JP4369199B2 - 蒸着マスクとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蒸着マスクおよびその製造方法に関する。本発明は、例えば蒸着マスク法により、有機ＥＬ素子の発光層を形成する際に用いられる有機ＥＬ素子用の蒸着マスク、およびその製造方法に適用できる。

例えば特許文献１には、図５に示すごとく、マスク本体２の外周縁に、該マスク本体２の補強用の枠体３が装着された蒸着マスクが開示されている。そこでの枠体３は、被蒸着基板３０と同等の熱線膨張係数を有する素材、あるいは低熱線膨張係数の素材からなる。枠体３は、耐熱セラミック系接着剤や耐熱エポキシ樹脂接着剤などの温度変化に対して安定した接着剤からなる接着剤層８を介してマスク本体２上に固定されている。マスク本体２は、多数独立の蒸着通孔５からなる有機ＥＬ素子の発光層３１形成用の蒸着パターン６を、パターン形成領域４内に備える。

特開２００２−３７１３４９号公報（請求項１、請求項３、段落番号００１９、００２２、００２３、００２４、図１（ｂ）、図２）

特許文献１の蒸着マスクによれば、マスク本体２の形成素材が有する熱線膨張係数が被蒸着基板３０のそれと異なる場合でも、マスク本体２は被蒸着基板３０と同等の熱線膨張係数を有する枠体３の膨張に追随して形状変化し、あるいは低熱線膨張係数を有する枠体３に抑制されて形状変化せず、従って、常温時における被蒸着基板３０に対するマスク本体２の整合精度を蒸着窯内における昇温時においても良好に担保できるので、被蒸着基板３０上に発光層３１を高精度に再現性良く形成できる利点がある。

但し、パターン形成領域４に臨む接着剤層８の側部８ａが表面に露出しているため、接着剤層８を構成する接着剤が、マスクの洗浄時や蒸着パターン６の作成時などに使用される有機溶剤により変質されやすく、マスク本体２と枠体３との間の接合強度が低下するおそれがある。このように接合強度が低下すると、枠体３のマスク体２に対する形状抑制機能が良好に発揮されず、被蒸着基板３０およびマスク本体２は、夫々の熱線膨張係数に基づく寸法変化の挙動を示すため、発光層３１の外形寸法に誤差が生じたり、発光層３１の形成位置に位置ずれが生じて、発光層３１の再現精度が低下する。最悪の場合にはマスク本体２が枠体３から剥がれ落ちるおそれもある。

上記特許文献には、マスク本体２と枠体３との接合方法としては、レーザ溶接や電気抵抗溶接などが適用できる旨が記載されており（段落番号００２４）、これによれば接着剤層８の変質に起因する接合強度の低下は起こらない。但し、枠体３に対してマスク本体２を溶接固定するには、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａ上に、枠体３を位置ずれや角度ずれなく載置したうえで溶接作業を進めることが必要であるが、各別個に作成されたマスク本体２と枠体３とを適正に位置決めすることは極めて困難な作業であり、蒸着マスクの製造作業を迅速かつ容易に行うことができず、製造コストの上昇を招く。

本発明の目的は、被蒸着基板３０とは熱線膨張係数が異なる素材からなるマスク本体２を用いて蒸着を行った場合でも、常温時の被蒸着基板３０に対するマスク本体２の整合精度を蒸着窯内における昇温時にも良好に担保でき、従って蒸着層（発光層３１）を高精度に再現性良く形成できる蒸着マスクおよびその製造方法を得るにある。

そのうえで本発明の目的は、マスク本体２と枠体３との間に介在された接着剤層８の変質などの不具合が一切なく、マスク本体２と枠体３との良好な接合状態を長期にわたって維持し、以て蒸着層（発光層３１）の再現精度の信頼性向上に貢献できる蒸着マスクおよびその製造方法を得るにある。

本発明の目的は、レーザ溶接や電気抵抗溶接などに比べて、マスク本体２と枠体３と間の接合を簡単に行うことができ、蒸着マスク全体の製造コストの低減化に貢献できる蒸着マスクおよびその製造方法を得るにある。本発明の目的は、一つの枠体３で多数独立のマスク本体２を支持する形態、すなわち蒸着マスクの大型化を図った場合でも、各マスク本体２と枠体３との接合作業を一工程で簡単に行うことができ、従って、多面取りの大型の蒸着マスクを安価に得られる蒸着マスクおよびその製造方法を提供することにある。

本発明に係る蒸着マスク１は、図１および図６に示すごとく、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６をパターン形成領域４内に備えるマスク本体２と、マスク本体２の外周に配置された、低熱線膨張係数の材質からなるマスク本体２の補強用の枠体３とからなる。そして、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａの上面と、枠体３の上面およびパターン形成領域４に臨む側面と、マスク本体２と枠体３との間隙部分に金属層を形成して、マスク本体２と枠体３とを接合していることを特徴とする。枠体３は、線膨張係数の小さなニッケル−鉄合金であるインバー材、あるいはニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材で形成することが好ましい。かかる材質を採用することで、初期寸法を確保できれば、熱影響によるマスク本体２の形状変化・寸法変化をよく抑えることができる。また、前記金属層は、電鋳法により形成されたことを特徴とする。

図４および図９に示すごとく、蒸着マスクは、複数個の独立したマスク本体２を備える形態を採ることができる。枠体３には、各マスク本体２に対応する開口３ａが複数個形成され、各開口３ａに、一個のマスク本体２がそれぞれ配置されている。そして、図１および図６に示すごとく、枠体３と、各マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａとを金属層を介して不離一体的に接合する。

