TW201732059A - 沈積罩幕、沈積裝置、沈積方法及有機el顯示裝置的製造方 法 - Google Patents

沈積罩幕、沈積裝置、沈積方法及有機el顯示裝置的製造方 法 Download PDF

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Abstract

提供沈積方法、沈積罩幕及沈積裝置，在沈積材料沈積後，可以統一且確實短時間執行沈積罩幕的分離。包括形成沈積罩幕步驟(S1)，形成具有至少一部分由強磁性體構成的金屬層(金屬支撐層)之沈積罩幕；磁化金屬層步驟(S2)，對沈積罩幕(1)的金屬層施加電磁場，磁化金屬層；吸附步驟(S3)，沈積基板(2)與沈積罩幕(1)位置相合後，使電磁石(3)中間夾住沈積基板(2)吸附沈積罩幕(1)；堆積步驟(S4)，對向沈積罩幕(1)側配置沈積源(5)，從沈積源(5)蒸發沈積材料，在沈積基板(2)上堆積沈積材料；以及分離步驟(S5)，藉由使電磁石(3)產生排斥沈積罩幕(1)的磁場，從沈積罩幕(1)分離電磁石(3)及沈積基板(2)。

Description

沈積罩幕、沈積裝置、沈積方法及有機EL顯示裝置的製造方 法
本發明係關於沈積有機EL顯示裝置的有機層之際等使用的沈積罩幕、沈積裝置、沈積方法及有機EL顯示裝置的製造方法。更詳細說來，係關於可以容易進行沈積時的沈積罩幕的拆裝的沈積罩幕、沈積裝置、沈積方法及使用其沈積方法的有機EL顯示裝置的製造方法。
製造有機EL顯示裝置時，例如在支撐基板上形成TFT等的開關元件的裝置基板上有機層對應每一畫素層壓。因為此有機層對於水份不能弱蝕刻，裝置基板上配置沈積罩幕，藉由此沈積罩幕介於其間沈積有機材料，只有在必要的畫素上層壓必要的有機層。作為其沈積罩幕，使用習知的金屬罩幕，但因為近年來為了形成具有更精細的開口部的圖案之沈積罩幕，取代金屬罩幕使用樹脂膜作為幕罩材料，根據維持其樹脂膜的機械強度的觀點來看，傾向於使用一面的一部分設置金屬層之複合型的沈積罩幕。
使用此沈積罩幕，例如沈積有機EL顯示裝置用的 有機材料時，例如上述的金屬罩幕或複合型的沈積罩幕的金屬支撐層或者其周圍形成的框體(frame)中使用磁性體，夾住層壓有機材料的裝置基板吸附永久磁石或電磁石與沈積罩幕，以所謂的磁氣夾盤的方法固定(例如參考專利文件1)的同時，裝置基板與沈積罩幕位置相合之後，揮發有機材料等的沈積材料，通過沈積罩幕的沈積材料在裝置基板上堆積。
[先行技術文件]
[專利文件1]日本專利第2013-253323號公開公報
如上述，使用磁氣夾盤吸附裝置基板及沈積罩幕的方法中，吸附力過強時，沈積結束後，從磁氣夾盤分離沈積罩幕之際變得不能順利分離。罕有地發生沈積罩幕從磁氣夾盤分離困難的情況時，全體的製造線停止，發生大故障。又，磁石中使用電磁石消除沈積罩幕的磁化也要根據沈積罩幕的磁化程度，反而有時候強吸附力起作用變得難以分離，多數的裝置基板連續沈積時，具有不能以統一的操作在短時間分離沈積罩幕的問題。
又，上述專利文件1中，為了可以容易分離沈積罩幕，揭示藉由在沈積罩幕上形成突起部，與電磁石側的沈積基板之間，形成不全面密合的構造。不過，沈積罩幕與沈積基板之間形成空隙部時，具有不能以正確的尺寸對沈積基板執行沈積的問題。結果，形成有機EL顯示裝置時，具有不能得到顯示成色優異的有機EL顯示裝置的問題。不只是上述的難以分離，裝置基 板與沈積罩幕位置相合的情況下，以永久磁石強力吸附沈積罩幕時，具有裝置基板與沈積罩幕難以正確位置相合的問題。
本發明係用以解決如此的問題而形成，沈積材料沈積後，以提供可以統一且確實短時間執行沈積罩幕的分離之沈積方法、沈積罩幕及沈積裝置為目的。
本發明的其他目的，在於使用上述沈積方法及沈積罩幕，提供顯示成色優異的有機EL顯示裝置的製造方法。
本發明的沈積方法，其特徵在於包括形成沈積罩幕步驟，形成具有至少一部分由強磁性體構成的金屬層之沈積罩幕；磁化金屬層步驟，對上述沈積罩幕的金屬層施加磁場，磁化上述金屬層；吸附步驟，沈積基板與沈積罩幕位置相合後，使電磁石與沈積罩幕中間夾住沈積基板吸附；堆積步驟，對向上述沈積罩幕側配置沈積源，從上述沈積源蒸發沈積材料，在上述沈積基板上堆積沈積材料；以及分離步驟，藉由使上述電磁石產生排斥上述沈積罩幕的磁場，從上述沈積罩幕分離上述電磁石及上述沈積基板。
本發明的沈積裝置，具有電磁石；基板支撐器，設置在上述電磁石的一方的磁極側，可以支撐沈積基板；沈積罩幕，設置在上述基板支撐器支撐的上述沈積基板的上述電磁石的相反側；以及沈積源，設置為對向上述沈積罩幕，使沈積材料蒸發；上述沈積罩幕具有由強磁性體構成的金屬層，而可以磁化具有上述沈積罩幕的金屬層之控制電路連接至上述電磁石。
本發明的沈積罩幕，係用以在基板表面的既定場 所形成層壓膜的沈積罩幕，具有至少一部分由強磁性體構成的金屬層，上述金屬層在樹脂膜的一面部分形成，構成複合罩幕，上述金屬層往一定方向被磁化具有殘留磁化。
