JP4380326B2

JP4380326B2 - 有機ｅｌ用蒸着マスク

Info

Publication number: JP4380326B2
Application number: JP2004000942A
Authority: JP
Inventors: 剛広西; 範文井手吉; 宏史土居
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2024-01-06
Also published as: JP2005197043A

Description

本発明は、有機ＥＬ層などの形成に用いられる蒸着マスクに関するものであり、特に、紗貼り枠に貼り付けた紗の上にメタルマスク原反を貼り付け、この原反から余白部を除去しメタルマスクを本枠上に転写した蒸着マスクでもパターンの位置精度が悪化することのない有機ＥＬ用蒸着マスクに関する。

有機ＥＬ素子は、自発光型であるため視野角依存性がなく視認性に優れていること、応答速度が速いため動画表示に適していること、構造が簡単で軽く薄くできること、などが他のディスプレイと比べ大きな特徴といわれている。
低分子系有機ＥＬ素子の場合、低分子系有機ＥＬ素子を構成する陽極と陰極は無機薄膜であるが、有機ＥＬ層はすべて有機薄膜で形成されている。

この有機ＥＬ層は、正孔輸送層と電子輸送層とで発光層を挟んだ３層構造が一般的である。各有機薄膜は、多くの場合、蒸着法によって緻密なアモルファス状態で形成されている。
また、陰極の材料は、水や酸素に対し弱い金属材料であるために、フォトリソグラフィ法などの方法で陰極をパターニングすることは難しく、一般には蒸着法によってパターン状に膜の形成をおこなっている。

有機ＥＬ層などを蒸着法によってパターン状に形成する際には、多くの場合、金属製のメタルマスクが用いられる。そのメタルマスクのパターン精度としては高いものが要求されており、例えば、パターンの位置精度は、約５０ｃｍ角の大きさのメタルマスクの場合、±１０μｍ程度である。

図１は、有機ＥＬ層などの形成に用いられる蒸着マスクの一例を示す平面図である。また、図２は、図１における蒸着マスクのＡ−Ａ’線での断面図である。
図１、及び図２に示すように、有機ＥＬ層などの形成に用いられる蒸着マスク（１０）は、例えば、インバー材など金属製の本枠（１１）の上面に、インバーなど金属製のメタルマスク（１２）がテンションをかけて貼り付けされたものである。

メタルマスク（１２）には、蒸着によって基板にパターン状の膜を形成する部分が開口部となった、例えば、画面の対角２〜３インチ程度のパターン部（１３）が多数個面付けされている。この開口部は、予め、フォトエッチング法によって形成されたものである。金属製の本枠（１１）の大きさは、例えば、横（ａ）５０ｃｍ、縦（ｂ）５０ｃｍ程度で、本枠（１１）のＢ−Ｂ’線での断面は、高さ（ｃ）１５〜２０ｍｍ、巾（ｄ）３０〜４０ｍｍ程度のものである。また、メタルマスク（１２）の厚さは、５０〜２００μｍ程度のものである。

上記蒸着マスク（１０）の製造方法の一例として、金属製の枠（紗貼り枠）に貼り付けられた紗の上に、一旦メタルマスクを貼り付け、このメタルマスクを上記金属製の本枠（１１）上へ転写することによって蒸着マスク（１０）を製造するといった製造方法がある。

図３は、金属製の枠（紗貼り枠）の一例を示す平面図である。また、図４は、図３における枠（紗貼り枠）のＡ−Ａ’線での断面図である。
図３、及び図４に示すように、蒸着マスク（１０）の製造に用いられる紗貼り枠（２１）
は、例えば、アルミニウムなどの金属製の枠である。この紗貼り枠（２１）の上面に紗（２２）が貼り付けるられる。
紗貼り枠（２１）の大きさは、例えば、前記横（ａ）５０ｃｍ、縦（ｂ）５０ｃｍ程度の大きさの蒸着マスク（１０）を製造する際の紗貼り枠（２１）としては、横（ｅ）８０ｃｍ、縦（ｆ）８０ｃｍ程度で、紗貼り枠（２１）のＢ−Ｂ’線での断面は、高さ（ｇ）３０ｍｍ、巾（ｈ）４０ｍｍ程度のものである。

