(57)【要約】【課題】マスク本体に形成された開口パターンの位置精度に対する複写熱の影響を排除することが可能で、位置精度の良好な蒸着パターン形成を行うことが可能な蒸着マスクを提供する。【解決手段】開口パターン３ａが設けられた薄膜状の第１マスク層３と、開口パターン３ａを包含する開口窓５ａを有し第１マスク層３に重ね合わせて設けられた第２マスク層５とで、蒸着マスク１におけるマスク本体６を構成することにより、開口パターン３ａの形状精度を維持しつつマスク本体６を厚膜化した。これにより、マスク本体６の放熱を容易にし、複写熱による薄膜分部の弛みによる開口パターン３ａの位置精度のずれを防止可能にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面側に複数の凹部が形成され、当該凹部の底部で構成される薄膜部に開口パターンが配列形成されたマスク本体を備えた
ことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項２】
請求項１記載の蒸着マスクにおいて、
前記凹部の側壁は底部側に向かって開口幅が狭められている
ことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項３】
請求項１記載の蒸着マスクにおいて、
前記マスク本体は、枠体内に張設されている
ことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項４】
請求項１記載の蒸着マスクにおいて、
前記開口パターンが設けられた薄膜状の第１マスク層と、前記開口パターンを包含する開口窓を有し前記第１マスク層に重ね合わせて設けられた第２マスク層とによって前記マスク本体が構成され、
前記マスク本体の薄膜部が前記第２マスク層の開口窓内に配置された前記第１マスク層部分からなる
ことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項５】
請求項４記載の蒸着マスクにおいて、
前記開口パターンは、前記第１マスク層における前記枠体の内周部の全面に設けられ、
前記開口パターンのうちの一部が前記第２マスク層によって塞がれている
ことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項６】
請求項５記載の蒸着マスクにおいて、
前記第１マスク層と前記第２マスク層とは、前記枠体の内周部において分離されている
ことを特徴とする蒸着マスク。
の全面に設
【請求項７】
請求項４記載の蒸着マスクにおいて、
前記第２マスク層と前記枠体とが一体に成形されている
ことを特徴とする蒸着マスク。
【請求項８】
請求項４記載の蒸着マスクにおいて、
前記第２マスク層と前記第１マスク層との間に、当該第２マスク層よりも熱伝導率の高い材料からなる放熱層が狭持されている
ことを特徴とする蒸着マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被蒸着物上に所定パターンの蒸着成膜を行うために用いられる蒸着マスクに関する。
【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）を用いたディスプレイの製造工程では、蒸着マスクを用いた真空蒸着によって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応した有機膜パターンを基板上に蒸着成膜している。
を行っている。
【０００３】
この蒸着マスクは、蒸着によって成膜するパターン（いわゆる蒸着パターン）に対応した形状の開口パターンを有するマスク本体と、そのマスク本体の外周縁近傍領域に固着されてマスク本体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口パターン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、被蒸着物である基板と同等の熱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（以上、下記特許文献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】
ところで、蒸着マスクを用いて真空蒸着を行う際には、蒸着源を加熱することでその蒸着源から有機材料を蒸発させるため、蒸着マスクが蒸着源からの輻射熱を受ける。そのために、従来の蒸着マスクでは、常温下と高温下とで蒸着マスク基板間の整合位置にズレが生じてしまうのを回避すべく、上述したように枠体が基板と同等の熱膨張係数の素材（例えばインバー材）によって形成されている。しかしながら、マスク本体については、高精度で開口パターンを形成する必要があるため、薄膜を用いる必要があり、通常、銅板、ニッケル板、圧延ステンレス板等の、枠体を構成する材料よりも熱線膨張係数の大きい材料の薄膜が用いられている。
