JP6988131B2 - フレーム付き蒸着マスク、有機半導体素子の製造方法、有機ｅｌディスプレイの製造方法、およびフレーム - Google Patents
フレーム付き蒸着マスク、有機半導体素子の製造方法、有機ｅｌディスプレイの製造方法、およびフレーム Download PDFInfo
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Description
本開示の実施形態は、フレーム付き蒸着マスク、有機半導体素子の製造方法、有機ＥＬディスプレイの製造方法、およびフレームに関する。
蒸着マスクを用いた蒸着パターンの形成は、通常、蒸着作製するパターンに対応する開口部が設けられた蒸着マスクと蒸着対象物とを密着させ、蒸着源から放出された蒸着材を、開口部を通して、蒸着対象物に付着させることにより行われる。また、当該蒸着マスクは、フレームに固定されて、フレーム付き蒸着マスクとして用いられる場合が多い。
上記蒸着パターンの形成に用いられる蒸着マスクとしては、例えば、蒸着作成するパターンに対応する樹脂マスク開口部を有する樹脂マスクと、金属マスク開口部（スリットと称される場合もある）を有する金属マスクとを積層してなる蒸着マスク（例えば、特許文献１）等が知られている。
本開示の実施形態は、高精細な蒸着パターンの形成が可能なフレーム付き蒸着マスクなどを提供することを主たる課題とする。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含む。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記フレームが、前記第１層、前記第２層、前記第１層がこの順番で積層された積層構造である。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の厚みが前記フレーム全体の厚みの６０％以上８０％未満である。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃以下である。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記インバー材よりも比重の軽い材料が炭素繊維強化プラスチックである。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記フレームが、前記第１層、前記第２層、前記第１層がこの順番で積層された積層構造である。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の厚みが前記フレーム全体の厚みの６０％以上８０％未満である。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃以下である。
本開示の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記インバー材よりも比重の軽い材料が炭素繊維強化プラスチックである。
上記フレーム付き蒸着マスクにあっては、前記蒸着マスクは、前記フレームの第１層に固定されていてもよい。
また、本開示の別の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、炭素繊維強化プラスチックから構成される。
また、本開示の別の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、炭素繊維強化プラスチックから構成され、前記フレームが有する開口の数が１つである。
また、本開示の別の一実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクは、フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、前記フレームは、炭素繊維強化プラスチックから構成され、前記フレームが有する開口の数が１つである。
前記フレーム付き蒸着マスクにあっては、前記蒸着マスクが、蒸着作製するパターンに対応する複数の樹脂マスク開口部を有する樹脂マスクと、金属マスク開口部を有する金属マスクとが、前記樹脂マスク開口部と前記金属マスク開口部とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスクであってもよい。
本開示の別の一実施形態にかかる有機半導体素子の製造方法は、フレーム付き蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する蒸着パターン形成工程を含み、前記蒸着パターン形成工程で用いられる前記フレーム付き蒸着マスクが、前記本開示の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクである。
また、本開示の別の一実施形態にかかる有機ＥＬディスプレイの製造方法は、前記本開示の実施形態にかかる有機半導体素子の製造方法によって製造された有機半導体素子が用いられる。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含む。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記フレームが、前記第１層、前記第２層、前記第１層がこの順番で積層された積層構造である。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の厚みが前記フレーム全体の厚みの６０％以上８０％未満である。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃以下である。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記インバー材よりも比重の軽い材料が炭素繊維強化プラスチックである。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記フレームが、前記第１層、前記第２層、前記第１層がこの順番で積層された積層構造である。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の厚みが前記フレーム全体の厚みの６０％以上８０％未満である。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記第２層の熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃以下である。
