JPS62180989A - 薄膜ｅｌデバイスにおいて電極構造体をパタ−ン形成する為のマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、薄膜型エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示
パネルに関するものであシ、特には薄膜型ＥＬ装置のた
めの竺櫓構造体９作製方法及びそれに使用されるマスク
技術に関する。

本件出願人に係る同日出願［シャドウマスクによるＥＬ
ｔｌ！極パターンや自動精密整合用機構」において、イ
′ンーライン付着システムにおいて操作されている間に
基板へのシャドウマスクの遠隔制御された完全自動整合
を可能ならしめる機構が開示されている。

また、本件出願人に係る同日出願「マスク応力除去特性
を有するマスク組立体」において、薄膜構造体のパター
ン形成中マスクのしわ寄シを排除しつつシャドウマスク
に対する支持を与えるマスク組立体が記載されている。

これらと併せて、本発明は、薄膜ＢＬ表示パネルにおけ
る電極パターン形成技術の向上を図るものである。

一発」狙Ω」Ｌ景− 薄膜型ＥＬ表示パネルは、交差電極を含む薄膜構造体が
ガラス基板上に付着できそれにより個々の画素を発光化
するべく選択的に付勢されうるマトリックス表示パネル
を提供しうるが故に、情報を表示するのに非常に有用な
手段として知られてきた。ＥＬパネルの開発においてこ
れまで問題となったものの１つは、電極付着後電極間の
短絡を生じることなく高度の分解能（即ち車位置線長さ
当ル非常に多くの電極の形成）全生みだすことであった
。

従来技術とその問題点 大半の薄膜型ＥＬデバイスは、それらの電極をホ）　Ｉ
Ｊソグラフイ（写真製版、光食刻）として知られる湿式
プロセスによシバターン形成してきた。

ホ）　ＩＪソグラフイ法は、高密度の素子を含む広面積
回路をコスト効果良く作製しうろことによシ非常に魅力
ある方法であった。ホトリックラフイは、パターン形成
されるさき付着層が感光性材料で被覆され、その後ネガ
或いはポジパターンに露光されて現像されそして後様々
の腐食性現像用溶液中で剥離される点で写真現象に使用
されるプロセスに非常に類似している。

この方法の欠点は、それが時間がかかシそして労力の集
約を要しそして各段階が薄膜デバイスの破損或いは汚染
の危険性下にある多数の段階と関与することである。追
加的に、７１１９型ＥＬテバイスは湿度に非常に敏感で
あシそして溶液の多くは水性である。更に、ホトリック
ラフイは、薄膜型ＥＬデバイスの電気的故障を促進する
原因となることが判明している脱失な縁辺を有する電極
パターンしか生成しえない。電極構造体縁辺の丸みづけ
を生成しうるような方法が得られれば、それは故障の防
止を助成しそして電極構造体付着技術において意義ある
進歩になると思われる。

薄膜電極構造体の付着を助成し同時に簡易性及び作製の
容易性を促進する装置は斯界での意義ある進展に貢献す
ると信ぜられる。

発明の目的 従って、本発明の主たる目的は、薄膜構造体付着技術特
に薄膜型ＥＬパネルに関与する技術を向上することであ
る。

本発明のまた別の目的は、薄膜デバイスにおける薄膜構
造体、特にＥＬパネルにおける電極構造体をパターン形
成する為のマスクを提供することである。

本発明の更に別の目的は、少くとも基板を有するＷＩＨ
ＥＬデバイスに対して電極構造体のパターンを付着する
、マスク使用方式による方法を提供することである。

発明の概要 本発明の一様相に従えば、少くとも基板を具備する薄膜
デバイスに対して電極構造体のパターン形成の為のマス
クが提供される。このマスクは、マスクを横切って伸延
しそして互いに実質上平行である複数の金属ストリップ
と、マスクを横切って伸延しそしてストリツ、プに対し
て直交する一連の金属質相互連結用ブリッジとから構成
される。

