(57)【要約】  本発明の課題は、パターニング用マスクの熱膨張を防止するとともに、位置ズレを防止するマスク保持機構を提供することである。  本発明のマスク保持機構（１）は、パターニング用マスク（Ｍ）を保持可能な四角形状のマスクフレーム（２）を有し、マスクフレーム（２）の各辺に設けられ、マスク（Ｍ）に接触して、マスク（Ｍ）を側方から押圧する粘弾性体（４）と、粘弾性体（４）を固定する固定手段（６）と、を備え、粘弾性体（４）は、マスクフレーム（２）の各辺に１対以上対向して配置され、固定手段（６）は、対向して配置された粘弾性体（４）のうち、少なくとも一方の粘弾性体（４）を固定し、マスク（Ｍ）に一定圧力を加えてマスク（Ｍ）を保持可能とすることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニング用マスクを保持可能な四角形状のマスクフレームを有するマスク保持機構であって、
前記マスクフレームの各辺に設けられ、前記マスクに接触して、前記マスクを側方から押圧する粘弾性体と、
前記粘弾性体を固定する固定手段と、
を備え、
前記粘弾性体は、前記マスクフレームの各辺に１対以上対向して配置され、
前記固定手段は、対向して配置された前記粘弾性体のうち、少なくとも一方の粘弾性体を固定し、前記マスクに一定圧力を加えて前記マスクを保持可能とすることを特徴とするマスク保持機構。
【請求項２】
前記粘弾性体が、前記マスクフレームの各辺に２対以上対向して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマスク保持機構。
【請求項３】
前記固定手段が、対向して配置された前記粘弾性体の両方を固定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のマスク保持機構。
【請求項４】
前記マスクフレームの対向する１組の辺に、１対のマスク外れ防止規制板が対向して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のマスク保持機構。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のマスク保持機構を備えることを特徴とするパターニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク保持機構及びこれを備えるパターニング装置に関し、より詳しくは、パターニング用マスクの熱膨張を防止するとともに、位置ズレを防止するマスク保持機構及びこれを備えるパターニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄型の発光デバイスとして有機発光パネルが注目されている。例えば、有機材料のエレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した有機発光素子（以下、「有機ＥＬ素子」ともいう。）は、数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体パネルであり、低電力で高い輝度を得ることができ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れ、薄型、軽量にできるといった多くの優れた特徴を有している。このため、有機ＥＬ素子をパネルとして用いた各種ディスプレイや、そのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体が近年注目されている。【０００３】
この有機ＥＬ素子に紫外線を照射すると、照射された領域の発光効率が低下し、パターニングできることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、紫外線照射によりパターニングを行うとマスク遮光膜の温度が上昇し、マスクに熱変形が生じてしまい、割れ又は変形が発生する。その結果、有機ＥＬ素子のパターニングが困難となる。【０００４】
この対策（熱変形を吸収する方法）として、コーキング接着が知られている。しかし、コーキング接着したマスクでは、マスク保持力のバラツキを十分に抑制できず、正確な押さえ力を確保できない。また、密着露光に使用した場合には、マスクを有機ＥＬ素子に接触させた際に位置ズレを起こす問題があり、当該位置ズレを防止するために、ゴム硬度の選択肢の幅が狭くなり、また、必要な特性の粘弾性が得られないといった問題あった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２８３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、パターニング用マスクの熱膨張を防止するとともに、位置ズレを防止するマスク保持機構及びこれを備えるパターニング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、粘弾性体と粘弾性体を固定する固定手段とを備え、固定手段が対向して配置された粘弾性体のうち、少なくとも一方の粘弾性体を固定し、マスクに一定圧力を加えてマスクを保持可能とすることにより、パターニング用マスクの熱膨張を防止するとともに、位置ズレを防止するマスク保持機構及びこれを備えるパターニング装置を提供できることを見出し、本発明に至った。【０００８】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。【０００９】
１．パターニング用マスクを保持可能な四角形状のマスクフレームを有するマスク保持機構であって、
