WO2019171432A1 - 蒸着マスク、その製造方法及び有機el表示装置の製造方法 - Google Patents

蒸着マスク、その製造方法及び有機el表示装置の製造方法 Download PDF

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WO2019171432A1
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opening
resin film
vapor deposition
pixel
deposition mask
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克彦 岸本
和延 豆野
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堺ディスプレイプロダクト株式会社
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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • H10K71/40Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour

Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition mask, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of an organic EL display device.
  • an organic layer is laminated for each pixel on a substrate on which a drive circuit using TFTs and the like are formed.
  • color display can be performed by a color filter, but it is also performed by forming an organic EL light emitting element so that each sub-pixel emits red, green, and blue light.
  • the formation of such a laminated film of organic layers is performed by depositing an insulating substrate and a vapor deposition mask on top of each other and depositing an organic material only through the openings of the vapor deposition mask and a necessary organic layer only at the required pixel position. It is formed.
  • a fine pattern vapor deposition mask is required as display devices have recently become higher in definition and higher in density.
  • a resin film or a composite mask in which a metal support layer is bonded to a resin film is used. It is being considered.
  • such a composite mask is formed by the metal support layer 82 up to the peripheral portion of the opening 81a of the resin film 81 by the metal support layer 82 having an opening 82a larger than the opening 81a of the resin film 81. It is formed in a structure to be protected (see, for example, Patent Document 1).
  • the metal support layer 82 is preferably formed up to the peripheral edge of the opening 81 a of the resin film 81 from the viewpoint of reinforcing the resin film 81.
  • FIG. 9B a plurality of openings 81 a of the resin film 81 can be combined and protected by one opening 82 a of the metal support layer 82 (see, for example, Patent Document 1).
  • these structures are a resin in which the opening 81a of the resin film 81 is formed in one opening 82a of the metal support layer 82, and there is a region where the opening 81a can be formed, but the opening 81a is not formed.
  • the area of the film 81 does not exist.
  • the resin film 81 is attached to a support substrate (not shown) or the like, and the pattern of the openings 81a is formed by the laser light A.
  • the adhesion between the resin film 81 and the support substrate is poor, or air bubbles or foreign substances are easily caught between the resin film 81 and the support substrate.
  • the size of the opening 81a is a very fine opening with a side of about 10 to 30 ⁇ m, the accurate opening 81a can be formed if there is a fine float as described above, or if bubbles or foreign substances are involved. Disappear. Therefore, it has been proposed to form a resin film 81 directly on a support substrate by coating a liquid resin on the support substrate and baking the coating film (see, for example, Patent Document 2).
  • the irradiation source of the laser beam B in this case is, for example, capable of irradiating the laser beam B in a line shape, and irradiating the entire width direction of the resin film 81 in a line shape, while the length direction of the resin film 81 is It is conceivable to irradiate the entire surface of the resin film 81 with the laser beam B by scanning in a straight line.
  • the resin film 81 in which the opening 81a is formed is peeled from the support substrate, it is preferable to irradiate the adhesive surface with the laser beam B.
  • the vapor deposition mask 80 is a composite mask, the absorption characteristics of the laser beam B in the short wavelength absorption layer existing at the interface differ between the portion where the metal support layer 82 is present and the portion where the metal support layer 82 is not present. Therefore, it is necessary to change the intensity of the laser beam B to be irradiated depending on whether or not the metal support layer 82 is present at the irradiation position of the linear laser beam B.
  • the irradiation intensity of the laser beam B is automatically set. While adjusting, the laser beam B can be absorbed with uniform intensity over the entire surface of the composite mask.
  • the vapor deposition mask 80 for each sub-pixel is required.
  • the position of the opening 81a of each resin film 81 differs depending on the respective deposition masks 80 of R, G, and B. Therefore, when the metal support layer 82 is formed up to the periphery of the opening 81a, the pattern of the opening 82a of the metal support layer 82 differs depending on the deposition mask 80 for each of the R, G, and B subpixels. Become.
  • the set of vapor deposition masks 80 is not limited to three types of R, G, and B, and other combinations of masks such as R and G, R and B, and G and B are also required. Therefore, in order to manufacture these one set of vapor deposition masks 80, the irradiation condition of the laser beam B for peeling the composite mask on which the resin film 81 and the metal support layer 82 are attached from the support substrate 85 is changed each time. There is a need. In other words, it is very complicated to manufacture a plurality of vapor deposition masks 80 as a set of these.
  • the R, G, and B subpixels are used. Due to the deposition mask 80, the opening size and opening pattern of the resist film vary, and the manufacturing process becomes complicated. Further, as the deposition mask 80 becomes larger, it becomes difficult to form an opening pattern of the metal support layer 82.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and a vapor deposition mask capable of manufacturing a set of vapor deposition masks having different opening patterns depending on sub-pixels such as R, G, and B by a uniform operation. And a method of manufacturing the same.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an organic EL display device capable of efficiently producing a laminated film of organic layers.
  • the vapor deposition mask according to the first embodiment of the present invention configures the first pixel, the first aperture pattern in which the first apertures for forming the first sub-pixel constituting one pixel of the display panel are arranged at a constant period.
  • a resin film having at least one opening pattern of the arranged third opening patterns, and bonded to the resin film, including any of the first opening, the second opening, and the third opening of the resin film.
  • a metal support layer having an opening pattern of a fourth opening formed to obtain the resin film in a region exposed by the fourth opening of the metal support layer of the resin film. The first opening, the second opening, and either one or two openings of said third opening is formed.
  • the manufacturing method of the vapor deposition mask which is 2nd Embodiment of this invention WHEREIN The process of forming the resin film on a support substrate, and the process of forming the metal support layer which has an opening pattern of a 4th opening on the said resin film. And irradiating the resin film exposed through the fourth opening with a laser beam to form a first sub-pixel, a second sub-pixel, and a third sub-pixel constituting one pixel of the display panel, respectively.
  • the organic EL display device manufacturing method includes a step of forming at least a TFT and a first electrode on a device substrate, and depositing an organic material on the surface of the device substrate using the deposition mask. This includes a step of forming a laminated film of organic layers and a step of forming a second electrode on the laminated film.
  • the fourth opening of the metal support layer is the first opening, the second opening, and the third opening of the resin film (for example, the openings for forming R, G, and B subpixels, respectively). Therefore, the metal support layer does not block them regardless of which of the first opening, the second opening, and the third opening is formed. Therefore, for example, the opening pattern of the metal support layer is the same in the vapor deposition mask for forming any of the R, G, and B subpixels, and the laser beam irradiation conditions for peeling the resin film and the metal support layer are the same. Can be the same. Furthermore, for example, when a deposition mask for R, G, and B subpixels is manufactured, the metal support layer can be shared.
  • FIG. 1B is a schematic plan view showing a deposition mask for forming the R subpixel of FIG. 1A.
  • FIG. 1B is a schematic plan view showing a vapor deposition mask for forming the G subpixel in FIG. 1A.
  • FIG. 1B is a schematic plan view showing a vapor deposition mask for forming the B subpixel of FIG. 1A.
  • Drawing 1B is the same figure as Drawing 1B, and is an example from which the pattern of the 4th opening of a metal support layer differs.
  • FIG. 1B is an example in which the pattern of the 4th opening of a metal support layer differs further.
  • FIG. 3B is a schematic plan view showing a deposition mask for forming the R subpixel of FIG. 3A.
  • FIG. 3B is a schematic plan view showing a deposition mask for forming the G sub-pixel of FIG. 3A.
  • FIG. 3B is a schematic plan view showing a deposition mask for forming the B subpixel of FIG. 3A.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an example of the same arrangement of sub-pixels as in FIG. 3A, wherein the pattern of the fourth opening of the metal support layer is different.
  • FIG. 4B is a schematic plan view showing a vapor deposition mask for forming the R subpixel of FIG. 4A.
  • FIG. 4B is a schematic plan view showing a vapor deposition mask for forming the G subpixel of FIG. 4A.
  • FIG. 4B is a schematic plan view showing a vapor deposition mask for forming the B subpixel of FIG. 4A.
  • It is a flowchart which shows the manufacturing method of the vapor deposition mask which is embodiment of this invention. It is typical sectional drawing which shows 1 process of the manufacturing method of the vapor deposition mask of embodiment of this invention.
  • FIG. 1A is a schematic plan view showing an array of sub-pixels of a display panel formed using the vapor deposition mask according to the present embodiment, and FIGS. 1B to 1D are R, G, and B corresponding to this array, respectively.
  • the schematic top view which shows the vapor deposition mask for forming a sub pixel is shown, respectively.
  • 1B to 1D the vapor deposition masks for forming only the sub-pixels are shown for the sake of simplicity, but the R sub-pixel and the G sub-pixel, the G sub-pixel and the B sub-pixel are shown.
  • the vapor deposition mask according to the present embodiment forms a first opening pattern and one pixel P in which the first openings 11a1 for forming the first sub-pixels 54R constituting one pixel P of the display panel are arranged at a constant period.
  • a second opening pattern in which the second openings 11a2 for forming the second sub-pixels 54G are arranged at a constant period, and a third opening 11a3 for forming the third sub-pixels 54B constituting one pixel P are at a constant period.
  • the resin film 11 having at least one opening pattern of the third opening patterns arranged in the above, and the resin film 11 are joined to each of the first opening 11a1, the second opening 11a2, and the third opening 11a3 of the resin film 11.
  • the openings 11a1, 11a2, and 11a3 are formed one by one in the resin film 11 exposed by one fourth opening 12a of the metal support layer 12.
  • vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B in which a first opening 11a1, a second opening 11a2, and a third opening 11a3 for forming only the sub-pixels 54R, 54G, and 54B constituting one pixel are formed.
  • An example of is shown.
  • the fourth opening 12a formed in the metal support layer 12 has the same shape regardless of which subpixel opening 11a1, 11a2, 11a3 is formed.
  • the fourth opening 12a is not formed to the periphery of the first opening 11a1, the second opening 11a2, and the third opening 11a3 for each subpixel, but the first opening 12a1, the second opening 12a2, and the third opening.
  • a fourth opening 12a is formed so as to include one unit consisting of a set of openings 12a3.
  • the resin film 11 exposed by the fourth opening 12a has a region where a subpixel opening is formed, but there is a region where a subpixel opening is not formed in the region.
  • the fourth opening 12a of the metal support layer 12 is formed with the first opening 11a1, the second opening 11a2, and the third opening 11a3 constituting one pixel as a unit.
  • a fourth opening 12a may be formed.
  • the fourth opening 12a is formed so as to surround too many units, the resin film 11 is bent, and therefore, from the viewpoint of reinforcing the resin film 11, the fourth opening 12a is formed so as to surround 10 units or less. It is preferable.
  • rectangular R, G, and B sub-pixels 54R, 54G, and 54B form one pixel P.
  • the rectangular sub-pixels 54R, 54G, and 54B are alternately arranged at a constant period to form a display panel.
  • the size and arrangement of one pixel P are also determined. Therefore, if the size and opening pattern of the fourth opening 12a of the metal support layer 12 are determined in accordance with the size and arrangement of one pixel, R, G, and B sub-pixels are formed using the same metal support layer 12.
  • the respective evaporation masks 10R, 10G, and 10B can be manufactured.
  • each of the vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B includes a resin film 11 and a metal support layer 12, respectively.
  • the first openings 11a1, the second openings 11a2, and the third openings 11a3 for forming the sub-pixels 54R, 54G, and 54B are arranged at regular intervals. Opening patterns are respectively formed.
  • the metal support layers 12 of the respective evaporation masks 10R, 10G, and 10B the first opening 11a1, the second opening 11a2, and the third opening 11a3 of the resin film 11 for forming R, G, and B sub-pixels.
