(57)【要約】【課題】基板上に異物（微細な塵）が存在したとしても、シャドーイング現象の影響が少ない蒸着方法及び表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】  真空チャンバー内でガラス基板１３０の蒸着面側に、開口部１１２が設けられた蒸着マスク１１１を密着させて、隣接する複数の蒸着源１０，１１をガラス基板１３０の全体に渡って移動させながら、開口部１１２を通して蒸着材料を蒸着させる。複数の蒸着源１０，１１から同時に蒸着分子がガラス基板１３０に対して蒸発されるため、よりランダムな角度から蒸着が行われる。従って、ガラス基板１３０上に異物があったとしても、蒸着分子は異物の影（裏）の部分に周りこんで付着することができる。【選択図】図４
2007100132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に蒸着層を形成する蒸着方法において、
真空チャンバー内で前記基板の蒸着面側に、開口部が設けられた蒸着マスクを密着させる工程と、
前記蒸着マスクの下方に隣接する複数の蒸着源を配置して、前記開口部を通して前記蒸着源から前記基板の蒸着面に蒸着材料を蒸着することにより蒸着層を形成する工程とを備え、
前記複数の蒸着源のうち、一の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度が、他の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度と異なることを特徴とする蒸着方法。
【請求項２】
前記一の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度は調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着方法。
【請求項３】
前記一の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度は、１度以上で４５度以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸着方法。
【請求項４】
絶縁性基板上に有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、
真空チャンバー内で前記絶縁性基板の蒸着面と、開口部が設けられた蒸着マスクとを密着させる工程と、
前記蒸着マスクの下方に隣接する複数の蒸着源を配置して、前記開口部を通して前記蒸着源から前記絶縁性基板の蒸着面に蒸着材料を蒸着することによって、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機膜を形成する工程とを備え、
前記複数の蒸着源のうち、一つの蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度が、他の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度と異なることを特徴とすることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記一の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度は調整可能であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記一の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度は、１度以上で４５度以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着方法及び表示装置の製造方法に関し、特に基板の表面に蒸着マスクを密着させ、蒸着マスクに設けられた複数の開口部を通して基板の表面に蒸着材料を蒸着することによってパターン形成を行う、蒸着方法及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（Electro  Luminescence：以下、「ＥＬ」と称する。）素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されており、例えば、そのＥＬ素子を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と称する。）を備えた有機ＥＬ表示装置の研究開発が進められている。
【０００３】
有機ＥＬ素子としては、例えば、透明ガラス基板上に、電極（陽極）と、ホール注入層と、ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電極（陰極）とが順番に形成されているものがある。
【０００４】
そして、当該有機ＥＬ素子の形成方法の一つとして真空蒸着法がある。これは、真空状態にしたチャンバー内で成膜しようとする材料を加熱・蒸発させて、基板上に蒸着分子を堆積させることによって、目的の膜（蒸着層）を形成していく方法である。真空蒸着法を用いた従来の蒸着方法及び有機ＥＬ表示装置の製造について、図８を参照しながら説明する。
【０００５】
図８において、１００は真空蒸着装置、１０１は真空蒸着装置１００に並設された排気系、１１０は真空蒸着装置のチャンバー内に設置された支持台であり、１１１は支持台１１０上に載置されたニッケル（Ｎｉ）やインバー合金（Ｆｅ６４Ｎｉ３６）等の磁性材料から成るシャドウマスク（蒸着マスク）である。シャドウマスク１１１の所定の位置には開口部１１２が複数設けられている。
【０００６】
シャドウマスク１１１上にはマグネット１２０が配置されている。１３０はマグネット１２０とシャドウマスク１１１との間に介挿される、マザーガラスと呼ばれるガラス基板であり、このガラス基板１３０上に有機ＥＬ素子が形成される。１４０は、シャドウマスク１１１の下方に配置され、シャドウマスク１１１に沿って左右方向に移動可能な蒸着源である。
