JP2005042147A - 蒸着用マスクの製造方法および蒸着用マスク - Google Patents
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Abstract
【課題】高い加工精度が得られ、作業性も良好で、薄板素材に折れや変形の不良が発生するのを防止できる蒸着用マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、薄板素材を両面からエッチングして、第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成するとともに、第２の金属層の、第１の金属層における開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成し、その後に中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する。
【選択図】 なし
【解決手段】第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、薄板素材を両面からエッチングして、第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成するとともに、第２の金属層の、第１の金属層における開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成し、その後に中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の表面に低分子有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料、電極形成用材料、誘電体材料、絶縁体材料などを蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法ならびに蒸着用マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電圧の印加によって発光する低分子有機ＥＬ材料からなる有機発光層を備えた有機ＥＬ表示パネルは、透明基板上に透明電極層を形成し、その透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料からなる有機発光層を形成し、その有機発光層上にさらに金属電極層を形成して製造される。この有機ＥＬ表示パネルの製造工程において、透明電極層上への有機発光層の形成は、通常、所定パターンの多数の微細透孔を有する蒸着用のメタルマスクを用いて低分子有機ＥＬ材料を基板上へ蒸着させる方法で行われる。
【０００３】
有機発光層の形成工程で使用される蒸着用マスクは、従来、金属薄板材をフォトエッチングにより加工して、所定パターンの多数の微細透孔が形成された１つもしくは複数のマスク領域を有するマスク薄板を製作し、そのマスク薄板を支持フレームに固着する方法によって製造されていた。また、複数のマスク領域を有する多面取り用の蒸着用マスクは、フォトエッチングによって単一のマスク領域を有する単位マスク薄板を複数枚製作するとともに、単位マスク薄板を縁部で支持する複数の開口部を有する基材部を製作し、複数の単位マスク薄板を基材部の各開口部の縁部にそれぞれ固着する、といった方法によっても製造されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３７０７３号公報（第３−４頁、図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金属薄板材に多数の微細透孔をフォトエッチングにより形成して蒸着用マスクを製造する場合、金属薄板材の厚みが薄いほど、加工精度の面からは有利である。一方、エッチング加工時や検査時等における金属薄板材のハンドリング性の良さや折れ、変形等の不良発生の防止を考えると、ある程度の厚みを有する金属薄板材を使用せざるを得ない、といったように、上記とは相反する要求がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、高い加工精度が得られるとともに、作業性も良好であり、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生するのを防止することができる蒸着用マスクの製造方法ならびに蒸着用マスクを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を両面からエッチングして、前記第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成するとともに、前記第２の金属層の、前記第１の金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を片面側からエッチングして、前記第２の金属層に、枠部を残存させるようにして、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、前記と同一の片面側から前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、前記薄板素材を、前記と同一の片面側からエッチングして、前記第１の金属層の、前記第２の金属層における前記開孔部の形成領域内に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を片面側からもしくは両面からエッチングして、前記第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成する工程と、前記薄板素材の、前記開孔部が形成された第１の金属層面を、耐エッチング性を有する保護膜によって被覆する工程と、前記第１の金属層面が保護膜によって被覆された前記薄板素材をエッチングして、前記第２の金属層の、前記第１の金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、前記薄板素材の第１の金属層面から前記保護膜を剥離して除去する工程と、前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１ないし請求項３に係る各発明の製造方法によると、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が形成される第１の金属層を薄くすることにより、エッチングの加工精度を高めることが可能になる。一方、枠部が残存するように開孔部が形成される第２の金属層が第１の金属層に積層されているので、薄板素材全体としての厚みが確保され、エッチング加工時や検査時等において薄板素材のハンドリング性が良好であり、また、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生する心配が少ない。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の製造方法において、前記第１の金属層に形成される開孔部が、所定パターンを有する複数の微細開孔部であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の製造方法において、前記第１の金属層に形成される開孔部が、べた状開孔部であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の製造方法において、前記第１の金属層および前記第２の金属層にそれぞれ開孔部が形成された薄板材を支持フレームの片面側に、薄板材の一軸方向のみに張りをもたせて接合する工程を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この製造方法では、薄板材を二軸方向にそれぞれ張りをもたせて支持フレームに接合する場合に比べて、支持フレームへの薄板材の接合作業が容易になる。また、薄板材を二軸方向にそれぞれ張力を付与して支持フレームに接合する場合は、それぞれの軸方向における張力を均等にしないと、開孔部の寸法を設計通りに精度良く再現することが難しくなるが、薄板材を一軸方向のみに張りをもたせて支持フレームに接合するので、一軸方向における張力を適切に調整しておけば、開孔部の寸法を設計通りに精度良く再現することが容易にできる。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の製造方法において、前記薄板素材の前記第２の金属層の厚みが前記第１の金属層の厚みより厚くされたことを特徴とする。
【００１６】