図１および図６に示すごとく、金属層は、マスク本体２を枠体３側に引き寄せる、引っ張り応力Ｆ１が作用するようなテンションを加えた状態で形成することが好ましい。かかる引っ張り応力Ｆ１の付与は、金属層を作成する際の電鋳槽中に添加する第２種光沢剤中のカーボンの含有比率を調製することで実現できる。

図１および図６に示すごとく、マスク本体２は、それ自体に内方に収縮する方向の応力Ｆ２が作用するようなテンションを加えた状態で、金属層を介して枠体３に保持されている形態を採ることが好ましい。かかる応力Ｆ２の付与は、マスク本体２となる一次電着層１５を作成する際の電鋳槽中に添加する第２種光沢剤中のカーボンの含有比率を調製することで実現できる。さらに、母型１０を４２アロイやインバー、ＳＵＳ４３０（ステンレス）その他の低熱線膨張係数の材質からなるものとしたうえで、一次電着層１５の形成時における電鋳槽内の温度が高くなることで、かかる温度差に起因して、母型１０と母型上に形成されるニッケルやニッケル合金等の電着金属との熱膨張係数の差によって、母型から剥離した一次電着層１５が常温時には内方側に収縮するように設定することによっても実現できる。

図６ないし図８に示すごとく、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａに、多数個の通孔２１を設け、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを、通孔２１を埋めるように形成された金属層を介して不離一体的に接合することができる。

図７および図８に示すように、マスク本体２は四角形状のごとく平面視で多角形状を呈しており、その角部を面取り状に形成することができる。

また本発明は、図１に示すような多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６をパターン形成領域４内に備えるマスク本体２と、マスク本体２の外周に配置された、低熱線膨張係数の材質からなるマスク本体２の補強用の枠体３とを金属層を介して接合してなる蒸着マスク１の製造方法において、図２（ｃ）および図１０（ｃ）に示すごとく、母型１０の表面に、レジスト体１４ａを有する一次パターンレジスト１４を設ける第１のパターンニング工程と、図２（ｄ）および図１０（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト１４を用いて、母型１０上に電着金属を電鋳して、マスク本体２に対応する一次電着層１５を形成する第１の電鋳工程と、図３（ｃ）および図１２（ｃ）に示すごとく、一次電着層１５を囲むように、母型１０上に枠体３を配する枠体配設工程と、図３（ｅ）および図１２（ｅ）に示すごとく、枠体３の表面と、一次電着層１５の外周縁４ａ、すなわちマスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａ表面とを覆うように電鋳法により金属層を形成して、該金属層を介して一次電着層１５と枠体３とを不離一体的に接合する第２の電鋳工程と、母型１０から一次電着層１５、枠体３および金属層を一体に剥離する剥離工程とを含む。

これによれば、レジスト体１４ａの除去に伴い、一次電着層１５に蒸着通孔５が形成される。また、パターン形成領域４の外周縁４ａに電鋳形成された金属層によって、パターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを不離一体的に接合することができる。パターンレジスト１４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１４の形成手段は問わない。

また、本発明は、図１、図４および図６、図９に示すごとく、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６をパターン形成領域４内に備える複数個のマスク本体２と、各マスク本体２に対応する複数個の開口３ａを備える、低熱線膨張係数の材質からなるマスク本体２の補強用の枠体３とを金属層を介して接合してなる蒸着マスク１の製造方法において、図２（ｃ）および図１０（ｃ）に示すごとく、母型１０の表面に、レジスト体１４ａを有する一次パターンレジスト１４を設ける第１のパターンニング工程と、図２（ｄ）および図１０（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト１４を用いて母型１０上に電着金属を電鋳し、該母型１０上にマスク本体２に対応する一次電着層１５を所定位置に複数個形成する第１の電鋳工程と、図３（ｃ）および図１２（ｃ）に示すごとく、枠体３の各開口３ａ内に、該開口３ａに対応する一次電着層１５が位置するように位置合わせしながら、母型１０上に枠体３を配する枠体配設工程と、図３（ｅ）および図１２（ｅ）に示すごとく、枠体３の表面と、一次電着層１５の外周縁４ａ、すなわちマスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａ表面とを覆うように、電鋳法により金属層を形成して、該金属層を介して一次電着層１５と枠体３とを不離一体的に接合する第２の電鋳工程と、母型１０から一次電着層１５、枠体３および金属層を一体に剥離する剥離工程とを含む。

図３（ｄ）および図１２（ｄ）に示すごとく、第２の電鋳工程（図３（ｅ）又は図１２（ｅ））に先立って、母型１０上に形成された一次電着層１５の表面に、パターン形成領域４を覆うレジスト体１８ａを形成する工程を含み、前記第２の電鋳工程において、レジスト体１８ａを利用して金属層を電鋳法にて形成するようにしてもよい。

図３（ｃ）および図１２（ｃ）に示すごとく、母型１０上に形成された一次電着層１５の表面に、パターン形成領域４を覆うレジスト体１８ａを形成するためのフォトレジスト層１６を形成する工程を含み、図３（ｃ）および図１２（ｃ）に示す枠体配設工程においては、未露光のフォトレジスト層１６ｂの粘着性を利用して、母型１０上に枠体３を仮止め固定して、かかる仮止め固定状態で、図３（ｄ）および図１２（ｄ）に示す第２の電鋳工程を行うようにしてもよい。

図１０（ｅ）に示すごとく第１の電鋳工程において、マスク本体２に対応する一次電着層１５の外周縁４ａには、多数個の通孔２１が形成されるようにしてあり、図１２（ｅ）に示すごとく第２の電鋳工程においては、該通孔２１を埋めるように金属層が形成されるようにすることができる。

図１１（ｂ）に示すごとく、第２の電鋳工程（図１２（ｅ）参照）に先立って、通孔２１の周辺の一次電着層１５に対して活性化処理を施す、又はストライクニッケルや無光沢ニッケルの密着面形成を行うことが好ましい。

