JP2018066053A - 蒸着マスク、フレーム付き蒸着マスク、蒸着マスク準備体、蒸着マスクの製造方法、有機半導体素子の製造方法、及び有機elディスプレイの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)、(b)に示すように、本開示の実施の形態に係る蒸着マスク100は、蒸着作製するパターンに対応する複数の樹脂マスク開口部25を有する樹脂マスク20と、金属マスク開口部15を有する金属マスク10とが、樹脂マスク開口部25と金属マスク開口部15とが重なるようにして積層されてなる構成を呈している。また、樹脂マスク20は、樹脂材料を含有しており、金属マスク10は、金属材料を含有している。なお、図1(a)は、本開示の実施の形態に係る蒸着マスク100を金属マスク側から平面視したときの一例を示す正面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A概略断面図である。
0.7<(A領域とC領域との合計面積)/(B領域とC領域との合計面積)<1.3・・・式(1)
他方、図2に示す線膨張曲線の関係図において、曲線Bを、樹脂マスクの線膨張曲線とし、曲線Aを、金属マスクの線膨張曲線とする場合には、本開示の実施の形態に係る蒸着マスクは、下式(2)の関係を満たす。
0.7<(B領域とC領域との合計面積))/(A領域とC領域との合計面積)<1.3・・・式(2)
0.7<((A領域とB領域との合計面積)/B領域の面積)<1.3・・・式(3)
他方、図3に示す線膨張曲線の関係図において、曲線Bを、樹脂マスクの線膨張曲線とし、曲線Aを、金属マスクの線膨張曲線とする場合には、本開示の実施の形態に係る蒸着マスクは、下式(4)の関係を満たす。
0.7<(B領域の面積/(A領域とB領域との合計面積))<1.3・・・式(4)
対象となる蒸着マスクを、樹脂マスクと、金属マスクとに分離し、それぞれのマスクを、幅5mm、長さ15mmにカットしたサンプル(樹脂マスクサンプル、金属マスクサンプル)を準備する。カットする領域は、樹脂マスクにおいては、樹脂マスク開口部を有しない領域、金属マスクにおいては、金属マスク開口部を有しない領域とする。
上記でカットした樹脂マスクサンプル、及び金属マスクサンプルのそれぞれについて、JIS K 7197:1991に準拠する線膨張率試験方法に基づき、25℃を基準とするCTE曲線(線膨張曲線)を作成する。
これにより、25℃から所定の温度までのCTE曲線を得る。
使用装置としては、TMA(EXSTAR6000 セイコーインスツルメンツ)を使用する。
CTE曲線の縦軸は、線膨張の割合であり、ΔL/L×100により算出される値である(ΔL:任意の温度におけるサンプル長から25℃におけるサンプル長を減算した値、L:25℃におけるサンプル長)。つまり、25℃における線膨張の割合(%)を「0」としている。
次いで、樹脂マスクサンプル、及び金属マスクサンプルのそれぞれについて、25℃から上限温度までの領域におけるCTE曲線の積分値を算出し、樹脂マスクサンプルにおけるCTE曲線の積分値を、金属マスクサンプルにおけるCTE曲線の積分値で除することで比率を求める。本開示の実施の形態に係る蒸着マスクは、この方法で求められる比率が、0.7以上1.3以下の範囲内であることを条件している。
図1(a)に示すように、樹脂マスク20には、複数の樹脂マスク開口部25が設けられている。図示する形態では、樹脂マスク開口部25の開口形状は、矩形状を呈しているが、樹脂マスク開口部25の開口形状について特に限定はなく、蒸着作製するパターンに対応する形状であれば、いかなる形状であってもよい。例えば、樹脂マスク開口部25の開口形状は、ひし形、多角形状であってもよく、円や、楕円等の曲率を有する形状であってもよい。なお、矩形や、多角形状の開口形状は、円や楕円等の曲率を有する開口形状と比較して発光面積を大きくとれる点で、好ましい樹脂マスク開口部25の開口形状であるといえる。
