JP7470734B2 - 枠体および蒸着マスク - Google Patents

Description

本発明は、マスク本体を補強するために用いられる枠体と、この枠体を備える蒸着マスクに関する。

有機ＥＬ（Electroluminescence）素子の発光層を形成する方法としては、蒸着マスク
法が多く用いられている。この蒸着マスク法では、ガラス等の透明材質からなる基板上の
所望の位置に有機発光物質を蒸着形成するために、基板の蒸着部位に対応する箇所を除去
穿孔した蒸着マスクが使用される。

蒸着を行う蒸着装置においては、蒸着対象の基板に対し蒸着マスクを正しく位置合せし
た状態で設置し、蒸着が実行される。ただし、蒸着に際しては蒸着装置内を蒸着可能な環
境とするために一般に加熱がなされることから、蒸着マスクとガラス基板の熱変形状態が
異なる場合、蒸着マスクと基板との相対位置関係が変化し、形成される発光層の要求され
る精度を満足できなくなるという問題がある。

近年、薄いマスク本体の外周縁に、ガラス等の被蒸着基板と同等の熱膨張係数を有する
素材又は低熱膨張係数の素材からなる補強用の枠体が装着されたマスク構造を採用するこ
とで、被蒸着基板とは熱膨張係数が異なる素材製のマスク本体を用いても、マスク本体が
被蒸着基板と同等の熱膨張係数を有する枠体の膨張に追随して形状変化する、あるいは低
熱膨張係数を有する枠体に抑制されて形状変化しない状態となり、蒸着装置内での昇温時
における被蒸着基板に対するマスク本体の整合精度を担保でき、被蒸着基板上に発光層を
高精度に形成できる蒸着マスクが提案されている。
このような従来の蒸着マスクの一例として、特開２００５－１５９０８号公報に開示さ
れるものがある。

特開２００５－１５９０８号公報

従来の蒸着マスクは前記特許文献１に示される構成となっており、熱膨張係数の差異に
よるマスクと基板の相対変形を抑え、蒸着形成物の位置精度の著しい悪化を防止すること
ができる。
ただし、市場では蒸着形成物のさらなる高精度化の要求があり、マスクの変位によるず
れの発生をさらに抑えることが求められている。

従来のマスク本体と枠体との組合せ構造については、変位しようとするマスク本体に対
抗可能な枠体強度確保のために、枠体を厚くすることが容易に考えられるが、マスク本体
近傍の枠体が厚くなり過ぎると、蒸着の際に有機発光物質などの蒸着材料がマスク本体の
通孔へ進行するのが枠体によって一部妨げられるなど、悪影響が及ぶことから、厚さを単
純に増加させることはできなかった。また、枠体がある程度厚くなると、枠体の重量も増
加して、枠体自体の重量による撓み等変形の問題が生じ、その場合却ってマスク本体に影
響を与えて位置精度を悪化させることに繋がった。このため、枠体の厚さを大きくして強
度向上を図り、マスクの精度を高める手法は、適用可能な厚さの限界値が存在し、それを
超えるように強度向上を図ることは現実的とはいえなかった。

また、枠体を一般に流通して入手が容易な金属板素材から形成する場合、こうした板素
材は圧延等加工を経て製造されていることから、板素材には加工による歪が内部に少なか
らず残った状態となっている。このような製造の過程で生じた板素材の内部歪の影響は、
その板厚が大きくなるほど顕著にあらわれるものである。よって、枠体の板厚を増やす、
すなわち枠体に用いる板素材の厚さを大きくしていくと、板素材から切断等さらなる加工
により最終的に枠体が得られた段階で、歪が枠体のわずかな反り等となって現れ、枠体の
本来あるべき形状を厳密には実現できず、マスクの精度に悪影響を与えることとなる。こ
うした点からも、枠体を単純に厚くして強度向上を図ることは困難であるといえる。

なお、枠体に用いる金属板素材として、特殊な加工で製造された歪のない板素材や、あ
らかじめ内部応力除去処理を施した板素材を採用して、枠体が歪みの影響を受けないよう
にすることも可能であるが、歪のない板素材や応力除去処理は高コストであることから、
経済的に枠体を得ることはできなかった。

以上のように、従来のマスク構造では、高精度化に伴い厳しくなる許容範囲にマスク本
体の変位を収めることが枠体の強度の面で難しく、蒸着形成物の位置ずれによる歩留まり
の悪化が避けられないという課題を有していた。

本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、枠体の断面形状に基づく強度の設定を最適化して、枠体でマスク本体の変形を適切に抑えられ、マスク本体の正しい位置からのずれを防いで、蒸着に係る精度を向上させられる枠体および蒸着マスクを提供することを目的とする。

本発明の開示に係る蒸着マスクは、独立した多数の蒸着通孔を所定パターンで設けられ
る複数のマスク本体と、マスク本体の周囲に配置される枠体とを備える蒸着マスクにおい
て、前記枠体が、最外周に位置する矩形又は方形状の外枠部と、当該外枠部の内側を複数
の開口領域に区画する内枠部とを有して、全体として格子状に形成され、前記マスク本体
が、枠体における複数の開口領域にそれぞれ位置して、枠体と一体化されてなり、枠体の
前記内枠部のうち、最も細幅となる箇所の断面形状が、幅寸法に対する厚さ寸法の割合を
０．８／５以上２／５以下とする矩形断面とされるものである。

このように本発明の開示によれば、枠体の内枠部における最小幅部の断面形状を、その
幅と厚さの関係が適切なものとなるようにして、最小幅部の曲げ剛性（曲げ変形のしにく
さ）を的確に付与することにより、マスク本体側からの力に対する必要十分な強度を与え
られ、この最小幅部より幅広で強度の高い枠体の他部分と合わせて、枠体全体としてマス
ク本体各部の本来あるべき位置からのずれを抑えられ、蒸着工程におけるマスクと被蒸着
基板との整合状態を確保でき、被蒸着基板の適切な位置に精度よく蒸着が行える。
また、最小幅部の曲げ変形のしにくさにより、最小幅部の自重による撓みも抑えられ、
枠体の変形とそれによるマスク本体への影響を抑えられる。

