JP5167763B2 - 蒸着マスク及び蒸着マスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、貫通孔が形成された金属製の有孔板であって、とりわけ、開孔形状が平面視において角部を含んでいる貫通孔が精度良く形成された有孔板に関する。

従来、金属製の有孔板が、例えば蒸着マスクのような種々の用途に用いられてきた。金属製の有孔板は、例えば、金属板をエッチングすることにより製造され得る。エッチングによれば、打ち抜き加工等の機械加工にともなう不具合（例えば、金属板の変形やバリの発生等）を回避することができる。

ところで、開孔形状が角部を含んでいる貫通孔をエッチングにより作製する場合、角部が丸味をおびてしまうという不具合がある。微細な貫通孔を作製する場合、角部が丸味をおびてしまうという不具合は、エッチングを用いた方法に限られず、貫通孔を形成する種々の方法に共通する。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、貫通孔が形成された金属製の有孔板であって、開孔形状が角部を含んでいる貫通孔を精度良く形成された有孔板を提供することを目的とする。

また、本発明は、開孔形状が角部を含んでいる貫通孔が精度良く形成された有孔板を製造することができる有孔板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明による有孔板は、第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する金属板を備え、前記第１面側から、線状に延びる第１の溝が形成され、前記第２面側から、線状に延びる第２の溝が形成され、前記第１の溝および前記第２の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に交差する位置関係にあり、前記第１の溝と前記第２の溝とは交差する部分において互いに通じており、これらの前記第１の溝と前記第２の溝とによって前記金属板を貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。

本発明による有孔板において、前記第１の溝および前記第２の溝は、それぞれ、直線状に延び、前記第１の溝の軸線および前記第２の溝の軸線は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に直交するようにしてもよい。

また、本発明による有孔板において、前記第１面側から、前記第１の溝が複数形成され、前記第２の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記複数の第１の溝と交差する位置関係にあるようにしてもよい。

あるいは、本発明による有孔板において、前記第１面側から、前記第１の溝が複数形成され、前記第２面側から、前記第２の溝が複数形成され、各第２の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記複数の第１の溝と交差する位置関係にあり、各第１の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記複数の第２の溝と交差する位置関係にあるようにしてもよい。

あるいは、本発明による有孔板において、前記第１面側から、前記第１の溝が複数形成され、前記第２面側から、各第１の溝にそれぞれ対応して、前記第２の溝が複数形成されているようにしてもよい。

さらに、本発明による有孔板において、前記貫通孔の開孔形状は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に略四角形形状であるようにしてもよい。

本発明による有孔板の製造方法は、第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する金属板をエッチングして、前記金属板の前記第１面側に線状に延びる第１の溝を形成する工程と、前記金属板をエッチングし、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記第１の溝と交差するように、前記金属板の前記第２面側に線状に延びる第２の溝を形成する工程と、を含み、前記第１の溝と前記第２の溝とは交差する部分において互いに通じ、前記第１の溝と前記第２の溝とによって前記金属板を貫通する貫通孔が形成されるように、前記第１の溝および前記第２の溝が形成されるようにしてもよい。

本発明による有孔板の製造方法において、前記金属板の前記第１面および前記第２面が同時にエッチングされ、前記第１の溝を形成する工程および前記第２の溝を形成する工程が並行して行われるようにしてもよい。

また、本発明による有孔板の製造方法において、前記第１の溝を形成する工程および前記第２の溝を形成する工程のいずれか一方は、前記第１の溝を形成する工程および前記第２の溝を形成する工程のいずれか他方の前に行われるようにしてもよい。

さらに、本発明による有孔板の製造方法において、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に開孔形状が略四角形形状となる貫通孔が形成されるようにしてもよい。

以下、図面を参照して本発明による一実施の形態について説明する。

図１乃至図６は本発明の一実施の形態を説明するための図である。ここで図１は有孔板の平面図であり、図２は図１の実線で囲まれた部分（楕円部分）を示す拡大平面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

