JP2002235166A

JP2002235166A - パターン形成用マスクおよびそれを使用したパターン形成装置

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Publication number: JP2002235166A
Application number: JP2001031898A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Iguchi; 真由美井口; Teruhiko Kai; 輝彦甲斐
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JP4635348B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、傷、異物、パターンずれ、パターン
形成用基材等の発生がなく、高品質で安価なパターン形
成体の作成が可能なパターン形成用マスクおよびこのマ
スクを使用したパターン形成装置の提供を目的とする。【解決手段】搬送するパターン形成用基材に対して同期
して、かつパターン形成手段から該パターン形成用基材
に向かって飛散するパターン形成用材料をマスキングし
ながら搬送し、該パターン形成用基材上に所望のパター
ンを形成する際に使用されるパターン形成用マスクであ
り、少なくとも金属製基材と、その片側あるいは両側の
表面に高分子樹脂を主体とする保護層を有し、該保護層
の少なくとも一方が該パターン形成用基材のパターン形
成面および／あるいは該パターン形成用材料に対して防
着性を有するパターン形成用マスクを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子フィルムな
どのパターン形成用基材上に電極パターンや配線パター
ンなどのパターンを形成してあるパターン形成体、例え
ば、フレキシブルな巻き取り状基材（パターン形成用基
材）上に陽極としての透明電極層や有機層、陰極として
の金属層などのパターンを形成してある有機エレクトロ
ルミネッセンス素子（以下、有機EL素子と呼ぶ）を製造
する際に使用し、高品質で安価なパターン形成を可能と
するパターン形成用マスクおよびそのマスクを使用した
パターン形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、フレキシブルな巻き取り状基材へ
パターンを連続的に形成する方法が、透明導電フィル
ム、ガスバリアフィルム、電磁波シールドフィルム、ウ
ィンドフィルム、フレキシブルプリント配線基板、コン
デンサ用金属化フィルム、液晶ディスプレイ、有機・無
機EL素子などの分野における電極パターンや配線パター
ンなどの形成に採用する要求が高まっている。例えば有
機ＥＬ素子においては、フレキシブルな巻き取り状基材
に陽極としての透明電極、有機層、陰極のパターンを連
続形成して積層することで、軽量・フレキシブルなもの
が安価に提供できるとして注目されている。

【０００３】パターン連続形成方法としてはこれまでウ
ェット方式、ドライ方式があった。ウェット方式は水分
や溶剤に不安定なものに使用すると性能が悪化するとい
う欠点があった。特に、一対の電極間（陽極および陰
極）に有機層を挟んだ構造を有する有機EL素子の陰極形
成においては、既形成膜として有機層があり、その上に
仕事関数が低く水分に弱いカルシウム、バリウム、イッ
テルビウムなどの金属によりパターン形成を行う必要が
あるため、水や溶剤を用いるウェット工程は性能を著し
く悪化させるという問題があった。さらに、ウェット方
式はレジスト塗布、エッチング液によるエッチング、レ
ジスト剥離といった工程が必要となり、工程数が多く複
雑化するために収率低下、製造コストの増大を引き起こ
し、製品を安価に提供することができなかった。

【０００４】一方、ドライ方式によるパターン連続形成
方法においても、ウェットコーティングやフォトリソに
よるレジストパターニングなどが必要なものはウェット
工程を含むため、ウェット方式パターニングと同様の問
題が生じていた。これに対してレーザーエッチングなど
の描画型ドライ方式は、ウェット工程を含まないため、
上述のような水分・溶剤による性能悪化の問題はないも
のの、レーザーでパターンを徐々に描いて行く方式のた
めパターニングに時間がかかり、結果として製品が高価
なものとなってしまっていた。

【０００５】以上のような方法に対して、パターン形成
用マスクを使用した蒸着、スパッタリングやドライエッ
チングなどによるドライ方式パターン連続形成方法は、
ウェット工程もなく、またレーザーエッチングなどとは
異なり、パターン形成用マスクを用いて一括でパターン
形成用基材上にパターンを形成できるため、水分・溶剤
による性能悪化の問題や、工程の複雑化やパターニング
スピードの低下による製造コストの増大を抑えることが
できるという利点があった。

【０００６】しかしながら、パターン形成用マスクが金
属製の場合には、パターン形成用マスクをパターン形成
用基材上に密着させてパターン形成を行う際、パターン
形成用基材のパターン形成用薄膜や基材に傷が付いた
り、場合によってはパターン形成用薄膜が剥がれるとい
った問題があった。また、蒸着などの製膜と同時にパタ
ーン形成用マスクでマスキングされていないパターン形
成用基材の箇所に選択的に蒸着パターンの形成を行う場
合には、マスク部分に付着したパターン形成用材料から
なる被膜が、特にパターン形成用マスクをパターン形成
用基材に同期して動かすと、その途中で一部が剥離して
製品に付着して不良を発生することがあった。また、マ
スク作製に要するコストが高いといったコスト上の問題
があり、そのため、マスクを繰り返して利用することを
余儀なくされていた。しかし、再利用の際にはマスクに
付着したパターン形成用材料からなる被膜をマスクから
除去するための洗浄が必要だが、通常の洗浄では除去が
困難なものもあり、特殊な洗浄工程を設けるため作業性
が低下し、製造コストが高くなるといった問題があっ
た。

