JP2014218749A - 蒸着マスクの製造方法および蒸着マスク - Google Patents

Abstract

【課題】蒸着材料を高い利用効率で成膜することができる蒸着マスクを提供する。【解決手段】蒸着マスク２０は、複数の貫通孔２５が形成された有効領域２２と、有効領域の周囲に位置する周囲領域２３と、を含む。有効領域において、蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側に、当該一方の側へ向けて幅が広くなっていく複数の凹部３０が設けられ、且つ、この凹部３０が貫通孔２５を画成する。少なくとも一つの凹部の壁面３１が、その全周に亘って、当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流している。【選択図】図３

Description

本発明は、所望のパターンで蒸着を行うために用いられる蒸着マスクを製造する方法に係り、とりわけ、蒸着材料を優れた利用効率で成膜に利用することができる蒸着マスクの製造方法に関する。また、本発明は、所望のパターンで蒸着を行うために用いられる蒸着マスクに係り、とりわけ、蒸着材料を優れた利用効率で成膜に用いることができる蒸着マスクに関する。

従来、所望のパターンで配列された貫通孔を含む蒸着用マスクを用い、所望のパターンで薄膜を形成する方法が知られている。そして、昨今においては、例えば有機ＥＬ表示装置の製造時において有機材料を基板上に蒸着する場合等、極めて高価な材料を成膜する際に蒸着が用いられることがある。なお、蒸着用マスクは、一般的に、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングによって金属板に貫通孔を形成することにより、製造され得る（例えば、特許文献１）。

蒸着マスクを用いて蒸着材料を基板に成膜する場合、蒸着マスクにも蒸着材料が付着する。すなわち、使用された蒸着材料のすべてが基板に付着するわけではない。高価な蒸着材料を用いる場合、利用効率が低いことは大きな問題となる。なお、ここでいう利用効率とは、蒸発した蒸着材料のうちの基板に付着した材料の割合を指している。

特開２００４−３９３１９号公報

ところで、蒸着材料の中には、蒸着マスクへの法線方向に対して大きく傾斜した方向に移動して基板に向かうものも存在する。斜めに移動する蒸着材料を有効に利用して蒸着材料の利用効率を高めるためには、壁面が大きく傾斜して先細りする貫通孔を金属板に形成することが好ましい。しかしながら、従来のエッチング方法によって金属板に貫通孔を形成した場合、貫通孔の壁面を十分に大きく傾斜させることはできない。このため、現状の蒸着マスクでは、蒸着材料の利用効率を十分に改善することができていない。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、蒸着材料を高い利用効率で成膜することができる蒸着マスクの製造方法を提供することを目的とする。

本発明による蒸着マスクの製造方法は、
複数の貫通孔が形成された有効領域と、前記有効領域の周囲に位置する周囲領域と、を備える蒸着マスクを製造する方法であって、
互いに対向する第１面および第２面を有する金属板の第１面上に配置されたレジストパターンをマスクとして前記第１面の側から前記金属板をエッチングし、前記有効領域をなすようになる前記金属板の領域内に、前記貫通孔を画成するようになる凹部を第１面の側から形成する工程を備え、前記凹部を形成する工程において、エッチングによる浸食が金属板の板面に沿った方向にも進み、前記レジストパターン下にて隣り合う二つの凹部が合流し、さらに、少なくとも一つの凹部の壁面が、その全周に亘って、当該一つの凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流する。

本発明による蒸着マスクの製造方法において、前記凹部の壁面が、その全周に亘って当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流する、或いは、その全周のうちの一部分において当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流し且つその全周のうちの他の部分において前記周囲領域をなすようになる領域内に延びて前記金属板の前記第１面と接続するようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの製造方法の前記凹部を形成する工程において、前記レジストパターンが、前記有効領域をなすようになる前記金属板の全領域内で、前記金属板から離間するようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの製造方法の前記凹部を形成する工程において、エッチングによる前記第１面の浸食が、前記有効領域をなすようになる前記金属板の全領域内で、進むようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの製造方法の前記凹部を形成する工程において、前記隣り合う二つの凹部が合流してなる合流部分が前記レジストパターンから離間して、前記レジストパターン下となる当該合流部分において、エッチングによる浸食が金属板の法線方向にも進み、前記合流部分が面取されるようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの製造方法の前記凹部を形成する工程において、前記有効領域をなすようになる領域内における前記金属板の法線方向に沿った最大厚みが、エッチング前における前記金属板の最大厚みの３５％以上且つ６５％以下となるようにしてもよい。このような本発明による蒸着マスクの製造方法において、前記凹部は、前記金属板の前記第１面上に、格子配列にて形成されるようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの製造方法の前記凹部を形成する工程において、前記有効領域をなすようになる領域内における前記金属板の法線方向に沿った最大厚みが、エッチング前における前記金属板の最大厚みの４５％以上且つ６５％以下となるようにしてもよい。このような本発明による蒸着マスクの製造方法において、前記凹部は、前記金属板の前記第１面上に、格子配列または千鳥配列にて形成されるようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの製造方法が、前記金属板の前記第２面上に配置されたレジストパターンをマスクとして前記第２面の側から前記金属板をエッチングし、第２凹部を前記第２面の側から形成する工程を、さらに備え、
前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されるように、前記凹部及び前記第２凹部が形成されるようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの製造方法が、前記金属板を貫通しないように前記第１面の側から形成された各凹部内にレーザー光を照射して、当該凹部の内部から前記金属板の前記第２面まで到達する第２凹部を形成する工程を、さらに備え、
前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されるように、前記凹部及び前記第２凹部が形成されるようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクは、
複数の貫通孔が形成された有効領域と、
前記有効領域の周囲に位置する周囲領域と、を備え、
前記有効領域において、前記蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側に、当該一方の側へ向けて幅が広くなっていく複数の凹部が設けられ、且つ、この凹部が貫通孔を画成し、
少なくとも一つの凹部の壁面が、その全周に亘って、当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流している。

本発明による蒸着マスクにおいて、前記凹部の前記壁面が、その全周に亘って当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流している、或いは、その全周のうちの一部分において当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流し且つその全周のうちの他の部分において前記周囲領域内に延びているようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの前記有効領域内の全領域において、前記蒸着マスクの一方の側の面は、凹凸面となっていてもよい。

本発明による蒸着マスクにおいて、前記凹部の前記壁面と前記他の凹部の前記壁面とが合流することによって稜線が形成され、前記蒸着マスクの法線方向に沿った前記稜線の高さは変動するようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクにおいて、前記他の凹部の前記壁面に合流する前記凹部の前記壁面の、前記蒸着マスクの法線方向に沿った高さは、当該凹部によって画成される貫通孔の貫通部からの前記蒸着マスクの板面に沿った距離が長くなると、高くなるようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクにおいて、前記蒸着マスクの法線方向に沿った断面にて、二つの凹部の壁面が合流する合流部分の外輪郭は、面取された形状となっていてもよい。

本発明による蒸着マスクにおいて、前記蒸着マスクの法線方向に沿った断面にて、二つの凹部の壁面が合流する合流部分の外輪郭は、前記蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側へ向けて凸な曲線状であってもよい。

本発明による蒸着マスクにおいて、前記蒸着マスクの法線方向に沿った前記有効領域内の最大厚みは、前記蒸着マスクの法線方向に沿った前記周囲領域内の最大厚みの３５％以上且つ６５％以下であってもよい。このような本発明による蒸着マスクにおいて、前記凹部は、格子配列にて配列されていてもよい。

本発明による蒸着マスクにおいて、前記蒸着マスクの法線方向に沿った前記有効領域内の最大厚みは、前記蒸着マスクの法線方向に沿った前記周囲領域内の最大厚みの４５％以上且つ６５％以下であってもよい。このような本発明による蒸着マスクにおいて、前記凹部は、格子配列または千鳥格子にて配列されていてもよい。

本発明による蒸着マスクの前記有効領域において、前記蒸着マスクの法線方向に沿った他方の側に、当該他方の側へ向けて幅が広くなっていく第２凹部が設けられ、前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されていてもよい。

本発明による蒸着マスクの前記有効領域において、前記蒸着マスクの法線方向に沿った他方の側に、当該他方の側へ向けて幅が狭くなっていく第２凹部が設けられ、前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されていてもよい。

