JP2008198500A - Manufacturing method and apparatus of organic el display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板と相対的に蒸着源を移動させて有機化合物層の成膜を行う工程を含む有機ELディスプレイの製造方法および製造装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an organic EL display including a step of forming an organic compound layer by moving an evaporation source relative to a substrate.
近年、フルカラーフラットパネルディスプレイを実現するための有望な技術として、有機発光素子が注目されている。有機発光素子は、蛍光性あるいは燐光性を有する有機化合物を電気的に励起して発光させる自発光型素子で、高輝度、高視野角、面発光、薄型で多色発光が可能である、などの特徴を有している。 In recent years, organic light-emitting elements have attracted attention as a promising technology for realizing full-color flat panel displays. An organic light-emitting element is a self-luminous element that emits light by electrically exciting a fluorescent or phosphorescent organic compound, and is capable of high brightness, high viewing angle, surface emission, thin and multicolor emission, etc. It has the characteristics.
この有機発光素子を搭載して高精細なディスプレイを製造する上では、有機発光素子を構成する有機化合物層を成膜する工程で、マスクを用いて所定のパターンを形成することが必要である。これは、有機化合物からなる薄膜のパターニングを、成膜後の工程において、その薄膜にダメージを与えることなく行うことが非常に困難なためである。 In order to manufacture a high-definition display by mounting this organic light emitting element, it is necessary to form a predetermined pattern using a mask in the step of forming an organic compound layer constituting the organic light emitting element. This is because it is very difficult to pattern a thin film made of an organic compound without damaging the thin film in a step after the film formation.
なお、上記のマスクには多数の微小な開口が形成されており、この開口(マスク開口)を通して、有機化合物が基板上に堆積する。 Note that a large number of minute openings are formed in the mask, and an organic compound is deposited on the substrate through the openings (mask openings).
また、有機ELディスプレイにおける副画素の一辺の長さは、数μm〜数10μmであり、これら副画素が数10μm〜100μmの間隔で規則正しく配列されている。マスクには、このような画素に対応した位置に開口が形成されている。また、そのような微小な開口を通して画素密度の高い基板上に成膜を行うために、マスクの影となる領域を画素内につくることを抑制する目的で、薄いマスクが用いられる。その薄さは、数μm〜数100μmである。 The length of one side of the subpixel in the organic EL display is several μm to several tens of μm, and these subpixels are regularly arranged at intervals of several tens of μm to 100 μm. An opening is formed in the mask at a position corresponding to such a pixel. In addition, in order to form a film on a substrate with high pixel density through such a small opening, a thin mask is used for the purpose of suppressing formation of a shadow region of the mask in the pixel. Its thinness is several μm to several hundred μm.
このような薄いマスクを精度良くガラスに密着させる有機ELディスプレイの製造装置においては、磁性材料を含むマスクを用い、かつ基板の背面(非成膜面)側に磁性を有するマスク保持体を設けて、磁力によりマスクを基板に密着させる機構が用いられる。特に1辺が500mmを越える大きな基板を用いた製造を行う場合は、基板の撓みが大きくなるため、磁力を用いないで基板とマスクを、完全に密着させることは非常に困難である。 In an organic EL display manufacturing apparatus that closely attaches such a thin mask to glass, a mask containing a magnetic material is used, and a magnetic mask holder is provided on the back surface (non-film-forming surface) side of the substrate. A mechanism is used in which the mask is brought into close contact with the substrate by magnetic force. In particular, when manufacturing using a large substrate having a side exceeding 500 mm, the substrate is greatly bent, and it is very difficult to completely adhere the substrate and the mask without using a magnetic force.
また、そのような薄いマスクと大きなサイズの基板を精度良くアライメントするためには、マスクと基板の少なくとも一方を平面に保つことが望ましい。このため、従来の有機ELディスプレイ製造装置には、成膜室とはゲートバルブを介して隣接するアライメント室が設けられており、そこで、表面が平滑なマスク支持台上でアライメント作業が実施される。 In order to accurately align such a thin mask and a large-sized substrate, it is desirable to keep at least one of the mask and the substrate flat. For this reason, the conventional organic EL display manufacturing apparatus is provided with an alignment chamber adjacent to the film formation chamber via a gate valve, and the alignment operation is performed on a mask support with a smooth surface. .
図6は、このような従来例によるアライメントから成膜までの流れを示すフローチャートである。すなわち、アライメント室内にマスクを搬入し(ステップ101)、アライメントを行い(ステップ102)、マスクと基板とを密着させる(ステップ103)。そして、アライメント室内のマスク支持台からマスクを離脱させ、成膜室(蒸着室)へ移送し(ステップ104、ステップ105)、成膜する(ステップ106)。 FIG. 6 is a flowchart showing a flow from alignment to film formation according to such a conventional example. That is, a mask is carried into the alignment chamber (step 101), alignment is performed (step 102), and the mask and the substrate are brought into close contact (step 103). Then, the mask is detached from the mask support in the alignment chamber, transferred to the film formation chamber (deposition chamber) (step 104, step 105), and film formation is performed (step 106).
