(57)【要約】      （修正有）【課題】高精細な蒸着パターンの形成が可能な蒸着マスク、有機半導体素子の製造方法、及び有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供する。【解決手段】表面２０ａに設けられた溝部２１と、前記溝部２１の底面２１ａから裏面２０ｂに達し、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部２５と、を有し、一つの前記溝部２１は、二つ以上の前記樹脂マスク開口部２５と厚さ方向において重なる樹脂マスク２０、を含む蒸着マスク１００、及び蒸着マスク１００を用いた有機半導体素子の製造方法、及び有機ＥＬディスプレイの製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に設けられた溝部と、
前記溝部の底面から裏面に達し、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部と、を有し、
一つの前記溝部は、二つ以上の前記樹脂マスク開口部と厚さ方向において重なる樹脂マスク、
を含む蒸着マスク。
【請求項２】
前記樹脂マスクの表面側に、金属マスク開口部を有する金属マスクが積層されており、
前記金属マスク開口部は、前記樹脂マスクの溝部と厚さ方向において重なる、
請求項１に記載の蒸着マスク。
【請求項３】
有機半導体素子の製造方法であって、
蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する蒸着パターン形成工程を含み、
前記蒸着パターン形成工程で用いられる前記蒸着マスクが、前記請求項１または２に記載の蒸着マスクである、
有機半導体素子の製造方法。
【請求項４】
有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、
請求項３に記載の有機半導体素子の製造方法によって製造された有機半導体素子が用いられる、
有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、蒸着マスク、有機半導体素子の製造方法、及び有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着マスクを用いた蒸着パターンの形成は、通常、蒸着作製するパターンに対応する開口部が設けられた蒸着マスクと蒸着対象物とを密着させ、蒸着源から放出された蒸着材を、開口部を通して、蒸着対象物に付着させることにより行われる。
【０００３】
上記蒸着パターンの形成に用いられる蒸着マスクとしては、例えば、蒸着作成するパターンに対応する樹脂マスク開口部を有する樹脂マスクと、金属マスク開口部（スリットと称される場合もある）を有する金属マスクとを積層してなる蒸着マスク（例えば、特許文献１）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２８８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の実施形態は、高精細な蒸着パターンの形成が可能な蒸着マスク、有機半導体素子の製造方法、及び有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態にかかる蒸着マスクは、表面に設けられた溝部と、前記溝部の底面から裏面に達し、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部と、を有し、一つの前記溝部は、二つ以上の前記開口部と厚さ方向において重なる樹脂マスク、を含む。
【０００７】
前記の蒸着マスクにあっては、前記樹脂マスクの表面側に、金属マスク開口部を有する金属マスクが積層されており、前記金属マスク開口部は、前記樹脂マスクの溝部と厚さ方向において重なっていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の蒸着マスクによれば、高精細な蒸着パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本開示の実施形態にかかる蒸着マスクの一例を示す概略断面図であり、（ｂ）は本開示の実施形態にかかる蒸着マスクを樹脂マスクの表面側から平面視したときの一例を示す正面図である。
【図２】本開示の別の実施形態にかかる蒸着マスクの一例を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は、本開示の他の実施形態にかかる蒸着マスクの一例を示す概略断面図であり、（ｂ）は本開示の他の実施形態にかかる蒸着マスクを樹脂マスクの表面側から平面視したときの一例を示す正面図である。