本発明によれば、蒸着材料を高い利用効率で成膜することができる蒸着マスクが提供される。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例を示す概略斜視図である。 図２は、図１に示す蒸着マスク装置を用いて蒸着する方法を説明するための図である。 図３は、図１に示された蒸着マスクを示す部分平面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図７は、図１に示す蒸着マスクの製造方法の一例を全体的に説明するための模式図である。 図８は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、法線方向に沿った断面において長尺金属板を示す図である。 図９は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、法線方向に沿った断面において長尺金属板を示す図である。 図１０は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、法線方向に沿った断面において長尺金属板を示す図である。 図１１は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、法線方向に沿った断面において長尺金属板を示す図である。 図１２は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、法線方向に沿った断面において長尺金属板を示す図である。 図１３は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、法線方向に沿った断面において長尺金属板を示す図である。 図１４は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、法線方向に沿った断面において長尺金属板を示す図である。 図１５は、図９に対応する図であって、貫通孔の形成方法の一変形例を説明するための図である。 図１６および図１７は、貫通孔の形成方法の他の変形例を説明するための図であって、図１６は、第１凹部を形成する方法を示す図である。 図１６および図１７は、貫通孔の形成方法の他の変形例を説明するための図であって、図１７は、第２凹部を形成する方法を示す図である。 図１８および図１９は、蒸着マスクの製造方法の一変形例を説明するための図であって、図１８は、第１凹部を形成する方法を示す図である。 図１８および図１９は、蒸着マスクの製造方法の一変例を説明するための図であって、図１９は、第２凹部を形成する方法を示す図である。 図２０は、実際に作製した第１の蒸着マスクの貫通孔のパターンを説明するための上面図である。 図２１は、実際に作製した第２の蒸着マスクの貫通孔のパターンを説明するための上面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１〜図１４は本発明による一実施の形態を説明するための図である。以下の実施の形態およびその変形例では、有機ＥＬディスプレイ装置を製造する際に有機発光材料を所望のパターンでガラス基板上にパターニングするために用いられる蒸着マスクの製造方法を例にあげて説明する。ただし、このような適用に限定されることなく、種々の用途に用いられる蒸着マスクおよび蒸着マスクの製造方法に対し、本発明を適用することができる。

なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、例えば「金属板」は、「金属シート」や「金属フィルム」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。また、板状（シート状、フィルム状）の部材に対して用いる法線方向とは、当該部材の板面（シート面、フィルム面）に対する法線方向のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

まず、製造方法対象となる蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例について、主に図１〜図６を参照して説明する。ここで、図１は、蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例を示す斜視図であり、図２は、図１に示す蒸着マスク装置の使用方法を説明するための図である。図３は、蒸着マスクを第１面の側から示す平面図であり、図４〜図６は、図３の各位置における断面図である。

蒸着マスク装置１０は、矩形状の金属板２１からなる蒸着マスク２０と、蒸着マスク２０の周縁部に取り付けられたフレーム１５と、を備えている。蒸着マスク２０には、互いに対向する第１面２１ａおよび第２面２１ｂを有する金属板２１を少なくとも第１面２１ａからエッチングすることにより形成された貫通孔２５が、多数設けられている。この蒸着マスク装置１０は、図２に示すように、蒸着マスク２０が蒸着対象物である基板、例えばガラス基板９２に対面するようにして蒸着装置９０内に支持され、基板への蒸着材料の蒸着に使用される。

蒸着装置９０内では、不図示の磁石からの磁力によって、蒸着マスク２０とガラス基板９２とが密着するようになる。蒸着装置９０内には、この蒸着マスク装置１０を挟んだガラス基板９２の下方に、蒸着材料（一例として、有機発光材料）９８を収容するるつぼ９４と、るつぼ９４を加熱するヒータ９６とが配置されている。るつぼ９４内の蒸着材料９８は、ヒータ９６からの加熱により、気化または昇華してガラス基板９２の表面に付着するようになる。上述したように、蒸着マスク２０には多数の貫通孔２５が形成されており、蒸着材料９８はこの貫通孔２５を介してガラス基板９２に付着する。この結果、蒸着マスク２０の貫通孔２５の位置に対応した所望のパターンで、蒸着材料９８がガラス基板９２の表面に成膜される。

図１に示すように、本実施の形態において、蒸着マスク２０は、金属板２１からなり、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。蒸着マスク２０の金属板２１は、規則的な配列で貫通孔２５が形成された有効領域２２と、有効領域２２を取り囲む周囲領域２３と、を含んでいる。周囲領域２３は、有効領域２２を支持するための領域であり、基板へ蒸着されることを意図された蒸着材料が通過する領域ではない。例えば、有機ＥＬディスプレイ装置用の有機発光材料の蒸着に用いられる蒸着マスク２０においては、有効領域２２は、有機発光材料が蒸着して画素を形成するようになる基板（ガラス基板９２）上の区域、すなわち、作製された有機ＥＬディスプレイ装置用基板の表示面をなすようになる基板上の区域に対面する、蒸着マスク２０内の領域のことである。ただし、種々の目的から、周囲領域２３に貫通孔や凹部が形成されていてもよい。図１に示された例において、各有効領域２２は、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。

図示された例において、複数の有効領域２２は、蒸着マスク２０の一辺と平行な一方向に沿って所定の間隔を空けて配置されるとともに、前記一方向と直交する他方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。図示された例では、一つの有効領域２２が一つの有機ＥＬディスプレイ装置に対応するようになっている。すなわち、図１に示された蒸着マスク装置１０（蒸着マスク２０）によれば、多面付蒸着が可能となっている。ただし、図示された例に限られず、蒸着マスク２０が、一方向に沿って一列に配列された複数の有効領域２２を含み、且つ、蒸着マスク装置１０が、その長手方向（一方向）に直交する方向に配列されてフレーム１５に取り付けられた複数の蒸着マスク２０を有するようにしてもよい。

図３に示すように、図示された例において、各有効領域２２に形成された複数の貫通孔２５は、格子配列にて配列されている。すなわち、複数の貫通孔２５は、当該有効領域２２において、互いに直交する二方向に沿ってそれぞれ所定のピッチで配列されている。この金属板２１に形成された貫通孔２５の一例について、図３〜図６を主に参照して更に詳述する。

図３は、蒸着マスク２０を第１面２０ａ側から示す部分平面図である。また、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。図４〜図６に示すように、複数の貫通孔２５は、蒸着マスク２０の法線方向に沿った一方の側となる第１面２０ａと、蒸着マスク２０の法線方向に沿った他方の側となる第２面２０ｂと、の間を延びて、蒸着マスク２０を貫通している。図示された例では、のちに詳述するように、蒸着マスクの法線方向における一方の側となる金属板２１の第１面２１ａの側から金属板２１に第１凹部３０がエッチングによって形成され、金属板２１の法線方向における他方の側となる第２面２１ｂの側から金属板２１に第２凹部３５が形成され、この第１凹部３０および第２凹部３５によって貫通孔２５が形成されている。

図３〜図６に示すように、蒸着マスク２０の法線方向における一方の側から他方の側へ向けて、すなわち、蒸着マスク２０の第１面２０ａの側から第２面２０ｂの側へ向けて、蒸着マスク２０の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク２０の板面に沿った断面での各第１凹部３０の断面積は、しだいに小さくなっていく。言い換えると、蒸着マスク２０の法線方向に沿った断面において、蒸着マスク２０の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク２０の板面に沿った各第１凹部３０の幅は、蒸着マスク２０の第１面２０ａの側から第２面２０ｂの側に向けて、しだいに小さくなっていく。とりわけ図示された例では、蒸着マスク２０の第１面２０ａの側から第２面２０ｂの側に向け、各第１凹部３０の断面積は、小さくなるように変化し続けている。図３に示すように、第１凹部３０の壁面３１は、その全領域において蒸着マスク２０の法線方向に対して交差する方向に延びており、蒸着マスク２０の法線方向に沿った一方の側に向けて露出している。

