JP5280667B2 - 有機ｅｌ表示装置の製造方法及び蒸着マスクのクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は有機ＥＬ表示装置に係り、特に有機ＥＬ層を蒸着によって形成するための蒸着マスクの使用回数を増加する技術に関する。

液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等は、画面がフラットで薄型であるということで、モニタ、ＴＶ等でのフラットディスプレイとして需要が拡大している。有機ＥＬ表示装置は自発光であることから、視野角特性が優れているとともに、バックライトが不用であるという特徴からディスプレイとして種々の応用分野が見込まれている。

有機ＥＬ表示装置は、発光をする複数の層からなる有機ＥＬ層と、有機ＥＬ層を駆動するＴＦＴとから画素が構成され、この画素がマトリクス上に配置されることによって表示領域が形成されている。光を発生する有機ＥＬ層は、画素部において、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等が形成された層の上の平坦化膜の上、あるいは、ＴＦＴが形成されていない層の上の平坦化膜の上に蒸着によって形成される。

この蒸着は各色毎に蒸着マスクを用いて蒸着される。各色毎に有機層を蒸着しなければならないことに加え、各色毎に別な蒸着マスクを使用するか，１つの蒸着マスクをずらしながら使用しなければならない。有機ＥＬ表示装置では画素の精細度が高いために、蒸着マスクのホール（開口部）は非常に小さなものとなり、蒸着するにしたがって、ホールの径が変化するので蒸着マスクは定期的に洗浄あるいは交換する必要がある。

有機ＥＬ表示装置において、蒸着プロセスで形成されるその他の層としては、有機ＥＬ層の上に形成される上部電極、特にトップエミッション型有機ＥＬ表示装置おいて、上部電極の上に形成される補助電極等がある。

このように、有機ＥＬ表示装置の製造プロススにおいては、多くの蒸着プロセスがあり、蒸着に使用するマスクは定期的に洗浄、あるいは交換する必要がある。蒸着マスクの洗浄を有機ＥＬ表示パネルの製造装置内で行う技術として、蒸着マスクに堆積した物質を蒸発、あるいは昇華する方法がある。

蒸着マスクに堆積した物質を蒸発、あるいは昇華する方法として、「特許文献１」には赤外線、可視光、紫外線のいずれかを照射して堆積物を除去する方法が記載されている。「特許文献２」には、収束エネルギビーム（レーザ）を照射して堆積物を昇華させる技術が記載されている。「特許文献３」には、イオンビームを照射して堆積物を除去する技術が記載されている。「特許文献４」には、プラズマを用いて堆積物を除去する技術が記載されている。また、「特許文献５」にはマスクを加熱することによって堆積物を除去する技術が記載されている。

蒸着マスクを洗浄する方法としては、炭化水素系溶剤とフッソ系（またはＩＰＡ）リンス剤を用いたウェット洗浄（超音波洗浄を併用してもよい）と乾燥手段（熱風あるいはベーパー乾燥）が用いられる。このような技術を記載したものとして、「特許文献６」が挙げられる。

また、「特許文献７」には、堆積物が付着した蒸着マスクに振動を誘起するエネルギビームを照射することによって、蒸着マスクに付着した堆積物を除去する技術が記載されている。

特開２００２−６０９２６号公報 特開２００４−１０３５１２号公報 特開２００６−１３１９８４号公報 特開２０００−３２８２２９号公報 特開２０００−２８２２１９号公報 特開２００６−１００２６３号公報 特開２００６−１６９５７３号公報

蒸着マスクに堆積した物質を蒸発、あるいは昇華する方法として、「特許文献１」〜「特許文献５」に記載されている技術では、いずれも、マスクの温度を上げる必要がある。しかし、蒸着マスクは薄く、機械的に弱く、また、精密な加工が施してあるために、熱を加えるとマスクが変形するという問題がある。

「特許文献６」等に記載の、マスクを洗浄する方法では、マスクに付着した堆積物を全て除去できるとは限らない。すなわち、有機ＥＬ材料は特定の溶媒に溶解しない場合もある。また、酸を用いて洗浄する場合は、マスクの基材を損傷する恐れがある。

「特許文献７」に記載の技術では、蒸着マスクの温度を上げずにマスクへの堆積物を除去できるが、この堆積物は剥離片として除去され、この剥離片が、エネルギビームの照射によって静電気が発生した蒸着マスクに付着してしまうという問題がある。

本発明の課題は以上のような問題点を解決し、製造ラインを剥離片で汚染することなく、製造ライン内で蒸着マスクを洗浄し、したがって、蒸着マスクの交換頻度を小さくすることが出来るプロセスを実現することである。

本発明は上記課題を解決するものであり、蒸着が終わったマスクを大気圧に戻し、この状態で特殊な条件によってレーザを照射することによる衝撃波によって、マスクに機械的な振動を生ぜしめ、マスクに付着している堆積物を除去する。マスクに付着している堆積物の除去は、大気圧中で行われ、剥離物はそのまま、クリーナによって排除される。その後、マスクは真空中に搬入され、次の蒸着に使用されが、これらの工程はインラインで行われる。具体的な手段は次のとおりである。

