０が配置されるベース板２には、図２に示すように蒸着用開口配列群３０の占有面積よりも広く、かつ蒸着用開口配列群３０がその中に含まれる開口１０が設けられている。なお、蒸着用開口３２の形状は長方形や円形の穴を多数ならべる等、蒸着パターンにしたがって形成する。
【００２２】
各蒸着マスク２０は、ベース板２の突起部４の上面８に設けられた基準マーク６を基準として、蒸着マスク２０の所定の蒸着用開口３２が定めた位置になるように位置決めされる。尚、本発明において、基準マークとは、ベース板や蒸着マスクの位置や方向（角度）を検出するための目印となる光学的手段などにて検出可能な形態上の特徴である。図１等では、当該対象物（ベース板や蒸着マスク）表面に十字印を描いて、基準マークとしているが、何等これに限定されるものではなく、対象物のそのままの外見的特徴自体を基準マークとして、これを人間の目やパターン認識などで判別しても良い。よって同様に、蒸着マスクに関しても、蒸着用開口３２の位置を直接検知して、ベース板２上の基準マーク６との相対位置合わせを行ってもよいし、各蒸着マスク２０のマスクプレート２２に基準マーク２６を設け、これをベース板２の基準マーク６を基準にして位置合わせしてもよい。基準マーク６が設けられている突起部４の上面８と、蒸着用マスク２０のマスクプレート２２のベース板２からの高さとを概略等しくすると、カメラによる位置検知が同じ焦点距離で行えるので、好ましい。
【００２３】
本発明の統合マスクは、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差がいずれも１００μｍ以下であることを特徴とする。図３〜図１０は本特徴を説明するための統合マスクの断面図である。理解を助けるために、図では実際に比べて本特徴が誇張され、説明に必要な部分以外は省略されている。
【００２４】
２つの蒸着マスク２０Ａ、２０Ｂの辺における高さを、それぞれｔａ１とｔａ２、ｔｂ１とｔｂ２とする。ｔａ１＞ｔａ２、ｔｂ１＞ｔｂ２の例を示したので、それぞれの蒸着マスク２０のマスクプレート２２の面はベース板２の面に対して傾斜していることになる。また、ｔａ１≒ｔｂ１、ｔａ２≒ｔｂ２と仮定した。
【００２５】
図３および図４は蒸着マスクの寸法を考慮せずに配置した従来の統合マスクである。蒸着マスク２０Ａと２０Ｂの隣接する２辺５０における蒸着マスクの高さの差（ｔｂ１−ｔａ２）が大きい。薄膜層を蒸着する際には、図４に示すように、統合マスクの上にガラス基板Ａを載せる。マスクプレート２２は比較的薄いために変形しやすいが、フレーム２４は一般的には金属やセラミックのような堅く変形しない材料からなる。したがって、ガラス基板Ａは実質的にはフレーム２４が存在する部分で支持される。ガラス基板はある程度たわむことが可能であるが、蒸着マスクの高さの差（ｔｂ１−ｔａ２）、すなわち段差が大きいと、ガラス基板Ａがマスクプレート２２の面に追従しきれなくなり、隙間５２が形成される。この領域ではマスクプレート２２とガラス基板Ａとの密着性が損なわれる。ある入射角度を有する蒸着物が蒸着用開口３２を通じてガラス基板Ａに付着することで形成される薄膜層のパターンは、隙間５２が大きいほどシャープではなくなる。このように蒸着ボケが発生するので、パターン精度が悪化する。
【００２６】
図５および図６は蒸着マスクの寸法を考慮して配置した本発明の統合マスクである。蒸着マスク２０Ａと２０Ｂの隣接する２辺５０における蒸着マスクの高さの差（ｔａ１−ｔｂ２）が小さい。図６に示すように、統合マスクの上にガラス基板Ａを載せても、蒸着マスクの高さの差（段差）が小さいので、ガラス基板Ａが蒸着マスク２０のマスクプレート２２の面に追従することができる。マスクプレート２２とガラス基板Ａとの密着性が全面に渡って確保されるので、高精度の薄膜層パターンを得ることができる。
【００２７】
図５および図６は統合マスクの中央部分が凹状になる例であるが、図７に示すように中央部分が凸状になる配置でもよい。ｔａ１＞ｔａ２≒ｔｂ１＞ｔｂ２の関係にある場合には、図８に示すように、一方向に傾斜する配置でもよい。本発明では、マスクプレートとガラス基板との密着性を全面に渡って確保するために、局所的な高さの差（段差）が小さくなるようにそれぞれの蒸着マスクを配置することが重要であって、配置の様式やそれによって決定される全体の形態（凹状、凸状等）は特に限定されない。
【００２８】
図９および図１０は１６個の蒸着マスクを４×４の様式に配置した統合マスクの断面図である。図９の例では、蒸着マスク同士の局所的な高さの差（段差）が小さくなるようにそれぞれの蒸着マスクが配置されているので、マスクプレート２２とガラス基板Ａとの密着性が全面に渡って確保されている。一方、図１０の例では、上記のような配慮がなされていなので、マスクプレート２２とガラス基板Ａとの密着性が損なわれて、隙間５２が形成される。このような状態では高精度のパターンを得ることは期待できない。
【００２９】
上記隙間の大きさの許容量は、蒸着物の入射角度や蒸着用開口の精度、蒸着パターン寸法の許容誤差などに依存するので、その数値を一概に示すことは難しい。典型的な条件として、蒸着物５４の入射角度の最大成分が１０°、蒸着用開口３２の幅が１００μｍの例を図１１に示す。基板に形成したい理想パターン５６の幅は、蒸着用開口３２の幅と同じ１００μｍである。隙間５２が１００μｍとすれば、理想パターン５６の両側に蒸着ボケ５８が幅１８μｍ形成されることになる。
【００３０】
フラットパネルディスプレイの用途では、マスク蒸着によって形成される薄膜層パターンが隣の画素に乗り上げないようにすることが必須である。画素と画素の隙間の典型的な値として５０μｍ、さらには３０μｍを例示することができる。つまり蒸着パターン寸法の許容誤差である。この誤差には、蒸着用開口３２の幅の寸法誤差や蒸着マスクと基板との位置合わせ誤差なども含まれる。この点と蒸着ボケがパターンの両サイドに形成されることとを考慮すると、上記の蒸着ボケ５８の幅は２０μｍ、さらには１０μｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
上記隙間５２の値は蒸着マスク同士の高さの差（段差）の値と概略一致するので、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差が１００μｍ以下、さらには５０μｍ以下であることが好ましい。今後のディスプレイには高精細化が要求される。画素の隙間は２０μｍ、さらには、１５μｍ以下となることが予想される。このような観点からは、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差が、３０μｍ以下、さらには２０μｍ以下であることがより好ましい。このように高精度の統合マスクを用いると画素の隙間を低減できるので、画素の開口率を向上させることが可能になる。その結果、ディスプレイの消費電力の低減や発光輝度低下割合の抑制など多くの効果がもたらされる。
【００３２】
上記の例で、蒸着マスク２０はフレーム２４にマスクプレート２２を接着剤や溶接技術などを利用して貼り付けたものである。蒸着マスクの構造は特に限定されないが、このような構造の場合には、蒸着マスクの高さが定義される一方の基準はフレームの上部のマスクプレートの表面になる。もう一方の基準は任意の平面を仮定すればよい。ベース板２を基準にしてもよい。この場合には、蒸着マスクの高さは蒸着マスクのフレームと接着剤とマスクプレートを合計した高さに等しくなる。高さの計測が容易になるので好ましい高さの管理方法である。高さの計測方法は特に限定されないが、実際に蒸着工程で使用されるのに近い状態で蒸着マスク同士の高さの差（段差）を計測できるように工夫することが好ましい。
【００３３】
フレームとマスクプレートを接着剤を利用して固定する場合には、接着剤の厚さムラが蒸着マスク同士の高さの差（段差）の値に影響を与える。厚さムラを少なくするために、接着剤に均一な粒径を有するスペーサーを混入しておき、接着剤の厚さがスペーサーと同程度になるように工夫することで均一化ができる。接着剤が厚いと厚さムラの原因になりやすいので、その厚さは１００μｍ以下であることが好ましい。マスクプレートの厚みムラは少ない方が好ましく、板厚の±２０％以下であることが好ましい。フレームの厚みムラは少ない方が好ましく、±２０μｍ以下、さらに±１０μｍ、さらに±５μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
