JP5350547B2 - 被成膜基板および有機el表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、有機EL表示装置に利用可能な被成膜基板、上記被成膜基板の製造方法、および上記被成膜基板を用いた有機EL表示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(Electroluminescence;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(例えば特許文献1〜3参照)。
発光層のパターン形成を行う方法としては、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、インクジェット法、レーザ転写法が知られている。
例えば、低分子型有機ELディスプレイ(OLED)では、従来、シャドウマスクを用いた蒸着法により、有機層の塗り分け形成を行っている。
シャドウマスクを用いた真空蒸着法では、基板の蒸着領域全体に蒸着できるサイズのシャドウマスク(密着型全面シャドウマスク)が使用される。一般的には、シャドウマスクとしては、基板と同等サイズのマスクが用いられる。
図24は、シャドウマスクを用いた従来の蒸着装置の概略構成を示す断面図である。
シャドウマスクを用いた真空蒸着法では、図24に示すように、基板301と蒸着源302とを対向配置させ、目的とする蒸着領域以外の領域に蒸着粒子が付着しないように、シャドウマスク303に、蒸着領域の一部のパターンに対応した開口部304を設け、該開口部304を介して蒸着粒子を基板301に蒸着させることによりパターン形成を行う。
基板301は、図示しない真空チャンバ内に配置され、基板301の下方には、蒸着源302が固定される。シャドウマスク303は、基板301に対して空隙を空けて固定されるか、もしくは、真空チャンバの内壁に基板301および蒸着源302が固定された状態で、基板301に対して相対移動される。
例えば特許文献1には、ロードロック式の蒸着源を使用し、マスクと基板との位置合わせを行った後、第1の発光材料を基板の真下から真空蒸着して、マスクの開口部とほぼ同じ形状の第1発光部の配列を形成した後、マスクを移動して第2の発光材料を基板の真下から真空蒸着してマスクの開口部とほぼ同じ形状の第2発光部の配列を形成することが開示されている。
特許文献2には、表示電極が設けられた基板上に、表示電極を囲むように基板上に突出する隔壁を設け、この隔壁の上面にマスクを載置して隔壁内の表示電極上に有機EL媒体を堆積させた後、1つの表示電極上から隣接する表示電極上にマスクの開口部が位置するようにマスクを移動させることにより、マスクの開口部とほぼ同じ形状の発光層を順次形成することが開示されている。
また、シャドウマスクを用いた真空蒸着法は、発光層だけでなく、電極のパターン形成にも用いられている。
例えば、特許文献4には、基板と同等サイズのマスクに、小径または細長いスリット孔を、マスクの移動方向に対し交差する方向に配列し、小径またはスリット孔の配列方向に沿ってマスクを移動させながら電極材料を蒸着させることで電極パターンを形成することが開示されている。
このようにシャドウマスクを用いた真空蒸着法では、シャドウマスクは、撓みや歪みを抑制するために、張力をかけてマスクフレームに固定(例えば溶接)される。
このような従来の塗り分け蒸着法では、基板が大きくなればそれに伴ってマスクも大型化する必要がある。しかしながら、マスクを大きくすると、マスクの自重撓みや伸びにより、基板とマスクとの間に隙間が生じ易い。しかも、その隙間の大きさは、基板の被蒸着面の位置によって異なる。そのため、高精度なパターンニングを行うのが難しく、蒸着位置のズレや混色が発生して高精細化の実現が困難である。
また、マスクを大きくすると、マスクやこれを保持するフレーム等が巨大になってその重量も増加するため、取り扱いが困難になり、生産性や安全性に支障をきたすおそれがある。また、蒸着装置やそれに付随する装置も同様に巨大化、複雑化するため、装置設計が困難になり、設置コストも高額になる。
そのため、従来の塗り分け蒸着法では大型基板への対応が難しく、例えば、60インチサイズを超えるような大型基板に対しては量産レベルで塗り分け蒸着できる方法が実現できていない。
上記の問題を解決する方法として、特許文献5には、基板よりも小さなシャドウマスクを用い、蒸着源とシャドウマスクを一体化した状態で、シャドウマスクと基板との隙間を一定に保ちながら、その一体化物あるいは基板のいずれかを走査しながら蒸着することで、所定の基板の位置に有機膜をパターン形成する方法(スキャン蒸着法)が提案されている。このスキャン蒸着法であれば、シャドウマスクは小さくて良いので、上記のような問題は発生しない。
しかしながら、シャドウマスクと基板との間に空隙を空けて成膜を行うスキャン蒸着法においては、蒸着膜の両側に膜厚が漸減する膜厚漸減部分(蒸着ボケ)が発生する。この蒸着ボケの幅が非発光領域(発光領域間の隙間)の幅以上になると、隣接画素まで蒸着膜が及んで、混色が発生していた。この混色を防止するために非発光領域の幅を広くしようとすると、表示画面の精細度が低下したり、発光領域面積の低下による表示品位の低下が発生していた。逆に、精細度および表示品位を上げるために、非発光領域をある下限以下にすると、上記の混色が発生していた。
より詳細には、スキャン蒸着法では、図25の(a)のように、シャドウマスク81のマスク開口部82の幅(以後、マスク開口幅と呼ぶ)B82に従って、蒸着膜(即ち発光層)23Rの幅が決定される。マスク開口幅B82とほぼ同一の大きさの略平坦部分23tが形成され、この略平坦部分23tが発光層23Rの有効範囲となる。またマスク開口部82の外側には、膜厚が漸減していく膜厚漸減部分23sが形成され、この膜厚漸減部分23sが蒸着ボケとなる(以後、蒸着ボケ23sとも呼ぶ)。蒸着ボケ23sは、シャドウマスク81と基板200との間に空隙を設けて蒸着する方法においては、蒸着源のノズル開口径や蒸着源−マスク間距離、マスク−基板間距離の影響によって、原理的に発生する。
スキャン蒸着法では、発光領域24R内の発光層23Rの膜厚を一定とするために、マスク開口幅B82を発光領域24Rの幅よりも広くし、蒸着ボケ23sを非発光領域(発光領域24R・24B間領域)29内に配置するようにしている。換言すれば、蒸着ボケ23sの幅Bは少なくとも非発光領域29の同方向の幅よりも小さくする必要がある。
さらに、シャドウマスク81や基板200の寸法精度や位置合わせ精度により、発光層23Rのパターンが基板200上の設計位置からずれた場合に、画素の発光特性に不具合が生じないように、各マージンが設定されている。すなわち、図25の(a)のように、当該画素2Rの発光領域24R内の膜厚が低下しないように発光領域24R端−マスク開口部82(または略平坦部分23t)端の間距離(膜厚低下防止マージン)Aが設定され、隣接するサブ画素2Bの発光領域24B上に当該発光層23Rが形成されないように蒸着ボケ23s端−隣接画素発光領域24Bの間距離(混色防止マージン)Cが設定される。したがって、式1の関係が成立する。
発光領域間領域(非発光領域)29
=膜厚低下防止マージンA+蒸着ボケ23sの幅B+混色防止マージンC…式1
ここで、発光層23Rのパターンずれ(発光領域24Rの中心とマスク開口部82の中心とのずれ量)がマージンCよりも大きいと、図25の(b)のように、発光層23Rの蒸着ボケ23sが隣接するサブ画素2Bの発光領域24Bに重なる不具合(即ち混色)が発生する。他方、発光層23RのパターンずれがマージンAよりも大きいと、図25の(c)のように、蒸着ボケ23sが当該画素2Rの発光領域24Rに重なる不具合(即ち膜厚低下)が発生する。有機EL素子は膜厚のバラツキや不純物の混入に極めて敏感であり、上記不具合は有機EL素子の特性(寿命や効率)に影響を与えやすく、結果として有機EL表示装置の表示品位や信頼性を低下させる。そのため、でき得る限り上記の不具合を解消するほうが望ましい。
=膜厚低下防止マージンA+蒸着ボケ23sの幅B+混色防止マージンC…式1
ここで、発光層23Rのパターンずれ(発光領域24Rの中心とマスク開口部82の中心とのずれ量)がマージンCよりも大きいと、図25の(b)のように、発光層23Rの蒸着ボケ23sが隣接するサブ画素2Bの発光領域24Bに重なる不具合(即ち混色)が発生する。他方、発光層23RのパターンずれがマージンAよりも大きいと、図25の(c)のように、蒸着ボケ23sが当該画素2Rの発光領域24Rに重なる不具合(即ち膜厚低下)が発生する。有機EL素子は膜厚のバラツキや不純物の混入に極めて敏感であり、上記不具合は有機EL素子の特性(寿命や効率)に影響を与えやすく、結果として有機EL表示装置の表示品位や信頼性を低下させる。そのため、でき得る限り上記の不具合を解消するほうが望ましい。
上記マージンA・Cを大きくするためには、(1)発光領域24R・24B間領域29を広くするか、(2)蒸着ボケ23sの幅Bを小さくする必要がある。(1)を行うためには、発光領域24R・24Bを小さくする必要があるが、発光領域24R・24Bの面積が小さくなると同一輝度を得るためにより高い電流密度が必要となる。電流密度が増加すると有機EL素子の寿命(輝度の経時劣化)が短くなるため、有機EL表示装置の信頼性、表示品位が低下する。また、発光領域24R・24B間の領域29が増えると、均一な面状の表示ではなく粒状の発光体の集合として視認される。したがって、表示品位が大きく低下する。
一方、(2)については上述したように、蒸着ボケ23sの幅Bは、マスク81と基板200との間に空隙を設けて蒸着する方法において、蒸着源のノズル開口径や蒸着源−マスク間距離、マスク−基板間距離の影響によって、原理的に発生し、これを大幅に狭くすることは容易ではない。一例を挙げれば、ノズル開口径をD、蒸着源−マスク間距離をHTM、マスク−基板間距離をHMSとすると、蒸着ボケBはおおよそ、式2で表される。
B〜D×HMS/HTM・・・・式2
但し、マスク81の板厚やマスク開口部82の断面形状等の影響を無視している。この式2において、Bを小さくするためには、Dを小さくすればよいが、Dを小さくすると蒸着粒子を放出する面積が減り、十分な蒸着レートが得られなくなる。また加工精度も低下する。HTMを大きくすればよいが、そうすると、真空チャンバも比例して大きくする必要があり、また基板方向以外へ放出される蒸着材料の割合が増えて材料利用効率が低下し、さらに、それに付随して蒸着レートが低下する、などの点でコスト面、処理タクト面での問題が発生し、容易に実現できない。また、HMSを小さくすればよいが、そうすると、マスク81と基板200との衝突を十分に回避する必要があり、それにも限界がある。以上のような理由から蒸着ボケ23sの幅Bを小さくするのも容易ではなく限界が存在する。
但し、マスク81の板厚やマスク開口部82の断面形状等の影響を無視している。この式2において、Bを小さくするためには、Dを小さくすればよいが、Dを小さくすると蒸着粒子を放出する面積が減り、十分な蒸着レートが得られなくなる。また加工精度も低下する。HTMを大きくすればよいが、そうすると、真空チャンバも比例して大きくする必要があり、また基板方向以外へ放出される蒸着材料の割合が増えて材料利用効率が低下し、さらに、それに付随して蒸着レートが低下する、などの点でコスト面、処理タクト面での問題が発生し、容易に実現できない。また、HMSを小さくすればよいが、そうすると、マスク81と基板200との衝突を十分に回避する必要があり、それにも限界がある。以上のような理由から蒸着ボケ23sの幅Bを小さくするのも容易ではなく限界が存在する。
以上を鑑みると、従来の蒸着方法では、有機EL表示装置の表示品位や信頼性を犠牲にせずに、発光領域(成膜領域)間領域29をある下限以下にすることは不可能であり、さらには、各マージンA・Cが少なくともゼロではないことを考慮すれば、式1より、発光領域間領域29の幅以上に大きい幅Bの蒸着ボケ23sが発生していた場合には、膜厚低下や混色の問題を発生させずに有機EL表示装置を作製することは不可能であった。従って、発光層23Rのパターンずれの量が大きくなる大型基板を用いた有機EL表示装置の製造や、高精細(発光領域間領域29がより狭い)の有機EL表示装置の製造が不可能であった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、大きなパターンずれに対して成膜領域での膜厚低下を抑制できる被成膜基板、製造方法、および有機EL表示装置を提供することを目的としている。
上記の課題を解決するために、本発明にかかる被成膜基板は、第1および第2成膜領域が所定方向に沿って互いに間隔を空けて交互に配置された基板と、それぞれ上記基板の上記第1および上記第2成膜領域に被覆形成された第1および第2膜と、を備え、上記第1膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、上記第2膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、当該膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分に重なることを特徴としている。
上記の構成によれば、第2膜の膜厚漸減部分は第1膜の膜厚漸減部分に重なるので、第2膜の膜厚漸減部分により第1膜の膜厚漸減部分の膜厚の漸減分が補填される。したがって、第1膜の膜厚漸減部分での膜厚低下を低減できる。よって、大きなパターンずれに対して第1成膜領域での膜厚低下を抑制できる。
また本発明にかかる被成膜基板は、複数の成膜領域が所定方向に沿って互いに間隔を空けて配置した基板と、上記基板の上記成膜領域上に被覆形成された第1膜と、上記各成膜領域間の領域に形成された第2膜と、を備え、上記第1膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、上記第2膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、当該膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分に重なることを特徴としている。
上記の構成によれば、第2膜の膜厚漸減部分は第1膜の膜厚漸減部分に重なるので、第2膜の膜厚漸減部分により第1膜の膜厚漸減部分の膜厚の漸減分が補填される。したがって、第1膜の膜厚漸減部分での膜厚低下を低減できる。よって、大きなパターンずれに対して成膜領域での膜厚低下を抑制できる。
また本発明にかかる製造方法は、第1および第2成膜領域が所定方向に沿って互いに間隔を空けて交互に配置された基板を準備する工程と、上記所定方向の幅が上記第1成膜領域の上記所定方向の幅よりも小さい第1開口部を有する第1蒸着マスクを、上記第1開口部の上記所定方向の中心と上記第1成膜領域の上記所定方向の中心とが略一致するように上記基板に対向配置させ、蒸着粒子を上記第1開口部を介して上記基板に蒸着させることで、上記第1成膜領域に、第1膜を上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有するように形成する工程と、第2開口部を有する第2蒸着マスクを、上記第2開口部の上記所定方向の中心と上記第2成膜領域の上記所定方向の中心とが略一致するように上記基板に対向配置させ、蒸着粒子を上記第2開口部を介して上記基板に蒸着させることで、上記第2成膜領域に、第2膜を上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有するように形成する工程と、を備え、上記第2膜の上記膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分に重なることを特徴としている。
