JP2022050818A - 蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および、表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームにおける撓みと重量の増大とを抑制可能とした蒸着マスクを提供する。
【解決手段】蒸着マスクは、複数の開口１１Ａを囲む格子状を有し、全ての開口１１Ａを含む領域を囲む外周部１１Ｂ１を有したフレーム１１と、１つの開口１１Ａを１つのマスク板によって覆うようにフレーム１１に取り付けられた複数のマスク板であって、各マスク板が複数のマスク孔を備える複数のマスク板とを備える。フレーム１１は、表面１１Ｓ１と、フレーム１１の厚さ方向において表面１１Ｓ１と対向する裏面１１Ｓ２と、外周部１１Ｂ１が囲む領域内において表面１１Ｓ１から突き出たリブ１１Ｒを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および、表示装置の製造方法に関する。

有機ＥＬデバイスが備える表示素子の形成には、真空蒸着法が用いられている。真空蒸着法によって表示素子を形成する際には、複数のマスク孔を備える蒸着マスクが用いられる。蒸着マスクの一例は、複数の開口を有したフレームと、開口と同数のマスク板とを備えている。マスク板は、複数のマスク孔を有したマスク領域と、マスク領域を取り囲む周辺領域とを備えている。マスク板は、周辺領域においてフレームに取り付けられている。蒸着マスクは、蒸着マスクを支持する支持部に取り付けられることによってマスク装置を形成する。マスク装置が蒸着装置に搭載されることによって、マスク板が有するマスク孔の形状に応じた蒸着パターンが、成膜対象に形成される（例えば、特許文献１を参照）。

特許第６５７５７３０号公報

ところで、蒸着マスクが備えるフレームは数十μｍ程度の厚さしか有しないことから、マスク装置が蒸着装置に搭載された状態において、フレームに撓みが生じることがある。フレームに生じた撓みは、成膜対象に形成される蒸着パターンの形状および位置における精度の低下を生じさせるから、フレームの撓みを抑えることが望まれる。この点で、フレームの厚さを厚くすることによって、フレームの撓みを抑えることは可能ではある。しかしながら、成膜対象が、１辺の長さが１ｍを超える四角形状を有する場合には、撓みを抑えることが可能な程度に厚いフレームは、実用が困難な程度の重量を有してしまう。

本発明は、フレームにおける撓みと重量の増大とを抑制可能とした蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および、表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための蒸着マスクは、複数の開口を囲む格子状を有し、全ての前記開口を含む領域を囲む外周部を有したフレームと、１つの前記開口を１つのマスク板によって覆うように前記フレームに取り付けられた複数のマスク板であって、各マスク板が複数のマスク孔を備える前記複数のマスク板と、を備える蒸着マスクであって、前記フレームは、第１面と、前記フレームの厚さ方向において前記第１面と対向する第２面と、前記外周部が囲む領域内において前記第１面から突き出たリブを備える。

上記課題を解決するための蒸着マスクの製造方法は、複数の開口を囲む格子状を有し、全ての前記開口を含む領域を囲む外周部を有したフレームを準備すること、および、１つの前記開口を１つのマスク板によって覆うように前記フレームに複数の前記マスク板を取り付けること、を含み、前記フレームを準備することは、第１面と、前記フレームの厚さ方向において前記第１面と対向する第２面と、前記外周部が囲む領域内において前記第１面から突き出たリブを備えた前記フレームを準備する。

上記課題を解決するための表示装置の製造方法は、上記蒸着マスクの製造方法によって製造された蒸着マスクを用いて蒸着対象にパターンを形成することを含む。
上記蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および、表示装置の製造方法によれば、フレームがリブを備えるから、リブによってフレームの剛性を高めることによりフレームの撓みを抑えることが可能である。また、フレームの全体に対してリブの高さ分だけ厚みが加算される場合に比べて、フレームにおける重量の増大が抑えられる。

上記蒸着マスクにおいて、前記マスク板は、前記第２面に取り付けられた表面と、前記マスク板の厚さ方向において前記表面と対向する裏面とを備え、前記マスク孔は、前記表面に位置する表面開口と、前記裏面に位置する裏面開口とを備え、前記表面と対向する視点から見て、前記表面開口は前記裏面開口よりも大きくてもよい。

上記蒸着マスクによれば、蒸着マスクは、マスク板の表面開口が蒸着源に対向するように蒸着装置に搭載される。上記蒸着マスクによれば、リブが、マスク板が取り付けられた第２面に対向する第１面に位置するから、マスク板に向けて斜め方向から飛行する蒸着物質がマスク板に入射することが、リブによって抑えられる。これにより、斜め方向から入射する蒸着物質に起因した蒸着パターンのにじみが、成膜対象において抑えられる。

上記蒸着マスクにおいて、前記第１面と前記第２面との間の距離が、前記フレームの厚さであり、前記リブの高さは、前記フレームの厚さよりも大きくてもよい。この蒸着マスクによれば、リブの高さがフレームの厚さよりも小さい場合に比べて、フレームの剛性を高めることが可能である。

上記蒸着マスクにおいて、前記第１面と対向する視点から見て、前記リブが延びる方向と直交する方向における前記リブの長さが前記リブの幅であり、前記リブの高さは、前記リブの幅よりも大きくてもよい。

上記蒸着マスクによれば、リブの幅がリブの高さよりも大きい場合に比べて、リブの高さが高い分だけ、フレームの図心をリブ寄りに位置させることが可能である。これにより、フレームのうち、第１面と第２面とに挟まれる部分において撓みを生じにくくすることができる。

上記蒸着マスクにおいて、前記リブは、前記第１面と対向する視点から見て、２つの前記開口の間に位置してもよい。この蒸着マスクによれば、フレームのうちで、リブが位置する部分は２つの開口によって挟まれているから、当該部分において撓みが生じやすい。この点、上記蒸着マスクによれば、撓みが生じやすい部分にリブが位置しているから、リブにより撓みを抑える効果が顕著に得られやすい。