蒸着マスクの辺は、上記の蒸着マスクではフレーム直上部分のマスクプレートの表面である。フレームは幅を有するので、辺は単なる線分ではなくて幅があり、厳密には略長方形の面であり、高さの基準はその面全体が対象になるが、計測の利便性を考慮すれば、前記の略長方形の長軸方向中央線を辺として定義した方がよい。面としての高さのうねりが大きい場合には、高さの最大値を概略含む曲線を辺と呼ぶことができる。この辺自体は必ずしも直線ではなく、うねりをもつことが多い。つまり厳密には蒸着マスクの高さは場所によって変化する。したがって、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差は一定値ではなく、場所によって依存することが多い。この場合には、統合マスクの上にガラス基板を載せた際に、ガラス基板とマスクプレートとの密着性に影響を与える蒸着マスク同士の高さの差（段差）の最大値を、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差と定義すればよい。つまり、隣接する、一方のマスクＡの隣接辺ａともう一方のマスクＢの隣接辺ｂが直線Ｌ（隣接辺ａ、ｂ間に隙間ｄがある場合は、隙間ｄを無視して直線と見なす）に沿って隣接しているときのマスクの高さの差Ｄａｂは、以下の式で表される。
Ｄａｂ＝ＭａｘＰ（｜Ｈａ（Ｐ）−Ｈｂ（Ｐ）｜）
（但し、ＨＸ（Ｐ）は直線Ｌ上の位置Ｐにおける辺Ｘの高さ（Ｘ＝ａ，ｂ）、
ＭａｘＰ（Ｙ（Ｐ））はＰの定義域における関数Ｙ（Ｐ）の最大値、
｜Ｚ｜はＺの絶対値を表すものとする。）
統合マスクを成す全ての蒸着マスクの高さ誤差は好ましくは１０〜１５０（より好ましくは１０〜１００、更に好ましくは１０〜５０）μｍである。前記数値範囲の下限値を下回る場合、精度が精密すぎて蒸着マスク製作コストが過大となり、又、本発明の効果が顕著に発揮されないので好ましくなく、一方、前記数値範囲の上限値を上回ると、本発明の組立方法をもってしても、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差を要求数値内に収めることが困難となり好ましくない。
【００３５】
本発明の効果は、蒸着マスクの数の多い方が顕著に発揮されるものである。例えば、蒸着マスク数が３×３の９個の場合、その配置の組合せは、
９！＝３６２８８０（通り）
であり、４×４の１６個の場合、
１６！＝２．０９×１０１３（通り）
となり、組合せの数が膨大なものとなるので、配置の組み換えにより適合する辺の組合せが得られる可能性が高くなる。一方、組合せの数が増大するほど、たまたま、何れの隣接辺も高さの差が１００μｍ以下となる可能性は、通常の蒸着マクスの加工精度では、実質上あり得ないものとなる。なお、蒸着マスクが４×４の１６個の場合、隣接辺は２４組有るので計算すべき数は、
２．０９×１０１３×２４＝５．０２×１０１４（通り）
となり、全て計算し尽くすには、通常のパーソナルコンピュータではおよそ２ヶ月かかると見積もられるが、本発明の条件に適合した組合せさえ見つければ直ちに計算を終了すれば良く、最後まで計算し尽くす必要はないし、或いは、辺の高さが平均から最も外れた辺を隣接しない外縁部に配置されるようにすれば、かかる辺を１つ有する蒸着マスクが４つある場合では、計算量は、１／９０〜１／１８００程度に低減可能である。或いは、最大値と最小値に近い値をもつ辺同士が隣り合わないように配列を考慮するだけでよい。この場合には計算時間を大幅に短縮することが可能である。
【００３６】
図１および図２の統合マスクはベース板２の突起部４に基準マーク６を有する例である。突起部４には基準マーク６とは別に基板用基準マークを設けて、蒸着時に基板と統合マスクとの位置合わせに利用することができる。マスクプレートに比べて厚く、堅牢な突起部に基板用基準マークを、基準マークと相対位置を高精度にあわせて形成できるので、統合マスクと基板とを高精度に位置合わせすることが可能になる。基準マーク６そのものを基板との位置合わせに利用してもよい。
【００３７】
ベース板２上の基準マーク６は必須ではなく、ある蒸着マスクの基準マーク２６を基準として他の蒸着マスクの相対位置合わせを行うことが可能である。この場合には突起部４そのものを不要にすることができる。
【００３８】
係合手段４０は、押さえ板４２、圧縮バネ４４、支点４６より構成されており、押さえ板４２はベース板２の表側で圧縮バネ４４と支点４６によってベース板２に固定されている。圧縮バネ４４の力が支点４６を介することで、押さえ板４２がフレーム２４の耳部２８を押さえつける。これにより、蒸着用マスク２０をベース板２に一定力で押さえつけて、摩擦力で動かないように保持する。押さえ板４２のバネ結合部を上側から押すと、圧縮バネ４４が縮み、押さえ板４２と耳部２８の間にすきまが生じる。これにより、蒸着用マスク２０のベース板２への押しつけが開放されて、蒸着用マスク２０はベース板２上を自在に移動できるようになる。保持力が解除されている間に蒸着マスク２０を移動させて、ベース板２上への位置決めを行う。これが完了したら、押さえ板４２への押しつけを解除し、係合手段４０のバネ力により蒸着マスク２０をベース板２に押さえつけて、保持する。
【００３９】
統合マスクの材質にはいかなるものを用いてもよい。有機ＥＬ素子を製造するときの蒸着源からの放射熱によってマスク周辺の温度が上昇し、統合マスクの寸法が変化して薄膜層のパターン精度が変化することを配慮すれば、統合マスクを構成する部材、すなわちベース板やマスクプレート、フレームなどは、熱膨張係数が小さい材料からなることが好ましい。熱膨張係数の値は１×１０−５以下、さらには０．７×１０−５以下、さらには０．４×１０−５以下であることが好ましい。この条件を満たす材料にはインバー合金やモリブデン、チタン、コバール合金、ガラス、セラミックなどがある。入手の容易さと強度の点からはインバー合金やコバール合金がより好ましく用いられる。製造開始から時間がたって構成部材の温度が上昇するときに、低熱膨張係数材料を使用する効果が特に発現する。
【００４０】
ベース板の突起部はベース板と同一材料から一体形成されてもよいし、ベース板と突起部を独立に作製して合体させてもよい。後者の場合は突起部も上記の熱膨張係数の範囲にある材料からなることが好ましい。
【００４１】
熱膨張係数は、長さＬ０の部材をＴ℃だけ温度を上昇させた時の長さＬを測定し、（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０／Ｔで算出される。単位は℃−１である。熱膨張係数に変化温度と部材の長さを掛け合わせれば、その温度変化が生じた場合の部材の伸縮量が求められる。
【００４２】
統合マスクを構成する蒸着マスクのマスクプレートの高さは、マスク部分の幅の最小値の３倍以下、さらに２倍以下であることが好ましい。具体的な高さとしては、５００μｍ以下、さらに１００μｍ以下、さらに５０μｍ以下であることが好ましい。マスクプレートには、開口を横切る向きに補強線を設けたものを用いるのが好ましい。これによって、マスクプレートの開口ピッチが小さくてマスクプレート単体では剛性が不足し、たわみによる開口の変形が発生することを防止することができる。
【００４３】
マスクプレートは電鋳法やエッチング法、機械的研磨法、サンドブラスト法、焼結法、レーザー加工法などいかなる方法で作製してもよい。微細な開口を容易に製作できる点からは電鋳法やエッチング法を用いることが好ましい。これらの手法により作製されたマスクプレートに張力を加えた状態でフレームに固定すると、高い平面性が維持された蒸着マスクが得られる。固定手段は特に限定されないが、前述のとおり接着剤を用いるのが簡便で、好ましい。マスクプレートは適切な張力でフレームに固定されている時にのみ、マスクプレート自身の温度変化による伸縮を吸収できるので、熱膨張係数は１×１０−５をこえることも許される。しかし、フレーム、ベース板にはそのような熱収縮の吸収メカニズムがないので、その熱膨張係数は１×１０−５以下であることが好ましい。