また、本発明の開示に係る蒸着マスクは、必要に応じて、前記枠体における外枠部及び
内枠部のうち最も細幅となる箇所以外の部位における各断面形状が、幅寸法に対する厚さ
寸法の割合を０．８／９０以上で、且つ、前記内枠部の最も細幅となる箇所における幅寸
法に対する厚さ寸法の割合より小さくする、矩形断面とされるものである。

このように本発明の開示によれば、枠体における最小幅部以外の各部についても適切な
断面形状として、枠体各部で幅寸法に対してある程度以上の厚さ寸法を設定して、撓みに
くくする必要最小限の曲げ剛性を付与することにより、マスク本体側からの力に対する枠
体の強度を十分に確保でき、枠体の変形とそれによるマスク本体への影響を抑え、マスク
本体の通孔位置に係る精度を高めて、蒸着対象に対する高精度の蒸着を可能にする。

また、本発明の開示に係る蒸着マスクは、必要に応じて、前記枠体が、各部の厚さ寸法
を０．８ｍｍ以上２ｍｍ以下とするように形成されるものである。

このように本発明の開示によれば、枠体各部における撓みにくい断面形状が得られる現
実的な幅寸法の範囲で、断面形状のうちの厚さ寸法を大きくなりすぎないように設定する
ことにより、枠体各部で自重による撓みや内部歪みの変形としての発現を抑えられて、精
度の高い枠体とすることができ、蒸着も高い精度で行える。また、必要以上に厚さを大き
くしないことで、枠体の重量増加を抑制することができ、蒸着マスクの取扱性が悪化する
のを防げる。

また、本発明の開示に係る蒸着マスクは、必要に応じて、前記枠体が、第一枠部材と第
二枠部材とを重ねて一体化した積層構造とされ、前記第一枠部材と第二枠部材は、金属薄
板素材から形成された反りのある枠部材で、且つそれぞれの反り方向を逆向きとされるも
のである。

このように本発明の開示によれば、枠体を、金属薄板材を素材とする第一枠部材と第二
枠部材とを重ねて接合一体化した積層構造とし、反りを有する第一枠部材と第二枠部材が
、それぞれの反り方向が逆向きになるように積層配置されて枠体をなすことにより、枠体
では反りが相殺され、平坦な状態が得られることとなり、平坦度を向上させた枠体をより
低コストで得られ、マスクの形状精度を高めつつ蒸着を効率よく実行できる。また、枠体
を第一枠部材と第二枠部材が組み合わされた構成としていることで、枠体の厚さが単純な
一枚の薄板材を用いた場合に反りを生じかねない厚さに達している場合でも、反り等の不
要な変形が現れない状態にでき、マスク本体の位置精度に悪影響を与えることがなく、強
度を高めたマスク構造が得られ、このマスクを用いて蒸着を高い精度で実行できる。

また、本発明の開示に係る蒸着マスクは、必要に応じて、前記枠体が、内枠部の材質と
外枠部の材質とを異ならせて形成されるものである。

このように本発明の開示によれば、枠体における内枠部と外枠部の材質をそれぞれ異な
らせるようにし、内枠部と外枠部に異なる性質を付与することにより、例えば、外枠部に
内枠部より比強度の高い材質を用いた場合、マスク本体側からの力に基づいた変形を主に
外枠部で抑えるようにしてマスク本体を効率よく補強でき、マスク本体の位置の精度を高
めることができる。この他、例えば枠体の内枠部に外枠部より線膨張係数の小さな材質を
用いた場合は、蒸着工程等での昇温状態でマスク本体の熱変形によるマスク各位置の変位
を、マスク本体に隣接する内枠部で効率よく抑えることができ、常温状態でのマスクと被
蒸着基板との位置関係を昇温状態でも確実に維持でき、蒸着を高い精度で行えることとな
る。

本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの要部構成説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの要部概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクにおける枠体の平面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクにおける枠体の形成工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造における一次パターンレジスト形成過程説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造における一次電着層形成工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造における二次パターンレジスト形成過程前半説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造における二次パターンレジスト形成過程後半説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造における枠体の圧着工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの製造における金属層形成工程及び蒸着マスクと母型の分離状態説明図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクの他例の概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着マスクにおける他の枠体の平面図及び概略断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る蒸着マスクを図１ないし図１１に基づいて説明する。
本実施形態においては、有機ＥＬ素子用蒸着マスクに適用した例について説明する。
前記各図において本実施形態に係る蒸着マスク１は、多数の蒸着通孔８を所定パターン
で設けられる複数のマスク本体２と、マスク本体２の周囲に配置される枠体３とを備える
構成である。

前記マスク本体２は、ニッケルやニッケルコバルト等のニッケル合金、その他の電着金
属を素材として、電鋳によりシート状に形成され、蒸着物質を通す独立した多数の蒸着通
孔８を所定パターンで設けられる構成である。

マスク本体２は、多数の蒸着通孔８を設けられる内部のパターン形成領域２ａと、めっ
きにより形成される金属層７を介して枠体３と一体に接合される外周縁２ｂとを含むもの
である。パターン形成領域２ａでは、多数の蒸着通孔８が、発光層形成用として、前後方
向に直線的に並ぶ複数個の通孔群を列とし、複数個の列が左右方向に並列状に配設された
マトリクス状の蒸着パターン９を形成している。
マスク本体２の厚みは、好ましくは５～２０μｍの範囲とし、本実施形態では８μｍに
設定した。

