JP2013077541A5 - 薄膜パターン形成方法、それに使用するマスク、マスクの製造方法及び有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に一定形状の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法に関し、特に高精細な薄膜パターンの形成を容易に行い得るようにする薄膜パターン形成方法、それに使用するマスク、マスクの製造方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法に係るものである。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、高精細な薄膜パターンの形成を容易に行い得るようにする薄膜パターン形成方法、それに使用するマスク、マスクの製造方法及び有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による薄膜パターン形成方法は、基板上に複数の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法であって、平板に前記薄膜パターンよりも形状寸法の大きい複数の開口部を形成した保持部材を前記基板上に予め定められた複数の薄膜パターン形成領域が夫々前記開口部内に位置するように位置合わせした状態で、該保持部材と前記基板との間に可視光を透過する樹脂製のフィルムを挟持するステップと、前記基板上の前記薄膜パターン形成領域に対応した前記フィルム部分にレーザ光を照射し、当該部分の前記フィルムに前記薄膜パターンと形状寸法の同じ複数の開口パターンを設けてマスクを形成するステップと、前記基板上の前記薄膜パターン形成領域に前記マスクの前記開口パターンを介して成膜するステップと、前記マスクを剥離するステップと、を行うものである。

また、前記フィルムを挟持するステップの前に、前記保持部材に前記フィルムを保持してマスク用部材を形成するステップを行ってもよい。

この場合、前記マスク用部材を形成するステップにおいては、さらに、前記フィルムの面をエッチングして、少なくとも前記保持部材の前記開口部に対応した部分の前記フィルムの厚みを薄くするとよい。

好ましくは、前記フィルムを挟持するステップにおいては、前記フィルムと前記基板との間に可視光を透過する透明部材を介在させ、前記透明部材は、前記マスクを形成するステップと前記成膜ステップとの間で抜き取られるのが望ましい。

さらに好ましくは、前記保持部材は、磁性体を含んで構成され、前記フィルムを挟持するステップにおいては、内部に静磁界発生手段を備えたステージ上に前記基板を載置した後、前記静磁界発生手段の静磁界により前記保持部材を前記基板上に吸着して前記フィルムを挟持するのがよい。

又は、前記保持部材は、非磁性体を含んで構成され、前記フィルムを挟持するステップにおいては、一定の電圧を印加可能に構成されたステージ上に前記基板を載置した後、前記ステージに電圧を印加し、前記保持部材を前記基板上に静電吸着して前記フィルムを挟持してもよい。
より好ましくは、前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であるのが望ましい。

また、本発明によるマスクは、基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのマスクであって、可視光を透過する樹脂製のフィルムと、前記基板上に予め定められた複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記薄膜パターンよりも形状の大きい細長状の複数列の開口部を貫通させて形成し、前記フィルムを保持する磁性金属板の保持部材と、を備え、前記フィルムには、前記基板上の前記複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記保持部材の各列の前記開口部内に夫々、前記薄膜パターンと形状寸法の同じ複数の開口パターンが一列に並べて設けられている。
好ましくは、前記フィルムは、厚みが１０μｍ〜３０μｍであるのが望ましい。

さらに、本発明によるマスクの製造方法は、基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのマスクの製造方法であって、前記基板上に予め定められた複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記薄膜パターンよりも形状の大きい細長状の複数列の開口部を貫通させて形成した磁性金属板の保持部材に、可視光を透過する樹脂製のフィルムを保持してマスク用部材を形成する工程と、前記保持部材側からレーザ光を照射し、前記基板上の前記複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記保持部材の複数列の前記開口部内の前記フィルムに夫々、前記薄膜パターンと形状寸法の同じ複数の開口パターンを一列に並べて形成する工程と、を行うものである。

また、前記フィルムを挟持するステップの前に、前記保持部材に前記フィルムを保持してマスク用部材を形成するステップを行ってもよい。

この場合、前記マスク用部材を形成するステップにおいては、さらに、前記フィルムの面をエッチングして、少なくとも前記保持部材の前記開口部に対応した部分の前記フィルムの厚みを薄くするとよい。

