JP4373076B2 - アラインメントデバイス及び複数の磁性マスクセグメントを整合する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光ダイオード(OLED)の製造方法において基板上にマスクを介して有機材料を蒸着することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光デバイス(OLED)の製造には、基板上に有機層を蒸着する工程がいくつかある。正確な蒸着が起こるように蒸着マスクをアラインし、かつ、適切に搭載することが重要である。蒸着マスクは、典型的には磁性材料でできた精密マスクであり、そして薄型で展性を有するものである。蒸着マスクは、リソグラフによりパターン化され、そしてその薄さ故、適切な厚さの有機材料を基板上に蒸着することが可能となる。
１枚の蒸着マスクは、その大きさの上限が、製造プロセス上の制限、特に寸法精度と全体のサイズ、によって限定される。現行技術の別の制限は、蒸着マスクの損傷を受けた領域を交換することができないことである。蒸着マスクを製造するプロセスは、誤差を含まざるを得ず、またマスク設計のサイズ及び複雑さが増すことにより、蒸着マスク製造時の歩留りが低下する。したがって、より精度の高いフォーマットの大きな精密蒸着マスクに対するニーズが存在する。さらに、蒸着マスクの欠陥領域を交換する方法に対するニーズも存在する。
なお、出願当初に記載すべき先行技術文献情報はありません。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、蒸着マスクを使用してOLEDデバイスを形成する際の処理量を高めることにある。
本発明のさらなる目的は、異なる複数のマスクセグメントを介してOLEDデバイスの有機層を同時形成することを可能にする構造体を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、有機発光デバイスの一部となる基板の上への有機材料の同時蒸着を簡易化するため該基板に対して複数の磁性マスクセグメントを有する蒸着マスクをフレームに搭載することを可能にするアラインメント及び保持デバイスであって、
(a) 第１組のアラインメントピンと第２組のアラインメントピンとを有するベースと、
(b) 該ベースに固定された２以上（図面では４）のプレートセグメントと、
(c) 該プレートセグメントにアラインされた２以上（図面では４）の開口部を有するフレームであって、該フレームが該ベースに着脱可能に搭載されるよう該第１組のアラインメントピンの位置に対応する該第１組のアラインメントピンを受容する孔を備えて形成され、かつ、クロスバーを受容する溝に配置された複数の磁性クロスバーを有するフレームと、
(d) 該蒸着マスクを画定するプレート上に配置された複数の磁性マスクセグメントと、
(e) 該第２組のアラインメントピン及び該磁性マスクセグメントに接し、かつ、該磁性マスクセグメントのセグメント部分が露出されるようなサイズを有する透明平板と、
(f) 該露出領域における該フレームの周辺部にマスク部分を固定するための手段と、
(g) 該磁性マスクセグメントを、該フレームのクロスバーに、該クロスバー溝及び磁性クロスバーにより固定するための手段と
を含むことを特徴とするアラインメントデバイスによって達成される。
【０００５】
上記の目的は、有機発光ダイオードデバイスのより有効な製造を可能にする蒸着マスクを形成するための複数のマスクセグメントをアラインする方法であって、
(a) 第１組のアラインメントピンと第２組のアラインメントピンとを有するベースを用意し、かつ、該ベースに２以上のプレートセグメントを固定し、
(b) 該プレートセグメントにアラインされた中央開口部を有するフレームであって、第１組のアラインメントピンを受容する孔を備えて形成されたフレームを用意し、
(c) 該第１組のアラインメントピンを受容する孔に該第１組のアラインメントピンを配置することにより該フレームと該ベースとをアラインし、
(d) 該複数の磁性マスクセグメントを該プレートセグメント及び該フレームの上に配置し、
(e) 該複数の磁性マスクセグメントの上に該第２組のアラインメントピンにアラインされた透明平板であって校正マークを有するものを設け、
(f) 該磁性マスクセグメントを該校正マークに適切にアラインされるように配置し、かつ、該磁性マスクセグメントを該フレームに固定し、そして
(g) クロスバーを受容する溝内に結合された磁性クロスバーを使用して該複数の磁性マスクセグメントを該フレームに磁気的に固定することにより、各磁性マスクセグメントが単一基板上に有機材料を蒸着する際に用いられるのに適した蒸着マスク集成体を提供する
ことを特徴とする方法によっても達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、複数の磁石磁性クロスバーを使用して磁性マスクセグメントを搭載して固定することにより、マスク部分の除去・交換が可能な蒸着マスクの寸法精度を高めたマスクを製造することができる点にある。本発明により、フォーマットのより大きな蒸着マスクを製造することが可能となる。
