JP5883230B2 - 蒸着装置並びに蒸着方法 - Google Patents

Description

本発明は、蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を基板上に形成させる蒸着装置並びに蒸着方法に関するものである。

近年、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機ＥＬ表示装置が、ＣＲＴやＬＣＤに替る表示装置として注目されている。

この有機ＥＬ表示装置は、基板に電極層と複数の有機発光層を積層形成し、更に封止層を被覆形成した構成であり、自発光で、ＬＣＤに比べて高速応答性に優れ、高視野角及び高コントラストを実現できるものである。

このような有機ＥＬデバイスは、一般に真空蒸着法により製造されており、真空チャンバー内で基板と蒸着マスクをアライメントして密着させ蒸着を行い、この蒸着マスクにより所望の成膜パターンの蒸着膜を基板に形成している。

また、このような有機ＥＬデバイスの製造においては、基板の大型化に伴い所望の成膜パターンを得るための蒸着マスクも大型化するが、この大型化のためには蒸着マスクにテンションをかけた状態でマスクフレームに溶接固定して製作しなければならないため、大型の蒸着マスクの製造は容易でなく、またこのテンションが十分でないとマスクの大型化に伴い、マスク中心に歪みが生じ蒸着マスクと基板の密着度が低下してしまうことや、これらを考慮するためにマスクフレームが大型となり、肉厚化や重量の増大が顕著となる。

このように、基板サイズの大型化に伴って蒸着マスクの大型化が求められているが、高精細なマスクの大型化は困難で、また製作できても前記歪みの問題によって実用上様々な問題を生じている。

また、例えば、特表２０１０−５１１７８４号などに示されるように、基板と蒸着マスクとを離間配設し、蒸発源と指向性を持った蒸発粒子を発生させる開口部とにより有機発光層を高精度に成膜させる方法もあるが、前記蒸発源と指向性を発生させる前記開口部とが一体構造をしており、開口部から蒸発粒子を発生させるには前記一体構造を高温に加熱する構成となっているため、蒸発源からの輻射熱を蒸着マスクで受けることになり、蒸着マスクの熱膨張による成膜パターンの位置精度の低下を防ぐことができない。

更に、基板と蒸着マスクとを離間配設して相対移動させる構成とすることで、小さな蒸着マスクでも広範囲に所望の成膜パターンを大型基板に蒸着させることができるが、蒸発粒子に指向性を付与するために、蒸発源開口部の直径を小さくしなくてはならず、蒸発レートを高くできないという問題点があった。

特表２０１０−５１１７８４号公報

本発明は、このような様々な問題を解決し、基板の大型化に伴って蒸着マスクを同等に大型化せず基板より小形の蒸着マスクでも、基板を離間状態で相対移動させることで広範囲に蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、また、離間状態のまま相対移動させることで構造も簡易で効率良くスピーディーに蒸着でき、また、離間状態のままでも制限用開口部を蒸発源と蒸着マスクとの間に設けることで、蒸発粒子の飛散方向を制限して隣接する若しくは離れた位置の蒸発口部からの蒸発粒子を通過させず成膜パターンの重なりを防止すると共に、この制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーに蒸着マスクを付設した構成とし、このマスクホルダーは飛散制限部としてだけでなく蒸発源からの輻射熱の入射を抑制し、前記蒸発源の蒸発口部は、前記基板の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状とすることで、基板と蒸着マスクとを離間状態で相対移動させる構成でありながら、高精度で高レートな蒸着が行える蒸着装置並びに蒸着方法を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

蒸発源１から蒸発した成膜材料を、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成されるように構成した蒸着装置において、前記蒸発源１とこの蒸発源１に対向状態に配設する前記基板４との間に、前記蒸発源１から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部５を設けた飛散制限部を有するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に前記基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、前記基板４を、前記蒸着マスク２を付設した前記マスクホルダー６及び前記蒸発源１に対して、前記蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成し、前記蒸発源１の蒸発口部８は、前記基板４の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状とし、前記マスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に延在して、前記蒸着マスク２をマスクホルダー６に張設する際に蒸着マスク２に付与される張力によるマスクホルダー６の変形を防ぐため、張設する方向におけるマスクホルダー６の剛性を向上させるリブ部24を、前記制限用開口部５間に設けた構成とし、前記制限用開口部５に対向状態で配設する前記蒸発源１の前記蒸発口部８を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この複数並設する蒸発口部８の間隔を、前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップＧ及び前記蒸発口部８と前記蒸着マスク２との距離ＴＳ及び前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３の間隔を考慮して設定することで、前記マスク開口部３を通過した前記蒸発口部８から蒸発した蒸発粒子と、隣接する前記マスク開口部３を通過した隣接する前記蒸発口部８から蒸発した蒸発粒子とを、前記基板４上で重畳させるように構成したことを特徴とする蒸着装置に係るものである。