前記枠体３は、マスク本体２よりも肉厚の板状体を矩形の枠形状としたもので、マスク
本体２の補強用としてマスク本体２の外側を取り囲んで配置され、マスク本体２と連結一
体化される構成である。詳細には、枠体３は、最外周に位置する矩形状の外枠部４と、こ
の外枠部４の内側を複数の開口領域６に区画する内枠部５とを有して、全体として格子状
に形成されるものである。そして、枠体３の内枠部５で区画される各開口領域６に、マス
ク本体２がそれぞれ位置し、金属層７を介して枠体３と一体化される構成である。

この枠体３は、その内枠部５のうち、最も細幅となる箇所の断面形状を、幅寸法Ｗに対
する厚さ寸法Ｔの割合（アスペクト比）が０．８／４以上で２／４以下である矩形断面と
されてなる構成である。
一方、枠体３の外枠部４や、内枠部５のうち、最も細幅となる箇所以外の各断面形状は
、幅寸法Ｗに対する厚さ寸法Ｔの割合（アスペクト比）が０．８／９０以上である矩形断
面とされる。

そして、枠体３における外枠部４と内枠部５は一様な厚さとされ、その厚さ寸法を０．
２ｍｍ以上で６ｍｍ以下、好ましくは０．８ｍｍ以上で３ｍｍ以下、より好ましくは２ｍ
ｍ、とするように形成される。ここで、厚さ寸法は０．８ｍｍ以上が好ましいとされるの
は、枠体各部の厚さ寸法が０．８ｍｍ未満の場合、枠体の強度がマスク本体に内在する張
力（引張応力）に対抗できず変形するおそれがあることによるものである。

一方、こうした枠体各部の厚さ寸法が２ｍｍを超えると、蒸着の際にいわゆるシャドー
の問題（枠体が蒸着材料の進行を妨げる障害物となること）が起り得ることや、枠体に対
し母型の厚さは通常１ｍｍとされるため、枠体の圧着後のハンドリングが困難になること
などから、厚さ寸法を２ｍｍ以下とするのが好ましい。

本実施形態では、内枠部５の最も細幅となる箇所（最小幅部）の幅寸法Ｗ₁は４ｍｍ、
最も広い幅となる箇所（最大幅部）の幅寸法Ｗ₂は約９０ｍｍとしている。この最小幅部
の幅寸法が４ｍｍ未満になると、枠体の強度がマスク本体に内在する張力（引張応力）に
対抗できず変形するおそれがあることから、幅寸法は４ｍｍ以上とするのが好ましい。

この他、最大幅部の幅寸法が９０ｍｍを超える場合、一枚の母型上に形成できるマスク
本体の数（取り数）が過度に減ることとなり、マスク製造効率が下がることから、幅寸法
は９０ｍｍ以下とするのが好ましい。

こうして枠体３は、内枠部の最小幅部の矩形断面形状を、最小幅部の幅寸法Ｗに対する
厚さ寸法Ｔの割合が前記範囲内の値となるという条件を満たす形状として形成される。こ
のように、最小幅部の断面形状のアスペクト比を所定範囲内として、幅に対し過大でない
適切な厚さが確保されるようにし、断面形状に基づく最小幅部の曲げに対する変形しにく
さ（剛性）を的確に付与することで、最小幅部の自重による撓みを生じにくくすると共に
、マスク本体側から枠体３を変形させようとする力に対する強度を確保して、枠体３の変
形とそれによるマスク本体２への影響を抑え、マスク本体２の通孔位置に係る精度を高め
て、蒸着対象に対する高精度の蒸着を可能にする。

また、枠体３の最小幅部以外の各部でも、必要な曲げ剛性を付与可能となる断面形状と
して、マスク本体側からの力に対する強度を十分に確保しつつ、その幅寸法に対する厚さ
を適切に設定することで、必要以上に厚さ（断面積）が大きくなることによる枠体３の重
量増加を抑制して、蒸着マスク全体の重量や自重による撓みが大きくなるのを防いでいる
。

一方、枠体３は、同一形状の第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂとを、接着剤を介在させ
つつ重ねて接合一体化した積層構造とされる構成である。第一枠部材３ａと第二枠部材３
ｂは、同じ薄板製造工程を経て製造された金属薄板素材から形成された枠部材で、且つ薄
板製造工程に由来する金属薄板素材の内部歪に基づいた反りを有してなり、それぞれの反
り方向を逆向きにして枠体３としての積層構造をなす。

こうして同じ薄板製造工程、具体的には圧延工程、を経て製造された金属薄板素材から
切断等の加工により形成された同一形状の第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂを、それぞれ
の反り方向を逆向きにして接着剤で接合一体化することで、得られる枠体３では反りが相
殺され、平坦な状態となる（図５参照）。なお、図５において、第一枠部材３ａと第二枠
部材３ｂにおける反りの大きさは、理解を容易にするため誇張して図示しており、実際の
反りは極めて小さいものとなる。ただし、これらの反りは、仮にそのまま枠体３に現れる
と、マスク本体２に影響を与えてその位置に係る精度を悪化させ、蒸着マスクの高精度化
の支障となりうる大きさであることから、上記の積層構造により反りの解消を図っている
。

本実施形態において、接着剤としては、シート状の未硬化感光性ドライフィルムレジス
トを第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂとの間に介在させて使用する。第一枠部材３ａと第
二枠部材３ｂの接合後、第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂ間で接着層３ｃとなる部分以外
のレジスト不要部分は除去される。この他、接着剤は一般的に入手可能な種々の接着剤を
用いることもできる。なお、接合で反りが相殺された平坦状態、すなわち、枠体３となっ
た段階での枠体表裏面の平面度や平行度が許容範囲に収まる状態、にできれば、第一枠部
材３ａと第二枠部材３ｂの平面形状や断面形状、反りの大きさは異なっていてもよい。

第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂを、それぞれの反り方向を逆向きにして接合一体化し
て平坦な枠体３を形成することで、枠体３の厚さが単純な一枚の薄板材を用いた場合に反
りを生じかねない厚さに達している場合でも、反り等の不要な変形が現れない状態にでき
、マスク本体の位置精度に悪影響を与えることがなく、このマスク本体を用いて蒸着を高
い精度で実行できる。