  • Each of the fourth openings 12a is formed so as to surround both. Therefore, the metal support layer 12 is the same regardless of the deposition masks 10R, 10G, and 10B.
  • the size of one pixel is about 42.5 ⁇ m (600 PPI) on one side
  • the size of the opening 12a of the metal support layer 12 is about 37.5 ⁇ m ⁇ about 37.5 ⁇ m
  • the openings 11a1, 11a2 The dimensions of 11a3 are each about 30 ⁇ m ⁇ about 10 ⁇ m
  • the width of the gap (rib) between the fourth openings 12a of the metal support layer 12 is about 5 ⁇ m.
  • the four vertices of the fourth opening 12a of the rectangular metal support layer 12 shown in FIGS. 1B to 1D may be rounded, and the radius of curvature is not less than 1 ⁇ m and not more than 5 ⁇ m, typically It is about 3 ⁇ m. If it does in this way, since the joint surface of the resin film 11 and the metal support layer 12 becomes larger, the bending of the resin film 11 can be suppressed more.
  • the apex of the metal support layer shown in other figures is the same.
  • the resin film 11 includes, for example, polyimide (PI) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, cycloolefin polymer (COP) resin, cyclic olefin copolymer (COC) resin, polycarbonate (PC) resin, Polyamide (PA) resin, polyamideimide (PAI) resin, polyester (PBT) resin, polyethylene (PE) resin, polyvinyl alcohol (PVAL) resin, polypropylene (PP) resin, polystyrene (PS) resin, polyacrylonitrile resin, ethylene acetate Vinyl copolymer (EVA) resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, ethylene-methacrylic acid copolymer resin, polyvinyl chloride (PVC) resin, polyvinylidene chloride resin (PVDC), Consisting of ionomer resin.
  • PI polyimide
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethylene
  • the linear expansion coefficient of the resin film 11 is the linear expansion of the device substrate 51 when used as the vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B from the viewpoint of preventing the positional deviation between the device substrate and the vapor deposition mask accompanying the temperature rise during vapor deposition. It is preferably close to the coefficient. Specifically, the difference in linear expansion coefficient between the device substrate 51 and the vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B is preferably 6 ppm / ° C. or less, more preferably 3 ppm / ° C. or less. In general, considering that the device substrate 51 is made of glass, the resin film 11 is more preferably a polyimide resin. The thickness of the resin film 11 is several ⁇ m or more and several tens of ⁇ m or less, for example, about 5 ⁇ m.
  • the metal support layer 12 is formed of a metal material such as Fe, Ni, Fe—Ni alloy, or Invar (Fe-35 wt% Ni).
  • a magnetic material such as Fe, Ni, Fe—Ni alloy, or Invar (Fe-35 wt% Ni).
  • the thickness of the metal support layer 12 is, for example, 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the vapor deposition mask 10R for forming the R sub-pixel extends to the peripheral portion of the opening 11a of the resin film 11 for forming the R sub-pixel.
  • 12 is not formed in a structure protected by 12, but is formed by a structure protected by the metal support layer 12 including the opening 11a of the resin film 11 for forming the G subpixel and the B subpixel. Regardless of which opening 11 a is formed in the resin film 11, the metal support layer 12 does not block any of the sub-pixel openings 11 a 1, 11 a 2, 11 a 3. Therefore, since a large number of the metal support layers 12 are manufactured and can be used for the other vapor deposition masks 10G and 10B, one set of the vapor deposition masks 10R, 10G and 10B is manufactured by a uniform operation. Can do.
  • the vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B of the present embodiment are, for example, a resin corresponding to two pixels of 1 row ⁇ 2 columns, as in the vapor deposition mask 10R for forming the R subpixel shown in FIG. 2A.
  • the fourth opening 12a of the metal support layer 12 may be formed to a size that can include any of the first openings 11a1 of the film 11.
  • the fourth opening 12a may be formed in a size that can include any of the first openings 11a1 corresponding to two pixels of 2 rows ⁇ 1 column.
  • the fourth opening 12a may be formed in a size that can include any of the first openings 11a1 corresponding to 4 pixels of 2 rows ⁇ 2 columns. As shown, the fourth opening 12a may be formed in a size that can include any of the first openings 11a1 corresponding to six pixels of 2 rows ⁇ 3 columns.
  • the second openings 12a of each metal support layer 12 include the first openings 11a1 of the resin film 11 in two, two, four, and six, respectively.
  • the fourth openings 12a of the metal support layer 12 are adjusted so as to match a plurality of pixels included in a unit area of laser light irradiation for forming an opening pattern such as the first openings 11a1 of the resin film 11. It may be formed. That is, it is only necessary that the size and the opening pattern of the fourth openings 12a of the metal support layers 12 of the vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B can be made the same and the resin film 11 can be reinforced to some extent.
  • the size and opening pattern of the first opening 11a1 and the like of the resin film 11 shown in FIGS. 1B to 1D are the same as the first opening 11a1 and the second opening for forming the R, G, and B sub-pixels 54R, 54G, and 54B.
  • the vapor deposition mask may be formed so as to have two openings.
  • a vapor deposition mask having an opening pattern of the openings 11a constituting the W subpixel can be prepared separately from the above-described vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B.
  • four or more sub-pixels are formed by vapor deposition.
  • an area corresponding to one pixel in one vapor deposition mask of the set of vapor deposition masks of the present embodiment, an opening corresponding to one pixel. It is preferable that an opening is provided in the resin film with the number being one less than the number of sub-pixels as an upper limit.
  • FIG. 3A is a schematic plan view showing an arrangement of sub-pixels of a display panel formed using a vapor deposition mask according to another embodiment
  • FIGS. 3B to 3D are diagrams of R, G, and B corresponding to this arrangement.
  • the schematic plan view which shows the vapor deposition mask for formation of a sub pixel is shown, respectively.
  • the display panel 61 has R, G, and B sub-pixels 64R, 64G, and 64B, respectively.
  • the dot-like subpixels are alternately arranged at a constant period so that two B subpixels are arranged for each R subpixel or B subpixel.
  • each R subpixel and B subpixel and two G subpixels constitute one pixel P.
  • the same effect as the deposition masks 10R, 10G, and 10B for forming the R, G, and B subpixels shown in FIGS. 1B to 1D can be obtained. it can.
  • the first opening 21a1 and the third opening 21a3 of the resin film 21 are one in the opening 22a of each metal support layer 22, and the second opening 21a2 is one. Is formed.
  • the setting of one pixel P in the array shown in FIG. 3A is not limited to this, and as shown in FIG. 4A described later, one of the second openings 21a2 of the resin film 21 is used. May constitute one pixel by a set of the first opening 21a1 and the third opening 21a3 of adjacent pixels.
  • one pixel P may be set as shown in FIG. 4A in the same arrangement of the sub-pixels shown in FIG. 3A. That is, in FIG. 3A, a rectangular range including one R sub-pixel 64R, one B sub-pixel 64B, and two G sub-pixels 64G is set to one pixel, but as shown in FIG. A rhombus-shaped range including one R sub-pixel 64R and B sub-pixel 64B and two G sub-pixels 64G may be set to one pixel P. Also in this case, the opening 22a of the metal support layer 22 is formed by the first opening 21a1, the second opening 21a2, and the third opening of the resin film 21 for forming the R, G, and B subpixels constituting the one pixel P.
  • the fourth opening 22a may be formed as shown in FIGS. 3B to 3D, or the fourth opening 22a may be formed as shown in FIGS. 4B to 4D.
  • the opening 22a of the metal support layer 22 has a simple shape such as a square shape or a rhombus shape.
  • the array shown in FIG. 3A may be configured to include one or more additional sub-pixels such as W (white),
  • the vapor deposition mask corresponding to this can be formed by the same method as described above.
  • a deposition mask for depositing subpixels common to two or more of each subpixel at once can be formed by the same method as described above.
  • the manufacturing method of the vapor deposition mask which is embodiment of this invention is the process (S11) which forms the resin film 11 on a support substrate, and the metal support layer 12 which has the pattern of the 4th opening 12a on the resin film 11.
  • the resin film 11 exposed through the fourth opening 12a is irradiated with laser light to form a first sub-pixel 54R, a second sub-pixel 54G, and a third sub-pixel that constitute one pixel of the display panel.
  • the fourth opening 12a of the metal support layer 12 is formed so as to include any of the first opening 11a1, the second opening 11a2, and the third opening 11a3 of the resin film 12.
  • a liquid resin material is applied on the support substrate 15 to form a resin coating film 16 (S11 in FIG. 5).
  • the resin material can be applied by any method as long as the film thickness can be controlled.
  • the resin material can be applied by using a slit coater. That is, application is performed by moving the slot die 71 relatively in a direction parallel to the surface of the support substrate 15 while discharging a liquid resin material in a strip shape from the tip of the slot die 71.
  • the resin material may be applied by other methods such as a spin coater, for example, instead of the slit coater method.
  • the resin coating film 16 is formed in close contact with the surface of the support substrate 15, so that the resin film 11 obtained by curing the resin coating film 16 is the support substrate. 15 is in close contact with the resin film 11 and the support substrate 15. Therefore, as will be described later, when the first opening 11a1 is formed in the resin film 11, the laser light is irradiated in a state where the support substrate 15 and the resin film 11 are in close contact with each other, so that the opening 11a of the resin film 11 is accurately formed. Can be formed.
  • the resin material is a material that can be cured and may be any material that absorbs laser light of laser processing, as described later, and the above-described materials are used.
  • the support substrate 15 is a substrate for applying and curing a resin material and forming an opening pattern by laser light irradiation.
  • the material of the support substrate 15 is glass, sapphire, GaN from the viewpoints of heat resistance at the curing temperature of the resin coating film 16 and transparency of laser light used when the support substrate 15 is peeled as described later. System semiconductors can be employed.
  • the temperature of the resin coating film 16 is heated, and the resin coating film 16 is cured and baked to form the resin film 11 (S11).
  • the heating temperature is set, for example, to 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower which is higher than the curing temperature of the resin material, and the linear expansion coefficient of the resin film 11 can be adjusted by this heating condition.
  • the difference in linear expansion coefficient between the resin film 11 and the support substrate 15 is preferably about 3 ppm / ° C. or less.
  • a short wavelength light absorption layer (not shown) is formed at the interface between the resin film 11 and the support substrate 15 during the curing and baking.
  • the short wavelength light absorption layer is in contact with the support substrate 15 made of glass of a material different from the resin material. It is formed by the nearby resin film 11 being altered.
  • the short wavelength absorption layer is easier to absorb short wavelength light such as ultraviolet rays than the resin film 11 body.
  • the thickness of the short wavelength absorption layer is 5 nm or more and 100 nm or less.
  • a surface modifier for improving adhesion such as a silane coupling agent is applied on the support substrate 15 very thinly, and then the resin coating film 16 is formed. preferable.
  • a metal support layer 12 is formed on the resin film 11 (S12). Specifically, a seed layer (not shown) is formed on the resin film 11 to a thickness of 0.05 ⁇ m or more and 0.5 ⁇ m or less by electroless plating, and then a current is passed through the seed layer to perform electrolytic plating. A metal support layer 12 is formed.
  • the metal support layer 12 may be formed by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like in addition to the plating method. Alternatively, the metal support layer 12 may be formed by attaching a metal foil to the resin film 11 without using electrolytic plating.
  • an opening pattern of the fourth opening can be formed in advance on the metal foil, and the metal foil can be attached.
  • the opening pattern of the opening 12a of the metal support layer 12 is formed by etching, for example (S13).
  • the fourth opening 12a is formed in the metal support layer 12 so as to include any of the openings 11a1, 11a2, and 11a3 for one pixel constituting the R, G, and B sub-pixels.
  • it is preferably formed in a tapered shape by dry etching or wet etching through a resist film (not shown).
