JP2008184670A - Method for producing organic el element, and mask for film deposition - Google Patents

Method for producing organic el element, and mask for film deposition Download PDF

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JP2008184670A JP2007020313A JP2007020313A JP2008184670A JP 2008184670 A JP2008184670 A JP 2008184670A JP 2007020313 A JP2007020313 A JP 2007020313A JP 2007020313 A JP2007020313 A JP 2007020313A JP 2008184670 A JP2008184670 A JP 2008184670A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control the region where a glass substrate and a mask are made in contact with each other at first, and to suppress misalignment in a stage where the glass substrate and the mask are made in close contact with each other. <P>SOLUTION: The mask 1 is provided with: a mask part 3 having a pattern composed of a plurality of vapor through-holes for mask film-deposition on a glass substrate 10; and a frame 2 for fixing and supporting the mask part 3. On the face side confronted with the glass substrate 10 in the mask 1, a pair of recesses 4 are formed so as to be located in the central part of an external frame part 2b along the outer circumference of the mask part 3. A pair of the recesses 4, in a stage where the mask 1 and the glass substrate 10 are tightly stuck, prevents the phenomenon that both the end parts of the glass substrate 10 bent by gravity 9 interfere the external frame part 2b, and misalignment is generated. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機EL(エレクトロルミネッセンス)デバイスの有機EL素子を製造するための有機EL素子の製造方法および成膜用マスクに関するものである。   The present invention relates to an organic EL element manufacturing method and a film formation mask for manufacturing an organic EL element of an organic EL (electroluminescence) device.

従来、有機EL素子の製造方法では、成膜用マスクをガラス基板に密着させて成膜するマスク成膜法が多く採用されている。このようなマスク成膜法の一例であるマスク蒸着法は、有機EL層のパターンを精度良く形成することができる。近年、有機ELパネルの高解像化に伴い、パターニングの微細化が進んでいる。そのため、ガラス基板上の画素パターンとマスクパターンのわずかな幾何学的な位置ずれによって品質が低下してしまう。   Conventionally, in a method for manufacturing an organic EL element, a mask film forming method in which a film forming mask is adhered to a glass substrate to form a film is often employed. A mask vapor deposition method which is an example of such a mask film forming method can form an organic EL layer pattern with high accuracy. In recent years, patterning miniaturization has progressed with the increase in resolution of organic EL panels. For this reason, the quality deteriorates due to a slight geometric misalignment between the pixel pattern and the mask pattern on the glass substrate.

特許文献1では、ガラス基板(基板)とマスクを精度良く位置合わせすることを目的として、基板の3辺以上の各辺を支持して位置合わせをおこなう方法が提案されている。この方法により、ガラス基板の撓みを抑制することができ、位置合わせを好適におこなうことができる。
特開2003−17258号公報
Patent Document 1 proposes a method of performing alignment by supporting each side of three or more sides of a substrate for the purpose of accurately aligning a glass substrate (substrate) and a mask. By this method, the bending of the glass substrate can be suppressed, and the alignment can be suitably performed.
JP 2003-17258 A

特許文献1に開示された位置合わせ方法では、ガラス基板とマスクの両方が撓んだ状態で位置合わせをおこなった後でガラス基板とマスクを密着させる。ガラス基板やマスクの撓み形状を制御することは難しいため、ガラス基板とマスクを密着させる工程においてガラス基板とマスクが最初に接触する領域を制御することは難しい。そのため、ガラス基板とマスクを位置合わせした後に、ガラス基板とマスクの位置合わせ用マークを密着させる工程で、幾何学的な位置ずれが生じるおそれがある。   In the alignment method disclosed in Patent Document 1, the glass substrate and the mask are brought into close contact after alignment is performed in a state where both the glass substrate and the mask are bent. Since it is difficult to control the bending shape of the glass substrate and the mask, it is difficult to control the region where the glass substrate and the mask first contact in the step of closely contacting the glass substrate and the mask. Therefore, after the glass substrate and the mask are aligned, geometric displacement may occur in the step of bringing the glass substrate and the mask alignment mark into close contact with each other.

マスクを平台に置くなどして平らな状態にし、ガラス基板の2辺を支持してガラス基板の撓み重心に対称な位置で位置合わせをおこなう場合は、密着工程において最も撓んだガラス基板の領域がマスクと最初に接触する。ガラス基板は、支持する2辺に平行で重心を通る直線上の領域が大きく撓み、さらにその直線上の領域の両端部が最も撓んだ形状になる。したがって、ガラス基板の重心を通る直線上の両端部の僅かな領域のみが最初にマスクと接触する。この領域におけるマスクとガラス基板間の僅かな摩擦力の違いで、マスクとガラス基板間で幾何学的な位置ずれが生じるおそれがある。   When placing the mask on a flat table to make it flat, and supporting the two sides of the glass substrate and aligning them at a position symmetrical to the center of gravity of the glass substrate, the area of the glass substrate that is most bent in the adhesion process Comes into contact with the mask first. The glass substrate has a shape in which a straight region passing through the center of gravity parallel to the two sides to be supported is greatly bent, and both ends of the straight region are most bent. Therefore, only a small area at both ends on a straight line passing through the center of gravity of the glass substrate first comes into contact with the mask. A slight difference in frictional force between the mask and the glass substrate in this region may cause a geometric misalignment between the mask and the glass substrate.

