WO2017158858A1 - 蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および有機半導体素子の製造方法 - Google Patents

蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および有機半導体素子の製造方法 Download PDF

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光志 西田
克彦 岸本
耕三 矢野
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Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition mask and a method for producing a vapor deposition mask, and in particular, a vapor deposition mask having a structure in which a resin layer and a metal layer are laminated, a method for producing a vapor deposition mask, and a method for producing an organic semiconductor element using the vapor deposition mask About.
  • organic EL Electro Luminescence
  • the formation of the organic EL layer is mainly performed using a vacuum deposition method.
  • a metal mask As a vapor deposition mask, a metal mask (metal mask) is generally used.
  • metal mask metal mask
  • a vapor deposition mask having a structure in which a resin layer and a metal layer are laminated (hereinafter also referred to as “laminated mask”) has been proposed as a vapor deposition mask for forming a vapor deposition pattern with high definition.
  • Patent Document 1 discloses a vapor deposition mask having a structure in which a resin film and a holding member (thickness: 30 ⁇ m to 50 ⁇ m) made of a metal magnetic material are laminated. A plurality of openings corresponding to a desired vapor deposition pattern are formed in the resin film.
  • the holding member is formed with a plurality of openings having a size larger than the opening of the resin film so as to expose the opening of the resin film. Therefore, when using the vapor deposition mask of patent document 1, a vapor deposition pattern is formed corresponding to the several opening part of a resin film. Even a small opening can be formed with high accuracy on a resin film thinner than a metal holding member for a general metal mask.
  • the deposition mask holding member is formed of a metal magnetic material having a thermal expansion coefficient of less than 6 ppm / ° C., for example, invar.
  • Patent Document 2 discloses a vapor deposition mask including a magnetic layer containing magnetic powder instead of a metal magnetic sheet.
  • the magnetic layer is formed by applying a magnetic dispersion coating material containing a soft magnetic powder and additives such as a binder, a solvent and a dispersant to a base film and drying.
  • the soft magnetic powder include Fe, Ni, Fe—Ni alloy, Fe—Co alloy, and Fe—Ni—Co alloy.
  • the particle diameter of the soft magnetic powder is 3 ⁇ m or less, preferably 1 ⁇ m or less.
  • the binder include siloxane polymer and polyimide. The blending ratio between the soft magnetic powder and the binder is not described.
  • the opening part of a vapor deposition mask is formed after forming a magnetic layer on a base film.
  • Patent Document 2 it is difficult to stably manufacture a high-definition vapor deposition mask such as that used in the manufacture of a high-definition organic EL display device of 250 ppi or more.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a large-sized laminated vapor deposition mask that can be suitably used for forming a high-definition vapor deposition pattern, and a method for producing the same. Moreover, the other object of this invention is to provide the manufacturing method of the organic-semiconductor element using such a vapor deposition mask.
  • a deposition mask includes a base film including a polymer having a plurality of first openings, and a composite magnetic layer having a solid part and a non-solid part formed on the base film. And a frame bonded to a peripheral edge of the base film, the plurality of first openings are formed in a region corresponding to the non-solid portion, and the composite magnetic layer has an average A soft ferrite powder having a particle size of less than 500 nm and a resin are included.
  • the solid part includes a plurality of island parts arranged discretely.
  • the plurality of island-shaped portions include a pair of island-shaped portions arranged at point-symmetric positions with respect to any one first opening of the plurality of first openings.
  • the coercive force of the soft ferrite is 100 A / m or less.
  • the Curie temperature of the soft ferrite is less than 250 ° C.
  • the volume fraction of the soft ferrite powder in the composite magnetic layer is 15 volume% or more and 80 volume% or less.
  • the resin includes a thermosetting resin.
  • the base film includes polyimide
  • the resin includes the same type of polyimide as the polyimide included in the base film.
  • the frame is made of a nonmagnetic material.
  • the frame is made of a polymer material.
  • a method of manufacturing a vapor deposition mask according to an embodiment of the present invention is any one of the above-described vapor deposition mask manufacturing methods, which includes a step A of preparing a base film and a frame containing a polymer, and fixing the base film to the frame. Including a step B, a step C for forming a plurality of first openings in the base film, and a soft ferrite powder having an average particle size of less than 500 nm and a resin on the base film after the step C. And D for forming a composite magnetic layer.
  • the step B includes, for example, a step of bonding the base film to the frame using an adhesive.
  • the step B includes a step of stretching the base film.
  • a step of washing the base film is further included between the step C and the step D.
  • the step D is performed by an inkjet method.
  • the method for producing an organic semiconductor element according to the present invention includes a step of vapor-depositing an organic semiconductor material on a work using any one of the above-described vapor deposition masks.
  • the organic semiconductor element is, for example, an organic EL element.
  • a large-sized stacked vapor deposition mask that can be suitably used for forming a high-definition vapor deposition pattern, and a method for manufacturing the same. Moreover, according to the embodiment of the present invention, a method for manufacturing an organic semiconductor device using such a vapor deposition mask is provided.
  • FIG. 1 is a top view which shows typically the vapor deposition mask 100A by embodiment of this invention
  • (b) is sectional drawing along the 1B-1B 'line
  • 3 is a flowchart of a method for manufacturing a vapor deposition mask according to an embodiment of the present invention.
  • (A) and (b) are a process plan view and a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the vapor deposition mask 100A, respectively, and (b) is a cross-sectional view taken along line 3B-3B ′ in (a). is there.
  • (A) and (b) are a process plan view and a process cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the vapor deposition mask 100A, respectively, and (b) is a cross-sectional view taken along line 4B-4B ′ in (a). is there.
  • (A) is a top view which shows typically the other vapor deposition mask 100B by embodiment of this invention, (b) is sectional drawing along the 5B-5B 'line
  • (A) is a top view which shows typically other vapor deposition mask 100C by embodiment of this invention, (b) is sectional drawing along the 6B-6B 'line in (a).
  • (A) is a top view which shows typically further another vapor deposition mask 100D by embodiment of this invention, (b) is sectional drawing along the 7B-7B 'line
  • (A) is a top view which shows typically the other vapor deposition mask 100E by embodiment of this invention, (b) is sectional drawing along the 8B-8B 'line
  • (A) And (b) is a top view showing typically other vapor deposition masks 100F and 100G by an embodiment of the present invention, respectively.
  • (A) And (b) is a top view which shows typically other vapor deposition mask 300A and 300B by embodiment of this invention, respectively.
  • (A) And (b) is a top view which shows typically other vapor deposition masks 300C and 300D by embodiment of this invention, respectively.
  • An evaporation mask includes a base film including a polymer having a plurality of first openings that define an evaporation region, a composite magnetic layer formed on the base film, and a peripheral portion of the base film. And a frame joined to the frame.
  • the composite magnetic layer has a solid part and a non-solid part.
  • the solid part is a part where the composite magnetic body actually exists
  • the non-solid part is a part where the composite magnetic body does not exist and is a part other than the solid part.
  • the plurality of first openings of the base film are formed in a region corresponding to the non-solid portion of the composite magnetic layer.
  • the non-solid portion has, for example, a plurality of second openings, and each of the plurality of first openings included in the base film is formed in a region corresponding to one of the plurality of second openings. . There may be a one-to-one correspondence between the plurality of first openings and the plurality of second openings.
  • the solid part includes, for example, a plurality of island-like parts arranged discretely.
  • the plurality of island-shaped portions include a pair of island-shaped portions arranged at point-symmetric positions with respect to any one first opening among the plurality of first openings.
  • the attractive force by the magnet acting on the island-shaped portion of the composite magnetic layer acts symmetrically with respect to each first opening. This is because if the suction force is asymmetric, the first opening may be deformed.
  • each first opening a pair (two islands) arranged at point-symmetrical positions in the horizontal direction with respect to the center of the first opening
  • a pair (two island-shaped portions) disposed at point-symmetrical positions in the vertical direction with respect to the center of the first opening is disposed.
  • the first opening is, for example, a rectangle that is long in the vertical direction
  • the distance between the pair of islands arranged in the horizontal direction is larger than the distance between the pair of islands arranged in the vertical direction.
  • two pairs of island portions may be arranged in the diagonal direction of the first opening.
  • the composite magnetic layer included in the vapor deposition mask according to the embodiment of the present invention includes a soft ferrite powder having an average particle size of less than 500 nm and a resin.
  • a vapor deposition mask having an opening of about 40 ⁇ m is necessary.