本發明的有機EL顯示裝置的製造方法，係在裝置基板上層壓有機層製造有機EL顯示裝置的方法，包括在支撐基板上至少形成TFT及第1電極的上述裝置基板上使用上述沈積方法在上述第1電極上沈積有機材料，藉此形成有機層的層壓膜，並在上述層壓膜上形成第2電極。
根據本發明的沈積方法，沈積罩幕的金屬層(金屬支撐層)由強磁性體構成，因為被磁化，與沈積基板一起沈積罩幕被磁氣夾盤吸引，即使進行沈積，在其沈積之後，也藉由控制磁氣夾盤的電流方向，產生沈積罩幕的磁化方向的相反方向的磁場，可以簡單分離。即，沈積罩幕，因為總是形成一定方向的磁化，藉由以電磁石統一施加其相反方向的一定的磁場，確實分離沈積罩幕與沈積基板。結果，製造過程內的沈積時間總是穩定，因為分離變得不花時間，可以以穩定的製程作業時間(所謂的生產周期)繼續作業。又，即使進行沈積基板與沈積罩幕位置相合的情況下，藉由減弱電磁石的磁場，抑制不必要的吸附，沈積基板的微動也變得容易，可以簡單地進行與沈積罩幕位置相合。
又，根據本發明的沈積裝置，沈積裝置內設置的電磁石，因為具有可以磁化沈積罩幕的金屬層之控制電路，沈積裝置中隨著沈積基板與沈積罩幕位置相合前，或位置相合後，可以簡單磁化。又，重疊狀態下，位置相合前磁化時，位 置相合之際電磁石中產生與其磁化的磁場方向相反的磁場，藉此可以減弱吸附力。
又，根據本發明的沈積罩幕，因為沈積罩幕的金屬層已經往一定方向被磁化，以沈積裝置的電磁石產生相反的磁場，藉此可以容易分離沈積罩幕與沈積基板。在此情況下，因為沈積罩幕的磁化方向是一定的，相反的磁場也總是一定的，可以短時間且確實分離。
又，根據本發明的有機EL顯示裝置的製造方法，因為沈積罩幕總是往一定方向被磁化，沈積後沈積罩幕與電磁石分離之際，一邊產生與磁化方向相反方向的磁場，一邊進行分離作業，藉此簡單分離。因此，任何情況也可以以一定的時間進行沈積步驟，可以以穩定的時間結束沈積步驟，容易達成降低成本。
1‧‧‧沈積罩幕
2‧‧‧沈積基板
3‧‧‧電磁石
5‧‧‧沈積源
6‧‧‧觸控板
7‧‧‧磁性體
11‧‧‧樹脂膜
11a‧‧‧開口部
12‧‧‧金屬支持層
12a‧‧‧開口
14‧‧‧框體
15‧‧‧罩幕支撐器
21‧‧‧裝置基板
22‧‧‧第1電極
23‧‧‧堤部
25‧‧‧層壓膜
26‧‧‧第2電層
27‧‧‧保護膜
29‧‧‧基板支撐器
31‧‧‧磁心
32‧‧‧電磁線圈
32a、32b‧‧‧端子
33‧‧‧樹脂
41‧‧‧雷射用罩幕
41a‧‧‧開口部
41b‧‧‧遮光薄膜
42‧‧‧光學鏡片
45‧‧‧加工台
51‧‧‧有機材料
54‧‧‧沈積材料
61‧‧‧支持框架
[第1圖]係本發明的沈積方法之流程圖；[第2A圖]係以本發明的沈積方法沈積之概略剖面圖；[第2B圖]係放大第2A圖的沈積罩幕部分的剖面之說明圖；[第3A圖]係以電磁石磁化強磁性體時之說明圖；[第3B圖]係強磁性體的磁化狀態之說明圖；[第4A圖]係以雷射光照射形成沈積罩幕的開口部之際之說明圖；[第4B圖]係以雷射光照射形成沈積罩幕的開口部之際之說明圖；[第4C圖]係以雷射光照射形成沈積罩幕的開口部之際之 說明圖；[第5A圖]係根據本發明的有機EL顯示裝置的製造方法的沈積之際之說明圖；以及[第5B圖]係以本發明的有機EL顯示裝置的製造方法層壓有機層之步驟說明圖。
其次，一邊參照圖面，一邊說明本發明的沈積方法、沈積裝置及沈積罩幕。本發明的沈積方法，其一實施例的步驟圖在第1圖中，沈積之際的概略圖分別顯示於第2A~2B圖，包括形成沈積罩幕步驟(S1)，形成具有至少一部分由強磁性體構成的金屬層(金屬支撐層12)之沈積罩幕1；磁化金屬層步驟(S2)，對沈積罩幕1的金屬層12施加電磁場，磁化金屬層12；吸附步驟(S3)，沈積基板2與沈積罩幕1位置相合後，使電磁石3中間夾住沈積基板2吸附沈積罩幕1；堆積步驟(S4)，對向沈積罩幕1側配置沈積源5，從沈積源5蒸發沈積材料，在沈積基板2上堆積沈積材料；以及分離步驟(S5)，藉由使電磁石3產生排斥沈積罩幕1的磁場，從沈積罩幕1分離電磁石3及沈積基板2。又，各步驟，不必以此順序執行，例如沈積罩幕的磁化，在沈積罩幕1與沈積基板位置相合之後執行也可以。又，電磁石3與沈積罩幕1的吸附，係流過使電磁石3產生吸引沈積罩幕1的磁場之電流也可以，電磁石3具有磁心31，電磁石3的電流為0(OFF)，使磁心31與磁化的沈積罩幕1互相吸引也可以。
即，本發明，特徵在於沈積罩幕1中至少具有金屬 層(金屬支撐層12)，其金屬支撐層12中使用強磁性體，藉由磁化，一邊吸附磁氣夾盤，一邊沈積，沈積結束之後，藉由以電磁石3產生與沈積罩幕1的磁化方向相反的磁場，容易分離電磁石3與沈積罩幕1。換言之，金屬支撐層12即使使用磁性體，沒有預先磁化的話，其金屬支撐層12也未磁化或者即使磁化也不一定往哪個方向磁化。即，多數的沈積罩幕中沈積罩幕的磁性體的磁化狀態各式各樣，同樣以電磁石產生磁場時，也可能排斥沈積罩幕的磁場，變得容易分離，但沈積罩幕的磁性體未磁化時，反而吸引力起作用。又，沈積罩幕的磁化狀態與電磁石產生的磁場互相加強時，反而變成強吸引力。因此，即使使電磁石產生同樣的磁場，也不見得總是容易分離。各個情況中，電磁石的電流方向改變時，耗費時間。因此，即使磁氣夾盤使用電磁石，也不能根據使用的每一沈積罩幕執行統一的處理。
