蒸镀掩膜、蒸镀装置、蒸镀方法及有机EL显示装置的制造方法与流程

文档序号:16379116发布日期:2018-12-22 09:19阅读:188来源:国知局
蒸镀掩膜、蒸镀装置、蒸镀方法及有机EL显示装置的制造方法与流程

本发明是关于在蒸镀有机el显示装置的有机层时等使用的蒸镀掩膜、蒸镀装置、蒸镀方法及有机el显示装置的制造方法。更详细而言,是关于可以容易进行蒸镀时的蒸镀掩膜的拆装的蒸镀掩膜、蒸镀装置、蒸镀方法及使用其蒸镀方法的有机el显示装置的制造方法。

背景技术

制造有机el显示装置时,例如在支承基板上形成tft等的开关元件的装置基板上对应每一像素层叠有机层。由于有机层对于水分不能弱蚀刻,因此,通过装置基板上配置蒸镀掩膜,经由该蒸镀掩膜蒸镀有机材料,只在必要的像素上层叠必要的有机层。作为其蒸镀掩膜,使用公知的金属掩膜,但因为近年来为了形成具有更精细的开口部的图案的蒸镀掩膜,取代金属掩膜使用树脂膜作为掩膜材料,从维持其树脂膜的机械强度的观点来看,倾向于使用一面的一部分设置金属层的复合型的蒸镀掩膜。

使用该蒸镀掩膜,例如蒸镀有机el显示装置用的有机材料时,例如上述的金属掩膜或复合型的蒸镀掩膜的金属支承层或者其周围形成的框体(frame)中使用磁性体,夹住层叠有机材料的装置基板使永久磁石或电磁石与蒸镀掩膜吸附,即,以所谓的磁气夹盘的方法固定(例如参考专利文献1)的同时,装置基板与蒸镀掩膜位置对准后,升华有机材料等的蒸镀材料,通过蒸镀掩膜的蒸镀材料在装置基板上堆积。

现有技术文献

专利文献1:日本专利第2013-253323号公报



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题

如上所述,在使用磁气夹盘吸附装置基板及蒸镀掩膜的方法中,吸附力过强时,蒸镀结束后,从磁气夹盘分离蒸镀掩膜时不能顺利分离。偶尔发生难以从磁气夹盘分离蒸镀掩膜的情况时,全体的制造线停止,发生大故障。此外,即使试图通过磁石中使用电磁石来消除蒸镀掩膜的磁化,也要根据蒸镀掩膜的磁化程度,有时候反而起到强吸附力而变得难以分离,多数的装置基板连续蒸镀时,具有不能以统一的操作在短时间分离蒸镀掩膜的问题。

此外,上述专利文献1中,为了可以容易分离蒸镀掩膜,揭示了在蒸镀掩膜上形成突起部,由此与电磁石侧的被蒸镀基板之间形成不全面密合的构造。但是,蒸镀掩膜与被蒸镀基板之间形成空隙部时,具有不能以正确的尺寸对被蒸镀基板执行蒸镀的问题。其结果,形成有机el显示装置时,具有不能得到显示成色优异的有机el显示装置的问题。不只是上述的难以分离的问题,在装置基板与蒸镀掩膜位置对准的情况下,以永久磁石强力吸附蒸镀掩膜时,具有难以正确的将装置基板与蒸镀掩膜的位置对准的问题。

本发明是用以解决如上所述的问题而做出,其目的为提供,在蒸镀材料蒸镀后,可以统一且以确实短的时间执行蒸镀掩膜的分离的蒸镀方法、蒸镀掩膜及蒸镀装置。

本发明的其他目的在于使用上述蒸镀方法及蒸镀掩膜,提供显示成色优异的有机el显示装置的制造方法。

解决问题的方案

本发明的蒸镀方法,其特征在于包括:形成蒸镀掩膜步骤,所述蒸镀掩膜具有至少一部分由强磁性体构成的金属层;磁化金属层步骤,对所述蒸镀掩膜的金属层施加磁场,磁化所述金属层;吸附步骤,被蒸镀基板与蒸镀掩膜的位置对准后,使电磁石与蒸镀掩膜中间夹住被蒸镀基板吸附;堆积步骤,在所述蒸镀掩膜的对置侧配置蒸镀源,从所述蒸镀源蒸发蒸镀材料,在所述被蒸镀基板上堆积蒸镀材料;以及分离步骤,通过使所述电磁石产生排斥所述蒸镀掩膜的磁场,从所述蒸镀掩膜分离所述电磁石及所述被蒸镀基板。。

本发明的蒸镀装置具有:电磁石;基板支架,设置在所述电磁石的一方的磁极侧,可以保持被蒸镀基板;蒸镀掩膜,设置在所述基板支架所保持的所述被蒸镀基板的所述电磁石的相反侧;以及蒸镀源,设置为与所述蒸镀掩膜对置,使蒸镀材料蒸发;所述蒸镀掩膜具有由强磁性体构成的金属层,而可以磁化所述蒸镀掩膜具有的金属层的控制电路连接至所述电磁石。

