JP2012149329A - 成膜マスク及び成膜装置並びに薄膜の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
複数の開口23が形成され、成膜物質が開口23を通過する通過部21と、成膜物質を遮蔽する遮蔽部22とを有している。通過部21と遮蔽部22とは長手方向を有し、遮蔽部22の長手方向の長さは、通過部21の長手方向の長さ以上にされ、遮蔽部22の幅の長さは、通過部21の幅の長さと同じに形成されている。通過部21と遮蔽部22とは、成膜マスク20a表面と平行な一の移動方向5に沿って長手方向を密着して並んで配置され、成膜マスク20aが一の移動方向5の通過部21側に通過部21の幅の距離移動すると、開口23が位置していた場所が、遮蔽部22によって塞がれるように構成されている。遮蔽部22には内部に伝熱媒体が流れる流路部材が密着して設けられている。
【選択図】図1
Description
従来の成膜装置110は、真空槽111と、真空槽111内を真空排気する真空排気装置112と、真空槽111内に露出する放出口116から成膜物質を放出する放出装置115と、放出口116と対面する位置に配置された成膜マスク120とを有している。
成膜マスク120には複数の開口123が形成され、放出口116から放出された成膜物質が開口123を通過するようになっている。
成膜マスク120から見て放出口116とは逆側に、成膜マスク120の一面と対面して基板150を配置する。
真空排気された真空槽111内に放出口116から成膜物質を放出させると、成膜物質は成膜マスク120の開口123を通過して、基板150の表面に付着し、基板150の表面に開口123と同じパターン形状の薄膜が形成される。
また成膜マスク120の中心部分を冷却するために補助流路部材126内に流す伝熱媒体の温度を下げると、成膜マスク120の外周部分で収縮が起こり、隣り合う開口123の間の間隔が縮まって、基板150に形成される薄膜に位置ズレが生じるという問題があった。
本発明は、複数の開口が形成され、成膜物質が前記開口を通過する通過部と、前記成膜物質を遮蔽する遮蔽部と、を有する成膜マスクであって、前記遮蔽部は複数の単位遮蔽部で構成され、前記通過部と前記単位遮蔽部とは長手方向を有し、前記単位遮蔽部の長手方向の長さは、前記通過部の長手方向の長さ以上にされ、前記単位遮蔽部の幅の長さは、前記通過部の幅の長さと同じに形成され、各前記単位遮蔽部は、前記成膜マスク表面と平行な一の移動方向に沿って一列に並んで配置され、隣り合う二つの前記単位遮蔽部は長手方向を密着され、前記単位遮蔽部の並びの一端に位置する一の前記単位遮蔽部と、前記通過部とは、前記一の移動方向に沿って長手方向を密着して並んで配置され、前記成膜マスクが前記一の移動方向の前記通過部側に前記通過部の幅の距離移動すると、前記開口が位置していた場所が、前記通過部に隣接する一の前記単位遮蔽部によって塞がれるように構成され、前記単位遮蔽部の少なくとも一個には内部に伝熱媒体が流れる流路部材が密着して設けられた成膜マスクである。
本発明は成膜マスクであって、前記通過部と前記遮蔽部とをそれぞれ複数個有し、前記通過部と前記遮蔽部とは、前記一の移動方向に沿って一列に交互に並んで配置され、隣り合う前記通過部と前記遮蔽部は密着された成膜マスクである。
本発明は成膜マスクであって、前記通過部と前記遮蔽部の並びの一端と他端にはそれぞれ前記遮蔽部が配置された成膜マスクである。
本発明は、真空槽と、前記真空槽内を真空排気する真空排気装置と、前記真空槽内に露出する放出口から成膜物質を放出する放出装置と、前記放出口と対面する位置に配置された前記成膜マスクと、前記成膜マスクから見て前記放出口とは逆側に前記成膜マスクと対面して配置された基板と、前記成膜マスクとを前記一の移動方向に平行に相対移動させる移動装置と、を有する成膜装置である。
本発明は、真空排気された真空槽内に放出口から成膜物質を放出させ、前記放出口と対面する位置に配置された基板の表面に薄膜を形成する薄膜の形成方法であって、前記成膜マスクを用いて、前記流路部材の内部に伝熱媒体を流しながら、前記成膜マスクを前記基板の表面と対面させた状態で、前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する一の成膜領域に薄膜を形成し、移動前に前記通過部と対面していた前記一の成膜領域が前記通過部に隣接する前記遮蔽部と対面するように、前記成膜マスクと前記基板とを前記一の移動方向に平行に前記通過部の幅の距離相対移動させ、前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する別の成膜領域に薄膜を形成する薄膜の形成方法である。