図１乃至図３に示すように、有孔板１０は、互いに対向する第１面２０ａおよび第２面２０ｂを有する金属板２０からなっている。本実施の形態において、有孔板１０は有孔領域１４ａと無孔領域１４ｂとを含んでおり、図１に示すように、無孔領域１４ｂは金属板２０の周縁部に位置する。一方、有孔領域１４ａは、金属板２０の中央部に位置し、無孔領域１４ｂに囲まれている。金属板２０の有孔領域１４ａには、第１面２０ａと第２面２０ｂとの間を延びる多数の貫通孔３０が形成されている。このような有孔板１０は、例えばシャドーマスクや蒸着マスクとして用いられる。

図１乃至図３に説明するように、金属板２０の第１面２０ａの側から、直線状に延びる第１の溝３２が多数形成されている。図２に示すように、複数の第１の溝３２は、その軸線（長手方向中心線）Ｌａが金属板２０の板面と平行に延びる第１軸線Ｌ１に沿うようにして、配置されている。第１軸線Ｌ１は互いに平行であるとともに等間隔を空けて複数設けられており、各第１軸線Ｌ１上に二以上の第１の溝３２が等間隔を空けて配置されている。

同様に、図１乃至図３に説明するように、金属板２０の第２面２０ｂの側から、直線状に延びる第２の溝３４が多数形成されている。図２に示すように、複数の第２の溝３４は、その軸線（長手方向中心線）Ｌｂが金属板２０の板面と平行に延びる第２軸線Ｌ２に沿うようにして、配置されている。第２軸線Ｌ２は互いに平行であるとともに等間隔を空けて複数設けられており、各第２軸線Ｌ２上に二以上の第２の溝３４が等間隔を空けて配置されている。

図２に示すように、金属板２０の板面に直交する方向から見た場合において、すなわち、金属板２０の平面視において、第１の軸線Ｌ１と第２の軸線Ｌ２とは直交している。また、図３に示すように、第１の軸線Ｌ１と第２の軸線Ｌ２とが交差する部分において、第１の溝３２と第２の溝３４とが対面している。とりわけ、第１の溝３２および第２の溝３４は、金属板２０の板面の法線に沿った方向から見た場合に交差する位置関係にある。すなわち、第１の溝３２の軸線Ｌａあるいは第１の溝３２の軸線Ｌａと平行な軸線が、第２の溝３４の軸線Ｌｂと交差するようになっている。なお、図３に示す例においては、一つの第１に溝３２に対して一つの第２の溝３４が対面するようになっている。

図３に示すように、対面し合う第１の溝３２および第２の溝３４は、交差する部分において通じており、これにより、第１の溝３２の壁面３２ａと第２の溝３４の壁面３４ａとが、周状の接続部３６で接続されている。この結果、これらの第１の溝３２と第２の溝３４とによって、金属板２０の第１面２０ａと第２面２０ｂとの間を延びる貫通孔３０が形成されている。形成された貫通孔３０の平面視における開孔形状は、図２に示すように、第１の溝３２と第２の溝３４とが交差する領域において、第１の溝３２の外輪郭と第２の溝３４の外輪郭とによって囲まれた形状（交差部分）と略同一になる。上述したように、図２に示す例においては、第１の溝３２の軸線Ｌａと平行な第１軸線Ｌ１と、第２の溝３４の軸線Ｌｂと平行な第２軸線Ｌ２と、が直交している。したがって、貫通孔３０の開孔形状は、図２に示す例において、略四角形形状（矩形状）となり、とりわけ、第１の溝３２の幅と第２の溝３４の幅とが同一である場合には、開孔形状は正方形形状となる。

次に、以上のような構成からなる有孔板を製造する方法の一例について、主に図４乃至図６を参照して説明する。なお、以下に説明する製造方法は、フォトリソグラフィー技術を利用したエッチングを用いた製造方法である。ここで、図４は有孔板の製造方法を全体的に説明するための図であり、図５は金属板にレジストパターンを形成する方法を説明するための図であり、図６は金属板をエッチングする方法を説明するための図である。

