(57)【要約】　　　（修正有）【課題】基板に多数個の有機ＥＬ素子を精度よく蒸着により形成できるように多数個の蒸着マスクを配列した統合マスクの構成と組み立て装置・方法、それを用いた有機ＥＬ素子の製造装置・方法を提供する。【解決手段】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、固定した統合マスクの組立装置であって、ベース板を保持するテーブルと、ベース板または選ばれた蒸着マスクの基準マークを検知して、テーブルの基準移動軸に対する統合マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を計測する計測手段と、前記ずれ量に応じて統合マスクの基準マークの前記基準移動軸に対する相対位置を補正する補正機構と、統合マスクと蒸着マスクの基準マークを検知して、蒸着マスク保持移動機構を用いて統合マスクと蒸着マスクの相対位置決めを行う置決め機構と、ベース板と蒸着マスクとの係合を操作する係合操作手段とを備えることを特徴とする統合マスクの組立装置。【選択図】　図１
2004087466.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装置であって、
ベース板を保持するテーブルと、
ベース板の、もしくは選ばれた蒸着マスクの基準マーク（統合マスクの基準マーク）を検知して、テーブルの基準移動軸に対する統合マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を計測する計測手段と、
前記ずれ量に応じて統合マスクの基準マークの前記基準移動軸に対する相対位置を補正する補正機構と、
統合マスクの基準マークと蒸着マスクの基準マークを検知して、蒸着マスク保持移動機構を用いて統合マスクの基準マークと蒸着マスクの相対位置決めを行う位置決め機構と、
ベース板と蒸着マスクとの係合を操作する係合操作手段と
を備えることを特徴とする統合マスクの組立装置。
【請求項２】
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、基準マークを有する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、
ベース板をテーブル上に保持する保持工程と、
ベース板の基準マークを統合マスクの基準マークとして検知して、テーブルの基準移動軸に対する統合マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を計測する計測工程と、
前記ずれ量に応じて前記統合マスクの基準マークの前記基準移動軸に対する相対位置を補正する補正工程と、
統合マスクの基準マークと蒸着マスクの基準マークを検知して、蒸着マスクを保持して相対移動させることで、統合マスクの基準マークと蒸着マスクとの相対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３】
補正工程において、テーブルに対してベース板を相対移動させることで相対位置を補正することを特徴とする請求項２記載の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、
ベース板をテーブル上に保持するセット工程と、
前記複数の蒸着マスクから選ばれた蒸着マスク（基準蒸着マスク）の基準マークを統合マスクの基準マークとして検知して、テーブルの基準移動軸に対する統合マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を計測する計測工程と、
前記ずれ量に応じて統合マスクの基準マークの前記基準移動軸に対する相対位置を補正する補正工程と、
基準蒸着マスクと別の蒸着マスクとの基準マークを検知し、蒸着マスクを保持して相対移動させることで、蒸着マスク同士の相対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】
補正工程において、ベース板に対して基準蒸着マスクを相対移動させることで相対位置を補正することを特徴とする請求項４記載の統合マスクの組立方法。
【請求項６】
請求項２〜５いずれかに記載の統合マスクの組立方法により組み立てられたことを特徴とする統合マスク。
【請求項７】
請求項６記載の統合マスクと蒸着が施される基板とを、両者の基準マークを基準にして位置決めを行う位置決め機構と、マスク蒸着により薄膜層をパターニングする蒸着機構とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項８】
請求項６記載の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、およびその組立装置と組立方法、並びにそれを用いた有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法に関する。
【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原理のものである。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精度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。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素子等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素子の製造装置および製造方法を提供し、さらに高品質で安価な有機ＥＬ素子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、以下の構成により達成される。
【０００９】
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装置であって、
ベース板を保持するテーブルと、
ベース板の、もしくは選ばれた蒸着マスクの基準マーク（統合マスクの基準マーク）を検知して、テーブルの基準移動軸に対する統合マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を計測する計測手段と、
前記ずれ量に応じて統合マスクの基準マークの前記基準移動軸に対する相対位置を補正する補正機構と、
統合マスクの基準マークと蒸着マスクの基準マークを検知して、蒸着マスク保持移動機構を用いて統合マスクの基準マークと蒸着マスクの相対位置決めを行う位置決め機構と、
ベース板と蒸着マスクとの係合を操作する係合操作手段とを備えることを特徴とする統合マスクの組立装置。
【００１０】
又は、基本的には、前記装置により遂行される工程を含むことを特徴とする統合マスクの組立方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。
【００１２】
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、図３は統合マスクの別の態様を示す全体概略斜視図、図４は図３の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図である。
【００１３】
図１および図２に図示された例を参照すると、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。
【００１４】
蒸着マスク２０は、蒸着パターンに応じて蒸着用開口３２を配置した開口部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の開口部３０の直下には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の場所には、図２に示すように開口部３０の占有面積よりも広く、かつ開口部３０がその中に含まれることができる形状である開口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。ここで、開口１０は開口部３０よりも、面積で好ましくは５〜５００％、より好ましくは１０〜１００％大きくする。
