(57)【要約】  樹脂層（１０）と、樹脂層（１０）上に形成された磁性金属層（２０）とを備えた蒸着マスク（１００）の製造方法であって、（Ａ）基板を用意する工程と、（Ｂ）基板の表面に樹脂材料を含む溶液または樹脂材料の前駆体溶液を付与した後、熱処理を行うことによって樹脂層を形成する工程と、（Ｃ）樹脂層（１０）上に、金属膜が存在している中実部（２０ａ(1)）と金属膜が存在していない非中実部（２０ａ(2)）とを含むマスク部（２０ａ）と、マスク部（２０ａ）を包囲するように配置された周辺部（２０ｂ）とを有する磁性金属層（２０）を形成する工程と、（Ｄ）樹脂層（１０）におけるマスク部（２０ａ）の非中実部に位置する領域に、複数の開口部（１３）を形成する工程と、（Ｅ）工程（Ｄ）の後、基板から樹脂層（１０）を剥離する工程とを包含する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクの製造方法であって、
（Ａ）基板を用意する工程と、
（Ｂ）前記基板の表面に樹脂材料を含む溶液または樹脂材料の前駆体溶液を付与した後、熱処理を行うことによって樹脂層を形成する工程と、
（Ｃ）前記樹脂層上に、金属膜が存在している中実部と金属膜が存在していない非中実部とを含むマスク部と、前記マスク部を包囲するように配置された周辺部とを有する磁性金属層を形成する工程と、
（Ｄ）前記樹脂層における前記マスク部の前記非中実部に位置する領域に、複数の開口部を形成する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）の後、前記基板から前記樹脂層を剥離する工程と
を包含する蒸着マスクの製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ｃ）と前記工程（Ｅ）との間に、前記磁性金属層の前記周辺部にフレームを固定する工程（Ｆ）をさらに包含する、請求項１に記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ｆ）は、前記工程（Ｄ）の後に行われる、請求項２に記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ｆ）において、前記磁性金属層および前記樹脂層に、外部から層面内方向に張力を付与しない状態で、前記フレームを前記磁性金属層に固定する、請求項２または３に記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項５】
前記工程（Ｅ）の後に、前記磁性金属層の前記周辺部にフレームを固定する工程（Ｆ）をさらに包含する、請求項１に記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項６】
前記工程（Ｃ）において、前記マスク部の前記中実部は、離散的に配置された複数の島状部を含む、請求項１から５のいずれかに記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の方法を用いて製造された蒸着マスク。
【請求項８】
樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクであって、
前記磁性金属層は、金属膜が存在している中実部と金属膜が存在していない非中実部とを含むマスク部と、前記マスク部を包囲するように配置された周辺部とを有し、
前記蒸着マスクは、前記磁性金属層の前記周辺部に固定されたフレームをさらに備え、
前記樹脂層は、前記マスク部の前記非中実部に配置された複数の開口部を有し、前記フレームから、層面内方向の張力を受けていない、蒸着マスク。
【請求項９】
前記磁性金属層の前記中実部は、離散的に配置された複数の島状部を含む、請求項８に記載の蒸着マスク。
【請求項１０】
前記磁性金属層の前記非中実部は、複数のスリットを含む、請求項８に記載の蒸着マスク。
【請求項１１】
前記フレームは、金属またはプラスチックで形成されている、請求項８から１０のいずれかに記載の蒸着マスク。
【請求項１２】
前記樹脂層は、基板表面に付与された樹脂材料を含む溶液または樹脂材料の前駆体溶液に熱処理を行うことによって形成された層である、請求項８から１１のいずれかに記載の蒸着マスク。
【請求項１３】
前記磁性金属層はめっき層または金属箔である、請求項８から１２のいずれかに記載の蒸着マスク。
【請求項１４】
樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクであって、
前記磁性金属層は、金属膜が存在している中実部と金属膜が存在していない非中実部とを含むマスク部と、前記マスク部を包囲するように配置された周辺部とを有し、
前記樹脂層は、基板表面に付与された樹脂材料を含む溶液に熱処理を行うことによって形成された層であり、前記マスク部の前記非中実部に配置された複数の開口部を有する、蒸着マスク。
【請求項１５】
樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクであって、
前記磁性金属層は、離散的に配置された複数の島状部と、前記複数の島状部を包囲するように配置された周辺部とを有し、
前記樹脂層は、前記複数の島状部の間に配置された複数の開口部を有する、蒸着マスク。
【請求項１６】
前記磁性金属層を法線方向からみたとき、前記周辺部内における、前記複数の島状部が占める面積の割合をＳＭ（％）、前記磁性金属層を形成している金属材料の線熱膨張係数をαＭ（ｐｐｍ／℃）、前記樹脂層を形成している樹脂膜の線熱膨張係数をαＲ（ｐｐｍ／℃）とすると、αＭはαＲよりも大きく、αＭ・ＳＭ／αＲの値が０．９０以上１．１０以下である、請求項１５に記載の蒸着マスク。
【請求項１７】
前記ＳＭは５０％以下である、請求項１６に記載の蒸着マスク。
【請求項１８】
請求項８から１７のいずれかに記載の蒸着マスクを用いて、ワーク上に有機半導体材料を蒸着する工程を包含する、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、蒸着マスクの製造方法に関し、特に、樹脂層と金属層とが積層された構造を有する蒸着マスクの製造方法に関する。また、本発明は、蒸着マスク、および蒸着マスクを用いた有機半導体素子の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代ディスプレイとして有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置が注目を集めている。現在量産されている有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ層の形成は、主に真空蒸着法を用いて行われている。【０００３】
蒸着マスクとしては、金属製のマスク（メタルマスク）が一般的である。しかしながら、有機ＥＬ表示装置の高精細化が進むにつれ、メタルマスクを用いて精度良く蒸着パターンを形成することが困難になりつつある。現在の金属加工技術では、メタルマスクとなる金属板（例えば厚さ１００μｍ程度）に、短い画素ピッチ（例えば１０〜２０μｍ程度）に対応した小さな開口部を高い精度で形成することが難しいからである。【０００４】
そこで、精細度の高い蒸着パターンを形成するための蒸着マスクとして、樹脂層と金属層とが積層された構造を有する蒸着マスク（以下では「積層型マスク」とも呼ぶ）が提案されている。【０００５】
例えば特許文献１は、樹脂フィルムと、金属磁性体である保持部材とが積層された積層型マスクを開示している。樹脂フィルムには、所望の蒸着パターンに対応した複数の開口部が形成されている。保持部材には、樹脂フィルムの開口部よりもサイズの大きいスリットが形成されている。樹脂フィルムの開口部は、スリット内に配置されている。そのため、特許文献１の積層型マスクを用いる場合、蒸着パターンは、樹脂フィルムの複数の開口部に対応して形成される。一般的なメタルマスク用の金属板よりも薄い樹脂フィルムには、小さな開口部であっても高い精度で形成することができる。【０００６】
樹脂フィルムに上記のような小さな開口部を形成する際には、レーザアブレーション法が好適に用いられる。特許文献１には、サポート材（ガラス基板など）に載置された樹脂フィルムにレーザを照射し、所望のサイズの開口部を形成する方法が記載されている。【０００７】
図２６（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、特許文献１に開示された従来の蒸着マスクの製造方法を説明するための模式的な工程断面図である。【０００８】
特許文献１では、まず、図２６（ａ）に示すように、樹脂フィルム８１上に、開口部（スリット）８５を有する金属層８２を形成し、積層膜８０を得る。次いで、図２６（ｂ）に示すように、積層膜８０に所定の面内方向に張力を付与した状態で、積層膜８０をフレーム８７に取り付ける。この後、積層膜８０を、図２６（ｃ）に示すように、ガラス基板９０上に載置する。このとき、樹脂フィルム８１における金属層８２と反対側の面を、エタノールなどの液体８８を介してガラス基板９０に密着させる。この後、図２６（ｄ）に示すように、樹脂フィルム８１のうち金属層８２のスリット８５によって露出された部分にレーザ光Ｌを照射することにより、樹脂フィルム８１に複数の開口部８９を形成する。このようにして、積層型の蒸着マスク９００が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−２０５８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、図２６に例示される従来の製造方法では、樹脂フィルムを高い精度で加工することが困難であったり、樹脂フィルムの開口部の周縁にバリが発生したりするという問題があった。【００１１】
樹脂フィルムにバリが生じると、完成した蒸着マスクを蒸着対象となる基板（以下、「蒸着対象基板」とも呼ぶ）に密着させ難くなり、蒸着マスクと蒸着対象基板との間に隙間が生じ得る。このため、従来の蒸着マスクを用いると、蒸着マスクの開口部に対応した高精細な蒸着パターンが得られない可能性がある。詳細は後述する。【００１２】
なお、樹脂フィルムの加工後にワイピング等によってバリを取り除くことは試みられているものの、バリの発生自体を抑制し得る方法は提案されていない。【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精細な蒸着パターンの形成に好適に用いられ得る積層型の蒸着マスク、およびその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような蒸着マスクを用いた有機半導体素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による一実施形態の蒸着マスクの製造方法は、樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクの製造方法であって、（Ａ）基板を用意する工程と、（Ｂ）前記基板の表面に樹脂材料を含む溶液または樹脂材料の前駆体溶液を付与した後、熱処理を行うことによって樹脂層を形成する工程と、（Ｃ）前記樹脂層上に、金属膜が存在している中実部と金属膜が存在していない非中実部とを含むマスク部と、前記マスク部を包囲するように配置された周辺部とを有する磁性金属層を形成する工程と、（Ｄ）前記樹脂層における前記マスク部の前記非中実部に位置する領域に、複数の開口部を形成する工程と、（Ｅ）前記工程（Ｄ）の後、前記基板から前記樹脂層を剥離する工程とを包含する。【００１５】