好ましくは、前記フィルムを挟持するステップにおいては、前記フィルムと前記ＴＦＴ基板との間に可視光を透過する透明部材を介在させ、前記透明部材は、前記マスクを形成するステップと前記成膜ステップとの間で抜き取られるのが望ましい。

また、前記保持部材には、一列に並んだ複数の前記特定色のアノード電極を内包する大きさの、複数列の細長状の前記開口部が形成され、前記フィルムには、各列の前記開口部内に一列に並べて複数の前記開口パターンが形成されているのが望ましい。

本発明の薄膜パターン形成方法、それに使用するマスク及びマスクの製造方法の発明によれば、基板と保持部材との間に挟持した樹脂製フィルムにレーザ光を照射することにより、開口パターンを形成してマスクを形成するので、基板とマスクの位置合わせが不要であり、且つマスクが基板面に対して密着固定されるため、従来技術と違って、マスクの撓みや位置ずれが生じたり、マスク下面と基板上面との間の隙間に成膜用の材料分子が回り込んで付着し、薄膜パターンを拡大させたりするおそれがない。したがって、高精細な薄膜パターンの形成を容易に行うことができる。さらに、フィルムが透明であるため、フィルムを通してアノード電極等の基準となる位置が検出可能であり、開口パターンを位置精度よく形成することができる。

図１は、Ｒ有機ＥＬ層形成工程を示す断面説明図である。このＲ有機ＥＬ層形成工程は、有機材料を真空中で加熱してＴＦＴ基板１にその有機材料を蒸着する方法や、インクジェット法などの公知の技術によりＴＦＴ基板１の赤色（Ｒ）に対応した複数のアノード電極２Ｒ（薄膜パターン形成領域）上に正孔注入層、正孔輸送層、Ｒ発光層、電子輸送層等、一般的な積層構造をとるように順次成膜してＲ有機ＥＬ層３Ｒを形成する工程であり、磁性体を含んで構成された平板に、Ｒ有機ＥＬ層３Ｒのパターンよりも形状寸法の大きい複数の開口部４を形成した保持部材５に可視光を透過する樹脂製のフィルム６を保持してマスク用部材７を形成する第１ステップ（同図（ａ）参照）と、内部に静磁界発生手段８を備えた磁気チャックステージ９上にＴＦＴ基板１を載置する第２ステップ（同図（ｂ）参照）と、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒが保持部材５の上記開口部４内に位置するように位置合わせしてマスク用部材７をＴＦＴ基板１上に載置する第３ステップ（同図（ｃ）参照）と、上記静磁界発生手段８の静磁界により保持部材５をＴＦＴ基板１上に吸着し、フィルム６をＴＦＴ基板１面に密着させる第４ステップ（同図（ｄ）参照）と、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒに対応したフィルム６部分にレーザ光Ｌを照射し、当該部分のフィルム６にＲ有機ＥＬ層３Ｒのパターンと形状寸法の同じ開口パターン１０を設けてマスク１１を形成する第５ステップ（同図（ｅ）参照）と、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒ上にマスク１１の開口パターン１０を介してＲ有機ＥＬ層３Ｒを成膜形成する第６ステップ（同図（ｆ）参照）と、上記マスク１１を同図に示す矢印Ａ方向に持ち上げて剥離する第７ステップ（同図（ｇ）参照）と、を実行するものである。

