JP7454988B2 - 蒸着マスクの製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、蒸着マスクの製造装置および製造方法に関する。特に、本発明は、マスクフレームに薄膜状のマスク本体を備えた蒸着マスクの製造装置および製造方法に関する。
フラットパネル型表示装置の一例として、液晶表示装置や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置が挙げられる。これらの表示装置は、絶縁体、半導体、導電体などの様々な材料を含む薄膜が基板上に積層された構造体である。これらの薄膜が適宜パターニングされ、接続されることで、表示装置としての機能が実現される。
薄膜を形成する方法は、大別すると気相法、液相法、固相法に分類される。気相法は物理的気相法と化学的気相法に分類される。物理的気相法の代表的な例として蒸着法が知られている。蒸着法のうち最も簡便な方法が真空蒸着法である。真空蒸着法は、高真空下において材料を加熱することで、材料を昇華又は蒸発させて材料の蒸気を生成する（以下、これらを総じて気化という）。この材料を堆積させるための領域（以下、蒸着領域）において、気化していた材料が固化し、堆積することで材料の薄膜が得られる。蒸着領域に対して選択的に薄膜が形成され、それ以外の領域（以下、非蒸着領域）には材料が堆積しないようにするために、マスク（蒸着マスク）を用いて真空蒸着が行われる（特許文献１及び２参照）。
蒸着マスクは、蒸着パターンが形成されたマスク本体に、マスク本体を固定するためのマスクフレームが接合されている。マスク本体は、金属層上にメッキ処理を用いて形成されるが、マスク本体とマスクフレームとを接合した後に、マスク本体から金属層を剥離する必要がある。金属層の剥離は、作業者による手作業で行われることが多く、作業者の熟練度によって蒸着マスクの品質にばらつきが生じていた。具体的には、金属層の不均一な剥離によって、薄膜状のマスク本体に歪みが生じ、蒸着マスクの蒸着パターンの位置がずれてしまう問題が生じていた。また、作業者によって作業時間が異なるものの、手作業による金属層の剥離は、比較的作業時間が長いという問題もあった。
本発明は、上記問題に鑑み、品質の安定した蒸着マスクの製造装置を提供することを課題の１つとする。また、作業者の作業効率を向上することを課題の１つとする。
本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造装置は、蒸着マスクと、蒸着マスクに接して金属層と、が設けられた構造体を設置するステージと、蒸着マスクから金属層を剥離して巻き取る回転ローラーと、を含む。
本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法は、蒸着マスクと、蒸着マスクに接して金属層と、が設けられた構造体において、回転ローラーで金属層を巻き取りながら、回転ローラーを構造体の一辺に略平行な第１方向に移動させ、蒸着マスクから金属層を剥離することを含む。
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし図面に示す例は、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の構成には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
本発明において、ある一つの膜に対してエッチングや光照射を行うことで複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体が配置された態様を表現する際に、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、その構造体の直上に他の構造体が配置される場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体が配置される場合と、の両方を含むものと定義される。
＜第１実施形態＞
図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の構成について説明する。
図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の構成について説明する。
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の平面図である。また、図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の断面図である。具体的には、図１Ｂは、図１に示すＡ－Ａ’線に沿って切断した蒸着マスク１０の断面図である。
蒸着マスク１０は、マスク本体１１０、マスクフレーム１２０、および接続部材１３０を含む。マスク本体１１０は、接続部材１３０を介して、マスクフレーム１２０に接続されている。
