JP6090009B2 - 金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法、有機半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法について、第1実施形態、及び第2実施形態を例に挙げて説明する。
第1実施形態の金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法は、複数のスリットが形成された金属マスクと当該スリットと重なる位置に蒸着作製するパターンに対応する開口部が形成された樹脂マスクとが積層されてなる蒸着マスクを、貫通孔が形成された金属フレームに固定する固定工程を有する。
高精細な蒸着パターンの作製を可能とする金属フレーム付き蒸着マスクとするためには、金属フレーム50と蒸着マスク100との位置合わせを正確に行うことが重要であり、第1実施形態の製造方法では、金属フレーム50への蒸着マスク100の溶接固定は、蒸着マスク100に張力をかけた状態で行われる。換言すれば、蒸着マスク100を架張した状態で、金属フレーム50への溶接固定が行われる。
図1に示すように、蒸着マスク100は、複数のスリット15が形成された金属マスク10と、金属マスク10の表面(図1(b)に示す場合にあっては、金属マスク10の下面)に位置し、蒸着作製するパターンに対応した開口部25が形成された樹脂マスク20が積層された構成をとる。なお、図1(a)は、蒸着マスク100を金属マスク10側からみた正面図であり、(b)はその概略断面図である。
樹脂マスク20は、樹脂から構成され、図1、図2に示すように、スリット15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25が形成されている。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、当該有機層の形状である。また、本発明では、開口部が縦横に複数列配置された例を挙げて説明をしているが、開口部25は、スリットと重なる位置に形成されていればよく、スリット15が、縦方向、或いは横方向に1列のみ配置されている場合には、当該1列のスリット15と重なる位置に開口部25が形成されていればよい。なお、このことはスリット15と重なる位置にのみ開口部25が形成されていることを意味するものではなく、金属マスク10においてスリット15が形成されていない領域、すなわちスリット非形成領域と重なる位置に、開口部25が形成されていてもよい。
金属マスク10は、金属から構成され、該金属マスク10の正面からみたときに、開口部25と重なる位置に、縦方向或いは横方向に延びる複数のスリット15が配置されている。スリット15は開口と同義である。
図7に示すように、最終的に蒸着マスク100と溶接固定される金属フレーム50は、略矩形形状の枠部材であり、蒸着マスク100と溶接固定されたときに、樹脂マスク20に形成されている開口部25が露出するように貫通孔55が形成されている。なお、このことは、樹脂マスク20に形成されている開口部25の全てが貫通孔55から露出していることを意味するものではなく、貫通孔非形成領域、例えば支持体60と重なる位置に、蒸着作製するパターンに寄与しないダミー開口部が形成されていてもよい。なお、ダミー開口部とは、蒸着作製するパターンに対応しない開口部である。図7に示す形態の金属フレーム50は、横方向に設けられた複数の支持体60によって、貫通孔55は、複数に区画されている。支持体60は、金属フレーム50と、蒸着マスク100とを仮固定するために設けられ、金属フレーム50と、蒸着マスク100とを重ね合わせたときに、樹脂マスク20に形成された開口部25や、金属マスク10に形成されたスリット15と重ならない位置に設けられている。なお、図7は、金属フレーム50の一例を示す正面図である。支持体60は、図示する形態に限定されるものではなく、図8(a)に示すように縦方向に複数設けられていてもよく、図8(b)に示すように、縦方向、及び横方向に複数設けられていてもよい。
金属フレーム50と蒸着マスク100との仮固定は、金属フレーム50の貫通孔非形成領域と、金属マスク10のスリット非形成領域とが直接的、又は間接的に接する箇所の一部において行われる。なお、金属フレーム50の貫通孔非形成領域とは、金属フレーム50において貫通孔55が形成されていない箇所、換言すれば、金属フレーム50の金属部分を意味する。また、金属マスク10のスリット非形成領域とは、金属マスク10においてスリット15が形成されていない箇所、換言すれば、金属マスク10の金属部分を意味する。なお、金属フレーム50のフレーム部分、及び支持体60は、金属フレーム50の貫通孔非形成領域を構成する。