ある実施形態において、前記工程（Ｃ）と前記工程（Ｅ）との間に、前記磁性金属層の前記周辺部にフレームを固定する工程（Ｆ）をさらに包含する。【００１６】
ある実施形態において、前記工程（Ｆ）は、前記工程（Ｄ）の後に行われる。【００１７】
ある実施形態において、前記工程（Ｆ）において、前記磁性金属層および前記樹脂層に、外部から層面内方向に張力を付与しない状態で、前記フレームを前記磁性金属層に固定する。【００１８】
ある実施形態において、前記工程（Ｅ）の後に、前記磁性金属層の前記周辺部にフレームを固定する工程（Ｆ）をさらに包含する。【００１９】
ある実施形態において、前記工程（Ｃ）において、前記マスク部の前記中実部は、離散的に配置された複数の島状部を含む。【００２０】
本発明による一実施形態の蒸着マスクは、上記のいずれかの方法を用いて製造される。【００２１】
本発明による他の実施形態の蒸着マスクは、樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクであって、前記磁性金属層は、金属膜が存在している中実部と金属膜が存在していない非中実部とを含むマスク部と、前記マスク部を包囲するように配置された周辺部とを有し、前記蒸着マスクは、前記磁性金属層の前記周辺部に固定されたフレームをさらに備え、前記樹脂層は、前記マスク部の前記非中実部に配置された複数の開口部を有し、前記フレームから、層面内方向の張力を受けていない。【００２２】
ある実施形態において、前記磁性金属層の前記中実部は、離散的に配置された複数の島状部を含む。【００２３】
ある実施形態において、前記磁性金属層の前記非中実部は、複数のスリットを含む。【００２４】
ある実施形態において、前記フレームは、金属またはプラスチックで形成されている。【００２５】
ある実施形態において、前記樹脂層は、基板表面に付与された樹脂材料を含む溶液または樹脂材料の前駆体溶液に熱処理を行うことによって形成された層である。【００２６】
ある実施形態において、前記磁性金属層はめっき層または金属箔である。【００２７】
本発明によるさらに他の実施形態の蒸着マスクは、樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクであって、前記磁性金属層は、金属膜が存在している中実部と金属膜が存在していない非中実部とを含むマスク部と、前記マスク部を包囲するように配置された周辺部とを有し、前記樹脂層は、基板表面に付与された樹脂材料を含む溶液に熱処理を行うことによって形成された層であり、前記マスク部の前記非中実部に配置された複数の開口部を有する。【００２８】
本発明によるさらに他の蒸着マスクは、樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクであって、前記磁性金属層は、離散的に配置された複数の島状部と、前記複数の島状部を包囲するように配置された周辺部とを有し、前記樹脂層は、前記複数の島状部の間に配置された複数の開口部を有する。【００２９】
ある実施形態において、前記磁性金属層を法線方向からみたとき、前記周辺部内における、前記複数の島状部が占める面積の割合をＳＭ（％）、前記磁性金属層を形成している金属材料の線熱膨張係数をαＭ（ｐｐｍ／℃）、前記樹脂層を形成している樹脂膜の線熱膨張係数をαＲ（ｐｐｍ／℃）とすると、αＭはαＲよりも大きく、αＭ・ＳＭ／αＲの値が０．９０以上１．１０以下である。【００３０】
ある実施形態において、前記ＳＭは５０％以下である。【００３１】
本発明による一実施形態の有機半導体素子の製造方法は、上記のいずれかの蒸着マスクを用いて、ワーク上に有機半導体材料を蒸着する工程を包含する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の実施形態によると、高精細な蒸着パターンの形成に好適に用いられ得る積層型の蒸着マスクおよびその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は、本発明による第１の実施形態の蒸着マスク１００を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）中のA−A線に沿った断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明による第１の実施形態の他の蒸着マスク２００を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）中のA−A線に沿った断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明による第１の実施形態の他の蒸着マスク３００を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）中のA−A線に沿った断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明による第１の実施形態の他の蒸着マスク４００を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）中のA−A線に沿った断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの変形例を示す平面図である。
【図６】本発明による第１の実施形態の他の蒸着マスク１０１を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明による第１の実施形態の他の蒸着マスク２０１を模式的に示す平面図である。
【図８】本発明による第１の実施形態の他の蒸着マスク３０１を模式的に示す平面図である。
【図９】本発明による第１の実施形態の他の蒸着マスク４０１を模式的に示す平面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの他の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明による第１の実施形態の蒸着マスクの他の製造方法を例示する工程断面図である。
【図１９】（ａ）は、蒸着対象となる基板に有機半導体材料を蒸着する工程を説明するための拡大断面図であり、（ｂ）は蒸着工程で使用する蒸着マスクの一部を示す拡大平面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、本発明による第２の実施形態の蒸着マスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明による第２の実施形態の蒸着マスクの他の製造方法を例示する工程断面図である。
【図２２】トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置５００を模式的に示す断面図である。
【図２３】（ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置５００の製造工程を示す工程断面図である。
【図２４】（ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置５００の製造工程を示す工程断面図である。
【図２５】（ａ）〜（ｄ）は、レーザアブレーション法によって樹脂フィルムにバリが生成される様子を説明するための模式的な断面図である。
【図２６】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、特許文献１に開示された従来の蒸着マスクの製造方法を説明するための模式的な工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
上述したように、積層型の蒸着マスクを製造する従来の方法によると、樹脂フィルムの開口部の周縁にバリが生成される場合がある。本発明者は、バリが生成される要因について検討を重ね、以下のような知見を得た。
【００３５】
従来の方法では、図２６（ｃ）および（ｄ）を参照しながら説明したように、エタノールなどの液体８８の表面張力によって樹脂フィルム８１をガラス基板９０に密着させた状態で、樹脂フィルム８１の所定の領域（以下、「レーザ照射領域」と略する）にレーザ光Ｌを照射し、開口部８９を形成する。本発明者が検討したところ、この方法では、樹脂フィルム８１をガラス基板９０に密着させる際に、ガラス基板９０と樹脂フィルム８１との界面に部分的に気泡が生じ、局所的に密着性が低くなるおそれがあることが分かった。さらに、本発明者は、樹脂フィルム８１のあるレーザ照射領域の下方に気泡が存在していると、高い精度で開口部８９を形成することが困難になるだけでなく、そのレーザ照射領域にバリが生成され易くなることを見出した。図２５を参照して詳しく説明する。
【００３６】
図２５（ａ）〜（ｄ）は、ガラス基板９０と樹脂フィルム８１との間の気泡によってバリが生成される様子を説明するための模式的な断面図である。図２５では金属層および液体の図示を省略している。
【００３７】
図２５（ａ）に示すように、ガラス基板９０などのサポート材上に、（例えば液体を介して）樹脂フィルム８１を密着させる場合、ガラス基板９０と樹脂フィルム８１との間に部分的に隙間（気泡）９４が生じ得る。この状態で、レーザアブレーション法により、樹脂フィルム８１の加工（以下、単に「レーザ加工」と呼ぶことがある）を行うと、図２５（ｂ）に示すように、樹脂フィルム８１のうち気泡９４上に位置する部分に、開口部を形成するためのレーザ照射領域９２が配置される可能性がある。レーザ照射領域９２には、例えば樹脂フィルム８１の表面に焦点を合わせて、複数回のショットが行われる。
【００３８】
レーザアブレーションは、固体の表面にレーザ光を照射したとき、レーザ光のエネルギーによって固体表面の構成物質が急激に放出される現象をいう。ここでは、放出される速度をアブレーション速度という。レーザ加工の際に、レーザ照射領域９２において、エネルギーの分布に依存してアブレーション速度に分布が生じ、樹脂フィルム８１の一部のみに先に貫通孔が形成される可能性がある。そうすると、図２５（ｃ）に示すように、樹脂フィルム８１のうち薄膜化された他の部分９８は、樹脂フィルム８１の裏側（すなわち、樹脂フィルム８１とガラス基板９０との間にある気泡９４内）に折り返されてしまい、それ以上レーザ光Ｌで照射されなくなる。この結果、薄膜化された部分９８が除去されずに残された状態で、開口部８９が形成されてしまう。本明細書では、樹脂フィルム８１のうち薄膜化された状態で残された部分９８を「バリ」と呼ぶ。
