JP2003332056A

JP2003332056A - 有機ｅｌ素子製造に用いる真空蒸着用マスク装置

Info

Publication number: JP2003332056A
Application number: JP2002142178A
Authority: JP
Inventors: Terunao Tsuchiya; 輝直土屋
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-21
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP3996439B2

Abstract

(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子製造における真空蒸着を生産性
良く且つ高精細パターニングで実施可能なマスク装置を
提供する。【解決手段】金属マスク１３には多数のマスク部１５
を形成すると共に四方に延びる取り付け部１３ｂと差し
込み部１３ｃを設け、それを支持するためのベースプレ
ート１２にはその四辺に、スリット２１を備えた巻付軸
２２を設けておき、スリット２１に金属マスクの差し込
み部１３ｃを挿入し、巻付軸２２を回転させて取り付け
部１３ｃを巻き上げることで金属マスク１３をベースプ
レートに取り付けると共に金属マスクに縦横両方向のテ
ンションを付与して、マスク部１５をゆがみの無い状態
にでき、これを用いて基板上に真空蒸着を行うことで、
高精細なパターンを基板上に生産性よく形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機ＥＬ素子の製
造における真空蒸着工程において、基板表面に有機層又
はカソード電極を所定のパターンに蒸着させるために用
いるマスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、図７に示すように、ガ
ラス板等の透明基板１上に、アノード電極（ＩＴＯ）
２、ホール輸送層３、有機層（発光層）４、電子輸送層
５、カソード電極６をこの順に積層し、表面に封止缶７
を配置した構成となっている。有機ＥＬ素子の種類に
は、有機層４が高分子タイプと低分子タイプがあり、素
子の駆動方式にはパッシブタイプとアクティブタイプが
ある。これらの有機ＥＬ素子の製造工程において、パッ
シブタイプ及びアクティブタイプの低分子有機層の形成
及びパッシブタイプのカソード電極６の形成には真空蒸
着が行われている。そして、低分子有機層及びカソード
電極の真空蒸着パターニングには、図８に示すように、
蒸着すべき領域に多数の微細なスリットを微小間隔で平
行に配列した構成のすだれ部８ａからなるマスク部を備
えた金属マスク８を使用していた。また、カソード電極
の真空蒸着パターニングには、電気絶縁性の隔壁を形成
するカソードセパレータ法（特開平８−３１５９８１号
公報参照）が用いられることもあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来技
術にはいずれも問題があった。すなわち、金属マスクを
用いる場合、従来は、蒸着すべき基板表面に単に金属マ
スクを載置し、裏面から磁石を用いて保持させている
が、その金属マスクのすだれ部は剛性がきわめて小さ
く、このため、金属マスクを基板表面に保持させる際に
すだれ部のスリットにゆがみを生じ易く、特に、スリッ
ト形状をきわめて微細にすると、一層スリット精度が維
持できなくなり、高精細パターニングができないという
問題があった。また、従来、１枚の金属マスク８に１個
のすだれ部８ａを形成しているのみであるので、１個ず
つの蒸着操作となり、生産性が悪いという問題もあっ
た。なお、金属マスクを用いて真空蒸着を行う場合の生
産性を上げるには、図９に示すように、すだれ部８ａを
複数個所に形成した多面付け金属マスク８Ａを用いるこ
とが考えられるが、このように複数個所にすだれ部８ａ
を形成すると、図８に示す１個のすだれ部８ａを備えた
ものよりも更に、すだれ部のスリットにゆがみを生じ易
く、高精細パターニングができないという問題が生じ
た。この問題を解決するには、適当な引張装置を用いて
金属マスクに縦横両方向の適当なテンションを付加して
ゆがみの無い状態とし、その金属マスクを剛性の大きい
ベースプレートにスポット溶接によって固定して用いる
方法が考えられる。しかしながら、この方法では次のよ
うな問題点が生じた。（１）金属マスク取り付けの際に金属マスクを、縦横の
適当なテンションを付加した状態に保持するための引張
装置及びスポット溶接機を必要とするため、設備コスト
が高くなる。（２）スポット溶接する際のピッチが広いと、溶接後外
部からのテンションを解放した時に金属マスクが緩む恐
れがあり、ピッチが狭いと溶接時間がかかり生産性が低
下する。（３）ベースプレートに金属マスクをスポット溶接する
と、マスクが損傷した場合ベースプレートごと廃棄しな
ければならず、ベースプレートの再利用が困難である。
もし、再利用しようとすると、溶接ポイントを機械加工
で除去し、ベースプレートを再度仕上げ加工する必要が
生じ、きわめてコスト高となる。

