WO2020189542A1 - 蒸着マスクの製造方法、表示装置の製造方法、および、蒸着マスク中間体 - Google Patents

蒸着マスクの製造方法、表示装置の製造方法、および、蒸着マスク中間体 Download PDF

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frame
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幹大 新納
玲爾 寺田
憲太 武田
小林 昭彦
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a vapor deposition mask, a method for manufacturing a display device, and a vapor deposition mask intermediate.
  • the EL element included in the organic EL device is formed by thin film deposition.
  • a thin-film mask for patterning the functional layer included in the EL element is used.
  • the vapor deposition mask includes a plurality of mask plates and a common frame to which each mask plate is attached.
  • the frame has a square frame shape that surrounds the vapor deposition target.
  • Each mask plate is a metal foil having a strip shape.
  • On the mask plate a plurality of mask areas are arranged at intervals along the direction in which the mask plate extends.
  • a plurality of through holes are formed in each mask region according to the pattern of the functional layer.
  • the area outside the mask area is the peripheral area.
  • the peripheral area is an area surrounding the mask area.
  • Each mask plate is fixed to the frame so that a plurality of mask areas are located within the area surrounded by the frame.
  • the direction in which the plurality of mask regions are arranged is the longitudinal direction, and each mask plate is fixed to the frame in the peripheral regions located at both ends in the longitudinal direction (see, for example, Patent Document 1).
  • the passage area of the mask hole is monotonically reduced from the first opening facing the vapor deposition source to the second opening facing the vapor deposition target in the mask hole formed in the mask plate. ing.
  • the passage area is the area of the mask hole in each plane parallel to the plane on which the vapor deposition mask spreads.
  • the above-mentioned mask plate is strongly required to have a technique for improving the handleability of the mask plate.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a vapor deposition mask, a method for manufacturing a display device, and a vapor deposition mask intermediate that can improve the handleability of a mask plate.
  • a method for manufacturing a vapor deposition mask for solving the above problems is a method for manufacturing a vapor deposition mask in which a vapor deposition mask including a mask plate including a plurality of mask holes is manufactured from a metal plate made of an iron-nickel alloy.
  • the metal plate and the metal plate in which the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate and the linear expansion coefficient of the metal plate is 1.3 ⁇ 10 -6 / ° C or less in the temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • Masking from the metal plate by preparing a glass substrate, joining the glass substrate to the metal plate via a resin layer, and forming a plurality of mask holes in the metal plate joined to the glass substrate.
  • a method for manufacturing a display device for solving the above problems includes forming a pattern on a vapor deposition target using a vapor deposition mask manufactured by the method for manufacturing a vapor deposition mask.
  • the vapor deposition mask intermediate for solving the above problems includes a mask plate made of an iron-nickel alloy, which includes a plurality of mask holes and has a first surface and a second surface opposite to the first surface.
  • the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate and the linear expansion coefficient of the mask plate is 1.3 ⁇ 10-6 / ° C. or less.
  • the mask plate in the process of manufacturing the vapor deposition mask, the mask plate is supported by the resin layer and the glass substrate, and in the vapor deposition mask, it is supported by the mask frame. Therefore, the handleability of the mask plate can be improved as compared with the case where the member supporting the mask plate is not used at the time of manufacturing the mask plate and the case where the vapor deposition mask is composed of only the mask plate.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 0.7 ⁇ 10 -6 / ° C. or less
  • the mask frame is: It may have a thickness of 500 ⁇ m or more.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 0.7 ⁇ 10 -6 / ° C or less, the temperatures of the glass substrate and the mask plate change. It is less likely that the mask plate will be distorted due to this. Therefore, when the vapor-deposited mask is formed by removing the glass substrate from the mask plate, it is possible to suppress the release of strain generated in the mask plate. Furthermore, since the mask plate is joined to the mask frame having high rigidity, it is possible to prevent the position of the mask plate from being displaced with respect to the mask frame after the mask plate is joined to the mask frame. Therefore, the position of each through hole with respect to the vapor deposition target is suppressed from changing, and as a result, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target is improved.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 0.4 ⁇ 10 -6 / ° C. or less, and the mask frame is 20 ⁇ m. It may have the above thickness.
  • the glass substrate is removed from the mask plate.
  • the strain generated in the mask plate is suppressed from being released.
  • the mask plate is joined to the mask frame having high rigidity, it is possible to prevent the position of the mask plate from being displaced with respect to the mask frame after the mask plate is joined to the mask frame. As a result, the position of each through hole with respect to the vapor deposition target is suppressed from changing, and as a result, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target is improved.
  • the coefficient of linear expansion of the glass substrate may be smaller than the coefficient of linear expansion of the metal plate.
  • the metal plate expands more than the glass substrate, whereby the metal plate becomes the edge of the mask plate. It tries to extend from the inside to the outside of the edge.
  • the metal plate is supported by a support including a highly rigid glass substrate, the metal plate is in a state of containing a force in a direction from the inside of the edge of the mask plate to the outside of the edge of the mask plate. It is fixed.
