(57)【要約】      （修正有）【課題】自重によってたわみ難く、高精細な薄膜が製造できる蒸着マスクの提供。【解決手段】被蒸着物に蒸着するために使用される蒸着マスクであって、第１面１００ａ、第１面１００ａに対向する第２面１００ｂ、第１面１００ａと第２面１００ｂとの間を貫通する複数の開口部１１０、および複数の開口部１１０を有する開口部群１２１、１２２、１２３、１２４を備え、蒸着マスク１００と被蒸着物３００とは、蒸着マスク１００の第１面１００ａと被蒸着物３００との間に隙間を設けながら第１面１００ａ内の第１方向に沿って相対移動可能であり、蒸着マスク１００は、有機高分子製の樹脂層と金属製の金属層とが積層された積層構造部を有し、積層構造部の平均密度が１．５ｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、７．８ｇ／ｃｍ3以下である、蒸着マスク１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被蒸着物に蒸着するために使用される蒸着マスクであって、
第１面、
前記第１面に対向する第２面、
前記第１面と前記第２面との間を貫通する複数の開口部、および
複数の前記開口部を有する開口部群、
を備え、
前記蒸着マスクと前記被蒸着物とは、前記蒸着マスクの前記第１面と前記被蒸着物との間に隙間を設けながら前記第１面内の第１方向に沿って相対移動可能であり、
前記蒸着マスクは、有機高分子製の樹脂層と金属製の金属層とが積層された積層構造部を有し、
前記積層構造部の平均密度が１．５ｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、７．８ｇ／ｃｍ3以下である、蒸着マスク。
【請求項２】
前記第１面の法線方向に沿った前記積層構造部の前記金属層の厚みを第１の厚みとし、
前記第１面の法線方向に沿った前記積層構造部の前記樹脂層の厚みを第２の厚みとするとき、
前記第１の厚みに対する前記第２の厚みの比が、０．０４以上であり、かつ、２０．０以下である、請求項１に記載の蒸着マスク。
【請求項３】
前記積層構造部の前記金属層の構成材料のヤング率が、８０．０Ｐａ以上、かつ、３００．０Ｐａ以下であり、
前記積層構造部の前記樹脂層の構成材料のヤング率が、２．０Ｐａ以上、かつ、３０．０Ｐａ以下である、請求項２に記載の蒸着マスク。
【請求項４】
前記蒸着マスクは、支持部材と、
前記支持部材に対して着脱可能に固定されている複数の部分マスクと、を備え、
複数の前記部分マスクは、それぞれが前記開口部群を有している、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の蒸着マスク。
【請求項５】
前記積層構造部は、前記支持部材に設けられている、請求項４に記載の蒸着マスク。
【請求項６】
前記積層構造部は、前記部分マスクに設けられている、請求項４または請求項５に記載の蒸着マスク。
【請求項７】
蒸着材料を被蒸着物に蒸着させて薄膜を製造する薄膜製造装置であって、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の前記蒸着マスク、
前記蒸着材料を被蒸着物に向けて放出する放出部、
前記蒸着マスクが着脱可能に固定されている連結部、および、
前記薄膜製造装置と前記被蒸着物とを、前記蒸着マスクの前記第１面と前記被蒸着物との間に隙間を設けながら前記第１面内の第１方向に沿って相対移動させる移動部、
から構成されている薄膜製造装置。
【請求項８】
薄膜の製造方法であって、
蒸着材料を請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の前記蒸着マスクの前記複数の開口部を通過させて前記被蒸着物に蒸着させる蒸着工程を備え、
前記蒸着工程で、前記蒸着マスクと前記被蒸着物とを、前記蒸着マスクの前記第１面と前記被蒸着物との間に隙間を設けながら前記第１面内の第１方向に沿って相対移動させる、薄膜の製造方法。
【請求項９】
有機半導体素子の製造方法であって、
請求項８に記載の薄膜の製造方法を使用する、有機半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着マスク、薄膜製造装置、薄膜の製造方法、および有機半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子の製造において、有機ＥＬ素子の有機層またはカソード電極の形成には、被蒸着物に向けて蒸着材料を通過させたい領域に、細長いスリット状の開口部を微小間隔で一方向に並べた、金属製の蒸着マスクが使用されている。蒸着マスクは、被蒸着物に重ね合わせた状態で蒸着を行うため、被蒸着物のサイズが大きい場合、これに合わせて大きいサイズの蒸着マスクを用意する必要がある。蒸着マスクのサイズが大きくなると、特に当該蒸着マスクの中央付近に、自重による曲げ応力によってたわみが生じ、蒸着マスクと被蒸着物とが密着する部分と、両者の間に隙間が生じる部分とが混在することになり、蒸着された薄膜の形状精度が低下するという問題がある。また、大きなサイズの蒸着マスクに多数の開口部を正確に形成することは技術的に難易度が高く、蒸着マスクの歩留りが低下するという問題もある。
【０００３】
蒸着マスクのサイズの大型化を抑制する方法として、例えば、特許文献１のように、蒸着マスクであるパターニングスリットシートに対して一定の隙間を維持しながら、被蒸着物である基板を相対移動させて連続的に蒸着を行う、いわゆるスモールマスクスキャニング方式が提案されている。この方式では、被蒸着物の横幅よりも狭い横幅寸法であるパターニングスリットシートを用いることにより、大きな被蒸着物への蒸着が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４０７１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この方式によって蒸着マスクを小型化することができるが、被蒸着物を相対移動させるため、蒸着する間、蒸着マスクと被蒸着物との隙間を一定に維持する必要がある。蒸着マスクを被蒸着物に密着させることができないため、被蒸着物に密着させる方式と比べて蒸着マスク自体の軽量化と剛性とのバランスをとることが必要となる。スリット状の開口部が多数形成された蒸着マスクは中央付近が特に自重によってたわみ易くなり、被蒸着物への高精細な薄膜製造が困難となる。
【０００６】
本発明は、自重によってたわみ難く、高精細な薄膜が製造できる蒸着マスクを提供することを課題とする。また、高精細な薄膜を製造できる薄膜製造装置、および薄膜の製造方法を提供することを課題とする。さらに、高精細な有機半導体素子を製造することができる有機半導体素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、被蒸着物に蒸着するために使用される蒸着マスクであって、第１面、前記第１面に対向する第２面、前記第１面と前記第２面との間を貫通する複数の開口部、および複数の前記開口部を有する開口部群、を備え、前記蒸着マスクと前記被蒸着物とは、前記蒸着マスクの前記第１面と前記被蒸着物との間に隙間を設けながら前記第１面内の第１方向に沿って相対移動可能であり、前記蒸着マスクは、有機高分子製の樹脂層と金属製の金属層とが積層された積層構造部を有し、前記積層構造部の平均密度が１．５ｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、７．８ｇ／ｃｍ3以下である、第１の例の蒸着マスクである。
【０００８】
本開示は、前記第１面の法線方向に沿った前記積層構造部の前記金属層の厚みを第１の厚みとし、前記第１面の法線方向に沿った前記積層構造部の前記樹脂層の厚みを第２の厚みとするとき、前記第１の厚みに対する前記第２の厚みの比が、０．０４以上であり、かつ、２０．０以下である、第１の例に記載の第２の例の蒸着マスクである。
【０００９】
