JPWO2017119153A1 - 蒸着マスク及びその製造方法、有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

表面に凹凸がある被蒸着基板の底部の所定の場所のみに蒸着材料を蒸着する場合でも、蒸着マスクと被蒸着基板との間に隙間がなく、所望の場所にのみ蒸着することができる蒸着マスク、及びその製造方法を提供する。被蒸着基板の表面の形状に対応する凹凸を有するダミー基板が作製され（Ｓ１）、ダミー基板の凹凸面に液状の樹脂材料を塗布することで樹脂塗布膜が形成され（Ｓ２）、樹脂塗布膜の温度を上昇させて樹脂塗布膜を焼成することで、樹脂焼成膜が形成される（Ｓ３）。次に、ダミー基板に付着している樹脂焼成膜に、所望の開口部のパターンを形成することで所望の開口部のパターンを有する樹脂フィルムが形成される（Ｓ４）。その後、樹脂フィルムをダミー基板から剥離して蒸着マスクにする（Ｓ６）。

Description

本発明は、有機ＥＬ表示装置の有機層を蒸着する際などに用いられる蒸着マスク及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、表面に凹凸を有する基板の所定の場所に蒸着材料を蒸着する場合でも、余計な場所に蒸着材料が被着することなく、所定の場所に正確に蒸着材料を蒸着し得る蒸着マスク、その製造方法及びその蒸着マスクを使用した有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。

有機ＥＬ表示装置が製造される場合、例えばＴＦＴ等のスイッチ素子が形成された基板上に有機層が画素ごとに対応して積層される。そのため、基板上に蒸着マスクが配置され、その蒸着マスクを介して有機材料が蒸着され、必要な画素のみに必要な有機層が積層される。その蒸着マスクとしては、従来メタルマスクが用いられていたが、近年、より精細なパターンを形成するため、メタルマスクに代って樹脂フィルムが多用される傾向にある。

また、被蒸着基板に、例えばＰＥＴやポリイミド等のフィルム状マスク用部材を設け、そのマスク用部材にレーザ光を照射して開口を設けることにより、マスクを形成し、そのマスクの開口を介して有機材料などを蒸着し、その後にそのマスクを剥離する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−２０７６４号公報

前述のように、メタルマスク又は樹脂フィルムからなる蒸着マスクを用いて凹凸の表面を有する被蒸着基板に蒸着をしようとすると、蒸着マスクは被蒸着基板の凸部表面にだけコンタクトするため、本来、蒸着マスクにより被覆されるべき被蒸着基板の凹部内にも蒸着材料が入り込む可能性が大きい。例えば、有機ＥＬ表示装置の有機層を蒸着する場合、ＴＦＴなどの凹凸は、その上に設けられる平坦化膜により一旦平坦化されるが、その平坦化膜上に各画素を区分するバンクが形成される。そのバンクの上面に蒸着マスクが載置されて蒸着される。そのため、蒸着マスクの下側のバンクの側壁にも蒸着材料が被着する。その結果、有機ＥＬ表示装置の各画素を発光させる際に、バンクの側壁に蒸着された蒸着材料から斜め方向に光が放射され、隣接する画素の光と混合し不鮮明な画像になるという問題がある。

また、前述の特許文献１に示されるように、例えば表面に凹凸を有するＴＦＴ基板の有機材料を蒸着する場所の上に、フィルム状マスク用部材を載せて、そのマスク用部材にレーザ光を照射して開口を形成することにより、マスクを形成しても、フィルムの状態で凹凸の表面上に載せるため、ＴＦＴ基板の凹部は覆われない。この方法は、マスク用部材を通して直接陽極電極を見ながらマスク用部材に開口を形成するため、マスクの開口部とＴＦＴ基板の蒸着する所定の位置の位置合せは正確にできると予想されるが、前述のような蒸着マスクとＴＦＴ基板の蒸着する場所との間に蒸着材料が被着する問題を解消することはできない。すなわち、ＴＦＴ基板の表面に凹凸があると、マスク部材とＴＦＴ基板とを完全に密着させることはできない。例えば有機ＥＬ表示装置を製造する場合、バンクの上にフィルム状の蒸着マスクを重ねて蒸着しても、バンクの側壁にも蒸着材料が被着し、バンクの側壁からも斜め方向に光が放射されることになり、画素間の混色の問題も生じてくる。

さらに、前述のように、ＴＦＴ基板に直接マスク部材を形成し、そのままその蒸着マスクとして有機材料などを蒸着すると、蒸着マスクの開口を形成する際に、レーザ光を照射しなければならず、ＴＦＴの素子特性を害するという問題もある。さらに、例えばＲＧＢのサブ画素で、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層などで、ＲＧＢの各サブ画素の２以上で共通の有機材料を用いる場合でも、ＲＧＢそれぞれのサブ画素で有機材料の積層膜を全て形成しなければならない。すなわち、ＲＧＢの各サブ画素で、同じ層構造の部分に同じ材料を蒸着する場合でも、各サブ画素で別々に再度同じ材料を蒸着する必要があり、材料が無駄になるのみならず、製造工数が大幅に増加するという問題もある。さらに、例えばＲのサブ画素の積層が完了した後に、蒸着マスクを除去して再度別のＧのサブ画素用の蒸着マスクを形成しなければならず、既に積層されているＲのサブ画素の有機材料への悪影響も懸念される。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、表面に凹凸がある被蒸着基板の底部の所定の場所のみに蒸着材料を蒸着する場合でも、蒸着マスクと被蒸着基板との間に隙間がなく、所望の場所にのみ蒸着することができる蒸着マスク、及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、蒸着材料を蒸着する場合に、蒸着源からの蒸着材料の飛来を妨げないで、所望の場所に確実に蒸着材料を蒸着することができる蒸着マスク及びその製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、被蒸着基板と蒸着マスクとの間に線膨張係数の差に基づきパターンずれが生じないように、蒸着マスクの線膨張率が調整される蒸着マスクの製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、上記蒸着マスクを用いて製造する有機ＥＬ表示装置の製造方法、さらに詳しくはその製造の際に、蒸着材料が不要な場所に被着しないように蒸着する方法を提供することにある。

本発明の蒸着マスクは、表面に凹凸を有する被蒸着基板の表面の所定の場所に積層膜を蒸着により形成するための蒸着マスクであって、樹脂フィルムにより形成され、一面は平坦面で、他面が前記被蒸着基板の凹凸形状と反転した形状に対応する凹凸形状を有し、前記所定の場所に対応する部分に開口部を有している。

前記開口部が、前記一面から前記他面側に開口が小さくなるテーパ形状に形成され、前記テーパ形状のテーパ角度が、蒸着材料源から飛来する蒸着材料の蒸着角度と等しいか、それより小さくなるように形成されることにより、飛来する蒸着材料が蒸着マスクにより阻止されなくなるので好ましい。

ここにテーパ角度とは、テーパ形状の稜線とテーパ形状の底辺とのなす角度、例えば図５Ａに示されるように、開口部１３の底辺（テーパ形状の中心軸と垂直な平面）と壁面とのなす角度α、すなわち、開口部１３が形成された結果、残される凸部１２ａの底辺と壁面とのなす角度α、又はダミーバンク３３のテーパ形状部の底辺と斜面とのなす角度βを意味し、蒸着角度とは、図５Ｂ〜５Ｄのθで示されるように、蒸着源の容器の開口部の形状によって定まる角度であり、蒸着源から放射される蒸着材料（蒸着粒子）の放射角度（蒸着材料が放射される広がり角の最大角）の１／２の余角、すなわち蒸着材料の最大広がり角のときの蒸着粒子の軌跡と水平面とのなす鋭角を意味する。

