JP2000096211A - 真空成膜用マスクおよびそれを用いた薄膜素子製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空成膜用マスクのたわみを低減し、取り扱
い性にすぐれ、該マスクを用いて形成したパターンを微
細にできるようにする。 【解決手段】 開口部形状の薄膜を形成するための真空
成膜用マスクにおいて、該マスクに設けられた隣接する
開口部間の遮蔽部の被形成物と接する側の面に、前記開
口部により形成する薄膜パターンを収納可能な凹部を設
ける。このマスクを有機ＥＬ層表面に密着させて１回目
の真空成膜を実施して薄膜を形成した後にマスクを移動
させ、１回目の真空成膜工程により形成した薄膜パター
ンが凹部内部に収まるようにして、２回目の真空成膜を
実施して素子を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、有機エレクトロルミネ
ッセンス素子（以下、単に有機ＥＬ素子という）等の薄
膜パターンを有する素子を蒸着等の真空成膜法により製
造する際に用いる真空成膜用マスクおよびこれを用いた
素子の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のマトリクス方式の有機ＥＬ素子の
構造の一例を図８に示す。９２はガラス基板９１上にス
トライプ状に形成したＩＴＯ電極層で、その上に正孔輸
送層９３及び有機ＥＬ発光層９４が形成され、ＩＴＯ層
９２と直交するようにして陰極ライン９５が形成されて
いる。ガラス基板９１上の陽極ライン９２は周知の写真
製版技術を用いて容易に形成することができる。しかし
ながら、有機ＥＬ発光層９４などの有機層は水にさらす
ことによって発光特性が劣化し、写真製版技術に用いる
フォトレジストの有機溶媒や現像液により溶け、発光特
性が劣化するなどの問題点があるため、陰極ライン９５
を通常の写真製版技術を用いて直接加工することはでき
ない。

【０００３】そのため、このマトリクス方式の有機ＥＬ
素子９０を作成する場合には、真空蒸着により形成する
際に成膜マスク９９を用いた方法が用いられている。具
体的には、ＩＴＯ層９２を全面に形成したガラス基板９
１の上にフォトレジストを塗布し、複数の平行な陽極ラ
イン９２が得られるように所定パターンにエッチングし
て形成する。この上に正孔輸送層９３、有機ＥＬ発光層
９４からなる有機層を蒸着して順次積層する。その後、
図９に示すような開口９９ａを設けた成膜マスク９９を
開口９９ａが前記陽極ライン９２と直交するようにして
有機層と密着させ、その状態で陰極材料の金属を蒸着
し、成膜マスク９９を剥離することで、ストライプ状の
陰極ライン９５を有機層の上に形成して有機ＥＬ素子９
０を作成する。

【０００４】しかしながら、上記した従来の成膜マスク
を用いた方法では、単に開口を設けただけの成膜マスク
９９を用いて有機ＥＬ発光層９４の上に陰極ライン９５
を設けるため、微細化が難しく、たとえば表示部分が６
ｃｍ×６ｃｍ程度の有機ＥＬ素子を形成する場合にはマ
トリクス方式の１画素の大きさが５００μｍ×５００μ
ｍで画素間距離が２００μｍ程度のものが限界であっ
た。

【０００５】そこで、微細な画素を有するマトリクス方
式の有機ＥＬ素子を形成するために様々な方法が提案さ
れている。例えば特開平５−３０７６号においては、ア
ノード電極、ＥＬ層及び金属層を形成後、集光レーザー
ビームを走査して、金属層の一部を切削してアノード電
極と交差する複数の帯状のカソード電極を互いに平行に
形成する旨が開示されており、特開平１０−１０６７４
７号においては、陽極上に陰極分離部の下層が内側にく
びれたひさし型形状をした２層構造の絶縁体からなる陰
極分離部を形成し、その後、有機ＥＬ層と陰極を蒸着す
ることで、有機ＥＬ層を水などにさらすことなく陰極分
離部により陰極分離加工ができる製造方法が開示されて
いる。

【０００６】しかし、特開平５−３０７６号においては
新たにレーザー加工工程が必要であり、特開平１０−１
０６７４７号においては陰極分離部の形成工程が必要で
あり、いずれも新たな製造工程、高価な製造設備を必要
とし、低コストで製造することが難しかった。また、必
ずしも容易に形成できるものではなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
比較的容易かつ低コストで実現できる成膜マスクを用い
る製造方法により微細なパターンの有機ＥＬ素子を製造
できないか研究を重ねた。しかし、単に成膜マスク９９
の開口９９ａ間の遮蔽部９９ｂの幅、即ち画素間距離を
小さくしたのみでは、回り込みにより所望のパターン形
状が得られず、これを陰極ラインとした場合には、陰極
ライン間の短絡を生じるという問題、成膜マスク自体の
強度が不足して加工、取り扱い性が低下する等の問題が
発生した。また、遮蔽部９９ｂが垂れ下がり、これによ
り基板と成膜マスク９９との間に隙間を生じ、この隙間
より蒸着物質が回り込んで被膜が蒸着形成されるという
問題も生じた。特に微細なパターンを形成しようとする
場合には、隣接するパターン間の距離が短いため、僅か
な回り込みにであっても、これにより形成しようとする
パターンが広がり良好なパターンが得られないものとな
る。なお、成膜マスクの厚みを変えることで、ある程度
改善することはできるが満足する結果は得られなかっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
の課題を解決するための具体的手段として、まず第１
に、開口部が形成され、薄膜パターンを形成する被覆体
と当接して真空成膜することで開口部形状の薄膜を形成
するための真空成膜用マスクであって、該マスクに設け
られた隣接する開口部間の遮蔽部の被形成物と接する側
の面には、前記開口部により形成する薄膜パターンを収
納可能な凹部を設けた真空成膜用マスクを提供するもの
である。これにより成膜した薄膜パターンを傷付け、汚
染することなく微細な薄膜パターンを形成可能となる。

