CN112543817A - 蒸镀掩模、蒸镀掩模的制造方法以及有机半导体元件的制造方法 - Google Patents

蒸镀掩模、蒸镀掩模的制造方法以及有机半导体元件的制造方法 Download PDF

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Abstract

蒸镀掩膜(100)包括：磁性金属体(20),其含有至少一个第一开口部(25)；层叠体(30),在磁性金属体(20)上覆盖至少一个第一开口部(25)配置,并具有位于至少一个第一开口部(25)内的多个第二开口部(13)；层叠体(30)包括第一层(m1)以及配置于第一层(m1)与磁性金属体(20)之间的第二层(m2),在至少一个第一开口部(25)内,室温以上的第一温度下的第一层的弹性模量E1、第一层的厚度a1、第一层所具有的内部应力σ1、第二层的弹性模量E2、第二层的厚度a2、第二层所具有的内部应力σ2满足下述式(1)、(2)：σ1/E1‑σ2/E2＜0···(1)0＜a1×σ1+a2×σ2···(2)其中，σ1、σ2为拉伸应力时为正。

Description

蒸镀掩模、蒸镀掩模的制造方法以及有机半导体元件的制造 方法
技术领域
本发明涉及蒸镀掩模和蒸镀掩模的制造方法。此外，本发明涉及使用蒸镀掩模的有机半导体元件的制造方法。
背景技术
近年来,有机EL(ElectroLuminescent:电致发光)显示装置作为下一代显示器受到关注。在当前量产的有机EL显示装置中,主要使用真空蒸镀法进行有机EL层的形成。
作为蒸镀掩模,一般是金属制的掩模(金属掩模)。然而,随着有机EL显示装置的高精细化的发展,使用金属掩模精度良好地形成蒸镀图案变得困难。这是因为,在现有的金属加工技术中,难以在成为金属掩模的金属板(例如厚度100μm左右)上以高精度形成对应于短像素间距(例如10～20μm左右)的小的开口部。
由此,作为用于形成精细度高的蒸镀图案的蒸镀掩模,提出了具有层叠了树脂层和金属层(磁性金属体)的结构的蒸镀掩模(以下也称为“层叠型掩模”)。
例如,专利文献1公开了层叠型掩模，层叠型掩模层叠有树脂薄膜和作为金属磁性体的保持部件。在树脂膜上形成有与所期望的蒸镀图案对应的多个开口部。在保持构件上形成有尺寸比树脂膜的开口部大的狭缝。树脂膜的开口部配置在狭缝内。因此,在使用专利文献1的层叠型掩模的情况下,蒸镀图案与树脂膜的多个开口部对应地形成。比通常的用于金属掩模的金属板薄的树脂膜中,即使是小的开口部,也能够以高精度地形成。
在树脂膜上形成上述那样的小开口部时,优选使用激光烧蚀法。专利文献1中记载了向载置于支承材料(玻璃基板等)的树脂膜照射激光以形成期望尺寸的开口部的方法。
图21的(a)～(d)分别是用于说明专利文献1所公开的现有的蒸镀掩模的制造方法的示意性工序剖视图。
在专利文献1中,首先,如图21的(a)所示,在树脂膜81上形成具有开口部(狭缝)85的金属层82,得到层叠膜80。接着,如图21的(b)所示,在对层叠膜80沿规定的面内方向赋予张力的状态下,将层叠膜80安装于框架87。之后,如图21的(c)所示,将层叠膜80载置于玻璃基板90上。此时,使树脂膜81中的与金属层82相反一侧的面经由乙醇等液体88紧贴于玻璃基板90。然后,如图21的(d)所示,通过对树脂膜81中的由金属层82的狭缝85露出的部分照射激光L,从而在树脂膜81形成多个开口部89。这样,制造出层叠型的蒸镀掩模900。
另外,在上述的例子中,作为保持部件的磁性金属体(金属层82)具有在一个蒸镀对象基板上形成多个装置(例如有机EL显示器)的蒸镀掩模中对应于一个装置的单位区域U配置有两个以上的开口部或狭缝的结构,但也可以对应于一个单位区域U具有一个开口部。将这样的结构称为“开口掩模结构”。以下,会将具有开口掩模结构的磁性金属体简称为“开口掩模”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2014-205870号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
本发明人研究的结果是,在通过图21所例示的方法制造的现有的蒸镀掩模中,会有树脂膜产生由自重导致的挠曲的情况。
若在树脂膜产生挠曲,则将完成的蒸镀掩模作为蒸镀对象的基板(以下,称为“蒸镀对象基板”。)难以密合,蒸镀时在蒸镀掩模和蒸镀对象基板之间可能产生间隙。因此,如果使用现有的蒸镀掩模形成蒸镀图案,则蒸镀图案形成得比期望的形状宽,蒸镀图案的边界变得模糊(以下称为"蒸镀模糊")。)，可能无法获得高精细的蒸镀图案。其结果,在红像素(R)、绿像素(G)以及蓝像素(B)中的相邻像素间产生混色,会使显示品质降低。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,提供能够适用于形成高精细的蒸镀图案的层叠型的蒸镀掩模及其制造方法。此外,本发明的另一个目的在于,提供使用这样的蒸镀掩模的有机半导体元件的制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一实施方式的蒸镀掩模包括：磁性金属体,其含有至少一个第一开口部；层叠体,在所述磁性金属体上覆盖所述至少一个第一开口部配置,并具有位于所述至少一个第一开口部内的多个第二开口部；所述层叠体包括第一层以及配置于所述第一层与所述磁性金属体之间的第二层,在所述至少一个第一开口部内,室温以上的第一温度下的所述第一层的弹性模量E1、所述第一层的厚度a1、所述第一层所具有的内部应力σ1、所述第二层的弹性模量E2、所述第二层的厚度a2、所述第二层所具有的内部应力σ2满足下述式(1)、(2)：
σ1/E1-σ2/E2＜0···(1)
0＜a1×σ1+a2×σ2···(2)
其中，σ1、σ2为拉伸应力时为正。
在一实施方式中，所述第一温度在室温以上且60℃以下。
在一实施方式中，在所述第一温度下,所述层叠体中位于所述至少一个第一开口部内的部分以向所述磁性金属体的相反侧凸出的方式挠曲。
在一实施方式中，所述蒸镀掩膜还包括粘接层,所述粘接层位于所述层叠体与所述磁性金属体之间,将所述层叠体与所述磁性金属体接合。
在一实施方式中，所述第一层和所述第二层分别为树脂层或由金属材料以外的无机材料形成。
在一实施方式中，所述第一层和所述第二层的任一方是金属层。
在一实施方式中，所述第一层和所述第二层的至少一方是树脂层。
在一实施方式中，所述第一层和所述第二层均为树脂层。
在一实施方式中，所述第一层和所述第二层的至少一方是聚酰亚胺层。
在一实施方式中，所述第一层使用聚酰亚胺层,所述第二层使用化学射线固化型树脂材料形成。
在一实施方式中，所述第一层是聚酰亚胺层,所述第二层是使用金属材料以外的无机材料形成的。
在一实施方式中，仅所述层叠体以覆盖所述磁性金属体的所述至少一个第一开口部的方式配置,所述层叠体仅由所述第一层和所述第二层构成。
在一实施方式中，还包括支承所述磁性金属体的框架。
在一实施方式中，所述磁性金属体具有开口掩模结构。
本发明的一实施方式的蒸镀掩模的制造方法包括：工序A，准备具有至少一个第一开口部的磁性金属体；工序B，准备基板；工序C，在所述基板的表面形成层叠体，所述层叠体包含第一层和形成于所述第一层上的第二层；工序D，将在所述基板的所述表面形成的所述层叠体以覆盖所述至少一个第一开口部的方式固定在所述磁性金属体上；工序E，在所述层叠体上形成多个第二开口部；工序F，从所述基板剥离所述层叠体，在所述至少一个第一开口部内,在室温以上的第1温度下，所述第一层的弹性模量E1、所述第一层的厚度a1、所述第一层所具有的内部应力σ1、所述第二层的弹性模量E2、所述第二层的厚度a2、所述第二层具有的内部应力σ2满足下述式(1)、(2)：
σ1/E1-σ2/E2＜0···(1)
0＜a1×σ1+a2×σ2···(2)
其中，σ1、σ2为拉伸应力时为正。
在一实施方式中，所述第一层及所述第二层的至少一方为树脂层,所述工序C包括：在赋予含有树脂材料的溶液或树脂材料的清漆后,通过热处理形成所述树脂层的工序。
在一实施方式中，所述树脂层是聚酰亚胺层。
在一实施方式中，在所述工序E之后进行所述工序F。
在一实施方式中，还包括在所述磁性金属体的周缘部设置框架的工序。
在一实施方式中，分别使用树脂材料或者使用金属材料以外的无机材料形成所述第一层和所述第二层。
在一实施方式中，所述第一层和所述第二层均为树脂层。
在一实施方式中，所述第一层和所述第二层中的任一层是金属层。
在一实施方式中，所述基板为玻璃基板,所述玻璃基板的热膨胀系数与所述第一层以及所述第二层各自的材料的热膨胀系数为相同程度或为所述第一层以及所述第二层各自的材料的热膨胀系数以下。
在一实施方式中,所述第一温度为60℃以下。
在一实施方式中，所述磁性金属体具有开口掩模结构。
本发明的一实施方式的有机半导体元件的制造方法包括上述任一项记载的蒸镀掩模,在所述第一温度下,在工件上蒸镀有机半导体材料的工序。
有益效果
根据本发明的实施方式,提供可适用于形成高精细的蒸镀图案的层叠型的蒸镀掩模及其制造方法。
附图说明
图1的(a)是示意性地表示本发明的实施方式的蒸镀掩模100的俯视图,图1的(b)是沿图1的(a)中的1B-1B’线的剖视图。
图2是蒸镀掩模100的层叠体10的一部分的示意性放大剖视图。
图3的(a)是蒸镀掩模100的示意性剖视图,图3的(b)是用于说明使用了蒸镀掩模100的蒸镀工序的剖视图。
图4的(a)和(b)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的制造方法的工序俯视图和沿4B-4B’线的工序剖视图。
图5的(a)和(b)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的制造方法的工序俯视图和沿5B-5B’线的工序剖视图。
图6的(a)和(b)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的制造方法的工序俯视图和沿6B-6B’线的工序剖视图。
