(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に所定の形状の薄膜を形成するために、上記基板表面を覆う蒸着マスクにおいて、
形状記憶合金により形成された環状のフレームと、
上記フレームの内側に開口部が形成されているとともに、上記基板と蒸着源との間に配置されたときに、上記基板の蒸着面側に向かって円弧状に膨らんで湾曲した形状に形状記憶されたマスク構成部分と、
上記マスク構成部分の開口部以外の箇所の表面に取り付けられ、上記マスクのたるみを防止する補強用の補強体とを備え、
上記補強体に通電することによって上記マスク構成部分を加熱し、上記マスク構成部分の上記記憶形状を復帰させ、蒸着時に上記マスク構成部分が上記基板に密着可能としたことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項２】
透明な基板表面に透明な電極材料により所定のピッチでストライプ状となるように透明電極を形成し、この透明電極にＥＬ材料からなる発光層を真空薄膜形成技術により積層し、上記発光層の表面に、上記透明電極に対向し直交する方向にストライプ状に所定ピッチの背面電極を形成したＥＬ素子の製造に用いる蒸着マスクにおいて、
形状記憶合金により形成された環状のフレームと、
上記フレームの内側に上記電極を形成するためのストライプ状の開口部が形成されているとともに、上記基板と蒸着源との間に配置されたときに、上記基板の蒸着面側に向かって円弧状に膨らんで湾曲した形状に形状記憶されたマスク構成部分と、
上記マスク構成部分の上記開口部に挟まれた部分の表面に取り付けられ、上記マスクのたるみを防止する補強用の補強体とを備え、
上記補強体に通電することによって上記マスク構成部分を加熱し、上記マスク構成部分の上記記憶形状を復帰させ、蒸着時に上記マスク構成部分が上記基板に密着可能としたことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項３】
上記補強体はワイヤであり、このワイヤに通電して上記形状記憶合金のマスクを加熱し記憶形状を復帰させる請求項１又は２記載の蒸着マスク。
【請求項４】
上記補強体は形状記憶合金により形成され、上記形状記憶合金の上記補強体を加熱し、上記マスク構成部分の上記記憶形状を復帰させ、蒸着時に上記マスク構成部材を上記基板密着させる請求項３記載の蒸着マスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平面光源やディスプレイ、その他所定のパターン等の発光表示に用いられるＥＬ素子の製造に用いる蒸着マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機ＥＬ（エレクトルミネッセンス）素子は、ガラス等からなる透明な基板に、透光性のＩＴＯ膜を一面に形成し、所定のストライプ状にマスク蒸着やエッチングにより透明電極を形成していた。透明電極は、例えば５００Å〜３０００Åの厚さに形成され、透明電極の上に発光層が形成されている。発光層は、有機ＥＬ材料が通常２〜３層にわたって、５００Å〜１５００Å程度の厚さに形成され、さらに発光層の表面に蒸着等により背面電極が形成されている。
【０００３】
ここで、発光層を構成する有機ＥＬ材料は、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）等のホール輸送材料と、発光材料であるアルミキレート錯体（Ａｌｑ３）等の電子輸送材料からなる。発光層は、ホール輸送材料の上に電子輸送材料を積層したものや、これらの混合層からなる。また、背面電極材料は、Ａｌ、Ｌｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｉｎ等の金属またはこれらの合金からなる。
【０００４】
このようにして形成された発光部は、透明電極と背面電極との間の所定の交点に所定の電流を流して発光層が発光する、いわゆるドットマトリックス方式により駆動される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の場合、ＩＴＯの透明電極の形成に際して、エッチングによる場合、洗浄等の工程やクリーンルームでの作業を必要とし、洗浄後の廃液処理も問題であった。またエッチング面が、発光層の厚さと比べて十分になめらかではなく、電極間の短絡の原因にもなっていた。
【０００６】
また、透明電極をマスク蒸着で形成する場合、マスクが大きくなると、ストライプの中央部がたるんでしまい、マスクされて形成されるストライプ状の透明電極のエッジ部が正確にきれいに蒸着されず、ストライプパターンがぼけてしまう場合がった。また、このマスクを磁石で吸引したりすることもできるが、磁石で均一にマスクを吸引することは難しく、また、パター自体の位置をずらしてしまい、かえって正確な蒸着時のパターン形成を妨げるものであった。