上記蒸着マスクにおいて、複数の前記リブを備え、前記複数のリブは、前記第１面と対向する視点から見て、少なくとも１つの前記開口を囲む格子状を形成するように前記第１面に位置していてもよい。この蒸着マスクによれば、フレームのうち、リブに取り囲まれた開口の全周において剛性を高めることが可能であるから、開口の全周において撓みを抑えることが可能である。

本発明によれば、フレームにおける撓みと重量の増大とを抑えることができる。

一実施形態の蒸着マスクが備えるフレームの構造を示す斜視図。 フレームの構造を示す断面図。 蒸着マスクの構造を示す斜視図。 蒸着マスクが備えるマスク板の構造を示す断面図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着装置の構成を蒸着対象とともに模式的に示す装置構成図。 フレームにおける重量と撓み量との関係を示すグラフ。 変更例におけるマスク板の構造を示す断面図。

図１から図１５を参照して、蒸着マスクの一実施形態を説明する。以下では、蒸着マスク、および、試験例を順に説明する。

［蒸着マスク］
図１から図４を参照して、蒸着マスクを説明する。なお、図１は、説明の便宜上、蒸着マスクが備えるフレームのみが図示されている。

図１が示すように、フレーム１１は、複数の開口１１Ａを囲む格子状を有し、全ての開口１１Ａを囲む外周部１１Ｂ１を有している。フレーム１１は、第１面の一例である表面１１Ｓ１と、第２面の一例である裏面１１Ｓ２とを備えている。裏面１１Ｓ２は、フレーム１１の厚さ方向において表面１１Ｓ１と対向している。フレーム１１は、外周部１１Ｂ１が囲む領域内において表面１１Ｓ１から突き出たリブ１１Ｒを備えている。本実施形態では、フレーム１１は複数のリブ１１Ｒを備えているが、フレーム１１は１以上のリブ１１Ｒを備えていればよい。

フレーム１１がリブ１１Ｒを備えるから、リブ１１Ｒによってフレーム１１の剛性を高めることによりフレーム１１の撓みを抑えることが可能である。また、フレーム１１の全体に対してリブ１１Ｒの高さ分だけ厚みが加算される場合に比べて、フレーム１１における重量の増大が抑えられる。

本実施形態では、複数のリブ１１Ｒには、表面１１Ｓ１と対向する視点から見て、２つの開口の間に位置するリブ１１Ｒが含まれる。フレーム１１のうちで、リブ１１Ｒが位置する部分は２つの開口１１Ａによって挟まれているから、当該部分において撓みが生じやすい。この点、上記蒸着マスクによれば、撓みが生じやすい部分にリブ１１Ｒが位置しているから、リブ１１Ｒにより撓みを抑える効果が顕著に得られやすい。

さらに本実施形態では、複数のリブ１１Ｒは、表面１１Ｓ１と対向する視点から見て、少なくとも１つの開口１１Ａを囲む格子状を形成するように表面１１Ｓ１に位置している。これにより、フレーム１１のうち、リブ１１Ｒに取り囲まれた開口１１Ａの全周において剛性を高めることが可能であるから、当該開口１１Ａの全周において撓みを抑えることが可能である。

本実施形態において、フレーム１１は格子状を有し、フレーム１１の外形は四角形状を有している。フレーム１１は、Ｘ方向と、Ｘ方向に直交するＹ方向とによって規定される平面に沿って広がる四角形状を有している。フレーム１１は、フレーム本体１１Ｂと、フレーム本体１１Ｂから突き出た複数のリブ１１Ｒとを備えている。フレーム本体１１Ｂは、上述した外周部１１Ｂ１と、外周部１１Ｂ１内に位置する複数の梁部１１Ｂ２とを備えている。外周部１１Ｂ１は、矩形環状を有している。複数の梁部１１Ｂ２には、Ｘ方向に沿って延びる線状を有した梁部１１Ｂ２と、Ｙ方向に沿って延びる線状を有した梁部１１Ｂ２が含まれる。

各リブ１１Ｒは、互いに異なる梁部１１Ｂ２上に位置している。そのため、複数のリブ１１Ｒには、Ｘ方向に沿って延びる線状を有するリブ１１Ｒと、Ｙ方向に沿って延びる線状を有するリブ１１Ｒとが含まれる。各リブ１１Ｒは、当該リブ１１Ｒが位置する梁部１１Ｂ２の全体に位置し、かつ、リブ１１Ｒが延びる方向における両端部は、外周部１１Ｂ１に位置している。なお、各リブ１１Ｒは、当該リブ１１Ｒは、梁部１１Ｂ２の全体にわたる長さを有することが好ましい。すなわち、外周部１１Ｂ１には、リブ１１Ｒの一部が位置しなくてもよい。

本実施形態では、フレーム１１が、Ｘ方向に沿って並ぶ３本の梁部１１Ｂ２と、Ｙ方向に沿って並ぶ２本の梁部１１Ｂ２とを備えている。そのため、複数のリブ１１Ｒには、Ｘ方向に沿って並ぶ３本のリブ１１Ｒと、Ｙ方向に沿って並ぶ２本のリブ１１Ｒとが含まれる。複数のリブ１１Ｒは、表面１１Ｓ１と対向する視点から見て、２つの開口１１Ａを囲む格子状を有している。

図２は、フレーム１１の表面１１Ｓ１に直交し、かつ、リブ１１Ｒが延びる方向に直交する面に沿うリブ１１Ｒの断面構造を示している。
図２が示すように、フレーム１１において、表面１１Ｓ１と裏面１１Ｓ２との間の距離が、フレーム１１の厚さＴである。フレーム１１において、表面１１Ｓ１を基準とするリブ１１Ｒの突出量が、リブ１１Ｒの高さＨである。表面１１Ｓ１と対向する視点から見て、リブ１１Ｒが延びる方向と直交する方向におけるリブ１１Ｒの長さが、リブ１１Ｒの幅Ｗである。すなわち、Ｘ方向に沿って延びるリブ１１Ｒにおいて、Ｙ方向に沿うリブ１１Ｒの長さが、当該リブ１１Ｒの幅Ｗである。これに対して、Ｙ方向に沿って延びるリブ１１Ｒにおいて、Ｘ方向に沿うリブ１１Ｒの長さが、当該リブ１１Ｒの幅Ｗである。

