JP2023058422A - フレーム、蒸着マスク装置、蒸着方法および蒸着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸着工程時において、基板に対するマスクの貫通孔の位置精度が低くなることを抑制するフレームおよび蒸着マスク装置を提供する。【解決手段】第1フレーム面41aと、前記第1フレーム面41aの反対側に位置する第2フレーム面41bとを備え、第1方向に沿って、前記第1フレーム面から前記第2フレーム面に至る開口42を含み、前記開口は、前記第1方向に交差する第2方向D2に延びる一対の第1辺領域411と、前記第1方向に交差するとともに前記第2方向に交差する第3方向D3に延びる一対の第2辺領域412とによって囲まれており、前記第1辺領域は、前記第2方向に並ぶ第1部分411aと第2部分411bとを含み、前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積よりも大きい、蒸着マスク装置のフレーム41を提供する。【選択図】図7
Description
本開示の実施形態は、フレーム、蒸着マスク装置、蒸着方法および蒸着装置に関する。
スマートフォンやタブレットPC等の持ち運び可能なデバイスで用いられる表示装置の分野において、有機EL表示装置が注目されている。有機EL表示装置などの有機半導体デバイスの製造方法及び製造装置として、所望のパターンで配列された貫通孔が形成されたマスクを用い、所望のパターンで画素を形成する方法及び装置が知られている。例えば、まず、有機EL表示装置用の基板に、フレームに固定された状態のマスクを組み合わせる。続いて、有機材料を含む蒸着材料を、マスクの貫通孔を介して基板に付着させる。このような蒸着工程を実施することにより、マスクの貫通孔のパターンに対応したパターンで、蒸着材料を含む蒸着層を有する画素を基板上に形成することができる。
蒸着材料を基板に付着させる蒸着工程においては、基板上の所望の位置に画素を形成することが求められる。このため、蒸着工程時において、基板に対するマスクの貫通孔の位置精度が低くなることを抑制することが求められる。
本開示の一実施形態によるフレームは、
蒸着マスク装置のフレームであって、
第1フレーム面と、
前記第1フレーム面の反対側に位置する第2フレーム面とを備え、
第1方向に沿って、前記第1フレーム面から前記第2フレーム面に至る開口を含み、
前記開口は、前記第1方向に交差する第2方向に延びる一対の第1辺領域と、前記第1方向に交差するとともに前記第2方向に交差する第3方向に延びる一対の第2辺領域とによって囲まれており、
前記第1辺領域は、前記第2方向に並ぶ第1部分と第2部分とを含み、
前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積よりも大きい。
蒸着マスク装置のフレームであって、
第1フレーム面と、
前記第1フレーム面の反対側に位置する第2フレーム面とを備え、
第1方向に沿って、前記第1フレーム面から前記第2フレーム面に至る開口を含み、
前記開口は、前記第1方向に交差する第2方向に延びる一対の第1辺領域と、前記第1方向に交差するとともに前記第2方向に交差する第3方向に延びる一対の第2辺領域とによって囲まれており、
前記第1辺領域は、前記第2方向に並ぶ第1部分と第2部分とを含み、
前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積よりも大きい。
本開示によれば、蒸着工程時において、基板に対するマスクの貫通孔の位置精度が低くなることを抑制できる。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、「基板」や「基材」や「板」や「シート」や「フィルム」などのある構成の基礎となる物質を意味する用語は、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。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、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」や「直交」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。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に」や「下に」、「上側に」や「下側に」、又は「上方に」や「下方に」とする場合、ある構成が他の構成に直接的に接している場合を含む。さらに、ある構成と他の構成との間に別の構成が含まれている場合、つまり間接的に接している場合も含む。また、特別な説明が無い限りは、「上」や「上側」や「上方」、又は、「下」や「下側」や「下方」という語句は、上下方向が逆転してもよい。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上現実の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、本明細書の一実施形態は、矛盾の生じない範囲で、その他の実施形態と組み合わせられ得る。また、その他の実施形態同士も、矛盾の生じない範囲で組み合わせられ得る。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、製造方法などの方法に関して複数の工程を開示する場合に、開示されている工程の間に、開示されていないその他の工程が実施されてもよい。また、開示されている工程の順序は、矛盾の生じない範囲で任意である。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、「~」という記号によって表現される数値範囲は、「~」という符号の前後に置かれた数値を含んでいる。例えば、「34~38質量%」という表現によって画定される数値範囲は、「34質量%以上且つ38質量%以下」という表現によって画定される数値範囲と同一である。
本明細書および本図面において、特別な説明が無い限りは、本明細書の一実施形態において、有機EL表示装置を製造する際に有機材料を所望のパターンで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やその製造方法に関した例をあげて説明する。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に対し、本実施形態を適用することができる。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態のみに限定して解釈されるものではない。
本開示の第1の態様は、蒸着マスク装置のフレームであって、
第1フレーム面と、
前記第1フレーム面の反対側に位置する第2フレーム面とを備え、
第1方向に沿って、前記第1フレーム面から前記第2フレーム面に至る開口を含み、
前記開口は、前記第1方向に交差する第2方向に延びる一対の第1辺領域と、前記第1方向に交差するとともに前記第2方向に交差する第3方向に延びる一対の第2辺領域とによって囲まれており、
前記第1辺領域は、前記第2方向に並ぶ第1部分と第2部分とを含み、
前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積よりも大きい、フレームである。
第1フレーム面と、
前記第1フレーム面の反対側に位置する第2フレーム面とを備え、
第1方向に沿って、前記第1フレーム面から前記第2フレーム面に至る開口を含み、
前記開口は、前記第1方向に交差する第2方向に延びる一対の第1辺領域と、前記第1方向に交差するとともに前記第2方向に交差する第3方向に延びる一対の第2辺領域とによって囲まれており、
前記第1辺領域は、前記第2方向に並ぶ第1部分と第2部分とを含み、
前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積よりも大きい、フレームである。
本開示の第2の態様は、上述した第1の態様によるフレームにおいて、前記第2部分の前記第3方向に沿った幅は、前記第1部分の前記第3方向に沿った幅よりも広くてもよい。
本開示の第3の態様は、上述した第1の態様又は上述した第2の態様によるフレームにおいて、前記第1辺領域の前記第3方向に沿った幅は、前記第1部分側から前記第2部分側に向かうにつれて徐々に広くなってもよい。
本開示の第4の態様は、上述した第1の態様から上述した第3の態様のそれぞれによるフレームにおいて、前記フレームの前記第1方向に沿った厚みは、一定であってもよい。
本開示の第5の態様は、上述した第1の態様によるフレームにおいて、前記第2部分の前記第1方向に沿った厚みは、前記第1部分の前記第1方向に沿った厚みよりも厚くてもよい。
本開示の第6の態様は、上述した第5の態様によるフレームにおいて、前記第1辺領域の前記第1方向に沿った厚みは、前記第1部分側から前記第2部分側に向かうにつれて徐々に厚くなってもよい。
本開示の第7の態様は、上述した第5の態様又は上述した第6の態様によるフレームにおいて、前記第1フレーム面は、平坦面であってもよい。
本開示の第8の態様は、上述した第5の態様から上述した第7の態様のそれぞれによるフレームにおいて、前記第3方向から見た場合に、5つ以上の角部をもってもよい。
本開示の第9の態様は、上述した第1の態様から上述した第8の態様のそれぞれによるフレームにおいて、一対の前記第1辺領域の形状は、互いに等しくてもよい。
本開示の第10の態様は、上述した第1の態様から上述した第9の態様のそれぞれによるフレームにおいて、前記第1方向から見た場合に、前記開口の前記第3方向に沿った幅は、一定であってもよい。
