JP5846279B2 - Metal mask and metal mask material - Google Patents
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Description
本発明は、張力をかけて枠体に固定され、真空成膜する際に成膜領域を選択的に制御するためのマスクとして用いられる、金属板に開口を設けたメタルマスクと、該メタルマスクを張力をかけて枠体に固定したマスク部材に関する。 The present invention relates to a metal mask provided with an opening in a metal plate, which is fixed to a frame body under tension and used as a mask for selectively controlling a film formation region when vacuum film formation is performed, and the metal mask It is related with the mask member fixed to the frame body by applying tension.
近年、電流の注入によって発光する有機化合物材料のエレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬという）を利用して、かかる有機ＥＬ材料の薄膜からなる発光層を備えた有機ＥＬ素子の複数を配置した有機ＥＬディスプレイパネルが、携帯端末やノートパソコンの表示部として用いられるようになってきた。
有機化合物材料を発光体とする有機ＥＬ素子は、液晶素子に比べ視野角が広く、コントラストも良く、視認性に優れており、バックライトが不要なため、薄型、軽量化が実現でき、消費電力の面でも有利で、応答性も速い。
そして、すべて固体であるため振動に強く、使用温度範囲も広いなどの特徴があり、表示素子として注目されている。
有機ＥＬ素子の構造は、図４に示すように、透明基板３１０上に、陽極（ＩＴＯ）３２０と、ホール輸送層３３０、発光層３４０、電子輸送層３５０からなる有機層と、陰極３６０とを、この順にして層構成されている。
尚、図４中、３４１、３４２、３４３は、それぞれ、Ｒ（赤色）発光層、Ｇ（緑色）発光層、Ｂ（青色）発光層である。
2. Description of the Related Art In recent years, an organic EL display in which a plurality of organic EL elements each having a light emitting layer made of a thin film of an organic EL material is arranged using electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL) of an organic compound material that emits light by current injection. Panels have come to be used as display units for portable terminals and notebook computers.
Organic EL devices that use organic compound materials as light emitters have a wider viewing angle, better contrast, better visibility, and no need for a backlight, making them thinner and lighter, and reducing power consumption. This is also advantageous and quick response.
And since it is all solid, it is strong against vibration and has a wide operating temperature range, and has attracted attention as a display element.
As shown in FIG. 4, the organic EL element has a structure in which an anode (ITO) 320, an organic layer composed of a hole transport layer 330, a
In FIG. 4, 341, 342, and 343 are an R (red) light emitting layer, a G (green) light emitting layer, and a B (blue) light emitting layer, respectively.
有機ＥＬ素子の種類は、有機層（図４の３３０、３４０、３５０）が高分子タイプと低分子タイプがあり、素子の駆動方式にはパッシブタイプとアクティブタイプがあるが、低分子有機層およびパッシブ駆動タイプの陰極の形成には真空蒸着が必要となり、有機ＥＬ素子の低分子有機層及び陰極の形成に、金属マスク（以下、メタルマスクとも言う）を用いて真空蒸着を行ないパターニングする方法も採られている。
尚、一般に、通常薄膜のパターニングに用いられるフォトリソグラフィ法を用い有機ＥＬ素子の陰極や有機ＥＬ媒体層をマイクロパターニングすることは、電荷注入層や発光層に用いられる有機ＥＬ媒体の耐熱性（一般に１００℃以下）、耐溶剤性、耐湿性の低さのため困難である。
フォトレジスト中の溶剤の素子への侵入や、フォトレジストベーク中の高温雰囲気や、フォトレジスト現像液またはエッチング液の素子への浸入や、ドライエッチング時のプラズマによるダメージ等の原因により有機ＥＬ素子特性が劣化する問題が生じる。
As for the types of organic EL elements, the organic layer (330, 340, 350 in FIG. 4) has a high molecular type and a low molecular type, and there are a passive type and an active type as an element driving method. Formation of a passive drive type cathode requires vacuum deposition, and a method of patterning by performing vacuum deposition using a metal mask (hereinafter also referred to as a metal mask) for forming a low molecular organic layer and a cathode of an organic EL element. It is taken.
In general, micropatterning of the cathode of an organic EL element and the organic EL medium layer using a photolithography method usually used for patterning a thin film means that the organic EL medium used for the charge injection layer and the light emitting layer has heat resistance (generally, 100 ° C. or lower), low solvent resistance, and low moisture resistance.
Organic EL device characteristics due to the intrusion of solvents in the photoresist, high temperature atmosphere during photoresist baking, penetration of photoresist developer or etching solution into the device, damage due to plasma during dry etching, etc. This causes a problem of deterioration.
