WO2012127993A1 - 蒸着装置並びに蒸着方法 - Google Patents

蒸着装置並びに蒸着方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012127993A1
WO2012127993A1 PCT/JP2012/054724 JP2012054724W WO2012127993A1 WO 2012127993 A1 WO2012127993 A1 WO 2012127993A1 JP 2012054724 W JP2012054724 W JP 2012054724W WO 2012127993 A1 WO2012127993 A1 WO 2012127993A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vapor deposition
mask
substrate
opening
deposition mask
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/054724
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
廣治 鳴海
博之 田村
正浩 市原
松本　栄一
三之 田島
永田　博彰
吉岡　正樹
Original Assignee
キヤノントッキ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノントッキ株式会社 filed Critical キヤノントッキ株式会社
Publication of WO2012127993A1 publication Critical patent/WO2012127993A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition

Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method for forming a vapor deposition film having a film formation pattern using a vapor deposition mask on a substrate.
  • organic EL display devices using organic electroluminescence elements have attracted attention as display devices that replace CRTs and LCDs.
  • This organic EL display device has a structure in which an electrode layer and a plurality of organic light emitting layers are laminated on a substrate, and further a sealing layer is formed on the substrate. Corners and high contrast can be realized.
  • Such an organic EL device is generally manufactured by a vacuum vapor deposition method, in which a substrate and a vapor deposition mask are aligned and closely adhered in a vacuum chamber, and a vapor deposition film having a desired film formation pattern is formed on the substrate by the vapor deposition mask. Is formed.
  • the vapor deposition mask for obtaining a desired film formation pattern is enlarged with an increase in the size of the substrate.
  • tension was applied to the vapor deposition mask. Since it must be manufactured by welding and fixing to the mask frame in the state, it is not easy to manufacture a large evaporation mask, and if this tension is not sufficient, the mask will be distorted and the center of the mask will be distorted. The degree of adhesion of the substrate is reduced, and the mask frame becomes large in order to take these into consideration, and the increase in thickness and weight becomes remarkable.
  • the substrate and the vapor deposition mask are spaced apart from each other, and the organic light-emitting layer is formed with high accuracy by an opening that generates vapor particles having directivity from the evaporation source.
  • the evaporation source and the opening for generating directivity have an integrated structure, and the integrated structure is heated to a high temperature to generate evaporated particles from the opening. Because the distance between the high-temperature opening and the vapor deposition mask is close, the vapor deposition rate is high, but a large amount of radiant heat from the evaporation source is received by the vapor deposition mask, and film formation is caused by the thermal expansion of the vapor deposition mask. There is a problem that it is impossible to prevent a decrease in pattern position accuracy.
  • Evaporation film with a deposition pattern can be deposited using a deposition mask, and the structure can be simply and efficiently deposited by moving it in a separated state, and the limiting opening can be used as an evaporation source even in the separated state.
  • a mask holder with a scattering restriction part with an opening is provided with a vapor deposition mask.
  • This mask holder not only acts as a scattering restriction part but also suppresses the incidence of radiant heat from the evaporation source.
  • the vapor deposition mask has a slit shape that is long in the relative movement direction of the substrate and narrow in the transverse direction perpendicular thereto, so that the substrate and the vapor deposition mask are relatively moved in a separated state with high accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a vapor deposition apparatus and a vapor deposition method capable of performing high-rate vapor deposition.
  • a film forming material evaporated from the evaporation source 1 is deposited on the substrate 4 through the mask opening 3 of the vapor deposition mask 2, and a vapor deposition film having a film formation pattern defined by the vapor deposition mask 2 is formed on the substrate 4.
  • scattering of the evaporated particles of the film forming material evaporated from the evaporation source 1 is between the evaporation source 1 and the substrate 4 disposed in a state of being opposed to the evaporation source 1.
  • a mask holder 6 having a scattering restriction portion provided with a restriction opening portion 5 for restricting the direction is provided, and the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 provided in a separated state are joined to the mask holder 6 and attached.
  • the substrate 4 is configured to be relatively movable with respect to the mask holder 6 provided with the vapor deposition mask 2 and the evaporation source 1 while maintaining a separated state from the vapor deposition mask 2.
  • Mask opening 3 Wherein a laterally narrow slit-shaped lengthening orthogonal to the relative movement direction of the substrate 1, but according to the vapor deposition apparatus characterized by a plurality arranged in the lateral direction.
  • the evaporation source 1 containing the film forming material and the mask opening through which the evaporation particles of the film forming material evaporated from the evaporation port 8 of the evaporation source 1 pass in the vapor deposition chamber 7 in a reduced pressure atmosphere.
  • the vapor deposition mask 2 provided with the portion 3 is disposed, a plurality of the evaporation port portions 8 are arranged in parallel, and the substrate 4 that is positioned in a separated state from the vapor deposition mask 2 is scattered from the plurality of evaporation port portions 8.
  • the vaporized particles to be deposited pass through the mask opening 3 and a vapor deposition film having a film formation pattern defined by the vapor deposition mask 2 is formed on the substrate 4.
  • the vaporization source 1 and the vaporization source 1 The scattering restricting portion is provided with the restricting opening portion 5 that prevents the evaporated particles from the evaporation port portion 8 adjacent to or away from the substrate 4 disposed in a facing state from each other.
  • the mask holder 6 is disposed, and this mask
  • the vapor deposition mask 2 disposed apart from the substrate 4 is attached to a rudder 6, and the substrate 4 is attached to the mask holder 6 provided with the vapor deposition mask 2 and the vaporization source 1.
  • the deposition film of the deposition pattern of the deposition mask 2 is made to continue in this relative movement direction, and the deposition mask 2 smaller than the substrate 4 forms a deposition film over a wide range.
  • the vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the vapor deposition apparatus is configured as described above.
  • the vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the vapor deposition mask 2 is attached to an end of the mask holder 6 on the substrate 4 side.
  • the vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein a tension is applied to the vapor deposition mask 2 at an end of the mask holder 6 on the substrate 4 side.
  • the mask holder 6 relates to the vapor deposition apparatus according to claim 4, wherein the vapor deposition mask 2 is stretched by applying a tension in a relative movement direction of the substrate 4.
  • the vapor deposition mask 2 is divided into a plurality of pieces in the lateral direction orthogonal to the relative movement direction of the substrate 4, and the divided vapor deposition mask 2 is attached to the mask holder 6 in the lateral direction. It concerns on the vapor deposition apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
  • a plurality of the evaporation ports 8 of the evaporation source 1 are juxtaposed in a lateral direction orthogonal to the relative movement direction of the substrate 4, and the restricting openings are respectively opposed to the one or a plurality of evaporation ports 8.
  • the deposition mask 2 is attached to an end of the mask holder 6 on the substrate 4 side so as to cover each restriction opening 5 of the mask holder 6 having the scattering restriction portion provided with the portion 5.
