JP2023152823A - メタルマスク及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】強度を保ちつつ、シャドーが生じにくいメタルマスク及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１面と、第１面の反対側に位置する第２面２０ｂと、を有するメタルマスク２０であって、第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、貫通孔は、第１貫通孔から第６貫通孔を有し、各貫通孔は各短軸と長軸を有し、第１長軸は、第２長軸と平行かつ、前記第２長軸の隣に位置し、第１短軸は、第５短軸と平行かつ、第５短軸の隣に位置し、第３長軸は、第４長軸と平行かつ、第４長軸の隣に位置し、第３短軸は、第６短軸と平行かつ、第６短軸の隣に位置し、第１トップ部は、第１長軸と第２長軸の間であり、かつ、第３長軸と第４長軸の間に位置し、第２トップ部は、第１短軸と第５短軸の間であり、かつ、第３短軸と第６短軸の間に位置し、第１トップ部の高さＨ１が、第２トップ部の高さＨ２よりも高い。【選択図】図４

Description

本開示は、メタルマスク及びその製造方法に関する。
有機ＥＬ表示装置の画素はメタルマスクを用いて基板上に画素を形成する材料を蒸着により付着させることにより形成される。そのため、メタルマスクの性能向上は有機ＥＬ表示装置の画質の向上にとって重要である。
例えば、特許文献１には、精度よく貫通孔を形成することのできるメタルマスクの製造方法が開示されている。
特開2015-163734号公報
メタルマスクは、例えば、貫通孔が配置された有効領域と、有効領域の周囲に位置する周囲領域とを有する。このようなメタルマスクは、フレームに設置されて、画素の蒸着に用いられる。
蒸着工程において、蒸着源からメタルマスクに向かう蒸着材料は、メタルマスクを構成する金属板の厚さ方向に移動する。蒸着材料の一部は金属板の貫通孔を画する壁面に沿って、厚さ方向に対して傾斜した方向に移動する。金属板の厚さ方向に対して傾斜した方向に移動する蒸着材料の一部は、基板ではなく貫通孔の壁面に付着する。このため、貫通孔の壁面に近い位置では、基板に形成される蒸着層が薄くなり易い。このような、基板への蒸着材料の付着が貫通孔の壁面によって阻害される現象のことを、シャドーとも称する。
シャドーを抑制するには、メタルマスクを構成する金属板の厚さを薄くすることが考えられる。しかしながら、金属板の厚さを薄くすると強度が低下する。そのため、蒸着工程中に、メタルマスクが容易に変形するなどの別の問題が生じうる。
本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、強度を保ちつつ、シャドーが生じにくいメタルマスク及びその製造方法を提供することを目的とする。
本開示の一実施形態のメタルマスクは、
第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有するメタルマスクであって、
前記第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、
前記貫通孔は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔と、第４貫通孔と、第５貫通孔と、第６貫通孔と、を有し、
前記第１貫通孔は、第１短軸と第１長軸を有し、
前記第２貫通孔は、第２短軸と第２長軸を有し、
前記第３貫通孔は、第３短軸と第３長軸を有し、
前記第４貫通孔は、第４短軸と第４長軸を有し、
前記第５貫通孔は、第５短軸と第５長軸を有し、
前記第６貫通孔は、第６短軸と第６長軸を有し、
前記第１長軸は、前記第２長軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第２長軸の隣に位置し、
前記第１短軸は、前記第５短軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第５短軸の隣に位置し、
前記第３長軸は、前記第４長軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第４長軸の隣に位置し、
前記第３短軸は、前記第６短軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第６短軸の隣に位置し、
前記第１トップ部は、前記第１長軸と前記第２長軸の間であり、かつ、前記第３長軸と前記第４長軸の間に位置し、
前記第２トップ部は、前記第１短軸と前記第５短軸の間であり、かつ、前記第３短軸と前記第６短軸の間に位置し、
前記第１トップ部の高さＨ１が、前記第２トップ部の高さＨ２よりも高い。
本開示の一実施形態による上記メタルマスクの製造方法は、
第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有する金属板を準備する工程と、
前記金属板をエッチングすることによって前記メタルマスクを形成するエッチング工程と、を備え、
前記メタルマスクは、第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、
前記第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、
前記貫通孔は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔と、第４貫通孔と、第５貫通孔と、第６貫通孔と、を有し、
前記第１貫通孔は、第１短軸と第１長軸を有し、
前記第２貫通孔は、第２短軸と第２長軸を有し、
前記第３貫通孔は、第３短軸と第３長軸を有し、
前記第４貫通孔は、第４短軸と第４長軸を有し、
前記第５貫通孔は、第５短軸と第５長軸を有し、
前記第６貫通孔は、第６短軸と第６長軸を有し、
前記第１長軸は、前記第２長軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第２長軸の隣に位置し、
前記第１短軸は、前記第５短軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第５短軸の隣に位置し、
前記第３長軸は、前記第４長軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第４長軸の隣に位置し、
前記第３短軸は、前記第６短軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第６短軸の隣に位置し、
前記第１トップ部は、前記第１長軸と前記第２長軸の間であり、かつ、前記第３長軸と前記第４長軸の間に位置し、
前記第２トップ部は、前記第１短軸と前記第５短軸の間であり、かつ、前記第３短軸と前記第６短軸の間に位置し、
前記第１トップ部の高さＨ１が、前記第２トップ部の高さＨ２よりも高い。
本開示の少なくとも一つの実施形態では、強度を保ちつつ、シャドーが生じにくいメタルマスク及びその製造方法を提供することができる。
本開示の一実施形態によるメタルマスクを備えたメタルマスク装置を示す図である。 本開示の一実施形態による蒸着装置を示す断面図である。 有機ＥＬ表示装置の蒸着層のパターンの一例を示す平面図である。 本開示の一実施形態によるメタルマスクを表す平面図である。 本開示の一実施形態によるメタルマスクの有効領域を第２面側から見た斜視図である。 本開示の一実施形態によるメタルマスクの有効領域を第２面側から見た平面図である。 本開示の一実施形態によるメタルマスクの有効領域を第２面側から見た平面図である。 図６ＡのＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 図６ＡのＢ－Ｂ’線に沿った断面図である。 図６ＡのＣ－Ｃ’線に沿った断面図である。 メタルマスクの製造方法の一例を説明するための模式図である。 金属板上にレジスト膜を形成する工程の一例を示す図である。 レジスト膜をパターニングする工程の一例を示す図である。 第１面エッチング工程の一例を示す図である。 第２面エッチング工程の一例を示す図である。 第２面エッチング工程の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本開示の一実施形態について説明する。なお、本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場合ある。
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メタルマスクやその製造方法に関した例をあげて記載する。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メタルマスクに対し、本開示を適用できる。例えば、仮想現実いわゆるＶＲや拡張現実いわゆるＡＲを表現するための画像や映像を表示又は投影するための装置を製造するために、本開示のメタルマスクを用いてもよい。
本明細書及び／又は本図面において、特別な記載が無い限りは、次のように解釈する。
ある構成の基礎となる物質を意味する用語は、呼称の違いのみによって区別されなくてもよい。例えば、「基板」、「基材」、「板」、「シート」、又は「フィルム」等の用語が、上記記載に該当する。
形状及び／又は幾何学的条件を意味する用語及び／又は数値は、厳密な意味に縛られる必要はなく、同様の機能を期待してもよい程度の範囲を含むものと解釈してもよい。例えば、「平行」及び／又は「直交」等が上記の用語に該当する。また、「長さの値」及び／又は「角度の値」等が上記の数値に該当する。
ある構成が他の構成の「上に」、「下に」、「上側に」、「下側に」、「上方に」、又は「下方に」あると表現する場合には、ある構成が他の構成に直接的に接している態様と、ある構成と他の構成との間に別の構成が含まれている態様が含まれてもよい。ある構成と他の構成との間に別の構成が含まれている態様とは、言い換えると、ある構成が他の構成に間接的に接していると表現してもよい。また、「上」、「上側」、又は「上方」という表現は、「下」、「下側」、又は「下方」という表現と交換可能である。言い換えると、上下方向が逆転してもよい。
同一部分及び／又は同様な機能を有する部分に、同一の符号又は類似の符号を付す際に、繰り返しの記載は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また、実施形態の構成の一部が、図面から省略される場合がある。