また、前記マスクホルダー６の前記基板４側の端部に、前記蒸着マスク２を付設したことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記マスクホルダー６の前記基板４側の端部に、前記蒸着マスク２に張力を付与して張設したことを特徴とする請求項２記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記マスクホルダー６は、前記基板４の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスク２を張設したことを特徴とする請求項３記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記蒸着マスク２は、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスク２を前記マスクホルダー６に前記横方向に並設状態に付設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記蒸発源１の前記蒸発口部８を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この複数の蒸発口部８毎に夫々対向状態に前記制限用開口部５を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダー６の各制限用開口部５を覆うように、前記蒸着マスク２をマスクホルダー６の前記基板４側の端部に付設したことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記マスクホルダー６の前記制限用開口部５間に、前記基板４の相対移動方向に延在する前記リブ部24の前記基板４側先端面に、前記各制限用開口部５に設ける前記蒸着マスク２を支承し接合するマスク取付支承面23を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記マスクホルダー６は、前記制限用開口部５の形状を、前記基板４側の開口面積より前記蒸発源１側の開口面積が小さい形状に形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記基板４と前記蒸着マスク２とが離間状態で蒸着し、この蒸着マスク２により成膜パターンの蒸着膜が基板４に形成される際、この蒸着膜の側端傾斜部分である陰影ＳＨは、前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップをＧ，前記蒸発口部８の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部８と前記蒸着マスク２との距離をＴＳとすると、下記の式（１）で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、前記ギャップＧを大きく設定し、前記蒸発口部８の前記開口幅φｘを小さく設定した構成としたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記蒸発源１は、前記蒸発材料を加熱する蒸発粒子発生部26と、この蒸発粒子発生部26から発生した前記蒸発粒子が拡散し圧力を均一化する横長拡散部27と、前記横長拡散部27に前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設する前記蒸発口部８とで構成し、前記蒸発源１を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に一つ若しくは複数並設したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記横長拡散部27の周囲若しくは前記蒸発口部８の周囲の少なくとも一方に、前記蒸発源１の熱を遮断する熱遮断部19を配設したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記横長拡散部27で拡散した蒸発粒子が、前記蒸発口部８から噴出される際に指向性を持って飛散する導入部28を、前記横長拡散部27に配設したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記複数の蒸発口部８を前記導入部28の前記基板４側の先端面に設け、この導入部28の前記基板４側に向けての導入長を、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の前記導入部28の幅長より長い構成としたことを特徴とする請求項１２記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記導入部28は、前記横長拡散部27から前記基板４側に向けて突出させて配設したことを特徴とする請求項１２，１３のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３は、前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向に複数並設した構成とし、この各マスク開口部３は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設し、この相対移動方向のトータル開口長を前記制限用開口部５の中央部に比して前記横方向に離れる程長くなるように設定したことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記蒸着マスク２の前記基板４側に、前記マスク開口部３の一部を塞いで前記各マスク開口部３の開口範囲を設定する膜厚補正板29を配設したことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記基板４に蒸着される成膜パターンを決する前記蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向における形成間隔Ｍｐｘは、前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップをＧ、前記蒸着マスク２と前記蒸発口部８との距離をＴＳ、前記成膜パターンの基板４の相対移動方向と直交する横方向における形成間隔をＰｘとすると下記の式（２）で表され、成膜パターン形成間隔Ｐｘより狭く設定し、前記蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向における開口寸法Ｍｘは、前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップをＧ、前記蒸着マスク２と前記蒸発口部８との距離をＴＳ、前記蒸着膜の成膜パターンにおける成膜幅をＰとすると下記式（３）で表され、前記蒸着膜の成膜パターン幅Ｐより広く設定したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記蒸着マスク２が付設された前記マスクホルダー６を、蒸着室７と往復自在に移動できる交換室16を備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記交換室16内に、前記マスクホルダー６若しくはマスクホルダー６に付設した前記蒸着マスク２の少なくとも一方に付着した成膜材料を洗浄する洗浄機構を備えたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記交換室16内に、前記マスクホルダー６若しくはマスクホルダー６に付設した前記蒸着マスク２の少なくとも一方に付着した成膜材料を回収する材料回収機構を備えたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記制限用開口部５に対向状態で配設する前記蒸発源１の前記蒸発口部８を前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この複数並設する蒸発口部８の間隔を、前記基板４と前記蒸着マスク２とのギャップＧ及び前記蒸発口部８と前記蒸着マスク２との距離ＴＳ及び前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３の間隔を考慮して設定することで、前記制限用開口部５内の基板４の相対移動方向と直交する横方向のマスク開口部３は、同一の制限用開口部５に対向状態で配設される前記蒸発口部８の数に応じて、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の成膜パターン数より少なく均等な間隔で構成したことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記マスクホルダー６に付設された前記蒸着マスク２を第一の蒸着マスク２とし、前記基板４と前記第一の蒸着マスク２との間に、第二の蒸着マスク10を配設したことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記制限用開口部５内に配設される前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の前記第二の蒸着マスク10のマスク開口部11の数は、この第二の蒸着マスク10より前記蒸発源１側の同一の前記制限用開口部５内に配設される基板４の相対移動方向と直交する横方向の前記第一の蒸着マスク２の前記マスク開口部３の数と同じであり、この夫々の蒸着マスク２，10のマスク開口部３，11は、前記基板４との距離の相違に対応して異なる形成間隔とし、第二の蒸着マスク10のマスク開口部11のマスク開口幅は第一の蒸着マスク２と比して同一か幅狭くなるように設けたことを特徴とする請求項２２記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記第二の蒸着マスク10は、これより前記蒸発源１側に位置する第一の前記蒸着マスク２より線膨張係数が大である材料で形成したことを特徴とする請求項２２，２３のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記第二の蒸着マスク10は、電鋳で形成することを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記制限用開口部５内に配設される前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の前記第二の蒸着マスク10の前記マスク開口部11の数は、同一の前記制限用開口部５内に配設される前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の第一の前記蒸着マスク２のマスク開口部３の数より、同一の前記制限用開口部５内に配設される前記蒸発口部８の数に応じて多く形成したことを特徴とする請求項２２記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記成膜材料を、有機材料としたことを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の蒸着装置に係るものである。

また、前記請求項１〜２７のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、前記基板４上に前記蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、基板の大型化に伴って蒸着マスクを同等に大型化せず基板より小形の蒸着マスクでも、基板を離間状態で相対移動させることで広範囲に蒸着マスクによる成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、また、離間状態のまま相対移動させることで構造も簡易で効率良くスピーディーに蒸着でき、また、離間状態のままでも制限用開口部を蒸発源と蒸着マスクとの間に設けることで、蒸発粒子の飛散方向を制限して隣接する若しくは離れた位置の蒸発口部からの蒸発粒子を通過させず成膜パターンの重なりを防止すると共に、この制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーに蒸着マスクを接合させて付設した構成とし、基板と蒸着マスクとを離間状態で相対移動させる構成でありながら高精度の蒸着が行え、蒸発源の蒸発口部の開口幅を狭めることで、(基板と蒸着マスクとのギャップの大きさ、蒸発源と蒸着マスクの距離によっても変化する）成膜パターンの陰影（蒸着膜の側端傾斜部分のはみ出し量）を一層抑制することができ、また蒸発口部の開口長を相対移動方向に長くすることで蒸発レートを高くすることができる蒸着装置並びに蒸着方法となる。

特に有機ＥＬデバイスの製造にあたり、基板の大型化に対応でき、有機発光層の蒸着も精度良く行え、マスク接触による基板，蒸着マスク，蒸着膜の損傷も防止でき、基板より小さな蒸着マスクにより高精度の蒸着が実現できる有機ＥＬデバイス製造用の蒸着装置並びに蒸着方法となる。

また、基板の相対移動方向に延在させて設けたリブ部によって、蒸着マスクの張力によるマスクホルダーの変形が防止できると共に、蒸着マスクの張力が維持でき、また、請求項９記載の発明のように、マスク取付支承面を設けることで、蒸着マスクのマスクホルダーへの支承・接合が強固に行える。

また、複数並設する蒸発口部からの蒸発粒子が基板上で重畳することで蒸着レートが高くなり、生産性の高い蒸着装置となる。

また、請求項２，３記載の発明においては、蒸着マスクを蒸発源から最も離れた基板側の端部でマスクホルダーに付設するので、蒸発源からの輻射熱の入射を抑制でき、また、蒸着マスクに熱応力以上の張力を付与することで、安定的に維持される。

また、請求項４記載の発明においては、蒸着マスクに対して基板の相対移動方向に張力を付与するので、蒸着マスクが撓むことがなくなり、撓みによって生じていた成膜誤差がなくなる。

また、請求項５記載の発明においては、複数枚に分割した小さな蒸着マスクでも大型の基板に成膜できるので、蒸着マスクの作成が容易となる。

また、請求項６記載の発明においては、各蒸発口部毎の膜厚分布特性に基づいてこの蒸着領域毎で均一化を図るように、マスク開口部を個別に設定した蒸着マスクを並設したり、これら蒸着マスクを個別に取り替えたりできるように構成可能となるなど一層実用性に優れる。

また、請求項８記載の発明においては、マスクホルダーの制限用開口部の形状を、基板側の開口面積より蒸発源側の開口面積が小さい形状としたことで、蒸発源から蒸発した成膜材料の蒸発粒子を制限用開口部の蒸発源側でより多く捕捉することができることとなって、制限用開口部側面に付着する成膜材料を低減でき、マスクホルダーを交換した後の付着した成膜材料の剥離・回収が容易になる。

また、請求項９記載の発明においては、蒸発口部の開口幅を狭めることで、例えば、ＲＧＢの発光層を成膜するような場合に、隣接する蒸着パターン（隣接画素）に達する程の陰影が生じることを防止でき、またこのように蒸発口部の開口幅を狭めることで基板と蒸着マスクとのギャップを大きくとれることとなり、前述した制限用開口部間のマスク取付支承面を広くとれたり、蒸着マスク自体に温度制御機構を設けたりすることができるなど優れた蒸着装置となる。

また、請求項１０記載の発明においては、蒸発源に横長拡散部を設け、これに複数の蒸発口部を並設することで、並設された複数の蒸発口部間での圧力の均一化を図れる。また、大型基板に蒸着する場合には、より拡散室の圧力が均一になるように、小さい拡散室を有する蒸発源を前記基板の相対方向と直交する横方向に複数並設するように構成してもよい。

また、請求項１１記載の発明においては、蒸発源の周囲に、蒸発源からの輻射熱を遮断する、例えば冷却部材などの熱遮断部（蒸発源に設ける温度制御部として機能すること）を配設することで、蒸着マスクの温度上昇を抑制できる。