【００１５】
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を統合マスクの基準マークとして、これを基準にして、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、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。ベース板側の基準マーク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。
【００１６】
図１に図示した本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。
【００１７】
ベース板２上の基準マーク６は必須ではなく、後述のように選ばれたある蒸着マスク（基準蒸着マスク）の基準マーク２６を統合マスクの基準マークとして、これを基準に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。
【００１８】
また、前記任意に固定・開放自由な係合手段は、外力等が付加されることで開放自由となるものであることが好ましい。例えばバネ等の弾性体とその力を伝達する部材を組み合わせて係合手段を構成し、外力が働かない時にはバネ等の力によって蒸着マスクが固定され、外力が付加されるとその力の伝達が解除されるようにすることが好ましい。或いは前記外力以外に、電気、磁気、熱、光等により開放自由となるものであっても良い。図１、２に図示した例では、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固定する。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上を移動できるようになる。なお、蒸着マスクをベース板から完全に解放するためには、さらに、蒸着マスクを右（又は左）に少しスライドさせて、奥側（又は手前側）の耳部２８が押さえ板４２の右（又は左）端から顔を出るように、手前側（又は奥側）耳部２８は押さえ板４２のコの字に切り欠いた部分から顔を出すようにした後、垂直に引き上げれば良い。ベース板に蒸着マスクを取り付ける際は、これとは逆の手順に従えばよい。固定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、固定する。
【００１９】
上記とは別の係合手段を用いた統合マスクの例を図３および図４に示す。
【００２０】
図３に示した統合マスク１０１は、４つの蒸着マスク１２０をベース板１０２に、係合手段１４０で固定して構成されている。係合手段１４０は、押さえ棒１４２、圧縮バネ１４４、留め金１４６より構成されている。押さえ棒１４２を蒸着用マスク１２０の穴１２８とベース板１０２の取付け穴１１８を通し、ベース板１０２の裏面で圧縮バネ１４４を取り付けてから、留め金１４６を装着して、押さえ棒１４２が抜けないようにする。尚、前記押さえ棒１４２に留め金１４６を装着する手段は、前記圧縮バネの伸長力や統合マスクを取り扱いする際の振動などにより脱落しない程度の固定力を有し、必要に応じて脱着が容易であるならば、特に限定されるものではなく、好適な例としてはネジ止め式や磁力方式あるいは弾性を利用した挟持方式などが挙げられる。これにより、圧縮バネ１４４の力で蒸着用マスク１２０をベース板１０２に一定力で押さえつけて、摩擦力で動かないように固定する。下側から留め金１４６を押すと圧縮バネ１４４が縮み、押さえ棒１４２の上側にある頭部と蒸着用マスク１２０の間にすきまが生じる。
これにより、蒸着用マスク１２０のベース板１０２への押しつけが開放されて、蒸着用マスク１２０はベース板１０２上を、押さえ棒１４２と蒸着用マスク１２０の穴１２８との遊び（寸法差）の範囲内で、自在に移動できるようになる。固定力が解除されている間に蒸着マスク１２０を移動させて、ベース板１０２上への位置決めを行う。これが完了したら、留め金１４６への押しつけを解除し、係合手段１４０のバネ力により蒸着マスク１２０をベース板１０２に押さえつけて、固定する。
【００２１】
図３、４に図示した本統合マスクはベース板１０２上に基準マークが設けられていない例である。
【００２２】
蒸着マスク１２０のマスクプレート１２２には基準マーク１２６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。図１および図２の例で示した突起部４が不要にできるので、統合マスクの構造をシンプルにできる。基準マーク１２６そのものを基板との位置合わせに利用してもよい。図１および図２の例と同様に、突起部を設けてその上に基準マークを設けることもできる。
【００２３】
図１〜図４で例示した統合マスクにおいて、係合手段が蒸着マスクをベース板に固定する際に働く力の主方向が、ベース板に対する垂直線から±３０°以内、より好ましくは±５°以内の範囲となるように、構成する各手段の構造を定める。上記の力の主方向が上記の範囲外にあると、蒸着マスクがベース板に位置決めされた位置からずれることがある。
【００２４】
係合手段は、図３、４で図示した例のように、係合操作手段による解放時に完全に自在の動かせるようにならなくても良い。又、係合手段による固定が必要なのは、蒸着マスクを位置決めしてから、蒸着マスクを用いた蒸着が終了するまでの間だけである。よって、蒸着マスクの位置決め前ならば、完全に固定されていなくても、精々統合マスクのハンドリングにおいて、脱落などしなければ十分である。或いは、ベース板が組立装置に移相された際には、未だ、蒸着マスクが実装されていなくても良い。即ち、ベース板の位置補正後、蒸着マスクが別途搬送されてきて、蒸着マスクの位置決めまでにベース板に載せられるか、位置決めしながらベース板に載せられるという方式を用いても良い。
【００２５】
本発明においては、各蒸着マスクの位置決めの前に、一旦、ベース板全体で位置決めをするため、各蒸着マスクの位置決めが迅速かつ正確に処理が可能となり、又、各蒸着マスクの補正幅は少なくて済む。よって、前記補正するための各蒸着マスクをベースに固定する際の遊びが少なくても良いので、精度が高くかつ蒸着マスクやベースの破損や変形が少なくなる。前記遊びについては、Ｘ−Ｙ水平方向では、好ましくは１０００（より好ましくは５００、更に好ましくは２００）μｍ以下であり、角度では、好ましくは０．６（より好ましくは０．３、更に好ましくは０．２）°以下である。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
統合マスクを構成する蒸着マスクのマスクプレートの厚さは、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。具体的な厚さとしては、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。
【００３０】
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、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。最大隙間は次のように定義される。まず、対象とする隙間は、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隙間とする。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隙間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隙間とする。この蒸着マスク間の最大隙間が小さいほど、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隙間ができる全ての場所で、最大隙間を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、上下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。
