JP2004087466A

JP2004087466A - Integrated mask, apparatus and method for assembling integrated mask, and apparatus and method for manufacturing organic el element

Info

Publication number: JP2004087466A
Application number: JP2003172957A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Fujimori; 藤森　茂雄; Takeshi Arai; 新井　猛; Hiromitsu Kanamori; 金森　浩充
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: JP4367018B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a configuration of an integrated mask in which a large number of deposition masks are arranged so that a large number of organic EL elements are formed accurately on a substrate by deposition, and an apparatus and a method for assembling the mask, and an apparatus and a method for manufacturing the organic EL element using the mask. <P>SOLUTION: The apparatus for assembling an integrated mask has a configuration that a plurality of deposition masks are disposed and fixed on a base plate using an engaging means, and has a table for holding the base plate, and a measuring means to detect a reference mark on the base plate or a selected deposition mask and to measure a displaced distance of the integrated mask from a setting position of the reference mark for a reference moving axis of the table. In addition, the apparatus has a correcting mechanism that corrects a relative position of the reference mark of the integrated mask to the reference moving axis depending on the displaced distance; a positioning mechanism that detects the reference marks of the integrated mask and the deposition mask, and performs the relative positioning of the integrated mask to the deposition mask using a mechanism for holding and moving the deposition mask; and engagement operation means that operate the engagement of the base plate with the deposition mask. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機、時計などの分野に利用可能な、電気エネルギーを光に変換できる有機ＥＬ素子（有機電界発光装置）を製造するために好適に用いられる蒸着マスク、およびその組立装置と組立方法、並びにそれを用いた有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、陰極から注入する電子と、陽極から注入する正孔とを、両極にはさまれた有機蛍光体内で再結合させて発光させる原理のものである。構造が簡素で、低電圧での高輝度多色発光が可能なので、薄型の小型ディスプレイとして活用されはじめている。
【０００３】
有機ＥＬ素子を用いてフルカラーの表示パネルを作製するためには、構成要素となる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層や、第１電極（例えばＩＴＯ）や第２電極（例えば金属）などの薄膜層を、基板上に所定パターンとピッチで規則正しく配列することが必要とされる。
【０００４】
有機化合物からなる発光層を高精度の微細パターンに形成するためには、発光層の所定パターンに対応した開口配列を有するマスクを用いて、真空下で蒸着するマスク蒸着法が利用される。マスク蒸着法は基板ごとのバッチ処理である。現在の有機ＥＬ素子は小型用途が多いので、有機ＥＬ素子製造の生産性を向上させるためには、１枚の大きな基板に多数の有機ＥＬ素子を形成する、いわゆる多面取りの方法が用いられる。
【０００５】
多面取りのためには、１個の有機ＥＬ素子の大きさに対応した開口配列部分を多数有している蒸着用マスクを作成することが必要となる。しかしながらこのような蒸着マスクは大型化し、製作ならびに使用時に大きく変形して開口配列の寸法精度を高精度に維持できない。この問題を解決するために、特開２０００−１１３９７８号公報では、１個の有機ＥＬ素子に応じた開口配列を有する１つの蒸着用マスクを多数配列する統合マスク（寄せ合わせ型蒸着マスク）が提案されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
統合マスクでは、多面取りに対応して数多くある個々の蒸着マスクの位置を、所定位置に精度よく位置決めすることが必須となる。しかしながら、従来はその具体的な手段は得られていなかった。
【０００７】
本発明の目的は、有機ＥＬ素子等に応じた開口配列を有する蒸着マスクを多数配列する統合マスクを実用に供するための具体的な構成を提示するとともに、統合マスクにおいて、多数の蒸着マスクを高い精度で所定位置に位置決めして、統合マスクに組み立てる手段を提供することである。さらに統合マスクと基板を位置決めし、マスク蒸着して、１枚の基板に多数の有機ＥＬ素子を形成して生産性を飛躍的に向上できる有機ＥＬ素子の製造装置および製造方法を提供し、さらに高品質で安価な有機ＥＬ素子を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基本的には、以下の構成により達成される。
【０００９】
蒸着パターンに対応した蒸着用開口配列群をもつ複数の蒸着マスクを、ベース板上に係合手段によって配置、固定して構成される統合マスクの組立装置であって、
ベース板を保持するテーブルと、
ベース板の、もしくは選ばれた蒸着マスクの基準マーク（統合マスクの基準マーク）を検知して、テーブルの基準移動軸に対する統合マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を計測する計測手段と、
前記ずれ量に応じて統合マスクの基準マークの前記基準移動軸に対する相対位置を補正する補正機構と、
統合マスクの基準マークと蒸着マスクの基準マークを検知して、蒸着マスク保持移動機構を用いて統合マスクの基準マークと蒸着マスクの相対位置決めを行う位置決め機構と、
ベース板と蒸着マスクとの係合を操作する係合操作手段とを備えることを特徴とする統合マスクの組立装置。
【００１０】
又は、基本的には、前記装置により遂行される工程を含むことを特徴とする統合マスクの組立方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、上記発明の好ましい一実施形態を図面に基づいて説明するがこれに限定されるものではない。
【００１２】
図１は本発明の統合マスクの一態様を示す全体概略斜視図、図２は図１の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図、図３は統合マスクの別の態様を示す全体概略斜視図、図４は図３の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図である。
【００１３】
図１および図２に図示された例を参照すると、統合マスク１は、４つの蒸着マスク２０をベース板２に、係合手段４０で固定して構成されている。
【００１４】
蒸着マスク２０は、蒸着パターンに応じて蒸着用開口３２を配置した開口部３０を有するマスクプレート２２を、フレーム２４に固定して構成される。フレーム２４の破線の内側は開口としており、蒸着マスク２０の開口部３０の直下には遮蔽物は存在しない構造となっている。また、蒸着マスク２０が配置されるベース板２の場所には、図２に示すように開口部３０の占有面積よりも広く、かつ開口部３０がその中に含まれることができる形状である開口１０が設けられている。なお、蒸着用開口３２の形状は長方形や円形の穴を多数ならべる等、蒸着パターンにしたがって形成する。ここで、開口１０は開口部３０よりも、面積で好ましくは５〜５００％、より好ましくは１０〜１００％大きくする。
【００１５】
各蒸着マスク２０は、ベース板２の突起部４の上面８に設けられた基準マーク６を統合マスクの基準マークとして、これを基準にして、蒸着マスク２０の所定の蒸着用開口３２が定めた位置になるように位置決めされる。尚、本発明において、基準マークとは、ベース板や蒸着マスクの位置や方向（角度）を検出するための目印となる光学的手段などにて検出可能な形態上の特徴である。図１等では、当該対象物（ベース板や蒸着マスク）表面に十字印を描いて、基準マークとしているが、何等これに限定されるものではなく、対象物のそのままの外見的特徴自体を基準マークとして、これを人間の目やパターン認識などで判別しても良い。よって、蒸着マスクに関しても、蒸着用開口３２の位置を直接検知して、ベース板２上の基準マーク６との相対位置合わせを行ってもよいし、各蒸着マスク２０のマスクプレート２２に基準マーク２６を設け、これをベース板２の基準マーク６を基準にして位置合わせしてもよい。ベース板側の基準マーク６が設けられている突起部４の上面８と、蒸着用マスク２０のマスクプレート２２のベース板２からの高さとを概略等しくすると、カメラによる位置検知が同じ焦点距離で行えるので、好ましい。
【００１６】
図１に図示した本統合マスクはベース板２の突起部４に基準マーク６を有する例である。突起部４には基準マーク６とは別に基板用基準マークを設けて、蒸着時に基板と統合マスクとの位置合わせに利用することができる。マスクプレートに比べて厚く、堅牢な突起部に基板用基準マークを、基準マークと相対位置を高精度にあわせて形成できるので、統合マスクと基板とを高精度に位置合わせすることが可能になる。基準マーク６そのものを基板との位置合わせに利用してもよい。
【００１７】
ベース板２上の基準マーク６は必須ではなく、後述のように選ばれたある蒸着マスク（基準蒸着マスク）の基準マーク２６を統合マスクの基準マークとして、これを基準にして他の蒸着マスクの相対位置合わせを行うことが可能である。この場合には突起部４そのものを不要にすることができる。
【００１８】
また、前記任意に固定・開放自由な係合手段は、外力等が付加されることで開放自由となるものであることが好ましい。例えばバネ等の弾性体とその力を伝達する部材を組み合わせて係合手段を構成し、外力が働かない時にはバネ等の力によって蒸着マスクが固定され、外力が付加されるとその力の伝達が解除されるようにすることが好ましい。或いは前記外力以外に、電気、磁気、熱、光等により開放自由となるものであっても良い。図１、２に図示した例では、係合手段４０は、押さえ板４２、圧縮バネ４４、支点４６より構成されており、押さえ板４２はベース板２の表側で圧縮バネ４４と支点４６によってベース板２に固定されている。圧縮バネ４４の力が支点４６を介することで、押さえ板４２がフレーム２４の耳部２８を押さえつける。これにより、蒸着用マスク２０をベース板２に一定力で押さえつけて、摩擦力で動かないように固定する。押さえ板４２のバネ結合部を上側から押すと、圧縮バネ４４が縮み、押さえ板４２と耳部２８の間にすきまが生じる。これにより、蒸着用マスク２０のベース板２への押しつけが開放されて、蒸着用マスク２０はベース板２上を移動できるようになる。なお、蒸着マスクをベース板から完全に解放するためには、さらに、蒸着マスクを右（又は左）に少しスライドさせて、奥側（又は手前側）の耳部２８が押さえ板４２の右（又は左）端から顔を出るように、手前側（又は奥側）耳部２８は押さえ板４２のコの字に切り欠いた部分から顔を出すようにした後、垂直に引き上げれば良い。ベース板に蒸着マスクを取り付ける際は、これとは逆の手順に従えばよい。固定力が解除されている間に蒸着マスク２０を移動させて、ベース板２上への位置決めを行う。これが完了したら、押さえ板４２への押しつけを解除し、係合手段４０のバネ力により蒸着マスク２０をベース板２に押さえつけて、固定する。
【００１９】
上記とは別の係合手段を用いた統合マスクの例を図３および図４に示す。
【００２０】
図３に示した統合マスク１０１は、４つの蒸着マスク１２０をベース板１０２に、係合手段１４０で固定して構成されている。係合手段１４０は、押さえ棒１４２、圧縮バネ１４４、留め金１４６より構成されている。押さえ棒１４２を蒸着用マスク１２０の穴１２８とベース板１０２の取付け穴１１８を通し、ベース板１０２の裏面で圧縮バネ１４４を取り付けてから、留め金１４６を装着して、押さえ棒１４２が抜けないようにする。尚、前記押さえ棒１４２に留め金１４６を装着する手段は、前記圧縮バネの伸長力や統合マスクを取り扱いする際の振動などにより脱落しない程度の固定力を有し、必要に応じて脱着が容易であるならば、特に限定されるものではなく、好適な例としてはネジ止め式や磁力方式あるいは弾性を利用した挟持方式などが挙げられる。これにより、圧縮バネ１４４の力で蒸着用マスク１２０をベース板１０２に一定力で押さえつけて、摩擦力で動かないように固定する。下側から留め金１４６を押すと圧縮バネ１４４が縮み、押さえ棒１４２の上側にある頭部と蒸着用マスク１２０の間にすきまが生じる。
これにより、蒸着用マスク１２０のベース板１０２への押しつけが開放されて、蒸着用マスク１２０はベース板１０２上を、押さえ棒１４２と蒸着用マスク１２０の穴１２８との遊び（寸法差）の範囲内で、自在に移動できるようになる。固定力が解除されている間に蒸着マスク１２０を移動させて、ベース板１０２上への位置決めを行う。これが完了したら、留め金１４６への押しつけを解除し、係合手段１４０のバネ力により蒸着マスク１２０をベース板１０２に押さえつけて、固定する。
【００２１】
図３、４に図示した本統合マスクはベース板１０２上に基準マークが設けられていない例である。
【００２２】
蒸着マスク１２０のマスクプレート１２２には基準マーク１２６とは別に基板用基準マークを設けて、蒸着時に基板と統合マスクとの位置合わせに利用することができる。図１および図２の例で示した突起部４が不要にできるので、統合マスクの構造をシンプルにできる。基準マーク１２６そのものを基板との位置合わせに利用してもよい。図１および図２の例と同様に、突起部を設けてその上に基準マークを設けることもできる。
【００２３】
図１〜図４で例示した統合マスクにおいて、係合手段が蒸着マスクをベース板に固定する際に働く力の主方向が、ベース板に対する垂直線から±３０°以内、より好ましくは±５°以内の範囲となるように、構成する各手段の構造を定める。上記の力の主方向が上記の範囲外にあると、蒸着マスクがベース板に位置決めされた位置からずれることがある。
【００２４】
係合手段は、図３、４で図示した例のように、係合操作手段による解放時に完全に自在の動かせるようにならなくても良い。又、係合手段による固定が必要なのは、蒸着マスクを位置決めしてから、蒸着マスクを用いた蒸着が終了するまでの間だけである。よって、蒸着マスクの位置決め前ならば、完全に固定されていなくても、精々統合マスクのハンドリングにおいて、脱落などしなければ十分である。或いは、ベース板が組立装置に移相された際には、未だ、蒸着マスクが実装されていなくても良い。即ち、ベース板の位置補正後、蒸着マスクが別途搬送されてきて、蒸着マスクの位置決めまでにベース板に載せられるか、位置決めしながらベース板に載せられるという方式を用いても良い。
【００２５】
本発明においては、各蒸着マスクの位置決めの前に、一旦、ベース板全体で位置決めをするため、各蒸着マスクの位置決めが迅速かつ正確に処理が可能となり、又、各蒸着マスクの補正幅は少なくて済む。よって、前記補正するための各蒸着マスクをベースに固定する際の遊びが少なくても良いので、精度が高くかつ蒸着マスクやベースの破損や変形が少なくなる。前記遊びについては、Ｘ−Ｙ水平方向では、好ましくは１０００（より好ましくは５００、更に好ましくは２００）μｍ以下であり、角度では、好ましくは０．６（より好ましくは０．３、更に好ましくは０．２）°以下である。
【００２６】
統合マスクの材質にはいかなるものを用いてもよい。有機ＥＬ素子を製造するときの蒸着源からの放射熱によってマスク周辺の温度が上昇し、統合マスクの寸法が変化して薄膜層のパターン精度が変化することを配慮すれば、統合マスクを構成する部材、すなわちベース板やマスクプレート、フレームなどは、熱膨張係数が小さい材料からなることが好ましい。熱膨張係数の値は１×１０^−５以下、さらには０．７×１０^−５以下、さらには０．４×１０^−５以下であることが好ましい。この条件を満たす材料にはインバー合金やモリブデン、チタン、コバール合金、ガラス、セラミックなどがある。入手の容易さと強度の点からはインバー合金やコバール合金がより好ましく用いられる。製造開始から時間がたって構成部材の温度が上昇するときに、低熱膨張係数材料を使用する効果が特に発現する。
【００２７】
ベース板の突起部はベース板と同一材料から一体形成されてもよいし、ベース板と突起部を独立に作製して合体させてもよい。後者の場合は突起部も上記の熱膨張係数の範囲にある材料からなることが好ましい。
【００２８】
熱膨張係数は、長さＬ_０の部材をＴ℃だけ温度を上昇させた時の長さＬを測定し、（Ｌ−Ｌ_０）／Ｌ_０／Ｔで算出される。単位は℃^−１である。熱膨張係数に変化温度と部材の長さを掛け合わせれば、その温度変化が生じた場合の部材の伸縮量が求められる。
【００２９】
統合マスクを構成する蒸着マスクのマスクプレートの厚さは、マスク部分の幅の最小値の３倍以下、さらに２倍以下であることが好ましい。具体的な厚さとしては、５００μｍ以下、さらに１００μｍ以下、さらに５０μｍ以下であることが好ましい。マスクプレートには、開口を横切る向きに補強線を設けたものを用いるのが好ましい。これによって、マスクプレートの開口ピッチが小さくてマスクプレート単体では剛性が不足し、たわみによる開口の変形が発生することを防止することができる。
【００３０】
マスクプレートは電鋳法やエッチング法、機械的研磨法、サンドブラスト法、焼結法、レーザー加工法などいかなる方法で作製してもよい。微細な開口を容易に製作できる点からは電鋳法やエッチング法を用いることが好ましい。これらの手法により作製されたマスクプレートに張力を加えた状態でフレームに固定すると、高い平面性が維持された蒸着マスクが得られる。固定手段は特に限定されないが、接着剤を用いるのが簡便で、好ましい。マスクプレートは適切な張力でフレームに固定されている時にのみ、マスクプレート自身の温度変化による伸縮を吸収できるので、熱膨張係数は１×１０^−５をこえることも許される。しかし、フレーム、ベース板にはそのような熱収縮の吸収メカニズムがないので、その熱膨張係数は１×１０^−５以下であることが好ましい。
【００３１】
マスクプレートの材質としては、ステンレス鋼、銅合金、鉄ニッケル合金、アルミニウム合金などの金属系材料、各種樹脂系材料が用いられるが、Ｎｉ合金等の磁性材料を使用することが好ましい。これはマスクプレートと基板との密着性を磁力により向上させて、より精度の高いパターン蒸着ができるからである。
【００３２】
統合マスクにおける各蒸着マスクの配置は、隣り合う蒸着マスク間にできる最大間隔が１０ｍｍ以下、より好ましくは５ｍｍ以下、３ｍｍ以下となるようにする。最大隙間は次のように定義される。まず、対象とする隙間は、ベース板面上で２つの隣り合う蒸着マスク間に作られる隙間とする。そしてその隙間を全て含むようにして、２本の平行線を配置する。この２本の平行線の間隔を、２つの隣り合う蒸着マスク間の隙間を全て含めることができる最小のものとし、そのときの２本の平行線の間隔を最大隙間とする。この蒸着マスク間の最大隙間が小さいほど、蒸着の無効スペースが小さくなり、同じ数の有機ＥＬ素子を得るために必要な１枚の基板の大きさが小さくて済む。この結果、基板のコストだけでなく、蒸着装置サイズの縮小による装置コストを低減することが可能となる。品質的には、薄膜層の膜厚ムラも小さくできる。隣り合う蒸着マスク間に隙間ができる全ての場所で、最大隙間を１０ｍｍ以下とすることが好ましい。しかしながら、例えば図１に示す統合マスク１では、上下方向に隣り合う蒸着マスクの間に耳部２８と係合手段４０があるので、最大間隙を１０ｍｍ以下にするのは難しい。このような場合は、左右方向に隣り合う蒸着マスク間の最大隙間だけを１０ｍｍ以下としてもよい。