同様に、蒸着マスク２０の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク２０の板面に沿った断面での各第２凹部３５の断面積は、蒸着マスク２０の法線方向における他方の側から一方の側へ向けて、すなわち、蒸着マスク２０の第２面２０ｂの側から第１面２０ａの側へ向けて、しだいに小さくなっていく。言い換えると、蒸着マスク２０の法線方向に沿った断面において、蒸着マスク２０の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク２０の板面に沿った各第２凹部３５の幅は、蒸着マスク２０の第２面２０ｂの側から第１面２０ａの側に向けて、しだいに小さくなっていく。とりわけ図示された例では、蒸着マスク２０の第２面２０ｂの側から第１面２０ａの側に向け、各第２凹部３５の断面積は、小さくなるように変化し続けている。第２凹部３５の壁面３６は、その全領域において蒸着マスク２０の法線方向に対して交差する方向に延びており、蒸着マスク２０の法線方向に沿った他方の側に向けて露出している。

図４〜図６に示すように、貫通孔２５は、蒸着マスク２０の第１面２０ａの側から形成された先細りする第１凹部３０と、蒸着マスク２０の第２面２０ｂの側から形成された先細りする第２凹部３５とが接続することによって、画成されている。図３に示すように、図示された例では、一つの貫通孔２５に対して、第１凹部３０及び第２凹部３５がそれぞれ一つずつ形成されている。したがって、一つの第１凹部３０と、当該第１凹部３０に対応して設けられた第２凹部３５とが接続することにより、各貫通孔２５が形成されている。

なお、図４〜図６に示すように、第１凹部３０の壁面３１と、第２凹部３５の壁面３６とは、周状の接続部４１を介して接続されている。接続部４１は、蒸着マスクの法線方向に対して傾斜した第１凹部３０の壁面３１と、蒸着マスクの法線方向に対して傾斜した第２凹部３５の壁面３６とが合流する張り出し部の稜線によって、画成されている。そして、接続部４１は、蒸着マスク２０の平面視において最も貫通孔２５の面積が小さくなる貫通部４２を画成する。

図４〜図６に示すように、蒸着マスクの法線方向に沿った他方の側の面、すなわち、蒸着マスク２０の第２面２０ｂ上において、隣り合う二つの貫通孔２５は、蒸着マスクの板面に沿って互いから離間している。すなわち、後述する製造方法のように、蒸着マスク２０の第２面２０ｂに対応するようになる金属板２１の第２面２１ｂ側から当該金属板２１をエッチングして第２凹部３５を作製する場合、隣り合う二つの第２凹部３５の間に金属板２１の第２面２１ｂが残存するようになる。

一方、図４〜図６に示すように、蒸着マスクの法線方向に沿った他方の側、すなわち、蒸着マスク２０の第１面２０ａの側において、隣り合う二つの第１凹部３０が接続されている。すなわち、後述する製造方法のように、蒸着マスク２０の第１面２０ａに対応するようになる金属板２１の第１面２１ａ側から当該金属板２１をエッチングして第１凹部３０を形成する場合、隣り合う二つの第１凹部３０の間に、金属板２１の第１面２１ａが残存しないようになる。このような第１凹部３０によって形成される蒸着マスク２０の第１面２０ａによれば、図２に示すように蒸着マスク２０の第１面２０ａが蒸着材料９８に対面するようにしてこの蒸着マスク２０を用いた場合に、蒸着材料９８の利用効率を効果的に改善することができる。

図２に示すようにして蒸着マスク装置１０が蒸着装置９０に収容された場合、図４に二点鎖線で示すように、蒸着マスク２０の第１面２０ａが蒸着材料９８を保持したるつぼ９４側に位置し、蒸着マスク２０の第２面２０ｂがガラス基板９２に対面する。したがって、蒸着材料９８は、次第に断面積が小さくなっていく第１凹部３０を通過してガラス基板９２に付着する。図４に示すように、蒸着材料９８は、るつぼ９４からガラス基板９２に向けてガラス基板９２の法線方向に沿って移動するだけでなく、ガラス基板９２の法線方向に対して大きく傾斜した方向に移動することもある。このとき、第１凹部３０の断面形状が図４に点線で示す輪郭を有していたとすると、斜めに移動する蒸着材料９８は、蒸着マスク２０に付着してガラス基板９２まで到達しない。また、ガラス基板９２上の貫通孔２５に対面する領域内には、蒸着材料９８が到達しやすい領域と到達しにくい部分が生じてしまう。具体的には、貫通孔２５の中央に対面するガラス基板９２上の領域には、蒸着材料９８が到達することができるが、貫通孔２５の周縁に対面するガラス基板９２上の領域には、蒸着材料９８が到達しにくくなる。この現象は、シャドウとも呼ばれ、予定した蒸着領域内で蒸着膜の膜厚が大きく変動する、さらには、予定した蒸着領域の周縁部に蒸着材料を付着させることができない、言い換えると所望のパターンでの蒸着を行うことができないといった不具合として現れる。

すなわち、蒸着材料の利用効率（成膜効率：ガラス基板９２に付着する割合）を高めて高価な蒸着材料を節約するため、且つ、高価な蒸着材料を用いた成膜を所望の領域内に安定してむらなく実施するため、蒸着マスク２０のシート面に直交する図４〜図６の断面において、貫通孔２５の最小断面積を持つ部分となる接続部４１と、第１凹部３０の壁面３１の他の任意の位置と、を通過する直線Ｌ１が、蒸着マスク２０の法線方向に対してなす最小角度θ_１（図４参照）が、十分に大きくなっていることが有利となる。そして、図示された例によれば、隣り合う二つの第１凹部３０の壁面３１が合流することにより、他の凹部と合流していない点線で示された壁面（輪郭）を有する凹部と比較して、この角度θ_１を大幅に小さくすることができている。

第１凹部３０は、後に詳述するように、金属板２１の第１面２１ａをエッチングすることにより形成される。エッチングによって形成される凹部の壁面は、一般的に、浸食方向に向けて凸となる曲面状となる。したがって、エッチングによって形成された凹部の壁面３１は、エッチングの開始側となる領域において切り立ち、エッチングの開始側とは反対側となる領域、すなわち凹部の最も深い側においては、金属板２１の法線方向に対して比較的に大きく傾斜するようになる。そして、図示された蒸着マスク２０では、隣り合う二つの第１凹部３０の壁面３１が、エッチングの開始側において、合流しているので、貫通孔２５の大部分をなす第１凹部３０の壁面３１を蒸着マスクの法線方向に対して効果的に傾斜させることができる。また、初めから厚さが薄くなっている金属板をエッチングして形成された凹部と比較しても、図示された第１凹部３０の壁面３１は、エッチングの開始側となる切り立った部分を含まないようになるので、壁面３１の傾斜角度θ_１を十分に大きくすることができる。これにより、ここで説明した蒸着マスク２０を用いた場合、蒸着材料９８の利用効率を効果的に改善しながら所望のパターンでの蒸着を安定して高精度に実施することができる。

とりわけ、図示された例では、有効領域２２のすべての第１凹部３０の壁面３１の先端縁（上縁、蒸着マスクの法線方向に沿って一方の側に位置する端縁）３２が、その全周に亘って当該第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２と合流している、或いは、その全周のうちの一部分において当該第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２と合流し且つその全周のうちの他の部分において周囲領域２３内に延び入っている。図４〜図６に示すように、所定のパターンで配列された貫通孔２５のうちの最外方に位置する貫通孔２５を画成する第１凹部３０について、壁面３１の先端縁３２の一部分が、他の第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２に接続し、且つ、壁面３１の先端縁３２のその他の部分が、周囲領域２３まで延び入って蒸着マスク２０の平坦面、後述する製造方法によれば金属板２１の第１面２１ａに接続している。一方、所定のパターンで配列された貫通孔２５のうちの最外方以外に位置する貫通孔２５を画成する第１凹部３０について、壁面３１の先端縁３２は、その全周に亘って当該第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２と合流している。

すなわち、図３〜図６に示された例においては、蒸着マスク２０の有効領域２２内の全領域において、蒸着マスク２０の第１面２０ａが、蒸着マスクの法線方向における一方の側に向いた第１凹部３０の壁面３１によって形成されている。この結果、蒸着マスク２０の有効領域２２内の全領域において、蒸着マスク２０の第１面２０ａが凹凸面をなしている。

このような蒸着マスク２０によれば、有効領域２２の全域において、第１凹部３０の壁面３１が蒸着マスクの法線方向に対してなす傾斜角度θ_１を効果的に増大させることができる。これにより、蒸着材料９８の利用効率を効果的に改善しながら、所望のパターンでの蒸着を高精度に安定して実施することができる。

