WO2017158937A1 - 被パターン形成体の製造方法 - Google Patents

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WO2017158937A1
WO2017158937A1 PCT/JP2016/085094 JP2016085094W WO2017158937A1 WO 2017158937 A1 WO2017158937 A1 WO 2017158937A1 JP 2016085094 W JP2016085094 W JP 2016085094W WO 2017158937 A1 WO2017158937 A1 WO 2017158937A1
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WO
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mask
pattern
light
amount
light irradiation
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PCT/JP2016/085094
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English (en)
French (fr)
Inventor
新藤　博之
尚裕 奥村
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • 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
    • H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a pattern forming body in which a pattern is formed using a mask.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a pattern forming body capable of suppressing deformation of a mask used for patterning.
  • a pattern is formed by irradiating light with a mask having a light shielding portion adjacent to a pattern formation body.
  • an organic electroluminescence element hereinafter also referred to as an organic EL element
  • the light emission efficiency of the irradiated region is reduced, and patterning can be performed (for example, see Patent Document 1).
  • This phenomenon has reciprocity failure characteristics as described in International Publication No. 2014/175135, and it is known that the higher the irradiation power density (irradiance), the faster the reaction, even with the same integrated light quantity. .
  • an organic EL sheet a sheet on which a plurality of organic EL elements are formed (hereinafter also referred to as an organic EL sheet) is irradiated with light, the processing performance per unit time can be improved, but the light irradiation area needs to be enlarged.
  • the amount of thermal deformation of the mask that occurs due to a temperature rise due to ultraviolet absorption at the light shielding portion of the mask increases.
  • a large mask has a problem that the amount of warp deformation in the direction perpendicular to the mask plane is insignificantly larger than the amount of in-plane deformation due to thermal expansion, and light irradiation blur occurs and accurate patterning cannot be performed.
  • a method for suppressing thermal deformation of the mask there is a method for suppressing heat generation by intermittent light irradiation.
  • this is not sufficient, and it is necessary to cool the mask by blowing a gas (for example, air).
  • a gas for example, air
  • Patent Document 2 discloses a manufacturing method that suppresses thermal deformation of a reticle during projection light irradiation of a semiconductor element or a liquid crystal display element.
  • the technique is to determine the optimum air flow rate by experimenting the reticle temperature with respect to the wind speed of the gas blown to the reticle for various conditions of irradiation light including pulsed light, and the conditions are determined by the temperature.
  • conditions are not determined from the actual deformation amount, and mask deformation due to gas blowing itself is not considered.
  • the present invention has been made in view of the above problems and situations, and a problem to be solved is to provide a method for manufacturing a pattern forming body that can suppress deformation of a mask used for patterning.
  • the above-mentioned problems of the present invention can be solved by setting an optimum value for the speed at which the gas is blown onto the mask. That is, the subject concerning this invention is solved by the following means.
  • a method for producing a pattern forming body in which a pattern is formed using a mask In a state where the mask is cooled by blowing gas, the pattern forming body adjacent to the mask is provided with a step of intermittently irradiating the pattern forming body from a position facing the mask,
  • the warp deformation amount ⁇ Z of the mask in the direction perpendicular to the surface of the pattern forming body from the position closest to the end of the range in which the light irradiated pattern of the pattern forming body is formed is expressed by the following equation: Patterning is performed under conditions in which the speed (V) of blowing the gas onto the mask, the irradiation time (t) and the duty ratio (D) of one period (T) of the light irradiation are adjusted so as to satisfy (I).
  • a method for producing a pattern-formed body characterized by the above. Formula (I): ⁇ Z ⁇ 70 [ ⁇ m]
  • Formula (II): ( ⁇ H 1 + ⁇ H 2 ) ⁇ ⁇ ⁇ 70 [ ⁇ m] (In the formula, ⁇ represents a coefficient satisfying the following formula (III).) Formula (III): ⁇ (2.44 ⁇ 10 ⁇ 11 ⁇ b 4 + 0.70 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ b 2 ) / (2.44 ⁇ 10 ⁇ 11 ⁇ a 4 + 0.70 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ a 2 ) (In the formula, a represents the distance from the position closest to the end to the center of the mask in the range where the light irradiated pattern of the pattern formation body is formed. B represents the mask from the end of the mask. Represents the distance to the center.)
  • the patterned body according to any one of items 1 to 3 is an organic electroluminescent element in which a light emitting pattern corresponding to the pattern of the mask is formed. Manufacturing method.
  • Schematic configuration diagram showing an example of a light irradiation device used in the present invention Schematic diagram showing the relationship between the amount of warpage deformation and the amount of warpage of the mask
  • Schematic cross-sectional view showing the relationship between the amount of mask float and pattern displacement Schematic showing the relationship between irradiation light and light irradiation range
  • An example of a graph showing the amount of pattern thinning against the amount of mask float An example of a graph showing the amount of warpage of the mask against the wind speed of the gas flow
  • the flowchart which shows an example of the process which determines light irradiation conditions
  • Example of a graph showing the temperature of the mask against the wind speed of the gas flow An example of a graph showing the amount of warpage of the mask with respect to the light irradiation time
  • the method for manufacturing a pattern forming body of the present invention is a method for manufacturing a pattern forming body in which a pattern is formed using a mask, and the mask is placed adjacent to each other in a state where the mask is cooled by blowing a gas.
  • Patterning is performed under conditions in which the irradiation time (t) and duty ratio (D) of one cycle (T) of light irradiation are adjusted.
  • the gas flow velocity (V 0 ) and the irradiation time (t 0 ) when the total value ( ⁇ H 1 + ⁇ H 2 ) of the mask warpage amount ⁇ H 2 in FIG. It is preferable to form a pattern on the pattern forming body under the above-described conditions in that the condition search can be started from a condition close to the optimal solution, and the light irradiation conditions can be optimized by minimizing the number of parameter changes. .
  • ⁇ H 2 is preferably larger than ⁇ H 1 .
  • This is preferably a high irradiance for speeding up the reaction, and since the amount of warpage deformation increases as the irradiance is increased, light irradiation is performed by allocating more ⁇ H 2 than ⁇ H 1. This is because it is preferable to widen the allowable range of the amount of warpage due to, and increase the irradiance.
  • the pattern forming body according to the present invention is an organic electroluminescence element in which a light emitting pattern corresponding to the pattern of the mask is formed, from the viewpoint of manifestation of the effect of the present invention.
  • the method for manufacturing a pattern forming body of the present invention is a method for manufacturing a pattern forming body in which a pattern is formed using a mask, and the mask is placed adjacent to each other in a state where the mask is cooled by blowing a gas.
  • the velocity (V) of blowing the gas to the mask so that the warp deformation amount ⁇ Z of the mask in the direction perpendicular to the surface of the pattern forming body from a position close to 2 satisfies the following formula (I): Patterning is performed under conditions in which the irradiation time (t) and duty ratio (D) of one cycle (T) of light irradiation are adjusted. Formula (I): ⁇ Z ⁇ 70 [ ⁇ m]
  • the amount of warping ⁇ H 1 at the edge of the mask with respect to the wind speed V (or flow rate) of the gas (air) for cooling the mask in a state where no light is irradiated in advance, and continuous irradiation The amount of warping ⁇ H 2 at the edge of the mask with respect to time t is measured in advance, and the amount of warpage ( ⁇ H 1 + ⁇ H 2 ) obtained by adding both is equal to or less than the allowable value of the amount of warping at the edge of the mask, and the irradiation time t. Is selected.
  • the allowable value of the warp amount at the edge portion of the mask is calculated in advance from the allowable value of the mask warpage deformation amount at the position closest to the end portion in the range where the light irradiated pattern of the pattern forming body is formed. Then, in a state where air is blown onto the mask at the selected wind speed, the amount of warpage of the edge of the mask when the light irradiation with a predetermined duty ratio is intermittently performed with a predetermined number of cycles at the irradiation time t is measured. This condition is adopted if the maximum amount of warpage during the cycle is less than the allowable value.
  • the light irradiation time t, the duty ratio D, and the wind speed V are changed to adjust the maximum warpage amount to be equal to or less than the allowable value, and the optimal light irradiation condition is determined. Patterning is performed under the adjusted optimum light irradiation conditions.
  • a light irradiation apparatus 1 shown in FIG. 1 mainly includes a light irradiation unit 2, a pattern forming body mounting table 15, and the like.
  • the light irradiation unit 2 preferably includes a light source unit 6, a lens array 7, a cover 9, and the like.
  • the light source unit 6 includes, for example, UV-LEDs having a light emission wavelength of 365 nm or 385 nm arranged in parallel on a light source substrate 4 as a light source (LED) 5 that emits ultraviolet rays, and converts the light emitted from the light source 5 into a lens.
  • the light is shaped into a predetermined divergence angle by the array 7, and is irradiated to the organic EL sheet, which is the pattern forming body 12, through the cover 9 that reflects and guides the light through the mask 14 positioned therebelow.
  • the organic EL sheet is held on the pattern forming body mounting table 15.
  • the lens array 7 is fixed to the light source unit by a lens array support 8.
  • the irradiation light L emitted from the lens array 7 is confined in the cover whose inner surface is a reflection surface, prevents the light amount from decreasing, and is irradiated onto the mask 14 with a uniform light amount.
  • the distance (WD) between the lower end of the cover and the mask should be as narrow as possible, and preferably about 5 mm. If it is this space
  • the light source 5 is turned on, turned off, and the irradiation output at the time of lighting and the irradiation time are controlled by a controller (not shown) to perform intermittent light irradiation.
  • the lens array 7 is used for shaping the divergence angle, but a condensing mirror such as a compound parabolic concentrator may be used.
  • a heat radiating plate 3 for releasing heat generated by light emission of the light source 5 to the outside is provided on the light source substrate 4. By installing such a heat sink 3, the temperature rise of the light source part 6 can be suppressed.
  • the mask 14 irradiated with the irradiation light L becomes high temperature and is thermally deformed, and the temperature inside the cover 9 and the cover 9 rises, so that patterning with high dimensional accuracy becomes difficult. Therefore, the gas flow 11 such as air is arranged in a position opposite to the upper surface of the mask 14 through the gap between the mask 14 and the cover 9 so as to be blown in parallel to the mask 14 and toward the center of the mask 14.
  • a pair of gas flow generation units 10 is provided.
  • the gas flow 11 blown in the central direction in parallel with the mask 14 performs cooling of the mask surface evenly and merges at the central portion.
  • air circulation (convection) inside the cover 9 can be promoted to cool the air whose temperature has risen inside the cover 9 and the cover 9 can be efficiently cooled.
  • the blown air absorbs heat and circulates inside the cover 9 and is exhausted from the side surface adjacent to the surface on which the gas flow generation unit 10 is provided.
