JP2009259510A - 固体装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、およびそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端部同士が接続された複数の薄膜パターンを形成した際、その上方に大きな段差を発生させることのない固体装置、有機ＥＬ装置、およびそれらの製造方法を提供すること。
【解決手段】トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置１００の補助配線層８４を形成するにあたっては、第１マスク蒸着工程において、補助配線層８４を形成するための第１薄膜パターン８４ａを形成した後、第２マスク蒸着工程において、補助配線層８４を形成するための第２薄膜パターン８４ｂを端部８４１ａ、８４１ｂ同士が平面視で重なるように蒸着し、第１薄膜パターン８４ａと第２薄膜パターン８４ｂとが繋げる。第１薄膜パターン８４ａおよび第２薄膜パターン８４ｂは、端部８４１ａに向けて膜厚が漸減しているため、端部８４１ａ、８４１ｂ同士の重なり部分８４ｅに大きな段差が発生しない。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上に複数の薄膜パターンを備えた固体装置、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置という）、およびそれらの製造方法に関するものである。

各種半導体装置や電気光学装置の製造工程では、蒸着パターンに対応するマスク開口部を備えた蒸着用マスク部材を被処理基板に重ね、この状態で真空蒸着法、スパッタ蒸着、イオンプレーティングなどの蒸着を行うことがある。例えば、電気光学装置としての有機ＥＬ装置の製造工程において、発光素子用の有機ＥＬ材料（有機機能層）や、陰極層に対する補助配線層を所定形状に形成する際にフォトリソグラフィ技術を利用すると、パターニング用のレジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能材料などが水分や酸素に触れて劣化するおそれがあるため、レジストマスクを必要としないマスク蒸着法を用いて有機機能層を形成することが提案されている（特許文献１参照）。

このようなマスク蒸着法を用いて、例えば、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、端部同士が接続された複数の薄膜パターンによって補助配線層８４を形成する場合、第１薄膜パターン８４ａを形成した後、第１薄膜パターン８４ａの端部８４１ａに平面視で端部８４１ｂが重なるように第２薄膜パターン８４ｂを形成する。その際、蒸着用マスク部材として、薄い金属蒸着用マスク部材を用いれば、図１０（ｂ）に示すように、長手方向において膜厚が等しい第１薄膜パターン８４ａおよび第２薄膜パターン８４ｂによって補助配線層８４が形成されることになる。
特開２００５−２７６４８０号公報

しかしながら、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、長手方向において膜厚が等しい第１薄膜パターン８４ａおよび第２薄膜パターン８４ｂによって補助配線層８４を形成すると、端部８４１ａ、８４１ｂの重なり部分８４ｅに大きな段差が発生してしまうという問題点がある。このような段差は、例えば、補助配線層８４の上層に封止膜６５を形成した際に封止膜６５に途切れ部分を発生させて封止性能を低下させる原因となるため、好ましくない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、端部同士が接続された複数の薄膜パターンを形成した際、その上方に大きな段差を発生させることのない固体装置、有機ＥＬ装置、およびそれらの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、端部同士が接続された複数の薄膜パターンが基板上に形成された固体装置において、前記複数の薄膜パターンは、長手方向の端部に向けて膜厚が漸減している端部同士が平面視で重なって繋がっていることを特徴とする。

本発明では、成膜パターンに対応するマスク開口部を備えた蒸着用マスク部材を基板に重ねた状態で蒸着するマスク蒸着を繰り返して、長手方向の端部同士が接続された複数の薄膜パターンを前記基板上に備えた固体装置の製造方法において、前記複数の薄膜パターンのうち、第１薄膜パターンを長手方向の端部に向けて膜厚が漸減するように蒸着する第１マスク蒸着工程と、前記複数の薄膜パターンのうち、第２薄膜パターンを、長手方向の端部に向けて膜厚が漸減し、かつ、当該第２薄膜パターンの端部が前記第１薄膜パターンの端部に平面視で重なるように蒸着して前記第１薄膜パターンと前記第２薄膜パターンとを繋げる第２マスク蒸着工程と、を有していることを特徴とする。

本発明では、複数の薄膜パターンが、端部同士が平面視で重なって繋がっているが、かかる薄膜パターンでは、長手方向の端部に向かって巻厚が漸減しているため、端部同士の重なり部分に、大きな段差が発生しない。このため、薄膜パターンの上にさらに薄膜を形成した際、薄膜パターンの端部同士の重なり部分に大きな段差がないので、薄膜に途切れ部分などが発生しない。

