JP5296263B2 - 蒸着装置 - Google Patents

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Description

本発明は、蒸着マスクを用いて蒸着を行う蒸着装置に関するものである。
近年、様々な商品や分野でフラットパネルディスプレイが活用されており、フラットパネルディスプレイのさらなる大型化、高画質化、低消費電力化が求められている。
そのような状況下、有機材料の電界発光(エレクトロルミネッセンス;以下、「EL」と記す)を利用した有機EL素子を備えた有機EL表示装置は、全固体型で、低電圧駆動、高速応答性、自発光性等の点で優れたフラットパネルディスプレイとして、高い注目を浴びている。
有機EL表示装置は、例えば、TFT(薄膜トランジスタ)が設けられたガラス基板等からなる基板上に、TFTに接続された有機EL素子が設けられた構成を有している。
有機EL素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子であり、第1電極、有機EL層、および第2電極が、この順に積層された構造を有している。そのうち、第1電極はTFTと接続されている。また、第1電極と第2電極との間には、上記有機EL層として、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を積層させた有機層が設けられている。
フルカラーの有機EL表示装置は、一般的に、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の有機EL素子をサブ画素として基板上に配列形成してなり、TFTを用いて、これら有機EL素子を選択的に所望の輝度で発光させることにより画像表示を行っている。
このような有機EL表示装置の製造においては、少なくとも各色に発光する有機発光材料からなる発光層が、発光素子である有機EL素子毎にパターン形成される。
このように発光層のパターン形成を行う方法の一つとして、例えば、シャドウマスクと称される蒸着用のマスクを用いた真空蒸着法が知られている(例えば特許文献1参照)。
このように真空蒸着を用いて有機EL表示装置の製造を行う場合、一般的に、基板サイズが大きくなるほど1枚の基板から形成できるパネル数が多くなり、パネル1枚当たりの費用が安くなる。このため、大型の基板を用いれば用いるほど、有機EL表示装置を低コストにて作製することができる。
そこで、特許文献1には、被成膜基板よりも小型の蒸着マスクを使用し、蒸着マスクと蒸着源とを被成膜基板に対して相対移動させながら蒸着を行うことで、大型の被成膜基板上に蒸着膜を形成する方法が開示されている。
図27の(a)は、特許文献1に記載の蒸着装置を模式的に示す平面図であり、図27の(b)は、図27の(a)に示す蒸着装置の矢視断面図である。
図27の(a)・(b)に示すように、特許文献1に記載の蒸着装置310は、蒸着源311を内部に収容する蒸着源収容部312が、ボールネジ313に組み付けられており、ボールネジ313の軸周り回動に伴って、ボールネジ313の長軸方向に、リニアガイド314に沿って移動可能に設けられている構成を有している。
蒸着源収容部312の上方にはマスク保持部315が設けられており、蒸着マスク316は、マスク保持部315に固定されている。
被成膜基板200は、その蒸着面が蒸着源311に面するように、基板保持部318に保持されている。
蒸着源311と蒸着マスク316とは、ボールネジ313の回動による蒸着源収容部312の移動に伴い、ボールネジ313の長軸方向に一体に移動することで、被成膜基板200に対して相対移動する。
日本国公開特許公報「特開2004−349101号公報(2004年12月9日公開)」
特許文献1のように蒸着源311と蒸着マスク316とを被成膜基板200に対して相対移動させる際に被成膜基板200もしくは蒸着マスク316の損傷を避けるためには、被成膜基板200と蒸着マスク316とが接触しないように空隙を設ける必要がある。
このとき、得られる蒸着パターンにずれが生じないようにするためには、被成膜基板200と蒸着マスク316との間の空隙量、つまり、上記空隙の高さを一定に保持する必要がある。
しかしながら、現実的には、装置そのものの精度要因や熱による部材の膨張の要因により、空隙を一定に保持するための手法を設けなければ、空隙量は絶えず変動してしまう。
図28の(a)・(b)は、被成膜基板200と蒸着マスク316との間に空隙を設けた場合における、蒸着マスク316の開口部317と蒸着膜211の蒸着幅および蒸着位置との関係を示す図である。
図28の(a)・(b)に示すように、被成膜基板200と蒸着マスク316との間に空隙を設けた場合、被成膜基板200に実際に蒸着される蒸着膜211の蒸着幅(例えば画素パターンのパターン幅)および蒸着位置は、蒸着マスク316の開口部317の幅および位置とは必ずしも一致しない。
例えば、被成膜基板200と蒸着マスク316とが、図28の(a)に示す位置関係を有しているとともに、蒸着粒子の飛来方向が図28の(a)に矢印で示す方向であった場合、蒸着膜211の蒸着パターン(例えば蒸着膜211によって形成される画素パターン)は、蒸着マスク316の開口部317に対し、幅、位置ともに変化している。
したがって、被成膜基板200と蒸着マスク316との間の空隙量が、図28の(b)に示すように、二点鎖線で示す状態から実線で示す状態に変動した場合、蒸着膜211の蒸着パターンは、蒸着マスク316の開口部317に対し、幅、位置ともにさらに変動してしまう。
このように、被成膜基板200と蒸着マスク316との間に空隙が存在する場合、この空隙の空隙量が変動すると、得られる蒸着膜211の蒸着幅および蒸着位置の変動が生じてしまう。
したがって、上記空隙量を一定にしなければ、蒸着パターンにずれが生じ、高精細の蒸着パターンを被成膜基板200の蒸着領域全域に渡って形成することはできない。
しかしながら、図28の(a)・(b)に示すように、特許文献1において、被成膜基板200は、移動方向始端側の端部と終端側の端部とが基板保持部318に保持されているにすぎず、被成膜基板200の自重撓みや熱膨張による空隙量の変動について何の考慮もなされていない。
被成膜基板200として大型基板を用いた場合には時に被成膜基板200に撓みが生じ易く、被成膜基板200の移動方向始端側の端部と終端側の端部とが上記したように保持されているだけでは、被成膜基板200の撓みにより空隙量に変動が生じてしまう。
しかしながら、特許文献1は、このような空隙量の変動に対して何ら考慮しておらず、特許文献1には、上記空隙を一定に保持するための機構は何ら設けられていない。
したがって、特許文献1に記載の方法では、上記空隙を一定にすることができず、蒸着パターンのボケ(パターン幅の変動)や蒸着パターンの位置ズレが生じてしまう。このため、特許文献1に記載の蒸着装置310では、例えば有機EL表示装置等の表示装置に必要とされる高精細の蒸着パターンを蒸着領域全域に渡って形成することはできない。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、大型の基板への高精細な蒸着パターンの形成が可能な蒸着装置を提供することにある。
本発明にかかる蒸着装置は、上記の課題を解決するために、被成膜基板に所定のパターンの成膜を行う蒸着装置であって、
上記被成膜基板を保持する基板保持部材と、
蒸着粒子を射出する蒸着源と、開口部を有し、上記蒸着源から射出された蒸着粒子を上記開口部を通して上記被成膜基板に蒸着させる蒸着マスクと、上記蒸着マスクを保持するマスク保持部材とを備え、上記蒸着マスクは上記被成膜基板よりも面積が小さく、上記蒸着源と蒸着マスクとの相対的な位置が固定されたマスクユニットと、
上記マスクユニットおよび基板保持部材のうち少なくとも一方を相対移動させて走査する移動手段とを備え、
上記基板保持部材とマスク保持部材とは、走査時に、上記蒸着マスクと被成膜基板とが対向するように互いに対向配置され、
上記基板保持部材およびマスク保持部材のうち少なくとも一方における、他方との対向面には、他方に突出し、走査時に、対向する部材に接触して走査方向に回転することで、走査時に、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙を一定に保持する空隙保持部材が設けられていることを特徴としている。
上記の構成によれば、上記空隙保持部材が被成膜基板に接触した状態で走査が行われることで、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙の保持性が高まる。このため、被成膜基板と蒸着マスクとが接触するおそれが少なくなるため、より狭い空隙を実現することが可能となる。
また、上記の構成によれば、上記空隙を正確に制御することができ、上記空隙を所望の一定値に保つことができる。このため、上記蒸着マスクの開口部を通して蒸着される蒸着膜によって形成されるパターンの幅の増減、位置ずれ、形状変化等を抑制することができる。したがって、高精細のパターンを、被成膜基板全面に渡って、精度良く形成することができる。
また、上記の構成によれば、上記空隙を保持するための複雑な機構を必要とせず、簡単な機構で、上記空隙を一定に保持することができる。したがって、装置構成を単純化することができ、装置単価の減少、量産性の向上、ひいてはパネル単価のコストダウンが可能となる。
本発明にかかる蒸着装置は、被成膜基板を保持する基板保持部材および蒸着マスクを保持するマスク保持部材のうち少なくとも一方における、他方との対向面に、他方に突出し、走査時に、対向する部材に接触して走査方向に回転することで、走査時に、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙を一定に保持する空隙保持部材が設けられている。
したがって、上記空隙を正確に制御することができ、上記空隙を所望の一定値に保つことができる。このため、上記蒸着マスクの開口部を通して蒸着される蒸着膜によって形成されるパターンの幅の増減、位置ずれ、形状変化等を抑制することができる。したがって、高精細のパターンを、被成膜基板全面に渡って、精度良く形成することができる。
また、本発明によれば、上記空隙を保持するための複雑な機構を必要とせず、簡単な機構で、上記空隙を一定に保持することができる。したがって、装置構成を単純化することができ、装置単価の減少、量産性の向上、ひいてはパネル単価のコストダウンが可能となる。
本発明の実施の形態1にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を斜め上方から見たときの関係を示す俯瞰図である。 本発明の実施の形態1にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を示す平面図である。 本発明の実施の形態1にかかる蒸着装置における要部の概略構成を模式的に示す断面図である。 図3に示す蒸着装置のB−B線矢視断面図である。 本発明の実施の形態1にかかる蒸着装置における、蒸着中の要部の概略構成を、図2に示すA−A線矢視断面にて示す断面図である。 RGBフルカラー表示の有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。 図6に示す有機EL表示装置を構成する画素の構成を示す平面図である。 図7に示す有機EL表示装置におけるTFT基板のA−A線矢視断面図である。 本発明の実施の形態1にかかる有機EL表示装置の製造工程の一例を工程順に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1にかかる蒸着装置を用いてTFT基板に所定のパターンを成膜する方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を斜め上方から見たときの関係を示す俯瞰図である。 本発明の実施の形態3にかかる基板保持部材の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態4にかかるマスクユニットの要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態5にかかる基板保持部材の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態6にかかるマスクユニットの要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態7にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を示す平面図である。 本発明の実施の形態7にかかる蒸着装置における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図16に示すC−C線矢視断面にて示す断面図である。 本発明の実施の形態8にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を示す平面図である。 本発明の実施の形態8にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を示す側面図である。 本発明の実施の形態8にかかる蒸着装置における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図19に示すD−D線矢視断面にて示す断面図である。 本発明の実施の形態9にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を示す平面図である。 本発明の実施の形態9にかかる蒸着装置における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図21に示すE−E線矢視断面にて示す断面図である。 本発明の実施の形態9で用いられる基板フレームの概略構成を示す平面図である。 図23に示す基板フレームのF−F線矢視断面図である。 本発明の実施の形態10にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を示す平面図である。 本発明の実施の形態10にかかる蒸着装置における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図25に示すG−G線矢視断面にて示す断面図である。 (a)は、特許文献1に記載の蒸着装置を模式的に示す平面図であり、(b)は、図27の(a)に示す蒸着装置の矢視断面図である。 (a)・(b)は、被成膜基板と蒸着マスクとの間に空隙を設けた場合における、蒸着マスクの開口部と蒸着膜の蒸着幅および蒸着位置との関係を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1〜図10に基づいて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明において、図28の(a)・(b)に示す構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を用いるものとする。
図1は、本実施の形態にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を斜め上方から見たときの関係を示す俯瞰図である。図2は、本実施の形態にかかる蒸着装置における真空チャンバ内の主要構成要素を示す平面図である。
図3は、本実施の形態にかかる蒸着装置における要部の概略構成を模式的に示す断面図であり、図4は、図3に示す蒸着装置のB−B線矢視断面図である。また、図5は、本実施の形態にかかる蒸着装置における、蒸着中の要部の概略構成を、図2に示すA−A線矢視断面にて示す断面図である。
なお、図1、図3および図4は、図2に示す状態から走査を進めた状態を示している。また、図5は、図1、図3および図4に示す状態から走査をさらに進めた状態を示している。なお、図1および図2では、基板ホルダの図示を省略している。
<蒸着装置の全体構成>
図3に示すように、本実施の形態にかかる蒸着装置50は、真空チャンバ51(成膜チャンバ)、被成膜基板200を保持する基板保持部材としての基板ホルダ52、被成膜基板200を移動させる基板移動機構53(基板移動手段)、マスクユニット54、マスクユニット54を移動させるマスクユニット移動機構55(マスクユニット移動手段)を備えている。
図3および図4に示すように、基板ホルダ52、基板移動機構53、マスクユニット54、マスクユニット移動機構55は、真空チャンバ51内に設けられている。
なお、真空チャンバ51には、蒸着時に該真空チャンバ51内を真空状態に保つために、該真空チャンバ51に設けられた図示しない排気口を介して真空チャンバ51内を真空排気する図示しない真空ポンプが設けられている。
基板ホルダ52は、TFT基板等からなる被成膜基板200を、その被成膜面がマスクユニット54における蒸着マスク60に面するように保持する。
被成膜基板200と蒸着マスク60とは、一定距離離間して対向配置されており、被成膜基板200と蒸着マスク60との間には、一定の高さの空隙g1が設けられている。
基板ホルダ52には、例えば静電チャック等が使用されることが好ましい。被成膜基板200が基板ホルダ52に静電チャック等の手法で固定されていることで、被成膜基板200は、自重による撓みがない状態で基板ホルダ52に保持される。
なお、被成膜基板200における実際のパネル領域201は、図2に点線で囲った領域である。TFT回路や配線等の各種パターンは上記パネル領域201に形成され、その他の領域では、TFT回路や配線などのパターンは存在しない。
基板移動機構53は、図示しないモータを備え、図示しないモータ駆動制御部によってモータを駆動させることで、基板ホルダ52に保持された被成膜基板200を移動させる。
また、マスクユニット移動機構55は、図示しないモータを備え、図示しないモータ駆動制御部によってモータを駆動させることで、後述する蒸着マスク60と蒸着源70との相対的な位置を保ったまま、マスクユニット54を被成膜基板200に対して相対移動させる。
これら基板移動機構53およびマスクユニット移動機構55は、例えば、ローラ式の移動機構であってもよく、油圧式の移動機構であってもよい。
被成膜基板200は、基板移動機構53によって、X方向、Y方向、Z方向の何れの方向にも移動自在に設けられていることが好ましい。また、マスクユニット54は、マスクユニット移動機構55によって、X方向、Y方向、Z方向の何れの方向にも移動自在に設けられていることが好ましい。
但し、被成膜基板200およびマスクユニット54は、その少なくとも一方が相対移動可能に設けられていればよい。言い換えれば、基板移動機構53およびマスクユニット移動機構55は、少なくとも一方が設けられていればよい。
例えば被成膜基板200が移動可能に設けられている場合、マスクユニット54は、真空チャンバ51の内壁に固定されていてもよい。逆に、マスクユニット移動機構55が移動可能に設けられている場合、基板ホルダ52は、真空チャンバ51の内壁に固定されていても構わない。
次に、マスクユニット54の構成について詳細に説明する。
<マスクユニットの全体構成>
マスクユニット54は、図1〜図5に示すように、シャドウマスクと称される蒸着マスク60、蒸着源70、マスク保持部材80、および図示しないシャッタを備えている。
また、マスク保持部材80は、マスクホルダ81、マスクトレー82、およびマスクホルダ固定部材85を備えている。蒸着マスク60は、マスクホルダ81上に配されたマスクトレー82上に載置されている。つまり、マスクホルダ81は、蒸着マスク60を磁化に保持するマスクトレー82を保持することで、蒸着マスク60を保持している。蒸着マスク60の下方には、蒸着源70が配置されている。
マスクホルダ81は、マスクホルダ固定部材85によって保持、固定されている。なお、マスクホルダ固定部材85の形状は特に限定されるものではなく、マスクホルダ81を蒸着源70から一定距離離間して保持、固定することができさえすればよい。
蒸着マスク60と蒸着源70とは、マスク保持部材80によって一体的に保持されており、蒸着マスク60と蒸着源70とは、相対的に位置が固定されている。
すなわち、蒸着マスク60と蒸着源70における射出口71の形成面との間の空隙g2(図3〜図5参照)の高さ(垂直距離)は一定に保たれているとともに、蒸着マスク60の開口部61と蒸着源70の射出口71との相対位置も一定に保たれている。
