KR102650066B1 - 증착 마스크를 제조하기 위한 금속판 및 금속판의 제조 방법, 그리고 증착 마스크, 증착 마스크의 제조 방법 및 증착 마스크를 구비하는 증착 마스크 장치 - Google Patents

증착 마스크를 제조하기 위한 금속판 및 금속판의 제조 방법, 그리고 증착 마스크, 증착 마스크의 제조 방법 및 증착 마스크를 구비하는 증착 마스크 장치 Download PDF

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치아키 하츠타
치카오 이케나가
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Abstract

증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판은, 30㎛ 이하의 두께를 갖는다. 금속판의 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 결정립의 평균 단면적은 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이다. 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정립계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출된다.

Description

증착 마스크를 제조하기 위한 금속판 및 금속판의 제조 방법, 그리고 증착 마스크, 증착 마스크의 제조 방법 및 증착 마스크를 구비하는 증착 마스크 장치{METAL PLATE FOR MANUFACTURING VAPOR DEPOSITION MASK, MANUFACTURING METHOD OF METAL PLATE, VAPOR DEPOSITION MASK, MANUFACTURING METHOD OF VAPOR DEPOSITION MASK, AND VAPOR DEPOSITION MASK APPARATUS EQUIPPED WITH VAPOR DEPOSITION MASK}
본 개시의 실시 형태는, 증착 마스크를 제조하기 위한 금속판 및 금속판의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 개시의 실시 형태는, 증착 마스크, 증착 마스크의 제조 방법 및 증착 마스크를 구비하는 증착 마스크 장치에 관한 것이다.
근년, 스마트 폰이나 태블릿 PC 등의 운반 가능한 디바이스에서 사용되는 표시 장치에 대해, 고정밀일 것, 예를 들어 화소 밀도가 500ppi 이상일 것이 요구되고 있다. 또한, 운반 가능한 디바이스에 있어서도, 울트라 하이 디피니션(UHD)에 대응하는 것에 대한 수요가 높아지고 있으며, 이 경우, 표시 장치의 화소 밀도가 예를 들어 800ppi 이상인 것이 바람직하다.
표시 장치 중에서도, 응답성의 양호성, 소비 전력의 낮음과 콘트라스트의 높음 때문에, 유기 EL 표시 장치가 주목받고 있다. 유기 EL 표시 장치의 화소를 형성하는 방법으로서, 원하는 패턴으로 배열된 관통 구멍이 형성된 증착 마스크를 사용하여, 원하는 패턴으로 화소를 형성하는 방법이 알려져 있다. 구체적으로는, 먼저, 유기 EL 표시 장치용 기판에 대해 증착 마스크를 밀착시키고, 다음에, 밀착시킨 증착 마스크 및 기판을 함께 증착 장치에 투입하고, 유기 재료를 기판에 증착시키는 증착 공정을 행한다. 이에 의해, 증착 마스크의 관통 구멍의 패턴에 대응한 패턴으로, 기판 상에, 유기 재료를 포함하는 화소를 형성할 수 있다.
증착 마스크의 제조 방법으로는, 포토리소그래피 기술을 이용한 에칭에 의해 금속판에 관통 구멍을 형성하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어, 먼저, 금속판의 제1 면 상에 노광ㆍ현상 처리에 의해 제1 레지스트 패턴을 형성하고, 또한 금속판의 제2 면 상에 노광ㆍ현상 처리에 의해 제2 레지스트 패턴을 형성한다. 다음에, 금속판의 제1 면 중 제1 레지스트 패턴에 의해 덮이지 않은 영역을 에칭하여, 금속판의 제1 면에 제1 오목부를 형성한다. 그 후, 금속판의 제2 면 중 제2 레지스트 패턴에 의해 덮이지 않은 영역을 에칭하여, 금속판의 제2 면에 제2 오목부를 형성한다. 이 때, 제1 오목부와 제2 오목부가 통하도록 에칭을 행함으로써, 금속판을 관통하는 관통 구멍을 형성할 수 있다. 증착 마스크를 제작하기 위한 금속판은, 예를 들어 니켈을 포함하는 철 합금 등의 금속으로 이루어지는 모재를 압연함으로써 제작된다.
그 밖에도, 증착 마스크의 제조 방법으로서, 도금 처리를 이용하여 증착 마스크를 제조하는 방법이 알려져 있다. 예를 들어 먼저, 도전성을 갖는 기재를 준비한다. 이어서, 기재 상에 소정의 간극을 두고 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴은, 증착 마스크의 관통 구멍이 형성되어야 할 위치에 마련되어 있다. 그 후, 레지스트 패턴의 간극에 도금액을 공급하여, 전해 도금 처리에 의해 기재 상에 금속층을 석출시킨다. 그 후, 금속층을 기재로부터 분리시킴으로써, 복수의 관통 구멍이 형성된 증착 마스크를 얻을 수 있다.
일본 특허 제5382259호 공보 일본 특허 공개 제2001-234385호 공보
증착 재료를 원하는 패턴으로 고정밀도로 기판에 증착시키기 위해서는, 증착 마스크의 두께가 얇은 것이 바람직하다. 한편, 증착 마스크의 두께가 얇으면, 증착 마스크를 구성하는 금속판의 강도가 저하되고, 증착 마스크의 제조 공정이나 증착 마스크의 사용 시에 금속판에 소성 변형이 생기기 쉬워져 버린다.
본 개시의 실시 형태는, 이와 같은 과제를 효과적으로 해결할 수 있는 금속판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시 형태는, 증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판이며, 상기 금속판은, 적어도 니켈을 포함하는 철 합금의 압연재로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 가지며, 상기 금속판의 단면 중 상기 금속판의 압연 방향으로 직교하는 평면에 대해 -10°이상 +10°이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이, 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고, 상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정 입계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 금속판이다. 상기 압연재에 있어서의 니켈 및 코발트의 함유량이 합계 30질량％ 이상이면서 38질량％ 이하여도 된다.
본 개시의 일 실시 형태는, 증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판이며, 상기 금속판은, 적어도 니켈을 포함하는 철 합금의 도금막으로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 가지며, 상기 금속판의 단면 중 상기 도금막의 긴 변 방향으로 직교하는 평면에 대해 -10°이상 +10°이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이, 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고, 상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정 입계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 금속판이다. 상기 도금막에 있어서의 니켈 및 코발트의 함유량이 합계 38질량％ 이상이면서 54질량％ 이하여도 된다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 금속판에 있어서, 상기 결정립의 평균 단면적이, 2.0㎛2 이상이어도 된다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 금속판은, 13㎛ 이상의 두께를 가져도 된다.
본 개시의 일 실시 형태는, 증착 마스크이며, 금속판과, 금속판에 형성된 관통 구멍을 구비하며, 상기 금속판은, 적어도 니켈을 포함하는 철 합금의 압연재로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 가지며, 상기 금속판의 단면 중 상기 금속판의 압연 방향으로 직교하는 평면에 대해 -10°이상 +10°이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이, 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고, 상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정 입계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 증착 마스크이다. 상기 압연재에 있어서의 니켈 및 코발트의 함유량이 합계 30질량％ 이상이면서 38질량％ 이하여도 된다.
본 개시의 일 실시 형태는, 증착 마스크이며, 금속판과, 금속판에 형성된 관통 구멍을 구비하며, 상기 금속판은, 적어도 니켈을 포함하는 철 합금의 도금막으로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 가지며, 상기 금속판의 단면 중 상기 도금막의 긴 변 방향으로 직교하는 평면에 대해 -10°이상 +10°이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이, 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하 이하이고, 상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정 입계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 증착 마스크이다. 상기 도금막에 있어서의 니켈 및 코발트의 함유량이 합계 38질량％ 이상이면서 54질량％ 이하여도 된다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 증착 마스크에 있어서, 상기 결정립의 평균 단면적이, 2.0㎛2 이상이어도 된다.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 증착 마스크에 있어서, 상기 금속판은, 10㎛ 이상의 두께를 가져도 된다.
본 개시의 일 실시 형태는, 상기 기재된 증착 마스크와, 상기 증착 마스크가 용접된 프레임을 구비하는, 증착 마스크 장치이다.
본 개시의 일 실시 형태는, 상기 기재된 금속판을 준비하는 공정과, 상기 금속판을 긴 변 방향을 따라 반송하는 공정과, 상기 금속판에 관통 구멍을 형성하는 가공 공정을 마련하는, 증착 마스크의 제조 방법이다.
본 개시의 일 실시 형태는, 증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판의 제조 방법이며, 니켈을 포함하는 철 합금으로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 갖는 상기 금속판을, 압연법에 의해 압연재로 하여 얻는 제작 공정을 구비하고, 상기 금속판의 단면 중 압연재의 압연 방향으로 직교하는 평면에 대해 -10°이상 +10°이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이, 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고, 상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정 입계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 금속판의 제조 방법이다. 상기 제작 공정은, 모재를 압연하는 압연 공정과, 압연된 상기 모재를 반송하면서 500℃ ~ 600℃의 범위 내에서 30초 ~ 90초에 걸쳐 어닐링하는 어닐링 공정을 갖고 있어도 된다.
본 개시의 일 실시 형태는, 증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판의 제조 방법이며, 적어도 니켈을 포함하는 철 합금으로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 갖는 상기 금속판을, 도금법에 의해 도금막으로서 얻는 제작 공정을 구비하고, 상기 금속판의 단면 중 도금막의 긴 변 방향으로 직교하는 평면에 대해 -10°이상 +10°이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이, 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고,
상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정 입계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 금속판의 제조 방법이다. 상기 제작 공정은, 도금액 중에 부분적으로 침지된 드럼을 회전시키면서, 드럼의 표면에 도금막을 형성하는 공정과, 상기 도금막을 상기 드럼으로부터 박리함으로써 긴 형상의 상기 도금막으로 이루어지는 상기 금속판을 얻는 공정을 갖고 있어도 된다.
본 개시의 실시 형태에 따르면, 30㎛ 이하의 두께를 갖는 금속판의 강도 및 용접성이 양호해진다.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 증착 마스크 장치를 구비한 증착 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 증착 마스크 장치를 사용하여 제조한 유기 EL 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 증착 마스크 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 증착 마스크의 유효 영역을 나타내는 부분 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V선을 따른 단면도이다.
도 6은 모재를 압연하여 원하는 두께를 갖는 금속판을 얻는 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 압연에 의해 얻어진 금속판을 어닐링하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 8은 금속판으로부터 추출된 시험편을 포함하는 시료를 나타내는 도면이다.
도 9는 시험편을 포함하는 시료의 경사 각도를 조정하는 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 EBSD법의 측정 결과에 기초하여 해석된, 시험편의 단면에 나타나는 결정립의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 증착 마스크의 제조 방법의 일례를 전체적으로 설명하기 위한 모식도이다.
도 12는 금속판 상에 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 13은 제1 면 에칭 공정을 나타내는 도면이다.
도 14는 제2 면 에칭 공정을 나타내는 도면이다.
도 15는 금속판으로부터 수지 및 레지스트 패턴을 제거하는 공정을 나타내는 도면이다.
도 16은 금속판에 국소적으로 생기는 변형부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 16의 금속판 변형부의 단면 형상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 증착 마스크에 장력을 가한 상태에서 프레임에 대한 증착 마스크의 위치를 조정하는 스패닝 공정의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19a는 증착 마스크를 프레임에 용접하는 용접 공정을 나타내는 도면이다.
도 19b는 용접 공정에 의해 형성된 용접부를 나타내는 도면이다.
도 20은 바람직하지 않은 용접부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 도 20의 용접부를 확대해 나타내는 도면이다.
도 22는 바람직한 용접부의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23은 도 22의 용접부를 확대해 나타내는 도면이다.
도 24는 용접부의 용접 강도를 측정하는 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 25는 예1 ~ 예16에 관한 금속판의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 26은 예1 ~ 예16에 관한 금속판의 두께 및 결정립의 에어리어 평균 단면적을 나타내는 산포도이다.
도 27은 선별된 복수의 금속판이 갖는 결정립의 평균 단면적의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 28은 선별된 복수의 금속판이 갖는 결정립의 평균 단면적의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 29는 선별된 복수의 금속판이 갖는 결정립의 평균 단면적의 분포의 일례를 나타내는 도면이다.
도 30은 예1 ~ 예16에 관한 금속판의 두께 및 결정립의 수 평균 단면적을 나타내는 산포도이다.
도 31은 예1 ~ 예16에 관한 금속판의 결정립의 에어리어 평균 단면적과 수 평균 단면적의 상관을 나타내는 도면이다.
본 명세서 및 본 도면에 있어서, 특별한 설명이 없는 한은, 「판」, 「시트」, 「필름」 등 용어는, 호칭의 차이에만 기초하여, 서로로부터 구별되는 것은 아니다. 예를 들어, 「판」은 시트나 필름이라고 불릴 수 있는 부재도 포함하는 개념이다. 또한, 「면(시트면, 필름면)」이란, 대상으로 되는 판형(시트형, 필름형)의 부재를 전체적이며 또한 대국적으로 본 경우에 있어서 대상으로 되는 판형 부재(시트형 부재, 필름형 부재)의 평면 방향과 일치하는 면을 가리킨다. 또한, 판형(시트형, 필름형)의 부재에 대해 사용하는 법선 방향이란, 당해 부재의 면(시트면, 필름면)에 대한 법선 방향을 가리킨다. 또한, 본 명세서 및 본 도면에 있어서, 특별한 설명이 없는 한은, 형상이나 기하학적 조건 및 그것들의 정도를 특정하는, 예를 들어 「평행」이나 「직교」 등의 용어나 길이나 각도의 값 등에 대해서는, 엄밀한 의미에 얽매이지 않고, 마찬가지 기능을 기대할 수 있을 정도의 범위를 포함하여 해석하기로 한다.
본 명세서 및 본 도면에 있어서, 어느 부재 또는 어느 영역 등의 어느 구성이, 다른 부재 또는 다른 영역 등의 다른 구성의 「위에(또는 아래에)」, 「상측에(또는 하측에)」 또는 「상방에(또는 하방에)」라고 하는 경우, 특별한 설명이 없는 한은, 어느 구성이 다른 구성에 직접적으로 접해 있는 경우뿐만 아니라, 어느 구성과 다른 구성 사이에 별도의 구성이 포함되어 있는 경우도 포함시켜 해석하기로 한다. 또한, 특별한 설명이 없는 한은, 위(또는 상측이나 상방) 또는 아래(또는 하측, 하방)라고 하는 어구를 사용하여 설명하는 경우가 있지만, 상하 방향이 역전되어도 된다.
본 명세서 및 본 도면에 있어서, 특별한 설명이 없는 한은, 동일 부분 또는 마찬가지의 기능을 갖는 부분에는 동일 부호 또는 유사 부호를 붙이고, 그 반복적 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 도면의 치수 비율은 설명의 편의상 실제의 비율과는 다른 경우나, 구성의 일부가 도면으로부터 생략되는 경우가 있다.
본 명세서 및 본 도면에 있어서, 특별한 설명이 없는 한은, 모순이 생기지 않는 범위에서, 그 다른 실시 형태나 변형예와 조합할 수 있다. 또한, 그 밖의 실시 형태끼리나, 그 다른 실시 형태와 변형예도, 모순이 생기지 않는 범위에서 조합할 수 있다. 또한, 변형예끼리도, 모순이 생기지 않는 범위에서 조합할 수 있다.
