JPWO2014119548A1 - 蒸着装置および蒸着方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の一形態について図1〜図13に基づいて説明すれば以下の通りである。
まず、本実施の形態にかかる蒸着装置により製造される有機EL表示装置の一例として、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表示装置の構成について以下に説明する。
TFT基板10は、図10に示すように、ガラス基板等の透明な絶縁基板11上に、TFT12(スイッチング素子)および配線14、層間膜13(層間絶縁膜、平坦化膜)、エッジカバー15がこの順に形成された構成を有している。
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。
また、図11は、上記有機EL表示装置1の製造工程の一例を工程順に示すフローチャートである。
上述したように、有機EL表示装置1の製造において、発光層23R・23G・23B等の、有機材料からなる有機膜の蒸着等、サブ画素2R・2G・2Bに対応した層(被膜)の形成には、本実施の形態にかかる蒸着装置を用いたスキャン蒸着が用いられる。
次に、本実施の形態にかかる蒸着装置を有機EL表示装置1の製造装置として用いて、蒸着膜221をパターン形成する方法について詳述する。
基板ホルダ52は、被成膜基板200を保持する基板保持部材である。基板ホルダ52は、TFT基板等からなる被成膜基板200を、その被蒸着面201(被成膜面)が、蒸着ユニット54における蒸着マスク80に面するように保持する。
本実施の形態では、基板移動装置53および蒸着ユニット移動装置55の少なくとも一方により、被成膜基板200と、蒸着ユニット54とを、Y軸方向(第1の方向)が走査方向(基板移動装置53または蒸着ユニット移動装置55による移動方向)となるように相対的に移動させてスキャン蒸着を行う。
蒸着ユニット54は、図1〜図3の(a)に示すように、蒸着源60、制限板ユニット70、蒸着マスク80、ホルダ90、および図示しないシャッタ等を備えている。
蒸着源60は、例えば、内部に蒸着材料を収容する容器である。蒸着源60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し、外部から蒸着材料が供給されるように形成されていてもよい。
蒸着マスク80は、その主面(面積が最大である面)であるマスク面がXY平面と平行な板状物である。
膜厚[Å]=蒸着レート[Å/s]×蒸着マスク80のY軸方向の開口長[mm]/搬送速度[mm/s]
により求めることができる。
制限板ユニット70は、蒸着源60と蒸着マスク80との間に、これら蒸着源60と蒸着マスク80とにそれぞれ離間して設けられている。
ホルダ90は、蒸着源60、制限板ユニット70、蒸着マスク80を保持する保持部材である。
被成膜基板200の方向に蒸着粒子211を飛来させないときには、図示しないシャッタを用いて、蒸着粒子211の蒸着マスク80への到達を制御することが望ましい。
上述したように、本実施の形態では、例えば図1および図5に示すように、第I列の蒸着マスク80Aと第II列の蒸着マスク80Bとが、それぞれの蒸着マスク80A・80Bにおけるマスク開口群領域82Aとマスク開口群領域82Bとが互いに対向する側の端部で、Y軸方向に沿って見たときにX軸方向にそれぞれ重なるように、X軸方向に位置をずらして配置されている。また、Y軸方向に沿って見たときにマスク開口群領域82Aとマスク開口群領域82BとがX軸方向に重なる重畳領域83において、蒸着マスク80の主面に垂直な方向から見たときのY軸方向の開口長d1が、各マスク開口群領域82の外側に向かって次第に短くなるとともに、Y軸方向における蒸着マスク80Aと蒸着マスク80Bとの合計の開口長が、X軸方向におけるマスク開口81の位置に拘らず常に等しくなるようにマスク開口群領域82を形成した。
図1、図4、図5では、蒸着マスク80におけるマスク開口群領域82が、略六角形状である場合を例に挙げて図示した。
図2では、蒸着源60における射出口61が二次元状に千鳥配置されている場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。
なお、本実施の形態では、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、蒸着膜221をパターン形成する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、表示装置のサブ画素に対応した蒸着膜パターンを形成するための装置として、広く適用が可能である。
