JP2023106977A - 蒸着マスクおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸着不良が低減されるマスクを提供すること。
【解決手段】蒸着マスクは、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に沿って複数の開口部が設けられたマスク本体を含み、複数の開口部の各々は、第１の方向に第１の開口幅を有する第１の開口と、第１の開口の上において、第１の方向に第１の開口幅よりも大きい第２の開口幅を有する第２の開口と、第１の開口と第２の開口とが連通されることによって設けられる段差と、を含み、第２の開口の深さは、第１の開口の深さよりも大きく、第１の方向に沿った断面視において、段差の上面と、第１の開口の上端部と第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である。
【選択図】図２

Description

本発明の一実施形態は、蒸着マスクに関する。また、本発明の一実施形態は、蒸着マスクの製造方法に関する。

有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置は、フラットパネル型表示装置の一つである。有機ＥＬ表示装置では、各画素に有機ＥＬ素子が設けられる。有機ＥＬ素子は、アノード電極およびカソード電極から成る一対の電極間に、有機ＥＬ材料を含む層（以下、「有機ＥＬ層」という）を挟んだ構造を有する。有機ＥＬ層は、発光層、電子注入層、または正孔注入層などの機能層から構成される。有機ＥＬ素子は、発光層の有機材料の選択により様々な波長の色で発光させることが可能である。

有機ＥＬ材料が低分子化合物である場合、有機ＥＬ層には、真空蒸着法を用いて薄膜が形成される。真空蒸着法においては、蒸着材料が、高真空下においてヒーターによって加熱され、気化（蒸発または昇華）する。気化した蒸着材料を、基板の表面に堆積（蒸着）させることで薄膜が形成される。また、真空蒸着法においては、多数の微細な開口パターンを有するマスク（蒸着マスク）を用いることで、開口パターンに対応した高精細な薄膜パターンを形成することができる。

蒸着マスクは、製法により分類することができ、エッチングでパターニングされたファインメタルマスク（ＦＭＭ）と、電鋳技術を用いるエレクトロファインフォーミングマスク（ＥＦＭ）と、に大別することができる。例えば、特許文献１には、微細な開口パターンを有するマスク本体を電鋳で形成した後、さらに電鋳を用いて、マスク本体とマスクフレームとを接続する蒸着マスクの製造方法が開示されている。

特開２０１７－２１０６３３号公報

真空蒸着法では、気化された蒸着材料は、蒸着マスクの開口部に垂直方向からだけでなく、斜め方向からも入射する。斜め方向から開口部に入射する蒸着材料は、入射角度によっては開口部の上端部で遮られる。その結果、基板に形成される薄膜は、外周部の膜厚が中央部の膜厚よりも小さくなり、膜厚のばらつきが大きくなる蒸着不良が生じる問題があった。

また、繰り返し用いた蒸着マスクには、開口部を通過しない蒸着材料が堆積されるため、堆積された蒸着材料が入射する蒸着材料を遮るようになる。そのため、蒸着マスクは、所定の回数ごとに洗浄する必要がある。しかしながら、蒸着マスクの開口部は微細であるため、蒸着マスクの洗浄で蒸着マスクから剥離した異物が開口部に付着し、開口部を塞いでしまう場合がある。開口部が塞がれた蒸着マスクを用いた場合では、薄膜が欠損する蒸着不良が生じる問題があった。

本発明の一実施形態は、上記問題に鑑み、蒸着不良が低減されるマスクを提供することを課題の一つとする。また、本発明の一実施形態は、蒸着不良が低減されるマスクの製造方法を提供することを課題の一つとする。

本発明の一実施形態に係る蒸着マスクは、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に沿って複数の開口部が設けられたマスク本体を含み、複数の開口部の各々は、第１の方向に第１の開口幅を有する第１の開口と、第１の開口の上において、第１の方向に第１の開口幅よりも大きい第２の開口幅を有する第２の開口と、第１の開口と第２の開口とが連通されることによって設けられる段差と、を含み、第２の開口の深さは、第１の開口の深さよりも大きく、第１の方向に沿った断面視において、段差の上面と、第１の開口の上端部と第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である。

本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法は、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に沿って複数の開口部が設けられたマスク本体を含む蒸着マスクの製造方法であって、支持基板の上に、第１の方向に第１の開口幅を有する第１の開口を含む第１の金属膜を形成し、第１の金属膜の上において、第１の方向に第１の開口幅よりも大きな第２の開口幅を有する第２の開口を含む第２の金属膜を形成すること、を含み、開口部は、第１の開口と第２の開口とが連通され、第１の金属膜によって形成される段差を含み、第２の金属膜の厚さは、第１の金属膜の厚さよりも大きく、第１の方向に沿った断面視において、段差の上面と、第１の開口の上端部と第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である。

本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法は、第１の方向および第１の方向と交差する第２の方向に沿って複数の開口部が設けられたマスク本体を含む蒸着マスクの製造方法であって、支持基板の上に、第１の方向に第３の開口幅を有する第３の開口を含む第２の金属膜を形成し、第２の金属膜を覆い、第３の開口の中に、第１の方向に第１の開口幅を有する第１の開口および第１の開口幅よりも大きな第２の開口幅を有する第２の開口を含む第１の金属膜を形成することを含み、開口部は、第１の開口と第２の開口とが連通され、第１の金属膜によって形成される形成される段差を含み、第２の金属膜の厚さは、第１の金属膜の厚さよりも大きく、第１の方向に沿った断面視において、段差の上面と、第１の開口の上端部と第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である。

