JP5607312B2 - 蒸着マスク及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、ガラス基板上に有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）用の電極や有機発光物質を蒸着マスク法により形成する際に使用される蒸着マスク及びその製造方法に関するものである。

従来技術として、被蒸着基板と熱膨張係数が異なる素材からなるマスク本体を用いて蒸着を行って、蒸着部の寸法精度および蒸着位置の累積精度を向上させるために、被蒸着基板への蒸着用パターンがパターン形成領域内に通過孔として形成された薄板状のマスク本体と、マスク本体におけるパターン形成領域の外周縁である接着領域に応じた形状の枠部を、被蒸着基板と同等の熱線膨張係数の素材によってマスク本体よりも十分な厚みを有するように形成した枠体と、からなり、マスク本体と枠体とを温度変化に対して安定した接着剤を用いた方法により密着状に一体化してなる蒸着用マスクが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来技術として、マスク本体と枠体との間に介在された接着剤層の変質などの不具合が一切なく、マスク本体と枠体との良好な接合状態を長期にわたって維持するために、多数独立の蒸着通孔からなる蒸着パターンをパターン形成領域内に備えるマスク本体と、マスク本体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の補強用の枠体とからなり、マスク本体のパターン形成領域の外周縁と枠体とを、電鋳法により形成された電着金属層を介して不離一体的に接合してある蒸着マスクが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−３７１３４９号公報 特開２００５−１５９０８号公報

従来のマスク本体と枠体とを温度変化に対して安定した接着剤層を用いて接着してなる蒸着マスクでは、接着剤層が有機溶剤により変質されやすく、マスク本体と枠体との間の接合強度が低下するという問題がある。また、従来のマスク本体と枠体とを電鋳法により形成された電着金属層を介して不離一体的に接合した蒸着マスクでは、製品完成時に補強用の枠体の周辺部に皺が発生して、実際に蒸着機にセットして張った時に発生した皺が取れなくて蒸着マスクと被蒸着体であるガラス基板との間に隙間が出来てしまうという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、マスク本体と枠体との間の接合強度を向上させて、皺の発生がなく蒸着マスクの取り扱いを容易にするとともに、加工工程の短縮化を図ることができる蒸着マスク及びその製造方法を提供するものである。

この発明に係る蒸着マスクにおいては、多数の蒸着通過孔からなる蒸着パターンがパターン領域内に形成された蒸着マスクの下部を構成する薄板状のマスク本体と、マスク本体の上部全面に重ね合わされ、マスク本体のパターン領域に対応する位置に該パターン領域よりも大きい寸法の開口が設けられ、全面に接合用小孔が多数設けられた低熱膨張係数の材質からなる蒸着マスクの上部を構成する補強用枠体と、補強用枠体の上面部、パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び接合用小孔の内壁とマスク本体の上面部にめっきにより形成され、マスク本体と補強用枠体との間を一体的に接合する金属めっき層とを備えたものである。

また、補強用枠体の開口の隅角部には、皺防止用のアール（Ｒ）部が設けられているものである。

また、補強用枠体の接合用小孔は、全面に多数設けられているものである。

また、補強用枠体の接合用小孔の形状は、円形状、楕円形又は三角、四角、六角等の多角形状である。

また、補強用枠体の外周部に位置する接合用小孔は、その一部が外側に開放されて補強用枠体の外周部がギザギザ状にされているものである。

また、マスク本体の外形形状と補強用枠体の外形形状を同一寸法にしたものである。

また、この発明に係る蒸着マスクの製造方法においては、導電性を有する母材の表面にフォトリソグラフィ法を用いて、多数の蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターンレジストを形成し、母材のレジスト層以外の部分に電着金属を電鋳して一次マスク本体となる金属層を形成する工程と、蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターン領域の表面側に該パターン領域よりも大きい目隠し用及び補強用枠体の位置決め用の開口部を設けたレジストをラミネートする工程と、一次マスク本体の表面に前記補強用枠体を載置して位置合わせする工程と、補強用枠体側からめっきを行い、補強用枠体の上面部、パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び接合用小孔の内壁とマスク本体の上面部にめっきを形成し、一次マスク本体と補強用枠体との間を金属めっき層により一体的に接合する工程と、一体化された一次マスク本体と補強用枠体を母材から剥離するとともに、一次マスク本体のレジスト層及び目隠し用レジストを剥離する工程とを備えたものである。