【０００６】
このため、マスク本体が輻射熱を受けて膨張する場合に、常温下では生じていなくても、高温下ではマスク本体に撓み、弛み、皺等を生じる可能性がある。これらが生じると、マスク本体のパターン領域内における開パターンの位置精度を維持することができなくなってしまう。また、撓み、弛み、皺等が生じない場合であっても、熱膨張しようとする際に生じる内部応力によって、マスク本体に不均一な歪みが生じてしまい、これによって開口パターンの位置精度を維持できなくなることも考えられる。
【０００７】
このような輻射熱による熱膨張または収縮に起因して生じる開口パターンの位置精度に関する問題点は、結果として蒸着マスクを用いて形成された蒸着パターンの形成精度低下をも招いてしまい、上述したディスプレイ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。
【０００８】
そこで、本発明は、マスク本体に形成された開口パターンの位置精度に対する複写熱の影響を排除することが可能で、位置精度の良好な蒸着パターン形成を行うことが可能な蒸着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】
【０００９】
このような目的を達成するための本発明の蒸着マスクは、一主面側に複数の凹部が形成され、当該凹部の底部で構成される薄膜部に開口パターンが配列形成されたマスク本体を備えたことを特徴としている。
【００１０】
このような構成の蒸着マスクでは、マスク本体に形成された凹部の底部で構成されている薄膜部に開口パターンを配列形成したことにより、開口パターンが形成されている薄膜部以外の部分が厚膜化されている。このため、マスク本体における開口パターンの形成精度を確保した状態で、マスク本体の厚みが確保されて熱容量が大きくなる。したがって、このマスク本体が蒸着の際の輻射熱を受けた場合であっても、最も輻射熱の影響で膨張し易い薄膜部の熱が厚膜化された部分に放熱され易くなり、したがって開口パターンが形成された薄膜部の膨張、および膨張による弛みが防止される。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明の蒸着マスクによれば、開口パターンが形成された薄膜部の熱膨張による弛みが防止されるため、蒸着時における開口パターンの位置精度を維持することが可能になる。そして、蒸着マスクを用いた蒸着成膜によって、被蒸着物に対して位置精度良好に蒸着パターンを形成することが可能になる。この結果、例えば、有機ＥＬ素子の有機膜パターンを位置精度良好に蒸着成膜することが可能になり、基板上に有機ＥＬ素子を配列形成してなるディスプレイの表示画質向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、各実施形態においては、有機ＥＬ素子を基板上に配列形成してなるディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）の製造において、有機膜パターンの形成に用いられる蒸着マスクに本発明を適用した実施の形態を説明するが、本発明の蒸着マスクは、有機ＥＬディスプレイの製造に用いるものに限定されるものではない。
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１（１）は、第１実施形態の蒸着マスクの構成を示す平面図であり、図１（２）は平面図におけるＡ−Ａ’断面図である。
【００１４】
これらの図に示す蒸着マスク１は、薄膜状の第１マスク層３と、これに重ね合わせて配置された第２マスク層５と、これらのマスク層３，５からなるマスク本体６をその周縁において支持してなる枠体７とを備えている。
【００１５】
第１マスク層３は、数十μｍ程度の薄膜に複数の開口パターン３ａを配列形成してなるもので、枠体７の開口を覆うように当該枠体７内に張設された状態で設けられている。開口パターン３ａは、この蒸着マスク１を用いて形成する有機膜パターンに対応する微細な形状で、数μｍ程度の寸法精度を有して配列形成されている。そして、このような微細な開口パターン３ａの高精度な形成を実現するために、通常、第１マスク層３は、ニッケルまたは銅等のメッキ成膜された金属箔、または圧延成形されたステンレス板等で構成され、接着や溶接によって枠体７に固定されている。
【００１６】