本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの平面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクのマスク本体の蒸着パターン領域の一部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクを用いて蒸着される被蒸着基板上に設けられた画素の配置を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクを用いて蒸着される被蒸着基板上に設けられた画素の配置を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクを示す模式図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。ただし、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図面に示す例は、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の構成には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

本発明において、ある一つの膜に対してエッチングや光照射を行うことで複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。

本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体が配置された態様を表現する際に、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、その構造体の直上に他の構造体が配置される場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体が配置される場合と、の両方を含むものと定義される。

＜第１実施形態＞
［１．蒸着マスク１０の構成の概要］
図１Ａおよび図１Ｂを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の構成について説明する。

図１Ａは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の平面図である。具体的には、図１Ａは、蒸着時における蒸着源側から眺めた蒸着マスク１０の平面図である。また、図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の断面図である。具体的には、図１Ｂは、図１Ａに示すＡ－Ａ’線に沿って切断された蒸着マスク１０の断面図である。

図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、蒸着マスク１０は、マスク本体１００、マスクフレーム２００、および接続部３００を含む。マスク本体１００は、マスクフレーム２００の開口部２１０に設けられ、接続部３００を介して、マスクフレーム２００に接続されている。図１Ａでは、マスクフレーム２００に、ｘ方向およびｙ方向にマトリクス状に設けられた１２個の開口部２１０が示されているが、開口部２１０の数はこれに限定されない。また、開口部２１０の大きさも同じではなく、異なっていてもよい。蒸着マスク１０が大きい場合には、マスクフレーム２００の開口部２１０が大きく、数が少ないと、マスクフレーム２００の強度を十分に確保することができない場合がある。この場合、マスクフレーム２００に反りまたはねじれなどが生じ、蒸着マスク１０の平行度を保持することが困難になる。そのため、開口部２１０の数または大きさは、マスクフレーム２００の強度が考慮されることが好ましい。

マスク本体１００は、蒸着パターン領域１１０を含む。蒸着パターン領域１１０は、被蒸着基板に形成される薄膜パターンに対応するものである。蒸着パターン領域１１０には、複数の開口部１２０が設けられている。蒸着時において、被蒸着基板は、蒸着マスク１０を介して、蒸着源と反対側に配置され、蒸着源から気化された蒸着材料は、複数の開口部１２０を通過して被蒸着基板に堆積される。マスク本体１００の厚さは、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以上２５μｍ以下である。マスク本体１００は、電鋳（または電解メッキ）で用いる材料で形成されることが好ましい。マスク本体１００の材料として、例えば、ニッケルまたはニッケル合金などを用いることができる。なお、蒸着パターン領域１１０の開口部１２０の構成については後述する。

マスクフレーム２００は、接続部３００を介して、マスク本体１００を支持することができる。マスクフレーム２００の厚さは、例えば、１０μｍ以上２０００μｍ以下である。また、マスクフレーム２００は、熱膨張係数の小さい材料で形成されることが好ましい。マスクフレーム２００の材料として、例えば、鉄およびニッケルを含有するインバーまたは鉄、ニッケル、およびコバルトを含有するスーパーインバーなどを用いることができる。

接続部３００は、マスク本体１００をマスクフレーム２００に接続すれことができる。接続部３００は、マスクフレーム２００の開口部２１０の側面およびマスク本体１００の側面に設けられる。接続部３００は、マスクフレーム２００の開口部２１０の側面の全面に設けられなくてもよい。接続部３００は、マスクフレーム２００の開口部２１０の側面の少なくとも一部に設けられていればよい。一方、上述したように、マスク本体１００の厚さは、マスクフレーム２００の厚さに比べて小さい。そのため、マスク本体１００とマスクフレーム２００との接続強度を大きくするため、接続部３００は、マスク本体１００の側面の全面に設けられていることが好ましい。また、接続部３００は、マスク本体１００とマスクフレーム２００との間に階段状に形成されていてもよい。接続部３００の材料として、例えば、ニッケルまたはニッケル合金などを用いることができる。

［２．マスク本体１００の開口部１２０の構成］
図２を参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０のマスク本体１００の蒸着パターン領域１１０に設けられた開口部１２０の構成について説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０のマスク本体１００の蒸着パターン領域１１０の一部を示す断面図である。具体的には、図２は、図１Ａに示すＢ－Ｂ’線に沿って切断された蒸着マスク１０の断面図である。

図２に示されるように、マスク本体１００は、第１の金属膜１０１－１および第２の金属膜１０１－２を含む。第２の金属膜１０１－２は、第１の金属膜１０１－１上に設けられている。第２の金属膜１０１－２の厚さｔ２は、第１の金属膜１０１－１の厚さｔ１よりも大きい。第１の金属膜１０１－１の厚さｔ１は、例えば、０．２μｍ以上１．０μｍ以下である。また、第２の金属膜１０１－２の厚さｔ２は、例えば、５．０μｍ以上２０μｍ以下である。