【０００９】また、薄膜パターンを素子上に真空成膜す
る方法において、前記薄膜パターン形状の開口部を有す
る請求項１または請求項２記載の真空成膜用マスクを準
備する工程と、前記真空成膜用マスクを被形成物に当接
させて１回目の真空成膜を実施して薄膜パターンを形成
する工程と、前記真空成膜用マスクを移動させ、１回目
の真空成膜工程により形成した薄膜パターンが前記凹部
の内部に収まるようにして、真空成膜用マスクを被形成
物に当接させて２回目の真空成膜を実施して薄膜を形成
する工程、とを順に実施して整列した薄膜パターンを有
する素子を形成する薄膜素子の製造方法を提供する。こ
れにより上記した課題を解決するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照しつつ詳細に説明する。まず、真空成膜用マスクにつ
いて説明する。図１は本発明にかかる成膜マスクを説明
するために簡略化して示す正面図、図２はその横部断面
図である。成膜マスク１は、被蒸着物に所望のパターン
を形成するための複数の開口２及び遮蔽部３を設けたパ
ターン形成部７と、被蒸着物に蒸着物質が被覆しないよ
うにカバーすると共に成膜マスク１を固定等するための
周辺部９とからなる。この成膜マスク１を被蒸着物、例
えばガラス基板に重ね合わせて蒸着すると、蒸着物質は
成膜マスク１上および開口２に対応するガラス基板上に
蒸着され、ガラス基板上に所定形状の蒸着パターン、図
面の場合にはストライプ状のパターンを形成することが
できる。

【００１１】ここまでの点は従来の成膜マスクと何ら変
わりはない。本発明においては、遮蔽部３にハーフスリ
ット４が設けてある点に特徴がある。ハーフスリット４
は成膜マスク１の厚み方向に凹部を形成したもので、開
口２によりガラス基板上に形成した蒸着パターンを覆う
大きさとされている。すなわち、ハーフスリット４の幅
Ｗ４を開口２の幅Ｗ２と等しいか又はＷ２より大きなも
のとし、かつ、遮蔽部３の幅Ｗ３より小さいものとして
形成する。ハーフスリット４の両側には幅Ｗ５の間隔部
５が形成されている。また、ハーフスリット４の凹部は
開口２にて蒸着した蒸着物質を覆うものであるから、蒸
着物質の厚み以上の深さとしている。

【００１２】前記した成膜マスク１は、例えば、次のよ
うにして製造することができる。ステンレス等の薄い金
属板にフォトレジスト等をハーフスリット４に対応した
パターンに塗布形成し、次いで金属板をエッチング液に
浸して所定の深さの凹部となるように調整してハーフス
リット４を形成する。続いてハーフスリット４を覆うよ
うにしてフォトレジスト等を塗布形成して所定形状の開
口２を同様にエッチングする。開口２はハーフスリット
４と異なり金属板を貫通するようにエッチングする。そ
の後レジストを除去することで成膜マスク１が完成す
る。

【００１３】このようにして製造した成膜マスク１を用
いて蒸着を実施すると、１回目の蒸着により、ガラス基
板上に開口２に対応した蒸着パターン、即ち、蒸着パタ
ーン間の距離がＷ３、パターンピッチがＷ３＋Ｗ２で、
幅Ｗ２の蒸着パターンが形成される。該パターン形成
後、成膜マスク１を先の工程で形成した蒸着パターンが
ハーフスリット４の凹部内に位置するように図面横方向
に距離Ｗ５移動し、マスクをガラス基板に当接させた状
態で２回目の蒸着を施す。

【００１４】これにより１回目の蒸着により作成した隣
接するパターン間に１回目の蒸着と同じパターンの蒸着
パターンが形成され、２回の蒸着により蒸着パターン間
の距離がＷ５、パターンピッチがＷ５＋Ｗ２で、幅Ｗ２
の蒸着パターンが形成されることになる。このようにし
て２回の蒸着を行うことで蒸着パターンは、図1のハー
フスリット４の箇所をハーフスリットではなく開口とし
て形成した従来の成膜マスクを用いて形成する場合と同
等のパターン形状を形成できる。