  • the mask holder 6 includes a temperature control mechanism 9 according to the vapor deposition apparatus according to claim 1.
  • the mask holder 6 extends in the relative movement direction of the substrate 4 and deforms the mask holder 6 due to tension applied to the vapor deposition mask 2 when the vapor deposition mask 2 is stretched on the mask holder 6.
  • the rib portion 24 for improving the rigidity of the mask holder 6 in the extending direction is provided between the restricting openings 5. is there.
  • the rib portion 24 extending in the relative movement direction of the substrate 4 is provided between the restricting opening portions 5 of the mask holder 6, and each of the restricting portions is provided on the front end surface of the rib portion 24 on the substrate 4 side.
  • the welding is according to the vapor deposition apparatus according to claim 11, wherein a laser is used.
  • the plurality of mask openings 3 arranged in parallel in the lateral direction orthogonal to the relative movement direction of the substrate 4 may be formed as one long slit-like opening in the relative movement direction or a plurality of mask openings. 3 are arranged side by side in the relative movement direction to form a slit shape that is long in the relative movement direction and narrow in the transverse direction perpendicular thereto, and the total opening length of the mask opening 3 in the relative movement direction is limited as described above.
  • a film thickness correction plate 29 is provided on the substrate 4 side of the vapor deposition mask 2 so as to block a part of the mask opening 3 and set an opening range of each mask opening 3.
  • the vapor deposition apparatus according to claim 1 is concerned.
  • the formation interval Mpx in the lateral direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate 4 of the mask opening 3 of the vapor deposition mask 2 that determines the film formation pattern deposited on the substrate 4 is the substrate 4 and the vapor deposition mask 2.
  • the distance between the vapor deposition mask 2 and the evaporation port 8 is TS
  • the formation interval Px in the lateral direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate 4 of the film formation pattern is expressed by the following formula (1):
  • the opening dimension Mx in the lateral direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate 4 of the mask opening 3 of the vapor deposition mask 2 is set to be narrower than the film formation pattern formation interval Px, and the substrate 4 and the vapor deposition mask.
  • the distance between the vapor deposition mask 2 and the evaporation port 8 is TS
  • the film-forming width P in the film-forming pattern of the vapor-deposited film is expressed by the following equation (2).
  • a medium path or a heat pipe for circulating a medium for temperature control through heat exchange is arranged around the mask opening 3 or between the mask openings 3.
  • the shadow SH which is a side edge inclined portion of the vapor deposition film.
  • G is the gap between the substrate 4 and the vapor deposition mask 2
  • ⁇ x is the lateral opening width of the evaporation port 8
  • TS is the distance between the evaporation port 8 and the vapor deposition mask 2.
  • the gap G is set large and the opening width ⁇ x of the evaporation port 8 is set small so that the shadow SH does not reach the interval PP between the adjacent deposited films. It concerns on the vapor deposition apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
  • the vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the mask opening 3 of the vapor deposition mask 2 is formed by etching.
  • the said vapor deposition mask 2 is comprised with the alloy of Ni or Ni, and Fe, It concerns on the vapor deposition apparatus of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
  • the deposition apparatus according to claim 1, wherein the film forming material is an organic material.
  • the vapor deposition apparatus according to any one of claims 1 to 23 is used to form a vapor deposition film having a film formation pattern defined by the vapor deposition mask 2 on the substrate 4. It concerns the method.
  • the deposition mask can be widely used by relatively moving the substrate in a separated state even if the deposition mask is smaller than the substrate.
  • Vapor deposition film can be deposited, and the structure can be simply and efficiently deposited by moving relative to each other in the separated state, and the limiting opening can be formed between the evaporation source and the vapor deposition mask even in the separated state.
  • the deposition apparatus and the deposition method can increase the deposition rate by lengthening the mask opening of the vapor deposition mask the relative movement direction.
  • the organic light emitting layer can be deposited with high accuracy, and the damage of the substrate, the deposition mask, and the deposited film due to the mask contact can be prevented. It becomes the vapor deposition apparatus and vapor deposition method for organic EL device manufacture which can implement
  • vapor deposition masks in which the mask openings are individually set are arranged in parallel so as to achieve uniformity in each vapor deposition region based on the film thickness distribution characteristics of the respective evaporation ports. These vapor deposition masks are more practical because they can be configured to be replaced individually.
  • the rib portion provided extending in the relative movement direction of the substrate can prevent the mask holder from being deformed by the tension of the deposition mask and can maintain the tension of the deposition mask.
  • the rib portion provided extending in the relative movement direction of the substrate can prevent the mask holder from being deformed by the tension of the deposition mask and can maintain the tension of the deposition mask.
  • by providing a mask mounting support surface on the front end surface of the rib portion it is possible to firmly support and join the vapor deposition mask to the mask holder.
  • the vapor deposition mask and the mask mounting support surface can be joined firmly by using welding.
  • the vapor deposition mask can be welded to the mask mounting support surface having a small area.
  • the vapor deposition masks are firmly masked without gaps by joining and joining the two vapor deposition masks on the mask mounting support surface. Can be joined to the holder.
  • the shape of the limiting opening of the mask holder is such that the opening area on the evaporation source side is smaller than the opening area on the substrate side. More evaporation particles can be captured on the evaporation source side of the restriction opening, so that the film forming material adhering to the side of the restriction opening can be reduced, and the attached film after replacing the mask holder can be reduced. Easy material peeling and recovery.
  • the vapor deposition film having a film formation pattern determined by the horizontal arrangement of the mask opening portions of the vapor deposition mask is formed according to the relative movement direction of the substrate. Since the total opening length that is long in the relative movement direction of the substrate is set longer as the distance from the center of the restricting opening (for example, the position facing the evaporation port) is increased in the lateral direction, the deposition rate decreases as the distance in the horizontal direction increases. However, the film thickness can be made uniform by correspondingly increasing the opening length.
  • the vapor deposition mask when it is necessary to correct the film thickness after bonding the vapor deposition mask to the mask holder, the vapor deposition mask is not replaced by disposing a correction plate on the substrate side.
  • the film thickness can be made uniform, or the film thickness can be adjusted with a correction plate using a vapor deposition mask having the same slit length from the beginning.
  • the formation interval in the lateral direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate of the mask opening of the vapor deposition mask that determines the film formation pattern vapor deposited on the substrate is the substrate and the The gap between the deposition mask, the distance between the deposition mask and the evaporation port, and the deposition pattern of the deposition film are set narrower than the deposition pattern of the deposition film, and the mask opening of the deposition mask
  • the opening dimension (mask opening width) in the lateral direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate is the gap between the substrate and the deposition mask, the distance between the deposition mask and the evaporation port, It is determined by the opening width in the film formation pattern, and by setting it wider than the film formation pattern width of the vapor deposition film, the substrate and the vapor deposition mask are separated, and there is a gap between them. , Or shift the position of the deposition pattern, prevents to or deviation of the deposition pattern can be formed accuracy of deposition pattern with high precision.
