JP2004296430A - マスク、マスクの製造方法、マスクの製造装置、発光材料の成膜方法、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 基材とマスク板との距離を一定にし、基材とマスク板とを精度良く接合し、更に使用時のマスクパターンの位置ずれを少なくして、発光層を精度良く蒸着させることができるマスク等を提供する。
【解決手段】 開口１２が形成された基材部１０と、複数の貫通穴が形成されるとともに開口１２に対応して基材部１０に接合されたマスク部２０とを備えるマスク３０において、基材部１０とマスク部２０とを所定の間隔で保持するスペーサ３８を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明は、本発明は、蒸着法等で用いられるマスク、及びその製造方法、製造装置等に関する。

液晶ディスプレイよりさらに薄い表示装置を作れる自発光型ディスプレイとして、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（陽極と陰極との間に有機物からなる発光層を設けた構造の発光素子）を用いた有機ＥＬディスプレイが次世代技術として注目されている。有機ＥＬ素子の発光層材料としては、低分子量の有機材料と高分子量の有機材料とがあり、このうち低分子量の有機材料からなる発光層は、蒸着法で成膜することが知られている。発光層を蒸着法で成膜する際には、マスク板（形成する薄膜パターンに対応させた貫通穴を有するマスク板であって、ステンレススチール等の金属製が主流である。）を用いて、画素に対応させた薄膜パターンを被成膜面に直接形成することが行われている。そして、高精細画素の要請に対応するため、板厚を薄くして微細な貫通穴を狭い間隔で開けたパターンが形成されたマスク板が用いられるようになってきており、このようなマスク板の強度低下に伴う反りや撓み等の変形を抑えるために、例えば、特開２００１−２３７０７３号公報で示すように、マスク板を基材に接合して補強する技術がある。
特開２００１−２３７０７３号公報（第３頁、第２図）

高精細画素のディスプレイの要請から、いわゆる、にじみのない発光層を形成する必要がある。このため、マスク板と被成膜面とを可能な限り近接させて、発光材料がマスク板の裏側（被成膜面に対する面側）に回り込まないようにして、発光層の形状をマスクに形成した貫通穴の形状と略同一にする必要がある。しかしながら、基材とマスク板とは液状の接着剤が硬化することにより接合されるため、接着剤の厚み（接合領域の厚み）を一定にすることが困難である。したがって、マスク板と被成膜面との距離を詰めることができず、発光材料がマスク板の裏側に回り込んで、にじみのある発光層が形成されてしまうという問題がある。
また、上述したマスクを製造するには、通常、ステージ装置等に基材を戴置して、その上側からマスク板を位置合わせして光硬化性接着剤により接合させる方法が採られるが、マスク板が遮光材から形成されている場合には、マスク側から光を照射させて光硬化性接着剤を硬化させることができない。そのため、基材側から光を照射させる必要が生じる。しかしながら、ステージ装置の下方から光を照射させるためには、ステージ装置が複雑化、大型化してしまうという問題があり、また、基材とマスク板を移動させて基材側から光を照射させると、光硬化性接着剤が硬化していないために基材とマスク板との位置がずれてしまうという問題がある。
更に、マスク板を基材に接合して補強したマスクを用いた場合であっても、発光材料の蒸着処理の際には、マスクの温度が上昇し、マスクの熱膨張によって貫通穴の位置がずれて、許容できない薄膜パターンのずれが発生してしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、基材とマスク板との距離を容易に一定にすること、また遮光材からなるマスク板と基材とを特別な装置を用いずに精度良く接合させること、更に蒸着処理の際におけるマスクのパターンの位置ずれを少なくすること、により発光層を精度良く蒸着させることができるマスク、マスクの製造方法、マスクの製造装置、発光材料の成膜方法、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とする。

本発明に係るマスク、マスクの製造方法、マスクの製造装置、発光材料の成膜方法、電気光学装置及び電子機器では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、開口（１２）が形成された基材部（１０）と、複数の貫通穴（２２）が形成されるとともに開口（１２）に対応して基材部（１０）に接合されたマスク部（２０）とを備えるマスク（３０）において、基材部（１０）とマスク部（２０）とを所定の間隔で保持するスペーサ（３８）を備えるようにした。これにより、マスク部が基材部に対して所定の間隔で接合されるので、マスクを用いて被成膜材に発光材料を性膜させる際に、マスクを被成材に近づけて配置することができる。

また、スペーサ（３８）が、基材部（１０）とマスク部（２０）との接合領域（３６）に接着剤（３２）とともに配置されるものでは、スペーサを接着剤に混ぜ合わせることにより、容易にスペーサを接合領域の全体に満遍なく配置することができる。したがって、確実にマスク部を基材部に対して所定の間隔で接合させることができる。

また、スペーサ（３８）が、所定の間隔と略同一の直径を有する複数の球体からなるものでは、スペーサを接着剤に満遍なく混ぜ合わせやすく、また、スペーサが重なりあうことがないので、容易かつ確実にマスク部を基材部に対して所定の間隔で接合させることができる。

また本発明は、開口（１２）が形成された基材部（１０）と、遮光材に複数の貫通穴（２２）が形成されるとともに開口（１２）に対応して基材部（１０）に接合されたマスク部（２０）とを備えるマスク（３０）の製造方法において、基材部（１０）或いはマスク部（２０）に光硬化性接着剤（３２）を塗布する工程と、基材部（１０）とマスク部（２０）とを密着させて光硬化性接着剤（３２）を基材部（１０）とマスク部（２０）との接合領域（３６）から漏出させる工程と、マスク部（２０）側から光を照射して光硬化性接着剤（３２）の一部を硬化させる工程と、基材部（１０）側から少なくとも開口（１２）を介して光を照射して光硬化性接着剤（３２）を硬化させる工程と、を有するようにした。これにより、基材部とマスク部とが位置合わせして密着させた状態で光硬化性接着剤の一部が硬化して仮固定されるので、接合作業中に基材部とマスク部とを搬送しても、基材部とマスク部との位置がずれることなく、位置合わせした状態のまま光硬化性接着剤を硬化させて基材部とマスク部とを接合させることができる。したがって、基材部とマスク部との位置ずれのない高精度のマスクを製造することができる。