マスクフレーム１２０は開口部を有し、マスクフレーム１２０の開口部と重畳するようにマスク本体１１０が設けられている。図１Ａでは、マスクフレーム１２０は、１２個の開口部を有し、各開口部と重畳してマスク本体１１０が設けられている。なお、マスクフレーム１２０に設けられる開口部の数は、これに限られない。マスクフレーム１２０に設けられる開口部の数は、被蒸着基板の大きさや蒸着パターンに合わせて適宜決定することができる。
マスク本体１１０には、マスク本体１１０を貫通する複数の開口１１３が設けられている。以下では、便宜上、マスク本体１１０に開口１１３が設けられている領域を開口領域１１１とし、マスク本体に開口１１３が設けられていない領域を非開口領域１１２として説明する。開口領域１１１と非開口領域１１２との境界は必ずしも明確ではないが、少なくとも非開口領域１１２には開口１１３が設けられていない点で区別をすることができる。
蒸着時には、蒸着対象の被蒸着基板における蒸着領域と開口領域１１１が重なり、被蒸着基板における非蒸着領域と非開口領域１１２が重なるように、蒸着マスク１０と被蒸着基板が位置合わせされる。蒸着材料の蒸気が開口領域１１１の開口１１３を通過し、被蒸着基板の蒸着領域に蒸着材料が堆積する。
被蒸着基板が表示装置の基板である場合、表示装置の画素の配列と対応して開口領域１１１の開口１１３を配列することができる。開口１１３の配列は、例えば、マトリクス状である。
マスクフレーム１２０は、マスク本体１１０を支持することができる。上述したように、マスクフレーム１２０は開口部を含むが、言い換えると、マスクフレーム１２０は、外側に位置する枠部と内側に位置する桟部とを含むということもできる。桟部は、枠部に剛性を与え、枠部が反ることを防止することができる。桟部は、複数の部材が組み合わされて構成されていてもよい。例えば、桟部の１つの部材は、枠部の一方の辺から対向する他方の辺に向かって延伸している。また、桟部の部材は、縦方向（蒸着マスク１０の短辺方向）および横方向（蒸着マスク１０の長辺方向）に設けられることが好ましい。すなわち、桟部は、縦方向に延伸する部材と横方向に延伸する部材とが交差している井桁構造であることが好ましい。ただし、桟部の構成は、これに限られない。桟部の部材は、縦方向または横方向にのみ設けられていてもよい。また、枠部の幅および桟部（または桟部の部材）の幅は、蒸着マスク１０の大きさに合わせて適宜決定することができる。なお、蒸着パターンの領域をできる限り広くするためには、桟部の幅が枠部の幅よりも小さいことが好ましい。
図１Ｂに示すように、接続部材１３０は、マスク本体１１０とマスクフレーム１２０の開口部の間隙に設けられ、マスク本体１１０の側面およびマスクフレーム１２０の開口部の側面に接する。すなわち、平面視において、マスク本体１１０とマスクフレーム１２０とは重畳していない。なお、平面視において、マスク本体１１０とマスクフレーム１２０とが重畳することもできる。
接続部材１３０は、マスク本体１１０とマスクフレーム１２０とを接続すればよいため、接続部材１３０は、マスクフレーム１２０の開口部の側面の全面に設けられなくてもよい。接続部材１３０は、マスクフレーム１２０の開口部の側面の少なくとも一部に設けられていればよい。一方、マスク本体１１０の厚さは、マスクフレームの厚さに比べて非常に小さい。例えば、マスク本体１１０の厚さは１μｍ以上２０μｍ以下であり、マスクフレーム１２０の厚さは１０μｍ以上２０００μｍ以下である。そのため、マスク本体１１０とマスクフレーム１２０との接着強度を大きくするため、接続部材１３０は、マスク本体１１０の側面の全面に設けられていることが好ましい。
また、接続部材１３０は、マスク本体１１０とマスクフレーム１２０との間で階段状に形成されていてもよい。
接続部材１３０の間にあって、マスク本体１１０が設けられていない領域、すなわち、マスクフレーム１２０の桟部と重畳する領域には、溝部１４０が設けられている。言い換えると、溝部１４０は、溝部１４０の側面が接続部材１３０で形成され、溝部１４０の底面がマスクフレーム１２０で形成されているということもできる。
マスクフレーム１２０の枠部と重畳する領域では、一方の側面が接続部材１３０で形成され、他方の側面は解放されており、構造上厳密に区別すると溝ではないということもできる。しかしながら、突起１４１の形成においては、上述した溝部１４０と同様である。そのため、以下では、便宜上、マスクフレーム１２０の枠部と重畳する領域に形成された突起１４１が溝部１４０に形成されているとして説明する場合がある。
マスク本体１１０の形成方法については後述するが、蒸着マスク１０は、メッキ処理によって形成されたマスク本体から金属層を均一に剥離することができるため、マスク本体１１０の蒸着パターンの位置ずれが抑制されている。
以上、本実施形態に係る蒸着マスク１０によれば、マスク本体１１０とマスクフレーム１２０とが、接続部材１３０を介して接続されている。また、マスク本体１１０から金属層が均一に剥離されているため、蒸着マスク１０の蒸着パターンの位置ずれが抑制されている。したがって、蒸着マスク１０を用いて蒸着した製品の品質が安定する。
＜第２実施形態＞
図２Ａ～図２Ｈを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造方法について説明する。
図２Ａ～図２Ｈを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造方法について説明する。