矛盾の生じない範囲で、実施形態の一つ以上の形態と変形例の一つ以上の形態とを組み合わせてもよい。また、矛盾の生じない範囲で、実施形態の一つ以上の形態同士を組み合わせてもよい。また、矛盾の生じない範囲で、変形例の一つ以上の形態同士を組み合わせてもよい。
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、矛盾の生じない範囲で、工程の順序は、限定されない。
「～」及び／又は「－」という記号によって表現される数値範囲は、「～」及び／又は「－」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％」と表現される数値範囲は、「３４質量％以上且つ３８質量％以下」と表現される数値範囲と同一である。
本開示において記載する数値については、複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、複数の下限の候補値のうちの任意の１つとを組み合わせることによって、数値範囲を画定してもよい。このほか、特に言及しなくとも、複数の上限の候補値のうちの任意の２つを組み合わせることによって数値範囲を画定してもよいし、複数の下限の候補値のうちの任意の２つを組み合わせることによって数値範囲を画定してもよい。
本開示の一実施形態について、次の段落以降に記載する。本開示の一実施形態は、本開示の実施形態の一例である。本開示は、本開示の一実施形態のみに限定して解釈されない。
本開示の第１の態様は、
第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有するメタルマスクであって、
前記第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、
前記貫通孔は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔と、第４貫通孔と、第５貫通孔と、第６貫通孔と、を有し、
前記第１貫通孔は、第１短軸と第１長軸を有し、
前記第２貫通孔は、第２短軸と第２長軸を有し、
前記第３貫通孔は、第３短軸と第３長軸を有し、
前記第４貫通孔は、第４短軸と第４長軸を有し、
前記第５貫通孔は、第５短軸と第５長軸を有し、
前記第６貫通孔は、第６短軸と第６長軸を有し、
前記第１長軸は、前記第２長軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第２長軸の隣に位置し、
前記第１短軸は、前記第５短軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第５短軸の隣に位置し、
前記第３長軸は、前記第４長軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第４長軸の隣に位置し、
前記第３短軸は、前記第６短軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第６短軸の隣に位置し、
前記第１トップ部は、前記第１長軸と前記第２長軸の間であり、かつ、前記第３長軸と前記第４長軸の間に位置し、
前記第２トップ部は、前記第１短軸と前記第５短軸の間であり、かつ、前記第３短軸と前記第６短軸の間に位置し、
前記第１トップ部の高さＨ１が、前記第２トップ部の高さＨ２よりも高い、
メタルマスクである。
本開示の第２の態様は、上述した第１の態様によるメタルマスクにおいて、
前記第１トップ部と前記第２トップ部とを通る方向Ｄ３において、前記第１トップ部と、前記第２トップ部と、が交互に存在してもよい。
本開示の第３の態様は、上述した第１の態様又は第２の態様によるメタルマスクにおいて、
前記方向Ｄ１と前記方向Ｄ３とのなす鋭角が、３０°以上６０°以下であってもよい。
本開示の第４の態様は、上述した第１の態様～第３の態様のいずれかによるメタルマスクにおいて、
前記高さＨ１が、前記第１面から前記第２面までの高さＴに対して、０．６０倍以上１．００倍以下であってもよい。
本開示の第５の態様は、上述した第１の態様～第４の態様のいずれかによるメタルマスクにおいて、
前記高さＨ２が、前記第１面から前記第２面までの高さＴに対して、０．３０倍以上０．９５倍以下であってもよい。
本開示の第６の態様は、上述した第１の態様～第５の態様のいずれかによるメタルマスクにおいて、
前記第２トップ部の高さＨ２が、前記第１トップ部の高さＨ１に対して、０．９０倍以下であってもよい。
本開示の第７の態様は、上述した第１の態様～第６の態様のいずれかによるメタルマスクにおいて、
前記貫通孔が、前記第１面側に第１凹部と、前記第２面側に第２凹部と、接続部と、第１角度θ１と、第２角度θ２と、を有し、
前記接続部が、前記第１凹部と前記第２凹部とが接続される稜部であり、
前記第１角度θ１は、前記接続部のうち前記第１トップ部に最も近い部分Ｐ１ａと、前記第１トップ部のうち前記接続部に最も近い部分Ｐ２ａと、を通過する直線Ｋ１が前記メタルマスクの厚さ方向Ｎに対してなす角度であり、
前記第２角度θ２は、前記接続部のうち前記第２トップ部に最も近い部分Ｐ１ｂと、前記第２トップ部のうち前記接続部に最も近い部分Ｐ２ｂと、を通過する直線Ｋ２が前記メタルマスクの厚さ方向Ｎに対してなす角度であり、
前記第１角度θ１と前記第２角度θ２とが、θ２≧θ１の関係を有してもよい。
本開示の第８の態様は、上述した第１の態様～第７の態様のいずれかによるメタルマスクにおいて、
前記第２トップ部の曲率先端半径が、２．０μｍ以上１８μｍ以下であってもよい。
本開示の第９の態様は、上述した第１の態様～第８の態様のいずれかによるメタルマスクにおいて、
貫通孔の開口形状が、略長方形又は略楕円形であってもよい。
本開示の第１０の態様は、上述した第１の態様～第９の態様のいずれかによるメタルマスクの製造方法であって、
第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有する金属板を準備する工程と、
前記金属板をエッチングすることによって前記メタルマスクを形成するエッチング工程と、を備え、
前記メタルマスクは、第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、
前記第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、
前記貫通孔は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔と、第４貫通孔と、第５貫通孔と、第６貫通孔と、を有し、
前記第１貫通孔は、第１短軸と第１長軸を有し、
前記第２貫通孔は、第２短軸と第２長軸を有し、
前記第３貫通孔は、第３短軸と第３長軸を有し、
前記第４貫通孔は、第４短軸と第４長軸を有し、
前記第５貫通孔は、第５短軸と第５長軸を有し、
前記第６貫通孔は、第６短軸と第６長軸を有し、
前記第１長軸は、前記第２長軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第２長軸の隣に位置し、
前記第１短軸は、前記第５短軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第５短軸の隣に位置し、
前記第３長軸は、前記第４長軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第４長軸の隣に位置し、
前記第３短軸は、前記第６短軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第６短軸の隣に位置し、
前記第１トップ部は、前記第１長軸と前記第２長軸の間であり、かつ、前記第３長軸と前記第４長軸の間に位置し、
前記第２トップ部は、前記第１短軸と前記第５短軸の間であり、かつ、前記第３短軸と前記第６短軸の間に位置し、
前記第１トップ部の高さＨ１が、前記第２トップ部の高さＨ２よりも高い、
メタルマスクの製造方法である。
初めに、メタルマスクを備える蒸着装置の一例について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１は、本開示の一実施形態によるメタルマスク２０を備えたメタルマスク装置１０をメタルマスク２０の第１面２０ａ側から見た平面図であり、図２は、蒸着装置を示す断面図である。
図１に示すように、各メタルマスク２０は一方向に延びる略矩形状の形状を有してもよい。また、メタルマスク装置１０は、略矩形状の金属板からなる複数のメタルマスク２０と、複数のメタルマスク２０の周縁部に取り付けられたフレーム１５と、を備えていてもよい。そして、複数のメタルマスク２０は、メタルマスク２０の長さ方向に交差する幅方向に並んでいてもよい。また、各メタルマスク２０は、メタルマスク２０の長さ方向の両端部において、例えば溶接によってフレーム１５に固定されていてもよい。
メタルマスク装置１０は、フレーム１５に固定され、メタルマスク２０の厚さ方向においてメタルマスク２０に部分的に重なる部材を備えてもよい。そのような部材の例としては、特に限定されないが、例えば、メタルマスク２０の長さ方向に交差する方向に延び、メタルマスク２０を支持する部材、隣り合う２つのメタルマスクの間の隙間に重なる部材などが挙げられる。
このメタルマスク装置１０は、図２に示すように、基板９２に対面するようにして蒸着装置９０内に支持される。ここで、基板９２は、ガラス基板などのメタルマスク２０が蒸着対象物である。図２に示すようにしてメタルマスク装置１０が蒸着装置９０に収容された場合、基板９２に対面するメタルマスク２０の面を第１面２０ａといい、蒸着材料９８を保持したるつぼ９４側に位置するメタルマスク２０の面を第２面２０ｂという。
蒸着装置９０内では、基板９２のるつぼ９４側の面にメタルマスク２０が配される。ここで、メタルマスク２０と基板９２とは、磁力によって密着してもよい。
蒸着装置９０内には、メタルマスク装置１０の下方に、蒸着材料９８を収容するるつぼ９４と、るつぼ９４を加熱するヒータ９６とが配置されてもよい。ここで、蒸着材料９８は、一例として、有機発光材料であってもよい。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する。気化または昇華した蒸着材料９８は、メタルマスク２０の貫通孔２５を経て基板９２に付着する。これにより、メタルマスク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が基板９２の表面に成膜される。