本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、前記インバー材よりも比重の軽い材料が炭素繊維強化プラスチックである。
また、本開示の別の実施形態にかかるフレームは、蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、炭素繊維強化プラスチックから構成される。
また、本開示の別の実施形態にかかるフレームは、炭素繊維強化プラスチックから構成され、前記フレームが有する開口の数が１つである。
また、本開示の別の実施形態にかかるフレームは、炭素繊維強化プラスチックから構成され、前記フレームが有する開口の数が１つである。
本開示のフレーム付き蒸着マスク等によれば、高精細な蒸着パターンを形成することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。なお、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上方または下方などの語句を用いて説明するが、上下方向が逆転してもよい。左右方向についても同様である。
＜第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク＞
図１（ａ）は、本開示の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクをフレーム側から平面視した時の一例を示す正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ部分での概略断面図である。なお、図１（ｂ）におけるフレーム付き蒸着マスクの中央付近の一部は省略されている。
図１（ａ）は、本開示の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクをフレーム側から平面視した時の一例を示す正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ部分での概略断面図である。なお、図１（ｂ）におけるフレーム付き蒸着マスクの中央付近の一部は省略されている。
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１は、フレーム６０と、前記フレーム６０に固定された蒸着マスク１００と、を含んでいる。そして、前記フレーム６０は、インバー材から構成される第１層６１と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層６２と、を含む。
従来、蒸着マスクを固定するためのフレームの材料としては、熱膨張係数が小さいインバー材が用いられていたところ、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１によれば、フレーム６０が、インバー材のみならず、インバー材から構成される第１層６１と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層６２との積層構造を呈しているので、インバー材から構成される第１層によって、蒸着時の熱によるフレームの膨張などの変形を抑制しつつ、インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層６２が含まれている分だけ、フレーム６０全体の重さを低減することができ、その結果、フレーム付き蒸着マスク１全体の重さを従来よりも軽くすることが可能となる。
以下に、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１の構成などについて具体的に説明する。
（フレーム）
図１に示すように、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１におけるフレーム６０は、矩形の枠の形状を呈しており、その厚さ方向においてインバー材から構成される第１層６１と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層６２との積層構造を呈している。
図１に示すように、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１におけるフレーム６０は、矩形の枠の形状を呈しており、その厚さ方向においてインバー材から構成される第１層６１と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層６２との積層構造を呈している。
・第１層
フレーム６０を構成する第１層６１は、インバー材から構成されている。本開示におけるインバー材とは、鉄に３６％のニッケルを加えた鉄−ニッケル合金をいい、微量成分としてマンガンやコバルトや炭素などが含まれていてもよい。また、当該インバー材の熱膨張係数は、約２０℃以上３００℃以下の範囲内で約０．５ｐｐｍ／℃以上３．０ｐｐｍ／℃以下である。
フレーム６０を構成する第１層６１は、インバー材から構成されている。本開示におけるインバー材とは、鉄に３６％のニッケルを加えた鉄−ニッケル合金をいい、微量成分としてマンガンやコバルトや炭素などが含まれていてもよい。また、当該インバー材の熱膨張係数は、約２０℃以上３００℃以下の範囲内で約０．５ｐｐｍ／℃以上３．０ｐｐｍ／℃以下である。
インバー材から構成される第１層の厚さについては特に限定されることはないが、当該第１層は、フレーム６０全体の熱変形を抑制する働きを担っていることを考慮すると、フレーム６０全体の厚さに対して２０％以上の厚さを占めていることが好ましく、４０％以上の厚さを占めていることがより好ましく、５０％以上の厚さを占めていることが特に好ましい。
