(57)【要約】【課題】蒸着用マスクが熱の影響を受けてその面内温度分布が不均一になる場合であっても、その温度分布の不均一さによる悪影響を極力排除することができ、高精度なパターニングに対応することを可能にする。【解決手段】被処理物への形成パターンに対応した形状の開孔を有する薄板状のマスク本体２と、その外周縁近傍領域を支持する枠体とを具備し、前記マスク本体２が前記枠体に固着されて構成される蒸着用マスクにおいて、前記マスク本体２と前記枠体との固着箇所を、湾曲部を有したライン状部分６によって形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物への形成パターンに対応した形状の開孔を有する薄板状のマスク本体と、前記マスク本体の外周縁近傍領域を支持する枠体とを具備し、前記マスク本体が前記枠体に固着されて構成される蒸着用マスクにおいて、
前記マスク本体と前記枠体との固着箇所がライン状部分を有するとともに、当該ライン状部分が湾曲部を有するように配されている
ことを特徴とする蒸着用マスク。
【請求項２】
被処理物への形成パターンに対応した形状の開孔を有する薄板状のマスク本体と、前記マスク本体の外周縁近傍領域を支持する枠体とを具備し、前記マスク本体が前記枠体に固着されて構成される蒸着用マスクの製造方法において、
前記マスク本体と前記枠体との固着箇所がライン状部分を有するとともに、当該ライン状部分が湾曲部を有するように配されている
ことを特徴とする蒸着用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物上に所定パターンの成膜を行うために用いられる蒸着用マスクおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子；以下「有機ＥＬ素子」という）の製造工程では、有機層を形成する有機材料の耐水性が低くウエットプロセスを利用できないことから、真空蒸着によってガラス基板上に有機層（薄膜）を成膜している。また、有機ＥＬ素子の製造工程では、ガラス基板上へのパターニング成膜（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応したパターンの成膜）を行うために、通常、形成パターンに対応した形状の開口（有機材料の通過口）を有した蒸着用マスクが用いられる。
【０００３】
従来、蒸着用マスクとしては、形成パターンに対応した形状の開孔がパターン領域内に形成されたマスク本体と、そのマスク本体のパターン領域以外の外周縁近傍領域を支持する枠体と、を具備したものが知られている。マスク本体は、銅板、ニッケル板、圧延ステンレス板等といった薄板状部材からなり、そのパターン領域内に開孔がエッチングやレーザ加工等によって設けられている。一方、枠体は、被処理物であるガラス基板と同等の熱線膨張係数の素材によって十分な厚みを有して高剛性に形成されている。そして、これらマスク本体および枠体からなる蒸着用マスクは、マスク本体に弛みが生じないように、マスク本体に張力を与えた状態で、そのマスク本体が枠体に固着されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第３０８２８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の蒸着用マスクは、マスク本体と枠体とが例えば点溶接やレーザ溶接等の溶接によって固着されており、図５に示すように、その固着箇所１０がマスク本体１１の外周縁に沿って直線状に配され、かつ、全周にわたって配されているため、蒸着膜（有機層）の均一性や形成位置精度等を高く維持するためには、必ずしも好ましいとは言えない。
【０００６】