上記の構成によれば、上記被成膜基板の効果を有する有機EL表示装置を製造できる。
以上のように、本発明にかかる被成膜基板は、第1および第2成膜領域が所定方向に沿って互いに間隔を空けて交互に配置された基板と、それぞれ上記基板の上記第1および上記第2成膜領域に被覆形成された第1および第2膜と、を備え、上記第1膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、上記第2膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、当該膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分に重なるものである。
また本発明にかかる被成膜基板は、複数の成膜領域が所定方向に沿って互いに間隔を空けて配置した基板と、上記基板の上記成膜領域上に被覆形成された第1膜と、上記各成膜領域間の領域に形成された第2膜と、を備え、上記第1膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、上記第2膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、当該膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分に重なるものである。
また本発明にかかる製造方法は、第1および第2成膜領域が所定方向に沿って互いに間隔を空けて交互に配置された基板を準備する工程と、上記所定方向の幅が上記第1成膜領域の上記所定方向の幅よりも小さい第1開口部を有する第1蒸着マスクを、上記第1開口部の上記所定方向の中心と上記第1成膜領域の上記所定方向の中心とが略一致するように上記基板に対向配置させ、蒸着粒子を上記第1開口部を介して上記基板に蒸着させることで、上記第1成膜領域に、第1膜を上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有するように形成する工程と、第2開口部を有する第2蒸着マスクを、上記第2開口部の上記所定方向の中心と上記第2成膜領域の上記所定方向の中心とが略一致するように上記基板に対向配置させ、蒸着粒子を上記第2開口部を介して上記基板に蒸着させることで、上記第2成膜領域に、第2膜を上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有するように形成する工程と、を備え、上記第2膜の上記膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分に重なるものである。
よって、大きなパターンずれに対して成膜領域での膜厚低下を抑制できるという効果を奏する。
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15に基づいて説明すれば以下の通りである。
本発明の実施の一形態について図1〜図15に基づいて説明すれば以下の通りである。
本実施の形態では、本実施の形態にかかる蒸着装置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24R・24G・24B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24R・24G・24B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。なお、各発光領域24R・24G・24Bは、ストライプ状に形成されており、各発光層23R・23G・23Bはそれぞれ、その対応する発光領域24R・24G・24B上に形成されることで、ストライプ状に形成されている。
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。
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)、層間膜13(層間絶縁膜、平坦化膜)、配線14、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24R・24G・24B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。
なお、図8では、一例としてエッジカバー15が各サブ画素2R・2G・2Bを仕切る素子分離膜として機能する場合で図示されるが、必ずしも、エッジカバー15が素子分離膜として機能する必要はない。以下では、エッジカバー15が素子分離膜として機能しないように薄く形成される場合を想定して説明する。なお、この場合、エッジカバー15を省略しても構わない。
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。
より詳細には、発光層23R・23G・23Bは、図14のように形成されている。即ち赤色(R)、緑色(G)および青色(B)の各発光層23R・23G・23Bは、同図において例えば左側から23R、23B、23G、23Bの順に配列している。即ち本実施の形態では、各サブ画素2R・2G・2BがR/B/G/Bの順で配列することで1画素を構成している。
発光層23R(第1膜)は、y軸方向(所定方向)の両側の部分にそれぞれy軸方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分23sRを有し、当該膜厚漸減部分23sRのy軸方向の基端側が発光領域(第1成膜領域)24Rに重なるように形成されている。膜厚漸減部分23sRの上記先端PRは、発光領域24Rと当該膜厚漸減部分23sR側の隣の発光領域24Bとの間の領域(非発光領域)29上に位置している。また、発光層23Rと隣接するサブ画素2Bの発光領域24Bとの距離(即ち混色防止マージン)C1は、発光層23Rの許容されるパターンずれ量(即ち想定する最大ずれ量)よりも広くなっている。
同様に発光層23G(第1膜)も、y軸方向(所定方向)の両側の部分にそれぞれy軸方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分23sGを有し、当該膜厚漸減部分23sGのy軸方向の基端側が発光領域(第1成膜領域)24Gに重なるように形成されている。当該膜厚漸減部分23sGの上記先端は、発光領域24Gと当該膜厚漸減部分23sG側の隣の発光領域24Bとの間の領域(非発光領域)29上に位置している。また発光層23Gと隣接するサブ画素2Bの発光領域24Bとの距離C2は、発光層23Gの許容されるパターンずれの量(即ち想定する最大ずれ量)よりも広くなっている。
一方、発光層23B(第2膜)は、y軸方向の両側の部分にそれぞれy軸方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分23sBを有し、当該膜厚漸減部分23sBが、発光領域24B(第2成膜領域)のy軸方向の外側に位置し且つ当該膜厚漸減部分23sB側の発光層23Rまたは23Gの膜厚漸減部分23sRまたは23sGに重なって当該発光層23Rまたは23Gの当該膜厚漸減部分23sRまたは23sGの膜厚の漸減分を補填する様に形成されている。
なお、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分(即ち膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBを除く部分)23tR・23tG・23tBの膜厚Tr・Tg・Tbは互いに等しく、各膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBのy軸方向の幅BR・BG・BBも互いに等しい。したがって、各膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBの傾きも互いに等しくなっている。
なお、発光層23R・23Gの各膜厚漸減部分23sR・23sGの幅BR・BGは、例えば、発光領域24R・24Gと当該膜厚漸減部分23sR・23sG側の隣の発光領域24Bとの間の領域29の同方向の幅よりも大きく形成されている。
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から電子輸送層24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(キャリアブロッキング層)/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。
(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(キャリアブロッキング層)/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。
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軸方向の長さ(縦長さ)が400〜500mmであり、x軸方向の長さ(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。なお、図1に示すように、x軸は、基板走査方向に沿った軸であり、y軸は、基板走査方向に直交する軸である。
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、鎖状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、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体等が挙げられる。
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が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。
次に、本実施の形態にかかる蒸着装置の構成について説明する。
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被成膜基板とマスクユニットとを被成膜基板の裏面側(つまり蒸着面とは反対側)から見た平面図である。なお、図示の便宜上、図1において、被成膜基板は二点鎖線にて示している。また、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の鳥瞰図である。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る。なお、図3は、図1に示すB−B線矢視断面から見たときの蒸着装置の断面に相当する。図4は、本実施の形態にかかる蒸着装置の構成の一部を示すブロック図である。
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60(成膜チャンバ)、基板移動機構70(基板移動手段、移動手段)、マスクユニット80、イメージセンサ90、および制御回路100(図4参照)を備えている。
上記真空チャンバ60内には、図3に示すように、基板移動機構70およびマスクユニット80が設けられている。
なお、上記真空チャンバ60には、蒸着時に該真空チャンバ60内を真空状態に保つために、該真空チャンバ60に設けられた図示しない排気口を介して真空チャンバ60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。
上記基板移動機構70は、例えば、被成膜基板200(例えばTFT基板10)を保持する基板保持部材71(基板保持手段)と、モータ72(図4参照)とを備えている。
上記基板移動機構70は、基板保持部材71により被成膜基板200を保持するとともに、後述するモータ駆動制御部103(図4参照)によってモータ72を駆動させることで、被成膜基板200を保持して水平方向に移動させる。なお、上記基板移動機構70は、x軸方向およびy軸方向の何れにも移動可能に設けられていてもよく、何れか一方向に移動可能に設けられていてもよい。なお、図1に示すように、x軸方向は、基板走査方向に沿った方向であり、y軸方向は、基板走査方向に直交する方向(以後、走査直交方向と呼ぶ)に沿った方向である。
上記基板保持部材71には、静電チャックが使用される。被成膜基板200は、上記静電チャックにより、自重による撓みがない状態で、上記マスクユニット80における後述するシャドウマスク81との間の隙間g1(空隙、垂直間距離)が所定の間隔に保持されている。ここでは、隙間g1は、各発光層23R・23B・23Gにおける走査直交方向(y軸方向(所定方向))の両側の部分がそれぞれ膜厚漸減部分23sとなるように、所定の間隔に保持されている。
上記被成膜基板200とシャドウマスク81との間の隙間g1は、50μm以上、3mm以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは500μm程度である。
一方、上記隙間g1が3mmを越えると、シャドウマスク81の開口部82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、発光層23Rである場合、上記隙間g1が3mmを越えると、隣接サブ画素であるサブ画素2G・2Bの開口部15G・15Bにも発光層23Rの材料が蒸着されてしまうおそれがある。
また、上記隙間g1が500μm程度であれば、被成膜基板200がシャドウマスク81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小さくすることができる。
また、マスクユニット80は、図3に示すように、シャドウマスク81(蒸着マスク)と、蒸着源85と、マスク保持部材87(保持手段)と、マスクテンション機構88と、シャッタ89(図4参照)とを備えている。
上記シャドウマスク81としては、例えば金属製のマスクが用いられる。
上記シャドウマスク81は、例えば、被成膜基板200の表示領域210よりも面積が小さく、その少なくとも1辺が、被成膜基板200の表示領域210の幅よりも短く形成されている。
本実施の形態では、上記シャドウマスク81として、以下の大きさを有する矩形状(帯状)のシャドウマスクを使用する。上記シャドウマスク81は、図1に示すように、その長手方向(長軸方向)の長さである長辺81aの幅d1が、表示領域210における、上記シャドウマスク81の長辺81aに対向する辺(図1に示す例では表示領域210の長辺210a)の幅d3よりも長くなるように形成されている。また、上記シャドウマスク81は、その短手方向(短軸方向)の長さである短辺81bの幅d2が、表示領域210における、上記シャドウマスク81の短辺81bに対向する辺(図1に示す例では表示領域210の短辺210b)の幅d4よりも短くなるように形成されている。