（１）蒸着マスクのクリーニング方法であって，（Ａ）蒸着マスクの堆積物が存在する面とその反対側の面のいずれかにレーザ光を照射することによって前記蒸着マスクに衝撃波を誘起し，該衝撃波により前記堆積物を剥離する工程と， (Ｂ)レーザ光を照射した蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程とがインラインで行われることを特徴とする蒸着マスクのクリーニング方法。

（２）前記蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する前記工程（B）が，前記蒸着マスクの静電除去工程を含むことを特徴とする（１）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（３）前記蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する前記工程（B）が，前記堆積物の剥離片を剥離用シートによって除去することを特徴とする（１）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（４）前記剥離用シートが帯電していることを特徴とする（３）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（５）前記剥離片を除去した蒸着マスクを所定のプロセス室に入れ，該プロセス室へのガス導入と真空排気を少なくとも1サイクル以上行うことを特徴とした（１）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（６）前記堆積物が有機ＥＬ層を形成する有機膜であることを特徴とする（１）乃至（５）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（７）前記堆積物が，少なくともＩＺＯ、ＩＴＯ、ＺｎＯのいずれかであることを特徴とする（１）乃至（５）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（８）前記堆積物が，少なくともＡｌ、Ｃｕ、Ｃｒのいずれかであることを特徴とする（１）乃至（５）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（９）前記クリーニングした蒸着マスクを液体を用いて洗浄することを特徴とする（１）乃至（５）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（１０）前記液体として，少なくともアルコール，HFEのいずれかを用いることを特徴とする（９）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（１１）前記液体を用いて洗浄する工程において、超音波洗浄を併用することを特徴とする（９）に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。

（１２）蒸発源の上方あるいは横を移動することによって素子基板上に有機ＥＬ層を、蒸着マスクを用いてマトリクス状に蒸着する工程を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記蒸着マスクのクリーニング工程は、（Ａ）蒸着マスクの堆積物が存在する面とその反対側の面のいずれかにレーザ光を照射することによって前記蒸着マスクに衝撃波を誘起し，該衝撃波により前記堆積物を剥離する工程と， (Ｂ)レーザ光を照射した蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程とがインラインで行われることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。

（１３）前記蒸着マスクを用いて前記素子基板に対して蒸着をした後、前記蒸着マスクは他の素子基板の蒸着に使用されるまでの間に、前記（Ａ）および（Ｂ）の工程を経ることを特徴とする（９）に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

（１４）蒸発源の上方あるいは横を移動することによって、素子基板上にマトリクス状に形成された有機ＥＬ層の上に、上部電極を蒸着マスクを用いて蒸着する工程を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、前記蒸着マスクのクリーニング工程は、（Ａ）蒸着マスクの堆積物が存在する面とその反対側の面のいずれかにレーザ光を照射することによって前記蒸着マスクに衝撃波を誘起し，該衝撃波により前記堆積物を剥離する工程と、(Ｂ)レーザ光を照射した蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程とがインラインで行われることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。

（１５）前記蒸着マスクを用いて前記素子基板に対して蒸着をした後、前記蒸着マスクは他の素子基板の蒸着に使用されるまでの間に、前記（Ａ）および（Ｂ）の工程を経ることを特徴とする（１４）に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

（１６） （１２）乃至（１５）に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記（Ｂ）の工程の前後のいずれかにおいて静電除去を行なうことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。

本発明によれば、マスクに付着した堆積物の除去を、例えば、従来のレーザ除去のような、アブレージョンや加熱による除去ではなく、レーザを照射することによって誘発される局部振動による衝撃波によって除去するので、マスクに与えるダメージを抑制することが出来る。したがって、マスクの寿命を長くすることが出来る。

本発明はドライプロセスであるために、有機ＥＬ表示装置を製造するための有機ＥＬ層の蒸着装置に組み込むことが出来、インラインでのマスク洗浄が可能である。したがって、本発明は、インライン式蒸着装置に対して大きな効果がある。

従来の薬液を用いたマスクの洗浄では、一部の有機膜やＩＺＯあるいはＡｌ等の付着したマスクの洗浄が出来ない場合があった。本発明では、マスクへの付着物を化学的に溶解するのではなく、機械的な振動で除去するので、本質的に除去出来ない付着物は無い。これによって、一枚のマスクによって成膜できる基板の数を増やすことが出来る。

マスク一枚による成膜基板数が増加するので、使用するマスクの数量を減少させることが出来る。したがって、有機ＥＬ表示装置の製造コストを下げることが出来る。

具体的な実施例を説明する前に、本発明の製造方法が適用される、有機ＥＬ表示装置の構成を説明する。有機ＥＬ表示装置は有機ＥＬ層からの発光が素子基板側に向かうボトムエミッション型と、素子基板の反対側に向かうトップエミッション型とがある。トップエミッション型はＴＦＴ等が形成された領域の上にも発光をする有機ＥＬ層を形成することが出来るので、輝度の点からは有利である。以下では、トップエミッション型を例にとって説明するが、ボトムエミッション型の場合も本質的には同じである。