本開示の第11の態様は、上述した第1の態様から上述した第4の態様のそれぞれによるフレームにおいて、前記第1方向から見た場合に、前記開口の前記第3方向に沿った幅は、前記第1部分側から前記第2部分側に向かうにつれて徐々に狭くなっていてもよい。
本開示の第12の態様は、上述した第11の態様によるフレームにおいて、前記第1方向から見た場合に、前記第1辺領域は、前記第2方向に延びる直線に対して対称であってもよい。
本開示の第13の態様は、上述した第1の態様から上述した第12の態様のそれぞれによるフレームにおいて、前記第1方向から見た場合に、前記第3方向における中心線に対して対称であってもよい。
本開示の第14の態様は、上述した第1の態様から上述した第13の態様のそれぞれによるフレームにおいて、前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積の105%以上125%以下であってもよい。
本開示の第15の態様は、蒸着マスク装置であって、
上述した第1の態様から上述した第14の態様のそれぞれによるフレームと、
貫通孔を含み、前記第1フレーム面に固定されたマスクとを備える、蒸着マスク装置である。
上述した第1の態様から上述した第14の態様のそれぞれによるフレームと、
貫通孔を含み、前記第1フレーム面に固定されたマスクとを備える、蒸着マスク装置である。
本開示の第16の態様は、蒸着マスク装置であって、
上述した第11の態様又は第12の態様によるフレームと、
貫通孔を含み、前記第1フレーム面に固定されたマスクと、
前記開口の一部を覆う遮蔽部材とを備え、
前記第1方向から見た場合に、前記開口の前記第3方向に沿った幅であって、前記遮蔽部材に覆われていない領域の幅は、一定である、蒸着マスク装置である。
上述した第11の態様又は第12の態様によるフレームと、
貫通孔を含み、前記第1フレーム面に固定されたマスクと、
前記開口の一部を覆う遮蔽部材とを備え、
前記第1方向から見た場合に、前記開口の前記第3方向に沿った幅であって、前記遮蔽部材に覆われていない領域の幅は、一定である、蒸着マスク装置である。
本開示の第17の態様は、上述した第16の態様による蒸着マスク装置において、前記遮蔽部材は、アライメントマスクであってもよい。
本開示の第18の態様は、蒸着方法であって、
上述した第15の態様から上述した第17の態様のそれぞれによる蒸着マスク装置を準備する工程と、
基板を準備する工程と、
前記蒸着マスク装置と前記基板とを組み合わせる工程と、
前記蒸着マスク装置に組み合わされた前記基板に蒸着材料を蒸着させる工程とを備える、蒸着方法である。
上述した第15の態様から上述した第17の態様のそれぞれによる蒸着マスク装置を準備する工程と、
基板を準備する工程と、
前記蒸着マスク装置と前記基板とを組み合わせる工程と、
前記蒸着マスク装置に組み合わされた前記基板に蒸着材料を蒸着させる工程とを備える、蒸着方法である。
本開示の第19の態様は、蒸着装置であって、
蒸着材料が収容された蒸着源と、
ヒータと、
上述した第15の態様から上述した第17の態様のそれぞれによる蒸着マスク装置とを備える、蒸着装置である。
蒸着材料が収容された蒸着源と、
ヒータと、
上述した第15の態様から上述した第17の態様のそれぞれによる蒸着マスク装置とを備える、蒸着装置である。
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態のみに限定して解釈されるものではない。
図1は、有機デバイス100の一例を示す断面図である。この有機デバイス100の後述する蒸着層130は、一実施の形態による蒸着マスク装置40(図3参照)を備える後述する蒸着装置10を用いて形成された層である。
有機デバイス100は、基板110と、複数の素子105と、を備えていてもよい。基板110は、第1面111及び第1面111の反対側に位置する第2面112を含んでいてもよい。複数の素子105は、基板110の第1面111の面内方向に沿って並んでいてもよい。図示はしないが、素子105は、図1の奥行方向にも並んでいてもよい。例えば、素子105は、第1面111の面内方向における2つの配列方向において周期的に並んでいてもよい。素子105は、第1電極層120と、第1電極層120上に位置する蒸着層130と、蒸着層130上に位置する第2電極層140と、を含んでいてもよい。
図2は、図1の有機デバイス100を拡大して示す断面図である。蒸着層130は、第1蒸着層131と、第2蒸着層132と、を含んでいてもよい。第1蒸着層131と第2蒸着層132とは、第1電極層120上に位置していてもよい。第1蒸着層131と第2蒸着層132とは、平面視において、素子105の配列方向において隣接していてもよい。例えば、平面視において、第1蒸着層131に重なる第1電極層120と、第2蒸着層132に重なる第1電極層120とが、素子105の配列方向において隣接していてもよい。
図示はしないが、蒸着層130は、素子105の配列方向において第1蒸着層131または第2蒸着層132と隣接する第3蒸着層などのその他の蒸着層を含んでいてもよい。
図2に示すように、有機デバイス100は、隣り合う2つの第1電極層120の間に位置する絶縁層160を備えていてもよい。絶縁層160は、例えばポリイミドを含んでいてもよい。絶縁層160は、第1電極層120の端部に重なっていてもよい。
基板110は、絶縁性を有する板状の部材であってもよい。基板110は、光を透過させる透明性を有していてもよい。基板110は、ガラスを含んでいてもよい。
基板110の厚みは、例えば、0.1mm以上でもよく、0.3mm以上でもよく、0.5mm以上でもよい。基板110の厚みは、例えば、0.6mm以下でもよく、1.0mm以下でもよく、2.0mm以下でもよい。基板110の厚みの範囲は、0.1mm、0.3mm及び0.5mmからなる第1グループ、及び/又は、0.6mm、1.0mm及び2.0mmからなる第2グループによって定められてもよい。基板110の厚みの範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の1つと、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の1つとの組み合わせによって定められてもよい。基板110の厚みの範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。基板110の厚みの範囲は、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、0.1mm以上2.0mm以下でもよく、0.1mm以上1.0mm以下でもよく、0.1mm以上0.6mm以下でもよく、0.1mm以上0.5mm以下でもよく、0.1mm以上0.3mm以下でもよく、0.3mm以上2.0mm以下でもよく、0.3mm以上1.0mm以下でもよく、0.3mm以上0.6mm以下でもよく、0.3mm以上0.5mm以下でもよく、0.5mm以上2.0mm以下でもよく、0.5mm以上1.0mm以下でもよく、0.5mm以上0.6mm以下でもよく、0.6mm以上2.0mm以下でもよく、0.6mm以上1.0mm以下でもよく、1.0mm以上2.0mm以下でもよい。
第1電極層120は、導電性を有する材料を含んでいてもよい。例えば、第1電極層120は、金属、導電性を有する金属酸化物や、その他の無機材料などを含んでいてもよい。第1電極層120は、インジウム・スズ酸化物などの、透明性及び導電性を有する金属酸化物を含んでいてもよい。
第1蒸着層131、第2蒸着層132及び第3蒸着層は、有機材料を含む有機層であってもよい。有機デバイス100が有機EL表示装置である場合、第1蒸着層131、第2蒸着層132及び第3蒸着層はそれぞれ、発光層であってもよい。例えば、第1蒸着層131、第2蒸着層132及び第3蒸着層はそれぞれ、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層であってもよい。
第1蒸着層131、第2蒸着層132及び第3蒸着層はそれぞれ、対応するマスクが設置されている蒸着装置において、マスクの貫通孔を介して有機材料を基板110に蒸着させることによって形成されてもよい。
図示はしないが、素子105は、第1電極層120と蒸着層130との間、または蒸着層130と第2電極層140との間に位置する、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを含んでいてもよい。
第2電極層140は、金属などの、導電性を有する材料を含んでいてもよい。第2電極層140を構成する材料の例としては、白金、金、銀、銅、鉄、錫、クロム、アルミニウム、インジウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、クロム、炭素等及びこれらの合金を挙げることができる。
図2に示すように、第2電極層140は、隣り合う2つの蒸着層130に跨るように広がっていてもよい。図示はしないが、第2電極層140は、隣り合う2つの蒸着層130の上に位置する第2電極層140の間に隙間があるように形成されていてもよい。
次に、基板110の第1面111に蒸着層130を形成するための蒸着装置10について説明する。図3は、蒸着装置10の一例を示す縦断面図である。