この枠体３は、低熱膨張係数の材質、例えば、ニッケル－鉄合金であるインバー材、あ
るいはニッケル－鉄－コバルト合金であるスーパーインバー材等のような材質で形成され
る。そして、枠体３は、電鋳により形成された金属層７により、マスク本体２のパターン
形成領域２ａの外周縁２ｂと互いに離れないよう連結一体化される。

枠体３の材質としてインバー材やスーパーインバー材を採用した場合、その熱膨張係数
が極めて小さいことで、蒸着工程における熱影響によるマスク本体２の寸法変化を良好に
抑制できる。すなわち、マスク本体２が、例えばニッケルなどの、熱膨張係数が被蒸着基
板（図示を省略）である一般ガラスの熱膨張係数に比べて大きいものであっても、蒸着時
の高温による熱膨張率の違いから、常温下で蒸着マスク１を被蒸着基板に整合させた際の
、基板に対する通孔位置と、実際の蒸着時における蒸着物質の蒸着位置との間にずれが生
じることもなく、マスク本体２を保持する枠体３の熱膨張係数が小さい特徴により、昇温
時におけるマスク本体２の膨張に起因する寸法変化、形状変化をよく抑えて、常温時にお
ける整合精度を蒸着時の昇温時にも良好に保つことができる。

なお、枠体３の材質は、被蒸着基板であるガラス等に近い低熱膨張係数の材料、例えば
ガラスやセラミックのようなものを用いることもできる。この場合、これら材料の少なく
とも表面に導電性を付与させることとなる。

前記蒸着マスク１は、母型１０の表面に、一次電着層１５の非配置部分に対応させて一
次パターンレジスト１４が設けられた後、母型１０上に電着金属の電鋳により一次電着層
１５を形成され、この一次電着層１５のパターン形成領域２ａ対応部分を覆う二次パター
ンレジスト１８を形成され、さらに、一次電着層１５を囲むように枠体３を配置された後
、枠体３の表面と一次電着層１５の外周縁２ｂ表面とを覆うように電鋳により金属層７を
形成されて、この金属層７を介して一次電着層１５と枠体３とを離れないよう一体に連結
された状態で、これら一体の一次電着層１５、枠体３及び金属層７と母型１０とを分離す
ることで製造されるものである。

本実施形態に係る蒸着マスク１の製造工程で用いられる前記母型１０は、ステンレス材
や真ちゅう、鋼等の導電性を有する材質で形成され、蒸着マスクの製造工程で分離される
まで、マスク本体２をなす一次電着層１５他を支持するものであり、蒸着マスク製造工程
の各段階で、表面側に一次パターンレジスト１４、一次電着層１５、二次パターンレジス
ト１８、及び金属層７が形成される。一次電着層１５や金属層７の形成の際には、この母
型１０を介した通電がなされることで、母型１０表面のレジストに覆われない通電可能な
部分に電鋳（めっき）により一次電着層１５又は金属層７が形成されることとなる。

母型１０は、例えば、４２アロイ（４２％ニッケル－鉄合金）やインバー（３６％ニッ
ケル－鉄合金）、ＳＵＳ４３０等の低熱膨張係数の素材とすることもできる。この他、母
型は、ガラス板や樹脂板など絶縁性基板の表面にクロムやチタンなどの導電性を有する金
属からなる金属膜を形成したものでもかまわない。

蒸着マスク１の製造工程では、母型１０上にめっきにより金属層７が形成されたら（図
１１（Ｂ）参照）、母型１０がこれらから分離除去される（図１１（Ｃ）参照）。母型１
０がステンレス材の場合には、力を加えて蒸着マスク側から物理的に引き剥がして除去す
る方法を用いるのが好ましく、また、母型１０が他の金属材の場合、薬液を用いて溶解除
去するエッチングの方法を用いるのが好ましい。エッチングの場合、母型１０は溶解する
が一次電着層１５や枠体３、金属層７をなす材質が冒されないような選択エッチング性を
有するエッチング液を用いることとなる。

前記一次電着層１５は、電鋳に適したニッケルやニッケル－コバルト等のニッケル合金
からなり、母型１０上の一次パターンレジスト１４のない部分に、電鋳で形成される構成
である。蒸着マスク１において、一次電着層１５は、被蒸着基板における発光層等の蒸着
対象箇所に対応する蒸着通孔８を除いた、被蒸着基板の表面を覆うマスク本体２をなすも
のとして形成されることとなる。

前記一次パターンレジスト１４は、一次電着層１５の電鋳で使用する電解液に対する耐
溶解性を備えた絶縁性材で形成され、母型１０上にあらかじめ設定される一次電着層１５
の非配置部分に対応させて配設され、一次電着層１５の形成後には除去されるものである
（図６、図７参照）。

この一次パターンレジスト１４は、母型１０上に一次電着層１５の形成に先立って配設
され、感光性レジスト、例えば、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、母型１
０に所定の厚さ、例えば約２０μｍの厚さとなるようにして配設し、蒸着マスク１のマス
ク本体２位置、すなわち、一次電着層１５の配置位置に対応する所定パターンのマスクフ
ィルム１２を載せた状態で、紫外線照射による露光での硬化、非照射部分のレジストを除
去する現像等の処理を経て、一次電着層１５の非配置部分に対応させた形状で形成される
。

前記二次パターンレジスト１８は、金属層７のめっきで使用する電解液に対する耐溶解
性を備えた、好ましくは１００～１２０μｍの範囲の厚さとなる絶縁性材で形成され、一
次電着層１５にあらかじめ設定される金属層７の非配置部分に対応するように金属層７の
形成に先立って配設され、金属層７の形成後には除去されるものである（図８、図９参照
）。