図１３はトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置の断面図である。トップエミッション型は有機ＥＬ層２２の上にアノードが形成されるトップアノード型と有機ＥＬ層２２の上にカソードが形成されるトップカソード型とがある。図１３はトップアノード型の場合であるが、トップカソード型の場合も同様にして本発明を適用することが出来る。

図１３において、素子基板１０の上にはＳｉＮからなる第１下地膜１１と、ＳｉＯ_２からなる第２下地膜１２が形成されている。ガラス基板からの不純物が半導体層１３を汚染することを防止するためである。第２下地膜１２の上には半導体層１３が形成される。半導体層１３はＣＶＤによってａ−Ｓｉ膜が形成された後、レーザ照射によってｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変換される。

半導体層１３を覆って、ＳｉＯ_２からなるゲート絶縁膜１４が形成される。ゲート絶縁膜１４を挟んで、半導体層１３と対向する部分にゲート電極１５が形成される。ゲート電極１５をマスクにして、半導体層１３にリンあるいはボロン等の不純物をイオンインプランテーションによって打ち込み、導電性を付与して、半導体層１３にソース部あるいはドレイン部を形成する。

ゲート電極１５を覆って層間絶縁膜１６がＳｉＯ_２によって形成される。ゲート電極１５と同層で形成されるゲート配線と、ドレイン配線１７１を絶縁するためである。層間絶縁膜１６の上にはドレイン配線１７１が形成される。ドレイン配線１７１は層間絶縁膜１６およびゲート絶縁膜１４にスルーホールを介して半導体層１３のドレインと接続する。

その後、ＴＦＴを保護するために、ＳｉＮからなる無機パッシベーション膜１８が被着される。無機パッシベーション膜１８の上には、有機パッシベーション膜１９が形成される。有機パッシベーション膜１９は無機パッシベーション膜１８とともに、ＴＦＴをより完全に保護する役割を有するとともに、有機ＥＬ層２２が形成される面を平坦にする役割を有する。したがって、有機パッシベーション膜１９は１〜４μｍと、厚く形成される。

有機パッシベーション膜１９の上には反射電極がＡｌまたはＡｌ合金によって形成される。ＡｌまたはＡｌ合金は反射率が高いので、反射電極として好適である。反射電極は有機パッシベーション膜１９および無機パッシベーション膜１８に形成されたスルーホールを介してドレイン配線１７１と接続する。

本実施例はトップアノード型の有機ＥＬ表示装置なので、有機ＥＬ層２２の下部電極２１はカソードとなる。したがって、反射電極として使用されるＡｌあるいはＡｌ合金が有機ＥＬ層２２の下部電極２１を兼用することが出来る。ＡｌあるいはＡｌ合金は仕事関数が比較的小さいので、カソードとして機能することが出来るからである。

下部電極２１の上には有機ＥＬ層２２が形成される。有機ＥＬ層２２は複数の層から構成されている。トップアノード型の場合は、下層から、例えば、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層。ホール注入層となる。これらの有機ＥＬ層はマスク蒸着によって形成される。一般には、電子注入層、電子輸送層等は、各色共通で蒸着され、発光層、ホール輸送層は各色別々に蒸着される。

有機ＥＬ層２２の上にはカソードとなる上部電極２３が蒸着によって形成される。上部電極２３としては透明電極であるＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）を用いる。ＩＺＯは、表示領域全体に蒸着される。ＩＺＯの厚さは光の透過率を維持するために、３０ｎｍ程度に形成される。上部電極としては、ＩＺＯと同様、金属酸化物導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが出来る。

なお、有機ＥＬ層２２が、端部において段切れによって破壊することを防止するために、画素と画素の間にバンク２０が形成される。また，このバンク２０により、下部電極２１と上部電極２３の短絡を防止している。バンクはアクリル樹脂あるいはポリイミド樹脂をフォトリソグラフィによって形成する。有機ＥＬ層２２からの光は図１のＬで示すように、素子基板１０とは反対側に出射して画像を形成する。

なお、トップエミッションの場合は上部電極側から有機ＥＬ層からの光を取り出すので、上部電極は透明導電膜を使用するが、光の透過率を上げるために、膜厚を大きく出来ない。したがって、上部電極の抵抗が大きくなる。これを補償するために、バンクの上で、有機ＥＬ層から光を妨げない部分にストライプ状に補助電極を形成する。補助電極は抵抗率の小さいＡｌ合金が使用される。この補助電極もマスク蒸着によって形成される。

以下に示す実施例において、蒸着マスクの洗浄方法を説明するが、この蒸着マスクは、赤発光、緑発光、青発光の各有機ＥＬ層を形成する工程、上部電極を形成する工程、補助電極を形成する工程で使用される。

図１は、本発明を、インラインでの蒸着マスクのドライクリーニング方法として、有機ＥＬパネル製造プロセスに適用した例のプロセスフローを示したものである。マスク蒸着プロセスでは蒸着マスクと素子基板をマスクアライメントしながら合体し、その後、発光層などの有機膜の蒸着を行う。

