(57)【要約】【課題】厚みの薄い金属薄板材を使用することが可能で、高い加工精度が得られ、作業性も良好であり、設計通りのパターン寸法を精度良く再現することができる蒸着用マスクの製造方法を提供する。【解決手段】金属薄板材２０を支持フレーム１２の片面側に張りをもたせて接合した後、支持フレームに接合された金属薄板材に多数の微細透孔をフォトエッチングにより所定パターンで加工形成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に所定の材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、
金属薄板材を支持フレームの片面側に張りをもたせて接合する工程と、
前記支持フレームに接合された前記金属薄板材に多数の微細透孔を所定パターンで加工形成する工程と、
を備えたことを特徴とする蒸着用マスクの製造方法。
【請求項２】
前記金属薄板材に多数の微細透孔がフォトエッチングにより加工形成される請求項１記載の蒸着用マスクの製造方法。
【請求項３】
フォトエッチングの露光工程において、表面に感光性膜が被着形成された金属薄板材の片面だけに、所定パターンを有する露光用マスクを配置する請求項２記載の蒸着用マスクの製造方法。
【請求項４】
フォトエッチングの露光工程において、表面に感光性膜が被着形成された金属薄板材の、前記支持フレームとの接合面側だけに露光用マスクを配置する請求項３記載の蒸着用マスクの製造方法。
【請求項５】
基板の表面に所定の材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクであって、
支持フレームの片面側に張りをもたせて接合された金属薄板材に多数の微細透孔が所定パターンで加工形成されてなる蒸着用マスク。
【請求項６】
前記金属薄板材に多数の微細透孔がフォトエッチングにより加工形成された請求項５記載の蒸着用マスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板の表面に低分子有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）材料、電極形成用材料、誘電体材料、絶縁体材料などを蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法ならびに蒸着用マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電圧の印加によって発光する低分子有機ＥＬ材料からなる有機発光層を備えた有機ＥＬ表示パネルは、透明基板上に透明電極層を形成し、その透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料からなる有機発光層を形成し、その有機発光層上にさらに金属電極層を形成して製造される。この有機ＥＬ表示パネルの製造工程において、透明電極層上への有機発光層の形成は、通常、所定パターンの多数の微細透孔を有する蒸着用のメタルマスクを用いて低分子有機ＥＬ材料を基板上へ蒸着させる方法で行われる。
【０００３】
有機発光層の形成工程で使用される蒸着用マスクは、従来、予めフォトエッチングによって所定パターンの多数の微細透孔が形成された１つもしくは複数のマスク領域を有するマスク薄板を製作し、そのマスク薄板を支持フレームに固着する方法によって製造されていた。また、複数のマスク領域を有する多面取り用の蒸着用マスクは、単一のマスク領域を有する単位マスク薄板を複数枚製作するとともに、単位マスク薄板を縁部で支持する複数の開口部を有する基材部を製作し、複数の単位マスク薄板を基材部の各開口部の縁部にそれぞれ固着する、といった方法によっても製造されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２３７０７３号公報（第３−４頁、図２、図１１−図１３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金属薄板材に多数の微細透孔を加工形成して蒸着用マスクを製造する場合、金属薄板材の厚みが薄いほど、加工精度の面からは有利である。ところが、従来のように、予めマスク薄板や単位マスク薄板を製作する方法では、エッチング加工時や検査時等における金属薄板材のハンドリング性の良さや折れ、変形等の不良発生の防止を考えると、ある程度の厚みを有する金属薄板材を使用せざるを得ない。そして、金属薄板材の厚みが厚いと、マスク薄板や単位マスク薄板を支持フレームや基材部に固着する際に、マスク薄板や単位マスク薄板に大きな張力を掛ける必要があり、作業が難しくなる。また、マスク薄板や単位マスク薄板は、多数の微細透孔が形成されているため伸張し易く、マスク薄板を支持フレームに固着したり単位マスク薄板を基材部の開口部の縁部に固着したりする際にマスク薄板や単位マスク薄板に張力を付与すると、金属薄板材が伸張して、設計通りのパターン寸法を精度良く再現することが難しくなる、といった問題点がある。