図２Ａ～図２Ｇは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造方法を示す断面図である。
まず、図２Ａに示すように、支持基板２１０上に金属層２２０を形成し、金属層２２０上に所定のパターンを有するフォトレジスト層２３０を形成する。
支持基板２１０は、蒸着マスク１０の製造工程において、各層を支持する基板である。そのため、支持基板２１０は剛性基板であることが好ましい。また、蒸着マスク１０は、熱膨張係数が小さいことが好ましい。蒸着マスク１０の製造工程では、支持基板２１０が加熱される。加熱処理によって支持基板２１０が膨張または縮小すると、蒸着マスク１０の蒸着パターンにズレが生じることになる。そのため、蒸着マスク１０の製造工程を安定化させるためにも、支持基板２１０は、熱膨張係数が小さい剛性基板であることが好ましい。支持基板２１０の材料としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ４３０など）、４２アロイ、インバー、スーパーインバー、またはステンレスインバーなどである。
金属層２２０は、後述する電鋳（または電解メッキ）の下地金属として機能することができる。金属層２２０の材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル合金である。金属層２２０は、スパッタリングなどによって形成することができる。
蒸着マスク１０は、電鋳ではなく、無電解メッキを用いて製造することもできる。この場合、金属層２２０の代わりに、絶縁層を用いることもできる。
フォトレジスト層２３０は、後述する電鋳の母型として機能することができる。一例として、フォトレジスト層２３０は、所定の膜厚を有するように、金属層２２０上に１つまたは複数の感光性ドライフィルムレジストを配置し、熱圧着によって形成される。感光性ドライフィルムレジストは、ポジ型またはネガ型のいずれであってもよい。なお、以下では、感光性ドライフィルムがネガ型であるとして説明する。
フォトレジスト層２３０は、蒸着マスク１０の蒸着パターンが形成されるための所定のパターンを有する。フォトレジスト層２３０の所定のパターンは、フォトリソグラフィーにより形成することができる。すなわち、所定のパターンは、ドライフィルムレジストにマスクを密着させ、紫外線を照射してドライフィルムを露光し、未露光部分を溶解除去することによって形成することができる。
なお、図示しないが、支持基板２１０と金属層２２０との間、または金属層２２０とフォトレジスト層２３０との間には、離型剤を塗布して離型層を形成してもよい。離型層を形成することで、支持基板２１０と金属層２２０、または金属層２２０と後述する第１メッキ層２４０とが剥離しやすくなる。
次に、図２Ｂに示すように、フォトレジスト層２３０をマスクとして、第１メッキ層２４０を形成する。第１メッキ層２４０は、蒸着マスク１０のマスク本体１１０に対応するものである。第１メッキ層２４０は、電鋳により形成することができる。具体的には、金属層２２０およびフォトレジスト層２３０を所定の条件に建浴した電鋳漕に入れ、フォトレジスト層２３０に覆われていない金属層２２０の表面から、フォトレジスト層２３０の高さまで金属メッキを形成する。第１メッキ層２４０の材料としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）またはニッケル（Ｎｉ）－コバルト（Ｃｏ）合金などである。
次に、図２Ｃに示すように、フォトレジスト層２３０を剥離（除去）する。フォトレジスト層２３０は、例えば、アミン系の剥離液によって剥離することができる。フォトレジスト層２３０を剥離することによって、蒸着パターンを有する第１メッキ層２４０が形成される。
なお、フォトレジスト層２３０を剥離する前に、電鋳によって形成された第１メッキ層２４０を研磨してよい。第１メッキ層２４０を研磨することにより、第１メッキ層２４０の表面を平坦化することができる。
次に、図２Ｄに示すように、第１メッキ層２４０上に、接着層２５０が設けられたマスクフレーム２６０を配置する。すなわち、接着層２５０を介して、第１メッキ層２４０とマスクフレーム２６０とが接着される。なお、ここでの工程では、第１メッキ層２４０とマスクフレーム２６０とを完全に接着する必要はない。そのため、接着層２５０は、完全に硬化されていなくてもよい。
マスクフレーム２６０は開口を有する。マスクフレーム２６０は、第１メッキ層２４０の蒸着パターンの開口と重畳しないように位置を合わせて接着される。言い換えると、マスクフレーム２６０の開口は、第１メッキ層２４０の蒸着パターンの開口と重畳する。
接着層２５０は、後の工程において除去されるため、除去しやすい材料であることが好ましい。接着層２５０の材料としては、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、シアノアクリレート樹脂、またはアクリル樹脂などを用いることができる。また、接着層２５０の材料としては、ドライフィルムレジストを用いることもできる。接着層２５０の材料としてドライフィルムレジストを用いる場合、ドライフィルムレジストを、その表面に弱粘着性が残る程度に弱く露光しておいてもよい。ドライフィルムレジストを露光しておくことで、後の工程においてドライフィルムレジストを除去しやすくなる。