上記シャドウマスク81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82(貫通口)が、一次元方向に複数配列して設けられている。上記開口部82は、被成膜基板200への蒸着膜211(図3参照)のパターン形成として、例えば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、これら発光層23R・23G・23Bの同色列のサイズとピッチに合わせて形成されている。
より詳細には、図15に示すように、発光層23R用のシャドウマスク81R(81)(第1蒸着マスク)では、開口部82(第1開口部)のピッチ方向(y軸方向)の幅B82Rは、発光領域24Rのy軸方向の幅よりも小さく形成されている。同様に発光層23G用のシャドウマスク81G(81)(図示省略:第1蒸着マスク)では、開口部82(第1開口部)のピッチ方向の幅B82G(図示省略)は、発光領域24Gのy軸方向の幅よりも小さく形成されている。発光層23B用のシャドウマスク81B(81)(第2蒸着マスク)では、開口部82(第2開口部)のピッチ方向の幅B82Bは、発光領域24Bのy軸方向の幅よりも大きく形成されている。
なお、幅B82Bは、例えば、発光領域24Bのy軸方向の幅と発光層23Bの想定するパターンずれ量の2倍の長さとを足した長さよりも大きく設定されている。これにより、後述のように、発光層23Bがy軸方向にパターンずれしても、発光層23Bの膜厚漸減部分23sBが発光領域24Bに重なること(即ち発光領域24Bに膜厚低下領域が発生すること)が防止される。
なお、図15では、作図便宜上、シャドウマスク81Bは、シャドウマスク81Gよりも被成膜基板200から離れて配置されているが、各シャドウマスク81R・81G・81Bと被成膜基板200との間隔は適宜設定される。
また、上記シャドウマスク81には、図1に示すように、例えば、被成膜基板200の走査方向(基板走査方向)に沿って、アライメントマーカ部83が設けられており、該アライメントマーカ部83に、被成膜基板200とシャドウマスク81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84(図3参照)が設けられている。
本実施の形態では、上記アライメントマーカ部83は、図1に示すように、上記シャドウマスク81の短辺81b(短軸)に沿って設けられている。
また、上記したようにシャドウマスク81として、その長辺81aの幅d1が、表示領域210における対向する辺の幅d3よりも長く、短辺81bの幅d2が、表示領域210における対向する辺の幅d4よりも短いシャドウマスクを使用することで、その長手方向両側部(つまり、両短辺81b・81b)にアライメントマーカ部83を形成することができる。したがって、アライメントを容易かつより精密に行うことができる。
一方、被成膜基板200には、図1に示すように、表示領域210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、アライメントマーカ部220が設けられており、該アライメントマーカ部220に、被成膜基板200とシャドウマスク81との位置合わせを行うためのアライメントマーカ221(図3参照)が設けられている。
本実施の形態では、上記アライメントマーカ部220は、図1に示すように、被成膜基板200の表示領域210の短辺210b(短軸)に沿って設けられている。なお、後述のように、アライメントマーカ84・221により、各シャドウマスク81の開口部82の走査直交方向(y軸方向)の幅の中心と、各シャドウマスク81に対応する発光領域24R・24G・24Bの走査直交方向の幅の中心とが略一致するように、被成膜基板200とシャドウマスク81との相対的な位置合わせが行われる。
本実施の形態では、上記ストライプ状の開口部82は、基板走査方向であるシャドウマスク81の短辺方向に延設されているとともに、基板走査方向に直交するシャドウマスク81の長辺方向に複数並んで設けられている。
蒸着源85は、例えば、内部に蒸着材料を収容する容器であり、図1〜図3に示すように、シャドウマスク81との間に一定の隙間g2(空隙)を有して(つまり、一定距離離間して)対向配置されている。
なお、上記蒸着源85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。
上記蒸着源85は、例えば、上方に向けて蒸着粒子を射出する機構を有している。
上記蒸着源85は、シャドウマスク81との対向面に、上記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86を有している。本実施の形態では、射出口86の形状は、例えば、発光層23R・23G・23Bの膜厚漸減部分23sの斜面が平面になるように、一方の対辺が走査直交方向(y軸方向)に沿った矩形状に形成されているが、このように限定されない。
本実施の形態では、上記したように蒸着源85が被成膜基板200の下方に配されており、被成膜基板200が、上記表示領域210が下方を向いている状態で基板保持部材71により保持される。このため、本実施の形態では、蒸着源85は、シャドウマスク81の開口部82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、以下、「デポアップ」と記す)させる。
上記射出口86は、図1および図2に示すように、シャドウマスク81の開口領域において開口するように、それぞれ、シャドウマスク81の開口部82に対向して設けられている。本実施の形態では、上記射出口86は、シャドウマスク81の開口部82に対向して、シャドウマスク81の開口部82の並設方向に沿って一次元配列されている。
このため、図1および図2に示すように、被成膜基板200の裏面側から見たときに(つまり平面視で)、上記蒸着源85におけるシャドウマスク81との対向面(すなわち、射出口86の形成面)は、例えば、矩形状(帯状)のシャドウマスク81の形状に合わせて、矩形状(帯状)に形成されている。
上記マスクユニット80において、上記シャドウマスク81と蒸着源85とは、相対的に位置が固定されている。すなわち、上記シャドウマスク81と上記蒸着源85の射出口86の形成面との間の隙間g2は、常に一定に保たれているとともに、上記シャドウマスク81の開口部82の位置と上記蒸着源85の射出口86の位置とは、常に同じ位置関係を有している。
なお、上記蒸着源85の射出口86は、上記マスクユニット80を上記被成膜基板200の裏面から見たときに(つまり、平面視で)、上記シャドウマスク81の開口部82の中央に位置するように配置されている。
上記シャドウマスク81と蒸着源85とは、例えば、図3に示すように、マスクテンション機構88を介して上記シャドウマスク81および蒸着源85を保持・固定するマスク保持部材87(例えば同一のホルダ)に備えられ、これにより一体化されることで、その相対的な位置が保持・固定されている。
またシャドウマスク81は、マスクテンション機構88により、テンション(張力)が加えられ、自重によるたわみや延びが発生しないように適宜調整されている。
上記したように、上記蒸着装置50においては、被成膜基板200が、基板保持部材71(静電チャック)にて吸着板に吸着されることで自重による撓みが防止されており、マスクテンション機構88によってシャドウマスク81にテンションが加えられていることで、被成膜基板200とシャドウマスク81とが平面上で重なる領域の全面に渡って、被成膜基板200とシャドウマスク81との距離が一定に保持されている。
また、シャッタ89は、蒸着粒子のシャドウマスク81への到達を制御するために、必要に応じて用いられる。シャッタ89は、後述する蒸着ON/OFF制御部104(図4参照)からの蒸着OFF信号もしくは蒸着ON信号に基づいてシャッタ駆動制御部105(図4参照)によって閉鎖もしくは開放される。
上記シャッタ89は、例えば、シャドウマスク81と蒸着源85との間に進退可能(挿入可能)に設けられている。シャッタ89は、シャドウマスク81と蒸着源85との間に挿入されることでシャドウマスク81の開口部82を閉鎖する。このように、シャドウマスク81と蒸着源85との間にシャッタ89を適宜差し挟むことで、余計な部分(非蒸着領域)への蒸着を防止することができる。
なお、上記蒸着装置50において、蒸着源85から飛散した蒸着粒子はシャドウマスク81内に飛散するように調整されており、シャドウマスク81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。
また、上記真空チャンバ60の外側には、撮像手段(画像読取手段)として例えばCCDを備えたイメージセンサ90(図4参照)が設けられているとともに、制御手段として、上記イメージセンサ90に接続された制御回路100が設けられている。
上記イメージセンサ90は、被成膜基板200とシャドウマスク81との位置合わせ(シャドウマスク81の各開口部82の走査直交方向(y軸方向)の幅の中心と、被成膜基板200の各発光領域24R・24G・24Bの走査直交方向の幅の中心とを一致させるための位置合わせ)を行うための位置検出手段として機能する。
また、制御回路100は、画像検出部101、演算部102、モータ駆動制御部103、蒸着ON/OFF制御部104、およびシャッタ駆動制御部105を備えている。
前記したように、被成膜基板200には、図1に示すように、表示領域210の外側に、例えば基板走査方向に沿ってアライメントマーカ部220が設けられており、該アライメントマーカ部220に、アライメントマーカ221が設けられている。
画像検出部101は、イメージセンサ90で取り込まれた画像から、被成膜基板200に設けられたアライメントマーカ221並びにシャドウマスク81のアライメントマーカ84の画像検出を行うとともに、被成膜基板200に設けられたアライメントマーカ221における、表示領域210の始端を示す始端マーカ、および、表示領域210の終端を示す終端マーカから、被成膜基板200の表示領域210の始端および終端を検出する。
なお、上記始端マーカと終端マーカとは、同じものであってもよい。この場合、基板走査方向にて、表示領域210の始端か終端かを判断する。
また、上記演算部102は、画像検出部101で検出された画像より、被成膜基板200とシャドウマスク81との相対的な移動量(例えばシャドウマスク81に対する被成膜基板200の移動量)を決定する。例えば、上記演算部102は、アライメントマーカ221とアライメントマーカ84とのズレ量(x軸方向およびy軸方向におけるズレ成分、並びに、xy平面における回転成分)を計算し、被成膜基板200の基板位置の補正値を演算して決定する。つまり、上記補正値は、基板走査方向に対して垂直な方向および被成膜基板200の回転方向に関して演算することで決定される。
なお、ここで、被成膜基板の回転方向とは、被成膜基板200の被成膜面の中心におけるz軸(即ちx軸およびy軸の両方に直交する軸)を回転軸とした、xy平面内での回転の方向を示す。
上記補正値は、補正信号としてモータ駆動制御部103に出力され、モータ駆動制御部103は、上記演算部102からの補正信号に基づいて、基板保持部材71に接続されたモータ72を駆動することで、被成膜基板200の基板位置を補正する。
なお、アライメントマーカ84・221を用いた基板位置補正については、アライメントマーカ84・221の形状例と併せて後述する。
モータ駆動制御部103は、モータ72を駆動することで、シャドウマスク81の各開口部82の走査直交方向(y軸方向)の幅の中心と、各発光領域24R・24G・24Bの走査直交方向の幅の中心とを略一致させた状態で、被成膜基板200を、前記したように水平方向(x軸方向)に移動させる。
蒸着ON/OFF制御部104は、画像検出部101で表示領域210の終端が検出されると、蒸着OFF(オフ)信号を発生させ、画像検出部101で表示領域210の始端が検出されると、蒸着ON(オン)信号を発生させる。
シャッタ駆動制御部105は、上記蒸着ON/OFF制御部104から蒸着OFF信号が入力されると、シャッタ89を閉鎖する一方、上記蒸着ON/OFF制御部104から蒸着ON信号が入力されると、シャッタ89を開放する。
次に、アライメントマーカ84・221を用いた基板位置補正並びにアライメントマーカ84・221の形状例について説明する。
図5の(a)〜(c)に、上記アライメントマーカ84・221の形状の一例を示す。なお、図5の(b)・(c)は、それぞれ、図示の都合上、並列して配置されたアライメントマーカ84・221のうち2つだけを抜粋して示している。
演算部102は、画像検出部101で検出したアライメントマーカ84・221の画像から、x軸方向におけるアライメントマーカ84・221の端部(外縁部)間の距離rおよびy軸方向におけるアライメントマーカ84・221の端部(外縁部)間の距離qを測定(算出)することで、アライメントのズレ量を計算して基板位置の補正値を演算する。
例えば、基板走査方向がx軸方向である場合、図5の(a)〜(c)中、rが基板走査方向における上記端部間の距離であり、qが、基板走査方向に垂直な方向の上記端部間の距離である。演算部102は、距離rと距離qとを、例えば被成膜基板200における表示領域210の両側で測定(算出)することで、基板走査時におけるアライメントのズレ量を計算する。
なお、本実施の形態では、被成膜基板200を走査しながらシャドウマスク81と被成膜基板200とのアライメントを行う場合を例に挙げて説明するが、これに限らず、基板走査前に十分なアライメントを行い、基板走査中はアライメントを行わないことも可能である。
例えば、被成膜基板200を被成膜基板200の表示領域210の一辺(例えば、図5の(a)〜(c)中、y軸方向)に沿って移動させた後、上記辺に直交する辺(例えば、図5の(a)〜(c)中、x軸方向)に沿って移動させることが考えられる。この場合、図5の(a)〜(c)中、rが、基板走査方向に垂直な方向の上記端部間の距離であり、qは、被成膜基板200の移動方向(シフト方向)の上記端部間の距離を示す。
この場合、演算部102は、四隅のアライメントマーカにおける、距離rと距離qとを測定することで、基板走査開始時におけるアライメントのズレ量と被成膜基板200の移動(シフト)時のアライメントのズレ量とを計算する。
なお、図5の(a)〜(c)に示すように、アライメントマーカ84・221の形状は、帯状であってもよく、正方形等の四角形状であってもよく、枠状、十字状等であってもよい。アライメントマーカ84・221の形状は、特に限定されるものではない。
また、上記したように、基板走査前に十分なアライメントを行い、基板走査中はアライメントを行わない場合、被成膜基板200の表示領域210の側面に沿ってアライメントマーカ221が配置されている必要はなく、被成膜基板200の四隅等に配置されていればよい。