【図４】有機ＥＬディスプレイを有するデバイスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。なお、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、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が、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。また、本願明細書および各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、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。また、説明の便宜上、上方または下方などの語句を用いて説明するが、上下方向が逆転してもよい。左右方向についても同様である。
【００１１】
＜第１の実施形態にかかる蒸着マスク＞
図１（ａ）は、本開示の実施形態にかかる蒸着マスクの一例を示す概略断面図であり、図１（ｂ）は本開示の実施形態にかかる蒸着マスクを樹脂マスクの表面側から平面視したときの一例を示す正面図である。なお、図１（ｂ）においては、樹脂マスクに形成されている溝部は省略してある。
【００１２】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本開示の第１の実施形態にかかる蒸着マスク１００は、樹脂マスク２０のみから構成されている。以下に本開示の第１の実施形態にかかる蒸着マスク１００を構成する樹脂マスク２０について説明する。
【００１３】
（樹脂マスク）
樹脂マスク２０は、表面２０ａに設けられた溝部２１と、当該溝部２１の底面２１ａから裏面２０ｂに達し、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部２５と、を有し、一つの前記溝部２１は、二つ以上の前記樹脂マスク開口部２５と厚さ方向において重なっている。なお、図１（ａ）においては、一つの溝部２１は三つの樹脂マスク開口部２５と厚さ方向において重なっている。
【００１４】
このような本開示の第１の実施形態にかかる蒸着マスク１００によれば、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部２５が形成されている部分の厚さ（図１（ａ）中の符号ｘ参照）を、樹脂マスク２０全体の厚さ（図１（ａ）中の符号ｙ）よりも薄くすることができるため、いわゆるシャドウの発生を効果的に抑制することができる。また一方で、本開示の第１の実施形態にかかる蒸着マスク１００（樹脂マスク２０）によれば、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部２５が形成されていない部分の厚さ（ｙ）を、シャドウを考慮することなく充分に確保することができるので、蒸着マスク１００（樹脂マスク２０）全体の剛性を担保することができる。さらに、本開示の第１の実施形態にかかる蒸着マスク１００（樹脂マスク２０）によれば、単一の材料にて構成されているため、異なる材料を積層してなる蒸着マスクと比べて、材料の応力差などに起因するシワや一ズレが生じるおそれが小さい。なお、シャドウとは、蒸着源から放出された蒸着材の一部が、樹脂マスク２０の樹脂マスク開口部２５の内壁面や、後述する金属マスクの金属マスク開口部の内壁面に衝突して蒸着対象物へ到達しないことにより、目的とする蒸着膜厚よりも薄い膜厚となる未蒸着部分が生ずる現象のことをいう。
【００１５】
本開示の第１の実施形態にかかる蒸着マスク１００を構成する樹脂マスク２０の材料について限定はなく、例えば、レーザー加工等によって高精細な溝部２１や樹脂マスク開口部２５の形成が可能であり、熱や経時での寸法変化率や吸湿率が小さく、軽量な材料を用いることが好ましい。このような材料としては、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挙げることができる。上記に例示した材料の中でも、その熱膨張係数が１６ｐｐｍ／℃以下である樹脂材料が好ましく、吸湿率が１．０％以下である樹脂材料が好ましく、この双方の条件を備える樹脂材料が特に好ましい。この樹脂材料を用いた樹脂マスクとすることで、溝部２１や樹脂マスク開口部２５の寸法精度を向上させることができ、かつ熱や経時での寸法変化率や吸湿率を小さくすることができる。
【００１６】
また、樹脂マスク２０の厚みについても特に限定はないが、シャドウの発生の抑制効果をさらに向上せしめる場合には、樹脂マスク２０全体の厚み（図１（ａ）の符号ｙ）は、６５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ未満であることがより好ましい。下限値の好ましい範囲について特に限定はないが、樹脂マスク２０全体の厚みが３μｍ未満である場合には、ピンホール等の欠陥が生じやすく、また溝部２１を形成した場合に変形等のリスクが高まる。特に、樹脂マスク２０全体の厚みを、３μｍ以上５０μｍ未満、好ましくは３μｍ以上１０μｍ未満、より好ましくは３μｍ以上８μｍ以下とすることで、４００ｐｐｉを超える高精細パターンを形成する際のシャドウの影響をより効果的に防止することができる。