また、請求項１２，１３記載の発明においては、蒸発粒子の指向性が高められ、指向性の低い蒸発粒子と比較して、一蒸発口部から噴出する蒸発粒子の成膜に利用する材料量が同じであるとすると、成膜有効範囲内の蒸発粒子の飛散角度が全体的に小さくなるので、蒸発粒子が蒸着マスク開口部へ入射する入射角も全体的に小さくなり、基板と蒸着マスクとのギャップの変動に対しての成膜パターン位置の変化量を小さくすることができる。

また、請求項１４記載の発明においては、横長拡散部から基板側に向けて導入部を突出させて配設させることで、熱遮断部を蒸発口部より蒸発源側に配設することが可能になり、蒸発口部間に熱遮断部を配設しても熱遮断部に蒸発粒子が付着せず、材料使用効率及びメンテナンス性が高い蒸着装置となる。

また、請求項１５記載の発明においては、基板の相対移動方向によって蒸着マスクのマスク開口部の横方向の配列によって決する成膜パターンの蒸着膜を形成するが、この蒸着マスクのマスク開口部は、基板の相対移動方向には長いトータル開口長を、制限用開口部の中央部（例えば蒸発口部と対向する位置）から横方向に離れる程長く設定したから、横方向に離れる程単位立体角あたりの蒸着レートが低くなるが、これに対応して開口長が長くなることで膜厚を均一にできる。

また、請求項１６記載の発明においては、蒸着マスクをマスクホルダーに接合後に、膜厚の補正が必要になった場合、基板側に補正板を配設することで、蒸着マスクの交換をせずに膜厚を均一にできるし、初めから基板の相対移動方向に同一スリット長の蒸着マスクを用い補正板で膜厚を調整するようにしてもよい。

また、請求項１７記載の発明においては、基板に蒸着される成膜パターンを決する蒸着マスクのマスク開口部の基板の相対移動方向と直交する横方向における形成間隔は、基板と蒸着マスクとのギャップと、蒸着マスクと蒸発口部との距離と、蒸着膜の基板の相対移動方向と直交する横方向の成膜パターン形成間隔で決定され、成膜パターン形成間隔より狭く設定し、蒸着マスクのマスク開口部の基板の相対移動方向と直交する横方向における開口寸法（マスク開口幅）は、基板と蒸着マスクとのギャップと、蒸着マスクと蒸発口部との距離と、前記蒸着膜の成膜パターン幅で決定され、前記蒸着膜の成膜パターン幅より広く設定することで基板と蒸着マスクとが離間し、これらの間にギャップが存在しても、成膜パターンの位置がずれたり、成膜パターンの幅がずれたりすることがなくなり、成膜パターンの形成精度を高精度にすることができる。

また、請求項１８記載の発明においては、蒸着マスクが付設されたマスクホルダーを蒸着室と往復自在な交換室を備えることで、マスクホルダーの搬出入が容易となり、マスクホルダーの交換に伴う成膜工程の停止時間が短くなり、蒸着装置の稼動率が向上する。

また、請求項１９記載の発明においては、交換室に、洗浄機構を備えたことで、マスクホルダー若しくは蒸着マスクに付着した成膜材料を、蒸着装置内で洗浄でき、マスクホルダーや蒸着マスクを再利用することが容易にできる。

また、請求項２０記載の発明においては、交換室に、材料回収機構を備えたことで、材料を回収して再利用ができ、例えば更に請求項１１記載の発明のようにマスクホルダーのリブ部の形状は蒸発源側を大きくすることで、このマスクホルダーの蒸発源側端部に材料が付着し剥離・回収が一層簡易となる。

また、請求項２１記載の発明においては、制限用開口部に対向状態で配設する蒸発口部を複数並設することで、複数の蒸発口部から蒸発した蒸発粒子は一つのマスク開口を通過して蒸着できるため、成膜パターンを決するマスク開口部数を減らし、マスク開口部の形成間隔を広げることができるので、蒸着マスクの機械的強度が増し、洗浄時のマスクの破壊や癒着を防止でき、かつマスク取付支承面を広く確保できるので、蒸着マスクとマスクホルダーの接合がより強固に行え、更に温度制御機構として蒸着マスクに設ける冷却媒体路若しくはヒートパイプの設置面積を大きくとれ、蒸発源からの輻射熱による蒸着マスクの温度上昇を防ぐことができる。

また、請求項２２記載の発明においては、第二の蒸着マスクを設けることで、蒸発源からの輻射熱の入射を第一の蒸着マスクで抑制した上で、第二の蒸着マスクの開口パターンで成膜できるので、第二の蒸着マスクの温度上昇を抑制しつつ一層高精度の蒸着が行える。

また、請求項２３記載の発明においては、一層確実に陰影を防止でき高精度の蒸着が行える蒸着装置となる。

また、請求項２４記載の発明においては、蒸着マスクとこれに接合する制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーと、場合によってはこれに設けた温度制御機構によって蒸着マスクの温度上昇を抑えて温度を一定に保持することができるので、この蒸着マスクと基板との間に設ける第二の蒸着マスクは、更に温度上昇しにくくなることから、線膨張係数が大きい材料で形成できる。

また、請求項２５記載の発明においては、第二のマスクは、電鋳で形成すると高精度なマスク開口部を形成でき、これにより一層精度の高いパターンを成膜できる蒸着装置となる。

また、請求項２６記載の発明においては、第一の蒸着マスクの開口部間隔を広げることで、第一のマスク開口部から入射する輻射熱を減少させることができ、第二マスクの熱膨張を一層抑制することができる。また、第一の蒸着マスクの開口間隔を同じとしても、第二のマスク開口幅は狭くすることにより、高精細な成膜パターンを蒸着できる。

また、請求項２７記載の発明においては、有機材料の蒸発装置となり、一層実用性に優れる。また、請求項２８記載の発明においては、前記作用・効果を発揮する優れた蒸着方法となる。

制限用開口部に対向状態に配設する蒸発口部を各制限用開口部毎複数並設せず一つずつ配設した（この点において本願発明の実施例ではない）具体的構成例の要部を断面した概略説明正面図である。 本実施例の蒸発源の説明斜視図である。 本実施例の蒸発源の別例を示す説明斜視図である。 本実施例の導入部を横長拡散部内に配設した蒸発源の蒸発口部の開口幅を狭めることで蒸着膜の陰影を抑制でき、またこれによりギャップを大きくとることができることを示す説明図である。 制限用開口部に対向状態に配設する蒸発口部を各制限用開口部毎複数並設せず一つずつ配設した（この点において本願発明の実施例ではない）具体的構成例の要部を断面した説明側面図である。 図５に示した蒸発口部がＹ軸方向に長いスリットとそうでない場合のＹ軸方向の膜厚分布の違いを示すグラフである。 本実施例の蒸着マスクの拡大説明平面図である。 本実施例の蒸着マスクの別例を示す拡大説明平面図である。 本実施例のある位置ｘにおける蒸発粒子の飛散角度θを示す説明図である。 本実施例の膜厚分布が余弦則に基づく分布となりこれに応じてマスク開口部のマスク開口長を中央部から横方向に離れる程長く補正設定することを示すグラフである。 本実施例の膜厚補正板の拡大説明平面図である。 本実施例の蒸着マスクのマスク開口部の横方向の形成ピッチが成膜パターンピッチよりも少し狭くすることを示す説明図である。 本実施例の蒸着マスクのマスク開口部の横方向の開口幅が成膜パターン幅よりも少し広くすることを示す説明図である。 本実施例のマスクホルダーの制限用開口部間のリブ部のマスク取付支承面を広くとることができることを示す説明図である。 本実施例の複数の蒸発口部からの蒸発粒子が基板上で重畳し蒸着する場合を示す説明図である。 第２実施例の制限用開口部内に奇数個の蒸発口部を配設し、マスク開口部の数を減らすことができることを示す説明図である。 第２実施例の制限用開口部内に偶数個の蒸発口部を配設し、マスク開口部の数を減らすことができることを示す説明図である。 図１６に示した第２実施例の制限用開口部内に奇数個の蒸発口部を配設した構成で、マスク開口部の間隔を１／２にすると、成膜パターン間隔も１／２にすることができることを示す説明図である。 第２実施例のマスク開口部の数を減らしたマスク開口部間に媒体路やヒートパイプを配設することを示す説明図である。 図１９に示す媒体路若しくはヒートパイプと蒸着マスクとの接触面積を増大できることを示す説明図である。 第２実施例のマスク開口部の数を減らすことでマスク取付支承面を広くできることを示す説明図である。 第３実施例（第二の蒸着マスクを設けた実施例）の制限用開口部内の第一の蒸着マスクと第二の蒸着マスクのマスク開口部数が同じで、形成間隔が異なる説明図である。 第３実施例（第二の蒸着マスクを設けた実施例）の制限用開口部内に蒸発口部を三つ配設した説明図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