【００３３】
蒸着物がある入射角度をもつことによって発生する蒸着影による蒸着無効スペースも小さくするために、蒸着マスクのフレームやマスクプレートの開口の断面をテーパー形状にすることが好ましい。
【００３４】
図５は、本発明の統合マスクの組立装置の一態様を示す正面断面図、図１０は本発明の統合マスクの組立装置の別の態様を示す正面断面図である。
【００３５】
図５に示した統合マスクの組立装置２０１では、架台２６０上に設置されている下部Ｘ−Ｙ−θテーブル２０２のテーブル２０４上に統合マスク１が載置・保持される。下部Ｘ−Ｙ−θテーブル２０２はテーブル２０４を、下部Ｙ軸ガイド２０６と下部Ｙ軸レール２０８によりＹ方向（紙面に垂直な方向）に、下部Ｘ軸ガイド２１０と下部Ｘ軸レール２１２によりＸ方向（紙面の左右方向）に移動可能とするので、テーブル２０４上の統合マスク１を水平面内で自在に移動させることができる。Ｘ方向とＹ方向は直交していることが好ましい。下部回転テーブル２１８はテーブル２０４をθ方向（水平面内での回転方向）に回転可能とするものであり、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）に対して、ベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線が平行となるようにベース板２の位置を補正する補正機能にあたる。下部Ｘ軸レール２１２は架台２６０に固定されている。ベース板２はピン２１４によってテーブル２０４の上に保持される。
【００３６】
フレーム２５０には、突き出し板２８２とエアーシリンダー２８４よりなる開放手段２８０が固定されている。開放手段２８０のエアーシリンダー２８４を駆動して突き出し板２８２を下降させ、係合手段４０の押さえ板４２のバネ結合部を上側から押すと、圧縮バネ４４が縮み、押さえ板４２と耳部２８の間にすきまが生じ、押しつけが解除されるので、蒸着マスク２０をベース板２上で自在に移動させる準備が可能となる。
【００３７】
統合マスク１の直上には、統合マスク１の蒸着マスク２０を保持、移動させる保持ユニット２３０が配置されている。保持ユニット２３０は、蒸着マスク２０を側面から挟み込んで保持する把持ピン２３２と、把持ピン２３２に水平面内での回転と、Ｘ、Ｙ方向への自在な移動を与える上部回転テーブル２３４と上部Ｘ−Ｙテーブル２３６から構成されている。上部回転テーブル２３４は上部Ｘ−Ｙテーブル２３６に、上部Ｘ−Ｙテーブル２３６は上部Ｙ軸レール２４４を介して保持ユニット支持台２８６に、それぞれ固定されている。上部Ｘ−Ｙテーブル２３６は、上部回転テーブル２３４に取り付けられている上部Ｘ軸ガイド２３８と上部Ｘ軸レール２４０によってＸ方向に、上部Ｘ軸レール２４０に接続する上部ｙ軸ガイド２４２と上部Ｙ軸レール２４４によってＹ方向に案内される。保持ユニット２３０は保持ユニット支持台２８６とエアーシリンダー２８８を介してフレーム２５０に固定されている。
【００３８】
上部回転テーブル２３４はモータ２４６で駆動されて水平面内で回転するとともに、その中央部に上下方向に導通している円形の開口２１６を有する。この開口２１６とその直上にあるフレーム２５０の上下方向に導通した開口２５２を利用して、フレーム２５０の上部に微調整装置２７２Ａ、Ｂを介して取り付けられた２つのカメラ２７０Ａ、Ｂで、ベース板２や蒸着マスク２０の基準マーク２６の位置を検知する。微調整装置２７２Ａ、Ｂは、カメラ２７０Ａ、Ｂの水平、上下方向の位置微調整を自在に行うことができる。
【００３９】
統合マスクの組立装置２０１を使用した統合マスク１の組み立て方法を以下に説明する。統合マスク１のベース板２の所定位置に各蒸着マスク２０を配置し、係合手段４０を組み込んで、粗い位置合わせを行う。この下準備を終えたものを組立装置２０１のテーブル２０４にのせて固定する。ベース板２に設けられた穴にテーブル２０４のピン２１４を挿入する。適切な手段によってベース板２をテーブル２０４に押さえつけることで両者を固定してもよい。
【００４０】
ベース板２に設けられている２つの基準マーク６の位置が２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの真下にくるようにテーブル２０４を移動させる。図５では理解を助けるために２つのカメラがＸ方向に並んでいるが、実際にはＹ方向に基準マークと同間隔で並んでいる。この位置で、ベース板２の２つの基準マーク６がそれぞれ２つのカメラ２７０Ａ、Ｂで検出されるように、微調整装置２７２Ａ、Ｂを使って、カメラ２７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。
【００４１】
補正工程は以下のとおり実施する。まず、カメラ２７０Ａにて基準マーク６の片方の位置を検出する。次に、テーブル２０４に保持された統合マスク１（図５、１０の例では、特に断らない限り、原則として、統合マスクの組立が終了するまでベース板乃至は統合マスクはテーブルに固定されたままなので、テーブルを動かすことはベース板乃至は統合マスクを動かすことと実質上同義である）をＹ方向に移動させて、カメラ２７０Ａにて基準マーク６のもう片方を検出する。同じカメラ２７０Ａを用いて検出した２つの基準マーク６のＸ方向のずれ量を計測することで、図６に示すように、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）とベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とのなす角度θｃを計算する。そして、回転テーブル２１８を回転させることで、テーブル２０４およびベース板２を回転させ、前記θｃがゼロに近づくように補正する。必要に応じて、上記のずれ量の計測と補正を繰り返すことで、θｃを所望の値まで減少させる。この補正工程により、図７に示すように、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）とベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とが平行になるように基準マーク６の相対位置を補正する。突起部４に基準マーク６とは別に基板用基準マークが設けられている場合には、両者のうちマーク間距離の大きい方を検知して角度θｃ（ずれ量）を計算する方が、より高精度の補正が可能となるので好ましい。
【００４２】
補正後の基準マーク６の位置を基準位置Ｃとする。基準位置Ｃでは、２つの基準マーク６がそれぞれ２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの中央位置（画面の十字線の交点）に合致するように、微調整装置２７２Ａ、Ｂを使って、カメラ２７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。もしくは、カメラ２７０Ａ、Ｂの視野内（画面上）での基準マーク６の位置を、画面の十字線を移動させるなどの適切な手段で記憶させてもよい。
【００４３】
２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの位置調整が終了したら、基準位置Ｃを基点として、統合マスク１の１つの蒸着マスク２０の基準マーク２６があるべき位置にＸ−Ｙ−θテーブル２０２を駆動して、統合マスク１を移動させる。移動した場所で２つのカメラ２７０Ａ、Ｂによって、蒸着マスク２０の基準マーク２６を検知する。検知した基準マーク２６が２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの中央位置もしくは記憶位置（画面の十字線の交点）になければ、保持ユニット２３０全体を下降させ、把持ピン２３２で蒸着マスク２０を適切な手段により側面から挟み込んで保持する。次に、開放手段２８０を下降させ、統合マスク１の係合手段４０の押さえ板４２のバネ結合部を圧縮バネ４４の反力に抗して上側から押す。これによって蒸着マスク２０のベース板２への固定は解除される。
【００４４】
この状態で、基準マーク２６が２つのカメラ２７０Ａ、Ｂの中央位置もしくは記憶位置（十字線の交点）に来るように、上部回転テーブル２３４と上部Ｘ−Ｙテーブル２３６を駆動して、回転と水平移動により蒸着マスク２０をベース板２上で移動させる。カメラ２７０Ａ、Ｂにより、基準マーク２６が所定位置に位置決めできているのを確認できたら、開放手段２８０を上昇させて、押さえ板２８２を押さえ板４２から離して、蒸着マスク２０をベース板２に固定する。そして、把持ピン２３２による蒸着マスク２０の保持を解除してから、保持ユニット２３０全体を上昇させ、保持ピン２３２と蒸着マスク２０を離接させる。次の位置決めすべき蒸着マスク２０について、上記の同じ位置決め作業をくり返す。
【００４５】
上記補正工程の効果を以下に説明する。図６はベース板２に対して突起部４が斜めに取り付けられた様子を誇張して表現したものであり、これは補正工程が必要となる主な原因の一例である。補正工程を実施しないまま、図６の状態で蒸着マスク２０を位置決めした統合マスクを模式的に図８に示す。各蒸着マスク２０の基準マーク２６の位置は、ベース板２の基準マーク６の位置をテーブルのＸ、Ｙ方向に所定量だけ平行移動させた位置になるので、蒸着マスク２０の２つの基準マーク２６を結ぶ直線も、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）に対して角度θｃだけ傾くことになる。従って、蒸着マスク２０の基準マーク２６は点線で示される設定位置から外れることになる。一方、補正工程を実施した後の図７の状態から、蒸着マスクを位置決めした統合マスクを模式的に図９に示す。蒸着マスク２０の２つの基準マーク２６を結ぶ直線とテーブル２０４のＹ方向が平行なので、各蒸着マスク２０の相対位置を設定位置に位置決めできる。
【００４６】
上記の補正工程はテーブル２０４とベース板２の相対位置を保ったまま両者を回転させる方法なので、補正工程をシンプルにできる。補正工程は本方法に限定されるわけではなく、テーブル２０４の基準移動軸に対してベース板の基準マークを相対移動させてもよい。例えば、テーブル２０４を回転させることなく、テーブル２０４に対してベース板２を適切な方法で相対移動（回転）させることで補正を行うこともできる。ベース板２に設けられた穴と支持板２０４のピン２１４との遊び量を大きくしておけば、比較的容易な手段でベース板２の相対移動が可能となる。テーブル２０４に対してベース板２を相対移動（回転）させる機構が新たに必要となるが、組立装置２０１の回転テーブル２１８が不要になるので、組立装置２０１の構造をシンプルにでき、その機械精度が向上する。ベース板２と突起部４とを独立に作製して固定するタイプの統合マスクでは、ベース板に対して突起部を適切な方法で相対移動させることで補正を行うこともできる。本方法でも突起部を相対移動させる機構が新たに必要となるが、前記方法と同様に回転テーブル２１８が不要になるので、組立装置の構造をシンプルにでき、その機械精度が向上する。ベース板２の基準マーク６を実際に相対移動させるのではなく、ベース板２の基準マーク６があるべき設定位置を計算して、その位置を仮想基準マークとして想定して補正を行うこともできる。ソフト的な対応のみで達成可能なので、組立装置２０１の構造をシンプルにでき、その機械精度が向上する。
【００４７】
補正機構は組立装置に組み込まれている必要はない。例えば、上記に例示したベース板２と突起部４とを独立に作製して固定するタイプの統合マスクにて、ベース板２に対して突起部４を相対移動させることで補正を行う場合には、ベース板２を別の治具に載置して、組立装置２０１にて計測した相対移動必要量に基づいてベース板２に対して突起部４を相対移動させ、その後に組立装置２０１のテーブル２０４にベース板を再び載置することができる。ベース板２を組立装置２０１に載置した際に、テーブル２０４の基準移動軸に対してベース板２の基準マーク６が設定位置の許容範囲内になるように、あらかじめベース板２に対する突起部４の相対位置を適切な手段・装置を用いて補正しておいてもよい。この場合には、本発明の補正工程を、基準マーク６が設定位置の許容範囲内にあるかどうかのチェック工程として機能させることができる。
【００４８】
次に図１０を参照して、本発明の別の実施例である統合マスクの組立装置３０１について説明する。
【００４９】
図１０の統合マスクの組立装置３０１では、架台３６０上に設置されている下部Ｘ−Ｙテーブル３０２のテーブル３０４上に統合マスク１０１が載置・保持される。下部Ｘ−Ｙテーブル３０２はテーブル３０４を、下部Ｙ軸ガイド３０６と下部Ｙ軸レール３０８によりＹ方向（紙面に垂直な方向）に、下部Ｘ軸ガイド３１０と下部Ｘ軸レール３１２によりＸ方向（紙面の左右方向）に、移動可能とするので、テーブル３０４上の統合マスク１０１を水平面内で自在に移動させることができる。下部Ｘ軸レール３１２は、昇降ユニット３６２を介して架台３６０に固定されているので、テーブル３０４は上下方向に昇降も自在に行える。テーブル３０４は統合マスク１０１のベース板１０２の周囲のみ保持し、中央部分は開口３１４となっている。テーブル３０４のベース板１０２を保持する部分には複数個の吸着穴が設けられて、ベース板１０２をテーブル３０４に吸着保持できる。開口３１４は統合マスク１０１の直下となり、ここに突き出し板３８２とエアーシリンダー３８４よりなる開放手段３８０が収納されるように、架台３６０上に配置されている。開放手段３８０のエアーシリンダー３８４を駆動して突き出し板３８２を上昇させ、係合手段１４０の留め金１４６を突き上げれば、押さえ棒１４２が統合マスク１０１の蒸着マスク１２０から離れ、押しつけが解除されるので、蒸着マスク１２０をベース板１０２上で自在に移動させる準備が可能となる。
【００５０】
統合マスク１０１の直上には、統合マスク１０１の蒸着マスク１２０を保持、移動させる保持ユニット３３０が配置されている。保持ユニット３３０は、蒸着マスク１２０を吸着保持する吸着パッド３３２と、吸着パッド３３２に水平面内での回転とＸ、Ｙ方向への自在な移動を与える、上部回転テーブル３３４と上部Ｘ−Ｙテーブル３３６から構成されている。上部回転テーブル３３４は上部Ｘ−Ｙテーブル３３６に、上部Ｘ−Ｙテーブル３３６は上部Ｙ軸レール３４４を介してフレーム３５０に、それぞれ固定されている。上部Ｘ−Ｙテーブル３３６は、上部回転テーブル３３４に取り付けられている上部Ｘ軸ガイド３３８と上部Ｘ軸レール３４０によってＸ方向に、上部Ｘ軸レール３４０に接続する上部Ｙ軸ガイド３４２と上部Ｙ軸レール３４４によってＹ方向に案内される。
【００５１】
上部回転テーブル３３４は中央部に上下方向に導通している円形の開口３１６を有し、モータ３４６で駆動されて水平面内で回転する。この開口３１６とその直上にあるフレーム３５０の上下方向に導通している開口３５２を利用して、フレーム３５０の上部に微調整装置３７２Ａ、Ｂを介して取り付けられた２つのカメラ３７０Ａ、Ｂで、蒸着マスク１２０の基準マーク１２６の位置を検知する。
微調整装置３７２Ａ、Ｂは、カメラ３７０Ａ、Ｂの水平、上下方向の位置微調整を自在に行うことができる。
【００５２】
統合マスクの組立装置３０１を使用した統合マスク１０１の組立方法を以下に説明する。統合マスク１０１のベース板１０２の所定位置に少なくとも１つの蒸着マスクを配置してそこから選ばれた蒸着マスクを基準蒸着マスク１２０として、係合手段１４０による固定を行い、粗い位置合わせを行う。この段階で配置するのは基準蒸着マスク１つのみでもよいが、通常は位置決めを行う全ての蒸着マスクを配置しておく。この下準備を終えたものを組立装置３０１のテーブル３０４にのせて吸着固定する。
【００５３】
基準蒸着マスク１２０に設けられている２つの基準マーク１２６の位置が２つのカメラ３７０Ａ、Ｂの真下にくるように、下部Ｘ−Ｙテーブル３０２を移動させる。図１０では理解を助けるために２つのカメラがＸ方向に並んでいるが、実際にはＹ方向に基準マークと同間隔で並んでいる。この位置で、基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６がそれぞれ２つのカメラ３７０Ａ、Ｂで検出されるように、微調整装置３７２Ａ、Ｂを使って、カメラ３７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。
【００５４】
補正工程は以下のとおり実施する。まず、カメラ３７０Ａにて基準マーク１２６の片方の位置を検出する。次に、テーブル３０４に保持された統合マスク１０１をＹ方向に移動させて、カメラ３７０Ａにて基準マーク１２６のもう片方を検出する。同じカメラ３７０Ａを用いて検出した２つの基準マーク１２６のＸ方向のずれ量を計測することで、テーブル３０４のＹ方向（基準移動軸）と基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とのなす角度θｃを計算する。昇降ユニット３６２を駆動して下部Ｘ−Ｙテーブル３０２を上昇させ、基準蒸着マスク１２０を保持ユニット３３０の吸着パッド３３２に接触させる。続いて、吸着パッド３３２に真空ポンプより吸引を行って基準蒸着マスク１２０を吸着保持した後に、開放手段３８０を上昇させて、押さえ板３８２で統合マスク１０１の係合手段１４０の留め金１４６を圧縮バネ１４４の反力に抗して突き上げる。これによって基準蒸着マスク１２０のベース板１０２への固定は解除される。
【００５５】
この状態で上部回転テーブル３３４を回転させることで、基準蒸着マスク１２０をベース板１０２上で相対的に回転させ、前記θｃがゼロに近づくように補正する。その後、開放手段３８０を下降させて、押さえ板３８２を留め金１４６から離して、基準蒸着マスク１２０をベース板１０２に固定する。吸着パッド３３２の吸着を停止してから、昇降ユニット３６２を下側に駆動して下部Ｘ−Ｙテーブル３０２を下降させ、吸着パッド３３２と基準蒸着マスク１２０を離接させる。必要に応じて、上記のずれ量の計測と補正を繰り返すことで、θｃを所望の値まで減少させる。本補正工程により、テーブル３０４のＹ方向（基準移動軸）と基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とが平行になるように基準マーク１２６の相対位置を補正する。
【００５６】
補正後の基準マーク１２６の位置を基準位置Ｄとする。基準位置Ｄでは、２つの基準マーク１２６がそれぞれ２つのカメラ３７０Ａ、Ｂの中央位置（画面の十字線の交点）に合致するように、微調整装置３７２Ａ、Ｂを使って、カメラ３７０Ａ、Ｂを各々水平面内で移動させる。もしくは、カメラ３７０Ａ、Ｂの視野内（画面上）での基準マーク１２６の位置を、画面の十字線を移動させるなどの適切な手段で記憶させてもよい。
【００５７】
２つのカメラ３７０Ａ、Ｂの位置調整が終了したら、基準位置Ｄを基点として、統合マスク１０１の基準蒸着マスク以外の１つの蒸着マスク１２０の基準マーク１２６があるべき位置に上部Ｘ−Ｙテーブル３０２を駆動して、統合マスク１０１を移動させる。移動した場所で２つのカメラ３７０Ａ、Ｂによって、蒸着マスク１２０の基準マーク１２６を検知する。検知した基準マーク１２６が２つのカメラ３７０Ａ、Ｂの中央位置もしくは記憶位置（画面の十字線の交点）になければ、Ｘ−Ｙテーブル３０２を上昇させ、蒸着マスク１２０を保持ユニット３３０の吸着パッド３３２に接触させる。続いて、吸着パッド３３２に真空ポンプより吸引を行って蒸着マスク１２０を吸着保持した後に、開放手段３８０を上昇させて、押さえ板３８２で統合マスク１０１の係合手段１４０の留め金１４６を圧縮バネ１４４の反力に抗して突き上げる。これによって蒸着マスク１２０のベース板１０２への固定は解除される。
【００５８】
この状態で、基準マーク１２６が２つのカメラ３７０Ａ、Ｂの中央位置もしくは記憶位置（十字線の交点）に来るように、上部回転テーブル３３４と上部Ｘ−Ｙテーブル３３６を駆動して、回転と水平移動により蒸着マスク１２０をベース板１０２上で移動させる。カメラ３７０Ａ、Ｂにより、基準マーク１２６が所定位置に位置決めできているのを確認できたら、開放手段３８０を下降させて、押さえ板３８２を留め金１４６から離して、蒸着マスク１２０をベース板１０２に固定する。そして、吸着パッド３３２の吸着を停止してから、Ｘ−Ｙテーブル３０２を下降させ、吸着パッド３３２と蒸着マスク１２０を離接させる。次の位置決めすべき蒸着マスク１２０について、上記の同じ位置決め作業をくり返す。
【００５９】
吸着パッドによる蒸着マスクの吸着力、テーブルとベース板の吸着力は、好ましくは０．１〜５０ｋＰａ、より好ましくは、５〜２０ｋＰａとする。蒸着マスクをベース板上で相対移動させて位置決めする手段は、上記の吸着パッドや側面把持機構を使用せずに、ある部材を蒸着マスクに押し付けることで発生する摩擦力を利用してもよいし、エアーを噴出する際に発生する負圧を利用して非接触の状態で蒸着マスクの上面を吸引する把持装置を利用してもよい。
