处理装置及电子发射元件和有机el显示器的生产方法

专利名称：处理装置及电子发射元件和有机el显示器的生产方法
技术领域：
本发明涉及用于将掩模紧贴固定于进行成膜等处理的处理对象物上、在除掩模覆 盖区域之外的面上形成期望图案的处理装置及采用该处理装置的电子发射元件和有机EL 显示器的生产方法。
背景技术：
作为图像显示装置的制造装置的一个例子，存在以有机电场发光元件为代表的平 板显示器用的玻璃基板制造装置等。关于这样的显示器用基板，通常是通过以期望的精度 在基板上形成期望的图案来付与期望的功能。作为图案形成方法，公知有真空蒸镀法、溅射法、光刻法、网版印刷法等，但是现 今，对于显示器要求更高精细的显示能力。因而，对图案形成装置寻求更高精细的图案形成 精度。如专利文献1所示，公知与溅射法及其他方法相比，真空蒸镀法为能够以低价格 且较高的可靠性实现高精度的图案的方法。特别是，在将有机电场发光元件用作显示元件的显示器的制造过程中，真空蒸镀 法作为干法工艺而受到瞩目，能够极度减少在光刻法所代表的湿法工艺中可产生的水分对 元件的损伤。以利用真空蒸镀进行图案成膜为例，通过以使预先在图案部具有开口的掩模与作 为处理对象物的基板表面紧贴的姿态越过掩模地蒸镀材料，而在基板上形成期望的图案。在真空蒸镀中，由于掩模的精加工精度直接依赖于图案的精加工精度，因此，寻求 开发一种高精度地在掩模上形成微细图案的方法(例如参照专利文献2)。为了在掩模上形成微细图案，在需要减薄掩模厚度的同时，为了确保与处理对象 物的紧贴性和作为掩模的图案精度，还要求掩模具有不会产生挠曲、褶皱等的平坦性。出于该目的，公知有专利文献3所示的、一边对厚度500 μ m以下的金属制掩模施 加张力一边将其固定于框架上的方法。由于金属制掩模是被施加张力而在掩模外周缘与框架焊接起来的构造，因此，在 始终对掩模施加张力的同时，始终对框架施加其反作用力。结果，能确保掩模的平坦性，但 对框架要求较高的刚性。其理由在于，需要以框架的刚性承担对掩模施加的张力的反作用力，假定在框架 的刚性较弱的情况下，由反作用力导致框架自身变形，会导致张力缓和，结果无法保证规定 的精度。根据以上内容，为了确保微细的图案精度，对掩模框架要求高刚性，这对于金属制 的掩模来说意味着重量增加。并且，随着由要求提高处理能力而产生的多腔(作为降低成形品的量产成本的方 法，从一个模具中取出多个成形品的技术)和处理对象物自身尺寸的宽幅化，掩模大型化， 掩模重量变得更重。例如55英寸(大约1300 X 800mm)用的金属制掩模也会达到300kg的重量。对于成膜装置来说，掩模的尺寸变大、重量变重会导致处理对象物与掩模的对位 机构、用于使掩模移动的机构的规模增大，难以维持高精度。因而，作为对于成膜装置所要求的课题，寻求一种即使对于重量较重的掩模也能 够维持高精度且能简便地进行处理的方法。而且，在真空蒸镀法的成膜 工序中，需要采取通常被称作面朝下(face down)的、 使处理对象物的图案形成面朝下而与蒸发源相对的姿态。另外，处理对象物与掩模的对位工序，通常是在将掩模和处理对象物装载在基台 上的状态下使掩模和处理对象物两者或者其中一方稍微移动来实施，上述基台具有恒定精 度的平面度。考虑到从上述对位工序到成膜工序，需要不发生错位地、即使在上下倒置的状态 下也能维持暂时对位了的掩模和处理对象物的方法。根据以上内容，为了在应对处理对象物大型化的基础之上确保高精度的图案精 度，要求掩模固定部件能不发生错位地把持固定大重量化的掩模。并且，出于该目的，也要 求掩模固定部件确保掩模与处理对象物的紧贴性。作为实现该目的的以往技术，如专利文献4所示，提出了这样的方法，S卩，通过在 多腔装置等中，在被分割为小尺寸的区域配置掩模、实施蒸镀工序，能在确保高精度对位的 同时谋求掩模的轻量化。图6表示专利文献4中公开的技术的概略结构例。在该图所示的蒸镀装置中，利 用掩模对准机构部212，在被载置于一个基板底座211上的基板上对具有相同图案的多个 掩模实施对位。在各掩模的对位结束之后，使固定了掩模及基板的基板底座211在基板翻 转部220中翻转为面朝下的姿态。在该姿态下，利用真空腔室240内的蒸镀源231在成膜 部230中对基板实施蒸镀。另外，为了固定作为磁性体的金属性掩模，在用于固定掩模和处理对象物的部件 中采用了磁铁，但随着掩模重量的增加，所需固定力增加，因此，有可能产生由于掩模和处 理对象物的接触导致的伤痕、由冲撞导致的错位等。作为防止这样的利用磁铁固定掩模时产生伤痕、错位的方法，在专利文献5中提 出了处理对象物及掩模使用平坦性优良的硅等半导体材料、用于固定处理对象物和掩模的 部件使用静电卡盘的方案。将采用了该技术的蒸镀装置的结构例示于图7中。在该蒸镀装置中，使用照相机 303A、303B对准后的蒸镀掩模302固定于玻璃基板320上，玻璃基板320为朝下、即面朝下 的姿态，与作为蒸镀源的坩埚361相对。