上述したように、マスク本体１００の蒸着パターン領域１１０には、複数の開口部１２０が設けられている。開口部１２０は、第１の開口幅ｗ１を有する第１の開口１２１－１および第２の開口幅ｗ２を有する第２の開口１２１－２を含む。第１の開口１２１－１および第２の開口１２１－２は、それぞれ、第１の金属膜１０１－１および第２の金属膜１０１－２に設けられた開口である。そのため、第１の開口１２１－１の深さは、第１の金属膜の厚さｔ１に相当し、第２の開口１２１－２の深さは、第２の金属膜の厚さｔ２に相当する。すなわち、第２の開口１２１－２の深さは、第１の開口１２１－１の深さよりも大きい。

第２の開口幅ｗ２は、第１の開口幅ｗ１よりも大きい。第１の開口幅ｗ１は、例えば、１０μｍ以上６０μｍ以下である。また、第２の開口幅ｗ２は、例えば、２０μｍ以上１００μｍ以下である。第１の開口１２１－１と第２の開口１２１－２とは連通し、第１の開口幅ｗ１が第２の開口幅ｗ２よりも小さいことにより、開口部１２０には、段差１０２が形成されている。段差１０２は、第１の金属膜１０１－１の一部である。

段差１０２の上面（第１の金属膜１０１－１の第２の金属膜１０１－２側の面、または第２の開口１２１－２によって露出されている第１の金属膜１０１－１の面）と、第１の金属膜１０１－１の上端部（第１の開口１２１－１の上端部）と第２の金属膜１０１－２の上端部（第２の開口１２１－２の上端部）とを結ぶ直線とのなす角θは６０°未満である。開口部１２０におけるなす角θが６０°以上である場合、斜め方向から開口部１２０に入射する蒸着材料が、第２の金属膜１０１－２の上端部によって遮られ、被蒸着基板に堆積される蒸着材料の膜厚が小さい領域（シャドー領域）が形成される。したがって、シャドー領域の形成を抑制するには、開口部１２０におけるなす角θは、上記範囲であることが好ましい。

また、蒸着マスク１０の洗浄においては、蒸着マスク１０から剥離された異物が開口部１２０を塞ぐ場合がある。しかしながら、蒸着マスク１０では、段差１０２上に液溜まりが形成され、液溜まりの表面張力によって剥離された異物を段差１０２上に引き込むことができる。また、微細な第１の開口１２１－１に形成される液体膜も、液溜まりの表面張力によって段差１０２上に引き込まれ、結果として、第１の開口１２１－１に形成される膜を低減することができる。

なお、図２では、ｙ方向に沿った断面視における開口部１２０内の段差１０２を示したが、ｘ方向に沿った断面視において、開口部１２０内に段差１０２が設けられていてもよい。また、ｘ方向に沿った断面視において、段差１０２の上面と、第１の金属膜１０１－１の上端部と第２の金属膜１０１－２の上端部とを結ぶ直線とのなす角θは６０°未満であてもよい。

［３．蒸着マスク１０の製造方法］
図３Ａ～図３Ｎを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造方法について説明する。

図３Ａ～図３Ｎは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の製造方法を示す断面図である。

図３Ａ～図３Ｆは、マスク本体１００の蒸着パターン領域１１０を形成する電鋳工程を説明する図である。

始めに、図３Ａに示されるように、支持基板５００上に下地金属膜５１０を形成する。また、下地金属膜５１０上に、所定のパターンを有するレジスト膜５２０を形成する。

支持基板５００は、蒸着マスク１０の製造工程において、各膜を支持することができる。そのため、支持基板５００は、剛性基板であることが好ましい。蒸着マスク１０の製造工程には、支持基板５００を加熱する工程が含まれる場合がある。加熱処理によって支持基板５００が伸縮すると、支持基板５００上に形成されるレジスト膜５２０の位置ズレが生じるだけでなく、応力によってレジスト膜５２０が剥離される場合もある。そのため、蒸着マスク１０の製造工程を安定させるためにも、支持基板５００は、熱膨張係数が小さい剛性基板であることがさらに好ましい。支持基板５００の材料として、例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４またはＳＵＳ４３０など）、４２アロイ、インバー、スーパーインバー、またはステンレスインバーなどを用いることができる。

下地金属膜５１０は、電鋳の下地金属として機能することができる。下地金属膜５１０の材料として、例えば、ニッケルまたはニッケル合金などを用いることができる。下地金属膜５１０は、スパッタリングなどによって形成することができる。

なお、下地金属膜５１０は、最終的には分離されて除去される。そのため、下地金属膜５１０を分離させやすくするために、下地金属膜５１０上に剥離膜が設けられてもよい。この場合、剥離膜を剥離することで、下地金属膜５１０を容易に分離することができる。また、剥離膜自体が導電性を有していてもよい。