前記マスクフレームの各辺に設けられ、前記マスクに接触して、前記マスクを側方から押圧する粘弾性体と、
前記粘弾性体を固定する固定手段と、
を備え、
前記粘弾性体は、前記マスクフレームの各辺に１対以上対向して配置され、
前記固定手段は、対向して配置された前記粘弾性体のうち、少なくとも一方の粘弾性体を固定し、前記マスクに一定圧力を加えて前記マスクを保持可能とすることを特徴とするマスク保持機構。【００１０】
２．前記粘弾性体が、前記マスクフレームの各辺に２対以上対向して配置されていることを特徴とする第１項に記載のマスク保持機構。【００１１】
３．前記固定手段が、対向して配置された前記粘弾性体の両方を固定することを特徴とする第１項又は第２項に記載のマスク保持機構。【００１２】
４．前記マスクフレームの対向する１組の辺に、１対のマスク外れ防止規制板が対向して配置されていることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載のマスク保持機構。【００１３】
５．第１項から第４項までのいずれか一項に記載のマスク保持機構を備えることを特徴とするパターニング装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の上記手段により、パターニング用マスクの熱膨張を防止するとともに、位置ズレを防止するマスク保持機構及びこれを備えるパターニング装置を提供することができる。【００１５】
本発明の効果の発現機構・作用機構については明確になっていないが、以下のように推察している。【００１６】
本発明のマスク保持機構は、固定手段が対向して配置された粘弾性体のうち、少なくとも一方の粘弾性体を固定し、マスクに一定圧力を加えてマスクを保持可能とすることを特徴とする。
すなわち、本発明のマスク保持機構は、粘弾性体が固定手段により固定されているため、パターニング用マスクを密着して装着した際に、必要なゴム硬度を安定して保持することができるとともに、マスクに対し所定の圧力で押圧してマスクを固定することが可能となり、位置ズレを防止することができる。
さらには、高エネルギーの光照射によるパターニングであっても、温度上昇によるマスクの熱膨張（変形）を抑制することができるため、正確なパターニングを可能とするものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のマスク保持機構の一例としての概略構成を示す平面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図
【図３】本発明のマスク保持機構の他の態様の概略構成を示す平面図
【図４】本発明のマスク保持機構の他の態様の概略構成を示す平面図
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線に沿った組合せ断面図
【図６】本発明のマスク保持機構の他の態様の概略構成を示す断面図
【図７】本発明のパターニング装置の一例としての概略構成を示す断面図
【図８】チラーの一例としての模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のマスク保持機構は、粘弾性体がマスクフレームの各辺に１対以上対向して配置され、固定手段が対向して配置された粘弾性体のうち、少なくとも一方の粘弾性体を固定し、マスクに一定圧力を加えてマスクを保持可能とすることを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００１９】
本発明の実施態様としては、よりパターニング用マスクの熱膨張や位置ズレを防止する観点から、粘弾性体がマスクフレームの各辺に２対以上対向して配置されていること、固定手段が対向して配置された粘弾性体の両方を固定することが好ましい。
【００２０】
また、本発明のマスク保持機構を可動式とした際のマスクの脱落を防止する観点から、マスクフレームの対向する１組の辺に、１対のマスク外れ防止規制板が対向して配置されていることが好ましい。
【００２１】
本発明のマスク保持機構は、パターニング装置に適用することができる。
【００２２】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
【００２３】
《マスク保持機構》
以下、図面を用いて、本発明のマスク保持機構について説明する。なお、以下では、便宜上、マスク保持機構にパターニング用マスクを装着した状態のものを用いて説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すとおり、本発明のマスク保持機構１は、中央に開口部を有する、四角形状のマスクフレーム２の各辺上に設けられ、対向して配置された粘弾性体４と、粘弾性体４を固定する固定手段６と、を備えて構成されている。
粘弾性体４は、マスクフレーム２上に載置され、マスクＭと面接触することによりマスクＭを側方から押圧して固定するようになっている。
固定手段６は、マスクフレーム２に固定されている。粘弾性体４は、マスクＭと面接触している側とは反対側の面と、粘弾性体４の上面とで固定手段６に当接して固定されている（図２参照。）。なお、図１及び図２では、粘弾性体４が固定手段６と２面で当接した例を示しているが、粘弾性体４を固定することができれば特にこれに限定されず、例えば、１面（粘弾性体４のマスクＭとは反対側の面）で当接して固定するようにしてもよい。また、すべての粘弾性体４は固定手段６により固定されているが、対向して配置されている一対の粘弾性体４のうち、少なくとも一方が固定手段６により固定されていればよい。