總之，習知的沈積罩幕，在金屬層中即使使用磁性體，其磁化狀況也各式各樣，以永久磁石吸附時，吸附力出現差別，磁氣夾盤中使用電磁石產生反方向的磁場，即使要分離沈積罩幕，因為反方向的磁場沒統一定下來，又有分離耗時間又有分離之際罩幕容易變形的問題。不過，本發明中，因為沈積罩幕的磁石總是一定方向。可以統一施加逆方向的磁場，短時間內，可以簡單分離沈積罩幕。因此，即使大量生產的情況下，也可以以一定的短生產周期進行沈積作業。本發明的沈積方法，根據具體例詳細說明。
首先，形成具有至少一部分由強磁性體構成的金屬層(金屬支撐層12)之沈積罩幕1(S1)。此沈積罩幕1，可以 是金屬罩幕，但如第2B圖所示的範例中，例示樹脂膜11上層壓金屬支撐層12的構造之複合型沈積罩幕1。近年來電子元件細微化發展，因為難以以金屬罩幕形成精細的開口部11a的圖案，所以以細微加工比較容易的樹脂膜11形成精細的開口部11a的圖案。另一方面，只有樹脂膜11的話，因為容易產生彎曲或撓性等，形成具有比樹脂膜11的開口部11a大一圈的開口12a之金屬支撐層12層壓的複合型的沈積罩幕1。本發明的沈積罩幕的特徵在於此金屬支撐層12以強磁性體構成，被磁化成為一定方向的磁化。樹脂膜11與金屬支撐層12，例如樹脂膜11上以濺鍍、真空沈積、電解電鍍等的方法設置金屬支撐層12也可以，黏貼金屬箔也可以。又，相反地，金屬箔上塗佈液狀的樹脂再藉由硬化層壓樹脂膜11也可以。
作為樹脂膜11，最好與沈積基板2間的線膨脹係數差小，但不特別限定。例如，可以使用聚醯亞胺(PI)樹脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)樹脂、甲酸乙二醇酯(PET)樹脂、環烯烴聚合體(COP)樹脂、環烯烴共聚合體(COC)樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醯胺(polyamide)樹脂、聚醯胺-亞醯胺(polyamide-imide)樹脂、聚酯(polyester)樹脂、聚乙烯(polyethylene)樹脂、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)樹脂、聚丙烯(polypropylene)樹脂、聚苯乙烯(polystyrene)樹脂、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)樹脂、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer)樹脂、乙烯-乙烯醇共聚物(ethylene vinylalcohol copolymer)樹脂、乙烯-甲基丙烯酸共聚物(ethylene methacrylic acid copolymer)樹脂、聚氯乙烯 (polyvinyl chloride)樹脂、聚二氯亞乙烯(polyvinylidene chloride)樹脂、玻璃紙(cellophane)、離子聚合物(ionomer)樹脂等。聚醯亞胺(PI)樹脂，塗佈前驅體溶液(PRECURSOR SOLUTION)，進行加熱處理，形成樹脂膜時，根據其加熱處理之際升溫的概況圖等的條件，因為可以調整線膨脹係數，是理想的，但不限定於此。樹脂膜11的厚度是數μm(微米)~數十μm左右，例如形成5μm以上10μm以下左右。
作為金屬支撐層12，使用強磁性體，例如能夠使用Fe(鐵)、Co(鈷)、Ni(鎳)或這些的合金，MnAl合金、金屬間化合物的SmCo等。金屬支撐層12的厚度，形成5μm以上30μm以下左右。最好與沈積基板2間的線膨脹係數差小，因為幾乎沒有熱引起的膨脹，鎳鐵合金(invar)特別理想。
金屬支撐層12，例如在樹脂膜11的一面以電解電鍍、真空沈積、濺鍍等的方法成膜，樹脂膜11的開口部11a的形成區域周圍以蝕刻等除去，或以剝落法(lift-off method)成膜(電解電鍍時，以光阻膜形成圖案後以電解電鍍成膜)，藉此形成比樹脂膜11的開口部11a大一圈的開口12a(參照第2B圖)。又，以強磁性體構成的金屬箔黏附至樹脂膜11後，形成開口12a也可以。又，藉由以強磁性體構成的金屬箔黏上塗佈液狀樹脂再硬化，形成樹脂膜11，之後藉由對金屬箔施加蝕刻等，形成開口12a，構成金屬支撐層12也可以。