さらに、特許文献1に開示されたように、アライメント室に備えられたマスク支持台にも磁性体を備え、マスク支持台上にマスクを吸着して位置ずれを抑制することも知られている。
しかし、基板とマスクのアライメント後に、マスクと基板を密着させた状態で、アライメント室から成膜室に移送する段階を含む従来の方法では、移送過程において機械動作に伴う衝撃をマスクと基板が受ける可能性がある。また、アライメント室と成膜室との温度差、圧力差などの環境変化により、マスクや基板、あるいはそれらを保持する器具類が変化して、初期のアライメント位置がずれてしまうという問題がある。特に大判の基板の場合には、基板およびマスク、さらにはマスクおよび基板を保持する器具類の重さが増すことから、衝撃に対する反動が大きくなるので、このような問題が深刻になる。 However, in the conventional method including the step of transferring from the alignment chamber to the film forming chamber in a state where the mask and the substrate are in close contact with each other after the alignment between the substrate and the mask, the mask and the substrate are subjected to an impact caused by a mechanical operation in the transfer process. there is a possibility. In addition, there is a problem that the initial alignment position is shifted due to changes in the mask, the substrate, or the instruments that hold them due to environmental changes such as temperature difference and pressure difference between the alignment chamber and the film forming chamber. In particular, in the case of a large-sized substrate, since the weight of the substrate and the mask, and the instruments for holding the mask and the substrate are increased, the reaction to the impact is increased, so that such a problem becomes serious.
このような位置ずれを防止する手段として、マスクを基板側に引き寄せる力(たとえば、磁力)を増強する方法はあるが、この場合には成膜後にマスクを離脱するときに作用するマスクへの力が強すぎるために、マスクの一部に変形をきたすという課題がある。また、アライメント室と成膜室の両方でアライメントを行う方法もあるが、これでは位置合わせの回数が増えるためにタクトが長くなる、またそのためにアライメント機構を複数設ける必要が発生し、製造コストが高くなる課題がある。 As a means for preventing such misalignment, there is a method of increasing the force (for example, magnetic force) for attracting the mask to the substrate side. In this case, the force on the mask that acts when the mask is removed after film formation Is too strong to cause deformation of a part of the mask. In addition, there is a method of performing alignment in both the alignment chamber and the film forming chamber, but this increases the number of alignments, which increases the tact time. For this reason, it is necessary to provide a plurality of alignment mechanisms, which reduces the manufacturing cost. There is a problem to be raised.
本発明は、マスクと基板とを位置合わせした後の位置ずれを抑制し、有機発光素子の有機化合物層を高解像度でパターン成膜することを可能とする有機ELディスプレイの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing an organic EL display capable of suppressing a positional shift after aligning a mask and a substrate and patterning an organic compound layer of an organic light emitting element with high resolution. The purpose is to provide.
本発明の有機ELディスプレイの製造方法は、有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する有機ELディスプレイの製造方法において、有機化合物層の成膜を行う成膜室内にて、マスク支持台にマスクを配置する工程と、前記マスク支持台に配置された前記マスクと、基板との位置合わせを行う工程と、前記マスクと前記基板とを密着させる工程と、前記基板と密着した前記マスクを前記マスク支持台から離脱させる工程と、前記成膜室内に配設された蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させる工程と、前記マスクおよび前記基板に対して前記蒸着源を相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行う工程と、成膜後に前記マスク支持台上にて、前記基板と前記マスクの密着状態を解除する工程と、を有することを特徴とする。 The organic EL display manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an organic EL display in which an organic compound layer of an organic light-emitting element is formed by vapor deposition. A step of arranging a mask; a step of aligning the mask placed on the mask support with a substrate; a step of bringing the mask and the substrate into close contact; and Separating the mask support from the mask support, moving the mask support to a region that does not interfere with the deposition source disposed in the deposition chamber, and relatively positioning the deposition source relative to the mask and the substrate. A step of forming an organic compound layer while being moved, and a step of releasing the adhesion state of the substrate and the mask on the mask support after the film formation. And butterflies.
