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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-20
(45)【発行日】2023-12-28
(54)【発明の名称】蒸着装置および表示装置の作製方法
(51)【国際特許分類】
C23C 14/24 20060101AFI20231221BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20231221BHJP
H05B 33/10 20060101ALI20231221BHJP
H10K 50/10 20230101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
C23C14/24 R
C23C14/24 G
G09F9/00 338
H05B33/10
H05B33/14 A
【請求項の数】
23
(21)【出願番号】P 2019202642
(22)【出願日】2019-11-07
(65)【公開番号】P2021075750
(43)【公開日】2021-05-20
【審査請求日】2022-11-07
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】上村 孝明
(72)【発明者】
【氏名】平田 教行
(72)【発明者】
【氏名】水越 寛文
【審査官】西田 彩乃
(56)【参考文献】
【文献】特表２０２０－５０１００５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１１０９５３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－０１９９１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１３７３８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５０２０１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０９４５６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１１３３４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／２４
Ｈ０５Ｂ ３３／１０
Ｈ１０Ｋ ５０／１０
Ｈ１０Ｋ ５９／１０
Ｇ０９Ｆ ９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸着マスクを用いて基板に有機材料を蒸着する表示装置の作製方法であって、前記基板を、前記基板の表面が重力方向と交差する方向を向くように配置し、
前記基板の前記表面側に対向して、前記蒸着マスクを、前記蒸着マスクの表面が前記重力方向と交差する方向を向くように配置し、
前記基板の裏面側に、前記基板から離間されるようにマグネットを配置し、
第１位置における前記基板と前記蒸着マスクとの間の第１ギャップ（ｌ１）を検出し、
第２位置における前記基板と前記蒸着マスクとの間の第２ギャップ（ｌ２）を検出し、
式３を満たすように、前記第１ギャップ（ｌ１）および前記第２ギャップ（ｌ２）を調整し、
前記マグネットを前記基板に近づけることにより前記蒸着マスクを前記基板の前記表面側に引き寄せ、前記基板の一部と接した状態で前記有機材料を前記基板に蒸着する表示装置の作製方法。
【数1】
（Ｌ１２：前記第１位置と前記第２位置との間の距離）
【請求項2】
式４を満たす請求項１に記載の表示装置の作製方法。【数2】
【請求項3】
さらに、第３位置における前記基板と前記蒸着マスクとの間の第３ギャップ（ｌ３）を検出し、式５を満たすように、前記第１ギャップ（ｌ１）および前記第３ギャップ（ｌ３）を調整する請求項１または請求項２に記載の表示装置の作製方法。
【数3】
（Ｌ１３：前記第１位置と前記第３位置との間の距離）
【請求項4】
式６を満たす請求項３に記載の表示装置の作製方法。【数4】
【請求項5】
鉛直方向において、前記第１位置は、前記第２位置の上方に位置する請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の表示装置の作製方法。
【請求項6】
前記第１位置および前記第２位置の各々は、前記基板の四隅近傍のいずれか１つである請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の表示装置の作製方法。
【請求項7】
前記第１ギャップ（ｌ１）および前記第２ギャップ（ｌ２）の各々は、同期して調整される請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の表示装置の作製方法。
【請求項8】
蒸着マスクを用いて基板に有機材料を蒸着する表示装置の作製方法であって、前記基板を縦方向に立てて配置し、
前記基板の表面側に対向して前記蒸着マスクを配置し、
前記基板の裏面側に、前記基板から離間されるようにマグネットを配置し、
第１位置および第２位置を含むｎ個（ｎは３以上の自然数）の検出位置を有し、前記第１位置から第ｎ位置における前記基板と前記蒸着マスクとの各ギャップを検出し、前記各ギャップのうちの最大値と最小値の差が小さくなるように、前記第１位置から前記第ｎ位置を同時に調整し、
前記マグネットを前記基板に近づけることにより前記蒸着マスクを前記基板の前記表面側に引き寄せ、前記基板の一部と接した状態で前記有機材料を前記基板に蒸着する表示装置の作製方法。
【請求項9】
前記第１位置から前記第ｎ位置は、前記基板の端部近傍に設けられる請求項８に記載の表示装置の作製方法。
【請求項10】
前記基板は矩形であり、前記第１位置から前記第ｎ位置の全部または一部は、前記基板の四隅に設けられている請求項９に記載の表示装置の作製方法。
【請求項11】
基板を、前記基板の表面が重力方向と交差する方向を向くように配置する手段と、
前記基板の表面側に対向して、蒸着マスクを、前記蒸着マスクの前記表面が前記重力方向と交差する方向を向くように配置する手段と、
前記基板の裏面側に、前記基板から離間されるように配置されるマグネットと、
第１位置における前記基板と前記蒸着マスクとの間の第１ギャップ（ｌ１）を検出する第１検出部と、
第２位置における前記基板と前記蒸着マスクとの間の第２ギャップ（ｌ２）を検出する第２検出部と、
前記第１ギャップ（ｌ１）を調整する第１調整部と、
前記第２ギャップ（ｌ２）を調整する第２調整部と、を含み、
前記第１調整部および前記第２調整部は、式９を満たすように、前記第１ギャップ（ｌ１）および前記第２ギャップ（ｌ２）を調整し、
前記マグネットを前記基板に近づけることにより前記蒸着マスクを前記基板の前記表面側に引き寄せ、前記基板の一部と接した状態で有機材料を前記基板に蒸着する蒸着装置。
【数5】
（Ｌ１２：前記第１位置と前記第２位置との間の距離）
【請求項12】
式１０を満たす請求項１１に記載の蒸着装置。【数6】
【請求項13】
さらに、第３位置における前記基板と前記蒸着マスクとの間の第３ギャップ（ｌ３）を検出する第３検出部と、
前記第３ギャップ（ｌ３）を調整する第３調整部と、を含み、
前記第１調整部および前記第３調整部は、式１１を満たすように、前記第１ギャップ（ｌ１）および前記第３ギャップ（ｌ３）を調整する請求項１１または請求項１２に記載の蒸着装置。
【数7】
（Ｌ１３：前記第１位置と前記第３位置との間の距離）
【請求項14】
式１２を満たす請求項１３に記載の蒸着装置。【数8】
【請求項15】
鉛直方向において、前記第１調整部は、前記第２調整部の上方に位置する請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項16】
前記第１位置および前記第２位置の各々は、前記基板の四隅近傍のいずれか１つである請求項１１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項17】
前記第１調整部および前記第２調整部が同期している請求項１１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の蒸着装置。
【請求項18】
縦方向に配置された基板の表面側に対向して蒸着マスクを配置する手段と、前記基板の裏面側に、前記基板から離間されるように配置されるマグネットと、
第１位置における前記基板と前記蒸着マスクとの第１ギャップを検出する第１検出部と、
第２位置における前記基板と前記蒸着マスクとの第２ギャップを検出する第２検出部と、
前記第１ギャップを調整する第１調整部と、
前記第２ギャップを調整する第２調整部と、を含み、
前記第１調整部および前記第２調整部は、前記第１ギャップと前記第２ギャップの差が小さくなるように、前記第１位置および前記第２位置を同時に調整し、
前記マグネットを前記基板に近づけることにより前記蒸着マスクを前記基板の前記表面側に引き寄せ、前記基板の一部と接した状態で有機材料を前記基板に蒸着する蒸着装置。