【００１７】
また、樹脂マスク開口部２５の断面形状についても特に限定はなく、樹脂マスク開口部２５を形成する樹脂マスクの向かいあう端面同士が略平行であってもよいが、図１（ａ）に示すように、樹脂マスク開口部２５はその断面形状が、蒸着源に向かって広がりをもつような形状、換言すれば、勾配を有する形状であることが好ましい。この勾配については、樹脂マスク２０の厚み等を考慮して適宜設定することができるが、樹脂マスクの樹脂マスク開口部２５における裏面側先端と、同じく樹脂マスクの樹脂マスク開口部における溝部底面側とを結んだ直線と、樹脂マスクの裏面とのなす角は、５°〜８５°の範囲内であることが好ましく、１５°〜７５°の範囲内であることがより好ましく、２５°〜６５°の範囲内であることがさらに好ましい。特には、この範囲内の中でも、使用する蒸着機の蒸着角度よりも小さい角度であることが好ましい。また、図示する形態では、樹脂マスク開口部２５を形成する端面は直線形状を呈しているが、これに限定されることはなく、外に凸の湾曲形状となっている、つまり樹脂マスク開口部２５の全体の形状がお椀形状となっていてもよい。また、その逆、つまり内に凸の湾曲形状となっていてもよい。
【００１８】
また、樹脂マスク開口部２５の平面形状、換言すれば開口形状についても特に限定はなく、図１に示すように矩形であってもよく、図示はしないが、例えば、ひし形や多角形状であってもよく、円や楕円等の曲率を有する形状であってもよい。なお、矩形や多角形状の開口形状は、円や楕円等の曲率を有する開口形状と比較して発光面積を大きくとれる点で、好ましい樹脂マスク開口部２５の開口形状であるといえる。
【００１９】
また、溝部２１の断面形状にあっても特に限定されることはなく、溝部２１を形成する樹脂マスクの向かいあう端面同士が略平行であってもよく、一方で、前述した樹脂マスク開口部２５と同様、図１に示すように、蒸着源に向かって広がりをもつような形状であってもよい。このような勾配を有する形状とすることによりシャドウの発生を効果的に抑制することができる。この場合の勾配の角度については特に限定されることはなく、例えば前記樹脂マスク開口部２５と同程度としてもよい。
【００２０】
溝部２１の深さ（図１（ａ）におけるｙ−ｘ）についても特に限定されることはなく、樹脂マスク２０の厚さｙを考慮して適宜設計可能である。例えば、樹脂マスク開口部２５が形成される部分の厚さｘが３μｍ以上２５μｍ以下程度となるように溝部２１の深さ（ｙ−ｘ）を設計してもよい。
【００２１】
また、溝部２１の平面形状についても特に限定はなく、前述の樹脂マスク開口部２５の平面形状と同様、矩形、ひし形や多角形状、円や楕円等の曲率を有する形状などから適宜選択することができる。
【００２２】
このような樹脂マスク２０の製造方法については特に限定されることはなく、意図する形状を有する樹脂マスク２０を製造できればいかなる方法をも採用することができる。例えば、樹脂板に対してレーザー加工法を用いて、溝部２１および樹脂マスク開口部２５を形成してもよく、エッチング法によって溝部２１や樹脂マスク開口部２５を形成してもよい。また一方で、３Ｄプリンタを用いて樹脂マスク２０を形成してもよい。さらには、レーザー加工法、エッチング法、さらには３Ｄプリンタを併用してもよい。
【００２３】
＜第２の実施形態にかかる蒸着マスク＞
図２は、本開示の別の実施形態にかかる蒸着マスクの一例を示す概略断面図である。
【００２４】
図２に示すように、本開示の第２の実施形態にかかる蒸着マスク１００は、溝部２１の内壁面が階段状になっている点において前記第１の実施形態にかかる蒸着マスク１００と異なっており、その他の構成はすべて同じである。
【００２５】
本開示の実施形態にかかる蒸着マスク１００にあっては、図２に示すように、溝部の内壁面２１ｂを階段状としてもよい。この場合、段数については特に限定されることはなく、図２に示すように１段としてもよく、それ以上の段数を設けてもよい。このように、溝部の内壁面２１ｂを階段状とすることにより、樹脂マスク２０全体の厚さを厚くすることで強度を担保しつつ、樹脂マスク開口部２５が形成される部分の厚さは薄くできるので、樹脂マスク開口部２５の加工時間を短縮することができる他、高精細化の要望にも応えることができる。さらには、シャドウの発生を抑制することも可能となる。
【００２６】
＜第３の実施形態にかかる蒸着マスク＞