【０００４】一方、カソードセパレータ法は、フォトリ
ソグラフィーにて露光の強弱を調整して隔壁の斜面の角
度を作っているため、安定した製造が困難であった（逆
台形断面の隔壁の斜面部分のテーパー角度が小さいと電
極の分離ができず、大きいと三角形状になり倒れてしま
う）。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、金属マスクを用いた真空蒸着パターニングに際
し、金属マスクを、そのマスク部のスリット精度を確保
した状態で基板表面に簡単な操作で取り付けることを可
能とし且つ金属マスクを保持するために用いるベースプ
レートを再利用しうる真空蒸着用マスク装置を提供する
ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願第一の発明は、有機
ＥＬ素子製造における真空蒸着工程に用いるマスク装置
を、金属マスクをベースプレートに保持させた構造と
し、その金属マスクには、多数の微小なスリットを微小
間隔で配列した構成のマスク部を配した領域から四方に
延びる取り付け部と、各取り付け部の先端を直角に折り
曲げて形成した差し込み部を設け、前記ベースプレート
には、四辺にそれぞれ、前記金属マスクの差し込み部を
挿入させるスリットを備えたマスク固定手段を設け、更
に、向かい合った二辺の少なくとも一方に配置された前
記マスク固定手段を、前記金属マスクの取り付け部を巻
き上げて金属マスクにテンションを付加しうる巻付軸を
備えた構成としたものである。これらの構成により、こ
のマスク装置では、ベースプレートの四辺のマスク固定
手段のスリットに金属マスクの差し込み部を挿入するこ
とで、金属マスクをベースプレートに容易に取り付ける
ことができ、その後、ベースプレートの少なくとも二辺
に配置している巻付軸を回転させて金属マスクの取り付
け部を巻き上げてゆくことで金属マスクに縦横両方向の
テンションを付与して、マスク部をゆがみの無い状態に
でき、これを用いて基板上に真空蒸着を行うことで、目
的とする高精細なパターンを基板上に形成することがで
きる。また、ベースプレートには金属マスクをスポット
溶接していないので、再使用が可能である。

【０００７】ここで、前記金属マスクに、マスク部を複
数個配しておくことで、多面付けが可能となり、生産性
良く真空蒸着を行うことができる。

【０００８】本願第二の発明は、有機ＥＬ素子製造にお
ける真空蒸着工程に用いるマスク装置を、ベースプレー
トに第一金属マスクと第二金属マスクを保持させた構造
とし、その第一金属マスクには、蒸着範囲を規制するた
めの複数のウインドウを縦横に配置した領域と、その領
域から横方向の両側に延びる取り付け部と、各取り付け
部の先端を直角に折り曲げて形成した差し込み部を設
け、第二金属マスクには、縦方向に延びる多数の微小な
スリットを微小間隔で配列した構成のすだれ部を、第二
金属マスクの横方向のほぼ全幅に渡って且つ前記第一金
属マスクのウインドウを覆うことのできる一に形成する
と共に、そのすだれ部を配置した領域から縦方向の両側
に延びる取り付け部と、各取り付け部の先端を直角に折
り曲げて形成した差し込み部を設けておき、前記ベース
プレートには、四辺にそれぞれ、前記第一金属マスク又
は第二金属マスクの差し込み部を挿入させるスリットを
備えたマスク固定手段を設け、更に、向かい合った二辺
の少なくとも一方に配置された前記マスク固定手段を、
第一金属マスク又は第二金属マスクの取り付け部を巻き
上げて第一金属マスク又は第二金属マスクにテンション
を付加しうる巻付軸を備えた構成としたものである。こ
れらの構成により、このマスク装置では、ベースプレー
トの四辺のマスク固定手段のスリットに第一金属マスク
及び第二金属マスクの差し込み部を挿入することで、第
一金属マスクと第二金属マスクを重ねた状態でベースプ
レートに容易に取り付けることができ、その後、ベース
プレートの少なくとも二辺に配置しているシャフトを回
転させて第一金属マスク又は第二金属マスクの取り付け
部を巻き付けてゆくことで第一金属マスク及び第二金属
マスクにテンションを付与して、ゆがみの無い状態にで
きる。そして、第一金属マスクのウインドウと第二金属
マスクのすだれ部の重なる領域が所定のパターンを蒸着
させるためのマスク部となり、この装置を用いて基板上
に真空蒸着を行うことで、目的とする高精細なパターン
を基板上に多面付けで生産性良く形成することができ
る。また、ベースプレートには第一及び第二金属マスク
をスポット溶接していないので、再使用が可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の好適な
実施例を説明する。図１は本発明の一実施例に係る真空
蒸着用マスク装置の主要部品を分解して示す概略斜視
図、図２はそのマスク装置を組み立てた状態で示す概略
斜視図、図３はその概略断面図である。全体を参照符号
１１で示すマスク装置は、ベースプレート１２と、金属
マスク１３を備えている。金属マスク１３は、厚さが
０．０５〜０．１５ｍｍ程度のステンレス鋼等の金属板
で形成されるもので、中央に二点鎖線で示す領域１３ａ
に複数のマスク部１５を形成している。マスク部１５
は、多数の微小なスリットを微小間隔で配列した構成の
ものである。金属マスク１３は更に、領域１３ａから四
方に延びる取り付け部１３ｂと、各取り付け部１３ｂの
先端を直角に折り曲げて形成した差し込み部１３ｃを有
している。