この製造方法では、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が形成される第１の金属層が薄くなり、薄板素材全体としての厚みが厚くなるので、エッチングの加工精度を好適に高めることが可能となり、薄板素材のハンドリング性がより良好で、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生する心配がより少なくなる。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の製造方法において、前記薄板素材の中間層がチタンで形成され、その中間層の露出部分をフッ化アンモニウム系または苛性ソーダ系の薄膜液により溶解させて除去することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の製造方法において、前記薄板素材の中間層が樹脂材で形成され、その中間層の露出部分を苛性ソーダ系の薄膜液により溶解させて除去することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクであって、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部がエッチングにより形成され被蒸着面に密接される蒸着用金属層と、この蒸着用金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部がエッチングにより形成され、前記蒸着用金属層を補強するように支持する支持用金属層と、この支持用金属層における前記開孔部に対応する部分が溶解して除去され、その支持用金属層と前記蒸着用金属層との間に介挿された中間層と、が積層された薄板材からなることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、請求項１０記載の蒸着用マスクにおいて、前記蒸着用金属層に形成された開孔部が、所定パターンを有する複数の微細開孔部であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に係る発明は、請求項１０記載の蒸着用マスクにおいて、前記蒸着用金属層に形成された開孔部がべた状開孔部であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に係る発明は、請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載の蒸着用マスクにおいて、前記薄板材の一軸方向のみに張りをもたせて前記支持用金属層側に支持フレームが接合されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に係る発明は、請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載の蒸着用マスクにおいて、前記薄板材の前記第２の金属層の厚みが前記第１の金属層の厚みより厚くされたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１および図２は、この発明の１実施形態を示し、図１は、蒸着用マスクの平面図を、その一部分を拡大した平面図と共に示したものであり、図２は、蒸着用マスクの薄板材の一部を概略的に示す断面図である。この蒸着用マスク１０は、矩形状の支持フレーム（図示せず）の片面側に、複数のマスク領域１４を有する薄板材１２を固着して構成されている。
【００２６】
薄板材１２は、図２に示すように、蒸着用金属層１６と支持用金属層１８と中間層２０とを積層した３層構造を有している。蒸着用金属層１６は、蒸着処理の際に基板の表面に密接される面をなし、蒸着用金属層１６のそれぞれのマスク領域１４には、図１にＡ部分の拡大図を示すように、蒸着材料を所望通りに通過させるための多数の微細開孔部２２が所定パターンで加工形成されている。この蒸着用金属層１６に形成される微細開孔部２２の形状は、図示例では矩形状であるが、スロット状やスリット状等であってもよい。
【００２７】
支持用金属層１８は、蒸着処理の際に蒸着源側となる面をなし、支持用金属層１８には、蒸着用金属層１６における微細開孔部２２の形成領域以外の領域内に枠部２４を残存させるように、蒸着材料を通過させるための大きい開孔部２６が形成されている。この支持用金属層１８は、薄板材１２全体としての厚みを確保して蒸着用金属層１６を補強するように支持するためのものである。したがって、支持用金属層１８の厚みは、蒸着用金属層１６の厚みより厚くすることが好ましい。一方、蒸着用金属層１６に形成される多数の微細開孔部２２は、基板の表面に所望パターンで蒸着される蒸着材料を通過させるためのものであるので、その加工精度を高める必要があり、このためには蒸着用金属層１６の厚みを可能な範囲で薄くすることが好ましい。例えば、蒸着用金属層１６の厚みは、５μｍ〜５０μｍの範囲とし、支持用金属層１８の厚みは、２０μｍ〜３００μｍの範囲とすることが好ましい。蒸着用金属層１６の微細開孔部２２および支持用金属層１８の開孔部２６は、後述するようにそれぞれフォトエッチングにより形成される。また、蒸着用金属層１６および支持用金属層１８は、Ｆｅ（鉄）やインバー合金等のＦｅ／Ｎｉ（鉄／ニッケル）合金など、エッチング可能な金属材料でそれぞれ形成される。
【００２８】
上記した蒸着用金属層１６と支持用金属層１８との間に、中間層２０が介挿される。この中間層２０は、三層構造の薄板素材に対し後述するようなフォトエッチング法を実行して薄板材１２を作製する結果、蒸着用金属層１６と支持用金属層１８との間に残存するものであり、支持用金属層１８における開孔部２６に対応する部分が除去された平面および断面形状を有している。この中間層２０は、耐エッチング性を有しかつエッチング液以外の所定の薬液に対して溶解性を有する材料で形成される。このような材料として、例えば、苛性ソーダ等のアルカリ液に対し溶解可能なＴｉ（チタン）や樹脂材などが使用される。
【００２９】
中間層２０を形成する材料について、より詳しく説明すると、金属材料としては、耐エッチング性や蒸着用金属層１６および支持用金属層１８を形成する金属材料、例えば３６Ｎｉ鉄合金等との接着性などの観点から、Ｔｉが好適である。蒸着用金属層１６をなす第１の金属層と支持用金属層１８をなす第２の金属層との間にＴｉからなる中間層が介挿された三層構造の薄板素材を製造する方法としては、例えば、２枚の金属薄板の中間にＴｉを真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などによって成膜しつつ、それと同時に２枚の金属薄板とＴｉ薄膜とを強圧着する、といった方法が採用される。このようにして製造された薄板素材の中間層をなすＴｉは、フッ化アンモニウム系や苛性ソーダ系の薄膜液を使用して溶解させることが可能である。
【００３０】
また、樹脂材料としては、アルカリ系薄膜液に対して溶解性を有しかつエッチング液で溶解しない熱架橋型の合成樹脂や天然樹脂が使用される。より具体的には、一般にドライフィルムと呼ばれるアクリル系フィルム状レジストが簡便に使用し得るので好適である。このアクリル系フィルム状レジストを使用して三層構造の薄板素材を製造するには、２枚の金属薄板の中間にフィルム状レジストを挟むようにしてラミネートし熱硬化させるようにする。このようにして製造された薄板素材の中間層をなすアクリル系フィルム状レジストは、苛性ソーダ系の薄膜液を使用して溶解させることが可能である。また、２枚の金属薄板のうちの一方の片面に上記以外の可溶性接着シートを貼り付けたり液状の接着剤を塗布し、その接着シートや接着剤を介して他方の金属薄板を接合し、それらを強圧接して三層構造の薄板素材を製造することもできる。中間層をなす接着シートや接着剤は、強アルカリ液によって溶解させることが可能である。さらに、２枚の金属薄板のうちの一方の片面にレジスト（感光性なし）剤を塗布し、そのレジスト剤を介して他方の金属薄板を接合し、それらを強圧接して三層構造の薄板素材を製造するようにしてもよい。そのようなレジスト剤は、アルカリ現像液を使用して溶解させることが可能である。
【００３１】
この蒸着用マスク１０は、基板の表面に低分子有機ＥＬ材料、電極形成用材料、誘電体材料、絶縁体材料などを所定パターンで蒸着させる際に使用される。例えば、有機ＥＬ表示パネルの製造工程においては、透明基板（ガラス基板）上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極層を形成した後、この蒸着用マスク１０の薄板材１２の蒸着用金属層１６面側を透明基板の透明電極層側に位置合わせして密着させ、薄板材１２の微細開孔部２２を通して低分子有機ＥＬ材料を透明電極層上に蒸着させ、透明電極層上に所定パターンの有機発光層が形成されるようにする。有機発光層が形成されると、その有機発光層上にさらに金属電極層を形成して有機ＥＬ表示パネルが製造される。
【００３２】
図１および図２に示した蒸着用マスク１０の薄板材１２は、三層構造の薄板素材の第１の金属層および第２の金属層にそれぞれフォトエッチングによって開孔部を形成することにより製造される。図３および図４により、蒸着用マスクの製造方法の１例について詳しく説明する。
【００３３】
まず、図３の（ａ）に示すように、第１の金属層３２と第２の金属層３４との間に中間層３６が介挿された薄板素材３０を用意する。第１の金属層３２および第２の金属層３４は、インバー合金や鉄−ニッケル，コバルト合金等の熱膨張が少ない金属材料で形成され、中間層３６は、上記したようなチタンや樹脂材で形成されている。第１の金属層３２の厚みは、例えば５μｍ〜５０μｍであり、第２の金属層３４の厚みは、例えば２０μｍ〜３００μｍである。このような薄板素材３０の両面に、図３の（ｂ）に示すように、それぞれ感光液を塗布し乾燥させて、薄板素材３０の両面にそれぞれフォトレジスト膜３８、４０を被着形成する。
【００３４】
次に、図３の（ｃ）に示すように、薄板素材３０の第１の金属層３２面側に、形成しようとする多数の微細開孔部に対応した所定パターンを有する露光用マスク４２を密着させるとともに、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に、微細開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるようにして大きい開孔部を形成させるための所定パターンを有する露光用マスク４４を密着させる。そして、各露光用マスク４２、４４を介して各フォトレジスト膜３８、４０をそれぞれ露光し、図３の（ｄ）に示すように、各フォトレジスト膜３８ａ、４０ａをそれぞれ所定パターン通りに硬化（不溶化）させた後、図３の（ｅ）に示すように、現像して、薄板素材３０の両面にそれぞれ所定パターンを有する耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂを形成する。