本発明は、基板に密着させる成膜用マスクを用いて、パターンの精度が高く品質の良い有機EL素子を形成することのできる有機EL素子の製造方法および成膜用マスクを提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to provide an organic EL element manufacturing method and a film formation mask capable of forming a high-quality organic EL element with high pattern accuracy using a film formation mask that is in close contact with a substrate. It is what.

本発明の成膜用マスクは、基板に密着させてマスク成膜するためのパターンを有するマスク部と、前記マスク部を支持するフレームと、を備えた成膜用マスクにおいて、前記フレームが、前記マスク部の両端で互に対向する2辺を有し、前記成膜用マスクが前記基板と密着する面側に、前記フレームの前記対向する2辺の中央部にそれぞれ位置する一対の凹みを形成したことを特徴とする。   The film formation mask of the present invention is a film formation mask comprising: a mask portion having a pattern for forming a mask film in close contact with a substrate; and a frame that supports the mask portion. A pair of dents that have two sides facing each other at both ends of the mask portion and that are respectively positioned at the center portions of the two opposite sides of the frame are formed on the surface side where the film formation mask is in close contact with the substrate. It is characterized by that.

本発明の有機EL素子の製造方法は、パターンを有するマスク部および前記マスク部を支持するフレームを備えた成膜用マスクと基板とを位置合わせする位置合わせ工程と、位置合わせした前記成膜用マスクと前記基板とを密着させる工程と、前記基板に密着させた前記成膜用マスクを介して有機EL層を成膜する工程と、を有し、前記フレームが、前記マスク部の両端で互に対向する2辺を有し、前記成膜用マスクが前記基板と密着する面側に、前記フレームの前記対向する2辺の中央部にそれぞれ位置する一対の凹みを形成したことを特徴とする。   The organic EL device manufacturing method of the present invention includes an alignment step of aligning a film forming mask having a mask part having a pattern and a frame that supports the mask part and a substrate, and the aligned film forming element. A step of bringing the mask and the substrate into close contact with each other, and a step of forming an organic EL layer through the film formation mask attached to the substrate, wherein the frame is mutually attached at both ends of the mask portion. And a pair of dents that are respectively located at the center of the two opposite sides of the frame are formed on the surface of the film forming mask that is in close contact with the substrate. .

成膜用マスクのサイズや重量をほとんど変更することなく、基板と成膜用マスクを密着させる工程で成膜用マスクのフレームと基板との干渉による位置ずれを低減することができる。このような成膜用マスクを用いることにより、ガラス基板上に配置された画素パターンとの幾何学的なずれが少なく、かつ寸法精度のよい薄膜パターンである有機EL層を有する有機EL素子を製造することが可能となる。   The position shift due to the interference between the frame of the film formation mask and the substrate can be reduced in the step of bringing the substrate and the film formation mask into close contact with each other without substantially changing the size and weight of the film formation mask. By using such a film-formation mask, an organic EL element having an organic EL layer which is a thin film pattern with a small dimensional accuracy and a small geometrical deviation from a pixel pattern arranged on a glass substrate is manufactured. It becomes possible to do.

成膜用マスクを平らな状態にして、基板の2辺を支持して基板の撓み重心に対称な位置で位置合わせをおこなう場合、成膜用マスクに設けた凹みは基板の両端部の撓み部分を最初にマスクのフレームに接触させない役割を果たす。凹みの深さは少なくともその領域での基板の撓み差分以上であれば、基板の重心を通る直線上の領域の大部分が最初に接触するため、基板と成膜用マスクの密着工程における位置ずれを抑制することが可能になる。   When positioning the film deposition mask in a flat state and supporting the two sides of the substrate at positions symmetrical to the deflection center of gravity of the substrate, the recesses provided in the film deposition mask are the bent portions at both ends of the substrate. First, it plays a role not to contact the frame of the mask. If the depth of the dent is at least the difference in deflection of the substrate in that area, most of the area on the straight line passing through the center of gravity of the substrate will be in contact first, so the position shift in the contact process between the substrate and the deposition mask Can be suppressed.