【００１０】ベースプレート１２は、その上に金属マス
ク１３を取り付け且つ張力を加えた状態に保持しうる強
度を備えたものであり、上面に配置した金属マスク１３
の全マスク部１５を露出させうる開口１６を備えてい
る。なお、開口１６は図示のように、全マスク部１５を
露出させうる１個のものに限らず、マスク部１５に重な
らない位置に適当な仕切りを入れて複数の開口に分割し
たものでもよい。ベースプレート１２の四辺には、それ
ぞれマスク固定手段２０が設けられている。このマスク
固定手段２０は、ベースプレート１２に回転自在に保持
され、金属マスク１３の差し込み部１３ｃを挿入させる
スリット２１を備えた巻付軸２２と、その巻付軸２２を
任意の回転位置で回転しないように拘束する回転止め手
段（この実施例ではセットネジ）２３を有している。巻
付軸２２は、その外周面に金属マスク１３の取り付け部
１３ｂを巻き付けた時に金属マスク１３がベースプレー
ト１２の上面に押し付けられるように、ベースプレート
１２上面より低い位置に取り付けられている。また、巻
付軸２２の一端には、スパナ等で巻付軸２２を回転させ
ることができるよう、平坦面を有する操作部２２ａを形
成している。

【００１１】この構成のマスク装置１１の組み立てに当
たっては、金属マスク１３の四辺の差し込み部１３ｃを
対応する巻付軸２２のスリット２１に差し込み、巻付軸
２２を半回転以上する。これにより、金属マスク１３の
差し込み部１３ｃは巻付軸２２にしっかりとクランプさ
れる。その後、更に巻付軸２２を回転させて金属マスク
１３の取り付け部１３ｂの巻き上げ量を増すことにより
金属マスク１３に加えるテンションを調整できる。そこ
で、隣接した２辺の巻付軸２２をセットネジ２３で回転
しないように固定した後、他の２辺の巻付軸２２を適当
に回転させて金属マスク１３に縦横両方向に適度なテン
ションを加え、マスク部１５をゆがみの無い状態とし、
その後セットネジ２３で巻付軸２２を固定する。以上の
ようにして、ベースプレート１２に金属マスク１３を、
マスク部１５にゆがみの無い状態で固定できる。その
後、このマスク装置１１の金属マスク１３の上に基板を
密着配置し、真空蒸着操作を行うことで、目的とする高
精細なパターンを多面付けにて基板上に形成することが
できる。蒸着を繰り返し、金属マスク１３が損傷した場
合は、セットネジ２３をゆるめ、巻付軸２２を逆回転す
ることで金属マスクを外し、新たな金属マスクをそのベ
ースプレート１２に取り付ける。以下、同様の操作を繰
り返す。このように、ベースプレート１２は再使用でき
る。