本发明的蒸镀掩膜是用于在基板表面的规定位置形成层叠膜的蒸镀掩膜,具有至少一部分由强磁性体构成的金属层,所述金属层部分的形成于树脂膜的一面,以构成复合掩膜,所述金属层往一定方向被磁化具有残留磁化。

本发明的有机el显示装置的制造方法是在装置基板上层叠有机层而制造有机el显示装置的方法,其包括:在支承基板上至少形成tft及第一电极的所述装置基板上形成有机层的层叠膜,所述层叠膜是通过使用所述蒸镀方法在所述第一电极上蒸镀有机材料而形成,;并在所述层叠膜上形成第二电极。

发明效果

根据本发明的蒸镀方法,蒸镀掩膜的金属层(金属支承层)由强磁性体构成,因为被磁化,与被蒸镀基板一起蒸镀掩膜被磁气夹盘吸引,即使进行蒸镀,在其蒸镀之后,通过控制磁气夹盘的电流方向,产生蒸镀掩膜的磁化方向的相反方向的磁场,可以简单分离。即,蒸镀掩膜因为总是形成一定方向的磁化,通过电磁石统一施加其相反方向的一定的磁场,确实地分离蒸镀掩膜与被蒸镀基板。结果,制造过程内的蒸镀时间总是稳定,因为分离变得不花时间,可以以稳定的制程作业时间(所谓的生产周期)继续作业。此外,即使进行被蒸镀基板与蒸镀掩膜位置对准的情况下,通过减弱电磁石的磁场,抑制不必要的吸附,被蒸镀基板的微动也变得容易,可以简单地进行与蒸镀掩膜的位置对准。

此外,根据本发明的蒸镀装置,蒸镀装置内设置的电磁石,因为具有可以磁化蒸镀掩膜的金属层的控制电路,在被蒸镀基板与蒸镀掩膜位置对准之前,或位置对准之后,可以简单磁化蒸镀装置。并且,重叠的状态下位置对准前进行了磁化时,在位置对准时使电磁石中产生与其磁化的磁场方向相反的磁场,由此可以减弱吸附力。

此外,根据本发明的蒸镀掩膜,因为蒸镀掩膜的金属层已经往一定方向被磁化,由蒸镀装置的电磁石产生相反的磁场,由此可以容易分离蒸镀掩膜与被蒸镀基板。在此情况下,因为蒸镀掩膜的磁化方向是一定的,相反的磁场也总是一定的,可以以短时间且确实分离。

此外,根据本发明的有机el显示装置的制造方法,因为蒸镀掩膜总是往一定方向被磁化,蒸镀后蒸镀掩膜与电磁石分离时,一边产生与磁化方向相反方向的磁场,一边进行分离作业,由此可简单分离。因此,任何情况也可以以一定的时间进行蒸镀步骤,可以以稳定的时间结束蒸镀步骤,容易达成降低成本。

附图说明

图1是本发明的蒸镀方法的流程图。

图2a是以本发明的蒸镀方法蒸镀的概略剖面图。

图2b是放大图2a的蒸镀掩膜部分的剖面的说明图。

图3a是以电磁石磁化强磁性体时的说明图。

图3b是强磁性体的磁化状态的说明图。

图4a是以激光照射形成蒸镀掩膜的开口部时的说明图。

图4b是以激光照射形成蒸镀掩膜的开口部时的说明图。

图4c是以激光照射形成蒸镀掩膜的开口部时的说明图。

图5a是根据本发明的有机el显示装置的制造方法的蒸镀时的说明图。

图5b是以本发明的有机el显示装置的制造方法层叠有机层的步骤说明图。

具体实施方式

以下,参照附图说明本发明的蒸镀方法、蒸镀装置及蒸镀掩膜。如图1所示的一实施方式的步骤图,以及如图2a至2b所示的蒸镀时的概略图,本发明的蒸镀方法包括:形成蒸镀掩膜步骤(s1),形成具有至少一部分由强磁性体构成的金属层(金属支承层12)的蒸镀掩膜1;磁化金属层步骤(s2),对蒸镀掩膜1的金属层12施加电磁场,磁化金属层12;吸附步骤(s3),被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1位置对准后,使电磁石3中间夹住被蒸镀基板2吸附蒸镀掩膜1;堆积步骤(s4),在蒸镀掩膜1的对置侧配置蒸镀源5,从蒸镀源5蒸发蒸镀材料,在被蒸镀基板2上堆积蒸镀材料;以及分离步骤(s5),通过使电磁石3产生排斥蒸镀掩膜1的磁场,从蒸镀掩膜1分离电磁石3及被蒸镀基板2。并且,各步骤不必以此顺序执行,例如在蒸镀掩膜1与被蒸镀基板位置对准之后执行蒸镀掩膜的磁化也可以。此外,电磁石3与蒸镀掩膜1的吸附是流过使电磁石3产生吸引蒸镀掩膜1的磁场的电流也可以,电磁石3具有磁心31,电磁石3的电流为0(off),使磁心31与磁化的蒸镀掩膜1互相吸引也可以。