図３（ａ）は、本開示の他の実施形態にかかる蒸着マスクの一例を示す概略断面図であり、図３（ｂ）は本開示の他の実施形態にかかる蒸着マスクを樹脂マスクの表面側から平面視したときの一例を示す正面図である。なお、図３（ｂ）においては、樹脂マスクに形成されている溝部は省略してある。
【００２７】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第３の実施形態にかかる蒸着マスク１００は、上記第１の実施形態において説明した樹脂マスク２０の表面側に金属マスク開口部１５を有する金属マスク１０が積層されており、当該金属マスク開口部１５は、樹脂マスク２０の溝部２１と厚さ方向において重なっていることに特徴を有している。このように、本開示の実施形態にかかる蒸着マスク１００にあっては、金属マスク１０と樹脂マスク２０との積層構造を呈していてもよい。
【００２８】
ここで、第３の実施形態にかかる蒸着マスク１００における樹脂マスク２０については、上記第１の実施形態および第２の実施形態にかかる蒸着マスク１００における樹脂マスク２０と同じであり、ここでの説明は省略する。
【００２９】
（金属マスク）
図３（ａ）に示すように、樹脂マスク２０の表面側には、金属マスク１０が積層されている。金属マスク１０は、金属から構成され、図１（ｂ）に示すように、縦方向或いは横方向に延びる金属マスク開口部１５が配置されている。金属マスク開口部１５の配置例について特に限定はなく、縦方向、及び横方向に延びる金属マスク開口部１５が、縦方向、及び横方向に複数列配置されていてもよく、縦方向に延びる金属マスク開口部１５が、横方向に複数列配置されていてもよく、横方向に延びる金属マスク開口部が縦方向に複数列配置されていてもよい。また、縦方向、或いは横方向に１列のみ配置されていてもよい。また、複数の金属マスク開口部１５は、ランダムに配置されていてもよい。また、金属マスク開口部１５は１つであってもよい。なお、本願明細書で言う「縦方向」、「横方向」とは、図面の上下方向、左右方向を意味し、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよい。例えば、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向を「縦方向」としてもよく、幅方向を「縦方向」としてもよい。
【００３０】
金属マスク１０の材料について特に限定はなく、蒸着マスクの分野で従来公知のものを適宜選択して用いることができ、例えば、ステンレス鋼、鉄ニッケル合金、アルミニウム合金などの金属材料を挙げることができる。中でも、鉄ニッケル合金であるインバー材は熱による変形が少ないので好適に用いることができる。
【００３１】
金属マスク１０の厚みについても特に限定はないが、シャドウの発生をより効果的に防止するためには、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、３５μｍ以下であることが特に好ましい。なお、５μｍより薄くした場合、破断や変形のリスクが高まるとともにハンドリングが困難となる傾向にある。
【００３２】
金属マスク１０に形成される金属マスク開口部１５の断面形状についても特に限定されることはないが、図３（ａ）に示すように蒸着源に向かって広がりをもつような形状であることが好ましい。より具体的には、金属マスク開口部における下底先端と、同じく金属マスク開口部１５における上底先端とを結んだ直線と、金属マスク１０の底面とのなす角度、換言すれば、金属マスク開口部１５を構成する内壁面の厚み方向断面において、金属マスク開口部１５の内壁面と金属マスク１０の樹脂マスク２０と接する側の面（図示する形態では、金属マスクの下面）とのなす角度は、５°以上８５°以下の範囲内であることが好ましく、１５°〜８０°の範囲内であることがより好ましく、２５°以上６５°以下の範囲内であることがさらに好ましい。特には、この範囲内の中でも、使用する蒸着機の蒸着角度よりも小さい角度であることが好ましい。
【００３３】
また、図３（ｂ）に示す形態では、金属マスク開口部１５を平面視したときの開口形状は、矩形状を呈しているが、開口形状について特に限定はなく、金属マスク開口部１５の開口形状は、台形状、円形状等いかなる形状であってもよい。
【００３４】
このような金属マスク１０の製造方法についても特に限定されることはなく、意図する形状の金属マスク１０を製造することができる方法であればいかなる方法であってもよい。例えば、各種エッチング法を用い、金属板に対して金属マスク開口部１５をエッチングにより形成してもよく、一方で各種メッキ法を用い、金属マスク開口部１５以外の部分をメッキ成長させることで形成してもよく、さらには、各種金属加工法によって、金属マスク開口部を形成してもよい。
【００３５】