また、後述する製造方法のように蒸着マスク２０の第１面２０ａに対応するようになる金属板２１の第１面２１ａ側から当該金属板２１をエッチングして第１凹部３０を作製する場合、蒸着マスク２０の有効領域２２をなすようになる金属板２１の全領域において、当該金属板２１の第１面２１ａがエッチングにより浸食される。すなわち、有効領域２２には、金属板２１の第１面２１ａが存在しない。さらに言い換えると、蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域２２内の最大厚みＴａは、蒸着マスクの法線方向に沿った周囲領域２３内の最大厚みＴｂの１００％未満となる。このように有効領域２２内での厚みが全体的に薄くなることは、蒸着材料の利用効率を向上させる観点から好ましい。その一方で、蒸着マスクの強度の観点から、蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域２２内の最大厚みＴａは、蒸着マスクの法線方向に沿った周囲領域２３内の最大厚みＴｂの一定以上の割合となっていることが好ましい。蒸着マスク２０をフレーム１５に張設した場合における蒸着マスク２０の有効領域２２内での変形を効果的に抑制することができ、これにより、所望のパターンでの蒸着を効果的に実施することができるためである。

また、第１凹部３０の幅は、蒸着マスクの法線方向に沿った他方の側から一方の側に向けて、広くなっていくことから、第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２と他の第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２とが合流することにより稜線３３が形成されている。図示された例において、貫通孔２５は平面視において略矩形状に形成され、且つ、互いに直交する二つの方向のそれぞれに所定のピッチで配列されている。したがって、図３に示すように、有効領域２２内の最外方以外に位置する貫通孔２５を画成する第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２は略矩形状に沿って延び、また、隣り合う二つの第１凹部３０の間を延びる稜線３３は、貫通孔２５の配列方向とそれぞれ平行となる二方向に延びるようになる。

さらに、後述する製造方法のように第１凹部３０をエッチングにて形成する場合には、稜線３３の高さ、すなわち、蒸着マスクの法線方向における稜線３３の位置は、一定ではなく変動する。言い換えると、他の第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２に合流する第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２の、蒸着マスクの法線方向における、位置は、一定ではなく変動する。後述する第１凹部３０の形成方法に起因して、稜線３３および先端縁３２の高さは、第１凹部３０の深さが最も深くなる貫通孔２５の貫通部４２からの蒸着マスクの板面に沿った距離に応じて変化する。具体的には、他の第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２に合流する第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２の、蒸着マスクの法線方向に沿った高さは、通常、当該第１凹部３０によって画成される貫通孔２５の貫通部４２から先端縁３２までの蒸着マスクの板面に沿った距離が長くなると、高くなる。したがって、図示されているように貫通孔２５（第１凹部３０）が正方配列されている場合には、二つの配列方向のそれぞれにおいて隣り合う貫通孔２５の中間となる位置（図３〜図６における最高部３２ａ）において、先端縁３２及び稜線３３の高さが最も高くなる。

一般的な傾向として、このような蒸着マスク２０では、とりわけ図５からよく理解され得るように、第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２の高さは、対象となる先端部３２の位置から当該第１凹部３０によって画成される貫通孔２５のうちの平面視において金属板２１を貫通している領域（本例では貫通部４２）の中心までの平面視における距離ｋ（図３参照）が短くなると、低くなる。したがって、蒸着マスク２０の法線方向に対して壁面３１がなす上述の角度θ_１を、効果的に増大することができる。これにより、より効果的に蒸着材料９８の利用効率を改善し且つ所望のパターンでの蒸着を高精度且つ安定して実施することができる。

さらに、図示された例においては、後述する製造方法に起因して、蒸着マスクの法線方向に沿った断面での、二つの第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２が合流する部分４３の外輪郭（断面での部分４３の外形を形づくっている線）が、面取された形状となっている。上述したように、一般的に、エッチングで形成される凹部の壁面は、エッチングによる主たる進行方向に向けて凸となる曲面状となる。したがって、エッチングで形成された二つの第１凹部３０を単純に部分的に重ね合わせると、図４〜図６に点線で示すように、合流部分４３は、エッチングの開始側となる蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側へ向けて、尖った形状となる。これに対して図示された蒸着マスク２０では、合流部分４３における尖った部分が面取されている。図４〜図６から理解されるように、この面取によって、蒸着マスク２０の法線方向に対して壁面３１がなす上述の角度θ_１を、効果的に増大することができる。これにより、より効果的に蒸着材料９８の利用効率を改善し且つ所望のパターンでの蒸着を高精度且つ安定して実施することができる。

上述したように、本実施の形態では、貫通孔２５が各有効領域２２において所定のパターンで配置されている。一例として、蒸着マスク２０（蒸着マスク装置１０）が携帯電話やデジタルカメラ等のディスプレイ（２〜５インチ程度）を作製するために用いられる場合、貫通孔２５の配列ピッチＰは、５８μｍ（４４０ｐｐｉ）以上２５４μｍ（１００ｐｐｉ）以下程度とすることができる。なお、カラー表示を行いたい場合には、貫通孔２５の配列方向（前述の一方向）に沿って蒸着マスク２０（蒸着マスク装置１０）とガラス基板９２とを少しずつ相対移動させ、赤色用の有機発光材料、緑色用の有機発光材料および青色用の有機発光材料を順に蒸着させていってもよい。また、蒸着マスク２０（蒸着マスク装置１０）が携帯電話のディスプレイを作製するために用いられる場合、各貫通孔２５の配列方向（上述の一方向）に沿った幅（スリット幅）Ｗは、２８μｍ以上８４μｍ以下程度とすることができる。

なお、蒸着マスク装置１０のフレーム１５は、矩形状の蒸着マスク２０の周縁部に取り付けられている。フレーム１５は、蒸着マスク２０が撓んでしまうことがないように蒸着マスクを張った状態に保持する。蒸着マスク２０とフレーム１５とは、例えばスポット溶接により互いに対して固定されている。

蒸着マスク装置１０は、高温雰囲気となる蒸着装置９０の内部に保持される。したがって、蒸着マスク２０およびフレーム１５は、蒸着フレームの撓みや熱応力の発生を防止するため、熱膨張率が低い同一の材料によって作製されていることが好ましい。このような材料として、例えば、３６％Ｎｉインバー材を用いることができる。

以上のような蒸着マスク２０によれば、少なくとも一つの第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２が、その全周に亘って、当該第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流している。このため、蒸着材料９８の利用効率を効果的に改善しながら、高精細なパターンでの蒸着を所望の厚さで精度良く行うことができる。とりわけ、有機ＥＬディスプレイ装置では、高価な蒸着材料９８を高精細なパターンで基板４２上にパターニングすることが所望されている。このため、本実施の形態の蒸着マスク２０は、有機ＥＬディスプレイ装置を製造するために用いられる蒸着マスクに特に適している。

次に、このような蒸着マスク２０の製造方法について、主に図７〜図１４を用いて説明する。以下に説明する蒸着マスク２０の製造方法では、図７に示すように、帯状に延びる長尺の金属板６４が供給され、この長尺金属板６４に貫通孔２５が形成され、さらに長尺金属板６４を断裁することによって枚葉状の金属板２１からなる蒸着マスク２０が得られる。

より具体的には、蒸着マスク２０の製造方法、帯状に延びる長尺の金属板６４を供給する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングを長尺の金属板６４に施して、長尺金属板６４に第１面６４ａの側から第１凹部３０を形成する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングを長尺金属板６４に施して、長尺金属板６４に第２面６４ｂの側から第２凹部３５を形成する工程と、を含んでいる。そして、長尺金属板６４に形成された第１凹部３０と第２凹部３５とが互いに通じ合うことによって、長尺金属板６４に貫通孔２５が作製される。図７に示された例では、第２凹部３５の形成工程が、第１凹部３０の形成工程の前に実施され、且つ、第２凹部３５の形成工程と第１凹部３０の形成工程の間に、作製された第２凹部３５を封止する工程が、さらに設けられている。以下において、各工程の詳細を説明する。