【００１５】ハーフスリット４を設けた成膜マスク１
は、成膜マスク１の隣接する開口２間の距離、即ち遮蔽
部３の幅を広いものとすることができるため、従来のも
のに比べて該遮蔽部が垂れ下がったりする等の問題が生
じにくくなり、従来では対応困難なピッチの細かさのも
のにも対応できるものとなる。図1の実施形態の場合に
おいては、遮蔽部にハーフスリット４を１列設けて２回
の蒸着を実施する例としているので、従来の約２倍の細
かさにまで対応可能とすることができる。遮蔽部にハー
フスリットを２列設け、３回蒸着を繰り返すものとすれ
ば約３倍の細かさにまで対応可能となり、更に４回以上
の蒸着を行うものとすれば更に細かなピッチにまで対応
可能とすることができる。

【００１６】次に前記した成膜マスク１を用いて有機Ｅ
Ｌ素子を製造する方法について、図８に示した有機ＥＬ
素子９０と同じマトリクス方式の構造の素子を作成する
場合を図３および図4を用いて具体的に説明する。有機
ＥＬ素子１０は、陽極ラインとなるストライプ状のＩＴ
Ｏ層１２を形成したガラス基板１１上の表示領域の全面
に正孔輸送層、有機ＥＬ発光層からなる有機ＥＬ層１３
が形成されており、該有機ＥＬ層１３の上にＩＴＯ層１
２と直交するようにして陰極ラインとなる金属電極層１
４を設けた構造とされる。

【００１７】先ず初めに、ガラス基板１１上にＩＴＯ層
１２をスパッタリング法または蒸着法により形成し、フ
ォトレジストを塗布してエッチングを施してストライプ
上の陽極ライン１２を形成する第1電極形成工程を実施
する。次にこの基板１１を真空装置内に設置し、基板１
１上の表示領域に正孔輸送層、有機ＥＬ発光層を順次蒸
着して有機ＥＬ層１３を設ける有機ＥＬ層形成工程を実
施する。続いて、前記した成膜マスク１を用いて第2電
極形成工程を実施する。なお、図3および図4は有機ＥＬ
層形成工程を終えた後の第2電極形成工程を説明するも
のであり、第1電極形成工程にて作成したＩＴＯ層１２
と平行な方向の断面にて説明するものである。

【００１８】第２電極形成工程は、次のように実施す
る。有機ＥＬ層形成工程を終えた基板１１と、ストライ
プ状の開口２を有する成膜マスク１を準備し、図3に示
した１回目の蒸着工程を実施する。図3（ａ）に示すよ
うに、成膜マスク１に設けたハーフスリット４の凹部側
が、基板１１の有機ＥＬ層１３と対向するようにして所
定位置に配置する。次に図3（ｂ）に示すように基板１
１と成膜マスク１を重ね合わせ、この状態で陰極ライン
となる金属材料を蒸着して１回目の蒸着工程を実施す
る。所定の厚みとなるように蒸着を終えた後、成膜マス
ク１を基板１１から離間すると、開口２に対応して図3
（ｃ）に示したような陰極ライン１４ａが形成される。

【００１９】続いて、図4に示す２回目の蒸着工程を実
施する。成膜マスク１を基板１１に対して相対的に図面
横方向に平行に移動する。このとき１回目の蒸着工程に
て形成した陰極ライン１４ａの中心がハーフスリット４
の凹部中心となるように、図４（ａ）に示したようにＷ
２／２＋Ｗ５＋Ｗ４／２の距離を移動させる。この移動
による位置合わせを確実に行うため、基板１１の周辺部
分に位置合わせ用の目印となる合わせマークを、成膜マ
スク１の周辺部９に合わせマークと重ね合わせた際に所
定の位置関係を特定できるような目印となる開口を予め
形成しておき、この開口と合わせマークが所定の関係に
なるようにＸ軸、Ｙ軸方向及びθ方向に相対的に移動可
能な公知の位置調整機構を基板もしくは成膜マスク保持
手段に形成しておき、蒸着装置内に設けたＣＣＤカメラ
等で観察して蒸着装置内にて重ね合わせ位置の微調整が
できるようにしておく。また、１回目及び２回目の蒸着
工程は真空装置内で真空を保ったまま実施すると良い。

【００２０】次に、成膜マスク１と基板１１とを所定の
位置とした状態で両者を当接させると、図４（ｂ）に示
したように１回目の蒸着工程にて形成した陰極ライン１
４ａがハーフスリット４の凹部内に入るものとなり、成
膜マスク１と基板１１とは１回目の蒸着工程と何ら変わ
りのない条件にて蒸着工程を実施できるものとなる。１
回目の蒸着工程と同一条件にて２回目の蒸着を実施した
後、成膜マスク１を基板１１から離間する。このように
して第２電極形成工程を実施すると、図４（c）に示し
たように、基板１１上には１回目の蒸着により形成した
陰極ライン１４aと２回目の蒸着により形成した陰極ラ
イン１４ｂが交互に並んだ陰極ライン１４が形成され
る。