本開示は、前記積層構造部の前記金属層の構成材料のヤング率が、８０．０Ｐａ以上、かつ、３００．０Ｐａ以下であり、前記積層構造部の前記樹脂層の構成材料のヤング率が、２．０Ｐａ以上、かつ、３０．０Ｐａ以下である、第２の例に記載の第３の例の蒸着マスクである。
【００１０】
本開示は、前記蒸着マスクは、支持部材と、前記支持部材に対して着脱可能に固定されている複数の部分マスクと、を備え、複数の前記部分マスクは、それぞれが前記開口部群を有している、第１の例から第３の例までのいずれか一つに記載の第４の例の蒸着マスクである。
【００１１】
本開示において、前記積層構造部は、前記支持部材に設けられている、第４の例に記載の第５の例の蒸着マスクでもよく、前記積層構造部は、前記部分マスクに設けられている、第４の例または第５の例に記載の第６の例の蒸着マスクでもよい。
【００１２】
本開示は、蒸着材料を被蒸着物に蒸着させて薄膜を製造する薄膜製造装置であって、
第１の例から第６の例のいずれか一項に記載の前記蒸着マスク、前記蒸着材料を被蒸着物に向けて放出する放出部、前記蒸着マスクが着脱可能に固定されている連結部、および、前記薄膜製造装置と前記被蒸着物とを、前記蒸着マスクの前記第１面と前記被蒸着物との間に隙間を設けながら前記第１面内の第１方向に沿って相対移動させる移動部、から構成されている第７の例の薄膜製造装置である。
【００１３】
本開示は、薄膜の製造方法であって、蒸着材料を第１の例から第６の例のいずれか一項に記載の前記蒸着マスクの前記複数の開口部を通過させて前記被蒸着物に蒸着させる蒸着工程を備え、前記蒸着工程で、前記蒸着マスクと前記被蒸着物とを、前記蒸着マスクの前記第１面と前記被蒸着物との間に隙間を設けながら前記第１面内の第１方向に沿って相対移動させる、第８の例の薄膜の製造方法である。
【００１４】
本開示は、有機半導体素子の製造方法であって、第７の例に記載の薄膜の製造方法を使用する、第９の例の有機半導体素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本開示により、自重によってたわみ難く、高精細な薄膜が製造できる蒸着マスクを提供することができる。また、高精細な薄膜を製造できる薄膜製造装置、および薄膜の製造方法を提供することができる。さらには高精細な有機半導体素子を製造することができる有機半導体素子の製造方法を提供するができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の薄膜製造装置の一例の構造を説明する斜視図である。
【図２】第１実施形態の蒸着マスクの一例を説明する平面図である。
【図３】第１実施形態の蒸着マスクの開口部付近の断面図である。
【図４】従来技術の蒸着マスクの一例を説明する平面図である。
【図５】被蒸着物の一例を説明する平面図および断面図である。
【図６】薄膜製造装置に蒸着マスクを取り付ける状態を説明する斜視図である。
【図７】蒸着マスクと被蒸着物とが相対移動している状態を説明する斜視図である。
【図８】第１実施形態の蒸着マスクの変形例１を説明する平面図である。
【図９】第１実施形態の蒸着マスクの変形例２を説明する平面図である。
【図１０】蒸着マスクの変形例３を説明する平面図である。
【図１１】図１０の蒸着マスクの上端を拡大した平面図である。
【図１２】図１１の蒸着マスクの部分マスクの開口部付近の断面図である。
【図１３】蒸着マスクの変形例４を説明する平面図である。
【図１４】蒸着マスクの変形例５を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面等を参照して、本開示の蒸着マスク、薄膜製造装置等の一例について説明する。ただし、本開示の蒸着マスク、薄膜製造装置等は、この例や後述する実施形態に限定されない。
【００１８】
以下に示す各図は模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は理解を容易にするために適宜誇張している。また、各図において部材の断面を示すハッチングを適宜省略する。本明細書中に記載する各部材の寸法等の数値および材料名は実施形態としての一例であり、これに限定されるものではなく適宜選択して使用することができる。本明細書において形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば平行や直交、垂直等の用語については、厳密に意味するところに加え、実質的に同じ状態も含むものとする。
【００１９】
１．第１実施形態
（ａ）薄膜製造装置
図１は、本開示の薄膜製造装置２００の一例の構造を概略的に示す斜視図である。薄膜製造装置２００は、蒸着マスク１００、連結部２２０および放出部２１５を備えている。蒸着マスク１００は、連結部２２０に対して着脱可能に固定されている。放出部２１５は、蒸着材料２３０を昇華または蒸発するための蒸着源２１０、昇華または蒸発された蒸着材料２３０を蒸着マスク１００に向けて放出するための蒸着ノズル２１２、および蒸着ノズル２１２を蒸着源２１０に対して固定するための蒸着ノズル取付部２１１から構成されている。蒸着源２１０は、蒸着材料２３０、ルツボ２１３および加熱器２１４から構成されている。
【００２０】
図１において、蒸着マスク１００の主面に対する法線の向きにＺ軸をとり、蒸着マスク１００から被蒸着物３００に向かう方向を＋Ｚ方向、その反対方向を−Ｚ方向とする。＋Ｚ方向および／または−Ｚ方向を単にＺ方向と称する場合がある。また、蒸着マスク１００に対して被蒸着物３００が一定距離、離隔したまま相対移動する際の、蒸着マスク１００の主面内の、被蒸着物３００の相対移動方向にＹ軸をとり、これを＋Ｙ方向、その反対方向を−Ｙ方向とする。＋Ｙ方向および／または−Ｙ方向を単にＹ方向と称する場合がある。また、蒸着マスク１００の主面内の、Ｙ方向に直交する方向にＸ軸をとり、図１において手前方向を＋Ｘ方向、その反対方向を−Ｘ方向とする。＋Ｘ方向および／または−Ｘ方向を単にＸ方向と称する場合がある。
【００２１】
蒸着源２１０のルツボ２１３は、内部に蒸着材料２３０を収納しており、加熱器２１４を加熱することにより、蒸着材料２３０が気化し、放出される。蒸着源２１０には蒸着ノズル取付部２１１が固定されており、蒸着ノズル取付部２１１には、複数の蒸着ノズル２１２がＹ方向に沿って一列に並ぶ配置で固定されている。加熱され、昇華または蒸発した蒸着材料２３０は、複数の蒸着ノズル２１２を通して、蒸着源２１０とは反対の方向に向けて放出される。
【００２２】
蒸着ノズル取付部２１１の蒸着ノズル２１２側の主面は、連結部２２０に固定された蒸着マスク１００の蒸着ノズル２１２側の主面と離隔して対向するように配置され、蒸着ノズル２１２は、放出された蒸着材料２３０が、蒸着マスク１００に向かうように配置されている。ただし、蒸着ノズル取付部２１１の主面が蒸着マスク１００の主面と平行に配置されている必要はなく、蒸着ノズル取付部２１１の主面に対して蒸着材料２３０の放出角度が垂直となるように、蒸着ノズル２１２が配置されている必要もない。また、蒸着材料２３０の放出角度は、蒸着ノズル２１２ごとに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００２３】
薄膜製造装置２００は、蒸着マスク１００に対して＋Ｚ方向に離隔した関係を保ちながら、薄膜が製造される被蒸着物３００を−Ｙ方向から＋Ｙ方向に相対移動させるための移動部（図示しない）を備えている。移動部は、蒸着マスク１００と被蒸着物３００との距離を変えずに所望の速度で被蒸着物３００を蒸着マスク１００に対して相対移動させる機構を備えていれば特に機能上の制限はなく、例えばステッピングモータやサーボモータを用いた機構であってもよい。蒸着マスク１００に対して被蒸着物３００を相対移動させる方法としては、薄膜製造装置２００を固定して被蒸着物３００を移動させる方法が一般的であるが、逆に被蒸着物３００を固定して薄膜製造装置２００を移動させてもよく、両者をそれぞれ別々に、互いに逆方向となるように移動させてもよい。
【００２４】
