JP4046268B2 - Vapor deposition mask for organic EL device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸着マスク法で有機EL素子の発光層を形成する際に用いられる有機EL素子用蒸着マスク、およびこの有機EL素子用蒸着マスクの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
CRTや液晶に替わる表示装置として、光透過性の基板上に、有機化合物材料からなる赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の発光層がマトリックス状やストライプ状などの各種パターンで配列された有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示パネルがある。有機EL素子の発光層の形成方法としては、蒸着マスク法に代表されるドライプロセスによることが、精度、生産性などの観点からして有利であることは広く知られている。図20に示すように従来例に係る蒸着マスク法においては、素子の基板2に発色層51の形成パターンに対応する蒸着通孔52を有する蒸着マスク50を密着させて、該通孔52の部分のみに気化源により気化された有機材料を蒸着させて、基板2上に発色層51を形成する。蒸着マスク50は、ステンレス、鉄、ニッケル合金等を素材とする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この蒸着マスク50では、有機材料が蒸着通孔52の内周面に食い付くために基板2に対する離型性が悪く、さらに発光層51の周縁がマスク50の開口エッジ52aでこそぎ取られて欠け53ができやすい。このように欠け53のある発光層51は、輝度にムラがあり、有機EL素子の高精度化を図るうえで大きな障害となる。
【0004】
また、現行における蒸着マスクの通孔の製造方法としては、ウエットエッチングによる方法やレーザーによる方法などがあるが、ウエットエッチングによる方法では、精度良く形成することができない。また、レーザーによる場合には、形成する蒸着通孔の数が多いと製造コストが高くつき、また、形成時に熱の影響を受けて通孔周りに熱反応による反り、すなわちうねりが生じやすく、位置精度が低下するなどの問題もある。
【0005】
本発明の目的は、均一な形状を有する発光層を高精度に再現性良く形成することができ、さらに安価に製造可能な有機EL素子用蒸着マスクとその製造方法を得るにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、図1に示すごとく電着金属からなるマスク本体3に、発光層5形成用の蒸着通孔6が上下貫通状に多数独立して設けられている有機EL素子用の蒸着マスクにおいて、蒸着マスクの上面側、すなわち発光層5の蒸着対象である基板2との対向面側に、該基板2に対する離型性向上用の凸部7が、上方向に突出状に設けられていることを特徴とする。凸部7の突出高さ寸法hは、1〜10μmの範囲にあることが望ましい。
【0007】
具体的には、図3および図6に示すごとく多数の蒸着通孔6を配列形成して、蒸着通孔6の列の間に、多数独立した凸部7を分断列状に並設することができる。この場合には、図7に示すごとく、各凸部7が基板2に対して点状に接触できるような形状であることが望ましい。
【0008】
図9および図10に示すごとく、蒸着通孔6の列の間に、前後に長いリブ状の凸部7を設けることもできる。
【0009】
また、本発明は、電着金属からなるマスク本体3に、基板2に発光層5を形成するための蒸着通孔6が上下貫通状に多数独立して設けられている有機EL素子用の蒸着マスクの製造方法において、図4(c)に示すごとく母型10の表面に、レジスト体13aを有する一次パターンレジスト13を設ける第1のパターンニング工程と、図4(d)に示すごとく母型10上に電着金属を電鋳して、一次電着層14を形成する第1の電鋳工程と、図5(a)に示すごとくレジスト体13aの上面に、上記一次電着層14の任意の位置に対応する開口18bを有する二次パターンレジスト18を設ける第2のパターンニング工程と、図5(b)に示すごとく一次電着層14上の上記開口18bと対応する一に電着金属を電鋳して、該一次電着層14と一体不可分的に二次電着層19を形成する第2の電鋳工程と、母型30から一次および二次電着層14・19を剥離する剥離工程と、
前記剥離工程と前後して、一次および二次パターンレジスト13・18を除去する工程とを含むことを特徴とする。これによれば、一次パターンレジスト13のレジスト体13aの除去に伴い、一次電着層14には蒸着通孔6が形成され、二次パターンレジスト18の開口18bに形成された二次電着層19が、基板2に対する離型性向上用の凸部7となる。パターンレジスト13・18は、フォトレジスト等を使用したリソグラフィー法その他の任意の方法で形成でき、パターンレジスト13・18の形成手段は問わない。
【0010】
図3に示すような有機EL素子用蒸着マスクを製造するには、二次パターンレジスト18に、各蒸着通孔6間に隣接対応させて多数独立の開口18b(四角形状)を設けて、これら開口18bに、多数独立の凸部7を電鋳形成すればよい。
【0011】
図6に示すような有機EL素子用蒸着マスクを製造するには、先の図5(a)および図5(b)の工程に替えて、図8(a)に示すごとく、一次電着層14上に、先の開口18bの形状とは異なる円形の開口を備えた二次パターンレジスト18を例えば1〜3μmの範囲で薄く設ける第2のパターンニング工程と、図8(b)に示すごとく、レジスト体18aの高さを超えて、これをオーバーハングするように一次電着層14上に電着金属を電鋳して、該一次電着層14と一体不可分的に二次電着層19を形成する第2の電鋳工程とを採ればよい。これによっても一次パターンレジスト13のレジスト体13aの除去に伴い、一次電着層14には蒸着通孔6が形成され、二次パターンレジスト18の開口18bに、基板2に対する離型性向上用の凸部7を形成することができる。
【0012】
図9に示すような有機EL素子用蒸着マスクを製造するには、多数独立の開口18bを有する二次パターンレジスト18に替えて、前後方向に長い列状の開口18bがストライプ状に設けてある二次パターンレジスト18を用いればよく、これにて、開口18bに対応して、前後に長いリブ状の凸部7を電鋳形成することができる。
【0013】