そして、この第１マスク層３に重ね合わせて設けられた第２マスク層５は、第１マスク層３と比較して十分な厚さの厚膜に、複数の開口窓５ａを形成してなるものである。この第２マスク層５は、第１マスク層３と同様に枠体７の開口を覆う状態で当該枠体７内に張設された状態で設けられている。そして、第１マスク層３と第２マスク層５とで構成されるマスク本体６に、開口窓５ａの一方側が第１マスク層３で覆われた凹部が設けられ、この凹部の底部、すなわち開口窓５ａ内の第１マスク層３分部に開口パターン３ａが配列された状態となっている。尚、開口窓５ａの位置精度は、１００レベルの精度で良い。
【００１７】
また特に、開口窓５ａの側壁（すなわち凹部の側壁）は、第１マスク層３側に向かって開口幅が狭められており、図示したようなテーパ形状に成形されていても良いし、あるいは階段形状に成形されていても良い。尚、各開口部５ａは、例えば、この蒸着マスク１を用いて作製される各ディスプレイの表示面に対応する形状となっていて良い。図示した蒸着マスク１の場合、９箇所の開口部５ａに対応して９枚のディスプレイの有機膜パターン形成に用いられるものとなる。
【００１８】
以上のような第２マスク層５は、アルミニウムのような熱伝導率の高い材料を用いて構成されることが好ましく、枠体７に対してはめ込みまたは溶接によって固定されている。一方、第１マスク層３と第２マスク層５とは、互いに固着させた状態で設けられても良く、分離された状態で設けられていても良いが、第２マスク層５側に平板状の被蒸着物（基板）を載置した場合に、広い面積で互いに密着した状態となることが重要である。
【００１９】
そして、これらの第１マスク層３および第２マスク層５を支持する枠体７は、例えば、蒸着マスク１全体の蒸着時の熱膨張を防止するため、インバー材のような低膨張材料を用いて構成されることとする。
【００２０】
以上のような構成の蒸着マスク１を作製する場合には、例えば図２に示すように、先ず、枠体７の一主面側に第１マスク層３を張設しておく。その後、第２マスク層５における開口窓５ａの開口幅の狭い方の面を第１マスク層３側に向けた状態で、枠体７内に第２マスク層５を嵌合させて第１マスク層３と第２マスク層５とを重ね合わせる。この際、第１マスク層３と第２マスク層５とが全面で接するようにすることが重要である。この状態で、枠体７に対して第２マスク層５を固定する。
【００２１】
また、蒸着マスク１を作製する場合の他の例として、例えば図３に示すように、枠体７内に第２マスク層５を嵌合させて固定しておく。この際、枠体７の一主面と第２マスク５における開口窓５の開口幅の狭い方の面とを同一面上に配置することが重要である。この状態で、枠体７の一主面側に第１マスク層３を張設する。
【００２２】
図４には、上述した構成の蒸着マスク１を用いて蒸着を行う場合の構成図を示した。この図に示すように、蒸着マスク１を用いた蒸着時には、蒸着源９の上方に蒸着マスク１を配置する。蒸着マスク１は、第１マスク層３を上方に向けて配置され、この第１マスク層３の上部に被蒸着物である基板Ｗを載置する。この状態で、蒸着源９から蒸着材料ｇを蒸発させ、蒸着マスク１における第２マスク層５の開口窓５ａを通過し、さらに第１マスク層３の開口パターン３ａを通過した蒸着材料ｇを基板Ｗ上に堆積させ、基板Ｗ上に蒸着パターンを形成する。この際、開口窓５ａの側壁が、第１マスク層５に向かって開口幅を狭めた形状となっているため、厚膜の第２マスク層５が蒸着の妨げになることが防止されている。
【００２３】
以上、図１〜図４を用いて説明した構成の蒸着マスク１では、枠体７に支持されたマスク本体６が、開口パターン３ａが形成された薄膜状の第１マスク層３と、開口窓５ａを有する第２マスク層５とを重ねた構成となっている。これにより、開口パターン３ａが形成されている部分では、当該開口パター３ａの形状精度が確保できる程度にマスク本体６の薄膜状態を維持することができる。しかも、第１マスク層３と第２マスク層５とが重なる部分では、マスク本体６の厚膜化を図ることができる。
【００２４】
このため、このマスク本体６が蒸着の際の輻射熱を受けた場合であっても、最も輻射熱の影響で膨張し易い薄膜部、すなわち第２マスク層５の開口窓５ａ内に露出する第１マスク層３部分であり、開口パターン３ａが形成されている部分の熱が、厚膜化された部分に放熱され易くなる。したがって、開口パターン３ａが形成されている薄膜部分の膨張、および膨張による弛みが防止され、輻射熱に影響されることなく開口パターン３ａの位置精度を維持することが可能になる。そして、蒸着マスク１を用いた蒸着成膜によって、被蒸着物である基板Ｗに対して位置精度良好に蒸着パターンを形成することが可能になる。
【００２５】
この結果、例えば、有機ＥＬ素子の有機膜パターンを位置精度良好に蒸着成膜することが可能になり、基板上に有機ＥＬ素子を配列形成してなるディスプレイの表示画質向上を図ることが可能になる。