本発明の有機ELディスプレイの製造装置は、成膜室と、前記成膜室内で基板およびマスクを保持する保持機構と、前記成膜室内で有機化合物を蒸発させる蒸着源と、前記蒸着源を前記基板および前記マスクに対して相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行うための蒸着源移動機構と、前記成膜室内にて、前記基板との位置合わせを行うために前記マスクを支持するマスク支持台と、前記基板と前記マスクとの位置合わせを行うアライメント手段と、成膜中に前記蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させるためのマスク支持台移動機構と、を有することを特徴とする。 The organic EL display manufacturing apparatus of the present invention includes a film forming chamber, a holding mechanism for holding a substrate and a mask in the film forming chamber, a vapor deposition source for evaporating an organic compound in the film forming chamber, and the vapor deposition source with the vapor deposition source. A deposition source moving mechanism for forming an organic compound layer while moving the substrate relative to the substrate and the mask, and supporting the mask for aligning with the substrate in the film forming chamber. A mask support, an alignment means for aligning the substrate and the mask, and a mask support moving mechanism for moving the mask support to a region that does not interfere with the vapor deposition source during film formation. It is characterized by having.
成膜室内のマスク支持台にマスクを配置して基板との位置合わせを行い、そのとき利用した位置合わせのためのマスク支持台を成膜中に邪魔にならない位置へ移動させる。このため、位置合わせ工程後から成膜を開始するまでの期間に、基板とマスクを搬送する工程を必要としない。したがって、大判の基板を用いた成膜においても、位置合わせ後の基板とマスクとの位置ずれを大幅に低減することが可能になる。また、位置合わせ後に基板およびマスクを大きく移動させないことから、複数回の位置合わせを必要としないので、タクトの短縮に貢献できる。 A mask is placed on a mask support in the film formation chamber and aligned with the substrate, and the mask support for alignment used at that time is moved to a position that does not interfere with the film formation. For this reason, the process of conveying a board | substrate and a mask is not required in the period after the alignment process until film-forming is started. Therefore, even in the film formation using a large-sized substrate, it is possible to greatly reduce the positional deviation between the substrate and the mask after alignment. In addition, since the substrate and the mask are not moved greatly after alignment, alignment is not required a plurality of times, which contributes to shortening of the tact time.
本発明の製造装置によって製造した有機ELディスプレイは、基板面内の位置ずれを抑制しているために、画素欠陥を十分に低減し、表示品位に優れた高精細な映像をつくることが可能となる。 Since the organic EL display manufactured by the manufacturing apparatus of the present invention suppresses displacement in the substrate surface, it is possible to sufficiently reduce pixel defects and to produce a high-definition image with excellent display quality. Become.
特に大判基板を用いた場合においても、薄板状のマスクと基板とを位置合わせした後の位置ずれを抑制し、有機発光素子の有機化合物層を高解像度でパターン成膜することができる。 In particular, even when a large-sized substrate is used, it is possible to suppress misalignment after aligning the thin plate-like mask and the substrate, and to form the organic compound layer of the organic light-emitting element with a high-resolution pattern.
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、一実施形態による有機ELディスプレイの製造方法において、有機発光素子の有機化合物層を蒸着によって成膜する工程の、マスク位置合わせから成膜までを示すフローチャートである。本実施形態においては、所定の開口(マスク開口)を備えた薄板状のマスクを、成膜すべき基板に対して、成膜室内で位置合わせを行う。まず、ステップ1において、マスクを成膜室内に配設されたマスク支持台上に配置し、ステップ2において、マスクと基板との位置合わせをマスク支持台上にて行う。ステップ3において、マスクと基板とを密着させ、ステップ4において、密着した状態のマスクと基板を保持機構によって保持し、マスク支持台をマスクから離脱させる。ステップ5において、マスク支持台を移動させて成膜の邪魔にならない場所(蒸着源と干渉しない領域)に待機させる。ステップ6において、マスクと基板に対して相対的に蒸着源を移動させながら、基板に有機化合物層の成膜を行う。成膜後は、マスク支持台上にて、基板とマスクの密着状態を解除する。
FIG. 1 is a flowchart showing a process from mask alignment to film formation in a process of forming an organic compound layer of an organic light emitting element by vapor deposition in a method for manufacturing an organic EL display according to an embodiment. In this embodiment, a thin plate-shaped mask having a predetermined opening (mask opening) is aligned with the substrate to be formed in the film forming chamber. First, in step 1, the mask is placed on a mask support provided in the film forming chamber, and in step 2, the mask and the substrate are aligned on the mask support. In step 3, the mask and the substrate are brought into close contact with each other. In
なお、マスク支持台の移動中に蒸着源の移動が開始されてもよく、上記フローはそのタイミングを制限するものではない。繰り返し成膜を行う場合には、ステップ5で待機させたマスク支持台を、位置合わせ作業を行う場所へ戻すようにする。また、ステップ4において、マスク支持台をマスクから離脱させる際には、マスクと基板の密着状態を維持したまま、マスクおよび基板をマスク支持台に対して昇降させる工程を含んでもよい。また、各ステップ間に、必要に応じてここに記載していない作業を行うステップを挟んでもよい。
In addition, the movement of a vapor deposition source may be started during the movement of a mask support stand, and the said flow does not restrict | limit the timing. In the case where the film formation is repeated, the mask support that has been waited in step 5 is returned to the position where the alignment work is performed. In
図2は、上記工程フローを実施するための有機ELディスプレイの製造装置を示す一部断面立面図である。また、図3は、図2の装置を示す平面図である。 FIG. 2 is a partially sectional elevational view showing an organic EL display manufacturing apparatus for carrying out the above-described process flow. FIG. 3 is a plan view showing the apparatus of FIG.