クラスタータイプの蒸着装置による有機膜蒸着の場合のプロセスフローの概略は次の通りである。
(１) 蒸着マスク交換の判定を行い、交換する場合には、これまでの蒸着マスクを排出し、新しい蒸着マスクを蒸着室に搬入する。
(２) 素子基板を蒸着室内に搬入して、素子基板と蒸着マスクのアライメントを行って合体する。
(３) 蒸着法を用いて、有機膜を蒸着マスクを通して素子基板上に堆積させ、有機膜のパターニングを行う。
(４) 有機膜の堆積が済んだ素子基板と蒸着マスクを解体し、素子基板を蒸着室から排出させる。
（５) 蒸着マスクの使用回数が設定回数を超えた場合、蒸着マスクを排出し、上記(１)の工程に戻る。
上記工程の中で、(３)以外の工程においては、シャッター等により素子基板や蒸着マスクには有機膜が堆積されないようにする。

インライン蒸着装置による有機膜蒸着の場合のプロセスフローの概略は次の通りである。
(１) 搬送トレイ上で、蒸着マスクと素子基板を合体する。
(２) 素子基板と蒸着マスクのアライメントを行う。
(３) 合体した蒸着マスクと素子基板を搭載したトレイを蒸着室内を移動させ、蒸着法を用いて、有機膜を素子基板上に蒸着マスクを通して堆積させ、有機膜のパターニングを行う。
(４) 蒸着マイクと素子基板を搭載したトレイを蒸着室から排出し、有機膜の堆積が済んだ素子基板を蒸着マスクから解体する。素子基板は次のプロセスへ送られ、蒸着マスクは次の素子基板と合体するため、アライメント前の工程に戻される。
(５) 蒸着マスクの使用回数が設定回数を超えた場合、蒸着マスクを排出し、新規の蒸着マスクを搬入して上記(１)の工程に戻る。

本発明による蒸着マスクのクリーニング法は上記工程の(５)と(１)の間に適用する。すなわち、クラスタータイプの蒸着装置による有機膜蒸着の場合には、蒸着マスクの交換を本発明によってクリーニングした蒸着マスクを新規マスクとして蒸着室に搬入する。インライン蒸着装置による有機膜蒸着の場合には、蒸着マスクをアライメントに戻す間にクリーニングすることになる。

本発明の蒸着マスクのクリーニング法は以下のプロセスフローとなる。まず、蒸着がすんだ蒸着マスクを交換するか(再生洗浄にまわすか)を判断し、交換する場合には、設備外部に搬出し、再使用する場合には、本発明によるクリーニングを行う。

(１A)はレーザ剥離準備である。真空雰囲気から窒素雰囲気に変え、(１B)のパルスレーザによる蒸着膜剥離が可能な雰囲気を実現する。圧力は大気圧同等以下とするが、０．１〜１．０２気圧程度であれば良い。

(１B)はパルスレーザ照射である。蒸着マスクの堆積面からパルスレーザを照射して、蒸着マスクへ堆積物を剥離する。パルスレーザによって蒸着マスクに誘起された衝撃波を用いて堆積物除去を行うことにより、蒸着マスクの温度上昇を抑制する。このためには、パルスレーザの繰り返し周波数、パルス幅、出力を蒸着マスク材料に合わせて調整する。これらの条件は、温度上昇やマスクダメージの許容範囲内で定めれば差し支えない。また、必要に応じて、堆積面の反対側の面からのレーザを照射しても良いし、両面から照射しても差し支えない。本方法では、蒸着マスクへの堆積物は薄膜片として剥離される。なお、レーザを用いるアブレーションによる除去があるが、これは直接堆積物に作用して爆発的に蒸発させてしまうものであり、蒸着マスクにもダメージが認められる。この点が、本方法との違いである。

（１Ｃ）は異物除去である。剥離された薄膜片は異物として蒸着マスクに付着したり、剥離室に滞留する。従って、これらの異物の除去工程を設けることが本発明の大きなポイントとなる。特に、レーザ光が照射された蒸着マスクには静電気が発生するため、薄膜片除去には、蒸着マスクからの静電気除去が重要となる。本工程において、薄膜片のような大きな異物を除去する。

(１Ｄ)はフラッシングである。薄膜片を除去した蒸着マスクを搬入した部屋において、窒素導入と真空排気を繰り返し、蒸着マスクに付着した微小異物を除去する。窒素導入圧力としては、０．１〜１気圧とし、排気する圧力は通常のドライポンプ(粗引きポンプ)で可能な圧力(１００ Ｐａ以下)とすればよい。異物除去効果は、排気時の異物をパーティクルモニターにより検出し、その許容範囲を定めればよい。

