(57)【要約】【課題】  軽量化が可能で取扱いが容易であり、支持フレームがマスク薄板の張力に負けて湾曲することもない蒸着用マスクを提供する。【解決手段】  蒸着材料を所望通りに通過させるための微細透孔１８が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域１６を有するマスク薄板１４を、マスク薄板の各マスク有効領域ごとに個々に対応するようにかつそれぞれのマスク有効領域とほぼ同等の大きさおよび形状を有する複数の開口部２０が形設されて開口部以外の領域が枠部とされた支持フレーム１２の片面側に一体的に接合して、蒸着用マスク１０を構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域を有するマスク薄板と、
このマスク薄板が片面側に一体的に接合されてそのマスク薄板を支持し、前記マスク薄板の、少なくとも前記各マスク有効領域に対応する部分が開口した支持フレームと、
からなる蒸着用マスクにおいて、
前記支持フレームに、前記マスク薄板の各マスク有効領域ごとに個々に対応するように、かつ、それぞれのマスク有効領域とほぼ同等の大きさおよび形状を有する複数の開口部が形設され、その複数の開口部以外の領域が枠部とされたことを特徴とする蒸着用マスク。
【請求項２】
蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域を有するマスク薄板と、
このマスク薄板が片面側に一体的に接合されてそのマスク薄板を支持し、前記マスク薄板の、少なくとも前記各マスク有効領域に対応する部分が開口した支持フレームと、
からなる蒸着用マスクにおいて、
前記支持フレームの、前記マスク薄板が接合された片面と反対側の片面に、少なくとも前記マスク薄板の各マスク有効領域にそれぞれ対応する部分が開口した薄板材を、前記マスク薄板を前記支持フレームに接合する際に付与した張力と同一方向で同等の張力を付与して一体的に接合したことを特徴とする蒸着用マスク。
【請求項３】
前記薄板材に、前記マスク薄板の各マスク有効領域ごとに個々に対応するように、かつ、それぞれのマスク有効領域とほぼ同等の大きさおよび形状を有する複数の開口部が形設された請求項２記載の蒸着用マスク。
【請求項４】
蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域を有するマスク薄板と、
このマスク薄板が片面側に一体的に接合されてそのマスク薄板を支持し、前記マスク薄板の、少なくとも前記各マスク有効領域に対応する部分が開口した支持フレームと、
からなる蒸着用マスクにおいて、
前記支持フレームを、一方向に延び互いに平行な複数本の直線状溝が形成された複数枚の薄板構成材を、それぞれに形成された直線状溝の方向が一致するように積層し一体的に接合して構成し、前記マスク薄板に、前記薄板構成材に形成された直線状溝の方向と同一方向の張力を付与して、そのマスク薄板を前記支持フレームに接合したことを特徴とする蒸着用マスク。
【請求項５】
前記薄板構成材の直線状溝がハーフエッチングにより形成された請求項４記載の蒸着用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、絶縁体材料などを所定パターンで蒸着させる際に使用される蒸着用マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、ガラス基板等の透明基板上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明電極層を形成し、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】
上記した有機発光層の形成工程で使用される蒸着用マスクのうち多面取り用の蒸着マスクは、例えば、金属薄板材をフォトエッチングにより加工して、所定パターンの多数の微細透孔が形成された複数のマスク領域を有するマスク薄板を製造し、そのマスク薄板を支持フレームの片面側に一体的に接合する方法によって製作されている。マスク薄板を支持する支持フレームは、マスク薄板の全てのマスク領域に対応する部分が大きく開口して周囲の枠部だけが残された形状や、マスク薄板の複数のマスク領域に対応する開口部が複数形成されて周囲の枠部と中間枠部を有する形状、例えば田の字形状に形成されている。そして、マスク薄板は、その一軸方向に張りを持たせるようにして支持フレームに重ね合わされ、張りを持たせた状態のままで支持フレームに固着される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２１７８５０号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マスク薄板は、張りを持たせた状態のままで支持フレームに一体的に接合されるため、支持フレームには、マスク薄板の張力に負けない程度の剛性が求められる。この要求に応えるように支持フレームの厚みを厚くすると、蒸着用マスクの重量が大きくなって、蒸着用マスクが取扱いにくくなる。一方、支持フレームを薄くし過ぎると、支持フレームがマスク薄板の張力に負けて、蒸着用マスクが湾曲してしまう、といった問題点がある。