【００３９】
バリ９８が樹脂フィルム８１の裏面側に突出していると、蒸着マスクを蒸着対象基板に設置するときに、蒸着マスクの一部が蒸着対象基板から浮いてしまうことがある。このため、開口部８９に対応した形状の蒸着パターンが得られない可能性がある。
【００４０】
なお、レーザ加工後に樹脂フィルム８１のバリ９８を取り除く処理（バリ取り工程）が行われることもある。例えば樹脂フィルム８１の裏面を拭き取ること（ワイピング）が試みられている。しかしながら、バリ取り工程によって、樹脂フィルム８１に生じたバリ９８を全て取り除くことは難しい。また、図２５（ｄ）に例示するように、ワイピングによって、一部のバリ９８が開口部８９の内部に突出するように戻され、蒸着工程でシャドウイングを引き起こす可能性もある。
【００４１】
本発明者は、上記知見に基づいて、サポート材に支持された樹脂層に、バリの発生を抑制しつつ、所望のサイズの開口部を高い精度で形成し得る新規な方法を見出し、本願発明に想到した。
【００４２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４３】
（第１の実施形態）
＜蒸着マスクの構造＞
図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本発明の第１の実施形態による蒸着マスク１００を説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ蒸着マスク１００を模式的に示す平面図および断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中のA−A線に沿った断面を示している。なお、図１は、蒸着マスク１００の一例を模式的に示すものであり、各構成要素のサイズ、個数、配置関係、長さの比率などは図示する例に限定されないことはいうまでもない。後述する他の図面でも同様である。
【００４４】
蒸着マスク１００は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、樹脂層１０と、樹脂層１０の主面上に設けられた磁性金属層（以下、単に「金属層」と略する）２０とを備える。つまり、蒸着マスク１００は、樹脂層１０と金属層２０とが積層された構造を有する。
【００４５】
金属層２０は、マスク部２０ａと、マスク部２０ａを包囲するように配置された周辺部２０ｂとを有している。マスク部２０ａは、金属膜が存在している中実部２０ａ(1)と、金属膜が存在していない非中実部２０ａ(2)とを含む。樹脂層１０は、マスク部２０ａの非中実部２０ａ(2)に配置された複数の開口部１３を有している。以下では、樹脂層１０および金属層２０を含む積層体３０を「マスク体」と呼ぶことがある。マスク体３０の周縁部には、フレーム４０が設けられている。
【００４６】
後述するように、蒸着マスク１００を用いて蒸着工程を行う際、蒸着マスク１００は、金属層２０が蒸着源側、樹脂層１０がワーク（蒸着対象物）側に位置するように配置される。金属層２０は磁性体であるので、磁気チャックを用いることにより、蒸着工程において蒸着マスク１００をワーク上に簡便に保持および固定することができる。
【００４７】
以下、樹脂層１０、金属層２０およびフレーム４０のそれぞれについて、より詳細に説明する。
【００４８】
樹脂層１０には複数の開口部１３が形成されている。複数の開口部１３は、ワークに形成されるべき蒸着パターンに対応したサイズ、形状および位置に形成されている。図１に示している例では、複数の開口部１３は、樹脂層１０のうちフレーム４０と重ならない領域に、マトリクス状に配置されている。
【００４９】
後述するように、樹脂層１０は、ガラス基板などの支持基板上に、樹脂材料を含む溶液（例えば可溶型ポリイミド溶液）または樹脂材料の前駆体を含む溶液（例えばポリイミド前駆体溶液）を付与し、熱処理を行うことによって形成された層である。ここでいう熱処理は、可溶型ポリイミド溶液を用いる場合には乾燥工程（例えば１００℃以上）、ポリイミド前駆体溶液を用いる場合には乾燥および焼成工程（例えば３００℃以上）を行うための熱処理を含む。
【００５０】
また、本実施形態では、複数の開口部１３は、支持基板上で樹脂層１０に対してレーザ加工を行うことによって形成されている。支持基板と樹脂層１０とは密着されており、両者の間には気泡が存在していない（あるいはほとんど存在していない）ため、樹脂層１０のレーザ加工工程においてバリの発生が抑制される。従って、本実施形態の樹脂層１０は、バリをほとんど有していない。あるいは、バリを有しているとしても、その数（単位面積当たりの個数）は従来よりも大幅に低減されている。
【００５１】
さらに、本実施形態では、樹脂層１０は、フレーム４０から層面内方向の張力を受けていない。従来の製造方法では、樹脂フィルム（または樹脂フィルムと金属膜との積層膜）を架張機等によって、特定の層面内方向に引っ張った状態でフレームに固定される（以下、「架張工程」と呼ぶ）。この場合、フレームに固定された樹脂フィルムは、室温では、架張工程で付与された張力をフレームから受けることになる。これに対し、本実施形態では、後述するように、外部から樹脂層１０に層面内方向の張力を付与しない状態で、フレーム４０の取付け工程を行う。このため、樹脂層１０は、フレーム４０から層面内方向の張力を受けていない。なお、本明細書では、「フレーム４０から層面内方向の張力を受けている」とは、架張工程で付与された張力（例えば１０Ｎ以上２００Ｎ以下、単位断面積あたりの張力０．１Ｎ／ｍｍ2以上３０Ｎ／ｍｍ2以下）を受けていることを指すものとする。つまり、架張工程を行わずに製造された蒸着マスクにおいて、フレームと樹脂層との線熱膨張率の違いによって、（熱応力に由来する）張力が樹脂層にかかる場合を含まない。
【００５２】
樹脂層１０の材料としては、例えばポリイミドを好適に用いることができる。ポリイミドは、強度、耐薬品性および耐熱性に優れる。樹脂層１０の材料として、ポリパラキシレン、ビスマレイミド、シリカハイブリッドポリイミドなどの他の樹脂材料を用いてもよい。樹脂層１０を形成している樹脂膜の線熱膨張係数αＲ（ｐｐｍ／℃）は、蒸着対象となる基板の線熱膨張係数と同程度であることが好ましい。このような樹脂層１０は、樹脂材料、焼成条件などの形成条件などによって形成され得る。樹脂層１０の形成方法については後述する。
【００５３】
樹脂層１０の厚さは、特に限定されない。ただし、樹脂層１０が厚すぎると、蒸着膜の一部が所望の厚さよりも薄く形成されてしまうことがある（「シャドウイング」と呼ばれる）。シャドウイングの発生を抑制する観点からは、樹脂層１０の厚さは、２５μｍ以下であることが好ましい。また、３μｍ以上であれば、支持基板上に付与された樹脂材料（またはその前駆体）を含む溶液に対して熱処理を行うことによって、より均一な厚さの樹脂層１０を形成できる。また、樹脂層１０自体の強度および洗浄耐性の観点からも、樹脂層１０の厚さは３μｍ以上であることが好ましい。
【００５４】
金属層２０は、前述したように、マスク部２０ａと、マスク部２０ａを包囲するように配置された周辺部２０ｂとを有している。本実施形態では、周辺部２０ｂはフレーム４０と重なる部分であり、マスク部２０ａはフレーム４０と重ならない（フレーム４０の内部に位置する）部分である。周辺部２０ｂには、例えばスポット溶接などによってフレーム４０が固定されている。
【００５５】
図１に示す例では、マスク部２０ａの中実部（金属膜が存在している部分）２０ａ(1)は、離散的に配置された複数の島状部２４を含んでいる。複数の島状部２４の間、および島状部２４と周辺部２０ｂとの間には金属膜が存在しておらず、非中実部２０ａ(2)となる。金属層２０の非中実部２０ａ(2)には樹脂層１０が露出している。樹脂層１０の露出した部分に、複数の開口部１３が配置されている。
【００５６】
この例では、蒸着マスク１００の法線方向から見たとき、各開口部１３は複数の島状部２４の間に配置されている。すなわち、島状部２４と開口部１３とは重なっていない。複数の島状部２４の個数、配置方法などは特に限定されないが、例えば、１つまたは複数の開口部１３を包囲するように、所定のピッチで配置されていてもよい。開口部１３の配列ピッチと、島状部２４の配列ピッチとは同程度であってもよい。
【００５７】
金属層２０の材料としては、種々の磁性金属材料を用いることができる。例えばＮｉ、Ｃｒ、フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼などの線熱膨張係数αＭの比較的大きい材料を用いてもよいし、例えばＦｅ−Ｎｉ系合金（インバー）、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金など線熱膨張係数αＭの比較的小さい材料を用いてもよい。
【００５８】
なお、特許文献１に開示されているような従来の蒸着マスクでは、金属層のスリットのサイズはできるだけ小さくなるように設計されており、マスク部に占める中実部の面積率は比較的高い（特許文献１の図１では７０％超）。このため、金属層の材料として、線熱膨張係数αＭの小さい材料（例えばαＭ：６ｐｐｍ／℃未満）が用いられていた。蒸着工程での蒸着マスクの形状安定性を確保するためである。これに対し、本実施形態では、従来は使用できなかった線熱膨張係数αＭの高い金属を用いることも可能である。図１に示す金属層２０は、離散的に配置された島状部２４を含む島状構造を有しているので、線熱膨張係数αＭの高い金属材料を用いた場合でも、樹脂層１０と金属層２０との間に発生する熱応力を低減できる。また、島状部２４の面積率を抑えることにより、そのような熱応力をさらに小さくできる。従って、線熱膨張係数αＭに関わらず種々の金属材料を用いることが可能になり、金属材料の選択の自由度を高めることができる。
【００５９】
金属材料の線熱膨張係数αＭが、蒸着対象となる基板の線熱膨張係数αＷおよび樹脂層１０の樹脂膜の線熱膨張係数αＲ（αＲはαＷと略等しくなるように設定されている）よりも大きい場合、蒸着温度によっては、これらの熱膨張係数の差に起因して生じる熱応力によって樹脂層１０が変形し、位置ずれが生じるおそれがある。なお、ここでいう「位置ずれ」は、熱応力による樹脂層１０の変形によって、開口部１３の形状が変形したり、開口部１３の位置が蒸着パターンを形成すべき位置からずれたりすることを指す。このため、樹脂層１０の変形による位置ずれが生じないように、マスク部２０ａに占める中実部（ここでは島状部２４）２０ａ(1)の面積率ＳＭを調整することが好ましい。すなわち、金属層２０を法線方向からみたとき、マスク部２０ａ内における、複数の島状部２４が占める面積の割合をＳＭ（％）とすると、αＭ×ＳＭの値がαＲとほぼ等しくなるようにＳＭを調整することが好ましい。具体的には、αＭ・ＳＭ／αＲが例えば０．９０以上１．１０以下になるように調整される。例えば蒸着対象となる基板および樹脂層１０の線熱膨張係数αＲが４ｐｐｍ／℃であり、金属材料として線熱膨張係数αＭが１４ｐｐｍ／℃のＮｉを用いる場合には、ＳＭは３０％程度に設定され得る。