一般に、蒸着用マスクを用いて真空蒸着を行う場合には、有機材料の蒸着源が熱せられて高温となっているため、蒸着用マスクがその蒸着源からの輻射熱を受ける。このとき、蒸着用マスクのマスク面内では、例えば図６に示すように、中央部付近ほど高温となるといった不均一な温度分布となることが考えられる。このようなマスク面内における温度分布の不均一さは、マスク面上の各位置によってその変形移動状態に相違が生じてしまうことを招く。つまり、温度の高い部分は温度の低い部分よりもマスク本体の形成材料が大きく膨張するので、例えば図７（ａ）および（ｂ）に示すように、マスク本体が例えばバレル（たる型）形状に変形することに繋がってしまう。したがって、マスク本体と枠体との固着箇所が直線状に配されていると、マスク面上の各位置における変形移動状態の相違により、蒸着パターンの位置ずれも不均一化する可能性があり、必ずしも蒸着膜の均一性や形成位置精度等を高く維持できるとは限らないのである。このパターン位置精度に関する問題点は、結果として蒸着用マスクによる有機層の形成精度低下をも招いてしまい、有機ＥＬ素子の製造工程であれば表示画質向上を妨げることに繋がるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、蒸着用マスクが熱の影響を受けてその面内温度分布が不均一になり得る場合であっても、その温度分布の不均一さによる悪影響を極力排除することができ、高精度なパターニングに対応することが可能である蒸着用マスクおよ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】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために案出された蒸着用マスクである。すなわち、被処理物への形成パターンに対応した形状の開孔を有する薄板状のマスク本体と、前記マスク本体の外周縁近傍領域を支持する枠体とを具備し、前記マスク本体が前記枠体に固着されて構成される蒸着用マスクにおいて、前記マスク本体と前記枠体との固着箇所がライン状部分を有するとともに、当該ライン状部分が湾曲部を有するように配されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された蒸着用マスクの製造方法である。すなわち、被処理物への形成パターンに対応した形状の開孔を有する薄板状のマスク本体と、前記マスク本体の外周縁近傍領域を支持する枠体とを具備し、前記マスク本体が前記枠体に固着されて構成される蒸着用マスクの製造方法において、前記マスク本体と前記枠体との固着箇所がライン状部分を有するとともに、当該ライン状部分が湾曲部を有するように配されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成の蒸着用マスクおよび上記手順の蒸着用マスクの製造方法では、マスク本体と枠体との固着箇所がライン状部分を有するように配される。ここで、ライン状部分とは、例えば固着が溶接や締結具（ネジ等）によるものであればその固着箇所がライン状（線状）に並んでいる部分のことをいい、例えば固着が接着によるものであればその固着領域の端縁がライン状に並んでいる部分のことをいう。そして、このようなライン状部分は、湾曲部を有するように配される。ここで、湾曲部とは、非直線状の部分のことをいうが、ライン状部分の全てが湾曲部である場合とライン状部分の一部が湾曲部となっている場合とのいずれであっても構わない。
【００１１】
このように、マスク本体と枠体との固着箇所を、湾曲部を有したライン状部分とすれば、マスク面内温度分布が不均一となる場合であっても、その不均一さの態様に応じて湾曲部を配することが実現可能となる。具体的には、例えばマスク本体上で温度が高くなる部分については固着箇所まで近く、それよりも温度の低い部分については固着箇所までを遠くする、といったように湾曲部を配することが実現可能となる。したがって、温度分布の不均一さの影響によりマスク本体上での各位置の熱膨張状態に相違が生じても、それに応じて当該各位置に対する固着箇所の位置も異なることになるので、結果としてマスク本体上における各位置の変形移動状態の均一化が図れるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、蒸着用マスクの面内温度分布が不均一になり得る場合であっても、マスク本体と枠体との固着箇所を、湾曲部を有したライン状部分とすることによって、マスク本体上における変形移動状態の均一化が図れるようになるので、その温度分布の不均一さによる悪影響を極力排除することができる。したがって、温度分布の不均一によるパターン変形を抑制して蒸着パターンの高精度化を容易に実現することが可能となり、高精度なパターニングにも対応し得るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明に係る蒸着用マスクおよびその製造方法について説明する。図１，２は、本発明に係る蒸着用マスクの概略構成の一例を示す模式図である。