【０００７】
蒸着源１４０は紙面の垂直方向に細長く延びたるつぼで構成され、るつぼ内に収納された蒸着材料はヒーターによって加熱されて蒸発する。そして、蒸着源１４０を不図示の移動機構によりガラス基板１３０左端から右端まで水平方向に移動させながら、シャドウマスク１１１の開口部１１２を通してガラス基板１３０の表面に目的とする膜の蒸着を行う。
【特許文献１】特開２００３−２９７５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の真空蒸着方法を用いて有機ＥＬ表示装置を製造した場合、素子全体が発光しないという問題があった。この原因を以下のように考察する。
【０００９】
図９に示すように、ガラス基板１３０上にＩＴＯ（インジウム一スズ酸化物）陽極１５０の成膜後、当該陽極１５０上に異物１６０（微細なちり）が付着していた場合に、上記真空蒸着法で有機膜１７０（ホール注入層，ホール輸送層，発光層，電子輸送層など）を成膜するといわゆるシャドーイング（shadowing）現象が起こる。すなわち、直進性のよい蒸着分子は異物１６０の影の部分には付着することができず、有機膜１７０と異物１６０間に僅かな隙間ができたり、有機膜１７０が局所的に薄くなってしまい、陽極１５０が一部露出する。そして、その後、分子が回り込みやすいスパッタ法等でアルミニウム等からなる陰極１８０を成膜すると、陰極１８０は当該有機膜１７０と異物１６０との隙間に入り込み、陽極１５０と陰極１８０とが異物１６０の裏側で直接接触してしまう。そうすると、陽極１５０と陰極１８０の間でリーク電流が流れ、素子全体が発光しなくなる。
【００１０】
従って、蒸着方法及び表示装置の製造方法において、異物によるシャドーイング現象の影響を防止することは重要な問題である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、主な特徴は以下のとおりである。すなわち、本発明にかかる蒸着方法は、基板に蒸着層を形成する蒸着方法において、真空チャンバー内で前記基板の蒸着面側に、開口部が設けられた蒸着マスクを密着させる工程と、前記蒸着マスクの下方に隣接する複数の蒸着源を配置して、前記開口部を通して前記蒸着源から前記基板の蒸着面に蒸着材料を蒸着することにより蒸着層を形成する工程とを備え、前記複数の蒸着源のうち、一の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度が、他の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度と異なることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る表示装置の製造方法は、絶縁性基板上に有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法において、真空チャンバー内で前記絶縁性基板の蒸着面と、開口部が設けられた蒸着マスクとを密着させる工程と、前記蒸着マスクの下方に隣接する複数の蒸着源を配置して、前記開口部を通して前記蒸着源から前記絶縁性基板の蒸着面に蒸着材料を蒸着することによって、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機膜を形成する工程とを備え、前記複数の蒸着源のうち、一つの蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度が、他の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度と異なることを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シャドーイング現象の影響を防止することができるため、たとえ異物が基板上にあったとしても、その異物を隙間なく包み込むように蒸着膜を形成することができる。従って、異物が存在しても、そのことによって蒸着膜に隙間ができたり、局所的に薄くなってしまうことは低減され、蒸着膜の上層と下層とが直接接触することはない。
また、本発明によれば、表示装置の製造において、シャドーイング現象の影響を防止することができるため、真空蒸着法により電子輸送層や発光層などの有機膜を隙間なく均一に形成することができる。従って、有機ＥＬ素子の陽極と陰極とが直接接触することはなくなり、素子全体が発光しなくなる等の問題を防止することができ、表示装置の寿命、効率、品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図４は本発明の第１の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。なお、図８と同一の構成部分については同一の符号を付している。すなわち、１００は真空蒸着装置、１０１は真空蒸着装置１００に並設された排気系、１１０は真空蒸着装置のチャンバー内に設置された支持台であり、１１１は支持台１１０上に載置されたニッケル（Ｎｉ）やインバー合金（Ｆｅ６４Ｎｉ３６）等の磁性材料から成るシャドウマスク（蒸着マスク）である。シャドウマスク１１１の所定の位置には開口部１１２が複数設けられている。
【００１６】
シャドウマスク１１１上にはマグネット１２０が配置されている。１３０は、マザーガラスと呼ばれるガラス基板であり、このガラス基板１３０上に有機ＥＬ素子が形成される。なお、ガラスではなく他の材質からなる基板であってもよい。また、マグネット１２０はシャドウマスク１１１とガラス基板１３０との密着力を強化している。
【００１７】