  • a pattern forming body 12 for example, an organic EL sheet is disposed, and a pattern forming body mounting table 15 is disposed under the pattern forming body 12.
  • a displacement sensor 13 is attached to the end of the mask 14, and the amount of warpage of the mask in the vertical direction of the pattern forming body is measured by the light emitted from the light source or the gas blown.
  • the warp deformation amount ⁇ Z of the mask in the present invention refers to the position closest to the end of the pattern-formed body on which the light irradiated pattern is formed and the deformation in the direction perpendicular to the surface of the pattern-formed body.
  • the distance (amount) that can be calculated from the position of the mask.
  • the glass substrate surface in the vicinity of the light shielding portion has a higher temperature and the expansion increases, and thus warpage occurs as shown in FIG. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, for example, in the case of an organic EL element, the distance between the organic EL sheet and the edge of the mask deformed in the direction perpendicular to the surface of the organic EL sheet is expressed as “mask warpage. Amount ⁇ H ”. Further, the “mask warp deformation ⁇ Z” is the closest to the end of the range W where the light emitting layer on which the light-irradiated pattern of the organic EL element is formed exists, and on the surface of the pattern forming body. The distance from the deformed mask position in the vertical direction is used.
  • ⁇ Calculation method of allowable amount of mask warpage deformation> As an example of a method for calculating the allowable value of the amount of deformation of the mask warp, a small light irradiation apparatus (irradiation area 10 cm ⁇ 10 cm, irradiance 4 W / cm 2 , collimation half angle 45 °) as shown in FIG. Patterning is performed by irradiating light to the organic EL element while changing the interval between the EL elements (mask floating amount d), and the amount of deviation of the light emission pattern of the organic EL element is experimentally evaluated. An acceptable range can be determined. This allowable value of the mask floating amount corresponds to the allowable value of the mask warpage deformation amount.
  • a mask having a size of 6 cm ⁇ 6 cm and having a light shielding part of a line and space pattern with a half pitch of 0.3 mm (300 ⁇ m) and a length of 2 mm in the center is used.
  • the light-shielding portion that generates heat by absorbing ultraviolet rays is limited to the line & space pattern, and the other portions are transparent.
  • a spacer 17 is inserted between the mask and the pattern forming body mounting table, and the mask is lifted from the organic EL element and irradiated with light.
  • ultraviolet rays are irradiated from the base material side (corresponding to the light emission side) of the organic EL element of 5 cm ⁇ 3 cm to form three light emission patterns.
  • the mask floating amount d is changed by changing the thickness of the spacer.
  • the light irradiation conditions are an irradiance of 4 W / cm 2 and an integrated irradiation time of 4 minutes.
  • an aluminum foil is covered on the upper part of the mask so as to cover an area adjacent to the spacer of the mask so that the spacer is not exposed to ultraviolet rays.
  • the line width reduction amount is (mask floating amount d) ⁇ tan ⁇ .
  • the inclination of the graph of the mask floating amount and the line width thinning amount is substantially tan 45 ° (inclination 1) (see FIG. 5).
  • the range in which the pattern difference is difficult to perceive is 10% or less of the half pitch. Therefore, assuming that the pattern deviation tolerance is 30 ⁇ m, when the collimation half angle is 45 °, the tolerance of the mask floating amount is 30 ⁇ m. be able to.
  • the collimation half angle of the light irradiation device is 45 ° and the irradiance is 4 W / cm 2
  • the collimation half angle is reduced, pattern blurring is reduced and the allowable value of the warp deformation amount of the mask can be increased.
  • the collimation half-width is reduced, the irradiance decreases. Irradiance of 1 W / cm 2 or more is preferable in order to shorten the light irradiation time using the illuminance failure characteristics of the organic EL element.
  • the collimation half angle is 23 °.
  • the amount of mask warpage deformation that can be allowed at a collimation half angle of 23 ° is calculated using the following equation (1) to be 70 ⁇ m.
  • Expression (1): Deflection amount of mask [ ⁇ m] 30 [ ⁇ m] ⁇ tan 45 ° / tan 23 ° Therefore, the warping deformation amount of the mask in this case needs to be suppressed to 70 ⁇ m or less.
  • the mask warpage deformation amount is desirably 30 ⁇ m ⁇ tan 45 ° / tan ⁇ or less.
  • the organic EL sheet is disposed inside the pattern forming object mounting table plane in a state of being sandwiched between the pattern forming object mounting table and the mask. Therefore, it is difficult to measure the amount of warp deformation of the mask. Therefore, the amount of mask warpage, which is the distance from the edge of the deformed mask in the direction perpendicular to the surface of the measurable organic EL sheet, is measured, and whether or not the amount of mask warpage is within the allowable range. judge.
  • the allowable value of the mask warpage amount is calculated based on a simulation from the allowable value of the mask deformation amount, and if the mask warpage amount is within the allowable value range, the mask deformation amount is also within the allowable value range. .
  • ⁇ Z f 2.44 ⁇ 10 ⁇ 11 ⁇ f 4 + 0.70 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ f 2
  • f is a distance [mm] from the center of the mask
  • ⁇ Z f [ ⁇ m] is a mask deformation amount in a direction perpendicular to the mask surface with respect to the mask surface with no deformation at the point of the distance f. It is.
  • the allowable value of the mask warpage amount at the edge of the mask can be calculated as ⁇ ⁇ 30 ⁇ m ⁇ tan 45 ° / tan ⁇ .
  • ⁇ is a ratio ( ⁇ Z fb / ⁇ Z fa ) of ⁇ Z fb at the edge of the mask to ⁇ Z fa at the edge of the light emitting layer of the organic EL sheet.
  • ⁇ (2.44 ⁇ 10 ⁇ 11 ⁇ b 4 + 0.70 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ b 2 ) / (2.44 ⁇ 10 ⁇ 11 ⁇ a 4 + 0.70 ⁇ 10 ⁇ 4 ⁇ a 2 )
  • a represents the distance from the position closest to the end to the center of the mask in the range where the light emitting layer of the organic EL sheet exists.
  • b represents the distance from the edge of the mask to the center of the mask.
  • the mask warpage amount was measured using a Keyence laser displacement meter LK-H150, and the wind speed was measured using a wind speed converter 6332D and a probe 0962-00 manufactured by Kanomax Japan.
  • the wind speed measurement was performed by installing an anemometer probe (not shown) in front of the outlet of the gas flow generation part protruding outside the cover.
  • a flow meter may be installed in a pipe that feeds air into the gas flow generation unit, and the flow rate may be used as a parameter. Even if the anemometer is detached due to a large air flow, it is possible to avoid damaging the mask.
  • an organic EL sheet is placed on a pattern forming body mounting table, and a mask is placed thereon.
  • the amount of warpage of the mask is measured when only light is blown onto the mask without light irradiation and light irradiation is not performed.
  • the wind speed V is changed by a value equal to or greater than the minimum value V min to obtain a warping amount ⁇ H 1 at each wind speed (step S1).
  • the relationship between the wind speed V and the amount of warp ⁇ H 1 [ ⁇ m] of the mask is shown in the graph of FIG. In order to suppress the warp, it is preferable to lower the wind speed for blowing the gas, but the mask cooling effect is reduced.
  • FIG. 8 shows a simulation result of the maximum temperature of the mask front and back surfaces with respect to the wind speed at which gas (air) is blown when an ultraviolet ray having an irradiance of 4 W / cm 2 is irradiated.
  • the higher the wind speed the lower the mask temperature.
  • the back surface of the mask is in close contact with the organic EL sheet on the light-shielding portion side and does not directly contact the air, the temperature is higher than the mask surface that is exposed to air.
  • the back surface of the mask is in close contact with the organic EL sheet, and it is necessary to prevent thermal deformation of the base material when a resin is used as the base material of the organic EL sheet.
  • the organic EL sheet uses a PET substrate, and since the glass transition temperature of PET is 70 ° C., the mask back surface temperature is desirably cooled to 70 ° C. or lower. Therefore, in this case, the lower limit of the air blowing speed is preferably 1 m / s or more, and more preferably 2 m / s or more.
  • the amount of warpage of the mask when only light irradiation is performed without blowing gas to the mask is measured.
  • the irradiation time t at this time is changed by a value equal to or greater than the minimum value t min to obtain the warp amount ⁇ H 2 at each irradiation time (step S2).
  • the minimum value t min of the light irradiation time t is determined by, for example, the irradiation time setting resolution of the light irradiation device.
  • the relationship between the irradiation time t and the mask warpage amount ⁇ H 2 [ ⁇ m] is shown in the graph of FIG.
  • FIG. 9 shows the result of measuring the amount of mask warpage with respect to the irradiation time when ultraviolet rays having an illuminance of 4 W / cm 2 are continuously irradiated. The measurement was carried out with the gas blowing to the mask stopped.
  • ⁇ H 1 and ⁇ H 2 satisfying the following formulas (A) to (C) are selected (step S3).
  • ⁇ H max is a mask warpage amount allowable value, and is calculated by the aforementioned ⁇ ⁇ 30 ⁇ tan 45 ° / tan ⁇ [ ⁇ m].
  • ⁇ H 1 min and H 2 min are the minimum value of ⁇ H 1 obtained from the minimum value V min of wind speed and the minimum value of ⁇ H 2 obtained from the minimum value t min of light irradiation time, respectively.
  • the distribution of the mask warp amount ⁇ H 1 by gas blowing and the warp amount ⁇ H 2 by ultraviolet irradiation is determined. It is preferable to increase the irradiance in order to speed up the reaction using the reciprocity illuminance failure. In this case, the amount of warpage increases as the irradiance increases. Therefore, it is desirable that the distribution be ⁇ H 2 > ⁇ H 1, and by distributing in this way, the allowable range of the amount of warp deformation due to the irradiance can be expanded and the irradiance can be increased.
  • the wind speed V 0 corresponding to ⁇ H 1 and the light irradiation time t 0 corresponding to ⁇ H 2 are set to their initial values, and the duty ratio D 0 is also set to the initial value (step S4).
  • Light irradiation is intermittently performed with the determined wind speed, light irradiation time, and duty ratio, and the mask warpage amount ⁇ H is measured (step S5). It is determined whether or not the measured mask warp amount ⁇ H is equal to or less than an allowable value ( ⁇ H max ) (step S6). When the measured mask warpage amount ⁇ H is equal to or less than the allowable value ( ⁇ H max ) (step S6; Yes), the light irradiation condition is determined by the wind speed V 0 , the light irradiation time t 0 , and the duty ratio D 0 , and the process is performed. Exit.