【００４４】
マスクプレートの材質としては、ステンレス鋼、銅合金、鉄ニッケル合金、アルミニウム合金などの金属系材料、各種樹脂系材料が用いられるが、Ｎｉ合金等の磁性材料を使用することが好ましい。これはマスクプレートと基板との密着性を磁力により向上させて、より精度の高いパターン蒸着ができるからである。
【００４５】
統合マスクにおける各蒸着マスクの配置は、隣り合う蒸着マスク間にできる最大間隔が１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、３ｍｍ以下となるようにする。最大間隔は次のように定義される。まず、対象とする間隔は、ベース板面上で２つの隣り合う蒸着マスク間に作られる間隔とする。そしてその隙間を全て含むようにして、２本の平行線を配置する。この２本の平行線の間隔を、２つの隣り合う蒸着マスク間の間隔を全て含めることができる最小のものとし、そのときの２本の平行線の間隔を最大間隔とする。
【００４６】
この蒸着マスク間の最大間隔が小さいほど、蒸着の無効スペースが小さくなり、同じ数の有機ＥＬ素子を得るために必要な１枚の基板の大きさが小さくて済む。この結果、基板のコストだけでなく、蒸着装置サイズの縮小による装置コストを低減することが可能となる。品質的には、薄膜層の膜厚ムラも小さくできる。隣り合う蒸着マスク間に間隔ができる全ての場所で、最大間隔を１０ｍｍ以下とすることが好ましい。しかしながら、例えば図１に示す統合マスク１では、手前−奥方向に隣り合う蒸着マスクの間に耳部２８と係合手段４０があるので、最大間隙を１０ｍｍ以下にするのは難しい。このような場合は、左右方向に隣り合う蒸着マスク間の最大隙間だけを１０ｍｍ以下としてもよい。
【００４７】
蒸着物がある入射角度をもつことによって発生する蒸着影による蒸着無効スペースも小さくするために、蒸着マスクのフレームやマスクプレートの開口の断面をテーパー形状にすることが好ましい。
【００４８】
図１２に示す統合マスクの組立装置２０１を使用した、統合マスク１の組み立て方法の一例を以下に説明する。
【００４９】
はじめの計測工程では、図示されていない適当な手段によって、各蒸着マスク２０の高さ（フレームと接着剤（又は、溶接部分等）とマスクプレートの合計寸法）を計測する。蒸着マスク２０のマスクプレート２２表面の高さを３次元的に全面計測するのが理想的であるが、フレーム２４の４ヶ所の角部と、４つの辺の中央部分の合計８点を計測することで済ませてもよい。測定方法はマイクロメーターやノギス、触診式３次元測定器、レーザー計測器などが挙げられる。
【００５０】
前記計測工程の計測データに基づいて、蒸着マスク２０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）が１００μｍ以下の組合せになるように、統合マスク１のベース板２の所定位置に各蒸着マスク２０を配置し、係合手段４０を組み込んで、粗い位置合わせを行う。計測データをソフト的に処理して、高さの差（段差）が最小になる組み合わせをシミュレーションすることもできる。多数のマスクから必要数を選択すれば、高さの差（段差）を小さくする組み合わせの選択が多くなるので好ましい。さらに、蒸着マスクの高さムラ大きいものは使用しないという判断も可能になる。
【００５１】
この下準備を終えた統合マスク１を組立装置２０１のテーブル２０４にのせて固定する。ベース板２に設けられた穴にテーブル２０４のピン２１４を挿入する。適切な手段によってベース板２をテーブル２０４に押さえつけることで両者を固定してもよい。
【００５２】
ベース板２に設けられている２つの基準マーク６の位置が２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの真下にくるようにテーブル２０４を移動させる。図では理解を助けるために２つのカメラがＸ方向に並んでいるが、実際にはＹ方向に基準マークと同間隔で並んでいる。この位置で、ベース板２の２つの基準マーク６がそれぞれ２つのカメラ２７０Ａ、Ｂで検出されるように、微調整装置２７２Ａ、Ｂを使って、カメラ２７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。基準マーク６の位置を基準位置Ｃとする。基準位置Ｃでは、２つの基準マーク６がそれぞれ２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの中央位置（画面の十字線の交点）に合致するように、微調整装置２７２Ａ、Ｂを使って、カメラ２７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。もしくは、カメラ２７０Ａ、Ｂの視野内（画面上）での基準マーク６の位置を、画面の十字線を移動させるなどの適切な手段で記憶させてもよい。
【００５３】
２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの位置調整が終了したら、基準位置Ｃを基点として、統合マスク１の１つの蒸着マスク２０の基準マーク２６があるべき位置にＸ−Ｙテーブル２０２を駆動して、統合マスク１を移動させる。移動した場所で２つのカメラ２７０Ａ、Ｂによって、蒸着マスク２０の基準マーク２６を検知する。検知した基準マーク２６が２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの中央位置もしくは記憶位置（画面の十字線の交点）になければ、保持ユニット２３０全体を下降させ、把持ピン２３２で蒸着マスク２０を適切な手段により側面から挟み込んで保持する。次に、開放手段２８０を下降させ、統合マスク１の係合手段４０の押さえ板４２のバネ結合部を圧縮バネ４４の反力に抗して突き出し板２８２で上側から押す。これによって蒸着マスク２０のベース板２への固定は解除される。
【００５４】
この状態で、基準マーク２６が２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの中央位置もしくは記憶位置（十字線の交点）に来るように、回転テーブル２３４と上部Ｘ−Ｙテーブル２３６を駆動して、回転と水平移動により蒸着マスク２０をベース板２上で移動させる。カメラ２７０Ａ、Ｂにより、基準マーク２６が所定位置に位置決めできているのを確認できたら、開放手段２８０を上昇させて、突き出し板２８２を押さえ板４２から離して、蒸着マスク２０をベース板２に固定する。そして、把持ピン２３２による蒸着マスク２０の保持を解除してから、保持ユニット２３０全体を上昇させ、保持ピン２３２と蒸着マスク２０を離接させる。次の位置決めすべき蒸着マスク２０について、上記の同じ位置決め作業をくり返すことで、統合マスク１の組み立てが終了する。
【００５５】
上記組立方法は計測工程で蒸着マスクの高さを計測し、そのデータに基づいて蒸着マスクを配置する例であった。計測工程では、例えば、蒸着用開口３２の寸法や、基準マーク２６と蒸着用開口３２との相対位置の理想寸法からのずれ量などを計測してもよい。統合マスク１ではベース板２の基準マーク６と蒸着マスク２０の基準マーク２６との相対位置を位置合わせしているが、そもそもは蒸着マスク２０の蒸着用開口３２のそれぞれの相対位置を高精度にあわせることが主旨である。したがって、基準マーク２６と蒸着用開口３２との相対位置の理想寸法からのずれ量があらかじめわかっていれば、位置決め工程において前記ずれ量を補正するように位置合わせを行うことで、統合マスクの精度をより向上させることが可能になる。これら平面寸法の計測には公知の計測機器を利用することができる。
【００５６】
上記で例示した組立方法の位置決め工程において、位置決め作業完了と判断する基準マークの理想位置との許容ずれ量は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下にする。