【００６０】
上記補正工程でも、図６〜９を用いて既に説明したのと同様の効果が得られ、各蒸着マスク１２０の相対位置を設定位置に位置決めできる。
【００６１】
図１０で示された装置による上記補正工程はベース板１０２およびテーブル３０４に対して基準蒸着マスク１２０を相対移動させる方法なので、補正工程および組立装置３０１の構造をシンプルにできる。即ち、ベース板２またはテーブル２０４の角度調整の必要が無く、従って、前記の角度を合わせるための機構を必要としない。補正工程は本方法に限定されるわけではなく、テーブル３０４の基準移動軸に対して基準蒸着マスク１２０の基準マーク１２６を相対移動できればよい。例えば、図５に示す組立装置の組立方法として例示したように、テーブル３０４とベース板１０２の相対位置を保持したまま両者を回転させることで補正を行うことができる。テーブル３０４を回転させる回転テーブルが必要になるが、補正工程をシンプルにできる。テーブル３０４に対してベース板１０２を適切な方法で相対移動（回転）させることで補正を行うこともできる。ベース板１０２と支持板３０４との吸着をＯＮ、ＯＦＦしながらベース板１０２を適切な手段で移動（回転）させれば、比較的容易にベース板１０２の相対移動が可能となるので、組立装置３０１の構造をシンプルにできる。これらの補正機構は組立装置に組み込まれている必要はない。
【００６２】
図５および図１０で例示した組立方法において、基準移動軸はＸ方向、Ｙ方向どちらでもよく、両方であってもよい。２つのカメラにて２つの基準マークの設定位置からのずれ量を直接検出して、その検出値に応じて基準マークの相対位置を補正してもよい。組立装置にカメラが複数個あると補正工程および位置決め工程の時間を短縮できるので好ましいが、原理的にはカメラが１つであっても目的を達成することができる。
【００６３】
補正工程では、θｃを０．０１°以下、さらに０．００３°以下、さらに０．００１５°以下にすることが好ましい。位置決め工程において位置決め作業完了と判断する、基準マークの設定位置との許容ずれ量は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下にする。
【００６４】
図１１は統合マスクを用いた蒸着装置群の一態様を示す正面断面図、図１２は統合マスクを用いた蒸着装置群の別の態様を示す正面断面図である。
【００６５】
統合マスク１を使用して発光層などを実際に蒸着する蒸着装置群５０１を、図１１を用いて以下に説明する。蒸着装置５０２では、統合マスク１が外壁５０８で覆われた真空槽５３２の中にあるマスクホルダー５１２に支持されており、固定具５１８で、統合マスク１のベース板２がマスクホルダー５１２で移動しないように挟持されている。真空槽５３２は真空吸引装置（図示なし）に接続されており、蒸着のために必要な真空度に調整される。ガラスからなる基板Ａは真空槽５３２内の基板ホルダー５２２にその下面が保持されている。さらに基板ホルダー５２２はブラケット５２０と昇降軸５２６を介して、真空槽外にあるモータ５２８に接続されている。昇降軸５２６は内部に上下方向に移動自在とするガイドと駆動部を有しており、基板ホルダー５２２を上下方向に自在に昇降させることができる。モータ５２８の駆動により、昇降軸５２６以降のものが回転自在となるので、昇降軸５２６とモータ５２８の動作により、基板Ａを真空槽５３２内で自在に昇降させたり、水平面内で回転させることができる。
【００６６】
マスクホルダー５１２はＸ−Ｙガイド５１６に接続されている。Ｘ−Ｙガイド５１６は外壁５０８の上部に固定されている。Ｘ−Ｙガイド５１６は駆動源（図示なし）によって、水平面内のＸ、Ｙ方向に自在に移動でき、マスクホルダー５１２上の統合マスク１を水平面内で自在に移動させることができる。基板Ａと統合マスク１の基準マーク、または蒸着マスクの開口は外壁のルッキンググラス５０４を通して、外部に設けられたカメラ５３０によって検知され、その検知位置に応じてＸ−Ｙガイド５１６による水平移動とモータ５２８による回転で、基板Ａを統合マスク１との位置決めが行われる。基板Ａの基準マーク位置検知時には昇降軸５２６を下降させて、基板Ａを統合マスク１の上にのせた状態で行う。基板Ａを統合マスク１上にのせた状態での位置決めが完了したら、ブラケット５２０に対して駆動源（図示なし）によって昇降可能な押さえ部材５２４を下降させて基板Ａに接触させ、基板Ａと統合マスク１の密着度を上げる。押さえ部材５２４の少なくとも一部を磁石として、磁性体からなるマスクプレート２２を磁力により引きつけることで、基板Ａと統合マスク１との密着性を向上させることが可能である。
【００６７】
真空槽５３２内には蒸発源５３４が統合マスク１の真下に設けられている。この中に蒸着すべき材料をいれ、適切な温度に調整して、材料を蒸発させると、統合マスク１の各蒸着マスク２０の各開口部３０を通過するもののみが基板Ａに蒸着されることになり、基板Ａに所定パターンの薄膜層を形成できる。蒸発源５３４の上方には、基板への蒸着を任意に実施・停止するために、開閉可能な蒸着シャッター５１４が設けられている。基板Ａの真空槽５３２内外への搬出入は、開閉可能なシャッター５３６を開け、外壁５０８に設けられた搬出入口５３８を通して、移載装置６０１を用いて行なう。
【００６８】
移載装置６０１は、基台６０２に対して昇降と回転自在な基台板６０４、基台板６０４上をスライド板ガイド６０６により自在に往復動可能なスライド板６１０より構成されている。基板Ａをスライド板６１０上のパッド６０８にのせて、これを可動範囲内の任意の位置に搬送することができる。
【００６９】
蒸着装置群５０１を用いた蒸着方法を図１１を用いて以下に説明する。統合マスク１を真空槽５３２のマスクホルダー５１２に設置し、固定する。続いて統合マスク１の基準マーク６の位置をカメラ５３０によって検知し、図示していない画像処理装置によってその位置を認識して、記憶する。
【００７０】
シャッター５３６を開けて移載装置６０１により基板Ａを基板ホルダー５２２に載置し、移載装置６０１のスライド板６１０が真空槽５３２外にでたら、シャッター５３６を閉じ、真空ポンプ（図示なし）を駆動して、真空槽５３２内を一定の真空度にする。昇降軸５２６を下降させて基板Ａを統合マスク１上に置き、ルッキンググラス５０４を通してカメラ５３０で基板Ａの基準マーク位置を検知する。昇降軸５２６を上昇させて基板Ａと統合マスク１を離接させた後、すでに検知している統合マスク１の基準マーク位置と基板Ａの基準マーク位置が合致するように、Ｘ−Ｙガイド５１６およびモータ５２８を所定量だけ移動、回転させる。
【００７１】
再び基板Ａを統合マスク１上に下降させて、カメラ５３０で基板Ａと統合マスク１の基準マーク６（あるいは基板用基準マーク）の位置を検知する。この場合、両者の位置は演算で補正できるので、同じ位置にする必要はない。このように、基板Ａと統合マスク１の基準マークの検知と位置あわせ作業を繰り返して、基準マークが所定の位置と合致すれば、押さえ部材５２４を下降させて基板Ａを統合マスク１に押しつける。この押しつけ力は好ましくは、１０〜１００Ｎとする。
【００７２】
蒸発源５３４を加熱して蒸着材料（有機物等）を蒸発させ、蒸着シャッター５１４を開けて、基板Ａにマスクパターンにしたがった蒸着を行う。所定厚さの有機膜が形成できたら、蒸着シャッター５１４を閉じて蒸着を完了し、真空槽５３２内を大気圧にもどす。これと平行して押さえ部材５２４を上昇させた後、シャッター５３６を開けて移載装置６０１によりマスクパターンで蒸着された基板Ａを取り出して次の工程に送る。
【００７３】
真空槽５３２内を一定の真空度にするには時間を要するので、大気→真空→大気→真空の繰り返しのむだをなくして効率を向上させるために、移載装置６０１を真空装置内にいれて、真空下内で全ての作業を行ってもよい。
【００７４】
統合マスク１を使った別の蒸着装置群を図１２を用いて以下に説明する。蒸着装置群８０１は、統合マスク１上に基板Ａを位置決め載置する位置決め装置７０１と、基板Ａが統合マスクに各々の基準マークが合致した状態で載置される位置決め済み基板−マスク８２０を移載する移載装置６０１、位置決め済み基板−マスク８２０を装着して、それに蒸着材料（有機物等）の蒸着を行う蒸着装置８０２で構成される。
【００７５】
位置決め装置７０１は、統合マスク１を保持するマスク保持器７０２と、マスク保持器７０２を平面内（Ｘ−Ｙ方向）に自在に移動させるＸ−Ｙテーブル７０４、基板Ａを保持する基板保持器７０６、基板保持器７０６がブラケット７１８と昇降軸７１２を介して接続されている回転モータ７１４、回転モータ７１４を保持するフレーム７１６、フレーム７１６とＸ−Ｙテーブル７０４を支持する架台７０８、統合マスク１および基板Ａの基準マークを検知するカメラ７１０で構成される。昇降軸７１２は内部に上下方向に移動自在とするガイドと駆動部を有しており、基板保持器７０６を上下方向に自在に昇降させることができる。回転モータ７１４は基板保持器７０６を自在に回転可能とする。
【００７６】
移載装置６０１は、蒸着装置群５０１で説明したものと同じものである。蒸着装置８０２は、真空槽８１６内に位置決め済み基板−マスク８２０が載置される載置台８０４、基板Ａを統合マスク１に一定力で押し付ける昇降自在な押さえ部材８１２、有機物の蒸着源８０６、蒸着源８０６からの蒸発物が基板Ａに到達するのを妨げる開閉自在な蒸着シャッター８０８で構成される。押さえ部材８１２は、真空槽８１６外で外壁８１８に固定された昇降シリンダー８１４に接続されており、この昇降シリンダー８１４の昇降動作により、自在な昇降動作が付与される。真空槽８１６は真空ポンプ（図示なし）に接続されており、槽内を任意の真空度にすることができる。位置決め済み基板−マスク８２０は、開閉可能なシャッター８１０を通して真空槽８１６内に導入される。
【００７７】
蒸着装置群８０１を用いた蒸着方法を図１２を用いて以下に説明する。統合マスク１を位置決め装置７０１のマスク器７０２に装着し、統合マスク１の基準マーク（あるいは基板用基準マーク）の位置をカメラ７１０で検知する。つづいて基板Ａを基板保持器７０６に装着し、基板保持器７０６を下降させて基板Ａを統合マスク１上に載置する。基板Ａの基準マーク位置をカメラ７１０で検知した後、一旦基板Ａを基板保持器７０６で上昇させて、検知した基板Ａの基準マークと統合マスク１の基準マーク（あるいは基板用基準マーク）が所定の位置と合致するようにＸ−Ｙテーブル７０４と回転モータ７１４を制御する。再び両方の基準マーク位置を確認し、両者が所定の位置と一致するまで位置決めと基準マーク位置確認を繰り返す。最終的に両方の基準マークが所定の位置と一致していることが確認できたら、基板Ａを統合マスク１上に載置した位置決め済み基板−マスク８２０を、基板保持器７０６から移載装置６０１のパッド６０８上に載せかえ、蒸着装置８０２のシャッター８１０を開けて、載置台８０４上に置く。押さえ部材８１２を下降させて基板Ａを統合マスク１に所定の力で押し付ける。押しつけ力は１０〜３００Ｎが好ましい。この間に移載装置６０１のスライド板６１０が真空槽８１６外へでたらシャッター８１０を閉め、真空ポンプ（図示なし）を駆動して真空槽８１６内を所定の真空度にする。蒸着源８０６を加熱して有機物を蒸発させ、蒸着シャッター８０８を開いて統合マスク１上の基板Ａにマスクパターンに応じた有機物の蒸着を行う。
【００７８】
蒸着が完了したら、蒸着シャッター８０８を閉じ、真空槽８１６内を大気圧にもどした後、シャッター８１０を開いて蒸着された位置決め済み基板−マスク８２０を移載装置６０１により取り出して、次の工程に送る。
【００７９】
位置決め装置７０１、移載装置６０１を真空室内に置いてもよい。これによって常に真空下で基板Ａと統合マスク１の位置決め、搬送が行われるので、大気圧→真空、真空→大気圧にする時間が省略できて、生産性を大幅に向上できる。また、最終的に基板Ａ上に得られた蒸着パターンの所定位置からのずれ量を計測し、それを補正するように統合マスクの蒸着マスクを再度位置決めすれば、より高精度のパターニングが実現できる。
【００８０】
本発明を用いて１枚の基板からｎ面（ｎは２以上の整数）の有機ＥＬ素子を製造する場合には、ベース板にｎ個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いることができる。しかしながら、ｎの数が大きくなるとｎ個すべての蒸着マスクの位置合わせを行う作業が煩雑になるという問題が生じる。さらに、蒸着マスクを保持するフレームの幅や蒸着マスク同士の隙間に起因する基板の無駄な部分が増加する。このような場合には、蒸着ベース板にｍ個（ｍは２以上ｎ以下の整数）の蒸着マスクが固定された統合マスクを用い、ｎ＝ｍ×ｋ（ｋは２以上ｎ未満の整数）の関係にあることが好ましい。
【００８１】
例えば、１枚の基板上に１６面の有機ＥＬ素子を製造する場合に（ｎ＝１６）、ベース板に４個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いるとすれば（ｍ＝４）、それぞれ１個の蒸着マスクはさらに４面に対応した開口部パターンを有していることになるので（ｋ＝４）、ｎ＝ｍ×ｋの関係にある。ベース板に１６個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いる場合に比べて（ｎ＝１６、ｍ＝１６、ｋ＝１）、蒸着マスクの位置合わせを行う作業は４回で済む。寸法精度を損なわない範囲で大きな蒸着マスクを用いることが、高い精度を維持したまま効率よく有機ＥＬ素子を生産する上で重要である。上記の例では要求される寸法精度と作業性を考慮して、ｎ＝１６、ｍ＝２、ｋ＝８の組み合わせや、ｎ＝１６、ｍ＝８、ｋ＝２の組み合わせを選択することもできる。本発明はこのような組み合わせを選択する自由度が高いという利点を有する。
【００８２】
例えば、１個の蒸着マスクが４面に対応した開口部パターンを有している場合には（ｋ＝４）、蒸着マスクのフレームの開口を４個にしてもよい。つまり田の字型のフレームを使用することができる。フレームの強度を向上させて、その精度を高めることができるので、本方法はパターニングの高精度化に効果的である。
【００８３】
上記ｎ＝ｍ×ｋの関係は、比較的大きな１枚の基板から比較的小さな有機ＥＬ素子を数多く製造する場合に特に効果的である。基板サイズは２００×２００ｍｍ以上、さらに片側の辺が３００ｍｍ以上である場合に特に効果的である。有機ＥＬ素子の発光領域のサイズは６０×８０ｍｍ以下、さらには４０×５０ｍｍ以下である場合に特に効果的である。面数ｎは４以上、さらには１６、３２、６４以上である場合に特に効果的である。
【００８４】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の組立方法により精度よく作製された統合マスクを用いて薄膜層を蒸着して有機ＥＬ素子を製造する。本発明の統合マスクで蒸着する薄膜層はＲ、Ｇ、Ｂの発光層であることが好ましい。
【００８５】
【実施例】
図１〜図１４を参照にして実施例を以下に説明する。実際の構成や部材の位置関係、個数は図面と必ずしも一致するものではない。
【００８６】
実施例１
発光層用の蒸着マスク２０のマスクプレート２２として、外形が９４ｍｍ幅×１０９ｍｍ長で、厚さが３０μｍのＮｉ合金を用意した。幅１００μｍで長さが６２ｍｍの長方形開口３２を、開口の長さ方向（６２ｍｍの方向）がプレートの幅方向（９４ｍｍの方向）と一致するようにして、ピッチ３００μｍでプレートの長さ方向に２５６個設けた。開口形状の変形を防ぐために、各開口３２には開口の幅方向に並行な幅２０μｍの補強線３４が、開口の長さ方向にピッチ３００μｍで設けられている。マスクプレート２２の幅方向の中央部には、長さ方向に対称となるようにピッチ９２ｍｍで十字形状の基準マークを２個設けた。同じ蒸着マスクプレートを１６個作製した。
【００８７】
本マスクプレート２２を、外形が９４ｍｍ幅×１０９ｍｍ長でコバール合金製のフレーム２４にエポキシ系硬化樹脂を用いて接着し、蒸着マスク２０を作製した。同じ蒸着マスクを１６個作製した。蒸着マスクのフレームのマスクプレート取り付け部は、厚さ６ｍｍで、その内側は下部が８６ｍｍ幅×１０３ｍｍ長、上部が８２ｍｍ幅×９９ｍｍ長の開口とした。またフレームの対角方向の両端には厚さ２．５ｍｍの耳部２８を２ヶ所設けた。
【００８８】
ベース板２の材料として４４０ｍｍ幅×５４０ｍｍ長で厚さ１２ｍｍのコバール合金板を用意した。下部が９４ｍｍ幅×１１１ｍｍ長、上部が８６ｍｍ幅×１０３ｍｍ長の開口１０を、ベース板２の幅方向端部より３３ｍｍの位置のところから、開口１０の上部寸法が幅方向に９６ｍｍピッチで４列、ベース板２の長さ方向端部より２８ｍｍの位置から長さ方向に１２７ｍｍピッチで４列、合計１６個設けたものをベース板２とした。これに１６個の蒸着マスク２０を、各々の蒸着マスクの開口がベース板２の開口１０の中央になるように配置した。蒸着マスク１個に対して、押さえ板、圧縮バネ、支点からなる２個の係合手段４０で、各蒸着マスクをベース板上に固定して、粗い位置合わせを行った統合マスク１を作製した。隣り合う蒸着マスク２０の隙間はベース板の幅方向では２ｍｍ、長さ方向では１８ｍｍであった。
【００８９】
ベース板２の幅方向端部付近には、幅３ｍｍ、長さ５００ｍｍ、厚さ６ｍｍのガラス板が、ガラス板の長さ方向をベース板の長さ方向に一致するようにして取り付けられている。その上面に幅２０μｍ、長さ１００μｍの十文字の基準マークと、幅６０μｍ、長さ１８０μｍの十文字の基板用基準マークを、ガラス板の幅方向の上端部より２ｍｍの直線上に、ベース板の長さ方向に対称となるように、それぞれピッチ９２ｍｍ、４９０ｍｍで、クロム膜を用いて各２個ずつ設けた。基準マークのある面は、ベース板に取り付けた蒸着マスクの上面とほぼ同じ高さにした。係合手段４０はステンレス製で、押さえ板４２の厚さは３ｍｍとした。
【００９０】
以下、図５で図示した実施態様に準拠（若干異なる点があり、それらは随時以下に説明）して実施した。
【００９１】
即ち、上記の粗い位置あわせを行った統合マスクを統合マスク組立装置２０１のテーブル２０４にのせて固定した。カメラ２７０Ａにて基準マーク６の片方の位置を検出した後に、テーブル２０４をベース板の長さ方向（Ｙ方向）に移動させて、カメラ２７０Ａにて基準マーク６のもう片方を検出した。これにより、テーブル２０４のＹ方向（基準移動軸）とベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とのなす角度θｃ（ずれ量）を算出した。
【００９２】
図示されていない治具によりテーブル２０４に対してベース板２を移動させて、前記θｃがゼロに近づくように補正した。上記のずれ量の計測と補正を必要に応じて繰り返し、θｃを０．００１２°以下になるようにした。
【００９３】
下部Ｘ−Ｙテーブル２０２を駆動して、蒸着マスク２０の基準マーク２６があるべき位置に統合マスク１を移動させた。２つのカメラ２７０Ａ、Ｂによって蒸着マスク２０の基準マーク２６を検知し、既に図５で図示した実施態様において説明した通りの方法で蒸着マスク２０をベース板２上で移動させた。カメラ２７０Ａ、Ｂにより、基準マーク２６が所定位置に位置決めできているのを確認して、ベース板２に蒸着マスク２０を固定した。次の位置決めすべき蒸着マスク２０について、同じ位置決め作業をくり返した。
【００９４】
このようにして、ベース板２上の１６個の蒸着マスクの位置を、基準マークの所定位置からのずれが３μｍ以下になるように調整した。なお統合マスク組立装置で、Ｘ−Ｙテーブル２０２は１μｍ単位で平面内で移動可能とし、上部回転テーブル２３４は０．００１°の単位で回転できるようにした。テーブル２０４は外形が５００ｍｍ×６００ｍｍで、ピン２１４を設けることでベース板を保持できるようにした。またカメラには１μｍの分解能をもつＣＣＤカメラを用い、画像処理装置によって位置ずれ量や、補正量の計算を行った。本実施例では、把持ピン２３２で蒸着マスク２０を側面から挟み込むことで、蒸着マスクの位置調整を行った。
【００９５】
作製した統合マスクは、補正工程を実施してベース板２の２つの基準マーク６を結ぶ直線とテーブル２０４のＹ方向を平行にしたので、蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量を１６個とも３μｍ以下に収めることができた。
【００９６】
本実施例では、回転テーブル２１８が設けられた組立装置を用いて補正を実施してもよいが、回転テーブル２１８がないタイプの組立装置を用いた。
【００９７】
実施例２
実施例１と同様に粗い位置合わせを行った統合マスク１を作製した。実施例１で基準マーク６を検出して角度θｃ（ずれ量）を算出した代わりに、本実施例では基板用基準マークを検出してθｃを算出した。その他は実施例１と同様に補正を行い、θｃを０．０００６°以下になるようにした。それ以降も実施例１と同様に位置決め作業を行い、統合マスクを作製した。マーク間距離（ピッチ）が９２ｍｍの基準マーク６の代わりに、マーク間距離４９０ｍｍの基板用基準マークを用いることで、より高精度の補正を実施できたので、蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量を１６個とも２μｍ以下に収めることができた。
【００９８】
比較例１