  • the organic material 31R comes from the vapor deposition source 30R as a trumpet-shaped bundle (deposition beam) having a constant angle ⁇ 1 (vapor deposition angle).
  • the taper angle ⁇ 2 of the mask (the acute angle formed with the bottom surface of the taper) is preferably equal to or less than the vapor deposition angle ⁇ 1.
  • an opening pattern may be formed on the metal foil in advance by press processing or etching, and then affixed to the resin film 11.
  • the size and the opening pattern of the vapor deposition masks 10G and 10B for forming the G subpixel and the B subpixel and the fourth opening 12a of the metal support layer 12 are the same. Since the etching can be performed with the resist film having the same pattern, the manufacturing process of the vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B is simplified.
  • an opening pattern of the first opening 11a1 of the resin film 11 is formed by irradiation with the laser light L1 (S14).
  • the laser beam 41 having an aperture pattern in which apertures 41a of a desired size are arranged at a constant period and a condensing optical lens 42 such as a convex lens are transmitted.
  • the resin film 11 is irradiated with the laser beam L1 through the opening 12a of the metal support layer 12.
  • an irradiation device (not shown) that irradiates the laser beam L1 and a stepper are relatively moved in a direction parallel to the support substrate 15, and the laser beam L1 is irradiated for each unit region of the irradiation of the laser beam L1.
  • the resin film 11 exposed from the opening 12a of the metal support layer 12 is irradiated with the laser beam L1 having a reduced size and arrangement according to the opening pattern of the opening 41a of the laser mask 41. In this way, as shown in FIG. 6D, a part of the resin film 11 irradiated with the laser light L1 is sublimated.
  • the pattern of the first opening 11a1 matched to the size and pattern of the R pixel is sequentially formed on the resin film 11 in a predetermined region by one irradiation of the laser beam L1, and the irradiation of the laser beam L1 is repeated. As a result, all the first openings 11 a 1 are formed in the resin film 11.
  • the tension in the resin film 11 varies depending on the opening pattern of the fourth openings 12 a of the metal support layer 12.
  • the opening patterns of the fourth openings 11a of the metal support layer 12 are the same in each of the deposition masks 10R, 10G, and 10B of the present embodiment, the tension in the resin film 11 of each of the deposition masks 10R, 10G, and 10B is Both will be the same. Therefore, if the irradiation conditions of the laser beam L1 are the same, the tension in the resin film 11 when the first opening 11a1, the second opening 11a2, and the third opening 11a3 are opened in the resin film 11 is also released. Since they are the same, the first opening 11a1, the second opening 11a2, and the third opening 11a3 can be formed with good reproducibility.
  • the laser light irradiation conditions are, for example, a laser beam having a wavelength of 355 nm (a triple wave of the YAG laser), a pulse frequency of 60 Hz, a pulse width of several nsec to 20 nsec, and the intensity of the laser beam on the irradiation surface per pulse.
  • the resin film 11 is irradiated under the conditions of 0.25 J / cm 2 to 0.45 J / cm 2 or less and the number of shots (number of pulses to be irradiated) is 50 or more and 200 or less.
  • the laser beam to be irradiated is not limited to the YAG laser, and any laser beam having a wavelength that can be absorbed by the resin film 11 may be used.
  • the unit area of the laser beam L1 irradiation may be an area where a plurality of fourth openings 12a of the metal support layer 12 are grouped, or an area corresponding to one opening 12a. May be.
  • a light-shielding thin film such as chromium is formed on a transparent substrate that transmits laser light such as a quartz glass plate, and an opening 41a is formed by forming a pattern on the light-shielding thin film.
  • the frame 13 is pasted on the surface of the metal support layer 12 (S15).
  • This frame can be attached to the frame 13 by applying tension to the resin film 11 after the resin film 11 and the metal support layer 12 are peeled from the support substrate 15.
  • the frame 13 is made of metal and is fixed to the metal support layer 12 by laser welding or the like.
  • the frame 13 facilitates handling of the vapor deposition mask 10R and is used to obtain the vapor deposition mask 10R with the resin film 11 stretched. If the resin film 11 is bent, so-called shadows are generated when forming the organic layers constituting the R, G, and B sub-pixels, and the organic layer laminated films 54R, 54G, and 54B are deposited with high accuracy. This is because it cannot be done.
  • the frame 13 is not necessarily attached.
  • the frame 13 when tension is applied to the resin film 11, the frame 13 is required to have rigidity capable of withstanding the tension, and a metal plate having a thickness of 25 mm or more and 50 mm or less is used. If there is no frame, the frame 13 may be omitted.
  • affixing the frame 13 it is not always necessary to affix it to the surface of the metal support layer 12, and it may be affixed to the end surfaces of the metal support layer 12 and the resin film 11 with an adhesive.
  • the laser beam is applied to the interface between the support substrate 15 and the resin film 11.
  • S16 Specifically, as shown in FIG. 7B, by using a linear light source 72 and moving in a direction parallel to the back surface of the support substrate 15, the support substrate 15 and the resin film 11 from the back surface of the support substrate 15
  • the laser beam L2 is scanned from one end of the support substrate 15 to the other end of the short wavelength light absorption layer (not shown) formed at the interface. Then, the short wavelength light absorption layer is further deteriorated, and the bonding force between the support substrate 15 and the resin film 11 is lost over the entire surface.
  • strength of the laser beam L2 used here is so small that it does not denature the resin film 11 main body.
  • any light source that emits light having a short wavelength such as a xenon lamp, a high-pressure mercury lamp, or an ultraviolet LED may be used.
  • the laser beam L2 is reflected at a portion of the metal support layer 12, and the influence of the laser beam L2 on the short wavelength light absorption layer is increased. Therefore, the influence of the portion of the metal support layer 12 perpendicular to the irradiation direction of the laser beam L2 is small, but the output of the laser beam L2 needs to be weakened in the portion of the metal support layer 12 parallel to the irradiation direction of the laser beam L2. There is.
  • the vapor deposition mask 10R is completed by peeling the resin film 11 and the metal support layer 12 from the support substrate 15 (S17). Specifically, as described above, the bonding force between the support substrate 15 and the resin film 11 is lost over the entire interface due to the irradiation with the laser light L2, so that the resin film 11 and the metal support layer are lost. 12 is easily separated from the support substrate 15.
  • the vapor deposition mask 10R for forming the R subpixel includes any opening 11a for forming the R subpixel, the G subpixel, and the B subpixel. Since it manufactures so that it may protect with the metal support layer 12, the metal support layer 12 can be used also for other vapor deposition masks 10G and 10B. Therefore, when manufacturing each of the vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B, the shape of the resist film when the opening 12a is formed in the metal support layer 12 by etching is made common, or the common metal support layer 12 is prepared in advance. In addition, since it can also affix on the resin film 11 of G sub pixel and B sub pixel, one set of vapor deposition mask 10R, 10G, 10B can be manufactured by a uniform operation
  • the manufacturing method of the organic EL display device includes a step of forming at least a TFT, a planarizing film, a first electrode, and the like on a base substrate to form a device substrate 51, and a deposition mask 10R on the surface of the device substrate 51.
  • the method includes a step of forming an organic layer laminated film 54 by vapor-depositing an organic material, and a step of forming a second electrode 55 (see FIG. 8B) on the laminated film 54.
  • the organic layer laminated films 54R, 54G, and 54B constituting one pixel P for example, as in the case of forming the organic layer laminated film 54R of the R subpixel shown in FIG. 10R and the device substrate 51 are aligned and overlapped, and an organic material 31R is vapor-deposited on the first electrode 52 (anode) to form an organic layer laminated film 54R.
  • the organic material 31R is deposited on the vapor deposition mask 10R in a portion without the first opening 11a1.
  • the second electrode 55 cathode is formed on the stacked films 54R, 54G, and 54B of the organic layer.
  • the device substrate 51 includes a base substrate made of a glass substrate or the like, TFTs are formed on the R, G, and B subpixels of each pixel, and the first electrode 52 connected to the TFT includes: On the planarizing film, it is formed by a combination of a metal film such as Ag or APC and an ITO film. As shown in FIGS. 8A to 8B, between the sub-pixels, the sub-pixels are divided and an insulating bank made of SiO 2 or acrylic is used to prevent the first electrode 52 and the second electrode 55 from contacting each other. 53 is formed.
  • the deposition mask 10R for forming the R subpixel is aligned and fixed.
  • the metal support layer 12 of the vapor deposition mask 10R is formed of a magnetic material
  • a magnet is disposed on the back surface of the apparatus substrate 51, and the vapor deposition mask 51 is attracted to the magnet with the apparatus substrate 51 interposed therebetween.
  • the first openings 11a1 of the vapor deposition mask 10R are formed to be smaller than the interval between the surfaces of the insulating banks 53. As a result, the organic material 31R is prevented from being deposited on the side wall of the insulating bank 53 as much as possible, thereby preventing the light emission efficiency from being lowered.
  • the organic material 31R is evaporated from the vapor deposition source (crucible) 30R for forming the R subpixel in the vapor deposition apparatus, and the organic material only in the opening 11a of the vapor deposition mask 10R.
  • 31R is vapor-deposited, and a laminated film 54R of the organic layer of the R subpixel is formed on the first electrode 52 of the R subpixel.
  • the openings 11 a of the vapor deposition mask 10 ⁇ / b> R are formed to be smaller than the distance between the surfaces of the insulating bank 53, so that the organic material 31 ⁇ / b> R is not easily deposited on the sidewalls of the insulating bank 53.
  • the organic layer laminated film 54 ⁇ / b> R is deposited almost only on the first electrode 52.
  • the stacked layers 54G of the organic layers of the G subpixel and the B subpixel are respectively used in the same manner, using the vapor deposition masks 10G and 10B for forming the G subpixel and the B subpixel. 54B is formed.
  • the organic layered films 54R, 54G, and 54B are shown as a single layer, but in actuality, these are formed of a plurality of layered films made of different materials.
  • a hole injection layer made of a material with good ionization energy consistency that improves hole injection may be provided as a layer in contact with the first electrode (anode) 52.
  • a hole transport layer capable of improving the stable transport of holes and confining electrons (energy barrier) in the light emitting layer is formed of, for example, an amine material.
  • a light emitting layer selected on the basis of the emission wavelength is formed, for example, by doping Alq 3 with red or green organic fluorescent material for red and green.
  • a DSA organic material As the blue material, a DSA organic material is used. On the light emitting layer, an electron transport layer that further improves the electron injection property and stably transports electrons is formed of Alq 3 or the like. By laminating each of these layers by several tens of nanometers, organic layer laminated films 54R, 54G, and 54B are formed. An electron injection layer that improves electron injection properties such as LiF and Liq may be provided between the organic layer and the metal electrode.
  • organic layers made of materials corresponding to the colors R, G, and B are deposited.
  • the hole transport layer, the electron transport layer, and the like are preferably deposited separately using a material suitable for the light emitting layer if the light emitting performance is important.
  • the same material may be laminated in common for the two colors R, G, and B.
  • a vapor deposition mask is formed in which openings are formed in the sub-pixels that share the stacked organic materials. Is done.
  • the deposition masks 10R, 10G, and 10B for forming the R, G, and B sub-pixels, 54R, 54G, and 54G can be continuously deposited, and when a common organic material is to be deposited in the sub-pixels of two colors, the deposition for forming each sub-pixel is performed below the common layer.
  • the organic material of two colors of sub-pixels is vapor-deposited at once using
  • the second electrode 55 is formed on the entire surface.
  • the work function such as Mg—Ag alloy is applied to the second electrode 55.
  • a small metal film is used.
  • ITO or the like is used for the first electrode 52, and a thick film of a metal having a low work function such as Al is used for the second electrode. .
  • a protective film 56 made of, for example, Si 3 N 4 is formed on the surface of the second electrode 55.