従来、有機ＥＬ素子の形成において、上記金属マスク（以下、メタルマスクとも言う）を用いて真空蒸着を行ないパターニングする方法は、例えば、図５（ｂ）に示すように、枠体３９０に、単層の金属薄板をエッチング加工して作製したメタルマスク部３８０を貼り付けた状態で、図５（ａ）のように、所定の箇所をメタルマスク部３８０にてマスキングして、陰極３６０の蒸着パターニングが行われていた。
尚、加工精度上から、メタルマスクの板厚は薄い方が好ましく、通常、３０μｍ〜１５０μｍの金属薄板が加工用素材として用られていた。
図５中、３１０は透明基板、３２０は陽極（ＩＴＯ）、３３０はホール輸送層、３４０は発光層、３５０は電子輸送層、３６０は陰極、３８０はメタルマスク部、３８１はスリット部（貫通孔部とも言う）、３８２は面付け単位領域、３９０は枠体である。
効率化のため、図５（ｂ）に示すように多面付けしてパターニングして、あるいは、面付けしないでも、蒸着パターン領域が大サイズとなる場合がある。
Conventionally, in the formation of an organic EL element, a method for patterning by vacuum deposition using the metal mask (hereinafter also referred to as a metal mask) is, for example, as shown in FIG. With the metal mask portion 380 produced by etching the metal thin plate of the layer attached, a predetermined portion is masked by the metal mask portion 380 as shown in FIG. Was done.
From the viewpoint of processing accuracy, it is preferable that the metal mask has a thin plate thickness. Usually, a metal thin plate of 30 μm to 150 μm has been used as a processing material.
In FIG. 5, 310 is a transparent substrate, 320 is an anode (ITO), 330 is a hole transport layer, 340 is a light emitting layer, 350 is an electron transport layer, 360 is a cathode, 380 is a metal mask portion, and 381 is a slit portion (through hole). 382 is an imposition unit region, and 390 is a frame.
In order to improve efficiency, the deposition pattern region may be large in size even if it is patterned with multiple faces as shown in FIG.
このようなメタルマスクには、開口の形状から大きくは、スロットタイプ、ドットタイプ、スリットタイプの３種類のタイプに分けられており、それぞれ、成膜形状をスロット状、ドット状、スリット状に形成するものであります。
しかし、スリットタイプのメタルマスクにおいては、例えば、被処理基板のサイズが３００ｍｍ×４００ｍｍ以上のものを対象として、スリット幅５０μｍ〜１５０μｍ、ピッチ幅１５０μｍ〜３００μｍ程度のスリットパターンの作製を、図４に示すような、メタルマスク部３８０を枠体（フレームあるいは外枠とも言う）３９０に貼り付け固定したメタルマスク部材を用いて、蒸着パターニングで行なう場合には、メタルマスク部材のメタルマスク部３８０の中央部が弛み、これに起因して蒸着パターニングするスリット部３８１の精度を所望の精度内に維持することができない。
また、弛みをとるため、外周を引っ張って外側の枠体に貼り付けた場合には、スリット部３８１がよれ（歪とも言う）、その精度を維持できない。
例えば、従来、フォトエッチングにて製造された厚さ０．０４ｍｍの３６Ｉｎｖａｒ（３６％Ｎｉ、６４％Ｆｅ）製のエッチングマスクのスリットの開口幅（スリット幅とも言う）０．０７０ｍｍ、ピッチ０．２００ｍｍとした場合、通常の張力（２ｋｇｆ／ｍｍ2程度）をかけてから枠体（フレーム）に溶接して固定すると、スリット間の金属部（以下、テープないしテープ部とも言う）の幅のバラツキは３σで０．００３ｍｍ程度だが、スリット幅のバラツキは３σで０．００６ｍｍ程度になる。
強く張力（３．５ｋｇｆ／ｍｍ2程度）をかけた場合は、テープ幅のバラツキは３σで０．００３ｍｍ程度だが、スリット幅のバラツキは３σで０．００４ｍｍ程度になり、張力を強くすることにより、スリット幅のバラツキは小さくなるが、強く張力（３．５ｋｇｆ／ｍｍ2程度）をかけた場合には、枠体の強度を上げる為に、全体が重くなってしまう。
Such metal masks are roughly divided into three types: slot type, dot type, and slit type, depending on the shape of the opening, and the film-forming shapes are formed into slots, dots, and slits, respectively. It is what
However, in the case of a slit-type metal mask, for example, a slit pattern having a slit width of 50 μm to 150 μm and a pitch width of about 150 μm to 300 μm is prepared for a target substrate having a size of 300 mm × 400 mm or more in FIG. As shown in the figure, when the metal mask member 380 is attached to a frame (also referred to as a frame or an outer frame) 390 and fixed by vapor deposition patterning, the center of the metal mask portion 380 of the metal mask member is used. As a result, the accuracy of the
Further, in order to remove slack, when the outer periphery is pulled and attached to the outer frame, the
For example, a slit opening width (also referred to as slit width) of 0.070 mm and a pitch of 0.200 mm in a conventional etching mask made of 36 Invar (36% Ni, 64% Fe) having a thickness of 0.04 mm manufactured by photoetching. In this case, when a normal tension (about 2 kgf / mm 2 ) is applied and then fixed to the frame (frame) by welding, the variation in the width of the metal part between the slits (hereinafter also referred to as tape or tape part) is Although 3σ is about 0.003 mm, the slit width variation is about 0.006 mm at 3σ.