본 명세서 및 본 도면에 있어서, 특별한 설명이 없는 한은, 제조 방법 등의 방법에 관하여 복수의 공정을 개시하는 경우에, 개시되어 있는 공정 동안에, 개시되지 않은 그 밖의 공정이 실시되어도 된다. 또한, 개시되어 있는 공정의 순서는, 모순이 생기지 않는 범위에서 임의이다.
본 명세서 및 본 도면에 있어서, 특별한 설명이 없는 한은, 「~」라고 하는 기호에 의해 표현되는 수치 범위는, 「~」라고 하는 부호의 전후에 놓인 수치를 포함하고 있다. 예를 들어, 「34 ~ 38질량％」라고 하는 표현에 의해 획정되는 수치 범위는, 「34질량％ 이상이면서 38질량％ 이하」라고 하는 표현에 의해 획정되는 수치 범위와 동일하다.
본 명세서의 일 실시 형태에 있어서, 유기 EL 표시 장치를 제조할 때 유기 재료를 원하는 패턴으로 기판 상에 패터닝하기 위해 사용되는 증착 마스크나 그 제조 방법에 관한 예를 들어 설명한다. 단, 이와 같은 적용에 한정되지 않고, 여러 용도로 사용되는 증착 마스크에 대해, 본 실시 형태를 적용할 수 있다.
이하, 본 개시의 일 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하에 기재하는 실시 형태는 본 개시의 실시 형태의 일례이며, 본 개시는 이들 실시 형태만으로 한정하여 해석되는 것은 아니다.
우선, 대상물에 증착 재료를 증착시키는 증착 처리를 실시하는 증착 장치(90)에 대해, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 증착 장치(90)는, 그 내부에, 증착원(예를 들어 도가니(94)), 히터(96) 및 증착 마스크 장치(10)를 구비하고 있어도 된다. 또한, 증착 장치(90)는, 증착 장치(90)의 내부를 진공 분위기로 하기 위한 배기 수단을 더 구비하고 있어도 된다. 도가니(94)는, 유기 발광 재료 등의 증착 재료(98)를 수용한다. 히터(96)는, 도가니(94)를 가열하고, 진공 분위기 하에서 증착 재료(98)를 증발시킨다. 증착 마스크 장치(10)는, 도가니(94)와 대향하도록 배치되어 있다.
이하, 증착 마스크 장치(10)에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크 장치(10)는, 증착 마스크(20)와, 증착 마스크(20)를 지지하는 프레임(15)을 구비하고 있어도 된다. 프레임(15)은, 증착 마스크(20)가 휘어 버리는 일이 없도록, 증착 마스크(20)를 그 면 방향으로 잡아당긴 상태에서 지지한다. 증착 마스크 장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크(20)가, 증착 재료(98)를 부착시키는 대상물인 기판, 예를 들어 유기 EL 기판(92)에 대면하도록, 증착 장치(90) 내에 배치된다. 이하의 설명에 있어서, 증착 마스크(20)의 면 중 유기 EL 기판(92)측의 면을 제1 면(20a)이라고 칭하고, 제1 면(20a)의 반대측에 위치하는 면을 제2 면(20b)이라고 칭한다.
증착 장치(90)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유기 EL 기판(92)의, 증착 마스크(20)와 반대인 측의 면에 배치된 자석(93)을 구비하고 있어도 된다. 자석(93)을 마련함으로써, 자력에 의해 증착 마스크(20)를 자석(93)측으로 가까이 끌어 당기고, 증착 마스크(20)를 유기 EL 기판(92)에 밀착시킬 수 있다.
도 3은, 증착 마스크 장치(10)를 증착 마스크(20)의 제1 면(20a) 측으로부터 본 경우를 나타내는 평면도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크 장치(10)는, 복수의 증착 마스크(20)를 구비하고 있어도 된다. 각 증착 마스크(20)는, 1쌍의 긴 변(26) 및 1쌍의 짧은 변(27)을 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 각 증착 마스크(20)는, 직사각 형상의 형상을 가져도 된다. 각 증착 마스크(20)는, 1쌍의 짧은 변(27) 또는 그 근방의 부분에 있어서, 예를 들어 용접에 의해 프레임(15)에 고정되어 있어도 된다.
증착 마스크(20)는, 증착 마스크(20)를 관통하는 복수의 관통 구멍(25)이 형성된, 금속제 판형의 기재를 포함하고 있어도 된다. 도가니(94)로부터 증발하여 증착 마스크 장치(10)에 도달한 증착 재료(98)는, 증착 마스크(20)의 관통 구멍(25)을 통하여 유기 EL 기판(92)에 부착된다. 이에 따라, 증착 마스크(20)의 관통 구멍(25)의 위치에 대응한 원하는 패턴으로, 증착 재료(98)를 유기 EL 기판(92)의 표면에 성막할 수 있다.
도 2는, 도 1의 증착 장치(90)를 사용하여 제조한 유기 EL 표시 장치(100)를 나타내는 단면도이다. 유기 EL 표시 장치(100)는, 유기 EL 기판(92)과, 패턴형으로 마련된 증착 재료(98)를 포함하는 화소를 구비한다.
또한, 복수의 색에 의한 컬러 표시를 행하고자 하는 경우에는, 각 색에 대응하는 증착 마스크(20)가 탑재된 증착 장치(90)를 각각 준비하고, 유기 EL 기판(92)을 각 증착 장치(90)에 차례로 투입한다. 이에 의해, 예를 들어 적색용 유기 발광 재료, 녹색용 유기 발광 재료 및 청색용 유기 발광 재료를 차례로 유기 EL 기판(92)에 증착시킬 수 있다.
그런데, 증착 처리는, 고온 분위기가 되는 증착 장치(90)의 내부에서 실시되는 경우가 있다. 이 경우, 증착 처리하는 동안, 증착 장치(90)의 내부에 보유 지지되는 증착 마스크(20), 프레임(15) 및 유기 EL 기판(92)도 가열된다. 이 때, 증착 마스크(20), 프레임(15) 및 유기 EL 기판(92)은, 각각의 열 팽창 계수에 기초한 치수 변화의 거동을 나타내게 된다. 이 경우, 증착 마스크(20)나 프레임(15)과 유기 EL 기판(92)의 열 팽창 계수가 크게 다르면, 그것들의 치수 변화의 차이에 기인한 위치 어긋남이 생기고, 이 결과, 유기 EL 기판(92) 상에 부착되는 증착 재료의 치수 정밀도나 위치 정밀도가 저하되어 버린다.
이와 같은 과제를 해결하기 위해, 증착 마스크(20) 및 프레임(15)의 열 팽창 계수가, 유기 EL 기판(92)의 열 팽창 계수와 동등한 값인 것이 바람직하다. 예를 들어, 유기 EL 기판(92)으로서 유리 기판이 사용되는 경우, 증착 마스크(20) 및 프레임(15)의 주요한 재료로서, 니켈을 포함하는 철 합금을 사용할 수 있다. 철 합금은, 니켈에 첨가하여 코발트를 더 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 증착 마스크(20)를 구성하는 기재의 재료로서, 니켈 및 코발트의 함유량이 합계 30질량％ 이상이면서 54질량％ 이하이고, 또한 코발트의 함유량이 0질량％ 이상이면서 6질량％ 이하인 철 합금을 사용할 수 있다. 니켈 혹은 니켈 및 코발트를 포함하는 철 합금의 구체예로서는, 34질량％ 이상이면서 38질량％ 이하의 니켈을 포함하는 인바재, 30질량％ 이상이면서 34질량％ 이하의 니켈에 첨가하여 또한 코발트를 포함하는 슈퍼 인바재, 38질량％ 이상이면서 54질량％ 이하의 니켈을 포함하는 저열 팽창 Fe-Ni계 도금 합금 등을 들 수 있다.
또한 증착 처리 시에, 증착 마스크(20), 프레임(15) 및 유기 EL 기판(92)의 온도가 고온에 달하지는 않은 경우에는, 증착 마스크(20) 및 프레임(15)의 열 팽창 계수를, 유기 EL 기판(92)의 열 팽창 계수와 동등한 값으로 할 필요는 특별히 없다. 이 경우, 증착 마스크(20)를 구성하는 재료로서, 상술한 철 합금 이외의 재료를 사용해도 된다. 예를 들어, 크롬을 포함하는 철 합금 등, 상술한 니켈을 포함하는 철 합금 이외의 철 합금을 사용해도 된다. 크롬을 포함하는 철 합금으로서는, 예를 들어 소위 스테인리스라고 칭해지는 철 합금을 사용할 수 있다. 또한, 니켈이나 니켈-코발트 합금 등, 철 합금 이외의 합금을 사용해도 된다.
다음으로, 증착 마스크(20)에 대해 상세하게 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크(20)는, 증착 마스크(20)의 1쌍의 짧은 변(27)을 포함하는 1쌍의 귀부(耳部)(제1 귀부(17a) 및 제2 귀부(17b))와, 1쌍의 귀부(17a, 17b) 사이에 위치하는 중간부(18)를 구비하고 있어도 된다.
우선, 귀부(17a, 17b)에 대해 상세하게 설명한다. 귀부(17a, 17b)는, 증착 마스크(20) 중 프레임(15)에 고정되는 부분이다. 본 실시 형태에 있어서, 귀부(17a, 17b)는, 중간부(18)와 일체적으로 구성되어 있다. 또한, 귀부(17a, 17b)는, 중간부(18)와는 다른 부재에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 귀부(17a, 17b)는, 예를 들어 용접에 의해 중간부(18)에 접합시킨다.
(중간부)
다음에, 중간부(18)에 대해 설명한다. 중간부(18)는, 제1 면(20a)으로부터 제2 면(20b)에 이르는 관통 구멍(25)이 형성된, 적어도 하나의 유효 영역(22)과, 유효 영역(22)을 둘러싸는 주위 영역(23)을 포함하고 있어도 된다. 유효 영역(22)은, 증착 마스크(20) 중 유기 EL 기판(92)의 표시 영역에 대면하는 영역이다.
도 3에 도시하는 예에 있어서, 중간부(18)는, 증착 마스크(20)의 긴 변(26)에 따라 소정의 간격을 두고 배열된 복수의 유효 영역(22)을 포함한다. 하나의 유효 영역(22)은, 하나의 유기 EL 표시 장치(100)의 표시 영역에 대응한다. 이 때문에, 도 1에 도시하는 증착 마스크 장치(10)에 따르면, 유기 EL 표시 장치(100)의 다면부 증착이 가능하다. 또한, 하나의 유효 영역(22)이 복수의 표시 영역에 대응하는 경우도 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 유효 영역(22)은, 예를 들어 평면으로 보아 대략 사각형 형상, 더 정확하게는 평면으로 보아 대략 직사각 형상의 윤곽을 가지고 있어도 된다. 또한 도시하지는 않았지만, 각 유효 영역(22)은, 유기 EL 기판(92)의 표시 영역의 형상에 따라, 다양한 형상의 윤곽을 가질 수 있다. 예를 들어 각 유효 영역(22)은, 원 형상의 윤곽을 가져도 된다.
이하, 유효 영역(22)에 대해 상세하게 설명한다. 도 4는, 증착 마스크(20)의 제2 면(20b)측으로부터 유효 영역(22)을 확대해 도시하는 평면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 도시된 예에 있어서, 각 유효 영역(22)에 형성된 복수의 관통 구멍(25)은, 당해 유효 영역(22)에 있어서, 서로 직교하는 두 방향을 따라 각각 소정의 피치로 배열되어 있다.
도 5는, 도 4의 유효 영역(22)의 V-V 방향을 따른 단면도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 복수의 관통 구멍(25)은, 증착 마스크(20)의 법선 방향 N을 따른 한쪽 측이 되는 제1 면(20a)으로부터, 증착 마스크(20)의 법선 방향 N을 따른 다른 쪽 측이 되는 제2 면(20b)으로 관통하고 있다. 도시된 예에서는, 후에 상세하게 설명한 바와 같이, 증착 마스크(20)의 법선 방향 N에 있어서의 한쪽 측이 되는 금속판(64)의 제1 면(64a)에 제1 오목부(30)가 에칭에 의해 형성되고, 증착 마스크(20)의 법선 방향 N에 있어서의 다른 쪽 측이 되는 금속판(64)의 제2 면(64b)에 제2 오목부(35)가 형성된다. 제1 오목부(30)는, 제2 오목부(35)에 접속되고, 이에 의해 제2 오목부(35)와 제1 오목부(30)가 서로 통하도록 형성된다. 관통 구멍(25)은, 제2 오목부(35)와, 제2 오목부(35)에 접속된 제1 오목부(30)에 의해 구성되어 있다. 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 오목부(30)의 벽면(31)과, 제2 오목부(35)의 벽면(36)이란, 주위의 접속부(41)를 통하여 접속되어 있다. 접속부(41)는, 증착 마스크(20)의 평면으로 보아 관통 구멍(25)의 개구 면적이 최소가 되는 관통부(42)를 구획 형성한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크(20)의 제1 면(20a) 측에 있어서, 인접하는 두 관통 구멍(25)은, 금속판(64)의 제1 면(64a)을 따라 서로로부터 이격되어 있다. 증착 마스크(20)의 제2 면(20b)측에 있어서도, 인접하는 두 제2 오목부(35)가, 금속판(64)의 제2 면(64b)을 따라 서로로부터 이격되어 있어도 된다. 즉, 인접하는 두 제2 오목부(35)의 사이에 금속판(64)의 제2 면(64b)이 잔존하고 있어도 된다. 이하의 설명에 있어서, 금속판(64)의 제2 면(64b)의 유효 영역(22) 중 에칭되지 않고 남아 있는 부분을, 톱부(43)라고도 칭한다. 이와 같은 톱부(43)가 남도록 증착 마스크(20)를 제작함으로써, 증착 마스크(20)에 충분한 강도를 갖게 할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 반송 중 등에 증착 마스크(20)가 파손되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 또한 톱부(43)의 폭 β가 너무 넓으면, 증착 공정에 있어서 섀도우가 발생하고, 이에 의해 증착 재료(98)의 이용 효율이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 톱부(43)의 폭β가 과잉으로 커지지 않도록 증착 마스크(20)가 제작되는 것이 바람직하다. 섀도우란, 유기 EL 기판(92) 등의 증착 대상물 중 증착 마스크(20)의 관통 구멍과 겹쳐 있는 영역에 대한 증착 재료의 부착이, 증착 마스크(20)의 제2 면(20b)이나 벽면에 의해 저해되는 현상이다.