蒸着マスク１０は、電鋳ではなく、無電解メッキを用いて製造することもできる。この場合、下地金属膜５１０の代わりに、下地絶縁膜を用いることができる。

レジスト膜５２０は、電鋳のマスクとして機能することができる。レジスト膜５２０は、例えば、感光性ドライフィルムレジストであるが、これに限られない。レジスト膜５２０が感光性ドライフィルムレジストである場合、レジスト膜５２０は、下地金属膜５１０上に、所定の膜厚を有する１つまたは複数の感光性ドライフィルムレジストが配置され、熱圧着によって形成される。感光性ドライフィルムレジストは、ポジ型またはネガ型のいずれであってもよい。なお、以下では、レジスト膜５２０がネガ型の感光性ドライフィルムレジストであるとして説明する。

レジスト膜５２０は、マスク本体１００の蒸着パターン領域１１０の第１の開口１２１－１に対応するパターンを有する。レジスト膜５２０のパターンは、フォトリソグラフィーにより形成することができる。すなわち、感光性ドライフィルムレジストにフォトマスクを密着させ、紫外線を照射して感光性ドライフィルムレジストを露光し、未露光部分を溶解除去することにより、レジスト膜５２０のパターンを形成することができる。

次に、図３Ｂに示されるように、レジスト膜５２０をマスクとして、第１の金属膜１０１－１を形成する。第１の金属膜１０１－１は、電鋳により形成することができる。具体的には、下地金属膜５１０およびレジスト膜５２０を所定の条件に建浴した電鋳漕に入れ、レジスト膜５２０から露出された下地金属膜５１０上に第１の金属膜１０１－１を形成する。第１の金属膜１０１－１の材料として、例えば、ニッケルまたはニッケルおよびコバルトの合金などを用いることができる。

次に、図３Ｃに示されるように、レジスト膜５２０を剥離する。レジスト膜５２０は、例えば、アミン系の剥離液によって剥離することができる。これにより、第１の開口１２１－１が形成される。

次に、図３Ｄに示されるように、第１の開口１２１－１を覆い、下地金属膜５１０上に、所定のパターンを有するレジスト膜５３０を形成する。レジスト膜５３０は、マスク本体１００の蒸着パターン領域１１０の第２の開口１２１－２に対応するパターンを有する。なお、レジスト膜５３０は、レジスト膜５２０と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

次に、図３Ｅに示されるように、レジスト膜５３０をマスクとして、第２の金属膜１０１－２を形成する。第２の金属膜１０１－２も、第１の金属膜１０１－１と同様に、電鋳により形成することができる。具体的には、第１の金属膜１０１－１およびレジスト膜５３０を所定の条件に建浴した電鋳漕に入れ、レジスト膜５３０から露出された第１の金属膜１０１－１上に第２の金属膜１０１－２を形成する。第１の金属膜１０１－１の材料として、例えば、ニッケルまたはニッケルおよびコバルトの合金などを用いることができる。

なお、電鋳において、添加剤が用いられることが好ましい。第１の金属膜１０１－１と第２の金属膜１０１－２とは、同じ添加剤が用いられてもよく、異なる添加剤が用いられてもよい。また、第１の金属膜１０１－１と第２の金属膜とが同じ添加剤を含む場合であっても、それぞれに含まれる添加剤の濃度が異なっていてもよい。添加剤の種類または添加剤の濃度により、第１の金属膜１０１－１および第２の金属膜１０１－２の各々の応力を調整することができる。第２の金属膜１０１－２の厚さは、第１の金属膜１０１－１の厚さよりも大きいため、第２の金属膜１０１－２の応力は、第１の金属膜１０１－１の応力よりも小さいことが好ましい。応力を緩和する添加剤には、一次光沢剤、二次光沢剤、およびピット防止剤が含まれていてもよい。例えば、一次光沢剤として、サッカリンまたはナフタリン・スルフォン酸ソーダを用いることができる。また、二次光沢剤として、１－４－ブタンジオールを用いることができる。また、ピット防止剤として、界面活性剤を用いることができる。第２の金属膜１０１－２に含まれる添加剤の濃度を第１の金属膜１０１－１に含まれる添加剤の濃度よりも大きくし、第２の金属膜１０１－２の応力を第１の金属膜１０１－１の応力よりも小さくすることができる。

添加剤の濃度の一例としては、サッカリン１～２ｇ／Ｌ、ナフタリン・スルフォン酸ソーダ５～１０ｇ／Ｌ、１－４－ブタンジオール０．１～０．２ｇ／Ｌ、および少量の界面活性剤の組み合わせが挙げられる。

次に、図３Ｆに示されるように、レジスト膜５３０を剥離する。これにより、第２の開口１２１－２が形成される。また、第１の開口１２１－１と第２の開口１２１－２とが連通された開口部１２０が形成される。さらに、開口部１２０には、段差１０２が形成される。

なお、第２の金属膜１０１－２の厚さが、レジスト膜５３０の厚さ以上である場合、レジスト膜５３０を剥離する前に、第２の金属膜１０１－２の表面を研磨してもよい。第２の金属膜１０１－２の表面を研磨することにより、第２の金属膜１０１－２の表面を平坦化することができる。