【００６０】
中実部２０ａ(1)の面積率ＳＭは５０％以下であってもよい。これにより、蒸着工程において、金属層２０と樹脂層１０との熱膨張の差によって樹脂層１０にかかる熱応力を小さくできるので、より効果的に開口部１３の位置ずれを抑制できる。なお、ＳＭが５０％以下であっても、島状部２４のサイズ、個数および配置方法を調整することにより、蒸着工程において蒸着マスク１００をワーク上に保持および固定する機能を十分確保できる。
【００６１】
金属層２０は、樹脂層１０上に形成されためっき層であってもよいし、金属箔であってもよい。
【００６２】
金属層２０の厚さｄは、特に限定されない。ただし、金属層２０が薄すぎると、磁気チャックの磁界から受ける被吸着力が小さくなり、蒸着工程において、蒸着マスク１００をワーク上に保持することが困難になることがある。このため、金属層２０の厚さは５μｍ以上であることが好ましい。一方、島状部２４を含む金属層２０をより容易に形成するためには、金属層２０は例えば２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であってもよい。蒸着工程におけるシャドウイングを抑制する観点からも、金属層２０の厚さｄは２０μｍ以下であることが好ましい。
【００６３】
島状部２４の幅ｗと島状部２４の高さ（すなわち金属層２０の厚さｄ）との比ｗ／ｄは、１未満であることが好ましく、より好ましくは１／２以下である。特にαＭ＞αＲの場合には、島状部２４の幅ｗを島状部２４の高さｄ未満に抑えることにより、蒸着マスク１００を保持するための被吸着力を確保しつつ、金属材料と蒸着対象基板との熱膨張の違いによる開口部１３の位置ずれをより効果的に抑制できる。この観点から、島状部２４の幅ｗは例えば５μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。
【００６４】
島状部２４は、角柱、円柱などの柱状であってもよい。あるいは、島状部２４はテーパ形状を有していてもよく、例えば円錐台であってもよい。複数の島状部２４は、形状、サイズなどの異なる複数種類の島状部を含んでいてもよい。例えば、島状部２４の幅を、開口部１３近傍で小さく、フレーム４０近傍で大きくしてもよい。
【００６５】
フレーム４０は、例えば磁性金属から形成されている。あるいは、金属以外の材料、例えば樹脂（プラスチック）で形成されていてもよい。従来の蒸着マスクでは、架張工程によってフレームに固定された積層膜（樹脂膜および金属膜）からの張力でフレームが変形・破断しないように、フレームには適度な剛性が求められていた。このため、例えば厚さ２０ｍｍのインバーからなるフレームが使用されていた。これに対し、本実施形態では、樹脂層１０および金属層２０に張力をかけずに（架張工程を行わずに）フレーム４０の取り付けを行うので、フレーム４０には架張工程に起因する張力がかからない。従って、従来よりも剛性の小さいフレーム４０を用いることも可能であり、フレーム４０の材料の選択の自由度が高い。また、フレーム４０を従来よりも薄くすることも可能である。従来よりも薄いフレームまたは樹脂製のフレームを用いると、軽量でハンドリング性に優れた蒸着マスク１００が得られる。
【００６６】
＜蒸着マスクの他の構造例＞
本実施形態の金属層２０は、中実部２０ａ(1)および非中実部２０ａ(2)を含むマスク部２０ａと、マスク部２０ａを包囲するように配置された周辺部２０ｂとを有していればよく、図１に示すような島状構造を有していなくてもよい。
【００６７】
以下、図２〜図９を参照しながら、本実施形態による蒸着マスクの他の例を説明する。図２〜図９において、図１と同様の構成要素には同じ参照符号を付している。以下の説明では、蒸着マスク１００と異なる点のみを説明する。
【００６８】
図２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の他の蒸着マスク２００を模式的に示す断面図および平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）中のA−A線に沿った断面を示している。
【００６９】
蒸着マスク２００では、金属層２０は、フレーム４０が固定される周辺部２０ｂと、複数のスリット（開口部）２３を有するマスク部２０ａとを有している。すなわち、マスク部２０ａの非中実部２０ａ(2)は複数のスリット２３である。マスク部２０ａの中実部２０ａ(1)と周辺部２０ｂとは分離しておらず、一体的に形成されている。図２に示す例では、列方向に延びるスリット２３が行方向に複数並んでいる。蒸着マスク２００の法線方向から見たとき、各スリット２３は、樹脂層１０の各開口部１３よりも大きなサイズを有しており、各スリット２３内に２以上の開口部１３（図２中に例示している個数に限定されないのはいうまでもない）が位置している。
【００７０】
図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の他の蒸着マスク３００を模式的に示す断面図および平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）中のA−A線に沿った断面を示している。
【００７１】
蒸着マスク３００では、金属層２０は、フレーム４０が固定される周辺部２０ｂと、開口２５が形成されたマスク部２０ａとを有している。すなわち、マスク部２０ａの非中実部２０ａ(2)は開口２５である。開口２５内には、例えば１つのデバイス（例えば有機ＥＬディスプレイ）の形成に用いられる複数の開口部１３が位置している。中実部２０ａ(1)は、複数の開口部１３の周囲にのみ額縁状に形成されている。また、中実部２０ａ(1)と周辺部２０ｂとは一体的に形成されている。
【００７２】
図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の他の蒸着マスク４００を模式的に示す断面図および平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）中のA−A線に沿った断面を示している。
【００７３】
蒸着マスク４００では、金属層２０は、フレーム４０が固定される周辺部２０ｂと、複数の貫通孔（開口部）２７を有するマスク部２０ａとを有している。すなわち、マスク部２０ａの非中実部２０ａ(2)は複数の貫通孔２７である。図４に示す例では、貫通孔２７はマトリクス状に配列されており、各貫通孔２７は、樹脂層１０の各開口部１３よりも大きなサイズを有している。各貫通孔２７内には１つずつ開口部１３が位置している。マスク部２０ａの中実部２０ａ(1)は格子状であり、周辺部２０ｂとは一体的に形成されている。
【００７４】
蒸着マスク２００、３００、４００では、金属層２０の中実部２０ａ(1)は、マスク部２０ａの幅全体に亘って延び、周辺部２０ｂに接続されている。このため、蒸着工程において、金属層２０の熱膨張による開口部１３の位置ずれを抑制する観点からは、金属層２０の材料として線熱膨張係数αＭの比較的小さい材料（例えばαＭ：６ｐｐｍ／℃未満）を用いることが好ましい。線熱膨張係数αＭの小さい金属材料を用いる場合には、金属層２０の中実部２０ａ(1)は、マスク部２０ａの面積全体の１／２超を占めていてもよい（ＳＭ＞５０％）。線熱膨張係数αＭは例えば蒸着対象基板の線熱膨張係数または樹脂層１０の樹脂膜の線熱膨張係数αＲと同程度であってもよい。なお、蒸着工程における温度上昇が小さい（例えば３℃未満）場合、および／または蒸着工程で生じる位置ずれ量を考慮して金属層２０および樹脂層１０の設計を行う場合には、Ｎｉなどの前述した線熱膨張係数αＭの比較的大きい材料を用いることも可能である。
【００７５】
また、蒸着マスク２００において、金属層２０の中実部２０ａ(1)のうち、隣接する２つのスリット２３の間に位置する部分の幅（面積）は、蒸着工程におけるシャドウイングを抑制し得る範囲内に設定されることが好ましい。詳細は後述する。
【００７６】
本実施形態の蒸着マスクにおける金属層２０の構造は、図１〜図４に示す例に限定されない。図５（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、金属層２０の他の例を示す平面図である。図示するように、金属層２０のマスク部２０ａは、スリット２３または開口２５と、スリット２３または開口２５の内側に配置された島状部２４との両方を有していてもよい。
【００７７】
本実施形態の蒸着マスクは、１つのデバイス（例えば有機ＥＬディスプレイ）に対応する単位領域Ｕが二次元的に配列された構造を有していてもよい。このような構造を有する蒸着マスクは、１つの蒸着対象基板上に、複数のデバイスを形成するために好適に使用され得る。
【００７８】
図６〜図９は、それぞれ、本実施形態のさらに他の蒸着マスク１０１、２０１、３０１、４０１を例示する平面図である。これらの蒸着マスクは、法線方向から見たとき、間隔を空けて配列された複数（ここでは６つ）の単位領域Ｕを有している。各単位領域Ｕにおいて、樹脂層１０は複数の開口部１３を有しており、金属層２０のマスク部２０ａは、それぞれ、蒸着マスク１００、２００、３００、４００（図１〜図４）のマスク部２０ａと同様の形状を有している。図示していないが、金属層の周辺部２０ｂ上に、これらの単位領域Ｕを包囲するようにフレームが設けられる。なお、単位領域Ｕの数および配列方法、各単位領域Ｕ内の開口部１３の個数および配列方法などは、製造しようとするデバイスの構成によって決まり、図示する例に限定されない。
【００７９】
＜蒸着マスクの製造方法＞
図１０〜図１６を参照しながら、蒸着マスク１０１の製造方法を例に、本実施形態の蒸着マスクの製造方法を説明する。図１０〜図１６の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、蒸着マスク１０１の製造方法の一例を示す工程平面図および工程断面図である。
【００８０】
まず、図１０に示すように、支持基板６０を用意し、支持基板６０上に樹脂層１０を形成する。支持基板６０として、例えばガラス基板が好適に用いられ得る。ガラス基板のサイズおよび厚さは特に限定されない。ここでは、６２０ｍｍ×３７５ｍｍのサイズを有し、厚さが０．５ｍｍのガラス基板を用いる。
【００８１】