图7的(a)和(b)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的制造方法的工序俯视图和沿7B-7B’线的工序剖视图。
图8的(a)和(b)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的制造方法的工序俯视图和沿8B-8B’线的工序剖视图。
图9的(a)～(e)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的其他制造方法的工序剖视图。
图10的(a)～(e)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的又一其他制造方法的工序剖视图。
图11的(a)～(e)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的又一其他制造方法的工序剖视图。
图12(a)～(e)分别是例示本发明的实施方式的蒸镀掩模的又一其他制造方法的工序剖视图。
图13的(a)是样品A～C的俯视图,图13的(b)是用于说明各样品的基板的变形的示意性剖视图。
图14的(a)及(b)分别是示意性地表示温度T0及温度T1的层叠体10的图。
图15是表示本发明的实施方式的蒸镀掩模的变形例的示意性剖视图。
图16的(a)及(b)分别是示意性地表示本发明的实施方式的其他蒸镀掩模的俯视图。
图17是示意性地示出顶发光方式的有机EL显示装置500的剖视图。
图18的(a)～(d)是示出有机EL显示装置500的制造工序的工序剖视图。
图19的(a)～(d)是示出有机EL显示装置500的制造工序的工序剖视图。
图20的(a)～(d)是用于说明由激光烧蚀法在树脂膜上生成毛刺的情况的示意性剖视图。
图21的(a)～(d)分别是用于说明专利文献1所公开的现有的蒸镀掩模的制造方法的示意性的工序剖视图。
图22的(a)是参考例的蒸镀掩模800的示意性剖视图,图22的(b)是用于说明使用了蒸镀掩模800的蒸镀工序的剖视图。
具体实施方式
在层叠型的现有蒸镀掩模中,作为产生蒸镀图案的边界模糊(蒸镀模糊)的主要原因,可列举出树脂膜的挠曲、在树脂膜的加工时产生的毛刺等。关于树脂膜的毛刺及挠曲,本发明人研究的结果,以下对发现的见解进行说明。
<关于毛刺>
在现有的方法中,如参照图21的(c)和(d)所说明的那样,在利用乙醇等液体88的表面张力使树脂膜81密合于玻璃基板90的状态下,对树脂膜81的规定区域(以下,简称为“激光照射区域”)照射激光L,形成开口部89。本发明人研究的结果可知,在该方法中,在使树脂膜81与玻璃基板90密合时,在玻璃基板90与树脂膜81的界面局部地产生气泡,会有局部降低密合性的担忧。进而,本发明人发现:当树脂膜81的某个激光照射区域的下方存在气泡时,不仅难以以高精度形成开口部89,而且容易在该激光照射区域生成毛刺。参照图20来说明。
图20的
Figure BDA0002936857170000081
是用于说明由玻璃基板90与树脂膜81之间的气泡生成毛刺的情况的示意性剖视图。图20中省略了金属层以及液体的图示。
如图20的(a)所示,在(例如经由液体)使树脂膜81紧贴在玻璃基板90等支承材料上的情况下,在玻璃基板90与树脂膜81之间可能部分地产生间隙(气泡)94。当在该状态下利用激光烧蚀法进行树脂膜81的加工(以下,简称为“激光加工”)时,如图20的(b)所示,存在在树脂膜81中位于气泡94上的部分配置用于形成开口部的激光照射区域92的可能性。在激光照射区域92中,例如使焦点对准树脂膜81的表面来进行多次照射。
激光烧蚀是指在固体的表面照射激光时,固体表面的构成物质因激光的能量而急剧释放的现象。在此,将释放的速度称为烧蚀速度。在激光加工时,在激光照射区域92中,依赖于能量的分布从而在烧蚀速度上产生分布,有可能仅在树脂膜81的一部分先形成贯通孔。这样,如图20的(c)所示,树脂膜81中被薄膜化的其他部分98向树脂膜81的背侧(即,位于树脂膜81与玻璃基板90之间的气泡94内)折返,不再被激光L照射。其结果,在被薄膜化的部分98未被去除而残留的状态下,形成开口部89。在本说明书中,将树脂膜81中以被薄膜化的状态残留的部分98称为“毛刺”。
如果毛刺98向树脂膜81的背面侧突出,则在将蒸镀掩模设置在蒸镀对象基板上时,蒸镀掩模的一部分从蒸镀对象基板浮起。因此,有可能无法获得与开口部89相对应的形状的蒸镀图案。
会在激光加工后进行去除树脂膜81的毛刺98的处理(毛刺去除工序)。例如,尝试擦去(擦拭)树脂膜81的背面。然而,难以通过毛刺去除工序将在树脂膜81上产生的毛刺98全部去除。此外,如图20的(d)所例示,当一部分毛刺98因擦拭而以向开口部89的内部突出的方式复原时,在蒸镀工序中,会有蒸镀材料不堆积在蒸镀对象基板中由开口部89规定的区域的一部分上的情况(称为“膜脱落”)。)。其结果是,电极露出,可能发生短路导致的点亮不良。
另外,尽管在上述中以树脂膜为例进行了说明,但即使是由树脂以外的材料构成的膜,如果采用与上述同样的方法进行激光加工,则也认为会产生同样的毛刺。
＜树脂膜的挠曲＞
在以往的层叠型掩模中,树脂膜或者树脂膜与金属层(磁性金属体)的层叠膜在由架设机等向特定的层面内方向拉伸的状态下固定于框架(以下,称为“架设工序”)。在这样的掩模中,树脂膜容易产生由自重引起的挠曲。产生挠曲时,在蒸镀掩模和蒸镀对象基板之间形成间隙,会产生蒸镀模糊。
尤其是,当磁性金属体的开口部变大时,该问题变得突出。例如,为了更廉价且简便地制造蒸镀掩模,在使用开口掩模作为磁性金属体的情况下,开口掩模的开口部对应于与一个装置对应的单位区域(有源区域)U,由于开口部比较大,因此树脂膜的自重导致的挠曲量容易增大。
图22的(a)是示出参考例的蒸镀掩模800的剖视图。蒸镀掩模800具有磁性金属体(例如开口掩模)110和接合于磁性金属体110的树脂膜112。位于树脂膜112中的磁性金属体110的开口部内的第一区域112a具有挠曲(塌陷成凹状的部分)。即,在以树脂膜112在上方的方式设置蒸镀掩模800时,树脂膜112的第一区域112a位于比包含磁性金属体110的上表面的基准面bs靠下方的位置。树脂膜112的挠曲量(磁性金属体110的上表面的高度h1与树脂膜112的高度h2之差)Δh例如在第一区域112a的大致中央部处最大。
在进行蒸镀时,如图22的(b)所示,利用磁性金属体110的磁力将蒸镀掩模800固定在蒸镀对象基板114上。此时,在树脂膜112存在挠曲时,导致在蒸镀掩模800的树脂膜112与蒸镀对象基板114之间形成有间隙g。因此,特别是在磁性金属体110的中央部附近容易产生蒸镀模糊,难以形成与在树脂膜112的第一区域112a形成的开口图案相对应的蒸镀图案。
本发明人基于上述见解进行了研究,结果发现:在玻璃基板等支承基板上形成树脂层,在支承基板上进行树脂层的加工(开口部的形成),由此能够在抑制毛刺产生的同时进行高精度的加工,并且能够根据树脂层的形成条件降低挠曲(本申请人的国际申请PCT/JP2017/003409)。作为参考,在本申请中援引PCT/JP2017/003409的全部记载内容。
本发明人进一步反复研究,想到了能更有效地抑制由挠曲引起的蒸镀模糊的新型掩模结构。
以下参照附图说明本发明的实施方式。另外，本发明不限于以下的实施方式。
(实施方式)
＜蒸镀掩模的结构＞
图1的(a)和(b)参照附图说明本发明的实施方式的蒸镀掩模100。图1的(a)和(b)分别是示意性地示出蒸镀掩模100的俯视图和剖视图。图1的(b)表示沿着图1的(a)中的1B-1B’线的截面。另外,图1示意地示出蒸镀掩模100的一例,各构成要素的尺寸、个数、配置关系、长度的比率等不限于图示的例子。在后述的其它附图中也是同样的。
蒸镀掩模100具备磁性金属体20和配置在磁性金属体20的主面20s上的层叠体10。还可以具备位于层叠体10与磁性金属体20之间的至少一部分的粘接层50。粘接层50是将层叠体10和磁性金属体20接合的层。
蒸镀掩模100是具有层叠体10和磁性金属体20重叠的结构的层叠型掩模。以下,会将包含层叠体10和磁性金属体20的结构体30称为“掩模体”。
也可以在掩模体30的周缘部设置框架40。框架40也可以与磁性金属体20的主面20s相反侧的面接合。
磁性金属体20具有至少一个开口部(以下,称为“第一开口部”)25。在该例子中,磁性金属体20具有多个(六个)第一开口部25。将磁性金属体20中位于第一开口部25的周边且存在金属的部分(也包括位于相邻的第一开口部25之间的部分)21称为“实心部”。磁性金属体20也可以具有开口掩模结构。即,也可以对应于一个装置的单位区域U具有一个开口部。
如后所述,在使用蒸镀掩模100进行蒸镀工序时,蒸镀掩模100以磁性金属体20位于蒸镀源侧、层叠体10位于工件(蒸镀对象物)侧的方式配置。由于磁性金属体20为磁体,因此,通过使用磁卡盘,可以在蒸镀工序中将蒸镀掩模100简便地保持和固定在工件上。
层叠体10以覆盖第一开口部25的方式配置在磁性金属体20的主面20s上。层叠体10包含第一层m1和配置在第一层m1与磁性金属体20之间的第二层m2。另外,层叠体10也可以具有3层以上的层叠结构。各层的详细结构后述。
将层叠体10中位于各第一开口部25内的区域10a称为“第一区域”,将从蒸镀掩模100的法线方向看时与磁性金属体20的实心部21重叠的区域10b称为“第二区域”。
在层叠体10的第一区域10a形成有多个开口部(以下,“第二开口部”)13。多个第二开口部13形成为与应形成于工件的蒸镀图案对应的尺寸、形状及位置。在该例子中,在各单位区域U中,多个第二开口部13以规定的间距排列。相邻的两个单位区域U的间隔典型地比单位区域U内的相邻的两个第二开口部13的间隔大。此外,在该例子中,在第一区域10a上不存在磁性金属。
层叠体10的第二区域10b经由粘结层50接合于磁性金属体20的第一开口部25的周边(实心部21)。粘结层50没有特别限定,也可以是金属层。例如,也可以通过在层叠体10的第二区域10b上利用电镀等形成金属层,并将金属层与磁性金属体20的实心部21焊接,从而将层叠体10与磁性金属体20接合。或者,粘结层50也可以由粘结剂形成。另外,层叠体10只要用上述例示的方法与磁性金属体20接合即可,也可以不与框架40直接接合。