【０００７】
この発明は上記従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で精度よく透明電極等の薄膜形成を可能にする蒸着マスクを提供することを目的としたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ガラスや樹脂等の透明な基板表面に、所定の形状の薄膜を形成するために、上記基板表面を覆う蒸着マスクにおいて、形状記憶合金により形成された環状のフレームと、上記フレームの内側に開口部が形成されているとともに、上記基板と蒸着源との間に配置されたときに、上記基板の蒸着面側に向かって円弧状に膨らんで湾曲した形状に形状記憶されたマスク構成部分と、上記マスク構成部分の開口部以外の箇所の表面に取り付けられ、上記マスクのたるみを防止する補強用の補強体とを備え、上記補強体に通電することによって上記マスク構成部分を加熱し、上記マスク構成部分の上記記憶形状を復帰させ、蒸着時に上記マスク構成部分が上記基板に密着可能とした蒸着マスクである。
蒸着マスクである。
【０００９】
またこの発明は、ガラスや樹脂等の透明な基板表面に透明な電極材料により所定のピッチでストライプ状となるように透明電極を形成し、この透明電極にＥＬ材料からなる発光層を真空薄膜形成技術により積層し、上記発光層の表面に、上記透明電極に対向し直交する方向にストライプ状に所定ピッチの背面電極を形成したＥＬ素子の製造に用いる蒸着マスクにおいて、形状記憶合金により形成された環状のフレームと、上記フレームの内側に上記電極を形成するためのストライプ状の開口部が形成されているとともに、上記基板と蒸着源との間に配置されたときに、上記基板の蒸着面側に向かって円弧状に膨らんで湾曲した形状に形状記憶されたマスク構成部分と、上記マスク構成部分の上記開口部に挟まれた部分の表面に取り付けられ、上記マスクのたるみを防止する補強用の補強体とを備え、上記補強体に通電することによって上記マスク構成部分を加熱し、上記マスク構成部分の上記記憶形状を復帰させ、蒸着時に上記マスク構成部分が上記基板に密着可能とした蒸着マスクである。上記補強体はワイヤであり、このワイヤに通電して上記形状記憶合金のマスクを加熱し記憶形状を復帰させるものである。上記補強体は形状記憶合金により形成され、上記形状記憶合金の上記補強体を加熱し、上記マスク構成部分の上記記憶形状を復帰させ、蒸着時に上記マスク構成部材を上記基板密着させる蒸着マスクである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。この実施形態の蒸着マスクを用いて形成される有機ＥＬ素子１０は、図２に示すように、ガラスや石英、樹脂等の透明な基板１２の一方の表面に、ＩＴＯ等の透明な電極材料による透明電極１４が形成されている。この透明電極１４は、所定のピッチでストライプ状に基板１２上に形成されている。透明電極１４の表面には、５００Å程度のホール輸送材料、及び５００Å程度の電子輸送材料、その他発光材料によるＥＬ材料からなる発光層１６が積層されている。そして発光層１６の表面には、Ｌｉを０．０１〜０．０５％程度含む純度９９％程度のＡｌ−Ｌｉ合金、その他Ａｌ−Ｍｇ等の陰極材料による背面電極１８が、適宜の５００Å〜１０００Å程度の厚みで積層されている。
【００１１】
この背面電極１８は、透明電極１４と直交して対向し、ストライプ状に形成される。これら基板１２上に積層された透明電極１４から背面電極１８までが発光部を形成する。
【００１２】
ここで発光層１８は、母胎材料のうちホール輸送材料としては、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体等がある。一方、電子輸送材料としては、アルミキレート錯体（Ａｌｑ３）、ジスチリルビフェニル誘導体（ＤＰＶＢｉ）、オキサジアゾール誘導体、ビスチリルアントラセン誘導体、ベンゾオキサゾールチオフェン誘導体、ペリレン類、チアゾール類等を用いる。さらに適宜の発光材料を混合してもよく、ホール輸送材料と電子輸送材料を混合した発光層を形成してもよく、その場合、ホール輸送材料と電子輸送材料の比は、１０：９０乃至９０：１０の範囲で適宜変更可能である。
【００１３】
この有機ＥＬ素子を製造する蒸着マスク２２は、図１（Ａ）に示すように、例えば矩形の環状のフレーム２４に、ストライプ状に開口部２０が形成され、この開口部２０間の細い部分には、線状材料からなる補強体２６が緊張状態で取り付けられている。
【００１４】
補強体２６は、導電性のワイヤや、ポリイミド系のアラミド繊維などである。この補強体２６は、例えば３０ｃｍの基板１２に５ｍｍ程度のピッチで等間隔に４ｍｍ角程度の発光ドットを形成するとすると、各開口部２０間のマスク部分には、例えば０．５ｍｍ程度の補強体２６を配置する。このとき、図３に示すように、フレーム２４は、基板１２側に向けてわずかに円弧状に湾曲した状態に補強体２６を取り付ける。