また、基材部（１０）が光透過性材料からなるものでは、基材部側から光を照射することにより、光硬化性接着剤を基材部とマスク部との接合領域から漏出させた光硬化性接着剤のみならず、接合領域に塗布した光硬化性接着剤も硬化するので、基材部とマスク部との接合を確実なものとすることができる。

また、光硬化性接着剤（３２）を基材部（１０）とマスク部（２０）との接合領域（３２）からマスク部（２０）の外周側のみに漏出させるものでは、漏出した光硬化性接着剤がマスク部の形成された複数の貫通穴からなるパターンを埋めてしまうことを防止できるので、マスク不良の発生を抑えることができる。

また、基材部（１０）とマスク部（２０）とを密着させた後に、光硬化性接着剤（３２）をマスク部（２０）の外周側に塗布する工程を含むものでは、光硬化性接着剤を基材部とマスク部との接合領域からマスク部の外周側にのみ漏出させた状態を確実に形成することができるので、基材部とマスク部とを位置合わせして状態で確実に仮固定させることができる。

また本発明は、開口（１２）が形成された基材部（１０）と、複数の貫通穴（２２）が形成されるとともに開口（１２）に対応して基材部（１０）に接合されたマスク部（２０）とを備えるマスク（３０）の製造方法において、マスク部（２０）と基材部（１０）との接合の温度を管理するようにした。これにより、マスクの使用温度と同じ温度の下でマスクを製造することができ、マスク使用時における温度変化に伴う反りや撓みを抑えることができる。したがって、高精細画素のディスプレイ等を製造することができる。また、使用する接着剤等の特性に応じて、温度管理を行うことにより、良好な接合を得ることも可能となる。

また、マスク（３０）は、基材部（１０）に複数の開口（１２）が形成されるともに開口（１２）のそれぞれに対応して複数のマスク部（２０）が接合されるマスク（３０）であって、複数のマスク部（２０）のそれぞれについて接合の温度を管理するものでは、例えば、マスクの使用時にマスクに温度分布が発生する場合には、複数のマスク部を接合される配置毎に温度を変化させて接合させることにより、マスクの使用時にマスク全体において、反りや撓みを抑えることができる。

また、マスク部（２０）及び基材部（１０）を所定の温度にして接合するものでは、マスク部と基材部とが所定の温度に保持されるので、マスクが膨張或いは収縮しきった状態で接合されるので、マスクを所定の温度で使用してもマスクの熱変形による影響が少なく、パターンのずれを抑えることができる。

また、所定の温度は、マスク（３０）を使用した蒸着処理時におけるマスク（３０）の温度であるものでは、マスクが使用される蒸着処理時の温度でマスクを製造されるので、マスクを用いて蒸着処理を行ってもマスクの熱変形による影響が少なく、パターンのずれを抑えることができる。

また本発明は、開口（１２）が形成された基材部（１０）と、遮光材に複数の貫通穴（２２）が形成されるとともに開口（１２）に対応して基材部（１０）に接合されたマスク部（２０）とを備えるマスク（３０）の製造方法において、基材部（１０）とマスク部（２０）とを結合させる光硬化性接着剤（３２）にスペーサ（３８）を混合する工程と、基材部（１０）或いはマスク部（２０）に光硬化性接着剤（３２）を塗布する工程と、基材部（１０）とマスク部（２０）とを密着させて光硬化性接着剤（３２）を基材部（１０）とマスク部（２０）との接合領域（３６）から漏出させる工程と、マスク部（２０）側から光を照射して光硬化性接着剤（３２）の一部を硬化させる予備硬化工程と、基材部（１０）側から少なくとも開口（１２）を介して光を照射して光硬化性接着剤（３２）を硬化させる本硬化工程と、を有するようにした。
これにより、基材部とマスク部とが位置合わせして密着させた状態で光硬化性接着剤の一部が硬化して仮固定されるので、接合作業中に基材部とマスク部とを搬送しても、基材部とマスク部との位置がずれることなく、位置合わせした状態のまま光硬化性接着剤を硬化させて基材部とマスク部とを接合させることができる。更に、所定の粒径のスペーサを光硬化性接着剤に満遍なく混ぜ合わせることにより、容易かつ確実にマスク部と基材部と間隔を均一にすることができる。

また、少なくとも予備硬化工程及び本硬化工程において、マスク部（２０）と基材部（１０）との接合の温度を管理するようにしたものでは、マスクの使用温度と同じ温度の下で、マスク部と基材部とを接合して製造するので、マスク使用時における温度変化に伴う反りや撓みを抑えることができる。また、使用する接着剤等の特性に応じて、温度管理を行うことにより、良好な接合を得ることも可能となる。したがって、基材部とマスク部との位置ずれのない高精度のマスクを製造することができ、高精細画素のディスプレイ等を得ることができる。