＜层叠体10＞
图2是层叠体10的一部分的示意放大剖视图。此处,表示蒸镀掩模100的温度为室温以上的温度(“第一温度”)T1时的层叠体10的截面。第一温度T1例如是蒸镀工序中的蒸镀掩模的温度,也可以比室温高。第一温度T1也可以为60℃以下。
在本实施方式中,层叠体10包括第一层m1、以及配置于第一层m1的磁性金属体20侧(蒸镀源侧)的第二层m2。
在磁性金属体20的各第一开口部25内,在第一温度T1下的第一层m1的弹性模量E1、第一层m1的厚度a1、第一层m1具有的内部应力σ1、第二层m2的弹性模量E2、第二层m2的厚度a2、第二层m2具有的内部应力σ2(其中,σ1、σ2是拉伸应力时为正)满足下述式(1)、(2)。
σ1/E1-σ2/E2<0···(1)
0＜a1×σ1+a2×σ2···(2)
式(2)表示包含第一层m1及第二层m2的层叠体10的第一区域10a整体上在层面内方向具有拉伸应力(拉伸的内部应力)。通过层叠体10的第一区域10a具有拉伸应力,从而能够至少降低层叠体10的第一区域10a因自重而产生的挠曲。
式(1)表示在第一区域10a中,第二层m2的拉伸应力方向的应变量比第一层m1的拉伸应力方向的应变量大(即,第二层m2的收缩率高)。
层叠体10的各层满足式(1)、(2),由此如图2所示那样,层叠体10的各第一区域10a在第一温度T1下以向第一层m1侧凸出的方式挠曲。换言之,在以层叠体10位于磁性金属体20的上方的方式配置蒸镀掩模100时,层叠体10的第一区域10a挠曲成凸状(向上成为凸状)。若将包含层叠体10的下表面与磁性金属体20的接合面的面bs作为基准面,则在第1区域10a整体中，层叠体10的下表面的高度h2也可以为基准面bs的高度h1以上。在第1区域10a的中央部附近,层叠体10的下表面的高度h2与基准面bs的高度h1与高度h1的差Δh(＝h2-h1>0)也可以为最大。
作为一例,通过控制第一层m1和第二层m2的热应力,能够形成以向第一层m1侧成为凸起的方式挠曲的(成为凸面状)层叠体10。以下，参照附图进行说明。
图14的(a)和图14的(b)分别是示意性地表示温度T0和温度Tl下的层叠体10的图。温度T0是形成层叠体时的温度,即两个层m1、m2在界面接合/固定时的温度。但是,可以认为在层叠体10使用树脂层时,在超过其玻璃化转变温度时,应力被缓和,因此只要将温度T0设为玻璃化转变温度Tg即可。温度(第一温度)T1是蒸镀时的温度,即,使用蒸镀掩模100进行蒸镀时的蒸镀掩模100的温度。将温度变化时的层叠体10的端部的位移量δ作为挠曲量。在此,将层叠体10以向第二层m2侧凸出的方式挠曲时的挠曲量δ设为正。在层叠体10以凸向第一层m1侧的方式挠曲的情况下,挠曲量δ成为负值。使用双金属的挠曲的理论式求出挠曲量δ如下。
双金属的挠曲的理论式根据铁木辛柯(Timoshenko)的理论,由以下所示的式(3)及式(4)表示。
[数学式3]
Figure BDA0002936857170000141
[数学式4]
Figure BDA0002936857170000142
在此,E1、E2为第一层m1以及第二层m2的弹性模量,a1、a2为第一层m1以及第二层m2的厚度,α1、α2为第一层m1以及第二层m2的线膨胀系数α。h、m、n分别为h＝a1+a2、m＝a1/a2、n＝E1/E2。此外,L相当于层叠体10的宽度(磁性金属体20的第一开口部25的宽度)。ρ是层叠体10的曲率,θ是将层叠体10的挠曲假定为圆弧的情况下的圆弧对应的圆心角的一半。考虑半径ρ的圆弧,将弦的长度设为L。此外,若从圆心引出通过弦的中点的垂线,则从弦的中央至与圆弧的垂线的交点的长度为挠曲量δ。
式(3)中的(α2-α1)(T1-T0)为下述的内部应力σ1、σ2σ1＝-α1×(T1-T0)×E1
σ2＝-α2×(T1-T0)×E2
如果使用下述的式(5),则能够由下述的式(5)表示。在此,内部应力σ1、σ2相当于温度从T0向T1变化时在各层产生的热应力。应力的符号在各层中拉伸为正,压缩为负。
σ1/E1-σ2/E2···(5)
在式(5)为负时(即,满足式(2)σ1/E1-σ2/E2<0时),由式(3)算出的曲率ρ为负,由式(4)求出的挠曲量δ也为负。因此,若满足式(2),则层叠体10以向第一层m1侧凸出的方式挠曲(δ<0)。
另外,在上述的说明中,例示了内部应力σ1、σ2均因热应力导致的应力,但通常地,膜所具有的内部应力除了热应力以外,例如在膜由固化性树脂形成的情况下,产生固化收缩所导致的内部应力(拉伸应力)。此外,在无机膜中,根据成膜条件(例如CVD条件),在成膜时产生压缩应力或拉伸应力。
根据本实施方式,由于层叠体10具有向蒸镀对象基板侧凸出的挠曲,因此在蒸镀时能够使蒸镀掩模100密合于蒸镀对象基板。因此,参照图22的(a)和(b)能够抑制上述的由蒸镀掩模和蒸镀对象基板的间隙g引起的蒸镀模糊。
图3的(a)是本实施方式的蒸镀掩模100的示意剖视图,图3的(b)是用于说明使用了蒸镀掩模100的蒸镀工序的剖视图。
如图3的(a)所示,蒸镀掩模100的层叠体10具有由于第一层m1与第二层m2的内部应力差,向蒸镀对象基板侧凸出的挠曲11。因此,如图3的(b)所示,从方向(蒸镀方向)71对蒸镀对象基板70进行蒸镀时,利用磁性金属体20使蒸镀掩模100与蒸镀对象基板70密合时,层叠体10的凸面状的挠曲11被按压于蒸镀对象基板70,在蒸镀对象基板70与层叠体10之间不形成间隙(或者能减小间隙)。因此,能够抑制蒸镀模糊,能够实现所期望的蒸镀图案。
此外,根据本实施方式,为了抑制由挠曲引起的蒸镀图案的偏移,无需在层叠体10的第一区域10a上另外配置磁性金属。因此,不需要金属膜的精密图案化工序,与以往相比,能够大幅降低制造工艺和制造成本。
如后所述,在本实施方式中,层叠体10在玻璃基板等支承基板上按照第一层m1及第二层m2的顺序形成。之后,也可以在支承基板上对层叠体10进行激光加工,由此形成第二开口部13。支承基板和层叠体10密合,由于两者之间不存在气泡(或者几乎不存在气泡),因此在层叠体10的激光加工工序中抑制了毛刺的产生。由此,与以往相比能够大幅度减少在第二开口部13的附近产生的毛刺的数量(单位面积的个数)。支承基板在层叠体10形成有第二开口部13之后从层叠体10剥离。在使用该方法的情况下,作为第一层m1,使用能够通过激光剥离法等从支承基板剥离的层。
第一层m1、第二层m2只要满足上述式(1)、(2),其材料、厚度等就没有特别限定。
第一层m1和第二层m2的材料可以是有机材料,也可以是无机材料。但是,在通过激光加工在层叠体10形成第二开口部13的情况下,作为第一层m1以及第二层m2的材料,使用能够进行激光加工的材料。
作为第一层m1的材料,可使用聚酰亚胺、聚烯烃、氟系聚合物、丙烯酸树脂、环氧树脂等树脂材料、石墨、硅化钼膜、氮化硅膜、氧化硅膜、石墨、硅化钼膜、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铟、氧化锡、ITO、基于溶胶凝胶法或聚硅氮烷法的涂布型的氧化硅、氧化锌、氧化铟、氧化锡、ITO等无机材料(金属材料除外)、镍、殷瓦合金、超殷瓦合金等金属材料。此外,也可以是倍半硅氧烷等有机、无机复合材料。作为第二层m2的材料,可使用聚酰亚胺、聚烯烃、氟系聚合物、丙烯酸树脂、环氧树脂等树脂材料、石墨、硅化钼膜、氮化硅膜、氧化硅膜、氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铟、氧化锡、ITO、基于溶胶凝胶法或聚硅氮烷法所得的涂布型氧化硅、氧化锌、氧化铟、氧化锡、ITO等无机材料(除金属材料以外)、镍、因瓦合金等金属材料。此外,也可以是倍半硅氧烷等有机、无机复合材料。丙烯酸树脂、环氧树脂等树脂材料可以是热固化型,也可以是使用紫外线(UV)、电子束(EB)等化学射线进行固化的化学射线固化型。
第一层m1和第二层m2的形成方法也没有特别的限定。可使用涂布法、CVD法、等离子体CVD法、溅射法等公知的成膜方法而形成在支承基板上。形成第一层m1的方法、形成温度等的形成条件可以与形成第二层m2的方法、形成条件等相同,也可以不同。
第一层m1和第二层m2中的一方或双方也可以是树脂层。作为树脂层的材料,例如能够优选使用聚酰亚胺。聚酰亚胺的强度、耐化学试剂性和耐热性优异。作为树脂层的材料,可以使用聚对二甲苯、双马来酰亚胺、二氧化硅杂化聚酰亚胺等其它树脂材料。树脂层的面内的线性热膨胀系数(以下,简称为“热膨胀系数”。)αR(ppm/℃)优选为与作为蒸镀对象的基板热膨胀系数相同程度。这样的树脂层可以通过树脂材料、烘烤条件等的形成条件等形成。
树脂层也可以是通过在支承基板上赋予含有树脂材料的溶液(例如可溶型聚酰亚胺溶液)或含有树脂材料的前体的溶液(例如聚酰亚胺清漆)，并进行热处理而形成的层。在此所说的热处理包括:在使用可溶型聚酰亚胺溶液的情况下,用于进行溶剂去除工序(例如100℃以上)；在使用聚酰亚胺清漆的情况下,用于进行预烘烤及烘烤(热固化)工序(例如300℃以上)的热处理。这样形成的树脂层可在层面内方向具有拉伸应力(拉伸的内部应力)(即σ＞0)。树脂层的拉伸应力例如可以通过在支承基板上形成树脂层时的热处理条件等控制。通过上述方法形成的树脂层的厚度例如可以为3μm以上。由此,得到更均匀厚度的树脂层。
通常,在通过热处理在支承基板上形成树脂层的情况下,以能够尽量降低在树脂层中产生的残留应力的条件进行热处理。这是因为,当树脂层的残留应力(拉伸应力)变大时,产生支承基板的挠曲等问题,成为形状稳定性、可靠性降低的主要原因。与此相对,本实施方式故意地在树脂层上生成规定的拉伸应力,利用其使包含树脂层的层叠体10在规定方向上呈凸状挠曲。
第一层m1和第二层m2也可以由相同的材料形成。例如,作为第一层m1及第二层m2,也可以使温度条件不同而形成内部应力不同的聚酰亚胺层。
作为第一层m1形成聚酰亚胺层,作为第二层m2,也可以使用化学射线固化型树脂材料来形成树脂层,化学射线固化型树脂材料使用紫外线(UV)、电子束(EB)等化学射线进行固化。使用化学射线固化型的树脂材料时,由于能够不依赖热向第二层m2施加应力,因此,具有能够避免由热引起的第一层m1的内部应力的变化的优点。