  • the whole is sealed with a sealing layer (not shown) made of glass, a resin film, or the like so that the organic layer laminated films 54R, 54G, and 54B do not absorb moisture.
  • the organic layer can be made as common as possible, and a color filter can be provided on the surface side.
  • the organic layer stacked films 54R, 54G, and 54B are formed using the above-described vapor deposition masks 10R, 10G, and 10B. Can be produced.
  • a resin film having at least one opening pattern of the third opening pattern, and the resin film is bonded to the resin film, and can include any of the first opening, the second opening, and the third opening of the resin film.
  • the fourth opening of the metal support layer is formed so as to include all of the first opening, the second opening, and the third opening of the resin film. Regardless of whether the second opening or the third opening is formed, the metal support layer does not block them. Therefore, the opening pattern of the metal support layer is the same in any of the vapor deposition masks for forming the sub-pixels, and the irradiation condition of the laser beam when peeling the resin film and the metal support layer can be made the same. Furthermore, when manufacturing the vapor deposition mask for these subpixels, a metal support layer can be made common.
  • the first opening, the second opening, and the third opening constituting the one pixel are arranged as one unit, and the fourth opening is 1 It may be formed so as to include 10 units or less.
  • the fourth opening is formed so as to include a small unit of 1 unit or more and 10 units or less, the metal support layer is shared while preventing the resin film from being bent.
  • the planar shape of the fourth opening may be a square shape or a rhombus shape.
  • the fourth opening can be easily designed because the planar shape of the fourth opening is formed in a simple shape such as a square shape or a rhombus shape.
  • the corner of the fourth opening may be formed in an arc shape with a radius of curvature of 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the joint surface between the resin film and the metal support layer becomes larger by making the fourth opening an arc shape with a predetermined radius of curvature, it is possible to further suppress the bending of the resin film. .
  • the first subpixel, the second subpixel, and the third subpixel of the one pixel of the display panel At least one may be formed two or more on the resin film exposed by the fourth opening.
  • the vapor deposition mask can be manufactured according to the arrangement of various subpixels.
  • the method of manufacturing a vapor deposition mask according to aspect 6 of the present invention includes a step of forming a resin film on a support substrate, a step of forming a metal support layer having an opening pattern of a fourth opening on the resin film, A first sub-pixel, a second sub-pixel, and a third sub-pixel forming one pixel of the display panel are respectively formed by irradiating the resin film exposed through the fourth opening with laser light.
  • the metal support layer can be shared in the vapor deposition mask for forming any of the first to third sub-pixels. Even if it is a vapor deposition mask for forming any of these sub-pixels when peeling from the support substrate, there is no need to change the laser light irradiation conditions each time, and these are manufactured in a uniform manner. Can do.
  • formation of the said resin film in the said aspect 6 is carried out after dripping liquid resin on the said support substrate, and baking and the said resin film, the said support substrate, It may be carried out by forming a short wavelength light absorption layer between them.
  • the resin film and the metal support layer are easily peeled from the support substrate by irradiation with laser light. can do.
  • the vapor deposition mask for forming any of the first to third sub-pixels can share the shape of the resist film or the like when the metal layer is patterned.
  • a set of vapor deposition masks can be manufactured in a uniform operation.
  • the metal support layer common to the vapor deposition mask for forming the first to third subpixels is prepared in advance, and the metal common to the resin film of these vapor deposition masks Since a support layer can be affixed, a set of vapor deposition masks can be manufactured by a uniform operation.
  • the first opening, the second opening, and the third opening are formed by opening the laser mask. You may carry out by irradiating a laser beam via.
  • the process of forming one or two opening patterns of the first opening, the second opening, and the third opening can be collectively formed.
  • a method of manufacturing an organic EL display device includes a step of forming at least a TFT and a first electrode on an apparatus substrate, and the surface of the apparatus substrate according to any one of the above aspects 1 to 5. And a step of forming a laminated film of an organic layer by vapor-depositing an organic material using the vapor deposition mask, and a step of forming a second electrode on the laminated film.
  • the organic layer laminated film is formed using the vapor deposition mask of any one of the above aspects 1 to 5, so that the organic layer laminated film can be efficiently produced.

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Abstract

蒸着マスクは、表示パネルの1画素を構成する第1~第3サブ画素を形成するための第1~第3開口が一定周期で配列された第1~第3開口パターンの少なくとも1つの開口パターンを有する樹脂フィルムと、樹脂フィルムと接合され、樹脂フィルムの第1~第3開口のいずれも包含し得るように形成された第4開口の開口パターンを有する金属支持層と、を備える。樹脂フィルムの金属支持層の第4開口によって露出した領域に、樹脂フィルムの第1~第3開口のいずれか1又は2の開口が形成されている。

Description

蒸着マスク、その製造方法及び有機EL表示装置の製造方法
 本発明は、蒸着マスク、その製造方法及び有機EL表示装置の製造方法に関する。
 有機EL表示装置を製造する場合、例えばTFTを用いた駆動回路などが形成された基板上に有機層が画素ごとに対応して積層される。カラー表示用の有機EL表示装置では、カラーフィルタによってカラー表示にすることもできるが、各サブ画素で赤、緑、青の発光をするように有機EL発光素子を形成することによっても行われる。このような有機層の積層膜の形成は、絶縁基板と蒸着マスクとが重ねて配置され、その蒸着マスクの開口を通して有機材料を、必要な画素の位置のみに必要な有機層を蒸着することによって形成される。その蒸着マスクとしては、近年の表示装置の高精細化、高密度化に伴って、微細パターンの蒸着マスクが要求されており、樹脂フィルム、又は樹脂フィルムに金属支持層を貼り付けた複合マスクが検討されている。