本発明は、真空排気された真空槽内に放出口から成膜物質を放出させ、前記放出口と対面する位置に配置された基板の表面に薄膜を形成する薄膜の形成方法であって、前記成膜マスクを用いて、前記流路部材の内部に伝熱媒体を流しながら、前記成膜マスクを前記基板の表面と対面させた状態で、前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する一の成膜領域に薄膜を形成した後、移動前に前記通過部と対面していた一の成膜領域が前記通過部に隣接する前記単位遮蔽部と対面するように、前記成膜マスクと前記基板とを前記一の移動方向に平行に前記通過部の幅の距離相対移動させ、前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する別の成膜領域に薄膜を形成する工程を、一の前記遮蔽部が有する前記単位遮蔽部の数と同じ回数繰り返す薄膜の形成方法である。
本発明の第一例の成膜マスクの構造を説明する。
図1は第一例の成膜マスク20aの平面図、図2は同A−A線切断断面図である。
通過部21の材質はここでは軟磁性金属である。
成膜マスク20aが一の移動方向5の通過部21側に通過部21の幅の距離移動すると、開口23が位置していた場所が、遮蔽部22によって塞がれるようになっている。
成膜マスク20aのうち通過部21と遮蔽部22が配置された領域より外側の外周部には、内部に伝熱媒体が流れる補助流路部材26が密着して設けられている。補助流路部材26は成膜マスク20aの表側と裏側のうち流路部材25が設けられた側と同じ側に配置され、補助流路部材26の内部の流路は流路部材25の内部の流路に接続されている。
本実施例では、成膜マスク20aの通過部21と遮蔽部22は一の板状部材(箔状部材)から一体成形されているが、成膜マスク20aの通過部21と遮蔽部22が複数の板状部材(箔状部材)から形成された構造も本発明に含まれる。成膜マスク20aの通過部21と遮蔽部22が複数の板状部材(箔状部材)から形成されている場合には、隣り合う板状部材(箔状部材)の境界では伝熱効率が低下するため、隣り合う板状部材(箔状部材)の境界は遮蔽部22の内側を通るように構成するのが好ましい。
第一例の成膜マスク20aを有する成膜装置10の構造を説明する。
図3は成膜装置10の内部構成図である。
成膜装置10は、真空槽11と、真空槽11内を真空排気する真空排気装置12と、真空槽11内に露出する放出口161、162から成膜物質を放出する放出装置151、152とを有している。
本実施例では、放出装置151、152は、内部に固体、気体又は液体の薄膜材料を収容する材料容器15a1、15a2と、材料容器15a1、15a2内の薄膜材料を加熱する加熱装置15b1、15b2とを有している。
第一例の成膜マスク20aは、放出口161、162と対面する位置に、流路部材25が設けられた側の一面を放出口161、162と対面させて水平に配置されている。
成膜マスク20aのうち流路部材25が設けられた側とは逆側の一面では、通過部21の表面と遮蔽部22の表面とが同一の平面上に位置して平坦になっており、基板50表面が平坦な場合には、通過部21の表面と遮蔽部22の表面は基板50表面から同じ高さで平行に配置される。
本実施例では、移動装置41は、基板50を保持可能な腕部41bと、腕部41bを移動させる腕部移動装置41aとを有している。
次いで腕部移動装置41aにより腕部41bを一の移動方向5に平行に移動させると、基板50は腕部41bに保持された状態で、成膜マスク20aに対して一の移動方向5に平行に相対移動する。基板50が腕部41bに保持された状態で、腕部41bを下方に移動させると、基板50は成膜マスク20a上に接触して配置される。
位置合わせ装置は、撮像装置44と制御装置43と補助移動装置45とを有している。
制御装置43は、撮像装置44に接続され、撮像装置44の撮像結果から、基板位置合わせマークとマスク位置合わせマークとの相対位置の誤差量を求め、補助移動装置45に制御信号を送って、基板位置合わせマークとマスク位置合わせマークとの相対位置の誤差量を減少させる方向に基板50と成膜マスク20aとを相対移動させるように構成されている。
本実施例では、密着装置は、平板形状の磁石46aと、磁石46aを鉛直方向に移動させる磁石移動装置46bとを有している。
磁石移動装置46bはモーターであり、動力を磁石46aに伝達して、磁石46aを鉛直方向に往復移動できるように構成されている。
第一例の成膜マスク20aを用いた薄膜の形成方法をカラー表示装置の赤色、緑色、青色発光層の成膜工程を一例に説明する。
図5は成膜前の基板50の平面図を示している。本実施例では、予め表面にホール注入層とホール輸送層が順に積層された基板50を用いる。