【０００７】
図１に、磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを集成しその集成体を搭載するためのアラインメントデバイス１０の分解図を示す。蒸着マスク１２の上に四つのセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがある（図１、図２参照）。マスクセグメントは、当初、蒸着磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを配置した時にフレーム２２上の彫刻アラインメントライン１９にアラインされる。アラインメントデバイス１０により、蒸着マスク１２をOLEDデバイスの基板に対して位置決めすることが可能となり、有機発光デバイスの一部となる基板の上への有機材料の同時蒸着が容易となる。アラインメントデバイス１０には、第１組のアラインメントピン１６と第２組のアラインメントピン１８とを有するベース１４が含まれる。図示されているアラインメントピン１６には、ベース１４の対向する辺上に配置された２つのピンが含まれる。ベース１４は一般に方形であり、そしてベース１４の三つの角部に第２組のアラインメントピン１８が配置されている。図示されているように、当該角部の１つには２つのアラインメントピン１８ａ及び１８ｂが存在するが、残る２つの角部には１つのアラインメントピン１８が存在する。
【０００８】
一連のプレートセグメント２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをベース１４に固定するための手段に特に制限はない。プレートセグメント２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄはネジでベース１４に締め付けられている。例示の便宜上ネジは図示されていないが、孔１５が示されている。プレートセグメント２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、平らな上面を提供し、その上に磁性マスクセグメント１２が配置されることとなる。フレーム２２は、一般に方形をしているが、中央開口部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを有する。フレーム２２にはクロスバーを受容する溝３０が形成されている。このクロスバーを受容する溝３０に、複数の磁石を有する磁性クロスバー３２が配置される（図３参照）。フレーム２２の４つの角部の各々の周辺に、切抜き部２６が存在する。切抜き部２６の３つにおいて、その中を通りアラインメントピン１８が突出する（図２参照）。
【０００９】
これらの切抜き部２６の目的は、真空室内でのフレーム２２の位置決めを容易にし、当該技術分野でよく理解されているように真空室内でのメカニズムの係合を可能ならしめることにある。フレーム２２は着脱可能であり、そしてアラインメントピン１６を使用してベース１４に搭載される。アラインメントピン１６は、フレーム２２の孔１７ａ及び１７ｂを通過する。孔１７ａは円形横断面を有し、また孔１７ｂは長方形を有するため、適切なアラインメントが可能となる。蒸着マスク１２は、セグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを含み、プレートセグメント２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ及びフレーム２２の上に配置される。透明平板２８は、第２組のアラインメントピン１８及び磁性マスクセグメント１２に接するように位置決めされ、そして適切に配置された時に蒸着マスク１２のエッジセグメントが露出されるようなサイズを有する。透明平板２８は、電気めっきされた校正マーク２１及び２７を含む。校正マーク２１及び２７は、実物よりも大きく図示されたクロスラインである。校正マーク２１及び２７を使用することにより、磁性マスクセグメント１２の上の校正マーク２３及び２９に対するアラインメントが可能となる。校正マーク２７及び２９のアラインメントにより、マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ間の適切な関係が形成される。蒸着マスク１２の露出セグメントは、フレーム２２に対し、磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ及びフレーム２２の周辺部と係合する接着テープ２５により固定される。磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、フレーム２２に対し、磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの磁性クロスバー３２の磁石に対する磁性引力により固定される。クロスバーの磁石を、磁性クロスバーを受容する溝３０の内部に接着剤で結合することができる。
【００１０】