【００１２】なお、上記実施例では、巻付軸２２の固定
にセットネジ２３を用いたが、セットネジに代えて、各
巻付軸にワンウェイクラッチを設けて回転止めを図る構
成としてもよい。また、金属マスクに付加するテンショ
ンを微妙にコントロールする必要がある場合は、巻付軸
としてトーションバーを用いれば良い。更に、上記実施
例ではベースプレート１２の４辺のマスク固定手段２０
をそれぞれ、回転自在な巻付軸２２を用いた構成として
いるが、本発明はこれに限らず、向かい合った２辺のう
ちの一方に設けるマスク固定手段２０は、必ずしも金属
マスク１３の取り付け部１３ｂを巻き上げる機能を備え
る必要はなく、単に差し込み部１３ｃを差し込み固定す
るためのスリットを備えた部材であればよい。また、ス
リットに差し込み部１３ｃを差し込んだだけでは、抜け
る恐れがある場合には、セットネジ等を用いて固定する
構成としてもよい。

【００１３】図４は本発明の他の実施例に係る真空蒸着
用マスク装置の主要部品を分解して示す概略斜視図、図
５はそのマスク装置を組み立てた状態で示す概略斜視図
である。この実施例のマスク装置１１Ａは、図１の実施
例における金属マスク１３に代えて、２枚の金属マス
ク、すなわち第一金属マスク１３Ａと第二金属マスク１
３Ｂを用いている。第一金属マスク１３Ａは、厚さが
０．１〜０．２ｍｍ程度のステンレス鋼等の金属板で形
成されるもので、中央の領域１３Ａａに蒸着範囲を規制
するための複数のウインドウ１７を縦横に配置し、その
領域１３Ａａの横方向の両側に取り付け部１３Ａｂと差
し込み部１３Ａｃを形成している。第二金属マスク１３
Ｂは、厚さが０．０３〜０．１ｍｍ程度のステンレス鋼
等の金属板で形成されるもので、中央の領域１３Ｂａ
に、縦方向に延びる多数の微小なスリットを微小間隔で
配列した構成のすだれ部１８を、第二金属マスク１３Ｂ
のほぼ全幅に渡って且つ第一金属マスク１３Ａのウイン
ドウ１７を覆うことができる位置に形成し、その領域１
３Ｂａの縦方向の両側に取り付け部１３Ｂｂと差し込み
部１３Ｂｃを形成している。なお、本明細書で縦方向と
は、すだれ部１８に形成するスリットの延びる方向を、
横方向とはそれに直交する方向を指している。第一金属
マスク１３Ａ、第二金属マスク１３Ｂ以外の部分の構成
は、図１に示す実施例と同様である。

【００１４】図４、図５に示す実施例では、ベースプレ
ート１２にまず第一金属マスク１３Ａを取り付け、その
上に第二金属マスク１３Ｂを取り付ける。そして、巻付
軸２２を回転させることによって、第一金属マスク１３
Ａ及び第二金属マスク１３Ｂにそれぞれ適度なテンショ
ンを付加し、たわみの無い状態とする。これにより、第
一金属マスク１３Ａのウインドウ１７と第二金属マスク
１３Ｂのすだれ部１８の重なる領域が所定のパターンを
蒸着させるためのマスク部となる。ここで、第一金属マ
スク１３Ａは比較的厚い金属板で作っており且つ形成し
ているウインドウ１７は大きい形状のものであるので、
一方向にテンションを付加するのみで平坦にできる。ま
た、第二金属マスク１３Ｂは微細なスリットを形成した
ものであるが、すだれ部１８をほぼ全幅に渡って形成し
ており且つスリットの延びる方向にテンションを付加し
ているため、全幅に渡ってスリットをきれいに引き揃え
ることができる。かくして、このマスク装置１１Ａを用
いて基板上に真空蒸着を行うことで、目的とする高精細
なパターンを基板上に多面付けで生産性良く形成するこ
とができる。また、ベースプレートには第一及び第二金
属マスクをスポット溶接していないので、再使用が可能
である。

【００１５】なお、図４に示す実施例では、第二金属マ
スク１３Ｂに形成するすだれ部１８を縦方向には複数個
に分離した形態としているが、これに代えて、図６に示
すように、１個の広いすだれ部１８Ａを用いることも可
能である。図４、図６に示す実施例のように、すだれ部
１８をほぼ全幅に渡って形成した場合には、これを縦方
向に引っ張ることできわめて微細なスリットでもきれい
に引き揃えることができ、このため、第二金属マスク１
３Ｂとして、図１に示す実施例の金属マスク１３に比べ
て、より薄い金属板を用いてスリット間隔を小さくでき
る。このため、一層高精細なパターニングを行うことが
できるという利点が得られる。