此樹脂膜11中，開口部11a以雷射光照射形成。此開口部11a的形成，例如第4A圖所示，形成金屬支撐層12(第4A圖中未圖示，參照第2B圖)的樹脂膜11的金屬支撐層12側 為上，配置在加工台45上，經由具有配合沈積罩幕1的開口部11a的圖案之所希望的開口部41a的圖案的雷射用罩幕41與聚光的光學鏡片42，照射雷射光，藉此雷射用罩幕41的開口部41a的圖案縮小複製形成開口部11a。此雷射光照射裝置與樹脂膜11相對地根據步進機移動，大樹脂膜11上依序形成開口部11a的圖案。不一定需要光學鏡片42，但在提高加工面的照射能量密度之際是有效的。在此情況下，光學鏡片42，比雷射用罩幕41配置於雷射光進行方向的更下流側(樹脂膜11側)，使雷射光聚集。例如，使用10倍的光學鏡片42時，能量密度成為100倍，但雷射用罩幕41的複製圖案的一邊成為10分之1的縮尺。由於此雷射光的照射，透過雷射用罩幕41的開口部41a的雷射光揮發樹脂膜11的一部分。結果，配合照射雷射光的雷射用罩幕41的開口部41a的圖案，在樹脂膜11形成與其圖案相同，或者縮小的開口部11a的細微圖案。在此之際，第4A圖中未圖示的金屬支撐層12，因為形成比樹脂膜11的開口部11a大一圈的開口12a(參照第2B圖)，不會阻斷雷射光。
雷射光照射的條件，根據加工的樹脂膜11的材料、厚度、加工的開口部11a的大小、形狀等不同，但一般而言，雷射的脈衝頻率，在1Hz(赫茲)以上60Hz以下，脈衝寬在3奈秒(nsec(毫微秒))以上15奈秒以下，每1脈衝的照射面中雷射光的能量密度在0.01J/cm2(焦耳/平方公分)以上1J/cm2以下的條件下執行。
因為有機EL顯示裝置的有機層作為沈積之際的沈積罩幕1，例如60μm角的開口以60μm左右的間隔形成矩陣 狀時，波長355nm(YAG(亞格)雷射的3倍波)的雷射光，是60Hz的脈衝頻率，脈衝寬是3nsec以上15nsec以下，照射面中的雷射光的能量密度是每1脈衝0.01J/cm2以上1J/cm2以下，射出數(照射的脈衝數)是50以上200以下，例如100發的條件下，照射至聚醯亞胺(polyimide)構成的樹脂膜11。
不過，照射的雷射光，不限定於YAG雷射。只要是能吸收樹脂材料的波長的雷射即可。因此，使用準分子雷射(Excimer laser)、He-Cd(氦-鎘)雷射等其他的雷射光也可以。當然，不管是雷射光源改變，或是樹脂材料改變時，當然照射條件改變。上述條件中，為了形成開口部的圖案，進行100發的照射時，10μm厚的聚醯亞胺膜上打開完整的貫通孔。
又，第2B圖中，樹脂膜11的開口部11a與金屬支撐層12的開口12a成為往沈積基板2側越來越細的錐形。形成錐狀的理由，係因為從沈積源5(參照第2A圖)揮發的沈積材料是具有根據沈積源5的坩鍋的形狀決定的一定角度θ的寬度之剖面形狀成為扇狀的沈積束(沈積源5係往與第2A圖的紙面的垂直方向延伸的線狀的沈積源，所謂的線性源)，即使其束的側緣的沈積粒子也不會被阻擋，為的是在沈積基板2(參照第2A~2B圖)的所希望場所沈澱。為了形成此樹脂膜11的開口部11a為錐形，雷射用罩幕41，在其開口部41a的中心部與周緣部儘量使雷射光的透過率不同。
即，上述的雷射用罩幕41，例如如下形成。如第4B圖所示，石英玻璃板等的透過雷射光的透明基板上，形成鉻等的遮光薄膜41b，於是，經由圖案化其遮光薄膜41b，形 成開口部41a。因此，此遮光薄膜41b，例如第4C圖概念所示，藉由點式形成能夠改變透過率。第4C圖中，畫成開口部41a權宜性地劃分為第1部分41a1、第2部分41a2、第3部分41a3，但不那樣區分也可以。於是，此第1部分41a1，因為完全不形成遮光薄膜41b，100%透過，第2部分41a2，稀疏形成遮光薄膜41b，形成其面積20%左右。結果，此第2部分41a2，成為透過率80%。又，第3部分41a3，以遮光薄膜41b的量在面積上50%左右形成。結果，此第3部分41a3的透過率成為50%左右。往此周端緣的透過率變化急劇地形成雷射用罩幕41，藉此開口部11a的錐形角度變大(接近垂直)，透過率的變化緩慢地形成，藉此開口部11a的錐形角度變小(接近水平)。
此範例中，為了容易了解說明，分割說明第1部分41a1、第2部分41a2、第3部分41a3，成為分散遮光薄膜41b形成的圖，實際上，因為雷射光的複製分解能是2μm左右，例如2μm角是縱橫5等分，全部25個分段的一部分形成遮光薄膜41b，藉此可以調整雷射光的透過率。此透過率越連續往周圍進行變越小，藉此可以形成錐狀的開口部11a。
如此形成開口部11a後，從加工台45分離樹脂膜11給予張力(伸展)，周圍黏貼未圖示的框體(frame)。此框體在金屬支撐層12的周圍以雷射熔接等熔接也可以，沈積時以類似不產生氣體的完全硬化性的接合劑等接合也可以。又，黏貼框體後，形成雷射開口也可以，此框體不是必須的。藉此，製作沈積罩幕1。