【００２１】仮に、成膜マスク１にハーフスリット４を
設けずに平坦な遮蔽部のままの成膜マスクを利用して２
回目の蒸着を行うとすると、２回目の蒸着工程の際に成
膜マスク１と１回目の蒸着工程により形成した陰極ライ
ン１４ａとが接触するものとなるため、陰極ライン１４
ａの厚さにより成膜マスクと有機ＥＬ層を形成した基板
１１との間に隙間を生じ、２回目の蒸着により形成する
陰極ライン１４ｂは、隙間による回り込みにより開口２
よりも大きな形状となるおそれがある。特に開口ピッチ
を小さくして精細なマトリクス表示を得ようとした場合
には、隣接するライン間の距離が狭いため、この回り込
みによる影響は大きく、隣接する陰極ラインが短絡する
等の問題を生じる。また、ハーフスリットを設けない
と、成膜マスク１が１回目の蒸着工程により形成した陰
極ライン１４ａと接触して傷付いたり、切断する等の問
題が生じるおそれも高く、成膜マスクとの接触による素
子の汚染の問題もある。しかし、本発明においてはハー
フスリット４を設け、２回目の蒸着工程の際に１回目の
蒸着工程により形成した陰極ライン１４ａが、ハーフス
リット４の凹部内に入るものとしているので、かかる問
題は生じない。

【００２２】ここまでの説明において、成膜マスク１に
設けたハーフスリット４は開口２間に１箇所のみ形成し
たものについて説明したが、ハーフスリットを開口２間
に２個所以上設けるものとしても良い。ハーフスリット
を２個所設ける場合には第2電極形成工程における蒸着
工程数を３回とし、３個所ならば４回、Ｎ回ならばＮ＋
１回の蒸着工程を実施すれば良いものとなる。これによ
り、形成しようとするラインピッチが細かい、精細なパ
ターンの素子を蒸着回数を増やすことで製造できるもの
となる。なお、３回以上のＮ回蒸着を行う場合におい
て、開口間のハーフスリットはＮ−１個である２個以上
を設けるものに限定されるものではなく、前の蒸着工程
にて形成したパターンを収納できる大きさの１個の開口
であっても同様の作用を奏する。

【００２３】表１に外形寸法１０ｃｍ×１０ｃｍの表示
画素領域を有するマトリクス状の有機ＥＬ素子を製造す
る場合において、０．３ｍｍ×１００ｍｍのストライプ
状の開口部を多数設け、蒸着工程回数を１から３とした
場合について検討した結果を記す。○は良好に陰極パタ
ーンが形成されたことを示し、×は短絡等の問題から良
好にパターン形成ができなかったことを示す。なお、蒸
着工程回数＝１とは、蒸着後のパターン形状と全く同じ
開口を有しハーフスリットを設けていない成膜マスク、
すなわち従来の成膜マスクを用いた場合を示す。蒸着工
程回数＝２とは、蒸着工程回数＝１の従来の成膜マスク
を用いて形成した形成パターンと同一のパターンを形成
するために、開口とハーフスリットを蒸着工程回数＝１
にて用いた成膜マスクの開口ピッチと同じピッチで開
口、ハーフスリット、開口、ハーフスリット・・と繰り
返して設けた成膜マスクを用いて、前述した方法により
２回の蒸着工程を実施した場合に対応する。蒸着工程回
数＝３とは、蒸着工程回数＝２の場合と同様にハーフス
リットを設けた成膜マスクを用いて同一の形成パターン
を３回の蒸着工程を実施することにより形成する場合に
対応する。なお、成膜マスクとしては、０．１ｍｍの厚
みのステンレスを用いた。

【００２４】

【表１】

【００２５】また、蒸着後の形成パターン間の距離と
は、例えば、蒸着後の形成パターン間の距離＝０．０５
ｍｍの場合は基板に蒸着形成した０．３ｍｍ×１００ｍ
ｍのストライプ状の蒸着ラインが１０ｃｍ×１０ｃｍの
表示画素領域に複数列形成された薄膜形成パターンにお
いて、各蒸着ラインパターン間の距離が０．０５ｍｍで
あることを示す。

【００２６】この例のようなパターンを形成するため
に、従来のハーフスリットのない成膜マスク（蒸着工程
回数＝１に相当）を用いる場合には、前記形成パターン
と同一の０．３ｍｍ×１００ｍｍの開口と開口間距離
０．０５ｍｍ×１００ｍｍという細かな遮蔽部とを連続
して設けた成膜マスクを用いて１回の蒸着工程で実施し
た。その場合には、隣接するパターン間が短絡し微細な
パターンを形成できなかった。また、成膜マスクの遮蔽
部が非常に細いため、その製造及び取り扱いが難しく遮
蔽部が蛇行し、所定形状のパターンとならない箇所もあ
った。それに対し、本願のハーフスリットを設けた成膜
マスクを用いた場合（蒸着工程回数＝２以上）には、か
かる問題を生じなかった。具体的には、蒸着工程回数＝
２の場合には、０．３ｍｍ×１００ｍｍの開口、開口と
ハーフスリット間の距離が０．０５ｍｍ、０．３ｍｍ×
１００ｍｍのハーフスリットを繰り返して形成し、隣接
する開口間の距離が０．０５＋０．３＋０．０５＝０．
４ｍｍの遮蔽部を有する成膜マスクを用い、２回の蒸着
工程を実施した。その場合には、遮蔽部の寸法が０．４
ｍｍもあるため取り扱いも容易であり、また、蒸着形成
したパターンも良好な形状を示し、短絡等も発生してい
なかった。