在使用UV固化型的丙烯酸树脂材料的情况下,丙烯酸树脂层的内部应力例如能够通过调整所使用的UV固化性丙烯酸单体的平均(甲基)丙烯酸当量(＝分子量/(甲基)丙烯酰基的数量)来控制的(“UV喷墨油墨涂膜的内部应力控制，RicohTechnicalReport,2014年1月,No.39,p.139-145”)。
作为第一层m1和/或第二层m2,也可以形成无机材料层。例如,作为第一层m1,也可以形成聚酰亚胺层等树脂层,作为第二层m2,通过溅射法等形成无机材料层(氧化钛层等)。
无机材料层的内部应力可由无机材料的组成、无机材料层的形成方法及形成条件等控制。例如,氧化钛层的密度越低,越容易具有拉伸应力。根据“特辑，化学薄膜；薄膜的机械特性的最优化和光学薄膜材料，O plus E，2008年8月，vol.30，No.8，p.1-7”,例如若使用电子束蒸镀法,则可得到表现出密度低、拉伸应力(大于0且不足0.5GPa)的氧化钛层。
在形成氮化硅层作为无机材料层的情况下,根据氮化硅层的形成方法,其组成比、杂质含量不同,因此,氮化硅层的热物性值不同。在“丰田中央研究所R&D综述，1993年3月,vol.34,No.1,p.19-24”中记载了通过溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法形成氮化硅层时的组成、弹性模量、热膨胀系数等。而且,在利用CVD法形成氮化硅层的情况下,通过增大原料气体中的Si的比例(增大SiH2Cl2/NH3比),或者提高成膜温度,能够使在氮化硅层产生的应力在正方向(拉伸应力变大的方向)增加。作为一个例子,将成膜温度设定为约854℃,原料气体比SiH2Cl2：NH3设定为5:1时,氮化硅层的内部应力σ为约60MPa左右。
第一层m1和/或第二层m2可以是金属层。金属层例如可以通过溅射法、电镀、无电解电镀等方法在支承基板上形成。例如,也可以在支承基板(例如石英玻璃基板)上分别通过无电解电镀形成作为第一层m1的超殷瓦合金膜，作为第二层m2的殷瓦合金膜。
另外,在支承基板上,存在层叠体10的第一层m1、第二层m2分别具有应力分布的情况,但剥离支承基板时,层叠体10的各层m1、m2的拉伸应力的大小被平均化,在面内能够大致均匀。因此,在层叠体10的第一区域10a内,可具有大致相等的大小的拉伸应力。
层叠体10的厚度(在该例中,第一层m1和第二层m2的总厚度)没有特别限定。但是,层叠体10过厚时,蒸镀膜的一部分形成为比期望的厚度薄(称为“遮蔽”)。从抑制产生遮蔽的观点出发,虽然层叠体10的厚度取决于第二开口部13的锥角,但优选为25μm以下。此外,从层叠体10自身的强度和耐清洗性的观点出发,层叠体10的厚度优选为3μm以上。
<磁性金属体20>
本实施方式在使用例如开口掩模等具有较大尺寸的第一开口部25的磁性金属体20的情况下特别有利。第一开口部25的宽度(沿短边方向的长度)可以为例如30mm以上或50mm以上。第一开口部25的宽度的上限没有特别限定,例如可以为300mm以下。即使在第一开口部25的尺寸比较大的情况下,通过层叠体10的内部存在的拉伸应力,也能够减少在层叠体10产生的挠曲。
在本实施方式中,磁性金属体20从层叠体10向面内方向受到压缩应力。另外,在通过架设工序将层叠膜固定于框架的情况下,金属膜和树脂膜均从框架向面内方向受到张力,不能得到树脂膜对金属膜施加压缩应力的结构。此外,在仅将树脂膜通过架设工序固定于框架的情况下,树脂膜也不会与金属膜密合,金属膜不会从树脂膜受到压缩应力。
作为磁性金属体20的材料,可使用各种磁性金属材料。例如可以使用Ni、Cr、铁氧体不锈钢、马氏体不锈钢等热膨胀系数αM的较大材料,也可以使用例如Fe-Ni系合金(殷瓦合金)、Fe-Ni-Co系合金等热膨胀系数αM的较小材料。
磁性金属体20的厚度没有特别的限定。但是,若磁性金属体20过薄,则从磁卡盘的磁场受到的吸附力变小,在蒸镀工序中,难以将蒸镀掩模100保持在工件上。因此,磁性金属体20的厚度优选为5μm以上。
磁性金属体20的厚度优选设定在蒸镀工序中不产生遮蔽的范围内。在现有的蒸镀掩模中,作为保持部件的金属层接近树脂膜的开口部配置。因此,从抑制蒸镀工序中的遮蔽的观点出发,需要减小金属层的厚度(例如20μm以下)。与此相对,根据本实施方式,层叠体10具有规定的拉伸应力,也可以不将磁性金属体20接近层叠体10的第二开口部13地配置。因此,能够将磁性金属体20的第一开口部25的端部配置成充分远离层叠体10的第二开口部13(例如,磁性金属体20的实心部21与第二开口部13的最小距离Dmin:1mm以上)。如果最小距离Dmin大,则即使增厚磁性金属体20也不易发生遮蔽,因此与以往相比,能够使磁性金属体20变厚。磁性金属体20的厚度还取决于蒸镀角、磁性金属体20的锥角、磁性金属体20的实心部21与第二开口部13的最小距离Dmin的大小,例如也可以是1000μm以上。在使用开口掩模作为磁性金属体20的情况下,通过将第一开口部25的尺寸设计为比单位区域U足够大,能够使开口掩模的厚度为例如300μm以上。磁性金属体20的厚度的上限值没有特别限定,例如只要为1.5mm以下,就能够抑制遮蔽。这样,根据本实施方式,不仅能够提高磁性金属体20的材料的选择的自由度,还能够提高厚度的选择的自由度。
<框架40>
框架40例如由磁性金属形成。或者,也可以由金属以外的材料，例如树脂(塑料)形成。在现有的蒸镀掩模中,要求框架具有适当的刚性,使得框架不会因来自由拉伸工序固定于框架的层叠膜(树脂膜和金属膜)的张力而变形、断裂。因此,使用例如由厚度为20mm的殷瓦构成的框架。相对于此,在本实施方式中,由于不进行架设工序，或者不向磁性金属体20施加大的张力地进行框架40的安装,因此不会对框架40施加由架设工序引起的张力。因此,也可以使用刚性比以现有小的框架40,框架40的材料选择的自由度高。此外,也能够使框架40比以往更薄。如果使用比以往更薄的框架或树脂制的框架,则可得到重量轻且操作性优异的蒸镀掩模10。
<蒸镀掩模的制造方法>
参照
Figure BDA0002936857170000211
以蒸镀掩模100的制造方法为例,对本实施方式的蒸镀掩模的制造方法进行说明。图4～图8的(a)和(b)分别是表示蒸镀掩模100的制造方法的一例的工序俯视图和工序剖视图。
首先,如图4的(a)及(b)所示,准备支承基板60,在支承基板60上依次形成第一层m1及第二层m2。作为支承基板60,例如可以优选使用玻璃基板。玻璃基板的尺寸和厚度没有特别限定。但是,支承基板60的热膨胀系数优选为层叠体10的第一层m1的热膨胀系数的同等水平以下。支承基板60的热膨胀系数也可以比层叠体10的各层的热膨胀系数小。例如,若层叠体10的各层的热膨胀系数为3.8ppm/℃同等水平以上,则可优选使用无碱玻璃基板作为支承基板60。在层叠体10的各层的热膨胀系数小于3.8ppm/℃时,作为支承基板60,优选使用石英玻璃基板等热膨胀系数更小的基板。
在此,对形成聚酰亚胺层作为第一层m1、形成丙烯酸树脂层作为第二层m2的例子进行说明。另外，各层m1、m2的材料不限于该例子。
首先,在支承基板60上赋予包含树脂材料的前体的溶液(例如聚酰亚胺清漆)或含有树脂材料的溶液(例如可溶型聚酰亚胺溶液)。作为溶液的赋予方法,可以使用旋涂法、狭缝涂布法等公知的方法。此处,使用聚酰亚胺作为树脂材料,利用旋涂法将含有作为聚酰亚胺的前体的聚酰胺酸的溶液(聚酰亚胺清漆)涂布在支承基板60上。接着,通过进行热处理(烘烤)而形成聚酰亚胺层。热处理温度可以设定为300℃以上,例如400℃以上且500℃以下。
热处理条件设定为使聚酰亚胺层生成规定的拉伸应力的条件。也可以设定为生成例如大于0.2MPa(优选为3MPa以上)的拉伸应力。拉伸应力的大小除了聚酰亚胺层的材料、热处理条件以外,例如还可通过支承基板60的厚度、形状、尺寸、支承基板60的材料特性(杨氏模量、泊松比、热膨胀系数等)而改变。在此所说的热处理条件包括热处理温度(最高温度)、升温速度、高温(例如300℃以上)下的保持时间、热处理时的气氛等。此外,不仅包括升温时的温度分布,还包括冷却时的温度分布。
为了增大聚酰亚胺层中残留的拉伸应力,例如可以考虑设定为使聚酰亚胺清漆急剧地进行酰亚胺化这样的条件。作为一例,通过增大升温速度,能够使拉伸应力增加。例如,在通过热处理在玻璃基板上形成聚酰亚胺层的情况下,也可以使赋予了聚酰亚胺清漆的玻璃基板以30℃/min以上的速率升温至300℃以上且600℃以下的温度。此外,经过包含升温和冷却的全热处理工序,将上述玻璃基板保持在例如300℃以上的温度的总时间设定得较短(例如30分钟以内),从而能够使残留于聚酰亚胺层的拉伸应力增加。而且,通过使包含升温和冷却的全热处理时间比较短(例如1小时以内),缩短最高温度下的保持时间(放置时间)(例如5分钟以内),在达到最高温度后进行骤冷等,也能够增大拉伸应力。热处理气氛没有特别限定,也可以是大气气氛或氮气气氛,但如果在100Pa以下的减压气氛下进行热处理,则能够更容易地提高升温速度。
也可以代替聚酰亚胺清漆,将含有溶剂可溶型聚酰亚胺(聚合物)的溶液(可溶型聚酰亚胺溶液)涂布在支承基板60上,除去溶剂(烘干),从而形成聚酰亚胺层。烘烤温度根据溶剂的沸点适当选择,并无特别限定,例如是100℃～320℃,优选120℃～250℃。即使在这种情况下,通过将升温速度增大至与上述相同程度或者缩短高温下的保持时间,也能够增加残留于聚酰亚胺层的拉伸应力。
接着,使用UV固化型的丙烯酸树脂材料在聚酰亚胺层上形成第二层m2。丙烯酸树脂层例如通过将UV固化树脂组合物涂布在第一层m1上,对组合物中含有的溶剂进行加热(例如60℃)使其挥发后,通过照射紫外线使其固化而形成,UV固化树脂组合物包含UV固化性丙烯酸单体或低聚物、聚合引发剂等。以此方式,得到由第一层m1和第二层m2构成的层叠体10。
