TW202346619A - 金屬遮罩及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種於邊界部分不易產生變形或斷裂之金屬遮罩及其製造方法。
一種金屬遮罩，其具有有效區域、周圍區域、及虛設區域，上述有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部，上述第1頂點部具有高度H1，上述周圍區域位於上述有效區域之周圍，上述虛設區域位於上述有效區域與上述周圍區域之間，上述虛設區域具備第2頂點部，上述第2頂點部具有高度H2，且上述高度H2高於上述高度H1。
Description
本發明係關於一種金屬遮罩及其製造方法。
有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示裝置之像素係藉由使用金屬遮罩利用蒸鍍使形成像素之材料附著於基板上而形成。因此，金屬遮罩之性能提高對提高有機EL顯示裝置之畫質而言較為重要。
例如，於專利文獻1中揭示有能夠高精度地形成貫通孔之金屬遮罩之製造方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-163734號公報
[發明所欲解決之問題]
金屬遮罩例如具有配置有貫通孔之有效區域、及位於有效區域之周圍之周圍區域。此種金屬遮罩設置於框架，用於像素之蒸鍍。
且說，已知當藉由蝕刻形成有效區域時，會於有效區域與周圍區域之邊界部分過度地進行蝕刻。若如此過度地進行蝕刻，則有效區域與周圍區域之間之邊界部分之厚度會變薄。如此一來，其邊界部分會產生變形或者斷裂。
本發明係鑒於上述問題點而完成者，其目的在於提供一種不易產生變形或斷裂之金屬遮罩及其製造方法。
[解決問題之技術手段]
本發明之一實施方式之金屬遮罩具有有效區域、周圍區域、及虛設區域，有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部，第1頂點部具有高度H1，周圍區域位於有效區域之周圍，虛設區域位於有效區域與周圍區域之間，虛設區域具備第2頂點部，第2頂點部具有高度H2，且高度H2高於高度H1。
本發明之一實施方式之上述金屬遮罩之製造方法包括如下步驟：準備具有第1面、及位於第1面之相反側之第2面之金屬板；及蝕刻步驟，其係藉由對金屬板進行蝕刻而形成金屬遮罩；金屬遮罩具有有效區域、周圍區域、及虛設區域，有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部，第1頂點部具有高度H1，周圍區域位於有效區域之周圍，虛設區域位於有效區域與周圍區域之間，虛設區域具備第2頂點部，第2頂點部具有高度H2，且高度H2高於高度H1。
[發明之效果]
於本發明之至少一個實施方式中，提供一種於邊界部分不易產生變形或斷裂之金屬遮罩及其製造方法。
以下，參照圖式對本發明之一實施方式進行說明。再者，於隨附於本說明書之圖式中，有時為了便於圖示及容易理解，而適當地將比例尺及縱橫之尺寸比等相較於實物加以變更並放大表示。
於本說明書及本圖式中，只要未特別說明，則於本說明書之一實施方式中，列舉用於在製造有機EL顯示裝置時將有機材料以所需圖案於基板上圖案化的金屬遮罩及其製造方法相關之示例進行記載。但是，並不限定於此種應用，能夠對用於各種用途之金屬遮罩應用本發明。例如，為了製造用以將用於表現虛擬實境即所謂VR(Virtual Reality)或擴增實境即所謂AR(Augmented Reality)之圖像或影像顯示或投影之裝置，亦可使用本發明之金屬遮罩。
於本說明書及/或本圖式中，只要未特別記載，則如以下般進行解釋。
指成為某構成之基礎之物質之用語亦可並非僅根據名稱之不同而區分。例如，「基板」、「基材」、「板」、「片材」、或「膜」等用語符合上述記載。
指形狀及/或幾何學條件之用語及/或數值並非必須拘泥於嚴格之意義，亦可解釋為包括可期待相同功能之程度之範圍在內。例如，「平行」及/或「正交」等符合上述用語。又，「長度之值」及/或「角度之值」等符合上述數值。
當表達為某構成位於其他構成之「上」、「下」、「上側」、「下側」、「上方」、或「下方」時，可包括某構成與其他構成直接相接之態樣、及於某構成與其他構成之間包含另一構成之態樣。換言之，於某構成與其他構成之間包含另一構成之態樣亦可表達為某構成與其他構成間接地相接。又，「上」、「上側」或「上方」之表達能夠與「下」、「下側」或「下方」之表達交換。換言之，上下方向亦可顛倒。
當對相同部分及/或具有相同功能之部分標註相同符號或類似符號時，有時省略重複之記載。又，圖式之尺寸比率有時與實際之比率不同。又，有時將實施方式之構成之一部分自圖式中省略。
亦可於不產生矛盾之範圍內，將實施方式之一個以上之形態與變化例之一個以上之形態組合。又，亦可於不產生矛盾之範圍內將實施方式之一個以上之形態彼此組合。又，亦可於不產生矛盾之範圍內將變化例之一個以上之形態彼此組合。
當對製造方法等方法揭示複數個步驟時，亦可於所揭示之步驟之間實施未揭示之其他步驟。又，於不產生矛盾之範圍內，步驟之順序不受限定。
由「～」及/或「－」之記號表達之數值範圍包含處於「～」及/或「－」之符號之前後之數值。例如，表達為「34～38質量%」之數值範圍與表達為「34質量%以上且38質量%以下」之數值範圍相同。
關於本發明中記載之數值，亦可藉由將複數個上限之候選值中之任意1個與複數個下限之候選值中之任意1個組合而劃定數值範圍。除此以外，即便未特別提及，亦可藉由將複數個上限之候選值中之任意2個組合而劃定數值範圍，亦可藉由將複數個下限之候選值中之任意2個組合而劃定數值範圍。
將本發明之一實施方式記載於以下之段落及其之後之段落。本發明之一實施方式係本發明之實施方式之一例。本發明並非僅限定於本發明之一實施方式而進行解釋。
本發明之第1態樣係一種金屬遮罩，其具有有效區域、周圍區域、及虛設區域，
上述有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部，
上述第1頂點部具有高度H1，
上述周圍區域位於上述有效區域之周圍，
上述虛設區域位於上述有效區域與上述周圍區域之間，
上述虛設區域具備第2頂點部，
上述第2頂點部具有高度H2，且
上述高度H2高於上述高度H1。
本發明之第2態樣如上述第1態樣之金屬遮罩，其中
虛設區域亦可為與具有2行以上5行以下之第2頂點部之範圍相等之區域。
本發明之第3態樣如上述第1態樣或第2態樣之金屬遮罩，其中亦可為，
於自有效區域朝上述周圍區域橫穿上述虛設區域之同一直線上，靠近上述周圍區域之高度H2高於靠近上述有效區域之高度H2。
本發明之第4態樣如上述第1態樣至第3態樣中任一態樣之金屬遮罩，其中亦可為，
上述高度H2相對於上述高度H1為1.05倍以上4.00倍以下。
本發明之第5態樣如上述第1態樣至第4態樣中任一態樣之金屬遮罩，其中亦可為，上述金屬遮罩具有第1面、及位於該第1面之相反側之第2面，
上述虛設區域具有第2貫通孔，
上述第1貫通孔具有位於上述第1面側之第1凹部、位於上述第2面側之第2凹部、第1連接部、及第1角度θ1，
上述第1連接部係連接上述第1凹部與上述第2凹部之稜部，
上述第1角度θ1係通過上述第1連接部中最靠近上述第1頂點部之部分P1a及上述第1頂點部中最靠近上述第1連接部之部分P2a之直線K1相對於上述金屬遮罩之厚度方向N所成的角度，
上述第2貫通孔具有位於上述第1面側之第3凹部、位於上述第2面側之第4凹部、第2連接部、及第2角度θ2，
上述第2連接部係連接上述第3凹部與上述第4凹部之稜部，
上述第2角度θ2係通過上述第2連接部中最靠近上述第2頂點部之部分P1b及上述第2頂點部中最靠近上述第2連接部之部分P2b之直線K2相對於上述金屬遮罩之厚度方向N所成的角度，且
上述第2角度θ2小於上述第1角度θ1。
本發明之第6態樣如上述第1態樣至第5態樣中任一態樣之金屬遮罩，其中亦可為，
上述金屬遮罩具有第1面、及位於上述第1面之相反側之第2面，
上述虛設區域具有第2貫通孔，