本発明において、前記第１マスク蒸着工程および前記第２マスク蒸着工程のいずれにおいても、前記蒸着用マスク部材として、前記マスク開口部が形成されている領域の厚さが当該マスク開口部の長手方向の端部に向けて漸増するマスクを用いる。このように構成すると、複雑な蒸着条件や特殊な成膜装置を用いなくても、長手方向の端部に向けて膜厚が漸減する薄膜パターンを形成することができる。

本発明を適用した固体装置は、例えば、有機ＥＬ装置に用いられ、かかる有機ＥＬ装置において、前記複数の薄膜パターンは、前記基板上で有機ＥＬ素子を構成する薄膜、あるいは前記基板上に形成された配線として利用される。

かかる蒸着用マスク部材は、例えば、単結晶シリコン基板の表面側における前記マスク開口部の形成予定領域、および前記単結晶シリコン基板の裏面側において前記マスク開口部の形成予定領域を含む領域が開孔するエッチングマスクを形成した状態で前記単結晶シリコン基板に対して結晶方位異方性エッチングを行なって前記マスク開口部を形成することにより得ることができる。

以下、本発明の実施の形態として、本発明に係る固体装置および固体装置の製造方法（薄膜パターン形成方法を、有機ＥＬ装置およびその製造方法に適用した例を説明する。以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、以下の説明では、図１０を参照して説明した構成との対応が分りやすいように、可能な限り、対応する部分には同一の符号を付して説明する。

（有機ＥＬ装置（固体装置）の構成）
図１は、本発明が適用される有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図である。図１に示す有機ＥＬ装置１００において、第１基板１０上には、複数の走査線３ａと、走査線３ａに対して交差する方向に延びる複数のデータ線６ａと、走査線３ａに対して並列して延在する複数の電源線３ｅとを有している。また、第１基板１０において、矩形形状の画素領域１０ａには複数の画素１００ａがマトリクス状に配列されている。データ線６ａにはデータ線駆動回路１０１が接続され、走査線３ａには走査線駆動回路１０４が接続されている。画素領域１０ａの各々には、走査線３ａを介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂと、このスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂを介してデータ線６ａから供給される画素信号を保持する保持容量７０と、保持容量７０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃと、この薄膜トランジスタ３０ｃを介して電源線３ｅに電気的に接続したときに電源線３ｅから駆動電流が流れ込む第１電極層８１（陽極層）と、この第１電極層８１と陰極層との間に有機機能層が挟まれた有機ＥＬ素子８０とが構成されている。

かかる構成によれば、走査線３ａが駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ３０ｂがオンになると、そのときのデータ線６ａの電位が保持容量７０に保持され、保持容量７０が保持する電荷に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ３０ｃのチャネルを介して、電源線３ｅから第１電極層８１に電流が流れ、さらに有機機能層を介して対極層に電流が流れる。その結果、有機ＥＬ素子８０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

このように構成した有機ＥＬ装置１００において、複数の画素１００ａは各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応し、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３つの画素１００ａによって１つのピクセルを構成している。

なお、図１に示す構成では、電源線３ｅは走査線３ａと並列していたが、電源線３ｅがデータ線６ａに並列している構成を採用してもよい。また、図１に示す構成では、電源線３ｅを利用して保持容量７０を構成していたが、電源線３ｅとは別に容量線を形成し、かかる容量線によって保持容量７０を構成してもよい。

（有機ＥＬ装置（固体装置）の具体的構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明が適用される有機ＥＬ装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。図２（ａ）、（ｂ）において、本形態の有機ＥＬ装置１００では、素子基板としての第１基板１０と、封止基板としての透光性基板２０ｄを備えた第２基板２０とがシール材層９２によって貼り合わされており、かかるシール材層９２の形成領域は、図２（ａ）にドットが粗に付された領域として表してある。第１基板１０において、画素領域１０ａの外側の領域には、図１を参照して説明したデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、およびＩＴＯ膜からなる端子１０２が形成されている。詳しくは後述するが、第１基板１０の画素領域１０ａには、複数の有機ＥＬ素子８０がマトリクス状に配列されており、かかる複数の有機ＥＬ素子８０が各々、画素１００ａを構成している。また、有機ＥＬ素子８０は各々、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を出射するように構成され、かかる色によって、画素１００ａが対応する色が規定されている。

（有機ＥＬ素子の構成）
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明が適用される有機ＥＬ装置の断面構成を模式的に示す断面図、この有機ＥＬ装置に形成した補助配線層２本分の平面図、補助配線層の断面図、および補助配線層の別の構成例を示す平面図である。なお、図３には、有機ＥＬ素子として、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に対応する３つの有機ＥＬ素子のみを示してある。

