JP6256000B2 - 蒸着マスク装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、所望のパターンに設けられた複数の貫通孔を介して基板に蒸着材料を蒸着するために使用される蒸着マスクが金属枠体に取り付けられた蒸着マスク装置の製造方法に係り、とりわけ、蒸着マスクの変形を抑制し、蒸着のパターニング精度を向上できる蒸着マスク装置の製造方法に関する。また、本発明は、所望のパターンに設けられた複数の貫通孔を介して基板に蒸着材料を蒸着するために使用される蒸着マスクを含む保護フィルム付き蒸着マスクに係り、とりわけ、蒸着マスクの変形を抑制し、蒸着のパターニング精度を向上できる保護フィルム付き蒸着マスクに関する。
従来、所望のパターンで配列された貫通孔を含む蒸着用のマスクを用い、所望のパターンで薄膜を形成する方法が知られている。そして、昨今においては、例えば有機EL表示装置の製造時において有機材料を基板上に蒸着する場合等、極めて高価な材料を成膜する際に蒸着が用いられることがある。なお、蒸着用のマスクは、一般的に、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングによって金属板に貫通孔を形成することにより、製造され得る(例えば、特許文献1)。
蒸着用のマスクを用いて蒸着材料を基板に成膜する場合、蒸着材料は、貫通孔の形状に沿って基板上に蒸着され、基板上に画素が形成される。
特開2004−39319号公報
ところで、蒸着用のマスクを用いて蒸着材料を基板に蒸着する場合、蒸着用のマスクは、張力が負荷されて張られた状態でフレームに取り付けられる。しかしながら、上述したように、蒸着用のマスクには多数の貫通孔が形成されている。このことにより、貫通孔の形状、大きさ、または蒸着用のマスクの厚さによっては、張力が負荷された蒸着用のマスクが変形する可能性が生じる。この場合、蒸着のパターニングを精度良く行うことが困難になり得る。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、蒸着マスクの変形を抑制し、蒸着のパターニング精度を向上できる蒸着マスク装置の製造方法および保護フィルム付き蒸着マスクを提供することを目的とする。
本発明は、
金属枠体と、前記金属枠体上に設けられた蒸着マスクと、を有する蒸着マスク装置の製造方法において、
金属基材を含むシート状の前記蒸着マスクと、前記蒸着マスクの一方の面に設けられ、レーザ光に対して透過性を有する保護フィルムと、を有する保護フィルム付き蒸着マスクを準備する工程と、
前記保護フィルム付き蒸着マスクを、前記金属基材が前記金属枠体側に配置されるように当該金属枠体上に載置する工程と、
前記保護フィルム側からレーザ光を照射して、前記金属基材を前記金属枠体に溶接する工程と、
前記金属基材を前記金属枠体に溶接する工程の後、前記保護フィルムを前記蒸着マスクから除去する工程と、を備えたことを特徴とする蒸着マスク装置の製造方法、
を提供する。
本発明による蒸着マスク装置の製造方法において、前記保護フィルムは、UV光を照射することにより前記蒸着マスクから剥離可能であり、前記金属基材を前記金属枠体に溶接する工程の後、前記保護フィルムを前記蒸着マスクから除去する工程の前に、前記保護フィルムにUV光が照射される、ようにしてもよい。
本発明による蒸着マスク装置の製造方法において、前記保護フィルムは、保護フィルム基材と、前記保護フィルム基材の一方の面に設けられた粘着層と、を有し、前記粘着層は、UV光を照射することにより粘着力が低下する、ようにしてもよい。
本発明は、
蒸着マスク装置の金属枠体に溶接される保護フィルム付き蒸着マスクにおいて、
金属基材を含むシート状の蒸着マスクと、
前記蒸着マスクの一方の面に設けられた保護フィルムと、を備え、
前記保護フィルムは、レーザ光に対して透過性を有し、
当該保護フィルム付き蒸着マスクを前記金属枠体に溶接する際、前記金属基材が前記金属枠体側に配置されて前記保護フィルム側からレーザ光が照射され、前記金属基材が前記金属枠体に溶接されることを特徴とする保護フィルム付き蒸着マスク、
を提供する。
本発明による保護フィルム付き蒸着マスクにおいて、前記保護フィルムは、UV光を照射することにより前記蒸着マスクから剥離可能である、ようにしてもよい。
本発明による保護フィルム付き蒸着マスクにおいて、前記保護フィルムは、保護フィルム基材と、前記保護フィルム基材の一方の面に設けられた粘着層と、を有し、前記粘着層は、UV光を照射することにより粘着力が低下する、ようにしてもよい。
本発明によれば、蒸着マスクの変形を抑制し、蒸着のパターニング精度を向上できる。
図1は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例を示す概略平面図である。 図2は、図1に示す蒸着マスク装置を用いて蒸着する方法を説明するための図である。 図3は、図1に示す蒸着マスクを示す平面図である。 図4は、図3に示す蒸着マスクの部分拡大平面図である。 図5は、図4のI−I線に沿った断面に相当する図であって、保護フィルム付き蒸着マスクを示す断面図である。 図6は、図5に示す保護フィルム付き蒸着マスクを蒸着マスク装置のフレームに溶接する状態を示す断面図である。 図7は、第2面側保護フィルムを蒸着マスクから剥離する状態を示す断面図である。 図8は、図1に示す蒸着マスクの製造方法の一例を全体的に説明するための模式図である。 図9は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、金属板を示す図である。 図10は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、金属板に第1レジスト層および第2レジスト層が形成される工程を説明するための図である。 図11は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、レジスト層が露光される工程を説明するための図である。 図12は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、レジスト層が現像される工程を説明するための図である。 図13は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、第1面側保護フィルムが設けられる工程を説明するための図である。 