本発明に係る蒸着マスクによれば、ガラス等の被蒸着基板側と近い低熱線膨張係数の材料で形成した枠体３をベース材として、該枠体３の開口３ａ内に蒸着用のマスク本体２を電着金属層９を介して一体に固定保持する構造であるため、蒸着作業時における高温環境下でのマスク本体２と被蒸着基板３０との位置ずれを顕著に低減できる。従って、このマスクを例えば有機ＥＬ素子の発光層形成用の蒸着マスクに適用した場合には、発光層３１（図５参照）の再現精度・蒸着精度を良好に確保できる。

特に、一つの枠体３に複数個の開口３ａを開設し、各開口３ａ内に各々独立したマスク本体２を金属電着層９を介して一体に固定保持する構造を採った場合でも、ガラス等の被蒸着基板３０と枠体３との線膨張係数は近いため、蒸着作業時における高温環境下においても、両者間の温度上昇による位置ずれは極めて小さく、この枠体３をベースとして個々に保持されている各マスク本体２と被蒸着基板３０側との位置ずれは個々のマスク本体２の膨張の範囲内に抑制されることとなるため、大型のマスク（枠体）であっても高精度に蒸着作業が行える。すなわち、従前の多数のパターン形成領域を備えたマスクにおいては不可避であった、熱膨張によって、一端側のパターン形成領域４と多端側のパターン形成領域４との間で著しい累積変化（位置ずれ）が生じることをよく抑えることができる。

マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを、電鋳法により形成された電着金属層９で接合してあるので、従来例の図５に示す形態のごとくマスク本体２と枠体３とを接着剤層８で接合する形態では不可避であった、洗浄処理等において使用される有機溶媒が接着剤層８に作用することに起因する接着剤層８の変質などの不具合は一切生じず、マスク本体２と枠体３との間の良好な接合状態を長期にわたってよく維持できる。従って、熱影響によるマスク本体２の形状変化・寸法変化を阻止するという枠体３の機能を良好に担保でき、該マスク１を用いて形成される蒸着層の再現精度の信頼性向上に貢献できる。つまり、本発明に係る蒸着マスク１を有機ＥＬ素子の発光層形成用の蒸着マスクに適用した場合には、発光層３１（図５参照）の再現精度の信頼性向上に貢献できる。加えて、蒸着槽内での昇温時に、接着剤層８から有機物等の不純物が蒸発することに起因する蒸着阻害の問題を確実に抑えることができる点でも有利である。

マスク本体２と枠体３とを電着金属層９で接合するという構造を採用することにより、従来例のようなレーザ溶接や電気抵抗溶接による接合方法よりも、容易且つ迅速にマスク本体２と枠体３とを接合でき、安価に接合強度に優れた蒸着マスク１を製造できる。レーザ溶接や電気抵抗溶接する形式に比べて、熱反応によるうねりが一切生じず、蒸着層、すなわち発光層３１を高精度に再現性良く形成できる点でも有利である。

複数個独立のマスク本体２が一枚の枠体３に支持された形態を採った場合、すなわち蒸着マスク１の大型化を図った場合でも、一工程で電着金属層９を形成して複数個のマスク本体２と枠体３とを同時に接合できる点でも有利である。

電着金属層９をマスク本体２を枠体３側に引き寄せるような引っ張り応力Ｆ１が作用するようなテンションを加えた状態で形成したり、マスク本体２をそれが内方に収縮する方向の応力Ｆ２が作用するようなテンションを加えた状態で枠体３に対して保持してあると、蒸着窯内における昇温時に伴うマスク本体２の膨張分を、当該引っ張り応力や収縮方向へのテンションで吸収し、膨張による枠体３に対するマスク本体２の位置ずれや皺の発生を防ぐことができる。従って、常温時における被蒸着基板３０に対するマスク本体２の整合精度を蒸着窯内における昇温時においても良好に担保でき、被蒸着基板３０に対する蒸着層（発光層３１）の再現精度の向上に寄与できる。

マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａに、多数個の通孔２１を設け、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを、通孔２１を埋めるように形成された電着金属層９を介して不離一体的に接合してあると、両者２・３間の接合強度の向上を確実に図ることができるため、蒸着作業時にマスク本体２が熱膨張して、パターン形成領域４に皺ができることを枠体３で確実に規制でき、蒸着層（発光層３１）の再現精度・蒸着精度の向上に寄与できる。

マスク本体２を平面視で多角形状を呈するものとした場合には、その角部を面取り状に形成することが好ましい。これによれば、マスク本体２が熱膨張した際に角部に応力が集中することを抑えることができるので、この点でもパターン形成領域４に皺ができることを抑えて、蒸着層（発光層３１）の再現精度・蒸着精度の向上に寄与できる。

本発明に係る蒸着マスクの製造方法によれば、電鋳方法により電着金属層９を形成したので、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。

図３（ｃ）に示すごとく、枠体配設工程において、フォトレジスト層１６ｂの粘着性を利用して、母型１０上に枠体３を仮止め固定し、かかる仮止め固定状態で第２の電鋳工程を行う形態を採れば、枠体３の仮止めするために接着剤等を使用する形態に比べて、安価に生産性を確保して作れる利点がある。