次に、本実施の形態にかかる上記蒸着装置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、前記したように、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、本実施の形態では、蒸着源85とシャドウマスク81との間の隙間g2(すなわち、蒸着源85の射出口86形成面とシャドウマスク81との間の距離)を100mmとし、被成膜基板200である上記TFT基板10とシャドウマスク81との間の距離を500μmとした。
上記TFT基板10の基板サイズは、走査方向が320mm、走査方向に垂直な方向が400mmとし、表示領域の幅は、走査方向の幅(幅d4)が260mm、走査方向に垂直な方向の幅(幅d3)が310mmとした。
また、上記TFT基板10における各サブ画素2R・2B・2G・2Bの開口部15R・15B・15G・15Bの幅は、15Rおよび15Gが360μm(走査方向)×110μm(走査方向に垂直な方向)、15Bが360μm(走査方向)×50μm(走査方向に垂直な方向)とした。また、上記開口部15R・15B・15G・15B間のピッチは480μm(走査方向)×120μm(走査方向に垂直な方向)とした。なお、上記開口部15R・15B・15G・15B間のピッチ(画素開口部間ピッチ)は、隣り合うサブ画素2R・2B・2G・2Bにおけるそれぞれの開口部15R・15B・15G・15B間のピッチを示しており、同色サブ画素間のピッチではない。
また、シャドウマスク81には、長辺81a(長軸方向)の幅d1(走査方向に垂直な方向の幅)が600mm、短辺81b(短軸方向)の幅d2(走査方向の幅)が200mmのシャドウマスクを用いた。また、シャドウマスク81の開口部82の開口幅は、150mm(長軸方向の幅d5;図1参照)×70μm(短軸方向の幅d6;図1参照)とし、隣り合う開口部82・82間の間隔d8(図1参照)は15Rおよび15Gに対しては410μm、15Bに対しては170μmとし、隣り合う開口部82・82の中心間のピッチp(図1参照)は15Rおよび15Gに対しては480μm、15Bに対しては240μmとした。
なお、本実施の形態において、上記シャドウマスク81の短辺81bの幅d2(短辺長)としては、200mm以上であることが好ましい。この理由は以下の通りである。
つまり、蒸着レートは10nm/s以下が好ましく、これを越えると、蒸着された膜(蒸着膜)の均一性が低下し、有機EL特性が低下する。
また、蒸着膜の膜厚は一般に100nm以下である。100nm以上となると、必要な印加電圧が高くなり、結果として、製造された有機EL表示装置の消費電力が増加する。したがって、蒸着レートと蒸着膜の膜厚とから、必要な蒸着時間は10秒と見積もられる。
一方、処理能力(タクトタイム)の制限によって、例えば幅2mのガラス基板に対して蒸着を150秒で完了するためには、少なくとも、走査速度を13.3mm/s以上にする必要がある。処理時間150秒は、およそ一日当たり570枚を処理できるタクトタイムである。
上記走査速度で、上記したように10秒の蒸着時間を得るためには、シャドウマスク81の開口部82は、走査方向に少なくとも133mm以上、開口している必要がある。
開口部82の端からシャドウマスク81の端までの距離(マージン幅d7;図1参照)を30mm程度が妥当と想定した場合、シャドウマスク81の走査方向の幅は、133+30+30≒200mmが必要となる。
したがって、シャドウマスク81の短辺長(幅d2)は、200mm以上であることが好ましいと言える。但し、蒸着レートや蒸着膜の膜厚、タクトタイムの許容量が変化すればこの限りではない。
また、本実施の形態において、上記TFT基板10の走査速度は30mm/sとした。
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8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に示すように、マスク保持部材87を用いて、マスクテンション機構88を介して、発光層23R用のシャドウマスク81(81R)を真空チャンバ60内の発光層23R用の蒸着源85上に設置(固定)し、自重による撓みや延びが発生しないように、マスクテンション機構88にてテンションをかけて水平に保持する。このとき、蒸着源85とシャドウマスク81との間の距離を、マスク保持部材87によって一定に保持すると同時に、基板走査方向とシャドウマスク81に形成されたストライプ状の開口部82の長軸方向とが一致するように、シャドウマスク81のアライメントマーカ84を用いて位置合わせすることで、マスクユニット80を組み立てる(マスクユニットの準備)。
次に、上記真空チャンバ60にTFT基板10を投入し、該TFT基板10の同色サブ画素列の方向が基板走査方向に一致するように、被成膜基板200であるTFT基板10のアライメントマーカ221を用いて、図10に示すように粗アライメントを行う(S11)。TFT基板10は、自重による撓みが発生しないように、基板保持部材71により保持する。
続いて、TFT基板10とシャドウマスク81との粗アライメントを行い(S12)、TFT基板10とシャドウマスク81との間の隙間g1(基板−マスクギャップ)が一定になるようにギャップ調整を行うと共に、図15に示すように、TFT基板10上の発光領域24Rの走査直交方向(y軸方向)の幅の中心とシャドウマスク81(81R)の開口部82の走査直交方向の幅の中心とが略一致するように、TFT基板10とシャドウマスク81とを対向配置させることにより、TFT基板10とシャドウマスク81との位置合わせを行う(S13)。本実施の形態では、TFT基板10とシャドウマスク81との間の隙間g1が、TFT基板10全体に渡って凡そ500μmとなるようにギャップ調整した。
次に、上記TFT基板10を、30mm/sにて走査しながら、該TFT基板10に、赤色の発光層23Rの材料を蒸着させた。
このとき、上記TFT基板10が、上記シャドウマスク81上を通過するように基板走査を行った。また、シャドウマスク81の開口部82が、赤色のサブ画素2R列に一致するように(即ち開口部82の走査直交方向(y軸方向)の幅の中心が、サブ画素2Rの発光領域24Rの同方向の幅の中心に略一致するように)、上記アライメントマーカ84・221を用いて、走査と同時に精密なアライメントを行った(S14)。
上記発光層23Rは、その材料に、3−フェニル−4(1’−ナフチル)−5−フェニル−1,2,4−トリアゾール(TAZ)(ホスト材料)と、ビス(2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’)イリジウム(アセチルアセトネート)(btp2Ir(acac))(赤色発光ドーパント)とを使用し、それぞれの蒸着速度を5.0nm/s、0.53nm/sとして、これら材料(赤色有機材料)を共蒸着させることにより形成した。
蒸着源85から射出された上記赤色有機材料の蒸着粒子は、上記TFT基板10がシャドウマスク81上を通過するときに、シャドウマスク81の開口部82を通じて、TFT基板10におけるシャドウマスク81の開口部82に対向する位置(即ち発光領域24R)に蒸着される。本実施の形態においては、上記TFT基板10がシャドウマスク81上を完全に通過した後には、上記赤色有機材料が、膜厚25nmにて上記TFT基板10の発光領域24Rに蒸着された。
ここで、上記S14におけるアライメントの調整方法について、図11を参照して以下に説明する。
図11は、アライメント調整方法を示すフローチャートである。アライメントの調整は、図11に示すフローに従って行われる。
まず、被成膜基板200である上記TFT基板10の基板位置を、イメージセンサ90にて取り込む(S21)。
次に、上記イメージセンサ90で取り込まれた画像から、画像検出部101にて、上記TFT基板10のアライメントマーカ221およびシャドウマスク81のアライメントマーカ84の画像検出を行う(S22)。
その後、上記画像検出部101にて検出されたアライメントマーカ221・84の画像から、演算部102にて、アライメントマーカ221とアライメントマーカ84とのズレ量を計算し、基板位置の補正値を演算して決定する(S23)。
次いで、モータ駆動制御部103が、上記補正値に基づいてモータ72を駆動することで、基板位置を補正する(S24)。
次いで、補正後の基板位置を再びイメージセンサ90で検出してS21〜S25の工程(ステップ)を繰り返す。
このように、本実施の形態によれば、繰り返し基板位置をイメージセンサ90で検出して基板位置を補正することで、基板走査しながら、基板位置を、TFT基板10上の発光領域24Rの走査直交方向(y軸方向)の幅の中心とシャドウマスク81の開口部82の同方向の幅の中心とが略一致するように補正することが可能であり、TFT基板10とシャドウマスク81とを精密アライメントしながら成膜することができる。
上記発光層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。本実施の形態では、図10に示すように、S14による走査後、TFT基板10の走査方向を反転させ、S14と同様の方法にて、S14における上記赤色有機材料の蒸着位置に、さらに上記赤色有機材料を蒸着させた(S16)。これにより、膜厚50nmの発光層23Rを形成した。
なお、S14〜S16において、TFT基板10における非蒸着領域がシャドウマスク81の開口部82上に位置するとき(例えば、S14に示すステップ終了後、S16で走査方向が反転されるまでの間)は、蒸着源85とシャドウマスク81との間にシャッタ89を挿入し、非蒸着領域に蒸着粒子が付着するのを防いだ(S15)。
ここで、上記S15における、シャッタ89を用いた蒸着制御について、図12および図13を参照して以下に説明する。
図12は、蒸着OFF時の蒸着制御のフローを示すフローチャートである。また、図13は、蒸着ON時の蒸着制御のフローを示すフローチャートである。
まず、蒸着OFF時のフローについて説明する。
図12に示すように、被成膜基板200である上記TFT基板10の基板位置は、図11で説明したように、蒸着処理の間、イメージセンサ90によって絶えず取り込まれている(S31)。
図11で説明したように、画像検出部101は、上記イメージセンサ90で取り込まれた画像から、TFT基板10のアライメントマーカ221およびシャドウマスク81のアライメントマーカ84の画像検出を行っている。画像検出部101は、TFT基板10のアライメントマーカ221として、表示領域210の終端を示す終端マーカを検出することで、図12に示すように、表示領域210の終端を検出する(S32)。
上記したように画像検出部101で表示領域210の終端が検出されると、蒸着ON/OFF制御部104は、蒸着OFF信号を発生させる(S33)。
シャッタ駆動制御部105は、蒸着ON/OFF制御部104から蒸着OFF信号が入力されると、シャッタ89を閉鎖する(S34)。シャッタ89が閉鎖されると、蒸着粒子がマスクに到達しなくなり、蒸着OFFとなる(S35)。
次に、蒸着ON時のフローについて説明する。
図13に示すように、被成膜基板200である上記TFT基板10の基板位置が、蒸着処理の間、イメージセンサ90によって絶えず取り込まれていることは、前記した通りである(S41)。
画像検出部101は、TFT基板10のアライメントマーカ221として、表示領域の始端を示す始端マーカを検出することで、表示領域210の始端を検出する(S42)。
画像検出部101で表示領域210の終端が検出されると、蒸着ON/OFF制御部104は、蒸着ON信号を発生させる(S43)。
シャッタ駆動制御部105は、蒸着ON/OFF制御部104から蒸着ON信号が入力されると、シャッタ89を開放する(S44)。シャッタ89が開放されると、蒸着粒子がマスクに到達するようになり、蒸着ONとなる(S45)。
また、上記S16における往復走査は、以下のようにして行われる。まず、S21〜S24に示すステップで精密アライメントを行いながらTFT基板10を走査し、画像検出部101で表示領域210の終端が検出されると、モータ駆動制御部103によってモータ72を駆動してTFT基板10を反転させる。この間、S31〜S35に示すステップにより蒸着OFFし、S21〜S24に示すステップでTFT基板10の位置補正を行い、S41〜S45に示すステップによって表示領域210の始端で蒸着ONする。そして、S21〜S24に示すステップで再度、精密アライメントを行いながらTFT基板10を走査する。
このようにして、図14または図15に示したように、走査直交方向(y軸方向)の両側の部分が膜厚漸減部分23sRとなった発光層23Rが、発光領域24Rを完全に被覆するように形成される。
より詳細には、発光層23Rは、膜厚Trが略一定である略平坦部分23tRと、その走査直交方向(y軸方向)の両側に形成された膜厚漸減部分23sRとを有している。略平坦部分23tRは、その走査直交方向の幅が、シャドウマスク81Rの開口部82の幅B82R(図15参照)と同じ大きさになると共に発光領域24Rの同方向の幅の内側に重なるように、発光領域24R上に形成されている。各膜厚漸減部分23sRの斜面は、平面状に形成されている。また各膜厚漸減部分23sRはそれぞれ、上記発光領域24Rと隣接し当該膜厚漸減部分23sRと同側にある非発光領域29と上記発光領域24Rとに跨ると共に、当該膜厚漸減部分23sRと同側の隣の発光領域24Bに重ならないように、形成されている。
本実施の形態では、S16に示すステップ後、上記発光層23Rが形成されたTFT基板10を上記真空チャンバ60から取り出し(S17)、緑色の発光層23G形成用のマスクユニット80(即ち発光層23G用のシャドウマスク81Gおよび蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、上記発光層23Rの成膜処理と同様にして緑色の発光層23Gを発光領域24Gを完全に被覆するように形成した。
この発光層23Gは、図14に示すように、膜厚Tgが略一定である略平坦部分23tGと、その走査直交方向(y軸方向)の両側に形成された膜厚漸減部分23sGとを有している。略平坦部分23tGは、その走査直交方向の幅が、シャドウマスク81Gの開口部82の幅B82Gと等しくなると共に発光領域24Gの同方向の幅の内側に重なるように、発光領域24G上に形成されている。各膜厚漸減部分23sGの斜面は、平面状に形成されている。また各膜厚漸減部分23sGはそれぞれ、上記発光領域24Gと隣接し当該膜厚漸減部分23sGと同側にある非発光領域29と上記発光領域24Gとに跨ると共に、当該膜厚漸減部分23sGと同側の隣の発光領域24Bに重ならないように、形成されている。また発光層23Gの膜厚Tgは、発光層23Rの膜厚Trと等しい。
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80(即ち発光層23B用のシャドウマスク81Bおよび蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、上記発光層23R・23Gの成膜処理と同様にして青色の発光層23Bを発光領域24Bを完全に被覆するように形成した。