【００５７】
図１３は統合マスクを用いた蒸着装置の一態様を示す正面断面図、図１４は統合マスクを用いた蒸着装置の別の態様を示す正面断面図である。
【００５８】
統合マスク１を使用して発光層などを実際に蒸着する蒸着装置群５００を、図１３を用いて以下に説明する。蒸着装置５０２では、統合マスク１が外壁５０８で覆われた真空槽５３２の中にあるマスクホルダー５１２に支持されており、固定具５１８で、統合マスク１のベース板２がマスクホルダー５１２で移動しないように挟持されている。真空槽５３２は真空吸引装置（図示なし）に接続されており、蒸着のために必要な真空度に調整される。ガラスからなる基板Ａは真空槽５３２内の基板ホルダー５２２にその下面が保持されている。さらに基板ホルダー５２２はブラケット５２０と昇降軸５２６を介して、真空槽外にあるモータ５２８に接続されている。昇降軸５２６は内部に上下方向に移動自在とするガイドと駆動部を有しており、基板ホルダー５２２を上下方向に自在に昇降させることができる。モータ５２８の駆動により、昇降軸５２６以降のものが回転自在となるので、昇降軸５２６とモータ５２８の動作により、基板Ａを真空槽５３２内で自在に昇降させたり、水平面内で回転させることができる。
【００５９】
マスクホルダー５１２はＸ−Ｙガイド５１６に接続されている。Ｘ−Ｙガイド５１６は外壁５０８の上部に固定されている。Ｘ−Ｙガイド５１６は駆動源（図示なし）によって、水平面内のＸ、Ｙ方向に自在に移動でき、マスクホルダー５１２上の統合マスク１を水平面内で自在に移動させることができる。基板Ａと統合マスク１の基準マーク、または蒸着マスクの開口は外壁のルッキンググラス５０４を通して、外部に設けられたカメラ５３０によって検知され、その検知位置に応じてＸ−Ｙガイド５１６による水平移動とモータ５２８による回転で、基板Ａを統合マスク１との位置決めが行われる。基板Ａの基準マーク位置検知時には昇降軸５２６を下降させて、基板Ａを統合マスク１の上にのせた状態で行う。基板Ａを統合マスク１上にのせた状態での位置決めが完了したら、ブラケット５２０に対して駆動源（図示なし）によって昇降可能な押さえ部材５２４を下降させて基板Ａに接触させ、基板Ａと統合マスク１の密着度を上げる。押さえ部材５２４の少なくとも一部を磁石として、磁性体からなるマスクプレート２２を磁力により引きつけることで、基板Ａと統合マスク１との密着性を向上させることが可能である。
【００６０】
真空槽５３２内には蒸発源５３４が統合マスク１の真下に設けられている。この中に蒸着すべき材料をいれ、適切な温度に調整して、材料を蒸発させると、統合マスク１の各蒸着マスク２０の各蒸着用開口配列群３０を通過するもののみが基板Ａに蒸着されることになり、基板Ａに所定パターンの薄膜層を形成できる。蒸発源５３４の上方には、基板への蒸着を任意に実施・停止するために、開閉可能な蒸着シャッター５１４が設けられている。基板Ａの真空槽５３２内外への搬出入は、開閉可能なシャッター５３６を開け、外壁５０８に設けられた搬出入口５３８を通して、移載装置６００を用いて行なう。
【００６１】
移載装置６００は、基台６０２に対して昇降と回転自在な基台板６０４、基台板６０４上をガイド６０６により自在に往復動可能なスライド板６１０より構成されている。基板Ａをスライド板６１０上のパッド６０８にのせて、これを可動範囲内の任意の位置に搬送することができる。
【００６２】
蒸着装置群５００を用いた蒸着方法を図１３を用いて以下に説明する。統合マスク１を真空槽５３２のマスクホルダー５１２に設置し、固定する。続いて統合マスク１の基準マーク６の位置をカメラ５３０によって検知し、図示していない画像処理装置によってその位置を認識して、記憶する。
【００６３】
シャッター５３６を開けて移載装置６００により基板Ａを基板ホルダー５２２に載置し、移載装置６００のスライド板６１０が真空槽５３２外にでたら、シャッター５３６を閉じ、真空ポンプ（図示なし）を駆動して、真空槽５３２内を一定の真空度にする。昇降軸５２６を下降させて基板Ａを統合マスク１上に置き、ルッキンググラス５０４を通してカメラ５３０で基板Ａの基準マーク位置を検知する。昇降軸５２６を上昇させて基板Ａと統合マスク１を離接させた後、すでに検知している統合マスク１の基準マーク位置と基板Ａの基準マーク位置が合致するように、Ｘ−Ｙガイド５１６およびモータ５２８を所定量だけ移動、回転させる。
【００６４】
再び基板Ａを統合マスク１上に下降させて、カメラ５３０で基板Ａと統合マスク１の基準マーク６（あるいは基板用基準マーク）の位置を検知する。この場合、両者の位置は演算で補正できるので、同じ位置にする必要はない。このように、基板Ａと統合マスク１の基準マークの検知と位置あわせ作業を繰り返して、基準マークが所定の位置と合致すれば、押さえ部材５２４を下降させて基板Ａを統合マスク１に押しつける。この押しつけ力は好ましくは、１０〜１００Ｎである。
【００６５】
蒸発源５３４を加熱して蒸着材料（有機物等）を蒸発後、蒸着シャッター５１４を開けて、基板Ａにマスクパターンにしたがった蒸着を行う。所定厚さの有機膜が形成できたら、蒸着シャッター５１４を閉じて蒸着を完了し、真空槽５３２内を大気圧にもどす。これと平行して押さえ部材５２４を上昇させた後、シャッター５３６を開けて移載装置６００によりマスクパターンで蒸着された基板Ａを取り出して次の工程に送る。
【００６６】
真空槽５３２内を一定の真空度にするには時間を要するので、大気→真空→大気→真空の繰り返しのむだをなくして効率を向上させるために、移載装置６００を真空装置内にいれて、真空下内で全ての作業を行ってもよい。
【００６７】
統合マスク１を使った別の蒸着装置群を図１４を用いて以下に説明する。蒸着装置群８００は、統合マスク１上に基板Ａを位置決め載置する位置決め装置７００と、基板Ａが統合マスクに各々の基準マークが合致した状態で載置される位置決め済み基板−マスク８２０を移載する移載装置６００、位置決め済み基板−マスク８２０を装着して、それに蒸着材料（有機物等）の蒸着を行う蒸着装置８０２で構成される。
【００６８】
位置決め装置７００は、統合マスク１を保持するマスク保持器７０２と、マスク保持器７０２を平面内（Ｘ−Ｙ方向）に自在に移動させるＸ−Ｙテーブル７０４、基板Ａを保持する基板保持器７０６、基板保持器７０６がブラケット７１８と昇降軸７１２を介して接続されている回転モータ７１４、回転モータ７１４を保持するフレーム７１６、フレーム７１６とＸ−Ｙテーブル７０４を支持する架台７０８、統合マスク１および基板Ａの基準マークを検知するカメラ７１０で構成される。昇降軸７１２は内部に上下方向に移動自在とするガイドと駆動部を有しており、基板保持器７０６を上下方向に自在に昇降させることができる。回転モータ７１４は基板保持器７０６を自在に回転可能とする。
【００６９】
移載装置６００は、蒸着装置群５００で説明したものと同じものである。蒸着装置８０２は、真空槽８１６内に位置決め済み基板−マスク８２０が載置される載置台８０４、基板Ａを統合マスク１に一定力で押し付ける昇降自在な押さえ部材８１２、蒸着材料（有機物等）の蒸着源８０６、蒸着源８０６からの蒸発物が基板Ａに到達するのを妨げる開閉自在な蒸着シャッター８０８で構成される。押さえ部材８１２は、真空槽８１６外で外壁８１８に固定された昇降シリンダー８１４に接続されており、この昇降シリンダー８１４の昇降動作により、自在な昇降動作が付与される。真空槽８１６は真空ポンプ（図示なし）に接続されており、槽内を任意の真空度にすることができる。位置決め済み基板−マスク８２０は、開閉可能なシャッター８１０を通して真空槽８１６内に導入される。
【００７０】