・第２層
フレーム６０を構成する第２層６２は、前記第１層６１を構成するインバー材よりも比重の軽い材料から構成されている。つまり、第１層６１を構成するインバー材の比重は約８．０ｇ／ｃｍ3であることから、第２層６２は、これよりも比重の軽い材料であればよい。具体的には、例えば、比重が約２．７ｇ／ｃｍ3のアルミニウムや、比重が約１．７ｇ／ｃｍ3のマグネシウムや、比重が約１．７ｇ／ｃｍ3の炭素繊維強化プラスチックなどを、第２層６２を構成する材料として用いることができる。
フレーム６０を構成する第２層６２は、前記第１層６１を構成するインバー材よりも比重の軽い材料から構成されている。つまり、第１層６１を構成するインバー材の比重は約８．０ｇ／ｃｍ3であることから、第２層６２は、これよりも比重の軽い材料であればよい。具体的には、例えば、比重が約２．７ｇ／ｃｍ3のアルミニウムや、比重が約１．７ｇ／ｃｍ3のマグネシウムや、比重が約１．７ｇ／ｃｍ3の炭素繊維強化プラスチックなどを、第２層６２を構成する材料として用いることができる。
このような第２層の厚さについても特に限定されることはないが、前記第１層６１とのバランスを考慮すると、フレーム６０全体の厚さに対して８０％未満の厚さを占めていることが好ましく、５０％以上６０％以下の厚さを占めていることが特に好ましい
例えば、インバー材のみで構成されたフレームの重さが５０ｋｇだった場合、これと同じ大きさのフレームを、フレーム全体の厚さに対して５０％の厚さを占めるインバー材から構成される第１層６１と、同じくフレーム全体の厚さに対して５０％の厚さを占めるアルミニウムから構成される第２層６２からなるフレームとした場合、フレーム全体の重さを約３割軽くすることができる。また、同様のフレームを、フレーム全体の厚さに対して５０％の厚さを占めるインバー材から構成される第１層６１と、フレーム全体の厚さに対して５０％の厚さを占める炭素繊維強化プラスチックから構成される第２層６２からなるフレームとした場合、フレーム全体の重さを約４割軽くすることができる。
このような第１層６１と第２層６２とを含むフレーム６０の形成方法については特に限定されることはない。例えば、第２層がアルミニウムから構成されている場合には、第１層と第２層とを各種接着剤によって接着してもよく、ボルト等の部品で締結してもよく、さらには溶接を用いてもよい。一方で、第２層が炭素繊維強化プラスチックから構成されている場合には、第１層と第２層とを各種接着剤によって接着してもよく、ボルト等の部品で締結してもよい。
また、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１におけるフレーム６０は、前記第１層６１と第２層６２のみから構成されている必要はなく、第１層６１と第２層６２との間、もしくは第２層６２の第１層６１とは反対側の面に、第１層６１および第２層６２とは異なる材料から構成される第３層や第４層・・・が形成されていてもよい（図示せず）。この場合であっても、第３層や第４層を構成する材料は、第１層６１を構成するインバー材よりも比重の軽い材料であることが好ましい。
なお、図１に示す本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１においては、前記第１層６１がフレーム６０の蒸着マスク１００と接する側に位置し、したがって、蒸着マスク１００は、当該第１層６１に固定されている。このように、インバー材から構成される第１層６１を蒸着マスク１００側とすることにより、蒸着マスク１００をフレーム６０に固定するにあたり溶接を用いることができるとともに、より蒸着時に熱の影響を受けやすい部分にインバー材が位置しているので、熱による膨張を効果的に抑制可能であるため好ましい。
しかしながら、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクにおいては、必ずしもフレーム６０の第１層６１に蒸着マスク１００が固定されている必要はなく、図１とは逆の構成、つまり第２層６２に蒸着マスク１００が固定されていてもよい（図示せず）。また、第２層６２の両面を第１層６１で挟み込んだサンドイッチ構造としてもよい（図示せず）。このようなサンドイッチ構造を採用することにより、蒸発源側にインバー材を用いることでも蒸着時に熱の影響を抑制できるため、フレームの熱変形をより効果的に抑制することができる。
（蒸着マスク）
図１に示すように、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１にあっては、前記フレーム６０に蒸着マスク１００が固定されている。本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１における蒸着マスク１００については、特に限定されることはなく、従来公知の種々の蒸着マスクから適宜選択して用いることができる。
図１に示すように、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１にあっては、前記フレーム６０に蒸着マスク１００が固定されている。本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１における蒸着マスク１００については、特に限定されることはなく、従来公知の種々の蒸着マスクから適宜選択して用いることができる。
図２は、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクにおいて好適に用いることができる蒸着マスクを示す図である。より具体的には、図２（ａ）は、蒸着マスクを金属マスク側から見た正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。なお、図２はフレーム６０が省略されており、また図２（ｂ）における蒸着マスクの中央付近の一部も省略されている。