【０００７】上述の問題を解決するために、安価な高分
子樹脂からなるパターン形成用マスクを使用して蒸着に
よりパターンの形成を行い、パターン形成用マスクは数
回程度で使い捨てる方法が提案されている（特開平５−
７８８１８号公報参照）。しかしながら、この方法にお
いても、マスクをパターン形成用薄膜上に直接密着させ
ることで薄膜が剥がれたり、マスクにも付着したパター
ン形成用材料からなる被膜がパターン形成工程中に不用
意に剥離して製品に付着するといった問題は解決されて
いなかった。また、高分子樹脂製パターン形成用マスク
は熱により変形したり、柔軟性を有するが故にパターン
形成中に撓んだりするために、そこに設けてるマスクパ
ターンが細かい場合にはパターンずれを起こすといった
問題もあった。これを防ぐために容易に剥離できる粘着
剤によりパターン形成用マスクをパターン形成用基材に
一時的に貼り付ける方法がとられることが多いが、この
方法では、パターン形成用基材の基材やパターン形成用
薄膜を汚染したり、薄膜が剥がれたりするという新たな
問題があった。また、高分子樹脂製パターン形成用マス
クが絶縁性のため、このマスクをパターン形成用基材か
ら剥がす際に発生する静電気によりパターン形成用基材
にゴミが付着したり、放電が起こり、パターン形成用基
材やその上に形成されたパターンに欠陥が生じるとい
う、金属製パターン形成用マスクの使用の際には見られ
ない問題も発生した。

【０００８】これらの高分子樹脂製パターン形成用マス
クにおける問題を解決するために、オイルマスクを使用
した蒸着方法によるパターン形成方法が提案されている
（特公平８−２６４４９号、特開平１０―３３０９１２
号各公報参照）。これらの方法では、パターン形成用基
材の蒸着膜を形成したくない部分に予めオイルを塗布
し、その部分における蒸着膜の形成を防ぎ、パターン形
成用基材の所望部分のみにパターンを設ける。しかしな
がら、これらの方法においては基材や既形成膜がオイル
で汚染されるという新たな問題が発生した。また、パタ
ーン形成装置の減圧チャンバー内で分子量の低いオイル
を塗布することは困難であった。

【０００９】すなわち、上述の金属製パターン形成用マ
スク・高分子樹脂製パターン形成用マスク・オイルマス
クを使用したパターン連続形成方法にはそれぞれ問題が
あった。上述の問題をまとめると、（１）金属製パターン形成用マスクの使用によるパター
ン形成用基材の既形成膜や基材への傷付けの問題（２）パターン形成用マスクとパターン形成用基材との
直接密着によるパターン形成用基材のパターン形成用薄
膜の剥がれの問題（３）パターン形成用マスクのマスク形成用基材とは密
着しない面側にも付着したパターン形成用材料からなる
被膜の剥離による異物化の問題（４）金属製パターン形成用マスク作製のためのコスト
高の問題（５）上記（４）に記載の問題点回避のための金属製パ
ターン形成用マスク再利用の際の洗浄困難性によるコス
ト高の問題（６）高分子樹脂製パターン形成用マスク使用によるパ
ターンずれの問題（７）上記（６）に記載の問題点回避の目的で使用する
マスク固定用粘着剤による汚染、既形成膜の剥がれの問
題（８）高分子樹脂製パターン形成用マスク使用による静
電気発生に伴う異物・欠陥発生の問題（９）オイルマスク使用時のパターン形成用基材の基材
や既形成膜に対する汚染の問題（１０）減圧チャンバー内でのオイルマスク用オイルに
よる非パターン形成部の形成性困難の問題となる。

【００１０】本発明は以上のような状況に鑑みなされた
ものであり、上述の問題点を解消し、傷、異物、パター
ンずれ、パターン形成用基材の汚染等の発生がなく、高
品質で安価なパターン形成体の作成が可能なパターン形
成用マスクおよびこのパターン形成用マスクを使用した
パターン形成装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するためになされたものであり、請求項１に記載の
パターン形成用マスクは、減圧雰囲気下で搬送するパタ
ーン形成用基材に対して同期して、かつパターン形成手
段から該パターン形成用基材に向かって飛散するパター
ン形成用材料をマスキングしながら搬送し、該パターン
形成用基材上に所望のパターンを形成する際に使用され
るパターン形成用マスクであり、少なくとも金属製基材
と、その片側あるいは両側の表面に高分子樹脂を主体と
する保護層を有し、該保護層の少なくとも一方が該パタ
ーン形成用基材のパターン形成面および／あるいは該パ
ターン形成用材料に対して防着性を有することを特徴と
する。

【００１２】また、請求項２に記載のパターン形成用マ
スクは、請求項１に記載のパターン形成用マスクにおい
て、防着性を有する保護層が少なくともフッ素系樹脂あ
るいはシリコーン系樹脂を含むことを特徴とする。