また、導電性を有する母材の表面にフォトリソグラフィ法を用いて、多数の蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターンレジストを形成するとともに、マスク本体の外周部を取り囲む枠状レジスト層を形成し、母材のレジスト層及び枠状レジスト層以外の部分に電着金属を電鋳して一次マスク本体となる金属層を形成する工程と、蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターン領域の表面側に該パターン領域よりも大きい目隠し用レジストをラミネートする工程と、一次マスク本体の表面に補強用枠体を載置して位置合わせする工程と、補強用枠体側からめっきを行い、補強用枠体の上面部、パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び接合用小孔の内壁とマスク本体の上面部にめっきを形成し、一次マスク本体と補強用枠体との間を金属めっき層により一体的に接合する工程と、一体化された一次マスク本体と補強用枠体を母材から剥離するとともに、一次マスク本体のレジスト層、枠状レジスト層及び目隠し用レジストを剥離する工程とを備えたものである。

また、一次マスク本体の表面に補強用枠体を載置して位置合わせする工程は、一次マスク本体の母材の下面にスポンジを敷き、上から補強用枠体、一次マスク本体、スポンジの順に配置し、これらを非導電性の紗を貼った枠で挟み、上下一対の枠を締結固定して、上方向からめっきするものである。

この発明によれば、マスク本体と枠体との間の接合強度を向上させて、皺の発生がなく蒸着マスクの取り扱いを容易にするとともに、加工工程の短縮化を図ることができる効果がある。

この発明の実施例１における蒸着マスクを示す分解斜視図である。 この発明の実施例１における蒸着マスクの補強用枠体を示す平面図である。 図２の補強用枠体のＡ部拡大図である。 この発明の実施例１における蒸着マスクの一次マスク本体を示す平面図である。 この発明の実施例１における蒸着マスクの一次マスク本体の製造工程を示す図４のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。 この発明の実施例１における蒸着マスクの製造工程を示す縦断面図である。 この発明の実施例１における蒸着マスクの一次マスク本体と補強用枠体の一体化工程を示す縦断面図である。

実施例１．
図１はこの発明の実施例１における蒸着マスクを補強用枠体とマスク本体とに分解して示す斜視図、図２は蒸着マスクの補強用枠体を示す平面図、図３は図２の補強用枠体のＡ部を拡大して示す図、図４は蒸着マスクの一次マスク本体の製造工程を示す平面図、図５は蒸着マスクの一次マスク本体の製造工程を示す図４のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図、図６はこの発明の実施例１における蒸着マスクの製造工程を示す縦断面図、図７はこの発明の実施例１における蒸着マスクの一次マスク本体と補強用枠体の一体化工程を示す縦断面図である。

