(57)【要約】【課題】蒸着用マスクを用いて基板へ蒸着層を形成する際に、蒸着用マスクに対する蒸着用材料の堆積を抑制し、蒸着用材料の利用効率を向上させるとともに、基板における蒸着層の品質を安定させるほか、寸法精度の高い蒸着層を基板に形成することができる蒸着用マスク、蒸着用マスクを用いた成膜方法及び成膜装置の提供にある。【解決手段】蒸着源１７と基板との間に介在し、マスク本体部２２ａを備え、前記蒸着源１７からの蒸着材料を通過させる開口部２３ａを有し、所望のパターンの前記蒸着層を基板上に形成させるための蒸着用マスク２２において、蒸着時において加熱される加熱部２２ｄが前記マスク本体部２２ａの前記蒸着源１７側に備えられるとともに、当該加熱部は、前記マスク本体部２２ａの開口部２３ａに略対応する開口部２３ｄを有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着源と基板との間に介在し、マスク本体部を備え、前記蒸着源からの蒸着材料を通過させる開口部を有し、所望のパターンの蒸着層を前記基板上に形成させるための蒸着用マスクにおいて、
蒸着時において加熱される加熱部が前記マスク本体部の前記蒸着源側に備えられるとともに、当該加熱部は、前記マスク本体部の開口部に略対応する開口部を有することを特徴とする蒸着用マスク。
【請求項２】
前記加熱部は、前記蒸着源及び前記蒸着材料の熱により加熱されることを特徴とする請求項１記載の蒸着用マスク。
【請求項３】
前記加熱部は、自己発熱手段を有することを特徴とする請求項１記載の蒸着用マスク。
【請求項４】
前記加熱部の開口部が、前記マスク本体部の開口部よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸着用マスク。
【請求項５】
前記蒸着層が、有機エレクトロルミエッセンス素子における有機層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸着用マスク。
【請求項６】
断熱部が、前記加熱部と前記マスク本体部の間に備えられ、当該断熱部は、前記マスク本体部の開口部と前記加熱部の開口部に略対応する開口部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸着用マスク。
【請求項７】
前記断熱部の開口部が、前記マスク本体部の開口部よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項６記載の蒸着用マスク。
【請求項８】
冷却部が、前記マスク本体部と接し、かつ前記マスク本体部の前記蒸着源側に備えられ、当該冷却部は、前記マスク本体部の開口部に略対応する開口部を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項の記載の蒸着用マスク。
【請求項９】
前記冷却部の開口部が、前記マスク本体部の開口部よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項８記載の蒸着用マスク。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の蒸着用マスクを用いた成膜方法であって、
基板と蒸着用マスクを、マスク本体部が基板と対向するように固定し、
蒸着材料を放出する蒸着源を蒸着用マスクの加熱部側に臨ませ、
前記蒸着材料を前記基板上に蒸着させている間、前記蒸着用マスクの加熱部を加熱することを特徴とする蒸着用マスクを用いた成膜方法。
【請求項１１】
請求項８又は９記載の蒸着用マスクを用いた成膜方法であって、
基板と蒸着用マスクを、マスク本体部が基板と対向するように固定し、
蒸着材料を放出する蒸着源を蒸着用マスクの加熱部側に臨ませ、
前記蒸着材料を前記基板上に蒸着させている間、前記蒸着用マスクの加熱部を加熱するとともに、冷却部で前記基板を冷却することを特徴とする蒸着用マスクを用いた成膜方法。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１に記載の蒸着用マスクを用いた成膜方法であって、
前記蒸着材料を前記基板上に蒸着させている間、前記基板と前記蒸着源とが相対移動することを特徴とする蒸着用マスクを用いた成膜方法。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の蒸着用マスクと、
前記蒸着用マスクの加熱部を臨み、基板側へ向けて蒸着材料を放出する蒸着源とを備えたことを特徴とする蒸着用マスクを用いた成膜装置。
【請求項１４】
前記蒸着源から前記蒸着用マスクに向かって延在し、かつ、長さが前記蒸着源と前記加熱部との距離に略等しいシールド部が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の蒸着用マスクを用いた成膜装置。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の成膜装置であって、前記基板と前記蒸着源とを相対的に移動させる移動手段を更に有することを特徴とする蒸着用マスクを用いた成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、蒸着用マスク、蒸着用マスクを用いた成膜方法及び蒸着用マスクを用いた成膜装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に陽極及び陰極からなる一対の電極を設け、この一対の電極間に発光性の有機材料を含む有機層を形成した有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子では、電極間に電流を流すことにより有機層から光を発することが知られている。有機ＥＬ素子の有機層は、通常、複数の機能層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層、キャリア阻止層等）から構成されており、これらの機能層の組合せ、配置等により、所望の性能を実現している。