樹脂層１０は次のようにして形成される。まず、支持基板６０上に、樹脂材料の前駆体を含む溶液（例えばポリイミド前駆体溶液）または樹脂材料を含む溶液（例えば可溶型ポリイミド溶液）を付与する。溶液の付与方法としては、スピンコート法、スリットコーター法などの公知の方法を用いることができる。ここでは、樹脂材料としてポリイミドを用い、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液（ポリイミド前駆体溶液）をスピンコート法で支持基板６０上に塗布する。続いて、乾燥および焼成を行うことにより、樹脂層１０としてポリイミド層を形成する。焼成温度は３００℃以上、例えば４００℃以上５００℃以下に設定され得る。焼成条件は、樹脂膜の線熱膨張係数αＲが蒸着対象となる基板の線熱膨張係数αＷ（例えば３〜５ｐｐｍ／℃）と同程度になるように調整されることが好ましい。
【００８２】
焼成温度が４５０℃である場合、樹脂膜の線熱膨張係数αＲを、蒸着対象となる基板の線熱膨張係数αＷと同程度に小さく抑えるための温度プロファイルは、例えば下記（１）〜（３）の少なくとも１つを満たすように設定されてもよい。
（１）最初に５００℃近くまで温度を上昇させて約１０〜６０分間放置し、その後、４５０℃で焼成する。
（２）４５０℃程度で焼成した後に、さらに３０分以上その温度を維持する。
（３）温度上昇の大きなステップ（温度を大幅に上げて、その温度を長い時間維持するステップ）を含む温度プロファイルを用いる。この温度プロファイルの一例として、支持基板６０が設置されたチャンバー内の温度を、５〜１２０分ごとに１０〜２００℃ずつ段階的に所定の焼成温度まで上昇させるプロファイルが挙げられる。
【００８３】
ポリイミド前駆体溶液の代わりに、溶媒可溶型のポリイミド（重合体）を含む溶液（可溶型ポリイミド溶液）を支持基板６０上に塗布し、乾燥させることによって樹脂層１０を形成してもよい。乾燥温度は、溶媒の沸点によって適宜選択され、特に限定しないが、例えば１００℃〜３２０℃、好適には１２０℃〜２５０℃である。乾燥時間は１秒〜３６０分程度である。
【００８４】
続いて、樹脂層１０上に導電性金属膜２１を形成する。導電性金属膜２１は、蒸着、スパッタ法、無電解めっきなどの公知の方法で形成される。導電性金属膜２１は導電性を有する膜であればよく、Ｃｕ膜、Ａｌ膜、Ｔｉ膜などを用いることができる。導電性金属膜２１は、後述する金属層を電解めっき法で形成する際のシード層として機能すればよく、金属層よりも十分薄くてよい（例えば金属層の厚さの１／１０以下）。ここでは、導電性金属膜２１として、Ｃｕ膜（厚さ０．１μｍ）を形成する。
【００８５】
次に、図１１に示すように、導電性金属膜２１上にフォトレジスト膜を形成し、露光および現像を行うことによってフォトレジスト膜のパターニングを行い、マスク部２０ａ（図１）の非中実部に対応する形状を有するレジスト層７０を得る。本実施形態では、レジスト層７０は、複数の島状部２４（図１）に対応する複数の開口７１を有する。これにより、導電性金属膜２１の一部（レジスト層７０の周囲および開口７１内に位置する部分）がレジスト層７０によって露出される。
【００８６】
続いて、図１２に示すように、レジスト層７０の周囲および開口７１内に、導電性金属膜２１を電極とする電解めっき法により、主金属膜２２を形成する。主金属膜２２の材料および厚さは、前述した金属層２０の材料および厚さと同じであってもよい。ここでは、主金属膜２２としてＮｉ層（厚さ１０μｍ）を形成する。
【００８７】
なお、導電性金属膜２１を形成しなくてもよい。この場合、樹脂層１０上にレジスト層７０を形成した後、樹脂層１０のうちレジスト層７０によって露出した部分上に、無電解めっき法により金属層２０（ここではＮｉ層）を形成することができる。
【００８８】
続いて、図１３に示すように、レジスト層７０を剥離し、その後、導電性金属膜２１のうち主金属膜２２で覆われていない部分をエッチングにより除去する。導電性金属膜２１のエッチングは、導電性金属膜２１の金属を腐食し、主金属膜２２の金属を腐食しない（例えばエッチレート比が１００：１以上）エッチング液を用いて行う。ここでは、エッチング液として、和光純薬工業のＣｕＥ−３０００Ｍを用いる。これにより、導電性金属膜２１および主金属膜２２からなり、樹脂層１０の一部を露出する金属層２０が形成される。金属層２０は、周辺部２０ｂと、複数の島状部２４とを有する。樹脂層１０のうち周辺部２０ｂの内部に位置し、かつ、島状部２４と接していない部分が露出する。
【００８９】
なお、この例では、金属層２０は、主金属膜２２と導電性金属膜２１との積層構造を有する。しかしながら、導電性金属膜２１は主金属膜２２よりも十分に薄いため、島状部２４の面積率ＳＭを算出する際には、金属材料の線熱膨張係数αＭとして、主金属膜２２の材料の線熱膨張係数を用いればよい。
【００９０】
次に、図１４に示すように、例えばレーザアブレーション法により、樹脂層１０のうち金属層２０から露出した部分に複数の開口部１３を形成する（レーザ加工工程）。このようにして、金属層２０および樹脂層１０を含むマスク体３０を得る。
【００９１】
樹脂層１０のレーザ加工には、パルスレーザを用いる。ここでは、ＹＡＧレーザを用い、波長が３５５ｎｍ（３倍波）のレーザ光Ｌ１を樹脂層１０の所定の領域に照射する。レーザ光Ｌ１のエネルギー密度は例えば０．３６Ｊ／ｃｍ2に設定される。前述したように、樹脂層１０のレーザ加工は、樹脂層１０の表面にレーザ光Ｌ１の焦点を合わせて、複数回のショットを行うことによって行われる。ショット周波数は例えば６０Ｈｚに設定される。なお、レーザ加工の条件（レーザ光の波長、照射条件など）は、上記に限定されず、樹脂層１０を加工し得るように適宜選択される。
【００９２】
本実施形態では、支持基板６０上に焼成（または乾燥）することによって形成された樹脂層１０に対してレーザ加工を行う。支持基板６０と樹脂層１０との間には気泡が存在しないため、従来よりも高い精度で所望のサイズの開口部１３を形成することが可能であり、バリ（図２５参照）の発生も抑制される。
【００９３】
続いて、図１５に示すように、マスク体３０にフレーム４０を固定する（フレーム取り付け工程）。ここでは、金属層２０の周辺部２０ｂ上にフレーム４０を載置し、周辺部２０ｂとフレーム４０とを接合する。フレーム４０は、例えばインバーなどの磁性金属で形成されている。ここでは、支持基板６０側からレーザ光Ｌ２を照射することによって、金属層２０の周辺部２０ｂとフレーム４０とを溶接する（スポット溶接）。スポット溶接のピッチは適宜選択され得る。この例では、支持基板６０の法線方向から見たとき、フレーム４０の内縁部と金属層２０の周辺部２０ｂの内縁部とが略整合しているが、周辺部２０ｂの一部がフレーム４０の内側に露出していてもよい。あるいは、フレーム４０は、周辺部２０ｂ全体および樹脂層１０の一部を覆っていてもよい。
【００９４】
前述のように、本実施形態では、樹脂層１０および金属層２０を所定の層面内方向に引っ張ってフレーム４０に固定する工程（架張工程）を行わないので、従来よりも剛性の小さいフレーム４０を用いることが可能である。このため、フレーム４０は、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの樹脂から形成されていてもよい。また、マスク体３０とフレーム４０との接合方法は、レーザ溶接に限定されない。例えば接着剤を用いて金属層２０の周辺部２０ｂとフレーム４０とを接合してもよい。
【００９５】
次に、図１６に示すように、樹脂層１０を支持基板６０から剥離する。樹脂層１０の剥離は、例えばレーザリフトオフ法により行うことができる。樹脂層１０と支持基板６０との密着力が比較的弱い場合には、ナイフエッジなどを用いて機械的に剥離を行ってもよい。
【００９６】
ここでは、例えばＸｅＣｌエキシマレーザを用い、支持基板６０側からレーザ光（波長：３０８ｎｍ）を照射することによって、樹脂層１０を支持基板６０から剥離する。なお、レーザ光は、支持基板６０を透過し、かつ、樹脂層１０で吸収される波長の光であればよく、他のエキシマレーザあるいはＹＡＧレーザなどの高出力レーザを用いてもよい。このようにして、蒸着マスク１０１が製造される。
【００９７】
この後、必要に応じて、金属層２０を電磁コイルで磁化させる着磁工程を行い、金属層２０の残留磁束密度を例えば１０ｍＴ以上１０００ｍＴに調整する。なお、着磁工程を行わなくてもよい。着磁工程を行わなくても、金属層２０は磁性体であるので、磁気チャックを用いることにより、蒸着工程において蒸着マスク１０１をワーク上に保持することができる。
【００９８】
上記では、蒸着マスク１０１を形成する方法を例に説明したが、他の蒸着マスク１００、２００、２０１、３００、３０１についても、上記と同様の方法で製造され得る。ただし、レジスト層７０の形状を、これらの蒸着マスクのマスク部２０ａにおける非中実部に対応する形状に変える必要がある。具体的には、蒸着マスク２００、２０１を製造する際には、複数のスリット２３に対応する複数の島状パターンを有するレジスト層７０を形成すればよい。蒸着マスク３００、３０１を製造する際には、１つまたは複数の開口２５に対応する島状パターンを有するレジスト層７０を形成すればよい。
【００９９】
＜蒸着マスクの他の製造方法＞
図１７および図１８を参照しながら、本実施形態の蒸着マスクの他の製造方法を説明する。図１７および図１８では、図１０〜図１６と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。また、以下の説明では、図１０〜図１６を参照しながら前述した方法と異なる点を中心に説明し、各層の形成方法、材料、厚さ等が上記方法と同様である場合には説明を省略している。
【０１００】
図１０〜図１６を参照しながら前述した方法では、金属層２０をめっき法で形成したが、金属箔をパターニングすることによって金属層２０を形成してもよい。
【０１０１】
図１７（ａ）〜（ｆ）は、蒸着マスクの他の製造方法を例示する工程断面図である。ここでは、蒸着マスク１０１を製造する方法を例に説明するが、他の蒸着マスク１００、２００、２０１、３００、３０１、４００、４０１も同様の方法で製造される。
【０１０２】
まず、図１７（ａ）に示すように、支持基板６０上に樹脂層１０を形成する。樹脂層１０の形成方法は、図１０を参照しながら前述した方法と同様である。ここでは、ポリイミド前駆体溶液を支持基板６０上に塗布し、焼成することによって樹脂層１０を形成する。次いで、樹脂層１０の上面に金属箔２０’を接着剤で貼り合わせる（ドライラミネートまたは熱ラミネート）。金属箔２０’として、厚さが例えば５μｍ以上１０μｍ以下のＮｉ膜、Ｃｒ膜などを用いることができる。
【０１０３】
次に、図１７（ｂ）に示すように、金属箔２０’上にフォトレジスト膜を形成し、露光および現像を行うことによって、フォトレジスト膜のパターニングを行う。このようにして、マスク部の非中実部に対応する形状を有するレジスト層７０を得る。レジスト層７０の平面形状は、図１１（ａ）に示す形状と同じである。
【０１０４】
続いて、図１７（ｃ）に示すように、レジスト層７０をマスクとして金属箔２０’のパターニングを行う。この後、レジスト層７０を剥離する。このようにして、周辺部２０ｂおよび島状部２４を含む金属層２０を得る。