  • a temperature control function is further improved by providing a temperature control mechanism in the mask holder, Since a medium path and a heat pipe that constitute a part of the temperature control mechanism can be provided by using a portion (gap) separated from the vapor deposition mask, the flexibility of the layout of the medium path and the heat pipe can be ensured. .
  • the opening width of the evaporation port portion of the evaporation source is narrowed to cause a gap between the substrate and the vapor deposition mask (the size of the gap also varies depending on the distance between the evaporation port portion and the substrate). It is possible to suppress the shadow of the film formation pattern (the amount of protrusion of the inclined portion on the side edge of the vapor deposition film), and increase the evaporation rate by increasing the opening length of the evaporation port in the relative movement direction. it can.
  • the opening width of the evaporation port portion by narrowing the opening width of the evaporation port portion, for example, when RGB light emitting layers are sequentially formed, a shadow is generated so as to reach adjacent vapor deposition films (adjacent pixels).
  • the gap between the substrate and the vapor deposition mask can be increased, and the mask mounting support surface between the above-mentioned limiting openings can be widened or vapor deposition can be performed.
  • the mask itself can be provided with a temperature control mechanism.
  • the mask opening of the vapor deposition mask when the mask opening of the vapor deposition mask is formed by etching, the mask opening can be accurately formed even if the vapor deposition mask is made of a material having a small linear expansion coefficient.
  • the film-forming material evaporated from the evaporation source 1 passes through the restriction opening 5 of the mask holder 6 configured as a scattering restriction part, and onto the substrate 4 through the mask opening 3 of the vapor deposition mask 2. After deposition, a vapor deposition film having a film formation pattern defined by the vapor deposition mask 2 is formed on the substrate 4.
  • the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 are arranged in a separated state, and the substrate 4 is configured to be movable relative to the vapor deposition mask 2 and the evaporation source 1 while maintaining the separated state.
  • the substrate 4 is configured to be movable relative to the vapor deposition mask 2 and the evaporation source 1 while maintaining the separated state.
  • a mask holder 6 having a scattering restriction portion provided with the restriction opening 5 for restricting the scattering direction of the evaporated particles of the film forming material evaporated from the evaporation source 1 between the vapor deposition mask 2 and the evaporation source 1.
  • the vapor deposition mask 2 is joined and attached to the mask holder 6 constituting the scattering restriction portion, the incidence of heat from the evaporation source 1 is suppressed and the temperature rise of the mask holder 6 and the vapor deposition mask 2 is increased.
  • the vapor deposition mask 2 is separated from the substrate 4, since the heat of the vapor deposition mask 2 is conducted to the mask holder 6 by being bonded to the mask holder 6, the vapor deposition mask 2 is kept at a constant temperature. The temperature holding function to hold is improved.
  • a temperature control mechanism for holding the temperature of the vapor deposition mask 2 is provided in at least one of the mask holder 6 or the vapor deposition mask 2 as necessary, the temperature rise of the mask holder 6 or the vapor deposition mask 2 is further suppressed.
  • the temperature holding function for holding the single-layer vapor deposition mask 2 at a constant temperature is improved.
  • the mask holder 6 having the scattering restriction portion also functions as a temperature holding function at the same time as the function of restricting the scattering direction of the evaporated particles, can suppress the temperature rise of the vapor deposition mask 2, and keep the vapor deposition mask 2 at a constant temperature. This also prevents distortion of the vapor deposition mask 2 due to heat.
  • the substrate 4 is moved relative to the vapor deposition mask 2, the mask holder 6 provided with the vapor deposition mask 2 and the evaporation source 1 while maintaining the separated state from the vapor deposition mask 2, thereby the above-described vapor deposition mask 2.
  • a vapor deposition film having a film formation pattern is formed continuously in this relative movement direction, and a vapor deposition film is formed over a wide range even with a vapor deposition mask 2 smaller than the substrate 4 and is incident on the adjacent or away from the evaporation port 8. Overlapping of film formation patterns, distortion due to heat, etc. are sufficiently suppressed, and a vapor deposition apparatus capable of performing highly accurate vapor deposition is obtained.
  • the mask openings 3 of the vapor deposition mask 2 are juxtaposed in the lateral direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate 4, and each mask opening 3 is formed by one slit-shaped opening, or a plurality of openings Are arranged side by side in the relative movement direction, and are configured in a slit shape that is long in the relative movement direction and narrow in the lateral direction perpendicular thereto, whereby the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 are relatively moved in a separated state.
  • the deposition apparatus and the deposition method can perform deposition with high accuracy and increase the deposition rate by elongating the mask opening 3 of the deposition mask 2 in the relative movement direction.
  • FIG. 1 is an overall view of the schematic apparatus.
  • an evaporation source 1 in which a film forming material (for example, an organic material for manufacturing an organic EL device) is housed in an evaporation chamber 7 having a reduced pressure atmosphere, and a plurality of evaporation ports provided in parallel with the evaporation source 1 are provided.
  • the vapor deposition mask 2 provided with a mask opening 3 through which evaporated particles of the film forming material evaporating from the portion 8 pass, and the substrate 4 aligned with the vapor deposition mask 2 in a separated state, The vaporized particles scattered from the evaporation port 8 pass through the mask opening 3 and deposit, and a vapor deposition film having a film formation pattern defined by the vapor deposition mask 2 is formed on the substrate 4.
  • a mask holder 6 is disposed between the substrate 4 and the evaporation source 1 and constitutes a scattering restricting portion provided with a restricting opening portion 5 that prevents the evaporated particles from the evaporation port portion 8 located adjacent to or away from the evaporation source 8 from passing therethrough. And based on this mask holder 6 The vapor deposition mask 2 disposed in a separated state is attached to the plate 4, and the substrate 4 is maintained in a separated state from the vapor deposition mask 2 with respect to the mask holder 6 and the evaporation source 1 provided with the vapor deposition mask 2. The vapor deposition film having a film formation pattern defined by the vapor deposition mask 2 is formed on the substrate 4 in a range wider than the vapor deposition mask 2 by the relative movement direction.
  • vapor deposition can be performed on the substrate 4 having a large area, and from the evaporation ports 8 adjacent or separated by the restriction opening 5. Even if the vapor deposition mask 2 and the substrate 4 are separated from each other by preventing incidence, overlapping of the film formation patterns is prevented.
  • a plurality of evaporation sources 1 may be arranged side by side and the respective evaporation port portions 8 may be arranged in parallel.
  • the evaporation source 1 is composed of an evaporation particle generation unit 26 that heats the film forming material and a horizontally long diffusion unit 27 that diffuses the evaporation particles generated from the evaporation particle generation unit 26 to equalize the pressure,
  • a plurality of the evaporation port portions 8 are arranged in the laterally long diffusion portion 27 in the lateral direction.