【００２６】
そして、このような構成の蒸着マスク１では、第２マスク層５をアルミニウムのような熱伝導率の高い材料を用いて構成することにより、上述したような第２マスク層５からの放熱がさらに速やかに行われることになる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図５には、第２実施形態の蒸着マスク１ａの断面図を示す。この図に示す蒸着マスク１ａと図１を用いて説明した第１実施形態の蒸着マスク１ａとの異なる点は、第１マスク層３における開口パターン３ａの配置状態にあり、他の構成は同様であることとする。
【００２８】
すなわち、第２実施形態の蒸着マスク１ａでは、第１マスク層３の中央部にほぼ均等に開口パターン３ａが配列形成されている。ここで、第１マスク層３の中央部とは、第１マスク層３が枠体７と重ねて配置される部分よりも内周側の部分であることとする。このため、この蒸着マスク１ａにおいては、第１マスク層３に設けられた開口パターン３ａの一部が、第２マスク層５との重なりによって塞がれた状態となっている。そして、第２マスク層５の開口窓５ａ内に配列された開口パターン３ａのみが、蒸着成膜に用いられることになる。
【００２９】
また、この蒸着マスク１ａにおいても、第１マスク層３は、少なくとも枠体７に固定され、かつ第２マスク層５に対して広い面積で密着した状態であれば良い。このため、第１マスク層３と第２マスク層５とは、互いに固着させた状態で設けられても良く、分離された状態で設けられていても良い。
【００３０】
このような構成の蒸着マスク１ａの作製は、および蒸着マスク１ａを用いた蒸着方法は第１実施形態と同様であることとする。
【００３１】
このような構成の蒸着マスク１ａでは、第１マスク層３の全面に開口パターン３ａが設けられていることにより、第１マスク層３における残留応力を面内均一化することができる。そして、特にその作製工程において第１マスク層３を枠体７に対して張設する際に、第１マスク層３に加わる引っ張り応力も面内均一化される。このため、枠体７に張設した状態において、上記残留応力や引っ張り応力の影響を排除することができ、蒸着マスク１における開口パターン３ａの位置精度の向上を図ることができる。
【００３２】
また、第１マスク層３と第２マスク層５とが互いに分離された状態で設けられていれば、開口パターン３ａを全面に設けたことにより、第１マスク層３におけるヤング率やポアソン比が面内で均一化されるため、蒸着時の輻射熱による熱変形を第１マスク層３の全面で均一にすることができる。したがって、蒸着マスク１を用いた蒸着成膜によって、被蒸着物である基板Ｗに対して歪みのない蒸着パターンを形成することが可能になる。
【００３３】
さらに、第１マスク層３と第２マスク層５とが互いに分離された状態で設けられていれば、第２マスク層５を交換することができる。このため、例えば、開口窓５ａの大きさ、形状、個数などが異なる第２マスク層５を枠体７内にはめ込んで固定することにより、表示領域の異なるディスプレイの作製にも対応可能となる。したがって、ディスプレイの製造コストの削減を図ることができる。
【００３４】
＜第３実施形態＞
図６には、第３実施形態の蒸着マスク１ｂの断面図を示す。この図に示す蒸着マスク１ｂと図１を用いて説明した第１実施形態の蒸着マスク１との異なる点は、第２マスク層５と枠体７とが一体に形成されているところにあり、他の構成は同様であることとする。
【００３５】
この場合、第２マスク層５および枠体７との一体物８は、例えば、蒸着マスク１全体の蒸着時の熱膨張を防止するため、インバー材のような低膨張材料を用いて構成されることとする。
【００３６】
そして、この蒸着マスク１ｂにおいても、第１マスク層３は、少なくとも枠体７の部分に固定され、かつ第２マスク層５の部分に対して広い面積で密着した状態であれば良い。このため、第１マスク層３と第２マスク層５の部分とは、固着させた状態で設けられても良いし分離していても良い。
【００３７】
このような構成の蒸着マスク１ｂの作製は、第１実施形態において図３を用いて説明した手順で行われる。また、蒸着マスク１ｂを用いた蒸着方法は第１実施形態と同様であることとする。
【００３８】
このような構成の蒸着マスク１ｂであっても、第１実施形態の蒸着マスクと同様の効果を得ることが可能である。
【００３９】
そして、このような構成の蒸着マスク１ｂであっても、第２実施形態と組み合わせることが可能であり、第１マスク層３をその中央部にほぼ均等に開口パターン３ａを配列形成したものとすることができる。これにより、第２実施形態の効果も合わせて得ることができる。
【００４０】
＜第４実施形態＞