  • step S6 If the calculated mask warpage amount ⁇ H is not less than or equal to the allowable value ( ⁇ H max ) (step S6; No), it is determined whether or not the initial value t 0 of the light irradiation time is the minimum value t min (Ste S7).
  • the initial value t 0 of the light irradiation time if different from the minimum value t min (step S7; No) is smaller than the initial value t 0, is changed to the minimum value t min or more light irradiation time t 1 (step S8 ).
  • step S7 If the initial value t 0 of the light irradiation time, the minimum value t min (step S7; Yes), it is determined whether the initial value D 0 of the duty ratio is the minimum value D min (step S9) .
  • the initial value D 0 of the duty ratio if different from the minimum value D min (step S9; No) is smaller than the initial value D 0, is changed to the minimum value D min or more duty ratio D 1 (step S10).
  • Step S11 When the initial value D 0 of the duty ratio is the minimum value D min ((Step S9; Yes)), it is determined whether or not the initial value V 0 of the wind speed is the minimum value V min (Step S11).
  • the initial value V 0 of the wind speed is the minimum value V min (step S11; Yes)
  • the illuminance P of the light irradiation device is lowered (step S13). Since the illuminance has been lowered, the process returns to step S2 for measuring the amount of warpage of the mask when only light irradiation is performed without blowing the gas to the mask again, and ⁇ H 2 is obtained.
  • step S11 When the initial value V 0 of the wind speed is different from the minimum value V min (step S11; No), the wind speed is changed to a wind speed V 1 that is smaller than the initial value V 0 and equal to or higher than the minimum value V min (step S12).
  • step S8 Changing the optical irradiation time t 1 (step S8), and changes the duty ratio D 1 (the step S10) or the wind speed if you change the V 1 (step S12), the determined light irradiation time, a duty ratio or the wind speed the mask warpage [Delta] H was measured again (step S5), and if the maximum value [Delta] H max or less of mask warpage (step S6; Yes), and terminates the light irradiation condition determination process. If it is not less than the maximum value ⁇ H max of the mask warp amount (step S6; No), the process returns to step S7 again.
  • the wind speed, light irradiation time, and duty ratio for blowing an optimum gas to the mask can be determined, and the light emission pattern of the organic EL element with suppressed pattern deviation can be obtained.
  • the optimal light irradiation conditions are similarly set according to the flow of FIG. Can be determined. While blowing gas on the mask at a wind speed of 5 m / s, 10 cycles of intermittent light irradiation with an illuminance of 4 W / cm 2 , irradiation for 30 seconds, and extinction for 30 seconds were performed.
  • FIG. 10 shows the result of measuring the transient response of the mask warpage during light irradiation at this time.
  • FIG. 11 shows the results of 20 cycles of intermittent light irradiation with an irradiation time of 15 seconds and a turn-off time of 15 seconds.
  • the maximum warpage amount was 39.8 ⁇ m, which could be suppressed within the allowable value ⁇ H max , so this condition was adopted.
  • the parameter value is changed in a direction to reduce the warpage amount.
  • the irradiation time t By shortening the irradiation time t, the irradiation energy per pulse can be reduced.
  • the duty ratio D it is possible to extend the turn-off time and enhance the cooling effect.
  • the wind speed V By reducing the wind speed V in a range where the mask back surface temperature is equal to or lower than a predetermined temperature, the amount of warp deformation due to gas blowing can be reduced.
  • the search can be started and the light irradiation conditions can be optimized by minimizing the number of times of changing the parameters.
  • the mask which concerns on this invention is a structure provided with a light-shielding part on a base material, Comprising: It can pattern by arrange
  • the “pattern” refers to, for example, a design (pattern or pattern of a figure), characters, images, etc. displayed on a panel of organic EL elements. “Patterning” refers to providing these pattern display functions.
  • the “light emission pattern” refers to a light emission intensity (brightness) that varies depending on the position of the light emitting surface based on a predetermined design (pattern or pattern), characters, images, etc. when the organic EL panel emits light.
  • the mask is not particularly limited as a material, and for example, a known glass material used for optics or a substrate can be used.
  • glass ceramics such as aluminosilicate glass, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, quartz glass, chain silicate glass, crystallized glass, phosphate glass or lanthanum glass Etc. Of these, those having a low coefficient of thermal expansion are preferred.
  • Heat resistant glass such as quartz glass, glass ceramic and borosilicate glass (for example, Tempax Float (registered trademark) manufactured by Schott) can be preferably used.
  • the thickness is not particularly limited, but a thickness of 3 to 10 mm can be used.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light irradiation apparatus used in the present invention, and each component will be described in detail.
  • the light source of the light irradiation device is not particularly limited as long as it is a light source that emits a desired amount of light.
  • a light source that emits a desired amount of light.
  • Ultraviolet light in the inner wavelength region can be used.
  • a UV-LED having a long light source life and capable of high-output and high-speed ON / OFF control is preferable.
  • the organic EL element When the organic EL element is irradiated with light, it is preferably irradiated with an integrated irradiation light amount of 200 to 5000 J / cm 2 depending on the size of the panel. Further, the light irradiation time in one cycle of intermittent light irradiation is preferably in the range of 1 to 150 seconds.
  • the gas flow generation unit 10 is arranged at a position opposite to the upper surface of the mask 14 so that gas (air) is blown in parallel to the mask 14 and toward the center of the mask 14 through the gap between the mask 14 and the cover 9. ing.
  • the gas flow generation unit 10 is arranged on the upper surface of the mask 14 and sprayed in parallel with the mask 14, so that the gas flow 11 to be sprayed travels uniformly on the mask 14 and joins at the center of the mask 14.
  • Spraying in parallel means spraying at an angle within ⁇ 2 degrees with respect to the plane of the mask 14. When spraying upwards over 2 degrees with respect to the mask plane, the mask is not cooled sufficiently. In addition, if the air is blown downward to more than 2 degrees with respect to the mask plane, the air blown to the mask is turbulent, the mask is not evenly cooled, and the air that has joined at the center is not covered by the cover 9. A turbulent flow is generated, the above-described convection does not occur, and cooling is not efficient, which is not preferable.
  • the air blown to the mask merges at the center of the mask 14.
  • the mask 14 and the cover 9 can be cooled uniformly.
  • the gas flow generation unit 10 is arranged in parallel to the opposing position on the upper surface of the mask 14.
  • the side surface of the cover to be sprayed is also parallel.
  • the gap between the cover 9 and the gas flow generator 10 is not particularly limited as long as air is efficiently blown onto the cover, but is preferably within a range of 10 to 200 mm. More preferably, it is in the range of 50 to 100 mm.
  • the length of the gas flow generating part is preferably the same as or larger than the width of the cover on the side to be sprayed.
  • the air blown from the gas flow generation unit 10 is blown into the cover 9 through the gap between the mask 14 and the cover 9.
  • this gap has a function of an inlet / outlet for air into / from the cover, it also affects the air blown through the cover 9 efficiently. It is preferably within a range of 2 to 20 mm. Preferably, it is in the range of 3 to 10 mm. If the gap is within 20 mm, the air is efficiently circulated in the cover 9, and if it is 2 mm or more, a sufficient air volume for cooling can be obtained.
  • the pair of gas flow generation units 10 be disposed at symmetrical positions with respect to the center portion of the cover 9 and the mask 14.
  • a chiller (not shown) having a water channel 16 at the lower part of the mask.
  • the gas flow generating part is provided with a slit-like or nozzle-like spraying part. It is more preferable to have a slit-shaped spraying part.
  • FIG. 12 is a side view of an example of a gas flow generation unit provided with a slit-shaped spraying unit.
  • the gas flow generation part provided with the slit-shaped spray part S can spray the layered gas stream 11.
  • air blown at a high speed from a thin slit with a gap of about 50 to 100 ⁇ m can entrain a large amount of surrounding air and blow layered air. By blowing such layered air, the mask and the cover can be efficiently cooled.
  • the number of nozzles is preferably large, and the number of nozzles is preferably one at intervals of 5 to 20 mm.
  • the size of the nozzle diameter can be adjusted as appropriate. Note that the measurement of the amount of warpage of the mask with respect to the gas spray speed in FIG. 6 is the result of using a slit-shaped spray portion.
  • a commercially available product can be used as the slit-shaped spraying part used for the spraying part.
  • a layered airflow generator 750 type manufactured by Sanwa Enterprise, a blower knife air nozzle manufactured by Spraying System Japan, or the like can be used.
  • the amount of air blown from the pair of blowing parts is preferably the same.
  • the air volume can be 1000 to 4000 L / min.
  • the gas flow generation unit is preferably connected to an air compressor. According to the irradiation light quantity of an ultraviolet-ray, it can adjust to a desired air volume and a wind speed suitably.
  • a known air compressor can be used.
  • the air to be blown is temperature-adjusted. If necessary, the cooling efficiency can be increased by using air whose temperature is adjusted to about 5 to 15 degrees, for example.
  • the cover has a function of preventing a reduction in the amount of light emitted from the light emitting unit and irradiating the mask with a uniform amount of light. Therefore, it is preferable that the inner surface is covered with a reflective material. Since the reflective material is resistant to heat and durable, a metal material can be used. For example, aluminum is preferably used because it is lightweight.
  • the cover has a light source attached at the top and a gap with the mask at the bottom, its height and bottom area are not particularly limited and should be set according to the size of the panel to be irradiated. Can do.
  • the bottom surface is preferably larger than the pattern formation area to be fabricated.
  • the height of the cover can be adjusted as appropriate based on the amount of ultraviolet light and the unevenness of the amount of irradiation light. For example, it can be about 0.5 to 5 m.
  • the pattern forming body mounting table has a function of cooling the pattern forming body by a water cooling method in addition to the function of mounting and fixing the pattern forming body. It is preferable to provide.
  • the sheet thickness is as thin as 0.1 to 0.5 mm, so that heat generated in the light shielding portion of the mask due to light irradiation is also cooled through the organic EL sheet.
  • the cooling method known methods may be mentioned, but a water cooling method is preferable because it is simple and effective.
  • a cooling pipe is provided inside the pattern forming body mounting table, and cooling water flows through the cooling pipe and absorbs heat generated in the mask and the organic EL sheet by light irradiation.
  • the cooling water that has absorbed heat by the pattern forming body mounting table is sent to the chiller unit installed outside, heat is exchanged inside the chiller unit, and the cooling water whose temperature is lowered is supplied to the pattern forming body mounting table.
  • the cooling water circulates through the chiller unit and the pattern forming body mounting table.
  • the material of the pattern forming body mounting table is preferably one having high thermal conductivity. For example, aluminum can be used.
  • the pattern forming body according to the present invention is preferably an organic EL element on which a light emitting pattern corresponding to the mask pattern is formed.
