(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス基板への蒸着においてシャドー現象が生じやすいという問題を解決することができる金属シャドーマスク及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、金属シャドーマスクを開示する。当該製造方法は、基板の用意、感光膜の付着、露光と現像、電鋳、感光膜の付着、露光と現像、エッチング及び剥離及び複数の孔を有する金属シャドーマスクを得る工程を含む。本製造過程では、孔の深さと角度がコントロールできるため、開口部の精度が高く開口部の内部に角度がある金属シャドーマスクを得ることができる。本金属シャドーマスクを蒸着に用いると、シャドーを軽減し、さらには解消することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シャドーマスクの製造方法であって、
基板を用意する工程と、
前記基板上に1回目の感光膜を配置する工程と、
露光及び現像を行って、前記1回目の感光膜を用いて前記基板に複数の第１の構造を形成する工程と、
前記基板上に金属層を形成する工程と、
前記金属層に２回目の感光膜を配置する工程と、
露光及び現像を行って、前記２回目の感光膜を用いて前記金属層に、前記複数の第１の構造と互い違いに配列し、且つそれぞれ隣接する第１の構造と所定のピッチで離間する複数の第２の構造を形成する工程と、
前記金属層をエッチングする工程と、
前記複数の第１の構造と第２の構造を除去して、複数の孔を有する金属シャドーマスクを得る工程と、を含むことを特徴とする金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項２】
露光及び現像を行った後に、前記複数の第１の構造及び／又は前記複数の第２の構造を硬化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項３】
露光及び現像を行って、前記感光膜を用いて前記基板に複数の第１の構造を形成する工程において、前記複数の第１の構造が離間して配列することを特徴とする請求項１に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項４】
前記複数の第１の構造と第２の構造を除去した後に、金属シャドーマスクを基板から取り外して、固定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項５】
前記複数の第１の構造を除去又は前記複数の第２の構造を除去する工程の後に、剥離後の前記基板を洗浄、乾燥する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項６】
前記金属層をエッチングする工程において、前記第１の構造と前記第２の構造が離間する部分から露出する前記金属層を、前記金属層の厚みに適合する深さでエッチングすることを特徴とする請求項１に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項７】
前記エッチングの深さと前記金属層の厚みとの差が１μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項８】
前記ピッチが１．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項９】
前記孔のそれぞれにより前記金属層の対向する２つの側面に、連通する第１の開口部及び第２の開口部が形成され、且つ前記孔の直径は、前記第２の開口部から前記第１の開口部に向けて漸次縮小することを特徴とする請求項１に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項１０】
前記金属層の、前記孔それぞれの中に、斜面又は曲面のガイド面が形成されることを特徴とする請求項９に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項１１】
前記金属層の前記第１の開口部のエッジと前記金属層の前記第２の開口部のエッジを結ぶ線は、前記金属層の表面と、角度が３０〜６０°の夾角をなすことを特徴とする請求項９に記載の金属シャドーマスクの製造方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の製造方法により作製されることを特徴とする金属シャドーマスク。
【請求項１３】
前記孔それぞれにより前記金属層の対向する２つの側面に、連通する第１の開口部及び第２の開口部が形成され、且つ前記孔の直径は、前記第２の開口部から前記第１の開口部に向けて漸次縮小することを特徴とする請求項１２に記載の金属シャドーマスク。
【請求項１４】
前記金属層の前記孔それぞれの中に、斜面又は曲面のガイド面が形成されることを特徴とする請求項１３に記載の金属シャドーマスク。
【請求項１５】