蒸着マスク１００には、Ｙ方向側に細長く伸びた形状のスリット状の開口部１１０が複数個設けられている。開口部１１０は、蒸着マスク１００の＋Ｚ方向側の主面である第１面１００ａと、蒸着マスク１００の−Ｚ方向側の主面である第２面１００ｂとの間を貫通している。Ｘ方向に沿って並んで配列する複数の開口部１１０の集合体を開口部群とする。例えば、図１では、蒸着マスク１００の−Ｙ方向側かつ−Ｘ方向側に、Ｘ方向に沿って並んで配置された８個の開口部１１０から構成される開口部群１２１が配置されている。同様に、開口部群１２１の斜め向かいには同じく８個の開口部１１０から構成される開口部群１２２が、開口部群１２２の斜め向かいには開口部群１２３が、開口部群１２３の斜め向かいには開口部群１２４が配置されている。
【００２５】
蒸着マスク１００の第１面内であって、被蒸着物３００を蒸着マスク１００に対して相対移動させる方向を第１方向とし、第１面内であって、第１方向に直交する方向を第２方向とする。本実施形態では第１方向はＹ方向に一致し、第２方向はＸ方向に一致するが、座標系を変えた場合はこの関係も変わり得る。例えば、Ｚ方向から平面視したときの蒸着マスクの形状が、内角が４５度および１３５度の平行四辺形の形状である場合には、図１におけるＸ軸を、Ｚ軸とのなす角度を９０度とし、かつ、Ｙ軸とのなす角度を９０度ではなく４５度または１３５度となるようにＸＹＺ座標系を選ぶことが可能であるが、その場合には第１方向はＹ方向と同一であるが、第２方向はＸ方向ではなく、あくまでＺ軸およびＹ軸と９０度をなす方向を指すこととなる。同様に、Ｙ軸の取り方を変えたＸＹＺ座標系では、第１方向がＹ方向ではない場合もあり得る。
【００２６】
（ｂ）蒸着マスク
（ｉ）開口部および開口部群
蒸着マスク１００について説明する。図２は、蒸着マスク１００を概略的に示す平面図である。蒸着マスク１００には、Ｙ方向側に細長く伸びた形状のスリット状の開口部１１０が合計３２個設けられている。蒸着マスク１００の−Ｙ方向側かつ−Ｘ方向側には、Ｘ方向に沿って並んで配置された８個の開口部１１０から構成される開口部群１２１が配置されている。開口部群１２１の＋Ｙ方向側かつ＋Ｘ方向側には、同様に配置された８個の開口部１１０から構成される開口部群１２２が隣接して形成されている。同様に、開口部群１２２の−Ｙ方向側かつ＋Ｘ方向側には、開口部群１２３が隣接して形成され、開口部群１２３の＋Ｙ方向側かつ＋Ｘ方向側には、開口部群１２４が隣接して形成されている。
【００２７】
蒸着マスク１００を第１方向に垂直な面で切った断面を見たときに、第２方向において互いに隣接する、貫通部分の断面が現れた開口部の集合体をひとつの開口部群と見なすことにより、蒸着マスク１００の中の各開口部群の範囲と配置場所とを特定することができる。例えば、図２において、蒸着マスク１００を、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に向けて、順次、Ｙ軸に垂直な面で切った断面を見たときに、まずは、Ｘ方向側に互いに隣接する８個の開口部の断面を、−Ｘ方向側と＋Ｘ方向側との各１箇所で確認することができる。前者が開口部群１２１の開口部であり、後者が開口部群１２３の開口部である。開口部群１２１の、第２方向に沿った最も＋Ｘ寄りの開口部と、開口部群１２３の、第２方向に沿った最も−Ｘ寄りの開口部とは、間に別の開口部群１２２の８個の開口部が存在するため、第２方向において隣接していない。このように第２方向において隣接しない開口部がある場合は、それぞれが別の開口部群に含まれると考える。
【００２８】
同様に、蒸着マスク１００を、＋Ｙ方向側に向けてさらに順次、Ｙ軸に垂直な面で切った断面を見たときに、開口部群１２１よりも＋Ｘ方向側であり、かつ、開口部群１２３よりも−Ｘ方向側の位置と、開口部群１２３よりも＋Ｘ方向側の位置とに、互いに隣接する８個の開口部の断面を各１箇所、確認することができる。前者が開口部群１２２の開口部であり、後者が開口部群１２４の開口部である。開口部群１２２の、第２方向に沿った最も＋Ｘ寄りの開口部と、開口部群１２４の、第２方向に沿った最も−Ｘ寄りの開口部とは、間に別の開口部群１２３の８つの開口部が存在するため、第２方向において隣接していない。したがって、開口部群１２２と開口部群１２４とは、それぞれが別の開口部群であると考える。
【００２９】
この考え方に沿って、特許文献１のパターニングスリットシートを例にとって、開口部群の有無を確認する。図４は、パターニングスリットシートと呼ばれる蒸着マスク１０６を示す平面図であり、蒸着マスク１０６では、パターニングスリットと呼ばれる、Ｙ方向側に細長く伸びた同一形状のスリット状の開口部１１３が、Ｘ方向に沿って複数個設けられている。蒸着マスク１０６を、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に向けて、順次、Ｙ軸に垂直な面で切った断面を見たときに、まずは、Ｘ方向側に互いに隣接する３２個の開口部の断面を確認することができる。また、この３２個の開口部１１３は互いに第２方向において隣接しているため、３２個の開口部がひとつの開口部群１４９を形成する。蒸着マスク１０６を、＋Ｙ方向側に向けてさらに順次、Ｙ軸に垂直な面で切った断面を見たときにも、別の開口部の断面が現れることはないため、蒸着マスク１０６には、開口部群がひとつしかないことが確認できる。
【００３０】
図２の開口部群１２２は、開口部群１２１に対して、第１方向に沿って配置されておらず、かつ、第２方向に沿って配置されていない。蒸着マスクの第１面において、開口部群に含まれるすべての開口部を包含する最小面積の四角形を仮想したときの、当該四角形の図心を開口部群の中心としたとき、第１方向を角度０度として、第１方向から第２方向に向かう、第１方向となす最小角度が０度よりも大きく９０度よりも小さい角度、例えば４５度である直線上に、開口部群１２１および１２２の中心が配置されている。これより、開口部群１２２は開口部群１２１に対して斜め向かいに配置されている。また、逆に、開口部群１２１も、開口部群１２２に対して斜め向かいに配置されている。
【００３１】
同様に、開口部群１２３は開口部群１２２に対して斜め向かいに配置されており、開口部群１２２も、開口部群１２３に対して斜め向かいに配置されている。開口部群１２４は開口部群１２３に対して斜め向かいに配置されており、開口部群１２３も、開口部群１２４に対して斜め向かいに配置されている。
【００３２】
開口部群１２１を第１開口部群、開口部群１２２を第２開口部群としたとき、本開示の蒸着マスク１００は、開口部が第２方向に沿って複数配列した開口部群を複数有し、第２開口部群は、第１方向に沿って第１開口部群の斜め向かいに配置されている。このとき、蒸着マスク１００には、開口部群が形成されていない領域が、開口部群の配列とは逆の配列として存在することとなる。例えば、開口部群１２１を第１開口部群、開口部群１２２を第２開口部群としたとき、開口部群１２１の＋Ｙ方向側、かつ、開口部群１２２の−Ｘ方向側には、開口部や開口部群が存在しない領域が存在する。また、開口部群１２２の−Ｙ方向側、かつ、開口部群１２１の＋Ｘ方向側にも、開口部や開口部群が存在しない領域が存在する。これらふたつの開口部や開口部群が存在しない領域は、開口部群１２１および開口部群１２２の位置関係とは逆の配置として存在する。開口部群１２２を第１開口部群、開口部群１２３を第２開口部群とした場合、または開口部群１２３を第１開口部群、開口部群１２４を第２開口部群とした場合も同様である。
【００３３】
上記において、開口部群１２１の＋Ｙ方向側、かつ、開口部群１２２の−Ｘ方向側の領域および、開口部群１２２の−Ｙ方向側、かつ、開口部群１２１の＋Ｘ方向側の領域は、必ずしも開口部や開口部群が存在しない領域である必要はない。例えば第１方向や第２方向に隣接する開口部群１２１、１２２よりも開口部合計面積の開口部群面積に対する比率である開口部面積比が小さい開口部群、すなわち開口部の配置密度が疎であるような開口部群が配置されていてもよい。この点については変形例として後述する。
【００３４】