【０００５】
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、軽量化が可能で取扱いが容易であり、支持フレームがマスク薄板の張力に負けて湾曲する、といったこともない蒸着用マスク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】
請求項１に係る発明は、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域を有するマスク薄板と、このマスク薄板が片面側に一体的に接合されてそのマスク薄板を支持し、前記マスク薄板の、少なくとも前記各マスク有効領域に対応する部分が開口した支持フレームと、からなる蒸着用マスクにおいて、前記支持フレームに、前記マスク薄板の各マスク有効領域ごとに個々に対応するように、かつ、それぞれのマスク有効領域とほぼ同等の大きさおよび形状を有する複数の開口部が形設され、その複数の開口部以外の領域が枠部とされたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域を有するマスク薄板と、このマスク薄板が片面側に一体的に接合されてそのマスク薄板を支持し、前記マスク薄板の、少なくとも前記各マスク有効領域に対応する部分が開口した支持フレームと、からなる蒸着用マスクにおいて、前記支持フレームの、前記マスク薄板が接合された片面と反対側の片面に、少なくとも前記マスク薄板の各マスク有効領域にそれぞれ対応する部分が開口した薄板材を、前記マスク薄板を前記支持フレームに接合する際に付与した張力と同一方向で同等の張力を付与して一体的に接合したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の蒸着用マスクにおいて、前記薄板材に、前記マスク薄板の各マスク有効領域ごとに個々に対応するように、かつ、それぞれのマスク有効領域とほぼ同等の大きさおよび形状を有する複数の開口部が形設されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、蒸着材料を所望通りに通過させるための開孔部が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域を有するマスク薄板と、このマスク薄板が片面側に一体的に接合されてそのマスク薄板を支持し、前記マスク薄板の、少なくとも前記各マスク有効領域に対応する部分が開口した支持フレームと、からなる蒸着用マスクにおいて、前記支持フレームを、一方向に延び互いに平行な複数本の直線状溝が形成された複数枚の薄板構成材を、それぞれに形成された直線状溝の方向が一致するように積層し一体的に接合して構成し、前記マスク薄板に、前記薄板構成材に形成された直線状溝の方向と同一方向の張力を付与して、そのマスク薄板を前記支持フレームに接合したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の蒸着用マスクにおいて、前記薄板構成材の直線状溝がハーフエッチングにより形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の蒸着用マスクの支持フレームは、マスク薄板の各マスク有効領域ごとに個々に対応するように形設された複数の開口部以外の領域が枠部として残されているので、マスク薄板の全てのマスク有効領域に対応する部分が大きく開口して周囲の枠部だけが残された支持フレームなどに比べると、同じ厚みであれば剛性が大きい。そして、支持フレームは、マスク薄板の各マスク有効領域にそれぞれ対応した部分はマスク有効領域とほぼ同等の大きさおよび形状の開口部となっているので、蒸着用マスクを使用して蒸着材料を蒸着させる際の妨げにはならない。したがって、請求項１に係る蒸着用マスクは、支持フレームの厚みを薄くすることができるので、軽量化が可能であって取扱いが容易であり、支持フレームがマスク薄板の張力に負けて湾曲することもない。
【００１２】
請求項２に係る発明の蒸着用マスクにおいては、支持フレームの、マスク薄板が接合された片面と反対側の片面にも薄板材が一体的に接合され、マスク薄板と薄板材とは、それぞれを支持フレームに接合する際に付与する張力の方向が同じで張力が同等であるので、支持フレームの厚みが薄くても、支持フレームが曲がることが抑制される。そして、薄板材は、マスク薄板の各マスク有効領域にそれぞれ対応する部分が開口しているので、蒸着用マスクを使用して蒸着材料を蒸着させる際の妨げにはならない。したがって、請求項２に係る蒸着用マスクは、支持フレームの厚みを薄くすることができるので、軽量化が可能であって取扱いが容易であり、支持フレームがマスク薄板の張力に負けて湾曲することもない。