在该技术中，通过对内置于载物台301中的电极 301A施加电压来使载物台301起到静电卡盘的作用，从而固定玻璃基板320。蒸镀掩模302 由平坦性优良的硅材料制成，利用不同构造的保持架330进行保持。因而，不会像上述磁铁 固定时那样产生伤痕、冲撞导致的错位。另外，在掩模的具有期望的图案开口的部位、即掩模膜状平面(membrane)被施加 张力时，掩模也存在微小的挠曲，与处理对象物所具有的刚性相比，平面度存在差异。因此，在使掩模与处理对象物接触时紧贴性较低，会产生褶皱等，结果，在两者的 接触面产生间隙，在该情况下，蒸镀材料也会进入到掩模的除开口部之外的部位而导致精加工图案精度降低。这样的图案精度降低被称作“成膜不良”，为了防止该“成膜不良”，需要尽量提高掩模与处理对象物的紧贴性。作为实现该目的的以往技术，如专利文献6所示，提出了通过从相对的一侧端向 另一侧端按顺序固定掩模和处理对象物来增加两者的紧贴面积的方法。图8以剖视图表示采用该方法的掩模固定工序。如该图所示，在将金属掩模402和 基板401平行配置的状态下，将用于确保两者的紧贴性的板状磁体403配置在基板401的 与金属掩模402相反的一侧。而且，通过在使板状磁体403与基板401相接触时，使板状磁 体403从基板401的一侧端向另一侧端按顺序地接触，能不在金属掩模402上产生褶皱等 地、使金属掩模402与基板401紧紧贴触。专利文献1 日本特公平6-51905号公报专利文献2 日本特开平10-41069号公报专利文献3 日本专利3539125号公报专利文献4 日本特开2003-73804号公报专利文献5 日本特开2004-183044号公报专利文献6 日本特开2004-152704号公报但是，在专利文献4所示那样的、使用配置在每个被分割成的处理区域中的小尺 寸的掩模的分割蒸镀法中，存在掩模对位花费时间、装置生产节拍增加这样的问题。另外， 由于为多腔装置，因此，也存在无法容易地应对对许多个相同图案一起进行蒸镀的基板宽 幅化这样的问题。另外，专利文献5所公开的、利用静电卡盘固定处理对象物的方法存在如下的问题。在处理对象物为玻璃的情况下，作为绝缘体的玻璃的材料的体积电阻率较高，在 常温下无法产生足够的静电吸附力。因而，为了降低体积电阻率，需要使成膜装置升降温的 步骤和对成膜装置附加加热机构。或者，需要在玻璃上涂敷导电性膜而对玻璃附加能够静 电吸附的性质这样的新工序。这样，在将玻璃作为成膜对象的情况下，需要追加对策，结果，会产生导致装置的 生产节拍增加及成本升高这样的新问题。另外，专利文献6所公开的、提高掩模和处理对象物的紧贴性的步骤，由于始终从 一侧端开始按顺序地固定，因此，存在处理对象物的尺寸发生变更时的自由度受到限制这 样的问题。特别是，在应对作为处理对象物的基板的宽幅化时，产生了装置的设计自由度、扩 张性受到限制这样的问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够解决上述背景技术中存在的课题的处理装 置。特别是解决以使用的掩模由薄膜的磁性材料构成的、对其掩模的膜状平面施加张力为 前提的技术课题。另外，本发明的目的的一个例子在于，对于因应对处理对象物宽幅化的要求而成为大重量从而有可能降低图案精度的掩模，也能够高精度地一起进行图案成膜。另一目的 在于提供不使用静电卡盘等零件而能够防止在固定掩模时产生伤痕、错位的装置及方法。 又一目的在于，提供能够容易地应对处理对象物的宽幅化要求的扩张性较高的装置及采用 该装置的显示器的生产方法。本发明的一个方案是使用包括磁性掩模构件及用于固定该磁性掩模构件的周围 的磁性掩模框的掩模机构对处理对象物进行处理的处理装置。为了达到上述目的，该处理 装置的特征在于，包括多个第1固定部件，其用于固定上述磁性掩模构件，该多个第1固定 部件能够分别独立地动作；第2固定部件，其是与上述第1固定部件独立地动作的部件，用 于固定上述磁性掩模框。另外，本发明的另一方案是电子发射元件及有机EL显示器的生产方法，其特征在 于，该方法具有使用上述方案的处理装置对处理对象物进行处理的工序。 采用本发明，即使使用与处理对象物的宽幅化要求相对应的掩模，也能够高精度 地一起进行图案成膜，并且能够避免在处理对象物上产生伤痕。另外，能够容易地应对处理 对象物的宽幅化要求。