ＲＧＢなどの画素に応じて異なる種類の蒸着材料を蒸着したい場合には、有機発光材料の色に応じて異なるメタルマスク２０を用いて、蒸着材料９８を基板９２の表面に成膜してもよい。例えば、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基板９２に蒸着してもよい。また、貫通孔２５の配列方向（前述の一方向）に沿ってメタルマスク２０（メタルマスク装置１０）と基板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してもよい。
図３に、有機ＥＬ表示装置の蒸着層のパターンの一例を表す平面図を示す。図３に示すように、蒸着層のパターンでは、第１の蒸着層９９Ａが、寸法Ｍ１を有する４つの辺を含む。第３の蒸着層９９Ｃは、寸法Ｍ１よりも小さい寸法Ｍ２を有する４つの辺を含んでいてもよい。第２の蒸着層９９Ｂは、寸法Ｍ３を有する一対の辺と、寸法Ｍ３よりも小さい寸法Ｍ４を有する一対の辺と、を含んでいてもよい。また、寸法Ｍ３を有する第２の蒸着層９９Ｂの辺は、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２において第１の蒸着層９９Ａの辺に対向してもよい。寸法Ｍ４を有する第２の蒸着層９９Ｂの辺は、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２において第３の蒸着層９９Ｃの辺に対向してもよい。寸法Ｍ３は、寸法Ｍ１と同一であってもよい。寸法Ｍ４は、寸法Ｍ２と同一であってもよい。
ここで、第２の蒸着層９９Ｂは、後述する図６Ａ及び図６Ｂに示すように、異なる長さを有する長軸２６と短軸２７を有する貫通孔を備えるメタルマスク２０を用いることによって形成されてもよい。また、第１の蒸着層９９Ａ、第２の蒸着層９９Ｂ、及び第３の蒸着層９９Ｃには、例えば、ＲＧＢのいずれかの色が割り当てられていてもよい。
なお、メタルマスク装置１０のフレーム１５は、矩形状のメタルマスク２０の周縁部に取り付けられてもよい。フレーム１５は、メタルマスク２０を張った状態に保持する。メタルマスク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もよい。
図１には、複数の長尺なメタルマスク２０がフレーム１５に設置された例を示す。また、フレーム１５と略同形の大判の一枚のメタルマスク２０がフレーム１５に設置されてもよい。
以下、有機ＥＬ表示装置用の有機発光材料の蒸着に用いられるメタルマスクを例として、本開示のメタルマスクについて詳説する。しかし、本開示のメタルマスクの用途は、有機ＥＬ表示装置用の有機発光材料の蒸着に限定されず、その他、仮想現実いわゆるＶＲや拡張現実いわゆるＡＲを表現するための画像や映像を表示又は投影するための装置を製造するために用いることもできる。
本開示のメタルマスクは、
第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有するメタルマスクであって、
前記第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、
前記貫通孔は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔と、第４貫通孔と、第５貫通孔と、第６貫通孔と、を有し、
前記第１貫通孔は、第１短軸と第１長軸を有し、
前記第２貫通孔は、第２短軸と第２長軸を有し、
前記第３貫通孔は、第３短軸と第３長軸を有し、
前記第４貫通孔は、第４短軸と第４長軸を有し、
前記第５貫通孔は、第５短軸と第５長軸を有し、
前記第６貫通孔は、第６短軸と第６長軸を有し、
前記第１長軸は、前記第２長軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第２長軸の隣に位置し、
前記第１短軸は、前記第５短軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第５短軸の隣に位置し、
前記第３長軸は、前記第４長軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第４長軸の隣に位置し、
前記第３短軸は、前記第６短軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第６短軸の隣に位置し、
前記第１トップ部は、前記第１長軸と前記第２長軸の間であり、かつ、前記第３長軸と前記第４長軸の間に位置し、
前記第２トップ部は、前記第１短軸と前記第５短軸の間であり、かつ、前記第３短軸と前記第６短軸の間に位置し、
前記第１トップ部の高さＨ１が、前記第２トップ部の高さＨ２よりも高い。
図４に、本開示の一実施形態のメタルマスク２０の平面図を示す。メタルマスク２０は、エッチングにより金属板５１に貫通孔２５を形成して得られてもよい。図４に示されるように、メタルマスク２０は、貫通孔２５が配置された有効領域２２を有し、有効領域２２の周囲に位置する周囲領域２３を有してもよい。メタルマスク２０は、平面視において略矩形状の輪郭を有してもよい。
第１面から第２面までの高さＴは、好ましくは５０μｍ以下であってもよく、４０μｍ以下であってもよく、３５μｍ以下であってもよく、３０μｍ以下であってもよく、２５μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよく、１８μｍ以下であってもよく、１５μｍ以下であってもよく、１３μｍ以下であってもよい。高さＴを小さくすることにより、シャドーを抑制できる。
また、高さＴは、好ましくは２μｍ以上であってもよく、５μｍ以上であってもよく、１０μｍ以上であってもよく、１５μｍ以上であってもよい。高さＴを大きくすることにより、メタルマスク２０の強度がより向上する傾向にある。このことにより、例えば有効領域２２が変形したり破断したりすることを抑制できる。
なお、高さＴの範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。また、高さＴは、メタルマスク２０のうち第１凹部３０および第２凹部３５が形成されていない部分の厚さである。言い換えれば、高さＴは、周囲領域２３の厚さや、メタルマスク２０の金属板５１の厚さと等しい厚さであってもよい。
メタルマスク２０の熱膨張係数は、フレーム１５の熱膨張係数や基板９２の熱膨張係数と同等の値であることが好ましい。これにより、高温雰囲気下で実施される蒸着処理の間に、メタルマスク２０、フレーム１５および基板９２の寸法変化の差異に起因した位置ずれの発生を抑制できる。そのため、位置ずれに起因する、基板９２上に付着する蒸着材料９８の寸法精度や位置精度の低下を抑制できる。
例えば、基板９２としてガラス基板が用いられる場合、メタルマスク２０およびフレーム１５の主要な材料として、ニッケルを含む鉄合金を用いてもよい。ニッケルを含む鉄合金としては、例えば、３０質量％以上５４質量％以下のニッケルを含む鉄合金が挙げられる。このような鉄合金としては、より具体的には、３４質量％以上３８質量％以下のニッケルを含むインバー材、３０質量％以上３４質量％以下のニッケルに加えてさらにコバルトを含むスーパーインバー材、４８質量％以上５４質量％以下のニッケルを含む低熱膨張Ｆｅ－Ｎｉ系めっき合金などが挙げられる。
なお、蒸着処理の際に、メタルマスク２０、フレーム１５、及び基板９２の温度が高温に達しない場合は、メタルマスク２０及びフレーム１５の熱膨張係数を基板９２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、メタルマスク２０を構成する後述する金属板５１の材料として、上述のニッケルを含む鉄合金に加えて、ステンレスなどのクロムを含む鉄合金、ニッケルやニッケル－コバルト合金などが挙げられる。
メタルマスク２０は、複数の有効領域２２を有してもよい。例えば、図４に示すように、メタルマスク２０は、その長手方向と平行な一方向に沿って所定の間隔をあけて一列に配置された複数の有効領域２２を有してもよい。このようなメタルマスク２０は、いわゆるスティック状のメタルマスクと呼ばれることもある。この場合、図１に示すように、メタルマスク装置１０は、その長手方向に直交する幅方向に配置されてフレーム１５に取り付けられた複数のメタルマスク２０を有してもよい。
また、別の例として、メタルマスク２０は、メタルマスク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複数の有効領域２２を有し、かつ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複数の有効領域２２を有してもよい。言い換えると、メタルマスク２０は、有効領域２２の列を複数有してもよい。この場合、メタルマスク装置１０は、フレーム１５に近い大きさのメタルマスク２０が、フレーム１５に対して一枚取り付けられてもよい。
有効領域２２は、第１面に、貫通孔２５と、第１トップ部３２ａと、第２トップ部３２ｂと、を有する。有効領域２２とは、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９２上の区域に対面し、蒸着時にマスクとして機能する領域であってもよい。
メタルマスク２０は複数の有効領域２２を有してもよい。一つの有効領域２２は、一つの有機ＥＬ表示装置１００の表示領域に対応するように構成されてもよい。このようなメタルマスク装置１０を用いることにより、有機ＥＬ表示装置の多面蒸着が可能となる。また、一つの有効領域２２は、複数の有機ＥＬ表示装置の表示領域に対応するように構成されてもよい。
有効領域２２は、平面視において略矩形状の輪郭を有してもよい。また、有効領域２２は、基板９２の表示領域の形状に応じて、円形状などの様々な形状の輪郭を有してもよい。
図５に、本開示の一実施態様として、有効領域２２を第２面２０ｂ側からみた斜視図を示す。有効領域２２はエッチングにより形成された貫通孔２５を有してもよい。図５に示すように、各有効領域２２に形成された複数の貫通孔２５は、所定のパターンで配置されている。例えば、第２面２０ｂ側から見たときに、貫通孔２５は、互いに交差する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿ってそれぞれ所定のピッチで配置されていてもよい。また、貫通孔２５の周囲には、複数の第１トップ部３２ａと第２トップ部３２ｂと複数の稜線３３が位置してもよい。隣り合う第２凹部３５は、稜線３３によって接続されてもよい。