図７には、蒸着マスク２０を作製するための製造装置６０が示されている。図７に示すように、まず、長尺金属板６４を供給コア６１に巻き取った巻き体６２が準備される。そして、この供給コア６１が回転して巻き体６２が巻き戻されることにより、図７に示すように帯状に延びる長尺金属板６４が供給される。なお、長尺金属板６４は、貫通孔２５を形成されて枚葉状の金属板２１、さらには蒸着マスク２０をなすようになる。したがって、上述したように、長尺金属板６４は、例えば３６％Ｎｉインバー材からなる。ただし、これに限られず、ステンレス、銅、鉄、アルミニウムからなるシートを長尺金属板６４として用いることも可能である。また、金属板６４の厚みは、一例として、２０μｍ以上８０μｍ以下とすることができる。

供給された長尺金属板６４は、搬送ローラ７２によって、エッチング装置（エッチング手段）７０に搬送される。エッチング手段７０によって、図８〜図１４に示された各処理が施される。まず、図８に示すように、長尺金属板６４の第１面６４ａ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）６５ａが形成されるとともに、長尺金属板６４の第２面６４ｂ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）６５ｂが形成される。一具体例として、次のようにしてネガ型のレジストパターンが形成される。まず、長尺金属板６４の第１面６４ａ上（図８の紙面における下側の面上）および第２面６４ｂ上に感光性レジスト材料を塗布し、長尺金属板６４上にレジスト膜を形成する。次に、レジスト膜のうちの除去したい領域に光を透過させないようにしたガラス乾板を準備し、ガラス乾板をレジスト膜上に配置する。その後、レジスト膜をガラス乾板越しに露光し、さらにレジスト膜を現像する。以上のようにして、長尺金属板６４の第１面６４ａ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）６５ａを形成し、長尺金属板６４の第２面６４ｂ上にレジストパターン（単に、レジストとも呼ぶ）６５ｂを形成することができる。

次に、図９に示すように、長尺金属板６４上に形成されたレジストパターン６５ｂをマスクとして、エッチング液（例えば塩化第二鉄溶液）を用いて、長尺金属板６４の第２面６４ｂ側からエッチングする。例えば、エッチング液が、搬送される長尺金属板６４の第２面６４ｂに対面する側に配置されたノズルから、レジストパターン６５ｂ越しに長尺金属板６４の第２面６４ｂに向けて噴射される。この結果、図９に示すように、長尺金属板６４のうちのレジストパターン６５ｂによって覆われていない領域で、エッチング液による浸食が進む。以上のようにして、第２面６４ｂの側から長尺金属板６４に多数の第２凹部３５が形成される。

その後、図１０に示すように、エッチング液に対する耐性を有した樹脂６９によって、形成された第２凹部３５が被覆される。すなわち、エッチング液に対する耐性を有した樹脂６９によって、第２凹部３５が封止される。図１０に示す例において、樹脂６９の膜が、形成された第２凹部３５だけでなく、第２面６４ｂ（レジストパターン６５ｂ）も覆うように形成されている。

次に、図１１に示すように、長尺金属板６４に対して第２回目のエッチングを行う。第２回目のエッチングにおいて、長尺金属板６４は第１面６４ａの側のみからエッチングされ、第１面６４ａの側から第１凹部３０の形成が進行していく。長尺金属板６４の第２面６４ｂの側には、エッチング液に対する耐性を有した樹脂６９が被覆されているからである。したがって、第１回目のエッチングにより所望の形状に形成された第２凹部３５の形状が損なわれてしまうことはない。

エッチングによる浸食は、長尺金属板６４のうちのエッチング液に触れている部分において行われていく。従って、浸食は、長尺金属板６４の法線方向（厚み方向）のみに進むのではなく、長尺金属板６４の板面に沿った方向にも進んでいく。この結果、図１２に示すように、エッチングが長尺金属板６４の法線方向に進んで第１凹部３０が第２凹部３５と接続するだけでなく、レジストパターン６５ａの隣り合う二つの孔６６ａに対面する位置にそれぞれ形成された二つの第１凹部３０が、二つの孔６６ａの間に位置するブリッジ部６７ａの裏側において、合流する。

図１３に示すように、長尺金属板６４の第１面６４ａの側からのエッチングがさらに進む。図１３に示すように、隣り合う二つの第１凹部３０が合流してなる合流部分４３がレジストパターン６５ａから離間して、レジストパターン６５ａ下となる当該合流部分４３において、エッチングによる浸食が金属板６４の法線方向（厚さ方向）にも進む。これにより、図１２に示すように蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側へ向けて尖っていた合流部分４３が、蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側からエッチングされ、図１３に示すように面取される。

また、上述したように、エッチングによって形成される凹部の壁面は、一般的に、浸食方向に向けて、本例では、蒸着マスクの法線方向に沿って一方の側から他方の側へ向けて凸となる曲面状となる。このため、長尺金属板６４の第１面６４ａの側において第１凹部３０の壁面が切り立つようになる。ただし、隣り合う二つの第１凹部３０が、合流することによって、都合よく、この切り立った壁面３１が除去されるようになる。これにより、第１凹部３０の壁面３１が蒸着マスクの法線方向に対してなす傾斜角度θ_１を増大させることができる。

このようにして、少なくとも一つの第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２が、その全周に亘って、当該一つの第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流するようになる。とりわけ、図示された例では、図３に示すように、第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２が、その全周に亘って当該第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流し、或いは、その全周のうちの一部分において当該第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流し且つその全周のうちの他の部分において周囲領域２２をなすようになる領域内に延びて金属板６４の第１面６４ａと接続するようになる。

このようにして、エッチングによる長尺金属板６４の第１面６４ａの浸食が、長尺金属板６４の有効領域２２をなすようになる全領域内において、進む。これにより、有効領域２２をなすようになる領域内における長尺金属板６４の法線方向に沿った最大厚みＴａが、エッチング前における長尺金属板６４の最大厚みＴｂより薄くなる。ただし、蒸着マスク２０のマスクの強度の観点から、有効領域２２をなすようになる領域内における長尺金属板６４の法線方向に沿った最大厚みＴａは、エッチング前における長尺金属板６４の最大厚みＴｂの一定以上の割合となるよう、エッチングによる浸食が制御されることが好ましい。この場合、後述する以後の処理、例えば、金属板６４の搬送や切断、樹脂６９の除去、フレーム１５への取り付けといった処理中に、多数の貫通孔２５を形成された有効領域２２の変形を効果的に防止することができる。

以上のようにして、長尺金属板６４の第１面６４ａの側からのエッチングが予め設定した量だけ進んで、長尺金属板６４に対する第２回目のエッチングが終了する。このとき、第１凹部３０は長尺金属板６４の厚さ方向に沿って第２凹部３５に到達する位置まで延びており、これにより、互いに通じ合っている第１凹部３０および第２凹部３５によって貫通孔２５が長尺金属板６４に形成される。

その後、図１４に示すように、長尺金属板６４から樹脂６９が除去される。樹脂膜６９は、例えばアルカリ系剥離剤により、除去することができる。

次に、長尺金属板６４からレジストパターン６５ａ，６５ｂが除去される。なお、第１凹部３０を形成する工程において、エッチングによる第１面６４ａの浸食が、有効領域２２をなすようになる金属板６４の全領域内において、進む。したがって、第１面６４ａ上に設けられたレジストパターン６５ａは、有効領域２２をなすようになる金属板６４の全領域内において、金属板６４から既に離間している。このため、レジストパターン６５ａ除去時に、ブラッシング等の処置を金属板２１に施す必要がなく、蒸着マスク２０の有効領域２２の変形等の損傷を効果的に回避することができ、蒸着マスク２０の歩留まりを効果的に改善することができる。

このようにして多数の貫通孔２５を形成された長尺金属板６４は、当該長尺金属板６４を狭持した状態で回転する搬送ローラ７２，７２により、切断装置（切断手段）７３へ搬送される。なお、この搬送ローラ７２，７２の回転によって長尺金属板６４に作用するテンション（引っ張り力）を介し、上述した供給コア６１が回転させられ、巻き体６２から長尺金属板６４が供給されるようになっている。

その後、多数の凹部６１が形成された長尺金属板６４を切断装置（切断手段）７３によって所定の長さに切断することにより、多数の貫通孔２５が形成された枚葉状の金属板２１が得られる。