【００３３】
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。
【００３４】
図５は、本発明の統合マスクの組立装置の一態様を示す正面断面図、図１０は本発明の統合マスクの組立装置の別の態様を示す正面断面図である。
【００３５】
図５に示した統合マスクの組立装置２０１では、架台２６０上に設置されている下部Ｘ−Ｙ−θテーブル２０２のテーブル２０４上に統合マスク１が載置・保持される。下部Ｘ−Ｙ−θテーブル２０２はテーブル２０４を、下部Ｙ軸ガイド２０６と下部Ｙ軸レール２０８によりＹ方向（紙面に垂直な方向）に、下部Ｘ軸ガイド２１０と下部Ｘ軸レール２１２によりＸ方向（紙面の左右方向）に移動可能とするので、テーブル２０４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。Ｘ方向とＹ方向は直交していることが好ましい。下部回転テーブル２１８はテーブル２０４をθ方向（水平面内での回転方向）に回転可能とするものであり、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）に対して、ベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線が平行となるようにベース板２の位置を補正する補正機能にあたる。下部Ｘ軸レール２１２は架台２６０に固定されている。ベース板２はピン２１４によってテーブル２０４の上に保持される。
【００３６】
フレーム２５０には、突き出し板２８２とエアーシリンダー２８４よりなる開放手段２８０が固定されている。開放手段２８０のエアーシリンダー２８４を駆動して突き出し板２８２を下降させ、係合手段４０の押さえ板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、押しつけが解除されるので、蒸着マスク２０をベース板２上で自在に移動させる準備が可能となる。
【００３７】
統合マスク１の直上には、統合マスク１の蒸着マスク２０を保持、移動させる保持ユニット２３０が配置されている。保持ユニット２３０は、蒸着マスク２０を側面から挟み込んで保持する把持ピン２３２と、把持ピン２３２に水平面内での回転と、Ｘ、Ｙ方向への自在な移動を与える上部回転テーブル２３４と上部Ｘ−Ｙテーブル２３６から構成されている。上部回転テーブル２３４は上部Ｘ−Ｙテーブル２３６に、上部Ｘ−Ｙテーブル２３６は上部Ｙ軸レール２４４を介して保持ユニット支持台２８６に、それぞれ固定されている。上部Ｘ−Ｙテーブル２３６は、上部回転テーブル２３４に取り付けられている上部Ｘ軸ガイド２３８と上部Ｘ軸レール２４０によってＸ方向に、上部Ｘ軸レール２４０に接続する上部ｙ軸ガイド２４２と上部Ｙ軸レール２４４によってＹ方向に案内される。保持ユニット２３０は保持ユニット支持台２８６とエアーシリンダー２８８を介してフレーム２５０に固定されている。
【００３８】
上部回転テーブル２３４はモータ２４６で駆動されて水平面内で回転するとともに、その中央部に上下方向に導通している円形の開口２１６を有する。この開口２１６とその直上にあるフレーム２５０の上下方向に導通した開口２５２を利用して、フレーム２５０の上部に微調整装置２７２Ａ、Ｂを介して取り付けられた２つのカメラ２７０Ａ、Ｂで、ベース板２や蒸着マスク２０の基準マーク２６の位置を検知する。微調整装置２７２Ａ、Ｂは、カメラ２７０Ａ、Ｂの水平、上下方向の位置微調整を自在に行うことができる。
【００３９】
統合マスクの組立装置２０１を使用した統合マスク１の組み立て方法を以下に説明する。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。この下準備を終えたものを組立装置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。
【００４０】
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５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。
【００４１】
補正工程は以下のとおり実施する。まず、カメラ２７０Ａにて基準マーク６の片方の位置を検出する。次に、テーブル２０４に保持された統合マスク１（図５、１０の例では、特に断らない限り、原則として、統合マスクの組立が終了するまでベース板乃至は統合マスクはテーブルに固定されたままなので、テーブルを動かすことはベース板乃至は統合マスクを動かすことと実質上同義である）をＹ方向に移動させて、カメラ２７０Ａにて基準マーク６のもう片方を検出する。同じカメラ２７０Ａを用いて検出した２つの基準マーク６のＸ方向のずれ量を計測することで、図６に示すように、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）とベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とのなす角度θｃを計算する。そして、回転テーブル２１８を回転させることで、テーブル２０４およびベース板２を回転させ、前記θｃがゼロに近づくように補正する。必要に応じて、上記のずれ量の計測と補正を繰り返すことで、θｃを所望の値まで減少させる。この補正工程により、図７に示すように、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）とベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とが平行になるように基準マーク６の相対位置を補正する。突起部４に基準マーク６とは別に基板用基準マークが設けられている場合には、両者のうちマーク間距離の大きい方を検知して角度θｃ（ずれ量）を計算する方が、より高精度の補正が可能となるので好ましい。
【００４２】
補正後の基準マーク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。
【００４３】
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−θ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。
【００４４】
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、上部回転テーブル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、押さえ板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。
【００４５】
上記補正工程の効果を以下に説明する。図６はベース板２に対して突起部４が斜めに取り付けられた様子を誇張して表現したものであり、これは補正工程が必要となる主な原因の一例である。補正工程を実施しないまま、図６の状態で蒸着マスク２０を位置決めした統合マスクを模式的に図８に示す。各蒸着マスク２０の基準マーク２６の位置は、ベース板２の基準マーク６の位置をテーブルのＸ、Ｙ方向に所定量だけ平行移動させた位置になるので、蒸着マスク２０の２つの基準マーク２６を結ぶ直線も、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）に対して角度θｃだけ傾くことになる。従って、蒸着マスク２０の基準マーク２６は点線で示される設定位置から外れることになる。一方、補正工程を実施した後の図７の状態から、蒸着マスクを位置決めした統合マスクを模式的に図９に示す。蒸着マスク２０の２つの基準マーク２６を結ぶ直線とテーブル２０４のＹ方向が平行なので、各蒸着マスク２０の相対位置を設定位置に位置決めできる。