また、位置合わせ用マークを結んだ直線の延長線上に凹みを設けることによって、最初に接触する位置がより位置合わせ用マークの近くになる。したがって、基板と成膜用マスクの位置合わせ用マークの近傍の領域が最初に接触するため、位置合わせしてから位置合わせ用マーク同士が密着するまでの基板と成膜用マスクの位置ずれを低減することができる。   Further, by providing a recess on the extended line of the straight line connecting the alignment marks, the first contact position becomes closer to the alignment marks. Therefore, since the area in the vicinity of the alignment mark between the substrate and the film formation mask comes into contact first, the positional deviation between the substrate and the film formation mask from the alignment until the alignment marks come into contact with each other is reduced. can do.

方形状のフレームにおいては、長さの異なる2組の2辺のうち、短いほうの2辺の中央部に凹みを形成するとよい。基板の長辺を支持する場合、基板の両端部すなわち短辺の中央部の撓みが最初に成膜用マスクに接触するのをフレームの凹みによって回避することができる。この場合は基板の長辺を支持するので、支持した際の基板全体の撓みが小さくなり、密着工程において基板と成膜用マスクの位置ずれが生じにくくなる。   In a square frame, it is preferable to form a dent in the center of the shorter two sides of the two sets of two sides having different lengths. In the case of supporting the long side of the substrate, it is possible to avoid the bending of both end portions of the substrate, that is, the central portion of the short side, from first contacting the deposition mask by the recess of the frame. In this case, since the long side of the substrate is supported, the deflection of the entire substrate when supported becomes small, and the positional deviation between the substrate and the film formation mask is less likely to occur in the adhesion process.

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ないし図4は、一実施形態による成膜用マスク(蒸着用マスク)を示す。それぞれの図の(a)は、成膜用マスクであるマスク1を示す断面図、(b)は、基板であるガラス基板10と密着する面側からみたマスク1を示す平面図である。   1 to 4 show a film formation mask (evaporation mask) according to an embodiment. (A) of each figure is sectional drawing which shows the mask 1 which is a film-forming mask, (b) is a top view which shows the mask 1 seen from the surface side closely_contact | adhered with the glass substrate 10 which is a board | substrate.

マスク1は、フレーム2およびマスク部3を有し、フレーム2は、マスク部3にテンションを加えた状態で固定支持する。マスク部3は、マスク蒸着するための複数の蒸気通孔からなるパターン(マスクパターン)を有する。蒸着時にガラス基板10とマスク1のマスク部3を密着させる目的で、マスク部3はテンションを加えた状態でフレーム2に固定支持され、マスク部3の撓みを抑えている。   The mask 1 has a frame 2 and a mask portion 3, and the frame 2 is fixedly supported with tension applied to the mask portion 3. The mask unit 3 has a pattern (mask pattern) composed of a plurality of vapor passage holes for mask vapor deposition. For the purpose of bringing the glass substrate 10 and the mask portion 3 of the mask 1 into close contact with each other during vapor deposition, the mask portion 3 is fixedly supported by the frame 2 in a state where tension is applied, and the bending of the mask portion 3 is suppressed.

マスク部3には、銅、ニッケル、ステンレス等の部材を用いることができる。また、ニッケル、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−鉄合金であるインバー材、ニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材等のニッケル合金を用いて電鋳製法でマスク部3を作製してもよい。特に、インバー材、スーパーインバー材の熱膨張係数は1〜2×10-6/℃と他の金属に比べて小さいので、蒸着時における熱膨張によるマスクの変形を抑えることが可能である。 For the mask portion 3, a member such as copper, nickel, and stainless steel can be used. Alternatively, the mask portion 3 may be formed by electroforming using a nickel alloy such as nickel, a nickel-cobalt alloy, an invar material that is a nickel-iron alloy, or a super invar material that is a nickel-iron-cobalt alloy. In particular, since the coefficient of thermal expansion of Invar material and Super Invar material is 1-2 × 10 −6 / ° C., which is smaller than that of other metals, it is possible to suppress deformation of the mask due to thermal expansion during vapor deposition.

フレーム2は、マスク部3をテンションを加えた状態で固定支持するために大きい剛性を備えたものであり、その剛性を付与するために十分な厚みおよび幅を持たせている。図1、図3および図4に示すように内側フレーム部2aによってマスク部3を分割し、マスク部3の両端で互に対向する2辺である外側フレーム部2bによって囲むように構成する。あるいは、図2の(b)に示すように、1つのマスク部3内に複数のパターンを設けて、長さの異なる2組の互に対向する2辺を有する方形状のフレーム2を用いてもよい。   The frame 2 has a large rigidity for fixing and supporting the mask portion 3 in a state where a tension is applied, and has a sufficient thickness and width to impart the rigidity. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the mask portion 3 is divided by the inner frame portion 2 a and is surrounded by the outer frame portion 2 b that is two sides facing each other at both ends of the mask portion 3. Alternatively, as shown in FIG. 2 (b), a plurality of patterns are provided in one mask portion 3, and two sets of rectangular frames 2 having two opposite sides with different lengths are used. Also good.