本発明の蒸着マスクの製造方法は、表面に凹凸を有する被蒸着基板の表面の所定の場所に積層膜を形成するため、蒸着材料を前記所定の場所に蒸着するための蒸着マスクの製造方法であって、前記被蒸着基板の表面の形状に対応する凹凸を有するダミー基板を作製し、前記ダミー基板の凹凸面に表面がほぼ平坦になるまで液状の樹脂材料を塗布することで樹脂塗布膜を形成し、前記樹脂塗布膜の温度を前記樹脂材料が硬化する温度まで上昇させて前記樹脂塗布膜を焼成することで樹脂焼成膜を形成し、前記ダミー基板に付着している前記樹脂焼成膜にレーザ光を照射して加工することにより、前記樹脂焼成膜に所望の開口部のパターンを形成することで所望の開口部のパターンを有する樹脂フィルムを形成し、前記樹脂フィルムを前記ダミー基板から剥離することにより蒸着マスクとすることを特徴とする。

前記レーザ光を照射することにより前記開口部のパターンを形成する際に、前記開口部のパターンを形成するためのレーザマスクの開口の周縁に、前記開口の端縁に行くほどレーザ光の透過率が低下するレーザ光透過率の漸減領域を形成することにより、前記開口部のパターンの各開口部を前記樹脂フィルムの厚さ方向でテーパ形状に形成することができる。

前記樹脂塗付膜の焼成を、前記樹脂材料の塗布厚、前記焼成時の焼成温度、前記焼成の時間、及び焼成温度と焼成時間のプロファイルの少なくとも１つを調整しながら行うことにより、焼成により形成される前記焼成膜の線膨張率と、前記被蒸着基板の線膨張率との差を３ｐｐｍ／℃以下にすることができる。

本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、有機層を積層する被蒸着基板の表面と対応する凹凸を有するダミー基板を作製し、前記ダミー基板の凹凸面に表面がほぼ平坦になるまで液状樹脂を塗布して焼成した樹脂焼成膜にレーザ光を照射することにより開口部のパターンを形成することにより樹脂フィルムとし、前記ダミー基板から前記樹脂フィルムを剥離することで、蒸着マスクを形成し、装置基板上にＴＦＴ及び第１電極が形成され、各画素を区分するバンクが形成された被蒸着基板上に前記蒸着マスクを位置合せして重ね合せ、有機材料を蒸着することにより前記被蒸着基板上に有機層を積層し、前記蒸着マスクを除去して第２電極を形成することを特徴とする。

前記バンクを断面形状で先細りになるテーパ形状に形成し、前記バンクのテーパの角度が、前記有機材料の蒸着源から飛来する蒸着材料の蒸着角度以下になるように前記バンクを形成することにより、蒸着源からの蒸着材料の飛来を妨げることなく、所望の場所に蒸着させやすくなる。なお、テーパ角度及び蒸着角度は、前述の意味と同じである。

本発明の蒸着マスクは、表面は平坦であるが、裏面が被蒸着基板の凹凸形状と反転した形状に対応する凹凸形状を有しているので、表面に凹凸を有する被蒸着基板に蒸着マスクを重ね合せる場合でも、凹凸が嵌合し、蒸着マスクが被蒸着基板に対して正確に位置合せされる。さらに、被蒸着基板の表面の凹凸に嵌め合さっているので、段差部分も完全に被覆される。その結果、例えば有機ＥＬ表示装置の蒸着マスクとして使用する場合でも、バンクの側壁も蒸着マスクにより覆われているので、蒸着マスクの除去後には、バンクの側壁に有機材料が被着していない。すなわち、表面に凹凸のある被蒸着基板に蒸着材料が蒸着される場合でも、被着を所望しない場所には一切蒸着材料が被着しない。

また、蒸着マスクに形成される開口が蒸着マスクの厚さ方向にテーパ状に細くなる（奥細になる）ように形成され、テーパ形状の先端の小さい開口が所望の蒸着材料が蒸着される所定領域になるように形成され、さらにそのテーパ角度が蒸着源の蒸着角度以下に形成されることにより、蒸着源から飛来する蒸着材料が蒸着マスクによって遮られることなく、所望の蒸着場所に所望の厚さで均一に蒸着されるので好ましい。

本発明の蒸着マスクの製造方法によれば、被蒸着基板の表面の凹凸と同様の凹凸を有するダミー基板に液状の樹脂材料を塗布して蒸着マスクが形成されるので、被蒸着基板の凹凸と嵌め合されるマスクが容易に形成される。さらに、所定の場所以外の部分は蒸着マスクにより被覆されるので、所望しない場所に蒸着材料が被着することはない。ダミー基板としては、本来の蒸着材料を蒸着する被蒸着基板の１枚をダミー基板としてもよいし、金属板などにより表面形状を模倣した基板が形成されてもよい。蒸着マスクの樹脂材料を焼成して固化するのに、５００℃程度に温度を上げる必要があるので、この程度の温度に耐える耐熱性であることが必要であるが、耐熱性があれば、他の材料でも使用できる。また、実際に使用する被蒸着基板ではなく、例えば平坦化膜で隠れる素子などの形成はしないで、その平坦化膜上に形成される、例えばバンクなどだけを形成したものでもよい。

本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法によれば、バンクの側壁に有機材料が被着しないので、他の画素との混色がなく、また、各画素でも均一な有機層から発光する均一な光でディスプレイを構成することができるので、非常に表示品位の優れた有機ＥＬ表示装置が得られる。

本発明の一実施形態の蒸着マスクの製造方法を示すフローチャートである。 図１のＳ３の工程の平面の説明図である。 図１のＳ４の工程の平面の説明図である。 図１のＳ５の工程の平面の説明図である。 図１のＳ６の工程の平面の説明図である。 図１のＳ３の工程の断面の説明図である。 図１のＳ４の工程の断面の説明図である。 図１のＳ５の工程の断面の説明図である。 図１のＳ６の工程の断面の説明図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一実施形態の製造工程を示す断面の説明図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一実施形態の製造工程を示す断面の説明図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一実施形態の製造工程を示す断面の説明図である。 本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法の一実施形態の製造工程を示す断面の説明図である。 本発明の蒸着マスクの開口部のテーパ角度を説明する図である。 本発明の蒸着マスクを用いて蒸着材料を蒸着する際の説明図である。 蒸着マスクの開口部のテーパ角度が蒸着源の蒸着角度より大きい場合の問題を説明する図である。 ＴＦＴ基板のバンクのテーパ角度が蒸着マスクの開口部のテーパ角度より大きい場合の問題を説明する図である。 図２Ａの樹脂塗布膜を形成する一例を説明する図である。 レーザ光の照射により蒸着マスクの開口部を形成する際の説明図である。 レーザ光の照射により蒸着マスクの開口部を形成する際の説明図である。 レーザ光の照射により蒸着マスクの開口部を形成する際の説明図である。

つぎに、図面を参照しながら本発明の蒸着マスク及びその製造方法が、有機ＥＬ表示装置の製造方法を例にして説明される。図１に、本発明の一実施形態による蒸着マスクの製造方法を示すフローチャートが、図２Ａ〜３Ｄにその図１のＳ３〜Ｓ６の各工程での平面及び断面での説明図が、それぞれ示されている。

本実施形態による蒸着マスクは、表面に凹凸を有する被蒸着基板の表面の所定の場所に積層膜を蒸着により形成するための蒸着マスク１０であって、図３Ｄに部分的断面の説明図が示されるように、樹脂フィルム１１により形成され、一面１０ａは平坦面で、他面１０ｂが被蒸着基板２０（図４Ａ参照）の凹凸形状と反転した形状に対応する凹凸形状部１２を有し、所定の場所に対応する部分に開口部１３を有している。図３Ｄに示される例では、樹脂フィルム１１の開口部１３が形成された結果、残される凸部１２ａがテーパ形状になるように、開口部１３が先細りのテーパ形状で形成されている。このテーパ形状にする理由及びそのテーパ角度についての詳細は、後述される。