도 1에 도시하는 바와 같이 증착 마스크 장치(10)가 증착 장치(90)에 수용된 경우, 도 5에 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 증착 마스크(20)의 제1 면(20a)이, 유기 EL 기판(92)에 대면하고, 증착 마스크(20)의 제2 면(20b)이, 증착 재료(98)를 보유 지지한 도가니(94)측에 위치한다. 따라서, 증착 재료(98)는, 점차 개구 면적이 작아져 가는 제2 오목부(35)를 통과하여 유기 EL 기판(92)에 부착된다. 도 5에 있어서 제2 면(20b)측으로부터 제1 면(20a)을 향하는 화살표로 나타내는 바와 같이, 증착 재료(98)는, 도가니(94)로부터 유기 EL 기판(92)을 향하여 유기 EL 기판(92)의 법선 방향 N을 따라 이동할 뿐만 아니라, 유기 EL 기판(92)의 법선 방향 N에 대해 크게 경사진 방향으로 이동하기도 한다. 이 때, 증착 마스크(20)의 두께가 두꺼우면, 비스듬하게 이동하는 증착 재료(98)가, 톱부(43), 제2 오목부(35)의 벽면(36)이나 제1 오목부(30)의 벽면(31)에 걸리기 쉬워지고, 이 결과, 관통 구멍(25)을 통과할 수 없는 증착 재료(98)의 비율이 많아진다. 따라서, 증착 재료(98)의 이용 효율을 높이기 위해서는, 증착 마스크(20)의 두께 t를 얇게 하고, 이에 의해, 제2 오목부(35)의 벽면(36)이나 제1 오목부(30)의 벽면(31)의 높이를 낮게 하는 것이 바람직하다고 생각된다. 즉, 증착 마스크(20)를 구성하기 위한 금속판(64)으로서, 증착 마스크(20)의 강도를 확보할 수 있는 범위 내에서 가능한 한 두께 t가 얇은 금속판(64)을 사용하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 이 점을 고려하여, 본 실시 형태에 있어서, 증착 마스크(20)의 두께 t는, 예를 들어 30㎛ 이하, 바람직하게는 25㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 20㎛ 이하로 되어 있다. 증착 마스크(20)의 두께 t는, 18㎛ 이하여도 되고, 15㎛ 이하여도 된다. 한편, 증착 마스크(20)의 두께가 너무 얇아지면, 증착 마스크(20)의 강도가 저하되어, 증착 마스크(20)에 손상이나 변형이 생기기 쉬워진다. 이 점을 고려하여, 증착 마스크(20)의 두께 t는, 5㎛ 이상이어도 되고, 7㎛ 이상이어도 되고, 10㎛ 이상이어도 되고, 13㎛ 이상이어도 되고, 15㎛ 이상이어도 된다. 또한 두께 t는, 주위 영역(23)의 두께, 즉 증착 마스크(20) 중 제1 오목부(30) 및 제2 오목부(35)가 형성되지 않은 부분의 두께이다. 따라서 두께 t는, 금속판(64)의 두께라고 할 수도 있다.
증착 마스크(20)의 두께 t의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 증착 마스크(20)의 두께 t는, 5㎛ 이상 30㎛ 이하여도 되고, 7㎛ 이상 25㎛ 이하여도 되고, 10㎛ 이상 20㎛ 이하여도 되고, 13㎛ 이상 18㎛ 이하여도 된다. 또한, 증착 마스크(20)의 두께 t의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 증착 마스크(20)의 두께 t는, 25㎛ 이상 300㎛ 이하여도 된다. 또한, 증착 마스크(20)의 두께 t의 범위는, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 증착 마스크(20)의 두께 t는, 5㎛ 이상 7㎛ 이하여도 된다.
도 5에 있어서, 관통 구멍(25)의 최소 개구 면적을 갖는 부분이 되는 접속부(41)와, 제2 오목부(35)의 벽면(36)의 다른 임의의 위치를 통과하는 직선 L1이, 증착 마스크(20)의 법선 방향 N에 대하여 이루는 최소 각도가, 부호 θ1로 나타나 있다. 비스듬히 이동하는 증착 재료(98)를, 벽면(36)에 도달시키지 않고 가능한 한 유기 EL 기판(92)에 도달시키기 위해서는, 각도 θ1을 크게 하는 것이 유리해진다. 각도 θ1을 크게 함에 있어서는, 증착 마스크(20)의 두께 t를 얇게 하는 것 이외에도, 상술한 톱부(43)의 폭 β를 좁게 하는 것도 유효하다.
도 5에 있어서, 부호 α는, 금속판(64)의 제1 면(64a)의 유효 영역(22) 중 에칭되지 않고 남아 있는 부분(이하, 리브부라고도 칭함)의 폭을 나타내고 있다. 리브부의 폭 α 및 관통부(42)의 치수 r은, 유기 EL 표시 장치의 치수 및 표시 화소수에 따라서 적절히 정해진다. 예를 들어, 리브부의 폭 α는 5㎛ 이상이면서 40㎛ 이하이고, 관통부(42)의 치수 r은 10㎛ 이상이면서 60㎛ 이하이다.
리브부의 폭 α는, 10㎛ 이상이어도 되고, 15㎛ 이상이어도 되고, 20㎛ 이상이어도 된다. 또한, 리브부의 폭 α는, 35㎛ 이하여도 되고, 30㎛ 이하여도 되고, 25㎛ 이하여도 된다. 리브부의 폭 α의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 리브부의 폭 α는, 10㎛ 이상 35㎛ 이하여도 되고, 15㎛ 이상 30㎛ 이하여도 되고, 20㎛ 이상 25㎛ 이하여도 된다. 또한, 리브부의 폭 α의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 리브부의 폭 α는, 35㎛ 이상 40㎛ 이하여도 된다. 또한, 리브부의 폭 α의 범위는, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 리브부의 폭 α는, 5㎛ 이상 10㎛ 이하여도 된다.
관통부(42)의 치수 r은, 15㎛ 이상이어도 되고, 20㎛ 이상이어도 되고, 25㎛ 이상이어도 되고, 30㎛ 이상이어도 된다. 또한, 관통부(42)의 치수 r의 하한은, 상술한 10㎛보다도 작아도 된다. 예를 들어, 관통부(42)의 치수 r은, 5㎛ 이상이어도 된다. 또한, 관통부(42)의 치수 r은, 55㎛ 이하여도 되고, 50㎛ 이하여도 되고, 45㎛ 이하여도 되고, 40㎛ 이하여도 되고, 35㎛ 이하여도 된다. 관통부(42)의 치수 r의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 관통부(42)의 치수 r은, 15㎛ 이상 55㎛ 이하여도 되고, 20㎛ 이상 50㎛ 이하여도 되고, 25㎛ 이상 45㎛ 이하여도 되고, 30㎛ 이상 40㎛ 이하여도 되고, 30㎛ 이상 35㎛ 이하여도 된다. 또한, 관통부(42)의 치수 r의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 관통부(42)의 치수 r은, 55㎛ 이상 60㎛ 이하여도 된다. 또한, 관통부(42)의 치수 r의 범위는, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 관통부(42)의 치수 r은, 5㎛ 이상 10㎛ 이하여도 된다.
또한, 도 4 및 도 5에 있어서는, 인접하는 두 제2 오목부(35) 사이에 금속판(64)의 제2 면(64b)이 잔존하고 있는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 도시는 하지 않지만, 인접하는 두 제2 오목부(35)가 접속되도록 에칭이 실시되어도 된다. 즉, 인접하는 두 제2 오목부(35) 사이에, 금속판(64)의 제2 면(64b)이 잔존하고 있지 않은 장소가 존재하고 있어도 된다.
다음에, 증착 마스크(20)를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
처음에, 증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는, 금속판이, 니켈을 포함하는 철합금의 압연재를 포함하는 예에 대하여 설명한다. 압연재는, 30㎛ 이하의 두께를 갖고 있어도 된다. 또한, 압연재는, 30질량％ 이상이면서 38질량％ 이하의 니켈과, 0질량％ 이상 6질량％ 이하의 코발트와, 잔부의 철과, 불가피한 불순물을 포함하고 있어도 된다.
먼저, 철 및 니켈 그리고 그 밖의 원재료를 준비한다. 예를 들어, 원재료 전체에 대한 철의 비율 및 니켈의 비율이 각각 약 64중량％ 및 약 36중량％가 되도록, 각 원재료를 준비한다. 계속해서, 각 원재료를 필요에 따라서 분쇄한 후, 각 원재료를 용해로에서 용해하는 용해 공정을 실시한다. 예를 들어, 아크 방전 등의 기체 방전을 이용하여 각 원재료를 용해하여 혼합한다. 이에 의해, 금속판을 위한 모재를 얻을 수 있다.
용해 시의 온도는, 원재료에 따라서 설정하지만, 예를 들어 1500℃ 이상이다. 용해 공정은, 탈산, 탈수, 탈질소 등을 위해 알루미늄, 망간, 실리콘 등을 용해로에 투입하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 또한, 용해 공정은, 대기압보다도 낮은 저압 상태에서, 아르곤 가스 등의 불활성 가스의 분위기 하에서 실시해도 된다.
모재를 용해로로부터 취출한 후, 모재의 표면을 깎아내는 연삭 공정을 실시해도 된다. 이에 의해, 스케일 등의 산화물의 피막을 제거할 수 있다. 구체적인 연삭 방법은 특별히는 한정되지 않지만, 숫돌차를 회전시켜 모재의 표면을 깎는, 소위 그라인딩법이나, 모재를 절삭구에 압입하여 모재의 표면을 깎는, 소위 압입법 등을 채용할 수 있다. 연삭 공정은, 모재의 두께가 균일하게 되도록 실시되어도 된다.
계속해서, 도 6에 도시한 바와 같이, 니켈을 포함하는 철합금으로 구성된 모재(60)를 압연하는 압연 공정을 실시한다. 예를 들어, 한 쌍의 압연 롤(워크 롤)(66a, 66b)을 포함하는 압연 장치(66)를 향하여, 화살표 D1로 나타내는 방향으로 인장 장력을 가하면서 반송한다. 한 쌍의 압연 롤(66a, 66b) 사이에 도달한 모재(60)는, 한 쌍의 압연 롤(66a, 66b)에 의해 압연되고, 이 결과, 모재(60)는, 그 두께가 저감됨과 함께, 반송 방향을 따라서 연신된다. 이에 의해, 소정의 두께를 갖는 금속판(64)을 얻을 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 금속판(64)을 코어(61)에 권취함으로써 권취체(62)를 형성해도 된다.
또한, 도 6은 압연 공정의 개략을 도시하는 것에 지나지 않고, 압연 공정을 실시하기 위한 구체적인 구성이나 수순이 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 압연 공정은, 모재(60)를 구성하는 철합금의 결정 배열을 변화시키는 온도 이상의 온도에서 모재를 가공하는 열간 압연 공정이나, 철합금의 결정 배열을 변화시키는 온도 이하의 온도에서 모재를 가공하는 냉간 압연 공정을 포함하고 있어도 된다. 또한, 한 쌍의 압연 롤(66a, 66b) 사이에 모재(60)나 금속판(64)을 통과시킬 때의 방향이 일방향으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 있어서, 지면 좌측으로부터 우측 방향, 및 지면 우측으로부터 좌측 방향으로 반복하여 모재(60)나 금속판(64)을 한 쌍의 압연 롤(66a, 66b) 사이에 통과시킴으로써, 모재(60)나 금속판(64)을 점차 압연해도 된다.
압연 공정에 있어서는, 압하율을 조정함으로써, 금속판(64)에 포함되는 결정립의 치수를 조정할 수 있다. 예를 들어, 압하율을 높게 함으로써, 금속판(64)에 포함되는 결정립의 치수를 작게 할 수 있다. 결정립의 치수를 작게 함에 있어서는, 압하율을 최댓값으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 압하율을 낮게 함으로써, 금속판(64)에 포함되는 결정립의 치수를 크게 할 수 있다.
압하율은, 하기의 식에 의해 산출된다.
압하율(％)=((T1-T2)/T1)×100
T1은, 압연 공정이 실시되기 전의 금속판(64)의 두께이며, T2는, 압연 공정이 실시된 후의 금속판(64)의 두께이다.
압연 공정에 있어서의 금속판(64)의 압하율은, 바람직하게는 70％ 이상이다. 이에 의해, 후술하는 바와 같이, 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적을 50㎛2 이하로 할 수 있다. 압연 공정에 있어서의 금속판(64)의 압하율은, 75％ 이상이어도 되고, 80％ 이상이어도 되고, 85％ 이상이어도 된다. 또한, 압연 공정에 있어서의 금속판(64)의 압하율은, 바람직하게는 95％ 이하이다. 이에 의해, 후술하는 바와 같이, 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적을 50㎛2 이하로 할 수 있다. 압연 공정에 있어서의 금속판(64)의 압하율은, 90％ 이하여도 되고, 85％ 이하여도 된다.
압연 공정에 있어서의 금속판(64)의 압하율의 범위는, 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압하율은, 70％ 이상 95％ 이하여도 되고, 75％ 이상 90％ 이하여도 되고, 80％ 이상 85％ 이하여도 된다. 또한, 압연 공정에 있어서의 금속판(64)의 압하율의 범위는, 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압하율은, 90％ 이상 95％ 이하여도 된다. 또한, 압연 공정에 있어서의 금속판(64)의 압하율의 범위는, 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압하율은, 70％ 이상 75％ 이하여도 된다.
압연 공정에 있어서는, 압연 속도, 즉 금속판(64)의 반송 속도를 조정해도 된다. 예를 들어, 압연 속도를 증가시키면, 금속판(64)과 압연 롤(66a, 66b) 사이에 혼입되는 압연 오일의 양이 증가된다. 이에 의해, 금속판(64)의 표면에 오일 피트가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이, 금속판(64)의 반송 속도를 조정함으로써, 금속판(64)의 표면의 오일 피트의 밀도 등을 제어할 수 있다. 압연 속도는, 50m/분 이상이어도 되고, 70m/분 이상이어도 되고, 100m/분 이상이어도 된다. 또한, 압연 속도는, 바람직하게는 200m/분 이하이다. 압연 속도는, 150m/분 이하여도 되고, 100m/분 이하여도 되고, 80m/분 이하여도 된다.
압연 속도는, 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압연 속도는, 30m/분 이상 200m/분 이하여도 되고, 50m/분 이상 150m/분 이하여도 된다. 또한, 압연 속도의 범위는, 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압연 속도는, 150m/분 이상 200m/분 이하여도 되고, 100m/분 이상 150m/분 이하여도 된다. 또한, 압연 속도의 범위는, 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압연 속도의 범위는, 30m/분 이상 50m/분 이하여도 되고, 50m/분 이상 70m/분 이하여도 된다. 압연 속도는, 바람직하게는 30m/분 이상 200m/분 이하이고, 보다 바람직하게는 30m/분 이상 150m/분 이하이고, 보다 바람직하게는 30m/분 이상 100m/분 이하이고, 보다 바람직하게는 30m/분 이상 80m/분 이하이다.
또한, 압연 롤의 직경을 조정해도 된다. 예를 들어, 압연 롤의 직경을 증가시키면, 금속판(64)의 표면에 형성되는 오일 피트가 증가된다. 이와 같이, 압연 롤의 직경을 조정함으로써, 금속판(64)의 표면의 오일 피트의 밀도 등을 제어할 수 있다. 압연 롤의 직경은, 바람직하게는 28㎜ 이상이다. 압연 롤의 직경은, 40㎜ 이상이어도 되고, 50㎜ 이상이어도 된다. 또한, 압연 롤의 직경은, 바람직하게는 150㎜ 이하이다. 압연 롤의 직경은, 120㎜ 이하여도 되고, 100㎜여도 되고, 80㎜ 이하여도 된다.
압연 롤의 직경의 범위는, 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압연 롤의 직경은, 28㎜ 이상 150㎜ 이하여도 되고, 40㎜ 이상 120㎜ 이하여도 된다. 또한, 압연 롤의 직경의 범위는, 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압연 롤의 직경은, 120㎜ 이상 150㎜ 이하여도 된다. 또한, 압연 롤의 직경의 범위는, 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 압연 롤의 직경은, 28㎜ 이상 40㎜ 이하여도 된다. 압연 롤의 직경은, 바람직하게는 28㎜ 이상 150㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 40㎜ 이상 120㎜ 이하이며, 보다 바람직하게는 50㎜ 이상 100㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 50㎜ 이상 80㎜ 이하이다.