図3に示すように、蒸着装置10は、その内部に、蒸着源6と、ヒータ8と、蒸着マスク装置40とを備えていてもよい。また、図示はしないが、蒸着装置10は、蒸着装置10の内部を真空雰囲気にするための排気手段を更に備えていてもよい。蒸着源6は、例えばるつぼであり、蒸着材料7を収容する。蒸着材料7は、有機発光材料でもよい。蒸着材料7は、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層又は電子注入層を構成する材料でもよい。蒸着材料7は、金属材料でもよい。ヒータ8は、蒸着源6を加熱して、真空雰囲気の下で蒸着材料7を蒸発させる。蒸着材料7を収容した蒸着源6、およびヒータ8は、筐体1内に配置されていてもよい。蒸着マスク装置40は、筐体1と対向するよう配置されていてもよい。
図3に示すように、蒸着マスク装置40は、フレーム41と、フレーム41に固定された少なくとも1つのマスク50とを備えていてもよい。フレーム41は、マスク50が固定されている第1フレーム面41aと、第1フレーム面41aの反対側に位置する第2フレーム面41bを有していてもよい。第2フレーム面41bは、第1フレーム面41aよりも、フレーム41の厚み方向である第1方向D1における第1側S11に位置していてもよい。第1フレーム面41aおよび第2フレーム面41bは、それぞれ平坦面であってもよい。この場合、第1フレーム面41aおよび第2フレーム面41bは、それぞれ第2方向D2および第3方向D3(図4参照)に広がっていてもよい。ここで、第2方向D2は、第1方向D1に交差する方向であり、マスク50の長手方向であってもよい。第3方向D3は、第1方向D1に交差するとともに第2方向D2に交差する方向であってもよい。第3方向D3は、マスク50の幅方向であってもよい。また、フレーム41は、第1方向D1に沿って、第1フレーム面41aから第2フレーム面41bに至る開口42を含んでいてもよい。本実施の形態では、フレーム41は、単一の開口42を含んでいる。なお、第1方向D1、第2方向D2および第3方向D3は、互いに直交していてもよい。
マスク50は、正面視において開口42を横切るようにフレーム41の第1フレーム面41aに固定されていてもよい。1つの蒸着装置10の蒸着マスク装置40のマスク50は、1種類の蒸着層130に、例えば第1蒸着層131に対応していてもよい。この場合、有機デバイス100の製造装置は、複数の蒸着装置10を備えていてもよい。例えば、有機デバイス100の製造装置は、第1蒸着層131に対応する蒸着装置10と、第2蒸着層132に対応する蒸着装置10と、第3蒸着層に対応する蒸着装置10と、を備えていてもよい。基板110を複数の蒸着装置10に順に投入して蒸着工程を実施することにより、基板110に第1蒸着層131、第2蒸着層132及び第3蒸着層を形成することができる。
蒸着マスク装置40は、図3に示すように、蒸着材料7を付着させる対象物である基板110にマスク50が対面するよう、蒸着装置10内に配置されていてもよい。この場合、蒸着マスク装置40は、蒸着装置10内において、マスク50の長手方向である第2方向D2が上下方向(重力が作用する方向)と平行になるように配置されていてもよい。これにより、蒸着装置10の設置面積を小さくできる。蒸着マスク装置40は、マスクホルダ3を用いて蒸着源6の側方に設置されてもよい。
マスク50は、蒸着源6から飛来した蒸着材料7を通過させる複数の貫通孔56を含んでいてもよい。以下の説明において、マスク50の面のうち、基板110の側に位置する面を第1面55aと称し、第1面55aの反対側に位置する面を第2面55bと称する。
蒸着装置10は、図3に示すように、基板110を保持する基板ホルダ2を備えていてもよい。この基板ホルダ2は、静電気力(クーロン力)を利用して基板110を保持する静電チャックであってもよい。基板ホルダ2が静電チャックであることにより、基板110のサイズが大きくなった場合であっても、基板110が撓んでしまうことを抑制できる。これにより、基板110の撓みに起因して基板110がマスク50に接触することにより、マスク50に損傷や変形が生じてしまうことを抑制できる。また、基板110と組み合わされている状態のマスク50において、基板110の撓みに起因して貫通孔56の現実の位置と設計位置との差が大きくなってしまうことを抑制できる。さらに、基板ホルダ2が静電チャックであることにより、基板110のハンドリング性を向上させることができ、基板110のサイズが大きくなった場合であっても、基板110を容易に取り扱うことができる。なお、基板110のサイズは、いわゆるG6H(925mm×1500mm)、いわゆるG8.5Q(1100mm×1250mm)、いわゆるG8.5H(1250mm×2200mm)またはいわゆるG8.5F(2200mm×2500mm)であってもよい。
基板ホルダ2は、基板110の厚み方向である第1方向D1に沿って移動可能であってもよい。また、基板ホルダ2は、第2方向D2および第3方向D3(図4参照)に沿って移動可能であってもよい。また、基板ホルダ2は、基板110の傾きを制御するよう構成されていてもよい。基板ホルダ2の平面形状は、基板110の平面形状よりも大きくなっていてもよい。これにより、基板110の全域を基板ホルダ2に密着させることができ、基板110のサイズが大きくなった場合であっても、基板110に撓みが発生することを抑制できる。
蒸着装置10は、図3に示すように、蒸着マスク装置40を保持するマスクホルダ3を備えていてもよい。マスクホルダ3は、マスク50の厚み方向である第1方向D1に沿って移動可能であってもよい。また、マスクホルダ3は、第2方向D2および第3方向D3に沿って移動可能であってもよい。例えば、マスクホルダ3は、フレーム41の外縁に取り付けられた複数のチャック(図示せず)を含み、各チャックは、第1方向D1、第2方向D2および第3方向D3に沿って独立して移動可能であってもよい。
基板ホルダ2又はマスクホルダ3の少なくともいずれか一方を移動させることにより、基板110に対する蒸着マスク装置40のマスク50の位置を調整することができる。
蒸着装置10は、図3に示すように、基板ホルダ2よりも第1方向D1における第2側S12に配置されている磁石5を備えていてもよい。磁石5は、磁力によって蒸着マスク装置40のマスク50を基板110側に引き寄せることができる。これにより、マスク50と基板110との間の隙間をなくすことができる。このため、蒸着工程においてシャドーが発生することを抑制することができ、蒸着層130の寸法精度や位置精度を高めることができる。本願において、シャドーとは、マスク50と基板110との間の隙間に蒸着材料7が入り込み、これによって蒸着層130の厚みが不均一になる現象のことである。
次に、蒸着マスク装置40について詳細に説明する。図4は、蒸着マスク装置40をマスク50の第1面55a側から見た場合を示す正面図である。
図4に示すように、蒸着マスク装置40のフレーム41は、第2方向D2に延びる一対の第1辺領域411と、第3方向D3に延びる一対の第2辺領域412と、を含む矩形の輪郭を有していてもよい。マスク50が固定されている第2辺領域412が、第1辺領域411よりも長くてもよい。フレーム41の開口42は、一対の第1辺領域411及び一対の第2辺領域412によって囲まれていてもよい。上述したように、フレーム41は、単一の開口42を含んでいる。このため、一対の第1辺領域411及び一対の第2辺領域412は、単一の開口42を取り囲んでいる。言い換えれば、開口42の外縁が、一対の第1辺領域411及び一対の第2辺領域412によって構成されている。また、フレーム41には、フレーム41に対するマスク50の位置合わせを実施するためのアライメントマーク45が設けられていてもよい。このアライメントマーク45は、フレーム41のうち、第1方向D1に沿って見た場合にマスク50に重ならない位置に設けられていてもよい。図示された例では、アライメントマーク45は、フレーム41の4隅にそれぞれ1つずつ設けられている。これにより、マスク50の位置決めを行う際に、マスク50によってアライメントマーク45が隠れてしまうことを抑制することができ、マスク50の位置合わせを容易に行うことができる。
また、図4に示すように、蒸着マスク装置40は、複数のマスク50を備えていてもよい。本実施の形態において、各マスク50の形状は、第2方向D2に延びる矩形であってもよい。蒸着マスク装置40において、複数のマスク50は、マスク50の長手方向である第2方向D2に交差する方向に並んでいてもよい。すなわち、複数のマスク50は、マスク50の長手方向に直交するマスク50の幅方向である第3方向D3に並んでいてもよい。
図4において、符号Lは、第2方向D2におけるマスク50の寸法を、すなわちマスク50の長さを表す。寸法Lは、例えば、1000mm以上でもよく、1200mm以上でもよく、1400mm以上でもよい。寸法Lは、例えば、1600mm以下でもよく、2200mm以下でもよく、2800mm以下でもよい。寸法Lの範囲は、1000mm、1200mm及び1400mmからなる第1グループ、及び/又は、1600mm、2200mm及び2800mmからなる第2グループによって定められてもよい。寸法Lの範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の1つと、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の1つとの組み合わせによって定められてもよい。寸法Lの範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。寸法Lの範囲は、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、1000mm以上2800mm以下でもよく、1000mm以上2200mm以下でもよく、1000mm以上1600mm以下でもよく、1000mm以上1400mm以下でもよく、1000mm以上1200mm以下でもよく、1200mm以上2800mm以下でもよく、1200mm以上2200mm以下でもよく、1200mm以上1600mm以下でもよく、1200mm以上1400mm以下でもよく、1400mm以上2800mm以下でもよく、1400mm以上2200mm以下でもよく、1400mm以上1600mm以下でもよく、1600mm以上2800mm以下でもよく、1600mm以上2200mm以下でもよく、2200mm以上2800mm以下でもよい。