図３（ｃ）および図４に示すごとく、マスク本体２となる一次電着層１５が母型１０上に形成された状態で、該マスク本体２と枠体３を一体化して蒸着マスク１を作成するので、母型１０を利用して枠体３を適正に位置決めすることが容易である。従って、マスク本体２を別個に作成してから、これを枠体３と一体化する形態に比べて、マスク本体２の位置ずれや角度ずれを確実に防止でき、マスク１製造の歩留まりが向上する。特に図４に示すごとく、多数独立個のマスク本体２を一つの枠体３に一体化された形態を採る場合、すなわち蒸着マスク１の大型化を図った場合には、各マスク本体２と枠体３とを適正に位置決めすることが極めて困難な作業となるが、マスク本体２となる一次電着層１５が母型１０上に形成された状態で、枠体３の位置決めを母型１０を利用して行うことにより、各マスク本体２の枠体３に対する組み付けが正確にしかも容易に行える。

第２の電鋳工程に先立って、通孔２１の周辺の一次電着層１５に対して活性化処理を施す、又はストライクニッケルや無光沢ニッケル等の密着面形成を行うようにしてあると、活性化処理部分と電着金属層９との接合強度を良好に担保できる。これにより、マスク本体２と枠体３との接合強度の向上を図ることができるので、蒸着作業時にマスク本体２が熱膨張して、パターン形成領域４に皺ができることを枠体３で確実に規制でき、蒸着層（発光層３１）の再現精度・蒸着精度の向上に寄与できる。

（第１実施形態）
図１および図４は本発明に係る蒸着マスクを、有機ＥＬ素子用蒸着マスクに適用した第１実施形態を示す。図１において有機ＥＬ素子用蒸着マスク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２と、このマスク本体２を囲むように装着された枠体３とを含む。図４においてマスク本体２は、２００×２００mmの四角形状の母型領域の中に、例えば５０×５０mmの正方形状に４つ独立して形成されており、その内部にパターン形成領域４を備える。パターン形成領域４には、多数独立の蒸着通孔５からなる発光層形成用の蒸着パターン６が形成されている。

マスク本体２の厚みは、好ましくは１０〜１００μｍの範囲とし、本実施例では１５μｍに設定した。各蒸着通孔５は、例えば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おり、これら蒸着通孔５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の蒸着パターン６を構成した。なお、図１の縦断面図は、実際の蒸着パターン６の様子を示したものではなく、それを模式的に示している。

マスク本体２の上面側には、マスク本体２の補強用の枠体３が装着される。この枠体３は、ニッケル−鉄合金であるインバー材、あるいはニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材等のような低熱線膨張係数の材質からなる。枠体３は、マスク本体２よりも肉厚の成形品であり、電鋳法により形成された電着金属層９によりマスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと不離一体的に接合される。ここでは図４に示すごとく、４枚のマスク本体２を１枚の枠体３で保持している。すなわち、枠体３は、その板面上に４つの開口３ａが整列配置されており、各開口３ａに一枚のマスク本体２が装着される。枠体３は、マスク本体２に対応する４つの開口３ａを備える平板形状に形成されている。枠体３の厚み寸法は、例えば１００〜５００μｍ程度とし、本実施例においては２００μｍに設定した。

枠体３の形成素材としてインバー材やスーパーインバー材を採用したのは、その線膨張係数が２×１０^-6／℃、あるいは１×１０^-6／℃以下と極めて小さく、蒸着工程における熱影響によるマスク本体２の寸法変化を良好に抑制できることに拠る。すなわち、例えば上述のようにマスク本体２がニッケルからなるものであると、その線膨張係数は１2.８０×１０^-6／℃であり、被蒸着基板３０（図５参照）である一般ガラスの線膨張係数3.２０×１０^-6／℃に比べて数倍大きいため、蒸着時の高温による熱膨張率の違いから、常温下で蒸着マスク１を被蒸着基板３０に整合させた際の蒸着位置と、実際の蒸着時における蒸着物質の蒸着位置との間に位置ズレが生じることは避けられない。そこで、マスク本体２を保持する枠体３の形成素材として、インバー材などの線膨張係数の小さな素材を採用してあると、昇温時におけるマスク本体２の膨張に起因する寸法変化、形状変化をよく抑えて、常温時における整合精度を蒸着時の昇温時にも良好に保つことができる。

図１において符号９は、パターン形成領域の外周縁４ａに係るマスク本体２の上面にメッキ法により積層されたニッケルやニッケル−コバルト合金等の電着金属層を示す。詳しくは電着金属層９は、パターン形成領域４の外周縁４ａの上面と、枠体３の上面およびパターン形成領域４に臨む側面と、マスク本体２と枠体３との間隙部分に形成されており、これでパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３の開口周縁とを不離一体的に接合する。

図２および図３は本実施形態に係る有機ＥＬ素子用電着マスクの製造方法を示す。まず、図２（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。

次いで、図２（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５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１３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２（ｃ）に示すごとく、前記蒸着通孔５に対応するストレート状のレジスト体１４ａを有する一次パターンレジスト１４を母型１０上に形成した。

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２（ｄ）に示すごとく先のレジスト体１４ａの高さの範囲内で、母型１０のレジスト体１４ａ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１０〜１００μｍ厚の範囲、本実施例では１５μｍ厚で一次電鋳して、一次電着層１５、すなわち前記マスク本体２となる層を形成した。ここでは、母型１０の略全面にわたって、一次電着層１５を形成した。次に、レジスト体１４ａを溶解除去することにより、図２（ｅ）に示すごとく多数独立の蒸着通孔５からなる有機ＥＬ素子の発光層形成用の蒸着パターン６を備えるマスク本体２を得た。

図３（ａ）に示すごとく、一次電着層１５（マスク本体２）の形成部分を含む母型１０の表面全体に、フォトレジスト層１６を形成した。このフォトレジスト層１６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ものであり、ここでは、１５μｍ厚にフォトレジスト層１６を形成した。続いて、図３（ｂ）に示すごとく、前記パターン形成領域４に対応する透光孔１７ａを有するパターンフィルム１７を密着させたのち、紫外光ランプ１３で紫外線光を照射して露光を行った。かくして、図３（ｃ）に示すごとく、パターン形成領域４に係る部分が露光されており（１６ａ）、それ以外の部分が未露光（１６ｂ）のフォトレジスト層１６を得た。