図1(b)に示すように、樹脂マスク20の一方の面上には、金属マスク10が積層されている。金属マスク10は、金属から構成され、図1(b)に示すように、縦方向或いは横方向に延びる金属マスク開口部15が配置されている。金属マスク開口部15の配置例について特に限定はなく、縦方向、及び横方向に延びる金属マスク開口部15が、縦方向、及び横方向に複数列配置されていてもよく、縦方向に延びる金属マスク開口部15が、横方向に複数列配置されていてもよく、横方向に延びる金属マスク開口部が縦方向に複数列配置されていてもよい。また、縦方向、或いは横方向に1列のみ配置されていてもよい。また、複数の金属マスク開口部15は、ランダムに配置されていてもよい。また、金属マスク開口部15は1つであってもよい。なお、本願明細書で言う「縦方向」、「横方向」とは、図面の上下方向、左右方向をさし、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよい。例えば、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向を「縦方向」としてもよく、幅方向を「縦方向」としてもよい。また、本願明細書では、蒸着マスクを平面視したときの形状が矩形状である場合を例に挙げて説明しているが、これ以外の形状、例えば、円形状や、ひし形状等の多角形状としてもよい。この場合、対角線の長手方向や、径方向、或いは、任意の方向を「長手方向」とし、この「長手方向」に直交する方向を、「幅方向(短手方向と言う場合もある)」とすればよい。
図4に示すように、実施形態(A)の蒸着マスク100は、複数画面分の蒸着パターンを同時に形成するための蒸着マスクであって、樹脂マスク20の一方の面上に、複数の金属マスク開口部15が設けられた金属マスク10が積層されてなり、樹脂マスク20には、複数画面を構成するために必要な樹脂マスク開口部25が設けられ、各金属マスク開口部15が、少なくとも1画面全体と重なる位置に設けられている。
次に、実施形態(B)の蒸着マスクについて説明する。図8に示すように、実施形態(B)の蒸着マスクは、蒸着作製するパターンに対応した樹脂マスク開口部25が複数設けられた樹脂マスク20の一方の面上に、1つの金属マスク開口部15が設けられた金属マスク10が積層されてなり、当該複数の樹脂マスク開口部25の全てが、金属マスク10に設けられた1つの金属マスク開口部15と重なる位置に設けられている。
本開示の実施の形態に係るフレーム付き蒸着マスク200は、フレーム60に上記で説明した本開示の各実施の形態に係る蒸着マスク100が固定されてなる構成を呈している。蒸着マスク100についての説明は省略する。
図13に示すように、本開示の実施の形態に係る蒸着マスク準備体150は、蒸着作製するパターンに対応する複数の樹脂マスク開口部25を有する樹脂マスク20と、金属マスク開口部15を有する金属マスク10とが、樹脂マスク開口部25と金属マスク開口部15とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスクを得るための蒸着マスク準備体150であって、樹脂板20A上に、金属マスク開口部15を有する金属マスク10が積層されてなる構成を呈している。そして、本開示の実施の形態に係る蒸着マスク準備体150は、樹脂板20Aが、樹脂材料を含有し、金属マスク10が、金属材料を含有しており、樹脂材料のガラス転移温度(Tg)に100℃を加算した温度を、上限温度としたときに、縦軸を線膨張の割合、横軸を温度とする線膨張曲線において、温度25℃から上限温度の範囲における樹脂板の線膨張曲線の積分値を、温度25℃から上限温度の範囲における金属マスクの線膨張曲線の積分値で除した値が、0.7以上1.3以下の範囲内に規定されている。
本開示の実施の形態に係る蒸着マスクの製造方法は、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部25を有する樹脂マスク20と、金属マスク開口部15を有する金属マスク10とが、樹脂マスク開口部と金属マスク開口部とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスクの製造方法であって、金属材料を含む金属板10A上に、樹脂材料を含む樹脂板20Aを設ける工程(図14(a)参照)と、金属板10Aに、金属マスク開口部15を形成する工程(図14(b)参照)と、樹脂板20Aに樹脂マスク開口部25を形成する工程(図14(c)参照)と、を含み、樹脂材料のガラス転移温度(Tg)に100℃を加算した温度を、上限温度としたときに、縦軸を線膨張の割合、横軸を温度とする線膨張曲線において、温度25℃から上限温度の範囲における樹脂マスクの線膨張曲線の積分値を、温度25℃から上限温度の範囲における金属マスクの線膨張曲線の積分値で除した値が、0.7以上1.3以下の範囲内となるように、樹脂材料を含む樹脂板、及び金属材料を含有する金属板を用いる蒸着マスクの製造方法である。
本工程は、図14(a)に示すように、金属材料を含む金属板10A上に、樹脂板20Aを設ける工程である。