図4において、符号Wは、第3方向D3におけるマスク50の寸法を、すなわちマスク50の幅を表す。寸法Wは、例えば、50mm以上でもよく、100mm以上でもよく、300mm以上でもよい。寸法Wは、例えば、250mm以下でもよく、400mm以下でもよく、600mm以下でもよい。寸法Wの範囲は、50mm、100mm及び300mmからなる第1グループ、及び/又は、250mm、400mm及び600mmからなる第2グループによって定められてもよい。寸法Wの範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の1つと、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の1つとの組み合わせによって定められてもよい。寸法Wの範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。寸法Wの範囲は、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、50mm以上600mm以下でもよく、50mm以上400mm以下でもよく、50mm以上250mm以下でもよく、50mm以上300mm以下でもよく、50mm以上100mm以下でもよく、100mm以上600mm以下でもよく、100mm以上400mm以下でもよく、100mm以上250mm以下でもよく、100mm以上300mm以下でもよく、300mm以上600mm以下でもよく、300mm以上400mm以下でもよく、300mm以上250mm以下でもよく、250mm以上600mm以下でもよく、250mm以上400mm以下でもよく、400mm以上600mm以下でもよい。
図4に示すように、マスク50は、フレーム41に重なっている一対の端部51と、端部51の間に位置する中間部52とを有していてもよい。このうち端部51は、フレーム41に固定される部分である。端部51は、溶接などによってフレーム41に固定されていていてもよい。
中間部52は、少なくとも1つの有効領域53と、有効領域53の周囲に位置する周囲領域54とを有していてもよい。図4に示す例において、中間部52は、第2方向D2に沿って所定の間隔を空けて配列された複数の有効領域53を含んでいる。また、図4に示す例において、周囲領域54は、複数の有効領域53を囲んでいる。周囲領域54は、有効領域53を支持するための領域であってもよく、基板110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くてもよい。一方、有効領域53は、マスク50のうち、基板110の表示領域に対面する領域であってもよい。
有効領域53は、平面視において矩形の輪郭を有してもよい。なお、図示はしないが、各有効領域53は、有機EL表示装置の表示領域の形状に応じて、様々な形状の輪郭を有していてもよい。例えば各有効領域53は、円形または楕円形の輪郭を有していてもよく、六角形または八角形といった多角形の輪郭を有していてもよい。また、各々の有効領域53は、互いに異なる形状の輪郭を有していてもよく、例えば円形、楕円形、または六角形若しくは八角形といった多角形の輪郭をそれぞれが有していてもよい。
図5は、マスク50の中間部52の一例を示す平面図である。中間部52の有効領域53は、複数の貫通孔56を含んでいてもよい。複数の貫通孔56は、有効領域53において、第2方向D2および第3方向D3に沿ってそれぞれ所定のピッチで規則的に配列されていてもよい。そして、中間部52の各貫通孔56を透過して基板110に付着した蒸着材料が、基板110上の蒸着層130を構成してもよい。
マスク50を用いて有機EL表示装置などの有機デバイスを作製する場合、1つの有効領域53は、1つの有機EL表示装置の表示領域に対応してもよい。このため、図4に示す蒸着マスク装置40によれば、有機EL表示装置の多面付蒸着が可能である。なお、1つの有効領域53が複数の表示領域に対応する場合もある。また、図示はしないが、マスク50の幅方向においても所定の間隔を空けて複数の有効領域53が配列されていてもよい。
図6は、マスク50の一例を示す断面図である。図6に示すように、複数の貫通孔56は、マスク50の第1面55aから、第2面55bへ貫通している。図示された例では、後に詳述するように、第1方向D1における第2側S12となる金属板55の第1面550aに第1凹部561がエッチングによって形成され、第1方向D1における第1側S11となる金属板55の第2面550bに第2凹部562が形成される。第1凹部561は、第2凹部562に接続され、これによって第2凹部562と第1凹部561とが互いに通じ合うように形成される。貫通孔56は、第2凹部562と、第2凹部562に接続された第1凹部561とによって構成されている。
隣り合う二つの第1凹部561は、互いから離間していてもよい。同様に、隣り合う二つの第2凹部562が、互いから離間していてもよい。すなわち、隣り合う二つの第2凹部562の間に金属板55の第2面550bが残存していてもよい。以下の説明において、金属板55の第2面550bの有効領域53のうちエッチングされずに残っている部分のことを、トップ部565とも称する。このようなトップ部565が残るようにマスク50を作製することにより、マスク50に十分な強度を持たせることができる。これにより、例えば搬送中などにマスク50が破損してしまうことを抑制できる。なおトップ部565の幅βが大きすぎると、蒸着工程においてシャドーが発生し、これによって蒸着材料7の利用効率が低下することがある。従って、トップ部565の幅βが過剰に大きくならないようにマスク50が作製されることが好ましい。
図3に示すようにして蒸着マスク装置40が蒸着装置10に収容された場合、図6に二点鎖線で示すように、マスク50の第1面55aが、基板110に対面し、マスク50の第2面55bが、蒸着材料7を保持したるつぼ6側に位置する。したがって、蒸着材料7は、次第に開口面積が小さくなっていく第2凹部562を通過して基板110に付着する。
図6において第2面55b側から第1面55aへ向かう矢印で示すように、蒸着材料7は、るつぼ6から基板110に向けてマスク50の第1面55aの法線方向である第1方向D1に沿って移動するだけでなく、当該第1方向D1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、マスク50の厚みが大きいと、斜めに移動する蒸着材料7が、トップ部565、第2凹部562の壁面562a、または第1凹部561の壁面561aに引っ掛かり易くなり、この結果、貫通孔56を通過できない蒸着材料7の比率が多くなる。従って、蒸着材料7の利用効率を高めるためには、マスク50の厚みt1を小さくし、これによって、第2凹部562の壁面562aや第1凹部561の壁面561aの高さを小さくすることが好ましいと考えられる。すなわち、マスク50を構成するための金属板55として、マスク50の強度を確保できる範囲内で可能な限り厚みt1の小さな金属板55を用いることが好ましいと言える。このため、マスク50の厚みt1は、50μm以下であることが好ましい。マスク50の厚みt1を50μm以下にすることにより、蒸着材料7のうち、貫通孔56を通過する前に貫通孔56の壁面562aに引っ掛かる蒸着材料7の比率を小さくすることができる。これにより、蒸着材料7の利用効率を高めることができる。
一方、マスク50の厚みt1が小さくなり過ぎると、マスク50の強度が低下し、マスク50に損傷や変形が生じやすくなる。このため、マスク50の厚みt1は、5μm以上であることが好ましい。マスク50の厚みt1を5μm以上にすることにより、マスク50の強度を確保し、マスク50に損傷や変形が生じることを抑制できる。ここで、厚みt1は、周囲領域54の厚み、すなわちマスク50のうち第1凹部561および第2凹部562が形成されていない部分の厚みである。従って厚みt1は、金属板55の厚みであると言うこともできる。
金属板55の厚み(すなわち、マスク50の厚み)t1は、例えば、5μm以上でもよく、10μm以上でもよく、15μm以上でもよい。金属板55の厚みt1は、例えば、20μm以下でもよく、35μm以下でもよく、50μm以下でもよい。金属板55の厚みt1の範囲は、5μm、10μm及び15μmからなる第1グループ、及び/又は、20μm、35μm及び50μmからなる第2グループによって定められてもよい。金属板55の厚みt1の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の1つと、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の1つとの組み合わせによって定められてもよい。金属板55の厚みt1の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。金属板55の厚みt1の範囲は、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、5μm以上50μm以下でもよく、5μm以上35μm以下でもよく、5μm以上20μm以下でもよく、5μm以上15μm以下でもよく、5μm以上10μm以下でもよく、10μm以上50μm以下でもよく、10μm以上35μm以下でもよく、10μm以上20μm以下でもよく、10μm以上15μm以下でもよく、15μm以上50μm以下でもよく、15μm以上35μm以下でもよく、15μm以上20μm以下でもよく、20μm以上50μm以下でもよく、20μm以上35μm以下でもよく、35μm以上50μm以下でもよい。