なお、この後の工程において、第１メッキ層２４０の蒸着パターンを保護する（例えば、工程によって発生するパーティクルによって蒸着パターンの開口が塞がれないように保護する）ため、第１メッキ層２４０の蒸着パターンの領域にドライフィルムレジストを設けてもよい。
次に、図２Ｅに示すように、支持基板２１０、金属層２２０、第１メッキ層２４０、接着層２５０、およびマスクフレーム２６０を覆うように、マスクフレーム２６０の上方にフィルム２８０を配置する。続いて、支持基板２１０とフィルム２８０との間の空気を排気（真空排気）し、フィルム２８０の下方側の圧力を下げる。フィルム２８０の上方側と下方側との圧力差により、フィルム２８０は支持基板２１０側に引き付けられる。フィルム２８０の下方側の圧力をさらに下げると、フィルム２８０がマスクフレーム２６０を押圧する。フィルム２８０からの押圧を受けて、マスクフレーム２６０は、接着層２５０を介して、第１メッキ層２４０とより強く接着する。この工程は、いわゆる真空圧着と呼ばれる工程である。
フィルム２８０の下方側の真空度は、大気圧を０ｋＰａとしたゲージ圧において、－５０ｋＰａ以下であり、好ましくは－７０ｋＰａ以下であり、さらに好ましくは－９０ｋＰａである。
真空圧着後は、フィルム２８０を除去する。
次に、図２Ｆに示すように、第１メッキ層２４０とマスクフレーム２６０とを接続する第２メッキ層２９０を形成する。第２メッキ層２９０は、金属層２２０または第１メッキ層２４０に通電する電鋳によって形成することができる。第２メッキ層２９０は、蒸着マスク１０の接続部材１３０に対応するものである。第２メッキ層２９０は、金属層２２０、第１メッキ層２４０、接着層２５０、およびマスクフレーム２６０と接している。具体的には、第２メッキ層２９０は、第１メッキ層２４０の溝部の一部およびマスクフレーム２６０の側面（蒸着マスク１０の枠部および桟部の側面）と接するように形成されている。
第２メッキ層２９０は、第１メッキ層２４０と同様の方法で形成することができる。
第２メッキ層２９０は、第１メッキ層２４０の開口領域１１１に対応する領域には設けられていない。第１メッキ層２４０の開口領域１１１に対応する領域上に、例えば、ドライフィルムレジストを形成し、第１メッキ層２４０の開口領域１１１に対応する領域にメッキされることを防止することができる。ドライフィルムレジストは、第２メッキ層２９０の形成後に剥離することができる。
次に、図２Ｇに示すように、金属層２２０から支持基板２１０を剥離する。
次に、図２Ｈに示すように、金属層２２０、および接着層２５０を剥離することにより、マスク本体１１０、マスクフレーム１２０、および接続部材１３０が形成される。接着層２５０を剥離することで、接着層２５０と接着していた第１メッキ層２４０の一部（第１メッキ層２４０内のマスクフレーム２６０と重畳する領域）も剥離され、溝部１４０が形成される。また、溝部１４０の側面および底面は、それぞれ、第２メッキ層２９０およびマスクフレーム２６０で構成される。すなわち、図２Ｈに示すように、マスクフレーム１２０の下方には、マスク本体１１０が設けられず、溝部１４０が形成される。
第１メッキ層２４０から金属層２２０を剥離する方法については、後述する製造装置の構成と併せて説明するが、第１メッキ層２４０から金属層２２０を均一に剥離することができるため、マスク本体１１０の蒸着パターンの位置ずれが抑制されている。
以上、本実施形態に係る蒸着マスク１０の製造方法によれば、第１メッキ層２４０から金属層２２０が均一に剥離されているため、蒸着マスク１０の蒸着パターンの位置ずれが抑制されている。したがって、蒸着マスク１０の品質が安定する。また、蒸着マスク１０を用いて蒸着した製品の品質も安定したものとなる。
＜第３実施形態＞
図３Ａ～図３Ｃを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造装置２０の構成について説明する。
図３Ａ～図３Ｃを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造装置２０の構成について説明する。
図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造装置２０の上面模式図および断面模式図である。具体的には、図３Ａおよび図３Ｂは、第２実施形態で説明した第１メッキ層２４０から金属層２２０を剥離する装置の模式図である。なお、図３Ｂは、図３Ａに示すＢ－Ｂ’線で切断した製造装置２０の断面模式図である。また、図３Ｃは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造装置２０の使用態様を示す断面模式図である。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、製造装置２０は、ステージ３１０、回転ローラー３２０、押さえローラー３３０、第１固定ローラー３４０、第２固定ローラー３５０、およびセンサ３６０を含む。回転ローラー３２０、押さえローラー３３０、第１固定ローラー３４０、第２固定ローラー３５０、およびセンサ３６０は、ステージ３１０上に設置されている。第１固定ローラー３４０は、回転ローラー３２０近傍に設置され、第２固定ローラー３５０は、押さえローラー３３０近傍に設置されている。なお、図３Ｂおよび後述する図３Ｃにおいては、回転ローラー３２０、押さえローラー３３０、第１固定ローラー３４０、第２固定ローラー３５０、およびセンサ３６０のそれぞれの位置関係を理解できるように記載されており、各々の支持部材が省略されている。
