WO2023074331A1 - 蒸着装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to vapor deposition equipment.
- a display device such as an organic electroluminescence (EL) display device
- a drive element such as a thin film transistor (TFT) is placed on a substrate such as a transparent substrate, and planarization is performed.
- a film and an electrode are formed, and an organic layer is formed on the formed electrode corresponding to each pixel. Since the formed organic layer is susceptible to moisture, it is difficult to pattern the organic layer by etching. Therefore, a pattern of the organic layer is formed by evaporating the organic material through the openings of the vapor deposition mask only in the necessary pixel regions in a state where the substrate (substrate to be vapor-deposited) and the vapor deposition mask are superimposed on each other. be.
- the organic layer pattern cannot be formed with good shape accuracy only in the pixel region.
- the display image displayed by the manufactured display device may become unclear. Therefore, a vapor deposition mask made of a magnetic material is used as the vapor deposition mask, and the substrate is interposed between the permanent magnet or electromagnet and the vapor deposition mask, so that the vapor deposition mask is moved to the substrate side by magnetic force, and the vapor deposition mask is brought into close contact with the substrate.
- a magnetic chuck that allows the
- Patent Document 1 in a vapor deposition apparatus, a mask holder holding a vapor deposition mask having a magnetic material and a substrate to be vapor-deposited are arranged in proximity to the vapor deposition mask held by the mask holder, A substrate holder that holds a substrate to be vapor-deposited, a vapor deposition source that is provided on the opposite side of the vapor deposition mask from the substrate to be vapor-deposited and is spaced apart from the vapor deposition mask for vaporizing or sublimating a vapor deposition material, and a substrate to be vapor-deposited held by the substrate holder.
- a technique is disclosed in which a magnetic chuck is provided on the opposite side of the vapor deposition mask and attracts the vapor deposition mask with a magnetic force, and the magnetic chuck has a permanent magnet and an electromagnet.
- Patent Document 2 discloses a method of aligning a substrate and a mask, in which a position detection mark provided at a predetermined position of the mask is photographed by photographing means provided above; A step of photographing a mark for position detection provided at a predetermined position of the substrate and the mask from the positional information of the mark on the mask side and the positional information of the mark on the substrate side obtained by processing the photographed image. a step of relatively moving the substrate and the mask based on the calculated relative positions so that the relative positions of the substrate and the mask are within a predetermined allowable range; and a step of bringing the mask into close contact with the mask.
- vapor deposition masks with openings formed at a center interval of, for example, about 100 ⁇ m or less have come to be used. Therefore, vapor deposition masks having an extremely thin thickness of, for example, about 10 to 30 ⁇ m have been used.
- the thickness of the vapor deposition mask becomes extremely thin, the force that moves the vapor deposition mask per unit area to the substrate side by the magnetic force of the magnetic chuck becomes smaller.
- the organic layer that is, the pattern of the vapor deposition material cannot be formed in the pixel region of the substrate with good shape accuracy, and the manufactured display device cannot be displayed. The displayed image may become unclear.
- a vapor deposition apparatus capable of increasing the force per unit area of moving a vapor deposition mask toward a substrate, bringing the vapor deposition mask into close contact with the substrate, and capable of forming a pattern of a vapor deposition material in a pixel region of the substrate with good shape accuracy.
- a vapor deposition apparatus as one aspect of the present invention is a vapor deposition apparatus that vapor-deposits a vapor deposition material on a substrate.
- the vapor deposition apparatus includes a mask holding section that holds a vapor deposition mask made of a metal material, a substrate placement section that arranges a substrate so that the substrate is in contact with the upper surface of the vapor deposition mask held by the mask holding section, and a vapor deposition mask.
- an evaporation source arranged below the evaporation source for vaporizing or sublimating the evaporation material to deposit the evaporation material onto the substrate, a coil arranged below the evaporation mask, and an AC power supply for supplying an AC current to the coil , and a control unit for controlling the operation of the AC power supply.
- the control unit generates an alternating magnetic field in the coil by causing an alternating current to flow through the coil from an alternating current power supply, applies the generated alternating magnetic field to the vapor deposition mask, and applies the alternating magnetic field to the vapor deposition mask to generate an alternating magnetic field in the vapor deposition mask.
- An eddy current is generated, the vapor deposition mask with the eddy current generated is floated, and the operation of the AC power supply is controlled so that the floated vapor deposition mask is brought into close contact with the substrate.
- the coil may surround the vapor deposition mask in plan view, and the control unit may control the operation of the vapor deposition source.
- the controller may control the operation of the AC power source and the deposition source so that the deposition source deposits the deposition material on the substrate while the deposition mask is in close contact with the substrate.
- the deposition source extends in a first direction along the substrate and is provided movably in a second direction along the substrate and intersecting with the first direction, and the coil is moved from the deposition source.
- the vapor deposition apparatus is further arranged between the vapor deposition source and the vapor deposition mask, is provided so as to be movable in the second direction integrally with the coil, and the vapor deposition material vaporized or sublimated by the vapor deposition source is disposed outside the coil.
- a first moving part that moves the deposition source in the second direction; and a second moving part that moves the coil and the shielding plate integrally in the second direction.
- the controller may control operations of the deposition source, the first moving part, and the second moving part.
- the control unit causes the coil to generate an alternating magnetic field by passing an alternating current through the coil from an alternating current power supply, applies the generated alternating magnetic field to a first portion of the vapor deposition mask surrounded by the coil in plan view, and An eddy current is generated in the first portion by applying an alternating magnetic field to the first portion, the first portion in which the eddy current is generated is levitated, the levitated first portion is brought into close contact with the substrate, and the first portion is brought into close contact with the substrate.
- the alternating-current power supply and the deposition source are configured to perform a deposition process in which the deposition source deposits the deposition material on the second portion of the substrate to which the first portion is in close contact while the first portion is in close contact with the substrate. You can control the action. Further, the control unit causes the first moving unit to move the deposition source in the second direction, and the second moving unit to move the coil and the shielding plate integrally in the second direction following the deposition source, The operation of the AC power supply, the deposition source, the first moving part and the second moving part may be controlled so as to perform the deposition process.
- the vapor deposition apparatus may have a measurement unit that measures the inductance of the coil, and the control unit may control the operation of the measurement unit. Further, the control unit increases the current amplitude value of the alternating current flowing through the coil by the AC power supply by the first increment, the first change in the measured value of the inductance measured by the measurement unit. A first value obtained by dividing the absolute value by the first increment is calculated, and when the calculated first value is equal to or less than the first threshold value, it is determined that the vapor deposition mask is in close contact with the substrate. and the operation of the measurement unit.
- the vapor deposition mask is formed with a first mark for detecting the position of the vapor deposition mask in the vertical direction by focusing.
- a second mark for detecting the vertical position of the substrate by focusing may be formed on the three portions.
- the vapor deposition apparatus further includes an imaging unit that images the first mark and the second mark, and is movably provided between the imaging unit and the substrate, and the imaging unit focuses on the first mark and the second mark. and a third moving unit that moves the lens so that the imaging unit focuses on the first mark and the second mark.
- the control unit may control operations of the imaging unit and the third moving unit.
- the controller controls the first position of the lens when the imaging section is focused on the first mark by the third moving section, and the first position of the lens when the imaging section is focused on the second mark by the third moving section.
- the imaging unit calculates a second value that is a difference from the second position of the lens, and determines that the vapor deposition mask is in close contact with the substrate when the calculated second value is equal to or less than the second threshold value. and the operation of the third moving unit.
- the vapor deposition apparatus includes: a fourth moving part that vertically moves the vapor deposition mask or the substrate to adjust a first vertical center distance between the vapor deposition mask and the substrate; in a horizontal plane to adjust the first relative position of the vapor deposition mask with respect to the substrate in the horizontal plane.
- the control unit may control operations of the fourth moving unit and the fifth moving unit.
- the control unit moves the vapor deposition mask or the substrate vertically by the fourth moving unit so that the vapor deposition mask is separated from the substrate, adjusts the first center distance, and moves the vapor deposition mask away from the substrate.
- the fifth moving unit moves the vapor deposition mask or the substrate in the horizontal plane so that the first relative position is within the first range, adjusts the first relative position, and moves the first relative position within the first range.
- the vapor deposition mask or the substrate is vertically moved by the fourth moving part so that the vapor deposition mask is in contact with the substrate, the first center distance is adjusted, and the vapor deposition mask is in contact with the substrate.
- An alternating current is passed through the coil by an alternating current power supply to generate an alternating magnetic field in the coil, and the generated alternating magnetic field is applied to the vapor deposition mask.
- the operations of the AC power supply, the fourth moving part, and the fifth moving part may be controlled so that the vapor deposition mask in which the eddy current is generated is floated and the floated vapor deposition mask is brought into close contact with the substrate. .
- the force per unit area that moves the vapor deposition mask toward the substrate side can be reduced. can be increased, the vapor deposition mask can be brought into close contact with the substrate, and the pattern of the vapor deposition material can be formed in the pixel region of the substrate with good shape accuracy.
- the vapor deposition apparatus of this embodiment is a vapor deposition apparatus that vapor-deposits a vapor deposition material on a substrate.
- FIG. 1 is a front view including a partial cross section schematically showing a vapor deposition apparatus according to an embodiment.
- FIG. 2 is a plan view showing a substrate, a vapor deposition mask and coils in the vapor deposition apparatus of the embodiment.
- FIG. 2 shows a state in which the substrate is superimposed on the vapor deposition mask.
- FIG. 3 is a plan view showing a deposition mask for depositing a deposition material on a substrate using the deposition apparatus of the embodiment.
- the deposition apparatus 1 of the present embodiment includes a mask holding portion 2, a substrate placement portion 3, a deposition source 4, a coil 5, an AC power supply PU1, and a control portion CP1.
- the mask holding part 2 , the substrate placement part 3 and the vapor deposition source 4 are provided inside a vacuum chamber 6 of the vapor deposition apparatus 1 .
- the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment may have an evacuation unit (not shown) for evacuating the inside of the vacuum chamber 6 in preparation for vapor deposition under reduced pressure. In the case of vapor deposition under atmospheric pressure, the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment does not need to have the vacuum chamber 6 and the evacuation unit (not shown).
- the mask holding part 2 holds the vapor deposition mask 7 .
- the mask holder 2 as will be described below, for example, on each of the left and right sides of FIG. can be used.
- the four mask pedestals 2a are fixed via a frame 9 and an arm 10 to the lower end of a shaft 8 attached to the top plate 6a of the vacuum chamber 6 so as to be able to move up and down.
- the four mask stands 2a are vertically moved by an elevating motor M1 attached to the upper end of the shaft 8. As shown in FIG.
- the deposition mask 7 is made of, for example, a metal material with an electrical conductivity similar to that of aluminum or higher than that of aluminum.
- Aluminum for example, can be used as such a metal material.
- the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment may use separate vapor deposition masks 7 different from each other depending on the vapor deposition process, but the vapor deposition apparatus 1 does not have a dedicated vapor deposition mask 7 as part of the vapor deposition apparatus 1 . There may be.
- the deposition mask 7 has predetermined dimensions slightly larger than the substrate 11 on which the deposition material is deposited. As will be described later, the vapor deposition mask 7 has a frame portion FR1. Further, the frame portion FR1 is supported by four mask bases 2a. The frame portion FR1 is provided with a notch portion (not shown) that is included in the board placement portion 3 and accommodates a hook 3b to be described later. A vapor deposition mask 7 is provided with a plurality of marks 7a for position detection. The substrate 11 is also provided with a plurality of marks 11a for position detection.