또한, 압연 공정에 있어서는, 금속판(64)의 형상을 조정하기 위해 압연 액추에이터의 압력을 조정해도 된다. 또한, 압연 롤(워크 롤)(66a, 66b)에 더하여 백업 롤의 형상을 적절히 조정해도 되고, 백업 롤의 위치를 판 폭 방향으로 적절히 조정해도 된다.
또한, 냉간 압연 공정에 있어서는, 모재(60)와 압연 롤(66a, 66b) 사이에 등유나 니트유 등의 냉각제를 공급해도 된다. 이에 의해, 모재의 온도를 제어할 수 있다.
또한, 냉각제를 적절하게 선택함으로써, 금속판(64)의 표면에 형성되는 오일 피트나 압연 줄무늬의 수, 면적 등을 조정할 수 있다. 예를 들어, 냉각제로서 니트유를 사용할 수 있다. 니트유는, 압연 시의 점도의 상승이 발생하기 어렵다는 특성을 갖는다. 이 때문에, 냉각제로서 니트유를 사용함으로써, 금속판(64)과 압연 롤(66a, 66b) 사이에 혼입되는 냉각제의 양을 저감할 수 있다. 이에 의해, 금속판(64)의 표면에 오일 피트가 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 압연 롤의 표면 조도를 적절하게 선택함으로써도, 금속판(64)의 표면에 형성되는 오일 피트나 압연 줄무늬의 수, 면적 등을 조정할 수 있다. 예를 들어, 압연 롤의 표면 조도 Ra를 작게 함으로써, 금속판(64)의 표면에 압연 줄무늬가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 압연 롤의 표면 조도 Ra는, 바람직하게는 0.2㎛ 이하이다. 압연 롤의 표면 조도 Ra는, 0.15㎛ 이하여도 되고, 0.1㎛ 이하여도 되고, 0.05㎛ 이하여도 된다. 압연 롤의 표면 조도 Rz는, 바람직하게는 2.0㎛ 이하이다. 압연 롤의 표면 조도 Rx는, 1.5㎛ 이하여도 되고, 1.0㎛ 이하여도 되고, 0.5㎛ 이하여도 된다. 또한, 압연 롤의 표면 조도 Rz는, 바람직하게는 2.0㎛ 이하이다. 압연 롤의 표면 조도 Rz는, 1.5㎛ 이하여도 되고, 1.0㎛ 이하여도 되고, 0.5㎛ 이하여도 된다. 표면 조도 Ra, Rz는, JIS B 0601:2013에 기초하여 측정된다.
또한, 압연 공정의 전후, 또는 압연 공정 동안에 모재(60) 또는 금속판(64)의 품질이나 특성을 분석하는 분석 공정을 실시해도 된다. 예를 들어, 형광 X선을 모재(60) 또는 금속판(64)에 조사하여 조성을 분석해도 된다. 또한, 열기계 분석(TMA: Thermomechanical Analysis)에 의해 모재(60) 또는 금속판(64)의 열팽창량을 측정해도 된다.
(어닐 공정)
그 후, 압연에 의해 금속판(64) 내에 축적된 잔류 응력을 제거하기 위해, 도 7에 도시한 바와 같이, 어닐 장치(67)를 사용하여 금속판(64)을 어닐하는 어닐 공정을 실시해도 된다. 어닐 공정은, 도 7에 도시한 바와 같이, 금속판(64)을 반송 방향(긴 변 방향)으로 인장하면서 실시되어도 된다. 즉, 어닐 공정은, 소위 뱃치식의 어닐링이 아니라, 반송하면서 행해지는 연속 어닐링으로서 실시되어도 된다. 이 경우, 금속판(64)에 좌굴 꺾임 등의 변형이 발생하는 것을 억제하도록 온도나 반송 속도를 설정하는 것이 바람직하다. 어닐 공정을 실시함으로써, 잔류 왜곡이 어느 정도 제거된 금속판(64)을 얻을 수 있다. 또한, 도 7에 있어서는, 어닐 공정 시에 금속판(64)을 수평 방향으로 반송하는 예를 도시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 어닐 공정 시에 금속판(64)을, 수직 방향 등의 그 밖의 방향으로 반송해도 된다.
어닐 공정의 조건은, 금속판(64)의 두께나 압하율 등에 따라서 적절하게 설정되지만, 예를 들어 500℃ 이상 600℃ 이하의 범위 내에서 30초 이상 90초 이하에 걸쳐 어닐 공정이 실시된다. 또한 상기 초수는, 어닐 장치(67) 중에서 소정의 온도로 조정된 공간을 금속판(64)이 통과하는 데 요하는 시간을 나타내고 있다. 어닐 공정의 온도는, 금속판(64)의 연화가 발생하지 않도록 설정되어도 된다.
어닐 공정의 온도의 하한은, 상술한 500℃보다도 낮아도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 온도는, 400℃ 이상이어도 되고, 450℃ 이상이어도 된다. 또한, 어닐 공정의 온도의 상한은, 상술한 600℃보다도 높아도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 온도는, 700℃ 이하여도 되고, 650℃ 이하여도 된다. 또한, 어닐 공정의 온도의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 온도는, 400℃ 이상 700℃ 이하여도 되고, 450℃ 이상 650℃ 이하여도 된다. 또한, 어닐 공정의 온도의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 온도는, 650℃ 이상 700℃ 이하여도 된다. 또한, 어닐 공정의 온도의 범위는, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 온도는, 400℃ 이상 450℃ 이하여도 된다.
어닐 공정의 시간은, 40초 이상이어도 되고, 50초 이상이어도 된다. 또한, 어닐 공정의 시간의 하한은, 상술한 30초보다도 짧아도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 시간은, 10초 이상이어도 되고, 20초 이상이어도 된다. 또한, 어닐 공정의 시간은, 80초 이하여도 되고, 70초 이하여도 되고, 60초 이하여도 된다. 또한, 어닐 공정의 시간의 상한은, 상술한 90초보다도 길어도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 시간은, 100초 이하여도 된다. 또한, 어닐 공정의 시간의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 하나와, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 시간은, 10초 이상 100초 이하여도 되고, 20초 이상 90초 이하여도 되고, 30초 이상 80초 이하여도 되고, 40초 이상 70초 이하여도 되고, 50초 이상 60초 이하여도 된다. 또한, 어닐 공정의 시간의 범위는, 상술한 복수의 상한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 시간은, 90초 이상 100초 이하여도 된다. 또한, 어닐 공정의 시간의 범위는, 상술한 복수의 하한의 후보값 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 어닐 공정의 시간은, 10초 이상 20초 이하여도 된다.
어닐 공정의 시간은, 어닐 공정의 온도에 따라서 정해져도 된다. 예를 들어 어닐 공정의 온도가 높은 경우에는, 결정립의 성장이 빠르게 진행되므로, 어닐 공정의 시간이 너무 길면, 결정립의 평균 단면적이 후술하는 50㎛2 등의 제2 역치를 초과하기 쉬워진다. 이 점을 고려하여, 어닐 공정의 시간의 상한은, 결정립의 평균 단면적이 제2 역치를 초과하지 않도록, 어닐 공정의 온도에 따라서 정해져도 된다. 어닐 공정의 온도에 따라서 정해지는, 어닐 공정의 시간의 상한의 예를 이하에 나타낸다.
·350℃ 초과 400℃ 이하: 12시간 이하
·400℃ 초과 450℃ 이하: 30분 이하
·450℃ 초과 500℃ 이하: 10분 이하
·500℃ 초과 550℃ 이하: 5분 이하
·550℃ 초과 600℃ 이하: 3분 이하
·600℃ 초과 650℃ 이하: 1분 이하
바람직하게는 상술한 어닐 공정은, 비환원 분위기나 불활성 가스 분위기에서 실시된다. 여기서 비환원 분위기란, 수소 등의 환원성 가스를 포함하지 않는 분위기이다. 「환원성 가스를 포함하지 않는」이란, 수소 등의 환원성 가스의 농도가 10％ 이하인 것을 의미하고 있다. 어닐 공정에 있어서, 환원성 가스의 농도는, 8％ 이하여도 되고, 6％ 이하여도 되고, 4％ 이하여도 되고, 2％ 이하여도 되고, 1％ 이하여도 된다. 또한 불활성 가스 분위기란, 아르곤 가스, 헬륨 가스, 질소 가스 등의 불활성 가스의 농도가 90％ 이상인 분위기이다. 어닐 공정에 있어서, 불활성 가스의 농도는, 92％ 이상이어도 되고, 94％ 이상이어도 되고, 96％ 이상이어도 되고, 98％ 이상이어도 되고, 99％ 이상이어도 된다. 비환원 분위기나 불활성 가스 분위기에서 어닐 공정을 실시함으로써, 니켈 수산화물 등의 니켈 화합물이 금속판(64)의 표면층에 생성되는 것을 억제할 수 있다. 어닐 장치(67)는, 불활성 가스의 농도를 모니터하는 기구나, 불활성 가스의 농도를 조정하는 기구를 갖고 있어도 된다.
어닐 공정 전에, 금속판(64)을 세정하는 세정 공정을 실시해도 된다. 이에 의해, 어닐 공정 시에 금속판(64)의 표면에 이물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 세정을 위한 세정액으로서는, 예를 들어 탄화수소계의 액을 사용할 수 있다.
또한 도 7에 있어서는, 어닐 공정이, 금속판(64)을 긴 변 방향으로 인장하면서 실시되는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 어닐 공정을, 금속판(64)이 코어(61)에 권취된 상태에서 실시해도 된다. 즉 뱃치식의 어닐링이 실시되어도 된다. 또한, 금속판(64)이 코어(61)에 권취된 상태에서 어닐 공정을 실시하는 경우, 금속판(64)에, 권취체(62)의 권취 직경을 따른 휘려는 성질을 갖게 되어버리는 경우가 있다. 따라서, 권취체(62)의 권취 직경이나 모재(60)를 구성하는 재료에 따라서는, 금속판(64)을 긴 변 방향으로 인장하면서 어닐 공정을 실시하는 것이 유리하다.
그 후, 금속판(64)의 폭이 소정의 범위 내가 되도록, 압연 공정에 의해 얻어진 금속판(64)의 폭 방향에 있어서의 양단을 각각 소정의 범위에 걸쳐 잘라내는 슬릿 공정을 실시해도 된다. 이 슬릿 공정은, 압연에 기인하여 금속판(64)의 양단에 발생할 수 있는 크랙을 제거하기 위해 실시된다. 이와 같은 슬릿 공정을 실시함으로써, 금속판(64)이 파단되어 버리는 현상, 소위 판 끊어짐이, 크랙을 기점으로 하여 발생해 버리는 것을 방지할 수 있다.
슬릿 공정에 있어서 잘라내는 부분의 폭은, 슬릿 공정 후의 금속판(64)의 형상이, 폭 방향에 있어서 좌우 대칭이 되도록 조정되어도 된다. 또한, 슬릿 공정을, 상술한 어닐 공정 전에 실시해도 된다.
또한, 상술한 압연 공정, 어닐 공정 및 슬릿 공정 중 적어도 두 공정을 복수회 반복함으로써, 소정의 두께의 긴 형상의 금속판(64)을 제작해도 된다.
어닐 공정 후, 금속판(64)의 단면에 나타나는 결정립의 치수를 검사하는 결정립 검사 공정을 실시한다. 구체적으로는, 결정립의 평균 단면적이 제1 역치 이상이면서 제2 역치 이하인지 여부를 검사한다. 이하, 이와 같은 검사를 실시하는 것의 배경에 대하여 설명한다.
본건 발명자들이 예의 연구를 행한바, 금속판(64)의 두께가 얇아지면, 금속판(64)이나 금속판(64)으로부터 제조된 증착 마스크(20)에 특정 변형부가 형성되기 쉬워진다는 것을 알아냈다. 변형부는, 예를 들어 국소적인 돌기나 오목부 등이다. 변형부는, 예를 들어 증착 마스크(20)의 제조 공정에 있어서 금속판(64)을 반송할 때나, 금속판(64)으로부터 제조된 증착 마스크(20)를 취급할 때 발생한다. 변형부는, 금속판(64)의 두께가 얇아질수록 발생하기 쉬워진다. 예를 들어, 금속판(64)의 두께가 30㎛ 이하인 경우에 발생하기 쉽고, 25㎛ 이하인 경우에 더 발생하기 쉽고, 20㎛ 이하인 경우에 더더욱 발생하기 쉽다.
금속판(64)의 두께가 얇은 경우에 변형이 발생하기 쉬워지는 원인으로서는, 금속판(64)의 강도의 저하가 생각된다. 한편, 금속판(64)의 두께가 얇은 경우에도 금속판(64)의 강도를 확보하는 방법으로서는, 금속판(64)의 결정립의 치수를 작게 하는 것이 생각된다.
결정립의 치수의 지표로서는, 결정립의 입경, 결정립의 단면적, 결정립의 체적 등이 생각된다. 여기서, 본건 발명자들이 예의 연구를 행한바, 30㎛ 이하의 두께를 갖는 금속판(64)의 결정립의 치수를 정량적으로 파악하는 방법으로서, 전자선 후방 산란 회절법(이하, EBSD(Electron Backscatter Diffraction Patterns)법이라고도 칭함)에 기초하여 결정립의 평균 단면적을 산출하는 방법이, 정밀도 등의 점에서 우수하다는 것을 알아냈다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 제2 역치 이하인지 여부를 검사하는 것을 제안한다. 제2 역치는, 금속판(64)에 요구되는 강도에 따라서 결정되지만, 예를 들어 50㎛2이다. 제2 역치는, 45㎛2여도 되고, 40㎛2여도 되고, 35㎛2여도 되고, 30㎛2여도 되고, 25㎛2여도 되고, 20㎛2여도 된다. 금속판(64)의 두께가 보다 얇은 경우, 보다 작은 제2 역치가 채용되어도 된다. 예를 들어, 금속판(64)의 두께가 20㎛ 이하인 경우, 예를 들어 20㎛ 미만이나 15㎛ 이하인 경우, 제2 역치는, 예를 들어 20㎛2이며, 15㎛2여도 되고, 10㎛2여도 된다. EBSD법에 의한 측정 방법의 상세에 대해서는 후술한다.
한편, 본건 발명자들이 예의 연구를 행한바, 금속판(64)의 결정립의 치수가 너무 작아지면, 금속판(64)의 용접성이 저하된다는 것을 알아냈다. 예를 들어, 금속판(64)으로부터 제조된 증착 마스크(20)를 프레임(15)에 용접할 때, 금속판(64)의 표면에 크랙이 발생하기 쉬워진다는 것을 알아냈다. 이 점을 고려하여, 본 실시 형태에 있어서는, 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 제1 역치 이상인지 여부를 검사하는 것을 제안한다. 제1 역치는, 금속판(64)에 요구되는 용접성에 따라서 결정되지만, 예를 들어 0.5㎛2이다. 제1 역치는, 2㎛2여도 되고, 5㎛2여도 되고, 10㎛2여도 되고, 15㎛2여도 되고, 20㎛2여도 된다.
또한, 평균 단면적의 타입으로서는 후술하는 에어리어 평균 단면적이나 수 평균 단면적 등을 들 수 있지만, 상술한 제1 역치, 제2 역치에 의해 바람직한 범위가 정해지는 평균 단면적은 에어리어 평균 단면적이다. 이하의 설명에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한 「평균 단면적」은 「에어리어 평균 단면적」을 의미한다.