图1是本发明的一个实施方式的处理装置的梗概图。图2是表示本发明的处理装置的、从掩模对位到蒸镀准备为止的掩模固定动作的 图。图3是利用本发明的处理装置生产的电子发射元件显示器的构造的立体图。图4是利用本发明的处理装置生产的有机EL显示器的截面构造的梗概图。图5是表示有机EL显示器的发光部的通常制造方法的工序图。图6是表示专利文献4所公开的成膜装置的概略结构的立体图。图7是表示专利文献5所公开的成膜装置的概略结构的主视图。图8是表示在专利文献6所公开的成膜装置中，在基板上配置用于固定掩模的磁 性体的情形的图。附图标记说明1、处理装置；101、第2固定部件(永久磁铁)；102、第1固定部件(永久磁铁)； 102a、由掩模膜状平面中央部的固定部件构成的组；102b、由掩模膜状平面周边部的固定部 件构成的组；103、103a、103b、孔；104、第1固定部件的驱动机构；105、控制部件；106、第2 固定部件的驱动机构；107、闸阀；108、排气管；109、排气部件；111、容器；200、掩模；200a、 掩模框；200b、掩模构件(掩模膜状平面)；300、处理对象物(玻璃基板)；400、基台；501、 电子源基板；502、行配线；503、列配线；504、电子发射元件；507、第一吸气剂；510、第二吸 气剂；511、加强板；512、框架；513、玻璃基板；514、荧光膜；515、金属敷层；516、面板；601、 玻璃基板；602、阳极；603、元件分离膜；604、空穴层；604a、空穴注入层；604b、空穴输送层； 605、发光层；606、电子输送层；607、电子注入层；608、阴极；610、掩模。
具体实施例方式下面，根据

本发明的实施方式。在此，将蒸镀处理作为处理的一个例子，但本发明的处理并不限定于此本申请是涉及所使用的掩模由薄膜的磁性材料构成的、对该掩模的膜状平面施加 张力的处理装置的发明。图1是本发明的处理装置的梗概图。该图表示后述的掩模固定动作后的状态，在蒸镀时，使掩模固定装置上下翻转，以 掩模及基板的处理面朝向下侧的姿态进行蒸镀。图中的附图标记1是处理装置，附图标记101是掩模框200a的固定部件(第2固 定部件)，附图标记102是掩模构件(也记作“掩模膜状平面”)200b的固定部件(第1固 定部件)。附图标记103a及103b分别是供第2固定部件101及第1固定部件102在基台 400中移动的孔。在本实施方式中，作为第2固定部件101及第1固定部件102，采用对由磁性材料 构成的掩模200付与磁力的永久磁铁。在此，详细说明第1固定部件102和第2固定部件101，图1的处理装置具有多个 第1固定部件102，各自能够独立地动作。另外，图1的处理装置具有多个第2固定部件101，各自能够独立地动作。而且，第1固定部件102能够不受第2固定部件101的动作影响地独立动作，第2 固定部件101也能够不受第1固定部件102的动作影响地独立动作。另外，第1固定部件 102相互间也能够各自独立地动作。接着，具体说明用于控制第1固定部件102和第2固定部件101的动作的控制部 件。首先，第1固定部件102和第2固定部件101与各自能够独立地动作的伺服电动 机、脉冲电动机、利用空气压力的空压驱动机构等驱动机构104、106相连接。在此基础之上，第1固定部件102的驱动机构104及第2固定部件101的驱动机构 106分别与用于控制第1固定部件102的驱动和第2固定部件101的驱动的控制部件105 相连接。并且，利用上述控制部件105，对第1固定部件102的驱动机构104及第2固定部 件101的驱动机构106进行如下地控制。首先，能够分别独立地控制与第1固定部件102相连接的各个驱动机构104。另 夕卜，也能够以使一个以上驱动机构104同步地进行动作的方式进行控制。另一方面，也能够分别独立地控制与第2固定部件101相连接的各个驱动机构 106。而且，能够不受驱动机构106的动作影响地、独立地控制与第1固定部件102相连 接的各个驱动机构104。能够不受驱动机构104的动作影响地、独立地控制与第2固定部件101相连接的 各个驱动机构106。利用以上的控制方法，第1固定部件102和第2固定部件101能够如上所述地动作。另外，并不一定要利用同一个控制部件105来控制用于驱动掩模框200a和掩模膜状平面200b的驱动机构104及驱动机构106，也可以利用不同的控制部件进行控制。说到孔103a及孔103b，孔103a及孔103b可以贯穿设置该孔的基台400，也可以 将该基台保留规定的厚度而一端密封。除上述之外的构件107 109、111的说明如下。附图标记107是用于将处理装置1的容器111的内部与排气部件109相连通或截 断的闸阀。附图标记108是排气管。附图标记109是用于对处理装置1的容器111的内部进行排气的涡轮式分子泵、 机械增压泵或者低温泵等排气部件。在图1所示的处理装置中，利用未图示的输送系统将基 板等处理对象物300输送 到基台400上。利用未图示的处理对象物交接部件将被输送来的处理对象物300载置在基 台400上。并且，利用未图示的掩模输送部件将被保管在同一个蒸镀室的另一部位或者处 理装置的另一室中的掩模200输送到基台400上。于是，成为在基台400上、在处理对象物 300的上方配置了掩模200的状态。