JP5966814B2 - 蒸着マスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、蒸着マスクの製造方法に関する。

従来、有機ＥＬ素子の製造において、有機ＥＬ素子の有機層或いはカソード電極の形成には、例えば、蒸着すべき領域に多数の微細なスリットを微小間隔で平行に配列してなる金属から構成される蒸着マスクが使用されていた。この蒸着マスクを用いる場合、蒸着すべき基板表面に蒸着マスクを載置し、裏面から磁石を用いて保持させているが、スリットの剛性は極めて小さいことから、蒸着マスクを基板表面に保持する際にスリットにゆがみが生じやすく、高精細化或いはスリット長さが大となる製品の大型化の障害となっていた。

スリットのゆがみを防止するための蒸着マスクについては、種々の検討がなされており、例えば、特許文献１には、複数の開口部を備えた第一金属マスクを兼ねるベースプレートと、前記開口部を覆う領域に多数の微細なスリットを備えた第二金属マスクと、第二金属マスクをスリットの長手方向に引っ張った状態でベースプレート上に位置させるマスク引張保持手段を備えた蒸着マスクが提案されている。すなわち、２種の金属マスクを組合せた蒸着マスクが提案されている。この蒸着マスクによれば、スリットにゆがみを生じさせることなくスリット精度を確保できるとされている。

ところで近時、有機ＥＬ素子を用いた製品の大型化或いは基板サイズの大型化にともない、蒸着マスクに対しても大型化の要請が高まりつつあり、金属から構成される蒸着マスクの製造に用いられる金属板も大型化している。しかしながら、現在の金属加工技術では、大型の金属板に、微細パターンを精度よく形成することは困難であり、たとえ上記特許文献１に提案されている方法などによってスリット部のゆがみを防止できたとしても、高精細化への対応はできない。また、金属のみからなる蒸着マスクとした場合には、大型化に伴いその質量も増大しフレームを含めた総質量も増大することから取り扱いに支障をきたすこととなる。

特開２００３−３３２０５７号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、大型化した場合でも軽量化を満たすことができ、かつ、樹脂マスクの開口部、及び金属マスクのスリットを精度よく形成することができる蒸着マスクの製造方法を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決するための本発明は、スリットが設けられた金属マスクと、蒸着作製するパターンに対応した開口部が設けられた樹脂マスクと、が積層されてなり、フレーム上に固定して用いられる蒸着マスクの製造方法であって、金属板の一方の面に樹脂層が設けられている樹脂層付き金属板を準備する工程と、前記樹脂層に蒸着作製するパターンに対応した開口部を形成することにより樹脂マスクを形成する工程と、前記金属板の前記樹脂マスクと接しない面側からエッチング加工を行い、当該金属板を貫通し、かつ前記樹脂マスクの前記開口部と重なるスリットを形成することにより金属マスクを形成する工程と、を有することを特徴とする。

本発明の蒸着マスクの製造方法によれば、大型化した場合でも軽量化を満たすことができ、かつ樹脂マスクの開口部、及び金属マスクのスリットを精度よく形成することができる。

本発明の蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための工程図である。 金属マスクを形成する工程を説明するための概略断面図である。 本発明の製造方法の発明特定事項を充足しない製造方法によって形成される金属マスクのスリット内壁面の状態を示す概略断面図である。 （ａ）は、本発明の製造方法で製造した蒸着マスクの金属マスク側から見た正面図であり、（ｂ）は、本発明の製造方法で製造した蒸着マスクの一例を示す拡大断面図であり、（ｃ）は、本発明の製造方法で製造した蒸着マスクの金属マスク側から見た正面図である。 シャドウと、金属マスクの厚みとの関係を示す概略断面図である。

＜蒸着マスクの製造方法＞
以下に、本発明の蒸着マスクの製造方法（以下、本発明の製造方法という場合がある。）について図面を用いて具体的に説明する。なお、図１は、本発明の蒸着マスクの製造方法の一例を示す工程図である。

本発明の製造方法は、スリットが設けられた金属マスクと、蒸着作製するパターンに対応した開口部が設けられた樹脂マスクと、が積層されてなる蒸着マスクの製造方法であって、金属板１０の一方の面に樹脂層２０が設けられている樹脂層付き金属板３０を準備する工程と、樹脂層２０に、蒸着作製するパターンに対応した開口部５０を形成することにより樹脂マスク２５を形成する工程と、金属板１０の樹脂マスク２５と接しない面側からエッチング加工を行い、当該金属板１０を貫通し、かつ樹脂マスク２５の開口部５０と重なるスリット１６を形成することにより金属マスクを形成する工程とを有する。