なお、貫通孔２５は、長尺金属板６４を一方の面のみからエッチングすることによっても形成され得る。しかしながら、長尺金属板６４を上方側の面のみからエッチング処理した場合、浸食によって形成された先細り孔に、既に浸食に用いられ浸食能力が低くなったエッチング液が残留する。その後、金属板の孔が下方側の面に達した時、それまで孔内に残留していたエッチング液が下方の面から流れ出て、浸食能力の高いフレッシュなエッチング液が形成された孔内に流れ込む。このとき、断面積（開孔面積）が小さくなる孔内の下方側の領域において、孔内の下方側の領域がフレッシュなエッチング液により激しく浸食される。すなわち、孔の形状を十分に制御することができなくなる。一方、レジストパターンを介して金属板を下方側の面のみからエッチングした場合、浸食によって形成された先細り孔が金属板を貫通すると、上側面の孔周囲に、エッチング液が残留することがある。結果として、残留したエッチング液によって金属板の上方側の面からも浸食が進み、やはり孔の形状を十分に制御することができなくなる。これに対して、上述したエッチング方法によれば、貫通孔２５の形状を安定させることができる。

以上のようにして、多数の貫通孔２５を形成された金属板２１からなる蒸着マスク２０が得られる。そして、各蒸着マスク２０に対してフレーム１５を取り付けることにより、蒸着マスク装置１０が得られる。なお、フレーム１５は、蒸着マスク２０の一方の面２０ａに取り付けられてもよいし、蒸着マスク２０の他方の面２０ｂに取り付けられてもよい。

以上のような本実施の形態による蒸着マスク装置の製造方法によれば、金属板２１，６４に第１凹部３０を形成する工程において、エッチングによる浸食が金属板の板面に沿った方向にも進み、レジストパターン６５ａ下にて隣り合う二つの第１凹部３０が合流し、さらに、少なくとも一つの第１凹部３０の壁面３１の先端縁３２が、その全周に亘って、当該一つの第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流する。このようにして形成されて貫通孔２５をなすようになる第１凹部３０の壁面３１は、蒸着マスク２０の法線方向に対して大きく傾斜するようになる。これにより、製造された蒸着マスク２０を用いることによって、高い利用効率で蒸着材料９８を使用しながら、高精細なパターンでの蒸着を安定して行うことが可能となる。

ところで、上述した製造方法では、蒸着マスク２０の第１面２０ａに対応するようになる金属板２１の第１面２１ａ側から当該金属板２１をエッチングして第１凹部３０を作製する際、蒸着マスク２０の有効領域２２をなすようになる金属板２１の全領域において、当該金属板２１の第１面２１ａがエッチングにより浸食される。すなわち、蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域２２内の最大厚みＴａは、蒸着マスクの法線方向に沿った周囲領域２３内の最大厚みＴｂの１００％未満となる。有効領域２２内での蒸着マスク２０の厚みが全体的に薄くなることは、上述したように、蒸着材料の利用効率を向上させる観点から、並びに、シャドウの発生を抑制する観点から好ましい。

加えて、本件発明者が鋭意研究を重ねたところ、蒸着マスクの法線方向に沿った周囲領域２３内の最大厚みＴｂに対する蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域２２内の最大厚みＴａの割合（以下においてこの割合を、単に「最高部厚み割合」とも呼ぶ）を、６５％以下とすることが有効であることが知見された。上述したように、金属板２１への第１凹部３０の作製時に、有効領域２２の全域に亘って金属板２１をエッチングした場合、形成すべき第１凹部３０の規則的な配列に応じて、厚みが最大となる最高部３２ａが形成されるようになる。最高部３２ａでの高さは、最高部厚み割合を決定する因子となる。この最高部３２ａは、第１凹部３０が規則的に配列にされることに応じて、規則的な配列で多数存在することになる。現在のエッチング技術によれば、最高部３２ａの厚みを平均として制御することは可能である。本件明細書においては、蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域２２内の最大厚みＴａは、この最高部３２ａにおける厚みの平均値とする。

本件発明者が確認したところ、最高部厚み割合が６５％以下となる場合、最高部３２ａの高さのばらつきを急激に低減することができた。しかもこのような現象は、少なくとも有機ＥＬ表示装置の製造時に有機材料を基板に蒸着する際に用いられる一般的な開口率を有する蒸着マスクにおいて、第１凹部３０の配列（貫通孔２５の配列）によらず、すなわち図３や図２０に示された格子配列に限られることなく例えば図２１に示された千鳥配列であっても、同様に生じた。すなわち、有機ＥＬ表示装置の製造時に有機材料を基板に蒸着する際に用いられる蒸着マスク２０において、最高部厚み割合を６５％以下とすることにより、最高部３２ａでの厚みの平均値を高精度に制御するだけでなく、有効領域２２内の最高部３２ａの厚みのばらつきを効果的に低減し、有効領域２２内に位置する各最高部３２ａでの厚みのそれぞれを精度良く制御することが可能となる。この結果、最高部厚み割合を６５％以下とすることにより、第１凹部３０の配列によらず且つ蒸着マスク２０をなす金属板２１の板厚にもよらず、シャドウの発生を効果的に防止することができた。このような作用効果は、貫通孔の壁面の傾斜角度のみを考慮していた従来の技術水準から予測される範囲を超えた顕著なものである。

一方、上述したように、蒸着マスクの法線方向に沿った周囲領域２３内の最大厚みＴｂに対する蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域２２内の最大厚みＴａの割合（最高部厚み割合）は、蒸着マスクの強度の観点から、一定以上となっていることが好ましい。蒸着マスク２０はフレーム１５に張設される。最高部厚み割合が低い蒸着マスクは、張設時に変形してしまう。結果として、最高部厚み割合が低い蒸着マスクでは、所望のパターンでの蒸着を実施できなくなってしまう。具体的には、最高部厚み割合を低くしていくと、蒸着材料を蒸着されるべき基板上において蒸着材料を配置すべき位置（設計位置）から蒸着材料が実際に蒸着した位置までのずれ量の平均値を小さく抑えることはできても、このずれ量のばらつきが大きくなってしまう。この点ついて本件発明者が検討を行ったところ、最高部厚み割合（Ｔａ／Ｔｂ）が４５％以上になっていれば、少なくとも有機ＥＬ表示装置の製造時に有機材料を基板に蒸着する際に用いられる一般的な開口率を有する蒸着マスクの変形を十分に防止することができ、この蒸着マスクにより、市販の表示装置に要求されている精度での蒸着を実施することができた。

さらに、本件発明者は鋭意研究を重ねた結果として、貫通孔２５（これにともなって第１凹部３０）を格子配列で配列することが、張設時における蒸着マスク２０の変形を抑制する観点において、有効であることを知見した。貫通孔２５（これにともなって第１凹部３０）が格子配列で配列されている蒸着マスク２０においては、最高部厚み割合（Ｔａ／Ｔｂ）を３５％にしても、少なくとも有機ＥＬ表示装置の製造時に有機材料を基板に蒸着する際に用いられる一般的な開口率を有する蒸着マスクの変形を十分に防止することができ、この蒸着マスクにより、市販の表示装置に要求されている精度での蒸着を実施することができた。

ここで、本件発明者が行った実験結果の一部を説明する。ここでは、貫通孔が格子配列で配列された第１の蒸着マスクに関する実験結果と、貫通孔が千鳥配列で配列された第２の蒸着マスクに関する実験結果とについて説明する。なお、製造対象となる蒸着マスクの貫通孔の配列は、図２０及び図２１に示す通りとした。なお、図２０に示された格子配列において、貫通孔は、ｘ軸方向に所定ピッチで配列され且つｘ軸と直交するｙ軸方向にも所定ピッチで配列されている。図２１に示された千鳥配列では、ｙ軸方向に並んだ貫通孔群が、当該貫通孔群とｘ軸方向に隣り合う他の貫通孔群と、貫通孔のｙ軸方向への配列ピッチの半分だけずれて配置されている点において、図２０に示された格子配列と異なっている。