この二次パターンレジスト１８は、感光性レジスト、例えばネガタイプの感光性ドライ
フィルムレジストを、母型１０及び既に配置された一次電着層１５上に貼着配設すると共
に、蒸着マスク１の金属層７及び枠体３位置に対応する所定パターンのマスクフィルム１
７を載せた状態での紫外線照射による露光を行う一連の工程を、一回又は複数回繰り返し
行って、必要なレジスト厚さとした後、露光における非照射部分の感光性材料を除去する
現像等の処理を経て、金属層７の非配置部分（マスク本体２のパターン形成領域２ａ）に
対応させた形状で形成される。

前記金属層７は、めっきにより形成されるものであり、ニッケルやニッケル－コバルト
合金等からなり、母型１０及び既に配置された一次電着層１５及び枠体３上の、二次パタ
ーンレジスト１８が配設されず露出した部分に、めっきで形成される構成である。

この金属層７は、マスク本体２のパターン形成領域２ａの外周縁２ｂと枠体３とを接合
するものである。金属層７は、パターン形成領域の外周縁２ｂに係るマスク本体２の上面
にめっきにより積層される。詳しくは、金属層７は、パターン形成領域２ａの外周縁２ｂ
の上面と、枠体３の上面及びパターン形成領域２ａ側の側面と、マスク本体２と枠体３と
の間隙部分に形成されており、これでパターン形成領域２ａの外周縁２ｂと枠体３の開口
周縁とを離れないよう一体に連結する。

次に、本実施形態に係る蒸着マスクにおける枠体の形成工程及びこの枠体を含む蒸着マ
スク全体の製造工程について説明する。
初めに、マスク本体２の補強に用いる枠体３の形成工程について説明する。

まず、圧延加工等を経た一般的な金属薄板素材から、同一形状の第一枠部材３ａと第二
枠部材３ｂを、放電加工やレーザ加工等による切断工程で形成する。金属薄板素材から第
二枠部材３ｂを切断する際、金属薄板素材上で第二枠部材３ｂとして設定する部位は、第
一枠部材３ａの部位に対し、その向きが反転するようにして設け、第一枠部材３ａと第二
枠部材３ｂとでは歪に起因する反りが逆向きに生じるようにする。

切断後、切り出した各部材に対しエッチングやレーザ加工等により開口領域６を設けて
、第一枠部材３ａ及び第二枠部材３ｂとして完成させる。得られた第一枠部材３ａと第二
枠部材３ｂとの間に接着層３ｃとなる接着剤を介在させ、反りの向きが逆になる状態で接
合一体化することで、各部が所定の断面形状をなす枠体３を得る。

第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂを一体化するための接着剤として、例えば、未硬化状
態で粘着性を有する、シート状の感光性ドライフィルムレジストを用い、後工程でも使用
する材料と同じにすることで、その分とまとめて準備、補充した中から一部流用する形で
用意でき、接着層とするためだけに市販の接着剤等を別途用意する必要がなく、こうした
専用の接着剤に係るコストが発生せず、その分蒸着マスクの製造コストを削減できるため
好ましい。

必要に応じて、接合一体化した第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂを、一対の加圧用ロー
ラなど、積層した部材に対し挟圧力を付与可能な装置に通して、接合状態の定着を図る工
程を実行するようにしてもよい。

接合後、接着層３ｃの不要部分、すなわち開口領域６や外枠部４の外側に位置する部分
、を除去することにより、枠体３は完成となる。なお、接着剤がフィルムレジストの場合
は、現像工程により除去することとなる。

完成した枠体３に対しては、これを母型１０に接着するための別の接着層１９が配設さ
れる。この接着層１９としては、例えば、未硬化状態で粘着性を有する、感光性ドライフ
ィルムレジストを貼り付けて用いることができ、枠体３へのフィルムレジストの貼り付け
後、枠体３の開口領域６に位置する部分や外枠部４からはみ出した部分のフィルムレジス
トを除去することで、接着層１９が得られることとなる。

一方、蒸着マスクの製造工程については、まず、母型１０上にあらかじめ設定される、
マスク本体２の蒸着通孔８、すなわち一次電着層１５の非配置部分、に対応させて、母型
１０にレジスト層１１を配設する（図６参照）。具体的には、母型１０の表面側に、例え
ば、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、一次電着層１５の形成に必要な所定
厚さ（例えば約２０μｍ）に合わせて一ないし数枚積層し、熱圧着によりレジスト層１１
を形成する（図６（Ａ）参照）。

そして、レジスト層１１の表面に、前記蒸着通孔８に対応する透光孔１２ａを有するな
ど、一次電着層１５の配置位置に対応する所定パターンのマスクフィルム（ガラスマスク
）１２を密着させた後、紫外線照射による露光での硬化（図６（Ｂ）、（Ｃ）参照）、マ
スクされていた非照射部分のレジストを除去する現像、乾燥、といった各処理を行う。こ
うして、一次電着層１５の非配置部分に対応させた一次パターンレジスト１４を母型１０
上に形成する（図７（Ａ）参照）。
なお、このような一次パターンレジスト１４は、フォトレジスト等を使用したリソグラ
フィー法その他の任意の方法で形成することができ、その形成方法は上記に限定されるも
のではない。

この一次パターンレジスト１４を有する母型１０を、所定の条件に建浴した電鋳槽に入
れ、一次パターンレジスト１４の厚さの範囲内で、母型１０の一次パターンレジスト１４
で覆われていない表面（露出領域）に、ニッケル合金等の電着金属の電鋳により、例えば
８μｍ厚の、マスク本体２となる一次電着層１５を形成する（図７（Ｂ）参照）。

この後、一次パターンレジスト１４を溶解除去することにより、所定の蒸着パターン９
をなす独立した多数の蒸着通孔８を設けられたマスク本体２となる一次電着層１５が得ら
れる（図７（Ｃ）参照）。