When a strong tension (about 3.5 kgf / mm 2 ) is applied, the tape width variation is about 0.003 mm at 3σ, but the slit width variation is about 0.004 mm at 3σ. By increasing the tension, Although the variation in the slit width is small, when a strong tension (about 3.5 kgf / mm 2 ) is applied, the entire frame becomes heavy in order to increase the strength of the frame.
上記のように、従来、有機ＥＬ素子の形成に用いられるスリットタイプのメタルマスクにおいては、通常の張力でメタルマスクの外周を引っ張って枠体に貼り付けた場合には、テープ部がよれ、スリット幅のバラツキが大きくなり、また、枠体を強固にしてメタルマスクを強く引っ張って枠体に張った場合には、テープ部のよれは改善され、スリット幅のバラツキは小さくなるが、枠体自体を通常の場合と比べて強固としなければならず、枠体が重くなってしまうと言う問題があった。
本願発明は、これらの問題に対応するもので、配列させた開口配列部の各開口の長手方向の長さを長くして、張力をかけて枠体に貼り付けた際に、テープ部のよれを抑制でき、開口幅のバラツキを小さく抑制できるメタルマスクの提供しようとするものです。
特に、通常の張力（２ｋｇｆ／ｍｍ2 程度）をかけてから枠体に溶接して固定した場合において、開口の形状をスリットタイプにできるだけ近く、開口の長手方向の長さを長くして、テープ部のよれを抑制でき、開口幅のバラツキを小さく抑制できる、擬似スリットタイプのメタルマスクを提供しようとするものです。
勿論、表示装置に用いられた際に画像の品質に影響する成膜形状をそこなわないことを前提としてである。
As described above, in the conventional slit-type metal mask used for forming an organic EL element, when the outer periphery of the metal mask is pulled with a normal tension and attached to the frame, the tape portion is moved and the slit is formed. When the width variation increases, and when the frame is strengthened and the metal mask is pulled strongly and stretched to the frame, the tape section is improved and the slit width variation is reduced, but the frame itself There is a problem that the frame becomes heavier than in the normal case.
The present invention addresses these problems. The length of each opening in the array of openings arranged in the longitudinal direction is increased, and when the tape is applied to the frame body under tension, the tape portion is twisted. It is intended to provide a metal mask that can suppress the variation of the opening width and reduce the variation of the opening width.
In particular, when a normal tension (about 2 kgf / mm2) is applied and then fixed to the frame by welding, the shape of the opening is as close as possible to the slit type, the length of the opening in the longitudinal direction is increased, and the tape portion It is intended to provide a pseudo-slit type metal mask that can suppress swaying and reduce variations in aperture width.
Of course, it is based on the premise that the film forming shape that affects the quality of the image is not lost when used in a display device.
本発明の請求項１に係る発明は、張力をかけて枠体に固定され、真空成膜する際に成膜領域を選択的に制御するためのマスクとして用いられる、金属板に開口を設けた有機ＥＬ素子の形成用のメタルマスクで、且つ、有機ＥＬ素子の低分子有機層や陰極のパターニング形成に用いられる真空蒸着用のメタルマスクであって、金属板に、スリット状の開口に対して該開口の長手方向を直交する方向に跨ぐ複数の繋ぎ部を所定のピッチで設けた開口形状を有する開口配列部を、複数、前記長手方向に直交する方向に、配列しており、複数の前記開口配列部の中の一の開口配列部の各開口の長手方向に直交する方向であって、該開口の長手方向の中間を通る直線上に、前記一の開口配列部に隣接する開口配列部の繋ぎ部の位置があり、前記張力をかける方向が、前記開口の長手方向であることを特徴とするメタルマスクである。
尚、繋ぎ部は開口の長手方向において開口を分離する金属部分のことで、ここでの開口配列部とは、開口の長手方向に直線状に配列された全ての開口と繋ぎ部とを併せた部分を意味し、また、スリット状の開口とは、所定幅で直線状に開口された開口を意味している。
According to the first aspect of the present invention, an opening is provided in a metal plate that is fixed to a frame body under tension and is used as a mask for selectively controlling a film formation region during vacuum film formation. A metal mask for forming an organic EL element, and a metal mask for vacuum evaporation used for patterning of a low molecular organic layer and a cathode of the organic EL element, on a metal plate with respect to a slit-shaped opening A plurality of opening arrangement portions having an opening shape in which a plurality of connecting portions straddling a direction orthogonal to the longitudinal direction of the openings are provided at a predetermined pitch are arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction, The opening arrangement part adjacent to the one opening arrangement part in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each opening of the one opening arrangement part in the opening arrangement part and passing through the middle of the longitudinal direction of the opening position there of connecting portions is, whether the tension That direction, a metal mask, which is a longitudinal direction of said opening.