金属フレームと、蒸着マスク100とを仮固定する一態様として、磁力を用いて仮固定を行う方法を挙げることができる。具体的には、図9に示すように、金属フレーム50と金属マスク10とが対向するように、金属フレーム50の一方面側に、蒸着マスク100を重ね合わせ、金属フレーム100の他方面側に、支持体60と接するようにして所定形状の磁石70を配置し、支持体60を介して、磁石70と、蒸着マスク100とを引き付けることで、金属フレーム50と、蒸着マスク100とを仮固定することができる。なお、図9(a)は、蒸着マスク100の樹脂マスク20側から見た図であり、図9(b)は、蒸着マスク100の金属マスク10側から見た図である。説明の便宜上、図9(b)では磁石70を省略している。支持体60と金属マスク10とを磁力を利用して仮固定する場合には、金属マスク10として、上記で説明した磁性体が用いられる。
金属フレームと、蒸着マスク100とを仮固定する別の態様として、図13に示すように支持体60と、蒸着マスク100の金属マスク10との間に、吸着層65を設け、吸着層65を利用して、金属フレーム50と蒸着マスク100とを仮固定することもできる。図13は、金属フレーム50と蒸着マスク100とが仮固定されている箇所の部分拡大断面図である。吸着層65を利用した仮固定としては、吸着層65として、(1)粘着性を有する材料を用い、吸着層65の粘着性を利用して仮固定を行う方法や、(2)液体材料を用い、金属フレーム50と蒸着マスク100とを仮固定する方法を挙げることができる。
また、金属フレームと、蒸着マスク100とを仮固定する別の態様として、磁石70や、吸着層65を用いずに、各種の吸着方法を用いて、金属フレーム50と蒸着マスク100とを仮固定することもできる。吸着方法の一例としては、エアー吸着法を挙げることができる。エアー吸着を利用した一例としては、支持体60の一部にエアー吸着用の吸着孔を設け、当該吸着孔からの吸引によって、金属フレーム50と蒸着マスク100とを仮固定する方法を挙げることができる。これ以外にも、静電チャックを用い、金属フレーム50と蒸着マスク100とを静電吸着により仮固定を行う方法、帯電ガンを使用し、金属フレームや、蒸着マスクを一時的に帯電させて仮固定を行う方法を挙げることができる。
本工程では、図14に示すように金属フレーム50に蒸着マスク100を仮固定した状態で蒸着マスクに張力がかけられる。蒸着マスクに張力をかけて金属フレーム50と蒸着マスク100との位置合わせを行い、次いで、当該かけられた張力を保持した状態、換言すれば、正確に位置合わせが行われた状態で、金属フレーム50への蒸着マスク100の溶接固定を行うことで、金属フレーム50と、蒸着マスク100との位置精度を向上させることができる。第1実施形態の製造方法では、金属フレーム50と蒸着マスク100とが各種の方法によって、仮固定されていることから、金属フレーム50と蒸着マスク100との位置合わせを行うべく蒸着マスクに張力をかけても蒸着マスク100に生じ得る波状のシワの発生を防止することができる。なお、仮固定を行わずに、張力をかけた場合には、蒸着マスク100に波状のシワが発生しやすくなる。
本工程では、金属フレーム50に仮固定された蒸着マスク100に張力をかけた状態で、金属フレーム50と蒸着マスク100の溶接固定が行われる。これにより、金属フレーム50に蒸着マスク100が溶接固定された金属フレーム付き蒸着マスク200が得られる。
第2実施形態の金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法は、金属フレームに、複数のスリットが形成された金属マスクと樹脂板とが積層された樹脂板付き金属マスクを固定する固定工程と、樹脂板付き金属マスクの金属マスク側からスリットを通して樹脂板にレーザーを照射し、樹脂板の複数のスリットと重なる位置に蒸着作製するパターンに対応した複数の開口部を形成する工程と、を有し、固定工程が、金属フレームと金属マスクとが対向するように、金属フレームと樹脂板付き金属マスクとを重ね合わせ、金属フレームの貫通孔非形成領域と、金属マスクのスリット非形成領域とが直接的、又は間接的に接する箇所の一部において、金属フレームに樹脂板付き金属マスクを仮固定する工程と、金属フレームに樹脂板付き金属マスクを仮固定した状態で当該樹脂板付き金属マスクに張力をかける工程と、樹脂板付き金属マスクに張力をかけた状態で、金属フレームと樹脂板付き金属マスクとを、所定箇所で溶接固定する工程とを、含み、開口部を形成する工程が、張力をかける工程と溶接固定する工程の間、又は、溶接固定する工程の後に行われる点に特徴を有する。第2実施形態の製造方法は、金属フレームに蒸着マスクを仮固定するのではなく、金属フレームに樹脂板付き金属マスクを仮固定し、張力をかけた状態において、当該樹脂板付き金属マスクの樹脂板に開口部を形成し、金属フレーム付き蒸着マスクを製造する点で、上記第1実施形態の製造方法と相違する。以下、第1実施形態の製造方法との相違点を中心にして、第2実施形態の製造方法について説明する。