【００２７】蒸着回数を増加して更に微細化することも
可能だが、蒸着後の形成パターン間の距離を０．０２ｍ
ｍよりも狭いピッチとなるように基板１１と成膜マスク
１を相対的に精度良く移動することは難しくなってく
る。よって、現実的には形成パターン間の距離が０．０
１ｍｍ、蒸着回数は３回までとすることが望ましい。

【００２８】上記に説明したように、蒸着回数を複数回
とし、その際に使用する成膜マスクを開口間の遮蔽部に
ハーフスリットを設けたものとすることで、遮蔽部の幅
が広くなり、安定して形成パターンの微細化を図ること
ができる。しかしながら、前記したライン状の開口を有
する成膜マスクを大面積とした場合、特に遮蔽部の長さ
を前記実施形態の場合よりも長くした場合には、ハーフ
スリットを設けたマスクであっても遮蔽部がその自重に
より垂れ下がり、基板との間に隙間が生じ、良好な蒸着
パターンが形成できない場合がある。

【００２９】成膜マスクを基板と密着させて成膜マスク
を下側として蒸着装置内に設置し、成膜マスク周辺部の
部分を押さえて固定して蒸着する場合において、この成
膜マスク遮蔽部の下方への最大のたわみ量は次の式によ
り表現することができる。δ_ｍａｘ＝Ｐ・ｌ^３／（３８
４Ｅ・Ｉ）ここで、Ｐは成膜マスクにかかる荷重、Ｅ・
Ｉは曲げこわさと呼ばれる弾性係数Ｅと断面二次モーメ
ントの積、ｌははりの長さ、即ち遮蔽部の長さである。
また、断面二次モーメントは略長方形状の断面であるか
らＩ＝（１／１２）・（ｂ・ｈ^３）により表現される。
ｂは遮蔽部断面における幅、ｈは遮蔽部断面における縦
長さ、即ち遮蔽部の厚みである。

【００３０】上記式から判るように、たわみ量は遮蔽部
の長さｌによる影響が大きく、これを長くする程大きく
なる。そこで、成膜マスクのたわみによる隙間の発生を
防止するために、成膜マスクを磁石により固定できる材
質のものにて作成し、基板の反対側に磁石を配設して成
膜マスクを所定の位置に固定するものとすることが好ま
しい。

【００３１】具体的には図５に示すような蒸着装置５０
を用いる。真空容器内下方に蒸着源５１を設け、その上
方に基板ホルダ５５が設けてある。基板ホルダ５５は成
膜マスク５３を重ね合わせた基板５２を成膜マスク５３
が蒸着源側となるようにして固定し、基板５２の裏面側
には磁力固定手段５４が設けてある。成膜マスク５３を
磁性金属材料にて形成した場合には、磁力固定手段５４
に磁石を設けたものを用いる。例えば、基板ホルダ５５
の基板５２と接する面を電磁石により製造し、スイッチ
のＯＮ、ＯＦＦにより基板５２と成膜マスク５３との当
接、離間を行うことができるものとしたり、非磁性材料
基体の上方に永久磁石を移動可能に取り付けるものとし
たりすることができる。また、逆に成膜マスク５３を磁
石により形成もしくは磁石を配設したものとし、これを
磁性金属材料よりなる移動可能な磁力固定手段５４によ
り基板ホルダ５５に取り付けて固定することもできる。

【００３２】成膜マスクの材質としてはＮｉ、Ｃｏ、Ｆ
ｅやＦｅ成分の多いステンレス合金等の磁性金属材料単
体や、磁性金属材料と非磁性金属材料との結合により作
成することが好ましく、磁石としてはＳｍ−Ｃｏ系希土
類磁石、フェライト磁石等の永久磁石や電磁石を用いる
ことができる。

【００３３】また、成膜マスクの遮蔽部のたわみを防止
するために開口部を分割して、図６に示すようなストラ
イプ状の開口を複数の開口２２を有する成膜マスク２１
とすることもできる。２７は非表示画素領域を覆う周辺
部、２６は表示画素領域に対応するパターン形成部、２
５は形成したストライプ状パターンのライン状のストラ
イプ間の非蒸着部に相当する遮蔽部、２４はライン状の
ストライプパターンを形成するための分割ライン２４
で、先に説明した成膜マスク１における開口２に相当す
る。本実施形態においては分割ライン２４を１つの開口
ではなく、複数の開口２２とハーフスリット遮蔽部２３
よりなる構成としている。