【０１０５】
次いで、図１７（ｄ）に示すように、レーザ加工により、樹脂層１０に複数の開口部１３を形成する。続いて、図１７（ｅ）に示すように、例えばスポット溶接を行うことにより、金属層２０の周辺部２０ｂにフレーム４０を固定する。この後、図１７（ｆ）に示すように、例えばレーザリフトオフ法により、支持基板６０からマスク体３０を剥離する。このようにして、蒸着マスク１０１を得る。
【０１０６】
図１０〜図１６あるいは図１７を参照して説明した方法では、いずれも、樹脂層１０に開口部１３を形成する工程（レーザ加工工程）の後でフレーム４０の取り付け工程を行っているが、フレーム４０の取り付け工程は、樹脂層１０のレーザ加工工程よりも前に行ってもよい。
【０１０７】
図１８（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態の蒸着マスクの製造方法のさらに他の例を説明するための工程断面図である。ここでは、蒸着マスク１００の製造方法を例に説明するが、他の蒸着マスク１０１、２００、２０１、３００、３０１、４００、４０１も同様の方法で製造される。
【０１０８】
まず、図１８（ａ）に示すように、支持基板６０上に樹脂層１０を形成する。樹脂層１０は、上述した方法と同様に、可溶型ポリイミド溶液またはポリイミド前駆体溶液の塗布および熱処理によって形成される。
【０１０９】
次いで、図１８（ｂ）に示すように、樹脂層１０上に、所定のパターンを有する金属層２０を形成する。金属層２０は、電界めっきまたは無電解めっきによって形成されてもよいし（図１２参照）、金属箔のパターニングによって形成されてもよい（図１７参照）。
【０１１０】
続いて、図１８（ｃ）に示すように、例えばスポット溶接によって、金属層２０の周辺部２０ｂにフレーム４０を固定する。
【０１１１】
次いで、図１８（ｄ）に示すように、樹脂層１０のレーザ加工を行い、樹脂層１０に開口部１３を形成する。この後、図１８（ｅ）に示すように、例えばレーザリフトオフ法により、樹脂層１０を支持基板６０から剥離する。このようにして、蒸着マスク１００が製造される。
【０１１２】
＜本実施形態の製造方法による効果＞
本実施形態の蒸着マスクの製造方法によると、樹脂材料を含む溶液または樹脂材料の前駆体を含む溶液を支持基板６０の表面に付与し、熱処理を行うことによって樹脂層１０を形成する。このように形成された樹脂層１０は、支持基板６０に密着しており、樹脂層１０と支持基板６０との界面に気泡は生じない。従って、支持基板６０上で樹脂層１０に複数の開口部１３を形成することにより、所望のサイズの開口部１３を従来よりも高い精度で形成でき、なおかつ、バリ９８（図２５参照）の発生を抑制できる。
【０１１３】
また、本実施形態では、支持基板６０上で樹脂層１０および金属層２０を形成し、支持基板６０に支持された状態の金属層２０にフレーム４０を取り付ける。従って、樹脂層１０および金属層２０を引っ張ってフレームに接合させる架張工程を行わない。大掛かりな架張機を用いた架張工程が不要になるので、製造コストを低減できるメリットがある。また、架張工程を行わないので、フレーム４０から、樹脂層１０および金属層２０に所定の層面内方向の張力が付与されない。従って、従来よりもフレーム４０の剛性を小さくすることが可能になり、フレーム４０の材料選択の自由度、および、フレーム幅、厚さ等の設計の自由度が大きくなる。
【０１１４】
さらに、特許文献１などに記載の従来方法では、架張工程によって樹脂フィルムをフレームに固定した後で、樹脂フィルムに対するレーザ加工が行われる。これに対し、本実施形態では、フレーム４０の取り付け工程は、樹脂層１０のレーザ加工前に行ってもよいし、レーザ加工後に行ってもよい。レーザ加工後にフレーム４０の取り付け工程を行う場合には、次のようなメリットがある。フレーム４０が取り付けられる前の、支持基板６０によって支持されたマスク体３０（レーザ加工前のマスク体を含む）は、フレーム４０が取り付けられた後のマスク体３０よりも軽量で取り扱いやすいので、レーザ加工機への設置、搬送等の作業が容易になる。また、フレーム４０が取り付けられていないので、樹脂層１０にレーザ光Ｌ１を照射しやすく、樹脂層１０を加工し易い。さらに、特許文献１の方法では、樹脂層のレーザ加工がうまくいかなかったときに、フレームから積層マスクを剥離する必要があるが、フレーム４０を取り付ける前にレーザ加工を行う場合には、そのような剥離工程は不要である。
【０１１５】
また、従来は、架張工程において金属層を樹脂フィルムとともに引っ張っていたので、張力を付与できないような島状構造の金属層を用いるといった発想は無かった。これに対し、本実施形態の方法は、架張工程を行わないため、島状構造の金属層２０を有する蒸着マスクの製造にも好適に適用できる。島状構造を採用することにより、中実部の面積率ＳＭの極端に小さい金属層２０を実現できるようになり、線熱膨張係数αＭの大きい金属材料を使用することも可能になる。従って、金属層２０の形状および金属材料の選択の自由度を従来よりも高めることができる。
【０１１６】
ところで、蒸着工程における蒸着マスクの温度上昇の大きさ、すなわち、製造時の蒸着マスクの温度Ｔ１と、蒸着工程における蒸着マスクの温度Ｔ２との差ΔＴ（℃）（＝Ｔ２−Ｔ１）は、蒸着方法、蒸着装置等によって変わる。温度差ΔＴが比較的小さく抑えられる場合、ΔＴは３℃未満、例えば１℃程度である。一方、ΔＴは３℃〜１５℃程度になることもある。なお、本実施形態における製造時の温度Ｔ１は、製造装置（例えば、樹脂層１０の加工に使用するレーザ加工機、フレーム取り付け工程に使用する溶接機など）が設置されている環境温度であり、例えば室温である。蒸着工程における温度Ｔ２は、蒸着源の位置をワークに対して相対的に移動させながら（走査しながら）蒸着を行う場合には、蒸着マスクのうち、蒸着が行われている部分の温度を指す。本実施形態では、ΔＴが比較的大きい場合（例えば３℃超）、必要に応じて、次の方法で、位置ずれを抑制することが可能である。まず、蒸着マスクの温度上昇（ΔＴ）を予め測定する。次いで、ΔＴの測定結果に基づいて、熱膨張によって発生する位置ずれ量を算出する。位置ずれ量は、開口部１３の位置と蒸着位置とのずれ、および、開口部１３自体の変形による開口部１３の形状と所望の蒸着パターンとのずれを含む。この位置ずれ量を相殺するように、樹脂層１０の開口部１３と、金属層２０の島状部２４（またはスリット２３、開口２５）とをずらして形成し、さらに、開口部１３のサイズを所望の蒸着パターンよりも所定量だけ小さく形成する。なお、位置ずれ量を算出する代わりに、実際に蒸着を行って位置ずれ量を測定してもよい。本実施形態では、金属層２０の形状（中実部の形状および面積率を含む）の選択の自由度が高いので、このような位置ずれ抑制方法をより効果的に適用でき、十分な位置精度を確保できる。
【０１１７】
＜蒸着工程におけるシャドウイングの抑制＞
蒸着マスク２００、２０１（図２、図６）に例示したように、金属層２０がスリット構造を有する場合、隣接する２つのスリット２３の間に位置する部分の幅（面積）は、蒸着工程におけるシャドウイングを抑制し得る範囲内に設定されることが好ましい。以下、図面を参照しながら説明する。
【０１１８】
図１９（ａ）は、蒸着対象となる基板５０上に有機半導体材料を蒸着する工程を説明するための拡大断面図である。有機ＥＬディスプレイの赤画素の画素電極（図示せず）上に赤色光を発する発光層を形成する場合を例示している。図１９（ｂ）は、赤画素の発光層の形成に使用する蒸着マスク２０１Ｒの一部を示す平面図である。
【０１１９】
図１９（ｂ）に示すように、蒸着マスク２０１Ｒは、赤画素の発光層を形成するための複数の開口部１３Ｒを有している。開口部１３Ｒは、Ｘ方向、およびＸ方向に直交するＹ方向に配列されている。開口部１３ＲのＸ方向およびＹ方向の配列ピッチは、それぞれ、有機ＥＬディスプレイにおけるＸ方向およびＹ方向の画素ピッチＰｘ、Ｐｙに対応している。これらの画素ピッチによって規定される単位領域を「画素領域」と称する。また、隣接する２つの開口部１３の間には、金属層２０の中実部２８が配置されている。この例では、中実部２８は、画素領域を一方向（ここではＹ方向）に横切るように延びている。
【０１２０】
蒸着工程では、図１９（ａ）に示すように、蒸着マスク２０１Ｒを蒸着対象となる基板５０上に載置して蒸着を行い、各開口部１３Ｒ内に有機半導体材料を蒸着させる。この例では、蒸着源５２が基板５０に対して相対的に左から右に移動しながら（つまり走査方向は左から右）蒸着が行われる。蒸着材料は、蒸着源５２から、蒸着マスク２０１Ｒの法線方向にだけでなく、斜め方向（法線方向に対して傾斜した方向）にも放出される。ここでは、蒸着材料の広がり角をθとする。また、蒸着マスク２０１Ｒの法線方向をＤ１、方向Ｄ１に対して走査方向に（つまり右側に）θ傾斜した方向をＤ２、走査方向と反対方向に（つまり左側に）θ傾斜した方向をＤ３とする。θは例えば４５度である。
【０１２１】
図１９（ａ）には、樹脂層１０のある開口部１３Ｒ内に蒸着膜５１が堆積される期間の始期（時刻ｔ0）における蒸着源５２の位置と、終期（時刻ｔ1）における蒸着源５２の位置とが示されている。時刻ｔ0は、蒸着源５２から放出された蒸着材料が開口部１３内に到達し始める時刻であり、このとき、蒸着源５２から方向Ｄ２に延びる仮想直線５５は、開口部１３Ｒの蒸着源５２側のエッジをちょうど通る。また、時刻ｔ1は、蒸着源５２から放出された蒸着材料が開口部１３内に到達しなくなる時刻であり、このとき、蒸着源５２から方向Ｄ３に延びる仮想直線５６は、開口部１３の蒸着源５２側のエッジをちょうど通る。
【０１２２】
時刻ｔ0における蒸着材料の到達点（仮想直線５５と基板５０の表面との交点）Ｐ１から時刻ｔ1における蒸着材料の到達点（仮想直線５６と基板５０の表面との交点）Ｐ２までの間の領域では、蒸着膜５１は所望の厚さで形成される。しかしながら、破線２８’に示すように、中実部の一部が、仮想直線５５、５６と基板５０とで規定される領域（蒸着源５２から蒸発した蒸着原料が飛散する領域）５７内に存在すると、蒸着原料の一部は中実部２８’で遮られて基板５０上に到達しなくなる。この結果、開口部１３Ｒ内に形成される蒸着膜５１が部分的に薄くなる。この部分（所望の厚さよりも薄く形成された部分）は、シャドウと呼ばれる。これに対し、実線２８で示すように、中実部が領域５７の外側に配置されていると、シャドウの発生を抑制でき、開口部１３Ｒ内の領域全体に亘って所望の厚さの発光層を形成できる。このように、シャドウの発生を抑制するには、中実部２８の位置および幅（Ｘ方向の幅）２８ｗを調整することが好ましい。幅２８ｗの上限値は、画素ピッチ、開口部１３Ｒの大きさなどによって変わる。本発明者が、有機ＥＬディスプレイのパネルサイズ：対角４．１インチ、解像度：４００ｐｐｉ（ピクセル・パー・インチ）、蒸着材料の広がり角θ：４５度の条件で、シミュレーションにより検討したところ、画素領域全体に占める中実部２８の面積の割合が１０．０％以下となるように中実部２８の幅２８ｗを設定すれば、シャドウの発生を抑制できることが分かった。また、パネルサイズ：対角４．３インチ、解像度：２５７ｐｐｉ、蒸着材料の広がり角θ：４５度の条件で同様のシミュレーションを行うことにより、中実部２８の面積の割合が３０．０％以下となるように中実部２８の幅２８ｗを設定すれば、シャドウの発生を抑制できることが分かった。一方、上記割合が小さすぎると、蒸着マスク２０１Ｒと基板５０との密着性が低くなる可能性がある。このため、上記割合は１．０％以上であることが好ましい。