但し、マスクユニット54に対して被成膜基板200を相対移動させる場合には、蒸着マスク60と蒸着源70とは、相対的に位置が固定されていれば、必ずしも一体化されている必要はない。
例えば、蒸着源70と、マスク保持部材80とが、それぞれ真空チャンバ51の内壁に固定されることで蒸着マスク60と蒸着源70との相対的な位置が固定されていてもよい。
蒸着マスク60と蒸着源70とは、これら蒸着マスク60と蒸着源70との間に一定の高さの空隙g2を有するように、互いに一定距離離間して対向配置されている。
空隙g2は、任意に設定することができ、特に限定されるものではない。しかしながら、蒸着材料の利用効率を高めるためには、空隙g2はできるだけ小さいことが望ましく、例えば100mm程度に設定される。
<蒸着マスクの構成>
上記蒸着マスク60としては、好適には金属製のマスクが用いられる。
蒸着マスク60は、被成膜基板200よりもサイズが小さく、その少なくとも1辺が、該辺に平行な被成膜基板200の辺の幅よりも短く形成されている。
本実施の形態では、図2に示すように、蒸着マスク60として、走査方向に垂直な長手方向の辺である長辺60aの幅d1が、該長辺60aに平行な被成膜基板200の短辺200aの幅d11よりも長く、走査方向に平行で長手方向に垂直な短辺60bの幅d2が、該短辺60bに平行な被成膜基板200の長辺200bの幅d12よりも短い矩形状(帯状)の蒸着マスクを用いている。
但し、蒸着マスク60に対する被成膜基板200の長辺200bの向きはこれに限定されるものではなく、被成膜基板200の大きさによっては、蒸着マスク60の長辺60aに被成膜基板200の長辺200bが平行となるように蒸着マスク60と被成膜基板200とを配置してもよいことは言うまでもない。
蒸着マスク60には、図1および図2に示すように、例えば帯状(ストライプ状)の開口部61(貫通口)が、一次元方向に複数配列して設けられている。
開口部61の長手方向は走査方向に平行になるように設けられており、基板走査方向に直交する方向に複数並んで設けられている。本実施の形態では、蒸着マスク60の短辺60bに平行に伸びる開口部61が、蒸着マスク60の長手方向に複数並んで設けられている。
また、図5に示すように、蒸着マスク60には、例えば、被成膜基板200の走査方向(基板走査方向)、すなわち、開口部61の長辺61b(図1および図2参照)に沿って、被成膜基板200と蒸着マスク60との位置合わせ(アライメント)を行うためのアライメントマーカ62が設けられている。
このため、本実施の形態では、蒸着マスク60の短辺60bに沿ってアライメントマーカ62が設けられている。本実施の形態では、被成膜基板200の長辺200bに沿って走査(被成膜基板200と蒸着マスク60との相対移動)が行われる。
一方、被成膜基板200には、図5に示すように、蒸着領域であるパネル領域201(図2参照)の外側に、被成膜基板200の走査方向(基板走査方向)に沿って、被成膜基板200と蒸着マスク60との位置合わせを行うためのアライメントマーカ202が設けられている。
<蒸着源の構成>
蒸着源70は、例えば、内部に蒸着材料を収容する容器である。蒸着源70は、容器内部に蒸着材料を直接収容する容器であってもよく、ロードロック式の配管を有する容器であってもよい。
蒸着源70は、図1に示すように、蒸着マスク60と同様に例えば矩形状(帯状)に形成されている。蒸着源70における蒸着マスク60との対向面には、蒸着材料を蒸着粒子として射出(飛散)させる複数の射出口71が設けられている。
これら射出口71は、図1に示すように、蒸着マスク60の開口部61の並設方向に沿って並設されている。
但し、射出口71のピッチと開口部61のピッチとは一致していなくてもよい。また、射出口71の大きさは、開口部61の大きさと一致していなくてもよい。
例えば、図1に示すように蒸着マスク60にストライプ状の開口部61が設けられている場合、射出口71の開口径は、開口部61の短辺61aの幅よりも大きくても小さくても構わない。
また、一つの開口部61に対して複数の射出口71が設けられていてもよく、複数の開口部61に対して一つの射出口71が設けられていてもよい。また、複数の射出口71のうち一部(少なくとも一つ)の射出口71、あるいは、射出口71の一部の領域が、蒸着マスク60における非開口部(例えば隣り合う開口部61・61間)に対向して設けられていても構わない。
但し、蒸着マスク60の非開口部に蒸着粒子が付着する量を低減し、材料利用効率をできるだけ向上する観点からは、各射出口71の少なくとも一部が、一つまたは複数の開口部61に重畳するように、各射出口71が各開口部61に対向して設けられていることが好ましい。
さらには、各射出口71が、平面視で何れかの開口部61内に位置するように射出口71と開口部61とが対向して設けられていることがより好ましい。
また、材料利用効率の向上の観点からは、開口部61と射出口71とが1対1に対応していることが望ましい。
<シャッタの構成>
蒸着マスク60と蒸着源70との間には、蒸着粒子の蒸着マスク60への到達を制御するために、必要に応じて、前記した図示しないシャッタが、蒸着OFF信号もしくは蒸着ON信号に基づいて進退可能(挿抜可能)に設けられていてもよい。
上記シャッタは、蒸着マスク60と蒸着源70との間に挿入されることで蒸着マスク60の開口部61を閉鎖する。このように、蒸着マスク60と蒸着源70との間にシャッタを適宜差し挟むことで、蒸着を行わない非蒸着領域への蒸着を防止することができる。
なお、上記シャッタは、蒸着源70と一体的に設けられていてもよく、蒸着源70とは別に設けられていても構わない。
また、上記蒸着装置50において、蒸着源70から飛散した蒸着粒子は蒸着マスク60内に飛散するように調整されており、蒸着マスク60外に飛散する蒸着粒子は、防着板(遮蔽板)等で適宜除去される構成としてもよい。
<マスクホルダおよびマスクトレーの構成>
蒸着マスク60を保持するマスクホルダ81およびマスクトレー82は、図4および図5に示すように中央が開口されたフレーム形状を有している。
マスクトレー82における、蒸着マスク60の開口部61群からなる開口領域に直面する部分には開口部82aが設けられており、マスクトレー82は、蒸着マスク60を、該蒸着マスク60の外縁部で保持する。
また、マスクホルダ81における、蒸着マスク60の開口部61群からなる開口領域に直面する部分には開口部81aが設けられており、マスクホルダ81は、蒸着マスク60が載置されたマスクトレー82を、該マスクトレー82の外縁部で保持する。
上記開口部81a・82aにおける蒸着マスク60の下方には蒸着源70が設置されている。蒸着源70から飛散した蒸着粒子は、蒸着マスク60の開口部61を通して被成膜基板200に蒸着される。これにより、被成膜基板200における、蒸着マスク60との対向面のパネル領域201(図2参照)に、蒸着膜211が成膜される。
マスクホルダ81上には、空隙保持部材として、ローラ83(空隙保持用のローラ、回転体)が複数設けられている。なお、図1〜図5では、一例として、ローラ83がマスクホルダ81上に6つ設けられている場合について図示している。
しかしながら、ローラ83の数は特に限定されるものではなく、蒸着マスク60と被成膜基板200との間の空隙を一定に保つことができれば、1つのみ設けられていても構わない。
但し、空隙g1の保持性能を高めるとともに、荷重を分散させるために、ローラ83は、複数個設けられている方が望ましい。
ローラ83を複数個設けることで荷重が分散するため、ローラ83と被成膜基板200との接触によるローラ83や被成膜基板200等の部材の破損を防止することができる。
また、このとき、ローラ83を、走査方向(Y方向)に渡って複数個設けることで走査方向に渡って空隙g1の変動を抑制することができ、走査方向に直行する方向(X方向)に複数個設けることでX方向の空隙量の分布発生を抑制することができる。この結果、上記空隙量をより厳密に一定に制御することができる。
ローラ83は、マスクホルダ81における、被成膜基板200との対向面(本実施の形態では上面)に設けられた凹部81b内に、ローラ83の中心部に設けられた軸84によって、走査方向に直交する方向に軸支されている。
ローラ83は、マスクトレー82上に配された蒸着マスク60よりも上方に突出しており、走査方向に回転できるようになっている。これにより、ローラ83が、走査時に被成膜基板200に接触する。
ローラ83による空隙制御は、被成膜基板200が、蒸着源70から蒸着粒子が蒸着される蒸着領域であるパネル領域201に進入する前に行われることが望ましい。
このため、ローラ83は、被成膜基板200が、蒸着源70から蒸着粒子が蒸着されるパネル領域201に入る前の位置から設けられていることが好ましい。本実施の形態では、マスクホルダ81における、蒸着マスク60よりも走査方向上流側と下流側とに、それぞれ、蒸着マスク60の長辺60aに沿って複数のローラ83が設けられている。
図28の(a)・(b)を用いて説明したように、被成膜基板200と蒸着マスク60との間に空隙を設ける場合、精細なパターンを実現するためには、上記空隙を厳密に一定に保持しなければならない。
本実施の形態によれば、上記したようにローラ83が被成膜基板200に接触した状態で走査が行われる。ローラ83が、走査時に被成膜基板200に接触することで、蒸着マスク60と被成膜基板200との間の空隙が一定に保持される。
ローラ83は、蒸着マスク60と被成膜基板200との間の空隙量が所望の値になるように、ローラ設置高さが決定されている。
なお、ローラ83は、ローラ設置高さが調整できるように形成されていることがより好ましい。例えば、マスクホルダ81は、軸受部の位置を上下方向に変更可能に設けられている等、ローラ83の軸位置を変更することができるように形成されていることが好ましい。
蒸着マスク60と被成膜基板200との間の空隙g1の高さ(垂直距離)は、50μm以上、1mm以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは200μm程度である。
上記空隙g1の高さが50μm未満の場合、被成膜基板200が蒸着マスク60に接触するおそれが高くなる。
一方、上記空隙g1の高さが1mmを越えると、蒸着マスク60の開口部61を通過した蒸着粒子が広がって、形成される蒸着膜211のパターン幅が広くなり過ぎる。例えば上記蒸着膜211が、有機EL表示装置に用いられる赤色の発光層である場合、上記空隙が1mmを越えると、隣接サブ画素である緑色あるいは青色等のサブ画素にも赤色の発光材料が蒸着されてしまうおそれがある。
また、上記空隙g1の高さが200μm程度であれば、被成膜基板200が蒸着マスク60に接触するおそれもなく、また、蒸着膜211のパターン幅の広がりも十分に小さくすることができる。
本実施の形態によれば、上記したようにローラ83が被成膜基板200に接触した状態で走査が行われることで、空隙g1の保持性が高まる。このため、被成膜基板200と蒸着マスク60とが接触するおそれが少なくなるため、より狭い空隙g1を実現することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、空隙g1を正確に制御することができ、空隙g1を所望の一定値に保つことができる。このため、蒸着マスク60の開口部61を通過して蒸着される蒸着膜211によって形成される例えば画素パターンの幅の増減、位置ずれ、形状変化等を抑制することができる。したがって、高精細のパターンを、被成膜基板200の全面に渡って、精度良く形成することができる。
また、本実施の形態によれば、空隙g1を保持するための複雑な機構を必要とせず、上記したように、マスクホルダ81に空隙保持部材として、ローラ83を設けるだけの簡単な機構で、空隙g1を一定に保持することができる。したがって、装置構成を単純化することができ、装置単価の減少、量産性の向上、ひいてはパネル単価のコストダウンが可能となる。
なお、上記したように、本実施の形態では、ローラ83は、走査方向に回転することで、走査時に被成膜基板200と接触し、これにより、被成膜基板200は、ローラ83上を滑動(摺動)する。
このため、ローラ83は、ダスト(粉塵)が発生しない物質にて形成されることが望ましい。また、ローラ83は、被成膜基板200との接触によるダストの発生を防ぐため、軸84、およびマスクホルダ81における図示しない軸受も含め、低摩擦、高疲労強度の部材、さらにはそのような表面処理がなされた部材からなることが望ましい。
そのような物質あるいは部材としては、例えば、焼き入れ処理された金属、チタンコーティングあるいはダイヤモンドコーティングされた金属、チタン等の高硬度材料あるいはそのような高硬度材料からなる部材が挙げられるが、これにこれに限定されるものではない。
なお、ローラ83に、上記したような高硬度材料を使用した場合、部材そのものからのダストの発生を防止することができる反面、あまりに硬すぎると、被成膜基板200がガラス基板である場合等、被成膜基板200との接触により、却って被成膜基板200そのものにダメージを与える可能性もある。
したがって、そのような場合は、ローラ83そのものを、逆に、ゴムや樹脂等で形成する方がよい場合もある。
なお、後述する実施の形態のように例えば基板フレームを使用し、該基板フレームに金属を使用する場合には、ローラ83も高硬度である方が望ましい。
最適な材料は、ローラ83に接触する荷重と、接触する部材の耐性とによって適宜設定すればよい。
また、ローラ83は、被成膜基板200との接触による被成膜基板200へのダメージを防ぐため、面取りされていることが望ましい。
また、ローラ83は、走査中に、被成膜基板200のパネル領域201には接触しない位置、特に、少なくとも発光領域(発光画素)には接触しない位置に設けられていることが望ましい。言い換えれば、ローラ83は、パネル領域201以外の領域で被成膜基板200と接触するように、その設置位置が決定されていることが望ましい。
この場合、ローラ83がパネル領域に接触しないので、被成膜基板200におけるパネル領域201のTFTや配線が、ローラ83との接触で傷つくことがなく、パネル特性に影響を与えることがない。
但し、接触によっても完成品のパネル特性や、その他の特性、もしくは生産性に悪影響を与えないのであれば、この限りではなく、ローラ83の設置位置、ローラ形状、材質等は、自由に選択することができる。
なお、上記したようにローラ83の設置個所が、被成膜基板200のパネル領域201によって決定されている場合、例えば量産時の機種変更等、パネル領域201の配置が異なる場合、それに合わせてマスクホルダ81ごと交換すればよい。
また、本実施の形態によれば、上記したように蒸着マスク60がマスクトレー82上に設けられており、ローラ83がマスクホルダ81に設けられていることで、マスクトレー82を交換することにより蒸着マスク60の交換を行うことができる。
また、ローラ83は、X方向の調整およびθずれの調整によるマスクアライメントに対応するために、X方向に微小に動くように遊びが設けられていることが望ましい。また、θずれに対しても対応するために、軸ずれに対応する機構を有していることが望ましい。
このためには、例えば、ローラ83に軸84を遊貫し、凹部81bに、ローラ83に遊び分を加えた分の幅を持たせたり、軸84に、ローラ83に遊び分を加えた分の幅のストッパ(図示せず)を設けたりすることが好ましい。
また、θずれに対しては、マスクホルダ81における図示しない軸受に遊びを持たせ、ある程度の回転を許容することも有効である。
なお、図1〜図5では、空隙保持部材(空隙保持用のローラ、回転体)として、円柱状のローラ83を用いる場合を例に挙げて図示した。
しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、空隙保持部材としては、蒸着マスク60よりも上方に突出し、かつ、走査時に走査方向に回転可能に設けられていればよい。
したがって、上記空隙保持部材としては、球状のローラであってもよく、プーリー状の回転体であってもよく、ローラにベルトを組み合わせたものであってもよく、ギア等の機構を利用したもの、あるいは、ベルト状のものであってもよい。
なお、プーリー状の回転体や、ローラにベルトを組み合わせてなる回転体としては、走査方向(基板進行方向)に沿って設けられた複数の滑車あるいはローラがベルトで一体的に覆われた構造を有する回転体が挙げられる。なお、このように複数の滑車あるいはローラをベルトでつないだ場合、それらの回転が同期する。
<有機EL表示装置の全体構成>
次に、本実施の形態にかかる蒸着装置50を用いた蒸着方法の一例として、TFT基板側から光を取り出すボトムエミッション型でRGBフルカラー表示の有機EL表示装置の製造方法を例に挙げて説明する。
まず、上記有機EL表示装置の全体構成について以下に説明する。
図6は、RGBフルカラー表示の有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。また、図7は、図6に示す有機EL表示装置を構成する画素の構成を示す平面図であり、図8は、図7に示す有機EL表示装置におけるTFT基板のA−A線矢視断面図である。
図6に示すように、本実施の形態で製造される有機EL表示装置1は、TFT12(図8参照)が設けられたTFT基板10上に、TFT12に接続された有機EL素子20、接着層30、封止基板40が、この順に設けられた構成を有している。
図6に示すように、有機EL素子20は、該有機EL素子20が積層されたTFT基板10を、接着層30を用いて封止基板40と貼り合わせることで、これら一対の基板(TFT基板10、封止基板40)間に封入されている。
上記有機EL表示装置1は、このように有機EL素子20がTFT基板10と封止基板40との間に封入されていることで、有機EL素子20への酸素や水分の外部からの浸入が防止されている。
TFT基板10は、図8に示すように、支持基板として、例えばガラス基板等の透明な絶縁基板11を備えている。絶縁基板11上には、図7に示すように、水平方向に敷設された複数のゲート線と、垂直方向に敷設され、ゲート線と交差する複数の信号線とからなる複数の配線14が設けられている。ゲート線には、ゲート線を駆動する図示しないゲート線駆動回路が接続され、信号線には、信号線を駆動する図示しない信号線駆動回路が接続されている。
有機EL表示装置1は、フルカラーのアクティブマトリクス型の有機EL表示装置であり、絶縁基板11上には、これら配線14で囲まれた領域に、それぞれ、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の有機EL素子20からなる各色のサブ画素2R・2G・2Bが、マトリクス状に配列されている。
すなわち、これら配線14で囲まれた領域が1つのサブ画素(ドット)であり、サブ画素毎にR、G、Bの発光領域が画成されている。
画素2(すなわち、1画素)は、赤色の光を透過する赤色のサブ画素2R、緑色の光を透過する緑色のサブ画素2G、青色の光を透過する青色のサブ画素2Bの、3つのサブ画素2R・2G・2Bによって構成されている。
各サブ画素2R・2G・2Bには、各サブ画素2R・2G・2Bにおける発光を担う各色の発光領域として、ストライプ状の各色の発光層23R・23G・23Bによって覆われた開口部15R・15G・15Bがそれぞれ設けられている。
これら発光層23R・23G・23Bは、各色毎に、蒸着によりパターン形成されている。なお、開口部15R・15G・15Bについては後述する。
これらサブ画素2R・2G・2Bには、有機EL素子20における第1電極21に接続されたTFT12がそれぞれ設けられている。各サブ画素2R・2G・2Bの発光強度は、配線14およびTFT12による走査および選択により決定される。このように、有機EL表示装置1は、TFT12を用いて、有機EL素子20を選択的に所望の輝度で発光させることにより画像表示を実現している。
次に、上記有機EL表示装置1におけるTFT基板10および有機EL素子20の構成について詳述する。
<TFT基板10の構成>
まず、TFT基板10について説明する。
TFT基板10は、図8に示すように、ガラス基板等の透明な絶縁基板11上に、TFT12(スイッチング素子)および配線14、層間膜13(層間絶縁膜、平坦化膜)、エッジカバー15がこの順に形成された構成を有している。
上記絶縁基板11上には、配線14が設けられているとともに、各サブ画素2R・2G・2Bに対応して、それぞれTFT12が設けられている。なお、TFTの構成は従来よく知られている。したがって、TFT12における各層の図示並びに説明は省略する。