図４に示すように、本実施の形態における有孔板の製造方法は、帯状に延びる金属板２０を供給する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングを金属板２０に施して、金属板２０の第１面２０ａ側に線状に延びる第１の溝３２を形成する工程と、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングを金属板２０に施して、金属板２０の板面の法線に沿った方向から見た場合に第１の溝３２と交差するように、金属板２０の第２面２０ｂ側に線状に延びる第２の溝３４を形成する工程と、を含んでいる。各工程について、以下においてさらに詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、以下に説明するように、金属板２０の第１面２０ａおよび第２面２０ｂが同時にエッチングされ、第１の溝３２を形成する工程および第２の溝３４を形成する工程が並行して行われる。

図４に示すように、本実施の形態においては、金属板２０を供給コア２３に巻き取った巻体２２が準備される。そして、この供給コア２３が回転して巻体２２が巻き戻されることにより、図４に示すように帯状に延びる金属板２０が供給される。なお、金属板２０は貫通孔３０を形成されて有孔板１０をなすようになる。このような金属板２０として、ステンレス、銅、鉄、アルミニウム等からなる板材（シート材）を用いることも可能である。

供給された金属板２０はエッチング装置（エッチング手段）５０によってエッチング処理を施される。具体的には、まず、金属板２０の第１面２０ａ上（図５の紙面における上側の面上）および第２面２０ｂ上に感光性レジスト材料を塗布し、金属板２０上にレジスト膜５１ａ，５１ｂを形成する。次に、レジスト膜５１ａ，５１ｂ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乾板５３ａ，５３ｂを準備し、ガラス乾板５３ａ，５３ｂをレジスト膜５１ａ，５１ｂ上に配置する。

その後、図５に示すように、レジスト膜５１ａ，５１ｂをガラス乾板５３ａ，５３ｂ越しに露光し、さらにレジスト膜５１ａ，５１ｂを現像する。以上のようにして、金属板２０の第１面２０ａ上にレジストパターン５２ａ（図６参照）が形成されるとともに、金属板２０の第２面２０ｂ上にレジストパターン５２ｂが形成される。

なお、具体例として、ガラス乾板５３ａ，５３ｂのうちの除去すべきレジスト膜５１ａ，５１ｂに対面する領域を黒色にしておき、露光光として可視光を用いることができる。この場合、黒色部分で可視光が吸収されることにより、レジスト膜５１ａ，５１ｂの除去すべき領域には光が入射せず、レジスト膜５１ａ，５１ｂが金属板２０上に定着しない。一方、レジスト膜５１ａ，５１ｂの除去すべきでない領域には光が入射して、当該領域におけるレジスト膜５１ａ，５１ｂが金属板２０上に定着する。定着していないレジスト膜５１ａ，５１ｂは、例えば湯洗によって除去される。

次に、図６に示すように、金属板２０上の形成されたレジストパターン５２ａ，５２ｂをマスクとして、エッチング液（例えば塩化第二鉄溶液）５７により金属板２０を第１面２０ａの側および第２面２０ｂの側からエッチングする。本実施の形態においては、エッチング液５７が、搬送される金属板２０の上方に配置されたエッチング装置５０の上方ノズル５５ａから、レジストパターン５２ａ越しに金属板２０の第１面２０ａに向けて噴射される。同時に、エッチング液５７が、搬送される金属板２０の下方に配置されたエッチング装置５０の下方ノズル５５ｂから、レジストパターン５２ｂ越しに金属板２０の第２面２０ｂに向けて噴射される。このとき、金属板２０のうちのレジストパターン５１ａ，５１ｂによって覆われていない領域で、エッチング液による浸食が始まる。以上のようにして、エッチング液による浸食が金属板２０の第１面２０ａから第２面２０ｂ側に向けて進んで第１の溝３２が形成されていき、同様に、エッチング液による浸食が金属板２０の第２面２０ｂから第１面２０ａ側に向けて進んで第２の溝３４が形成されていく。最終的には、第１の溝３２と第２の溝３４とが互いに通じ（図３参照）、第１の溝３２と第２の溝３４とによって金属板２０を貫通する貫通孔３０が形成される。