前記金属層の前記第１の開口部のエッジと、前記金属層における前記第２の開口部のエッジを結ぶ線は、前記金属層の表面と、角度が３０〜６０°の夾角をなすことを特徴とする請求項１３に記載の金属シャドーマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオード表示技術に関し、詳しくは、金属シャドーマスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）ディスプレイデバイスは、有機半導体材料を用いて製造され、直流電圧で駆動する薄膜発光部品である。薄型化、軽量化、高コントラスト、広い視野角などの利点から、次世代の表示技術の主流になると考えられる。
【０００３】
その発光原理では、有機発光材料コーティング層に電流が流れると、コーティング層から光線を発する。現在、ＯＬＥＤ製造業界では、一般にシャドーマスク蒸着という単層蒸着の方法を用いている。蒸着時には、有機材料粒子は様々な角度でシャドーマスクの開口部を通して基板に付着する。通常の蒸着プロセスでは、シャドーマスクに分布する開口部はテーパを備えないため、粒子が開口部に斜め入射するとき、一部の粒子は開口部の壁に遮られて基板に到達しないまま途中で脱落する。その結果、基板の蒸着が不均一になり、シャドー現象が起こって製品の輝度を低下させ、ＯＬＥＤ部品の表示性能に影響を及ぼす。
【０００４】
業界では現在、ＯＬＥＤ用シャドーマスクを作製するとき、シャドー現象を回避するために、金属ロールの両面エッチングという方法を用いている。しかし、この方法では開口部の寸法が均一になるように正確にコントロールすることができない。そして、シャドーマスクの酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）面との接触面における開口部に逆テーパが存在するため、死角領域が発生し、蒸着の質に影響を及ぼしているのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ガラス基板への蒸着におけるシャドー現象という問題を解決するための、金属シャドーマスク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、上記の課題を解決するための、金属シャドーマスクの製造方法を提供する。この製造方法は、基板を用意する工程、上記基板上に感光膜を配置する工程、露光と現像を行って、上記感光膜を用いて上記基板に複数の第１の構造を形成する工程、上記基板上に金属層を形成する工程、上記金属層に感光膜を配置する工程、露光と現像を行って、上記感光膜を用いて金属層に、上記複数の第１の構造と互い違いに配列し、且つそれぞれ隣接する第１の構造と所定のピッチで離間する複数の第２の構造を形成する工程、上記金属層をエッチングする工程、及び上記複数の第１の構造と第２の構造を除去して、複数の孔を有する金属シャドーマスクを得る工程を含む。
【０００７】
さらに、本発明では、上記製造方法により作製される金属シャドーマスクを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
従来技術と比べて、本発明では、以下の技術的効果を得ることができる。
本発明に係る金属シャドーマスクの製造方法では、製造する過程で開口部の深さと角度をいずれもコントロールできる。そのため、開口部の精度が高く開口部の内部に角度がある金属シャドーマスクが得られ、これを蒸着に用いると、シャドーを軽減し、さらには解消することができる。また、ガラス基板に入射する有機材料粒子の損失を軽減し、蒸着の均一性を高め、製品の輝度低下を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付図面は、本発明の理解を深めるためのもので、本発明を構成する一部である。以下に示す例示的な実施例及びその説明は、本発明の理解のためのものであり、本発明の権利範囲を限定するものではない。
【図１】本発明の一実施形態による金属シャドーマスクの製造方法のフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態による金属シャドーマスク作製の一段階を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による金属シャドーマスク作製の他の段階を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による金属シャドーマスク作製のさらに他の段階を示す側面図である。
【図５】本発明の一実施形態による金属シャドーマスク作製のさらに他の段階を示す側面図である。
【図６】本発明の一実施形態による金属シャドーマスク作製のさらに他の段階を示す側面図である。
【図７】本発明の一実施形態による金属シャドーマスク作製のさらに他の段階を示す側面図である。
【図８】本発明の一実施形態による金属シャドーマスク作製のさらに他の段階を示す側面図である。
【図９】本発明の一実施形態による金属シャドーマスクの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、実施例を用いて本発明の実施形態について説明する。この説明により、本発明の技術的手段を利用して関連課題を解決し、所望の技術的効果を得る過程を十分に理解し、実施することが可能となる。