 このような複合マスクは、例えば図9Aに示されるように、樹脂フィルム81の開口81aより大きい開口82aを形成した金属支持層82によって、樹脂フィルム81の開口81aの周縁部まで金属支持層82で保護される構造に形成されている(例えば特許文献1参照)。この金属支持層82は、樹脂フィルム81の開口81aの周縁部まで形成されている方が、樹脂フィルム81の補強という観点から好ましい。しかし、図9Bに示されるように、樹脂フィルム81の複数個の開口81aを纏めて金属支持層82の1つの開口82aで保護する構造にすることもできる(例えば特許文献1参照)。この構造でも、樹脂フィルム81の複数個の開口81aのグループの周縁部まで金属支持層82が形成されているので、樹脂フィルム81を充分に保護し得ると考えられる。換言すると、これらの構造は、金属支持層82の1つの開口82a内には、樹脂フィルム81の開口81aが形成され、開口81aを形成し得る領域を有しながら開口81aが形成されていない樹脂フィルム81の領域は存在していない。
 一方、例えば図9Aに示されるように、樹脂フィルム81を用いて蒸着マスク80を形成する際に、樹脂フィルム81を支持基板(図示せず)などに貼り付けてレーザ光Aによって開口81aのパターンを形成する場合、樹脂フィルム81と支持基板との間の密着性が悪かったり、樹脂フィルム81と支持基板との間に気泡、又は異物を巻き込んだりしやすい。開口81aの大きさは一辺が10~30μm程度の非常に微細な開口になるため、前述のような微細な浮きがあったり、気泡又は異物の巻き込みがあったりすると、正確な開口81aを形成できなくなる。そのため、支持基板上に液状の樹脂をコートして、その塗膜を焼成することによって樹脂フィルム81を直接支持基板上に形成することが提案されている(例えば特許文献2参照)。
 この場合、樹脂フィルム81と支持基板とは全面に亘って密着しているので、レーザ光Aによって微細な開口81aを正確に形成することができる。しかし、樹脂フィルム81と支持基板とは密着しているため、開口81aの形成後に樹脂フィルム81を無理に剥そうとすると、開口81aを変形させる危険性がある。そのため、特許文献2では、図示しない支持基板側(例えば図9Aの矢印B側)から樹脂フィルム81と支持基板との間に焼成時に形成された短波長光吸収層(図示せず)にレーザ光Bを照射することによって、短波長吸収層を変質させ、その後に樹脂フィルム81を剥離している。この場合のレーザ光Bの照射源は、例えばレーザ光Bをライン状に広げて照射し得るようにし、樹脂フィルム81の幅方向の全体をライン状に照射しながら、樹脂フィルム81の長さ方向に走査することによって、樹脂フィルム81の全面にレーザ光Bを照射する方法が考えられる。
特開2014-135246号公報 国際公開第2017/056656号
 前述したように、開口81aが形成された樹脂フィルム81を支持基板から剥離する場合、その接着面にレーザ光Bを照射することが好ましい。この場合、蒸着マスク80が複合マスクになっていると、金属支持層82のある部分とない部分とでその界面に存在する短波長吸収層でのレーザ光Bの吸収特性が異なる。そのため、ライン状のレーザ光Bの照射位置に金属支持層82がある場合とない場合とで照射するレーザ光Bの強度を変える必要がある。この場合、同じ開口81aの複合マスクを製造する場合、レーザ光Bの走査スピードに合せてレーザ光Bの照射強度を変化させるプログラムを設定しておけば、自動的にレーザ光Bの照射強度を調整しながら複合マスクの全面に亘って一様な強度でレーザ光Bを吸収し得るようにすることができる。
 しかし、例えばカラーフィルタを用いないで、表示装置の1画素の赤(R)、緑(G)、青(B)のサブ画素のそれぞれに異なる材料の有機層を積層することによって発光素子ごとに発光色を変える場合には、それぞれのサブ画素用の蒸着マスク80が必要となる。この場合、それぞれの樹脂フィルム81の開口81aの位置がR、G、Bのそれぞれの蒸着マスク80によって異なる。従って、開口81aの周縁部まで金属支持層82が形成される場合には、R、G、Bのそれぞれのサブ画素用の蒸着マスク80によって、金属支持層82の開口82aのパターンが異なることになる。この蒸着マスク80の組は、R、G、Bの3種に限らず、例えばRとG、RとB、GとBなどの他の組合せのマスクも必要になる。そのため、これらの1組の蒸着マスク80を製造するために前述の樹脂フィルム81と金属支持層82とを貼り付けた複合マスクを支持基板85から剥すためのレーザ光Bの照射条件をその都度変える必要がある。換言すると、これらのセットとして蒸着マスク80を複数枚製造するのが非常に煩雑になるという問題がある。
 さらに、樹脂フィルム81上に蒸着又はメッキなどの方法で金属膜を形成してから、エッチングによって金属支持層82の開口82aの開口パターンを形成する場合には、R、G、Bのサブ画素用の蒸着マスク80によって、そのレジスト膜の開口サイズ及び開口パターンが区々であり、製造工程が複雑になる。また、蒸着マスク80が大形になるにつれて、金属支持層82の開口パターン形成も困難になる。
 本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、R、G、Bなどのサブ画素によって開口パターンが異なる蒸着マスクのセットを、画一的な作業で製造することができる蒸着マスク、及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の他の目的は、有機層の積層膜を効率的に作製することができる有機EL表示装置の製造方法を提供することにある。
 本発明の第1実施形態である蒸着マスクは、表示パネルの1画素を構成する第1サブ画素を形成するための第1開口が一定周期で配列された第1開口パターン、前記1画素を構成する第2サブ画素を形成するための第2開口が前記一定周期で配列された第2開口パターン、及び前記1画素を構成する第3サブ画素を形成するための第3開口が前記一定周期で配列された第3開口パターンの少なくとも1つの開口パターンを有する樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムと接合され、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれも包含し得るように形成された第4開口の開口パターンを有する金属支持層と、を備え、前記樹脂フィルムの前記金属支持層の前記第4開口によって露出した領域に、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれか1又は2の開口が形成されている。
 本発明の第2実施形態である蒸着マスクの製造方法は、支持基板の上に樹脂フィルムを形成する工程と、前記樹脂フィルムの上に第4開口の開口パターンを有する金属支持層を形成する工程と、前記第4開口によって露出した前記樹脂フィルムにレーザ光を照射することによって、表示パネルの1画素を構成する第1サブ画素、第2サブ画素、及び第3サブ画素をそれぞれ形成するための第1開口、第2開口、及び第3開口の1又は2の開口パターンを形成する工程と、前記支持基板と前記樹脂フィルムとの接合部にレーザ光の照射後、前記樹脂フィルムと前記金属支持層とを前記支持基板から剥離する工程と、を備え、前記金属支持層の前記第4開口を、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれも包含し得るように形成している。
 本発明の第3実施形態である有機EL表示装置の製造方法は、装置基板上にTFT及び第1電極を少なくとも形成する工程と、前記装置基板の表面に前記蒸着マスクを用いて有機材料を蒸着することによって有機層の積層膜を形成する工程と、前記積層膜の上に第2電極を形成する工程とを含んでいる。
 本発明の実施形態によれば、金属支持層の第4開口が、樹脂フィルムの第1開口、第2開口及び第3開口(例えば、各々、R、G、Bのサブ画素形成用の開口)のいずれも包含するように形成されているので、第1開口、第2開口及び第3開口のいずれが形成されているかに関わらず、金属支持層が、これらを塞ぐことがない。従って、例えば、R、G、Bのいずれのサブ画素を形成するための蒸着マスクにおいても金属支持層の開口パターンは同じであり、樹脂フィルム及び金属支持層を剥離する際のレーザ光の照射条件を同じにすることができる。さらに、例えば、R、G、Bのサブ画素用の蒸着マスクを製造する場合に、金属支持層を共通化することができる。
本発明の実施形態である蒸着マスクを用いて形成されるサブ画素の配列を示す模式的な平面説明図である。 図1AのRサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図1AのGサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図1AのBサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図1Bと同様の図で、金属支持層の第4開口のパターンが異なる例である。 図1Bと同様の図で、金属支持層の第4開口のパターンがさらに異なる例である。 図1Bと同様の図で、金属支持層の第4開口のパターンがさらに異なる例である。 図1Bと同様の図で、金属支持層の第4開口のパターンがさらに異なる例である。 図1Aと同様の図で、サブ画素の形状が異なる例である。 図3AのRサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図3AのGサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図3AのBサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図3Aと同じサブ画素の配列であって、金属支持層の第4開口のパターンが異なる例を示す図である。 図4AのRサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図4AのGサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 図4AのBサブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図である。 本発明の実施形態である蒸着マスクの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の蒸着マスクの製造方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の蒸着マスクの製造方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の蒸着マスクの製造方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の蒸着マスクの製造方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の蒸着マスクの製造方法の一工程を示す模式的断面図である。 本発明の実施形態の蒸着マスクの製造方法の一工程を示す模式的斜視図であり、樹脂フィルムに開口を形成する説明図である。 本発明の実施形態の蒸着マスクの製造方法の一工程示す模式的斜視図であり、樹脂フィルムと金属支持層を支持基板から剥離する際のレーザ光の照射を示す説明図である。 本発明の実施形態の有機EL表示装置の製造方法の一工程を示す模式的断面図である。 図8Aの製造方法によって製造された有機EL表示装置を示す模式的断面図である。 従来の蒸着マスクを示す断面説明図である。 従来の蒸着マスクを示す平面説明図である。
 図面を参照しながら、本実施形態の蒸着マスクが説明される。図1Aは、本実施形態である蒸着マスクを用いて形成される表示パネルのサブ画素の配列を示す模式的平面図を、図1B~1Dは、この配列に対応したR、G、Bの各サブ画素を形成するための蒸着マスクを示す模式的平面図を、それぞれ示している。なお、図1B~1Dに示される各蒸着マスクでは、簡略化のため、各サブ画素のみを形成するための蒸着マスクを示しているが、Rサブ画素とGサブ画素、Gサブ画素とBサブ画素、又はBサブ画素とRサブ画素の2つのサブ画素を形成するための蒸着マスクもあり得る。
 本実施形態である蒸着マスクは、表示パネルの1画素Pを構成する第1サブ画素54Rを形成するための第1開口11a1が一定周期で配列された第1開口パターン、1画素Pを構成する第2サブ画素54Gを形成するための第2開口11a2が一定周期で配列された第2開口パターン、及び1画素Pを構成する第3サブ画素54Bを形成するための第3開口11a3が一定周期で配列された第3開口パターンの少なくとも1つの開口パターンを有する樹脂フィルム11と、樹脂フィルム11と接合され、樹脂フィルム11の第1開口11a1、第2開口11a2、及び第3開口11a3のいずれも包含し得るように形成された第4開口12の開口パターンを有する金属支持層12と、を備えている。そして、樹脂フィルム11の金属支持層12の第4開口12aによって露出した領域に、樹脂フィルム11の第1開口11a1、第2開口11a2、及び第3開口11a3のいずれか1又は2の開口が形成されている。
 すなわち、本実施形態では、図1B~1Dに示されるように、金属支持層12の1個の第4開口12aによって露出した樹脂フィルム11に、1個ずつの開口11a1、11a2、11a3が形成されている。図1B~1Dでは、1画素を構成するサブ画素54R、54G、54Bのそれぞれのみを形成するための第1開口11a1、第2開口11a2、第3開口11a3を形成した蒸着マスク10R、10G、10Bの例が示されている。そして、どのサブ画素用の開口11a1、11a2、11a3が形成される場合でも、金属支持層12に形成される第4開口12aは同じ形状になっている。すなわち、第4開口12aは、各サブ画素用の第1開口11a1、第2開口11a2、第3開口11a3の周縁まで形成されるのではなく、第1開口12a1、第2開口12a2、及び第3開口12a3の組からなる1単位を包含するように第4開口12aが形成されている。換言すると、第4開口12aによって露出する樹脂フィルム11には、サブ画素用の開口を形成する領域がありながら、その領域にサブ画素用の開口が形成されていない領域があることに本実施形態の特徴がある。