この一次電着層１５が得られた後、この一次電着層１５の形成部分を含む母型１０の表
面全体に、好ましくは５０～６０μｍの範囲の厚さとなるレジスト層１６を配設する。具
体的には、母型１０の表面側に、例えば、厚さ５６μｍのネガタイプの感光性ドライフィ
ルムレジストを貼り、要部を露光により硬化させる。こうした工程を、レジスト層１６か
ら最終的に得られる二次パターンレジスト１８があらかじめ設定された所定厚さとなるよ
うに必要に応じ複数回繰り返して、一枚又は複数枚のフィルムレジストからなる単層又は
積層構造のレジスト層１６を形成する。

フィルムレジストの露光は、一枚貼るごとに行われる。詳細には、新たに貼り付けたフ
ィルムレジストの表面に、マスク本体２のパターン形成領域２ａに対応する透光孔１７ａ
を有するマスクフィルム１７を密着させた後、紫外線照射による露光で硬化させる工程と
して行われる（図８（Ｂ）、図９（Ａ）参照）。
これが必要に応じ繰り返されて、パターン形成領域２ａに対応する部分では露光により
硬化したレジスト層１６ａが、それ以外の部分では未露光のレジスト層１６ｂが、あらか
じめ設定された所定厚さとして得られることとなる。

本実施形態では、フィルムレジストを貼って露光を行う工程を２回繰り返して、厚さ５
６μｍのレジスト層１６を二層形成する。
この後、表面に露出している未露光のレジスト層１６ｂを溶解除去する処理を行って、
パターン形成領域２ａを覆う厚さ１１２μｍの二次パターンレジスト１８を形成する（図
９（Ｃ）参照）。

こうして二次パターンレジスト１８を形成した後、前記枠体形成工程を経て形成済みの
枠体３の下面側にあらかじめ接着層１９を配置したものを、一次電着層１５上のあらかじ
め設定された箇所に位置合せして配置する（図９（Ｃ）参照）。
この状態での枠体３は、接着層１９の粘着性により、一次電着層１５上に容易に動かな
いよう仮固定できる。

仮固定した枠体３に対しては、枠体３の上から荷重を加えて圧着する工程を実行し、枠
体３が一次電着層１５から容易に離れないようにする（図１０参照）。具体的には、まず
、仮圧着として、枠体３にこれを母型側に押し付ける静荷重を所定時間加える。すなわち
、枠体３上に５０ｋｇ以上、例えば１０５ｋｇのガラス板等を載置して１時間以上、例え
ば４時間放置する。なお、この仮圧着においては、静荷重として枠体３上に載置可能な物
体であれば、ガラス板以外のものも使用できる。

続いて、本圧着として、枠体３各部をむらなく押圧して一次電着層１５に確実に固定す
る。具体例としては、ガラス板等を除去した後、枠体３に対し相対移動しながら０．１Ｍ
Ｐａ以上、例えば０．６ＭＰａの圧力で押圧する加圧ローラ（ラミネータ）を枠体３上で
１往復以上、例えば３往復、往復動作するようにして押圧を実行する。

この本圧着として加圧ローラで押圧を行う際に、容易に変形しない剛性の高い板体、例
えばＳＵＳ材からなる板、を枠体３とローラ間に介在させ、この板体を介してローラでの
押圧を実行するようにすれば、ローラからの力が板体で分散されて枠体３に伝わることと
なり、ローラで直接押圧を行う場合に比べて押圧力の偏りが生じにくく、好ましい。

この他、剛性の高い板体とゴムなどの弾性体製のシートとを重ね合わせたものを、シー
ト側が枠体３に面する状態で枠体３とローラ間に介在させ、これら板体とシートを介して
ローラでの押圧を行うようにすることもできる。この場合、板体表面のわずかな傾きや歪
み、凹凸等による板体と枠体との間隔の不均一状態を、板体と枠体間に介在するシートの
弾性変形で吸収でき、ローラからの力が枠体３に密着するシートを介して枠体３により均
一に伝わることとなり、枠体３を一次電着層１５に対しより一層むらなく均一に圧着でき
、枠体３と一次電着層１５との間に隙間が生じるのを抑えて、金属層７形成時における隙
間でのめっきの異常成長などの悪影響を防止できる。

なお、加圧ローラ（ラミネータ）を用いて本圧着としての枠体３の押圧を行う他に、押
圧部分を枠体３の厚さ方向のみに作動させて枠体３を押圧可能な、プレス式の装置を用い
ることもでき、押圧にローラを用いる場合のように、転動するローラから誤ってローラ接
線方向（横向き）の力が枠体に加わって、枠体の横ずれを招くおそれはなく、好ましい。

こうした圧着工程の後、二次パターンレジスト１８に覆われず、パターン形成領域２ａ
の外周縁２ｂに係る表面に露出する一次電着層１５の上面、枠体３下側の一次電着層１５
ａとその側方で表面に露出する母型１０の各露出面、及び枠体３の表面上に、電着金属の
めっきにより金属層７を形成する（図１１（Ｂ）参照）。この金属層７により一次電着層
１５と枠体３とを離れないよう一体に連結できる。

この場合、金属層７は、パターン形成領域２ａの外周縁２ｂに係る表面に露出する一次
電着層１５の上面や、一次電着層１５と枠体３との間で表面に露出する母型１０表面にお
ける厚さに対し、枠体３の表面での金属層７の厚さはより薄く形成されることとなる。こ
の厚さの差異は、金属層７が母型１０や一次電着層１５の表面から順次積層されて、接着
層１９の高さ寸法を超えて枠体３に達してはじめて、枠体３が母型１０や一次電着層１５
と導通状態となり、枠体３の表面への金属層７の形成が開始することによるものである。

金属層７の形成が完了したら、最終工程として、母型１０から一体の一次電着層１５、
枠体３及び金属層７を剥離する（図１１（Ｃ）参照）。さらに、枠体３の下側に存在する
一次電着層１５ａを接着層１９と共に除去し、次いで二次パターンレジスト１８を除去す
ることで、蒸着マスク１の製造が完了となる。なお、枠体３の下側に接着層１９が残存し
ている場合は、二次パターンレジスト１８の除去時に除去する。