上述第1貫通孔具有位於上述第1面側之第1凹部、位於上述第2面側之第2凹部、第1連接部、及高度H3，
上述第1連接部係連接上述第1凹部與上述第2凹部之稜部，
上述高度H3係自上述第1面至上述第1連接部之高度，
上述第2貫通孔具有位於上述第1面側之第3凹部、位於上述第2面側之第4凹部、第2連接部、及高度H5，
上述第2連接部係連接上述第3凹部與上述第4凹部之稜部，
上述高度H5係自上述第1面至上述第2連接部之高度，且
上述高度H5大於上述高度H3。
本發明之第7態樣如上述第1態樣至第6態樣中任一態樣之金屬遮罩，其中亦可為，
上述第1貫通孔具有高度H3與高度H4，
上述高度H3係自上述第1面至上述第1連接部之高度，
上述高度H4係自上述第2面至上述第1連接部之高度，且
上述高度H3較高度H4淺。
本發明之第8態樣如上述第1態樣至第7態樣中任一態樣之金屬遮罩，其中
虛設區域亦可具有未被蝕刻而殘留之頂點部。
本發明之第9態樣係一種金屬遮罩之製造方法，其包括如下步驟：
準備具有第1面、及位於上述第1面之相反側之第2面之金屬板；及
蝕刻步驟，其係藉由對上述金屬板進行蝕刻而形成上述金屬遮罩；
上述金屬遮罩具有有效區域、周圍區域、及虛設區域，
上述有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部，
上述第1頂點部具有高度H1，
上述周圍區域位於上述有效區域之周圍，
上述虛設區域位於上述有效區域與上述周圍區域之間，
上述虛設區域具備第2頂點部，
上述第2頂點部具有高度H2，且
上述高度H2高於上述高度H1。
首先，參照圖1及圖2對具備金屬遮罩之蒸鍍裝置之一例進行說明。此處，圖1係對具備本發明之一實施方式之金屬遮罩20之金屬遮罩裝置10自金屬遮罩20之第1面20a側進行觀察所得的俯視圖，圖2係表示蒸鍍裝置之剖視圖。
如圖1所示，各金屬遮罩20可具有沿一方向延伸之大致矩形之形狀。又，金屬遮罩裝置10可具備包括大致矩形之金屬板之複數個金屬遮罩20、及安裝於複數個金屬遮罩20之周緣部之框架15。並且，複數個金屬遮罩20可沿金屬遮罩20之與長度方向交叉之寬度方向排列。又，各金屬遮罩20可於金屬遮罩20之長度方向之兩端部藉由例如熔接而固定於框架15。
金屬遮罩裝置10可具備固定於框架15且於金屬遮罩20之厚度方向上與金屬遮罩20局部重疊的構件。作為此種構件之例，並無特別限定，例如可列舉沿與金屬遮罩20之長度方向交叉之方向延伸且支持金屬遮罩20的構件、與相鄰之2個金屬遮罩之間之間隙重疊之構件等。
該金屬遮罩裝置10如圖2所示，以與基板92相對之方式支持於蒸鍍裝置90內。此處，基板92係玻璃基板等金屬遮罩20之蒸鍍對象物。如圖2所示般將金屬遮罩裝置10收容於蒸鍍裝置90之情形時，將與基板92相對之金屬遮罩20之面稱為第1面20a，將位於保持有蒸鍍材料98之坩堝94側之金屬遮罩20之面稱為第2面20b。
於蒸鍍裝置90內，於基板92之坩堝94側之面配置金屬遮罩20。此處，金屬遮罩20與基板92亦可藉由磁力而密接。
亦可於蒸鍍裝置90內，於金屬遮罩裝置10之下方配置收容蒸鍍材料98之坩堝94、及加熱坩堝94之加熱器96。此處，作為一例，蒸鍍材料98可為有機發光材料。坩堝94內之蒸鍍材料98藉由來自加熱器96之加熱而汽化或昇華。汽化或昇華之蒸鍍材料98經由金屬遮罩20之第1貫通孔25a附著於基板92。藉此，以與金屬遮罩20之第1貫通孔25a之位置對應之所需圖案將蒸鍍材料98成膜於基板92之表面。
於欲根據RGB等像素而蒸鍍不同種類之蒸鍍材料時，亦可根據有機發光材料之顏色使用不同之金屬遮罩20，將蒸鍍材料98成膜於基板92之表面。例如，亦可將紅色用之有機發光材料、綠色用之有機發光材料及藍色用之有機發光材料依序蒸鍍於基板92。又，亦可沿著第1貫通孔25a之排列方向(上述之一方向)使金屬遮罩20(金屬遮罩裝置10)與基板92一點一點地相對移動，而依序蒸鍍紅色用之有機發光材料、綠色用之有機發光材料及藍色用之有機發光材料。
再者，金屬遮罩裝置10之框架15亦可安裝於矩形之金屬遮罩20之周緣部。框架15將金屬遮罩20保持為拉伸狀態。金屬遮罩20與框架15例如亦可藉由點熔接而彼此固定。
於圖1中示出於框架15設置有複數個長條之金屬遮罩20之例。又，亦可於框架15設置形狀與框架15大致相同之大張之一片金屬遮罩20。
以下，以用於有機EL顯示裝置用之有機發光材料之蒸鍍之金屬遮罩為例，對本發明之金屬遮罩詳細地進行說明。但是，本發明之金屬遮罩之用途並不限定於有機EL顯示裝置用之有機發光材料之蒸鍍，除此以外，亦能夠用於製造用以將用於表現虛擬實境即所謂VR或擴增實境即所謂AR之圖像或影像顯示或投影的裝置。
本發明之金屬遮罩具有有效區域、周圍區域、及虛設區域，有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部，第1頂點部具有第1高度R
1，周圍區域位於有效區域之周圍，虛設區域位於有效區域與周圍區域之間，虛設區域具備第2頂點部，第2頂點部具有第2高度R
1，且第2高度R
1高於第1高度R
1。
於圖3中表示本發明之一實施方式之金屬遮罩20之俯視圖。金屬遮罩20亦可藉由蝕刻於金屬板51形成第1貫通孔25a而獲得。如圖3所示，金屬遮罩20具有配置有第1貫通孔25a之有效區域22、位於有效區域22之周圍之周圍區域23、及位於有效區域22與周圍區域23之邊界之至少一部分之虛設區域24。金屬遮罩20可於俯視下具有大致矩形之輪廓。
自第1面至第2面之高度T較佳為50 μm以下，亦可為40 μm以下，亦可為35 μm以下，亦可為30 μm以下，亦可為25 μm以下，亦可為20 μm以下，亦可為18 μm以下，亦可為15 μm以下，亦可為13 μm以下。藉由減小高度T，能夠抑制於蒸鍍步驟中蒸鍍材料98附著於第2凹部35a之第2壁面36a。再者，將蒸鍍材料於基板之附著被貫通孔之壁面阻礙之此種現象亦稱為蔭蔽。
又，高度T較佳為2 μm以上，亦可為5 μm以上，亦可為10 μm以上，亦可為15 μm以上。藉由增大高度T，有金屬遮罩20之強度進一步提高之傾向。藉此，能夠抑制例如有效區域22產生變形或斷裂。
再者，高度T之範圍亦可由上述之複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。又，高度T係金屬遮罩20中未形成第1凹部30a及第2凹部35a之部分之厚度。換言之，高度T亦可為與周圍區域23之厚度或金屬遮罩20之金屬板51之厚度相等之厚度。
金屬遮罩20之熱膨脹係數較佳為與框架15之熱膨脹係數或基板92之熱膨脹係數相同之值。藉此，能夠抑制於高溫環境下實施之蒸鍍處理之間因金屬遮罩20、框架15及基板92之尺寸變化之差異而產生位置偏移。因此，能夠抑制因位置偏移而引起附著於基板92上之蒸鍍材料98之尺寸精度或位置精度降低。
例如，當使用玻璃基板作為基板92時，作為金屬遮罩20及框架15之主要材料，可使用含鎳之鐵合金。作為含鎳之鐵合金，例如可列舉包含30質量%以上54質量%以下之鎳之鐵合金。作為此種鐵合金，更具體而言，可列舉包含34質量%以上38質量%以下之鎳之因瓦合金材、除了包含30質量%以上34質量%以下之鎳以外還包含鈷之超因瓦合金材、包含48質量%以上54質量%以下之鎳之低熱膨脹Fe-Ni系鍍覆合金等。
再者，於蒸鍍處理時，金屬遮罩20、框架15、及基板92之溫度未達到高溫之情形時，並不特別需要將金屬遮罩20及框架15之熱膨脹係數設為與基板92之熱膨脹係數相同之值。於該情形時，作為構成金屬遮罩20之下述之金屬板51之材料，除了上述之含鎳之鐵合金以外，可列舉不鏽鋼等含鉻之鐵合金、鎳或鎳-鈷合金等。
金屬遮罩20可具有複數個有效區域22。例如，如圖3所示，金屬遮罩20可具有沿著與長度方向平行之一方向隔開特定間隔配置成一行之複數個有效區域22。此種金屬遮罩20有時亦被稱為所謂棒狀之金屬遮罩。於該情形時，如圖1所示，金屬遮罩裝置10可具有配置於與其長度方向正交之寬度方向上且安裝於框架15的複數個金屬遮罩20。