第２の発明は、開口（１２）が形成された基材部（１０）と、複数の貫通穴（２２）が形成されるとともに開口（１２）に対応して接合されたマスク部（１０）とを備えるマスクの製造装置（１００）において、マスク部（２０）を保持するマスク保持部（１２０）と、マスク部（２０）の温度を管理するマスク温度管理部（１２６）と、基材部（１０）を保持する基材保持部（１１０）と、基材部（１０）の温度を管理する基材温度管理部（１１６）とを備え、マスク保持部（１１０）と基材保持部（１２０）とを相対移動させて、マスク部（２０）を基材部（１０）に密着させるようにした。これにより、マスクを構成する基材部とマスク部とを、マスクが使用される温度と同じ温度にして接合できるので、マスクの使用時の温度変化に熱変形が少なく、パターンのずれを抑えることができる。

また、基材部（１０）及びマスク部（２０）の接合領域（３６）に塗布された光硬化性接着剤（３２）を硬化させるランプ（１３０）を備えるようにしたものでは、マスクの使用温度と同じ温度の下でマスクを製造するので、マスクの温度変化に伴う反りや撓みを抑えることができる。

第３の発明は、発光材料を真空蒸着により成膜させる際に使用されるマスク（３０）として、第１の発明のマスク、第２の発明の製造方法により得られたマスク（３０）、或いは第３の発明の製造装置（１００）により得られたマスク（３０）を用いるようにした。これにより、位置ずれのないマスクであるとともに、マスクの熱膨張や収縮に伴うパターンの位置ずれが少ないので、発光材料を真空蒸着により成膜させても、ずれのない発光層を形成することができる。

第４の発明は、電気光学装置（５００）が、第３の発明の成膜方法により成膜された発光材料を発光層（６０，６２，６４）として備えるようにした。これにより、発光層の位置ずれが少ないので、高精細画素のディスプレイ等の電気光学装置を製造することができる。

第５の発明は、電子機器（６００）が、第４の発明の電気光学装置（５００）を表示手段として備えるようにした。これにより、高精細画素のディスプレイを表示手段として備えるので、表示手段の表示が見やすくて鮮やかな電気機器を製造することができる。

以下、本発明のマスクの製造方法、マスクの製造装置、発光材料の成膜方法、電気光学装置及び電子機器の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、マスク３０を示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図２は、マスク３０の接合領域３６を示す拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

本発明の実施の形態で用いられるマスク３０は、基材部１０と６枚のマスク部２０とから構成される。基材部１０には、６箇所の開口１２が形成され、１つの開口１２に対応して、１つのマスク部２０が開口１２を覆うように配置される。すなわち、マスク部２０の端部と、基材部１０の開口１２の端部との重なり合う領域を接合領域３６として接合される。より詳しくは、マスク部２０の全周端部（角リング状の部分）と、基材部１０の開口１２の全周端部（角リング状の部分）とが重なり合って接合する。
そして、マスク部２０には複数の貫通穴２２により構成されるパターンが形成され、このパターンが開口１２の内側に配置されるように基材部１０に接合される。なお、開口１２とマスク部２０とは、それぞれ６つ（組）に限らず、更に多数や１組であってもよいが、有機ＥＬディスプレイの生産性向上のため、本実施の形態のように複数の開口１２及びマスク部２０が設けられる場合が多い。また、有機ＥＬディスプレイの大型化の要請に伴い、基材部１０、開口１２、及びマスク部２０も大型化しつつある。

また、基材部１０とマスク部２０とは、基材部１０に形成された第１アライメントマーク１４と、マスク部２０に形成された第２アライメントマーク２４を利用して位置決めされる。なお、マスク部２０は、基材部１０における第１アライメントマーク１４が形成された面とは反対側の面に取り付けられる。更に、基材部１０にはマスク位置決めマーク１６が形成されており、蒸着処理時のマスク３０の位置合わせに使用される。
そして、基材部１０とマスク部２０との接合には、例えば、紫外線硬化性等の光硬化性接着剤３２が用いられるが、これに限らず、陽極接合或いは機械的接合手段を用いてもよい。更に、光硬化性接着剤３２には複数の同一粒系のスペーサ３８が混合され、これにより基材部１０とマスク部２０との間隔が略一定となって接合される（図６参照）。なお、光硬化性接着剤３２及びスペーサ３８の詳細については、後述する。

図３は、基材部１０を示す図である。フレームと呼ばれる基材部１０は、光透過性基板であって、ほうけい酸ガラス（例えば、コーニング＃７７４０（パイレックス（登録商標）ガラス））からなる。これにより、基材部１０とマスク部２０との接合手段として、紫外線硬化性等の光硬化性接着剤３２を用い、基材部１０側から紫外線等の光を照射することができる。基材部１０には、６つの矩形の開口１２が形成される。開口１２は、開口１２の縁部にマスク部２０を接合できるようにマスク部２０よりも小さく、また、マスク部２０に形成されたパターン（複数の貫通穴２２により構成されるパターン領域）を基材部１０で覆わないように、パターン領域よりも大きく形成される。
そして、基材部１０とマスク部２０とが重なる領域を光硬化性接着剤３２が塗布される接合領域３６とする。なお、開口１２の形状は、矩形に限らず、生産される有機ＥＬディスプレイの形状に対応して様々な形状とすることができる。

また、基材部１０には、第１アライメントマーク１４が形成される。第１アライメントマーク１４は、マスク部２０との接合面の裏面側に設けられて、マスク部２０との位置合わせに使用される。第１アライメントマーク１４は、スパッタリングや蒸着等による金属膜や、エッチング、或いは機械加工等により形成される。更に、基材部１０には、マスク位置決めマーク１６が形成される。
マスク位置決めマーク１６は、マスク部２０が接合される面側の端部付近に設けられて、蒸着処理時のマスク３０の位置合わせに使用される。マスク位置決めマーク１６は、第１アライメントマーク１４と同様に、金属膜、エッチング、或いは機械加工等により形成される。なお、マスク位置決めマーク１６を基材部１０に設ける場合に限らず、マスク部２０に形成させてもよい。