【００１４】
図１に示すように、ここで説明する蒸着用マスク１は、マスク本体２と枠体３とを具備して構成されている。
【００１５】
マスク本体２は、銅板、ニッケル板、圧延ステンレス板等といった薄板状部材からなるもので、その平面上領域がパターン形成領域４とそれ以外の部分とに大別される。そして、パターン形成領域４内には、蒸着パターンに対応した形状の開孔５が、有機材料の通過孔として、エッチングやレーザ加工等によって形成されている。なお、パターン形成領域４は矩形のものに限らず、種々の任意形状としても構わない。また、マスク本体２は、「電鋳（メッキ）製造法」によってパターン形成領域４内に多数の微細な開孔５が設けられたニッケル等の薄い金属膜で形成されたものであってもよい。
【００１６】
一方、枠体３は、マスク本体２の外周端縁に応じた形状に形成されたものであり、そのマスク本体２のパターン形成領域４以外の部分を支持するためのものである。ここで、枠体３は、その線熱膨張係数、熱容量、表面の輻射射出率、周囲支持体と熱伝導によって流入流出する伝熱量等が、被蒸着基板であるガラス基板と蒸着時の温度変化による膨張収縮の寸法変化を同期一致させるために、最適に調節して設定されているものとする。
【００１７】
そして、枠体３の一平面（以下、この面を「支持面」という）には、マスク本体２に張力を与えた状態で、そのマスク本体２におけるパターン形成領域４以外の部分が全周にわたって固着されている。これにより、張力をかけて固着してあるマスク本体２は、固着してある枠体３に従い膨張収縮することになる。したがって、マスク本体２は、結果として被処理物であるガラス基板と膨張収縮の寸法変化を同期一致して膨張収縮させることができる。なお、マスク本体２に与える張力は、マスク本体２のパターン形成領域４に生じる応力分布が均一化するように、その大きさおよび方向が設定されていることが望ましい。また、マスク本体２の枠体３への固着は、点溶接やレーザ溶接等の溶接や、耐熱セラミックス系接着剤や耐熱エポキシ樹脂接着剤等といった温度変化に対して安定した性質を有する接着剤を用いた接着によって行うことが考えられるが、ビス止め等といったような締結具（ネジ）を用いて行っても構わない。
【００１８】
ところで、マスク本体２と枠体３との固着箇所は、図２に示すように、ライン状部分６を有するように配されている。ここで、ライン状部分６とは、例えば固着が溶接や締結具によるものであればその固着箇所がライン状（線状）に並んでいる部分のことをいい、例えば固着が接着によるものであればその固着領域の端縁がライン状に並んでいる部分のことをいう。図例では、マスク本体２の外周端縁に沿って、四辺のライン状部分６が配されている場合を示している。
【００１９】
さらに、これらのライン状部分６は、それぞれが湾曲部を有するように配されている。ここで、湾曲部とは、非直線状の部分のことをいうが、ライン状部分の全てが湾曲部である場合とライン状部分の一部が湾曲部となっている場合とのいずれであっても構わない。図例では、四辺のライン状部分６のいずれもが、その全てが湾曲部である場合を示している。なお、図例のようにライン状部分６が複数存在する場合には、そのうちの少なくとも一つが湾曲部を有するものであればよい。
【００２０】
次に、以上のような蒸着用マスク１の製造手順、さらに詳しくはその蒸着用マスク１を構成するマスク本体２と枠体３との固着手順について説明する。
【００２１】
マスク本体２と枠体３との固着にあたっては、先ず、蒸着用マスク１の使用条件等に基づいて、その蒸着用マスク１が受ける蒸着中の温度変化量、すなわち蒸着時の輻射熱の影響による温度分布を把握して、その温度変化が生じた際の熱応力によってマスク本体２に生じる歪み量を認識する。さらに詳しくは、温度変化が発生した際にマスク本体２の各箇所に生じ得る膨張・収縮の大きさおよび方向を、そのマスク本体２の熱線膨張係数に基づいて演算解析を行って算出する。
【００２２】