金属板55の厚みt1を測定する方法としては、接触式の測定方法を採用してもよい。接触式の測定方法としては、ボールブッシュガイド式のプランジャーを備える、ハイデンハイン社製の長さゲージHEIDENHAIM-METROの「MT1271」を用いてもよい。
また、図6において、直線Mと、マスク50の第1面55aの法線方向である第1方向D1とがなす最小角度が、符号θ1で表されている。ここで、直線Mは、貫通孔56の最小開口面積を持つ部分となる接続部563と、第2凹部562の壁面562aの他の任意の位置と、を通過する直線である。斜めに移動する蒸着材料7を、壁面562aに到達させることなく可能な限り基板110に到達させるためには、角度θ1を大きくすることが有利となる。角度θ1を大きくする上では、マスク50の厚みt1を小さくすることの他にも、上述のトップ部565の幅βを小さくすることも有効である。
図6において、符号αは、有効領域53において、金属板55の第1面550aのうちエッチングされずに残っている部分(以下、リブ部とも称する)の幅を表している。リブ部の幅αおよび貫通部564の寸法rは、有機デバイスの寸法および表示画素数に応じて適宜定められる。貫通部564の寸法rを測定する測定器としては、新東Sプレシジョン製AMIC-1710を用いることができる。
なお、図6においては、隣り合う二つの第2凹部562の間に金属板55の第2面550bが残存している例を示したが、これに限られることはない。図示はしないが、隣り合う2つの第2凹部562が接続されるようにエッチングが実施されてもよい。すなわち、隣り合う2つの第2凹部562の間に、金属板55の第2面550bが残存していない場所が存在していてもよい。
次に、蒸着マスク装置40のマスク50及びフレーム41の材料について説明する。マスク50およびフレーム41の主要な材料としては、ニッケルを含む鉄合金を用いることができる。鉄合金は、ニッケルに加えてコバルトを更に含んでいてもよい。例えば、マスク50の金属板55の材料として、ニッケル及びコバルトの含有量が合計で28質量%以上且つ54質量%以下であり、且つコバルトの含有量が0質量%以上且つ6質量%以下である鉄合金を用いることができる。これにより、マスク50及びフレーム41の熱膨張係数と、ガラスを含む基板110の熱膨張係数との差を小さくすることができる。このため、基板110上に形成される蒸着層130の寸法精度や位置精度が、マスク50、フレーム41、基板110などの熱膨張に起因して低下することを抑制できる。
金属板55におけるニッケル及びコバルトの含有量は、合計で28質量%以上且つ38質量%以下であってもよい。この場合、ニッケル若しくはニッケル及びコバルトを含む鉄合金の具体例としては、インバー材、スーパーインバー材、ウルトラインバー材などを挙げることができる。インバー材は、34質量%以上且つ38質量%以下のニッケルと、残部の鉄及び不可避の不純物とを含む鉄合金である。スーパーインバー材は、30質量%以上且つ34質量%以下のニッケルと、コバルトと、残部の鉄及び不可避の不純物と含む鉄合金である。ウルトラインバー材は、28質量%以上且つ34質量%以下のニッケルと、2質量%以上且つ7質量%以下のコバルトと、0.1質量%以上且つ1.0質量%以下のマンガンと、0.10質量%以下のシリコンと、0.01質量%以下の炭素と、残部の鉄及び不可避の不純物とを含む鉄合金である。
金属板55におけるニッケル及びコバルトの含有量は、合計で38質量%以上且つ54質量%以下であってもよい。この場合、ニッケル若しくはニッケル及びコバルトを含む鉄合金の具体例としては、低熱膨張Fe-Ni系めっき合金などを挙げることができる。低熱膨張Fe-Ni系めっき合金は、38質量%以上且つ54質量%以下のニッケルと、残部の鉄及び不可避の不純物とを含む鉄合金である。
なお、蒸着処理の際に、マスク50、フレーム41および基板110の温度が高温には達しない場合は、マスク50およびフレーム41の熱膨張係数を、基板110の熱膨張係数と同等の値にする必要は特にない。この場合、マスク50を構成する材料として、上述の鉄合金以外の材料を用いてもよい。例えば、クロムを含む鉄合金など、上述のニッケルを含む鉄合金以外の鉄合金を用いてもよい。クロムを含む鉄合金としては、例えば、いわゆるステンレスと称される鉄合金を用いることができる。また、ニッケルやニッケル-コバルト合金など、鉄合金以外の合金を用いてもよい。
次に、蒸着マスク装置40のフレーム41について詳細に説明する。上述したように、開口42は、第2方向D2に延びる一対の第1辺領域411と、第3方向D3に延びる一対の第2辺領域412とによって囲まれていてもよい。図7および図8に示すように、第1辺領域411は、第2方向D2に並ぶ第1部分411aと第2部分411bとを含んでいてもよい。第2部分411bは、第1部分411aよりも第2方向D2における第1側S21に位置してもよい。本実施の形態では、第1部分411aは、第2方向D2において、第1辺領域411の中心線CL1よりも、第1側S21とは反対側の第2側S22に位置する部分であってもよい。第2部分411bは、第2方向D2おいて、第1辺領域411の中心線CL1よりも、第1側S21に位置する部分であってもよい。なお、第1部分411aおよび第2部分411bは、互いに区別できなくてもよく、互いに区別できてもよい。
第2方向D2に直交する断面において、第2部分411bの断面積は、第1部分411aの断面積よりも大きくなっていてもよい。これにより、第2部分411bの剛性を高めることができる。このため、第2方向D2の第2側S22から第1側S21に重力が作用するように、蒸着マスク装置40を配置した際に、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できる。この結果、フレーム41に固定されたマスク50の貫通孔56の位置精度が低下することを抑制できる。これにより、貫通孔56を介して基板110に蒸着される蒸着材料によって構成される蒸着層130の位置精度を高くできる。ここで、本明細書中、第2部分411bの断面積とは、一対の第2辺領域412のうち、第2方向D2における第1側S21に位置する第2辺領域412の内縁412aからの距離dbが、10mmとなる位置での断面積を意味する。また、本明細書中、第1部分411aの断面積とは、一対の第2辺領域412のうち、第2方向D2における第2側S22に位置する第2辺領域412の内縁412aからの距離daが、10mmとなる位置での断面積を意味する。
また、第2方向D2に直交する断面において、第2部分411bの最大断面積は、第1部分411aの最大断面積よりも大きくなっていてもよい。この場合においても、第2方向D2の第2側S22から第1側S21に重力が作用するように、蒸着マスク装置40を配置した際に、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できる。この結果、フレーム41に固定されたマスク50の貫通孔56の位置精度が低下することを抑制できる。
第2方向D2に直交する断面において、第2部分411bの断面積は、第1部分411aの断面積の105%以上125%以下であってもよい。第2部分411bの断面積が第1部分411aの断面積の105%以上であることにより、第2部分411bの剛性を効果的に高めることができる。また、第2部分411bの断面積が第1部分411aの断面積の125%以下であることにより、フレーム41の重量が大きくなることを抑制できる。
第1部分411aの断面積に対する第2部分411bの断面積の割合は、例えば、108%以上でもよく、110%以上でもよく、112%以上でもよい。第1部分411aの断面積に対する第2部分411bの断面積の割合は、例えば、118%以下でもよく、120%以下でもよく、122%以下でもよい。第1部分411aの断面積に対する第2部分411bの断面積の割合の範囲は、108%、110%及び112%からなる第1グループ、及び/又は、118%、120%及び122%からなる第2グループによって定められてもよい。第1部分411aの断面積に対する第2部分411bの断面積の割合の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の1つと、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の1つとの組み合わせによって定められてもよい。第1部分411aの断面積に対する第2部分411bの断面積の割合の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。第1部分411aの断面積に対する第2部分411bの断面積の割合の範囲は、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、108%以上122%以下でもよく、108%以上120%以下でもよく、108%以上118%以下でもよく、108%以上112%以下でもよく、108%以上110%以下でもよく、110%以上122%以下でもよく、110%以上120%以下でもよく、110%以上118%以下でもよく、110%以上112%以下でもよく、112%以上122%以下でもよく、112%以上120%以下でもよく、112%以上118%以下でもよく、118%以上122%以下でもよく、118%以上120%以下でもよく、120%以上122%以下でもよい。