図４は、マスク部２０を示す図である。スクリーン板と呼ばれるマスク部２０は、例えば、シリコン等の金属からなり、矩形に形成される。マスク部２０は、シリコンウエハ２６からを形成してもよく、その場合にはシリコンウエハ２６をマスク部２０に対応してカットする。マスク部２０には、複数の貫通穴２２が形成される。貫通穴２２の形状は、正方形、平行四辺形、円形のいずれであってもよく、また、貫通穴２２の形状、配列及び個数によって、パターン（スクリーン）が構成される。
貫通穴２２は、エッチング（例えば結晶面方位依存性のある異方性エッチング）等によりを形成される。貫通穴２２の壁面は、マスク部２０の表面に対して垂直であってもよいし、テーパが付されていてもよい。なお、パターンは、マスク部２０を基材部１０に接合させる前に予め形成させる場合に限らず、接合させた後に形成させることも可能である。なお、マスク部２０としては、遮光材が用いられてもよく、例えば、超高強度繊維からなるマスク部２０あってもよい。

また、マスク部２０には、第２アライメントマーク２４が形成される。第２アライメントマーク２４は、基材部１０に形成された第１アライメントマーク１４に対応するものであって、第１アライメントマーク１４と第２のアライメントマーク１４とを合わせることにより、基材部１０とマスク部２０と所望の位置関係で接合できる。
なお、第２アライメントマーク２４は、第１アライメントマーク１４等と同様に、金属膜、エッチング、或いは機械加工等により形成される。また、マスク位置決めマーク１６を基材部１０に設ける場合に限らず、マスク部２０に形成させてもよい。

図５は、マスク３０を製造するマスク製造装置１００を示す模式図である。マスク製造装置１００は、基材部１０をＸ方向又はＹ方向に移動させるステージ（基材保持部）１１０と、ステージ１１０の上方に配置されてマスク部２０をＺ方向に移動させるヘッド（マスク保持部）１２０と、ヘッド１２０の側方に配置されて、光硬化性接着剤３２を硬化させるランプ１３０とから構成される。
ステージ１１０は、Ｘ方向方向及びＹ方向に移動可能なＸＹテーブル１１２、ＸＹテーブル１１２への熱伝達を遮断する断熱材１１４、基材部１０を加熱或いは冷却するサーモモジュール（基材温度管理部）１１６、及び基材部１０を保持するホルダ１１８から構成され、ＸＹテーブル１１２の上側に断熱材１１４、サーモモジュール１１６、ホルダ１１８の順に配置される。
ヘッド１２０は、Ｚ方向に移動可能なＺテーブル１２２、Ｚテーブル１２２への熱伝達を遮断する断熱材１２４、マスク部２０を加熱或いは冷却するサーモモジュール（マスク温度管理部）１２６、及びマスク部２０を保持するホルダ１２８から構成され、Ｚテーブル１２２の下側に断熱材１２４、サーモモジュール１２６、ホルダ１２８の順に配置される。
そして、ステージ１１０、ヘッド１２０の位置情報、及びサーモモジュール１１６、１２６の温度情報は、マスク製造装置１００を統括的に制御する不図示の制御部に送られて、これらの情報に基づいて制御部がマスク製造装置１００を制御する。
なお、ヘッド１２０は、１枚のマスク部２０を保持する場合に限らず、複数枚のマスク部２０を一度に保持してもよい。また、ステージ１１０、ヘッド１２０にそれぞれサーモモジュール１１６、１２６を設ける場合に限らず、基材部１０とマスク部２０とを同時に加熱、冷却するサーモモジュールを設けてもよい。

続いて、マスク製造装置１００を用いてマスク３０を製造する方法について図を参照して説明する。
図６は光硬化性接着剤３２の塗布方法を示す図であって、図６（ａ）は本実施形態の塗布方法を示す図、図６（ｂ）は塗布方法の変形例を示す図、図６（ｃ）はスペーサの変形例を示す図である。
基材部１０とマスク部２０との接合には、光硬化性接着剤３２が用いられる。光硬化性接着剤３２とは、紫外線硬化性接着剤が代表的であるが、他に電子ビームによって硬化するもの、赤外線、或いは可視光で硬化するものなどがある。基本的にはラジカル重合性のアクリルオリゴマーとモノマー、そして特定の光に反応する重合開始剤からなる。
そして、紫外線などの光を照射により秒単位で硬化し、必要に応じて、可撓性、密着性、耐薬品性、電気特性等の種々の特性を有した硬化物を得ることができる。

そして、マスク製造工程においては、まず、光硬化性接着剤３２に複数の球状のスペーサ３８を混合する（スペーサ混合工程）。
スペーサ３８は、直径数〜数十μｍ程度の小球であって、金属、セラミック、ガラス、プラスチック類等からなる。また、スペーサ３８が押しつぶされて変形しない程度の剛体であり、耐熱性を備える材質が用いられることが望ましい。更に、直径が一定の精密球であることが望ましい。なお、スペーサ３８は、球体に限らず、板、円柱、角柱、立方体、卵形等であってもよい。

次に、ステージ１１０により基材部１０を保持し、またヘッド１２０によりマスク部２０を保持する。そして、基材部１０或いはマスク部２０の接合領域３６に光硬化性接着剤３２を塗布する（接着剤塗布工程）。光硬化性接着剤３２は、基材部１０とマスク部２０とを密着させたときに、接合領域３６から漏出する程度の量が塗布される。この量は、予め実験等で求めておく。