こうした有機ＥＬ素子のうち、低分子系材料による有機ＥＬ素子では、真空蒸着法を用いて基板に有機材料を堆積させ、有機層を形成することが一般的である。
真空蒸着法では、吹出し口を有する蒸着源に有機層を形成するための有機材料を収容しておき、所定の真空度が保たれたチャンバ内において蒸着源を加熱することにより、蒸発した有機材料を吹出し口から放出させ、放出された有機材料を蒸着源から離れた基板に堆積させるようにしている。
一般に、異なる機能層は異なるチャンバ内で形成される。これは、他の機能層の材料が混入し、有機ＥＬ素子としての性能が劣化することを防止するためである。
【０００３】
ところで、こうした有機ＥＬ素子の製造では、所望のパターンの有機層を基板に形成することが多く、蒸着用マスクを用いた所謂シャドウマスク法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
例えば、図１０に示される蒸着用マスク５０は、シャドウマスク法において用いられるものであるが、図示しないチャンバ内において蒸着源５１と基板５２との間に設置されるものであり、通常、こうした蒸着用マスク５０にはパターンに応じた複数の開口部５０ａが設けられている。
【０００４】
ここでは、蒸着源５１は基板５２の下方において、蒸着時には蒸着用マスク５０及び基板５２に対して直線的に往復移動し、基板５２に有機層が形成されるまで蒸着源５１から有機材料が連続的に放出されるものとなっている。
従って、蒸着源５１から放出された有機材料の一部は開口部５０ａを通過し、通過した有機材料が基板５２に堆積され、パターンに応じた有機層が基板５２上に形成される。
なお、有機ＥＬ素子の有機層を形成するための蒸着用マスク５０では、その厚さが０．２ｍｍ程度であり、金属製であることが一般的である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４７９５９号公報（第２−３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の蒸着用マスクにあっては、以下の問題点があった。
すなわち、蒸着源から放出される蒸着材料としての有機材料の相当量が、蒸着用マスクに堆積していた。
蒸着を繰り返すと、蒸着用マスクに堆積する蒸着材料の厚さが、蒸着用マスクの厚さに比べて無視できなくなり、結果として、蒸着層の品質に影響を及ぼす。このため、蒸着用マスクを頻繁に交換する必要があった。
また、例えば有機ＥＬ素子の有機層が複数の機能層から構成される場合には、機能層毎に蒸着用マスクを換える必要があった。
【０００７】
更に、蒸着用マスクが蒸着材料による熱及び蒸着源からの輻射熱を受け、熱膨張することにより、基板における蒸着層の寸法精度が低下することもあった。
特に、基板が大型になる程、基板の縁部付近において蒸着用マスク熱膨張による寸法の変化が著しくなり、蒸着層の寸法精度も著しく低下することもあった。
【０００８】
こうした不具合は基板を大型化する場合の他に、基板における蒸着層の面積が小さい場合にも、同様に生じていた。
加えて、基板の所定の場所（蒸着用マスクの開口部に対応する場所）以外にも蒸着材料が堆積するため、蒸着材料の利用効率が低かった。
【０００９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の第１の目的は、蒸着用マスクを用いて基板へ蒸着層を形成する際に、蒸着用マスクに対する蒸着材料の堆積を抑制することである。本発明の第２の目的は、寸法精度の高い蒸着層を基板に形成することがである。本発明の第３の目的は、蒸着材料の利用効率を向上することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、本発明は、蒸着源と基板との間に介在し、マスク本体部を備え、前記蒸着源からの蒸着材料を通過させる開口部を有し、所望のパターンの蒸着層を前記基板上に対して形成させるための蒸着用マスクにおいて、蒸着時において加熱される加熱部が前記マスク本体部の前記蒸着源側に備えられるとともに、当該加熱部は、前記マスク本体部の開口部に略対応する開口部を有する。
【００１１】
この発明によれば、マスク本体部の蒸着源側に備えられた加熱部が加熱されるから、加熱部に対して蒸着材料が堆積されにくい。
ここで、マスク本体部及び加熱部の各開口部が互いに略対応するとは、両開口部の形状が互いに一致、相似又は略相似であって、両開口部の寸法が一致又は近似していることを意味する。
【００１２】
前記加熱部は、前記蒸着源及び蒸着材料の熱により加熱されてもよい。
加熱部が蒸着材料及び蒸着源の熱を受けることにより加熱されるようにしても、加熱部に蒸着材料が堆積されにくくなる。
【００１３】