１０，１１は、シャドウマスク１１１の約３０ｃｍ下方に配置され、シャドウマスク１１１に沿って左右方向に移動可能な蒸着源である。蒸着源１０，１１はガラス基板１３０の一辺方向（図でいえば、紙面の垂直方向）に細長く延びた、セラミックやモリブデン等から成るるつぼによって構成されている。また、図示はしないが、るつぼには複数の凹部が設けられており、それぞれの凹部に蒸着材料が充填されている。また、この蒸着材料はヒーターによって加熱され、蒸発されるように構成されている。また、蒸着源１０と蒸着源１１とが同じ支持板１２に所定間隔（例えば、約１０ｃｍ程度）隔てて隣接して設置されている。
【００１８】
ここで、本実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法では、シャドウマスク１１１の下方に、移動機構によりガラス基板１３０に沿って水平方向（蒸着源の長手方向に対して直角の方向）に移動可能な、複数の蒸着源１０，１１を隣接して設けた点が特徴である。蒸着源１０，１１は必ずしも、同一の支持板１２に設置されている必要はなく、それぞれの配置位置，配置間隔，蒸着源の個数についても特に限定されるものではないが、それぞれの蒸着源１０，１１は同種の蒸着膜を形成する際に共動して同一の蒸着膜を形成する。そのため、同種の蒸着材料が充填されている。
【００１９】
図１において、いま真空蒸着装置１００のチャンバー内は排気系１０１によって真空状態に保たれているとする。そこで、ガラス基板１３０が不図示の搬送機構によってマグネット１２０とシャドウマスク１１１の間に介挿される。次に、図２に示すように、ガラス基板１３０は搬送機構によりシャドウマスク１１１上に載置される。
【００２０】
次に、図３に示すように、マグネット１２０をガラス基板１３０の上面と接触する位置まで下方向に移動させる。すると、シャドウマスク１１１はマグネット１２０の磁力を受けてガラス基板１３０の下面、すなわちパターン形成面に密着される。
次に、図４に示すように、蒸着源１０，１１を不図示の移動機構によりガラス基板１３０の左端から右端まで水平方向（蒸着源の長手方向に対して直角の方向）に移動させながら、シャドウマスク１１１の開口部１１２を通してガラス基板１３０の表面に目的とする膜の蒸着を行う。
【００２１】
図５は、上述した蒸着方法を用いた有機ＥＬ素子の製造方法を説明する概略断面図である。まず、ガラス基板１３０を準備する。ガラス基板１３０は、必要に応じてＴＦＴやスイッチング素子が形成されている。このガラス基板１３０は支持体であると同時に光を取り出す面としても機能するため、光の透過特性や熱的安定性を考慮して選択される。従って、ガラス以外に石英や透明プラスチック、樹脂等の絶縁性の透明または半透明材料を用いた基板が用いられる。
【００２２】
次に、ガラス基板１３０上に、ＩＴＯ（インジウム一スズ酸化物）や金，ニッケルなどから成る陽極１５０を形成する。陽極１５０の形成方法としては、フォトリソグラフィーやスパッタ法などを用いる。
【００２３】
次に、陽極１５０上に、有機膜２００（ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層などから成る）を、上記真空蒸着装置１００を用いた真空蒸着法によって積層する。ここで、真空蒸着はホール注入層，ホール輸送層，発光層，電子輸送層などの各層について個別に行われるが、各層を総じて有機膜２００と略称する。最後に、アルミニウムやマグネシウムなどから成る陰極１８０を形成することで有機ＥＬ表示装置が完成する。陰極１８０の形成方法としては、スパッタ法等を用いる。なお、陰極１８０上にさらに保護膜を形成してもよい。
【００２４】
このように形成された有機ＥＬ表示装置では、陽極１５０から注入されたホールと、陰極１８０から注入された電子とが有機膜２００の発光層の内部で再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光が透明な陽極１５０からガラス基板１３０を介して外部へ放出されて発光する。
【００２５】
本実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法では、複数の蒸着源１０，１１を設けているため、蒸着源が単数であった従来のものに比して、よりランダムな方向から蒸着分子を標的の基板に蒸着させることができる。従って例えば、図５に示すように、陽極１５０上に異物１６０が付着していた場合であっても、蒸着分子は、シャドーイング現象の影響を受けにくく、異物１６０の影の部分に周りこんで付着することができ、均一な膜厚の有機膜２００を隙間なく形成させることができる。また、これによって、その後の陰極１８０の成膜も良好に行うことができ、陽極１５０と陰極１８０とが直接接触することはない。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法について説明する。上記第１の実施形態は、複数の蒸着源１０，１１を隣接して配置したものであったが、本実施形態では、複数の蒸着源のいずれかの蒸着源の蒸着分子発生面を水平方向に所定の角度傾けて配置することで、蒸着分子がさらにランダムな方向から標的に蒸着されるように構成している。なお、ここで、蒸着分子発生面とは、蒸着源の面のうち、標的基板に対向する面であり、文字通り蒸着源に充填された蒸着材料が、加熱されて蒸着分子となって標的基板に蒸発していく面をいうものとする。
【００２７】
また、蒸着分子発生面を傾ける角度を適宜調整するために、各蒸着源あるいは支持台に角度調整機構５０を設けてもよい。傾ける角度の調整は、蒸着を行う前に限らず、蒸着中に角度を調整できるように構成してもよい。このように、状況に応じて傾ける角度を適宜変更できることで、シャドーイング現象を効果的に防止し、より均一な膜厚の蒸着が可能となる。なお、蒸着材料が充填された凹部を同様に所定の角度傾けてもよく、一つの蒸着源の蒸着分子発生面の内で、ランダムな方向に蒸着分子が蒸発していくように構成してもよい。
【００２８】
具体的には例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すように、３つの蒸着源１５，１６，１７を所定間隔（約１０ｃｍ程度）を隔てて隣接して配置する。図６（ａ）は各蒸着源１５，１６，１７を上方（ガラス基板側）から見た平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ方向から見た断面図である。