図３（ａ）に示すように、第１基板１０は、石英ガラス基板や耐熱ガラス基板などのガラス基板からなる支持基板１０ｄを備えている。支持基板１０ｄの第１面１０ｅおよび第２面１０ｆのうち、第１面１０ｅの側には、絶縁膜１１、１２、１３、１４、１５が形成され、絶縁膜１５の上層には有機ＥＬ素子８０が形成されている。本形態において、絶縁膜１１、１２、１３、１５は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などから形成され、絶縁膜１４は、厚さが１．５〜２．０μｍの厚い感光性樹脂からなる平坦化膜として形成されている。絶縁膜１１は下地絶縁層であり、図示を省略するが、絶縁膜１１、１２、１３、１４の層間などを利用して、図１を参照して説明した薄膜トランジスタ３０ｂ、３０ｃ、保持容量７０、各種配線や各駆動回路が形成されている。また、絶縁膜１２、１３、１４、１５に形成されたコンタクトホールを利用して、異なる層間に形成された導電膜同士の電気的な接続が行なわれている。

本形態の有機ＥＬ装置１００は、トップエミッション型であり、矢印Ｌ１で示すように、支持基板１０ｄからみて有機ＥＬ素子８０が形成されている側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板の他、アルミナなどのセラミックス、ステンレススチールなどといった不透明な基板を用いることができる。また、絶縁膜１３、１４の層間には、アルミニウム、銀、それらの合金からなる光反射層４１が形成されており、有機ＥＬ素子８０から支持基板１０ｄに向けて出射された光を光反射層４１で反射することにより、光を出射可能である。なお、有機ＥＬ装置１００をボトムエミッション型で構成した場合、支持基板１０ｄの側から光を取り出すので、支持基板１０ｄとしては、ガラス基板などの透明基板が用いられる。

また、第１基板１０では、絶縁膜１５の上層にＩＴＯ膜などからなる第１電極層８１（陽極／画素電極）が島状に形成されており、第１電極層８１の上層には、発光領域を規定するための開口部を備えた感光性樹脂などからなる厚い隔壁５１が形成されている。

第１電極層８１の上層には、有機機能層８２および第２電極層８３（陰極）が積層されており、第１電極層８１、有機機能層８２および第２電極層８３によって、有機ＥＬ素子８０が形成されている。また、隔壁５１の上面において、第２電極層８３の上層には補助配線層８４が形成されており、かかる補助配線層８４は、第２電極層８３に接することにより、第２電極層８３の電気的抵抗を低減するとともに、第２電極層８３の電気的抵抗の場所によるばらつきを緩和している。本形態において、有機機能層８２は画素毎に形成され、第２電極層８３は、画素領域１０ａの全面にわたって形成されている。

有機機能層８２は、トリアリールアミン（ＡＴＰ）多量体からなる正孔注入層、ＴＰＤ（トリフェニルジアミン）系正孔輸送層、アントラセン系ドーパントやルブレン系ドーパントを含むスチリルアミン系材料（ホスト）からなる発光層、アルミニウムキノリノール（Ａｌｑ₃）からなる電子注入層をこの順に積層した構造を有しており、その上層にＭｇＡｇなどの薄膜金属からなる第２電極層８３が形成されている。また、有機機能層８２と第２電極層８３との間には、ＬｉＦからなる電子注入バッファ層が形成されることもある。これらの材料のうち、有機機能層８２を構成する各層、および電子注入バッファ層は、加熱ボート（坩堝）を用いた真空蒸着法で順次形成することができる。また、第２電極層８３などを構成する金属系材料については真空蒸着法により形成でき、第１電極層８１を構成するＩＴＯなどの酸化物材料についてはＥＣＲプラズマスパッタ法やプラズマガン方式イオンプレーティング法、マグネトロンスパッタ法などの高密度プラズマ蒸着法により形成することができる。

本形態の有機ＥＬ装置１００において、陰極として用いた第２電極層８３や、有機機能層８２は、水分により劣化しやすく、かかる劣化は、電子注入効果の劣化を惹き起こし、ダークスポットと呼ばれる非発光部分を発生させてしまう。そこで、本形態では、透光性の第２基板２０を封止基板として第１基板１０と貼り合せた構成と、第１基板１０に対して以下に説明する封止膜６０を形成した構成とを併用する。