図３Ｇ～図３Ｊは、マスクフレーム２００の密着工程を説明する図である。

まず、図３Ｇに示されるように、蒸着パターン領域１１０を覆う保護膜５４０を形成する。保護膜５４０は、後述する工程によって発生するパーティクルが、蒸着パターン領域の開口部１２０に入り込み、開口部１２０が塞がれることを防止することができる。なお、保護膜５４０は、レジスト膜５２０またはレジスト膜５３０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。

次に、図３Ｈに示されるように、マスク本体１００上に、接着層５５０を介してマスクフレーム２００が配置される。接着層５５０は、マスク本体１００とマスクフレーム２００とを接着するが、マスク本体１００とマスクフレーム２００とを完全に接着する必要はない。そのため、接着層５５０は、完全に硬化されなくてもよい。

接着層５５０は、後の工程において除去されるため、除去しやすい材料であることが好ましい。接着層５５０の材料として、例えば、酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、シアノアクリレート樹脂、またはアクリル樹脂などを用いることができる。また、接着層５５０の材料としては、ドライフィルムレジストを用いることもできる。接着層５５０の材料としてドライフィルムレジストを用いる場合、ドライフィルムレジストを弱く露光しておいてもよい。ドライフィルムレジストを露光しておくことで、後の工程においてドライフィルムレジストを除去しやすくなる。

次に、図３Ｉに示されるように、支持基板５００、下地金属膜５１０、マスク本体１００、保護膜５４０、接着層５５０、およびマスクフレーム２００を覆い、マスクフレーム２００の上方にフィルム５６０を配置する。続いて、支持基板５００とフィルム５６０との間の空気を排気（真空排気）し、フィルム５６０の下方側の圧力を下げる。フィルム５６０の上方側と下方側との圧力差により、フィルム５６０は支持基板５００側に引き付けられる。フィルム５６０の下方側の圧力をさらに下げると、フィルム５６０がマスクフレーム２００を押圧する。フィルム５６０からの押圧を受けて、マスクフレーム２００は、接着層５５０を介して、マスク本体１００と強固に接着される。この工程は、いわゆる真空圧着と呼ばれる工程である。

フィルム５６０の下方側の真空度は、大気圧を０ｋＰａとしたゲージ圧において、－５０ｋＰａ以下であり、好ましくは－７０ｋＰａ以下であり、さらに好ましくは－９０ｋＰａである。

真空圧着後は、フィルム５６０を除去する。

次に、図３Ｊに示されるように、保護膜５４０を剥離する。

図３Ｋ～図３Ｍは、接続部３００の形成する電鋳工程を説明する図である。

まず、図３Ｋに示されるように、蒸着パターン領域１１０の開口部１２０を覆い、下地金属膜５１０上に所定のパターンを有するレジスト膜５７０を形成する。レジスト膜５７０は、マスクフレーム２００の周囲に間隙が存在するパターンを有する。なお、レジスト膜５７０は、レジスト膜５２０およびレジスト膜５３０と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

次に、図３Ｌに示されるように、レジスト膜５７０をマスクとして、接続部３００を形成する。接続部３００は、電鋳により形成することができる。具体的には、下地金属膜５１０およびレジスト膜５７０を所定の条件に建浴した電鋳漕に入れ、レジスト膜５７０から露出された下地金属膜５１０上に接続部３００を形成する。これにより、マスク本体１００およびマスクフレーム２００と接続された接続部３００が形成される。接続部３００の材料として、例えば、ニッケルまたはニッケルおよびコバルトの合金などを用いることができる。

次に、図３Ｍに示されるように、レジスト膜５７０を剥離する。

図３Ｎは、支持基板５００の分離工程を説明する図である。

最後に、図３Ｎに示されるように、支持基板５００、下地金属膜５１０および接着層５５０を剥離する。これにより、マスク本体１００とマスクフレーム２００とが接続部３００によって接続された蒸着マスク１０が形成される。接着層５５０を剥離することで、接着層５５０の下方の接着層５５０と重畳している第１の金属膜１０１－１および第２の金属膜１０１－２の一部も剥離される。なお、支持基板５００、下地金属膜５１０、および接着層５５０は、一回で剥離してもよく、それぞれ別個に剥離してもよい。

以上、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク１０の蒸着パターン領域１１０の開口部１２０は、被蒸着基板側の第１の開口１２１－１の第１の開口幅ｗ１よりも蒸着源側の第２の開口１２１－２の第２の開口幅ｗ２が大きくなるように、段差１０２を含む。また、段差１０２の上面と、第１の開口１２１－１の上端部と第２の開口１２１－２の上端部とを結ぶ直線のなす角θは６０°未満である。そのため、斜め方向から入射する蒸着材料を、開口部１２０の上端部が遮ることがないため、被蒸着基板上のシャドー領域の形成を抑制することができる。

また、蒸着マスク１０の洗浄において、段差１０２上に形成される液溜まりに異物が引き込まれ、開口部１２０が異物によって塞がれることを抑制することができる。

したがって、蒸着マスク１０を用いた蒸着では、蒸着不良を低減することができる。また、開口部１２０におけるなす角θが上記範囲に制御され、蒸着マスク１０に堆積される蒸着材料を増やすことができるため、蒸着マスク１０の洗浄回数を低減することができる。