  • the limitation that the particle size is 1 ⁇ m or less is not sufficient as described in Patent Document 2, and the average particle size is less than 500 nm, preferably the average particle size is It is preferable to use a soft ferrite powder of 300 nm or less, and the maximum particle size of the particles constituting the powder is preferably less than 500 nm.
  • the average particle diameter of the soft ferrite powder is preferably 10 nm or more.
  • the minimum particle size of the particles constituting the soft ferrite powder is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more.
  • the particle diameter of the soft ferrite powder is small, there may be a problem that the dispersibility of the particles is lowered or the fluidity of the dispersion for forming the composite magnetic layer is lowered.
  • the powder with an average particle diameter of less than 500 nm is dependent also on a manufacturing method, a particle size distribution is comparatively narrow.
  • Soft ferrite refers to ferrite exhibiting soft magnetism, and contains iron oxide (Fe 2 O 3 and / or Fe 3 O 4 ) as a main component.
  • the main soft ferrites are, for example, Mn—Zn, Cu—Zn, Ni—Zn, and Cu—Zn—Mg.
  • Mn—Zn based ferrite having a particle size of about 0.5 ⁇ m (500 nm) is used for a chip inductor.
  • the vapor deposition mask described in Patent Document 2 uses a metal powder, whereas a soft ferrite powder is used. Since soft ferrite is an oxide, even particles having an average particle size of less than 500 nm are chemically more stable than metal particles and can be handled safely. In addition, oxides have a high affinity with resins (for example, polyimide and epoxy resins), are stably dispersed, and even at the interface between the soft ferrite particles and the resin after the resin is cured or solidified. Excellent.
  • resins for example, polyimide and epoxy resins
  • the soft ferrite powder and the resin are dispersed in a solvent, and this dispersion is applied onto the base film, and the solvent is removed and the resin is cured (or solidified) to form a composite magnetic layer.
  • a surfactant or a dispersant may be mixed.
  • a silane coupling agent or the like may be mixed.
  • the surface of the soft ferrite particles may be previously treated (coated) with a surfactant or a silane coupling agent.
  • a soft ferrite powder having a coercive force of 100 A / m or less, and more preferably 40 A / m or less.
  • the coercivity of the invar currently used for the composite magnetic layer is about 32 A / m. Since the composite magnetic layer is less rigid than Invar, it is easily deformed. That is, if the composite magnetic layer is magnetized and has residual magnetization, the composite magnetic layer and the base film may be deformed by magnetic force. Therefore, in order to prevent deformation due to the residual magnetization of the composite magnetic layer, it is preferable to remove the residual magnetization (demagnetization) of the composite magnetic layer. Demagnetization can be performed in various ways.
  • the Curie temperature of the soft ferrite is preferably less than 250 ° C.
  • the physical properties of the powder are evaluated based on the physical properties of soft ferrite having the same composition.
  • thermosetting resin As the resin contained in the composite magnetic layer, a thermoplastic resin can be used, but a thermosetting resin is preferable.
  • the thermosetting resin is excellent in adhesiveness with the base film.
  • Thermosetting resins are superior to thermoplastic resins in heat resistance and / or chemical stability.
  • the thermosetting resin include epoxy resin, polyimide, polyparaxylene, bismaleimide, silica hybrid polyimide, phenol resin, polyester resin, and silicone resin.
  • epoxy resin and polyimide are preferable from the viewpoint of adhesiveness.
  • thermosetting polyimide obtained by applying a solution of polyamic acid, which is a precursor of polyimide, and removing the solvent by heating and curing
  • soluble polyimide dissolved in the solvent
  • the resin contained in the composite magnetic layer preferably contains the same type of polyimide as the polyimide contained in the base film.
  • the polyimide may be thermosetting or soluble.
  • work (deposition object, for example, glass) can be made small by using a small thermal expansion coefficient (for example, about 6 ppm / degreeC) as a polyimide.
  • a small thermal expansion coefficient for example, about 6 ppm / degreeC
  • thermal stress can be reduced by using a composite magnetic layer including island-like portions with discrete solid portions as the composite magnetic layer.
  • a vapor deposition apparatus that suppresses the temperature rise has been developed. However, in order to deposit with a high-definition pattern, a preliminary experiment is performed, and deformation due to heat during vapor deposition is considered. Is preferably formed.
  • the volume fraction of the soft ferrite powder contained in the composite magnetic layer is, for example, 15 volume% or more and 80 volume% or less.
  • the composite magnetic layer is for expressing the attractive force by the magnet, as long as it can exhibit a sufficient attractive force. Since it is difficult to obtain the attractive force by the magnet by calculation, finally, a preliminary experiment is performed to determine the strength of the magnetic field generated by the magnet and the configuration of the vapor deposition mask. The attractive force is affected by the strength of the magnetic field, the permeability of the soft ferrite, and the strength of the demagnetizing field associated with the thickness of the composite magnetic layer.
  • the composition of the vapor deposition mask to be optimized includes the thickness, area ratio, and volume ratio of the composite magnetic layer (solid portion where the composite magnetic substance actually exists) in the vapor deposition mask (region in the frame). There is a volume fraction of soft ferrite powder contained in the composite magnetic layer.
  • the magnetic field applied to the composite magnetic layer in order to bring the vapor deposition mask into close contact with the workpiece is, for example, 10 mT (millitesla) or more and 100 mT or less. If it is smaller than 10 mT, sufficient adsorption force may not be obtained, and if it is larger than 100 mT, dust may be adsorbed.
  • a permanent magnet such as a rare earth magnet or an electromagnet can be used. When using a permanent magnet, it is preferable to arrange a plurality of permanent magnets according to the arrangement of the solid portion so that a uniform attractive force acts on the composite magnetic layer.
  • the vapor deposition mask according to the embodiment of the present invention has a frame bonded to the peripheral portion of the base film.
  • the frame is bonded to the base film without using the composite magnetic layer.
  • the base film and the frame are joined by, for example, an adhesive.
  • the adhesive preferably contains a thermosetting resin, and preferably has a heat resistance of about 250 ° C.
  • the frame does not need to be formed of a magnetic material, but may be formed of a nonmagnetic material.
  • the frame may be formed of a resin such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene), PEEK (polyether ether ketone), or polyimide.
  • a fiber reinforced composite material for example, CFRP
  • CFRP using polyimide as a matrix resin is preferable.
  • FIGS. 1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view schematically showing a vapor deposition mask 100A, respectively.
  • FIG. 1B shows a cross section taken along the line 1B-1B 'in FIG.
  • FIG. 1 schematically shows an example of the vapor deposition mask 100A, and it goes without saying that the size, number, arrangement relationship, length ratio, and the like of each component are not limited to the illustrated example. The same applies to other drawings described later.
  • the deposition mask 100A has a base film 10A and a composite magnetic layer 20A formed on the base film 10A, as shown in FIGS. 1 (a) and (b). That is, the vapor deposition mask 100A has a structure in which the base film 10A and the composite magnetic layer 20A are laminated, and this is referred to as a laminate 30A.
  • the base film 10A contains a polymer and is typically formed from a polymer. As the polymer, polyimide is preferable.
  • the base film 10A may include a polymer and a filler.
  • the base film 10A has a plurality of first openings 13A. A part of the base film 10A other than the first opening 13A, that is, a part where the film actually exists is referred to as a solid part 12A.
  • the vapor deposition mask 100A When the vapor deposition mask 100A is disposed in close contact with the base film 10A on the work (vapor deposition object), for example, an organic semiconductor material is vapor-deposited in a region defined by the plurality of first openings 13A.
  • the plurality of first openings 13A are arranged in a matrix having rows and columns, for example.
  • the row direction is the horizontal direction and the column direction is the vertical direction, but the present invention is not limited to this.
  • the plurality of first openings 13A are formed in a size, shape, and position corresponding to a vapor deposition pattern to be formed on the workpiece.
  • the first opening 13A is typically a quadrangle, for example, a rectangle, but is not limited thereto, and may have an arbitrary shape.
  • the composite magnetic layer 20A is formed on the base film 10A in the region inside the frame 40A.
  • the composite magnetic layer 20A has a solid part 22A and a non-solid part 23A.
  • the non-solid portion 23A is a plurality of second openings 23A.
  • the plurality of second openings 23A of the composite magnetic layer 20A have a one-to-one correspondence with the first openings 13A of the base film 10A.
  • the second opening 23A of the composite magnetic layer 20A is formed in a self-aligning manner with the first opening 13A of the base film 10A.