本発明の製造方法によって製造される蒸着マスクは、樹脂マスク２５と金属マスク１５とが積層された構成をとる。ここで、本発明の製造方法によって製造される蒸着マスク１００の質量と、従来公知の金属のみから構成される蒸着マスク材の質量とを、蒸着マスク全体の厚みが同一であると仮定して比較すると、従来公知の蒸着マスクの金属材料の一部を樹脂材料に置き換えた分だけ、本発明の製造方法によって製造される蒸着マスク１００の質量は軽くなる。また、金属のみから構成される蒸着マスクを用いて、軽量化を図るためには、当該蒸着マスクの厚みを薄くする必要などがあるが、蒸着マスクの厚みを薄くした場合には、蒸着マスクを大型化した際に、蒸着マスクに歪みが発生する場合や、耐久性が低下する場合が起こる。一方、本発明の製造方法によれば、大型化したときの歪みや、耐久性を満足させるべく、蒸着マスク全体の厚みを厚くしていった場合であっても、樹脂マスク２５の存在によって、金属のみから形成される蒸着マスクよりも軽量化を図ることができる蒸着マスクを製造することができる。

また、樹脂マスクを形成するための樹脂板を構成する樹脂材料は、金属材料と比較して高精細な加工を行うことができる性質を有する。したがって、本発明の蒸着マスクの製造方法によれば、軽量化を図りつつも、樹脂マスク２５に蒸着作製するパターンに対応した高精細な開口部５０設けることで、蒸着加工対象物（以下、単に加工対象物という場合がある。）に高精細な蒸着パターンを形成することができる蒸着マスクを製造することができる

以下、本発明の蒸着マスクの製造方法の各工程について具体的に説明する。なお、以下の説明にあっては、まずは工程を中心に説明し、材質等についての説明は、当該製造方法によって製造される蒸着マスクを説明する際に併せて行うこととする。

（樹脂層付き金属板を準備する工程）
本工程は、図１（ａ）に示すように、金属板１０の一方の面に樹脂層２０が設けられている樹脂層付き金属板３０を準備する工程である。本工程で準備される樹脂層付き金属板３０については特に限定はなく、市販の樹脂層付き金属板３０をそのまま用いてもよく、各種の塗工法を用いて金属板の表面に樹脂層が設けられた樹脂層付き金属板３０を用いてもよい。また、金属板１０と、樹脂層２０とを貼りあわせた樹脂層付き金属板３０を用いてもよい。

（樹脂マスクを形成する工程）
本工程は、図１（ｂ）に示すように樹脂層付き金属板３０の樹脂層２０に、蒸着作製するパターンに対応した開口部５０を形成することにより樹脂マスク２５を形成する工程である。なお、本願明細書において蒸着作製するパターンとは、当該蒸着マスクを用いて作製しようとするパターンを意味し、例えば、当該蒸着マスクを有機ＥＬ素子の有機層の形成に用いる場合には、蒸着作製するパターンは当該有機層の形状である。

開口部５０の形成方法について特に限定はなく、例えば、樹脂層２０の表面にレーザーを照射して、開口部５０に対応する樹脂層２０の樹脂材料を除去することで、開口部５０を形成することができる。レーザー加工法は、高精細な開口部の形成が可能な点で、好適な加工法である。

ここで用いるレーザー装置については特に限定されることはなく、従来公知のレーザー装置を用いればよい。

また、上記レーザーを照射する方法にかえて、エッチング加工法を用いて開口部５０を形成することもできる。具体的には、樹脂層２０の金属板１０と接しない側の面上にレジスト材を塗工し、開口部５０の開口形状に対応するマスクを用いて当該レジスト材をマスキングし露光、現像して、レジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターン及び、金属板１０をエッチングマスクとして用いて、樹脂層２０が貫通するまでエッチング材を用いてエッチング加工する。次いで、エッチング加工終了後にレジストパターンを洗浄除去することで、樹脂層付き金属板３０の樹脂層２０に開口部５０を形成することができる。