さらに、図9に示すような有機EL素子用蒸着マスクは、図11および図12に示すような手順によっても製造できる。つまり、図11(a)に示すごとく母型30上に、前後方向に長い列状のレジスト体31aを有するエッチングレジスト31を設ける第1のパターンニング工程と、図11(b)に示すごとくレジスト体31aの左右方向の間隙にかかる母型30の表面をエッチングして、凹溝32を形成するエッチング工程と、図11(c)に示すごとく凹溝32を埋めるようにエッチングレジストを再コートしてから、図12(a)に示すごとく多数独立のレジスト体34aを有するパターンレジスト34を設ける第2のパターンニング工程と、図12(b)に示すごとくレジスト体34aを除く、母型30上に電着金属を電鋳して、電着層35を形成する電鋳工程と、レジスト体34aを除去するレジスト除去工程と、母型30から電着層35を剥離する剥離工程とを含むような製造方法を採ってもよい。これによれば、レジスト体34aの除去に伴い、電着層35に蒸着通孔6が形成される。また、母型30の凹溝32内に電鋳形成された電着層35の部分が、基板2に対する剥離性向上用の凸部7となる。
【0014】
また、マスク本体3の周縁に、金属製の枠体4を貼り付ける枠貼り付け工程を含ませることができる。この場合には、当該枠貼り付け工程を、剥離工程に先立って行うようにすることが好ましい。
【0015】
【発明の作用効果】
図20に示すように、基板2と蒸着マスク50とが密着するような姿勢で蒸着作業を行うと、蒸着作業後の基板2に対する蒸着マスク50の離版時に、基板2上に蒸着された発光層51の周縁がマスク50の開口エッジ52aでこそぎ取られて、欠け53が生じる不具合がある。この点、本発明に係る有機EL素子用蒸着マスクによれば、図1に示すごとく蒸着マスク1の上面側、すなわち発光層5の蒸着対象である基板2との対向面側に、凸部7を上方向に突出状に設けたので、該凸部7の上端のみが基板2に接触するような姿勢で蒸着作業を進めて、当該作業終了後は発光層5に干渉することなく蒸着マスク1をガラス基板2から離間させることができる。従って、マスク本体3を基板2と密着させた場合に不可避の発光層5の欠けを効果的に防いで、均一な形状を有する発光層5を高精度に再現性良く形成できる。
【0016】
また、凸部7の存在により、マスク本体3全体が補強されるため、蒸着マスク1の全体強度が増し、自重によって撓みにくくできる。従って、蒸着装置内での位置合せ精度にバラツキが生じるような不具合が一切生じず、発光層5の位置精度や再現性の向上を図ることができる。
【0017】
本発明においては、図1に示すように凸部7の突出高さ寸法を、1〜10μmの範囲に設定する。凸部7の高さ寸法が1μm未満であると、離型性の向上効果が得られにくく、高さ寸法が10μmを超えると、マスク1の裏面に蒸着物質が回り込んで、蒸着領域と非蒸着領域との境界に滲みが生じて、発光層5の周縁が不明瞭になる不具合がある。
【0018】
図3に示すごとく、蒸着通孔6の列の間に多数独立した凸部7を分断列状に並設したのは、基板2との接触面積を小さくして、離型性の向上を図るためである。さらに、図6および図7に示すごとく各凸部7を周縁から中央に行くに従って漸次厚みが増す先窄まりのテーパー状としてあると、凸部7は基板2に対して点状に接触するので、より密着性と離型性が向上する。
【0019】
図9に示すごとく、前後に長いリブ状の凸部7を設けてあると、先の図3および図6のような多数独立の凸部7を備える形態と比べて、マスク本体3の裏打ち部分が大きくなるので、マスク1はより撓みにくい形態となり、従って、発光層5の位置精度や再現性に優れた蒸着マスク1が得られる。
【0020】
本発明に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造方法によれば、電鋳方法により一次電着層14すなわち蒸着通孔6を有するマスク本体3を形成したので、エッチング加工により蒸着通孔6などを形成する形式に比べて、高精度にしかも生産性を確保してつくれる利点を有する。レーザー加工する形式に比べて、製造コストが安価であることや、熱反応によるうねりが一切生じず、高精度につくれる点でも有利である。
【0021】
枠4の取り付け作業を、母型に付いた状態で行うようにしてあると、マスク本体3の位置ズレが生じにくく、寸法安定性を確保できる利点がある。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1実施例) 図1ないし図3に、本発明の第1実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクを示す。図1は、発光層5の蒸着対象であるガラス製の基板2の下方に、当該マスク1を配置させた状態を示している。ここで示されるマスク1は、赤色(R)の発光層5を形成するためのマスクである。マスク1は、ニッケルやニッケルコバルト等のニッケル合金、その他の電着金属を素材として、電鋳方法により形成されたマスク本体3と、これの周縁に貼り付けられたステンレスやアルミニウム等の金属製の枠体4(図2)とからなる。マスク本体3には、発光層5形成用の蒸着通孔6が多数独立して設けられている。マスク本体3の厚みは、好ましくは10〜100μmの範囲とし、本実施例においては、10μmに設定する。なお、図1において、ガラス基板2と発光層5との間には、透明電極やバッファ層等が形成されているが、ここでは図示を省略する。
【0023】
図3に示すごとく、蒸着通孔6は、平面視で前後の長さ寸法が200μm、左右幅寸法が30〜80μmの四角形状を有している。蒸着通孔6は、前後方向に直線的に並ぶ複数個の通孔群を列とし、複数個の列が左右方向に並列状に配設されたマトリクス状に形成されている。互いに隣接する蒸着通孔6の列の間には、図3において仮想線で示すように、緑(G)と青(B)の二つの発光層が形成される。このため、左右方向における隣接する蒸着通孔6の開口間隔は、これら二色の発光層の形成領域ぶんだけ大きく設定されている。図1に示すように、各蒸着通孔6の内周面は、ストレート状である。
【0024】
図1に示すように、マスク1の上面側、すなわち基板2との対向面側には、基板2に対する離型性向上用の凸部7が、上方向に突出状に設けられている。図3に示すように、各凸部7は、平面視で左右に長い四角形状を呈しており、前後方向に並ぶ蒸着通孔6の間に配設されている。本実施例では、凸部7の前後の幅寸法は、10μm、左右幅寸法は100μmと設定してある。図1に示すように、各凸部7は、好ましくは縦断側面視で端部の厚みが薄く、中央部が厚い蒲鉾形状であり、中央部が線接触状にガラス基板2と接触する。