之后，通过后述的掩模固定动作，如图1所示地将掩模200固定在基台400上的处 理对象物300上。作为掩模机构的掩模200由高刚性的掩模框200a和较薄的掩模构件(以 下记作掩模膜状平面)200b构成。掩模200为金属制，需要使用铁类等磁性材料。特别是，为了减小在蒸镀时由辐射 热量输入导致的热膨胀，使用不胀钢材这样的铁镍合金等低热膨胀材料。利用蚀刻等方法，在作为磁性掩模构件的掩模膜状平面200b上形成作为期望图 案的微小的开口。随着图案精度的高精细化，要求减薄其厚度，能够将金属膜加工至500微 米以下的厚度。在对掩模膜状平面200b施加张力的状态下，利用焊接等方法将其周缘部固定于 作为磁性掩模框的掩模框200a上。掩模框200a要求具有这样的刚性使因对掩模膜状平面200b施加的张力的反作 用力而产生的变形如下所述地为所需值以下的刚性。在此，维持掩模膜状平面200b的平坦 性所需的张力由掩模材料的物性(弹性系数)和掩模自身在蒸镀时承受的热变形来决定， 每单位长度需要约2. 9N/m(0. 3kgf/m)。将该值作为计算条件而利用有限元法进行解析时， 使55英寸的掩模框(内尺寸1350mmX820mm)的变形在50 μ m以内所需的框的截面形状需 要为125mmX 60mm的截面，重量为280kg。即，若具有上述那样的刚性，则掩模200的整体重 量变大，基板规格为1300mmX800mm左右所使用的掩模重量会达到300kg。用于固定上述那样的掩模200和处理对象物300的处理装置包括用于载置掩模 200和处理对象物300的基台400。该基台400包括第1固定部件102和第2固定部件101。 第2固定部件101用于将掩模200的掩模框200a固定于基台400的掩模载置面上。第1 固定部件102用于将掩模膜状平面200b固定于基台400的载置面上。更详细地说明，第2 固定部件101及第1固定部件102分别成为使作为固定力产生部件的磁铁通过基台400的 贯穿孔、而相对于基台400的载置掩模200和处理对象物300的面进行接近远离动作的机 构。另外，本例子的处理装置包括移动机构，该移动机构能够使基台400上的处理对象物 300的处理面在铅直方向上朝上及朝下，并且该移动机构能沿与上述处理面垂直的方向在 基台400上移动。
接着，说明本发明的处理装置的掩模固定动作。图2是表 示本发明的处理装置的、从掩模对位到蒸镀准备为止的情形的图。在此，在图2所示的装置中，第1固定部件被分为能够独立动作的2个组102a、 102b，属于组102a的第1固定部件彼此同步动作，属于组102b的第1固定部件彼此也同步 动作。更详细地讲，组102a由用于固定掩模膜状平面中央部的多个第1固定部件构成，组 102b由用于固定掩模膜状平面周边部的多个第1固定部件构成。而且，属于组102a的第1 固定部件彼此间相连结，为同步进行动作的构造。另外，属于组102b的第1固定部件彼此 间也相连结，为同步进行动作的构造。另外，属于同一组的第1固定部件是彼此能够同步动 作的构造即可，并不一定必须相连结。图2 (a)表示使掩模与作为处理对象物300的基板对位时的情形。处理对象物300 以处理面朝上的状态设置在基台400上，掩模200以从上方覆盖处理对象物300的方式载 置于基台400上。该掩模200例如是上述的基板规格1300mmX 800mm用的宽幅掩模，掩模 膜状平面200b以没有褶皱、挠曲的方式固定。但是，掩模膜状平面200b仅在其周围与掩模 框200a固定，因此，掩模膜状平面200b如图2所示地因自重而伸展一些。在本实施方式中，为了在处理对象物300上高精度地形成规定的图案，需要在图 2(a)的状态下，在基台400的平面上将掩模200与处理对象物300的相对位置决定在规定 的精度范围内。在进行该对位时，通过利用未图示的定位机构使掩模200和处理对象物300这两 者或者其中任一个移动，能够将它们配置在规定的位置。在掩模200与处理对象物300相对移动时两表面相接触的情况下，有可能给处理 对象物300带来伤痕，因此，通过如图2(a)所示地在两者之间维持恒定的间隙而使两者不 接触来防止这一点。但是，若该间隙较大，在接下来的步骤中将掩模膜状平面200b和处理对象物300 紧贴固定时会发生错位，因此，期望该间隙尽量微小。具体地讲，间隙的上限期望为50 μ m 以下。图2 (b)表示在掩模对位之后仅使第2固定部件101相对于掩模框200a独立动作， 从而利用磁力将掩模框200a固定于基台400上的状态。第2固定部件101利用未图示的外 部驱动机构沿与基台400的掩模载置面垂直的方向驱动作为固定力产生部件的永久磁铁， 从而控制磁性固定力。在本实施方式中，采用永久磁铁作为相对于掩模框200a的固定力产生部件，但也 可以采用使用夹具进行机械式固定的机械式固定部件、电磁铁等。