- the substrate placement section 3 places the substrate 11 above the vapor deposition mask 7 so that the substrate 11 is in contact with the upper surface of the vapor deposition mask 7 held by the mask holding section 2 .
- the substrate 11 for example, a transparent substrate such as a glass substrate can be used.
- the board placement portion 3 as will be described below, for example, on each of the left and right sides of FIG. One including the member 3a can be used.
- Each of the four hook members 3a has a hook 3b with the lower end of the hook member 3a facing inward.
- the hook 3b is arranged above the mask table 2a.
- Each of the four hook members 3 a is attached via a hinge mechanism 13 to a support frame 12 arranged below the top plate 6 a of the vacuum chamber 6 .
- the upper end of the support frame 12 is connected to a posture control device 14 provided on the top plate 6a.
- the hinge mechanism 13 is connected to an output shaft of an open/close motor 16 installed above the top plate 6a through a shaft 15 attached to the hinge mechanism 13. As shown in FIG.
- the hook member 3a can be moved in the front, rear, left, and right directions (XY directions) and in the circumferential direction ( ⁇ direction) by the posture control device 14, and can be moved to the vertical closed position by the open/close motor 16 and the hinge mechanism 13. It is provided to be openable and closable with the hinge mechanism 13 as a fulcrum from the hinge mechanism 13 to a release position opened substantially horizontally outward. With the four hook members 3a closed, the four hook members 3a move the substrate 11 carried into the vacuum chamber 6 forward and backward in the direction perpendicular to the plane of the paper of FIG. It is held at four positions, which are the positions of . As a result, the substrate 11 is held at a position where the bending occurring in the substrate 11 is symmetrical with respect to the center of the substrate 11 in plan view.
- the vapor deposition source 4 is arranged below the vapor deposition mask 7 held by the mask holding part 2, and vaporizes or sublimates the vapor deposition material, thereby depositing the vapor deposition material on the substrate 11.
- vapor deposition sources 4 having various shapes such as a dot shape, a linear shape, and a planar shape in plan view can be used.
- a vapor deposition source 4 called a line source having a linear shape along the left-right direction of FIG.
- the deposition material can be deposited over the entire surface of the substrate 11 by scanning, i.e., moving from the top to the rear end.
- the vapor deposition source 4 extends in the direction DR1 along the surface of the substrate 11, along the surface of the substrate 11 and in a direction crossing, preferably perpendicular to, the direction DR1. It is movably provided in DR2.
- the coil 5 is arranged below the vapor deposition mask 7 held by the mask holding part 2 .
- AC power supply PU1 supplies AC current to coil 5 .
- the control unit CP1 controls the operation of the AC power supply PU1.
- the vapor deposition apparatus 1 has a moving section 22, a moving section 23, and a control section CP1. Further, as shown in FIG. 1 and as will be described later with reference to FIGS. 14, and the controller CP1 includes, for example, a computer. Further, the board placement section 3 also includes the open/close motor 16 .
- the vapor deposition apparatus 1 can have a light source 25 and a CCD (Charge Coupled Device) camera 26, as shown in FIG. 1 and as will be described later with reference to FIGS. .
- CCD Charge Coupled Device
- the control unit CP1 causes the coil 5 to generate an alternating magnetic field MF1 by passing an alternating current through the coil 5 from the alternating current power supply PU1, applies the generated alternating magnetic field MF1 to the vapor deposition mask 7, and performs vapor deposition.
- An eddy current is generated in the vapor deposition mask 7 by applying an alternating magnetic field to the mask 7 , the vapor deposition mask 7 in which the eddy current is generated is magnetically levitated, and the magnetically levitated vapor deposition mask 7 is brought into close contact with the substrate 11 .
- the operation of the AC power supply PU1 is controlled.
- the alternating magnetic field MF1 is indicated by an arrow.
- the eddy current generated in the vapor deposition mask 7 is easily increased, and the eddy current is generated. It is possible to easily strengthen the levitation force for magnetically levitating the vapor deposition mask 7 which is levitated. Therefore, even when the vapor deposition mask 7 having an extremely thin thickness is used, the levitation force for magnetically floating the vapor deposition mask 7 per unit area can be increased, and the vapor deposition mask 7 can be brought into close contact with the substrate 11 . Therefore, the pattern of the vapor deposition material can be formed in the pixel region of the substrate 11 with good shape accuracy, and the display image displayed by the manufactured display device can be prevented or suppressed from becoming unclear.
- the substrate 11 is arranged on the side opposite to the side where the vapor deposition mask 7 held by the mask holding unit 2 is arranged, that is, on the side of the substrate 11 as shown in FIG. There is no need to dispose a permanent magnet or the like above, which attracts the vapor deposition mask 7 with magnetic force to bring the vapor deposition mask 7 into close contact with the substrate 11 .
- the coil 5 surrounds the entire deposition mask 7 in plan view (see FIG. 2), and the controller CP1 controls the operation of the deposition source 4.
- the control unit CP1 also controls the operations of the AC power source PU1 and the deposition source 4 so that the deposition source 4 deposits the deposition material on the substrate 11 while the deposition mask 7 is in close contact with the substrate 11 .
- the alternating magnetic field MF1 can be applied to the entire vapor deposition mask 7 by the coil 5, and an eddy current can be generated in the entire vapor deposition mask 7. Therefore, one coil 5 can be used to magnetically levitate the entire vapor deposition mask 7 , and one coil 5 can be used to bring the entire vapor deposition mask 7 into close contact with the substrate 11 .
- the vapor deposition mask 7 held by the mask holding portion 2 one having a frame portion FR1 and a plurality of mask sheet portions MS1 can be used.
- the frame portion FR1 includes an extension portion EX1 and an extension portion EX2 extending in a direction DR2 along the surface of the substrate 11 and intersecting, preferably perpendicular to, the direction DR1, and an extension portion EX3 extending in the direction DR1. and an extension part EX4, and has a frame shape.
- Each of the plurality of mask sheet portions MS1 is made of a metal material, extends in the direction DR1, has an end portion EP1 on the first side in the direction DR1 fixed to the extension portion EX1, and extends on the first side in the direction DR1.
- the ends EP2 on the opposite side are respectively fixed to the extensions EX2 and arranged in the direction DR2.
- Each of the plurality of mask sheet portions MS1 includes a plurality of pattern portions PT1 and a plurality of rib portions RB1.
- the plurality of pattern parts PT1 are each formed with a vapor deposition pattern PD including a plurality of through-holes for vapor-depositing a vapor deposition material on the substrate 11, and are arranged at intervals in the direction DR1.
- the plurality of rib portions RB1 respectively connect two pattern portions PT1 adjacent to each other in the direction DR1 among the plurality of pattern portions PT1.
- the pattern portions PT1 and the rib portions RB1 are alternately arranged along the direction DR1.
- the vapor deposition pattern PD is hatched.
- FIG. 4 to 6 are diagrams for explaining the vapor deposition method using the vapor deposition apparatus of the embodiment. 4 to 6 schematically show front views including partial cross-sections of the vapor deposition apparatus of the embodiment, similarly to FIG.
- the vapor deposition apparatus 1 has a moving section 22, a moving section 23, and a control section CP1.
- 1 illustrates a case where the control unit CP1 includes a control unit CP11 and a control unit CP12, the control unit CP11 is shown above the vacuum chamber 6, and the control unit CP12 is shown above the vacuum chamber 6. are also shown below (the same applies to FIGS. 4 to 6 and FIGS. 7, 9 and 10 to be described later).
- the moving part 22 moves the vapor deposition mask 7 held by the mask holding part 2 or the substrate 11 arranged above the vapor deposition mask 7 in a direction DR3, which is a direction perpendicular to the substrate 11 and also a vertical direction. It is moved in the same direction or in the opposite direction to adjust the center spacing CS1 (see FIG. 5) between the vapor deposition mask 7 and the substrate 11 in the direction DR3.
- the moving part 23 moves the vapor deposition mask 7 held by the mask holding part 2 or the substrate 11 arranged above the vapor deposition mask 7 within a horizontal plane, and moves the vapor deposition mask 7 with respect to the substrate 11 within a horizontal plane.
- the control part CP1 controls the operations of the moving part 22 and the moving part 23 .
- the moving unit 22 includes an elevating motor M1 and an attitude control device 14, the moving unit 23 includes the attitude control device 14, and the control unit CP1 includes, for example, a computer.
- the board placement section 3 also includes an open/close motor 16 .
- step S1 In the vapor deposition method using the vapor deposition apparatus 1 of the present embodiment, first, as shown in FIG. is controlled (step S1).
- step S1 first, although not shown, the open/close motor 16 is operated to position the four hook members 3a in a slightly outwardly opened posture.
- the vapor deposition mask 7 is carried into the vacuum chamber 6 by a conveying device (not shown), and arranged inside and above the four hook members 3a.
- step S1 next, although illustration is omitted, the deposition mask 7 is lowered by lowering the conveying device (not shown), and the frame portion FR1 of the deposition mask 7 is hung on the hook 3b of the hook member 3a. , the vapor deposition mask 7 is once received by the hook member 3a.
- step S1 although not shown, after the transfer device (not shown) is withdrawn from the vacuum chamber 6, the lift motor M1 included in the moving part 22 is operated as shown in FIG.
- the lift motor M1 included in the moving part 22 is operated as shown in FIG.
- the vapor deposition mask 7 is held by the mask bases 2a.
- the deposition mask 7 on the hook 3b is transferred onto the mask table 2a.
- the mask table 2a stops when the body portion of the vapor deposition mask 7 it holds, excluding the frame portion FR1, is positioned at the height of the pass line.
- control unit CP1 arranges the substrate 11 by the substrate placement unit 3 so that the substrate 11 is in contact with the vapor deposition mask 7 held by the mask holding unit 2. (Step S2).
- step S2 first, as shown in FIG. 5, the lifting motor M1 included in the moving section 22 is operated to lower the four mask stages 2a and lower the vapor deposition mask 7. Subsequently, the substrate 11 is carried into the vacuum chamber 6 along the pass line by a transfer device (not shown), and placed above the inner sides of the four hook members 3a. The surface of the substrate 11 on which the deposition material is deposited faces downward.
- the substrate 11 is lowered by lowering the transport device (not shown), and the lower surface of the peripheral portion of the substrate 11 is hooked on the hook 3b of the hook member 3a.
- the substrate 11 is supported by the hook member 3a.
- the portion of the substrate 11 hooked on the hook 3b is arranged substantially at the height of the pass line.
- the central portion of the substrate 11 supported by the hook member 3a bends due to its own weight.
- the substrate 11 is a thin and large-sized glass substrate, the bending becomes large.
- the substrate 11 is held by four hooks 3b on the left, right, front and back, so that the bending of the substrate 11 is symmetrical with respect to the center of the substrate 11 .
- step S2 next, as shown in FIG. 5, the lift motor M1 included in the moving part 22 is operated to lift the four mask stages 2a, the vapor deposition mask 7, and the vapor deposition mask 7 to the substrate. 11 are placed facing each other at a position with a gap.
- the control part CP1 moves the vapor deposition mask 7 by the moving part 22 so that the vapor deposition mask 7 held by the mask holding part 2 is separated from the substrate 11 placed on the vapor deposition mask 7.
- the substrate 11 is moved in the same or opposite direction as the direction DR3, and the operation of the moving part 22 is controlled so as to adjust the center spacing CS1 in the direction DR3 between the vapor deposition mask 7 and the substrate 11.