【0025】
凸部7の突出寸法h、すなわち凸部7の中央部における厚み寸法は、1〜10μmとする。凸部7の突出寸法hが1μm未満であると、離型性の向上効果が得られにくい。突出寸法hが10μmを超えると、マスク1の裏面に蒸着物質が回り込んで、蒸着領域と非蒸着領域との境界に滲みが生じやすく、発光層5の周縁の形状が不均一となり易い。
【0026】
図4および図5は本実施例に係る有機EL素子用電着マスクの製造方法を示す。まず、図4(a)に示すごとく、導電性を有する例えばステンレスや真ちゅう鋼製の母型10の表面にフォトレジスト層11を形成する。このフォトレジスト層11は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成した。
【0027】
次いで、図4(b)に示すごとくフォトレジスト層11の上に、前記蒸着通孔6に対応する透光孔12aを有するパターンフィルム12(ガラスマスク)を密着させたのち、紫外光ランプで紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図4(c)に示すごとく、前記蒸着通孔6に対応するストレート状のレジスト体13aを有する一次パターンレジスト13を母型10上に形成した。
【0028】
続いて、上記母型10を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図4(d)に示すごとく先のレジスト体13aの高さの範囲内で、母型10のレジスト体13aで覆われていない表面にニッケルやニッケル合金等の電着金属を好ましくは10〜100μm厚の範囲、本実施例では50μm厚で一次電鋳して、一次電着層14、すなわち前記マスク本体3となる層を形成した。次に、一次電着層14の表面を研磨して平滑化した後、図5(a)に示すごとく、感光性のレジスト等を用いて、レジスト体18aを有する二次パターンレジスト18を一次電着層14上に形成した。ここでは、3〜5μm厚の範囲となるように、レジスト体18aを形成した。二次パターンレジスト18は、凸部7に対応する四角形状の開口18bを有する。レジスト体18aの一部は、一次電着層14上に被さっている。
【0029】
次に図5(b)に示すごとく、一次電着層14の二次パターンレジスト18で覆われていない開口18bの表面に、ニッケルやニッケル合金等の電着金属を好ましくは、1〜10μm厚の範囲、本実施例では3μm厚で電鋳し、二次電着層19すなわち凸部7となる層を形成した。かくして、一次電着層14上に二次電着層19が一体不可分的に形成されたマスク本体3を得た。最後に、一次および二次パターンレジスト13・18を溶解除去してから、マスク本体3の周縁に、アルミやステンレス製などからなる枠体4を取り付け、母型10から一次および二次電着層14・19を剥離することにより、図5(c)に示すように、多数の蒸着通孔6を有するマスク本体3の上面側に多数独立の凸部7を備える有機EL素子用蒸着マスク1を得た。図5(b)に示す二次電鋳工程においては、電鋳槽にブチンジオールなどの第2種光沢剤を建浴して、光沢メッキを行った。これにて、図1に示すごとく、縦断側面視で前後端部の厚みが薄く、中央部が厚い蒲鉾形状の凸部7が得られた。
【0030】
以上のように本実施例に係る有機EL素子用蒸着マスク1では、マスク本体3の上面側に多数独立の凸部7を設けたので、基板2に発光層5を形成する蒸着工程においては、これら凸部7の上端のみが基板2に接触するような姿勢で作業を進めることができる。つまり、マスク本体3が、基板2から僅かに浮いた姿勢で蒸着作業を進めることができる。従って、当該作業終了後は各蒸着通孔6の周縁エッジが発光層5に干渉することなく、蒸着マスク1をガラス基板2から離間させることが可能で、マスク本体3を基板2と密着させた場合に不可避の発光層5の欠けを効果的に防いで、均一な形状を有する発光層5を高精度に再現性良く形成できる。また、実質的にマスク1をマスク本体3と凸部7との二層構造としたので、マスク1の全体強度が増す点でも有利である。
【0031】
凸部7が、前後端部の厚みが薄く、中央部に向かって漸次厚みが増すような、縦断面視で蒲鉾形状としてあると、中央部のみが基板2と線状に接触するため、図1に示すごとく、凸部7の上端の全面が基板2と接触する形態と比べて密着性及び離型性に優れる。また、凸部7を蒸着通孔6の近くに形成した場合には、当該凸部7自身が発光層5に接触して、発光層5の周縁がこそぎ取られるおそれがあるが、凸部7の前後端部の厚みを薄くしてあると、発光層5との接触確率を低く抑えて、この点でも発光層5が欠けるのを効果的に阻止できる。
【0032】
凸部7の突出寸法hを、1〜10μmと低く設定してあるので、マスク1の裏面に蒸着物質が回り込んで、蒸着領域と非蒸着領域との境界に滲みが生じて、形状が不均一となる不具合が少ない。従って、この点でも素子の高精度化に寄与できる。
【0033】
蒸着通孔6は、図3に示すごとく前後方向に直線的に並べるほかに、図16に示すように斜め方向に並べることができる。この図16に示す形態においては、凸部7の左右方向の長さ寸法は、二つの蒸着通孔6の左右方向に係る開口幅寸法よりも僅かに大きく設定してある。それ以外の構成、および作用効果は、図1ないし図3と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0034】
(第2実施例) 図6および図7に、本発明の第2実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクを示す。この実施例に係るマスク1では、多数独立の凸部7が、マスク本体3の上面に上方向に突出状に形成されており、各凸部7が平面視で円形状を有している点が、先の第1実施例と相違する。図7に示すように、各凸部7は、周縁から中央に行くに従って漸次厚みが増す先窄まりのテーパー状を呈しており、上端部が基板2(図1参照)と点状に接触する。
【0035】