【００１３】
請求項３に係る発明の蒸着用マスクの薄板材は、マスク薄板の各マスク有効領域ごとに個々に対応するように形設された複数の開口部以外の領域が残されているので、支持フレームに接合する際に付与する張力の大きさを、マスク薄板とより同等にすることが可能になる。そして、薄板材は、マスク薄板の各マスク有効領域にそれぞれ対応した部分はマスク有効領域とほぼ同等の大きさおよび形状の開口部となっているので、蒸着用マスクを使用して蒸着材料を蒸着させる際の妨げにはならない。したがって、請求項３に係る発明の蒸着用マスクでは、請求項２に係る発明の上記効果がより確実に得られる。
【００１４】
請求項４に係る発明の蒸着用マスクの支持フレームは、互いに平行な複数本の直線状溝が形成された複数枚の薄板構成材を、それぞれに形成された直線状溝の方向が一致するように接合して構成されているので、支持フレームの剛性に方向性が与えられる。そして、マスク薄板に、薄板構成材の直線状溝の方向と同一方向の張力が付与されて、マスク薄板が支持フレームに接合されるので、支持フレームが曲がることが抑制される。また、薄板構成材には複数本の直線状溝が形成されているために、その分だけ支持フレームが軽くなる。したがって、請求項１に係る蒸着用マスクは、軽量化が可能であって取扱いが容易であり、支持フレームがマスク薄板の張力に負けて湾曲することもない。
【００１５】
請求項５に係る発明の蒸着用マスクでは、ハーフエッチングにより薄板構成材に直線状溝を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の最良の実施形態について図１ないし図８を参照しながら説明する。
図１および図２は、第１の発明の実施形態の１例を示し、図１の（ａ）は、蒸着用マスクを上面側から見た斜視図であり、図１の（ｂ）は、蒸着用マスクを下面側から見た斜視図である。また、図２は、蒸着用マスクを分離した状態で示す斜視図である。
【００１７】
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、複数のマスク有効領域１６を有するマスク薄板１４を一体的に接合して構成されている。それぞれのマスク有効領域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。マスク薄板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。マスク薄板１４の微細透孔１８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。フォトエッチング法を利用して金属薄板材に多数の微細透孔を形成してマスク薄板１４を製造する場合には、金属薄板材２０として、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。金属薄板材の厚みは、５０μｍ以下であってもよい。
【００１８】
支持フレーム１２には、マスク薄板１４の各マスク有効領域１６ごとに個々に対応するように複数の開口部２０が形設され、その複数の開口部２０以外の領域が枠部となっている。支持フレーム１２の各開口部２０は、それぞれに対応するマスク有効領域１６とほぼ同等の大きさおよび形状をそれぞれ有している。より詳しく説明すると、支持フレーム１２の開口部２０は、それに対応するマスク有効領域１６より僅かに大きくし、蒸着用マスク１０を使用して蒸着材料の蒸着を行った際に蒸着の妨げとならない限度でマスク有効領域１６の大きさに目一杯近付けることが好ましい。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ものが使用される。
【００１９】
マスク薄板１４を支持フレーム１２に接合する作業は、例えば次のようにして行われる。すなわち、マスク薄板１４の各マスク有効領域と支持フレーム１２の各開口部２０とをそれぞれ正確に位置合わせして、マスク薄板１４を支持フレーム１２の片面側に重ね合わせる。この際に、マスク薄板１４を、その一軸方向のみあるいは２軸方向に張りを持たせるようにして支持フレーム１２の片面側に重ね合わせるようにする。そして、マスク薄板１４に張りを持たせた状態のままで、マスク薄板１４を支持フレーム１２の片面側に一体的に接合する。この際、支持フレーム１２の、マスク薄板１４に対する張力の付与方向において互いに対向する一対の枠部とマスク薄板１４の両端辺部とを接合する。支持フレーム１２へのマスク薄板１４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。
【００２０】