層間膜13は、各TFT12および配線14を覆うように、上記絶縁基板11上に、上記絶縁基板11の全領域に渡って積層されている。
層間膜13上には、有機EL素子20における第1電極21が形成されている。
また、層間膜13には、有機EL素子20における第1電極21をTFT12に電気的に接続するためのコンタクトホール13aが設けられている。これにより、TFT12は、上記コンタクトホール13aを介して、有機EL素子20に電気的に接続されている。
エッジカバー15は、第1電極21のパターン端部で有機EL層が薄くなったり電界集中が起こったりすることで、有機EL素子20における第1電極21と第2電極26とが短絡することを防止するための絶縁層である。
エッジカバー15は、層間膜13上に、第1電極21のパターン端部を被覆するように形成されている。
エッジカバー15には、サブ画素2R・2G・2B毎に開口部15R・15G・15Bが設けられている。このエッジカバー15の開口部15R・15G・15Bが、各サブ画素2R・2G・2Bの発光領域となる。
言い換えれば、各サブ画素2R・2G・2Bは、絶縁性を有するエッジカバー15によって仕切られている。エッジカバー15は、素子分離膜としても機能する。
<有機EL素子20の構成>
次に、有機EL素子20について説明する。
有機EL素子20は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子であり、第1電極21、有機EL層、第2電極26が、この順に積層されている。
第1電極21は、上記有機EL層に正孔を注入(供給)する機能を有する層である。第1電極21は、前記したようにコンタクトホール13aを介してTFT12と接続されている。
第1電極21と第2電極26との間には、図8に示すように、有機EL層として、第1電極21側から、正孔注入層兼正孔輸送層22、発光層23R・23G・23B、電子輸送層24、電子注入層25が、この順に形成された構成を有している。
なお、上記積層順は、第1電極21を陽極とし、第2電極26を陰極としたものであり、第1電極21を陰極とし、第2電極26を陽極とする場合には、有機EL層の積層順は反転する。
正孔注入層は、発光層23R・23G・23Bへの正孔注入効率を高める機能を有する層である。また、正孔輸送層は、発光層23R・23G・23Bへの正孔輸送効率を高める機能を有する層である。正孔注入層兼正孔輸送層22は、第1電極21およびエッジカバー15を覆うように、上記TFT基板10における表示領域全面に一様に形成されている。
なお、本実施の形態では、上記したように、正孔注入層および正孔輸送層として、正孔注入層と正孔輸送層とが一体化された正孔注入層兼正孔輸送層22を設けた場合を例に挙げて説明する。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではない。正孔注入層と正孔輸送層とは互いに独立した層として形成されていてもよい。
正孔注入層兼正孔輸送層22上には、発光層23R・23G・23Bが、エッジカバー15の開口部15R・15G・15Bを覆うように、それぞれ、サブ画素2R・2G・2Bに対応して形成されている。
発光層23R・23G・23Bは、第1電極21側から注入されたホール(正孔)と第2電極26側から注入された電子とを再結合させて光を出射する機能を有する層である。発光層23R・23G・23Bは、それぞれ、低分子蛍光色素、金属錯体等の、発光効率が高い材料で形成されている。
電子輸送層24は、第2電極26から発光層23R・23G・23Bへの電子輸送効率を高める機能を有する層である。また、電子注入層25は、第2電極26から発光層23R・23G・23Bへの電子注入効率を高める機能を有する層である。
電子輸送層24は、発光層23R・23G・23Bおよび正孔注入層兼正孔輸送層22を覆うように、これら発光層23R・23G・23Bおよび正孔注入層兼正孔輸送層22上に、上記TFT基板10における表示領域全面に渡って一様に形成されている。また、電子注入層25は、電子輸送層24を覆うように、電子輸送層24上に、上記TFT基板10における表示領域全面に渡って一様に形成されている。
なお、電子輸送層24と電子注入層25とは、上記したように互いに独立した層として形成されていてもよく、互いに一体化して設けられていてもよい。すなわち、上記有機EL表示装置1は、電子輸送層24および電子注入層25に代えて、電子輸送層兼電子注入層を備えていてもよい。
第2電極26は、上記のような有機層で構成される有機EL層に電子を注入する機能を有する層である。第2電極26は、電子注入層25を覆うように、電子注入層25上に、上記TFT基板10における表示領域全面に渡って一様に形成されている。
なお、発光層23R・23G・23B以外の有機層は有機EL層として必須の層ではなく、要求される有機EL素子20の特性に応じて適宜形成すればよい。また、有機EL層には、必要に応じ、キャリアブロッキング層を追加することもできる。例えば、発光層23R・23G・23Bと電子輸送層24との間にキャリアブロッキング層として正孔ブロッキング層を追加することで、正孔が電子輸送層24に抜けるのを阻止し、発光効率を向上することができる。
上記有機EL素子20の構成としては、例えば、下記(1)〜(8)に示すような層構成を採用することができる。
(1)第1電極/発光層/第2電極
(2)第1電極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/第2電極
(3)第1電極/正孔輸送層/発光層/正孔ブロッキング層/電子輸送層/第2電極
(4)第1電極/正孔輸送層/発光層/正孔ブロッキング層/電子輸送層/電子注入層/第2電極
(5)第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/第2電極
(6)第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロッキング層/電子輸送層/第2電極
(7)第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロッキング層/電子輸送層/電子注入層/第2電極
(8)第1電極/正孔注入層/正孔輸送層/電子ブロッキング層(キャリアブロッキング層)/発光層/正孔ブロッキング層/電子輸送層/電子注入層/第2電極
なお、上記したように、例えば正孔注入層と正孔輸送層とは、一体化されていてもよい。また、電子輸送層と電子注入層とは一体化されていてもよい。
また、有機EL素子20の構成は上記例示の層構成に限定されるものではなく、上記したように、要求される有機EL素子20の特性に応じて所望の層構成を採用することができる。
<有機EL表示装置の製造方法>
次に、上記有機EL表示装置1の製造方法について以下に説明する。
図9は、上記有機EL表示装置1の製造工程の一例を工程順に示すフローチャートである。
図9に示すように、本実施の形態にかかる有機EL表示装置1の製造方法は、例えば、TFT基板・第1電極作製工程(S1)、正孔注入層・正孔輸送層蒸着構成(S2)、発光層蒸着工程(S3)、電子輸送層蒸着工程(S4)、電子注入層蒸着工程(S5)、第2電極蒸着工程(S6)、封止工程(S7)を備えている。
以下に、図9に示すフローチャートに従って、図6および図8を参照して上記した各工程について説明する。
但し、本実施の形態に記載されている各構成要素の寸法、材質、形状等はあくまで一実施形態に過ぎず、これによって本発明の範囲が限定解釈されるべきではない。
また、前記したように、本実施形態に記載の積層順は、第1電極21を陽極、第2電極26を陰極としたものであり、反対に第1電極21を陰極とし、第2電極26を陽極とする場合には、有機EL層の積層順は反転する。同様に、第1電極21および第2電極26を構成する材料も反転する。
まず、図8に示すように、公知の技術でTFT12並びに配線14等が形成されたガラス等の絶縁基板11上に感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングを行うことで、絶縁基板11上に層間膜13を形成する。
上記絶縁基板11としては、例えば厚さが0.7〜1.1mmであり、Y方向の長さ(縦長さ)が400〜500mmであり、X方向の長さ(横長さ)が300〜400mmのガラス基板あるいはプラスチック基板が用いられる。なお、本実施の形態では、ガラス基板を用いた。
層間膜13としては、例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等を用いることができる。アクリル樹脂としては、例えば、JSR株式会社製のオプトマーシリーズが挙げられる。また、ポリイミド樹脂としては、例えば、東レ株式会社製のフォトニースシリーズが挙げられる。但し、ポリイミド樹脂は一般に透明ではなく、有色である。このため、図8に示すように上記有機EL表示装置1としてボトムエミッション型の有機EL表示装置を製造する場合には、上記層間膜13としては、アクリル樹脂等の透明性樹脂が、より好適に用いられる。
上記層間膜13の膜厚としては、TFT12による段差を補償することができればよく、特に限定されるものではない。本実施の形態では、例えば、約2μmとした。
次に、層間膜13に、第1電極21をTFT12に電気的に接続するためのコンタクトホール13aを形成する。
次に、導電膜(電極膜)として、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)膜を、スパッタ法等により、100nmの厚さで成膜する。
次いで、上記ITO膜上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングを行った後、塩化第二鉄をエッチング液として、上記ITO膜をエッチングする。その後、レジスト剥離液を用いてフォトレジストを剥離し、さらに基板洗浄を行う。これにより、層間膜13上に、第1電極21をマトリクス状に形成する。
なお、上記第1電極21に用いられる導電膜材料としては、例えば、ITO、IZO(Indium Zinc Oxide:インジウム亜鉛酸化物)、ガリウム添加酸化亜鉛(GZO)等の透明導電材料;金(Au)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)等の金属材料;を用いることができる。
また、上記導電膜の積層方法としては、スパッタ法以外に、真空蒸着法、CVD(chemical vapor deposition、化学蒸着)法、プラズマCVD法、印刷法等を用いることができる。
上記第1電極21の厚さとしては特に限定されるものではないが、上記したように、例えば、100nmの厚さとすることができる。
次に、層間膜13と同様にして、エッジカバー15を、例えば約1μmの膜厚でパターニング形成する。エッジカバー15の材料としては、層間膜13と同様の絶縁材料を使用することができる。
以上の工程により、TFT基板10および第1電極21が作製される(S1)。
次に、上記のような工程を経たTFT基板10に対し、脱水のための減圧ベークおよび第1電極21の表面洗浄として酸素プラズマ処理を施す。
次いで、従来の蒸着装置を用いて、上記TFT基板10上に、正孔注入層および正孔輸送層(本実施の形態では正孔注入層兼正孔輸送層22)を、上記TFT基板10における表示領域全面に蒸着する(S2)。
具体的には、表示領域全面が開口したオープンマスクを、TFT基板10に対しアライメント調整を行った後に密着して貼り合わせ、TFT基板10とオープンマスクとを共に回転させながら、蒸着源より飛散した蒸着粒子を、オープンマスクの開口部を通じて表示領域全面に均一に蒸着する。
ここで表示領域全面への蒸着とは、隣接した色の異なるサブ画素間に渡って途切れなく蒸着することを意味する。
正孔注入層および正孔輸送層の材料としては、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、およびこれらの誘導体;ポリシラン系化合物;ビニルカルバゾール系化合物;チオフェン系化合物、アニリン系化合物等の、複素環式共役系のモノマー、オリゴマー、またはポリマー;等が挙げられる。
正孔注入層と正孔輸送層とは、前記したように一体化されていてもよく、独立した層として形成されていてもよい。各々の膜厚としては、例えば、10〜100nmである。
本実施の形態では、正孔注入層および正孔輸送層として、正孔注入層兼正孔輸送層22を設けるとともに、正孔注入層兼正孔輸送層22の材料として、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を使用した。また、正孔注入層兼正孔輸送層22の膜厚は30nmとした。
次に、上記正孔注入層兼正孔輸送層22上に、エッジカバー15の開口部15R・15G・15Bを覆うように、サブ画素2R・2G・2Bに対応して発光層23R・23G・23Bをそれぞれ塗り分け形成(パターン形成)する(S3)。
前記したように、発光層23R・23G・23Bには、低分子蛍光色素、金属錯体等の発光効率が高い材料が用いられる。
発光層23R・23G・23Bの材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、インデン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、トリフェニレン、アントラセン、ペリレン、ピセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ペンタフェン、ペンタセン、コロネン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、およびこれらの誘導体;トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体;ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体;トリ(ジベンゾイルメチル)フェナントロリンユーロピウム錯体;ジトルイルビニルビフェニル;等が挙げられる。
発光層23R・23G・23Bの膜厚としては、例えば、10〜100nmである。
本実施の形態にかかる蒸着方法並びに蒸着装置は、このような発光層23R・23G・23Bの塗り分け形成(パターン形成)に特に好適に使用することができる。
本実施の形態にかかる蒸着方法並びに蒸着装置を用いた発光層23R・23G・23Bの塗り分け形成については、後で詳述する。
次に、上記した正孔注入層・正孔輸送層蒸着工程(S2)と同様の方法により、電子輸送層24を、上記正孔注入層兼正孔輸送層22および発光層23R・23G・23Bを覆うように、上記TFT基板10における表示領域全面に蒸着する(S4)。
続いて、上記した正孔注入層・正孔輸送層蒸着工程(S2)と同様の方法により、電子注入層25を、上記電子輸送層24を覆うように、上記TFT基板10における表示領域全面に蒸着する(S5)。
電子輸送層24および電子注入層25の材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、フェナントロリン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、およびこれらの誘導体や金属錯体;LiF(フッ化リチウム);等が挙げられる。
具体的には、Alq(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム)、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、アントラセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、1,10−フェナントロリン、およびこれらの誘導体や金属錯体;LiF;等が挙げられる。
前記したように電子輸送層24と電子注入層25とは、一体化されていても独立した層として形成されていてもよい。各々の膜厚としては、例えば、1〜100nmであり、好ましくは10〜100nmである。また、電子輸送層24および電子注入層25の合計の膜厚は、例えば20〜200nmである。
本実施の形態では、電子輸送層24の材料にAlqを使用し、電子注入層25の材料には、LiFを使用した。また、電子輸送層24の膜厚は30nmとし、電子注入層25の膜厚は1nmとした。
次に、上記した正孔注入層・正孔輸送層蒸着工程(S2)と同様の方法により、第2電極26を、上記電子注入層25を覆うように、上記TFT基板10における表示領域全面に蒸着する(S6)。
第2電極26の材料(電極材料)としては、仕事関数の小さい金属等が好適に用いられる。このような電極材料としては、例えば、マグネシウム合金(MgAg等)、アルミニウム合金(AlLi、AlCa、AlMg等)、金属カルシウム等が挙げられる。第2電極26の厚さは、例えば50〜100nmである。
本実施の形態では、第2電極26としてアルミニウムを50nmの膜厚で形成した。これにより、TFT基板10上に、上記した有機EL層、第1電極21、および第2電極26からなる有機EL素子20を形成した。
次いで、図6に示すように、有機EL素子20が形成された上記TFT基板10と、封止基板40とを、接着層30にて貼り合わせ、有機EL素子20の封入を行った。
上記封止基板40としては、例えば厚さが0.4〜1.1mmのガラス基板あるいはプラスチック基板等の絶縁基板が用いられる。なお、本実施の形態では、ガラス基板を用いた。
なお、封止基板40の縦長さおよび横長さは、目的とする有機EL表示装置1のサイズにより適宜調整してもよく、TFT基板10における絶縁基板11と略同一のサイズの絶縁基板を使用し、有機EL素子20を封止した後で、目的とする有機EL表示装置1のサイズに従って分断してもよい。
なお、有機EL素子20の封止方法としては、上記した方法に限定されない。他の封止方式としては、例えば、掘り込みガラスを封止基板40として使用し、封止樹脂やフリットガラス等により枠状に封止を行う方法や、TFT基板10と封止基板40との間に樹脂を充填する方法等が挙げられる。上記有機EL表示装置1の製造方法は、上記封止方法に依存せず、あらゆる封止方法を適用することが可能である。
また、上記第2電極26上には、該第2電極26を覆うように、酸素や水分が外部から有機EL素子20内に浸入することを阻止する、図示しない保護膜が設けられていてもよい。
上記保護膜は、絶縁性や導電性の材料で形成される。このような材料としては、例えば、窒化シリコンや酸化シリコンが挙げられる。また、上記保護膜の厚さは、例えば100〜1000nmである。
上記の工程により、有機EL表示装置1が完成される。
このような有機EL表示装置1において、配線14からの信号入力によりTFT12をON(オン)させると、第1電極21から有機EL層へホール(正孔)が注入される。一方で、第2電極26から有機EL層に電子が注入され、正孔と電子とが発光層23R・23G・23B内で再結合する。再結合した正孔および電子は、エネルギーを失活する際に、光として出射される。
上記有機EL表示装置1においては、各サブ画素2R・2G・2Bの発光輝度を制御することで、所定の画像が表示される。
<有機EL層のパターン形成方法>
次に、本実施の形態にかかる蒸着装置50を有機EL表示装置1の製造装置として用いて、有機EL層をパターン形成する方法について詳述する。
なお、以下の説明では、被成膜基板200として、前記正孔注入層・正孔輸送層蒸着工程(S2)が終了した段階でのTFT基板10を使用し、有機EL層のパターン形成として、発光層蒸着工程(S3)において発光層23R・23G・23Bの塗り分け形成を行う場合を例に挙げて説明する。
なお、被成膜基板200への蒸着膜211のパターン形成として、TFT基板10における発光層23R・23G・23Bの塗り分け形成を行う場合、蒸着マスク60の開口部61は、これら発光層23R・23G・23Bの同色列のサイズとピッチとに合わせて形成される。
図10は、本実施の形態にかかる蒸着装置50を用いてTFT基板10に所定のパターンを成膜する方法の一例を示すフローチャートである。
以下に、上記蒸着装置50を用いて図10に示す発光層23R・23G・23Bを成膜する方法について、図10に示すフローにしたがって具体的に説明する。
まず、図3および図4に示すように、蒸着マスク60が載置されたマスクトレー82を、真空チャンバ51内のマスクホルダ81上に固定するとともに、蒸着マスク60の下方に、蒸着源70を配置する。