第2実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造方法を図4および図8を使って説明する。まず、図4(a)に示すごとく、導電性を有するステンレスや真ちゅう鋼製の母型10の表面にフォトレジスト層11を形成した。次に、図4(b)に示すごとく、フォトレジスト層11の上に、蒸着通孔6に対応する透光孔12aを持つパターンフィルム12(ガラスマスク)を密着させたのち、紫外線ランプで紫外線を照射して露光を行い、現像・乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図4(c)に示すごとく、蒸着通孔6に対応するストレート状のレジスト体13aを有する一次パターンレジスト13を母型10上に形成した。続いて、図4(d)に示すごとく、先のレジスト体13aの高さの範囲内で、母型10のレジスト体13aで覆われていない表面にニッケル合金等の電着金属を好ましくは5〜100μm厚の範囲で、本実施例では10μm厚で一次電鋳して、一次電着層14すなわちマスク本体3となる層を形成した。以上の工程は第1実施例と同様である。
【0036】
次に、一次電着層14の表面研磨後、図8(a)に示すごとく、感光性の液状レジスト等を用いて、レジスト体18aを有する二次パターンレジスト18を一次電着層14上に薄く形成した。ここでは、1〜2μm厚の範囲となるように、レジスト体18aを形成した。レジスト体18aで覆われていない部分は、凸部7(図6参照)に対応する円形状の開口18bとなっている。
【0037】
次に、図8(b)に示すごとく一次電着層14の二次パターンレジスト18で覆われていない開口18bの表面に、光沢剤を多く含有するニッケル−コバルト等の電着金属を電鋳して、二次電着層19、すなわち凸部7を形成した。ここでは、レジスト体18aの高さを超えて電着金属を電鋳させて、凸部7がレジスト体18aの縁部に被さるようにオーバーハングさせた。具体的には、3〜5μm厚の範囲で、本実施例では4μm厚で電鋳して、凸部7を形成した。
【0038】
最後に、一次及び二次パターンレジスト13・18を溶解除去してから、マスク本体3の周縁に枠体4(図2参照)を取り付け、母型10から一次および二次電着層14・19を剥離することにより、図8(c)に示すごとく、マスク本体3に凸部7を多数備える有機EL素子用蒸着マスク1を得た。
【0039】
以上のようにして得られた有機EL素子用蒸着マスク1の凸部7は、図6および図7のように、平面視で円形状、縦断側面視で先窄まりのテーパー状となる。凸部7は、前後方向に隣り合う蒸着通孔6の間に位置し、マスク本体3から上方向に突出状に多数独立して設けられる。二次パターンレジスト18を溶解除去することにより、凸部7とマスク本体3との接合部分には、微細な凹入部25が形成される。
【0040】
本実施例に係るマスク1によれば、マスク本体3の上面側に多数独立の凸部7を設けたので、基板2に発光層5を形成する蒸着工程においては、これら凸部7の上端のみが基板2に点接触するような姿勢で作業を進めることができる。従って、当該作業終了後は各蒸着通孔6の周縁エッジが、発光層5に干渉することなく蒸着マスク1をガラス基板2から離間させることが可能で、マスク本体3を基板2と密着させた場合に不可避の発光層5の欠けを効果的に防いで、均一な形状を有する発光層5を高精度に再現性良く形成できる。特に、凸部7を先窄まりのテーパー状として、基板2に対して点状に接触するようにしてあるので、マスク1が優れた密着性と離型性を発揮する点で有利となる。
【0041】
(第3実施例) 図9および図10に、本発明の第3実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクを示す。本実施例に係るマスク1においては、各凸部7を左右に長い連続したリブ状としてある点が、先の第1および第2実施例と相違する。各凸部7は、縦断面視で前後端部の厚みが薄く、中央部に向かって漸次厚みが増す蒲鉾形状としてあり、中央部が基板2(図1参照)と、線状に接触するようにしてある。
【0042】
図11および図12は本実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造方法を示す。まず、図11(a)に示すごとく、導電性を有するステンレス製の母型30の表面に、左右方向に長いレジスト体31aを有するエッチングレジスト31をストライプ状に形成した。次に、図11(b)に示すごとく、母型30のレジスト体31aで覆われていない表面をエッチング処理して、左右方向に長い凹溝32を形成した。ここでは、化学エッチングを行い、3μmの深みを有する断面蒲鉾状の凹溝32を形成した。
【0043】
次に、図11(c)に示すごとく、凹溝32を埋めるようにレジストを再コートして、母型30の表面全体をエッチングレジスト31で覆ってから、パターン焼付処理、現像処理、不要なレジストの除去処理を行って、図12(a)に示すごとく蒸着通孔6に対応する多数独立のレジスト体34aを有するパターンレジスト34を形成した。続いて、図12(b)に示すごとくレジスト体34aで覆われていない母型30の表面に、ニッケルコバルト等の電着金属を電鋳して、マスク本体3と凸部7とが一体不可分に形成された電着層35を得た。ここでは、マスク本体3に係る電着層35の厚みは、30μm厚とした。
【0044】
レジスト体34aを溶解除去して、蒸着通孔6を形成してから、マスク本体3の周縁に枠体4(図10参照)を取り付け、最後に母型30から電着層を剥離することにより、図12(c)に示すような左右方向に長い連続したリブ状の凸部7を有する有機EL素子用蒸着マスク1を得た。
【0045】
本実施に係る有機EL素子用蒸着マスクによれば、マスク本体3の上面側に多数の連続したリブ状の凸部7を設けたので、基板2に発光層5を形成する蒸着工程においては、これら凸部7の上端のみが基板2に接触するような姿勢で作業を進めて、当該作業終了後は蒸着通孔6の開口エッジが発光層5に干渉することなく蒸着マスク1をガラス基板2から離間させることができる。従って、マスク本体3を基板2と密着させた場合に不可避の発光層5の欠けを効果的に防いで、均一な形状を有する発光層5を高精度に再現性良く形成できる。
【0046】
左右に長い連続したリブ状の凸部7を設けてあると、マスク本体3の裏打ち部分を大きくして、マスク1の自重による撓み変形を効果的に阻止できる。従って、本実施例に係るマスク1は、発光層5の位置精度や再現性に優れたものとなる。
【0047】
(第4実施例) 本実施例に係る有機EL素子用蒸着マスク1は、図13に示すごとく基板2側に設けられた上段層41と、この上段層41の下面側、すなわち気化源43からの飛来方向に形成された下段層42とからなる。蒸着通孔6は、気化源43からの気化物の飛来方向に外広がり状に形成された断面段付き形状をなしている。具体的には、各蒸着通孔6は、上段層41に内周面がストレート状に設けられた小孔部44と、この小孔部44に連通して該小孔部44よりも大きな開口寸法で内周面がストレート状に下段層42側に設けられた大孔部45とからなる。図14は、本実施例に係る有機EL素子用蒸着マスク1を下方向から見た平面図であり、このマスク1では、四角形状の小孔部44の周縁を囲むように、下段層42に四角形状の大孔部45が凹み形成されている。