【００１３】さらにまた、請求項３に記載のパターン形
成用マスクは、請求項１または請求項２に記載のパター
ン形成用マスクにいて、保護層の少なくとも一方が帯電
防止性能を有することを特徴とする。

【００１４】さらにまた、請求項４に記載のパターン形
成用マスクは、請求項１ないし請求項３のいずれか１項
に記載のパターン形成用マスクにおいて、金属製基材あ
るいは保護層が強磁性物質を含むことを特徴とする。

【００１５】さらにまた、請求項５に記載のパターン形
成装置は、減圧雰囲気下で搬送するパターン形成用基材
に対して同期して、かつパターン形成手段から該パター
ン形成用材料に向かって飛散するパターン形成用材料を
マスキングしながら搬送し、該パターン形成用基材上に
所望のパターンを形成する際に使用されるパターン形成
装置であり、パターン形成用基材を搬送するための搬送
手段と、金属製基材とその片側あるいは両側の表面に高
分子樹脂を含有する保護層を少なくとも有し、該保護層
の少なくとも一方が該パターン形成用基材のパターン形
成面および／あるいは該パターン形成材料に対して防着
性を有するパターン形成用マスクを該パターン形成用基
材と同期して搬送するための搬送手段と、パターン形成
用材料を該パターン形成用基材に向かって放出するため
のパターン形成手段と、該パターン形成用基材とパター
ン形成用マスクの同期した搬送ならびに該パターン形成
手段からのパターン形成用材料の放出を減圧雰囲気下で
行うようにするための減圧手段とを少なくとも具備する
ことを特徴とする。

【００１６】さらにまた、請求項６に記載のパターン形
成装置は、請求項５に記載のパターン形成装置におい
て、パターン形成用マスクと同期して搬送するパターン
形成用基材に接して回動し、かつパターン形成用マスク
を吸着するための磁石を有するガイドロールを具備する
ことを特徴とする。

【００１７】さらにまた、請求項７に記載のパターン形
成装置は、請求項５または請求項６に記載のパターン形
成装置において、パターン形成手段におけるパターン形
成方法が、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリ
ング法、イオンプレーティング法、化学気相反応法、化
学的気相成長法のいずれかであることを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のパターン形成用マ
スクおよびこのパターン形成用マスクを使用したパター
ン形成装置の実施の形態を図面を用いて説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

【００１９】図１は本発明においてとり得るパターン形
成用マスクの一例の層構成を示すものであり、図２およ
び図３のそれぞれはこれらのパターン形成用マスクを使
用したパターン形成装置の概略の構成を示すものであ
る。そして、図６にはパターン形成用基材の概略の断面
構成が示してある。

【００２０】本発明に係るパターン形成用マスクは、図
１の（ａ）〜（ｃ）に示すように、基本的には、少なく
とも金属製基材１０と、その片側あるいは両側に高分子
樹脂を主体とする保護層１１や保護層１２を有してお
り、パターン形成用の透孔部１８が設けてある。また、
パターン形成用基材は上述のパターン形成用マスクを使
用して電極パターンや配線パターン等のパターンをその
上に形成するための基材であり、図６の（ａ）に示すパ
ターン形成用基材６５は高分子樹脂、金属、ガラス等の
フレキシブルな基材のみからなり、（ｂ）に示すパター
ン形成用基材６６は高分子樹脂、金属、ガラス等のフレ
キシブルな基材６１の一方の面側にインジウム−スズ酸
化物、銅、アルミニウムなどのパターン形成用薄膜６２
が設けてある。

【００２１】これらのパターン形成用マスクとパターン
形成用基材は、図２や図３に示すように、パターンを形
成するためのパターン形成用基材２０、３０と密着させ
た状態で、ドライエッチング装置、蒸着装置、プラズマ
加工装置などのパターン形成手段２４、３４からＣＦ₄
等のエッチングガスやイッテルビウム等のパターン形成
用材料をパターン形成用基材２０、３０に向かって飛散
させ、パターン形成用マスク２３、３３の透孔部（図示
せず）に対応するパターン形成用基材２０、３０の箇所
のみにエッチングや蒸着を施し、パターン形成用薄膜や
パターン形成用材料からなる所望のパターンを設けるた
めに使用するものである。

【００２２】パターン形成用マスク１５、１６、１７を
構成する金属製基材１０としては、インバー材、ステン
レス、アルミニウム、銅、鉄鋼等の他、各種金属、合金
などからなる箔および板を使用することができるが、特
にインバー材は熱膨張による変形が少なく望ましい。ま
た、その厚さは、金属製基材として加工する際に破損し
たり、シワがよったりしない程度で、パターン形成時に
パターン形成用基材と同期して移送したり、巻き取った
り（図２参照）、湾曲させて回転したり（図３参照）で
きることが望ましく、特に望ましくは５０μｍから５０
０μｍ程度である。ただし、金属製基材１０が薄く、マ
スクとしての自己支持性が弱い場合でも、後述する高分
子樹脂を主体とする保護層１１や保護層１２などを適当
な厚みで積層することにより、パターン形成用マスクと
して高い自己支持性を得ることができ、問題なく使用で
きるようになる。このように金属製基材を使用したパタ
ーン形成用マスクとすることで、パターン形成後にパタ
ーン形成用基材から剥がす際に発生する静電気とそれに
よる欠陥・異物の発生を防止することができる。また、
高い自己支持性を付与することができることにより、パ
ターン形成用マスクの撓み、変形による形成パターンの
パターンずれを防ぐことができる。

