JP4744790B2 - 蒸着用マスク、蒸着用マスクフレーム組立体及びこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸着用マスク、蒸着用マスクフレーム組立体、及びこれらの製造方法に係り、より詳細には、蒸着用マスクの改善された積層構造および電着法による蒸着用マスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、有機電界発光表示装置の製造過程において有機膜または電極の蒸着に利用されるマスクは、図１に示したように、フレーム２０に引張力が加えられるように支持されるものであって、薄板に多数の有機膜または電極を形成するための所定パターンのスロット１１が形成された構造を有する。このようなマスク１０の製造方法には、エッチング法による方法と電気鋳型法による方法とがある。
【０００３】
エッチングによるマスク１０の製造方法には、リソグラフィー法によりスロット１１のパターンを有するフォトレジスト層を薄板に形成する方法や、スロット１１のパターンを有するフィルムを薄板に取り付けた後に、薄板をエッチングする方法がある。しかし、エッチングによるマスクの製造方法には、マスクの大型化およびスロット１１のパターンの微細化につれて幅公差とスロット１１の縁部の公差を正確に一致させえない問題点がある。特に、薄板をエッチングしてマスク１０を製作する場合、薄板がオーバーエッチングやアンダーエッチングされる場合にスロット１１の規格を均一にすることができなかった。
【０００４】
一方、従来の電気鋳型法は、電気メッキなどの操作で金属塩溶液の電気分解によって金属を必要な厚さに母型上に蒸着させた後にこれを母型から剥離することにより母型と凹凸が反対の電気鋳造品を得ることができるという原理を利用してマスクを製造する方法である。
【０００５】
ところで、電気鋳型法によりマスクを製造するためのマスクの材料としてニッケルとコバルトとの合金が使用される。この材料を利用する場合、製造された表面粗度及びスロットパターンの精度は非常に高くなりうるが、一方で、溶接性が悪いためにフレームにマスクを溶接する時にマスクにクラックが発生する問題点がある。すなわち、コバルトは他の金属との合金の形成時に硬度および強度を高め、これにより相対的に脆性が高まる、したがって、図２に示したように、フレーム２０にマスク１０を溶接する時に、従来の電気鋳型法を用いてマスク１０を製造すると、クラックがよく発生するという問題点がある。
【０００６】
従来のマスクフレーム組立体の例が特許文献１ないし特許文献３に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開第２０００−００６０５８９号公報
【特許文献２】
特開第１９９９−００７１５８３号公報
【特許文献３】
特開第２０００−１２２３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためのものであり、例えば、延性を高めてマスクをフレームに溶接する際のクラックの発生を抑制できる蒸着用マスクおよびこれを具備した蒸着用マスクフレーム組立体とこれらの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明の蒸着用マスクは、所定のパターンを有する金属層と、前記金属層の表面に形成されて前記所定パターンの精密度及び前記金属層の表面照度を向上させたコーティング層と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
前記コーティング層は、たとえば前記金属層より低い延性を有する金属である。前記金属層は、たとえばニッケルであり、前記コーティング層は、たとえばニッケル及びコバルトの合金である。前記金属層の厚さは、たとえば２８μｍ−４８μｍであり、前記コーティング層の厚さは、たとえば２μｍ−１７μｍであり、前記コーティング層は、たとえばニッケル８５重量％とコバルト１５重量％の合金である。
【００１１】
また、前記金属層は、たとえば鉄、クロム及びニッケルを含み、前記コーティング層は、たとえば鉄、クロム、ニッケル及びコバルトの合金である。
【００１２】
前記コーティング層は、前記金属層の下部表面、または、上部表面、または下部表面および上部表面の両方に形成されうる。ここで、前記上部コーティング層の厚さは、たとえば前記下部コーティング層の厚さと同一である。
【００１３】
本発明の他の側面は、前記マスクおよび前記マスクを支持するフレームを具備する蒸着用マスクフレーム組立体を提供する。
【００１４】
本発明のさらに他の側面は、金属層と下部コーティング層とを有する蒸着用マスクを製造する方法を提供する。前記方法は、前記マスクと同じパターンを有するプレートを利用して前記マスクパターンの精密度及び前記マスクの表面照度を高めるための前記下部コーティング層を所定厚さに形成する段階と、前記下部コーティング層上に前記金属層を所定厚さに形成することによって前記マスクを形成する段階と、前記プレートから前記マスクを分離する段階と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
前記方法は、前記マスクを形成した後に前記金属層上に上部コーティング層を形成する段階をさらに具備してもよい。