如果在支承基板60上形成层叠体10,则根据支承基板60的材料、厚度,支承基板60会产生挠曲。此外,在支承基板60上,层叠体10具有应力分布。例如,越从层叠体10的中央部向端部,拉伸应力越大。此外,在支承基板60的长度较大的方向上,会产生更大的拉伸应力。
接着,如图5的(a)和(b)所示,在层叠体10的一部分上形成粘接层50。粘结层50具有与后述的磁性金属体20的第一开口部25相对应的开口部55。粘结层50既可以形成于层叠体10中的与磁性金属体20的实心部21对应的区域(成为第二区域10b的区域)整体,也可以形成于其一部分。优选以包围层叠体10中成为第一区域10a的部分的方式配置。
粘接层50可以是金属层,也可以由粘接剂形成。粘接层50只要固定于层叠体10的上表面即可。例如,作为粘接层50,可以通过电镀、无电解电镀等方法形成金属层。作为金属层的材料,能够使用各种金属材料,例如能够优选使用Ni、Cu、Sn、Co、Fe。金属层的厚度只要是能够耐受后述的对磁性金属体20的焊接工序的大小即可,例如为1μm以上且100μm以下。
接着,如图6的(a)和(b)所示,将形成于支承基板60上的层叠体10以覆盖第一开口部25的方式固定于磁性金属体20上。层叠体10与磁性金属体20经由粘接层50接合。层叠体10中位于磁性金属体20的第一开口部25内的区域10a为第一区域,与实心部21重叠的区域10b为第二区域。
磁性金属体20由磁性金属材料形成,且具有至少一个第一开口部25。磁性金属体20的制造方法没有特别的限定。例如,通过准备磁性金属板，由光刻工艺的光刻抗蚀剂形成蚀刻掩模，通过湿式蚀刻法在磁性金属板形成第一开口部25而得到。作为磁性金属体20的材料,例如可以优选使用殷瓦合金(包括约36wt％Ni的Fe-Ni系合金)。
在粘接层50为金属层的情况下,也可以从层叠体10侧照射激光,将粘接层50焊接于磁性金属体20。此时,也可以隔开间隔地在多个位置进行点焊。可以适当选择进行点焊的部位的数量、间隔(间距)。这样,层叠体10通过粘接层50与磁性金属体20接合。
需要说明的是,粘接层50也可以不是金属层。层叠体10和磁性金属体20也可以使用由粘接剂形成的粘接层50而接合(干式层压或热层压)。
优选粘接层50不形成在层叠体10的成为第一区域10a的部分上。若在第一区域10a形成粘结层50,则在之后的工序中从层叠体10剥离支承基板60之后,层叠体10的拉伸应力也有可能在第一区域10a具有面内分布。
接着,如图7的(a)及图7的(b)所示,例如通过激光烧蚀法,在层叠体10的第一区域10a形成多个第二开口部13(激光加工工序)。这样,得到包含磁性金属体20和层叠体10的掩模体30。
在层叠体10的激光加工中使用脉冲激光。在此,使用YAG激光,对层叠体10的预定的区域照射波长为355nm(三次谐波)的激光L1。激光L1的能量密度例如设定为0.36J/cm2。如上所述,通过使激光L1的焦点对准层叠体10的表面并进行多次照射来进行层叠体10的激光加工。发射频率例如设定为60Hz。另外,激光加工的条件(激光的波长、照射条件等)并不限定于上述,以能够加工层叠体10的方式适当选择。
在本实施方式中,对形成于支承基板60上的层叠体10进行激光加工。由于在支承基板60和层叠体10之间不存在气泡,因此能够以比现有更高的精度形成期望尺寸的第二开口部13,也能够抑制毛刺(参照图20)的产生。
接着,如图8的(a)和图8的(b)所示,将掩模体30从支承基板60剥离。支承基板60的剥离例如可以通过激光剥离法来进行。在层叠体10和支承基板60的密合力比较弱的情况下,也可以使用刀刃等机械地进行剥离。
在此,例如使用XeCl准分子激光,从支承基板60侧照射激光(波长:308nm),由此将层叠体10从支承基板60剥离。另外,激光只要是透过支承基板60且由层叠体10吸收的波长的光即可,也可以使用其它准分子激光或YAG激光等高输出功率激光。
另外,在使用激光剥离法剥离支承基板60的情况下,在图4的(a)所示的工序中,也可以在支承基板60上首先形成非晶硅层或钨(W)等高熔点金属层作为剥离层(牺牲层),之后,在剥离层上形成第一层m1。如果在支承基板60和第一层m1之间设置有剥离层,则通过激光照射支承基板60容易剥离。因此,由于能够降低激光剥离所需的激光功率,因此能够降低激光照射对第一层m1的损伤。
剥离支承基板60时,层叠体10由于内在的拉伸应力,成为不松弛(突然)紧绷的状态。此外,在层叠体10中的未与磁性金属体20接合的部分(在此为第一区域10a)内,规定方向上的拉伸应力的大小能够被平均化。
之后,虽未图示,但将框架40固定于掩模体30(框架安装工序)。这样来制造图1所示的蒸镀掩模100。
在框架安装工序中,将框架40载置在磁性金属体20的周边部上,将磁性金属体20的周边部与框架40接合。框架40例如由殷瓦合金等磁性金属形成。也可以通过从层叠体10侧照射激光将磁性金属体20的周边部与框架40进行焊接(点焊)。点焊的间距可以适当选择。另外,在图1所示的例子中,在从支承基板60的法线方向观察时,框架40的内缘部与磁性金属体20的内缘部大致对齐,但磁性金属体20的一部分也可以在框架40的内侧露出。或者,框架40也可以覆盖磁性金属体20的整个周边部及层叠体10的一部分。
如上所述,在本实施方式中,不进行将层叠体10和磁性金属体20向规定的层面内方向拉伸而固定于框架40的工序(架设工序),因此能够使用刚性比以往小的框架40。因此,框架40也可以由ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)等树脂形成。此外,掩模体30与框架40的接合方法并不限定于激光焊接。例如也可以使用粘接剂接合磁性金属体20的周边部和框架40。
而且,在本实施方式中,在磁性金属体20具有充分的刚性的情况下,也可以不设置框架。
<蒸镀掩模的其他制造方法>
参照图4～图8,在上述方法中,在将层叠体10与磁性金属体20接合后,在层叠体10形成第二开口部13,但也可以在将层叠体10与磁性金属体20接合前,形成第二开口部13。此外,参照
Figure BDA0002936857170000271
在上述方法中,在接合掩模体30和框架40之前,将支承基板60从掩模体30剥离,但也可以在接合框架40和掩模体30之后,将支承基板60剥离。而且,也可以在将框架40与掩模体30接合后,在层叠体10形成第二开口部13。也可以在使层叠体10与磁性金属体20接合之前,将框架40安装于磁性金属体20。
以下,参照附图说明本实施方式的蒸镀掩模的其他制造方法。在附图中，对与图4～图8同样的构成要素标注相同的附图标记。此外,参照图4～图8,以与上述方法不同的点为中心进行说明,在各层的形成方法、材料、厚度等与上述方法同样的情况下省略说明。
图9的(a)～(e)是例示蒸镀掩模的其他制造方法的工序剖视图。
首先,如图9的(a)所示,在支承基板60上形成层叠体10。
接着,如图9的(b)所示,通过激光加工,在层叠体10形成第二开口部13。在第二开口部13形成在层叠体10中，在后面的工序与磁性金属体20接合时位于磁性金属体20的第一开口部25内的区域。
接着,如图9的(c)所示,经由粘接层50,将层叠体10和磁性金属体20接合。接合方法一边参照图5一边与上述的方法相同。
然后,如图9的(d)所示,例如通过激光剥离法,从层叠体10剥离支承基板60。
接着,如图9的(e)所示,例如通过使用激光L2进行点焊,将框架40设置在磁性金属体20的周边部。这样,得到蒸镀掩模100。
图10的(a)～(e)是例示蒸镀掩模的其他制造方法的工序剖视图。
首先,如图10的(a)所示,在支承基板60上形成层叠体10。
接着,如图10的(b)所示,经由粘接层50,将层叠体10和磁性金属体20接合。
接着,如图10的(c)所示,通过激光加工,在层叠体10形成第2开口部13。
然后,如图10的(d)所示,例如通过使用激光L2进行点焊,将框架40设置在磁性金属体20的周边部。
接下来,如图10的(e)所示,例如通过激光剥离法,从层叠体10剥离支承基板60。这样,得到蒸镀掩模100。
图11的(a)～(e)是例示蒸镀掩模的又一制造方法的工序剖视图。
首先,如图11的(a)所示,在支承基板60上形成层叠体10。
此外,如图11的(b)所示,通过在框架40上安装磁性金属体20以形成框架结构体。具体而言,在磁性金属体20的周边部上载置框架40,将周边部和框架40接合。在此,通过从磁性金属体20侧照射激光L3,焊接磁性金属体20的周边部和框架40。例如,也可以隔开规定的间隔在多个位置进行点焊。另外,也可以使用架设焊接装置,在向磁性金属体20沿规定方向施加一定的张力的状态下,将磁性金属体20接合于框架40。但是,在本实施方式中,磁性金属体20只要固定于框架40即可,因此,不需要赋予大的张力。
接着,如图11的(c)所示,经由粘接层50,将层叠体10和磁性金属体20接合。
接着,如图11的(d)所示,通过激光加工,在层叠体10形成第二开口部13。
然后,如图11的(e)所示,例如通过激光剥离法,从层叠体10剥离支承基板60。这样,得到蒸镀掩模100。
图12的(a)～(e)是例示蒸镀掩模的又一制造方法的工序剖视图。
首先,如图12的(a)所示,在支承基板60上形成层叠体10。
接着,如图12的(b)所示,经由粘接层50,将层叠体10和磁性金属体20接合。
接着,如图12的(c)所示,例如通过使用激光L4进行点焊,将框架40设在磁性金属体20的周边部。
然后,如图12的(d)所示,通过激光加工,在层叠体10形成第二开口部13。
接着,如图12的(e)所示,例如通过激光剥离法,从层叠体10剥离支承基板60。这样,得到蒸镀掩模100。
这样,本实施方式的蒸镀掩模100可以通过各种方法来制造。另外,在图9所例示的方法中,在将形成有第二开口部13的层叠体10与磁性金属体20接合时,需要进行高精度的对位。与此相对,若在将层叠体10与磁性金属体20接合后形成第二开口部13,则也可以不进行这样的高精度的对位,因此是有利的。
此外,图10～图12例示的方法中,在剥离支承基板60之前,进行框架40的安装。在这种情况下,由于将安装有重量及体积大的框架40的支承基板60设置于激光剥离装置的台上并进行支承基板60的剥离,因此与其它方法相比,需要增大所使用的激光剥离装置的台并调高强度。此外,需要增大激光头与工作台的距离WD(工件距离)。与此相对,在剥离支承基板60之后进行框架40的安装工序时,由于激光剥离装置的台的大小、强度、WD等不会受到如上所述的限制,因此更加实用。