【請求項19】
前記第１位置および前記第２位置を含むｎ個（ｎは３以上の自然数）の検出位置を有し、前記第１位置の前記第１ギャップから第ｎ位置の第ｎギャップにおける前記基板と前記蒸着マスクとの各ギャップを検出する前記第１検出部から第ｎ検出部と、
前記第１調整部、前記第２調整部を含む、各ギャップのそれぞれを調整する前記第１調整部から第ｎ調整部と、を含み、
前記各ギャップのうちの最大値と最小値の差が小さくなるように、前記第１位置から前記第ｎ位置を同時に調整する請求項１８に記載の蒸着装置。
【請求項20】
前記第１位置から前記第ｎ位置は、前記基板の端部近傍に設けられる請求項１９に記載の蒸着装置。
【請求項21】
前記基板は矩形であり、前記第１位置から前記第ｎ位置の全部または一部は、前記基板の四隅に設けられている請求項２０に記載の蒸着装置。
【請求項22】
前記第１調整部および前記第２調整部は、前記蒸着マスク側に設けられる請求項１８に記載の蒸着装置。
【請求項23】
前記基板の前記蒸着マスクとは反対側に、前記基板の位置を調整する基板側調整部をさらに有する請求項２２に記載の蒸着装置。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一実施形態は、蒸着装置に関する。また、蒸着装置を用いて作製される表示装置およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス材料（有機ＥＬ材料）を表示領域の発光素子（有機ＥＬ素子）に用いた有機ＥＬ表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）が知られている。有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ材料を発光させることにより表示を実現する、いわゆる自発光型の表示装置である。
【0003】
有機ＥＬ素子は、アノード（陽極）とカソード（陰極）との間に、有機ＥＬ材料を含む。有機ＥＬ材料は、低分子材料または高分子材料が知られているが、蒸着法で薄膜を形成することができる低分子材料が用いられることが多い。
【0004】
蒸着法で使用する蒸着装置の一つとして、蒸着装置内に基板を立てて配置する縦型蒸着装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。縦型蒸着装置では、大型基板を立てて処理することができるため、占有面積を小さくすることができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１２－８４５４４号公報
【文献】特開２０１４－７０２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
縦型蒸着装置では、横型蒸着装置と異なり、基板および蒸着マスクを縦方向（鉛直方向、重力方向）に立てて配置する。そのため、縦型蒸着装置では横型蒸着装置と異なる問題が発生している。例えば、基板と蒸着マスクとの位置合わせにおいて、基板に蒸着マスクを引き寄せる際には磁力を利用するが、横型蒸着装置の場合、磁力の方向と重力の方向が一致しているため、位置合わせにおける重力の影響は小さい。一方、縦型蒸着装置の場合、磁力の方向と重力の方向とが異なるため、重力の影響による位置ずれが発生する。基板が大型化すると、位置合わせにおける位置ずれの量はさらに顕著になる。
【0007】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、縦型蒸着装置では、基板と蒸着マスクとの位置合わせ前における基板と蒸着マスクとのギャップが位置ずれに関連していることを見出した。また、本発明者らは、基板と蒸着マスクとのギャップを制御することにより、縦型蒸着装置における位置ずれによる不良を低減することができることを見出した。
【0008】
横型蒸着装置では、基板と蒸着マスクとのギャップの調整を手動で行っても位置ずれの調整は十分可能であった。しかしながら、縦型蒸着装置において手動で基板と蒸着マスクとのギャップを調整する場合、微調整が何度も必要となって時間がかかりすぎるため、基板ごとにギャップを調整することが難しかった。
【0009】
本発明は、上記問題に鑑み、基板と蒸着マスクとのギャップの調整時間が短縮された蒸着装置および表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。また、蒸着工程における不良が低減された蒸着装置および表示装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法は、蒸着マスクを用いて基板に有機材料を蒸着する表示装置の作製方法であって、基板に対向して蒸着マスクを配置し、第１位置における基板と前記蒸着マスクとの間の第１ギャップ（ｌ１）を検出し、第２位置における基板と蒸着マスクとの間の第２ギャップ（ｌ２）を検出し、式３を満たすように、前記第１ギャップ（ｌ１）および前記第２ギャップ（ｌ２）を調整する。
【0011】
【数1】
【0012】
また、本発明の一実施形態に係る蒸着装置は、基板に対向して蒸着マスクを配置する手段と、第１位置における基板と蒸着マスクとの間の第１ギャップ（ｌ１）を検出する第１検出部と、第２位置における基板と蒸着マスクとの間の第２ギャップ（ｌ２）を検出する第２検出部と、第１ギャップ（ｌ１）を調整する第１調整部と、第２ギャップ（ｌ２）を調整する第２調整部と、を含み、第１調整部および第２調整部は、式９を満たすように、第１ギャップ（ｌ１）および第２ギャップ（ｌ２）を調整する。
【0013】
【数2】
【0014】
ここで、式３および式９におけるＬ１２は、第１位置と前記第２位置との間の距離である。
【0015】
また、本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法は、蒸着マスクを用いて基板に有機材料を蒸着する表示装置の作製方法であって、基板を縦方向に立てて配置し、基板に対向して蒸着マスクを配置し、第１位置における基板と蒸着マスクとの間の第１ギャップを検出し、第２位置における基板と蒸着マスクとの間の第２ギャップを検出し、第１ギャップと第２ギャップの差が小さくなるように、第１位置および第２位置を同時に調整する。
【0016】
また、本発明の一実施形態に係る蒸着装置は、縦方向に配置された基板に対向して蒸着マスクを配置する手段と、第１位置における基板と蒸着マスクとの間の第１ギャップを検出する第１検出部と、第２位置における基板と蒸着マスクとの間の第２ギャップを検出する第２検出部と、第１ギャップを調整する第１調整部と、第２ギャップを調整する第２調整部と、を含み、第１調整部および第２調整部は、第１ギャップと第２ギャップの差が小さくなるように、第１位置および第２位置を同時に調整する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1A】第１実施形態に係る蒸着装置で用いる蒸着マスクの正面図である。
【図1B】第１実施形態に係る蒸着装置で用いる蒸着マスクの断面図である。
【図1C】第１実施形態に係る蒸着装置で用いる蒸着マスクの部分拡大図である。
【図2A】第１実施形態に係る蒸着装置で行われる、基板に対する蒸着マスクの位置が固定される前の状態を示す模式図である。
【図2B】第１実施形態に係る蒸着装置で行われる、基板に対する蒸着マスクの位置が固定された後の状態を示す模式図である。
【図3】第１実施形態において、蒸着回数に対して、Δギャップおよび蒸着工程における歩留まりの相関関係を示すグラフである。
【図4】第１実施形態に係る蒸着装置の断面模式図である。
【図5】第１実施形態に係る蒸着装置の平面模式図である。
【図6】第２実施形態に係る表示装置の作製方法における蒸着工程のフローチャートである。
【図7】第２実施形態に係る表示装置の模式図である。
【図8】第２実施形態に係る表示装置の画素の回路図である。
【図9】第２実施形態に係る表示装置の画素の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、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。本明細書と各図面において、既出の図面に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
【0019】
本明細書および特許請求の範囲において、「上」および「下」とは、基板における発光素子が形成される側の面（以下、単に「表面」という。）を基準とした相対的な位置関係を指す。例えば、本明細書では、基板の表面から発光素子に向かう方向を「上」といい、その逆の方向を「下」という。また、本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
【0020】
【0021】
始めに、本実施形態に係る蒸着装置１００で用いる蒸着マスク２００について説明する。
【0022】
［蒸着マスク］