本工程では、図19に示すように、金属フレーム50に、樹脂板付き金属マスク40が仮固定される。図19は、金属フレーム50に樹脂板付き金属マスク40が仮固定された状態を示す平面図であり、(a)は、樹脂板30側からみた図であり、(b)は金属マスク10側からみた図である。第1実施形態の製造方法では、図9〜図11に示すように、全ての支持体60と接する大型の磁石70を用いた例を挙げているが、第2実施形態の製造方法では、開口部25を形成する工程において、スリット15を通してレーザー光が照射されることから、図19に示すように、スリット15と重なる位置、換言すれば、開口部25が形成される予定の位置には磁石70が設けられていないことが好ましい。なお、第2実施形態の製造方法において、スリット15と重なる位置に磁石70が設けられている場合であっても、レーザー光によって、磁石70を通して、樹脂板30に開口部25を形成することもできる。しかしながら、この場合には、磁石70がダメージを受け、繰り返し磁石を使用することができなくなり、コストの面で好ましくない。また、磁石70の存在によって、形成される開口部25の寸法精度が低下する場合もある。仮固定方法については、上記第1実施形態の製造方法で説明した方法をそのまま用いることができ、ここでの詳細な説明は省略する。
本工程で用いられる樹脂板付き金属マスク40は、複数のスリット15が形成された金属マスク10と樹脂板30とが積層されてなる。金属マスク10については、上記第1実施形態の製造方法で説明したものをそのまま用いることができる。樹脂板30は、最終的に開口部25が形成されることで樹脂マスク20となるものであり、樹脂板30の材料や、その厚みについては、第1実施形態の製造方法の樹脂マスク20で説明した材料を適宜選択して用いることができる。
本工程では、金属フレーム50に樹脂板付き金属マスク40を仮固定した状態で樹脂板付き金属マスク40に張力がかけられる。張力をかける方法については、第1実施形態の製造方法で説明した各種の方法を用いればよい。
本工程では、樹脂板付き金属マスク40に張力をかけた状態、すなわち上記工程でかけられた張力を保持した状態で樹脂板付き金属マスク40の、金属マスク10側からレーザー光を照射して、金属マスク10のスリット15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25が形成される。これにより、スリット15が形成された金属マスク10と、開口部25が形成された樹脂マスク20とが積層されてなる蒸着マスク100を得る。蒸着マスク100は、この段階では、金属フレーム50に仮固定された状態で存在していることから、蒸着マスク100に生じ得る波状のシワの発生も防止されている。
本工程では、金属フレーム50に仮固定された蒸着マスク100に張力をかけた状態で、すなわち樹脂板付き金属マスクにかけられた張力を保持した状態で金属フレーム50と蒸着マスク100の溶接固定が行われる。これにより、金属フレーム50と蒸着マスク100が精度よく位置合わせされた状態で、金属フレーム50に蒸着マスク100が溶接固定された金属フレーム付き蒸着マスク200が得られる。本工程は、上記第1実施形態の製造方法で説明した方法をそのまま用いることができ詳細な説明は省略する。
上記第2実施形態の製造方法では、張力をかける工程の後であって、溶接固定する工程の前に、樹脂板付き金属マスク40の樹脂板30に開口部25を形成する工程が行われているが、この実施形態にかえて、金属フレーム50と、樹脂板付き金属マスク40とを溶接固定した後に、樹脂板付き金属マスク40の樹脂板30に開口部25を形成する工程を行ってもよい。張力をかける工程と溶接固定する工程の間、溶接固定する工程の後のいずれの工程間、或いは工程後に、開口部25を形成する工程を行った場合であっても、当該開口部25を形成する工程において、樹脂板付き金属マスク40は、金属フレーム50に張力がかけられた状態で仮固定されている、或いは、張力がかけられた状態で溶接固定されている。したがって、形成された開口部25に張力がかかることで生じ得る寸法の変動を発生させることなく、極めて高精細な開口部25が形成された樹脂マスク20を含む蒸着マスク100が金属フレーム50に溶接固定された金属フレーム付き蒸着マスク200を得ることができる。