図14は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、金属板が第2面側からエッチングされる工程を説明するための図である。 図15は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、第2レジスト層が除去される工程を説明するための図である。 図16は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、第2面側保護フィルムが設けられる工程を説明するための図である。 図17は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、第1面側保護フィルムが除去される工程を説明するための図である。 図18は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、金属板が第1面側からエッチングされる工程を説明するための図である。 図19は、蒸着マスクの製造方法の一例を説明するための図であって、第1レジスト層が除去される工程を説明するための図である。 図20は、蒸着マスク装置の製造方法の一例を説明するための図であって、保護フィルム付き蒸着マスクをフレームに載置する工程を説明するための図である。 図21は、蒸着マスク装置の製造方法の一例を説明するための図であって、保護フィルム付き蒸着マスクをフレームに溶接する工程を説明するための図である。 図22は、蒸着マスク装置の製造方法の一例を説明するための図であって、保護フィルムにUV光を照射する工程を説明するための図である。 図23は、蒸着マスク装置の製造方法の一例を説明するための図であって、保護フィルムを蒸着マスクから剥離する工程を説明するための図である。 図24は、蒸着マスク装置の製造方法の一例を説明するための図であって、蒸着マスクをトリミングする工程を説明するための図である。 図25は、図4に示す蒸着マスクの変形例を示す図である。 図26は、図5に示す保護フィルム付き蒸着マスクの変形例を示す断面図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
図1〜図24は本発明による一実施の形態を説明するための図である。以下の実施の形態およびその変形例では、有機ELディスプレイ装置を製造する際に有機発光材料などの蒸着材料を、後述する複数の貫通孔を介して所望のパターンでガラス基板上に蒸着するために使用される蒸着マスク、保護フィルム付き蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法および蒸着マスクを有する蒸着マスク装置の製造方法を例にあげて説明する。ただし、このような適用に限定されることなく、種々の用途に用いられる蒸着マスク、保護フィルム付き蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法および蒸着マスク装置の製造方法に対し、本発明を適用することができる。
なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、例えば「金属板」は、「金属シート」や「金属フィルム」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
また、「板面(シート面、フィルム面)」とは、対象となる板状(シート状、フィルム状)の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材(シート状部材、フィルム状部材)の平面方向と一致する面のことを指す。また、板状(シート状、フィルム状)の部材に対して用いる法線方向とは、当該部材の板面(シート面、フィルム面)に対する法線方向のことを指す。
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」、「同心」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
まず、製造方法対象となる蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例について、主に図1〜図5を参照して説明する。ここで、図1は、蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例を示す概略平面図であり、図2は、図1に示す蒸着マスク装置の使用方法を説明するための図であり、図3は、図1に示す蒸着マスクを示す平面図である。図4は、蒸着マスクの部分拡大平面図であり、図5は、図4のI−I線に沿った断面に相当する図である。
図1および図2に示された蒸着マスク装置10は、開口部15aを有し、枠状に形成された金属製のフレーム(金属枠体)15と、フレーム15の開口部15a上に蒸着マスク20の幅方向(長手方向に直交する方向、横方向)に並列配置された帯状の複数の蒸着マスク20と、を備えている。このうち蒸着マスク20は、概略的にはシート状に形成された金属板21を有している(図5、図6参照)。このような蒸着マスク20には、多数の貫通孔25が設けられている。この蒸着マスク装置10は、図2に示すように、蒸着マスク20が蒸着対象物である基板、例えばガラス基板92に対面するようにして蒸着装置90内に支持され、ガラス基板92への蒸着材料の蒸着に使用される。
蒸着装置90内では、フレーム15の開口部15a内にガラス基板92が配置され、不図示の磁石からの磁力によって、蒸着マスク20と、ガラス基板92とが密着するようになる。蒸着装置90内には、この蒸着マスク装置10を挟んだガラス基板92の下方に、蒸着材料(一例として、有機発光材料)98を収容するるつぼ94と、るつぼ94を加熱するヒータ96とが配置されている。るつぼ94内の蒸着材料98は、ヒータ96からの加熱により、気化または昇華してガラス基板92の表面に付着するようになる。上述したように、蒸着マスク20には多数の貫通孔25が形成されており、蒸着材料98はこの貫通孔25を介してガラス基板92に付着する。この結果、蒸着マスク20の貫通孔25の位置に対応した所望のパターンで、蒸着材料98がガラス基板92の表面に成膜される。