この樹脂フィルム１１は、後述されるように、液状の樹脂材料を塗布して焼成することにより形成される。そのため、表面に凹凸のある被蒸着基板２０（図４Ａ参照）であっても、その凹凸に対応する反転した凹凸形状部１２を有する蒸着マスク１０が容易に形成される。材料としては、後述されるが、耐熱性を有する樹脂が用いられ得る。焼成条件により線膨張率を調整し得るポリイミド膜からなることが好ましい。しかし、これに限定されるものではない。このポリイミドの焼成前の状態は液状で粘度はある程度小さいため、被蒸着基板２０の表面の凹凸形状は、限定されず、種々の凹凸に対応することができる。例えば後述される例では、ＴＦＴなどが形成された表面に平坦化膜が形成され、その表面に各サブ画素を区分するバンク２３（図４Ａ参照）が形成された凹凸の例で説明されるが、ＴＦＴなどが形成された凹凸表面に直接有機材料が蒸着される場合でも、その凹凸に合せた蒸着マスク１０が形成され得る。

この蒸着マスク１０を製造するには、図１にそのフローチャートが示され、図２Ａ〜３Ｄに図１のＳ３〜Ｓ６の各工程の平面及びその一部断面の説明図が、それぞれ示されるように、被蒸着基板２０（図４Ａ参照）の表面の形状に対応する凹凸を有するダミー基板３０（図３Ａ参照）が作製される（Ｓ１）。そして、ダミー基板３０の凹凸面に液状の樹脂材料１１ａ（図６参照）を塗布することで樹脂塗布膜１１ｂ（図６参照）が形成される（Ｓ２）。その後、樹脂塗布膜１１ｂの温度を樹脂材料が硬化する温度まで上昇させて樹脂塗布膜１１ｂを焼成することで、図２Ａ及び３Ａに示されるように、樹脂焼成膜１１ｃが形成される（Ｓ３）。この際、樹脂焼成膜１１ｃとダミー基板３０との間に短波長光吸収層１１ｄが形成される。次に、ダミー基板３０に付着している樹脂焼成膜１１ｃに、図７Ａに示されるように、レーザ用マスク４１を介して、レーザ光を照射して加工することにより、図２Ｂ及び３Ｂに示されるように、樹脂焼成膜１１ｃに所望の開口部１３のパターンを形成することで所望の開口部１３のパターンを有する樹脂フィルム１１が形成される（Ｓ４）。その後、図２Ｃ及び図３Ｃに示されるように、樹脂フィルム１１の周縁に枠体１４が取り付けられる（Ｓ５）。その後、樹脂フィルム１１をダミー基板３０から剥離することにより蒸着マスク１０とされる（Ｓ６）。

すなわち、本発明では、樹脂フィルムからなる蒸着マスク１０が、ダミー基板３０上に樹脂材料１１ａを塗布して焼成されることにより形成されている。そのため、被蒸着基板２０（図４Ａ参照）の表面が平坦である必要がなく、凹凸を有する被蒸着基板２０でも、その凹凸に沿った蒸着マスク１０が形成されることに特徴がある。その結果、凹凸を有する被蒸着基板上に蒸着マスクを重ね合せる場合でも、その凹凸の全体をカバーして、所望の場所のみを露出することができるので、非常に高性能なデバイスを得ることができる。例えば有機ＥＬ表示装置が製造される場合、平坦化膜上に形成される各サブ画素を区分するバンク２３上に蒸着マスク１０（図４Ａ参照）が載置されるが、平板状の蒸着マスクでは、バンク２３の上面と、蒸着材料が蒸着されるバンク２３の底部側のサブ画素領域との間に段差が生じ、バンク２３の側壁に蒸着材料が被着する。しかし、本発明では、この側壁部も蒸着マスク１０で被覆されるので、所定の場所以外に蒸着材料が被着するという問題がなくなる。

次に、この蒸着マスク１０の製造方法が、具体例によりさらに詳細に説明される。まず、蒸着材料を蒸着する被蒸着基板２０（図４Ａ参照）の表面の凹凸に対応する凹凸を表面に有するダミー基板３０（図３Ａ参照）が作製される（図１のＳ１）。ダミー基板３０は、樹脂材料１１ａ（図６参照）を塗布して焼成するための基板にすると共に、製造される樹脂フィルム１１の裏面が被蒸着基板２０の表面の凹凸と噛み合うように、被蒸着基板２０と同様の凹凸が形成されている。すなわち、ダミーＴＦＴ基板３１の表面に、被蒸着基板２０（図４Ａ参照）の第１電極２２及びバンク２３の表面の凹凸に対応するダミー電極３２及びダミーバンク３３が形成され、かつ、樹脂材料１１ａの焼成温度に耐え得る材料で形成される。例えば有機ＥＬ表示装置の蒸着マスクを形成する場合には、被蒸着基板２０が何枚も一括して製造されるので、そのうちの１枚をダミー基板３０として使用することができる。

但し、被蒸着基板２０のバンク２３がアクリル樹脂などで形成される場合には、樹脂塗付膜１１ｂの焼成時の温度に耐えられないことがあるので、ＳｉＯ_x又はＳｉＮ_yなどの無機物で形成されることが好ましい。また、蒸着マスク１０は、実際の被蒸着基板２０よりも一回り大きいことが好ましいので、実際の被蒸着基板２０の周囲に張り出し部が形成されるか、枠体が樹脂フィルム１１の周囲の外側に形成されることが好ましい。さらに、表面形状が同じであればよく、平坦化膜（図示されていないが、ＴＦＴ基板２１の表面側の層）の下側に形成されるＴＦＴなどは無くてもよい。これらのＴＦＴ基板２１は、同様の形状に形成されているので、任意の１枚をダミー基板３０として使用して蒸着マスク１０が製造され、他のＴＦＴ基板に蒸着マスク１０として使用される場合でも、被蒸着基板２０の凹凸に完全にフィットして隙間を生じさせることはない。さらに、ＴＦＴ基板２１とは異なる金属板などの他の材料で形成されてもよい。但し、樹脂材料１１ａの焼成温度（５００℃程度）に耐え得ると共に、実際の被蒸着基板２０の線膨張率と３ｐｐｍ程度以下の線膨張率差を有する材料であることが好ましい。この理由は、以下のとおりである。

すなわち、有機ＥＬ表示装置の有機層の蒸着マスクとして使用される場合には、有機層の形成される被蒸着基板上にこの蒸着マスクが固定されるため、被蒸着基板との線膨張率の差が大きくなると、被蒸着基板として意図される画素の蒸着領域と蒸着マスクの開口の位置にずれが生じるからである。例えば表示パネルの一辺の大きさが１００ｃｍで、開口（蒸着される有機層の色ごとのサブ画素）の一辺の大きさを６０μｍ角とし、位置ずれ許容値を９μｍ（６０μｍに対して１５％）とすると、前記線膨張率差が３ｐｐｍのとき、３℃の上昇（蒸着の際の温度上昇）で９μｍの位置ずれ（許容値上限）が発生することになる。このサブ画素の大きさは、表示パネルの一辺の大きさが、１００ｃｍのときの例であるが、一般的に表示パネルの一辺と１サブ画素の一辺とは、解像度が同じであれば、ほぼ比例的に変るので、例えば５０ｃｍの表示パネルで同じ解像度（前述の例は５.６ｋの解像度）にしようとすると、サブ画素の一辺の長さは３０μｍになる。従って、位置ずれの許容値は４.５μｍ（１５％）が、５０ｃｍの長さに許容される。すなわち、３℃で４.５μｍ／５０ｃｍの膨張が許容されるので、線膨張率は３ｐｐｍ／℃となり、どの大きさの表示装置に対しても、この関係は成り立つ。

