專利名稱：組合的掩模與使用該掩模制造有機(jī)電致發(fā)光裝置的方法和設(shè)備的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及能夠把電能轉(zhuǎn)變成光的有機(jī)EL(電致發(fā)光)裝置，并且其具有在裝置中的各種應(yīng)用，例如顯示裝置，平板顯示器，背后照明，內(nèi)部裝飾，布告板，電子攝像機(jī)，表等等。更具體地說，本發(fā)明涉及組合的掩模，其中多個(gè)用于制造有機(jī)EL裝置的沉積掩模被布置，和涉及用于生產(chǎn)這種組合的掩模的方法和設(shè)備。此外，本發(fā)明也涉及用于使用這種組合的掩模制造有機(jī)EL裝置的方法和設(shè)備。
發(fā)明的背景與相關(guān)技術(shù)的描述在有機(jī)EL裝置中，當(dāng)在陰極和陽(yáng)極之間布置的有機(jī)層內(nèi)從陰極提供的電子與從陽(yáng)極提供的空穴被復(fù)合的時(shí)候，光被發(fā)射出。因?yàn)橛袡C(jī)EL裝置的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和能夠以低電壓發(fā)射出高強(qiáng)度的多色的光，有機(jī)EL裝置通常被使用在薄的小型的顯示器中。
為了使用有機(jī)EL裝置制造全色的顯示面板，包括紅，綠和藍(lán)(RGB)的發(fā)射層的薄膜層，第一電極層(例如，ITO)，第二電極層(例如，金屬)等等，必須以具有預(yù)定間距的預(yù)定圖案被有規(guī)則地形成。
在上述薄膜層中，為了以精確圖案形成例如發(fā)射層的有機(jī)薄膜層，從有機(jī)薄膜層特征的觀點(diǎn)看，通常應(yīng)用掩模沉積方法。在掩模沉積方法中，沉積過程使用具有依照發(fā)射層的預(yù)定圖案形成的縫隙的掩模，在真空中進(jìn)行。
為了提高制造有機(jī)EL裝置的生產(chǎn)率，多個(gè)有機(jī)EL裝置被同時(shí)形成在單一的大的襯底上。這是因?yàn)橛脕?lái)形成發(fā)射層的掩模沉積以襯底到襯底以分批的方式被執(zhí)行，并且現(xiàn)有的有機(jī)EL裝置主要使用在小型設(shè)備中。
在其中多個(gè)有機(jī)EL裝置被同時(shí)形成在單一的大的襯底上的情況下，具有多個(gè)縫隙陣列的沉積掩模必須被準(zhǔn)備，其每個(gè)陣列相應(yīng)于單一的有機(jī)EL裝置。然而，在這種情況下，這種沉積掩模的尺寸被增加，并且在制造過程和沉積過程中這種沉積掩模被極大地變形。因此，縫隙陣列的高尺寸準(zhǔn)確度不能被充分保持。因此，其中每一個(gè)具有相應(yīng)于單一有機(jī)EL裝置的縫隙陣列的多個(gè)沉積掩模被排列的組合掩模如在日本未審專利申請(qǐng)公開號(hào)2000-113978中所公開。
由于相應(yīng)于三種顏色(RGB)的三個(gè)發(fā)射層被形成，準(zhǔn)確地調(diào)整在三個(gè)發(fā)射t層之間的相對(duì)位置是重要的。雖然用于定位相對(duì)于襯底的單一沉積掩模的方法已經(jīng)被建議(日本未審專利申請(qǐng)公開號(hào)11-158605)，但用于相對(duì)于襯底定位組合掩模的方法沒有提供。此外，在組合掩模中，用于同時(shí)地形成多個(gè)有機(jī)EL裝置提供的多個(gè)沉積掩模必須都被準(zhǔn)確地定位。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于實(shí)際上使用組合掩模的結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)沉積掩模被排列，每個(gè)掩模具有相應(yīng)于有機(jī)EL裝置的縫隙陣列。另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供以沉積掩模被準(zhǔn)確地定位在組合掩模中的方式制造組合掩模的裝置。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于制造有機(jī)EL裝置的方法和設(shè)備，通過它們，組合掩模和襯底能被準(zhǔn)確地定位，多個(gè)有機(jī)EL裝置通過沉積過程能被形成在單一襯底上，并且制造有機(jī)EL裝置的生產(chǎn)率能被顯著地提高。另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種高質(zhì)量不昂貴的有機(jī)EL裝置。
本發(fā)明的概要根據(jù)本發(fā)明，組合掩模包括多個(gè)沉積掩模，每個(gè)沉積掩模具有根據(jù)沉積圖案形成的沉積縫隙陣列；在具有多個(gè)開口的基板上沉積掩模被排列。沉積掩模通過接合單元以可脫離的方式被保持到基板上，并且用來(lái)在基板上定位沉積掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被形成在基板上。形成在基板上的每個(gè)開口的面積大于形成在每個(gè)沉積掩模中的沉積縫隙陣列的面積。更好地，當(dāng)施加外力時(shí)，接合單元能夠脫離沉積掩模。例如，每個(gè)接合單元可以由彈簧和傳導(dǎo)彈力的部件構(gòu)成。當(dāng)沒有施加外力時(shí)，沉積掩模通過彈力固定，當(dāng)施加外力時(shí)，該部件移走施加到沉積掩模上的彈力。
此外，根據(jù)本發(fā)明，用于組合掩模的制造設(shè)備包括支承基板的臺(tái)；沉積掩模保持和移動(dòng)單元，其相對(duì)基板保持沉積掩模和自由地移動(dòng)沉積掩模；定位系統(tǒng)，其檢測(cè)基板和沉積掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或參考位置，并且使用沉積掩模保持和移動(dòng)單元調(diào)整在基板和沉積掩模之間的相對(duì)位置；和分離單元，其通過在接合單元上施加外力來(lái)分離沉積掩模和基板。
此外，根據(jù)本發(fā)明，用于組合掩模的制造方法包括步驟，在臺(tái)上支承基板，在基板上沉積掩模被放置；通過例如使用CCD攝像機(jī)的圖象處理，檢測(cè)基板和沉積掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或參考位置；通過相對(duì)基板保持和移動(dòng)沉積掩模，調(diào)整在基板和沉積掩模之間的相對(duì)位置；和在調(diào)整相對(duì)位置的步驟后使用接合單元來(lái)把沉積掩模固定在基板上。
此外，根據(jù)本發(fā)明，有機(jī)EL裝置制造方法包括步驟，使用組合掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記定位本發(fā)明的組合掩模和襯底，從而在沉積室中進(jìn)行沉積過程；使用組合掩模在沉積過程中形成薄膜層圖案，從而形成有機(jī)EL裝置。定位組合掩模和襯底的步驟可以在沉積室外部進(jìn)行，并且在定位步驟后，組合掩模和襯底可以被轉(zhuǎn)換到沉積室。因此，定位過程可以根據(jù)設(shè)備的布置或構(gòu)造在適當(dāng)位置被執(zhí)行，并且定位過程被執(zhí)行的位置不限于本發(fā)明，只要該定位過程被執(zhí)行即可。此外，本發(fā)明的組合掩模最好用來(lái)形成R，G和B發(fā)射層。
此外，有機(jī)EL裝置制造設(shè)備包括，定位設(shè)備，用于定位本發(fā)明的組合掩模和襯底，該襯底將使用組合掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行沉積過程；和沉積設(shè)備，用于使用沉積掩模在沉積過程中圖案化薄膜層。沉積設(shè)備包括布置在沉積室內(nèi)的蒸發(fā)源，和具有相應(yīng)于沉積掩模圖案的圖案的沉積層在這種沉積設(shè)備中被形成在襯底上。用于定位組合掩模和襯底的定位設(shè)備可以被布置在沉積室的內(nèi)部或外部。在定位裝置被布置在沉積室外部的情況下，有機(jī)EL裝置制造設(shè)備可以包括用于在定位后把組合掩模和襯底傳送到沉積室的裝置。
在本發(fā)明的組合掩模中，其中每個(gè)具有沉積縫隙陣列的多個(gè)沉積掩模使用組合掩模和沉積掩模的參考標(biāo)記被排列，并且通過接合單元以可分離的方式被保持到基板上。因此，多個(gè)沉積掩模能高精度地被布置在預(yù)定位置。
另外，在用于制造本發(fā)明的組合掩模的方法和設(shè)備中，基板的位置和沉積掩模的位置被檢測(cè)，并且基板和沉積掩模之間的相對(duì)位置使用檢測(cè)結(jié)果被調(diào)整。因此，具有高精度的組合掩模能夠被加工。
另外，在制造本發(fā)明的有機(jī)EL裝置的方法和設(shè)備中，定位組合掩模和襯底的步驟和形成例如發(fā)射層的薄膜層的步驟使用上述具有高精度的組合掩模被執(zhí)行。因此，薄膜層能夠形成具有高尺寸精度的預(yù)定圖案，不考慮其上薄膜層被形成的襯底的尺寸。此外，由于多個(gè)有機(jī)EL裝置能夠以高精度被形成在單一的襯底上，高質(zhì)量的有機(jī)EL裝置能夠高生產(chǎn)率地被制造。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的組合掩模的實(shí)施例的整體構(gòu)造的透視圖2是圖1中表示的組合掩模的分解透視圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的組合掩模的另一實(shí)施例的整體構(gòu)造的透視圖；圖4是圖3中表示的組合掩模的分解透視圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的實(shí)施例的剖視圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的另一實(shí)施例的剖視圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的另一實(shí)施例的剖視圖；圖8A和8B是表示使用根據(jù)本發(fā)明的組合掩模的沉積設(shè)備的實(shí)施例的剖視圖；圖9A到9C是表示使用根據(jù)本發(fā)明的組合掩模的沉積設(shè)備的另一實(shí)施例的剖視圖；圖10是表示ITO透明電極的圖案的例子的透視圖；和圖11是表示沉積掩模的例子的透視圖；最佳實(shí)施例的描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例將參考附圖在下面描述圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的組合掩模的實(shí)施例的整體構(gòu)造的透視圖，和圖2是圖1中表示的組合掩模的分解透視圖。另外，圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的組合掩模的另一實(shí)施例的整體構(gòu)造的透視圖，而圖4是圖3中表示的組合掩模的分解透視圖。
參考圖1和2，組合掩模1通過利用接合單元40把4個(gè)沉積掩模20保持在基板2上被構(gòu)成。