次に、本発明の有機半導体素子の製造方法について説明する。本発明の有機半導体素子の製造方法は、金属フレーム付き蒸着マスクを用いた蒸着法により蒸着パターンを形成する工程を有し、当該有機半導体素子を形成する工程において以下の金属フレーム付き蒸着マスクが用いられる点に特徴を有する。
15…スリット
20…樹脂マスク
25…開口部
30…樹脂板
40…樹脂板付き金属マスク
50…金属フレーム
55…貫通孔
60…支持体
65…吸着層
80…クランプ
85…駆動手段
100…蒸着マスク
200…金属フレーム付き蒸着マスク
Claims (4)
- 金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法であって、
貫通孔が形成された金属フレームに、複数のスリットが形成された金属マスクと当該スリットと重なる位置に蒸着作製するパターンに対応する開口部が形成された樹脂マスクとが積層されてなる蒸着マスクを固定する固定工程を有し、
前記固定工程が、
前記金属フレームと前記金属マスクとが対向するように、前記金属フレームと前記蒸着マスクとを重ね合わせ、前記金属フレームの貫通孔非形成領域と、前記金属マスクのスリット非形成領域とが直接的、又は間接的に接する箇所の一部において、前記金属フレームに、前記蒸着マスクを仮固定する工程と、
前記金属フレームに前記蒸着マスクを仮固定した状態で、当該蒸着マスクに張力をかける工程と、
前記蒸着マスクに張力をかけた状態で、前記金属フレームと前記蒸着マスクとを、所定箇所で溶接固定する工程とを、
含むことを特徴とする金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法。 - 前記金属フレームに固定される蒸着マスクが複数あることを特徴とする請求項1に記載の金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法。
- 金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法であって、
貫通孔が形成された金属フレームに、複数のスリットが形成された金属マスクと樹脂板とが積層された樹脂板付き金属マスクを固定する固定工程と、
樹脂板付き金属マスクの金属マスク側から前記スリットを通して前記樹脂板にレーザーを照射し、前記樹脂板の前記複数のスリットと重なる位置に蒸着作製するパターンに対応した複数の開口部を形成する工程と、
を有し、
前記固定工程が、
前記金属フレームと前記金属マスクとが対向するように、前記金属フレームと前記樹脂板付き金属マスクとを重ね合わせ、前記金属フレームの貫通孔非形成領域と、前記金属マスクのスリット非形成領域とが直接的、又は間接的に接する箇所の一部において、前記金属フレームに、前記樹脂板付き金属マスクを仮固定する工程と、
前記金属フレームに前記樹脂板付き金属マスクを仮固定した状態で当該樹脂板付き金属マスクに張力をかける工程と、
前記樹脂板付き金属マスクに張力をかけた状態で、前記金属フレームと前記樹脂板付き金属マスクとを、所定箇所で溶接固定する工程とを、
含み、
前記開口部を形成する工程が、前記張力をかける工程と前記溶接固定する工程の間、又は、前記溶接固定する工程の後に行われることを特徴とする金属フレーム付き蒸着マスクの製造方法。 - 蒸着法を用いた有機半導体素子の製造方法であって、
前記有機半導体素子の製造には、
貫通孔が形成された金属フレームと、複数のスリットが形成された金属マスクと当該スリットと重なる位置に蒸着作製するパターンに対応する開口部が形成された樹脂マスクと、が積層されてなる蒸着マスクを、前記金属フレームと前記金属マスクとが対向するように重ね合わせ、前記金属フレームの貫通孔非形成領域と、前記金属マスクのスリット非形成領域とが直接的、又は間接的に接する箇所の一部において、前記金属フレームに、前記蒸着マスクを仮固定する工程と、
前記金属フレームに前記蒸着マスクを仮固定した状態で、当該蒸着マスクに張力をかける工程と、
前記蒸着マスクに張力をかけた状態で、前記金属フレームと前記蒸着マスクとを、所定箇所で溶接固定する工程と、
により製造された金属フレーム付き蒸着マスクが用いられることを特徴とする有機半導体素子の製造方法。
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