図５に示すように、稜線３３は、隣接する第２凹部３５の第２壁面３６が合流して形成される境界をいう。この稜線３３の高さは一定ではなく、波を打つように変動してもよい。なお、稜線３３の高さは、メタルマスク２０の厚さ方向における稜線３３の位置ともいえる。一般的な傾向として、稜線３３の高さは、貫通孔２５の中心からの距離に応じて変化し、距離が長くなるほど高くなる。
図６Ａと図６Ｂに、メタルマスク２０の有効領域２２を第２面２０ｂ側から見た部分平面図を示す。本開示において、貫通孔２５は、少なくとも、第１貫通孔２５ａと、第２貫通孔２５ｂと、第３貫通孔２５ｃと、第４貫通孔２５ｄと、第５貫通孔２５ｅと、第６貫通孔２５ｆと、を有する。
なお、第１貫通孔２５ａ、第２貫通孔２５ｂ、第３貫通孔２５ｃ、第４貫通孔２５ｄ、第５貫通孔２５ｅ、及び第６貫通孔２５ｆを特に区別する必要がないときは、単に「貫通孔２５」と表記する。また、同様に、これら貫通孔の長軸を特に、区別する必要がないときは、単に「長軸２６」と表記する。さらに、これら貫通孔の短軸を特に、区別する必要がないときは、単に「短軸２７」と表記する。
なお、貫通孔２５ａ、ｂ、ｅの長軸２６ａ、ｂ、ｅの寸法は、例えば、図８に示すように、方向Ｄ１における対向する接続部４１の間の距離をいう。また、貫通孔２５ａ、ｂ、ｅの短軸２７ａ、ｂ、ｅの寸法は、例えば、図７に示すように、方向Ｄ２における対向する接続部４１の間の距離をいう。同様に、貫通孔２５ｃ、ｄ、ｆの長軸２６ｃ、ｄ、ｆの寸法は、例えば、方向Ｄ２における対向する接続部４１の間の距離をいう。また、貫通孔２５ｃ、ｄ、ｆの短軸２７ｃ、ｄ、ｆの寸法は、例えば、方向Ｄ１における対向する接続部４１の間の距離をいう。言い換えると、貫通孔２５の長軸２６と短軸２７とは、貫通孔の開口面積が最小となる部分における、方向Ｄ１又はＤ２の距離ということもできる。
第１貫通孔２５ａは、第１短軸２７ａと第１長軸２６ａを有する。第１長軸２６ａは、第２長軸２６ｂと平行であり、かつ、第１長軸２６ａに交差する方向Ｄ２において、第２長軸２６ｂの隣に位置する。第１短軸２７ａは、第５短軸２７ｅと平行であり、かつ、第１長軸２６ａに平行な方向Ｄ１において、第５短軸２７ｅの隣に位置する。また、第１短軸２７ａは、第３長軸２６ｃ及び第４長軸２６ｄと平行であり、かつ、方向Ｄ１において、第３長軸２６ｃ及び第４長軸２６ｄの隣に位置しなくてもよい。
第２貫通孔２５ｂは、第２短軸２７ｂと第２長軸２６ｂを有する。第２長軸２６ｂは、第１長軸２６ａと平行であり、かつ、方向Ｄ２において、第１長軸２６ａの隣に位置する。また、第２短軸２７ｂは、第３長軸２６ｃ及び第４長軸２６ｄと平行であり、かつ、方向Ｄ１において、第３長軸２６ｃ及び第４長軸２６ｄの隣に位置しなくてもよい。
第３貫通孔２５ｃは、第３短軸２７ｃと第３長軸２６ｃを有する。第３長軸２６ｃは、第４長軸２６ｄと並行であり、かつ、方向Ｄ１において、第４長軸２６ｄの隣に位置する。第３短軸２７ｃは、第６短軸２７ｆと並行であり、かつ、方向Ｄ２において、第６短軸２７ｆの隣に位置する。また、第３短軸２７ｃは、第１長軸２６ａ及び第２長軸２６ｂと平行であり、かつ、方向Ｄ２において、第１長軸２６ａ及び第２長軸２６ｂの隣に位置しなくてもよい。
第４貫通孔２５ｄは、第４短軸２７ｄと第４長軸２６ｄを有する。第４長軸２６ｄは、第３長軸２６ｃと平行であり、かつ、方向Ｄ１において、第３長軸２６ｃの隣に位置する。また、第４短軸２７ｄは、第１長軸２６ａ及び第２長軸２６ｂと平行であり、かつ、方向Ｄ２において、第１長軸２６ａ及び第２長軸２６ｂの隣に位置しなくてもよい。
第５貫通孔２５ｅは、第５短軸２７ｅと第５長軸２６ｅを有する。第５短軸２７ｅは、第１短軸２７ａと平行であり、かつ、方向Ｄ１において、第１短軸２７ａの隣に位置する。また、第５短軸２７ｅは、第４長軸２６ｄ及び第６長軸２６ｆと平行であり、かつ、方向Ｄ１において、第４長軸２６ｄ及び第６長軸２６ｆの隣に位置しなくてもよい。
第６貫通孔２５ｆは、第６短軸２７ｆと第６長軸２６ｆを有する。第６短軸２７ｆは、第３短軸２７ｃと並行であり、かつ、方向Ｄ２において、第３短軸２７ｃの隣に位置する。また、第６短軸２７ｆは、第１長軸２６ａ及び第５長軸２６ｅと平行であり、かつ、方向Ｄ１において、第１長軸２６ａ及び第５長軸２６ｅの隣に位置しなくてもよい。
以上のように、第１貫通孔２５ａ、第２貫通孔２５ｂ、及び第５貫通孔２５ｅは、方向Ｄ１と平行な長軸２６を有する。また、第３貫通孔２５ｃ、第４貫通孔２５ｄ、及び第６貫通孔２５ｆは、方向Ｄ２と平行な長軸２６を有する。これにより、第１長軸２６ａ、第２長軸２６ｂ、第３長軸２６ｃ、及び第４長軸２６ｄによって囲われる第１領域Ｒ１が形成される。また、第１短軸２７ａ、第５短軸２７ｅ、第３短軸２７ｃ、及び第６短軸２７ｆによって囲われる第２領域Ｒ２が形成される。
第１トップ部３２ａは、第１長軸２６ａと第２長軸２６ｂの間であり、かつ、第３長軸２６ｃと第４長軸２６ｄの間に位置する。第１トップ部３２ａは、第１領域Ｒ１の略中心に位置する。また、第２トップ部３２ｂは、第１短軸２７ａと第５短軸２７ｅの間であり、かつ、第３短軸２７ｃと第６短軸２７ｆの間に位置する。第２トップ部３２ｂは、第２領域Ｒ２の略中心に位置する。短軸２７で囲われる第２領域Ｒ２は、長軸２６によって囲われる第１領域Ｒ１よりも狭い。
本開示においては、第１トップ部３２ａの高さＨ１が、第２トップ部３２ｂの高さＨ２よりも高い。第１トップ部３２ａと第２トップ部３２ｂは、それぞれ、第１領域Ｒ１又は第２領域Ｒ２において厚さが最も厚くなる部分であってもよい。
図５においては、第１トップ部３２ａは、エッチングされずに残った、第２面２０ｂを頂部に有する部分として表現されている。このように、エッチングされずに残った頂部を有するトップ部を、「リブ棒」ともいう。第１トップ部３２ａがリブ棒である場合には、第１トップ部３２ａの高さＨ１は、高さＴと同程度となる。なお、リブ棒の頂部は、第２面２０ｂがエッチングされずに残っているため平坦となっている。また、その頂部の平面視における形状は、略矩形などであってもよい。
また、図５に示すように、第２トップ部３２ｂは、稜線３３のうち、第２領域Ｒ２において高さが極大となる部分であってもよい。
第１トップ部３２ａと第２トップ部３２ｂの態様は上記に限定されない。例えば、第１トップ部３２ａは、稜線３３のうち、第１領域Ｒ１において高さが極大となる部分であってもよい。すなわち、第１トップ部３２ａはリブ棒でなくてもよい。第１トップ部３２ａがリブ棒ではない場合、第１トップ部３２ａと第２トップ部３２ｂは、稜線３３のうち高さが極大値となる部分ということもできる。
第１トップ部３２ａと第２トップ部３２ｂは、異なる方向Ｄ３に延びる複数の稜線３３の交点に位置してもよい。また、第１トップ部３２ａと第２トップ部３２ｂとを通る方向Ｄ３において、第１トップ部３２ａと第２トップ部３２ｂとは、交互に存在してもよい。方向Ｄ３は、隣り合う貫通孔２５の間の稜線が延びる方向と同様の方向であってもよい。これにより、強度を向上したり、シャドーの発生をより抑制したりすることができる傾向にある。
方向Ｄ１と方向Ｄ３とのなす鋭角θ３は、好ましくは３０°以上であり、より好ましくは３５°以上であり、さらに好ましくは４０°以上である。また、方向Ｄ１と方向Ｄ３とのなす鋭角θ３は、好ましくは６０°以下であり、より好ましくは５５°以下であり、さらに好ましくは５０°以下である。これにより、強度がより向上し、シャドーの発生がより抑制される傾向にある。
角度θ３を上記範囲内にすることにより、強度がより向上し、シャドーの発生がより抑制される傾向にある。なお、角度θ３の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
第１トップ部３２ａの高さＨ１は、好ましくは５０μｍ以下であってもよく、４５μｍ以下であってもよく、４０μｍ以下であってもよく、３５μｍ以下であってもよく、３０μｍ以下であってもよく、２５μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよく、１８μｍ以下であってもよく、１５μｍ以下であってもよく、１３μｍ以下であってもよい。また、第１トップ部３２ａの高さＨ１は、好ましくは２μｍ以上であってもよく、５μｍ以上であってもよく、１０μｍ以上であってもよく、１５μｍ以上であってもよい。
第１トップ部３２ａの高さＨ１は、高さＴに対して、好ましくは０．６０倍以上であってもよく、０．６５倍以上であってもよく、０．７０倍以上であってもよく、０．７５倍以上であってもよく、０．８０倍以上であってもよく、０．８５倍以上であってもよい。また、第１トップ部３２ａの高さＨ１は、高さＴに対して、好ましくは１．００倍以下であってもよく、０．９５倍以下であってもよく、０．９０倍以下であってもよく、０．８５倍以下であってもよく、０．８０倍以下であってもよい。
第１トップ部３２ａの高さＨ１を小さくすることにより、シャドーがより抑制される傾向にある。また、第１トップ部３２ａの高さＨ１を大きくすることにより、メタルマスク２０の強度がより向上する傾向にある。なお、第１トップ部３２ａの高さＨ１の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
第１トップ部３２ａがリブ棒である場合には、第１トップ部３２ａの頂部は、第２面２０ｂがエッチングされずに残っているため平坦となっている。この場合、リブ棒である場合の第１トップ部３２ａの面積は、好ましくは５μｍ2以上であってもよく、１５μｍ2以上であってもよく、２５μｍ2以上であってもよく、３５μｍ2以上であってもよく、４５μｍ2以上であってもよい。また、第１トップ部３２ａの面積は、好ましくは２００μｍ2以下であってもよく、１７５μｍ2以下であってもよく、１５０μｍ2以下であってもよく、１２５μｍ2以下であってもよく、１００μｍ2以下であってもよい。
第１トップ部３２ａの面積を小さくすることにより、シャドーがより抑制される傾向にある。また、第１トップ部３２ａの面積を大きくすることにより、メタルマスク２０の強度がより向上する傾向にある。なお、第１トップ部３２ａの高さＨ１の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