In addition, a connection part is a metal part which isolate | separates an opening in the longitudinal direction of an opening, and the opening arrangement | sequence part here combines all the openings and connection parts arranged linearly in the longitudinal direction of the opening. A slit-like opening means an opening that is opened in a straight line with a predetermined width.
また、本発明の請求項２に係る発明は、真空成膜する際に成膜領域を選択的に制御するためのマスクとして、金属板に開口を設けたメタルマスクを、張力をかけて枠体に固定したメタルマスク部材で、且つ、有機ＥＬ素子の低分子有機層や陰極のパターニング形成に用いられる有機ＥＬ素子の形成用の真空蒸着用のメタルマスク部材であって、前記メタルマスクとして、請求項１に記載のメタルマスクを用いていることを特徴とするメタルマスク部材である。
According to the second aspect of the present invention, a metal mask having an opening in a metal plate is used as a mask for selectively controlling a film formation region during vacuum film formation. And a metal mask member for vacuum vapor deposition for forming an organic EL element used for patterning formation of a low molecular organic layer of an organic EL element or a cathode. A metal mask member using the metal mask according to
（作用）
本発明のメタルマスクは、このような構成にすることにより、配列させた開口配列部の各開口の長手方向の長さを長くして、張力をかけて枠体に貼り付けた際に、テープ部のよれを抑制でき、開口幅のバラツキを小さく抑制できるメタルマスクの提供を可能としている。
即ち、配列させた開口配列部の開口の形状がスリットタイプにできるだけ近くなるようにして、張力をかけて枠体に貼り付けた際に、テープ部のよれを抑制できるメタルマスクの提供を可能としている。
具体的には、金属板に、スリット状の開口に対して該開口の長手方向を直交する方向に跨ぐ複数の繋ぎ部を所定のピッチで設けた開口形状を有する開口配列部を、複数、前記長手方向に直交する方向に、配列しており、各開口配列部の各繋ぎ部は、いずれも、１開口配列部おきに、開口配列部の長手方向に直交する方向の直線上に揃えて設けられ、且つ、全開口配列部の全繋ぎ部が配列される、開口配列部の長手方向に直交する方向の前記直線の群である直線群は、前記繋ぎ部の所定のピッチの半分のピッチであることにより、これを達成している。
即ち、１開口配列部の隣接する繋ぎ部の間隔を広くして、張力をかけて枠体に貼り付けた際に、テープ部のよれを抑制できるメタルマスクの提供を可能としている。
特に、有ＥＬ素子の形成用である場合には、特に有効である。
(Function)
When the metal mask of the present invention is configured in this way, the length of each opening in the array of openings arranged in the longitudinal direction is increased, and the tape is applied to the frame body under tension. Accordingly, it is possible to provide a metal mask that can suppress the wobbling of the portion and suppress the variation in the opening width.
In other words, it is possible to provide a metal mask that can prevent the tape part from twisting when it is attached to the frame with tension applied so that the shape of the openings of the arranged opening array part is as close as possible to the slit type. Yes.
Specifically, a plurality of opening array portions having an opening shape in which a plurality of connecting portions straddling a metal plate in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the opening is provided at a predetermined pitch with respect to the slit-shaped opening, Arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction, and each connecting portion of each opening array portion is provided on every other opening array portion so as to be aligned on a straight line in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the opening array portion. And a straight line group, which is a group of the straight lines in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the opening array portion, in which all the joint portions of the all opening array portions are arranged, has a pitch that is half the predetermined pitch of the joint portions. This is achieved by being.
That is, it is possible to provide a metal mask that can suppress the warp of the tape portion when the gap between the adjacent connecting portions of one opening array portion is widened and applied to the frame body under tension.
This is particularly effective when used for forming an EL element.