通過把具有縫隙陣列30的掩模板22保持在框架24上，每個(gè)沉積掩模20被形成，具有多個(gè)沉積縫隙32的縫隙陣列30根據(jù)沉積圖案布置?？蚣?4具有開口，其形狀由虛線表示，所以直接在縫隙陣列30下面的空間是空的。此外，如圖2所示，基板2設(shè)置有開口10，在此處沉積掩模20被放置，并且每個(gè)開口10的面積大于縫隙陣列30的面積。沉積縫隙32根據(jù)沉積圖案形成例如矩形，圓形等的形狀。開口10的面積最好比縫隙陣列30大5％到50％，并且更好的，大20％到100％。
每個(gè)沉積掩模20被定位在基板2上，使得沉積縫隙32通過使用形成在凸起部件4的上表面8上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6處于預(yù)定的位置。沉積縫隙32的位置可以被直接檢測(cè)，并且沉積掩模20基于檢測(cè)結(jié)果相對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6可以被定位?？蛇x擇地，沉積掩模20的掩模板22可以被設(shè)置有對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26，并且對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的位置相對(duì)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6可以被調(diào)整。最好地，其上對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6被形成的凸起部件4的上表面8和沉積掩模20的掩模板22的上表面相對(duì)基板2處于相同的高度。在這種情況下，凸起部件4的上表面8與掩模板22的上表面具有相同的焦點(diǎn)位置，所以位置檢測(cè)能夠使用攝像機(jī)被容易地執(zhí)行。
如圖1和2所示，每個(gè)接合單元40包括限制銷42，壓縮彈簧44，和鉤46。限制銷42被插入形成在沉積掩模20中的孔28和形成在基板2的孔18中。壓縮彈簧44被連接到在基板2較低一側(cè)的限制銷，并且鉤46被固定在限制銷42的末端使得限制銷42不能被拔出。因此，沉積掩模20通過壓縮彈簧44提供的預(yù)定力被壓向基板2，并且被保持使得沉積掩模20不能由于摩擦而移動(dòng)。假如鉤46被向上壓，壓縮彈簧44被壓縮，并且在限制銷42的頭部和沉積掩模20之間產(chǎn)生縫隙。因此，對(duì)沉積掩模20相對(duì)基板2施加的壓力被移走，沉積掩模20能夠被移動(dòng)越過基板2。沉積掩模20被相對(duì)基板2定位，同時(shí)保持力被移走，然后施加到鉤46的向上的壓力被移走。因此，沉積掩模20通過接合單元40的彈性力被壓向基板2而被保持。如上所述，接合單元40能夠以可分離的方式固定沉積掩模20。
圖3和4表示了組合掩模的另一個(gè)實(shí)施例，其中使用了不同類型的接合單元。參考圖3和4，組合掩模100通過利用接合單元140把4個(gè)沉積掩模120保持在基板102上被形成。每個(gè)接合單元140包括壓板142，壓縮彈簧144，和支點(diǎn)146。壓板142通過壓縮彈簧144和支點(diǎn)146被固定在基板102的上表面上，并且通過壓縮彈簧144提供的力通過支點(diǎn)146被對(duì)著設(shè)置在沉積掩模120的框架124上的接頭128被按壓。因此，沉積掩模120通過預(yù)定力被壓向基板102，并且被保持使得沉積掩模120不能由于摩擦而移動(dòng)。假如壓板142在連接到壓縮彈簧144的部分被向下壓，壓縮彈簧144被壓縮并且在壓板142和接頭128之間產(chǎn)生縫隙。因此，相對(duì)基板102被施加到沉積掩模120上的壓力被移走，并且沉積掩模120能夠被移動(dòng)越過基板102。沉積掩模120被相對(duì)基板102定位，同時(shí)保持力被移走，然后施加到壓板142的向下的壓力被移走。因此，沉積掩模120通過接合單元140的彈性力被壓向基板102而被保持。如上所述，在本實(shí)施例中，接合單元140也能夠以可分離的方式固定沉積掩模120。
組合掩模最好被這樣設(shè)計(jì)，使得當(dāng)沉積掩模通過接合單元被保持在基板上的時(shí)候，施加的力的主方向處于到基板的不大于±30°的角度。當(dāng)用于保持沉積模板而施加的力的主方向處于大于±30°的角度時(shí)，存在著沉積掩模將被保持在偏離相對(duì)基板的預(yù)定位置的位置。為了防止這種情況，限制銷，壓板，和支點(diǎn)的硬度可以被增加，或者支點(diǎn)的間隙可以減少。
當(dāng)上述組合掩模被用來(lái)制造有機(jī)EL裝置的時(shí)候，因?yàn)檎舭l(fā)源的熱輻射，組合掩模周邊的溫度增加。因此，組合掩模的尺寸改變，結(jié)果，薄膜層圖案的精度被改變。這種改變最好盡可能小。因此，構(gòu)成組合掩模的基板，框架等最好由具有不大于10-5的熱膨脹系數(shù)的材料形成，更好地不大于7×10-6和最好不大于4×10-6。例如，可以使用安珀合金，鉬，鈦，科瓦合金，玻璃，陶瓷等等。此外，由于相同的原因，在其上形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的凸起部件也最好由具有不大于10-5的熱膨脹系數(shù)的材料形成，更好地不大于7×10-6和最好不大于4×10-6。凸起部件可以與基板整體形成，或者與基板分別形成和連接到基板上。當(dāng)凸起部件與基板分別形成時(shí)，凸起部件和基板可以由不同的材料形成。
在形成在掩模板中的縫隙具有細(xì)長(zhǎng)形狀并且被布置成條形圖案的情況下，存在著由于扭曲等造成縫隙容易變形的問題。為了解決這種問題，越過細(xì)長(zhǎng)縫隙形成加強(qiáng)線，所以掩模板的強(qiáng)度增加并且能夠防止縫隙的變形。掩模板的厚度適宜于為在縫隙之間的線寬度的三倍或更小，更好地，為在縫隙之間的線寬的兩倍或更小。更具體地說，掩模板的厚度適宜于500μm或更小，更好地，為100μm或更小，和更好地，為50μm或更小。
掩模板能夠通過電鑄，蝕刻，機(jī)械拋光，噴砂，燒結(jié)，激光加工等被制造。被使用在本發(fā)明中具有準(zhǔn)確的掩模圖案的掩模板最好通過電鑄制造。當(dāng)通過上述方法被制造的掩模板被固定到框架上的時(shí)候，同時(shí)壓力被施加，具有平面的沉積掩模能夠獲得。盡管用來(lái)把掩模板固定到框架上的方法是不受限制的，但使用粘合劑是方便的。
掩模板可以由金屬形成，例如不銹鋼，銅合金，鎳合金，鐵-鎳合金，鋁合金，或者各種樹脂材料。然而，用來(lái)形成掩模板的材料不限于上面提到的材料。在其中掩模圖案是精確的并且掩模板沒有足夠強(qiáng)度的情況下，在掩模板和有機(jī)EL裝置的襯底之間的吸引力必須通過磁力增加。在這種情況下，掩模板最好由已知的磁性材料形成。
當(dāng)沉積掩模布置在組合掩模上的時(shí)候，在沉積掩模之間的狹縫的尺寸最好減少。由于狹縫的尺寸和在沉積過程中其它沒使用的區(qū)域被減少，用來(lái)形成預(yù)定數(shù)量的有機(jī)EL裝置的襯底的尺寸能夠減少。因此，襯底的成本能夠減少。另外，沉積設(shè)備的尺寸能夠減少，并且薄膜層的厚度能夠被制造得更均衡。在沉積掩模之間的狹縫的尺寸最好為10mm或更小，更好地，為5mm或更小，甚至更好地，為3mm或更小。此外，由于在沉積過程中沉積材料朝向襯底一定的角度，存在著在襯底上材料不能被沉積的區(qū)域。這些區(qū)域也最好被制造得盡可能地小。由于這個(gè)原因，框架的開口和掩模板的縫隙被形成使得其剖視圖是錐形的。
圖5是表示本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的實(shí)施例的剖視圖。此外，圖6是表示本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的另一實(shí)施例的剖視圖，和圖7是表示本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的另一實(shí)施例的剖視圖。
圖5表示了用于制造圖1中表示的組合掩模1的組合掩模制造設(shè)備201。組合掩模1放置在配置在底座240上的X-Y臺(tái)220的支承板230上。X-Y臺(tái)220能夠通過導(dǎo)桿224和導(dǎo)軌222在X方向(在圖中的水平方向)，和通過導(dǎo)桿226和導(dǎo)軌228在Y方向(垂直于紙面的方向)移動(dòng)支承板230。因此，放置在支承板230上的組合掩模1能夠在水平面中自由移動(dòng)。支承板230在基板2的周圍區(qū)域支承組合掩模1，并且開口204形成在支承板230的中心部分。此外，支承板230在用來(lái)支持基板2的部分設(shè)置有多個(gè)吸孔，所以基板2能夠通過空氣吸力被保持?？蛇x擇地，基板2也可以通過使用銷被保持。開口204形成在直接處于組合掩模1下的區(qū)域，并且包括推板234和氣缸236的分離單元232布置在開口204的下面。當(dāng)分離單元232的氣缸236被驅(qū)動(dòng)并且推板234被向上移動(dòng)的時(shí)候，接合單元40的鉤46被向上推動(dòng)，并且限制銷42離開組合掩模1的沉積掩模20。因此，應(yīng)用到沉積掩模20的壓力被移走，并且沉積掩模20能夠在基板2的上面自由移動(dòng)。
另外，保持單元250被從組合掩模1的直接上方的位置處的基板240延伸的框架242支持，該組合掩模放置在支承板230上。保持單元250包括卡盤墊252，其通過空氣吸力保持沉積掩模20，轉(zhuǎn)盤254，其旋轉(zhuǎn)卡盤墊252，支承板256，其支持轉(zhuǎn)盤254，和提升單元260，其在垂直方向移動(dòng)支承板256。提升單元260被連接到框架242的預(yù)定位置。提升單元260通過驅(qū)動(dòng)器(未示出)被移動(dòng)，它在垂直方向自由地移動(dòng)轉(zhuǎn)盤254和卡盤墊252。轉(zhuǎn)盤254在其中心區(qū)域設(shè)置有圓孔262，并且通過馬達(dá)258在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)?？蚣?42在孔262的正上方位置處也設(shè)置有孔264，并且沉積掩模20等的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6利用通過托架268連接到框架242上的攝像機(jī)266穿過孔262和264被觀察。
通過組合掩模制造設(shè)備201制造組合掩模1的操作將在下面描述。
