JP7049593B2 - 蒸着マスク及び蒸着マスクの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、対象物に蒸着材料を蒸着させる蒸着処理を実施する蒸着装置90について、図1を参照して説明する。図1に示すように、蒸着装置90は、蒸着源(例えばるつぼ94)、ヒータ96、及び蒸着マスク装置10を備える。るつぼ94は、有機発光材料などの蒸着材料98を収容する。ヒータ96は、るつぼ94を加熱して蒸着材料98を蒸発させる。蒸着マスク装置10は、るつぼ94と対向するよう配置されている。
以下、蒸着マスク装置10について説明する。図1に示すように、蒸着マスク装置10は、蒸着マスク20と、蒸着マスク20を支持するフレーム15と、を備える。フレーム15は、蒸着マスク20が撓んでしまうことがないように、蒸着マスク20をその面方向に引っ張った状態で支持する。蒸着マスク装置10は、図1に示すように、蒸着マスク20が、蒸着材料98を付着させる対象物である基板、例えば有機EL基板92に対面するよう、蒸着装置90内に配置される。以下の説明において、蒸着マスク20の面のうち、有機EL基板92側の面を第1面20aと称し、第1面20aの反対側に位置する面を第2面20bと称する。
次に、蒸着マスク20について詳細に説明する。図3に示すように、蒸着マスク20は、フレーム15に固定された一対の耳部17と、一対の耳部17の間に位置する中間部18と、を備える。中間部18は、有効部21と、有効部21を囲う外枠部24と、を含む。有効部21は、蒸着マスク20の第1面20aから第2面20bに至る複数の貫通孔が形成された部分である。図3に示す例において、中間部18は、蒸着マスク20が延びる第1方向D1に沿って並ぶ複数の有効部21を備える。一つの有効部21は、一つの有機EL表示装置100の表示領域に対応する。このため、図3に示す蒸着マスク装置10によれば、有機EL表示装置100の多面付蒸着が可能である。
次に、蒸着マスク20を製造する方法について説明する。図8乃至図14は、蒸着マスク20の製造方法を説明する図である。
まず、図8に示すように、導電層52が設けられた基材51を準備する。図8に示す例において、導電層52は、基材51の表面の広域にわたって連続的に広がっている。図示はしないが、導電層52は、所定のパターンで基材51に設けられていてもよい。
次に、図9に示すように、導電層52上にレジスト層55を形成する。例えば、ネガ型の化学増幅型レジストを用いてレジスト層55を形成する。ネガ型の化学増幅型レジストは、露光に起因する光酸発生剤の分解により酸を発生させる。
続いて、第1強度を有する露光光E1を所定のパターンでレジスト層55に照射する。第1強度は、露光光E1がレジスト層55の表面近傍よりも深いところまでは到達しないよう設定されている。これにより、図10に示すように、レジスト層55の表面に部分的に酸を発生させ、レジスト層55の表面に所定のパターンで複数の上側感光部分56を形成する。各上側感光部分56は、蒸着マスク20の貫通孔25の第2孔35に対応する位置に形成される。
続いて、レジスト層55を加熱する、いわゆる露光後ベーク(PEB, post-exposure bake)を実施する。これにより、酸が発生する部分がレジスト層55の厚み方向において拡大するので、図11に示すように、基材51に向かう側へ上側感光部分56を拡大させることができる。
第1加熱工程の後、レジスト層55に現像液を供給する現像工程を実施する。レジスト層55は、図12Aに示すように、上側感光部分56と基材51との間に位置するレジスト層55の側面55aが上側感光部分56の側面56aよりも内側に位置するようになるまで現像される。この場合、レジスト層55の側面55aも、上側感光部分56の側面56aと同様に、基材51側に向かうにつれて内側に変位する形状を有する。また、レジスト層55の側面55aは、内側に凸となるよう窪んだ形状を有する。このような側面55aの形状により、上述の第1金属層33の第1側面33aの膨らみ部33bを実現することが可能になる。