図１Ａは、蒸着マスク２００の正面図である。また、図１Ｂは、図１Ａに示すＡ－Ａ’線に沿って切断した蒸着マスク２００の断面図である。また、図１Ｃは、図１Ａに示す領域Ｂを拡大した部分拡大図である。
図１Ａは、蒸着マスク２００の正面図である。また、図１Ｂは、図１Ａに示すＡ－Ａ’線に沿って切断した蒸着マスク２００の断面図である。また、図１Ｃは、図１Ａに示す領域Ｂを拡大した部分拡大図である。
【0023】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、蒸着マスク２００は、マスクフレーム２１０と、メタルマスク２２０とを含む。マスクフレーム２１０は中央が矩形に開口され、その開口を覆うようにメタルマスク２２０が設けられている。すなわち、メタルマスク２２０の外周部がマスクフレーム２１０に固定されている。
【0024】
メタルマスク２２０は、マスクフレーム２１０に溶接されて固定されていてもよく、接着剤で固定されていてもよい。メタルマスク２２０をマスクフレーム２１０に接着剤で固定する場合、エポキシ系の耐熱性のある接着剤を用いることが好ましい。
【0025】
また、図１Ｃに示すように、メタルマスク２２０には、複数の開口部２３０が設けられている。開口部２３０を通過した蒸着材料が基板３００（図２Ａ参照）に堆積し、開口部２３０のパターンが基板３００上に形成される。開口部２３０のパターンは、基板３００の画素の配置パターンと対応するものであってもよく、基板３００の画素の一部の配置パターンであってもよい。開口部２３０のパターンとしては、例えば、マトリクス状または千鳥状に設けることができる。
【0026】
マスクフレーム２１０は、メタルマスク２２０を支持するため、蒸着マスク２００に歪みが生じないように剛性材料で構成されることが好ましい。剛性材料としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、鉄ニッケル合金、またはアルミニウム合金である。
【0027】
マスクフレーム２１０の厚さは特に限定されないが、例えば、５ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。マスクフレーム２１０は複数の構造物で構成されてもよい。マスクフレーム２１０の厚さが小さい場合には、マスクフレーム２１０の剛性が低下するため、歪みを生じやすい。一方、マスクフレーム２１０の厚さが大きい場合には、蒸着マスク２００の重量が大きくなるため、蒸着装置１００における蒸着マスク２００の取り扱いが困難になる。そのため、マスクフレーム２１０の厚さは、上記範囲が好ましい。
【0028】
メタルマスク２２０は、複数の開口部２３０を設けることができるように加工性のよい材料で構成されることが好ましい。メタルマスク２２０の材料として、例えば、ステンレス鋼、ニッケル材料系、鉄ニッケル合金、またはアルミニウム合金などを用いることができる。また、有機ＥＬ素子の発光層の画素パターンのように微細な開口部２３０が必要である場合、メタルマスク２２０は、磁力を用いて基板３００に引き寄せてメタルマスク２２０の位置を固定する。そのため、メタルマスク２２０の材料は、磁性材料を含むことが好ましい。磁性材料は、例えば、純鉄、炭素鋼、Ｗ鋼、Ｃｒ鋼、Ｃｏ鋼、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、ＮＫＳ鋼、ＣｕＮｉＣｏ鋼、またはＡｌ－Ｆｅ合金などである。また、メタルマスク２２０の表面に磁性材料を塗布することもできる。
【0029】
メタルマスク２２０の厚さは特に限定されないが、例えば、１００μｍ以下であり、好ましくは、２μｍ以上１０μｍ以下がよい。メタルマスク２２０の厚さが小さい場合には剛性が弱くなるため、メタルマスク２２０が破断されやすい。また、蒸着時の輻射熱によるメタルマスク２２０の変形も起こりやすい。一方、メタルマスク２２０の厚さが大きい場合には、開口部２３０の側壁が厚くなるため、開口部２３０内に蒸着材料が入りにくくなる現象（シャドー効果）が生じる。そのため、メタルマスク２２０の厚さは、上記範囲が好ましい。
【0030】
縦型蒸着装置では、蒸着マスク２００を縦方向（鉛直方向、重力方向）に立てて配置する。蒸着マスク２００の形状が一対の長辺および一対の短辺を有する矩形である場合、蒸着マスク２００は、長辺を立てて配置してもよく、短辺を立てて配置してもよい。また、縦方向（鉛直方向、重力方向）とは、縦型蒸着装置の接地面に対して垂直な方向に限られず、実質的に垂直な方向も含む。さらに、縦型蒸着装置の蒸着マスク２００は、縦方向に対して傾斜させて配置することもできる。蒸着マスク２００を傾斜させた場合における縦方向に対する傾斜角は、例えば、０°以上３０°以下である。
【0031】
次に、縦型蒸着装置において、蒸着前に行われる基板３００に対する蒸着マスク２００の位置の固定について説明する。
【0032】
［基板に対する蒸着マスクの位置の固定］
図２Ａは、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置が固定される前の状態を示す模式図である。また、図２Ｂは、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置が固定された後の状態を示す模式図である。
図２Ａは、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置が固定される前の状態を示す模式図である。また、図２Ｂは、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置が固定された後の状態を示す模式図である。
【0033】
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、蒸着マスク２００のマスクフレーム２１０およびメタルマスク２２０と、基板３００と、蒸着装置の一部である支持部１２０およびマグネット部１７０とが示されている。基板３００は、支持部１２０に支持され、鉛直方向に立てて配置されている。また、蒸着マスク２００も、基板３００と同様に、鉛直方向に立てて配置されている。なお、蒸着マスク２００と基板３００とは、一定の間隔を有するよう離れて配置され、その間隔をギャップｌとする。
【0034】
マグネット部１７０は、支持部１２０を挟んで蒸着マスク２００および基板３００と対向して設けられている。言い換えると、マグネット部１７０は、支持部１２０に対して、蒸着マスク２００および基板３００が配置された側と反対側に位置する。
【0035】
図２（Ａ）に示すように、マグネット部１７０が支持部１２０から離れているときは、蒸着マスク２００と基板３００との間隔はギャップｌが維持されている。一方、図２（Ｂ）に示すように、マグネット部１７０が支持部１２０に近づくと、メタルマスク２２０がマグネット部１７０の磁力に引き寄せられて、蒸着マスク２００と基板３００との間隔（ギャップｌ）が狭まり、最終的には、蒸着マスク２００のメタルマスク２２０が基板３００の一部と接し、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置が固定される。その後、蒸着材料の蒸着が行われ、基板３００上に蒸着マスク２００が有するパターンに対応するパターンを有する膜が形成される。なお、蒸着工程には、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置の固定および蒸着のほかに、蒸着マスク２００のパターンの位置合わせ（アライメント）などを含む。
【0036】
図３は、蒸着回数に対して、Δギャップおよび蒸着工程における歩留まりの相関関係を示すグラフである。ここで、Δギャップとは、基板３００内の複数の位置の各々における基板３００と蒸着マスク２００とのギャップｌのうち、最大ギャップｌｍａｘと最小ギャップｌｍｉｎの差をいう。また、蒸着工程における歩留まりとは、蒸着工程で製造された製品（例えば、表示装置など）から蒸着工程が起因となる不良製品を除いた割合をいう。蒸着工程が起因となる不良としては、基板３００上の所定の位置にパターンが形成されない、またはパターンの位置がずれて形成される、いわゆる位置ずれなどである。
【0037】
図３に示すように、蒸着回数が多くなるにつれて、基板３００と蒸着マスク２００とのΔギャップが増加する。これは、磁力による位置ずれが部分的に生じるためである。すなわち、縦型蒸着装置では重力の方向と磁力の方向が異なるため、基板３００と蒸着マスク２００の面内距離にばらつきが生じやすく、基板３００面に対して、蒸着マスク２００面が傾きやすい。そして、時間が経過とともにΔギャップは大きくなる傾向にある。このため、蒸着回数が多くなるにつれて、蒸着工程における面内ばらつきが生じ、歩留まりは減少する。すなわち、本発明者らは、基板３００と蒸着マスク２００とのΔギャップが増加すると、蒸着工程における歩留まりが減少する相関関係があることを見出した。蒸着ごとに、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップ調整を行うことで蒸着工程における歩留まりは改善されるが、従来の縦型蒸着装置では、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップ調整に時間がかかりすぎるため、蒸着ごとにギャップを調整することは現実的ではなく、一定の蒸着回数ごと、または蒸着マスク２００の交換ごとにしか行われていなかった。