在图2(b)的状态下，仅是掩模框200a与基台400相固定，由于掩模膜状平面200b 与处理对象物300之间具有规定的间隙，因此，不会因该固定动作而产生错位。图2 (c)表示在将掩模框200a和基台400固定了之后使处理对象物300的中央与 掩模膜状平面200b的中央部彼此相接触的状态。此时，仅使由与掩模膜状平面200b的中央部相对应的固定部件构成的组102a独 立动作，利用磁力使掩模膜状平面200b的中央部弹性变形，从而使处理对象物300与掩模 膜状平面200b的中央部彼此相接触。属于组102a的固定部件利用未图示的外部驱动机构沿与基台400的掩模载置面垂直的方向驱动作为固定力产生部件的永久磁铁，从而控制磁性固定力。在本实施方式中，采用永久磁铁作为相对于掩模膜状平面200b的固定力产生部 件，但并不限定于此，只要能够利用除永久磁铁之外的构件产生固定力即可。并且，通过使掩模膜状平面200b的中央部最先与处理对象物300相接触，能不产 生在固定整个面时产生的掩模膜状平面部的褶皱、错位地、确保掩模膜状平面200b与处理 面的良好的紧贴性。图2 (d)表示处理对象物300的中央与掩模膜状平面200b的中央部彼此接触之后 使两者完全面接触的状态。此时，仅使由与掩模膜状平面200b的周边部相对应的固定部件 构成的组102b独立动作，使整个掩模膜状平面200b向处理对象物300的处理面方向弹性 变形，从而两者完全面接触。另外，在属于上述组102a及102b的固定部件中，在固定力产生部件中使用磁铁的 情况下，该磁铁配置为能够均勻地发挥将掩模膜状平面200b固定于处理对象物300的处理 面上的磁性固定力。具体地讲，能够通过在与处理面相对的面内均勻地配置磁铁来实现。在本实施方式中，利用未图示的外部驱动机构沿与掩模载置面垂直的方向驱动作 为固定力产生部件的永久磁铁，从而控制相对于掩模的磁性固定力。但是，通过不设置固定 力产生部件的驱动机构、而使相对于掩模膜状平面的固定力在掩模膜状平面内的每个区域 中变化地构成固定部件，也能够实现上述掩模固定动作。因而，控制固定力的方法也可以不采用图2所示的驱动式，只要能够使固定力在 掩模膜状平面200b的中心部和周缘发生变化，也可以是其他方法。因此，磁铁的种类并不 限定于永久磁铁，也可以采用能够进行电气性磁力控制的电磁铁。在图2(a) (d)所示的一连串的动作结束时，掩模膜状平面200b与处理对象物 300的处理面成为利用磁性固定力紧贴的状态。此时，处理对象物300通过被掩模膜状平面 200b和基台400夹持而被把持固定。由此，即使在处理对象物300为玻璃基板等非磁性体的情况下，也能够实现固定 于基台400上的功能。作为平板显示器用的基板，广泛使用玻璃基板，在应对该用途的背景技术的处理 装置中，通过将静电卡盘等设备设置在基台400上来确保玻璃基板的固定功能。相对于此， 采用本发明，如上所述，能够利用将掩模膜状平面200b固定于基台400侧的力来把持固定 处理对象物300，因此，不使用静电卡盘就能够实现非磁性体的处理对象物300的固定，有 助于大幅度降低装置成本。另外，由于参照图2(a) (d)说明的掩模固定步骤能够容易地程序化，因此，易于 通过记入于装置的运转程序着而自动化，有助于装置的大幅度省力化。在如上所述地完成处理对象物300及掩模200在基台400上的定位和固定时，利 用未图示的移动机构使具有固定部件101、102的基台400上下翻转为处理面朝下。然后， 具有固定部件101、102的基台400以处理面朝下(面朝下)的状态配置在未图示的真空腔 室内的蒸镀源上方，越过掩模200而在处理面上以期望的图案形成成膜材料。利用未图示的移动机构使基台400上下翻转来回收处理对象物300。接着，利用未 图示的掩模输送部件将掩模200转移到同一个蒸镀室内的另一部位或者处理装置的另一 室中。并且，输送系统利用未图示的处理对象物交接部件接收处理对象物300而将其搬出到规定的位置，从而回收处理对象物300。另外，本实施方式是与真空蒸镀装置相关的应用例子，但本发明的掩模固定方法 也可以应用于溅射法，不限定于成膜方式。接着，说明本发明的较佳方式。为了在处理对象物宽幅化的基础之上确保高精度的图案精度，对于掩模固定部件 要求固定大重量化的掩模和承担掩模与处理对象物的紧贴性这两个大不相同的设计。因此，能够利用不同的固定构件分别进行占掩模重量的大部分的掩模框的固定及 固定解除和需要具有与处理对象物相紧贴的紧贴性的掩模膜状平面的固定及固定解除。由 此，在进行掩模对位动作时，不将掩模膜状平面紧贴固定于处理面就能够进行掩模对位动 作。结果，能够进行不会因掩模与处理对象物的接触而产生伤痕、因冲撞而产生错位这样的 动作。由此，能够维持将掩模正确地对位的状态而实施成膜。并且，不像专利文献4所公 开的技术那样地将处理区域分割为能够确保精度的范围，就能够进行掩模的对位和成膜， 也能够进行能应对处理对象物的宽幅化的高精度的成膜处理。