本実施の形態では、第2部分411bの第3方向D3に沿った幅Wbは、第1部分411aの第3方向D3に沿った幅Waよりも広くなっていてもよい。これにより、フレーム41の後述する厚みt2を変化させることなく、第2部分411bの剛性を高めることができる。このため、フレーム41のハンドリング性を向上させつつ、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できる。
また、第2部分411bの第3方向D3に沿った最大幅は、第1部分411aの第3方向D3に沿った最大幅よりも広くなっていてもよい。この場合においても、フレーム41の後述する厚みt2を変化させることなく、第2部分411bの剛性を高めることができる。このため、フレーム41のハンドリング性を向上させつつ、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できる。
第1辺領域411の第3方向D3に沿った幅W1は、第1部分411a側から第2部分411b側に向かうにつれて徐々に広くなっていてもよい。すなわち、第1辺領域411の第3方向D3に沿った幅W1は、第2方向D2における第1側S21に向かうにつれて徐々に広くなっていてもよい。これにより、第1辺領域411に局所的に力が加わることを抑制できる。とりわけ、第2方向D2の第2側S22から第1側S21に重力が作用するように、蒸着マスク装置40を配置した場合に、第1辺領域411に局所的に力が加わることを抑制できる。このため、フレーム41の歪みや変形を効果的に抑制できる。ここで、第1辺領域411の幅W1は、100mm以上170mm以下であってもよい。
第1辺領域411の幅W1は、例えば、100mm以上でもよく、115mm以上でもよく、130mm以上でもよい。第1辺領域411の幅W1は、例えば、140mm以下でもよく、155mm以下でもよく、170mm以下でもよい。第1辺領域411の幅W1の範囲は、100mm、115mm及び130mmからなる第1グループ、及び/又は、140mm、155mm及び170mmからなる第2グループによって定められてもよい。第1辺領域411の幅W1の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の1つと、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の1つとの組み合わせによって定められてもよい。第1辺領域411の幅W1の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。第1辺領域411の幅W1の範囲は、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、100mm以上170mm以下でもよく、100mm以上155mm以下でもよく、100mm以上140mm以下でもよく、100mm以上130mm以下でもよく、100mm以上115mm以下でもよく、115mm以上170mm以下でもよく、115mm以上155mm以下でもよく、115mm以上140mm以下でもよく、115mm以上130mm以下でもよく、130mm以上170mm以下でもよく、130mm以上155mm以下でもよく、130mm以上140mm以下でもよく、140mm以上170mm以下でもよく、140mm以上155mm以下でもよく、155mm以上170mm以下でもよい。
図示された例においては、第1辺領域411の外縁411cは、第1方向D1から見た場合に、第2方向D2に傾斜する方向に一直線状に延びている。なお、これに限られず、第1辺領域411の外縁411cは、第1方向D1から見た場合に、段差を形成するように延びていてもよく、曲線状に延びていてもよい。一方、第1辺領域411の内縁411dは、第1方向D1から見た場合に、第2方向D2に一直線状に延びている。
一対の第1辺領域411の形状は、互いに異なっていてもよいが、互いに等しくなっていることが好ましい。一対の第1辺領域411の形状が互いに等しい場合、フレーム41の歪みや変形を効果的に抑制できる。
フレーム41の第1方向D1に沿った厚みt2は、一定であってもよい。これにより、フレーム41のハンドリング性を向上させることができ、フレーム41を容易に取り扱うことができる。フレーム41の厚みt2は、30mm以上40mm以下であってもよい。
フレーム41の厚みt2は、例えば、30mm以上でもよく、32mm以上でもよく、34mm以上でもよい。フレーム41の厚みt2は、例えば、36mm以下でもよく、38mm以下でもよく、40mm以下でもよい。フレーム41の厚みt2の範囲は、30mm、32mm及び34mmからなる第1グループ、及び/又は、36mm、38mm及び40mmからなる第2グループによって定められてもよい。フレーム41の厚みt2の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の1つと、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の1つとの組み合わせによって定められてもよい。フレーム41の厚みt2の範囲は、上述の第1グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。フレーム41の厚みt2の範囲は、上述の第2グループに含まれる値のうちの任意の2つの組み合わせによって定められてもよい。例えば、30mm以上40mm以下でもよく、30mm以上38mm以下でもよく、30mm以上36mm以下でもよく、30mm以上34mm以下でもよく、30mm以上32mm以下でもよく、32mm以上40mm以下でもよく、32mm以上38mm以下でもよく、32mm以上36mm以下でもよく、32mm以上34mm以下でもよく、34mm以上40mm以下でもよく、34mm以上38mm以下でもよく、34mm以上36mm以下でもよく、36mm以上40mm以下でもよく、36mm以上38mm以下でもよく、38mm以上40mm以下でもよい。
このようなフレーム41は、第3方向D3における中心線CL2に対して対称であってもよい。これにより、フレーム41の歪みや変形を更に効果的に抑制できる。
第1方向D1から見た場合に、開口42の第3方向D3に沿った幅W2は、一定であってもよい。これにより、第1方向D1から見た場合に、マスク50と、フレーム41の第1辺領域411との間に、大きな隙間が形成されることを抑制できる。このため、基板110への不要な蒸着材料7の蒸着を防止することができる。
次に、図9乃至図21により、蒸着マスク装置40を製造する方法について説明する。
まず、マスク50を準備する。本実施の形態においては、複数枚のマスク50に対応する多数の貫通孔56を金属板55に形成する。言い換えると、金属板55に複数枚のマスク50を割り付ける。その後、金属板55のうち1枚分のマスク50に対応する複数の貫通孔56が形成された部分を金属板55から分離する。このようにして、枚葉状のマスク50を得ることができる。
この際、まず、金属板55の第1面550a上および第2面550b上に感光性レジスト材料を含むレジスト膜を形成する。続いて、レジスト膜を露光および現像する。これにより、図9に示すように、金属板55の第1面550a上に第1レジストパターン551aを形成し、金属板55の第2面550b上に第2レジストパターン551bを形成することができる。
次に、図10に示すように、金属板55の第1面550aのうち第1レジストパターン551aによって覆われていない領域を、第1エッチング液を用いてエッチングする第1面エッチング工程を実施する。これによって、金属板55の第1面550aに多数の第1凹部561が形成される。第1エッチング液としては、例えば塩化第2鉄溶液および塩酸を含むものを用いてもよい。
次に、図11に示すように、金属板55の第2面550bのうち第2レジストパターン551bによって覆われていない領域をエッチングし、第2面550bに第2凹部562を形成する第2面エッチング工程を実施する。第2面エッチング工程は、第1凹部561と第2凹部562とが互いに通じ合い、これによって貫通孔56が形成されるようになるまで実施される。第2エッチング液としては、上述の第1エッチング液と同様に、例えば塩化第2鉄溶液および塩酸を含むものを用いる。なお、第2面エッチング工程の際、図11に示すように、第2エッチング液に対する耐性を有した樹脂552によって第1凹部561が被覆されていてもよい。
その後、図12に示すように、金属板55から樹脂552を除去する。樹脂552は、例えばアルカリ系剥離液を用いることによって、除去することができる。アルカリ系剥離液が用いられる場合、図12に示すように、樹脂552と同時にレジストパターン551a、551bも除去される。なお、樹脂552を除去した後、樹脂552を剥離させるための剥離液とは異なる剥離液を用いて、樹脂552とは別途にレジストパターン551a、551bを除去してもよい。
その後、金属板55のうち1枚分のマスク50に対応する複数の貫通孔56が形成された部分を金属板55から分離することにより、マスク50を得ることができる。
また、マスク50を準備することと並行して、フレーム41を準備する。この際、まず、図13に示すように、金属板150を準備する。
次に、金属板150に対して切削等の機械加工を施すことにより、図14に示すように、開口42を有するフレーム41が得られる。なお、フレーム41は、鋳型や3Dプリンターを用いて作製されてもよい。
次に、マスク50をフレーム41の第1フレーム面41aに固定する。この際、例えば、図示しないレーザー装置により、マスク50の第1面55a側からレーザー光を照射することにより、マスク50をフレーム41に溶接してもよい。なお、この際、マスク50に撓みが発生することを抑制するとともに、マスク50の有効領域53の位置調整を行うために、マスク50を引っ張った状態で、マスク50とフレーム41とが互いに接合されてもよい。