  • the film-forming material is stored in the exchangeable particle generation unit 26 (crucible 26) by an automatic crucible exchange mechanism, and the vaporized particles heated and evaporated in the crucible 26 are temporarily stopped to equalize the pressure.
  • the horizontally long diffuser 27 is provided, and a plurality of slit-like openings narrow in the lateral direction are arranged along the lateral direction in the lateral direction that is long in the relative movement direction and orthogonal to the upper part of the horizontally long diffuser 27. A large number of the evaporation port portions 8 are arranged.
  • each of the evaporation ports 8 arranged side by side in the horizontal direction is provided at the tip of the introduction portion 28 protruding from the horizontally long diffusion portion 27 of the evaporation source 1, and around the introduction portion 28 or between the introduction portions 28, A heat shut-off unit 19 that shuts off the heat of the evaporation source 1 is provided.
  • the heat shut-off unit 19 may be any unit that shields heat, but this embodiment employs a cooling plate 9D, has a medium path for supplying a cooling medium, and the cooling medium receives heat from the evaporation source 1.
  • a heat exchanging portion 20D for exchanging this heat through the medium path while taking the heat is provided to enhance the heat shielding effect.
  • the exchange chamber 16 is arranged in parallel so that the mask holder 6 provided with the vapor deposition mask 2 can be removed from the vapor deposition chamber 7. Further, the exchange chamber 16 is provided with a cleaning mechanism for the mask holder 6 with the vapor deposition mask 2 so that the deposited film material is peeled off, and the film recovery material is recovered and reused by the material recovery mechanism. Cleaning is performed to remove film forming materials and particles remaining on the surface of the mask holder 6 with the vapor deposition mask 2 after the material is peeled off. Further, the mask holder 6 with the vapor deposition mask 2 may be configured to be cleaned by a cleaning mechanism without peeling and collecting the deposited film forming material.
  • a plastic film is used as the transparent substrate 4, and an organic EL display provided with a cathode, a plurality of light emitting layers made of an organic substance, and an anode layer on the plastic film 4 is rolled to roll.
  • This method is also effective when a light emitting layer is deposited by a vacuum deposition method.
  • FIG. 2 is an enlarged explanatory plan view of a vapor deposition mask in which a large number of slit-like mask openings 3 that are long in the relative movement direction of the substrate 4 are formed side by side.
  • a large number of mask openings 3 of the vapor deposition mask 2 are arranged in parallel in a lateral direction orthogonal to the relative movement direction of the substrate 4, and are formed in a slit shape having a long opening area in the relative movement direction of the substrate 4.
  • the vapor deposition mask 2 may be formed of an alloy of Fe and Ni such as Invar having a small linear expansion coefficient in order to prevent the mask opening 3 from being thermally expanded and distorting the desired film formation pattern. desirable.
  • At least one of the mask holder 6 and the vapor deposition mask 2 is provided with a temperature control unit 9 for controlling the temperature of the vapor deposition mask 2 so that even if the vapor deposition mask 2 is separated from the substrate 4, It is configured so that heat is conducted to the mask holder 6 by bonding, the temperature rise of the vapor deposition mask 2 is suppressed, and the temperature of the vapor deposition mask 2 is kept constant, so that the vapor deposition mask 2 is fixed.
  • the linear expansion coefficient is larger than that of Invar, nickel having good formability may be used.
  • the opening area of the mask opening 3 is large.
  • the mask opening 3 in the lateral direction orthogonal to the relative movement direction of the substrate 4 has an evaporation port. Since the evaporated particles ejected from the portion 8 should not enter the adjacent pixels, the opening width is limited.
  • the film formation pattern is a linear pattern in the relative movement direction of the substrate 4, there is no problem in lengthening the mask opening 3 in the relative movement direction of the substrate 4. By having a long opening in the relative movement direction, the relative movement film-forming range can be increased and the film thickness can be increased.
  • the film thickness ( ⁇ ) at the time of transport film formation is vapor deposition rate ( ⁇ / s) / moving speed (mm / s) ⁇ deposition mask slit length (mm). ).
  • the deposition mask opening width Mx in the lateral direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate 4 is 0.1 mm
  • the slit length My of the deposition mask 2 in the relative movement direction of the substrate 4 is 10 mm and 100 mm.
  • the film thickness when My is 10 mm is 100 ⁇ , but the film thickness when My is 100 mm. Becomes 1000 mm, and a deposited film having a film thickness of 10 times can be formed at the same moving speed.
  • the desired film thickness is 400 mm and the vapor deposition rate at the position facing the evaporation port 8 is 10 mm / s, the moving speed when My is 10 mm is 0.25 mm / s.
  • the moving speed is 2.5 mm / s, and the production tact time can be shortened.
  • the mask openings 3 in each row of the vapor deposition mask 2 have a single lit opening that is long in the relative movement direction because the opening area is larger.
  • the mask openings 3 are dotted with slit openings that are long in the relative movement direction in this direction.
  • the slits may be formed in a slit shape that is long in the relative movement direction and narrow in the lateral direction perpendicular thereto, so that a wide total opening length (total opening area) of each of the slit-shaped mask openings 3 may be secured.
  • attention must be paid to the shape of the mask opening 3.
  • an inner angle R is formed in the mask opening 3 as shown in FIG. Since the film thickness at both ends is reduced, the inner angle R generated during the etching process is reduced by reducing the plate thickness of the mask.
  • the film thickness ratio of the edge with respect to the central portion is represented by A / (A + 2R).
  • the inner angle R is 0.08 mm.
  • a / (A + 2R) 0.98, and R is set to 0.08.
  • A becomes 7.84 mm. That is, when the plate thickness of the vapor deposition mask 2 is set to 0.1 mm and it is desired to suppress the film thickness variation within the film formation pattern to 2% or less, one mask is used when a plurality of mask openings 3 are arranged in the relative movement direction. The length of the linear portion of the opening 3 in the relative movement direction needs to be 7.84 mm or more.
  • the inner angle R is 0.04 mm, and similarly, A required for suppressing the film thickness variation in the film formation pattern to 2% or less is 3.92 mm. Therefore, if the mask thickness is reduced, the required length A is shortened, and if A is lengthened, the film thickness variation can be further reduced.
  • the shadow SH of the film formation pattern (the amount of protrusion of the inclined portion on the side edge of the vapor deposition film) can be suppressed.
  • the evaporation rate can be increased by increasing the opening length of the evaporation port 8 in the relative movement direction.
  • the shadow SH is a gap G, the opening width ⁇ x in the lateral direction of the evaporation port 8, and a distance TS between the evaporation port 8 and the vapor deposition mask 2, the following expression (3 The opening width ⁇ x of the evaporation port portion is set small so that the shadow SH does not reach the interval PP between the adjacent vapor deposition films.
  • the gap G can be secured at 1 mm or more.