【0048】
図21に示すごとく、マスク本体3の板厚が厚いと、蒸着通孔6の開口上端縁6aによる影ができて、得られた発光層5は歪な形状となる。この点、図13に示すごとく、マスク本体3を下段層42と上段層41の2層構造として、蒸着通孔6を上段層41側の小孔部44と下段層42側の大孔部45からなる下広がり状の断面段付き形状としてあると、広い角度から気化源43からの気化物を受け入れることが可能となる。従って、先の開口上端縁による影をなくして、均一な高さ寸法を有する断面形状の発光層5が得られる利点がある。また、下段層42の存在による補強効果で蒸着マスク1自体の変形、撓み性等をより一層防止できる。かくして、離型性向上用の凸部7を設けたことと相まって、発光層5を高精度に再現性良く形成することが可能となる。
【0049】
図15(a)に示すように、下段層42を蒸着通孔6の左右両端に沿ってライン状に長く形成して、これら下段層42・42に囲まれた凹み部分を、小孔部44に通じる大孔部45とすることができる。また、図15(b)に示すように、下段層42を分断列状としてもよい。これらの形態によっても、先の図13および図14に示したマスク1と同様の作用効果を得ることができる。
【0050】
上記実施例以外に、本発明に係る有機EL素子用蒸着マスク1は、図17および図18に示すような形態とすることができる。まず、図17(a)では、蒸着通孔6を前後に長い直線状としてあり、そのうえで、該蒸着通孔6の左右縁に沿って、前後に長い分断列状の凸部7を配列してある。図17(b)に示すように、凸部7を前後に長い列状としてもよい。図17(c)に示すように、前後に長い直線状の蒸着通孔6の左右縁に沿って、平面視で円形状の凸部7を等間隔に配置してもよい。
【0051】
図18(a)〜(c)に示すごとく、R、G、Bの三色の発光層のマスク1は、全く異なる形態であってもよい。つまり、図18(a)・(b)示すR用とG用のマスクでは、凸部7は蒸着通孔6の左右の一端側に沿う前後方向に長い列状である。これに対して、図18(c)に示すB用のマスクでは、凸部7は左右方向に長い列状である。
【0052】
上記の各実施例においては、凸部7は蒲鉾形状や先窄まりのテーパー状としていたが、図19に示すごとく、上端面が平坦な断面四角形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの縦断側面図
【図2】本発明の第1実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの一部拡大斜視図
【図3】本発明の第1実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの平面図
【図4】本発明の第1実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造過程の工程説明図
【図5】本発明の第1実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造過程の工程説明図
【図6】本発明の第2実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの平面図
【図7】本発明の第2実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの縦断側面図
【図8】本発明の第2実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造過程の工程説明図
【図9】本発明の第3実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの平面図
【図10】本発明の第2実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの一部拡大斜視図
【図11】本発明の第3実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造過程の工程説明図
【図12】本発明の第3実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの製造過程の工程説明図
【図13】本発明の第4実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクを示す縦断面図
【図14】本発明の第4実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクを下方向から見た平面図
【図15】(a)・(b)は、第4実施例に係る有機EL素子用蒸着マスクの別実施例形態を示す図であり、該マスクを下方向から見た平面図である。
【図16】本発明に係る有機EL素子用蒸着マスクの別実施形態を示す平面図
【図17】(a)・(b)・(c)は、本発明に係る有機EL素子用蒸着マスクの別実施形態を示す平面図
【図18】(a)・(b)は、本発明に係る有機EL素子用蒸着マスクの別実施形態を示す平面図
【図19】本発明に係る有機EL素子用蒸着マスクの別実施形態を示す縦断面図
【図20】従来例の有機EL素子用蒸着マスクを示す縦断面図
【図21】従来の有機EL素子用蒸着マスクの問題点を説明するための図
【符号の説明】
1 マスク
2 基板
3 マスク本体
4 枠体
5 発光層
6 蒸着通孔
7 凸部
10 母型
13 一次パターンレジスト
13a レジスト体
14 一次電着層
18 二次パターンレジスト
18b 開口
19 二次電着層
30 母型
31 エッチングレジスト
31a レジスト体
32 凹溝
34 パターンレジスト
34a レジスト体
35 電着層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vapor deposition mask for organic EL elements used when forming a light emitting layer of an organic EL element by a vapor deposition mask method, and a method for producing the vapor deposition mask for organic EL elements.