首先，沉積掩模20被布置在組合掩模1的基板2上的預(yù)定位置。然后，接合單元40被連接，并且沉積掩模20的位置被粗略地調(diào)整。然后，在上述準(zhǔn)備后，組合掩模1被放置在組合掩模制造設(shè)備201中的X-Y臺(tái)220的支承板230上，并且組合掩模1的基板2通過使用真空泵(未示出)利用空氣吸力被保持。基板2可以使用螺釘?shù)却婵諝馕Ρ槐３帧＝又琗-Y臺(tái)220被移動(dòng)使得形成在基板2上的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6直接位于攝像機(jī)266之下。通過利用攝像機(jī)266單獨(dú)地觀察兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6，其二維坐標(biāo)能夠被確定并且該坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)能夠獲得。然后，當(dāng)沉積掩模20的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26處的位置假設(shè)處于C表示的位置，X-Y臺(tái)220被移動(dòng)使得位置C位于攝像機(jī)266的正下方。因此，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26分別由攝像機(jī)266觀察。當(dāng)沉積掩模20的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26從希望位置離開時(shí)，即是，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26在攝像機(jī)266的中心點(diǎn)處(在攝像機(jī)窗口中顯示的十字交叉點(diǎn))沒有觀察到的時(shí)候，沉積掩模20的位置通過下面的過程被調(diào)整。首先，提升單元260被驅(qū)動(dòng)并且卡盤墊252被向下移動(dòng)直到它們接觸沉積掩模20，并且沉積掩模20被卡盤墊252卡住。然后，分離單元232的氣缸236被向上移動(dòng)，使得推板234反抗壓縮彈簧44的彈力向上推動(dòng)接合單元40的鉤46。因此，沉積掩模20脫離基板2。于是，轉(zhuǎn)盤254和X-Y臺(tái)220被移動(dòng)，并且在沉積掩模20和基板2之間的相對(duì)位置被改變，使得對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的位移被糾正。于是，在沉積掩模20的位置被改變后，分離單元232的氣缸236被向下移動(dòng)從而推板234離開鉤46。因此，通過壓縮彈簧44的彈力，沉積掩模20被保持在基板2上。于是，卡盤墊252釋放沉積掩模20，并且提升單元260被向上移動(dòng)。當(dāng)卡盤墊252完全地脫離沉積掩模20的時(shí)候，X-Y臺(tái)220被移動(dòng)，使得位置C，即沉積掩模的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的位置假設(shè)位于攝像機(jī)266的正下方。因此，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的位置通過攝像機(jī)266被再次觀察，并且用于調(diào)整沉積掩模20的位置的上述過程被重復(fù)直到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的位移被減少到可允許的范圍。
當(dāng)一個(gè)沉積掩模20的定位完成的時(shí)候，X-Y臺(tái)220被移動(dòng)，使得下一個(gè)沉積掩模20的一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的位置被假設(shè)直接位于攝像機(jī)266的下面。于是，上述過程，即觀察對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的過程和調(diào)整沉積掩模20的位置的過程以相似的方式重復(fù)。
接著，參考圖6，下面將描述本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例。
參考圖6，在組合掩模制造設(shè)備300中，組合掩模1被放置和保持在配置在底座360上的X-Y臺(tái)302的支承板304上。X-Y臺(tái)302能夠通過導(dǎo)桿310和導(dǎo)軌312在X方向(在圖中的水平方向)，和通過導(dǎo)桿306和導(dǎo)軌308在Y方向(垂直于紙面的方向)移動(dòng)支承板304。因此，放置在支承板304上的組合掩模1能夠在水平面中自由移動(dòng)。此外，導(dǎo)軌312通過提升單元362被固定到底座360上，使得支承板304也能夠在垂直方向自由地移動(dòng)。支承板304在基板2的周圍部分支承組合掩模1，并且開口314形成在支承板304的中心部分。此外，支承板304在用來(lái)支持基板2的部分設(shè)置有多個(gè)吸孔，所以基板2能夠通過空氣吸力被保持在支承板304上。開口314形成在直接處于組合掩模1下的區(qū)域，并且包括推板382和氣缸384的分離單元380布置在開口314的下面的區(qū)域處的底座306上。當(dāng)分離單元380的氣缸384被驅(qū)動(dòng)并且推板382被向上移動(dòng)的時(shí)候，接合單元40的鉤46被向上推動(dòng)，并且限制銷42離開組合掩模1的沉積掩模20。因此，應(yīng)用到沉積掩模20的壓力被移走，并且沉積掩模20能夠在基板2的上面自由移動(dòng)。
另外，用來(lái)保持和移動(dòng)組合掩模1的沉積掩模20的保持單元330被布置在組合掩模1的正上方的位置處。保持單元330包括卡盤墊332，其通過空氣吸力保持沉積掩模20，轉(zhuǎn)盤334，其在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)卡盤墊332，和上X-Y臺(tái)336，其在X和Y方向移動(dòng)卡盤墊332。轉(zhuǎn)盤334被固定到上X-Y臺(tái)336上，并且上X-Y臺(tái)336通過導(dǎo)軌344被固定到框架350上。上X-Y臺(tái)336通過連接到轉(zhuǎn)盤334上的導(dǎo)桿338和導(dǎo)軌340在X方向，和通過連接到導(dǎo)軌340上的導(dǎo)桿342和導(dǎo)軌344在Y方向移動(dòng)。
轉(zhuǎn)盤334在其中心區(qū)域設(shè)置有圓孔316，并且通過馬達(dá)346在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)?？蚣?50在孔316的正上方位置處也設(shè)置有孔352，并且沉積掩模20等的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6利用通過調(diào)節(jié)器372A和372B連接到框架350上的攝像機(jī)370A和370B穿過孔316被觀察。調(diào)節(jié)器372A和372B能夠執(zhí)行攝像機(jī)370A和370B的垂直和水平位置的精細(xì)調(diào)節(jié)。
通過組合掩模制造設(shè)備300制造組合掩模1的操作將在下面描述。
首先，沉積掩模20被布置在組合掩模1的基板2上的預(yù)定位置。然后，接合單元40被連接，并且沉積掩模20的位置被粗略地調(diào)整。然后，在上述準(zhǔn)備后，組合掩模1被放置在組合掩模制造設(shè)備300中的X-Y臺(tái)302的支承板304上，并且組合掩模1的基板2通過空氣吸力被保持。接著，X-Y臺(tái)302被移動(dòng)使得形成在基板2上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6直接位于兩個(gè)攝像機(jī)370A和370B之下。因此，基準(zhǔn)位置D被確定。然后，攝像機(jī)370A和370B位置的細(xì)微調(diào)整使用調(diào)節(jié)器372A和372B被分別執(zhí)行，使得兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6到達(dá)兩個(gè)攝像機(jī)370A和370B的中心點(diǎn)，即攝像機(jī)窗口中顯示的十字交叉點(diǎn)。
在兩個(gè)攝像機(jī)370A和370B的位置調(diào)整之后，使用位置D作為基準(zhǔn)，該X-Y臺(tái)302被驅(qū)動(dòng)并且組合掩模1被移動(dòng)，所以一個(gè)沉積掩模20的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26處的位置假設(shè)到達(dá)直接在攝像機(jī)370A和370B的下面。然后，沉積掩模20的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26由兩個(gè)攝像機(jī)370A和370B觀察。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26離開兩個(gè)攝像機(jī)370A和370B的中心點(diǎn)(在攝像機(jī)窗口中顯示的十字交叉點(diǎn))時(shí)，下面的過程被執(zhí)行。首先，提升單元362被驅(qū)動(dòng)并且X-Y臺(tái)302被向上移動(dòng)直到保持單元330的卡盤墊332接觸沉積掩模20，并且沉積掩模20通過使用真空泵被卡盤墊332保持住。然后，分離單元380的氣缸384被向上移動(dòng)，使得推板382反抗壓縮彈簧44的彈力向上推動(dòng)接合單元40的鉤46。因此，沉積掩模20脫離基板2。于是，轉(zhuǎn)盤334和上X-Y臺(tái)336被驅(qū)動(dòng)，并且沉積掩模20在基板2上面在水平面內(nèi)移動(dòng)，所以對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26到達(dá)兩個(gè)攝像機(jī)370A和370B的中心點(diǎn)(在攝像機(jī)窗口中顯示的十字交叉點(diǎn))。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26通過攝像機(jī)370A和370B在預(yù)定位置被觀察的時(shí)候，分離單元380的氣缸384被向下移動(dòng)從而推板382離開鉤46。因此，沉積掩模20被保持在基板2上。于是，卡盤墊332的空氣吸力取消，提升單元362被驅(qū)動(dòng)并且X-Y臺(tái)302被向下移動(dòng)，所以卡盤墊332脫離沉積掩模20。于是，用于對(duì)下一個(gè)沉積掩模20調(diào)整位置的上述過程被執(zhí)行。
接著，參考圖7，下面將描述本發(fā)明的組合掩模制造設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例。