次に、サーモモジュール１１６、１２６を加熱して基材部１０及びマスク部２０の温度を約５０℃に上昇させる。
そして、基材部１０及びマスク部２０を熱膨張させ、かつ接着剤を塗布した状態で、ステージ１１０を駆動して、マスク部２０の第２アライメントマーク２４に基材部１０の第１アライメントマーク１４を位置合わせし、更にヘッド１２０をステージ１１０に向けて移動させて、マスク部２０を基材部１０に押し付けて密着させる。これにより、光硬化性接着剤３２が、図６（ａ）に示すように接合領域３６の両側（マスク部２０の外周側及び開口１２の内周側）から漏出した状態を形成することができる（密着工程）。
そして、この状態で、ランプ１３０からマスク部２０に向けて光を照射することにより、マスク部２０の外周側に漏出した光硬化性接着剤３２（すなわち、光硬化性接着剤３２の一部）を硬化させる（予備硬化工程）。

続いて、ホルダ１１８，１２８からマスク３０（基材部１０とマスク部２０）を開放して、マスク製造装置１００の外部に搬出する。このとき、既にマスク部２０の外周側に漏出した光硬化性接着剤３２が硬化しているので、基材部１０とマスク部２０との位置がずれることはない。すなわち、基材部１０とマスク部２０とが仮固定された状態となる。
そして、更に、先程とは逆側である基材部１０側から光を照射して開口１２の内周側に漏出した光硬化性接着剤３２を硬化させる（本硬化工程）。
なお、基材部１０が光透過性材料からなる場合には、開口１２の内周側に漏出した光硬化性接着剤３２が硬化するとともに、接合領域３６の光硬化性接着剤３２も硬化させることができる。
そして、この本硬化工程においても、基材部１０及びマスク部２０を温度上昇させて熱膨張させることが好ましい。

以上のような作業を繰り返すことにより、基材部１０に６枚のマスク部２０が接合されて、マスク３０が製造される。なお、６枚のマスク部２０が重なり合わないように配置されるとともに、基材部１０の一方の面側に６枚のマスク部２０を配置される。

このように、光硬化性接着剤３２内にスペーサ３８を混合することにより、マスク部２０の高さを一定にすることができる。すなわち、複数の球体からなるスペーサ３８を光硬化性接着剤３２にむらなく混入することにより、接合領域３６全体にスペーサ３８が行きわたる。更に、基材部１０とマスク部２０とを密着させる際に、与圧を与えることにより、スペーサ３８同士が重なり合わないようにして接合領域３６に満遍なく配置させることができる。なお、マスク部２０を基材部１０に押し付けても複数の球体でこの力を受けるので、力が分散されて、球体の形状が変化したり破損したりしづらい。したがって、図６（ａ）に示すように、マスク部２０の高さを一定にすることができる。
なお、例えば、図６（ｃ）に示すように、基材部１０の開口１２の全周端部に凸部１８を形成して凸部１８上にマスク部２０を戴置することにより凸部１８をスペーサ３８して機能させてもよし、或いは、マスク部２０に凸部を設けるようにしてもよい。

また、マスク部２０側から光を照射してマスク部２０の外周側に漏出した光硬化性接着剤３２を硬化させることにより、基材部１０とマスク部２０とが仮固定されるので、マスク３０（基材部１０とマスク部２０）を搬送したり、裏返したりすることができる。そして、マスク製造装置１００には、ＸＹテーブル１１２の下方（基材部１０側）から光を照射するランプを設ける必要がないので、装置を複雑化、大型化させることなく、基材部１０とマスク部２０とを接合させてマスク３０を製造することができ、従来のマスク製造装置１００を適用することが可能となる。

なお、基材部１０側から光を照射する作業は、マスク３０を反転させて、マスク製造装置１００に戻して光を照射してもよいし、マスク製造装置１００外に設けた不図示のランプで光を照射してもよい。また、基材部１０側から光を照射する作業は、マスク部２０毎に行う場合に限らず、複数枚のマスク部２０を基材部１０に接合（仮固定）させた後に、まとめて基材部１０側から光を照射してもよい。
また、上述したマスク３０の製造工程中において、少なくとも光硬化性接着剤３２に光を照射して硬化させる際に、基材部１０及びマスク部２０の温度を約５０℃に上昇させておけばよい。ただし、温度上昇には時間を要するので、マスク３０の製造工程の全域において、基材部１０及びマスク部２０を加熱してもよい。

また、マスク部２０が軽薄化に伴い、パターンと開口１２との距離が接近している場合には、開口１２の内側には光硬化性接着剤３２を漏出させないことが望ましい。すなわち、パターンを形成する貫通穴２２を光硬化性接着剤３２で埋めてしまわないようにするためである。
そこで、基材部１０が透過性材料からなる場合には、図６（ｂ）に示すように光硬化性接着剤３２が開口１２の内周側には漏出させないように塗布する。例えば、接合領域３６内の外側寄りに塗布するなど、実験等で予め塗布範囲を求めておく。
また、光硬化性接着剤３２が低粘度であるために漏出する量や範囲が一定に定まらない場合には、光硬化性接着剤３２を接合領域３６から漏出させない程度に塗布し、基材部１０とマスク部２０とを密着させてから、マスク部２０の外周側に更に光硬化性接着剤３２を塗布する。このようにして、確実に光硬化性接着剤３２がマスク部２０から漏出した状態（図６（ｂ）参照）を形成できる。そして、マスク部２０側から光を照射して光硬化性接着剤３２を硬化（仮固定）させた後に、基材部１０側から光を照射することにより、光が基材部１０を透過して、残りの光硬化性接着剤３２を硬化させる。
なお、光硬化性接着剤３２が接合領域３６から漏出させないように基材部１０とマスク部２０とを密着させた後に更に光硬化性接着剤３２を塗布する方法は、光硬化性接着剤３２をマスク部２０の外周側にのみ漏出させる場合に限らず、両側（マスク部２０の外周側及び開口１２の内周側）に漏出させる場合にも有効な方法である。