- the controller CP1 controls the substrate 11 while the vapor deposition mask 7 held by the mask holder 2 is separated from the substrate 11 placed on the vapor deposition mask 7.
- the moving unit 23 moves the deposition mask 7 or the substrate 11 in the horizontal plane so that the first relative position of the deposition mask 7 in the horizontal plane is within a certain first range, and the horizontal plane of the deposition mask 7 with respect to the substrate 11 is moved.
- the operation of the moving part 23 is controlled so as to adjust the first relative position within (step S3). Note that step S3, and steps S4 and S5, which will be described later, may be performed after step S2 or may be included in step S2.
- step S3 spot light is first emitted from the light source 25 to the vicinity of the plurality of marks 11a (see FIG. 2) on the substrate 11, and the CCD camera 26 photographs the plurality of marks 11a from above under the light irradiation.
- the image information of the photographed mark 11a is sent to the arithmetic device CP2 controlled by the controller CP1 or the controller CP1 and stored in the memory.
- a plurality of marks 7a (see FIG. 2) of the vapor deposition mask 7 are photographed to acquire position information.
- the substrate 11 is bent, and the substrate 11 and the vapor deposition mask 7 are separated from each other in the vertical direction. It may be moved up and down for
- the computing device CP2 retrieves image information obtained by photographing a plurality of marks 7a (see FIG. 2) on the vapor deposition mask 7 and a plurality of marks 11a (see FIG. 2) on the substrate 11 from the memory, and performs image processing on the marks 7a and 11a. find the position. Further, the computing device CP2 obtains the center and reference line of the substrate 11 from the positional information of the mark 11a, and obtains the center and reference line of the deposition mask 7 from the positional information of the mark 7a. The computing device CP2 computes the first relative position of the vapor deposition mask 7 with respect to the substrate 11 within the horizontal plane from the positional information, the center and the reference line.
- the arithmetic device CP2 also determines whether or not the first relative position of the vapor deposition mask 7 with respect to the substrate 11 in the horizontal plane falls within a preset allowable range, that is, a certain first range.
- a preset allowable range that is, a certain first range.
- the arithmetic unit CP2 determines the XY ⁇ directions of the substrate 11 necessary to bring it into the fixed first range. , and outputs a control command to the attitude control device 14 included in the moving unit 23 .
- the posture control device 14 moves the substrate 11 supported by the hook members 3a in the XY ⁇ directions to bring the first relative position of the vapor deposition mask 7 with respect to the substrate 11 in the horizontal plane within a certain first range.
- control part CP1 is held by the mask holding part 2, as shown in FIG.
- the moving unit 22 moves the vapor deposition mask 7 or the substrate 11 in the same direction or the opposite direction to the direction DR3 so that the vapor deposition mask 7 placed on the vapor deposition mask 7 is in contact with the substrate 11 placed on the vapor deposition mask 7, thereby reducing the center spacing CS1.
- the operation of the moving section 22 is controlled so as to adjust (step S4).
- step S4 the elevating motor M1 included in the moving part 22 is operated to raise the vapor deposition mask 7 on the mask table 2a.
- control part CP1 applies an alternating current to the coil 5 by the AC power supply PU1 while the vapor deposition mask 7 held by the mask holding part 2 is in contact with the substrate 11 arranged on the vapor deposition mask 7.
- An alternating magnetic field MF1 is generated in the coil 5 by conducting the coil 5, the generated alternating magnetic field MF1 is applied to the vapor deposition mask 7, and an eddy current is generated in the vapor deposition mask 7 by applying the alternating magnetic field MF1 to the vapor deposition mask 7.
- the operation of the AC power supply PU1 is controlled so that the vapor deposition mask 7 in which the eddy current is generated is floated and the floated vapor deposition mask 7 is brought into close contact with the substrate 11 (step S5).
- step S5 the opening/closing motor 16 is operated to open the hook member 3a from the state shown in FIG. 6, and as shown in FIG.
- the deposition material evaporated from the substrate 11 is deposited through the deposition mask 7 on the surface of the substrate 11 .
- the first relative position in the horizontal plane of the vapor deposition mask 7 with respect to the substrate 11 is easily adjusted so that the first relative position in the horizontal plane of the vapor deposition mask 7 with respect to the substrate 11 is within a certain first range while the vapor deposition mask 7 is separated from the substrate 11.
- the deposition mask 7 can be brought into close contact with the substrate 11 . Therefore, it is possible to form the pattern of the vapor deposition material in the pixel region of the substrate 11 with a higher degree of shape accuracy, and it is possible to further prevent or suppress blurring of the display image displayed by the manufactured display device. .
- the 1st modification of the vapor deposition apparatus of embodiment is demonstrated.
- the coil surrounds a part of the vapor deposition mask rather than the entire vapor deposition mask, and the vapor deposition source, the coil, and the shielding plate are provided movably.
- the vapor deposition apparatus of the first modified example can be the same as the vapor deposition apparatus of the embodiment.
- FIG. 7 is a front view including a partial cross section schematically showing a vapor deposition apparatus according to a first modified example of the embodiment.
- FIG. 8 is a plan view showing a substrate, a vapor deposition mask, a coil, and a shield plate in a vapor deposition apparatus according to a first modified example of the embodiment;
- the vapor deposition source 4 is indicated by a two-dot chain line.
- the vapor deposition source 4 extends in the direction DR1 along the surface of the substrate 11, It is provided movably along the surface of the substrate 11 and in a direction DR2 crossing, preferably perpendicular to, the direction DR1.
- the coil 5 is arranged above the vapor deposition source 4 and provided so as to be movable in the direction DR2.
- the coil 5 surrounds not the whole vapor deposition mask 7 but a part (part PR1 mentioned later) in planar view.
- the vapor deposition apparatus 1a of the first modified example further includes a shielding plate 31, a moving section 32, and a moving section 33.
- the shielding plate 31 is arranged between the vapor deposition source 4 and the vapor deposition mask 7 and is provided so as to be movable in the direction DR ⁇ b>2 integrally with the coil 5 . It is prevented from being vapor-deposited on the substrate 11 by going around the outside of the .
- the moving unit 32 moves the vapor deposition source 4 in the direction DR2.
- the moving part 33 moves the coil 5 and the shielding plate 31 integrally in the direction DR2.
- the controller CP ⁇ b>1 controls the operations of the vapor deposition source 4 , moving part 32 and moving part 33 .
- the vapor deposition source 4 is fixed to the upper end of a shaft 32a that can move in the direction DR2, and the lower end of the shaft 32a is meshed with the rotating shaft of the motor as the moving part 32 via a gear (not shown).
- the shield plate 31 and the coil 5 are fixed to the upper end of a shaft 33a that can move in the direction DR2, and the lower end of the shaft 33a is connected to the rotating shaft of the motor, which is the moving part 33, via a gear (not shown). are meshed.
- the shielding plate 31 can be arranged between the deposition source 4 and the coil 5.
- the shielding plate 31 can be arranged between the coil 5 and the vapor deposition mask 7 .
- a hole portion 31a is formed in a portion of the shielding plate 31 surrounded by the coil 5 in plan view.
- the control unit CP1 causes the coil 5 to generate an alternating magnetic field MF1 by passing an alternating current through the coil 5 from the alternating current power supply PU1, and the generated alternating magnetic field MF1 is surrounded by the coil 5 in the vapor deposition mask 7 in plan view.
- an alternating magnetic field MF1 By applying an alternating magnetic field MF1 to the portion PR1, an eddy current is generated in the portion PR1, the portion PR1 in which the eddy current is generated is levitated, and the levitated portion PR1 is applied to the substrate 11.
- the operation of the AC power supply PU1 is controlled so as to bring them into close contact with each other.
- the portion PR1 is indicated by a chain double-dashed line (the same applies to the portion PR2, which will be described later).
- control part CP1 performs a vapor deposition process of vapor-depositing the vapor deposition material on the portion PR2 of the substrate 11 where the portion PR1 is in close contact with the substrate 11 by using the vapor deposition source 4 while the portion PR1 is in close contact with the substrate 11. , the operations of the AC power supply PU1 and the vapor deposition source 4 are controlled.
- control unit CP1 causes the moving unit 32 to move the deposition source 4 in the direction DR2, and the moving unit 33 causes the coil 5 and the shield plate 31 to follow the deposition source 4 being moved by the moving unit 32.
- the operations of the AC power supply PU1, the deposition source 4, the moving part 32 and the moving part 33 are controlled so as to perform the deposition process while moving together in the direction DR2.
- the vapor deposition material is vapor-deposited only on the portion PR1, which is a part of the vapor deposition mask 7. Instead, only the portion PR1 of the vapor deposition mask 7 should be brought into close contact with the substrate 11 . Therefore, since it is sufficient to magnetically levitate only the portion PR1 of the vapor deposition mask 7, the levitation force for magnetically levitating the vapor deposition mask 7 can be reduced compared to the case where the entire vapor deposition mask 7 is magnetically levitated.
- the current amplitude value of the alternating current flowing through the coil 5 can be reduced by PU1. Alternatively, even if the size of the substrate is increased and the vapor deposition mask 7 is increased in size, the vapor deposition mask 7 can be brought into close contact with the substrate 11 without increasing the size of the AC power supply PU1.
- the vapor deposition apparatus of the second modification differs from the vapor deposition apparatus of the embodiment in that it determines whether or not the vapor deposition mask is in close contact with the substrate by measuring the inductance of the coil.
- the vapor deposition apparatus of the second modified example can be the same as the vapor deposition apparatus of the embodiment.
- FIG. 9 is a front view including a partial cross section schematically showing a vapor deposition apparatus according to a second modified example of the embodiment.
- the vapor deposition apparatus 1b of the second modified example has a measuring section 34.
- a measuring unit 34 measures the inductance of the coil 5 .
- the controller CP1 also controls the operation of the measuring section 34 .
- An LCR meter or a voltmeter and an ammeter can be used as the measurement unit 34 .
- the control unit CP1 measures the inductance measured by the measurement unit 34 when the current amplitude value of the alternating current flowing through the coil 5 is increased by the first increment from the AC power supply PU1.
- a first value is calculated by dividing the first absolute value of the first change in the current amplitude value by the first increment of the current amplitude value, and when the calculated first value becomes equal to or less than the first threshold value, the levitation occurs.
- the operation of the AC power supply PU1 and the measurement unit 34 is controlled so that it is determined that the vapor deposition mask 7 is in close contact with the substrate 11 .
- the inductance of the coil 5 is affected by the position of the deposition mask 7. Therefore, when the current amplitude value of the alternating current flowing through the coil 5 is increased by the first increment, the first absolute value of the first change in the inductance measured value is the first increment of the current amplitude value.
- the first value obtained by dividing by is smaller when the vapor deposition mask 7 is in close contact with the substrate 11 than when the vapor deposition mask 7 is not in close contact with the substrate 11 . Therefore, by comparing whether the first value is equal to or less than the first threshold value, it is possible to easily determine whether the vapor deposition mask 7 is in close contact with the substrate 11, and the vapor deposition mask 7 is reliably brought into close contact with the substrate 11. be able to. Therefore, it is possible to form the pattern of the vapor deposition material in the pixel region of the substrate 11 with a higher degree of shape accuracy, and it is possible to further prevent or suppress blurring of the display image displayed by the manufactured display device. .