また、前記加熱部は、自己発熱手段を有してもよい。
加熱部が自己発熱手段により加熱されても、蒸着用マスクへの蒸着材料の堆積を抑制することができる。
【００１４】
前記加熱部の開口部は、前記マスク本体部の開口部よりも大きく設定されていることが好ましい。
加熱部の開口部をマスク本体部の開口部よりも大きくすることにより、基板上の蒸着層に対する加熱部の厚さの影響を少なくすることができる。
【００１５】
上記の蒸着用マスクは、有機エレクトロルミエッセンス素子における有機層の形成に好適に用いることができる。
【００１６】
上記のような蒸着用マスクにおいて、開口部がマスク本体部の開口部と加熱部の開口部に略対応するような断熱部を加熱部とマスク本体部の間に設けることが好ましい。
断熱部を加熱部とマスク本体部の間に設けることにより、加熱部の熱がこの断熱部により遮られ、マスク本体部の熱膨張を抑制できる。
なお、マスク本体部、断熱部及び加熱部の各開口部が互いに略対応するとは、各開口部の形状が互いに一致、相似又は略相似であって、各開口部の寸法が一致又は近似していることを意味する。
【００１７】
前記断熱部の開口部は、マスク本体部の開口部よりも大きく設定するとよい。
断熱部の開口部をマスク本体部の開口部よりも大きくすることにより、基板上の蒸着層に対する断熱部の厚さの影響を少なくすることができる。
【００１８】
上記のような蒸着用マスクにおいて、冷却部を、前記マスク本体部に接するように、かつ前記マスク本体部の前記蒸着源側に設け、当該冷却部の開口部が、前記マスク本体部の開口部に略対応させるとよい。
冷却部を、マスク本体部の蒸着源側に、マスク本体部と接するように設けると、冷却部によりマスク本体部が冷却され、マスク本体部の熱膨張が抑制される。
【００１９】
なお、冷却部の開口部とマスク本体部開口部が互いに略対応するとは、各開口部形状が互いに一致、相似又は略相似であって、各開口部の寸法が一致又は近似していることを意味する。
【００２０】
上記のいずれかの蒸着用マスクを用いる場合には、基板と蒸着用マスクを、マスク本体部が基板と対向するように固定して、蒸着源を加熱部側に臨ませ、前記蒸着材料を前記基板上に蒸着させている間、前記蒸着用マスクの加熱部を加熱するとよい。加熱部を加熱することにより、蒸着材料が蒸着用マスクに堆積しにくくなる。
蒸着用マスクが更に冷却部を有する場合には、蒸着材料を前記基板上に蒸着させている間、冷却部によってマスク本体部を冷却することが好ましい。
マスク本体部が冷却部により冷却され、マスク本体部の熱膨張が抑制される。
また、蒸着材料を基板上に蒸着している間、基板と前記蒸着源の少なくとも一方を移動させることにより、両者を相対移動させると更に好ましい。
基板と蒸着源とを相対移動させることにより、基板上の開口部に対応する部分のすべてについて、基板とほぼ垂直な方向から蒸着材料を放出することができる。
【００２１】
成膜装置を構成する際には、上記のような蒸着用マスクと、この蒸着用マスクの加熱部を臨み、基板側へ向けて蒸着材料を放出する蒸着源を設けるとよい。
このような成膜装置では、上記のような蒸着マスクを効果的に利用することができる。
【００２２】
成膜装置における蒸着源に、前記蒸着源から前記蒸着用マスクに向かって延在し、かつ、長さが前記蒸着源と前記加熱部との距離に略等しいシールド部を設けてもよい。
このようなシールド部を設けることにより、加熱部によって蒸発させられた蒸着材料を、蒸着源に回収することが可能となる。
【００２３】
さらに、成膜装置に、基板と蒸着源とを相対的に移動させる移動手段を設けることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
この実施形態は、本発明を有機ＥＬ素子における有機層の成膜に適用したものである。
まず、有機ＥＬ素子について説明する。図１に示されるように、有機ＥＬ素子１０は、ガラス基板１１、陽極１２、有機層１３、陰極１４から基本的に構成されている。
ガラス基板１１は可視光線を透過させるものであり、このガラス基板１１の一面には、透明の導電層である陽極１２が形成されている。この陽極１２は、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）等であり、例えば、スパッタリング等により形成される。
【００２５】
そして、この実施形態では、図１に示されるように、この陽極１２の上に正孔注入層１３ａ、正孔輸送層１３ｂ、発光層１３ｃ、電子輸送層１３ｄ、電子注入層１３ｅが順番に積層されている。この実施形態ではこれらの機能層を合わせて有機層１３と呼ぶ。
【００２６】
これらの層１３ａ〜１３ｅはいずれも互い種類の異なる有機材料であって、真空蒸着法により蒸着材料としての有機材料が層として堆積されて形成される。
この明細書における「基板」とは、少なくともガラス基板１１等の板材に陽極１２が形成され、かつ、有機材料等の蒸着材料による蒸着が予定されるものを含むものとしている。
【００２７】
例えば、陽極１２のみが形成されたガラス基板１１、あるいは、正孔注入層１３ａ、正孔輸送層１３ｂ、発光層１３ｃ、電子輸送層１３ｄ及び陽極１２が形成されたガラス基板１１といった状態のものを、ここでいう「基板」の概念に含む。
【００２８】
一方、この有機層１３の上には陰極１４が形成されているが、この陰極１４は電子注入層１３ｅに電子を注入するための電極であり、一般的に蒸着法により、電子注入層１３ｅ上に成膜される。