图9～图12例示的制造方法的话,在形成于支承基板60上的层叠体10上形成多个第二开口部13,因此能够以比以往更高的精度形成所期望的尺寸的第二开口部13,并且能够抑制毛刺98(参照图20)的产生。
另外,在上述方法中,在层叠体10形成第二开口部13之后,从层叠体10去除支承基板60,但也可以在从层叠体10去除支承基板60之后,在层叠体10形成第二开口部13。在该情况下,也可以与以往同样地,使层叠体10中的第一层m1侧经由乙醇等液体与玻璃基板紧贴,进行层叠体10的激光加工。从防止气泡的产生或蒸发的观点出发,液体优选为高沸点的液体。层叠体10为凸面状,因此在与玻璃基板之间气泡不易进入,因此与以往相比能够抑制毛刺的产生。此外,即使在层叠体10中产生毛刺,由于在蒸镀时层叠体10向蒸镀对象基板侧凸起地挠曲,形成有毛刺的部分也被按压到蒸镀对象基板上,因此能够降低毛刺的影响。但是,为了有效地抑制毛刺的产生,优选在除去支承基板60之前在层叠体10预先形成第二开口部13。
此外,在本实施方式中,在支承基板60上形成层叠体10,将支承基板60上被支承的状态的层叠体10与磁性金属体20接合。层叠体10具有规定的拉伸应力作为残留应力,因此不进行拉伸层叠体10使其接合于框架的拉伸工序。由于不需要使用大型架设机的架设工序,因此具有能够降低制造成本的优点。此外,由于不进行架设工序,因此,如上所述,能够使框架40的刚性比以往更小,框架40的材料选择的自由度以及框架宽度、厚度等设计自由度增大。
在专利文献1记载的现有方法中,通过架设工序将树脂膜固定于框架之后,对树脂膜进行激光加工。与此相对,在本实施方式中,框架40的安装工序可以在层叠体10的激光加工前进行,也可以在激光加工后进行。在激光加工后进行框架40的安装工序的情况下,具有以下优点。在安装框架40之前的、由支承基板60支撑的掩模体30(包括激光加工前的掩模体)比安装框架40之后的掩模体30更轻且容易处理,因此,对激光加工器的设置、输送等作业变得容易。此外,由于未安装框架40,因此易于对层叠体10照射激光L1,易于加工层叠体10。此外,在专利文献1的方法中,在树脂层的激光加工没有顺利进行时,需要从框架剥离层叠掩模,但在安装框架40之前进行激光加工的情况下,不需要这样的剥离工序。
(热处理条件与树脂层的拉伸应力的关系)
本发明人以聚酰亚胺层为例,研究了树脂层的形成条件(热处理条件)与树脂层的拉伸应力的关系。以下,说明其方法以及结果。
.样品A～C的制作方法
使热处理条件不同,在玻璃基板61上使用热固化型聚酰亚胺形成聚酰亚胺膜62,得到样品A～C。图13的(a)是样品A～C的俯视图。
首先,准备玻璃基板(旭硝子制AN-100)61作为支承基板。玻璃基板61的热膨胀系数为3.8ppm/℃,尺寸为370mm×4700mm,厚度为0.5mm。
接着,如图13的(a)所示,在玻璃基板61的规定区域(330mm×366mm)上涂布聚酰亚胺清漆(宇部兴产株式会社制U-varnish-S)。该聚酰亚胺的玻璃化转变温度Tg为330℃,热膨胀系数与上述玻璃基板的热膨胀系数为相同水平。
接着,对涂布有聚酰亚胺清漆的玻璃基板61,在压力20Pa的真空气氛下进行热处理,形成聚酰亚胺膜62。在热处理中,从室温(在此设为25℃)升温至500℃(最高温度),在500℃下保持规定时间。之后,供给氮气作为吹扫气体,接着进行骤冷(3分钟)。表1中示出各样本中升温到500℃的时间、在500℃的保持时间、升温速度(从室温到500℃为止)及聚酰亚胺膜62的厚度。
这样,作为样品A～C,得到形成有聚酰亚胺膜62的玻璃基板61。在试样A～C中,由于聚酰亚胺膜62的拉伸应力,对玻璃基板61赋予压缩应力,如图13的(b)中示意性示出的那样,在玻璃基板61上产生形成凹面那样的挠曲。在表1中示出长边方向和短边方向上的玻璃基板61的挠曲量的平均值。
·聚酰亚胺膜62的拉伸应力的计算
接着,由样品A～C中的玻璃基板61的挠曲量计算聚酰亚胺膜62的拉伸应力。在表1中示出结果。拉伸应力能够使用Stoney公式,根据玻璃基板61的厚度、杨氏模量、泊松比、聚酰亚胺膜62的厚度、玻璃基板61的挠曲的曲率半径(近似值)而求出。
此外,在表1中,为了进行比较,还示出了在升温速度小的条件下制作聚酰亚胺膜的情况的结果(设为“样品D”)。如表1所示,样品D中,到达120℃、150℃、180℃后,通过在该温度下保持规定时间,阶段性地升温至450℃。样品D的拉伸应力为将玻璃基板61的挠曲设为10μm而算出的值。
[表1]
Figure BDA0002936857170000321
Figure BDA0002936857170000331
进而,在相同的热处理条件下制作6个样品B1～B6,算出在聚酰亚胺膜62产生的拉伸应力。试样
Figure BDA0002936857170000334
的热处理条件与试样B相同(室温
Figure BDA0002936857170000333
500℃、压力:20Pa、加热时间:13分钟(升温8分钟+保持5分钟)、升温速度:59℃/分钟)。但是,在热处理前,使对设置有被赋予了聚酰亚胺清漆的玻璃基板61的腔室进行减压的速度小于样品B。这些样品也与上述同样地根据玻璃基板的挠曲量求出聚酰亚胺膜的拉伸应力。在表2中示出结果。
[表2]
Figure BDA0002936857170000332
根据上述结果,确认了能够根据热处理条件,控制在支承基板上的树脂层产生的拉伸应力。例如,可知通过增大升温速度,能够形成拉伸应力大的树脂层。另外,在此,对每个样品改变升温速度进行热处理,但即使改变升温速度以外的热处理条件,也能够使树脂层的拉伸应力的大小不同。
(实施例)
接着,说明实施例的蒸镀掩模。实施例1～3的蒸镀掩模的层叠体10的结构如表3所示。另外，在实施例1～3中,作为用于形成层叠体10的支承基板,使用了玻璃基板(旭硝子制AN-100、热膨胀系数:3.8ppm/℃)。
[表3]
Figure BDA0002936857170000341
如以下说明的那样,各实施例的第一温度T1(在此为25℃)下的第一层m1及第二层m2的弹性模量E1、E2，第一层m1及第二层m2的厚度a1、a2，第一层m1及第二层m2的内部应力σ1、σ2(σ1、σ2为拉伸应力时为正)满足下述式(1)、(2)。另外,各层的杨氏模量在从温度T0到第一温度T1的范围内大致一定。
σ1/E1-σ2/E2<0···(1)
0<a1×σ1+a2×σ2···(2)
·实施例1
在实施例1中,首先,使用与上述的样品A～C相同的热固化型聚酰亚胺,在玻璃基板上形成厚度a1为15μm的聚酰亚胺层作为第一层m1。聚酰亚胺层的形成温度t1为500℃,升温条件例如为59℃/分钟。
接着,在第一温度T1(在此为室温)下,测量形成有聚酰亚胺层的玻璃基板的挠曲量x1,使用Stoney公式算出聚酰亚胺层的内部应力σ1。
接着,作为第二层m2,在第一层m1上通过溅射法形成厚度a2为0.1μm的氧化钛(TiO2)层。氧化钛层的形成温度t2为50℃。温度t2相当于层叠体形成时的温度T0。
接着,在第一温度T1(在此为室温)下,测量形成了氧化钛层之后的玻璃基板的挠曲量x2。根据该挠曲量x2与形成氧化钛层之前的挠曲量x1的差值,使用Stoney公式算出氧化钛层的内部应力σ2。
在实施例1中,由挠曲量x1、x、2得到的内部应力σ1、σ2的值如表3所示。由于σ1>0、σ2>0,因此内部应力σ1、σ2为拉伸应力。因此,a1×σ1+a2×σ2＞0,满足式(2)。
此外,如以下所示,σ1/E1-σ2/E2＜0成立,满足式(1),确认以成为凸向第一层m1侧的方式挠曲(δ＜0)。
σ1/E1＝0.00056
σ2/E2＝0.00400
σ1/E1-σ2/E2＝-0.00344<0
另外,设L(m)＝0.1,通过用(σ1/E1-σ2/E2)置换双金属的理论式(3)中的(α2-α1)(Τ1-Τ0)求出曲率ρ,接着,当根据理论式(4)计算挠曲量δ时,如下所述。
ρ(m)＝-0.00338
δ(m)＝-0.370
由于这些值ρ、δ为负,也可确认层叠体10以向第一层m1侧凸出的方式挠曲(δ＜0)。
·实施例2
在实施例2中,首先,使用与实施例1相同的材料,在玻璃基板上形成厚度a1为15μm的聚酰亚胺层作为第一层m1。聚酰亚胺层的形成温度t1及升温条件与实施例1的聚酰亚胺层相同。接着,与实施例1同样地测量挠曲量x1,使用Stoney公式算出内部应力σ1。
接着,作为第2层m2,在第1层m1上使用UV固化型的丙烯酸树脂材料,形成厚度a2为1μm的丙烯酸树脂层。丙烯酸树脂层的形成温度t2(＝层叠体形成时的温度T0)是室温。
接着,以第一温度T1测量形成氧化钛层之后的挠曲量x2。根据该挠曲量x2与形成氧化钛层之前的挠曲量x1的差值,使用Stoney公式算出氧化钛层的内部应力σ2。
在实施例2中,由挠曲量x1、x、2得到的内部应力σ1、σ2的值如表3所示。由于σ1>0、σ2>0，因此内部应力σ1、σ2为拉伸应力。
因此,a1×σ1+a2×σ2＞0,满足式(2)。
此外,与实施例1同样地,对实施例2的层叠体10求出σ1/Ε1-σ2/Ε2的值后,
σ1/E1-σ2/E2＝0.000556-0.000667<0
由此可知,实施例2的层叠体10也满足式(1),以凸向第一层m1侧的方式挠曲(δ<0)。
·实施例3
在实施例3中,作为第一层m1,形成与上述样品C同样的聚酰亚胺层,作为第二层m2,形成与上述样品B同样的聚酰亚胺层。在实施例3的层叠体10中,σ1、σ2均为拉伸应力,满足式(2)。此外,σ1/E1-σ2/E2＜0,满足式(1),以凸向第一层m1侧的方式挠曲(δ<0)。
<蒸镀掩模的其它结构例>
图15是表示本实施方式的蒸镀掩模的变形例的剖面图。如图15所示,粘结层50也可以仅配置在层叠体10的周缘部。若将磁性金属体20中的与后面设置的框架重叠的部分设为“周边部”,将位于框架的开口内的部分设为“掩模部”,则粘结层50也可以仅配置在磁性金属体20的周边部与层叠体10之间。在掩模部中,磁性金属体20的实心部21与层叠体10不粘接。在该情况下,层叠体10可遍及掩模部整体而成为凸面状。