その後、金属板２０上のレジストパターン５２ａ，５２ｂを除去し、さらに金属板２０を水洗いする。このようにして、金属板２０に貫通孔３０を形成してなる有孔板１０が得られる。

このようにして得られた帯状に延びるウェブ状の有孔板１０は、当該有孔板１０を狭持した状態で回転する一対の搬送ローラ５７，５７により、切断装置（切断手段）５９へ搬送される。なお、この搬送ローラ５７，５７の回転によって有孔板１０に作用するテンション（引っ張り力）を介し、上述した供給コア２３が回転させられ、巻体２２から金属板２０が供給されるようになっている。任意ではあるが、多数の貫通孔３０が形成された金属板２０（有孔板１０）を切断装置（切断手段）５９によって所定の長さに切断することにより、枚葉状の有孔板１０を得ることができる。

以上のように本実施の形態によれば、金属板２０の第１面２０ａ側に形成された線状に延びる第１の溝３２と、金属板２０の第２面２０ｂ側に形成された線状に延びる第２の溝３４と、の交差部分に貫通孔３０が形成される。したがって、第１面２０ａ側から第１の溝３２を形成するとともに、第２面２０ｂ側から第２の溝３４を形成することによって、開孔形状が角部を含んでいる貫通孔３０が形成される。これにより、何らかの加工によって貫通孔３０の角部を形成する必要なく、精度良く形成されたシャープな角部を含む貫通孔３０が金属板２０に形成されるようになる。

なお、上述した実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。以下、図７乃至図１０を参照しながら、変形例の一例について説明する。なお、図７乃至図１０に示す変形例において、上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。

上述した実施の形態において、金属板２０の第１面２０ａ側から第１の溝３２が複数形成されるとともに、金属板２０の第２面２０ｂ側から、各第１の溝３２にそれぞれ対応して、前記第２の溝３４が複数形成される例を示したが、これに限られず、例えば図７または図８に示す例のように変形することができる。

図７に示す変形例においては、細長く延びる第２の溝３４が、その軸線Ｌｂが互いに平行となるようにして、複数形成されている。各第２の溝３４は、金属板２０の板面の法線に沿った方向から見た場合に複数の第１の溝３２と交差する位置関係にある。すなわち、一つの第２の溝３４が、複数の第１の溝３２と対面するようになっている。

また、図８に示す変形例においては、細長く延びる第１の溝３２が、その軸線Ｌａが互いに平行となるようにして、複数形成されている。また、細長く延びる第２の溝３４が、その軸線Ｌｂが互いに平行となるようにして、複数形成されている。各第１の溝３２は、金属板２０の板面の法線に沿った方向から見た場合に複数の第２の溝３４と交差する位置関係にある。すなわち、一つの第１の溝３２が、複数の第２の溝３４と対面するようになっている。各第２の溝３４は、金属板２０の板面の法線に沿った方向から見た場合に複数の第１の溝３２と交差する位置関係にある。すなわち、一つの第２の溝３４が、複数の第１の溝３２と対面するようになっている。

また、上述した実施の形態においては、直線状に延びる第１の溝３２の幅と、直線状に延びる第２の溝３４の幅と、が同一となっている例を示したが、これに限られず、図９に示すように、直線状に延びる第１の溝３２の幅と、直線状に延びる第２の溝３４の幅と、が異なるようにしてもよい。このような変形例によれば、開孔形状が長方形形状となっている貫通孔３０が金属板２０に精度良く形成され得る。