圖7表示了用于制造圖3中顯示的組合掩模100的組合掩模制造設(shè)備400，在組合掩模制造設(shè)備400中，組合掩模100被放置和保持在配置在底座460上的X-Y臺(tái)402的支承板404上。X-Y臺(tái)402能夠通過導(dǎo)桿410和導(dǎo)軌412在X方向(在圖中的水平方向)，和通過導(dǎo)桿406和導(dǎo)軌408在Y方向(垂直于紙面的方向)移動(dòng)支承板404。因此，放置在支承板404上的組合掩模100能夠在水平面中自由移動(dòng)。此外，導(dǎo)軌412被固定到底座460上。基板102通過銷414被保持在支承板404上。包括推板482和氣缸484的分離單元480被固定到框架450上。當(dāng)分離單元480的氣缸484被驅(qū)動(dòng)并且推板482被向下移動(dòng)的時(shí)候，接合單元140的壓板142在連接到壓縮彈簧144的部分處被向下推動(dòng)。因此，壓縮彈簧144被壓縮，并且在壓板142和臺(tái)128之間產(chǎn)生縫隙，所以沉積掩模120被釋放，并且能夠在基板2的上方自由地移動(dòng)。
另外，用來(lái)保持和移動(dòng)組合掩模100的沉積掩模120的保持單元430被布置在組合掩模100的正上方的位置處。保持單元430包括夾銷432，其夾住沉積掩模120，轉(zhuǎn)盤434，其在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)夾銷432，和上X-Y臺(tái)436，其在X和Y方向移動(dòng)夾銷432。轉(zhuǎn)盤434被固定到上X-Y臺(tái)436上，并且上X-Y臺(tái)436通過導(dǎo)軌444被固定到保持單元支架486上。上X-Y臺(tái)436通過連接到轉(zhuǎn)盤434上的導(dǎo)桿438和導(dǎo)軌440在X方向，和通過連接到導(dǎo)軌440上的導(dǎo)桿442和導(dǎo)軌444在Y方向移動(dòng)。保持單元430通過保持單元支架486和氣缸488被固定到框架450上。
轉(zhuǎn)盤434在其中心區(qū)域設(shè)置有圓孔416，并且通過馬達(dá)446在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。框架450在孔416的正上方位置處也設(shè)置有孔452，并且沉積掩模20等的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6利用通過調(diào)節(jié)器472A和472B連接到框架450上的兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B穿過孔416和452被觀察。調(diào)節(jié)器472A和472B能夠執(zhí)行攝像機(jī)470A和470B的垂直和水平位置的細(xì)微調(diào)節(jié)。
通過組合掩模制造設(shè)備400制造組合掩模100的操作將在下面描述。
首先，沉積掩模120被布置在組合掩模100的基板102上的預(yù)定位置。然后，接合單元140被連接，并且沉積掩模120的位置被粗略地調(diào)整。然后，在上述準(zhǔn)備后，組合掩模100被固定在組合掩模制造設(shè)備400中的X-Y臺(tái)402的支承板404上。通過把支承板404的銷414插入形成在基板102的孔中和利用適當(dāng)?shù)难b置相對(duì)支承板404按壓基板102，組合掩模100可以被固定。接著，X-Y臺(tái)402被移動(dòng)使得形成在基板102上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記106直接位于兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B之下。因此，基準(zhǔn)位置E被確定。然后，攝像機(jī)470A和470B位置的細(xì)微調(diào)整使用調(diào)節(jié)器472A和472B被分別執(zhí)行，使得兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記106到達(dá)兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B的中心點(diǎn)，即攝像機(jī)窗口中顯示的十字交叉點(diǎn)。
在兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B的位置調(diào)整之后，使用位置E作為基準(zhǔn)，該X-Y臺(tái)402被驅(qū)動(dòng)并且組合掩模100被移動(dòng)，所以一個(gè)沉積掩模120的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126處的位置假設(shè)到達(dá)直接在攝像機(jī)470A和470B的下面。然后，沉積掩模120的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126由兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B觀察。然后，沉積掩模120的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126由兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B觀察。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126離開兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B的每個(gè)中心點(diǎn)(在攝像機(jī)窗口中顯示的十字交叉點(diǎn))時(shí)，下面的過程被執(zhí)行。首先，保持單元430向下移動(dòng)并且沉積掩模120被夾銷432夾住和保持。然后，分離單元480被驅(qū)動(dòng)并且推板482被向下移動(dòng)使得推板482反抗壓縮彈簧144的彈力向下推動(dòng)接合單元140的壓板142。因此，沉積掩模120脫離基板102。于是，轉(zhuǎn)盤434和上X-Y臺(tái)436被驅(qū)動(dòng)，并且沉積掩模120在基板102上面移動(dòng)，所以對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126到達(dá)兩個(gè)攝像機(jī)470A和470B的中心點(diǎn)(在攝像機(jī)窗口中顯示的十字交叉點(diǎn))。當(dāng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126通過攝像機(jī)470A和470B在預(yù)定位置被觀察的時(shí)候，分離單元480的氣缸484被向上移動(dòng)從而推板482離開壓板142。因此，沉積掩模120被保持在基板102上。于是，沉積掩模120脫離夾銷432，并且保持單元430被向上移動(dòng)使得夾銷432脫離沉積掩模120。于是，用于對(duì)下一個(gè)沉積掩模120調(diào)整位置的上述過程被執(zhí)行。
在上述用于定位沉積掩模的過程中，可允許的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位移，即，其中沉積掩模的定位認(rèn)為完成的位移范圍，被盡可能地設(shè)置為100μm或更小，更好地，20μm或更小，和甚至更好地，5μm或更小。此外，其中卡盤墊卡住沉積掩模的吸力和用來(lái)把基板保持在支承板上的吸力盡可能設(shè)置在0.1到50kPa的范圍，更好地，5到20kPa。用來(lái)相對(duì)基板移動(dòng)和定位沉積掩模的裝置不限于上述卡盤墊或夾緊裝置。可選擇地，當(dāng)確定的部件相對(duì)沉積掩模被按壓時(shí)產(chǎn)生的摩擦力可以被使用，或可以應(yīng)用利用空氣吸力的夾緊機(jī)構(gòu)。
圖8A和8B是表示使用組合掩模的沉積設(shè)備的實(shí)施例的剖視圖。圖9A到9C是表示使用組合掩模的沉積設(shè)備的另一實(shí)施例的剖視圖。
參考圖8A和8B，在下面將描述使用組合掩模1的用于形成發(fā)射層等的沉積系統(tǒng)500。沉積系統(tǒng)500包括使用組合掩模1的沉積設(shè)備502。組合掩模1由布置在真空室532內(nèi)的掩模支架512支承，該真空室532由外壁508覆蓋，并且組合掩模1的基板2由固定部件518固定，所以基板2不能相對(duì)掩模支架512移動(dòng)。真空室532被連接到真空吸引單元(未示出)，并且真空室532中的真空度被調(diào)整到沉積過程需要的值。玻璃襯底A被在真空室532中的襯底支架522在其底面被支承。另外，襯底支架522通過支架520和提升軸526被連接到馬達(dá)528。提升軸526包括導(dǎo)桿和驅(qū)動(dòng)器，和能夠在垂直方向移動(dòng)襯底支架522。另外，馬達(dá)528能夠旋轉(zhuǎn)提升軸526和連接到其上的部件。因此，襯底A能夠通過在真空室532內(nèi)的提升軸526和馬達(dá)528在垂直方向自由移動(dòng)和在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
掩模支架512被連接到固定在外壁508的上側(cè)的X-Y導(dǎo)桿516。該X-Y導(dǎo)桿516通過驅(qū)動(dòng)器(未示出)能夠在X和Y方向自由移動(dòng)，所以在掩模支架512上的組合掩模1能夠在水平面內(nèi)自由移動(dòng)。組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6和形成在襯底A中的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，形成在沉積掩模20中的縫隙等，利用攝像機(jī)530通過形成在外壁508中的窺鏡504被觀察。根據(jù)觀察結(jié)果，在組合掩模1和襯底A之間的位置關(guān)系在旋轉(zhuǎn)方向通過X-Y導(dǎo)桿516在X和Y方向和通過馬達(dá)528而被調(diào)節(jié)。當(dāng)襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被觀察到時(shí)，提升軸526被向下移動(dòng)并且襯底A被放置到組合掩模1上。因此，當(dāng)襯底A被放置到組合掩模1上時(shí)執(zhí)行觀察。于是，在襯底A和組合掩模1之間的相對(duì)位置的調(diào)整之后，能夠通過驅(qū)動(dòng)器(未示出)相對(duì)支架520在垂直方向移動(dòng)的按壓部件524被向下移動(dòng)。因此，按壓部件524按壓襯底A，并且在襯底A和組合掩模1之間的粘合力被增加。可選擇地，在襯底A和組合掩模1之間的粘合力通過形成至少一部分磁材料的按壓部件524也可以被增加，所以吸引力被施加到沉積掩模20，其是由磁性材料形成。
此外，蒸發(fā)源534被布置在真空室532中的組合掩模1的下面。當(dāng)材料被插入蒸發(fā)源534并被加熱到預(yù)定的溫度，該材料蒸發(fā)。于是，僅僅穿過形成在組合掩模1中的沉積掩模20中的沉積縫隙32的一些材料粘附到襯底A上，所以具有預(yù)定圖案的層形成在襯底A上。為了自由地開始/停止在襯底A上的沉積，一可移動(dòng)的沉積遮擋板514被布置在蒸發(fā)源534的上側(cè)。另外，當(dāng)襯底A被送進(jìn)和送出真空室532的時(shí)候，可移動(dòng)的遮擋板536被打開，襯底A穿過形成在外壁508中的開口538通過傳送設(shè)備600被傳送。