ブリッジはストリップと接触状態にあ）そしてストリッ
プと協働して所定の細長開゛ロバターンを画成する。

本発明のまた別の様相に従えば、少くとも基板を具備す
る薄膜デバイスに対して電極（１４造体パターンを付着
する方法が提供される。この方法は、複数の金属ストリ
ップと一連の金属相互連結ブリッジとを具備するマスク
にして、金属ストリップがマスクを横切って実質上互い
に平行に伸延しそしてブリッジがマスクラ横切ってスト
リップに直交して伸延するマスクを用意する段階を含む
。プリッジはストリップと接触状態にありそしてストリ
ップと協働して所定の細長開口パターンを画成する。本
方法はまた、基板の一方側にマスクを位置決めしそして
ストリップを基板と作用上接触状態に保持するよう基板
のマスクとは反対側に隣シあって磁石を位置決めするこ
とを含んでいる。本方法は更に、マスク開口を通して電
極材料を真空蒸着し、それにより基板上に電極構造体を
形成することを含む。

□発明の詳細な説明 第１図を参照すると、薄膜型ＥＬデバイスにおいて電極
構造体を形成する為の付着プロセスにおいて代表的に使
用されるシャドウマスク１０が例示される。シャドウマ
スク１０は、縁取部分１２、電極形成部分１４及び電極
パッド形成部分１６から成る。シャドウマスク１０は、
ホトリソグラフィ技法を使用してエツチングされた金属
素材の均質片から作製される。第２図は、シャドウマス
ク１　’Ｏｉ支持する為ここで使用されているマスク組
立体２０を例示する。マスク組立体２０は、アウターマ
スク部分２４、インナーマスク部分２２（これがこの特
定具体例ではシャドウマスク１０である）、スロット手
段２６及び連結手段２８から成る。しかし、マスク組立
体２０は、シャドウマスク１０のようなマスクを、パタ
ーンを基板上に付着するべき時基板に隣シあってどのよ
うに支持するかの一例である。第２図はまた、付着プロ
セスにおいて使用するに際しマスク組立体２０を支持す
るのを助成する取付孔５０をも例示する。

ここで第３〜５図を参照すると、マスク１０の構造の詳
細を例示する目的の為マスク１０の一部の拡大図が例示
されている。第３図は、縁取部分１２、電極形成部分１
４及び電極パッド形成部分１６を詳細に示す。マスク１
０は構造的に複数の金属質ストリップ３２と一連の相互
連結用アーチ式ブリッジ５４とから成９、これらは所定
のパターンの細長開口３６を画成する。縁取部分１２は
金属ストリップ３２の周囲にそれらと接触して配置され
る。第４図はそうしたストリップ３２を相互連結用ブリ
ッジ３４及び細長開口３６と共に拡大して示す。第３図
はシャドウマスク１ｏが基板３８と作用上接触状態に位
置決めされる時ス）　ＩＪシブ３２が基板４４と接触状
態にある態様を例示する。加えて、ブリッジ３４は基板
４４０表面から離間された状態でストリップ３２に対す
る支持な□提供子：る。

第１及び３〜５図に例示されるように、複数の金属スト
リップ３２はマスク１０を横切って伸延しそして実質上
互いに平行である。ブリッジ３４もまたマスク１０を横
切って伸延しそしてストリップ３２は直交する。ブリッ
ジ３４１・１はストリップ３２と接触状態にあ）（第３
〜５図参照）そしてストリップと協働して所定のパター
ンの細長間口３６（第４：図）ヲ晦成する。第４．５図
に見られるようにＪ金属ストリップ３２のすべては実質
上等しい厚□さＴ８と巾Ｗｓ　ｆ有する。ストリップ３
２はまた所定の中心間ピッチＰｇ　ｆ有する。ブリッジ
３４もま：た実質上等しい巾Ｗと厚さＴＢヲ有し、これ
らはストリップの厚さＴ８よシ小さい。