補正工程を実施しなかったこと以外は実施例１と同様にして統合マスクを作製した。θｃが０．００５°程度の値のままで蒸着マスクを位置決めしたために、図８に模式的に示すように、各蒸着マスクが平面内で傾いた状態でベース板に固定された。蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量は１０μｍ以上となり、実施例１に比べて統合マスクの組立精度が悪化した。
【００９９】
実施例３
実施例１で作製した統合マスクを蒸着装置５０２のマスクホルダーに装着した。
【０１００】
厚さ０．７ｍｍで外形が４００ｍｍ幅×５００ｍｍ長の無アルカリガラス表面にＩＴＯ透明電極膜を１３０ｎｍスパッタリングにて全面形成した。ＩＴＯ透明電極膜をフォトリソ法によって図１３に示す形状にパターニングした。基板幅方向に並行して長さが９０ｍｍ、幅が８０μｍのストライプ形状９０４を設け、それを基板長さ方向に１００μｍピッチで７６８本配列させてものを１単位のストライプ列９０６とし、それを基板幅方向に９６ｍｍピッチ、基板長手方向に１２７ｍｍのピッチで配列させた。ストライプ列９０６は１６個の有機ＥＬ素子に対応できるように形成した。
【０１０１】
本基板Ａの全面にポジ型感光性ポリイミド前駆体（東レ株式会社製、ＤＬ−１０００）をスピンコート法により塗布した。乾燥後の塗布膜にフォトマスクを介して露光した後、現像を行い、ポリイミド前駆体膜をパターニングした。その後、２３０℃でキュアを行った。１６個の有機ＥＬ素子の有効発光エリア（後にＲ、Ｇ、Ｂ発光層が占める領域）全面を覆うように、それぞれに対応して１６単位のスペーサを形成した。１単位のスペーサでは、基板長さ方向（ＩＴＯ電極に直交する方向に）に長さ７０μｍ、基板幅方向に長さ２３５μｍの開口部（スペーサーの存在しない部分）を、基板長さ方向にはＩＴＯ電極の中央部が露出するように１００μｍピッチで７６８個、基板幅方向にＩＴＯ電極にそって３００μｍピッチで２００個、格子状に配置した。
【０１０２】
１６個ある有機ＥＬ素子の有効発光エリア全面に、銅フタロシアニンを１５ｎｍ、ビス（Ｎ−エチルカルバゾール）を６０ｎｍを蒸着して、正孔輸送層を形成した。蒸着時の真空度は２×１０^−４Ｐａ以下とし、蒸着中は基板を蒸着源に対して回転させた。
【０１０３】
発光層を蒸着するために、移載装置６０１から蒸着装置５０２の基板ホルダー５２２に、正孔輸送層を蒸着したガラス基板をのせた。真空ポンプを駆動して、蒸着槽内の真空度を１×１０^−４Ｐａにした。所定の真空度が得られてから、基板ホルダーを下降させて、基板ホルダー上のガラス基板Ａを統合マスク１上に載置した。
【０１０４】
ガラス基板Ａの幅方向端部付近には、基準マークとして直径３００μｍのＩＴＯ透明電極膜が、ガラス基板の長さ方向に対称となるようにピッチ４９０ｍｍで２ヶ所設けられている。この基準マーク位置を検知して、統合マスクに取り付けられたガラス板に設けられている基板用基準マークと一致するようにガラス基板と統合マスクの位置合わせを行った。位置合わせ完了後押さえ部材５２４でガラス基板を統合マスクに２０Ｎの力で押し付けた。
【０１０５】
蒸着源５３４を加熱し、緑色発光層として、０．３ｗｔ％の１，３，５，７，８，−ペンタメチル−４，４−ジフロロ−４−ボラ−３ａ，４ａ−ジアザ−ｓ−インダセン（ＰＭ５４６）をドーピングした８−ヒドロキシキノリン−アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）を、統合マスクのパターンにしたがって２０ｎｍ蒸着した。
【０１０６】
基板Ａと統合マスク１との位置を、基板長さ方向に１００μｍ（１ピッチ分）だけずらして位置合わせした後に、赤色発光層として１ｗｔ％の４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６（ジュロリジルスチリル）ピラン（ＤＣＪＴ）をドーピングしたＡｌｑ３を１５ｎｍ蒸着した。続いて、基板Ａと統合マスク１との位置を、基板長さ方向にさらに１００μｍ（さらに１ピッチ分）だけずらして位置合わせした後に、青色発光層として４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ジフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２０ｎｍ蒸着した。これらのＲＧＢ発光層はストライプ状のＩＴＯ電極に各々対応しており、ＩＴＯ電極の露出部分を完全に被覆した。
【０１０７】
電子輸送層として４，４’−ビス（フェナントロリン−２−イル）テトラフェニルメタンを６０ｎｍ、１６個ある有機ＥＬ素子の有効発光エリア全面に蒸着した。次に、リチウムを膜厚換算量０．５ｎｍ蒸着して、電子輸送層にドーピングした。
【０１０８】
基板長さ方向（ＩＴＯ電極に直交する方向）に長さ１００ｍｍ、基板幅方向に２５０μｍのアルミニウムのストライプを、基板幅方向にピッチ３００μｍで２００本配置したストライプ列を１単位とし、これを先に作製した基板上のスペーサの開口部を覆うように幅方向ピッチ９６ｍｍ、基板長さ方向ピッチ１２７ｍｍで、１６単位配置できるようアルミニウムの蒸着を行い、厚さ２４０ｎｍの金属電極を形成した。金属電極の蒸着にも発光層と同様の統合マスクを使用した。蒸着時の真空度は３×１０^−４Ｐａ以下とした。
【０１０９】
本基板を蒸着装置から露点−９０℃のアルゴン雰囲気下に移した。この低湿度雰囲気下にて、基板と厚さ０．７ｍｍの封止用ガラス板とを、エポキシ樹脂からなる接着剤を用いて貼り合わすことで封止をした。
【０１１０】
以上のようにして１６個の有機ＥＬ素子が形成された基板を切断して、１６個の有機ＥＬ素子に分割した。各々の有機ＥＬ素子には、７６８本のＩＴＯストライプ状第１電極の上に、パターニングされたＲＧＢそれぞれの発光層を含む有機層が形成され、その上にはＩＴＯ電極と直交するするように２００本のアルミニウムストライプ状第２電極が形成された。第１、第２電極の交差部分のうち、スペーサーの開口部のみが発光した。ＲＧＢ各１つずつの発光単位が１画素を形成するので、３００μｍピッチで２５６×２００画素を有する単純マトリックス型カラー有機ＥＬ素子が製作できた。
【０１１１】
作製した有機ＥＬ素子の発光性能は１６個ともディスプレイとして用いることができるものであった。蒸着マスクを分割して発光層を蒸着したので、１６個全て同一寸法精度と性能をもつ発光素子を作製することができた。１６個の全ての有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１０μｍ未満であった。
【０１１２】
比較例２
比較例１の統合マスクを用いたこと以外は実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。１６個の有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１５μｍを超え、ディスプレイとして用いることができなかった。
【０１１３】
実施例４
ベース板にガラス板を取り付けなかった、すなわち、ベース板上に基準マークを設けなかったこと以外は実施例１と同様にして、粗い位置合わせを行った統合マスクを作製した。
【０１１４】
上記の粗い位置あわせを行った統合マスクを、実施例１で使用したのと同等の性能を有する統合マスク組立装置３０１のテーブル３０４にのせて固定した。カメラ３７０Ａにて１６個のうちの１つの蒸着マスク（基準蒸着マスク）１２０の基準マーク１２６の片方の位置を検出した後に、テーブル３０４をベース板の長さ方向（Ｙ方向）に移動させて、カメラ３７０Ａにて基準マーク１２６のもう片方を検出した。これにより、テーブル３０４のＹ方向（基準移動軸）と基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とのなす角度θｃ（ずれ量）を算出した。
【０１１５】
既に図１０で図示した実施態様において説明した方法で基準蒸着マスク１２０をベース板１０２上で回転させることで、前記θｃがゼロに近づくように補正した。上記のずれ量の計測と補正を必要に応じて繰り返し、θｃを０．００１２°以下になるようにした。本補正工程が終了した後の基準蒸着マスク１２０の基準マーク１２６の位置を基準位置とした。
【０１１６】
Ｘ−Ｙテーブル３０２を駆動して、基準蒸着マスク以外の蒸着マスク１２０の基準マーク１２６があるべき位置に統合マスク１０１を移動させた。２つのカメラ３７０Ａ、Ｂによって蒸着マスク１２０の基準マーク１２６を検知し、既に説明した方法で蒸着マスク１２０をベース板１０２上で移動させた。カメラ３７０Ａ、Ｂにより、基準マーク１２６が所定位置に位置決めできているのを確認して、ベース板１０２に蒸着マスク１２０を固定した。次の位置決めすべき蒸着マスク１２０について、同じ位置決め作業をくり返した。このようにして、ベース板１０２上の１６個の蒸着マスクの位置を、基準マークの所定位置からのずれが３μｍ以下になるように調整した。
【０１１７】
作製した統合マスクは、補正工程を実施して基準蒸着マスク１２０の２つの基準マーク１２６を結ぶ直線とテーブル２０４のＹ方向を平行にしたので、蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量を１６個とも３μｍ以下に収めることができた。
【０１１８】
実施例５
実施例４で作製した統合マスクを用いて、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。製作した有機ＥＬ素子の発光性能は１６個ともディスプレイとして用いることができるものであった。蒸着マスクを分割して発光層を蒸着したので、１６個全て同一寸法精度と性能をもつ発光素子を作製することができた。１６個の全ての有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１０μｍ未満であった。
【０１１９】
実施例６
図１４に示すように、発光層用の蒸着マスク１７０のマスクプレート１７２として、外形が１９０ｍｍ幅×２３６ｍｍ長で厚さが３０μｍのＮｉ合金を用意した。実施例１と同様の開口部１３０と基準マーク１２６を１単位１８０として、それをプレートの幅、長さ方向にそれぞれ２列、合計４個設けたものを用意した。同じ蒸着マスクプレートを４個作製した。
【０１２０】
本マスクプレート１７２を、外形が１９０ｍｍ幅×２３６ｍｍ長でコバール合金製のフレーム１７４にエポキシ系硬化樹脂を用いて接着し、蒸着マスク１７０を作製した。同じ蒸着マスクを４個作製した。蒸着マスクのフレームのマスクプレート取り付け部は、厚さ６ｍｍで、その内側は下部が１８２ｍｍ幅×２３０ｍｍ長、上部が１７８ｍｍ幅×２２６ｍｍ長の開口とした。フレームには厚さ２．５ｍｍの耳部１７８を４ヶ所設けた。
【０１２１】
ベース板２の材料として４４０ｍｍ幅×５４０ｍｍ長で厚さ１２ｍｍのコバール合金板を用意した。下部が１９０ｍｍ幅×２３８ｍｍ長、上部が１８２ｍｍ幅×２３０ｍｍ長の開口１０を、幅、長手方向にそれぞれ２列、合計４個設けたものをベース板２とした。これに４個の蒸着マスク１７０を、各々の蒸着マスクの開口がベース板の開口の中央になるように配置した。蒸着マスク１個に対して、押さえ板、圧縮バネ、支点からなる４個の係合手段４０で、各蒸着マスクをベース板上に固定して、粗い位置合わせを行った統合マスクを作製した。ベース板には実施例１と同様のガラス板が取り付けた。
【０１２２】
上記の粗い位置あわせを行った統合マスクを統合マスク組立装置のテーブルに取り付け、実施例１と同様にして、ベース板上の４個の蒸着マスクの位置を、基準マークのずれが５μｍ以下になるように調整した。作製した統合マスクは、蒸着マスクの所定位置からの位置ずれ量を４個とも５μｍ以下に収めることができた。
【０１２３】
実施例７
実施例６で作製した統合マスクを用いて、実施例３と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。作製した有機ＥＬ素子の発光性能は１６個ともディスプレイとして用いることができるものであった。蒸着マスクを分割して発光層を蒸着したので、１６個全て同一寸法精度と性能をもつ発光素子を作製することができた。１６個の全ての有機ＥＬ素子のＲ、Ｇ、Ｂ各発光層の位置ずれは１５μｍ未満であった。
【０１２４】
実施例３では、１枚の基板上に１６面の有機ＥＬ素子を製造する場合に（ｎ＝１６）、それぞれの蒸着マスクが１面に対応した開口部パターンを有し（ｋ＝１）、ベース板に１６個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いたので（ｍ＝１６）、蒸着マスクの位置合わせ作業が１６回必要であった。本実施例では、同じ１６面の有機ＥＬ素子を製造する場合に（ｎ＝１６）、それぞれの蒸着マスクが４面に対応した開口部パターンを有し（ｋ＝４）、ベース板に４個の蒸着マスクが固定された統合マスクを用いたので（ｍ＝４）、蒸着マスクの位置合わせ作業は４回で済む。すなわち、発光層のパターニングの許容誤差である１５μｍをオーバーしない範囲で大きな蒸着マスクを用いたので、必要なパターニング精度を維持したまま効率よく有機ＥＬ素子を生産することができた。
【０１２５】
上記全ての実施例では、ＲＧＢ発光層のパターニングに１個の統合マスクを用いて、基板と統合マスクとの位置関係をＩＴＯ電極のピッチ分だけ移動させたが、それぞれ異なる３個の統合マスクを使用することもできる。金属電極のパターニングにも統合マスクを用いたマスク蒸着法を適用したが、基板上にあらかじめ隔壁を形成しておき、隔壁の影を利用することで、蒸着マスクを用いずに金属電極をパターニングする隔壁法を用いることもできる。第２電極が透明電極であってもよいし、第２電極が陽極であってもよい。蒸着後に公知技術を用いて保護膜の形成を行うこともできる。
【０１２６】
上記全ての実施例では単純マトリックス型カラー有機ＥＬ素子を製作したが、発光層の微細パターニングを省略することでモノクロ有機ＥＬ素子を製作することもできる。薄膜トランジスター（ＴＦＴ）などからなるスイッチング素子が形成された基板上に、本発明の統合マスクを用いて発光層をパターニングすることで、アクティブマトリックス型カラー有機ＥＬ素子を作製することもできる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明の統合マスクの組立装置と組立方法によれば、テーブルの基準移動軸に対するベース板もしくは蒸着マスクの基準マークの設定位置からのずれ量を基に、統合マスクの位置ズレを補正してから蒸着マスクの位置決めを行うのであるから、従来方法に比べてより素早く、より高い精度に統合マスクを組み立てることが可能となる。多数の蒸着マスクを高い精度で所定位置に配置された統合マスクを得ることが可能となる。
【０１２８】
本発明の有機ＥＬ素子の製造装置と製造方法によれば、上記の組立装置と組立方法により精度よく作製された上記統合マスクを用いて、基板との位置決め、ならびに発光層や金属電極などの薄膜層の蒸着を行うのであるから、薄膜層を蒸着する基板の大きさに関係なく、高い寸法精度で所定の形状に薄膜層をパターニングすることが可能となる。
【０１２９】
これらの結果、１枚の基板に多数の有機ＥＬ素子を形成する、いわゆる多面取りを高精度に行うことができ、高品質の有機ＥＬ素子を高い生産性で得ることができる。高精度で薄膜層を蒸着することが可能になると、ディスプレイにおける画素の専有面積率、すなわち開口率を向上させることができる。ディスプレイの表示輝度が同じである場合には、開口率が大きいほど画素に流れる電流密度を小さくすることができる。輝度の経時的な低下率が小さくなるので、ディスプレイの耐久性が向上するという効果が得られる。従来は基板の片側の辺が３００ｍｍ以上ある比較的大型の基板を用いると、ディスプレイの開口率を４０％以上にすることは困難であった。本発明の手法を用いることで、この開口率を４０％以上、さらに５０％以上、さらには６０％以上に高めることが可能になるので、高い生産性と高い耐久性を兼ね備えた有機ＥＬ素子の製造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の統合マスクの一例を示す全体概略斜視図。
【図２】図１の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図。
【図３】本発明の統合マスクの別の例を示す全体概略斜視図。
【図４】図３の統合マスクを各要素ごとに分解した斜視図。
【図５】本発明の統合マスクの組立装置の一例を示す正面断面図。
【図６】補正工程実施前の統合マスクと基準移動軸との関係を示す平面図。
【図７】補正工程実施後の統合マスクと基準移動軸との関係を示す平面図。
【図８】補正工程を実施せずに作製した統合マスクの一例を示す平面図。
【図９】補正工程を実施してから作製した統合マスクの一例を示す平面図。
【図１０】本発明の統合マスクの組立装置の別の一例を示す正面断面図。
【図１１】統合マスクを用いた蒸着装置の一例を示す正面断面図。
【図１２】統合マスクを用いた蒸着装置の別の例を示す正面断面図。
【図１３】実施例１で使用した基板を示す全体概略斜視図。
【図１４】実施例６で使用した蒸着マスクを示す全体概略斜視図。
【符号の説明】
１，１０１　　　　：統合マスク
２，１０２　　　　：ベース板
４　　　　　　　　：突起部
６　　　　　　　　：基準マーク（ベース板）
８　　　　　　　　：上面
１０，１１０　　　　：開口
１１８　　　　：取り付け穴
２０，１２０，１７０：蒸着マスク
２２，１２２，１７２：マスクプレート
２４，１２４，１７４：フレーム
２６，１２６　　　　：基準マーク（蒸着マスク）
１２８　　　　：穴
２８，　　　　１７８：耳部
１８０：１単位（開口と基準マーク）
３０，１３０　　　　：開口部
３２，１３２　　　　：開口
４０，１４０　　　　：係合手段
１４２　　　　：押さえ棒
４２　　　　　　　　：押さえ板
４４，１４４　　　　：圧縮バネ
１４６　　　　：留め金
４６　　　　　　　　：支点
２０１，３０１：統合マスクの組立装置
２０２　　　　：下部Ｘ−Ｙ−θテーブル（又は、下部Ｘ−Ｙテーブル）
３０２：下部Ｘ−Ｙテーブル
２０４，３０４：テーブル
２０６，３０６：下部Ｙ軸ガイド
２０８，３０８：下部Ｙ軸レール
２１０，３１０：下部Ｘ軸ガイド
２１２，３１２：下部Ｘ軸レール
２１４　　　　：ピン
３１４：開口
２１６，３１６：開口
２１８　　　　：下部回転テーブル
２３０，３３０：保持ユニット
３３２：吸着パッド
２３２　　　　：把持ピン
２３４，３３４：上部回転テーブル
２３６，３３６：上部Ｘ−Ｙテーブル
２３８、３３８：上部Ｘ軸ガイド
２４０，３４０：上部Ｘ軸レール
２４２，３４２：上部Ｙ軸ガイド
２４４，３４４：上部Ｙ軸レール
２４６，３４６：モータ
２５０，３５０：フレーム
２５２，３５２：開口
２６０，３６０：架台
３６２：昇降ユニット
２７０，３７０：カメラ
２７２，３７２：微調整装置
２８０，３８０：開放手段
２８２，３８２：突き出し板
２８４，３８４：エアーシリンダー
２８６　　　　：保持ユニット支持台
２８８　　　　：エアーシリンダー
Ａ　　　　　　：基板
５０１，８０１：蒸着装置群
５０２，８０２：蒸着装置
５０４　　　　：ルッキンググラス
８０４：載置台
５０８，８１８：外壁
５１２　　　　：マスクホルダー
５１４，８０８：蒸着シャッター
５１６　　　　：Ｘ−Ｙガイド
５１８　　　　：固定具
５２０　　　　：ブラケット
８２０：位置決め済み基板−マスク
５２２　　　　：基板ホルダー
５２４，８１２：押さえ部材
５２６　　　　：昇降軸
５２８　　　　：モータ
８１４：昇降シリンダー
５３０　　　　：カメラ
５３２，８１６：真空槽
５３４，８０６：蒸発源
５３６，８１０：シャッター
５３８　　　　　搬出入り口
６０１：移載装置
６０２：ベース
６０４：ベース板
６０６：ガイド
６０８：パッド
６１０：スライド板
７０１：位置決め装置
７０２：マスク保持器
７０４：Ｘ−Ｙテーブル
７０６：基板保持器
７０８：架台
７１０：カメラ
７１２：昇降軸
７１４：回転モータ
７１６：フレーム
７１８：ブラケット
９０２：ガラス基板
９０４：ストライプ形状（ＩＴＯ）
９０６：１単位のストライプ列（ＩＴＯ）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic EL device (organic electroluminescence) capable of converting electric energy into light, which can be used in fields such as display devices, flat panel displays, backlights, lighting, interiors, signs, signboards, electrophotographic machines, and watches. The present invention relates to a vapor deposition mask suitably used for manufacturing an apparatus, an assembling apparatus and an assembling method thereof, and an apparatus and a method for manufacturing an organic EL device using the same.