また、図３Ｃに示すように、製造装置２０では、構造体３０の第１メッキ層２４０から金属層２２０が剥離され、剥離領域近傍で押さえローラー３３０によって剥離された金属層２２０が押さえられ、回転ローラー３２０によって剥離された金属層２２０が巻き取られる。また、回転ローラー３２０および押さえローラー３３０は、ステージ３１０の一辺に略平行な第１方向に移動しながら、金属層２２０を剥離する。
ステージ３１０は、金属層２２０上に第１メッキ層２４０、マスクフレーム２６０、および第１メッキ層２４０とマスクフレーム２６０とを接続する第２メッキ層２９０が形成された構造体３０を設置することができる。図３Ｃに示すように、構造体３０は、金属層２２０が上方となるようにステージ３１０に設置される。そのため、ステージ３１０の上面は平坦であることが好ましい。
ステージ３１０は、構造体３０を固定することができる。ステージ３１０は、構造体３０の側面に固定ピンを押し当て、構造体３０の位置を固定することができる。この場合、固定ピンは、ステージ３１０に設けられていてもよく、ステージ３１０以外に設けられていてもよい。ステージ３１０は、真空吸着によって構造体３０を固定してもよい。この場合、ステージ３１０には、マスクフレーム２６０を吸着できる吸着孔を設けられる。吸着孔は、マスクフレーム２６０の枠部の四隅近傍を真空吸着できることが好ましい。マスクフレーム２６０の枠部は、幅を大きくすることができ、剛性が高いため、マスクフレーム２６０の固定が安定する。
ステージ３１０の材質は、例えば、炭素鋼またはステンレス鋼などを用いることができる。
図示しないが、ステージ３１０は、昇降機構を設けて、ステージ３１０の面と垂直方向に移動可能にしてもよい。昇降機構により、構造体３０と、回転ローラー３２０または押さえローラー３３０との距離を調整することができる。
回転ローラー３２０は、構造体３０の第１メッキ層２４０から金属層２２０を剥離し、剥離された金属層２２０を巻き取ることができる。回転ローラー３２０は、回転部および軸部を含む。回転部は軸部の中心を中心軸として回転し、金属層２２０を巻き取ることができる。図示しないが、軸部の少なくとも一方の端部には、移動機構が取り付けられている。移動機構は、ステージ３１０の一辺（または構造体３０の一辺）に略平行な第１方向に軸部を移動させることができる。言い換えると、回転ローラー３２０は、第1方向に、ステージ３１０に対して相対的に移動することができる。したがって、回転ローラー３２０は、金属層２２０を巻き取りながら、第１方向に移動することができる。
回転ローラー３２０は、回転部のみが回転してもよく（すなわち、軸部は回転しない）、軸部と回転部とが一体化され、軸部を回転させることによって回転部が回転するようにしてもよい。回転ローラー３２０の回転速度は、回転ローラー３２０の第１方向への移動に合わせて制御することができる。例えば、構造体３０の端部において回転ローラー３２０の移動速度を遅くすることができる。回転ローラー３２０の移動速度を遅くすることで、構造体３０の端部において、金属層２２０の跳ね上がりを防止することができる。
回転ローラー３２０の回転方向は特に限定されないが、金属層２２０の被剥離面（第1メッキ層２４０が設けられていた側の面）を内側にして巻き取るように回転することが好ましい。金属層２２０を巻き取る位置が回転ローラー３２０の下方となり、回転ローラー３２０が移動するときであっても、金属層２２０の剥離領域で形成される湾曲部３７０を安定させることができる。
回転ローラー３２０の材質は、例えば、炭素鋼またはステンレス鋼などを用いることができる。また、回転ローラー３２０の回転部は、研磨処理またはメッキ処理などが施され、表面粗さが小さいことが好ましい。回転部の表面粗さを小さくすることで、巻き取られる金属層２２０が回転部に引っ掛かることがなくなり、回転ローラー３２０による巻き取りが安定する。
なお、回転ローラー３２０で金属層２２０を巻き取る前に、回転ローラー３２０に金属層２２０の端部を取り付けておくことができる。回転ローラー３２０への金属層２２０の端部の取り付けは、作業者による手作業で行ってもよく、自動で行ってもよい。例えば、回転ローラー３２０と金属層２２０とをテープで接続してもよい。この場合、回転ローラー３２０が回転すると、始めにテープが巻き取られ、続いて剥離された金属層２２０が巻き取られる。金属層２２０が剥離しやすいように、端部において、第１メッキ層２４０と金属層との間に切り込みを予め入れておくこともできる。