ところで、基材部１０及びマスク部２０の温度を約５０℃に上昇させて接合させるのは、使用される条件と同じ条件下でマスク３０を製造するためである。すなわち、実際にマスク３０を用いて発光材料を真空蒸着により成膜させるとマスク３０の温度が約５０℃に上昇するからである。つまり、マスク３０が真空蒸着処理で使用される条件と同じ条件下でマスク３０を製造することにより、真空蒸着処理時におけるマスク３０の熱膨張によるパターンのずれを抑制させることができる。
より詳述すると、基材部１０の熱膨張係数は約３．２ｐｐｍ／℃であり、また、マスク部２０を構成するシリコンの熱膨張係数は約２．６〜３．６ｐｐｍ／℃である。これにより、基材部１０とマスク部２０とは略同程度の熱膨張係数を有して同程度に膨張或いは収縮するため、熱膨張係数の違いによるマスク３０（マスク部２０）の反り、撓みの発生は抑えられている。一方、有機ＥＬディスプレイの基材となるガラス基板（例えば、タンタル酸リチウム基板等）５０の熱膨張係数は、約３．８ｐｐｍ／℃である。したがって、マスク３０とガラス基板５０とが同じ温度で使用される場合には、マスク３０とガラス基板５０とは略同程度の熱膨張係数を有するため、同程度に膨張或いは収縮して、パターンのずれは発生しないはずである。
ところが、マスク３０を用いてガラス基板５０に発光材料を真空蒸着すると、熱源（蒸着源）に近いマスク３０と熱源に対してマスク３０の陰になるガラス基板５０の温度との間に温度差が生じる（図７参照）。この温度差により、マスク３０の熱膨張とガラス基板５０の熱膨張が異なり、パターンの位置ずれが発生してしまう。
具体的には、真空蒸着時のマスク３０の温度が約５０℃、ガラス基板５０の温度が約３５℃となり、外気温を２０℃とすると、それぞれ約３０℃、約１５℃の温度上昇がある。そして、マスク３０及びガラス基板５０の大きさが４００ｍｍ×５００ｍｍの場合に、その中心から四隅（角）までの距離（約３２０ｍｍ）の変化は、マスク３０は約３４．６〜２５．０μｍ、ガラス基板５０は１８．３μｍとなり、マスク３０とガラス基板５０との熱膨張の差（パターンの位置ずれ）が約１６．３〜６．７μｍとなる。
したがって、基材部１０とマスク部２０とを真空蒸着処理のマスク３０の温度（約５０℃）と同じ温度下で接合して、マスク３０を製造することにより、上述したパターンのずれが予め発生した状態でマスク３０が製造されるので、実際にマスク３０を使用した場合に熱膨張によるパターンの位置ずれが発生しないので、パターンのずれを抑えることができる。また、使用時と同じ条件で製造されるので、温度変化に伴うマスク３０の反りや撓み等の変形の発生も防止できる。
なお、マスク部２０に形成されるパターン（複数の貫通穴２２）を真空蒸着処理のマスク３０の温度と同じ温度下で形成することにより、更にパターンのずれを抑えることも可能である。このように、本実施の形態に係るマスク３０は、真空蒸着に最適に用いられる。

続いて、製造したマスク３０の使用方法等について、図を参照して説明する。図７は、マスク３０が使用される真空蒸着装置２００を示す図である。
真空蒸着装置２００は、マスク３０及びガラス基板５０を収容するとともに密閉された空間２０４を形成するチャンバ２０２、発光材料を高温で蒸発させてマスク３０に向けて放射する蒸着源２０６、マスク３０を保持するホルダ２０８、ガラス基板５０を保持するホルダ２１０、マスク３０とガラス基板５０の位置合わせ用のカメラ２１２を備える。そして、空間２０４を略真空にするとともに、マスク３０で覆ったガラス基板５０に対して、蒸着源２０６から高温の発光材料を放射することにより、ガラス基板５０に発光層を成膜させる。

図８は、マスク３０の使用方法を示す図であって、図８（ａ）は、図７のマスク３０とガラス基板５０の拡大図である。マスク３０（例えば、マスク部２０）には、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性材料からなる磁性体膜３４が予め形成されている。あるいは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅや、Ｆｅ成分を含むステンレス合金等の磁性金属材料や、磁性金属材料と非磁性金属材料との接合により、磁性体膜３４を形成してもよい。ガラス基板５０は、複数の電気光学装置（例えば、有機ＥＬ装置）５００を形成する基材であって、予め電極（例えばＩＴＯ等からなる透明電極）５４や正孔輸送層５６が形成される（図９（ａ）参照）。なお、電子輸送層を形成してもよい。そして、ガラス基板５０側にマスク部２０が位置するように、マスク３０を配置する。ガラス基板５０の背後には、磁石からなるホルダ２１０が配置されており、マスク３０（マスク部２０）に形成された磁性体膜３４を引き寄せるようになっている。これにより、マスク３０（マスク部２０）に反りが生じていても、これを矯正することができる。