マスク１０を形成するに当って、金Ｊｊ！素材の均質片
が、第１及び３〜５図に例示されるマスクを形成するべ
くホトリソグラフィック技法を使用してエツチングされ
る０第３〜５図に示される構造体を実現するに当って、
−側からブリッジパターンを有する金属シートを通して
途中までエツチング（ハーフエッチ）シそして他側から
ブリッジのない金属パターンを有する金属シートを通し
て途中までエツチング（八−７□エツチ）することから
成るディファレンシャル（差異）エツチングが使用され
る。これは、構造的に丸味のついた輪郭をもってブリッ
ジ３４下のまたその周辺の帯域を削除する（第４及び５
図）。ハーフエッチされたアーチ状ブリッジはブリッジ
の下側に付着が生じることを可能とするので、連続した
切れのない電極が一回の付着操作でパターン形成されう
る。マスク１０は単一金属シート製であるから、マスク
は離層せずそしてマスクは薄膜構造体が付着されるべき
基板の膨張性質に熱的にマツチする材料製とされうる。

加えて、この単一金属製マスクは化学的に耐性があシま
た磁気的に吸引性のあるものとされる。

マスクにおける開口の丸味のついた輪郭は矩形輪郭でも
って作製されたマスクに較べて強度上の利点を与える。

これは最小限可能なブリッジ巾でもってマスクを作製す
ることを可能ならしめ、マスクから作成さ九る付着層の
パターン化性能を向上する。シャドウマスク１０は基板
上に付着されるべき材料の形状に丸みのある輪郭を与え
ることが出来、そしてホトリンゲラフィブロセスに較べ
る時−回の簡単なパターン形成プロセスを可能ならしめ
る。好ましい具体例において、金属シートはホトリソグ
ラフィ技術を使用してエツチングされて、次の寸法を有
するシャドウマスク１０を実現したニストリップ厚Ｔ８
：約（ＬＯＯ５インチ（０．１２７酩）、ストリップ巾
Ｗｅ　：　ｉｂｒα０．００７インチ（（Ｌ１７８鴎）
、ストリップ中心間ピッチＰ８：釣α０１５インチ（［
Ｌ５８１−）、ブリッジ巾Ｗｎ及び厚ＴＢ：約０．００
１５〜α００２５インチ（０，０３８１〜α０６５５１
ＩＬＳ）範囲。第４図に例示される細長開口３６は約α
００８インチの巾を有した。

第１及び３図を参照すると、マスク１０の電極形成部分
１０は、車位置線長さ当り所定数の電極を形成しうる能
力を具備している。本発明の好ましい具体例において、
シャドウマスク１０は、基板上に６６Ｍ１極／インチを
形成する能力を有した。

特定の表示パネルにおける分解能要件に依存して、単位
インチ当りの電極数は変更しうる。分解能が高い程（即
ち単位インチ当りの電極数が多い程）、そうした所望の
分解能を実現する為に単位長さ当りよシ多くの数のスト
リップが必要とされる。加エテ、マスク１０の＠極パッ
ド形成部分１６はマスク１０の電極形成部分１４の約半
分の数の開口しか有していない。基本的に、金属ストリ
ップは交互型式のパターン（第３図）を創出する為にマ
スクの電極パッド形成部分に近づく時長さにおいて互い
違いにずらされる。

第１．２．６人及び６Ｂ図を参照すると、少くとも基板
含有する薄膜型ＥＬデバイスに対して電極構造体のパタ
ーンを付着する方法が説明されている。第７人、７Ｂ及
び８図は、こうした電極構造体を形成する為ことて記載
された方法を使用することから生成する基板７２上の電
極構造体７０を例示する。電極構造体７０は金属材料か
ら或いは透明電導性材料から形成されうる。加えて、電
極構造体７０は基板７２上に直接形成されうるしまた薄
膜型ＥＬスタックの一部上に形成されうる。