傳送設(shè)備600包括能夠相對(duì)底座602旋轉(zhuǎn)和垂直移動(dòng)的基板604，和通過導(dǎo)桿606在基板604上面能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的滑板610。襯底A被放置在布置在滑板610上的墊608上，并且被傳送到在可移動(dòng)的范圍內(nèi)的任何位置。
沉積系統(tǒng)500的操作在下面將參考附圖8A和8B被描述。
首先，組合掩模1被放置在真空室532中的掩模支架512上，并且被固定。然后，組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6由攝像機(jī)530觀察，并且其位置通過圖象處理系統(tǒng)(未示出)被確定和存儲(chǔ)。
然后，遮擋板536被打開，并且襯底A通過傳送設(shè)備600被放置到襯底支架522上。在傳送設(shè)備600的滑板610已經(jīng)從真空室532中移出之后，遮擋板536被關(guān)閉，并且真空泵(未示出)被驅(qū)動(dòng)使得真空室532中的真空度被調(diào)整到預(yù)定的值。然后，提升軸526向下移動(dòng)并且襯底A被放置在組合掩模1上，并且襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記利用攝像機(jī)530穿過窺鏡504被觀察。然后，提升軸526向上移動(dòng)直到襯底A離開組合掩模1，并且X-Y導(dǎo)桿516和馬達(dá)528被移動(dòng)使得組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置被處于相同位置。
在上述定位過程之后，組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由攝像機(jī)530觀察。然后，提升軸526被向下移動(dòng)并且襯底A被放置在組合掩模1上，并且襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由攝像機(jī)530觀察。由于組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記能夠通過計(jì)算被校正，不必把它們放置在相同的位置上。當(dāng)組合掩模1和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處于相同的位置，隨后的計(jì)算過程等能夠被省略。當(dāng)組合掩模1和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記不處于相同的位置，提升軸526被向上移動(dòng)直到襯底A離開組合掩模1，調(diào)整該相對(duì)位置的過程按上述類似地被執(zhí)行。于是，觀察和調(diào)整組合掩模1和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置的過程被重復(fù)，直到組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6與襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被觀察在相同的位置。然后，按壓部件524被向下移動(dòng)，并且按壓部件524相對(duì)組合掩模1按壓襯底A。壓力最好在10到100N的范圍內(nèi)。
然后，蒸發(fā)源534被加熱使得有機(jī)材料蒸發(fā)，并且沉積遮擋板514被打開所以有機(jī)材料根據(jù)掩模圖案粘附到襯底A上。當(dāng)具有預(yù)定厚度的有機(jī)層形成時(shí)，沉積遮擋板514關(guān)閉并且沉積過程停止。然后，真空室532中的壓力增加到大氣壓。同時(shí)，按壓部件524向上移動(dòng)并且遮擋板536打開，在其上形成具有相應(yīng)于掩模圖案的圖案的有機(jī)層的襯底A通過傳送設(shè)備600被傳送出，并且被傳送到下一個(gè)過程被執(zhí)行的地方。
由于用于把真空室532中的真空度調(diào)整到預(yù)定的數(shù)值需要相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，傳送設(shè)備600可以被布置在真空室532內(nèi)。在這種情況下，改變?cè)诖髿鈮汉驼婵罩g的真空室532內(nèi)部的壓力的重復(fù)過程能夠被省略并且效率能夠被提高。
接著，參考圖9A到9C，在下面將描述使用組合掩模1的沉積設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例。參考圖9A到9C，沉積系統(tǒng)800包括定位設(shè)備700，傳送設(shè)備600，和沉積設(shè)備802。定位設(shè)備700被用來(lái)在組合掩模1上定位襯底A，傳送設(shè)備600用來(lái)傳送襯底-掩模單元820，其中襯底A以襯底A和組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處于相同位置的方式被布置在組合掩模1上。另外，沉積設(shè)備802接納襯底-掩模單元820，并且執(zhí)行沉積有機(jī)材料的過程。
沉積設(shè)備700包括支承組合掩模1的掩模支架702；在水平面(在X和Y方向)內(nèi)自由地移動(dòng)掩模支架702的X-Y臺(tái)704；支承襯底A的襯底支架706；旋轉(zhuǎn)馬達(dá)714，襯底支架706通過支架718和提升軸712被連接到該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)；支承旋轉(zhuǎn)馬達(dá)714的框架716；支承框架716和X-Y臺(tái)704的底座708；和觀察組合掩模1和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的攝像機(jī)710。提升軸712包括導(dǎo)桿和驅(qū)動(dòng)器，和能夠在垂直方向移動(dòng)襯底支架706。另外，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)714能夠能夠自由地旋轉(zhuǎn)襯底支架706。
傳送設(shè)備600具有與使用在上述沉積系統(tǒng)500中的傳送設(shè)備完全相同的結(jié)構(gòu)。沉積設(shè)備802包括支承在真空室816內(nèi)部的襯底-掩模單元820的支架804；按壓部件812，其能夠在垂直方向移動(dòng)并且相對(duì)組合掩模1以預(yù)定的力按壓襯底A；有機(jī)材料的蒸發(fā)源806；和可移動(dòng)的沉積遮擋板808，其阻止在蒸發(fā)源806被蒸發(fā)的材料到達(dá)襯底A。按壓部件812被連接到固定在真空室816的外壁818上的氣缸814上，并且通過氣缸814在垂直方向移動(dòng)。真空泵(未示出)被連接到真空室816，并且真空室816中的真空度能夠被調(diào)節(jié)。襯底-掩模單元820穿過開口被傳送進(jìn)真空室816，該開口通常由可移動(dòng)遮擋板810覆蓋。
沉積系統(tǒng)800的操作在下面將參考附圖9A到9C被描述。
首先，組合掩模1被放置在定位設(shè)備700中的掩模支架702上，并且組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6由攝像機(jī)710觀察。然后，襯底A被放置在襯底支架706上，并且襯底支架706被向下移動(dòng)所以襯底A被放置在組合掩模1上。然后，襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由攝像機(jī)710觀察，并且襯底支架706向上移動(dòng)。然后，X-Y臺(tái)704和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)714被控制使得組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6的位置和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置相同。然后，組合掩模1和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6被再次觀察，并且定位和觀察對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的過程被重復(fù)直到組合掩模1的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6和襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被觀察處于相同的位置。然后，其中襯底A被放置在組合掩模1上的襯底-掩模單元820被從襯底支架706傳送到傳送設(shè)備600的墊608上。然后，沉積設(shè)備802的遮擋板810被打開，并且襯底-掩模單元820被放置在支架804上，并且按壓部件812被向下移動(dòng)，所以襯底A被相對(duì)組合掩模1以預(yù)定的力按壓。壓力最好在10到300N的范圍內(nèi)。在傳送設(shè)備600的滑板610已經(jīng)從真空室816移出來(lái)之后，遮擋板810關(guān)閉，并且真空泵(未示出)被驅(qū)動(dòng)使得真空室816中的真空度被調(diào)節(jié)到預(yù)定的值。然后，蒸發(fā)源806被加熱使得有機(jī)材料蒸發(fā)，并且沉積遮擋板808被打開使得有機(jī)材料根據(jù)掩模圖案粘附到襯底A上。
當(dāng)沉積完成時(shí)，沉積遮擋板808關(guān)閉，并且真空室816中的壓力增加到大氣壓。然后，遮擋板810打開，在其上形成有機(jī)層的襯底-掩模單元820通過傳送設(shè)備600被傳送出，并且被傳送到下一個(gè)過程被執(zhí)行的地方。
定位設(shè)備700和傳送設(shè)備600也可以被布置在真空室816內(nèi)。在這種情況下，襯底A和組合掩模1在真空室內(nèi)被定位和傳送。因此，改變?cè)诖髿鈮汉驼婵罩g的真空室816內(nèi)部的壓力的重復(fù)過程能夠被省略并且生產(chǎn)率能夠被顯著地提高。
在其中n個(gè)有機(jī)EL裝置(n是等于或大于2的整數(shù))通過應(yīng)用本發(fā)明被形成在單一的襯底上的情況下，使用了其中n個(gè)沉積掩模被保持在基板上的組合掩模。然而，當(dāng)n為大數(shù)的時(shí)候，需要更多的時(shí)間和勞動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)所有n個(gè)沉積掩模的位置，并且在沉積過程中不能被使用的區(qū)域，例如，用來(lái)保持沉積掩模的框架，在沉積掩模之間的狹縫等，被增加。在這種情況下，其中m滿足n＝m×k(k是在2到n的范圍中的整數(shù))的m個(gè)沉積掩模(m是在2到n的范圍中的整數(shù))最好被布置在組合掩模中。