又，作為另一例，金屬遮罩20亦可具有沿著與金屬遮罩20之一邊平行之一方向隔開特定間隔配置的複數個有效區域22，且具有沿著與上述一方向正交之另一方向隔開特定間隔配置的複數個有效區域22。換言之，金屬遮罩20亦可具有複數個有效區域22之行。於該情形時，金屬遮罩裝置10亦可於框架15安裝一片接近框架15之大小之金屬遮罩20。
有效區域22具備第1貫通孔25a與第1頂點部32a。有效區域22可具有複數個第1貫通孔25a與複數個第1頂點部32a。此處，第1頂點部32a係指於平面上成為高度之極大值之部分。第1頂點部32a亦可形成於第2面20b側。有效區域22亦可為如下區域，該區域與有機發光材料蒸鍍而形成像素之基板92上之區域相對，於蒸鍍時作為遮罩發揮功能。
一個有效區域22亦可構成為與一個有機EL顯示裝置100之顯示區域對應。藉由使用此種金屬遮罩裝置10，能夠執行有機EL顯示裝置之多面蒸鍍。又，一個有效區域22亦可構成為與複數個有機EL顯示裝置之顯示區域對應。
有效區域22可於俯視下具有大致矩形之輪廓。又，有效區域22亦可根據基板92之顯示區域之形狀而具有圓形等各種形狀之輪廓。
於圖4A中，作為本發明之一實施態樣，示出自第2面20b側觀察有效區域22所得之立體圖。有效區域22可具有藉由蝕刻而形成之第1貫通孔25a。如圖4A所示，形成於各有效區域22之複數個第1貫通孔25a係以特定圖案配置。例如，自第2面20b側觀察時，第1貫通孔25a可沿著相互交叉之第1方向D1及第2方向D2分別以特定之間距配置。又，第1貫通孔25a亦可被包含複數個第1頂點部32a之複數個稜線33a包圍。相鄰之第2凹部35a亦可藉由稜線33a連接。
如圖4A所示，稜線33a係指鄰接之第2凹部35a之第2壁面36a會合而形成之邊界。該稜線33a之高度亦可不固定，而如波浪般變動。再者，稜線33a之高度亦可稱為金屬遮罩20之厚度方向上之稜線33a之位置。作為一般傾向，稜線33a之高度根據距第1貫通孔25a之中心之距離而變化，距離越長則越高。
又，第1頂點部32a係指稜線33a中成為高度之極大值之部分。於圖4A之情形時，第1頂點部32a被4個第1貫通孔25a包圍。第1頂點部32a係於稜線之中位於距離第1貫通孔25a之中心相對較遠之位置。
第1頂點部32a之高度H1越低，則下述之第1角度θ1越容易變大。若第1角度θ1較大，則蒸鍍材料98之利用效率或蒸鍍精度更容易提高。根據此種觀點，較佳為有效區域22之高度H1相對較低。
周圍區域23係位於有效區域22之周圍之區域，以包圍有效區域22之方式配置。周圍區域23係藉由位於有效區域22之周圍而支持有效區域22之區域。周圍區域23不具有供蒸鍍材料通過之第1貫通孔25a。但是，出於各種目的，亦可於周圍區域23形成並非為了供蒸鍍材料通過而設置之貫通孔、或藉由半蝕刻等而構成之凹部。
周圍區域可具有金屬遮罩中固定於框架之端部。如圖1所示，於呈長條之棒狀之金屬遮罩20之情形時，端部17可位於長度方向上之兩端。又，端部17亦可具有U字狀之切口等。另一方面，於金屬遮罩為形狀與框架大致相同之一大張之情形時，端部亦可位於金屬遮罩之周緣。又，端部亦可為將金屬遮罩固定於框架之後，將其一部分切斷者。
於本發明之一實施方式中，端部17可如圖3所示，與其他周圍區域23一體地構成，亦可由與其他周圍區域分開之構件構成。於該情形時，端部例如亦可藉由熔接而與周圍區域之其他部分接合。
虛設區域24係位於有效區域22與周圍區域23之間之區域。虛設區域24如圖3所示，可位於有效區域22與周圍區域23之間之整個區域。又，虛設區域24亦可如圖5A或圖5B所示，位於大致矩形之有效區域22與周圍區域23之間中之至少一個邊。例如，虛設區域24亦可如圖5A所示，位於大致矩形之有效區域22與周圍區域23之邊界中對向之2個邊。又，亦可如圖5B所示，於大致矩形之有效區域22與周圍區域23之邊界之一個邊中形成一個或複數個虛設區域24。
又，於如圖3所示金屬遮罩20為棒形狀之情形時，虛設區域24可位於有效區域22與周圍區域23之邊界中與長度方向平行之邊，亦可如圖5A所示位於和與長度方向正交之方向平行之邊。藉由虛設區域24位於和與長度方向正交之方向平行之邊，於金屬遮罩20設置於框架15時亦容易抑制變形或斷裂。
虛設區域24具有第2頂點部32b。此處，第2頂點部32b係指於平面上成為高度之極大值之部分。該極大值中亦可包括未被蝕刻而殘留之部分。第2頂點部32b亦可形成於第2面20b側。再者，虛設區域24亦可具有第2貫通孔25b。
於本發明之一實施方式中，第2頂點部32b之高度H2高於高度H1。藉此，於有效區域22與周圍區域23之間之區域中確保金屬遮罩20之強度而抑制變形或斷裂。
於欲藉由蝕刻而於金屬板51形成有效區域22之情形時，有容易於有效區域22與周圍區域23之間過度進行蝕刻之傾向。有效區域22與周圍區域23之間亦可謂為有抗蝕圖案之孔之區域與無孔之區域之邊界。若過度進行蝕刻，則於有效區域22與周圍區域23之間之區域，金屬遮罩20會局部變薄而連接強度降低。如此一來，金屬遮罩20容易變形或有效區域22容易自周圍區域23斷裂。
因此，於本發明之一實施方式中，構成為虛設區域24具有之第2頂點部32b之高度H2大於有效區域22之第1頂點部32a之高度H1。藉此，於有效區域22與周圍區域23之間之區域中確保金屬遮罩20之強度而抑制變形或斷裂。
位於有效區域22與周圍區域23之間之虛設區域24之範圍亦可由第2頂點部32b之行數表示。例如，虛設區域24可為與自周圍區域23側起算具有1行以上之第2頂點部32b之範圍相等之區域，亦可為與具有2行以上之第2頂點部之範圍相等之區域，亦可為與具有3行以上之第2頂點部32b之範圍相等之區域。又，虛設區域24可為與自周圍區域23側起算具有100行以下之第2頂點部32b之範圍相等之區域，亦可為與具有50行以下之第2頂點部32b之範圍相等之區域，亦可為與具有10行以下之第2頂點部之範圍相等之區域，亦可為與具有5行以下之第2頂點部之範圍相等之區域。虛設區域之範圍亦可由關於上述之第2頂點部32b之行數的複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。該複數行第2頂點部32b之行亦可與有效區域22和周圍區域23之邊界大致平行地延伸。
例如，於圖6中示出了於方向D1上第2頂點部32b排列有2行且於方向D2上第2頂點部32b排列有1行的態樣。又，如上所述，虛設區域24之範圍亦可為與具有1行以上之第2頂點部32b之範圍相等之區域等。此處，所謂「相等之區域」，例如於圖6中，係指具有與於方向D2上排列有1行第2頂點部32b之範圍同等之範圍之區域。
虛設區域24可具有第2貫通孔25b。再者，虛設區域24與有效區域22不同，即便蒸鍍物質通過存在於虛設區域24之第2貫通孔25b附著於基板92，其蒸鍍物質亦可不用作顯示裝置之發光元件。
於圖4B中，作為本發明之一實施態樣，示出自第2面20b側觀察虛設區域24所得之立體圖。如圖4B所示，可於虛設區域24中以與有效區域22類似之圖案排列有複數個第2貫通孔25b。於虛設區域24中，第2貫通孔25b同樣可被複數個第2頂點部32b與複數個稜線33b包圍。又，相鄰之第2頂點部32b亦可藉由稜線33b連接。
第2頂點部32b如圖4B所示，係指於俯視下成為高度之極大值之部分或者未被蝕刻而殘留之部分。於圖4B之情形時，第2頂點部32b被4個第2貫通孔25b包圍，且第2頂點部32b位於距離各第2貫通孔25b之中心相對較遠之位置。
又，如圖4B所示，稜線33b係指鄰接之第4凹部35b之第4壁面36b會合而形成之邊界。該稜線33b之高度亦可不固定，而如波浪般變動。再者，亦可謂為稜線33b之高度係金屬遮罩之厚度方向上之稜線33b之位置。作為一般傾向，稜線33b之高度根據距第2貫通孔25b之中心之距離而變化，距離越長則越高。
第2頂點部32b之高度H2越高，則有效區域22與周圍區域23之間之連接強度進一步提高，因此，能夠抑制變形或斷裂。
主要參照圖6～圖9對有效區域22及虛設區域24具有之第2貫通孔25b之一例更詳細地進行敍述。圖6係自第2面20b側觀察金屬遮罩20之有效區域22、周圍區域23及虛設區域24所得的局部俯視圖。又，圖7係沿著圖6之IV-IV線之剖視圖，圖8係沿著圖6之V-V線之剖視圖，圖9係沿著圖6之VI-VI線之剖視圖。