図５（ａ）〜（ｄ）は、紗貼り枠（２１）の上面に紗を貼り付け、次に、この紗の上面にメタルマスク原反を貼り付ける工程の説明図である。
まづ、図５（ａ）に示すように、紗貼り枠（２１）の上面の全面に紗（２２）を配し、矢印で示すように、紗（２２）にテンションをかけ、紗貼り枠（２１）の上面の（ｉ）で示す部分に接着剤を用いて紗（２２）を接着し貼り付ける。

図５（ａ）においては、紗貼り枠（２１）の横方向に矢印が示されているが、紗貼り枠（２１）の縦方向にもテンションをかけて接着し貼り付ける。紗の材料としては、ポリエステル、ステンレス、絹などが用いられる。
次に、図５（ｂ）に示すように、紗（２２）の余分な部分を切断して取り除く。矢印は、紗（２２）におけるテンションを表している。

次に、図５（ｃ）に示すように、紗貼り枠（２１）の略中央の紗（２２）上にメタルマスク原反（１６）を貼り付ける。メタルマスク原反（１６）は、メタルマスク（１２）とその周囲の余白部（１４）で構成されており、紗（２２）と接着するメタルマスク原反（１６）の位置は、（ｊ）で示すメタルマスク原反（１６）の余白部（１４）の部分である。この接着には接着剤が用いられる。
また、この余白部（１４）の巾は、４０ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものである。

次に、図５（ｄ）に示すように、メタルマスク原反の中央のメタルマスクに接する紗（２２）の部分を切断して取り除く。

この切断は、紗貼り枠（２１）の内側から、図５（ｄ）におけるメタルマスク原反（１６）の下方の（ｋ）で示す紗（２２）の中央部分を略メタルマスク（１２）の大きさに切断して取り除く。
これにより、矢印で示すように、メタルマスク原反（１６）にもテンションがかかることになり、メタルマスク原反（１６）は引っ張られた状態で、紗（２２）を介し紗貼り枠（２１）に貼り付けたものとなる。

次に、この状態のメタルマスク原反（１６）を前記本枠（１１）上へ転写するのであるが、このままの状態のメタルマスク原反（１６）を転写して得られる蒸着マスク（１０）は、メタルマスクのパターン精度として要求される、約５０ｃｍ角大のメタルマスクにての、パターンの位置精度±１０μｍを有していない。
すなわち、メタルマスク（１２）上のパターン部（１３）には、紗貼り枠（２１）の２次元的、或いは３次元的は歪み、紗（２２）へのテンションのかけ方の不均一性、紗（２２）にテンションがかかった際の不均一な応力の分布、図５（ｄ）に示す紗（２２）の中央部を取り除いた際に、メタルマスク原反（１６）にかかるテンションの不均一性、接着剤の剛性などに起因して位置の変動が起こっているからである。

図６は、この位置の変動を矯正してメタルマスク原反（１６）を転写する転写装置の一例の平面図である。また、図７は、図６に示す転写装置の側断面図である。図６、及び図７に示すように、転写装置のステージ（７１）は、透明な材料を用いた平盤状のものである。ステージ（７１）の下方には、照明装置（図示せず）が設けられており、メタルマス
ク原反（１６）を下方から照明（Ｌ）するようになっている。

ステージ（７１）には、ガイドレール（７２）が垂直に設けられており、ガイドレール（７２）を介して平盤状の保持ベース（７３）が上下に移動できるようになっている。平盤状の保持ベース（７３）は枠状であり、その枠の内側上面の切欠き部に紗貼り枠（２１）の周囲が保持されるようになっている。