アラインメントデバイス１０の上面図を図２に、その線３−３に沿って切断した横断面図を図３にそれぞれ示す。特に図３を参照すると、ベース１４、プレートセグメント２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ及び透明平板２８が上下に積み重ねられていることが図示されている。フレーム２２の上面は、プレートセグメント２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと同一平面を有するように示されている。ピン１８の１つをそのアラインメント位置において示す。
【００１１】
ここで、アラインメントデバイス１０における磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄのアラインメントについて説明する。フレーム２２を、アラインメントピン１６を用いてベース１４上に搭載する。アラインメントピン１６をベース１４の上に、フレーム２２が１方向のみにおいて搭載され得るように、配置する。ベース１４の上に搭載された時のフレーム２２は、プレートセグメント２０の上面とフレーム２２の高さとが同一となり整合するように配置される。磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを、図２に示したように初期アラインメントのためフレーム２２の上で彫刻アラインメントライン１９を用いてプレートセグメント２０及びフレーム２２の上で目視整合する。透明平板２８を、蒸着マスク１２の上に、アラインメントピン１８、１８ａ及び１８ｂに対して配置する。磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを、透明平板２８の上に配置された校正２１及び２７に対応するフォトエッチされた校正２３及び２９を用いて、手動でアラインする。透明平板２８とアラインメントピン１８、１８ａ及び１８ｂの関係は、アラインメント工程中、アラインメントピン１８ａ及び１８ｂに対したままにしなければならない。アラインメント後、クランプ３１を使用して蒸着マスク部分を所定の位置に保持する。
【００１２】
次いで、２つの方法により蒸着マスク１２をフレーム２２に取り付ける。第１の方法では、接着テープ２５により蒸着マスク１２をフレーム２２の周辺部に固定する。接着テープ２５は１本しか図示されていないが、典型的には各縁部について２本存在し、それらで蒸着マスク１２をフレーム２２に固定する。次いで、磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを、複数の磁石を用いてフレームクロスバー３２に対して保持する。用語「クロスバー」とは、クロスバーを受容する溝３０に配置された時に磁性マスクセグメント１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを固定する１以上の磁性部材を意味するものと理解される。例えば、クロスバーを受容する溝３０は、図示したような２本ではなく１本のセグメント線に沿って延在し、１以上の磁性部材を受容することができる。好適な実施態様では、磁性クロスバー３２は、ゴム引材料でできた単一磁性部材と、該単一部材の両側に配置された２本の短い部材とを含むことにより、磁性クロスバー３２を完成することができる。
【００１３】
蒸着マスク１２を磁性材料から製造される。鉄金属の量は、マグネットによる磁場で蒸着マスク１２がフレーム２２に固定され平面状に保持されるような量とする。
アラインメントデバイス１０を使用してフレーム２２の上に蒸着マスク１２を集成して搭載した後、透明平板２８を取り外す。集成された蒸着マスク１２とフレーム２２をベース１４から取り外す。その集成された蒸着マスク１２とフレーム２２が、チャンバー（図示なし）内に配置されることとなる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明による有利な効果は、磁性蒸着マスク部分をフレームに対して正確に集成して搭載し、次いでこれを基板に対して配置することができる点にある。磁性マスクセグメントを所定の位置に磁気的に保持することにより、１枚の蒸着マスクでは不可能なほどマスク集成体を大きくすることができる。蒸着マスク集成体を分解することにより、磁性マスクの欠陥セグメントを除去することが可能となる。そうすると、磁性マスクセグメントを交換することができる。小さなセグメントで構成される蒸着マスク集成体は、製造コストが削減される。蒸着マスク集成体の期待寿命は、修復可能であることから長くなる。蒸着マスク集成体は、現行の１枚蒸着マスク（同等な大きさのもの）よりも高精度である。本法により、歩留りが高くなり、しかもより大きな基板への蒸着が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による蒸着マスクを集成するためのアラインメントデバイスの分解図である。
【図２】図１のアラインメントデバイスの上面図である。
【図３】図２の切断線３−３に沿って切断された横断面図である。
【図４】フレーム２２の上面図である。
【符号の説明】
１０…アラインメントデバイス
１２…蒸着マスク
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ…磁性マスクセグメント