図1および図3に示すように、本実施の形態において、蒸着マスク20は、平面視において帯状の略四角形形状、さらに正確には平面視において帯状の略矩形状の輪郭を有している。蒸着マスク20は、蒸着マスク20の長手方向に配列され、規則的な配列で複数の貫通孔25が形成された複数の有効領域22と、各有効領域22を取り囲む周囲領域23と、を含んでいる。このうち周囲領域23は、基板へ蒸着されることを意図された蒸着材料が通過する領域ではない。例えば、有機ELディスプレイ装置用の有機発光材料の蒸着に用いられる蒸着マスク20においては、有効領域22は、有機発光材料が蒸着して画素を形成するようになる基板(ガラス基板92)上の区域、すなわち、作製された有機ELディスプレイ装置用基板の表示面をなすようになる基板上の区域に対面する、蒸着マスク20内の領域のことである。ただし、種々の目的から、周囲領域23に貫通孔や凹部が形成されていてもよい。図1に示された例において、各有効領域22は、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。
図示された例において、複数の有効領域22は、蒸着マスク20の長手方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。このような複数の有効領域22を含む蒸着マスク20が、その幅方向に配列されて、図1に示す蒸着マスク装置10が構成されている。一つの有効領域22が一つの有機ELディスプレイ装置に対応するようになっており、図1に示す蒸着マスク装置10においては、多面付蒸着が可能となっている。
図4に示すように、図示された例において、各有効領域22に形成された複数の貫通孔25は、当該有効領域22において、互いに直交する二方向に沿ってそれぞれ所定のピッチで配列されている。図4には、各貫通孔25が、平面視で、略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している例を示している。より具体的には、後述する基材穴30が、平面視で、略四角形形状あるいは略矩形形状の輪郭を有し、各貫通孔25に、基材穴30が一つずつ形成されている。
蒸着マスク20に形成された貫通孔25の一例について、図4および図5を主に参照して更に詳述する。
図4は、蒸着マスク20を第1面20a側から示す部分平面図である。また、図5は、図4のI−I線に沿った断面に相当する図である。
図4および図5に示すように、蒸着マスク20は、第1面21aと、第1面21aとは反対側に設けられた第2面21bと、を含む金属板(金属基材)21を有している。金属板21の第2面21bは、蒸着時(すなわち、蒸着装置90内に取り付けられた際)には、ガラス基板92の側に配置される。
金属板21は、36%Niインバー材により形成することができ、金属板21の厚さは、例えば、10μm〜100μmとすることが好適である。
複数の貫通孔25は、蒸着マスク20の法線方向に沿った一方の側となる第1面20aと、蒸着マスク20の法線方向に沿った他方の側となる第2面20bと、の間を延びている。すなわち、貫通孔25は蒸着マスク20を貫通している。
図示された例では、後に詳述するように、金属板21に基材穴30が設けられている。すなわち、蒸着マスク20の法線方向における一方の側となる金属板21の第1面21aの側から金属板21にエッチングによって基材穴30が形成されている。この基材穴30は貫通孔25を形成している。
図5に示すように、蒸着マスク20の法線方向における一方の側から他方の側へ向けて、すなわち、蒸着マスク20の第1面20aの側から第2面20bの側へ向けて、蒸着マスク20の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク20の板面に沿った断面での各基材穴30の断面積は、しだいに小さくなっていく。言い換えると、蒸着マスク20の法線方向に沿った断面において、蒸着マスク20の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク20の板面に沿った各基材穴30の幅は、蒸着マスク20の第1面20aの側から第2面20bの側に向けて、しだいに小さくなっていく。とりわけ図示された例では、蒸着マスク20の第1面20aの側から第2面20bの側に向け、各基材穴30の断面積は、小さくなるように変化し続けている。
図5に示すように、貫通孔25は、蒸着マスク20の第1面20aの側から形成された先細りする基材穴30によって、画成されている。図4および図5に示すように、図示された例では、一つの貫通孔25に対して、基材穴30がそれぞれ一つずつ形成されている。
なお、図5に示すように、基材穴30の壁面31と、金属板21の第2面21bとは、周状の接続部41を介して接続されている。接続部41は、蒸着マスクの法線方向に対して傾斜した基材穴30の壁面31と、第2面21bとが合流する合流線によって、画成されている。そして、接続部41は、金属板21の領域内において、蒸着マスク20の平面視における貫通孔25の面積が最も小さくなる貫通部42を画成する。
図5に示すように、蒸着マスク20の第1面20a上において、隣り合う二つの貫通孔25は、蒸着マスク20の板面に沿って互いから離間している。すなわち、後述する製造方法のように、蒸着マスク20の第1面20aに対応するようになる金属板21の第1面21a側から当該金属板21をエッチングして基材穴30を形成する場合、隣り合う二つの基材穴30の間に金属板21の第1面21aが残存するようになる。
隣り合う二つの貫通孔25が蒸着マスク20の板面に沿って互いから離間しているため、蒸着マスクの強度を向上させることができる。このことにより、蒸着マスク20をフレーム15に張設した場合における蒸着マスク20の有効領域22内での変形を効果的に抑制することができ、これにより、所望のパターンでの蒸着を効果的に実施することができる。また、この場合、後述する長尺金属板71の搬送や切断、後述する第2面側保護フィルム84の除去、フレーム15への取付といった取り扱い処理中に、多数の貫通孔25が形成された有効領域22の変形を効果的に抑制することができる。
図2に示すようにして蒸着マスク装置10が蒸着装置90に収容された場合、図5に二点鎖線で示すように、蒸着マスク20の金属板21の第1面20aが蒸着材料98を保持したるつぼ94側に位置し、金属板21の第2面20bがガラス基板92に対面する。したがって、蒸着材料98は、次第に断面積が小さくなっていく基材穴30を通過してガラス基板92に付着する。