例えば、リブ１１Ｒの高さは、フレーム１１の厚さＴよりも大きくてよい。この場合には、リブ１１Ｒの高さＨがフレーム１１の厚さＴよりも小さい場合に比べて、フレーム１１の剛性を高めることが可能である。また例えば、リブ１１Ｒの高さＨは、リブ１１Ｒの幅Ｗよりも大きくてよい。この場合には、リブ１１Ｒの幅Ｗがリブ１１Ｒの高さＨよりも大きい場合に比べて、リブ１１Ｒの高さＨが高い分だけ、フレーム１１の図心をリブ１１Ｒ寄りに位置させることが可能である。これにより、フレーム１１のうち、フレーム本体１１Ｂにおいて撓みを生じにくくすることができる。

フレーム１１の形成材料は、金属である。金属は、例えば、ステンレス鋼、および、鉄‐ニッケル合金などであってよい。鉄‐ニッケル合金は、３６質量％のニッケルを含んでよい。すなわち、鉄‐ニッケル合金は、インバーであってよい。フレーム１１の厚さＴは、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってよい。リブ１１Ｒの高さＨは、例えば１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であってよい。リブ１１Ｒの幅Ｗは、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってよい。

なお、複数のリブ１１Ｒでは、全てのリブ１１Ｒにおいて高さＨが等しくてもよいし、第１の高さを有したリブ１１Ｒと、第１の高さとは異なる第２の高さを有したリブ１１Ｒが含まれてよい。また、複数のリブ１１Ｒでは、全てのリブ１１Ｒにおいて幅Ｗが等しくてもよいし、第１の幅を有したリブ１１Ｒと、第１の幅とは異なる第２の幅を有したリブ１１Ｒが含まれてよい。また、Ｘ方向に沿って延びるリブ１１Ｒには、Ｘ方向において第１の長さを有したリブ１１Ｒと、第１の長さとは異なる第２の長さを有したリブ１１Ｒが含まれてよい。一方、Ｙ方向に沿って延びるリブ１１Ｒには、Ｙ方向において第１の長さを有したリブ１１Ｒと、第１の長さとは異なる第２の長さを有したリブ１１Ｒが含まれてよい。

図３は、フレーム１１の裏面１１Ｓ２と対向する視点から見た蒸着マスクの斜視構造を示している。
図３が示すように、蒸着マスク１０は、複数のマスク板１２を備えている。複数のマスク板１２は、１つの開口１１Ａを１つのマスク板１２によって覆うようにフレーム１１に取り付けられている。各マスク板１２は、複数のマスク孔１２Ｈを備えている。すなわち、蒸着マスク１０は、フレーム１１が有する開口１１Ａと同数のマスク板１２を備えている。各マスク板１２は、フレーム１１の裏面１１Ｓ２に取り付けられている。

各マスク板１２は、マスク領域１２Ａと周辺領域１２Ｂとを備えている。マスク領域１２Ａには、上述したマスク孔１２Ｈが形成されている。マスク孔１２Ｈは、蒸着マスク１０を用いた蒸着が行われた場合に、蒸着材料が通る通路である。周辺領域１２Ｂは、マスク領域１２Ａを取り囲む環状を有している。周辺領域１２Ｂには、マスク孔１２Ｈが形成されていない。各マスク板１２は、周辺領域１２Ｂにおいてフレーム１１に取り付けられている。これによって、複数のマスク孔１２Ｈは、開口１１Ａ内に位置している。各マスク板１２は、接着剤によってフレーム１１に接着されてもよい。あるいは、各マスク板１２は、溶着によってフレーム１１に接合されてもよい。

図４は、フレーム１１の表面１１Ｓ１に直交し、かつ、Ｙ方向に沿う平面に沿うマスク板１２の断面構造を示している。
図４が示すように、マスク板１２は、フレーム１１の裏面１１Ｓ２に取り付けられた表面１２Ｓ１と、マスク板１２の厚さ方向において表面１２Ｓ１と対向する裏面１２Ｓ２とを備えている。マスク孔１２Ｈは、表面１２Ｓ１に位置する表面開口１２Ｈ１と、裏面１２Ｓ２に位置する裏面開口１２Ｈ２とを備えている。マスク板１２の表面１２Ｓ１と対向する視点から見て、表面開口１２Ｈ１は裏面開口１２Ｈ２よりも大きい。

蒸着マスク１０は、マスク板１２の表面開口１２Ｈ１が蒸着源に対向するように蒸着装置に搭載される。蒸着マスク１０によれば、リブ１１Ｒが、マスク板１２が取り付けられた裏面１１Ｓ２に対向する表面１１Ｓ１に位置するから、マスク板１２に向けて斜め方向から飛行する蒸着物質がマスク板１２に入射することが、リブ１１Ｒによって抑えられる。これにより、斜め方向から入射する蒸着物質に起因した蒸着パターンのにじみが、成膜対象において抑えられる。

［蒸着マスクの製造方法］
図５から図１３を参照して、蒸着マスク１０の製造方法を説明する。
蒸着マスク１０の製造方法は、複数の開口１１Ａを囲む格子状を有し、全ての開口１１Ａを含む領域を囲む外周部１１Ｂ１を有したフレーム１１を準備すること、および、１つの開口１１Ａを１つのマスク板１２によって覆うようにフレーム１１に複数のマスク板１２を取り付けることを含む。フレーム１１を準備することは、表面１１Ｓ１、裏面１１Ｓ２、および、外周部１１Ｂ１が囲む領域内において表面１１Ｓ１から突き出たリブ１１Ｒを備えたフレーム１１を準備する。以下、図面を参照して、蒸着マスク１０の製造方法をより詳しく説明する。