【００２３】本発明に係るパターン形成用マスクは、こ
のように金属製基材１０上の片側あるいは両側に高分子
樹脂を主体とする保護層１１，１２を有するものであ
る。すなわち、本発明のパターン形成用マスクは、金属
製基材／保護層あるいは保護層／金属製基材／保護層と
いう構成を基本構成としている。そして、本発明のパタ
ーン形成用マスクは、さらに保護層の少なくとも一方は
パターン形成用基材のパターン形成面および／あるいは
パターン形成用材料に対して防着性を有するように形成
する必要がある。図１においては保護層１１が上記した
防着性を有するようになっている。

【００２４】このような構成にしておくと、パターン形
成時に、高分子樹脂を主体とする保護層をパターン形成
用基材に密着させて使用する場合には、パターン形成用
基材への傷付けを少なくなくすることができる。また、
この際、保護層がパターン形成用基材および／あるいは
パターン形成用材料に対して防着性を有していれば、パ
ターン形成用マスクとパターン形成用基材との密着によ
るパターン形成用基材のパターン形成用薄膜の剥がれの
発生を防止することができる。

【００２５】また、パターン形成用マスクの防着性を有
する保護層をパターン形成用基材に密着させる側とは反
対側に位置させて使用する場合には、パターン形成用マ
スク表面にパターン形成用材料が付着するのを防げるた
め、前記問題点（３）に示すような被膜剥離による異物
化の問題がなくなり、さらにパターン形成用マスクを洗
浄せずにそのまま、あるいは簡単な洗浄を施すだけで、
繰り返し再利用が可能になり、金属製パターン形成用マ
スクの作製コストが高いといった問題点を実質的に回避
することが可能になる。また、この防着性により、パタ
ーン形成装置内の塵埃や、マスクハンドリング時に触れ
る塵埃などの付着も抑えることができる。

【００２６】防着性を有する保護層がパターン形成用マ
スクの片側に形成されている場合は、もう片側は、前記
した問題点（１）、（２）、（３）、（５）が発生しな
ければ、保護層を形成しないか、特に防着性を有さない
高分子樹脂を含有する保護層を形成してもよい。しかし
ながら、望ましくは防着性を有する保護層はマスクの片
側だけでなく両側に形成したほうがよい。

【００２７】このような防着性を有する保護層１１は、
フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、脂肪族炭化水素系樹
脂、芳香族炭化水素系樹脂などを含む樹脂を主体として
構成することができるが、その中でも特に、フッ素系樹
脂、シリコーン系樹脂を含有していることが望ましい。

【００２８】フッ素系樹脂の例としては、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン
／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テト
ラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）、ポリクロロトリフルオロエチ
レン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、ポリフッ化ビニル、エチレン／テトラフルオロエ
チレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフ
ルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニリ
デン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニ
リデン／ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエ
チレン共重合体などの樹脂が挙げられる。

【００２９】また、シリコーン系樹脂の例としては、ジ
メチル系シリコーン樹脂、メチルビニル系シリコーン樹
脂、メチルフェニルビニル系シリコーン樹脂、メチルフ
ロロアルキル系シリコーン樹脂（フロロシリコーン）、
シリコーンアルキッド、シリコーンポリエステル、シリ
コーンアクリル、シリコーンエポキシ、シリコーンフェ
ノール、シリコーンウレタン、シリコーンメラミン、ポ
リイミドシリコーンなどが挙げられる。

【００３０】このような防着性を有する保護層１１は、
上述の通り、パターン形成用基材側に密着させて使用す
れば、パターン形成用基材の既形成膜の剥がれ、傷の発
生を防ぐことができる。また、蒸着被膜の形成によりパ
ターン形成用基材にパターニングを行う場合には、防着
性を有する保護層１１をパターン形成手段からの蒸着源
（パターン形成用材料）の飛散側に向けて使用すれば、
パターン形成用材料のパターン形成用マスク表面への付
着による既形成膜の剥がれ、パターン形成時のパターン
形成用マスク上の被膜剥離による異物発生を抑え、マス
クの再利用も容易になる。

【００３１】このことから、防着性を有する保護層１１
は図１の（ｃ）のように金属製基材１０の両面に形成さ
れていることが望ましいが、片面にのみ形成されている
場合は、反対側の面には図１の（ａ）のように保護層を
形成しないか、図１の（ｂ）のように特に防着性の高く
ない高分子樹脂を含有する保護層１２を形成してもよ
い。図１の（ａ）や（ｂ）の場合、パターン形成用基材
や既形成膜が丈夫で、剥がれや傷発生などの問題がなけ
れば、防着性を有する保護層１１でない面をパターン形
成用基材に密着させて使用するとよい。また、ドライエ
ッチングのように、パターン形成用基材上に既に形成さ
れているパターン形成用薄膜（既形成膜）をエッチング
してパターニングを行う場合には、防着性を有する保護
層１１をパターン形成用基材に密着させて使用するとよ
い。