続いて、図３（ｃ）に示すごとく、母型１０上に一次電着層１５を囲むように、枠体３を配した。ここでは、未露光のフォトレジスト層１６ｂの粘着性を利用して、母型１０上に枠体３を仮止め固定した。

次に図３（ｄ）に示すごとく、表面に露出している未露光のフォトレジスト層１６ｂを溶解除去して、パターン形成領域を覆うレジスト体１８ａを有する二次パターンレジスト１８を形成した。なお、このとき、枠体３の下面に存する未露光のフォトレジスト層１６ｂは、母型１０上に残留している。

次に図３（ｅ）に示すごとく、パターン形成領域４の外周縁４ａに係る表面に露出する一次電着層１５の上面、枠体３と一次電着層１５との間で表面に露出する母型１０の表面、および枠体３の表面上に電着金属を電鋳して電着金属層９を形成し、電着金属層９により一次電着層１５と枠体３とを接合した。ここではパターン形成領域４の外周縁４ａに係る表面に露出する一次電着層１５の上面、および枠体３とレジスト体との間で表面に露出する母型１０の表面の層厚は３０μｍとなるように電着金属層９を形成した。このとき、枠体３の表面の層厚は１５μｍとなっていた。このように、母型１０の表面等と枠体３との間で層厚が異なるのは、電着金属層９は、母型１０の表面から順次積層されていき、そして、電着金属層９が未露光のフォトレジスト層１６ｂの高さ寸法を超えて枠体３に至ると、枠体３が母型１０と導通状態となって、該枠体３の表面に電着金属層９が形成されることによる。

最後に、母型１０から一次および電着金属層１５・９を剥離してから、二次パターンレジスト１８および枠体３の下面に存する未露光のフォトレジスト層１６ｂを除去することにより、図１に示すようなマスク１を得た。

電着金属層９は、一次電着層１５、すなわちマスク本体２を枠体３側に引き寄せる、引っ張り応力Ｆ１が作用するようなテンションを加えた状態で形成しても良い。かかる引っ張り応力の付与は、電鋳槽中に添加する第２種光沢剤中のカーボンの含有比率を調製することによって実現できる。これにより一次電着層１５は、電着金属層９を介して枠体３に対してピンと張った引っ張り応力が作用した状態で張設されるため、蒸着作業時の周囲温度上昇に対しても、枠体３との熱膨張係数の差に伴うマスク本体の膨張を吸収し、さらにマスク本体を保持する枠体３自体が熱膨張しにくいことと相俟って、蒸着マスク１全てが熱による寸法精度のばらつきが生じ難く、発光層３１の再現精度・蒸着精度の向上に寄与できる。

（第２実施形態）
図６ないし図９に本発明に係る蒸着マスクを有機ＥＬ素子用蒸着マスクに適用した第２実施形態を示す。図６において有機ＥＬ素子用蒸着マスク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２と、このマスク本体２を囲むように装着された枠体３とを含む。図９において、有機ＥＬ素子用蒸着マスク１は、５００mm×４００mmの四角形状を呈しており、その内部に複数個のマスク本体２を備える。各マスク本体２は、５０×４０mmの四角形状に形成されており、その内部にパターン形成領域４を備える。パターン形成領域４には、多数独立の蒸着通孔５からなる発光層形成用の蒸着パターン６が形成されている。

マスク本体２の厚みは、好ましくは１０〜１００μｍの範囲とし、本実施例では２０μｍに設定した。各蒸着通孔５は、例えば平面視で前後の長さ寸法が７０μｍ、左右幅寸法が１７０〜２００μｍの四角形状を有しており、これら蒸着通孔５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の蒸着パターン６を構成した。なお、図６の縦断面図は、実際の蒸着パターン６の様子を示したものではなく、それを模式的に示している。

マスク本体２の上面側には、マスク本体２の補強用の枠体３が装着される。この枠体３は、ニッケル−鉄合金であるインバー材、あるいはニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材等のような低熱線膨張係数の材質からなる。枠体３は、マスク本体２よりも肉厚の成形品であり、電鋳法により形成された電着金属層９によりマスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと不離一体的に接合される。ここでは図９に示すごとく、３０枚のマスク本体２を１枚の枠体３で保持している。すなわち、枠体３は、その板面上に３０個の開口３ａが整列配置されており、各開口３ａに一枚のマスク本体２が装着される。枠体３は、マスク本体２に対応する開口３ａを備える平板形状に形成されている。枠体３の厚み寸法は、例えば１００〜５００μｍ程度とし、本実施例においては２２０μｍに設定した。

枠体３の形成素材としてインバー材やスーパーインバー材を採用したのは、その線膨張係数が２×１０^-6／℃、あるいは１×１０^-6／℃以下と極めて小さく、蒸着工程における熱影響によるマスク本体２の寸法変化を良好に抑制できることに拠る。すなわち、例えば上述のようにマスク本体２がニッケルからなるものであると、その線膨張係数は１2.８０×１０^-6／℃であり、被蒸着基板３０（図５参照）である一般ガラスの線膨張係数3.２０×１０^-6／℃に比べて数倍大きいため、蒸着時の高温による熱膨張率の違いから、常温下で蒸着マスク１を被蒸着基板３０に整合させた際の蒸着位置と、実際の蒸着時における蒸着物質の蒸着位置との間に位置ズレが生じることは避けられない。そこで、マスク本体２を保持する枠体３の形成素材として、インバー材などの線膨張係数の小さな素材を採用してあると、昇温時におけるマスク本体２の膨張に起因する寸法変化、形状変化をよく抑えて、常温時における整合精度を蒸着時の昇温時にも良好に保つことができる。