ここで第６Ａ図を参照すると、第２図に例示されるマス
ク組立体２ａを支持する為の、そして特に薄膜構造体が
付着されるべき基板に［シあって且つそれと作用上接触
状態にインナーマスク部分２２（この特定例ではシャド
ウマスク１０であシうる）を維持する為のマスク整合ｍ
構４０が例示されている。機構４０は、この場合２つの
基板４４を担持する基板キャリヤ４２、マスクフレーム
ホルダ４６及びマスクフレーム４８から成る。

第６Ｂ図において、基板４４及びマスク１０を収納する
機構４０を含めて付着装置系が例示される。

機構４０は、基板４４の一方側において真空付着装置５
０に露呈される。機構４０の反対側には、インナーマス
ク部分２２を基板４４に密接して保持する為に機構４０
の一部に隣）あって位置決めされそしてそれと作用上接
触状態にあるものとされる磁石５２が示されている。装
５１．５０の＃細は米国特許第４４３ス９６６号に記載
されている。

本発明の教示に従って、少くとも基板を有する薄膜デバ
イスに対して電極構造体のパターンを付着する方法につ
いて説明する。本方法は、複数の金属ストリップ３２と
一連の金属ブリッジ３４と含有するシャドウマスク１０
を用意することから始まる。前記の通シ、金属ストリッ
プは実質上互いに平行な状態でマスクを横切って伸延し
そして金属ブリッジはストリップに直交し且つス）　Ｉ
Ｊツブと接触状態でマスクを横切って伸延する。ストリ
ップとブリッジとは細長開口５６の所定のパターンを構
成する。次の段階において、マスク１０は基板４４の一
方側に位置づけられる（第６Ａ図）。

次の段階において、磁石５２が、ストリップ３２を基板
４４と接触状態に保持するよう（第３図参照）基板４４
のマスクとは反対側に隣シあって位置決めされる。最後
に、第６Ｂ図に部分的に例示されるように、付着装置５
０を使用することによシマスフ１０の開ロ３６全通して
電極Ｈ料５４が真空蒸着され、それにより基板上に電極
構造体を形成する（例えば第ＺＡ図）。電極構造体は一
回のポンプ引き段階によシ完全に付着され、従ってマス
クは再整合の必要なく連続した切れ目のない電極を形成
しうる。電極材料５４は充分に広い板状として不毛であ
る。

この方法において使用されるマスクは例えばマスク１０
として示されたようなものである。本方法の真空付着段
階は主にスパッタリングと係るが蒸着やイヒ学的蒸着（
ＣＶＤ）をも含みうる。電極材料の付着はマスクのアー
チ状ブリッジ３４の下側においても起シ、そこにも充分
量の材料が被覆されるので、段落部７４が生じるが、肉
眼では容易には判別しえない。こうして、段落部７４に
よυ分画される部位間に外観的及び電気的連続性を与え
る。電極材料は、＃膜デバイスにおいて使用される任意
の電極材料全台みうる。本発明において、電極材料とし
ては、透明電導性即ち金ｌＪ４酸化物材料及び金属質杓
料が使用されうる。透明金属醇化物材料としては、イン
ジウム・錫酸化物或いは酸化錫が挙げられ他方金属材料
としてはアルミニウム或いはニッケルが挙げられる。基
板上に電極構造体７０を付着する為ことて記載した方法
は、イン−ラインシステムにおいて実施され従って途中
で真空を解除する必要はない。本方法は、インライン方
式でないシステムにおいても使用されうるが、そのよう
なシステムにおいては基板上に付着される層の汚染が生
じる危険がある。