蒸着装置群８００を用いた蒸着方法を図１４を用いて以下に説明する。統合マスク１を位置決め装置７００のマスク保持器７０２に装着し、統合マスク１の基準マーク（あるいは基板用基準マーク）の位置をカメラ７１０で検知する。つづいて基板Ａを基板保持器７０６に装着し、基板保持器７０６を下降させて基板Ａを統合マスク１上に載置する。基板Ａの基準マーク位置をカメラ７１０で検知した後、一旦基板Ａを基板保持器７０６で上昇させて、検知した基板Ａの基準マークと統合マスク１の基準マーク（あるいは基板用基準マーク）が所定の位置と合致するようにＸ−Ｙテーブル７０４と回転モータ７１４を制御する。再び両方の基準マーク位置を確認し、両者が所定の位置と一致するまで位置決めと基準マーク位置確認を繰り返す。最終的に両方の基準マークが所定の位置と一致していることが確認できたら、基板Ａを統合マスク１上に載置した位置決め済み基板−マスク８２０を、基板保持器７０６から移載装置６００のパッド６０８上に載せかえ、蒸着装置８０２のシャッター８１０を開けて、載置台８０４上に置く。押さえ部材８１２を下降させて基板Ａを統合マスク１に所定の力で押し付ける。押しつけ力は１０〜３００Ｎが好ましい。この間に移載装置６００のスライド板６１０が真空槽８１６外へでたらシャッター８１０を閉め、真空ポンプ（図示なし）を駆動して真空槽８１６内を所定の真空度にする。蒸着源８０６を加熱して蒸着材料（有機物等）を蒸発させ、蒸着シャッター８０８を開いて統合マスク１上の基板Ａにマスクパターンに応じた蒸着材料（有機物等）の蒸着を行う。
【００７１】
蒸着が完了したら、蒸着シャッター８０８を閉じ、真空槽８１６内を大気圧にもどした後、シャッター８１０を開いて蒸着された位置決め済み基板−マスク８２０を移載装置６００により取り出して、次の工程に送る。
【００７２】
位置決め装置７００、移載装置６００を真空室内に置いてもよい。これによって常に真空下で基板Ａと統合マスク１の位置決め、搬送が行われるので、大気圧→真空、真空→大気圧にする時間が省略できて、生産性を大幅に向上できる。
【００７３】
本発明を用いて１枚の基板からｎ面（ｎは２以上の整数）の有機ＥＬ素子を製造する場合には、ベース板にｎ個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いることができる。しかしながら、ｎの数が大きくなるとｎ個すべての蒸着マスクの位置合わせを行う作業が煩雑になるという問題が生じる。さらに、蒸着マスクを保持するフレームの幅や蒸着マスク同士の隙間に起因する基板の無駄な部分が増加する。このような場合には、蒸着ベース板にｍ個（ｍは２以上ｎ以下の整数）の蒸着マスクが固定された統合マスクを用い、ｎ＝ｍ×ｋ（ｋは２以上ｎ未満の整数）の関係にあることが好ましい。
【００７４】
例えば、１枚の基板上に１６面の有機ＥＬ素子を製造する場合に（ｎ＝１６）、ベース板に４個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いるとすれば（ｍ＝４）、それぞれ１個の蒸着マスクはさらに４面に対応した蒸着用開口配列群パターンを有していることになるので（ｋ＝４）、ｎ＝ｍ×ｋの関係にある。ベース板に１６個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いる場合に比べて（ｎ＝１６、ｍ＝１６、ｋ＝１）、蒸着マスクの位置合わせを行う作業は４回で済む。寸法精度を損なわない範囲で大きな蒸着マスクを用いることが、高い精度を維持したまま効率よく有機ＥＬ素子を生産する上で重要である。上記の例では要求される寸法精度と作業性を考慮して、ｎ＝１６、ｍ＝２、ｋ＝８の組み合わせや、ｎ＝１６、ｍ＝８、ｋ＝２の組み合わせを選択することもできる。本発明はこのような組み合わせを選択する自由度が高いという利点を有する。
【００７５】
例えば、１個の蒸着マスクが４面に対応した蒸着用開口配列群パターンを有している場合には（ｋ＝４）、蒸着マスクのフレームの開口を４個にしてもよい。つまり田の字型のフレームを使用することができる。フレームの強度を向上させて、その精度を高めることができるので、本方法はパターニングの高精度化に効果的である。
【００７６】
上記ｎ＝ｍ×ｋの関係は、比較的大きな１枚の基板から比較的小さな有機ＥＬ素子を数多く製造する場合に特に効果的である。基板サイズは２００×２００ｍｍ以上、さらに片側の辺が３００ｍｍ以上である場合に特に効果的である。有機ＥＬ素子の発光領域のサイズは６０×８０ｍｍ以下、さらには４０×５０ｍｍ以下である場合に特に効果的である。面数ｎは４以上、さらには１６、３２、６４以上である場合に特に効果的である。
【００７７】
【実施例】
図１〜図１６を参照にして実施例を以下に説明する。実際の構成や部材の位置関係、個数は図面と必ずしも一致するものではない。
【００７８】
実施例１
発光層用の蒸着マスク２０のマスクプレート２２として、外形が９４ｍｍ幅×１０９ｍｍ長で、厚さが３０μｍのＮｉ合金を用意した。幅１００μｍで長さが６２ｍｍの長方形の蒸着用開口３２を、開口の長さ方向（６２ｍｍの方向）がプレートの幅方向（９４ｍｍの方向）と一致するようにして、ピッチ３００μｍでプレートの長さ方向に２５６個設けた。開口形状の変形を防ぐために、各蒸着用開口３２には開口の幅方向に並行な幅２０μｍの補強線３４が、開口の長さ方向にピッチ３００μｍで設けられている。マスクプレート２２の幅方向の中央部には、長さ方向に対称となるようにピッチ９２ｍｍで十字形状の基準マークを２個設けた。同じ蒸着マスクプレートを１６個作製した。
【００７９】
本マスクプレート２２を、外形が９４ｍｍ幅×１０９ｍｍ長でコバール合金製のフレーム２４にエポキシ系硬化樹脂を用いて接着し、蒸着マスク２０を作製した。同じ蒸着マスクを１６個作製した。蒸着マスクのフレームのマスクプレート取り付け部は、厚さ６ｍｍで、その内側は下部が８６ｍｍ幅×１０３ｍｍ長、上部が８２ｍｍ幅×９９ｍｍ長の開口とした。またフレームの対角方向の両端には厚さ２．５ｍｍの耳部２８を２ヶ所設けた。
【００８０】
ベース板２の材料として４４０ｍｍ幅×５４０ｍｍ長で厚さ１２ｍｍのコバール合金板を用意した。下部が９４ｍｍ幅×１１１ｍｍ長、上部が８６ｍｍ幅×１０３ｍｍ長の開口１０を、ベース板２の幅方向端部より３３ｍｍの位置のところから、開口１０の上部寸法が幅方向に９６ｍｍピッチで４列、ベース板２の長さ方向端部より２８ｍｍの位置から長さ方向に１２７ｍｍピッチで４列、合計１６個設けたものをベース板２とした。
【００８１】
ベース板２の幅方向端部付近には、幅３ｍｍ、長さ５００ｍｍ、厚さ６ｍｍのガラス板が、ガラス板の長さ方向をベース板の長さ方向に一致するようにして取り付けられている。その上面に幅２０μｍ、長さ１００μｍの十文字の基準マークと、幅６０μｍ、長さ１８０μｍの十文字の基板用基準マークを、ガラス板の幅方向の上端部より２ｍｍの直線上に、ベース板の長さ方向に対称となるように、それぞれピッチ９２ｍｍ、４９０ｍｍで、クロム膜を用いて各２個ずつ設けた。基準マークのある面は、ベース板に取り付ける蒸着マスクの上面とほぼ同じ高さにした。係合手段４０はステンレス製で、押さえ板４２の厚さは３ｍｍとした。
【００８２】
１６個の蒸着マスク２０の基準マーク２６と蒸着用開口３２との相対位置の理想寸法からのずれ量（平面寸法ずれ量）を３次元画像測定器（株式会社ミツトヨ製、ＳＵＰＥＲ　ＱＵＩＣＫ　ＶＩＳＩＯＮ　ＰＲＯ）によって計測した。マスクプレート２２の作製時や、フレーム２４に接着する際にマスクプレート２２に加えた張力などの影響によって、前記平面寸法ずれ量が最大で３μｍ程度あることが事前に判明した。
【００８３】
さらに、１６個の蒸着マスク２０の高さをデジマティックインジケーター（株式会社ミツトヨ製）によって計測した。フレーム２４の４ヶ所の角部と、４つの辺の中央部分の合計８ヶ所において、フレームと接着剤とマスクプレートの合計寸法からなる高さデータを各蒸着マスクについて得た。高さの差は最大で１２０μｍ（全体最高高差）あることが事前に判明した。
【００８４】
前記高さデータに基づいて、蒸着マスク２０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）が小さくなるように各蒸着マスクの配列を考慮して、統合マスク１のベース板２上に１６個の蒸着マスク２０を配置した。蒸着マスク１個に対して、押さえ板、圧縮バネ、支点からなる２個の係合手段４０で、各蒸着マスクをベース板上に固定して、粗い位置合わせを行った統合マスク１を作製した。隣り合う蒸着マスク２０の隙間はベース板の幅方向では２ｍｍ、長さ方向では１８ｍｍであった。