其次，對沈積罩幕1的金屬支撐層(金屬層)12施 加磁場，磁化金屬支撐層12(S2)。強磁性體，例如第3B圖的磁化曲線所示，外部磁場H變大時，其磁化的強度(磁束密度)M也變大。不過，一定的外部磁場H以上磁化的強度M幾乎不增加，成為飽和磁化M1。又，之後使外部磁場H為0也出現一定的磁化M2。這稱作殘留磁化(殘留磁束密度)。由於產生此殘留磁化，發揮磁石的作用。
例如第3A圖所示，磁心31的周圍纏繞電線形成電磁線圈32，形成電磁石3。此電磁石3的電磁線圈32流入直流電流時，根據右旋定律，產生磁場H。其磁場H內放置強磁性體7時，如前述，根據磁場H的大小的磁化被感應。於是，施加像到達飽和磁化的磁場H時，即使磁場H為0，殘留磁化M2也留在強磁性體7內。此磁場H的大小，以電磁線圈32的捲數與流動電流的大小A的乘積N×A決定。因此，越增加電磁線圈32的捲數，越增大電流A，可以得到越大的磁通勢N×A。因為無關流過電流的時間，只要瞬間大電流流過即可，例如電容器內蓄電的電荷一口氣流過，藉此可以得到大電流。即，作為磁化裝置，包含如此的電容器與放電用的開關之控制電路，只要連接至電磁石3的電磁線圈32即可。
本發明中，因為只要有沈積罩幕1與電磁石3吸附程度的殘留磁化即可，磁性體的飽和磁化或殘留磁化的大小不怎麼成問題。因此，通常的鐵或鎳等的強磁性體，只要被磁化成殘留磁化留下的程度即可。
其次，沈積基板2與沈積罩幕1位置相合後，使電磁石3上中間夾住沈積基板2吸附沈積罩幕1(S3)。即，如 第2A圖中概略所示，罩幕支撐器15上設置沈積罩幕1。於是，以未圖示的機械手臂(Robot Arm)取入的沈積基板2載置在基板支撐器29上，由於降下基板支撐器29，沈積基板2與沈積罩幕1大致接觸的程度，即，沈積基板2與沈積罩幕1分別形成的位置相合用的對準標記(ALIGN MARK)，以未圖示的拍攝裝置接近到可以同時觀察。又，由於裝載電磁石3的觸控板(TOUCH PLATE)6降下支撐框架61，與沈積基板2相疊。此狀態下，進行沈積基板2與沈積罩幕1的位置相合，位置相合後下降沈積基板2至完全接觸沈積罩幕1。位置相合之際，最好減弱吸引力以免不必要地吸附電磁石3與沈積罩幕1，或是把消除吸引力的電流流入電磁線圈32。施加完全排斥的磁場時，位置相合後吸引沈積罩幕1之際，容易引起位置偏離。
上述沈積基板2與沈積罩幕1位置相合，係以拍攝裝置一邊觀察沈積基板2與沈積罩幕1分別形成的位置相合用的對準標記，一邊對沈積罩幕1相對移動沈積基板2。根據此方法，可以使沈積罩幕1的開口部11a與沈積基板2的沈積場所(例如後述的有機EL顯示裝置的話，裝置基板的第1電極的圖案)一致。位置相合後，經由使電磁線圈32的電流為0或流過吸引方向的電流，電磁石3與沈積罩幕1之間以強吸引力互相吸引，牢牢地固定。電磁石3具有磁心31的話，即使電磁線圈32內不流過電流，磁心31與沈積罩幕1的強磁性體構成的金屬支撐層12之間也吸引，而沒有磁心31的話，由於電磁線圈32內流過吸引沈積罩幕1的方向的電流，以強吸引力吸附。又，沈積罩幕1的金屬支撐層12還沒磁化時，由於此 位置相合的時刻施加電磁線圈32大電流，可以使強磁性體構成的金屬支撐層12磁化，可以原封不動地吸附。又，金屬支撐層12還沒磁化時，電磁線圈32內稍微流過電流，由於產生弱磁場，也可以輕微吸附，進行位置相合。
於是，與沈積基板2等相疊前未必需要磁化沈積罩幕1，一邊支撐沈積基板2及沈積罩幕1在電磁石3的磁極面上，一邊進行位置相合後，可以使用電磁石3進行金屬支撐層12的磁化。此情況下也一樣，電磁石3具有磁心31時，磁化後即使電磁石3的電流為0，磁心31與金屬支撐層12之間的吸引力也起作用，可以關閉電磁石3繼續沈積作業。
之後，如第2A圖所示，對向沈積罩幕1側配置沈積源5，從沈積源5蒸發沈積材料54，在沈積基板2上堆積沈積材料(S4)。此沈積源5，使用坩鍋等或線狀排列形成的線型沈積源5，所謂的線性源，但不限定於此。使用線性源作為沈積源5時，藉由掃描第2A圖的左右方向，在大沈積基板2上集中沈積。即，藉由加熱沈積源5，坩鍋內的沈積材料揮發、飛散，並通過沈積罩幕1的開口部11a在沈積基板2的既定場所沈澱。例如製作有機EL顯示裝置時，開口部11a在一部分的畫素中形成的沈積罩幕形成複數種，更換其沈積罩幕，以複數次的沈積作業形成有機層。
其後，藉由使電磁石3產生排斥沈積罩幕1的磁場(流過與磁化時的電流方向相反方向的電流)，從沈積罩幕1分離電磁石3及沈積基板2(S5)。即，步驟S2中的磁化之際，產生與第2A圖所示的極性的電流相反方向的電流，由於在步 驟S5中流動，電磁石3與沈積罩幕1之間排斥。結果，容易分離電磁石3及沈積基板2與沈積罩幕1。在此之際，因為越磁化越不必施加大磁場，不需要產生像磁化裝置的高電流的電路，只要流過電磁線圈32與磁化之際相反方向的電流，就可以分離。因此，不是完全消除沈積罩幕1的磁化，因為只施加與殘留磁化相反方向的磁場，只要使電磁石3的電流為0，殘留磁化M2幾乎原封不動殘留。其結果，在另外的沈積中使用其沈積罩幕時，成為已經磁化的狀態。因此，在下次沈積中使用此沈積罩幕時，第1圖所示的流程圖中，到步驟S2為止結束。