図１において、蒸発源１から蒸発した成膜材料は、飛散制限部として構成したマスクホルダー６の制限用開口部５を通過すると共に、蒸着マスク２のマスク開口部３を介して基板４上に堆積して、この蒸着マスク２により定められた成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成される。

この際、前記基板４と前記蒸着マスク２とを離間状態に配設し、この基板４を、前記蒸着マスク２や前記蒸発源１に対してこの離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この基板４を相対移動させることにより、蒸着マスク２自体よりも広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に形成される。

また、この蒸着マスク２と蒸発源１との間に、蒸発源１から蒸発した成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する前記制限用開口部５を設けた飛散制限部を有するマスクホルダー６を設けて、制限用開口部５により隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させず蒸着マスク２と基板４とが離間状態にあっても成膜パターンの重なりを防止している。

また更にこの飛散制限部を構成するマスクホルダー６に蒸着マスク２を接合させて付設した構成としたから、前記蒸発源１からの熱の入射が抑えられマスクホルダー６や蒸着マスク２の温度上昇が抑制され、また、蒸着マスク２が基板４と離間状態であってもこのマスクホルダー６と接合していることで蒸着マスク２の熱はマスクホルダー６へ伝導するから蒸着マスク２を一定の温度に保持する温度保持機能が向上する。

また、更に例えば必要に応じてこのマスクホルダー６若しくは蒸着マスク２の少なくとも一方に蒸着マスク２の温度を保持する温度制御機構を設ければ、一層前記マスクホルダー６や蒸着マスク２の温度上昇が抑制され、一層蒸着マスク２を一定の温度に保持する温度保持機能が向上することとなる。

従って、この飛散制限部を有するマスクホルダー６は、蒸発粒子の飛散方向の制限機能と同時に温度保持機能をも果たし、蒸着マスク２の温度上昇を抑制でき蒸着マスク２を一定の温度に保持し、熱による蒸着マスク２の歪みも生じにくいこととなる。

従って、基板４を、蒸着マスク２，この蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６及び蒸発源１に対してこの蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動させることで、蒸着マスク２による前記成膜パターンの蒸着膜をこの相対移動方向に連続させて形成し、基板４より小さい蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成され、且つ隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射による成膜パターンの重なりも、熱による歪みなども十分に抑制され高精度の蒸着が行える蒸着装置となる。

また、蒸発源１の蒸発口部８の開口幅φｘを狭めることで、成膜パターンの陰影ＳＨ（蒸着膜の側端傾斜部分のはみ出し量）を一層抑制することができ、また蒸発口部８の開口長を相対移動方向に長くすることで蒸発レートを高くすることができることとなる。

本発明の具体的な実施例１について図面に基づいて説明する。

図１は、概略装置の全体図であるが、この図１は、制限用開口部に対向状態に配設する蒸発口部を各制限用開口部毎複数並設せず一つずつ配設した（この点において本願発明の実施例ではない）具体的構成例を示した図面である。

本実施例は、減圧雰囲気とする蒸着室７内（例えば、真空チャンバー７内）に、成膜材料（例えば、有機ＥＬデバイス製造のための有機材料）を収めた蒸発源１と、この蒸発源１の複数並設した蒸発口部８から蒸発する前記成膜材料の蒸発粒子が通過するマスク開口部３を設けた蒸着マスク２とを配設し、この蒸着マスクと離間状態に位置合わせする基板４に、前記複数の蒸発口部８から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部３を通過して堆積し、この蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜がこの基板４上に形成されるように構成し、この基板４と蒸発源１との間に、隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させないようにする制限用開口部５を設けた飛散制限部を構成するマスクホルダー６を配設し、このマスクホルダー６に基板４と離間状態に配設する前記蒸着マスク２を接合させて付設し、基板４を、蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６及び蒸発源１に対して、蒸着マスク２との離間状態を保持したまま相対移動自在に構成して、この相対移動方向により蒸着マスク２より広い範囲にこの蒸着マスク２により定められる成膜パターンの蒸着膜が基板４上に連続して形成されるように構成している。

即ち、複数の蒸発口部８からの蒸発粒子によって蒸着する構成として、大面積の基板４に蒸着できるようにすると共に、制限用開口部５により隣り合う若しくは離れた位置の蒸発口部８からの入射を防止して蒸着マスク２と基板４とが離間状態にあっても成膜パターンの重なりも防止されるように構成している。

また本実施例では、複数の蒸発源１を並設して各蒸発口部８を並設してもよいが、一つの横長な蒸発源１に複数の蒸発口部８を並設した構成とし、前記成膜材料が加熱する蒸発粒子発生部26と、この蒸発粒子発生部26から発生した前記蒸発粒子を拡散させて圧力を均一化する横長拡散部27とで前記蒸発源１を構成し、この横長拡散部27に前記蒸発口部８を前記横方向に複数並設している。更に説明すると、例えば自動るつぼ交換機構により交換自在な蒸発粒子発生部26（るつぼ26）に成膜材料を収納し、このるつぼ26で加熱されて蒸発した蒸発粒子を一旦停留させて圧力を均一化する横長形の前記横長拡散部27を設け、この横長拡散部27の上部に、相対移動方向に長くこれと直交する横方向に前述のように幅狭いスリット状開口部を多数横方向に沿って並設して前記蒸発口部８を多数配設している。

また、横方向に並設する各蒸発口部８を、前記蒸発源１の前記横長拡散部27に突出した導入部28の先端に設け、横長拡散部27の周囲若しくは導入部28間に、蒸発源１の熱を遮断する熱遮断部19を配設している。

この熱遮断部19は、熱を遮蔽するものであればよいが、本実施例は冷却板９Ｄを採用し、冷却媒体を供給する媒体路を有し、冷却媒体が蒸発源１からの熱を奪いながら媒体路を通過して、この熱を交換する熱交換部20Ｄを設けて、熱遮蔽効果を高めている。

また、蒸着マスク２やマスクホルダー６には成膜中に蒸発粒子が次々に付着し、長時間使用すると成膜パターンに影響を及ぼす虞があるため、真空チャンバー７に不図示のゲート弁を介して交換室16（例えば、交換用チャンバー16）を並設し、真空チャンバー７から蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６を取出自在に構成することで、マスクホルダー６の搬出入が容易となり、マスクホルダー６の交換に伴う成膜工程の停止時間が短くなり、蒸着装置の稼働率が向上する。また、前記交換用チャンバー16には、蒸着マスク２付のマスクホルダー６の洗浄機構を備え、付着した成膜材料を剥離させ、材料回収機構17で前記成膜材料を回収し再利用すると共に、成膜材料剥離後の蒸着マスク２付マスクホルダー６の表面に残った成膜材料やパーティクルを除去するために洗浄する。また、蒸着マスク２付のマスクホルダー６は、付着した成膜材料を剥離・回収せず、洗浄機構で洗浄するように構成してもよいし、蒸着マスク２付のマスクホルダー６自体を回収して交換するようにしてもよい。