[0002]
[Prior art]
As a display device that replaces CRT and liquid crystal, light emitting layers of red (R), green (G), and blue (B) made of an organic compound material are formed on a light-transmitting substrate in a matrix shape or a stripe shape. There are organic EL (electroluminescence) display panels arranged in various patterns. As a method for forming a light emitting layer of an organic EL element, it is widely known that a dry process represented by an evaporation mask method is advantageous from the viewpoint of accuracy, productivity, and the like. As shown in FIG. 20, in the vapor deposition mask method according to the conventional example, a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this
[0004]
In addition, as a method for manufacturing a through-hole of a vapor deposition mask at present, there are a wet etching method and a laser method, but the wet etching method cannot be formed with high accuracy. In addition, in the case of using a laser, if the number of vapor deposition through holes to be formed is large, the manufacturing cost becomes high, and warping due to heat reaction, that is, undulation is likely to occur around the through holes due to the influence of heat during formation. There are also problems such as a decrease in accuracy.
[0005]
An object of the present invention is to obtain a vapor deposition mask for an organic EL element which can form a light emitting layer having a uniform shape with high reproducibility and can be manufactured at a low cost, and a method for manufacturing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a vapor deposition mask for an organic EL element in which a large number of vapor deposition through
[0007]
Specifically, as shown in FIG. 3 and FIG. 6, a large number of vapor deposition through
[0008]
As shown in FIGS. 9 and 10, long rib-like
[0009]
Further, the present invention provides a vapor deposition for an organic EL element in which a plurality of vapor deposition through
Before and after the peeling step, a step of removing the primary and secondary pattern resists 13 and 18 is included. According to this, with the removal of the
[0010]
In order to manufacture a vapor deposition mask for an organic EL element as shown in FIG. 3, the secondary pattern resist 18 is provided with a large number of
[0011]
In order to manufacture a vapor deposition mask for an organic EL element as shown in FIG. 6, the primary electrodeposition layer is replaced with the primary electrodeposition layer as shown in FIG. 8 (a) instead of the steps of FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b). A second patterning process in which a secondary pattern resist 18 having a circular opening different from the shape of the
[0012]
In order to manufacture a vapor deposition mask for an organic EL element as shown in FIG. 9, a long line-
[0013]
Furthermore, the vapor deposition mask for organic EL elements as shown in FIG. 9 can be manufactured by the procedure as shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 11A, a first patterning process in which an etching resist 31 having a
[0014]
Moreover, the frame sticking process which sticks the
[0015]
[Effects of the invention]
As shown in FIG. 20, when the deposition operation is performed so that the
[0016]
Moreover, since the whole mask
[0017]
In this invention, as shown in FIG. 1, the protrusion height dimension of the
[0018]
As shown in FIG. 3, the fact that a large number of
[0019]
As shown in FIG. 9, if the long rib-like
[0020]
According to the method for manufacturing a vapor deposition mask for an organic EL element according to the present invention, the
[0021]
If the mounting operation of the
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First Embodiment FIGS. 1 to 3 show a vapor deposition mask for an organic EL element according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state in which the
[0023]
As shown in FIG. 3, the vapor deposition through-
[0024]
As shown in FIG. 1, on the upper surface side of the
[0025]
The protrusion dimension h of the
[0026]
4 and 5 show a method of manufacturing an electrodeposition mask for organic EL elements according to this example. First, as shown in FIG. 4A, a
[0027]
Next, as shown in FIG. 4B, a pattern film 12 (glass mask) having a
[0028]
Subsequently, the mother die 10 is put in an electroforming bath that is bathed under a predetermined condition, and the resist
[0029]
Next, as shown in FIG. 5B, an electrodeposition metal such as nickel or nickel alloy is preferably deposited on the surface of the
[0030]
As described above, in the
[0031]
When the
[0032]
Since the protrusion dimension h of the
[0033]
The vapor deposition through
[0034]
Second Example FIGS. 6 and 7 show a vapor deposition mask for organic EL elements according to a second example of the present invention. In the
[0035]
The manufacturing method of the vapor deposition mask for organic EL elements which concerns on 2nd Example is demonstrated using FIG. 4 and FIG. First, as shown in FIG. 4A, a
[0036]
Next, after the surface of the
[0037]
Next, as shown in FIG. 8B, an electrodeposition metal such as nickel-cobalt containing a large amount of brightener is electroformed on the surface of the
[0038]
Finally, after the primary and secondary pattern resists 13 and 18 are dissolved and removed, the frame body 4 (see FIG. 2) is attached to the peripheral edge of the
[0039]
The
[0040]
According to the
[0041]
(Third Embodiment) FIGS. 9 and 10 show a vapor deposition mask for an organic EL element according to a third embodiment of the present invention. The