図５から図１０が示すように、蒸着マスク１０の製造方法では、まず、マスク板１２を形成するための基材２０が準備される（図５参照）。マスク板１２の基材２０は、マスク板１２を形成するための金属板２１と、金属板２１を支持するための支持体２２とを備えている。支持体２２は、樹脂層２２ａおよびガラス基板２２ｂから形成されている。基材２０において、樹脂層２２ａが、金属板２１とガラス基板２２ｂとに挟まれている。

次いで、金属板２１を表面２１Ｆからエッチングすることによって、金属板２１の厚さを薄くする。例えば、金属板２１の厚さをエッチング前の金属板２１の厚さの１／２以下の厚さまで減らすことが可能である（図６参照）。そして、金属板２１の表面２１Ｆにレジスト層ＰＲが形成される（図７参照）。レジスト層ＰＲに対する露光、および、現像が行われることによって、表面２１ＦにレジストマスクＲＭが形成される（図８参照）。

次に、レジストマスクＲＭを用いて金属板２１が表面２１Ｆからウェットエッチングされる。これによって、金属板２１に複数のマスク孔１２Ｈが形成される（図９参照）。金属板２１のウェットエッチングでは、表面開口１２Ｈ１が表面２１Ｆに形成され、その後に、表面開口１２Ｈ１よりも小さい裏面開口１２Ｈ２が裏面２１Ｒに形成される。次いで、レジストマスクＲＭが表面２１Ｆから除去されることによって、マスク板１２が製造される（図１０参照）。なお、金属板２１の表面２１Ｆが、マスク板１２の表面１２Ｓ１に対応し、金属板２１の裏面２１Ｒが、マスク板１２の裏面１２Ｓ２に対応する。

基材２０を準備する工程には、金属板２１とガラス基板２２ｂとの間に樹脂層２２ａを挟み、樹脂層２２ａを介して金属板２１とガラス基板２２ｂとを接合する工程が含まれる。金属板２１、樹脂層２２ａ、および、ガラス基板２２ｂが接合されるときには、まず、金属板２１およびガラス基板２２ｂの各々が有する面のなかで、少なくとも樹脂層２２ａと接する面にＣＢ（Chemical bonding）処理が行われる。金属板２１およびガラス基板２２ｂにおいてＣＢ処理が行われる面が対象面である。ＣＢ処理では、例えば、対象面に薬液が塗布されることによって、樹脂層２２ａに対して反応性を有する官能基などが対象面に付与される。ＣＢ処理では、例えばＳｉ系化合物などが対象面に付与される。

そして、金属板２１、樹脂層２２ａ、および、ガラス基板２２ｂを記載の順に重ねた後に、これらを熱圧着する。この際に、金属板２１の対象面と、ガラス基板２２ｂの対象面とを、樹脂層２２ａに接触させる。これにより、対象面に付与された官能基と、樹脂層２２ａの表面に位置する官能基とが反応することによって、金属板２１と樹脂層２２ａとが接合され、かつ、ガラス基板２２ｂと樹脂層２２ａとが接合される。樹脂層２２ａの形成材料は、例えばポリイミドであってよい。

金属板２１を製造する方法には、電解または圧延が用いられる。これらの方法によって得られた金属板２１の後処理として、研磨やアニールなどが適宜用いられる。金属板２１の製造に電解が用いられる場合には、電解に用いられる電極の表面に金属板２１が形成される。その後、電極の表面から金属板２１が離型される。これにより、金属板２１が製造される。金属板２１の製造に圧延が用いられる場合には、金属板２１を製造するための母材が圧延される。その後、圧延された母材がアニールされることによって、金属板２１が得られる。

金属板２１にレジストマスクＲＭを形成する前に金属板２１の厚さを減らす薄板化工程では、ウェットエッチングを用いることができる。金属板２１の厚さを減らす工程は、省略することができる。金属板がインバーから形成される場合には、薄板化工程では、インバーをエッチングすることが可能なエッチング液、すなわち酸性のエッチング液を用いることができる。酸性のエッチング液は、例えば、過塩素酸第二鉄液、および、過塩素酸第二鉄液と塩化第二鉄液との混合液のいずれかに対して、過塩素酸、塩酸、硫酸、蟻酸、および、酢酸のいずれかを混合した溶液であってよい。表面２１Ｆをエッチングする方式には、ディップ式、スプレー式、および、スピン式のいずれかを用いることができる。

金属板２１に複数のマスク孔１２Ｈを形成するためのエッチングでは、エッチング液として酸性のエッチング液を用いることができる。金属板２１がインバーから形成されるときには、エッチング液には、上述した薄板化工程で用いることが可能なエッチング液のいずれかを用いることができる。マスク孔１２Ｈを形成するためのエッチングの方式にも、薄板化工程で用いることが可能な方式のいずれかを用いることができる。

なお、基材２０を準備する工程は、金属板２１、樹脂層２２ａ、および、ガラス基板２２ｂを互いに接合する前に、金属板２１における１つの面から金属板２１を薄板化する工程を含むことができる。金属板２１の第１面と第２面との両方をエッチングすることによって、第１面と第２面との両方から金属板２１の残留応力を調節することが可能である。これにより、一方の面のみをエッチングする場合に比べて、エッチング後における２１の残留応力に偏りが生じることが抑えられる。そのため、金属板２１から得られたマスク板１２をフレーム１１に接合した場合に、マスク板１２にしわが生じることが抑えられる。

図１１から図１３が示すように、フレーム１１の一部とマスク板１２の一部とが接合される（図１１参照）。この際に、各マスク板１２が開口１１Ａを１つずつ覆うように、複数のマスク板１２と単一のフレーム１１とが接合される。そして、樹脂層２２ａからガラス基板２２ｂが剥離される（図１２参照）。次いで、各マスク板１２から樹脂層２２ａが剥離される（図１３参照）。これにより、上述した蒸着マスク１０が得られる。