- a current frequency value can also be used instead of the current amplitude value. That is, the control unit CP1 detects the first change in the measured value of the inductance measured by the measurement unit 34 when the current frequency value of the alternating current flowing through the coil 5 is increased by the first increment from the AC power supply PU1.
- a first value is calculated by dividing the first absolute value of the current frequency value by the first increment of the current frequency value, and when the calculated first value becomes equal to or less than the first threshold, the vapor deposition mask 7 floating It is also possible to control the operations of the AC power supply PU1 and the measurement unit 34 so that it is determined that the is in close contact with the substrate 11 . Even in such a case, the same effect as in the case of using the current amplitude value instead of the current frequency value can be obtained.
- the vapor deposition apparatus 1b of the second modified example can be combined with the vapor deposition apparatus 1a of the first modified example of the embodiment.
- the deposition apparatus of the third modification determines whether the deposition mask is in close contact with the substrate based on the difference between the position of the lens when the deposition mask is focused and the position of the lens when the substrate is focused. It differs from the vapor deposition apparatus of the embodiment in this point. Other than that, the vapor deposition apparatus of the third modification can be the same as the vapor deposition apparatus of the embodiment.
- FIG. 10 is a front view including a partial cross section schematically showing a vapor deposition apparatus according to a third modified example of the embodiment.
- FIG. 11 is a plan view showing a vapor deposition mask for vapor-depositing a vapor deposition material on a substrate using the vapor deposition apparatus of the third modified example of the embodiment.
- the vapor deposition mask 7 is focused on in the up-down direction of the vapor deposition mask 7, that is, in the direction of the vapor deposition mask 7.
- a mark 7b for detecting the position of DR3 is formed, and of the lower surface of the substrate 11 disposed above the vapor deposition mask 7, a portion PR3, which is a portion directly above the mark 7b, is focused on, and the substrate A mark 11b is formed for detecting the position of 11 in the vertical direction.
- the mark 7b may be the same as or different from the mark 7a in the embodiment.
- the mark 11b may be the same as or different from the mark 11a in the embodiment.
- similarly to the vapor deposition mask 7 described in the embodiment with reference to FIG. can be used.
- the vapor deposition apparatus 1c of the third modified example further includes an imaging section 35, a lens 36, and a moving section 37.
- the imaging unit 35 is arranged above the substrate 11 and images the marks 7b and 11b.
- the lens 36 is provided between the imaging section 35 and the substrate 11 so as to be vertically or horizontally movable, and is used for the imaging section 35 to focus on the marks 7b and 11b.
- the moving unit 37 moves the lens 36 vertically or horizontally so that the imaging unit 35 focuses on the marks 7b and 11b.
- the control unit CP1 controls operations of the imaging unit 35 and the moving unit 37 .
- the moving section 37 may move the imaging section 35 itself vertically or horizontally so that the imaging section 35 focuses on the marks 7b and 11b.
- a light source 38 that emits spot light for the imaging unit 35 to image the marks 7b and 11b may be provided.
- the lens 36 is arranged on the optical path OP1 of the spot light.
- the imaging unit 35 may be the same as or different from the CCD camera 26 in the embodiment.
- the light source 38 is the same as the light source 25
- Light source 38 may be different from light source 25 when different from CCD camera 26 .
- the method of irradiating the spot light from the light source 38 and photographing the marks 7b and 11b can be the same as the method of irradiating the spot light from the light source 25 and photographing the marks 7a and 11a in the embodiment. can.
- the control unit CP1 controls the first vertical or horizontal position of the lens 36 (or the imaging unit 35) when the imaging unit 35 is focused on the mark 7b by the moving unit 37, and the imaging unit 35 moves to the moving unit 37. to calculate a second value VL2, which is the difference between the second position in the vertical direction or the horizontal direction of the lens 36 (or the imaging unit 35) when the mark 11b is focused, and the calculated second value VL2 is
- the operations of the imaging unit 35 and the moving unit 37 are controlled so that it is determined that the floating vapor deposition mask 7 is in close contact with the substrate 11 when the second threshold value or less is reached.
- the mark 7b is a rib portion RB2 which is one of the plurality of rib portions RB1 included in the mask sheet portion MS1. is formed in In such a case, the mark 7b is for detecting the vertical position of the mask sheet portion MS1 by focusing. Moreover, preferably, the mark 11b is formed in a portion PR3, which is a portion directly above the rib portion RB2, of the lower surface of the substrate 11 arranged above the vapor deposition mask 7. As shown in FIG. In such a case, the mark 11b is for detecting the vertical position of the substrate 11 by focusing.
- the mask sheet portion MS1 itself can be brought into close contact with the substrate 11 with certainty, preferably for each of the plurality of mask sheet portions MS1.
- the vapor deposition apparatus 1c of the third modification can be combined with the vapor deposition apparatus 1a of the first modification of the embodiment or the vapor deposition apparatus 1b of the second modification of the embodiment.
- a person skilled in the art may appropriately add, delete, or change the design of components, or add, omit, or change the conditions of the above-described embodiments. As long as it has the gist, it is included in the scope of the present invention.