発明の効果 本発明は、唯一回の付着段階だけでもって薄膜型ＢＬデ
バイス内に電極構造体を生成する方法及びその方法にお
いて使用されるシャドウマスクを提供する。

１Ｊ７Ａ、７Ｂ及び８図に例示されるように、本発明に
よシ生成された電極構造体７ｏはその形状に丸みのつい
た輪郭を与えそしてホトリソグラフィ技術に比較する時
車一段の簡単なパターン形成プロセスを可能ならしめる
。本発明の追加的利点は、ホトリソグラフィを使用する
ことにょ多形成された電極構造体において一般に生成さ
れた表面におけ・る脱失な縁辺を無くしたことにょ）電
極間の短絡問題及び電気的故障両者を実質的に排除しう
ろことである。上記マスク及び方法は、加えて、こうし
たＮ膜描造体を有するＮ膜デバイスの作製を簡易化しそ
して薄膜デバイスにおける汚染の発生率を低減する。最
羨に、本発明技術は、電極構造体に沿ってｖ１導性を維
持しつつ特にＥＬデバイスにお□いての使用に適した長
い狭巾の電極構造体全提供す名。本マスクはまた、処理
温度（例えば約１０’　Ｏ”’Ｃ）においてマスク自体
の損傷なく精密なパター□ン形成を可能ならしめる。