まず、上述の蒸着マスクの製造方法にて、金属板に第１凹部及び第２凹部を形成して、第１凹部及び第２凹部からなる貫通孔を有する蒸着マスクを製造した。この蒸着マスクにおいて、各第１凹部の壁面が、その全周に亘って当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流する、或いは、その全周のうちの一部分において当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流し且つその全周のうちの他の部分において前記周囲領域をなすようになる領域内に延びて前記金属板の前記第１面と接続するようにした。蒸着マスクの原材料となる金属板は、インバー材とした。インバー材の厚みは、表１〜表８に示すように種々の厚みとした。また、各厚みの金属板において、最高部厚み割合の目標値も、表１〜８に示すように種々変更した。

実際に製造された各蒸着マスクについて、第１凹部の配列に応じて厚みが最大となる最高部における厚みを、３００箇所の最高部について測定し、それぞれ、最高部厚み割合を算出した。算出された最高部厚み割合から、平均値および標準偏差σを算出した。最高部における厚みの測定は、オリンパス株式会社製のレーザー測長器（ＯＬＳ−３０００）を用いた。なお、図２０に示された格子配列では、四つの貫通孔の間となる位置に最高部３２ａが形成されていた。一方、図２１に示された千鳥配列では、図２１に示すように、ｙ軸方向に隣り合う二つの貫通孔の間に位置する線状領域ｌｓ内、例えば線状領域ｌｓのｘ軸方向における中央となる位置や線状領域ｌｓのｘ軸方向における端となる位置に、最高部３２ａが形成されていた。

貫通孔が格子配列で配列された各第１の蒸着マスクについての最高部厚み割合の標準偏差σ×３の値を表１に示す。ここで標準正規分布のグラフ確率変数ＸがＮ（μ,σ^２）に従う時、平均μからのずれが±１σ以下の範囲にＸが含まれる確率は６８．２７％、±２σ以下だと９５．４５％、さらに±３σだと９９．７３％となる。すなわち、σ×３は、最高部厚み割合のばらつきの範囲を予測するための指標となる。また、各第１の蒸着マスクについての最高部厚み割合の実測平均値の値を表２ａ及び表２ｂに示す。最高部厚み割合の実測平均値は、目標値±１．５％以内となっていた。また、表１の結果からは、最高部厚み割合を６５％以下にすると、各第１の蒸着マスク内において最高部での厚みが安定することが、理解され得る。なお、格子配列以外の蒸着マスクについても、表１と同様の結果が得られた。

次に、製造された各蒸着マスクをフレームに張設して蒸着マスク装置を作製した。作製された蒸着マスク装置を用いて、ガラス基板上に蒸着材料としての有機材料を蒸着させて、有機ＥＬ表示装置用基板を想定したサンプルを作製した。その後、各サンプルについて、シャドウの発生の有無を確認した。貫通孔が格子配列で配列された各第１の蒸着マスクについてのシャドウの有無の確認結果を表２ａ及び表２ｂに示す。表２ａ及び表２ｂに示すように、最高部での厚みが安定しなかった最高部厚み割合が７０％となっている蒸着マスクを用いた場合、シャドウが発生していた。

また、各サンプルについて、蒸着材料の設計上の配置位置からのずれ量、すなわち、蒸着材料を蒸着されるべきガラス基板上において蒸着材料を配置すべき位置（設計位置）から蒸着材料が実際に蒸着した位置までのずれ量を３００箇所測定し、ずれ量の測定値から標準偏差σを算出した。標準偏差σ×３の値を表４〜表８に示す。貫通孔が格子配列で配列された各第１の蒸着マスクについての標準偏差σ×３の値は、表２ａ及び表２ｂにも示した。表２ａ及び表２ｂにおいては、「標準偏差σ×３」が１０．０〔μｍ〕以下となり且つシャドウが発生しなかったサンプルに対して総合評価の欄に○を付している。「標準偏差σ×３」≦１０．０〔μｍ〕以下との基準は、市販されている有機ＥＬ表示装置を作製する際に要求される有機材料の付着精度よりも高精度な基準となっている。

表４〜表８に示すように、貫通孔が格子配列で配列された第１の蒸着マスクは、貫通孔が千鳥配列で配列された第２の蒸着マスクと比較して、蒸着材料の蒸着位置のずれ量のばらつきを抑制することができた。表２ａ及び表２ｂに示すように、貫通孔が格子配列で配列された第１の蒸着マスクでは、最高部厚み割合を３５％以上とすることで、蒸着材料の蒸着位置のずれのばらつきを抑制すること、すなわち、所望のパターンで蒸着材料を蒸着することができた。表３〜表８に示すように、貫通孔が千鳥配列で配列された第２の蒸着マスクでは、最高部厚み割合を４５％以上とすることで、蒸着材料の蒸着位置のずれのばらつきを抑制すること、すなわち、所望のパターンで蒸着材料を蒸着することができた。なお、貫通孔の形状を正方形形状から円形状や長方形形状に変更した蒸着マスクや、さらに貫通孔をなす四角形の向きを変更した蒸着マスクについても、貫通孔の配列が格子配列であれば表２ａ、表２ｂ、表３〜表８の格子配列と同様の結果が得られ、また、貫通孔の配列が千鳥配列であれば表３〜表８の千鳥配列と同様の結果が得られた。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いており、重複する説明を省略する。

まず、第１の変形例として、長尺の金属板６４への貫通孔２５の形成方法を変更することができる。上述した実施の形態において、第２凹部３５を形成する工程が、第１凹部３０を形成する工程の前に実施されるようにしたが、これに限られず、第１凹部３０を形成する工程が、第２凹部３５を形成する工程の前に実施されるようにしてもよいし、さらには、金属板２１，６４が第１面２１ａ，６４ａおよび第２面２１ｂ，６４ｂの側から同時にエッチングされ、第１凹部３０を形成する工程および第２凹部３５を形成する工程が並行して行われるようにしてもよい。また、第１凹部３０を形成する際のエッチングによる長尺金属板６４の浸食量が、第２凹部３５を形成する際のエッチングによる長尺金属板６４の浸食量よりも多いことから、図１５に示すように、金属板２１，６４が第１面２１ａ，６４ａおよび第２面２１ｂ，６４ｂの両側から同時にエッチングされ、第１凹部３０を形成する工程および第２凹部３５を形成する工程が並行して行われ、その後、第１凹部３０を形成する工程のみが引き続き行われるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態において、長尺金属板６４の第１面６４ａ上へのレジストパターン６５ａの作製と、長尺金属板６４の第２面６４ｂへのレジストパターン６５ｂの作製との両方が、第１凹部３０及び第２凹部３５の形成の前に実施されていたが、これに限られない。例えば、レジストパターン６５ａ，６５ｂの一方を作製して作製されたレジストパターンを利用して一方の凹部を形成し、次に、他方のレジストパターンを作製して作製されたレジストパターンを利用して他方の凹部を形成するようにしてもよい。

次に、第２の変形例を説明する。上述した実施の形態では、第２凹部３５がエッチングで形成される例を示したがこれに限られない。図１６に示すように、まず、金属板２１，６４の第１面２１ａ，６４ａの側からエッチングにより第１凹部３０を形成し、次に、図１７に示すように、レーザー照射機８０を用いて第１凹部３０内にレーザー光を照射することにより、第１凹部３０の内部から金属板２１，６４の第２面２１ｂ，６４ｂまで到達する第２凹部３５を形成するようにしてもよい。

図１６に示すように、第１凹部３０は、レジストパターン６５ａを用いて金属板２１，６４を第１面２１ａ，６４ａの側からハーフエッチングすることにより作製されている。このとき、上述した実施の形態と同様に、金属板２１，６４を第１面２１ａ，６４ａの側からエッチングして、隣り合う二つの第１凹部３０が合流し、さらに、少なくとも一つの第１凹部３０の壁面３１が、その全周に亘って、当該一つの第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流するようにすれば、上述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

加えて、図１７に示すように、レーザー光をハーフエッチングされた第一面（６４ａ）側から照射した場合、一般的にレーザー光の光束のエネルギー密度が中央部が高く外周部が低くなるという性質から、レーザー光の照射によって形成された第２凹部３５は、第１凹部３０と同様に、蒸着マスク２０の法線方向に沿った一方の側から他方の側へ向けて、幅が狭くなっていく、言い換えると断面積が小さくなっていくようにすることができる。このようにして形成された蒸着マスク２０によれば、貫通孔２５が全体として蒸着マスク２０の第１面２０ａの側から第２面２０ｂの側へ向けて先細りしていくので、蒸着材料９８の利用効率を改善しながら、且つ、蒸着膜の周縁をはっきりさせることができる。