【００８５】
上記統合マスクを統合マスクの組立装置２０１のテーブル２０４にのせて固定した。ベース板２に設けられている２つの基準マーク６の位置が２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの真下にくるようにテーブル２０４を移動させた。カメラ２７０Ａ、Ｂで検出した基準マーク６の位置を基準位置Ｃとした。基準位置Ｃは、カメラ２７０Ａ、Ｂの視野内（画面上）に映し出された基準マーク６の位置に、画面上に発生させた十字線を一致させることで記憶させた。
【００８６】
基準位置Ｃを基点として、ある蒸着マスク２０の基準マーク２６があるべき位置に統合マスク１を移動させた。２つのカメラ２７０Ａ、Ｂによって蒸着マスク２０の基準マーク２６を検知した。保持ユニット２３０全体を下降させ、把持ピン２３２で蒸着マスク２０を側面から挟み込んで保持した。開放手段２８０を下降させ、統合マスク１の係合手段４０の押さえ板４２のバネ結合部を圧縮バネ４４の反力に抗して上側から押すことで、蒸着マスク２０のベース板２への固定を解除した。この状態で回転テーブル２３４と上部Ｘ−Ｙテーブル２３６を駆動して、回転と水平移動により蒸着マスク２０をベース板２上で移動させた。この際に、基準位置Ｃ（画面上に発生させた十字線）から前記平面寸法ずれ量を補正するように考慮された位置に、基準マーク２６が一致するように蒸着マスク２０を位置決めした。開放手段２８０を上昇させて、突き出し板２８２を押さえ板４２から離して、蒸着マスク２０をベース板２に固定した。把持ピン２３２による蒸着マスク２０の保持を解除してから、保持ユニット２３０全体を上昇させ、保持ピン２３２と蒸着マスク２０を離接させた。その他の蒸着マスク２０についても同じ位置決め作業をくり返した。
【００８７】
このように作製した統合マスクでは、蒸着マスク２０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）は７０μｍ以下であった。蒸着用開口３２の所定位置からの位置ずれ量を１６個とも３μｍ以下に収めることができた。
【００８８】
実施例２
エポキシ系硬化樹脂に直径１０μｍの円柱状シリカビーズを混入した接着剤を用い、接着剤の厚さムラが均一化するように考慮してマスクプレート２２をフレーム２４に接着したこと以外は、実施例１と同様にして蒸着マスク２０を作製した。各蒸着マスクの高さの差は最大で４０μｍあることが事前に判明した。
【００８９】
実施例１と同様にして統合マスクを作製したところ、蒸着マスク２０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）は３０μｍ以下であった。実施例１に比べて各蒸着マスク自体の高さのバラツキが小さくなり、さらに、実施例１と同様に高さデータを考慮してベース板２上に各蒸着マスク２０を配置したので、蒸着マスク同士の高さの差（段差）のより小さい統合マスクが得られた。
【００９０】
実施例３
蒸着マスク２０を２４個作製した。その高さデータに基づいて、蒸着マスク２０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）が小さくなるように１６個の蒸着マスクを選択し、その配列を考慮してベース板２上に蒸着マスク２０を配置したこと以外は、実施例２と同様にして統合マスクを作製した。
【００９１】
蒸着マスク２０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）は２０μｍ以下であった。実施例２に比べて蒸着マスク同士の高さの差（段差）がさらに小さい統合マスクが得られた。
【００９２】
比較例１
蒸着マスク２０の高さデータを考慮せずにベース板２上に各蒸着マスク２０を配置したこと以外は、実施例１と同様にして統合マスクを作製した。蒸着マスク２０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）は最大１２０μｍであった。
【００９３】
比較例２
蒸着マスク２０の平面寸法ずれ量を考慮せずにベース板２上に各蒸着マスク２０を位置決めしたこと以外は、比較例１と同様にして統合マスクを作製した。蒸着用開口３２の所定位置からの位置ずれ量は最大６μｍであった。実施例１に比べて、蒸着マスク同士の高さの差（段差）だけでなく統合マスクの組立精度も悪化した。
【００９４】
実施例４
実施例１で作製した統合マスクを蒸着装置５０２のマスクホルダーに装着した。
【００９５】
厚さ０．７ｍｍで外形が４００ｍｍ幅×５００ｍｍ長の無アルカリガラスをガラス基板Ａとして、その表面にＩＴＯ透明電極膜を１３０ｎｍの厚みでスパッタリングにて全面形成した。ＩＴＯ透明電極膜をフォトリソ法によって図１５に示す形状にパターニングした。基板幅方向に並行して長さが９０ｍｍ、幅が８０μｍのストライプ形状９０４を設け、それを基板長さ方向に１００μｍピッチで７６８本配列させてものを１単位のストライプ列９０６とし、それを基板幅方向に９６ｍｍピッチ、基板長手方向に１２７ｍｍのピッチで配列させた。ストライプ列９０６は１６個の有機ＥＬ素子に対応できるように形成した。
【００９６】
前記基板Ａの全面にポジ型感光性ポリイミド前駆体（東レ株式会社製、ＤＬ−１０００）をスピンコート法により塗布した。乾燥後の塗布膜にフォトマスクを介して露光した後、現像を行い、ポリイミド前駆体膜をパターニングした。その後、２３０℃でキュアを行った。前記のパターニングにより１６個の有機ＥＬ素子の有効発光エリア（後にＲ、Ｇ、Ｂ発光層が占める領域）全面を覆うように、それぞれに対応して１６単位のスペーサパターンを形成した。１単位のスペーサパターンでは、基板長さ方向（ＩＴＯ電極に直交する方向に）に長さ７０μｍ、基板幅方向に長さ２３５μｍの開口部（ポリイミド樹脂層が除かれていて、スペーサーの存在しない部分）を、基板長さ方向にはＩＴＯ電極の中央部が露出するように１００μｍピッチで７６８列、基板幅方向にＩＴＯ電極にそって３００μｍピッチで２００列、格子状に配置（前記開口部以外はスペーサ部分）した。
【００９７】
１６個ある有機ＥＬ素子の有効発光エリア全面に、銅フタロシアニンを１５ｎｍ、ビス（Ｎ−エチルカルバゾール）を６０ｎｍの厚さで蒸着して、正孔輸送層を形成した。蒸着時の真空度は２×１０−４Ｐａ以下とし、蒸着中は基板を蒸着源に対して回転させた。
【００９８】
発光層を蒸着するために、移載装置６００から蒸着装置５０２の基板ホルダー５２２に、正孔輸送層を蒸着したガラス基板をのせた。真空ポンプを駆動して、蒸着槽内の真空度を１×１０−４Ｐａにした。所定の真空度が得られてから、基板ホルダーを下降させて、基板ホルダー上のガラス基板Ａを統合マスク１上に載置した。
【００９９】
ガラス基板Ａの幅方向端部付近には、基準マークとして直径３００μｍのＩＴＯ透明電極膜が、ガラス基板の長さ方向に対称となるようにピッチ４９０ｍｍで２ヶ所設けられている。この基準マーク位置を検知して、統合マスクに取り付けられたガラス板に設けられている基板用基準マークと一致するようにガラス基板と統合マスクの位置合わせを行った。位置合わせ完了後押さえ部材５２４でガラス基板を統合マスクに２０Ｎの力で押し付けた。
【０１００】
蒸着源５３４を加熱し、緑色発光層として、０．３ｗｔ％の１，３，５，７，８−ペンタメチル−４，４−ジフロロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＰＭ５４６）をドーピングしたトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を、統合マスクのパターンにしたがって２０ｎｍ蒸着した。
【０１０１】