図3で示した各部材のレイアウトは、図1で説明したステップ2に相当する。 The layout of each member shown in FIG. 3 corresponds to Step 2 described in FIG.
図2および図3に基づいて製造装置の構成を説明する。 Based on FIG. 2 and FIG. 3, the structure of a manufacturing apparatus is demonstrated.
成膜室1内には、蒸着源移動機構10によってX方向に移動させるポイントソース型の蒸着源11と、マスク支持台12をX方向に移動させるマスク支持台移動機構13と、が配設される。成膜室1に搬送されたマスク14は、マスク支持台12に配置され、マスク支持台12上で基板20に位置合わせされる。
In the film forming chamber 1, a point source type vapor deposition source 11 that is moved in the X direction by the vapor deposition
基板20の上方(非成膜面側)には、基板20およびマスク14を所定の空間位置に保持するための保持機構である基板保持機構21が備えられている。この基板保持機構21には複数個の永久磁石が設けられており、隣り合う永久磁石が逆極性になるよう配置されている。これら永久磁石群は基板保持機構21に固定されていてもよいが、基板面と永久磁石との距離を調整できるように、永久磁石が可動するようにしておいてもよい。なおこの永久磁石は、基板20に対してマスク14を密着させるときに用いるものである。基板保持機構21は、基板面に垂直な方向に沿って昇降可能であり、また、基板面に対して水平な方向に移動することができる。
A
基板20の周囲およびその上方に基板支持機構22が備えられている。基板支持機構22は、基板20の撓み量を最小化するようにして基板20を支持しており、成膜室1への基板20の出し入れや、マスク14との位置合わせ工程において、基板位置を適切に制御するために用いられる。
A
薄板状のマスク14には、1μmから200μmの範囲の開口(マスク開口)15が設けられており、そのような寸法をもつ複数個の開口15が5μmから50μmの範囲における間隔で規則正しく配列されている。
The thin plate-
基板20は非磁性材料(たとえばガラスやプラスチック)で形成され、マスク14は磁性材料(たとえばステンレス、インバー材など)で形成されている。マスク14の厚さは、10μmから500μmの範囲の板材を好適に用いることができる。
The
マスク14の下方には、マスク支持台12がある。マスク支持台12は、電磁石(磁気手段)を内蔵しており、マスク14を吸着する際に所望の電流を印加して、磁力によってマスク支持台12上にマスク14を固定する機能を備えている。マスク支持台12は、マスク支持面に垂直な方向(Z方向)に移動可能であり、かつマスク支持面に水平な面内での2次元方向(XY方向)にも移動可能である。さらにマスク支持面に対して垂直な軸線回りにθ回転できる。また、マスク14が接するマスク支持台12のマスク支持面は、マスク14に傷をつけないように平滑化処理が施されている。
Below the
マスク支持台12はマスク支持台移動機構13上に備えられており、上記ステップ5において、マスク支持台12はこのマスク支持台移動機構13によってX方向に移動する。すなわち、マスク支持台12を移動させる方向は、蒸着源11の移動方向と平行である。成膜室1内には、マスク支持台12を成膜工程の期間中(成膜中)に待機させておくためのスペースを備えておく。また、位置合わせを行っている期間や、マスク支持台12が移動あるいは待機している期間において、蒸着源11からの蒸発物がマスク支持台12に付着することを防止するために、マスク支持台12の近傍には防着板を複数枚設けておく。
The
基板20とマスク14との位置合わせ作業では、マスク14と基板20との間には僅かな隙間(0.5mmから1.5mm程度)をつくった状態で、基板20に設けられたアライメントマークに対して、マスク14に設けられたアライメントマークを合わせ込む。この位置合わせにおいては、各アライメントマークを確認できる図示しない撮像装置(たとえばCCDカメラ)を備えたアライメント手段により両者の位置ずれ量を検知し、この位置ずれ量を最小化するように、マスク14を固定したマスク支持台12を移動させる。
In the alignment operation between the
基板20およびマスク14の下方に配置された蒸着源11および蒸着源移動機構10は、蒸着による成膜を開始するまでの期間において、位置合わせをした基板20およびマスク14を大きく移動させることなく成膜できるように設置されている。
The vapor deposition source 11 and the vapor deposition
たとえば、本実施形態によるポイントソース型の蒸着源11の場合は、坩堝の開口を中心としてコサイン則にしたがった蒸発速度分布をもっている。つまり、この蒸着源11から蒸発した材料が基板20に堆積して形成される膜厚分布は、開口中心から同心円状の分布となる。また、蒸着源11が基板20に対してひとつであるため、基板面内における膜厚を均一化させるためには、成膜工程において基板面の中心位置と蒸着源11の開口中心が重なる期間をつくる必要がある。このために、本実施形態では、図3に示すように、基板20の中心線上に沿って、基板20に対して蒸着源11を相対的に移動させるための蒸着源移動機構10が配設されている。
For example, the point source type vapor deposition source 11 according to the present embodiment has an evaporation rate distribution according to the cosine law with the opening of the crucible as the center. That is, the film thickness distribution formed by depositing the material evaporated from the evaporation source 11 on the
本実施形態による蒸着源11は、ポイントソース型であるが、蒸着源の種類を制限するものではない。たとえば、図4に示すようなリニアソース型の蒸着源31や、ボート型の蒸着源を用いることができる。また、図5に示すように、複数の蒸着源41および複数の蒸着源移動機構40を配列させて成膜する構成でもよい。