即,本发明的特征在于蒸镀掩膜1中至少具有金属层(金属支承层12),其金属支承层12中使用强磁性体,通过磁化而一边吸附磁气夹盘一边蒸镀,在蒸镀结束之后,通过使电磁石3产生与蒸镀掩膜1的磁化方向相反的磁场,容易地分离电磁石3与蒸镀掩膜1。换言之,金属支承层12即使使用磁性体,没有预先磁化的话,其金属支承层12也未磁化或者即使磁化也不一定往哪个方向磁化。即,多数的蒸镀掩膜中蒸镀掩膜的磁性体的磁化状态各式各样,同样以电磁石产生磁场时,也可能排斥蒸镀掩膜的磁场,变得容易分离,但蒸镀掩膜的磁性体未磁化时,反而吸引力起作用。此外,蒸镀掩膜的磁化状态与电磁石产生的磁场互相加强时,反而变成强吸引力。因此,即使使电磁石产生同样的磁场,也不见得总是容易分离。各个情况中,电磁石的电流方向改变时,耗费时间。因此,即使磁气夹盘使用电磁石,也不能根据使用的每一蒸镀掩膜执行统一的处理。

总之,公知的蒸镀掩膜,在金属层中即使使用磁性体,其磁化状况也各式各样,以永久磁石吸附时,吸附力出现差别,磁气夹盘中使用电磁石产生反方向的磁场,即使要分离蒸镀掩膜,因为反方向的磁场没统一定下来,存在分离耗时间且分离时掩膜容易变形的问题。但是,本发明中,因为蒸镀掩膜的磁石总是一定方向。可以统一施加逆方向的磁场,短时间内,可以简单分离蒸镀掩膜。因此,即使大量生产的情况下,也可以以一定的短生产周期进行蒸镀作业。根据具体例详细说明本发明的蒸镀方法。

首先,形成具有至少一部分由强磁性体构成的金属层(金属支承层12)的蒸镀掩膜1(s1)。该蒸镀掩膜1,可以是金属掩膜,但如图2b所示的示例中,例示树脂膜11上层叠金属支承层12的构造的复合型蒸镀掩膜1。近年来电子部件细微化发展,因为难以以金属掩膜形成精细的开口部11a的图案,所以以细微加工比较容易的树脂膜11形成精细的开口部11a的图案。另一方面,只有树脂膜11的话,因为容易产生弯曲或挠性等,形成具有比树脂膜11的开口部11a大一圈的开口12a的金属支承层12层叠的复合型的蒸镀掩膜1。本发明的蒸镀掩膜的特征在于该金属支承层12以强磁性体构成,被磁化成为一定方向的磁化。树脂膜11与金属支承层12,例如树脂膜11上也可以以溅射、真空蒸镀、电解电镀等的方法设置金属支承层12,也可以黏贴金属箔。此外,相反地,金属箔上涂布液状的树脂再通过固化而层叠树脂膜11也可以。

作为树脂膜11,优选与被蒸镀基板2之间的线膨胀系数差小,但不特别限定。例如,可以使用聚酰亚胺(pi)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)树脂、甲酸乙二醇酯(pet)树脂、环烯烃聚合体(cop)树脂、环烯烃共聚合体(coc)树脂、聚碳酸酯(pc)树脂、聚酰胺(polyamide)树脂、聚酰胺-亚酰胺(polyamide-imide)树脂、聚酯(polyester)树脂、聚乙烯(polyethylene)树脂、聚乙烯醇(polyvinylalcohol)树脂、聚丙烯(polypropylene)树脂、聚苯乙烯(polystyrene)树脂、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)树脂、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinylacetatecopolymer)树脂、乙烯-乙烯醇共聚物(ethylenevinylalcoholcopolymer)树脂、乙烯-甲基丙烯酸共聚物(ethylenemethacrylicacidcopolymer)树脂、聚氯乙烯(polyvinylchloride)树脂、聚二氯亚乙烯(polyvinylidenechloride)树脂、玻璃纸(cellophane)、离子聚合物(ionomer)树脂等。聚酰亚胺(pi)树脂涂布前驱体溶液(precursorsolution),进行加热处理形成树脂膜时,优选根据其加热处理时升温的概况图等的条件调整线膨胀系数,但不限定于此。树脂膜11的厚度是数μm(微米)~数十μm左右,例如形成5μm以上10μm以下左右。

作为金属支承层12,使用强磁性体,例如能够使用fe(铁)、co(钴)、ni(镍)或这些的合金,mnal合金、金属间化合物的smco等。金属支承层12的厚度,形成5μm以上30μm以下左右。最好与被蒸镀基板2间的线膨胀系数差小,因为几乎没有热引起的膨胀,特别优选镍铁合金(invar,fe和ni的合金)。

金属支承层12,例如在树脂膜11的一面以电解电镀、真空蒸镀、溅射等的方法成膜,以蚀刻等除去树脂膜11的开口部11a的形成区域周围,或以剥落法(lift-offmethod)成膜(电解电镀时,以光阻膜形成图案后以电解电镀成膜),由此形成比树脂膜11的开口部11a大一圈的开口12a(参照图2b)。此外,以强磁性体构成的金属箔黏附至树脂膜11后形成开口12a也可以。此外,通过在强磁性体构成的金属箔黏上涂布液状树脂再固化,形成树脂膜11,之后通过对金属箔施加蚀刻等,形成开口12a,构成金属支承层12也可以。