【００１６】
本発明の蒸着用マスクフレーム組立体製造方法は、前記の方法により製造されたマスクに引張力が加わるように前記マスクをフレームに支持する段階を具備することを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図３ないし図５に、本発明に係る蒸着用マスクフレーム組立体の一実施形態を示した。図面に示すように、蒸着用マスクフレーム組立体１００は、所定パターンのスロット１１１が形成されたマスク１１０と、このマスク１１０を引張力が加えられるように支持するフレーム１２０とを含む。
【００１８】
マスク１１０は、延性を有する第１金属、たとえば、ニッケルよりなり、蒸着のための所定パターンのスロット１１１が形成された薄板状の金属基材１１２を含む他、金属基材１１２の表面にスロット１１１の精度およびマスク１１０の表面照度を高めた第２金属がコーティングされてなるコーティング層１１３を含む。前記第１金属は、たとえば純粋１００％のニッケルが好適であるが、これに限定されずに電気鋳型法によりスロット１１１を有する金属基材１１２を製作できる構造ならばいかなるものでもよい。そして、金属基材１１２の表面にコーティングされたコーティング層１１３は、たとえば、ニッケルとコバルトとの合金よりなる。この合金は、たとえばニッケル８５重量％とコバルト１５重量％とで構成されうる。ここで、マスク１１０を構成する金属基材１１２の厚さおよびコーティング層１１３の厚さは、たとえば、各々２８〜４８μｍおよび２〜１７μｍとすることができる。一方、金属基材１１２は、たとえば、鉄、クロム、ニッケルを主成分とする合金で構成することができる。また、コーティング層１１３は、たとえば、金属基材１１２にコバルトを含有させた合金で構成することができる。
【００１９】
前記のような構成を有する本発明に係る蒸着用マスクフレーム組立体の製造方法を図６Ａないし図６Ｄに示す。
【００２０】
蒸着用マスクの製造には、たとえば電気鋳型法が利用されうる。図面に示すように、まず、マスク１１０の形状、すなわち、マスクの外形部分とスロットを形成するためのストリップと対応する部分に貫通した開口を有するフィルム２０１が付けられた電着用プレート２００を準備する。フィルム２０１付きの電着用プレート２００の準備の後、図６Ａに示したように電気鋳型法を利用して、フィルム２０１の開口部に露出している電着用プレート２００に第２金属を利用してコーティング層１１３の一部をなす下部コーティング層１１３ａを、たとえば５μｍの厚さに電着する。
【００２１】
そして、図６Ｂに示したように、下部コーティング層１１３ａの形成の後に、下部コーティング層１１３ａの上面に前記第２金属より延性の高い第１金属であるニッケルを電着してマスクの金属基材１１２を形成する。ここで、金属基材１１２は、たとえば２８〜４８μｍの厚さに形成される。下部コーティング層１１３ａと金属基材１１２との電着は、マスクの使用条件によって多様に変形できることはもちろんである。
【００２２】
金属基材１１２層の電着の後、この上面に前記第２金属を利用して上部コーティング層１１３ｂを形成する。上部コーティング層１１３ｂは、たとえば下部コーティング層１１３ａと同じ厚さにすることができる。
【００２３】
前記のようにマスクの製作のための電着が完了したら、電着用プレート２００からマスク１１０を分離し、この分離されたマスクをフレーム１２０によって引張力が加えられるように支持する。ここで、フレーム１２０にマスクを固定する過程でマスクの各部位に引張力が均一に加えられるようにし、スロット１１１が変形しないようにする。
【００２４】
前記の製造方法により製造されたマスクフレーム組立体は、マスクを構成する金属基材１１２が相対的に延性のよい、たとえばニッケルよりなっているので、フレーム１２０との溶接時に溶接部位が割れることを防止できる。また、金属基材１１２の外面にコーティング層１１３が形成されているのでマスク１１０の降伏強度が高く、さらにはマスク１１０に形成されたスロット１１１の変形を抑制できる。そして、金属基材１１２の表面に形成されたコーティング層１１３は、マスクの表面照度を高めてスロットの精度を向上させることができ、また、マスクの洗浄を円滑にする。
【００２５】
また、前記のように蒸着用マスクを電気鋳型法により製作する場合、スロットを形成するストリップが球形或いは曲面状になるので蒸着時に発生しうるシャドー効果を減らすことができる。
【００２６】
本明細書では、本発明を具体的な実施形態を通じて説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な実施形式を採用することができることを理解されたい。そして、特許請求の範囲に記載された発明又はそれを構成する手段と均等なものも本発明に含まれる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る蒸着用マスクおよびこれを具備した蒸着用マスクフレーム組立体とこれらの製造方法によれば、たとえば、マスクとフレームとの溶接時に発生するクラックを最小化して降伏強度を高めることによってマスクの変形を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマスクフレーム組立体の分離斜視図である。