図２は、図１で示したフローチャートを実現する設備構成例である。図２において、２０１はクリーニング準備室を、２０２はマスククリーニング室を、２０３はフラッシング室を、２０４は蒸着マスク排出室を示す。蒸着マスク２１０を搬入する側の設備内圧力とほぼ同じ圧力に調節してクリーニング準備室２０１に搬入し、マスククリーニング室２０２内の圧力(ほぼ大気圧)とあわせる。そして、クリーニング準備室２０１の圧力調整後、マスククリーニング室２０２内に蒸着マスク２１０の入ったトレイ２１１を搬送する。マスククリーニング室２０２では、蒸着マス２１１の堆積物を剥離し、剥離して発生した薄膜片を除去する。そのため、光源系(レーザ)２０５、ガルバノミラー２０６、集光手段(レンズ等)２０７ 等からなるパルスレーザ照射系と集塵機(集塵システム)２０８、２０９とを備えている。

パルスレーザ光は蒸着マスク２１０の堆積面から照射するが、必要に応じて、反対側からも照射しても差し支えない。集塵機(集塵システム)２０８、２０９は異物除去のために使われるドライクリーニングの原理を用いて、薄膜片を吸い込ませる。この吸い込みによるマスククリーニング室２０２の減圧を防ぐため、窒素を導入して圧力調整を行う。この薄膜片除去方法としては、図３に示すような、蒸着マスクからのパルスレーザ照射による堆積物剥離と同時に行う方法と、図４に示すような、蒸着マスクからのパルスレーザ照射による堆積物剥離後に行う方法とがあるが、薄膜片除去効果から判断して選択すれば差し支えない。

この薄膜片除去後、蒸着マスク２１０をマスククリーニング室２０２室とほぼ同じ圧力に調整したフラッシング室２０３に転送する。フラッシング室２０３では、真空排気を行い、次いで窒素を導入する。この動作(フラッシングと呼ぶことにする)を、排気時のパーティクルをモニタしながら繰り返す。前述したように、窒素導入圧力としては、０．１〜１気圧とし、排気する圧力は通常のドライポンプ(粗引きポンプ)で可能な圧力(１００ Ｐａ以下)とすればよい。フラッシング終了後、蒸着マスク２１０をフラッシング室２０３からマスク排出室２０４に転送し、マスク排出室２０４を高真空排気する。高真空排気後、蒸着マスク２１０を次工程(蒸着工程あるいは蒸着マスクのウエット洗浄工程)に転送する。フラッシング効果が弱かった場合、フラッシング室を増設させても差し支えない。また，蒸着マスクが帯電している恐れがある場合には、必要に応じて蒸着マスクの静電除去を追加する。これは蒸着マスクを蒸着工程に転送する場合に重要になる。蒸着マスクと基板の貼り付きを防止できるからである。
上記プロセスで大きなポイントは薄膜片の除去工程とフラッシング工程を設けたことである。これにより、蒸着工程における蒸着マスクに起因した異物の発生を防止でき、インラインでの蒸着マスククリーニングを可能にしている。

図５は、パルスレーザ照射によって蒸着マスクより剥離した薄膜片を除去するのに、蒸着マスクの除電を併用した例である。すなわち、静電除去装置(静電除去システム)５０１を具備していることが本実施例が実施例１と異なる点である。

図６はレーザ剥離と同時に薄膜片除去を行う例を、図７は静電除去後に薄膜片除去を行う例を示している。薄膜片除去は実施例１と同じで差し支えないし、その他の方法を用いても差し支えない。

本実施例は、第１の実施例において、蒸着マスクの静電除去を行うことによって薄膜片の除去効果を高めたものである。

図８に示した実施例３もレーザ照射によって発生した薄膜片の除去に特徴がある。本実施例では、帯電させた帯電集塵板８０１の近傍を蒸着マスクを通過させ、蒸着マスク２１０に付着している薄膜片を帯電集塵板８０１で移し取っている。

本実施例による薄膜片除去工程は次のようになる。先ず、図８（Ａ）に示すように、帯電集塵板８０１を帯電させ、その上(近傍)を薄膜片の付着した蒸着マスク２１０を通過させ、蒸着マスクに付着している薄膜片を帯電集塵板８０１に写し取る。次に図８（Ｂ）に示すように、薄膜片を写し取った帯電集塵板８０１を電気的に中和する。さらに、図８（Ｃ）に示すように、電気的に中和した帯電集塵板８０１から集塵手段を用いて薄膜片を除去する。

本実施例を実施例２と併用しても良い。すなわち、実施例２で用いた静電除去と組み合わせても良い。この場合、蒸着マスク２１０は静電除去されているため、薄膜片の蒸着マスクへの付着力は弱くなっており、帯電集塵板８０１による薄膜片の除去効果を高めることができる。

本実施例では、帯電集塵板８０１を絶縁体とし、コロナ放電等を用いてそれを帯電させて用いても良い。この場合、帯電集塵板８０１を透明板としてレーザ照射部に設けても差し支えない。

図９に示した実施例４もレーザ照射によって発生した薄膜片の除去に特徴がある。本実施例では、集塵シート９０１を用いて蒸着マスク２１０に付着している薄膜片を移し取っている。集塵シート９０１を帯電システム９０２により帯電させ、帯電した集塵シート９０１により蒸着マスク２１０に付着した薄膜片を移し取り、次いで、除電システム９０３により集塵シート９０１を電気的に中和し、次いで、集塵手段９０４により集塵シート９０１に張り付いた薄膜片を除去している。