まず、第１基板１０には、第２電極層８３の上層に画素領域１０ａよりも広い領域にわたって封止膜６０が形成されている。かかる封止膜６０として、本形態では、第２電極層８３上に積層されたシリコン化合物層からなる第１膜６１、この第１膜６１上に積層された樹脂層からなる第２膜６２、およびこの第２膜６２上に積層されたシリコン化合物からなる第３膜６３を備えた積層膜が用いられている。ここで、第１膜６１および第３膜６３は、高密度プラズマ源を用いた高密度プラズマ気相成長法、例えば、ブラズマガン方式イオンプレーティング、ＥＣＲプラズマスパッタなどを用いて蒸着されたシリコン窒化物（ＳｉＮ_x）やシリコン酸窒化物（ＳｉＯ_xＮ_y）などから構成されており、かかる薄膜は、低温で蒸着しても水分を確実に遮断する高密度ガスバリア層として機能する。また、第２膜６２は、樹脂層から構成されており、隔壁５１や配線などに起因する表面凹凸を平坦化して第１膜６１および第３膜６３にクラックが発生するのを防止する有機緩衝層として機能している。

次に、本形態では、第１基板１０と第２基板２０との間には、画素領域１０ａよりも広い領域にわたって透光性のシール材層９２が形成されており、かかるシール材層９２によって、第１基板１０と第２基板２０とが貼り合わされている。シール材層９２は、画素領域１０ａ、および画素領域１０ａの近傍領域のみに形成されており、画素領域１０ａから離れた周辺領域１０ｃには形成されていない。このようなシール材層９２は、熱によって硬化するエポキシ系接着剤が用いられている。また、周辺領域１０ｃには、周辺シール材層９１が形成されており、かかる周辺シール材層９１には、紫外線によって硬化するエポキシ材料が用いられている。周辺シール材層９１を構成する樹脂材料は、シール材層９２を構成する樹脂材料に比較して、未硬化状態での粘度が高い。従って、第１基板１０および第２基板２０の周辺領域１０ｃに沿って未硬化の周辺シール材層９１を塗布するとともに、その内側に未硬化のシール材層９２を塗布した後、第１基板１０と第２基板２０とを重ね合わせれば、周辺シール材層９１を基板間で展開させることができる。従って、その後、紫外線照射および加熱を行なえば、周辺シール材層９１およびシール材層９２を硬化させ、基板同士を貼り合せることができる。

（補助配線層８４の構成）
本形態の有機ＥＬ装置１００において、補助配線層８４は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、隣接する画素領域１００ａ（図１および図３（ａ）参照）の間で延在している。かかる補助配線層８４を形成するにあたっては、後述するマスク蒸着を繰り返し、第１薄膜パターン８４ａを形成した後、第１薄膜パターン８４ａの端部８４１ａに平面視で端部８４１ｂが重なるように第２薄膜パターン８４ｂを形成して第１薄膜パターン８４ａと第２薄膜パターン８４ｂとを長手方向に繋げる。補助配線層８４については、アルミニウム、銀、モリブデン膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜などの金属単体膜、あるいはそれらの積層膜などを用いることもできる。かかる補助配線層８４については、定電位が印加されず、電極層８３の全体としての電気的抵抗の低減およびばらつき解消の機能を担っている場合の他、直接、あるいは陰極配線を介して定電位が印加される場合もある。

本形態では、補助配線層８４に用いた第１薄膜パターン８４ａおよび第２薄膜パターン８４ｂはいずれも、互いに逆方向に向く端部８４１ａ、８４２ｂのいずれにおいても、長手方向の端部に向かって膜厚が漸減している。このため、第１薄膜パターン８４ａの端部８４１ａのうち、膜厚が薄い先端側には、第２薄膜パターン８４ｂの端部８４２ｂのうち、膜厚が厚い中央側が平面視で重なり、第１薄膜パターン８４ａの端部８４１ａのうち、膜厚が厚い中央側には、第２薄膜パターン８４ｂの端部８４２ｂのうち、膜厚が薄い先端側が平面視で重なっている。このため、端部８４１ａ、８４１ｂ同士の重なり部分８４ｅに大きな段差が発生していない。

なお、図３（ｂ）に示す例では、第１薄膜パターン８４ａと第２薄膜パターン８４ｂとが完全に同一線上に形成されているが、図３（ｄ）に示すように、第１薄膜パターン８４ａと第２薄膜パターン８４ｂとを幅方向でずらす場合があり、かかる場合でも本発明を適用することにより、補助配線層８４（第１薄膜パターン８４ａおよび第２薄膜パターン８４ｂ）の上に大きな段差が発生することを防止することができる。