【００４６】
上記の補正工程はテーブル２０４とベース板２の相対位置を保ったまま両者を回転させる方法なので、補正工程をシンプルにできる。補正工程は本方法に限定されるわけではなく、テーブル２０４の基準移動軸に対してベース板の基準マークを相対移動させてもよい。例えば、テーブル２０４を回転させることなく、テーブル２０４に対してベース板２を適切な方法で相対移動（回転）させることで補正を行うこともできる。ベース板２に設けられた穴と支持板２０４のピン２１４との遊び量を大きくしておけば、比較的容易な手段でベース板２の相対移動が可能となる。テーブル２０４に対してベース板２を相対移動（回転）させる機構が新たに必要となるが、組立装置２０１の回転テーブル２１８が不要になるので、組立装置２０１の構造をシンプルにでき、その機械精度が向上する。ベース板２と突起部４とを独立に作製して固定するタイプの統合マスクでは、ベース板に対して突起部を適切な方法で相対移動させることで補正を行うこともできる。本方法でも突起部を相対移動させる機構が新たに必要となるが、前記方法と同様に回転テーブル２１８が不要になるので、組立装置の構造をシンプルにでき、その機械精度が向上する。ベース板２の基準マーク６を実際に相対移動させるのではなく、ベース板２の基準マーク６があるべき設定位置を計算して、その位置を仮想基準マークとして想定して補正を行うこともできる。ソフト的な対応のみで達成可能なので、組立装置２０１の構造をシンプルにでき、その機械精度が向上する。
【００４７】
補正機構は組立装置に組み込まれている必要はない。例えば、上記に例示したベース板２と突起部４とを独立に作製して固定するタイプの統合マスクにて、ベース板２に対して突起部４を相対移動させることで補正を行う場合には、ベース板２を別の治具に載置して、組立装置２０１にて計測した相対移動必要量に基づいてベース板２に対して突起部４を相対移動させ、その後に組立装置２０１のテーブル２０４にベース板を再び載置することができる。ベース板２を組立装置２０１に載置した際に、テーブル２０４の基準移動軸に対してベース板２の基準マーク６が設定位置の許容範囲内になるように、あらかじめベース板２に対する突起部４の相対位置を適切な手段・装置を用いて補正しておいてもよい。この場合には、本発明の補正工程を、基準マーク６が設定位置の許容範囲内にあるかどうかのチェック工程として機能させることができる。
【００４８】
次に図１０を参照して、本発明の別の実施例である統合マスクの組立装置３０１について説明する。
【００４９】
図１０の統合マスクの組立装置３０１では、架台３６０上に設置されている下部Ｘ−Ｙテーブル３０２のテーブル３０４上に統合マスク１０１が載置・保持される。下部Ｘ−Ｙテーブル３０２はテーブル３０４を、下部Ｙ軸ガイド３０６と下部Ｙ軸レール３０８によりＹ方向（紙面に垂直な方向）に、下部Ｘ軸ガイド３１０と下部Ｘ軸レール３１２によりＸ方向（紙面の左右方向）に、移動可能とするので、テーブル３０４上の統合マスク１０１を水平面内で自在に移動させることができる。下部Ｘ軸レール３１２は、昇降ユニット３６２を介して架台３６０に固定されているので、テーブル３０４は上下方向に昇降も自在に行える。テーブル３０４は統合マスク１０１のベース板１０２の周囲のみ保持し、中央部分は開口３１４となっている。テーブル３０４のベース板１０２を保持する部分には複数個の吸着穴が設けられて、ベース板１０２をテーブル３０４に吸着保持できる。開口３１４は統合マスク１０１の直下となり、ここに突き出し板３８２とエアーシリンダー３８４よりなる開放手段３８０が収納されるように、架台３６０上に配置されている。開放手段３８０のエアーシリンダー３８４を駆動して突き出し板３８２を上昇させ、係合手段１４０の留め金１４６を突き上げれば、押さえ棒１４２が統合マスク１０１の蒸着マスク１２０から離れ、押しつけが解除されるので、蒸着マスク１２０をベース板１０２上で自在に移動させる準備が可能となる。
【００５０】
統合マスク１０１の直上には、統合マスク１０１の蒸着マスク１２０を保持、移動させる保持ユニット３３０が配置されている。保持ユニット３３０は、蒸着マスク１２０を吸着保持する吸着パッド３３２と、吸着パッド３３２に水平面内での回転とＸ、Ｙ方向への自在な移動を与える、上部回転テーブル３３４と上部Ｘ−Ｙテーブル３３６から構成されている。上部回転テーブル３３４は上部Ｘ−Ｙテーブル３３６に、上部Ｘ−Ｙテーブル３３６は上部Ｙ軸レール３４４を介してフレーム３５０に、それぞれ固定されている。上部Ｘ−Ｙテーブル３３６は、上部回転テーブル３３４に取り付けられている上部Ｘ軸ガイド３３８と上部Ｘ軸レール３４０によってＸ方向に、上部Ｘ軸レール３４０に接続する上部Ｙ軸ガイド３４２と上部Ｙ軸レール３４４によってＹ方向に案内される。
【００５１】
上部回転テーブル３３４は中央部に上下方向に導通している円形の開口３１６を有し、モータ３４６で駆動されて水平面内で回転する。この開口３１６とその直上にあるフレーム３５０の上下方向に導通している開口３５２を利用して、フレーム３５０の上部に微調整装置３７２Ａ、Ｂを介して取り付けられた２つのカメラ３７０Ａ、Ｂで、蒸着マスク１２０の基準マーク１２６の位置を検知する。
微調整装置３７２Ａ、Ｂは、カメラ３７０Ａ、Ｂの水平、上下方向の位置微調整を自在に行うことができる。
【００５２】
統合マスクの組立装置３０１を使用した統合マスク１０１の組立方法を以下に説明する。統合マスク１０１のベース板１０２の所定位置に少なくとも１つの蒸着マスクを配置してそこから選ばれた蒸着マスクを基準蒸着マスク１２０として、係合手段１４０による固定を行い、粗い位置合わせを行う。この段階で配置するのは基準蒸着マスク１つのみでもよいが、通常は位置決めを行う全ての蒸着マスクを配置しておく。この下準備を終えたものを組立装置３０１のテーブル３０４にのせて吸着固定する。
【００５３】
基準蒸着マスク１２０に設けられている２つの基準マーク１２６の位置が２つのカメラ３７０Ａ、Ｂの真下にくるように、下部Ｘ−Ｙテーブル３０２を移動させる。図１０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、基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６がそれぞれ２つのカメラ３７０Ａ、Ｂで検出されるように、微調整装置３７２Ａ、Ｂを使って、カメラ３７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。
【００５４】
補正工程は以下のとおり実施する。まず、カメラ３７０Ａにて基準マーク１２６の片方の位置を検出する。次に、テーブル３０４に保持された統合マスク１０１をＹ方向に移動させて、カメラ３７０Ａにて基準マーク１２６のもう片方を検出する。同じカメラ３７０Ａを用いて検出した２つの基準マーク１２６のＸ方向のずれ量を計測することで、テーブル３０４のＹ方向（基準移動軸）と基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とのなす角度θｃを計算する。昇降ユニット３６２を駆動して下部Ｘ−Ｙテーブル３０２を上昇させ、基準蒸着マスク１２０を保持ユニット３３０の吸着パッド３３２に接触させる。続いて、吸着パッド３３２に真空ポンプより吸引を行って基準蒸着マスク１２０を吸着保持した後に、開放手段３８０を上昇させて、押さえ板３８２で統合マスク１０１の係合手段１４０の留め金１４６を圧縮バネ１４４の反力に抗して突き上げる。これによって基準蒸着マスク１２０のベース板１０２への固定は解除される。