このように、本実施形態に係る蒸着マスクは、枠体３の内枠部５における最小幅部の断
面形状を、その幅と厚さの関係が適切なものとなるようにして、最小幅部の曲げ剛性を的
確に付与することから、マスク本体２側からの力に対する必要十分な強度を与えられ、こ
の最小幅部より幅広で強度の高い枠体３の他部分と合わせて、枠体３全体としてマスク本
体２各部の本来あるべき位置からのずれを抑えられ、蒸着工程におけるマスクと被蒸着基
板との整合状態を確保でき、被蒸着基板の適切な位置に精度よく蒸着が行える。また、最
小幅部の曲げ変形のしにくさにより、最小幅部の自重による撓みも抑えられ、枠体３の変
形とそれによるマスク本体２への影響を抑えられる。

なお、前記実施形態に係る蒸着マスクにおいて、マスク本体２は、枠体３の各開口領域
６に位置するように配設され、多数の蒸着通孔８が設けられるパターン形成領域２ａを内
部に一つのみ配置して形成される構成としているが、これに限らず、図１２に示すように
、マスク本体２が複数のパターン形成領域２ａを有する構成としてもかまわない。この場
合、マスク本体２の位置ずれを確実に抑えるために、マスク本体周囲の枠体各部の幅を、
最小幅部として許容される幅寸法より大きめに形成して、十分な剛性を確保するのが望ま
しい。この他、枠体３の各開口領域６に位置するマスク本体２を一つのみとする構成に代
えて、一つの開口領域６に複数のマスク本体２を並べて配置する構成としてもよい。その
場合、マスク本体２の外周縁は、枠体３に隣接する部位と、マスク本体同士で隣接する部
位とに分かれるが、このマスク本体同士で隣接する部位では、マスク本体２と枠体３とを
一体に接合するものと同様に、マスク本体同士をめっきにより形成される金属層で一体に
接合することとなる。

また、前記実施形態に係る蒸着マスクにおいて、枠体３は、同一形状の第一枠部材３ａ
と第二枠部材３ｂとを接合一体化して形成する構成としているが、これに限られるもので
はなく、第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂの形状を異ならせる、例えば、図１３に示すよ
うに、マスク本体２に近い側の第二枠部材３ｂの開口に対し、マスク本体２から遠い側の
第一枠部材３ａの開口をより大きくするように設けて、第二枠部材３ｂにおける各部の幅
を第一枠部材３ａより大きく形成した上で、第一枠部材３ａと第二枠部材３ｂとを接合一
体化して枠体３を形成する構成とすることもできる。この場合、枠体３の開口領域６がマ
スク本体２から遠い部位で広がって、開口領域６を取り囲む周縁部分が後退した状態とな
ることで、蒸着工程において、枠体３の開口領域６及びマスク本体２の蒸着通孔８を経て
蒸着対象基板に向かう蒸着材料に対し、枠体３における開口領域６周りの周縁部分が蒸着
材料の進行を妨げる障害物になりにくく、各蒸着通孔８に枠体３の影響を排除して蒸着材
料を問題なく進行させることができ、より適切に蒸着を実行できることとなる。

また、前記実施形態に係る蒸着マスクの製造においては、一次電着層１５と枠体３とに
接するように金属層７を形成して、金属層７で一次電着層１５と枠体３の一体化を図る構
成としているが、これに限らず、枠体３を下側の一次電着層１５に対し、未硬化のフィル
ムレジストより強力な接着剤を介在させつつ載置して、一次電着層１５と枠体３とを接着
で一体化する構成とすることもでき、一次電着層、すなわちマスク本体２と、枠体３との
一体化を簡略に実行でき、マスクの製造能率の向上が図れる。この場合、さらに、マスク
本体２の表面と枠体３の表面を覆うように金属層を形成することで、マスク本体２と枠体
３の接合状態をより好ましいものにできる。特に、接着剤の表面（側部）を金属層で覆う
ことで、洗浄処理や昇温に起因する接着剤の変質を効果的に防ぐことができ、マスク本体
２と枠体３との接合状態を長期にわたり維持できる。

また、前記実施形態に係る蒸着マスクの製造においては、母型１０上に枠体３を配置し
た後、枠体３表面に金属層７を形成するようにしているが、これに限らず、めっきで金属
層７を形成する前に、枠体上面の一部又は全部にレジストを配設して、金属層７を枠体上
面全体には形成せず、必要な部位以外は金属層７を枠体上面の一部にのみ設けたり、省略
したりして、枠体３表面に応力緩和部を設けた構成とすることもできる。

この場合、枠体３の上面において金属層７が一様に連続せず部分的、断片的なものとな
ることで、金属層に仮に内部応力が発生しても枠体３全体ではなく部分的、断片的に作用
するものとなり、枠体３が変形などの悪影響を受けにくく、平面形状を確保できる。

また、前記実施形態に係る蒸着マスクの製造においては、一次電着層１５が形成された
後、一次電着層には特に表面処理を行うことなく、金属層７を形成するようにしているが
、これに限らず、一次電着層１５が形成された後、金属層７を形成する前の段階で、一次
電着層１５における金属層を重ねて配設する予定の所定範囲に対して酸浸漬や電解処理等
の活性化処理を施すこともできる。

この場合、無処理の場合に比べて、一次電着層１５の活性化処理部分とその上の金属層
７との間の接合強度の大幅な向上を図れることとなる。また、活性化処理の代わりに、一
次電着層１５の所定範囲に対して、ストライクニッケルや無光沢ニッケル等の薄層を形成
してもよい。これによっても、一次電着層１５の薄層形成部分とその上の金属層７との接
合強度の向上を図ることができる。