基板Ａと統合マスク１との位置を、基板長さ方向に１００μｍ（１ピッチ分）だけずらして位置合わせした後に、赤色発光層として１ｗｔ％の４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジルスチリル）ピラン（ＤＣＪＴ）をドーピングしたＡｌｑ３を１５ｎｍ蒸着した。続いて、基板Ａと統合マスク１との位置を、基板長さ方向にさらに１００μｍ（さらに１ピッチ分）だけずらして位置合わせした後に、青色発光層として４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ジフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２０ｎｍ蒸着した。これらのＲＧＢ発光層はストライプ状のＩＴＯ電極に各々対応しており、ＩＴＯ電極の露出部分を完全に被覆した。上記発光層を蒸着する際の蒸着物の入射角度は最大９°であった。
【０１０２】
電子輸送層として４，４’−ビス（フェナントロリン−２−イル）テトラフェニルメタンを６０ｎｍの厚みで、１６個ある有機ＥＬ素子の有効発光エリア全面に蒸着した。次に、リチウムを膜厚換算量０．５ｎｍ蒸着して、電子輸送層にドーピングした。
【０１０３】
基板長さ方向（ＩＴＯ電極に直交する方向）に長さ１００ｍｍ、基板幅方向に２５０μｍのアルミニウムのストライプを、基板幅方向にピッチ３００μｍで２００本配置したストライプ列を１単位とし、これを先に作製した基板上のスペーサの蒸着用開口を覆うように幅方向ピッチ９６ｍｍ、基板長さ方向ピッチ１２７ｍｍで、１６単位配置できるようアルミニウムの蒸着を行い、厚さ２４０ｎｍの金属電極を形成した。金属電極の蒸着にも発光層と同様の統合マスクを使用した。蒸着時の真空度は３×１０−４Ｐａ以下とした。
【０１０４】
本基板を蒸着装置から露点−９０℃のアルゴン雰囲気下に移した。この低湿度雰囲気下にて、基板と厚さ０．７ｍｍの封止用ガラス板とを、エポキシ樹脂からなる接着剤を用いて貼り合わすことで封止をした。
【０１０５】
以上のようにして１６個の有機ＥＬ素子が形成された基板を切断して、１６個の有機ＥＬ素子に分割した。各々の有機ＥＬ素子には、７６８本のＩＴＯストライプ状第１電極の上に、パターニングされたＲＧＢそれぞれの発光層を含む有機層が形成され、その上にはＩＴＯ電極と直交するするように２００本のアルミニウムストライプ状第２電極が形成された。第１、第２電極の交差部分のうち、スペーサーの蒸着用開口のみが発光した。ＲＧＢ各１つずつの発光単位が１画素を形成するので、３００μｍピッチで２５６×２００画素を有する単純マトリックス型カラー有機ＥＬ素子が製作できた。
【０１０６】
蒸着ボケ５８の幅は１０μｍ以下であった。蒸着用開口３２の寸法誤差や、統合マスク１の組立精度、基板Ａと統合マスク１との位置合わせ誤差をあわせても、発光層パターンは所定の画素を完全に覆い、かつ、３０μｍ離れた隣の画素に乗り上げることがなかった。したがって、混色などの問題がない良好な有機ＥＬ素子が得られた。その発光性能は１６個ともディスプレイとして用いることができるものであった。
【０１０７】
比較例３
比較例１の統合マスクを用いたこと以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。蒸着ボケ５８の幅は最大１８μｍであった。発光層パターンが３０μｍ離れた隣の画素に乗り上げる場所が存在したので、混色の問題が発生し、ディスプレイとして用いることができなかった。
【０１０８】
実施例５
１単位のスペーサでは、基板長さ方向（ＩＴＯ電極に直交する方向に）に長さ８０μｍ、基板幅方向に長さ２３５μｍの蒸着用開口（スペーサーの存在しない部分）を、基板長さ方向にはＩＴＯ電極の中央部が露出するように１００μｍピッチで７６８列、基板幅方向にＩＴＯ電極にそって３００μｍピッチで２００列、格子状に配置した。発光層のパターニングには実施例２の統合マスクを用いた。上記以外は実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。
【０１０９】
蒸着ボケ５８の幅は５μｍ以下であった。蒸着用開口３２の寸法誤差や、統合マスク１の組立精度、基板Ａと統合マスク１との位置合わせ誤差をあわせても、発光層パターンは所定の画素を完全に覆い、かつ、２０μｍ離れた隣の画素に乗り上げることがなかったので、混色などの問題がない良好な有機ＥＬ素子が得られた。その発光性能は１６個ともディスプレイとして用いることができるものであった。
【０１１０】
得られた有機ＥＬ素子の画素の開口率６３％であり、実施例４の５５％より向上した。その結果、同一の表示輝度を得るために画素に流す電流密度が実施例４の有機ＥＬ素子より少なくすむので、輝度半減寿命時間が約２０％向上した。
【０１１１】
実施例６
図１６に示すように、発光層用の蒸着マスク１７０のマスクプレート１７２として、外形が１９０ｍｍ幅×２３６ｍｍ長で厚さが３０μｍのＮｉ合金を用意した。実施例１と同様の蒸着用開口配列群３０と基準マーク１２６を１単位１８０として、それをプレートの幅、長さ方向にそれぞれ２列、合計４個設けたものを用意した。同じ蒸着マスクプレートを４個作製した。
【０１１２】
本マスクプレート１７２を、外形が１９０ｍｍ幅×２３６ｍｍ長でコバール合金製のフレーム１７４に、エポキシ系硬化樹脂に直径１０μｍの円柱状シリカビーズを混入した接着剤を用い、接着剤の厚さムラが均一化するように考慮して接着し、蒸着マスク１７０を作製した。同じ蒸着マスクを４個作製した。蒸着マスクのフレームのマスクプレート取り付け部は、高さ６ｍｍで、その内側は下部が１８２ｍｍ幅×２３０ｍｍ長、上部が１７８ｍｍ幅×２２６ｍｍ長の開口とした。フレームには厚さ２．５ｍｍの耳部１７８を４ヶ所設けた。
【０１１３】
ベース板２の材料として４４０ｍｍ幅×５４０ｍｍ長で厚さ１２ｍｍのコバール合金板を用意した。下部が１９０ｍｍ幅×２３８ｍｍ長、上部が１８２ｍｍ幅×２３０ｍｍ長の開口１０を、幅、長手方向にそれぞれ２列、合計４個設けたものをベース板２とした。
【０１１４】
４個の蒸着マスク１７０の基準マーク１２６と蒸着用開口配列群３０との相対位置の理想寸法からのずれ量（平面寸法ずれ量）を実施例１と同様にして計測した。前記平面寸法ずれ量が最大で８μｍ程度あることが事前に判明した。さらに、４個の蒸着マスク１７０の高さを実施例１と同様にして計測した。フレーム２４の４つの角と、４つの辺を４等分する部分の合計１６ヶ所において、フレームと接着剤とマスクプレートの合計寸法からなる高さデータを各蒸着マスクについて得た。高さの差は最大で４０μｍあることが事前に判明した。
【０１１５】
前記高さデータに基づいて、蒸着マスク１７０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）が小さくなるように各蒸着マスクの配列を考慮して、統合マスク１のベース板２上に４個の蒸着マスク１７０を配置した。蒸着用開口配列群３０がベース板２の開口１０の中央になるように配置した。蒸着マスク１個に対して、押さえ板、圧縮バネ、支点からなる４個の係合手段４０で、各蒸着マスクをベース板上に固定して、粗い位置合わせを行った統合マスク１を作製した。
【０１１６】
それ以降は実施例１と同様にして統合マスクを作製したところ、蒸着マスク１７０間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差（段差）は３０μｍ以下であった。蒸着用開口配列群３０の所定位置からの位置ずれ量を４個とも６μｍ以下に収めることができた。
【０１１７】
実施例７
実施例６で作製した統合マスクを用いて、実施例４と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。蒸着ボケ５８の幅は５μｍ以下であった。蒸着用開口配列群３０の寸法誤差や、統合マスク１の組立精度、基板Ａと統合マスク１との位置合わせ誤差をあわせても、発光層パターンは発光層パターンは所定の画素を完全に覆い、かつ、３０μｍ離れた隣の画素に乗り上げることがなかった。したがって、混色などの問題がない良好な有機ＥＬ素子が得られた。その発光性能は１６個ともディスプレイとして用いることができるものであった。
【０１１８】