The vapor deposition source 11 according to the present embodiment is a point source type, but the type of the vapor deposition source is not limited. For example, a linear source type evaporation source 31 as shown in FIG. 4 or a boat type evaporation source can be used. Moreover, as shown in FIG. 5, the structure which arrange | positions the some
図4および図5に示す蒸着源31、41および蒸着源移動機構30、40と、基板20との相対位置関係も、蒸着源31、41からの蒸発速度分布を考慮して最適な膜厚分布を形成するように設定されていればよい。
The relative positional relationship between the
上記の装置を用いて図1に示した工程フローに従って成膜を行うことで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する有機化合物の薄膜(有機化合物層)を高解像度でパターン成膜することが可能となる。このような精度の高い成膜を、一辺が500mmを超える大判の基板においても実現できるため、高精細表示を行う有機ELディスプレイを多面取りするプロセスを安定して実施することができるようになる。 By performing film formation according to the process flow shown in FIG. 1 using the above-described apparatus, it is possible to suppress the positional deviation after aligning the mask and the substrate, and as a result, the organic compound constituting the organic light-emitting element The thin film (organic compound layer) can be patterned with high resolution. Since such highly accurate film formation can be realized even on a large-sized substrate having a side exceeding 500 mm, a process of taking a multi-sided organic EL display for high-definition display can be stably performed.
また、前述のように、マスク支持台の移動方向と、蒸着源の移動方向を平行に揃えることで、マスク支持台と蒸着源とを同時に移動させることが可能となる。このように作業を同時進行できるために、タクトをより一層短縮することができる。 Further, as described above, by aligning the movement direction of the mask support and the movement direction of the vapor deposition source in parallel, the mask support and the vapor deposition source can be moved simultaneously. Since work can proceed simultaneously in this way, tact can be further shortened.
マスクとマスク支持台とを磁力により密着させれば、位置合わせの作業中はマスク支持台上にマスクを安定に固定することができ、またマスクの撓みを好適に解消することができる。この方法では、磁性材料からなるマスクを用い、また電磁石あるいは永久磁石を内蔵したマスク支持台を用いる。マスク面内に存在する撓みを均一に解消するために、磁力を段階的に変化させるとよい。あるいは、マスク面内において磁力に分布をもたせるなどの方法を用いることが好ましい。また、マスクをマスク支持台上に置いた状態で、マスクとマスク支持台間での磁力の作用を調整できるようにしておくのが好ましい。そのために、たとえば、永久磁石を昇降させたり、電磁石を用いて電流を制御するなどの方法を適用することができる。 If the mask and the mask support are brought into close contact with each other by a magnetic force, the mask can be stably fixed on the mask support during the alignment operation, and the bending of the mask can be preferably eliminated. In this method, a mask made of a magnetic material is used, and a mask support with a built-in electromagnet or permanent magnet is used. In order to eliminate the bending existing in the mask surface uniformly, it is preferable to change the magnetic force stepwise. Alternatively, it is preferable to use a method of giving a distribution of magnetic force in the mask plane. Further, it is preferable that the action of the magnetic force between the mask and the mask support base can be adjusted while the mask is placed on the mask support base. For this purpose, for example, a method of raising and lowering a permanent magnet or controlling an electric current using an electromagnet can be applied.