该树脂膜11中以激光照射形成开口部11a。该开口部11a的形成,例如图4a所示,形成金属支承层12(图4a中未图示,参照图2b)的树脂膜11的金属支承层12侧为上,配置在加工台45上,经由具有配合蒸镀掩膜1的开口部11a的图案的所希望的开口部41a的图案的激光用掩膜41与聚光的光学镜片42,照射激光,由此,激光用掩膜41的开口部41a的图案缩小复制形成开口部11a。该激光照射装置与树脂膜11相对地根据步进机移动,在大树脂膜11上依序形成开口部11a的图案。不一定需要光学镜片42,但在提高加工面的照射能量密度时是有效的。在此情况下,光学镜片42,比激光用掩膜41配置于激光进行方向的更下游侧(树脂膜11侧),使激光聚集。例如,使用10倍的光学镜片42时,能量密度成为100倍,但激光用掩膜41的复制图案的一边成为10分的1的尺度。由于此激光的照射,透过激光用掩膜41的开口部41a的激光升华树脂膜11的一部分。结果,配合照射激光的激光用掩膜41的开口部41a的图案,在树脂膜11形成与其图案相同,或者缩小的开口部11a的细微图案。在此时,4a图4a中未图示的金属支承层12,因为形成比树脂膜11的开口部11a大一圈的开口12a(参照图2b),不会阻挡激光。

激光照射的条件,根据加工的树脂膜11的材料、厚度、加工的开口部11a的大小、形状等不同,但一般而言,激光的脉冲频率,在1hz(赫兹)以上60hz以下,脉冲宽在3纳秒(nsec(毫微秒))以上15纳秒以下,每1脉冲的照射面中激光的能量密度在0.01j/cm2(焦耳/平方公分)以上1j/cm2以下的条件下执行。

由于是作为在蒸镀有机el显示装置时的有机层的蒸镀掩膜1,例如60μm角的开口以60μm左右的间隔形成矩阵状时,波长355nm(yag(亚格)激光的3倍波)的激光,是60hz的脉冲频率,脉冲宽是3nsec以上15nsec以下,照射面中的激光的能量密度是每1脉冲0.01j/cm2以上1j/cm2以下,射出数(照射的脉冲数)是50以上200以下,例如100发的条件下,照射至聚酰亚胺(polyimide)构成的树脂膜11。

不过,照射的激光,不限定于yag激光。只要是能吸收树脂材料的波长的激光即可。因此,使用准分子激光(excimerlaser)、he-cd(氦-镉)激光等其他的激光也可以。当然,当激光源改变或是树脂材料改变时,照射条件会改变。上述条件中,为了形成开口部的图案,进行100发的照射时,10μm厚的聚酰亚胺膜上打开完整的贯通孔。

并且,图2b中,树脂膜11的开口部11a与金属支承层12的开口12a成为往被蒸镀基板2侧越来越细的锥形。形成锥状的理由是因为从蒸镀源5(参照图2a)升华的蒸镀材料是具有根据蒸镀源5的坩锅的形状决定的一定角度θ的宽度的剖面形状成为扇状的蒸镀束(蒸镀源5是沿着图2a的纸面的垂直方向延伸的线状的蒸镀源,所谓的线性源),因此,为了使其束的侧缘的蒸镀粒子也不会被阻挡,而沉积到被蒸镀基板2(参照图2a~2b)的所希望位置。为了形成此树脂膜11的开口部11a为锥形,激光用掩膜41中,使其开口部41a的中心部与周缘部的激光的透过率不同。

即,上述的激光用掩膜41,例如如下形成。如图4b所示,石英玻璃板等的透过激光的透明基板上,形成铬等的遮光薄膜41b。并且,经由图案化其遮光薄膜41b形成开口部41a。因此,该遮光薄膜41b,例如如图4c概念性所示,通过点式形成能够改变透过率。图4c中,为了便利而将开口部41a划分为第1部分41a1、第2部分41a2、第3部分41a3,但不那样区分也可以。并且,该第1部分41a1中,因为根本没有形成遮光薄膜41b,100%透过,第2部分41a2中稀疏形成遮光薄膜41b,在其面积的20%左右上形成。其结果,该第2部分41a2的透过率为80%。进一步,第3部分41a3形成为遮光薄膜41b的量成为在面积的50%左右。其结果,该第3部分41a3的透过率为50%左右。通过激光用掩膜41被形成为朝着外围边缘的透过率变化急剧,由此,开口部11a的锥形角度变大(接近垂直),通过形成为使透过率的变化缓慢,由此,开口部11a的锥形角度变小(接近水平)。

此例子中,为了容易理解说明,分割为第1部分41a1、第2部分41a2、第3部分41a3的说明,并且,图中是分散形成遮光薄膜41b,而实际上,由于激光的转印分辨率是2μm左右,例如2μm角被纵横5等分,通过全部25个分段的一部分上形成遮光薄膜41b,可以调整激光的透过率。通过使该透过率不断地越往周围越变小,可以形成锥状的开口部11a。