例如，在其中16個(gè)有機(jī)EL裝置被形成在單一襯底的情況下(n＝16)，具有4個(gè)沉積掩模(m＝4)的組合掩模可以被使用。當(dāng)每個(gè)沉積掩模具有相應(yīng)于4個(gè)有機(jī)EL裝置(k＝4)的4個(gè)縫隙陣列的時(shí)候，n＝m×k被滿足。在這種情況下，與其中16個(gè)沉積掩模被布置在單一組合掩模(n＝16，m＝16，k＝1)中的情況相比較，被執(zhí)行的定位過程的次數(shù)被減少到4。因此，在不降低其精度的情況下，為了有效地制造有機(jī)EL裝置，重要的是使沉積掩模的尺寸在一定限度內(nèi)盡可能的大，使得能夠獲得滿意的尺寸精度。相對(duì)上述情況，依照在尺寸精度和效率之間的平衡，n＝16，m＝2，和k＝8的組合，或者n＝16，m＝8，和k＝2的組合也可以被應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明，n，m，和k的組合可以被自由地確定。
在其中大量的小尺寸有機(jī)EL裝置被形成在相對(duì)大的襯底上的情況下，上述n＝m×k的關(guān)系是特別有效率的。有機(jī)EL裝置的發(fā)光區(qū)域的尺寸盡可能地為80mm×60mm或者更小，更好地，為40mm×30mm或者更小。另外，形成在單一襯底上的有機(jī)EL裝置的數(shù)量盡可能地為6個(gè)或者更多，更好地，為16個(gè)或者更多，32個(gè)或者更多，或者64個(gè)或者更多。
本發(fā)明現(xiàn)在將通過例子被描述。然而，應(yīng)該注意到，在附加權(quán)利要求中定義的本發(fā)明不限于下面的例子。
例子例子1例1將在下面參考圖1，2和5描述。由鎳合金形成的板(84mm寬，105mm長(zhǎng)，和25μm厚)被準(zhǔn)備作為形成發(fā)射層的掩模板22。另外，272個(gè)矩形縫隙(100μm寬和64mm長(zhǎng))被布置成具有300μm間距的沉積縫隙32。該矩形縫隙被布置使得其縱向方向(在該方向尺寸是64mm)沿著板的寬度方向(在該方向尺寸是84mm)。為了防止縫隙變形，在平行于具有300μm間距的縫隙的寬度方向上，形成20μm寬的加強(qiáng)線。在板的寬度方向具有30mm之間的距離的對(duì)稱位置處，兩個(gè)十字形的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26形成在板上在離開板的左端線5mm處，。總共16個(gè)板被相似地制造為掩模板。
使用環(huán)氧樹脂，如上述被制造的每個(gè)掩模板被固定到由不銹鋼形成的框架24(104mm寬和105mm長(zhǎng))上的在附件部分(84mm寬和105mm長(zhǎng))。因此，總共16個(gè)沉積掩模20被制造。在框架中，附件部分的厚度是10mm，開口(76mm寬和97mm長(zhǎng))被形成在其中心區(qū)域，在其外圍部分留有4mm的余量。另外，框架在寬度方向在從兩側(cè)10mm的部分的厚度是5mm，并且具有5mm的直徑的兩個(gè)固定孔形成在每一側(cè)。因此，總共形成4個(gè)固定孔。
其中形成開口10(76mm寬和97mm長(zhǎng))的鋁板(441mm寬，457mm長(zhǎng)，和5mm厚)被準(zhǔn)備作為基板2。從具有109mm間距的頂部19mm的位置處開始，開口10在寬度方向被排列成4行，和從具有110mm間距的左端的20mm的位置開始，在縱向方向排列成4行。因此，總共16個(gè)(4排×4列)開口被形成在基板上。然后，上述16個(gè)沉積掩模以在沉積掩模中的開口利用在基板中的開口被對(duì)準(zhǔn)的方式被布置在基板上。然后，沉積掩模使用對(duì)每個(gè)沉積掩模的4個(gè)接合單元40被保持到基板上。因此，其中沉積掩模的位置被粗略調(diào)節(jié)的組合掩模被制造。在縱向方向從左端在10mm內(nèi)的一部分組合掩模的厚度是15mm。在組合掩模的這個(gè)部分，兩個(gè)孔(直徑1mm，深度5mm)形成為對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記6，其在離開左端線性5mm處，在寬度方向具有30mm之間的距離的對(duì)稱位置處。其上形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的表面和沉積掩模的上表面相對(duì)基板處于相同的高度。接合單元40是由不銹鋼形成的。限制銷42的頭部的直徑是8mm，而穿過形成在基板上的孔的限制銷42的軸部分的直徑是4mm。另外，壓縮彈簧44的彈簧常數(shù)是10N/mm，并且每個(gè)沉積掩模相對(duì)基板以100N受壓。
接著，組合掩模1被放置在組合掩模制造設(shè)備201的支承板230上，并且放置在基板上的16個(gè)沉積掩模的位置被調(diào)節(jié)直到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位移被減少到5μm或更小。在組合掩模制造設(shè)備201中，X-Y臺(tái)220能夠以1μm的步長(zhǎng)在水平面內(nèi)移動(dòng)，而轉(zhuǎn)臺(tái)254能夠以0.001度的步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)?？ūP墊252與沉積掩模具有相同的外側(cè)形狀，并且卡盤墊252的表面被涂有聚四氟乙烯。另外，在卡盤墊252的表面上形成多個(gè)孔，并且卡盤墊252能夠施加1到50kPa的吸力。支承板230的尺寸是500mm×500mm，并且開口204(400mm寬和415mm長(zhǎng))形成在其中。另外，具有2mm直徑的用于空氣吸力的孔形成在具有20mm間距的支承板230中，并且支承板230能夠?qū)迨┘?到50kPa的吸力。具有1μm的分辨率的CCD攝像機(jī)被用作攝像機(jī)266，用于獲得位移和校正值的計(jì)算由圖象處理單元執(zhí)行。分離單元232的氣缸236利用壓力為0.5Mpa的壓縮空氣被提供，并且在調(diào)節(jié)沉積掩模的位置的過程中，接合單元被分離。在完成的組合掩模中，16個(gè)沉積掩模的位移在5μm內(nèi)。因此，具有希望精度的組合掩模被獲得。
例2在例1中獲得的組合掩模被連接到用來(lái)形成綠發(fā)射層的沉積設(shè)備中的掩模支架中，作為用來(lái)形成綠發(fā)射層的組合掩模。然后，另一個(gè)組合掩模相似于例1被制造，除了形成在掩模板中的縫隙(100μm寬和64mm長(zhǎng))的位置偏移100μm(相應(yīng)于ITO電極的一個(gè)間距的長(zhǎng)度)，并且被用作用來(lái)形成紅發(fā)射層的組合掩模。此外，另一個(gè)組合掩模相似于例1被制造，除了形成在掩模板中的縫隙(100μm寬和64mm長(zhǎng))的位置偏移200μm(相應(yīng)于ITO電極的兩個(gè)間距的長(zhǎng)度)，并且被用作用來(lái)形成藍(lán)發(fā)射層的組合掩模。
接著，130nm厚的ITO透明電極層通過濺射形成在無(wú)堿玻璃襯底(1.1mm厚，436mm寬，和457mm長(zhǎng))的表面上。如圖10所示，該ITO透明電極層形成在包括相應(yīng)于16個(gè)有機(jī)EL裝置的16個(gè)線陣列的圖案中。該線陣列在襯底的寬度方向被安排有109mm的間距，在襯底的縱向方向被安排有110mm的間距。如圖10所示，包括其中816線(90mm長(zhǎng)和80μm寬)在玻璃襯底902的寬度方向延伸的條形圖案904的每個(gè)線陣列906，被排列在具有100μm間距的玻璃襯底902的縱向方向上。
然后，3μm厚的正性光致抗蝕劑層(由Tokyo ohka kogyo有限公司制造的OFPR-80)通過旋涂被形成在襯底A的整個(gè)表面上。然后，襯底被干燥，使用光掩模曝光，并且光致抗蝕劑的顯影被執(zhí)行，所以預(yù)定的圖案被形成。然后，固化過程在180℃被執(zhí)行。因此，16個(gè)間隔單元被形成在16個(gè)有機(jī)EL裝置的16個(gè)有效發(fā)光區(qū)域(包括ITO電極和R，G，和B發(fā)射層的區(qū)域)。在每個(gè)間隔單元中，具有在襯底的縱向方向(垂直于ITO電極的方向)的65μm和在襯底的寬度方向的235μm的尺寸的空洞(此空間處間隔裝置沒有形成)被形成。在每個(gè)間隔單元中，空洞被布置成在具有100μm間距的襯底的縱向方向的816行，所以ITO電極被曝光，包括200個(gè)空洞的每一行在襯底的寬度方向?qū)?zhǔn)，即，在具有300μm間距的ITO電極的縱向方向。
接著，15nm厚的銅酞菁層和60nm厚的二(N-乙基咔唑(N-ethylcarbazole))層通過沉積被形成在16個(gè)有機(jī)EL裝置的有效發(fā)光區(qū)域上。因此，空穴-傳送層被形成。在沉積過程中真空度是2×10-4Pa或更小，并且在沉積過程中襯底相對(duì)蒸發(fā)源被旋轉(zhuǎn)。
然后，為了形成發(fā)射層，組合掩模1被布置在圖8中顯示的沉積設(shè)備502中，并且對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由攝像機(jī)530觀察。然后，其上形成空穴-傳送層的玻璃襯底A通過傳送設(shè)備600被放置在襯底支架522上，并且真空泵被驅(qū)動(dòng)使得真空室532中的真空度被設(shè)置為1×10-4Pa。然后，襯底支架522被向下移動(dòng)并且在襯底支架522上的玻璃襯底A被放置在組合掩模1上。這個(gè)玻璃襯底A設(shè)置有兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，該兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在縱向方向上在離開末端5mm的直線上，在寬度方向具有30mm之間的距離的對(duì)稱位置處。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由圓形(1mm的直徑)的ITO透明電極形成。在玻璃襯底A和組合掩模1之間的相對(duì)位置被調(diào)節(jié)，使得玻璃襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和組合掩模1的基板2的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處于相同的位置。在定位過程后，玻璃襯底A通過按壓部件524以20N相對(duì)組合掩模1被按壓。然后，蒸發(fā)源534被加熱，摻有0.3wt％的1，3，5，7，8-五甲基-4(1，3，5，7，8-pentamethyl-4)，4-二氟-4-bora-3a(4-difloro-4-bora-3a)，4a-二氮雜-s-indacene(PM546)(4a-diaza-s-indacene)的8-羥基喹啉-鋁混合物(Alq3)(8-hydroxyquinoline-aluminum complex)被作為用來(lái)形成綠發(fā)射層的材料被沉積，形成相應(yīng)于組合掩模1的掩模圖案的圖案。