このとき、マスク本体２のパターン形成領域４において、例えば開孔５が密集している部分とそうでない部分、あるいは他の多数の開孔５に比べて特別に寸法の大きい開孔５が設けられている部分があると、膨張・収縮の大きさおよび方向は一定均一とはならず、それらの配置に応じた分布を生じる。したがって、このような場合には、例えば有限要素法による演算処理を用いてその分布を解析し、その分布の状態を含めて膨張・収縮の大きさおよび方向を算出するものとする。
【００２３】
そして、熱応力による歪み量を認識した後は、マスク本体２と枠体３との固着箇所の特定を行う。具体的には、詳細を後述するように、熱応力による歪み量が相殺されるような、ライン状部分６の湾曲部の大きさおよび方向を特定する。この特定も、上述したそれぞれの認識結果を基にして、例えば有限要素法による演算処理を用いて行うようにすればよい。なお、有限要素法による演算処理およびその演算処理を用いた解析（シミュレーション）技術については、公知技術を利用して実現することが可能であるため、ここではその説明を省略する。
【００２４】
このように、蒸着時におけるマスク本体２での温度分布および当該マスク本体２における開孔５の配置位置に基づいて、ライン状部分６の湾曲部の大きさおよび方向を特定した後は、マスク本体２に所定張力を与えて外周縁近傍領域を外方に向けて引っ張った状態で、そのマスク本体２におけるのパターン形成領域４以外の部分を枠体３上に密着するように載置して、そのマスク本体２の枠体３への固着を行う。このときの固着は、溶接、接着または締結具止め等によって行うが、その固着箇所がライン状部分６を有するとともに、当該ライン状部分６が特定した大きさおよび方向の湾曲部を有するようにして行う。なお、湾曲部の形成、すなわちライン状部分６を湾曲させることは、公知技術を利用して実現すればよいため、ここではその説明を省略する。
【００２５】
以上のような手順により、上述した蒸着用マスク１、すなわちライン状部分６が湾曲部を有するように配されている蒸着用マスクが得られるのである。
【００２６】
このような構成の蒸着用マスク１を用いて真空蒸着を行う場合には、既に説明したように、蒸着源からの輻射熱の影響により、例えば中央部付近ほど高温となるといったように、マスク本体２が不均一な温度分布となる（図６参照）。ところが、そのような場合であっても、蒸着用マスク１においては、マスク本体２と枠体３との固着箇所であるライン状部分６が湾曲部を有するように、さらに詳しくはマスク本体２の中央部付近ほどその中央部に向けて湾曲するように配されている。そのために、マスク本体２の中央部付近、すなわちマスク本体２上で温度が高くなる部分については、ライン状部分６までの距離が近く、それよりも温度の低い部分については固着箇所までが遠いことになる。
【００２７】
したがって、マスク本体２の中央部付近は、輻射熱の影響により高温となるため、熱膨張量も大きくなるが、ライン状部分６までの距離が近いことから、その熱膨張による変形量が制限され、結果としてマスク本体２上における各位置の変形移動状態の均一化が図れるようになる。一般に、熱膨張の度合（熱歪み）は、マスク本体２の形成材料の線熱膨張係数と、そのマスク本体２が受ける輻射熱によって特定される。また、マスク本体２の変形量は、熱歪みと当該マスク本体２の大きさ（仮想断面における線方向の長さ）との乗算によって特定される。つまり、マスク本体２の中央部付近の熱歪みが大きくても、ライン状部分６までの距離が近ければ、その中央部付近における変形移動量を抑制することができ、これにより中央部付近以外の部分との変形移動状態の均一化が図れるのである。
【００２８】
図３は、本発明に係る蒸着用マスクのマスク面上各位置における変形移動状態のシミュレーション結果の一例を示す模式図である。図３（ａ）および（ｂ）に示したシミュレーション結果によれば、上述したようにマスク本体２の中央部付近についてはライン状部分６までの距離が近く、その他の部分については固着箇所までが遠くなるように、マスク本体２と枠体３との固着箇所であるライン状部分６を配すれば、マスク本体２の中央部付近ほど高温となる不均一な温度分布となっても、マスク本体２がバレル形状に変形することはなく、マスク本体２上のＸ方向、Ｙ方向のそれぞれにおいて均一に変形することがわかる。すなわち、マスク本体２上における各位置の変形移動状態の均一化が図れていると言える。
【００２９】