第２トップ部３２ｂの高さＨ２は、好ましくは６μｍ以上であってもよく、７μｍ以上であってもよく、８μｍ以上であってもよく、９μｍ以上であってもよく、１０μｍ以上であってもよく、１２μｍ以上であってもよい。また、第２トップ部３２ｂの高さＨ２は、好ましくは３５μｍ以下であってもよく、３０μｍ以下であってもよく、２５μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよく、１５μｍ以下であってもよい。
第２トップ部３２ｂの高さＨ２は、高さＴに対して、好ましくは０．３０倍以上であってもよく、０．４０倍以上であってもよく、０．５０倍以上であってもよく、０．６０倍以上であってもよく、０．７０倍以上であってもよい。また、第２トップ部３２ｂの高さＨ２は、高さＴに対して、好ましくは０．９５倍以下であってもよく、０．９０倍以下であってもよく、０．８５倍以下であってもよく、０．７０倍以下であってもよく、０．８０倍以下であってもよく、０．７５倍以下であってもよい。
さらに、第２トップ部３２ｂの高さＨ２は、第１トップ部３２ａの高さＨ１に対して、好ましくは０．５０倍以上であってもよく、０．５５倍以上であってもよく、０．６０倍以上であってもよく、０．６５倍以上であってもよく、０．７０倍以上であってもよい。また、第２トップ部３２ｂの高さＨ２は、第１トップ部３２ａの高さＨ１に対して、好ましくは０．９５倍以下であってもよく、０．９０倍以下であってもよく、０．８５倍以下であってもよく、０．８０倍以下であってもよく、０．７５倍以下であってもよく、０．７０倍以下であってもよい。また、高さＨ１に対する高さＨ２の範囲は、上記上限値下限値の任意の組み合わせであってもよく、例えば、０．５０倍以上０．９５倍以下であってもよく、０．５５倍以上０．９０倍以下であってもよく、０．６０倍以上０．８５倍以下であってもよく、０．６５倍以上０．８０倍以下であってもよく、０．７０倍以上０．７５倍以下であってもよい。高さＨ２が高さＨ１に対して０．５０倍以上であることにより、強度がより向上する傾向にある。また、高さＨ２が高さＨ１に対して０．９５倍以下であることにより、シャドーがより抑制される傾向にある。
第２トップ部３２ｂの高さＨ２を小さくすることにより、シャドーがより抑制される傾向にある。また、第２トップ部３２ｂの高さＨ２を大きくすることにより、メタルマスク２０の強度がより向上する傾向にある。なお、第２トップ部３２ｂの高さＨ２の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
また、第２トップ部３２ｂの曲率先端半径は、好ましくは２．０μｍ以上であってもよく、１．５μｍ以上であってもよく、３．０μｍ以上であってもよく、３．５μｍ以上であってもよく、４．０μｍ以上であってもよい。また、第２トップ部３２ｂの曲率先端半径は、好ましくは１８．０μｍ以下であってもよく、１７．０μｍ以下であってもよく、１６．０μｍ以下であってもよく、１５．０μｍ以下であってもよく、１４．０μｍ以下であってもよい。
第２トップ部３２ｂの曲率先端半径を小さくすることにより、シャドーがより抑制される傾向にある。また、第２トップ部３２ｂの曲率先端半径を大きくすることにより、メタルマスク２０の強度がより向上する傾向にある。なお、第２トップ部３２ｂの曲率先端半径の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
さらに、第２トップ部３２ｂの曲率は、好ましくは０．０３μｍ-1以上であってもよく、０．０５μｍ-1以上であってもよく、０．０７μｍ-1以上であってもよく、０．１０μｍ-1以上であってもよく、０．１５μｍ-1以上であってもよい。また、第２トップ部３２ｂの曲率は、好ましくは０．８０μｍ-1以下であってもよく、０．７０μｍ-1以下であってもよく、０．６０μｍ-1以下であってもよく、０．５０μｍ-1以下であってもよく、０．４０μｍ-1以下であってもよく、０．３０μｍ-1以下であってもよい。
第２トップ部３２ｂの曲率を小さくすることにより、メタルマスク２０の強度がより向上する傾向にある。また、第２トップ部３２ｂの曲率を大きくすることにより、シャドーがより抑制される傾向にある。なお、第２トップ部３２ｂの曲率の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
周囲領域２３は、有効領域２２の周囲に位置する領域であり、有効領域２２を取り囲むように位置してもよい。周囲領域２３は、蒸着材料が通過するための貫通孔２５を有する領域ではなく、有効領域２２の周囲に位置することで有効領域２２を支持する領域である。ただし、種々の目的から、周囲領域２３には、蒸着材料が通過することを目的としない貫通孔や、ハーフエッチング等により構成された凹部が形成されてもよい。
周囲領域は、メタルマスクのうちフレームに固定される端部１７を有してもよい。図１に示すように、長尺のスティック状であるメタルマスク２０の場合には、端部１７は長さ方向における両端に位置してもよい。また、端部１７は、Ｕ字状の切り欠きなどを有してもよい。一方、メタルマスクがフレームと略同形の大判である場合には、端部１７はメタルマスクの周縁に位置してもよい。また、端部１７は、メタルマスクをフレームに固定した後、その一部が切断されるものであってもよい。
本開示の一実施形態において、端部１７は、図４に示すように、他の周囲領域２３と一体的に構成されてもよいし、他の周囲領域とは別の部材によって構成されてもよい。この場合、端部１７は、例えば溶接によって周囲領域の他の部分に接合されてもよい。
有効領域２２が有する貫通孔２５の一例について、図６～図９を主に参照して更に詳述する。図６は、メタルマスク２０の有効領域２２を第２面２０ｂ側から見た部分平面図である。
また、図７は、図６のＡ－Ａ’線に沿った断面図であり、図８は、図６のＢ－Ｂ’線に沿った断面図であり、図９は、図６のＣ－Ｃ’線に沿った断面図である。具体的には、図７は、貫通孔２５と第１トップ部３２ａとを交互に通る方向、言い換えれば短軸２７と同じ方向にメタルマスク２０の有効領域２２を切断した場合の断面図である。図８は、貫通孔２５と第２トップ部３２ｂとを交互に通る方向、言い換えれば長軸２６と同じ方向にメタルマスク２０の有効領域２２を切断した場合の断面図である。また、図９は、貫通孔２５の間の稜線３３に沿ってメタルマスク２０の有効領域２２を切断した場合の断面図である。
図６に示すように、複数の貫通孔２５のうちの少なくとも一部は、互いに交差する第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に沿ってそれぞれ所定のピッチで配置されている。図６に示す例において、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は互いに直交してもよい。第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、それぞれ、メタルマスク２０の長さ方向又は幅方向に一致してもよいし、メタルマスク２０の長さ方向又は幅方向に対して傾斜してもよい。例えば、第１方向Ｄ１は、メタルマスク２０の長さ方向に対して４５度で傾斜してもよい。
有効領域２２における貫通孔２５のピッチは、特に限定されない。例えば、メタルマスク２０（メタルマスク装置１０）が携帯電話やデジタルカメラ等のディスプレイ（２インチ以上５インチ以下程度）を作製するために用いられる場合、貫通孔２５のピッチは、２８μｍ以上２５４μｍ以下程度とすることができる。
また、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２のそれぞれに沿って配置される貫通孔２５の向きは、特に限定されないが、例えば、図６に示すように、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２と、貫通孔２５の長軸２６の方向が平行となるように配置してもよい。またはこれに変えて、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２と、貫通孔２５の短軸２７の方向が平行となるように配置してもよい。
貫通孔２５はその開口形状が短軸２７と長軸２６とを有する形状であれば特に制限されず、開口形状は略長方形又は略楕円形であってもよいし、一方向に延びた六角形や八角形などの多角形であってもよい。短軸２７と長軸２６との比（短軸／長軸）は、好ましくは０．３０以上であってもよく、０．４０以上であってもよく、０．５０以上であってもよく、０．６０以上であってもよく、０．７０以上であってもよく、０．８０以上であってもよく、０．９０以上であってもよい。また、短軸２７と長軸２６の比（短軸／長軸）は、好ましくは０．９０以下であってもよく、０．８０以下であってもよく、０．７０以下であってもよく、０．６０以下であってもよく、０．５０以下であってもよく、０．４０以下であってもよい。
なお、比（短軸／長軸）の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。また、短軸２７と長軸２６は、直交してもよい。例えば、貫通孔２５が略長方形又は略楕円形である場合には、短軸２７と長軸２６は、直交し得る。
図６～図９に示すように、複数の貫通孔２５は、メタルマスク２０の厚さ方向に貫通している。貫通孔２５は、エッチングによって金属板５１の第１面５１ａの側に形成された第１凹部３０と、エッチングによって金属板５１の第２面５１ｂの側に形成された第２凹部３５と、が連通して形成されてもよい。なお、金属板５１の第１面５１ａは、メタルマスク２０の第１面２０ａに対応する。
金属板５１のエッチングはレジストパターンの穴から様々な方向に向けて等方的に進行する。そのため、メタルマスク２０の厚さ方向に沿った各位置における第１凹部３０や第２凹部３５の断面積は、表面から厚さ方向に進行するにしたがって次第に小さくなっていくような形状となる。
このように第１凹部３０と第２凹部３５とが連通して形成される貫通孔２５においては、第１凹部３０の第１壁面３１と第２凹部３５の第２壁面３６とが、周状の接続部４１を介して接続される。接続部４１においては、貫通孔２５の壁面が広がる方向が変化する。例えば、接続部４１においては、壁面が広がる方向が不連続に変化する。本開示の一実施形態においては、接続部４１において、平面視における貫通孔２５の開口面積が最小になる。なお、図示はしないが、接続部４１以外の、メタルマスク２０の厚さ方向の位置において、貫通孔２５の開口面積が最小になってもよい。