蒸着マスク１００の各開口部群は、一方が他方に対して斜め向かいに配置されているのと同時に、第２方向に平行な、開口部群１２１と開口部群１２２の略中間地点を通る直線を基準としたとき、開口部群１２１は当該直線に対して−Ｙ方向側に配置され、開口部群１２１に隣接する開口部群１２２は当該直線に対して＋Ｙ方向側に配置されている。開口部群１２２に隣接する開口部群１２３は当該直線に対して−Ｙ方向側に配置され、開口部群１２３に隣接する開口部群１２４は当該直線に対して＋Ｙ方向側に配置されている。このように互いに隣接する開口部群が順次、第２方向に平行な直線に対して、−Ｙ方向側、＋Ｙ方向側、−Ｙ方向側、＋Ｙ方向側、と第１方向に沿って左右が順次入れ替わる関係であることから、開口部群１２１、１２２、１２３および１２４は、第２方向に沿ってジグザグに配列されている。
【００３５】
このとき、蒸着マスク１００には、開口部群が形成されない領域またはジグザグに配列された開口部群よりも開口部の配置密度が疎であるような開口部群が、ジグザグの配列を形成する開口部群の配列とは逆の配列であるジグザグの配列として存在する。例えば、本実施形態では、開口部群１２１、１２２、１２３および１２４がジグザグの配列であるとき、開口部群１２１の＋Ｙ方向側、かつ、開口部群１２２の−Ｘ方向側、開口部群１２２の−Ｙ方向側、かつ、開口部群１２１の＋Ｘ方向側、開口部群１２３の＋Ｙ方向側、かつ、開口部群１２４の−Ｘ方向側、および開口部群１２４の−Ｙ方向側、かつ、開口部群１２３の＋Ｘ方向側には、開口部や開口部群が存在しない領域が存在する。
【００３６】
開口部や開口部群が存在しない領域、または開口部の配置密度が疎であるような開口部群は、開口部群１２１、１２２、１２３および１２４のジグザグの配列とは逆のジグザグの配列として存在することとなる。このような、開口部群が形成されない領域、または開口部の配置密度が疎であるような開口部群を有することにより、蒸着マスク１００の剛性がさらに高められ、蒸着マスク１００が、被蒸着物３００との間に隙間を設けて配置されても、一層、歪み難くすることができる。その結果、より高精細な被蒸着物３００への薄膜製造を行うことができる。
【００３７】
本実施形態では開口部群が斜め向かいの配置となっているが、この配置に限る必要はなく、例えば図４に示したように、同一形状の開口部のすべてがＸ方向に沿って規則的に配列している開口部群がひとつだけの蒸着マスクであってもよい。本実施形態のように、開口部群が斜め向かいの配置である場合においても、蒸着マスク１００に形成された開口部群の数を４とする必要はなく、開口部群が斜め向かいの配置を構成するためには開口部群の数は２以上あればよく、４以上であってもよい。また、各開口部群は、それぞれ８個の開口部を有しているが、これに限定するものではなく、２個以上の開口部を有していればよい。また、複数の開口部群は、それぞれ異なる開口部数を有していてもよい。各開口部群がジグザグの配列となるためには、開口部群の数を３以上とすればよい。
【００３８】
本実施形態では蒸着マスク１００に形成された各開口部群に内包される各開口部の形状や寸法を同じものとして図示しているが、必ずしも同じとする必要はなく、被蒸着物への薄膜製造に要求されるリードタイム等に応じて、適宜、異なる形状や寸法としてもよい。一方の開口部群が内包する開口部の形状や寸法と、他方の開口部群が内包する開口部の形状や寸法との関係についても同様である。
【００３９】
本実施形態の蒸着マスク１００は、一体の板状部材に対して、後述する加工方法によって、必要な開口部を設けることにより形成される。蒸着マスクの形成方法はこれに限ることなく、後述する種々の変形例に例示するものも含め、異なる形成方法を用いてもよい。
【００４０】
（ｉｉ）積層構造部
蒸着マスク１００の積層構造部について説明する。図３は、図２の蒸着マスク１００の−Ｘ方向側の先端付近を、矢印Ａ−Ａを通るＹ軸に垂直な平面で切った、＋Ｙ方向から見た断面図である。図３（ａ）が、本実施形態の蒸着マスク１００の断面図であり、図３（ｂ）が、バリア層１１０ｅを備えた蒸着マスクの断面図である。図３（ａ）に示すように、蒸着マスク１００は、金属層１７２と樹脂層１７１とが積層された積層構造部１７３を有している。
【００４１】
積層構造部１７３の開口部１１０付近の断面を見ると、開口部１１０には、金属層１７２側の開口部１１０ｂ、および樹脂層１７１側の開口部１１０ａとも、＋Ｚ方向に向かって、すなわち被蒸着物３００に向かって狭くなるような所定の傾きを有する端面であるテーパ面１１０ｄおよび１１０ｃが設けられている。開口部の端面に所定の傾きを持たせることにより、被蒸着物に薄膜を形成する際にシャドウが生じる危険性を低減することができる。開口部１１０の断面形状は上記に限る必要はなく、例えば、蒸着マスク１００の厚み方向であるＺ方向に平行な端面を有していてもよい。
【００４２】
樹脂層１７１側のテーパ面１１０ｃは、図３（ｂ）に示すように、無機酸化物や無機窒化物、金属薄膜層または蒸着層等から構成されるバリア層１１０ｅで覆われていてもよい。このように、バリア層１１０ｅを設けることによって、テーパ面１１０ｃからのガスの発生を抑制することができる。
【００４３】
蒸着マスク１００の積層構造を形成する金属層には、比較的剛性が高い材料として、例えば、ステンレス鋼、鉄ニッケル合金、アルミニウム合金等を用いることができる。鉄ニッケル合金であるインバー材を用いた場合には、熱による変形を低く抑えることができる。純鉄、炭素鋼、Ｗ鋼、Ｃｒ鋼、Ｃｏ鋼、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、ＮＫＳ鋼、Ｃｕｎｉｃｏ鋼、Ａｌ−Ｆｅ合金等を用いる場合には、薄膜製造装置への固定を磁力によって行うことができる。当該材料に上記磁性体の粉末を分散させることにより、蒸着マスク１００を形成する材料自体が磁性体でない場合においても、当該蒸着マスク１００に磁性を付与することができる。
【００４４】
蒸着マスク１００の積層構造を形成する樹脂層には、比較的軽量化が図れる材料として、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、セロファン、アイオノマー樹脂等を用いることができる。
【００４５】
蒸着マスク１００の積層構造部１７３を構成する金属層１７２と樹脂層１７１には、上述した材料に限らず、種々の材料を選択することが可能であるが、積層構造部１７３の平均密度が１．５ｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、７．８ｇ／ｃｍ3以下となるように構成することが好ましい。この場合、積層構造部に占める金属層による蒸着マスク全体の重量増加が抑えられ、かつ、金属の剛性によって低弾性率である樹脂層が補強されるため、蒸着マスク全体としてのたわみを抑制することができる。その結果、蒸着マスクの軽量化と高剛性の両立が図られ、蒸着マスクのたわみが抑制されることにより、高精細な被蒸着物の蒸着が可能となる。
【００４６】
さらに好ましくは、積層構造部１７３の平均密度が２．１ｇ／ｃｍ3以上であり、かつ、７．３ｇ／ｃｍ3以下となるように構成してもよい。この場合、積層構造部に占める金属層の重量比率の増加が一層抑えられ、かつ、金属の剛性と樹脂層の補強効果を維持しつつ、蒸着マスク全体としてのたわみを安定的に抑制することができる。なお、積層構造部の平均密度が２．１ｇ／ｃｍ3付近となるケースは、例えば、金属層として鉄に３６％のニッケルおよび微量のマンガン、炭素等を加えた合金であるインバー材を、樹脂層としてポリイミドフィルムを使用し、その厚みの比率を１２：８８程度にした場合に相当する。また、積層構造部の平均密度が７．３ｇ／ｃｍ3付近となるケースは、例えば、上記金属層と樹脂層の厚みの比率を８８：１２程度にした場合に相当する。
【００４７】