【００３５】
続いて、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図４の（ｆ）に示すように、第１の金属層３２に微細開孔部４６を形成するとともに、第２の金属層３４に、枠部を残すようにして大きい開孔部４８を形成する。次に、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図４の（ｇ）に示すように、薄板素材３０の両面からそれぞれ耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂを剥離する。さらに引き続き、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図４の（ｈ）に示すように、中間層３６の露出部分を溶解させて除去することにより、第１の金属層３２の微細開孔部４６と第２の金属層３４の開孔部４８とが連通して、薄板材５０が得られる。このようにして作製された薄板材５０を、図４の（ｉ）に示すように、矩形状の支持フレーム５２の片面側に接合することにより、蒸着用マスク５４が完成する。支持フレーム１２としては、例えば、ステンレス鋼やインバー合金等で形成されたフレームが使用される。
【００３６】
薄板材５０を支持フレーム５２に接合する作業は、例えば以下のようにして行われる。すなわち、図５の（ａ）に斜視図を示すように、薄板材５０を支持フレーム５２の片面側に重ね合わせるようにする。このとき、図５の（ｂ）に示すように、薄板材５０を、その一軸方向のみに張りをもたせるようにして支持フレーム５２の片面側に重ね合わせる。そして、図５の（ｃ）に示すように、薄板材５０に張りをもたせた状態のままで、薄板材５０を支持フレーム５２の片面側に一体的に接合する。この際、支持フレーム５２の、薄板材５０に対する張力の付与方向において互いに対向する一対の枠部と薄板材５０の両端辺部とを接合する。図中の符号５６が、支持フレーム５２と薄板材５０との接合部分である。また、支持フレーム５２への薄板材５０の接合は、溶接、例えばスポット溶接、接着剤や接着テープを用いた接着などの方法により行われる。
【００３７】
次に、図６ないし図８に基づいて、蒸着用マスクの製造方法の別の例について説明する。
【００３８】
図６の（ａ）に示すように、第１の金属層３２と第２の金属層３４との間に中間層３６が介挿された薄板素材３０を用意し、図６の（ｂ）に示すように、それぞれ感光液を塗布し乾燥させて、薄板素材３０の両面にそれぞれフォトレジスト膜３８、４０を被着形成する。
【００３９】
次に、図６の（ｃ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に、微細開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるようにして大きい開孔部を形成させるための所定パターンを有する露光用マスク４４を密着させる。そして、薄板素材３０の第１の金属層３２面側は、そのままフォトレジスト膜３８を全面露光するとともに、薄板素材３０の第２の金属層３４面側は、露光用マスク４４を介してフォトレジスト膜４０を露光し、図６の（ｄ）に示すように、薄板素材３０の第１の金属層３２面側は、フォトレジスト膜３８を全面的に硬化（不溶化）させて、第１の金属層３２の全面を被覆する耐食性レジスト膜３８ｃを形成する。他方、薄板素材３０の第２の金属層３４面側は、フォトレジスト膜４０ａを所定パターン通りに硬化させた後、図６の（ｅ）に示すように、現像して、薄板素材３０の第２の金属層３４面に所定パターンを有する耐食性レジスト膜４０ｂを形成する。なお、薄板素材３０の第１の金属層３２面側については、フォトレジスト膜３８を被着形成した後に全面露光して耐食性レジスト膜３８ｃを形成する代わりに、第１の金属層３２面に耐酸性のある耐エッチングフィルムを貼り付けるようにし、後述するエッチング終了後に、その耐エッチングフィルムを第１の金属層３２面から剥がすようにしてもよい。
【００４０】
続いて、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図７の（ｆ）に示すように、第２の金属層３４に、枠部を残すようにして大きい開孔部４８を形成する。次に、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図７の（ｇ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面から耐食性レジスト膜４０ｂを剥離する。さらに引き続き、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図７の（ｈ）に示すように、中間層３６の露出部分を溶解させて除去する。
【００４１】
次に、図７の（ｉ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に感光液を塗布し乾燥させて、第２の金属層３４面側に、開孔部４８内にも充填されたフォトレジスト膜５８を被着形成する。続いて、図７の（ｊ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に、形成しようとする多数の微細開孔部に対応した所定パターンを有する露光用マスク４２を密着させる。そして、薄板素材３０の第２の金属層３４面側から露光用マスク４２を介してフォトレジスト膜５６を露光し、図８の（ｋ）に示すように、フォトレジスト膜５６ａを所定パターン通りに硬化（不溶化）させた後、図８の（ｌ）に示すように、現像して、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に所定パターンを有する耐食性レジスト膜５８ｂを形成する。
【００４２】
続いて、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図８の（ｍ）に示すように、第１の金属層３２に微細開孔部６０を形成する。次に、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図８の（ｎ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側から耐食性レジスト膜５８ｂを剥離することにより、薄板材６２が得られる。このようにして作製された薄板材６２を、図８の（ｏ）に示すように、矩形状の支持フレーム５２の片面側に接合することにより、蒸着用マスク６４が完成する。
【００４３】
以上のようにして製造された蒸着用マスク６４は、図８の（ｏ）のＢ部分を拡大した断面図を図９に示すように、薄板素材３０の第１の金属層３２に形成された微細開孔部６０の断面がテーパー面となり、支持フレーム５２との接合面側となる面（蒸着処理の際に蒸着源側となる面であって、図８の（ｏ）および図９では下面）から他方の面（図８の（ｏ）および図９では上面）に向かって徐々に開口寸法が小さくなっている。このような断面形状を有する微細開孔部６０が多数形成された薄板材６２を備えた蒸着用マスク６４を用いて、例えば透明基板上に形成された透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させるときは、薄板材６２の、微細開孔部６０の開口面積が小さい側の面（図８の（ｏ）および図９では上面）が透明電極層と対面することになる。したがって、薄板材６２の多数の微細開孔部６０への低分子有機ＥＬ材料ガスの進入が均一にかつ良好に行われる。また、薄板材６２の微細開孔部６０の開口周縁と透明電極層との密着が良好となるため、微細開孔部６０の開口周縁によって規定される有機発光層のパターン形状が精度良く再現される、といった利点がある。
【００４４】
次に、図１０および図１１に基づいて、蒸着用マスクの製造方法のさらに別の例について説明する。この製造方法は、図３および図４に基づいて説明した上記製造方法とは途中の工程まで、すなわち図３の（ａ）〜（ｅ）に示す工程までは同じであり、それらの工程についての図示および説明を省略する。
【００４５】
図３の（ｅ）に示すように、薄板素材３０の両面にそれぞれ所定パターンを有する耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂが形成されると、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図１０の（ｆ）に示すように、第１の金属層３２に微細開孔部４６を形成する。このとき、第２の金属層３４も同時に、厚み方向において部分的にエッチングされるが、第２の金属層３４の厚みは第１の金属層３２の厚みより厚いので、第１の金属層３２に微細開孔部４６が形成された時点でエッチングを終了することにより、第２の金属層３４には、中間層３６まで到達するような開孔部が形成されない。なお、第１の金属層３２の厚みと第２の金属層３４の厚みとがそれほど違わないような場合には、第２の金属層３４面に耐酸性のある耐エッチングフィルムを貼り付けるなどして第２の金属層３４の表面を保護してから、スプレイエッチングを行い、エッチング終了後に耐エッチングフィルムを第２の金属層３４面から剥がすようにしてもよい。
【００４６】