次に、蒸着マスク装置40を備える蒸着装置10を利用して有機デバイス100を製造する方法について説明する。ここでは、基板110に蒸着材料7を蒸着させる、蒸着材料7の蒸着方法について、図15乃至図17を参照して説明する。
まず、上述した工程により得られた蒸着マスク装置40を準備する。すなわち、図15に示すように、当該蒸着マスク装置40、蒸着材料7が収容されたるつぼ6およびヒータ8を備える蒸着装置10を準備する。この際、蒸着装置10において、蒸着マスク装置40は、第2方向D2が上下方向(重力が作用する方向)と平行になるように設置されていてもよい。この場合、第2方向D2の第2側S22から第1側S21に重力が作用するように、蒸着装置10において、蒸着マスク装置40が設置されていてもよい。蒸着マスク装置40は、マスクホルダ3を用いて蒸着源6の側方に設置されてもよい。
また、基板110を準備する。このとき、第1電極層120及び絶縁層160などの層が形成されている基板110を準備してもよい。また、基板110を蒸着装置10の内部に搬入する。基板110を蒸着装置10の内部に搬入する前に、基板110に洗浄などの前処理が施されてもよい。
次に、図16に示すように、蒸着マスク装置40と基板110とを組み合わせる。このとき、基板ホルダ2を用いて基板110を蒸着マスク装置40のマスク50に対向させてもよい。この際、基板ホルダ2を第2方向D2および第3方向D3において移動させて、マスク50に対する基板110の位置を調整してもよい。例えば、マスク50のアライメントマーク(図示せず)又はフレーム41のアライメントマーク45と、基板110のアライメントマーク(図示せず)とが重なるように、基板110を第2方向D2および第3方向D3において移動させてもよい。
第2方向D2および第3方向D3における基板110の位置の調整の際、基板110の第1面111は、マスク50の第1面55aに接触していないことが好ましい。また、基板110の第1面111は、フレーム41の第1フレーム面41aに接触していないことが好ましい。これにより、基板110がマスク50等に接触することによって基板110が損傷を受けてしまうことを抑制できる。とりわけ、基板ホルダ2が静電チャックであるには、基板110は基板ホルダ2によって強固に保持され得る。これにより、基板110の弾性変形が抑制される。このため、基板110の第1面111が、マスク50の第1面55a等に接触していないことにより、基板110が損傷を受けてしまうことを効果的に抑制できる。
続いて、蒸着マスク装置40に組み合わされた基板110に蒸着材料7を蒸着させる蒸着工程を実施する。このとき、蒸着マスク装置40のマスク50の貫通孔56を介して、蒸着材料7を基板110に蒸着させてもよい。この際、例えば、図17に示すように、基板ホルダ2よりも第1方向D1における第2側S12に磁石5が配置される。このように磁石5を設けることにより、磁力によってマスク50が基板110側に引き寄せられる。これにより、マスク50が、基板110に密着する。
次に、蒸着装置10の内部が高真空状態となるように、蒸着装置10の内部を図示しない排気手段により排気する。次いで、ヒータ8が、るつぼ6を加熱して蒸着材料7を蒸発させる。そして、るつぼ6から蒸発して蒸着マスク装置40に到達した蒸着材料7が、マスク50の貫通孔56を通って基板110に付着する(図3参照)。
ここで、上述したように、第2方向D2に直交する断面において、第2部分411bの断面積が、第1部分411aの断面積よりも大きくなっている。これにより、第2部分411bの剛性が高くなっている。このため、本実施の形態では、第2方向D2の第2側S22から第1側S21に重力が作用するように、蒸着マスク装置40を配置した場合であっても、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できるようになっている。この結果、基板110に蒸着材料7を蒸着させる際に、フレーム41に固定されたマスク50の貫通孔56の位置精度が低下することを抑制できるようになっている。
このようにして、マスク50の貫通孔56の位置に対応した所望のパターンで、蒸着材料7が基板110に蒸着される。これにより、基板110に蒸着層130を形成することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、第1辺領域411が、第2方向D2に並ぶ第1部分411aと第2部分411bとを含んでいる。また、第2方向D2に直交する断面において、第2部分411bの断面積が、第1部分411aの断面積よりも大きくなっている。これにより、第2部分411bの剛性を高めることができる。このため、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制でき、フレーム41に固定されたマスク50の貫通孔56の位置精度が低下することを抑制できる。この結果、貫通孔56を介して基板110に蒸着される蒸着材料によって構成される蒸着層130の位置精度を高くできる。
また、本実施の形態によれば、第2部分411bの第3方向D3に沿った幅Wbが、第1部分411aの第3方向D3に沿った幅Waよりも広くなっている。これにより、フレーム41の厚みt2を変化させることなく、第2部分411bの剛性を高めることができる。このため、フレーム41のハンドリング性を向上させつつ、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できる。
また、本実施の形態によれば、第1辺領域411の第3方向D3に沿った幅W1が、第2方向D2における第1側S21に向かうにつれて徐々に広くなっている。これにより、第1辺領域411に局所的に力が加わることを抑制できる。とりわけ、第2方向D2の第2側S22から第1側S21に重力が作用するように、蒸着マスク装置40を配置した場合に、第1辺領域411に局所的に力が加わることを抑制できる。このため、フレーム41の歪みや変形を効果的に抑制できる。
また、本実施の形態によれば、フレーム41の第1方向D1に沿った厚みt2が、一定である。これにより、フレーム41のハンドリング性を向上させることができ、フレーム41を容易に取り扱うことができる。
また、本実施の形態によれば、第1方向D1から見た場合に、開口42の第3方向D3に沿った幅W2が、一定である。これにより、第1方向D1から見た場合に、マスク50と、フレーム41の第1辺領域411との間に、大きな隙間が形成されることを抑制できる。このため、基板110への不要な蒸着材料7の蒸着を防止することができる。
さらに、本実施の形態によれば、フレーム41が、第1方向D1から見た場合に、第3方向D3における中心線CL2に対して対称である。これにより、フレーム41の歪みや変形を効果的に抑制できる。
なお、上述した一実施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、必要に応じて図面を参照しながら、その他の実施形態について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した一実施形態と同様に構成され得る部分について、上述の一実施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ることとし、重複する説明を省略する。また、上述した一実施形態において得られる作用効果がその他の実施形態においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
上述した実施の形態においては、第1方向D1から見た場合に、開口42の第3方向D3に沿った幅W2が一定である例について説明した。しかしながら、これに限られることはなく、図18に示すように、第1方向D1から見た場合に、開口42の第3方向D3に沿った幅W2が、第1部分411a側から第2部分411b側に向かうにつれて徐々に狭くなっていてもよい。すなわち、第1方向D1から見た場合に、開口42の第3方向D3に沿った幅W2が、第2方向D2における第1側S21に向かうにつれて徐々に狭くなっていてもよい。言い換えれば、一対の第1辺領域411の内縁411dが、第1方向D1から見た場合に、第2方向D2における第1側S21に向かうにつれて互いに近づくように、一直線状に延びていてもよい。この場合、フレーム41の外形を大きくすることなく、第1辺領域411の第2部分411bの剛性を効果的に高めることができる。
また、本変形例では、第1方向D1から見た場合に、第1辺領域411は、第2方向D2に延びる直線Xに対して対称であってもよい。これにより、第1辺領域411の歪みや変形を効果的に抑制できる。
また、フレーム41に、開口42の一部を覆う遮蔽部材48が取り付けられていてもよい。図示された例においては、フレーム41に2つの遮蔽部材48が取り付けられている。各々の遮蔽部材48は、第1方向D1から見た場合に、第1辺領域411の内縁411dを覆っていてもよい。この場合、図19に示すように、蒸着マスク装置40は、フレーム41と、マスク50と、開口42の一部を覆う遮蔽部材48とを備えていてもよい。また、図18に示すように、第1方向D1から見た場合に、開口42の第3方向D3に沿った幅であって、遮蔽部材48に覆われていない領域の幅W3は、一定であってもよい。これにより、第1方向D1から見た場合に、マスク50と、フレーム41の第1辺領域411との間に、大きな隙間が形成されることを抑制できる。このため、基板110への不要な蒸着材料7の蒸着を防止することができる。