【０００６】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、厚みの薄い金属薄板材を使用することが可能で、高い加工精度が得られるとともに、作業性も良好であり、設計通りのパターン寸法を精度良く再現することができる蒸着用マスクの製造方法ならびに蒸着用マスクを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、基板の表面に所定の材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクの製造方法であって、金属薄板材を支持フレームの片面側に張りをもたせて接合する工程と、前記支持フレームに接合された前記金属薄板材に多数の微細透孔を所定パターンで加工形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この製造方法によると、支持フレームに金属薄板材を接合した状態で、金属薄板材に多数の微細透孔が加工形成されるので、金属薄板材の厚みが薄くても、エッチング加工時や検査時等において金属薄板材のハンドリング性が良好であり、また、金属薄板材に折れ、変形等の不良が発生する心配が無い。また、厚みの薄い金属薄板材を使用することが可能であるので、金属薄板材を支持フレームに接合する際に、金属薄板材に大きな張力を掛ける必要が無く、作業が容易である。さらに、金属薄板材を支持フレームに張りをもたせて（張力を付与した上で）接合した後に、金属薄板材に多数の微細透孔が加工形成されるので、設計通りのパターン寸法を精度良く再現することが可能である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の製造方法において、前記金属薄板材に多数の微細透孔をフォトエッチングにより加工形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の製造方法において、フォトエッチングの露光工程において、表面に感光性膜が被着形成された金属薄板材の片面だけに、所定パターンを有する露光用マスクを配置することを特徴とする。
【００１１】
この製造方法では、金属薄板材の片面だけに露光用マスクが配置されて所定パターンの焼付けが行われるので、露光・現像後に金属薄板材をエッチングしたときに、所定パターンに従ったエッチングは、金属薄板材の片面側だけから行われる。従って、断面積が金属薄板材の片面からもう一方の面に向かって徐々に小さくなったテーパー面を持つ微細透孔が金属薄板材に形成される。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の製造方法において、フォトエッチングの露光工程において、表面に感光性膜が被着形成された金属薄板材の、前記支持フレームとの接合面側だけに露光用マスクを配置することを特徴とする。
【００１３】
この製造方法では、金属薄板材の、支持フレームとの接合面側だけに露光用マスクが配置されて所定パターンの焼付けが行われるので、露光・現像後に金属薄板材をエッチングしたときに、所定パターンに従ったエッチングは、金属薄板材の、支持フレームとの接合面側だけから行われる。従って、断面積が金属薄板材の、支持フレームとの接合面側から他方の面に向かって徐々に小さくなったテーパー面を持つ微細透孔が金属薄板材に形成される。
【００１４】
請求項５に係る発明は、基板の表面に所定の材料を蒸着させる際に使用される蒸着用マスクであって、支持フレームの片面側に張りをもたせて接合された金属薄板材に多数の微細透孔を所定パターンで加工形成して蒸着用マスクを構成したことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の蒸着用マスクにおいて、前記金属薄板材に多数の微細透孔がフォトエッチングにより加工形成されたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、この発明の１実施形態を示し、（ａ）は、蒸着用マスクを上面側から見た斜視図であり、（ｂ）は、蒸着用マスクを下面側から見た斜視図である。この蒸着用マスク１０は、矩形状の支持フレーム１２の片面側に、複数のマスク領域１６を有する金属薄板材１４を固着して構成されている。それぞれのマスク領域１６には、多数の微細透孔１８が所定パターンで加工形成されている。金属薄板材１４に形成される微細透孔１８の形状は、スロット状であり、また、スリット状であってもよい。