本実施例の場合も、実施例２と同じように、蒸着マスク２１０の除電を行ってから本実施例による薄膜片除去を行っても良い。この場合、蒸着マスク２１０は静電除去されているため、薄膜片の蒸着マスクへの付着力は弱くなっており、集塵シート９０１による薄膜片の除去効果を高めることができる。

本実施例では集塵シートを用いているが、集塵ドラムを用いても差し支えない。すなわち、蒸着マスクからの薄膜片除去として電子写真で用いられている感光ドラムに類似したもので除去しても良い。

図１０に示した実施例５は、有機ＥＬパネル用インライン式有機膜蒸着装置の一部に本発明の蒸着マスククリーニング法を適用した例である。図１０において、１および５は受け渡し室、２は組み込み室。３は蒸着室、４は解体室、６はトレイ還流室、７および８はマスクストッカ、９および１０は基板取り出し室、１１は基板、１２は蒸着マスク、１３は蒸着マスクとトレイのセット、１４は基板と蒸着マスクとトレイのセットである。

図１０で示すトレイ還流室６に実施例１〜実施例４で示した蒸着マスクのクリーニング方法を実現する手段を設ければよい。本構成の設備により、図１で示したプロセスフローを実施できる。

図１１は、本発明を蒸着マスクの再生洗浄に適用した場合の例で、その工程フローを示す。ここで言う蒸着マスクの再生洗浄とは、インライン内でのクリーニングではなく、蒸着マスクを有機ＥＬ製造装置の外部に取り出し、蒸着マスクへの堆積物や異物を除去し、再びマスク蒸着に使える状態にすることである。現在の技術では、炭化水素系等の洗浄剤により堆積物を溶かし、アルコールやＨＦＥ(ハイドロフルオロエーテル)を用いてリンス洗浄を行うことが多い。

図１で示した工程フローと異なるのは、図１では蒸着マスクのクリーニング工程がすべてドライプロセスで行われているのに対し、本実施例ではウェットプロセスを併用しているところである。

以下、図１１に従って、本発明による蒸着マスクの再生洗浄プロセスについて説明する。

(１１Ａ)は蒸着マスク投入である。再生洗浄を行うと決定した蒸着マスクを再生洗浄装置に投入する。蒸着マスク１枚ずつ投入しても良いし、カセットに複数枚セットして投入しても良い。後者の場合、ＭＧＶやＡＧＶを用いる。

(１１Ｂ)はパルスレーザ照射である。本工程は図１に示した工程(１Ｂ)と同じである。すなわち、蒸着マスクの堆積面からパルスレーザを照射して、蒸着マスクへ堆積物を剥離する。パルスレーザによって蒸着マスクに誘起された衝撃波を用いて堆積物除去を行うことにより、蒸着マスクの温度上昇を抑制する。これにより、蒸着マスクの熱による変形等を防止する。このためには、パルスレーザの繰り返し周波数、パルス幅、出力を蒸着マスク材料に合わせて調整する。これらの条件は、温度上昇やマスクダメージの許容範囲内で定めれば差し支えない。また、必要に応じて、堆積面の反対側の面からレーザを照射しても良いし、両面から照射しても差し支えない。本方法では、蒸着マスクへの堆積物は薄膜片(剥離片)として剥離される。従来の薬液を用いた再生清浄では、有機物の膜質によって剥離できないものもあったが、この方法によれば、レーザ光を透過さえできれば蒸着マスク材に衝撃波を発生させることができるので、堆積物(有機物)の種類によらず剥離ができる。

(１１Ｃ)はドライ異物除去である。本工程も図１の工程(１Ｃ)と同じである。すなわち、蒸着マスクから剥離した薄膜片を除去する工程であり、必要に応じて工程(１Ｃ)に示したフラッシングを追加しても差し支えない。薄膜片の除去方法としては、実施例１〜実施例４で説明した方法を用いればよい。

(１１Ｄ)はウェット異物除去である。本工程は、薄膜片を除去した蒸着マスクに残存している異物を除去するもので、溶液を用いる。ドライ洗浄では洗浄回数が増えると異物が増加してしまう。これに対し、ウェット洗浄では、直接液体で洗い落とすため、クリーン化ができる。使用する溶液は水でも良いが、後の乾燥などを考えると、アルコールやＨＦＣのように濡れ性が良く、一様に乾燥しやすいものが望ましい。本工程では、超音波洗浄等を併用しても差し支えない。ただし、温度を上げすぎたり、機械的力を強く与えたりして、蒸着マスクにダメージを与えないようにする。本工程は、従来の蒸着マスク再生洗浄のリンス洗浄工程に対応すると考えれば良い。

(１１Ｅ)は乾燥である。ウェット処理を施した蒸着マスクを、減圧雰囲気にしたり、温風を流したり、乾燥しやすい溶液を通したりして乾燥させる。ただし、本工程でも、温度を上げすぎたり、機械的力を強く与えたりして、蒸着マスクにダメージを与えないようにする。