（蒸着装置および蒸着用マスク部材の構成）
図４〜図６を参照して、本発明に係る有機ＥＬ装置１００の補助配線層８４（薄膜パターン）の形成に用いた蒸着装置および蒸着用マスク部材を説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る有機ＥＬ装置１００の補助配線層８４の形成に用いたマスク蒸着装置の概略構成図、および蒸着用マスク部材の斜視図である。図５は、図４に示す蒸着用マスク部材の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、図４に示す蒸着用マスク部材の一部を拡大して示す説明図、この蒸着用マスク部材に用いたチップを被処理基板に重ねられる上面側からみたときの平面図、チップを下面側からみたときの底面図である。図６は、図４に示すチップの断面構成を示す説明図であり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、図５（ｂ）のＡ１−Ａ１′断面図、Ｂ１−Ｂ１′断面図、およびＡ２−Ａ２′断面図である。

図１〜図３を参照して説明した有機ＥＬ装置１００を製造するには、第１基板１０に対して蒸着工程、レジストマスクを用いてのパターニング工程などといった半導体プロセスを利用して各層が形成される。但し、有機機能層８２（正孔注入層、発光層、電子注入層）などは水分や酸素により劣化しやすいため、有機機能層８２を形成する際、さらには、補助配線層８４を形成する際、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行うと、レジストマスクをエッチング液や酸素プラズマなどで除去する際に有機機能層８２などが水分や酸素により劣化してしまう。そこで、本形態では、補助配線層８４を形成する際、以下に説明する蒸着用マスク部材を用いてのマスク蒸着法によって、第１基板１０に所定形状の薄膜を形成し、レジストマスクを用いてのパターニング工程を行わない。なお、第１基板１０を形成するにあたっては、単品サイズの基板に以下の工程を施す方法の他、第１基板１０を多数取りできる大型基板に以下の工程を施した後、単品サイズの第１基板１０に切断する方法が採用されるが、以下の説明では、サイズを問わず、第１基板１０と称して説明する。

図４（ａ）に示すマスク蒸着装置３００では、蒸着室３１１内の下方位置に、第１基板１０に向けて蒸着分子や蒸着原子などの蒸着粒子からなる蒸気流を供給する蒸着源３１２が配置されている。蒸着源３１２は、蒸着材料が装填された坩堝３１４と、坩堝３１４内の蒸着材料を加熱するための加熱装置３１３とを備えている。蒸着源３１２に対しては、その開口部を開閉するセルシャッタ３１５が構成されている。蒸着源３１２は、例えば、基板ホルダに保持された第１基板１０および蒸着用マスク部材３１０の中心から外れた位置に配置されており、この場合、第１基板１０および蒸着用マスク部材３１０を回転させながら蒸着を行う。

図４（ｂ）および図５（ａ）に示す蒸着用マスク部材３１０は、ベース基板をなす矩形の支持基板３３０に、チップ３２０を複数、取り付けた構成を有している。チップ３２０は単結晶シリコン基板からなり、各チップ３２０は各々、アライメントされて支持基板３３０に陽極接合や紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。

チップ３２０には、成膜パターンに対応する長孔形状のマスク開口部３２２が複数一定間隔で平行に並列した状態で形成されており、マスク開口部３２２の各間には梁部３２７が形成されている。また、チップ３２０において、マスク開口部３２２の形成領域の周りには外枠部が形成されており、かかる外枠部が支持基板３３０に接合されている。

支持基板３３０には、長方形の貫通穴からなる複数の開口領域３３２が平行、かつ一定間隔で設けられており、複数のチップ３２０は、支持基板３３０の開口領域３３２を塞ぐように支持基板３３０上に固定されている。支持基板３３０には、アライメントマーク３３９が形成されており、アライメントマーク３３９は、蒸着用マスク部材３１０を使用して蒸着などを行うときに、蒸着用マスク部材３１０の位置合わせを行うためのものである。なお、チップ３２０の外枠部にアライメントマーク３３９を形成してもよい。支持基板３３０の構成材料は、チップ３２０の構成材料の熱膨張係数と同一又は近い熱膨張係数を有するものが好ましい。チップ３２０はシリコンであるので、シリコンの熱膨張係数と同等の熱膨張係数をもつ材料で支持基板３３０を構成する。このようにすることにより、支持基板３３０とチップ３２０との熱膨張量の違いによる「歪み」や「撓み」の発生を抑えることができる。本形態では、支持基板３３０としては、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英ガラスなどからなる透明基板が用いられている。

複数のチップ３２０の各々において、外枠部の下面にはアライメントマーク３２４が少なくとも２ヶ所形成されている。これらのアライメントマーク３２４と、複数の開口領域３３２の外周に一定間隔に形成されたアライメントマーク３３４とを重ね合わせることにより、支持基板３３０に対するチップ３２０の位置合わせを行うことができる。アライメントマーク３２４、３３４は、フォトリソグラフィ技術またはエッチングなどにより形成される。