このとき、蒸着源70と蒸着マスク60との間の空隙g2を、マスク保持部材80によって一定に保持すると同時に、走査方向と、蒸着マスク60に形成されたストライプ状の開口部61の長辺61bとが一致するように、蒸着マスク60のアライメントマーカ62を用いて位置合わせすることでマスクユニット54を組み立てる。
次に、真空チャンバ51内に、被成膜基板200であるTFT基板10を投入して、該TFT基板10の同色サブ画素列の方向が走査方向に一致するように、アライメントマーカ62・202を用いて粗アライメントを行う(S11)。
このとき、マスクホルダ81に設けられたローラ83が、TFT基板10のパネル領域201以外の領域で被成膜基板200と接触するようにTFT基板10と蒸着マスク60とを対向配置させることで、TFT基板10と蒸着マスク60との間の空隙g1(基板−マスクギャップ)を一定に保持する。
本実施の形態では、蒸着源70と蒸着マスク60との間の空隙g2を100mmとし、被成膜基板200であるTFT基板10と蒸着マスク60との間の空隙g1を200μmとした。
なお、必要に応じて、TFT基板10における非蒸着領域(パネル領域201周辺の端子部等の蒸着不要部等)には、該非蒸着領域を覆うようにマスキングフィルムが貼付されていてもよい。
TFT基板10は、自重による撓みが発生しないように、基板ホルダ52に、静電チャック等の手法で固定する。
次に、TFT基板10を、該TFT基板10が蒸着マスク60上を通過するように予め設定された蒸着速度で基板走査を行った。
また、蒸着マスク60の開口部61が、赤色のサブ画素2R列に一致するように、アライメントマーカ62・202を用いて、走査と同時に精密なアライメントを行った(S12)。
このとき、TFT基板10を、ローラ83と接触するようにローラ83上を滑動(摺動)させることで、走査中、空隙g1(基板−マスクギャップ)を一定に保持した。
蒸着源70から射出された赤色有機材料の蒸着粒子は、TFT基板10が蒸着マスク60上を通過するときに、蒸着マスク60の開口部61を通じて、蒸着マスク60の開口部61に対向する位置に蒸着される。
発光層23Rの膜厚は、往復走査(つまり、TFT基板10の往復移動)並びに走査速度により調整することができる(S14)。
例えば、S12による走査後、TFT基板10の走査方向を反転させ、S12と同様の方法にて、S12における赤色有機材料の蒸着位置に、さらに赤色有機材料を蒸着させることで、発光層23Rの膜厚を調整することができる。
なお、S12〜S14において、TFT基板10における非蒸着領域が蒸着マスク60の開口部61上に位置するとき(例えば、S12に示すステップ終了後、S14で走査方向が反転されるまでの間)は、蒸着源70と蒸着マスク60との間にシャッタを挿入することで、非蒸着領域に蒸着粒子が付着するのを防止することができる(S13)。
S14に示すステップ後は、発光層23Rが形成されたTFT基板10を真空チャンバ51から取り出し(S15)、緑色の発光層23G形成用のマスクユニット54並びに真空チャンバ51を用いて、発光層23Rの成膜処理と同様にして緑色の発光層23Gを成膜する。
また、このようにして発光層23Gを形成した後、青色の発光層23B形成用のマスクユニット54並びに真空チャンバ51を用いて、発光層23R・23Gの成膜処理と同様にして青色の発光層23Bを成膜する。
すなわち、発光層23G・23Bの成膜処理では、これら発光層23G・23Bに相当する位置に開口部61を有する蒸着マスク60をそれぞれ準備し、各蒸着マスク60を、発光層23G・23B形成用の各真空チャンバ51に設置し、各蒸着マスク60の開口部61が、各サブ画素2G・2B列に一致するようにアライメントを行いながら、TFT基板10を走査して蒸着を行う。
以上の工程によって、発光層23R・23G・23Bが赤(R)、緑(G)、青(B)にパターン形成されたTFT基板10を得ることができる。
<変形例>
なお、本実施の形態では、図1〜図5に示すように、マスクホルダ81にローラ83が設けられている場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。
本実施の形態にかかる空隙保持部材は、マスクトレー82に設けられていてもよく、マスクホルダ81およびマスクトレー82の両方に設けられていてもよい。
また、上記空隙保持部材は、上記したようにマスクユニット54側、具体的にはマスク保持部材80に設けられていてもよく、基板保持部材側、本実施の形態であれば例えば基板ホルダ52に設けられていてもよく、その両方に設けられていてもよい。
但し、上記したように蒸着マスク60は、被成膜基板200よりも面積が小さい。このため、上記空隙保持部材をマスクユニット54側、つまり、マスク保持部材80に設ける場合、マスク保持部材80に設けられた空隙保持部材は、対向する被成膜基板200あるいは基板保持部材が蒸着マスク60よりも大きいことで、これら被成膜基板200あるいは基板保持部材に、被成膜基板200への蒸着時に異なる部材を跨ぐことなく接触させることが可能となる。このため、空隙の保持制御およびアライメント制御を、簡素かつより容易に安定して行うことができる。
なお、基板保持部材にローラ83等の空隙保持部材を設ける場合、空隙保持部材は、該空隙保持部材が蒸着マスク60に接触したときに蒸着マスク60と被成膜基板200との間の空隙g1が所定の高さに調整されるように基板保持部材からの空隙保持部材の設置高さ(突出高さ)が決定されていることが望ましい。
このため、空隙保持部材を走査方向に複数設ける場合、走査方向上流側の空隙保持部材と走査方向下流側の空隙保持部材との間の間隔は、走査方向に平行な蒸着マスク60の短辺60bの幅d2よりも短くなるように設定されていることが望ましい。
また、空隙保持部材が蒸着マスク60と接触する際に段差によるアライメントずれが生じないように、マスク保持部材80における基板保持部材との対向面(本実施の形態では、蒸着マスク60、マスクトレー82、およびマスクホルダ81の上面)は、段差のない面一の状態を有していることが好ましい。
なお、何れの場合でも、ローラ83は、蒸着マスク60の開口部61に対して相対的に外側に配置されることが望ましい。走査時にローラ83が蒸着マスク60の開口部61よりも手前に位置するようにローラ83が設けられていることで、被成膜基板200への蒸着が行われる前に、蒸着マスク60と被成膜基板200との間の空隙g1を一定に保持することができる。
また、図1では、蒸着マスク60の開口部61および蒸着源70の射出口71が、一次元(すなわち、ライン状)に配列されている場合を例に挙げて示している。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、蒸着マスク60の開口部61と蒸着源70の射出口71とは、それぞれ二次元(すなわち、面状)に配列されていても構わない。
また、本実施の形態では、有機EL表示装置1がTFT基板10を備え、該TFT基板10上に有機層を形成する場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。有機EL表示装置1は、TFT基板10に代えて、有機層を形成する基板にTFTが形成されていないパッシブ型の基板であってもよく、被成膜基板200として、上記パッシブ型の基板を用いてもよい。
また、本実施の形態では、上記したようにTFT基板10上に有機層を形成する場合を例に挙げて説明したが、実施の形態はこれに限定されるものではなく、有機層に代えて、電極パターンを形成する場合にも好適に用いることができる。本実施の形態並びに後述する各実施の形態にかかる蒸着装置50並びに蒸着方法は、上記したように有機EL表示装置1の製造方法以外にも、パターン化された膜を蒸着により成膜する、あらゆる製造方法並びに製造装置に対して好適に適用することができる。
〔実施の形態2〕
本実施の形態について主に図11に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1との相違点について説明するものとし、実施の形態1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
実施の形態1では、図1〜図5に示すように、蒸着源70が、蒸着粒子を上方に向けて射出する機構を有している場合を例に挙げて説明した。
すなわち、実施の形態1では、図1〜図5に示すように、蒸着源70が被成膜基板200の下方に配されており、被成膜基板200が、その蒸着面が下方を向いている状態で基板ホルダ52により保持されている。このため、蒸着源70は、蒸着マスク60の開口部61を介して蒸着粒子を下方から上方に向かって被成膜基板200に蒸着(アップデポジション)させる。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
図11は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における真空チャンバ51内の主要構成要素を斜め上方から見たときの関係を示す俯瞰図である。
本実施の形態にかかる蒸着装置50は、図11に示すように、マスクユニット54と被成膜基板200との配置が上下に反転している点で実施の形態1にかかる蒸着装置50と異なっている。
なお、図示はしないが、マスクユニット54と被成膜基板200との配置が上下に反転していることで、基板ホルダ52および基板移動機構53と、マスクユニット移動機構55との配置もまた上下に反転していることは言うまでもない。
本実施の形態でも、マスクユニット54は、例えば、真空チャンバ51に固定され、蒸着マスク60と蒸着源70とを例えば載置することにより収容・固定する、ホルダ等のマスク保持部材80によって、蒸着マスク60と蒸着源70とが一体的に保持されている。なお、マスク保持部材80は、真空チャンバ51の天壁もしくは周壁に固定されていてもよく、底壁から延びる図示しない支軸(支柱)によって底壁に固定されていてもよい。
また、マスクユニット54を固定し、被成膜基板200をマスクユニット54に対して相対移動させる場合には、例えば、蒸着源70は、真空チャンバ51の天壁に直接固定されており、マスクホルダ81が、真空チャンバ51の内壁の何れかに固定されていてもよい。また、真空チャンバ51の天壁に、蒸着源70の射出口71が設けられた天窓を設け、蒸着源70の本体部分は、真空チャンバ51の外側に配置(載置)してもよい。何れにしても、マスクユニット54は、蒸着マスク60と蒸着源70との相対的な位置が固定されてさえいればよい。
本実施の形態では、図11に示すように、蒸着源70および蒸着マスク60が被成膜基板200の上方に配されていることで、蒸着粒子は、蒸着源70の射出口71から、下方に向けて射出される。
蒸着源70は、下方に向けて蒸着粒子を射出する機構を有している。蒸着源70から射出された蒸着粒子は、蒸着マスク60の開口部61を通って、その下を通過する被成膜基板200のパネル領域201に蒸着される。
すなわち、実施の形態1に記載の蒸着方法では、アップデポジションにより蒸着を行っていたのに対し、本実施の形態では、上記したように蒸着源70が被成膜基板200の上方に配されており、上記したように蒸着マスク60の開口部61を介して蒸着粒子を上方から下方に向かって被成膜基板200に蒸着(ダウンデポジション)させている。
このようにダウンデポジションを行う場合にも、図11に示すように、ローラ83が被成膜基板200に接触した状態で走査が行われることで、空隙g1の保持性が高まる。このため、実施の形態1同様、空隙g1を正確に制御することができ、空隙g1を所望の一定値に保つことができるので、高精細のパターンを、被成膜基板200の全面に渡って、精度良く形成することができる。
また、実施の形態1では、被成膜基板200の自重撓みを防止するために、基板ホルダ52に静電チャック等の手法で被成膜基板200を吸着固定していた。しかしながら、本実施の形態では、上記したようにダウンデポジションにより蒸着を行うため、静電チャック等の手法を使用しなくても、自重撓みが生じない程度に被成膜基板200を保持していればよい。
したがって、本実施の形態によれば、蒸着装置50の構造を、実施の形態1よりもさらに簡素なものとすることが可能であり、吸着不良により、大型の被成膜基板200が落下する危険性がなく、蒸着装置50の安定稼働並びに歩留りの向上が期待できる。
<変形例>
なお、本実施の形態では、被成膜基板200をダウンデポジションする場合について説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
例えば、上記蒸着源70は、横方向に向けて蒸着粒子を射出する機構を有しており、被成膜基板200の蒸着面(被成膜面)側が蒸着源70側を向いて垂直方向に立てられている状態で、蒸着マスク60を介して蒸着粒子を横方向に被成膜基板200に蒸着(サイドデポジション)させてもよい。
この場合にも、ローラ83が被成膜基板200に接触した状態で走査が行われることで、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
〔実施の形態3〕
本実施の形態について主に図12に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1、2との相違点について説明するものとし、実施の形態1、2で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
実施の形態1、2において、ローラ83と被成膜基板200との間には、ローラ83と被成膜基板200とが均一かつ確実に接触するように荷重をかけておくことが望ましい。
このとき、荷重の上限としては、実際に被成膜基板200をローラ83に接触させて動作させた時に基板に、ヒビ、割れ、傷等が生じない程度であり、さらに繰り返しの使用であっても、部材の劣化が発生しない程度であることが望ましい。
また、荷重の下限としては、機械的な精度(振動や、ローラ83の偏心、被成膜基板200そのものの反り、厚みの変動等の要因)によって、ローラ83と被成膜基板200とに浮きが発生してしまうことを防げる程度であることが望ましい。
なお、具体的な荷重の範囲は特に特定されるものではなく、被成膜基板200の大きさや重量、ローラ83の耐荷重等に応じて、上記条件を満足するように適宜設定すればよい。
荷重は、単純に重力によるものであってもよいし、何らかの機械的な機構によるものであっても構わない。
但し、上記したように被成膜基板200やローラ83の構成部材の破損を招かないように、極端な荷重をかけることは避けることが望ましく、弱く加圧してローラ83と被成膜基板200との接触を保つことが望ましい。
例えば、図1〜図5に示すように、被成膜基板200および基板ホルダ52の重量をそのままローラ83で支える構造とすれば、ローラ83と被成膜基板200との間には確実に荷重がかかり、密着する。
しかしながら、例えば、被成膜基板200にガラス基板等からなる大型の被成膜基板200を用いた場合等は、被成膜基板200および基板ホルダ52の重量が非常に大きくなり、ローラ83と被成膜基板200との間にかかる荷重量が増大する。
この場合、上記荷重量によっては、被成膜基板200とローラ83との接触によって、被成膜基板200にダメージが生じたり、ローラ83に過度の摩耗や歪みが発生したりすることになる。
そこで、このような現象を防止するために、ローラ83と被成膜基板200との間にかかる荷重が一定量を超えないような機構を設けておくことが望ましい。
また、基板ホルダ52もしくはマスクホルダ81の設置高さは、多少上下できるようにZ方向(つまり、蒸着マスク60と被成膜基板200との対向方向)に遊びが設けられていることが好ましい。
このようにZ方向に遊びが設けられていることで、被成膜基板200がローラ83に接触しながら走査される際に、上記遊びの存在によって、微小な高さの変位を吸収することができる。
図12は、本実施の形態にかかる基板保持部材の概略構成を示す断面図である。
本実施の形態にかかる基板保持部材は、図12に示すように、基板ホルダ52と、基板ホルダ保持部材91と、上記基板ホルダ52と基板ホルダ保持部材91との間に、伸縮可能に設けられた空隙制御補助部材としての基板ホルダ支えばね92(ばね)および支柱93とを備えている。
本実施の形態にかかる基板ホルダ52の上端部には、走査方向に沿って、走査方向に垂直な方向に水平にそれぞれ突出する突出部52a・52aが設けられている。
本実施の形態では、実施の形態1同様、被成膜基板200の長辺200bに沿って走査(被成膜基板200と蒸着マスク60との相対移動)が行われる。したがって、基板ホルダ52の上端部には、被成膜基板200の短辺200a方向に突出する突出部52a・52aが、被成膜基板200の長辺200bにそれぞれ平行に設けられている。
一方、基板ホルダ保持部材91は、L字状の基板ホルダ受部91aを有し、基板ホルダ52は、基板ホルダ受部91aの底壁上面に固定された基板ホルダ支えばね92および支柱93で支えられている。
支柱93は、基板ホルダ52の突出部52aに穿たれた孔52bに嵌め込まれるような構造になっている。基板ホルダ支えばね92は、孔52bよりも大きい径を有している。このため、基板ホルダ支えばね92は、孔52bに嵌まらず、突出部52aの下面に接触するようになっている。なお、孔52bの代わりに溝(凹部)が設けられていても構わない。
なお、基板ホルダ支えばね92の弾性率は、特に限定されるものではなく、実際に被成膜基板200をローラ83に接触させて動作させた際に、被成膜基板200に、ヒビ、割れ、傷、等が生じないように、被成膜基板200の大きさや重量、ローラ83の耐荷重、基板ホルダ支えばね92の種類や個数等に応じて適宜設定すればよい。
このように、基板ホルダ52は、基板ホルダ保持部材91に基板ホルダ支えばね92および支柱93で支えられており、基板ホルダ52は、図12中、上下方向(Z方向)にスムーズに動作する。
なお、荷重を分散させ、よりスムーズなZ方向の動作を得るために、基板ホルダ支えばね92および支柱93は、複数設けられていることが望ましく、走査方向に沿って、複数の基板ホルダ支えばね92および支柱93が設けられていることが好ましい。
また、この動作をよりスムーズにするために、基板ホルダ52と基板ホルダ保持部材91との間の間隔は、微小なベアリング94等で保持することがより望ましい。
ベアリング94を設けることによって、基板ホルダ保持部材91に対する基板ホルダ52のX方向およびY方向の位置ずれを無くすことができる。これは、特に、アライメント精度向上に貢献する。
本実施の形態において、被成膜基板200のアライメントは、基板移動機構53(図3〜図5参照)によって基板ホルダ保持部材91を微小動作させることにより行われる。ベアリング94によって、基板ホルダ保持部材91と基板ホルダ52との間のX方向およびY方向の相対位置は正確に一定となるため、基板ホルダ保持部材91を微小動作させることで、アライメントが可能となる。
なお、別の方法として、ベアリング94を、例えばX方向およびY方向に、微小可動可能な状態としておき、これを動作させることで、被成膜基板200のアライメント動作を行ってもよい。
上記したように被成膜基板200を保持する基板ホルダ52を基板ホルダ支えばね92を用いて支えることで、被成膜基板200には、自動的に機械的に荷重がかかることになる。また、基板ホルダ支えばね92の弾性係数(弾性率)、配置、重力との相関関係、押し込み量、等の設計によって、荷重を制御することができる。
このように、本実施の形態では、空隙g1を一定に保持するための空隙制御補助部材として基板ホルダ支えばね92を用いて基板ホルダ52を支えることで、ローラ83にかかる荷重の低減と、走査時に被成膜基板200とローラ83とが接触することによる被成膜基板200の微小な高さ変動に対する遊びとを確保することができる。
したがって、ローラ83と被成膜基板200とに浮きが生じることを抑制・防止することができるとともに、微小な高さの変位を吸収することができるので、例えば被成膜基板200に反りや撓みがあったり、表面に微小な凹凸があったりした場合でも、空隙g1をより厳密かつ確実に一定に保持することができる。
<変形例>
なお、本実施の形態では、図12に示したように、基板ホルダ支えばね92(空隙制御補助部材)としてコイルばねを使用するとともに、該コイルばねと支柱93との組み合わせによって上記遊びを確保する場合を例に挙げて説明した。
しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。空隙制御補助部材としては、X方向およびY方向のずれがなるべく少なく、Z方向にのみスムーズに動作することができれば、どのような機構でも構わない。
また、上記基板ホルダ支えばね92としては、コイルばねに限定されるものではなく、空気ばね、電磁力を使用したばね等、種々のばねを用いることができる。
また、上記したように基板ホルダ52と基板ホルダ保持部材91との間に設けられる空隙制御補助部材としては、例えば、ゴム、樹脂等の弾性部材であってもよい。また、空隙制御補助部材として、アクチュエータ等の伸縮部材を用いて、上記遊び、つまり、基板ホルダ52と基板ホルダ保持部材91との間の空隙を、アクティブに制御してもよい。
また、本実施の形態では、上記基板ホルダ支えばね92および支柱93が基板ホルダ保持部材91に固定されている構成としたが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
上記基板ホルダ支えばね92および支柱93は、基板ホルダ52に固定されており、基板ホルダ保持部材91に、上記支柱93が挿通される孔または溝が設けられていても構わない。
上記基板ホルダ支えばね92および支柱93は、上記したように基板ホルダ保持部材91に設けられていてもよく、基板ホルダ52に設けられていてもよく、その少なくとも一方に設けられていればよい。
〔実施の形態4〕
本実施の形態について主に図13に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1〜3との相違点について説明するものとし、実施の形態1〜3で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
前記したように、基板ホルダ52もしくはマスクホルダ81の設置高さは、多少上下できるように遊びが設けられていることが好ましい。
実施の形態3では、基板ホルダ52側に、空隙制御補助部材による遊びが設けられている場合について説明した。本実施の形態では、マスクホルダ81側に遊びが設けられている場合について説明する。
図13は、本実施の形態にかかるマスクユニット54の要部の概略構成を示す断面図である。
本実施の形態にかかるマスクユニット54は、図13に示すように、マスクホルダ81が、マスクホルダ保持部材101に、空隙制御補助部材としてのマスクホルダ支えばね102(ばね)および支柱103で支えられた構造を有している。
マスクホルダ保持部材101は、L字状のマスクホルダ受部101aを有し、マスクホルダ81は、マスクホルダ受部101aの底壁上面に固定されたマスクホルダ支えばね102および支柱103で支えられている。
支柱103は、マスクホルダ81の下面に設けられた溝部81c(凹部)に嵌め込まれるような構造になっている。マスクホルダ支えばね102は、溝部81cよりも大きい径を有している。このため、マスクホルダ支えばね102は、溝部81cに嵌まらず、マスクホルダ81の下面に接触するようになっている。なお、支柱103がマスクトレー82に当接しない限りは、溝部81cの代わりに孔が設けられていてもよい。
また、支柱103と溝部81cの底面との間の距離は、マスクホルダ支えばね102の弾性率等に応じて、必要な遊びが確保できるように設定されていればよく、特に限定されるものではない。
また、マスクホルダ支えばね102の弾性率も特に限定されるものではなく、実際に被成膜基板200をローラ83に接触させて動作させた際に、被成膜基板200に、ヒビ、割れ、傷、等が生じないように、被成膜基板200の大きさや重量、ローラ83の耐荷重、マスクホルダ支えばね102の種類や個数等に応じて適宜設定すればよい。
このように、マスクホルダ81は、マスクホルダ保持部材101にマスクホルダ支えばね102および支柱103で支えられており、マスクホルダ81は、図13中、上下方向(Z方向)にスムーズに動作する。
なお、本実施の形態でも、荷重を分散させ、よりスムーズなZ方向の動作を得るために、マスクホルダ支えばね102および支柱103は、複数設けられていることが望ましい。すなわち、図13に示すようにマスクホルダ保持部材101における蒸着マスク60の長手方向両端部側(つまり、長辺60aの両端部側)に、走査方向に沿って、複数のマスクホルダ支えばね102および支柱103が設けられていることが好ましい。
また、基板ホルダ52と同様に、この動作をよりスムーズにするために、マスクホルダ81とマスクホルダ保持部材101との間の間隔は、微小なベアリング104等で保持することがより望ましい。
ベアリング104を設けることによって、マスクホルダ保持部材101に対するマスクホルダ81のX方向およびY方向の位置ずれを無くすことができる。これは、特に、アライメント精度向上に貢献する。
本実施の形態において蒸着マスク60のアライメントは、マスクユニット移動機構55(図3〜図5参照)によってマスクホルダ保持部材101を微小動作させることにより行われる。ベアリング104によって、マスクホルダ保持部材101とマスクホルダ81との間のX方向およびY方向の相対位置は正確に一定となるため、マスクホルダ保持部材101を微小動作させることで、アライメントが可能となる。
また、本実施の形態でも、別の方法として、ベアリング104を、例えばX方向およびY方向に、微小可動可能な状態としておき、これを動作させることで、マスクアライメント動作を行ってもよい。
このように、本実施の形態によれば、マスクホルダ81をマスクホルダ支えばね102を用いて支えることで、マスクホルダ81の設置高さに遊びを設けることができる。これにより、本実施の形態でも、走査時に被成膜基板200とローラ83とが接触することによる被成膜基板200の微小な高さ変動に対する遊びを確保することができる。
また、本実施の形態でも、被成膜基板200にガラス基板等からなる大型の被成膜基板200を用いた場合であっても、上記したようにマスクホルダ81をマスクホルダ支えばね102を用いて支えることで、被成膜基板200および基板ホルダ52の重量がローラ83にそのままかかることがなく、ローラ83への応力集中を抑制・防止することができる。したがって、ローラ83と被成膜基板200とに浮きが発生することを抑制・防止することができるとともに、被成膜基板200とローラ83との接触によって被成膜基板200にダメージが生じたり、ローラ83に過度の摩耗や歪みが発生したりすることを抑制・防止することができる。
また、本実施の形態のように、マスクホルダ81が、マスクホルダ保持部材101にマスクホルダ支えばね102と支柱103とによって保持されている場合、マスクホルダ保持部材101をそのままとして、マスクホルダ81を抜き取って容易に交換することができる。
この場合、マスクユニット54としては、蒸着源70とマスクホルダ保持部材101との相対位置を固定しておけばよい。
なお、上記ベアリング104は、マスクホルダ81を抜き取る際に該ベアリング104が退避するように設けられていることがより望ましい。これにより、よりスムーズなマスクホルダ81の交換が可能となる。
<変形例>
なお、本実施の形態でも、図13に示したように、基板ホルダ支えばね92同様、マスクホルダ支えばね102(空隙制御補助部材)としてコイルばねを使用するとともに、該コイルばねと支柱103との組み合わせによって上記遊びを確保する場合を例に挙げて説明した。
しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。本実施の形態でも、空隙制御補助部材としては、X方向およびY方向のずれがなるべく少なく、Z方向にのみスムーズに動作することができれば、どのような機構でも構わない。
また、上記マスクホルダ支えばね102としては、コイルばねに限定されるものではなく、空気ばね、電磁力を使用したばね等、種々のばねを用いることができる。
また、上記したようにマスクホルダ81とマスクホルダ保持部材101との間に設けられる空隙制御補助部材も、例えば、ゴム、樹脂等の弾性部材であってもよい。また、空隙制御補助部材として、アクチュエータ等の伸縮部材を用いて、上記遊び、つまり、マスクホルダ81とマスクホルダ保持部材101との間の空隙を、アクティブに制御してもよい。
また、本実施の形態では、上記マスクホルダ支えばね102および支柱103がマスクホルダ保持部材101に固定されている構成としたが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
上記マスクホルダ支えばね102および支柱103は、マスクホルダ81に固定されており、マスクホルダ保持部材101に、上記支柱103が挿通される孔または溝が設けられていても構わない。
上記マスクホルダ支えばね102および支柱103は、上記したようにマスクホルダ保持部材101に設けられていてもよく、マスクホルダ81に設けられていてもよく、その少なくとも一方に設けられていればよい。
但し、上記したようにマスクホルダ保持部材101にマスクホルダ支えばね102および支柱103が設けられていることで、マスクホルダ81の交換をより容易に行うことができる。
〔実施の形態5〕
本実施の形態について主に図14に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1〜4との相違点について説明するものとし、実施の形態1〜4で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
実施の形態3では、実施の形態1に示すようにアップデポジションを行う場合に、基板ホルダ52側に、空隙制御補助部材による遊びが設けられている場合について説明した。
本実施の形態では、実施の形態2に示すようにダウンデポジションを行う場合に、基板ホルダ52側に、空隙制御補助部材による遊びを設ける場合について説明する。
なお、本実施の形態でも、空隙制御補助部材として、基板ホルダ支えばね92と支柱93とを組み合わせてなる空隙制御補助部材を例に挙げて説明するが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
図14は、本実施の形態にかかる基板保持部材の概略構成を示す断面図である。
ダウンデポジションを行う場合、図14に示すように、基板ホルダ52の下面全面に渡って基板ホルダ支えばね92を配置することが可能となる。
本実施の形態にかかる基板ホルダ保持部材91は、上記基板ホルダ52よりも大きい凹状(トレー状)の基板ホルダ受部91aを有し、基板ホルダ52は、基板ホルダ受部91aの底壁上面に固定された基板ホルダ支えばね92および支柱93で支えられている。
基板ホルダ支えばね92および支柱93は、基板ホルダ52の下面全面に渡って配置されている。言い換えれば、基板ホルダ支えばね92および支柱93は、基板ホルダ受部91aの底壁上面全面に渡って配置されている。
支柱93は、基板ホルダ52の下面に設けられた溝部52c(凹部)に嵌め込まれるような構造になっている。基板ホルダ支えばね92は、溝部52cよりも大きい径を有している。このため、基板ホルダ支えばね92は、溝部52cに嵌まらず、基板ホルダ52の下面に接触するようになっている。なお、支柱93が被成膜基板200に当接しない限りは、溝部52cの代わりに孔52bが設けられていてもよい。
また、支柱93と溝部52cの底面との間の距離は、基板ホルダ支えばね92の弾性率等に応じて、必要な遊びが確保できるように設定されていればよく、特に限定されるものではない。
なお、本実施の形態でも、よりスムーズなZ方向の動作を得るとともに、基板ホルダ保持部材91に対する基板ホルダ52のX方向およびY方向の位置ずれを無くすため、基板ホルダ52と基板ホルダ保持部材91との間の間隔は、微小なベアリング94等で保持することがより望ましい。
本実施の形態によれば、図14に示すように基板ホルダ52の下面全面(言い換えれば、被成膜基板200の下面全面)に渡って空隙制御補助部材が設けられていることで、微小な高さの変位を、基板ホルダ52の下面全面に渡って吸収することができるとともに、荷重をより広い面で支えることができる。したがって、より適切に荷重を分散させることができ、スムーズなZ方向(上下方向)の動作が可能となる。
なお、本実施の形態でも、上記基板ホルダ支えばね92および支柱93は、基板ホルダ52に固定されており、基板ホルダ保持部材91に、上記支柱93が挿通される孔または溝が設けられていてもよいことは、言うまでもない。
本実施の形態でも、上記基板ホルダ支えばね92および支柱93は、上記したように基板ホルダ保持部材91に設けられていてもよく、基板ホルダ52に設けられていてもよく、その少なくとも一方に設けられていればよい。
〔実施の形態6〕
本実施の形態について主に図15に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1〜5との相違点について説明するものとし、実施の形態1〜5で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
前記実施の形態3〜5では、基板ホルダ52と基板ホルダ保持部材91との間、もしくは、マスクホルダ81とマスクホルダ保持部材101との間における、基板ホルダ52もしくはマスクホルダ81の下面側、つまり、重力方向にのみ空隙制御補助部材を設ける場合を例に挙げて説明した。
しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、基板ホルダ52もしくはマスクホルダ81の下面側および上面側のそれぞれに空隙制御補助部材を設けてもよい。
図15は、本実施の形態にかかるマスクユニット54の要部の概略構成を示す断面図である。
本実施の形態にかかるマスクユニット54は、図13に示すように、マスクホルダ81の下面に、第1の空隙保持部材として、マスクホルダ支えばね102(第1のマスクホルダ支えばね)および支柱103(第1の支柱)が設けられているとともに、マスクホルダ81の上面に、第2の空隙保持部材として、マスクホルダ支えばね112(第2のマスクホルダ支えばね)および支柱113(第2の支柱)が設けられている構成を有している。
マスクホルダ81は、マスクホルダ保持部材101に、マスクホルダ支えばね102・112および支柱103・113で支えられている。
マスクホルダ保持部材101は、図15に示すように、マスクホルダ81における走査方向に平行な両端部(すなわち、X方向両端部)を上下に挟み込むように、マスクホルダ81における走査方向に延びる両端面(X方向両端面)との対向面が凹形状を有するマスクホルダ受部101aを有している。
マスクホルダ支えばね102および支柱103は、マスクホルダ受部101aの底壁上面に固定されている。一方、マスクホルダ支えばね112および支柱113は、マスクホルダ受部101aの天壁下面に固定されている。
支柱103は、マスクホルダ81の下面に設けられた溝部81c(凹部)に嵌め込まれるような構造になっている。マスクホルダ支えばね102は、溝部81cよりも大きい径を有している。このため、マスクホルダ支えばね102は、溝部81cに嵌まらず、マスクホルダ81の下面に接触するようになっている。
一方、支柱113は、マスクホルダ81の上面に設けられた溝部81d(凹部)に嵌め込まれるような構造になっている。マスクホルダ支えばね112は、溝部81dよりも大きい径を有している。このため、マスクホルダ支えばね112は、溝部81dに嵌まらず、マスクホルダ81の上面に接触するようになっている。
上記したように空隙制御補助部材の数が多ければ、それだけ荷重が分散し、Z方向に動作させる(伸びるもしくは押し込む)力が少なくて済む。すなわち、より軽い荷重でスムーズな動作が実現でき、ローラ83との接触時における被成膜基板200のヒビ、割れ、傷、等のダメージを防止することができる。
例えば基板ホルダの荷重がW、ばねの数がn、ばねの弾性定数がkであり、基板ホルダの重量によって、既に全体が2mm下方に変位している(すなわち、落ちている)とした場合、W=n×2×kとなる。よって、k=W/(2×n)となる。
ここで、基板ホルダをさらに0.5mm縮める(さらに下方に変位させる)ことを考えた場合、その時に必要な荷重Qは、Q=0.5×kであるから、Q=0.25×W/nとなる。
したがって、もともとの基板ホルダの荷重Wが小さい(つまり、基板ホルダが軽い)ほど、そして、ばねの数nが多いほど、変位に要する力は少なくて済むことになる。
したがって、ばねの数nが多いほど、より軽い荷重Qでスムーズな動作が実現でき、ローラ83との接触時における被成膜基板200のヒビ、割れ、傷、等のダメージを防止することができる。
<変形例>
なお、本実施の形態では、マスクホルダ81の下面側および上面側に空隙制御補助部材を設けた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものでなく、基板ホルダ52の下面側および上面側のそれぞれに空隙制御補助部材を設けてもよい。
すなわち、基板ホルダ保持部材91は、基板ホルダ52の上面側端部と下面側端部とを挟み込む形状を有し、空隙制御補助部材は、基板ホルダ52の上面側および下面側のそれぞれと接するように、基板ホルダ保持部材91と基板ホルダ52の上面および下面との間にそれぞれ設けられていてもよい。
例えば、実施の形態2、5に示すようにダウンデポジションを行う場合に、図14に示す基板ホルダ保持部材91に代えて、図15に示すマスクホルダ保持部材101と同様の形状を有する基板ホルダ保持部材91を使用し、基板ホルダ52の下面側および上面側のそれぞれに空隙制御補助部材を設けてもよい。
なお、本実施の形態でも、上記マスクホルダ支えばね102・112および支柱103・113は、マスクホルダ81に固定されており、マスクホルダ保持部材101に、上記支柱103・113が挿通される孔または溝が設けられていてもよいことは、言うまでもない。
本実施の形態でも、上記マスクホルダ支えばね102・112および支柱103・113は、上記したようにマスクホルダ保持部材101に設けられていてもよく、マスクホルダ81に設けられていてもよく、その少なくとも一方に設けられていればよい。
〔実施の形態7〕
本実施の形態について主に図16および図17に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1〜6との相違点について説明するものとし、実施の形態1〜6で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
図16は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における真空チャンバ51内の主要構成要素を示す平面図である。また、図17は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図16に示すC−C線矢視断面にて示す断面図である。なお、図17は、図16に示す状態から走査を進め、図16に示すC−C線まで被成膜基板200を進行させた状態を示している。また、図16では、基板ホルダ52の図示を省略している。
<蒸着装置50の構成>
本実施の形態にかかる蒸着装置50は、マスクホルダ81における、走査方向上流側における左右の両端部の(基板走査の入口側)空隙保持用のローラ(空隙保持部材、回転体)の形状が、他のローラ83の形状と異なっている点を除けば、実施の形態1にかかる蒸着装置50と同じ構成を有している。
なお、マスクホルダ81における、走査方向上流側における左右の両端部以外の空隙保持用のローラには、実施の形態1と同様のローラ83を用いている。したがって、ローラ83については、その説明を省略する。
本実施の形態にかかる蒸着装置50は、図16および図17に示すように、マスクホルダ81における、走査方向上流側の左右の両端部に、空隙保持用のローラ(空隙保持部材、回転体)として、円柱の一方の端面に円錐台が組み合わされた形状のローラ120を備えている。
ローラ120は、マスクホルダ81における、被成膜基板200との対向面(本実施の形態では上面)の走査方向上流側における左右の両端部に設けられた凹部81e内に、ローラ120の中心部に設けられた軸124によって、走査方向に直交する方向に軸支されている。
ローラ120は、空隙保持部として機能する円柱部121と、円柱部の一方の端面に、外向きに広がるように形成され、基板ガイド部として機能する円錐台部122(フリンジ部)とを有している。
すなわち、図16および図17に示すローラ120は、円柱状のローラの一方の端部に、上記円柱状のローラと同じ回転軸によって軸支された円錐台状のローラが、上記円柱状のローラと一体的に設けられた構造を有している。