図１に示すメタルマスク１０においては、各開口配列部の隣接する繋ぎ部の間隔をＰ1 とした場合、図１に示すように、開口配列部１１Ａの開口１１の長手方向を直交する方向で、前記各開口配列部１１Ａの隣接する２つの繋ぎ部の中間位置を通る直線上に、両隣の開口配列部の繋ぎの位置があり、該中間位置の開口幅は両隣の繋ぎ部によっても固定されるため、各開口配列部１１Ａの開口１１の幅の固定は、該開口の長手方向の長さを決める繋ぎ部２つと該２つの繋ぎ部の中間位置の両隣の開口配列部の繋ぎ部２つの、計４箇所で固定されることとなり、開口配列部の各開口の幅の固定位置の間隔は、実質的に（Ｐ１／２）となる。
このように、開口配列部１１Ａの隣接する繋ぎ部１２間のピッチはＰ1 とした場合、開口配列部の開口の幅の固定位置の間隔は、実質的に（Ｐ１／２）となり、これにより、配列させた開口配列部の開口の長手方向の長さを長くして、張力をかけて枠体に貼り付けた際に、テープ部のよれを抑制でき、開口幅のバラツキを小さく抑制できるメタルマスクの提供を可能としている。
In the metal mask 10 shown in FIG. 1, when the interval between the adjacent connecting portions of each opening array portion is P1, as shown in FIG. 1, in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the
Thus, when the pitch between the adjacent connecting
本発明のメタルマスク部材は、このような構成にすることにより、メタルマスクの開口配列部の各開口の長手方向の長さを長くして、張力をかけて枠体に貼り付けた際に、開口幅のバラツキを抑制し易いメタルマスク部材の提供を可能としている。
有ＥＬ素子の形成用である場合には、特に有効である。
When the metal mask member of the present invention has such a configuration, the length in the longitudinal direction of each opening of the opening arrangement portion of the metal mask is increased, and when applied to the frame body by applying tension, It is possible to provide a metal mask member that can easily suppress variations in opening width.
This is particularly effective when used for the formation of an EL element.
本発明は、このように、枠体を用いてメタルマスクを展張する際に、配列させた開口配列部の各開口の長手方向の長さを長くして、張力をかけて枠体に貼り付けた際に、テープ部のよれを抑え、開口幅の歪みを抑制できるメタルマスクの提供を可能とした。
また、そのようなメタルマスクを用いた、開口幅のバラツキを抑制し易いメタルマスク部材の提供を可能とした。
In the present invention, when the metal mask is expanded using the frame body, the length of each opening in the array of the opening array portions in the longitudinal direction is increased and the tension is applied to the frame body. In this case, it is possible to provide a metal mask capable of suppressing the warp of the tape portion and suppressing distortion of the opening width.
In addition, it is possible to provide a metal mask member using such a metal mask that can easily suppress variation in opening width.
先ず、本発明のメタルマスクの実施形態例を、図１に基づいて説明する。
本例のメタルマスク１０は、図２（ａ）に示すように、張力をかけて枠体１１０に固定され、真空成膜する際に成膜領域を選択的に制御するためのマスクとして用いられる、金属板にエッチング加工により開口１１を設けた有機ＥＬ素子の形成用のメタルマスクで、有機ＥＬ素子の低分子有機層や陰極のパターニング形成に用いられる真空蒸着用のメタルマスクである。
図１中、太点線矢印は、枠体に取り付ける際に、張力をかける方向を示しており、図１のＸ方向、Ｙ方向は、それぞれ、図２（ａ）でのＸ方向、Ｙ方向と同じ方向です。
開口配列部１１Ａは、スリット状の開口に対して該開口の長手方向を直交する方向に跨ぐ複数の繋ぎ部１２を所定のピッチＰ1 で設けた開口形状で、テープ部（金属部とも言う）１２Ａ間に配され、所定のピッチ間隔で開口配列部１１Ａの開口１１の長手方向に直交する方向に配列されている。
尚、先にも述べましたが、繋ぎ部は開口の長手方向において開口を分離する金属部分のことで、ここでの開口配列部１１Ａとは、開口１１の長手方向に直線状に配列された全ての開口と繋ぎ部１２とを併せた部分を意味し、また、スリット状の開口とは、所定幅で直線状に開口された開口を意味している。
各開口配列部１１Ａの各繋ぎ部１２は、いずれも、１開口配列部おきに、開口配列部の長手方向に直交する方向の直線上に揃えて設けられ、且つ、全開口配列部の全繋ぎ部が配列される、開口配列部の長手方向に直交する方向の前記直線の群である直線群は、前記所定の決められたピッチの半分のピッチで配されている。
各開口配列部については、それぞれ、隣接する開口配列部の長手方向の繋ぎ部配列に対して、開口配列部の長手方向で半ピッチ分ずれた状態で繋ぎ部が形成されている。
First, an embodiment of the metal mask of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2A, the metal mask 10 of this example is fixed to the
In FIG. 1, thick dotted arrows indicate directions in which tension is applied when attaching to the frame, and the X direction and Y direction in FIG. 1 are the X direction and Y direction in FIG. In the same direction.