【００１１】
本明細書及び請求項において、特定の用語で特定の要素を指す場合、当業者にとって自明となるように、ハードウェアメーカとは異なる用語（名詞）で同一の要素を呼ぶこともある。本明細書及び請求項においては、名称の違いにより要素を区別するのではなく、機能上の違いが要素を区別するための基準となる。
本明細書及び請求項全体にわたって用いられる「含む」という用語は、開放的な意味を表す場合、「当該内容を含むが、ただしこれだけに限定されるものではない」と解釈すべきである。「ほぼ」という用語は、当業者が、許容可能な一定の誤差範囲において当該技術的課題を解決して、おおむね所望の技術的効果を得ることを指す。また、「接続」又は「電気的接続」という用語は、あらゆる直接的又は間接的な電気接続手段を含むものである。よって、「第１のデバイスが第２のデバイスに接続される」と記載された場合、当該第１のデバイスは、直接当該第２のデバイスに電気的に接続されるか、又はその他のデバイスや接続手段を介して間接的に当該第２のデバイスに電気的に接続されることを意味する。また、本明細書において、本発明の好ましい実施形態として説明される場合、当該内容は、本発明の一般的な原則のもとで説明するもので、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に基づいて決定されるべきである。
【００１２】
なお、「含む」、又はこれに類する他の用語は、非除外的に包含することを意図する。一連の要素を含む過程、方法、製品又はシステムは、それらの要素を含むだけでなく、明記していないその他の要素も含み、さらに、このような過程、方法、製品又はシステムに固有の要素も含む。よって、特記がない限り、「一つの……を含む」という文言で限定された要素は、上記要素を含む過程、方法、製品又はシステムに同一の要素がさらに含まれる場合を除外しない。
【００１３】
図１に示すように、本発明の一実施例による金属シャドーマスクの製造方法は、以下に示す工程Ｓ１０１〜工程Ｓ１１５を含む。
【００１４】
工程Ｓ１０１：基板を用意する。前処理プロセスを経た清浄な基板を用いてもよいが、当該工程を行う前に、酸性洗浄剤と塩基性洗浄剤で洗浄して脱イオン水でリンスし、乾燥させた基板でもよい。
【００１５】
工程Ｓ１０３：基板上に感光膜をに配置する。所定温度のローラを用いて、所定の圧力で感光膜２０を基板１０に押さえ付けることにより、感光膜２０を基板１０の表面に十分に付着させる（図２参照）。
【００１６】
工程Ｓ１０５：露光と現像により、感光膜を用いて基板に複数の第１の構造を形成する。図２及び図３に示すように、当該工程では、感光膜２０が付着した基板１０を露光することにより、露光パターンにより第１のパターン層を形成する。次に露光した基板１０を所定の温度でベークすることにより、露光した感光膜２０を十分に反応させる。そして露光した基板１０を現像することにより、感光膜２０により基板１０の表面に、互いに離間して配列する複数の第１の構造３０（すなわち感光膜を露光・現像した後のドライフィルム）を形成する。
【００１７】
場合によっては、複数の第１の構造３０を有する基板１０をハードベーク又はＵＶ硬化してもよい。現像した基板１０を高い温度でベークすると、複数の第１の構造３０がより硬くなり、基板の表面への付着がより強固になる。
【００１８】
工程Ｓ１０７：金属層を基板に形成する。図４に示すように、複数の第１の構造３０を有する基板１０に電鋳を行う。これにより、基板１０の表面の第１の構造３０が配置されない部位に金属層４０を堆積させる。
【００１９】
工程Ｓ１０９：金属層上に感光膜を配置する。当該工程では、金属層４０が配置された基板１０に感光膜を付着する。所定温度のローラを用いて、感光膜２０を所定の圧力で金属層４０に押え付けることにより、感光膜２０を金属層４０の表面に十分に付着させる（図５参照）。当該工程を行う前に、場合によっては、金属層４０が配置された基板１０を洗浄、乾燥してもよい。例えば、脱イオン水でリンスして清浄にした基板１０を乾燥してから、感光膜２０の付着を行う。
【００２０】
工程Ｓ１１１：露光と現像を行って、感光膜を用いて金属層上に、複数の第１の構造と互い違いに配列し、且つそれぞれ隣接する第１の構造と所定のピッチで離間する複数の第２の構造を形成する。具体的には、図５及び図６に示すように、感光膜２０の付着した基板１０を露光することにより、露光パターンにより感光膜２０を用いて金属層４０に第２のパターン層を形成する。次に、露光した基板１０を所定温度でベークすることにより、露光した感光膜２０を十分に反応させる。続いて、露光した基板１０を現像することにより、感光膜２０に複数の第２の構造５０（すなわち感光膜２０を露光・現像した後のドライフィルム）を形成する。複数の第２の構造５０は、複数の第１の構造３０と互い違いに配列し、且つそれぞれ隣接する第１の構造３０と一定のピッチ（ΔＷ）離間する。このため、第１の構造３０と第２の構造５０の間では、金属層４０が一部露出する。
【００２１】