基材穴30は、後に詳述するように、金属板21の第1面21aをエッチングすることにより形成される。エッチングによって形成される穴(または凹部)の壁面は、一般的に、浸食方向に向けて凸となる曲面状となる。したがって、エッチングによって形成された穴の壁面は、エッチングの開始側となる領域において切り立ち、エッチングの開始側とは反対側となる領域、すなわち穴の最も深い側においては、金属板21の法線方向に対して比較的に大きく傾斜するようになる。
上述したように、本実施の形態では、貫通孔25が各有効領域22において所定のパターンで配置されている。一例として、蒸着マスク20(蒸着マスク装置10)が携帯電話やデジタルカメラ等のディスプレイ(2〜5インチ程度)を作製するために用いられる場合、貫通孔25の配列ピッチPは、58μm(440ppi)以上254μm(100ppi)以下程度とすることができる。なお、カラー表示を行いたい場合には、貫通孔25が配列されている方向に沿って蒸着マスク20(蒸着マスク装置10)とガラス基板92とを少しずつ相対移動させ、赤色用の有機発光材料、緑色用の有機発光材料および青色用の有機発光材料を順に蒸着させていってもよい。また、蒸着マスク20(蒸着マスク装置10)が携帯電話のディスプレイを作製するために用いられる場合、各貫通孔25が配列されている方向に沿った幅(スリット幅)Wは、28μm以上84μm以下程度とすることができる。
次に、保護フィルム付き蒸着マスク50について説明する。
図5に示すように、保護フィルム付き蒸着マスク50は、上述した蒸着マスク20と、蒸着マスク20の第2面20bに貼り付けられた第2面側保護フィルム84と、を有している。このように、蒸着マスク20に第2面側保護フィルム84を貼り付けることにより、蒸着マスク20の変形、とりわけ多数の貫通孔25が形成されている有効領域22の変形を効果的に抑制することができる。
この第2面側保護フィルム84は、後述するように、金属板21を第2面21bの側からエッチングして基材凹部35(図14参照)を形成した後に第2面21bに貼り付けられて、その後に、第2面側保護フィルム84が貼り付けられた状態で金属板21を第1面21aの側からエッチングして基材穴30を形成することが好適である。すなわち、基材穴30が形成されると、貫通孔25の形状または大きさによっては、上述のような取り扱い処理中に、有効領域22が変形する可能性が生じる。しかしながら、基材穴30を形成する前に第2面側保護フィルム84が貼り付けられることにより、有効領域22の変形を効果的に抑制することができる。
第2面側保護フィルム84は、後述する長尺金属板71をエッチングするエッチング液(例えば、塩化第二鉄水溶液)に対する耐エッチング性を有していることが好適である。このことにより、後述する蒸着マスク20の製造時に、基材穴30を形成する際に、既に形成された基材凹部35を第2面側保護フィルム84によって封止して基材凹部35がエッチングされることを防止でき、基材凹部35の形状が損なわれることを防止できる。
第2面側保護フィルム84は、図6に示すように、保護フィルム基材84aと、保護フィルム基材84aの一方の面に設けられた粘着層84bと、を有している。このうち粘着層84bが金属板21の第2面21bに粘着されて、第2面側保護フィルム84が蒸着マスク20に貼り付けられる。第2面側保護フィルム84は、UV光L4(図22参照)を照射することにより金属板21から剥離可能であることが好ましい。すなわち、UV光を照射するまでは、エッチング工程などの間に第2面側保護フィルム84は金属板21から剥離し得ないが、UV光を照射した後では、金属板21から容易に剥離可能になることが好ましい。具体的には、粘着層84bが、UV光を照射することにより粘着力が低下する材料により形成されていることが好ましい。この場合、蒸着マスク20に貼り付けられた第2面側保護フィルム84にUV光を照射することにより、第2面側保護フィルム84を蒸着マスク20から容易に剥離することができる。なお、保護フィルム基材84aの材料としては、取り扱い処理時に蒸着マスク20の有効領域22が変形することを抑制できる程度の強度を有する材料であればよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)を挙げることができる。また、粘着層84bの材料としては、上述したように、UV光を照射することにより粘着力が低下する材料であればよく、例えば、アクリル系材料を挙げることができる。
さらに、第2面側保護フィルム84は、YAGレーザ光L1(図6参照)に対して透過性を有していることが好適である。この場合、後述するように、第2面側保護フィルム84が貼り付けられた蒸着マスク20(保護フィルム付き蒸着マスク50)を、蒸着マスク装置10のフレーム15に、レーザ光照射部85からYAGレーザ光L1を照射してスポット溶接することができる。
上述したような第2面側保護フィルム84が貼り付けられた蒸着マスク20は、蒸着マスク装置10のフレーム15の開口部15a上に並列配置されて、フレーム15に取り付けられている。フレーム15は、蒸着マスク20が撓むことを防止するように蒸着マスクを張った状態に保持する。この場合、図2および図6に示すように、蒸着マスク20の金属板21の第1面21aが蒸着材料98を保持したるつぼ94側に位置する。
蒸着マスク20とフレーム15とは、例えばスポット溶接により互いに対して固定されている。すなわち、図6に示すように、第2面側保護フィルム84の側に設けられたレーザ光照射部85からフレーム15に向けてYAGレーザ光L1が照射され、照射されたYAGレーザ光L1が第2面側保護フィルム84を透過し、YAGレーザ光L1のエネルギによって金属板21とフレーム15に溶接部86が形成されている。
第2面側保護フィルム84は、溶接が行われた後にUV光が照射されることにより、図7に示すように、第2面側保護フィルム84が金属板21から剥離される。これにより、フレーム15には、第2面側保護フィルム84が貼り付けられていない蒸着マスク20が取り付けられた状態となる。その後、蒸着マスク装置10は、図2に示す蒸着装置90に取り付けられる。