 この例では、1画素を構成する第1開口11a1、第2開口11a2、第3開口11a3を一単位として金属支持層12の第4開口12aが形成されていたが、2単位以上を囲むように第4開口12aが形成されてもよい。ただし、余り多くの単位を囲むように第4開口12aを形成すると、樹脂フィルム11に撓みが生じるため、樹脂フィルム11の補強という観点から、10単位以下を囲むように第4開口12aが形成されることが好ましい。
 図1Aに示される実施例では、矩形状のR、G、Bのサブ画素54R、54G、54Bが1画素Pを形成している。そして、矩形状のサブ画素54R、54G、54Bは、一定周期で交互に配列されて表示パネルが形成されている。ここで、表示パネルのサイズと画素数が決定されれば、1画素Pのサイズと配列も決定される。そこで、1画素のサイズと配列に合わせて金属支持層12の第4開口12aのサイズと開口パターンが決定されれば、同じ金属支持層12を用いて、R、G、Bのサブ画素を形成するための各蒸着マスク10R、10G、10Bを作製することができる。
 また、図1B~1Dに示されるように、各蒸着マスク10R、10G、10Bは、樹脂フィルム11と金属支持層12とを各々備えている。そして、各蒸着マスク10R、10G、10Bの樹脂フィルム11には、各サブ画素54R、54G、54Bを形成するための第1開口11a1、第2開口11a2、第3開口11a3が一定周期で配列された開口パターンが、それぞれ形成されている。一方、各蒸着マスク10R、10G、10Bの金属支持層12には、R、G、Bのサブ画素を形成するための樹脂フィルム11の第1開口11a1、第2開口11a2、及び第3開口11a3のいずれも囲むように、第4開口12aがそれぞれ形成されている。従って、金属支持層12は、各蒸着マスク10R、10G、10Bに依らず同じである。
 1画素の寸法は、一辺が約42.5μm(600PPI)であり、金属支持層12の開口12aの寸法は、約37.5μm×約37.5μmであり、樹脂フィルム11の開口11a1、11a2、11a3の寸法は、それぞれ約30μm×約10μmであり、金属支持層12の第4開口12aの間隔(リブ)の幅は約5μmである。なお、図1B~1Dに示される四角形状の金属支持層12の第4開口12aの4つの頂点は、丸まっていてもよく、その曲率半径は、1μm以上であって5μm以下、典型的には3μm程度となっている。このようにすれば、樹脂フィルム11と金属支持層12との接合面がより大きくなるので、樹脂フィルム11の撓みをより抑制できる。他の図に示される金属支持層の頂点も同様である。
 樹脂フィルム11は、例えば、ポリイミド(PI)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、シクロオレフィンポリマー(COP)樹脂、環状オレフィンコポリマー(COC)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリエステル(PBT)樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリビニルアルコール(PVAL)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)樹脂、エチレン-ビニルアルコールコポリマー樹脂、エチレン-メタクリル酸コポリマー樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂(PVDC)、アイオノマー樹脂からなる。樹脂フィルム11の線膨張係数は、蒸着時の温度上昇に伴う装置基板と蒸着マスクとの位置ズレを防止する観点から、蒸着マスク10R、10G、10Bとして使用される際の装置基板51の線膨張係数に近いことが好ましい。具体的には、装置基板51と蒸着マスク10R、10G、10Bとの線膨張係数の差は、6ppm/℃以下、さらに好ましくは、3ppm/℃以下であることが好ましい。また、一般的に、装置基板51はガラスからなることを考慮すると、樹脂フィルム11は、ポリイミド樹脂であることがさらに好ましい。また、樹脂フィルム11の厚さは、数μm以上であって数10μm以下、例えば5μm程度に形成されている。
 金属支持層12は、例えばFe、Ni、Fe-Ni合金、インバー(Fe-35wt%Ni)などの金属材料によって形成される。金属支持層12として磁性体を用いれば、蒸着マスク10R、10G、10Bを装置基板51に固定する際に磁力で吸着することができるので好ましい。また、金属支持層12の厚さは、例えば、1μm以上であって15μm以下に形成されている。
 このような蒸着マスク10R、10G、10Bによれば、例えば、Rサブ画素を形成するための蒸着マスク10Rが、Rサブ画素を形成するための樹脂フィルム11の開口11aの周縁部まで金属支持層12で保護された構造で形成されるのではなく、Gサブ画素及びBサブ画素を形成するための樹脂フィルム11の開口11aをも含んで金属支持層12で保護する構造で形成されるので、樹脂フィルム11にいずれの開口11aが形成されているか否かに依らず、金属支持層12がいずれのサブ画素用の開口11a1、11a2、11a3も塞ぐことはない。従って、この金属支持層12を多数製造しておいて、他の蒸着マスク10G、10Bにも用いることができるので、1組の蒸着マスク10R、10G、10Bを画一的な作業で製造することができる。
 ここで、本実施形態の蒸着マスク10R、10G、10Bは、例えば、図2Aに示されるRサブ画素の形成用の蒸着マスク10Rのように、1行×2列からなる2画素に対応する樹脂フィルム11の第1開口11a1のいずれも含むことができるサイズに金属支持層12の第4開口12aを形成してもよい。また、図2Bに示されるように、2行×1列からなる2画素に対応する第1開口11a1のいずれも含むことができるサイズに第4開口12aを形成してもよい。さらに、図2Cに示されるように、2行×2列からなる4画素に対応する第1開口11a1のいずれも含むことができるサイズに第4開口12aを形成してもよいし、図2Dに示されるように、2行×3列からなる6画素に対応する第1開口11a1のいずれも含むことができるサイズに第4開口12aを形成してもよい。図2A~2Dに示される蒸着マスクでは、各金属支持層12の第4開口12aに樹脂フィルム11の第1開口11a1が、各々2個、2個、4個、6個含まれることとなる。
 また、後述するように、樹脂フィルム11の第1開口11a1などの開口パターンを形成するためのレーザ光の照射の単位領域に含まれる複数画素に合わせるように金属支持層12の第4開口12aを形成してもよい。すなわち、各蒸着マスク10R、10G、10Bの金属支持層12の第4開口12aのサイズと開口パターンを同じにすることができ、かつ、樹脂フィルム11をある程度補強できればよい。
 さらに、図1B~1Dに示される樹脂フィルム11の第1開口11a1などのサイズと開口パターンは、R、G、Bのサブ画素54R、54G、54Bを形成するための第1開口11a1、第2開口11a2、第3開口11a3のいずれか1個を有するように形成されているが、各サブ画素に含まれる共通するサブ画素を一度に一括して蒸着するために、共通するサブ画素の数に応じて、2個の開口を有するように、蒸着マスクが形成されてもよい。
 また、図1Aに示される1画素は、R、G、Bのサブ画素から構成されていたが、W(白)などの1以上の付加的なサブ画素を含むように構成されていてもよい。この場合、上述の蒸着マスク10R、10G、10Bとは別途に、Wサブ画素を構成する開口11aの開口パターンを有する蒸着マスクを準備することができる。なお、この場合、4つ以上のサブ画素を蒸着して形成することになるが、上述の通り、本実施形態の1組の蒸着マスクのうちの1つの蒸着マスクでは、1画素に対応する領域の樹脂フィルムにサブ画素数よりも1個少ない数を上限として開口が設けられていることが好ましい。
 図3Aは、他の実施形態である蒸着マスクを用いて形成される表示パネルのサブ画素の配列を示す模式的平面図を、図3B~3Dは、この配列に対応したR、G、Bのサブ画素の形成用の蒸着マスクを示す模式的平面図を、それぞれ示している。
 図3Aに示されるように、表示パネル61には、R、G、Bのサブ画素64R、64G、64Bが各々形成されている。そして、ドット状のサブ画素は、Rサブ画素又はBサブ画素1個当たりにBサブ画素を2個配列するように一定周期で交互に配列されている。ここでは、図3Aに示される配列において、各1つのRサブ画素及びBサブ画素、並びに2つのGサブ画素が、1画素Pを構成するものとしている。
 このような配列のR、G、Bのサブ画素の形成用の蒸着マスク20R、20G、20Bにおいても、図3B~3Dに示されるように、1画素Pのサイズと一定周期の配列に合わせて金属支持層22の開口22aの開口パターンを設定することによって、図1B~1Dに示されるR、G、Bのサブ画素の形成用の蒸着マスク10R、10G、10Bと同様の効果を得ることができる。この場合、各蒸着マスク20R、20G、20Bでは、各金属支持層22の開口22aに樹脂フィルム21の第1開口21a1、及び第3開口21a3が、それぞれ1個、第2開口21a2は、1個形成されている。
 ここで、図3Aに示される配列における1画素Pの設定は、これに限定されるものではなく、後述される図4Aに示されるように、樹脂フィルム21の第2開口21a2のうちの1個は、隣接する画素の第1開口21a1と第3開口21a3との組で1画素を構成してもよい。
 具体的には、図3Aに示されるサブ画素の配列の同じ配列において、図4Aに示されるように1画素Pを設定してもよい。すなわち、図3Aでは、各1つのRサブ画素64R及びBサブ画素64Bと2つのGのサブ画素64Gを含む四角形状の範囲を1画素に設定したが、図4Aに示されるように、各1つのRサブ画素64R及びBサブ画素64Bと2つのGサブ画素64Gを含む菱形形状の範囲を1画素Pに設定してもよい。この場合においても、金属支持層22の開口22aは、この1画素Pを構成するR、G、Bのサブ画素を形成するための樹脂フィルム21の第1開口21a1、第2開口21a2、第3開口21a3のいずれも囲むように形成されている。すなわち、図3B~3Dに示されるように第4開口22aが形成されてもよいし、図4B~4Dに示されるように第4開口22aが形成されてもよい。金属支持層22を容易に設計できるようにするため、金属支持層22の開口22aは、四角形状や菱形形状のような簡単な形状にすることが好ましい。
 なお、図3Aに示される配列の場合においても、図1Aに示される配列の場合と同様に、W(白)などの1以上の付加的なサブ画素を含むように構成されていてもよく、この場合、これに対応する蒸着マスクは、上述と同様の手法で形成され得る。また、各サブ画素の2以上に共通するサブ画素を一度に一括して蒸着するための蒸着マスクについても、上述と同様の手法で形成され得る。
 次に、このような蒸着マスク10R、10G、10Bの製造方法が、図面に則って説明される。ここでは、図1Bに示されるRサブ画素の形成用の蒸着マスク10Rの製造方法が、図5~図7を参照しながら説明される。
 本発明の実施形態である蒸着マスクの製造方法は、支持基板の上に樹脂フィルム11を形成する工程(S11)と、樹脂フィルム11の上に第4開口12aのパターンを有する金属支持層12を形成する工程(S12)と、第4開口12aによって露出した樹脂フィルム11にレーザ光を照射して、表示パネルの1画素を構成する第1サブ画素54R、第2サブ画素54G、及び第3サブ画素54Bをそれぞれ形成するための第1開口11a1、第2開口11a2、及び第3開口11a3の1又は2の開口パターンを形成する工程(S13)と、支持基板と樹脂フィルムとの接合部にレーザ光の照射(S16)後、樹脂フィルム11と金属支持層12とを支持基板から剥離する工程(S17)と、を有している。なお、金属支持層12の第4開口12aは、樹脂フィルム12の第1開口11a1、第2開口11a2、及び第3開口11a3のいずれも包含し得るように形成される。
 さらに詳述すると、まず、図6Aに示されるように、支持基板15上に液状の樹脂材料を塗布して樹脂塗布膜16を形成する(図5のS11)。樹脂材料の塗布方法は、膜厚制御が可能な方法であればどのようなものでもよいが、例えば図6Aに示されるように、スリットコータを用いて塗布され得る。すなわち、スロットダイ71の先端部から帯状に液状の樹脂材料を吐出させながら、スロットダイ71を支持基板15の表面と平行な方向に相対的に移動させることによって塗布される。なお、樹脂材料は、スリットコータの方法でなくても、例えばスピンコータなど、他の方法で塗布されてもよい。このような方法で樹脂フィルム11を形成すれば、支持基板15の表面に密着して樹脂塗布膜16が形成されるので、樹脂塗布膜16が硬化されることによって得られる樹脂フィルム11が支持基板15と密着し、樹脂フィルム11と支持基板15との間に気泡の巻き込みが発生しない。そのため、後述するように、樹脂フィルム11に第1開口11a1を形成する際に、支持基板15と樹脂フィルム11が密着した状態でレーザ光が照射されるので、樹脂フィルム11の開口11aを精度よく形成することができる。樹脂材料は、硬化し得る材料であり、かつ、後述するように、レーザ加工のレーザ光を吸収する材料であればよく、前述の材料が用いられる。
 支持基板15は、樹脂材料を塗布して硬化させ、レーザ光の照射によって開口パターンを形成するための基板である。支持基板15の材料は、樹脂塗布膜16の硬化温度での耐熱性、及び、後述するように、支持基板15の剥離の際に用いられるレーザ光の透過性の観点から、ガラス、サファイア、GaN系半導体、などを採用することができる。
 その後、樹脂塗布膜16の温度を加熱し、樹脂塗布膜16を硬化及び焼成させて樹脂フィルム11を形成する(S11)。加熱温度は、例えば、樹脂材料の硬化温度以上である400℃以上であって500℃以下に設定され、この加熱条件によって、樹脂フィルム11の線膨張係数が調整され得る。この際、樹脂フィルム11と支持基板15との線膨張率の差が大きいと、樹脂フィルム11が室温で支持基板15から剥離された後に、熱歪みの影響で樹脂フィルム11がカールしやすい。そのため、この樹脂フィルム11と支持基板15との間の線膨張係数の差は、3ppm/℃以下程度であることが好ましい。