具體而言，圖7～圖8係於通過第1貫通孔25a之間之稜線33a及第2貫通孔25b之間之稜線33b之方向上將金屬遮罩20之有效區域22、周圍區域23及虛設區域24切斷時的剖視圖。又，圖9係於通過第1貫通孔25a之間之第1頂點部32a及第2貫通孔25b之間之第2頂點部32b之方向上將金屬遮罩20之有效區域22、周圍區域23及虛設區域24切斷時的剖視圖。
如圖6所示，第1貫通孔25a及第2貫通孔25b中之至少一部分係沿著相互交叉之第1方向D1及第2方向D2分別以特定之間距配置。第1方向D1及第2方向D2可分別與金屬遮罩20之長度方向或寬度方向一致，亦可相對於金屬遮罩20之長度方向或寬度方向傾斜。例如，第1方向D1亦可相對於金屬遮罩20之長度方向以45度傾斜。
有效區域22中之第1貫通孔25a及虛設區域24中之第2貫通孔25b之間距並無特別限定。例如，於金屬遮罩20用於製作行動電話或數位相機等之顯示器(約2英吋以上5英吋以下)時，第1貫通孔25a及第2貫通孔25b之間距可於第1方向D1及第2方向D2之各方向上為約28 μm以上254 μm以下。
第1貫通孔25a於金屬遮罩20之厚度方向上貫通。如圖6～圖9所示，第1貫通孔25a亦可由形成於第1面20a側之第1凹部30a與形成於第2面20b側之第2凹部35a連通而形成。金屬板51之蝕刻能夠自抗蝕圖案之孔朝向各種方向各向同性地進行。因此，成為如下形狀，即，沿著金屬遮罩20之厚度方向之各位置處之第1凹部30a或第2凹部35a之截面面積隨著自表面沿厚度方向前進而逐漸變小。
第1貫通孔25a可具有第1連接部41a、第1角度θ1、及高度H3。此處，第1連接部41a係連接第1凹部30a與第2凹部35a之稜部。於第1連接部41a處，第1貫通孔25a之壁面擴大之方向不連續地變化。於本發明之一實施方式中，於第1連接部41a處，俯視下之第1貫通孔25a之開口面積可最小。又，亦可於除第1連接部41a以外之金屬遮罩20之厚度方向之位置處，第1貫通孔25a之開口面積最小。
又，第1角度θ1係直線K1相對於金屬遮罩之厚度方向N所成之角度。此處，直線K1係通過第1連接部41a中最靠近第1頂點部32a之部分P1a及第1頂點部32a中最靠近第1連接部41a之部分P2a的直線。進而，高度H3係自第1面20a至第1連接部41a之高度。
再者，此處，第1凹部30a與第2凹部35a亦可根據其深度來區分。例如，如圖7所示，第1貫通孔25a可具有高度H3之第1凹部30a及高度H4之第2凹部35a。此處，高度H3係自第1面20a至第1連接部41a之高度。又，高度H4係自第2面20b至第1連接部41a之高度。此時，高度H3較佳為低於高度H4。亦可設具有處於此種深度關係之第1凹部30a之面為第1面20a，具有第2凹部35a之面為第2面20b。
高度H3與高度H4之比(H4/H3)較佳為1.5以上，亦可為2.0以上，亦可為2.5以上，亦可為3.0以上。
藉由如上述般增大比(H4/H3)，有蒸鍍物質之利用效率或蒸鍍精度進一步提高之傾向。又，藉由減小比(H4/H3)，有能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂之傾向。再者，比(H4/H3)之範圍亦可由上述之複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。
第1凹部30a與第2凹部35a之深度關係亦可替換成第1凹部30a與第2凹部35a之開口之尺寸。例如，第1凹部30a之開口尺寸亦可小於第2凹部35a之開口尺寸。
於有效區域22之第1面20a側，相鄰之兩個第1貫通孔25a沿著第1面20a之面方向相隔。換言之，金屬板51之第1面51a亦可殘留於相鄰之兩個第1凹部30a之間。此種第1貫通孔25a亦可藉由如下述之製造方法般，以金屬板51之第1面51a殘存於相鄰之兩個第1凹部30a之間之方式對金屬板51進行蝕刻而形成。再者，金屬板51之第1面51a與金屬遮罩20之第1面20a對應。
於有效區域22之第2面20b側，相鄰之兩個第1貫通孔25a之第2凹部35a亦可連接。換言之，構成金屬遮罩20之金屬板51之第2面51b亦可不殘留於相鄰之兩個第2凹部35a之間。此種第1貫通孔25a亦可藉由如下述之製造方法般，以金屬板51之第2面51b不殘存於相鄰之兩個第2凹部35a之間之方式對金屬板51進行蝕刻而形成。再者，金屬板51之第2面51b與金屬遮罩20之第2面20b對應。
於有效區域22中之第2面20b，亦可於相鄰之兩個第2凹部35a之間不殘存有金屬板51之第2面51b。又，亦可於有效區域22中之整個第2面20b均不殘存有金屬板51之第1面51a。換言之，於有效區域22中之第1面20a，亦可不存在具有與金屬板21之厚度相同之厚度之頂點部。
第2貫通孔25b於金屬遮罩20之厚度方向上貫通。如圖6～圖9所示，第2貫通孔25b亦可由形成於第1面20a側之第3凹部30b與形成於第2面20b側之第4凹部35b連通而形成。金屬板51之蝕刻能夠自抗蝕圖案之孔朝向各種方向各向同性地進行。因此，成為如下形狀，即，沿著金屬遮罩20之厚度方向之各位置處之第3凹部30b或第4凹部35b之截面面積隨著自表面沿厚度方向前進而逐漸變小。
第2貫通孔25b可具有第2連接部41b與第2角度θ2。此處，第2連接部41b係連接第3凹部30b與第4凹部35b之稜部。於第2連接部41b處，第2貫通孔25b之壁面擴大之方向不連續地變化。於本發明之一實施方式中，於第2連接部41b處，俯視下之第2貫通孔25b之開口面積可最小。又，亦可於除第2連接部41b以外之金屬遮罩20之厚度方向之位置處，第2貫通孔25b之開口面積最小。
又，第2角度θ2係直線K2相對於金屬遮罩之厚度方向N所成之角度。此處，直線K2係通過第2連接部41b中最靠近第2頂點部32b之部分P1b及第2頂點部32b中最靠近第2連接部41b之部分P2b的直線。進而，高度H5係自第1面20a至第2連接部41b之高度。
再者，此處，第3凹部30b與第4凹部35b亦可根據其深度來區分。例如，如圖7所示，第2貫通孔25b具有高度H5之第3凹部30b及高度H6之第4凹部35b。此處，高度H5係自第1面20a至第2連接部41b之高度。又，高度H6係自第2面20b至第2連接部41b之高度。此時，高度H5較佳為低於高度H6。亦可設具有處於此種深度關係之第3凹部30b之面為第1面20a，具有第4凹部35b之面為第2面20b。
高度H5與高度H6之比(H6/H5)較佳為1.5以上，亦可為2.0以上，亦可為2.5以上，亦可為3.0以上。
藉由如上述般減小比(H6/H5)，有能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂之傾向。再者，比(H6/H5)之範圍亦可由上述之複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。
第3凹部30b與第4凹部35b之深度之關係亦可替換成第3凹部30b與第4凹部35b之開口之尺寸。例如，第3凹部30b之開口尺寸亦可小於第4凹部35b之開口尺寸。
於虛設區域24之第1面20a側，相鄰之兩個第2貫通孔25b可沿著第1面20a之面方向相隔。換言之，金屬板51之第1面51a亦可殘留於相鄰之兩個第3凹部30b之間。此種第2貫通孔25b亦可藉由如下述之製造方法般，以金屬板51之第1面51a殘存於相鄰之兩個第3凹部30b之間之方式對金屬板51進行蝕刻而形成。再者，金屬板51之第1面51a與金屬遮罩20之第1面20a對應。
於虛設區域24之第2面20b側，相鄰之兩個第2貫通孔25b之第4凹部35b亦可連接。換言之，構成金屬遮罩20之金屬板51之第2面51b亦可不殘留於相鄰之兩個第4凹部35b之間。此種第2貫通孔25b亦可藉由如下述之製造方法般，以金屬板51之第2面51b不殘存於相鄰之兩個第4凹部35b之間之方式對金屬板51進行蝕刻而形成。再者，金屬板51之第2面51b與金屬遮罩20之第2面20b對應。