另外，在本发明中，优选配置为避免掩模框与处理对象物直接接触。由此，在掩模 对位之后仅将掩模框固定于基台上时，也能够在处理对象物与掩模之间设置间隙，从而能 够进行不会因冲撞而产生错位、因接触而产生伤痕这样的动作。因此，能够维持将掩模正确 地对位的状态而实施成膜。另外，在相对于掩模框的固定部件101中，掩模框200a的固定力产生部件优选在 与基台的掩模载置面垂直的方向上发挥掩模整体重力以上的固定力。并且，在处理对象物 的处理面倾斜时，优选将掩模框的固定力产生部件的固定力设定为，使掩模框的与掩模载 置面平行的方向上的摩擦力为掩模整体重力的与掩模载置面平行的方向上的分力以上。这 样，不仅考虑掩模整体重力，也考虑掩模移动时产生的与载置面之间的摩擦力来决定对占 掩模重量大部分的掩模框的固定力。由此，在成膜时的面朝下的姿态下，也能够维持将掩模 正确地对位的状态，而且不会产生掩模的移动、脱落等。另外，在针对掩模膜状平面的固定部件102中，掩模膜状平面的固定力产生部件 优选在与基台垂直的方向上发挥的固定力为掩模膜状平面的重力和其所接触的处理对象 物的重力之和以上。并且，在处理对象物的处理面倾斜时，优选将掩模框的固定力产生部件 的固定力设定为发挥如下的摩擦力。即，将基台与处理对象物之间的摩擦力设定为处理对 象物的重力与掩模膜状平面的重力之和在与基台平行的方向上的分力以上，而且，将处理 对象物与掩模膜状平面之间的摩擦力设定为掩模膜状平面的重力在与处理对象物的处理 面平行的方向上的分力以上。这样，不仅考虑掩模膜状平面及处理对象物的重力，也考虑掩模移动时产生的掩 模膜状平面与处理对象物的摩擦力来决定相对于掩模膜状平面的固定力。由此，在实施成 膜时以面朝下的姿态移动过程中，能够保持处理对象物与掩模的紧贴性及静止状态。因此， 不会发生掩模错位，能够维持将掩模正确地对位的状态而进行成膜。另外，即使在蒸镀过程 中的面朝下的姿态下，也能在维持处理对象物与掩模的紧贴性的同时防止处理对象物发生 脱落，因此，能够维持将掩模正确地对位的状态地进行成膜。并且，由于通过掩模膜状平面将处理对象物自身固定在基台上，因此，用于固定处理对象物的机构不使用静电卡盘，就能够获得相同的效果及功能。结果，能够由掩模固定 部件的简化实现处理装置的成本降低，由掩模固定的准备时间缩短实现装置的生产节拍提 高，能够实现高生产率的装置。另外，在针对掩模膜状平面的固定部件中，优选配置为用于固定掩模膜状平面的 磁性在掩模与处理对象物相接触的接触面上为均勻的磁力分布。由此，提高处理对象物与 掩模的紧贴性，能够避免产生伤痕、褶皱等地使掩模膜状平面与处理面相接触。因此，能够 维持处理对象物与掩模的紧贴性良好的状态地进行成膜。另外，在掩模与处理对象物的对位期间，优选以在掩模膜状平面与处理对象物的 处理面之间具有恒定的微小间隙的方式固定掩模。由此，能在掩模与处理对象物相对移动 的过程中避免掩模与处理对象物相接触，能够进行用于掩模对位的平面移动。结果，能够防 止掩模对位时在处理对象物中产生由冲撞导致的错位、由接触产生的伤痕。另外，在掩模膜状平面的固定过程中，优选以从处理对象物的中心部开始朝向周 缘部结束的方式对掩模膜状平面施加固定力。掩模膜状平面虽然被施加张力，但会因自重而伸展一些(参照图2)，该伸展变形 包含加工精度、平面度等复合的误差要素，因此无法控制。因此，在从掩模膜状平面的任意 的小区域、部位开始接触处理对象物的情况下，并不限定为追随处理对象物的处理面地使 掩模膜状平面良好地紧贴。因此，在本发明中，使掩模膜状平面从处理对象物的中心部向周缘部按顺序与处 理对象物相接触，由此，不会在掩模上产生褶皱、错位等地确保掩模膜状平面相对于处理对 象物的良好的紧贴性。另外，与专利文献6所示地将掩模从处理对象物的一端开始按顺序固定的方法相 比，本发明的掩模固定步骤在掩模、处理对象物的尺寸变大的情况下容易扩张。其理由在于，由于能够使掩模膜状平面从处理对象物的中央朝向周缘地以中心对 称的方式紧贴，因此，假定在掩模上产生了褶皱的情况下，使该掩模的褶皱移动到处理对象 物的周缘外的距离始终最短。即，掩模固定时的褶皱被推断为一旦产生了错位的掩模无法 追随处理对象物变形，会产生错位残留的结果。假定一旦产生了错位，只要在该状态下变形 移动至处理对象物的端部，褶皱就不会残留。但是，从褶皱产生部位到处理对象物的周缘为 止的距离越长，褶皱等变形残留的可能性越高。因而，在将掩模从处理对象物的一端开始按 顺序固定的以往方法中，使在掩模上产生的褶皱等变形部位移动到处理对象物的周缘外的 距离有可能在一个方向上变长。即，在以往方法中，在掩模、处理对象物的尺寸变大的情况 下，也难以维持没有褶皱等的良好的掩模紧贴状态。相对于此，采用本发明的掩模固定过程，排除褶皱等变形的距离能够最短，因此， 对于处理对象物的进一步宽幅化，也能够容易地扩张。另外，对于使掩模和处理对象物从中心向周缘按顺序固定的方法，能够通过控制 掩模的固定力来容易地进行。具体地讲，可以应用能够进行永久磁铁相对于掩模膜状平面 的接近远离动作、使固定力在与掩模膜状平面相对应的区域内变化的配置或者利用电磁铁 进行的0N/0FF控制等与装置的特性相对应的方式。另外，作为掩模与处理对象物对位之后的掩模固定步骤，优选在固定掩模框之后 继续实施掩模膜状平面的固定，作为该掩模膜状平面的固定步骤，优选从处理对象物的中