[0042]
FIG. 11 and FIG. 12 show the manufacturing method of the vapor deposition mask for organic EL elements based on a present Example. First, as shown in FIG. 11A, an etching resist 31 having a resist
[0043]
Next, as shown in FIG. 11 (c), the resist is recoated so as to fill the
[0044]
The resist
[0045]
According to the vapor deposition mask for organic EL elements according to the present embodiment, since a large number of continuous rib-shaped
[0046]
If the rib-shaped
[0047]
Fourth Example An organic EL
[0048]
As shown in FIG. 21, when the plate thickness of the
[0049]
As shown in FIG. 15 (a), the
[0050]
In addition to the above embodiments, the
[0051]
As shown in FIGS. 18A to 18C, the
[0052]
In each of the above-described embodiments, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view of a vapor deposition mask for an organic EL device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of a vapor deposition mask for organic EL elements according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a vapor deposition mask for organic EL elements according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process explanatory diagram of a manufacturing process of a vapor deposition mask for an organic EL element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process explanatory diagram of a manufacturing process of a vapor deposition mask for an organic EL element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a vapor deposition mask for organic EL elements according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a vertical side view of a vapor deposition mask for organic EL elements according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a process explanatory diagram of a manufacturing process of a vapor deposition mask for organic EL elements according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a vapor deposition mask for organic EL elements according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partially enlarged perspective view of a vapor deposition mask for organic EL elements according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a process explanatory diagram of a manufacturing process of an organic EL element deposition mask according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a process explanatory diagram of a manufacturing process of a vapor deposition mask for organic EL elements according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a vapor deposition mask for an organic EL device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 14 is a plan view of a vapor deposition mask for an organic EL device according to a fourth embodiment of the present invention as viewed from below.
FIGS. 15A and 15B are diagrams showing another embodiment of the vapor deposition mask for organic EL elements according to the fourth example, and are plan views of the mask as seen from below. FIGS.
FIG. 16 is a plan view showing another embodiment of the vapor deposition mask for organic EL elements according to the present invention.
17 (a), (b), and (c) are plan views showing another embodiment of a vapor deposition mask for organic EL elements according to the present invention.
FIGS. 18A and 18B are plan views showing another embodiment of a vapor deposition mask for organic EL elements according to the present invention.
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the vapor deposition mask for organic EL elements according to the present invention.
FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing a conventional organic EL element deposition mask.
FIG. 21 is a diagram for explaining problems of a conventional vapor deposition mask for organic EL elements.
[Explanation of symbols]
1 mask
2 Substrate
3 Mask body
4 Frame
5 Light emitting layer
6 Vapor deposition hole
7 Convex
10 Mother mold
13 Primary pattern resist
13a resist body
14 Primary electrodeposition layer
18 Secondary pattern resist
18b opening
19 Secondary electrodeposition layer
30 mother mold
31 Etching resist
31a Resist body
32 groove
34 Pattern resist
34a resist body
35 Electrodeposition layer
Claims (4)
蒸着マスクの上面側、すなわち発光層(5)の蒸着対象である基板(2)との対向面側に、該基板(2)に対する離型性向上用の凸部(7)が、上方向に突出状に設けられており、
前記凸部(7)は平面視で円形状に形成され、縦断側面視で端部の厚みが薄く、中央部が厚く形成されており、該凸部(7)とマスク本体(3)との接合部分には微細な凹入部(25)が形成されており、
前記凸部(7)の中央部は、平坦面を有しない上窄まり状に形成されており、該凸部(7)は基板(2)に対して点接触するようになっており、
前記凸部(7)の周縁部が弧状にカーブしていることを特徴とする有機EL素子用蒸着マスク。A mask body (3) made of electrodeposited metal is a vapor deposition mask for an organic EL element in which a plurality of vapor deposition through holes (6) for forming a light emitting layer (5) are provided independently in a vertically penetrating manner,
On the upper surface side of the vapor deposition mask, that is, on the side facing the substrate (2) on which the light emitting layer (5) is vapor-deposited, a projecting portion (7) for improving releasability with respect to the substrate (2) It is provided in a protruding shape ,
The convex portion (7) is formed in a circular shape in plan view, and has a thin end portion and a thick central portion in a longitudinal side view, and is formed between the convex portion (7) and the mask body (3). A fine recessed portion (25) is formed in the joint portion,
The central portion of the convex portion (7) is formed in a constricted shape having no flat surface, and the convex portion (7) is in point contact with the substrate (2),
A vapor deposition mask for organic EL elements, wherein a peripheral edge portion of the convex portion (7) is curved in an arc shape .