【0038】
一方、本実施形態に係る蒸着装置１００は、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップ調整における時間が短いため、蒸着ごとに、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップを調整することが可能である。もちろん、本実施形態に係る蒸着装置１００は、許容される位置ずれの量に応じて、一定の蒸着回数ごと、または蒸着マスク２００の交換ごとに行うこともでき、この場合においても、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップを調整する時間を短縮することができる。
【0039】
【0040】
図４は、本実施形態に係る蒸着装置１００の断面模式図である。図４に示すように、蒸着装置１００は、蒸着源１１０と、支持部１２０と、第１基板用クランプ１３０－１と、第２基板用クランプ１３０－２と、第１光学センサ１４０－１と、第２光学センサ１４０－２と、第１蒸着マスク用クランプ１５０－１と、第２蒸着マスク用クランプ１５０－２と、第１調整部１６０－１と、第２調整部１６０－２と、マグネット部１７０と、位置合わせ用カメラ１８０と、第１基板側調整部１９０－１と、第２基板側調整部１９０－２とを含む。
【0041】
なお、本明細書では、第１基板用クランプ１３０－１と第２基板用クランプ１３０－２を特に区別しない場合は、基板用クランプ１３０と記載して説明する。同様に、第１光学センサ１４０－１と第２光学センサ１４０－２、第１蒸着マスク用クランプ１５０－１と第２蒸着マスク用クランプ１５０－２、第１調整部１６０－１と第２調整部１６０－２、および第１基板側調整部１９０－１と第２基板側調整部１９０－２を特に区別しない場合も、それぞれ、光学センサ１４０、蒸着マスク用クランプ１５０、調整部１６０、および基板側調整部１９０と記載して説明する。
【0042】
蒸着源１１０は、基板側に開口を有する坩堝と、坩堝を加熱するヒータとを含む。坩堝に蒸着材料を入れ、ヒータによって坩堝が加熱されると、坩堝の開口から蒸発した蒸着材料が飛び出す。飛び出した蒸着材料は、蒸着マスク２００の開口部２３０を通り、基板３００上に堆積される。蒸着源１１０は、複数設けてもよく、鉛直方向に移動することができるようにしてもよい。
【0043】
支持部１２０は、基板３００を支持することができ、基板３００に撓みを生じないようにするため、基板３００側に平坦面を有することが好ましい。
【0044】
基板用クランプ１３０は、基板３００を保持し、支持部１２０上に基板３００を固定することができる。図４に示すように、基板３００が鉛直方向に立てて配置される場合、第１基板用クランプ１３０－１が基板３００の上部を固定し、第２基板用クランプ１３０－２が基板３００の下部を固定する。基板用クランプ１３０は、基板３００の上部および下部の各々に複数設けることもできる。特に、基板３００を安定して保持することができるように、基板３００が矩形である場合には、基板用クランプ１３０は、基板３００の四隅に対して設けられていることが好ましい。
【0045】
光学センサ１４０は、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップを検出することができる。また、光学センサ１４０は、複数の位置でギャップを検出することができるように、複数の光学センサ１４０が設けられることが好ましい。例えば、図４に示すように、基板３００が鉛直方向に立てて配置される場合、第１光学センサ１４０－１が基板３００の上部の第１位置の第１ギャップｌ１を検出し、第２光学センサ１４０－２が基板３００の下部の第２位置の第２ギャップｌ２を検出することが好ましい。
【0046】
光学センサ１４０として、例えば、コンフォーカルセンサを用いることができる。コンフォーカルセンサは、白色光（ＬＥＤなど）をマルチレンズに通して分散させ、基板３００の表面および蒸着マスク２００の表面に焦点を合わせる。基板３００の表面および蒸着マスク２００の表面に焦点があった単色光をスペクトロメータで検出し、基板３００の表面と蒸着マスク２００の表面との距離（ギャップｌ）を算出する。なお、光学センサ１４０は、コンフォーカルセンサに限られない。光学センサ１４０は、基板３００の表面と蒸着マスク２００の表面との間の距離（ギャップｌ）を測定することができるものであればよく、複数の測長センサで構成することもできる。例えば、光学センサ１４０は、基板３００の表面の距離を測定する第１測長センサと、蒸着マスク２００の表面の距離を測定する第２測長センサとを含み、第１測長センサで測定した第１距離と第２測長センサで測定した第２距離とから、基板３００の表面と蒸着マスク２００の表面との距離（ギャップｌ）を算出することもできる。
【0047】
蒸着マスク用クランプ１５０は、蒸着マスク２００を保持し、固定することができる。また、蒸着マスク用クランプ１５０は、調整部１６０と連結し、調整部１６０によって蒸着マスク２００の位置を調整できるようになっている。図４に示すように、蒸着マスク２００が鉛直方向に立てて配置される場合、第１蒸着マスク用クランプ１５０－１が蒸着マスク２００の上部を固定し、第２蒸着マスク用クランプ１５０－２が蒸着マスク２００の下部を固定する。蒸着マスク用クランプ１５０は、蒸着マスク２００の上部および下部の各々に複数設けることもできる。特に、蒸着マスク２００を安定して保持することができるように、蒸着マスク用クランプ１５０は、蒸着マスク２００が矩形である場合には、蒸着マスク２００の四隅に対して設けられていることが好ましい。
【0048】
調整部１６０は、光学センサ１４０で検出されたギャップを基にして、基板３００と蒸着マスク２００との間隔が所定のΔギャップ以下となるように、自動で蒸着マスク用クランプ１５０を動かし、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置を調整することができる。すなわち、調整部１６０は、光学センサ１４０からの信号を受信し、その信号を基に自動で蒸着マスク用クランプ１５０を調整することができる。そのため、調整部１６０は、光学センサ１４０と通信接続できるように電気的に接続されていてもよい。また、調整部１６０は、光学センサ１４０と同様に、複数設けられることが好ましい。例えば、図４に示すように、蒸着マスク２００が鉛直方向に立てて配置される場合、第１調整部１６０－１が第１光学センサ１４０－１で検出されたギャップを基にして、第１蒸着マスク用クランプ１５０－１を調整することができ、第２調整部１６０－２が第２光学センサ１４０－２で検出されたギャップを基にして、第２蒸着マスク用クランプ１５０－２を調整することができる。
【0049】
調整部１６０は、蒸着マスク用クランプ１５０を基板３００に対して垂直方向（図面の左右方向）へ移動させて、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップｌを調整することができる。また、第１調整部１６０－１および第２調整部１６０－２の各々は、独立して駆動するように蒸着マスク用クランプ１５０に連結されたモータと、モータの駆動を制御するための制御部とを含む。制御部は、光学センサ１４０で検出されたギャップを基に、モータの駆動を制御する。すなわち、調整部１６０の制御部は、光学センサ１４０で検出されるギャップｌが所定の範囲内となるように、蒸着マスク用クランプ１５０に連結されたモータを調整する。調整部１６０は、モータに限られず、蒸着マスク用クランプ１５０を移動することができるアクチュエータであればよい。また、モータは、基板３００に対して垂直方向の調整だけでなく、基板３００に対して水平方向の調整ができてもよい。
【0050】
図４では、２つの調整部１６０が示されているが、蒸着マスク用クランプ１５０が蒸着マスク２００の四隅に設けられている場合、それぞれの蒸着マスク用クランプ１５０に対して調整部１６０が設けられる。すなわち、４つの調整部が設けられる。また、４つの調整部１６０が独立して駆動することもできるが、４つの調整部１６０の各々の制御部が同期していることが好ましい。これにより、４箇所を同時に駆動することが可能になり、Δギャップの調整を短時間で行うことができるようになる。
【0051】
複数の調整部１６０が設けられる場合、複数の調整部１６０の制御部はお互いが接続されていてもよい。例えば、第１調整部１６０－１の制御部と第２調整部１６０－２の制御部とを接続しておくことで、第１調整部１６０－１による第１ギャップｌ１の調整と第２調整部１６０－２による第２ギャップｌ２のように複数のギャップｌの調整を同期して行うことができる。また、図示しないが、複数の調整部１６０の制御部が接続された統括制御部を設け、統括制御部の制御によって複数の調整部１６０を同期させ、ギャップｌの調整を行うこともできる。