【００３４】成膜マスク２１を用いてライン状の蒸着パ
ターンを形成するには、成膜マスク１を用いた場合と同
様に２回の蒸着工程を実施することで、直線状のストラ
イプパターンを複数ライン形成することができる。具体
的には、１回目の蒸着工程を終えた後に成膜マスク２１
を分割ライン２４と平行に移動し、ハーフスリット遮蔽
部２３の凹部内に１回目の蒸着工程にて形成した１回目
の蒸着パターンが入るようにして再度セットし、２回目
の蒸着工程を実施することで１回目の蒸着パターンと２
回目の蒸着パターンとが繋がり、直線状のストライプパ
ターンを複数ライン形成することができる。

【００３５】なお、開口２２とハーフスリット遮蔽部２
３との間には、先に説明した成膜マスク１のように間隔
部を設ける必要はない。間隔部を設けないので開口２２
からハーフスリット遮蔽部２３側に蒸着物質が回り込む
が、その回り込むハーフスリット遮蔽部２３側に２回目
の蒸着を行うから問題とならないからである。

【００３６】このようにライン方向にハーフスリット遮
蔽部２３を形成した成膜マスク２１を用いることで、大
型の基板、特に長いラインを形成するパターンほど有効
なものとなる。例えば形成しようとする薄膜ラインの長
さｌが約１／４となれば、たわみは約（１／４）^３小さ
くなる（前記式参照）。また、遮蔽部２５に先に説明し
た成膜マスク１のようにハーフスリット４を設けＸ方向
及びＹ方向の双方について移動するものとすることもで
きる。

【００３７】今までの説明は、有機ＥＬ素子における第
２電極形成工程にハーフスリットを設けた成膜マスクを
用いる実施形態について説明したが、有機ＥＬ層の製造
の際に本発明の成膜マスクを用いることもできる。例え
ば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の発光色に対
応する３種類の有機ＥＬ層をストライプ状に形成する場
合にハーフスリットを設けた成膜マスクを用いて各色別
に３回の蒸着工程を実施する。その際２回目以降の蒸着
工程において、先に蒸着形成した有機ＥＬ層が、ハーフ
スリット内に収納されるものとなるので、有機ＥＬ層が
傷付いたり汚染される等の問題が生じないものとなる。
特に、有機ＥＬ層は金属層に比較して柔らかく、傷つき
易いので、有機ＥＬ層によりパターンを形成した場合、
ハーフスリットの無い成膜マスクを用いて複数回の蒸着
工程を行うと、表示部の有機ＥＬ層が成膜マスクと集中
的に圧着するものとなり、傷等が生じ、表示画素欠陥等
の不良となりやすいが、ハーフスリットを設けること
で、この問題を解決できる。

【００３８】また、有機ＥＬ素子の構成は、前記した構
成に限られるものではなく、基板側の第１電極を陰極と
し、表面側の第２電極を陽極とするものであってもよ
い。また、有機ＥＬ層も、正孔輸送層／有機ＥＬ発光層
の２層構造のみでなく、正孔輸送層／有機ＥＬ発光層／
電子輸送層、等の多層構造としてもよい。正孔輸送層と
してはＰＶＣｚ（ポリビニルカルバゾール）、ＴＰＤ、
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＰＤＡ、ＰＡＮＩ、Ｐｃ等を、有機
ＥＬ発光層としては、Ａｌｑ_３、Ｅｕ（ＤＢＭ）_３（Ｐ
ｈｅｎ）、ＢｅＢｑ、ＤＴＶＢｉ、Ｃｏｕｍａｒｉｎ
６、ＤＣＭ−１、Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ、Ｒｕｂｒ
ｅｎｅ、ＮｉｌｅＲｅｄ、ＴＰＢ、ＰＰＶ、ＣＮ−ＰＰ
Ｖ、ＭＥＨ−ＰＰＶ等を、電子輸送材料材料としてはＰ
ＢＤ、ＴＡＺ、ＢＮＤ、ＯＸＤ、Ａｌｑ_３等を用いるこ
とができる。また、陽極材料としてはＩＴＯ、Ａｕ、カ
ーボン、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ等を、陰極材料としてはＭ
ｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｂａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃａ、Ｋ、
Ｎａ、Ｃｒ及びこれらとアルカリ金属またはアルカリ土
類金属とで構成されている合金等を用いることができ
る。

【００３９】また、ハーフスリットを設けると遮蔽部の
たわみに対する強度が向上し、ハーフスリットを設けな
い場合に比べてたわみ量を小さくすることができる。断
面四角形状凹部のハーフスリットとした前記した実施形
態の場合においても、かかる効果を生じるが、より一層
この効果を高めるためにはハーフスリットの凹部底面形
状を三角柱形状としたり、凹部底面を曲面形状としたり
することが好ましく、このような形状はレーザー加工等
により形成することが好ましい。