続いて、第1露光工程における第1強度よりも大きい第2強度を有する露光光E2をレジスト層55に照射する。第2強度は、上側感光部分56を透過して上側感光部分56と基材51との間のレジスト層55に到達するよう設定されている。このため、図13に示すように、複数の上側感光部分56の下に残るレジスト層55に酸を発生させて複数の下側感光部分57を形成することができる。下側感光部分57の側面57aは、上側感光部分56の下に残っていたレジスト層55の側面55aと同一の形状や輪郭を有する。例えば、下側感光部分57の輪郭は、平面視において上側感光部分56の複数の第1辺56bとそれぞれ対向する複数の角部と、平面視において上側感光部分56の複数の第2辺56cとそれぞれ対向する複数の辺と、を含む
その後、下側感光部分57を加熱する第2加熱工程を実施してもよい。
続いて、基材51にめっき液を供給して、図14に示すように、複数の上側感光部分56及び複数の下側感光部分57の間の隙間58にめっき層28を析出させる。例えば、上側感光部分56及び下側感光部分57が形成された基材51を、めっき液が充填されためっき槽に浸す。これによって、上側感光部分56及び下側感光部分57の隙間58の形状に対応した形状を有するめっき層28を得ることができる。
その後、上側感光部分56及び下側感光部分57を除去する除去工程を実施する。例えば有機系溶剤や、水系アルカリ剥離液を用いて、浸漬、あるいはスプレー処理することによって、上側感光部分56及び下側感光部分57を基材51、導電層52及びめっき層28から剥離させることができる。
次に、めっき層28を基材51及び導電層52から分離させる分離工程を実施する。例えばアルカリ系選択エッチング液を用いて、浸漬、あるいはスプレー処理にすることによって、導電層52を溶解して剥離する。これによって、上側感光部分56の側面56aに対応した形状及び輪郭を有する第2側面38aを含む第2金属層38と、下側感光部分57の側面57aに対応した形状及び輪郭を有する第1側面33aを含む第1金属層33と、を備える上述の蒸着マスク20を得ることができる。
まず、第1の比較例として、平坦な側面を有するレジスト層の隙間にめっき液を供給して蒸着マスク20を製造する場合について説明する。
次に、第2の比較例として、第1のめっき処理工程によって第1金属層を形成した後、第2のめっき処理工程によって第1金属層上に第2金属層を形成することにより、蒸着マスク20を製造する場合について説明する。
次に、第3の比較例として、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングによって金属板に貫通孔を形成することにより、蒸着マスク20を製造する場合について説明する。
次に、本実施の形態に係る蒸着マスク20を用いて有機EL基板92上に蒸着材料98を蒸着させる蒸着方法について説明する。まず、蒸着マスク20をフレーム15に張設する。より具体的には、蒸着マスク20に張力を付与した状態で、蒸着マスク20をフレーム15に固定する。例えば、蒸着マスク20をフレーム15に溶接する。これにより、蒸着マスク20及びフレーム15を備える蒸着マスク装置10を得ることができる。ここで本実施の形態においては、上述のように、蒸着マスク20の貫通孔25の第2孔35を画成する第2金属層38の第2側面38aに窪み部38bが形成されている。このため、蒸着マスク20を軽くすることができるので、フレーム15に固定された蒸着マスク20が自重によって撓むことを抑制することができる。
上述の実施の形態においては、第2孔35の輪郭が八角形であり、第1孔30の輪郭が四角形である例を示したが、これに限られることはない。例えば図27に示すように、第2孔35の輪郭が七角形であり、第1孔30の輪郭が三角形であってもよい。
上述の実施の形態及び第1の変形例においては、第2孔35の輪郭に含まれる辺及び角部の数が、第1孔30の輪郭に含まれる辺及び角部の数よりも多い例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、第2孔35の輪郭に含まれる辺及び角部の数が、第1孔30の輪郭に含まれる辺及び角部の数と同一であってもよい。例えば、図28に示すように、第1孔30の輪郭及び第2孔35の輪郭がいずれも四角形であってもよい。
上述の実施の形態及び各変形例においては、第1孔30の輪郭が多角形である例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、第1孔30の輪郭が、直線の辺及び湾曲した辺の両方を含んでいてもよい。例えば、図29に示すように、第1孔30の輪郭が、平行に延びる一対の直線の辺と、一対の直線の辺に接続された一対の湾曲した辺とを含んでいてもよい。また、図30に示すように、第1孔30の輪郭が、所定の角度を成す一対の直線の辺と、一対の直線の辺に接続された1本の湾曲した辺と、を含んでいてもよい。図29に示す例において、第2孔35の輪郭は六角形である。また、図30に示す例において、第2孔35の輪郭は七角形である。