於虛設區域24中之第2面20b，亦可於相鄰之兩個第4凹部35b之間殘存有金屬板51之第2面51b，亦可於有效區域22中之整個第2面20b均殘存有金屬板51之第2面51b。換言之，於有效區域22中之第2面20b，亦可存在具有與金屬板21之厚度相同之厚度之頂點部。
於使用金屬遮罩20之蒸鍍步驟中，蒸鍍材料98通過開口面積逐漸變小之第2凹部35a而附著於基板92。蒸鍍材料98之一部分自坩堝94朝向基板92沿著基板92之厚度方向N移動。此時，亦有如下情況，即，如圖9中箭頭F所示，蒸鍍材料98之一部分沿相對於基板92之厚度方向N傾斜之方向移動。沿傾斜之方向移動之蒸鍍材料98之一部分會於通過貫通孔25到達基板92之前，到達並附著於第2壁面36a。附著於第2壁面36a之蒸鍍材料98之比率越高，則蒸鍍步驟中之蒸鍍材料98之利用效率越是降低。
就蒸鍍材料98之利用效率之方面而言，較佳為如圖7等所示，以相鄰之兩個第2凹部35a之第2壁面36於第2面20b側會合之方式構成。藉此，形成第1貫通孔25a之大部分之第2壁面36a相對於金屬遮罩之厚度方向有效地傾斜。藉此，能夠有效地改善蒸鍍材料98之利用效率，同時穩定且高精度地實施按照所需圖案之蒸鍍。
根據此種觀點，有效區域22之第1頂點部32a之高度H1較佳為如以下般構成。此處，第1頂點部32a係指於有效區域22之第2面20b側高度成為極大值之部分。
第1頂點部32a較佳為如圖3或圖5所示，位於有效區域22之中央區域22'。此處，中央區域22'係指有效區域22之中央部分。中央區域22'亦能夠指有效區域22中與周圍區域23相距特定距離之區域。此種中央區域22'並無特別限定，例如，可為自周圍區域23朝向有效區域22之中心，第1貫通孔25a之數量為150行以上之內側範圍，亦可為200行以上之內側範圍，亦可為300行以上之內側範圍，亦可為500行以上之內側範圍。貫通孔之數量之上限並無特別限制，只要自周圍區域23朝向有效區域22之中心相距特定以上之距離即可。
高度H1相對於高度T，較佳為0.15倍以上，亦可為0.20倍以上，亦可為0.25倍以上，亦可為0.30倍以上，亦可為0.35倍以上，亦可為0.40倍以上，亦可為0.45倍以上。
高度H1較佳為6 μm以上，亦可為7 μm以上，亦可為8 μm以上，亦可為9 μm以上，亦可為10 μm以上。又，高度H1較佳為16 μm以下，亦可為15 μm以下，亦可為14 μm以下，亦可為13 μm以下，亦可為12 μm以下。
藉由將高度H1設為上述下限值以上，能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂。又，藉由將高度H1設為上述上限值以下，有蒸鍍材料98之利用效率進一步提高或蒸鍍精度進一步提高之傾向。再者，高度H1之範圍亦可由上述之複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。
虛設區域24具有之第2頂點部32b之高度H2高於有效區域22之第1頂點部32a之高度H1。藉此，虛設區域24中之強度進一步提高，而能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂。
又，亦可配置於虛設區域24之第2頂點部32b亦可如圖16所示為未被蝕刻而殘留之頂點部。換言之，於虛設區域24中之第2面20b，亦可於相鄰之兩個第4凹部35b之間殘存有金屬板51之第2面51b。藉由以第2頂點部32b殘留之方式製作金屬遮罩20，而虛設區域24中之強度進一步提高，從而能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂。
高度H2相對於高度H1，較佳為1.05倍以上，亦可為1.15倍以上，亦可為1.25倍以上，亦可為1.35倍以上，亦可為1.45倍以上。又，高度H2相對於高度H1，較佳為4.25倍以下，亦可為4.00倍以下，亦可為3.75倍以下，亦可為3.50倍以下，亦可為3.25倍以下。又，高度H2相對於高度H1之範圍可為上述上限值下限值之任意組合，例如，可為1.05倍以上4.25倍以下，亦可為1.05倍以上4.00倍以下，亦可為1.15倍以上3.75倍以下，亦可為1.25倍以上3.50倍以下，亦可為1.35倍以上3.25倍以下，亦可為1.45倍以上3.25倍以下。藉由高度H2相對於高度H1為1.05倍以上，有斷裂或凹陷之產生得到進一步抑制之傾向。又，藉由高度H2相對於高度H1為4.00倍以下，有皺褶之產生得到進一步抑制之傾向。
高度H2相對於高度T，較佳為0.40倍以上，亦可為0.45倍以上，亦可為0.50倍以上，亦可為0.55倍以上，亦可為0.60倍以上。又，高度H2相對於高度T，較佳為1.00倍以下，亦可為0.95倍以下，亦可為0.90倍以下，亦可為0.85倍以下，亦可為0.80倍以下。
高度H2較佳為8.0 μm以上，亦可為10.0 μm以上，亦可為11.0 μm以上，亦可為12.0 μm以上，亦可為13.0 μm以上。又，高度H2較佳為32.5 μm以下，亦可為30.0 μm以下，亦可為27.5 μm以下，亦可為25.0 μm以下，亦可為22.5 μm以下。
藉由如上述般增大高度H2，能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂。再者，高度H2之範圍亦可由上述之複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。
進而，較佳為於自有效區域22朝周圍區域23橫穿虛設區域24之同一直線上，靠近周圍區域23之高度H2高於靠近有效區域22之高度H2。若有效區域22中之第1頂點部與虛設區域24中之第2頂點部之高度變化較大，則應力可能會局部集中於其高度變化較大之部分。然而，藉由如此以虛設區域24中之高度H2朝向周圍區域23逐漸變高之方式構成，能夠進一步緩和局部之應力集中。因此，有效區域22之變形或斷裂得到進一步抑制。
對高度H1及高度H2之測定方法進行說明。首先，自金屬遮罩20之有效區域22與虛設區域24採取用以測定高度H1及高度H2之樣品20s。繼而，藉由自第1面20a側利用掃描式電子顯微鏡等進行觀察，能夠測定高度H1及高度H2。再者，此處，高度H1及高度H2係以第1面20a為起點於金屬遮罩之厚度方向上測定所得之高度。然後，對複數個樣品20s基於上述方法測定高度H1及高度H2，計算平均值。使用該平均值作為高度H1及高度H2。
第2角度θ2較佳為小於第1角度θ1。藉此，能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂，又，有蒸鍍物質之利用效率或蒸鍍精度進一步提高之傾向。第1角度θ1例如亦可於自第2面藉由蝕刻等形成第2凹部35a時根據其蝕刻量而進行調整。
第2角度θ2相對於第1角度θ1，較佳為1.60倍以下，亦可為1.30倍以下，亦可為1.00倍以下，亦可為0.95倍以下，亦可為0.90倍以下，亦可為0.85倍以下。又，第2角度θ2相對於第1角度θ1，較佳為0.30倍以上，亦可為0.35倍以上，亦可為0.40倍以上，亦可為0.45倍以上，亦可為0.50倍以上。
第1角度θ1較佳為30度以上，亦可為35度以上，亦可為40度以上，亦可為45度以上，亦可為50度以上。又，第1角度θ1較佳為80度以下，亦可為75度以下，亦可為70度以下，亦可為65度以下，亦可為60度以下。
第2角度θ2較佳為10度以上，亦可為15度以上，亦可為20度以上，亦可為25度以上，亦可為30度以上，亦可為35度以上。又，第2角度θ2較佳為70度以下，亦可為60度以下，亦可為55度以下，亦可為50度以下。
藉由如上述般設定第1角度θ1及第2角度θ2，能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂，又，有蒸鍍物質之利用效率或蒸鍍精度進一步提高之傾向。再者，關於第1角度θ1及第2角度θ2之上述數值範圍亦可由上述之複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。