【００１６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ベースプレートに対して金属マスク（或いは第一金
属マスクと第二金属マスク）を取り付ける際、金属マス
クをテンションを付加した状態に保持する引張装置やス
ポット溶接装置を必要とせず、簡易な作業で取り付ける
ことができ、しかも、取り付けた後、その金属マスクに
テンションを加えてゆがみやたわみの無い状態とするこ
とができるので、きわめて微細なスリットを微細な間隔
に配置した高精細なマスク部でも、スリットを真っ直ぐ
な状態で且つ所定のピッチに保持した状態とすることが
でき、これを真空蒸着に用いることにより高精細なパタ
ーンを基板上に形成できる。かくして、本発明のマスク
装置を用いることにより、有機ＥＬ素子の製造工程にお
いて、パッシブタイプ及びアクティブタイプの低分子有
機層や、パッシブタイプのカソード電極を、高精細パタ
ーンで生産性よく形成することができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る真空蒸着用マスク装置
の主要部品を分解して示す概略斜視図

【図２】図１に示すマスク装置を組み立てた状態で示す
概略斜視図

【図３】図２に示すマスク装置の概略断面図

【図４】本発明の他の実施例を、主要部品を分解して示
す概略斜視図

【図５】図４に示す実施例を、組み立てた状態で示す概
略斜視図

【図６】第二金属マスクの他の例を示す概略斜視図

【図７】有機ＥＬ素子の一部を拡大して示す概略斜視図

【図８】従来の金属マスクの概略平面図

【図９】多面付け金属マスクの例を示す概略平面図

【符号の説明】

１１、１１Ａマスク装置１２ベースプレート１３金属マスク１３ａマスク部を配置した領域１３ｂ、１３Ａｂ、１３Ｂｂ取り付け部１３ｃ、１３Ａｃ、１３Ａｃ差し込み部１３Ａ第一金属マスク１３Ｂ第二金属マスク１６開口１７ウインドウ１８すだれ部２０マスク固定手段２１スリット２２巻付軸２３セットネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースプレートとそれに保持される金属
マスクを備えた真空蒸着用マスク装置であって、前記金
属マスクが、多数の微小なスリットを微小間隔で配列し
た構成のマスク部を配した領域と、その領域から四方に
延びる取り付け部と、各取り付け部の先端を直角に折り
曲げて形成した差し込み部を備えており、前記ベースプ
レートが、四辺にそれぞれ、前記金属マスクの差し込み
部を挿入させるスリットを備えたマスク固定手段を備え
ており、向かい合った二辺の少なくとも一方に配置され
た前記マスク固定手段が、前記金属マスクの取り付け部
を巻き上げて金属マスクにテンションを付加しうる巻付
軸を備えていることを特徴とする、有機ＥＬ素子製造に
おける真空蒸着用マスク装置。
【請求項２】前記金属マスクがマスク部を複数個、配
した多面付け用のものであることを特徴とする請求項１
記載の真空蒸着用マスク装置。
【請求項３】ベースプレートとそれに保持される第一
金属マスク及び第二金属マスクを備えた真空蒸着用マス
ク装置であって、前記第一金属マスクが蒸着範囲を規制
するための複数のウインドウを縦横に配置した領域と、
その領域から横方向の両側に延びる取り付け部と、各取
り付け部の先端を直角に折り曲げて形成した差し込み部
を備えており、前記第二金属マスクが、縦方向に延びる
多数の微小なスリットを微小間隔で配列した構成のすだ
れ部を第二金属マスクの横方向のほぼ全幅に渡って且つ
前記第一金属マスクのウインドウを覆うことができるよ
うに配置した領域と、その領域から縦方向の両側に延び
る取り付け部と、各取り付け部の先端を直角に折り曲げ
て形成した差し込み部を備えており、前記ベースプレー
トが、四辺にそれぞれ、前記第一金属マスク又は第二金
属マスクの差し込み部を挿入させるスリットを備えたマ
スク固定手段を備えており、向かい合った二辺の少なく
とも一方に配置された前記マスク固定手段が、前記第一
金属マスク又は第二金属マスクの取り付け部を巻き上げ
てその金属マスクにテンションを付加しうる巻付軸を備
えていることを特徴とする、有機ＥＬ素子製造における
真空蒸着用マスク装置。