さらに、上述した実施の形態においては、金属板２０の板面の法線に沿った方向から見た場合に、直線状に延びる第１の溝３２の軸線Ｌａと、直線状に延びる第２の溝３４の軸線Ｌｂと、が直交する例を示したが、これに限られない。例えば、金属板２０の板面の法線に沿った方向から見た場合に、直線状に延びる第１の溝３２の軸線Ｌａと、直線状に延びる第２の溝３４の軸線Ｌｂと、が９０°以外の傾斜角度で交差するようにしてもよい。このような変形例によれば、図１０に示すように、開孔形状が、長方形形状や正方形形状以外の四角形形状、例えば菱形形状や平行四辺形形状となっている貫通孔３０が金属板２０に精度良く形成され得る。

さらに、上述した実施の形態において、第１の溝３２および第２の溝３４が金属板２０の板面に沿って直線状に延びる例を示したが、これに限られず、例えば、第１の溝３２および第２の溝３４の少なくとも一方が曲線状に延びるようにしてもよい。このような変形例においても、角部を含む開孔形状の貫通孔３０が金属板２０に精度良く形成され得る。

さらに、上述した実施の形態において、金属板２０の第１面２０ａおよび第２面２０ｂが同時にエッチングされ、第１の溝３２および第２の溝３４が並行して形成されていく例を示したが、これに限られない。第１の溝３２および第２の溝３４のいずれか一方が先に形成され、その後、第１の溝３２および第２の溝３４のいずれか他方が形成されるようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態において、帯状に延びる金属板２０を供給する例を示したが、これに限られない。枚葉状の金属板２０を供給し、この金属板２０にエッチングを施して有孔板１０を形成するようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態に対する複数の変形例を説明したが、これらの変形例を適宜組み合わせて上述した実施の形態に対して適用することもできる。

図１は、本発明による有孔板の一実施の形態を示す平面図である。 図２は、図１に示された有孔板を示す部分平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面における断面図である。 図４は、図１に示された有孔板を製造する方法の一例を説明するための図である。 図５は、図４に示された製造方法において、金属板にレジストパターンを形成する方法を説明するための図である。 図６は、図４に示された製造方法において、金属板をエッチングする方法を説明するための図である。 図７は、図２に対応する図であって、有孔板の変形例を示す部分平面図である。 図８は、図２に対応する図であって、有孔板の他の変形例を示す部分平面図である。 図９は、さらに他の変形例における有孔板の一つの貫通孔を示す部分平面図である。 図１０は、さらに他の変形例における有孔板の一つの貫通孔を示す部分平面図である。

符号の説明

１０ 有孔板
１４ａ 有孔領域
１４ｂ 無孔領域
２０ 金属板
２０ａ 第１面
２０ｂ 第２面
３０ 貫通孔
３２ 第１の溝
３２ａ 壁面
３４ 第２の溝
３４ａ 壁面
３６ 接続部

Claims (2)

1. 第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する金属板を備え、
   前記第１面側から、直線状に延びる第１の溝が複数形成され、
   前記第２面側から、直線状に延びる第２の溝が複数形成され、
   各第２の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記複数の第１の溝と直交する位置関係にあり、
   各第１の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記複数の第２の溝と直交する位置関係にあり、
   前記第１の溝と前記第２の溝とは交差する部分において互いに通じており、これらの前記第１の溝と前記第２の溝とによって前記金属板を貫通する貫通孔が形成され、
   前記貫通孔の開孔形状は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に略四角形形状である
   ことを特徴とする蒸着マスク。
2. 第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する金属板をエッチングして、前記金属板の前記第１面側に直線状に延びる第１の溝を複数形成する工程と、
   前記金属板をエッチングし、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記第１の溝と直交するように、前記金属板の前記第２面側に直線状に延びる第２の溝を複数形成する工程と、を含み、
   各第２の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記複数の第１の溝と直交する位置関係にあり、
   各第１の溝は、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に前記複数の第２の溝と直交する位置関係にあり、
   前記第１の溝と前記第２の溝とは交差する部分において互いに通じ、前記第１の溝と前記第２の溝とによって前記金属板を貫通する貫通孔であって、前記金属板の板面の法線に沿った方向から見た場合に開孔形状が略四角形形状となる貫通孔が形成されるように、前記第１の溝および前記第２の溝が形成される
   ことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。

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