高度H5較佳為高於高度H3。藉此，能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂，又，有蒸鍍物質之利用效率或蒸鍍精度進一步提高之傾向。高度H5例如亦可藉由第1面20a及第2面20b之蝕刻量而進行調整。
高度H5相對於高度H3，較佳為0.90倍以上，亦可為1.00倍以上，亦可為1.10倍以上，亦可為1.20倍以上，亦可為1.30倍以上。
高度H3相對於高度H5，較佳為0.01倍以上，亦可為0.05倍以上，亦可為0.10倍以上，亦可為0.15倍以上。又，高度H3相對於高度H5，較佳為1.10倍以下，亦可為1.00倍以下，亦可為0.95倍以下，亦可為0.90倍以下，亦可為0.85倍以下，亦可為0.80倍以下，亦可為0.75倍以下，亦可為0.70倍以下，亦可為0.65倍以下，亦可為0.60倍以下。又，高度H3相對於高度H5之範圍可為上述上限值下限值之任意組合，例如，可為0.01倍以上0.95倍以下，亦可為0.05倍以上0.90倍以下，亦可為0.10倍以上0.85倍以下，亦可為0.10倍以上0.80倍以下，亦可為0.10倍以上0.75倍以下。藉由高度H5相對於高度H3較大，有斷裂或凹陷之產生得到進一步抑制之傾向。
高度H3相對於高度H1，較佳為0.10倍以上，亦可為0.15倍以上，亦可為0.20倍以上，亦可為0.25倍以上。又，高度H3相對於高度H1，較佳為0.70倍以下，亦可為0.60倍以下，亦可為0.50倍以下，亦可為0.45倍以下，亦可為0.40倍以下。
高度H3較佳為0.1 μm以上，亦可為0.3 μm以上，亦可為0.5 μm以上，亦可為0.7 μm以上，亦可為1.0 μm以上。又，高度H3較佳為5.0 μm以下，亦可為4.7 μm以下，亦可為4.4 μm以下，亦可為4.1 μm以下，亦可為3.8 μm以下，亦可為3.5 μm以下。
高度H5相對於高度H2，較佳為0.05倍以上，亦可為0.10倍以上，亦可為0.15倍以上。又，高度H5相對於高度H2，較佳為0.70倍以下，亦可為0.60倍以下，亦可為0.50倍以下，亦可為0.45倍以下，亦可為0.40倍以下，亦可為0.35倍以下。
高度H5較佳為0.1 μm以上，亦可為0.5 μm以上，亦可為1.0 μm以上，亦可為1.5 μm以上，亦可為2.0 μm以上。又，高度H5較佳為12 μm以下，亦可為10 μm以下，亦可為8.0 μm以下，亦可為6.0 μm以下。
藉由如上述般設定高度H3及高度H5，能夠抑制有效區域22產生變形或斷裂，又，有蒸鍍物質之利用效率或蒸鍍精度進一步提高之傾向。再者，關於高度H3及高度H5之上述數值範圍亦可由上述之複數個下限之候選值中之任意1個與上述之複數個上限之候選值中之任意1個之組合來規定。
本發明之一實施方式之金屬遮罩之製造方法包括如下步驟：準備具有第1面51a、及位於第1面51a之相反側之第2面51b之金屬板51；及蝕刻步驟，其係藉由對金屬板51進行蝕刻而形成金屬遮罩20；金屬遮罩20具有有效區域22、周圍區域23、及虛設區域24，有效區域22具備第1貫通孔25a與第1頂點部32a，第1頂點部32a具有高度H1，周圍區域23位於有效區域22之周圍，虛設區域24位於有效區域22與周圍區域23之間，虛設區域24具備第2頂點部32b，第2頂點部32b具有高度H2，且高度H2高於高度H1。
主要參照圖10～圖16對本發明之一實施方式之金屬遮罩20之製造方法進行說明。圖10係表示使用金屬板51製造金屬遮罩20之製造裝置70之圖。首先，準備包含捲繞於軸構件52之金屬板51之捲繞體50。繼而，將捲繞體50之金屬板51自軸構件52捲出，並將金屬板51依次朝圖10所示之抗蝕膜形成裝置71、曝光、顯影裝置72、蝕刻裝置73、剝膜裝置74及分離裝置75搬送。於該過程中於金屬板51形成貫通孔25，進而，藉由對長條之金屬板進行裁切而能夠獲得由單片狀之金屬板構成之金屬遮罩20。
再者，於圖10中，示出金屬板51藉由在其長度方向上被搬送而於裝置之間移動之例，但並不限於此。例如，亦可將於抗蝕膜形成裝置71中設置抗蝕膜後之金屬板51再次捲取至軸構件52之後，將捲繞體狀態之金屬板51供給至曝光、顯影裝置72。又，亦可將於曝光、顯影裝置72中進行曝光、顯影處理後之設置有抗蝕膜之狀態之金屬板51再次捲取至軸構件52之後，將捲繞體狀態之金屬板51供給至蝕刻裝置73。又，亦可將於蝕刻裝置73中進行蝕刻後之金屬板51再次捲取至軸構件52之後，將捲繞體狀態之金屬板51供給至剝膜裝置74。又，亦可將於剝膜裝置74中去除下述樹脂54等後之金屬板51再次捲取至軸構件52之後，將捲繞體狀態之金屬板51供給至分離裝置75。
抗蝕膜形成裝置71於金屬板51之表面形成抗蝕膜。又，曝光、顯影裝置72藉由對抗蝕膜實施曝光處理及顯影處理，將抗蝕膜圖案化而形成抗蝕圖案。蝕刻裝置73將抗蝕圖案作為遮罩對金屬板51進行蝕刻，而於金屬板51形成第1貫通孔25a及第2貫通孔25b。剝膜裝置74使抗蝕圖案或下述樹脂54等為了保護金屬板51中未被蝕刻之部分免受蝕刻液影響而設置的構成要素剝離。分離裝置75實施分離步驟，該分離步驟係將金屬板51中形成有與1片程度金屬遮罩20對應之第1貫通孔25a及第2貫通孔25b之部分自金屬板51分離。以此方式，能夠獲得金屬遮罩20。
於本發明之一實施方式中，以能夠自金屬板51製作複數片金屬遮罩20之方式形成多個有效區域22。換言之，對金屬板51分配複數片金屬遮罩20。例如，亦可以於金屬板51之寬度方向上排列有複數個有效區域22且於金屬板51之長度方向上排列有複數個金屬遮罩20用之有效區域22的方式，於金屬板51形成多個貫通孔25。
以下，對金屬遮罩20之製造方法之各步驟詳細地進行說明。
首先，準備包含捲繞於軸構件52之金屬板51之捲繞體50。作為製作具有所需厚度之金屬板51之方法，可採用壓延法、鍍覆成膜法等。
繼而，使用抗蝕膜形成裝置71，於自捲出裝置捲出之金屬板51之第1面51a上及第2面51b上，如圖11所示，形成抗蝕膜53a、53b。抗蝕膜53a、53b例如亦可藉由將包含丙烯酸系光硬化性樹脂等感光性抗蝕劑材料之乾膜貼附於金屬板51之第1面51a上及第2面51b上而形成。又，抗蝕膜53a、53b例如亦可藉由將包含感光性抗蝕劑材料之塗佈液塗佈於金屬板51之第1面51a上及第2面51b上並使塗佈液乾燥而形成。
抗蝕膜53a、53b既可為負型，亦可為正型，但較佳可使用負型。
抗蝕膜53a、53b之厚度例如為15 μm以下，亦可為10 μm以下，亦可為6 μm以下，亦可為4 μm以下。又，抗蝕膜53a、53b之厚度例如為1 μm以上，亦可為3 μm以上，亦可為5 μm以上，亦可為7 μm以上。抗蝕膜53a、53b之厚度之範圍亦可由上述之複數個上限之候選值中之任意1個與上述之複數個下限之候選值中之任意1個之組合來規定。
繼而，使用曝光、顯影裝置72，對抗蝕膜53a、53b進行曝光及顯影。藉此，如圖12所示，能夠於金屬板51之第1面51a上形成第1抗蝕圖案53c，並於金屬板51之第2面51b上形成第2抗蝕圖案53d。例如，於使用負型之抗蝕膜之情形時，亦可於抗蝕膜上配置不使光透過抗蝕膜中欲去除之區域之玻璃乾板，隔著玻璃乾板對抗蝕膜進行曝光，進而將抗蝕膜顯影。
繼而，使用蝕刻裝置73實施蝕刻步驟，該蝕刻步驟係將第1抗蝕圖案53c、第2抗蝕圖案53d作為遮罩而對金屬板51進行蝕刻，藉此形成金屬遮罩20。蝕刻步驟亦可包含第1面蝕刻步驟及第2面蝕刻步驟。
首先，如圖13所示，實施第1面蝕刻步驟。於第1面蝕刻步驟中，使用第1蝕刻液對金屬板51之第1面51a中未被第1抗蝕圖案53c覆蓋之區域進行蝕刻。例如，自配置於與所搬送之金屬板51之第1面51a相對之側之噴嘴，隔著第1抗蝕圖案53c朝向金屬板51之第1面51a噴射第1蝕刻液。此時，金屬板51之第2面51b亦可由對第1蝕刻液具有耐受性之膜等覆蓋。