ローラ120は、マスクトレー82上に配された蒸着マスク60よりも上方に突出しており、走査方向に回転できるようになっている。上記円柱部121は、ローラ83と同じ高さだけ蒸着マスク60よりも上方に突出している。一方、上記円錐台部122は、上記円柱部121よりも上方に突出している。
これにより、円柱部121は、ローラ120が走査方向に回転することで、走査時に被成膜基板200と接触し、被成膜基板200と蒸着マスク60との間の空隙g1を一定に保持する。被成膜基板200は、円柱部121上を滑動(摺動)する。
このため、ローラ83同様、ローラ120は、ダスト(粉塵)が発生しない物質にて形成されることが望ましい。また、ローラ83同様、ローラ120は、被成膜基板200との接触によるダストの発生を防ぐため、軸123、およびマスクホルダ81における図示しない軸受も含め、低摩擦、高疲労強度の部材、さらにはそのような表面処理がなされた部材からなることが望ましい。
また、ローラ120における円柱部121は、被成膜基板200との接触による被成膜基板200へのダメージを防ぐため、面取りされていることが望ましい。
各ローラ120は、各ローラ120における円柱部121と円錐台部122との境界部123が、それぞれ、被成膜基板200における、走査方向に垂直なX方向における各端部と一致するように、マスクホルダ81における、走査方向上流側の左右の両端部に設けられている。
このため、円錐台部122は、走査されてきた被成膜基板200のX方向のずれを自動的に修正し、正しい位置にアライメント(但し、マスクアライメントのような数十μmオーダーの精密アライメントではなく、数百μmオーダーの粗アライメント)する。これにより、円錐台部122は、被成膜基板200と蒸着マスク60とのX方向の位置関係を調整、維持する。
なお、上記ローラ120において、円柱部121と円錐台部122とのなす角度および円柱部121から突出する円錐台部122の高さは、上記境界部123による被成膜基板200の粗アライメントを行うことができれば、特に限定されるものではない。
なお、被成膜基板200、基板ホルダ52、およびマスクホルダ81のうち何れかは、被成膜基板200のずれを吸収することができるように、X方向にずれることができるようになっている。
また、ローラ120は、ローラ83同様、走査中に、被成膜基板200のパネル領域201には接触しない位置、特に、少なくとも発光領域(発光画素)には接触しない位置に設けられていることが望ましい。
但し、接触によっても完成品のパネル特性や、その他の特性、もしくは生産性に悪影響を与えないのであれば、この限りではなく、ローラ120の設置位置、ローラ形状、材質等は、自由に選択することができる。
<蒸着動作>
次に、上記蒸着装置50における蒸着動作について説明する。
本実施の形態では、基板ホルダ52上に進入した被成膜基板200は、ローラ120によって大まかにアライメントされた後、一旦停止される。その後、被成膜基板200と蒸着マスク60との精密アライメントを行った後、続けて走査を行う。
上記停止は、基板ホルダ52におけるローラ120近傍あるいは基板ホルダ52における対応する位置にセンサを設けることで行われてもよく、CCD(Charge Coupled Device)による検知によって行われてもよい。
勿論、可能であれば、一時停止なしに連続して走査させても構わない。タクトの観点からすると、一旦停止せずに、リアルタイムアライメントを行うことが望ましい。
本実施の形態によれば、ローラ120によって粗アライメントが自動的に行われることから、実施の形態1と比較して、アライメントに要する時間が短くなる。このため、リアルタイム連続アライメントを容易に行うことができる。
なお、精密アライメントは、例えば、マスクホルダ81全体ではなく、マスクトレー82のみで行ってもよい。
以上のように、本実施の形態では、マスクホルダ81における、走査方向上流側の左右の両端部に上記形状を有するローラ120が設けられていることで、被成膜基板200と蒸着マスク60との間の空隙g1を一定に保持すると同時に、被成膜基板200のX方向のアライメントが行われる。
本実施の形態によれば、被成膜基板200と蒸着マスク60との間の空隙量を正確に制御でき、所望の一定値に保つことができる。したがって、蒸着マスク60の開口部61を通過して被成膜基板200に蒸着される、画素パターン等の蒸着膜211のパターンの幅の増減、位置ずれ、形状変化を抑制することができる。この結果、高精細のパターンを、被成膜基板200全体、例えばパネル領域201全面に渡って、精度良く形成することができる。
また、本実施の形態では、ローラ120で被成膜基板200における走査方向に垂直なX方向の両端部を押さえることができることから、走査中の被成膜基板200のX方向のずれを低減することができる。
また、ローラ120の端部に、円錐台部122として、基板ガイド部として機能する円錐台状のフリンジが設けられていることで、被成膜基板200が走査されると、自然に粗アライメントできる。したがって、粗アライメント機構を別途設ける必要がなくなり、より一層、装置構成の単純化を図ることができる。
<変形例>
なお、本実施の形態では、上記したように、ローラ120を、円柱の一方の端面に円錐台が組み合わされた形状としたが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、ローラ120は、空隙保持部としての機能を担う部分と、基板ガイド部としての機能を担う部分とを備えた回転体であればよい。
上記ローラ120としては、他の空隙保持部材と同様の空隙保持部材の端部、例えば、前記した各種空隙保持用のローラの端部に、該ローラよりも上方に突出するフリンジ部が設けられた構成を有していればよい。したがって、上記フリンジ部は、円錐台の底部が開放されたスカート形状を有していてもよく、空隙保持用のローラの端部に、該ローラよりも一回り大きいリング等が設けられている形状を有していてもよい。なお、この場合、上記リングは面取りされていることが望ましい。
〔実施の形態8〕
本実施の形態について主に図18〜図20に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1〜7との相違点について説明するものとし、実施の形態1〜7で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
<蒸着装置50の構成>
図18は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における真空チャンバ51内の主要構成要素を示す平面図である。また、図19は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における真空チャンバ51内の主要構成要素を示す側面図である。図20は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図19に示すD−D線矢視断面にて示す断面図である。なお、図20は、図19に示す状態から走査を進め、図19に示すD−D線まで被成膜基板200を進行させた状態を示している。なお、図18、図19、図20では、それぞれ被成膜基板200の位置関係が異なっており、図面番号が進むにつれ、被成膜基板200の走査が進行した状態となっている。
本実施の形態で用いられるマスクユニット54は、図19〜図20に示すように、マスク保持部材80が、マスクホルダ81に隣接してローラステージ86(ステージ)を備えている構成を有している。
ローラステージ86は、例えば図18および図20に示すように、マスクホルダ81およびマスクトレー82同様、中央が開口されたフレーム形状を有している。
図18および図20に示すように、マスクホルダ81は、ローラステージ86の開口部86a内に配置されている。
基板ホルダ52とローラステージ86とは、アライメント、空隙調整等の微調整の場合を除き、その相対位置関係は固定されている。
本実施の形態では、ローラ83は、マスクホルダ81ではなく、ローラステージ86に設置されている。
ローラ83は、ローラステージ86における、被成膜基板200との対向面(本実施の形態では上面)に設けられた凹部86b内に、ローラ83の中心部に設けられた軸84によって、走査方向に直交する方向に軸支されている。
本実施の形態でも、ローラ83は、実施の形態1同様、マスクトレー82上に配された蒸着マスク60よりも上方に突出しており、走査方向に回転できるようになっている。これにより、ローラ83が、走査時に被成膜基板200に接触する。
また、ローラ83は、被成膜基板200が、蒸着源70から蒸着粒子が蒸着されるパネル領域201に入る前の位置から設けられていることが好ましい。
したがって、本実施の形態では、ローラステージ86における、蒸着マスク60よりも走査方向上流側と下流側とに、それぞれ、蒸着マスク60の長辺60aに沿って複数のローラ83が設けられている。
なお、本実施の形態では、実施の形態1同様、ローラ83が、ローラステージ86における、走査方向上流側と下流側とに、3個ずつ、計6個設けられている場合を例に挙げて示しているが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
また、ローラステージ86には、図18〜図20に示すように、上記したように空隙保持用のローラ(空隙保持部材、第1の空隙保持部材)であるローラ83とは別に、2種類のローラ(ガイドローラ)が設けられている。
なお、本実施の形態では、ガイドローラ131(第1のガイドローラ、第2の空隙保持部材)が、ローラステージ86における、走査方向上流側と下流側とに、2個ずつ、計4個設けられている場合を例に挙げて示している。
また、本実施の形態では、ガイドローラ133(第2のガイドローラ)が、ローラステージ86における左右の両端部に、走査方向に沿って片側3個ずつ、計6個設けられている場合を例に挙げて示している。
しかしながら、ガイドローラ131・133の数は特に限定されるものではなく、複数、具体的には、ローラステージ86における左右の両端部にそれぞれ設けられていれば、特に限定されるものではない。
ガイドローラ131およびガイドローラ133は、ローラ83同様、被成膜基板200が、蒸着源70から蒸着粒子が蒸着されるパネル領域201に入る前の位置から設けられていることが好ましい。したがって、本実施の形態では、ローラステージ86における、蒸着マスク60よりも走査方向上流側と下流側とに、複数のガイドローラ131および複数のガイドローラ133がそれぞれ設けられている。
ガイドローラ131は、ローラ83と同じく円柱状のローラであり、図20に示すように、ローラステージ86における、被成膜基板200との対向面(本実施の形態では上面)に設けられた凹部86c内に、ガイドローラ131の中心部に設けられた軸132によって、走査方向に直交する方向に軸支されている。
ガイドローラ131は、ローラ83よりも上方に突出しており、走査時に基板ホルダ52における被成膜基板200の保持面(本実施の形態では下面)に接触した状態で走査方向に回転する。基板ホルダ52は、走査時に、ガイドローラ131上を滑動(摺動)する。
これにより、ガイドローラ131は、走査時に基板ホルダ52を支持するとともに、基板ホルダ52とローラステージ86との間の空隙g3を一定に保持する。
ガイドローラ131は、蒸着マスク60と被成膜基板200との間の空隙g1が所望の値になるように、そのローラ設置高さが決定されている。すなわち、ガイドローラ131は、空隙g3が、空隙g1に、被成膜基板200の厚みと、ローラステージ86の表面から蒸着マスク60の上面までの高さとを加えた高さとなるように、ローラ設置高さが決定されていることで、補助的な空隙保持部材として機能する。
このため、ガイドローラ131は、基板ホルダ52におけるローラステージ86との対向面における、被成膜基板200の保持領域以外の領域に接触するように設けられている。
つまり、ガイドローラ131は、ローラステージ86における基板ホルダ52との対向面における、走査時に基板ホルダ52が通過する領域(基板ホルダ52に重畳する領域)内でかつ被成膜基板200が通過しない領域(被成膜基板200に重畳しない領域)に設けられる。
ガイドローラ131は、走査時に、基板ホルダ52における、被成膜基板200における走査方向に平行な辺(図18に示す例では各長辺200b)と基板ホルダ52における走査方向に平行な辺(図18に示す例では各長辺52e)との間の領域およびこれらの領域を走査方向に平行な方向に延長してなる領域と接触する。
ガイドローラ133は、円柱状のローラであり、ガイドローラ133の中心部に設けられた軸133によって、ローラステージ86における、基板ホルダ52との対向面に垂直な方向に、軸支されている。
すなわち、ガイドローラ133は、軸133によって、ローラステージ86上に立設されており、水平方向に回転可能に設けられている。
各ガイドローラ133は、それぞれ、基板ホルダ52の両側面(つまり、基板ホルダ52における、走査方向に垂直なX方向における各側面)と接触するように、ローラステージ86における、走査方向上流側の左右の両端部に設けられている。
また、ローラステージ86には、図18に二点鎖線で示すように、ガイド板もしくはベルト状のガイドローラ135が、ローラステージ86の左右の両端に設けられた、走査方向における最も上流側のガイドローラ133の手前(つまり、さらに上流側)、もしくは、走査方向における最も上流側のガイドローラ133に代えて、それぞれ設けられていることがより望ましい。
上記ガイド板もしくはベルト状のガイドローラ135は、ローラステージ86の左右の両端に設けられた両ガイド板もしくはベルト状のガイドローラ135間の距離が、走査方向上流側ほど大きく、走査方向下流側で、ローラステージ86の左右の両端に設けられた対応するガイドローラ133間の距離と略等しくなるように配置されている。
つまり、ローラステージ86の左右の両端に設けられた両ガイド板もしくはベルト状のガイドローラ135は、「八」の字状に配置されている。
これにより、走査時に、各ガイドローラ133が基板ホルダ52の両側面にそれぞれ接触するように、被成膜基板200を粗アライメントすることができる。
本実施の形態において、空隙g1の調整、保持は、主に、被成膜基板200と直接接触するローラ83が担っている。
本実施の形態によれば、上記したように各ローラは、マスクホルダ81内に一体化された状態で設置されておらず、マスクホルダ81とは別に設けられたローラステージ86内に設置されている。
よって、ローラ83が担っている、被成膜基板200と蒸着マスク60との間の空隙g1を保持する機能と、マスクホルダ81が担っている、蒸着マスク60を保持し、粗アライメントおよび精密アライメントする機能とを、それぞれ分離することができる。
したがって、本実施の形態によれば、上記した各機能を担うそれぞれの構成要素(各ローラ)を、それぞれの機能に特化した形状、機構、設置形態とすることができる。そのため、各機能それぞれの精度が向上する。
本実施の形態によれば、ガイドローラ131によって、被成膜基板200の荷重の大部分を支える設計にすることができる。その場合、実際に被成膜基板200と接触しているローラ83と被成膜基板200との間にかかる荷重は非常に小さくすることができる。このため、感度を非常に高めることができ、空隙g1を保持、制御する機能を、精度良く発揮させることができる。
また、当然ながら、被成膜基板200が受ける荷重も少なくて済むので、被成膜基板200が受けるダメージ(傷等)を大幅に低減することができる。
また、ガイドローラ133は、上記したように基板ホルダ52の側面と接触しているため、被成膜基板200と蒸着マスク60のX方向の位置関係を調整、維持することができる。
つまり、本実施の形態でも、上記ガイドローラ133によって、走査されてきた被成膜基板200のX方向のずれを自動的に修正し、正しい位置にアライメントすることができる。また、本実施の形態では、実施の形態7と比較して上記したように機能が特化されたローラが多数設置されている。このため、よりアライメント精度が向上する。
また、図18および図19に示すように、基板ホルダ52は、走査方向における、実際の被成膜基板200の基板長(本実施の形態では、被成膜基板200の長辺200bの幅d12)よりも、走査方向に十分長い。
本実施の形態では、基板ホルダ52の長さを基板長よりも十分に長くとっており、基板ホルダ52における走査方向上流側の端部となる一方の短辺52dと被成膜基板200における走査方向上流側の端部となる一方の短辺200aとの間の距離d21は、走査方向上流側のガイドローラ131と走査方向下流側のガイドローラ131との設置幅d23よりも大きい。
また、基板ホルダ52における走査方向下流側の端部となる他方の短辺52dと被成膜基板200における走査方向下流側の端部となる他方の短辺200aとの間の距離d22は、走査方向上流側のガイドローラ131と走査方向下流側のガイドローラ131との設置幅d23よりも大きい。
したがって、走査されてきた被成膜基板200が蒸着マスク60上に到達する時点では、既に、基板ホルダ52が4つのガイドローラ131上に乗っている状態となっており、さらに、被成膜基板200が蒸着マスク60上から離れる時点においても、未だ基板ホルダ52は4つのガイドローラ131上に乗っている。
したがって、実際に被成膜基板200上に蒸着マスク60を通して成膜が行われている期間においては、基板ホルダ52は常に4つのガイドローラ131上に乗っており、非常に安定した状態となる。このため、空隙g1の保持精度が向上する。
<蒸着動作>
次に、上記蒸着装置50における蒸着動作について説明する。
本実施の形態では、順次走査されてきた基板ホルダ52は、図18の示すようにガイド板またはガイドローラ135が設けられている場合、ガイド板またはガイドローラ135によってまず粗アライメントされる。
次いで、上記基板ホルダ52は、走査方向上流側に設けられたガイドローラ131に乗りつつガイドローラ133によってX方向に大まかにアライメントされながら、ローラステージ86の奥(下流側)まで侵入し、図19に示すように全てのガイドローラ131・133によって保持された状態となる。
そこで、この時点で一旦走査を停止し、それから蒸着マスク60と被成膜基板200との精密アライメントを、例えば基板ホルダ52のみを微動作させて行ってから、続けて成膜、走査を行う。勿論、精度に問題がなければ、一時停止なしに連続して走査させても構わない。
本実施の形態によれば、被成膜基板200と蒸着マスク60との間の空隙量を、より精度良くかつ正確に制御することができ、所望の一定値に保つことができる。したがって、蒸着マスク60の開口部61を通過して被成膜基板200に蒸着される、画素パターン等の蒸着膜211のパターンの幅の増減、位置ずれ、形状変化を抑制することができる。この結果、高精細のパターンを、被成膜基板200全体、例えばパネル領域201全面に渡って、精度良く形成することができる。
また、本実施の形態によれば、より精度良くかつ自動でX方向への粗アライメントを行うことができるので、より短時間でかつ正確に精密アライメントを行うことができる。したがって、アライメント精度をより一層高めることができる。
また、本実施の形態によれば、上記したように各ローラは、マスクホルダ81とは別に設けられたローラステージ86内に設置されていることから、蒸着マスク60を交換する際に、ローラステージ86はそのままで、基板ホルダ52を容易に交換することができる。したがって、交換の容易性が向上し、この結果、量産性が向上する。
<変形例>
本実施の形態では、上記したようにローラステージ86にローラ83およびガイドローラ131・133が設けられている場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
例えば、ローラ83はマスクホルダ81に設けられており、ガイドローラ131・133はローラステージ86に設けられていても構わない。
また、この場合、ガイドローラ131・133は、X方向に移動可能に設けられている構成としてもよい。この場合、被成膜基板200および基板ホルダ52の大きさを変更する場合、ローラ83の位置に拘らず、ガイドローラ131・133のX方向の位置を変更することができる。したがって、ガイドローラ131・133のX方向の位置を変更するだけで、異なる大きさの被成膜基板200および基板ホルダ52に適用することが可能となる。
また、ローラ83およびガイドローラ131は、図18に二点鎖線で示すように基板ホルダ52に設けられていてもよい。