 ここで、硬化及び焼成の際に、樹脂フィルム11と支持基板15との界面に短波長光吸収層(図示せず)が形成される。短波長光吸収層は、樹脂塗布膜16の焼成の際に、例えば、樹脂材料とは異なる材料のガラスからなる支持基板15と接していることに起因して、支持基板15との接触面の近傍の樹脂フィルム11が変質することによって形成される。その結果、短波長吸収層は、樹脂フィルム11本体よりも紫外線などの短波長の光をよりも吸収しやすくなる。短波長吸収層の厚さとしては、5nm以上であって100nm以下である。短波長吸収層を形成するために、シランカップリング剤などの密着性を改善するための表面改質剤を支持基板15上に極薄に塗布してから、樹脂塗布膜16を形成することが好ましい。
 次に、図6Bに示されるように、樹脂フィルム11上に金属支持層12を形成する(S12)。具体的には、無電解めっきによって、樹脂フィルム11上にシード層(図示せず)を0.05μm以上、0.5μm以下の厚さに形成した後、シード層に電流を流して電解めっきによって金属支持層12を形成する。金属支持層12は、めっき法の他、スパッタリング法や真空蒸着法、などによって形成されてもよい。また、電解めっきを用いずに、金属箔を樹脂フィルム11に貼り付けることによって、金属支持層12を形成してもよい。金属箔を貼り付ける場合には、その金属箔に予め第4開口の開口パターンを形成しておいて、その金属箔を貼り付けることができる。そうすることによって、R、G、Bそれぞれの蒸着マスクを形成する場合には、一々図6Cに示されるような金属支持層12のパターニングを行う必要はなく、非常に簡単に樹脂フィルム11と金属支持層12との接合構造が得られる。
 そして、図6Cに示されるように、例えば、エッチングによって、金属支持層12の開口12aの開口パターンを形成する(S13)。上述の通り、R、G、Bのサブ画素を構成する1画素分のいずれの開口11a1、11a2、11a3も含むように、金属支持層12に第4開口12aを形成する。例えば、レジスト膜(図示せず)を介してドライエッチング又はウェットエッチングすることによって、テーパ状に形成されることが好ましい。このようにすれば、図8Aに示されるように、有機材料31Rは、蒸着源30Rから一定の角度θ1(蒸着角度)を有するラッパ状の束(蒸着ビームという)になって飛来するが、蒸着ビームの側端の蒸着粒子でも、遮断されないで、蒸着対象となる装置基板51上の第1電極52(例えば陽極)に到達できるためである。厳密に言えば、マスクのテーパ角度θ2(テーパの底面とのなす鋭角)は、蒸着角度θ1以下であることが好ましい。なお、上述の金属箔を貼り付ける場合には、予め金属箔にプレス加工又はエッチングなどによって、開口パターンが形成しておいて樹脂フィルム11に貼り付けてもよい。本実施形態の蒸着マスク10Rでは、Gサブ画素及びBサブ画素の形成用の蒸着マスク10G、10Bと金属支持層12の第4開口12aのサイズと開口パターンが同じであるため、開口サイズ及び開口パターンが同じレジスト膜によって、エッチングを行うことができるので、蒸着マスク10R、10G、10Bの製造工程が単純になる。
 次に、図6Dに示されるように、例えば、レーザ光L1の照射によって、樹脂フィルム11の第1開口11a1の開口パターンを形成する(S14)。具体的には、図7Aに示されるように、所望のサイズの開口41aが一定周期で配列された開口パターンを備えたレーザ用マスク41、及び凸レンズなどの集光用の光学レンズ42を透過したレーザ光L1を金属支持層12の開口12aを通して樹脂フィルム11上に照射する。そして、レーザ光L1を照射する照射装置(図示せず)とステッパとを支持基板15と平行な方向に相対的に移動させて、レーザ光L1の照射の単位領域毎に、レーザ光L1が照射されたレーザ用マスク41の開口41aの開口パターンに応じて、縮小されたサイズと配列のレーザ光L1を金属支持層12の開口12aから露出した樹脂フィルム11に照射する。このようにして、図6Dに示されるように、レーザ光L1が照射された樹脂フィルム11の一部を昇華させる。その結果、レーザ光L1の1回の照射によって、R画素のサイズとパターンに合わせた第1開口11a1のパターンが所定領域の樹脂フィルム11に一括して順次形成され、レーザ光L1の照射を繰り返すことによって、全ての第1開口11a1が樹脂フィルム11に形成される。
 この際、樹脂フィルム11は金属支持層12に貼り付けられているので、樹脂フィルム11内の張力は、金属支持層12の第4開口12aの開口パターンによって異なる。しかし、本実施形態の各蒸着マスク10R、10G、10Bでは、金属支持層12の第4開口11aの開口パターンが同じであるため、各蒸着マスク10R、10G、10Bの樹脂フィルム11内の張力はいずれも同じになる。そのため、レーザ光L1の照射条件が同じであれば、樹脂フィルム11に第1開口11a1、第2開口11a2、及び第3開口11a3を開けた際の樹脂フィルム11内の張力の開放のされ方も同じであるので、第1開口11a1、第2開口11a2、及び第3開口11a3を再現性良く形成することができる。
 レーザ光の照射条件は、例えば、波長が355nm(YAGレーザの3倍波)のレーザ光が、パルス周波数が60Hz、パルス幅が数nsec~20nsec、照射面でのレーザ光の強度が1パルス当たり0.25J/cm2~0.45J/cm2以下、ショット数(照射するパルスの数)が50以上であって200以下の条件で、樹脂フィルム11に照射される。照射されるレーザ光は、YAGレーザに限定されるものではなく、樹脂フィルム11が吸収し得る波長のレーザ光であればよい。例えば、エキシマレーザ、He-Cdレーザなど、他のレーザ光が用いられてもよい。また、先に触れた通り、レーザ光L1の照射の単位領域は、金属支持層12の第4開口12aを複数個分まとめた領域であってもよく、開口12aの1個分の領域であってもよい。
 レーザ用マスク41は、例えば、石英ガラス板などのレーザ光を透過させる透明基板に、クロムなどの遮光薄膜が形成され、この遮光薄膜にパターンが形成されることにより開口41aが形成されている。
 そして、金属支持層12の表面にフレーム13を貼り付ける(S15)。このフレームの貼り付けは、樹脂フィルム11と金属支持層12とを支持基板15から剥離した後に、樹脂フィルム11にテンションをかけてフレーム13に貼り付けることもできる。具体的には、フレーム13は、金属からなり、レーザ溶接などによって金属支持層12に固定される。フレーム13は、蒸着マスク10Rの取り扱いを容易にすると共に、樹脂フィルム11が伸張した状態で蒸着マスク10Rを得るために用いられる。樹脂フィルム11に撓みがあると、R、G、Bのサブ画素を構成する有機層を形成する際に、いわゆるシャドウを生じてしまい、有機層の積層膜54R、54G、54Bを高い精度で蒸着することができないためである。樹脂フィルム11が常に張られた状態にあれば、必ずしもフレーム13を貼り付けなくてもよい。樹脂フィルム11に、例えば張力(テンション)が掛けられる場合には、フレーム13にその張力に耐え得る剛性が要求され、厚さが25mm以上であって50mm以下の金属板が用いられるが、その必要がないときは、フレーム13が無くても構わない。また、フレーム13を貼り付ける場合、必ずしも、金属支持層12の表面に貼り付ける必要はなく、接着剤によって金属支持層12及び樹脂フィルム11の端面に貼り付けてもよい。
 そして、支持基板15と樹脂フィルム11との界面にレーザ光を照射する。(S16)。具体的には、図7Bに示されるように、線状光源72を用いて、支持基板15の裏面と平行な方向に移動させることによって、支持基板15の裏面から支持基板15と樹脂フィルム11との界面に形成された図示しない短波長光吸収層にレーザ光L2を支持基板15の一端から他端まで走査する。そうすると、短波長光吸収層はさらに変質して、支持基板15と樹脂フィルム11との間の接合力が、これらの全面に亘って失われる。ここで用いられるレーザ光L2の強度は、樹脂フィルム11本体を変質させない程度に小さい。その観点から、レーザ光でなくてもよく、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、紫外線LEDなど波長の短い光を放射する光源であればよい。この際、金属支持層12のある部分では、レーザ光L2が反射して、短波長光吸収層へのレーザ光L2の影響が大きくなる。そのため、レーザ光L2の照射方向と直角方向の金属支持層12の部分の影響は小さいが、レーザ光L2の照射方向と平行な金属支持層12の部分では、レーザ光L2の出力を弱くする必要がある。しかし、本実施形態では、各蒸着マスク10R、10G、10Bの金属支持層12の開口12aの開口パターンが同じであるので、各蒸着マスク10R、10G、10Bによって、レーザ光L2の出力を変える必要がない。
 最後、図6Eに示されるように、樹脂フィルム11及び金属支持層12を支持基板15から剥離させることで、蒸着マスク10Rを完成させる(S17)。具体的には、上述のように、レーザ光L2の照射によって、支持基板15と樹脂フィルム11との間の接合力が、これらの界面全面に亘って失われるので、樹脂フィルム11及び金属支持層12は、支持基板15から容易に分離される。
 このような蒸着マスク10Rの製造方法によれば、Rサブ画素を形成するための蒸着マスク10Rを、Rサブ画素、Gサブ画素及びBサブ画素を形成するためのいずれの開口11aをも含んで金属支持層12で保護するように製造するので、金属支持層12を他の蒸着マスク10G、10Bにも用いることができる。従って、各蒸着マスク10R、10G、10Bを製造する際に、金属支持層12に開口12aをエッチングによって形成する際のレジスト膜の形状を共通化したり、共通する金属支持層12を予め作製しておいて、Gサブ画素及びBサブ画素の樹脂フィルム11に貼り付けることもできるので、1組の蒸着マスク10R、10G、10Bを画一的な作業で製造することができる。
 次に、有機EL表示装置の製造方法が、図8A~8Bを参照しながら、Rサブ画素を構成する有機層の積層膜の形成工程を主として説明される。
 本実施形態の有機EL表示装置の製造方法は、ベース基板上にTFT、平坦化膜及び第1電極などを少なくとも形成して装置基板51にする工程と、装置基板51の表面に蒸着マスク10Rを用いて有機材料を蒸着することによって有機層の積層膜54を形成する工程と、積層膜54の上に第2電極55(図8B参照)を形成する工程とを含んでいるものである。
 1画素Pを構成する有機層の積層膜54R、54G、54Bを形成するためには、例えば、図8Aに示されるRサブ画素の有機層の積層膜54Rを形成する場合のように、蒸着マスク10Rと装置基板51とを位置合せして重ね合せ、第1電極52(陽極)上に有機材料31Rを蒸着させて有機層の積層膜54Rを形成する。なお、図示されていないが、第1開口11a1のない部分では、有機材料31Rが蒸着マスク10R上に堆積する。そして、R、G、Bのサブ画素の全てに有機材料が積層された後に、有機層の積層膜54R、54G、54B上に第2電極55(陰極)を形成する。
 装置基板51には、図示していないが、ガラス基板などからなるベース基板に、各画素のR、G、Bの各サブ画素にTFTが形成され、TFTに接続された第1電極52が、平坦化膜上に、AgあるいはAPCなどの金属膜とITO膜との組み合わせによって形成されている。サブ画素間には、図8A~8Bに示されるように、サブ画素間を区分すると共に、第1電極52と第2電極55との接触を防止すため、SiO2又はアクリルなどからなる絶縁バンク53が形成されている。
 この絶縁バンク53上に、Rサブ画素の形成用の蒸着マスク10Rを位置合せして固定する。この固定は、例えば、蒸着マスク10Rの金属支持層12を磁性体によって形成した場合には、装置基板51の裏面に磁石を配置し、装置基板51を挟んで蒸着マスク51を磁石に吸引させること(磁気チャック)によって行われる。なお、蒸着マスク10Rの第1開口11a1は、絶縁バンク53の表面の間隔よりも小さく形成されている。これによって、絶縁バンク53の側壁には有機材料31Rができるだけ被着しないようにし、発光効率の低下の防止が図られる。
 この状態で、図8Aに示されるように、蒸着装置内でRサブ画素を形成するための蒸着源(るつぼ)30Rから有機材料31Rを蒸発させて、蒸着マスク10Rの開口11a内にのみ有機材料31Rを蒸着し、Rサブ画素の第1電極52上にRサブ画素の有機層の積層膜54Rを形成する。上述のように、蒸着マスク10Rの開口11aは、絶縁バンク53の表面の間隔より小さく形成されているので、絶縁バンク53の側壁には有機材料31Rは堆積されにくくなる。その結果、ほぼ、第1電極52上にのみ有機層の積層膜54Rが堆積される。この蒸着工程が終了した後、同様の方法で、Gサブ画素及びBサブ画素の形成用の蒸着マスク10G、10Bを用いて、各々、Gサブ画素及びBサブ画素の有機層の積層膜54G、54Bを形成する。
 図8A~8Bでは、有機層の積層膜54R、54G、54Bが単層で示されているが、実際には、これらは、異なる材料からなる複数層の積層膜で形成される。例えば第1電極(陽極)52に接する層として、正孔の注入性を向上させるイオン化エネルギーの整合性の良い材料からなる正孔注入層が設けられる場合がある。この正孔注入層上に、正孔の安定な輸送を向上させると共に、発光層への電子の閉じ込め(エネルギー障壁)が可能な正孔輸送層が、例えばアミン系材料によって形成される。さらに、その上に発光波長に応じて選択される発光層が、例えば赤色、緑色に対してはAlq3に赤色又は緑色の有機物蛍光材料をドーピングして形成される。また、青色系の材料としては、DSA系の有機材料が用いられる。発光層の上には、さらに電子の注入性を向上させると共に、電子を安定に輸送する電子輸送層が、Alq3などによって形成される。これらの各層がそれぞれ数十nm程度ずつ積層されることによって有機層の積層膜54R、54G、54Bが形成される。なお、この有機層と金属電極との間にLiFやLiqなどの電子の注入性を向上させる電子注入層が設けられることもある。