本実施の形態について図14の(a)〜(c)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本実施の形態について図15の(a)〜(d)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本実施の形態について、主に図16の(a)・(b)〜図20の(a)・(b)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
ここで、膜厚補正係数は、以下のように求められる。すなわち、図6の(a)・(b)のようなX軸方向で開口長を一律とした蒸着マスク80を使用し、列Iのみによって蒸着させ、各マスク開口81に対応する蒸着膜221の膜厚を測定する。このように、X軸方向の各マスク開口81に対応する蒸着膜221の膜厚、および最少膜厚値(マスク開口群領域82の最端のマスク開口81に対応)を求め、次式(2)により、膜厚補正係数を求める。また、列IIについても同様に膜厚補正係数を求める。
なお、ここで、膜厚補正後マスク開口長とは、上述したように蒸着膜221の膜厚分布を用いて補正した、各マスク開口81の補正後の開口長を示す。また、基準マスク開口長とは、実施の形態1〜3のような、膜厚分布を考慮していないマスク開口81の開口長である。また、X軸方向の各位置における、開口長変更前の各マスク開口81により得られた膜厚は、図16の(a)・(b)に示すように膜厚分布を有している。
図17の(b)、図18の(b)、図19の(b)、図20の(b)から判るように、本実施の形態によれば、膜厚分布が大きい場合に、膜厚補正後マスク開口長に基づいて各マスク開口81の開口長を決定・変更することで、膜厚補正後のマスク開口群領域82の形状は、重畳領域83において、マスク開口群領域82の各頂点を結ぶ線の中間部が、各頂点を直線的に結んだ場合よりもやや膨らむような形状になる。
本発明の態様1にかかる蒸着装置50は、表示装置(例えば有機EL表示装置1)に用いられる被成膜基板200上に、上記表示装置のサブ画素(サブ画素2R・2G・2B)毎に所定のパターンの蒸着膜221を形成する蒸着装置であって、蒸着源60と複数の蒸着マスク80とを有する蒸着ユニット54と、上記蒸着ユニット54および被成膜基板200のうち一方を他方に対して相対移動させる移動装置(基板移動装置103または蒸着ユニット移動装置104)とを備え、上記各蒸着マスク80における、上記移動装置による移動方向(走査方向)である第1の方向(Y軸方向)および該第1の方向に垂直な第2の方向(X軸方向)の長さは、それぞれの方向における上記被成膜基板200の蒸着領域の長さよりも短く、上記蒸着マスク80は、少なくとも上記第1の方向に、複数配置されており、上記各蒸着マスク80は、上記第2の方向に、マスク開口群領域82を、1つ、または、少なくとも1画素の遮蔽領域85を介して複数有し、上記マスク開口群領域82は、それぞれ、少なくとも上記第2の方向に配列された複数のマスク開口81からなり、かつ、それぞれ、上記蒸着源60における蒸着粒子211の射出口61と対をなしており、上記第1の方向に隣り合う蒸着マスク80は、それぞれの蒸着マスク80の各マスク開口群領域82における上記第2の方向の端部のうち他方の蒸着マスク80のマスク開口群領域82に対向する側の端部における複数のマスク開口81が、上記第1の方向に沿って見たときに上記第2の方向にそれぞれ重なるとともに、該端部における上記第1の方向に隣り合うマスク開口81によって形成される蒸着膜221が上記第1の方向に沿って同一直線上に位置するように、上記第2の方向に位置をずらして配置されており、上記第2の方向における上記蒸着マスク80の合計の長さ(総長)は、上記第2の方向における上記被成膜基板200の蒸着領域の長さよりも長く、上記各マスク開口81は、上記各サブ画素に対応して設けられており、上記各蒸着マスク80の各マスク開口群領域82における、上記第1の方向に沿って見たときに上記第2の方向にそれぞれ重なる領域(重畳領域83)では、上記蒸着マスク80の主面に垂直な方向から見たときの上記第1の方向の開口長が、上記各マスク開口群領域82の外側に向かって次第に短くなる。
上記第1の方向の合計の開口長(膜厚補正後マスク開口長)=基準マスク開口長×膜厚補正係数
膜厚補正係数=1/(上記第2の方向の上記各マスク開口81に対応する蒸着膜221の膜厚/最少膜厚値)
を満足することが好ましい。
上記第1の方向のマスク開口比率=基準マスク開口長の開口比率×膜厚補正係数
膜厚補正係数=1/(上記第2の方向の上記各マスク開口81に対応する蒸着膜221の膜厚/最少膜厚値)
を満足することが好ましい。
2 画素
2R,2G,2B サブ画素
10 TFT基板
11 絶縁基板
12 TFT
13 層間膜
13a コンタクトホール
14 配線
15 エッジカバー
15R,15G,15B 開口部
20 有機EL素子
21 第1電極