有効領域２２の第２面２０ｂ側において、隣り合う二つの貫通孔２５の第２凹部３５が稜線３３で接続されてもよい。言い換えると、隣り合う二つの第２凹部３５の間に、メタルマスク２０を構成する金属板５１の第２面５１ｂが残っていなくてもよい。このような貫通孔２５は、後述する製造方法のように、隣り合う二つの第２凹部３５の間に金属板５１の第２面５１ｂが残存しないように金属板５１をエッチングすることによって形成されてもよい。なお、金属板５１の第２面５１ｂは、メタルマスク２０の第２面２０ｂに対応する。
メタルマスク２０を用いる蒸着工程において、蒸着材料９８は、次第に開口面積が小さくなっていく第２凹部３５を通過して基板９２に付着する。蒸着材料９８の一部は、るつぼ９４から基板９２に向けて基板９２の厚さ方向Ｎに沿って移動するが、図７において第２面２０ｂ側から第１面２０ａ側へ向かう方向Ｆ１で示したり、図８において第２面２０ｂ側から第１面２０ａ側へ向かう方向Ｆ２で示したりするように、蒸着材料９８のその他の一部は、基板９２の厚さ方向Ｎに対して傾斜した方向に移動することもある。
このように、傾斜した方向Ｆ１，Ｆ２に移動する蒸着材料９８の一部は、貫通孔２５を通って基板９２に到達するよりも前に、第２凹部３５の第２壁面３６に到達して付着して、シャドーを生じさせたりする。このようにして、第２凹部３５の第２壁面３６に付着する蒸着材料９８の比率が高いほど、蒸着工程における蒸着材料９８の利用効率が低下する。
この点について、貫通孔が短軸２７と長軸２６とを有するような異方性の形状である場合について、より具体的に検討する。図６に示すように、貫通孔が短軸２７と長軸２６とを有するような異方性の形状である場合には、比較的広い第１領域Ｒ１と、比較的狭い第２領域Ｒ２とが存在し得る。
貫通孔２５は、第１面２０ａ側に第１凹部３０と、第２面２０ｂ側に第２凹部３５と、接続部４１と、第１角度θ１と、第２角度θ２と、を有してもよい。ここで、接続部４１は、第１凹部３０と第２凹部３５とが接続される稜部である。接続部４１では、貫通孔２５の壁面が広がる方向が不連続に変化する。本開示の一実施形態においては、接続部４１において、平面視における貫通孔２５の開口面積が最小になってもよい。また、接続部４１以外の、メタルマスク２０の厚さ方向の位置において、貫通孔２５の開口面積が最小になってもよい。
第１角度θ１は、直線Ｋ１がメタルマスクの厚さ方向Ｎに対してなす角度である。ここで、直線Ｋ１は、接続部４１のうち第１トップ部３２ａに最も近い部分Ｐ１ａと、第１トップ部３２ａのうち接続部４１に最も近い部分Ｐ２ａと、を通過する直線である。
第２角度θ２は、直線Ｋ２がメタルマスクの厚さ方向Ｎに対してなす角度である。ここで、直線Ｋ２は、接続部４１のうち第２トップ部３２ｂに最も近い部分Ｐ１ｂと、第２トップ部３２ｂのうち接続部４１に最も近い部分Ｐ２ｂと、を通過する直線である。
ここで、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の両方に、エッチングされずに残ったリブ棒があると仮定する。この場合、図７に示すように、短軸２７と同じ方向にメタルマスク２０の有効領域２２を切断した面でみたときに、第１トップ部３２ａと接続部４１とを結ぶ方向Ｆ１の角度θ１は、比較的なだらかである。しかし、一方で、図８に破線で示すように、長軸２６と同じ方向にメタルマスク２０の有効領域２２を切断した面でみたときに、トップ部３２ｃと接続部４１とを結ぶ方向Ｆ３の角度θ４は、比較的急な角度となる。
例えば、貫通孔２５が短軸２７と長軸２６とを有するような異方性の形状である場合において、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の両方に、リブ棒があると仮定する。この場合、貫通孔２５の短軸方向Ｄ２に位置する第１トップ部の高さＨ１は高くても、貫通孔から第１トップ部までの距離が比較的遠いため、シャドーが生じにくい。一方で、貫通孔２５の長軸方向Ｄ１に位置する第２トップ部は、貫通孔から第２トップ部までの距離が比較的近い。そのため、第２トップ部の高さＨ２が高いと、シャドーが生じやすい。
これに対して、本開示の一実施形態においては、図８に示すように、長軸２６と同じ方向にメタルマスク２０の有効領域２２を切断したときに現れる第２トップ部３２ｂの高さＨ２を第１トップ部３２ａの高さＨ１よりも低いものとする。このようにシャドーを生じさせやすい第２トップ部３２ｂの高さＨ２を低くすることで、シャドーが生じにくくする。その一方で、シャドーを生じさせにくい第１トップ部３２ａの高さＨ２を高くすることで、メタルマスクの強度の向上を図ることができる。より具体的には、図８に示すように、長軸２６方向に隣り合う二つの第２凹部３５の第２壁面３６が、第２面２０ｂ側において合流するように第２トップ部を構成してもよい。これにより、メタルマスクの厚さ方向に対して接続部４１と第２トップ部とを結ぶ方向Ｆ２の角度θ２をより大きくなだらかにすることができる。
このように、短軸２７で囲われた第２領域Ｒ２において、エッチングされて形成された第２トップ部を有することにより、方向Ｆ２の角度θ２を方向Ｆ１の角度θ１により近づけることが可能となり、短軸２７と長軸２６の方向によってシャドーの生じ方に差が生じにくくすることができる。
また、接続部４１のうち第１トップ部３２ａに最も近い部分と第１トップ部３２ａとを通過する直線がメタルマスク２０の厚さ方向Ｎに対してなす角度θ１と、接続部４１のうち第２トップ部３２ｂに最も近い部分と第２トップ部３２ｂとを通過する直線が厚さ方向Ｎに対してなす角度θ２とは、θ２≧θ１の関係を有することが好ましい。
角度θ１は、好ましくは２５°以上であってもよく、３０°以上であってもよく、３５°以上であってもよく、４０°以上であってもよい。また、角度θ１は、好ましくは７５°以下であってもよく、７０°以下であってもよく、６５°以下であってもよく、６０°以下であってもよい。
角度θ２は、好ましくは４０°以上であってもよく、４５°以上であってもよく、５０°以上であってもよく、５５°以上であってもよい。また、角度θ２は、好ましくは８５°以下であってもよく、８０°以下であってもよく、７５°以下であってもよく、７０°以下であってもよく、６５°以下であってもよい。
上記のように角度θ１及び角度θ２を設定することにより、短軸２７と長軸２６の方向によってシャドーの生じ方の差が小さくなる傾向にある。なお、角度θ１及び角度θ２に関する上記数値範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
なお、ここで、第１凹部３０と第２凹部３５は、その深さによって区別してもよい。例えば、図７に示すように、貫通孔２５は、高さＨ３の第１凹部３０と高さＨ４の第２凹部３５とを有してもよい。ここで、高さＨ３は、第１面２０ａから接続部４１までの高さである。また、高さＨ４は、第２面２０ｂから接続部４１までの高さである。このとき、高さＨ３は、高さＨ４よりも低いことが好ましい。このような深さ関係にある第１凹部３０を有する面が第１面２０ａであり、第２凹部３５を有する面が第２面２０ｂであるとしてもよい。
上記のように比（Ｈ４／Ｈ３）を大きくすることにより、蒸着物質の利用効率や蒸着精度がより向上する傾向にある。また、比（Ｈ４／Ｈ３）を小さくすることにより、有効領域２２が変形したり破断したりすることを抑制できる傾向にある。なお、比（Ｈ４／Ｈ３）の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
第１凹部３０と第２凹部３５の深さの関係は、第１凹部３０と第２凹部３５の開口の寸法に置きかえてもよい。例えば、第１凹部３０の開口寸法は、第２凹部３５の開口寸法よりも小さくてもよい。
本開示の一実施形態に係るメタルマスクの製造方法は、第１面２０ａと、第１面５１ａの反対側に位置する第２面５１ｂと、を有する金属板５１を準備する工程と、金属板５１をエッチングすることによってメタルマスク２０を形成するエッチング工程と、を備える。
本開示の一実施形態に係るメタルマスク２０の製造方法について、主に図１０～図１５を参照して説明する。図１０は、金属板５１を用いてメタルマスク２０を製造する製造装置７０を示す図である。まず、軸部材５２に巻き付けられた金属板５１を含む巻回体５０を準備する。続いて、巻回体５０の金属板５１を軸部材５２から巻き出して、金属板５１を図１０に示すレジスト膜形成装置７１、露光・現像装置７２、エッチング装置７３、剥膜装置７４及び分離装置７５へ順次搬送する。その過程において金属板５１に貫通孔２５が形成され、さらに長尺の金属板を断裁することによって枚葉状の金属板からなるメタルマスク２０を得ることができる。
なお、図１０においては、金属板５１がその長さ方向に搬送されることによって装置の間を移動する例が示されているが、これに限られることはない。例えば、レジスト膜形成装置７１においてレジスト膜が設けられた金属板５１を軸部材５２に再び巻き取った後、巻回体の状態の金属板５１を露光・現像装置７２に供給してもよい。また、露光・現像装置７２において露光・現像処理されたレジスト膜が設けられた状態の金属板５１を軸部材５２に再び巻き取った後、巻回体の状態の金属板５１をエッチング装置７３に供給してもよい。また、エッチング装置７３においてエッチングされた金属板５１を軸部材５２に再び巻き取った後、巻回体の状態の金属板５１を剥膜装置７４に供給してもよい。また、剥膜装置７４において後述する樹脂５４などが除去された金属板５１を軸部材５２に再び巻き取った後、巻回体の状態の金属板５１を分離装置７５に供給してもよい。
レジスト膜形成装置７１は、金属板５１の表面にレジスト膜を形成する。また、露光・現像装置７２は、レジスト膜に露光処理及び現像処理を施すことにより、レジスト膜をパターニングしてレジストパターンを形成する。エッチング装置７３は、レジストパターンをマスクとして金属板５１をエッチングして、金属板５１に貫通孔２５を形成する。剥膜装置７４は、レジストパターンや後述する樹脂５４などの、金属板５１のうちエッチングされない部分をエッチング液から保護するために設けられた構成要素を剥離させる。分離装置７５は、金属板５１のうち１枚分のメタルマスク２０に対応する複数の貫通孔２５が形成された部分を金属板５１から分離する分離工程を実施する。このようにして、メタルマスク２０を得ることができる。