薄板素材３０の第１の金属層３２に微細開孔部４６が形成されると、図１０の（ｇ）に示すように、第１の金属層３２の表面を耐エッチング性を有する保護膜６６によって被覆する。この保護膜６６は、例えば、アルカリ可溶性の蒸発乾燥型樹脂を第１の金属層３２面側に塗布した後に乾燥させたり、アルカリ可溶性の紫外線硬化型樹脂を第１の金属層３２面側に塗布した後に紫外線で露光したり、保護粘着フィルムを第１の金属層３２面に貼り付けたりすることにより形成される。次に、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図１０の（ｈ）に示すように、第２の金属層３４に、枠部を残すようにして大きい開孔部４８を形成する。そして、アルカリ液を使用して第１の金属層３２面上の樹脂膜を溶解させたり保護粘着フィルムを第１の金属層３２面から剥がしたりすることにより、図１０の（ｉ）に示すように、第１の金属層３２面から保護膜６６を剥離して除去する。続いて、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図１０の（ｊ）に示すように、薄板素材３０の両面からそれぞれ耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂを剥離する。なお、アルカリ可溶性樹脂を使用して保護膜６６を形成したときは、苛性ソーダ等のアルカリ液を使用することにより、第１の金属層３２面からの保護膜６６の除去および薄板素材３０の両面からの耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂの剥離が１つの工程で行われることになる。
【００４７】
さらに引き続き、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図１１の（ｋ）に示すように、中間層３６の露出部分を溶解させて除去することにより、第１の金属層３２の微細開孔部４６と第２の金属層３４の開孔部４８とが連通して、薄板材５０が得られる。このようにして作製された薄板材５０を、図１１の（ｌ）に示すように、矩形状の支持フレーム５２の片面側に接合することにより、蒸着用マスク５４が完成する。
【００４８】
この製造方法によったときは、微細開孔部４６が形成された第１の金属層３２が工程の途中において保護されて、薄い第１の金属層３２に折れや傷等の欠陥が発生することを防止することができる。
【００４９】
なお、上記した実施形態では、薄板材の蒸着用金属層（第１の金属層）に多数の微細開孔部が形成され、主として基板の表面に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクおよびその製造方法について説明したが、例えば、薄板材の蒸着用金属層（第１の金属層）にべた状開孔部が形成され、基板の表面に電極形成用材料を蒸着させて電極を形成する際に使用される蒸着用マスクなどについても、この発明は同様に適用し得るものである。
【００５０】
また、上記した実施形態では、フォトエッチングにより薄板材を作製した後に、薄板材を支持フレームに接合するようにしているが、薄板素材をエッチング加工する前に支持フレームに接合しておき、支持フレームに接合された状態の薄板素材にエッチング加工を施すようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に係る各発明の蒸着用マスクの製造方法によると、高い加工精度を有する蒸着用マスクを得ることができるとともに、作業性も良好であり、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生するのを防止することができる。そして、この製造方法によると、大形の蒸着用マスクであっても支障なく製造することが可能となる。
【００５２】
請求項４に係る発明の製造方法では、所定パターンを有する複数の微細開孔部が形成されたマスク領域を有し、例えば基板の表面に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクを、高い加工精度で得ることができる。
【００５３】
請求項５に係る発明の製造方法では、べた状開孔部が形成されて、例えば基板の表面に電極形成用材料を蒸着させて電極を形成する際に使用される蒸着用マスクを、高い加工精度で得ることができる。
【００５４】
請求項６に係る発明の製造方法では、薄板材を支持フレームの片面側に接合する作業が容易になり、また、開孔部の寸法を設計通りに精度良く容易に再現することができる。
【００５５】
請求項７に係る発明の製造方法では、エッチングの加工精度を好適に高めることができるとともに、薄板素材のハンドリング性がより良好となり、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生する心配がより少なくなる。
【００５６】
請求項８および請求項９に係る各発明の製造方法では、請求項１ないし請求項３に係る各発明の製造方法の各工程における処理が確実に実行されて、上記効果が得られる。
【００５７】
請求項１０に係る発明の蒸着用マスクは、加工精度が高く、その製造工程での作業性も良好であり、製造工程において薄板素材に折れ、変形等の不良が発生することもない。
【００５８】
請求項１１に係る発明の蒸着用マスクは、高い加工精度を有するので、例えば基板の表面に低分子有機ＥＬ材料を良好に蒸着させて高品質の有機発光層を形成することができる。
【００５９】
請求項１２に係る発明の蒸着用マスクは、高い加工精度を有するので、例えば基板の表面に電極形成用材料を良好に蒸着させて高品質の電極を形成することができる。
【００６０】
請求項１３に係る発明の蒸着用マスクは、開孔部の寸法が設計通りに精度良く再現され、その製造工程での作業も容易である。
【００６１】
請求項１４に係る発明の蒸着用マスクは、加工精度が高く確保され、その製造工程での作業性もより良好となり、製造工程において薄板素材に折れ、変形等の不良が発生することもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１実施形態を示し、蒸着用マスクの平面図を、その一部分を拡大した平面図と共に示したものである。
【図２】図１に示した蒸着用マスクの薄板材の一部を概略的に示す断面図である。
【図３】この発明に係る蒸着マスクの製造方法の１例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図４】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図５】薄板材を支持フレームに接合する作業について説明するための図であって、各工程をそれぞれ斜視図で示したものである。
【図６】この発明に係る蒸着マスクの製造方法の別の例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図７】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図８】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図９】図６ないし図８に示した製造方法によって製造された蒸着マスクの薄板材の部分拡大断面図であって、図８の（ｏ）のＢ部分を拡大した断面図である。
【図１０】この発明に係る蒸着マスクの製造方法のさらに別の例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図１１】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【符号の説明】
１０、５４、６４ 蒸着用マスク
１２ 薄板材
１４ マスク領域
１６ 蒸着用金属層
１８ 支持用金属層
２０ 薄板材の中間層
２２ 微細開孔部
２４ 支持用金属層の枠部
２６ 支持用金属層の開孔部
３０ 薄板素材
３２ 第１の金属層
３４ 第２の金属層
３６ 薄板素材の中間層
３８、４０、５８ フォトレジスト膜
３８ｂ、４０ｂ、３８ｃ、５８ｂ 耐食性レジスト膜
４２、４４ 露光用マスク
４６、６０ 第１の金属層の微細開孔部
４８ 第２の金属層の開孔部
５０、６２ 薄板材
５２ 支持フレーム
５６ 支持フレームと薄板材との接合部分
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の表面に低分子有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料、電極形成用材料、誘電体材料、絶縁体材料などを蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法ならびに蒸着用マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電圧の印加によって発光する低分子有機ＥＬ材料からなる有機発光層を備えた有機ＥＬ表示パネルは、透明基板上に透明電極層を形成し、その透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料からなる有機発光層を形成し、その有機発光層上にさらに金属電極層を形成して製造される。この有機ＥＬ表示パネルの製造工程において、透明電極層上への有機発光層の形成は、通常、所定パターンの多数の微細透孔を有する蒸着用のメタルマスクを用いて低分子有機ＥＬ材料を基板上へ蒸着させる方法で行われる。
【０００３】