本形態において、チップ３２０は、面方位（１１０）を有する単結晶シリコン基板からなり、この単結晶シリコン基板にフォトリソグラフィ技術やエッチング技術などを用いて、貫通溝からなるマスク開口部３２２を形成することにより製造される。従って、マスク開口部３２２の側面部２１７ａ（梁部３２７の側面部３２７ａ）の面方位は（１１１）である。チップ３２０の裏面には大きな凹部３２９が形成されており、マスク開口部３２２は、凹部３２９の底部で開口している。このため、マスク開口部３２２が形成された領域では基板厚が薄く、斜め方向に進行する蒸着粒子もマスク開口部３２２を通過しやすくなっている。

かかる蒸着用マスク部材３１０を用いて、第１基板１０にマスク蒸着を行う場合には、まず、第１基板１０の下面（被成膜面／第１基板１０の両面のうち、有機ＥＬ素子８０が形成されている側の面）に蒸着用マスク部材３１０を重ねる。その結果、第１基板１０の下面には蒸着用マスク部材３１０のチップ３２０の上面（一方面）が当接する。この状態で真空蒸着を行うと、坩堝から供給された蒸着分子や蒸着原子は、チップ３２０のマスク開口部３２２を介して第１基板１０の下面に所定パターンを形成するように堆積する。このようにして所定領域に成膜を行った後、蒸着用マスク部材３１０をずらしながら複数回、成膜することにより、被成膜領域全体にわたってストライプ状の薄膜パターンを形成する。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、および図６（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のチップ３２０の各々は、面方位（１１０）を有する単結晶シリコンウエハーから、所定形状で切り出すことにより形成される。各チップ３２０には、長穴形状の貫通穴からなるマスク開口部３２２が梁部３２７を間に挟んで複数、並列しており、梁部３２７の側面部３２７ａは、面方位（１１１）を有している。本形態において、マスク開口部３２２のサイズは、例えば、開口幅ｄ１が８μｍ、長手方向における長さｄ２が２０ｍｍ、ピッチが１００μｍである。また、チップ３２０の裏面には、複数のマスク開口部３２２が形成されている領域を含む領域に大きな凹部３２９が形成されている。

このように構成したチップ３２０は、図７を参照して説明する方法で製造される。その結果、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、梁部３２７の側面部３２７ａの厚さ寸法は、マスク開口部３２２の長手方向において、その中央部分では薄いのに対して、端部に向けて厚くなっている。

（蒸着用マスク部材３１０の製造方法）
図７は、図４に示すチップの製造方法を示す説明図であり、図７（ａ）、（ｂ）は各々、チップを形成するためのシリコン基板の表面および裏面にエッチングマスクを形成した様子を示す平面図、および底面図であり、図７（ｃ）〜（ｆ）は各々、チップを形成するための工程断面図である。

本形態の蒸着用マスク部材３１０を製造するにあたっては、まず、図７（ｃ）に示すように、面方位（１１０）を有する単結晶シリコン基板３２０ａの全面に熱酸化法により厚さが１μｍ程度の酸化膜３２０ｂ（ＳｉＯ_２膜）を形成し、単結晶シリコン基板３２０ａの一方面３２０ｘおよび他方面３２０ｙを含めた全体を酸化膜３２０ｂで覆う。次に、図７（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、一方面３２０ｘおよび他方面３２０ｙに形成された酸化膜３２０ｂをパターニングし、マスク開口部３２２および凹部３２９を形成すべき領域と重なる領域の酸化膜３２０ｂを除去し、シリコン酸化膜からなるエッチングマスク３４０を形成する。その結果、エッチングマスク３４０は、図７（ｂ）に示すように、単結晶シリコン基板３２０ａの下面において、図５および図６に示す凹部３２９を形成すべき領域と重なる領域に開孔部３４９を備えることになる。また、図７（ａ）に示すように、エッチングマスク３４０は、単結晶シリコン基板３２０ａの上面において、図５および図６に示す複数のマスク開口部３２２を形成すべき領域と重なる領域に複数の長穴形状の開孔部３４２を備え、複数の開孔部３４２の各間には、梁部３２７を形成すべき梁部形成用マスク部３４７を備えている。