【００３２】図１の（ｂ）の場合、特に防着性の高くな
い高分子樹脂を主体とする保護層１２を構成する高分子
樹脂としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ
塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウ
レタン、ポリイミドなどの樹脂を使用することができる
が、特にポリイミド系樹脂は耐熱性が高く、変形・劣化
などがなく、パターンずれ防止や再利用の面から特に望
ましい。

【００３３】このように、パターン形成に当たっては使
用するパターン形成用基材の構成、パターン形成手段、
パターン形成用材料、要求される品質等の条件によっ
て、パターン形成用マスクの構造・使用方法を変えるこ
とができる。

【００３４】ところで、金属製基材１０の表面を保護層
１１、１２で覆ってしまうと、パターン形成用マスクを
パターン形成用基材から剥がす際に発生する静電気を効
率よくアースできない場合がある。これを改善するため
に保護層に帯電防止性能を持たせることが望ましい。帯
電防止性能を持たせる手段としては、保護層形成材料に
カーボン、金属や金属酸化物の粉・ペーストなどを混
ぜ、導電粒子を分散させる方法、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒ
ドロキシエチルアルキルアミン）やグリセリン脂肪酸エ
ステルのような非イオン系帯電防止剤、アルキルスルホ
ン酸塩のようなアニオン系帯電防止剤、テトラアルキル
アンモニウム塩のようなカチオン系帯電防止剤、アルキ
ルベタインのような両性帯電防止剤、ポリアニリン、ポ
リチオフェンのような導電性高分子を混ぜる方法が適し
ている。導電性高分子を使用する場合には導電性を向上
させるために、導電性高分子にヨウ素やポリスチレンス
ルホン酸などをドープしてもよい。

【００３５】前述したように本発明のパターン形成用マ
スクにおいては、その自己支持性が高いため、パターン
ずれの問題を解消することができるが、さらに精度よく
パターニングを行うために、金属製基材あるいは／およ
び保護層中に強磁性物質を含有させ、パターン形成時に
磁石や電磁石でパターン形成用マスクを吸着するように
しておくことが望ましい。強磁性物質としては、磁石に
吸着するものならば問題ないが、中でも鉄、ニッケル、
コバルトなどの金属およびこれらを含有する合金などが
適している。

【００３６】保護層の金属製基板上への形成には、各種
印刷法、塗装法、コーティング法、ラミネート法、ヒー
トシール法などの従来公知の方法を用いることができ
る。ラミネート法やヒートシール法を用いるために接着
層などを保護層と金属製基材間に形成したり、他に必要
であれば別の層を形成してもよい。

【００３７】保護層の形成は、金属製基材へのマスクパ
ターン加工前でも加工後でも構わない。加工前の場合
は、保護層を形成した後に、プレス、打ち抜きといった
機械加工や、エッチング加工、レーザー加工、放電加
工、電子・イオンビーム加工、プラズマ加工といった特
殊加工などの従来公知の加工方法から適宜のものを選択
し、マスクパターンを形成すればよい。マスクパターン
加工後に保護層を形成する場合には、マスクパターン加
工済の金属製基材に印刷、塗装、コーティングなどで直
接保護層を金属製基材上に形成するか、加工済の保護層
をラミネート、ヒートシールなどで貼り合わせるのがよ
い。

【００３８】このようにして作製したパターン形成用マ
スクは、図２や図３に示すようなパターン形成装置で使
用することにより、上述の利点を得ることができる。

【００３９】図２に示すパターン形成装置は、大略的に
は、パターン形成用基材２０を搬送するための搬送手段
２０１と、金属製基材とその片側あるいは両側の表面に
高分子樹脂を含有する保護層を少なくとも有し、保護層
の少なくとも一方が該パターン形成用基材のパターン形
成面および／あるいは該パターン形成材料に対して防着
性を有するパターン形成用マスク２３と、このパターン
形成用マスク２３をパターン形成用基材２０と同期して
搬送するための搬送手段２０５と、パターン形成用材料
をパターン形成用基材２０に向かって飛散させるための
パターン形成手段２４と、パターン形成用基材２０とパ
ターン形成用マスク２３の同期した搬送ならびにパター
ン形成手段２４からのパターン形成材料の飛散を減圧雰
囲気下で行うようにするための減圧手段２０７とを少な
くとも具備することを特徴とする。

【００４０】パターン形成用基材２０を搬送するための
搬送手段２０１は、巻き取り状のパターン形成用基材２
０を巻き付ける巻き出しロール２１と、ここから送り出
される巻き取り基材２０を巻き取るための巻き取りロー
ル２２と、パターン形成用基材２０をパターン形成手段
２４のパターン形成部分に導くためのガイドロール２７
などからなっている。