図６において符号９は、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを接合する電着金属層を示す。かかる電着金属層９は、電鋳法により形成されるものであり、ニッケルやニッケル−コバルト合金等からなる。このようにマスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを電着金属層９で接合してあると、従来例の図５に示す形態のごとくマスク本体２と枠体３とを接着剤層８で接合する形態では不可避であった、洗浄処理等において使用される有機溶媒が接着剤層８に作用することに起因する接着剤層８の変質などの不具合は一切生じず、マスク本体２と枠体３との間の良好な接合状態を長期にわたってよく維持できる。

そのうえで本実施形態においては、図６ないし図８に示すごとく、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａの全周にわたって多数個の通孔２１を設けてあり、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを、該通孔２１を埋めるように形成された電着金属層９を介して一体的に接合してある点が着目される。すなわち、本実施形態に係る電着金属層９は、パターン形成領域４の外周縁４ａの上面と、枠体３の上面およびパターン形成領域４に臨む側面と、マスク本体２と枠体３との間隙部分のみならず、さらに通孔２１を埋めるように成長・形成されている点が着目される。このように、通孔２１を埋めるように成長・形成された電着金属層９を介してマスク本体２と枠体３とを接合してあると、両者２・３間の接合強度の向上を図ることができるため、枠体３に対するマスク本体２の不用意な脱落や位置ずれを確実に抑えることができる。従って、発光層３１の再現精度・蒸着精度の向上を図ることができる。

また、図７および図８に示すごとく、マスク本体２の四つの角部を平面視で面取り状に形成している。これによれば、マスク本体２が熱膨張した際に角部に応力が集中することを抑えることができる。

図１０ないし図１２は本実施形態に係る有機ＥＬ素子用電着マスクの製造方法を示す。まず、図１０（ａ）に示すごとく、導電性を有する（ここで母型を熱膨張係数の小さな部材で形成する実施例を持ってくる）例えば４２アロイやインバー、ＳＵＳ４３０（ステンレス）等の低温膨張係数の素材の母型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。

次いで、図１０（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５および接着強度アップ用の通孔２１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１３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１０（ｃ）に示すごとく、前記蒸着通孔５および通孔２１に対応するストレート状のレジスト体１４ａを有する一次パターンレジスト１４を母型１０上に形成した。

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１０（ｄ）に示すごとく先のレジスト体１４ａの高さの範囲内で、母型１０のレジスト体１４ａ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１０〜１００μｍ厚の範囲、本実施例では２０μｍ厚で一次電鋳して、一次電着層１５、すなわち前記マスク本体２となる層を形成した。ここでの一次電着層１５は、下面側（母型１０側）に形成された光沢ニッケル層と、該光沢ニッケル層上に形成された無光沢ニッケル層とからなるものとした。より詳しくは、母型１０の略全面に光沢ニッケルからなる電着層を５μｍ電鋳したのち、その上に無光沢ニッケルからなる電着層を１５μｍ電鋳して一次電着層１５とした。このように一次電着層１５を２層構造としたのは、光沢ニッケルが母型１０に対してくっつき難く、最後の蒸着マスク１の母型１０からの剥離工程を作業効率良く進めることができることに拠る。

次に、レジスト体１４ａを溶解除去することにより、図１０（ｅ）に示すごとく多数独立の蒸着通孔５からなる有機ＥＬ素子の発光層形成用の蒸着パターン６、および該蒸着パターン６の外周縁の全体に、接合強度アップ用の通孔２１を備える平面視で四角形状のマスク本体２を得た。マスク本体２の各角部は、図７および図８に示すごとく、平面視で面取り状に形成した。なお、図１０（ｅ）において符号１５ａは、マスク本体２・２どうしの間に形成された一次電着層を示す。

図１１（ａ）に示すごとく、一次電着層１５（マスク本体）の表面全体に、フォトレジスト層２６を形成してから、通孔２１の周辺部分に対応するパターンフィルム２７を密着させて、紫外光ランプ１３で紫外線光を照射して露光を行った。ここでのフォトレジスト層は、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ものであり、ここでは、１５μｍ厚にフォトレジスト層を形成した。次に、未露光部分のフォトレジスト層を溶解除去することにより、図１１（ｂ）に示すごとく、通孔２１の周辺部分に対応する通孔２８ａを有するパターンレジスト２８を得た。つまり、通孔２１の周辺部分のみが表面に露出するようにパターンレジスト２８を形成した。

次いで、パターンレジスト２８の通孔２８ａに露出する一次電着層１５部分、すなわち通孔２１の周辺の一次電着層１５に対して酸浸漬や電解処理等の活性化処理を施した。図１１（ｂ）において符号２９は活性化処理を施した部分を示しており、詳しくは通孔２１の内壁面と、該通孔２１の周辺の一次電着層１５の上面に対して活性化処理を施した。このように通孔２１の周辺に活性化処理を施してあると、無処理の場合に比べて、当該活性化処理部分と電着金属層９と間の接合強度の格段の向上を図ることができる。

なお、先の活性化処理に替えて、通孔２１の周辺の一次電着層１５に対して、ストライクニッケルや無光沢ニッケル等の薄層を形成してもよい。これによっても通孔２１の周辺部分と電着金属層９との接合強度の向上を図ることができる。

パターンレジスト２８を溶解除去したのち、図１２（ａ）に示すごとく、一次電着層１５（マスク本体２）の形成部分を含む母型１０の表面全体に、フォトレジスト層１６を形成した。このフォトレジスト層１６は、先と同様に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ものであり、ここでは１５μｍ厚にフォトレジスト層１６を形成した。続いて、図１２（ｂ）に示すごとく、前記パターン形成領域４に対応する透光孔１７ａを有するパターンフィルム１７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った。かくして、図１２（ｃ）に示すごとく、パターン形成領域４に係る部分が露光されており（１６ａ）、それ以外の部分３２が未露光（１６ｂ）のフォトレジスト層１６を得た。