本工程は、図14(b)に示すように、その表面に樹脂板20Aが形成された金属板10Aに金属マスク開口部15を形成する工程である。金属マスク開口部15の形成方法について特に限定はなく、レーザー加工、エッチング加工、機械加工等の従来公知の加工法を用いて行うことができる。例えば、エッチング加工法を用いた金属マスク開口部15の形成は、金属板10Aの樹脂板20Aと接しない側の面に、レジスト材を塗工し、スリットパターンが形成されたマスクを用いて当該レジスト材をマスキングし、露光、現像する。次いで、当該レジストパターンを耐エッチングマスクとして用いて、金属板10Aのみをエッチング加工し、エッチング終了後に前記レジストパターンを洗浄除去する。これにより、金属板10Aに金属マスク開口部15が形成されてなる金属マスク10とすることができる。
本工程は、図14(c)に示すように、樹脂材料を含む樹脂板20Aに、樹脂マスク開口部25を形成する工程である。本工程を経ることで、蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部25を有する樹脂マスク20と、金属マスク開口部15を有する金属マスク10とが、樹脂マスク開口部と金属マスク開口部とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスク100を得る。
本開示の各実施の形態に係る蒸着マスクや、本開示の各実施の形態に係るフレーム付き蒸着マスクを用いた蒸着パターンの形成に用いられる蒸着方法については、特に限定はなく、例えば、反応性スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着法等の物理的気相成長法(Physical Vapor Deposition)、熱CVD、プラズマCVD、光CVD法等の化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition)等を挙げることができる。また、蒸着パターンの形成は、従来公知の真空蒸着装置などを用いて行うことができる。
次に、本開示の実施の形態に係る有機半導体素子の製造方法について説明する。本開示の有機半導体素子の製造方法は、蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する蒸着パターン形成工程を含み、蒸着パターンを形成する工程において、上記で説明した本開示の各実施の形態に係る蒸着マスクが用いられる。
次に、本開示の実施の形態に係る有機ELディスプレイ(有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ)の製造方法について説明する。本開示の有機ELディスプレイの製造方法は、有機ELディスプレイの製造工程において、上記で説明した本開示の有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子が用いられる。
金属板上に樹脂板を設けた蒸着マスク準備体サンプルA〜Gの7種類を準備した。蒸着マスク準備体サンプルA〜Gに対しては、予め、当該蒸着マスク準備体をなす金属板、樹脂板のCTE曲線を、上記の方法(線膨張曲線の作成方法)にて作成し、前述の積分値の算出により、算出された樹脂マスクの積分値を、算出された金属マスクの積分値で除して、比率を算出している。比率の算出結果を表1に示す。なお、表中の[樹脂板/金属板]は、各蒸着マスク準備体サンプルを構成する樹脂板、及び金属板における、温度25℃から上限温度の範囲における樹脂板の線膨張曲線の積分値を、温度25℃から上限温度の範囲における金属板の線膨張曲線の積分値で除した値(%)を意味する。
金属板の中央部分をエッチングにより矩形(70mm×120mm)に除去後、各蒸着マスク準備体サンプルにおける樹脂板のシワの程度を下記の評価基準に基づいて評価した。評価結果を表1に示す。
[評価基準]
A:シワの発生無。
B:僅かにシワが生じている。
C:使用上問題となるシワが生じている。
上記シワ評価を行った蒸着マスク準備体サンプルの樹脂板に対し、金属板の上記エッチングにより除去された領域を通して、波長355nmのYAGレーザー(1J/cm2)にて、30μm×500μmの矩形パターンを樹脂板面に複数回照射し、縦横2列の樹脂マスク開口部を形成した。長辺側のギャップは5μm、短辺側のギャップは50μmにした。その時の開口状態を顕微鏡にて観察した。
・片側のブリッジ部(短辺側のギャップ50μm)をレーザーにより切断した。この時の樹脂マスク開口部の開口位置変動量を顕微鏡映像モニターに映して観察して、変動量の測定を行い以下の評価基準に基づいて評価した。評価結果を表1に示す。
[評価基準]
A:開口位置変動量が2μm以下。
B:開口位置変動量が2μmより大きく4μm未満。
C:開口位置変動量が4μm以上。