以上、本発明について説明したが、本発明の範囲内で多
くの改変を為しうること全銘記されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図□は本発明の一具体例のマスクを示す。 第２図□はマスクを支持する為のマスク組立体の一例を
示す。 第３図は第１図のマスクの一部の拡大図である。 第４図は第３図の一部の拡大図である。 第３図は第１図のマスクの一部と基板とをブリッジに沿
って見た断面図である。・ 第６Ａ図は、基板にシャドウマスクを接触状態に支持す
る機構の分解図である。 第６Ｂ図は、スパッタ装置系において上記機構を配置数
）を示す説明図である。 第７Ａ及び７Ｂ図は、付着されたｌ１１１極構造体の拡
大上面図及び断面図である。 第８図は、電極構造体の長手方向に沿う丸味のついた輪
郭を示す側面図である。 １０：シャドウマスク １２：縁取部分 １４：′ＩＬ極形酸形成 部分：電極パッド形成部分 ２０：マスク組立体　　□ ２２：インナーマスク部分 ２４：アウターマスク部分 ２６：スロツト手段 ２８：連結手段 ３２ニストリツプ ３４ニブリツジ ３６：細長開口 ４２：基板キャリヤ ４４：基板 ４６：マスクフレームホルダ ４ｉ：マスクフレーム ５０：真空付着装置 ５４：［極材料 ５２：磁石 ７０：電極 ７４：段落部 ス−′−，−−二二一＝でトシ） ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、６Ｂ ＦＩＧ、　７Ａ ＦｊＧ、７８ ＦＩＧ、　８ 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示　昭和６１年　特願第　２４９７９４号補正
をする者 事件との関係　　　　　　　　　　　特許出願人名　称
　ジー・ティ」・イー・プロダクツ・コーポレイション
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少くとも基板を具備する薄膜デバイスのための電極
   構造体のパターン形成用のマスクであつて、 該マスクを横切つて実質上互いに平行に伸延する複数の
   金属ストリツプと、 該マスクを横切つて前記ストリツプに直交して伸延する
   一連の相互連結用金属ブリツジと を包含し、前記ブリツジが向記ストリツプと接触状態に
   ありそして該ストリツプ及びブリツジが所定の細長開口
   パターンを構成することを特徴とするパターン形成用マ
   スク。 ２）金属ストリツプの実質すべてが実質上等厚及び等巾
   を有している特許請求の範囲第１項記載のマスク。 ３）ストリツプの各々が約０．００５インチ（０．１２
   ７ｍｍ）の厚さを有する特許請求の範囲１記載のマスク
   。 ４）ストリツプの各々が約０．００７インチ（０．１７
   ８ｍｍ）の巾を有する特許請求の範囲第３項記載のマス
   ク。 ５）マスクが複数の金属ストリツプの周囲にそれらと接
   触状態で配置される縁取部分を有する特許請求の範囲第
   １項記載のマスク。 ６）金属ストリツプが所定の中心間ピツチを有する特許
   請求の範囲第１項記載のマスク。 ７）中心間ピツチが約０．０１５インチ（０．３８１ｍ
   ｍ）である特許請求の範囲弟６項記載のマスク。 ８）マスクのブリツジの実質上すべてが実質上等しい巾
   と厚さを有し、該巾と厚さがストリツプの厚さより小さ
   い特許請求の範囲第２項記載のマスク。 ９）ブリツジの巾と厚さが約０．００１５〜０．００２
   ５インチ（０．０３８１〜０．０６３５ｍｍ）の範囲に
   ある特許請求の範囲第８項記載のマスク。 　１０）所定の開口パターンが電極形成部分と電極パツ
   ド形成部分を構成する特許請求の範囲１項記載のマスク
   。 　１１）電極形成部分が単位長さ当り所定数の電極の形
   成能力を有している特許請求の範囲第１０項記載のマス
   ク。 　１２）単位インチ当りの電極数が約６６である特許請
   求の範囲第１１項記載のマスク。 　１３）電極パツド形成部分が電極形成部分の約半分の
   開口数を有する特許請求の範囲第１０項記載のマスク。 　１４）開口の各々が約０．００８インチ（０．２０３
   ｍｍ）の巾を有する特許請求の範囲第１３項記載のマス
   ク。 　１５）薄膜デバイスがエレクトロルミネセス（ＥＬ）
   デバイスである特許請求の範囲第１項記載のマスク。 　１６）少くとも基板を具備する薄膜デバイスに対して
   電極構造体パターンを付着する方法であつて、複数の金
   属ストリツプと一連の栢互連結用金属ブリツジとを有す
   るマスクにして、該ストリツプがマスクを横切つて実質
   上互いに平行に伸延しそして該ブリツジがマスクを横切
   つて該ストリツプに直交し且つ該ストリツプと接触状態
   で伸延し、該ストリツプとブリツジとが所定の細長開口
   パターンを構成するマスクを用意する段階と、 前記マスクを前記基板の一方側に位置決めする段階と、 金属ストリツプを基板と接触状態に保持するよう該基板
   の前記マスクとは反対側に隣りあつて磁石を位置決めす
   る段諧と、 電極材料を前記マスク開口を通して基板上に真空下で付
   着し、それにより基板上に電極構造体を形成する段階と を包含する電極構造体パターン付着方法。 　１７）マスクの金属ストリツプの実質上すべてが実質
   上等厚及び等巾を有している特許請求の範囲第１６項記
   載の方法。 　１８）マスクの金属ストリツプが所定の中心間ピツチ
   を有している特許請求の範囲第１７項記載の方法。 　１９）マスクのブリツジの実質上すべてが実質上等厚
   及び等巾を有しそして該巾及び厚さが金属ストリップ厚
   さより小さい特許請求の範囲第１７項記載の方法。 　２０）開口パターンが電極形成部分と電極パツド形成
   部分を構成する特許請求の範囲第１６項記載の方法。 　２１）マスクが複数の金属ストリツプの周囲に且つそ
   れらと接触状態で配置される縁取部分を有している特許
   請求の範囲第１６項記載の方法。 　２２）真空下での付着段階が、スパツタリング、蒸着
   及び化学的蒸着（ＣＶＤ）を含む特許請求の範囲第１６
   項記載の方法。 　２３）電極材料が透明電導性材料である特許請求の範
   囲第１６項記載の方法。 　２４）透明電導性材料がインジウム−錫酸化物である
   特許請求の範囲第２３項記載の方法。 　２５）透明電導性材料が酸化錫である特許請求の範囲
   第２３項記載の方法。 　２６）電極材料が金属質材料である特許請求の範囲第
   １６項記載の方法。 　２７）金属質材料がアルミニウムである特許請求の範
   囲第２６項記載の方法。 　２８）金属質材料がニツケルである特許請求の範囲第
   ２６項記載の方法。 　２９）電極構造体を付着する段階がイン−ラインシス
   テムにおいて実施される特許請求の範囲第１６項記載の
   方法。