母型(10)の表面に、レジスト体(13a)を有する一次パターンレジスト(13)を設ける第1のパターンニング工程と、
母型(10)上に電着金属を電鋳して、一次電着層(14)を形成する第1の電鋳工程と、
レジスト体(13a)の上面に、円形状の開口(18b)を有する二次パターンレジスト(18)を設ける第2のパターンニング工程と、
一次電着層(14)上に電着金属を電鋳して、該一次電着層(14)と一体不可分的に、二次電着層(19)を形成する第2の電鋳工程と、
母型(10)から一次および二次電着層(14・19)を剥離する剥離工程と、
前記剥離工程と前後して、一次および二次パターンレジスト(13・18)を除去する工程とを含み、
前記第2の電鋳工程においては、二次パターンレジスト(18)のレジスト体(18a)の高さを超えて、これをオーバーハングするように一次電着層(14)上に電着金属を電鋳して、該一次電着層(14)と一体不可分的に二次電着層(19)を形成するようにしてあり、
前記第2の電鋳工程においては、二次電着層(19)が縦断側面視で端部の厚みが薄く、中央部が厚くなるように、しかも中央部の周縁部が弧状にカーブして平坦面を有しない上窄まり状となるように形成されており、
一次パターンレジスト(13)のレジスト体(13a)の除去に伴い、一次電着層(14)には蒸着通孔(6)が形成され、
二次パターンレジスト(18)の円形状の開口(18b)に形成された二次電着層(19)が、基板(2)に対する離型性向上用の凸部(7)となるようにしてあり、
二次パターンレジスト(18)の除去に伴い、凸部(7)である二次電着層(19)と、一次電着層(14)であるマスク本体(3)との接合部分に微細な凹入部(25)が形成されるようにしてあることを特徴とする有機EL素子用蒸着マスクの製造方法。 For organic EL elements, a mask body (3) made of electrodeposited metal is provided with a number of vapor deposition holes (6) for forming a light emitting layer (5) on a substrate (2) independently in a vertically penetrating manner. A method of manufacturing a vapor deposition mask of
A first patterning step of providing a primary pattern resist (13) having a resist body (13a) on the surface of the matrix (10);
A first electroforming step of electroforming an electrodeposited metal on the matrix (10) to form a primary electrodeposition layer (14);
A second patterning step of providing a secondary pattern resist (18) having a circular opening (18b) on the upper surface of the resist body (13a);
A second electroforming step in which an electrodeposited metal is electroformed on the primary electrodeposition layer (14) to form a secondary electrodeposition layer (19) inseparably from the primary electrodeposition layer (14); ,
A peeling step of peeling the primary and secondary electrodeposition layers (14, 19) from the matrix (10);
Before and after the peeling step, and removing the primary and secondary pattern resists (13, 18),
In the second electroforming process, an electrodeposited metal is deposited on the primary electrodeposition layer (14) so as to overhang the resist pattern (18a) of the secondary pattern resist (18). The secondary electrodeposition layer (19) is inseparably formed integrally with the primary electrodeposition layer (14) by electroforming,
In the second electroforming step, the secondary electrodeposition layer (19) is curved in an arc shape so that the end portion is thin and the center portion is thick when viewed in a longitudinal side view, and the center portion is thick. It is formed to be a constricted shape without a flat surface,
With the removal of the resist body (13a) of the primary pattern resist (13), a vapor deposition through hole (6) is formed in the primary electrodeposition layer (14),
The secondary electrodeposition layer (19) formed in the circular opening (18b) of the secondary pattern resist (18) is made to be a convex part (7) for improving releasability from the substrate (2). Yes,
Along with the removal of the secondary pattern resist (18), a fine portion is formed at the junction between the secondary electrodeposition layer (19) as the convex portion (7) and the mask body (3) as the primary electrodeposition layer (14). A method for producing a vapor deposition mask for an organic EL element , wherein a recessed portion (25) is formed .
母型(30)上に、前後方向に長い列状のレジスト体(31a)を有するエッチングレジスト(31)を設ける第1のパターンニング工程と、
レジスト体(31a)の間隙にかかる母型(30)の表面をエッチングして、凹溝(32)を形成するエッチング工程と、
凹溝(32)を埋めるようにエッチングレジストを再コートしてから、多数独立のレジ スト体(34a)を有するパターンレジスト(34)を設ける第2のパターンニング工程と、
レジスト体(34a)を除く、母型(30)上に電着金属を電鋳して、電着層(35)を形成する電鋳工程と、
レジスト体(34a)を除去するレジスト除去工程と、
母型(30)から電着層(35)を剥離する剥離工程とを含み、
レジスト体(34a)の除去に伴い、電着層(35)に蒸着通孔(6)が形成され、母型(30)の凹溝(32)内に電鋳形成された電着層(35)の部分が、基板(2)に対する離型性向上用の凸部(7)となるようにしてあることを特徴とする有機EL素子用蒸着マスクの製造方法。 An organic EL device in which a mask body (3) made of electrodeposited metal is provided with a large number of vapor deposition through holes (6) for forming a light emitting layer (5) on a substrate (2) independently in a vertically penetrating manner A method of manufacturing a vapor deposition mask for
A first patterning step of providing an etching resist (31) having a row of resist bodies (31a) long in the front-rear direction on the matrix (30);
An etching step of etching the surface of the mother die (30) over the gap of the resist body (31a) to form a concave groove (32);
After re-coated with the etching resist so as to fill the groove (32), a second patterning step of forming a pattern resist (34) having a number independent of the registration list body (34a),
An electroforming step of forming an electrodeposition layer (35) by electroforming an electrodeposition metal on the matrix (30) excluding the resist body (34a);
A resist removal step of removing the resist body (34a);
A peeling step of peeling the electrodeposition layer (35) from the matrix (30),
With the removal of the resist body (34a), the vapor deposition through hole (6) is formed in the electrodeposition layer (35), and the electrodeposition layer (35 formed by electroforming in the concave groove (32) of the mother die (30). ) Is a convex part (7) for improving releasability with respect to the substrate (2) . A method for producing a vapor deposition mask for an organic EL element, wherein:
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