次に、第５ステップにおいては、図１（ｅ）に示すように、ＴＦＴ基板１上のＲ対応のアノード電極２Ｒ上にレーザ光Ｌを照射し、当該アノード電極２Ｒ上のフィルム６にＲ対応のアノード電極２Ｒと形状寸法が略同じであり、各列の開口部４内に一列に並べて複数の開口パターン１０を設けてマスク１１を形成する。ここで使用するレーザは、波長が４００ｎｍ以下のエキシマレーザであり、例えばＫｒＦ２４８ｎｍのレーザである。このような紫外線のレーザ光Ｌの光エネルギーにより、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド等のフィルム６の炭素結合が一瞬のうちに破壊されて除去されるため、残渣の発生を抑制したクリーンな穴あけ加工を行うことができる。この場合、レーザ光Ｌの照射による熱的過程を使用しないため、レーザ光Ｌの光束断面と形状寸法が略同じ貫通パターンを加工することができ、縮小結像手段を用いれば、数μｍ程度の開口パターン１０を有するマスク１１の形成も可能である。したがって、従来よりも増してより高精細な薄膜パターンを形成することができる。

１…ＴＦＴ基板（基板）
２Ｒ…Ｒ対応のアノード電極（薄膜パターン形成領域）
２Ｇ…Ｇ対応のアノード電極（薄膜パターン形成領域）
２Ｂ…Ｂ対応のアノード電極（薄膜パターン形成領域）
３Ｒ…Ｒ有機ＥＬ層
３Ｇ…Ｇ有機ＥＬ層
３Ｂ…Ｂ有機ＥＬ層
４…開口部
５…保持部材
６…フィルム
７…マスク用部材
８…静磁界発生手段
９…磁気チャックステージ（ステージ）
１０…開口パターン
１１…マスク
２８…透明電極層
３３…透明部材
Ｌ…レーザ光

Claims (18)