成膜を完了した後に基板からマスクを離脱する段階で、マスク支持台にマスクを吸着する力(磁力)を作用させつつ、基板保持機構とマスクとの間に作用する力(磁力)を段階的に緩めていくことで、マスクをスムーズにマスク支持台側に引き寄せることができる。このためマスクと基板との密着状態を解除する段階において、マスクの変形を抑制することができる。 In the stage where the mask is removed from the substrate after the film formation is completed, the force (magnetic force) acting between the substrate holding mechanism and the mask is applied stepwise while the force (magnetic force) that attracts the mask to the mask support is applied. By loosening the mask, the mask can be smoothly drawn toward the mask support base. Therefore, deformation of the mask can be suppressed at the stage of releasing the contact state between the mask and the substrate.
本実施形態の製造装置によれば、成膜室に位置合わせのためのマスク支持台を有し、かつマスク支持台が可動する構成により、位置合わせ工程後から成膜を開始するまでの期間に、基板とマスクを搬送する段階を必要としない。したがって、位置合わせ後の基板とマスクとの位置ずれを大幅に低減することが可能になる。また1度の成膜において複数回の位置合わせを必要としないので、タクトの短縮に貢献できる。さらに、アライメント室を設けないことから、装置サイズをスリム化することができ、設備コストを低減させることも可能である。加えて、マスク支持台の移動方向と、蒸着源の移動方向を平行に揃えることで、成膜室内での移動機構の構造およびレイアウトを単純化することができる。 According to the manufacturing apparatus of this embodiment, a mask support for alignment is provided in the film formation chamber, and the mask support is movable. No need to transport the substrate and mask. Therefore, it is possible to greatly reduce the positional deviation between the substrate and the mask after alignment. In addition, since a plurality of alignments are not required in one film formation, the tact time can be reduced. Furthermore, since the alignment chamber is not provided, the apparatus size can be reduced, and the equipment cost can be reduced. In addition, the structure and layout of the moving mechanism in the film forming chamber can be simplified by aligning the moving direction of the mask support and the moving direction of the vapor deposition source in parallel.
また、複数の蒸着源移動機構を備え、複数の蒸着源移動機構の間にできたスペースに、少なくとも1つのマスク支持台移動機構を配置することで、複数の蒸着源を用いた場合に、成膜室内の空間を有効に使ったレイアウトが可能となる。これによって、装置全体をコンパクト化することができ、設備コストを低減することができる。 In addition, a plurality of deposition source moving mechanisms are provided, and at least one mask support moving mechanism is arranged in a space formed between the plurality of deposition source moving mechanisms. A layout that effectively uses the space in the membrane chamber becomes possible. As a result, the entire apparatus can be made compact, and the equipment cost can be reduced.
有機ELディスプレイの製造に用いられるマスクは、熱膨張率が低く、高精細な開口パターンの加工が容易である材料が用いられ、一般にはNi、Feなどの磁性を有する材料が用いられる。そして、マスク支持台にも磁性材料を内蔵することにより、位置合わせの工程でマスク支持台上にマスクを固定することができる。したがって、短い位置合わせ時間で位置合わせを行うことが可能となり、より一層タクトを短縮することができる。 As a mask used for manufacturing an organic EL display, a material having a low coefficient of thermal expansion and easy to process a high-definition opening pattern is used. Generally, a magnetic material such as Ni or Fe is used. In addition, by incorporating a magnetic material in the mask support, the mask can be fixed on the mask support in the alignment process. Therefore, alignment can be performed in a short alignment time, and tact can be further shortened.
図1ないし図3は、実施例1を示す。本実施例は、有機ELディスプレイの製造において、マスク位置合わせから有機化合物層の成膜までの工程について記載する。それ以外の工程は、一般的な有機ELディスプレイの製造方法を用いることができる。本実施例では、基板20として、400mm×500mmサイズのガラス基板を用いる。
1 to 3 show a first embodiment. This example describes the steps from mask alignment to film formation of an organic compound layer in the manufacture of an organic EL display. In other steps, a general method for manufacturing an organic EL display can be used. In this embodiment, a glass substrate having a size of 400 mm × 500 mm is used as the
まず、基板20を基板支持機構22に取り付ける。この状態で、基板20および基板支持機構22を成膜室1に移送する。その後、基板20をマスク支持台12の上方に配置する。この時点で、基板20は基板支持機構22に備えられた支持用冶具によって2辺を支持され、基板20の自重による撓み量を最小化した状態にある。