如此一來，沈積罩幕1維持磁化沒有任何問題，但洗淨沈積罩幕1的情況下，具有容易吸附塵埃等粒子的問題時，施加排斥上述沈積罩幕1的磁場之際，也可以將金屬支撐層消磁。為了進行此消磁，因為描繪上述第3B圖所示的磁滯曲線，難以使殘留磁化M2為0。暴露於交流電磁場，藉由緩慢降低交流電流可以進行消磁。即，作為消磁用的控制電路，以電磁線圈32內流入交流電流的電路與緩慢減少其交流電流的變壓器等的調整機構構成。對電磁石3的電磁線圈32施加交流電力與調整其大小的電路，作為消磁用的控制電路連接至電磁石。
本發明的沈積裝置，如第2A圖所示，包括觸控板6上裝載的電磁石3、在電磁石3的一方的磁極側設置經由觸控板6可以支撐沈積基板2的基板支撐器29、以基板支撐器29支撐的沈積基板2的電磁石3的相反側上設置的沈積罩幕 1、以及與沈積罩幕1對向設置並蒸發沈積材料的沈積源5。於是，沈積罩幕1具有由強磁性體構成的金屬層(金屬支撐層12：參照第2B圖)，電磁石3具有可以磁化沈積罩幕1具有的金屬支撐層12之未圖示的控制電路。沈積罩幕1，被裝載在罩幕支撐器15上，基板支撐器29及觸控板6變得能夠分別舉起。於是，以未圖示的機械手臂搬運的沈積基板2被裝載在基板支撐器29上，由於降下基板支撐器29，降下沈積基板與沈積罩幕1接觸2，更由於降下支撐框架61，觸控板6與沈積基板2相疊。又，設置觸控板6，平坦化沈積基板2的同時，雖未圖示但使內部循環冷卻水，用以冷卻沈積基板2及沈積罩幕1。為了使沈積罩幕面中磁場在面內分佈均勻，決定此觸控板6的材質、厚度。
電磁石3，如第3A圖中概略圖所示，鐵心等構成的磁心31的周圍纏繞電磁線圈32。第2A圖所示的構造，例如沈積罩幕1的大小，因為成為1.5m(米)×1.8m左右的大小，具有第3A圖所示的20cm(厘米)角程度的磁心31的電磁石，配合沈積罩幕1的大小複數個配置的形態(第2A圖中，橫方向按比例縮小，畫出數量少的電磁石)。第2A圖所示的範例中，為了兩側的電磁石可以獨立施加電流，個別形成端子32a、32b，中心部的電磁石串聯連接，其兩端部成為形成端子32a、32b的構造。這是在施加排斥力時，意圖在中心部與周圍部改變排斥力，但全部的電磁石串聯連接也可以。又，即使使排斥力在中心部與周圍部不同的情況下，也可以不改變電流而改變線圈的捲數。在此情況下，可以串聯連接全部的電磁石。又， 此複數的電磁石的連接，磁化時串聯連接全部的電磁石，拆裝沈積罩幕1時個別連接也可以。
如前述，藉由使電磁石3的吸引力在中心部與周圍部不同，例如增大周圍部的排斥力的話，變得容易從周圍部分離沈積罩幕1與沈積基板2，之後可以往中心部分離。容易執行最初的分離的話，也容易執行中心部的分離。例如沈積基板由薄膜構成時，尤其以捲對捲(Roll-to-Roll)製造時，變得容易從末端剝離，很方便。第2A圖所示的範例中，只有周圍部與中心部使施加電流不同，但再分割中心部的電磁石使發生磁場不同，從周圍部往中心部，可以形成緩慢使施加磁場不同的層次(gradation)磁場。藉此，一邊確實支撐沈積基板2、沈積罩幕1，一邊可以容易進行互相分離。
第2A圖所示的範例中，各個電磁石的周圍以矽氧橡膠、矽氧樹脂、環氧樹脂等的樹脂33固定。此樹脂33不一定是必要的，但可以固定各個電磁石，變得容易處理。不過，不是以樹脂33固定，可以使通風良好可以以空冷冷卻。即，作為冷卻裝置，意味可以進行如此的空冷或水冷的裝置。連續的電流大量流動時，有可能發熱，那樣的情況下，最好是以空冷或水冷冷卻。
如第2A圖所示，沈積裝置中設置基板支撐器29及罩幕支撐器15。此基板支撐器29，以複數鉤狀的手臂支撐沈積基板2的周圍部，可以上下升降地連接至未圖示的驅動裝置。由機械手臂搬入沈積裝置內的沈積基板2以鉤狀的臂接收，基板支撐器29下降直到沈積基板2接近沈積罩幕1。於是， 為了能進行位置相合，也設置未圖示的拍攝裝置。也包括驅動裝置，觸控板6由支撐框架61支撐，使觸控板6下降到與沈積基板2接觸。由於下降觸控板6，使沈積基板2成為平坦。也包括微動裝置，位置相合之際，一邊拍攝分別在沈積罩幕1與沈積基板2形成的對準記號，一邊對沈積罩幕1相對移動沈積基板2。也包括電流調整手段，位置相合中為了避免電磁石3不必要地吸附沈積罩幕1，減弱吸引力，或是用以產生消除方向的磁場。又，雖未圖示，也包括真空裝置，第2A圖所示的裝置全體，放入密室內，進行內部真空。
沈積罩幕1，如前述，其周圍形成框體(frame)14，其框體14裝載在罩幕支撐器15上。沈積罩幕1，如前述，成為第2B圖中一範例詳細顯示的構造。此金屬支撐層12的磁化磁極與電磁石3的磁心31之間吸引力起作用，夾住沈積基板2吸附。