  • the organic EL device according to the present invention preferably includes one or a plurality of organic functional layers between at least a pair of electrodes.
  • the organic functional layer in the present invention refers to a layer containing an organic compound. Examples thereof include a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer (including a blue light emitting layer, a green light emitting layer, and a red light emitting layer), an electron transport layer, and an electron injection layer.
  • the organic EL element according to the present invention can take various configurations, and an example is shown in FIG. Note that FIG. 13 is not accurate for the sake of explanation.
  • the organic EL element 100 is provided on a substrate 113, and is configured by using a first electrode (transparent electrode) 111, an organic material, and the like in order from the substrate 113 side.
  • the functional layer 103 and the second electrode (counter electrode) 105a are stacked in this order.
  • An extraction electrode 116 is provided at the end of the first electrode 111 (consisting of the base layer 111a and the electrode layer 111b).
  • the first electrode 111 and an external power source (not shown) are electrically connected via the extraction electrode 116.
  • the organic EL element 100 is configured to extract the generated light (emitted light h) from at least the substrate 113 side.
  • the layer structure of the organic EL element 100 is not limited and may be a general layer structure.
  • the first electrode 111 functions as an anode (that is, an anode)
  • the second electrode 105a functions as a cathode (that is, a cathode).
  • the organic functional layer 103 has a structure in which a hole injection layer 103a / a hole transport layer 103b / a light emitting layer 103c / an electron transport layer 103d / an electron injection layer 103e are stacked in this order from the first electrode 111 side that is an anode.
  • the hole injection layer 103a and the hole transport layer 103b may be provided as a hole transport injection layer.
  • the electron transport layer 103d and the electron injection layer 103e may be provided as an electron transport injection layer.
  • the organic functional layer 103 may be laminated with a hole blocking layer, an electron blocking layer, or the like as necessary.
  • the light-emitting layer 103c may have a structure in which each color light-emitting layer that generates light emitted in each wavelength region is stacked, and each color light-emitting layer is stacked via a non-light emitting intermediate layer.
  • the intermediate layer may function as a hole blocking layer and an electron blocking layer.
  • the second electrode 105a as the cathode may also have a laminated structure as necessary. In such a configuration, only the portion where the organic functional layer 103 is sandwiched between the first electrode 111 and the second electrode 105 a becomes a light emitting region in the organic EL element 100.
  • the auxiliary electrode 115 may be provided in contact with the electrode layer 111b of the first electrode 111 for the purpose of reducing the resistance of the first electrode 111.
  • the organic EL element 100 having the above configuration is sealed with a sealing material 117 on the substrate 113 for the purpose of preventing deterioration of the organic functional layer 103 configured using an organic material or the like.
  • the sealing material 117 is fixed to the substrate 113 side with an adhesive 119.
  • the terminal portions of the first electrode 111 (extraction electrode 116) and the second electrode 105a are provided on the substrate 113 so as to be exposed from the sealing material 117 while being insulated from each other by the organic functional layer 103.
  • a well-known thing can be used for the material used for each layer which comprises an organic EL element.
  • the method for producing a pattern-formed body of the present invention can suppress deformation of a mask used for patterning, and can be suitably used for patterning a light-emitting body such as an organic EL element.

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Abstract

本発明の課題は、パターニングに用いるマスクの変形を抑制することができる被パターン形成体の製造方法を提供することである。　本発明の被パターン形成体の製造方法は、マスクを使用してパターンが形成される被パターン形成体の製造方法であって、気体を吹き付けてマスクを冷却した状態で、マスクを隣接させた被パターン形成体にマスクと対向する位置から被パターン形成体に間欠的に光照射する工程を備え、被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置からの被パターン形成体の表面に対して垂直方向のマスクの反り変形量ΔＺが、式（Ｉ）を満たすように、気体をマスクに吹き付ける速度（Ｖ）と光照射の１周期（Ｔ）の照射時間（ｔ）及びデューティ比（Ｄ）を調整した条件下でパターニングすることを特徴とする。　式（Ｉ）：ΔＺ≦７０［μｍ］

Description

被パターン形成体の製造方法
　本発明は、マスクを使用してパターンが形成される被パターン形成体の製造方法に関する。特に、本発明は、パターニングに用いるマスクの変形を抑制することができる被パターン形成体の製造方法に関する。
　被パターン形成体に遮光部を備えるマスクを隣接させて、光を照射することでパターンを形成することが知られている。
　例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう。）に紫外線を照射すると照射された領域の発光効率が低下し、パターニングをすることができる（例えば、特許文献１参照。）。この現象には、国際公開第２０１４／１７５１３５号に記載のとおり相反則不軌特性があり、同じ積算光量でも照射パワー密度（放射照度）が高い方が、反応が高速になることが知られている。
　従って、有機ＥＬ素子にパターニングを行う場合、できるだけ高放射照度にした方がタクトタイムを短縮でき、生産性を向上できる。さらに、有機ＥＬ素子が複数形成されたシート（以下、有機ＥＬシートともいう。）に光照射すれば単位時間当たりの処理能力が向上できるが、光照射面積を大型にする必要がある。
　高放射照度かつ大面積で光照射する場合、マスクの遮光部での紫外線吸収による温度上昇で発生するマスクの熱変形量が大きくなってしまう。特に大型マスクでは熱膨張による面内変形量よりもマスク平面に対して垂直方向の反り変形量が桁違いで大きくなり、光照射ボケが発生し正確なパターニングができないという問題がある。