このように、マスク本体２と枠３体との固着箇所を、湾曲部を有したライン状部分６とすれば、マスク面内温度分布が不均一となる場合であっても、その不均一さの態様に応じて湾曲部を配することが実現可能となる。したがって、温度分布の不均一さの影響によりマスク本体２上での各位置の熱膨張状態に相違が生じても、それに応じて当該各位置に対する固着箇所の位置も異なることになるので、結果としてマスク本体２上における各位置の変形移動状態の均一化が図れる。この均一化によって、蒸着膜の均一性や形成位置精度等を高く維持できるようになるので、高精度なパターニングに対応することが可能となり、有機ＥＬ素子の製造工程であれば表示画質向上の実現に繋がることが期待される。
【００３０】
また、通常、マスク本体２上に開孔５については、蒸着パターン形成時のズレを無くすために、その設計段階または形成段階にて、開孔５の形成位置についての補正を施すことが多い。これに対して、マスク本体２上における各位置の変形移動状態の均一化が図れると、その補正を行うことも非常に容易化する。したがって、この点によっても、高精度なパターニングに対応することが可能となり、有機ＥＬ素子の表示画質向上を実現する上で好適なものとなる。
【００３１】
ところで、上述した実施形態では、マスク本体２の外周端縁に沿って四辺のライン状部分６が配されており、そのライン状部分６の全てが湾曲部である場合を例に挙げたが、ライン状部分６の形状はこれに限定されないことは勿論である。
【００３２】
図４は、本発明に係る蒸着用マスクの概略構成の他の例を示す模式図である。図例は、多面取りの蒸着処理に対応する蒸着用マスクを示している。このように、多面取りに対応すべく、マスク本体２上に複数のパターン形成領域４が配されている場合には、各パターン形成領域４に個別に対応した湾曲部を有するようにライン状部分６を配することで、そのマスク本体２上における各位置の変形移動状態の均一化を図ることが考えられる。つまり、ライン状部分６は、マスク本体２の温度分布や開孔５の配置位置等を基にして行った演算処理やシミュレーション等の結果から決定すればよいため、湾曲部と直線状部分とが組み合わさってなるものであっても、あるいは曲率の異なる湾曲部同士が複数組み合わさってなるものであってもよい。
【００３３】
なお、ここでは、本発明の実施の好適な具体例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々変形することが可能である。すなわち、本実施形態で説明した蒸着用マスク１を構成する一連の構成要素の材質、形状等は、必ずしも本実施形態で挙げたものに限られることはなく、各構成要素の機能を同様に確保することが可能な限り、自由に変更可能である。
【００３４】
また、本実施形態では、蒸着用マスク１の例として、有機ＥＬ素子の製造工程で用いられるものを挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の成膜プロセス（例えば、スパッタリングプロセス）にて用いられるマスクであっても、全く同様に適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る蒸着用マスクの概略構成の一例を示す模式図（その１）であり、その全体を示す図である。
【図２】本発明に係る蒸着用マスクの概略構成の一例を示す模式図（その２）であり、その要部を示す図である。
【図３】本発明に係る蒸着用マスクのマスク面上各位置における変形移動状態のシミュレーション結果の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る蒸着用マスクの概略構成の他の例を示す模式図であり、その要部を示す図である。
【図５】従来の蒸着用マスクの要部構成例を示す模式図である。
【図６】蒸着源からの輻射熱を受ける場合のマスク面上温度分布の一具体例を示す説明図である。
【図７】従来の蒸着用マスクのマスク面上各位置における変形移動状態のシミュレーション結果の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…蒸着用マスク、２…マスク本体、３…枠体、４…パターン形成領域、５…開孔、６…ライン状部分
【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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