製造装置２０では、回転ローラー３２０近傍に、第１固定ローラー３４０を設置することができる。第１固定ローラー３４０は、回転ローラー３２０による金属層２２０の巻き取りの浮き上がりを防止することができる。すなわち、第１固定ローラー３４０を設置することで、金属層２２０の巻き取りをさらに安定化することができる。第１固定ローラー３４０は、第１固定ローラー３４０と回転ローラー３２０との間に所定のギャップを有して設置される。所定のギャップは、金属層２２０の巻き取る厚さを考慮して決定することができる。さらに、第１固定ローラー３４０の中心軸は、回転ローラー３２０の中心軸よりも上方に位置することが好ましい。このような構成とすることで、金属層２２０の巻き取りの浮き上がりの防止効果が高くなる。
第１固定ローラー３４０は、自由に回転することができてもよく、回転しないように固定されていてもよい。なお、第１固定ローラー３４０は、回転ローラー３２０の移動に合わせて移動することができるように、移動機構に取り付けられていることが好ましい。
第１固定ローラー３４０の材質は、例えば、炭素鋼またはステンレス鋼などを用いることができる。また、第１固定ローラー３４０の回転部は、研磨処理またはメッキ処理などが施され、表面粗さが小さいことが好ましい。
押さえローラー３３０は、構造体３０の第１メッキ層２４０から金属層２２０を剥離し、剥離された金属層２２０を押さえることができる。押さえローラー３３０は、回転部および軸部を含む。回転部は軸部の中心を中心軸として自由に回転することができる。図示しないが、押さえローラー３３０の軸部の少なくとも一方の端部も、移動機構に取り付けられている。すなわち、押さえローラー３３０の軸部は、移動機構の移動によって、回転ローラー３２０に合わせて、第１方向に移動することができる。したがって、押さえローラー３３０は、金属層２２０を押さえながら、第１方向に移動することができる。
押さえローラー３３０は、回転部のみが回転してもよく（すなわち、軸部は移動機構に固定されている）、軸部と回転部とが一体化され、軸部の回転に合わせて回転部が回転するようにしてもよい。押さえローラー３３０の回転は、回転ローラー３２０の巻き取りおよび移動機構の移動によって剥離された金属層２２０の移動に合わせて自由に回転することができる。
また、押さえローラー３３０は、金属層２２０の剥離領域において、剥離された金属層２２０が円弧状の湾曲部３７０を形成するように、金属層２２０を押さえることができる。そのため、押さえローラー３３０は、金属層２２０の剥離領域近傍に設置される。なお、押さえローラー３３０は、剥離された金属層２２０の湾曲部３７０は、中心角θが１８０°以上の円弧を形成するように、金属層２２０を押さえることが好ましい。金属層２２０の湾曲部３７０が略円形または略楕円形に近くなることで、回転ローラー３２０による巻き取り、または移動機構による移動によって剥離された金属層２２０が移動するときであっても、金属層２２０の湾曲部３７０が安定する。
なお、湾曲部３７０の中心角θは、金属層２２０が第1メッキ層２４０から剥離される部分から、剥離された金属層２２０が押さえローラー３３０に接するまでの角度をいう。中心角θは、例えば、１８０°以上３００°以下であり、好ましくは２１０°以上２９０°以下であり、特に好ましくは２４０°以上２８０°以下である。
押さえローラー３３０は、回転ローラー３２０よりも下方に位置することが好ましい。言い換えると、押さえローラー３３０の中心軸は、回転ローラー３２０の中心軸よりも下方に位置することが好ましい。すなわち、押さえローラー３３０は、回転ローラー３２０よりもステージに近いことが好ましい。押さえローラー３３０が回転ローラー３２０よりも下方に位置することで、金属層２２０の湾曲部３７０がさらに安定化する。
押さえローラー３３０の材質は、例えば、炭素鋼またはステンレス鋼などを用いることができる。また、押さえローラー３３０の回転部は、研磨処理またはメッキ処理などが施され、表面粗さが小さいことが好ましい。回転部の表面粗さを小さくすることで、剥離された金属層２２０が回転部に引っ掛かることがなくなり、押さえローラー３３０による押さえが安定する。
図示しないが、押さえローラー３３０は、昇降機構を設けて、ステージ３１０の面と垂直方向に移動可能にしてもよい。昇降機構により、ステージ３１０と押さえローラー３３０との距離を調整することができる。
製造装置２０では、押さえローラー３３０近傍に、第２固定ローラー３５０を設置することができる。第２固定ローラー３５０は、剥離領域において、金属層２２０の剥離の跳ね上がりを防止することができる。すなわち、第２固定ローラー３５０を設置することで、金属層２２０の湾曲部３７０をさらに安定化することができる。第２固定ローラー３５０は、金属層２２０の湾曲部３７０を挟んで、押さえローラー３３０と反対側に設置される。さらに、第２固定ローラー３５０の中心軸は、押さえローラー３３０の中心軸よりも下方に位置することが好ましい。このような構成とすることで、金属層２２０の剥離の跳ね上がりの防止効果が高くなる。
第２固定ローラー３５０は、自由に回転することができてもよく、回転しないように固定されていてもよい。なお、第２固定ローラー３５０は、押さえローラー３３０の移動に合わせて移動することができるように、移動機構に取り付けられていることが好ましい。