[0002]
[Prior art]
The organic EL element is based on the principle that electrons injected from a cathode and holes injected from an anode are recombined in an organic phosphor sandwiched between both electrodes to emit light. Since it has a simple structure and can emit high-brightness multicolor light at a low voltage, it has begun to be used as a thin and small display.
[0003]
In order to manufacture a full-color display panel using an organic EL element, a red (R), green (G), or blue (B) light-emitting layer serving as a constituent element, a first electrode (for example, ITO) or a second It is necessary to regularly arrange thin film layers such as electrodes (for example, metal) on a substrate in a predetermined pattern and pitch.
[0004]
In order to form a light-emitting layer made of an organic compound in a fine pattern with high precision, a mask evaporation method in which evaporation is performed under vacuum using a mask having an arrangement of openings corresponding to a predetermined pattern of the light-emitting layer is used. The mask vapor deposition method is a batch process for each substrate. Since current organic EL devices are often used for small-sized applications, a so-called multi-paneling method for forming a large number of organic EL devices on one large substrate is used to improve the productivity of organic EL device production.
[0005]
In order to form a plurality of organic EL elements, it is necessary to prepare a deposition mask having a large number of aperture arrangement portions corresponding to the size of one organic EL element. However, such a vapor deposition mask becomes large in size and is greatly deformed during manufacture and use, so that the dimensional accuracy of the opening arrangement cannot be maintained with high accuracy. In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-113978 proposes an integrated mask (assembly-type evaporation mask) in which a plurality of evaporation masks each having an opening arrangement corresponding to one organic EL element are arranged. It had been.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the integrated mask, it is essential to accurately position a large number of individual vapor deposition masks at predetermined positions in correspondence with the multi-plane patterning. However, the specific means has not been obtained conventionally.
[0007]
An object of the present invention is to present a specific configuration for providing a practical use of an integrated mask in which a large number of vapor deposition masks each having an aperture arrangement corresponding to an organic EL element or the like are arranged, and to increase the number of vapor deposition masks in the integrated mask. The aim is to provide a means for positioning in a predetermined position with accuracy and assembling it into an integrated mask. Further, the present invention provides a manufacturing apparatus and a manufacturing method of an organic EL device, which can position the integrated mask and the substrate, vapor-deposit the mask, and form a large number of organic EL devices on one substrate to dramatically improve productivity. It is to provide a high quality and inexpensive organic EL element.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is basically achieved by the following configurations.
[0009]
A plurality of vapor deposition masks having a vapor deposition opening array group corresponding to the vapor deposition pattern, an integrated mask assembling apparatus configured and fixed on the base plate by engaging means,
A table for holding the base plate,
Measuring means for detecting a reference mark of the base plate or a selected vapor deposition mask (a reference mark of the integrated mask) and measuring a shift amount from a set position of the reference mark of the integrated mask with respect to a reference movement axis of the table;
A correction mechanism that corrects a relative position of the reference mark of the integrated mask with respect to the reference movement axis according to the amount of displacement,
A positioning mechanism that detects the reference mark of the integrated mask and the reference mark of the vapor deposition mask, and performs relative positioning between the reference mark of the integrated mask and the vapor deposition mask using the vapor deposition mask holding and moving mechanism;
An assembling apparatus for an integrated mask, comprising: an engaging operation means for operating an engagement between a base plate and a deposition mask.
[0010]
Alternatively, there is basically provided a method for assembling an integrated mask, which includes a step performed by the apparatus.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
[0012]
1 is an overall schematic perspective view showing an embodiment of the integrated mask of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the integrated mask of FIG. 1 exploded for each element, and FIG. 3 is an overall schematic perspective showing another embodiment of the integrated mask. FIG. 4 is a perspective view of the integrated mask of FIG. 3 exploded for each element.
[0013]
Referring to the examples shown in FIGS. 1 and 2, the integrated mask 1 is configured by fixing four vapor deposition masks 20 to the base plate 2 by engaging means 40.
[0014]
The deposition mask 20 is configured by fixing a mask plate 22 having an opening 30 in which a deposition opening 32 is arranged in accordance with a deposition pattern to a frame 24. The inside of the broken line of the frame 24 is an opening, and there is no shield immediately below the opening 30 of the evaporation mask 20. In addition, the location of the base plate 2 where the vapor deposition mask 20 is disposed is, as shown in FIG. 2, an opening having a shape larger than the area occupied by the opening 30 and having a shape capable of including the opening 30 therein. 10 are provided. In addition, the shape of the vapor deposition opening 32 is formed in accordance with a vapor deposition pattern, such as arranging a large number of rectangular or circular holes. Here, the opening 10 is preferably 5 to 500%, more preferably 10 to 100% larger in area than the opening 30.
[0015]
Each vapor deposition mask 20 has a predetermined vapor deposition opening 32 of the vapor deposition mask 20 based on the reference mark 6 provided on the upper surface 8 of the projection 4 of the base plate 2 as a reference mark of the integrated mask. It is positioned so that it becomes a position. In the present invention, the reference mark is a morphological feature that can be detected by optical means serving as a mark for detecting the position and direction (angle) of the base plate and the vapor deposition mask. In FIG. 1 and the like, a cross mark is drawn on the surface of the target object (base plate or vapor deposition mask) to serve as a reference mark. However, the present invention is not limited to this. As a mark, this may be determined by human eyes or pattern recognition. Therefore, the position of the vapor deposition opening 32 may be directly detected and the relative position of the vapor deposition mask relative to the reference mark 6 on the base plate 2 may be adjusted. 26 may be provided, and these may be aligned with reference to the reference mark 6 on the base plate 2. When the upper surface 8 of the projection 4 on which the reference mark 6 on the base plate side is provided is substantially equal to the height of the mask plate 22 of the evaporation mask 20 from the base plate 2, position detection by the camera can be performed at the same focal length. It is preferable because it can be performed.
[0016]
The integrated mask shown in FIG. 1 is an example having a reference mark 6 on a projection 4 of a base plate 2. The projecting portion 4 is provided with a substrate reference mark separately from the reference mark 6, and can be used for alignment between the substrate and the integrated mask during vapor deposition. The reference mark for the substrate can be formed on the thicker and more robust projections compared to the mask plate, and the relative position with the reference mark can be formed with high precision, so that the integrated mask and the substrate can be positioned with high precision. . The reference mark 6 itself may be used for alignment with the substrate.
[0017]
The reference mark 6 on the base plate 2 is not essential, and a reference mark 26 of a certain vapor deposition mask (reference vapor deposition mask) selected as described later is used as a reference mark of an integrated mask, and another vapor deposition mask of this reference is used as a reference. It is possible to perform relative alignment. In this case, the projection 4 itself can be omitted.
[0018]
Further, it is preferable that the arbitrarily fixed / open freely engaging means is free to open when an external force or the like is applied. For example, an engaging means is configured by combining an elastic body such as a spring and a member for transmitting the force, and when no external force acts, the vapor deposition mask is fixed by the force of the spring or the like, and when an external force is applied, the transmission of the force is performed. Preferably, it is released. Alternatively, other than the above-mentioned external force, the device may be freely opened by electricity, magnetism, heat, light or the like. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the engaging means 40 includes a pressing plate 42, a compression spring 44, and a fulcrum 46, and the pressing plate 42 is formed on the front side of the base plate 2 by the compression spring 44 and the fulcrum 46. It is fixed to the plate 2. When the force of the compression spring 44 passes through the fulcrum 46, the pressing plate 42 presses the ear 28 of the frame 24. As a result, the evaporation mask 20 is pressed against the base plate 2 with a constant force, and is fixed so as not to move by frictional force. When the spring connection portion of the holding plate 42 is pressed from above, the compression spring 44 contracts, and a gap is created between the holding plate 42 and the ear 28. Thereby, the pressing of the evaporation mask 20 against the base plate 2 is released, and the evaporation mask 20 can move on the base plate 2. In order to completely release the deposition mask from the base plate, the deposition mask is further slid slightly to the right (or left) so that the ears 28 on the back side (or near side) are moved to the right (or Alternatively, the front (or back) ear portion 28 may be pulled out vertically from the portion of the pressing plate 42 cut out in a U-shape so that the face comes out from the left (left) end. When attaching a vapor deposition mask to the base plate, the reverse procedure may be followed. The vapor deposition mask 20 is moved while the fixing force is released, and positioning on the base plate 2 is performed. When this is completed, the pressing against the pressing plate 42 is released, and the vapor deposition mask 20 is pressed against the base plate 2 by the spring force of the engaging means 40 and fixed.
[0019]
FIGS. 3 and 4 show an example of an integrated mask using an engaging means different from the above.
[0020]
The integrated mask 101 shown in FIG. 3 is configured by fixing four evaporation masks 120 to the base plate 102 by engaging means 140. The engagement means 140 includes a holding rod 142, a compression spring 144, and a clasp 146. The holding rod 142 is passed through the hole 128 of the vapor deposition mask 120 and the mounting hole 118 of the base plate 102, and the compression spring 144 is attached on the back surface of the base plate 102. Then, the clasp 146 is attached, and the holding rod 142 does not come off. To do. The means for attaching the clasp 146 to the presser rod 142 has a fixing force that does not fall off due to the extension force of the compression spring or vibration when handling the integrated mask, and can be easily attached and detached as necessary. Is not particularly limited, and preferable examples include a screwing method, a magnetic force method, a clamping method using elasticity, and the like. Thus, the vapor deposition mask 120 is pressed against the base plate 102 with a constant force by the force of the compression spring 144, and is fixed so as not to move by the frictional force. When the clasp 146 is pressed from below, the compression spring 144 contracts, and a gap is created between the head above the holding bar 142 and the deposition mask 120.
As a result, the pressing of the evaporation mask 120 against the base plate 102 is released, and the evaporation mask 120 moves on the base plate 102 within the range of play (dimensional difference) between the holding rod 142 and the hole 128 of the evaporation mask 120. Inside, you can move freely. The vapor deposition mask 120 is moved while the fixing force is released, and positioning on the base plate 102 is performed. When this is completed, the pressing against the clasp 146 is released, and the vapor deposition mask 120 is pressed against the base plate 102 by the spring force of the engaging means 140 and fixed.
[0021]
The integrated mask shown in FIGS. 3 and 4 is an example in which a reference mark is not provided on the base plate 102.
[0022]
A reference mark for the substrate is provided on the mask plate 122 of the deposition mask 120 in addition to the reference mark 126, and can be used for alignment between the substrate and the integrated mask during the deposition. Since the projections 4 shown in the examples of FIGS. 1 and 2 can be made unnecessary, the structure of the integrated mask can be simplified. The reference mark 126 itself may be used for alignment with the substrate. As in the examples of FIGS. 1 and 2, a projection may be provided and a reference mark may be provided thereon.
[0023]
In the integrated mask illustrated in FIGS. 1 to 4, the main direction of the force acting when the engaging means fixes the vapor deposition mask to the base plate is within ± 30 °, more preferably ± 5 °, from a vertical line to the base plate. The structure of each means to be configured is determined so as to be within the range. If the main direction of the above-mentioned force is out of the above-mentioned range, the deposition mask may be shifted from the position positioned on the base plate.
[0024]
The engaging means does not have to be able to move completely freely when released by the engaging operation means as in the examples shown in FIGS. Further, the fixation by the engagement means is required only between the time when the deposition mask is positioned and the time when the deposition using the deposition mask is completed. Therefore, before the positioning of the evaporation mask, even if it is not completely fixed, it is enough if the integrated mask is handled at the very least if it does not fall off. Alternatively, when the phase of the base plate is shifted to the assembling apparatus, the vapor deposition mask may not be mounted yet. That is, after the position of the base plate is corrected, a method in which the vapor deposition mask is separately transported and placed on the base plate before positioning the vapor deposition mask, or placed on the base plate while positioning may be used.
[0025]
In the present invention, before positioning each vapor deposition mask, once positioning is performed on the entire base plate, the positioning of each vapor deposition mask can be performed quickly and accurately, and the correction width of each vapor deposition mask is small. Do it. Therefore, the play at the time of fixing each vapor deposition mask for correction to the base may be small, so that the accuracy is high and the vapor deposition mask and the base are less damaged and deformed. In the XY horizontal direction, the play is preferably 1000 (more preferably 500, more preferably 200) μm or less, and the angle is preferably 0.6 (more preferably 0.3, still more preferably). 0.2) ° or less.
[0026]
Any material may be used for the material of the integrated mask. When considering that the temperature around the mask increases due to the radiant heat from the evaporation source when manufacturing the organic EL element, the dimensions of the integrated mask change, and the pattern accuracy of the thin film layer changes, the integrated mask is formed. The members, that is, the base plate, the mask plate, and the frame are preferably made of a material having a small coefficient of thermal expansion. The value of the coefficient of thermal expansion is 1 × 10 ^-5 Below, 0.7 × 10 ^-5 Hereinafter, 0.4 × 10 ^-5 The following is preferred. Materials satisfying this condition include invar alloy, molybdenum, titanium, kovar alloy, glass, and ceramic. From the viewpoints of availability and strength, an Invar alloy or a Kovar alloy is more preferably used. When the temperature of the component rises after a long time from the start of the production, the effect of using the low thermal expansion coefficient material is particularly exhibited.
[0027]
The projection of the base plate may be integrally formed from the same material as the base plate, or the base plate and the projection may be independently manufactured and combined. In the latter case, it is preferable that the protrusions also be made of a material having the above-mentioned coefficient of thermal expansion.
[0028]
The coefficient of thermal expansion is the length L ₀ The length L when the temperature of the member was increased by T ° C. was measured, and (L−L ₀ ) / L ₀ / T. The unit is ° C ^-1 It is. By multiplying the coefficient of thermal expansion by the change temperature and the length of the member, the amount of expansion and contraction of the member when the temperature change occurs can be obtained.
[0029]
The thickness of the mask plate of the evaporation mask constituting the integrated mask is preferably three times or less, more preferably twice or less the minimum value of the width of the mask portion. The specific thickness is preferably 500 μm or less, more preferably 100 μm or less, and further preferably 50 μm or less. It is preferable to use a mask plate provided with a reinforcing line in a direction crossing the opening. Thus, the opening pitch of the mask plate is small and the rigidity of the mask plate alone is insufficient, so that the deformation of the opening due to the bending can be prevented.
[0030]
The mask plate may be manufactured by any method such as an electroforming method, an etching method, a mechanical polishing method, a sand blast method, a sintering method, and a laser processing method. It is preferable to use an electroforming method or an etching method from the viewpoint that a fine opening can be easily manufactured. When a mask plate manufactured by these methods is fixed to a frame with tension applied thereto, an evaporation mask having high flatness can be obtained. The fixing means is not particularly limited, but it is convenient and preferable to use an adhesive. Only when the mask plate is fixed to the frame with an appropriate tension, expansion and contraction due to a temperature change of the mask plate itself can be absorbed. ^-5 It is also allowed to exceed. However, since the frame and base plate do not have such a thermal shrinkage absorption mechanism, their thermal expansion coefficients are 1 × 10 ^-5 The following is preferred.
[0031]
As the material of the mask plate, metal materials such as stainless steel, copper alloy, iron nickel alloy, and aluminum alloy, and various resin materials are used, and magnetic materials such as Ni alloy are preferably used. This is because the adhesion between the mask plate and the substrate is improved by magnetic force, and more accurate pattern deposition can be performed.
[0032]
The arrangement of the vapor deposition masks in the integrated mask is such that the maximum distance between adjacent vapor deposition masks is 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, and 3 mm or less. The maximum gap is defined as follows. First, the target gap is a gap created between two adjacent vapor deposition masks on the base plate surface. Then, two parallel lines are arranged so as to include all the gaps. The interval between the two parallel lines is the smallest that can include all the gaps between two adjacent deposition masks, and the interval between the two parallel lines at that time is the maximum gap. The smaller the maximum gap between the evaporation masks, the smaller the ineffective space for evaporation, and the smaller the size of one substrate required to obtain the same number of organic EL elements. As a result, it is possible to reduce not only the cost of the substrate but also the device cost due to the reduction in the size of the vapor deposition device. In terms of quality, thickness unevenness of the thin film layer can be reduced. The maximum gap is preferably set to 10 mm or less at all places where a gap is formed between the adjacent deposition masks. However, for example, in the integrated mask 1 shown in FIG. 1, it is difficult to reduce the maximum gap to 10 mm or less because the ears 28 and the engaging means 40 are provided between the vertically adjacent vapor deposition masks. In such a case, only the maximum gap between the vapor deposition masks adjacent in the left-right direction may be 10 mm or less.
[0033]
In order to reduce the evaporation ineffective space due to the evaporation shadow generated when the evaporation object has a certain incident angle, the cross section of the opening of the frame of the evaporation mask or the opening of the mask plate is preferably tapered.
[0034]
FIG. 5 is a front sectional view showing one embodiment of the integrated mask assembling apparatus of the present invention, and FIG. 10 is a front sectional view showing another embodiment of the integrated mask assembling apparatus of the present invention.
[0035]
In the integrated mask assembling apparatus 201 shown in FIG. 5, the integrated mask 1 is placed and held on the table 204 of the lower XY-θ table 202 installed on the gantry 260. The lower XY-θ table 202 moves the table 204 in the Y direction (the direction perpendicular to the paper surface) by the lower Y axis guide 206 and the lower Y axis rail 208, and the X direction by the lower X axis guide 210 and the lower X axis rail 212. (The horizontal direction of the paper), the integrated mask 1 on the table 204 can be freely moved in a horizontal plane. Preferably, the X direction and the Y direction are orthogonal. The lower rotary table 218 enables the table 204 to rotate in the θ direction (rotation direction in the horizontal plane), and the two reference marks 6 on the base plate 2 with respect to the Y direction (reference movement axis) of the table 204. Corresponds to a correction function of correcting the position of the base plate 2 so that the straight line connecting the. The lower X-axis rail 212 is fixed to the gantry 260. The base plate 2 is held on the table 204 by pins 214.