このように構成された有機ＥＬ素子１０では、陽極１２及び陰極１４に直流電流を印加することにより、陽極１２から発光層１３ｃへホールが注入され、他方、陰極１４から発光層１３ｃへ電子が注入される。
そして、発光層１３ｃにて電子とホールが再結合されて励起状態となり、このときのエネルギーの放出が発光層１３ｃにおける発光現象となる。
【００２９】
次に、有機ＥＬ素子１０の有機層１３を形成するための成膜装置１５について説明する。
図２に示される成膜装置１５は、図示はしないが所定の真空度を保つことができるチャンバを備えている。
このチャンバ内には、基板を載置するための載置台１６が備えられている。
載置台１６の上方には、有機材料を基板へ向けて放出させることができる蒸着源１７が配置されており、この蒸着源１７と基板の間には蒸着用マスク２２が介在されている。
【００３０】
蒸着源１７について説明すると、基板の幅よりも大きく設定された長細い蒸着源本体１８が、蒸着源本体１８の長手方向と直角方向へ向けて直線的であって、かつ水平に往復移動できるように、図示しない往復移動手段により支持されている。
蒸着源本体１８は蒸着材料である有機材料を収容することができるほか、複数個の吹出し口１９を備えており、これらの吹出し口１９は基板に対向するように蒸着源本体１８の長手方向に沿って列状に備えられている。
また、蒸着源本体１８は加熱されるものであり、蒸着源本体１８の加熱より有機材料が気化あるいは昇華されるが、気化あるいは昇華された有機材料は吹出し口１９を通じて放出される。
【００３１】
また、吹出し口１９が備えられている蒸着源本体１８の下方を側方から囲繞するように、枠状のシールド部材２０が蒸着源本体１８に下方へ向けて取り付けられている。シールド部材２０の長さは、蒸着源本体１８と下で説明する蒸着用マスク２２の加熱部２２ｄとの距離にほぼ等しくなっている。
このように構成された蒸着源１７は、往復移動手段により直線的に往復移動することができるとともに、吹出し口１９から気化あるいは昇華された有機材料をカーテンフローの如く、ガラス基板１１に向けて帯状に放出させることができる。
【００３２】
次に、蒸着用マスク２２について説明する。
図２及び図３に示される蒸着用マスク２２は、ガラス基板１１とほぼ同じサイズに設定され、基板に対する位置が変わらないようにマスク支持手段（図示せず）により基板に固定されている。
この実施形態における蒸着用マスク２２は、所望のパターンで蒸着層を形成するための複数の開口部２３が備えられているほか、図４に示されるように、上下方向おいて多層構造となっている。
この蒸着用マスク２２は、最もガラス基板１１側に近いマスク本体部２２ａと、マスク本体部２２ａの上に設けられている冷却部２２ｂ、冷却部２２ｂの上に設けられている断熱部２２ｃ、最も蒸着源１７に近く断熱部２２ｃの上に設けられた加熱部２２ｄとから構成されている。
【００３３】
最下層のマスク本体部２２ａは０．２ｍｍ程度の厚さ金属製の薄板であり、所望のパターンで有機層１３を形成するための複数の開口部２３ａが備えられている。
そして、このマスク本体部２２の開口部２３ａの幅については、ここでは、開口部２３ａの一辺が２インチとなるように寸法設定されている。
このマスク本体部２２ａの上に形成された冷却部２２ｂは、マスク本体部２２ａを冷却し、マスク本体部２２ａに対する加熱を防止するためのものである。
この実施形態の冷却部２２ｂはその厚さが約５ｍｍであり、冷却部２２ｂ内には小径のパイプ（図示せず）が挿通され、冷却媒体がパイプ内を通過する際に熱を受け取り、蒸着用マスク２２の外部に設けられた図示しない放熱部において冷却され、再度冷却部２２ｂに戻る。
冷却部２２ｂの上に設けられた断熱部２２ｃは、次に説明する加熱部２２ｄの熱がマスク本体部２２ａへ伝わらないように遮るためのものであり、この実施形態では厚さが約３ｍｍのガラス繊維により形成されている。
【００３４】
そして、断熱部２２ｃの上に形成される加熱部２２ｄは、蒸着用マスク２２に対する蒸着源１７から放出された有機材料の堆積を防止するためのものである。
この実施形態の加熱部２２ｄは０．５ｍｍ程度の抵抗率の高い金属製の薄板であり、加熱部の一部から他の部分に電流を流すことができるように、図示しない電源装置が図示しない配線で接続されている。そして、蒸着時に、電源装置から配線を通じて電流を流すことにより、加熱部２２ｄが自己発熱し、有機材料の気化温度または昇華温度よりも高い温度まで加熱される。
従って、この加熱部２２ｄが加熱されているとき、蒸着源１７から放出される有機材料は加熱部２２ｄに付着しても、有機材料が堆積することなく加熱部２２ｄから反射するように放出されることになる。
なお、この実施形態では、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄには、マスク本体部２２ａに備えられている複数の開口部２３ａに一致する開口部２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが夫々複数設けられ、これらの開口部２３ａ〜２３ｄにより蒸着用マスク２２としての開口部２３が形成されることになる。
【００３５】
次に、この成膜装置１５よる有機材料の基板への蒸着の作用について説明する。
ここでは、陽極１２が形成されたガラス基板１１に、有機層１３の一部である正孔注入層１３ａを形成する場合を例示して説明する。