フレーム１１の一部にマスク板１２の一部を接合する工程では、フレーム１１が準備される。フレーム１１を形成する際には、金属製の板部材を準備する。板部材は、上述したように、例えば、インバーおよびステンレス鋼などによって形成されてよい。金属製の板部材を準備する際には、フレーム本体１１Ｂ用の板部材と、リブ１１Ｒ用の板部材とを個別に準備する。なお、フレーム本体１１Ｂ用の板部材における形成材料は、リブ１１Ｒ用の板部材における形成材利用と同一であることが好ましいが、異なる材料であってもよい。

次いで、フレーム本体１１Ｂ用の板部材に複数の開口１１Ａを形成する。開口１１Ａの形成は、ウェットエッチングによって行ってもよいし、レーザー光線の照射による断裁によって行ってもよい。これにより、格子状を有したフレーム本体１１Ｂが形成される。そして、リブ１１Ｒ用の板部材から所定の形状を有したリブ１１Ｒを形成し、形成したリブ１１Ｒをフレーム本体１１Ｂに取り付ける。なお、フレーム本体１１Ｂに対するリブ１１Ｒの取付は、例えば、ねじ止め、接着剤による接着、および、溶着のいずれかによって行われてよい。

マスク板１２の一部をフレーム１１の一部に接合する工程では、マスク板１２の表面１２Ｓ１がフレーム１１に接合される。マスク板１２をフレーム１１に接合する方法には、レーザー溶接を用いることができる。ガラス基板２２ｂと樹脂層２２ａとを通じて、マスク板１２のうち、接合部１０Ａａが位置する部分にレーザー光線Ｌが照射される。この際に、開口１１Ａの縁に沿って間欠的にレーザー光線Ｌが照射されることによって、間欠的な接合部が形成される。一方で、開口１１Ａの縁に沿って連続的にレーザー光線Ｌが照射され続けることによって、連続的な接合部が形成される。これにより、マスク板１２がフレーム１１に溶着される。

支持体２２をマスク板１２から剥離する工程は、第１工程と第２工程とを含んでいる。第１工程では、樹脂層２２ａとガラス基板２２ｂとの界面に、ガラス基板２２ｂによって透過され、かつ、樹脂層２２ａによって吸収される波長を有したレーザー光線Ｌを照射する。これによって、樹脂層２２ａからガラス基板２２ｂを剥離する。第１工程では、樹脂層２２ａとガラス基板２２ｂとの界面にレーザー光線Ｌを照射することによって、レーザー光線Ｌによる熱エネルギーを樹脂層２２ａに吸収させる。これにより、樹脂層２２ａが加熱されることによって、樹脂層２２ａとガラス基板２２ｂとの間における化学的な結合の強度を低くする。そして、ガラス基板２２ｂを樹脂層２２ａから剥離させる。

第２工程では、第１工程の後に、薬液ＬＭを用いて樹脂層２２ａを溶解することによって、マスク板１２から樹脂層２２ａを剥離する。薬液ＬＭには、樹脂層２２ａを形成する材料を溶解することができる液体であって、かつ、マスク板１２を形成する材料に対する反応性を有しない液体を用いることができる。薬液ＬＭには、例えばアルカリ性の溶液を用いることができる。アルカリ性の溶液は、例えば水酸化ナトリウム水溶液であってよい。なお、図１３では、樹脂層２２ａと薬液ＬＭとを接触させる方式としてスプレー式を例示しているが、樹脂層２２ａと薬液ＬＭとを接触させる方式には、ディップ式およびスピン式を用いることも可能である。

［表示装置の製造方法］
図１４を参照して、表示装置の製造方法を説明する。
表示装置の製造方法は、蒸着マスク１０の製造方法によって製造された蒸着マスク１０を用いて蒸着対象Ｓにパターンを形成することを含んでいる。以下、図面を参照して、蒸着装置の一例とともに、パターンを形成する工程を説明する。

図１４が示すように、蒸着装置３０は、蒸着マスク１０と、蒸着対象Ｓとを収容する収容槽３１を備えている。収容槽３１は、蒸着対象Ｓと蒸着マスク１０とを収容槽３１内における所定の位置に保持するように構成されている。収容槽３１内には、蒸着材料Ｍｖｄを保持する保持部３２と、蒸着材料Ｍｖｄを加熱する加熱部３３とが位置している。保持部３２に保持される蒸着材料Ｍｖｄは、例えば有機発光材料である。収容槽３１は、蒸着対象Ｓと蒸着マスク１０とを、蒸着対象Ｓと保持部３２との間に蒸着マスク１０が位置し、かつ、蒸着マスク１０と保持部３２とが対向するように、収容槽３１内に位置させる。蒸着マスク１０は、マスク板１２の裏面１２Ｓ２が蒸着対象Ｓに密着した状態で、収容槽３１内に配置される。

パターンを形成する工程では、蒸着材料Ｍｖｄが加熱部３３によって加熱されることにより、蒸着材料Ｍｖｄが気化または昇華する。気化または昇華した蒸着材料Ｍｖｄは、蒸着マスク１０マスク板１２が備えるマスク孔１２Ｈを通過して蒸着対象Ｓに付着する。これにより、例えば、蒸着材料Ｍｖｄが有機ＥＬ素子の有機層を形成するための材料である場合には、蒸着マスク１０が有するマスク孔１２Ｈの形状および位置に対応した形状を有する有機層が、蒸着対象Ｓに形成される。なお、蒸着材料Ｍｖｄは、表示層の画素回路が備える画素電極を形成するための金属材料などであってもよい。

［試験例］
図１５を参照して、試験例を説明する。なお以下では、解析シミュレーションソフト（Ｆｅｍｔｅｔ、ムラタソフトウェア（株）製）（Ｆｅｍｔｅｔは登録商標）を用いたシミュレーションによって得られたフレームの重量と撓み量との関係を説明する。なお、以下に説明する撓み量の大きさは、各フレームにおいて生じる撓み量の最大値である。撓み量は、基準面であるＸＹ平面にフレームの裏面を位置させる場合に、当該ＸＹ平面とフレームのなかでＸＹ平面から最も離れた位置との間の距離である。