開口部５０を形成するためのエッチング加工法について特に限定はなく、例えば、エッチング材を噴射ノズルから所定の噴霧圧力で噴霧するスプレーエッチング法、エッチング材が充填されたエッチング液中に浸漬する浸漬エッチング法、エッチング材を滴下するスピンエッチング法等のウェットエッチング法や、ガス、プラズマ等を利用したドライエッチング法を用いることができる。

樹脂層をエッチングするためのエッチング材については、樹脂層の樹脂材料に応じて適宜設定すればよく、特に限定はない。例えば、樹脂層２０の樹脂材料としてポリイミド樹脂を用いる場合には、エッチング材として、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを溶解させたアルカリ水溶液、ヒドラジン等を用いることができる。エッチング材は市販品をそのまま使用することもでき、ポリイミド樹脂のエッチング材としては、東レエンジニアリング（株）製のＴＰＥ３０００などが使用可能である。

（金属マスクを形成する工程）
本工程は、図１（ｃ）〜（ｅ）に示すように、金属板１０の樹脂マスクが形成されていない面側、換言すれば、金属板１０の樹脂マスク２５と接しない面側からエッチング加工を行い、当該金属板１０を貫通し、かつ樹脂マスク２５の開口部５０と重なるスリット１６を形成することにより金属マスクを形成する工程である。

具体的には、図１（ｃ）に示すように、金属板１０の樹脂マスク２５と接しない側の面にレジスト材６２を塗工し、スリットパターンが形成されたマスク６３を用いて当該レジスト材をマスキングし、露光、現像する。これにより、図１（ｄ）に示すように、金属板１０の表面にレジストパターン６４を形成する。そして、当該レジストパターン６４を耐エッチングマスクとして用いて、当該金属板１０を貫通し、かつ樹脂マスク２５の開口部５０と重なるスリット１６を、エッチング材を用いて形成し、エッチング終了後にレジストパターン６４を洗浄除去する。これにより、図１（ｅ）に示すように、金属板１０にスリット１６が形成された金属マスク１５を得ることができる。

なお、レジスト材としては処理性が良く、所望の解像性があるものを用いることが好ましい。また、エッチング加工の際に用いるエッチング材については、特に限定されることはなく、公知のエッチング材を適宜選択すればよい。

ここで、本発明の製造方法においては、金属マスク１５を形成する工程の前に、上記樹脂マスクを形成する工程により、開口部５０を有する樹脂マスク２５が形成されている。したがって、金属マスクを形成する本工程では、エッチング材を用いたエッチング加工によって金属板１０を貫通し、樹脂マスク２５の開口部５０と重なるスリット１６が形成された直後には、当該スリット１６の形成の進行の用に供され、スリット１６内に滞留しているエッチング材は、図２（ａ）に示すように、スリット１６内に滞留することなく開口部５０から排出される。なお、スリット１６の形成段階では、最終的にスリット１６となる凹み内に滞留しているエッチング材によって、金属板１０を貫通させるエッチングが進行する。したがって、金属板１０を貫通するスリット１６が形成された瞬間においては、図２（ａ）に示すようにスリット１６の内壁面の平坦性は低いものとなっている。

スリット１６の形成に際し、金属板１０を貫通するスリット１６の形成が進行した後には、スリット１６の内壁面１６Ａ側に向かってのエッチングが進行する。上記樹脂マスク２５に設けられた開口部５０の存在により、エッチング加工の進行の用に供されたエッチング材は開口部５０から排出されることから、この内壁面１６Ａ側に向かってのエッチングは、常に、フレッシュなエッチング材が供給された状態において行われる。これにより、金属マスクのスリット１６の内壁面１６Ａの平坦性を向上させることができ、図２（ｂ）に示すように極めて高精細なスリット１６を形成することができる。

本工程におけるエッチング時間についても特に限定はないが、金属マスク１５が貫通した直後から、金属マスク１５を貫通させるために用いられたエッチング材は、開口部５０から排出され、スリット１６内にはフレッシュなエッチング材が供給される。つまり、この段階から、フレッシュなエッチング材によるエッチングが進行する。換言すれば、この段階から、スリット１６の内壁面の平坦性の向上を図るためのエッチングが開始される。したがって、エッチング時間については、この内壁面１６Ａ側の平坦性を向上させるための時間を考慮して適宜設定すればよい。