平盤状の保持ベース（７３）の枠の上面には、メタルマスク（１２）を精密に位置合わせする微調整機構（７６）が設けられている。この微調整機構（７６）の押し機構（７４）と引き機構（７５）を操作することによって、保持ベース（７３）上に保持された紗貼り枠（２１）に水平方向の荷重を加え、後述するガラス描画板の位置合わせマーク（８７）にメタルマスクの位置合わせマーク（１７）を合致させる。
また、保持ベース（７３）の上方には、メタルマスク（１２）に形成された位置合わせマーク（１７）、及びガラス描画板の位置合わせマーク（８７）の位置をモニターするＣＣＤカメラ（Ｃ）が設けられている。

メタルマスク原反（１６）は、メタルマスク（１２）とその周囲の余白部（１４）で構成されており、メタルマスク（１２）にはパターン部（１３）が多数個面付けされているが、図６においては省略してある。また、メタルマスク（１２）には、予め、位置合わせマーク（１７）が設けられている。
また、ガラス描画板（８０）は、精密な位置合わせの基準となるものであり、透明なガラス製の基板に基準となる位置合わせマーク（８７）が設けられている。

ガラス描画板（８０）の位置合わせマーク（８７）に、メタルマスク（１２）の位置合わせマーク（１７）を合致させる操作は、ＣＣＤカメラによってモニター画面に表示されたガラス描画板（８０）の位置合わせマーク（８７）と、メタルマスク（１２）の位置合わせマーク（１７）を監視しながら、微調整機構（７６）を操作し、位置合わせマーク（８７）に位置合わせマーク（１７）を合致させる。

次の転写工程は、図８に示すように、ガラス描画板（８０）をステージ（７１）から取り外し、入れ代わって、蒸着マスクの本枠（１１）をステージ（７１）上に載置する。そして、メタルマスク原反（１６）を本枠（１１）の上面に接触させ、白太矢印で示すように、本枠（１１）の上方、メタルマスク（１２）の周縁部の上面より加圧し、本枠（１１）の上面にメタルマスク（１２）の周縁部を接着剤で貼り付ける。
次に、図９に示すように、メタルマスク原反（１６）の周囲の（ｍ）で示す紗（２２）の部分を切断し、また、メタルマスク原反（１６）の余白部（１４）を切断して取り除き、メタルマスク（１２）を蒸着マスクの本枠（１１）に転写して蒸着マスクを得る。

図１０は、紗（２２）が（ｍ）で示す部分で切断された状態の本枠（１１）と、メタルマスク原反（１６）と、紗（２２）の関係を示す平面図である。また、図１１は、そのＸ−Ｘ’線での断面図である。
図１０、及び図１１に示すように、本枠（１１）の上面には紗片（２２ａ）を伴ったメタルマスク原反（１６）が接着部分（ｎ）にて貼り付けられている。
余白部（１４）の切断は、一点鎖線で示す、メタルマスク（１２）と余白部（１４）の境界線（１５）で切断される。境界線（１５）の位置は接着部分（ｎ）より外側にあり、切断によって境界線（１５）がメタルマスク（１２）の外周となる。

上述のような製造方法によれば、紗貼り枠（２１）の２次元的、或いは３次元的は歪みなどに起因するメタルマスク（１２）上のパターン部（１３）の位置の変動を矯正し、パターンの位置精度±１０μｍを有する約５０ｃｍ角大の蒸着マスクを製造することになる
。

しかし、図１０に示すように、メタルマスク原反の余白部（１４）を切断して取り除き、メタルマスク（１２）を本枠（１１）に転写する際の切断は、例えば、カッターナイフを用い、厚さ５０〜２００μｍ程度の金属薄膜を切断するのであるが、その形状を変形させず正確に切断する作業は慎重に行わねばならず、時間を要するものであり、時折、形状を変形させてしまいパターン部（１３）の位置に変動を与えてしまうことがあった。
特開２００１−２４７９６１号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。すなわち、紗貼り枠にテンションをかけて貼り付けられた紗の上に、一旦メタルマスクを貼り付け、このメタルマスクのパターン部の位置の変動を矯正して本枠上へ転写するといった転写法によって製造された、有機ＥＬ層などの形成に用いられる蒸着マスクであっても、余白部を切断する際にメタルマスクの形状が変形されることなく、すなわち、パターン部の位置が変動することなく、容易に正確に余白部が切断されてメタルマスクが本枠に転写された有機ＥＬ用蒸着マスクを提供することを課題とするものである。