First, the
次に、薄板状のマスク14を基板20とマスク支持台12の間の空間に搬入する。このとき、マスク支持台12に内蔵している電磁石はまだ非励磁状態にある。
Next, the thin plate-
次に、マスク支持台12の電磁石を励磁すると、磁性材料を含むマスク14は、マスク支持台12のマスク支持面上に吸着される。マスク14のサイズは390mm×490mmであり、厚さ15μmの薄板状マスクを電鋳法により作製したものである。マスク14の材質はNi合金である。マスク14に設けた開口15の開口寸法は、30μm×100μmであり、このような開口15を20μm間隔で、面内に複数配列してある。
Next, when the electromagnet of the
次に、マスク支持台12を上昇させて、マスク14を基板20に近づける。ただし、マスク面と基板面との間には、約1mmの隙間を維持した状態をつくる。
Next, the
この状態で、マスク14と基板20の位置合わせを行う。位置合わせにはCCDカメラを用い、基板20上に設けられた2点のアライメントマークと、マスク14上に設けられた2点のアライメントマークとの位置ずれを最小化するようにマスク支持台12を用いてマスク14の位置を調整する。
In this state, the
マスク14と基板20の位置合わせが完了したら、基板20を緩やかに下降させて、基板20とマスク14とを完全に密着させる。さらに基板20背面側に配置させておいた、永久磁石を内蔵した基板保持機構21を基板20の背面に密着させる。
When the alignment between the
次に、マスク支持台12の電磁石を非励磁状態とする。するとマスク14は基板保持機構21の永久磁石からの引力を受けて、基板20の成膜面側の表面である基板面に吸着し、基板20とマスク14は一体化する。その後、マスク支持台12を下降させ、マスク支持面とマスク14との距離をとり、離脱させる。なお、基板20およびマスク14は、基板支持機構22および基板保持機構21により、一体化した状態を維持させておく。
Next, the electromagnet of the
次に、成膜中に蒸着源11からの蒸発物と干渉しない領域にマスク支持台12を移動させる。マスク支持台12は、成膜期間中はこのまま待機状態となる。
Next, the
次に、蒸着源11を蒸着源移動機構10に沿ってX方向にスムーズに移動させて、基板20上に成膜を行う。ここで示した蒸着源11はポイントソース型である。蒸着源11はヒーターにより加熱されており、安定した蒸発レートを維持した状態で、往復移動をする。
Next, the deposition source 11 is smoothly moved in the X direction along the deposition
マスク支持台12の近傍には防着板を設けているため、成膜工程において、蒸着源11からの蒸発物によりマスク支持台12が汚染されることはない。
Since the deposition preventing plate is provided in the vicinity of the
成膜を完了したら、マスク14を基板20から取り外すために、マスク支持台12をマスク14下方に移動させる。このとき蒸着源11は、初期の位置に待機させておく。マスク支持台12がマスク14の下方の所定の位置に来たことを確認したら、マスク支持台12をマスク14に向かって上昇させる。マスク支持台12のマスク支持面がマスク14と接触した時点で、電磁石を励磁する。
When film formation is completed, the
基板保持機構21に備えられた永久磁石を、マスク14から遠ざかる方向に移動させて、マスク14に及ぼしていた基板側への引力を低下させる。これにより、マスク14はマスク支持台12側に確実に吸着した状態となる。
The permanent magnet provided in the
次に、基板20を保持した状態の基板保持機構21を上昇させて、さらに基板支持機構22を用いて基板20とマスク14とを引き離す。このようにして、マスク14と基板20の密着状態を解除する。そして成膜を完了した基板20は、次の工程に移送する。一方で、次バッチの基板を連続して成膜する場合には、引き続き成膜室1に基板を投入し、上述の位置合わせ工程を開始する。
Next, the
これらの工程を実施することで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。 By performing these steps, it is possible to suppress the positional deviation after aligning the mask and the substrate, and as a result, it is possible to pattern the thin film constituting the organic light emitting element with high resolution. .
図4は、実施例2による有機ELディスプレイの製造装置を示す平面図である。蒸着源31および蒸着源移動機構30以外は実施例1と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略する。 FIG. 4 is a plan view showing an organic EL display manufacturing apparatus according to the second embodiment. The components other than the vapor deposition source 31 and the vapor deposition source moving mechanism 30 are the same as those in the first embodiment, and are therefore denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
本実施例では、基板20として、400mm×500mmサイズのガラス基板を用いる。マスク14のサイズは390mm×490mmであり、厚さ50μmの薄板状マスクをエッチング法により作製したものである。マスク14の材質はFe−Ni合金である。マスク14に設けた開口15の開口寸法は、50μm×150μmであり、このような開口15を20μm間隔で、面内に複数配列してある。
In this embodiment, a glass substrate having a size of 400 mm × 500 mm is used as the
基板20を基板支持機構22に取り付ける工程から、マスク14をマスク支持台12に密着させる工程までは実施例1と同様である。
The process from the step of attaching the
マスク支持台12を上昇させて、マスク14を基板20に近づける。ただし、マスク面と基板面との間には、約1.5mmの隙間を維持する。
The
この状態で、マスク14と基板20の位置合わせを行う。位置合わせにはCCDカメラを用い、基板20上に設けられた2点のアライメントマークと、マスク14上に設けられた2点のアライメントマークとの位置ずれを最小化するように基板支持機構22を用いて基板20の位置を調整する。
In this state, the
基板支持機構22は、マスク支持面内方向(XY方向)に移動可能であり、またマスク支持面に垂直な方向(Z方向)にも移動可能である。さらにマスク支持面に対して垂直な軸線回りにθ回転できる。
The
その後、成膜を開始するまでの工程は実施例1と同様にして行う。 Thereafter, the steps up to the start of film formation are performed in the same manner as in Example 1.