22 正孔注入層兼正孔輸送層
23R,23G,23B 発光層
24 電子輸送層
25 電子注入層
26 第2電極
30 接着層
40 封止基板
50 蒸着装置
51 真空チャンバ
52 基板ホルダ
53 基板移動装置
54 蒸着ユニット
55 蒸着ユニット移動装置(移動装置)
60,60A,60B 蒸着源
61,61A,61B 射出口
70 制限板ユニット
71 支持部
72,72A,72B 制限板列
73,73A,73B 制限板
74,74A,74B 制限板開口
75 制限板
80,80A,80B 蒸着マスク
81,81A,81B マスク開口
82,82A,82B マスク開口群領域
83 重畳領域
84 非重畳領域
85 遮蔽領域
90 ホルダ
91 マスクホルダ
91a 開口部
92 マスクトレー
92a 開口部
93 支持部材
101 蒸着ブロック
111 遮蔽板
112 開口領域
200 被成膜基板
201 被蒸着面
211 蒸着粒子
221,221A,221B 蒸着膜
Claims (13)
- 表示装置に用いられる被成膜基板上に、上記表示装置のサブ画素毎に所定のパターンの蒸着膜を形成する蒸着装置であって、
蒸着源と複数の蒸着マスクとを有する蒸着ユニットと、
上記蒸着ユニットおよび被成膜基板のうち一方を他方に対して相対移動させる移動装置とを備え、
上記各蒸着マスクにおける、上記移動装置による移動方向である第1の方向および該第1の方向に垂直な第2の方向の長さは、それぞれの方向における上記被成膜基板の蒸着領域の長さよりも短く、
上記蒸着マスクは、少なくとも上記第1の方向に、複数配置されており、
上記各蒸着マスクは、上記第2の方向に、マスク開口群領域を、1つ、または、少なくとも1画素の遮蔽領域を介して複数有し、
上記マスク開口群領域は、それぞれ、少なくとも上記第2の方向に配列された複数のマスク開口からなり、かつ、それぞれ、上記蒸着源における蒸着粒子の射出口と対をなしており、
上記第1の方向に隣り合う蒸着マスクは、それぞれの蒸着マスクの各マスク開口群領域における上記第2の方向の端部のうち他方の蒸着マスクのマスク開口群領域に対向する側の端部における複数のマスク開口が、上記第1の方向に沿って見たときに上記第2の方向にそれぞれ重なるとともに、該端部における上記第1の方向に隣り合うマスク開口によって形成される蒸着膜が上記第1の方向に沿って同一直線上に位置するように、上記第2の方向に位置をずらして配置されており、
上記第2の方向における上記蒸着マスクの合計の長さは、上記第2の方向における上記被成膜基板の蒸着領域の長さよりも長く、
上記各マスク開口は、上記各サブ画素に対応して設けられており、
上記各蒸着マスクの各マスク開口群領域における、上記第1の方向に沿って見たときに上記第2の方向にそれぞれ重なる領域では、上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときの上記第1の方向の開口長が、上記各マスク開口群領域の外側に向かって次第に短くなることを特徴とする蒸着装置。 - 上記蒸着マスクは、上記第1および第2の方向にそれぞれ複数配置されていることを特徴とする請求項1に記載の蒸着装置。
- 上記第1の方向に隣り合う蒸着マスクは、上記各蒸着マスクの各マスク開口群領域における上記端部において、1画素以上、上記第2の方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸着装置。
- 上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、上記各蒸着マスクの各マスク開口群領域における、上記第1の方向に沿って見たときに上記第2の方向にそれぞれ重なる領域では、各サブ画素に対応する、上記第1の方向に配された蒸着マスクのマスク開口の、上記第1の方向の合計の開口長がそれぞれ等しいことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の蒸着装置。
- 上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、各サブ画素に対応する、上記第1の方向に配された蒸着マスクのマスク開口の、上記第1の方向の合計の開口長は、上記第2の方向におけるマスク開口の位置に拘らず、それぞれ等しいことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の蒸着装置。
- 上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、上記各マスク開口群領域における、上記第1の方向に沿った同一直線上に他の蒸着マスクにおけるマスク開口が存在しない領域におけるマスク開口は、上記第2の方向における、上記射出口の真上からの距離が長くなるにしたがって、上記第1の方向の開口長を長くすることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の蒸着装置。