基板50の表面に、通過部21と同形状の第一の成膜領域51と第二の成膜領域52を予め定めておく。第一の成膜領域51と第二の成膜領域52は、基板50の表面と平行な一の直線に沿って長手方向を密着して並んで配置する。
第一、第二の成膜領域51、52内には赤色、緑色、青色発光層の画素領域がそれぞれ含まれている。
補助流路部材26を介して流路部材25に恒温装置29を接続して、所定の温度に温度管理された伝熱媒体を流し、成膜マスク20aを伝熱媒体と同じ温度に冷却又は加熱する。以後、伝熱媒体の循環を継続して、成膜マスク20aを所定の温度に維持する。
撮像装置44により、基板50の第一の赤色基板位置合わせマーク581と、成膜マスク20aのマスク位置合わせマーク28をそれぞれ撮像する。
成膜装置10は成膜物質を遮蔽する補助遮蔽部材60を有している。補助遮蔽部材60を、第二の成膜領域52の露出した部分と放出口161、162との間に配置して、第二の成膜領域52の露出部分を遮蔽する。
図4を参照し、磁石移動装置46bにより磁石46aを移動させて基板50の裏面と接触する位置で静止させ、通過部21の表面を基板50の表面に密着させる。
赤色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置151、152のシャッター171、172を開状態にして、赤色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置151、152の放出口161、162から赤色発光層のホストとドーパントの成膜物質をそれぞれ放出させる。
成膜マスク20aの温度は伝熱媒体と同じ所定の温度に冷却されており、成膜物質が付着しても温度上昇が抑えられる。そのため、成膜マスク20aの熱膨張が抑制され、第一の成膜領域51に形成される薄膜53Rに位置ズレは生じない。
磁石移動装置46bにより磁石46aを基板50の裏面から離間させ、通過部21の表面と遮蔽部22の表面の基板50表面との密着を解除する。
移動装置41により、移動前に通過部21と対面していた第一の成膜領域51が通過部21に隣接する遮蔽部22と対面するように、成膜マスク20aと基板50とを一の移動方向5に平行に通過部21の幅の距離相対移動させる。
撮像装置44により基板50の第二の赤色基板位置合わせマーク582と成膜マスク20aのマスク位置合わせマーク28をそれぞれ撮像する。
図4を参照し、磁石46aを移動させて基板50の裏面と接触する位置で静止させ、通過部21の表面を基板50の表面に密着させる。
赤色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置151、152のシャッター171、172を開状態にして、赤色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置151、152の放出口161、162から赤色発光層のホストとドーパントの有機材料の蒸気を放出させる。
成膜マスク20aは伝熱媒体と同じ所定の温度に冷却されており、成膜物質が付着しても温度上昇が抑えられる。そのため、成膜マスク20aの熱膨張は抑制され、第二の成膜領域52に形成される薄膜53Rに位置ズレは生じない。
磁石移動装置46bにより磁石46aを基板50の裏面から離間させ、基板50の表面と通過部21の表面との密着を解除する。
上述の第一の位置合わせ工程と同様にして位置あわせを行って、第一の成膜領域51の緑色発光層の画素領域を通過部21の開口23と対面させた後、第一の成膜工程と同様にして、緑色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置から成膜物質をそれぞれ放出させ、第一の成膜領域51の緑色発光層の画素領域に所定の厚みの緑色発光層の薄膜を形成する。次いで、第二の位置合わせ工程と同様にして位置あわせを行って、第二の成膜領域52の緑色発光層の画素領域を通過部21の開口23と対面させた後、第二の成膜工程と同様にして、緑色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置から成膜物質をそれぞれ放出させ、第二の成膜領域52の緑色発光層の画素領域に所定の厚みの緑色発光層の薄膜を形成する。
上述の第一の位置合わせ工程と同様にして位置あわせを行って、第一の成膜領域51の青色発光層の画素領域を通過部21の開口23と対面させた後、第一の成膜工程と同様にして、青色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置から成膜物質をそれぞれ放出させ、第一の成膜領域51の青色発光層の画素領域に所定の厚みの青色発光層の薄膜を形成する。次いで、第二の位置合わせ工程と同様にして位置あわせを行って、第二の成膜領域52の青色発光層の画素領域を通過部21の開口23と対面させた後、第二の成膜工程と同様にして、青色発光層のホストとドーパントの有機材料が配置された放出装置から成膜物質をそれぞれ放出させ、第二の成膜領域52の青色発光層の画素領域に所定の厚みの青色発光層の薄膜を形成する。