　マスクの熱変形を抑制する方法として、間欠光照射により発熱を抑制する手法があるが、これだけでは不十分で、マスクに気体（例えば、空気）を吹き付けて冷却することが必要となる。大型のマスクには多量の空気を吹き付ける必要があるが、光照射をせずに空気を吹き付けただけでもマスクに反り変形が発生することが実験により分かった。すなわち、光照射と空気吹き付けの双方によるマスクの変形を抑制する必要がある。
　例えば、特許文献２には、半導体素子や液晶表示素子の投影光照射におけるレチクルの熱変形を抑制する製造方法が開示されている。その手法は、パルス光を含めた照射光の各種条件に対してレチクルへの気体送風の風速に対するレチクル温度を実験で求め最適な送風量を決めるというものであり、温度で条件出しを行っているが、実際の変形量から条件出しをしておらず、気体吹き付け自体によるマスク変形について考慮されていない。
特開平８－２５９９３８号公報 特開２０００－６８１９３号公報
　本発明は、上記問題・状況に鑑みなされたものであり、その解決課題は、パターニングに用いるマスクの変形を抑制することができる被パターン形成体の製造方法を提供することである。
　本発明に係る上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、マスクの反り変形量が所定の値以下になるように、間欠的に光照射する１周期の照射時間及びデューティ比だけでなく、マスクに気体を吹き付ける速度も最適値を設定することで、本発明の上記課題を解決することができることを見いだし、本発明に至った。
　すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。
　１．マスクを使用してパターンが形成される被パターン形成体の製造方法であって、
　気体を吹き付けて前記マスクを冷却した状態で、前記マスクを隣接させた被パターン形成体に当該マスクと対向する位置から当該被パターン形成体に間欠的に光照射する工程を備え、
　前記被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置からの前記被パターン形成体の表面に対して垂直方向の前記マスクの反り変形量ΔＺが、下記式（Ｉ）を満たすように、前記気体を前記マスクに吹き付ける速度（Ｖ）と前記光照射の１周期（Ｔ）の照射時間（ｔ）及びデューティ比（Ｄ）を調整した条件下でパターニングすることを特徴とする被パターン形成体の製造方法。
　式（Ｉ）：ΔＺ≦７０［μｍ］
　２．光照射しない状態で前記マスクに前記気体を吹き付けた際に発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ１と、前記光照射のみによって発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ２の合計値（ΔＨ１＋ΔＨ２）が、下記式（II）を満たす場合の気体流速度（Ｖ０）と照射時間（ｔ０）を各々の初期値として調整し、調整した条件下で前記被パターン形成体にパターン形成することを特徴とする第１項に記載の被パターン形成体の製造方法。
　式（II）：（ΔＨ１＋ΔＨ２）≦α×７０［μｍ］
（式中、αは、下記式（III）を満たす係数を表す。）
　式（III）：α＝（２．４４×１０－１１×ｂ４＋０．７０×１０－４×ｂ２）／（２．４４×１０－１１×ａ４＋０．７０×１０－４×ａ２）
（式中、ａは、被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置からマスクの中心までの距離を表す。ｂは、マスクの端部からマスクの中心までの距離を表す。）
　３．前記ΔＨ２が、前記ΔＨ１よりも大きいことを特徴とする第１項又は第２項に記載の被パターン形成体の製造方法。
　４．第１項から第３項までのいずれか一項に記載の被パターン形成体が、前記マスクのパターンに対応する発光パターンが形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする被パターン形成体の製造方法。
　本発明の手段によれば、パターニングに用いるマスクの変形を抑制することができる被パターン形成体の製造方法を提供することができる。
　本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
　大面積マスクを気体、例えば空気で冷却するためには多大な空気流量が必要となるが、実験により空気を吹き付けただけでもマスクに反りが発生することがわかった。
　特に、面積が約１ｍ２程度の大型のマスクの場合には、マスクの端部での反り量が大きくなるため、被パターン形成体とマスクの間に浮きが発生してしまい、パターンがぼけてしまう。
　例えば、厚さ５ｍｍ、８１３ｍｍ×１３７９ｍｍの大きさの石英基板にクロム遮光部を全面に付けたマスクをモデルとして、照度４Ｗ／ｃｍ２の紫外線を連続照射し熱平衡状態になった時の定常解析シミュレーションを行った結果、マスクの端部の面内方向の膨張量０．０１８ｍｍに対して、垂直方向の反り量は１．３ｍｍと反り量の方が圧倒的に大きく、反りを抑制することが必要であることがわかった。マスクを冷却して反りを抑制すれば、必然的に面内方向の膨張も抑制されると考えられる。
　そこで、空気を吹き付けた場合のみでのマスクの反りも含めて、光照射条件として空気風速（又は流量）と間欠光照射の１周期の照射時間とデューティ比（照射時間／（照射時間＋消灯時間））を最適化することで、マスクの変形を抑制することができたものと考えている。
本発明で用いられる光照射装置の一例を示す概略構成図 マスクの反り変形量と反り量の関係を示す模式図 マスクの浮き量とパターンズレの関係を示す概略断面図 照射光と光照射範囲の関係を示す模式図 マスクの浮き量に対するパターンの細り量を示すグラフの一例 気体流の風速に対するマスク反り量を示すグラフの一例 光照射条件を決定する処理の一例を示すフローチャート 気体流の風速に対するマスクの温度を示すグラフの一例 光照射時間に対するマスクの反り量を示すグラフの一例 一定の風速で気体を吹き付ける場合の光照射時間に対するマスクの反り量を示すグラフの一例 一定の風速で気体を吹き付ける場合の光照射時間に対するマスクの反り量を示すグラフの一例 スリット状の先端を有する気体流吹き付け部の一例の側面図 有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図
　本発明の被パターン形成体の製造方法は、マスクを使用してパターンが形成される被パターン形成体の製造方法であって、気体を吹き付けて前記マスクを冷却した状態で、前記マスクを隣接させた被パターン形成体に当該マスクと対向する位置から当該被パターン形成体に間欠的に光照射する工程を備え、前記被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置からの前記被パターン形成体の表面に対して垂直方向の前記マスクの反り変形量ΔＺが、前記式（Ｉ）を満たすように、前記気体を前記マスクに吹き付ける速度（Ｖ）と前記光照射の１周期（Ｔ）の照射時間（ｔ）及びデューティ比（Ｄ）を調整した条件下でパターニングすることを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する又は対応する技術的特徴である。
　本発明の実施態様としては、光照射しない状態で前記マスクに前記気体を吹き付けた際に発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ１と、前記光照射のみによって発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ２の合計値（ΔＨ１＋ΔＨ２）が、前記式（II）を満たす場合の気体流速度（Ｖ０）と照射時間（ｔ０）を各々の初期値として調整し、調整した条件下で前記被パターン形成体にパターン形成することが、最適解に近い条件から条件探索を始めることができ、パラメーターを変更する回数を最小限にして光照射条件を最適化できる点で好ましい。
　本発明の実施態様としては、ΔＨ２が、前記ΔＨ１よりも大きいことが好ましい。これは、反応の高速化のために高放射照度とすることが好ましく、放射照度を上げることにより反り変形量も増加することから、前記ΔＨ２を前記ΔＨ１よりも多く配分することにより光照射による反り量の許容範囲を広げ、放射照度を高めることが好ましいためである。
　本発明の実施態様としては、本発明に係る被パターン形成体が、前記マスクのパターンに対応する発光パターンが形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であることが、本発明の効果発現の観点から好ましい。
　《被パターン形成体の製造方法の概要》
　本発明の被パターン形成体の製造方法は、マスクを使用してパターンが形成される被パターン形成体の製造方法であって、気体を吹き付けて前記マスクを冷却した状態で、前記マスクを隣接させた被パターン形成体に当該マスクと対向する位置から当該被パターン形成体に間欠的に光照射する工程を備え、前記被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置からの前記被パターン形成体の表面に対して垂直方向の前記マスクの反り変形量ΔＺが、下記式（Ｉ）を満たすように、前記気体を前記マスクに吹き付ける速度（Ｖ）と前記光照射の１周期（Ｔ）の照射時間（ｔ）及びデューティ比（Ｄ）を調整した条件下でパターニングすることを特徴とする。
　式（Ｉ）：ΔＺ≦７０［μｍ］
　また、本発明の被パターン形成体の製造方法は、あらかじめ光照射しない状態で、マスクを冷却する気体（空気）の風速Ｖ（又は流量）に対するマスクの端部における反り量ΔＨ１と、連続照射時間ｔに対するマスクの端部における反り量ΔＨ２を測定しておき、両者を加算した反り量（ΔＨ１＋ΔＨ２）がマスクの端部における反り量の許容値以下となる風速Ｖと照射時間ｔを選定する。マスクの端部における反り量の許容値は、被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置におけるマスク反り変形量の許容値から予め算出しておく。
　そして、選定した風速で空気をマスクに吹き付けた状態で、照射時間ｔで所定デューティ比の光照射を間欠的に所定サイクル数で行った時のマスクの端部の反り量を測定する。サイクル中の最大反り量が許容値以下であれば、この条件を採用する。許容値を超える場合は光照射時間ｔ、デューティ比Ｄ、風速Ｖを変えて最大反り量が許容値以下となるように調整し、最適な光照射条件を決定する。調整した最適な光照射条件下でパターニングを行う。
　《光照射装置の概略構成》
　図１に示す光照射装置１は、主には、光照射部２と、被パターン形成体載置台１５等により構成されている。
　光照射部２は、光源部６と、レンズアレイ７、カバー９等を備えることが好ましい。
　光源部６は、光源基板４上に、例えば紫外線を出射する光源（ＬＥＤ）５として、発光波長が３６５ｎｍや３８５ｎｍのＵＶ－ＬＥＤを平面状に並列配置し、光源５から出射した光を、レンズアレイ７で所定の広がり角の光束に整形し、反射導光するカバー９を通じて、その下部に位置するマスク１４を介して、被パターン形成体１２である有機ＥＬシートに照射する。有機ＥＬシートは、被パターン形成体載置台１５に保持されている。レンズアレイ７はレンズアレイ支持体８により光源部に固定される。
　レンズアレイ７から出射した照射光Ｌは、内面が反射面となっているカバー内部に閉じ込められ、光量の低下を防ぎ、かつ均一な光量でマスク１４に光照射される。
　また、光照射エリア周辺部の光量を確保するためには、カバー下端とマスクの間隔（ＷＤ）はできるだけ狭い方が良く、５ｍｍ程度が望ましい。この間隔であれば、マスクに層状の気体を一様に吹き付けることができる。
　光源５は、コントローラ（不図示）により点灯、消灯や点灯時の照射出力、照射時間が制御され間欠光照射を行う。図１の説明においては、広がり角の整形にレンズアレイ７を用いたが、複合放物面集光器のような集光ミラーを用いてもよい。
　また、光源基板４の上部には、光源５の発光により生じた熱を、外部に放出するための放熱板３を具備していることが好ましい。このような放熱板３を設置することにより、光源部６の温度上昇を抑制することができる。