図２に示すように、本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクを構成する蒸着マスク１００は、蒸着作製するパターンに対応する複数の樹脂マスク開口部２５を有する樹脂マスク２０と、金属マスク開口部１５を有する金属マスク１０とが、前記樹脂マスク開口部２５と前記金属マスク開口部１５とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスク１００である。
図示する形態では、樹脂マスク開口部２５や、金属マスク開口部１５の開口形状は、矩形状を呈しているが、開口形状について特に限定はなく、樹脂マスク開口部２５や、金属マスク開口部１５の開口形状は、ひし形、多角形状であってもよく、円や、楕円等の曲率を有する形状であってもよい。なお、矩形や、多角形状の開口形状は、円や楕円等の曲率を有する開口形状と比較して発光面積を大きくとれる点で、好ましい樹脂マスク開口部２５の開口形状であるといえる。
・樹脂マスク
図２に示す蒸着マスク１００を構成する樹脂マスク２０の材料について限定はなく、レーザー加工等によって高精細な樹脂マスク開口部２５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、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。この樹脂材料を用いた樹脂マスクとすることで、樹脂マスク開口部２５の寸法精度を向上させることができ、かつ熱や経時での寸法変化率や吸湿率を小さくすることができる。
図２に示す蒸着マスク１００を構成する樹脂マスク２０の材料について限定はなく、レーザー加工等によって高精細な樹脂マスク開口部２５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、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。この樹脂材料を用いた樹脂マスクとすることで、樹脂マスク開口部２５の寸法精度を向上させることができ、かつ熱や経時での寸法変化率や吸湿率を小さくすることができる。
樹脂マスク２０の厚みについて特に限定はないが、シャドウの発生の抑制効果をさらに向上せしめる場合には、樹脂マスク２０の厚みは、２５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ未満であることがより好ましい。下限値の好ましい範囲について特に限定はないが、樹脂マスク２０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。特に、樹脂マスク２０の厚みを、３μｍ以上１０μｍ未満、より好ましくは４μｍ以上８μｍ以下とすることで、４００ｐｐｉを超える高精細パターンを形成する際のシャドウの影響をより効果的に防止することができる。また、樹脂マスク２０と後述する金属マスク１０とは、直接的に接合されていてもよく、粘着剤層を介して接合されていてもよいが、粘着剤層を介して樹脂マスク２０と金属マスク１０とが接合される場合には、樹脂マスク２０と粘着剤層との合計の厚みが上記好ましい厚みの範囲内であることが好ましい。なお、シャドウとは、蒸着源から放出された蒸着材の一部が、金属マスク開口部や、樹脂マスクの開口部の内壁面に衝突して蒸着対象物へ到達しないことにより、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現象のことをいう。
樹脂マスク開口部２５の断面形状についても特に限定はなく、樹脂マスク開口部２５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２（ｂ）に示すように、樹脂マスク開口部２５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１０側に向かって広がりをもつテーパー面を有していることが好ましい。テーパー角については、樹脂マスク２０の厚み等を考慮して適宜設定することができるが、樹脂マスク開口部における下底先端と、同じく樹脂マスク開口部における上底先端を結んだ直線と、樹脂マスク底面とのなす角度、換言すれば、樹脂マスク開口部２５を構成する内壁面の厚み方向断面において、樹脂マスク開口部２５の内壁面と樹脂マスク２０の金属マスク１０と接しない側の面（図示する形態では、樹脂マスクの下面）とのなす角度は、５°以上８５°以下の範囲内であることが好ましく、１５°以上７５°以下の範囲内であることがより好ましく、２５°以上６５°以下の範囲内であることがさらに好ましい。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。また、図示する形態では、樹脂マスク開口部２５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、つまり樹脂マスク開口部２５の全体の形状がお椀形状となっていてもよい。また、その逆、つまり内に凸の湾曲形状となっていてもよい。
・金属マスク
図２（ｂ）に示すように、樹脂マスク２０の一方の面上には、金属マスク１０が積層されている。金属マスク１０は、金属から構成され、縦方向或いは横方向に延びる金属マスク開口部１５が配置されている。金属マスク開口部の配置例について特に限定はなく、縦方向、及び横方向に延びる金属マスク開口部が、縦方向、及び横方向に複数列配置されていてもよく、縦方向に延びる金属マスク開口部が、横方向に複数列配置されていてもよく、横方向に延びる金属マスク開口部が縦方向に複数列配置されていてもよい。また、縦方向、或いは横方向に１列のみ配置されていてもよい。なお、本願明細書で言う「縦方向」、「横方向」とは、図面の上下方向、左右方向をさし、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよい。例えば、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向を「縦方向」としてもよく、幅方向を「縦方向」としてもよい。また、本願明細書では、蒸着マスクを平面視したときの形状が矩形状である場合を例に挙げて説明しているが、これ以外の形状、例えば、円形状や、ひし形状等の多角形状としてもよい。この場合、対角線の長手方向や、径方向、或いは、任意の方向を「長手方向」とし、この「長手方向」に直交する方向を、「幅方向（短手方向と言う場合もある）」とすればよい。