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Abstract
蒸着装置(1)は、金属材料よりなる蒸着マスク(7)を保持するマスク保持部(2)と、基板(11)が蒸着マスク(7)の上面と接するように、基板(11)を配置する基板配置部(3)と、蒸着マスク(7)よりも下方に配置された蒸着源(4)及びコイル(5)と、コイル(5)に交流電流を通流する交流電源(PU1)と、交流電源(PU1)の動作を制御する制御部(CP1)と、を有する。制御部(CP1)は、交流電源(PU1)によりコイル(5)に交流電流を通流することでコイル(5)に交流磁界(MF1)を発生させ、交流磁界(MF1)を蒸着マスク(7)に印加することで蒸着マスク(7)内に渦電流を発生させ、蒸着マスク(7)を浮上させて基板(11)に密着させるように、交流電源(PU1)の動作を制御する。
Description
本発明は、蒸着装置に関する。
例えば、有機エレクトロルミネッセンス(Electro-Luminescence:EL)表示装置等の表示装置が製造される場合には、透明基板等の基板の上に、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)等の駆動素子、平坦化膜及び電極が形成され、形成された電極の上に、画素ごとに対応して有機層が形成される。形成される有機層は水分に弱いため、有機層をエッチングでパターニングすることは、困難である。そのため、基板(被蒸着基板)と蒸着マスクとが互いに重ねて配置された状態で、必要な画素の領域のみに、蒸着マスクの開口を通して有機材料を蒸着することにより、有機層のパターンが形成される。
有機層が形成される際に、蒸着マスクが基板にできるだけ近接していないと、画素の領域のみに形状精度良く有機層のパターンが形成されない。画素の領域のみに形状精度良く有機層のパターンが形成されないと、製造された表示装置により表示される表示画像が不鮮明になるおそれがある。そのため、蒸着マスクとして磁性材料よりなる蒸着マスクを使用し、永久磁石又は電磁石と蒸着マスクとの間に基板を介在させることで、蒸着マスクを磁力で基板側に移動させ、蒸着マスクを基板に密着させるマグネットチャックが用いられている。
特許第6302150号公報(特許文献1)には、蒸着装置において、磁性体を有する蒸着マスクを保持するマスクホルダーと、マスクホルダーによって保持される蒸着マスクに近接して被蒸着基板を配置すべく、被蒸着基板を保持する基板ホルダーと、蒸着マスクの被蒸着基板と反対面に蒸着マスクと離間して設けられ、蒸着材料を気化又は昇華させる蒸着源と、基板ホルダーに保持される被蒸着基板の蒸着マスクと反対面に設けられ、蒸着マスクを磁力で吸引するマグネットチャックと、を有し、マグネットチャックが、永久磁石と電磁石とを有する技術が開示されている。
また、画素が微細化するのに伴って、基板と蒸着マスクとを精密にアライメント即ち位置合わせすることが望ましい。
特開2006-176809号公報(特許文献2)には、基板とマスクのアライメント方法において、マスクの所定位置に設けられた位置検出用のマークを上方に設置した撮影手段で撮影する工程と、基板の所定位置に設けられた位置検出用のマークを撮影手段で撮影する工程と、撮影した画像の処理によって得られるマスク側のマークの位置情報と基板側のマークの位置情報とから、基板とマスクの相対位置を演算する工程と、基板とマスクの相対位置が所定の許容範囲内になるように、基板とマスクとを演算された相対位置に基づいて相対移動させる工程と、相対移動後の基板とマスクとを密着させる工程とを備える技術が開示されている。
画素が微細化するのに伴って、例えば100μm程度以下の中心間隔で開口が形成された蒸着マスクが用いられるようになってきている。そのため、例えば10~30μm程度の極薄の厚さを有する蒸着マスクが用いられるようになってきている。
しかしながら、蒸着マスクの厚さが極薄になると、単位面積当たりの蒸着マスクをマグネットチャックにより磁力で基板側に移動する力が小さくなる。このような場合、蒸着マスクを基板に密着させることができないので、基板の画素の領域に有機層即ち蒸着材料のパターンを形状精度良く形成することができず、製造された表示装置により表示される表示画像が不鮮明になるおそれがある。
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、基板に蒸着材料を蒸着する蒸着装置において、極薄の厚さを有する蒸着マスクが用いられる場合でも、単位面積当たりの蒸着マスクを基板側に移動する力を増加させ、蒸着マスクを基板に密着させることができ、基板の画素の領域に蒸着材料のパターンを形状精度良く形成することができる蒸着装置を提供することを目的とする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明の一態様としての蒸着装置は、基板に蒸着材料を蒸着する蒸着装置である。当該蒸着装置は、金属材料よりなる蒸着マスクを保持するマスク保持部と、基板が、マスク保持部に保持されている蒸着マスクの上面と接するように、基板を配置する基板配置部と、蒸着マスクよりも下方に配置され、蒸着材料を気化又は昇華させることで蒸着材料を基板に蒸着する蒸着源と、蒸着マスクよりも下方に配置されたコイルと、コイルに交流電流を通流する交流電源と、交流電源の動作を制御する制御部と、を有する。制御部は、交流電源によりコイルに交流電流を通流することでコイルに交流磁界を発生させ、発生した交流磁界を蒸着マスクに印加し、蒸着マスクに交流磁界を印加することで蒸着マスク内に渦電流を発生させ、渦電流が発生している蒸着マスクを浮上させ、浮上している蒸着マスクを基板に密着させるように、交流電源の動作を制御する。
また、他の一態様として、コイルは、平面視において、蒸着マスクを囲み、制御部は、蒸着源の動作を制御してもよい。制御部は、蒸着マスクが基板に密着している状態で、蒸着源により、基板に蒸着材料を蒸着するように、交流電源及び蒸着源の動作を制御してもよい。
また、他の一態様として、蒸着源は、基板に沿った第1方向に延在し、基板に沿い且つ第1方向と交差する第2方向に移動可能に設けられ、コイルは、蒸着源よりも上方に配置され、且つ、第2方向に移動可能に設けられていてもよい。当該蒸着装置は、更に、蒸着源と蒸着マスクとの間に配置され、コイルと一体的に第2方向に移動可能に設けられ、且つ、蒸着源により気化又は昇華された蒸着材料がコイルの外部を回り込んで基板に蒸着されることを防止する遮蔽板と、蒸着源を第2方向に移動する第1移動部と、コイル及び遮蔽板を一体的に第2方向に移動する第2移動部と、を有してもよい。制御部は、蒸着源、第1移動部及び第2移動部の動作を制御してもよい。制御部は、交流電源によりコイルに交流電流を通流することでコイルに交流磁界を発生させ、発生した交流磁界を蒸着マスクのうち平面視においてコイルに囲まれた第1部分に印加し、第1部分に交流磁界を印加することで第1部分内に渦電流を発生させ、渦電流が発生している第1部分を浮上させ、浮上している第1部分を基板に密着させ、第1部分が基板に密着している状態で、蒸着源により、基板のうち第1部分が密着している第2部分に蒸着材料を蒸着する、蒸着処理を実行するように、交流電源及び蒸着源の動作を制御してもよい。また、制御部は、第1移動部により、蒸着源を第2方向に移動し、第2移動部により、コイル及び遮蔽板を蒸着源に追随させて一体的に第2方向に移動しながら、蒸着処理を実行するように、交流電源、蒸着源、第1移動部及び第2移動部の動作を制御してもよい。
また、他の一態様として、当該蒸着装置は、コイルのインダクタンスを測定する測定部を有し、制御部は、測定部の動作を制御してもよい。また、制御部は、交流電源によりコイルに通流する交流電流の電流振幅値を第1増加分だけ増加させたときに、測定部により測定されたインダクタンスの測定値の第1変化分の第1絶対値を、第1増加分で除した第1値を算出し、算出された第1値が第1閾値以下になったときに、蒸着マスクが基板に密着したと判定するように、交流電源及び測定部の動作を制御してもよい。
また、他の一態様として、蒸着マスクには、焦点を合わせることで蒸着マスクの上下方向の位置を検出するための第1マークが形成され、基板のうち、第1マーク直上の部分である第3部分には、焦点を合わせることで基板の上下方向の位置を検出するための第2マークが形成されていてもよい。当該蒸着装置は、更に、第1マーク及び第2マークを撮像する撮像部と、撮像部と基板との間に移動可能に設けられ、撮像部が第1マーク及び第2マークに焦点を合わせるためのレンズと、レンズを移動させることで撮像部が第1マーク及び第2マークに焦点を合わせる第3移動部と、を有してもよい。制御部は、撮像部及び第3移動部の動作を制御してもよい。また、制御部は、撮像部が第3移動部により第1マークに焦点を合わせているときのレンズの第1位置と、撮像部が第3移動部により第2マークに焦点を合わせているときのレンズの第2位置との差である第2値を算出し、算出された第2値が第2閾値以下になったときに、蒸着マスクが基板に密着したと判定するように、撮像部及び第3移動部の動作を制御してもよい。
また、他の一態様として、当該蒸着装置は、蒸着マスク又は基板を上下方向に移動させ、蒸着マスクと基板との上下方向における第1中心間隔を調整する第4移動部と、蒸着マスク又は基板を水平面内で移動させ、基板に対する蒸着マスクの水平面内での第1相対位置を調整する第5移動部と、を有してもよい。制御部は、第4移動部及び第5移動部の動作を制御してもよい。また、制御部は、蒸着マスクが基板から離れるように、第4移動部により、蒸着マスク又は基板を上下方向に移動させ、第1中心間隔を調整し、蒸着マスクが基板から離れている状態で、第1相対位置が第1範囲内になるように、第5移動部により、蒸着マスク又は基板を水平面内で移動させ、第1相対位置を調整し、第1相対位置が第1範囲内である状態で、蒸着マスクが、基板に接するように、第4移動部により、蒸着マスク又は基板を上下方向に移動させ、第1中心間隔を調整し、蒸着マスクが、基板に接している状態で、交流電源によりコイルに交流電流を通流することでコイルに交流磁界を発生させ、発生した交流磁界を蒸着マスクに印加し、蒸着マスクに交流磁界を印加することで蒸着マスク内に渦電流を発生させ、渦電流が発生している蒸着マスクを浮上させ、浮上している蒸着マスクを基板に密着させるように、交流電源、第4移動部及び第5移動部の動作を制御してもよい。
本発明の一態様を適用することで、基板に蒸着材料を蒸着する蒸着装置において、極薄の厚さを有する蒸着マスクが用いられる場合でも、単位面積当たりの蒸着マスクを基板側に移動する力を増加させ、蒸着マスクを基板に密着させることができ、基板の画素の領域に蒸着材料のパターンを形状精度良く形成することができる。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
また本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
更に、実施の形態で用いる図面においては、構造物を区別するために付したハッチング(網掛け)を図面に応じて省略する場合もある。
なお、以下の実施の形態においてA~Bとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、A以上B以下を示すものとする。
(実施の形態)
<蒸着装置>
初めに、本発明の一実施形態である実施の形態の蒸着装置について説明する。本実施の形態の蒸着装置は、基板に蒸着材料を蒸着する蒸着装置である。
<蒸着装置>
初めに、本発明の一実施形態である実施の形態の蒸着装置について説明する。本実施の形態の蒸着装置は、基板に蒸着材料を蒸着する蒸着装置である。
図1は、実施の形態の蒸着装置を模式的に示す一部断面を含む正面図である。図2は、実施の形態の蒸着装置における基板、蒸着マスク及びコイルを示す平面図である。図2は、基板が蒸着マスクと重ね合わされた状態を示している。図3は、実施の形態の蒸着装置を用いて基板に蒸着材料を蒸着するための蒸着マスクを示す平面図である。
図1乃至図3に示すように、本実施の形態の蒸着装置1は、マスク保持部2と、基板配置部3と、蒸着源4と、コイル5と、交流電源PU1と、制御部CP1と、を有する。マスク保持部2、基板配置部3及び蒸着源4は、蒸着装置1が有する真空チャンバ6の内部に設けられている。また、本実施の形態の蒸着装置1は、減圧下で蒸着する場合等に備え、真空チャンバ6の内部を真空排気する真空排気部(図示は省略)を有してもよい。なお、大気圧下で蒸着する場合には、本実施の形態の蒸着装置1は、真空チャンバ6及び真空排気部(図示は省略)を有しなくてもよい。
マスク保持部2は、蒸着マスク7を保持する。マスク保持部2として、以下に説明するように、例えば図1の左右両側の各々において、図1の紙面に垂直な方向における前後にそれぞれ互いに間隔を空けて配置された、合計4つのマスク台2aを含むものを用いることができる。
4つのマスク台2aは、真空チャンバ6の天板6aに昇降可能に取り付けられたシャフト8の下端に、フレーム9及びアーム10を介して固定されている。4つのマスク台2aは、シャフト8の上端に取り付けられた昇降モータM1により、上下方向に移動する。
蒸着マスク7は、例えばアルミニウムと同程度か又はアルミニウム以上に電気伝導度が高い金属材料よりなる。このような金属材料として、例えばアルミニウムを用いることができる。なお、本実施の形態の蒸着装置1は、蒸着工程に応じて互いに異なる個別の蒸着マスク7を用いるものであってもよいが、専用の蒸着マスク7を蒸着装置1の一部として有するものであってもよい。