本発明は、金属製の本枠と、本枠の上面に貼り付けられたメタルマスクからなる有機ＥＬ用蒸着マスクにおいて、メタルマスクは、一旦メタルマスク原反の周縁の余白部にて紗貼り枠に紗を介して貼り付けられたメタルマスク原反から、該余白部が切断除去され本枠へ転写されたメタルマスクであり、メタルマスク原反として、メタルマスクと余白部の間に貫通部と保持部とで構成される易破断線を設けたメタルマスク原反を用いたことを特徴とする有機ＥＬ用蒸着マスクである。

本発明は、メタルマスク原反として、メタルマスクと余白部の間に貫通部と保持部とで構成される易破断線を設けたメタルマスク原反を用いた有機ＥＬ用蒸着マスクであるので、紗貼り枠にテンションをかけて貼り付けられた紗の上に、一旦メタルマスクを貼り付け、このメタルマスクのパターン部の位置の変動を矯正して本枠上へ転写するといった転写法によって製造された、有機ＥＬ用蒸着マスクであっても、余白部を切断する際にメタルマスクの形状が変形されることなく、すなわち、パターン部の位置が変動することなく、容易に正確に余白部が切断された有機ＥＬ用蒸着マスクとなる。

以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１２は、本発明におけるメタルマスク原反（２６）の一実施例の部分を示す平面図である。図１２は、図１０における（Ｐ）に相当する部分を拡大して示したものである。
図１２に示すように、メタルマスク原反（２６）は、メタルマスク（１２）、易破断線（２５）、及び余白部（１４）で構成されている。二点鎖線で示す易破断線（２５）は、メタルマスク（１２）と余白部（１４）の間の境界の位置にあり、この部分が破断され余白部（１４）が除去される。本枠（１１）とメタルマスク（１２）との接着部（ｎ）は易破断線（２５）の内側にある。

図１３は、図１０におけるＱ部分を拡大して示す易破断線（２５）の一例の説明図である。図１３（ａ）はＱ部分の平面図、図１３（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面
図、図１３（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、易破断線（２５）は、金属薄板の表裏がエッチングされて貫通した貫通線（２７）とハーフエッチングされた保持部（２９）とが交互に連なった線状のものである。

保持部（２９）は、メタルマスク（１２）がメタルマスク原反（２６）から脱落しないようにメタルマスク（１２）を保持し、また、メタルマスク原反（２６）にテンションをかけて前記紗貼り枠（２１）に貼り付けた際に、そのテンションによって変形することなく、且つ余白部（１４）を取り除いてメタルマスク（１２）に仕上げる際には容易に破断されるようにできている。

具体的には、例えば、厚さ（ｃ）０．１０〜０．１５ｍｍ程度のインバーを用いた場合、貫通線（２７）の巾（ａ）は２００μｍ程度、保持部（２９）の長さ（ｂ）は２ｍｍ程度のものである。

本枠（１１）に貼り付けされたメタルマスク原反（２６）から、メタルマスク（１２）を本枠（１１）に転写する際には、この易破断線（２５）の保持部（２９）を破断し、余白部（１４）を取り除きメタルマスク（１２）を本枠（１１）に転写する。
この破断は、例えば、易破断線（２５）の位置で余白部（１４）を折り曲げるといった折り曲げ応力、或いは、余白部（１４）を斜め上方へ引っ張るといった引っ張り応力によって保持部を破断する。