【0052】
マグネット部１７０は、支持部１２０に近づき、マグネット部１７０の磁力によって蒸着マスク２００を基板３００の一部と接して、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置を固定することができる。そのため、マグネット部１７０は、蒸着マスク２００を引き寄せるための磁石と、磁石を駆動するための駆動機構とを含む。マグネット部１７０に含まれる磁石としては、例えば、ネオジム磁石またはフェライト磁石などを用いることができる。
【0053】
位置合わせ用カメラ１８０は、基板３００の所定の位置に設けられたアライメントマークと蒸着マスク２００の所定の位置にアライメントマークを撮像することができる。位置合わせ用カメラ１８０は、調整部１６０と接続されていてもよい。調整部１６０は、位置合わせ用カメラ１８０の撮像に基づいて、基板３００と蒸着マスク２００との位置を調整する。調整部１６０は、例えば、２つのアライメントマークが重畳するように、または、２つのアライメントマークが整列するように基板３００と蒸着マスク２００との位置を調整することができる。なお、位置合わせカメラは１８０複数設けられていてもよい。
【0054】
基板側調整部１９０は、支持部１２０を基板３００に対して垂直方向（図面の左右方向）へ移動させて、基板３００を蒸着マスク２００に近づけることができる。言い換えれば、基板側調整部１９０は、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップｌの粗調整を行うことができる。基板側調整部１９０は、調整部１６０と同様の構成としてもよい。また、基板側調整部１９０と支持部１２０を連結し、基板側調整部１９０をスライドさせることによって支持部１２０を移動させてもよい。さらに、基板側調整部１９０からピンを突出させることによって支持部１２０を押し出し、移動させてもよい。
【0055】
基板側調整部１９０を設けることによって、基板側調整部１９０でギャップｌの粗調整を行い、調整部１６０でギャップｌの微調整を行うことが可能となる。なお、調整部１６０の微調整と基板側調整部１９０の粗調整の機能は逆であってもよい。すなわち、マスク側の位置を調整する調整部１６０でギャップｌの粗調整を行い、基板側の位置を調整する基板側調整部１９０でΔギャップの調整を行ってもよい。
【0056】
図５を用いて、さらに、本発明の一実施形態に係る蒸着装置１００について説明する。
【0057】
図５は、本実施形態に係る蒸着装置１００の平面模式図である。具体的には、図５は、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップｌの調整に関連する構成を表した蒸着装置１００の平面模式図である。なお、図５では、基板３００のみを示し、蒸着マスク２００は省略している。
【0058】
図５に示すように、蒸着装置１００は、基板３００の第１位置の第１ギャップｌ１を検出する第１光学センサ１４０－１、第１ギャップｌ１を調整することができる第１蒸着マスク用クランプ１５０－１、および第１蒸着マスク用クランプ１５０－１を調整することができる第１調整部１６０－１と、基板３００の第２位置のギャップｌ２を検出する第２光学センサ１４０－２、第２ギャップｌ２を調整することができる第２蒸着マスク用クランプ１５０－２、および第２蒸着マスク用クランプ１５０－２を調整することができる第２調整部１６０－２と、基板３００の第３位置のギャップｌ３を検出する第３光学センサ１４０－３、ギャップｌ３を調整することができる第３蒸着マスク用クランプ１５０－３、および第３蒸着マスク用クランプ１５０－３を調整することができる第３調整部１６０－３と、基板３００の第４位置の第４ギャップｌ４を検出する第４光学センサ１４０－４、第４ギャップｌ４を調整することができる第４蒸着マスク用クランプ１５０－４、および第４蒸着マスク用クランプ１５０－４を調整することができる第４調整部１６０－４と、基板３００の第５位置の第５ギャップｌ５を検出する第５光学センサ１４０－５、第５ギャップｌ５を調整することができる第５蒸着マスク用クランプ１５０－５、および第５蒸着マスク用クランプ１５０－５を調整することができる第５調整部１６０－５と、基板３００の第６位置の第６ギャップｌ６を検出する第６光学センサ１４０－６、第６ギャップｌ６を調整することができる第６蒸着マスク用クランプ１５０－６、および第６蒸着マスク用クランプ１５０－６を調整することができる第６調整部１６０－６とを含む。
【0059】
ここで、第１位置、第２位置、第３位置、および第４位置は、基板３００の四隅近傍の位置である。第１位置および第４位置は、本図において、基板３００の上部に位置し、第２位置および第３位置は、基板３００の下部に位置している。また、第１位置と第３位置とは基板３００の対角上に位置し、第２位置と第４位置も基板３００の対角上に位置している。第５位置および第６位置の各々は、第１位置と第２位置との中間に位置し、第６位置は、第３位置と第４位置との中間に位置している。
【0060】
第１調整部１６０－１、第２調整部１６０－２、第３調整部１６０－３、および第４調整部１６０－４は、それぞれ、第１ギャップｌ１、第２ギャップｌ２、第３ギャップｌ３、および第４ギャップｌ４が１．０ｍｍ以下となるように調整する。好ましくは、０．３ｍｍとなるように調整するとよい。
【0061】
また、基板３００内での面内ばらつきを抑制して蒸着工程における歩留まりを向上させるため、第１ギャップｌ１、第２ギャップｌ２、第３ギャップｌ３、および第４ギャップｌ４の中から最大ギャップｌｍａｘと最小ギャップｌｍｉｎを選び、これらの差が所定の範囲内となるようにΔギャップが調整される。例えば、Δギャップは、式１を満たすように調整される。
【0062】
【数3】
【0063】
好ましくは、Δギャップは、式２を満たすように調整される。
【0064】
【数4】
【0065】
上述したように、調整部１６０は、各位置のギャップｌを調整するだけでなく、各ギャップｌが関連付けされたΔギャップも調整することができる。すなわち、ギャップの２段階調整を行うことにより、基板３００内での面内ばらつきを抑制して蒸着工程における歩留まりを向上させることができる。
【0066】
さらに、Δギャップの調整は、ギャップｌの検出位置間の距離をパラメータとすることもできる。
【0067】
例えば、第１位置のギャップｌ１および第２位置のギャップｌ２の一方が最大ギャップｌｍａｘであり、他方が最小ギャップｌｍｉｎである場合、第１調整部１６０－１および第２調整部１６０－２は、式３を満たすように調整する。ここで、Ｌ１２は第１位置と第２位置との間の距離である。
【0068】
【数5】
【0069】
なお、蒸着工程における歩留まりをさらに向上させるため、第１調整部１６０－１および第２調整部１６０－２は、式４を満たすように調整することが好ましい。
【0070】
【数6】
【0071】
また、例えば、第１位置のギャップｌ１および第３位置のギャップｌ３の一方が最大ギャップｌｍａｘであり、他方が最小ギャップｌｍｉｎである場合、第１調整部１６０－１および第３調整部１６０－３は、式５を満たすように調整する。ここで、Ｌ１３は第１位置と第３位置との間の距離である。
【0072】
【数7】
【0073】
なお、基板３００内での面内ばらつきをさらに抑制するため、第１調整部１６０－１および第３調整部１６０－３は、式６を満たすように調整することが好ましい。
【0074】
【数8】
【0075】
同様に、第４調整部１６０－４および第２調整部１６０－２ならびに第４調整部１６０－４および第３調整部１６０－３を調整することができるが、ここでは説明を省略する。
【0076】
Δギャップの調整は、１点だけでなく、複数の点で行ってもよい。すなわち、基板３００は第１位置、第２位置、・・・、第ｎ位置（ｎは３以上の自然数）となるｎ個の検出位置を有してもよい。
【0077】
また、基板３００の大きさが一定以上（例えば、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ以上）である場合は、基板３００の四隅だけでなく、基板の中間位置でのギャップｌも蒸着工程の歩留まりに影響するため、６個の検出位置を有していてもよい。この場合、第５調整部１６０－５および第６調整部１６０－６が、それぞれ、第５ギャップｌ５および第６ギャップｌ６を調整する。第１位置～第６位置のうち、最大ギャップｌｍａｘおよび最小ギャップｌｍｉｎを持つ二つの位置を選択し、選択した２つの位置において、上記式１～式６を満たすようにすればよい。
【0078】
以上、本実施形態に係る蒸着装置１００は、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップｌの調整を自動で行うことができる。自動でギャップを調整する場合、手動でギャップｌを調整する場合に比べて、ギャップｌの調整に要する時間が大幅に短縮される。そのため、蒸着ごとにギャップｌの調整を行うことができ、蒸着工程における歩留まりを向上させることができる。また、基板３００内の複数の位置におけるギャップｌを関連付けた所定の式を満たすようにギャップを調整することで、蒸着工程における歩留まりをさらに向上させることができる。