図８（ｂ）は、マスクの位置合わせ方法を説明する図である。基材部１０に予め形成されたマスク位置決めマーク１６と、ガラス基板５０に予め形成された位置決めマーク５２とをカメラ２１２（図７参照）で監視して、マスク位置決めマーク１６と位置決めマーク５２を一致させることにより、基材部１０とガラス基板５０とを位置合わせする。なお、基材部１０とガラス基板５０とは、約５０μｍ以下の間隔で離間されて保持される。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、発光材料の成膜方法を示す図である。発光材料は、例えば有機材料であり、低分子の有機材料としてアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ_３）があり、高分子の有機材料としてポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）がある。発光材料の成膜は、蒸着によって行うことができる。例えば、図９（ａ）に示すように、マスク３０を介して赤色の発光材料をパターニングしながら成膜して赤色の発光層６０を形成する。そして、図９（ｂ）に示すように、マスク３０をずらして、緑色の発光材料をパターニングしながら成膜して緑色の発光層６２を形成する。更に、図９（ｃ）に示すように、再びマスク３０をずらして、青色の発光材料をパターニングしながら成膜して青色の発光層６４を形成する。なお、スクリーンとなるマスク部２０が、基材部１０によって補強されているのでマスク部２０の反り、撓みが発生せず、選択蒸着の再現性が高く、生産性が高い。また、マスク３０では、基材部１０に複数の開口１２が形成されて、それぞれの開口１２に対応してマスク部２０が位置しており、各マスク部２０が１つのＥＬ装置に対応する。すなわち、マスク３０を使用して、一体化した複数のＥＬ装置を製造することができる。更に、ガラス基板５０を切断して、個々のＥＬ装置を得ることもできる。
なお、ここでは、発光層を例に取り説明したが、電子輸送層、電子注入層、正孔輸送層、正孔注入層を本発明のマスクを用いて蒸着することも可能である。すなわち、電極間に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を形成する際、各層を本発明のマスクを用いて蒸着することができる。

図１０は、上述した発光材料の成膜方法を経て製造された電気光学装置５００を示す図である。電気光学装置５００は、（例えば、有機ＥＬ装置）は、ガラス基板５０、電極５４、正孔輸送層５６、発光層６０，６２，６４等を有する。発光層６０，６２，６４上に、電極６６が形成されている。電極６６は、例えば陰極電極である。そして、電気光学装置５００は、表示装置（ディスプレイ）として利用される。

図１１は、本発明の電子機器６００の実施の形態を示す図である。携帯電話１０００（電子機器６００）は、電気光学装置５００からなる表示部１００１を備えている。他の応用例としては、腕時計型電子機器において表示部として電気光学装置５００を備える場合や、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置において表示部として電気光学装置５００を備える場合等がある。このように、電子機器６００は、電気光学装置５００を表示手段として備えているので、表示コントラストが高く、品質に優れた表示を実現することができる。

また、上記ガラス基板の材料としては、ガラスの他に、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトンなどのプラスチックなどの透明材料が採用可能である。

また、上記電極（陽極）の材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の他に、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛−バナジウム（ＺｎＶ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）などの単体や、これらの化合物或いは混合物や、金属フィラーが含まれる導電性接着剤などが用いられる。電極の形成は、好ましくはスパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着法によって行われる。あるいは、スピンコータ、グラビアコータ、ナイフコータなどによる印刷や、スクリーン印刷、フレキソ印刷などを用いて画素電極を形成してもよい。

また、上記正孔輸送層の形成方法としては、例えば、カルバゾール重合体とＴＰＤ：トリフェニル化合物とを共蒸着して１０〜１０００ｎｍ（好ましくは、１００〜７００ｎｍ）の膜厚に形成する。他の形成方法として、例えばインクジェット法により、正孔注入、輸送層材料を含む組成物インクを基体上に吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を行って形成してもよい。なお、組成物インクとしては、例えばポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体と、ポリスチレンスルホン酸等の混合物を、水等の極性溶媒に溶解させたものを用いることができる。

また、上記電子輸送層としては、例えば、金属と有機配位子から形成される金属錯体化合物、好ましくは、Ａｌｑ_３（トリス(８−キノリノレート)アルミニウム錯体）、Ｚｎｑ_２（ビス(８−キノリノレート)亜鉛錯体）、Ｂｅｂｑ_２（ビス(８−キノリノレート)ベリリウム錯体）、Ｚｎ−ＢＴＺ（２−（ｏ−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール亜鉛）、ペリレン誘導体などを１０〜１０００ｎｍ（好ましくは、１００〜７００ｎｍ）の膜厚になるように蒸着して積層したものが用いられる。

また、上記電極（陰極）は、例えば、積層構造からなり、下部の陰極層としては、電子輸送層あるいは発光層に効率的に電子注入を行えるように、上部の陰極層よりも仕事関数の低い金属、例えばカルシウム等が用いられる。また、上部陰極層は、下部陰極層を保護するもので、下部陰極層よりも仕事関数が相対的に大きいもので構成することが好ましく、例えばアルミニウム等が用いられる。これら下部陰極層及び上部陰極層は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが発光層の熱、紫外線、電子線、プラズマによる損傷を防止できる点で好ましい。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

マスクを示す図。 マスクの接合領域を示す拡大図。 基材部を示す図 マスク部を示す図。 マスク製造装置を示す模式図。 光硬化性接着剤の塗布方法を示す図。 真空蒸着装置を示す図。 マスクの使用方法を示す図。 発光材料の成膜方法を示す図。 電気光学装置を示す図。 電子機器を示す図。