有機発光層の形成工程で使用される蒸着用マスクは、従来、金属薄板材をフォトエッチングにより加工して、所定パターンの多数の微細透孔が形成された１つもしくは複数のマスク領域を有するマスク薄板を製作し、そのマスク薄板を支持フレームに固着する方法によって製造されていた。また、複数のマスク領域を有する多面取り用の蒸着用マスクは、フォトエッチングによって単一のマスク領域を有する単位マスク薄板を複数枚製作するとともに、単位マスク薄板を縁部で支持する複数の開口部を有する基材部を製作し、複数の単位マスク薄板を基材部の各開口部の縁部にそれぞれ固着する、といった方法によっても製造されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３７０７３号公報（第３−４頁、図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金属薄板材に多数の微細透孔をフォトエッチングにより形成して蒸着用マスクを製造する場合、金属薄板材の厚みが薄いほど、加工精度の面からは有利である。一方、エッチング加工時や検査時等における金属薄板材のハンドリング性の良さや折れ、変形等の不良発生の防止を考えると、ある程度の厚みを有する金属薄板材を使用せざるを得ない、といったように、上記とは相反する要求がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、高い加工精度が得られるとともに、作業性も良好であり、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生するのを防止することができる蒸着用マスクの製造方法ならびに蒸着用マスクを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を両面からエッチングして、前記第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成するとともに、前記第２の金属層の、前記第１の金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を片面側からエッチングして、前記第２の金属層に、枠部を残存させるようにして、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、前記と同一の片面側から前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、前記薄板素材を、前記と同一の片面側からエッチングして、前記第１の金属層の、前記第２の金属層における前記開孔部の形成領域内に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を片面側からもしくは両面からエッチングして、前記第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成する工程と、前記薄板素材の、前記開孔部が形成された第１の金属層面を、耐エッチング性を有する保護膜によって被覆する工程と、前記第１の金属層面が保護膜によって被覆された前記薄板素材をエッチングして、前記第２の金属層の、前記第１の金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、前記薄板素材の第１の金属層面から前記保護膜を剥離して除去する工程と、前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１ないし請求項３に係る各発明の製造方法によると、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が形成される第１の金属層を薄くすることにより、エッチングの加工精度を高めることが可能になる。一方、枠部が残存するように開孔部が形成される第２の金属層が第１の金属層に積層されているので、薄板素材全体としての厚みが確保され、エッチング加工時や検査時等において薄板素材のハンドリング性が良好であり、また、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生する心配が少ない。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の製造方法において、前記第１の金属層に形成される開孔部が、所定パターンを有する複数の微細開孔部であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の製造方法において、前記第１の金属層に形成される開孔部が、べた状開孔部であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の製造方法において、前記第１の金属層および前記第２の金属層にそれぞれ開孔部が形成された薄板材を支持フレームの片面側に、薄板材の一軸方向のみに張りをもたせて接合する工程を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この製造方法では、薄板材を二軸方向にそれぞれ張りをもたせて支持フレームに接合する場合に比べて、支持フレームへの薄板材の接合作業が容易になる。また、薄板材を二軸方向にそれぞれ張力を付与して支持フレームに接合する場合は、それぞれの軸方向における張力を均等にしないと、開孔部の寸法を設計通りに精度良く再現することが難しくなるが、薄板材を一軸方向のみに張りをもたせて支持フレームに接合するので、一軸方向における張力を適切に調整しておけば、開孔部の寸法を設計通りに精度良く再現することが容易にできる。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の製造方法において、前記薄板素材の前記第２の金属層の厚みが前記第１の金属層の厚みより厚くされたことを特徴とする。
【００１６】
この製造方法では、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が形成される第１の金属層が薄くなり、薄板素材全体としての厚みが厚くなるので、エッチングの加工精度を好適に高めることが可能となり、薄板素材のハンドリング性がより良好で、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生する心配がより少なくなる。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の製造方法において、前記薄板素材の中間層がチタンで形成され、その中間層の露出部分をフッ化アンモニウム系または苛性ソーダ系の薄膜液により溶解させて除去することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の製造方法において、前記薄板素材の中間層が樹脂材で形成され、その中間層の露出部分を苛性ソーダ系の薄膜液により溶解させて除去することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクであって、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部がエッチングにより形成され被蒸着面に密接される蒸着用金属層と、この蒸着用金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部がエッチングにより形成され、前記蒸着用金属層を補強するように支持する支持用金属層と、この支持用金属層における前記開孔部に対応する部分が溶解して除去され、その支持用金属層と前記蒸着用金属層との間に介挿された中間層と、が積層された薄板材からなることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、請求項１０記載の蒸着用マスクにおいて、前記蒸着用金属層に形成された開孔部が、所定パターンを有する複数の微細開孔部であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に係る発明は、請求項１０記載の蒸着用マスクにおいて、前記蒸着用金属層に形成された開孔部がべた状開孔部であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に係る発明は、請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載の蒸着用マスクにおいて、前記薄板材の一軸方向のみに張りをもたせて前記支持用金属層側に支持フレームが接合されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に係る発明は、請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載の蒸着用マスクにおいて、前記薄板材の前記第２の金属層の厚みが前記第１の金属層の厚みより厚くされたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１および図２は、この発明の１実施形態を示し、図１は、蒸着用マスクの平面図を、その一部分を拡大した平面図と共に示したものであり、図２は、蒸着用マスクの薄板材の一部を概略的に示す断面図である。この蒸着用マスク１０は、矩形状の支持フレーム（図示せず）の片面側に、複数のマスク領域１４を有する薄板材１２を固着して構成されている。
【００２６】
薄板材１２は、図２に示すように、蒸着用金属層１６と支持用金属層１８と中間層２０とを積層した３層構造を有している。蒸着用金属層１６は、蒸着処理の際に基板の表面に密接される面をなし、蒸着用金属層１６のそれぞれのマスク領域１４には、図１にＡ部分の拡大図を示すように、蒸着材料を所望通りに通過させるための多数の微細開孔部２２が所定パターンで加工形成されている。この蒸着用金属層１６に形成される微細開孔部２２の形状は、図示例では矩形状であるが、スロット状やスリット状等であってもよい。
【００２７】