- 上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、各サブ画素に対応する、上記第1の方向に配された蒸着マスクのマスク開口の、上記第1の方向の合計の開口長は、上記各蒸着マスクの上記第1の方向の開口長を一律としたときの開口長変更前の上記第1の方向の開口長を基準マスク開口長とすると、次式
上記第1の方向の合計の開口長=基準マスク開口長×膜厚補正係数
膜厚補正係数=1/(上記第2の方向の上記各マスク開口に対応する蒸着膜の膜厚/最少膜厚値)
を満足することを特徴とする請求項6に記載の蒸着装置。 - 上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときに、各サブ画素に対応する、上記第1の方向に配された蒸着マスクのマスク開口の、上記第1の方向のマスク開口比率は、上記各蒸着マスクの上記第1の方向の開口長を一律としたときの開口長変更前の上記第1の方向の開口長を基準マスク開口長とし、該基準マスク開口長の開口比率を、マスク開口比率100%とすると、次式
上記第1の方向のマスク開口比率=基準マスク開口長の開口比率×膜厚補正係数
膜厚補正係数=1/(上記第2の方向の上記各マスク開口に対応する蒸着膜の膜厚/最少膜厚値)
を満足することを特徴とする請求項6に記載の蒸着装置。 - 上記各蒸着マスクにおける各マスク開口は、該マスク開口の上記第2の方向の位置に応じて、上記第1の方向に異なる長さに形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の蒸着装置。
- 上記各蒸着マスクに形成された各マスク開口は何れも同一形状であり、
上記蒸着ユニットは、上記各蒸着マスクにおける各マスク開口のうち上記第1の方向に沿った同一直線上に他の蒸着マスクにおけるマスク開口が設けられているマスク開口の一部をそれぞれ覆うことで該マスク開口における上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときの上記第1の方向の開口長を変更する遮蔽板を有していることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の蒸着装置。 - 上記各蒸着マスクにおける上記各マスク開口群領域に、それぞれ上記遮蔽板が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の蒸着装置。
- 上記遮蔽板は、上記各マスク開口群領域の一部を露出させる開口領域を有し、複数のマスク開口群領域に共通して設けられていることを特徴とする請求項10に記載の蒸着装置。
- 表示装置に用いられる被成膜基板上に、上記表示装置のサブ画素毎に所定のパターンの蒸着膜を形成する蒸着方法であって、
蒸着源と複数の蒸着マスクとを有する蒸着ユニット、および、上記被成膜基板のうち、一方を他方に対して第1の方向に沿って相対移動させるとともに、
上記蒸着ユニットとして、
上記各蒸着マスクにおける上記第1の方向および該第1の方向に垂直な第2の方向の長さがそれぞれの方向における上記被成膜基板の蒸着領域の長さよりも短く、
上記蒸着マスクは、少なくとも上記第1の方向に、複数配置されており、
上記各蒸着マスクは、上記第2の方向に、マスク開口群領域を、1つ、または、少なくとも1画素の遮蔽領域を介して複数有し、
上記マスク開口群領域は、それぞれ、少なくとも上記第2の方向に配列された複数のマスク開口からなり、かつ、それぞれ、上記蒸着源における蒸着粒子の射出口と対をなしており、
上記第1の方向に隣り合う蒸着マスクは、それぞれの蒸着マスクの各マスク開口群領域における上記第2の方向の端部のうち他方の蒸着マスクのマスク開口群領域に対向する側の端部における複数のマスク開口が、上記第1の方向に沿って見たときに上記第2の方向にそれぞれ重なるとともに、該端部における上記第1の方向に隣り合うマスク開口によって形成される蒸着膜が上記第1の方向に沿って同一直線上に位置するように、上記第2の方向に位置をずらして配置されており、
上記第2の方向における上記蒸着マスクの合計の長さは、上記第2の方向における上記被成膜基板の蒸着領域の長さよりも長く、
上記各蒸着マスクの各マスク開口群領域における、上記第1の方向に沿って見たときに上記第2の方向にそれぞれ重なる領域では、上記蒸着マスクの主面に垂直な方向から見たときの上記第1の方向の開口長が、上記各マスク開口群領域の外側に向かって次第に短くなる蒸着ユニット、を使用することを特徴とする蒸着方法。
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