  • TS 100 mm and ⁇ x is 3 mm
  • G 1 mm
  • TS 100 mm and ⁇ x is reduced to 0.6 mm
  • G can be 5 mm
  • SH can be reduced to 0.01 mm, and a higher-definition film forming pattern may be supported.
  • the total opening length in the relative movement direction of the substrate 4 becomes longer as the distance from the center portion increases in the lateral direction.
  • the vapor deposition rate decreases as the distance from the central portion increases, but the film thickness of the vapor deposition film is set to be constant.
  • the dimensions of the evaporation source port are, for example, an evaporation source opening width ⁇ x of 1 mm, an evaporation source slit length ⁇ y of 60 mm, and a lateral film thickness distribution perpendicular to the relative movement direction of the substrate 4 is 20 of cos ⁇ . If the distribution approximates to the power, the film thickness distribution shown in FIG. 8 is obtained. When the incident angle of the evaporated particles on the vapor deposition mask 2 is increased, the influence of the above-described error is increased. Therefore, when the film is used for film formation up to a position where the film thickness is as thin as 80% of the center, ⁇ 30 to +30 in the X-axis direction.
  • the width of 60 mm is an effective film forming range for forming a film with one nozzle.
  • the evaporation mask opening length at the positions of ⁇ 30 and +30 that are both ends of the effective film formation range is about 146 mm. As shown in FIG. 8, the opening length becomes longer symmetrically as the distance from the center to both ends increases.
  • the film thickness correcting plate 29 is disposed on the substrate 4 side of the vapor deposition mask 2 by using the gap G where the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 are separated from each other, whereby the vapor deposition mask 2. Even if it is necessary to further correct the film thickness after bonding to the mask holder 6, the film thickness of the deposited film can be corrected without replacing the deposition mask 2.
  • the mask opening 3 may not be formed into a slit shape that is longer in the relative movement direction of the substrate 4 as it is farther to the left and right ends, but may be the same slit and corrected by the film thickness correction plate 29.
  • the formation interval in the horizontal direction perpendicular to the relative movement direction of the substrate 4 of the mask opening 3 of the vapor deposition mask 2 that determines the film formation pattern to be vapor deposited on the substrate 4 is set to It is set narrower than the interval between the film formation patterns by an amount corresponding to the gap G between the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 and the distance TS between the evaporation port 8 and the vapor deposition mask 2.
  • the distance Mpx from the mask position facing the center of the evaporation port 8 to the mask opening center is from the position of the substrate 4 facing the center of the evaporation port to the center of the film formation pattern.
  • TS 100 mm and G is 1 mm
  • ⁇ 100 and ⁇ / (1 + ⁇ ) is about 0.99. Therefore, for example, when Px is 10 mm, Mpx is 9.9 mm, and Mpx is smaller than Px.
  • the vapor deposition mask 2 depends on the size of the gap G between the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 and the distance TS between the evaporation port 8 and the vapor deposition mask 2.
  • the position of the vapor deposition film deposited on the substrate 4 through the mask opening 3 is shifted in the lateral direction, but the opening interval of the vapor deposition mask 2 should be set narrower than the film formation pattern in consideration of this deviation amount.
  • the evaporation mask opening width Mx is larger and smaller than the gap G between the substrate 4 and the evaporation mask 2 and the evaporation port. It becomes wide by the difference according to the magnitude of the distance TS between the portion 8 and the vapor deposition mask 2.
  • the mask opening width Mx is about 0.126 mm when G is 3 mm, and about 0.143 mm when G is 5 mm. Become wider.
  • the mask holder 6 of the present embodiment is provided with a rib portion 24 extending in the relative movement direction of the substrate 4, and a vapor deposition mask provided in each restricting opening 5 on the substrate-side tip surface of the rib portion 24.
  • a mask mounting support surface 23 is provided for supporting and joining the two. For example, as shown in FIG. 12, when the R pixel of the light emitting layer is vapor-deposited, other G and B pixel widths and the mask mounting support surface 23 can be provided for the interval. Since the gap G is separated, it can be secured widely.
  • the mask mounting support surface 23 in a configuration in which the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 are in close contact is expressed by 2P + 3PP using the vapor deposition film interval PP and the vapor deposition pattern width P for RGB pixel vapor deposition.
  • the gap G causes a difference A between the extreme position of the vapor deposition pattern and the extreme position of the mask opening 3 of the vapor deposition mask 2 when viewed from the center of the substrate 4 facing the evaporation port 8.
  • A is represented by G (Px + P / 2 ⁇ x / 2) / (TS + G), and the mask mounting support surface 23 is 2A wider than the case where the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 are in close contact with each other.
  • the mask mounting support surface 23 when the substrate 4 and the vapor deposition mask 2 are in close contact is 0. 35 mm.
  • the mask mounting support surface 23 is about 0.64 mm when G is 1 mm.
  • the thickness is about 1.79 mm, and a sufficient area for spot welding can be secured by polymerizing the vapor deposition mask 2.
  • the vapor deposition mask 2 is divided and joined to the mask holder 6 so as to be uniform for each vapor deposition region based on the film thickness distribution characteristic for each evaporation port portion 8, as shown in FIG.
  • the two vapor deposition masks 2 are brought together at the mask mounting support surface 23 and welded with a laser, whereby the vapor deposition masks 2 can be firmly joined to the mask holder without any gap.