なお、蒸着マスク装置10は、高温雰囲気となる蒸着装置90の内部に保持される。したがって、蒸着マスク20およびフレーム15は、蒸着マスク20やフレーム15に撓みや熱応力が発生することを防止するため、熱膨張率が低い同一の材料によって形成されていることが好ましい。このような材料として、例えば、36%Niインバー材を用いることができる。
以上のような保護フィルム付き蒸着マスク50によれば、蒸着マスク20に貼り付けられた第2面側保護フィルム84が、レーザ光に対して透過性を有しているため、第2面側保護フィルム84の側からレーザ光を照射することにより、蒸着マスク装置10のフレーム15に蒸着マスク20の金属板21を溶接することができる。また、第2面側保護フィルム84は、蒸着マスク20に貼り付けられていることにより、多数の貫通孔25が形成された有効領域22を支持することができる。この結果、蒸着マスク20の有効領域22が変形することを効果的に抑制しながら蒸着マスク20をフレーム15に溶接することができ、ガラス基板92上に蒸着材料98を精度良くパターニングすることができる。
次に、このような蒸着マスク20の製造方法および蒸着マスク装置10の製造方法について、主に図8〜図24を用いて説明する。
図8には、蒸着マスク20を作製するための製造装置60が示されている。図8に示すように、まず、長尺金属板71を供給コア61に巻き取った巻き体62が準備される。そして、この供給コア61が回転して巻き体62が巻き戻されることにより、図8に示すように帯状に延びる長尺金属板71が供給される。長尺金属板71に貫通孔25が形成されるとともに第2面側保護フィルム84が貼り付けられて、その後切断されることにより枚葉状の保護フィルム付き蒸着マスク50が得られる。したがって、上述したように、長尺金属板71は、例えば36%Niインバー材からなる。ただし、これに限られず、ステンレス、銅、鉄、アルミニウムからなるシートを長尺金属板71として用いることも可能である。
長尺金属板71は、搬送ローラ65によって、巻き体62から巻き戻されて(図9参照)、エッチング装置(エッチング手段)64に搬送される。エッチング手段64によって、図10〜図19に示された各処理が施される。
まず、図10に示すように、長尺金属板71の第1面71a上に第1レジスト層81が形成されるとともに、長尺金属板71の第2面71b上に第2レジスト層82が形成される。具体的には、長尺金属板71の第1面71a上および第2面71b上に、感光性レジスト材料としてドライフィルムレジスト(例えば、旭化成製のAQ−185)がラミネートされる。このようにして、長尺金属板71の第1面71a上に第1レジスト層81が形成され、長尺金属板71の第2面71b上に第2レジスト層82が形成される。なお、これらのレジスト層81、82は、液状の感光性レジストを塗布して硬化させることにより形成することもできる。
次に、図11および図12に示すように、第1レジスト層81および第2レジスト層82が露光されて現像される。この場合、まず、レジスト層81、82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第1ガラス乾板(第1露光マスク)67および第2ガラス乾板(第2露光マスク)68を準備する。続いて、第1ガラス乾板67が第1レジスト層81の上方に配置され、第2ガラス乾板68が第2レジスト層82の下方に配置される。この際、第1ガラス乾板67および第2ガラス乾板68は、互いに位置合わせされる。次に、露光光L2を照射して、第1レジスト層81を第1ガラス乾板67を介して露光し、第2レジスト層82を、第2ガラス乾板68を介して露光する(図11参照)。この際、第1レジスト層81と第2レジスト層82とは、同時に露光することが好適である。その後、第1レジスト層81および第2レジスト層82を炭酸ナトリウム溶液を用いて現像する(図12参照)。このことにより、レジスト層81、82のうち露光されていない領域が除去されて、第1レジスト層81に所望のパターンで第1レジスト層開口部81aが形成されるとともに、第2レジスト層82に所望のパターンで第2レジスト層開口部82aが形成される。この際、第1レジスト層開口部81aは、蒸着マスク20の金属板21に形成される基材穴30の平面形状に対応する平面形状を有し、第2レジスト層開口部82aは、蒸着マスク20の金属板21に形成される基材凹部35(図14参照)の平面形状に対応する平面形状を有する。その後、第1レジスト層81および第2レジスト層82がベーク(硬化)される。
なお、ここでは、第1レジスト層81および第2レジスト層82が、ネガ型レジストである例について説明している。しかしながら、このことに限られることはなく、これらのレジスト層81、82には、ポジ型レジストを用いてもよい。
続いて、図13に示すように、長尺金属板71の第1面71a上に、当該第1面71aおよび第1レジスト層81を覆う第1面側保護フィルム83が貼り付けられる。この第1面側保護フィルム83は、以下の工程で使用されるエッチング液に対する耐性を有していることが好適であり、長尺金属板71の第1面71aに以下の工程で使用されるエッチング液が入り込まないように貼り付けられることが好ましい。このことにより、長尺金属板71の第1面71aおよび第1レジスト層81がエッチングされることを防止できる。なお、第1面側保護フィルム83は、第2面側保護フィルム84と同様に、保護フィルム基材と、保護フィルム基材の一方の面に設けられた粘着層(いずれも図示せず)と、を有し、第2面側保護フィルム84と同様な材料を使用することができる。
次に、図14に示すように、長尺金属板71が第2面71bの側からエッチングされる。この場合、長尺金属板71は、第2レジスト層82をマスクとして、噴射されるエッチング液(例えば塩化第二鉄溶液)によって長尺金属板71の第2面71b側からエッチングされる。この結果、図14に示すように、第2レジスト層開口部82aを介して長尺金属板71がエッチングされ、長尺金属板71の第2面71bの側に基材凹部35が形成される。すなわち、長尺金属板71のうち第2レジスト層開口部82aの領域で、エッチング液による浸食が進む。以上のようにして、第2面71bの側から長尺金属板71に多数の基材凹部35が形成される。エッチング液による浸食は、長尺金属板71の法線方向(厚み方向)のみに進むのではなく、第2レジスト層開口部82aから長尺金属板71の板面に沿った方向にも進む。このため、長尺金属板71の第2面71b上における基材凹部35の平面視の輪郭は、第2レジスト層開口部82aの輪郭より大きくなる。