従って、蒸着マスク１０とそのマスクが使用される基板（被蒸着基板２０）との線膨張率の差は３ｐｐｍ／℃以下であることが必要となる。一方、この樹脂材料から形成される樹脂フィルム１１とダミー基板３０との線膨張率の差が大きいと、レーザ加工により微細パターンが形成された樹脂フィルム１１が室温でダミー基板３０から剥離された後に、熱歪みの影響で樹脂フィルム１１がカールしやすい。樹脂塗布膜１１ｂが焼成される際の温度は、４００℃以上であって５００℃以下と相当高温になるため、焼成時の熱膨張による寸法差は大きくなるが、レーザ加工による微細パターンの形成は室温で行われるため、パターンの位置ずれの問題は生じない。しかし、レーザ加工の際に、フェムト秒程度の非常に小さいパルス幅のレーザ光が照射されれば、局所的な加熱で樹脂フィルムの膨張は殆ど問題にならないが、通常のμｓｅｃ程度のパルス幅のレーザ光であると、数℃程度の温度上昇が見込まれる。そのため、この樹脂フィルム１１とダミー基板３０との間の線膨張率の差も３ｐｐｍ／℃以下程度であることが好ましい。すなわち、蒸着マスクとして使用される際の基板の線膨張率と、このダミー基板３０の線膨張率との差は、±３ｐｐｍ／℃を考慮して、６ｐｐｍ／℃以下、さらに好ましくは、３ｐｐｍ／℃であることが好ましい。

次に、ダミー基板３０上に液状の樹脂材料１１ａ（図６参照）を塗布することで樹脂塗布膜１１ｂ（図６参照）が形成される（図１のＳ２）。この液状樹脂材料１１ａの塗布は、膜厚制御が可能な方法であればどのようなものでもよいが、例えば前述の図６に示されるように、スリットコートの方法を用いて塗布され得る。すなわち、スロットダイ５に樹脂材料１１ａを供給しながら、スロットダイ５の先端部から帯状に液状樹脂材料１１ａを吐出させながら、スロットダイ５を順次移動させることにより塗布される。液状樹脂材料１１ａの吐出量が完全に均一でない場合など、塗布された状態では完全には平坦にならず、表面に波を打つ場合がある。厚さ数μｍから数十μｍ程度の塗布膜にするために、材料の粘度をある程度高くしているからである。しかし、表面に波を打っていても、ほぼ平坦な状態になり、後の焼成工程で、加熱されることにより、一旦粘度が低下して平坦化される。そのため、最終的には平坦な面になる。そして、ダミー基板３０の凸面上に、３μｍ以上であって１０μｍ以下程度の樹脂塗付膜１１ｂが形成され、表面はほぼ平坦化される。なお、液状樹脂材料１１ａを塗布することにより、気泡を巻き込んでも、樹脂塗付膜１１ｂの厚いところ（ダミー基板３０の凹部のところ）でも２０μｍ程度以下であるため、１００ｎｍ以上の気泡は一切なく、開口部１３を形成する微細パターン形成領域の全面に亘って、ダミー基板３０に密着した樹脂塗布膜１１ｂが形成される。なお、この液状樹脂材料１１ａの塗布は、スリットコートでなくても、例えばスピンコートなど、他の方法で塗布されてもよい。スピンコートは、大きな樹脂フィルムを形成する場合には材料の使用効率の面で不向きであるが、ダミー基板３０に密着し、表面が平坦な樹脂塗布膜１１ｂが得られる。

液状樹脂材料１１ａとしては、焼成し得る材料であり、かつ、レーザ加工のレーザ光を吸収する材料であればよい。しかし、前述のように、樹脂フィルム１１が蒸着マスク１０として使用される場合には、蒸着マスク１０が載置される被蒸着基板２０、及び樹脂塗布膜１１ｂが形成されるダミー基板３０との間で線膨張率の差が小さい材料であることが好ましい。一般的に有機ＥＬ表示装置の基板としてガラス板が用いられるので、その観点からポリイミドが好ましい。ポリイミドはイミド結合を含む高分子樹脂の総称であり、前駆体であるポリアミド酸（常温では液体）を加熱・焼成することでイミド化反応を促進することにより、フィルム状のポリイミドになり得る。また、焼成時の条件によって線膨張率を調整することができるので、前述の有機ＥＬ表示装置の被蒸着基板２０やダミー基板３０の線膨張率に合せやすい点で特に好ましい。一般的なポリイミドの線膨張率は２０ｐｐｍ／℃以上であって６０ｐｐｍ／℃以下程度であるが、焼成条件によって、ガラスの線膨張率４ｐｐｍ／℃に近づけられ得る。例えば、より高温・長時間の焼成がなされることにより、線膨張率を小さくすることができる。装置基板として、ガラス板ではなく、樹脂フィルムなど、他の基板材料が用いられることもあり、その基板材料の線膨張率に合せて樹脂材料も選択され、ポリイミド以外にも、例えば、透明ポリイミド、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＣＯＰ、ＣＯＣ、ＰＣなどが用いられ得る。

次に、図２Ａ及び図３Ａに示されるように、樹脂塗布膜１１ｂの温度を樹脂材料１１ａが硬化する温度、例えば４５０℃程度まで上昇させて樹脂塗布膜１１ｂを焼成することで樹脂焼成膜１１ｃが形成される（図１のＳ３）。この焼成の際に、樹脂焼成膜１１ｃとダミー基板３０との界面に図３Ａに示されるように、短波長光吸収層１１ｄが形成される。短波長光吸収層１１ｄは、樹脂塗布膜１１ｂの焼成の際に、ダミー基板３０（例えばＩＴＯやシリコン窒化膜など）という樹脂材料とは異なる材料と接しているため、樹脂材料１１ａの接触面が変質することにより形成される。その結果、紫外線などの短波長の光を樹脂材料１１ａよりも吸収しやすくなる。短波長光吸収層１１ｄの厚さとしては、５ｎｍ以上であって１００ｎｍ以下程度である。この短波長光を特に吸収しやすい層にするには、この焼成前に、シランカップリング剤などの密着性改善・表面改質剤をダミー基板３０上に極薄層で塗布してから、樹脂塗布膜１１ｂを形成することが好ましい。この焼成により、ダミー基板３０に短波長光吸収層１１ｄを介して密着した樹脂焼成膜１１ｃが得られる。なお、本発明では樹脂塗付膜１１ｂとダミー基板３０との間は密着しており、樹脂塗付膜１１ｂとダミー基板３０との間に浮きが形成されることはあり得ないが、もし、気泡が形成されていると、その浮いた部分には短波長光吸収層１１ｄは形成されず、樹脂焼成膜１１ｃとダミー基板３０との間に間隙部ができる。そのため、剥離が容易であることは同様である。

この焼成は、例えばダミー基板３０の加熱ではなく、オーブン内で全体の加熱により行われる。しかし、ダミー基板３０の裏面側から加熱されてもよい。この加熱の際の温度プロファイルは、目的に応じて変更され得る。

すなわち、第１に、樹脂焼成膜１１ｃの裏面に気泡などが形成されると、次の開口部１３が形成される際に、バリなどが生じやすい。そのため、この樹脂塗布膜１１ｂが焼成される際に、気泡を巻き込むことは確実に阻止されることが望まれる。前述のように、樹脂塗布膜１１ｂは、液状の樹脂材料１１ａが塗布されることにより形成されているので、気泡が巻き込まれることは余りない。しかし、ダミー基板３０の表面に凹凸があり、液状の樹脂材料１１ａがダミー基板３０上に塗布される際に気泡が巻き込まれることはあり得る。そのため、焼成の初期には１００℃以下の温度で、１０分以上であって６０分以下程度は維持されることが好ましい。低温における長時間の加熱は、樹脂塗布膜１１ｂ中に巻き込まれた気泡が樹脂塗布膜１１ｂの表面から放出されるという点で好ましい。１００℃以下であれば、硬化は起こらず、むしろ流動性が増し、巻き込まれている気泡も膨張するため、１０μｍ以上であって２０μｍ以下程度の樹脂塗布膜１１ｂの表面から気泡が抜けやすい。また、焼成のため、温度が上昇する際に、全面で均一に温度上昇するとは限らない。その点から、温度の上昇初期に充分な時間が確保されることにより、樹脂塗布膜１１ｂの温度が均一になりやすいという効果もある。