【図２】コバルト含有マスクとフレームとの溶接部位を示す正面図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態のマスクフレーム組立体の分解斜視図である。
【図４】マスクの一部を示す斜視図である。
【図５】マスクの一部を示す斜視図である。
【図６Ａ】、
【図６Ｂ】、
【図６Ｃ】、
【図６Ｄ】マスクの製造方法を示す図面である。
【符号の説明】
１００ 蒸着用マスクフレーム組立体
１１０ マスク
１１１ スロット
１２０ フレーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸着用マスク、蒸着用マスクフレーム組立体、及びこれらの製造方法に係り、より詳細には、蒸着用マスクの改善された積層構造および電着法による蒸着用マスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、有機電界発光表示装置の製造過程において有機膜または電極の蒸着に利用されるマスクは、図１に示したように、フレーム２０に引張力が加えられるように支持されるものであって、薄板に多数の有機膜または電極を形成するための所定パターンのスロット１１が形成された構造を有する。このようなマスク１０の製造方法には、エッチング法による方法と電気鋳型法による方法とがある。
【０００３】
エッチングによるマスク１０の製造方法には、リソグラフィー法によりスロット１１のパターンを有するフォトレジスト層を薄板に形成する方法や、スロット１１のパターンを有するフィルムを薄板に取り付けた後に、薄板をエッチングする方法がある。しかし、エッチングによるマスクの製造方法には、マスクの大型化およびスロット１１のパターンの微細化につれて幅公差とスロット１１の縁部の公差を正確に一致させえない問題点がある。特に、薄板をエッチングしてマスク１０を製作する場合、薄板がオーバーエッチングやアンダーエッチングされる場合にスロット１１の規格を均一にすることができなかった。
【０００４】
一方、従来の電気鋳型法は、電気メッキなどの操作で金属塩溶液の電気分解によって金属を必要な厚さに母型上に蒸着させた後にこれを母型から剥離することにより母型と凹凸が反対の電気鋳造品を得ることができるという原理を利用してマスクを製造する方法である。
【０００５】
ところで、電気鋳型法によりマスクを製造するためのマスクの材料としてニッケルとコバルトとの合金が使用される。この材料を利用する場合、製造された表面粗度及びスロットパターンの精度は非常に高くなりうるが、一方で、溶接性が悪いためにフレームにマスクを溶接する時にマスクにクラックが発生する問題点がある。すなわち、コバルトは他の金属との合金の形成時に硬度および強度を高め、これにより相対的に脆性が高まる、したがって、図２に示したように、フレーム２０にマスク１０を溶接する時に、従来の電気鋳型法を用いてマスク１０を製造すると、クラックがよく発生するという問題点がある。
【０００６】
従来のマスクフレーム組立体の例が特許文献１ないし特許文献３に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開第２０００−００６０５８９号公報
【特許文献２】
特開第１９９９−００７１５８３号公報
【特許文献３】
特開第２０００−１２２３８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためのものであり、例えば、延性を高めてマスクをフレームに溶接する際のクラックの発生を抑制できる蒸着用マスクおよびこれを具備した蒸着用マスクフレーム組立体とこれらの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための本発明の蒸着用マスクは、所定のパターンを有する金属層と、前記金属層の表面に形成されて前記所定パターンの精密度及び前記金属層の表面照度を向上させたコーティング層と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
前記コーティング層は、たとえば前記金属層より低い延性を有する金属である。前記金属層は、たとえばニッケルであり、前記コーティング層は、たとえばニッケル及びコバルトの合金である。前記金属層の厚さは、たとえば２８μｍ−４８μｍであり、前記コーティング層の厚さは、たとえば２μｍ−１７μｍであり、前記コーティング層は、たとえばニッケル８５重量％とコバルト１５重量％の合金である。
【００１１】
また、前記金属層は、たとえば鉄、クロム及びニッケルを含み、前記コーティング層は、たとえば鉄、クロム、ニッケル及びコバルトの合金である。
【００１２】
前記コーティング層は、前記金属層の下部表面、または、上部表面、または下部表面および上部表面の両方に形成されうる。ここで、前記上部コーティング層の厚さは、たとえば前記下部コーティング層の厚さと同一である。
【００１３】
本発明の他の側面は、前記マスクおよび前記マスクを支持するフレームを具備する蒸着用マスクフレーム組立体を提供する。
【００１４】