図１及び図２において、１は蒸着マスクで、薄板状のマスク本体２と、マスク本体２のほぼ全面に密着固定される補強用枠体３とから構成されている。上記マスク本体２は、例えば長方形状であり、内部に正方形のパターン領域４が設けられている。このパターン領域４内には多数の蒸着通過孔５からなる蒸着パターンが形成されている。ここでは、正方形のパターン領域４を９個表わしているが、９個に限定されるものではない。また、上記補強用枠体３は、厚さ０．１ｍｍ程度の低熱膨張係数の材質（インバー材）からなり、例えばエッチング加工により作製され、その外周形状は上記マスク本体２とほぼ同一寸法の形状である。この補強用枠体３の内部の上記マスク本体２のパターン領域４に対応する位置には９個の開口６が設けられており、その開口寸法がマスク本体２のパターン領域４より大きく形成されている。また、補強用枠体３は、その全面に直径０．５ｍｍ位の同じ大きさの円形状の小孔７が０．５ｍｍ位の均一ピッチで多数設けられており、この小孔７はマスク本体２との接合用小孔となる。なお、補強用枠体３の外周部に位置する小孔７の形状を、図３に示すように、その一部が外側に開放された半円状の小孔７ａにして外周部の形状をギザギザ状にすることにより接合部周長が長くなり、マスク本体２との接合強度をより一層向上させることができる。また、多数の接合用小孔７は円形状に限定されるものではなく、四角形や三角形、六角形等の多角形及び楕円形等であっても良い。また、補強用枠体３の開口６の隅角部には、皺防止用のアール（Ｒ）部が設けられており、マスク本体２と補強用枠体３とのめっき時に発生する電流密度差（エッジ部の電流密度が大きくなる）による応力差で発生する皺を防止している。また、補強用枠体３の加工はレーザー加工を用いても良い。また、接合用小孔７のサイズ及びピッチは必要な接合強度に合わせて適宜選択して良く、幾つかのサイズを混合させても良い。また、小孔間のピッチも接合個所の形状及び欲しい接合強度に合わせて間隔を大小させても良い。

次に、上記マスク本体２の元となる一次マスク本体２ａを製造する工程を図４、図５により説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、導電性を有する母材８の表面に通常のフォトレジスト法を用いて、多数の蒸着通過孔５に対応するレジスト層９を有するパターンレジストを形成するとともに、一次マスク本体２ａの外周部を取り囲む枠状レジスト層１０を形成する。そして、上記母材８を電鋳槽に入れて、母材８の表面のレジスト層９及び枠状レジスト層１０以外の部分にニッケル合金等の電着金属を電鋳して、一次マスク本体２ａとなる金属層１１を形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、多数の蒸着通過孔５に対応するレジスト層９を有するパターン領域４の表面側（金属成長側）にパターン領域よりも大きい目隠し用レジスト１２と枠状レジスト層１０の上に別の枠状レジスト層１０ａをラミネートすることにより、図４に示すような一次マスク本体２ａを作製する。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）の縦断面図は模式図であり、実際の縮尺関係を表わしたものではない。また、金属層１１を形成後にめっき面より突出したレジストがある時は研磨により金属層１１と略同一の厚さにするか、レジストを剥離しても良い。また、めっき工程前に母材表面とマスク本体２の表面の活性化、また、ストライクニッケルおよびめっき面の粗いめっき等で密着性向上の処理を施しても良い。

次に、この発明の実施例１における蒸着マスクの製造方法を図６により説明する。なお、図６は模式図であり、実際の縮尺関係を表わしたものではない。
図６（ａ）は、図５（ａ）に相当するもので、母材８の表面に多数の蒸着通過孔５に対応するレジスト層９を有する９個のパターン領域４を形成している。図６（ｂ）は、図５（ｂ）に相当するもので、多数の蒸着通過孔５に対応するレジスト層９を有するパターン領域４の表面側（金属成長側）にパターン領域よりも大きい目隠し用レジスト１２を９個ラミネートすることにより作製された一次マスク本体２ａである。また、図６（ｃ）は、エッチング法により作製された補強用枠体３であり、内部には９個の開口６が設けられ、その全面に接合用小孔７が多数設けられている。図６（ｄ）は、図６（ｂ）の一次マスク本体２ａの表面に図６（ｃ）の補強用枠体３を重合載置して位置合わせする工程を示している。図６（ｅ）は、一次マスク本体２ａと補強用枠体３を重合載置して位置合わせした後、補強用枠体３に多数設けた接合用小孔７を利用して略２０μｍめっきが行われ、金属めっき層１３により一次マスク本体２ａと補強用枠体３との間を一体化接合する工程を示している。なお、この一体化接合工程の詳細は、図７で後述する。金属めっき層１３は、補強用枠体３の接合用小孔７周辺及びそれを通して一次マスク本体２ａの上面がめっきされるだけでなく、補強用枠体３の上面部及び両側面部にもめっき形成されるので、接合強度がより一層向上する。最後に、図６（ｆ）は、母材８とレジスト９、１０を剥離することにより、この発明の蒸着マスク１が完成する。レジストの剥離は一次マスク本体２ａのめっき終了後に剥離しても良い。また、接合時のめっき厚さは１〜１００μｍ程度で、めっき時間及び強度を考慮すると１０〜３０μｍが良く、必要接合強度及びめっき時間等を鑑みてめっき厚さを変えても良い。また、小孔の径がめっき厚さの２倍以下の場合は孔全体にめっきが埋まることになる。