なお、蒸着マスク20の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク20の板面に沿った断面での各基材凹部35の断面積は、蒸着マスク20の法線方向における他方の側から一方の側へ向けて、すなわち、蒸着マスク20の第2面20bの側から第1面20aの側へ向けて、しだいに小さくなっていく。言い換えると、蒸着マスク20の法線方向に沿った断面において、蒸着マスク20の法線方向に沿った各位置における蒸着マスク20の板面に沿った各基材凹部35の幅は、蒸着マスク20の第2面20bの側から第1面20aの側に向けて、しだいに小さくなっていく。とりわけ図示された例では、蒸着マスク20の第2面20bの側から第1面20aの側に向け、各基材凹部35の断面積は、小さくなるように変化し続けている。なお、基材凹部35は、平面視で、対応する基材穴30と同様な形状(本実施の形態では、略四角形形状あるいは略矩形形状の輪郭)を有していることが好適である。
次いで、図15に示すように、長尺金属板71から第2レジスト層82が除去される。第2レジスト層82は、例えばアルカリ系剥離剤により、除去することができる。
その後、図16に示すように、長尺金属板71の第2面71b上に、第2面側保護フィルム84が貼り付けられる。このことにより、第2面側保護フィルム84によって、上記のように形成された基材凹部35が被覆される。すなわち、エッチング液に対する耐エッチング性を有した第2面側保護フィルム84によって、基材凹部35が封止される。この第2面側保護フィルム84は、長尺金属板71をエッチングするエッチング液に対する耐性を有していることが好適であり、長尺金属板71の第2面71bに以下の工程で使用されるエッチング液が入り込まないように貼り付けられることが好ましい。
続いて、図17に示すように、長尺金属板71の第1面71aに貼り付けられていた第1面側保護フィルム83が剥離(除去)される。このように、第2面側保護フィルム84が貼り付けられた後に第1面側保護フィルム83が剥離されるため、長尺金属板71を、第1面側保護フィルム83または第2面側保護フィルム84によって支持することができ、有効領域22の変形を抑制することができる。
次に、図18に示すように、長尺金属板71に対して第2回目のエッチングが行われ、長尺金属板71が第1面71aの側からエッチングされる。この場合、長尺金属板71は、第1レジスト層81をマスクとして、噴射されるエッチング液(例えば、塩化第二鉄水溶液)によって長尺金属板71の第1面71aの側からエッチングされる。この結果、図18に示すように、第1レジスト層開口部81aを介して長尺金属板71の第1面71aがエッチングされ、長尺金属板71に基材穴30が形成される。すなわち、第1レジスト層開口部81aの領域で、エッチング液による浸食が進む。このようにして、第1面71aの側から長尺金属板71に多数の基材穴30が形成される。エッチング液による浸食は、長尺金属板71の法線方向(厚み方向)のみに進むのではなく、第1レジスト層開口部81aから長尺金属板71の板面に沿った方向にも進む。このため、長尺金属板71の第1面71a上における基材穴30の平面視の輪郭は、第1レジスト層開口部81aの輪郭よりも大きくなる。
この第1面71aの側からのエッチングは、エッチングにより形成される基材穴30が、第2面側保護フィルム84に達するまで行われる。このことにより、基材穴30によって画成される貫通孔25が形成される。この際、基材穴30は基材凹部35を包含するように形成され、基材凹部35は残存しなくなる。
また、上述したように基材凹部35を形成した後に第1面71aの側から第2回目のエッチングを行うことにより、基材穴30の形状の精度を向上させることができる。すなわち、基材凹部35を形成することなく、第1面71aの側からエッチングをして基材穴30を形成する場合、基材穴30が第2面側保護フィルム84に達すると、基材穴30が、蒸着マスク20の板面に沿った方向に急速に拡大し、基材穴30の形状精度が損なわれる可能性がある。しかしながら、本実施の形態のように、第2面71bの側に予め基材凹部35を形成しておくことにより、エッチングにより第1面71aの側から形成される基材穴30は、まず基材凹部35に達し、その後第2面側保護フィルム84に達する。このことにより、基材穴30が、蒸着マスク20の板面に沿った方向に急速に拡大することを抑制できる。このため、基材穴30の形状の精度を向上させることができる。
なお、長尺金属板71の第2面71bの側には第2面側保護フィルム84が貼り付けられているため、長尺金属板71の第2面71bの側からはエッチングが行われない。また、第1面71aの側からのエッチングが進むことにより基材穴30が基材凹部35に接続した場合においても、基材凹部35が第2面側保護フィルム84によって封止されているため、エッチング液が基材穴30から基材凹部35を通って流れることが防止される。このため、基材穴30が過度にエッチングされることを防止し、各基材穴30の形状を均一化させることができる。
このようにして、長尺金属板71の第1面71aの側からのエッチングが予め設定した量だけ進んで、長尺金属板71に対する第2回目のエッチングが終了する。これにより、長尺金属板71に、基材穴30によって画成される貫通孔25が形成される。
その後、図19に示すように、長尺金属板71から第1レジスト層81が除去される。第1レジスト層81は、例えばアルカリ系剥離剤により、除去することができる。
以上のようにして多数の貫通孔25が形成された第2面側保護フィルム84が貼り付けられた長尺金属板71は、図8に示すように、当該長尺金属板71を狭持した状態で回転する搬送ローラ65、65により、切断装置(切断手段)66へ搬送される。切断装置66において、長尺金属板71が所定の長さに切断される。このようにして、枚葉状の保護フィルム付き蒸着マスク50が得られる。なお、この搬送ローラ65、65の回転によって長尺金属板71に作用するテンション(張力)を介し、上述した供給コア61が回転させられ、巻き体62から長尺金属板71が供給されるようになっている。
以上のようにして、多数の貫通孔25が形成された蒸着マスク20であって、第2面側保護フィルム84が貼り付けられた蒸着マスク20(保護フィルム付き蒸着マスク50)が得られる。