　照射光Ｌを照射されたマスク１４は、高温になり、熱変形するとともに、カバー９及びカバー９内部の温度が上昇して、寸法精度の高いパターニングが困難になってしまう。そこで、マスク１４の上面の対向する位置に、マスク１４と前記カバー９との間隙を通して、空気等の気体流１１がマスク１４と平行に、かつ前記マスク１４の中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の気体流発生部１０が備えられている。
　このような配置とすることにより、中央方向に、マスク１４と平行に吹き付けられた気体流１１は、マスク面の冷却をむらなく行うとともに、中央部で合流し、合流した空気流がカバー９上部に上昇して、光源側に到達し、さらにはカバー９側面に沿って下降し対流する。このように、カバー９内部の空気循環（対流）を促進して、カバー９内部の温度上昇した空気を冷却するとともに、カバー９をも効率的に冷却することができるものと考えられる。吹き付けられた空気は、熱を吸収してカバー９内部を循環して、気体流発生部１０が備えられている面の隣り合った側面から排気される。
　また、マスク１４の下には被パターン形成体１２、例えば有機ＥＬシートが配置され、その下部には被パターン形成体載置台１５が配置される。マスク１４の端部に変位センサー１３を付けて、マスクが光源部から照射された光や吹き付けられる気体によって被パターン形成体の垂直方向に変形する反り量を計測する。
　《マスクの反り量と反り変形量》
　本発明におけるマスクの反り変形量ΔＺとは、被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲の内もっとも端部に近い位置と、被パターン形成体の表面に対して垂直方向に変形したマスクの位置から算出することができる距離（量）をいう。
　マスクにガラス基板を使用する場合、マスクに光、例えば紫外線を照射すると遮光部が紫外線を吸収して発熱し、マスクのガラス基板が熱膨張して熱変形を生じる。具体的には、遮光部近辺のガラス基板面の方がより高温となり膨張が大きくなるため、図２のように反りが発生する。そこで、本発明では、図２に示すように、例えば有機ＥＬ素子の場合、有機ＥＬシートと、有機ＥＬシートの表面に対して垂直方向の変形したマスクの端部との距離を「マスクの反り量ΔＨ」とする。また、「マスクの反り変形量ΔＺ」は、有機ＥＬ素子の光照射されたパターンが形成される発光層が存在する範囲Ｗの内のもっとも端部に近い位置と、被パターン形成体の表面に対して垂直方向の変形したマスクの位置との距離とする。
　《マスク反り変形量許容値の算出方法》
　マスク反り変形量の許容値の算出方法の一例としては、図３に示すような小型光照射装置（照射エリア１０ｃｍ×１０ｃｍ、放射照度４Ｗ／ｃｍ２、コリメーション半角４５°）にて、マスクと有機ＥＬ素子の間隔（マスク浮き量ｄ）を変えて、有機ＥＬ素子に光を照射しパターニングを行い、有機ＥＬ素子の発光パターンのズレ量を実験評価し、発光パターンのズレ量からマスク浮き量の許容範囲を決めることができる。このマスク浮き量の許容値がマスク反り変形量の許容値に相当する。
　例えば、６ｃｍ×６ｃｍの大きさで、中央にハーフピッチ０．３ｍｍ（３００μｍ）、長さ２ｍｍのライン＆スペースのパターンの遮光部を備えるマスクを使用する。紫外線照射によるマスクの熱変形を発生させないために紫外線を吸収して発熱する遮光部はライン＆スペースのパターンだけとし、それ以外は透明とする。
　マスクと被パターン形成体載置台の間にスペーサー１７を挿入し、マスクを有機ＥＬ素子から浮かせて光照射する。このマスクを介して５ｃｍ×３ｃｍの有機ＥＬ素子の基材側（発光側に相当）から紫外線を光照射し、３本の発光パターンを形成する。スペーサーの厚さを変えることで、マスク浮き量ｄを変更する。光照射条件は、放射照度４Ｗ／ｃｍ２で積算照射時間は４分とする。なお、スペーサーに紫外線が当たらないように、マスクのスペーサーと隣接する範囲を覆うようにマスク上部にアルミ箔を被せる。
　照射する光が平行光でない場合、有機ＥＬ素子の基材の内部で斜光線が遮光部の下に潜り込むので、マスクを基材に密着させても（マスク浮き量ｄ＝０）発光パターンのライン幅は、３００μｍよりもδ細くなり、さらにマスクと基材との距離が離れることでより細くなる（図４参照。）。
　そこで、光照射後の発光パターンの３００μｍ方向の線幅を測定し、ｄ＝０での線幅を基準にしてマスク浮き量に対する線幅細り量を計測する。コリメーション半角をθとしたとき、線幅細り量は（マスク浮き量ｄ）×ｔａｎθとなる。コリメーション半角が４５°の場合は、マスク浮き量と線幅細り量のグラフの傾きはほぼｔａｎ４５°（傾き１）となっている（図５参照。）。目視でのパターン差が感じにくい範囲が、ハーフピッチの１０％以下であるため、３０μｍをパターンズレ許容値とすると、コリメーション半角が４５°の場合は、マスクの浮き量の許容値を３０μｍとすることができる。
　光照射装置のコリメーション半角が４５°、放射照度４Ｗ／ｃｍ２の場合、コリメーション半角を小さくすれば、パターンボケが低減されマスクの反り変形量の許容値を拡大することができる。しかし、コリメーション半角を小さくすると放射照度が落ちてしまう。
　有機ＥＬ素子の照度不軌特性を利用して光照射時間を短縮するには１Ｗ／ｃｍ２以上の放射照度が好ましい。この照度でコリメーション半角をできるだけ小さくなるように設計した結果、コリメーション半角は２３°となる。
　前述のマスクの浮き量の許容値から、コリメーション半角２３°において許容できるマスクの反り変形量を、下記式（１）を用いて算出すると、７０μｍとなる。
　式（１）：マスクの反り変形量［μｍ］＝３０［μｍ］×ｔａｎ４５°／ｔａｎ２３°
　従って、この場合のマスクの反り変形量は７０μｍ以下に抑えることが必要となる。高放射照度にするためにコリメーション半角θが増えた場合は、マスク反り変形量を３０μｍ×ｔａｎ４５°／ｔａｎθ以下とすることが望ましい。
　《マスク反り量許容値の算出方法》
　光照射条件を決定する際には、図１に示すように、有機ＥＬシートが被パターン形成体載置台とマスクに挟まれた状態で、被パターン形成体載置台平面の内側に配置されているため、マスクの反り変形量を計測することが難しい。そこで、測定可能な有機ＥＬシートの表面に対して垂直方向の、変形したマスクの端部との距離である、マスク反り量を計測し、マスク反り量が許容値の範囲内にあるかどうかを判定する。マスク反り量の許容値は、マスク変形量の許容値からシミュレーションに基づき算出され、マスク反り量が許容値の範囲内におさまっていれば、マスク変形量も許容値の範囲内にあることになる。
　具体的な算出方法を以下に説明する。前記マスクモデルの熱変形シミュレーションにより、有機ＥＬ素子の発光層が存在する範囲Ｗの内のもっとも端部におけるマスク変形量が３０μｍとなった時のマスクの変形状態を算出し、マスク中心からマスクの端部にかけての反りの状態を下式（II′）で示した関数として導出した。
　式（II′）：ΔＺｆ＝２．４４×１０－１１×ｆ４＋０．７０×１０－４×ｆ２
　ここで、ｆはマスクの中心からの距離[ｍｍ]、ΔＺｆ[μｍ]は距離ｆの点において変形がない状態でのマスク面を基準とした時のマスク面に垂直な方向のマスク変形量である。
　図２においてマスクの中心から有機ＥＬシートの発光層が存在する範囲のうち最も端部に近い位置までの距離ｆａは６１５ｍｍであり、この時のマスク変形量ΔＺｆａは式（II′）よりΔＺｆａ＝３０μｍとなる。一方、マスク反り量を測定する点はｆｂ＝７３５ｍｍであり、この時ΔＺｆｂ＝４５μｍとなる。従って、マスク反り量の許容値は４５μｍとなる。
　また、マスクの材質や遮光部の材質を変更してシミュレーションを行い、ｆ＝６１５ｍｍにおいてΔＺ＝３０μｍとなるマスク反り状態の関数を導出した結果、上式（II′）と同じ関数が得られた。
　そこで、コリメーション半角θのときのマスク変形量の許容値が３０μｍ×ｔａｎ４５°／ｔａｎθである場合のマスクの端部におけるマスク反り量の許容値は、α×３０μｍ×ｔａｎ４５°／ｔａｎθとして算出できる。ここで、αは有機ＥＬシートの発光層のもっとも端部におけるΔＺｆａに対するマスクの端部におけるΔＺｆｂの比（ΔＺｆｂ／ΔＺｆａ）である。有機ＥＬシートの発光層が存在する領域やマスクサイズが変わった場合でも、ΔＺｆの比をマスク変形量の許容値に乗じることにより、マスク反り量の許容値を算出することができる。コリメーション半角θ＝２３°、ｆａ＝６１５ｍｍ、ｆｂ＝７３５ｍｍの場合、α＝４５μｍ/３０μｍ＝１．５、マスク反り変形量許容値＝７０μｍとなるので、マスク反り量の許容値は１．５×７０μｍ＝１０５μｍとなる。すなわち、光照射しない状態で前記マスクに前記気体を吹き付けた際に発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ１と、光照射のみによって発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ２の合計値（ΔＨ１＋ΔＨ２）が、下記式（II）を満たす場合の気体流速度（Ｖ０）と照射時間（ｔ０）を各々の初期値として調整し、調整した条件下で前記被パターン形成体にパターン形成することができる。
　式（II）：（ΔＨ１＋ΔＨ２）≦α×７０［μｍ］
　式中、αは、下記式（III）を満たす係数を表す。
　式（III）：α＝（２．４４×１０－１１×ｂ４＋０．７０×１０－４×ｂ２）／（２．４４×１０－１１×ａ４＋０．７０×１０－４×ａ２）
　式中、ａは、有機ＥＬシートの発光層が存在する範囲のうち最も端部に近い位置からマスクの中心までの距離を表す。ｂは、マスクの端部からマスクの中心までの距離を表す。
　また、実験評価の過程で、紫外線を照射せずに空気をマスクに吹き付けただけでもマスクに反りが発生することが分かった。これは、層状空気を吹き付ける側の雰囲気圧力の変化による揚力が発生して反るものと推測される。
　また、図６に示すようにマスクに吹き付ける空気の風速を上げるとマスクの反り量も増加する。従って、反り量を許容値以下に抑制するためには吹き付ける気体の風速Ｖも光照射条件として最適化する必要がある。図６の測定において、マスク反り量の計測は、キーエンス製レーザ変位計ＬＫ－Ｈ１５０を用いて行い、風速計測は日本カノマックス社製の風速変換器６３３２Ｄとプローブ０９６２－００を用いた。
　風速計測は、カバーの外側にはみ出ている気体流発生部の吹き出し口の前に風速計のプローブ（図示略）を設置して行った。風速計の代わりに気体流発生部に空気を送り込む配管に流量計を設置し、流量をパラメーターとしてもよい。風速計が大きな風量により万一外れてしまっても、マスクを損傷してしまうことを回避できる。
　《光照射条件の決定》
　本発明で用いられる光照射条件を決定する方法（光照射条件決定処理）の一例を、図７のフローチャートを用いて説明する。
　なお、被パターン形成体の材質や光照射装置の照度、生産コスト、仕様上等の理由から、必要積算照射時間ｔｔｏｔａｌ、光照射時間ｔの最小値ｔｍｉｎ、デューティ比Ｄの最小値Ｄｍｉｎ、マスクに気体を吹き付ける風速Ｖの最小値Ｖｍｉｎが設定されており、タクトタイムの上限も、あらかじめ設定されている。
　図１に示すように、被パターン形成体載置台に有機ＥＬシートを配置し、その上にマスクを載せる。まずは光照射を行わずに、マスクに気体を吹き付けるのみで光照射を行わない場合のマスクの反り量を計測する。この時の風速Ｖは、最小値Ｖｍｉｎ以上の値で変化させてそれぞれの風速での反り量ΔＨ１を求める（ステップＳ１）。
　風速Ｖとマスクの反り量ΔＨ１［μｍ］との関係を図６のグラフに示す。反り抑制には気体を吹き付ける風速を下げることが好ましいが、マスク冷却効果が低減してしまう。
　例えば、図８に放射照度４Ｗ／ｃｍ２の紫外線を照射した時の気体（空気）を吹き付ける風速に対するマスク表裏面の最大温度のシミュレーション結果を示す。風速が大きい程、マスク温度を低減できるが、マスク裏面は遮光部側で有機ＥＬシートと密着しており直接空気が当たらないため、空気が当たるマスク表面よりも温度が高くなる。マスク裏面は有機ＥＬシートと密着しており、有機ＥＬシートの基材として樹脂を用いた場合には基材の熱変形が生じないようにする必要がある。
　有機ＥＬシートはＰＥＴ基材を用いており、ＰＥＴのガラス転移温度が７０℃なので、マスク裏面温度は７０℃以下に冷却されることが望ましい。従って、この場合の気体吹き付けの風速下限値としては１ｍ／ｓ以上が好ましく、２ｍ／ｓ以上がより好ましい。