【０１２３】
なお、ここでは、蒸着マスク２０１Ｒで説明したが、青色または緑色を発光する発光層を形成するための開口部（上記開口部１３Ｒとサイズは異なるが配列ピッチは同じである）を有する他の蒸着マスクでも同様である。
【０１２４】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態による蒸着マスクを説明する。
【０１２５】
本実施形態の蒸着マスクは、図１〜図９を参照しながら前述した第１の実施形態の蒸着マスクと同様の断面構造および平面構造を有している（図示を省略する）。ただし、本実施形態では、樹脂層１０は、フレーム４０から層面内方向の張力を受けている点で、第１の実施形態と異なっている。
【０１２６】
図２０（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態の蒸着マスクの製造方法を説明するための工程断面図である。図２０では、図１０〜図１７と同様の構成要素には同じ参照符号を付している。以下の説明では、基本的に第１の実施形態とは異なる点のみを説明し、各層の形成方法、材料、厚さ等が上記方法と同様である場合には説明を省略している。
【０１２７】
まず、図２０（ａ）に示すように、支持基板６０上に樹脂層１０を形成する。樹脂層１０は、上述した方法と同様に、可溶型ポリイミド溶液またはポリイミド前駆体溶液の塗布および熱処理によって形成される。
【０１２８】
次いで、図２０（ｂ）に示すように、樹脂層１０上に、所定のパターンを有する金属層２０を形成する。金属層２０は、電界めっきまたは無電解めっきによって形成されてもよいし（図１２参照）、金属箔のパターニングによって形成されてもよい（図１７参照）。図示する例では、複数のスリット２３を有するマスク部２０ａと、その周囲に位置する周辺部２０ｂとを有する金属層２０を形成する。なお、金属層２０の形状は特に限定されず、図１、図３または図４に例示される他の形状を有していてもよい。
【０１２９】
続いて、図２０（ｃ）に示すように、支持基板６０に支持された樹脂層１０に対してレーザ加工を行い、樹脂層１０に開口部１３を形成する。開口部１３のサイズおよび位置は、樹脂膜の熱膨張および後述する架張工程で付与される張力による変形を考慮して設定される。このようにして、マスク体３０を得る。次いで、図２０（ｄ）に示すように、例えばレーザリフトオフ法により、樹脂層１０を支持基板６０から剥離する。
【０１３０】
次に、図２０（ｅ）に示すように、樹脂層１０および金属層２０からなるマスク体３０を所定の層面内方向に引っ張った状態で、金属層２０の周辺部２０ｂにフレーム４０を固定する。具体的には、まず、フレーム４０の一面４０ａ（マスク体３０に接合される面）を上方に向けた状態で、フレーム４０を架張溶接機に固定する。次いで、フレーム４０の面４０ａ上に、金属層２０を下方にしてマスク体３０を載置する。続いて、マスク体３０の対向する２つの縁部（ここでは第１方向４１に対向する縁部）を架張溶接機の保持部（クランプ）で保持し、第１方向４１に平行に一定の張力を付与する。同時に、第１方向４１に直交する第２方向に対向する２つの縁部もクランプで保持し、第２方向に平行に一定の張力を付与する。一例として、マスク体３０の第１方向の幅：４００ｍｍ、第２方向の幅：７００ｍｍ、厚さ（樹脂層１０および金属層２０の合計厚さ）：２０μｍのとき、第１方向および第２方向にそれぞれ１００Ｎの張力を付与する。
【０１３１】
このとき、金属層２０が島状構造を有する場合には、樹脂層１０には張力が付与されるが、金属層２０のマスク部２０ａには張力が付与されない。マスク部２０ａの中実部が、周辺部２０ｂと分離されているからである。一方、図２０に示す例のように、金属層２０の中実部がマスク部２０ａの幅全体に亘って形成され、周辺部２０ｂと一体的に形成されている（例えば金属層２０がスリット構造を有する）場合には、樹脂層１０および金属層２０の両方に張力が付与される。張力の大きさは、張力によるマスク体３０の弾性変形量（金属層２０が島状構造を有する場合には樹脂層１０の弾性変形量）が、蒸着温度におけるマスク体３０（または樹脂層１０）の熱膨張量以上となるように設定される。なお、支持基板６０上に形成されるマスク体３０のサイズは、張力が付与された状態で、金属層２０の周辺部２０ｂとフレーム４０とが重なるように、予め設計されている。続いて、マスク体３０の樹脂層１０側からレーザ光Ｌ２を照射し、金属層２０とフレーム４０とを接合する。ここでは、間隔を空けて複数箇所でスポット溶接を行う。このようにして、蒸着マスクが得られる。
【０１３２】
上記方法で製造された蒸着マスクでは、蒸着工程で使用されていないときには、樹脂層１０（あるいは、樹脂層１０および金属層２０）は、フレーム４０から層面内方向の張力を受けている。このため、蒸着工程において樹脂層１０（および金属層２０）に熱膨張が生じても、熱膨張によって開口部１３の位置ずれが生じることを抑制できる。
【０１３３】
本実施形態では、金属層２０の材料として、比較的線熱膨張係数αＭの小さい材料が好適に用いられる。また、フレーム４０は金属から形成されていることが好ましい。ただし、金属層２０が島状構造を有する場合、完成した蒸着マスクでは、フレーム４０は樹脂層１０からの張力で変形しなければよいので、フレーム４０の剛性は小さくてもよい。従って、前述の実施形態と同様に、金属のみでなく、樹脂から形成されたフレーム４０を用いることも可能である。
【０１３４】
本実施形態の蒸着マスクの製造方法によると、第１の実施形態と同様に、支持基板６０に密着している樹脂層１０に対してレーザ加工を行うので、所望のサイズの開口部１３を従来よりも高い精度で形成でき、なおかつ、バリ９８（図２５参照）の発生を抑制できる。
【０１３５】
また、本実施形態では、蒸着工程における温度上昇、樹脂層１０および金属層２０の熱膨張係数などを考慮して、樹脂層１０に所定の張力を付与することができる。このため、蒸着工程において、蒸着マスクの熱膨張に起因する開口部１３の位置ずれを抑制できる。
【０１３６】
本実施形態の製造方法は、図１〜図９に例示した種々の蒸着マスクの製造に適用され得る。図２０では、スリット構造を有する金属層２０を備えた蒸着マスクの製造方法を示したが、島状構造および開口を有する金属層２０を備えた蒸着マスクも同様の方法で製造され得る。
【０１３７】
なお、図２０に示す方法では、支持基板６０上で金属層２０を形成しているが、樹脂層１０を支持基板６０から剥離した後で金属層２０を形成してもよい。
【０１３８】
図２１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の他の製造方法を示す工程断面図である。まず、図２１（ａ）に示すように、支持基板６０上に樹脂層１０を形成する。次いで、図２１（ｂ）に示すように、樹脂層１０のレーザ加工を行い、開口部１３を形成する。この後、図２１（ｃ）に示すように、樹脂層１０を支持基板６０から剥離し、樹脂フィルム１０’を得る。続いて、図示しないが、樹脂フィルム１０’上に金属層を形成し、フレームと接合させることにより、蒸着マスクが製造される。
【０１３９】
（有機半導体素子の製造方法）
本発明の実施形態による蒸着マスクは、有機半導体素子の製造方法における蒸着工程に好適に用いられる。
【０１４０】
以下、有機ＥＬ表示装置の製造方法を例として説明を行う。
【０１４１】
図２２は、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置５００を模式的に示す断面図である。
【０１４２】
図２２に示すように、有機ＥＬ表示装置５００は、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）５１０および封止基板５２０を備え、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂを有する。
【０１４３】
ＴＦＴ基板５１０は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成されたＴＦＴ回路とを含む（いずれも不図示）。ＴＦＴ回路を覆うように、平坦化膜５１１が設けられている。平坦化膜５１１は、有機絶縁材料から形成されている。
【０１４４】
平坦化膜５１１上に、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂが設けられている。下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂは、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂにそれぞれ形成されている。下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂは、ＴＦＴ回路に接続されており、陽極として機能する。隣接する画素間に、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂの端部を覆うバンク５１３が設けられている。バンク５１３は、絶縁材料から形成されている。
【０１４５】
赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂの下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂ上に、有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂがそれぞれ設けられている。有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂのそれぞれは、有機半導体材料から形成された複数の層を含む積層構造を有する。この積層構造は、例えば、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇおよび５１２Ｂ側から、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層をこの順で含んでいる。赤画素Ｐｒの有機ＥＬ層５１４Ｒは、赤色光を発する発光層を含む。緑画素Ｐｇの有機ＥＬ層５１４Ｇは、緑色光を発する発光層を含む。青画素Ｐｂの有機ＥＬ層５１４Ｂは、青色光を発する発光層を含む。