＜第２実施形態＞
図４Ａ～図４Ｅを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク２０の製造方法について説明する。なお、蒸着マスク２０の構成が蒸着マスク１０の構成と同様であるとき、蒸着マスク２０の構成の説明を省略する場合がある。

図４Ａ～図４Ｅは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク２０の製造方法を示す断面図である。具体的には、図４Ａ～図４Ｅは、マスク本体１００Ａの蒸着パターン領域１１０を形成する電鋳工程を説明する図である。

始めに、図４Ａに示されるように、支持基板５００上に下地金属膜５１０を形成する。また、下地金属膜５１０上に、所定のパターンを有するレジスト膜５２０Ａを形成する。

次に、図４Ｂに示されるように、レジスト膜５２０Ａをマスクとして、第２の金属膜１０１Ａ－２を形成する。第２の金属膜１０１Ａ－２は、電鋳により形成することができる。具体的には、下地金属膜５１０およびレジスト膜５２０Ａを所定の条件に建浴した電鋳漕に入れ、レジスト膜５２０Ａから露出された下地金属膜５１０上に第２の金属膜１０１Ａ－２を形成する。

次に、図４Ｃに示されるように、下地金属膜５１０が露出されるように、レジスト膜５２０Ａの一部を溶解させ、レジスト膜５２５Ａを形成する。第２の金属膜１０１Ａ－２とレジスト膜５２５Ａとの間に間隙が形成され、間隙において、下地金属膜５１０が露出されている。

次に、図４Ｄに示されるように、レジスト膜５２５Ａをマスクとして、第１の金属膜１０１Ａ－１を形成する。第１の金属膜１０１Ａ－１は、電鋳により形成することができる。具体的には、下地金属膜５１０、第２の金属膜１０１Ａ－２、およびレジスト膜５２５Ａを所定の条件に建浴した電鋳漕に入れ、レジスト膜５２５Ａから露出された下地金属膜５１０および第２の金属膜１０１Ａ－２上に第１の金属膜１０１Ａ－１を形成する。

次に、図４Ｅに示されるように、レジスト膜５２５Ａを剥離する。これにより、第１の開口１２１Ａ－１および第２の開口１２１Ａ－２が形成される。また、第１の開口１２１Ａ－１と第２の開口１２１－２とが連通された開口部１２０Ａが形成される。さらに、開口部１２０Ａには、段差１０２Ａが形成される。

蒸着マスク２０の第１の金属膜１０１Ａ－１および第２の金属膜１０１Ａ－２の積層順は、上述した蒸着マスク１０の第１の金属膜１０１－１および第２の金属膜１０１－２の積層順と逆である。しかしながら、蒸着マスク２０においても、第１の開口１２１－１、第２の開口１２１－２、および段差１０２のそれぞれに対応する第１の開口１２１Ａ－１、第２の開口１２１Ａ－２、および段差１０２Ａが形成される。なお、開口部１２０Ａは、上述した開口部１２０と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

以上、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク２０の製造方法では、被蒸着基板側の第１の開口１２１Ａ－１の第１の開口幅ｗ１よりも蒸着源側の第２の開口１２１Ａ－２の第２の開口幅ｗ２が大きくなるように、開口部１２０Ａ内に段差１０２Ａが形成される。また、段差１０２Ａの上面と、第１の開口１２１Ａ－１の上端部と第２の開口１２１Ａ－２の上端部とを結ぶ直線のなす角θは６０°未満である。そのため、斜め方向から入射する蒸着材料を、開口部１２０Ａの上端部が遮ることがないため、被蒸着基板上のシャドー領域の形成を抑制することができる。

また、蒸着マスク２０の洗浄において、段差１０２Ａ上に形成される液溜まりに異物が引き込まれ、開口部１２０Ａが異物によって塞がれることを抑制することができる。

したがって、蒸着マスク２０を用いた蒸着では、蒸着不良を低減することができる。また、開口部１２０Ａにおけるなす角θが上述した範囲に制御され、蒸着マスク２０に堆積される蒸着材料を増やすことができるため、蒸着マスク２０の洗浄回数を低減することができる。

＜第３実施形態＞
図５Ａ～図５Ｃを参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク３０について説明する。なお、蒸着マスク３０の構成が蒸着マスク１０または蒸着マスク２０の構成と同様であるとき、蒸着マスク３０の構成の説明を省略する場合がある。

図５Ａは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク３０を用いて蒸着される被蒸着基板上に設けられた画素６００の配置を示す模式図である。

図５Ａに示されるように、画素６００は、マトリクス状に配置されている。１個の画素６００は、赤色サブ画素６０１ｒ、緑色サブ画素６０１ｇ、および青色サブ画素６０１ｂを１個ずつ含む。赤色サブ画素６０１ｒと緑色サブ画素６０１ｇとは同じ大きさである。赤色サブ画素６０１ｒおよび緑色サブ画素６０１ｇは、ｙ方向に沿って交互に配置されている。一方、青色サブ画素６０１ｂは、赤色サブ画素６０１ｒおよび緑色サブ画素６０１ｇよりも大きい。青色サブ画素６０１ｂは、赤色サブ画素６０１ｒおよび緑色サブ画素６０１ｇとｘ方向で隣接し、ｙ方向に沿って配置されている。