また、前記実施形態に係る蒸着マスクの製造においては、一次電着層１５や枠体３と金
属層７とが重なる箇所は単純に平面同士で接触する構成とされているが、この他、一次電
着層１５（マスク本体２）におけるパターン形成領域２ａの外周縁２ｂの全周にわたって
多数個の貫通孔又は凹部を設けて、一次電着層１５の外周縁２ｂ上に形成する金属層７に
ついては、前記貫通孔又は凹部を埋めて金属層７が外周縁２ｂに一部食い込む状態に形成
する構成とすることもできる。

この場合、金属層７は、一次電着層１５に対し、パターン形成領域２ａの外周縁２ｂの
上面に加えて、外周縁２ｂの各貫通孔又は凹部内に存在して、一次電着層１５の外周縁２
ｂとの接合強度をより大きなものとする。これにより、金属層７を介して、マスク本体２
と枠体３とをより強固に連結一体化できることとなり、枠体３に対するマスク本体２の不
用意な脱落や位置ずれを確実に抑えられ、蒸着精度及び蒸着形成物の再現精度のさらなる
向上を図ることができる。

また、前記実施形態に係る蒸着マスクの製造において、母型１０の一次パターンレジス
ト１４で覆われていない表面に形成する、マスク本体２となる一次電着層１５の構造につ
いては、特に詳述していないが、この一次電着層１５を、母型１０側に形成される無光沢
ニッケル層と、この無光沢ニッケル層上に形成される光沢ニッケル層との二層構造とする
こともできる。詳細には、母型１０の一次パターンレジスト１４で覆われていない表面に
、無光沢ニッケルからなる電着層を電鋳により形成した後、この上に光沢ニッケルからな
る電着層を電鋳により形成して、一次電着層１５とすることとなる。無光沢ニッケル層と
光沢ニッケル層との厚さの関係は、無光沢ニッケル層を厚くしすぎると、完成後のマスク
本体２で発生する張力が過度に大きくなり、枠体３の変形を招くおそれがあることから、
無光沢ニッケル層に対する光沢ニッケル層の厚さの割合が約５／７となるようにするのが
好ましい。

無光沢ニッケル層と光沢ニッケル層の形成順序を逆にして、光沢ニッケル層上に無光沢
ニッケル層を形成した二層構造とすることもできる。ただし、この後者の光沢ニッケル層
上に無光沢ニッケル層を形成した二層構造の場合、層間剥離の発生確率が前者の二層構造
の場合より高くなると考えられることから、前者の、無光沢ニッケル層上に光沢ニッケル
層を形成した二層構造を採用するのが好ましい。

このように、無光沢ニッケル層の上側に光沢ニッケル層を配置した二層構造とすると共
に、無光沢ニッケル層を光沢ニッケル層より適度に厚くすることで、完成後のマスク本体
２において、内方に収縮しようとする張力（引張応力）を大きくすることができ、熱によ
る各部の膨張の影響を受けてもマスク本体２の変形がない、耐熱性に優れた蒸着マスク１
を得ることができる。

なお、一次電着層を無光沢ニッケルのみで形成した場合、完成後のマスク本体２で発生
する張力が過度に大きくなり、枠体３の変形を招くおそれがあることに加え、この一次電
着層をなす無光沢ニッケル層の表面は粗面であることから、表面へのめっき等の接合力が
大きくなり、マスク製造工程で一次電着層１５ａと金属層７とを分離できない等の問題が
生じやすい。上記の無光沢ニッケル層上に光沢ニッケル層を形成した二層構造の一次電着
層は、こうした問題も回避できる。この無光沢ニッケル層上に光沢ニッケル層を形成した
二層構造の場合、一次電着層の光沢ニッケル層部分では、接合力が無光沢ニッケル層に比
べ小さくなる分、一次電着層１５と金属層７とが分離しやすくなるものの、一次電着層へ
の通孔の形成、活性化処理、又はストライクニッケルや無光沢ニッケル等の薄層形成など
により、金属層との接合強度を十分に確保することができる。

１ 蒸着マスク
２ マスク本体
２ａ パターン形成領域
２ｂ 外周縁
３ 枠体
３ａ 第一枠部材
３ｂ 第二枠部材
３ｃ 接着層
４ 外枠部
５ 内枠部
６ 開口領域
７ 金属層
８ 蒸着通孔
９ 蒸着パターン
１０ 母型
１１ レジスト層
１２ マスクフィルム
１２ａ 透光孔
１４ 一次パターンレジスト
１５、１５ａ 一次電着層
１６ レジスト層
１６ａ、１６ｂ レジスト層
１７ マスクフィルム
１７ａ 透光孔
１８ 二次パターンレジスト
１９ 接着層

Claims (4)

1. マスク本体を補強するために用いられる枠体であって、
   最外周に位置する矩形状の外枠部と、該外枠部の内側を複数の開口領域に区画する内枠部とを有し、
   前記外枠部及び前記内枠部は、ガラスもしくはセラミック、又は、インバー材もしくはスーパーインバー材で形成されており、
   前記枠体の厚さ方向における前記内枠部のうちの最も細幅となる箇所の断面形状は、厚さ寸法０．８ｍｍ以上２ｍｍ以下及び幅寸法４ｍｍ以上９０ｍｍ以下の範囲において、幅寸法に対する厚さ寸法の割合を０．８／４以上２／４以下とする矩形断面であることを特徴とする枠体。
2. 前記枠体の厚さ方向において、前記外枠部及び前記内枠部のうちの最も細幅となる箇所以外の断面形状は、幅寸法に対する厚さ寸法の割合を０．８／９０以上とする矩形断面であることを特徴とする請求項１に記載の枠体。
3. 第一枠部材と第二枠部材とを重ねて一体化した積層構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の枠体。
4. 多数の蒸着通孔を所定パターンで設けられるマスク本体と、請求項１ないし３のいずれかに記載の枠体とを備えることを特徴とする蒸着マスク。