図10を参照し、基板50の第一、第二の成膜領域51、52の赤色、緑色、青色発光層の画素領域にそれぞれ赤色、緑色、青色発光層の薄膜53R、53G、53Bを形成した後、真空槽11内の真空雰囲気を維持しながら、成膜済みの基板50を真空槽11の外側に搬出する。
複数枚の基板50に対して上述の各工程を繰り返し、複数枚の基板50に赤色、緑色、青色発光層の薄膜53R、53G、53Bを形成する。
第二例の成膜マスクの構造を説明する。
図11は第二例の成膜マスク20bの平面図、図12は同B−B線切断断面図である。第二例の成膜マスク20bのうち、第一例の成膜マスク20aと同じ構造の部分には同じ符号を付している。
すなわち、第二例の成膜マスク20bでは、通過部21と遮蔽部22、22’とは一の移動方向5に沿って一列に交互に並んで配置され、通過部21と遮蔽部22、22’の並びの一端と他端にはそれぞれ遮蔽部22、22’が配置されている。
第二例の成膜マスク20bを用いた薄膜の形成方法は、第一例の成膜マスク20aを用いた薄膜の形成方法と比べて、第一の位置合わせ工程以外は同じであり、第一の位置合わせ工程以外の各工程の説明は省略する。
第二例の成膜マスク20bを用いた薄膜の形成方法の第一の位置合わせ工程を赤色発光層の成膜を例に説明する。
制御装置43は、撮像装置44の撮像結果から第一の赤色基板位置合わせマーク581とマスク位置合わせマーク28の相対位置の誤差量を求め、移動装置41に制御信号を送って、誤差量を減少させるように基板50と成膜マスク20bとを相対移動させ、図13を参照し、第一の赤色基板位置合わせマーク581とマスク位置合わせマーク28とを対面させる。このとき第一の成膜領域51の赤色発光層の画素領域は通過部21の開口23と対面し、第二の成膜領域52は追加された遮蔽部22’と対面して遮蔽される。
第三例の成膜マスクの構造を説明する。
図14は第三例の成膜マスク20cの平面図、図15は同C−C線切断断面図である。第三例の成膜マスク20cのうち、第一例の成膜マスク20aと同じ構造の部分には同じ符号を付している。
各遮蔽部221、222、223には、内部に伝熱媒体が流れる流路部材251、252、253が密着して設けられている。流路部材251、252、253の構造は第一例の成膜マスク20aの流路部材25の構造と同じであり、説明を省略する。
第三例の成膜マスク20cを用いた薄膜の形成方法は、第一例の成膜マスク20aを用いた薄膜の形成方法と同様であり、説明を省略する。
第三例の成膜マスク20cでは通過部211、212、213の幅の長さが第一例の成膜マスク20aより小さくできるので、第二の位置合わせ工程において成膜マスク20cと基板50とを移動装置41により相対移動させる移動距離は短くなり、成膜装置10を小型化できる。
第四例の成膜マスクの構造を説明する。
図16は第四例の成膜マスク20dの平面図、図17は同D−D線切断断面図である。第四例の成膜マスク20dのうち、第一例の成膜マスク20aと同じ構造の部分には同じ符号を付している。
第四例の成膜マスク20dを用いた薄膜の形成方法を説明する。
まず、第一例の成膜マスク20aを用いた薄膜の形成方法と同様にして、準備工程を行う。
次いで、第一例の成膜マスク20aを用いた薄膜の形成方法と同様にして、第一の位置合わせ工程を行って、複数の成膜領域のうち一の成膜領域の赤色発光層の画素領域を通過部21の開口23と対面させ、第一の成膜工程を行って、通過部21の開口23と対面する一の成膜領域の赤色発光層の画素領域に赤色発光層の薄膜を形成する。
赤色発光層の成膜工程と同様にして、基板50上の複数の成膜領域のすべての緑色、青色発光層の画素領域に緑色、青色発光層の薄膜を順に形成する。
第一例の成膜マスク20aを用いた薄膜の形成方法と同様にして、基板交換工程と上述の各工程とを繰り返して複数枚の基板に赤色、緑色、青色発光層の薄膜を形成する。
10……成膜装置
11……真空槽
12……真空排気装置
151、152……放出装置
161、162……放出口
20a、20b、20c、20d……成膜マスク
21、211、212、213……通過部
22、22’、221、222、223、30……遮蔽部
22a、22b……単位遮蔽部
23……開口
25、25’、251、252、253、25a、25b……流路部材
41……移動装置
50……基板
51……第一の成膜領域
52……第二の成膜領域
53R、53G、53B……赤色、緑色、青色発光層の薄膜
Claims (7)