なお、金属板上に設けられる樹脂層が開口部を有しない状態、すなわち樹脂層によってエッチング材の排出がふさがれた状態で、エッチングによるスリット１７の形成を行った場合には、図３（ａ）に示すように、金属板１０を貫通するスリット１７が形成された後にも、当該スリット１７の形成の用に供されたエッチング材は、スリット１７内に滞留し、このスリット１７内に滞留しているエッチング材によって、スリット１７の内壁面１７Ａ側に向かってのエッチングが進行する。したがって、図３（ｂ）に示すように内壁面の平坦性を改善することができず、最終的に形成されるスリット１７は平坦性の低いスリット１７となる。なお、図３は、本発明の製造方法の発明特定事項を充足しない製造方法を用いてスリット１７を形成したときの、スリット１７の状態を示す概略断面図である。

スリット１６を形成するためのエッチング加工法についても特に限定はなく、例えば、金属板の表面にエッチング材を噴射ノズルから所定の噴霧圧力で噴霧するスプレーエッチング法を用いてもよく、その表面に樹脂マスク２５が設けられた金属板１０をエッチング材が充填されたエッチング液中に浸漬させる方法を用いてもよい。これ以外にも、その表面に樹脂マスク２５が設けられた金属板１０を回転台にとりつけて、エッチング材を滴下するスピンエッチング法等の方法も用いることができる。

エッチング材についても特に限定はなく、金属板の金属材料を侵食除去することができる従来公知のエッチング材を適宜選択して用いることができる。例えば、弗酸等を挙げることができる。

上記で例示したエッチング加工法の中でも、スプレーエッチング法は、スリット１６の形成の用に供したエッチング材を、その噴霧圧力を利用して開口部５０から排出させることができ、フレッシュなエッチング材を常時スリット１６内に噴霧できる点で好ましい。また、エッチング材の噴霧圧力や、エッチング材の噴霧量の調整が容易である点でも好ましい方法である。スプレーエッチング法による噴霧圧力や噴霧量は、開口部５０の開口形状等を考慮して適宜設定すればよい。

また、エッチング材が充填されたエッチング液中に浸漬させるエッチング加工法を用いる場合には、開口部５０からのエッチング材の排出を効率的に行うために、当該エッチング材を含むエッチング液を撹拌等しながら行うことが好ましい。

樹脂マスク２５に設けられた開口部５０は、金属板１０に最終的に形成されるスリット１６よりもその開口は小さいことから、開口部５０側から、金属板１０をエッチング加工してスリット１６を形成することは非常に困難である。したがって、金属板１０にスリット１６を形成するエッチング加工は、金属板１０の樹脂マスク２５が設けられていない側の面から行う必要がある。つまり、片面側からのエッチング加工を行う必要がある。この片側面側からのエッチング加工では、スリット１６が形成される段階で用いられるエッチング材が、スリット１６となるべき凹部内にそのまま滞留してしまい、劣化したエッチング材によってスリット１６の端面のエッチングが行われることで、高精細なスリットの形成が困難であるとの問題を生じさせるが、本発明の製造方法では、樹脂マスク２５の開口部５０が、フレッシュなエッチング材を導入させる役割を果たし得ることから、上記で説明したように、高精細なスリット１６を形成することができる。

また、本工程では、金属板１０の樹脂マスク２５が形成されていない面側からエッチング加工が行われる。エッチング加工は、エッチング材の進行方向に向かって、換言すれば、深さ方向に向かって、幅方向のエッチング量が減少していくといった性質を有する。したがって、金属板の樹脂マスク２５が形成されていない面側からエッチングが行われる本工程によれば、スリットの断面形状を、図５（ｃ）に示すように蒸着源側に向かって広がりをもつ断面形状とすることができ、シャドウの発生を効果的に防止することができる。なお、本願明細書でいうシャドウとは、本発明の蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンの形成を行ったときに、蒸着対象物上に蒸着形成されるパターンに不十分な蒸着部分、つまり目的とする蒸着膜厚よりも薄い膜厚となる蒸着部分が生ずる現象のことを言う。

（スリミング工程）
また、本発明の製造方法においては、上記で説明した工程間、或いは工程後にスリミング工程を行ってもよい。当該工程は、本発明の製造方法における任意の工程であり、金属マスク１５の厚みや、樹脂マスク２５の厚みを最適化する工程である。金属マスク１５や樹脂マスク２５の好ましい厚みとしては上記で説明した範囲内で適宜設定すればよく、ここでの詳細な説明は省略する。