本開示の一実施形態においては、金属板５１から複数枚のメタルマスク２０を作製できるように、多数の貫通孔２５を形成する。言い換えると、金属板５１に複数枚のメタルマスク２０を割り付ける。例えば、金属板５１の幅方向に複数の有効領域２２が並び、且つ、金属板５１の長さ方向に複数のメタルマスク２０用の有効領域２２が並ぶよう、金属板５１に多数の貫通孔２５を形成する。
以下、メタルマスク２０の製造方法の各工程について詳細に説明する。
まず、軸部材５２に巻き付けられた金属板５１を含む巻回体５０を準備する。所望の厚さを有する金属板５１を作製する方法としては、圧延法、めっき成膜法などを採用できる。
続いて、レジスト膜形成装置７１を用いて、巻出装置から巻き出された金属板５１の第１面５１ａ上および第２面５１ｂ上に、図１１に示すようにレジスト膜５３ａ、５３ｂを形成する。レジスト膜５３ａ、５３ｂは、例えば、アクリル系光硬化性樹脂などの感光性レジスト材料を含むドライフィルムを金属板５１の第１面５１ａ上および第２面５１ｂ上に貼り付けることによって形成してもよい。また、レジスト膜５３ａ、５３ｂは、例えば、感光性レジスト材料を含む塗布液を金属板５１の第１面５１ａ上および第２面５１ｂ上に塗布し、塗布液を乾燥させることによって形成してもよい。
レジスト膜５３ａ、５３ｂはネガ型であってもポジ型であってもよいが、ネガ型が好ましく用いられる。
レジスト膜５３ａ、５３ｂの厚さは、例えば１５μｍ以下であり、１０μｍ以下であってもよく、６μｍ以下であってもよく、４μｍ以下であってもよい。また、レジスト膜５３ａ、５３ｂの厚さは、例えば１μｍ以上であり、３μｍ以上であってもよく、５μｍ以上であってもよく、７μｍ以上であってもよい。レジスト膜５３ａ、５３ｂの厚さの範囲は、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。
続いて、露光・現像装置７２を用いて、レジスト膜５３ａ、５３ｂを露光及び現像する。これにより、図１２に示すように、金属板５１の第１面５１ａ上に第１レジストパターン５３ｃを形成し、金属板５１の第２面５１ｂ上に第２レジストパターン５３ｄを形成できる。例えば、ネガ型のレジスト膜を用いた場合には、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基板をレジスト膜上に配置し、レジスト膜をガラス基板越しに露光し、さらにレジスト膜を現像するようにしてもよい。
続いて、エッチング装置７３を用いて、第１レジストパターン５３ｃ、第２レジストパターン５３ｄをマスクとして金属板５１をエッチングすることによってメタルマスク２０を形成するエッチング工程を実施する。エッチング工程は、第１面エッチング工程及び第２面エッチング工程を含んでもよい。
まず、図１３に示すように、第１面エッチング工程を実施する。第１面エッチング工程においては、金属板５１の第１面５１ａのうち第１レジストパターン５３ｃ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。例えば、第１エッチング液を、搬送される金属板５１の第１面５１ａに対面する側に配置されたノズルから、第１レジストパターン５３ｃ越しに金属板５１の第１面５１ａに向けて噴射する。この際、金属板５１の第２面５１ｂは、第１エッチング液に対する耐性を有するフィルムなどによって覆われてもよい。
第１面エッチング工程の結果、図１３に示すように、金属板５１のうちの第１レジストパターン５３ｃによって覆われていない領域で、第１エッチング液による浸食が進む。これによって、金属板５１の第１面５１ａに多数の第１凹部３０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鉄溶液及び塩酸を含むものを用いてもよい。
次に、図１４に示すように、第２面エッチング工程を実施する。第２面エッチング工程においては、金属板５１の第２面５１ｂのうち第２レジストパターン５３ｄによって覆われていない領域を、第２エッチング液を用いてエッチングする。これによって、金属板５１の第２面５１ｂに第２凹部３５を形成する。第２面５１ｂのエッチングは、第１凹部３０と第２凹部３５とが互いに通じ合い、これによって貫通孔２５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鉄溶液及び塩酸を含むものを用いてもよい。なお、第２面５１ｂのエッチングの際、図１４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５４によって第１凹部３０が被覆されてもよい。
第２面エッチング工程においては、図１４に示すように、第１領域Ｒ１において、第１トップ部がエッチングされずに残るようにエッチングを行うか、あるいは第１トップ部の高さＨ１が相対的に高くなるようにエッチングを行う。具体的には、第１領域Ｒ１においては、隣り合う二つの第２凹部３５が接続されないようにエッチングが進行するようにしてもよいし、隣り合う二つの第２凹部３５が接続されるようにエッチングが進行するようにしてもよい。この際に、例えばエッチングが進行しすぎないように調整することにより、第１トップ部３２ａの高さＨ１及びθ１を調整することができる。
他方で、図１５に示すように、第２領域Ｒ２においては、第２トップ部の高さＨ２が相対的に低くなるようにエッチングを行う。具体的には、第２領域Ｒ２においては、隣り合う二つの第２凹部３５が接続されるようにエッチングが進行するようにしてもよい。エッチングの進行具合により、第２トップ部３２ｂの高さＨ２及びθ２を調整することができる。隣り合う二つの第２凹部３５が接続された箇所においては、隣り合う二つの第２凹部３５が合流して稜線３３が第１レジストパターン５３ｃから離間して、当該稜線３３においてエッチングによる浸食が金属板５１の厚さ方向にも進む。これにより、第２レジストパターン５３ｄが金属板５１から剥離する。
以上のようにすることで、第１トップ部３２ａの高さＨ１を第２トップ部３２ｂの高さＨ２よりも大きくすることができる。さらに、第１トップ部３２ａがリブ棒である場合の頂部の面積や、第２トップ部３２ｂの曲率及び曲率半径についても、同様にエッチングにより調整することができる。また、このようなエッチングの調整は、エッチング条件や、第２レジストパターン５３ｄにおける孔の大きさや形状を調整することにより行ってもよい。
次に、本実施の形態に係るメタルマスク２０を用いて有機ＥＬ表示装置を製造する方法について、図２を参照しつつ説明する。有機ＥＬ表示装置は、基板９２と、パターン状に設けられた蒸着材料９８を含む蒸着層と、を積層した状態で備えてもよい。有機ＥＬ表示装置の製造方法は、メタルマスク２０を用いて基板９２などの基板上に蒸着材料９８を蒸着させる蒸着工程を備える。
蒸着工程においては、まず、メタルマスク２０が基板に対向するようメタルマスク装置１０を配置する。また、磁石（不図示）を用いてメタルマスク２０を基板９２に密着させてもよい。また、蒸着装置９０の内部を真空雰囲気にしてもよい。この状態で、蒸着材料９８を蒸発させてメタルマスク２０を介して基板９２へ飛来させることにより、メタルマスク２０の貫通孔２５に対応したパターンで蒸着材料９８を基板９２に付着させることができる。
また、有機ＥＬ表示装置の製造方法は、メタルマスク２０を用いて基板９２などの基板上に蒸着材料９８を蒸着させる蒸着工程以外にも、様々な工程を備えてもよい。例えば、有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板に第１電極を形成する工程を備えてもよい。蒸着層は、第１電極の上に形成される。また、有機ＥＬ表示装置の製造方法は、蒸着層の上に第２電極を形成する工程を備えてもよい。また、有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板９２に設けられている第１電極、蒸着層、第２電極を封止する封止工程を備えてもよい。
メタルマスク２０を用いて基板９２などの基板上に形成される蒸着層は、上述の発光層には限られず、その他の層を含んでもよい。例えば、蒸着層は、第１電極側から順に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含んでもよい。この場合、各層に対応するメタルマスク２０を用いた蒸着工程がそれぞれ実施されてもよい。
なお、上述した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、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施形態と同様に構成され得る部分について、上述の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、上述した実施形態において得られる作用効果が変形例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。
（変形例）
第１の変形例として、上記では、第１トップ部３２ａの主たる例としてリブ棒について述べるところもあったが、第１トップ部３２ａはリブ棒である必要はなく、第２トップ部３２ｂのようにとなりあう第２凹部３５が結合して形成された稜線３３の極大値となる部分であってもよい。
第２の変形例として、第１凹部３０を形成する工程の前に第２凹部３５を形成する工程を行ってもよいし、第１凹部３０を形成する工程および第２凹部３５を形成する工程を並行して行ってもよい。
第２の変形例として、レーザー照射機を用いて第１凹部３０又は第２凹部３５内にレーザー光を照射することにより、第１凹部３０又は第２凹部３５の内部から金属板５１の他の面まで到達させて貫通孔を形成してもよい。
以下、本開示を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
（実施例）
上述のメタル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メタルマスクを製造した。この際、図６に示すようなパターンで貫通孔を形成し、貫通孔は短軸４０μｍ、長軸５０μｍの略矩形状とした。
また、４つの貫通孔の長軸２６で囲われた第１領域Ｒ１にエッチングされずに残った第１トップ部を形成し、また、４つの貫通孔の短軸２７で囲われた第２領域Ｒ２にエッチングにより第２トップ部を形成した。メタルマスクの原材料となる金属板は、インバー材とした。
（比較例）
第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の両方に、エッチングされずに残ったトップ部を形成したこと以外は、実施例と同様にして、メタルマスクを得た。