- 複数の開口が形成され、成膜物質が前記開口を通過する通過部と、
前記成膜物質を遮蔽する遮蔽部と、
を有する成膜マスクであって、
前記通過部と前記遮蔽部とは長手方向を有し、前記遮蔽部の長手方向の長さは、前記通過部の長手方向の長さ以上にされ、
前記遮蔽部の幅の長さは、前記通過部の幅の長さと同じに形成され、
前記通過部と前記遮蔽部とは、前記成膜マスク表面と平行な一の移動方向に沿って長手方向を密着して並んで配置され、
前記成膜マスクが前記一の移動方向の前記通過部側に前記通過部の幅の距離移動すると、前記開口が位置していた場所が、前記遮蔽部によって塞がれるように構成され、
前記遮蔽部には内部に伝熱媒体が流れる流路部材が密着して設けられた成膜マスク。 - 複数の開口が形成され、成膜物質が前記開口を通過する通過部と、
前記成膜物質を遮蔽する遮蔽部と、
を有する成膜マスクであって、
前記遮蔽部は複数の単位遮蔽部で構成され、
前記通過部と前記単位遮蔽部とは長手方向を有し、前記単位遮蔽部の長手方向の長さは、前記通過部の長手方向の長さ以上にされ、
前記単位遮蔽部の幅の長さは、前記通過部の幅の長さと同じに形成され、
各前記単位遮蔽部は、前記成膜マスク表面と平行な一の移動方向に沿って一列に並んで配置され、隣り合う二つの前記単位遮蔽部は長手方向を密着され、
前記単位遮蔽部の並びの一端に位置する一の前記単位遮蔽部と、前記通過部とは、前記一の移動方向に沿って長手方向を密着して並んで配置され、
前記成膜マスクが前記一の移動方向の前記通過部側に前記通過部の幅の距離移動すると、前記開口が位置していた場所が、前記通過部に隣接する一の前記単位遮蔽部によって塞がれるように構成され、
前記単位遮蔽部の少なくとも一個には内部に伝熱媒体が流れる流路部材が密着して設けられた成膜マスク。 - 前記通過部と前記遮蔽部とをそれぞれ複数個有し、
前記通過部と前記遮蔽部とは、前記一の移動方向に沿って一列に交互に並んで配置され、隣り合う前記通過部と前記遮蔽部は密着された請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の成膜マスク。 - 前記通過部と前記遮蔽部の並びの一端と他端にはそれぞれ前記遮蔽部が配置された請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の成膜マスク。
- 真空槽と、
前記真空槽内を真空排気する真空排気装置と、
前記真空槽内に露出する放出口から成膜物質を放出する放出装置と、
前記放出口と対面する位置に配置された請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の成膜マスクと、
前記成膜マスクから見て前記放出口とは逆側に前記成膜マスクと対面して配置された基板と、前記成膜マスクとを前記一の移動方向に平行に相対移動させる移動装置と、
を有する成膜装置。 - 真空排気された真空槽内に放出口から成膜物質を放出させ、前記放出口と対面する位置に配置された基板の表面に薄膜を形成する薄膜の形成方法であって、
請求項1記載の成膜マスクを用いて、
前記流路部材の内部に伝熱媒体を流しながら、
前記成膜マスクを前記基板の表面と対面させた状態で、前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する一の成膜領域に薄膜を形成し、
移動前に前記通過部と対面していた前記一の成膜領域が前記通過部に隣接する前記遮蔽部と対面するように、前記成膜マスクと前記基板とを前記一の移動方向に平行に前記通過部の幅の距離相対移動させ、
前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する別の成膜領域に薄膜を形成する薄膜の形成方法。 - 真空排気された真空槽内に放出口から成膜物質を放出させ、前記放出口と対面する位置に配置された基板の表面に薄膜を形成する薄膜の形成方法であって、
請求項2記載の成膜マスクを用いて、
前記流路部材の内部に伝熱媒体を流しながら、
前記成膜マスクを前記基板の表面と対面させた状態で、前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する一の成膜領域に薄膜を形成した後、
移動前に前記通過部と対面していた一の成膜領域が前記通過部に隣接する前記単位遮蔽部と対面するように、前記成膜マスクと前記基板とを前記一の移動方向に平行に前記通過部の幅の距離相対移動させ、前記放出口から成膜物質を放出させ、前記基板表面のうち前記通過部と対面する別の成膜領域に薄膜を形成する工程を、一の前記遮蔽部が有する前記単位遮蔽部の数と同じ回数繰り返す薄膜の形成方法。
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