图16的(a)和(b)分别是示意性地示出本实施方式的其他蒸镀掩模200、300的俯视图。在这些图中，对与图1同样的构成要素标注相同的附图标记。在以下的说明中,仅说明与蒸镀掩模100不同的点。
在蒸镀掩模200、300中,磁性金属体20在单位区域U内具有多个第一开口部25。两个以上的第二开口部13(当然不限定于图示的个数)位于各第一开口部25内。
如图16的(a)所例示,第一开口部25也可以是在单位区域U内，在行方向及列方向上排列的第二开口部13的每列(或每行)上配置的狭缝。或者,如图16的(b)所例示,第一开口部25也可以按包含排列多个列以及于多行的第二开口部13的每个子区域配置。
另外,图1和图16中例示了具有多个单位区域U的蒸镀掩模,但各单位区域U的数量和排列方法、各单位区域U内的第2开口部13的个数和排列方法等由想要制造的装置的结构决定,并不限定于图示的例子。单位区域U的数量也可以是单个。
(有机半导体元件的制造方法)
本发明的实施方式的蒸镀掩模适用于有机半导体元件的制造方法中的蒸镀工序。
以下,以有机EL显示装置的制造方法为例进行说明。
图17是示意性地示出顶发光方式的有机EL显示装置500的剖视图。
如图17所示,有机EL显示装置500包括有源矩阵基板(TFT基板)510和密封基板520,具有红色像素Pr、绿色像素Pg和蓝色像素Pb。
TFT基板510包括绝缘基板和形成在绝缘基板上的TFT基板(均未图示)。以覆盖TFT电路的方式设置有平坦化层511。平坦化层511由有机绝缘材料形成。
在平坦化层511上设置有下部电极512R、512G及512B。下部电极512R、512G以及512B分别形成于红像素Pr、绿像素Pg以及蓝像素Pb。下部电极512R、512G以及512B与TFT电路连接,作为阳极发挥功能。在相邻的像素之间设置有覆盖下部电极512R、512G以及512B的端部的堤513。堤513由绝缘材料形成。
在红像素Pr、绿像素Pg和蓝像素Pb的下部电极512R、512G以及512B上,分别设置有有机EL层514R、514G以及514B。有机EL层514R、514G及514B分别具有包含由有机半导体材料形成的多个层的层叠结构。该层叠结构例如从下部电极512R、512G以及512B侧依次包括空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层以及电子注入层。红像素Pr的有机EL层514R包括发出红色光的发光层。绿像素Pg的有机EL层514G包括发出绿色光的发光层。蓝像素Pb的有机EL层514B包括发出蓝色光的发光层。
有机EL层514R、514G及514B上设置有上部电极515。上部电极515使用透明导电材料以在整个显示区域上连续的方式(即,对于红像素Pr、绿像素Pg及蓝像素Pb共通地)形成,作为阴极发挥功能。在上部电极515上设置有保护层516。保护层516由有机绝缘材料形成。
TFT基板510的上述结构通过由透明树脂层517粘接于TFT基板510的密封基板520密封。
有机EL显示装置500可以使用本发明的实施方式的蒸镀掩模如下制造。图18的
Figure BDA0002936857170000391
和图19的
Figure BDA0002936857170000392
是示出有机EL显示装置500的制造工序的工序剖视图。另外,以下,以依次使用红像素用的蒸镀掩模101R、绿像素用的蒸镀掩模101G、蓝像素用的蒸镀掩模101B,在工件上蒸镀有机半导体材料(在TFT基板510上形成有机EL层514R、514G及514B)的工序为中心进行说明。
首先,如图18的(a)所示,准备在绝缘基板上形成有TFT电路、平坦化层511、下部电极512R、512G、512B和堤513的TFT基板510。形成TFT电路、平坦化层511、下部电极512R、512G、512B以及堤513的工序可以通过公知的各种方法来进行。
接着,如图18的(b)所示,利用搬送装置使TFT基板510靠近保持于真空蒸镀装置内的蒸镀掩模101R而配置。此时,以层叠体10的第二开口部13R与红像素Pr的下部电极512R重叠的方式使蒸镀掩模101R与TFT基板510对位。此外,通过相对于TFT基板510配置在与蒸镀掩模101R相反侧的未图示的磁吸盘,使蒸镀掩模101R与TFT基板510密合。
接着,如图18的(c)所示,通过真空蒸镀,在红色像素Pr的下部电极512R上依次堆积有机半导体材料,形成包含发出红色光的发光层的有机EL层514R。
接着,如图18的(d)所示,代替蒸镀掩模101R,将蒸镀掩模101G设置在真空蒸镀装置内。以使层叠体10的第二开口部13G与绿像素Pg的下部电极512G重叠的方式,进行蒸镀掩模101G与TFT基板510的对位。此外,利用磁卡盘使蒸镀掩模101G与TFT基板510密合。
接着,如图19的(a)所示,通过真空蒸镀,在绿像素Pg的下部电极512G上依次堆积有机半导体材料,形成包含发出绿色光的发光层的有机EL层514G。
接着,如图19的(b)所示,代替蒸镀掩模101G,将蒸镀掩模101B设置在真空蒸镀装置内。以使层叠体10的第二开口部13B与蓝色像素Pb的下部电极512B重叠的方式进行蒸镀掩模101B与TFT基板510的对位。此外,利用磁卡盘使蒸镀掩模101B密合于TFT基板510上。
接着,如图19的(c)所示,通过真空蒸镀,在蓝像素Pb的下部电极512B上依次堆积有机半导体材料,形成包含发出蓝色光的发光层的有机EL层514B。
接着,如图19的(d)所示,在有机EL层514R、514G及514B上依次形成上部电极515及保护层516。上部电极515以及保护层516的形成可以通过公知的各种方法来进行。这样，得到TFT基板510。
之后,通过利用透明树脂层517将密封基板520粘接于TFT基板510,完成图17所示的有机EL显示装置500。
另外,在有机EL显示装置500中,也可以使用密封膜代替密封基板520。或者,也可以不使用密封基板(或者密封膜)而在TFT基板510上设置薄膜封装(TFE:Thin FilmEncapsulation)结构。薄膜封装结构例如包括氮化硅膜等多个无机绝缘膜。薄膜封装结构还可以包含有机绝缘膜。
另外,此处使用了分别与红像素Pr、绿像素Pg及蓝像素Pb的有机EL层514R、514G及514B对应的3张蒸镀掩模101R、101G、101B,但也可以通过将1张蒸镀掩模依次错开,形成与红像素Pr、绿像素Pg及蓝像素Pb对应的有机EL层514R、514G及514B。
或者,为了防止污染,也可以使用分别不同的蒸镀掩模形成具有层叠结构的有机EL层514R、514G及514B的各层。
此外,也可以使用本实施方式的蒸镀掩模仅形成有机EL层514R、514G及514B中包含发光层的一部分的层。例如,也可以使用对应于单位区域设置有开口部的开口掩模,形成发光层以外的层(空穴注入层、空穴输送层、电子输送层、电子注入层等),使用本实施方式的蒸镀掩模形成红像素、绿像素以及蓝像素的发光层。在应用微腔结构的情况下,也可以仅使用蒸镀掩模形成发光层和空穴输送层,使用开口掩模形成除此以外的层。
另外,在上述的说明中,例示出顶发光方式的有机EL显示装置500,但本实施方式的蒸镀掩模当然也用于底发光方式的有机EL显示装置的制造。
使用本实施方式的蒸镀掩模制造的有机EL显示装置不一定是刚性的装置。本实施方式的蒸镀掩模也适用于柔性的有机EL显示装置的制造。在柔性的有机EL显示装置的制造方法中,在形成于支承基板(例如玻璃基板)上的聚合物层(例如聚酰亚胺层)上形成TFT电路等,在形成保护层后,聚合物层连同其上的层叠结构一起从支承基板剥离(例如采用激光剥离法)。
此外,本实施方式的蒸镀掩模还用于有机EL显示装置以外的有机半导体元件的制造,特别适用于形成需要高精细的蒸镀图案的有机半导体元件的制造。
工业上的可利用性
本发明的实施方式的蒸镀掩模适用于以有机EL显示装置为代表的有机半导体元件的制造,特别适用于需要形成高精细的蒸镀图案的有机半导体元件的制造。
附图标记说明
10 层叠体
10a 第一区域
10b 第二区域
11 挠曲
13 第二开口部
20 磁性金属体
21 实心部
25 第一开口部
30 掩模体
40 框架
50 粘结层
60 支承基板
70 蒸镀对象基板
m1 第一层
m2 第二层
L1、L1、L3、L4 激光
100、200、300 蒸镀掩模
500 有机EL显示装置
510 TFT基板
511 平坦化层
512B、512G、512R 下部电极
513 堤
514B、514G、514R 有机EL层
515 上部电极
516 保护层
517 透明树脂层
520 密封基板
Pb 蓝像素
Pg 绿像素
Pr 红像素
U 单位区域

Claims (26)

1.一种蒸镀掩膜，其特征在于，包括：
磁性金属体,其含有至少一个第一开口部；
层叠体,在所述磁性金属体上覆盖所述至少一个第一开口部配置,并具有位于所述至少一个第一开口部内的多个第二开口部；
所述层叠体包括第一层以及配置于所述第一层与所述磁性金属体之间的第二层,
在所述至少一个第一开口部内,室温以上的第一温度下的所述第一层的弹性模量E1、所述第一层的厚度a1、所述第一层所具有的内部应力σ1、所述第二层的弹性模量E2、所述第二层的厚度a2、所述第二层所具有的内部应力σ2满足下述式(1)、(2)：
σ1/E1-σ2/E2＜0···(1)
0<a1×σ1+a2×σ2···(2)
其中，σ1、σ2为拉伸应力时为正。
2.根据权利要求1所述的蒸镀掩模，其特征在于，
所述第一温度在室温以上且60℃以下。
3.根据权利要求1或2所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