また、本実施例は、基板４を透明性基板４としてプラスチックフィルムを使用し、このプラスチックフィルム４上に陰極と、有機物質からなる複数の発光層と、陽極層とを設けた有機ＥＬディスプレイをロールトゥーロール方式で製造する方法において、真空蒸着方式で発光層を蒸着する場合にも有効である。

図２は、蒸発源１の斜視図である。

蒸発源１は、横長拡散部27に突出形成した導入部28を先端部に設けている。蒸発粒子が噴出する蒸発口部８の開口面積に対して、横長拡散部27の体積を充分大きくすることで、るつぼ26で加熱された蒸発粒子が、横長拡散部27で拡散し圧力が均一になることで、各蒸発口部８からの蒸発粒子が噴出する噴出圧力が均一になる。

また、各蒸発口部８の基板４側に向けて突出する導入部28の突出長を、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向のこの導入部28の幅長より長くすることで、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に対する蒸発粒子の指向性を高めると同時に、基板４との相対移動方向には蒸発口部８の開口を広く設けることで、蒸発レートが高くなり生産性の高い蒸着装置となる。

また、図３に示すように、導入部28を横長拡散部27内に配設するように構成してもよく、この時、熱遮断部19に蒸発材料が付着してしまうので、蒸発口部８間には熱遮断部19を配設しない方が望ましい。

更に、前記蒸発口部８の開口形状の内角Ｒの値が大きいと、コーナー部分からの蒸発粒子の発生が減少し、蒸発レートが低下するので、前記蒸発口部８の開口形状の内角Ｒの値は小さい方が望ましい。

具体的には、蒸発口部８の基板４と相対移動方向の長さ（φｙ）を３０ｍｍ、基板４と直交する横方向の長さ（φｘ）を２ｍｍとすると、内角Ｒがない蒸発口部８と内角Ｒが１ｍｍの蒸発口部のものと比較した。蒸発レートは蒸発口部８の開口面積におおよそ比例するので、開口面積で比較すると、内角Ｒがない方では、開口面積が６０ｍｍ^２となり、内角Ｒが１ｍｍあるものでは、（５６＋π）ｍｍ^２となり、約１．４％蒸発レートが低下する。

また、基板４と蒸着マスク２を離間状態で配設し、成膜する場合、図４に示すように蒸着膜の両側端部の傾斜部分である陰影（ＳＨ）が生じる。基板４と蒸着マスク２とのギャップをＧ、蒸発口部８の前記横方向の開口幅をφｘ、この蒸発口部８と蒸着マスク２との距離をＴＳとすると、下記の式（１）で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、蒸発口部８の開口幅φｘを小さく設定してギャップＧを大きく設定できるように構成している。

具体的には、陰影ＳＨを０．０３ｍｍ以下に設定し、上記ＴＳを１００〜３００ｍｍとし、上記φｘを０．５〜３ｍｍで設定すると、ギャップＧが１ｍｍ以上確保できる。

例えば、上記ＴＳを１００ｍｍで上記φｘを３ｍｍとすると、ギャップＧは１ｍｍとなり、また上記ＴＳを１００ｍｍで上記φｘを０．６ｍｍまで小さくすると、ギャップＧを５ｍｍ確保することができる。また、上記ＴＳを３００ｍｍとし、上記φｘを３ｍｍ、ギャップＧを１ｍｍとすると、陰影ＳＨを０．０１ｍｍまで小さくすることができ、より高精細な成膜パターンに対応できるようにしてもよい。

また、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に幅狭い蒸発口部８を有する蒸発源１を、前記基板４の相対移動方向に複数並設すると、基板４と蒸着マスク２が離間状態で蒸着しても、陰影を抑制しながら蒸発レートを高くすることができるが、成膜パターンの位置ずれが各蒸発口部８夫々の位置ずれの総和になり、前記基板４の相対移動方向に配設する蒸発源１の蒸発口部８の数は最小限に留める方がよい。

そのため、本実施例では、図２に示すように、前記基板４の相対移動方向に配設する蒸発口部８は一つとし、前記蒸発口部８は、前記基板４の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状とする構成としている。

具体的には、搬送成膜時の膜厚（Å）は、蒸着レート（Å／s）／移動速度（ｍｍ／ｓ）×蒸着マスクスリット長（ｍｍ）で表される。蒸発口部８の前記横方向の開口幅φｘを１ｍｍとし、図５に示すように、基板４の相対移動方向の長さφｙの長さが１ｍｍ（図５（ａ））と６０ｍｍ（図５（ｂ））で成膜される場合を比較した。蒸発口部８から蒸発し、基板４上に蒸着された膜厚分布が余弦則のｃｏｓθの２０乗に近似した分布になるとする。蒸発口部８の対向する位置での蒸着レートを１Å／ｓ，移動速度を１ｍｍ／ｓ，蒸着マスクスリットの長さを１００ｍｍとすると、搬送成膜後の膜厚は、φｙが１ｍｍの場合（図５（ａ））では、約８３．３Åとなり、例えば蒸着膜の目標膜厚を４００Åとすると、移動速度が約０．２１ｍｍ／ｓとなる。

しかし、φｙが６０ｍｍの場合（図５（ｂ））では、蒸発口部８のφｙが（図５（ａ））と比較して６０倍になるので、基板４上のある地点ａ，ｂに蒸着される蒸発粒子の入射角θｂはθａの６０倍となる。よって、同様に目標膜厚を４００Åとすると、移動速度も６０倍の約１２．５ｍｍ／ｓとなり生産性が向上する。

ただし、厳密に言えば、φｙが６０ｍｍの場合の成膜有効範囲内の蒸着レートはφｙが１ｍｍの６０倍ではなく、φｙの中心から左右対称に端に行くほど蒸発口部８から噴出し、制限用開口部５空間を飛散する蒸発粒子数が中心部と比して減少するので、蒸発レートは低下する。具体的に言うと、図５（ａ）の蒸発口部８のｃ地点から噴出する蒸発粒子が基板４上のａ地点に蒸着される蒸発レートの方が、図５（ｂ）の蒸発口部８のｄ地点から噴出する蒸発粒子が基板４上のａ地点と同様にｂ地点に蒸着される蒸着レートより高くなる。よって、図６に示すように、成膜有効範囲内の膜厚分布は、（ｂ）の方が広がる。

具体的には、φｙが６０ｍｍの場合とφｙが１ｍｍの６０倍の時の膜厚を比較すると、蒸着レート、移動速度、蒸着マスクスリットの長さが同じ場合では、φｙが６０ｍｍの方が膜厚が約４．１％薄くなる。

また、本実施例の前記蒸着マスク２の前記マスク開口部３は、図７，図８に示すように前記基板４の前記相対移動方向と直交する横方向に多数並設した構成とし、この各マスク開口部３は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設して、この相対移動方向のトータル開口長を横方向の開口長より長く形成している。

即ち、蒸着マスク２の各列のマスク開口部３は、相対移動方向に長いスリット状開口部としてもよいし、蒸着マスク２の剛性を高めるため、このマスク開口部３は相対移動方向に長いスリット孔あるいは小孔などの小開口部をこの方向に点在させてトータル開口長（総合開口面積）を広く確保してもよい。

更に、蒸着マスク２の開口スリット若しくはトータル開口長が中央部から横方向に離れるほど長くなるように設定して、中央部から離れるほど蒸着レートが低くなるが、蒸着膜の膜厚が一定になるように設定している。

例えば、図９，図１０に示すように、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向（Ｘ軸方向）のある位置ｘにおける蒸発粒子の飛散角度をθとすると、ｘの位置では余弦則（ｃｏｓθ）に累乗係数ｎを乗じた近似分布となり、前記基板４の相対移動方向（Ｙ軸方向）の膜厚分布を勘案し、前記蒸着マスク２のマスク開口部３の形成長が中央部を境に左右対称に長く変化していくように設定している。