第２固定ローラー３５０の材質は、例えば、炭素鋼またはステンレス鋼などを用いることができる。また、第２固定ローラー３５０の回転部は、研磨処理またはメッキ処理などが施され、表面粗さが小さいことが好ましい。
押さえローラー３３０と第２固定ローラー３５０との位置関係によって、金属層の湾曲部３７０の曲率半径Ｒが決定する。この半径Ｒは、金属層２２０の材質、膜厚、膜応力等に応じて決定される。この曲率半径Ｒを大きくすると、金属層２２０がメッキ層２４０から剥離する箇所Ｐからの金属層２２０の立ち上がりが緩やかになり、剥離ストレスを小さくすることができる。金属層２２０の膜厚が小さい場合は、半径Ｒを大きくすると、湾曲部３７０において金属層２２０が円弧状の断面を保てず、弛みの原因となるため、半径Ｒを小さくすると良い。
センサ３６０は、前記ステージ３１０と剥離された金属層２２０の湾曲部３７０の湾曲面との距離を測定することができる。センサ３６０は、ステージ３１０から最も離れた湾曲部３７０の湾曲面の距離を測定することができることが好ましい。最も離れた湾曲部３７０の湾曲面の距離を測定することで、剥離された金属層２２０の湾曲部３７０の曲率半径Ｒを算出することができる。
また、剥離された金属層２２０の湾曲部３７０の曲率半径Ｒは、ステージ３１０と押さえローラー３３０との距離Ｈにも依存する。そのため、センサ３６０を設置することで、センサ３６０の測定から算出された曲率半径Ｒに応じて、ステージ３１０と押さえローラー３３０との距離Ｈを調整することができる。逆に、ステージ３１０と押さえローラー３３０との距離Ｈを基に、金属層２２０の湾曲部３７０の曲率半径Ｒを調整することもできる。また、回転ローラー３２０の回転速度と回転ローラー３２０の第１方向への移動速度が一致していない場合、金属層２２０の湾曲部３７０が安定しない。その場合、センサ３６０の測定から算出された曲率半径Ｒに応じて、回転ローラー３２０の回転速度または移動機構の移動速度を調整することができる。なお、この調整は、制御機構を用いて自動で行うことができるようにしてもよい。
ステージ３１０と押さえローラー３３０との距離Ｈは、例えば、０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、好ましくは０．８ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、特に好ましくは１ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。湾曲部３７０の曲率半径Ｒは、例えば、１ｍｍ以上であり、好ましくは３ｍｍ以上５０ｍｍ以下であり、特に好ましくは５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。
また、金属層２２０の湾曲部３７０の調整は、金属層２２０の膜厚を考慮することができる。例えば、金属層２２０の膜厚が６０μｍの場合では、ステージ３１０と押さえローラー３３０との距離Ｈを１５ｍｍとし、金属層２２０の湾曲部３７０の曲率半径Ｒを１０ｍｍと調整することができる。
センサ３６０は、例えば、レーザセンサなどを用いることができる。センサ３６０は、レーザの出射光と金属層２２０からの反射光との光量を利用したものであってもよく、レーザの出射から金属層２２０からの反射の時間差を利用したものであってもよい。センサ３６０は、これらに限られることなく、距離を測定することができるセンサを用いることができる。
以上、本実施形態に係る蒸着マスク１０の製造装置２０によれば、構造体３０の第１メッキ層２４０から金属層２２０を均一に剥離することができるため、蒸着マスクの１０の品質が安定する。そのため、蒸着マスク１０を用いて蒸着した製品の品質も安定したものとなる。さらに、自動化された製造装置２０を用いることにより、作業者の負担が軽減するため、作業効率が向上する。
＜変形例＞
図４を参照して、蒸着マスク１０の製造装置２０の変形例である製造装置２０Ａの構成について説明する。なお、以下では、製造装置２０Ａにおいて、製造装置２０と同様の構成については説明を省略する場合がある。
図４を参照して、蒸着マスク１０の製造装置２０の変形例である製造装置２０Ａの構成について説明する。なお、以下では、製造装置２０Ａにおいて、製造装置２０と同様の構成については説明を省略する場合がある。
図４は、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造装置２０Ａの使用態様を示す断面模式図である。
図４に示すように、製造装置２０Ａは、ステージ３１０、回転ローラー３２０Ａ、第１固定ローラー３４０、第２固定ローラー３５０、およびセンサ３６０を含む。回転ローラー３２０Ａ、およびセンサ３６０は、ステージ３１０上に設置されている。
回転ローラー３２０Ａは、構造体３０の第１メッキ層２４０から金属層２２０を剥離し、剥離された金属層２２０を巻き取ることができる。また、回転ローラー３２０Ａは、構造体３０の第１メッキ層２４０から金属層２２０を剥離し、剥離された金属層２２０を押さえることができる。さらに、回転ローラー３２０Ａは、金属層２２０の剥離領域において、剥離された金属層２２０が円弧状の湾曲部を形成するように、金属層２２０を押さえることができる。そのため、回転ローラー３２０Ａは、金属層２２０の剥離領域近傍に設置される。