また、蒸着マスク１００の積層構造部１７３は、上述の平均密度条件を満たした上で、さらに、金属層のＺ方向に沿った厚みを第１の厚みとし、樹脂層のＺ方向に沿った厚みを第２の厚みとするとき、第１の厚みに対する第２の厚みの比が、０．０４以上であり、かつ、２０．０以下であることが好ましい。第１の厚みに対する第２の厚みの比がこの範囲であることにより、金属層１７２と樹脂層１７１との剛性のバランスが図れ、繰り返しの使用等においても、蒸着マスク１００のたわみを安定して抑制することができる。また、第１の厚みに対する第２の厚みの比がこの範囲であることにより、金属層または樹脂層のいずれかが極端に薄くなることによって、繰り返しの使用時等において塑性変形や疲労破壊を起こしてしまうことを抑制することができる。
【００４８】
積層構造部の平均密度と、金属層および樹脂層の厚みの比については、一定の関係がある。金属層の密度をＰｍ１、樹脂層の密度をＰｐ１、積層構造部の平均密度をＰａｖｅ１とし、金属層の厚みをｔｍ１、樹脂層の厚みをｔｐ１、積層構造部の総厚をｔｔ１とする。金属層の厚みに対する樹脂層の厚みの比をＲｐｍ１とすると、図３（ａ）、（ｂ）に示すとおり、ｔｍ１とｔｐ１の和がｔｔ１であり、Ｐａｖｅ１は、下記の式（１）および式（２）によって計算できる。よって、Ｐａｖｅ１は蒸着マスク１００の積層構造部１７３の実際の質量を体積で除して求めることもできるが、金属層、樹脂層の各密度と、各厚みまたは厚みの比が分かっている場合は、これらの情報から計算で求めることができる。
式（１）  Ｐａｖｅ１＝（Ｐｍ１×ｔｍ１＋Ｐｐ１×ｔｐ１）／ｔｔ１
式（２）  ｐａｖｅ１＝（Ｐｍ１＋Ｐｐ１×Ｒｐｍ１）／（１＋Ｒｐｍ１）
【００４９】
蒸着マスク１００の積層構造部１７３は、上述の金属層１７２の構成材料のヤング率が、８０．０Ｐａ以上、かつ、３００．０Ｐａ以下であり、樹脂層１７１の構成材料のヤング率が、２．０Ｐａ以上、かつ、３０．０Ｐａ以下であることが好ましい。蒸着マスク１００のたわみ量は、金属層および樹脂層の重量と、金属層および樹脂層それぞれのヤング率（縦弾性係数）の影響を受ける。したがって、金属層１７２と樹脂層１７１とのヤング率が、上記の範囲であることにより、金属層および樹脂層それぞれのたわみ量が過大とならず、金属層の重量を減らしつつ、効果的に樹脂層を補強することで、蒸着マスク全体のたわみの発生を抑制することができる。
【００５０】
本実施形態では、積層構造部の金属層として厚みが０．０２ｍｍ、密度が８．０ｇ／ｃｍ3である３６％インバー材を使用し、樹脂層として厚みが０．００５ｍｍ、密度が１．４ｇ／ｃｍ3であるポリイミドフィルムを使用している。したがって、積層構造部としての平均密度は６．７ｇ／ｃｍ3である。また、金属層に使用している３６％インバー材のヤング率は約１０７ＧＰａであり、樹脂層に使用しているポリイミドフィルムのヤング率は約１３ＧＰａである。
【００５１】
また、樹脂層の構成材料の熱膨張係数が１６．０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ、吸湿率が１．０％以下であることが好ましく、樹脂層の構成材料の熱膨張係数が、この範囲に入る場合には、開口部１１０の寸法精度を向上させることができ、かつ、熱や経時による寸法変化率や吸湿率を小さくすることができる。
【００５２】
本実施形態の蒸着マスク１００の積層構造部１７３は、あらかじめ金属層１７２を構成する金属材料に、エッチング加工によって開口部１１０ｂを形成し、これに、開口部の形成されていない樹脂層を接着剤で貼り合わせ、金属層のある側から開口部１１０ｂを通してレーザー照射を行って、樹脂層１７１の開口部１１０ａを形成している。
【００５３】
積層構造部の形成方法としては、これ以外にも様々な方法を選択することができ、例えば、金属層および樹脂層の開口部をそれぞれ別工程で形成しておき、これらを位置決めして貼り合わせる方法もある。また、樹脂層への開口部の形成は比較的容易であるため、レーザー照射に限らず、抜型を用いて打ち抜き加工する方法等も可能である。また、金属層、樹脂層のそれぞれに適用が可能なエッチング加工法としては、例えばエッチング剤を噴射ノズルから所定の噴霧圧力で噴霧するスプレーエッチング法、エッチング剤が充填されたエッチング液中に浸漬する浸漬エッチング法、エッチング剤を滴下するスピンエッチング法等のウェットエッチング法や、ガス、プラズマ等を利用したドライエッチング法を用いることができる。
【００５４】
本実施形態の蒸着マスク１００の製造方法を説明する。まず、金属層１７２を、金属材料に対してエッチング加工を行うことにより、必要な開口部を形成している。まず、金属板の両面にレジスト材を塗工する。ついで、開口部のパターンが形成されたマスクを準備し、これを金属板の表裏のレジスト面のそれぞれに重ね、レジストをマスキングする。この後、密着露光により露光し、現像する。これにより、金属板の表裏面のそれぞれに、レジストパターンが形成される。ついで、このレジストパターンを耐エッチングマスクとして用いて、２段エッチング法により、エッチング加工する。２段エッチング法とは、金属板の両面にレジストパターンを形成し、片面側からのエッチングを行った後、形成された貫通していない凹部に耐エッチング性の樹脂、いわゆるバッキング材を充填し、その後、他面側からエッチングを行うことで貫通孔を形成する加工方法である。なお、２段エッチング法ではなく、両面から同時にエッチングを行う方法をとってもよいが、加工精度の観点からは２段エッチング法を用いることが好ましい。エッチング終了後、レジストパターンを洗浄除去する。これによって金属板に所望の開口部１１０ｂが形成された金属層１７２を得る。
【００５５】
次に、開口部１１０ｂが形成された金属層１７２に、開口部が形成されていない樹脂層である樹脂材料を接着剤により貼り合わせる。接着剤を使用する代わりに、自己粘着性を有する樹脂材料を用いてもよい。この金属層１７２が配置されている側から金属層１７２の開口部１１０ｂを通して、樹脂層１７１の金属層１７２がある側の主面に対してレーザーを照射し、樹脂層１７１の開口部１１０ａを形成する。このように、あらかじめ樹脂層に開口部を形成した上で金属層と当該層と貼り合わせるのではなく、開口部が形成されていない樹脂層を、開口部が形成された金属層に対して貼り合わせた後で、レーザー照射によって樹脂層の開口部を形成することにより、樹脂層を金属層に対して貼り合わせるときの位置決め精度が不要であり、蒸着マスクの製造作業が容易となる。
【００５６】
なお、本実施形態の蒸着マスク１００の積層構造部１７３は、蒸着マスク１００の全体に渡って形成されているが、積層構造部１７３の配置はこれに限るものではなく、蒸着マスク１００の部分的な領域にのみ、積層構造部１７３を配置させてもよい。例えば、蒸着マスク１００の開口部付近の領域だけを積層構造部とし、これらを囲む外側の領域は、金属層のみ、または樹脂層のみの構成としてもよく、蒸着マスク１００の開口部付近の領域だけを金属層のみ、または樹脂層のみの構成とし、これらを囲む外側の領域を積層構造部としてもよい。
【００５７】
例えば、蒸着マスク１００の開口部付近の領域だけを積層構造部とし、これらを囲む外側の領域を金属層のみの構成とした場合には、上述のように、積層構造部への開口部の形成が容易となり、かつ、蒸着マスク１００の外周部が剛性の高い金属で囲まれることにより、蒸着マスクとしての総重量を減らしつつ、必要な強度と加工容易性を確保することができる。また、蒸着マスク１００の開口部付近の領域だけを樹脂層のみとし、これらを囲む外側の領域を積層構造部とした場合には、必要な強度を維持しつつ、大幅な軽量化が図れるため、たわみの発生の抑制を一層図ることができる。
【００５８】
（ｃ）薄膜の製造方法
上述した蒸着マスク１００を使用して、被蒸着物３００に薄膜３１０を製造する方法について説明する。図６は、薄膜製造装置２００に蒸着マスク１００を取り付ける状態を説明する斜視図であり、図７は、蒸着マスク１００に対して被蒸着物３００を相対移動させた状態を説明する斜視図である。
【００５９】
図６のとおり、薄膜製造装置２００のルツボ２１３に蒸着材料２３０を収納し、蒸着マスク１００を連結部２２０に固定する。これによって、蒸着ノズル２１２が固定された側の蒸着ノズル取付部２１１の主面と、蒸着ノズル２１２を向く側の蒸着マスク１００の主面とが対向した状態に配置され、蒸着ノズル２１２と蒸着マスク１００との相対的な位置関係が固定されることにより、被蒸着物への薄膜製造を精度よく行うことができる。