然后，其上形成綠發(fā)射層的襯底A被取出并且被傳送到另一個(gè)沉積設(shè)備中，在其中用于形成紅發(fā)射層的組合掩模被布置。然后，與上述其中綠發(fā)射層被形成的情況相似，在襯底A和組合掩模之間的相對(duì)位置被調(diào)節(jié)。然后，摻有1wt％的4-(二氰亞甲基)-2-甲基-6(julolidinyl-9-乙烯基)吡喃(DCJT)(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6(julolidinyl-9-ethenyl)pyran(DCJT))在1×10-4Pa的真空條件下被沉積在襯底A上，所以15nm厚的紅發(fā)射層被形成。然后，襯底A被傳送到另一個(gè)沉積設(shè)備中，其中用于形成藍(lán)發(fā)射層的組合掩模被布置。然后，在襯底A和組合掩模之間的相對(duì)位置被相似地調(diào)節(jié)，并且4，4’-二度(2，2’苯基苯乙烯基)苯基苯(DPVBi)(4，4’-bis(2，2’diphenylvinyl)diphenyl(DPVBi))在1×10-4Pa的真空條件下被沉積在襯底A上，所以20nm厚的藍(lán)發(fā)射層被形成。
R，G和B發(fā)射層被形成在布置在條形圖案的ITO電極上，所以ITO電極的暴露部分被完全地覆蓋。
接著，在16個(gè)有機(jī)EL裝置的有效發(fā)光區(qū)域上，DPVBi被沉積45nm而Alq3被沉積10nm。因此，電子傳輸層被形成。此外，鋰根據(jù)層厚度被沉積0.5nm，并被摻到電子傳輸層中。然后，240nm厚的鋁層在襯底上形成包括16個(gè)線性陣列的圖案，該16個(gè)線性陣列在襯底的寬度方向排列有109mm間距，而在襯底的縱向方向排列有110間距，所以，在間隔單元中的上述空洞被覆蓋。包括其中200個(gè)鋁線(100mm長(zhǎng)和250μm寬)在襯底的縱向方向(垂直于ITO襯底的方向)延伸的條形圖案的每個(gè)線性陣列被排列在襯底的寬度方向，具有300μm的間距。在沉積過程中真空度為3×10-4Pa或更小。然后，一氧化硅酮(siliconemonoxide)通過電子束沉積被沉積200nm作為保護(hù)層。
因此獲得的包括16個(gè)EL裝置的襯底被切割使得16個(gè)EL裝置被分離。在每個(gè)EL裝置中，形成包括由布置在條形圖案中的816個(gè)ITO電極形成的第一電極層的薄膜層，形成在第一電極層上的R，G，和B發(fā)射層，垂直于條形圖案中的ITO電極排列的200個(gè)金屬電極形成的金屬電極層。在ITO電極和金屬電極的交叉點(diǎn)，僅僅由間隔單元圍繞的空洞處的區(qū)域形成發(fā)射光。另外，一個(gè)像素由相應(yīng)于三種顏色(R，G，和B)的三種發(fā)光子-像素形成。因此，具有300μm間距的272×200像素的無(wú)源矩陣彩色有機(jī)EL裝置被制造。
所有這樣制造的16個(gè)有機(jī)EL裝置具有適于用作顯示器的發(fā)光特性。另外，由于發(fā)射層使用包括多個(gè)單獨(dú)的沉積掩模的組合掩模被沉積，具有相同的尺寸精度和相同的特性的EL裝置被獲得。在所有16個(gè)有機(jī)EL裝置中，在R，G，和B發(fā)射層之間的位移在15μm內(nèi)。為了比較的目的，16個(gè)有機(jī)EL裝置使用沉積掩模被制造，在沉積掩模中相應(yīng)于16個(gè)有機(jī)EL裝置的沉積圖案被形成在單一的板上。在這種情況下，在R，G，和B發(fā)射層之間的位移是最大為100μm，并且僅僅兩個(gè)有機(jī)EL裝置能夠?qū)嶋H上用作顯示器。
例3如圖3所示，由鎳合金形成的板(82mm寬，103mm長(zhǎng)，和30μm厚)被準(zhǔn)備作為形成發(fā)射層的掩模板122。另外，256個(gè)矩形縫隙(100μm寬和62mm長(zhǎng))被布置成具有300μm間距的沉積縫隙132。該矩形縫隙被布置使得其縱向方向(在該方向尺寸是62mm)沿著板的寬度方向(在該方向尺寸是82mm)。為了防止縫隙變形，在平行于具有300μm間距的縫隙的寬度方向上，形成20μm寬的加強(qiáng)線。兩個(gè)十字形的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126形成在板的縱向方向的中心線上，在板的寬度方向具有68mm之間的距離的對(duì)稱位置處。相似地，總共16個(gè)掩模板被制造。
使用環(huán)氧樹脂，上述每個(gè)掩模板被固定到由科瓦合金(Kovar alloy)形成的框架124(82mm寬和103mm長(zhǎng))上。因此，總共16個(gè)沉積掩模120被制造。在框架中，掩模板被固定處的部分的厚度是6mm，兩-階開口(較低部分是70mm寬和97mm長(zhǎng)，而較高部分是63mm寬和90mm長(zhǎng))被形成在其中心區(qū)域。另外，具有2.5mm厚度的兩個(gè)接頭128被形成，在框架的斜對(duì)角的每一側(cè)有一個(gè)。
接著，如圖4所示，其中形成開口110(70mm寬和97mm長(zhǎng))的由科瓦合金形成的板(420mm寬，456mm長(zhǎng)，和12mm厚)被準(zhǔn)備作為基板102。從具有100mm間距的頂部19mm的位置處開始，開口110在寬度方向被排列成4行，和從具有111mm間距的左端的10mm的位置開始，在縱向方向排列成4行。因此，總共16個(gè)(4×4，4排×4列)開口被形成在基板上。然后，上述16個(gè)沉積掩模以在沉積掩模中的開口與基板中的開口對(duì)準(zhǔn)的方式被布置在基板上。然后，沉積掩模使用對(duì)每個(gè)沉積掩模的2個(gè)接合單元140被保持到基板上，每個(gè)接合單元140包括壓板142，壓縮彈簧144，和支點(diǎn)146。因此，其中沉積掩模的位置被粗略調(diào)節(jié)的組合掩模被制造。在組合掩模中，以玻璃板的縱向方向沿著基板的寬度方向的方式，玻璃板(4mm寬，400mm長(zhǎng)，和6mm厚)被保持在基板上的中心區(qū)域。該玻璃板設(shè)置有兩種類型的由鉻形成的十字形對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記一種類型是形成為交叉的兩條線(20μm寬和100μm長(zhǎng))，并且用來(lái)定位沉積掩模，而另一種類型是形成為交叉的兩條線(60μm寬和180μm長(zhǎng))，并且用來(lái)定位襯底。第一種類型的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形成在其寬度方向的離開玻璃板的左端2mm的直線上，在寬度方向具有68mm距離的對(duì)稱位置處。第二種類型的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形成在其寬度方向的離開玻璃板的左端2mm的直線上，在寬度方向具有380mm距離的對(duì)稱位置處。其上形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的表面和沉積掩模的上表面相對(duì)基板處于相同的高度。接合單元140是由不銹鋼形成的，并且壓板142的厚度是3mm。
接著，如圖7所示，組合掩模100被放置在組合掩模制造設(shè)備400的支承板404上，并且放置在基板上的16個(gè)沉積掩模的位置被調(diào)節(jié)直到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位移被減少到5μm或更小。在組合掩模制造設(shè)備400中，X-Y臺(tái)402能夠以1μm的步長(zhǎng)在水平面內(nèi)移動(dòng)，而轉(zhuǎn)臺(tái)434能夠以0.001度的步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)。支承板404的尺寸是500mm×500mm，并且基板使用銷414被保持。具有1μm的分辨率的CCD攝像機(jī)被用作攝像機(jī)470A和470B，用于獲得位移和校正值的計(jì)算由圖象處理單元執(zhí)行。在這個(gè)例子中，沉積掩模的位置被調(diào)節(jié)，同時(shí)沉積掩模從兩側(cè)通過夾銷432被夾住。在完成的組合掩模中，16個(gè)沉積掩模的位移在5μm范圍內(nèi)。
例4在例3中獲得的組合掩模被連接到用來(lái)形成綠發(fā)射層的沉積設(shè)備中的掩模支架中，作為用來(lái)形成綠發(fā)射層的組合掩模。然后，另一個(gè)組合掩模相似于例3被制造，除了形成在掩模板中的縫隙(100μm寬和62mm長(zhǎng))的位置偏移100μm(相應(yīng)于ITO電極的一個(gè)間距的長(zhǎng)度)，并且被用作用來(lái)形成紅發(fā)射層的組合掩模。此外，另一個(gè)組合掩模相似于例3被制造，除了形成在掩模板中的縫隙(100μm寬和62mm長(zhǎng))的位置偏移200μm(相應(yīng)于ITO電極的兩個(gè)間距的長(zhǎng)度)，并且被用作用來(lái)形成藍(lán)發(fā)射層的組合掩模。
接著，130nm厚的ITO透明電極層通過濺射形成在無(wú)堿玻璃襯底(1.1mm厚，400mm寬，和444mm長(zhǎng))的表面上。如圖10所示，該ITO透明電極層形成在包括相應(yīng)于16個(gè)有機(jī)EL裝置的16個(gè)線陣列的圖案中。該線陣列在襯底的寬度方向被安排有100mm的間距，在襯底的縱向方向被安排有111mm的間距。如圖10所示，包括其中768線(90mm長(zhǎng)和80μm寬)在玻璃襯底902的寬度方向延伸的條形圖案904的每個(gè)線陣列906，被排列在玻璃襯底902的縱向方向上，其具有100μm間距。
然后，其濃度被控制的正性光敏聚酰亞胺母體(photosensitive polyimideprecursor)(由Toray Industries有限公司制造的PW-100O)，通過旋涂被形成在襯底A的整個(gè)表面上。然后，襯底被干燥，使用光掩模曝光，并且聚酰亞胺母體(polyimide precursor)的顯影被執(zhí)行，所以預(yù)定的圖案被形成。然后，固化過程在320℃被執(zhí)行。因此，16個(gè)間隔單元被形成在16個(gè)有機(jī)EL裝置的16個(gè)有效發(fā)光區(qū)域(包括ITO電極和R，G，和B發(fā)射層的區(qū)域)。在每個(gè)間隔單元中，具有在襯底的縱向方向(垂直于ITO電極的方向)的70μm和在襯底的寬度方向的235μm的尺寸的空洞(此空間處間隔裝置沒有形成)被形成。在每個(gè)間隔單元中，空洞被布置成在襯底的縱向方向的768行，其具有100μm間距，所以ITO電極被曝光，包括200個(gè)空洞的每一行在襯底的寬度方向?qū)?zhǔn)，即，在具有300μm間距的ITO電極的縱向方向。
接著，空穴-傳送層以與例2相似的方式被形成。