  • the thickness of the base film 10A is not particularly limited. However, if the base film 10A is too thick, a part of the deposited film may be formed thinner than a desired thickness (referred to as “shadowing”). From the viewpoint of suppressing the occurrence of shadowing, the thickness of the base film 10A is preferably 25 ⁇ m or less. Further, from the viewpoint of the strength and washing resistance of the base film 10A itself, the thickness of the base film 10A is preferably 3 ⁇ m or more.
  • the configuration of the composite magnetic layer 20A is optimized together with the strength of the magnetic field generated by the magnet so that a sufficient attractive force can be obtained by the magnetic field. Since the second opening 23A of the composite magnetic layer 20A is formed so as to be aligned with the first opening 13A of the base film 10A, the thickness of the base film 10A is combined with the thickness of the base film 10A from the viewpoint of suppressing the occurrence of shadowing.
  • the total thickness of the magnetic layer 20A is preferably set so as not to exceed 25 ⁇ m.
  • the frame 40A is joined to the peripheral edge of the base film 10A without using the composite magnetic layer 20A.
  • the base film 10A and the frame 40A are joined by, for example, an adhesive (not shown).
  • the frame 40A can be formed of a nonmagnetic material, such as a resin.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for manufacturing a deposition mask according to an embodiment of the present invention.
  • step Sa a base film and a frame are prepared.
  • the base film is fixed to the frame (step Sb).
  • the base film is bonded to the frame using, for example, an adhesive.
  • the base film may be stretched as necessary.
  • the stretching is performed in the horizontal direction and the vertical direction, for example.
  • since only the base film is stretched there is no need for a conventional large stretcher, and the mechanical strength of the frame may be lower than that of the conventional frame. Therefore, it is not necessary to form the frame from a magnetic metal material, and for example, a frame formed from a polymer can be used.
  • a plurality of first openings are formed in the base film (step Sc).
  • the base film is brought into close contact with the surface of the glass substrate with a liquid interposed.
  • a plurality of first openings having a predetermined shape and size are formed at predetermined positions by irradiating laser light.
  • the base film is preferably washed. If washing is performed before forming the composite magnetic layer, there is no risk of peeling between the composite magnetic layer and the base film, and the residue can be more reliably removed.
  • the composite magnetic layer may be peeled off when the surface of the base film is mechanically rubbed (wiped) in order to remove the film residue bonded to the periphery of the first opening called a burr.
  • a composite magnetic layer including a soft ferrite powder having an average particle size of less than 500 nm and a resin is formed on the base film (step Sd).
  • a dispersion containing soft ferrite powder, resin (including precursor) and solvent prepare a dispersion containing soft ferrite powder, resin (including precursor) and solvent, apply this onto the base film, and remove the solvent and cure (or solidify) the resin.
  • the dispersion can be applied by, for example, a screen printing method, a slot printing method, or an ink jet method.
  • the dispersion is applied to the first opening 13A of the base film 10A by the surface tension of the dispersion. Intrusion is prevented, and a composite magnetic layer having a second opening 23A formed in a self-aligning manner with the first opening 13A can be formed.
  • 3A and 3B are a process plan view and a process cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the vapor deposition mask 100A, respectively (process Sb).
  • 4A and 4B are a process plan view and a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the vapor deposition mask 100A, respectively (process Sc).
  • the base film 10A is fixed to the frame 40A.
  • the base film 10A is bonded to the frame 40 using, for example, an adhesive (not shown).
  • an adhesive not shown
  • the polymer material of the frame 40A is also preferably a material having heat resistance.
  • the vapor deposition mask 100A is used in a vacuum, it is preferable to reduce the pressure during the heat curing so that the organic substance does not volatilize from the adhesive.
  • the frame 40 is preferably made of polyimide, for example, so that it can be stretched even during heating. If rigidity is required, CFRP of polyimide is preferably used. it can.
  • step Sc a plurality of first openings 13A are formed in the base film 10A.
  • a glass substrate (not shown) is disposed below the base film 10A (the side opposite to the side where the frame 40A is disposed), and a liquid (for example, ethanol) is disposed between the glass substrate and the base film 10A.
  • the base film 10A is brought into close contact with the surface of the glass substrate by utilizing the surface tension of the liquid.
  • a plurality of first openings 13A having a predetermined shape and size are formed at predetermined positions by irradiating laser light from above the base film 10A.
  • the composite magnetic layer 20A is obtained.
  • the steps of solvent removal and heat curing can be performed using an electric furnace.
  • vapor deposition masks 100B to 100G can also be manufactured by the manufacturing method described above.
  • the non-solid portions 23B to 23G of the composite magnetic layers 20B to 20G of the vapor deposition masks 100B to 100G are larger than the first openings 13B to 13G of the base films 10B to 10G, the composite magnetic layer 20B Therefore, even if the thickness is increased to 20G, shadowing hardly occurs. Therefore, the thickness of the composite magnetic layers 20B to 20G can be larger than the thickness of the composite magnetic layer 20A of the vapor deposition mask 100A.
  • FIG. 5A is a plan view schematically showing another vapor deposition mask 100B according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5B is taken along line 5B-5B ′ in FIG. 5A. It is sectional drawing.
  • the vapor deposition mask 100B has a base film 10B, a composite magnetic layer 20B (laminated body 30B) formed on the base film 10B, and a frame 40B joined to the peripheral edge of the base film 10B.
  • the base film 10B has a solid portion 12B and a plurality of first openings 13B.
  • the composite magnetic layer 20B has a solid part 22B and a non-solid part 23B.
  • the solid part 22B includes a plurality of island-like parts 22B arranged discretely.
  • the plurality of island-like parts 22B have two pairs of island-like parts 22B arranged in the diagonal direction of the first opening 13B. That is, four island portions 22B are arranged in the diagonal direction of each first opening 13B. Therefore, the attractive force by the magnet which acts on the island-like part 22B of the composite magnetic layer 20B acts symmetrically with respect to each first opening 13B.
  • the island-shaped part 22B shows a cylindrical example, it may be a prism or may have a tapered shape, for example, a truncated cone.
  • FIG. 6A is a plan view schematically showing still another vapor deposition mask 100C according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6B is taken along line 6B-6B ′ in FIG. 6A.
  • FIG. 6A is a plan view schematically showing still another vapor deposition mask 100C according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6B is taken along line 6B-6B ′ in FIG. 6A.
  • FIG. 6B is taken along line 6B-6B ′ in FIG. 6A.
  • the vapor deposition mask 100C has a base film 10C, a composite magnetic layer 20C (laminated body 30C) formed on the base film 10C, and a frame 40C joined to the peripheral edge of the base film 10C.
  • the base film 10C has a solid portion 12C and a plurality of first openings 13C.
  • the composite magnetic layer 20C has a solid part 22C and a non-solid part 23C.
  • the non-solid portion 23C is a plurality of second openings (slits) 23C, and a plurality of slits 23C extending in the column direction are arranged in the row direction.
  • the solid part 22C is continuously formed in a region other than the non-solid part 23C.
  • each slit 23C has a size larger than each first opening 13C of the base film 10C, and two or more first openings 13C in each slit 23C.
  • FIG. 7A is a plan view schematically showing still another deposition mask 100D according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7B is taken along line 7B-7B ′ in FIG. 7A.
  • FIG. 7A is a plan view schematically showing still another deposition mask 100D according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7B is taken along line 7B-7B ′ in FIG. 7A.
  • FIG. 7B is taken along line 7B-7B ′ in FIG. 7A.
  • the vapor deposition mask 100D has a base film 10D, a composite magnetic layer 20D (laminated body 30D) formed on the base film 10D, and a frame 40D joined to the peripheral portion of the base film 10D.
  • the base film 10D has a solid part 12D and a plurality of first openings 13D.
  • the composite magnetic layer 20D has a solid part 22D and a non-solid part 23D.
  • the non-solid portion 23D is one second opening portion 23D that includes all the first opening portions 13D.
  • the solid part 22D is continuously formed in a region other than the non-solid part 23D.
  • FIG. 8A is a plan view schematically showing still another vapor deposition mask 100E according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8B is along the line 8B-8B ′ in FIG. 8A.
  • FIG. 8A is a plan view schematically showing still another vapor deposition mask 100E according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8B is along the line 8B-8B ′ in FIG. 8A.
  • FIG. 8B is along the line 8B-8B ′ in FIG. 8A.
  • the deposition mask 100E includes a base film 10E, a composite magnetic layer 20E (laminated body 30E) formed on the base film 10E, and a frame 40E joined to the peripheral edge of the base film 10E.
  • the base film 10E has a solid part 12E and a plurality of first openings 13E.