【００６０】
蒸着マスク１００が固定された薄膜製造装置２００および被蒸着物３００は、減圧雰囲気を維持した蒸着室内（図示しない）に配置される。このような環境に配置することにより、蒸着ノズル２１２から放出される蒸着材料２３０の直進性を確保することができる。次に、図６に示すとおり、加熱器２１４によってルツボ２１３を所定温度に加熱することにより、蒸着材料２３０を気化させ、蒸着ノズル２１２によって経路を規制されながら蒸着マスク１００に向けて、蒸着材料２３０を放出させる。薄膜製造装置２００には、蒸着マスク１００の開口部１１０以外の場所から蒸着材料２３０が漏れ出ないように、カバー（図示しない）で覆われている。
【００６１】
上記の動作と同時に、図７に示すとおり、蒸着マスク１００の被蒸着物３００側の主面と、被蒸着物３００の蒸着マスク１００側の主面とを、一定距離、離隔させた略平行な位置関係となるように保ちながら、被蒸着物３００を、蒸着マスク１００に対して第１方向である＋Ｙ方向に相対移動させる。このように、蒸着材料２３０を放出させながら被蒸着物３００を蒸着マスク１００に対して第１方向に相対移動させることにより、被蒸着物３００には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１方向の被蒸着物３００の横幅に近い長さの薄膜３１０が第２方向に沿って多数配置されるように製造することができる。図５（ａ）、（ｂ）は、薄膜製造装置２００によって薄膜３１０が形成された被蒸着物３００を示す図である。薄膜３１０は、蒸着マスク１００を用いて、薄膜製造装置２００により蒸着材料２３０を蒸発させ、かつ、蒸着マスク１００に対して被蒸着物３００を第１方向に相対移動させることによって得られる。図５（ａ）が、−Ｚ方向側から見た平面図であり、図５（ｂ）が、図５（ａ）の矢印Ｂ−Ｂを通るＹ軸に垂直な平面で切った断面図である。薄膜製造装置２００は、被蒸着物３００の面積よりも小さい蒸着マスク１００を用いて、第１方向の被蒸着物３００の横幅に近い長さの薄膜３１０が第２方向に沿って多数配置されるように製造することができる。複数の薄膜３１０の第２方向に沿って互いに隣り合う、８ずつの薄膜３１０の集合体を薄膜群としたとき、各薄膜群３２１、３２２、３２３および３２４は、それぞれ蒸着マスク１００の対応する開口部群１２１、１２２、１２３および１２４によって製造されたものとなる。
【００６２】
蒸着マスクは、開口部群が形成されない一定の領域、または開口部の配置密度が疎であるような開口部群の領域を有することができ、かつ、この領域は、互いに斜め向かいの配置となる各開口部群の配列とは逆の配列として存在する。このため、蒸着マスクとしての剛性を高めることができ、歪みの発生を抑制でき、被蒸着物への高精細な薄膜製造が可能である。
【００６３】
（ｄ）有機半導体素子の製造方法
本開示の有機半導体の製造方法は、上述した薄膜の製造方法を使用して有機半導体素子を製造するものである。薄膜の製造方法、およびこれに用いる蒸着マスクについては、上述した薄膜の製造方法、および蒸着マスクをそのまま用いることができるため、詳細な説明を省略する。本開示の蒸着マスクおよびこれを用いた薄膜の製造方法によれば、歪みが小さく抑制された蒸着マスクを用いることによって、高精細な薄膜の製造を行うことができるため、有機ＥＬ素子の有機層、発光層やカソード電極層を高精度に製造することができる。
【００６４】
２．変形例
上述した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本開示の範囲内である。下記に、幾つかの変形例を挙げる。
【００６５】
（ａ）変形例１
図８は、本実施形態の変形例の一つを示す蒸着マスク１０１を＋Ｚ方向から見た平面図である。図２の蒸着マスク１００との相違点のひとつは、蒸着マスク１０１が、複数の開口部１１０を備えた部分マスク１６１と、その外周領域に配置された、当該部分マスク１６１への着脱が可能な枠部材１９１から構成されていることである。部分マスク１６１は、蒸着マスク本体が複数の主要部品の組み合わせで構成されている場合において使用されるものであり、当該部分マスク１６１は開口部を有している。枠部材１９１は、部分マスクの外周領域に配置され、当該部分マスクとの着脱を可能とし、かつ、薄膜製造装置２００との着脱をも可能としている。部分マスク１６１の断面構造は、第１実施形態の蒸着マスク１００の断面構造と同様であり、金属層と樹脂層とが積層された積層構造部を有する。枠部材１９１は、部分マスク１６１と薄膜製造装置２００とを着脱可能に固定するために使用するものであるため、枠部材１９１は積層構造部を備えていない。
【００６６】
蒸着マスク１０１が部分マスク１６１と、枠部材１９１を備えることにより、互いに機能の異なる部分マスク１６１と枠部材１９１とを別々に製造することができ、蒸着マスクの加工負荷を軽減することができる。例えば、枠部材１９１には、薄膜製造装置２００へ取り付けるための機構として、ネジ構造や磁石、嵌合構造等を設けておくものとし、部分マスク１６１は、このような薄膜製造装置２００への取り付け機構を設けずに、単に開口部のみを設けた板材を多数準備しておくことができる。こうすることにより、品種ごとに開口部の配置を変えた蒸着マスクのそれぞれに、薄膜製造装置２００への取り付け機構を設ける設計や加工の負荷が削減される。
【００６７】
（ｂ）変形例２
図９は、本実施形態の別の変形例を示す蒸着マスク１０２を＋Ｚ方向から見た平面図である。蒸着マスク１０２は、斜め向かい、かつ、ジグザグの配列である開口部群を備えるとともに、これらの隣接開口部群の間の領域に、当該開口部群の開口部の配置よりも開口部の配置密度が疎となるような開口部群をさらに備えている。蒸着マスク１０２は、斜め向かいの配置でありジグザグの配列でもある、開口部群１２１、１２２、１２３および１２４を備える。これに加えて、開口部群１２１の＋Ｙ側に隣接する領域、開口部群１２２の−Ｙ側に隣接する領域、開口部群１２３の＋Ｙ側に隣接する領域、および開口部群１２４の−Ｙ側に隣接する領域、のそれぞれには、開口部群１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃおよび１２１ｄを備えている。蒸着マスク１０２の断面構造は、第１実施形態の蒸着マスク１００の断面構造と同様であり、金属層と樹脂層とが積層された積層構造部を有する。
【００６８】
開口部群１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃおよび１２１ｄの開口部の配置密度は、開口部群１２１、１２２、１２３および１２４の開口部の配置密度よりも疎となっている。例えば、蒸着マスクの第１面において、開口部群に含まれるすべての開口部を包含する最小面積の四角形を仮想し、当該四角形の面積をＳｔ、開口部群に含まれる開口部の面積の合計をＳｓとし、開口部群の開口部面積比ＲｓをＲｓ＝Ｓｓ／Ｓｔとする。開口部面積比は開口部の配置密度である。このとき、斜め向かいの配置となっているふたつの開口部群として、例えば開口部群１２１および１２２を選び、これのＲｓをＲｓ１、Ｒｓ２とし、これらと第１方向および第２方向に沿って隣接する開口部群として例えば開口部群１２１ａを選び、これのＲｓをＲｓ３とする。このとき、開口部群１２１ａは、下記の式（３）を満たすことが好ましい。
式（３）  Ｒｓ３≦（Ｒｓ１＋Ｒｓ２）／４
【００６９】
式（３）は、斜め向かいに配置されたふたつの開口部群１２１および１２２の間に配置されている開口部群１２１ａの開口部面積比が、開口部群１２１および１２２の開口部面積比の平均値の５０％以下であることを示している。
【００７０】