この発光層23Bは、図14に示すように、膜厚Tbが略一定である略平坦部分23tBと、その走査直交方向(y軸方向)の両側に形成された膜厚漸減部分23sBとを有している。略平坦部分23tBは、その走査直交方向の幅が、シャドウマスク81Bの開口部82の幅B82B(図15参照)と等しいと共に発光領域24Bの同方向の幅を被覆するように、発光領域24B上に形成されている。各膜厚漸減部分23sBの斜面は、平面状に形成されている。また発光領域24R側の膜厚漸減部分23sBは、上記発光領域24Bと上記発光領域24Rとの間の非発光領域29と上記発光領域24Rとに跨るように形成されている。また発光領域24G側の膜厚漸減部分23sBは、上記発光領域24Bと上記発光領域24Gとの間の非発光領域29と上記発光領域24Gとに跨るように形成されている。
また発光層23Bの膜厚Tbは、各発光層23R・23Gの各膜厚Tr・Tbと等しく、発光領域24R側の膜厚漸減部分23sBの走査直交方向(y軸方向)の幅BBは、発光層23Rの膜厚漸減部分23sRの同方向の幅BRと等しく、発光領域24G側の膜厚漸減部分23sBの走査直交方向の幅BBは、発光層23Gの膜厚漸減部分23sGの同方向の幅BGと等しい。
よって、各膜厚漸減部分23sB・23sRの傾斜は互いに等しく、各膜厚漸減部分23sB・23sGの傾斜は互いに等しい。なお、ここでは、両方の膜厚漸減部分23sBの幅BBは同じ大きさであるので、各膜厚漸減部分23sB・23sR・23sGの傾斜は互いに等しい。
なお、各発光領域24Rの走査直交方向(y軸方向)の領域24R1では、発光層23Rの膜厚は各膜厚漸減部分23sRのために漸減するが、その漸減分が発光層23Bの膜厚漸減部分23sBにより補填されるので、領域24R1での膜厚は、略平坦部分23tRの膜厚Trと等しくなる。同様に、領域24G1での膜厚も、略平坦部分23tGの膜厚Tgと等しくなる。これにより、発光領域24R端−略平坦部分23tR端の間の距離(膜厚低下防止マージン)および発光領域24G端−略平坦部分23tG端の間の距離(膜厚低下防止マージン)を確保する必要がなくなる(即ち膜厚低下防止マージンを省略できる)。
また、各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚は均一である。即ち各発光領域24R・24G・24B内での膜厚はそれぞれ均一になり、各発光領域24R・24G・24B間でも膜厚は均一になっている。これにより有機EL特性の低下を防止できる。
なお、発光層23Bは、各発光領域24R・24Gにおいては、電子輸送層として機能するので、混色は発生しない。
なお、上記発光層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82を有するシャドウマスク81G・81Bをそれぞれ準備した。そして、それぞれのシャドウマスク81G・81Bを、発光層23G・23B形成用の各真空チャンバ60に設置し、それぞれのシャドウマスク81G・81Bの開口部82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った。
上記発光層23Gは、その材料に、(TAZ)(ホスト材料)と、Ir(ppy)3(緑色発光ドーパント)とを使用し、それぞれの蒸着速度を5.0nm/s、0.67nm/sとして、これら材料(緑色有機材料)を共蒸着させることにより形成した。
また、発光層23Bは、その材料に、TAZ(ホスト材料)と、2−(4’−t−ブチルフェニル)−5−(4’’−ビフェニルイル)−1,3,4−オキサジアゾール(t−Bu PBD)(青色発光ドーパント)とを使用し、それぞれの蒸着速度を5.0nm/s、0.67nm/sとして、これら材料(青色有機材料)を共蒸着させることにより形成した。
なお、上記発光層23G・23Bの膜厚は、それぞれ50nmとした。
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を得た。
このTFT基板10では、各発光領域24R・24B間の非発光領域29は、式3で表される。
各発光領域24R・24B間の非発光領域29=
(膜厚漸減部分23sRの幅BR−発光領域24R上の膜厚漸減部分23sRの幅24R1)+発光層23Rと発光領域24Bの間の混色防止マージンC1 … 式3
同様に、各発光領域24G・24B間の非発光領域29は、式4で表される。
各発光領域24G・24B間の非発光領域29=
(膜厚漸減部分23sGの幅BG−発光領域24G上の膜厚漸減部分23sGの幅24G1)+発光層23Gと発光領域24Bの間の混色防止マージンC2 … 式4
式3および式4から、各発光領域24R・24B間および発光領域24G・24B間の各非発光領域29の幅BR・BGはそれぞれ、従来の場合の非発光領域29の同方向の幅(式1参照)よりも小さくでき且つ各膜厚漸減部分(蒸着ボケ)23sR・23sGよりも小さくできる。これにより、従来よりも表示画面を高精細にできる。
各発光領域24R・24B間の非発光領域29=
(膜厚漸減部分23sRの幅BR−発光領域24R上の膜厚漸減部分23sRの幅24R1)+発光層23Rと発光領域24Bの間の混色防止マージンC1 … 式3
同様に、各発光領域24G・24B間の非発光領域29は、式4で表される。
各発光領域24G・24B間の非発光領域29=
(膜厚漸減部分23sGの幅BG−発光領域24G上の膜厚漸減部分23sGの幅24G1)+発光層23Gと発光領域24Bの間の混色防止マージンC2 … 式4
式3および式4から、各発光領域24R・24B間および発光領域24G・24B間の各非発光領域29の幅BR・BGはそれぞれ、従来の場合の非発光領域29の同方向の幅(式1参照)よりも小さくでき且つ各膜厚漸減部分(蒸着ボケ)23sR・23sGよりも小さくできる。これにより、従来よりも表示画面を高精細にできる。
発光領域間領域29を小さくすることで、発光領域24R・24G・24Bを広く確保することができ、画素の電流密度を低下させ、有機EL素子の寿命を改善することができる。そのため、有機EL表示装置の信頼性が向上する。
またこのTFT基板10では、上述のように膜厚低下防止マージンを省略できるので、発光層23R端−隣接画素発光領域24B間の距離(混色防止マージン)C1を大きくできる。これにより、発光層23Rの走査直交方向のパターンずれが発生しても、発光層23Rが隣の発光領域24Bに重なること(即ち混色の発生)を防止できる。同様に、発光層23Gについても、混色防止マージンC2を大きくできるので、発光層23Gの走査直交方向のパターンずれが発生しても、発光層23G隣の発光領域24Bに重なることを防止できる。よって、表示品位および信頼性を犠牲にせずに隣接画素への混色および当該画素での膜低下を防止できる。
しかも、発光領域24R・24G・24BはR/B/G/Bの順で配置されているので、発光層23Rと23Gが直接重なることがなく、発光領域24Rと24Gとの間の混色を防止することができる。
なお、本実施の形態では、基板10とシャドウマスク81との間に空隙を設けて蒸着を行うスキャン蒸着法にて、本発明の構造を適用したが、発光領域24R・24G・24B内に蒸着膜(即ち発光層23R・23G・23B)の膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBを形成し得るものであれば、他の蒸着方法についても同様に適用することができる。例えば、シャドウマスク81の板厚を厚くすることによって、シャドウ効果が発生するが、当効果を用いて、蒸着膜の側面に傾斜形状を与えると共に、発光領域内に膜厚漸減部分を形成することができる。
また、本実施の形態に対して、蒸着粒子の射出方向を制限するような制限板をシャドウマスク81と蒸着源85との間に別途設けることも可能である。制限板を追加し、蒸着粒子の射出方向を制限することにより、膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBの幅を調整することができる。例えば、複数の開口部が配列しているような制限板をシャドウマスク81と蒸着源85との間に設け、被成膜基板のある領域の蒸着膜について、それを構成する蒸着粒子が射出される射出口を制限または特定することによって、膜厚漸減部分の幅を調整し得る。
なお、本実施の形態では、上記マスクユニット80が、真空チャンバ60内に固定配置された構成としたが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
上記蒸着装置50は、上記基板移動機構70に代えて、被成膜基板200を固定する基板保持部材71(例えば静電チャック)を備えるとともに、上記マスクユニット80を、上記シャドウマスク81と蒸着源85との相対的な位置を保ったまま被成膜基板200に対して相対移動させるマスクユニット移動機構(マスクユニット移動手段)を備えていてもよい。あるいは、基板移動機構70およびマスクユニット移動機構の両方を備えていてもよい。
すなわち、上記被成膜基板200およびマスクユニット80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く、何れを移動させる場合であっても、本発明の効果を得ることができる。
上記したように被成膜基板200に対してマスクユニット80を相対移動させる場合、上記マスクユニット80は、例えばマスク保持部材87(例えば同一のホルダ)ごと、シャドウマスク81および蒸着源85を被成膜基板200に対して相対移動させる。これにより、上記シャドウマスク81と蒸着源85との相対的な位置を保ったまま被成膜基板200に対して上記マスクユニット80を相対移動させることができる。
このように、被成膜基板200に対してマスクユニット80を相対移動させる場合には、上記シャドウマスク81と蒸着源85とは、例えば、同一のホルダ(保持部材、保持手段)にて保持されることで、一体化されていることが好ましい。
但し、上記したようにマスクユニット80に対して被成膜基板200を相対移動させる場合には、上記シャドウマスク81と蒸着源85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、上記マスクユニット80は、蒸着源85が真空チャンバ60の内壁における例えば底壁に固定されるとともに、マスク保持部材87が、上記真空チャンバ60の内壁の何れかに固定されることで、上記シャドウマスク81と蒸着源85との相対的な位置が固定されていても構わない。
また、上記シャドウマスク81の開口部82は、上記蒸着源85における射出口86の配置に合わせて、各射出口86が、平面視で何れかの開口部82内に位置するとともに、開口部82と射出口86とが1対1に対応して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。開口部82と射出口86とは、必ずしも対向配置されている必要はなく、また、必ずしも1対1に対応していなくてもよい。
具体的には、開口部82のピッチpと射出口86のピッチとは一致しなくてもよい。また、開口部82の幅d5あるいは幅d6と射出口86の開口幅(開口径)とは一致していなくてもよい。例えば、図1に示す例において、射出口86の開口径は、開口部82の幅d6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82に対して複数の射出口86が設けられていてもよく、複数の開口部82に対して一つの射出口86が設けられていてもよい。また、複数の射出口86のうち一部(少なくとも一つ)の射出口86、あるいは、射出口86の一部の領域が、非開口部(つまり、シャドウマスク81における開口部82以外の領域(例えば開口部82・82間の領域))に対向して設けられていても構わない。
また、材料利用効率の向上の観点からは、開口部82と射出口86とが1対1に対応していることが望ましい。
また、本実施の形態では、シャドウマスク81の開口部82および蒸着源85の射出口86が、一次元に配列さ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。シャドウマスク81の開口部82と蒸着源85の射出口86とは、それぞれ、互いに対向して配置されていればよく、二次元に配列されていても構わない。
また、本実施の形態では、シャドウマスク81の開口部82および蒸着源85の射出口86が、それぞれ複数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。上記シャドウマスク81は、開口部82を少なくとも1つ備えていればよく、蒸着源85は、射出口86を少なくとも1つ備えていればよい。
また、本実施の形態では、シャドウマスク81が、スリット状の開口部82を有している場合を例に挙げて説明した。しかしながら、上記開口部82の形状は、所望の蒸着パターンが得られるように適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
また、本実施の形態では、基板移動機構70が、基板保持部材71として静電チャックを備えている場合を例に挙げて説明した。このように、被成膜基板200が静電チャックにより保持されていることで、被成膜基板200の自重による撓みの発生を効果的に防止することができる。
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、被成膜基板200の大きさによっては、例えば、上記基板保持部材71としては、基板にテンションを掛けて機械的に挟んで保持するローラ等の保持部材を用いても構わない。
また、本実施の形態では、シャッタ89として、シャドウマスク81と蒸着源85との間に進退可能なシャッタ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く、例えば、蒸着源85として、ON/OFF切り替えが可能な蒸着源85を使用し、被成膜基板200における、蒸着不要な部分がシャドウマスク81の開口領域(つまり、開口部82に対向する領域)に位置する場合には、蒸着をOFFし、蒸着分子が飛翔しないようにしてもよい。
例えば、シャッタ89として、蒸着源85の射出口86を閉鎖することで蒸着粒子の射出(放出)を止めるシャッタ89が、蒸着源85に設けられている構成としてもよい。
あるいは、上記射出口86にシャッタ89を設ける代わりに、蒸着ON信号あるいは蒸着OFF信号に基づいて、蒸着源85の電源をON/OFFすることで、蒸着粒子の発生そのものを停止させる構成としても構わない。
また、本実施の形態では、前記したように、TFT基板10側から光を取り出すボトムエミッション型の有機EL表示装置1の製造方法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。本発明は、封止基板40側から光を取り出すトップエミッション型の有機EL表示装置1にも好適に適用することができる。
また、本実施の形態では、TFT基板10および封止基板40の支持基板としてガラス基板を用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。