【００５５】
この状態で上部回転テーブル３３４を回転させることで、基準蒸着マスク１２０をベース板１０２上で相対的に回転させ、前記θｃがゼロに近づくように補正する。その後、開放手段３８０を下降させて、押さえ板３８２を留め金１４６から離して、基準蒸着マスク１２０をベース板１０２に固定する。吸着パッド３３２の吸着を停止してから、昇降ユニット３６２を下側に駆動して下部Ｘ−Ｙテーブル３０２を下降させ、吸着パッド３３２と基準蒸着マスク１２０を離接させる。必要に応じて、上記のずれ量の計測と補正を繰り返すことで、θｃを所望の値まで減少させる。本補正工程により、テーブル３０４のＹ方向（基準移動軸）と基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とが平行になるように基準マーク１２６の相対位置を補正する。
【００５６】
補正後の基準マーク１２６の位置を基準位置Ｄとする。基準位置Ｄでは、２つの基準マーク１２６がそれぞれ２つのカメラ３７０Ａ、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３７２Ａ、Ｂを使って、カメラ３７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。もしくは、カメラ３７０Ａ、Ｂの視野内（画面上）での基準マーク１２６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。
【００５７】
２つのカメラ３７０Ａ、Ｂの位置調整が終了したら、基準位置Ｄを基点として、統合マスク１０１の基準蒸着マスク以外の１つの蒸着マスク１２０の基準マーク１２６があるべき位置に上部Ｘ−Ｙテーブル３０２を駆動して、統合マスク１０１を移動させる。移動した場所で２つのカメラ３７０Ａ、Ｂによって、蒸着マスク１２０の基準マーク１２６を検知する。検知した基準マーク１２６が２つのカメラ３７０Ａ、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、Ｘ−Ｙテーブル３０２を上昇させ、蒸着マスク１２０を保持ユニット３３０の吸着パッド３３２に接触させる。続いて、吸着パッド３３２に真空ポンプより吸引を行って蒸着マスク１２０を吸着保持した後に、開放手段３８０を上昇させて、押さえ板３８２で統合マスク１０１の係合手段１４０の留め金１４６を圧縮バネ１４４の反力に抗して突き上げる。これによって蒸着マスク１２０のベース板１０２への固定は解除される。
【００５８】
この状態で、基準マーク１２６が２つのカメラ３７０Ａ、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、上部回転テーブル３３４と上部Ｘ−Ｙテーブル３３６を駆動して、回転と水平移動により蒸着マスク１２０をベース板１０２上で移動させる。カメラ３７０Ａ、Ｂにより、基準マーク１２６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３８０を下降させて、押さえ板３８２を留め金１４６から離して、蒸着マスク１２０をベース板１０２に固定する。そして、吸着パッド３３２の吸着を停止してから、Ｘ−Ｙテーブル３０２を下降させ、吸着パッド３３２と蒸着マスク１２０を離接させる。次の位置決めすべき蒸着マスク１２０について、上記の同じ位置決め作業をくり返す。
【００５９】
吸着パッドによる蒸着マスクの吸着力、テーブルとベース板の吸着力は、好ましくは０．１〜５０ｋＰａ、より好ましくは、５〜２０ｋＰａとする。蒸着マスクをベース板上で相対移動させて位置決めする手段は、上記の吸着パッドや側面把持機構を使用せずに、ある部材を蒸着マスクに押し付けることで発生する摩擦力を利用してもよいし、エアーを噴出する際に発生する負圧を利用して非接触の状態で蒸着マスクの上面を吸引する把持装置を利用してもよい。
【００６０】
上記補正工程でも、図６〜９を用いて既に説明したのと同様の効果が得られ、各蒸着マスク１２０の相対位置を設定位置に位置決めできる。
【００６１】
図１０で示された装置による上記補正工程はベース板１０２およびテーブル３０４に対して基準蒸着マスク１２０を相対移動させる方法なので、補正工程および組立装置３０１の構造をシンプルにできる。即ち、ベース板２またはテーブル２０４の角度調整の必要が無く、従って、前記の角度を合わせるための機構を必要としない。補正工程は本方法に限定されるわけではなく、テーブル３０４の基準移動軸に対して基準蒸着マスク１２０の基準マーク１２６を相対移動できればよい。例えば、図５に示す組立装置の組立方法として例示したように、テーブル３０４とベース板１０２の相対位置を保持したまま両者を回転させることで補正を行うことができる。テーブル３０４を回転させる回転テーブルが必要になるが、補正工程をシンプルにできる。テーブル３０４に対してベース板１０２を適切な方法で相対移動（回転）させることで補正を行うこともできる。ベース板１０２と支持板３０４との吸着をＯＮ、ＯＦＦしながらベース板１０２を適切な手段で移動（回転）させれば、比較的容易にベース板１０２の相対移動が可能となるので、組立装置３０１の構造をシンプルにできる。これらの補正機構は組立装置に組み込まれている必要はない。
【００６２】
図５および図１０で例示した組立方法において、基準移動軸はＸ方向、Ｙ方向どちらでもよく、両方であってもよい。２つのカメラにて２つの基準マークの設定位置からのずれ量を直接検出して、その検出値に応じて基準マークの相対位置を補正してもよい。組立装置にカメラが複数個あると補正工程および位置決め工程の時間を短縮できるので好ましいが、原理的にはカメラが１つであっても目的を達成することができる。
【００６３】
補正工程では、θｃを０．０１°以下、さらに０．００３°以下、さらに０．００１５°以下にすることが好ましい。位置決め工程において位置決め作業完了と判断する、基準マークの設定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。
【００６４】
図１１は統合マスクを用いた蒸着装置群の一態様を示す正面断面図、図１２は統合マスクを用いた蒸着装置群の別の態様を示す正面断面図である。
【００６５】
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５０１を、図１１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。
【００６６】
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。
【００６７】
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の各開口部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６０１を用いて行なう。
【００６８】
移載装置６０１は、基台６０２に対して昇降と回転自在な基台板６０４、基台板６０４上をスライド板ガイド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。
【００６９】
蒸着装置群５０１を用いた蒸着方法を図１１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。
【００７０】
シャッター５３６を開けて移載装置６０１により基板Ａを基板ホルダー５２２に載置し、移載装置６０１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。
【００７１】
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とする。
【００７２】