図５Ｂおよび図５Ｃは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク３０を示す模式図である。具体的には、図５Ｂは、赤色サブ画素６０１ｒおよび緑色サブ画素６０１ｇ用の第１の蒸着マスク３０－１を示し、図５Ｃは、青色サブ画素６０１ｂ用の第２の蒸着マスク３０－２を示す。

図５Ｂに示されるように、第１の蒸着マスク３０－１には、開口部１２０Ｂが設けられている。開口部１２０Ｂ内には、ｘ方向およびｙ方向に延在する段差１０２Ｂが設けられている。一方、図５Ｃに示されるように、第２の蒸着マスク３０－２には、開口部１２０Ｃが設けられている。開口部１２０Ｃには、ｙ方向に延在する段差１０２Ｃが設けられている。段差１０２Ｃは、段差１０２Ｂと異なり、ｘ方向には延在していない。

蒸着マスク３０においては、開口部１２０Ｂまたは開口部１２０Ｃによって蒸着されるサブ画素６０１の色と、サブ画素６０１に隣接するサブ画素の色とが異なる場合に、開口部１２０Ｂまたは開口部１２０Ｃ内において隣接する異なる色のサブ画素側に段差１０２Ｂまたは１０２Ｃが設けられている。そのため、隣接する異なる色のサブ画素６０１におけるシャドー領域の形成を低減することができる。すなわち、画素６００内のサブ画素６０１に形成される薄膜の膜厚ばらつきが抑制されるため、画素６００の階調のばらつきを低減することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク３０も、上述した蒸着マスク１０または蒸着マスク２０と同様の構成を有する。そのため、斜め方向から入射する蒸着材料を、開口部１２０Ｂまたは開口部１２０Ｃの上端部が遮ることがないため、隣接する異なる色のサブ画素６０１におけるシャドー領域の形成を抑制することができる。

また、蒸着マスク３０の洗浄において、段差１０２Ｂまたは段差１０２Ｃ上に形成される液溜まりに異物が引き込まれ、開口部１２０Ｂまたは開口部１２０Ｃが異物によって塞がれることを抑制することができる。

したがって、蒸着マスク３０を用いた蒸着では、蒸着不良を低減することができる。また、開口部１２０Ｂまたは開口部１２０Ｃにおけるなす角θが上述した範囲に制御され、蒸着マスク３０に堆積される蒸着材料を増やすことができるため、蒸着マスク３０の洗浄回数を低減することができる。

＜第３実施形態の変形例＞
図６Ａおよび図６Ｂを参照して、蒸着マスク３０の一変形例である蒸着マスク３０’について説明する。なお、蒸着マスク３０’の構成が蒸着マスク３０の構成と同様であるとき、蒸着マスク３０’の構成の説明を省略する場合がある。

図６Ａは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク３０’を用いて蒸着される被蒸着基板上に設けられた画素６１０の配置を示す模式図である。

図６Ａに示されるように、画素６１０は、マトリクス状に配置されている。１個の画素６１０は、赤色サブ画素６１１ｒ、緑色サブ画素６１１ｇ、および青色サブ画素６１１ｂを１個ずつ含む。赤色サブ画素６１１ｒと緑色サブ画素６１１ｇとは同じ大きさである。一方、青色サブ画素６１１ｂは、赤色サブ画素６１１ｒおよび緑色サブ画素６１１ｇよりも大きい。赤色サブ画素６１１ｒ、緑色サブ画素６１１ｇ、および青色サブ画素６１１ｂは、この順に、ｘ方向に沿って配置されている。また、ｙ方向に沿って、複数の赤色サブ画素６１１ｒが配置されている。複数の緑色サブ画素６１１ｇおよび青色サブ画素も同様である。

図６Ｂは、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク３０’を示す模式図である。具体的には、図６Ｂは、赤色サブ画素６１１ｒおよび緑色サブ画素６１１ｇ用の第１の蒸着マスク３０Ｄ－１を示す。青色サブ画素６１１ｂ用の第２の蒸着マスクは、図５Ｃに示す第２の蒸着マスク３０－２と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図６Ｂに示されるように、第１の蒸着マスク３０’－１には、開口部１２０Ｄが設けられている。開口部１２０Ｄには、ｙ方向に延在する段差１０２Ｄが設けられている。なお、段差１０２Ｆは、ｘ方向には延在していない。

蒸着マスク３０’においても、開口部１２０Ｄによって蒸着されるサブ画素６１１の色と、サブ画素６１１に隣接するサブ画素の色とが異なる場合に、開口部１２０Ｄ内において隣接する異なる色のサブ画素側に段差１０２Ｄが設けられている。そのため、画素６００と同様に、画素６１０の階調のばらつきを低減することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る蒸着マスク３０’も、上述した蒸着マスク１０または蒸着マスク２０と同様の構成を有する。そのため、斜め方向から入射する蒸着材料を、開口部１２０Ｄの上端部が遮ることがないため、隣接する異なる色のサブ画素６１１におけるシャドー領域の形成を抑制することができる。