12心向周缘按顺序地接触。在本发明中，由于固定部件的所需固定力与被固定物的重量成比例，因此，掩模框 的所需固定力明显大于掩模膜状平面。通过首先固定所需固定力较大的掩模框，接着固定掩模膜状平面，能使掩模不发 生错位而仅使掩模膜状平面发生弹性变形地固定、保持处理对象物。由此，能够不产生由掩模与处理对象物的接触导致的伤痕、由冲撞导致的错位地 实施成膜。本发明的固定部件的动作步骤能够在处理装置的运转控制程序中容易地实现。通 过利用程序等进行自动化能更容易地运转，能够进一步提高装置的可靠性。下面，表示上述处理装置的应用例子。首先，表示应用于电子发射元件显示器的例子。图3是利用本发明的处理装置生产的图像显示装置之一的电子发射元件显示器 的立体图。附图标记501是电子源基板，附图标记502是行配线，附图标记503是列配线，附 图标记504是电子发射元件，附图标记507是第一吸气剂，附图标记510是第二吸气剂。附图标记511表示加强板，附图标记512表示框架，附图标记513表示玻璃基板， 附图标记514表示荧光膜，附图标记515表示金属敷层，附图标记Doxl Doxm表示列选择 端子，附图标记Doy 1 Doyn表示行选择端子。另外，附图标记513、514、515构成面板516。本显示装置在行配线502与列配线503在平面上交叉的部位配置有电子发射元件 504。于是，在对选出的行配线502及列配线503施加规定的电压时，从位于在该平面上交 叉的部位的电子发射元件504放出电子，电子朝向被施加正的高电压的面板516加速。电 子冲撞金属敷层515，激发与金属敷层515相接触的荧光膜514而使其发光。在此，将由面板516、框架512及玻璃基板513围成的空间维持真空。而且，为了 在图像显示装置的整个使用期间内将该空间维持为真空状态，在该空间内部配置有吸气材 料。吸气材料存在有蒸发型吸气剂和非蒸发型吸气剂，适当地分别使用。作为蒸发型吸气 剂，公知有Ba、Li、Al、Hf、Nb、Ta、Th,Mo, V等金属单体或者它们的金属合金。另一方面，作 为非蒸发型吸气剂，公知有&、Ti等金属单体或者它们的合金。均是金属，是电导体。在图3的例子中，第一吸气剂507形成在列配线503上。第一吸气剂507的形成方 法是将制成有列配线503以下的部位的电子源基板501载置在本发明的处理装置的保持架 上。而且，对具有列配线503的形状的金属掩模进行对位使其位于电子源基板501上。之 后，利用真空蒸镀法、溅射法或者化学气相生长法等成膜第一吸气剂507。厚度为2 μ m左 右ο在该第一吸气剂的制作过程中，由于已经形成有最终成为电子发射元件504的导 电膜，因此，要点在于将上述第一吸气剂507制作为不与导电膜电导通。此时容许的对位误 差为士 3 μ m左右。另一方面，图像显示装置今后越来越大型且高精细化，结果容许的对位误差越来 越变小。因而，本发明这样的能够使大型且具有重量的掩模高精度地对位的处理装置特别 适合用于制造电子发射元件显示器。
接着，表示应用于有机发光显示器(以下称作“有机EL显示器”)的例子。图4是特别适合利用本发明的处理装置生产的图像显示装置之一的、有机EL显示 器的构造的梗概图。附图标记601是玻璃基板，附图标记602是阳极，附图标记604是空穴层，附图标 记605是发光层，附图标记606是电子输送层，附图标记607是电子注入层，附图标记608 是阴极。另外，空穴层604包括空穴注入层604a和空穴输送层604b。动作是在对阳极602与阴极608之间施加电压时，利用阳极602向空穴注入层 604a中注入空穴。另一方面，从阴极608向电子注入层607注入电子。被注入的空穴及电 子分别在空穴注入层604a和空穴输送层604b以及电子注入层607和电子输送层606中移 动而到达发光层605。到达发光层605后的空穴及电子再次结合而发光。通过适当地选择发光层605的材料，能够发出作为光的三原色的红色、绿色及青 色的光，结果，能够实现全色的图像显示装置。接着，使用图5说明上述发光部的制作。在图5中，说明由发出红色R、绿色G及青 色B的部位构成的一个像点。图5是表示有机EL显示器的发光部的通常的制造方法的工 序图。首先，在前工序中，制作Thin Film Transitor(薄膜晶体管，以下简记作TFT)及配 线部，之后，在被进行用于平坦化的成膜处理的玻璃基板等的基板601上形成反射率较高 的导电膜。