図２（ｂ）に示すように、樹脂マスク２０の一方の面上には、金属マスク１０が積層されている。金属マスク１０は、金属から構成され、縦方向或いは横方向に延びる金属マスク開口部１５が配置されている。金属マスク開口部の配置例について特に限定はなく、縦方向、及び横方向に延びる金属マスク開口部が、縦方向、及び横方向に複数列配置されていてもよく、縦方向に延びる金属マスク開口部が、横方向に複数列配置されていてもよく、横方向に延びる金属マスク開口部が縦方向に複数列配置されていてもよい。また、縦方向、或いは横方向に１列のみ配置されていてもよい。なお、本願明細書で言う「縦方向」、「横方向」とは、図面の上下方向、左右方向をさし、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向、幅方向のいずれの方向であってもよい。例えば、蒸着マスク、樹脂マスク、金属マスクの長手方向を「縦方向」としてもよく、幅方向を「縦方向」としてもよい。また、本願明細書では、蒸着マスクを平面視したときの形状が矩形状である場合を例に挙げて説明しているが、これ以外の形状、例えば、円形状や、ひし形状等の多角形状としてもよい。この場合、対角線の長手方向や、径方向、或いは、任意の方向を「長手方向」とし、この「長手方向」に直交する方向を、「幅方向（短手方向と言う場合もある）」とすればよい。
さらに、図２に示す蒸着マスクを構成する金属マスク１０は、複数の金属マスク開口部１５を有しているが、これに限定されることはなく、金属マスク開口部１５は１つのみであってもよい（図示せず）。この場合の金属マスク１０の形状は、樹脂マスク２０の外周部分と重なるような「枠」となり、当該「枠」に囲まれた空間が金属マスク開口部１５となっていてもよい。
金属マスク１０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。
金属マスク１０の厚みについても特に限定はないが、シャドウの発生をより効果的に防止するためには、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、３５μｍ以下であることが特に好ましい。なお、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傾向にある。
また、図２（ａ）に示す形態では、金属マスク開口部１５を平面視したときの開口形状は、矩形状を呈しているが、開口形状について特に限定はなく、金属マスク開口部１５の開口形状は、台形状、円形状等いかなる形状であってもよい。
金属マスク１０に形成される金属マスク開口部１５の断面形状についても特に限定されることはないが、図２（ｂ）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。より具体的には、金属マスク開口部における下底先端と、同じく金属マスク開口部１５における上底先端とを結んだ直線と、金属マスク１０の底面とのなす角度、換言すれば、金属マスク開口部１５を構成する内壁面の厚み方向断面において、金属マスク開口部１５の内壁面と金属マスク１０の樹脂マスク２０と接する側の面（図示する形態では、金属マスクの下面）とのなす角度は、５°以上８５°以下の範囲内であることが好ましく、１５°〜８０°の範囲内であることがより好ましく、２５°以上６５°以下の範囲内であることがさらに好ましい。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。
前記で説明した金属マスク１０と樹脂マスク２０との積層構造を呈する蒸着マスク１００を前記フレーム６０に固定するにあっては、フレーム６０の第１層６１に蒸着マスク１００の金属マスク１０を固定することが好ましい。フレーム６０の第１層６１はインバー材から構成されており、蒸着マスク１００の金属マスク１０も金属材料から構成されているため、固定に際し溶接を用いることができる。
＜第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク＞
図３（ａ）は、本開示の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクをフレーム側から平面視した時の別の一例を示す正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ部分での概略断面図である。なお、図３（ｂ）におけるフレーム付き蒸着マスクの中央付近の一部は省略されている。
図３（ａ）は、本開示の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスクをフレーム側から平面視した時の別の一例を示す正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ部分での概略断面図である。なお、図３（ｂ）におけるフレーム付き蒸着マスクの中央付近の一部は省略されている。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１は、フレーム６０と、前記フレーム６０に固定された蒸着マスク１００と、を含んでいる。そして、前記フレーム６０は、炭素繊維強化プラスチックから構成されている。
従来、蒸着マスクを固定するためのフレームの材料としては、熱膨張係数が小さいインバー材が用いられていたところ、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１によれば、フレーム６０が、炭素繊維強化プラスチックから構成されているので、フレーム６０に求められる強度および非変形性能を担保しつつ、フレーム６０全体の重さを低減することができ、その結果、フレーム付き蒸着マスク１全体の重さを従来よりも軽くすることが可能となる。
以下に、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１の構成などについて具体的に説明する。
（フレーム）