図1のようにマスク部3を分割する内側フレーム部2aを設ける構成では、マスク1の剛性が向上するため、パターンの画素配列の精度が向上する効果が得られる。この場合は、特に最外周の外側フレーム部2bの剛性をより大きくすることが好ましいが、マスク部3のパターン精度を保つことが可能であればこの限りではない。   In the configuration in which the inner frame portion 2a that divides the mask portion 3 as shown in FIG. 1 is provided, the rigidity of the mask 1 is improved, so that the effect of improving the accuracy of the pixel arrangement of the pattern is obtained. In this case, it is particularly preferable to increase the rigidity of the outermost outer frame portion 2b, but this is not limited as long as the pattern accuracy of the mask portion 3 can be maintained.

フレーム2には、ニッケル−鉄合金であるインバー材や、ニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材などの低熱膨張係数の材質を用いることができる。フレーム2に低膨張係数の材質を用いることで、マスク部3に用いた場合と同様に、熱膨張によるマスクの変形を抑える効果が得られる。   The frame 2 can be made of a material having a low thermal expansion coefficient such as an invar material that is a nickel-iron alloy or a super invar material that is a nickel-iron-cobalt alloy. By using a material having a low expansion coefficient for the frame 2, the effect of suppressing deformation of the mask due to thermal expansion can be obtained in the same manner as when used for the mask portion 3.

本実施形態において、ガラス基板10の対向する2辺を基板支持部とする場合の支持領域の定義を説明する。ここで基板の2辺を支持することとは、1つの辺でベッセル点を含む少なくとも1箇所以上の連続した領域か、ベッセル点を挟む両側を支持することである。また、支持領域は支持する辺の中間点に対して対称に支持し、辺の全領域を支持してもよい。   In the present embodiment, the definition of a support region when two opposing sides of the glass substrate 10 are used as a substrate support will be described. Here, to support two sides of the substrate means to support at least one continuous region including the vessel point on one side or both sides sandwiching the vessel point. Further, the support region may be supported symmetrically with respect to the midpoint of the supported side, and the entire region of the side may be supported.

図5は、マスク1に密着させるガラス基板10を対向する2辺で支持した場合に生じる撓みを説明するための図である。ガラス基板10の重心を点Aとし、点Aを通り、かつ一対の基板支持部11に平行な直線B−B上の基板端縁に位置する点をB1 、B2 とする。ガラス基板10の、対向する2辺である基板支持部11を支持する場合、基板中央のB−B線上の領域の撓み量が最も大きくなり、基板支持部11に向かうにつれて撓み量は小さくなる。 FIG. 5 is a diagram for explaining bending that occurs when the glass substrate 10 to be in close contact with the mask 1 is supported by two opposing sides. The center of gravity of the glass substrate 10 is defined as point A, and points located on the substrate edge on the straight line BB passing through the point A and parallel to the pair of substrate support portions 11 are defined as B 1 and B 2 . When supporting the substrate support part 11 which is two opposing sides of the glass substrate 10, the amount of bending in the region on the BB line at the center of the substrate becomes the largest, and the amount of bending becomes smaller toward the substrate supporting part 11.

図6は、撓みを説明するための例として500mm×400mmのサイズのガラス基板を長辺の2辺で支持した場合の点Aから点B1 、B2 までの撓み量の差を示したグラフであり、点Aを基準とした場合の撓み量を表している。撓み量の計算は、公知技術である有限要素法による演算処理を用いておこなった。図6に示すように、数十μmという僅かな差ではあるが、B−B線に沿った領域で撓み量が最も大きくなり、ガラス基板10全体では基板中央の両端部である点B1 、B2 が最も撓む。 FIG. 6 is a graph showing a difference in deflection amount from point A to points B 1 and B 2 when a glass substrate having a size of 500 mm × 400 mm is supported by two long sides as an example for explaining the deflection. And represents the amount of deflection when the point A is used as a reference. The amount of deflection was calculated using arithmetic processing by a finite element method which is a known technique. As shown in FIG. 6, although it is a slight difference of several tens of μm, the amount of bending becomes the largest in the region along the line B-B, and in the whole glass substrate 10, points B 1 that are both ends of the substrate center B 2 is most bent.

そこで、図1ないし図4に示すように、ガラス基板10と密着する面側の、フレーム2の互に対向する2辺の中央部に一対の凹み4を形成する。図1ないし図4の(a)にそれぞれ示す断面図では、ガラス基板10の両端部の撓み形状とマスク1の凹み4の関係をわかりやすくするために、ガラス基板10の両端部の撓み形状と凹み4の深さHの大きさを強調して示している。   Therefore, as shown in FIGS. 1 to 4, a pair of dents 4 are formed in the center part of the two sides of the frame 2 facing each other on the side close to the glass substrate 10. In the cross-sectional views shown in FIGS. 1 to 4A, in order to make the relationship between the bent shape of both ends of the glass substrate 10 and the recess 4 of the mask 1 easier to understand, the bent shapes of both ends of the glass substrate 10 are The size of the depth H of the dent 4 is highlighted.