【００１８】
この蒸着用マスク１０は、基板の表面に低分子有機ＥＬ材料、電極形成用材料、誘電体材料、絶縁体材料などを所定パターンで蒸着させる際に使用される。例えば、有機ＥＬ表示パネルの製造工程においては、透明基板（ガラス基板）上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極層を形成した後、この蒸着用マスク１０の金属薄板材１４面を透明基板の透明電極層側に位置合わせして密着させ、蒸着用マスク１０の微細透孔１８を通して低分子有機ＥＬ材料を透明電極層上に蒸着させ、透明電極層上に所定パターンの有機発光層が形成されるようにする。有機発光層が形成されると、その有機発光層上にさらに金属電極層を形成して有機ＥＬ表示パネルが製造される。
【００１９】
図１に示した蒸着用マスク１０は、金属薄板材を支持フレーム１２の片面側に張りをもたせて接合した後、支持フレーム１２に接合された金属薄板材に多数の微細透孔を所定パターンで加工形成して製造される。金属薄板材への微細透孔の形成は、例えばエッチング加工やレーザ加工などにより行われる。図２および図４により、フォトエッチング法を利用した蒸着用マスクの製造方法についてより詳しく説明する。
【００２０】
まず、図２の（ａ）に示すように、金属薄板材２０を支持フレーム１２の片面側に重ね合わせ、図２の（ｂ）に示すように、金属薄板材２０を支持フレーム１２の片面側に張りをもたせた状態で一体的に接合する。金属薄板材２０としては、インバー合金（鉄−ニッケル合金）や鉄−ニッケル，コバルト合金等の熱膨張が少ない金属材料で形成されたものが使用される。金属薄板２０の厚みは、５０μｍ以下であってもよい。また、支持フレーム１２としては、例えば、ステンレス鋼やインバー合金等で形成されたフレームが使用される。支持フレーム１２への金属薄板材２０の接合は、溶接、例えばスポット溶接、接着剤や接着テープを用いた接着などの方法により行われる。
【００２１】
次に、図２の（ｃ）に示すように、支持フレーム１２に接合された金属薄板材２０の下面に感光液を塗布し乾燥させて、金属薄板材２０の下面にフォトレジスト膜２２を被着形成する。続いて、図２の（ｄ）に示すように、金属薄板材２０の、支持フレーム１２との接合面側（下面側）に、形成しようとする微細透孔に対応した所定パターンを有する露光用マスク２４を密着させる。金属薄板材２０の他方の面（上面）には、耐酸性のある耐エッチングフィルム２６を貼り付ける。そして、図２の（ｅ）に示すように、露光用マスク２４を介してフォトレジスト膜２２を露光した後、通常のフォトエッチングと同様に、現像して、塩化第二鉄水溶液等のエッチング液を用いてスプレイエッチングを行った後、金属薄板材２０の上面側から耐エッチングフィルム２６を剥がすとともに、金属薄板材２０の下面からフォトレジスト膜２２を剥離し、水洗、乾燥を行う。なお、上記エッチングを行う前には、支持フレーム１２の側面および下面に対しても、耐酸性のある耐エッチングフィルムを貼り付けておくのが好ましい。
【００２２】
以上のような方法により、図３に部分拡大断面図を示すように、断面積が支持フレーム１２との接合面側（図３では下面側）から他方の面に向かって徐々に小さくなったテーパー面を持つ微細透孔２８が金属薄板材２０に形成され、図１に示したような蒸着用マスク１０が得られる。図３に示すような断面形状を有する微細透孔２８が多数形成された金属薄板材２０を備えた蒸着用マスク１０を用いて、例えば透明基板上に形成された透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させるときは、金属薄板材２０の、微細透孔２８の開口部面積が小さい側の面（図３では上面）が透明電極層と対面することになる。従って、金属薄板材２０の多数の微細透孔２８への低分子有機ＥＬ材料ガスの進入が均一にかつ良好に行われる。また、金属薄板材２０の微細透孔２８の開口部周縁と透明電極層との密着が良好となるため、微細透孔２８の開口部周縁によって規定される有機発光層のパターン形状が精度良く再現される。
【００２３】
なお、上記した方法では、金属薄板材２０を支持フレーム１２の片面側に接合した後に金属薄板材２０の下面にフォトレジスト膜２２を被着形成するようにしているが、金属薄板材２０の下面にフォトレジスト膜２２を被着形成した後、フォトレジスト膜２２が被着形成された金属薄板材２０を支持フレーム１２の片面側に接合するようにしてもよい。また、上記した方法では、金属薄板材２０の、支持フレーム１２との接合面と反対側の面に耐エッチングフィルム２６を貼り付けるようにしているが、耐エッチングフィルム２６を貼り付ける代わりに、金属薄板材２０の当該面（図２では上面）にもフォトレジスト膜を被着形成し、当該面を全面露光して、金属薄板材２０の当該面全体に耐食性皮膜を形成するようにしてもよい。さらに、上記した方法では、金属薄板材２０の片面側（図２では下面側）だけからエッチングするようにしているが、金属薄板材２０の他方の面（図２では上面）を同時に全面エッチングするようにしてもよい。
