JP2017155263A - 成膜システム及び表示装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】形成に必要となる材料を減らすことによって、重量が軽く、製造コストの低いシャドーマスク、及び、当該シャドーマスクを用いて製造された表示装置の提供。
【解決手段】成膜対象物を搬送する搬送装置１００と、成膜する膜の形状に応じた開口部を有し、搬送装置１００の搬送速度に応じた速度で回転するロール状のシャドーマスク１０２と、堆積させる成膜材料を基板１０８に向かって射出する成膜源１０６とを含む成膜システム。成膜源１０６はロール上のシャドーマスク１０２
【選択図】図１

Description

本発明は、成膜システム及び表示装置の製造方法に関する。
近年、半導体素子を用いた薄型表示装置が実用化されており、蒸着又はスパッタリングによって、有機ＥＬ素子の有機層や液晶表示装置の電極を形成する際に、多数の微細なスリットを平行に配列して構成されたシャドーマスクが使用されている。シャドーマスクは、蒸着マスク、メタルマスクとも呼ばれている。例えば、図４に示すような金属製のフレーム４００に、形成する膜の形状に応じた開口部４０２を有する薄いマスク箔４０４が溶接された平面状のマスクが用いられている。しかしながら、シャドーマスク開発が進展するにつれて、平面形状ではないシャドーマスクの開発も進められている。
例えば、特許文献１は、金属製のロール状のマスクを搬送中の基板に密着させ、当該マスクを基板の搬送と同期して回転させるとともに、ロールの中にスパッタ源を配置することによって、基板にパターン成膜を行う点を開示している。
また、特許文献２は、シート状のマスク基板を、円筒状のマスク保持装置が電磁石を用いて吸着し、当該マスク基板を用いて露光を行う点を開示している。
特開２００８−２２６６８９号公報 国際公開第２０１３／１４５８００号
上記特許文献１のように、マスクを金属性の剛体として形成すると、マスクが重くなることから、取扱いが不便である。また、成膜対象物をマスクのロール形状に沿って変形させる必要があることから、平面の成膜対象物に対して成膜する場合には、当該マスクを用いることができない。
また、上記特許文献２のように、シート状のマスク基板を用いたとしても、マスク基板の面積と、露光の対象をなる基板の面積を同等とする必要があることから、マスクのサイズを小さくすることが出来ない。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、形成に必要となる材料を減らすことによって、重量が軽く、製造コストの低いシャドーマスク及び成膜システム、さらに、当該成膜システムを用いて製造された表示装置を提供することにある。
本発明の一態様は、成膜システムであって、成膜対象物を搬送する搬送装置と、成膜する膜の形状に応じた開口部を有し、前記搬送装置の搬送速度に応じた速度で回転するロール状のシャドーマスクと、堆積させる成膜材料を前記基板に向かって射出する成膜源と、を含むことを特徴とする。
また、本発明の他の一態様は、表示装置の製造方法であって、表示パネルを搬送する工程と、成膜する膜の形状に応じた開口部を有するロール状のシャドーマスクを、成膜対象物を搬送する搬送装置の搬送速度に応じた速度で回転させる工程と、堆積させる成膜材料を前記成膜対象物に向かって射出し、前記成膜対象物上に膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の実施形態に係るシャドーマスクを概略的に示す図である。 シャドーマスクの一部を拡大した図である。 表示装置の製造方法のフローを示す図である。 従来におけるシャドーマスクの一例を示す図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略することがある。
図１は、本発明の実施形態に係る成膜システムの概略を示す図である。図に示すように、成膜システムは、搬送装置１００と、シャドーマスク１０２と、シャドーマスク回転装置１０４と、成膜源１０６と、を含んで形成される。
搬送装置１００は、成膜対象物を搬送する。具体的には、例えば、搬送装置１００は、複数の回転するローラによって構成され、ローラの上に設置された成膜対象物であるガラス基板１０８を、ローラが回転することによって図面上矢印１１０の方向に搬送する。
シャドーマスク１０２は、形成する膜の形状に応じた開口部４０２を有し、ロール状に形成される。具体的には、例えば、図２は、ロール状に形成されるシャドーマスク１０２の一部を示す図である。図に示すように、成膜対象物が１枚のガラス基板１０８上に形成される複数の表示パネルである場合、シャドーマスク１０２は、複数の表示パネルに対応する位置のそれぞれにおいて、成膜パターンに応じた開口部４０２を有する。そして、図２においては、図面上上部と下部が省略して記載されているが、シャドーマスク１０２は、上部と下部がつなぎ合わされてロール状に形成される。
また、シャドーマスク１０２は、搬送装置１００の搬送速度に応じた速度で回転する。具体的には、例えば、シャドーマスク１０２は、シャドーマスク回転装置１０４によって、搬送装置１００の搬送速度と同じ速度で回転する。図２に示したシャドーマスク１０２の回転方向２１２は、図１に示した１１２に対応する。
なお、図２においては、表示パネルの１つの副画素ごとに対応する、矩形状の開口部４０２が設けられるパターンを例示しているが、成膜パターンはこれに限られない。具体的には、例えば、開口部４０２は、表示パネルの副画素に電流を供給する配線等の形状に形成されてもよい。