Abstract

　基板を離間状態で相対移動させることで小形の蒸着マスクでも広範囲に成膜パターンの蒸着膜を蒸着でき、また、成膜パターンの重なりを防止すると共に、蒸発源からの輻射熱の入射を抑制し、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。蒸発源１と基板４との間に、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に蒸着マスク２を付設し、前記基板４を、蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６及び前記蒸発源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、蒸着マスク２のマスク開口部３は、前記基板１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、この横方向に複数並設した蒸着装置。

Description

蒸着装置並びに蒸着方法
　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て、この高温の開口部と蒸着マスクの距離が近接しているため、蒸着レートは高いが、蒸発源からの輻射熱を大量に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、前記蒸着マスクは、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、前記蒸着マスク２のマスク開口部３は、前記基板１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、この横方向に複数並設したことを特徴とする蒸着装置に係るものである。
　また、減圧雰囲気とする蒸着室７内に、前記成膜材料を収めた前記蒸発源１と、この蒸発源１の蒸発口部８から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子が通過する前記マスク開口部３を設けた前記蒸着マスク２とを配設し、前記蒸発口部８を複数並設し、前記蒸着マスク２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、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前記基板４に形成されるように構成し、この蒸発源１とこの蒸発源１と対向状態に配設する前記基板４との間に、隣接する若しくは離れた位置の前記蒸発口部８からの蒸発粒子を通過させない前記制限用開口部５を設けた前記飛散制限部を構成する前記マスクホルダー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て、この相対移動方向に前記蒸着マスク２の前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて前記基板４より小さい前記蒸着マスク２でも広範囲に蒸着膜が形成されるように構成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３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４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、この一若しくは複数の蒸発口部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３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に温度制御機構９を備える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を設け、このリブ部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９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と前記マスク取付支承面23を、溶接を用いて接合したことを特徴とする請求項１０記載の蒸着装置に係るものである。
　また、前記溶接は、レーザーを用いることを特徴とする請求項１１記載の蒸着装置に係るものである。
　また、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蒸着マスク２は、前記マスク取付支承面23で接合することを特徴とする請求項１０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記載の蒸着装置に係るものである。
　また、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前記各マスク開口部３は、前記相対移動方向に一つの長いスリット状開口部を形成して若しくは複数のマスク開口部３を前記相対移動方向に並設して、前記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なる構成とし、このマスク開口部３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Ｐｘとすると下記の式（１）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Ｐとすると下記の式（２）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記載の蒸着装置に係るものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　また、前記蒸着マスク２の前記基板４側の表面に、前記マスク開口部３の周囲若しくはこのマスク開口部３間に、熱交換して温度制御する媒体を流通させる媒体路若しくは前記ヒートパイプを配設して、前記蒸着マスク２に前記温度制御機構９を設けたことを特徴とする請求項８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（３）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記載の蒸着装置に係るものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　また、前記蒸着マスク２のマスク開口部３をエッチング加工で形成する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、前記蒸着マスク２は、Ｎｉ若しくはＮｉとＦｅの合金で構成する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、前記成膜材料を、有機材料と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、前記請求項１～２３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触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、蒸着マスクのマスク開口部を相対移動方向に長くすることで蒸着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、請求項２記載の発明においては、一層本発明の作用・効果が良好に発揮され、一層実用性に優れた蒸着装置となる。
　また、請求項３，４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更に抑制でき、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５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６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７記載の発明においては、各蒸発口部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、マスクホルダーに温度制御機構を設けることで、蒸発源からの輻射熱が蒸着マスクへ入射することを抑制し、蒸着マスクの温度を一定に保持でき、またマスクホルダーが熱膨張し、マスクホルダーに付設された蒸着マスクのマスク開口部の位置がずれ、成膜パターン位置がずれることを防ぐことができる。
　また、請求項９，１０記載の発明においては、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、かつ、このリブ部の先端面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、請求項１１記載の発明においては、蒸着マスクとマスク取付支承面の接合を、溶接を用いることで、強固に接合できる。
　また、請求項１２記載の発明においては、請求項１１記載の溶接にレーザーを用いることで、小面積のマスク取付支承面にも、蒸着マスクを溶接できる。
　また、請求項１３記載の発明においては、蒸着マスクを複数分割して構成する場合でも、二つの蒸着マスクをマスク取付支承面でつきあわせ、接合することで、蒸着マスク同士を隙間無く強固にマスクホルダーに接合できる。
　また、請求項１４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、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は、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップと、前記蒸着マスクと前記蒸発口部との距離と、前記蒸着膜の成膜パターンで決定され、前記蒸着膜の成膜パターンより狭く設定し、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（マスク開口幅）は、前記基板と前記蒸着マスクとのギャップと、前記蒸着マスクと前記蒸発口部との距離と、前記蒸着膜の成膜パターンにおける開口幅で決定され、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、蒸着マスク自体を温度制御するため効率が良く、また例えば更に前記マスクホルダーにも温度制御機構を設けることで更に温度保持機能が向上し、また、基板と蒸着マスクとの離間部分（ギャップ）を利用して温度制御機構の一部を構成する媒体路やヒートパイプを設けることができるので、媒体路やヒートパイプのレイアウトの自由度を確保することができる。
　また、請求項１９記載の発明においては、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により生じる（このギャップの大きさ、蒸発口部と基板の距離によっても変化する）前記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。
　また、請求項２０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の発光層を順次成膜する場合に、隣接する蒸着膜（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一層優れた蒸着装置となる。
　また、請求項２１記載の発明においては、蒸着マスクのマスク開口部をエッチング加工で形成すると、マスク開口部は、蒸着マスクを線膨張係数の小さい材料を用いても精度良く形成することができる。
　また、請求項２２記載の発明においては、蒸着マスクをＮｉ若しくはＮｉとＦｅの合金で構成することで成形性が良く、低熱膨張率の蒸着マスクを形成できる。
　また、請求項２３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２４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。
本実施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。 本実施例のマスク開口部を示す拡大説明平面図である。 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蒸発口部の開口幅を狭めることで蒸着膜の陰影を抑制することができる説明図である。 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で、分割した蒸着マスクを溶接して接合することを示す説明図である。