如此形成开口部11a后,从加工台45分离树脂膜11给予张力(伸展),周围黏贴未图示的框体(frame)。该框体在金属支承层12的周围也可以以激光熔接等熔接,也可以在蒸镀时以类似不产生气体的完全硬化性的粘接剂等粘接。并且,也可以在黏贴框体后形成激光开口,该框体也不是必须的。由此,制作蒸镀掩膜1。

其次,对蒸镀掩膜1的金属支承层(金属层)12施加磁场,磁化金属支承层12(s2)。例如图3b的磁化曲线所示,强磁性体在外部磁场h变大时,其磁化的强度(磁束密度)m也变大。但是,在一定的外部磁场h以上磁化的强度m几乎不增加,成为饱和磁化m1。此外,之后使外部磁场h为0也出现一定的磁化m2。这称作残留磁化(残留磁束密度)。由于产生此残留磁化,发挥磁石的作用。

例如如图3a所示,通过磁心31的周围缠绕电线形成电磁线圈32,形成电磁石3。此电磁石3的电磁线圈32流过直流电流时,根据右旋定律,产生磁场h。其磁场h内放置强磁性体7时,如前述,诱发对应于磁场h的大小的磁化。并且,当施加达到饱和磁化的磁场h时,即使磁场h为0,残留磁化m2也留在强磁性体7内。此磁场h的大小根据电磁线圈32的卷数与流动电流的大小a的乘积n×a决定。因此,越增加电磁线圈32的卷数,越增大电流a,可以得到越大的磁通势n×a。因为无关流过电流的时间,只要瞬间大电流流过即可,例如通过将电容器内蓄电的电荷一口气流过,可以得到大电流。即,作为磁化装置,包含如此的电容器与放电用的开关的控制电路连接至电磁石3的电磁线圈32即可。

本发明中,因为只要具有蒸镀掩膜1与电磁石3吸附程度的残留磁化即可,磁性体的饱和磁化或残留磁化的大小不怎么成问题。因此,只要通常的铁或镍等的强磁性体被磁化成残留磁化留下的程度即可。

其次,在被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1位置对准后,使电磁石3上中间夹住被蒸镀基板2吸附蒸镀掩膜1(s3)。即,如图2a中概略所示,掩膜支架15上设置蒸镀掩膜1。并且,以未图示的机械手臂(robotarm)取入的被蒸镀基板2载置在基板支架29上,通过降低基板支架29,使被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1大致接触的程度的靠近,即,用未图标的拍摄装置可以同时观察到分别形成在被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1的位置对准用的对准标记(alignmark)为止。进一步,通过装载电磁石3的触摸板(touchplate)6降低支承框架61,与被蒸镀基板2重叠。此状态下,进行被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1的位置对准,位置对准后降低被蒸镀基板2至完全接触蒸镀掩膜1。位置对准时,优选减弱吸引力或是在电磁线圈上流过消除吸引力的电流,以免电磁石3与蒸镀掩膜1不必要地吸附。当施加完全排斥的磁场,则在位置对准后吸引蒸镀掩膜1时容易引起位置偏离。

上述被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1的位置对准是以拍摄装置一边观察被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1分别形成的位置对准用的对准标记,一边针对蒸镀掩膜1相对地移动被蒸镀基板2。根据此方法,可以使蒸镀掩膜1的开口部11a与被蒸镀基板2的蒸镀位置(例如后述的有机el显示装置的话,装置基板的第一电极的图案)一致。位置对准后,通过使电磁线圈32的电流为0或流过吸引方向的电流,电磁石3与蒸镀掩膜1之间以强吸引力互相吸引,牢牢地固定。电磁石3具有磁心31的情况下,即使电磁线圈32内不流过电流,磁心31与蒸镀掩膜1的强磁性体构成的金属支承层12之间也吸引,而没有磁心31的情况下,通过电磁线圈32内流过吸引蒸镀掩膜1的方向的电流,以强吸引力吸附。并且,在蒸镀掩膜1的金属支承层12还没磁化时,通过在该位置对准的时刻施加电磁线圈32大电流,可以使强磁性体构成的金属支承层12磁化,可以原封不动地吸附。并且,金属支承层12还没磁化时,电磁线圈32内稍微流过电流,由此产生弱磁场,也可以轻微吸附,进行位置对准。

于是,与被蒸镀基板2等重叠前未必需要磁化蒸镀掩膜1,一边将被蒸镀基板2及蒸镀掩膜1保持在电磁石3的磁极面上,一边进行位置对准,之后可以使用电磁石3进行金属支承层12的磁化。此情况下也一样,电磁石3具有磁心31时,磁化后即使电磁石3的电流为0,磁心31与金属支承层12之间的吸引力也起作用,可以关闭电磁石3继续蒸镀作业。