  • the composite magnetic layer 20E has a solid part 22E and a non-solid part 23E.
  • the non-solid portion 23E is a plurality of second openings 23E, and one first opening 13E is disposed in each second opening 23E.
  • the second opening 23E has a size larger than that of the first opening 13E.
  • the solid portion 22E is continuously formed in a region other than the non-solid portion 23E.
  • FIG. 9A and FIG. 9B are plan views schematically showing still another vapor deposition masks 100F and 100G according to the embodiment of the present invention, respectively.
  • a vapor deposition mask 100F shown in FIG. 9A includes a base film 10F, a composite magnetic layer 20F (laminated body 30F) formed on the base film 10F, and a frame 40F bonded to the peripheral edge of the base film 10F.
  • the base film 10F has a solid part 12F and a plurality of first openings 13F.
  • the composite magnetic layer 20F has a solid part 22F and a non-solid part 23F.
  • the non-solid portion 23F is two second openings 23F.
  • the solid portion 22F includes a peripheral portion that is continuously formed around the second opening 23F and island-like portions 22F that are discretely arranged in the second opening 23F.
  • the vapor deposition mask 100G shown in FIG. 9B includes a base film 10G, a composite magnetic layer 20G (laminated body 30G) formed on the base film 10G, and a frame 40G bonded to the peripheral edge of the base film 10G.
  • the base film 10G has a solid portion 12G and a plurality of first openings 13G.
  • the composite magnetic layer 20G has a solid part 22G and a non-solid part 23G.
  • the non-solid portion 23G is one second opening 23G that includes all the first openings 13G.
  • the solid portion 22G includes a peripheral portion that is continuously formed around the second opening 23G, and island-like portions 22G that are discretely arranged in the second opening 23G.
  • the vapor deposition mask of this embodiment may have a structure in which unit regions corresponding to one device (for example, an organic EL display) are two-dimensionally arranged.
  • the vapor deposition mask having such a structure can be suitably used for forming a plurality of devices on one vapor deposition target substrate.
  • FIGS. 10A, 10B, 11A, and 11B are plan views illustrating still other vapor deposition masks 300A, 300B, 300C, and 300D of the present embodiment, respectively.
  • These vapor deposition masks have a plurality of (here, six) unit areas UA to UD arranged at intervals when viewed from the normal direction.
  • the unit area UA of the vapor deposition mask 300A has the same pattern as the vapor deposition mask 100A.
  • the unit area UB of the vapor deposition mask 300B, the unit area UC of the vapor deposition mask 300C, and the unit area UD of the vapor deposition mask 300D are vapor deposition masks. It has the same pattern as 100B.
  • the solid portion 22B of the vapor deposition mask 300B does not have a portion formed between the unit regions UB.
  • the solid portion 22C of the composite magnetic layer 20C of the vapor deposition mask 300C has a portion that is continuously formed between the unit regions UC.
  • the solid part 22D of the composite magnetic layer 20D of the vapor deposition mask 300D has island-like parts 22D arranged between the unit regions UD.
  • the vapor deposition mask according to the embodiment of the present invention has a composite magnetic layer as described above, and thus can be easily increased in size and can form a high-definition pattern. Therefore, for example, it can be suitably used for mass production of high-definition organic EL display devices.
  • the vapor deposition mask according to the embodiment of the present invention is preferably used for manufacturing an organic semiconductor element such as an organic EL display device, and particularly suitable for manufacturing an organic semiconductor element that requires formation of a high-definition vapor deposition pattern. Used.

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Abstract

蒸着マスク（１００Ａ）は、複数の第１開口部（１３Ａ）を有する高分子を含むベースフィルム（１０Ａ）と、ベースフィルム（１０Ａ）上に形成された、中実部（２２Ａ）と非中実部（２３Ａ）とを有する複合磁性体層（２０Ａ）と、ベースフィルム（１０Ａ）の周縁部に接合されたフレーム（４０Ａ）とを有し、複数の第１開口部（１３Ａ）は、非中実部（２３Ａ）に対応する領域に形成されており、複合磁性体層（２０Ａ）は、平均粒径が５００ｎｍ未満のソフトフェライトの粉末と樹脂とを含む。

Description

蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および有機半導体素子の製造方法