これらTFT基板10並びに封止基板40における各支持基板としては、有機EL表示装置1がボトムエミッション型の有機EL表示装置である場合、ガラス基板以外に、例えば、プラスチック基板等の透明基板を用いることもできる。一方、上記有機EL表示装置1がトップエミッション型の有機EL表示装置である場合には、上記支持基板としては、上記したような透明基板以外に、例えば、セラミックス基板等の不透明な基板を用いることもできる。
また、本実施の形態では、陽極(本実施の形態では、第1電極21)が、マトリクス状に形成されている場合を例に挙げて説明した。しかしながら、上記陽極としては、有機EL層に正孔を供給する電極としての機能を有していれば、その形状、材質、並びに大きさは、特に限定されるものではなく、例えばストライプ状に形成されていても構わない。但し、有機EL素子の性質上、陽極および陰極のうち少なくとも一方は透明であることが好ましい。一般的には、透明な陽極が用いられる。
〔実施の形態2〕
本発明の実施の他の形態について図16に基づいて説明すれば以下の通りである。
本発明の実施の他の形態について図16に基づいて説明すれば以下の通りである。
実施の形態1では、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分23tR・23tG・23tBの膜厚Tr・Tg・Tbは互いに同じ大きさに形成された。本実施の形態では、図16に示すように、各発光層23R・23G(第1膜)の略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgは互いに同じ大きさに形成されるが、発光層23B(第2膜)の略平坦部分23tBの膜厚Tbは、各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgよりも大きく形成される。
また本実施の形態では、各発光層23R・23G上には、発光層23Bと同色(即ち青色)の発光層23B2(第3膜)が形成されることで、各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚が均一化されている。
より詳細には、各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚をTrg(=Tr=Tg)とし、発光層23Bの略平坦部分23tBの膜厚をTb1(=Tb)とし、発光層23B2の略平坦部分23tB2の膜厚をTb2とすると、膜厚Tb2は、式5で与えられる。
Tb2=Tb1−Trg … 式5
なお、発光層23B2には、発光層23Bと同じ材料が使用できる。
なお、発光層23B2には、発光層23Bと同じ材料が使用できる。
本実施の形態での有機EL表示装置の製造方法は、実施の形態1において、発光層23Bの形成工程において、発光層23Bの略平坦部分23tBの膜厚Tb(=Tb1)が各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚Trgよりも大きく形成される点が異なり、更に、発光層23Bの形成工程後に、発光層23B2の形成工程が追加される点が異なる以外は、実施の形態1と同様である。
なお、上記の発光層23B2の形成工程では、青色の発光層23B2形成用のマスクユニット80(即ち、発光層23B2用のシャドウマスク81B2(図16参照)および蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、上記発光層23R・23Gの成膜処理と同様にして発光層23B2を上述のように形成する。
なお、シャドウマスク81B2は、発光層23R上に形成する発光層23B2用の開口部82rと、発光層23G上に形成する発光層23B2用の開口部82gと有している。開口部82rの走査直交方向(y軸方向)の幅B82rは、発光層23Rの略平坦部分23tRの同方向の幅と同じ大きさに形成され、開口部82gの走査直交方向(y軸方向)の幅B82gは、発光層23Gの略平坦部分23tGの同方向の幅と同じ大きさに形成されている。
以上のように、本実施の形態によれば、発光層23B(第2膜)の略平坦部分23tBの膜厚Tb1は、各発光層23R・23G(第1膜)の略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgよりも大きく形成され、各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGおよび発光層23Bの膜厚漸減部分23sBにおいて発光層23Bの略平坦部分23tBに対して略平坦になるように形成された発光層23B2(第3膜)を更に備えるので、発光層23Bの略平坦部分23tBの膜厚Tb1が各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgよりも大きい場合において、発光層23B2により、各発光領域24R・24G・24B(第1および第2成膜領域)での膜厚を均一化できる。
〔実施の形態3〕
本発明の実施の他の形態について図17に基づいて説明すれば以下の通りである。
本発明の実施の他の形態について図17に基づいて説明すれば以下の通りである。
実施の形態2では、各発光層23R・23Gの膜厚Tr・Tgは互いに同じ大きさに形成されたが、本実施の形態では、図17に示すように、各発光層23R・23G(第1膜)の膜厚Tr・Tgは互いに異なる大きさに形成される。
本実施の形態では、発光層23R上に形成される発光層23B2(以後、発光層23B2Rと呼ぶ:第3膜)の略平坦部分23tB2Rの膜厚Tb2r、および発光層23G上に形成される発光層23B2(以後、発光層23B2Gと呼ぶ:第3膜)の略平坦部分23tB2G膜厚Tb2rはそれぞれ式6および式7で与えられる。
Tb2r=Tb1−Tr … 式6
Tb2g=Tb1−Tg … 式7
なお、本実施の形態でも各発光層23R・23G・23Bでの膜厚は均一である。
Tb2g=Tb1−Tg … 式7
なお、本実施の形態でも各発光層23R・23G・23Bでの膜厚は均一である。
本実施の形態での有機EL表示装置の製造方法は、実施の形態2の製造方法において、発光層23Bの形成工程が、発光層23B2Rの形成工程と、発光層23B2Gの形成工程とに分離され、それら各形成工程が例えばその順番に行われる点が異なる以外は、実施の形態2と同様である。
なお、発光層23B2Rの形成工程では、発光層23B2R形成用のマスクユニット80(即ち、発光層23B2R用のシャドウマスク81B2R(図示省略)および蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、実施の形態2での発光層23B2の成膜処理と同様にして発光層23B2Rを上述のように形成する。また発光層23B2Gの形成工程では、発光層23B2G形成用のマスクユニット80(即ち、発光層23B2G用のシャドウマスク81B2G(図示省略)および蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、実施の形態2での発光層23B2の成膜処理と同様にして発光層23B2Gを上述のように形成する。
なお、発光層23B2R用のシャドウマスク81B2R(図示省略)は、発光層23R用のシャドウマスク81Rと同様に形成されたものが使用され、発光層23B2G用のシャドウマスク81B2G(図示省略)は、発光層23G用のシャドウマスク81Gと同様に形成されたものが使用される。
以上のように、本実施の形態によれば、各発光層23R・23G(第1膜)の膜厚Tr・Tgが互いに異なる大きさに形成された場合において、実施の形態2と同様の効果を得る。
〔実施の形態4〕
本発明の実施の他の形態について図18に基づいて説明すれば以下の通りである。
本発明の実施の他の形態について図18に基づいて説明すれば以下の通りである。
実施の形態1では、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分23tR・23tG・23tBの膜厚Tr・Tg・Tbは、互いに等しくなっていた(即ちTr=Tg=Tb)が、本実施の形態では、各発光層23R(第1膜)・23G(第1膜)・23B(第2膜)の膜厚Tr・Tg・Tbは、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分23tR・23tG・23tBの膜厚方向の抵抗Rr・Rg・Rbが互いに同じ等しくなる(即ちRr=Rg=Rb)ように形成される。
換言すれば、各発光層23R・23G・23Bの膜厚方向の抵抗率をρr・ρg・ρbとし、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分23tR・23tG・23tBの膜厚方向の抵抗をR(=Rr=Rg=Rb)とすると、各発光層23R・23G・23Bの膜厚Tr・Tg・Tbは、式8が成立するように決定される。
R=ρr×Tr=ρg×Tg=ρb×Tb … 式8
本実施の形態では、各発光領域24R・24G・24Bでは、各膜厚Tr・Tg・Tbは互いに等しくならないが、膜厚方向の各抵抗Rr・Rg・Rbは、各発光層23R・23G・23Bが重なる領域(即ち各膜厚漸減部分23sR・23sBの重なる領域24R1(図14参照)および各膜厚漸減部分23sG・23sBの重なる領域24G1(図14参照))を含めて同じ大きさになる。
本実施の形態では、各発光領域24R・24G・24Bでは、各膜厚Tr・Tg・Tbは互いに等しくならないが、膜厚方向の各抵抗Rr・Rg・Rbは、各発光層23R・23G・23Bが重なる領域(即ち各膜厚漸減部分23sR・23sBの重なる領域24R1(図14参照)および各膜厚漸減部分23sG・23sBの重なる領域24G1(図14参照))を含めて同じ大きさになる。
これを発光層23R・23Bで検証する。図18に示すように、各発光層23R・23Bの膜厚漸減部分23sR・23sBが重畳領域77で互いに重なっているとする。
各発光層23R・23Bの略平坦部分23tR・23tBの膜厚方向の抵抗Rr・Rbは、式8より互いに同一である。他方、重畳領域77では、その走査直交方向の一端を原点Oとしその走査直交方向の他端側に向かってu軸を取り、重畳領域77のu軸方向の幅をBとすると、位置uでの膜厚方向の全抵抗Ruは、位置uでの発光層23Rでの抵抗(ρr×Tr×(u/B))と、位置uでの発光層23Bでの抵抗(ρb×Tb×{(B−u)/B})との和になり、式9で表される。なお、各膜厚漸減部分23sR・23sBの傾斜は平面と仮定している。
Ru=ρr×Tr×(u/B)+ρb×Tb×{(B−u)/B} … 式9
そして式8および式9から、式10を得る。
そして式8および式9から、式10を得る。
Ru=ρb×Tb=R … 式10
式10より、重畳領域77(従って膜厚漸減部分23sRと重なる領域24R1)でも、膜厚方向の抵抗Ruは、略平坦部分23tRの膜厚方向の抵抗Rと同じになる。
式10より、重畳領域77(従って膜厚漸減部分23sRと重なる領域24R1)でも、膜厚方向の抵抗Ruは、略平坦部分23tRの膜厚方向の抵抗Rと同じになる。
以上のように本実施の形態によれば、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分23tR・23tG・23tBの膜厚方向の抵抗Rr・Rg・Rbが同じ大きさになるように、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分23tR・23tG・23tBの膜厚Tr・Tg・Tbが規定される。これにより、各発光層23R・23G・23Bに膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBが生じても、単純に各膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBを重ね合わせることで、各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚方向の抵抗の均一化を図る事ができる。
そして各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚の膜厚方向の抵抗が均一化することによって、各発光領域24R・24G・24B内での抵抗値の分布が無くなり、各発光領域24R・24G・24B内に均一に電流を流す事ができる。そのため、局所的な電流集中による有機EL素子の損傷や寿命のバラツキを抑制し、高信頼性の有機EL表示装置を実現できる。
〔実施の形態5〕
本発明の実施の他の形態について図19および図20に基づいて説明すれば以下の通りである。
本発明の実施の他の形態について図19および図20に基づいて説明すれば以下の通りである。
実施の形態1では、各発光層23R・23G・23Bの略平坦部分23tR・23tG・23tBの膜厚Tr・Tg・Tbは互いに同じ大きさに形成されたが、本実施の形態では、図19に示すように、各発光層23R・23G(第1膜)の略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgは互いに同じ大きさに形成されるが、発光層23B(第2膜)の略平坦部分23tBの膜厚Tbは、各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgよりも小さく形成される。
また本実施の形態では、発光層23B上には、緩衝層23D(第1緩衝層)が形成されることで、各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚が均一化されている。より詳細には、各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚をTrg(=Tr=Tg)とし、発光層23Bの略平坦部分23tBの膜厚をTbとし、緩衝層23Dの略平坦部分23tDの膜厚をTbffとすると、膜厚Tbffは、式11で与えられる。
Tbff=Trg−Tb … 式11
緩衝層23Dは、電子輸送層と同じ機能を有する層である。緩衝層23Dの材料としては、例えば、発光層(例えば23B)のホスト材料または電子輸送層と同じ材料を使用することができる。
緩衝層23Dは、電子輸送層と同じ機能を有する層である。緩衝層23Dの材料としては、例えば、発光層(例えば23B)のホスト材料または電子輸送層と同じ材料を使用することができる。
本実施の形態での有機EL表示装置の製造方法は、図20に示すように、実施の形態1における、ステップS3中の発光層23Bの形成工程において、発光層23Bの略平坦部分23tBの膜厚Tbが各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚Trgよりも小さく形成される点が異なり、更に、発光層23Bの形成工程後(即ち工程S3後)に、緩衝層23Dを形成する緩衝層蒸着工程S3−2が追加される点が異なる以外は、実施の形態1と同様である。
なお、緩衝層蒸着工程S3−2では、緩衝層23D形成用のマスクユニット80(即ち、緩衝層23D用のシャドウマスク81D(図示省略)および蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、上記発光層23R・23G・23Bの成膜処理と同様にして、緩衝層23Dを上述のように形成する。なお、緩衝層23D用のシャドウマスク81Dは、発光層23B用のシャドウマスク81Bと同じものを使用することができる。