【００１５】
そして、この蒸着マスク２２を透明な基板１２の表面に当接させて、ＩＴＯ等の透明な電極材料を蒸着等により設ける。このとき、図４に示すように、蒸着マスク２２は、その湾曲に抗して基板１２に密着させ、蒸着マスク２２を透明基板１２に重ね合わせ、蒸着マスク２２を、基板１２に対して蒸着源３４側に位置させ、真空蒸着する。そして、蒸着後、蒸着マスク２２を基板１２上から除去する。これにより、開口２０による透明電極１４が正確に形成される。
【００１６】
次に透明電極１４の表面に、例えば有機ＥＬ材料としてＴＰＤ等のホール輸送材料からなるホール輸送層、Ａｌｑ３等の電子輸送材料からなる電子輸送層やその他発光材料からなる層を、真空蒸着やスパッタリング、その他真空薄膜形成技術により積層し、発光層１６を形成する。
【００１７】
発光層１６の蒸着に際して、図１（Ｂ）に示すように、発光層１６の大きさの開口２８を有した発光層用マスク３０を用いて真空蒸着を行なう。この蒸着条件として、例えば、真空度が６×１０−５Ｔｏｒｒで、ＥＬ材料の場合５０Å／ｓｅｃの蒸着速度で成膜させる。また発光層１４等は、フラッシュ蒸着により形成してもよい。フラッシュ蒸着法は、予め所定の比率で混合したＥＬ材料を、３００℃〜６００℃好ましくは４００℃〜５００℃に加熱した蒸着源に落下させ、ＥＬ材料を一気に蒸発させるものである。またそのＥＬ材料を容器中に収容し、急速にその容器を加熱し、一気に蒸着させるものでもよい。
【００１８】
次に、Ｌｉを０．０１〜０．０５％程度含む純度９９％程度のＡｌ−Lｉ合金、その他Ａｌ−Ｍｇの陰極材料からなる背面電極材料を、発光層１６の表面に真空蒸着等の真空薄膜形成技術により設ける。このときも、図１（C）に示すように、図１（Ａ）と同様の蒸着マスク３２を利用して、透明電極１４と直交する方向に背面電極１８を形成する。背面電極１８は、約５００Å〜１０００Å程度の厚みで積層する。
【００１９】
また、発光層と背面電極の全面には、図示しないＳｉＯ等の絶縁性の保護膜等を、真空蒸着やスパッタリング、その他真空薄膜形成技術により形成してもよい。さらに、撥水膜や樹脂の保護膜等を設けてもよい。
【００２０】
この実施形態のＥＬ素子の製造用蒸着マスクよれば、大型のＥＬ素子を形成する際にも、エッチングによらず、真空蒸着等の薄膜形成技術により、容易に正確なパターンを有したＥＬ素子を形成することができる。特に、マスク２２が補強され、基板側に湾曲しているので、基板１２に押しつけた際に基板１２の全面で緊密に当接し、マスク中央部がたるんで基板表面に対して隙間が生じることがなく、正確なパターンの電極が形成される。
【００２１】
さらに、この発明の蒸着用マスクは、フレーム２４を形状記憶合金とし、加熱とともに図３に示す形状となるものである。これにより、先ず、平らなマスク２２を基板１２に当接し、その後、マスク２２を加熱すると、フレーム２４が図３に示すように湾曲しようとし、基板１２の表面に、マスク２２が緊密に当接する。
【００２２】
また、形状記憶合金製のマスク２２の加熱手段として、補強体２６をワイヤとし、通電によりマスク２２を加熱し、形状記憶動作を行わせるものである。さらに、補強体２６自体が、基板１２側に湾曲した形状とし、この形状を記憶形状とした形状記憶合金として、当初図４に示すように、平らな基板１２に密着し、この後蒸着前に加熱して補強体２６が基板１２側に湾曲するように配置することにより、蒸着時には、常にマスク２２の中央部は基板１２側に湾曲しようとして、基板１２とマスク２２との間に隙間ができることがない。
【００２３】
また、形状記憶動作に際して加熱する必要があるが、このとき、基板１２を必要以上に加熱しないためには、例えば、通電可能なワイヤにより形状記憶合金製のフレームを加熱するようにするとよい。これにより、基板側への加熱が抑えられ、確実にフレーム部が加熱される。
【００２４】
【発明の効果】
この発明の蒸着用マスクによれば、大きな表示面積のＥＬ素子においても正確にマスク蒸着が可能となり、コストも安価であり、ＥＬ素子の大画面化に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施形態の蒸着用マスクの使用工程を示す断面図である。
【図２】  この発明の蒸着用マスクの一実施形態を示す断面図である。
【図３】  この発明の蒸着用マスクの使用状態を示す正面図である。
【図４】  この発明の蒸着用マスクの使用状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１２  基板
１４  透明電極
１６  発光層
１８  背面電極
２０  開口部
２６  補強体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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