［フレームの厚さ］
リブを有しないフレームにおいて、フレームの厚さを変更した場合の重量（ｋｇ）と撓み量（ｍｍ）とを算出した。なお、第１フレームと第２フレームとの各々について、重量と撓み量とを算出した。すなわち、Ｘ方向において３つの開口が並び、かつ、Ｙ方向において２つの開口が並ぶ格子状を有した構造を第１フレームに設定した．また、Ｘ方向において４つの開口が並び、かつ、Ｙ方向において３つの開口が並ぶ格子状を有した構造を第２フレームに設定した。

第１フレームおよび第２フレームの各々について、フレームの厚さを１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、および、１００ｍｍに設定した場合の重量および撓み量を算出した。各フレームにおける算出結果は、図１５が示す通りであった。なお、図１５において、第１フレームの算出結果が黒丸で示され、かつ、第２フレームの算出結果が白丸で示されている。

なお、第１フレームおよび第２フレームの各々の形成材料を、３６質量％のニッケルを含む鉄‐ニッケル合金、すなわちインバーに設定した。そのため、重量および撓み量の算出に際し、ヤング率を１４０ＧＰａに設定し、ポアソン比を０．２２に設定し、かつ、密度を８ｇ／ｃｍ^３に設定した。また、第１フレームおよび第２フレームにおける各部の寸法を以下のように設定した。なお、各フレームが備える開口の大きさを、縦横比が４：３である２１インチサイズのＰＣモニターを想定した大きさに設定した。

［第１フレーム］
・外形：Ｘ方向の長さ １７００ｍｍ
・外形：Ｙ方向の長さ １１００ｍｍ
・開口：Ｘ方向の長さ ４７１．０ｍｍ
・開口：Ｙ方向の長さ ３５５．０ｍｍ
・Ｘ方向における開口間の距離 １８．５ｍｍ
・Ｙ方向における開口間の距離 １６５．０ｍｍ

［第２フレーム］
・外形：Ｘ方向の長さ ２３６０ｍｍ
・外形：Ｙ方向の長さ １４３０ｍｍ
・開口：Ｘ方向の長さ ４７１．０ｍｍ
・開口：Ｙ方向の長さ ３５５．０ｍｍ
・Ｘ方向における開口間の距離 ７５．３ｍｍ
・Ｙ方向における開口間の距離 ７０．０ｍｍ

図１５が示すように、フレームは、フレームが有する重量が大きいほど撓み量が小さくなる傾向を有することが認められた。ただし、リブを有しないフレームでは、例えば、０．０１ｍｍ以下の撓み量を達成するためには、第１フレームが７００ｋｇ程度の重量を有する必要があり、第２フレームが１０００ｋｇ以上の重量を有する必要があることが認められた。このように、リブを有しないフレームでは、蒸着マスクの実用上好ましい範囲にフレームの撓み量を抑える上で、蒸着マスクに過剰な重量が必要とされることが認められた。

［リブの本数］
第１フレームおよび第２フレームの各々について、Ｘ方向に沿って並ぶリブの本数、および、Ｙ方向に沿って並ぶリブの本数を変更した場合における重量および撓み量を算出した。この際に、各フレームの厚さを７ｍｍに設定し、リブの高さを３０ｍｍに設定し、かつ、リブの幅を７ｍｍに設定した。重量および撓み量を算出した結果は、表１に示す通りであった。

なお、表１において、試験例１‐１から試験例１‐３は、第１フレーム対する試験例である。一方で、表１において、試験例１‐４から試験例１‐６は、第２フレームに対する試験例である。また、試験例１‐２および試験例１‐５のフレームは、梁部に沿って延びるリブを有する一方で、外周部に沿って延びるリブを有しない。これに対して、試験例１‐３および試験例１‐６のフレームは、梁部に沿って延びるリブと、外周部に沿って延びるリブとの両方を有する。

試験例１‐１から試験例１‐３での算出結果の比較から明らかなように、第１フレームでは、リブの本数を増やすほど、フレームに生じる撓み量が小さくなることが認められた。また、第２フレームでは、試験例１‐４から試験例１‐６での算出結果の比較から明らかなように、第２フレームでは、リブの本数を増やすほど、フレームに生じる撓み量が小さくなることが認められた。

なお、先に参照した図１５、および、表１から明らかなように、第１フレームでは、リブを備える場合であっても、リブを有さず、かつ、３０ｍｍの厚さを有した第１フレームよりも軽いことが認められた。また、図１５および表１から明らかなように、第２フレームでは、リブを備える場合であっても、リブを有さず、かつ、３０ｍｍの厚さを有した第２フレームよりも軽いことが認められた。

［リブの幅］
第１フレームおよび第２フレームの各々について、各リブの幅を変更した場合における重量および撓み量を算出した。この際に、各フレームが備えるリブの本数を、第１フレームでは試験例１‐３と同一の本数に設定し、かつ、第２フレームでは試験例１‐６と同一の本数に設定した。また、各フレームの厚さを７ｍｍに設定し、かつ、リブの高さを３０ｍｍに設定した。重量および撓み量を算出した結果は、表２に示す通りであった。

なお、表２において、試験例２‐１から試験例２‐６は、第１フレームに対する試験例である。一方で、表２において、試験例２‐７から試験例２‐１５は、第２フレームに対する試験例である。

試験例２‐１から試験例２‐６での算出結果の比較から明らかなように、第１フレームでは、リブの幅を太くするほど、フレームに生じる撓み量が小さくなることが認められた。また、試験例２‐７から試験例２‐１５での算出結果の比較から明らかなように、第２フレームでは、リブの幅が３０ｍｍ以下である場合には、リブの幅を太くするほど、フレームに生じる撓み量が小さくなることが認められた。これに対して、リブの幅が５０ｍｍ以上である場合には、フレームの幅が３０ｍｍである場合に比べて、フレームに生じる撓み量が大きくなることが認められた。