本発明のさらに他の側面は、金属層と下部コーティング層とを有する蒸着用マスクを製造する方法を提供する。前記方法は、前記マスクと同じパターンを有するプレートを利用して前記マスクパターンの精密度及び前記マスクの表面照度を高めるための前記下部コーティング層を所定厚さに形成する段階と、前記下部コーティング層上に前記金属層を所定厚さに形成することによって前記マスクを形成する段階と、前記プレートから前記マスクを分離する段階と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
前記方法は、前記マスクを形成した後に前記金属層上に上部コーティング層を形成する段階をさらに具備してもよい。
【００１６】
本発明の蒸着用マスクフレーム組立体製造方法は、前記の方法により製造されたマスクに引張力が加わるように前記マスクをフレームに支持する段階を具備することを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
図３ないし図５に、本発明に係る蒸着用マスクフレーム組立体の一実施形態を示した。図面に示すように、蒸着用マスクフレーム組立体１００は、所定パターンのスロット１１１が形成されたマスク１１０と、このマスク１１０を引張力が加えられるように支持するフレーム１２０とを含む。
【００１８】
マスク１１０は、延性を有する第１金属、たとえば、ニッケルよりなり、蒸着のための所定パターンのスロット１１１が形成された薄板状の金属基材１１２を含む他、金属基材１１２の表面にスロット１１１の精度およびマスク１１０の表面照度を高めた第２金属がコーティングされてなるコーティング層１１３を含む。前記第１金属は、たとえば純粋１００％のニッケルが好適であるが、これに限定されずに電気鋳型法によりスロット１１１を有する金属基材１１２を製作できる構造ならばいかなるものでもよい。そして、金属基材１１２の表面にコーティングされたコーティング層１１３は、たとえば、ニッケルとコバルトとの合金よりなる。この合金は、たとえばニッケル８５重量％とコバルト１５重量％とで構成されうる。ここで、マスク１１０を構成する金属基材１１２の厚さおよびコーティング層１１３の厚さは、たとえば、各々２８〜４８μｍおよび２〜１７μｍとすることができる。一方、金属基材１１２は、たとえば、鉄、クロム、ニッケルを主成分とする合金で構成することができる。また、コーティング層１１３は、たとえば、金属基材１１２にコバルトを含有させた合金で構成することができる。
【００１９】
前記のような構成を有する本発明に係る蒸着用マスクフレーム組立体の製造方法を図６Ａないし図６Ｄに示す。
【００２０】
蒸着用マスクの製造には、たとえば電気鋳型法が利用されうる。図面に示すように、まず、マスク１１０の形状、すなわち、マスクの外形部分とスロットを形成するためのストリップと対応する部分に貫通した開口を有するフィルム２０１が付けられた電着用プレート２００を準備する。フィルム２０１付きの電着用プレート２００の準備の後、図６Ａに示したように電気鋳型法を利用して、フィルム２０１の開口部に露出している電着用プレート２００に第２金属を利用してコーティング層１１３の一部をなす下部コーティング層１１３ａを、たとえば５μｍの厚さに電着する。
【００２１】
そして、図６Ｂに示したように、下部コーティング層１１３ａの形成の後に、下部コーティング層１１３ａの上面に前記第２金属より延性の高い第１金属であるニッケルを電着してマスクの金属基材１１２を形成する。ここで、金属基材１１２は、たとえば２８〜４８μｍの厚さに形成される。下部コーティング層１１３ａと金属基材１１２との電着は、マスクの使用条件によって多様に変形できることはもちろんである。
【００２２】
金属基材１１２層の電着の後、この上面に前記第２金属を利用して上部コーティング層１１３ｂを形成する。上部コーティング層１１３ｂは、たとえば下部コーティング層１１３ａと同じ厚さにすることができる。
【００２３】
前記のようにマスクの製作のための電着が完了したら、電着用プレート２００からマスク１１０を分離し、この分離されたマスクをフレーム１２０によって引張力が加えられるように支持する。ここで、フレーム１２０にマスクを固定する過程でマスクの各部位に引張力が均一に加えられるようにし、スロット１１１が変形しないようにする。
【００２４】
前記の製造方法により製造されたマスクフレーム組立体は、マスクを構成する金属基材１１２が相対的に延性のよい、たとえばニッケルよりなっているので、フレーム１２０との溶接時に溶接部位が割れることを防止できる。また、金属基材１１２の外面にコーティング層１１３が形成されているのでマスク１１０の降伏強度が高く、さらにはマスク１１０に形成されたスロット１１１の変形を抑制できる。そして、金属基材１１２の表面に形成されたコーティング層１１３は、マスクの表面照度を高めてスロットの精度を向上させることができ、また、マスクの洗浄を円滑にする。
【００２５】
また、前記のように蒸着用マスクを電気鋳型法により製作する場合、スロットを形成するストリップが球形或いは曲面状になるので蒸着時に発生しうるシャドー効果を減らすことができる。
【００２６】