【0079】
＜第２実施形態＞
図６を用いて、本発明の一実施形態に係る蒸着装置について説明する。
図６を用いて、本発明の一実施形態に係る蒸着装置について説明する。
【0080】
図６は、本実施形態に係る表示装置の作製方法における蒸着工程のフローチャートである。図６に示す蒸着工程は、表示装置の作製方法の中における工程の１つであり、蒸着法によって有機ＥＬ素子の有機層を形成する工程である。
【0081】
図６に示すように、蒸着工程は、基板３００を搬入するステップ（基板搬入ステップ：Ｓ１１０）と、基板３００と蒸着マスクとのギャップを粗調整するステップ（ギャップ粗調整ステップ：Ｓ１２０）と、基板３００と蒸着マスク２００とのギャップを微調整するステップ（ギャップ微調整ステップ：Ｓ１２５）と、基板３００と蒸着マスク２００との位置を合わせるステップ（位置合わせステップ：Ｓ１３０）と、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置を固定するステップ（位置固定ステップ：Ｓ１４０）と、蒸着材料を蒸着するステップ（蒸着ステップ：Ｓ１５０）と、蒸着マスク２００の位置の固定を解除するステップ（位置固定解除ステップ：Ｓ１６０）と、基板３００を搬出するステップ（基板搬出ステップ：Ｓ１７０）とを含む。
【0082】
基板搬入ステップ（Ｓ１１０）では、蒸着装置１００に基板３００を搬入し、基板３００を基板用クランプ１３０で保持し、固定する。なお、蒸着マスク２００は、基板３００の搬入前に蒸着装置１００に予め固定されていてもよく、基板３００の搬入後に蒸着装置１００に搬入されて固定されていてもよい。
【0083】
ギャップ粗調整ステップ（Ｓ１２０）では、光学センサ１４０、支持部１２０、および基板側調整部１９０を用いて、基板３００と蒸着マスク２００とを近づける。具体的には、光学センサ１４０によってギャップを検出し、基板側調整部１９０が支持部１２０を移動させ、所定のギャップ以下となるように調整する。ここでの調整は粗調整であるため、所定のギャップとしては、例えば、１ｃｍ以下である。
【0084】
ギャップ微調整ステップ（Ｓ１２５）では、光学センサ１４０、蒸着マスク用クランプ１５０、および調整部１６０を用いて、基板３００と蒸着マスク２００との間のギャップを微調整する。具体的には、光学センサ１４０がギャップを検出し、調整部１６０が蒸着マスク用クランプ１５０を動かし、所定のギャップ以下となるように調整する。蒸着マスク用クランプ１５０の調整においては、調整部１６０に含まれるモータによって自動で行われる。ギャップ微調整ステップ（Ｓ１２５）は、基板搬入毎に行ってもよく、基板搬入が複数回行われる毎に行ってもよい。
【0085】
基板３００と蒸着マスク２００との間のギャップの調整は、基板３００内の複数の位置で行われる。特に、基板３００の四隅近傍の第１位置、第２位置、第３位置、および第４位置で、それぞれ、第１ギャップｌ１、第２ギャップｌ２、第３ギャップｌ３、および第４ギャップｌ４の調整が行われることが好ましい。ここで、第１位置および第４位置は、基板３００を配置した状態において、基板３００の上部の位置であり、第２位置および第３位置は、基板３００の下部の位置である。また、第１位置と第３位置とは基板３００の対角上の位置にあり、第２位置と第４位置も基板３００の対角上の位置である。
【0086】
ギャップｌの微調整は、２段階で行われる。まず、第１ギャップｌ１、第２ギャップｌ２、第３ギャップｌ３、および第４ギャップｌ４が、１．０ｍｍ以下となるように調整される。好ましくは、０．３ｍｍとなるように調整するとよい。ギャップｌが大きくなると、ギャップｌの微調整の効果が小さくなる。そのため、ギャップは上記範囲が好ましい。
【0087】
続いて、Δギャップの調整を行う。すなわち、第１ギャップｌ１、第２ギャップｌ２、第３ギャップｌ３、および第４ギャップｌ４の中から最大ギャップｌｍａｘと最小ギャップｌｍｉｎを選び、これらの差が所定の範囲内となるようにΔギャップが調整される。具体的には、選ばれたギャップに対応する調整部１６０を選択し、これらを独立、かつ同時に移動させることによりΔギャップが小さくなるよう調整する。例えば、Δギャップは、式７を満たすように調整される。
【0088】
【数9】
【0089】
好ましくは、Δギャップは、式８を満たすように調整される。
【0090】
【数10】
【0091】
上述したように、各位置のギャップが独立して調整されるだけでなく、各ギャップが関連付けされたΔギャップも調整されることにより、基板３００内での面内ばらつきを抑制して蒸着工程における歩留まりを向上させることができる。
【0092】
さらに、Δギャップの調整は、ギャップの検出位置間の距離をパラメータとすることもできる。
【0093】
例えば、第１位置のギャップｌ１および第２位置のギャップｌ２の一方が最大ギャップであり、他方が最小ギャップである場合、第１位置のギャップｌ１および第２位置のギャップｌ２は、式９を満たすように調整される。ここで、Ｌ１２は第１位置と第２位置との間の距離である。
【0094】
【数11】
【0095】
さらに、第１位置のギャップｌ１および第２位置のギャップｌ２は、式１０を満たすように調整されることが好ましい。
【0096】
【数12】
【0097】
また、第１位置のギャップｌ１および第３位置のギャップｌ２の一方が最大ギャップであり、他方が最小ギャップである場合、第１位置のギャップｌ１および第３位置のギャップｌ３は、式１１を満たすように調整される。ここで、Ｌ１３は第１位置と第３位置との間の距離である。
【0098】
【数13】
【0099】
さらに、第１位置のギャップｌ１および第３位置のギャップｌ２は、式１２を満たすように調整されることが好ましい。
【0100】
【数14】
【0101】
その他にも、第１位置のギャップｌ１および第４位置のギャップｌ２の一方が最大ギャップｌｍａｘであり、他方が最小ギャップｌｍｉｎである場合、第２位置のギャップｌ２および第３位置のギャップｌ３の一方が最大ギャップｌｍａｘであり、他方が最小ギャップｌｍｉｎである場合、または第３位置のギャップｌ３および第４位置のギャップｌ４の一方が最大ギャップｌｍａｘであり、他方が最小ギャップｌｍｉｎである場合が考えられるが、いずれも上述の式と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0102】
Δギャップの調整は、１点だけでなく、複数の点で行ってもよい。すなわち、基板は第１位置、第２位置、・・・、第ｎ位置（ｎは３以上の自然数）となるｎ個の検出位置を有してもよい。この場合、第１から第ｎ位置におけるそれぞれのΔギャップを検出する。そして、それらのうちの最大ギャップｌｍａｘと最小ギャップｌｍｉｎの差が小さくなるように調整部１６０により調整する。これにより、蒸着時に基板３００内での面内ばらつきを抑えることができる。
【0103】
基板３００内の複数の位置におけるギャップを独立して調整するだけでなく、複数の位置におけるギャップを関連付けた所定の式を満たすようにギャップを調整することで、基板３００内の面内ばらつきも抑制することができるため、蒸着工程における歩留まりをさらに向上させることができる。
【0104】
位置合わせステップ（Ｓ１３０）では、基板３００のパターンに蒸着マスク２００のパターンを対応させるように、基板３００と蒸着マスク２００との位置合わせを行う。具体的には、位置合わせ用カメラ１８０を用いて、基板３００のアライメントマークと蒸着マスク２００のアライメントマークを撮像し、撮像されたアライメントマークに基づいて、調整部１６０が基板３００と蒸着マスク２００との位置を調整する。なお、位置合わせステップ（Ｓ１３０）は、ギャップ微調整ステップ（Ｓ１２５）の後に行ってもよく、ギャップ微調整ステップ（Ｓ１２５）の前に行ってもよい。
【0105】
蒸着マスク２００の位置固定ステップ（Ｓ１４０）では、マグネット部１７０を支持部１２０に近づける。マグネット部１７０が支持部１２０に近づくことによって、蒸着マスク２００は磁力によって基板３００の一部と接し、基板３００に対する蒸着マスク２００の位置が固定される。
【0106】
蒸着ステップ（Ｓ１５０）では、蒸着源１１０を用いて蒸着材料の蒸着を行う。蒸着マスク２００に設けられた開口部２３０を通過した蒸着材料が基板３００上に堆積され、蒸着マスク２００のパターンに対応するパターンを有する有機層が形成される。
【0107】
蒸着マスク２００の位置固定解除ステップ（Ｓ１６０）では、マグネット部１７０を支持部１２０から離す。マグネット部１７０が支持部１２０から離れることによって、蒸着マスク２００も基板３００から離れる。
【0108】
基板３００の搬出ステップ（Ｓ１７０）では、基板用クランプ１３０による基板３００の固定を解除し、基板３００を蒸着装置１００から搬出する。
【0109】