평균 단면적으로서 수 평균 단면적을 채용하는 경우, 30㎛ 이하의 두께를 갖는 금속판(64)에 있어서, 제2 역치는, 예를 들어 3.2㎛2이며, 3.0㎛2여도 되고, 2.5㎛2여도 되고, 2.0㎛2여도 되고, 1.8㎛2여도 되고, 1.6㎛2여도 되고, 1.4㎛2여도 된다. 금속판(64)의 두께가 20㎛ 이하인 경우, 예를 들어 20㎛ 미만이나 15㎛ 이하인 경우, 제2 역치는, 예를 들어 1.6㎛2이며, 1.42㎛2여도 되고, 1.2㎛2여도, 1.0㎛2여도 된다. 또한, 제1 역치는, 예를 들어 0.2㎛2이며, 0.4㎛2여도 되고, 0.6㎛2여도 되고, 0.8㎛2여도 되고, 1.0㎛2여도 되고, 1.2㎛2여도 된다.
검사 공정에 있어서는, 예를 들어 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하인 금속판(64)을, 합격으로 판정한다. 또한, 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 미만이거나, 또는 50㎛2를 초과하는 금속판(64)을, 불합격으로 판정한다.
검사 공정에 있어서 합격으로 판정되는 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적의 범위는, 상한을 규정하는 상술한 복수의 제2 역치의 후보 중 임의의 하나와, 하한을 규정하는 상술한 복수의 하한의 제1 역치의 후보 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 합격으로 판정되는 금속판(64), 즉 선별된 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적은, 2㎛2 이상 45㎛2 이하여도 되고, 5㎛2 이상 40㎛2 이하여도 되고, 10㎛2 이상 35㎛2 이하여도 되고, 15㎛2 이상 30㎛2 이하여도 되고, 20㎛2 이상 25㎛2 이하여도 된다. 또한, 선별된 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적의 범위는, 상한을 규정하는 상술한 복수의 제2 역치의 후보 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 선별된 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적은, 45㎛2 이상 50㎛2 이하여도 된다. 또한, 선별된 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적의 범위는, 하한을 규정하는 상술한 복수의 제1 역치의 후보 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해져도 된다. 예를 들어, 선별된 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적은, 0.5㎛2 이상 2㎛2 이하여도 된다.
이하, EBSD법에 의한 측정 방법에 대하여, 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다. EBSD법이란, 주사형 전자 현미경(이하, SEM이라고도 칭함) 등을 사용하여 시료의 표면에 대하여 크게 경사진 방향으로부터 시료에 전자선을 조사한 경우에 얻어지는 전자선의 회절 패턴(이하, EBSD 패턴이라고도 칭함)에 기초하여, 결정립을 해석하는 방법이다. 측정 장치로서는, 예를 들어 쇼트키 전계 방출 주사형 전자 현미경과, EBSD 검출기를 조합한 것을 사용할 수 있다. EBSD 검출기로서는, 예를 들어 가부시키가이샤 TSL 솔루션즈제의 OIM(Orientation Imaging Microscopy) 검출기를 사용할 수 있다.
EBSD법에 의한 측정에 있어서는, 먼저, 금속판(64)을, 압연 공정 시의 금속판(64)의 반송 방향 D1(이하, 압연 방향이라고도 칭함)과는 수직인 방향으로 절단하여 시험편(50)을 준비한다. 압연 방향 D1은, 금속판(64)의 광택면을 금속 현미경으로 관찰한 경우에 확인되는 선형 압연흔이 연장되는 방향이다. 절단구로서는, 예를 들어 트리밍용 면도칼을 사용할 수 있다. 시험편(50)의 두께는, 금속판(64)의 두께와 동일하다. 계속해서, 시험편(50)을 수지로 밀봉한다. 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지를 사용한다. 수지의 두께는, 예를 들어 1㎜이다. 계속해서, 트리밍용 면도칼을 사용하여, 압연 방향 D1과는 수직인 방향이며, 시험편의 면 방향에도 수직인 방향을 따라서, 시험편을 수지와 함께 절단한다. 이에 의해, 금속판(64)의 시험편의 단면(50c)을 수지로부터 노출시킨다. 이에 의해, 도 8에 도시한 바와 같이, 측정용 단면(50c)이 수지(55)로부터 노출된 시험편(50)을 포함하는 시료(56)를 얻을 수 있다. 시료(56)는, 금속판(64)의 압연 방향 D1에 직교하는 평면에 대하여 단면(50c)이 -10° 이상 +10° 이하의 각도를 이루도록 구성된다.
측정용 단면(50c)을 수지(55)로부터 노출시킨 후, 마이크로톰을 사용하여, 시험편(50)의 단면(50c)을 트리밍해도 된다. 이 트리밍에 있어서는, 예를 들어 시험편(50)의 단면(50c)의 기계적 왜곡을 저감시키기 위해, 시험편(50)을 밀봉하는 수지(55)와 함께, 시험편(50)의 단면(50c)에 대하여 수직인 방향으로 1㎜ 정도, 마이크로톰으로 잘라간다. 계속해서, 이온 밀링 장치를 사용하여, 시험편(50)의 단면(50c)에 대하여 수직인 방향으로 브로드 아르곤 이온 빔을 조사한다. 구체적으로는, 시험편(50) 상에 차폐판을 적재하고, 차폐판으로부터 시험편(50)을 약간 돌출시킨 상태에서, 가속된 아르곤 이온을 차폐판측으로부터 시험편(50)에 조사하여 시험편(50)을 가공하여, 관찰 대상의 단면(50c)을 생성한다. 이 경우, 아르곤 이온의 조사 방향과 평행한 면 방향을 갖는 단면(50c)이 얻어진다. 이들 작업은, 전공정에서 발생한 기계적인 결정 구조에 대한 파괴가 최소한이 되도록, 정밀하게 시험편(50)의 단면(50c)을 노출시키기 위한 작업이다. 또한, 「수직인 방향」은, 대상의 면이나 방향에 대하여 엄밀하게 90도를 이루는 방향이 아니어도 되고, 10도 정도의 오차를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 압연 방향 D1에 수직인 방향이란, 압연 방향 D1에 대하여 80도 이상 100도 이하를 이루는 방향이다. 또한, 표면에 수직인 방향이란, 표면에 대하여 80도 이상 100도 이하를 이루는 방향이다.
계속해서, 쇼트키 전계 방출 주사형 전자 현미경의 대물 렌즈(57)로부터 시료(56)의 시험편(50)의 단면(50c)에 전자선 E를 조사한다. 또한, 시험편(50)으로부터 발생하는 EBSD 패턴을, EBSD 검출기(58)를 사용하여 검출한다.
EBSD법에 사용하는 주사형 전자 현미경의 조건의 일례는, 이하와 같다.
·관찰 배율: 2000배(촬영 시의 관찰 배율 기준은, Polaroid545로 함)
·가속 전압: 15㎸
·워킹 디스턴스: 15㎜
·시료 경사 각도: 70도
도 9는, 시험편(50)을 포함하는 시료(56)의 경사 각도를 조정하는 공정의 일례를 나타내는 도면이다. 먼저, 시험편(50)을 포함하는 시료(56)를, 시료(56)의 면 중 시험편(50)이 노출되어 있는 면(관찰면 또는 측정면)을 위로 향하게 하여 시료대에 고정하고 시료(56)를 주사형 전자 현미경에 삽입하여, 대물 렌즈(57)의 바로 아래까지 이동시킨다. 계속해서, 대물 렌즈(57)로부터 조사되는 전자선 E와 EBSD 검출기(58)의 법선 N1의 교점을 중심으로 하여, EBSD 검출기(58)를 향해 시료(56)를 각도 φ1만큼 회전시킨다. 각도 φ1이, 상술한 시료 경사 각도에 상당하고, 예를 들어 70도이다. 이 경우, 대물 렌즈(57)로부터 시료(56)에 입사하는 전자선 E가 시료(56)의 면에 대해 이루는 각도 φ2는, 20도가 된다.
계속해서, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 즉 EBSD 패턴을 해석하여, 시험편(50)의 단면(50c)에 나타나는 결정립(51)의 평균 단면적을 산출한다. EBSD법에 의한 결정 해석의 조건의 일례는, 이하와 같다.
·스텝 사이즈: 70㎚
해석 조건:
가부시키가이샤 TSL 솔루션즈 제조의 결정 방위 해석 소프트웨어 OIM(Ver7.3)을 사용하여, 이하의 해석을 실시한다.
결정립의 평균 단면적이 큰 경우는, SEM에서의 관찰 배율을 제1 배율로 한다. 예를 들어, 결정립의 평균 단면적이 2㎛2 이상인 경우는, SEM에서의 관찰 배율을 제1 배율로 한다. 제1 배율은, 예를 들어 2000배이다. 또한, 해석의 대상이 되는 측정 영역에 나타나는 결정립의 수가 1000개 미만인 경우, 측정 대상 영역을 어긋나게 하면서 금속판(64)의 단면의 복수의 위치에서 화상을 취득하고, 얻어진 복수의 화상을 연결함으로써, 1000개 이상의 결정립이 나타나는 화상을 생성해도 된다. 이때, 금속판(64)의 시험편(50)의 두께 방향의 중심으로부터 양단까지를 측정 영역으로 하고, 단면(50c)에 수지가 부착되어 있는 부분이나, 내산성 피막이 존재하는 부분은, 측정 영역으로부터 제외한다.
결정립의 평균 단면적이 작은 경우는, SEM에서의 관찰 배율을, 제1 배율보다 높은 제2 배율로 한다. 예를 들어, 결정립의 평균 단면적이 2㎛2 미만인 경우는, SEM에서의 관찰 배율을 제2 배율로 한다. 제2 배율은, 예를 들어 5000배이다. 이 경우도, 필요하다면, 얻어진 복수의 화상을 연결함으로써, 1000개 이상의 결정립이 나타나는 화상을 생성해도 된다.
가부시키가이샤 TSL 솔루션즈 제조의 결정 방위 해석 소프트웨어 OIM(Ver7.3)에서 정의되는 신뢰성 지수(Confidence Index: CI값)가 소정값 이하인 데이터는 배제하고, 해석을 실시한다. 예를 들어, CI값이 0.15 이하인 데이터를 배제한다. 이에 의해, 시료(56)의 표리에 존재하는, 전처리에 사용한 수지나, 시료(56)의 단면에 존재하는 입계나, 아몰퍼스의 영향을 배제할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, EBSD법을 채용함으로써, 금속판(64)의 결정립의 치수에 관한 정보를 고정밀도로 얻을 수 있다. 이 때문에, 금속판(64)의 검사 공정을 고정밀도로 실시할 수 있다.
도 27은, 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상 50㎛2 이하인 금속판을 합격이라고 판정하는 판정 조건에 기초하여 선별된 복수의 금속판(64)의, 결정립의 평균 단면적의 분포의 일례를 나타내는 도면이다. 도 27에 있어서, 횡축은, 각 금속판(64)에 있어서 산출된 결정립의 평균 단면적의 값을 나타낸다. 또한, 종축은, 횡축에 나타난 범위의 결정립의 평균 단면적을 갖는 금속판(64)의 개수를 나타낸다. 예를 들어, 선별된 복수의 금속판(64) 중, 20㎛2 이상 30㎛2 미만의 결정립의 평균 단면적을 갖는 금속판(64)의 개수는 15이다. 또한, 도 27에 나타내는 바와 같이, 측정 오차 등에 기인하여, 선별된 금속판(64)의 일부가, 0.5㎛2 미만 또는 50㎛2를 초과하는 결정립의 평균 단면적을 갖는 경우도 있다.
도 28은, 결정립의 평균 단면적이 10㎛2 이상 40㎛2 이하인 금속판을 합격이라고 판정하는 판정 조건에 기초하여 선별된 복수의 금속판(64)의, 결정립의 평균 단면적의 분포의 일례를 나타내는 도면이다. 도 28에 나타내는 횡축 및 종축의 의미는, 도 27의 경우와 동일하다. 도 28의 예에서는, 도 27의 예에 비해, 합격이라고 판정되어 선별되는 금속판(64)의 범위가 좁다. 이 경우, 도 28에 나타내는 선별을 실시하면, 도 27에 나타내는 선별을 실시하는 것이 되기도 한다.
상술한 설명에 있어서는, 결정립의 평균 단면적에 기초하여 금속판(64)을 검사하는 검사 공정을, 금속판(64)의 합격 여부를 판정하기 위해, 즉 금속판(64)의 선별을 위해 실시하는 예를 나타냈다. 즉, 검사 공정이, 금속판(64)의 제조 방법에 있어서 금속판(64)을 선별하는 선별 공정으로서 기능하는 예를 나타냈다. 그러나 검사 공정은, 금속판(64)의 제조 방법에 있어서의 금속판(64)의 선별 이외의 목적으로 사용되어도 된다.
또한, 선별 공정에 있어서의 선별 조건은 임의이다. 예를 들어, 선별 공정은, 상한을 규정하는 상술한 복수의 제2 역치의 후보 중 임의의 하나와, 하한을 규정하는 상술한 복수의 제1 역치의 후보 중 임의의 하나의 조합에 의해 정해지는 범위에 속하는 결정립의 평균 단면적을 갖는 금속판(64)을 선별해도 된다. 또한, 선별 공정은, 상한을 규정하는 상술한 복수의 제2 역치의 후보 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해지는 범위에 속하는 결정립의 평균 단면적을 갖는 금속판(64)을 선별해도 된다. 또한, 선별 공정은, 하한을 규정하는 상술한 복수의 제1 역치의 후보 중 임의의 둘의 조합에 의해 정해지는 범위에 속하는 결정립의 평균 단면적을 갖는 금속판(64)을 선별해도 된다.
검사 공정을 금속판(64)의 제조 방법에 있어서의 금속판(64)의 선별 이외의 목적으로 사용하는 예에 대해 설명한다. 예를 들어, 결정립의 평균 단면적에 기초하는 금속판(64)의 검사는, 압연 공정의 조건이나 어닐 공정의 조건 등의, 금속판(64)을 제조하기 위한 조건을 최적화하기 위해 이용되어도 된다. 구체적으로는, 먼저, 다양한 압연 조건이나 어닐 조건에서 금속판(64)을 제조하고, 얻어진 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적을 산출한다. 또한, 압연 조건 및 어닐 조건과, 얻어진 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적을 대조한다. 이에 의해, 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하인 금속판(64)을 높은 확률로 제조하기 위한 압연 조건 및 어닐 조건 등을 찾아낼 수 있다. 이와 같이, 결정립의 평균 단면적에 기초하는 금속판(64)의 검사는, 적절한 압연 조건 및 어닐 조건을 알아내기 위해 이용되어도 된다. 이 경우, 실제의 제조 공정에 있어서 얻어진 금속판(64) 전부에 대해, 결정립의 평균 단면적을 산출하는 검사 공정을 실시할 필요는 없다. 예를 들어, 일부의 금속판(64)에 대해서만 검사 공정을 실시해도 된다. 혹은, 압연 조건 및 어닐 조건 등의 제조 조건이 일단 설정된 후에는, 결정립의 평균 단면적을 산출하는 검사 공정이 전혀 실시되지 않아도 된다.
도 29는, 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상 50㎛2 이하인 금속판(64)을 합격으로 하는 판정 조건을 이용하여 찾아낸 제조 조건에 기초하여 제조된 복수의 금속판(64)의, 결정립의 평균 단면적의 분포의 일례를 나타내는 도면이다. 도 29에 나타내는 횡축 및 종축의 의미는, 도 27의 경우와 동일하다. 도 29의 예에 있어서는, 선별 공정을 실시하지 않는 경우라 하더라도, 제조된 복수의 금속판(64)이 0.5㎛2 이상 50㎛2 이하의 결정립의 평균 단면적을 갖고 있다.