支持用金属層１８は、蒸着処理の際に蒸着源側となる面をなし、支持用金属層１８には、蒸着用金属層１６における微細開孔部２２の形成領域以外の領域内に枠部２４を残存させるように、蒸着材料を通過させるための大きい開孔部２６が形成されている。この支持用金属層１８は、薄板材１２全体としての厚みを確保して蒸着用金属層１６を補強するように支持するためのものである。したがって、支持用金属層１８の厚みは、蒸着用金属層１６の厚みより厚くすることが好ましい。一方、蒸着用金属層１６に形成される多数の微細開孔部２２は、基板の表面に所望パターンで蒸着される蒸着材料を通過させるためのものであるので、その加工精度を高める必要があり、このためには蒸着用金属層１６の厚みを可能な範囲で薄くすることが好ましい。例えば、蒸着用金属層１６の厚みは、５μｍ〜５０μｍの範囲とし、支持用金属層１８の厚みは、２０μｍ〜３００μｍの範囲とすることが好ましい。蒸着用金属層１６の微細開孔部２２および支持用金属層１８の開孔部２６は、後述するようにそれぞれフォトエッチングにより形成される。また、蒸着用金属層１６および支持用金属層１８は、Ｆｅ（鉄）やインバー合金等のＦｅ／Ｎｉ（鉄／ニッケル）合金など、エッチング可能な金属材料でそれぞれ形成される。
【００２８】
上記した蒸着用金属層１６と支持用金属層１８との間に、中間層２０が介挿される。この中間層２０は、三層構造の薄板素材に対し後述するようなフォトエッチング法を実行して薄板材１２を作製する結果、蒸着用金属層１６と支持用金属層１８との間に残存するものであり、支持用金属層１８における開孔部２６に対応する部分が除去された平面および断面形状を有している。この中間層２０は、耐エッチング性を有しかつエッチング液以外の所定の薬液に対して溶解性を有する材料で形成される。このような材料として、例えば、苛性ソーダ等のアルカリ液に対し溶解可能なＴｉ（チタン）や樹脂材などが使用される。
【００２９】
中間層２０を形成する材料について、より詳しく説明すると、金属材料としては、耐エッチング性や蒸着用金属層１６および支持用金属層１８を形成する金属材料、例えば３６Ｎｉ鉄合金等との接着性などの観点から、Ｔｉが好適である。蒸着用金属層１６をなす第１の金属層と支持用金属層１８をなす第２の金属層との間にＴｉからなる中間層が介挿された三層構造の薄板素材を製造する方法としては、例えば、２枚の金属薄板の中間にＴｉを真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などによって成膜しつつ、それと同時に２枚の金属薄板とＴｉ薄膜とを強圧着する、といった方法が採用される。このようにして製造された薄板素材の中間層をなすＴｉは、フッ化アンモニウム系や苛性ソーダ系の薄膜液を使用して溶解させることが可能である。
【００３０】
また、樹脂材料としては、アルカリ系薄膜液に対して溶解性を有しかつエッチング液で溶解しない熱架橋型の合成樹脂や天然樹脂が使用される。より具体的には、一般にドライフィルムと呼ばれるアクリル系フィルム状レジストが簡便に使用し得るので好適である。このアクリル系フィルム状レジストを使用して三層構造の薄板素材を製造するには、２枚の金属薄板の中間にフィルム状レジストを挟むようにしてラミネートし熱硬化させるようにする。このようにして製造された薄板素材の中間層をなすアクリル系フィルム状レジストは、苛性ソーダ系の薄膜液を使用して溶解させることが可能である。また、２枚の金属薄板のうちの一方の片面に上記以外の可溶性接着シートを貼り付けたり液状の接着剤を塗布し、その接着シートや接着剤を介して他方の金属薄板を接合し、それらを強圧接して三層構造の薄板素材を製造することもできる。中間層をなす接着シートや接着剤は、強アルカリ液によって溶解させることが可能である。さらに、２枚の金属薄板のうちの一方の片面にレジスト（感光性なし）剤を塗布し、そのレジスト剤を介して他方の金属薄板を接合し、それらを強圧接して三層構造の薄板素材を製造するようにしてもよい。そのようなレジスト剤は、アルカリ現像液を使用して溶解させることが可能である。
【００３１】
この蒸着用マスク１０は、基板の表面に低分子有機ＥＬ材料、電極形成用材料、誘電体材料、絶縁体材料などを所定パターンで蒸着させる際に使用される。例えば、有機ＥＬ表示パネルの製造工程においては、透明基板（ガラス基板）上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極層を形成した後、この蒸着用マスク１０の薄板材１２の蒸着用金属層１６面側を透明基板の透明電極層側に位置合わせして密着させ、薄板材１２の微細開孔部２２を通して低分子有機ＥＬ材料を透明電極層上に蒸着させ、透明電極層上に所定パターンの有機発光層が形成されるようにする。有機発光層が形成されると、その有機発光層上にさらに金属電極層を形成して有機ＥＬ表示パネルが製造される。
【００３２】
図１および図２に示した蒸着用マスク１０の薄板材１２は、三層構造の薄板素材の第１の金属層および第２の金属層にそれぞれフォトエッチングによって開孔部を形成することにより製造される。図３および図４により、蒸着用マスクの製造方法の１例について詳しく説明する。
【００３３】
まず、図３の（ａ）に示すように、第１の金属層３２と第２の金属層３４との間に中間層３６が介挿された薄板素材３０を用意する。第１の金属層３２および第２の金属層３４は、インバー合金や鉄−ニッケル，コバルト合金等の熱膨張が少ない金属材料で形成され、中間層３６は、上記したようなチタンや樹脂材で形成されている。第１の金属層３２の厚みは、例えば５μｍ〜５０μｍであり、第２の金属層３４の厚みは、例えば２０μｍ〜３００μｍである。このような薄板素材３０の両面に、図３の（ｂ）に示すように、それぞれ感光液を塗布し乾燥させて、薄板素材３０の両面にそれぞれフォトレジスト膜３８、４０を被着形成する。
【００３４】
次に、図３の（ｃ）に示すように、薄板素材３０の第１の金属層３２面側に、形成しようとする多数の微細開孔部に対応した所定パターンを有する露光用マスク４２を密着させるとともに、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に、微細開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるようにして大きい開孔部を形成させるための所定パターンを有する露光用マスク４４を密着させる。そして、各露光用マスク４２、４４を介して各フォトレジスト膜３８、４０をそれぞれ露光し、図３の（ｄ）に示すように、各フォトレジスト膜３８ａ、４０ａをそれぞれ所定パターン通りに硬化（不溶化）させた後、図３の（ｅ）に示すように、現像して、薄板素材３０の両面にそれぞれ所定パターンを有する耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂを形成する。
【００３５】
続いて、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図４の（ｆ）に示すように、第１の金属層３２に微細開孔部４６を形成するとともに、第２の金属層３４に、枠部を残すようにして大きい開孔部４８を形成する。次に、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図４の（ｇ）に示すように、薄板素材３０の両面からそれぞれ耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂを剥離する。さらに引き続き、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図４の（ｈ）に示すように、中間層３６の露出部分を溶解させて除去することにより、第１の金属層３２の微細開孔部４６と第２の金属層３４の開孔部４８とが連通して、薄板材５０が得られる。このようにして作製された薄板材５０を、図４の（ｉ）に示すように、矩形状の支持フレーム５２の片面側に接合することにより、蒸着用マスク５４が完成する。支持フレーム１２としては、例えば、ステンレス鋼やインバー合金等で形成されたフレームが使用される。
【００３６】
薄板材５０を支持フレーム５２に接合する作業は、例えば以下のようにして行われる。すなわち、図５の（ａ）に斜視図を示すように、薄板材５０を支持フレーム５２の片面側に重ね合わせるようにする。このとき、図５の（ｂ）に示すように、薄板材５０を、その一軸方向のみに張りをもたせるようにして支持フレーム５２の片面側に重ね合わせる。そして、図５の（ｃ）に示すように、薄板材５０に張りをもたせた状態のままで、薄板材５０を支持フレーム５２の片面側に一体的に接合する。この際、支持フレーム５２の、薄板材５０に対する張力の付与方向において互いに対向する一対の枠部と薄板材５０の両端辺部とを接合する。図中の符号５６が、支持フレーム５２と薄板材５０との接合部分である。また、支持フレーム５２への薄板材５０の接合は、溶接、例えばスポット溶接、接着剤や接着テープを用いた接着などの方法により行われる。
【００３７】
次に、図６ないし図８に基づいて、蒸着用マスクの製造方法の別の例について説明する。
【００３８】
図６の（ａ）に示すように、第１の金属層３２と第２の金属層３４との間に中間層３６が介挿された薄板素材３０を用意し、図６の（ｂ）に示すように、それぞれ感光液を塗布し乾燥させて、薄板素材３０の両面にそれぞれフォトレジスト膜３８、４０を被着形成する。
【００３９】
次に、図６の（ｃ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に、微細開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるようにして大きい開孔部を形成させるための所定パターンを有する露光用マスク４４を密着させる。そして、薄板素材３０の第１の金属層３２面側は、そのままフォトレジスト膜３８を全面露光するとともに、薄板素材３０の第２の金属層３４面側は、露光用マスク４４を介してフォトレジスト膜４０を露光し、図６の（ｄ）に示すように、薄板素材３０の第１の金属層３２面側は、フォトレジスト膜３８を全面的に硬化（不溶化）させて、第１の金属層３２の全面を被覆する耐食性レジスト膜３８ｃを形成する。他方、薄板素材３０の第２の金属層３４面側は、フォトレジスト膜４０ａを所定パターン通りに硬化させた後、図６の（ｅ）に示すように、現像して、薄板素材３０の第２の金属層３４面に所定パターンを有する耐食性レジスト膜４０ｂを形成する。なお、薄板素材３０の第１の金属層３２面側については、フォトレジスト膜３８を被着形成した後に全面露光して耐食性レジスト膜３８ｃを形成する代わりに、第１の金属層３２面に耐酸性のある耐エッチングフィルムを貼り付けるようにし、後述するエッチング終了後に、その耐エッチングフィルムを第１の金属層３２面から剥がすようにしてもよい。