[0036]
An opening means 280 including a protruding plate 282 and an air cylinder 284 is fixed to the frame 250. When the air cylinder 284 of the opening means 280 is driven to lower the protruding plate 282 and press the spring coupling portion of the pressing plate 42 of the engaging means 40 from above, the compression spring 44 contracts, and the pressing plate 42 and the ear 28 Since a gap is generated and the pressing is released, preparation for freely moving the evaporation mask 20 on the base plate 2 becomes possible.
[0037]
A holding unit 230 that holds and moves the deposition mask 20 of the integrated mask 1 is disposed directly above the integrated mask 1. The holding unit 230 includes a holding pin 232 that holds the vapor deposition mask 20 by sandwiching it from the side surface, an upper rotating table 234 that gives the holding pin 232 rotation in a horizontal plane, and free movement in the X and Y directions. It is composed of a Y table 236. The upper rotary table 234 is fixed to the upper XY table 236, and the upper XY table 236 is fixed to the holding unit support base 286 via the upper Y-axis rail 244. The upper XY table 236 includes an upper y-axis guide 242 and an upper Y axis connected to the upper X-axis rail 240 in the X direction by an upper X-axis guide 238 and an upper X-axis rail 240 attached to the upper rotary table 234. It is guided in the Y direction by the rail 244. The holding unit 230 is fixed to the frame 250 via a holding unit support 286 and an air cylinder 288.
[0038]
The upper turntable 234 is driven by a motor 246 to rotate in a horizontal plane, and has a circular opening 216 at the center thereof, which is vertically conductive. Utilizing this opening 216 and the opening 252 which is directly above and below the frame 250, the two cameras 270A and 270A attached to the upper portion of the frame 250 via fine adjustment devices 272A and 272B make the base plate 2 and the position of the reference mark 26 of the evaporation mask 20 are detected. The fine adjustment devices 272A and 272B can freely adjust the horizontal and vertical positions of the cameras 270A and 270B.
[0039]
A method of assembling the integrated mask 1 using the integrated mask assembling apparatus 201 will be described below. Each deposition mask 20 is arranged at a predetermined position on the base plate 2 of the integrated mask 1 and the engaging means 40 is incorporated to perform coarse alignment. After completion of this preparation, it is placed on the table 204 of the assembling apparatus 201 and fixed. The pin 214 of the table 204 is inserted into a hole provided in the base plate 2. The two may be fixed by pressing the base plate 2 against the table 204 by appropriate means.
[0040]
The table 204 is moved so that the positions of the two reference marks 6 provided on the base plate 2 are directly below the two cameras 270A and 270B. In FIG. 5, the two cameras are arranged in the X direction to facilitate understanding, but are actually arranged in the Y direction at the same interval as the reference mark. At this position, the cameras 270A and 270B are respectively moved in the horizontal plane using the fine adjustment devices 272A and 272B so that the two reference marks 6 on the base plate 2 are detected by the two cameras 270A and 270B, respectively.
[0041]
The correction process is performed as follows. First, one position of the reference mark 6 is detected by the camera 270A. Next, the integrated mask 1 held on the table 204 (in the examples of FIGS. 5 and 10, unless otherwise noted, in principle, the base plate or the integrated mask remains fixed on the table until assembly of the integrated mask is completed). Therefore, moving the table is substantially synonymous with moving the base plate or integrated mask) in the Y direction, and the other of the reference marks 6 is detected by the camera 270A. By measuring the amount of displacement in the X direction between the two reference marks 6 detected using the same camera 270A, as shown in FIG. An angle θc between the straight line connecting the marks 6 is calculated. Then, by rotating the rotary table 218, the table 204 and the base plate 2 are rotated, and the correction is made so that the θc approaches zero. If necessary, the measurement and correction of the shift amount are repeated to reduce θc to a desired value. This correction step corrects the relative position of the reference mark 6 so that the Y direction (reference movement axis) of the table 204 and the straight line connecting the two reference marks 6 on the base plate 2 are parallel as shown in FIG. I do. When the substrate reference mark is provided separately from the reference mark 6 on the protruding portion 4, it is more expensive to detect the larger one of the two marks and calculate the angle θc (shift amount). This is preferable because the accuracy can be corrected.
[0042]
The position of the reference mark 6 after the correction is defined as a reference position C. At the reference position C, the cameras 270A and 270B are adjusted using the fine adjustment devices 272A and B so that the two reference marks 6 match the center positions of the two cameras 270A and 270B (the intersections of the crosshairs on the screen). Each is moved in a horizontal plane. Alternatively, the position of the reference mark 6 within the field of view (on the screen) of the cameras 270A and 270B may be stored by an appropriate means such as moving a crosshair on the screen.
[0043]
When the position adjustment of the two cameras 270A and 270B is completed, the XY-θ table 202 is driven to the position where the reference mark 26 of one vapor deposition mask 20 of the integrated mask 1 should be based on the reference position C, and The integrated mask 1 is moved. The reference mark 26 of the vapor deposition mask 20 is detected by the two cameras 270A and 270B at the moved position. If the detected reference mark 26 is not at the center position of the two cameras 270A and 270A or at the storage position (the intersection of the crosshairs on the screen), the entire holding unit 230 is lowered, and the vapor deposition mask 20 is held by the holding pins 232 by appropriate means. Hold it from the side. Next, the opening means 280 is lowered, and the spring connecting portion of the pressing plate 42 of the engaging means 40 of the integrated mask 1 is pressed from above against the reaction force of the compression spring 44. Thereby, the fixation of the vapor deposition mask 20 to the base plate 2 is released.
[0044]
In this state, the upper turntable 234 and the upper XY table 236 are driven so that the reference mark 26 is located at the center position or the storage position (intersection of the crosshairs) of the two cameras 270A and 270B, and the rotation and horizontal movement are performed. The evaporation mask 20 is moved on the base plate 2 by the movement. When it is confirmed by the cameras 270A and 270B that the reference mark 26 has been positioned at a predetermined position, the opening means 280 is raised, the holding plate 282 is separated from the holding plate 42, and the vapor deposition mask 20 is attached to the base plate 2. Fix it. Then, after the holding of the vapor deposition mask 20 by the holding pins 232 is released, the entire holding unit 230 is raised, and the holding pins 232 and the vapor deposition mask 20 are separated from each other. The same positioning operation described above is repeated for the next deposition mask 20 to be positioned.
[0045]
The effect of the correction step will be described below. FIG. 6 is an exaggerated representation of the state in which the projections 4 are obliquely attached to the base plate 2, and this is an example of a main cause that requires a correction process. FIG. 8 schematically shows an integrated mask in which the deposition mask 20 is positioned in the state of FIG. 6 without performing the correction step. The position of the reference mark 26 of each vapor deposition mask 20 is a position obtained by translating the position of the reference mark 6 of the base plate 2 by a predetermined amount in the X and Y directions of the table. Are also inclined by an angle θc with respect to the Y direction (reference movement axis) of the table 204. Therefore, the reference mark 26 of the vapor deposition mask 20 deviates from the set position indicated by the dotted line. On the other hand, FIG. 9 schematically shows an integrated mask in which the deposition mask is positioned from the state of FIG. 7 after performing the correction process. Since the straight line connecting the two reference marks 26 of the vapor deposition mask 20 is parallel to the Y direction of the table 204, the relative position of each vapor deposition mask 20 can be set to the set position.
[0046]
Since the above-described correction process is a method of rotating both the table 204 and the base plate 2 while maintaining the relative positions, the correction process can be simplified. The correction step is not limited to this method, and the reference mark on the base plate may be moved relative to the reference movement axis of the table 204. For example, the correction can be performed by rotating (rotating) the base plate 2 relative to the table 204 by an appropriate method without rotating the table 204. If the amount of play between the hole provided in the base plate 2 and the pin 214 of the support plate 204 is increased, the relative movement of the base plate 2 becomes possible by relatively easy means. Although a mechanism for relatively moving (rotating) the base plate 2 with respect to the table 204 is required, the rotary table 218 of the assembling apparatus 201 becomes unnecessary, so that the structure of the assembling apparatus 201 can be simplified, and its mechanical accuracy can be improved. Is improved. In an integrated mask of a type in which the base plate 2 and the projection 4 are independently manufactured and fixed, correction can be performed by moving the projection relative to the base plate by an appropriate method. In this method, a mechanism for relatively moving the protruding portion is additionally required. However, since the rotating table 218 is not required as in the above-described method, the structure of the assembling apparatus can be simplified, and the mechanical accuracy thereof can be improved. Instead of actually moving the reference mark 6 of the base plate 2 relative to the reference plate 6, the correction can be performed by calculating a set position where the reference mark 6 of the base plate 2 should be, and assuming the position as a virtual reference mark. . Since this can be achieved only by software, the structure of the assembling apparatus 201 can be simplified, and the mechanical accuracy thereof can be improved.
[0047]
The correction mechanism need not be incorporated in the assembly device. For example, when correction is performed by moving the projection 4 relative to the base plate 2 using an integrated mask of a type in which the base plate 2 and the projection 4 are separately manufactured and fixed as described above. Then, the base plate 2 is placed on another jig, and the protrusion 4 is relatively moved with respect to the base plate 2 based on the relative movement required amount measured by the assembling apparatus 201. The base plate can be mounted again on 204. When the base plate 2 is mounted on the assembling apparatus 201, the projections 4 on the base plate 2 are set in advance so that the reference mark 6 of the base plate 2 is within the allowable range of the set position with respect to the reference movement axis of the table 204. May be corrected using an appropriate means / apparatus. In this case, the correction step of the present invention can function as a check step for checking whether the reference mark 6 is within the allowable range of the set position.
[0048]
Next, an integrated mask assembling apparatus 301 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0049]
In the integrated mask assembling apparatus 301 shown in FIG. 10, the integrated mask 101 is placed and held on the table 304 of the lower XY table 302 installed on the gantry 360. The lower XY table 302 moves the table 304 in the Y direction (a direction perpendicular to the paper) by the lower Y-axis guide 306 and the lower Y-axis rail 308, and the X direction (the paper surface) by the lower X-axis guide 310 and the lower X-axis rail 312. (In the horizontal direction), the integrated mask 101 on the table 304 can be freely moved in a horizontal plane. Since the lower X-axis rail 312 is fixed to the gantry 360 via the elevating unit 362, the table 304 can be freely raised and lowered in the vertical direction. The table 304 holds only the periphery of the base plate 102 of the integrated mask 101, and has an opening 314 at the center. A plurality of suction holes are provided in a portion of the table 304 that holds the base plate 102, and the base plate 102 can be suction-held on the table 304. The opening 314 is located directly below the integrated mask 101, and is arranged on the gantry 360 so that the opening means 380 including the protruding plate 382 and the air cylinder 384 is housed therein. When the air cylinder 384 of the opening means 380 is driven to raise the protruding plate 382 and push up the catch 146 of the engaging means 140, the pressing rod 142 is separated from the deposition mask 120 of the integrated mask 101, and the pressing is released. Therefore, it becomes possible to prepare for freely moving the deposition mask 120 on the base plate 102.
[0050]
A holding unit 330 that holds and moves the deposition mask 120 of the integrated mask 101 is disposed directly above the integrated mask 101. The holding unit 330 includes a suction pad 332 that suction-holds the deposition mask 120, and an upper rotation table 334 and an upper XY table 336 that give the suction pad 332 rotation in a horizontal plane and free movement in the X and Y directions. It is composed of The upper rotating table 334 is fixed to the upper XY table 336, and the upper XY table 336 is fixed to the frame 350 via the upper Y-axis rail 344. The upper XY table 336 includes an upper Y-axis guide 342 and an upper Y-axis connected to the upper X-axis rail 340 in the X direction by an upper X-axis guide 338 and an upper X-axis rail 340 attached to the upper turntable 334. It is guided in the Y direction by the rail 344.
[0051]
The upper rotary table 334 has a circular opening 316 that is vertically conductive at the center, and is driven by a motor 346 to rotate in a horizontal plane. Utilizing this opening 316 and the opening 352 that is directly above and below the frame 350, the two cameras 370A and 370A attached to the top of the frame 350 via fine adjustment devices 372A and 372B, The position of the reference mark 126 on the evaporation mask 120 is detected.
The fine adjustment devices 372A and 372B can freely adjust the horizontal and vertical positions of the cameras 370A and 370B.
[0052]
A method of assembling the integrated mask 101 using the integrated mask assembling apparatus 301 will be described below. At least one vapor deposition mask is arranged at a predetermined position on the base plate 102 of the integrated mask 101, and the vapor deposition mask selected therefrom is used as a reference vapor deposition mask 120, and is fixed by the engaging means 140 to perform coarse positioning. At this stage, only one reference vapor deposition mask may be disposed, but usually all vapor deposition masks for positioning are disposed. After completion of the preparation, it is placed on the table 304 of the assembling apparatus 301 and fixed by suction.
[0053]
The lower XY table 302 is moved so that the positions of the two reference marks 126 provided on the reference vapor deposition mask 120 are directly below the two cameras 370A and 370B. In FIG. 10, two cameras are arranged in the X direction to facilitate understanding, but actually, they are arranged in the Y direction at the same interval as the reference mark. At this position, the cameras 370A and 370B are respectively moved in the horizontal plane using the fine adjustment devices 372A and 372B so that the two reference marks 126 of the reference deposition mask 120 are detected by the two cameras 370A and 370B, respectively. .
[0054]
The correction process is performed as follows. First, one position of the reference mark 126 is detected by the camera 370A. Next, the integrated mask 101 held on the table 304 is moved in the Y direction, and the other of the reference marks 126 is detected by the camera 370A. By measuring the amount of shift in the X direction between the two reference marks 126 detected using the same camera 370A, a straight line connecting the Y direction (reference movement axis) of the table 304 and the two reference marks 126 of the reference deposition mask 120 is obtained. Is calculated. The elevating unit 362 is driven to raise the lower XY table 302, and the reference deposition mask 120 is brought into contact with the suction pad 332 of the holding unit 330. Subsequently, the suction pad 332 is sucked by a vacuum pump to suck and hold the reference deposition mask 120, and then the opening means 380 is raised, and the clamp 146 of the engaging means 140 of the integrated mask 101 is compressed by the holding plate 382. Push up against the reaction force of the spring 144. Thereby, the fixation of the reference deposition mask 120 to the base plate 102 is released.
[0055]
By rotating the upper rotary table 334 in this state, the reference deposition mask 120 is relatively rotated on the base plate 102, and the θc is corrected so as to approach zero. Thereafter, the opening means 380 is lowered, the holding plate 382 is separated from the clasp 146, and the reference deposition mask 120 is fixed to the base plate 102. After stopping the suction of the suction pad 332, the lifting unit 362 is driven downward to lower the lower XY table 302, and the suction pad 332 is separated from the reference deposition mask 120. If necessary, the measurement and correction of the shift amount are repeated to reduce θc to a desired value. In this correction step, the relative position of the reference mark 126 is corrected so that the Y direction (reference movement axis) of the table 304 and the straight line connecting the two reference marks 126 of the reference vapor deposition mask 120 are parallel.
[0056]
The position of the reference mark 126 after the correction is defined as a reference position D. At the reference position D, the cameras 370A and 370B are adjusted using the fine adjustment devices 372A and 372B so that the two reference marks 126 match the center positions of the two cameras 370A and 370B (the intersections of the crosshairs on the screen). Each is moved in a horizontal plane. Alternatively, the position of the reference mark 126 in the field of view (on the screen) of the cameras 370A and 370B may be stored by an appropriate means such as moving a crosshair on the screen.
[0057]
When the position adjustment of the two cameras 370A and 370B is completed, the upper XY table 302 is placed at a position where the reference mark 126 of one deposition mask 120 other than the reference deposition mask of the integrated mask 101 should be located with the reference position D as a base point. By driving, the integrated mask 101 is moved. The reference mark 126 of the vapor deposition mask 120 is detected by the two cameras 370A and 370B at the moved position. If the detected reference mark 126 is not at the center position or the storage position of the two cameras 370A and 370A (the intersection of the crosshairs on the screen), the XY table 302 is raised, and the vapor deposition mask 120 is moved to the suction pad 332 of the holding unit 330. Contact. Subsequently, after the suction pad 332 is suctioned from the vacuum pump to hold the vapor deposition mask 120 by suction, the opening means 380 is raised, and the clamp 146 of the engaging means 140 of the integrated mask 101 is compressed by the pressing plate 382 to the compression spring. Push up against the 144 reaction force. Thus, the fixing of the deposition mask 120 to the base plate 102 is released.
[0058]
In this state, the upper turn table 334 and the upper XY table 336 are driven so that the reference mark 126 is located at the center position or the storage position (intersection of the crosshairs) of the two cameras 370A and 370B. The evaporation mask 120 is moved on the base plate 102 by the movement. When it is confirmed by the cameras 370A and 370B that the reference mark 126 can be positioned at a predetermined position, the release unit 380 is lowered, the holding plate 382 is separated from the clasp 146, and the deposition mask 120 is attached to the base plate 102. Fix it. Then, after stopping the suction of the suction pad 332, the XY table 302 is lowered, and the suction pad 332 and the deposition mask 120 are separated from each other. The same positioning operation described above is repeated for the next deposition mask 120 to be positioned.
[0059]
The suction force of the vapor deposition mask by the suction pad and the suction force of the table and the base plate are preferably 0.1 to 50 kPa, more preferably 5 to 20 kPa. The means for relatively moving and positioning the deposition mask on the base plate may use a frictional force generated by pressing a member against the deposition mask without using the suction pad or the side gripping mechanism described above. Alternatively, a gripping device that suctions the upper surface of the deposition mask in a non-contact state using negative pressure generated when air is ejected may be used.
[0060]
In the above-described correction step, the same effect as that already described with reference to FIGS. 6 to 9 is obtained, and the relative position of each vapor deposition mask 120 can be set to the set position.
[0061]
The correction process by the apparatus shown in FIG. 10 is a method of moving the reference deposition mask 120 relative to the base plate 102 and the table 304, so that the correction process and the structure of the assembly device 301 can be simplified. That is, there is no need to adjust the angle of the base plate 2 or the table 204, and therefore, there is no need for a mechanism for adjusting the angle. The correction process is not limited to this method, and it is sufficient that the reference mark 126 of the reference deposition mask 120 can be relatively moved with respect to the reference movement axis of the table 304. For example, as exemplified as an assembling method of the assembling apparatus shown in FIG. 5, the correction can be performed by rotating the table 304 and the base plate 102 while maintaining the relative positions thereof. Although a rotation table for rotating the table 304 is required, the correction process can be simplified. The correction can also be performed by moving (rotating) the base plate 102 relative to the table 304 by an appropriate method. If the base plate 102 is moved (rotated) by appropriate means while turning on and off the suction between the base plate 102 and the support plate 304, the relative movement of the base plate 102 can be relatively easily performed. The structure of 301 can be simplified. These correction mechanisms need not be incorporated in the assembly device.
[0062]
In the assembling method illustrated in FIGS. 5 and 10, the reference movement axis may be either the X direction or the Y direction, or may be both. The displacement amounts of the two reference marks from the set positions may be directly detected by the two cameras, and the relative positions of the reference marks may be corrected according to the detected values. It is preferable to use a plurality of cameras in the assembling apparatus since the time for the correction step and the positioning step can be shortened. However, in principle, the object can be achieved even with one camera.
[0063]
In the correction step, θc is preferably 0.01 ° or less, more preferably 0.003 ° or less, and further preferably 0.0015 ° or less. The allowable deviation from the set position of the reference mark for determining that the positioning operation is completed in the positioning step is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and further preferably 5 μm or less.
[0064]
FIG. 11 is a front cross-sectional view showing one embodiment of a vapor deposition apparatus group using an integrated mask, and FIG. 12 is a front cross-sectional view showing another embodiment of a vapor deposition apparatus group using an integrated mask.