【００４０】以下、具体的な実施例について説明する。 （実施例１） （成膜マスクの作製）５ｃｍ×５ｃｍ×厚さ０．１ｍｍ
のステンレス板を準備し、その表面にフォトレジストを
塗布形成して４０ｍｍ×３５０μｍで深さ０．１μｍの
ライン状のハーフスリットを電解エッチングにより形成
しレジストを除去した。続いて前記ハーフスリット間に
４０ｍｍ×３００μｍの開口を設けるため同様にレジス
ト被覆後に電解エッチングを施した。このとき開口と開
口間の距離は約０．５ｍｍで、開口とハーフスリットと
の間の距離は１００μｍとした。図７はこのようにして
製造した成膜マスクの顕微鏡写真を示すもので図１と同
一の符号を付してある。

【００４１】（有機ＥＬ素子の作製）５ｃｍ×５ｃｍの
ガラス基板にスパッタ装置により第１電極であるＩＴＯ
層を１００ｎｍ形成し、フォトリソグラフィ法により４
ｃｍ×３００μｍのストライプ状のラインをライン間隔
２０μｍにて形成した。次にこの基板を蒸着装置にセッ
トし、正孔輸送材料としてＰＶＣｚを５０ｎｍ蒸着し、
続いて有機ＥＬ発光材料としてＡｌｑ_３を５０ｎｍ蒸着
して１００ｎｍの有機ＥＬ層を形成した。次に蒸着装置
内にて予め準備しておいた前記成膜マスクを移動させ
て、第１電極層と成膜マスクの開口が直交するように配
置してＭｇにＡｇを添加した金属材料を５００ｎｍ蒸着
した。次に成膜マスクを基板から離間して平行移動さ
せ、成膜マスクに形成したハーフスリット部に１回目の
金属材料蒸着により形成したパターンが入り込むように
し、その状態で成膜マスクと基板とを重ね合わせて金属
材料を５００ｎｍ蒸着して２回目の蒸着工程を実施し、
第２電極である陰極ラインを形成して有機ＥＬ素子を作
製した。蒸着装置より有機ＥＬ素子を取り出して顕微鏡
にて確認したところ、４０ｍｍ×３００μｍで、パター
ン間隔が１００μｍの良好な陰極ラインが形成されてい
ることが確認された。この有機ＥＬ素子を７Ｖ×２ｍＡ
にて駆動したところ、陽極ラインと陰極ラインとが交差
する表示画素部分が良好に発光し、短絡等の問題は発生
しなかった。

【００４２】（実施例２）成膜マスク及びガラス基板の
大きさを１０ｃｍ×１０ｃｍとし、第１電極である陽極
ラインを８０ｍｍ×３００μｍ、成膜マスクの大きさを
８０ｍｍ×３００μｍとして、成膜マスク及び第１電極
を形成したガラス基板を蒸着装置内にセットした。次に
実施例１と同一の条件にて有機ＥＬ層を蒸着して形成し
た。次に蒸着装置内にて予め準備しておいた成膜マスク
を移動させて、第１電極層と成膜マスクの開口が直交す
るように配置して第１実施例と同一条件で第２電極であ
る陰極ラインの１回目の蒸着工程を実施した。その際、
ガラス基板の成膜マスクを設置した側と反対側には永久
磁石を点在させて、永久磁石により成膜マスクを基板側
に密着させるようにして蒸着を行った。続いて２回目の
蒸着工程を同様に実施した。この有機ＥＬ素子について
も顕微鏡観察および点灯試験を行ったところ、各画素が
短絡するようなことはなく良好な発光が観視された。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の真空成膜
用マスクによれば、真空成膜用マスクに凹部を設けた遮
蔽部を所定パターンとした開口部間に設けたので、遮蔽
部の幅を大きくすることができ、真空成膜用マスクの強
度が向上し、取り扱いが容易になった。また、強度と取
り扱い性が向上したことにより、所定パターンの開口部
及び遮蔽部の大きさをより小さくすることが可能とな
る。更に、凹部を設けているので、成膜マスク遮蔽部の
重さを軽くして遮蔽部にかかる荷重の減少を図ることが
できる。また、該マスクを移動して２回目以降の蒸着工
程を実施する際に１回目の蒸着工程にて形成した開口部
形状のパターンが凹部に入り、蒸着パターン表面と真空
成膜用マスクが直接当接しないものとすることができる
ので、１回目の蒸着パターンで形成したパターン表面が
汚染されることがない。更にまた、凹部を設けたことに
より遮蔽部の強度が向上し、たわみを低減できる。

【００４４】また、本発明の真空成膜用マスクを用いた
素子製造方法によれば、上記した真空成膜用マスクを用
いて２回以上の真空成膜工程を実施することで、１回の
真空成膜工程にて作成する場合に比べて遥かに微細なパ
ターンであっても形成できるものとなる。大型基板に対
しても微細パターンが形成できるものとなる。