第1孔30の輪郭は、図31及び図32に示すように円形であってもよい。図31及び図32に示す例において、第2孔35の輪郭は十角形である。図示はしないが、第2孔35の輪郭は、11以上の角部を含んでいてもよい。図31に示す例において、複数の貫通孔25は正方配列されている。一方、図32に示す例において、複数の貫通孔25は千鳥配列されている。
上述の実施の形態においては、蒸着マスク20が、第1方向D1に沿って並ぶ複数の有効部21を備えるスティック状のものである例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図33に示すように、蒸着マスク20は、第1方向D1及び第2方向D2の両方に沿って格子状に配置された複数の有効部21を有していてもよい。図34は、図33の蒸着マスク装置10をXXXIV-XXXIV方向から見た断面図である。
図35は、蒸着マスク装置10の一変形例を示す平面図であり、図36は、図35の蒸着マスク装置10をXXXVI-XXXVI方向から見た断面図である。図35及び図36に示すように、蒸着マスク装置10は、蒸着マスク20に積層されたオープンマスク16を更に備えていてもよい。オープンマスク16は、複数の開口16aを含んでいる。また、蒸着マスク装置10は、オープンマスク16の開口16aに重なるよう配置された複数の蒸着マスク20を備えている。この場合、蒸着マスク20の図示しない貫通孔25及びオープンマスク16の開口16aを通過した蒸着材料が、有機EL基板に付着する。
15 フレーム
20 蒸着マスク
21 有効部
24 外枠部
25 貫通孔
25a 壁面
28 めっき層
30 第1孔
31 辺
32 角部
33 第1金属層
33a 第1側面
33e 端部
35 第2孔
36a 第1辺
36b 第2辺
37 角部
38 第2金属層
38a 第2側面
38e 端部
51 基材
52 導電層
55 レジスト層
56 上側感光部分
56a 側面
57 下側感光部分
57a 側面
58 隙間
60 レジスト層
60a 側面
61 隙間
62 めっき層
71 第1金属層
72 レジスト層
73 隙間
74 第2金属層
80 金属板
80a 第1面
80b 第2面
81 第1レジスト層
82 第2レジスト層
83 樹脂
84 接続部
Claims (12)
- 第1面から第2面に至る複数の貫通孔が形成された蒸着マスクであって、
前記蒸着マスクの前記第1面側に位置する第1金属層であって、前記貫通孔に面する第1側面を有する第1金属層と、
前記蒸着マスクの前記第2面側に位置し、前記第1金属層と一体の第2金属層であって、前記貫通孔に面する第2側面を有する第2金属層と、を備え、
前記第1金属層の前記第1側面及び前記第2金属層の前記第2側面はいずれも、前記蒸着マスクの前記第1面側から前記第2面側に向かうにつれて、前記蒸着マスクの面方向において前記貫通孔の中心から遠ざかるよう、構成されており、
前記第1金属層の前記第1側面は、前記蒸着マスクの面方向において前記貫通孔の中心に向かう側に突出した膨らみ部を有し、
前記第2金属層の前記第2側面は、前記蒸着マスクの面方向において前記貫通孔の中心から遠ざかる側に窪んだ窪み部を有し、
前記第1金属層の前記第1側面及び前記第2金属層の前記第2側面はいずれも、湾曲した形状を有し、
前記第2金属層の前記第2側面の、前記蒸着マスクの前記第2面側の端部における曲率半径は、前記第1金属層の前記第1側面の、前記蒸着マスクの前記第1面側の端部における曲率半径の1.5倍以上である、蒸着マスク。 - 前記第2金属層の厚みは、前記第1金属層の厚みよりも大きい、請求項1に記載の蒸着マスク。
- 前記第1金属層の前記第1側面の前記膨らみ部の高さ100nm以上である、請求項1又は2に記載の蒸着マスク。
- 前記第2金属層の前記第2側面の前記窪み部の深さが120nm以上である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