沈積源5，可以使用點狀、線狀、面狀等的各種沈積源，例如坩鍋線狀排列形成的線型沈積源5(往第2A圖的紙面的垂直方向延伸)，例如經由從紙面的左端到右端操作，進行全面沈積。此沈積源5，如前述，以坩鍋的形狀決定的沈積材料的放射束的剖面形狀的側緣，以具有一定角度θ的剖面扇形的形狀，放射沈積材料。即使此扇形的剖面形狀的最側壁側的沈積粒子，也不會被金屬支撐層12或樹脂膜11阻斷，為了到達沈積基板2的既定場所，金屬支撐層12或樹脂膜11的開口12a及開口部11a形成錐形。只要形成大的金屬支撐層12的開口12a的話，不是錐形也可以。
本發明的沈積罩幕，如前述，具有至少一部分由 強磁性體構成的金屬支撐層(金屬層)，金屬支撐層12在樹脂膜11的一面部分形成，構成複合的沈積罩幕1，金屬支撐層12往一定方向磁化具有殘留磁化。
其次，說明使用本發明的沈積方法製造有機EL顯示裝置的方法。沈積方法以外的製造方法，因為能以眾所周知的方法進行，以本發明的沈積方法層壓有機層的方法為主，一邊參照第5A~5B圖，一邊說明。
本發明的有機EL顯示裝置的製造方法，使未圖示的支撐基板上形成未圖示的TFT、平坦化膜及第1電極(例如陽極)22的裝置基板21上以上述方法製造的沈積罩幕1位置相合相疊，經由沈積有機材料51，形成有機層的層壓膜25。於是，層壓膜25上形成第2電層26(陰極)。
裝置基板21，雖未圖示，但例如玻璃板等的支撐基板上，各畫素的每一RGB子畫素形成TFT等的開關元件，連接其開關元件的第1電極22，在平坦化膜上，以Ag或APC等的金屬膜與ITO膜的組合形成。子畫素之間，如第5A~5B圖所示，形成分開子畫素間的SiO2或丙烯酸樹脂、聚醯亞胺(polyimide)樹脂構成的絕緣堤部23。如此的裝置基板21的絕緣堤部23上，上述沈積罩幕1位置相合固定。此固定，如上述第2A圖所示，藉由例如裝置基板21的沈積面的相反側上設置的電磁石3等，以吸附固定。如前述，因為磁化沈積罩幕1的金屬支撐層12，在與電磁石3的磁心31之間被吸附。電磁石3沒有磁心31時，電磁線圈32內流過產生與磁化時相同方向的磁場之電流，藉此吸附。此時的電流是能產生磁場的程度的很少 的電流也沒關係。在此狀態下，裝置基板21的第1電極22的位置與沈積罩幕1的開口部11a位置相合。又，沈積罩幕1的開口部11a形成得比絕緣堤部23的表面的間隔小。絕緣堤部23的側壁上有機材料儘量不沈澱，且達到防止發光效率下降。
在此狀態下，如第5A圖所示，沈積裝置內從沈積源(坩鍋)5放射有機材料51，只有沈積罩幕1的開口部11a形成的部分之裝置基板21上沈積有機材料51，所希望的子畫素的第1電極22上形成有機層的層壓膜25。如上述，因為沈積罩幕1的開口部11a形成得比絕緣堤部23的表面的間隔小，絕緣堤部23的側壁上變得難以堆積有機材料51。結果，如第5A~5B圖所示，大致只有第1電極22上堆積有機層的層壓膜25。此沈積步驟，依序交換沈積罩幕1，對各子畫素進行。也有可能對複數的子畫素使用同時沈積相同的材料的沈積罩幕。交換如此的沈積罩幕1的情況下，使第5A圖未圖示的電磁石3(參照第2A圖)產生像消除沈積罩幕1的金屬支撐層12的磁化之磁場，藉此可以容易分離電磁石3及裝置基板21與沈積罩幕1。為了設定新的沈積罩幕1，經由同樣進行上述最初的步驟而設定。
第5A~5B圖中，有機層的層壓膜25簡單以1層顯示，但實際上，有機層的層壓膜25，以不同材料構成的複數層的層壓膜形成。例如，作為連接至陽極22的層，有時會設置使電洞的注入性提高的離子化能量的整合性佳的材料構成的電洞注入層。在此電洞注入層上，提高電洞的穩定輸入的同時，可限制(能量障壁)往發光層的電子之電洞輸送層，例如以 胺系材料形成。又，其上根據發光波長選擇的發光層，例如對紅色、綠色，在Alq3中摻雜紅色或綠色的有機物螢光材料而形成。又，作為藍色系的材料，使用DSA系的有機材料。發光層上，更提高電子的注入性的同時，穩定輸送電子的電子輸送層，以Alq3等形成。這些各層分別數十nm左右層壓，形成有機層的層壓膜25。又，此有機層與金屬電極之間也常設置提高LiF或Liq等的電子注入性的電子注入層。
有機層的層壓膜25中，發光層，係堆積根據RGB的各色的材料的有機層。又，電洞輸送層、電子輸送層等，重視發光性能的話，最好分別以適於發光層的材料堆積。不過，考慮材料的成本面，有時也RGB的2色或3色共同以相同的材料層壓。層壓2色以上的子畫素共同的材料時，形成共同的子畫素中形成開口的沈積罩幕。各個子畫素中沈積層不同時，例如R的子畫素中使用1個沈積罩幕1，可以連續沈積各有機層，且堆積RGB共通的有機層時，直到其共同層的下側為止，形成各子畫素的有機層的沈積，共同的有機層之處，使用RGB中形成開口的沉積罩幕1，一次形成全畫素的有機層的沈積。