蒸発源５３４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６０１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。
【００７３】
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６０１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。
【００７４】
統合マスク１を使った別の蒸着装置群を図１２を用いて以下に説明する。蒸着装置群８０１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７０１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６０１、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。
【００７５】
位置決め装置７０１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。
【００７６】
移載装置６０１は、蒸着装置群５０１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、有機物の蒸着源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。
【００７７】
蒸着装置群８０１を用いた蒸着方法を図１２を用いて以下に説明する。統合マスク１を位置決め装置７０１のマスク器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６０１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６０１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を加熱して有機物を蒸発させ、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有機物の蒸着を行う。
【００７８】
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６０１により取り出して、次の工程に送る。
【００７９】
位置決め装置７０１、移載装置６０１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。また、最終的に基板Ａ上に得られた蒸着パターンの所定位置からのずれ量を計測し、それを補正するように統合マスクの蒸着マスクを再度位置決めすれば、より高精度のパターニングが実現できる。
【００８０】
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。
【００８１】
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面に対応した開口部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。
【００８２】
例えば、１個の蒸着マスクが４面に対応した開口部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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
【実施例】
図１〜図１４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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。これに１６個の蒸着マスク２０を、各々の蒸着マスクの開口がベース板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。
【００８９】
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た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。
【００９０】
以下、図５で図示した実施態様に準拠（若干異なる点があり、それらは随時以下に説明）して実施した。
【００９１】
即ち、上記の粗い位置あわせを行った統合マスクを統合マスク組立装置２０１のテーブル２０４にのせて固定した。カメラ２７０Ａにて基準マーク６の片方の位置を検出した後に、テーブル２０４をベース板の長さ方向（Ｙ方向）に移動させて、カメラ２７０Ａにて基準マーク６のもう片方を検出した。これにより、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）とベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とのなす角度θｃ（ずれ量）を算出した。
【００９２】
図示されていない治具によりテーブル２０４に対してベース板２を移動させて、前記θｃがゼロに近づくように補正した。上記のずれ量の計測と補正を必要に応じて繰り返し、θｃを０．００１２°以下になるようにした。
【００９３】
下部Ｘ−Ｙテーブル２０２を駆動して、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、既に図５で図示した実施態様において説明した通りの方法で蒸着マスク２０をベース板２上で移動させた。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して、ベース板２に蒸着マスク２０を固定した。次の位置決めすべき蒸着マスク２０について、同じ位置決め作業をくり返した。
【００９４】
このようにして、ベース板２上の１６個の蒸着マスクの位置を、基準マークの所定位置からのずれが３μｍ以下になるように調整した。なお統合マスク組立装置で、Ｘ−Ｙテーブル２０２は１μｍ単位で平面内で移動可能とし、上部回転テーブル２３４は０．００１°の単位で回転できるようにした。テーブル２０４は外形が５００ｍｍ×６００ｍｍで、ピン２１４を設けることでベース板を保持できるようにした。またカメラには１μｍの分解能をもつＣＣＤカメラを用い、画像処理装置によって位置ずれ量や、補正量の計算を行った。本実施例では、把持ピン２３２で蒸着マスク２０を側面から挟み込むことで、蒸着マスクの位置調整を行った。
【００９５】
作製した統合マスクは、補正工程を実施してベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とテーブル２０４のＹ方向を平行にしたので、蒸着マスク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。
【００９６】
本実施例では、回転テーブル２１８が設けられた組立装置を用いて補正を実施してもよいが、回転テーブル２１８がないタイプの組立装置を用いた。
【００９７】
実施例２
実施例１と同様に粗い位置合わせを行った統合マスク１を作製した。実施例１で基準マーク６を検出して角度θｃ（ずれ量）を算出した代わりに、本実施例では基板用基準マークを検出してθｃを算出した。その他は実施例１と同様に補正を行い、θｃを０．０００６°以下になるようにした。それ以降も実施例１と同様に位置決め作業を行い、統合マスクを作製した。マーク間距離（ピッチ）が９２ｍｍの基準マーク６の代わりに、マーク間距離４９０ｍｍの基板用基準マークを用いることで、より高精度の補正を実施できたので、蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量を１６個とも２μｍ以下に収めることができた。
【００９８】
比較例１