このような遮蔽部材48は、フレーム41の第1フレーム面41aに接合されていてもよい。遮蔽部材48は、例えば、アライメントマスクであってもよい。図示された例においては、遮蔽部材48は、それぞれ2つのアライメントマーク48aを含んでいる。各アライメントマーク48aは、対応するアライメントマーク45に正面視で重なっていてもよい。光を照射させることによって、アライメントマーク48aとアライメントマーク45との位置合わせを行う場合には、アライメントマーク48aは、遮蔽部材48を貫通していてもよい。しかしながら、アライメントマーク48aは、アライメントマーク45との位置合わせを行うことができれば、遮蔽部材48を貫通していなくてもよい。アライメントマーク48aの平面形状は、任意であるが、図18および図19では、一例として円形の形状としている。アライメントマーク48aのサイズは、アライメントマーク45のサイズよりも小さくなっていてもよい。
また、上述の本実施の形態においては、フレーム41の第1方向D1に沿った厚みt2が一定である例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図20および図21に示すように、第2部分411bの第1方向D1に沿った厚みtb(図21参照)が、第1部分411aの第1方向D1に沿った厚みta(図21参照)よりも厚くなっていてもよい。この場合、第1辺領域411の第3方向D3に沿った幅W1(図20参照)は、一定であってもよい。また、開口42の第3方向D3に沿った幅W2(図20参照)は、一定であってもよい。すなわち、第1辺領域411の外縁411cおよび内縁411dが、第1方向D1から見た場合に、第2方向D2に一直線状に延びていてもよい。この場合においても、第2部分411bの第1方向D1に沿った厚みtbが、第1部分411aの第1方向D1に沿った厚みtaよりも厚くなっていることにより、第2部分411bの剛性を高めることができる。このため、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できる。また、この場合、正面視におけるフレーム41の外形を大きくすることなく、第1辺領域411の第2部分411bの剛性を効果的に高めることができる。
また、第2部分411bの第1方向D1に沿った最大厚みは、第1部分411aの第1方向D1に沿った最大厚みよりも厚くなっていてもよい。この場合においても、第2部分411bの剛性を高めることができ、フレーム41の第2部分411bの歪みや変形を抑制できる。
本変形例では、第1辺領域411の第1方向D1に沿った厚みt3は、第1部分411a側から第2部分411b側に向かうにつれて徐々に厚くなってもよい。すなわち、第1辺領域411の第1方向D1に沿った厚みt3は、第2方向D2における第1側S21に向かうにつれて徐々に厚くなってもよい。これにより、第1辺領域411に局所的に力が加わることを抑制できる。とりわけ、第2方向D2の第2側S22から第1側S21に重力が作用するように、蒸着マスク装置40を配置した場合に、第1辺領域411に局所的に力が加わることを抑制できる。このため、フレーム41の歪みや変形を効果的に抑制できる。ここで、第1辺領域411の厚みt3は、30mm以上50mm以下であってもよい。
また、第1フレーム面41aは、平坦面であることが好ましい。これにより、フレーム41の第1方向D1に沿った厚みt2を変化させた場合であっても、基板110の第1面111と、マスク50の第1面55aとを密着させることができる。このため、蒸着マスク装置40が、第2方向D2が上下方向(重力が作用する方向)と平行になるように配置された場合であっても、基板110の第1面111と、マスク50の第1面55aとの間に埃等の異物が入り込むことを抑制できる。
また、本変形例では、フレーム41は、第3方向D3から見た場合に、5つ以上の角部をもっていることが好ましい。図示された例においては、フレーム41は、6つの角部(角部a1、a2、a3、b1、b2、b3)をもっている。この場合、例えば、マスクホルダ3がフレーム41を保持する際に、マスクホルダ3のチャック(図示せず)が、フレーム41の第2辺領域412を掴みやすくなる。このため、フレーム41のハンドリング性を向上させることができ、フレーム41を容易に取り扱うことができる。
なお、図22に示すように、フレーム41は、5つの角部(a1、a2、b1、b2、b3)をもっていてもよい。この場合においても、フレーム41のハンドリング性を向上させることができ、フレーム41を容易に取り扱うことができる。なお、図23に示すように、フレーム41は、4つの角部(a1、a2、b1、b2)をもっていてもよい。
また上述の本実施の形態においては、蒸着マスク装置40が、複数のマスク50を備えている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図24に示すように、蒸着マスク装置40が、格子状に配置された複数の有効領域53を有する単一のマスク50を備えていてもよい。
Claims (19)
- 蒸着マスク装置のフレームであって、
第1フレーム面と、
前記第1フレーム面の反対側に位置する第2フレーム面とを備え、
第1方向に沿って、前記第1フレーム面から前記第2フレーム面に至る開口を含み、
前記開口は、前記第1方向に交差する第2方向に延びる一対の第1辺領域と、前記第1方向に交差するとともに前記第2方向に交差する第3方向に延びる一対の第2辺領域とによって囲まれており、
前記第1辺領域は、前記第2方向に並ぶ第1部分と第2部分とを含み、
前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積よりも大きい、フレーム。 - 前記第2部分の前記第3方向に沿った幅は、前記第1部分の前記第3方向に沿った幅よりも広い、請求項1に記載のフレーム。
- 前記第1辺領域の前記第3方向に沿った幅は、前記第1部分側から前記第2部分側に向かうにつれて徐々に広くなる、請求項1に記載のフレーム。
- 前記フレームの前記第1方向に沿った厚みは、一定である、請求項1に記載のフレーム。
- 前記第2部分の前記第1方向に沿った厚みは、前記第1部分の前記第1方向に沿った厚みよりも厚い、請求項1に記載のフレーム。
- 前記第1辺領域の前記第1方向に沿った厚みは、前記第1部分側から前記第2部分側に向かうにつれて徐々に厚くなる、請求項5に記載のフレーム。
- 前記第1フレーム面は、平坦面である、請求項5に記載のフレーム。
- 前記第3方向から見た場合に、5つ以上の角部をもつ、請求項5に記載のフレーム。
- 一対の前記第1辺領域の形状は、互いに等しい、請求項1に記載のフレーム。
- 前記第1方向から見た場合に、前記開口の前記第3方向に沿った幅は、一定である、請求項1に記載のフレーム。
- 前記第1方向から見た場合に、前記開口の前記第3方向に沿った幅は、前記第1部分側から前記第2部分側に向かうにつれて徐々に狭くなる、請求項1に記載のフレーム。
- 前記第1方向から見た場合に、前記第1辺領域は、前記第2方向に延びる直線に対して対称である、請求項11に記載のフレーム。
- 前記第1方向から見た場合に、前記第3方向における中心線に対して対称である、請求項1に記載のフレーム。
- 前記第2方向に直交する断面において、前記第2部分の断面積は、前記第1部分の断面積の105%以上125%以下である、請求項1に記載のフレーム。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載のフレームと、
貫通孔を含み、前記第1フレーム面に固定されたマスクとを備える、蒸着マスク装置。 - 請求項11又は12に記載のフレームと、
貫通孔を含み、前記第1フレーム面に固定されたマスクと、
前記開口の一部を覆う遮蔽部材とを備え、
前記第1方向から見た場合に、前記開口の前記第3方向に沿った幅であって、前記遮蔽部材に覆われていない領域の幅は、一定である、蒸着マスク装置。 - 前記遮蔽部材は、アライメントマスクである、請求項16に記載の蒸着マスク装置。
- 請求項15に記載の蒸着マスク装置を準備する工程と、
基板を準備する工程と、
前記蒸着マスク装置と前記基板とを組み合わせる工程と、
前記蒸着マスク装置に組み合わされた前記基板に蒸着材料を蒸着させる工程とを備える、蒸着方法。 - 蒸着材料が収容された蒸着源と、
ヒータと、
請求項15に記載の蒸着マスク装置とを備える、蒸着装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021168221 | 2021-10-13 | ||
JP2021168221 | 2021-10-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023058422A true JP2023058422A (ja) | 2023-04-25 |
Family
ID=86069148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022100666A Pending JP2023058422A (ja) | 2021-10-13 | 2022-06-22 | フレーム、蒸着マスク装置、蒸着方法および蒸着装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023058422A (ja) |
-
2022
- 2022-06-22 JP JP2022100666A patent/JP2023058422A/ja active Pending
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