１４…ベース
１５、１７ａ、１７ｂ…孔
１６、１８、１８ａ、１８ｂ…アラインメントピン
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ…プレートセグメント
２１、２３、２７、２９…校正マーク
２２…フレーム
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ…開口部
２５…接着テープ
２６…切抜きセグメント
２８…透明平板
３０…クロスバーを受容する溝
３１…クランプ
３２…磁性クロスバー

Claims (4)

1. 有機発光デバイスの一部となる基板の上への有機材料の同時蒸着を簡易化することにより該有機発光デバイスを形成する際の処理量を高めるため該基板に対して複数のマスクセグメントを有する蒸着マスクを配置することを可能にするアラインメントデバイスであって、
   (a) 第１組のアラインメントピンと第２組のアラインメントピンとを有するベースを含み、
   (b) 間隔を置いて並べて該ベースに固定された一連のプレートセグメントを含み、
   (c) 該間隔を置いて並べられたプレートセグメントに整合された開口部を有するフレームであって、該フレームの上面は該プレートセグメントと同一平面を有することにより該マスクセグメントを配置することができる上面を提供し、該プレートセグメントの各々を取り囲む該ベースに着脱可能に搭載されるよう該第１組のアラインメントピンの位置に対応する該第１組のアラインメントピンを受容する孔を備えて形成されたフレームを含み、
   (d) 該フレームはクロスバーを受容する溝を画定しており、
   (e) 該クロスバーを受容する溝に配置された磁性クロスバーを含み、
   (f) 校正マークを有する複数の磁性マスクセグメントであって、該フレームを該ベースに搭載したときに該磁性クロスバーからの磁場で該磁性マスクセグメントの一部が該フレームに固定されるように該プレートセグメントの上に配置された、該蒸着マスクを画定する複数の磁性マスクセグメントを含み、
   (g) 該第２組のアラインメントピン及び該蒸着マスクに接し、かつ、該蒸着マスクのエッジセグメントが露出されるようなサイズを有する透明平板であって、該磁性マスクセグメントの校正マークに対するアラインメントを可能にする校正マークを有する透明平板を含み、そして
   (h) 該磁性マスクセグメントを該フレームの周辺部に固定するための手段を含む
   ことを特徴とするアラインメントデバイス。
2. 有機発光ダイオードデバイスのより有効な製造を可能にすることにより該有機発光デバイスを形成する際の処理量を高める蒸着マスクを形成するための複数の磁性マスクセグメントを整合する方法であって、
   (a) 第１組のアラインメントピンと第２組のアラインメントピンとを有するベースを用意し、かつ、該ベースに複数のプレートセグメントを間隔を置いて並べて固定し、
   (b) 該間隔を置いて並べられたプレートセグメントに整合された開口部を有するフレームであって、該フレームの上面は該プレートセグメントと同一平面を有することにより該マスクセグメントを配置することができる上面を提供し、該ベースに着脱可能に搭載されるよう該第１組のアラインメントピンの位置に対応する第１組のアラインメントピンを受容する孔を備えて形成され、かつ、該間隔を置いて並べられたプレートセグメント間にクロスバーを受容する溝を画定するフレームを用意し、
   (c) 該クロスバーを受容する溝に磁性クロスバーを設け、
   (d) 該第１組のアラインメントピンを受容する孔に該第１組のアラインメントピンを配置することにより該フレームと該ベースとを整合し、
   (e) 該磁性マスクセグメントに校正マークを付与し、
   (f) 該複数の磁性マスクセグメントを該間隔を置いて並べられたプレートセグメントの上に配置して、該搭載されたフレームに含まれる該磁性クロスバーにより該磁性マスクセグメントを該フレームに固定させ、
   (g) 該複数の磁性マスクセグメントの上に該第２組のアラインメントピンに整合された透明平板であって校正マークを有するものを設け、そして
   (h) 該磁性マスクセグメントを、該磁性マスクセグメントの該校正マークが該透明平板の該校正マークに適切に整合されるように配置し、かつ、該磁性マスクセグメントを該フレームの周辺部に固定する
   ことを特徴とする方法。
3. 該第１組のアラインメントピンが、該フレームを該ベース及び該プレートセグメントに関して整合するために間隔を置いて並べられた２本のピンを含む、請求項２に記載の方法。
4. 該フレームが間隔を置いて並べられた４つの切抜き部を含み、該第２組のアラインメントピンが該４つの切抜き部のうちの３つにおいて該フレームの表面を越えて延在することにより該透明平板と係合し、該第２組のアラインメントピンのうち少なくとも２本のアラインメントピンが該切抜き部の一つに配置されることにより該透明平板の独立した２つの縁部と係合する、請求項２に記載の方法。

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