まず、陽極１２が形成されたガラス基板１１及び蒸着用マスク２２を、マスク本体部２２ａが基板と対向するように固定して、チャンバ内にセットし、チャンバ内を所定の真空度に保っておく。
次に、蒸着源１７における蒸着源本体１８を加熱し、吹出し口１９から正孔注入層１３ａの材料である有機材料を放出させるとともに、蒸着用マスク１８における冷却部２２ｂの小径パイプに冷却媒体を通過させ、マスク本体部２２ａに対する加熱を防止する。
そして、往復移動手段を作動させることにより、蒸着源１７が蒸着用マスク２２の上面を沿うように直線的に水平移動され、蒸着源１７が蒸着用マスク２２の開口部２３の上方を通過するときに、蒸着源１７からの有機材料は吹出し口１９を通じてシールド部材２０により案内され、ガラス基板１１へ向けて帯状に放出される。
放出された有機材料は蒸着用マスク２２の開口部２３を通過し、通過した有機材料はガラス基板１１上に蒸着される。
蒸着源１７は、蒸着用マスク２２の上面を漏れなく移動するので、ガラス基板１１の開口部２３に対応する部分の全ての部分の上方を蒸着源１７が通過する。このため、ガラス基板１１の開口部２３に対応する部分の全てにおいて、有機材料が、ガラス基板１１とほぼ垂直な方向から放出される。
【００３６】
このとき、蒸着源１７から放出される一部の有機材料は、ガラス基板１１に堆積されず、蒸着用マスク２２の加熱部２２ｄ上に放出されるが、放出された有機材料が有する熱及び蒸着源本体１８の輻射熱により、加熱部２２ｄが、有機材料の気化熱または昇華熱よりも高い温度となるように加熱されているため、有機材料が加熱部２２ｄに付着しても、そのまま堆積することはなく、加熱部２２ｄから直ちに放出される。
なお、加熱部２２ｄは加熱される状態にあるが、加熱部２２ｄの熱は断熱部２２ｃにより熱が遮られるほか、冷却部２２ｂによる冷却と相俟って、マスク本体部２２ａは加熱されることがなく、マスク本体部２２ａにおける熱膨張が防止される。
【００３７】
蒸着源１７が加熱部２２ｄに対峙するときには、蒸着源本体１８、シールド部材２０及び加熱部２２ｄ、または、蒸着源１７の位置によっては更にガラス基板１１により、図４に示されるように、ほぼ密閉状態の空間部２１が形成される状態にある。
加熱部２２ｄは、放出された有機材料が有する熱及び蒸着源１７の輻射熱により有機材料の気化熱または昇華熱よりも高い温度となるように加熱されているため、蒸着源１７から吹出し口１９を通じて放出される有機材料は、加熱部２２ｄに付着しても直ちに空間部２１へ再度放出される。
そして、空間部２１は、蒸着源本体１８、シールド部材２０及び加熱部２２ｄによりほぼ密閉状態であることから、空間部２１に放出された殆どの有機材料は空間部２１に滞留し、蒸着源１７が次の開口部２３に臨むときに、ガラス基板１１へ蒸着される可能性が高くなる。以上のように、蒸着源１７を蒸着用マスク２２の上方において直線的に往復移動させ、有機材料を基板に繰り返し蒸着させることにより、ガラス基板１１において所定の膜厚の正孔注入層１３ａが所望のパターンにより形成される。
【００３８】
なお、蒸着により形成すべき有機層１３は、材料が異なる複数の層１３ａ〜１３ｅから構成されることから、引き続き異なる有機材料により蒸着を行うことになるが、通常は成膜装置１５により蒸着済みの基板を別の成膜装置へ移動させることが多い。
このとき、通常は、蒸着済みの基板のみを次の成膜装置へ移動させ、別に用意した蒸着用マスクにより、次の成膜装置において異なる有機材料による蒸着を行うが、本実施形態においては、蒸着用マスク２２にほとんど有機材料が堆積しないため、成膜装置１５において用いた蒸着用マスク２２を蒸着済みの基板とともに次の成膜装置へ移動させることができる。
【００３９】
蒸着済みのガラス基板１１のみを次の成膜装置へ移動させ、別に用意した蒸着用マスクにより、次の成膜装置において異なる有機材料による蒸着を行う場合には、図５示されるように、成膜装置１５の蒸着源１７が蒸着用マスク２２に対峙して待機することができるように、蒸着用マスク２２の縁部付近にシールド部材２０に密着あるいはほぼ密着する密着部２４を設けてもよい。
この密着部２４は加熱部２２ｄと蒸着源１７のシールド部材２０が接近する以上に近接あるいは接触する高さとしておくほか、加熱部２２ｄと同様に加熱されることが好ましい。
これにより、空間部２５を蒸着源本体１８、シールド部材２０及び密着部２４により形成することができ、蒸着源本体１８、シールド部材２０及び加熱部２２ｄにより形成される空間部２１よりも密閉度が高い実質的に密閉状態の空間部となる。
蒸着源１７が待機することができる蒸着用マスク２２の縁部付近等の特定の位置に密着部２４を設けることにより、ガラス基板１１への蒸着が待機されている状態において、蒸着源１７から放出される有機材料を周囲へ四散させることなく、この空間部２５に事実上閉じ込めておくことができる。
【００４０】
この実施形態に係る蒸着用マスク２２、蒸着用マスク２２を用いた成膜方法及び成膜装置１５によれば以下の効果を奏する。
（１）蒸着用マスク２２におけるマスク本体部２２ａに上部に加熱部２２ｄが備えられ、有機材料が加熱部２２ｄにおいて再度気化または昇華されるため、蒸着用マスク２２への有機材料の堆積を抑制することができる。また、加熱部２２ｄは、流れる電流によって自己発熱しているため、流れる電流の量を制御することにより、加熱部２２ｄの温度を比較的簡単に、しかも安定した状態に制御することができる。