[0065]
A vapor deposition apparatus group 501 for actually vapor depositing a light emitting layer and the like using the integrated mask 1 will be described below with reference to FIG. In the vapor deposition device 502, the integrated mask 1 is supported by a mask holder 512 in a vacuum chamber 532 covered with an outer wall 508, and the base plate 2 of the integrated mask 1 is not moved by the fixture 518 by the mask holder 512. So that it is pinched. The vacuum chamber 532 is connected to a vacuum suction device (not shown), and is adjusted to a degree of vacuum necessary for vapor deposition. The lower surface of the substrate A made of glass is held by a substrate holder 522 in a vacuum chamber 532. Further, the substrate holder 522 is connected to a motor 528 outside the vacuum chamber via a bracket 520 and an elevating shaft 526. The elevating shaft 526 has a guide and a drive unit that can move vertically in the inside, and can move the substrate holder 522 up and down freely. By driving the motor 528, the components after the elevating shaft 526 become rotatable, so that the operation of the elevating shaft 526 and the motor 528 allows the substrate A to be freely raised and lowered in the vacuum chamber 532 or to be rotated in a horizontal plane. it can.
[0066]
The mask holder 512 is connected to the XY guide 516. The XY guide 516 is fixed to an upper portion of the outer wall 508. The XY guide 516 can be freely moved in the X and Y directions in a horizontal plane by a driving source (not shown), and the integrated mask 1 on the mask holder 512 can be freely moved in the horizontal plane. The reference mark of the substrate A and the integrated mask 1 or the opening of the vapor deposition mask is detected by a camera 530 provided outside through the looking glass 504 on the outer wall, and the horizontal movement by the XY guide 516 and the motor are performed according to the detected position. The rotation by 528 positions the substrate A with the integrated mask 1. When the reference mark position of the substrate A is detected, the lifting is performed by lowering the elevating shaft 526 so that the substrate A is placed on the integrated mask 1. When the positioning of the substrate A on the integrated mask 1 is completed, the holding member 524 that can be moved up and down by a driving source (not shown) is lowered with respect to the bracket 520 to contact the substrate A, and is integrated with the substrate A. Increase the degree of adhesion of the mask 1. By using at least a part of the holding member 524 as a magnet to attract the mask plate 22 made of a magnetic material by magnetic force, it is possible to improve the adhesion between the substrate A and the integrated mask 1.
[0067]
An evaporation source 534 is provided directly below the integrated mask 1 in the vacuum chamber 532. When the material to be deposited is put into the container, the temperature is adjusted to an appropriate temperature, and the material is evaporated, only the material passing through each opening 30 of each deposition mask 20 of the integrated mask 1 is deposited on the substrate A. Thus, a thin film layer having a predetermined pattern can be formed on the substrate A. An evaporation shutter 514 that can be opened and closed is provided above the evaporation source 534 to arbitrarily perform and stop evaporation on the substrate. The transfer of the substrate A into and out of the vacuum chamber 532 is performed using the transfer device 601 through a transfer port 538 provided on the outer wall 508 by opening the shutter 536 that can be opened and closed.
[0068]
The transfer device 601 includes a base plate 604 that can freely move up and down with respect to the base 602, and a slide plate 610 that can freely reciprocate on the base plate 604 by a slide plate guide 606. The substrate A is placed on the pad 608 on the slide plate 610 and can be transported to any position within the movable range.
[0069]
A vapor deposition method using the vapor deposition apparatus group 501 will be described below with reference to FIG. The integrated mask 1 is set on the mask holder 512 of the vacuum chamber 532 and fixed. Subsequently, the position of the reference mark 6 of the integrated mask 1 is detected by the camera 530, and the position is recognized and stored by an image processing device (not shown).
[0070]
The shutter 536 is opened and the substrate A is placed on the substrate holder 522 by the transfer device 601. When the slide plate 610 of the transfer device 601 is out of the vacuum chamber 532, the shutter 536 is closed and a vacuum pump (not shown) is turned on. The inside of the vacuum chamber 532 is driven to a constant degree of vacuum by driving. The substrate A is placed on the integrated mask 1 by lowering the elevating shaft 526, and the reference mark position of the substrate A is detected by the camera 530 through the looking glass 504. After elevating the elevating shaft 526 to separate the substrate A from the integrated mask 1, the XY guide 516 is adjusted so that the reference mark position of the integrated mask 1 already detected matches the reference mark position of the substrate A. And the motor 528 is moved and rotated by a predetermined amount.
[0071]
The substrate A is lowered onto the integrated mask 1 again, and the camera 530 detects the positions of the substrate A and the reference mark 6 (or the reference mark for the substrate) of the integrated mask 1. In this case, both positions can be corrected by calculation, so that it is not necessary to make them the same position. As described above, the detection and positioning of the reference mark on the substrate A and the integrated mask 1 are repeated, and if the reference mark matches the predetermined position, the holding member 524 is lowered to press the substrate A against the integrated mask 1. This pressing force is preferably 10 to 100N.
[0072]
The evaporation source 534 is heated to evaporate the evaporation material (such as an organic substance), the evaporation shutter 514 is opened, and evaporation is performed on the substrate A according to the mask pattern. When an organic film having a predetermined thickness is formed, the vapor deposition shutter 514 is closed to complete vapor deposition, and the inside of the vacuum chamber 532 is returned to atmospheric pressure. After raising the pressing member 524 in parallel with this, the shutter 536 is opened, and the substrate A deposited with the mask pattern by the transfer device 601 is taken out and sent to the next step.
[0073]
Since it takes time to bring the inside of the vacuum chamber 532 to a constant degree of vacuum, it is necessary to put the transfer device 601 in a vacuum device in order to improve efficiency by eliminating the need for repeated air → vacuum → air → vacuum. Alternatively, all operations may be performed in a vacuum.
[0074]
Another vapor deposition apparatus group using the integrated mask 1 will be described below with reference to FIG. The vapor deposition apparatus group 801 transfers a positioning apparatus 701 for positioning and mounting the substrate A on the integrated mask 1 and a positioned substrate-mask 820 on which the substrate A is mounted with the respective reference marks matching the integrated mask. The apparatus comprises a transfer apparatus 601 to be mounted, a deposition apparatus 802 which mounts a positioned substrate-mask 820, and performs deposition of a deposition material (such as an organic substance) thereon.
[0075]
The positioning device 701 includes a mask holder 702 for holding the integrated mask 1, an XY table 704 for freely moving the mask holder 702 in a plane (XY directions), and a substrate holder 706 for holding a substrate A. A rotation motor 714 in which the substrate holder 706 is connected to the bracket 718 via the elevating shaft 712, a frame 716 holding the rotation motor 714, a frame 708 supporting the frame 716 and the XY table 704, the integrated mask 1, The camera 710 detects a reference mark on the substrate A. The elevating shaft 712 has a guide and a drive unit that can move up and down in the inside, and can move the substrate holder 706 up and down freely. The rotation motor 714 enables the substrate holder 706 to freely rotate.
[0076]
The transfer device 601 is the same as that described for the vapor deposition device group 501. The vapor deposition apparatus 802 includes a mounting table 804 on which the substrate-mask 820 positioned in the vacuum chamber 816 is mounted, a vertically movable holding member 812 for pressing the substrate A against the integrated mask 1 with a constant force, an organic vapor deposition source 806, and vapor deposition. An evaporation shutter 808 that can be freely opened and closed to prevent the evaporation from the source 806 from reaching the substrate A. The holding member 812 is connected to an elevating cylinder 814 fixed to the outer wall 818 outside the vacuum chamber 816, and the elevating operation of the elevating cylinder 814 imparts a free elevating operation. The vacuum chamber 816 is connected to a vacuum pump (not shown), and the inside of the chamber can be set to an arbitrary degree of vacuum. The positioned substrate-mask 820 is introduced into a vacuum chamber 816 through a shutter 810 that can be opened and closed.
[0077]
A vapor deposition method using the vapor deposition apparatus group 801 will be described below with reference to FIG. The integrated mask 1 is mounted on the mask unit 702 of the positioning device 701, and the position of the reference mark (or the reference mark for the substrate) of the integrated mask 1 is detected by the camera 710. Subsequently, the substrate A is mounted on the substrate holder 706, and the substrate holder 706 is lowered to place the substrate A on the integrated mask 1. After the position of the reference mark of the substrate A is detected by the camera 710, the substrate A is once raised by the substrate holder 706, and the detected reference mark of the substrate A and the reference mark of the integrated mask 1 (or the reference mark for the substrate) are predetermined. The XY table 704 and the rotation motor 714 are controlled so as to match the position of the XY table 704. The positions of both reference marks are confirmed again, and positioning and reference mark position confirmation are repeated until both coincide with the predetermined positions. When it is finally confirmed that both the fiducial marks coincide with the predetermined positions, the positioned substrate-mask 820 having the substrate A mounted on the integrated mask 1 is transferred from the substrate holder 706 to the transfer device 601. , The shutter 810 of the vapor deposition device 802 is opened, and the device is placed on the mounting table 804. The holding member 812 is lowered to press the substrate A against the integrated mask 1 with a predetermined force. The pressing force is preferably from 10 to 300 N. During this time, when the slide plate 610 of the transfer device 601 comes out of the vacuum chamber 816, the shutter 810 is closed, and a vacuum pump (not shown) is driven to set the inside of the vacuum chamber 816 to a predetermined degree of vacuum. The evaporation source 806 is heated to evaporate the organic matter, and the evaporation shutter 808 is opened to deposit the organic matter on the substrate A on the integrated mask 1 according to the mask pattern.
[0078]
When the vapor deposition is completed, the vapor deposition shutter 808 is closed, and the inside of the vacuum chamber 816 is returned to the atmospheric pressure. Then, the shutter 810 is opened, and the deposited substrate-mask 820 thus deposited is taken out by the transfer device 601 and the next step is performed. send.
[0079]
The positioning device 701 and the transfer device 601 may be placed in a vacuum chamber. As a result, since the positioning and transport of the substrate A and the integrated mask 1 are always performed under vacuum, the time required to change from atmospheric pressure to vacuum and from vacuum to atmospheric pressure can be omitted, and productivity can be greatly improved. Further, by measuring the amount of deviation of the vapor deposition pattern finally obtained on the substrate A from a predetermined position, and repositioning the vapor deposition mask of the integrated mask so as to correct the deviation, more accurate patterning can be realized. .
[0080]
When an n-plane (n is an integer of 2 or more) organic EL element is manufactured from one substrate by using the present invention, an integrated mask in which n evaporation masks are fixed to a base plate can be used. . However, when the number of n becomes large, there arises a problem that the operation of aligning all the n evaporation masks becomes complicated. Further, wasteful portions of the substrate due to the width of the frame holding the vapor deposition mask and the gap between the vapor deposition masks increase. In such a case, an integrated mask in which m (m is an integer of 2 or more and n or less) evaporation masks is fixed to the evaporation base plate, and n = m × k (k is an integer of 2 or more and less than n) It is preferable that the relationship
[0081]
For example, when manufacturing 16 organic EL elements on one substrate (n = 16), assuming that an integrated mask in which four evaporation masks are fixed to a base plate is used (m = 4), Since each one evaporation mask further has an opening pattern corresponding to four surfaces (k = 4), there is a relationship of n = m × k. Compared to the case where an integrated mask in which 16 evaporation masks are fixed to the base plate is used (n = 16, m = 16, k = 1), the operation of aligning the evaporation masks can be performed only four times. It is important to use a large evaporation mask within a range that does not impair the dimensional accuracy in efficiently producing an organic EL element while maintaining high accuracy. In the above example, the combination of n = 16, m = 2, k = 8 and the combination of n = 16, m = 8, k = 2 may be selected in consideration of the required dimensional accuracy and workability. it can. The present invention has an advantage that such a combination has a high degree of freedom.
[0082]
For example, when one evaporation mask has an opening pattern corresponding to four surfaces (k = 4), the number of openings in the frame of the evaporation mask may be four. That is, a cross-shaped frame can be used. Since the strength of the frame can be improved and its accuracy can be increased, the present method is effective for increasing the precision of patterning.
[0083]
The relationship of n = m × k is particularly effective when a large number of relatively small organic EL elements are manufactured from one relatively large substrate. This is particularly effective when the substrate size is 200 × 200 mm or more, and one side is 300 mm or more. It is particularly effective when the size of the light emitting region of the organic EL element is 60 × 80 mm or less, and more preferably 40 × 50 mm or less. This is particularly effective when the number n of surfaces is 4 or more, and more preferably 16, 32, 64 or more.
[0084]
According to the method for manufacturing an organic EL device of the present invention, a thin film layer is deposited using an integrated mask accurately manufactured by the above-described assembling method to manufacture an organic EL device. The thin film layer deposited by the integrated mask of the present invention is preferably an R, G, B light emitting layer.
[0085]
【Example】
An embodiment will be described below with reference to FIGS. The actual configuration and positional relationship and number of members do not always match those in the drawings.
[0086]
Example 1
As the mask plate 22 of the evaporation mask 20 for the light emitting layer, a Ni alloy having an outer shape of 94 mm width × 109 mm length and a thickness of 30 μm was prepared. A rectangular opening 32 having a width of 100 μm and a length of 62 mm is formed in the length direction of the plate at a pitch of 300 μm with a length direction of the opening (direction of 62 mm) corresponding to the width direction of the plate (direction of 94 mm). Provided. In order to prevent the deformation of the opening shape, each opening 32 is provided with a reinforcing wire 34 having a width of 20 μm parallel to the width direction of the opening at a pitch of 300 μm in the length direction of the opening. At the center in the width direction of the mask plate 22, two cross-shaped reference marks are provided at a pitch of 92 mm so as to be symmetrical in the length direction. Sixteen identical vapor deposition mask plates were produced.
[0087]
The mask plate 22 was adhered to a frame 24 made of Kovar alloy having an outer shape of 94 mm width × 109 mm length using an epoxy-based cured resin, thereby producing a deposition mask 20. Sixteen identical vapor deposition masks were produced. The mask plate mounting portion of the frame of the evaporation mask had a thickness of 6 mm, and the inside thereof had an opening with a lower portion of 86 mm width × 103 mm length and an upper portion of 82 mm width × 99 mm length. Further, two ears 28 having a thickness of 2.5 mm were provided at both ends in the diagonal direction of the frame.
[0088]
As a material for the base plate 2, a Kovar alloy plate having a width of 440 mm × length of 540 mm and a thickness of 12 mm was prepared. The opening 10 having a lower portion of 94 mm width × 111 mm length and an upper portion of 86 mm width × 103 mm length is formed by four rows of openings 10 with a 96 mm pitch in the width direction from the position 33 mm from the end in the width direction of the base plate 2. The base plate 2 was provided with a total of 16 base plates 2 provided in four rows at a pitch of 127 mm in the length direction from a position 28 mm from the longitudinal end of the base plate 2. Sixteen evaporation masks 20 were arranged on the base plate 2 such that the opening of each evaporation mask was located at the center of the opening 10 of the base plate 2. With respect to one evaporation mask, each of the evaporation masks was fixed on the base plate by two engaging means 40 composed of a holding plate, a compression spring, and a fulcrum, thereby producing an integrated mask 1 which was roughly aligned. . The gap between the adjacent deposition masks 20 was 2 mm in the width direction of the base plate and 18 mm in the length direction.
[0089]
A glass plate having a width of 3 mm, a length of 500 mm, and a thickness of 6 mm is attached near the end in the width direction of the base plate 2 so that the length direction of the glass plate matches the length direction of the base plate. . On the upper surface, a cross-shaped reference mark of 20 μm in width and 100 μm in length, and a cross-shaped reference mark for a substrate of 60 μm in width and 180 μm in length are placed on a straight line 2 mm from the upper end in the width direction of the glass plate. Two chromium films were provided at a pitch of 92 mm and 490 mm, respectively, so as to be symmetrical in the vertical direction. The surface with the fiducial mark was almost at the same height as the upper surface of the evaporation mask attached to the base plate. The engaging means 40 was made of stainless steel, and the thickness of the holding plate 42 was 3 mm.
[0090]
Hereinafter, the present invention was carried out in accordance with the embodiment shown in FIG. 5 (there are some differences, which will be described below as needed).
[0091]
That is, the integrated mask having undergone the rough alignment described above was fixed on the table 204 of the integrated mask assembling apparatus 201. After detecting the position of one of the reference marks 6 with the camera 270A, the table 204 was moved in the length direction (Y direction) of the base plate, and the other of the reference marks 6 was detected with the camera 270A. Thus, the angle θc (deviation amount) between the Y direction (reference movement axis) of the table 204 and the straight line connecting the two reference marks 6 on the base plate 2 was calculated.
[0092]
The base plate 2 was moved with respect to the table 204 using a jig (not shown), and the θc was corrected to approach zero. The measurement and correction of the above-mentioned shift amount are repeated as necessary, so that θc is set to 0.0012 ° or less.
[0093]
The lower XY table 202 was driven to move the integrated mask 1 to a position where the reference mark 26 of the evaporation mask 20 should be. The reference marks 26 of the vapor deposition mask 20 were detected by the two cameras 270A and 270B, and the vapor deposition mask 20 was moved on the base plate 2 in the same manner as described in the embodiment shown in FIG. After confirming that the reference mark 26 could be positioned at a predetermined position by the cameras 270A and 270B, the deposition mask 20 was fixed to the base plate 2. The same positioning operation was repeated for the next deposition mask 20 to be positioned.
[0094]
In this way, the positions of the 16 evaporation masks on the base plate 2 were adjusted such that the deviation of the reference mark from the predetermined position was 3 μm or less. In the integrated mask assembling apparatus, the XY table 202 can be moved in a plane in units of 1 μm, and the upper rotary table 234 can be rotated in units of 0.001 °. The table 204 has an outer shape of 500 mm × 600 mm, and is provided with pins 214 so that the base plate can be held. Further, a CCD camera having a resolution of 1 μm was used as a camera, and the amount of displacement and the amount of correction were calculated by an image processing device. In this embodiment, the position of the vapor deposition mask was adjusted by sandwiching the vapor deposition mask 20 from the side by the holding pins 232.
[0095]
In the manufactured integrated mask, the straight line connecting the two reference marks 6 on the base plate 2 was made parallel to the Y direction of the table 204 by performing a correction process. The thickness could be kept to 3 μm or less.
[0096]
In this embodiment, the correction may be performed using an assembling apparatus provided with the turntable 218, but an assembling apparatus without the turntable 218 is used.
[0097]
Example 2
An integrated mask 1 that was roughly aligned as in Example 1 was produced. Instead of detecting the reference mark 6 in the first embodiment and calculating the angle θc (shift amount), in the present embodiment, the substrate reference mark is detected and the θc is calculated. In other respects, correction was performed in the same manner as in Example 1, and θc was set to 0.0006 ° or less. Thereafter, the positioning operation was performed in the same manner as in Example 1 to produce an integrated mask. By using a substrate reference mark having a mark distance of 490 mm instead of the reference mark 6 having a mark distance (pitch) of 92 mm, more accurate correction could be performed. The amount of each of the 16 samples could be reduced to 2 μm or less.
[0098]
Comparative Example 1
An integrated mask was produced in the same manner as in Example 1 except that the correction step was not performed. Since the deposition mask was positioned while θc remained at about 0.005 °, each deposition mask was fixed to the base plate in a state inclined in a plane, as schematically shown in FIG. The amount of displacement of the deposition mask from a predetermined position was 10 μm or more, and the assembly accuracy of the integrated mask was lower than that in Example 1.
[0099]
Example 3
The integrated mask manufactured in Example 1 was mounted on a mask holder of the vapor deposition device 502.
[0100]
An ITO transparent electrode film was formed on the entire surface of a non-alkali glass plate having a thickness of 0.7 mm and an outer shape of 400 mm width × 500 mm length by sputtering at 130 nm. The ITO transparent electrode film was patterned into a shape shown in FIG. 13 by a photolithography method. A stripe shape 904 having a length of 90 mm and a width of 80 μm is provided in parallel with the substrate width direction, and 768 of them are arranged at a pitch of 100 μm in the substrate length direction to form a stripe row 906 of one unit. They were arranged at a pitch of 96 mm in the width direction and at a pitch of 127 mm in the longitudinal direction of the substrate. The stripe row 906 was formed so as to correspond to 16 organic EL elements.