なお、先に参照した図１５、および、表２から明らかなように、リブを有する第１フレームは、リブを有さず、かつ、３０ｍｍの厚さを有した第１フレームよりも軽いことが認められた。また、図１５および表２から明らかなように、リブの幅が５０ｍｍ以下の範囲では、リブを有する第２フレームは、リブを有さず、かつ、３０ｍｍの厚さを有した第２フレームよりも軽いことが認められた。これに対して、図１５および表２から明らかなように、リブの幅が７０ｍｍである場合には、リブを有する第２フレームは、リブを有さず、かつ、３０ｍｍの厚さを有した第２フレームと同等の重量を有することが認められた。

［リブの高さ］
第１フレームおよび第２フレームの各々について、各リブの高さを変更した場合における重量および撓み量を算出した。この際に、各フレームが備えるリブの本数を、第１フレームでは試験例１‐３と同一の本数に設定し、かつ、第２フレームでは試験例１‐６と同一の本数に設定した。また、各フレームの厚さを７ｍｍに設定し、かつ、リブの幅を１０ｍｍに設定した。重量および撓み量を算出した結果は、表３に示す通りであった。

なお、表３において、試験例３‐１から試験例３‐６は、第１フレームに対する試験例である。一方で、表３において、試験例３‐７から試験例３‐１２は、第２フレームに対する試験例である。

試験例３‐１から試験例３‐６での算出結果の比較から明らかなように、第１フレームでは、リブの高さが高くなるほど、フレームに生じる撓み量が小さくなることが認められた。また、試験例３‐７から試験例３‐１２での算出結果の比較から明らかなように、第２フレームでは、リブの高さが高くなるほど、フレームに生じる撓み量が小さくなることが認められた。

なお、先に参照した図１５、および、表３から明らかなように、リブの高さが１００ｍｍ以下である場合に、リブを有する第１フレームは、リブを有さず、かつ、リブと同一の厚さを有した第１フレームよりも軽いことが認められた。また、図１５および表３から明らかなように、リブの高さが１００ｍｍ以下である場合に、リブを有する第２フレームは、リブを有さず、かつ、リブと同一の厚さを有した第２フレームよりも軽いことが認められた。

また、試験例３‐６においてリブの幅を複数の値に変更して、第１フレームの重量および撓み量を算出した。一方で、試験例３‐１２においてリブの幅を複数の値に変更して、第２フレームの重量および撓み量を算出した。すなわち、各フレームの厚さを７ｍｍ、リブの高さを２００ｍｍに設定した。重量および撓み量の算出結果は、表４が示す通りであった。なお、以下に示す試験例４‐１は試験例３‐６と同一のフレームであり、試験例４‐６は試験例３‐１２と同一のフレームである。

試験例４‐１から試験例４‐５での算出結果の比較から明らかなように、第１フレームでは、リブの幅が小さくなるほど、フレームに生じる撓み量が大きくなることが認められた。ただし、いずれの試験例においても、フレームに生じる撓み量が、１０μｍ以下であることが認められた。また、試験例４‐６から試験例４‐１０での算出結果の比較から明らかなように、第２フレームでは、リブの幅が小さくなるほど、フレームに生じる撓み量が大きくなることが認められた。ただし、試験例４‐６および試験例４‐７の算出結果によるように、リブの幅が７ｍｍ以上である場合には、フレームに生じる撓み量が１０μｍ以下であることが認められた。また、試験例４‐８から試験例４‐１０の算出結果によるように、リブの幅が７ｍｍ未満である場合でも、フレームに生じる撓み量が１０μｍ程度に抑えられることが認められた。

［フレームの厚さ］
第１フレームおよび第２フレームの各々について、フレームの厚さを変更した場合における重量および撓み量を算出した。この際に、第１フレームが備えるリブの条件を試験例４‐４に同一の条件、すなわち、リブの高さを２００ｍｍに設定し、リブの幅を３ｍｍに設定する一方で、第１フレームの厚さを複数の値に変更した。また、第２フレームが備えるリブの条件を試験例４‐９と同一の条件、すなわち、リブの高さを２００ｍｍに設定し、リブの幅を４．５ｍｍに設定する一方で、第２フレームの厚さを複数の値に変更した。

なお、以下に示す試験例５‐１から試験例５‐５は、第１フレームに対する試験例である。試験例５‐２は、試験例４‐４と同一のフレームである。また、試験例５‐６から試験例５‐１２は、第２フレームに対する試験例である。試験例５‐７は、試験例４‐９と同一のフレームである。

試験例５‐１から試験例５‐５での算出結果の比較から明らかなように、第１フレームでは、フレームの厚さが７ｍｍである場合に、フレームに生じる撓み量が極小値を有することが認められた。また、試験例５‐６から試験例５‐１２での算出結果の比較から明らかなように、第２フレームでは、フレームの厚さが３ｍｍである場合に、フレームに生じる撓み量が極小値を有することが認められた。

すなわち、試験例５‐１から試験例５‐１２の算出結果によれば、フレームに生じる撓み量を抑える観点では、フレームの厚さを特定の値に設定する必要があることが認められた。これに対して、上述したように、フレームが備えるリブにおいて、本数、幅、および、高さの各々において、複数の値にてフレームに生じる撓み量を抑えることが可能であるから、フレームに生じる撓み量を抑える手段としてリブを用いることによって、フレームにおける設計の自由度を高めることが可能である。しかも、フレームの重量が過剰に大きくなることを抑えることも可能である。

以上説明したように、蒸着マスクの一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）フレーム１１がリブ１１Ｒを備えるから、リブ１１Ｒによってフレーム１１の剛性を高めることによりフレーム１１の撓みを抑えることが可能である。また、フレーム１１の全体に対してリブ１１Ｒの高さ分だけ厚みが加算される場合に比べて、フレーム１１における重量の増大が抑えられる。