　本発明は、蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法に関し、特に、樹脂層と金属層とが積層された構造を有する蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および蒸着マスクを用いた有機半導体素子の製造方法に関する。
　近年、次世代ディスプレイとして有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置が注目を集めている。現在量産されている有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ層の形成は、主に真空蒸着法を用いて行われている。
　蒸着マスクとしては、金属製のマスク（メタルマスク）が一般的である。しかしながら、有機ＥＬ表示装置の高精細化が進むにつれ、メタルマスクを用いて精度良く蒸着パターンを形成することが困難になりつつある。現在の金属加工技術では、メタルマスクとなる金属板（例えば厚さ１００μｍ程度）に、短い画素ピッチ（例えば１０～２０μｍ程度）に対応した小さな開口部を高い精度で形成することが難しいからである。
　そこで、精細度の高い蒸着パターンを形成するための蒸着マスクとして、樹脂層と金属層とが積層された構造を有する蒸着マスク（以下では「積層型マスク」とも呼ぶ。）が提案されている。
　例えば、特許文献１は、樹脂フィルムと、金属磁性体である保持部材（厚さ：３０μｍ～５０μｍ）とが積層された構造を有する蒸着マスクを開示している。樹脂フィルムには、所望の蒸着パターンに対応した複数の開口部が形成されている。保持部材には、樹脂フィルムの開口部よりもサイズの大きい開口部が、樹脂フィルムの開口部を露出させるように複数形成されている。そのため、特許文献１の蒸着マスクを用いる場合、蒸着パターンは、樹脂フィルムの複数の開口部に対応して形成される。一般的なメタルマスク用の金属製の保持部材よりも薄い樹脂フィルムには、小さな開口部であっても高い精度で形成することができる。特許文献１によると、蒸着マスクの保持部材は熱膨張係数が６ｐｐｍ／℃未満の金属磁性体、例えばインバーで形成される。
　インバーなどの金属磁性体で形成された保持部材を用いるマスクは、大型化が難しい。例えば、一辺が１ｍを超えるマスクを製造することは難しい。これは、金属磁性体のシートを作製するための圧延加工のコストが増大するからである。
　そこで、特許文献２は、金属磁性体のシートに代えて、磁性粉末を含む磁性層を備える蒸着マスクを開示している。磁性層は、軟磁性体の粉末と、バインダー、溶剤および分散剤などの添加剤とを含む磁性分散塗布材をベースフィルムに塗布し、乾燥することによって形成される。軟磁性体粉末としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｃｏ合金またはＦｅ－Ｎｉ－Ｃｏ合金が挙げられている。軟磁性体粉末の粒径は３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下と記載されている。バインダーとしてはシロキサンポリマーおよびポリイミドが例示されている。軟磁性体粉末とバインダーとの配合比率は記載されていない。また、蒸着マスクの開口部は、ベースフィルム上に磁性層を形成した後に形成されている。
特開２０１３－１２４３７２号公報 特開２０１４－２０１８１９号公報
　しかしながら、特許文献２に記載の技術によると、例えば２５０ｐｐｉ以上の高精細な有機ＥＬ表示装置の製造に用いられるような高精細な蒸着マスクを安定して製造することは難しい。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精細な蒸着パターンの形成に好適に用いられ得る大型の積層型の蒸着マスク、およびその製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような蒸着マスクを用いた有機半導体素子の製造方法を提供することにある。
　本発明の実施形態による蒸着マスクは、複数の第１開口部を有する高分子を含むベースフィルムと、前記ベースフィルム上に形成された、中実部と非中実部とを有する複合磁性体層と、前記ベースフィルムの周縁部に接合されたフレームとを有し、前記複数の第１開口部は、前記非中実部に対応する領域に形成されており、前記複合磁性体層は、平均粒径が５００ｎｍ未満のソフトフェライトの粉末と樹脂とを含む。
　ある実施形態において、前記中実部は、離散的に配置された複数の島状部を含む。
　ある実施形態において、前記複数の島状部は、前記複数の第１開口部の内の任意の１つの第１開口部を中心に点対称の位置に配置された島状部の対を含む。
　ある実施形態において、前記ソフトフェライトの保磁力は１００Ａ／ｍ以下である。
　ある実施形態において、前記ソフトフェライトのキュリー温度は２５０℃未満である。
　ある実施形態において、前記複合磁性体層における前記ソフトフェライトの粉末の体積分率は、１５体積％以上８０体積％以下である。
　ある実施形態において、前記樹脂は、熱硬化性樹脂を含む。
　ある実施形態において、前記ベースフィルムはポリイミドを含み、前記樹脂は、前記ベースフィルムに含まれるポリイミドと同じ種類のポリイミドを含む。
　ある実施形態において、前記フレームは、非磁性材料で形成されている。例えば、前記フレームは、高分子材料で形成されている。
　本発明の実施形態による蒸着マスクの製造方法は、上記のいずれかの蒸着マスクの製造方法であって、高分子を含むベースフィルムおよびフレームを用意する工程Ａと、前記ベースフィルムを前記フレームに固定する工程Ｂと、前記ベースフィルムに複数の第１開口部を形成する工程Ｃと、前記工程Ｃの後に、前記ベースフィルム上に、平均粒径が５００ｎｍ未満のソフトフェライトの粉末と樹脂とを含む複合磁性体層を形成する工程Ｄとを包含する。前記工程Ｂは、例えば、接着剤を用いて前記ベースフィルムを前記フレームに接着する工程を包含する。
　ある実施形態において、前記工程Ｂは、前記ベースフィルムを架張する工程を包含する。
　ある実施形態において、前記工程Ｃと前記工程Ｄとの間に、前記ベースフィルムを洗浄する工程をさらに包含する。
　ある実施形態において、前記工程Ｄは、インクジェット法で行われる。
　本発明による有機半導体素子の製造方法は、上記のいずれかの蒸着マスクを用いて、ワーク上に有機半導体材料を蒸着する工程を包含する。有機半導体素子は、例えば、有機ＥＬ素子である。
　本発明の実施形態によると、高精細な蒸着パターンの形成に好適に用いられ得る大型の積層型の蒸着マスク、およびその製造方法が提供される。また、本発明の実施形態によると、そのような蒸着マスクを用いた有機半導体素子の製造方法が提供される。
（ａ）は、本発明の実施形態による蒸着マスク１００Ａを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の１Ｂ－１Ｂ’線に沿った断面図である。 本発明の実施形態による蒸着マスクの製造方法のフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、蒸着マスク１００Ａの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の３Ｂ－３Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、蒸着マスク１００Ａの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の４Ｂ－４Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態による他の蒸着マスク１００Ｂを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の５Ｂ－５Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｃを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の６Ｂ－６Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｄを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の７Ｂ－７Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｅを模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）中の８Ｂ－８Ｂ’線に沿った断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｆおよび１００Ｇを模式的に示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク３００Ａおよび３００Ｂを模式的に示す平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク３００Ｃおよび３００Ｄを模式的に示す平面図である。
　本発明による実施形態の蒸着マスクは、蒸着領域を規定する複数の第１開口部を有する、高分子を含むベースフィルムと、ベースフィルム上に形成された複合磁性体層と、ベースフィルムの周縁部に接合されたフレームとを有する。
　複合磁性体層は、中実部と非中実部とを有する。中実部とは、実際に複合磁性体が存在する部分であり、非中実部とは、複合磁性体が存在しない部分であり、中実部以外の部分である。ベースフィルムが有する複数の第１開口部は、複合磁性体層の非中実部に対応する領域に形成されている。
　非中実部は、例えば、複数の第２開口部を有し、ベースフィルムが有する複数の第１開口部のそれぞれは、複数の第２開口部のいずれかに対応する領域に形成されている。複数の第１開口部と複数の第２開口部とが１対１で対応することもある。