たとえば、樹脂マスク２５となる樹脂層２０や金属マスク１５となる金属板１０として、上記で説明した好ましい厚みよりも厚いものを用いた場合には、製造工程中において、金属板１０や樹脂層２０を単独で搬送する際、凹部が設けられた金属板１０上に樹脂層２０が設けられた積層体を搬送する際、或いは、上記蒸着マスクを形成する工程で得られた蒸着マスク１００を搬送する際に優れた耐久性や搬送性を付与することができる。一方で、シャドウの発生等を防止するためには、本発明の製造方法で得られる蒸着マスク１００の厚みは最適な厚みであることが好ましい。スリミング工程は、製造工程間、或いは工程後において耐久性や搬送性を満足させつつ、蒸着マスク１００の厚みを最適化する場合に有用な工程である。

金属マスク１５となる金属板１０や金属マスク１５のスリミング、すなわち金属マスクの厚みの最適化は、上記で説明した工程間、或いは工程後に、金属板１０の樹脂層２０と接しない側の面、或いは金属マスク１５の樹脂層２０又は樹脂マスク２５と接しない側の面を、金属板１０や金属マスク１５をエッチング可能なエッチング材を用いてエッチングすることで実現可能である。

樹脂マスク２５となる樹脂層２０や樹脂マスク２５のスリミング、すなわち、樹脂層２０、樹脂マスク２５の厚みの最適化についても同様であり、上記で説明した何れかの工程間、或いは工程後に、樹脂層２０の金属板１０や金属マスク１５と接しない側の面、或いは樹脂マスク２５の金属マスク１５と接しない側の面を、樹脂層２０や樹脂マスク２５の材料をエッチング可能なエッチング材を用いてエッチングすることで実現可能である。また、蒸着マスク１００を形成した後に、金属マスク１５、樹脂マスク２５の双方をエッチング加工することで、双方の厚みを最適化することもできる。

＜本発明の製造方法で製造した蒸着マスク＞
図４（ａ）は、本発明の製造方法で製造した蒸着マスク１００の金属マスク１５側から見た正面図であり、図４（ｂ）は、本発明の製造方法で製造した蒸着マスク１００の拡大断面図である。なお、この図は、金属マスクの設けられたスリットおよび蒸着マスクに設けられた開口部を強調するため、全体に対する比率を大きく記載してある。

図４に示すように、本発明の製造方法で製造された蒸着マスク１００は、スリット１６が設けられた金属マスク１５と、スリット１６と重なる位置に蒸着作製するパターンに対応した開口部５０が設けられた樹脂マスク２５が積層された構成をとる。以下、それぞれについて具体的に説明する。

（樹脂マスク）
樹脂マスク２５は、樹脂から構成され、図４（ａ）に示すように、蒸着作製するパターンに対応した開口部５０が設けられている。

樹脂マスク２５は、従来公知の樹脂材料を適宜選択して用いることができ、その材料について特に限定されないが、レーザー加工等によって高精細な開口部５０の形成が可能であり、熱や経時での寸法変化率や吸湿率が小さく、軽量な材料を用いることが好ましい。このような材料としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、セロファン、アイオノマー樹脂等を挙げることができる。上記に例示した材料の中でも、その熱膨張係数が１６ｐｐｍ／℃以下である樹脂材料が好ましく、吸湿率が１．０％以下である樹脂材料が好ましく、この双方の条件を備える樹脂材料が特に好ましい。したがって、図１（ａ）に示す樹脂層付き金属板３０における樹脂層２０は、将来的には当該樹脂マスク２５となるため、例えば、上記に例示した好ましい樹脂材料から構成される樹脂板を用いることが好ましい。

樹脂マスク２５の厚みについても特に限定はないが、本発明の蒸着マスクを用いて蒸着を行ったときに、蒸着作成するパターンに不充分な蒸着部分、つまり目的とする蒸着膜厚よりも薄い膜厚となる蒸着部分、所謂シャドウが生じることを防止するためには、樹脂マスク２５は可能な限り薄いことが好ましい。しかしながら、樹脂マスク２５の厚みが３μｍ未満である場合には、ピンホール等の欠陥が生じやすく、また変形等のリスクが高まる。一方で、金属マスク１５の厚みによっては、樹脂マスク２５の厚みが２５μｍを超えるとシャドウの発生が生じ得る。この点を考慮すると樹脂マスク２５の厚みは３μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましい。樹脂マスク２５の厚みをこの範囲内とすることで、ピンホール等の欠陥や変形等のリスクを低減でき、かつシャドウの発生を効果的に防止することができる。したがって、図１（ａ）に示す樹脂層付き金属板３０における樹脂層２０は、将来的には当該樹脂マスク２５となるため、上記の厚さとすることが好ましい。なお、図１において、樹脂層２０は、金属板に対して、粘着剤層や接着剤層を介して接合されていてもよく、樹脂層２０と金属板１０とが直接接合されていてもよいが、粘着剤層や接着剤層を介して樹脂層２０と金属板１０とを接合する場合には、上記シャドウの点を考慮して、樹脂層２０と粘着剤層或いは樹脂層２０と接着剤層との合計の厚みが３μｍ〜２５μｍの範囲内となるように設定することが好ましい。