フレーム2に一対の凹み4を設けておくことで、ガラス基板10の両端部の撓みが最初にマスク1のフレーム2に接触しないようにすることが可能になり、密着工程で位置ずれを抑制することが可能になる。凹み4の深さHは、ガラス基板10の両端部が最初にマスク1に接触しないように設計すればよく、少なくとも凹み4の深さHがガラス基板10の両端部の撓み差分以上であればよい。また、マスク部3の寸法精度に悪影響を及ぼさない範囲であれば、凹み4の一部あるいは全部に穴を開けることで開口部に代替してもよい。ただし、マスク1のパターンの寸法精度への影響を少しでも抑えるために、凹み4の深さHはガラス基板10の両端部の撓み差分より少し大きい程度が好ましい。   By providing the pair of recesses 4 in the frame 2, it becomes possible to prevent the bending of both end portions of the glass substrate 10 from first contacting the frame 2 of the mask 1, and to suppress displacement in the contact process. It becomes possible. The depth H of the dent 4 may be designed so that both ends of the glass substrate 10 do not first contact the mask 1, and at least if the depth H of the dent 4 is greater than or equal to the deflection difference between the both ends of the glass substrate 10. Good. Moreover, as long as the dimensional accuracy of the mask portion 3 is not adversely affected, a hole may be formed in a part or all of the recess 4 to replace the opening. However, in order to suppress the influence on the dimensional accuracy of the pattern of the mask 1 as much as possible, it is preferable that the depth H of the recess 4 is slightly larger than the deflection difference between both ends of the glass substrate 10.

凹み4の形状とその位置は、ガラス基板10の両端部の撓み量、撓み形状、ガラス基板自身のサイズに合わせて設計すればよい。   What is necessary is just to design the shape and the position of the dent 4 according to the bending amount of both ends of the glass substrate 10, a bending shape, and the size of the glass substrate itself.

例えば図3に示すように、マスク1のサイズよりもガラス基板10のほうが小さい場合は、凹み4をガラス基板10の形状に合わせてマスク1の中心寄りに形成すればよい。凹み4の形状に関しても同様に変更自在である。   For example, as shown in FIG. 3, when the glass substrate 10 is smaller than the size of the mask 1, the dent 4 may be formed closer to the center of the mask 1 according to the shape of the glass substrate 10. Similarly, the shape of the recess 4 can be changed.

また、図4に示すように、位置合わせ用マーク5を結んだ直線L−Lの延長線上に凹み4を設けるとよい。これによって、最初に接触する位置がより位置合わせ用マーク5の近くになり、ガラス基板10とマスク1の位置合わせ用マーク5の近傍領域が最初に接触する。その結果、位置合わせしてから位置合わせ用マーク同士が密着するまでのガラス基板10とマスク1の位置ずれを低減することができる。   Further, as shown in FIG. 4, a dent 4 may be provided on an extended line of the straight line LL connecting the alignment marks 5. As a result, the first contact position is closer to the alignment mark 5, and the vicinity of the alignment mark 5 on the glass substrate 10 and the mask 1 is first contacted. As a result, it is possible to reduce the positional deviation between the glass substrate 10 and the mask 1 until the alignment marks are brought into close contact with each other.

また、マスク1の長さの異なる2組の対向する2辺のうちで、短いほうの2辺の中央部に凹み4を設けることが好ましい。ガラス基板10の長辺を支持する場合、ガラス基板10の短辺の中央部の撓みが最初にマスク1に接触するのをマスク1の凹み4によって回避することができる。この場合は、ガラス基板10の長辺を支持するので、支持した際のガラス基板全体の撓みが小さくなり、密着工程でガラス基板10とマスク1の位置ずれが生じにくくなる。また、ガラス基板10のサイズが大きい場合、基板自身の撓みが大きすぎてガラス基板10が割れたり、破損する恐れがあることから、マスク1の短辺の中央部に凹み4を設けてガラス基板10の長辺を支持する方法が望ましい。   Moreover, it is preferable to provide the dent 4 in the central part of the shorter two sides of two sets of two opposite sides having different lengths of the mask 1. When supporting the long side of the glass substrate 10, it is possible to avoid the bending of the central portion of the short side of the glass substrate 10 from first contacting the mask 1 by the recess 4 of the mask 1. In this case, since the long side of the glass substrate 10 is supported, the deflection of the entire glass substrate when supported is reduced, and the positional displacement between the glass substrate 10 and the mask 1 is less likely to occur in the adhesion process. In addition, when the size of the glass substrate 10 is large, the glass substrate 10 may be bent too much and the glass substrate 10 may be broken or broken. A method of supporting 10 long sides is desirable.