次に、得られた保護フィルム付き蒸着マスク50が、フレーム15に取り付けられる。
この場合、まず、図20に示すように、保護フィルム付き蒸着マスク50が、金属板21がフレーム15側に配置される(図6参照)ようにフレーム15上に載置される。このことにより、金属板21がフレーム15に接するようになる。なお、この際、フレーム15上には、複数の保護フィルム付き蒸着マスク50が載置される。
次に、図21に示すように、保護フィルム付き蒸着マスク50がフレーム15に溶接される。この場合、まず、張力負荷部87によって、フレーム15上に載置された保護フィルム付き蒸着マスク50に張力が負荷され、保護フィルム付き蒸着マスク50が張られた状態に保持される。これにより、保護フィルム付き蒸着マスク50が撓むことを抑制できる。続いて、蒸着マスク20の金属板21がフレーム15に溶接される。具体的には、図6および図21に示すように、第2面側保護フィルム84の側に設けられたレーザ光照射部85からフレーム15に向けてYAGレーザ光L1が照射される。照射されたYAGレーザ光L1は、第2面側保護フィルム84を透過し、金属板21およびフレーム15に達する。これにより、金属板21およびフレーム15のうちYAGレーザ光L1に照射された部分が溶融し、溶接部86が形成される。このようにして、蒸着マスク20の金属板21とフレーム15とが溶接される。
蒸着マスク20の金属板21がフレーム15に取り付けられた後、図22に示すように、第2面側保護フィルム84の側に設けられたUV光照射部88から第2面側保護フィルム84に向けてUV光L4が照射される。このことにより、第2面側保護フィルム84の粘着層84bの粘着力を低下させることができる。
UV光L4が照射された後、図23に示すように、第2面側保護フィルム84が蒸着マスク20の金属板21から剥離(除去)される。このことにより、保護フィルム付き蒸着マスク50から第2面側保護フィルム84が除去された蒸着マスク20が得られる。
このようにして、図1に示す蒸着マスク装置10が得られる。
その後、図24に示すように、蒸着マスク20がトリミングされる。具体的には、蒸着マスク20のうち、フレーム15からはみ出した部分が切り取られる。このはみ出した部分は、保護フィルム付き蒸着マスク50に張力を負荷する際、張力負荷手段87(図21参照)によって把持される部分である。このはみ出した部分は、図1に示す形態においては、フレーム15からはみ出した蒸着マスク20の上端部分および下端部分に相当する。
上述のようにして得られた蒸着マスク装置10を蒸着装置90(図2参照)に取り付けることにより、ガラス基板92への蒸着材料98の蒸着を行うことが可能となる。
以上のような本実施の形態による蒸着マスク装置の製造方法によれば、長尺金属板71の第2面71bの側に基材凹部35が形成された後、長尺金属板71の第1面71aの側に基材穴30を形成する前に、金属板21の第2面21bに第2面側保護フィルム84が貼り付けられて、保護フィルム付き蒸着マスク50を得ることができる。このことにより、基材穴30が形成された長尺金属板71を第2面側保護フィルム84によって支持することができ、貫通孔25が多数形成された有効領域22の変形を抑制できる。とりわけ、第2面側保護フィルム84は、蒸着マスク装置10のフレーム15に溶接された後に取り外す場合には、張力が負荷された蒸着マスク20の有効領域22の変形を効果的に抑制することができる。このため、蒸着のパターニング精度を向上させることができる。
また、本実施の形態による蒸着マスク装置の製造方法によれば、蒸着マスク20に貼り付けられた第2面側保護フィルム84が、レーザ光に対して透過性を有しているため、第2面側保護フィルム84の側からレーザ光を照射することにより、蒸着マスク装置10のフレーム15に蒸着マスク20の金属板21をスポット溶接することができる。このため、蒸着マスク20の有効領域22が変形することを効果的に抑制しながら蒸着マスク20をフレーム15に溶接することができ、ガラス基板92上に蒸着材料98を精度良くパターニングすることができる。
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による蒸着マスク、保護フィルム付き蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法および蒸着マスク装置の製造方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
また、蒸着マスク20に形成される貫通孔25のパターンは、図4に示される形態に限られることはない。図4に示した貫通孔25の配列パターンは例示に過ぎず、種々のパターンにて貫通孔25が配列されていてもよい。
また、貫通孔25の形状は、図4に示す平面形状に限られることはない。例えば、各貫通孔25は、図26に示すように、平面視で、帯状の略四角形形状、さらに正確には平面視において帯状の略矩形状の輪郭、あるいはスリット状に細長い輪郭を有していてもよい。この場合、基材穴30が、平面視で、帯状の略四角形形状、さらに正確には帯状の略矩形形状の輪郭、あるいはスリット状に細長い輪郭を有し、細長状の貫通孔25に、基材穴30が一つずつ形成される。なお、この場合、各貫通孔25は、蒸着マスク20の長手方向、言い換えると張力負荷手段87によって張力が負荷される方向に延びるように形成されることが好適である。なお、図25中のI−I線の断面は、図4中のI−I線の断面に相当している。
さらに、上述した本実施の形態においては、蒸着マスク20の第1面20a上において、隣り合う二つの貫通孔25が、蒸着マスク20の板面に沿って互いから離間している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、図26に示すように、隣り合う二つの貫通孔25が、互いに接続されていてもよい。
図26に示された例では、有効領域22のすべての基材穴30の壁面31の先端縁(上縁、蒸着マスクの法線方向に沿って一方の側に位置する端縁)32が、好適にはその全周にわたって、当該基材穴30に隣り合う他の基材穴30の壁面31の先端縁32と合流している。
ここでは、蒸着マスク20の有効領域22内の全領域において、蒸着マスク20の第1面20aが、蒸着マスクの法線方向における一方の側に向いた基材穴30の壁面31によって形成されている。この結果、蒸着マスク20の有効領域22内の全領域において、蒸着マスク20の第1面20aが凹凸面をなしている。