開口部５０の形状、大きさについて特に限定はなく、蒸着作製するパターンに対応する形状、大きさであればよい。また、図４（ａ）に示すように、隣接する開口部５０の横方向のピッチＰ１や、縦方向のピッチＰ２についても蒸着作製するパターンに応じて適宜設定することができる。したがって、図１（ｂ）において樹脂層２０に開口部５０を形成する際には、上記ピッチＰ１、Ｐ２を適宜設計すればよい。開口部を設ける位置や、加工部の数についても特に限定はなく、スリット１６と重なる位置に１つ設けられていてもよく、縦方向、或いは横方向に複数設けられていてもよい。例えば、図４（ｃ）に示すように、スリットが縦方向に延びる場合に、当該スリット１６と重なる開口部５０が、横方向に２つ以上設けられていてもよい。

開口部５０の断面形状についても特に限定はなく、開口部５０を形成する樹脂マスクの向かいあう端面同士が略平行であってもよいが、図４（ｂ）に示すように、開口部５０はその断面形状が、蒸着源に向かって広がりをもつような形状であることが好ましい。換言すれば、金属マスク１５側に向かって広がりをもつ形状であることが好ましい。開口部５０の断面形状を当該構成とすることにより、本発明の蒸着マスクを用いて蒸着を行ったときに、蒸着作成するパターンにシャドウが生じることを防止することができる。より具体的には、樹脂マスクの開口部における下底先端と、同じく樹脂マスクの開口部における上底先端を結んだ角度が２５°〜６５°の範囲内であることが好ましい。特に、この範囲内の中でも、使用する蒸着機の蒸着角度よりも小さい角度であることが好ましい。さらに、図４（ｂ）にあっては、開口部５０を形成する端面は直線形状を呈しているが、これに限定されることはなく、外に凸の湾曲形状となっている、つまり開口部５０の全体の形状がお椀形状となっていてもよい。したがって、図１（ｂ）においてレーザー照射により開口部を形成する際には、開口部の断面形状を上記のように形成することが好ましい。このような断面形状を有する開口部５０は、開口部５０形成時における、レーザーの照射位置や、レーザーの照射エネルギーを適宜調整する、或いは照射位置を段階的に変化させる多段階のレーザー照射を行うことで形成可能である。

また、本発明では、蒸着マスク１００の構成として樹脂マスク２５が用いられることから、この蒸着マスク１００を用いて蒸着を行ったときに、樹脂マスク２５の開口部５０には非常に高い熱が加わり、樹脂マスク２５の開口部５０を形成する端面から、ガスが発生し、蒸着装置内の真空度を低下させる等のおそれが生じ得る。したがって、この点を考慮すると、図４（ｂ）に示すように、樹脂マスク２５の開口部５０を形成する端面には、バリア層２６が設けられていることが好ましい。バリア層２６を形成することで、樹脂マスク２５の開口部５０を形成する端面からガスが発生することを防止できる。

バリア層２６は、無機酸化物や無機窒化物、金属の薄膜層または蒸着層を用いることができる。無機酸化物としては、アルミニウムやケイ素、インジウム、スズ、マグネシウムの酸化物を用いることができ、金属としてはアルミニウム等を用いることができる。バリア層２６の厚みは、０．０５μｍ〜１μｍ程度であることが好ましい。したがって、図１で説明した本発明の製造方法にあっては、蒸着マスク１００を得た後で、上記のようなバリア層２６を形成する工程を行ってもよい。