The opening arrangement portion 11A has an opening shape in which a plurality of connecting
As described above, the connecting portion is a metal portion that separates the opening in the longitudinal direction of the opening, and the opening arrangement portion 11A here is linearly arranged in the longitudinal direction of the
Each connecting
Each opening array portion is formed with a connecting portion that is shifted by a half pitch in the longitudinal direction of the opening array portion with respect to the connecting portion array in the longitudinal direction of the adjacent opening array portions.
本例においては、図１に示すように、各開口配列部１１Ａの隣接する繋ぎ部１２間のピッチはＰ１であるが、各開口１１の長手方向を直交する方向、該開口の長手方向の中間を通る直線上に、両隣の開口配列部の繋ぎ部の位置があり、各開口１１の長手方向の中間位置の開口幅は両隣開口配列部の繋ぎ部によっても実質的に固定される。
このため、各開口１１の幅の固定は、該開口の長手方向の長さを決める２つの繋ぎ部１２と、該２つの繋ぎ部１２の中間位置を通り該開口の長手方向に直交する直線上の両隣の開口配列部１１Ａの繋ぎ部１２の２つとの、計４箇所で固定されることとなり、開口配列部の開口の幅の固定位置の間隔は、実質的に（Ｐ１／２）となる。
簡単には、開口１１ａは、繋ぎ部１２ａと繋ぎ部１２ｂと、隣接する両隣の開口配列部の繋ぎ部１２ｃ、１２ｄとの４箇所において開口幅が固定されている。
In this example, as shown in FIG. 1, the pitch between adjacent connecting
For this reason, the width of each
In brief, the opening width of the opening 11a is fixed at four locations, that is, the connecting portion 12a, the connecting portion 12b, and the connecting portions 12c and 12d of the adjacent opening array portions.
これに対して、図３に示すように、各開口配列部の隣接する繋ぎ部の間隔をＰ１とし、全ての開口配列部２１Ａについて繋ぎ部２２の位置を開口配列部２１Ａの開口２１の長手方向に直交する方向に揃えた形態を比較例として挙げると、開口配列部２１Ａの各開口２１は、該開口配列部の隣接する２つの繋ぎ部２２のみにより、開口幅を固定されることとなり、開口配列部２１Ａの各開口２１の幅の固定位置の間隔はＰ１となる。
図３に示す形態の場合は、テープ部２２Ａのよれの面から、本願請求項１の発明に比べて、各開口配列部２１Ａの繋ぎ部２２のピッチＰ２を大きくとることはできない。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the interval between adjacent connecting portions of each opening array portion is P1, and the positions of the connecting portions 22 for all the opening array portions 21A are in the longitudinal direction of the
In the case of the form shown in FIG. 3, the pitch P2 of the connecting portion 22 of each opening array portion 21A cannot be increased from the side of the tape portion 22A as compared with the invention of
メタルマスク１０の展張りは、開口配列部１１Ａの開口１１の長手方向に、図１に示す矢印方向に、テンションをかけるため、開口の長手幅が大きくなると、即ち、ピッチＰ１が大きくなると開口の固定がない位置では、テープ部１２Ａのよれに起因した開口の幅のバラツキが発生することとなるが、本例のメタルマスク１０においては、前述のように、開口配列部の開口の幅の固定位置の間隔は、実質的に（Ｐ１／２）となるため、ピッチＰ１を大きくしても、即ち、開口１１の長手方向の長さを長くしても、展張りの際に、テープ部１２Ａのよれの程度を低く抑えることを可能としている。
これにより、開口の長手方向を長くした、スリットタイプに近い形状として、展張りの際に、よれの程度を低く抑えることを可能としている。
一方、図３に示す形態の場合、各開口配列部の隣接する繋ぎ部の間隔をＰ１とした場合、各開口２１の幅の固定は、該開口の長手方向を決める２つの繋ぎ部２２のみであるから、開口の幅の固定位置の間隔はＰ１で、開口１１の長手方向の長さを長くして、展張りの際に、テープ部１２Ａのよれの程度を低く抑えることは難しい。
図３に示す形態の場合、同じ展張りの条件下では、本発明のメタルマスクよりよれは大きく、ばらつきも大きくなってしまう。
Since the metal mask 10 is stretched in the longitudinal direction of the
This makes it possible to keep the degree of twisting low at the time of spreading as a shape close to the slit type in which the longitudinal direction of the opening is lengthened.