具体的には、蒸発口部８の寸法が、例えば蒸発口部開口幅φｘが１ｍｍ、蒸発口部スリット長φｙが６０ｍｍとし、基板４の相対移動方向と直交する横方向の膜厚分布がｃｏｓθの２０乗に近似した分布になるとすると、図８に示した膜厚分布となる。蒸発粒子の蒸着マスク２への入射角が大きくなると、前述した誤差の影響が大きくなるので、膜厚が中心の８割まで薄くなる位置まで成膜に使用すると、Ｘ軸方向の−３０〜＋３０の幅６０ｍｍが一つのノズルで成膜する成膜有効範囲である。蒸発口部開口中心に対向するマスク位置での基板４の相対移動方向の形成長を１００ｍｍとすると、成膜有効範囲の両端である−３０，＋３０の位置での蒸着マスク開口長は約１４６ｍｍとなり、図１０に示すように中心から両端に離れるほど左右対称にマスク開口長が長くなる。

また、図１１に示すように、基板４と蒸着マスク２が離間しているギャップＧを利用して、膜厚補正板29を蒸着マスク２の基板４側に配設することで、蒸着マスク２をマスクホルダー６に接合後、更に膜厚補正が必要になった場合でも、蒸着マスク２を貼り替えることなく、蒸着膜の膜厚を補正できる。同様に蒸着マスク２のマスク開口部３を、左右両端に離れるほど基板４の相対移動方向に長いスリット状にせず、同一のスリットにし、図１１に示すように所定範囲に開口部を形成しそれ以外を閉塞する膜厚補正板29で補正して図１０に示すスリット開口長にするようにしてもよい。

また、図１２に示すように、基板４に蒸着される成膜パターンを決する蒸着マスク２のマスク開口部３の前記基板４の相対移動方向と直交する横方向の形成ピッチを、前記蒸着膜の成膜パターンのピッチよりも、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発口部８と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じた相違分だけ狭く設定している。

具体的には、図１２に示すように、蒸発源の蒸発口部開口中心に対向するマスク位置からマスク開口中心までの距離ＭＰｘは、蒸発口部開口中心に対向する基板位置から成膜パターン中心までの距離Ｐｘにα／（１＋α）を乗じた分（このときα＝ＴＳ／Ｇ）小さくなる。

従って、例えば上記距離ＴＳを１００ｍｍ、上記ギャップＧを１ｍｍとすると、上記αは１００となり、α／（１＋α）は約０．９９となる。よって、例えばＰｘを１０ｍｍとすると、ＭＰｘは９．９ｍｍとなり、ＭＰｘはＰｘより小さい値となる。

即ち、基板４と蒸着マスク２とが離間しているため、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発口部８と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じて、蒸着マスク２のマスク開口部３を通過して基板４上に堆積する蒸着膜の位置は横方向にずれるが、このずれ量を考慮して、蒸着マスク２の開口ピッチを、成膜パターンより狭く設定することで、成膜パターン位置精度の高い蒸着膜を形成できることとなる。

また、同様に、図１３に示すように蒸着マスク開口幅Ｍｘは、蒸発口部８の開口幅φｘがこのマスク開口幅Ｍｘより大きい場合、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧの大小及び蒸発口部８と蒸着マスク２までの距離ＴＳの大小に応じた相違分だけ広くなる。具体的には、マスク開口幅Ｍｘは（φｘ＋αＰ／（１＋α））で表される（このときα＝ＴＳ／Ｇ）。

例えば、蒸着パターン幅Ｐを０．１ｍｍ、ＴＳを１００ｍｍ、φｘを１ｍｍとした場合、マスク開口幅Ｍｘは、Ｇが３ｍｍでは約０．１２６ｍｍ、Ｇが５ｍｍでは約０．１４３ｍｍとなり、蒸着パターン幅Ｐより広くなる。

また、本実施例では、基板４の相対移動方向に延在するリブ部24を設け、このリブ部24の基板４側先端面に、各制限用開口部５に設ける蒸着マスク２を支承し接合するマスク取付支承面23を設けている。例えば、図１４に示すように、発光層のＲ画素を蒸着する場合は、その他のＧ，Ｂ画素幅とその間隔分マスク取付支承面23を設けることができ、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧが離間していることで、広く確保できる。具体的には、基板４と蒸着マスク２が密着している構成でのマスク取付支承面23は、ＲＧＢ画素蒸着のための蒸着膜間隔ＰＰと蒸着パターン幅Ｐを用いて、２Ｐ＋３ＰＰで表される。更に、ギャップＧを有することで、蒸発口部８と対向する基板４中心から見て、蒸着パターンの最端の位置と蒸着マスク２のマスク開口部３の最端の位置との差Ａが生じる。ＡはＧ（Ｐｘ＋Ｐ／２−φｘ／２）／（ＴＳ＋Ｇ）で表され、マスク取付支承面23は、基板４と蒸着マスク２が密着している場合と比較して２Ａ分広くなる。

更に具体的に説明すると、例えば蒸着パターン幅Ｐを０．１ｍｍ、蒸着膜間隔ＰＰを０．０５ｍｍとした場合、基板４と蒸着マスク２が密着している場合のマスク取付支承面23は０．３５ｍｍとなる。しかし、本実施例の基板４と蒸着マスク２が離間状態にある場合では、例えば、上記ＴＳを２００ｍｍ、上記φｘを１ｍｍ、上記Ｐｘを３０ｍｍとすると、マスク取付支承面23はギャップＧが１ｍｍでは約０．６４ｍｍ、ギャップＧが５ｍｍでは約１．７９ｍｍとなり、蒸着マスク２を重合してスポット溶接する面積を十分確保できる。

また、本発明の具体的な実施例１について図１５などに基づいて更に説明する。

本実施例は、図１５に示すように、制限用開口部５毎に複数の蒸発口部８を並設し、複数の蒸発口部８からの蒸発粒子が基板４上で重畳することで蒸着レートを高くすることができるように構成している。

具体的には、制限用開口部５毎に３つの蒸発口部８が配設された構成の場合、中央の蒸発口部８から蒸発した蒸発粒子は、マスク開口部３を通過して基板４上に堆積し、隣接する蒸発口部８から蒸発した蒸発粒子が、隣接するマスク開口部３を通過して前記基板４上の同位置に堆積する。蒸発口部８を複数並設する分、基板４上に重畳される量が多くなり蒸着レートが高くなる。

また、前記基板４の相対移動方向と直交する横方向に３つ並設する蒸発口部８の配設位置精度が良好な場合は、蒸着レートは同一になるが、各蒸発口部８の開口幅φｘを１／３にすることで蒸着膜の陰影ＳＨを一層抑制するような構成としてもよい。

蒸着膜が基板４上で重畳されるための蒸発口部８の間隔は次の式（５）によって決定される。

（Ｐφｘ＝蒸発口部の間隔、ＰＭｘ＝蒸着マスクのマスク開口部の間隔、Ｇ＝基板と蒸着マスクの距離、ＴＳ＝蒸発口部と蒸着マスクの距離）

具体的には、ＰＭｘを０．５ｍｍ、Ｇを４ｍｍ、ＴＳを２００ｍｍとすると、Ｐφｘは２５．５ｍｍとなる。

本発明の具体的な実施例２について図面に基づいて説明する。

制限用開口部５に対向状態で配設する蒸発口部８を基板４の相対移動方向と直交する横方向に複数並設することで、複数の蒸発口部８から蒸発した蒸発粒子は一つのマスク開口部３を通過して、等間隔の成膜パターンに蒸着できるため、成膜パターンを決するマスク開口部３の数を減らし、マスク開口部３のピッチを広げることができるので、蒸着材マスキング部位の幅が広くでき、蒸着マスク２の機械的強度が増し、洗浄時のマスクの破壊や癒着を防止でき、かつマスク取付支承面23を広く確保できるので、蒸着マスク２とマスクホルダー６の接合がより強固に行える。