なお、有機EL表示装置1の製造に用いられる蒸着マスク60は、一般的に、高精細であり、非常に薄く形成されている。また、一般的に、蒸着マスク60は、マスクトレー82またはマスクホルダ81に、張力を伴って貼り付け(溶接)されている。
このため、上記したようにローラ83を基板ホルダ52に設ける場合、ローラ83は、蒸着マスク60に直接接触しない位置に形成されることが望ましい。
また、このように基板ホルダ52にガイドローラ131を設ける場合、ガイドローラ131は、部材間を跨がずスムーズに接触回転するように、走査時に、ローラステージ86におけるマスクホルダ81が設けられていない領域でローラステージ86と接触する位置(言い換えれば、走査時にマスクホルダ81に接触しない位置)に設けられていることが望ましい。
また、上記したようにマスクホルダ81に隣接してローラステージ86が設けられている場合、実施の形態4、6に示すマスクホルダ保持部材101が、マスクホルダ81およびローラステージ86を保持するように形成されていてもよい。
また、上記したようにマスクホルダ81に隣接してローラステージ86が設けられている場合、実施の形態7に示すローラ83・120が、マスクホルダ81に代えてローラステージ86に設けられていてもよいことは、言うまでもない。
〔実施の形態9〕
本実施の形態について主に図21〜図24に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1〜8との相違点について説明するものとし、実施の形態1〜8で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
図21は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における真空チャンバ51内の主要構成要素を示す平面図である。また、図22は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図21に示すE−E線矢視断面にて示す断面図である。なお、図22は、図21に示す状態から走査を進め、図21に示すE−E線まで被成膜基板200を進行させた状態を示している。
図23は、本実施の形態で用いられる基板フレームの概略構成を示す平面図である。また、図24は、図23に示す基板フレームのF−F線矢視断面図である。
なお、本実施の形態でも、ローラ83が、マスクホルダ81ではなく、ローラステージ86に計6個設置されているとともに、ガイドローラ131が、ローラステージ86における、走査方向上流側と下流側とに、2個ずつ、計4個設けられている場合を例に挙げて説明する。
本実施の形態にかかる基板保持部材は、図21および図22に示すように、基板ホルダ52と、基板フレーム141とを備えている。
基板フレーム141は、基板ホルダ52に保持された被成膜基板200の蒸着面(成膜面)の一部に被せるように基板ホルダ52に固定して用いられるカバー部材である。
上記基板フレーム141は、上記基板ホルダ52に保持された被成膜基板200の蒸着面に、その蒸着領域であるパネル領域201が露出するように固定される。
このため、図23および図24に示すように、基板フレーム141には、被成膜基板200のパネル領域201に相当する位置に、該パネル領域201を露出させる開口部142が設けられている。
なお、基板フレーム141は、基板ホルダ52に、図示しないねじ、クランプ等の結合部材で固定されてもよく、静電チャック等の吸着機構により、被成膜基板200とともに基板ホルダ52に吸着固定されてもよい。
また、基板フレーム141には、走査時にローラ83をガイドするローラガイド溝143と、走査時にガイドローラ131をガイドするローラガイド溝144とが、それぞれ、ローラステージ86におけるローラ83およびガイドローラ131に対応して設けられている。
ローラガイド溝143・144は、それぞれ、断面が三角形状を有しており、走査方向であるY方向における両端面では、それぞれ溝の幅が広げられている。
ローラ83およびガイドローラ131は、基板フレーム141に設けられた、対応するローラガイド溝143・144に嵌る形状を有している。
本実施の形態では、ローラ83およびガイドローラ131に、図21および図22に示すように、それぞれのローラの回転面の中心線83a・131aが凸形状を有し、軸84・132に垂直な断面が略六角形状のローラを使用している。
このため、本実施の形態では、ローラ83およびガイドローラ131が基板フレーム141のローラガイド溝143・144に嵌り込んで走査が行われる。
本実施の形態では、このように基板フレーム141に設けられたローラガイド溝143・144と各ローラとが嵌り込むようになっているため、より高精度にアライメントを行うことができる。
また、本実施の形態では、上記したように、基板ホルダ52と被成膜基板200との間に基板フレーム141を設けているため、被成膜基板200とローラ83とが直接接触することがない。このため、被成膜基板200へのダメージが全く存在しなくなる。よって、被成膜基板200の破損やダストの発生等による歩留まりの低下が抑制され、また被成膜基板200自体、さらにはパネル自体の特性の安定化が図れるため、生産性の向上と性能の向上とを図ることができる。
なお、上記したように基板フレーム141には開口部142が設けられており、被成膜基板200のパネル領域201を隠さないため、生産性に悪影響を与えない。
さらに、基板フレーム141はマスクとしての効果も併せ持つことができる。つまり、例えば、被成膜基板200上のマーキング部や配線部等、蒸着を行わない非蒸着領域(成膜を避けたい領域)を予めマスキングしておくことができる。
さらに、基板フレーム141は、被成膜基板200を基板ホルダ52表面に押さえつけることができるため、被成膜基板200の撓み等を防止することができる。このため、基板面内に渡っての空隙量の分布がより抑制されると同時に、アライメント精度の向上が可能となり、画素パターン等の所定のパターンを、より高精度に形成することが可能となる。
また、基板フレーム141に設けられたローラガイド溝143・144は、その端部の幅が広げられているので、基板進入時において、自動的にX方向のずれが吸収され、各ローラは、確実にローラガイド溝143・144内に嵌り込むようになっている。よって、歩留まりの向上、精度の向上が実現できる。
また、本実施の形態では、上記したように基板フレーム141にローラガイド溝143・144を設けることでX方向のガイド機能を設けているので、実施の形態8のように、別途、ガイドローラ133を設けなくても同等の機能が実現できる。
以上のように、本実施の形態によれば、被成膜基板200と蒸着マスク60とをリアルタイムにアライメントしながら、かつ、被成膜基板200と蒸着マスク60との間の空隙量を、被成膜基板200の全面に渡って、より正確に制御でき、所望の一定値に保つことができる。したがって、蒸着マスク60の開口部61を通過して被成膜基板200に蒸着される、画素パターン等の蒸着膜211のパターンの幅の増減、位置ずれ、形状変化を抑制することができる。この結果、高精細のパターンを、被成膜基板200全体、例えばパネル領域201全面に渡って、精度良く形成することができる。
<変形例>
なお、図示はしないが、本実施の形態でも、ローラ83およびガイドローラ131は、基板ホルダ52に設けられていてもよい。
この場合、基板フレーム141を設ける代わりに、ローラステージ86に、走査方向に、蒸着マスク60、マスクトレー82、マスクホルダ81、ローラステージ86を跨ぐガイド溝が設けられた帯状あるいはフレーム状のカバー部材を設け、該カバー部材のガイド溝にローラ83を嵌め込むことで、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
なお、ガイドローラ131を嵌め込むガイド溝は、ローラステージ86に直接設けられていてもよいし、上記したように帯状あるいはフレーム状のカバー部材に設けられていてもよい。何れの場合にも、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
なお、この場合、蒸着マスク60上には帯状あるいはフレーム状のカバー部材が設けられていることで、蒸着マスク60とローラ83とが直接接触することはない。
〔実施の形態10〕
本実施の形態について主に図25および図26に基づいて説明すれば、以下の通りである。
なお、本実施の形態では、主に、実施の形態1〜9との相違点について説明するものとし、実施の形態1〜9で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
図25は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における真空チャンバ51内の主要構成要素を示す平面図である。また、図26は、本実施の形態にかかる蒸着装置50における、蒸着中の主要構成要素の概略構成を、図25に示すG−G線矢視断面にて示す断面図である。なお、図26は、図25に示す状態から走査を進め、図25に示すG−G線まで被成膜基板200を進行させた状態を示している。
本実施の形態にかかる蒸着装置50は、実施の形態1にかかる蒸着装置50と比較してマスクユニット54が小型化されている。本実施の形態では、マスクユニット54を被成膜基板200に対して相対移動させることで、被成膜基板200への蒸着が行われる。
本実施の形態にかかる蒸着マスク60は、1回の走査で、被成膜基板200の右側半分に設けられたパネル領域201に対して蒸着を行うことができる大きさ、例えば、断続的な走査を行う場合、1回の走査で、被成膜基板200における一つのパネル領域201に対して蒸着を行うことができる大きさに形成されている。
このため、本実施の形態において被成膜基板200全面を蒸着するには、マスクユニット54を往復移動させて往復走査するか、マスクユニット54を複数設ける。マスクユニット54を往復移動させる場合、復時には、もう一方、つまり、残る半分(本実施の形態では左側)のパネル領域201に対向するようにマスクユニット54をスライドする。
この場合の走査(被成膜基板200に対するマスクユニット54の相対移動)は、連続的に行われてもよいし、断続的に行われてもよい。また、走査速度を可変してもよい。
例えば、パネル領域201の直上においては、走査速度を低下あるいは停止させる等しても構わない。
なお、パネル領域201の直上で走査速度を低下あるいは停止させてもよいことは、実施の形態1〜9でも同じである。しかしながら、本実施の形態では、マスクユニット54が小型になっている分、そのような運用を行い易い。このように、本実施の形態によれば、マスクユニット54が小型であるため、速度可変等の運用がし易い。
また、マスクユニット54が小型であるため、マスクユニット54を構成する蒸着マスク60、マスクホルダ81、マスクトレー82等の部材の撓み、膨張等が、マスクユニット54が大きい場合と比較して相対的に減少する。このため、空隙g1の保持精度およびアライメント精度が向上する。
本実施の形態によれば、精密アライメントも相対的に容易になるので、結果的にスループットを向上させることもできる。
但し、上記したように、マスクユニット54に対する被成膜基板200の大きさによって、被成膜基板200と蒸着マスク60との間の精密アライメント作業が、例えば往復2回分必要となる。
したがって、被成膜基板200の大きさ等も考慮して、被成膜基板200に対するマスクユニット54の大きさを決定すればよい。
なお、実施の形態1〜9においても、被成膜基板200を固定し、被成膜基板200に対してマスクユニット54を相対移動させることにより走査してもよいことは、言うまでもない。
また、本実施の形態でも、実施の形態8のようにマスクホルダ81に隣接してローラステージ86を設け、複数のガイドローラを用いて被成膜基板200と蒸着マスク60とのX方向のずれを修正しても構わない。
<要点概要>
以上のように、上述した各実施の形態にかかる蒸着装置は、被成膜基板に所定のパターンの成膜を行う蒸着装置であって、(1)上記被成膜基板を保持する基板保持部材と、(2)蒸着粒子を射出する蒸着源と、開口部を有し、上記蒸着源から射出された蒸着粒子を上記開口部を通して上記被成膜基板に蒸着させる蒸着マスクと、上記蒸着マスクを保持するマスク保持部材とを備え、上記蒸着マスクは上記被成膜基板よりも面積が小さく、上記蒸着源と蒸着マスクとの相対的な位置が固定されたマスクユニットと、(3)上記マスクユニットおよび基板保持部材のうち少なくとも一方を相対移動させて走査する移動手段とを備え、上記基板保持部材とマスク保持部材とは、走査時に、上記蒸着マスクと被成膜基板とが対向するように互いに対向配置され、上記基板保持部材およびマスク保持部材のうち少なくとも一方における、他方との対向面には、他方に突出し、走査時に、対向する部材に接触して走査方向に回転することで、走査時に、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙を一定に保持する空隙保持部材が設けられている。
このため、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙の保持性が高まり、被成膜基板と蒸着マスクとが接触するおそれが少なくなるので、より狭い空隙を実現することができる。また、上記空隙を正確に制御し、上記空隙を所望の一定値に保つことができるので、高精細のパターンを、被成膜基板全面に渡って、精度良く形成することができる。さらに、簡単な機構で上記空隙を一定に保持することができるので、装置単価の減少、量産性の向上、パネル単価のコストダウンが可能となる。
上記蒸着装置において、上記空隙保持部材はローラであることが好ましい。
上記の構成によれば、簡素な構成にて上記空隙保持部材による上記した効果を得ることができる。
上記基板保持部材は、上記被成膜基板が固定される基板ホルダと、上記基板ホルダを保持する基板ホルダ保持部材と、上記基板ホルダ保持部材と基板ホルダとの間に、伸縮可能に設けられた空隙制御補助部材とを備えていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記空隙制御補助部材を用いて基板ホルダを支えることで、走査時に上記空隙保持部材と、該空隙保持部材に対向する部材とが接触することによる微小な高さ変動に対する遊びを確保することができる。
したがって、上記の構成によれば、微小な高さの変位を吸収することができるので、例えば被成膜基板に反りや撓みがあったり、表面に微小な凹凸があったりした場合でも、上記空隙をより厳密かつ確実に一定に保持することができる。
上記空隙制御補助部材は、上記基板ホルダ保持部材および基板ホルダのうち少なくとも一方に固定されたばねと支柱とからなり、上記一方に対向する、他方における上記ばねおよび支柱との対向面には、上記支柱が挿通される孔または溝が設けられており、上記ばねは、上記孔または溝よりも大きな径を有し、上記他方における上記ばねおよび支柱との対向面に接触していることが好ましい。
上記の構成によれば、簡素で安価な構成により、上記したように微小な高さの変位を吸収することができる。
また、上記の構成によれば、上記基板ホルダを上記ばねを用いて支えることができる。これにより、被成膜基板には、自動的に機械的に荷重がかかる。
このため、上記の構成によれば、例えば、蒸着マスクの開口部を介して蒸着粒子を下方から上方に向かって射出して蒸着を行うアップデポジションを行う場合、上記空隙保持部材と該空隙保持部材に対向し接触する部材との間に、自動的に機械的に荷重をかけることができる。このため、上記空隙保持部材と該空隙保持部材に対向し接触する部材との間に浮きが生じることを抑制・防止することができ、両者を、均一かつ確実に接触させることができる。
また、上記したようにアップデポジションを行う場合、上記空隙制御補助部材を用いて基板ホルダを支えることで、上記空隙保持部材にかかる荷重を低減させることができる。
上記基板保持部材は、上記マスク保持部材よりも下方に配置されており、上記蒸着マスクの開口部を介して蒸着粒子を上方から下方に向かって射出することで上記蒸着が行われるとともに、上記基板ホルダ保持部材は、上記基板ホルダよりも大きい凹状の基板ホルダ受部を有し、上記ばねおよび支柱は、上記基板ホルダ保持部材および基板ホルダのうち少なくとも一方に、上記基板ホルダにおける上記基板ホルダ受部との対向面全面に渡って設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記したように基板ホルダにおける上記基板ホルダ受部との対向面全面に渡って上記ばねおよび支柱からなる空隙制御補助部材が設けられていることで、微小な高さの変位を、基板ホルダにおける上記基板ホルダ受部との対向面全面に渡って吸収することができる。また、荷重をより広い面で支えることができるので、より適切に荷重を分散させることができ、スムーズな上下方向の動作が可能となる。
上記マスク保持部材は、上記蒸着マスクが保持されるマスクホルダと、上記マスクホルダを保持するマスクホルダ保持部材と、上記マスクホルダ保持部材とマスクホルダとの間に、伸縮可能に設けられた空隙制御補助部材とを備えていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記空隙制御補助部材を用いてマスクホルダを支えることで、走査時に上記空隙保持部材と、該空隙保持部材に対向する部材とが接触することによる微小な高さ変動に対する遊びを確保することができる。
したがって、上記の構成によれば、微小な高さの変位を吸収することができるので、例えば被成膜基板に反りや撓みがあったり、表面に微小な凹凸があったりした場合でも、上記空隙をより厳密かつ確実に一定に保持することができる。
上記空隙制御補助部材は、上記マスクホルダ保持部材およびマスクホルダのうち少なくとも一方に固定されたばねと支柱とからなり、上記一方に対向する、他方における上記ばねおよび支柱との対向面には、上記支柱が挿通される孔または溝が設けられており、上記ばねは、上記孔または溝よりも大きな径を有し、上記他方における上記ばねおよび支柱との対向面に接触していることが好ましい。
上記の構成によれば、簡素で安価な構成により、上記したように微小な高さの変位を吸収することができる。
また、上記の構成によれば、上記マスクホルダを上記ばねを用いて支えることができる。このため、例えば、蒸着マスクの開口部を介して蒸着粒子を下方から上方に向かって射出して蒸着を行うアップデポジションを行う場合、被成膜基板に大型の被成膜基板を用いた場合であっても、被成膜基板および基板ホルダの重量が、上記空隙保持部材にそのままかかることがなく、上記空隙保持部材への応力集中を抑制・防止することができる。
したがって、上記の構成によれば、アップデポジションを行う場合に、上記空隙保持部材と該空隙保持部材に対向し接触する部材との間に浮きが発生することを抑制・防止することができるとともに、上記空隙保持部材と該空隙保持部材に対向し接触する部材との接触によって、上記空隙保持部材に対向し接触する部材、特に被成膜基板に、ダメージが生じたり、上記空隙保持部材に過度の摩耗や歪みが発生したりすることを抑制・防止することができる。
上記空隙制御補助部材は、上記マスクホルダ保持部材に固定されていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記マスクホルダ保持部材をそのままとして、マスクホルダを抜き取って容易に交換することができる。
上記マスクホルダ保持部材は、上記マスクホルダの上面側端部と下面側端部とを挟み込む形状を有し、上記空隙制御補助部材は、上記マスクホルダの上面側および下面側のそれぞれと接するように、上記マスクホルダ保持部材とマスクホルダの上面および下面との間にそれぞれ設けられていることが好ましい。
上記したように空隙補助制御部材を設けることで微小な高さ変動に対する遊びを設ける場合、上記ばね等の空隙補助制御部材の数が多いほど、変位に要する力は少なくて済む。
したがって、空隙補助制御部材の数が多いほど、より軽い荷重でスムーズな動作が実現でき、上記空隙保持部材と該空隙保持部材に対向し接触する部材との接触によって、上記空隙保持部材に対向し接触する部材、特に被成膜基板に、ダメージが生じたり、上記空隙保持部材に過度の摩耗や歪みが発生したりすることを抑制・防止することができる。