　中実部は、例えば、離散的に配置された複数の島状部を含む。このとき、複数の島状部は、複数の第１開口部の内の任意の１つの第１開口部を中心に点対称の位置に配置された島状部の対を含むことが好ましい。複合磁性体層の島状部に作用する磁石による吸引力が、各第１開口部に対して対称に作用することが好ましい。吸引力が非対称であると、第１開口部が変形する恐れがあるからである。各第１開口部に作用する吸引力を対称にするためには、例えば、第１開口部の中心に対して水平方向の点対称な位置に配置された１対（２つの島状部）と、第１開口部の中心に対して垂直方向の点対称な位置に配置された１対（２つの島状部）とを配置する。第１開口部が例えば垂直方向に長い長方形のとき、水平方向に配置された１対の島状部間の距離よりも、垂直方向に配置された１対の島状部間の距離よりは大きい。これらに代えて、あるいはこれらとともに、第１開口部の対角線方向に、２対の島状部を配置してもよい。
　本発明の実施形態による蒸着マスクが有する複合磁性体層は、平均粒径が５００ｎｍ未満のソフトフェライトの粉末と樹脂とを含む。
　例えば２５０ｐｐｉ以上の高精細な有機ＥＬ表示装置の画素を形成するためには、例えば４０μｍ程度の開口部を有する蒸着マスクが必要である。このような開口部を高い寸法精度で形成するためには、特許文献２に記載のように、粒径が１μｍ以下という制限では十分ではなく、平均粒径が５００ｎｍ未満、好ましくは平均粒径が３００ｎｍ以下のソフトフェライトの粉末を用いることが好ましく、粉末を構成する粒子の最大粒径は５００ｎｍ未満であることが好ましい。ソフトフェライトの粉末の平均粒径は１０ｎｍ以上が好ましい。ソフトフェライトの粉末を構成する粒子の最小粒径は特に限定されないが、１ｎｍ以上が好ましい。ソフトフェライトの粉末の粒径が小さいと、粒子の分散性が低下する、あるいは、複合磁性体層を形成するための分散液の流動性が低下するなどの問題が生じることがある。なお、平均粒径が５００ｎｍ未満の粉末は、製造方法にも依存するが、粒度分布が比較的狭い。
　ソフトフェライトは、フェライトの内で軟磁性を示すものを言い、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3および／またはＦｅ3Ｏ4）を主成分として含む。現在、ソフトフェライトは、種々の用途に広く用いられている。主なソフトフェライトは、例えば、Ｍｎ－Ｚｎ系、Ｃｕ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ系、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｍｇ系である。例えば、チップインダクタ用に粒径が０．５μｍ（５００ｎｍ）程度のＭｎ－Ｚｎ系フェライトが用いられている。
　本発明による実施形態の蒸着マスクでは、特許文献２に記載の蒸着マスクが金属の粉末を用いているのに対して、ソフトフェライトの粉末を用いる。ソフトフェライトは、酸化物なので、平均粒径が５００ｎｍ未満の粒子であっても、金属の粒子よりも化学的に安定であり、安全に取り扱うことができる。また、酸化物は、樹脂（例えば、ポリイミドやエポキシ樹脂など）との親和性が高く、安定に分散し、樹脂が硬化または固化した後もソフトフェライトの粒子と樹脂との界面における接着性にも優れる。なお、ソフトフェライトの粉末と樹脂とは溶剤中に分散され、この分散液をベースフィルム上に付与し、溶剤の除去および樹脂の硬化（または固化）を行うことによって、複合磁性体層を形成する。分散液におけるソフトフェライトの粉末の分散性の向上のために、界面活性剤や分散剤を混合してもよい。また、複合磁性体層におけるソフトフェライトの粒子と樹脂との界面の接着性を改善するために、シランカップリング剤などを混合してもよい。あるいは、ソフトフェライトの粒子の表面を界面活性剤やシランカップリング剤で予め処理（被覆）してもよい。
　保磁力が１００Ａ／ｍ以下のソフトフェライトの粉末を用いることが好ましく、４０Ａ／ｍ以下であることがさらに好ましい。なお、複合磁性体層に現在用いられているインバーの保磁力は約３２Ａ／ｍである。なお、複合磁性体層はインバーに比べて剛性が低いので、変形しやすい。すなわち、複合磁性体層が着磁し、残留磁化を有していると、磁力によって複合磁性体層およびベースフィルムが変形する恐れがある。そこで、複合磁性体層の残留磁化に起因する変形を防止するために、複合磁性体層の残留磁化を除去する（脱磁を行う）ことが好ましい。脱磁は種々の方法で行うことができる。例えば、交番減衰磁界を用いて脱磁することができる。また、ソフトフェライトの粉末をキュリー温度に加熱することによっても脱磁することができる。加熱による脱磁方法は、簡便である。ベースフィルムおよび複合磁性体層に含まれる樹脂の耐熱性を考慮すると、ソフトフェライトのキュリー温度は２５０℃未満であることが好ましい。
　ソフトフェライトの粉末について、保磁力およびキュリー温度などの物性値を測定することは難しいので、同じ組成を有するソフトフェライトのバルク（塊）の物性値で、粉末の物性値を評価することにする。
　複合磁性体層に含まれる樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることもできるが、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂は、ベースフィルムとの接着性に優れる。熱硬化性樹脂は耐熱性および／または化学的安定性においても熱可塑性樹脂よりも優れる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリパラキシレン、ビスマレイミド、シリカハイブリッドポリイミド、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、およびシリコーン樹脂を挙げることができる。特に、接着性の観点からエポキシ樹脂およびポリイミドが好ましい。
　なお、ポリイミドとして、熱硬化性ポリイミド（ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の溶液を塗布し、溶媒を加熱除去するとともに加熱硬化することによって得られるもの）だけでなく、可溶性ポリイミド（溶媒に溶解させたポリイミドを塗布し、溶媒を加熱除去することによって得られるもの）を好適に利用することができる。ベースフィルムがポリイミドで形成されているとき、複合磁性体層に含まれる樹脂は、ベースフィルムに含まれるポリイミドと同じ種類のポリイミドを含むことが好ましい。このとき、ポリイミドは、熱硬化性でも可溶性であってもよい。複合磁性体層に含まれる樹脂と、ベースフィルムに含まれるポリイミドとを同じ種類のポリイミドにすることによって、複合磁性体層とベースフィルムとの接着性を向上させることができる。また、ポリイミドとして小さい熱膨張係数（例えば６ｐｐｍ／℃程度）を用いることによって、ワーク（蒸着対象物、例えばガラス）の熱膨張係数との差を小さくすることができる。ワークとの熱膨張係数の差を小さくしておけば、蒸着時に温度が上昇しても、発生する熱応力は小さく、蒸着マスクの変形を抑制することができる。また、複合磁性体層として、中実部が離散的な島状部を含む複合磁性体層を用いることによって、熱応力を低減することができる。なお、最近、温度上昇を抑制した蒸着装置も開発されているが、高精細なパターンで蒸着するためには、予備的な実験を行って、蒸着時の熱による変形を考慮して、開口部を形成することが好ましい。
　複合磁性体層に含まれるソフトフェライトの粉末の体積分率は、例えば、１５体積％以上８０体積％以下である。複合磁性層は、磁石による吸着力を発現するためのものであり、十分な吸着力を発現できればよい。磁石による吸着力を計算によって求めることは難しいので、最終的には、予備的な実験を行って、磁石によって生成される磁場の強度、および蒸着マスクの構成を決定する。吸着力は、磁場の強度、ソフトフェライトの透磁率、および複合磁性体層の厚さと関連付けられる反磁場の強度に影響される。したがって、最適化される蒸着マスクの構成としては、蒸着マスク（フレーム内の領域）における複合磁性体層（実際に複合磁性体が存在する中実部）の厚さ、面積率、および体積率とともに複合磁性体層に含まれるソフトフェライトの粉末の体積分率がある。なお、蒸着マスクをワークに密着させるために複合磁性体層に印加する磁場は、例えば、１０ｍＴ（ミリテスラ）以上１００ｍＴ以下である。１０ｍＴよりも小さいと十分な吸着力が得られないことがあり、１００ｍＴよりも大きいとダストを吸着することがある。磁石としては、希土類磁石などの永久磁石または電磁石を用いることができる。永久磁石を用いる場合は、複合磁性体層に均一な吸着力が作用するように、中実部の配置に応じて、複数の永久磁石を配置することが好ましい。
　本発明の実施形態による蒸着マスクは、ベースフィルムの周縁部に接合されたフレームを有している。フレームは、複合磁性体層を介することなく、ベースフィルムに接合されている。ベースフィルムとフレームとは、例えば、接着剤によって接合される。接着剤は、熱硬化性樹脂を含むことが好ましく、２５０℃程度の耐熱性を有することが好ましい。
　フレームは磁性材料で形成する必要はなく、非磁性材料で形成すればよい。フレームは、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリイミドなどの樹脂から形成されていてもよい。フレームの機械特性（例えば剛性）を向上させるために、例えば、繊維強化複合材料（例えばＣＦＲＰ）を用いてもよい。ポリイミドをマトリクス樹脂とするＣＦＲＰが好ましい。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
　図１（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の実施形態による蒸着マスク１００Ａを説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ蒸着マスク１００Ａを模式的に示す平面図および断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中の１Ｂ－１Ｂ’線に沿った断面を示している。なお、図１は、蒸着マスク１００Ａの一例を模式的に示すものであり、各構成要素のサイズ、個数、配置関係、長さの比率などは図示する例に限定されないことはいうまでもない。後述する他の図面でも同様である。