（２）蒸着用マスク２２が多層構造であってその厚みが増すことにより、蒸着用マスク２２の強度が高められる。このため、蒸着用マスク２２の撓みによる有機層１３の寸法精度の低下を防止することができ、また、蒸着用マスク２２としての耐久性が向上するほか、蒸着用マスク２２の取り扱いが容易となる。
（３）蒸着用マスク２２において断熱部２２ｃ及び冷却部２２ｂが備えられることにより、マスク本体部２２ａやガラス基板１１の熱膨張を防止することができ、これらの熱膨張に起因する有機層１３の寸法精度の低下を抑制することができる。
【００４１】
（４）ガラス基板１１を載置台１６に載置してガラス基板１１の上方から有機材料を蒸着するようにしているから、ガラス基板１１が自重により撓むことがなく、ガラス基板１１の撓みによる有機層１３の寸法精度の低下を招くことがない。
（５）蒸着源１７が直線的に移動され、蒸着源１７からの有機材料がカーテンフローの如く帯状に放出され、基板とほぼ垂直な方向から有機材料が放出されるため、蒸着用マスク２２の厚さによる影の影響を受けにい。このため、ガラス基板１１において均一な有機層１３を形成することができ、また、有機層１３の寸法精度が低下しない。
（６）蒸着源１７が待機することができる蒸着用マスク２２の特定の位置に密着部２４を設けることにより、蒸着源本体１８、シールド部材２０及び密着部２４により空間部２５が形成され、蒸着源１７から放出される有機材料をこの空間部２５に事実上閉じ込めておくことができるから、ガラス基板１１への蒸着が待機されている状態において、蒸着源１７から放出される有機材料を無駄に消費することがない。また、蒸着が開始されると空間部２５に閉じ込められた有機材料をガラス基板１１への堆積のために直ちに利用することができる。
（７）蒸着源本体１８にシールド部材２０が設けられていることから、吹出し口１９から放出される有機材料をシールド部材２０に沿って案内させ、蒸着源１７から有機材料を帯状に放出させることができる。このため、ガラス基板において有機材料により堆積される蒸着層のより均一化を図ることができる。
（８）蒸着源１７が加熱部２２ｄに対峙するときには、蒸着源本体１８、シールド部材２０及び加熱部２２ｄ、または、蒸着源１７の位置によっては更に基板により、ほぼ密閉状態の空間部２１が形成される状態にある。加熱部２２ｄは、放出された有機材料が有する熱及び蒸着源１７の輻射熱により有機材料の気化熱または昇華熱よりも高い温度となるように加熱されているため、蒸着源１７から吹出し口１９を通じて放出される有機材料は、加熱部２２ｄに付着しても直ちに空間部２１へ再度放出される。このため、有機材料を基板上の開口部２３と対応する位置以外の場所に堆積させることがなくなるため、有機材料の利用効率を向上させることができる。
（９）蒸着用マスク２２には、有機材料がほとんど堆積しない。このため、蒸着作業を繰り返しても、蒸着用マスク２２の見かけ上の厚さがほとんど変わることはなく、常に一定の条件で蒸着を行うことが可能となる。また、蒸着用マスクの有機材料による汚染が極めて少ないため、同一の蒸着用マスクを用いて、異なるチャンバ内で異なる有機材料を蒸着させることも可能となる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る蒸着用マスク３０について図６に基づき説明する。
この実施形態では、蒸着用マスク３０における開口部３１が第１の実施形態と異なるものとなっている。
この実施形態では説明の便宜上、第１の実施形態で用いた符号を一部共通して用い、共通または類似する構成についてはその説明を省略する。
この実施形態の蒸着用マスク３０は、図６に示されるように、下から順番にマスク本体部２２ａ、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ、加熱部２２ｄが、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄの開口部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、いずれもマスク本体部２２ａの開口部３１ａに略対応している。
この実施形態おける開口部３１ａに略対応する開口部３１ｂ〜３１ｄとは、開口部３１ａと開口部３１ｂ〜３１ｄが互いに相似又は略相似であって、しかも、開口部３１ａ〜３１ｄの寸法が近似することを意味する。
【００４３】
これらの開口部３１ａ〜３１ｄについて詳しく説明すると、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄの開口部３１ｂ〜３１ｄは、マスク本体部２２ａの開口部３１ａより大きく設定されており、冷却部２２ｂの開口部３１ｂよりも断熱部２２ｃの開口部３１ｃが大きく、さらに加熱部２２ｄの開口部３１ｄが断熱部２２ｃの開口部３１ｃよりも大きく設定されている。
これは、蒸着用マスク３０の厚さによる影の影響をより確実に解消し、基板上に蒸着される有機層１３の寸法精度の低下を阻止とするためである。
この実施形態では加熱部２２ｄからマスク本体部２２ａに向かって連続する斜面により蒸着用マスク３０としての開口部３１が形成されている。
そして、この実施形態の蒸着用マスク３０を用いて第１の実施形態と同様に基板上に有機材料を蒸着するが、第１の実施形態の蒸着用マスク２２よりもその厚さによる影響を受けにくい。