1. 基板上に複数の薄膜パターンを形成する薄膜パターン形成方法であって、
   平板に前記薄膜パターンよりも形状寸法の大きい複数の開口部を形成した保持部材を前記基板上に予め定められた複数の薄膜パターン形成領域が夫々前記開口部内に位置するように位置合わせした状態で、該保持部材と前記基板との間に可視光を透過する樹脂製のフィルムを挟持するステップと、
   前記基板上の前記薄膜パターン形成領域に対応した前記フィルム部分にレーザ光を照射し、当該部分の前記フィルムに前記薄膜パターンと形状寸法の同じ複数の開口パターンを設けてマスクを形成するステップと、
   前記基板上の前記薄膜パターン形成領域に前記マスクの前記開口パターンを介して成膜するステップと、
   前記マスクを剥離するステップと、
   を行うことを特徴とする薄膜パターン形成方法。
2. 前記フィルムを挟持するステップの前に、前記保持部材に前記フィルムを保持してマスク用部材を形成するステップを行なうことを特徴とする請求項１記載の薄膜パターン形成方法。
3. 前記マスク用部材を形成するステップにおいては、さらに、前記フィルムの面をエッチングして、少なくとも前記保持部材の前記開口部に対応した部分の前記フィルムの厚みを薄くすることを特徴とする請求項２記載の薄膜パターン形成方法。
4. 前記フィルムを挟持するステップにおいては、前記フィルムと前記基板との間に可視光を透過する透明部材を介在させ、
   前記透明部材は、前記マスクを形成するステップと前記成膜ステップとの間で抜き取られる、
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の薄膜パターン形成方法。
5. 前記保持部材は、磁性体を含んで構成され、
   前記フィルムを挟持するステップにおいては、内部に静磁界発生手段を備えたステージ上に前記基板を載置した後、前記静磁界発生手段の静磁界により前記保持部材を前記基板上に吸着して前記フィルムを挟持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜パターン形成方法。
6. 前記保持部材は、非磁性体を含んで構成され、
   前記フィルムを挟持するステップにおいては、一定の電圧を印加可能に構成されたステージ上に前記基板を載置した後、前記ステージに電圧を印加し、前記保持部材を前記基板上に静電吸着して前記フィルムを挟持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜パターン形成方法。
7. 前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜パターン形成方法。
8. 基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのマスクであって、
   可視光を透過する樹脂製のフィルムと、
   前記基板上に予め定められた複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記薄膜パターンよりも形状の大きい細長状の複数列の開口部を貫通させて形成し、前記フィルムを保持する磁性金属板の保持部材と、
   を備え、
   前記フィルムには、前記基板上の前記複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記保持部材の各列の前記開口部内に夫々、前記薄膜パターンと形状寸法の同じ複数の開口パターンが一列に並べて設けられていることを特徴とするマスク。
9. 前記フィルムは、厚みが１０μｍ〜３０μｍであることを特徴とする請求項８記載のマスク。
10. 基板上に複数の薄膜パターンを形成するためのマスクの製造方法であって、
    前記基板上に予め定められた複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記薄膜パターンよりも形状の大きい細長状の複数列の開口部を貫通させて形成した磁性金属板の保持部材に、可視光を透過する樹脂製のフィルムを保持してマスク用部材を形成する工程と、
    前記保持部材側からレーザ光を照射し、前記基板上の前記複数の薄膜パターン形成領域に対応して前記保持部材の複数列の前記開口部内の前記フィルムに夫々、前記薄膜パターンと形状寸法の同じ複数の開口パターンを一列に並べて形成する工程と、
    を行うことを特徴とするマスクの製造方法。
11. ＴＦＴ基板のアノード電極上に対応色の有機ＥＬ層を形成して有機ＥＬ表示装置を製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
    平板に前記有機ＥＬ層のパターンよりも形状寸法の大きい開口部を形成した保持部材を前記ＴＦＴ基板上の特定色のアノード電極が前記開口部内に位置するように位置合わせした状態で、該保持部材と前記ＴＦＴ基板との間に可視光を透過する樹脂製のフィルムを挟持するステップと、
    前記ＴＦＴ基板上の前記特定色のアノード電極に対応した前記フィルム部分にレーザ光を照射し、当該部分の前記フィルムに前記有機ＥＬ層のパターンと形状寸法の同じ開口パターンを設けてマスクを形成するステップと、
    前記ＴＦＴ基板上の前記特定色のアノード電極上に前記マスクの前記開口パターンを介して前記特定色の有機ＥＬ層を成膜形成するステップと、
    前記マスクを剥離するステップと、
    を含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
12. 前記フィルムを挟持するステップの前に、前記保持部材に前記フィルムを保持してマスク用部材を形成するステップを行なうことを特徴とする請求項１１記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
13. 前記マスク用部材を形成するステップにおいては、さらに、前記フィルムの面をエッチングして、少なくとも前記保持部材の前記開口部に対応した部分の前記フィルムの厚みを薄くすることを特徴とする請求項１２記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
14. 前記フィルムを挟持するステップにおいては、前記フィルムと前記ＴＦＴ基板との間に可視光を透過する透明部材を介在させ、
    前記透明部材は、前記マスクを形成するステップと前記成膜ステップとの間で抜き取られる、
    ことを特徴とする請求項１２又は１３記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
15. 前記保持部材には、一列に並んだ複数の前記特定色のアノード電極を内包する大きさの、複数列の細長状の前記開口部が形成され、
    前記フィルムには、各列の前記開口部内に一列に並べて複数の前記開口パターンが形成されている、
    ことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
16. 前記保持部材は、磁性体を含んで構成され、
    前記フィルムを挟持するステップにおいては、内部に静磁界発生手段を備えたステージ上に前記ＴＦＴ基板を載置した後、前記静磁界発生手段の静磁界により前記保持部材を前記ＴＦＴ基板上に吸着して前記フィルムを挟持することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
17. 前記保持部材は、非磁性体を含んで構成され、
    前記フィルムを挟持するステップにおいては、一定の電圧を印加可能に構成されたステージ上に前記ＴＦＴ基板を載置した後、前記ステージに電圧を印加し、前記保持部材を前記ＴＦＴ基板上に静電吸着して前記フィルムを挟持することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
18. 前記レーザ光は、波長が４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。