符号の説明

１０…基材部、 １２…開口、 ２０…マスク部、 ２２…貫通穴、 ３０…マスク、 ３２…光硬化性接着剤（接着剤）、 ３６…接合領域、３８…スペーサ、 ６０，６２，６４…発光層、 １００…マスク製造装置、 １１０…ステージ（基材保持部）、 １１６…サーモモジュール（基材温度管理部）、 １２０…ヘッド（マスク保持部）、 １２６…サーモモジュール（マスク温度管理部）、 １３０…ランプ、 ５００…電気光学装置、 ６００…電子機器、 １０００…携帯電話（電子機器）、 １００１…表示部（電気光学装置）

Claims (20)

1. 開口が形成された基材部と、複数の貫通穴が形成されるとともに前記開口に対応して前記基材部に接合されたマスク部とを備えるマスクにおいて、
   前記基材部と前記マスク部とを所定の間隔で保持するスペーサを備えることを特徴とするマスク。
2. 前記スペーサは、前記基材部と前記マスク部との接合領域に接着剤とともに配置されることを特徴とする請求項１に記載のマスク。
3. 前記スペーサは、前記所定の間隔と略同一の直径を有する複数の球体からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマスク。
4. 開口が形成された基材部と、複数の貫通穴が形成されるとともに前記開口に対応して前記基材部に接合されたマスク部とを備えるマスクの製造方法において、
   スペーサを前記基材部と前記マスク部とを結合させる接着剤に混合して、前記基材部と前記マスク部の接合領域に塗布することを特徴とするマスクの製造方法。
5. 前記スペーサとして、所定の直径を有する球体が用いられることを特徴とする請求項４に記載のマスクの製造方法。
6. 開口が形成された基材部と、遮光材に複数の貫通穴が形成されるとともに前記開口に対応して前記基材部に接合されたマスク部とを備えるマスクの製造方法において、
   前記基材部或いは前記マスク部に光硬化性接着剤を塗布する工程と、前記基材部と前記マスク部とを密着させて前記光硬化性接着剤を前記基材部と前記マスク部との接合領域から漏出させる工程と、前記マスク部側から光を照射して前記光硬化性接着剤の一部を硬化させる工程と、前記基材部側から少なくとも前記開口を介して光を照射して前記光硬化性接着剤を硬化させる工程と、を有することを特徴とするマスクの製造方法。
7. 前記基材部が光透過性材料からなることを特徴とする請求項７に記載のマスクの製造方法。
8. 前記光硬化性接着剤を前記基材部と前記マスク部との接合領域から前記マスク部の外周側のみに漏出させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のマスクの製造方法。
9. 前記基材部と前記マスク部とを密着させた後に、前記光硬化性接着剤を前記マスク部の外周側に塗布する工程を含むことを特徴とする請求項６から請求項８のうちいずれか一項に記載のマスクの製造方法。
10. 開口が形成された基材部と、複数の貫通穴が形成されるとともに前記開口に対応して前記基材部に接合されたマスク部とを備えるマスクの製造方法において、
    前記マスク部と前記基材部との接合の温度を管理することを特徴とするマスクの製造方法。
11. 前記マスクは、前記基材部に複数の前記開口が形成されるともに前記開口のそれぞれに対応して複数の前記マスク部が接合されるマスクであって、
    前記複数のマスク部のそれぞれについて接合の温度を管理することを特徴とする請求項１０に記載のマスクの製造方法。
12. 前記マスク部及び前記基材部を所定の温度にして接合することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のマスクの製造方法。
13. 前記所定の温度は、前記マスクを使用した蒸着処理時における前記マスクの温度であることを特徴とする請求項１２に記載のマスクの製造方法。
14. 開口が形成された基材部と、遮光材に複数の貫通穴が形成されるとともに前記開口に対応して前記基材部に接合されたマスク部とを備えるマスクの製造方法において、
    前記基材部と前記マスク部とを結合させる光硬化性接着剤にスペーサを混合する工程と、
    前記基材部或いは前記マスク部に前記光硬化性接着剤を塗布する工程と、
    前記基材部と前記マスク部とを密着させて前記光硬化性接着剤を前記基材部と前記マスク部との接合領域から漏出させる工程と、
    前記マスク部側から光を照射して前記光硬化性接着剤の一部を硬化させる予備硬化工程と、
    前記基材部側から少なくとも前記開口を介して光を照射して前記光硬化性接着剤を硬化させる本硬化工程と、
    を有することを特徴とするマスクの製造方法。
15. 少なくとも前記予備硬化工程及び前記本硬化工程において、前記マスク部と前記基材部との接合の温度を管理することを特徴とする請求項１４に記載のマスクの製造方法。
16. 開口が形成された基材部と、複数の貫通穴が形成されるとともに前記開口に対応して接合されたマスク部とを備えるマスクの製造装置において、
    前記マスク部を保持するマスク保持部と、前記マスク部の温度を管理するマスク温度管理部と、前記基材部を保持する基材保持部と、前記基材部の温度を管理する基材温度管理部とを備え、
    前記マスク保持部と前記基材保持部とを相対移動させて、前記マスク部を前記基材部に密着させることを特徴とするマスクの製造装置。
17. 前記基材部及び前記マスク部の接合領域に塗布された光硬化性接着剤を硬化させるランプを備えることを特徴とする請求項１６に記載のマスクの製造装置。
18. 発光材料を蒸着により成膜させる際に使用されるマスクとして、
    請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載のマスク、
    請求項４から請求項１５のうちいずれか１項に記載の製造方法により得られたマスク、
    或いは請求項１６又は請求項１７に記載の製造装置により得られたマスク、
    を用いることを特徴とする発光材料の成膜方法。
19. 請求項１８に記載の方法により成膜された発光材料を発光層として備えることを特徴とする電気光学装置。
20. 請求項１９に記載の電気光学装置を表示手段として備えることを特徴とする電子機器。
    
    
    

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