또한, 압연 공정 후, 혹은 어닐 공정 후, 금속판(64)의 외관을 검사하는 외관 검사 공정을 실시해도 된다. 외관 검사 공정은, 자동 검사기를 사용하여 금속판(64)의 외관을 검사하는 공정을 포함하고 있어도 된다. 또한, 외관 검사 공정은, 눈으로 보아 금속판(64)의 외관을 검사하는 공정을 포함하고 있어도 된다.
또한, 압연 공정 후, 혹은 어닐 공정 후, 금속판(64)의 형상을 검사하는 형상 검사 공정을 실시해도 된다. 예를 들어, 3차원 측정기를 사용하여, 두께 방향에 있어서의 금속판(64)의 표면의 위치를 금속판(64)의 소정의 영역 내에서 측정해도 된다.
본 실시 형태에 의한 금속판의 제조 방법에 의하면, 상술한 판정 조건을 만족시키는 결정립의 평균 단면적을 갖는 금속판(64)을 얻을 수 있다. 예를 들어, 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상 50㎛2 이하인 금속판(64)을 얻을 수 있다.
또한, 상술한 형태에 있어서는, 검사 공정에 있어서의 금속판(64)의 합격 여부 판정이나 금속판(64)의 선별에 있어서, 결정립의 평균 단면적의 하한을 규정하는 제1 역치, 및 결정립의 평균 단면적의 상한을 규정하는 제2 역치의 양쪽이 사용되는 예를 나타냈다. 그러나 이것에 한정되는 것은 아니며, 검사 공정에 있어서의 금속판(64)의 합격 여부 판정이나 금속판(64)의 선별에 있어서, 제1 역치 또는 제2 역치 중 어느 한쪽만이 사용되어도 된다.
예를 들어, 결정립의 평균 단면적이 제1 역치 이상인 금속판(64)을 합격이라고 판정하거나 선별하거나 해도 된다. 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 제1 역치 이상임으로써, 금속판(64)에 용접성을 갖게 할 수 있다.
혹은, 결정립의 평균 단면적이 제2 역치 이하인 금속판(64)을 합격이라고 판정하거나 선별하거나 해도 된다. 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 제2 역치 이하임으로써, 금속판(64)에 강도를 갖게 할 수 있다.
또한, 상술한 형태에 있어서는, 금속판(64)의 두께를 저감시키는 방법으로서 압연이 채용되는 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 금속판(64)을, 제1 면(64a)측으로부터, 제2 면(64b)측으로부터, 또는 제1 면(64a)측, 및 제2 면(64b)측의 양쪽으로부터 에칭함으로써, 금속판(64)의 두께를 저감해도 된다. 이러한 에칭은, 압연 공정 대신 실시되어도 되고, 압연 공정에 추가하여 실시되어도 된다.
에칭에 의해 금속판(64)의 두께를 저감시키는 경우라도, 에칭 후의 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 제1 역치 이상임으로써, 금속판(64)에 용접성을 갖게 할 수 있다. 또한, 에칭 후의 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 제2 역치 이하임으로써, 금속판(64)에 강도를 갖게 할 수 있다. 또한, 금속판(64)의 결정립의 단면적 등은, 에칭에 의해서는 변화되지 않는다.
다음으로, 결정립의 평균 단면적이 제1 역치 이상 제2 역치 이하인 금속판(64)을 사용하여, 예를 들어 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하인 금속판(64)을 사용하여 증착 마스크(20)를 제조하는 방법에 대해, 주로 도 11 ~ 도 15를 참조하여 설명한다. 여기서는, 금속판(64)을 에칭하여 금속판(64)에 관통 구멍(25)을 형성함으로써, 증착 마스크(20)를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 도 11은, 금속판(64)을 사용하여 증착 마스크(20)를 제조하는 제조 장치(59)를 나타내는 도면이다. 먼저, 금속판(64)을 코어(61)에 권취한 권취체(62)를 준비한다. 그리고 이 코어(61)를 회전시켜 권취체(62)를 권출함으로써, 도 11에 나타내는 바와 같이, 띠형으로 연장되는 금속판(64)을 공급한다.
공급된 금속판(64)은, 반송 롤러(72)에 의해, 가공 장치(70), 분리 장치(73)로 차례로 반송된다. 가공 장치(70)는, 금속판(64)을 가공하여 금속판(64)에 관통 구멍(25)을 형성하는 가공 공정을 실시한다. 또한 본 실시 형태에 있어서는, 복수 매의 증착 마스크(20)에 대응하는 다수의 관통 구멍(25)을 금속판(64)에 형성한다. 바꾸어 말하면, 금속판(64)에 복수 매의 증착 마스크(20)를 할당한다. 분리 장치(73)는, 금속판(64) 중 1매분의 증착 마스크(20)에 대응하는 복수의 관통 구멍(25)이 형성된 부분을 금속판(64)으로부터 분리하는 분리 공정을 실시한다. 이와 같이 하여, 낱장형 증착 마스크(20)를 얻을 수 있다.
도 12 내지 도 15를 참조하여, 가공 공정에 대해 설명한다. 먼저, 금속판(64)의 제1 면(64a) 상 및 제2 면(64b) 상에 감광성 레지스트 재료를 포함하는 레지스트막을 형성한다. 예를 들어, 카제인 등의 감광성 레지스트 재료를 포함하는 도포액을 금속판(64)에 도포하고, 그 후, 도포액을 건조시킴으로써, 레지스트막을 형성한다. 혹은, 금속판(64)에 드라이 필름을 첩부함으로써, 레지스트막을 형성해도 된다. 계속해서, 레지스트막을 노광 및 현상한다. 이에 의해, 도 12에 나타내는 바와 같이, 금속판(64)의 제1 면(64a) 상에 제1 레지스트 패턴(65a)을 형성하고, 금속판(64)의 제2 면(64b) 상에 제2 레지스트 패턴(65b)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 13에 나타내는 바와 같이, 금속판(64)의 제1 면(64a) 중 제1 레지스트 패턴(65a)에 의해 덮이지 않은 영역을, 제1 에칭액을 사용하여 에칭하는 제1 면 에칭 공정을 실시한다. 예를 들어, 제1 에칭액을, 반송되는 금속판(64)의 제1 면(64a)에 대면하는 측에 배치된 노즐로부터, 제1 레지스트 패턴(65a) 너머로 금속판(64)의 제1 면(64a)을 향해 분사한다. 이 결과, 도 13에 나타내는 바와 같이, 금속판(64) 중 제1 레지스트 패턴(65a)에 의해 덮이지 않은 영역에서, 제1 에칭액에 의한 침식이 진행된다. 이에 의해, 금속판(64)의 제1 면(64a)에 다수의 제1 오목부(30)가 형성된다. 제1 에칭액으로서는, 예를 들어 염화 제2철 용액 및 염산을 포함하는 것을 사용한다.
다음으로, 도 14에 나타내는 바와 같이, 금속판(64)의 제2 면(64b) 중 제2 레지스트 패턴(65b)에 의해 덮이지 않은 영역을 에칭하여, 제2 면(64b)에 제2 오목부(35)를 형성하는 제2 면 에칭 공정을 실시한다. 제2 면 에칭 공정은, 제1 오목부(30)와 제2 오목부(35)가 서로 연통되어, 이에 의해 관통 구멍(25)이 형성되게 될 때까지 실시된다. 제2 에칭액으로서는, 상술한 제1 에칭액과 마찬가지로, 예를 들어 염화 제2철 용액 및 염산을 포함하는 것을 사용한다. 또한, 제2 면 에칭 공정 시, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제2 에칭액에 대한 내성을 가진 수지(69)에 의해 제1 오목부(30)가 피복되어 있어도 된다.
그 후, 도 15에 나타내는 바와 같이, 금속판(64)으로부터 수지(69)를 제거한다. 수지(69)는, 예를 들어 알칼리계 박리액을 사용함으로써, 제거할 수 있다. 알칼리계 박리액이 사용되는 경우, 도 15에 나타내는 바와 같이, 수지(69)와 동시에 레지스트 패턴(65a, 65b)도 제거된다. 또한, 수지(69)를 제거한 후, 수지(69)를 박리시키기 위한 박리액과는 다른 박리액을 사용하여, 수지(69)와는 별도로 레지스트 패턴(65a, 65b)을 제거해도 된다.
그 후, 금속판(64)에 할당된 복수의 증착 마스크(20)를 하나하나 취출한다. 예를 들어, 금속판(64) 중 1매분의 증착 마스크(20)에 대응하는 복수의 관통 구멍(25)이 형성된 부분을 금속판(64)의 그 밖의 부분으로부터 분리한다. 이에 의해, 증착 마스크(20)를 얻을 수 있다.
또한, 금속판(64)에 관통 구멍(25)을 형성하는 방법이 에칭에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 금속판(64)에 레이저를 조사하는 레이저 가공에 의해 금속판(64)에 관통 구멍(25)을 형성해도 된다. 이 경우에도, 결정립의 평균 단면적을 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하로 함으로써, 금속판의 두께가 30㎛ 이하인 경우라도, 금속판에 강도 및 용접성을 갖게 할 수 있다. 이에 의해, 증착 마스크(20)의 제조 공정이나 증착 마스크(20)의 취급 시에 금속판에 오목부 등의 국소적인 변형부가 형성되는 것을 억제할 수 있다.
계속해서, 증착 마스크(20)를 검사하는 증착 마스크 검사 공정을 실시해도 된다. 증착 마스크 검사 공정에 있어서는, 예를 들어 증착 마스크(20)를 구성하는 금속판(64)의 표면에 국소적인 돌기나 오목부 등의 변형부가 존재하는지 여부를 검사한다. 도 16은, 금속판(64)에 형성될 수 있는 변형부(28)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 16에 나타내는 예에 있어서, 변형부(28)는, 금속판(64)의 제2 면(64b)에 형성된 국소적인 오목부이다.
도 17은, 도 16의 금속판(64)의 변형부(28)의 단면 형상의 일례를 나타내는 도면이다. 도 17에 나타내는 바와 같이, 제2 면(64b)에 국소적인 오목부로서 형성된 변형부(28)는, 제1 면(64a)측에 있어서는 국소적인 볼록부로서 나타나 있어도 된다. 금속판(64)의 면 방향에 있어서의 변형부(28)의 치수 K1은, 예를 들어 0.5㎛ ~ 수 ㎜이다. 또한, 변형부(28)가 국소적인 오목부인 경우, 오목부의 깊이 K2는, 예를 들어 0.5㎛ ~ 10㎛이다.
증착 마스크 검사 공정에 있어서는, 예를 들어 도 17에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크(20)를 구성하는 금속판(64)의 제1 면(64a) 또는 제2 면(64b)에 광 L1을 조사하여, 금속판(64)에 변형부(28)가 존재하는지 여부를 눈으로 보고 확인한다. 증착 마스크(20)의 금속판(64)의 제1 면(64a) 또는 제2 면(64b)에 변형부(28)가 존재하지 않는 경우, 증착 마스크(20)를 합격이라고 하고, 하나라도 변형부(28)가 존재하는 경우, 증착 마스크(20)를 불합격이라고 해도 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 결정립의 평균 단면적이 50㎛2 이하인 금속판(64)을 사용하여 증착 마스크(20)를 제조한다. 이 때문에, 금속판(64)의 두께가 30㎛ 이하인 경우라도, 금속판(64)의 강도를 확보할 수 있다. 따라서, 증착 마스크(20)의 제조 공정 동안에 금속판(64)에 변형부(28)가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 증착 마스크 검사 공정에 있어서 불합격이라고 판정되는 증착 마스크(20)의 비율을 낮출 수 있다.
다음으로, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 증착 마스크(20)를 프레임(15)에 고정하는 고정 공정을 실시하였다. 이에 의해, 증착 마스크(20) 및 프레임(15)을 구비하는 증착 마스크 장치(10)를 얻을 수 있다.
고정 공정에 있어서는, 먼저, 증착 마스크(20)에 장력을 가한 상태에서 프레임(15)에 대한 증착 마스크(20)의 위치를 조정하는 스트레치 공정을 실시하였다. 스트레치 공정에 있어서는, 먼저, 도 18에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크(20)의 귀부(17a, 17b)를, 클램프부(15a)에 의해 집어 파지한다. 도 18에 나타내는 예에 있어서는, 하나의 귀부(17a)가 두 클램프부(15a)에 의해 파지되어 있다. 또한, 클램프부(15a)의 수나 배치는 임의이다. 계속해서, 클램프부(15a)에 연결된 인장부(15b)를 통해 증착 마스크(20)에 장력을 가하면서, 증착 마스크(20)의 모든 관통 구멍(25)의 위치와 유기 EL 기판(92)(혹은 유기 EL 기판(92)을 모의한 기판) 상의 전극의 위치의 차가 소정의 기준값 이하가 되도록, 증착 마스크(20)의 위치나 장력을 조정한다. 기준값은, 예를 들어 5㎛이다.
용접 공정에 있어서는, 먼저, 도 19a에 나타내는 바와 같이, 증착 마스크(20)의 귀부(17)를, 제2 면(20b)이 프레임(15)에 면하도록 프레임(15) 상에 배치한다. 계속해서, 증착 마스크(20)의 귀부(17)를 가열하여 귀부(17)를 프레임(15)에 용접한다. 귀부(17)를 가열하는 방법으로서는, 예를 들어, 귀부(17)에 레이저광 L2를 조사하는 방법을 채용할 수 있다. 레이저광 L2로서는, 예를 들어 YAG 레이저 장치에 의해 생성되는 YAG 레이저광을 사용할 수 있다. 레이저광 L2의 스폿 직경 S는, 예를 들어 0.1㎜ 이상이면서 0.3㎜ 이하이다.
YAG 레이저 장치로서는, 예를 들어 YAG(이트륨 알루미늄 가닛)에 Nd(네오디뮴)를 첨가한 결정을 발진용 매질로서 구비한 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 기본파로서, 파장이 약 1064㎚인 레이저광이 생성된다. 또한, 기본파를 비선형 광학 결정에 통과시킴으로써, 파장이 약 532㎚인 제2 고조파가 생성된다. 또한, 기본파 및 제2 고조파를 비선형 광학 결정에 통과시킴으로써, 파장이 약 355㎚인 제3 고조파가 생성된다. YAG 레이저광의 제3 고조파는, 니켈을 포함하는 철 합금에 흡수되기 쉽다. 따라서 귀부(17)를 구성하는 금속판(64)이 니켈을 포함하는 철 합금을 갖는 경우, 귀부(17)에 조사되는 레이저광 L2가 YAG 레이저광의 제3 고조파를 포함하는 것이 바람직하다.
귀부(17)에 레이저광 L2를 조사하면, 증착 마스크(20)의 귀부(17)의 일부 및 프레임(15)의 일부가 용융되어, 도 19b에 나타내는 바와 같이, 귀부(17) 및 프레임(15)에 걸치는 용접부(19)가 형성된다.