このように、蒸着マスク１００が、斜め向かいに配列された開口部群とは逆の配列として、これらの開口部群の配置密度、すなわち開口部面積比が５０％以下の開口部群を有する場合には、蒸着マスク１００の剛性の低下が抑制され、スモールマスクスキャニング方式において、蒸着マスク１００が、被蒸着物３００との間に隙間を設けて配置されても、歪みを起き難くすることができる。その結果、高精細な被蒸着物３００への薄膜製造を行うことができる。また、蒸着マスクの部材の選定範囲を広げることができる。
【００７１】
（ｃ）変形例３
蒸着マスクが、複数の部分マスクと、これらを支持する支持部材から構成される変形例について説明する。図１０は、開口部群を内包する複数の部分マスクが、それぞれ、支持部材に固定された構造である蒸着マスク１０３を＋Ｚ方向から見た平面図である。蒸着マスク１０３は、部分マスク１６２、１６３、１６４および１６５を備えており、これらの部分マスクはそれぞれ、支持部材１８１に固定されている。各部分マスク１６２、１６３、１６４および１６５は、それぞれが、複数の開口部１１１を備えた開口部群１２５、１２６、１２７および１２８を内包している。支持部材１８１によって、複数の部分マスクが所望の位置に支持、固定され、蒸着マスクとしての剛性が付与されている。
【００７２】
部分マスク１６２は、複数の開口部１１１を備えた開口部群１２５を内包する。部分マスク１６２は、支持部材１８１に複数設けられている取り付け用の開口部１７０のひとつに位置合わせされ、固定される。部分マスク１６２を開口部１７０に取り付ける方法としては、互いに嵌合構造を有し、嵌め合わせにより固定される方法や、ねじ止めされる方法、磁石、粘着剤、接着剤等で固定される方法など、任意の固定方法が選択できる。部分マスクが損傷、変形した場合や、品種切替時の交換の便宜を考え、部分マスクは、支持部材に対して繰り返しの着脱が可能な固定方法とすることが好ましい。
【００７３】
蒸着材料２３０を障害なく被蒸着物３００に向けて通過させる必要があるため、部分マスク１６２が備える各開口部１１１と、支持部材１８１の開口部１７０とは、蒸着マスク１０３の厚み方向であるＺ方向から見たときに重なっている。すなわち、支持部材１８１は各開口部を塞がない構造となっている。他の部分マスク１６３、１６４および１６５についても同様である。各部分マスクが内包する開口部数や、開口部群の数に制限はない。
【００７４】
例えば、ひとつの部分マスクが、斜め向かいに配置される２以上の開口部群を内包していてもよく、ひとつの部分マスクがジグザグに配列する４以上の開口部群を内包していてもよい。各部分マスクが内包する開口部の配置や形状は、本変形例のように同一または類似の配置、形状としてもよく、個々の部分マスクごとに異なる配置、形状としてもよい。各部分マスクと支持部材の材料を同一の金属材料または樹脂材料としてもよく、各部分マスクと支持部材の材料を、それぞれ異種の金属材料または異種の樹脂材料としてもよい。また、一方を金属材料、他方を樹脂材料としてもよい。
【００７５】
支持部材１８１に各部分マスク１６２、１６３、１６４および１６５が固定されたとき、各部分マスクがそれぞれ内包する開口部群は、互いに斜め向かいに配置されている。すなわち、部分マスク１６２を第１部分マスク、部分マスク１６３を第２部分マスクとするとき、それぞれが内包する開口部群１２５および１２６は、前述の蒸着マスク１００と同様に、それぞれ、斜め向かいに配置された第１開口部群および第２開口部群となる。このことは、部分マスク１６２を部分マスク１６３、１６４に、部分マスク１６３を部分マスク１６４、１６５に置き換えても同様である。
【００７６】
蒸着マスクが、各開口部群を内包する部分マスクと、これを固定する支持部材から構成されていることにより、高精細な薄膜を製造するための蒸着マスクの加工が容易になる。蒸着マスクが、各開口部群を内包する部分マスクと、これを固定する支持部材から構成されている場合、開口部の形状、位置精度を得るためには、各部分マスクごとに、内包する各開口部の形状、位置の精度を確保すればよく、他の部分マスクが内包する開口部の形状、位置を考慮する必要はない。異なる部分マスク間の開口部どうしの位置精度は、当該部分マスクと支持部材との位置決めを確実にすることにより保証できる。例えば、部分マスクと支持部材とが、互いに嵌合構造を有することにより、一定の精度で位置決め固定できるようにしてもよく、部分マスクおよび支持部材のいずれかに位置調整の機能を付加しておき、これを調整することによって相互の位置のずれを修正できるようにしてもよい。
【００７７】
蒸着マスクが、各開口部群を内包する部分マスクと、これを固定する支持部材から構成される構造とした場合には、例えば特定の開口部に不具合が発生したとき、当該開口部を内包する特定の部分マスクだけを交換すればよく、作業性やメンテナンス性を向上させることができる。また、蒸着マスクが備える各部分マスクが、同数の開口部から構成される開口部群を備えた複数の部分マスクである場合には、各部分マスクは、相互に互換性があり、配置を入れ替えても同様の形状の薄膜製造ができるため、予備部品としての部分マスクのストックを減らすことができる。
【００７８】
本変形例の部分マスクを用いる場合、当該部分マスクの外形寸法を、必要とされる剛性に応じて調整することが容易である。図１１は、図１０の蒸着マスク１０３の、部分マスク１６２および１６３を拡大した平面図である。部分マスク１６２の下端１５１、すなわち＋Ｘ方向の先端は、部分マスク１６３の上端１５２、すなわち−Ｘ方向の先端よりも低い位置、すなわち＋Ｘ方向寄りに配置することができる。これは、隣接する各部分マスクどうしが、第１方向から見たときに重なってもよいことを意味する。
【００７９】
本変形例の各部分マスクは、互いに斜め向かいに配置することが可能なため、第１方向から見たときに両者が重なる位置関係であっても、第２方向から見たときに両者が重ならない位置関係となるように配置することができる。このため、部分マスクの上端と、隣接する開口部との間隔、または部分マスクの下端と、隣接する開口部との間隔、を十分に確保することができるので、部分マスクとしての必要な剛性を得ることができる。
【００８０】
図１２は、図１１の部分マスク１６２を、矢印Ｃ−Ｃを通るＹ軸に垂直な平面で切った、＋Ｙ方向から見た断面図である。図１２（ａ）が、本変形例の蒸着マスク１０３の断面図であり、図１２（ｂ）が、本変形例と同様な蒸着マスクにおいて、バリア層１１１ｅを備えた蒸着マスクの断面図である。蒸着マスク１０３の部分マスク以外である支持部材１８１は、本変形例では金属材料で形成されるが、これは種々の金属または樹脂材料を用いることができる。一方、部分マスク１６２は、図１２（ａ）に示すように、第１実施形態の蒸着マスク１００の断面構造と同様であり、金属層と樹脂層とが積層された積層構造部を有する。したがって、積層構造部１７３の構成は、第１実施形態の蒸着マスク１００と同様であり開口部１１１付近の断面を見ると、開口部１１１には、金属層１７２側の開口部１１１ｂ、および樹脂層１７１側の開口部１１１ａとも、＋Ｚ方向に向かって、すなわち被蒸着物３００に向かって狭くなるような所定の傾きを有する端面であるテーパ面１１１ｄおよび１１１ｃが設けられている。開口部１１１の断面形状は部分マスク１６２の厚み方向であるＺ方向に平行な端面を有していてもよい。
【００８１】
樹脂層１７１側のテーパ面１１１ｃは、図１２（ｂ）に示すように、無機酸化物や無機窒化物、金属薄膜層または蒸着層等から構成されるバリア層１１１ｅで覆われていてもよい。バリア層１１０ｅを設けることによって、図３（ｂ）の場合と同様、テーパ面１１１ｃからのガスの発生を抑制することができる。
【００８２】
本変形例における部分マスク１６２の積層構造部１７３の平均密度と、金属層１７２および樹脂層１７１の厚みの比、および金属層１７２および樹脂層１７１のヤング率については、第１実施形態の蒸着マスク１００について示した平均密度の範囲、厚みの比の範囲、およびヤング率の範囲と同様の範囲であることが好ましい。また、本変形例における部分マスク１６２の積層構造部１７３の平均密度と、金属層１７２および樹脂層１７１の厚みの比との関係式についても、蒸着マスク１００において示した式（１）および式（２）と同様である。