之后,如图2a所示,蒸镀掩膜1的对置侧配置蒸镀源5,从蒸镀源5蒸发蒸镀材料54,在被蒸镀基板2上堆积蒸镀材料(s4)。该蒸镀源5使用坩锅等或线状排列形成的线型蒸镀源5,所谓的线性源,但不限定于此。使用线性源作为蒸镀源5时,通过扫描图2a的左右方向,在大的被蒸镀基板2上集中蒸镀。即,通过加热蒸镀源5,坩锅内的蒸镀材料升华、飞散,并通过蒸镀掩膜1的开口部11a,沉积到被蒸镀基板2的规定位置。例如制作有机el显示装置时,开口部11a在一部分的像素中形成的蒸镀掩膜形成多个种类,更换其蒸镀掩膜,通过多次的蒸镀作业形成有机层。

其后,通过使电磁石3产生排斥蒸镀掩膜1的磁场(流过与磁化时的电流方向相反方向的电流),从蒸镀掩膜1分离电磁石3及被蒸镀基板2(s5)。即,在步骤s5中,通过流过与步骤s2中的磁化之际的图2a所示的极性的电流相反方向的电流,,电磁石3与蒸镀掩膜1之间排斥。其结果,容易分离电磁石3及被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1。在此时,因为越磁化越不必施加大磁场,不需要产生像磁化装置的高电流的电路,只要流过电磁线圈32与磁化之际相反方向的电流,就可以分离。因此,不是完全消除蒸镀掩膜1的磁化,因为只施加与残留磁化相反方向的磁场,只要使电磁石3的电流为0,残留磁化m2几乎原封不动残留。其结果,在其他的蒸镀中使用其蒸镀掩膜时,成为已经磁化的状态。因此,在下次蒸镀中使用此蒸镀掩膜时,图1所示的流程图中,到步骤s2为止结束。

如上所述,蒸镀掩膜1维持磁化没有任何问题,但洗净蒸镀掩膜1的情况下,具有容易吸附尘埃等粒子的问题时,施加排斥上述蒸镀掩膜1的磁场之际,也可以将金属支承层消磁。为了进行此消磁,因为描绘上述图3b所示的磁滞曲线,难以使残留磁化m2为0。暴露于交流电磁场,通过缓慢降低交流电流可以进行消磁。即,作为消磁用的控制电路,以电磁线圈32内流过交流电流的电路与缓慢减少其交流电流的变压器等的调整机构构成。对电磁石3的电磁线圈32施加交流电力与调整其大小的电路,作为消磁用的控制电路连接至电磁石。

如图2a所示,本发明的蒸镀装置包括触摸板6上装载的电磁石3、在电磁石3的一方的磁极侧设置的经由触摸板6可以保持被蒸镀基板2的基板支架29、由基板支架29保持的被蒸镀基板2的电磁石3的相反侧上设置的蒸镀掩膜1、以及与蒸镀掩膜1对置设置并蒸发蒸镀材料的蒸镀源5。并且,蒸镀掩膜1具有由强磁性体构成的金属层(金属支承层12:参照第2b图),电磁石3具有可以磁化蒸镀掩膜1具有的金属支承层12的未图标的控制电路。蒸镀掩膜1被装载在掩膜支架15上,基板支架29及触摸板6分别以能够举起的方式设置。并且,以未图示的机械手臂搬运的被蒸镀基板2被装载在基板支架29上,通过降低基板支架29,降低到使被蒸镀基板2与蒸镀掩膜1接触,进一步,通过降低支承框架61,触摸板6与被蒸镀基板2重叠。并且,设置触摸板6,平坦化被蒸镀基板2的同时,虽未图示,但使内部循环冷却水,用以冷却被蒸镀基板2及蒸镀掩膜1。为了使蒸镀掩膜面中磁场在面内分布均匀,决定此触摸板6的材质、厚度。

电磁石3,如图3a中概略图所示,铁心等构成的磁心31的周围缠绕电磁线圈32。图2a所示的构造是,例如因为蒸镀掩膜1的大小成为1.5m(米)×1.8m左右的大小,具有图3a所示的20cm(厘米)角程度的磁心31的电磁石,配合蒸镀掩膜1的大小排列多个而配置的形态(图2a中,横方向按比例缩小,少画出电磁石数量)。图2a所示的例子中,为了两侧的电磁石可以独立施加电流,个别形成端子32a、32b,中心部的电磁石串联连接,成为其两端部上形成端子32a、32b的构造。这是在施加排斥力时,为了改变中心部与周围部上的排斥力,但全部的电磁石串联连接也可以。此外,即使使中心部与周围部的排斥力不同的情况下,也可以不改变电流而改变线圈的卷数。在此情况下,可以串联连接全部的电磁石。此外,此多个电磁石的连接,也可以在磁化时串联连接全部的电磁石,在拆装蒸镀掩膜1时个别连接。

如上所述,通过使电磁石3的吸引力在中心部与周围部不同,例如当增大周围部的排斥力的,变得容易从周围部分离蒸镀掩膜1与被蒸镀基板2,之后可以往中心部分离。容易执行最初的分离的话,也容易执行中心部的分离。例如被蒸镀基板由薄膜构成时,尤其以卷对卷(roll-to-roll)制造时,变得容易从末端剥离,很方便。图2a所示的例子中,只有周围部与中心部所施加电流不同,但也可以设为:再分割中心部的电磁石使产生不同磁场,从周围部往中心部,形成使所述施加磁场逐渐不同的层次(gradation)磁场。由此,一边确实保持被蒸镀基板2、蒸镀掩膜1,一边可以容易进行互相分离。