次に、図７（ｅ）に示すエッチング工程では、エッチングマスク３４０（酸化膜３２０ｂ）をエッチングマスクにして、例えば、温度が８０℃、濃度が３５％の水酸化カリウム水溶液を用いて、エッチングマスク３４０の開孔部３４２、３４９（酸化膜３２０ｂの除去領域）から単結晶シリコン基板３２０ａの一方面３２０ｘおよび他方面３２０ｙに対して結晶方位異方性エッチング（ウエットエッチング）を施す。その際、単結晶シリコン基板３２０ａに対するエッチング速度と、酸化膜３２０ｂに対するエッチング速度の比は、概ね１００：１である。また、単結晶シリコン基板３２０ａでは、方位（１１１）の面がエッチングされず、露出することになる。従って、単結晶シリコン基板３２０ａには、マスク開口部３２２、およびマスク開口部３２２の底部と連通する凹部３２９が形成され、マスク開口部３２２の間には梁部３２７が残る。その際、梁部３２７の側面部３２７ａの厚さ寸法は、図６を参照して説明したように、マスク開口部３２２の長手方向において、その中央部分では薄いのに対して、端部に向けて厚くなる。

しかる後には、図７（ｆ）に示すように、緩衝ふっ酸を用いて、エッチングマスク３４０（酸化膜３２０ｂ）を全て除去すると、図５および図６を参照して説明したチップ３２０が切り出される単結晶シリコン基板３２０ａを得ることができ、かかる単結晶シリコン基板３２０ａを切断すれば、チップ３２０を得ることができる。

（薄膜パターンの形成方法）
図８（ａ）、（ｂ）は各々、蒸着用マスク部材におけるマスク厚の説明図、およびマスク厚と成膜速度との関係を示すグラフである。

図４〜図７を参照して説明したマスク蒸着装置３００および蒸着用マスク部材３１０を用いてマスク蒸着を行なう際、蒸着用マスク部材３１０におけるマスク厚Ｌと蒸着速度とは、図８を参照して以下に説明する関係を有している。本形態の蒸着用マスク部材３１０において、マスク厚Ｌとは、図８（ａ）に示すように、梁部３２７において、マスク開口部３２２の側面部３２７ａを構成する部分の厚さであり、図８（ｂ）には、このように定義したマスク厚Ｌと、蒸着速度（規格化した膜厚＝（実測膜厚／狙い膜厚×１００）との関係を示してある。図８（ｂ）に示すように、マスク厚Ｌが厚い場合には蒸着速度が遅い。

また、本形態の蒸着用マスク部材３１０において、梁部３２７の側面部３２７ａの厚さ寸法は、図６を参照して説明したように、マスク開口部３２２の長手方向において、その中央部分では薄いのに対して、端部に向けて厚くなっている。

本形態では、かかる特徴を利用して、図３を参照して説明した補助配線層８４を形成する。すなわち、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、まず、第１マスク蒸着工程において、補助配線層８４を形成するための第１薄膜パターン８４ａを形成した後、第２マスク蒸着工程において、補助配線層８４を形成するための第２薄膜パターン８４ｂを端部８４１ａ、８４１ｂ同士が平面視で重なるように蒸着し、第１薄膜パターン８４ａと第２薄膜パターン８４ｂとが繋げることにより、補助配線層８４を形成する。

ここで、第１薄膜パターン８４ａは、長手方向の端部８４１ａに向けて膜厚が漸減し、第２薄膜パターン８４ｂも、長手方向の端部８４１ｂに向けて膜厚が漸減している。このため、第１薄膜パターン８４ａの端部８４１ａのうち、膜厚が薄い先端側には、第２薄膜パターン８４ｂの端部８４２ｂのうち、膜厚が厚い中央側が平面視で重なり、第１薄膜パターン８４ａの端部８４１ａのうち、膜厚が厚い中央側には、第２薄膜パターン８４ｂの端部８４２ｂのうち、膜厚が薄い先端側が平面視で重なっている。従って、第１薄膜パターン８４ａと第２薄膜パターン８４ｂとを長手方向に繋げて補助配線層８４を形成しても、端部８４１ａ、８４１ｂ同士の重なり部分８４ｅに大きな段差が発生しない。それ故、補助配線層８４（第１薄膜パターン８４ａおよび第２薄膜パターン８４ｂ）の上にさらに封止用の第１膜６１を形成した際、第１膜６１に途切れ部分が発生しないので、有機ＥＬ装置１００の信頼性を向上することができる。

［その他の実施の形態］
本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記形態では、単結晶シリコン基板にマスク開口部３２２を形成した蒸着用マスク部材３１０を用いれ例を説明したが、その他のシリコン基板、さらにはシリコン以外の基板にマスク開口部３２２を形成した蒸着用マスク部材３１０を用いてもよい。