第２に、樹脂材料１１ａとして、ポリイミドが用いられる場合、前述のように、その焼成条件によって、線膨張率が変化する。そのため、この焼成条件により前述のように、樹脂フィルム１１は、被蒸着基板２０や、ダミー基板３０の線膨張率と近づく条件で焼成され得る。例えば、ポリイミドの場合４５０℃程度で焼成されるが、さらに５００℃近くまで温度を上昇させて、１０分以上であって６０分以下ぐらい放置すると、線膨張率を小さくすることができる。また、４５０℃程度で焼成した後に、さらに３０分以上その温度を維持することによっても、樹脂フィルム１１の線膨張率を小さくすることができる。逆に、温度上昇を大きなステップ（温度を大幅に上げて、その温度を長い時間維持するステップ）のプロファイルで焼成することにより、樹脂フィルム１１の線膨張率を大きくすることができる。これらの観点から、樹脂塗布膜１１ｂの焼成は、５分以上であって１２０分以下ごとに１０℃以上であって２００℃以下の温度で段階的に上昇させながら、焼成温度まで上昇させることが好ましい。この範囲は、目的とする樹脂フィルムの特性、樹脂材料などによりさらに特定され得る。

次に、図２Ｂ及び図３Ｂに示されるように、ダミー基板３０に付着している状態の樹脂焼成膜１１ｃにレーザ光を照射して加工することにより、樹脂焼成膜１１ｃに所望の開口部１３を有する樹脂フィルム１１が形成される（Ｓ４）。

このレーザ光の照射は、例えば図７Ａに示されるように、その表面側から所望の開口部４１ａのパターンを有するレーザ用マスク４１と光学レンズ４２を介してレーザ光が照射されることにより、レーザ用マスク４１の開口部４１ａのパターンが縮小して転写される。このレーザ光照射装置がステッパにより移動して、大きな焼成膜１１ｃに開口部１３のパターンが順次形成されることにより樹脂フィルム１１（開口部１３が全て形成されて樹脂フィルム１１となるため、図示されていない）が形成される。光学レンズ４２は必ずしも必要ではないが、加工面の照射エネルギー密度を稼ぐ際に有効である。この場合、光学レンズ４２は、レーザ用マスク４１よりもレーザ光の進行方向の下流側（樹脂焼成膜１１ｃ側）に配置され、レーザ光を集光させる。例えば、１０倍の光学レンズ４２が使用された場合は、エネルギー密度は１００倍になるが、レーザ用マスク４１の転写パターンは１０分の１のスケールとなる。このレーザ光の照射により、レーザ用マスク４１の開口部４１ａを透過したレーザ光が樹脂焼成膜１１ｃの一部を焼失させる。その結果、レーザ光が照射されたレーザ用マスク４１の開口部４１ａのパターンに合せて、そのパターンと同じ、あるいは縮小された開口部１３の微細パターンが樹脂焼成膜１１ｃに形成される。これにより、微細パターンを有する樹脂フィルム１１がダミー基板３０上に形成される。

レーザ光照射の条件は、加工される樹脂焼成膜１１ｃの材料、厚さ、加工される開口部１３の大きさや形状などにより異なるが、一般的には、レーザ光のパルス周波数が、１Ｈｚ以上であって６０Ｈｚ以下であり、パルス幅が１ナノ秒（ｎｓｅｃ）以上であって１５ナノ秒以下であり、１パルス当たりの照射面におけるレーザ光のエネルギー密度が０.０１Ｊ／ｃｍ²以上であって１Ｊ／ｃｍ²以下の条件で行われる。

有機ＥＬ表示装置の有機層を蒸着する際の蒸着マスク１０とするため、例えば６０μｍ角の開口が６０μｍ程度の間隔でマトリクス状に形成される場合、波長が３５５ｎｍ（ＹＡＧレーザの３倍波）のレーザ光が、６０Ｈｚのパルス周波数、パルス幅が７ｎｓｅｃ、照射面でのレーザ光のエネルギー密度が１パルス当たり０．３６Ｊ／ｃｍ²、ショット数（照射するパルスの数）が１００の条件で、ポリイミドからなる５μｍ厚の樹脂焼成膜１１ｃに照射される。

しかし、照射されるレーザ光は、ＹＡＧレーザには限定されない。樹脂材料が吸収し得る波長のレーザであればよい。従って、エキシマレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザなど、他のレーザ光が用いられてもよい。勿論、レーザ光源が変ったり、樹脂材料が変ったりすると、照射条件が変ることは言うまでもない。前述の例で、開口部のパターンを形成するのに、１００ショットの照射が行われたが、５μｍ厚のポリイミド膜に５０ショットぐらいで貫通孔が開く。

この開口部１３が、図５Ａに示されるように（図５Ａでは、ダミーバンク３３の両側に開口部１３が半分ずつしか記載されていない）、蒸着マスク１０（図３Ｄ参照）の一面１０ａから他面１０ｂ側に開口が小さくなる、すなわち先細りのテーパ形状に形成されることが好ましい。さらに具体的には、開口部１３のテーパ角度α、すなわち開口部１３が形成された結果、残される凸部１２ａのテーパ角度α（テーパ形状の底面と斜面とのなす角度）が、蒸着源６０（図５Ｂ参照）から放射される蒸着材料の蒸着ビームの蒸着角度θ（蒸着材料の放射角度の１／２の余角）と同じか、それより小さいことが好ましい。この蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度αが、蒸着源６０の蒸着角度θと等しいか、小さい角度α１であれば、蒸着の際に、図５Ｂに示されるように、蒸着源６０から放射される蒸着ビームの側縁の蒸着粒子でも、蒸着マスク１０に遮断されることなく、開口部１３の底面に露出する第１電極２２の端部に被着する。一方、図５Ｃに示されるように、この開口部１３のテーパ角度αが、蒸着角度θより大きい角度α２であると、放射された蒸着材料が蒸着マスク１０の凸部１２ａにより遮断されて開口部１３の底面の端に蒸着材料が堆積されなくなる。

テーパ形状の開口部１３を有する蒸着マスクは、例えば前述のレーザ用マスク４１（図７Ａ参照）の開口部４１ａの周縁部を、周端部に行くほどレーザ光の透過率が低下するように形成することにより得られる。前述のレーザ用マスク４１は、例えば次のようにして形成される。すなわち、図７Ｂに示されるように、石英ガラス板などのレーザ光を透過させる透明基板に、クロムなどの遮光薄膜４１ｂが形成され、その後、その遮光薄膜４１ｂのパターニングにより開口部４１ａが形成されている。そのため、この遮光薄膜４１ｂが、例えば図７Ｃに概念的に示されるように、スポット的に形成されることにより形成され得る。図７Ｃでは、開口部４１ａが第１部分４１ａ１、第２部分４１ａ２、第３部分４１ａ３と便宜的に区切って描かれているがそのような区分はしなくてよい。そして、この第１部分４１ａ１は、遮光薄膜４１ｂが全く形成されていないので、１００％透過する。第２部分４１ａ２は、遮光薄膜４１ｂがまばらに形成され、その面積が２０％程度に形成されている。その結果、この第２部分４１ａ２は、透過率が８０％になる。さらに、第３部分４１ａ３は、遮光薄膜４１ｂの量が面積的に５０％程度になるように形成されている。その結果、この第３部分４１ａ３の透過率は５０％程度になる。この周端縁に向かっての透過率の変化が急激になるようにレーザ用マスク４１が形成されることにより、開口部１３のテーパ角度αは大きくなり、透過率の変化が緩やかになるように形成されることにより、開口部１３のテーパ角度αは小さくなる。