上記空隙保持部材は、少なくとも、上記マスク保持部材における、走査方向上流側に2つ設けられており、上記マスク保持部材における、走査方向上流側に設けられた上記空隙保持部材は、それぞれ、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙を一定に保持する空隙保持部として機能する回転体の端部に、該回転体よりも上記蒸着マスクと被成膜基板との対向方向に突出する基板ガイド部を備え、上記マスク保持部材における、走査方向上流側に設けられた上記各空隙保持部材は、上記空隙保持部と基板ガイド部との境界部が、それぞれ、被成膜基板における、走査方向に垂直な方向の各端部と一致するように配置されていることが好ましい。
また、上記マスク保持部材における、走査方向上流側の左右の両端部に設けられた空隙保持部材は、円柱状のローラの一方の端部に、上記円柱状のローラと同じ回転軸によって軸支された円錐台状のローラが、上記円柱状のローラと一体的に設けられた構造を有し、上記円柱状のローラが上記空隙保持部として機能するとともに、上記円錐台状のローラが、上記基板ガイド部として機能することが好ましい。
上記の各構成によれば、上記マスク保持部材における、走査方向上流側の左右の両端部に、上記構成を有する空隙保持部材が設けられていることで、被成膜基板と蒸着マスクとの間の空隙を一定に保持することができると同時に、走査方向に垂直な方向における被成膜基板のアライメントを行うことができる。
また、上記の各構成によれば、上記マスク保持部材における、走査方向上流側の左右の両端部に設けられた空隙保持部材によって粗アライメントが自動的に行われることから、アライメントに要する時間が短くなる。このため、リアルタイム連続アライメントを容易に行うことができる。
しかも、上記の各構成によれば、粗アライメント機構を別途設ける必要がなく、装置構成のさらなる単純化を図ることができる。
上記マスク保持部材は、上記蒸着マスクを直に保持するフレーム形状のマスクトレーと、上記マスクトレーを保持するフレーム形状のマスクホルダとを備え、上記空隙保持部材は、上記マスクホルダに設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記空隙保持部材の設置個所が、被成膜基板の蒸着領域によって決定されている場合、例えば量産時の機種変更等、蒸着領域の配置が異なる場合、それに合わせてマスクホルダを交換すればよい。
また、上記の構成によれば、上記蒸着マスクがマスクトレーに保持されており、上記空隙保持部材がマスクホルダに設けられていることで、マスクトレーを交換することにより蒸着マスクの交換を行うことができる。
上記空隙保持部材は上記マスク保持部材に設けられており、上記空隙保持部材は、上記マスク保持部材の上記基板保持部材との対向面における、走査時に上記被成膜基板に重畳する領域に設けられた第1の空隙保持部材と、上記マスク保持部材の上記基板保持部材との対向面における、走査時に上記基板保持部材と重畳する領域内でかつ上記被成膜基板と重畳しない領域に設けられた第2の空隙保持部材とを備えていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙の調整・保持を、上記第1の空隙保持部材が担う一方、上記第2の空隙保持部材によって、被成膜基板および基板保持部材の荷重の大部分を支えることができる。このため、実際に被成膜基板と接触している第1の空隙保持部材と被成膜基板との間にかかる荷重を非常に小さくすることができ、感度を非常に高めることができる。
このため、上記第1の空隙保持部材による上記空隙の保持・制御機能を、精度良く発揮させることができる。
また、当然ながら、被成膜基板が受ける荷重も少なくて済むので、被成膜基板が受けるダメージ(傷等)を大幅に低減することができる。
上記第2の空隙保持部材は、上記マスク保持部材における、上記蒸着マスクよりも走査方向上流側と走査方向下流側とにそれぞれ設けられており、上記基板保持部材における走査方向上流側の端部と上記被成膜基板における走査方向上流側の端部との間の距離は、走査方向上流側の上記第2の空隙保持部材と走査方向下流側の上記第2の空隙保持部材との設置幅よりも大きいことが好ましい。
上記の構成によれば、走査時に上記被成膜基板が上記蒸着マスクの蒸着領域に到達する時点では、既に、上記基板保持部材が上記第2の空隙保持部材上に位置し、さらに、上記被成膜基板が上記蒸着マスクの蒸着領域から離れる時点においても、未だ上記基板保持部材は、上記第2の空隙保持部材上に位置する。
したがって、実際に上記被成膜基板上に上記蒸着マスクを通して成膜が行われている期間においては、上記基板保持部材は常に上記第2の空隙保持部材上に位置し、非常に安定した状態となる。このため、上記空隙の保持精度が向上する。
上記マスク保持部材は、上記蒸着マスクが保持されるマスクホルダに隣接して設けられたステージを備えており、上記空隙保持部材は、上記ステージに設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記蒸着マスクを交換する際に、上記ステージはそのままで、基板ホルダを容易に交換することができる。したがって、交換の容易性が向上し、量産性が向上する。
上記基板保持部材は、上記被成膜基板を保持する基板ホルダと、上記基板ホルダに保持された上記被成膜基板の蒸着面の一部に被せられ、上記被成膜基板の蒸着領域が露出するように上記基板ホルダに固定されるカバー部材とを備え、上記カバー部材には、上記空隙保持部材が嵌まるように形成されたガイド溝が設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記空隙保持部材は、上記カバー部材のガイド溝に嵌り込んで走査が行われる。このため、より高精度にアライメントを行うことができる。
また、上記の構成によれば、上記被成膜基板と空隙保持部材とが直接接触することがない。このため、被成膜基板へのダメージが全く存在しなくなる。よって、被成膜基板の破損やダストの発生等による歩留まりの低下が抑制され、また被成膜基板自体、さらにはパネル自体の特性の安定化が図れるため、生産性の向上と性能の向上とを図ることができる。
なお、上記したように上記カバー部材は被成膜基板の蒸着領域を隠さないため、生産性に悪影響を与えない。
さらに、上記カバー部材はマスクとしての効果も併せ持つことができる。つまり、例えば、被成膜基板上のマーキング部や配線部等、蒸着を行わない非蒸着領域(成膜を避けたい領域)を予めマスキングしておくことができる。
さらに、上記カバー部材は、被成膜基板を基板ホルダ表面に押さえつけることができるため、被成膜基板の撓み等を防止することができる。このため、基板面内に渡っての空隙量の分布がより抑制されると同時に、アライメント精度の向上が可能となり、上記所定のパターンを、より高精度に形成することが可能となる。
上記カバー部材の端部における上記ガイド溝の幅は、上記カバー部材の端部以外の領域における上記ガイド溝の幅よりも広げられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記空隙保持部材が確実に上記ガイド溝内に嵌り込み、自動的に走査方向に垂直な方向のずれが吸収される。よって、歩留まりの向上、精度の向上が実現できる。
上記空隙保持部材は、回転面の中心線が凸形状を有するローラであり、上記カバー部材に設けられたガイド溝は、その断面が三角形状を有していることが好ましい。
上記の構成によれば、上記ガイド溝に上記空隙保持部材が嵌り込んで走査が行われることで、より高精度にアライメントを行うことができる。
上記蒸着装置は、上記マスク保持部材における基板保持部材との対向面に垂直な方向に軸支され、上記基板保持部材における、走査方向に垂直な方向における各側面と接触する、複数のガイドローラを備えていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記ガイドローラが上記基板保持部材の側面と接触しているため、被成膜基板と蒸着マスクとにおける、走査方向に垂直な方向の位置関係を調整、維持することができる。
したがって、上記の構成によれば、上記ガイドローラによって、被成膜基板における走査方向に垂直な方向のずれを自動的に修正し、正しい位置にアライメントすることができる。また、上記の構成によれば、上記したようにアライメント機能に特化したガイドローラが設けられていることで、アライメント精度が向上する。
上記マスク保持部材は、上記蒸着マスクが保持されるマスクホルダに隣接して設けられたステージを備えており、上記ガイドローラは、上記ステージに設けられていることが好ましい。
上記の構成によれば、上記蒸着マスクを交換する際に、上記ステージはそのままで、基板ホルダを容易に交換することができる。したがって、交換の容易性が向上し、量産性が向上する。
上記所定のパターンは、有機エレクトロルミネッセンス素子における有機層とすることができる。上記蒸着装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置として好適に用いることができる。すなわち、上記蒸着装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であってもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の蒸着装置は、例えば、有機EL表示装置における有機層の塗り分け形成等の成膜プロセスに用いられる、有機EL表示装置の製造装置等に好適に用いることができる。
1 有機EL表示装置
2 画素
2R・2G・2B サブ画素
10 TFT基板
11 絶縁基板
12 TFT
13 層間膜
13a コンタクトホール
14 配線
15 エッジカバー
15R・15G・15B 開口部
20 有機EL素子
21 第1電極
22 円錐台部
22 正孔注入層兼正孔輸送層
23R・23G・23B 発光層
24 電子輸送層
25 電子注入層
26 第2電極
30 接着層
40 封止基板
50 蒸着装置
51 真空チャンバ
52 基板ホルダ(基板保持部材)
52a 突出部
52b 孔
52c・52d・52e 端部
53 基板移動機構(移動機構)
54 マスクユニット
55 マスクユニット移動機構(移動機構)
60 蒸着マスク
60a 長辺
60b 短辺
61 開口部
61a 短辺
61b 長辺
62 アライメントマーカ
70 蒸着源
71 射出口
80 マスク保持部材
81 マスクホルダ(マスク保持部材)
81a 開口部
81b・81e 凹部
81c・81d 溝部
82 マスクトレー(マスク保持部材)
82a 開口部
83 ローラ(空隙保持部材、第1の空隙保持部材)
83a 中心線
85 マスクホルダ固定部材
86 ローラステージ(ステージ)
86a 開口部
86b・86c 凹部
91 基板ホルダ保持部材(基板保持部材)
91a 基板ホルダ受部
92 基板ホルダ支えばね(ばね、空隙制御補助部材)
93 支柱(空隙制御補助部材)
94 ベアリング
101 マスクホルダ保持部材(マスク保持部材)
102 マスクホルダ支えばね(ばね、空隙制御補助部材)
101a マスクホルダ受部
103 支柱(空隙制御補助部材)
104 ベアリング
113 支柱(空隙制御補助部材)
120 ローラ(空隙保持部材)
121 円柱部(空隙保持部)
122 円錐台部(基板ガイド部)
123 境界部
131 ガイドローラ(第2の空隙保持部材)
133 ガイドローラ
135 ガイドローラ
141 基板フレーム(カバー部材)
142 開口部
143 ローラガイド溝(ガイド溝)
144 ローラガイド溝(ガイド溝)
200 被成膜基板
200a 短辺
200b 長辺
201 パネル領域(蒸着領域)
202 アライメントマーカ
211 蒸着膜

Claims (21)

  1. 被成膜基板に所定のパターンの成膜を行う蒸着装置であって、
    上記被成膜基板を保持する基板保持部材と、
    蒸着粒子を射出する蒸着源と、開口部を有し、上記蒸着源から射出された蒸着粒子を上記開口部を通して上記被成膜基板に蒸着させる蒸着マスクと、上記蒸着マスクを保持するマスク保持部材とを備え、上記蒸着マスクは上記被成膜基板よりも面積が小さく、上記蒸着源と蒸着マスクとの相対的な位置が固定されたマスクユニットと、
    上記マスクユニットおよび基板保持部材のうち少なくとも一方を相対移動させて走査する移動手段とを備え、
    上記基板保持部材とマスク保持部材とは、走査時に、上記蒸着マスクと被成膜基板とが対向するように互いに対向配置され、
    上記基板保持部材およびマスク保持部材のうち少なくとも一方における、他方との対向面には、他方に突出し、走査時に、対向する部材に接触して走査方向に回転することで、走査時に、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙を一定に保持する空隙保持部材が設けられていることを特徴とする蒸着装置。
  2. 上記空隙保持部材はローラであることを特徴とする請求項1に記載の蒸着装置。
  3. 上記基板保持部材は、
    上記被成膜基板が固定される基板ホルダと、
    上記基板ホルダを保持する基板ホルダ保持部材と、
    上記基板ホルダ保持部材と基板ホルダとの間に、伸縮可能に設けられた空隙制御補助部材とを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸着装置。
  4. 上記空隙制御補助部材は、上記基板ホルダ保持部材および基板ホルダのうち少なくとも一方に固定されたばねと支柱とからなり、
    上記一方に対向する、他方における上記ばねおよび支柱との対向面には、上記支柱が挿通される孔または溝が設けられており、
    上記ばねは、上記孔または溝よりも大きな径を有し、上記他方における上記ばねおよび支柱との対向面に接触していることを特徴とする請求項3に記載の蒸着装置。
  5. 上記基板保持部材は、上記マスク保持部材よりも下方に配置されており、上記蒸着マスクの開口部を介して蒸着粒子を上方から下方に向かって射出することで上記蒸着が行われるとともに、
    上記基板ホルダ保持部材は、上記基板ホルダよりも大きい凹状の基板ホルダ受部を有し、
    上記ばねおよび支柱は、上記基板ホルダ保持部材および基板ホルダのうち少なくとも一方に、上記基板ホルダにおける上記基板ホルダ受部との対向面全面に渡って設けられていることを特徴とする請求項4に記載の蒸着装置。
  6. 上記マスク保持部材は、
    上記蒸着マスクが保持されるマスクホルダと、
    上記マスクホルダを保持するマスクホルダ保持部材と、
    上記マスクホルダ保持部材とマスクホルダとの間に、伸縮可能に設けられた空隙制御補助部材とを備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸着装置。
  7. 上記空隙制御補助部材は、上記マスクホルダ保持部材およびマスクホルダのうち少なくとも一方に固定されたばねと支柱とからなり、
    上記一方に対向する、他方における上記ばねおよび支柱との対向面には、上記支柱が挿通される孔または溝が設けられており、
    上記ばねは、上記孔または溝よりも大きな径を有し、上記他方における上記ばねおよび支柱との対向面に接触していることを特徴とする請求項6に記載の蒸着装置。
  8. 上記空隙制御補助部材は、上記マスクホルダ保持部材に固定されていることを特徴とする請求項6または7に記載の蒸着装置。
  9. 上記マスクホルダ保持部材は、上記マスクホルダの上面側端部と下面側端部とを挟み込む形状を有し、
    上記空隙制御補助部材は、上記マスクホルダの上面側および下面側のそれぞれと接するように、上記マスクホルダ保持部材とマスクホルダの上面および下面との間にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項6〜8の何れか1項に記載の蒸着装置。
  10. 上記空隙保持部材は、少なくとも、上記マスク保持部材における、走査方向上流側に2つ設けられており、
    上記マスク保持部材における、走査方向上流側に設けられた上記空隙保持部材は、それぞれ、上記蒸着マスクと被成膜基板との間の空隙を一定に保持する空隙保持部として機能する回転体の端部に、該回転体よりも上記蒸着マスクと被成膜基板との対向方向に突出する基板ガイド部を備え、
    上記マスク保持部材における、走査方向上流側に設けられた上記各空隙保持部材は、上記空隙保持部と基板ガイド部との境界部が、それぞれ、被成膜基板における、走査方向に垂直な方向の各端部と一致するように配置されていることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の蒸着装置。
  11. 上記マスク保持部材における、走査方向上流側の左右の両端部に設けられた空隙保持部材は、円柱状のローラの一方の端部に、上記円柱状のローラと同じ回転軸によって軸支された円錐台状のローラが、上記円柱状のローラと一体的に設けられた構造を有し、
    上記円柱状のローラが上記空隙保持部として機能するとともに、上記円錐台状のローラが、上記基板ガイド部として機能する特徴とする請求項10に記載の蒸着装置。
  12. 上記マスク保持部材は、
    上記蒸着マスクを直に保持するフレーム形状のマスクトレーと、
    上記マスクトレーを保持するフレーム形状のマスクホルダとを備え、
    上記空隙保持部材は、上記マスクホルダに設けられていることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載の蒸着装置。
  13. 上記空隙保持部材は上記マスク保持部材に設けられており、
    上記空隙保持部材は、
    上記マスク保持部材の上記基板保持部材との対向面における、走査時に上記被成膜基板に重畳する領域に設けられた第1の空隙保持部材と、
    上記マスク保持部材の上記基板保持部材との対向面における、走査時に上記基板保持部材と重畳する領域内でかつ上記被成膜基板と重畳しない領域に設けられた第2の空隙保持部材とを備えていることを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の蒸着装置。
  14. 上記第2の空隙保持部材は、上記マスク保持部材における、上記蒸着マスクよりも走査方向上流側と走査方向下流側とにそれぞれ設けられており、
    上記基板保持部材における走査方向上流側の端部と上記被成膜基板における走査方向上流側の端部との間の距離は、走査方向上流側の上記第2の空隙保持部材と走査方向下流側の上記第2の空隙保持部材との設置幅よりも大きいことを特徴とする請求項13に記載の蒸着装置。
  15. 上記マスク保持部材は、上記蒸着マスクが保持されるマスクホルダに隣接して設けられたステージを備えており、
    上記空隙保持部材は、上記ステージに設けられていることを特徴とする請求項13または14に記載の蒸着装置。
  16. 上記基板保持部材は、
    上記被成膜基板を保持する基板ホルダと、
    上記基板ホルダに保持された上記被成膜基板の蒸着面の一部に被せられ、上記被成膜基板の蒸着領域が露出するように上記基板ホルダに固定されるカバー部材とを備え、
    上記カバー部材には、上記空隙保持部材が嵌まるように形成されたガイド溝が設けられていることを特徴とする請求項1〜9、13〜15の何れか1項に記載の蒸着装置。
  17. 上記カバー部材の端部における上記ガイド溝の幅は、上記カバー部材の端部以外の領域における上記ガイド溝の幅よりも広げられていることを特徴とする請求項16に記載の蒸着装置。
  18. 上記空隙保持部材は、回転面の中心線が凸形状を有するローラであり、上記カバー部材に設けられたガイド溝は、その断面が三角形状を有していることを特徴とする請求項16または17に記載の蒸着装置。
  19. 上記マスク保持部材における基板保持部材との対向面に垂直な方向に軸支され、上記基板保持部材における、走査方向に垂直な方向における各側面と接触する、複数のガイドローラを備えていることを特徴とする請求項1〜9、13〜15の何れか1項に記載の蒸着装置。
  20. 上記マスク保持部材は、上記蒸着マスクが保持されるマスクホルダに隣接して設けられたステージを備えており、
    上記ガイドローラは、上記ステージに設けられていることを特徴とする請求項19に記載の蒸着装置。
  21. 上記所定のパターンが、有機エレクトロルミネッセンス素子における有機層であることを特徴とする請求項1〜20の何れか1項に記載の蒸着装置。
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