 各有機層の積層膜54R、54G、54Bの発光層として、R、G、Bの各色に応じた材料の有機層を堆積させる。また、正孔輸送層、電子輸送層などは、発光性能を重視すれば、発光層に適した材料で別々に堆積されることが好ましい。しかし、材料コストの面を勘案して、R、G、Bの2色に共通して同じ材料で積層される場合もある。RとG、RとB、GとBの2色のサブ画素で共通する有機材料が積層される場合には、積層される有機材料が共通するサブ画素に開口が形成された蒸着マスクが形成される。個々のサブ画素で有機層が異なる場合には、例えば、上述のように、R、G、Bの各サブ画素の形成用の蒸着マスク10R、10G、10Bを用いて、各有機層の積層膜54R、54G、54Gを連続して蒸着することができるし、2色のサブ画素において共通の有機材料が蒸着させたい場合には、その共通層の下側まで、各サブ画素の形成用の蒸着マスク10R、10G、10Bを用いてR、G、Bのサブ画素の有機材料の蒸着を行い、共通の有機材料を蒸着する際に、2色のサブ画素に対応する開口が形成された蒸着マスクを用いて一度に2色のサブ画素の有機材料を蒸着する。
 そして、全ての有機層の積層膜54R、54G、54Bの形成が終了したら、第2電極55を全面に形成する。図8Bに示されるトップエミッション型の有機EL表示装置の場合、保護膜56側から光を放射する方式になっているので、第2電極55には、例えば、Mg-Ag合金などの仕事関数の小さい金属の薄膜が用いられる。なお、装置基板51側から光を放射するボトムエミッション型の場合には、第1電極52にITOなどが用いられ、第2電極としては、Alなどの仕事関数の小さい金属の厚膜が用いられる。その後、第2電極55の表面に、例えばSi34などからなる保護膜56を形成する。そして、これら全体をガラス、樹脂フィルムなどからなるシール層(図示せず)によって封止し、有機層の積層膜54R、54G、54Bが水分を吸収しないように構成する。なお、有機層をできるだけ共通化し、その表面側にカラーフィルタを設けるように構成することもできる。
 このような有機EL表示装置の製造方法によれば、上述の蒸着マスク10R、10G、10Bを用いて有機層の積層膜54R、54G、54Bを形成するので、有機層の積層膜を効率的に作製することができる。
 [まとめ]
 本発明の態様1に係る蒸着マスクは、表示パネルの1画素を構成する第1サブ画素を形成するための第1開口が一定周期で配列された第1開口パターン、前記1画素を構成する第2サブ画素を形成するための第2開口が前記一定周期で配列された第2開口パターン、及び前記1画素を構成する第3サブ画素を形成するための第3開口が前記一定周期で配列された第3開口パターンの少なくとも1つの開口パターンを有する樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムと接合され、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれも包含し得るように形成された第4開口の開口パターンを有する金属支持層と、を備え、前記樹脂フィルムの前記金属支持層の前記第4開口によって露出した領域に、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれか1又は2の開口が形成されている、ことを特徴としている。
 本発明の態様1の構成によると、金属支持層の第4開口が、樹脂フィルムの第1開口、第2開口及び第3開口のいずれも包含するように形成されているので、第1開口、第2開口及び第3開口のいずれが形成されているかに関わらず、金属支持層が、これらを塞ぐことがない。従って、いずれのサブ画素を形成するための蒸着マスクにおいても金属支持層の開口パターンは同じであり、樹脂フィルム及び金属支持層を剥離する際のレーザ光の照射条件を同じにすることができる。さらに、これらのサブ画素用の蒸着マスクを製造する場合に、金属支持層を共通化することができる。
 本発明の態様2に係る蒸着マスクでは、上記態様1において、前記1画素を構成する前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口の配置を1単位として、前記第4開口が1単位以上で10単位以下を包含するように形成されていてもよい。
 本発明の態様2の構成によると、第4開口が1単位以上で10単位以下の小さい単位を包含するように形成されているので、樹脂フィルムに撓みを生じないようにしながら金属支持層を共通化することができる。
 本発明の態様3に係る蒸着マスクでは、上記態様1又は2において、前記第4開口の平面形状が、四角形状又は菱形形状であってもよい。
 本発明の態様3の構成によると、四角形状や菱形形状のような簡単な形状に第4開口の平面形状を形成しているので、第4開口を容易に設計することができる。
 本発明の態様4に係る蒸着マスクでは、上記態様3において、前記第4開口の角部が、曲率半径1μm以上、5μm以下の孤形に形成されていてもよい。
 本発明の態様4の構成によると、第4開口を所定の曲率半径の弧形にすることによって、樹脂フィルムと金属支持層との接合面がより大きくなるので、樹脂フィルムの撓みをより抑制できる。
 本発明の態様5に係る蒸着マスクでは、上記態様2~4のいずれか1態様において、前記表示パネルの前記1画素の前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、及び前記第3サブ画素の少なくとも1つが、前記第4開口によって露出した前記樹脂フィルムに2個以上形成されていてもよい。
 本発明の態様5の構成によると、種々のサブ画素の配列に合わせて蒸着マスクを作製することができる。
 本発明の態様6に係る蒸着マスクの製造方法は、支持基板の上に樹脂フィルムを形成する工程と、前記樹脂フィルムの上に第4開口の開口パターンを有する金属支持層を形成する工程と、前記第4開口によって露出した前記樹脂フィルムにレーザ光を照射することによって、表示パネルの1画素を構成する第1サブ画素、第2サブ画素、及び第3サブ画素をそれぞれ形成するための第1開口、第2開口、及び第3開口の1又は2の開口パターンを形成する工程と、前記支持基板と前記樹脂フィルムとの接合部にレーザ光の照射後、前記樹脂フィルムと前記金属支持層とを前記支持基板から剥離する工程と、を備え、前記金属支持層の前記第4開口を、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれも包含し得るように形成する、ことを特徴としている。
 本発明の態様6の構成によると、第1~第3のいずれのサブ画素を形成するための蒸着マスクにおいても、金属支持層を共通化することができるので、樹脂フィルムと金属支持層とを支持基板から剥離する際に、これらのいずれのサブ画素を形成するための蒸着マスクであっても、レーザ光の照射条件をその都度変える必要がなく、これらを画一的な作業で製造することができる。
 本発明の態様7に係る蒸着マスクの製造方法では、上記態様6において、前記樹脂フィルムの形成を、前記支持基板の上に液状樹脂を滴下した後、焼成して前記樹脂フィルムと前記支持基板との間に短波長光吸収層を形成することで行ってよい。
 本発明の態様7の構成によると、樹脂フィルムと支持基板との間に短波長光吸収層を形成しているので、レーザ光の照射によって樹脂フィルムと金属支持層とを支持基板から容易に剥離することができる。
 本発明の態様8に係る蒸着マスクの製造方法では、上記態様6又は7において、前記金属支持層の形成を、前記樹脂フィルムの上に金属層を形成した後、該金属層をパターニングして前記第4開口の開口パターンを形成することで行ってもよい。
 本発明の態様8の構成によると、第1~第3のいずれのサブ画素を形成するための蒸着マスクにおいても、金属層をパターニングする際のレジスト膜などの形状を共通化することができるので、1組の蒸着マスクを画一的な作業で製造することができる。
 本発明の態様9に係る蒸着マスクの製造方法では、上記態様6又は7において、前記金属支持層の形成を、前記第4開口の開口パターンを形成した金属箔を前記樹脂フィルムに貼付することで行ってもよい。
 本発明の態様9の構成によると、第1~第3のサブ画素を形成するための蒸着マスクに共通する金属支持層を予め作製しておいて、これらの蒸着マスクの樹脂フィルムに共通する金属支持層を貼付することができるので、1組の蒸着マスクを画一的な作業で製造することができる。
 本発明の態様10に係る蒸着マスクの製造方法では、上記態様6~9のいずれか1態様において、前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口の形成を、レーザ用マスクの開口を介してレーザ光を照射することによって行ってもよい。
 本発明の態様10の構成によると、第1開口、第2開口、及び第3開口の1又は2の開口パターンを形成する工程を一括して形成することができる。
 本発明の態様11に係る有機EL表示装置の製造方法は、装置基板上にTFT及び第1電極を少なくとも形成する工程と、前記装置基板の表面に上記態様1~5のいずれか1態様に記載の蒸着マスクを用いて有機材料を蒸着することによって有機層の積層膜を形成する工程と、前記積層膜の上に第2電極を形成する工程とを含むことを特徴としている。
 本発明の態様11の構成によると、上記態様1~5のいずれかの蒸着マスクを用いて有機層の積層膜を形成するので、有機層の積層膜を効率的に作製することができる。
 10R   蒸着マスク(R画素用)
 10G   蒸着マスク(G画素用)
 10B   蒸着マスク(B画素用)
 11    樹脂フィルム
 11a1   樹脂フィルムの開口
 11a2   樹脂フィルムの開口
 11a3   樹脂フィルムの開口
 12    金属支持層
 12a   金属支持層の開口
 15    支持基板
 20R   蒸着マスク(R画素用)
 20G   蒸着マスク(G画素用)
 20B   蒸着マスク(B画素用)
 21    樹脂フィルム
 21a1  樹脂フィルムの開口
 21a2  樹脂フィルムの開口
 21a3  樹脂フィルムの開口
 22    金属支持層
 22a   金属支持層の開口
 31R   有機材料
 41    レーザ用マスク
 41a   レーザ用マスクの開口
 51    装置基板
 52    第1電極
 54R   有機層の積層膜(R画素)
 54G   有機層の積層膜(G画素)
 54B   有機層の積層膜(B画素)
 55    第2電極
 61    装置基板
 64R   有機層の積層膜(R画素)
 64G   有機層の積層膜(G画素)
 64B   有機層の積層膜(B画素)
 P     1画素
 L1    レーザ光
 L2    レーザ光

Claims (11)

  1.  表示パネルの1画素を構成する第1サブ画素を形成するための第1開口が一定周期で配列された第1開口パターン、前記1画素を構成する第2サブ画素を形成するための第2開口が前記一定周期で配列された第2開口パターン、及び前記1画素を構成する第3サブ画素を形成するための第3開口が前記一定周期で配列された第3開口パターンの少なくとも1つの開口パターンを有する樹脂フィルムと、
     前記樹脂フィルムと接合され、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれも包含し得るように形成された第4開口の開口パターンを有する金属支持層と、を備え、
     前記樹脂フィルムの前記金属支持層の前記第4開口によって露出した領域に、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれか1又は2の開口が形成されている、蒸着マスク。
  2.  前記1画素を構成する前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口の配置を1単位として、前記第4開口が1単位以上で10単位以下を包含するように形成されている、請求項1記載の蒸着マスク。
  3.  前記第4開口の平面形状が、四角形状又は菱形形状である、請求項1又は2記載の蒸着マスク。
  4.  前記第4開口の角部が、曲率半径1μm以上、5μm以下の孤形に形成されている、請求項3項に記載の蒸着マスク。
  5.  前記表示パネルの前記1画素の前記第1サブ画素、前記第2サブ画素、及び前記第3サブ画素の少なくとも1つが、前記第4開口によって露出した前記樹脂フィルムに2個以上形成されている、請求項2~4のいずれか1項に記載の蒸着マスク。
  6.  支持基板の上に樹脂フィルムを形成する工程と、
     前記樹脂フィルムの上に第4開口の開口パターンを有する金属支持層を形成する工程と、
     前記第4開口によって露出した前記樹脂フィルムにレーザ光を照射することによって、表示パネルの1画素を構成する第1サブ画素、第2サブ画素、及び第3サブ画素をそれぞれ形成するための第1開口、第2開口、及び第3開口の1又は2の開口パターンを形成する工程と、
     前記支持基板と前記樹脂フィルムとの接合部にレーザ光の照射後、前記樹脂フィルムと前記金属支持層とを前記支持基板から剥離する工程と、を備え、
     前記金属支持層の前記第4開口を、前記樹脂フィルムの前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口のいずれも包含し得るように形成する、蒸着マスクの製造方法。
  7.  前記樹脂フィルムの形成を、前記支持基板の上に液状樹脂を滴下した後、焼成して前記樹脂フィルムと前記支持基板との間に短波長光吸収層を形成することで行う、請求項6に記載の蒸着マスクの製造方法。
  8.  前記金属支持層の形成を、前記樹脂フィルムの上に金属層を形成した後、該金属層をパターニングして前記第4開口の開口パターンを形成することで行う、請求項6又は7に記載の蒸着マスクの製造方法。
  9.  前記金属支持層の形成を、前記第4開口の開口パターンを形成した金属箔を前記樹脂フィルムに貼付することで行う、請求項6又は7に記載の蒸着マスクの製造方法。
  10.  前記第1開口、前記第2開口、及び前記第3開口の形成を、レーザ用マスクの開口を介してレーザ光を照射することで行う、請求項6~9のいずれか1項に記載の製造方法。
  11.  装置基板上にTFT及び第1電極を少なくとも形成する工程と、
     前記装置基板の表面に請求項1~5のいずれか1項に記載の蒸着マスクを用いて有機材料を蒸着することによって有機層の積層膜を形成する工程と、
     前記積層膜の上に第2電極を形成する工程と
    を含む有機EL表示装置の製造方法。
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