图2a所示的范例中,各个电磁石的周围以硅氧橡胶、硅氧树脂、环氧树脂等的树脂33固定。该树脂33不一定是必要的,但可以固定各个电磁石,变得容易处理。但是,不是以树脂33固定,可以使通风良好并以空冷冷却。即,作为冷却装置,意味可以进行如此的空冷或水冷的装置。连续的电流大量流过时,有可能发热,在这种情况下,最好是以空冷却或水冷却进行冷却。

如图2a所示,蒸镀装置中设置基板支架29及掩膜支架15。此基板支架29,以多个钩状的手臂保持被蒸镀基板2的周围部,并且连接至未图标的驱动装置,以使可以上下升降。以钩状的臂接收被机械手臂搬入蒸镀装置内的被蒸镀基板2,基板支架29下降直到被蒸镀基板2接近蒸镀掩膜1。并且,为了能进行位置对准,也设置未图标的拍摄装置。触摸板6由支承框架61保持,也包括使触摸板6下降到与被蒸镀基板2接触的驱动装置。通过下降触摸板6,使被蒸镀基板2成为平坦。也包括微动装置,位置对准之际,一边拍摄分别在蒸镀掩膜1与被蒸镀基板2形成的对准标记,一边针对蒸镀掩膜1相对地移动被蒸镀基板2。也包括电流调整装置,其在位置对准中为了避免电磁石3不必要地吸附蒸镀掩膜1,而减弱吸引力,或是用以产生消除方向的磁场。此外,虽未图标,也包括真空装置,图2a所示的装置全体放入密室内,进行内部真空。

如上所述,蒸镀掩膜1在其周围形成框体(frame)14,其框体14装载在掩膜支架15上。如上所述,蒸镀掩膜1成为图2b中一例子详细显示的构造。该金属支承层12的磁化磁极与电磁石3的磁心31之间吸引力起作用,夹住被蒸镀基板2而吸附。

蒸镀源5,可以使用点状、线状、面状等的各种蒸镀源,例如坩锅线状排列形成的线型蒸镀源5(往图2a的纸面的垂直方向延伸),例如经由从纸面的左端到右端操作,进行全面蒸镀。如上所述,该蒸镀源5以坩锅的形状决定的蒸镀材料的放射束的剖面形状的侧缘,以具有一定角度θ的剖面扇形的形状,放射蒸镀材料。即使此扇形的剖面形状的最侧壁侧的蒸镀粒子,也不会被金属支承层12或树脂膜11阻挡,为了到达被蒸镀基板2的规定位置,金属支承层12或树脂膜11的开口12a及开口部11a形成锥形。只要形成大的金属支承层12的开口12a的话,不是锥形也可以。

如上所述,本发明的蒸镀掩膜具有至少一部分由强磁性体构成的金属支承层(金属层),金属支承层12在树脂膜11的一面部分形成,构成复合的蒸镀掩膜1,金属支承层12往一定方向磁化具有残留磁化。

其次,说明使用本发明的蒸镀方法制造有机el显示装置的方法。蒸镀方法以外的制造方法,因为能以众所周知的方法进行,参照图5a~5b,主要说明根据本发明的蒸镀方法层叠有机层的方法。

本发明的有机el显示装置的制造方法是,在未图示的支承基板上形成未图示的tft、平坦化膜及第一电极(例如阳极)22的装置基板21上位置对准并重叠以上述方法制造的蒸镀掩膜1,经由蒸镀有机材料51,形成有机层的层叠膜25。并且,层叠膜25上形成第二电极26(阴极)。

虽未图示,装置基板21例如在玻璃板等的支承基板上,针对各像素的每一rgb子像素形成tft等的开关元件,连接其开关元件的第一电极22在平坦化膜上,以ag或apc等的金属膜与ito膜的组合形成。如图5a~5b所示,子像素之间形成区分子像素间的由sio2或丙烯酸树脂、聚酰亚胺(polyimide)树脂构成的绝缘堤部23。如此的装置基板21的绝缘堤部23上,所述蒸镀掩膜1位置对准而被固定。如图2a所示,此固定通过例如装置基板21的蒸镀面的相反侧上设置的电磁石3等,以吸附固定。如上所述,因为磁化蒸镀掩膜1的金属支承层12,在与电磁石3的磁心31之间被吸附。电磁石3没有磁心31时,电磁线圈32内流过产生与磁化时相同方向的磁场的电流,由此吸附。此时的电流是能产生磁场的程度的很少的电流也没关系。在此状态下,装置基板21的第一电极22的位置与蒸镀掩膜1的开口部11a位置对准。并且,蒸镀掩膜1的开口部11a形成得比绝缘堤部23的表面的间隔小。尽量在绝缘堤部23的侧壁上不沉积有机材料,以实现防止发光效率下降。