On the other hand, in the case of the form shown in FIG. 3, when the interval between adjacent connecting portions of each opening array portion is P1, the width of each
In the case of the form shown in FIG. 3, under the same spreading condition, the warp is larger and the variation becomes larger than that of the metal mask of the present invention.
本例においては、メタルマスク１０の素材を鉄−ニッケル系としたが、これは、枠体に展張りしてメタルマスク部材として用いられ、蒸着パターニングを行なう際、磁力によりメタルマスク部材全体、あるいはメタルマスク部を固定することができるからである。
尚、鉄−ニッケル系としては、４２合金（４２％ニッケル−鉄合金）、インバー材（Ｉｎｖａｒ材と同じ、３６％ニッケル−鉄合金）が挙げられるがこれに限定はされない。
勿論、蒸着パターニングを行なう際、磁力によりメタルマスク部材全体、あるいはメタルマスクを固定する必要がない場合には、素材としては、鉄−ニッケル系に限定はされない。
この場合、ステンレス材、銅材も素材として挙げられる。
In this example, the material of the metal mask 10 is made of iron-nickel, but this is used as a metal mask member that is spread on a frame, and when performing vapor deposition patterning, the whole metal mask member or This is because the metal mask portion can be fixed.
Examples of the iron-nickel system include, but are not limited to, 42 alloy (42% nickel-iron alloy) and Invar material (same as Invar material, 36% nickel-iron alloy).
Of course, when performing vapor deposition patterning, if it is not necessary to fix the entire metal mask member or the metal mask by magnetic force, the material is not limited to the iron-nickel system.
In this case, a stainless material and a copper material are also mentioned as a raw material.
本発明のメタルマスク１０は、金属板部に１面付けのメタルマスクを複数面付けした状態で作製されて、図２（ａ）に示すように、枠体（フレームとも言う）１１０に、メタルマスク１０に撓みが発生しないように、図２（ａ）に示す太点線矢印の方向に張力をかけながら、溶接固定している。
メタルマスク１０を溶接固定するため枠体１１０としては、ステンレス材が挙げられるが、これに限定はされない。
尚、メタルマスク１０の枠体１１０への固定方法としては、接着剤を用いて固定する方法や所定の治具を用いて固定する固定方法等も挙げられる。
接着剤を用いて固定する方法としては、予め、銀ペースト等の低融点金属を塗布して接着材としたり、真空接着剤を用いてもかまわない。
The metal mask 10 of the present invention is manufactured in a state where a plurality of single-sided metal masks are attached to the metal plate portion, and as shown in FIG. The mask 10 is welded and fixed while applying tension in the direction of the thick dotted arrow shown in FIG.
The
Examples of the method for fixing the metal mask 10 to the
As a method of fixing using an adhesive, a low melting point metal such as a silver paste may be applied in advance to form an adhesive, or a vacuum adhesive may be used.
メタルマスク１０の作製は、例えば、被加工基板の両面に耐エッチング性のレジスト膜を塗布し、両面のレジスト膜をフォトリソ法で所望の形状にパターニングしてレジストパタンを形成し、該レジストパタンを耐エッチング性膜として、両面エッチングして貫通させ、所望の形状に加工する。
エッチング加工後、レジスト膜の剥離や洗浄、乾燥の各処理を行う。
被加工基板の両面からのエッチングは、一度にあるいは２段階に分けて行う。
尚、２段エッチング法においては、はじめの片面側からのエッチング後、形成された貫通していない孔部に耐エッチング性の樹脂（バッキング材とも言う）を充填した後、他面側からエッチングを行ない孔部を貫通させる。
The metal mask 10 is produced by, for example, applying an etching-resistant resist film on both surfaces of a substrate to be processed, patterning the resist films on both surfaces into a desired shape by a photolithographic method, and forming the resist pattern. As an etching resistant film, etching is performed on both sides and processed into a desired shape.
After the etching process, the resist film is stripped, washed, and dried.
Etching from both sides of the substrate to be processed is performed at one time or in two stages.
In the two-stage etching method, after etching from one side of the first side, the formed non-penetrating hole is filled with an etching resistant resin (also called a backing material), and then etched from the other side. Go through the hole.
本例のメタルマスクの開口配列部間の金属部分であるテープ部１２Ａの断面形状は、図２（ｂ）や図２（ｃ）に示すように、有機ＥＬ素子形成のために蒸着時に素子形成側の開口幅が広くなるようにテーパーを付けた形状としてある。
尚、ここでは、開口幅はメタルマスクの表裏の狭い側の開口を開口幅としている。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the cross-sectional shape of the tape portion 12A, which is a metal portion between the opening arrangement portions of the metal mask of this example, is formed during vapor deposition for forming an organic EL element. The opening is tapered so that the opening width on the side is wide.