図６（ｂ）に示すように、真ん中の蒸着源１６はその蒸着分子発生面２０が略水平になるように配置され、左右の蒸着源１５，１７の蒸着分子発生面１９，２１がそれぞれ水平方向に対してａ度，ｂ度傾けて配置されている。従って、各蒸着源１５，１６，１７の蒸着分子発生面１９，２０，２１は、水平方向に対する角度（傾き）がそれぞれ異なる。なお、本実施例では蒸着源１５，１６，１７が一つの支持板１８に設置されており、その長手方向に対して直角の方向に移動する。
【００２９】
また、図６（ａ），（ｃ）に示すように、３つの蒸着源３０，３１，３２を隣接して一つの支持板３３に配置することもできる。図６（ａ）は各蒸着源３０，３１，３２を上方（ガラス基板側）から見た平面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）のＸ方向から見た断面図である。
【００３０】
本実施例では、図６（ｃ）に示すように、真ん中の蒸着源３１をその蒸着分子発生面３５が略水平になるように配置し、左右の蒸着源３０，３２の蒸着分子発生面３４，３６をそれぞれ内側にｃ度，ｄ度傾けて配置している。なお、各蒸着源３０，３１，３２は、その長手方向に対して直角の方向に移動する。
【００３１】
さらにまた、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、複数の蒸着源４０，４１，４４のいずれかの蒸着源４０，４１の蒸着分子発生面４２，４３を対向するガラス基板１３０に対してｅ度，ｆ度傾けて配置することもできる。本例では、真ん中の蒸着源４４の蒸着発生面が略水平になるように配置してある。なお、図７（ａ）は各蒸着源４０，４１，４４を上方（ガラス基板１３０側）から見た平面図であり、図７（ｂ），（ｃ）は蒸着源４０，４１をそれぞれＹ方向から見た断面図である。
【００３２】
なお、シャドーイング防止の観点及び均一な膜厚の蒸着を行う観点から、ａ〜ｆは例えば３０度程度である。
【００３３】
本実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法では、複数の蒸着源を設け、かつ、いずれか一つの蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度が、他の蒸着源の蒸着分子発生面の水平方向に対する角度と異なる。そのため、上記第１の実施形態に比して、さらにランダムな方向から蒸着分子を標的基板に蒸着させることができる。
【００３４】
従って、図５に示すように、陽極１５０上に異物１６０が付着していた場合であっても、蒸着分子は、シャドーイング現象の影響をさらに受けにくく、異物１６０の影の部分に周りこんで付着することができるため、均一な膜厚の有機膜２００を隙間なく形成させることができる。また、これによって、その後の陰極１８０の成膜も良好に行うことができ、陽極１５０と陰極１８０とが直接接触することはない。
【００３５】
なお、本実施形態においては、ａ〜ｆの角度が３０度程度である場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１度以上４５度の範囲、より好ましくは１度以上３０度以下の範囲であってもよい。このような角度にすることによって、更に陽極上に異物が付着していた場合でも、異物の全体を覆うように蒸着ができるため、均一な膜厚の有機膜形成が可能である。また、上記角度は、蒸着源と蒸着マスク（あるいはガラス基板）などとの距離に応じても適宜調整されるものである。
【００３６】
なお、本発明は、有機ＥＬ素子を構成する有機膜に限らず、その他あらゆる蒸着膜を形成する際に適用することができる。また、上記実施形態では、蒸着源は不図示の移動機構によって移動可能なものであったが、特に移動機構を有しないで固定された、いわゆるポイントソース型の蒸着源に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の第１及び第２の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図８】従来例に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を接明する断面図である。
【図９】従来例に係る蒸着方法及び表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  蒸着源    １１  蒸着源    １２  支持板    １５，１６，１７  蒸着源
１８  支持板    １９，２０，２１  蒸着分子発生面    ３０，３１，３２  蒸着源
３３  支持板    ３４，３５，３６  蒸着分子発生面  ４０，４１，４４  蒸着源
４２，４３  蒸着分子発生面    ５０  角度調整機構    １００  真空蒸着装置
１０１  排気系    １１０  支持台    １１１  シャドウマスク    １１２  開口部
１２０  マグネット    １３０  ガラス基板    １４０  蒸着源    １５０  陽極
１６０  異物    １７０  有機膜    １８０  陰極    ２００  有機膜
【図１】
2007100132.tif 000003
【図２】
2007100132.tif 000004
【図３】
2007100132.tif 000005
【図４】
2007100132.tif 000006
【図５】
2007100132.tif 000007
【図６】
2007100132.tif 000008
【図７】
2007100132.tif 000009
【図８】
2007100132.tif 000010
【図９】
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