【００８３】
すなわち、金属層の密度をＰｍ２、樹脂層の密度をＰｐ２、積層構造部の平均密度をＰａｖｅ２とし、図１２（ａ）、（ｂ）に示すとおり、金属層の厚みをｔｍ２、樹脂層の厚みをｔｐ２、積層構造部の総厚をｔｔ２とする。金属層の厚みに対する樹脂層の厚みの比をＲｐｍ２とすると、ｔｍ２とｔｐ２の和がｔｔ２であり、Ｐａｖｅ２は、前述の式（１）および式（２）において、Ｐａｖｅ１をＰａｖｅ２と、Ｐｍ１をＰｍ２と、Ｐｐ１をＰｐ２と、ｔｍ１をｔｍ２と、ｔｐ１をｔｐ２と、ｔｔ１をｔｔ２と、Ｒｐｍ１をＲｐｍ２と読み替えた式として求めることができる。Ｐａｖｅ２は部分マスク１６２の積層構造部１７３の実際の質量を体積で除して求めることもできるが、金属層、樹脂層の各密度と、各厚みまたは厚みの比が分かっている場合は、これらの情報から計算で求めることができる。
【００８４】
本変形例では、部分マスク１６２のみが金属層と樹脂層との積層構造部を有し、部分マスク１６２を取り付ける対象である支持部材１８１は、金属材料で形成されている。支持部材１８１には、複数の部分マスクを取り付けるための開口部が多数形成されているので、金属材料のみで形成されていても自重によるたわみの危険性が少ない。このように、部分マスクとそれ以外の支持部材とを異なる材料構成とすることにより、支持部材の構成が単純となり、加工や準備が容易となる。支持部材１８１を、部分マスク１６２と同様に、金属層と樹脂層との積層構造部を有する構造としてもよい。また、部分マスク１６２を金属層または樹脂層のみの構成とし、支持部材１８１を、金属層と樹脂層との積層構造部とする構成でもよい。例えば、部分マスク１６２を軽量かつ、開口部の形成加工が容易な樹脂層のみの構成とし、支持部材１８１を積層構造部とした場合には、必要な強度を維持しつつ、大幅な軽量化が図れるため、たわみの発生の抑制を一層図ることができる。
【００８５】
（ｄ）変形例４
次に、部分マスクと支持部材を備えた蒸着マスクが、さらに外周領域に枠部材を配置している蒸着マスクの変形例について説明する。図１３は、開口部群を内包する複数の部分マスクが支持部材に取り付けられており、さらに当該支持部材の外周領域に枠部材が固定されている蒸着マスク１０４を＋Ｚ方向から見た平面図である。部分マスク１６２、１６３、１６４および１６５は、複数の開口部１１１を備えた開口部群１２５、１２６、１２７および１２８をそれぞれ内包し、各部分マスクは支持部材１８２に着脱可能に取り付けられている。さらに、当該支持部材１８２の外周領域には枠部材１９２が取り付けられており、枠部材１９２は、支持部材１８２と着脱可能である。本変形例では、変形例３と同様に、部分マスクのみが金属層と樹脂層との積層構造部を有し、支持部材１８２と枠部材１９２とは、金属材料で形成されている。
【００８６】
枠部材は、変形例１のように部分マスクの外周領域に配置され、当該部分マスクとの着脱が可能であると同時に薄膜製造装置と着脱も可能な部材であることに加え、本変形例のように、部分マスクを支持、固定する支持部材の外周領域に配置され、当該支持部材との着脱が可能であると同時に薄膜製造装置との着脱も可能な部材であってもよい。
【００８７】
蒸着マスク１０４が外枠となる枠部材１９２を備えることにより、あらかじめ、支持部材１８２に部分マスク１６２、１６３、１６４および１６５を取り付けておくことができ、蒸着マスクの段取り時間を短縮できる。
【００８８】
（ｅ）変形例５
部分マスクと支持部材を備えた蒸着マスクがさらに外周領域に枠部材を配置している蒸着マスクの別の変形例について説明する。図１４は、変形例４と同様に、複数の開口部を備えた開口部群が、それぞれ対応する部分マスクに内包され、各部分マスクを取り付ける支持部材と、その外周領域に枠部材を備えた蒸着マスク１０５を＋Ｚ方向から見た平面図である。
【００８９】
蒸着マスク１０５は、図１４（ａ）に示すとおり、開口部１１１を複数備えた複数の開口部群、１２５、１２６、１２７および１２８が、それぞれ、部分マスク１６２、１６３、１６４および１６５に内包されている。さらにこれらの各部分マスクが取り付けられた支持部材１８３の外周領域に、枠部材１９３が取り付けられている。支持部材１８３は、図１４（ｂ）に示すとおり、縦横に伸びる格子状のフレーム構造によって構成されている。部分マスク１６２、１６３、１６４および１６５は、支持部材１８３に対して着脱可能であり、支持部材１８３は、枠部材１９３に対して着脱可能である。本変形例も、変形例４と同様に、部分マスクのみが金属層と樹脂層との積層構造部を有し、支持部材１８３と枠部材１９３とは、金属材料で形成されている。
【００９０】
このような構成とすることにより、支持部材１８３は、板状部材から切削加工等によって開口部を形成する加工方法以外に、角材や丸棒部材を組み合わせることによっても容易に製造することができ、材料や加工方法の選択範囲を広げることができる。また、支持部材１８３の格子状フレーム構造の間に縦横に配列された長方形の隙間は、例えばすべて同じ形状とすることができ、この隙間には、標準化された一定の大きさの部分マスク、あるいは開口部を塞ぐためのダミー部材のいずれかを嵌め込んで固定することができる。こうしておくと、部分マスク、ダミー部材および格子状フレーム構造の支持部材を品種に関わらず標準化することができる。例えば、被蒸着物を小サイズのものに切り替えて薄膜製造を行う場合には、図１４（ａ）において支持部材１８３や枠部材１９３を交換せずに、部分マスク１６５を外して代わりにダミー部材１９５を配置する等の切り替えによって容易に対応できる。
【符号の説明】
【００９１】
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６  蒸着マスク
１００ａ  第１面
１００ｂ  第２面
１１０、１１１、１１２、１１３  開口部
１１０ａ  樹脂層１７１の開口部
１１０ｂ  金属層１７２の開口部
１１０ｃ  樹脂層１７１の開口部１１０ａのテーパ面
１１０ｄ  金属層１７２の開口部１１０ｂのテーパ面
１１０ｅ  バリア層
１１０Ｆ、１１０Ｇ、１１０Ｈ、１１０Ｉ、１１０Ｊ、１１０Ｋ、１１０Ｌ  開口部群１２１の各開口部１１０のＸ方向の間隔
１１０Ｍ、１１０Ｎ、１１０Ｏ、１１０Ｐ、１１０Ｑ、１１０Ｒ、１１０Ｓ  開口部群１２２の各開口部１１０のＸ方向の間隔
１１１ａ  樹脂層１７１の開口部
１１１ｂ  金属層１７２の開口部
１１１ｃ  樹脂層１７１の開口部１１１ａのテーパ面
１１１ｄ  金属層１７２の開口部１１１ｂのテーパ面
１１１ｅ  バリア層
１２１、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９  開口部群
１２１ａｖｅ  開口部群１２１の各開口部１１０のＸ方向の平均間隔
１２２ａｖｅ  開口部群１２２の各開口部１１０のＸ方向の平均間隔
１５０  開口部群１２１の開口部群１２２に最も近い開口部１１０と開口部群１２２の開口部群１２１に最も近い開口部１１０との間隔
１５１  部分マスク１６２の下端
１５２  部分マスク１６３の上端
１６１、１６２、１６３、１６４、１６５、１６６  部分マスク
１７０  開口部
１７１  樹脂層
１７２  金属層
１７２ａ  金属層１７２の樹脂層１７１とは反対側の表面
１７３  積層構造部
１８１、１８２、１８３、１８４  支持部材
１９１、１９２、１９３、１９４  枠部材
１９５  ダミー部材
２００  薄膜製造装置
２１０  蒸着源
２１１  蒸着ノズル取付部
２１２  蒸着ノズル
２１３  ルツボ
２１４  加熱器
２１５  放出部
２２０  連結部
２３０  蒸着材料
３００  被蒸着物
３１０  薄膜
３２１  開口部群１２１に対応する薄膜群
３２２  開口部群１２２に対応する薄膜群
３２３  開口部群１２３に対応する薄膜群
３２４  開口部群１２４に対応する薄膜群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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