当該工程では、感光膜２０を付着して、露光・現像する方法で第１の構造３０及び第２の構造５０を配置する。これにより、第１の構造３０と第２の構造５０の間のピッチΔＷを１．５μｍ以下の範囲にコントロールして、高い精度で位置合わせすることができる。そのため、後続のエッチング工程で深さと角度がほぼ同一の構造形態を得やすくなる。また、後続の工程で開口部の位置を正確に設定し、開口部が小さな金属シャドーマスク７０を作製することが可能である。
【００２２】
当該工程の後、場合によっては、基板１０をハードベーク又はＵＶ硬化してもよい。現像した基板１０を高い温度でベークすると、複数の第２の構造５０がより硬くなり、より強固に付着する。
【００２３】
工程Ｓ１１３：金属層をエッチングする。図６及び図７に示すように、金属エッチング液を使用して第１の構造３０と第２の構造５０の間に露出する金属層４０を、プロセスパラメータをコントロールしながらエッチングする。これにより、所定のエッチング深さ及び／又は角度とすることができる。なお、エッチング深さは、金属層４０の厚みに近いか又は等しくしてもよい。例えば、金属層４０の厚みが８〜１００μｍである場合、エッチング深さと金属層４０の厚みとの差は１μｍ以下であってもよい。また、第１の構造３０と第２の構造５０の間のピッチΔＷの大きさとエッチング深さをコントロールすることにより、エッチング面の角度を正確にコントロールすることができる。これにより、金属層４０のピッチΔＷに対応する部位でエッチングして上部から漸縮する溝６０を得、金属層４０の第１の構造に隣接する片側に、斜面又は曲面のガイド面４１を形成する。
【００２４】
工程Ｓ１１５：複数の第１の構造と第２の構造を除去して、複数の孔を有する金属シャドーマスクを得る。図７及び図８に示すように、当該工程では、複数の第１の構造３０と第２の構造５０を有する基板１０を剥離槽に入れて剥離プロセスを行う。これにより、基板１０の感光膜を完全に除去して、複数の第１構造３０と第２の構造５０を基板１０から取り除く。その後、場合によっては、剥離後の基板１０を洗浄、乾燥して、金属シャドーマスク７０を基板から取り外して、固定してもよい。
【００２５】
第１の構造３０を取り除くと、金属層４０の第１の構造３０に対応する部位に、離間して配列する複数の孔４２が形成される。各孔４２により金属層４０の対向する２つの側面に、連通する第１の開口部４３及び第２の開口部４４が形成される。ここで、開口部の直径は１０μｍ程度となり得る。また、上記のエッチング工程で金属層４０と第１の構造３０の間に上から漸縮する溝６０が形成されている。このため、孔４２の直径は、第２の開口部４４から第１の開口部４３に向けて漸次縮小して、第２の開口部４４の直径が第１の開口部４３の直径より大きい構造が形成される。また、水平方向では、金属層４０の孔６０内に形成されるガイド面４１は、第２の開口部４４から第１の開口部４３に向けて傾斜する斜面、又は第２の開口部４４から第１の開口部４３に向けて湾曲する曲面であってもよい。
【００２６】
上記剥離プロセス後、場合によっては、剥離後の基板１０を洗浄、乾燥してもよい。最後に、金属シャドーマスク７０を基板１０から取り外して、固定する。
【００２７】
図８及び図９に示すように、本発明の一実施例では、上記プロセスにより、金属層４０を含む金属シャドーマスク７０が得られる。金属層４０は、ニッケル合金、ニッケル鉄合金又は鉄ニッケルコバルト合金からなるものでもよいが、これらに限定されない。金属層４０は、複数の孔４２を有しており、各孔４２は、金属層４０の対向する第１の表面４０１と第２の表面４０２を貫通し、且つ第１の表面４０１に第１の開口部４３が形成され、第２の表面４０２に第２の開口部４４が形成される。第２の開口部４４は第１の開口部４３と連通し、且つ第２の開口部４４の直径は、第１の開口部４３の直径よりも大きい。また、金属層４０は各孔４２内に、第２の開口部４４から第１の開口部４３に向けて傾斜する斜面、又は第２の開口部４４から第１の開口部４３に向けて湾曲する曲面のガイド面４１を有している。なお、金属層４０の第１の開口部４３のエッジと金属層４０の第２の開口部４４のエッジを結ぶ線は、金属層４０の第１の表面４０１又は第２の表面４０２と夾角θをなしている。当該夾角θの角度は、３０〜６０°である。これにより、蒸着時に、有機材料粒子を好ましい入射角で入射させ、シャドー現象を軽減し、さらには解消することできる。
【００２８】
上記のとおり、本発明の好ましい実施例をいくつか示して説明した。ただし、本発明は、その他の実施例を除外して、本明細書に開示されている形態に限定されるものではない。その他のさまざまな組み合わせ、修正又は環境に用いることもでき、本明細書に記載されている本発明の技術思想を逸脱しない限り、上記の知見又は関連分野の技術もしくは知識によって変更を加えることができる。よって、当業者による変更や変形などは、本発明の技術思想と範囲から逸脱しないものであれば、いずれも添付の特許請求の範囲に含まれるものである。
【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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