本明細書では、本発明を具体的な実施形態を通じて説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な実施形式を採用することができることを理解されたい。そして、特許請求の範囲に記載された発明又はそれを構成する手段と均等なものも本発明に含まれる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る蒸着用マスクおよびこれを具備した蒸着用マスクフレーム組立体とこれらの製造方法によれば、たとえば、マスクとフレームとの溶接時に発生するクラックを最小化して降伏強度を高めることによってマスクの変形を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のマスクフレーム組立体の分離斜視図である。
【図２】コバルト含有マスクとフレームとの溶接部位を示す正面図である。
【図３】本発明の望ましい実施形態のマスクフレーム組立体の分解斜視図である。
【図４】マスクの一部を示す斜視図である。
【図５】マスクの一部を示す斜視図である。
【図６Ａ】、
【図６Ｂ】、
【図６Ｃ】、
【図６Ｄ】マスクの製造方法を示す図面である。
【符号の説明】
１００ 蒸着用マスクフレーム組立体
１１０ マスク
１１１ スロット
１２０ フレーム
Claims (18)
- 所定のパターンを有する金属層と、
前記金属層の表面に形成されたコーティング層と、を具備するとともに、
スロットを形成するストリップが球形或いは曲面状であり、
前記金属層は延性を有するニッケルであり、前記コーティング層は前記ニッケルよりも低い延性を有するニッケルとコバルトとの合金である
ことを特徴とする蒸着用マスク。 - 前記コーティング層は前記金属層より低い延性を有する金属である
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク。 - 前記金属層の厚さは２８μｍ−４８μｍであり、前記コーティング層の厚さは２μｍ−１７μｍである
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク。 - 前記コーティング層はニッケル８５重量％とコバルト１５重量％の合金である
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク。 - 前記コーティング層は前記金属層の下部表面に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク。 - 前記コーティング層は前記金属層の上部表面に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク。 - 前記コーティング層は、前記金属層の上部表面に形成された上部コーティング層と、前記金属層の下部表面に形成された下部コーティング層とを具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク。 - 前記上部コーティング層の厚さは前記下部コーティング層の厚さと同一である
ことを特徴とする請求項７に記載の蒸着用マスク。 - 前記マスクは電気鋳型法により形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着用マスク。 - 請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載のマスクと、前記マスクを支持するフレームとを具備する
ことを特徴とする蒸着用マスクフレーム組立体。 - 金属層と下部コーティング層とを有する蒸着用マスクを製造する方法であって、
前記マスクと同じパターンを有するプレートを利用して前記下部コーティング層を所定厚さに形成する段階と、
前記下部コーティング層上に前記金属層を所定厚さに形成することによって前記マスクを形成する段階と、
前記プレートから前記マスクを分離する段階と、を具備するとともに、
スロットを形成するストリップが球形或いは曲面状であり、
前記金属層は延性を有するニッケルであり、前記コーティング層は前記ニッケルよりも低い延性を有するニッケルとコバルトとの合金である
ことを特徴とする蒸着用マスク製造方法。 - 前記下部コーティング層は前記金属層より低い延性を有する金属である
ことを特徴とする請求項１１に記載の蒸着用マスク製造方法。 - 前記金属層の厚さは２８μｍ−４８μｍであり、前記下部コーティング層の厚さは２μｍ−１７μｍである
ことを特徴とする請求項１１に記載の蒸着用マスク製造方法。 - 前記下部コーティング層はニッケル８５重量％とコバルト１５重量％の合金であることを特徴とする請求項１１に記載の蒸着用マスク製造方法。
- 前記マスクを形成した後、前記金属層上に上部コーティング層を形成する段階をさらに具備する
ことを特徴とする請求項１１に記載の蒸着用マスク製造方法。 - 前記上部コーティング層の厚さは前記下部コーティング層の厚さと同一である
ことを特徴とする請求項１５に記載の蒸着用マスク製造方法。 - 前記下部コーティング層は電気鋳型法により形成される
ことを特徴とする請求項１１に記載の蒸着用マスク製造方法。 - 請求項１１ないし１７のうちいずれか１項の方法により製造されたマスクに引張力が加わるように前記マスクをフレームに支持する段階を具備する
ことを特徴とする蒸着用マスクフレーム組立体製造方法。
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