在此状态下,如图5a所示,蒸镀装置内从蒸镀源(坩锅)5放射有机材料51,只有蒸镀掩膜1的开口部11a形成的部分的装置基板21上蒸镀有机材料51,在所希望的子像素的第一电极22上形成有机层的层叠膜25。如上所述,因为蒸镀掩膜1的开口部11a形成得比绝缘堤部23的表面的间隔小,绝缘堤部23的侧壁上变得难以堆积有机材料51。其结果,如图5a~5b所示,大致只有第一电极22上堆积有机层的层叠膜25。针对各子像素依序交换蒸镀掩膜1而进行该蒸镀步骤。也有可能对多个子像素使用同时蒸镀相同的材料的蒸镀掩膜。在交换如此的蒸镀掩膜1的情况下,使图5a未图示的电磁石3(参照第2a图)产生像消除蒸镀掩膜1的金属支承层12的磁化的磁场,由此,可以容易分离电磁石3及装置基板21与蒸镀掩膜1。为了设定新的蒸镀掩膜1,通过进行与上述最初的步骤相同的步骤而设定。

图5a~5b中,有机层的层叠膜25简单以1层显示,但实际上,有机层的层叠膜25以不同材料构成的多个层的层叠膜形成。例如,作为连接至阳极22的层,有时会设置使电洞的注入性提高的离子化能量的整合性佳的材料构成的电洞注入层。在此电洞注入层上例如以胺是材料形成电洞输送层,所述电洞输送层提高电洞的稳定输入的同时,可限制(能量障壁)往发光层的电子,。进一步,其上形成对应于发光波长而选择的发光层,所述发光层例如关于红色、绿色而言,在alq3中掺杂红色或绿色的有机物荧光材料而形成。此外,作为蓝色系的材料,使用dsa系的有机材料。在发光层上进一步形成更提高电子的注入性的同时稳定输送电子的电子输送层,所述电子输送层由alq3等形成。这些各层分别层叠数十nm左右,以形成有机层的层叠膜25。并且,此有机层与金属电极之间也常设置提高lif或liq等的电子注入性的电子注入层。

有机层的层叠膜25中,发光层是堆积对应于rgb的各色的材料的有机层。此外,如果重视发光性能,则电洞输送层、电子输送层等优选分别以适于发光层的材料堆积。但是,考虑材料的成本面,有时在rgb的2色或3色上共同以相同的材料层叠。2色以上的子像素上层叠共同的材料时,形成共同的子像素中形成开口的蒸镀掩膜。在各个子像素中的蒸镀层不同时,例如r的子像素中使用一个蒸镀掩膜1,可以连续蒸镀各有机层,且在rgb上堆积共通的有机层时,直到其共同层的下侧为止,形成各子像素的有机层的蒸镀,共同的有机层之处,使用rgb中形成开口的蒸镀掩膜1,一次形成全像素的有机层的蒸镀。

并且,全部的有机层的层叠膜25及lif层等的电子注入层形成结束后,如前述,由于施加排斥蒸镀掩膜1的磁场,容易分离蒸镀掩膜1,整个表面形成第二电极(例如阴极)26。图5b所示的例子,是顶部发射型,因为是从上侧发出光的方式,第二电极26是透光性的材料,例如,以薄膜的mg-ag共晶膜形成。其他能够使用al等。此外,从装置基板21侧放射光的的底部放射型时,作为第一电极22使用ito、in3o4等,作为第二电极26使用工作函数小的金属,例如能够使用mg、k、li、al等。该第二电极26的表面上,例如形成si3n4等构成的保护膜27。并且,此真个表面被构成为以未图示的玻璃、树脂膜等构成的密封层密封,以免有机层的层叠膜25吸收水分。此外,有机层尽量共同化,其表面侧也可以形成设置滤色器的构造。

可以重复使用此蒸镀掩膜1。因此,一旦磁化的蒸镀掩膜1,不用再磁化,可以继续使用,不过,因为相对于蒸镀掩膜1的蒸镀源的面上层叠有机材料51,堆积的有机材料51的厚度为1μm左右时必须洗净。洗净之际蒸镀掩膜1被磁化的情况下,就吸引洗净液中以磁性体构成的粒子,有可能损坏蒸镀掩膜1,或吸附空气中尘埃等的粒子。在这种情况下,洗净前施以消磁或反方向的磁场,也可以减弱磁化的程度。并且,蒸镀掩膜1的洗净,例如可以使用有机溶剂进行。

附图标记说明

1…蒸镀掩膜

2…被蒸镀基板

3…电磁石

5…蒸镀源

6…触摸板

7…磁性体

11…树脂膜

11a…开口部

12…金属支承层

12a…开口

14…框体

15…掩膜支架

21…装置基板

22…第一电极

23…堤部

25…层叠膜

26…第二电极

27…保护膜

29…基板支架

31…磁心

32…电磁线圈

33…树脂

41…激光用掩膜

41a…开口部

41b…遮光薄膜

42…光学镜片

45…加工台

51…有机材料

54…蒸镀材料

61…支承框架

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