以上のように、本実施の形態によれば、発光層23B(第2膜)の略平坦部分23tBの膜厚Tbは、各発光層23R・23G(第1膜)の略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgよりも小さく、発光層23B上において、各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGに対して平坦になるように形成された緩衝層23Dを更に備えるので、発光層23Bの略平坦部分23tDの膜厚Tbffが各発光層23R・23Gの略平坦部分23tR・23tGの膜厚Tr・Tgよりも小さい場合において、緩衝層23Dにより、各発光領域24R・24G・24B(第1および第2成膜領域)での膜厚を均一化できる。
〔実施の形態6〕
本発明の実施の他の形態について図21に基づいて説明すれば以下の通りである。
本発明の実施の他の形態について図21に基づいて説明すれば以下の通りである。
実施の形態5では、各発光層23R・23Gの膜厚Tr・Tgは互いに等しくなっていたが、本実施の形態では、図21に示すように、各発光層23R・23G(第1膜)の膜厚Tr・Tgは互いに異なる(例えばTr>Tg)ように形成される。なお、本実施の形態でも、実施の形態5と同様に、発光層23B(第2膜)の膜厚Tbは、各発光層23R・23Gの膜厚Tr・Tgよりも小さく形成される(従ってTr>Tg>Tb)。
そして本実施の形態では、発光層23B(第2膜)上に第1緩衝層23D1(第1緩衝層)が形成されることで、発光領域24Bでの膜厚が発光層23Rの膜厚Tr(即ち各膜厚Tr・Tgのうちの大きい方)と等しくなる。また発光層23G(即ち各発光層23R・23Gのうちの膜厚Tr・Tgの小さい方)(第1膜)上に第2緩衝層23D2(第2緩衝層)が形成されることで、発光領域24G(即ち各発光層23R・23Gのうちの膜厚Tr・Tgの小さい方に対応する発光領域)での膜厚が発光層23Rの膜厚Trと等しくなる。これにより各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚が均一化されている。
より詳細には、第1緩衝層23D1の略平坦部分23tD1の膜厚Tbff1は、式12で与えられる。また第2緩衝層23D2の略平坦部分23tD2の膜厚Tbff2は、式13で与えられる。
Tbff1=Tr−Tb … 式12
Tbff2=Tr−Tg … 式13
なお、第1緩衝層23D1および第2緩衝層23D2の材料としては、実施の形態5の緩衝層23Dの材料と同じものが使用できる。
Tbff2=Tr−Tg … 式13
なお、第1緩衝層23D1および第2緩衝層23D2の材料としては、実施の形態5の緩衝層23Dの材料と同じものが使用できる。
本実施の形態での有機EL表示装置の製造方法は、実施の形態5の製造方法において、緩衝層蒸着工程S3−2が、第1緩衝層23D1の形成工程と、第2緩衝層23D2の形成工程とに分離され、第1緩衝層23D1の形成工程後に第2緩衝層23D2の形成工程が行われる点が異なる以外は、実施の形態5と同様である。
より詳細には、第1緩衝層23D1の形成工程では、第1緩衝層23D1形成用のマスクユニット80(即ち、第1緩衝層23D1用のシャドウマスク(例えば発光層23B用のシャドウマスク81Bと同様に形成されたシャドウマスク)および蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、上記発光層23Bの成膜処理と同様に、発光層23B上に膜厚Tbff1の第1緩衝層23D1を形成する。
また第2緩衝層23D2の形成工程では、第2緩衝層23D2形成用のマスクユニット80(即ち、第2緩衝層23D2用のシャドウマスク(例えば発光層23G用のシャドウマスク81Gと同様に形成されたシャドウマスク)および蒸着源85)並びに真空チャンバ60を用いて、上記発光層23Gの成膜処理と同様に、発光層23G上に膜厚Tbff2の第2緩衝層23D2を形成する。
以上のように、本実施の形態によれば、発光層23B(第2膜)の略平坦部分23tBの膜厚Tbが各発光層23G(第1膜)の略平坦部分23tGの膜厚Tgよりも小さい場合において、各発光領域24G・24B(第1および第2成膜領域)での膜厚を、第1および第2緩衝層23D1・23D2により、発光層23Gの略平坦部分23tGの膜厚Tgよりも高い所定の大きさ(発光層23Rの膜厚Tr)に均一化できる。
なお、本実施の形態では、Tr>Tgの場合で説明したが、Tr<Tgの場合も同様である。
〔実施の形態7〕
本発明の実施の他の形態について図22および図23に基づいて説明すれば以下の通りである。
本発明の実施の他の形態について図22および図23に基づいて説明すれば以下の通りである。
実施の形態1では、各発光層23R・23Gだけがそれぞれ、y軸方向(所定方向)の両側の部分にそれぞれy軸方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分23sR・23sGを有し、当該膜厚漸減部分23sR・23sGのy軸方向の基端側が発光領域24R・24Gに重なるように形成されたが、本実施の形態では、図22に示すように、各発光層23R・23G・23B(第1膜)ともそれぞれ、そのy軸方向(所定方向)の両側の部分にそれぞれy軸方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分23sR・23sG・23tBを有し、当該膜厚漸減部分23sR・23sG・23tBのy軸方向の基端側が発光領域24R・24G・24B(成膜領域)に重なるように形成される。
なお、本実施の形態では、隣合う各発光層23R・23Gの膜厚漸減部分23sR・23sGは、互いに重なり合わないように、各発光領域24R・24G間領域(非発光領域)29の走査直交方向の中心に形成される。同様に、隣合う各発光層23G・23Bの膜厚漸減部分23sG・23sBは、互いに重なり合わないように、各発光領域24G・24B間領域(非発光領域)29の走査直交方向の中心に形成される。
なお、各発光層23R・23G・23Bの膜厚Tr・Tg・Tbは、実施の形態1と同様に、互いに等しい(即ちTr=Tg=Tb)。
また本実施の形態では、1画素は、従来同様、各サブ画素2R・2G・2BがR/B/Gの順に配列して構成されている。
また本実施の形態では、各発光領域間領域(非発光領域)29に、発光層23B3(第2膜)が形成されている。発光層23B3は、例えば発光層23Bと同じ発光色(即ち青色)を有しており、各発光層23R・23G・23Bの膜厚Tr・Tg・Tbと同じ膜厚に形成されている。
ここでは、TFT基板10における各サブ画素2R・2G・2Bの開口部15R・15G・15Bの幅は、360μm(走査方向)×110μm(走査方向に垂直な方向)とした。また、上記開口部15R・15G・15B間のピッチは480μm(走査方向)×160μm(走査方向に垂直な方向)とした。なお、上記開口部15R・15G・15B間のピッチ(画素開口部間ピッチ)は、隣り合うサブ画素2R・2G・2Bにおけるそれぞれの開口部15R・15G・15B間のピッチを示しており、同色サブ画素間のピッチではない。
また各発光領域24R・24G間領域29上の発光層23B3は、y軸方向(所定方向)の両側の部分にそれぞれy軸方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分23sB3を有し、当該膜厚漸減部分23sB3が、当該膜厚漸減部分23sB3と同側の発光層23Rまたは23Rの膜厚漸減部分23sRまたは23sRに重なって当該膜厚漸減部分23sRまたは23sRの膜厚の漸減分を補填する様に形成されている。このように発光層23B3が形成されることで、各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚が均一化されている。
なお、発光層23B3の略平坦部分23tB3のy軸方向の幅BtB3は、発光層23B3の両側の各発光層23R・23Gまたは23G・23Bの同方向の間隔BrgまたはBgbと同じ大きさに形成されている。
また発光層23B3の膜厚漸減部分23sB3の走査直交方向の幅BsB3は、当該膜厚漸減部分23sB3と重なる膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBの同方向の幅BR・BG・BBと同じ大きさに形成されている。
本実施の形態での有機EL表示装置の製造方法は、実施の形態1の製造方法において、発光層蒸着工程S3で、各発光層23R・23G・23Bが上記のように形成された後に、発光層23B2が上記のように形成される点が異なる以外は、実施の形態1と同様である。
なお、図23に示すように、発光層23R用のシャドウマスク81Rは、その開口部82のy軸方向の幅B82Rが発光領域24Rの同方向の幅よりも小さくなるように形成されている。そして発光層23Rの形成工程では、シャドウマスク81Bは、その開口部82のy軸方向の中心が発光領域24Rの同方向の中心に略一致され且つ被成膜基板200に対して間隔を空けて配置されて使用される。同様に発光層23G・23B用のシャドウマスク81G・81B(図示省略)も、その開口部82のy軸方向の幅B82G・B82B(図示省略)が発光領域24G・24Bの同方向の幅よりも小さくなるように形成されている。そして発光層23G・23Bの形成工程では、シャドウマスク81G・81Bは、その開口部82のy軸方向の中心が発光領域24G・24Bの同方向の中心に略一致され且つ被成膜基板200に対して間隔を空けて配置されて使用される。
ここでは、各発光層23R・23G・23B(第1膜)に対するシャドウマスク81R・81G・81Bの開口部B82R・B82G・B82Bの開口幅は、150mm(長軸方向の幅d5;図1参照)×50μm(短軸方向の幅d6;図1参照)とし、隣り合う開口部82・82間の間隔d8(図1参照)は430μmとし、隣り合う開口部82・82の中心間のピッチp(図1参照)は480μmとした。
また、発光層23B3用のシャドウマスク81B3は、開口部82のy軸方向の幅B82B3が各発光層23R・23G(または23G・23B)間の間隔B100と同じ大きさに形成されている。そして発光層23B3の形成工程では、シャドウマスク81B3は、開口部82のy軸方向の中心が各発光領域24R・24G(または24G・24B)間領域(非発光領域)29の同方向の中心に略一致され且つ被成膜基板200に対して間隔を空けて配置されて使用される。
ここでは、発光層23B3(第2膜)に対するシャドウマスク81B3の開口部82の開口幅B82B3は、150mm(長軸方向の幅d5;図1参照)×10μm(短軸方向の幅d6;図1参照)とし、隣り合う開口部82・82間の間隔d8(図1参照)は150μmとし、隣り合う開口部82・82の中心間のピッチp(図1参照)は160μmとした。
以上のように本実施の形態によれば、各発光層23R・23G・23B(第1膜)はそれぞれ、膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBの基端側が各発光領域24R・24G・24B(成膜領域)に重なるように形成されるので、膜厚漸減部分23sR・23sG・23sBのy軸方向(所定方向)の幅を短くしなくても、各発光層23R・23G・23Bと当該膜厚漸減部分23sR・23sG・23sB側の隣の成膜領域(23R・23G・23Bの何れか)との間の領域(即ち混色防止マージン)29を広く確保でき、これにより,各発光層23R・23G・23Bがy軸方向に大きくパターンずれしても、各発光層23R・23G・23Bが当該膜厚漸減部分23sR・23sG・23sB側の上記隣の成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また上記混色防止マージンを広くするために、各発光領域24R・24G・24Bと上記隣の成膜領域との間の領域29を広くする必要がないので、各発光領域24R・24G・24B(即ち表示画面)を高精細に保てる。
また発光層23B3(第2膜)は、その膜厚漸減部分23sB3が、それと同側にある発光層23R・23Gまたは23Bの膜厚漸減部分23sR・23sGまたは23sBの基端側に重なって当該膜厚漸減部分23sR・23sGまたは23sBの基端側の膜厚の漸減分を補填する様に形成されるので、各発光領域24R・24G・24Bでの膜厚低下を防止できる。
なお、本実施の形態では、第2膜を発光層としたが、これに限定されず、発光層を構成するホスト材料や電子輸送層とすることもできる。
〔要点概要〕
以上のように、また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2膜の上記膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分の基端側に重なることが望ましい。
以上のように、また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2膜の上記膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分の基端側に重なることが望ましい。
上記の構成によれば、第2膜の膜厚漸減部分が第1膜の膜厚漸減部分の基端側に重なるので、第2膜の膜厚漸減部分により第1膜の膜厚漸減部分の基端側の膜厚の漸減分が完全に補填されて、第1成膜領域での膜厚低下を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1膜の上記膜厚漸減部分の上記所定方向の基端側が上記第1成膜領域に重なることが望ましい。
上記の構成によれば、第1膜の膜厚漸減部分の所定方向の基端側は第1成膜領域に重なるので、第1膜の膜厚漸減部分の所定方向の幅を短くしなくても、第1膜と第2成膜領域との間の間隔(即ち混色防止マージン)を広く確保でき、これにより,第1膜が所定方向に大きくパターンずれしても、第1膜が第2成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また上記混色防止マージンを広くするために、第1および第2成膜領域の間の領域を広くする必要がないので、第1および第2成膜領域(即ち表示画面)を高精細にできる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2膜の上記膜厚漸減部分は、上記第2成膜領域の上記所定方向の外側に配置されることが望ましい。
上記の構成によれば、第2膜の膜厚漸減部分は、第2成膜領域の所定方向の外側に配置される。即ち第2膜の膜厚漸減部分を除く略平坦部分は、第2成膜領域を十分に被覆する。よって、第2膜が所定方向に大きくパターンずれしても、第2成膜領域での第2膜の欠落を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1膜は、赤色または緑色の発光層であり、上記第2膜は、青色の発光層であることが望ましい。