回転ローラー３２０Ａは、回転部および軸部を含む。回転部は軸部の中心を中心軸として回転し、金属層２２０を押さえながら巻き取ることができる。図示しないが、軸部の少なくとも一方の端部には、移動機構が取り付けられている。移動機構は、ステージ３１０の一辺に略平行な第１方向に軸部を移動させることができる。言い換えると、回転ローラー３２０Ａは、第1方向に、ステージ３１０に対して相対的に移動することができる。したがって、回転ローラー３２０Ａは、金属層２２０を押さえつつ、巻き取りながら、第１方向に移動することができる。
以上、本変形例に係る蒸着マスク１０の製造装置２０Ａによれば、回転ローラー３２０Ａが剥離された金属層２２０を押さえながら巻き取ることができる。そのため、押さえローラーを別に設置する必要がない。したがって、製造装置２０Ａは、移動機構を簡易化することができるため、製造装置２０Ａの製造コストを抑制することができる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
１０：蒸着マスク、 ２０、２０Ａ：製造装置、 ３０：構造体、 １１０：マスク本体、 １１１：開口領域、 １１２：非開口領域、 １１３：開口、 １２０：マスクフレーム、 １３０：接続部材、 ２１０：支持基板、 ２２０：金属層、 ２３０：フォトレジスト層、 ２４０：第１メッキ層、 ２５０：接着層、 ２６０：マスクフレーム、 ２６０：マスクフレーム、 ２８０：フィルム、 ２９０：第２メッキ層、 ３１０：ステージ、 ３２０、３２０Ａ：回転ローラー、 ３３０：押さえローラー、 ３４０：第１固定ローラー、 ３５０：第２固定ローラー、 ３６０：センサ、 ３７０：湾曲部
Claims (16)
- 蒸着マスクと、前記蒸着マスクに接して金属層と、が設けられた構造体を設置するステージと、
前記蒸着マスクから前記金属層を剥離して巻き取る回転ローラーと、を含み、
前記回転ローラーは、前記金属層の被剥離面を内側にして巻き取るように回転する蒸着マスクの製造装置。 - 前記回転ローラーは、前記ステージの一辺に略平行な第１方向に、前記ステージに対して相対的に移動して前記金属層を巻き取る請求項１に記載の蒸着マスクの製造装置。
- さらに、前記蒸着マスクから剥離された前記金属層を押さえる押さえローラーを含む請求項１または請求項２に記載の蒸着マスクの製造装置。
- 前記回転ローラーと前記押さえローラーとの互いの軸距離を可変とするように構成される請求項３に記載の蒸着マスクの製造装置。
- 前記押さえローラーは、中心角が１８０°以上の円弧を形成して湾曲するように、剥離された前記金属層を押さえる請求項３に記載の蒸着マスクの製造装置。
- さらに、前記ステージと剥離された前記金属層の湾曲面との距離を測定するセンサを含む請求項５に記載の蒸着マスクの製造装置。
- 前記押さえローラーは、前記回転ローラーに合わせて、前記ステージに対して相対的に移動する請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造装置。
- 前記押さえローラーの中心軸は、前記回転ローラーの中心軸よりも下方に位置する請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造装置。
- さらに、前記金属層の巻き取りの浮き上がりを防止するための第１固定ローラーを含む請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造装置。
- 前記第１固定ローラーの中心軸は、前記回転ローラーの中心軸より上方に位置する請求項９に記載の蒸着マスクの製造装置。
- さらに、前記金属層の剥離の跳ね上がりを防止するための第２固定ローラーを含む請求項３乃至請求項１０のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造装置。
- 前記第２固定ローラーの中心軸は、前記押さえローラーの中心軸よりも下方に位置する請求項１１に記載の蒸着マスクの製造装置。
- 蒸着マスクと、前記蒸着マスクに接して金属層と、が設けられた構造体において、回転ローラーで前記金属層を巻き取りながら、前記回転ローラーを前記構造体の一辺に略平行な第１方向に移動させ、前記蒸着マスクから前記金属層を剥離することを含み、
前記回転ローラーは、前記金属層の被剥離面を内側にして巻き取るように回転する蒸着マスクの製造方法。 - 中心角が１８０°以上の円弧を形成して湾曲するように剥離された前記金属層を押さえる押さえローラーを前記第１方向に移動させる請求項１３に記載の蒸着マスクの製造方法。
- さらに、前記金属層を押さえる押さえローラーを含む、請求項１３に記載の蒸着マスクの製造方法。
- 前記金属層に応じて、前記回転ローラーと前記押さえローラーとの互いの軸距離を変化させる請求項１４または請求項１５に記載の蒸着マスクの製造方法。
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