第1面蝕刻步驟之結果為，如圖13所示，於金屬板51中未被第1抗蝕圖案53c覆蓋之區域中，利用第1蝕刻液進行浸蝕。藉此，於金屬板51之第1面51a形成多個第1凹部30a及第3凹部30b。作為第1蝕刻液，例如可使用包含氯化鐵溶液及鹽酸者。
繼而，如圖14所示，實施第2面蝕刻步驟。於第2面蝕刻步驟中，使用第2蝕刻液對金屬板51之第2面51b中未被第2抗蝕圖案53d覆蓋之區域進行蝕刻。藉此，於金屬板51之第2面51b形成第2凹部35a及第4凹部35b。實施第2面51b之蝕刻直至第1凹部30a與第2凹部35a彼此相通，從而形成第1貫通孔25a為止。又，此時，亦可使第3凹部30b與第4凹部35b彼此相通，從而形成第2貫通孔25b。作為第2蝕刻液，與上述第1蝕刻液同樣地，可使用例如包含氯化鐵溶液及鹽酸者。再者，於第2面51b之蝕刻時，亦可如圖14所示，利用對第2蝕刻液具有耐受性之樹脂54被覆第1凹部30。
於第2面蝕刻步驟中，如圖15所示，亦可進行蝕刻直至相鄰之兩個第2凹部35連接為止。於相鄰之兩個第2凹部35a連接之部位，相鄰之兩個第2凹部35a會合而稜線33與第1抗蝕圖案53c相隔，於稜線33a處由蝕刻產生之浸蝕亦於金屬板51之厚度方向上進行。藉此，第2抗蝕圖案53d自金屬板51剝離。再者，亦可於相鄰之兩個第2凹部35之間局部殘留有第2面51b。
於本發明中，於第2面蝕刻步驟中，於有效區域22中，亦可如圖15所示，以相鄰之兩個第2凹部35a連接之方式進行蝕刻。又，於虛設區域24中，亦可如圖14所示，以相鄰之兩個第2凹部35a不連接之方式進行蝕刻，亦可如圖15所示，以相鄰之兩個第2凹部35a連接之方式進行蝕刻。
藉此，能夠容易地使虛設區域24具有之第2頂點部32b之高度H2大於有效區域22具有之第1頂點部32a之高度H1。又，亦可如圖16所示，藉由調整第2抗蝕圖案53d中之孔之大小或形狀，而於第2面蝕刻步驟中同時形成有效區域22與虛設區域24。
接下來，參照圖2對使用本實施方式之金屬遮罩20製造有機EL顯示裝置之方法進行說明。有機EL顯示裝置亦可以積層狀態具備基板92、及設置成圖案狀之包含蒸鍍材料98之蒸鍍層。有機EL顯示裝置之製造方法具備使用金屬遮罩20使蒸鍍材料98蒸鍍於基板92等基板上之蒸鍍步驟。
於蒸鍍步驟中，首先，以金屬遮罩20與基板對向之方式配置金屬遮罩裝置10。又，亦可使用磁鐵使金屬遮罩20密接於基板92。又，亦可使蒸鍍裝置90之內部為真空環境。於該狀態下，使蒸鍍材料98蒸發並經由金屬遮罩20飛向基板92，藉此，能夠使蒸鍍材料98以與金屬遮罩20之貫通孔25對應之圖案附著於基板92。
又，有機EL顯示裝置之製造方法亦可除了包括使用金屬遮罩20使蒸鍍材料98蒸鍍於基板92等基板上之蒸鍍步驟以外，亦包括各種步驟。例如，有機EL顯示裝置之製造方法亦可包括於基板形成第1電極之步驟。蒸鍍層形成於第1電極之上。又，有機EL顯示裝置之製造方法亦可包括於蒸鍍層之上形成第2電極之步驟。又，有機EL顯示裝置之製造方法亦可包括將設置於基板92之第1電極、蒸鍍層、第2電極密封之密封步驟。
使用金屬遮罩20形成於基板92等基板上之蒸鍍層並不限於上述發光層，亦可包含其他層。例如，蒸鍍層亦可自第1電極側依序包含電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層等。於該情形時，亦可分別實施使用與各層對應之金屬遮罩20之蒸鍍步驟。
再者，能夠對上述實施方式施加各種變更。以下，視需要參照圖式對變化例進行說明。於以下之說明及以下之說明所使用之圖式中，對可與上述實施方式同樣地構成之部分，使用與對上述實施方式中之對應部分使用之符號相同之符號，並省略重複之說明。又，於明確上述實施方式中能夠獲得之作用效果亦能夠於變化例中獲得之情形時，有時亦省略其說明。
(變化例)
作為第1變化例，虛設區域24亦可具有藉由半蝕刻等而形成之非貫通之凹部來代替第2貫通孔25b。於圖17中示出具有非貫通之凹部25b'之虛設區域24之立體圖。
作為第2變化例，亦可於形成第1凹部30之步驟之前進行形成第2凹部35之步驟，亦可並行地進行形成第1凹部30之步驟及形成第2凹部35之步驟。
作為第3變化例，亦可藉由使用雷射照射機向第1凹部30或第2凹部35內照射雷射光，而以自第1凹部30或第2凹部35之內部到達金屬板51之另一面之方式形成貫通孔。
作為第4變化例，第1貫通孔25a之形狀亦可為圓或橢圓，亦可為其他多邊形。又，第1貫通孔25a之排列同樣亦可為晶格狀，亦可為鑽石型排列，亦可為其他任意排列。
於圖18中示出第1貫通孔25a之排列之另一例。圖18所示之排列包含具有與方向D1平行之長軸26之第1貫通孔25a、及具有與方向D2平行之長軸26之第1貫通孔25a。
[實施例]
以下，使用實施例及比較例對本發明更具體地進行說明。本發明不受以下之實施例任何限定。
(實施例)
利用上述之金屬遮罩之製造方法，於金屬板形成第1凹部及第2凹部，製造具有包括第1凹部及第2凹部之貫通孔之金屬遮罩。
於該金屬遮罩中，如圖3所示，於有效區域之周圍形成有虛設區域。此時，使虛設區域具有之第2頂點部之高度H2大於有效區域之第1頂點部之高度H1。成為金屬遮罩之原材料之金屬板設為因瓦合金材。
(比較例)
使虛設區域具有之第2頂點部之高度H2小於有效區域之第1頂點部之高度H1，除此以外，以與實施例相同之方式獲得金屬遮罩。
(評價)
自金屬遮罩製造步驟起直至將金屬遮罩架設熔接於框架為止，均目視確認金屬遮罩是否產生變形或斷裂，並將其結果記載於表1中。再者，作為金屬遮罩中產生之變形，確認到皺褶或凹陷。此處，「凹陷」係指自金屬遮罩製造步驟起直至將金屬遮罩架設熔接於框架為止，局部產生之輕微之凹處或彎曲。又，「斷裂」係指自金屬遮罩製造步驟起直至將金屬遮罩架設熔接於框架為止，於有效區域內或有效區域與周圍區域之邊界等處金屬遮罩局部斷開。該等變形或斷裂均會於金屬遮罩之強度不足時或應力集中於強度較弱之部位時產生。
[表1]
| 虛設區域 | 有效區域 | 缺陷 | |||||||||||||||
| 行數 | H2 | H2/T | θ 2 | H5 | H1 | H1/T | θ 1 | H3 | T | θ 2/θ 1 | H2/H1 | H5/H3 | H3/H5 | H3/H1 | H5/H2 | ||
| 單位 | 行 | [μm] | - | [度] | [μm] | [μm] | - | [度] | [μm] | [μm] | - | - | - | - | - | - | - |
| 實施例1 | 3 | 13.1 | 0.66 | 45.0 | 5.5 | 12.0 | 0.60 | 46.2 | 4.7 | 20 | 0.98 | 1.09 | 1.17 | 0.85 | 0.39 | 0.42 | 無 |
| 實施例2 | 2 | 14.0 | 0.56 | 41.2 | 4.1 | 11.0 | 0.44 | 47.7 | 3.1 | 25 | 0.86 | 1.27 | 1.32 | 0.76 | 0.28 | 0.29 | 無 |
| 實施例3 | 2 | 13.5 | 0.54 | 44.0 | 4.4 | 6.9 | 0.28 | 60.4 | 1.9 | 25 | 0.73 | 1.96 | 2.32 | 0.43 | 0.28 | 0.33 | 無 |
| 實施例4 | 3 | 25.0 | 0.83 | 24.4 | 3.1 | 8.0 | 0.27 | 59.8 | 2.2 | 30 | 0.41 | 3.13 | 1.41 | 0.71 | 0.28 | 0.12 | 無 |
| 實施例5 | 3 | 31.1 | 0.78 | 20.3 | 3.9 | 7.9 | 0.20 | 60.0 | 2.1 | 40 | 0.34 | 3.94 | 1.86 | 0.54 | 0.27 | 0.13 | 無 |
| 比較例1 | 2 | 8.9 | 0.45 | 52.7 | 2.3 | 10.1 | 0.51 | 49.8 | 2.8 | 20 | 1.06 | 0.88 | 0.82 | 1.22 | 0.28 | 0.26 | 斷裂 |