図7は、比較のために、凹みが形成されていないマスク101とガラス基板110を示す図である。マスク部103を支持するフレーム102に凹みが形成されていないため、ガラス基板110とマスク101を密着させる工程において、ガラス基板110の両端部の撓んだ領域が最初にマスク101に接触する。したがって、マスク101とガラス基板110の間の僅かな摩擦力の違いによって、マスク101とガラス基板110の間で幾何学的な位置ずれが生じるおそれがある。   FIG. 7 is a view showing a mask 101 and a glass substrate 110 in which no recess is formed for comparison. Since no dent is formed in the frame 102 that supports the mask portion 103, the bent regions of both end portions of the glass substrate 110 first come into contact with the mask 101 in the step of closely attaching the glass substrate 110 and the mask 101. Therefore, a slight positional difference between the mask 101 and the glass substrate 110 may cause a geometric displacement between the mask 101 and the glass substrate 110.

次に、マスク1の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the mask 1 will be described.

まず、マスク部3およびフレーム2を作製する。マスク部3は、金属や合金の薄板にエッチング、レーザー加工、または電鋳等の手段を用いることによって作製する。また、フレーム2は、金属や合金をレーザー加工や機械加工することで作製する。
次にマスク部3とフレーム2を電着金属層等を介して不離一体的に接合することでマスク部3をフレーム2に固定する。
First, the mask part 3 and the frame 2 are produced. The mask part 3 is produced by using means such as etching, laser processing, or electroforming on a thin plate of metal or alloy. The frame 2 is manufactured by laser processing or machining a metal or alloy.
Next, the mask portion 3 and the frame 2 are fixedly and integrally joined to each other through an electrodeposited metal layer or the like, thereby fixing the mask portion 3 to the frame 2.

図2に示すように複数のパターンを設けたマスク部3を形成する場合は、マスク部3の周辺をクランプ等で外側向きに引っ張り、マスク部3に所望の寸法精度を満たすように張力を与えながらマスク部3をゆがみのない状態にすればよい。その状態のまま、マスク部3の周辺部分とフレーム2をスポット溶接等によって固着する。このような方法によって、マスク部3をフレーム2に固定することができる。   When forming a mask portion 3 having a plurality of patterns as shown in FIG. 2, the periphery of the mask portion 3 is pulled outward by a clamp or the like, and tension is applied to the mask portion 3 so as to satisfy a desired dimensional accuracy. However, the mask portion 3 may be in a state without distortion. In this state, the peripheral part of the mask part 3 and the frame 2 are fixed by spot welding or the like. By such a method, the mask portion 3 can be fixed to the frame 2.

フレーム2に凹み4を形成するには、レーザー加工、機械加工、または化学的エッチング処理等の手段を用いることができるが、所望の位置、形状、深さの凹みを形成することが可能であればこれに限らない。マスク部3および凹み4を、フレーム2に固定・形成する順序は、マスク部3のパターン精度が保証されていれば特に限定しない。   To form the recess 4 in the frame 2, laser processing, machining, chemical etching, or the like can be used, but it is possible to form a recess with a desired position, shape, and depth. It is not limited to this. The order in which the mask portion 3 and the recess 4 are fixed and formed on the frame 2 is not particularly limited as long as the pattern accuracy of the mask portion 3 is guaranteed.

成膜用マスクである蒸着用マスクを例にして、以下に実施例を説明する。   Examples will be described below by taking an evaporation mask, which is a film formation mask, as an example.

ガラス基板には、無アルカリガラスの0.7mm厚の基板を用いた。この基板上に定法によって薄膜トランジスタと電極配線、および画素電極がマトリックス状に形成されている。   A non-alkali glass 0.7 mm thick substrate was used as the glass substrate. Thin film transistors, electrode wirings, and pixel electrodes are formed in a matrix on this substrate by a conventional method.

蒸着用マスクは、まずスーパーインバー材からなる10mm厚のフレームに対して、パターン精度を調整しながらテンションを加えたスーパーインバー材からなる50μm厚のマスク部をスポット溶接した。マスク部には、40mm×50mmのパターンをマトリックス状に6×7の合計42個、中心対称に配列した。次に、化学的エッチング処理によって深さが約100μmの凹みを、フレームの2つの短辺の中央部付近に半径15mmの半円状にそれぞれ形成する。このようにして、蒸着用マスクを作製し、フレームには、ガラス基板との位置合わせ用マークを、凹みからマスク中心側へ1mm離れた領域に形成した。   First, the mask for vapor deposition was spot-welded to a 10 mm thick frame made of super invar material with a 50 μm thick mask portion made of super invar material to which tension was applied while adjusting the pattern accuracy. In the mask part, a total of 42 patterns of 40 mm × 50 mm, 6 × 7 in a matrix, were arranged symmetrically. Next, a recess having a depth of about 100 μm is formed in a semicircular shape having a radius of 15 mm in the vicinity of the center of the two short sides of the frame by chemical etching. In this way, a vapor deposition mask was produced, and an alignment mark with a glass substrate was formed on the frame in a region 1 mm away from the recess toward the mask center.