【００４０】
続いて、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図７の（ｆ）に示すように、第２の金属層３４に、枠部を残すようにして大きい開孔部４８を形成する。次に、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図７の（ｇ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面から耐食性レジスト膜４０ｂを剥離する。さらに引き続き、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図７の（ｈ）に示すように、中間層３６の露出部分を溶解させて除去する。
【００４１】
次に、図７の（ｉ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に感光液を塗布し乾燥させて、第２の金属層３４面側に、開孔部４８内にも充填されたフォトレジスト膜５８を被着形成する。続いて、図７の（ｊ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に、形成しようとする多数の微細開孔部に対応した所定パターンを有する露光用マスク４２を密着させる。そして、薄板素材３０の第２の金属層３４面側から露光用マスク４２を介してフォトレジスト膜５６を露光し、図８の（ｋ）に示すように、フォトレジスト膜５６ａを所定パターン通りに硬化（不溶化）させた後、図８の（ｌ）に示すように、現像して、薄板素材３０の第２の金属層３４面側に所定パターンを有する耐食性レジスト膜５８ｂを形成する。
【００４２】
続いて、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図８の（ｍ）に示すように、第１の金属層３２に微細開孔部６０を形成する。次に、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図８の（ｎ）に示すように、薄板素材３０の第２の金属層３４面側から耐食性レジスト膜５８ｂを剥離することにより、薄板材６２が得られる。このようにして作製された薄板材６２を、図８の（ｏ）に示すように、矩形状の支持フレーム５２の片面側に接合することにより、蒸着用マスク６４が完成する。
【００４３】
以上のようにして製造された蒸着用マスク６４は、図８の（ｏ）のＢ部分を拡大した断面図を図９に示すように、薄板素材３０の第１の金属層３２に形成された微細開孔部６０の断面がテーパー面となり、支持フレーム５２との接合面側となる面（蒸着処理の際に蒸着源側となる面であって、図８の（ｏ）および図９では下面）から他方の面（図８の（ｏ）および図９では上面）に向かって徐々に開口寸法が小さくなっている。このような断面形状を有する微細開孔部６０が多数形成された薄板材６２を備えた蒸着用マスク６４を用いて、例えば透明基板上に形成された透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させるときは、薄板材６２の、微細開孔部６０の開口面積が小さい側の面（図８の（ｏ）および図９では上面）が透明電極層と対面することになる。したがって、薄板材６２の多数の微細開孔部６０への低分子有機ＥＬ材料ガスの進入が均一にかつ良好に行われる。また、薄板材６２の微細開孔部６０の開口周縁と透明電極層との密着が良好となるため、微細開孔部６０の開口周縁によって規定される有機発光層のパターン形状が精度良く再現される、といった利点がある。
【００４４】
次に、図１０および図１１に基づいて、蒸着用マスクの製造方法のさらに別の例について説明する。この製造方法は、図３および図４に基づいて説明した上記製造方法とは途中の工程まで、すなわち図３の（ａ）〜（ｅ）に示す工程までは同じであり、それらの工程についての図示および説明を省略する。
【００４５】
図３の（ｅ）に示すように、薄板素材３０の両面にそれぞれ所定パターンを有する耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂが形成されると、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図１０の（ｆ）に示すように、第１の金属層３２に微細開孔部４６を形成する。このとき、第２の金属層３４も同時に、厚み方向において部分的にエッチングされるが、第２の金属層３４の厚みは第１の金属層３２の厚みより厚いので、第１の金属層３２に微細開孔部４６が形成された時点でエッチングを終了することにより、第２の金属層３４には、中間層３６まで到達するような開孔部が形成されない。なお、第１の金属層３２の厚みと第２の金属層３４の厚みとがそれほど違わないような場合には、第２の金属層３４面に耐酸性のある耐エッチングフィルムを貼り付けるなどして第２の金属層３４の表面を保護してから、スプレイエッチングを行い、エッチング終了後に耐エッチングフィルムを第２の金属層３４面から剥がすようにしてもよい。
【００４６】
薄板素材３０の第１の金属層３２に微細開孔部４６が形成されると、図１０の（ｇ）に示すように、第１の金属層３２の表面を耐エッチング性を有する保護膜６６によって被覆する。この保護膜６６は、例えば、アルカリ可溶性の蒸発乾燥型樹脂を第１の金属層３２面側に塗布した後に乾燥させたり、アルカリ可溶性の紫外線硬化型樹脂を第１の金属層３２面側に塗布した後に紫外線で露光したり、保護粘着フィルムを第１の金属層３２面に貼り付けたりすることにより形成される。次に、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行うことにより、図１０の（ｈ）に示すように、第２の金属層３４に、枠部を残すようにして大きい開孔部４８を形成する。そして、アルカリ液を使用して第１の金属層３２面上の樹脂膜を溶解させたり保護粘着フィルムを第１の金属層３２面から剥がしたりすることにより、図１０の（ｉ）に示すように、第１の金属層３２面から保護膜６６を剥離して除去する。続いて、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図１０の（ｊ）に示すように、薄板素材３０の両面からそれぞれ耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂを剥離する。なお、アルカリ可溶性樹脂を使用して保護膜６６を形成したときは、苛性ソーダ等のアルカリ液を使用することにより、第１の金属層３２面からの保護膜６６の除去および薄板素材３０の両面からの耐食性レジスト膜３８ｂ、４０ｂの剥離が１つの工程で行われることになる。
【００４７】
さらに引き続き、苛性ソーダ等の薄膜液を使用して、図１１の（ｋ）に示すように、中間層３６の露出部分を溶解させて除去することにより、第１の金属層３２の微細開孔部４６と第２の金属層３４の開孔部４８とが連通して、薄板材５０が得られる。このようにして作製された薄板材５０を、図１１の（ｌ）に示すように、矩形状の支持フレーム５２の片面側に接合することにより、蒸着用マスク５４が完成する。
【００４８】
この製造方法によったときは、微細開孔部４６が形成された第１の金属層３２が工程の途中において保護されて、薄い第１の金属層３２に折れや傷等の欠陥が発生することを防止することができる。
【００４９】
なお、上記した実施形態では、薄板材の蒸着用金属層（第１の金属層）に多数の微細開孔部が形成され、主として基板の表面に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクおよびその製造方法について説明したが、例えば、薄板材の蒸着用金属層（第１の金属層）にべた状開孔部が形成され、基板の表面に電極形成用材料を蒸着させて電極を形成する際に使用される蒸着用マスクなどについても、この発明は同様に適用し得るものである。
【００５０】
また、上記した実施形態では、フォトエッチングにより薄板材を作製した後に、薄板材を支持フレームに接合するようにしているが、薄板素材をエッチング加工する前に支持フレームに接合しておき、支持フレームに接合された状態の薄板素材にエッチング加工を施すようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に係る各発明の蒸着用マスクの製造方法によると、高い加工精度を有する蒸着用マスクを得ることができるとともに、作業性も良好であり、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生するのを防止することができる。そして、この製造方法によると、大形の蒸着用マスクであっても支障なく製造することが可能となる。
【００５２】
請求項４に係る発明の製造方法では、所定パターンを有する複数の微細開孔部が形成されたマスク領域を有し、例えば基板の表面に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクを、高い加工精度で得ることができる。
【００５３】
請求項５に係る発明の製造方法では、べた状開孔部が形成されて、例えば基板の表面に電極形成用材料を蒸着させて電極を形成する際に使用される蒸着用マスクを、高い加工精度で得ることができる。
【００５４】