【００４５】更に、真空成膜用マスクを磁性金属材料等
により作成し、該マスクと基板のパターン形成面と反対
側に設けた磁石固定手段との磁力による働きで真空成膜
用マスクが基板に密接するものとしたので、真空成膜用
マスクに設けた開口間の遮蔽部が真空成膜時においても
たわむことはなく、安定して開口パターンの形状を基板
上に被膜できるものとなる。これにより、より大型のも
のにも薄膜パターンを微細に形成できるものとなる。

【００４６】更にまた、成膜用マスクと被形成物とに位
置合わせマークを設け、ＣＣＤカメラ等の位置検出手段
と位置調整機構を設けた真空成膜装置を用いることで、
成膜用マスクと被形成物との位置合わせを真空成膜装置
内にて可能としたことで、１回目の真空成膜工程と２回
目以降の真空成膜工程を真空を破ることなく続けて実施
できるものとなり、スループットの向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の成膜マスクを説明する平面図であ
る。

【図２】 図１の成膜マスクのＡ−Ａ断面を示す説明
図である。

【図３】 本発明の成膜マスクを用いた有機ＥＬ素子
の製造工程の説明図である。

【図４】 同じく本発明の成膜マスクを用いた有機Ｅ
Ｌ素子の製造工程の説明図である。

【図５】 本発明の蒸着装置の説明図である。

【図６】 本発明の別の実施形態の成膜マスクを示す
説明図である。

【図７】 本発明の成膜マスクの拡大写真である。

【図８】 従来のマトリクス方式の有機ＥＬ素子の説
明図である。

【図９】 従来の成膜マスクの説明図である。

【符号の説明】

１、２１ 成膜マスク ２、２２ 開口 ３、２５ 遮蔽部 ４、２３ ハーフスリット １０ 有機ＥＬ素子 １１ ガラス基板 １２ 陽極ライン、ＩＴＯ層 １３ 有機ＥＬ層 １４ 陰極ライン、金属電極層 ５０ 蒸着装置 ５２ 基板 ５３ 成膜マスク ５４ 磁力固定手段 ５５ 基板ホルダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口部が形成され、薄膜を形成する被
   覆体と当接して真空成膜することで開口部形状の薄膜パ
   ターンを形成するための真空成膜用マスクにおいて、該
   マスクに設けられた隣接する開口部間の遮蔽部であっ
   て、被形成物と接する側の面には、前記開口部により形
   成する薄膜パターンを収納可能な凹部が設けられている
   ことを特徴とする真空成膜用マスク。
2. 【請求項２】 前記真空成膜用マスクが、磁性金属材
   料もしくは磁性材料よりなることを特徴とする請求項１
   記載の真空成膜用マスク。
3. 【請求項３】 薄膜パターンを素子上に真空成膜する
   方法において、前記薄膜パターン形状の開口部を有する
   請求項１または請求項２記載の真空成膜用マスクを準備
   する工程と、前記真空成膜用マスクを被形成物に当接さ
   せて１回目の真空成膜を実施して薄膜パターンを形成す
   る工程と、前記真空成膜用マスクを移動させ、１回目の
   真空成膜工程により形成した薄膜パターンが前記凹部の
   内部に収まるようにして、真空成膜用マスクを被形成物
   に当接させて２回目の真空成膜を実施して薄膜を形成す
   る工程、とを順に実施して整列した薄膜パターンを有す
   る素子を形成することを特徴とする薄膜素子の製造方
   法。
4. 【請求項４】 基板上に第1電極を形成し、次いで有
   機発光層を有する有機ＥＬ層および第２電極を順に積層
   する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法にお
   いて、前記第２電極を形成する際に、ストライプ状の開
   口パターンを有する請求項１または請求項２記載の真空
   成膜用マスクを前記有機ＥＬ層表面に密着させて１回目
   の真空成膜を実施して薄膜パターンを形成する工程と、
   前記真空成膜用マスクを平行に移動させ、１回目の真空
   成膜工程により形成した薄膜パターンが前記凹部の内部
   に収まるようにして、真空成膜用マスクを有機ＥＬ層表
   面に密着させて２回目の真空成膜を実施して薄膜を形成
   する工程、とを順に実施してストライプ状の第２電極を
   形成する工程を有することを特徴とする有機エレクトロ
   ルミネッセンス素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記真空成膜用マスクを用いて整列し
   た薄膜パターンを形成する製造方法において、１回目の
   真空成膜工程および２回目の真空成膜工程は、被形成物
   の前記真空成膜用マスクと当接する側の反対側に設けた
   磁力固定手段により、真空成膜用マスクが被形成物に密
   着固定され、その状態で真空成膜が実施されることを特
   徴とする請求項３または請求項４記載の素子の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記真空成膜用マスクには位置合わせ
   用の開口が設けてあり、前記２回目の真空成膜工程の際
   に、被形成物に設けた位置合わせ用の目印と前記開口と
   を真空成膜装置内に設けた位置検出手段により検出し、
   真空成膜装置内にて両者を一致させることをことを特徴
   とする請求項３から請求項５のいずれかに記載の素子の
   製造方法。