그런데, 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 금속판(64)의 결정립이 미세화되어 있다. 구체적으로는, 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 50㎛2 이하로 되어 있다. 한편, 가열되어 용융된 후에 고화되는 용접부(19)에 있어서는, 재결정화에 의해 새로운 결정립이 생성된다. 용접부(19)에 새롭게 생성되는 결정립의 치수는, 원래 존재하는 결정립의 치수보다 일반적으로 크다. 이 때문에, 용접 후의 금속판(64)에 있어서는, 용접부(19)의 결정립의 치수가, 용접부(19)의 주위 부분의 결정립의 치수보다 커지는 것이 생각된다. 결정립의 치수의 차가 크면, 크랙 등의 결함이 금속판(64)에 형성되기 쉬워져 버린다. 도 20은, 금속판(64)으로부터 제작된 증착 마스크(20)의 귀부(17)를 부재(16)에 용접한 경우에 형성된 용접부(19)를 나타내는 단면 사진이다. 부재(16)로서는, 귀부(17)보다 큰 두께를 갖는 인바재를 사용하였다. 도 21은, 도 20의 용접부(19)를 확대하여 나타내는 도면이다. 도 20 및 도 21에 나타내는 예에 있어서는, 귀부(17) 중 용접부(19)와 그 주위 부분 사이의 경계나, 부재(16)의 표면에 크랙(54)이 형성되어 있다.
도 20 및 도 21에 있어서의 단면 관찰 방법은 이하와 같다. 먼저, 귀부(17)를 부재(16)에 용접한다. 그 후, 용접부(19)를 포함하는 부분을, 금속 가위를 사용하여 잘라내어, 관찰 대상물을 제작한다. 계속해서, 이온 밀링 장치를 사용하여 관찰 대상물을 가공하여, 관찰 대상의 단면을 생성한다.
이온 밀링 장치로서는, 니혼덴시 가부시키가이샤 제조의 크로스 섹션 폴리셔 IB-09010CP를 사용할 수 있다. 가공 조건의 일례는 이하와 같다.
가공 조건: 6㎸, 1.5시간, 돌출 폭 100㎛
또한, 통상의 가공에 있어서는, 관찰 대상물을 수지로 포매한 후에 아르곤 이온의 조사를 행한다. 그러나 본건에 있어서는, 관찰 대상물을 수지로 포매한 경우에는, 관찰 대상의 단면의 위치를 용접부(19)의 중앙부로 조정하는 것이 곤란하였기 때문에, 관찰 대상물을 수지로 포매하는 일 없이 아르곤 이온의 조사를 행하였다. 이 때문에, 도 21 및 후술하는 도 23에 있어서 부호 W1이 부여된 점선으로 둘러싸인 영역으로 나타나 있는 바와 같이, 관찰 대상물의 귀부(17)측의 표면에, 아르곤 이온으로부터 받은 손상에 기인하는 줄무늬형 가공흔이 존재한다. 또한, 도 21에 있어서 부호 W2가 부여된 점선으로 둘러싸인 영역으로 나타나 있는 바와 같이, 귀부(17)와 부재(16) 사이의 간극에는, 가공에 의해 제거된 재료가 퇴적된 퇴적층이 형성되는 경우가 있다. 또한, 본원 발명자는, 이들 가공흔 및 퇴적층은, 용접부(19) 및 그 주위 부분에 있어서의 결정 상태의 관찰이나 크랙의 유무의 확인에는 특별히 악영향을 미치지 않는다고 생각하고 있다.
계속해서, SEM을 사용하여 단면을 관찰한다. SEM으로서는, 예를 들어 칼 짜이쓰사 제조의 ULTRA55를 사용할 수 있다. SEM에서의 관찰 조건의 일례는 이하와 같다.
·가속 전압: 5㎸
·워킹 디스턴스: 4.5㎜
·검출기: Inlens
·Aperture: 60㎛ High Current
·관찰 배율: 200배 및 1000배(촬영 시의 관찰 배율 기준은, Polaroid545로 함)
도 20 및 도 21에 나타내는 크랙(54)은, 용접부(19)의 결정립의 치수와, 용접부(19)의 주위 부분의 결정립의 치수의 차가 큰 것에 기인하여 발생하였다고 생각된다. 여기서 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상인 금속판(64)을 사용하여 증착 마스크(20)를 제조한다. 이 때문에, 용접부(19)의 결정립의 치수와, 용접부(19)의 주위 부분의 결정립의 치수 사이의 차가 커지는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 용접부(19)가 형성된 후의 금속판(64)의 표면에 크랙이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 도 22는, 크랙이 형성되지 않은 금속판(64) 및 프레임(15)의 단면 사진이다. 또한, 도 23은, 도 22의 용접부(19)를 확대하여 나타내는 도면이다.
또한, 상술한 실시 형태에 대해 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다. 이하, 필요에 따라서 도면을 참조하면서, 변형예에 대해 설명한다. 이하의 설명 및 이하의 설명에서 사용하는 도면에서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지로 구성될 수 있는 부분에 대해, 상술한 실시 형태에 있어서의 대응하는 부분에 대해 사용한 부호와 동일한 부호를 사용하기로 하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 상술한 실시 형태에 있어서 얻어지는 작용 효과가 변형예에 있어서도 얻어지는 것이 명확한 경우, 그 설명을 생략하는 경우도 있다.
상술한 본 실시 형태에 있어서는, 귀부(17)에 레이저광 L2를 조사함으로써 귀부(17)를 프레임(15)에 용접하는 예를 나타냈다. 그러나 귀부(17)를 가열하는 방법이, 레이저광 L2를 조사하는 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 귀부(17) 및 프레임(15)에 전류를 흘림으로써, 귀부(17)를 가열해도 된다.
상술한 본 실시 형태에 있어서는, 금속판(64)이, 모재를 압연함으로써 얻어지는 예를 나타냈다. 그러나 이것에 한정되는 것은 아니며, 도금 처리를 이용한 제박 공정에 의해, 원하는 두께를 갖는 금속판(64)을 제작해도 된다. 제박 공정에 있어서는, 예를 들어 도금액 속에 부분적으로 침지된 스테인리스제 등의 드럼을 회전시키면서, 드럼의 표면에 도금막을 형성하고, 이 도금막을 박리해 감으로써, 긴 형상의 금속판을 롤투롤로 제작할 수 있다. 니켈을 포함하는 철 합금으로 이루어지는 금속판을 제작하는 경우, 도금액으로서는, 니켈 화합물을 포함하는 용액과, 철 화합물을 포함하는 용액의 혼합 용액을 사용할 수 있다. 예를 들어, 술팜산니켈을 포함하는 용액과, 술팜산철을 포함하는 용액의 혼합 용액을 사용할 수 있다. 도금액에는, 말론산이나 사카린 등의 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
이와 같이 하여 얻어진 금속판에 대해, 다음으로 상술한 어닐 공정을 실시해도 된다. 또한, 어닐 공정 전 또는 후에, 금속판의 폭을 원하는 폭으로 조정하기 위해 금속판의 양단을 잘라내는 상술한 슬릿 공정을 실시해도 된다.
도금 처리를 이용하여 금속판을 제작한 경우도, 상술한 본 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 금속판(64)(도금막)의 긴 변 방향에 직교하는 평면에 대해 -10° 이상 +10° 이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하가 되도록 금속판(64)을 제조한다. 예를 들어, 도금액의 조성이나, 제박 공정에서의 온도나 시간 등의 조건을 조정한다. 또한, 어닐 공정의 조건을 조정해도 된다. 결정립의 평균 단면적을 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하로 함으로써, 상술한 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 금속판의 두께가 30㎛ 이하인 경우라도, 금속판에 강도 및 용접성을 갖게 할 수 있다. 이에 의해, 증착 마스크(20)의 제조 공정이나 증착 마스크(20)의 취급 시에 금속판에 오목부 등의 국소적인 변형부가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 증착 마스크(20)를 프레임(15)에 용접할 때에 증착 마스크(20) 또는 프레임(15)에 크랙 등의 결함이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 도금막의 긴 변 방향이라 함은, 드럼을 회전시키면서 드럼의 표면에 금속을 도금 처리에 의해 성막함으로써 형성되는 긴 형상의 금속판이 연장되는 방향이다.
상술한 본 실시 형태에 있어서는, 증착 마스크(20)가, 금속판(64)을 에칭 또는 레이저 가공하여 금속판(64)에 관통 구멍(25)을 형성함으로써 제조되는 예를 나타냈다. 그러나 이것에 한정되는 것은 아니며, 관통 구멍(25)에 대응하는 소정의 패턴으로 기판 상에 도금층을 형성하고, 도금층을 기판으로부터 박리함으로써, 증착 마스크(20)를 제조해도 된다. 이러한 증착 마스크(20)의 제조 방법에 대해서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2016-148112호 공보에 개시되어 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도금법에 의해 증착 마스크(20)를 제조하는 경우도, 증착 마스크(20)를 구성하는 도금층으로 이루어지는 금속판(64)의 결정립의 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하가 되도록 증착 마스크(20)를 제조한다. 예를 들어, 도금액의 조성이나, 도금 공정에서의 온도나 시간 등의 조건을 조정한다. 또한, 도금 공정 후에 실시하는 어닐 공정의 조건을 조정해도 된다. 결정립의 평균 단면적을 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하로 함으로써, 상술한 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 금속판의 두께가 30㎛ 이하인 경우라도, 금속판에 강도 및 용접성을 갖게 할 수 있다. 이에 의해, 증착 마스크(20)의 제조 공정이나 증착 마스크(20)의 취급 시에 금속판에 오목부 등의 국소적인 변형부가 형성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 증착 마스크(20)를 프레임(15)에 용접할 때에 증착 마스크(20) 또는 프레임(15)에 크랙 등의 결함이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
[실시예]
다음으로, 본 개시의 실시 형태를 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 개시의 실시 형태는 그 요지를 넘어서지 않는 한, 이하의 실시예의 기재에 한정되는 것은 아니다.
(제1 예)
먼저, 36질량％의 니켈과, 잔부의 철 및 불가피 불순물을 포함하는 철 합금으로 구성된, 40㎛의 두께를 갖는 금속판(64)을, 압연법에 의해 제작하였다. 압연 전의 금속판의 두께는 100㎛였다. 따라서, 압하율은 60％이다.
계속해서, 상술한 EBSD법을 사용하여, EBSD 패턴을 측정하였다. 또한, EBSD 패턴을 해석하여, 금속판(64)의 단면에 나타나는 결정립의 평균 단면적을 산출하였다. 그 결과, 평균 단면적은 113.4㎛2였다.
EBSD법에 의한 측정의 조건은 하기와 같다.
· SEM에서의 관찰 배율: 2000배 또는 5000배(촬영 시의 관찰 배율 기준은, Polaroid545로 함)
· SEM에서의 가속 전압: 15㎸
· SEM에서의 워킹 디스턴스: 15㎜
· 시료 경사 각도 φ1: 70도
· EBSD의 스텝 사이즈(SEM에서의 관찰 배율이 2000배인 경우): 70㎚
· EBSD의 스텝 사이즈(SEM에서의 관찰 배율이 5000배인 경우): 50㎚
SEM에서의 관찰 배율에 대하여 상세하게 설명한다. 결정립의 평균 단면적이 큰 경우는, SEM에서의 관찰 배율을 2000배로 했다. 구체적으로는, 결정립의 평균 단면적이 2㎛2 이상인 경우(후술하는 제1 예 ~ 제8 예 및 제10 예 ~ 제14 예의 경우)는, SEM에서의 관찰 배율을 2000배로 했다.
또한, SEM에서의 관찰 배율이 2000배인 경우(촬영 시의 관찰 배율 기준은, Polaroid545로 함), 화상의 사이즈는 약 60㎛×약 45㎛이다. 이 경우, 약 45㎛인 치수의 방향이 금속판(64)의 두께 방향과 일치하도록, 금속판(64)의 단면을 측정한다. 이 때문에, 1매의 화상에 나타나는 금속판(64)의 단면의 면적(이하, 측정 유효 면적이라고 칭함)은, 「금속판(64)의 두께(13 ~ 40㎛)×약 60㎛」로 된다.
측정 유효 면적에 나타나는 결정립의 수가 1000개 미만인 경우, 측정 대상 영역을 약 50㎛씩 어긋나게 하면서 금속판(64)의 단면 복수의 위치에서 화상을 취득하고, 얻어진 복수의 화상을 연결함으로써, 1000개 이상의 결정립이 나타나는 화상을 생성했다.
결정립의 평균 단면적이 작은 경우는, SEM에서의 관찰 배율을 5000배로 했다. 구체적으로는, 결정립의 평균 단면적이 2㎛2 미만인 경우(후술하는 제9 예, 제15 예, 제16 예의 경우)는, SEM에서의 관찰 배율을 5000배로 했다.
또한, SEM에서의 관찰 배율이 5000배인 경우(촬영 시의 관찰 배율 기준은, Polaroid545로 함), 화상의 사이즈는 약 24㎛×약 18㎛이다. 이 경우, 약 18㎛인 치수의 방향이 금속판(64)의 두께 방향과 일치하도록, 금속판(64)의 단면을 측정한다.
결정립의 평균 단면적이 2㎛2 미만인 경우, 1회의 측정(1매의 화상)에서 1000개 이상의 결정립을 관찰할 수 있었으므로, 복수의 화상을 연결할 필요가 없었다.
EBSD 패턴을 해석하는 소프트웨어로서는, 가부시키가이샤 TSL 솔루션즈제의 결정 방위 해석 소프트웨어 OIM(Ver7.3)을 사용했다.
EBSD 패턴의 해석 공정에 있어서는, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정립계(52)라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의한 해석을 행하였다. 또한, 해석 공정에 있어서는, 결정 방위 해석 소프트웨어 OIM(Ver7.3)에서 정의되는 CI값이 0.15 이하인 데이터를 배제하고 해석을 실시했다. 이에 의해, 시료 56의 표리에 존재하는, 전처리에 사용한 수지나, 시료 56의 단면에 존재하는 입계나, 아몰퍼스의 영향을 배제할 수 있다. 에어리어법에 의한 해석에 있어서는, CI값이 0.15를 초과하는 결정립의 단면적의 평균값을 Area Fraction법으로 산출하여, 결정립의 평균 단면적이라고 한다. Area Fraction법에서는, a, b, c, d라는 단면적의 결정을 포함하는 측정 대상 영역의 면적의 합계가 100인 경우, 이하의 식 (1)과 같이 면적에 의한 가중을 고려하여, 평균 단면적이 산출된다.
평균 단면적＝(a×a/100)＋(b×b/100)＋(c×c/100)＋(d×d/100) … (1)
이하의 설명에 있어서, CI값이 0.15 이하인 데이터를 배제한 후, Area Fraction법을 사용하는 에어리어법의 해석을 행함으로써 산출된 결정립의 평균 단면적을, 에어리어 평균 단면적이라고도 칭한다. 상술한 제1 역치, 제2 역치 등에 의해 바람직한 범위가 정해져 있는 상술한 평균 단면적은, 에어리어 평균 단면적이다.
또한, CI값이 0.15 이하인 데이터를 배제한 후, Number법을 사용하는 해석을 행함으로써 산출된 결정립의 평균 단면적을, 수 평균 단면적이라고도 칭한다. 수 평균 단면적의 산출에 있어서도, 에어리어 평균 단면적의 경우와 마찬가지로, EBSD 패턴을 해석하는 소프트웨어로서는, 가부시키가이샤 TSL 솔루션즈제의 결정 방위 해석 소프트웨어 OIM(Ver7.3)을 사용했다. 수 평균 단면적의 산출에 있어서도, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정립계(52)라고 인정하는 조건 하에서, 결정 방위 해석 소프트웨어 OIM(Ver7.3)에서 정의되는 CI값이 0.15 이하인 데이터를 배제하고 해석을 실시했다. 또한, CI값이 0.15를 초과하는 결정립의 단면적의 평균값을 Number법으로 산출한 값을, 결정립의 수 평균 단면적으로서 채용했다. 상술한 Area Fraction법에 있어서는, 면적에 의한 가중을 고려하여 평균 단면적을 산출하지만, Number법에 있어서는, 해석 대상의 결정립 모두를, 면적에 구애되지 않고 동일한 가중치로 고려하여 평균 단면적을 산출한다.