【００２４】
次に、図４に基づいて、金属薄板材を両面側からそれぞれ所定パターンでエッチングして蒸着用マスクを製造する方法について説明する。
【００２５】
上記した方法と同様に、まず、図４の（ａ）に示すように、金属薄板材２０を支持フレーム１２の片面側に重ね合わせ、図４の（ｂ）に示すように、金属薄板材２０を支持フレーム１２の片面側に張りをもたせた状態で一体的に接合した後、図４の（ｃ）に示すように、支持フレーム１２に接合された金属薄板材２０の両面にフォトレジスト膜２２をそれぞれ被着形成する。続いて、図４の（ｄ）に示すように、金属薄板材２０の両面に、形成しようとする微細透孔に対応した所定パターンを有する露光用マスク２４、２５を、上・下面で画像位置を一致させてそれぞれ密着させ、図４の（ｅ）に示すように、露光用マスク２４、２５を介してフォトレジスト膜２２、２２をそれぞれ露光する。その後、通常のフォトエッチングと同様の方法により、現像して、金属薄板材２０の両面にそれぞれ所定パターンの耐食性皮膜を形成し、エッチング液を用いてスプレイエッチングを行った後、金属薄板材２０の両面からそれぞれフォトレジスト膜２２、２２を剥離し、水洗、乾燥を行う。このような方法によると、図５に部分拡大断面図を示すような断面形状の微細透孔２９が金属薄板材２０に形成され、図１に示したような蒸着用マスク１０が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の蒸着用マスクの製造方法によると、厚みの薄い金属薄板材を使用することが可能で、高い加工精度を得ることができるとともに、作業性も良好であり、設計通りのパターン寸法を精度良く再現することができ、高品質の蒸着用マスクが得られる。
【００２７】
請求項２に係る発明の製造方法では、フォトエッチングにより金属薄板材に多数の微細透孔が加工形成された蒸着用マスクが得られる。
【００２８】
請求項３に係る発明の製造方法では、断面積が金属薄板材の片面からもう一方の面に向かって徐々に小さくなったテーパー面を持つ微細透孔が形成された蒸着用マスクが得られる。
【００２９】
請求項４に係る発明の製造方法では、断面積が金属薄板材の、支持フレームとの接合面側から他方の面に向かって徐々に小さくなったテーパー面を持つ微細透孔が形成された蒸着用マスクが得られる。この蒸着用マスクを用いて、例えば透明基板上に形成された透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料を蒸着させるときは、金属薄板材の多数の微細透孔への低分子有機ＥＬ材料ガスの進入が均一にかつ良好に行われ、また、微細透孔の開口部周縁によって規定される有機発光層のパターン形状が精度良く再現される。
【００３０】
請求項５および請求項６に係る各発明の蒸着用マスクは、加工精度が高く、設計通りのパターン寸法が精度良く再現され、その製造工程での作業性も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の１実施形態を示し、（ａ）は、蒸着用マスクを上面側から見た斜視図であり、（ｂ）は、蒸着用マスクを下面側から見た斜視図である。
【図２】この発明に係る蒸着マスクの製造方法の１例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図３】図２に示した蒸着マスクの製造方法を実施したときに金属薄板材に形成される微細透孔の断面形状を示す部分拡大断面図である。
【図４】この発明に係る蒸着マスクの製造方法の別の例について説明するための図であって、各工程をそれぞれ断面図で示したものである。
【図５】図４に示した蒸着マスクの製造方法を実施したときに金属薄板材に形成される微細透孔の断面形状を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  蒸着用マスク
１２  支持フレーム
１４、２０  金属薄板材
１６  マスク領域
１８、２８、２９  微細透孔
２２  フォトレジスト膜
２４、２５  露光用マスク
２６  耐エッチングフィルム
【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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