10…金属マスク
15…金属マスク開口部
20A…樹脂板
20…樹脂マスク
25…樹脂マスク開口部
60…フレーム
100…蒸着マスク
150…蒸着マスク準備体
Claims (11)
- 蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部を有する樹脂マスクと、金属マスク開口部を有する金属マスクとが、前記樹脂マスク開口部と前記金属マスク開口部とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスクであって、
前記樹脂マスクは、樹脂材料を含有しており、
前記金属マスクは、金属材料を含有しており、
前記樹脂材料のガラス転移温度(Tg)に100℃を加算した温度を、上限温度としたときに、
縦軸を線膨張の割合、横軸を温度とする線膨張曲線において、温度25℃から前記上限温度の範囲における前記樹脂マスクの線膨張曲線の積分値を、温度25℃から前記上限温度の範囲における前記金属マスクの線膨張曲線の積分値で除した値が、0.7以上1.3以下の範囲内である、
蒸着マスク。 - 前記樹脂材料が、熱硬化性樹脂の硬化物である、
請求項1に記載の蒸着マスク。 - 前記金属材料が、鉄合金である、
請求項1又は2に記載の蒸着マスク。 - フレームに蒸着マスクが固定されてなるフレーム付き蒸着マスクであって、
前記蒸着マスクが、請求項1乃至3の何れか1項に記載の蒸着マスクである、
フレーム付き蒸着マスク。 - 蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部を有する樹脂マスクと、金属マスク開口部を有する金属マスクとが、前記樹脂マスク開口部と前記金属マスク開口部とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスクを得るための蒸着マスク準備体であって、
樹脂板上に、金属マスク開口部を有する金属マスクが積層されてなり、
前記樹脂板は、樹脂材料を含有しており、
前記金属マスクは、金属材料を含有しており、
前記樹脂材料のガラス転移温度(Tg)に100℃を加算した温度を、上限温度としたときに、
縦軸を線膨張の割合、横軸を温度とする線膨張曲線において、温度25℃から前記上限温度の範囲における前記樹脂板の線膨張曲線の積分値を、温度25℃から前記上限温度の範囲における前記金属マスクの線膨張曲線の積分値で除した値が、0.7以上1.3以下の範囲内である、
蒸着マスク準備体。 - 前記樹脂材料が、熱硬化性樹脂の硬化物である、
請求項5に記載の蒸着マスク準備体。 - 前記金属材料が、鉄合金である、
請求項5又は6に記載の蒸着マスク準備体。 - 蒸着作製するパターンに対応する樹脂マスク開口部を有する樹脂マスクと、金属マスク開口部を有する金属マスクとが、前記樹脂マスク開口部と前記金属マスク開口部とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスクの製造方法であって、
金属材料を含む金属板上に、樹脂材料を含む樹脂板を設ける工程と、
前記金属板に、金属マスク開口部を形成する工程と、
前記樹脂板に、樹脂マスク開口部を形成する工程と、
を含み、
前記樹脂材料のガラス転移温度(Tg)に100℃を加算した温度を、上限温度としたときに、
縦軸を線膨張の割合、横軸を温度とする線膨張曲線において、温度25℃から前記上限温度の範囲における前記樹脂マスクの線膨張曲線の積分値を、温度25℃から前記上限温度の範囲における前記金属マスクの線膨張曲線の積分値で除した値が、0.7以上1.3以下の範囲内となるように、
前記樹脂材料を含む樹脂板、及び前記金属材料を含有する金属板を用いる、
蒸着マスクの製造方法。 - 前記樹脂板が、熱硬化性樹脂の硬化物を含む樹脂板である、
請求項8に記載の蒸着マスクの製造方法。 - 有機半導体素子の製造方法であって、
蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する蒸着パターン形成工程を含み、
前記蒸着パターン形成工程で用いられる前記蒸着マスクが、請求項1乃至3の何れか1項に記載の蒸着マスク、又は請求項4に記載のフレーム付き蒸着マスクである、
有機半導体素子の製造方法。 - 有機ELディスプレイの製造方法であって、
請求項10に記載の有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子が用いられる、
有機ELディスプレイの製造方法。
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