続いて図１２（ｃ）に示すごとく、母型１０上に一次電着層１５を囲むように、枠体３を配した。ここでは、未露光のフォトレジスト層１６ｂの粘着性を利用して、母型１０上に枠体３を仮止め固定した。

図１２（ｄ）に示すごとく、表面に露出している未露光のフォトレジスト層１６ｂを溶解除去して、パターン形成領域を覆うレジスト体１８ａを有する二次パターンレジスト１８を形成した。なおこのとき、枠体３の下面に存する未露光のフォトレジスト層１６ｂは、母型１０上に残留している。

次に図１２（ｅ）に示すごとく、パターン形成領域４の外周縁４ａに係る表面に露出する一次電着層１５の上面、枠体３と一次電着層１５との間で表面に露出する母型１０の表面、枠体３の表面上、および通孔２１内に電着金属を電鋳して電着金属層９を形成し、かかる電着金属層９により一次電着層１５と枠体３とを不離一体的に接合した。

母型１０から一次および電着金属層１５・９を剥離したうえで、これら電着金属層１５・９から枠体３の下面に存する一次電着層１５ａを剥離した。最後に、二次パターンレジスト１８および未露光のフォトレジスト層１６ｂを除去することにより、図６に示すような有機ＥＬ素子用の蒸着マスク１を得た。

電着金属層９は、一次電着層１５、すなわちマスク本体２を枠体３側に引き寄せる、引っ張り応力Ｆ１（図６参照）が作用するようなテンションを加えた状態で形成することが好ましい。かかる引っ張り応力の付与は、電鋳槽中に添加する第２種光沢剤中のカーボンの含有比率を調製することによって実現できる。

同様に、マスク本体２、すなわち一次電着層１５は、それが内方に収縮する方向の応力Ｆ２が作用するようなテンションを加えた状態で形成してある。かかる引っ張り応力Ｆ２は、一次電着層１５を作成する際の電鋳層の温度（４０〜５０℃）と常温（２０℃）との温度差に起因して、常温時に一次電着層１５が収縮するようにすることによって実現できる。より詳しく説明すると、母型１０として４２アロイやインバー、ＳＵＳ４３０（ステンレス）等の低温膨張係数の素材を用いたうえで、４０〜５０℃の電鋳層内で一次電着層１５を形成すると、このとき電着金属であるニッケルやニッケル合金等の一次電着層１５は母型１０よりも膨張率が大きいため母型に対して膨張しようとする応力が作用する（尤も、このときの電着金属層９の膨張は、母型１０により規制される）。しかるに、電鋳層温度（４０〜５０℃）よりも低い常温（２０℃）においては、一次電着層１５は内方に収縮しようとし、従って母型１０から剥離することによって、一次電着層１５すなわちマスク本体２は枠体３に対して引っ張り応力Ｆ２が作用することとなる。これにより一次電着層１５を、皺の無いピンと張った状態とできるため、先の通孔２１を形成したことや、マスク本体２の角部を面取り状としたことと相俟って、蒸着作業時の周囲温度上昇に対しても、枠体３との熱膨張係数の差に伴うマスク本体２自体の膨張を吸収し、さらにマスク本体を保持する枠体３自体が熱膨張しにくいことと相俟って、蒸着マスク１全てが熱による寸法精度のばらつきが生じ難く、発光層３１の再現精度・蒸着精度の向上に寄与できる。

図１３は、第２実施形態の変形例を示す。同図において符号３３は、フォトレジスト層１１（図１２（ａ）参照）の形成に先立って母型１０の全面にわたって形成され、最後の剥離工程時に一次電着層１５から分離される捨て電着層を示す。かかる捨て電着層３３は、製造工程時においてはマスク本体２の下面に存している。このようにマスク本体２の下面に捨て電着層３３を形成してあると、母型１０からのマスク本体２の剥離時に、蒸着パターン６に皺ができることを効果的に抑えることができる。従って、これによっても発光層３１（図５参照）の再現精度・蒸着精度の向上に寄与し得る。なお、捨て電着層３３は、剥離性を考慮すると、光沢ニッケルなどで作製することが好適であり、その厚み寸法は３０〜４０μｍ程度とすることが好ましい。

蒸着マスク１が有するマスク本体２の枚数は、上記実施形態に示したものに限られない。一次パターンレジスト１４を除去し、一次電着層１５を研磨して平滑化してから、パターン形成領域４に二次パターンレジスト１８を形成するようにしてもよい。枠体３の材質としては、実施形態に示すインバー材等のような金属材料のほか、できる限り被蒸着基板であるガラス等に近い低熱線膨張係数の材料、例えばガラスやセラミックのようなものを選択することができる。この場合にはこれら材料の少なくとも表面に導電性を付与させることが必要となる。さらに、形成された有機ＥＬ素子用蒸着マスク１を引っ張り状態で、その外周縁に別途ステンレス、アルミ等の固定枠を周知の方法で固定しても良い。ただ、実施形態のごとく枠体３に各マスク本体２が電着金属層９を介してテンションを加えた状態で保持されているような場合、固定枠を必要としない所謂フレームレス化が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの縦断側面図 本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの分解斜視図 従来例の蒸着マスクを示す縦断面図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの縦断側面図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの要部の平面図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの要部の斜視図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの分解斜視図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 第２実施形態に係る蒸着マスクの別実施形態を示す図