【０１４６】
有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂ上に、上部電極５１５が設けられている。上部電極５１５は、透明導電材料を用いて表示領域全体にわたって連続するように（つまり赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂに共通に）形成されており、陰極として機能する。上部電極５１５上に、保護層５１６が設けられている。保護層５１６は、有機絶縁材料から形成されている。
【０１４７】
ＴＦＴ基板５１０の上述した構造は、ＴＦＴ基板５１０に対して透明樹脂層５１７によって接着された封止基板５２０によって封止されている。
【０１４８】
有機ＥＬ表示装置５００は、本発明の実施形態による蒸着マスクを用いて以下のようにして製造され得る。図２３（ａ）〜（ｄ）および図２４（ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ表示装置５００の製造工程を示す工程断面図である。なお、以下では、赤画素用の蒸着マスク１０１Ｒ、緑画素用の蒸着マスク１０１Ｇ、青画素用の蒸着マスク１０１Ｂを順に用いてワーク上に有機半導体材料を蒸着する（ＴＦＴ基板５１０上に有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂを形成する）工程を中心に説明を行う。
【０１４９】
まず、図２３（ａ）に示すように、絶縁基板上に、ＴＦＴ回路、平坦化膜５１１、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂおよびバンク５１３が形成されたＴＦＴ基板５１０を用意する。ＴＦＴ回路、平坦化膜５１１、下部電極５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂおよびバンク５１３を形成する工程は、公知の種々の方法により実行され得る。
【０１５０】
次に、図２３（ｂ）に示すように、真空蒸着装置内に保持された蒸着マスク１０１Ｒに、搬送装置によりＴＦＴ基板５１０を近接させて配置する。このとき、樹脂層１０の開口部１３Ｒが赤画素Ｐｒの下部電極５１２Ｒに重なるように、蒸着マスク１０１ＲとＴＦＴ基板５１０とが位置合わせされる。また、ＴＦＴ基板５１０に対して蒸着マスク１０１Ｒとは反対側に配置された不図示の磁気チャックにより、蒸着マスク１０１ＲをＴＦＴ基板５１０に対して密着させる。
【０１５１】
続いて、図２３（ｃ）に示すように、真空蒸着により、赤画素Ｐｒの下部電極５１２Ｒ上に、有機半導体材料を順次堆積し、赤色光を発する発光層を含む有機ＥＬ層５１４Ｒを形成する。
【０１５２】
次に、図２３（ｄ）に示すように、蒸着マスク１０１Ｒに代えて、蒸着マスク１０１Ｇを真空蒸着装置内に設置する。樹脂層１０の開口部１３Ｇが緑画素Ｐｇの下部電極５１２Ｇに重なるように、蒸着マスク１０１ＧとＴＦＴ基板５１０との位置合わせを行う。また、磁気チャックにより、蒸着マスク１０１ＧをＴＦＴ基板５１０に対して密着させる。
【０１５３】
続いて、図２４（ａ）に示すように、真空蒸着により、緑画素Ｐｇの下部電極５１２Ｇ上に、有機半導体材料を順次堆積し、緑色光を発する発光層を含む有機ＥＬ層５１４Ｇを形成する。
【０１５４】
次に、図２４（ｂ）に示すように、蒸着マスク１０１Ｇに代えて、蒸着マスク１０１Ｂを真空蒸着装置内に設置する。樹脂層１０の開口部１３Ｂが青画素Ｐｂの下部電極５１２Ｂに重なるように、蒸着マスク１０１ＢとＴＦＴ基板５１０との位置合わせを行う。また、磁気チャックにより、蒸着マスク１０１ＢをＴＦＴ基板５１０に対して密着させる。
【０１５５】
続いて、図２４（ｃ）に示すように、真空蒸着により、青画素Ｐｂの下部電極５１２Ｂ上に、有機半導体材料を順次堆積し、青色光を発する発光層を含む有機ＥＬ層５１４Ｂを形成する。
【０１５６】
次に、図２４（ｄ）に示すように、有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂ上に、上部電極５１５および保護層５１６を順次形成する。上部電極５１５および保護層５１６の形成は、公知の種々の方法により実行され得る。このようにして、ＴＦＴ基板５１０が得られる。
【０１５７】
その後、ＴＦＴ基板５１０に対して封止基板５２０を透明樹脂層５１７により接着することにより、図２２に示した有機ＥＬ表示装置５００が完成する。
【０１５８】
なお、ここでは、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂの有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂにそれぞれ対応する３枚の蒸着マスク１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを用いたが、１枚の蒸着マスクを順次ずらすことによって、赤画素Ｐｒ、緑画素Ｐｇおよび青画素Ｐｂに対応する有機ＥＬ層５１４Ｒ、５１４Ｇおよび５１４Ｂを形成してもよい。また、有機ＥＬ表示装置５００において、封止基板５２０に代えて封止フィルムを用いてもよい。あるいは、封止基板（または封止フィルム）を使用せずに、ＴＦＴ基板５１０に薄膜封止（ＴＦＥ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）構造を設けてもよい。薄膜封止構造は、例えば、窒化シリコン膜などの複数の無機絶縁膜を含む。薄膜封止構造は有機絶縁膜をさらに含んでもよい。
【０１５９】
なお、上記の説明では、トップエミッション方式の有機ＥＬ表示装置５００を例示したが、本実施形態の蒸着マスクがボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示装置の製造にも用いられることはいうまでもない。
【０１６０】
また、本実施形態の蒸着マスクを用いて製造される有機ＥＬ表示装置は、必ずしもリジッドなデバイスでなくてもよい。本実施形態の蒸着マスクは、フレキシブルな有機ＥＬ表示装置の製造にも好適に用いられる。フレキシブルな有機ＥＬ表示装置の製造方法においては、支持基板（例えばガラス基板）上に形成されたポリマ層（例えばポリイミド層）上に、ＴＦＴ回路などが形成され、保護層の形成後にポリマ層がその上の積層構造ごと支持基板から剥離（例えばレーザリフトオフ法が用いられる）される。
【０１６１】
また、本実施形態の蒸着マスクは、有機ＥＬ表示装置以外の有機半導体素子の製造にも用いられ、特に、高精細な蒸着パターンの形成が必要とされる有機半導体素子の製造に好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明の実施形態による蒸着マスクは、有機ＥＬ表示装置をはじめとする有機半導体素子の製造に好適に用いられ、高精細な蒸着パターンの形成が必要とされる有機半導体素子の製造に特に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１６３】
１０      樹脂層
１３      開口部
２０      金属層
２０ａ    マスク部
２０ａ(1)    中実部
２０ａ(2)    非中実部
２０ｂ    周辺部
２１      導電性金属膜
２２      主金属膜
２３      スリット
２４      島状部
２５      開口
２７      貫通孔
３０      積層マスク
４０      フレーム
６０      支持基板
７０      レジスト層
７１      開口
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２        レーザ光
１００、１０１、２００、２０１、３００、３０１、４００、４０１    蒸着マスク
５００    有機ＥＬ表示装置
５１０    ＴＦＴ基板
５１１    平坦化膜
５１２Ｂ、５１２Ｇ、５１２Ｒ  下部電極
５１３    バンク
５１４Ｂ、５１４Ｇ、５１４Ｒ  有機ＥＬ層
５１５    上部電極
５１６    保護層
５１７    透明樹脂層
５２０    封止基板
Ｐｂ      青画素
Ｐｇ      緑画素
Ｐｒ      赤画素
Ｕ        単位領域
【図１】
2017138166.tif 000003
【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】
2017138166.tif 000009
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月4日(2018.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と、前記樹脂層上に形成された磁性金属層とを備えた蒸着マスクの製造方法であって、
（Ａ）基板を用意する工程と、
（Ｂ）前記基板の表面に樹脂材料を含む溶液または樹脂材料の前駆体溶液を付与した後、熱処理を行うことによって樹脂層を形成する工程と、
（Ｃ）前記樹脂層上に、金属膜が存在している中実部と金属膜が存在していない非中実部とを含むマスク部と、前記マスク部を包囲するように配置された周辺部とを有する磁性金属層を形成する工程と、
（Ｄ）前記樹脂層における前記マスク部の前記非中実部に位置する領域に、複数の開口部を形成する工程と、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）の後、前記基板から前記樹脂層を剥離する工程と
を包含する蒸着マスクの製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ｃ）と前記工程（Ｅ）との間に、前記磁性金属層の前記周辺部にフレームを固定する工程（Ｆ）をさらに包含する、請求項１に記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ｆ）は、前記工程（Ｄ）の後に行われる、請求項２に記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項４】
前記工程（Ｆ）において、前記磁性金属層および前記樹脂層に、外部から層面内方向に張力を付与しない状態で、前記フレームを前記磁性金属層に固定する、請求項２または３のいずれかに記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項５】
前記工程（Ｅ）の後に、前記磁性金属層の前記周辺部にフレームを固定する工程（Ｆ）をさらに包含する、請求項１に記載の蒸着マスクの製造方法。
【請求項６】
前記工程（Ｃ）において、前記マスク部の前記中実部は、離散的に配置された複数の島状部を含む、請求項１から５のいずれかに記載の蒸着マスクの製造方法。
【国際調査報告】
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