実施例４では、１枚の基板上に１６面の有機ＥＬ素子を製造する場合に（ｎ＝１６）、それぞれの蒸着マスクが１面に対応した蒸着用開口配列群パターンを有し（ｋ＝１）、ベース板に１６個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いたので（ｍ＝１６）、蒸着マスクの位置合わせ作業が１６回必要であった。実施例７では、同じ１６面の有機ＥＬ素子を製造する場合に（ｎ＝１６）、それぞれの蒸着マスクが４面に対応した蒸着用開口配列群パターンを有し（ｋ＝４）、ベース板に４個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いたので（ｍ＝４）、蒸着マスクの位置合わせ作業は４回で済む。すなわち、発光層のパターニングの許容誤差をオーバーしない範囲で大きな蒸着マスクを用いたので、必要なパターニング精度を維持したまま効率よく有機ＥＬ素子を生産することができた。
【０１１９】
上記全ての実施例では、ＲＧＢ発光層のパターニングに１個の統合マスクを用いて、基板と統合マスクとの位置関係をＩＴＯ電極のピッチ分だけ移動させたが、それぞれ異なる３個の統合マスクを使用することもできる。金属電極のパターニングにも統合マスクを用いたマスク蒸着法を適用したが、基板上にあらかじめ隔壁を形成しておき、隔壁の影を利用することで、蒸着マスクを用いずに金属電極をパターニングする隔壁法を用いることもできる。第２電極が透明電極であってもよいし、第２電極が陽極であってもよい。蒸着後に公知技術を用いて保護膜の形成を行うこともできる。
【０１２０】
上記全ての実施例では単純マトリックス型カラー有機ＥＬ素子を製作したが、発光層の微細パターニングを省略することでモノクロ有機ＥＬ素子を製作することもできる。薄膜トランジスター（ＴＦＴ）などからなるスイッチング素子が形成された基板上に、本発明の統合マスクを用いて発光層をパターニングすることで、アクティブマトリックス型カラー有機ＥＬ素子を作製することもできる。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明の統合マスクは、蒸着マスク間の隣接する２辺における蒸着マスクの高さの差が１００μｍ以下と小さい。統合マスクに基板を載せて蒸着する際に、基板と個々の蒸着マスクとの密着性が向上するので、蒸着ボケが抑制されて、高精度のパターンをマスク蒸着で形成することが可能となる。
【０１２２】
本発明の統合マスクの組立方法によれば、あらかじめ蒸着マスクの高さを計測してから、その高さデータを参照してベース板上に蒸着マスクを配置するのであるから、蒸着マスク同士の高さの差（段差）がより小さくなるように統合マスクを組み立てることができる。本発明のもう１つの統合マスクの組立方法によれば、あらかじめ蒸着マスクの平面寸法を計測してから、蒸着マスクの基準マークと平面計測データを参照して蒸着マスクの位置決めを行うのであるから、例えば開口パターン寸法の理想位置からのずれ量など蒸着マスクのクセを計測しておけば、蒸着マスクの相対位置をより高い精度で所定位置に位置決めすることができる。
【０１２３】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の組立方法により精度よく作製された統合マスクを用いて、基板との位置決め、ならびに発光層などの薄膜層の蒸着を行うので、薄膜層を蒸着する基板の大きさに関係なく、高い寸法精度で所定の形状に薄膜層をパターニングすることが可能となる。
【０１２４】
これらの結果、１枚の基板に多数の有機ＥＬ素子を形成する、いわゆる多面取りを高精度に行うことができ、高品質の有機ＥＬ素子を高い生産性で得ることができる。高精度に薄膜層をパターニングすることが可能になると、ディスプレイにおける画素の専有面積率、すなわち開口率を向上させることができる。ディスプレイの表示輝度が同じである場合には、開口率が大きいほど画素に流れる電流密度を小さくすることができる。輝度の経時的な低下率が小さくなるので、ディスプレイの耐久性が向上するという効果が得られる。
【０１２５】
従来は基板の片側の辺が３００ｍｍ以上ある比較的大型の基板を用いると、ディスプレイの開口率を４０％以上にすることは困難であった。本発明の統合マスクを用いることで、この開口率を４０％以上、さらに５０％以上、さらには６０％以上に高めることが可能になるので、高い生産性と高い耐久性を兼ね備えた有機ＥＬ素子の製造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の統合マスクの一例を示す全体概略斜視図。
【図２】図１の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図。
【図３】従来の統合マスクの一例を示す断面図。
【図４】図３の統合マスク上に基板を載せた様子を示す断面図。
【図５】本発明の統合マスクの一例を示す断面図。
【図６】図５の統合マスク上に基板を載せた様子を示す断面図。
【図７】本発明の統合マスクの一例を示す断面図。
【図８】本発明の統合マスクの一例を示す断面図。
【図９】本発明の統合マスクの一例の上に基板を載せた様子を示す断面図。
【図１０】従来の統合マスクの一例の上に基板を載せた様子を示す断面図。
【図１１】蒸着ボケの発生を説明する断面図。
【図１２】本発明の統合マスクの組立装置の一例を示す断面図
【図１３】統合マスクを用いた蒸着装置の一例を示す断面図。
【図１４】統合マスクを用いた蒸着装置の一例を示す断面図。
【図１５】実施例で使用したガラス基板を示す全体概略斜視図。
【図１６】実施例で使用した蒸着マスクを示す全体概略斜視図。
【符号の説明】
１　　　　：統合マスク
２　　　　：ベース板
４　　　　：突起部
６　　　　：基準マーク（ベース板側）
８　　　　：上面
１０　　　　：開口
２０，１７０：蒸着マスク
２２，１７２：マスクプレート
２４，１７４：フレーム
２６　　　　：基準マーク（蒸着マスク）
２８，１７８：耳部
１８０：１単位（開口と基準マーク）
３０　　　　：蒸着用開口配列群
３２　　　　：蒸着用開口
３４　　　　：補強線
４０　　　　：係合手段
４２　　　　：押さえ板
４４　　　　：圧縮バネ
４６　　　　：支点
５０　　　　：隣接する２辺
５２　　　　：隙間
５４　　　　：蒸着物
５６　　　　：理想パターン部分
５８　　　　：蒸着ボケ部分
２０１：統合マスクの組立装置
２０２：Ｘ−Ｙテーブル
２０４：テーブル
２０６：ガイド
２０８：レール
２１０：ガイド
２１２：レール
２１４：ピン
２１６：開口
２１８：回転テーブル
２３０：保持ユニット
２３２：把持ピン
２３４：回転テーブル
２３６：上部Ｘ−Ｙテーブル
２３８：ガイド
２４０：レール
２４２：ガイド
２４４：レール
２４６：モータ
２５０：フレーム
２５２：開口
２６０：架台
２７０：カメラ
２７２：微調整装置
２８０：開放手段
２８２：突き出し板
２８４：エアーシリンダー
２８６：保持ユニット支持台
２８８：エアーシリンダー
Ａ　　：基板
５００，８００：蒸着装置群
５０２，８０２：蒸着装置
５０４　　　　：ルッキンググラス
５０８，８１８：外壁
５１２　　　　：マスクホルダー
５１４，８０８：蒸着シャッター
５１６　　　　：Ｘ−Ｙガイド
５１８　　　　：固定具
５２０　　　　：ブラケット
５２２　　　　：基板ホルダー
５２４，８１２：押さえ部材
５２６　　　　：昇降軸
５２８　　　　：モータ
８１４　　　　：昇降シリンダー
５３０　　　　：カメラ
５３２，８１６：真空槽
５３４，８０６：蒸発源
５３６，８１０：シャッター
５３８　　　　：搬出入り口
８２０：位置決め済み基板−マスク
６００：移載装置
６０２：基台
６０４：基台板
６０６：ガイド
６０８：パッド
６１０：スライド板
７００：位置決め装置
７０２：マスク保持器
７０４：Ｘ−Ｙテーブル
７０６：基板保持器
７０８：架台
７１０：カメラ
７１２：昇降軸
７１４：回転モータ
７１６：フレーム
７１８：ブラケット
９０２：ガラス基板
９０４：ストライプ形状（ＩＴＯ）
９０６：１単位のストライプ列（ＩＴＯ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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