【００４４】
この実施形態に係る蒸着用マスク３０、蒸着用マスク３０を用いた成膜方法及び成膜装置１５によれば第１の実施形態において奏する（１）〜（９）の効果の他に以下の効果を奏する。
（１０）蒸着用マスク３０において、加熱部２２ｄからマスク本体部２２ａに向かって連続する斜面により開口部３１が形成されていることから、蒸着源１７から放出される有機材料は蒸着用マスク３０の厚さによる影響を受けにくい。従って、ガラス基板１１上に有機材料が堆積されて形成される有機層１３の寸法精度が向上する。
【００４５】
＜第１の変更例＞
次に、第２の実施形態に係る蒸着用マスク３０の第１の変更例について図７に基づき説明する。
この第１の変更例に係る蒸着用マスク３２は、先に説明した蒸着用マスク３０と同様に、マスク本体部２２ａ、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ、加熱部２２ｄを有している。
また、この蒸着用マスクでは、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄの開口部３３ｂ〜３３ｃが、マスク本体部２２ａの開口部３３ａよりも大きく設定されているが、マスク本体部２２ａ、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄの各開口部３３ａ〜３３ｄは各部２２ａ〜２２ｄの面に対して直角に開口されている。
そして、マスク本体部２２ａの開口部３３ａを除く開口部３３ｂ〜３３ｄは、開口部３３ｂ、開口部３３ｃ、開口部３３ｄの順で大きくなるように設定されている。
従って、蒸着用マスク３２の開口部３３は各部２２ａ〜２２ｄの開口部３３ａ〜３３ｄにより、階段状に形成されている。
【００４６】
この蒸着用マスク３２によれば、蒸着の際に蒸着用マスク３２の厚さによる影響を受けることがことがなく、ガラス基板１１上における有機層１３の寸法精度の低下を抑制することができる。
また、マスク本体部２２ａ、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄの各開口部３３ａ〜３３ｄは、各部２２ａ〜２２ｄの面に対して直角に開口されていることから、各部２２ａ〜２２ｄにおいて開口部３３ａ〜３３ｄを設ける加工等が比較的簡単となるほか、各部２２ａ〜２２ｄの開口部３３ａ〜３３ｄを各部２２ａ〜２２ｄ毎に個別に設けることができる等、蒸着用マスク３２の製作が容易となる。
【００４７】
＜第２の変更例＞
次に第２の変更例に係る蒸着用マスク３４について図８に基づき説明する。
第２の変更例に係る蒸着用マスク３４では、蒸着用マスク３４と同様に、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄの開口部３５ｂ〜３５ｃが、マスク本体部２２ａの開口部３５ａよりも大きく設定されている。
この蒸着用マスク３４では、冷却部２２ｂ、断熱部２２ｃ及び加熱部２２ｄは、各部２２ｂ〜２２ｄが夫々有する傾斜面により各開口部３５ｂ〜３５ｄが形成されており、各部２２ｂ〜２２ｄの傾斜面は互いに同一面を形成しないように備えられている。
従って、各部２２ｂ〜２２ｄは、開口部３５ｂ〜３５ｄを形成する傾斜面を有するものの、蒸着用マスク３４の開口部３５として見た場合、開口部３５は多段状に構成されている。
この第２の変更例に係る蒸着用マスク３４は、ガラス基板１１上の有機層１３の品質のばらつきを防止することができる点において蒸着用マスク３０、３２を用いた実施形態と同等の効果を奏する。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に第３の実施形態に係る蒸着用マスク４０ついて図９に基づき説明する。
この実施形態に係る蒸着用マスク４０は、マスク本体部４０ａと、マスク本体部４０ａの上に備えられる冷却部４０ｂ、冷却部４０ｂの上に備えられた加熱部４０ｃを有している。
この実施形態では、先の実施形態と同様に、加熱部４０ｃ及び冷却部４０ｂにはマスク本体部４０ａの開口部４１ａに略対応する開口部４１ｂ、４１ｃが夫々備えられているほか、蒸着用マスク４０の厚さによる影の影響を防止するために、これらの開口部４１ｂ、４１ｃは共通の傾斜面を形成しており、蒸着用マスク４０としての開口部４１が形成されている。
【００４９】
この実施形態に係る蒸着用マスク４０では、通電時において冷却機能を有する熱電素子を有する冷却部４０ｂとなっている。
この実施形態では、具体的には、ビスマス・アンチモン・テルル（Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｅ）化合物を原料とするＰ型熱半導体及びＮ型半導体から構成されるペルチェ素子を採用しており、冷却部４０ｂにおいて取り出される熱を加熱部４０ｃへ移動させ、マスク本体部４０ａを冷却させるようにしている。
従って、蒸着の際に蒸着用マスク４０の加熱部４０ｃが加熱された状態にあっても、冷却部４０ｂにおけるペルチェ素子に通電することにより、マスク本体部４０ａが冷却される一方、加熱部４０ｃの熱は冷却部４０ｂにおいて遮られるから、マスク本体部４０ａにおいて熱膨張を生じることがない。
また、冷却部４０ｂによって受け取られた熱を加熱部４０ａに移動させるため、加熱部４０ａが効果的に加熱される。
【００５０】
この実施形態の形態によれば以下の効果を奏する。