　次に、マスクに気体を吹き付けずに、光照射のみを行った場合のマスクの反り量を計測する。この時の照射時間ｔは、最小値ｔｍｉｎ以上の値で変化させてそれぞれの照射時間での反り量ΔＨ２を求める（ステップＳ２）。光照射時間ｔの最小値ｔｍｉｎ、は、例えば光照射装置の照射時間設定分解能によって決定される。
　照射時間ｔとマスク反り量ΔＨ２［μｍ］との関係を図９のグラフに示す。
　図９は、照度４Ｗ／ｃｍ２の紫外線を連続照射した際の照射時間に対するマスク反り量を測定した結果である。マスクへの気体吹き付けは止めて測定を行った。
　次に、下記式（Ａ）～（Ｃ）を満たすΔＨ１及びΔＨ２を選定する（ステップＳ３）。ΔＨｍａｘはマスク反り量許容値であり、前述のα×３０×ｔａｎ４５°／ｔａｎθ[μｍ]にて算出される。ΔＨ１ｍｉｎ及びＨ２ｍｉｎはそれぞれ、風速の最小値Ｖｍｉｎから求められるΔＨ１の最小値及び光照射時間の最小値ｔｍｉｎから求められるΔＨ２の最小値である。
　式（Ａ）：ΔＨ１＋ΔＨ２≦ΔＨｍａｘ
　式（Ｂ）：ΔＨ１≧ΔＨ１ｍｉｎ
　式（Ｃ）：ΔＨ２≧ΔＨ２ｍｉｎ
　気体吹き付けによるマスク反り量ΔＨ１と紫外線照射による反り量ΔＨ２の配分を決める。相反則照度不軌を利用した反応高速化のため高放射照度にすることが好ましく、この場合放射照度アップにより反り量も増加する。従って、配分はΔＨ２＞ΔＨ１とすることが望ましく、このように配分することにより放射照度による反り変形量の許容範囲を広げ、放射照度を高めることができる。
　次に、ΔＨ１に対応する風速Ｖ０及びΔＨ２に対応する光照射時間ｔ０をそれぞれの初期値に設定するとともに、デューティ比のＤ０も初期値に設定する（ステップＳ４）。
　例えば、コリメーション半角を４５°とした場合のマスク反り量許容値ΔＨｍａｘ＝４５μｍに対して、間欠光照射時の熱蓄積による反り増加も考慮し、ΔＨ１＋ΔＨ２＝４０μｍとしてΔＨｍａｘよりも小さくし、ΔＨ１＝１０μｍ、ΔＨ２＝３０μｍを選定する。
　従って、風速の初期値Ｖ０は、図６より５ｍ／ｓ、光照射時間の初期値ｔ０は、図９より３０秒となる。Ｄ０＝５０％としたので１周期の消灯時間も３０秒となる。なお、間欠光照射の照射サイクル数ｎはｎ＝ｔｔｏｔａｌ／ｔ０にて算出され、デューティ比Ｄの最小値Ｄｍｉｎはｎ×ｔ０／（タクトタイム上限）×１００[％]にて算出される。
　デューティ比Ｄは、１周期の消灯時間が光照射時間よりも長いと熱蓄積抑制には効果があるが、消灯時間が長くなった分だけタクトタイムが長くなってしまう。逆に消灯時間を照射時間よりも短くすると熱蓄積が増加し、徐々に変形が増大してしまう可能性がある。
　よって、デューティ比の初期値としては照射時間と消灯時間を同じにしたＤ＝５０％が好ましい。
　決定した風速、光照射時間及びデューティ比で間欠的に光照射を行い、マスク反り量ΔＨを計測する（ステップＳ５）。
　計測したマスクの反り量ΔＨが、許容値（ΔＨｍａｘ）以下であるか否かを判定する（ステップＳ６）。
　計測したマスクの反り量ΔＨが、許容値（ΔＨｍａｘ）以下である場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）は、風速Ｖ０、光照射時間ｔ０、デューティ比Ｄ０で光照射条件を決定し、処理を終了する。
　算出したマスクの反り量ΔＨが、許容値（ΔＨｍａｘ）以下ではない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）は、光照射時間の初期値ｔ０が、最小値ｔｍｉｎであるか否かを判定する（ステップＳ７）。
　光照射時間の初期値ｔ０が、最小値ｔｍｉｎと異なる場合（ステップＳ７；Ｎｏ）は、初期値ｔ０よりも小さく、最小値ｔｍｉｎ以上の光照射時間ｔ１に変更する（ステップＳ８）。
　光照射時間の初期値ｔ０が、最小値ｔｍｉｎである場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）は、デューティ比の初期値Ｄ０が、最小値Ｄｍｉｎであるか否かを判定する（ステップＳ９）。
　デューティ比の初期値Ｄ０が、最小値Ｄｍｉｎと異なる場合（ステップＳ９；Ｎｏ）は、初期値Ｄ０よりも小さく、最小値Ｄｍｉｎ以上のデューティ比Ｄ１に変更する（ステップＳ１０）。
　デューティ比の初期値Ｄ０が、最小値Ｄｍｉｎである場合（（ステップＳ９；Ｙｅｓ）は、風速の初期値Ｖ０が、最小値Ｖｍｉｎであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
　風速の初期値Ｖ０が、最小値Ｖｍｉｎである場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）は、光照射装置の照度Ｐを下げる（ステップＳ１３）。照度を下げたため、再度マスクに気体を吹き付けずに、光照射のみを行った場合のマスクの反り量を計測するステップＳ２に戻り、ΔＨ２を求める。
　風速の初期値Ｖ０が、最小値Ｖｍｉｎと異なる場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）は、初期値Ｖ０よりも小さく、最小値Ｖｍｉｎ以上の風速Ｖ１に変更する（ステップＳ１２）。
　光照射時間をｔ１に変更（ステップＳ８）、デューティ比をＤ１に変更（ステップＳ１０）又は風速をＶ１に変更（ステップＳ１２）した場合は、決定した光照射時間、デューティ比又は風速で再度マスク反り量ΔＨを測定し（ステップＳ５）、マスク反り量の最大値ΔＨｍａｘ以下であれば（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、光照射条件決定処理を終了する。
　マスク反り量の最大値ΔＨｍａｘ以下ではない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）は、再度ステップＳ７の処理に戻る。
　以上の処理により、最適な気体をマスクに吹き付ける風速、光照射時間及びデューティ比を決定することができ、パターンズレを抑制した有機ＥＬ素子の発光パターンを得ることができる。
　前述の風速の初期値Ｖ０を、５ｍ／ｓ、光照射時間の初期値ｔ０を、３０秒、Ｄ０＝５０％とした場合についても同様に図７のフローに従って最適な光照射条件を決定することができる。
　風速５ｍ／ｓで気体をマスクに吹き付けながら、照度４Ｗ／ｃｍ２、照射３０秒、消灯３０秒の間欠光照射を１０サイクル照射した。
　事前の評価で有機ＥＬシートのパターニング後の発光部と非発光部のコントラスト（輝度比）目標値に必要な積算照射時間が５分であったので、１パルス３０秒を１０回照射することとした。この時の光照射中のマスク反り量の過渡応答を測定した結果を図１０に示す。
　光照射せずに気体だけ１５秒間吹き付けた後に、間欠光照射を開始したので、最初の反りは気体吹き付けだけによるものである。間欠光照射が開始されると反りが加算され、熱蓄積により反り量が徐々に増大しているが、被パターン形成体載置台の冷却が効き始めた３パルス目から次第に反りが低減し、熱平衡状態となり反りもほぼ一定となっている。
　最大反り量が４８．５μｍと許容値ΔＨｍａｘの４５μｍを超えたため、照射時間ｔを１５秒に短縮した。照射１５秒、消灯時間１５秒の間欠光照射を２０サイクル行った結果を図１１に示す。最大反り量は３９．８μｍと許容値ΔＨｍａｘ以内に抑制できたので、この条件を採用することとした。
　間欠光照射サイクル中の最大反り量が許容値を超えた場合、反り量を減らす方向でパラメーター値を変更する。照射時間ｔを短くすることで、１パルス当たりの照射エネルギーを小さくすることができる。また、デューティ比Ｄを小さくすることで、消灯時間を延ばし冷却効果を高めることができる。風速Ｖは、マスク裏面温度が所定温度以下となる範囲で小さくすることで、気体吹き付けによる反り変形量を小さくすることができる。
　本発明は、パラメーターの初期値として気体吹き付け単独の反り量と光照射単独の反り量を合わせた反り量が許容値以下となる風速と照射時間を選択することにより、最適解に近い条件から条件探索を始めることができ、パラメーターを変更する回数を最小限にして光照射条件を最適化できる点が好ましい。
　次に、本発明の被パターン形成体の製造方法で用いられるものについて詳細に説明する。
　《マスク》
　本発明に係るマスクは、基材上に遮光部を備える構成であって、被パターン形成体に対して光照射側に配置することで、パターニングを行うことができる。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層をパターニングする場合は、マスクを通して光照射し、発光部の発光パターンを形成することができる。
　ここでいう「パターン」とは、例えば、有機ＥＬ素子のパネルにより表示される図案（図の柄や模様）、文字、画像等をいう。「パターニング」とは、これらのパターン表示機能を持たせることをいう。
　また、「発光パターン」とは、有機ＥＬパネルが発光する際、所定の図案（図の柄や模様）、文字、画像等に基づいて、発光面の位置により発光強度（輝度）を変えて光を発光させるためにあらかじめ当該有機ＥＬ素子に形成（付与）される所定の図案（図の柄や模様）、文字、画像等を表示させる機能を有する発生源をいう。
　マスクは、素材として特に限定されることはなく、例えば、光学用や基板用に用いられる公知のガラス素材を用いることができる。具体的には、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、結晶化ガラス等のガラスセラミック、リン酸系ガラス又はランタン系ガラス等を挙げることができる。
　これらの中では、熱膨張率の低いものが好ましい。石英ガラス、ガラスセラミック及びボロシリケートガラス（例えば、ショット社製テンパックス　フロート（登録商標））等の耐熱ガラスを、好ましく用いることができる。厚さは特に制限はないが、３～１０ｍｍのものを用いることができる。
　《光照射装置》
　前述のとおり、図１は本発明で用いられる光照射装置の概略構成図であり、各構成要素について詳細に説明する。
　〈光源〉
　光照射装置の光源としては、所望の光量を発光する光源であれば、特に制限はない。例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ、ＵＶ－ＬＥＤ等から発せられる１００～４００ｎｍの範囲内、好ましくは２００～４００ｎｍの範囲内の波長領域の紫外光を用いることができる。特に光源寿命が長く、高出力でＯＮ／ＯＦＦ制御を高速に行えるＵＶ－ＬＥＤが好ましい。
　有機ＥＬ素子に光照射を行う場合、パネルのサイズにもよるが、２００～５０００Ｊ／ｃｍ２の積算照射光量で照射することが好ましい。また、間欠光照射１周期における光照射時間は、１～１５０秒の範囲内であることが好ましい。
　〈気体流発生部〉
　気体流発生部１０は、マスク１４の上面の対向する位置に、マスク１４とカバー９との間隙を通して、気体（空気）がマスク１４と平行に、かつマスク１４の中央方向に吹き付けられるよう配置されている。
　図１のように気体流発生部１０は、マスク１４の上面に配置し、マスク１４と平行に吹き付けることにより、吹き付けられる気体流１１は、むらなくマスク１４上を進みマスク１４中央部で合流する。平行に吹き付けるとは、マスク１４の平面に対し±２度以内の角度で吹き付けることをいう。マスク平面に対し２度を超えて上向きに吹き付けた場合は、マスクの冷却が不十分となる。また、マスク平面に対し２度を超えて下向きに吹き付けた場合は、マスクに吹き付けられた空気に乱れが生じ、マスクの冷却にむらが生じたり、中央部で合流した空気が、カバー９内部で乱流を発生させてしまい、前述した対流が起こらず、冷却が効率的にならないため好ましくない。
　マスクに吹き付けられた空気は、マスク１４の中央部で合流する。中央で合流することで、マスク１４及びカバー９をむらなく冷却することができる。このため気体流発生部１０は、マスク１４上面の対向する位置に平行に配置される。また、カバーの吹き付けられる側の側面とも平行であることが好ましい。
　カバー９と気体流発生部１０との間隙は、空気が効率よくカバーに吹き付けられれば特に制約はないが１０～２００ｍｍの範囲内であることが好ましい。より好ましくは５０～１００ｍｍの範囲内である。また、気体流発生部の長さは、吹き付ける側のカバーの幅と同じか、それより大きいほうが好ましい。