以上、本実施形態に係る表示装置の作製方法によれば、蒸着工程において、基板３００と蒸着マスク２００との間のギャップ微調整ステップ（Ｓ１２５）を含む。すなわち、蒸着ごとにギャップの調整を行うことができ、蒸着工程における歩留まりを向上させることができる。また、図３のグラフにより、許容される歩留まり範囲となる蒸着回数が導き出され、これに基づき複数回の蒸着回数ごとにギャップの調整を行ってもよい。また、基板３００内の複数の位置におけるギャップを独立して調整するだけでなく、複数の位置におけるギャップを関連付けた所定の式を満たすようにギャップを調整することで（言い換えれば、２段階の微調整を行うことで）、蒸着工程における歩留まりをさらに向上させることができる。
【0110】
【0111】
図７は、本実施形態に係る表示装置７００の平面図である。表示装置７００は、基板７０１上に、第１領域７０３および第２領域７１０が設けられている。第２領域７１０は、第１領域７０３の外側に位置する。
【0112】
第１領域７０３は、いわゆる表示領域である。第１領域７０３には、複数の画素７０９がマトリクス状に配置されている。なお、画素７０９の配置は、マトリクス状に限られない。画素７０９の配置は、例えば、千鳥状にすることもできる。
【0113】
第２領域７１０は、いわゆる周辺領域である。第２領域７１０は、第１領域７０３の長辺方向に沿って設けられた２つの走査線駆動回路７０４と、第１領域７０３の短辺方向に沿って基板７０１の端部に設けられた複数の端子７０７を含む。２つの走査線駆動回路７０４は、第１領域７０３を挟むように設けられる。また、複数の端子７０７は、フレキシブルプリント回路基板７０８と接続される。ドライバＩＣ７０６は、フレキシブルプリント回路基板７０８上に設けられている。
【0114】
表示装置７００の外部のコントローラ（図示せず）から、フレキシブルプリント回路基板７０８を介して、映像信号および各種制御信号が供給される。映像信号は、ドライバＩＣ７０６によって処理されて複数の画素７０９に入力される。各種回路信号は、ドライバＩＣ７０６を介して、走査線駆動回路７０４に入力される。
【0115】
映像信号および各種回路信号のほか、走査線駆動回路７０４、ドライバＩＣ７０６、および複数の画素７０９を駆動するための電力が表示装置７００に供給される。複数の画素７０９の各々は、後述する有機ＥＬ素子８４０を有する。表示装置７００に供給された電力の一部は、複数の画素７０９の各々が有する有機ＥＬ素子８４０に供給されて、有機ＥＬ素子８４０を発光させる。
【0116】
表示装置７００は、第１領域７０３上に、偏光板７０２が設けられてもよい。
【0117】
［画素回路］
図８は、本発明の一実施形態に係る表示装置７００に配置された複数の画素７０９の各々が有する画素回路である。画素回路は、少なくともトランジスタ８１０、トランジスタ８２０、容量素子８３０、および有機ＥＬ素子８４０を含む。
図８は、本発明の一実施形態に係る表示装置７００に配置された複数の画素７０９の各々が有する画素回路である。画素回路は、少なくともトランジスタ８１０、トランジスタ８２０、容量素子８３０、および有機ＥＬ素子８４０を含む。
【0118】
トランジスタ８１０は、選択トランジスタとして機能することができる。すなわち、トランジスタ８１０は、走査線７１１によりトランジスタ８１０のゲートの導通状態が制御される。トランジスタ８１０において、ゲート、ソース、およびドレインは、それぞれ、走査線７１１、信号線７１２、およびトランジスタ８２０のゲートに電気的に接続される。
【0119】
トランジスタ８２０は、駆動トランジスタとして機能することができる。すなわち、トランジスタ８２０は、有機ＥＬ素子８４０の発光輝度を制御する。トランジスタ８２０において、ゲート、ソース、およびドレインは、それぞれ、トランジスタ８１０のソース、駆動電源線７１４、および有機ＥＬ素子８４０の陽極に電気的に接続される。
【0120】
容量素子８３０において、容量電極の一方が、トランジスタ８２０のゲートと接続され、トランジスタ８１０のドレインに電気的に接続される。また、容量電極の他方が、有機ＥＬ素子８４０の陽極およびトランジスタ８２０のドレインに接続される。
【0121】
有機ＥＬ素子８４０において、陽極がトランジスタ８２０のドレインに接続され、陰極が基準電源線７１６に接続される。
【0122】
【0123】
基板７０１は、一層または複数層からなる。複数層からなる場合、例えば、第１樹脂層７０１ａ、無機層７０１ｂ、および第２樹脂層７０１ｃを含む積層構造である。第１樹脂層７０１ａと第２樹脂層７０１ｃとの密着性を向上させるため、第１樹脂層７０１ａと第２樹脂層７０１ｃとの間に無機層７０１ｂを設けることが好ましい。第１樹脂層７０１ａおよび第２樹脂層７０１ｃの材料として、例えば、アクリル、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、またはポリエチレンナフタレートなどを用いることができる。また、無機層７０１ｂの材料として、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、またはアモルファスシリコンを用いることができる。
【0124】
基板７０１上に、アンダーコート層８０２が設けられる。アンダーコート層８０２は、例えば、酸化シリコン層または窒化シリコン層を単層または積層して設けられる。本実施形態では、アンダーコート層８０２は、酸化シリコン層８０２ａ、窒化シリコン層８０２ｂ、および酸化シリコン層８０２ｃの三層からなる積層構造を有する。酸化シリコン層８０２ａは、基板７０１との密着性を向上することができる。窒化シリコン層８０２ｂは、外部からの水分および不純物のブロッキング膜として機能することができる。酸化シリコン層８０２ｃは、窒化シリコン層８０２ｂ中に含有する水素が後述する半導体層側に拡散しないようにするブロッキング膜として機能することができる。
【0125】
また、アンダーコート層８０２には、トランジスタ８２０が設けられる箇所に合わせて無機層８０３を設けることもできる。無機層８０３を設けることにより、トランジスタ８２０のチャネル裏面からの光の侵入等によるトランジスタ特性の変化を抑制したり、無機層８０３を導電層で形成して、所定の電位を与えることで、トランジスタ８２０にバックゲート効果を与えることができる。
【0126】
アンダーコート層８０２上に、トランジスタ８２０が設けられる。トランジスタ８２０は、半導体層８０４、ゲート絶縁層８０５、およびゲート電極８０６ａを含む。トランジスタ８２０として、ｎｃｈトランジスタを用いる例について示しているが、ｐｃｈトランジスタを用いてもよい。本実施形態では、ｎｃｈＴＦＴは、チャネル領域８０４ａとソース領域８０４ｄまたはドレイン領域８０４ｅ（高濃度不純物領域）との間に、低濃度不純物領域８０４ｂおよび８０４ｃを設けた構造を取る。半導体層８０４の材料として、アモルファスシリコン、ポリシリコン、またはＩＧＺＯなどの酸化物半導体を用いることができる。ゲート絶縁層８０５の材料として、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンを用いることができる。また、ゲート絶縁層８０５は、単層または積層とすることができる。ゲート電極８０６ａとして、例えば、ＭｏＷを用いることができる。なお、図９では、トランジスタ８２０の構造について示しているが、トランジスタ８１０の構造についてもトランジスタ８２０と同様である。また、これ以降の説明で、トランジスタ８２０とのさらに上部の層との接続関係について示すが、これはトランジスタ８２０に限られず、トランジスタ８２０以外のトランジスタとの接続であってもよい。
【0127】
ゲート電極８０６ａを覆うように、層間絶縁層８０７が設けられる。層間絶縁層８０７の材料として、例えば、酸化シリコンまたは窒化シリコンを用いることができる。また、層間絶縁層８０７は、単層または積層とすることができる。層間絶縁層８０７上には、ソース電極８０８ａまたはドレイン電極８０８ｂが設けられる。ソース電極８０８ａまたはドレイン電極８０８ｂは、層間絶縁層８０７およびゲート絶縁層８０５の開口部を介して、それぞれ、半導体層８０４のソース領域８０４ｄおよびドレイン領域８０４ｅと接続される。
【0128】
ここで、ゲート絶縁層８０５上には、導電層８０６ｂが設けられている。導電層８０６ｂは、ゲート電極８０６ａと同一の工程で形成される。導電層８０６ｂは、ゲート絶縁層８０５を間に挟んで、半導体層８０４のソース領域８０４ｄまたはドレイン領域８０４ｅにより容量を構成する。また、導電層８０６ｂは、層間絶縁層８０７を間に挟んで、ソース電極８０８ａまたはドレイン電極８０８ｂにより容量を構成する。
【0129】
ソース電極８０８ａまたはドレイン電極８０８ｂ上に、絶縁層８０９が設けられる。
【0130】
絶縁層８０９上に、平坦化膜８１１が設けられる。平坦化膜８１１の材料として、感光性アクリルまたはポリイミドなどの有機材料を用いることができる。平坦化膜８１１を設けることにより、トランジスタ８２０による段差を平坦化することができる。
【0131】