次に、この発明の実施例１における蒸着マスクの一次マスク本体と補強用枠体の一体化工程を図７により説明する。図７（ａ）は密着前、図７（ｂ）は密着後の状態を示す。なお、図７は模式図であり、実際の縮尺関係を表わしたものではない。
図６（ｄ）に示す一次マスク本体２ａの表面に補強用枠体３を重合載置して位置合わせした後、図７（ａ）に示すように、一次マスク本体２ａの母材８の下面にスポンジ１４を敷き、上から補強用枠体３、一次マスク本体２ａ、スポンジ１４の順に配置し、一次マスク本体２ａの母材に通電用銅テープ（導電性テープ）２０を貼り付ける。これらを非導電性の紗１６を貼ったアルミ枠１５の非導電性の紗１６により上下方向から挟む。挟んだ後に導電性テープ２０をアルミ枠１５に接合させて導電をとり、次に、図７（ｂ）に示すように、非導電性の紗１６の上下一対のアルミ枠１５を重合させて粘着テープ１７等で締結固定する。そして、上方向（矢印方向）からめっきを略２０μｍかけて行くものである。これにより、図６（ｅ）に示すように、補強用枠体３に多数設けた接合用小孔７を利用してめっきが行われ、金属めっき層１３により一次マスク本体２ａと補強用枠体３との間を接合する。なお、金属めっき層１３は、補強用枠体３の接合用小孔７周辺及びそれを通して一次マスク本体２ａの上面がめっきされるだけでなく、補強用枠体３の上面部及び両側面部にもめっき形成されるので、接合強度がより一層向上する。

１ 蒸着マスク
２ マスク本体
２ａ 一次マスク本体
３ 補強用枠体
４ パターン領域
５ 蒸着通過孔
６ 開口
７ 接合用小孔
７ａ 半円状の小孔
８ 母材
９ レジスト層
１０、１０ａ 枠状レジスト層
１１ 一次マスク本体となる金属層
１２ 目隠し用レジスト
１３ 金属めっき層
１４ スポンジ
１５ アルミ枠
１６ 非導電性の紗
１７ 粘着テープ
１８ めっき治具
２０ 通電用銅テープ

Claims (9)