このような蒸着マスク20によれば、有効領域22の全域において基材穴30の壁面31が蒸着マスクの法線方向に対してなす傾斜角度θを効果的に増大させることができる。すなわち、蒸着マスク20のシート面に直交する図26の断面において、貫通孔25の最小断面積を持つ部分となる接続部41と、基材穴30の壁面31の他の任意の位置と、を通過する直線Xが、蒸着マスク20の法線方向に対してなす最小角度θを、十分に大きくすることができ、これにより、蒸着材料98の利用効率を効果的に改善しながら、所望のパターンでの蒸着を高精度に安定して実施することができる。
また、蒸着マスク20の第1面20aに対応するようになる金属板21の第1面21a側から当該金属板21をエッチングして基材穴30を作製する場合、蒸着マスク20の有効領域22をなすようになる金属板21の全領域において、当該金属板21の第1面21aがエッチングにより浸食される。すなわち、蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域22内の最大厚みTaは、蒸着マスクの法線方向に沿った周囲領域23内の最大厚みTbの100%未満となる。このように有効領域22内での厚みが全体的に薄くなることは、蒸着材料の利用効率を向上させる観点から好ましい。その一方で、蒸着マスクの強度の観点から、蒸着マスクの法線方向に沿った有効領域22内の最大厚みTaは、蒸着マスクの法線方向に沿った周囲領域23内の最大厚みTbの50%以上となることが好ましい。有効領域22内の最大厚みTaが周囲領域23内の最大厚みTbの50%以上となっている場合には、蒸着マスク20をフレーム15に張設した場合における蒸着マスク20の有効領域22内での変形を効果的に抑制することができ、これにより、所望のパターンでの蒸着を効果的に実施することができる。また、この場合、長尺金属板71の搬送や切断、第2面側保護フィルム84の除去、フレーム15への取付といった取り扱い処理中に、多数の貫通孔25を形成された有効領域22の変形を効果的に防止することができる。
さらに、図示された例においては、上述した製造方法に起因して、蒸着マスクの法線方向に沿った断面において、二つの基材穴30の壁面31の先端縁32が合流する部分33の外輪郭が、面取された形状となっている。上述したように、一般的に、エッチングで形成される穴の壁面は、エッチングによる主たる進行方向に向けて凸となる曲面状となる。したがって、エッチングで形成された二つの基材穴30を単純に部分的に重ね合わせると、図26に二点鎖線で示すように、合流部分33は、エッチングの開始側となる蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側へ向けて、尖った形状となる。これに対して図示された蒸着マスク20では、合流部分33における尖った部分が面取されている。図26から理解されるように、この面取によって、蒸着マスク20の法線方向に対して壁面31がなす上述の角度θを、効果的に増大することができる。これにより、より効果的に蒸着材料98の利用効率を改善し且つ所望のパターンでの蒸着を高精度且つ安定して実施することができる。
なお結果として、蒸着マスクの法線方向に沿った断面において、二つの基材穴30の壁面31の先端縁32が合流する部分33の外輪郭は、蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側へ向けて膨出した曲線状となる。
図26に示す基材穴30を形成する工程において、エッチングを進めていくと、隣り合う二つの基材穴30が合流してなる合流部分33が第1レジスト層81から離間して、第1レジスト層81下となる当該合流部分33において、エッチングによる浸食が長尺金属板71の法線方向(厚さ方向)にも進む。これにより、蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側へ向けて尖っていた合流部分33が、蒸着マスクの法線方向に沿った一方の側からエッチングされ、面取される。この際、合流部分33が第1レジスト層81から離間することにより、有効領域22における第1レジスト層81は除去され得る。
20 蒸着マスク
20a 第1面
20b 第2面
21 金属板
21a 第1面
21b 第2面
25 貫通孔
30 基材穴
31 壁面
35 基材凹部
36 壁面
50 保護フィルム付き蒸着マスク
71 長尺金属板
71a 第1面
71b 第2面
81 第1レジスト層
81a 第1レジスト層開口部
82 第2レジスト層
82a 第2レジスト層開口部
83 第1面側保護フィルム
84 第2面側保護フィルム
85 レーザ光照射部
86 溶接部
87 張力負荷部
88 UV光照射部

Claims (3)

  1. 金属枠体と、前記金属枠体上に設けられた蒸着マスクと、を有する蒸着マスク装置の製造方法において、
    金属基材を含むシート状の前記蒸着マスクと、前記蒸着マスクの一方の面に設けられ、レーザ光に対して透過性を有する保護フィルムと、を有する保護フィルム付き蒸着マスクを準備する工程と、
    前記保護フィルム付き蒸着マスクを、前記金属基材が前記金属枠体側に配置されるように当該金属枠体上に載置する工程と、
    前記保護フィルム側からレーザ光を照射して、前記金属基材を前記金属枠体に溶接する工程と、
    前記金属基材を前記金属枠体に溶接する工程の後、前記保護フィルムを前記蒸着マスクから除去する工程と、を備えたことを特徴とする蒸着マスク装置の製造方法。
  2. 前記保護フィルムは、UV光を照射することにより前記蒸着マスクから剥離可能であり、
    前記金属基材を前記金属枠体に溶接する工程の後、前記保護フィルムを前記蒸着マスクから除去する工程の前に、前記保護フィルムにUV光が照射されることを特徴とする請求項1に記載の蒸着マスク装置の製造方法。
  3. 前記保護フィルムは、保護フィルム基材と、前記保護フィルム基材の一方の面に設けられた粘着層と、を有し、
    前記粘着層は、UV光を照射することにより粘着力が低下することを特徴とする請求項2に記載の蒸着マスク装置の製造方法。
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