補正工程を実施しなかっ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。θｃが０．００５°程度の値のままで蒸着マスクを位置決めしたために、図８に模式的に示すように、各蒸着マスクが平面内で傾いた状態でベース板に固定された。蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量は１０μｍ以上となり、実施例１に比べて統合マスクの組立精度が悪化した。
【００９９】
実施例３
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。
【０１００】
厚さ０．７ｍｍで外形が４００ｍｍ幅×５００ｍｍ長の無アルカリガラス表面にＩＴＯ透明電極膜を１３０ｎｍ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１３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。
【０１０１】
本基板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。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単位のスペーサを形成した。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７０μｍ、基板幅方向に長さ２３５μｍの開口部（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個、基板幅方向にＩＴＯ電極にそって３００μｍピッチで２００個、格子状に配置した。
【０１０２】
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を蒸着して、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。
【０１０３】
発光層を蒸着するために、移載装置６０１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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、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。
【０１０８】
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開口部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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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、スペーサーの開口部のみが発光した。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。
【０１１１】
作製した有機ＥＬ素子の発光性能は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。蒸着マスクを分割して発光層を蒸着したので、１６個全て同一寸法精度と性能をもつ発光素子を作製することができた。１６個の全ての有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１０μｍ未満であった。
【０１１２】
比較例２
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。１６個の有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１５μｍを超え、ディスプレイとして用いることができなかった。
【０１１３】
実施例４
ベース板にガラス板を取り付けなかった、すなわち、ベース板上に基準マークを設けなかったこと以外は実施例１と同様にして、粗い位置合わせを行った統合マスクを作製した。
【０１１４】
上記の粗い位置あわせを行った統合マスクを、実施例１で使用したのと同等の性能を有する統合マスク組立装置３０１のテーブル３０４にのせて固定した。カメラ３７０Ａにて１６個のうちの１つの蒸着マスク（基準蒸着マスク）１２０の基準マーク１２６の片方の位置を検出した後に、テーブル３０４をベース板の長さ方向（Ｙ方向）に移動させて、カメラ３７０Ａにて基準マーク１２６のもう片方を検出した。これにより、テーブル３０４のＹ方向（基準移動軸）と基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とのなす角度θｃ（ずれ量）を算出した。
【０１１５】
既に図１０で図示した実施態様において説明した方法で基準蒸着マスク１２０をベース板１０２上で回転させることで、前記θｃがゼロに近づくように補正した。上記のずれ量の計測と補正を必要に応じて繰り返し、θｃを０．００１２°以下になるようにした。本補正工程が終了した後の基準蒸着マスク１２０の基準マーク１２６の位置を基準位置とした。
【０１１６】
Ｘ−Ｙテーブル３０２を駆動して、基準蒸着マスク以外の蒸着マスク１２０の基準マーク１２６があるべき位置に統合マスク１０１を移動させた。２つのカメラ３７０Ａ、Ｂによって蒸着マスク１２０の基準マーク１２６を検知し、既に説明した方法で蒸着マスク１２０をベース板１０２上で移動させた。カメラ３７０Ａ、Ｂにより、基準マーク１２６が所定位置に位置決めできているのを確認して、ベース板１０２に蒸着マスク１２０を固定した。次の位置決めすべき蒸着マスク１２０について、同じ位置決め作業をくり返した。このようにして、ベース板１０２上の１６個の蒸着マスクの位置を、基準マークの所定位置からのずれが３μｍ以下になるように調整した。
【０１１７】
作製した統合マスクは、補正工程を実施して基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とテーブル２０４のＹ方向を平行にしたので、蒸着マスク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。
【０１１８】
実施例５
実施例４で作製した統合マスクを用いて、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。製作した有機ＥＬ素子の発光性能は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。蒸着マスクを分割して発光層を蒸着したので、１６個全て同一寸法精度と性能をもつ発光素子を作製することができた。１６個の全ての有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１０μｍ未満であった。
【０１１９】
実施例６
図１４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と同様の開口部１３０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。
【０１２０】
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を用いて接着し、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、厚さ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。
【０１２１】
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。これに４個の蒸着マスク１７０を、各々の蒸着マスクの開口がベース板の開口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を作製した。ベース板には実施例１と同様のガラス板が取り付けた。
【０１２２】