平坦化膜８１１上に、透明導電膜８１２ａおよび８１２ｂが設けられる。透明導電膜８１２ａは、平坦化膜８１１および絶縁層８０９の開口部を介して、ソース電極８０８ａまたはドレイン電極８０８ｂと接続される。
【0132】
透明導電膜８１２ａおよび８１２ｂ上に絶縁層８１３が設けられる。絶縁層８１３には、透明導電膜８１２ａおよびソース電極８０８ａまたはドレイン電極８０８ｂと重畳する領域と、透明導電膜８１２ａと隣の画素の透明導電膜８１２ｂとの間の領域とに開口部が設けられる。
【0133】
絶縁層８１３上には、画素電極８２２が設けられる。画素電極８２２は、絶縁層８１３の開口部を介して、透明導電膜８１２ａと接続される。本実施形態では、画素電極８２２は、反射電極として形成される。反射電極は、例えば、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）やＩＴＯ（酸化インジウムスズ）といった透明導電材料と、Ａｇといった高反射率を有する材料との積層構造を有してもよい。
【0134】
画素電極８２２と隣の画素の画素電極８２２との境界に、隔壁となる絶縁層８２５が設けられる。絶縁層８２５は、バンクまたはリブとも呼ばれる。絶縁層８２５の材料としては、平坦化膜８１１の材料と同様の有機材料を用いることができる。絶縁層８２５は、画素電極８２２の一部を露出するように開口される。
【0135】
ここで、平坦化膜８１１と絶縁層８２５とは、絶縁層８１３に設けられた開口部において接触している。このような構成を有することで、絶縁層８２５の形成時における熱処理の際に、平坦化膜８１１から脱離する水分やガスを、絶縁層８１３の開口部を介して絶縁層８２５から除去することができる。これにより、平坦化膜８１１と絶縁層８２５との界面における剥離を抑制することができる。
【0136】
絶縁層８２５の形成後、有機ＥＬ素子８４０を形成する有機層８２３を形成する。有機層８２３は、画素電極８２２側から順に、少なくとも、正孔輸送層、発光層、電子輸送層が積層されている。また、図９では、有機層８２３を、各画素７０９に対して選択的に設けているが、有機層８２３のうち発光層は各画素７０９に対して選択的に設け、正孔輸送層および電子輸送層は全画素を覆うように設けてもよい。これらの層は、蒸着装置１００を用いて形成される。また、正孔輸送層および電子輸送層だけでなく、発光層も、全画素を覆うように設けてもよい。発光層が全画素を覆うように設けられる場合は、全画素において白色光を得て、カラーフィルタ（図示せず）によって所望の色波長部分を取り出す構成とすることができる。
【0137】
有機層８２３の形成後、対向電極８２４を形成する。本実施形態では、有機ＥＬ素子８４０がトップエミッション構造であるため、対向電極８２４は光透過性を有する必要がある。なお、トップエミッション構造とは、画素電極８２２上に、有機層８２３を挟んで配置される対向電極８２４から光を出射する構造をいう。本実施形態では、有機ＥＬ層からの発光が透過する程度のＭｇＡｇ薄膜を、対向電極８２４として形成する。上述の有機層８２３の形成順序に従うと、画素電極８２２が陽極となり、対向電極８２４が陰極となる。
【0138】
有機ＥＬ素子８４０の対向電極８２４上に、封止膜８５０が設けられる。封止膜８５０は、外部からの水分が有機層８２３に侵入することを防止することを機能の一つとしており、封止膜８５０としてはガスバリア性の高いものが要求される。そのため、封止膜８５０は、無機絶縁膜を含まれていることが好ましい。封止膜８５０の構造として、例えば、第１無機絶縁膜８３１、第１有機絶縁膜８３２、第２無機絶縁膜８３３の積層構造を用いることができる。
【0139】
第１無機絶縁膜８３１および第２無機絶縁膜８３３の材料として、例えば、窒化シリコンまたは窒化アルミニウムなどを用いることができる。なお、第１無機絶縁膜８３１と第２無機絶縁膜８３３とは同じ材料であってもよい。
【0140】
第１有機絶縁膜８３２の材料として、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、またはシロキサン樹脂などを用いることができる。
【0141】
続いて、封止膜８５０より上方の構造について説明する。
【0142】
封止膜８５０の上には、第１領域７０３を覆うように、第２有機絶縁膜８３４が設けられている。第２有機絶縁膜８３４は、第１無機絶縁膜８３１および第２無機絶縁膜８３３をエッチングするためのマスクとして機能することができる。第２有機絶縁膜８３４の材料として、例えば、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂、またはウレタン系樹脂などの粘着材を用いることができる。
【0143】
第２有機絶縁膜８３４の上には、偏光板７０２が設けられている。偏光板７０２は、１／４波長板と、直線偏光板とを含む積層構造を有している。この構成により、発光領域からの光が偏光板７０２の表示側の面から外部に放出することができる。
【0144】
表示装置７００には、必要に応じて、偏光板７０２上にカバーガラスを設けても良い。カバーガラスや封止膜には、タッチセンサ等が形成されていてもよい。この場合、偏光板７０２とカバーガラスとの空隙を埋めるために、樹脂等を用いた充填材を封入することもできる。
【0145】
以上、本実施形態に係る表示装置７００によれば、有機ＥＬ素子８４０の有機層８２３が蒸着装置１００を用いて形成されるため、有機層８２３の画素７０９における位置ずれが抑制され、絶縁層８２５上に有機層８２３が均一に形成される。また、発光層も全画素を覆うように設けられる場合にも、第１領域７０３の端部における位置ずれが抑制される。
【0146】
各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜構成を組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の構成を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除、または設計変更を行ったもの、もしくは、工程の追加、省略、また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。
【0147】
また、上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【0148】
１００：蒸着装置、 １１０：蒸着源、 １２０：支持部、 １３０：基板用クランプ、 １３０－１：第１基板用クランプ、 １３０－２：第２基板用クランプ、 １４０：光学センサ、 １４０－１：第１光学センサ、 １４０－２：第２光学センサ、 １４０－３：第３光学センサ、 １４０－４：第４光学センサ、 １４０－５：第５光学センサ、 １４０－６：第６光学センサ、 １５０：蒸着マスク用クランプ、 １５０－１：第１蒸着マスク用クランプ、 １５０－２：第２蒸着マスク用クランプ、 １５０－３：第３蒸着マスク用クランプ、 １５０－４：第４蒸着マスク用クランプ、 １５０－５：第５蒸着マスク用クランプ、 １５０－６：第６蒸着マスク用クランプ、 １６０：調整部、 １６０－１：第１調整部、 １６０－２：第２調整部、 １６０－３：第３調整部、 １６０－４：第４調整部、 １６０－５：第５調整部、 １６０－６：第６調整部、 １７０：マグネット部、 １８０：位置合わせ用カメラ、 １９０：基板側調整部、 １９０－１：第1基板側調整部、 １９０－２：第２基板側調整部、 ２００：蒸着マスク、 ２１０：マスクフレーム、 ２２０：メタルマスク、 ２３０：開口部、 ３００：基板、 ７００：表示装置、 ７０１：基板、 ７０１ａ：第１樹脂層、 ７０１ｂ：無機層、 ７０１ｃ：第２樹脂層、 ７０２：偏光板、 ７０３：第１領域、 ７０４：走査線駆動回路、 ７０６：ドライバＩＣ、 ７０７：端子、 ７０８：フレキシブルプリント回路基板、 ７０９：画素、 ７１０：第２領域、 ７１１：走査線、 ７１２：信号線、 ７１４：駆動電源線、 ７１６：基準電源線、 ７３０：折曲領域、 ７４０：発光素子、 ８０２：アンダーコート層、 ８０２ａ：酸化シリコン層、 ８０２ｂ：窒化シリコン層、 ８０２ｃ：酸化シリコン層、 ８０３：無機層、 ８０４：半導体層、 ８０４ａ：チャネル領域、 ８０４ｂ：低濃度不純物領域、 ８０４ｄ：ソース領域、 ８０４ｅ：ドレイン領域、 ８０５：ゲート絶縁層、 ８０６ａ：ゲート電極、 ８０６ｂ：導電層、 ８０７：層間絶縁層、 ８０８ａ：ソース電極、 ８０８ｂ：ドレイン電極、 ８０９：絶縁層、 ８１０：トランジスタ、 ８１１：平坦化膜、 ８１２ａ：透明導電膜、 ８１２ｂ：透明導電膜、 ８１３：絶縁層、 ８２０：トランジスタ、 ８２２：画素電極、 ８２３：有機層、 ８２４：対向電極、 ８２５：絶縁層、 ８３０：容量素子、 ８３１：第１無機絶縁膜、 ８３２：第１有機絶縁膜、 ８３３：第２無機絶縁膜、 ８３４：第２有機絶縁膜、 ８４０：有機ＥＬ素子、 ８５０：封止膜
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】