この蒸着用マスクに平滑な台に平らになるように設置し、その上からガラス基板の対向する長辺上の領域(基板支持部)を支持しながら、ガラス基板を蒸着用マスクに近づけた。次に、蒸着用マスクのマスク部の蒸気通孔とガラス基板上の画素パターンが一致するように位置合わせをおこない、ガラス基板を蒸着用マスクにさらに近づけてゆっくりと密着させ、有機EL層を成膜した。   The vapor deposition mask was placed so as to be flat on a smooth base, and the glass substrate was brought close to the vapor deposition mask while supporting a region (substrate support portion) on the opposite long side of the glass substrate from above. Next, alignment is performed so that the vapor passage hole in the mask portion of the evaporation mask matches the pixel pattern on the glass substrate, and the glass substrate is brought closer to the evaporation mask and brought into close contact with each other to form an organic EL layer. Filmed.

本実施例の蒸着用マスクでは、ガラス基板の両端部の撓みが密着工程の最初にマスクのフレームに接触しないようにすることが可能になり、マスク部のパターンである蒸気通孔とガラス基板上の画素パターンの位置ずれを抑制することができた。公知の発光材料を用いて真空蒸着することで、ガラス基板上に寸法精度のよい薄膜パターンである有機EL層を形成(成膜)することが可能となり、表示ムラのない有機EL素子が得られた。   In the vapor deposition mask of this embodiment, it becomes possible to prevent the bending of both ends of the glass substrate from coming into contact with the frame of the mask at the beginning of the adhesion process. It was possible to suppress the displacement of the pixel pattern. By vacuum deposition using a known luminescent material, it becomes possible to form (deposit) an organic EL layer that is a thin film pattern with good dimensional accuracy on a glass substrate, and an organic EL element without display unevenness is obtained. It was.

(比較例)
ガラス基板には、無アルカリガラスの0.7mm厚の基板を用いた。この基板上に定法によって薄膜トランジスタと電極配線、および画素電極がマトリックス状に形成されている。蒸着用マスクは、まずスーパーインバー材からなる10mm厚のフレームに対して、パターン部精度を調整しながらテンションを加えたスーパーインバー材からなる50μm厚のマスク部をスポット溶接した。マスク部には、40mm×50mmのパターンをマトリックス状に6×7の合計42個、中心対称に配列し、フレームには、ガラス基板との位置合わせ用マークを、実施例と同様の位置に形成した。
(Comparative example)
A non-alkali glass 0.7 mm thick substrate was used as the glass substrate. Thin film transistors, electrode wirings, and pixel electrodes are formed in a matrix on this substrate by a conventional method. First, the mask for vapor deposition was spot-welded to a 10 mm thick frame made of super invar material with a 50 μm thick mask portion made of super invar material to which tension was applied while adjusting the pattern portion accuracy. In the mask part, a total of 42 patterns of 40 mm x 50 mm, 6x7 in total, are arranged in a matrix, and the alignment mark with the glass substrate is formed at the same position as in the embodiment on the frame. did.

この蒸着用マスクを平滑な台に平らになるように設置し、その上からガラス基板の長辺上の領域を支持しながら、ガラス基板を蒸着用マスクに近づけた。次に、蒸着用マスクのパターンとガラス基板上の画素パターンが一致するように位置合わせをおこない、ガラス基板を蒸着用マスクにさらに近づけてゆっくりと密着させた。   This vapor deposition mask was placed flat on a flat table, and the glass substrate was brought close to the vapor deposition mask while supporting the region on the long side of the glass substrate from above. Next, alignment was performed so that the pattern of the evaporation mask coincided with the pixel pattern on the glass substrate, and the glass substrate was brought closer to the evaporation mask and brought into close contact slowly.

この蒸着用マスクの構成では、ガラス基板の両端部の撓みが密着工程の最初にマスクのフレームに接触するため、マスクのパターンとガラス基板上の画素パターンの位置ずれを抑制することは困難であった。公知の発光材料を用いて真空蒸着すると、ガラス基板上に形成された有機EL層にパターンずれが生じ、得られた有機EL素子に表示ムラが生じた。   In this vapor deposition mask configuration, the deflection of both ends of the glass substrate comes into contact with the mask frame at the beginning of the adhesion process, so it is difficult to suppress misalignment between the mask pattern and the pixel pattern on the glass substrate. It was. When vacuum deposition was performed using a known light-emitting material, a pattern shift occurred in the organic EL layer formed on the glass substrate, and display unevenness occurred in the obtained organic EL element.