在所述第一温度下,所述层叠体中位于所述至少一个第一开口部内的部分以向所述磁性金属体的相反侧凸出的方式挠曲。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述蒸镀掩膜还包括粘接层,所述粘接层位于所述层叠体与所述磁性金属体之间,将所述层叠体与所述磁性金属体接合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述第一层和所述第二层分别为树脂层或由金属材料以外的无机材料形成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述第一层和所述第二层的任一方是金属层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述第一层和所述第二层的至少一方是树脂层。
8.根据权利要求5所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述第一层和所述第二层均为树脂层。
9.根据权利要求7或8所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述第一层和所述第二层的至少一方是聚酰亚胺层。
10.根据权利要求8所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述第一层使用聚酰亚胺层,所述第二层使用化学射线固化型树脂材料形成。
11.根据权利要求5所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述第一层是聚酰亚胺层,所述第二层是使用金属材料以外的无机材料形成的。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
仅所述层叠体以覆盖所述磁性金属体的所述至少一个第一开口部的方式配置,所述层叠体仅由所述第一层和所述第二层构成。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
还包括支承所述磁性金属体的框架。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的蒸镀掩膜,其特征在于,
所述磁性金属体具有开口掩膜结构。
15.一种蒸镀掩模的制造方法，其特征在于，包含：
工序A，准备具有至少一个第一开口部的磁性金属体；
工序B，准备基板；
工序C，在所述基板的表面形成层叠体，所述层叠体包含第一层和形成于所述第一层上的第二层；
工序D，将在所述基板的所述表面形成的所述层叠体以覆盖所述至少一个第一开口部的方式固定在所述磁性金属体上；
工序E，在所述层叠体上形成多个第二开口部；
工序F，从所述基板剥离所述层叠体，
在所述至少一个第一开口部内,在室温以上的第1温度下，所述第一层的弹性模量E1、所述第一层的厚度a1、所述第一层所具有的内部应力σ1、所述第二层的弹性模量E2、所述第二层的厚度a2、所述第二层具有的内部应力σ2满足下述式(1)、(2)：
σ1/E1-σ2/E2＜0···(1)
0<a1×σ1+a2×σ2···(2)
其中，σ1、σ2为拉伸应力时为正。
16.根据权利要求15所述的制造方法,其特征在于，
所述第一层及所述第二层的至少一方为树脂层,
所述工序C包括：在赋予含有树脂材料的溶液或树脂材料的清漆后,通过热处理形成所述树脂层的工序。
17.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，
所述树脂层是聚酰亚胺层。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的制造方法,其特征在于,
在所述工序E之后进行所述工序F。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的制造方法,其特征在于,
还包括在所述磁性金属体的周缘部设置框架的工序。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的制造方法,其特征在于,
分别使用树脂材料或者使用金属材料以外的无机材料形成所述第一层和所述第二层。
21.根据权利要求20所述的制造方法,其特征在于，
所述第一层和所述第二层均为树脂层。
22.根据权利要求15至19中任一项所述的制造方法，其特征在于，
所述第一层和所述第二层中的任一层是金属层。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的制造方法,其特征在于,
所述基板为玻璃基板,所述玻璃基板的热膨胀系数与所述第一层以及所述第二层各自的材料的热膨胀系数为相同程度或为所述第一层以及所述第二层各自的材料的热膨胀系数以下。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的制造方法,其特征在于,所述第一温度为60℃以下。
25.根据权利要求15至24中任一项所述的制造方法,其特征在于，
所述磁性金属体具有开口掩模结构。
26.一种有机半导体元件的制造方法,其特征在于，
包括使用权利要求1～14中任一项记载的蒸镀掩模,在所述第一温度下,在工件上蒸镀有机半导体材料的工序。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115928008A (zh) * 2023-01-05 2023-04-07 京东方科技集团股份有限公司 高精细掩膜板及其制造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7487481B2 (ja) * 2019-02-06 2024-05-21 大日本印刷株式会社 蒸着マスク装置、マスク支持機構及び蒸着マスク装置の製造方法
US11317538B2 (en) * 2020-07-30 2022-04-26 Google Llc Reinforced graphite heat-spreader for a housing surface of an electronic device
KR20220060084A (ko) * 2020-11-03 2022-05-11 삼성디스플레이 주식회사 마스크, 이의 제조 방법 및 마스크 어셈블리
KR20220072059A (ko) * 2020-11-24 2022-06-02 삼성디스플레이 주식회사 마스크, 마스크 제조 방법, 및 표시 패널 제조 방법
KR20230020035A (ko) * 2021-08-02 2023-02-10 삼성디스플레이 주식회사 증착용 마스크
WO2024128176A1 (ja) * 2022-12-12 2024-06-20 大日本印刷株式会社 マスク、積層体及びマスクの製造方法
WO2024128182A1 (ja) * 2022-12-13 2024-06-20 大日本印刷株式会社 マスクの製造方法及びマスク

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205679A (zh) * 2010-03-18 2011-10-05 新日铁化学株式会社 气体阻隔性层叠体膜
JP2014205870A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 株式会社ブイ・テクノロジー 蒸着マスク
US20160115580A1 (en) * 2013-07-02 2016-04-28 V Technology Co., Ltd. Deposition mask and method for producing deposition mask
WO2017073369A1 (ja) * 2015-10-30 2017-05-04 株式会社ブイ・テクノロジー 成膜マスクの製造方法
JP6300257B1 (ja) * 2017-08-31 2018-03-28 堺ディスプレイプロダクト株式会社 成膜マスクの製造方法
CN108138303A (zh) * 2015-09-30 2018-06-08 大日本印刷株式会社 蒸镀掩模、蒸镀掩模的制造方法和金属板

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017163443A1 (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司 蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法および有機半導体素子の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205679A (zh) * 2010-03-18 2011-10-05 新日铁化学株式会社 气体阻隔性层叠体膜
JP2014205870A (ja) * 2013-04-11 2014-10-30 株式会社ブイ・テクノロジー 蒸着マスク
US20160115580A1 (en) * 2013-07-02 2016-04-28 V Technology Co., Ltd. Deposition mask and method for producing deposition mask
CN108138303A (zh) * 2015-09-30 2018-06-08 大日本印刷株式会社 蒸镀掩模、蒸镀掩模的制造方法和金属板
WO2017073369A1 (ja) * 2015-10-30 2017-05-04 株式会社ブイ・テクノロジー 成膜マスクの製造方法
JP6300257B1 (ja) * 2017-08-31 2018-03-28 堺ディスプレイプロダクト株式会社 成膜マスクの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115928008A (zh) * 2023-01-05 2023-04-07 京东方科技集团股份有限公司 高精细掩膜板及其制造方法

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