次に、第３の変形例を説明する。上述した実施の形態では金属板２１，６４に貫通孔２５を形成することによって蒸着マスク２０を作製する例を示したが、これに限られない。図１８に示すように、金属板２１（６４）と金属板２１（６４）に積層された樹脂層５０とを有する積層体５１の金属板２１（６４）側からエッチングすることにより、金属板２１（６４）を貫通して樹脂層５０まで到達する第１凹部３０を形成し、次に、レーザー照射機８０を用いて第１凹部３０内にレーザー光を照射することにより、樹脂層５０を貫通する第２凹部３５を形成するようにしてもよい。

図１８に示すように、第１凹部３０は、レジストパターン６５ａを用いて金属板２１，６４をエッチングすることにより作製されている。このとき、上述した実施の形態と同様に、金属板２１，６４をエッチングして、隣り合う二つの第１凹部３０が合流し、さらに、少なくとも一つの第１凹部３０の壁面３１が、その全周に亘って、当該一つの第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流するようにすれば、上述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

加えて、図１９に示すように、レーザー光の照射によって形成された第２凹部３５は、第１凹部３０と同様に、蒸着マスク２０の法線方向に沿った一方の側から他方の側へ向けて、幅が狭くなっていく、言い換えると断面積が小さくなっていくようにすることができる。このようにして形成された蒸着マスク２０によれば、貫通孔２５が全体として蒸着マスク２０の第１面２０ａの側から第２面２０ｂの側へ向けて先細りしていくので、蒸着材料９８の利用効率を改善しながら、且つ、蒸着膜の周縁をはっきりさせることができる。

さらに他の変形例として、上述した実施の形態では、互いに異なる二つの配列方向のそれぞれに沿って配列された複数の貫通孔２５を作製する上で、一つの貫通孔２５に対して一つの第１凹部３０及び一つの第２凹部３５を形成する例を示したが、これに限られない。例えば、貫通孔２５の一方の配列方向に延びる細長状の第１凹部３０を作製し、この細長状の第１凹部３０に対面する位置に複数の第２凹部３５が形成されるようにしてもよい。このような例においても、隣り合う二つの第１凹部３０が合流し、さらに、少なくとも一つの第１凹部３０の壁面３１が、その全周に亘って、当該一つの第１凹部３０の周囲に位置する他のいずれかの第１凹部３０の壁面３１と合流するようにすれば、上述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

さらに他の変形例として、蒸着マスク２０に形成される貫通孔２５のパターンを変更してもよい。上述の実施の形態で説明した貫通孔２５の配列パターンは例示に過ぎず、種々のパターンにて貫通孔２５が配列された蒸着マスク２０を製造してもよい。

さらに他の変形例として、上述した実施の形態では、長尺の金属板６４に貫通孔２５を形成した後に、切断装置７３によって長尺金属板６４を枚葉状の金属板２１に切断する例を示したが、これに限られない。例えば上述した変形例のように、レーザー光の照射によって第２凹部３５を作製する場合には、まず、長尺の金属板６４（長尺の積層体５１）に第１凹部３０を形成し、次に、切断装置７３によって長尺金属板６４（長尺積層体５１）を枚葉状の金属板２１（枚葉状の積層体５１）に切断し、その後、枚葉状の金属板２１（枚葉状の積層体５１）に第２凹部３５を形成するようにしてもよい。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

２０ 蒸着マスク
２０ａ 蒸着マスクの第１面
２０ｂ 蒸着マスクの第２面
２１ 金属板
２１ａ 金属板の第１面
２１ｂ 金属板の第２面
２２ 有効領域
２３ 周囲領域
２５ 貫通孔
３０ 第１凹部
３１ 壁面
３５ 第２凹部
３６ 壁面
６４ 長尺金属板
６４ａ 長尺金属板の第１面
６４ｂ 長尺金属板の第２面

Claims (16)

1. 複数の貫通孔が形成された有効領域と、前記有効領域の周囲に位置する周囲領域と、を備える蒸着マスクを製造する方法であって、
   互いに対向する第１面および第２面を有する金属板の第１面上に配置されたレジストパターンをマスクとして前記第１面の側から前記金属板をエッチングし、前記有効領域をなすようになる前記金属板の領域内に、前記貫通孔を画成するようになる凹部を第１面の側から形成する工程を備え、
   前記凹部を形成する工程において、エッチングによる浸食が金属板の板面に沿った方向にも進み、前記レジストパターン下にて隣り合う二つの凹部が合流し、さらに、少なくとも一つの凹部の壁面が、その全周に亘って、当該一つの凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流する、蒸着マスクの製造方法。
2. 前記凹部の壁面が、その全周に亘って当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流する、或いは、その全周のうちの一部分において当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流し且つその全周のうちの他の部分において前記周囲領域をなすようになる領域内に延びて前記金属板の前記第１面と接続する、請求項１に記載の蒸着マスクの製造方法。
3. 前記凹部を形成する工程において、前記レジストパターンが、前記有効領域をなすようになる前記金属板の全領域内で、前記金属板から離間する、請求項１または２に記載の蒸着マスクの製造方法。
4. 前記凹部を形成する工程において、エッチングによる前記第１面の浸食が、前記有効領域をなすようになる前記金属板の全領域内で、進む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
5. 前記凹部を形成する工程において、前記隣り合う二つの凹部が合流してなる合流部分が前記レジストパターンから離間して、前記レジストパターン下となる当該合流部分において、エッチングによる浸食が金属板の法線方向にも進み、前記合流部分が面取される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
6. 前記金属板の前記第２面上に配置されたレジストパターンをマスクとして前記第２面の側から前記金属板をエッチングし、第２凹部を前記第２面の側から形成する工程を、さらに備え、
   前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されるように、前記凹部及び前記第２凹部が形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
7. 前記金属板を貫通しないように前記第１面の側から形成された各凹部内にレーザー光を照射して、当該凹部の内部から前記金属板の前記第２面まで到達する第２凹部を形成する工程を、さらに備え、
   前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されるように、前記凹部及び前記第２凹部が形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
8. 複数の貫通孔が形成された有効領域と、
   前記有効領域の周囲に位置する周囲領域と、を備え、
   前記有効領域において、前記蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側に、当該一方の側へ向けて幅が広くなっていく複数の凹部が設けられ、且つ、この凹部が貫通孔を画成し、
   少なくとも一つの凹部の壁面が、その全周に亘って、当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流している、蒸着マスク。
9. 前記凹部の前記壁面が、その全周に亘って当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流している、或いは、その全周のうちの一部分において当該凹部の周囲に位置する他のいずれかの凹部の壁面と合流し且つその全周のうちの他の部分において前記周囲領域内に延びている、請求項８に記載の蒸着マスク。
10. 前記有効領域内の全領域において、前記蒸着マスクの一方の側の面は、凹凸面となっている、請求項８または９に記載の蒸着マスク。
11. 前記凹部の前記壁面と前記他の凹部の前記壁面とが合流することによって稜線が形成され、前記蒸着マスクの法線方向に沿った前記稜線の高さは変動する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
12. 前記他の凹部の前記壁面に合流する前記凹部の前記壁面の、前記蒸着マスクの法線方向に沿った高さは、当該凹部によって画成される貫通孔の貫通部からの前記蒸着マスクの板面に沿った距離が長くなると、高くなる、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
13. 前記蒸着マスクの法線方向に沿った断面において、二つの凹部の壁面が合流する合流部分の外輪郭は、面取された形状となっている、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
14. 前記蒸着マスクの法線方向に沿った断面において、二つの凹部の壁面が合流する合流部分の外輪郭は、前記蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側へ向けて凸な曲線状である、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
15. 前記有効領域において、前記蒸着マスクの法線方向に沿った他方の側に、当該他方の側へ向けて幅が広くなっていく第２凹部が設けられ、前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されている、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
16. 前記有効領域において、前記蒸着マスクの法線方向に沿った他方の側に、当該他方の側へ向けて幅が狭くなっていく第２凹部が設けられ、前記凹部と前記第２凹部が接続して前記貫通孔が形成されている、請求項８〜１４のいずれか一項に記載の蒸着マスク。

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