通过将该导电膜的图案形成为规定的形状来形成阳极602。接着，包围阳极602 上的发出红色R、绿色G、青色B的部位地形成由绝缘性较高的材料构成的元件分离膜603。由此，相邻的发光部分R、G、B之间被元件分离膜603分隔。接着，利用蒸镀法在阳 极602上依次制作空穴层604 (实际上由空穴注入层604a及空穴输送层604b构成)、发光 层605、电子输送层606、电子注入层607。通过在电子注入层607上层叠由透明性导电膜构 成的阴极608，而在基板601上形成有机EL显示器的发光部。最后，利用由透湿性较低的材料构成的未图示的密封层覆盖基板上的上述发光 部。在此，在利用蒸镀法制作R、G、B的各发光层605时，如(C)所示地用掩模610覆 盖。在(C)中表示制作红色R的发光部的情况。因而，用掩模覆盖绿色G及青色B的发光部，红色R的发光材料不会混入到绿色G 及青色B的部位。这样的掩模的使用方法在绿色G及青色B的部位也同样地进行。在此，例如在对角线5. 2英寸、320 X 240像点的全色有机EL显示器的情况下，像点 间距为0. 33mm (330 μ m)，副像点间距为0. Ilmm (110 μ m)。在这样的情况下，掩模的对准精 度要求为几微米以下。另外，在空穴输送层604b、发光层605、电子输送层606及电子注入层607的制作 过程中，为了防止各有机材料的混入而在另一腔室中进行，而且，采用各自专用的掩模。因而，在这些成膜工艺中，也需要将掩模高精度地对准至同一个位置。因而，高精度且迅速地进行掩模对准在谋求提高有机EL显示器的生产率及成品 率的方面是必须条件。另外，考虑到今后会更多地应用于越来越大型的显示画面的显示器，推测届时会 越来越要求能够高精度且迅速地对准重且大型的掩模。因而，本发明这样的能够高精度且迅速地对准大型且重的掩模的处理装置特别适合用于制造有机EL显示器。
权利要求
一种处理装置，其使用包括磁性掩模构件及用于固定该磁性掩模构件周围的磁性掩模框的掩模机构对处理对象物进行处理，其特征在于，该处理装置包括多个第1固定部件，其用于固定上述磁性掩模构件，该多个第1固定部件能够分别独立地动作；第2固定部件，其是与上述第1固定部件独立地动作的部件，用于固定上述磁性掩模框。
2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，上述多个第1固定部件被分为能够独立地动作的多个组。
3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，上述磁性掩模构件被设置为，在该磁性掩模构件与上述处理对象物的处理面紧贴固定 之前，在该磁体掩模构件与该处理面之间形成间隙。
4.根据权利要求3所述的处理装置，其特征在于， 上述间隙为50 μ m以下。
5.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，上述第1固定部件及第2固定部件包括用于产生磁性力的构件。
6.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，上述第2固定部件采用机械式固定上述磁性掩模框的机构。
7.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于，上述第1固定部件在固定上述磁性掩模构件时，以从上述处理对象物的中心部开始朝 向周缘部结束的方式对上述磁性掩模构件施加磁力。
8.一种电子发射元件显示器的生产方法，其特征在于，该方法具有使用权利要求1所述的处理装置对处理对象物进行处理的工序。
9.一种有机EL显示器的生产方法，其特征在于，该方法具有使用权利要求1所述的处理装置对处理对象物进行处理的工序。
全文摘要
本发明提供处理装置及电子发射元件和有机EL显示器的生产方法。对于因应对处理对象物宽幅化的要求而成为大重量从而有可能降低图案的对位精度的掩模，也能够高精度地一起进行图案成膜。固定处理对象物(300)及掩模(200)进行处理的处理装置(1)包括用于载置处理对象物(300)及掩模(200)的基台(400)。并且，该装置还包括第2固定部件(101)，其包括用于将掩模(200)的掩模框(200a)固定在基台(400)上的永久磁铁；第1固定部件(102)，其包括用于将掩模(200)的掩模膜状平面(200b)固定于基台(400)上的永久磁铁。第2固定部件(101)及第1固定部件(102a、102b)为各永久磁铁能够在基台(400)上沿垂直方向移动的机构。
文档编号H05B33/10GK101970707SQ20088010256
公开日2011年2月9日 申请日期2008年12月26日 优先权日2007年12月27日
发明者井上雅人, 姬路俊明, 松井绅 申请人:佳能安内华股份有限公司