また、蒸着マスク３０’の洗浄において、段差１０２Ｄ上に形成される液溜まりに異物が引き込まれ、開口部１２０Ｄが異物によって塞がれることを抑制することができる。

したがって、蒸着マスク３０’を用いた蒸着では、蒸着不良を低減することができる。また、開口部１２０Ｄにおけるなす角θが上述した範囲に制御され、蒸着マスク３０’に堆積される蒸着材料を増やすことができるため、蒸着マスク３０’の洗浄回数を低減することができる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除、もしくは設計変更を行ったもの、または工程の追加、省略、もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

１０、２０、３０、３０’：蒸着マスク、 １００、１００Ａ：マスク本体、 １０１－１、１０１Ａ－１：第１の金属膜、 １０１－２、１０１Ａ－２：第２の金属膜、 １０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ、１０２Ｆ：段差、 １１０：蒸着パターン領域、 １２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ：開口部、 １２１－１、１２１Ａ－１：第１の開口、 １２１－２、１２１Ａ－２：第２の開口、 ２００：マスクフレーム、 ２１０：開口部、 ３００：接続部、 ５００：支持基板、 ５１０：下地金属膜、 ５２０、５２０Ａ、５２５Ａ：レジスト膜、 ５３０：レジスト膜、 ５４０：保護膜、 ５５０：接着層、 ５６０：フィルム、 ５７０：レジスト膜、 ６００、６１０：画素、 ６０１、６１１：サブ画素、 ６０１ｂ、６１１ｂ：青色サブ画素、 ６０１ｇ、６１１ｇ：緑色サブ画素、 ６０１ｒ、６１１ｒ：赤色サブ画素

Claims (12)

1. 第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って複数の開口部が設けられたマスク本体を含み、
   前記複数の開口部の各々は、
   前記第１の方向に第１の開口幅を有する第１の開口と、
   前記第１の開口の上において、前記第１の方向に前記第１の開口幅よりも大きい第２の開口幅を有する第２の開口と、
   前記第１の開口と前記第２の開口とが連通されることによって設けられる段差と、を含み、
   前記第２の開口の深さは、前記第１の開口の深さよりも大きく、
   前記第１の方向に沿った断面視において、前記段差の上面と、前記第１の開口の上端部と前記第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である、蒸着マスク。
2. 前記第２の方向に沿った断面視において、前記段差の前記上面と、前記第１の開口の上端部と前記第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である、請求項１に記載の蒸着マスク。
3. 前記第１の開口の前記深さは、０．２μｍ以上１．０μｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の蒸着マスク。
4. 前記第２の開口の前記深さは、５．０μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の蒸着マスク。
5. 第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って複数の開口部が設けられたマスク本体を含む蒸着マスクの製造方法であって、
   支持基板の上に、前記第１の方向に第１の開口幅を有する第１の開口を含む第１の金属膜を形成し、
   前記第１の金属膜の上において、前記第１の方向に前記第１の開口幅よりも大きな第２の開口幅を有する第２の開口を含む第２の金属膜を形成すること、を含み、
   前記開口部は、前記第１の開口と前記第２の開口とが連通され、前記第１の金属膜によって形成される段差を含み、
   前記第２の金属膜の厚さは、前記第１の金属膜の厚さよりも大きく、
   前記第１の方向に沿った断面視において、前記段差の上面と、前記第１の開口の上端部と前記第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である、蒸着マスクの製造方法。
6. 第１の方向および前記第１の方向と交差する第２の方向に沿って複数の開口部が設けられたマスク本体を含む蒸着マスクの製造方法であって、
   支持基板の上に、前記第１の方向に第３の開口幅を有する第３の開口を含む第２の金属膜を形成し、
   前記第２の金属膜を覆い、前記第３の開口の中に、前記第１の方向に第１の開口幅を有する第１の開口および前記第１の開口幅よりも大きな第２の開口幅を有する第２の開口を含む第１の金属膜を形成することを含み、
   前記開口部は、前記第１の開口と前記第２の開口とが連通され、前記第１の金属膜によって形成される段差を含み、
   前記第２の金属膜の厚さは、前記第１の金属膜の厚さよりも大きく、
   前記第１の方向に沿った断面視において、前記段差の上面と、前記第１の開口の上端部と前記第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である、蒸着マスクの製造方法。
7. 前記第２の方向に沿った断面視において、前記段差の前記上面と、前記第１の開口の上端部と前記第２の開口の上端部とを結ぶ直線とのなす角は６０°未満である、請求項５または請求項６に記載の蒸着マスクの製造方法。
8. 前記第１の金属膜の前記厚さは、０．２μｍ以上１．０μｍ以下である、請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
9. 前記第２の金属膜の前記厚さは、５．０μｍ以上２０μｍ以下である、請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
10. 前記第２の金属膜は、前記第１の金属膜よりも応力が小さい、請求項５乃至請求項９のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
11. 前記第１の金属膜および前記第２の金属膜は同じ添加剤を含み、
    前記第２の金属膜の前記添加剤の濃度は、前記第１の金属膜の前記添加剤の濃度よりも大きい、請求項５乃至請求項１０のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
12. 前記第１の金属膜および前記第２の金属膜は、電鋳によって形成される、請求項５乃至請求項１１のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。

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