請求項６に係る発明の製造方法では、薄板材を支持フレームの片面側に接合する作業が容易になり、また、開孔部の寸法を設計通りに精度良く容易に再現することができる。
【００５５】
請求項７に係る発明の製造方法では、エッチングの加工精度を好適に高めることができるとともに、薄板素材のハンドリング性がより良好となり、薄板素材に折れ、変形等の不良が発生する心配がより少なくなる。
【００５６】
請求項８および請求項９に係る各発明の製造方法では、請求項１ないし請求項３に係る各発明の製造方法の各工程における処理が確実に実行されて、上記効果が得られる。
【００５７】
請求項１０に係る発明の蒸着用マスクは、加工精度が高く、その製造工程での作業性も良好であり、製造工程において薄板素材に折れ、変形等の不良が発生することもない。
【００５８】
請求項１１に係る発明の蒸着用マスクは、高い加工精度を有するので、例えば基板の表面に低分子有機ＥＬ材料を良好に蒸着させて高品質の有機発光層を形成することができる。
【００５９】
請求項１２に係る発明の蒸着用マスクは、高い加工精度を有するので、例えば基板の表面に電極形成用材料を良好に蒸着させて高品質の電極を形成することができる。
【００６０】
請求項１３に係る発明の蒸着用マスクは、開孔部の寸法が設計通りに精度良く再現され、その製造工程での作業も容易である。
【００６１】
請求項１４に係る発明の蒸着用マスクは、加工精度が高く確保され、その製造工程での作業性もより良好となり、製造工程において薄板素材に折れ、変形等の不良が発生することもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１実施形態を示し、蒸着用マスクの平面図を、その一部分を拡大した平面図と共に示したものである。
【図２】図１に示した蒸着用マスクの薄板材の一部を概略的に示す断面図である。
【図３】この発明に係る蒸着マスクの製造方法の１例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図４】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図５】薄板材を支持フレームに接合する作業について説明するための図であって、各工程をそれぞれ斜視図で示したものである。
【図６】この発明に係る蒸着マスクの製造方法の別の例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図７】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図８】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図９】図６ないし図８に示した製造方法によって製造された蒸着マスクの薄板材の部分拡大断面図であって、図８の（ｏ）のＢ部分を拡大した断面図である。
【図１０】この発明に係る蒸着マスクの製造方法のさらに別の例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図１１】同じく、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【符号の説明】
１０、５４、６４ 蒸着用マスク
１２ 薄板材
１４ マスク領域
１６ 蒸着用金属層
１８ 支持用金属層
２０ 薄板材の中間層
２２ 微細開孔部
２４ 支持用金属層の枠部
２６ 支持用金属層の開孔部
３０ 薄板素材
３２ 第１の金属層
３４ 第２の金属層
３６ 薄板素材の中間層
３８、４０、５８ フォトレジスト膜
３８ｂ、４０ｂ、３８ｃ、５８ｂ 耐食性レジスト膜
４２、４４ 露光用マスク
４６、６０ 第１の金属層の微細開孔部
４８ 第２の金属層の開孔部
５０、６２ 薄板材
５２ 支持フレーム
５６ 支持フレームと薄板材との接合部分
Claims (14)
- 被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、
第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を両面からエッチングして、前記第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成するとともに、前記第２の金属層の、前記第１の金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、
前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、
を備えたことを特徴とする蒸着用マスクの製造方法。 - 被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、
第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を片面側からエッチングして、前記第２の金属層に、枠部を残存させるようにして、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、
前記と同一の片面側から前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、
前記薄板素材を、前記と同一の片面側からエッチングして、前記第１の金属層の、前記第２の金属層における前記開孔部の形成領域内に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする蒸着用マスクの製造方法。 - 被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、
第１の金属層と第２の金属層とを、耐エッチング性を有しかつ所定薬液に対して溶解性を有する材料で形成された中間層を介挿させて積層した薄板素材を使用し、前記薄板素材を片面側からもしくは両面からエッチングして、前記第１の金属層に、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部を形成する工程と、
前記薄板素材の、前記開孔部が形成された第１の金属層面を、耐エッチング性を有する保護膜によって被覆する工程と、
前記第１の金属層面が保護膜によって被覆された前記薄板素材をエッチングして、前記第２の金属層の、前記第１の金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部を形成する工程と、
前記薄板素材の第１の金属層面から前記保護膜を剥離して除去する工程と、
前記中間層の露出部分を所定薬液により溶解させて除去する工程と、
を備えたことを特徴とする蒸着用マスクの製造方法。 - 前記第１の金属層に形成される開孔部が、所定パターンを有する複数の微細開孔部である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蒸着用マスクの製造方法。
- 前記第１の金属層に形成される開孔部が、べた状開孔部である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蒸着用マスクの製造方法。
- 前記第１の金属層および前記第２の金属層にそれぞれ開孔部が形成された薄板材を支持フレームの片面側に、薄板材の一軸方向のみに張りをもたせて接合する工程を備えた請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の蒸着用マスクの製造方法。
- 前記薄板素材の前記第２の金属層の厚みが前記第１の金属層の厚みより厚くされた請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記薄板素材の中間層がチタンで形成され、その中間層の露出部分がフッ化アンモニウム系または苛性ソーダ系の剥膜液により溶解させられて除去される請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記薄板素材の中間層が樹脂材で形成され、その中間層の露出部分が苛性ソーダ系の薄膜液により溶解させられて除去される請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の蒸着マスクの製造方法。
- 被蒸着面に蒸着材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクであって、
蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部がエッチングにより形成され被蒸着面に密接される蒸着用金属層と、
この蒸着用金属層における前記開孔部の形成領域以外の領域内に枠部を残存させるように、蒸着材料を通過させるための開孔部がエッチングにより形成され、前記蒸着用金属層を補強するように支持する支持用金属層と、
この支持用金属層における前記開孔部に対応する部分が溶解して除去され、その支持用金属層と前記蒸着用金属層との間に介挿された中間層と、
が積層された薄板材からなることを特徴とする蒸着用マスク。 - 前記蒸着用金属層に形成された開孔部が、所定パターンを有する複数の微細開孔部である請求項１０記載の蒸着用マスク。
- 前記蒸着用金属層に形成された開孔部がべた状開孔部である請求項１０記載の蒸着用マスク。
- 前記薄板材の一軸方向のみに張りをもたせて前記支持用金属層側に支持フレームが接合された請求項１０ないし請求項１２のいずれかに記載の蒸着用マスク。
- 前記薄板材の前記第２の金属層の厚みが前記第１の金属層の厚みより厚くされた請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載の蒸着マスク。
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