本発明の成膜用マスクは、有機EL素子の製造工程に限定されることなく、ガラス基板等との高精度な位置合わせを要する他の蒸着プロセスやCVDプロセス等に広範囲に適用できる。   The film-forming mask of the present invention is not limited to the manufacturing process of the organic EL element, and can be widely applied to other vapor deposition processes and CVD processes that require high-precision alignment with a glass substrate or the like.

一実施形態を示すもので、(a)はマスクおよびガラス基板を示す模式断面図、(b)はマスクのみを示す平面図である。An embodiment is shown, (a) is a schematic cross-sectional view showing a mask and a glass substrate, and (b) is a plan view showing only the mask. 一変形例を示すもので、(a)はマスクおよびガラス基板を示す模式断面図、(b)はマスクのみを示す平面図である。It shows a modification, (a) is a schematic cross-sectional view showing a mask and a glass substrate, (b) is a plan view showing only the mask. 別の変形例を示すもので、(a)はマスクおよびガラス基板を示す模式断面図、(b)はマスクのみを示す平面図である。It shows another modification, (a) is a schematic cross-sectional view showing a mask and a glass substrate, (b) is a plan view showing only the mask. さらに別の変形例を示すもので、(a)はマスクおよびガラス基板を示す模式断面図、(b)はマスクのみを示す平面図である。Furthermore, another modification is shown, (a) is a schematic cross-sectional view showing a mask and a glass substrate, (b) is a plan view showing only the mask. ガラス基板に生じる撓みを説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the bending which arises in a glass substrate. ガラス基板に生じる撓み量を測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the amount of bending which arises in a glass substrate. 比較例を説明する図である。It is a figure explaining a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

1 マスク
2 フレーム
3 マスク部
4 凹み
5 位置合わせ用マーク
10 ガラス基板
11 基板支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask 2 Frame 3 Mask part 4 Recess 5 Alignment mark 10 Glass substrate 11 Substrate support part

Claims (5)

基板に密着させてマスク成膜するためのパターンを有するマスク部と、前記マスク部を支持するフレームと、を備えた成膜用マスクにおいて、
前記フレームが、前記マスク部の両端で互に対向する2辺を有し、前記成膜用マスクが前記基板と密着する面側に、前記フレームの前記対向する2辺の中央部にそれぞれ位置する一対の凹みを形成したことを特徴とする成膜用マスク。
In a film formation mask comprising a mask portion having a pattern for forming a mask film in close contact with a substrate, and a frame that supports the mask portion,
The frame has two sides facing each other at both ends of the mask portion, and the film formation mask is located on the surface side in close contact with the substrate, at the center of the two opposite sides of the frame. A film-forming mask characterized by forming a pair of recesses.
前記凹みが、前記基板と前記成膜用マスクとを位置合わせするための位置合わせ用マークを結んだ直線の延長線上に形成されていることを特徴とする請求項1記載の成膜用マスク。   2. The film formation mask according to claim 1, wherein the recess is formed on a linear extension line connecting alignment marks for aligning the substrate and the film formation mask. 前記フレームが、長さの異なる2組の対向する2辺を有し、前記一対の凹みを、短いほうの2辺の中央部にそれぞれ形成したことを特徴とする請求項1または2記載の成膜用マスク。   3. The structure according to claim 1, wherein the frame has two sets of two opposite sides having different lengths, and the pair of dents are formed at the central portions of the two shorter sides, respectively. Mask for membrane. 前記成膜用マスクが蒸着用マスクであることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の成膜用マスク。   The film-forming mask according to claim 1, wherein the film-forming mask is a vapor deposition mask. パターンを有するマスク部および前記マスク部を支持するフレームを備えた成膜用マスクと基板とを位置合わせする位置合わせ工程と、
位置合わせした前記成膜用マスクと前記基板とを密着させる工程と、
前記基板に密着させた前記成膜用マスクを介して有機EL層を成膜する工程と、を有し、
前記フレームが、前記マスク部の両端で互に対向する2辺を有し、前記成膜用マスクが前記基板と密着する面側に、前記フレームの前記対向する2辺の中央部にそれぞれ位置する一対の凹みを形成したことを特徴とする有機EL素子の製造方法。
An alignment step of aligning a substrate and a film formation mask including a mask portion having a pattern and a frame supporting the mask portion;
Adhering the aligned film-forming mask and the substrate;
Forming an organic EL layer through the film-formation mask adhered to the substrate,
The frame has two sides facing each other at both ends of the mask portion, and the film formation mask is located on the surface side in close contact with the substrate, at the center of the two opposite sides of the frame. A method of manufacturing an organic EL element, wherein a pair of recesses is formed.
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