　気体流発生部１０から吹き付けられた空気は、マスク１４とカバー９との間隙を通してカバー９内に吹き付けられる。この間隙は、カバー内部への空気の出し入れ口の機能を有するが、吹き付けられた空気が、効率よくカバー９内を循環することに対しても影響する。２～２０ｍｍの範囲内であることが好ましい。好ましくは３～１０ｍｍの範囲内である。間隙が２０ｍｍ以内であれば、カバー９内での空気の循環が効率的に行われ、２ｍｍ以上あれば、冷却するための風量を十分に得ることができる。
　また、一対の気体流発生部１０は、カバー９、及びマスク１４の中央部に対して対称の位置に配置されることが好ましい。気体流発生部から吹き付けられた空気による冷却に加えて、マスクの下部に水路１６を有するチラー（図示略）を備えていることが好ましい。
　〈吹き付け部〉
　前述したようなカバー９内部の空気循環を行い、効率よくマスクやカバーを冷却するためには、気体流発生部が、スリット状又はノズル状の吹き付け部を備えたものであることが好ましい。スリット状の吹き付け部を備えたものであることが、より好ましい。
　図１２はスリット状の吹き付け部を備えた気体流発生部の一例の側面図である。スリット状の吹き付け部Ｓを備えた気体流発生部は、層状の気体流１１を吹き付けることができる。例えば、間隙が５０～１００μｍ程度の薄いスリットから、高速で噴出された空気は、周辺の空気を大量に巻き込み層状の空気を吹き付けることができる。このような層状の空気を吹き付けることで、マスクとカバーとを効率的に冷却することができる。
　スリット状の吹き付け部の代わりに、ノズル状の吹き付け部を備えたものも使用できるが、その場合ノズルの数は多いほうが良く、ノズルの数は５～２０ｍｍの間隔で１個あることが好ましい。ノズル径の大きさは、適宜調整することができる。なお、図６の気体吹き付け速度に対するマスク反り量の測定はスリット状の吹き付け部を用いた結果である。
　吹き付け部に用いるスリット状の吹き付け部は市販品のものを使用することができる。例えば、サンワエンタープライズ社製の、層状空気流発生装置７５０型やスプレーイングシステムジャパン社製のブロアナイフエアーノズルなどを用いることができる。
　一対の吹き付け部から吹き付けられる風量は同じであることが好ましい。風量としては１０００～４０００Ｌ／ｍｉｎであることができる。気体流発生部は、エアーコンプレッサーに接続されていることが好ましい。紫外線の照射光量に応じて、適宜所望の風量、風速に調節することができる。エアーコンプレッサーは公知のものを使用できる。
　また、吹き付けられる空気が、温度調整されたものであることが好ましい。必要に応じて、例えば、５～１５度程度に温度調節した空気を用いることで冷却効率を上げることができる。
　〈カバー〉
　カバー（リフレクター）は、発光部から照射された光の光量の低下を防ぎ、かつ均一な光量でマスクに照射させる機能を有している。そのために、内面が反射材料で覆われていることが好ましい。反射材料は、熱に対して耐性があり、耐久性もあることから、金属材料を用いることができる。例えば、軽量でもあることから、アルミニウムを好ましく使用できる。
　カバーは、その上部に光源が取り付けられ、その下端にマスクとの間隙を有していれば、その高さや、底面積は、特に制限がなく、照射するパネルの大きさに応じて設定することができる。底面は、作製するパターン形成エリアより大きいことが好ましい。
　カバーの高さは、紫外線の光量、照射光量のむらなどから、適宜調整できる。例えば、０．５～５ｍ程度にすることができる。
　〈被パターン形成体載置台〉
　被パターン形成体載置台は、被パターン形成体を載置して固定化する機能と共に、気体流発生部から吹き付けられた空気による冷却に加えて、水冷方式により被パターン形成体を冷却する機能を備えていることが好ましい。被パターン形成体として有機ＥＬシートを載置した場合、シート厚さが０．１～０．５ｍｍと薄いため、光照射によりマスクの遮光部で発生した熱も有機ＥＬシートを介して冷却される。
　冷却方法としては、公知の方法が挙げられるが、簡便で効果的であることから、水冷方式が好ましい。被パターン形成体載置台内部には冷却管が備えられており、冷却管内を冷却水が流れ、光照射によりマスクや有機ＥＬシートで発生した熱を吸収する。被パターン形成体載置台で熱を吸収した冷却水は外部に設置されたチラーユニットに送られ、チラーユニット内部にて熱交換され、水温を下げた冷却水が被パターン形成体載置台に供給される。冷却水はチラーユニットと被パターン形成体載置台を循環する。
　被パターン形成体載置台の材質は熱伝導率の高いものが好ましい。例えば、アルミニウムなどを用いることができる。
　《有機エレクトロルミネッセンス素子》
　本発明に係る被パターン形成体は、前記マスクパターンに対応する発光パターンが形成された有機ＥＬ素子であることが好ましい。本発明に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも一対の電極間に一つ又は複数の有機機能層を備えていることが好ましい。本発明における有機機能層とは、有機化合物を含有する層をいう。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層（青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を含む）、電子輸送層、電子注入層を挙げることができる。
　本発明に係る有機ＥＬ素子は、種々の構成を採り得るが、一例を図１３に示す。なお図１３は説明のため縦横比は正確ではない。
　図１３に示すとおり、本発明に係る有機ＥＬ素子１００は、基板１１３上に設けられており、基板１１３側から順に、第一電極（透明電極）１１１、有機材料等を用いて構成された有機機能層１０３、及び第二電極（対向電極）１０５ａをこの順に積層して構成されている。第一電極１１１（下地層１１１ａと電極層１１１ｂからなる。）の端部には、取り出し電極１１６が設けられている。第一電極１１１と外部電源（図示略）とは、取り出し電極１１６を介して、電気的に接続される。有機ＥＬ素子１００は、発生させた光（発光光ｈ）を、少なくとも基板１１３側から取り出すように構成されている。
　また、有機ＥＬ素子１００の層構造は限定されることはなく、一般的な層構造であっても良い。ここでは、第一電極１１１がアノード（すなわち陽極）として機能し、第二電極１０５ａがカソード（すなわち陰極）として機能することとする。この場合、例えば、有機機能層１０３は、アノードである第一電極１１１側から順に正孔注入層１０３ａ／正孔輸送層１０３ｂ／発光層１０３ｃ／電子輸送層１０３ｄ／電子注入層１０３ｅを積層した構成が例示されるが、このうち、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層１０３ｃを有することが必須である。正孔注入層１０３ａ及び正孔輸送層１０３ｂは、正孔輸送注入層として設けられても良い。電子輸送層１０３ｄ及び電子注入層１０３ｅは、電子輸送注入層として設けられても良い。
　また、有機機能層１０３は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が、必要に応じて必要箇所に積層されていても良い。さらに、発光層１０３ｃは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させた構造としても良い。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能しても良い。さらに、カソードである第二電極１０５ａも、必要に応じた積層構造であっても良い。このような構成において、第一電極１１１と第二電極１０５ａとで有機機能層１０３が挟持された部分のみが、有機ＥＬ素子１００における発光領域となる。
　また、以上のような層構成においては、第一電極１１１の低抵抗化を図ることを目的として、第一電極１１１の電極層１１１ｂに接して補助電極１１５が設けられていても良い。
　以上のような構成の有機ＥＬ素子１００は、有機材料等を用いて構成された有機機能層１０３の劣化を防止することを目的として、基板１１３上において封止材１１７で封止されている。この封止材１１７は、接着剤１１９を介して基板１１３側に固定されている。ただし、第一電極１１１（取り出し電極１１６）及び第二電極１０５ａの端子部分は、基板１１３上において有機機能層１０３によって互いに絶縁性を保った状態で封止材１１７から露出させた状態で設けられている。
　なお、有機ＥＬ素子を構成する各層に用いられている材料は、公知のものを用いることができる。
　本発明の被パターン形成体の製造方法により、パターニングに用いるマスクの変形を抑制することができ、有機ＥＬ素子等の発光体のパターニング等に好適に利用できる。
　１　光照射装置
　２　光照射部
　３　放熱板
　４　光源基板
　５　光源
　６　光源部
　７　レンズアレイ
　８　レンズアレイ支持体
　９　カバー
　１０　気体流発生部
　１１　気体流
　１２　被パターン形成体
　１３　変位センサー
　１４　マスク
　１５　被パターン形成体載置台
　１６　水路
　１７　スペーサー
　Ｌ　照射光
　ΔＺ　マスクの反り変形量
　ΔＨ　マスクの反り量
　ｄ　マスクの浮き量
　Ｗ　有機ＥＬ素子の発光層が存在する範囲
　１１１　第一電極
　１１１ａ　下地層
　１１１ｂ　電極層
　１０３　有機機能層
　１００　有機ＥＬ素子
　１１３　基板
　１１５　補助電極
　１１６　取り出し電極
　１１７　封止材
　１１９　接着剤
　ｈ　発光光

Claims (4)

  1. 　マスクを使用してパターンが形成される被パターン形成体の製造方法であって、
    　気体を吹き付けて前記マスクを冷却した状態で、前記マスクを隣接させた被パターン形成体に当該マスクと対向する位置から当該被パターン形成体に間欠的に光照射する工程を備え、
    　前記被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置からの前記被パターン形成体の表面に対して垂直方向の前記マスクの反り変形量ΔＺが、下記式（Ｉ）を満たすように、前記気体を前記マスクに吹き付ける速度（Ｖ）と前記光照射の１周期（Ｔ）の照射時間（ｔ）及びデューティ比（Ｄ）を調整した条件下でパターニングすることを特徴とする被パターン形成体の製造方法。
    　式（Ｉ）：ΔＺ≦７０［μｍ］
  2. 　光照射しない状態で前記マスクに前記気体を吹き付けた際に発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ１と、前記光照射のみによって発生する前記マスクの端部におけるマスク反り量ΔＨ２の合計値（ΔＨ１＋ΔＨ２）が、下記式（II）を満たす場合の気体流速度（Ｖ０）と照射時間（ｔ０）を各々の初期値として調整し、調整した条件下で前記被パターン形成体にパターン形成することを特徴とする請求項１に記載の被パターン形成体の製造方法。
    　式（II）：（ΔＨ１＋ΔＨ２）≦α×７０［μｍ］
    （式中、αは、下記式（III）を満たす係数を表す。）
    　式（III）：α＝（２．４４×１０－１１×ｂ４＋０．７０×１０－４×ｂ２）／（２．４４×１０－１１×ａ４＋０．７０×１０－４×ａ２）
    （式中、ａは、被パターン形成体の光照射されたパターンが形成される範囲のうち最も端部に近い位置からマスクの中心までの距離を表す。ｂは、マスクの端部からマスクの中心までの距離を表す。）
  3. 　前記ΔＨ２が、前記ΔＨ１よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の被パターン形成体の製造方法。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の被パターン形成体が、前記マスクのパターンに対応する発光パターンが形成された有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする被パターン形成体の製造方法。
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