然后，為了形成發(fā)射層，組合掩模100被布置在圖8中顯示的沉積設(shè)備502中，并且對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由攝像機(jī)530觀察。然后，其上形成空穴-傳送層的玻璃襯底A通過傳送設(shè)備600被放置在襯底支架522上，并且真空泵被驅(qū)動(dòng)使得真空室532中的真空度被設(shè)置為1×10-4Pa。然后，襯底支架522被向下移動(dòng)并且在襯底支架522上的玻璃襯底A被放置在組合掩模100上。這個(gè)玻璃襯底A設(shè)置有兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，該兩個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在縱向方向的中心直線上，在寬度方向具有380mm之間的距離的對(duì)稱位置處。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記由圓形(300μm的直徑)的ITO透明電極形成。在玻璃襯底A和組合掩模100之間的相對(duì)位置被調(diào)節(jié)，使得玻璃襯底A的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和組合掩模100的基板2的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處于相同的位置。在定位過程后，玻璃襯底A通過按壓部件524以20N相對(duì)組合掩模100被按壓。然后，RGB發(fā)射層相似于例2被形成。然后，電子-傳送層，鋰，金屬層，和保護(hù)層相似于例2被形成。
因此獲得的包括16個(gè)EL裝置的襯底被切割使得16個(gè)EL裝置被分離。在每個(gè)EL裝置中，形成包括由布置在條形圖案中的768個(gè)ITO電極形成的第一電極層的薄膜層，形成在第一電極層上的R，G，和B發(fā)射層，垂直于條形圖案中的ITO電極排列的200個(gè)金屬電極形成的金屬電極層。在ITO電極和金屬電極的交叉點(diǎn)，僅僅由間隔單元圍繞的空洞處的區(qū)域形成發(fā)射光。另外，一個(gè)像素由相應(yīng)于三種顏色(R，G，和B)的三種發(fā)光子-像素形成。因此，具有300μm間距的256×200像素的簡(jiǎn)單矩陣彩色有機(jī)EL裝置被制造。
所有這樣制造的16個(gè)有機(jī)EL裝置具有適于用作顯示器的發(fā)光特性。另外，由于發(fā)射層使用包括多個(gè)單獨(dú)的沉積掩模的組合掩模被沉積，具有相同的尺寸精度和相同的特性的EL裝置被獲得。在所有16個(gè)有機(jī)EL裝置中，在R，G，和B發(fā)射層之間的位移在10μm內(nèi)。
例5如圖11所示，由鎳合金形成的板(182mm寬，214mm長(zhǎng)，和30μm厚)被準(zhǔn)備作為沉積掩模170的掩模板172。另外，每個(gè)包括相似于在例3中描述的縫隙陣列130和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記126的4個(gè)縫隙陣列/對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記單元180被形成在掩模板172中的2×2矩陣。相似地，總共4個(gè)掩模板被制造。
使用環(huán)氧樹脂，上述每個(gè)掩模板被固定到由科瓦合金(Kovar alloy)形成的框架124(182mm寬和214mm長(zhǎng))上。因此，總共4個(gè)沉積掩模被制造。在每個(gè)框架中，掩模板被固定處的部分的厚度是6mm，兩-階開口(較低部分是170mm寬和208mm長(zhǎng)，而較高部分是163mm寬和201mm長(zhǎng))被形成在其中心區(qū)域。另外，如圖11所示，具有2.5mm厚度的4個(gè)接頭178被形成，在框架的每一側(cè)有2個(gè)。
接著，如圖4所示，其中4個(gè)開口110(170mm寬和208mm長(zhǎng))被形成2×2圖案的由科瓦合金形成的板(420mm寬，456mm長(zhǎng)，和12mm厚)被準(zhǔn)備作為基板102。然后，上述4個(gè)沉積掩模以在沉積掩模中的開口與基板中的開口對(duì)準(zhǔn)的方式被布置在基板上。然后，沉積掩模使用對(duì)每個(gè)沉積掩模的2個(gè)接合單元140被保持到基板上，每個(gè)接合單元140包括壓板142，壓縮彈簧144，和支點(diǎn)146。因此，其中沉積掩模的位置被粗略調(diào)節(jié)的組合掩模被制造。相似于例3的玻璃板被連接到基板上。
接著，相似于例3，組合掩模被放置在組合掩模制造設(shè)備400的支承板404上，并且放置在基板上的4個(gè)沉積掩模的位置被調(diào)節(jié)直到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位移被減少到5μm或更小。在完成的組合掩模中，4個(gè)沉積掩模的位移在5μm范圍內(nèi)。
例6相似于例4，具有300μm間距的256×200像素的無(wú)源矩陣彩色有機(jī)EL裝置使用在例5中獲得的組合掩模被制造。
所有這樣制造的16個(gè)有機(jī)EL裝置具有適于用作顯示器的發(fā)光特性。另外，由于發(fā)射層使用包括多個(gè)單獨(dú)的沉積掩模的組合掩模被沉積，具有相同的尺寸精度和相同的特性的EL裝置被獲得。在所有16個(gè)有機(jī)EL裝置中，在R，G，和B發(fā)射層之間的位移在15μm內(nèi)。
在上述例4中，為了在單一的襯底上形成16個(gè)有機(jī)EL裝置(n＝16)，具有每個(gè)具有單一縫隙陣列(k＝1)的16個(gè)沉積掩模(m＝16)的組合掩模被使用。因此，沉積掩模的定位過程被執(zhí)行16次。相反，在例6中，為了在單一的襯底上形成16個(gè)有機(jī)EL裝置(n＝16)，具有每個(gè)具有4個(gè)縫隙陣列(k＝4)的4個(gè)沉積掩模(m＝4)的組合掩模被使用。因此，沉積掩模的定位過程僅被執(zhí)行4次。因此，在沒有降低其尺寸精度的情況下，沉積掩模的尺寸被增加，并且制造有機(jī)EL裝置的效率被增加，同時(shí)精度的降低被抑制。
在上述例子中，三個(gè)組合掩模被用來(lái)形成R，G，和B發(fā)射層。然而，通過在組合掩模和襯底之間偏移相應(yīng)于ITO電極的一個(gè)間距的量的相對(duì)位置，單獨(dú)的組合掩模也可以被用來(lái)形成所有的R，G，和B發(fā)射層。另外，雖然掩模沉積方法也被用在形成金屬電極的過程中，金屬電極也可以在沒有使用沉積掩模的情況下被形成。在這種情況下，壁(陰極分離器)可以被預(yù)先形成在襯底上，并且金屬電極可以通過使用壁的靜區(qū)(shadows)被形成。另外，在沉積過程后，襯底也可以通過已知的技術(shù)被密封。
雖然在上述例子中無(wú)源矩陣彩色有機(jī)EL裝置被制造，通過省略在精確圖案中形成發(fā)射層的過程，單色的有機(jī)EL裝置也可以被制造。另外，通過使用包括例如薄膜晶體管(TFTs)的開關(guān)裝置的襯底，有源矩陣彩色有機(jī)EL裝置也可以被制造。
權(quán)利要求
1.一種組合掩模，包括多個(gè)沉積掩模，每個(gè)具有沉積縫隙陣列的沉積掩模相應(yīng)于沉積圖案形成；和在具有多個(gè)開口的基板上沉積掩模被排列，其中沉積掩模通過接合單元以可脫離的方式被保持到基板上，和其中用來(lái)在基板上定位沉積掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被形成在基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合掩模，其中當(dāng)施加外力時(shí)，接合單元脫離沉積掩模。
3.用于根據(jù)權(quán)利要求1的組合掩模的制造設(shè)備，包括支承基板的臺(tái)；沉積掩模保持和移動(dòng)單元，其相對(duì)基板保持沉積掩模和自由地移動(dòng)沉積掩模；定位系統(tǒng)，其檢測(cè)基板和沉積掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或參考位置，并且使用沉積掩模保持和移動(dòng)單元調(diào)整在基板和沉積掩模之間的相對(duì)位置；和分離單元，其分離沉積掩模和基板。
4.用于根據(jù)權(quán)利要求1的組合掩模的制造方法，包括步驟在臺(tái)上支承基板，在基板上沉積掩模被放置；檢測(cè)基板和沉積掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記或參考位置；和通過相對(duì)基板保持和移動(dòng)沉積掩模，調(diào)整在基板和沉積掩模之間的相對(duì)位置；和在調(diào)整相對(duì)位置的步驟后使用接合單元來(lái)把沉積掩模保持在基板上。
5.一種有機(jī)EL裝置制造方法，包括步驟使用組合掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記定位根據(jù)權(quán)利要求1的組合掩模和襯底，其將被在沉積室中進(jìn)行沉積過程；和使用組合掩模在沉積過程中形成薄膜層圖案，從而在單一襯底上形成n個(gè)有機(jī)EL裝置，其中n是等于或者大于2的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的有機(jī)EL裝置制造方法，其中組合掩模通過將m個(gè)沉積掩模保持在基板上被設(shè)置，其中m是在2到n范圍內(nèi)的整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的有機(jī)EL裝置制造方法，其中m和k滿足n＝m×k(k是在2到n范圍內(nèi)的整數(shù))。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的有機(jī)EL裝置制造方法，其中薄膜層是發(fā)射層或金屬電極層。
9.一種有機(jī)EL裝置，通過根據(jù)權(quán)利要求5的有機(jī)EL裝置制造方法制造。
10.一種有機(jī)EL裝置制造設(shè)備，包括定位設(shè)備，用于定位根據(jù)權(quán)利要求1的組合掩模和襯底，該襯底將使用組合掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行沉積過程；和沉積設(shè)備，用于使用沉積掩模在沉積過程中圖案化薄膜層。
全文摘要
一種組合掩模,包括多個(gè)沉積掩模,每個(gè)具有沉積縫隙陣列的沉積掩模相應(yīng)于沉積圖案形成;和其上沉積掩模被排列的具有多個(gè)開口的基板被提供。沉積掩模通過接合單元以可脫離的方式被保持到基板上,和用來(lái)在基板上定位沉積掩模的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被形成在基板上。另外,提供了用于制造組合掩模的方法和設(shè)備,用于使用組合掩模制造有機(jī)EL裝置的方法和設(shè)備,和有機(jī)EL裝置。
文檔編號(hào)C23C14/04GK1378408SQ02105638
公開日2002年11月6日 申請(qǐng)日期2002年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月31日
發(fā)明者藤森茂雄, 北村義之, 金森浩充, 池田武史, 岡哲雄 申請(qǐng)人:東麗株式會(huì)社