上記の構成によれば、第1膜は赤色または緑色の発光層であり、第2膜は青色の発光層であるので、第2膜が第1成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記赤色、緑色および青色の発光層は、赤色、青色、緑色、青色の順に配列されていることが望ましい。
上記の構成によれば、赤色、緑色および青色の発光層は、赤色、青色、緑色、青色の順に配列されているので、1画素の画素配列が赤色、青色、緑色、青色の順に配列する表示装置に適用できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1および第2膜の各々の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚はそれぞれ等しく、上記第1膜の上記膜厚漸減部分の膜厚と上記第2膜の上記膜厚漸減部分の膜厚との和は、上記第1および第2膜の各々の上記略平坦部分の膜厚と等しいが望ましい。
上記の構成によれば、上記第1および第2膜の各々の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚はそれぞれ等しく、上記第1膜の上記膜厚漸減部分の膜厚と上記第2膜の上記膜厚漸減部分の膜厚との和は、上記第1および第2膜の各々の上記略平坦部分の膜厚と等しい。よって、第1および第2成膜領域での膜厚を均一化できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2膜の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚は、上記第1膜の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚よりも大きく、上記第1膜の上記略平坦部分上および上記第2膜の上記膜厚漸減部分上に第3膜を更に備えることが望ましい。
上記の構成によれば、第2膜の膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚は、第1膜の膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚よりも大きく、第2膜の略平坦部分の膜厚が第1膜の略平坦部分の膜厚よりも大きい場合において、第3膜により、第1成膜領域での膜厚と第2成膜領域での膜厚との差を小さくできる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2膜の上記略平坦部分の表面と上記第3膜の表面とが、略平坦な平面を形成していることが望ましい。
上記の構成によれば、第2膜の略平坦部分の表面と第3膜の表面とが略平坦な平面を形成しているので、第1および第2成膜領域での膜厚を均一化できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第3膜は、青色の発光層または電子輸送層であることが望ましい。
上記の構成によれば、第3の膜は、青色の発光層または電子輸送層であるので、第3膜が第1成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1および第2膜の各々の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚方向の抵抗はそれぞれ等しいことが望ましい。
上記の構成によれば、第1および第2膜の略平坦部分の膜厚方向の抵抗はそれぞれ等しいので、第1および第2膜の各々の膜厚漸減部分においても、単純に第1および第2膜の各々の膜厚漸減部分を重ね合わせることで、第1および第2膜の各々の略平坦部分の膜厚方向の抵抗と同一にできる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2膜の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚は、上記第1膜の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚よりも小さく、上記第2膜上に第1緩衝層を更に備えることが望ましい。
上記の構成によれば、第2膜の膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚は、第1膜の膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚よりも小さく形成され、第2膜上に第1緩衝層を更に備えるので、第2膜の略平坦部分の膜厚が第1膜の略平坦部分の膜厚よりも小さい場合において、第1緩衝層により、第1膜と第2膜との膜厚の差を低減できる。よって第1および第2成膜領域での膜厚を均一に近づけることができる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1膜の上記略平坦部分の膜厚は、第1緩衝層と第2膜との膜厚の和に等しいことが望ましい。
上記の構成によれば、上記第1膜の略平坦部分の膜厚は、第1緩衝層と第2膜との膜厚の和に等しい、第1緩衝層により、第1および第2成膜領域での膜厚を均一化できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、少なくとも一部の第1膜上に第2緩衝層を備えることが望ましい。
上記の構成によれば、少なくとも一部の第1膜上に第2緩衝層を備えるので、上記少なくとも一部の第1膜の略平坦部分の膜厚が上記少なくとも一部の第1膜以外の第1膜の略平坦部分の膜厚よりも小さい場合において、第2緩衝層により、上記少なくとも一部の第1膜の膜厚低下分を低減できる。よって、各第1成膜領域での膜厚を均一に近づけることができる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記少なくとも一部の第1膜の略平坦部分の膜厚と第2緩衝層との膜厚の和は、第1緩衝層と第2膜との膜厚の和に等しいことが望ましい。
上記の構成によれば、少なくとも一部の第1膜の略平坦部分の膜厚と第2緩衝層との膜厚の和は、第1緩衝層と第2膜との膜厚の和に等しいので、第1および第2成膜領域での膜厚を均一化できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1緩衝層は、青色の発光層を構成するホスト材料または電子輸送層であることが望ましい。
上記の構成によれば、第1緩衝層は、青色の発光層を構成するホスト材料または電子輸送層であるので、第1緩衝層が第1および第2成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2緩衝層はそれぞれ、青色の発光層を構成するホスト材料または電子輸送層であることが望ましい。
上記の構成によれば、第2緩衝層は、青色の発光層を構成するホスト材料または電子輸送層であるので、第1緩衝層が第1および第2成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1膜の上記膜厚漸減部分の上記所定方向の幅は、上記第1および上記第2成膜領域の間の領域の上記所定方向の幅よりも大きいことが望ましい。
上記の構成によれば、第1膜の膜厚漸減部分の所定方向の幅は、第1および第2成膜領域の間の領域の同方向の幅よりも大きい。即ち第1膜の膜厚漸減部分の傾斜を緩やかにできる。よって、第1膜の膜厚漸減部分が第2成膜領域に重なっても、混色の影響を低減できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第2膜の上記膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分の基端側に重なることが望ましい。
上記の構成によれば、第2膜の膜厚漸減部分が第1膜の膜厚漸減部分の基端側に重なるので、第2膜の膜厚漸減部分により第1膜の膜厚漸減部分の基端側の膜厚の漸減分が完全に補填されて、各成膜領域での膜厚低下を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1膜の上記膜厚漸減部分の上記所定方向の基端側が上記成膜領域に重なることが望ましい。
上記の構成によれば、第1膜の膜厚漸減部分の所定方向の基端側は成膜領域に重なるので、第1膜の膜厚漸減部分の所定方向の幅を短くしなくても、第1膜と第2成膜領域との間の間隔(即ち混色防止マージン)を広く確保でき、これにより,第1膜が所定方向に大きくパターンずれしても、第1膜が隣の成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また上記混色防止マージンを広くするために、各成膜領域の間の領域を広くする必要がないので、各成膜領域(即ち表示画面)を高精細にできる。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、上記第1および第2膜の各々の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚はそれぞれ等しく、上記第1膜の上記膜厚漸減部分の膜厚と上記第2膜の上記膜厚漸減部分の膜厚との和は、上記第1および第2膜の各々の上記略平坦部分の膜厚と等しいことが望ましい。
また本発明の実施の形態にかかる被成膜基板は、少なくとも一部の上記第1膜は、赤色の発光層であり、少なくとも一部の上記第1膜は、緑色の発光層であり、少なくとも一部の上記第1膜は、青色の発光層であり、上記第2膜は、青色の発光層、当該青色の発光層を構成するホスト材料、あるいは電子輸送層であることが望ましい。
上記の構成によれば、少なくとも一部の第1膜は、赤色の発光層であり、少なくとも一部の第1膜は、緑色の発光層であり、少なくとも一部の第1膜は、青色の発光層であり、第2膜は、青色の発光層、それを構成するホスト材料、あるいは電子輸送層であるので、第2膜が成膜領域に重なることによる混色を防止できる。
また本発明の実施の形態にかかる有機EL表示装置は、上記被成膜基板を用いたものである。
上記の構成によれば、上記被成膜基板の効果を有する有機EL表示装置を提供できる。
本発明の蒸着方法および蒸着装置は、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並びに製造方法等に好適に用いることができる。さらに、本発明の蒸着方法および蒸着装置は、パターン形成された膜がずれることで他の領域に影響を与えるような被成膜基板を製造する場合においても、適用することができる。
1 有機EL表示装置
2 画素
2R・2G・2B サブ画素
10 TFT基板(基板)
20 有機EL素子
22 正孔注入層兼正孔輸送層
23B2 発光層(第3膜)
23B3 発光層(第2膜)
23D 緩衝層(第1緩衝層)
23D1 第1緩衝層(第1緩衝層)
23D2 第2緩衝層(第2緩衝層)
23R・23G・23B 発光層(第1膜、第2膜)
23sR・23sG・23sB 膜厚漸減部分
23tR・23tG・23tB 略平坦部分
24 電子輸送層(有機層)
25 電子注入層(有機層)
50 蒸着装置
60 真空チャンバ
70 基板移動機構
71 基板保持部材
72 モータ
80 マスクユニット
81・81R・81G・81B シャドウマスク
81a 長辺
81b 短辺
82 開口部
83 アライメントマーカ部
84 アライメントマーカ
84R・84G・84B アライメントマーカ
85 蒸着源
86 射出口
87 マスク保持部材
88 マスクテンション機構
89 シャッタ
90 イメージセンサ
100 制御回路
101 画像検出部
102 演算部
103 モータ駆動制御部
104 蒸着ON/OFF制御部
105 シャッタ駆動制御部
200 被成膜基板
210 表示領域
210a 長辺
210b 短辺
211 蒸着膜
220 アライメントマーカ部
221 アライメントマーカ
221 蒸着膜
x 基板走査方向に沿った方向
y 基板走査方向に直交した方向に沿った方向(所定方向)
2 画素
2R・2G・2B サブ画素
10 TFT基板(基板)
20 有機EL素子
22 正孔注入層兼正孔輸送層
23B2 発光層(第3膜)
23B3 発光層(第2膜)
23D 緩衝層(第1緩衝層)
23D1 第1緩衝層(第1緩衝層)
23D2 第2緩衝層(第2緩衝層)
23R・23G・23B 発光層(第1膜、第2膜)
23sR・23sG・23sB 膜厚漸減部分
23tR・23tG・23tB 略平坦部分
24 電子輸送層(有機層)
25 電子注入層(有機層)
50 蒸着装置
60 真空チャンバ
70 基板移動機構
71 基板保持部材
72 モータ
80 マスクユニット
81・81R・81G・81B シャドウマスク
81a 長辺
81b 短辺
82 開口部
83 アライメントマーカ部
84 アライメントマーカ
84R・84G・84B アライメントマーカ
85 蒸着源
86 射出口
87 マスク保持部材
88 マスクテンション機構
89 シャッタ
90 イメージセンサ
100 制御回路
101 画像検出部
102 演算部
103 モータ駆動制御部
104 蒸着ON/OFF制御部
105 シャッタ駆動制御部
200 被成膜基板
210 表示領域
210a 長辺
210b 短辺
211 蒸着膜
220 アライメントマーカ部
221 アライメントマーカ
221 蒸着膜
x 基板走査方向に沿った方向
y 基板走査方向に直交した方向に沿った方向(所定方向)
Claims (5)
- 複数の成膜領域が所定方向に沿って互いに間隔を空けて配置した基板と、
上記基板の上記成膜領域上に被覆形成された第1膜と、
上記各成膜領域間の領域に形成された第2膜と、
を備え、
上記第1膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、
上記第2膜は、上記所定方向の両側の部分にそれぞれ上記所定方向の先端側に向かって膜厚が漸減した膜厚漸減部分を有し、当該膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分に重なるとともに、
少なくとも一部の上記第1膜は、赤色の発光層であり、
少なくとも一部の上記第1膜は、緑色の発光層であり、
少なくとも一部の上記第1膜は、青色の発光層であり、
上記第2膜は、青色の発光層、当該青色の発光層を構成するホスト材料、あるいは電子輸送層であることを特徴とする被成膜基板。 - 上記第2膜の上記膜厚漸減部分が上記第1膜の上記膜厚漸減部分の基端側に重なることを特徴とする請求項1に記載の被成膜基板。
- 上記第1膜の上記膜厚漸減部分の上記所定方向の基端側が上記成膜領域に重なることを特徴とする請求項1または2に記載の被成膜基板。
- 上記第1および上記第2膜の各々の上記膜厚漸減部分を除く略平坦部分の膜厚はそれぞれ等しく、
上記第1膜の上記膜厚漸減部分の膜厚と上記第2膜の上記膜厚漸減部分の膜厚との和は、上記第1および第2膜の各々の上記略平坦部分の膜厚と等しいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の被成膜基板。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の被成膜基板を用いた有機EL表示装置。
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