（１１）冷却部４０ｂで受け取った熱を加熱部４０ａに移動させることができるため、基板の冷却及び加熱部４０ａの加熱を効果的に行うことができる。
（１２）蒸着用マスク４０において断熱層を省くことが可能となるため、蒸着用マスク４０の厚さが過度に厚くなることもなく、蒸着用マスク４０の厚さによる影響をより小さくできる。
（１３）冷却部４０ｂにおける熱電素子への通電を制御することにより、状況に応じてマスク本体部４０ａの冷却を安定して行うことができる。
【００５１】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○  第１〜第３の実施形態では、基板の上に蒸着用マスクを配置し、さらに上方の蒸着源から放出された有機材料を基板の上面に堆積させるようにしたが、例えば、基板の下に蒸着用マスクを配置させ、蒸着用マスクの下方に蒸着源を位置し、蒸着源から放出される有機材料を基板の下面に堆積させるようにしてもよい。
このように、蒸着源の上方に蒸着用マスクを配置する場合には、蒸着用マスクが自重で撓み、その結果、蒸着する蒸着材料の寸法精度が劣化するという問題点があった。しかし、本発明による蒸着用マスクは従来の蒸着用マスクに比べて剛性が高いため、自重による撓みも少なくなり、堆積する蒸着材料の寸法精度も向上する。
また、より一般的に、少なくとも、基板と蒸着源の間に蒸着用マスクが介在し、蒸着用マスクの加熱部が蒸着源側に臨む位置あれば、基板、蒸着用マスク及び蒸着源は、上下左右のいずれの方向に配置されてもよい。
○  第１〜第３の実施形態では、蒸着用マスクを伴い、載置台に載置された基板に対して、蒸着源を移動させるようにしたが、蒸着源を固定しておき蒸着用マスク及び基板を共に移動させるようにしてもよく、あるいは、蒸着用マスクを伴う基板と蒸着源を相対する方向へ移動させるようにしてもよい。
○  第１〜第３の実施形態では、蒸着源から放出される蒸着材料を有機ＥＬ素子のための有機材料としたが、有機ＥＬ素子の有機材料に限定されるものではなく、例えば、金属材料や金属材料以外の無機材料等を蒸着材料としてもよい。
○  第１〜第３の実施形態では、蒸着用マスクにおける断熱部の材料をガラス繊維としたが、例えば、樹脂、窯業系材料等を採用してもよく、少なくとも、マスク本体部に対して熱を遮る機能を有する材料であればよい。
○  第１、第２の実施形態では、蒸着用マスクにおける加熱部は、電流を流すことにより自己発熱するものとしたが、例えば、加熱部上または加熱部内部にニクロム線等の加熱手段を別に設けてもよい。
また、加熱部が蒸着源から放出される蒸着材料が持っている熱、および蒸着源からの輻射熱によって加熱されるようにしてもよい。この場合、加熱手段を加熱部とは別に設ける必要がなくなる。
○  第１、第２の実施形態では、蒸着用マスクにおいて断熱部と冷却部を備えたが、例えば、加熱部、断熱部及びマスク本体部から構成される蒸着用マスクとしてもよい。この場合、加熱部における熱がマスク本体部へ伝わらないように、断熱性が極めて高い材料を用いることが好ましい。これにより、マスク本体部の熱膨張を防止することができるほか、蒸着用マスクの厚さを過度に厚くすることを防止できる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、蒸着用マスクを用いて基板へ蒸着層を形成する際に、蒸着用マスクに対する蒸着用材料の堆積を抑制し、蒸着用材料の利用効率を向上させるとともに、基板における蒸着層の品質を安定させるほか、寸法精度の高い蒸着層を基板に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の概要を示す概略断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る成膜装置の概要を示す概略斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る成膜装置の概要を破断して示す側面図である。
【図４】第１の実施形態に係る蒸着用マスクの構造を破断して示す側面図である。
【図５】密着部を有する蒸着用マスクを破断して示す要部側面図である。
【図６】第２の実施形態に係る蒸着用マスクの構造を破断して示す側面図である。
【図７】第１の変更例に係る蒸着用マスクの構造を破断して示す側面図である。
【図８】第２の変更例に係る蒸着用マスクの構造を破断して示す側面図である。
【図９】第３の実施形態に係る蒸着用マスクの構造を破断して示す側面図である。
【図１０】従来の成膜方法を説明する概略斜視図である。
【符号の説明】
１０  有機ＥＬ素子
１１  ガラス基板
１２  陽極
１３  有機層
１４  陰極
１５  成膜装置
１７  蒸着源
１９  吹出し口
２０  シールド部材
２１  空間部
２２、３０、３２、３４、４０  蒸着用マスク
２２ａ、４０ａ  マスク本体部
２２ｂ、４０ｂ  冷却部
２２ｃ  断熱部
２２ｄ、４０ｃ  加熱部
２３、３１、３３、３５、４１  開口部
２４  密着部
【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】
2005044592.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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