次に、蒸着源31を蒸着源移動機構30に沿ってスムーズに移動させて、基板20上に成膜を行う。ここで示した蒸着源31はリニアソース型である。蒸着源31はヒーターにより加熱されており、安定した蒸発レートを維持した状態である。
Next, the deposition source 31 is smoothly moved along the deposition source moving mechanism 30 to form a film on the
なおマスク支持台12の近傍には防着板を設けているため、成膜工程において、マスク支持台12が汚染されることはない。
In addition, since the adhesion prevention board is provided in the vicinity of the
成膜後の工程は、実施例1と同様にして行う。 The process after film formation is performed in the same manner as in Example 1.
これらの工程を実施することで、マスクと基板を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができ、その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。さらに、このような精度の高い成膜を、一辺が500mmを超える大判の基板においても実現できる。このために、高精細表示を行う有機ELディスプレイを多面取りするプロセスを安定して実施することができるようになる。 By performing these steps, it is possible to suppress the positional deviation after aligning the mask and the substrate, and as a result, it is possible to pattern the thin film constituting the organic light emitting element with high resolution. . Further, such highly accurate film formation can be realized even on a large substrate having a side exceeding 500 mm. For this reason, it becomes possible to stably carry out a process of taking a large number of organic EL displays that perform high-definition display.
図5は実施例3を示すもので、複数の蒸着源41および複数の蒸着源移動機構40を用いる以外は実施例1と同様であるから同一符号で表わし、説明は省略する。
FIG. 5 shows a third embodiment, which is the same as the first embodiment except that a plurality of
成膜室内には、1枚の基板20に対して、2つの蒸着源41を用いて基板20全面に成膜を行う。蒸着源を複数にすることで、実施例1に比べて蒸着レートを高めることができる。またこれら2つの蒸着源41をそれぞれ移動させる2つの蒸着源移動機構40の間には、一定の距離を設けている。そして、2つの蒸着源移動機構40の間と、マスク支持台12の両端部の合計3箇所にマスク支持台移動機構13を設けている。
In the film formation chamber, film formation is performed on the entire surface of the
このような有機ELディスプレイの製造装置を用いて、実施例1と同様の工程を行うことにより、マスク14と基板20を位置合わせした後の位置ずれを抑制することができる。その結果、有機発光素子を構成する薄膜を高解像度でパターン成膜することが可能となる。
By using the organic EL display manufacturing apparatus and performing the same process as in the first embodiment, it is possible to suppress misalignment after the
さらに、複数の蒸着源移動機構40の間を、マスク支持台移動機構13を設置するスペースとして利用することで、成膜室内の空間を有効に活用したレイアウトが可能となるため、成膜室全体をコンパクト化することができる。これにより設備コストを低減することが可能となる。
Furthermore, since the space between the plurality of vapor deposition
1 成膜室
10、30、40 蒸着源移動機構
11、31、41 蒸着源
12 マスク支持台
13 マスク支持台移動機構
14 マスク
20 基板
21 基板保持機構
22 基板支持機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
有機化合物層の成膜を行う成膜室内にて、マスク支持台にマスクを配置する工程と、
前記マスク支持台に配置された前記マスクと、基板との位置合わせを行う工程と、
前記マスクと前記基板とを密着させる工程と、
前記基板と密着した前記マスクを前記マスク支持台から離脱させる工程と、
前記成膜室内に配設された蒸着源と干渉しない領域に前記マスク支持台を移動させる工程と、
前記マスクおよび前記基板に対して前記蒸着源を相対的に移動させながら有機化合物層の成膜を行う工程と、
成膜後に前記マスク支持台上にて、前記基板と前記マスクの密着状態を解除する工程と、を有することを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。 In a method for manufacturing an organic EL display in which an organic compound layer of an organic light emitting element is formed by vapor deposition,
Placing a mask on a mask support in a film forming chamber for forming an organic compound layer;
A step of aligning the mask placed on the mask support and the substrate;
Adhering the mask and the substrate;
Detaching the mask adhered to the substrate from the mask support;
Moving the mask support to a region that does not interfere with the vapor deposition source disposed in the film formation chamber;
Forming an organic compound layer while moving the evaporation source relative to the mask and the substrate;
And a step of releasing the contact state between the substrate and the mask on the mask support after the film formation.
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