계속해서, 금속판(64)을 사용하여 증착 마스크(20)를 제조했다. 그 후, 증착 마스크(20)를 구성하는 금속판(64)의 강도를 평가했다. 구체적으로는, 얻어진 증착 마스크(20)의 표면에 오목부 등의 변형부(28)가 존재하는지 여부를, 도 17에 나타낸 바와 같이 증착 마스크(20)에 광 L1을 조사하여 관찰했다. 그 결과, 변형부(28)는 존재하지 않았다.
증착 마스크(20)의 표면의 관찰 조건은 하기와 같다.
· 광 L1의 휘도: 500lux ~ 2000lux, 예를 들어 1000lux
· 광 L1의 광원: 삼파장 형광등
· 광 L1의 입사 각도: 15도 ~ 45도
· 광원으로부터 증착 마스크의 표면까지의 거리: 30㎝ ~ 100㎝, 예를 들어 50㎝
· 시점으로부터 증착 마스크의 표면까지의 거리: 15㎝
계속해서, 증착 마스크(20)의 용접성을 평가했다. 구체적으로는, 증착 마스크(20)의 귀부(17)에 레이저광 L2를 조사하여 귀부(17)를 프레임(15)에 용접하고, 귀부(17)와 프레임(15) 사이의 용접 강도를 측정했다. 귀부(17)를 프레임(15)에 용접할 때의 조건은 하기와 같다.
· 레이저광 L2의 파장: 355㎚
· 레이저광 L2의 스폿 직경: 200㎛
· 레이저광 L2의 출력: 0.3kW
· 레이저광 L2의 조사 시간: 0.3ms
용접 강도란, 용접부(19)에 의해 프레임(15)에 용접된 증착 마스크(20)의 귀부(17)를 프레임(15)으로부터 박리하기 위해 필요로 하는 힘의 크기이다. 도 24에, 용접부(19)의 용접 강도를 측정하는 방법의 일례를 나타낸다. 용접 강도의 측정 공정에 있어서는, 먼저, 증착 마스크(20)의 귀부(17)의 일부를 잘라냄으로써 얻어진 샘플(17S)을, 프레임(15)에 용접한다. 이어서, 도 24에 나타낸 바와 같이, 샘플(17S)의 긴 변 방향에 있어서의 단부에, 프레임(15)의 법선 방향을 따르는 방향에 있어서의 인장력 E를 가한다. 이 경우, 샘플(17S)이 파단되거나, 또는 샘플(17S)이 프레임(15)으로부터 박리될 때의 인장력 E가, 용접부(19)의 용접 강도이다. 또한, 샘플(17S)의 긴 변 방향은, 금속판(64)의 압연 방향 D1에 평행하다. 증착 마스크(20)는 일반적으로, 그 긴 변 방향이 금속판(64)의 압연 방향 D1에 평행이 되도록, 금속판(64)으로부터 제조된다. 따라서, 압연 방향 D1은, 증착 마스크(20)의 긴 변 방향에 기초하여 인식될 수 있다.
또한, 증착 마스크(20)의 긴 변 방향이 금속판(64)의 압연 방향 D1과는 비평행이도록, 금속판(64)으로부터 증착 마스크(20)를 제조해도 된다. 이 경우, 금속판(64)의 결정립이 연장되는 방향에 기초하여 압연 방향 D1을 인정해도 된다. 왜냐하면, 압연에 의해 제조된 금속판(64)에 있어서, 결정립은 압연 방향 D1에 평행하게 뻗어 있기 때문이다.
하나의 증착 마스크(20)로부터 일곱 샘플(17S)을 제작하고, 각 샘플(17S)에 대하여 용접 강도를 측정했다. 그 결과, 용접 강도의 평균값은 157mN이었다. 또한, 용접부(19)와 주위 부분의 경계에 크랙이 형성되어 있었다.
(제2 예 ~ 제16 예)
금속판의 두께, 조성 또는 제조 조건 중 적어도 하나를, 상술한 제1 예의 경우로부터 변경하여, 제2 예 ~ 제16 예에 관한 금속판(64)을 제작했다. 각 예의 금속판(64)의 두께는 하기와 같다. 또한, 제1 예 ~ 제8 예 및 제10 예 ~ 제14 예에 있어서는, 철 합금의 모재를 압연함으로써 금속판(64)을 제작했다. 한편, 제9 예, 제15 예 및 제16 예에 있어서는, 도금 처리를 이용한 제박 공정에 의해 금속판(64)을 제작했다. 압연에 의해 금속판(64)을 제작한 예에 대해서는, 압연 후의 금속판의 두께 T2와 더불어, 압연 전의 금속판의 두께 T1 및 압하율을 하기에 나타낸다.
· 제2 예: T1＝100㎛, T2＝35㎛, 압하율＝65％
· 제3 예: T1＝100㎛, T2＝30㎛, 압하율＝70％
· 제4 예: T1＝75㎛, T2＝30㎛, 압하율＝60％
· 제5 예: T1＝100㎛, T2＝25㎛, 압하율＝75％
· 제6 예: T1＝50㎛, T2＝20㎛, 압하율＝60％
· 제7 예: T1＝80㎛, T2＝20㎛, 압하율＝75％
· 제8 예: T1＝100㎛, T2＝20㎛, 압하율＝80％
· 제9 예: 20㎛
· 제10 예: T1＝37.5㎛, T2＝15㎛, 압하율＝60％
· 제11 예: T1＝50㎛, T2＝15㎛, 압하율＝70％
· 제12 예: T1＝100㎛, T2＝15㎛, 압하율＝85％
· 제13 예: T1＝300㎛, T2＝15㎛, 압하율＝95％
· 제14 예: T1＝100㎛, T2＝13㎛, 압하율＝87％
· 제15 예 ~ 제16 예: 10㎛
또한, 제1 예의 경우와 마찬가지로 하여, 제2 예 ~ 제16 예에 관한 금속판(64)의 단면에 나타나는 결정립의 에어리어 평균 단면적 및 수 평균 단면적을 산출했다. 결과를 도 25에 정리하여 나타낸다. 도 25의 「판정」의 란에 있어서, 「OK」는, 결정립의 에어리어 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하인 것을 의미한다. 또한, 「NG」는 결정립의 에어리어 평균 단면적이 0.5㎛2 미만이거나, 또는 50㎛2를 초과하였음을 의미한다.
또한, 제1 예의 경우와 마찬가지로 하여, 제2 예 ~ 제16 예에 관한 금속판(64)을 사용하여 증착 마스크(20)를 제작했다. 계속해서, 제1 예의 경우와 마찬가지로 하여, 얻어진 증착 마스크(20)의 표면에 오목부 등의 변형부(28)가 존재하는지 여부를 관찰했다. 또한, 제1 예의 경우와 마찬가지로 하여, 증착 마스크(20)의 귀부(17)를 프레임(15)에 용접하여, 용접 강도를 측정했다. 결과를 정리하여 도 25에 나타낸다.
제9 예, 제15 예 및 제16 예에 있어서는, 금속판(64)의 결정립의 에어리어 평균 단면적이 0.5㎛2 미만이었다. 이 결과, 용접 강도가 200mN 미만으로 되어 있었다. 또한, 용접부(19)와 주위 부분의 경계에 크랙이 형성되어 있었다.
제4 예, 제6 예 및 제10 예에 있어서는, 금속판(64)의 결정립의 에어리어 평균 단면적이 50㎛2를 초과했다. 이 결과, 증착 마스크(20)의 표면에 오목부 등의 변형부(28)가 존재했다.
이에 비해, 제3 예, 제5 예, 제7 예, 제8 예, 제11 예 ~ 제14 예에 관한, 두께가 10㎛ ~ 30㎛인 금속판(64)에 있어서는, 결정립의 에어리어 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하였다. 이 결과, 용접 강도를 200mN 이상으로, 보다 구체적으로는 220mN 이상으로 할 수 있었다. 또한, 증착 마스크(20)의 표면에 오목부 등의 변형부(28)가 형성되는 것을 억제할 수 있었다. 즉, 금속판(64)에 있어서의 강도 및 용접성을 양립시킬 수 있었다.
또한, 제1 예 및 제2 예에 관한, 두께가 35㎛ 이상인 금속판(64)에 있어서는, 결정립의 에어리어 평균 단면적이 50㎛2를 초과했지만, 증착 마스크(20)의 표면에 오목부 등의 변형부(28)는 형성되지 않았다. 증착 마스크(20)의 두께가 두껍고, 이 때문에 증착 마스크(20)가 충분히 높은 강도를 갖고 있었기 때문에, 결정립의 에어리어 평균 단면적에 구애되지 않고 오목부 등의 변형부(28)가 형성되지 않았다고 생각된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서의, 결정립의 에어리어 평균 단면적을 50㎛2 이상으로 한다고 하는 기준은, 금속판(64)의 두께가 30㎛ 이하인 경우에 특히 유효하다고 할 수 있다. 또한, 제1 예, 제2 예에 나타낸 바와 같은, 두께가 35㎛ 이상인 금속판(64)은, 금속판(64)으로부터 제작된 증착 마스크(20)에 있어서의 증착 재료(98)의 이용 효율이 낮아지는 점에서, 두께가 30㎛ 이하인 금속판(64)에 비해 불리하다.
도 26은, 횡축을 금속판(64)의 두께로 하고, 종축을 금속판(64)의 결정립의 에어리어 평균 단면적으로 하여, 각 예에 관한 금속판(64)의 데이터를 플롯한 산포도이다. 도 26에 있어서, 「○」의 마커는, 용접 강도가 200mN 이상이고, 또한 변형부(28)가 형성되지 않은 예를 나타낸다. 「△」의 마커는, 용접 강도가 200mN 미만인 예를 나타낸다. 「□」의 마커는, 변형부(28)가 형성된 예를 나타낸다. 또한, 도 26에 있어서, 점선으로 둘러싼 영역은, 금속판(64)의 두께가 30㎛ 이하이고, 또한 결정립의 에어리어 평균 단면적이 0.5㎛2 이상이면서 50㎛2 이하인 영역이다. 도 26으로부터 명확한 바와 같이, 점선으로 둘러싼 영역에 있어서는, 금속판(64)에 강도 및 용접성을 갖게 할 수 있었다.
도 30은, 횡축을 금속판(64)의 두께로 하고, 종축을 금속판(64)의 결정립의 수 평균 단면적으로 하여, 각 예에 관한 금속판(64)의 데이터를 플롯한 산포도이다. 도 30에 있어서, 「○」의 마커는, 용접 강도가 200mN 이상이고, 또한 변형부(28)가 형성되지 않은 예를 나타낸다. 「△」의 마커는, 용접 강도가 200mN 미만인 예를 나타낸다. 「□」의 마커는, 변형부(28)가 형성된 예를 나타낸다. 또한, 도 30에 있어서, 점선으로 둘러싼 영역은, 금속판(64)의 두께가 30㎛ 이하이고, 또한 결정립의 수 평균 단면적이 0.2㎛2 이상이면서 3.2㎛2 이하인 영역이다. 도 30으로부터 명확한 바와 같이, 점선으로 둘러싼 영역에 있어서는, 금속판(64)에 강도 및 용접성을 갖게 할 수 있었다.
도 31에 나타내는 그래프에 있어서, 횡축 및 종축은 각각, 예1 ~ 예 16에 관한 금속판의 결정립의 에어리어 평균 단면적 및 수 평균 단면적을 나타내고 있다. 도 31로부터 알 수 있는 바와 같이, 예1 ~ 예 16에 관한 금속판의 결정립의 에어리어 평균 단면적은 수 평균 단면적에 대하여 상관을 갖는다.
10: 증착 마스크 장치
15: 프레임
19: 용접부
20: 증착 마스크
22: 유효 영역
23: 주위 영역
25: 관통 구멍
28: 변형부
30: 제1 오목부
31: 벽면
35: 제2 오목부
36: 벽면
41: 접속부
41a: 절결부
43: 톱부
50: 시험편
50c: 단면
51: 결정립
52: 결정립계
54: 크랙
55: 수지
56: 시료
57: 대물 렌즈
58: EBSD 검출기
59: 제조 장치
64: 금속판
65a: 제1 레지스트 패턴
65b: 제2 레지스트 패턴
70: 가공 장치
72: 반송 롤러
73: 분리 장치
90: 증착 장치
92: 유기 EL 기판
98: 증착 재료

Claims (18)

  1. 증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판이며,
    상기 금속판은, 적어도 니켈을 포함하는 철 합금의 압연재로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 갖고,
    상기 금속판의 단면 중 상기 금속판의 압연 방향에 직교하는 평면에 대하여 －10° 이상 ＋10° 이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이 2.0㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고,
    상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정립계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 금속판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압연재에 있어서의 니켈 및 코발트의 함유량이 합계 30질량％ 이상이면서 38질량％ 이하인, 금속판.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속판은, 13㎛ 이상의 두께를 갖는, 금속판.
  7. 증착 마스크이며,
    금속판과,
    금속판에 형성된 관통 구멍을 구비하고,
    상기 금속판은, 적어도 니켈을 포함하는 철 합금의 압연재로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 갖고,
    상기 금속판의 단면 중 상기 금속판의 압연 방향에 직교하는 평면에 대하여 －10° 이상 ＋10° 이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이 2.0㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고,
    상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정립계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 증착 마스크.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압연재에 있어서의 니켈 및 코발트의 함유량이 합계 30질량％ 이상이면서 38질량％ 이하인, 증착 마스크.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 금속판은, 13㎛ 이상의 두께를 갖는, 증착 마스크.
  13. 제7항 또는 제8항에 기재된 증착 마스크와,
    상기 증착 마스크가 용접된 프레임을 구비하는, 증착 마스크 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 기재된 금속판을 준비하는 공정과,
    상기 금속판을 긴 변 방향을 따라 반송하는 공정과,
    상기 금속판에 관통 구멍을 형성하는 가공 공정을 구비하는, 증착 마스크의 제조 방법.
  15. 증착 마스크를 제조하기 위해 사용되는 금속판의 제조 방법이며,
    적어도 니켈을 포함하는 철 합금으로 이루어지고, 또한 30㎛ 이하의 두께를 갖는 상기 금속판을, 압연법에 의해 압연재로서 얻는 제작 공정을 구비하고,
    상기 제작 공정은, 70% 이상 95% 이하의 압하율로 상기 금속판을 압연하는 압연 공정과, 상기 압연 공정에 의해 얻어진 상기 금속판을 반송하면서 500℃ ~ 600℃의 범위 내에서 30초 ~ 90초에 걸쳐서 어닐하는 어닐 공정을 포함하고,
    상기 금속판의 단면 중 압연재의 압연 방향에 직교하는 평면에 대하여 －10° 이상 ＋10° 이하의 각도를 이루는 단면에 나타나는 결정립을 EBSD법으로 측정하고, 측정 결과를 해석함으로써 산출되는, 상기 결정립의 평균 단면적이 2.0㎛2 이상이면서 50㎛2 이하이고,
    상기 평균 단면적은, EBSD법에 의해 얻어진 측정 결과를, 결정 방위의 차가 5도 이상인 부분을 결정립계라고 인정하는 조건 하에서 에어리어법에 의해 해석함으로써 산출되는, 금속판의 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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