図３に示すように、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１におけるフレーム６０は、矩形の枠の形状を呈する炭素繊維強化プラスチックによって構成されている。
図３に示すように、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１におけるフレーム６０は、矩形の枠の形状を呈する炭素繊維強化プラスチックによって構成されている。
本開示における炭素繊維強化プラスチックとは、炭素繊維とマトリックス樹脂とを組み合わせた複合材の中で、熱膨張係数が３．０ｐｐｍ／℃以下のものをいう。
このような炭素繊維強化プラスチック構成されるフレーム６０の厚さについては特に限定されることはないが、強度や非熱変形性を考慮すると、その厚さは１０ｍｍ以上であることが好ましい。
このような炭素繊維強化プラスチック構成されるフレーム６０の形成方法については特に限定されることはない。例えば、炭素繊維強化プラスチックの板を準備し、これを切削や研磨などの機械加工することにより形成することができる。
また、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１におけるフレーム６０は、炭素繊維強化プラスチックのみから構成されているが、必ずしもこの形態に限定されることはなく、炭素繊維強化プラスチックとは異なる材料から構成される別の層が形成されていてもよい。（図示せず）。具体的には、炭素繊維強化プラスチックから構成される層と蒸着マスク１００との間に各種金属材料から構成される層を設けることで、樹脂マスク１００をフレーム６０に溶接によって固定することが可能なる。
（蒸着マスク）
図３に示すように、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１にあっては、前記フレーム６０に蒸着マスク１００が固定されている。本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１における蒸着マスク１００については、特に限定されることはなく、従来公知の種々の蒸着マスクから適宜選択して用いることができ、前記図２で説明した金属マスク１０と樹脂マスク２０との積層構造を呈する蒸着マスク１００を用いてもよい。
図３に示すように、本開示の第２の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１にあっては、前記フレーム６０に蒸着マスク１００が固定されている。本開示の第１の実施形態にかかるフレーム付き蒸着マスク１における蒸着マスク１００については、特に限定されることはなく、従来公知の種々の蒸着マスクから適宜選択して用いることができ、前記図２で説明した金属マスク１０と樹脂マスク２０との積層構造を呈する蒸着マスク１００を用いてもよい。
＜蒸着マスクを用いた蒸着方法＞
上記で説明した本開示のフレーム付き蒸着マスクを用いた蒸着パターンの形成に用いられる蒸着方法については、特に限定はなく、例えば、反応性スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着法等の物理的気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を挙げること
ができる。また、蒸着パターンの形成は、従来公知の真空蒸着装置などを用いて行うことができる。
上記で説明した本開示のフレーム付き蒸着マスクを用いた蒸着パターンの形成に用いられる蒸着方法については、特に限定はなく、例えば、反応性スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着法等の物理的気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、光ＣＶＤ法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等を挙げること
ができる。また、蒸着パターンの形成は、従来公知の真空蒸着装置などを用いて行うことができる。
＜有機半導体素子の製造方法＞
次に、本開示の実施の形態にかかる有機半導体素子の製造方法（以下、本開示の有機半導体素子の製造方法と言う）について説明する。本開示の有機半導体素子の製造方法は、フレーム付き蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を含み、蒸着パターンを形成する工程において、上記で説明した本開示のフレーム付き蒸着マスクが用いられることを特徴としている。
次に、本開示の実施の形態にかかる有機半導体素子の製造方法（以下、本開示の有機半導体素子の製造方法と言う）について説明する。本開示の有機半導体素子の製造方法は、フレーム付き蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する工程を含み、蒸着パターンを形成する工程において、上記で説明した本開示のフレーム付き蒸着マスクが用いられることを特徴としている。
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について特に限定はなく、基板上に電極を形成する電極形成工程、有機層形成工程、対向電極形成工程、封止層形成工程等を有し、各任意の工程において、上記で説明した本開示のフレーム付き蒸着マスクを用いて、蒸着パターンが形成される。例えば、有機ＥＬデバイスのＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各色の発光層形成工程に、上記で説明した本開示のフレーム付き蒸着マスクをそれぞれ適用する場合には、基板上に各色発光層の蒸着パターンが形成される。なお、本開示の有機半導体素子の製造方法は、これらの工程に限定されるものではなく、従来公知の有機半導体素子の製造における任意の工程に適用可能である。