於是，全部的有機層的層壓膜25及LiF層等的電子注入層形成結束後，如前述，由於施加排斥沉積罩幕1的磁場，容易分離沉積罩幕1，全面形成第2電極(例如陰極)26。第5B圖所示的範例，是頂部發射型，因為是從上側發出光的方式，第2電極26是透光性的材料，例如，以薄膜的Mg-Ag共晶膜形成。其他能夠使用Al等。又，從裝置基板21側放射光的的底部放射型時，第1電極22中使用ITO、In3O4等，作 為第2電極26，工作函數小的金屬，例如能夠使用Mg、K、Li、Al等。此第2電極26的表面上，例如形成Si3N4等構成的保護膜27。又，此全體，以未圖示的玻璃、樹脂膜等構成的密封層密封，以免構成有機層的層壓膜25吸收水分。又，有機層儘量共同化，其表面側也可以形成設置濾色器的構造。
可以重複使用此沉積罩幕1。因此，一旦磁化的沉積罩幕1，不再磁化，可以繼續使用，不過，因為相對於沉積罩幕1的沈積源的面上層壓有機材料51，堆積的有機材料51的厚度為1μm左右時必須洗淨。洗淨之際，一磁化沈積罩幕1，就吸引洗淨液中以磁性體構成的粒子，有可能又是損壞沈積罩幕1，又是吸附空氣中塵埃等的粒子。在那情況下，洗淨前施以消磁或反方向的磁場，也可以減弱磁化的程度，又，沉積罩幕1的洗淨，例如可以使用有機溶劑進行。
1‧‧‧沈積罩幕
2‧‧‧沈積基板
3‧‧‧電磁石
5‧‧‧沈積源
6‧‧‧觸控板
14‧‧‧框體
15‧‧‧罩幕支撐器
29‧‧‧基板支撐器
31‧‧‧磁心
32‧‧‧電磁線圈
32a、32b‧‧‧端子
33‧‧‧樹脂
54‧‧‧沈積材料
61‧‧‧支持框架
θ‧‧‧角度

Claims (12)

  1. 一種沈積方法，其特徵在於包括下列步驟：形成沈積罩幕步驟，形成具有至少一部分由強磁性體構成的金屬層之沈積罩幕；磁化金屬層步驟，對上述沈積罩幕的金屬層施加磁場，磁化上述金屬層；吸附步驟，沈積基板與沈積罩幕位置相合後，使電磁石與沈積罩幕中間夾住沈積基板吸附；堆積步驟，對向上述沈積罩幕側配置沈積源，從上述沈積源蒸發沈積材料，在上述沈積基板上堆積沈積材料；以及分離步驟，藉由使上述電磁石產生排斥上述沈積罩幕的磁場，從上述沈積罩幕分離上述電磁石及上述沈積基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的沈積方法，其中，以上述電磁石進行上述沈積罩幕的金屬層的磁化。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的沈積方法，其中，對1個上述沈積罩幕配置複數個上述電磁石，並從上述沈積罩幕分離的步驟中，使上述沈積罩幕的周圍部與中心部排斥力不同。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的沈積方法，其中，上述排斥力，從上述沈積罩幕的周圍部往中央部緩慢變化地形成。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的沈積方法，其中，從上述沈積罩幕除去上述沈積基板後，消磁上述沈積罩幕的磁化。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的沈積方法，其 中，一邊冷卻上述電磁石，一邊使上述電磁石動作。
  7. 一種沈積裝置，包括：電磁石；基板支撐器，設置在上述電磁石的一方的磁極側，可以支撐沈積基板；沈積罩幕，設置在上述基板支撐器支撐的上述沈積基板的上述電磁石的相反側；以及沈積源，設置為對向上述沈積罩幕，使沈積材料蒸發；其中，上述沈積罩幕具有由強磁性體構成的金屬層，可以磁化具有上述沈積罩幕的金屬層之控制電路連接至上述電磁石。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的沈積裝置，其中，可以消磁上述金屬層的殘留磁化之控制電路連接至上述電磁石。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述的沈積裝置，包括：控制電路，對1個上述沈積罩幕配置複數個上述電磁石，上述複數個電磁石中，至少1個獨立調整發生磁場的強度。
  10. 如申請專利範圍第7至9項中任一項所述的沈積裝置，其中，冷卻上述電磁石的冷卻裝置設置在上述電磁石的近旁。
  11. 一種沈積罩幕，係在基板表面的既定場所用以形成層壓膜的沈積罩幕，其中，具有至少一部分由強磁性體構成的金屬層，上述金屬層在樹脂膜的一面部分形成，構成複合罩幕，上述金屬層往一定方向磁化具有殘留磁化。
  12. 一種有機EL顯示裝置的製造方法，係在裝置基板上層壓有機層製造有機EL顯示裝置的方法，包括下列步驟： 形成疊層膜步驟，在支撐基板上至少形成TFT及第1電極的上述裝置基板上使用如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的沈積方法在上述第1電極上沈積有機材料，藉此形成有機層的層壓膜，並在上述層壓膜上形成第2電極。
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