符号の説明

１ 蒸着マスク
２ マスク本体
３ 枠体
４ パターン形成領域
４ａ パターン形成領域の外周縁
５ 蒸着通孔
６ 蒸着パターン
９ 電着金属層
１０ 母型
１４ 一次パターンレジスト
１４ａ レジスト体
１５ 一次電着層
１６ フォトレジスト層
１６ｂ 未露光のフォトレジスト層
１７ パターンフィルム
１８ 二次パターンレジスト
１８ａ レジスト体
２１ 通孔

Claims (9)

1. 多数独立の蒸着通孔（５）からなる蒸着パターン（６）をパターン形成領域（４）内に備えるマスク本体（２）と、
   マスク本体（２）の外周に配置された、低熱線膨張係数の材質からなるマスク本体（２）の補強用の枠体（３）とからなり、
   マスク本体（２）のパターン形成領域（４）の外周縁（４ａ）の上面と、枠体（３）の上面およびパターン形成領域（４）に臨む側面と、マスク本体（２）と枠体（３）との間隙部分に金属層を形成して、マスク本体（２）と枠体（３）とを接合していることを特徴とする蒸着マスク。
2. 前記金属層は、電鋳法により形成されたことを特徴とする請求項１記載の蒸着マスク。
3. 蒸着マスクは、複数個の独立形成したマスク本体（２）を備えており、
   枠体（３）には、各マスク本体（２）に対応する開口（３ａ）が複数個形成され、各開口（３ａ）に、一個のマスク本体（２）がそれぞれ配置されるようにしてあり、
   枠体（３）と、各マスク本体（２）のパターン形成領域（４）の外周縁（４ａ）とを金属層を介して不離一体的に接合してある請求項１又は２記載の蒸着マスク。
4. 金属層が、マスク本体（２）を枠体（３）側に引き寄せる、引っ張り応力（Ｆ１）が作用するようなテンションを加えた状態で形成されている請求項１又は２又は３記載の蒸着マスク。
5. 多数独立の蒸着通孔（５）からなる蒸着パターン（６）をパターン形成領域（４）内に備えるマスク本体（２）と、マスク本体（２）の外周に配置された、低熱線膨張係数の材質からなるマスク本体（２）の補強用の枠体（３）とを金属層を介して接合してなる蒸着マスク（１）の製造方法であって、
   母型（１０）の表面に、レジスト体（１４ａ）を有する一次パターンレジスト（１４）を設ける第１のパターンニング工程と、
   一次パターンレジスト（１４）を用いて、母型（１０）上に電着金属を電鋳して、マスク本体（２）に対応する一次電着層（１５）を形成する第１の電鋳工程と、
   一次電着層（１５）を囲むように、母型（１０）上に枠体（３）を配する枠体配設工程と、
   枠体（３）の表面と、一次電着層（１５）の外周縁（４ａ）、すなわちマスク本体（２）のパターン形成領域（４）の外周縁（４ａ）表面とを覆うように電鋳法より金属層を形成して、該金属層を介して一次電着層（１５）と枠体（３）とを不離一体的に接合する第２の電鋳工程と、
   母型（１０）から一次電着層（１５）、枠体（３）および金属層を一体に剥離する剥離工程とを含むことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
6. 多数独立の蒸着通孔（５）からなる蒸着パターン（６）をパターン形成領域（４）内に備える複数個のマスク本体（２）と、各マスク本体（２）に対応する複数個の開口（３ａ）を備える、低熱線膨張係数の材質からなるマスク本体（２）の補強用の枠体（３）とを金属層を介して接合してなる蒸着マスク（１）の製造方法であって、
   母型（１０）の表面に、レジスト体（１４ａ）を有する一次パターンレジスト（１４）を設ける第１のパターンニング工程と、
   一次パターンレジスト（１４）を用いて母型（１０）上に電着金属を電鋳し、該母型（１０）上にマスク本体（２）に対応する一次電着層（１５）を所定位置に複数個形成する第１の電鋳工程と、
   枠体（３）の各開口（３ａ）内に、該開口（３ａ）に対応する一次電着層（１５）が位置するように位置合わせしながら、母型（１０）上に枠体（３）を配する枠体配設工程と、
   枠体（３）の表面と、一次電着層（１５）の外周縁（４ａ）、すなわちマスク本体（２）のパターン形成領域（４）の外周縁（４ａ）表面とを覆うように、電鋳法により金属層を形成して、該金属層を介して一次電着層（１５）と枠体（３）とを不離一体的に接合する第２の電鋳工程と、
   母型（１０）から一次電着層（１５）、枠体（３）および金属層を一体に剥離する剥離工程とを含むことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
7. 母型（１０）上に形成された一次電着層（１５）の表面に、パターン形成領域（４）を覆うレジスト体（１８ａ）を形成する工程を含み、
   前記第２の電鋳工程において、レジスト体（１８ａ）を利用して金属層を電鋳法にて形成するようにしている請求項５又は６記載の蒸着マスクの製造方法。
8. 母型（１０）上に形成された一次電着層（１５）の表面に、パターン形成領域（４）を覆うレジスト体（１８ａ）を形成するためのフォトレジスト層（１６）を形成する工程を含み、
   前記枠体配設工程においては、未露光のフォトレジスト層（１６ｂ）の粘着性を利用して、母型（１０）上に枠体（３）を仮止め固定しており、
   かかる仮止め固定状態で、第２の電鋳工程を行うようにしてある請求項５又は６又は７記載の蒸着マスクの製造方法。
9. 前記第１の電鋳工程において、マスク本体（２）に対応する一次電着層（１５）の外周縁（４ａ）には、多数個の通孔（２１）が形成されるようにしてあり、
   前記第２の電鋳工程において、通孔（２１）を埋めるように金属層が形成されるようにしてある請求項５又は６又は７又は８記載の蒸着マスクの製造方法。

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