Here, the opening width is the opening width on the narrow side of the front and back sides of the metal mask.
図１に示すメタルマスク１０と、図３に示すメタルマスク２０とを、いずれも、開口幅７０μｍ、開口の長手方向の開口のピッチＰ１＝５０ｍｍ、開口配列部に直交する方向の開口のピッチ２００μｍ、繋ぎ部幅５０μｍとし、開口配列部の全長３００ｍｍ、配列全体の幅を４００ｍｍとして、断面形状も同じくして、２段エッチング法にて作製し、それぞれ、張力２ｋｇｆ／ｍｍ2で枠体に貼りつけたものについて、テープ部の幅バラツキ、開口幅バラツキを評価したが、以下のような評価結果が得られた。
評価は、ＳＯＫＩＡ製寸法測定機ＡＭＩＣ−７０１で、開孔幅を６０００ポイント( 全列×３行) 、テープ幅を５９９７ポイント( 全列×３行) 測定して行った。
図１に示すメタルマスク１０の場合は、テープ部の幅バラツキ３σで０．００３ｍｍで、開口幅のバラツキは３σで０．００４ｍｍとなり、また、図３に示すメタルマスク２０の場合は、テープ部の幅バラツキ３σで０．００３ｍｍ、開口幅のバラツキは３σで０．０４９ｍｍとなった。
このように、図１に示すメタルマスク１０の方が、図３に示すメタルマスク２０に比べて、開口幅のバラツキを低く抑えることができた。
Each of the metal mask 10 shown in FIG. 1 and the
The evaluation was performed by measuring a hole width of 6000 points (all rows × 3 rows) and a tape width of 5997 points (all rows × 3 rows) with a dimension measuring machine AMIC-701 manufactured by SOKIA.
In the case of the metal mask 10 shown in FIG. 1, the tape portion width variation 3σ is 0.003 mm, and the opening width variation is 3σ 0.004 mm. In the case of the
Thus, the metal mask 10 shown in FIG. 1 was able to suppress variation in the opening width to be lower than that of the
１０ メタルマスク
１１ 開口
１１ａ 開口
１１Ａ 開口配列部
１２ 繋ぎ部
１２ａ〜１２ｄ 繋ぎ部
１２Ａ テープ部（金属部とも言う）
２０ メタルマスク
２１ 開口
２１Ａ 開口配列部
２２ 繋ぎ部
２２Ａ テープ部（金属部とも言う）
１００ メタルマスク部材
１１０ 枠体
１２０ 金属板部
１２０Ａ テープ部（金属部とも言う）
１２０Ｓ 面
１２５ 貫通孔部
１３０ スポット溶接部
１４０ １面付のメタルマスク
３１０ 透明基板
３２０ 陽極（ＩＴＯ）
３３０ ホール輸送層
３４０ 発光層
３４１ Ｒ（赤色）発光層
３４２ Ｇ（緑色）発光層
３４３ Ｂ（青色）発光層
３５０ 電子輸送層
３６０ 陰極
３８０ メタルマスク部
３８１ スリット部（貫通孔部とも言う）
３８２ 面付け単位領域
３９０ 枠体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
20
DESCRIPTION OF
330
382
Claims (2)
金属板に、スリット状の開口に対して該開口の長手方向を直交する方向に跨ぐ複数の繋ぎ部を所定のピッチで設けた開口形状を有する開口配列部を、複数、前記長手方向に直交する方向に、配列しており、
複数の前記開口配列部の中の一の開口配列部の各開口の長手方向に直交する方向であって、該開口の長手方向の中間を通る直線上に、前記一の開口配列部に隣接する開口配列部の繋ぎ部の位置があり、
前記張力をかける方向が、前記開口の長手方向であることを特徴とするメタルマスク。 A metal mask for forming an organic EL element provided with an opening in a metal plate, which is fixed to a frame body under tension and used as a mask for selectively controlling a film formation region when vacuum film formation is performed. And, a metal mask for vacuum deposition used for patterning formation of a low molecular organic layer of an organic EL element or a cathode,
A plurality of opening arrangement portions having an opening shape in which a plurality of connecting portions straddling a slit-like opening in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the opening are provided on the metal plate at a predetermined pitch are orthogonal to the longitudinal direction. In the direction,
A direction perpendicular to the longitudinal direction of each opening of one of the plurality of opening array portions, and adjacent to the one opening array portion on a straight line passing through the middle of the longitudinal direction of the openings. position there of the connecting portion of the opening sequence portion is,
The metal mask characterized in that the direction in which the tension is applied is the longitudinal direction of the opening .
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