蒸着マスク7は、蒸着材料が蒸着される基板11よりやや大きい所定の寸法を有する。後述するように、蒸着マスク7は、枠部FR1を有する。また、枠部FR1は、4つのマスク台2aによって支持される。枠部FR1には、基板配置部3に含まれ、後述するフック3bを収容する切り欠き部(図示は省略)が設けられている。蒸着マスク7には、位置検出用のマーク7aが複数個設けられている。なお、基板11にも、位置検出用のマーク11aが複数個設けられている。
基板配置部3は、基板11が、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7の上面と接するように、基板11を、蒸着マスク7よりも上方に配置する。基板11として、例えばガラス基板等の透明基板を用いることができる。また、基板配置部3として、以下に説明するように、例えば図1の左右両側の各々において、図1の紙面に垂直な方向における前後にそれぞれ互いに間隔を空けて配置された、合計4つのフック部材3aを含むものを用いることができる。
4つのフック部材3aの各々は、フック部材3aの下端が内側を向いたフック3bを有する。フック3bはマスク台2aよりも上方に配置されている。4つのフック部材3aの各々は、真空チャンバ6の天板6aよりも下方に配置された支持フレーム12に、ヒンジ機構13を介して取付けられている。支持フレーム12の上端は、天板6a上に設けた姿勢制御装置14に接続されている。ヒンジ機構13は、ヒンジ機構13に取り付けられた軸15によって、天板6aの上方に設置した開閉モータ16の出力軸に接続されている。このような構成により、フック部材3aは、姿勢制御装置14によって前後左右方向(XY方向)及び周方向(θ方向)に移動可能、且つ、開閉モータ16及びヒンジ機構13によって、垂直な閉じた位置から外側に略水平に開いた解除位置までヒンジ機構13を支点として開閉可能に設けられている。4つのフック部材3aは、4つのフック部材3aが閉じた状態で、真空チャンバ6内に搬入された基板11を、図1の左右両側の各々において、図1の紙面に垂直な方向におけるそれぞれ前後の位置である4箇所の位置で保持する。これによって、基板11は、基板11に生じる撓みが、平面視において、基板11の中心に対して対称となる位置で保持される。
蒸着源4は、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7よりも下方に配置され、蒸着材料を気化又は昇華させることで蒸着材料を基板11に蒸着する。蒸着源4として、平面視において、点状形状、線状形状、面状形状等の各種の形状を有する蒸着源4を用いることができる。例えば後述する実施の形態の第1変形例で説明するように、図1の左右方向に沿った線状形状を有する、ラインソースと呼ばれる蒸着源4が、図1の紙面に垂直な方向において前端から後端まで走査即ち移動されることにより、基板11の全面に亘り蒸着材料を蒸着することができる。即ち、後述する実施の形態の第1変形例では、蒸着源4は、基板11の表面に沿った方向DR1に延在し、基板11の表面に沿い且つ方向DR1と交差好適には直交する方向DR2に移動可能に設けられていることになる。
コイル5は、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7よりも下方に配置されている。交流電源PU1は、コイル5に交流電流を通流する。また、制御部CP1は、交流電源PU1の動作を制御する。
蒸着装置1は、図1に示すように、また、後述する図4乃至図6を用いて説明するように、移動部22と、移動部23と、制御部CP1と、を有することになる。また、図1に示すように、また、後述する図4乃至図6を用いて説明するように、移動部22は、昇降モータM1及び姿勢制御装置14を含み、移動部23は、姿勢制御装置14を含み、制御部CP1は、例えばコンピュータを含む。また、基板配置部3も、開閉モータ16を含むことになる。
なお、蒸着装置1は、図1に示すように、また、後述する図4乃至図6を用いて説明するように、光源25と、CCD(Charge Coupled Device)カメラ26と、を有することができる。
本実施の形態では、制御部CP1は、交流電源PU1によりコイル5に交流電流を通流することでコイル5に交流磁界MF1を発生させ、発生した交流磁界MF1を蒸着マスク7に印加し、蒸着マスク7に交流磁界を印加することで蒸着マスク7内に渦電流を発生させ、渦電流が発生している蒸着マスク7を磁気浮上させ、磁気浮上している蒸着マスク7を基板11に密着させるように、交流電源PU1の動作を制御する。なお、図1では、交流磁界MF1を矢印により示している。
このような場合、交流電源PU1によりコイル5に通流する交流電源PU1の電流振幅値又は交流周波数を増加させることで、蒸着マスク7内に発生する渦電流を容易に増加させ、渦電流が発生している蒸着マスク7を磁気浮上させる浮上力を、容易に強くすることができる。そのため、極薄の厚さを有する蒸着マスク7が用いられる場合でも、単位面積当たりの蒸着マスク7を磁気浮上させる浮上力を増加させ、蒸着マスク7を基板11に密着させることができる。従って、基板11の画素の領域に蒸着材料のパターンを形状精度良く形成することができ、製造された表示装置により表示される表示画像が不鮮明になることを、防止又は抑制することができる。
また、基板配置部3に保持されている基板11を挟んで、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7が配置される側と反対側に、即ち図1に示すように基板11よりも上方に、蒸着マスク7を磁力で吸引することで蒸着マスク7を基板11に密着させる永久磁石等を配置する必要がない。
好適には、コイル5は、平面視において、蒸着マスク7の全体を囲み(図2参照)、制御部CP1は、蒸着源4の動作を制御する。また、制御部CP1は、蒸着マスク7が基板11に密着している状態で、蒸着源4により、基板11に蒸着材料を蒸着するように、交流電源PU1及び蒸着源4の動作を制御する。
このような場合、コイル5により交流磁界MF1を蒸着マスク7全体に印加することができ、蒸着マスク7全体に渦電流を発生させることができる。そのため、1つのコイル5を用いて蒸着マスク7全体を磁気浮上させることができ、1つのコイル5を用いて蒸着マスク7全体を基板11に密着させることができる。
マスク保持部2により保持されている蒸着マスク7として、枠部FR1と、複数のマスクシート部MS1と、を有するものを用いることができる。
枠部FR1は、基板11の表面に沿い且つ方向DR1と交差好適には直交する方向DR2にそれぞれ延在する延在部EX1及び延在部EX2と、方向DR1にそれぞれ延在する延在部EX3及び延在部EX4と、を含み、枠部形状を有する。
複数のマスクシート部MS1は、それぞれ金属材料よりなり、方向DR1にそれぞれ延在し、方向DR1における第1の側の端部EP1が延在部EX1にそれぞれ固定され、方向DR1における第1の側と反対側の端部EP2が延在部EX2にそれぞれ固定され、且つ、方向DR2に配列されている。複数のマスクシート部MS1が、それぞれ金属材料よりなる場合、複数のマスクシート部MS1に交流磁界を印加することで複数のマスクシート部MS1の内部に容易に渦電流を発生することができる。
複数のマスクシート部MS1の各々は、複数のパターン部PT1と、複数のリブ部RB1と、を含む。複数のパターン部PT1は、基板11に蒸着材料を蒸着するための複数の貫通孔よりなる蒸着用パターンPDがそれぞれ形成され、方向DR1に互いに間隔を空けて配列されている。複数のリブ部RB1は、複数のパターン部PT1のうち方向DR1で互いに隣り合う2つのパターン部PT1をそれぞれ連結する。パターン部PT1とリブ部RB1とは、方向DR1に沿って交互に配置されている。なお、図3では、蒸着用パターンPDにハッチングを付している。
次に、図1及び図4乃至図6を参照し、本実施の形態の蒸着装置を用いた蒸着方法について説明する。図4乃至図6は、実施の形態の蒸着装置を用いた蒸着方法を説明するための図である。図4乃至図6は、図1と同様に、実施の形態の蒸着装置の一部断面を含む正面図を模式的に示している。
図1に示すように、また、前述したように、蒸着装置1は、移動部22と、移動部23と、制御部CP1と、を有する。なお、図1では、制御部CP1が、制御部CP11と、制御部CP12と、を含む場合を例示し、制御部CP11を真空チャンバ6よりも上方に図示し、制御部CP12を真空チャンバ6よりも下方に図示している(図4乃至図6並びに後述する図7、図9及び図10においても同様)。
移動部22は、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7、又は、蒸着マスク7よりも上方に配置されている基板11を、基板11に垂直な方向であり上下方向でもある方向DR3と同方向又は逆方向に移動させ、蒸着マスク7と基板11との間の方向DR3における中心間隔CS1(図5参照)を調整する。移動部23は、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7、又は、蒸着マスク7よりも上方に配置されている基板11を水平面内で移動させ、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置を調整する。また、制御部CP1は、移動部22及び移動部23の動作を制御する。移動部22は、昇降モータM1及び姿勢制御装置14を含み、移動部23は、姿勢制御装置14を含み、制御部CP1は、例えばコンピュータを含む。また、基板配置部3も、開閉モータ16を含む。
本実施の形態の蒸着装置1を用いた蒸着方法では、まず、制御部CP1は、図4に示すように、マスク保持部2により、蒸着マスク7を保持するように、マスク保持部2の動作を制御する(ステップS1)。
このステップS1では、まず、図示は省略するものの、開閉モータ16を作動させて4つのフック部材3aを外側にやや開いた姿勢に位置させる。次いで、図示は省略するものの、搬送装置(図示は省略)によって、蒸着マスク7を真空チャンバ6内に搬入し、4つのフック部材3aよりも内側の上方に配置する。
このステップS1では、次に、図示は省略するものの、搬送装置(図示は省略)を下降させることで蒸着マスク7を下降させ、蒸着マスク7の枠部FR1をフック部材3aのフック3bに掛けて、蒸着マスク7をフック部材3aで一旦受け取る。
このステップS1では、次に、図示は省略するものの、搬送装置(図示は省略)を真空チャンバ6から退出させた後、図4に示すように、移動部22に含まれる昇降モータM1を作動させて4つのマスク台2aを上昇させ、蒸着マスク7の枠部FR1の下面をマスク台2aに掛けることで、蒸着マスク7をマスク台2aにより保持する。これによりフック3b上の蒸着マスク7が、マスク台2a上に受け渡される。マスク台2aは、保持している蒸着マスク7の枠部FR1を除く本体部分をパスラインの高さに位置させたところで停止する。
次に、制御部CP1は、図5及び図6に示すように、基板配置部3により、基板11が、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7と接するように、基板11を配置する(ステップS2)。
このステップS2では、まず、図5に示すように、移動部22に含まれる昇降モータM1を作動させて、4つのマスク台2aを下降させ、蒸着マスク7を下降させる。続いて搬送装置(図示は省略)によって、基板11をパスラインに沿って真空チャンバ6内に搬入し、4つのフック部材3aの内側の上方に配置する。基板11は、蒸着材料が蒸着される側の表面が、下側に向けられている。
このステップS2では、次に、図示は省略するものの、搬送装置(図示は省略)を下降させることで基板11を下降させ、基板11の周縁部の下面をフック部材3aのフック3bに掛けることで、基板11をフック部材3aにより支持する。基板11のフック3bに掛けた部分はほぼパスラインの高さに配置される。フック部材3aに支持されている基板11は、自重で中央部が撓む。基板11が、厚みが薄く且つ大サイズのガラス基板の場合、撓みが大きくなる。しかし、平面視において、基板11は、左右前後の4箇所でフック3bにより保持されているので、基板11の撓みは、基板11の中心に対して対称になる。
このステップS2では、次に、図5に示すように、移動部22に含まれる昇降モータM1を作動させて、4つのマスク台2aを上昇させ、蒸着マスク7を上昇させ、蒸着マスク7を基板11に隙間を開けた位置で正対させる。
即ち、このステップS2では、制御部CP1は、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7が、蒸着マスク7上に配置されている基板11から離れるように、移動部22により、蒸着マスク7又は基板11を方向DR3と同方向又は逆方向に移動させ、蒸着マスク7と基板11との間の方向DR3における中心間隔CS1を調整するように、移動部22の動作を制御することになる。
次に、制御部CP1は、図5に示すように、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7が、蒸着マスク7上に配置されている基板11から離れている状態で、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置が一定の第1範囲内になるように、移動部23により、蒸着マスク7又は基板11を水平面内で移動させ、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置を調整するように、移動部23の動作を制御する(ステップS3)。なお、ステップS3、並びに、後述するステップS4及びステップS5は、ステップS2の後に行われてもよく、ステップS2に含まれてもよい。
このステップS3では、まず、光源25からスポット光を基板11の複数のマーク11a(図2参照)の近傍に照射し、その光照射下に複数のマーク11aをCCDカメラ26によって上方から撮影する。撮影したマーク11aの画像情報は、制御部CP1に制御される演算装置CP2又は制御部CP1に送ってメモリに記憶させる。