この例では、説明を分かりやすくするため、第１部分４１ａ１、第２部分４１ａ２、第３部分４１ａ３に分割して説明し、遮光薄膜４１ｂが分散して形成された図になっているが、実際には、レーザ光の転写分解能が２μｍであるため、例えば２μｍ角が縦横５等分され、全部で２５個のセグメントの一部に遮光薄膜４１ｂが形成されることにより、レーザ光の透過率を調整することができる。この透過率が連続的に周縁に行くほど小さくなるようにすることにより、テーパ状の開口部１３が形成され得る。

このようにレーザ光の透過率が徐々に低下すると樹脂焼成膜１１ｃに入射するレーザ光が弱くなり、樹脂焼成膜１１ｃを昇華させる力が弱くなる。その結果、表面側から除去される量は周囲で弱くなり、テーパ状の開口部１３が形成される。

次に、図２Ｃ及び図３Ｃに示されるように、開口部１３が形成された樹脂焼成膜１１ｃの周縁に枠体１４が貼り付けられる（Ｓ５）。この枠体１４の貼り付けは、樹脂焼成膜１１ｃがダミー基板３０から剥離されて蒸着マスク１０にされた後に、樹脂フィルム１１を破損させないで取り扱いを容易にするためのものである。この枠体１４が樹脂フィルム１１の周縁に貼り付けられる場合、後の蒸着の際に不要なガス放出が発生しない接着剤、例えばエポキシ樹脂のように、完全硬化型の接着剤が用いられることが好ましい。

従来の製造方法では、樹脂フィルム１１に張力を加えながら枠体１４に貼り付ける必要があったため、枠体１４にはそれに耐え得る剛性が要求され、厚さが２５ｍｍ以上であって５０ｍｍ以下の金属板を使用していた。これを架張工程という。しかし本発明の実施形態においては、樹脂焼成膜１１ｃとダミー基板３０が接合された状態で枠体１４を貼り付けるため、架張工程を省略できる。従って、枠体１４は必須ではなく、無くても構わない。よって、この枠体１４は、ある程度の機械的強度があればよく、例えば１ｍｍ以上であって２０ｍｍ以下程度の厚さの金属板、又はプラスチック板などを用いることができる。しかし、蒸着の際の固定を考慮すると、枠体１４として磁性のある金属板を用いる方がマグネットで固定できるため好ましい。前述のように、蒸着マスク１０は被蒸着基板２０より大きいことが好ましいので、ダミー基板３０の大きさが実際の被蒸着基板の大きさと同じ場合には、その外周に枠体１４が取り付けられるようにすることが好ましい。

その後、図２Ｄ及び図３Ｄに示されるように、樹脂フィルム１１がダミー基板３０から剥離されることにより、蒸着マスク１０が得られる（Ｓ６）。ダミー基板３０から樹脂フィルム１１が剥離されることにより、樹脂フィルム１１の他面（裏面）１０ｂ側に凹部１２ｂが形成される。この樹脂フィルム１１をダミー基板３０から剥離するには、レーザ光の照射による短波長光吸収層１１ｄのさらなる変質により行われる。すなわち、前述の開口部１３を形成する際のレーザ光照射は、開口部１３が形成される部分のみに樹脂フィルム１１が吸収しやすいレーザ光の照射で行われ、その部分の短波長光吸収層１１ｄも消失しているが、この工程では、樹脂フィルム１１が殆ど吸収しないレーザ光を全面に照射する。そのため、樹脂焼成膜１１ｃそのものは変質しない程度の弱いレーザ光が照射される。その観点から、レーザ光でなくてもよく、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、紫外線ＬＥＤなど波長の短い光を放射する光源であればよい。

このような短波長光が全面に照射されることにより、樹脂フィルム１１には何ら変化はなく、短波長光吸収層１１ｄは、さらに変質して凹凸のあるダミー基板３０と樹脂フィルム１１との間の結合力を失い、樹脂フィルム１１はダミー基板３０から容易に分離する。そのため、従来のように平板状のフィルムでも、オイルに浸漬して分離するという面倒な方法を用いることなく、また、有機層に好ましくない水分を付着させる機会もなくなり、しかも、開口部１３のパターンを損傷することなく、簡単に樹脂フィルム１１がダミー基板３０から分離される。その結果、蒸着マスク１０が得られる。なお、必要に応じて、樹脂塗付膜１０ｂを形成する前に離型剤をダミー基板３０の表面に塗布しておくことにより、より容易に剥離することができる。

次に、このようにして製造された樹脂フィルムからなる蒸着マスク１０を用いて有機ＥＬ表示装置を製造する方法が説明される。蒸着マスク１０以外の製造方法は、周知の方法で行えるので、蒸着マスク１０を用いた有機層の積層方法についてのみ説明される。

本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、まず、前述の方法により蒸着マスク１０が形成される。すなわち、有機層を積層する被蒸着基板２０（図４Ａ参照）の表面と対応する凹凸を有するダミー基板３０が作製される。そのダミー基板３０の凹凸面に表面がほぼ平坦になるまで液状樹脂１１ａを塗布して焼成した樹脂焼成膜１１ｃにレーザ光を照射することで開口部１３のパターンが形成されることにより樹脂フィルム１１とされ、ダミー基板３０から樹脂フィルム１１が剥離されることで、蒸着マスク１０が形成される。この蒸着マスク１０が形成される際に、ＲＧＢの各サブ画素で同じ有機材料が蒸着される場合の蒸着マスクなら、前述の図３Ｄに示されるような、各サブ画素全てに開口が形成された蒸着マスク１０でよいがＲＧＢの各サブ画素で異なる有機材料が蒸着される場合には、サブ画素Ｒのみを開口した蒸着マスク１０Ｒ、サブ画素Ｇのみを開口した蒸着マスク１０Ｇ、サブ画素Ｂのみを開口した蒸着マスク１０Ｂがあらかじめ形成される。Ｒ及びＧのサブ画素は同じ有機材料の蒸着で、Ｂのサブ画素のみ異なる場合には、Ｒ及びＧのサブ画素を開口し、Ｂのサブ画素は開口しない蒸着マスク１０ＲＧ（図示せず）など、種々の組合せの蒸着マスク１０が予め形成される。

そして、図４Ａに示されるように、基板上にＴＦＴ、平坦化膜などが形成されたＴＦＴ基板２１、第１電極２２、及び各画素を区分するバンク２３が形成された被蒸着基板２０上に前述の蒸着マスク１０（１０Ｒ等）を位置合せして重ね合せ、有機材料が蒸着されることにより被蒸着基板２０上に有機層２５（２５Ｒ等）が積層される。この蒸着マスク１０Ｒは、ダミー基板３０の表面の凹凸形状が、この被蒸着基板２０の表面とほぼ同じ形状に形成されているため、ピッタリと嵌合しバンク２３の側壁も被覆される。図４Ａ〜４Ｃでは、蒸着マスク１０と被蒸着基板２０との境界を明確にするため、その境界部に隙間を入れて描いているため、側壁部の蒸着マスク１０が出っ張って、不自然な図になっているが、実際には隙間はなく、側壁に薄い蒸着マスク１０が被覆されるだけで、有機層２５もバンク２３の側壁の根元まで形成される。

ＴＦＴ基板２１は、図示されていないが、例えばガラス板などに、各画素のＲＧＢサブ画素ごとにＴＦＴなどのスイッチ素子が形成され、そのスイッチ素子に接続された第１電極（例えば陽極）２２及び配線が、平坦化膜上に、ＡｇあるいはＡＰＣなどの金属膜と、ＩＴＯ膜との組み合わせにより形成されている。サブ画素間には、図４Ａに示されるように、サブ画素間を遮蔽するＳｉＯ₂などからなる絶縁バンク２３が形成されている。このようなＴＦＴ基板２１のバンク２３上に、前述の蒸着マスク１０が位置合せして固定される。なお、蒸着マスク１０の開口１３は、前述のようにテーパ形状に形成されている。