| 比較例2 | 2 | 9.1 | 0.36 | 52.8 | 3.3 | 8.9 | 0.36 | 56.3 | 3.8 | 25 | 0.94 | 1.02 | 0.87 | 1.15 | 0.43 | 0.36 | 凹陷 |
| 比較例3 | 2 | 35.0 | 0.70 | 17.9 | 15.0 | 8.1 | 0.16 | 42.7 | 1.1 | 50 | 0.42 | 4.32 | 13.64 | 0.07 | 0.14 | 0.43 | 皺褶 |
如表1所示，實施例之金屬遮罩藉由具有特定之虛設區域而有效區域與周圍區域之邊界部分之強度進一步提高。其結果，自金屬遮罩製造步驟起直至將金屬遮罩架設熔接於框架為止，未於金屬遮罩中確認到變形或斷裂等。
另一方面，已知於不具有特定之虛設區域之比較例中，於金屬遮罩中除了產生凹陷或皺褶等變形以外，還產生斷裂等。作為其原因，認為於不具有特定之虛設區域之比較例中，有效區域與周圍區域存在強度差，因此，應力集中於有效區域與周圍區域之邊界部分，結果導致產生變形或斷裂。但是，原因並不限定於此。
又，藉由高度H2相對於高度H1為1.05倍以上，而虛設區域中之強度進一步提高，從而能夠抑制有效區域產生變形或斷裂。進而，藉由高度H2相對於高度H1為4.00倍以下，有能夠抑制應力集中於強度極低之部位而皺褶之產生得到進一步抑制之傾向。
進而，藉由高度H5高於高度H3，而虛設區域中之強度進一步提高，從而能夠抑制有效區域產生變形或斷裂。又，藉由相對於高度H3將高度H5設為特定值以下，有能夠抑制應力集中於強度極低之部位而皺褶之產生得到進一步抑制之傾向。
[產業上之可利用性]
本發明之金屬遮罩作為用於製造有機EL顯示裝置之金屬遮罩等，具有產業上之可利用性。
10:金屬遮罩裝置
15:框架
17:端部
20:金屬遮罩
20a:第1面
20b:第2面
21:金屬板
22:有效區域
22':中央區域
23:周圍區域
24:虛設區域
25:貫通孔
25a:第1貫通孔
25b:第2貫通孔
25b':凹部
26:長軸
30:第1凹部
30a:第1凹部
30b:第3凹部
32a:第1頂點部
32b:第2頂點部
33:稜線
33a:稜線
33b:稜線
35:第2凹部
35a:第2凹部
35b:第4凹部
36:第2壁面
36a:第2壁面
36b:第4壁面
41a:第1連接部
41b:第2連接部
50:捲繞體
51:金屬板
51a:第1面
51b:第2面
52:軸構件
53a:抗蝕膜
53b:抗蝕膜
53c:第1抗蝕圖案
53d:第2抗蝕圖案
54:樹脂
70:製造裝置
71:抗蝕膜形成裝置
72:曝光、顯影裝置
73:蝕刻裝置
74:剝膜裝置
75:分離裝置
90:蒸鍍裝置
92:基板
94:坩堝
96:加熱器
98:蒸鍍材料
100:有機EL顯示裝置
D1:第1方向
D2:第2方向
F:箭頭
H1:高度
H2:高度
H3:高度
H4:高度
H5:高度
H6:高度
K1:直線
K2:直線
N:方向
P1a:部分
P1b:部分
P2a:部分
P2b:部分
T:高度
θ1:第1角度
θ2:第2角度
圖1係表示具備本發明之一實施方式之金屬遮罩之金屬遮罩裝置的圖。
圖2係表示本發明之一實施方式之蒸鍍裝置之剖視圖。
圖3係表示本發明之一實施方式之金屬遮罩之俯視圖。
圖4A係自第2面側觀察本發明之一實施方式之金屬遮罩之有效區域所得的立體圖。
圖4B係自第2面側觀察本發明之一實施方式之金屬遮罩之虛設區域所得的立體圖。
圖5A係表示本發明之一實施方式之金屬遮罩之虛設區域之態樣的俯視圖。
圖5B係表示本發明之一實施方式之金屬遮罩之虛設區域之態樣的俯視圖。
圖6係自第2面側觀察本發明之一實施方式之金屬遮罩之有效區域與虛設區域所得的俯視圖。
圖7係沿著圖6之IV-IV線之剖視圖。
圖8係沿著圖6之V-V線之剖視圖。
圖9係沿著圖6之VI-VI線之剖視圖。
圖10係用於說明金屬遮罩之製造方法之一例之模式圖。
圖11係表示於金屬板上形成抗蝕膜之步驟之一例之圖。
圖12係表示將抗蝕膜圖案化之步驟之一例之圖。
圖13係表示第1面蝕刻步驟之一例之圖。
圖14係表示第2面蝕刻步驟之一例之圖。
圖15係表示第2面蝕刻步驟之一例之圖。
圖16係表示第2面蝕刻步驟之一例之圖。
圖17係具有非貫通之凹部之虛設區域之立體圖。
圖18係表示有機EL顯示裝置之蒸鍍層之圖案之一例之俯視圖。
17:端部
20:金屬遮罩
20b:第2面
22:有效區域
22':中央區域
23:周圍區域
24:虛設區域
Claims (9)
- 一種金屬遮罩，其具有有效區域、周圍區域、及虛設區域， 上述有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部， 上述第1頂點部具有高度H1， 上述周圍區域位於上述有效區域之周圍， 上述虛設區域位於上述有效區域與上述周圍區域之間， 上述虛設區域具備第2頂點部， 上述第2頂點部具有高度H2，且 上述高度H2高於上述高度H1。
- 如請求項1之金屬遮罩，其中 上述虛設區域係與具有2行以上5行以下之上述第2頂點部之範圍相等之區域。
- 如請求項1之金屬遮罩，其中 於自上述有效區域朝上述周圍區域橫穿上述虛設區域之同一直線上， 靠近上述周圍區域之上述高度H2較靠近上述有效區域之上述高度H2高。
- 如請求項1之金屬遮罩，其中 上述高度H2相對於上述高度H1為1.05倍以上4.00倍以下。
- 如請求項1之金屬遮罩，其中 上述金屬遮罩具有第1面、及位於上述第1面之相反側之第2面， 上述虛設區域具有第2貫通孔， 上述第1貫通孔具有位於上述第1面側之第1凹部、位於上述第2面側之第2凹部、第1連接部、及第1角度θ1， 上述第1連接部係連接上述第1凹部與上述第2凹部之稜部， 上述第1角度θ1係通過上述第1連接部中最靠近上述第1頂點部之部分P1a及上述第1頂點部中最靠近上述第1連接部之部分P2a之直線K1相對於上述金屬遮罩之厚度方向N所成的角度， 上述第2貫通孔具有位於上述第1面側之第3凹部、位於上述第2面側之第4凹部、第2連接部、及第2角度θ2， 上述第2連接部係連接上述第3凹部與上述第4凹部之稜部， 上述第2角度θ2係通過上述第2連接部中最靠近上述第2頂點部之部分P1b及上述第2頂點部中最靠近上述第2連接部之部分P2b之直線K2相對於上述金屬遮罩之厚度方向N所成的角度，且 上述第2角度θ2小於上述第1角度θ1。
- 如請求項1之金屬遮罩，其中 上述金屬遮罩具有第1面、及位於上述第1面之相反側之第2面， 上述虛設區域具有第2貫通孔， 上述第1貫通孔具有位於上述第1面側之第1凹部、位於上述第2面側之第2凹部、第1連接部、及高度H3， 上述第1連接部係連接上述第1凹部與上述第2凹部之稜部， 上述高度H3係自上述第1面至上述第1連接部之高度， 上述第2貫通孔具有位於上述第1面側之第3凹部、位於上述第2面側之第4凹部、第2連接部、及高度H5， 上述第2連接部係連接上述第3凹部與上述第4凹部之稜部， 上述高度H5係自上述第1面至上述第2連接部之高度，且 上述高度H5高於上述高度H3。
- 如請求項5之金屬遮罩，其中 上述第1貫通孔具有高度H3與高度H4， 上述高度H3係自上述第1面至上述第1連接部之高度， 上述高度H4係自上述第2面至上述第1連接部之高度，且 上述高度H3低於上述高度H4。
- 如請求項1之金屬遮罩，其中 上述虛設區域具有未被蝕刻而殘留之頂點部。
- 一種金屬遮罩之製造方法，其包括如下步驟： 準備具有第1面、及位於上述第1面之相反側之第2面之金屬板；及 蝕刻步驟，其係藉由對上述金屬板進行蝕刻而形成上述金屬遮罩； 上述金屬遮罩具有有效區域、周圍區域、及虛設區域， 上述有效區域具備第1貫通孔與第1頂點部， 上述第1頂點部具有高度H1， 上述周圍區域位於上述有效區域之周圍， 上述虛設區域位於上述有效區域與上述周圍區域之間， 上述虛設區域具備第2頂點部， 上述第2頂點部具有高度H2，且 上述高度H2高於上述高度H1。
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