図７には、第４実施形態の蒸着マスク１ｃの断面図を示す。この図に示す蒸着マスク１ｃは、図６を用いて説明した第３実施形態の蒸着マスク１ｂの変形例であり、第２マスク層５および枠体７の一体物８と、第１マスク層３との間にアルミニウムのような熱伝導率の高い材料からなる放熱層１３を狭持させたものである。
【００４１】
このような構成の蒸着マスク１ｃでは、開口パターン３ａが形成されている第１マスク層３の熱が、放熱層１３を介して、体積の大きい第２マスク層５と枠体７との一体物８に放熱され易くなる。したがって、第３実施形態と比較して、輻射熱に影響されることなく開口パターン３ａの位置精度を維持する効果が高くなる。
【００４２】
尚、この放熱層１３は、図示したように、第２マスク層５および枠体７の一体物８と第１マスク層３との間の全面に設ける必要はない。しかしながら、第２マスク層５の部分と第１マスク層３との間の全面に設けることが好ましく、これにより、第１マスク層３の熱を放熱する効果が確実になる。
【００４３】
また、このような放熱層１３を設けた構成は、第２マスク層５と枠体７とを一体物８とした構成に限定されることはなく、図１を用いて説明した第１実施形態の構成にも適用可能である。第１実施形態に適用する場合、特に、第２マスク層５が、枠体７と同様にインバー材のような低膨張材料を用いて構成されていている構成に適用することで、放熱効果がそれほど高くない第２マスク層５を用いた場合であっても、この放熱層１３を介しての放熱が可能になるため、有効である。また、第２マスク層５が、アルミニウムのような熱伝導率の高い材料を用いて構成されている場合であっても、さらに熱伝導率の高い材料で放熱層１３を構成することにより、放熱効果を高めることが可能である。
【００４４】
ここで図８には、蒸着時における各蒸着マスクの第1マスク層の温度分布を示す。ここで、「（１）従来例」は、マスク本体が薄膜状の第１マスク層のみからなる蒸着マスクの温度である。「（２）第２マスク層有り」は、図６に示したように第２マスク層５と枠体７とが一体のインバー材からなる蒸着マスク１ｂの温度である。また「（３）第２マスク層＋放熱層」は、図７に示したように第２マスク層５と枠体７とが一体のインバー材からなり、アルミニウムからなる放熱層１３を設けた蒸着マスク１ｃの温度である。
【００４５】
これらのグラフに示すように、（１）の従来例と比較して、第２マスク層を設けた（２），（３）の蒸着マスクの温度分布が均一化しており、マスク本体を一部厚膜化した効果が確認された。さらに、（２）と（３）との比較結果から、第１マスク層と第２マスク層との間に放熱層を設けることにより、さらに蒸着マスクの温度分布が均一化することが確認された。
【００４６】
尚、上述した第１実施形態においては、第１マスク層３、第２マスク層５、および枠体７が別体である構成を説明し、第３実施形態および第４実施形態においては、第２マスク層５と枠体７とを一体化した構成を説明した。しかしながら、本発明の蒸着マスクは、このような構成に限定されることはなく、例えば、第１マスク層３と第２マスク層５とが一体化された構成、または第１マスク層３、第２マスク層５、および枠体７が一体化された構成であっても良く、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態の蒸着マスクの構成を示す平面図および断面図である。
【図２】第１実施形態の蒸着マスクの作製手順の一例を示す平面図および断面図である。
【図３】第１実施形態の蒸着マスクの作製手順の他の例を示す平面図および断面図である。
【図４】第１実施形態の蒸着マスクを用いた蒸着方法の一例を示す図である。
【図５】第２実施形態の蒸着マスクの構成を示す断面図である。
【図６】第３実施形態の蒸着マスクの構成を示す断面図である。
【図７】第４実施形態の蒸着マスクの構成を示す断面図である。
【図８】蒸着時における各蒸着マスクの温度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…蒸着マスク、３…第１マスク層、３ａ…開口パターン、５…第２マスク層、５ａ…開口窓（凹部）、６…マスク本体、７…枠体、１３…放熱層
【図１】
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【図２】
2005146338.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005146338.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005146338.tif 000009
【図８】
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