　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、蒸着マスク２のマスク開口部３を、基板４の相対移動方向と直交する横方向に並設し、各マスク開口部３を一つのスリット状開口部で形成するか、若しくは複数の開口部を前記相対移動方向に並設して、こ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に構成することで、基板４と蒸着マスク２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、蒸着マスク２のマスク開口部３をこのように相対移動方向に長くすることで蒸着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。
　本発明の具体的な実施例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。
　本実施例は、減圧雰囲気とする蒸着室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を設けた前記蒸着マスク２とを配設し、この蒸着マスク２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、この導入部28の周囲若しくはこの導入部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、蒸着室７に不図示のゲート弁を介して交換室16を並設し、蒸着室７から蒸着マスク２を付設したマスクホルダー６を取出自在に構成できるようにしている。また、前記交換室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。
　また、本実施例は、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、基板４の相対移動方向に長いスリット状のマスク開口部３を横方向に多数並設形成した蒸着マスクの拡大説明平面図である。
　蒸着マスク２のマスク開口部３は、基板４の相対移動方向と直交する横方向に多数並設された構成とし、基板４の相対移動方向に長い開口面積を持ったスリット状に構成している。また、蒸着マスク２は、熱膨張してマスク開口部３が歪み、所望の成膜パターンが形成されないこと防止するため、線膨張係数の小さいインバーなどのＦｅとＮｉからなる合金で形成することが望ましい。
　また、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の温度を保持するように制御する温度制御部９を設け、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熱がマスクホルダー６へ伝導するように構成し、蒸着マスク２の温度上昇を抑制し、蒸着マスク２の温度が一定に保持するように構成することで、蒸着マスク２にインバーと比較して線膨張係数は大きいが、成形性のよいニッケルなどを用いるようにしてもよい。
　また、基板４に成膜材料を高レートに蒸着するにはマスク開口部３の開口面積が広い方がよいが、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、蒸発口部８から噴出した蒸発粒子が隣接画素に入射してはいけないため、開口幅が制限される。本実施例は、成膜パターンは基板４の相対移動方向に線状のパターンとなるため、マスク開口部３を基板４の相対移動方向に長くすることは問題なく、蒸着マスク２は基板４の相対移動方向に長い開口部を有することで、相対移動成膜範囲が長くとれ、膜厚を厚く成膜できる。
　具体的には、マスク開口部３の開口幅が同じ場合の搬送成膜時の膜厚（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。例えば、基板４の相対移動方向に直交する横方向の蒸着マスク開口幅Ｍｘを０．１ｍｍとし、基板４の相対移動方向の蒸着マスク２のスリット長Ｍｙが１０ｍｍと１００ｍｍで成膜される場合を比較した。蒸発口部８の対向する位置での蒸着レートを１０Å／ｓ，移動速度を１ｍｍ／ｓを共通とすると、Ｍｙが１０ｍｍの場合の膜厚は１００Åになるが、Ｍｙが１００ｍｍの場合の膜厚は１０００Åとなり、同じ移動速度で膜厚が１０倍の蒸着膜を形成できる。また、所望の膜厚が４００Åとし、蒸発口部８の対向する位置での蒸着レートを１０Å／ｓは共通とすると、Ｍｙが１０ｍｍの場合の移動速度は０．２５ｍｍ／ｓとなるが、Ｍｙが１００ｍｍの場合の移動速度は２．５ｍｍ／ｓとなり、生産タクトタイムを短くすることができる。
　また、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一つのリット状開口部とした方がより開口面積が広くなり好ましい。しかし、図３に示すように、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開口部をこの方向に点在させこのトータルとして各マスク開口部３を基板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に構成して、この各スリット状のマスク開口部３のトータル開口長（総合開口面積）を広く確保してもよい。ただし、画素内の膜厚分布を均一にするためには、マスク開口部３の形状に注意しなければならない。
　具体的に言うと、マスク開口部３をエッチング加工で形成する場合、図４に示すように、マスク開口部３に内角Ｒが形成され、前記相対移動しながら蒸着すると、ライン状の蒸着膜の両端の膜厚が薄くなるので、マスクの板厚を薄くすることで、エッチング加工時に生じる内角Ｒが小さくなるようにしている。
　更に、前記マスク開口部３を前記相対移動方向に複数並設してトータルとしてこの相対移動方向に長いマスク開口部３を形成する場合には、一つの長いスリット状に形成する場合と比較して、上述した内角Ｒの影響がより大きくなるので、マスク開口部３を前記相対移動方向に複数並設する場合でも、一つ一つの相対移動方向に対する開口部の長さは長くすることで、内角Ｒにより蒸着膜両端の膜厚の低下を低減することができる。
　例えば、図４に示すように、内角をＲ、マスク開口部３の前記相対移動方向の直線部分の長さをＡとすると、中央部分に対する端の膜厚比はＡ／（Ａ＋２Ｒ）で表される。この式の値が１に近づく程、蒸着パターンの中央と端の膜厚の差が小さくなり、一つの成膜パターン内が良好な膜厚分布となる。
　更に、Ａ／（Ａ＋２Ｒ）の値が１に近づくには、Ａを大きくしＲを小さくする必要がある。エッチング加工の場合、マスクの板厚の８０％程度のＲがでるとすると、Ｒを小さくするためにマスクの板厚を小さくする。
　具体的には、板厚が０．１ｍｍのマスクでは、内角Ｒは０．０８ｍｍとなる。ライン状に成膜される成膜パターンの中央部分の膜厚に対する端の膜厚の低下を２％以下にしたい場合、Ａ／（Ａ＋２Ｒ）＝０．９８で表され、Ｒに０．０８を代入すると、Ａは７．８４ｍｍとなる。つまり、蒸着マスク２の板厚を０．１ｍｍとして、成膜パターン内の膜厚ばらつきを２％以下に抑えたい場合、マスク開口部３を前記相対移動方向に複数並設する際の一つのマスク開口部３の相対移動方向の直線部分の長さは、７．８４ｍｍ以上必要である。
　また、板厚が０．０５ｍｍのマスクでは、内角Ｒは０．０４ｍｍとなり、同様に成膜パターン内の膜厚ばらつきを２％以下に抑えたい場合に必要なＡは３．９２ｍｍとなる。よって、マスクの板厚を薄くすると、必要なＡの長さが短く、Ａを長くすれば、膜厚ばらつきを一層低く抑えることも可能になる。
　また、図５に示すように、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。
　また、図６に示すように、陰影ＳＨは、ギャップＧ、蒸発口部８の前記横方向の開口幅φｘ、この蒸発口部８と蒸着マスク２との距離ＴＳとすると、下記の式（３）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、蒸発口部の開口幅φｘを小さく設定している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　具体的には、陰影ＳＨを０．０３ｍｍ以下に設定し、ＴＳを１００～３００ｍｍとし、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、ＴＳを１００ｍｍでφｘを３ｍｍとすると、Ｇは１ｍｍとなり、またＴＳを１００ｍｍでφｘを０．６ｍｍまで小さくすると、Ｇを５ｍｍ確保することができる。また、ＴＳを３００ｍｍとし、φｘを３ｍｍ、Ｇを１ｍｍとすると、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、蒸着マスク２の各マスク開口部３のスリット長（開口部の形成長）若しくは複数の開口部から成る場合は基板４の相対移動方向の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７，図８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、蒸発源口部の寸法が、例えば蒸発源開口幅φｘが１ｍｍ、蒸発源スリット長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１ノズルで成膜する成膜有効範囲である。蒸発源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８に示すように中心から両端に離れるほど左右対称に開口長が長くなる。
　また、図９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、膜厚補正板29で補正するようにしてもよい。
　また、図１０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間隔を、前記蒸着膜の成膜パターンの間隔よりも、基板４と蒸着マスク２とのギャップＧ及び蒸発口部８と蒸着マスク２までの距離ＴＳに応じた分だけ狭く設定している。
　具体的には、図１０に示すように、蒸発口部８中心に対向するマスク位置からのマスク開口中心までの距離Ｍｐｘは、蒸発口部中心に対向する基板４位置からの成膜パターン中心までの距離Ｐｘにα／（１＋α）乗した分（このときα＝ＴＳ／Ｇ）小さくなる。
　従って、例えばＴＳを１００ｍｍ、Ｇを１ｍｍとすると、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の開口間隔を、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１１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、蒸着パターン幅より広くなる。
　また、本実施例の前記マスクホルダー６には、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１２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、ＴＳを２００ｍｍ、φｘを１ｍｍ、Ｐｘを３０ｍｍとすると、マスク取付支承面23はＧが１ｍｍでは約０．６４ｍｍ、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、蒸発口部８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れるように、蒸着マスク２を分割してマスクホルダー６に接合する場合は、図１３に示すように、二つの蒸着マスク２をマスク取付支承面23でつきあわせ、レーザーで溶接することで、蒸着マスク２同士を隙間無く強固にマスクホルダーに接合できる。
　尚、本発明は、実施例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。

Claims (24)

  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、前記蒸着マスクのマスク開口部は、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、この横方向に複数並設したことを特徴とする蒸着装置。
  2. 　減圧雰囲気とする蒸着室内に、前記成膜材料を収めた前記蒸発源と、この蒸発源の蒸発口部から蒸発した前記成膜材料の蒸発粒子が通過する前記マスク開口部を設けた前記蒸着マスクとを配設し、前記蒸発口部を複数並設し、前記蒸着マスクと離間状態に位置合わせする基板に、前記複数の蒸発口部から飛散する蒸発粒子が前記マスク開口部を通過して堆積し、蒸着マスクにより定められる成膜パターンの蒸着膜が前記基板に形成されるように構成し、この蒸発源とこの蒸発源と対向状態に配設する前記基板との間に、隣接する若しくは離れた位置の前記蒸発口部からの蒸発粒子を通過させない前記制限用開口部を設けた前記飛散制限部を構成する前記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この蒸着マスクとの離間状態を保持したまま相対移動させて、この相対移動方向に前記蒸着マスクの前記成膜パターンの蒸着膜を連続させて前記基板より小さい前記蒸着マスクでも広範囲に蒸着膜が形成されるように構成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、前記蒸着マスクを付設したことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