[0101]
A positive photosensitive polyimide precursor (DL-1000, manufactured by Toray Industries, Inc.) was applied to the entire surface of the substrate A by spin coating. After the dried coating film was exposed through a photomask, development was performed to pattern the polyimide precursor film. Thereafter, curing was performed at 230 ° C. Sixteen units of spacers were formed to cover the entire effective light-emitting area (the area occupied by the R, G, and B light-emitting layers later) of the sixteen organic EL elements. In one unit of spacer, an opening (a portion where no spacer exists) having a length of 70 μm in the substrate length direction (in a direction perpendicular to the ITO electrode) and a length of 235 μm in the substrate width direction, and ITO in the substrate length direction are provided. 768 pieces were arranged at a pitch of 100 μm and 200 pieces at a pitch of 300 μm along the ITO electrodes in the substrate width direction so as to expose the central portion of the electrodes in a grid pattern.
[0102]
A hole transport layer was formed by depositing 15 nm of copper phthalocyanine and 60 nm of bis (N-ethylcarbazole) over the entire effective light emitting area of the 16 organic EL elements. The degree of vacuum during evaporation is 2 × 10 ^-4 During the vapor deposition, the substrate was rotated with respect to the vapor deposition source.
[0103]
In order to deposit a light emitting layer, a glass substrate on which a hole transport layer was deposited was placed from the transfer device 601 to the substrate holder 522 of the deposition device 502. Drive the vacuum pump to reduce the degree of vacuum in the evaporation tank to 1 × 10 ^-4 Pa. After a predetermined degree of vacuum was obtained, the substrate holder was lowered and the glass substrate A on the substrate holder was placed on the integrated mask 1.
[0104]
In the vicinity of the width direction end of the glass substrate A, two ITO transparent electrode films having a diameter of 300 μm as reference marks are provided at two locations at a pitch of 490 mm so as to be symmetrical in the length direction of the glass substrate. The position of the reference mark was detected, and the alignment of the glass substrate and the integrated mask was performed so as to coincide with the reference mark for the substrate provided on the glass plate attached to the integrated mask. After the completion of the alignment, the glass substrate was pressed against the integrated mask with a pressing member 524 at a force of 20N.
[0105]
The deposition source 534 is heated to provide 0.3 wt% of 1,3,5,7,8-pentamethyl-4,4-difluoro-4-bora-3a, 4a-diaza-s-indacene as a green light emitting layer. An 8-hydroxyquinoline-aluminum complex (Alq3) doped with PM546) was deposited to a thickness of 20 nm according to the pattern of the integrated mask.
[0106]
After the positions of the substrate A and the integrated mask 1 are shifted by 100 μm (one pitch) in the substrate length direction, 1 wt% of 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6 ( Alq3 doped with julolidylstyryl) pyran (DCJT) was deposited to a thickness of 15 nm. Subsequently, after the position of the substrate A and the position of the integrated mask 1 are further shifted by 100 μm (further one pitch) in the substrate length direction, 4,4′-bis (2,2 ′) is formed as a blue light emitting layer. -Diphenylvinyl) diphenyl (DPVBi) was deposited to a thickness of 20 nm. These RGB light emitting layers respectively corresponded to the stripe-shaped ITO electrodes, and completely covered the exposed portions of the ITO electrodes.
[0107]
As an electron transporting layer, 4,4′-bis (phenanthroline-2-yl) tetraphenylmethane was vapor-deposited at a thickness of 60 nm on the entire effective light emitting area of 16 organic EL devices. Next, lithium was vapor-deposited in a thickness equivalent to 0.5 nm to dope the electron transport layer.
[0108]
One unit is a stripe row in which 200 aluminum stripes having a length of 100 mm in the substrate length direction (a direction orthogonal to the ITO electrodes) and 250 μm in the substrate width direction are arranged at a pitch of 300 μm in the substrate width direction. Aluminum was deposited at a pitch of 96 mm in the width direction and a pitch of 127 mm in the length direction of the substrate so as to cover 16 openings of the spacers on the manufactured substrate, thereby forming a metal electrode having a thickness of 240 nm. The same integrated mask as the light emitting layer was used for the deposition of the metal electrode. The degree of vacuum during deposition is 3 × 10 ^-4 Pa or less.
[0109]
This substrate was transferred from the vapor deposition apparatus to an argon atmosphere having a dew point of -90 ° C. Under this low-humidity atmosphere, the substrate was sealed with a 0.7 mm-thick sealing glass plate using an adhesive made of an epoxy resin.
[0110]
The substrate on which the 16 organic EL elements were formed as described above was cut and divided into 16 organic EL elements. In each of the organic EL elements, an organic layer including a patterned light emitting layer of each of RGB is formed on 768 ITO stripe-shaped first electrodes, and 200 organic layers are formed thereon so as to be orthogonal to the ITO electrodes. Two aluminum stripe-shaped second electrodes were formed. Of the intersections of the first and second electrodes, only the opening of the spacer emitted light. Since one light emitting unit of each of RGB forms one pixel, a simple matrix type color organic EL device having 256 × 200 pixels at a pitch of 300 μm can be manufactured.
[0111]
The light-emitting performance of the organic EL devices thus manufactured was 16 for all. Since the light-emitting layer was deposited by dividing the deposition mask, all 16 light-emitting elements having the same dimensional accuracy and performance could be manufactured. The displacement of each of the R, G, and B light emitting layers of all 16 organic EL elements was less than 10 μm.
[0112]
Comparative Example 2
An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 3, except that the integrated mask of Comparative Example 1 was used. The displacement of each of the R, G, and B light emitting layers of the 16 organic EL elements exceeded 15 μm, and could not be used as a display.
[0113]
Example 4
An integrated mask with rough alignment was produced in the same manner as in Example 1 except that no glass plate was attached to the base plate, that is, no reference mark was provided on the base plate.
[0114]
The integrated mask having undergone the rough alignment described above was fixed on a table 304 of an integrated mask assembling apparatus 301 having the same performance as that used in the first embodiment. After detecting one position of the reference mark 126 of one of the 16 evaporation masks (reference evaporation mask) 120 by the camera 370A, the table 304 is moved in the length direction (Y direction) of the base plate, The other of the reference marks 126 was detected by the camera 370A. Thereby, the angle θc (shift amount) between the Y direction (reference movement axis) of the table 304 and the straight line connecting the two reference marks 126 of the reference vapor deposition mask 120 was calculated.
[0115]
By rotating the reference deposition mask 120 on the base plate 102 by the method described in the embodiment already illustrated in FIG. 10, the correction was made so that the θc approached zero. The measurement and correction of the above-mentioned shift amount are repeated as necessary, so that θc is set to 0.0012 ° or less. The position of the reference mark 126 of the reference deposition mask 120 after the completion of this correction step was set as the reference position.
[0116]
The XY table 302 was driven to move the integrated mask 101 to a position where the reference mark 126 of the evaporation mask 120 other than the reference evaporation mask should be. The reference marks 126 of the evaporation mask 120 were detected by the two cameras 370A and 370B, and the evaporation mask 120 was moved on the base plate 102 by the method described above. After confirming that the reference mark 126 could be positioned at a predetermined position by the cameras 370A and 370B, the deposition mask 120 was fixed to the base plate 102. The same positioning operation was repeated for the next deposition mask 120 to be positioned. In this way, the positions of the 16 evaporation masks on the base plate 102 were adjusted such that the deviation of the reference mark from the predetermined position was 3 μm or less.
[0117]
In the manufactured integrated mask, a straight line connecting the two reference marks 126 of the reference vapor deposition mask 120 was made parallel to the Y direction of the table 204 by performing a correction process. In both cases, they could be kept at 3 μm or less.
[0118]
Example 5
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 3 using the integrated mask produced in Example 4. The light emission performance of the organic EL devices thus manufactured was 16 for all. Since the light-emitting layer was deposited by dividing the deposition mask, all 16 light-emitting elements having the same dimensional accuracy and performance could be manufactured. The displacement of each of the R, G, and B light emitting layers of all 16 organic EL elements was less than 10 μm.
[0119]
Example 6
As shown in FIG. 14, as a mask plate 172 of the evaporation mask 170 for the light emitting layer, a Ni alloy having an outer shape of 190 mm width × 236 mm length and a thickness of 30 μm was prepared. An opening 130 and a reference mark 126 similar to that of the first embodiment were used as one unit 180, and two units were provided in the width and length directions of the plate, that is, four plates in total were prepared. Four identical evaporation mask plates were produced.
[0120]
The mask plate 172 was bonded to a frame 174 made of Kovar alloy having an outer shape of 190 mm width × 236 mm length using an epoxy-based cured resin, thereby producing a deposition mask 170. Four identical evaporation masks were produced. The mask plate mounting portion of the vapor deposition mask frame had a thickness of 6 mm, and the inside thereof had an opening with a lower portion of 182 mm width × 230 mm length and an upper portion of 178 mm width × 226 mm length. The frame was provided with four 2.5 mm thick ears 178.
[0121]
As a material for the base plate 2, a Kovar alloy plate having a width of 440 mm × length of 540 mm and a thickness of 12 mm was prepared. The base plate 2 was provided with a total of four openings 10 having a width of 190 mm × 238 mm in length at the lower portion and two rows of 182 mm × 230 mm in length in the upper and lower directions. Four evaporation masks 170 were arranged on the base plate such that the opening of each evaporation mask was located at the center of the opening of the base plate. Each deposition mask was fixed on the base plate by four engaging means 40 composed of a holding plate, a compression spring, and a fulcrum with respect to one deposition mask, thereby producing an integrated mask that was roughly aligned. The same glass plate as in Example 1 was attached to the base plate.
[0122]
The integrated mask having undergone the rough alignment described above is mounted on a table of an integrated mask assembling apparatus, and the positions of the four deposition masks on the base plate are shifted to 5 μm or less in the same manner as in Example 1. Was adjusted as follows. In the manufactured integrated masks, the positional shift amounts of the four deposition masks from the predetermined positions were all within 5 μm.
[0123]
Example 7
An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 3 using the integrated mask manufactured in Example 6. The light-emitting performance of the organic EL devices thus manufactured was 16 for all. Since the light-emitting layer was deposited by dividing the deposition mask, all 16 light-emitting elements having the same dimensional accuracy and performance could be manufactured. The displacement of each of the R, G, and B light emitting layers of all 16 organic EL elements was less than 15 μm.
[0124]
In Example 3, when 16 organic EL elements are manufactured on one substrate (n = 16), each deposition mask has an opening pattern corresponding to one surface (k = 1), Since an integrated mask in which 16 evaporation masks were fixed to the base plate was used (m = 16), 16 operations for positioning the evaporation mask were required. In the present embodiment, when manufacturing the same organic EL element having 16 surfaces (n = 16), each deposition mask has an opening pattern corresponding to the four surfaces (k = 4), and four base masks are provided. (M = 4), the positioning operation of the deposition mask is completed only four times. That is, since a large evaporation mask was used within a range not exceeding 15 μm, which is an allowable error of the patterning of the light emitting layer, an organic EL element could be efficiently produced while maintaining necessary patterning accuracy.
[0125]
In all of the above embodiments, one integrated mask is used for patterning the RGB light emitting layer, and the positional relationship between the substrate and the integrated mask is moved by the pitch of the ITO electrode. Can also be used. The mask deposition method using an integrated mask was also applied to the patterning of the metal electrode, but a partition was previously formed on the substrate, and the metal electrode was patterned without using a deposition mask by using the shadow of the partition. The partition method can also be used. The second electrode may be a transparent electrode, or the second electrode may be an anode. After the vapor deposition, a protective film can be formed using a known technique.
[0126]
In all of the above embodiments, a simple matrix type color organic EL device was manufactured. However, a monochrome organic EL device can be manufactured by omitting fine patterning of a light emitting layer. An active matrix type color organic EL element can also be manufactured by patterning a light-emitting layer on a substrate on which a switching element formed of a thin film transistor (TFT) or the like is formed using the integrated mask of the present invention.
[0127]
【The invention's effect】
According to the integrated mask assembling apparatus and the assembling method of the present invention, the positional deviation of the integrated mask is corrected based on the shift amount from the set position of the reference mark of the base plate or the vapor deposition mask with respect to the reference movement axis of the table. Since the positioning of the deposition mask is performed, it becomes possible to assemble the integrated mask more quickly and with higher precision than the conventional method. It is possible to obtain an integrated mask in which a large number of deposition masks are arranged at predetermined positions with high accuracy.
[0128]
According to the apparatus and method for manufacturing an organic EL device of the present invention, using the integrated mask accurately manufactured by the above-described assembling apparatus and method, positioning with a substrate, and thin film such as a light emitting layer and a metal electrode Since the layer is deposited, the thin film layer can be patterned into a predetermined shape with high dimensional accuracy regardless of the size of the substrate on which the thin film layer is deposited.
[0129]
As a result, it is possible to form a large number of organic EL elements on one substrate, that is, to perform so-called multi-paneling with high accuracy, and to obtain a high-quality organic EL element with high productivity. When the thin film layer can be deposited with high accuracy, the occupied area ratio of the pixels in the display, that is, the aperture ratio can be improved. When the display luminance of the display is the same, the higher the aperture ratio, the lower the current density flowing to the pixel can be. Since the rate of decrease in luminance with time decreases, the effect of improving the durability of the display can be obtained. Conventionally, when a relatively large substrate having one side of 300 mm or more is used, it has been difficult to increase the aperture ratio of the display to 40% or more. By using the method of the present invention, the aperture ratio can be increased to 40% or more, further 50% or more, and further to 60% or more. Therefore, an organic EL device having high productivity and high durability can be obtained. Manufacturing can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic perspective view showing an example of an integrated mask of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the integrated mask of FIG. 1 for each element.
FIG. 3 is an overall schematic perspective view showing another example of the integrated mask of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary exploded perspective view of the integrated mask of FIG. 3;
FIG. 5 is a front sectional view showing an example of an integrated mask assembling apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a relationship between an integrated mask and a reference movement axis before a correction step is performed.
FIG. 7 is a plan view showing a relationship between an integrated mask and a reference movement axis after a correction process is performed.
FIG. 8 is a plan view showing an example of an integrated mask manufactured without performing a correction step.
FIG. 9 is a plan view showing an example of an integrated mask manufactured after performing a correction process.
FIG. 10 is a front sectional view showing another example of the integrated mask assembling apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a front sectional view showing an example of a vapor deposition apparatus using an integrated mask.
FIG. 12 is a front sectional view showing another example of the vapor deposition apparatus using the integrated mask.
FIG. 13 is an overall schematic perspective view showing a substrate used in Example 1.
FIG. 14 is an overall schematic perspective view showing a deposition mask used in Example 6.
[Explanation of symbols]
1,101: Integrated mask
2,102: Base plate
4: Projection
6: fiducial mark (base plate)
8: Top surface
10,110: Opening
118: Mounting hole
20, 120, 170: evaporation mask
22, 122, 172: Mask plate
24, 124, 174: frame
26, 126: Reference mark (vapor deposition mask)
128: Hole
28, 178: Ear
180: 1 unit (opening and fiducial mark)
30, 130: Opening
32, 132: Opening
40,140: engagement means
142: Holding bar
42: Holding plate
44, 144: Compression spring
146: Clasp
46: fulcrum
201, 301: integrated mask assembling device
202: Lower XY-θ table (or lower XY table)
302: Lower XY table
204, 304: Table
206, 306: Lower Y-axis guide
208, 308: Lower Y-axis rail
210, 310: Lower X-axis guide
212, 312: Lower X-axis rail
214: Pin
314: Opening
216, 316: Opening
218: Lower rotating table
230, 330: holding unit
332: Suction pad
232: Holding pin
234, 334: Upper rotating table
236,336: Upper XY table
238, 338: Upper X-axis guide
240, 340: Upper X-axis rail
242, 342: Upper Y-axis guide
244, 344: Upper Y-axis rail
246, 346: Motor
250, 350: Frame
252, 352: Opening
260, 360: Stand
362: lifting unit
270, 370: Camera
272, 372: Fine adjustment device
280, 380: Opening means
282, 382: Extruded plate
284,384: Air cylinder
286: holding unit support
288: Air cylinder
A: Substrate
501, 801: vapor deposition equipment group
502, 802: evaporation apparatus
504: Looking glass
804: Mounting table
508,818: Outer wall
512: Mask holder
514,808: Evaporation shutter
516: XY guide
518: Fixture
520: Bracket
820: Positioned substrate-mask
522: substrate holder
524, 812: Holding member
526: Vertical axis
528: Motor
814: Lifting cylinder
530: Camera
532, 816: vacuum chamber
534,806: evaporation source
536,810: Shutter
538 Carry-in / out entrance
601: Transfer device
602: Base
604: Base plate
606: Guide
608: Pad
610: slide plate
701: Positioning device
702: Mask holder
704: XY table
706: substrate holder
708: Stand
710: Camera
712: Vertical axis
714: Rotary motor
716: Frame
718: Bracket
902: glass substrate
904: Stripe shape (ITO)
906: 1-unit stripe row (ITO)

Claims

A plurality of vapor deposition masks having a vapor deposition opening array group corresponding to the vapor deposition pattern, an integrated mask assembling apparatus configured and fixed on the base plate by engaging means,
A table for holding the base plate,
Measuring means for detecting a reference mark of the base plate or a selected vapor deposition mask (a reference mark of the integrated mask) and measuring a shift amount from a set position of the reference mark of the integrated mask with respect to a reference movement axis of the table;
A correction mechanism that corrects a relative position of the reference mark of the integrated mask with respect to the reference movement axis according to the amount of displacement,
A positioning mechanism that detects the reference mark of the integrated mask and the reference mark of the vapor deposition mask, and performs relative positioning between the reference mark of the integrated mask and the vapor deposition mask using the vapor deposition mask holding and moving mechanism;
An assembling apparatus for an integrated mask, comprising: an engaging operation means for operating an engagement between a base plate and a deposition mask.

A method for assembling an integrated mask configured by arranging and fixing a plurality of evaporation masks having a group of openings for evaporation corresponding to the evaporation pattern on a base plate having a reference mark by engaging means,
A holding step of holding the base plate on a table,
A measurement step of detecting the reference mark of the base plate as a reference mark of the integrated mask, and measuring a deviation amount from a set position of the reference mark of the integrated mask with respect to a reference movement axis of the table;
A correction step of correcting a relative position of the reference mark of the integrated mask with respect to the reference movement axis according to the shift amount;
Detecting the reference mark of the integrated mask and the reference mark of the vapor deposition mask, and holding and moving the vapor deposition mask relative to each other, a positioning step of performing relative positioning between the reference mark of the integrated mask and the vapor deposition mask,
A fixing step of fixing the base plate and the vapor deposition mask by engaging means after the positioning is completed.

3. The method according to claim 2, wherein in the correcting step, the relative position is corrected by moving the base plate relative to the table.

A plurality of vapor deposition masks having a vapor deposition opening array group corresponding to the vapor deposition pattern, arranged on the base plate by the engaging means, a method for assembling an integrated mask configured to be fixed,
A setting step of holding the base plate on a table,
A reference mark of a vapor deposition mask (reference vapor deposition mask) selected from the plurality of vapor deposition masks is detected as a reference mark of the integrated mask, and a deviation amount from a set position of the reference mark of the integrated mask with respect to a reference movement axis of the table is measured. Measurement process,
A correction step of correcting the relative position of the reference mark of the integrated mask with respect to the reference movement axis according to the shift amount;
A positioning step of detecting a reference mark between the reference vapor deposition mask and another vapor deposition mask, and holding and moving the vapor deposition mask relative to each other to perform relative positioning between the vapor deposition masks;
A fixing step of fixing the base plate and the vapor deposition mask by engaging means after the positioning is completed.

5. The method for assembling an integrated mask according to claim 4, wherein in the correcting step, the relative position is corrected by moving the reference vapor deposition mask relative to the base plate.

An integrated mask assembled by the method for assembling an integrated mask according to claim 2.

A positioning mechanism for positioning the integrated mask according to claim 6 and a substrate on which vapor deposition is performed with reference to both reference marks, and a vapor deposition mechanism for patterning a thin film layer by mask vapor deposition. An organic EL device manufacturing apparatus.

A method for producing an organic EL device, comprising: depositing a thin film layer using the integrated mask according to claim 6 to produce an organic EL device.