(１１Ｆ)は蒸着マスク排出である。乾燥し終えた蒸着マスクを再生洗浄装置外に排出する。蒸着マスクを１枚ずつ排出しても良いが、カセット収納としても差し支えない。

上記マスク再生洗浄プロセスで、本発明を表しているのは(１１Ｂ)〜(１１Ｄ)である。かかる方法によれば、材質にはほとんどとらわれずに蒸着マスクに堆積した有機膜を除去でき、更に、低温処理により、蒸着マスクのダメージを抑制した再生洗浄が可能になる。

図１２に図１１に示したプロセスフローを実行する設備の構成例を示す。図１２に従って、図１２に示した設備による蒸着マスクの再生洗浄プロセスを説明する。

カセットローダー１４１０に蒸着マスク１４０１を搭載した蒸着マスクカセット１４０２をＭＧＶ等を用いて投入する。搬送室１４２０を介して蒸着マスク１４０１をカセット１４０２より１枚ずつ取り出し、蒸着マスク剥離・ドライ洗浄室１４３０に搬送する。この部屋でパルスレーザ照射による蒸着マスクの堆積物剥離と剥離して発生した薄膜片の除去を行う。

この例では、集塵機１４３５、１４３６を用いて、吸引による薄膜片の除去を行っているが、除去効率を上げるため、除電装置１４３７を備えている。図よりわかるように、蒸着マスク剥離・ドライ洗浄室１４３０の構成は図5のマスククリーニング室２０２と基本的に同じである。

次いで、搬送室１４４０を介してウェット洗浄室１４５０室に転送し、蒸着マスクセットステージ１４５１において、ウェット処理用治具に蒸着マスク１４０１をセットする。ウェット処理用治具で保持した蒸着マスクを所定の溶液で満たされたウエット洗浄槽１４５２、１４５３でウエット洗浄を行う。溶液としては、アルコールやHFCを用いる。仕上げ洗浄となる洗浄槽１４５３では洗い斑が生じにくい溶液を用いるのが良い。これらは、市販のものから使用可能なものを選択すればよい。

次いで蒸着マスクの取り外しステージ１４５４から蒸着マスクを取り外して乾燥室１４６０に転送する。ここでは、温風乾燥や減圧乾燥を行う。搬送室１４７０を介して乾燥した蒸着マスク１４０１をカセットアンローダー１４８０にセットしている蒸着マスクカセット１４０３に収納する。

本発明による洗浄法によれば、有機膜の他、金属酸化物で形成される上部電極膜、金属合金で形成される補助電極膜の除去が可能である。以上述べたように、本発明によれば炭化水素系洗浄剤などを使わずに蒸着マスクダメージの少ない再生洗浄プロセスを提供できる。また、溶液系洗浄剤では除去できない有機膜でも蒸着マスクより剥離できるとともに、ＩＺＯ膜等の透明導電膜も除去できる。また、膜が厚すぎない場合には、Ａｌ膜等も蒸着マスクより除去できる。

本発明の有機ＥＬ材料製造工程の流れ図である。 本発明のマスク洗浄システムである。 レーザによる剥離と吸引を同時に行う図である。 レーザによる剥離後、吸引を行う図である。 静電除去装置を加えたマスク洗浄システムである。 静電除去と同時に吸引をおこなう図である。 静電除去後、吸引をおこなう図である。 帯電集塵板を用いて剥離片を除去する図である。 集塵シートを用いて剥離片を除去する図である。 マスク洗浄システムを製造装置とインラインで用いた図である。 ウェット洗浄を併用した流れ図である。 ウェット洗浄を併用したマスク洗浄システム図である。 有機ＥＬ表示装置の表示部の断面図である。

符号の説明

１０…素子基板、 １１…第１下地膜、 １２…第２下地膜、 １３…半導体層、 １４…ゲート絶縁膜、 １５…ゲート電極、 １６…層間絶縁膜、 １７…ＳＤ配線、 １８…無機パッシベーション膜、 １９…有機パッシベーション膜、 ２０…バンク、 ２１…下部電極、 ２２…有機ＥＬ層、 ２３…上部電極、 ３０…補助電極、 ２０１…クリーニング準備室、 ２０２…マスククリーニング室、 ２０３…フラッシング室、 ２０４…マスク排出室、 ２０５…レーザ光源、 ２０６…ガルバノミラー、 ２０７…レンズ、 ２０８、２０９…集塵機、 ２１０…蒸着マスク２１０…トレイ。

Claims (15)