このステップS3では、次に、蒸着マスク7の複数のマーク7a(図2参照)を撮影して、位置情報を取得する。このとき基板11が撓み、基板11と蒸着マスク7とが上下方向に離れているので、CCDカメラ26は、蒸着マスク7を撮影するときと基板11を撮影するときとに応じて、焦点を合わせるために上下に移動させる場合がある。
演算装置CP2は、蒸着マスク7の複数のマーク7a(図2参照)と基板11の複数のマーク11a(図2参照)を撮影した画像情報をメモリから呼び出し、画像処理によってマーク7a及びマーク11aの位置を求める。更に、演算装置CP2はマーク11aの位置情報から基板11の中心及び基準線を求め、マーク7aの位置情報から蒸着マスク7の中心及び基準線を求める。演算装置CP2は、これらの位置情報、並びに、中心及び基準線から、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置を演算する。また、演算装置CP2は、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置が予め設定した許容範囲即ち一定の第1範囲内に入るか否かを判断する。演算装置CP2は、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置が一定の第1範囲外であるときは、一定の第1範囲内に入らせるのに必要な基板11のXYθ方向の移動量を演算し、移動部23に含まれる姿勢制御装置14に制御命令を出力する。姿勢制御装置14は、フック部材3aにより支持されている基板11をXYθ方向に移動して、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置を一定の第1範囲内とする。
次に、制御部CP1は、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置が一定の第1範囲内である状態で、図6に示すように、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7が、蒸着マスク7上に配置されている基板11に接するように、移動部22により、蒸着マスク7又は基板11を方向DR3と同方向又は逆方向に移動させ、中心間隔CS1を調整するように、移動部22の動作を制御する(ステップS4)。
このステップS4では、移動部22に含まれる昇降モータM1を作動させて、マスク台2a上の蒸着マスク7を上昇させる。
次に、制御部CP1は、マスク保持部2に保持されている蒸着マスク7が、蒸着マスク7上に配置されている基板11に接している状態で、交流電源PU1によりコイル5に交流電流を通流することでコイル5に交流磁界MF1を発生させ、発生した交流磁界MF1を蒸着マスク7に印加し、蒸着マスク7に交流磁界MF1を印加することで蒸着マスク7内に渦電流を発生させ、渦電流が発生している蒸着マスク7を浮上させ、浮上している蒸着マスク7を基板11に密着させるように、交流電源PU1の動作を制御する(ステップS5)。
このステップS5では、図6に示す状態から、開閉モータ16を作動させてフック部材3aを開き、図1に示すように、フック部材3aによる基板11の支持を解除し、その状態で蒸着源4から蒸発した蒸着材料を、基板11の表面に、蒸着マスク7を通して蒸着する。
これにより、蒸着マスク7が基板11から離れている状態で、基板11に対する蒸着マスク7の水平面内での第1相対位置が一定の第1範囲内になるように、第1相対位置を容易に調整した後、蒸着マスク7を基板11に密着させることができる。従って、基板11の画素の領域に蒸着材料のパターンを更に形状精度良く形成することができ、製造された表示装置により表示される表示画像が不鮮明になることを、更に防止又は抑制することができる。
<蒸着装置の第1変形例>
次に、実施の形態の蒸着装置の第1変形例について説明する。本第1変形例の蒸着装置は、コイルが蒸着マスクの全体ではなく一部を囲むものであり、蒸着源、コイル及び遮蔽板が移動可能に設けられている点で、実施の形態の蒸着装置と異なる。それ以外の点については、本第1変形例の蒸着装置は、実施の形態の蒸着装置と同様にすることができる。
次に、実施の形態の蒸着装置の第1変形例について説明する。本第1変形例の蒸着装置は、コイルが蒸着マスクの全体ではなく一部を囲むものであり、蒸着源、コイル及び遮蔽板が移動可能に設けられている点で、実施の形態の蒸着装置と異なる。それ以外の点については、本第1変形例の蒸着装置は、実施の形態の蒸着装置と同様にすることができる。
図7は、実施の形態の第1変形例の蒸着装置を模式的に示す一部断面を含む正面図である。図8は、実施の形態の第1変形例の蒸着装置における基板、蒸着マスク、コイル及び遮蔽板を示す平面図である。なお、図8では、蒸着源4を二点鎖線で表示している。
図7及び図8に示すように、本第1変形例の蒸着装置1aでは、実施の形態の蒸着装置1と異なり、蒸着源4は、基板11の表面に沿った方向DR1に延在し、基板11の表面に沿い且つ方向DR1と交差好適には直交する方向DR2に移動可能に設けられている。また、コイル5は、蒸着源4よりも上方に配置され、且つ、方向DR2に移動可能に設けられている。また、コイル5は、平面視において、蒸着マスク7の全体ではなく一部(後述する部分PR1)を囲む。
また、本第1変形例の蒸着装置1aは、更に、遮蔽板31と、移動部32と、移動部33と、を有する。遮蔽板31は、蒸着源4と蒸着マスク7との間に配置され、コイル5と一体的に方向DR2に移動可能に設けられ、且つ、蒸着源4により気化又は昇華された蒸着材料がコイル5の外部即ち外側を回り込んで基板11に蒸着されることを防止する。移動部32は、蒸着源4を方向DR2に移動する。移動部33は、コイル5及び遮蔽板31を一体的に方向DR2に移動する。制御部CP1は、蒸着源4、移動部32及び移動部33の動作を制御する。なお、蒸着源4は、方向DR2に移動可能なシャフト32aの上端に固定され、シャフト32aの下端は、ギア(図示は省略)を介して、移動部32としてのモータの回転軸に噛み合わされている。また、遮蔽板31及びコイル5は、方向DR2に移動可能なシャフト33aの上端に固定され、シャフト33aの下端は、ギア(図示は省略)を介して、移動部33であるモータの回転軸に噛み合わされている。
図7及び図8に示すように、遮蔽板31は、蒸着源4とコイル5との間に配置されることができる。或いは、遮蔽板31は、コイル5と蒸着マスク7との間に配置されることもできる。また、遮蔽板31のうち、平面視においてコイル5に囲まれた部分には、孔部31aが形成されている。
制御部CP1は、交流電源PU1によりコイル5に交流電流を通流することでコイル5に交流磁界MF1を発生させ、発生した交流磁界MF1を蒸着マスク7のうち平面視においてコイル5に囲まれた部分PR1に印加し、部分PR1に交流磁界MF1を印加することで部分PR1内に渦電流を発生させ、渦電流が発生している部分PR1を浮上させ、浮上している部分PR1を基板11に密着させるように、交流電源PU1の動作を制御する。なお、図8では、部分PR1を二点鎖線で表示している(後述する部分PR2についても同様)。
また、制御部CP1は、部分PR1が基板11に密着している状態で、蒸着源4により、基板11のうち部分PR1が密着している部分PR2に蒸着材料を蒸着する、蒸着処理を実行するように、交流電源PU1及び蒸着源4の動作を制御する。
また、制御部CP1は、移動部32により、蒸着源4を方向DR2に移動し、移動部33により、コイル5及び遮蔽板31を、移動部32により移動されている蒸着源4に追随させて一体的に方向DR2に移動しながら、蒸着処理を実行するように、交流電源PU1、蒸着源4、移動部32及び移動部33の動作を制御する。
このような場合、遮蔽板31が設けられているため、蒸着マスク7の一部である部分PR1だけに蒸着材料が蒸着されることになるが、蒸着マスク7全体を基板11に密着させる必要がなく、蒸着マスク7の部分PR1だけを基板11に密着させればよい。そのため、蒸着マスク7の部分PR1だけを磁気浮上させることができればよいので、蒸着マスク7全体を磁気浮上させる場合に比べて、蒸着マスク7を磁気浮上させる浮上力を小さくすることができ、交流電源PU1によりコイル5に通流する交流電流の電流振幅値を小さくすることができる。或いは、基板サイズを大型化し、蒸着マスク7を大型化した場合でも、交流電源PU1を大型化せずに蒸着マスク7を基板11に密着させることができる。
<蒸着装置の第2変形例>
次に、実施の形態の蒸着装置の第2変形例について説明する。本第2変形例の蒸着装置は、コイルのインダクタンスを測定することで蒸着マスクが基板に密着したか否か判定する点で、実施の形態の蒸着装置と異なる。それ以外の点については、本第2変形例の蒸着装置は、実施の形態の蒸着装置と同様にすることができる。
次に、実施の形態の蒸着装置の第2変形例について説明する。本第2変形例の蒸着装置は、コイルのインダクタンスを測定することで蒸着マスクが基板に密着したか否か判定する点で、実施の形態の蒸着装置と異なる。それ以外の点については、本第2変形例の蒸着装置は、実施の形態の蒸着装置と同様にすることができる。
図9は、実施の形態の第2変形例の蒸着装置を模式的に示す一部断面を含む正面図である。
図9に示すように、本第2変形例の蒸着装置1bは、測定部34を有する。測定部34は、コイル5のインダクタンスを測定する。また、制御部CP1は、測定部34の動作を制御する。測定部34として、LCRメータ又は電圧計及び電流計を用いることができる。
本第2変形例では、制御部CP1は、交流電源PU1によりコイル5に通流する交流電流の電流振幅値を第1増加分だけ増加させたときに、測定部34により測定されたインダクタンスの測定値の第1変化分の第1絶対値を、電流振幅値の第1増加分で除した第1値を算出し、算出された第1値が第1閾値以下になったときに、浮上している蒸着マスク7が基板11に密着したと判定するように、交流電源PU1及び測定部34の動作を制御する。
コイル5のインダクタンスは、蒸着マスク7の位置に影響を受ける。そのため、コイル5に通流する交流電流の電流振幅値を第1増加分だけ増加させたときに、インダクタンスの測定値の第1変化分の第1絶対値を、電流振幅値の第1増加分で除した第1値は、蒸着マスク7が基板11に密着した状態において、蒸着マスク7が基板11に密着していない状態よりも小さくなる。よって、第1値が第1閾値以下であるか比較することにより、蒸着マスク7が基板11に密着したか否かを容易に判定することができ、蒸着マスク7を基板11に確実に密着させることができる。従って、基板11の画素の領域に蒸着材料のパターンを更に形状精度良く形成することができ、製造された表示装置により表示される表示画像が不鮮明になることを、更に防止又は抑制することができる。
なお、電流振幅値に代えて、電流周波数値を用いることもできる。即ち、制御部CP1は、交流電源PU1によりコイル5に通流する交流電流の電流周波数値を第1増加分だけ増加させたときに、測定部34により測定されたインダクタンスの測定値の第1変化分の第1絶対値を、電流周波数値の第1増加分で除した第1値を算出し、算出された第1値が第1閾値以下になったときに、浮上している蒸着マスク7が基板11に密着したと判定するように、交流電源PU1及び測定部34の動作を制御することもできる。このような場合も、電流周波数値に代えて、電流振幅値を用いる場合と同様の効果が得られる。
また、本第2変形例の蒸着装置1bを、実施の形態の第1変形例の蒸着装置1aと組み合わせることもできる。
<蒸着装置の第3変形例>
次に、実施の形態の蒸着装置の第3変形例について説明する。本第3変形例の蒸着装置は、蒸着マスクに焦点が合うときのレンズの位置と基板に焦点が合うときのレンズの位置との差に基づいて蒸着マスクが基板に密着したか否か判定する点で、実施の形態の蒸着装置と異なる。それ以外の点については、本第3変形例の蒸着装置は、実施の形態の蒸着装置と同様にすることができる。
次に、実施の形態の蒸着装置の第3変形例について説明する。本第3変形例の蒸着装置は、蒸着マスクに焦点が合うときのレンズの位置と基板に焦点が合うときのレンズの位置との差に基づいて蒸着マスクが基板に密着したか否か判定する点で、実施の形態の蒸着装置と異なる。それ以外の点については、本第3変形例の蒸着装置は、実施の形態の蒸着装置と同様にすることができる。
図10は、実施の形態の第3変形例の蒸着装置を模式的に示す一部断面を含む正面図である。図11は、実施の形態の第3変形例の蒸着装置を用いて基板に蒸着材料を蒸着するための蒸着マスクを示す平面図である。
図10及び図11に示すように、本第3変形例の蒸着装置1cでは、実施の形態の蒸着装置1と異なり、蒸着マスク7には、焦点を合わせることで蒸着マスク7の上下方向即ち方向DR3の位置を検出するためのマーク7bが形成され、蒸着マスク7よりも上方に配置されている基板11の下面のうち、マーク7b直上の部分である部分PR3には、焦点を合わせることで基板11の上下方向の位置を検出するためのマーク11bが形成されている。なお、マーク7bは、実施の形態におけるマーク7aと同一でもよく、異なってもよい。また、マーク11bは、実施の形態におけるマーク11aと同一でもよく、異なってもよい。それ以外の点については、本第3変形例でも、実施の形態で図3を用いて説明した蒸着マスク7と同様に、枠部FR1と、複数のマスクシート部MS1と、を含む蒸着マスク7を用いることができる。
本第3変形例の蒸着装置1cは、更に、撮像部35と、レンズ36と、移動部37と、を有する。撮像部35は、基板11よりも上方に配置され、マーク7b及びマーク11bを撮像する。レンズ36は、撮像部35と基板11との間に上下方向又は水平方向に移動可能に設けられ、撮像部35がマーク7b及びマーク11bに焦点を合わせるためのものである。移動部37は、レンズ36を上下方向又は水平方向に移動させることで撮像部35がマーク7b及びマーク11bに焦点を合わせる。制御部CP1は、撮像部35及び移動部37の動作を制御する。また、移動部37は、レンズ36に代えて、撮像部35自体を上下方向又は水平方向に移動させることで撮像部35がマーク7b及びマーク11bに焦点を合わせるものであってもよい。