さらに、バリア層は、樹脂マスク２５の蒸着源側表面を覆っていることが好ましい。樹脂マスク２５の蒸着源側表面をバリア層２６で覆うことによりバリア性が更に向上する。バリア層は、無機酸化物、および無機窒化物の場合は各種ＰＶＤ法、ＣＶＤ法によって形成することが好ましい。金属の場合は、真空蒸着法によって形成することが好ましい。なお、ここでいうところの樹脂マスク２５の蒸着源側表面とは、樹脂マスク２５の蒸着源側の表面の全体であってもよく、蒸着源の表面において金属マスクから露出している部分のみであってもよい。

（金属マスク）
金属マスク１５は、金属から構成され、該金属マスク１５の正面からみたときに、、開口部５０と重なる位置、換言すれば、樹脂マスク２５に設けられた全ての開口部５０がみえる位置に、縦方向或いは横方向に延びるスリット１６が配置されている。図４（ａ）では、金属マスク１５の縦方向に延びるスリット１６が横方向に連続して配置されている。なお、スリット１６は、図４に示すように複数列配置されていてもよく、１列のみであってもよい。

スリット１６の幅Ｗについて特に限定はないが、少なくとも隣接する開口部５０間のピッチよりも短くなるように設計することが好ましい。具体的には、図４（ａ）に示すように、スリット１６が縦方向に延びる場合には、スリット１６の横方向の幅Ｗは、横方向に隣接する開口部５０のピッチＰ１よりも短くすることが好ましい。同様に、図示はしないが、スリット１６が横方向に伸びている場合には、スリット１６の縦方向の幅は、縦方向に隣接する開口部５０のピッチＰ２よりも短くすることが好ましい。一方で、スリット１６が縦方向に延びる場合の縦方向の長さＬについては、特に限定されることはなく、金属マスク１５の縦の長さおよび樹脂マスク２５に設けられている開口部５０の位置に応じて適宜設計すればよい。したがって、図１で説明した本発明の製造方法にあっては、金属板をエッチングする際に前記のように設計することが好ましい。

金属マスク１５に形成されるスリット１６の断面形状についても特に限定されることはないが、上記樹脂マスク２５における開口部５０と同様、図４、図５（ｃ）に示すように、蒸着源に向かって広がりをもつような形状であることが好ましい。したがって、図１で説明した本発明の製造方法にあっては、金属板１０をエッチングする際に前記のような断面形状となるようにエッチングをすることが好ましい。

金属マスク１５の材料について特に限定はなく、蒸着マスクの分野で従来公知のものを適宜選択して用いることができ、例えば、ステンレス鋼、鉄ニッケル合金、アルミニウム合金などの金属材料を挙げることができる。中でも、鉄ニッケル合金であるインバー材は熱による変形が少ないので好適に用いることができる。

また、本発明の蒸着マスク１００を用いて、基板上へ蒸着を行うにあたり、基板後方に磁石等を配置して基板前方の蒸着マスク１００を磁力によって引きつけることが必要な場合には、金属マスク１５を磁性体で形成することが好ましい。磁性体の金属マスク１５としては、純鉄、炭素鋼、Ｗ鋼、Ｃｒ鋼、Ｃｏ鋼、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、ＮＫＳ鋼、Ｃｕｎｉｃｏ鋼、Ａｌ−Ｆｅ合金等を挙げることができる。また、金属マスク１５を形成する材料そのものが磁性体でない場合には、当該材料に上記磁性体の粉末を分散させることにより金属マスク１５に磁性を付与してもよい。

金属マスク１５の厚みについても特に限定はないが、５μｍ〜１００μｍ程度であることが好ましい。蒸着時におけるシャドウの防止を考慮した場合、金属マスク１５の厚さは薄い方が好ましいが、５μｍより薄くした場合、破断や変形のリスクが高まるとともにハンドリングが困難となる可能性がある。ただし、本発明では、金属マスク１５は樹脂マスク２５と一体化されていることから、金属マスク１５の厚さが５μｍと非常に薄い場合であっても、破断や変形のリスクを低減させることができ、５μｍ以上であれば使用可能である。なお、１００μｍより厚くした場合には、シャドウの発生が生じ得るため好ましくない。したがって、図１で説明した本発明の製造方法にあっては、樹脂層付き金属板３０を準備する際に、これらのことを考慮して準備することが好ましい。また、上記で説明した任意の工程であるスリミング工程を行うことによって、金属マスク１５、及び樹脂マスク２５の厚みを最適化することもできる。