　蒸着マスク１００Ａは、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、ベースフィルム１０Ａと、ベースフィルム１０Ａ上に形成された複合磁性体層２０Ａとを有している。つまり、蒸着マスク１００Ａは、ベースフィルム１０Ａと複合磁性体層２０Ａとが積層された構造を有しており、これを積層体３０Ａという。
　ベースフィルム１０Ａは高分子を含み、典型的には高分子から形成されている。高分子としては、ポリイミドが好ましい。ベースフィルム１０Ａは、高分子と充填材とを含んでもよい。ベースフィルム１０Ａは、複数の第１開口部１３Ａを有している。ベースフィルム１０Ａの第１開口部１３Ａ以外の部分、すなわち、フィルムが実際に存在する部分を中実部１２Ａという。
　蒸着マスク１００Ａが、ベースフィルム１０Ａをワーク（蒸着対象物）に密着して配置されたとき、複数の第１開口部１３Ａで規定される領域内に、例えば、有機半導体材料が蒸着される。複数の第１開口部１３Ａは、例えば、行および列を有するマトリクス状に配列されている。ここでは、行方向を水平方向、列方向を垂直方向とするが、これに限定されない。複数の第１開口部１３Ａは、ワークに形成されるべき蒸着パターンに対応したサイズ、形状および位置に形成されている。第１開口部１３Ａは、典型的には四角形であり、例えば長方形であるが、これに限られず任意の形状であってよい。
　複合磁性体層２０Ａはフレーム４０Ａの内側の領域にベースフィルム１０Ａ上に形成されている。複合磁性体層２０Ａは、中実部２２Ａと非中実部２３Ａとを有している。ここでは、非中実部２３Ａは、複数の第２開口部２３Ａである。複合磁性体層２０Ａの複数の第２開口部２３Ａは、ベースフィルム１０Ａが有する第１開口部１３Ａと１対１で対応している。複合磁性体層２０Ａの第２開口部２３Ａは、ベースフィルム１０Ａの第１開口部１３Ａと自己整合的に形成されている。
　ベースフィルム１０Ａの厚さは、特に限定されない。ただし、ベースフィルム１０Ａが厚すぎると、蒸着膜の一部が所望の厚さよりも薄く形成されてしまうことがある（「シャドウイング」と呼ばれる）。シャドウイングの発生を抑制する観点からは、ベースフィルム１０Ａの厚さは、２５μｍ以下であることが好ましい。また、ベースフィルム１０Ａ自体の強度および洗浄耐性の観点から、ベースフィルム１０Ａの厚さは３μｍ以上であることが好ましい。
　複合磁性体層２０Ａの構成は、上述したように、磁場によって十分な吸着力が得られるように、磁石によって生成される磁場の強度とともに最適化される。複合磁性体層２０Ａの第２開口部２３Ａは、ベースフィルム１０Ａの第１開口部１３Ａと整合するように形成されているので、シャドウイングの発生を抑制する観点から、ベースフィルム１０Ａの厚さと複合磁性体層２０Ａの厚さの合計が、２５μｍを超えないように設定することが好ましい。
　フレーム４０Ａは、複合磁性体層２０Ａを介することなく、ベースフィルム１０Ａの周縁部に接合されている。ベースフィルム１０Ａとフレーム４０Ａとは、例えば、接着剤（不図示）によって接合される。フレーム４０Ａは、非磁性材料、例えば樹脂で形成され得る。
　次に、図２を参照して、本発明の実施形態による蒸着マスクの製造方法を説明する。図２は、本発明の実施形態による蒸着マスクの製造方法のフローチャートである。
　まず、ベースフィルムおよびフレームを用意する（工程Ｓａ）。
　次に、ベースフィルムをフレームに固定する（工程Ｓｂ）。ベースフィルムは例えば接着剤を用いてフレームに接合される。このとき必要に応じて、ベースフィルムを架張してもよい。架張は、例えば、水平方向および垂直方向に行われる。本発明の実施形態においては、ベースフィルムだけを架張するので、従来のような大型の架張装置は必要なく、フレームの機械強度は剛性も従来よりも低くてよい。したがって、フレームを磁性金属材料で形成する必要がなく、例えば、高分子で形成されたフレームを用いることができる。
　続いて、ベースフィルムに複数の第１開口部を形成する（工程Ｓｃ）。このとき、ベースフィルムを、液体を介在させて、ガラス基板の表面に密着させる。この状態で、レーザ光を照射することによって、所定の位置に所定の形状および大きさの複数の第１開口部を形成する。レーザアブレーションによって生成した残渣を除去するために、ベースフィルムを洗浄することが好ましい。複合磁性体層を形成する前に洗浄を行うと、複合磁性体層とベースフィルムとの間で剥離が生じる恐れがなく、残渣をより確実に除去することができる。特に、バリと呼ばれる第１開口部の周縁に結合したフィルム残渣を除去するためにベースフィルムの表面を機械的に擦る（ワイピング）際に、複合磁性体層が剥離することがある。
　次に、ベースフィルム上に、平均粒径が５００ｎｍ未満のソフトフェライトの粉末と樹脂とを含む複合磁性体層を形成する（工程Ｓｄ）。上述したように、ソフトフェライトの粉末と樹脂（前駆体を含む）と溶剤を含む分散液を用意し、これをベースフィルム上に付与し、溶剤の除去および樹脂の硬化（または固化）を行うことによって、複合磁性体層を形成する。分散液の付与は、例えば、スクリーン印刷法、スロット印刷法、インクジェット法で行える。例えば、図１に示した蒸着マスク１００Ａの複合磁性体層２０Ａは、分散液の濃度等を調整しておけば、分散液の表面張力によって、ベースフィルム１０Ａの第１開口部１３Ａに分散液が侵入することが防止され、第１開口部１３Ａと自己整合的に形成された第２開口部２３Ａを有する複合磁性体層を形成することができる。
　後述するように、種々のパターンで配置された複数の島状部を有する複合磁性体層を形成する場合は、インクジェット法を用いることが好ましい。
　図３および図４を参照して、蒸着マスク１００Ａの製造方法を説明する。図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、蒸着マスク１００Ａの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である（工程Ｓｂ）。図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、蒸着マスク１００Ａの製造方法を例示する工程平面図および工程断面図である（工程Ｓｃ）。
　図３（ａ）および（ｂ）に示す様に、ベースフィルム１０Ａをフレーム４０Ａに固定する。ベースフィルム１０Ａは例えば接着剤（不図示）を用いてフレーム４０に接合される。ここでは、フレーム４０Ａの一部だけがベースフィルム１０Ａに重なっているが、フレーム４０Ａの全体がベースフィルム１０Ａと重なるようにしてもよい。このとき必要に応じて、ベースフィルム１０Ａを架張してもよい。架張した状態で接着剤を加熱硬化させるためには、フレーム４０Ａの高分子材料も耐熱性を有する材料が好ましい。また、蒸着マスク１００Ａを真空中で用いる際に、接着剤から有機物が揮発しないように、加熱硬化の際に減圧状態とすることが好ましい。加熱温度にもよるが、加熱時にも架張ができるように、フレーム４０は、例えば、ポリイミドで形成されていることが好ましく、剛性が必要な場合には、ポリイミドのＣＦＲＰを好適に用いることができる。
　本発明の実施形態によると、複合磁性体層２０Ａを形成する前に、ベースフィルム１０Ａだけを架張するので、架張時に複合磁性体層２０Ａが剥離するという問題の発生を回避することができる。
　続いて、図４（ａ）および（ｂ）に示す様に、ベースフィルム１０Ａに複数の第１開口部１３Ａを形成する（工程Ｓｃ）。
　このとき、ベースフィルム１０Ａの下側（フレーム４０Ａが配置されている側とは反対側）に、例えばガラス基板（不図示）を配置し、ガラス基板とベースフィルム１０Ａとの間に液体（例えばエタノール）を介在させて、液体の表面張力を利用して、ベースフィルム１０Ａをガラス基板の表面に密着させる。この状態で、ベースフィルム１０Ａの上側からレーザ光を照射することによって、所定の位置に所定の形状および大きさの複数の第１開口部１３Ａを形成する。
　この後、レーザアブレーションによって生成した残渣を除去するために、ベースフィルム１０Ａの表面を洗浄することが好ましい。特に、ベースフィルム１０Ａの下側の面に第１開口部１３Ａの周縁部に結合したバリが生成した場合、バリを除去するために、ベースフィルム１０Ａの下側の面をワイピングすることが好ましい。
　この後、ベースフィルム１０Ａの上側の面に、ソフトフェライトの粉末と樹脂（前駆体を含む）と溶剤を含む分散液を付与し、溶剤の除去および樹脂の硬化（または固化）を行うことによって、複合磁性体層２０Ａが得られる。溶剤の除去、加熱硬化の工程は、電気炉を用いて行うことができる。
　次に、図５から図９を参照して、本発明の実施形態による他の蒸着マスク１００Ｂから１００Ｇの構造を説明する。これらの蒸着マスク１００Ｂから１００Ｇも先に説明した製造方法で製造することができる。ただし、蒸着マスク１００Ｂから１００Ｇの複合磁性体層２０Ｂから２０Ｇが有する非中実部２３Ｂから２３Ｇは、ベースフィルム１０Ｂから１０Ｇが有する第１開口部１３Ｂから１３Ｇよりも大きいので、複合磁性体層２０Ｂから２０Ｇの厚さを大きくしてもシャドウイングが発生しにくい。したがって、複合磁性体層２０Ｂから２０Ｇの厚さは、蒸着マスク１００Ａの複合磁性体層２０Ａの厚さよりも大きくできる。
　図５（ａ）は、本発明の実施形態による他の蒸着マスク１００Ｂを模式的に示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中の５Ｂ－５Ｂ’線に沿った断面図である。
　蒸着マスク１００Ｂは、ベースフィルム１０Ｂおよびベースフィルム１０Ｂ上に形成された複合磁性体層２０Ｂ（積層体３０Ｂ）と、ベースフィルム１０Ｂの周縁部に接合されたフレーム４０Ｂとを有している。
　ベースフィルム１０Ｂは、中実部１２Ｂと複数の第１開口部１３Ｂとを有している。複合磁性体層２０Ｂは、中実部２２Ｂと非中実部２３Ｂとを有している。中実部２２Ｂは、離散的に配置された複数の島状部２２Ｂを含む。複数の島状部２２Ｂは、第１開口部１３Ｂの対角線方向に配置された２対の島状部２２Ｂを有している。すなわち、各第１開口部１３Ｂの対角線方向に４つの島状部２２Ｂが配置されている。したがって、複合磁性体層２０Ｂの島状部２２Ｂに作用する磁石による吸引力が、各第１開口部１３Ｂに対して対称に作用する。