1. 多数の蒸着通過孔からなる蒸着パターンがパターン領域内に形成された蒸着マスクの下部を構成する薄板状のマスク本体と、
   前記マスク本体の上部全面に重ね合わされ、前記マスク本体のパターン領域に対応する位置に該パターン領域よりも大きい寸法の開口が設けられ、全面に接合用小孔が多数設けられた低熱膨張係数の材質からなる蒸着マスクの上部を構成する補強用枠体と、
   前記補強用枠体の上面部、前記パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び前記接合用小孔の内壁と前記マスク本体の上面部にめっきにより形成され、前記マスク本体と補強用枠体との間を一体的に接合する金属めっき層と、
   を備えたことを特徴とする蒸着マスク。
2. 補強用枠体の開口の隅角部には、皺防止用のアール（Ｒ）部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の蒸着マスク。
3. 補強用枠体の接合用小孔は、全面に多数設けられていることを特徴とする請求項１記載の蒸着マスク。
4. 補強用枠体の接合用小孔の形状は、円形状、楕円形又は三角、四角、六角等の多角形状であることを特徴とする請求項３記載の蒸着マスク。
5. 補強用枠体の外周部に位置する接合用小孔は、その一部が外側に開放されて前記補強用枠体の外周部がギザギザ状にされていることを特徴とする請求項４記載の蒸着マスク。
6. マスク本体の外形形状と補強用枠体の外形形状を同一寸法にしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の蒸着マスク。
7. 多数の蒸着通過孔からなる蒸着パターンがパターン領域内に形成された蒸着マスクの下部を構成する薄板状のマスク本体と、前記マスク本体の上部全面に重ね合わされ、前記マスク本体のパターン領域に対応する位置に該パターン領域よりも大きい寸法の開口が設けられ、全面に接合用小孔が多数設けられた低熱膨張係数の材質からなる蒸着マスクの上部を構成する補強用枠体と、前記補強用枠体の上面部、前記パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び前記接合用小孔の内壁と前記マスク本体の上面部にめっきにより形成され、前記マスク本体と補強用枠体との間を一体的に接合する金属めっき層とを備えた蒸着マスクの製造方法であって、
   導電性を有する母材の表面にフォトリソグラフィ法を用いて、多数の蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターンレジストを形成し、前記母材のレジスト層以外の部分に電着金属を電鋳して一次マスク本体となる金属層を形成する工程と、
   前記蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターン領域の表面側に該パターン領域よりも大きい目隠し用及び補強用枠体の位置決め用の開口部を設けたレジストをラミネートする工程と、
   前記一次マスク本体の表面に前記補強用枠体を載置して位置合わせする工程と、
   前記補強用枠体側からめっきを行い、前記補強用枠体の上面部、前記パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び前記接合用小孔の内壁と前記マスク本体の上面部にめっきを形成し、前記一次マスク本体と補強用枠体との間を金属めっき層により一体的に接合する工程と、
   一体化された前記一次マスク本体と補強用枠体を前記母材から剥離するとともに、前記一次マスク本体のレジスト層及び目隠し用レジストを剥離する工程と、
   を備えたことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
8. 多数の蒸着通過孔からなる蒸着パターンがパターン領域内に形成された蒸着マスクの下部を構成する薄板状のマスク本体と、前記マスク本体の上部全面に重ね合わされ、前記マスク本体のパターン領域に対応する位置に該パターン領域よりも大きい寸法の開口が設けられ、全面に接合用小孔が多数設けられた低熱膨張係数の材質からなる蒸着マスクの上部を構成する補強用枠体と、前記補強用枠体の上面部、前記パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び前記接合用小孔の内壁と前記マスク本体の上面部にめっきにより形成され、前記マスク本体と補強用枠体との間を一体的に接合する金属めっき層とを備えた蒸着マスクの製造方法であって、
   導電性を有する母材の表面にフォトリソグラフィ法を用いて、多数の蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターンレジストを形成するとともに、前記マスク本体の外周部を取り囲む枠状レジスト層を形成し、前記母材のレジスト層及び枠状レジスト層以外の部分に電着金属を電鋳して一次マスク本体となる金属層を形成する工程と、
   前記蒸着通過孔に対応するレジスト層を有するパターン領域の表面側に該パターン領域よりも大きい目隠し用レジストをラミネートする工程と、
   前記一次マスク本体の表面に前記補強用枠体を載置して位置合わせする工程と、
   前記補強用枠体側からめっきを行い、前記補強用枠体の上面部、前記パターン領域よりも大きい寸法の開口の内壁及び前記接合用小孔の内壁と前記マスク本体の上面部にめっきを形成し、前記一次マスク本体と補強用枠体との間を金属めっき層により一体的に接合する工程と、
   一体化された前記一次マスク本体と補強用枠体を前記母材から剥離するとともに、前記一次マスク本体のレジスト層、枠状レジスト層及び目隠し用レジストを剥離する工程と、
   を備えたことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
9. 一次マスク本体の表面に補強用枠体を載置して位置合わせする工程は、一次マスク本体の母材の下面にスポンジを敷き、上から補強用枠体、一次マスク本体、スポンジの順に配置し、これらを非導電性の紗を貼った枠で挟み、上下一対の枠を締結固定して、上方向からめっきすることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の蒸着マスクの製造方法。

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