  4. 　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３記載の蒸着装置。
  5. 　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４記載の蒸着装置。
  6. 　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記載の蒸着装置。
  7. 　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、この一若しくは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３記載の蒸着装置。
  8. 　前記マスクホルダーに温度制御機構を備えることを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
  9. 　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たことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
  10. 　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を設け、この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９記載の蒸着装置。
  11. 　前記蒸着マスクと前記マスク取付支承面を、溶接を用いて接合したことを特徴とする請求項１０記載の蒸着装置。
  12. 　前記溶接は、レーザーを用いることを特徴とする請求項１１記載の蒸着装置。
  13. 　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蒸着マスクは、前記マスク取付支承面で接合することを特徴とする請求項１０記載の蒸着装置。
  14. 　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記載の蒸着装置。
  15. 　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前記各マスク開口部は、前記相対移動方向に一つの長いスリット状開口部を形成して若しくは複数のマスク開口部を前記相対移動方向に並設して、前記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なる構成とし、このマスク開口部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Ｐｘとすると下記の式（１）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Ｐとすると下記の式（２）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記載の蒸着装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  18. 　前記蒸着マスクの前記基板側の表面に、前記マスク開口部の周囲若しくはこのマスク開口部間に、熱交換して温度制御する媒体を流通させる媒体路若しくは前記ヒートパイプを配設して、前記蒸着マスクに前記温度制御機構を設けたことを特徴とする請求項８記載の蒸着装置。
  19. 　前記蒸発源の前記蒸発口部は、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たことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
  20. 　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（３）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記載の蒸着装置。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  21. 　前記蒸着マスクのマスク開口部をエッチング加工で形成することを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
  22. 　前記蒸着マスクは、Ｎｉ若しくはＮｉとＦｅの合金で構成することを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
  23. 　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記載の蒸着装置。
  24. 　前記請求項１～２３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。
PCT/JP2012/054724 2011-03-23 2012-02-27 蒸着装置並びに蒸着方法 WO2012127993A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-064738 2011-03-23
JP2011064738A JP2012201895A (ja) 2011-03-23 2011-03-23 蒸着装置並びに蒸着方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012127993A1 true WO2012127993A1 (ja) 2012-09-27

Family

ID=46879152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/054724 WO2012127993A1 (ja) 2011-03-23 2012-02-27 蒸着装置並びに蒸着方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2012201895A (ja)
TW (1) TW201305372A (ja)
WO (1) WO2012127993A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113690396A (zh) * 2021-08-25 2021-11-23 京东方科技集团股份有限公司 掩膜组件及其制造方法、目标结构的制造方法、显示装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI472635B (zh) * 2013-09-13 2015-02-11 Univ Nat Taiwan 脈衝雷射蒸鍍系統
KR102363252B1 (ko) * 2014-11-12 2022-02-16 삼성디스플레이 주식회사 박막 증착 장치, 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 및 유기 발광 표시 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07286272A (ja) * 1993-11-09 1995-10-31 General Vacuum Equip Ltd 真空ウェブ・コーテング方法及び装置
JP2004119064A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Fujitsu Ltd 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP2010270396A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Samsung Mobile Display Co Ltd 薄膜蒸着装置
JP2011047035A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Samsung Mobile Display Co Ltd 薄膜蒸着装置及びこれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07286272A (ja) * 1993-11-09 1995-10-31 General Vacuum Equip Ltd 真空ウェブ・コーテング方法及び装置
JP2004119064A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Fujitsu Ltd 薄膜形成装置および薄膜形成方法
JP2010270396A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Samsung Mobile Display Co Ltd 薄膜蒸着装置
JP2011047035A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Samsung Mobile Display Co Ltd 薄膜蒸着装置及びこれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113690396A (zh) * 2021-08-25 2021-11-23 京东方科技集团股份有限公司 掩膜组件及其制造方法、目标结构的制造方法、显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012201895A (ja) 2012-10-22
TW201305372A (zh) 2013-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5616812B2 (ja) 蒸着装置並びに蒸着方法
WO2012124428A1 (ja) 蒸着装置並びに蒸着方法
JP2012193391A5 (ja)
JP5356210B2 (ja) マスク組立体、その製造方法及びそれを用いた平板表示装置用蒸着装置
US9388488B2 (en) Organic film deposition apparatus and method of manufacturing organic light-emitting display device by using the same
US11718904B2 (en) Mask arrangement for masking a substrate in a processing chamber, apparatus for depositing a layer on a substrate, and method for aligning a mask arrangement for masking a substrate in a processing chamber
TWI687315B (zh) 蒸鍍遮罩、圖案之製造方法、有機半導體元件的製造方法
JP6318472B2 (ja) 多面付け蒸着マスクの製造方法及びこれにより得られる多面付け蒸着マスク並びに有機半導体素子の製造方法
TWI618804B (zh) 遮罩片及使用其製造有機發光二極體顯示器之方法
JP2013055039A (ja) Ｅｌ発光装置の製造方法および蒸着装置
US20100316801A1 (en) Thin film deposition apparatus
JP2009009777A (ja) 成膜用マスク
WO2012127993A1 (ja) 蒸着装置並びに蒸着方法
WO2012127957A1 (ja) 蒸着装置並びに蒸着方法
WO2014050501A1 (ja) 蒸着装置並びに蒸着方法
JP6769692B2 (ja) 蒸着マスクの製造方法、及び有機半導体素子の製造方法
JP2012197467A5 (ja)
WO2016107637A1 (en) Masking arrangement for masking a substrate during a deposition process, deposition apparatus for layer deposition on a substrate, and method for cleaning a masking arrangement
TWI816883B (zh) 蒸鍍裝置
KR100683709B1 (ko) 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리 및 그 제조방법
JP2014077155A (ja) 成膜装置及び成膜用マスク
KR20170057643A (ko) 롤투롤 분출각도조절부를 갖는 증착장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12761057

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12761057

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1