樹脂マスク２０の表面側に金属マスク１０を積層する方法についても特に限定されることはなく、樹脂マスク２０と金属マスク１０とを各種粘着剤を用いて貼り合わせてもよく、自己粘着性を有する樹脂マスクを用いてもよい。樹脂マスク２０と金属マスク１０の大きさは同一であってもよく、異なる大きさであってもよい。なお、この後に任意で行われるフレームへの固定を考慮して、樹脂マスク２０の大きさを金属マスク１０よりも小さくし、金属マスク１０の外周部分が露出された状態としておくと、金属マスク１０とフレームとの固定が容易となり好ましい。
【００３６】
＜蒸着マスクを用いた蒸着方法＞
上記で説明した本開示の蒸着マスクを用いた蒸着パターンの形成に用いられる蒸着方法については、特に限定はなく、例えば、反応性スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着法等の物理的気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を挙げることができる。ま
た、蒸着パターンの形成は、従来公知の真空蒸着装置などを用いて行うことができる。
【００３７】
＜有機半導体素子の製造方法＞
次に、本開示の実施の形態に係る有機半導体素子の製造方法（以下、本開示の有機半導体素子の製造方法と言う）について説明する。本開示の有機半導体素子の製造方法は、蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を含み、蒸着パターンを形成する工程において、上記で説明した本開示の蒸着マスクが用いられることを特徴としている。
【００３８】
蒸着マスクを用いた蒸着法により蒸着パターンを形成する工程について特に限定はなく、基板上に電極を形成する電極形成工程、有機層形成工程、対向電極形成工程、封止層形成工程等を有し、各任意の工程において、上記で説明した本開示の蒸着パターン形成方法を用いて、蒸着パターンが形成される。例えば、有機ＥＬデバイスのＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各色の発光層形成工程に、上記で説明した本開示の蒸着パターン形成方法をそれぞれ適用する場合には、基板上に各色発光層の蒸着パターンが形成される。なお、本開示の有機半導体素子の製造方法は、これらの工程に限定されるものではなく、従来公知の有機半導体素子の製造における任意の工程に適用可能である。
【００３９】
以上説明した本開示の有機半導体素子の製造方法によれば、蒸着マスクと蒸着対象物とを隙間なく密着させた状態で、有機半導体素子を形成する蒸着を行うことができ、高精細な有機半導体素子を製造することができる。本開示の有機半導体素子の製造方法で製造される有機半導体素子としては、例えば、有機ＥＬ素子の有機層、発光層や、カソード電極等を挙げることができる。特に、本開示の有機半導体素子の製造方法は、高精細なパターン精度が要求される有機ＥＬ素子のＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）発光層の製造に好適に用いることができる。
【００４０】
＜＜有機ＥＬディスプレイの製造方法＞＞
次に、本開示の実施の形態に係る有機ＥＬディスプレイ（有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ）の製造方法（以下、本開示の有機ＥＬディスプレイの製造方法と言う）について説明する。本開示の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、有機ＥＬディスプレイの製造工程において、上記で説明した本開示の有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子が用いられる。
【００４１】
上記本開示の有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子が用いられた有機ＥＬディスプレイとしては、例えば、ノートパソコン（図４（ａ）参照）、タブレット端末（図４（ｂ）参照）、携帯電話（図４（ｃ）参照）、スマートフォン（図４（ｄ）参照）、ビデオカメラ（図４（ｅ）参照）、デジタルカメラ（図４（ｆ）参照）、スマートウォッチ（図４（ｇ）参照）等に用いられる有機ＥＬディスプレイを挙げることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・金属マスク
１５・・・金属マスク開口部
２０・・・樹脂マスク
２１・・・溝部
２５・・・樹脂マスク開口部
１００・・・蒸着マスク
【図１】
2018053348.tif 000003
【図２】
2018053348.tif 000004
【図３】
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【図４】
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