得られた蒸着用マスク１０は、例えば有機ＥＬ表示パネルを製造する場合には、マスク薄板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、マスク薄板１２の微細透孔１８を通して低分子有機ＥＬ材料を所望通りに通過させ、透明電極層上に低分子有機ＥＬ材料を所定パターンで蒸着させて、透明電極層上に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表示パネルが完成される。
【００２１】
この蒸着用マスク１０の支持フレーム１２は、マスク薄板１４の各マスク有効領域１６ごとに個々に対応するように形設された複数の開口部２０以外の領域が枠部として残されている。このため、マスク薄板の全てのマスク有効領域に対応する部分が大きく開口して周囲の枠部だけが残された支持フレームなどに比べると、同じ厚みであれば剛性が大きくなる。したがって、この蒸着用マスク１０は、支持フレーム１２の厚みを薄くすることができるので、軽量化が可能であり、取扱い易い。
【００２２】
次に、図３および図４は、第２の発明の実施形態の１例を示し、図３は、蒸着用マスクを分離した状態で示す斜視図であり、図４は、蒸着用マスクの部分拡大断面図である。
【００２３】
この蒸着用マスク２２は、ステンレス鋼やインバー合金等で形成された矩形状の支持フレーム２４の片面側に、多数の微細透孔３０が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域２８を有するマスク薄板２６を一体的に接合するとともに、支持フレーム２４の、マスク薄板２６が接合された片面と反対側の片面に薄板材３２が一体的に接合されて構成されている。マスク薄板２６は、図１および図２に示した蒸着用マスク１０のマスク薄板１４と同様にして製造され、同様の方法で支持フレーム２４に接合される。
【００２４】
支持フレーム２４は、マスク薄板２６の全てのマスク有効領域２８に対応する部分が大きく開口して周囲の枠部だけが残された形状を有している。なお、支持フレームとしては、マスク薄板２６の複数のマスク有効領域２８に対応する開口部が複数形成されて周囲の枠部と中間枠部が残された形状、例えば田の字形状等に形成されたものであってもよい。
【００２５】
薄板材３２は、マスク薄板２６の各マスク有効領域２８ごとに個々に対応するように複数の開口部３４が形成され、その開口部３４の形成領域以外の部分が残された形状を有している。薄板材３２の各開口部３４は、それぞれに対応するマスク有効領域２８とほぼ同等の大きさおよび形状をそれぞれ有している。より詳しく説明すると、図４に示したように、薄板材３２の開口部３４は、それに対応するマスク有効領域２８より僅かに大きくされる。そして、薄板材３２の開口部３４は、蒸着用マスク２２を使用して蒸着材料の蒸着を行った際に蒸着の妨げとならない限度で、すなわち、図４中に蒸着材料の進行方向を矢印Ａで示すようにマスク薄板２６のマスク有効領域２８へ例えば４５°の角度で進入する蒸着材料の蒸着を妨げない限度で、マスク有効領域２８の大きさに近付けることが好ましい。この薄板材３２は、マスク薄板２６の形成材料と同じ材料で同等の厚みに形成することが好ましい。そして、薄板材３２は、マスク薄板２６を支持フレーム２４に接合する際に付与した張力と同一方向で同等の張力を付与して支持フレーム２４に一体的に接合される。支持フレーム２４への薄板材３２の接合も、マスク薄板２６と同様の方法により行えばよい。なお、薄板材３２の形状は、この実施形態のように、マスク薄板２６の各マスク有効領域２８ごとに個々に対応するように複数の開口部３４が形設されたものでなくてもよく、例えば、マスク薄板２６の全てのマスク有効領域２８に対応する部分が大きく開口した口字形状や、マスク薄板２６の複数のマスク有効領域２８に対応する開口部が複数形成されてその開口部の形成領域以外の部分が残された田の字形状等であってもよい。
【００２６】
この蒸着用マスク２２では、支持フレーム２４の、マスク薄板２６が接合された片面と反対側の片面にも薄板材３２が一体的に接合され、マスク薄板２６と薄板材３２とは、それぞれを支持フレーム２４に接合する際に付与する張力の方向が同じで張力が同等とされる。このため、支持フレーム２４の厚みが薄くても、支持フレーム２４が曲がることが抑制される。したがって、この蒸着用マスク２２は、支持フレーム２４の厚みを薄くすることができるので、軽量化が可能であり、取扱い易い。
【００２７】
次に、図５ないし図８は、第３の発明の実施形態の１例を示し、図５は、蒸着用マスクを分離した状態で示す斜視図であり、図６は、蒸着用マスクの構成要素である支持フレームの部分拡大平面図である。また、図７は、支持フレームの形成方法を説明するための拡大断面図であり、図８は、支持フレームの拡大断面図である。
【００２８】
この蒸着用マスク３６は、ステンレス鋼やインバー合金等で形成された矩形状の支持フレーム３８の片面側に、多数の微細透孔４４が所定パターンで形成された複数のマスク有効領域４２を有するマスク薄板４０を一体的に接合して構成されている。マスク薄板４０は、図１および図２に示した蒸着用マスク１０のマスク薄板１４と同様にして製造され、同様の方法で支持フレーム３８に接合される。