具体的に言うと、図１６に示すように、制限用開口部５内に対向状態で配設する蒸発口部８が奇数（３）個の場合でも、図１７に示すように、制限用開口部５内に対向状態で配設する蒸発口部８が偶数（２）個の場合でも、制限用開口部５内のマスク開口部３の間隔が均等で、制限用開口部５内の成膜パターン数を蒸発口部８の数で除した数にマスク開口部３の数を減じることができる。

更に、図１６に示した制限用開口部５内に対向状態で蒸発口部８が奇数（３）個配設され、制限用開口部５内の成膜パターン数を蒸発口部８の数で除した数にマスク開口部３の数を減じることができる構成では、図１８に示すように、マスク開口部３の間隔を１／２にすることで、成膜パターン間隔も１／２にすることができ、より高精度な成膜パターンが蒸着できるようになる。

また、図１９に示すように、マスク開口部３の数を減らしたため、マスク開口部３があったマスク表面にも媒体路やヒートパイプを配設できるようになり、蒸着マスク２の表面の温度を一定に保持する能力が一層向上し、また図２０に示すように、媒体を若しくはヒートパイプの数を増やすのではなく、蒸着マスク２と接触する表面積を増やすことにより、蒸着マスク２の温度を一定に保持するようにしてもよい。更に、マスクホルダー６にも温度制御機構を備えることで、マスクホルダー６に付設している蒸着マスク２の温度を一層保持できるようにしてもよい。

複数の蒸発口部８から蒸発した蒸発粒子が、同一のマスク開口部３を通過して、所望の成膜ピッチで蒸着するための蒸発口部８の間隔は次の式（５）によって決定される。

（Ｐφｘ＝蒸発口部の間隔、ＰＭｘ＝蒸着マスクのマスク開口部の間隔、Ｇ＝基板と蒸着マスクの距離、ＴＳ＝蒸発口部と蒸着マスクの距離）

具体的には、ＰＭｘを０．５ｍｍ、Ｇを４ｍｍ、ＴＳを２００ｍｍとすると、Ｐφｘは２５．５ｍｍとなり、蒸発口部８を３つ配設すると、マスク開口部ピッチが３倍になるので、ＰＭｘは１．５ｍｍとなる。

また、図２１に示すように、成膜パターンを決するマスク開口部３の数を減らすことで、マスク開口部の間隔を広げることができるので、実施例２に示した成膜パターンを基板４上で重畳させる場合や、制限用開口部５に対向状態に配設する蒸発口部８を１つ配設する場合と比較して、最端のマスク開口部Ｂが塞がれる分マスク取付支承面23を大きくすることができる。

本発明の具体的な実施例３について図面に基づいて説明する。

前記基板４と前記蒸着マスク２との間に、第二の蒸着マスク10を基板４と密着して配設している。よって、本実施例では、蒸発源１、マスクホルダー６及び第一の蒸着マスク２が第二の蒸着マスク10、基板４と相対移動する構成となっているが、第二の蒸着マスク10は第一の蒸着マスク２と基板４の間に離間状態で配設されていてもよく、蒸発源１及びマスクホルダー６に付設した蒸着マスク２と基板４との相対移動において、どちらの相対移動と共にしてもよい。

この第二の蒸着マスク10のマスク開口部11は、前記成膜パターンを最終的に決する配列とし、この第二の蒸着マスク10より前記蒸発源１側に位置する前記第一の蒸着マスク２の前記マスク開口部３の幅は、第二の蒸着マスク10と同一かこれより幅広くなるように設けている。また、制限用開口部５内の第二の蒸着マスク10のマスク開口部11の形成間隔は、第一の蒸着マスク２のマスク開口部３の形成間隔より広く形成している。

本実施例では、第二の蒸着マスク10を基板４と密着させて配設することで、第一となる前記蒸着マスク２による陰影ＳＨが発生しない。また、蒸発源１からの輻射熱と蒸発粒子が伝導する熱量は第一の蒸着マスク２で吸収され、この第一の蒸着マスク２から放出される放射熱が第二の蒸着マスク10へ伝播するので、第二の蒸着マスク10へ入射する熱量は大幅に減少され、第二の蒸着マスク10の熱膨張を抑制できる。

更に、マスクホルダー６に冷却機構を備えることで、第一の蒸着マスク２の温度が一層上昇しないように構成してもよい。

従って、本実施例では、第一の蒸着マスク２は、蒸発源１からの熱を第二の蒸着マスク10へ伝播させないようにし、第二のマスク開口部11へ入射する蒸着パターンがずれないように線膨張係数の小さいインバー材で形成し、マスク開口部３はエッチング加工で形成する。第二の蒸着マスク10は、第一の蒸着マスク２が配設されていることで、熱量の入射が大幅に抑制されるから、線膨張係数の大きいニッケルなどで形成しても熱膨張せず、その結果、最終的に決定される成膜パターンの蒸着膜を形成することから、マスク開口部11を高精度に形成できる電鋳法を用いることができる。

また、図２３に示すように、制限用開口部５毎に複数の蒸発口部８を並設し、複数の蒸発口部８からの蒸発粒子が基板４上で重畳させることで蒸着レートを高くすることができる構成では、製作及び取付精度や蒸発源１加熱時の熱膨張などが原因で、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧ、蒸発口部８と蒸着マスク２との距離ＴＳ、基板４の相対移動方向と直交する横方向における蒸発口部８同士の距離が変化することで、複数の蒸発口部８からの蒸発粒子が正確に基板４上に重畳できず、成膜パターンが広がってしまうが、第二の蒸着マスク10を基板４と密着させて配設させることで、第二のマスク開口部11の成膜パターンが形成されるので、上述した位置ずれを許容できる蒸着装置となる。

尚、本発明は、実施例１〜３に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

φｘ 開口幅
Ｇ ギャップ
ＭＰｘ 形成ピッチ
Ｍｘ 開口寸法
Ｐ 成膜幅
ＰＰ 蒸発膜との間隔
Ｐｘ 成膜パターン形成間隔
ＳＨ 陰影
ＴＳ 距離
１ 蒸発源
２ 蒸着マスク
３ マスク開口部
４ 基板
５ 制限用開口部
６ マスクホルダー
７ 蒸着室
８ 蒸発口部
10 第二の蒸着マスク
11 第二のマスク開口部
16 交換室
19 熱遮断部
23 マスク取付支承面
24 リブ部
26 蒸発粒子発生部
27 横長拡散部
28 蒸発口部形成用突出部
29 膜厚補正板

Claims (28)