マスクＭは、上述したように、各粘弾性体４に接触するようにしてマスクフレーム２上に配置される。マスクＭは、一例として、ガラス基板と遮光膜との２層構成（図示略）となっており、遮光膜がマスクフレーム２側となるように、マスク保持機構１に装着される。
【００２５】
粘弾性体４は、マスクＭと面接触して固定することが好ましいが、点接触、例えば、球状の粘弾性体により固定してもよい。
【００２６】
また、本発明のマスク保持機構１は、マスクＭを所定の圧力で保持することができることから、マスクフレーム２の任意の辺を回動軸として、可動式のマスク保持機構とすることができる。可動式とすることにより、後述するパターニング装置に適用した際、パターニングする有機ＥＬ素子等の搬入及び搬出を容易にすることができる。
【００２７】
粘弾性体４（及び固定手段６）は、図３に示すとおり、マスクフレーム２の各辺に２対以上対向して配置されていることが好ましい。粘弾性体４の設置数は、マスクＭの大きさ、すなわち、マスクフレーム２の各辺の長さによって適宜調整することができる。
【００２８】
本発明のマスク保持機構１は、上述したように可動式とすることができることから、図４及び図５に示すとおり、マスクフレーム２の対向する１組の辺上に、少なくとも１対のマスク外れ防止規制板８を対向して配置させることが好ましく、マスクフレーム２の対向する２組の辺上に、それぞれ少なくとも１対対向して配置させることがより好ましい。
回動軸は、マスク外れ防止規制板８が設置されたマスクフレーム２の対向する１組の辺のうち、いずれか一方の辺に設けられていてもよいし、マスク外れ防止規制板８の設置されていないマスクフレーム２の対向する１組の辺のうち、いずれか一方の辺に設けられていてもよく、特に制限されない。
【００２９】
以上では、マスク外れ防止規制板８を粘弾性体４及び固定手段６と別途設けた例を示したが、固定手段６にマスク外れ防止機能を持たせてもよい。すなわち、図６に示すとおり、粘弾性体１４をマスクＭよりも高くなるようにし、当該粘弾性体１４を固定する固定手段１６の上面をマスクＭ側に延在させることにより、固定手段１６にマスク外れ防止機能を持たせることができる。
【００３０】
その他の態様として、マスクＭの各辺のうち一辺を固定ピンとして、位置決め配置され固定した機構でも、本発明のマスク保持機構１と同様の効果を得ることができる。
また、マスクＭと接触する部分に面積のある粘性物（例えば、粘弾性体（ゴム）薄板）を設け、その部材を剛体を介してフック弾性体で一定圧力を加える機構でも同様の効果を得ることができる。
【００３１】
〈マスクフレーム（２）〉
本発明に係るマスクフレームとしては、従来公知のものを使用することができる。
マスクフレームの材質としては、特に制限されないが、例えば、アルミニウムが挙げられる。
【００３２】
〈粘弾性体（４、１４）〉
本発明のマスク保持機構においては、粘弾性体を構成する材料は特に限定されないが、一例として、フッ素ゴム、クロロブレンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム等のゴムが挙げられる。中でも、紫外線に対する耐久性が高いことから、フッ素ゴムであることが好ましい。
【００３３】
粘弾性体の硬度は、Ａ５０〜Ａ８０の範囲内であることが好ましい。粘弾性体の硬度がＡ５０以上であればマスクの熱膨張を効果的に防止することができ、Ａ８０以下であればマスク保持機構を可動式とした際のマスクの自重によるズレを防止することができる。なお、本発明において、粘弾性体の硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠して測定される値である。
【００３４】
粘弾性体とマスクとの接触面積は、１０４．５ｍｍ２以上であることが好ましく、これにより、マスクを安定して固定することができる。
【００３５】
また、当該接触面における粘弾性体のマスクに対する圧力は、４３００００±５６０００Ｎ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。圧力が当該範囲内であれば、マスクの熱膨張や位置ズレを防止することができる。
【００３６】
また、マスクの平面方向のズレ量は、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
〈固定手段（６）〉
本発明に係る固定手段は、ネジ等によりマスクフレームに固定されている。
固定手段の材質は特に制限されないが、例えば、アルミニウムなどを用いることができる。
【００３８】
〈マスク（Ｍ）〉
マスクは、素子に照射する光量を変える役割を有する。例えば、照射光として紫外線の透過光量を変えることができる公知のマスク材料を用いて、ガラス基板上にネガ状のパターンを有するマスクを作製することができる。これを、例えば有機ＥＬ素子に紫外線照射することにより、発光パターンを有する有機ＥＬ素子を作製することができる。例えば、ゼラチン膜中に銀微粒子が分散した白黒写真のネガ画像を用いることで、写真画像を作製することができる。
【００３９】
ガラス基板としては、素材として、特に限定されることがなく、例えば、光学的用途や基板用に用いられる公知のガラス素材を用いることができる。具体的には、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、結晶化ガラス等のガラスセラミック、リン酸系ガラス又はランタン系ガラス等を挙げることができる。