以下、図５（ａ)〜図５（ｃ）を用いてシャドウの発生と、金属マスク１５の厚みとの関係について具体的に説明する。図５（ａ）に示すように、金属マスク１５の厚みが薄い場合には、蒸着源から蒸着対象物に向かって放出される蒸着材は、金属マスク１５のスリット１６の内壁面や、金属マスク１５の樹脂マスク２５が設けられていない側の表面に衝突することなく金属マスク１５のスリット１６、及び樹脂マスク２５の開口部５０を通過して蒸着対象物へ到達する。これにより、蒸着対象物上へ、均一な膜厚での蒸着パターンの形成が可能となる。つまりシャドウの発生を防止することができる。一方、図５（ｂ）に示すように、金属マスク１５の厚みが厚い場合、例えば、金属マスク１５の厚みが１００μｍを超える厚みである場合には、蒸着源から放出された蒸着材の一部は、金属マスク１５のスリット１６の内壁面や、金属マスク１５の樹脂マスク２５が形成されていない側の表面に衝突し、蒸着対象物へ到達することができない。蒸着対象物へ到達することができない蒸着材が多くなるほど、蒸着対象物に目的とする蒸着膜厚よりも薄い膜厚となる未蒸着部分が生ずる、シャドウが発生することとなる。

シャドウ発生を十分に防止するには、図５（ｃ）に示すように、スリット１６の断面形状を、蒸着源に向かって広がりをもつような形状とすることが好ましい。このような断面形状とすることで、蒸着マスク１００に生じうる歪みの防止、或いは耐久性の向上を目的として、蒸着マスク全体の厚みを厚くしていった場合であっても、蒸着源から放出された蒸着材が、スリット１６の当該表面や、スリット１６の内壁面に衝突等することなく、蒸着材を蒸着対象物へ到達させることができる。より具体的には、金属マスク１５のスリット１６における下底先端と、同じく金属マスク１５のスリット１６における上底先端を結んだ直線と金属マスク１５の底面とのなす角度が２５°〜６５°の範囲内であることが好ましい。特には、この範囲内の中でも、使用する蒸着機の蒸着角度よりも小さい角度であることが好ましい。このような断面形状とすることで、蒸着マスク１００に生じうる歪みの防止、或いは耐久性の向上を目的として金属マスク１５の厚みを比較的厚くした場合であっても、蒸着源から放出された蒸着材が、スリット１６の内壁面に衝突等することなく、蒸着材を蒸着対象物へ到達させることができる。これにより、シャドウ発生をより効果的に防止することができる。なお、図５は、シャドウの発生と金属マスク１５のスリット１６との関係を説明するための部分概略断面図である。

なお、本発明では、金属板１０の樹脂マスク２５の形成されていない側からエッチング加工が行われることから、エッチング液の浸食の性質によって、具体的には、エッチング材が進行する方向に向かって、エッチング量が減少していきスリット１６の開口部の開口が徐々に狭くなっていくエッチング加工の性質を利用して、スリット１６の断面形状を、図４、図５（ｃ）に示すように蒸着源側に向かって広がりをもつ断面形状とすることができる。

以上説明した本発明の蒸着マスクの製造方法によって製造される蒸着マスクの用途について限定されることはないが、高精細な蒸着膜の形成が要求される分野、例えば、有機ＥＬ素子の有機層や、カソード電極の形成、有機半導体の形成等の用途に用いられる蒸着マスクとして好適である。

１００・・・蒸着マスク
１０・・・金属板
１５・・・金属マスク
１６・・・スリット
２０・・・樹脂層
２５・・・樹脂マスク
２６・・・バリア層
３０・・・樹脂層付き金属板
５０・・・開口部
６２・・・レジスト材
６３・・・マスク
６４・・・レジストパターン

Claims (1)

1. スリットが設けられた金属マスクと、蒸着作製するパターンに対応した開口部が設けられた樹脂マスクと、が積層されてなり、フレーム上に固定して用いられる蒸着マスクの製造方法であって、
   金属板の一方の面に樹脂層が設けられている樹脂層付き金属板を準備する工程と、
   前記樹脂層に蒸着作製するパターンに対応した開口部を形成することにより樹脂マスクを形成する工程と、
   前記金属板の前記樹脂マスクと接しない面側からエッチング加工を行い、当該金属板を貫通し、かつ前記樹脂マスクの前記開口部と重なるスリットを形成することにより金属マスクを形成する工程と、
   を有することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。

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