　ここでは、島状部２２Ｂは、円柱状の例を示しているが、角柱であってもよいし、テーパ形状を有していてもよく、例えば円錐台であってもよい。
　図６（ａ）は、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｃを模式的に示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）中の６Ｂ－６Ｂ’線に沿った断面図である。
　蒸着マスク１００Ｃは、ベースフィルム１０Ｃおよびベースフィルム１０Ｃ上に形成された複合磁性体層２０Ｃ（積層体３０Ｃ）と、ベースフィルム１０Ｃの周縁部に接合されたフレーム４０Ｃとを有している。
　ベースフィルム１０Ｃは、中実部１２Ｃと複数の第１開口部１３Ｃとを有している。複合磁性体層２０Ｃは、中実部２２Ｃと非中実部２３Ｃとを有している。非中実部２３Ｃは、複数の第２開口部（スリット）２３Ｃであり、列方向に延びるスリット２３Ｃが行方向に複数並んでいる。中実部２２Ｃは、非中実部２３Ｃ以外の領域に連続して形成されている。蒸着マスク１００Ｃの法線方向から見たとき、各スリット２３Ｃは、ベースフィルム１０Ｃの各第１開口部１３Ｃよりも大きなサイズを有しており、各スリット２３Ｃ内に２以上の第１開口部１３Ｃ（図６中に例示している個数に限定されないのはいうまでもない）が位置している。
　図７（ａ）は、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｄを模式的に示す平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）中の７Ｂ－７Ｂ’線に沿った断面図である。
　蒸着マスク１００Ｄは、ベースフィルム１０Ｄおよびベースフィルム１０Ｄ上に形成された複合磁性体層２０Ｄ（積層体３０Ｄ）と、ベースフィルム１０Ｄの周縁部に接合されたフレーム４０Ｄとを有している。ベースフィルム１０Ｄは、中実部１２Ｄと複数の第１開口部１３Ｄとを有している。複合磁性体層２０Ｄは、中実部２２Ｄと非中実部２３Ｄとを有している。非中実部２３Ｄは、全ての第１開口部１３Ｄを内包する１つの第２開口部２３Ｄである。中実部２２Ｄは、非中実部２３Ｄ以外の領域に連続して形成されている。
　図８（ａ）は、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｅを模式的に示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中の８Ｂ－８Ｂ’線に沿った断面図である。
　蒸着マスク１００Ｅは、ベースフィルム１０Ｅおよびベースフィルム１０Ｅ上に形成された複合磁性体層２０Ｅ（積層体３０Ｅ）と、ベースフィルム１０Ｅの周縁部に接合されたフレーム４０Ｅとを有している。ベースフィルム１０Ｅは、中実部１２Ｅと複数の第１開口部１３Ｅとを有している。複合磁性体層２０Ｅは、中実部２２Ｅと非中実部２３Ｅとを有している。非中実部２３Ｅは、複数の第２開口部２３Ｅであり、各第２開口部２３Ｅ内に１つの第１開口部１３Ｅが配置されている。第２開口部２３Ｅは、第１開口部１３Ｅよりも大きいサイズを有している。中実部２２Ｅは、非中実部２３Ｅ以外の領域に連続して形成されている。
　図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態によるさらに他の蒸着マスク１００Ｆおよび１００Ｇを模式的に示す平面図である。
　図９（ａ）に示す蒸着マスク１００Ｆは、ベースフィルム１０Ｆおよびベースフィルム１０Ｆ上に形成された複合磁性体層２０Ｆ（積層体３０Ｆ）と、ベースフィルム１０Ｆの周縁部に接合されたフレーム４０Ｆとを有している。ベースフィルム１０Ｆは、中実部１２Ｆと複数の第１開口部１３Ｆとを有している。複合磁性体層２０Ｆは、中実部２２Ｆと非中実部２３Ｆとを有している。非中実部２３Ｆは、２つの第２開口部２３Ｆである。中実部２２Ｆは、第２開口部２３Ｆの周囲に連続的に形成された周辺部分と、第２開口部２３Ｆ内に離散的に配置された島状部２２Ｆとを含む。
　図９（ｂ）に示す蒸着マスク１００Ｇは、ベースフィルム１０Ｇおよびベースフィルム１０Ｇ上に形成された複合磁性体層２０Ｇ（積層体３０Ｇ）と、ベースフィルム１０Ｇの周縁部に接合されたフレーム４０Ｇとを有している。ベースフィルム１０Ｇは、中実部１２Ｇと複数の第１開口部１３Ｇとを有している。複合磁性体層２０Ｇは、中実部２２Ｇと非中実部２３Ｇとを有している。非中実部２３Ｇは、全ての第１開口部１３Ｇを内包する１つの第２開口部２３Ｇである。中実部２２Ｇは、第２開口部２３Ｇの周囲に連続的に形成された周辺部分と、第２開口部２３Ｇ内に離散的に配置された島状部２２Ｇとを含む。
　本実施形態の蒸着マスクは、１つのデバイス（例えば有機ＥＬディスプレイ）に対応する単位領域が二次元的に配列された構造を有していてもよい。このような構造を有する蒸着マスクは、１つの蒸着対象基板上に、複数のデバイスを形成するために好適に使用され得る。
　図１０（ａ）、（ｂ）および図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、本実施形態のさらに他の蒸着マスク３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、および３００Ｄを例示する平面図である。これらの蒸着マスクは、法線方向から見たとき、間隔を空けて配列された複数（ここでは６つ）の単位領域ＵＡ～ＵＤを有している。蒸着マスク３００Ａの単位領域ＵＡは、蒸着マスク１００Ａと同様のパターンを有しており、蒸着マスク３００Ｂの単位領域ＵＢ、蒸着マスク３００Ｃの単位領域ＵＣ、および蒸着マスク３００Ｄの単位領域ＵＤは、蒸着マスク１００Ｂと同様のパターンを有している。蒸着マスク３００Ｂの中実部２２Ｂは、単位領域ＵＢの間に形成された部分を有していない。これに対して、蒸着マスク３００Ｃの複合磁性体層２０Ｃの中実部２２Ｃは、単位領域ＵＣの間に連続的に形成されている部分を有している。蒸着マスク３００Ｄの複合磁性体層２０Ｄの中実部２２Ｄは、単位領域ＵＤの間に配置された島状部２２Ｄを有している。
　本発明の実施形態による蒸着マスクは、上述したような複合磁性体層を有するので大型化が容易であり、かつ、高精細なパターンを形成し得る。したがって、例えば、高精細な有機ＥＬ表示装置の量産に好適に用いられ得る。
　本発明の実施形態による蒸着マスクは、有機ＥＬ表示装置をはじめとする有機半導体素子の製造に好適に用いられ、高精細な蒸着パターンの形成が必要とされる有機半導体素子の製造に特に好適に用いられる。
　１０Ａ　　　ベースフィルム
　１２Ａ　　　中実部
　１３Ａ　　　第１開口部（非中実部）
　２０Ａ　　　複合磁性体層
　２２Ａ　　　中実部
　２３Ａ　　　非中実部（第２開口部）
　４０Ａ　　　フレーム
　１００Ａ　　蒸着マスク
　ＵＡ　　　　単位領域

Claims (15)

  1. 　複数の第１開口部を有する高分子を含むベースフィルムと、
    　前記ベースフィルム上に形成された、中実部と非中実部とを有する複合磁性体層と、
    　前記ベースフィルムの周縁部に接合されたフレームとを有し、
    　前記複数の第１開口部は、前記非中実部に対応する領域に形成されており、前記複合磁性体層は、平均粒径が５００ｎｍ未満のソフトフェライトの粉末と樹脂とを含む、蒸着マスク。
  2. 　前記非中実部は、複数の第２開口部を含む、請求項１に記載の蒸着マスク。
  3. 　前記中実部は、離散的に配置された複数の島状部を含む、請求項１または２に記載に蒸着マスク。
  4. 　前記複数の島状部は、前記複数の第１開口部の内の任意の１つの第１開口部を中心に点対称の位置に配置された島状部の対を含む、請求項３に記載の蒸着マスク。
  5. 　前記ソフトフェライトの保磁力は１００Ａ／ｍ以下である、請求項１から４のいずれかに記載の蒸着マスク。
  6. 　前記ソフトフェライトのキュリー温度は２５０℃未満である、請求項１から５のいずれかに記載の蒸着マスク。
  7. 　前記複合磁性体層における前記ソフトフェライトの粉末の体積分率は、１５体積％以上８０体積％以下である、請求項１から６のいずれかに記載の蒸着マスク。
  8. 　前記樹脂は、熱硬化性樹脂を含む、請求項１から７のいずれかに記載の蒸着マスク。
  9. 　前記ベースフィルムはポリイミドを含み、前記樹脂は、前記ベースフィルムに含まれるポリイミドと同じ種類のポリイミドを含む、請求項１から８のいずれかに記載の蒸着マスク。
  10. 　前記フレームは、非磁性材料で形成されている、請求項１から９のいずれかに記載の蒸着マスク。
  11. 　請求項１から１０のいずれかに記載の蒸着マスクの製造方法であって、
    　高分子を含むベースフィルムおよびフレームを用意する工程Ａと、
    　前記ベースフィルムを前記フレームに固定する工程Ｂと、
    　前記ベースフィルムに複数の第１開口部を形成する工程Ｃと、
    　前記工程Ｃの後に、前記ベースフィルム上に、平均粒径が５００ｎｍ未満のソフトフェライトの粉末と樹脂とを含む複合磁性体層を形成する工程Ｄと
    を包含する、蒸着マスクの製造方法。
  12. 　前記工程Ｂは、前記ベースフィルムを架張する工程を包含する、請求項１１に記載の蒸着マスクの製造方法。
  13. 　前記工程Ｃと前記工程Ｄとの間に、前記ベースフィルムを洗浄する工程をさらに包含する、請求項１１または１２に記載の蒸着マスクの製造方法。
  14. 　前記工程Ｄは、インクジェット法で行われる、請求項１１から１３に記載の蒸着マスクの製造方法。
  15. 　請求項１から１０のいずれかに記載の蒸着マスクを用いて、ワーク上に有機半導体材料を蒸着する工程を包含する、有機半導体素子の製造方法。
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