なお、撮像部35がマーク7b及びマーク11bを撮像するためのスポット光を照射する光源38が設けられていてもよい。このとき、レンズ36は、スポット光の光路OP1上に配置される。また、撮像部35は、実施の形態におけるCCDカメラ26と同一でも異なってもよく、撮像部35がCCDカメラ26と同一であるときは、光源38は光源25と同一であり、撮像部35がCCDカメラ26と異なるときは、光源38は光源25と異なってもよい。また、光源38からスポット光を照射し、マーク7b及びマーク11bを撮影する方法は、実施の形態で光源25からスポット光を照射し、マーク7a及びマーク11aを撮影する方法と同様にすることができる。
制御部CP1は、撮像部35が移動部37によりマーク7bに焦点を合わせているときのレンズ36(又は撮像部35)の上下方向又は水平方向の第1位置と、撮像部35が移動部37によりマーク11bに焦点を合わせているときのレンズ36(又は撮像部35)の上下方向又は水平方向の第2位置との差である第2値VL2を算出し、算出された第2値VL2が第2閾値以下になったときに、浮上している蒸着マスク7が基板11に密着したと判定するように、撮像部35及び移動部37の動作を制御する。
このような場合、蒸着マスク7が基板11に密着したか否かを容易に判定することができ、蒸着マスク7を基板11に確実に密着させることができる。従って、基板11の画素の領域に蒸着材料のパターンを更に形状精度良く形成することができ、製造された表示装置により表示される表示画像が不鮮明になることを、更に防止又は抑制することができる。
図11に示すように、好適には、複数のマスクシート部MS1のいずれか好適には各々について、マーク7bは、マスクシート部MS1に含まれる複数のリブ部RB1のいずれかであるリブ部RB2に形成されている。このような場合、マーク7bは、焦点を合わせることでマスクシート部MS1の上下方向の位置を検出するためのものである。また、好適には、マーク11bは、蒸着マスク7よりも上方に配置されている基板11の下面のうち、リブ部RB2直上の部分である部分PR3に形成されている。このような場合、マーク11bは、焦点を合わせることで基板11の上下方向の位置を検出するためのものである。
これにより、複数のマスクシート部MS1のいずれか好適には各々について、マスクシート部MS1自体が基板11に密着したか否かを容易に判定することができる。そのため、複数のマスクシート部MS1のいずれか好適には各々について、マスクシート部MS1自体を基板11に確実に密着させることができる。
また、本第3変形例の蒸着装置1cを、実施の形態の第1変形例の蒸着装置1a又は実施の形態の第2変形例の蒸着装置1bと組み合わせることもできる。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
1、1a~1c 蒸着装置
2 マスク保持部
2a マスク台
3 基板配置部
3a フック部材
3b フック
4 蒸着源
5 コイル
6 真空チャンバ
6a 天板
7 蒸着マスク
7a、7b、11a、11b マーク
8、32a、33a シャフト
9 フレーム
10 アーム
11 基板
12 支持フレーム
13 ヒンジ機構
14 姿勢制御装置
15 軸
16 開閉モータ
22、23、32、33、37 移動部
25、38 光源
26 CCDカメラ
31 遮蔽板
31a 孔部
34 測定部
35 撮像部
36 レンズ
CP1、CP11、CP12 制御部
CP2 演算装置
CS1 中心間隔
DR1~DR3 方向
EP1、EP2 端部
EX1~EX4 延在部
FR1 枠部
M1 昇降モータ
MF1 交流磁界
MS1 マスクシート部
OP1 光路
PD 蒸着用パターン
PR1~PR3 部分
PT1 パターン部
PU1 交流電源
RB1、RB2 リブ部
VL2 第2値
2 マスク保持部
2a マスク台
3 基板配置部
3a フック部材
3b フック
4 蒸着源
5 コイル
6 真空チャンバ
6a 天板
7 蒸着マスク
7a、7b、11a、11b マーク
8、32a、33a シャフト
9 フレーム
10 アーム
11 基板
12 支持フレーム
13 ヒンジ機構
14 姿勢制御装置
15 軸
16 開閉モータ
22、23、32、33、37 移動部
25、38 光源
26 CCDカメラ
31 遮蔽板
31a 孔部
34 測定部
35 撮像部
36 レンズ
CP1、CP11、CP12 制御部
CP2 演算装置
CS1 中心間隔
DR1~DR3 方向
EP1、EP2 端部
EX1~EX4 延在部
FR1 枠部
M1 昇降モータ
MF1 交流磁界
MS1 マスクシート部
OP1 光路
PD 蒸着用パターン
PR1~PR3 部分
PT1 パターン部
PU1 交流電源
RB1、RB2 リブ部
VL2 第2値
Claims (6)
- 基板に蒸着材料を蒸着する蒸着装置において、
金属材料よりなる蒸着マスクを保持するマスク保持部と、
前記基板が、前記マスク保持部に保持されている前記蒸着マスクの上面と接するように、前記基板を配置する基板配置部と、
前記蒸着マスクよりも下方に配置され、前記蒸着材料を気化又は昇華させることで前記蒸着材料を前記基板に蒸着する蒸着源と、
前記蒸着マスクよりも下方に配置されたコイルと、
前記コイルに交流電流を通流する交流電源と、
前記交流電源の動作を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記交流電源により前記コイルに前記交流電流を通流することで前記コイルに交流磁界を発生させ、発生した前記交流磁界を前記蒸着マスクに印加し、前記蒸着マスクに前記交流磁界を印加することで前記蒸着マスク内に渦電流を発生させ、前記渦電流が発生している前記蒸着マスクを浮上させ、浮上している前記蒸着マスクを前記基板に密着させるように、前記交流電源の動作を制御する、蒸着装置。 - 請求項1に記載の蒸着装置において、
前記コイルは、平面視において、前記蒸着マスクを囲み、
前記制御部は、前記蒸着源の動作を制御し、
前記制御部は、前記蒸着マスクが前記基板に密着している状態で、前記蒸着源により、前記基板に前記蒸着材料を蒸着するように、前記交流電源及び前記蒸着源の動作を制御する、蒸着装置。 - 請求項1に記載の蒸着装置において、
前記蒸着源は、前記基板に沿った第1方向に延在し、前記基板に沿い且つ前記第1方向と交差する第2方向に移動可能に設けられ、
前記コイルは、前記蒸着源よりも上方に配置され、且つ、前記第2方向に移動可能に設けられ、
前記蒸着装置は、更に、
前記蒸着源と前記蒸着マスクとの間に配置され、前記コイルと一体的に前記第2方向に移動可能に設けられ、且つ、前記蒸着源により気化又は昇華された前記蒸着材料が前記コイルの外部を回り込んで前記基板に蒸着されることを防止する遮蔽板と、
前記蒸着源を前記第2方向に移動する第1移動部と、
前記コイル及び前記遮蔽板を一体的に前記第2方向に移動する第2移動部と、
を有し、
前記制御部は、前記蒸着源、前記第1移動部及び前記第2移動部の動作を制御し、
前記制御部は、
前記交流電源により前記コイルに前記交流電流を通流することで前記コイルに前記交流磁界を発生させ、発生した前記交流磁界を前記蒸着マスクのうち平面視において前記コイルに囲まれた第1部分に印加し、前記第1部分に前記交流磁界を印加することで前記第1部分内に前記渦電流を発生させ、前記渦電流が発生している前記第1部分を浮上させ、浮上している前記第1部分を前記基板に密着させ、
前記第1部分が前記基板に密着している状態で、前記蒸着源により、前記基板のうち前記第1部分が密着している第2部分に前記蒸着材料を蒸着する、蒸着処理を実行するように、前記交流電源及び前記蒸着源の動作を制御し、
前記制御部は、
前記第1移動部により、前記蒸着源を前記第2方向に移動し、前記第2移動部により、前記コイル及び前記遮蔽板を前記蒸着源に追随させて一体的に前記第2方向に移動しながら、前記蒸着処理を実行するように、前記交流電源、前記蒸着源、前記第1移動部及び前記第2移動部の動作を制御する、蒸着装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蒸着装置において、
前記コイルのインダクタンスを測定する測定部を有し、
前記制御部は、前記測定部の動作を制御し、
前記制御部は、前記交流電源により前記コイルに通流する前記交流電流の電流振幅値を第1増加分だけ増加させたときに、前記測定部により測定された前記インダクタンスの測定値の第1変化分の第1絶対値を、前記第1増加分で除した第1値を算出し、算出された前記第1値が第1閾値以下になったときに、前記蒸着マスクが前記基板に密着したと判定するように、前記交流電源及び前記測定部の動作を制御する、蒸着装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の蒸着装置において、
前記蒸着マスクには、焦点を合わせることで前記蒸着マスクの上下方向の位置を検出するための第1マークが形成され、
前記基板のうち、前記第1マーク直上の部分である第3部分には、焦点を合わせることで前記基板の上下方向の位置を検出するための第2マークが形成され、
前記蒸着装置は、更に、
前記第1マーク及び前記第2マークを撮像する撮像部と、
前記撮像部と前記基板との間に移動可能に設けられ、前記撮像部が前記第1マーク及び前記第2マークに焦点を合わせるためのレンズと、
前記レンズを移動させることで前記撮像部が前記第1マーク及び前記第2マークに焦点を合わせる第3移動部と、
を有し、
前記制御部は、前記撮像部及び前記第3移動部の動作を制御し、
前記制御部は、前記撮像部が前記第3移動部により前記第1マークに焦点を合わせているときの前記レンズの第1位置と、前記撮像部が前記第3移動部により前記第2マークに焦点を合わせているときの前記レンズの第2位置との差である第2値を算出し、算出された前記第2値が第2閾値以下になったときに、前記蒸着マスクが前記基板に密着したと判定するように、前記撮像部及び前記第3移動部の動作を制御する、蒸着装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の蒸着装置において、
前記蒸着マスク又は前記基板を上下方向に移動させ、前記蒸着マスクと前記基板との上下方向における第1中心間隔を調整する第4移動部と、
前記蒸着マスク又は前記基板を水平面内で移動させ、前記基板に対する前記蒸着マスクの水平面内での第1相対位置を調整する第5移動部と、
を有し、
前記制御部は、前記第4移動部及び前記第5移動部の動作を制御し、
前記制御部は、
前記蒸着マスクが前記基板から離れるように、前記第4移動部により、前記蒸着マスク又は前記基板を上下方向に移動させ、前記第1中心間隔を調整し、
前記蒸着マスクが前記基板から離れている状態で、前記第1相対位置が第1範囲内になるように、前記第5移動部により、前記蒸着マスク又は前記基板を水平面内で移動させ、前記第1相対位置を調整し、
前記第1相対位置が前記第1範囲内である状態で、前記蒸着マスクが、前記基板に接するように、前記第4移動部により、前記蒸着マスク又は前記基板を上下方向に移動させ、前記第1中心間隔を調整し、
前記蒸着マスクが、前記基板に接している状態で、前記交流電源により前記コイルに前記交流電流を通流することで前記コイルに前記交流磁界を発生させ、発生した前記交流磁界を前記蒸着マスクに印加し、前記蒸着マスクに前記交流磁界を印加することで前記蒸着マスク内に前記渦電流を発生させ、前記渦電流が発生している前記蒸着マスクを浮上させ、浮上している前記蒸着マスクを前記基板に密着させるように、
前記交流電源、前記第4移動部及び前記第5移動部の動作を制御する、蒸着装置。
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JP2021174133A JP2023063978A (ja) | 2021-10-25 | 2021-10-25 | 蒸着装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023074331A1 true WO2023074331A1 (ja) | 2023-05-04 |
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---|---|---|---|
PCT/JP2022/037741 WO2023074331A1 (ja) | 2021-10-25 | 2022-10-07 | 蒸着装置 |
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JP2000282219A (ja) * | 1999-04-02 | 2000-10-10 | Canon Inc | 有機膜真空蒸着用マスク再生方法及び装置 |
JP2010086809A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Canon Anelva Corp | 保持装置、マスクのアライメント方法、基板処理装置、電子放出素子ディスプレイの生産方法及び有機elディスプレイの生産方法 |
JP2021011607A (ja) * | 2019-07-05 | 2021-02-04 | キヤノントッキ株式会社 | マスク保持機構、蒸着装置、および電子デバイスの製造装置 |
-
2021
- 2021-10-25 JP JP2021174133A patent/JP2023063978A/ja active Pending
-
2022
- 2022-10-07 WO PCT/JP2022/037741 patent/WO2023074331A1/ja unknown
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