以上説明した本開示の有機半導体素子の製造方法によれば、フレーム付き蒸着マスクと蒸着対象物とを隙間なく密着させた状態で、有機半導体素子を形成する蒸着を行うことができ、高精細な有機半導体素子を製造することができる。本開示の有機半導体素子の製造方法で製造される有機半導体素子としては、例えば、有機ＥＬ素子の有機層、発光層や、カソード電極等を挙げることができる。特に、本開示の有機半導体素子の製造方法は、高精細なパターン精度が要求される有機ＥＬ素子のＲ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）発光層の製造に好適に用いることができる。
＜有機ＥＬディスプレイの製造方法＞
次に、本開示の実施の形態にかかる有機ＥＬディスプレイ（有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ）の製造方法（以下、本開示の有機ＥＬディスプレイの製造方法と言う）について説明する。本開示の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、有機ＥＬディスプレイの製造工程において、上記で説明した本開示の有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子が用いられる。
次に、本開示の実施の形態にかかる有機ＥＬディスプレイ（有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ）の製造方法（以下、本開示の有機ＥＬディスプレイの製造方法と言う）について説明する。本開示の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、有機ＥＬディスプレイの製造工程において、上記で説明した本開示の有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子が用いられる。
上記本開示の有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子が用いられた有機ＥＬディスプレイとしては、例えば、ノートパソコン（図４（ａ）参照）、タブレット端末（図４（ｂ）参照）、携帯電話（図４（ｃ）参照）、スマートフォン（図４（ｄ）参照）、ビデオカメラ（図４（ｅ）参照）、デジタルカメラ（図４（ｆ）参照）、スマートウォッチ（図４（ｇ）参照）等に用いられる有機ＥＬディスプレイを挙げることができる。
１・・・フレーム付き蒸着マスク
１０・・・金属マスク
１５・・・金属マスク開口部
２０・・・樹脂マスク
２５・・・樹脂マスク開口部
６０・・・フレーム
６１・・・フレームの第１層
６２・・・フレームの第２層
１００・・・蒸着マスク
１０・・・金属マスク
１５・・・金属マスク開口部
２０・・・樹脂マスク
２５・・・樹脂マスク開口部
６０・・・フレーム
６１・・・フレームの第１層
６２・・・フレームの第２層
１００・・・蒸着マスク
Claims (10)
- フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、
前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、
前記フレームが、前記第１層、前記第２層、前記第１層がこの順番で積層された積層構造である、
フレーム付き蒸着マスク。 - フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、
前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、
前記第２層の熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃以下である、
フレーム付き蒸着マスク。 - フレームと、前記フレームに固定された蒸着マスクと、を含むフレーム付き蒸着マスクであって、
前記フレームは、インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、
前記インバー材よりも比重の軽い材料が炭素繊維強化プラスチックである、
フレーム付き蒸着マスク。 - 前記蒸着マスクは、前記フレームの第１層に固定されている、
請求項１〜３の何れか一項に記載のフレーム付き蒸着マスク。 - 前記蒸着マスクが、
蒸着作製するパターンに対応する複数の樹脂マスク開口部を有する樹脂マスクと、金属マスク開口部を有する金属マスクとが、前記樹脂マスク開口部と前記金属マスク開口部とが重なるようにして積層されてなる蒸着マスクである、
請求項１〜４の何れか一項に記載のフレーム付き蒸着マスク。 - 有機半導体素子の製造方法であって、
フレーム付き蒸着マスクを用いて蒸着対象物に蒸着パターンを形成する蒸着パターン形成工程を含み、
前記蒸着パターン形成工程で用いられる前記フレーム付き蒸着マスクが、前記請求項１〜５の何れか一項に記載のフレーム付き蒸着マスクである、
有機半導体素子の製造方法。 - 有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、
請求項６に記載の有機半導体素子の製造方法によって製造された有機半導体素子が用いられる、
有機ＥＬディスプレイの製造方法。 - 蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、
インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、
前記フレームが、前記第１層、前記第２層、前記第１層がこの順番で積層された積層構造である、
フレーム。 - 蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、
インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、
前記第２層の熱膨張係数が３ｐｐｍ／℃以下である、
フレーム。 - 蒸着マスクを固定するために用いられるフレームであって、
インバー材から構成される第１層と、前記インバー材よりも比重の軽い材料から構成される第２層と、を含み、
前記インバー材よりも比重の軽い材料が炭素繊維強化プラスチックである、
フレーム。
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