上記の粗い位置あわせを行った統合マスクを統合マスク組立装置のテーブルに取り付け、実施例１と同様にして、ベース板上の４個の蒸着マスクの位置を、基準マークのずれが５μｍ以下になるように調整した。作製した統合マスクは、蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量を４個とも５μｍ以下に収めることができた。
【０１２３】
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３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。作製した有機ＥＬ素子の発光性能は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。蒸着マスクを分割して発光層を蒸着したので、１６個全て同一寸法精度と性能をもつ発光素子を作製することができた。１６個の全ての有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１５μｍ未満であった。
【０１２４】
実施例３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面に対応した開口部パターンを有し（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。本実施例では、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面に対応した開口部パターンを有し（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である１５μｍ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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の統合マスクの組立装置と組立方法によれば、テーブルの基準移動軸に対するベース板もしくは蒸着マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を基に、統合マスクの位置ズレを補正してから蒸着マスクの位置決めを行うのであるから、従来方法に比べてより素早く、より高い精度に統合マスクを組み立てることが可能となる。多数の蒸着マスクを高い精度で所定位置に配置された統合マスクを得ることが可能となる。
【０１２８】
本発明の有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法によれば、上記の組立装置と組立方法により精度よく作製された上記統合マスクを用いて、基板との位置決め、ならびに発光層や金属電極などの薄膜層の蒸着を行うのであるから、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。
【０１２９】
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。高精度で薄膜層を蒸着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。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。本発明の手法を用いることで、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】本発明の統合マスクの別の例を示す全体概略斜視図。
【図４】図３の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図。
【図５】本発明の統合マスクの組立装置の一例を示す正面断面図。
【図６】補正工程実施前の統合マスクと基準移動軸との関係を示す平面図。
【図７】補正工程実施後の統合マスクと基準移動軸との関係を示す平面図。
【図８】補正工程を実施せずに作製した統合マスクの一例を示す平面図。
【図９】補正工程を実施してから作製した統合マスクの一例を示す平面図。
【図１０】本発明の統合マスクの組立装置の別の一例を示す正面断面図。
【図１１】統合マスクを用いた蒸着装置の一例を示す正面断面図。
【図１２】統合マスクを用いた蒸着装置の別の例を示す正面断面図。
【図１３】実施例１で使用した基板を示す全体概略斜視図。
【図１４】実施例６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】
１，１０１　　　　：統合マスク
２，１０２　　　　：ベース板
４　　　　　　　　：突起部
６　　　　　　　　：基準マーク（ベース板）
８　　　　　　　　：上面
１０，１１０　　　　：開口
１１８　　　　：取り付け穴
２０，１２０，１７０：蒸着マスク
２２，１２２，１７２：マスクプレート
２４，１２４，１７４：フレーム
２６，１２６　　　　：基準マーク（蒸着マスク）
１２８　　　　：穴
２８，　　　　１７８：耳部
１８０：１単位（開口と基準マーク）
３０，１３０　　　　：開口部
３２，１３２　　　　：開口
４０，１４０　　　　：係合手段
１４２　　　　：押さえ棒
４２　　　　　　　　：押さえ板
４４，１４４　　　　：圧縮バネ
１４６　　　　：留め金
４６　　　　　　　　：支点
２０１，３０１：統合マスクの組立装置
２０２　　　　：下部Ｘ−Ｙ−θテーブル（又は、下部Ｘ−Ｙテーブル）
３０２：下部Ｘ−Ｙテーブル
２０４，３０４：テーブル
２０６，３０６：下部Ｙ軸ガイド
２０８，３０８：下部Ｙ軸レール
２１０，３１０：下部Ｘ軸ガイド
２１２，３１２：下部Ｘ軸レール
２１４　　　　：ピン
３１４：開口
２１６，３１６：開口
２１８　　　　：下部回転テーブル
２３０，３３０：保持ユニット
３３２：吸着パッド
２３２　　　　：把持ピン
２３４，３３４：上部回転テーブル
２３６，３３６：上部Ｘ−Ｙテーブル
２３８、３３８：上部Ｘ軸ガイド
２４０，３４０：上部Ｘ軸レール
２４２，３４２：上部Ｙ軸ガイド
２４４，３４４：上部Ｙ軸レール
２４６，３４６：モータ
２５０，３５０：フレーム
２５２，３５２：開口
２６０，３６０：架台
３６２：昇降ユニット
２７０，３７０：カメラ
２７２，３７２：微調整装置
２８０，３８０：開放手段
２８２，３８２：突き出し板
２８４，３８４：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
５０１，８０１：蒸着装置群
５０２，８０２：蒸着装置
５０４　　　　：ルッキンググラス
８０４：載置台
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
８２０：位置決め済み基板−マスク
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
６０１：移載装置
６０２：ベース
６０４：ベース板
６０６：ガイド
６０８：パッド
６１０：スライド板
７０１：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】
2004087466.tif 000003
【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】
2004087466.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004087466.tif 000011
【図１０】
2004087466.tif 000012
【図１１】
2004087466.tif 000013
【図１２】
2004087466.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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