この状態で、蒸着装置内で有機材料２４が蒸着され、蒸着マスク１０の開口部１３のみに有機材料２４が蒸着され、所望のサブ画素の第１電極２２上に有機層２５（２５Ｒ）が形成される。この蒸着は、例えばライン状（図面の表裏面（垂直）方向に延びる）の坩堝などからなる蒸着源６０が図面の左右方向にスキャンされることにより、被蒸着基板２０が複数個形成された大判の全面に蒸着される。前述のように、蒸着源６０は、その放射口の形状により定まる蒸着角度θから中心軸側の範囲内で蒸着材料が放射される。そのため、例えば蒸着マスク１０の開口部１３が直角に近いと、蒸着マスク１０の開口部１３の底面（第１電極２２の露出面）の周縁には、蒸着材料が届きにくく、均一な積層膜が得られなくなる。しかし、蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度α（図５Ａ参照）が蒸着角度θ以下であれば、図５Ｂに示されるように、底面の周縁でも均一な膜厚で有機層２５の積層がなされる。

有機層２５のうち、発光層は、ＲＧＢの各色に応じた材料の有機層が堆積される。また、正孔輸送層、電子輸送層などは、発光性能を重視すれば、発光層に適した材料で別々に堆積されることが好ましい。しかし、材料コストの面を勘案して、ＲＧＢの２色又は３色に共通して同じ材料で積層される場合もある。２色以上のサブ画素で共通する材料が積層される場合には、共通するサブ画素に開口部１３が形成された蒸着マスクが形成される。個々のサブ画素で蒸着層が異なる場合には、例えばＲのサブ画素で１つの蒸着マスク１０Ｒを用いて、各有機層を連続して蒸着することができるし、ＲＧＢで共通の有機層が堆積される場合には、その共通層の下側まで、各サブ画素の有機層の蒸着がなされ、共通の有機層のところで、ＲＧＢに開口が形成された蒸着マスク１０を用いて一度に全画素の有機層の蒸着がなされる。

図４Ａは、Ｒのサブ画素のみに有機層が積層される例が示されているが、Ｇのサブ画素のみに有機層が積層される場合には、図４Ｂに示されるように、Ｇのサブ画素のみに開口部１３が形成され、他のＲ及びＢのサブ画素を被覆する蒸着マスク１０Ｇが用いられる。この場合、Ｒのサブ画素は、既に有機層２５Ｒが形成されているので、蒸着マスク１０Ｇは、その分を逃がしたマスクであることが望ましいが、有機層２５は全ての有機層が蒸着されても、５００ｎｍ程度であるので、無視してもそれほど問題にはならない。

その後、図４Ｃに示されるように、蒸着マスク１０をＢ用の蒸着マスク１０Ｂに取り換えて、前述の例と同様にＢのサブ画素のみに蒸着材料が蒸着される。なお、この例では、ＲＧＢのそれぞれのサブ画素に有機層を蒸着するように説明したが、ＲＧＢで共通の有機材料である場合には、それらの画素をまとめて同じ材料が蒸着される。

図４Ａ〜４Ｃでは、有機層２５が簡単に１層で示されているが、実際には、有機層２５は、異なる材料からなる複数層の積層膜で形成される。例えば陽極（第１電極）２２に接する層として、正孔の注入性を向上させるイオン化エネルギーの整合性の良い材料からなる正孔注入層が設けられる場合がある。この正孔注入層上に、正孔の安定な輸送を向上させると共に、発光層への電子の閉じ込め（エネルギー障壁）が可能な正孔輸送層が、例えばアミン系材料により形成される。さらに、その上に発光波長に応じて選択される発光層が、例えば赤色、緑色に対してはＡｌｑ₃に赤色又は緑色の有機物蛍光材料をドーピングして形成される。また、青色系の材料としては、ＤＳＡ系の有機材料が用いられる。発光層の上には、さらに電子の注入性を向上させると共に、電子を安定に輸送する電子輸送層が、Ａｌｑ₃などにより形成される。これらの各層がそれぞれ数十ｎｍ程度ずつ積層されることにより有機層２５が形成されている。なお、この有機層２５と金属電極との間にＬｉＦやＬｉｑなどの電子の注入性を向上させる電子注入層が設けられることもある。

そして、全ての有機層２５及びＬｉＦ層などの電子注入層の形成が終了したら、蒸着マスク１０は除去され、第２電極（例えば陰極）２６が全面に形成される。図４Ｄに示される例は、トップエミッション型で、上側から光を出す方式になっているので、第２電極２６は透光性の材料、例えば、薄膜のＭｇ−Ａｇ共晶膜により形成される。その他にＡｌなどが用いられ得る。なお、ＴＦＴ基板２１側から光が放射されるボトムエミッション型の場合には、第１電極２２にＩＴＯ、Ｉｎ₃Ｏ₄などが用いられ、第２電極２６としては、仕事関数の小さい金属、例えばＭｇ、Ｋ、Ｌｉ、Ａｌなどが用いられ得る。この第２電極２６の表面には、例えばＳｉ₃Ｎ₄などからなる保護膜２７が形成される。なお、この全体は、図示しないガラス、樹脂フィルムなどからなるシール層により封止され、有機層２５や第２電極２６が水分や酸素等を吸収しないように構成される。また、有機層２５はできるだけ共通化し、その表面側にカラーフィルタを設ける構造にすることもできる。

前述のバンク２３は、断面形状が先細りになるテーパ形状に形成され、そのテーパの角度β（図５Ａ参照）が、前述の有機材料の蒸着源６０から放射される蒸着材料の蒸着角度θと等しいか、それより小さい角度β１（図５Ｂ参照）に形成されることが好ましい。バンク２３のテーパ角度βが蒸着角度θより大きいと、前述の蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ形状と同様に、蒸着源６０から放射される蒸着ビームの側縁で放射される蒸着粒子が、バンク２３により遮断されて、第１電極２２のバンク２３側の端部に充分に蒸着材料が被着されないからである。また、バンク２３のテーパ角度βは、蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度αより小さいことが好ましい。バンク２３のテーパ角度βが蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度αより大きい角度β２であると、バンク２３が蒸着マスク１０の凸部１２ａにより被覆されなくなってしまう。その結果、図５Ｄに示されるように、蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度α１が蒸着源６０の蒸着角度θ以下になるように形成された蒸着マスク１０からバンク２３が露出してしまい、バンク２３の肩部や側壁に蒸着材料２５ｍが被着してしまう。その結果、有機材料を蒸着する場合、バンク２３の側壁からも光が斜め方向に放射され、隣接する画素との間でクロストークをして表示品位が低下することになる。従って、有機ＥＬ表示装置の均一な有機層２５が積層されるためには、被蒸着基板２０側のバンク２３の形状も蒸着角度θ以下のテーパ角度、さらに好ましくは蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度α以下のテーパ角度を有する形状に形成されることが必要である。このようなテーパ角度を有するバンク２３を形成するには、次のような方法で行うことができる。

すなわち、例えば、バンク２３がＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄などの無機物で形成されている場合、その形成をドライエッチング又はウェットエッチングを用いて行うときに、レジスト膜の素材との密着力の調整や膜厚の調整などのレジスト膜の形成条件、及びエッチャントの選定を適正化することによりテーパ角度の調整がなされ得る。

また、バンク２３が有機物からなる場合には、その有機物が感光性樹脂からなるとき、デフォーカスなどの露光条件と、現像液や温度などの現像条件と、プリベーク温度やキュア温度などの焼成温度の条件を調整することにより、所望のテーパ角度が得られる。バンク２３が非感光性樹脂の場合には、前述の無機物からなる場合と同様に行うことにより、所望のテーパ角度が得られる。