【００４１】一方、パターン形成用基材２０と同期して
パターン形成用マスク２３を搬送するための搬送手段２
０５は、マスク搬送用ロール２９からなっている。

【００４２】一方、図３に示すパターン形成用装置は、
大略的には、図２に示す装置と略同様の構成のものであ
り、パターン形成用基材３０を搬送するための搬送手段
３０１と、金属製基材とその片側あるいは両側の表面に
高分子樹脂を含有する保護層を少なくとも有し、保護層
の少なくとも一方が該パターン形成用基材のパターン形
成面および／あるいは該パターン形成材料に対して防着
性を有するパターン形成用マスク３３と、このパターン
形成用マスク３３をパターン形成用基材３０と同期して
搬送するための搬送手段３０５と、パターン形成用材料
をパターン形成用基材３０に向かって飛散させるための
パターン形成手段３４と、パターン形成用基材３０とパ
ターン形成用マスク３３の同期した搬送ならびにパター
ン形成手段３４からのパターン形成材料の飛散を減圧雰
囲気下で行うようにするための減圧手段３０７とを少な
くとも具備することを特徴とする。

【００４３】図２に示すパターン形成装置におけるこの
パターン形成用マスク２３の搬送手段２０５は、巻き出
しロール兼用のマスク搬送用ロール２９−１から巻き取
り状のパターン形成用マスク２３が供給され、マスク搬
送用ロール２９−２、２９−３に導かれてパターン形成
部分を経由し、巻き取りロール兼用のマスク搬送用ロー
ル２９−４に巻き取られる構造になっており、図３の搬
送手段３０７はエンドレスのパターン形成用マスク３３
がマスク搬送用ロール３９で搬送できる構造になってい
る。

【００４４】これらの搬送手段によって搬送されるパタ
ーン形成用マスクは、上述したように、金属製基材とそ
の片側あるいは両側の表面に高分子樹脂を含有する保護
層を少なくとも有し、保護層の少なくとも一方がパター
ン形成用基材のパターン形成面および／あるいはパター
ン形成用材料に対して防着性を有するようになってい
る。

【００４５】そして、これらのパターン形成用マスク２
３、３３は、同期して搬送するパターン形成用基材２
０、３０と密着させて、パターン形成手段２４、３４か
らパターン形成用材料をパターン形成用基材２０、３０
に向かってパターン形成用マスク２３、３３側から飛散
させ、パターン形成用基材２０、３０の所望部分にパタ
ーンを形成する。（図２、図３参照）

【００４６】この際に使用するパターン形成手段２４、
３４におけるパターン形成方法としては、パターン形成
用基材のパターン形成用薄膜（既形成膜）をエッチング
してパターンを形成するエッチング方式と、パターン形
成用基材上に真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタ
リング法、イオンプレーティング法、化学気相反応法、
化学的気相成長法などによりパターン形成用材料でパタ
ーンを選択的に形成する方法が適用可能であるが、パタ
ーン形成用マスクが防着性を有していることから、後者
が望ましい。また、パターン形成手段は一つだけではな
く、パターン形成用基材とパターン形成用マスクの搬送
系を長くして、複数設置することも可能である。

【００４７】一方、２０７、３０７は、パターン形成用
基材とパターン形成用マスクの同期した搬送ならびにパ
ターン形成手段からのパターン形成材料の飛散を減圧雰
囲気下で行うようにするための減圧手段であり、減圧雰
囲気を作り出すための排気装置２５、３５、ガスを導入
するためのガス導入装置２６、３６等からなっている。

【００４８】ここで、パターン形成用基材２０、３０と
しては、例えば図６に示すような構成のフレキシブル基
材が使用可能である。また、巻き出しロール２１、３１
および巻き取りロール２２、３２の間には基材のテンシ
ョンを保ちながら搬送を助け、パターン形成用基材とパ
ターン形成用マスクを密着させるためのガイドロール２
７、３７が取り付けられていることが望ましい。特に望
ましくは、強磁性物質を含有するパターン形成用マスク
をパターン形成用基材に密着させるために、図３の様に
その上部でパターン形成が行われるガイドロール上に磁
石３８が取り付けられていることである。これにより、
さらにパターンずれを防ぎ、精密なパターン形成を行う
ことができる。なお磁石３８は必要に応じて取り外せる
構造にしておいてもよく、電磁石として必要時のみ機能
させるようにしてもよい。また、ガイドロールにはパタ
ーン形成用基材の温度が上昇しないよう、冷却機構を取
り付けておいてもよい。

【００４９】パターン形成用マスク２３、３３はパター
ン形成用基材２０、３０と同期して動かすが、その際の
パターン形成用マスクは図２のようにマスク搬送用ロー
ル２９−１、２９−４で巻き取って使用することも、図
３のように端がないパターン形成用マスクをマスク搬送
用ロール３９で回転して使用することも可能であるが、
図３の型の方がマスク作製コストが安価であるため好ま
しい。また、どちらの場合においても、複数のマスクを
ベルトに固定してそれを巻き取ったり、回転させたりし
てもよい。

【００５０】

【実施例】以下、有機EL素子の陰極パターンの形成例に
より、本発明をより具体的に説明する。なお、各実施例
のおよび比較例のパターン形成用マスクの層構造とパタ
ーン形成装置はそれぞれ図４と図３（磁石３８は必要に
応じて取り外し可能）に示してある。＜実施例１＞まず、１００μｍ厚のインバー材４０に、
図５（ａ）に示す構成の陰極用パターン５０を一つの単
位としてエッチング加工により形成し、その後、片面に
フッ素系樹脂のダイエルラテックスＧＬＳ−２１３（ダ
イキン工業製）をスプレー塗装した後に熱硬化させて防
着性を有する保護層４１を形成し、図４（ａ）に示す構
成のパターン形成用マスクを得た。図４の４８は透孔部
である。