1. 蒸発源から蒸発した成膜材料を、蒸着マスクのマスク開口部を介して基板上に堆積して、この蒸着マスクにより定められた成膜パターンの蒸着膜が基板上に形成されるように構成した蒸着装置において、前記蒸発源とこの蒸発源に対向状態に配設する前記基板との間に、前記蒸発源から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子の飛散方向を制限する制限用開口部を設けた飛散制限部を有するマスクホルダーを配設し、このマスクホルダーに前記基板と離間状態に配設する前記蒸着マスクを接合させて付設し、前記基板を、前記蒸着マスクを付設した前記マスクホルダー及び前記蒸発源に対して、前記蒸着マスクとの離間状態を保持したまま相対移動自在に構成し、前記蒸発源の蒸発口部は、前記基板の相対移動方向に長くこれと直交する横方向に幅狭いスリット状とし、前記マスクホルダーは、前記基板の相対移動方向に延在して、前記蒸着マスクをマスクホルダーに張設する際に蒸着マスクに付与される張力によるマスクホルダーの変形を防ぐため、張設する方向におけるマスクホルダーの剛性を向上させるリブ部を、前記制限用開口部間に設けた構成とし、前記制限用開口部に対向状態で配設する前記蒸発源の前記蒸発口部を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この複数並設する蒸発口部の間隔を、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップＧ及び前記蒸発口部と前記蒸着マスクとの距離ＴＳ及び前記蒸着マスクの前記マスク開口部の間隔を考慮して設定することで、前記マスク開口部を通過した前記蒸発口部から蒸発した蒸発粒子と、隣接する前記マスク開口部を通過した隣接する前記蒸発口部から蒸発した蒸発粒子とを、前記基板上で重畳させるように構成したことを特徴とする蒸着装置。
2. 前記マスクホルダーの前記基板側の端部に、前記蒸着マスクを付設したことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
3. 前記マスクホルダーの前記基板側の端部に、前記蒸着マスクに張力を付与して張設したことを特徴とする請求項２記載の蒸着装置。
4. 前記マスクホルダーは、前記基板の相対移動方向に張力を付与して前記蒸着マスクを張設したことを特徴とする請求項３記載の蒸着装置。
5. 前記蒸着マスクは、前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数枚に分割した構成とし、この分割した蒸着マスクを前記マスクホルダーに前記横方向に並設状態に付設したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
6. 前記蒸発源の前記蒸発口部を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この複数の蒸発口部毎に夫々対向状態に前記制限用開口部を設けた前記飛散制限部を有する前記マスクホルダーの各制限用開口部を覆うように、前記蒸着マスクをマスクホルダーの前記基板側の端部に付設したことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の蒸着装置。
7. 前記マスクホルダーの前記制限用開口部間に、前記基板の相対移動方向に延在する前記リブ部の前記基板側先端面に、前記各制限用開口部に設ける前記蒸着マスクを支承し接合するマスク取付支承面を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
8. 前記マスクホルダーは、前記制限用開口部の形状を、前記基板側の開口面積より前記蒸発源側の開口面積が小さい形状に形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
9. 前記基板と前記蒸着マスクとが離間状態で蒸着し、この蒸着マスクにより成膜パターンの蒸着膜が基板に形成される際、この蒸着膜の側端傾斜部分である陰影ＳＨは、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップをＧ，前記蒸発口部の前記横方向の開口幅をφｘ，この蒸発口部と前記蒸着マスクとの距離をＴＳとすると、下記の式（１）で表され、この陰影ＳＨが隣接する蒸着膜との間隔ＰＰに達しないように、前記ギャップＧを大きく設定し、前記蒸発口部の前記開口幅φｘを小さく設定した構成としたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の蒸着装置。
   

   
10. 前記蒸発源は、前記蒸発材料を加熱する蒸発粒子発生部と、この蒸発粒子発生部から発生した前記蒸発粒子が拡散し圧力を均一化する横長拡散部と、前記横長拡散部に前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設する前記蒸発口部とで構成し、前記蒸発源を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に一つ若しくは複数並設したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の蒸着装置。
11. 前記横長拡散部の周囲若しくは前記蒸発口部の周囲の少なくとも一方に、前記蒸発源の熱を遮断する熱遮断部を配設したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蒸着装置。
12. 前記横長拡散部で拡散した蒸発粒子が、前記蒸発口部から噴出される際に指向性を持って飛散する導入部を、前記横長拡散部に配設したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の蒸着装置。
13. 前記複数の蒸発口部を前記導入部の前記基板側の先端面に設け、この導入部の前記基板側に向けての導入長を、前記基板の相対移動方向と直交する横方向の前記導入部の幅長より長い構成としたことを特徴とする請求項１２記載の蒸着装置。
14. 前記導入部は、前記横長拡散部から前記基板側に向けて突出させて配設したことを特徴とする請求項１２，１３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
15. 前記蒸着マスクの前記マスク開口部は、前記基板の前記相対移動方向と直交する横方向に複数並設した構成とし、この各マスク開口部は、前記相対移動方向に長いスリット状に形成若しくは開口部を前記相対移動方向に複数並設し、この相対移動方向のトータル開口長を前記制限用開口部の中央部に比して前記横方向に離れる程長くなるように設定したことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
16. 前記蒸着マスクの前記基板側に、前記マスク開口部の一部を塞いで前記各マスク開口部の開口範囲を設定する膜厚補正板を配設したことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の蒸着装置。
17. 前記基板に蒸着される成膜パターンを決する前記蒸着マスクのマスク開口部の前記基板の相対移動方向と直交する横方向における形成間隔Ｍｐｘは、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップをＧ、前記蒸着マスクと前記蒸発口部との距離をＴＳ、前記成膜パターンの基板の相対移動方向と直交する横方向における形成間隔をＰｘとすると下記の式（２）で表され、成膜パターン形成間隔Ｐｘより狭く設定し、前記蒸着マスクのマスク開口部の前記基板の相対移動方向と直交する横方向における開口寸法Ｍｘは、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップをＧ、前記蒸着マスクと前記蒸発口部との距離をＴＳ、前記蒸着膜の成膜パターンにおける成膜幅をＰとすると下記式（３）で表され、前記蒸着膜の成膜パターン幅Ｐより広く設定したことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
    

    

    
18. 前記蒸着マスクが付設された前記マスクホルダーを、蒸着室と往復自在に移動できる交換室を備えたことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の蒸着装置。
19. 前記交換室内に、前記マスクホルダー若しくはマスクホルダーに付設した前記蒸着マスクの少なくとも一方に付着した成膜材料を洗浄する洗浄機構を備えたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の蒸着装置。
20. 前記交換室内に、前記マスクホルダー若しくはマスクホルダーに付設した前記蒸着マスクの少なくとも一方に付着した成膜材料を回収する材料回収機構を備えたことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の蒸着装置。
21. 前記制限用開口部に対向状態で配設する前記蒸発源の前記蒸発口部を前記基板の相対移動方向と直交する横方向に複数並設し、この複数並設する蒸発口部の間隔を、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップＧ及び前記蒸発口部と前記蒸着マスクとの距離ＴＳ及び前記蒸着マスクの前記マスク開口部の間隔を考慮して設定することで、前記制限用開口部内の基板の相対移動方向と直交する横方向のマスク開口部は、同一の制限用開口部に対向状態で配設される前記蒸発口部の数に応じて、前記基板の相対移動方向と直交する横方向の成膜パターン数より少なく均等な間隔で構成したことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の蒸着装置。
22. 前記マスクホルダーに付設された前記蒸着マスクを第一の蒸着マスクとし、前記基板と前記第一の蒸着マスクとの間に、第二の蒸着マスクを配設したことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の蒸着装置。
23. 前記制限用開口部内に配設される前記基板の相対移動方向と直交する横方向の前記第二の蒸着マスクのマスク開口部の数は、この第二の蒸着マスクより前記蒸発源側の同一の前記制限用開口部内に配設される基板の相対移動方向と直交する横方向の前記第一の蒸着マスクの前記マスク開口部の数と同じであり、この夫々の蒸着マスクのマスク開口部は、前記基板との距離の相違に対応して異なる形成間隔とし、第二の蒸着マスクのマスク開口部のマスク開口幅は第一の蒸着マスクと比して同一か幅狭くなるように設けたことを特徴とする請求項２２記載の蒸着装置。
24. 前記第二の蒸着マスクは、これより前記蒸発源側に位置する第一の前記蒸着マスクより線膨張係数が大である材料で形成したことを特徴とする請求項２２，２３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
25. 前記第二の蒸着マスクは、電鋳で形成することを特徴とする請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
26. 前記制限用開口部内に配設される前記基板の相対移動方向と直交する横方向の前記第二の蒸着マスクの前記マスク開口部の数は、同一の前記制限用開口部内に配設される前記基板の相対移動方向と直交する横方向の第一の前記蒸着マスクのマスク開口部の数より、同一の前記制限用開口部内に配設される前記蒸発口部の数に応じて多く形成したことを特徴とする請求項２２記載の蒸着装置。
27. 前記成膜材料を、有機材料としたことを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の蒸着装置。
28. 前記請求項１〜２７のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、前記基板上に前記蒸着マスクにより定められた成膜パターンの蒸着膜を形成することを特徴とする蒸着方法。

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