- 前記貫通孔は、前記第1金属層の前記第1側面によって画成される第1孔と、前記第2金属層の前記第2側面によって画成される第2孔と、を有し、
前記第1孔の輪郭は、複数の辺及び角部を含み、
前記第2孔の輪郭は、平面視において前記第1孔の複数の前記角部とそれぞれ対向する複数の第1辺と、平面視において前記第1孔の複数の前記辺とそれぞれ対向するとともに前記第1辺に接続された複数の第2辺と、を含み、
前記第2孔の前記第1辺は、平面視において第1距離を空けて隣り合う2つの前記第2孔において対向する辺であり、
前記第2孔の前記第2辺は、平面視において前記第1距離よりも大きい第2距離を空けて隣り合う2つの前記第2孔において対向する辺である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の蒸着マスク。 - 前記第1孔の輪郭は、4つの前記辺及び4つの前記角部を含み、
前記第2孔の輪郭は、4つの前記第1辺及び4つの前記第2辺、並びに前記第1辺と前記第2辺との間の角部を含む、請求項5に記載の蒸着マスク。 - 蒸着マスクの製造方法であって、
基材上にレジスト層を形成する工程と、
第1強度を有する露光光を所定のパターンで前記レジスト層に照射して、前記レジスト層の表面に複数の上側感光部分を形成する第1露光工程と、
前記レジスト層を加熱して、前記基材に向かう側へ前記上側感光部分を拡大させる第1加熱工程と、
前記第1加熱工程の後、前記上側感光部分と前記基材との間に位置する前記レジスト層の側面が前記上側感光部分の側面よりも内側に位置するようになるまで前記レジスト層を現像する現像工程と、
前記第1強度よりも大きい第2強度を有する露光光を前記レジスト層に照射して、複数の前記上側感光部分と前記基材との間に複数の下側感光部分を形成する第2露光工程と、
複数の前記上側感光部分の前記側面及び複数の前記下側感光部分の前記側面の間の隙間に、前記基材の側に位置する第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、を含むめっき層を形成する工程と、を備える、蒸着マスクの製造方法。 - 前記めっき層は、前記上側感光部分の前記側面に対応して形成される第2側面を含む第2金属層と、前記下側感光部分の前記側面に対応して形成される第1側面を含む第1金属層と、を備え、
前記第1金属層の前記第1側面及び前記第2金属層の前記第2側面はいずれも、湾曲した形状を有し、
前記第2金属層の前記第2側面の、前記蒸着マスクの前記第2面側の端部における曲率半径は、前記第1金属層の前記第1側面の、前記蒸着マスクの前記第1面側の端部における曲率半径の1.5倍以上である、請求項7に記載の蒸着マスクの製造方法。 - 前記上側感光部分の前記側面及び前記下側感光部分の前記側面はいずれも、前記基材の厚み方向において前記基材から遠ざかるにつれて、前記基材の面方向において前記隙間の側に変位するよう、構成されており、
前記上側感光部分の前記側面は、前記基材の面方向において前記隙間に向かう側に突出した膨らみ部を有し、
前記下側感光部分の前記側面は、前記基材の面方向において前記隙間から遠ざかる側に窪んだ窪み部を有する、請求項7又は8に記載の蒸着マスクの製造方法。 - 前記レジスト層は、化学増幅型レジストを含む、請求項7乃至9のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記上側感光部分の輪郭は、平面視において第1距離を空けて隣り合う2つの前記上側感光部分において対向する複数の第1辺と、平面視において前記第1距離よりも大きい第2距離を空けて隣り合う2つの前記上側感光部分において対向するとともに前記第1辺に接続された複数の第2辺と、を含み、
前記下側感光部分の輪郭は、平面視において前記上側感光部分の複数の前記第1辺とそれぞれ対向する複数の角部と、平面視において前記上側感光部分の複数の前記第2辺とそれぞれ対向する複数の辺と、を含む、請求項7乃至10のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。 - 前記上側感光部分の輪郭は、4つの前記第1辺及び4つの前記第2辺、並びに前記第1辺と前記第2辺との間の角部を含み、
前記下側感光部分の輪郭は、4つの前記辺及び4つの前記角部を含む、請求項11に記載の蒸着マスクの製造方法。
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