【００５１】これとは別に、厚みが１００μｍ、長さが
１００ｍのポリエチレンテレフタレート基材上にインジ
ウム−スズ酸化物からなる陽極（透明電極）を図５
（ｂ）に示す陽極用パターン５１で形成したものに、ポ
リエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン
酸を水に分散させたＢａｙｔｒｏｎ P AＩ４０８３（バ
イエル製）からなる正孔注入層を５０ｎｍの厚さで、さ
らにその上にポリ（２―メトキシ−5（３’，７’−ジ
メチルオクチロキシ）−１，４−フェニレンビニレン）
からなる発光層を１００ｎｍの厚さで、ダイレクトグラ
ビア印刷機により、それぞれ正孔注入層においては図５
（ｃ）に示す正孔注入層用パターンで,発光層において
は図５（ｄ）に示す発光層用パターンで印刷して、陽
極、正孔注入層、発光層が既形成膜として形成されたパ
ターン形成用基材を作製した。

【００５２】次に、得られたパターン形成用マスク３３
とパターン形成用基材３０とを図３のパターン形成装置
（磁石３８なし）に、パターン形成用基材３０とパター
ン形成用マスク３３をその防着性を有する保護層４１が
密着するように取り付けた。また、パターン形成用手段
３４として蒸着源を取り付けた。蒸着源とは抵抗加熱の
可能なボートにパターン形成用材料としてイッテルビウ
ムを入れて一対の電極に取り付け、電流を流すことによ
り加熱できるようにしたものである。

【００５３】図３の各部材の準備が完了したパターン形
成装置（磁石３８なし）にて、減圧雰囲気下でパターン
形成用基材３０を０．５ｍ／ｍｉｎの搬送速度にて巻き
出しロール３１から巻き取りロール３２に搬送しなが
ら、このパターン形成用基材３０の搬送に同期してパタ
ーン形成用マスク３３を密着搬送させつつ、パターン形
成用手段３４からイッテルビウムを飛散させ、パターン
形成用マスク３３の透孔部に覆われていないパターン形
成用基材３０の部分に１００ｎｍ厚のパターンを形成
し、有機EL素子（１回目）を得た。

【００５４】その後、マスクを洗浄せずに再利用した場
合の有機EL素子への影響を調べるために、一旦、パター
ン形成装置を大気解放して、１回目と同じ構成のパター
ン形成用基材を取り付け、同様にイッテルビウムをパタ
ーン形成して有機EL素子を作製した（２回目）。

【００５５】このようにして作製した有機EL素子は図５
（ｅ）のような発光パターン５５を有する。この２０個
の画素の平均画素サイズ（設計上は２．０×３．０ｍ
ｍ）、サイズ別のダークスポットの平均数、およびショ
ート画素数をグローブボックス中で評価し、その結果を
表１に示した。画素サイズはパターンずれを評価可能で
あり、ダークスポット数とショート画素数はパターン形
成時の異物・欠陥を評価可能である。

【００５６】＜実施例２＞１００μｍ厚のインバー材４
０に図５（ａ）に示す陰極用パターン５０を一つの単位
としてエッチング加工により形成し、その後、両面にダ
イキン工業製のフッ素系樹脂（ダイエルラテックスＧＬ
Ｓ−２１３）からなる防着性を有する保護層４１をスプ
レー塗装して設けたパターン形成用マスク（図４（ｂ）
参照）を使用した以外は、実施例１と同様な条件により
有機EL素子（１回目、２回目）を作製し、評価した。

【００５７】＜実施例３＞１００μｍ厚のインバー材４
０に図５（ａ）に示す陰極用パターン５０を一つの単位
としてエッチング加工により形成し、その後、両面にダ
イキン工業製のフッ素系樹脂の（ダイエルラテックスＧ
ＬＳ−２１３）に導電性高分子分散液であるＢａｙｔｒ
ｏｎ P（Ｂａｙｅｒ製）を重量比９：１で混合したもの
からなる防着性および帯電防止性能を有する保護層４２
をスプレー塗装して設けたパターン形成用マスク（図４
（ｃ）参照）を使用した以外は、実施例１と同様な条件
により有機EL素子（１回目、２回目）を作製し、評価し
た。

【００５８】＜実施例４＞実施例３と同様に作製したパ
ターン形成用マスクを用いることと、図３のパターン形
成装置（磁石３８あり）を用いてパターン形成用マスク
を磁石でガイドロール３７に吸い付けつつパターン形成
用基材に密着させながらパターン形成を行うこと以外は
実施例１と同様の条件にして有機EL素子を作製し、評価
した。