これらの中でも、熱膨張率の低いものが好ましく、ソーダライムガラス、石英ガラスを好ましく用いることができる。
マスクの厚さは特に制限はないが、３〜１０ｍｍの範囲内のものを用いることができる。
【００４０】
なお、ここでいう「パターン」とは、有機ＥＬ素子等により表示される図案（図の柄や模様）、文字、画像等をいう。「パターニング」とは、これらのパターン表示機能を持たせることをいう。
また、「発光パターン」とは、有機ＥＬ素子等が発光する際、所定の図案（図の柄や模様）、文字、画像等に基づいて、発光面の位置により発光強度（輝度）を変えて光を発光させるためにあらかじめ有機ＥＬ素子に形成（付与）される所定の図案（図の柄や模様）、文字、画像等を表示させる機能を有する発生源をいう。
【００４１】
《パターニング装置》
本発明のマスク保持機構は、種々の態様のパターニング装置に用いることができる。例えば、有機ＥＬ素子等のパターニング装置に適用することができる。
以下、図面を用いて本発明のマスク保持機構を適用可能なパターニング装置について説明するが、特にこれに限定されない。
【００４２】
図７に示すとおり、本発明のパターニング装置２０は、紫外線発光部２２、紫外線発光部から発せられた紫外線を反射導光する筐体２４、その下方に紫外線が照射されるマスクＭを備えて構成されている。マスクＭは、上述した本発明のマスク保持機構１により保持され、その下部（遮光膜側）に有機ＥＬ素子２６が密着して配置される。
紫外線発光部２２から発せられた紫外線は、反射導光する筐体２４を通して、その下部に位置するマスクＭに照射され、マスクＭに形成されたパターンに従って有機ＥＬ素子２６をパターニングする。
マスクＭの下方には、水冷管２８を有するチラー３０を備えていることが好ましい。
【００４３】
〈紫外線発光部（２２）〉
紫外線発光部には、紫外線を発光する光源が取り付けられている。光源としては、所望の紫外線光量を発光する光源であれば、特に制限はない。例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ、ＵＶ光レーザー等から発せられる１００〜４００ｎｍの範囲、好ましくは２００〜４００ｎｍの範囲の波長領域の紫外線を用いることができる。
【００４４】
有機ＥＬ素子のサイズにもよるが、２０〜３６００Ｊ／ｃｍ２の光量で照射することができる。また、紫外線照射時間は、５〜３００秒の範囲内であることが好ましい。
【００４５】
〈筐体（２４）〉
反射導光する筐体（リフレクター）は、紫外線発光部から照射された紫外線の光量の低下を防ぎ、かつ均一な光量でマスクに照射させる機能を有している。そのために、内面が反射材料で覆われていることが好ましい。反射材料は、熱に対して耐性があり、耐久性もあることから、金属材料を用いることができる。例えば、軽量でもあることから、アルミニウムを好ましく使用できる。
【００４６】
筐体は、その上部に紫外線発光部が取り付けられ、その下端にマスクとの間隙を有していれば、その高さや底面積は、特に制限がなく、紫外線を照射する有機ＥＬ素子の大きさに応じて設定することができる。底面は、作製するパターンより大きいことが好ましい。
【００４７】
筐体の高さは、紫外線の光量、照射光量のムラなどを考慮して適宜調整できる。例えば、０．５〜５ｍ程度にすることができる。
【００４８】
〈チラー（３０）〉
本発明のパターニング装置は、マスクの下部にチラーを備えていることが好ましい。チラーとは、冷却媒体を循環させて対象部を一定の温度に保つ装置である。このチラーにより、特にマスクの温度が１００℃以上の高温になるような場合に好ましく使用することができる。また、例えば、マスクの温度が１５０℃まで上昇した場合、紫外線照射を中断して、室温まで下げる等の使い方ができる。チラーは、紫外線が照射される有機ＥＬ素子の下面に接して設けられていることが好ましい。
【００４９】
チラーとしては、水冷チラーや空冷チラーのような公知のチラーが挙げられるが、水冷チラーが簡便で効果的であることから好ましい。
【００５０】
図８は、チラー３０が２系統の循環水を流す場合の例である。
冷水が水冷管（導入）２８ａで導入され水冷管（排出）２８ｂから排出され、排出された水は、再度冷却され、循環して、紫外線照射される有機ＥＬ素子を冷却することができる。
【００５１】
チラーの材質は熱伝導率の高いものが好ましい。例えば、アルミニウムなどを用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、パターニング用マスクの熱膨張を防止するとともに、位置ズレを防止するマスク保持機構及びこれを備えるパターニング装置を提供することに、特に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  マスク保持機構
２  マスクフレーム
４、１４  粘弾性体
６、１６  固定手段
８  マスク外れ防止規制板
２０  パターニング装置
２２  紫外線発光部
２４  筐体
２６  有機ＥＬ素子
２８、２８ａ、２８ｂ  水冷管
３０  チラー
Ｍ  マスク
【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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【国際調査報告】
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2017158925.tif 000012
2017158925.tif 000013
2017158925.tif 000014