【００２９】
支持フレーム３８は、マスク薄板４０の複数（図示例では９つ）のマスク有効領域４２に対応する開口部４６が複数形成されて周囲の枠部と中間枠部が残された囲の字形状を有している。なお、支持フレームとしては、図３に示した支持フレーム２４のように、マスク薄板４０の全てのマスク有効領域４２に対応する部分が大きく開口して周囲の枠部だけが残された形状等に形成されたものであってもよい。
【００３０】
この支持フレーム３８は、図７および図８に示すように、複数枚（図示例では３枚）の薄板構成材４８ａ、４８ｂ、４８ｃを積層し一体的に接合して構成されている。薄板構成材４８ａ、４８ｂ、４８ｃには、図６に示すように、一方向に延び互いに平行な複数本の直線状溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃがそれぞれ形成されている。薄板構成材４８ａ、４８ｂ、４８ｃの直線状溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、例えばハーフエッチングにより形成される。そして、３枚の薄板構成材４８ａ、４８ｂ、４８ｃは、それぞれに形成された直線状溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃの方向が一致するようにして接合される。薄板構成材４８ａ、４８ｂ、４８ｃの接合は、例えば拡散接合法を利用して行われる。
【００３１】
上記した構造を有する支持フレーム３８は、その剛性に、直線状溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃの形成方向における方向性が与えられる。そして、この支持フレーム３８にマスク薄板４０を接合する際には、薄板構成材４８ａ、４８ｂ、４８ｃの直線状溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃの方向と同一方向の張力をマスク薄板４０に付与するようにする。このようにして支持フレーム３８にマスク薄板４０を接合することにより、支持フレーム３８がマスク薄板４０の張力に負けて湾曲することが抑制される。また、薄板構成材４８ａ、４８ｂ、４８ｃには複数本の直線状溝５０ａ、５０ｂ、５０ｃが形成されているため、その分だけ支持フレーム３８が軽くなる。したがって、この蒸着用マスク３６は、軽量化が可能であり、取扱い易くなる。
【００３２】
なお、上記した実施形態では、多数の微細透孔が形成されたマスク薄板を支持フレームに接合して蒸着用マスクが製作される、といったように説明したが、金属薄板材をエッチング加工する前に支持フレームに接合しておき、支持フレームに接合された状態の金属薄板材をエッチング加工して、多数の微細透孔が形成されたマスク薄板が得られるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の発明の実施形態の１例を示し、（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】図１に示した蒸着用マスクを分離した状態で示す斜視図である。
【図３】第２の発明の実施形態の１例を示し、蒸着用マスクを分離した状態で示す斜視図である。
【図４】図３に示した蒸着用マスクの部分拡大断面図である。
【図５】第３の発明の実施形態の１例を示し、、蒸着用マスクを分離した状態で示す斜視図である。
【図６】図５に示した蒸着用マスクの構成要素である支持フレームの部分拡大平面図である。
【図７】図５に示した蒸着用マスクの構成要素である支持フレームの形成方法を説明するための拡大断面図である。図８は、支持フレームの拡大断面図である。
【図８】図５に示した蒸着用マスクの構成要素である支持フレームの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０、２２、３６  蒸着用マスク
１２、２４、３８  支持フレーム
１４、２６、４０  マスク薄板
１６、２８、４２  マスク有効領域
１８、３０、４４  微細透孔
２０、４６  支持フレームの開口部
３２  薄板材
３４  薄板材の開口部
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ  薄板構成材
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  直線状溝
【図１】
2005232474.tif 000003
【図２】
2005232474.tif 000004
【図３】
2005232474.tif 000005
【図４】
2005232474.tif 000006
【図５】
2005232474.tif 000007
【図６】
2005232474.tif 000008
【図７】
2005232474.tif 000009
【図８】
2005232474.tif 000010