また、シャドーマスク１０２の一周分の長さは、成膜対象物と同じ長さでなくともよい。具体的には、シャドーマスク１０２の回転方向に、同じ形状の開口部４０２が周期的に配置されている場合には、シャドーマスク１０２は、当該１周期分の開口部４０２が形成される長さであればよい。すなわち、１個の成膜対象物の搬送が完了するまでの間に、シャドーマスク１０２に形成された開口部４０２の１周期が、複数回に渡って成膜対象物に接することによって、シャドーマスク１０２の一周分の長さが成膜対象物と同じ長さである場合と同じ成膜パターンを形成することができる。
また、図２においては、シャドーマスク１０２を成膜対象物の間には搬送装置１００に含まれるローラの大きさの間隔が設けられているが、シャドーマスク１０２と成膜対象物の間隔はできるだけ小さい方が好ましい。具体的には、例えば、成膜装置に含まれるローラが、シャドーマスク回転装置１０４と干渉しない領域に設けられることによって、シャドーマスク１０２と成膜対象物が密着するような構成としてもよい。
さらに、本発明におけるシャドーマスク１０２は、シャドーマスク回転装置１０４から取り外すことが出来る。そのため、成膜パターンの形状を変更する場合には、シャドーマスク１０２のみを交換すればよい。
シャドーマスク回転装置１０４は、ロール状に形成されたシャドーマスク１０２を回転させる。具体的には、シャドーマスク回転装置１０４は、複数の回転するローラによって構成される。また、シャドーマスク１０２は、全てのローラを囲うようにかつ緩みが生じない大きさの張力が掛かった状態で設置される。そして、シャドーマスク回転装置１０４は、ローラが回転することによって、当該シャドーマスク１０２を図面上矢印１１２の方向に回転させる。
成膜源１０６は、堆積させる成膜材料を成膜対象物に向かって射出する。具体的には、例えば、成膜源１０６は、ロール状のシャドーマスク１０２の内側に配置され、シャドーマスク１０２の開口部４０２を通してガラス基板１０８に向かって図面上矢印１１４の方向に、堆積させる成膜材料を射出する。ここで、成膜源１０６は、例えば蒸着源や、スパッタ源が用いられるが、その他の成膜材料を堆積させる装置であってもよい。また、成膜対象物に向かい合う位置以外の位置にある開口部４０２を通ってガラス基板１０８に成膜対象物が堆積されることを防止する為、成膜源１０６の上部に、シャッターが設けられる構成としてもよい。
続いて、上記成膜システムを用いた表示装置の製造方法について図３を用いて説明する。本表示装置の製造方法は、表示パネルを搬送する工程と、成膜する膜の形状に応じた開口部４０２を有するロール状のシャドーマスク１０２を、搬送装置１００の搬送速度に応じた速度で回転させる工程と、堆積させる成膜材料を基板に向かって射出し、表示パネル上に膜を形成する工程と、を含む。
具体的には、まず、成膜対象物であるガラス基板１０８が搬送装置１００のローラの上に設置される（Ｓ３０１）。次に、搬送装置１００は、ガラス基板１０８の搬送を開始するとともに、シャドーマスク回転装置１０４は、シャドーマスク１０２の回転を開始する（Ｓ３０２）。なお、ガラス基板１０８の搬送とシャドーマスク１０２の回転は、成膜対象物に対して、予め定めた箇所に膜が形成されるように同期して行われる。
次に、成膜源１０６は、成膜材料の射出を開始する（Ｓ３０３）。そして、成膜対象物が、成膜材料が堆積される領域に到達すると成膜が行われる（Ｓ３０４）。具体的には、例えば、蒸着源が射出した成膜材料が、シャドーマスク１０２に設けられた開口部４０２を通ってガラス基板１０８に堆積されることによって、成膜が行われる。以上の工程によって、シャドーマスク１０２に形成された開口部４０２に対応したパターンの膜がガラス基板１０８上に形成される。形成された膜は、例えば図２に示すような、表示パネルの１つの副画素ごとに対応する、発光材料からなる発光素子膜や、該発光素子膜に電流を流すための電極が含まれる。なお、表示装置の製造方法には、上記開口部４０２に対応したパターンの膜を形成する工程以外の工程が含まれるが、ここでは説明を省略する。
ガラス基板１０８の搬送、及びシャドーマスクの回転は、成膜工程を通じて連続的に送られていく方式でもよいし、「エリアごとに成膜、基板及びシャドーマスク送り、基板及びシャドーマスク停止、次エリア成膜」というように、成膜と基板送りを時系列で分けてもよい。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
１００ 搬送装置、１０２ シャドーマスク、１０４ シャドーマスク回転装置、１０６ 成膜源、１０８ ガラス基板、１１０ ガラス基板の搬送方向、１１２，２１２ シャドーマスクの回転方向、１１４ 成膜材料が射出される方向、４００ フレーム、４０２ 開口部、４０４ マスク箔。

Claims (4)

  1. 成膜対象物を搬送する搬送装置と、
    形成する膜の形状に応じた開口部を有し、前記搬送装置の搬送速度に応じた速度で回転するロール状のシャドーマスクと、
    堆積させる成膜材料を前記成膜対象物に向かって射出する成膜源と、
    を含むことを特徴とする成膜システム。
  2. 前記成膜源は前記ロール状のシャドーマスクの内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の成膜システム。
  3. 前記搬送装置の搬送速度と、前記ロール状のシャドーマスクの回転速度は同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜システム。
  4. 表示パネルを搬送する工程と、
    成膜する膜の形状に応じた開口部を有するロール状のシャドーマスクを、成膜対象物を搬送する搬送装置の搬送速度に応じた速度で回転させる工程と、
    堆積させる成膜材料を前記成膜対象物に向かって射出し、前記成膜対象物上に膜を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。

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