（強度の評価）
上記のようにして実施例及び比較例で作製したメタルマスクを用いて、強度を評価した。具体的には、フレームにメタルマスクを設置した際に波打形状などの不具合が生じるか否かを目視にて観察した。その観察結果に基づいて、下記評価基準にしたがい、強度の評価を行った。
（評価基準）
Ａ：波打形状などの不具合が生じなかった
Ｄ：波打形状などの不具合が生じた
（シャドーの評価）
上記のようにして実施例及び比較例で作製したメタルマスクを用いて、ガラス基板上に蒸着材料を付着させて蒸着層を形成する蒸着工程を実施した。続いて、貫通孔の短軸と長軸の長さの比に対する、蒸着層の短軸と長軸の長さの比を算出した。そして、その値に基づいて、下記評価基準にしたがい、シャドーの評価を行った。
評価値＝（蒸着層の短軸と長軸の長さの比）／（貫通孔の短軸と長軸の長さの比）
（評価基準）
Ａ：評価値が、０．９５以上１．０５以下
Ｂ：評価値が、０．９０以上０．９５未満、又は、１．０５超過１．１０以下
Ｃ：評価値が、０．８５以上０．９０未満、又は、１．１０超過１．１５以下
Ｄ：評価値が、０．８５未満、又は、１．１５超過
上記のように、第１トップ部の高さＨ１が第２トップ部の高さＨ２よりも高い実施例のメタルマスクは、強度に優れシャドーを抑制できることがわかる。一方で、第１トップ部の高さＨ１が第２トップ部の高さＨ２と同じであり、どちらも厚さＴと同程度である比較例１及び３のメタルマスクにおいては、強度は確保できるものの、シャドーが生じやすいことが分かる。また、第１トップ部の高さＨ１が第２トップ部の高さＨ２と同じであり、どちらも薄く構成した比較例２のメタルマスクにおいては、シャドーは抑制できるものの、強度が低く、取り扱いに問題があることが分かる。
また、高さＨ１に対する高さＨ２が０．５０倍以上であることにより強度がより向上する傾向が認められた。高さＨ１に対する高さＨ２が、０．９５倍以下であることにより、シャドーをより抑制できる傾向にある。
本発明のメタルマスクは、有機ＥＬ表示装置の製造に使用するメタルマスクなどとして、産業上の利用可能性を有する。
１０…メタルマスク装置、１５…フレーム、１７…端部、２０…メタルマスク、２０ａ…第１面、２０ｂ…第２面、２２…有効領域、２３…周囲領域、２５…貫通孔、２５ａ…第１貫通孔、２５ｂ…第２貫通孔、２５ｃ…第３貫通孔、２５ｄ…第４貫通孔、２５ｅ…第５貫通孔、２５ｆ…第６貫通孔、２６…長軸、２６ａ…第１長軸、２６ｂ…第２長軸、２６ｃ…第３長軸、２６ｄ…第４長軸、２６ｅ…第５長軸、２６ｆ…第６長軸、２７…短軸、２７ａ…第１短軸、２７ｂ…第２短軸、２７ｃ…第３短軸、２７ｄ…第４短軸、２７ｅ…第５短軸、２７ｆ…第６短軸、３０…第１凹部、３１…第１壁面、３２ａ…第１トップ部、３２ｂ…第２トップ部、３２ｃ…トップ部、３３…稜線、３５…第２凹部、３６…第２壁面、４１…接続部、５０…巻回体、５１…金属板、５１ａ…第１面、５１ｂ…第２面、５２…軸部材、５３ａ…レジスト膜、５３ｂ…レジスト膜、５３ｃ…第１レジストパターン、５３ｄ…第２レジストパターン、５４…樹脂、７０…製造装置、７１…レジスト膜形成装置、７２…露光・現像装置、７３…エッチング装置、７４…剥膜装置、７５…分離装置、９０…蒸着装置、９２…基板、９６…ヒータ、９８…蒸着材料、９９Ａ…第１の蒸着層、９９Ｂ…第２の蒸着層、９９Ｃ…第３の蒸着層、１００…有機ＥＬ表示装置、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｄ３…方向、Ｆ１…方向、Ｆ２…方向、Ｆ３…方向、Ｋ１…直線、Ｋ２…直線、Ｍ１…寸法、Ｍ２…寸法、Ｍ３…寸法、Ｍ４…寸法、Ｎ…方向、Ｐ１ａ…部分、Ｐ１ｂ…部分、Ｐ２ａ…部分、Ｐ２ｂ…部分、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、θ１…第１角度、θ２…第２角度、θ３…鋭角、θ４…角度、

Claims (10)

  1. 第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有するメタルマスクであって、
    前記第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、
    前記貫通孔は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔と、第４貫通孔と、第５貫通孔と、第６貫通孔と、を有し、
    前記第１貫通孔は、第１短軸と第１長軸を有し、
    前記第２貫通孔は、第２短軸と第２長軸を有し、
    前記第３貫通孔は、第３短軸と第３長軸を有し、
    前記第４貫通孔は、第４短軸と第４長軸を有し、
    前記第５貫通孔は、第５短軸と第５長軸を有し、
    前記第６貫通孔は、第６短軸と第６長軸を有し、
    前記第１長軸は、前記第２長軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第２長軸の隣に位置し、
    前記第１短軸は、前記第５短軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第５短軸の隣に位置し、
    前記第３長軸は、前記第４長軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第４長軸の隣に位置し、
    前記第３短軸は、前記第６短軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第６短軸の隣に位置し、
    前記第１トップ部は、前記第１長軸と前記第２長軸の間であり、かつ、前記第３長軸と前記第４長軸の間に位置し、
    前記第２トップ部は、前記第１短軸と前記第５短軸の間であり、かつ、前記第３短軸と前記第６短軸の間に位置し、
    前記第１トップ部の高さＨ１が、前記第２トップ部の高さＨ２よりも高い、
    メタルマスク。
  2. 前記第１トップ部と前記第２トップ部とを通る方向Ｄ3において、前記第１トップ部と、前記第２トップ部と、が交互に存在する、
    請求項１に記載のメタルマスク。
  3. 前記方向Ｄ１と前記方向Ｄ３とのなす鋭角が、３０°以上６０°以下である、
    請求項２に記載のメタルマスク。
  4. 前記高さＨ１が、前記第１面から前記第２面までの高さＴに対して、０．６０倍以上１．００倍以下であり、
    請求項１～３のいずれか一に記載のメタルマスク。
  5. 前記高さＨ２が、前記第１面から前記第２面までの高さＴに対して、０．３０倍以上０．９５倍以下である、
    請求項１～４のいずれか一に記載のメタルマスク。
  6. 前記第２トップ部の高さＨ２が、前記第１トップ部の高さＨ１に対して、０．９０倍以下である、
    請求項１～５のいずれか一に記載のメタルマスク。
  7. 前記貫通孔が、前記第１面側に第１凹部と、前記第２面側に第２凹部と、接続部と、第１角度θ１と、第２角度θ２と、を有し、
    前記接続部が、前記第１凹部と前記第２凹部とが接続される稜部であり、
    前記第１角度θ１は、前記接続部のうち前記第１トップ部に最も近い部分Ｐ１ａと、前記第１トップ部のうち前記接続部に最も近い部分Ｐ２ａと、を通過する直線Ｋ１が前記メタルマスクの厚さ方向Ｎに対してなす角度であり、
    前記第２角度θ２は、前記接続部のうち前記第２トップ部に最も近い部分Ｐ１ｂと、前記第２トップ部のうち前記接続部に最も近い部分Ｐ２ｂと、を通過する直線Ｋ２が前記メタルマスクの厚さ方向Ｎに対してなす角度であり、
    前記第１角度θ１と前記第２角度θ２とが、θ２≧θ１の関係を有する、
    請求項１～６のいずれか一項に記載のメタルマスク。
  8. 前記第２トップ部の曲率先端半径が、２．０μｍ以上１８μｍ以下である、
    請求項１～７のいずれか一項に記載のメタルマスク。
  9. 前記貫通孔の開口形状が、略長方形又は略楕円形である、
    請求項１～８のいずれか一項に記載のメタルマスク。
  10. メタルマスクの製造方法であって、
    第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有する金属板を準備する工程と、
    前記金属板をエッチングすることによって前記メタルマスクを形成するエッチング工程と、を備え、
    前記メタルマスクは、第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面と、を有し、
    前記第１面は、貫通孔と、第１トップ部と、第２トップ部と、を有し、
    前記貫通孔は、第１貫通孔と、第２貫通孔と、第３貫通孔と、第４貫通孔と、第５貫通孔と、第６貫通孔と、を有し、
    前記第１貫通孔は、第１短軸と第１長軸を有し、
    前記第２貫通孔は、第２短軸と第２長軸を有し、
    前記第３貫通孔は、第３短軸と第３長軸を有し、
    前記第４貫通孔は、第４短軸と第４長軸を有し、
    前記第５貫通孔は、第５短軸と第５長軸を有し、
    前記第６貫通孔は、第６短軸と第６長軸を有し、
    前記第１長軸は、前記第２長軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第２長軸の隣に位置し、
    前記第１短軸は、前記第５短軸と平行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第５短軸の隣に位置し、
    前記第３長軸は、前記第４長軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に平行な方向Ｄ１において、前記第４長軸の隣に位置し、
    前記第３短軸は、前記第６短軸と並行であり、かつ、前記第１長軸に交差する方向Ｄ２において、前記第６短軸の隣に位置し、
    前記第１トップ部は、前記第１長軸と前記第２長軸の間であり、かつ、前記第３長軸と前記第４長軸の間に位置し、
    前記第２トップ部は、前記第１短軸と前記第５短軸の間であり、かつ、前記第３短軸と前記第６短軸の間に位置し、
    前記第１トップ部の高さＨ１が、前記第２トップ部の高さＨ２よりも高い、
    メタルマスクの製造方法。
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