【００５９】＜比較例１＞１００μｍ厚のインバー材４
０に図５（ａ）に示す陰極用パターン５０を一つの単位
としてエッチング加工により形成したものをパターン形
成用マスク（図４（ｄ）参照）として使用する以外は、
実施例１と同様の条件にて有機EL素子を作製し、評価し
た。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【発明の効果】以上のように本発明によるパターン形成
用マスクおよびそれを用いたパターン形成装置によれ
ば、ウェット工程を使用しないドライ方式パターン連続
形成が可能で、傷、異物、パターンずれ、既形成膜・基
材の汚染などの問題を防ぎ、高品質のパターン形成が可
能である。また、マスクを再利用する際の作業性を向上
し、コストダウンが可能となるため、製品を安価に提供
することができる。特に本発明は有機EL素子の製造に適
用して効果が大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパターン形成用マスクの概略断面構成
説明図である。

【図２】本発明のパターン形成装置の一例を示す説明図
である。

【図３】本発明の他の例を示すパターン形成装置の説明
図である。

【図４】本発明の実施例および比較例において使用する
パターン形成用マスクの概略断面構造説明図である。

【図５】本発明の実施例および比較例において作成する
有機EL素子の各層のパターンと発光パターンの概略説明
図である。

【図６】パターン形成用基材の構成を示す概略断面構成
説明図である。

【符号の説明】

１０：金属製基材１１：防着性を有する保護層１２：防着性の高くない保護層２０：パターン形成用基材２１：巻き出しロール２２：巻き取りロール２３：パターン形成用マスク２４：パターン形成手段２５：排気装置２６：ガス導入装置２７：ガイドロール２９−１、２９−２、２９−３、２９−４：マスク搬送
用ロール３０：パターン形成用基材３１：巻き出しロール３２：巻き取りロール３３：パターン形成用マスク３４：パターン形成手段３５：排気装置３６：ガス導入装置３７：ガイドロール３８：磁石３９：マスク搬送用ロール４０：インバー材４１：防着性を有する保護層４２：防着性および帯電防止性能を有する保護層５０：陰極用パターン５１：陽極用パターン５２：陰極取り出し用パターン５３：正孔注入層用パターン５４：発光層用パターン５５：発光パターン６５、６６：パターン形成用基材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 3/14 Ｈ０５Ｋ 3/14 ＡＦターム(参考） 3K007 AB18 BA06 CA06 CB01 DA01 DB03 EB00 FA01 4K029 AA11 AA25 BB03 CA01 CA03 CA05 HA02 HA03 HA04 KA01 4K030 BB14 CA07 CA12 GA04 GA14 KA12 KA46 LA18 5E343 AA12 AA33 BB21 BB71 DD22 FF12 FF16 GG08 5G435 AA17 BB05 EE33 GG32 KK05 KK10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧雰囲気下で搬送するパターン形成用基
材に対して同期して、かつパターン形成手段から該パタ
ーン形成用基材に向かって飛散するパターン形成用材料
をマスキングしながら搬送し、該パターン形成用基材上
に所望のパターンを形成する際に使用されるパターン形
成用マスクであり、少なくとも金属製基材と、その片側
あるいは両側の表面に高分子樹脂を主体とする保護層を
有し、該保護層の少なくとも一方が該パターン形成用基
材のパターン形成面および／あるいは該パターン形成用
材料に対して防着性を有することを特徴とするパターン
形成用マスク。
【請求項２】防着性を有する保護層が少なくともフッ素
系樹脂あるいはシリコーン系樹脂を含むことを特徴とす
る請求項１に記載のパターン形成用マスク。
【請求項３】保護層の少なくとも一方が帯電防止性能を
有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のパターン形成用マスク。
【請求項４】金属製基材あるいは保護層が強磁性物質を
含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
か１項に記載のパターン形成用マスク。
【請求項５】減圧雰囲気下で搬送するパターン形成用基
材に対して同期して、かつパターン形成手段から該パタ
ーン形成用基材に向かって飛散するパターン形成用材料
をマスキングしながら搬送し、該パターン形成用基材上
に所望のパターンを形成する際に使用されるパターン形
成装置であり、パターン形成用基材を搬送するための搬
送手段と、金属製基材とその片側あるいは両側の表面に
高分子樹脂を主体とする保護層を少なくとも有し、該保
護層の少なくとも一方が該パターン形成用基材のパター
ン形成面および／あるいは該パターン形成用材料に対し
て防着性を有するパターン形成用マスクと、該パターン
形成用マスクを該パターン形成用基材と同期して搬送す
るための搬送手段と、該パターン形成用材料を該パター
ン形成用基材に向かって放出するためのパターン形成手
段と、該パターン形成用基材とパターン形成用マスクの
同期した搬送ならびに該パターン形成手段からのパター
ン形成用材料の飛散を減圧雰囲気下で行うようにするた
めの減圧手段とを少なくとも具備することを特徴とする
パターン形成装置。
【請求項６】パターン形成用マスクと同期して搬送する
パターン形成用基材に接して回動し、かつパターン形成
用マスクを吸着するための磁石を有するガイドロールを
具備することを特徴とする請求項５に記載のパターン形
成装置。
【請求項７】パターン形成手段におけるパターン形成方
法が、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法、化学気相反応法、化学的
気相成長法のいずれかであることを特徴とする請求項５
または請求項６に記載のパターン形成装置。