上記形態については、真空蒸着法を例に説明したが、スパッタ成膜法やイオンプレーティング法などの蒸着法などを用いる場合に本発明を適用してもよい。また、イオンプレーティング法についてはプラズマを利用したプラズマコーティングが提案されており、かかる蒸着法を採用する場合に本発明を適用してもよい。

上記形態では、補助配線層８４の形成に本発明を適用した例を説明したが、有機機能層８２をストライプ状に形成する場合に本発明を適用してもよい。

上記実施の形態では、本発明を適用した有機ＥＬ装置１００としてトップエミッション型の有機ＥＬ装置を説明したが、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に本発明を適用してもよい。

［電子機器への搭載例］
次に、上述した実施形態に係る有機ＥＬ装置１００を適用した電子機器について説明する。図９（ａ）に、有機ＥＬ装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図９（ｂ）に、有機ＥＬ装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、有機ＥＬ装置１００に表示される画面がスクロールされる。図９（ｃ）に、有機ＥＬ装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての有機ＥＬ装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が有機ＥＬ装置１００に表示される。

なお、有機ＥＬ装置１００が適用される電子機器としては、図９に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した有機ＥＬ装置１００が適用可能である。

本発明が適用される有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明が適用される有機ＥＬ装置の平面的な構成を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＪ−Ｊ′断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明が適用される有機ＥＬ装置の断面構成を模式的に示す断面図、この有機ＥＬ装置に形成した補助配線層２本分の平面図、補助配線層の断面図、および補助配線層の別の構成例を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明に係る有機ＥＬ装置の補助配線層の形成に用いたマスク蒸着装置の概略構成図、および蒸着用マスク部材の斜視図である。 図４に示す蒸着用マスク部材の説明図である。 図４に示すチップの断面構成を示す説明図である。 図４に示すチップの製造方法を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、蒸着用マスク部材におけるマスク厚の説明図、およびマスク厚と成膜速度との関係を示すグラフである。 本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器の説明図である。 従来の補助配線層の説明図である。

符号の説明

１０・・第１基板、８０・・有機ＥＬ素子、８４・・補助配線層、８４ａ・・第１薄膜パターン、８４ｂ・・第２薄膜パターン、８４ｅ・・薄膜パターンの重なり部分、１００・・有機ＥＬ装置（固体装置）、８４１ａ、８４１ｂ・・薄膜パターンの端部、３１０・・蒸着用マスク部材、３２０・・チップ、３２２・・マスク開口部

Claims (6)

1. 端部同士が接続された複数の薄膜パターンが基板上に形成された固体装置において、
   前記複数の薄膜パターンは、長手方向の端部に向けて膜厚が漸減している端部同士が平面視で重なって繋がっていることを特徴とする固体装置。
2. 請求項１に規定する固体装置を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
   前記複数の薄膜パターンは、前記基板上で有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する薄膜、あるいは前記基板上に形成された配線であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
3. 成膜パターンに対応するマスク開口部を備えた蒸着用マスク部材を基板に重ねた状態で蒸着するマスク蒸着を繰り返して、端部同士が接続された複数の薄膜パターンを前記基板上に備えた固体装置の製造方法において、
   前記複数の薄膜パターンのうち、第１薄膜パターンを長手方向の端部に向けて膜厚が漸減するように蒸着する第１マスク蒸着工程と、
   前記複数の薄膜パターンのうち、第２薄膜パターンを、長手方向の端部に向けて膜厚が漸減し、かつ、当該第２薄膜パターンの端部が前記第１薄膜パターンの端部に平面視で重なるように蒸着して前記第１薄膜パターンと前記第２薄膜パターンとを繋げる第２マスク蒸着工程と、
   を有していることを特徴とする固体装置の製造方法。
4. 前記第１マスク蒸着工程および前記第２マスク蒸着工程のいずれにおいても、前記蒸着用マスク部材として、前記マスク開口部の側面部の厚さが当該マスク開口部の長手方向の端部に向けて漸増するマスクを用いることを特徴とする請求項３に記載の固体装置の製造方法。
5. 前記蒸着用マスク部材は、単結晶シリコン基板の表面側における前記マスク開口部の形成予定領域、および前記単結晶シリコン基板の裏面側において前記マスク開口部の形成予定領域を含む領域が開孔するエッチングマスクを形成した状態で前記単結晶シリコン基板に対して結晶方位異方性エッチングを行なって前記マスク開口部を形成してなることを特徴とする請求項４に記載の固体装置の製造方法。
6. 請求項３乃至５の何れか一項に規定する固体装置の製造方法を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
   前記複数の薄膜パターンは、前記基板上で有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する薄膜、あるいは前記基板上に形成された配線であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。

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