図１４は、メタルマスク原反（２６）における易破断線（２５）の位置の一例を説明する平面図である。図１４は、メタルマスク原反（２６）の一隅を拡大して示す平面図である。
メタルマスク原反（２６）は実線で示されており、破線はメタルマスク原反（２６）が貼り付けられている紗（２２）の中央部端（２２ｂ），及びメタルマスク（１２）が貼り付けられている本枠（１１）を示している。メタルマスク（１２）と本枠（１１）との接着部（ｎ）は易破断線（２５）の内側にある。

易破断線（２５）は、図１０に示す境界線（１５）の位置に相当する位置、及びその延長上にあり、図１４に（ｒ）で示すメタルマスク原反の右端から左端（図示せず）までの左右方向に、メタルマスク原反の上下部に２本が、及び図１４に（ｓ）で示すメタルマスク原反の上端から下端（図示せず）までの上下方向に、メタルマスク原反の左右に２本が設けられている。このように、易破断線（２５）が井字型に設けられていることにより、余白部（１４）の破断による除去が容易なものとなる。

有機ＥＬ層などの形成に用いられる蒸着マスクの一例を示す平面図である。図１における蒸着マスクのＡ−Ａ’線での断面図である。金属製の枠（紗貼り枠）の一例を示す平面図である。図３における枠（紗貼り枠）のＡ−Ａ’線での断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、紗貼り枠の上面に紗を貼り付け、次に、紗の上面にメタルマスク原反を貼り付ける工程の説明図である。位置の変動を矯正してメタルマスク原反を転写する転写装置の一例の平面図である。図６に示す転写装置の側断面図である。図６に示す転写装置の、メタルマスク原反を蒸着マスクの本枠へ貼り付ける状態の側断面図である。メタルマスクを蒸着マスクの本枠に転写する説明図である。紗が切断された状態の本枠と、メタルマスク原反と、紗の関係を示す平面図である。図１０のＸ−Ｘ’線での断面図である。本発明におけるメタルマスク原反の一実施例の部分を示す平面図である。（ａ）は、図１０におけるＱ部分を拡大した易破断線の平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ’線での断面図である。（ｃ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’線での断面図である。メタルマスク原反における易破断線の位置の一例を説明する平面図である。

符号の説明

１０・・・蒸着マスク
１１・・・蒸着マスクの本枠
１２・・・メタルマスク
１３・・・メタルマスクのパターン部
１４・・・メタルマスクの余白部
１６・・・メタルマスク原反
１７・・・メタルマスクの位置合わせマーク
２１・・・紗貼り枠
２２・・・紗
２５・・・本発明における易破断線
２６・・・本発明におけるメタルマスク原反
２７・・・貫通線
２９・・・保持部
７１・・・転写装置のステージ
７２・・・ガイドレール
７３・・・保持ベース
７４・・・押し機構
７５・・・引き機構
７６・・・位置合わせする微調整機構
８０・・・ガラス描画板
８７・・・ガラス描画板の位置合わせマーク
Ｃ・・・ＣＣＤカメラ
Ｌ・・・照明
ａ・・・本枠の横
ｂ・・・本枠の縦
ｃ・・・本枠の高さ
ｄ・・・本枠の巾
ｅ・・・紗貼り枠の横
ｆ・・・紗貼り枠の縦
ｇ・・・紗貼り枠の高さ
ｈ・・・紗貼り枠の巾

Claims

金属製の本枠と、本枠の上面に貼り付けられたメタルマスクからなる有機ＥＬ用蒸着マスクにおいて、メタルマスクは、一旦メタルマスク原反の周縁の余白部にて紗貼り枠に紗を介して貼り付けられたメタルマスク原反から、該余白部が切断除去され本枠へ転写されたメタルマスクであり、メタルマスク原反として、メタルマスクと余白部の間に貫通部と保持部とで構成される易破断線を設けたメタルマスク原反を用いたことを特徴とする有機ＥＬ用蒸着マスク。