（２）フレーム１１のうちで、リブ１１Ｒが位置する部分は２つの開口１１Ａによって挟まれているから、撓みが生じやすい部分にリブ１１Ｒが位置することが可能である。これにより、リブ１１Ｒにより撓みを抑える効果が顕著に得られやすい。

（３）フレーム１１のうち、リブ１１Ｒに取り囲まれた開口１１Ａの全周において剛性を高めることが可能であるから、当該開口１１Ａの全周において撓みを抑えることが可能である。

（４）リブ１１Ｒの高さＨがフレーム１１の厚さＴよりも小さい場合に比べて、フレーム１１の剛性を高めることが可能である。
（５）リブ１１Ｒの幅Ｗがリブ１１Ｒの高さＨよりも大きい場合に比べて、リブ１１Ｒの高さＨが高い分だけ、フレーム１１の図心をリブ１１Ｒ寄りに位置させることが可能である。これにより、フレーム１１のうち、フレーム本体１１Ｂにおいて撓みを生じにくくすることができる。

なお、上述した実施形態は以下のように変更して実施することができる。
［フレーム］
・試験例において上述したように、フレーム１１は、外周部１１Ｂ１に位置するリブ１１Ｒを備えてもよい。外周部１１Ｂ１にリブ１１Ｒが位置する場合には、外周部１１Ｂ１における剛性をさらに高めることが可能である。

［マスク板］
・マスク板１２は、図１６が示す形状を有したマスク孔を備えてもよい。
図１６が示す例では、マスク領域１２Ａには、複数のマスク孔１２Ｈが位置している。各マスク孔１２Ｈは、大孔１２ＨＬと小孔１２ＨＳとを備えている。マスク板１２の表面１２Ｓ１から裏面１２Ｓ２に向かう途中において、大孔１２ＨＬが小孔１２ＨＳに接続されている。大孔１２ＨＬは、表面１２Ｓ１から裏面１２Ｓ２に向かう方向に沿って先細る形状を有している。小孔１２ＨＳは、裏面１２Ｓ２から表面１２Ｓ１に向かう方向に沿って先細る形状を有している。大孔１２ＨＬは、表面１２Ｓ１に開口し、大孔１２ＨＬの開口が表面開口１２Ｈ１である。小孔１２ＨＳは、裏面１２Ｓ２に開口し、小孔１２ＨＳの開口が裏面開口１２Ｈ２である。

なお、マスク板１２が大孔１２ＨＬと小孔１２ＨＳとを有する場合には、例えば、金属板に対して小孔１２ＨＳを形成するためのエッチングを行った後に、大孔１２ＨＬを形成するためのエッチングを行う。この際、金属板から複数のマスク板１２を形成することが可能なように、金属板に対して複数のマスク領域を形成する。そして、１つのマスク板が１つのマスク領域を含むように金属板を断裁することによって、複数のマスク板を形成する。

各マスク板１２をフレーム１１に取り付けることによって、蒸着マスク１０を形成する。この際に、各マスク板１２を例えばガラス製の支持板によって支持した状態で、マスク板１２をフレーム１１に溶着してもよい。あるいは、接着剤によって、マスク板１２をフレーム１１に取り付けてもよい。

・各マスク板１２は、複数のマスク領域１２Ａを備えてもよい。すなわち、マスク板１２は、周辺領域１２Ｂによって分断された複数のマスク領域１２Ａを備えてもよい。

１０…蒸着マスク
１１…フレーム
１１Ｂ１…外周部
１１Ｒ…リブ
１１Ｓ１，１２Ｓ１…表面
１１Ｓ２，１２Ｓ２…裏面
１２…マスク板
１２Ｈ…マスク孔
１２Ｈ１…表面開口
１２Ｈ２…裏面開口

Claims (8)

1. 複数の開口を囲む格子状を有し、全ての前記開口を含む領域を囲む外周部を有したフレームと、
   １つの前記開口を１つのマスク板によって覆うように前記フレームに取り付けられた複数のマスク板であって、各マスク板が複数のマスク孔を備える前記複数のマスク板と、を備える蒸着マスクであって、
   前記フレームは、第１面と、前記フレームの厚さ方向において前記第１面と対向する第２面と、前記外周部が囲む領域内において前記第１面から突き出たリブを備える
   蒸着マスク。
2. 前記マスク板は、前記第２面に取り付けられた表面と、前記マスク板の厚さ方向において前記表面と対向する裏面とを備え、
   前記マスク孔は、前記表面に位置する表面開口と、前記裏面に位置する裏面開口とを備え、前記表面と対向する視点から見て、前記表面開口は前記裏面開口よりも大きい
   請求項１に記載の蒸着マスク。
3. 前記第１面と前記第２面との間の距離が、前記フレームの厚さであり、
   前記リブの高さは、前記フレームの厚さよりも大きい
   請求項１または２に記載の蒸着マスク。
4. 前記第１面と対向する視点から見て、前記リブが延びる方向と直交する方向における前記リブの長さが前記リブの幅であり、
   前記リブの高さは、前記リブの幅よりも大きい
   請求項１から３のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
5. 前記リブは、前記第１面と対向する視点から見て、２つの前記開口の間に位置する
   請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
6. 複数の前記リブを備え、
   前記複数のリブは、前記第１面と対向する視点から見て、少なくとも１つの前記開口を囲む格子状を形成するように前記第１面に位置している
   請求項１から４のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
7. 複数の開口を囲む格子状を有し、全ての前記開口を含む領域を囲む外周部を有したフレームを準備すること、および、
   １つの前記開口を１つのマスク板によって覆うように前記フレームに複数の前記マスク板を取り付けること、を含み、
   前記フレームを準備することは、第１面と、前記フレームの厚さ方向において前記第１面と対向する第２面と、前記外周部が囲む領域内において前記第１面から突き出たリブを備えた前記フレームを準備する
   蒸着マスクの製造方法。
8. 請求項７に記載の蒸着マスクの製造方法によって製造された蒸着マスクを用いて蒸着対象にパターンを形成することを含む
   表示装置の製造方法。
   

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