このバンク２３のテーパ角度βは、図５Ａからも明らかなように、蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度αと同じか、それより小さいことが望ましい。蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度αを小さくして、蒸着材料の遮断が防止されても、バンク２３のテーパ角度が大きいと遮断されて意味がなくなると共に、図５Ｄに示されるように、バンク２３の肩部及び側壁に蒸着材料２５ｍが被着するからである。すなわち、α≧βであることが望ましい。一方、前述のように、蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度αは、蒸着源６０の蒸着角度θ以下であることが望ましい。その結果、蒸着角度θ、蒸着マスク１０の開口部１３のテーパ角度α、及びバンク２３（ダミーバンク３３）のテーパ角度βとの間には、θ≧α≧βの関係があることが望ましい。

１０ 蒸着マスク
１０ａ 第１面
１０ｂ 第２面
１１ 樹脂フィルム
１１ａ 樹脂材料
１１ｂ 樹脂塗布膜
１１ｃ 樹脂焼成膜
１１ｄ 短波長光吸収層
１２ 凹凸形状部
１２ａ 凸部
１２ｂ 凹部
１３ 開口部
１４ 枠体
２０ 被蒸着基板
２１ ＴＦＴ基板
２２ 第１電極
２３ バンク
２４ 有機材料
２５ 有機層
２６ 第２電極
３７ 保護膜
３０ ダミー基板
４１ レーザ用マスク
４１ａ 開口部
４１ｂ 遮光薄膜
４２ 光学レンズ

本発明の蒸着マスクは、表面に、断面形状で台形形状を含む凹凸を有する被蒸着基板の表面の所定の場所に積層膜を蒸着により形成するための蒸着マスクであって、樹脂フィルムにより形成され、一面は平坦面で、他面が前記被蒸着基板の凹凸形状と反転した形状に対応する凹凸形状を有し、前記所定の場所に対応する部分に開口部を有し、前記被蒸着基板の凹凸形状に嵌合させて使用し得る。

前記開口部が、前記一面から前記他面側に開口が小さくなるテーパ形状に形成され、前記テーパ形状のテーパ角度α、蒸着材料源から飛来する蒸着材料の蒸着角度θ、及び前記被蒸着基板上に形成された凸形状のテーパ角度βとの間には、θ≧α≧βの関係があることにより、飛来する蒸着材料が蒸着マスクにより阻止されなくなるので好ましい。

Claims (14)

1. 表面に凹凸を有する被蒸着基板の表面の所定の場所に積層膜を蒸着により形成するための蒸着マスクであって、
   樹脂フィルムにより形成され、一面は平坦面で、他面が前記被蒸着基板の凹凸形状と反転した形状に対応する凹凸形状を有し、前記所定の場所に対応する部分に開口部を有する蒸着マスク。
2. 前記開口部が、前記一面から前記他面側に開口が小さくなるテーパ形状に形成され、前記テーパ形状のテーパ角度が、蒸着材料源から飛来する蒸着材料の蒸着角度と等しいか、それより小さくなるように形成されてなる請求項１記載の蒸着マスク。
3. 前記樹脂フィルムの線膨張率と、前記被蒸着基板の線膨張率との差が３ｐｐｍ／℃以下になるように前記樹脂フィルムがポリイミドにより形成されてなる請求項１又は２記載の蒸着マスク。
4. 表面に凹凸を有する被蒸着基板の表面の所定の場所に積層膜を形成するため、蒸着材料を前記所定の場所に蒸着するための蒸着マスクの製造方法であって、
   前記被蒸着基板の表面の形状に対応する凹凸を有するダミー基板を作製し、
   前記ダミー基板の凹凸面に表面がほぼ平坦になるまで液状の樹脂材料を塗布することで樹脂塗布膜を形成し、
   前記樹脂塗布膜の温度を前記樹脂材料が硬化する温度まで上昇させて前記樹脂塗布膜を焼成することで樹脂焼成膜を形成し、
   前記ダミー基板に付着している前記樹脂焼成膜にレーザ光を照射して加工することにより、前記樹脂焼成膜に所望の開口部のパターンを形成することで所望の開口部のパターンを有する樹脂フィルムを形成し、
   前記樹脂フィルムを前記ダミー基板から剥離することにより蒸着マスクとする
   ことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
5. 前記レーザ光を照射することにより前記開口部のパターンを形成する際に、前記開口部のパターンを形成するためのレーザマスクの開口の周縁に、前記開口の端縁に行くほどレーザ光の透過率が低下するレーザ光透過率の漸減領域を形成することにより、前記開口部のパターンの各開口部を前記樹脂フィルムの厚さ方向でテーパ形状に形成する請求項４記載の蒸着マスクの製造方法。
6. 前記樹脂塗付膜の焼成を、前記樹脂材料の塗布厚、前記焼成時の焼成温度、前記焼成の時間、及び焼成温度と焼成時間のプロファイルの少なくとも１つを調整しながら行うことにより、焼成により形成される前記樹脂焼成膜の線膨張率と、前記被蒸着基板の線膨張率との差を３ｐｐｍ／℃以下にする請求項４又は５記載の蒸着マスクの製造方法。
7. 前記樹脂塗付膜の焼成を、前記樹脂材料の塗布厚、前記焼成時の焼成温度、前記焼成の時間、及び焼成温度と焼成時間のプロファイルの少なくとも１つを調整しながら行うことにより、焼成により形成される前記樹脂焼成膜の線膨張率と、前記ダミー基板の線膨張率との差が３ｐｐｍ／℃以下になるように前記ダミー基板の材料を選定する請求項４〜６のいずれか１項に記載の蒸着マスクの製造方法。
8. 前記樹脂材料の焼成を、５分以上であって１２０分以下ごとに１０℃以上であって２００℃以下の温度で段階的に上昇させながら、焼成温度まで上昇させることにより行う請求項４〜７のいずれか１項に記載の蒸着マスクの製造方法。
9. 前記レーザ光の照射による加工が、被蒸着基板上の画素ごとに有機材料を蒸着する蒸着マスクを形成するための加工である請求項４〜８のいずれか１項に記載の蒸着マスクの製造方法。
10. 前記レーザ光が、パルスレーザである請求項４〜９のいずれか１項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
11. 前記樹脂フィルムを前記ダミー基板から剥離する前に前記樹脂フィルムの周縁に枠体を形成する請求項４〜１０のいずれか１項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
12. 前記樹脂フィルムを前記ダミー基板から剥離する際に、前記樹脂フィルムと前記ダミー基板との界面に焦点を合せた短波長光を照射することにより、前記樹脂フィルムと前記ダミー基板との密着力を弱くして剥離する請求項４〜１１のいずれか１項に記載の樹脂フィルムの製造方法。
13. 被蒸着基板上に有機層を積層して有機ＥＬ表示装置を製造する方法であって、
    有機層を積層する被蒸着基板の表面と対応する凹凸を有するダミー基板を作製し、
    前記ダミー基板の凹凸面に表面がほぼ平坦になるまで液状樹脂を塗布して焼成した樹脂焼成膜にレーザ光を照射することで開口部のパターンを形成することにより樹脂フィルムとし、前記ダミー基板から前記樹脂フィルムを剥離することで、蒸着マスクを形成し、
    装置基板上にＴＦＴ及び第１電極が形成され、各画素を区分するバンクが形成された被蒸着基板上に前記蒸着マスクを位置合せして重ね合せ、有機材料を蒸着することにより前記被蒸着基板上に有機層を積層し、
    前記蒸着マスクを除去して第２電極を形成する
    ことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
14. 前記バンクを断面形状で先細りになるテーパ形状に形成し、前記バンクのテーパの角度が、前記有機材料の蒸着源から飛来する蒸着材料の蒸着角度以下になるように前記バンクを形成する請求項１３記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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