1. 蒸着マスクのクリーニング方法であって、
   クリーニング準備室に前記蒸着マスクを搬入し、前記クリーニング準備室の圧力をマスククリーニング室内の圧力に合わせる工程と、
   前記マスククリーニング室に前記蒸着マスクを搬入し、前記蒸着マスクの堆積物が存在する面とその反対側の面のいずれかにレーザ光を照射することによって前記蒸着マスクに衝撃波を誘起し、該衝撃波により前記堆積物を剥離する工程と、
   レーザ光を照射した蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程と、
   前記剥離片を除去した前記蒸着マスクをフラッシング室に搬送し、該フラッシング室でパーティクルをモニターしながら排気とガス導入とを1サイクル以上行って微小異物を除去するフラッシング工程と、
   前記フラッシング工程を終了した前記蒸着マスクをマスク排出室に転送し、該マスク排出室を排気する工程と、がインラインで行われることを特徴とする蒸着マスクのクリーニング方法。
2. 前記蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程が、前記蒸着マスクの静電除去工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
3. 前記蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程が、前記堆積物の剥離片を集塵シートによって除去することを特徴とする請求項1に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
4. 前記集塵シートが帯電していることを特徴とする請求項3に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
5. 前記堆積物が有機ＥＬ層を形成する有機膜であることを特徴とする請求項1乃至４に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
6. 前記堆積物が、少なくともＩＺＯ、ＩＴＯ、ＺｎＯのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
7. 前記堆積物が、少なくともＡｌ、Ｃｕ、Ｃｒのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
8. 前記フラッシング工程を終了した蒸着マスクをマスク排出室に転送し、該マスク排出室を排気する工程の後、前記クリーニングした蒸着マスクを液体を用いて洗浄することを特徴とする請求項１乃至４に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
9. 前記液体として、少なくともアルコール、ハイドロフルオロエーテルのいずれかを用いることを特徴とする請求項８に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
10. 前記液体を用いて洗浄する工程において、超音波洗浄を併用することを特徴とする請求項８に記載の蒸着マスクのクリーニング方法。
11. 蒸発源の上方あるいは横を移動することによって素子基板上に有機ＥＬ層を、蒸着マスクを用いてマトリクス状に蒸着する工程を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
    前記蒸着マスクと前記素子基板を合体する工程と、
    前記合体した蒸着マスクと素子基板を蒸着室に移動して、蒸着法を用いて前記素子基板上に有機膜をパターニングする工程と、
    前記合体した蒸着マスクと素子基板を前記蒸着室から排出して前記素子基板を前記蒸着マスクから解体する工程と、
    前記蒸着マスクのクリーニング工程と、を含み
    前記蒸着マスクのクリーニング工程は、
    前記解体した蒸着マスクをクリーニング準備室に搬入し、該クリーニング準備室の圧力をマスククリーニング室内の圧力に合わせる工程と
    前記マスククリーニング室に前記蒸着マスクを搬入し、前記蒸着マスクの堆積物が存在する面とその反対側の面のいずれかにレーザ光を照射することによって前記蒸着マスクに衝撃波を誘起し、該衝撃波により前記堆積物を剥離する工程と、
    レーザ光を照射した蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程と、
    前記剥離片を除去した前記蒸着マスクをフラッシング室に搬送し、該フラッシング室でパーティクルをモニターしながら排気とガス導入とを1サイクル以上行って微小異物を除去するフラッシング工程と、
    前記フラッシング工程を終了した前記蒸着マスクをマスク排出室に転送し、該マスク排出室を排気する工程と、がインラインで行われることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
12. 前記蒸着マスクを用いて前記素子基板に対して蒸着をした後、前記蒸着マスクは他の素子基板の蒸着に使用されるまでの間に、前記クリーニング工程を経ることを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
13. 蒸発源の上方あるいは横を移動することによって、素子基板上にマトリクス状に形成された有機ＥＬ層の上に、上部電極を蒸着マスクを用いて蒸着する工程を含む有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
    前記蒸着マスクと前記素子基板を合体する工程と、
    前記合体した蒸着マスクと素子基板を蒸着室に移動して、蒸着法を用いて前記素子基板上に電極膜をパターニングする工程と、
    前記合体した蒸着マスクと素子基板を前記蒸着室から排出して前記素子基板を前記蒸着マスクから解体する工程と、
    前記蒸着マスクのクリーニング工程と、を含み
    前記蒸着マスクのクリーニング工程は、
    前記解体した前記蒸着マスクをクリーニング準備室に搬入し、該クリーニング準備室の圧力をマスククリーニング室内の圧力に合わせる工程と
    前記マスククリーニング室に前記蒸着マスクを搬入し、前記蒸着マスクの堆積物が存在する面とその反対側の面のいずれかにレーザ光を照射することによって前記蒸着マスクに衝撃波を誘起し、該衝撃波により前記堆積物を剥離する工程と、
    レーザ光を照射した前記蒸着マスクに付着した前記堆積物の剥離片を除去する工程と、
    前記剥離片を除去した前記蒸着マスクをフラッシング室に搬送し、該フラッシング室でパーティクルをモニターしながら排気とガス導入とを1サイクル以上行って微小異物を除去するフラッシング工程と、
    前記フラッシング工程を終了した前記蒸着マスクをマスク排出室に転送し、該マスク排出室を排気する工程と、がインラインで行われることを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
14. 前記蒸着マスクを用いて前記素子基板に対して蒸着をした後、前記蒸着マスクは他の素子基板の蒸着に使用されるまでの間に、前記クリーニング工程を経ることを特徴とする請求項１３に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
15. 請求項１１乃至１４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法において、前記堆積物の剥離片を除去する工程の前後のいずれかにおいて静電除去を行なうことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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