  • the mask plate is joined to the frame in a state where the temperature of the mask plate formed from the metal plate is lowered, the force in the direction in which the mask plate contracts is masked when the support is removed from the mask plate. It acts on the board.
  • the frame prevents the position of the mask plate from changing with respect to the frame, and the bending of the mask plate is suppressed.
  • the glass substrate is selected from the group consisting of non-alkali glass, quartz glass, crystallized glass, borosilicate glass, high silicate glass, porous glass, and soda lime glass. It may be formed from any one of them.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the mask plate in the temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is 1.3 ⁇ 10-6 / ° C. or lower. It is possible.
  • a plurality of mask plates are formed, a plurality of openings are formed in the mask frame, and the mask plates are joined to the mask frame by each mask plate.
  • the plurality of mask plates are joined to a single mask frame so as to cover the openings one by one, and the mask frame is located at the outer edge of the mask frame and surrounds the periphery of the vapor deposition target. It may have a shaped portion, a partition element having a grid shape located in a region surrounded by the frame-shaped portion, and the opening partitioned by the partition element.
  • the rigidity of the mask frame itself is increased as compared with the case where the frame has a square frame shape. Then, one mask plate is directly joined around each opening of the mask frame having increased rigidity. Therefore, the bending of the mask plate is suppressed as compared with the case where the structure supporting each mask plate has a linear shape extending in the one-dimensional direction in the width direction of the mask plate having a strip shape. As a result, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target is improved.
  • the handleability of the vapor deposition mask can be improved.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the structure of the vapor deposition mask shown in FIG.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of a mask plate included in the vapor deposition mask shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the vapor deposition mask shown in FIG.
  • the process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask The process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask.
  • the process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask The process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask.
  • the process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask The process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask.
  • the process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask The process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask.
  • the process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask The process drawing for demonstrating the manufacturing method of the vapor deposition mask.
  • An action diagram for explaining the action of the vapor deposition mask The device block diagram which shows the structure of the thin-film deposition apparatus schematically together with the vapor deposition mask and the vapor deposition target.
  • a method for manufacturing a vapor deposition mask, a method for manufacturing a display device, and an embodiment of a vapor deposition mask intermediate will be described with reference to FIGS. 1 to 18.
  • the vapor deposition mask, the method for manufacturing the vapor deposition mask, and the method for manufacturing the display device will be described in order.
  • the vapor deposition mask 10A includes a mask frame 11A and a plurality of mask plates 12.
  • the mask frame 11A has a frame-shaped portion 11Aa, a partition element 11Ab, and a plurality of openings 11Ac.
  • the frame-shaped portion 11Aa is located on the outer edge of the mask frame 11A and has a size and shape capable of surrounding the periphery of the vapor deposition target S.
  • the partition element 11Ab is located in the area surrounded by the frame-shaped portion 11Aa and has a grid pattern.
  • the plurality of openings 11Ac are partitioned by partition elements 11Ab.
  • Each mask plate 12 has a plurality of through holes.
  • a plurality of mask plates 12 are joined to the mask frame 11A so that each mask plate 12 covers the opening 11Ac one by one.
  • the mask frame 11A Since the mask frame 11A has a grid-shaped partition element 11Ab, the rigidity of the mask frame 11A itself is increased as compared with the case where the frame has a square frame shape. Then, one mask plate 12 is directly joined around each opening 11Ac of the mask frame 11A having increased rigidity. Therefore, the bending of the mask plate 12 is suppressed as compared with the case where the structure supporting each mask plate 12 has a linear shape extending in the one-dimensional direction in the width direction of the mask plate having a strip shape. As a result, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target S is improved.
  • the structure supporting each mask plate 12 has a grid-like shape that spreads in two dimensions, so that the mask frame 11A itself has a grid-like structure. It is hard to bend. Therefore, the mask plate 12 directly bonded to the mask frame 11A is less likely to bend.
  • the structure supporting each mask plate has a linear shape extending in the one-dimensional direction in the width direction of the mask plate having a strip shape, and , Located only at both ends in the direction in which the mask plate extends. Therefore, the mask plate tends to bend in the extending direction of the mask plate.
  • the outer shape of the frame-shaped portion 11Aa has a square shape.
  • a part of the frame-shaped portion 11Aa is located outside the edge of the vapor deposition target S and is located outside the edge of the vapor deposition target S when viewed from the viewpoint facing the plane on which the vapor deposition target S spreads.
  • the other part of the frame-shaped portion 11Aa overlaps the vapor deposition target S.
  • the mask frame 11A has a front surface 11AF and a back surface 11AR. In the mask frame 11A, the back surface 11AR is the surface facing the vapor deposition target S. Note that FIG. 1 shows the structure of the vapor deposition mask 10A as viewed from the viewpoint facing the back surface 11AR.
  • the partition element 11Ab has a portion extending along the first direction D1 and a portion extending along the second direction D2 orthogonal to the first direction D1.
  • the partition element 11Ab has a rectangular grid shape.
  • a plurality of openings 11Ac are arranged in the first direction D1, and a plurality of openings 11Ac are arranged in the second direction D2.
  • the plurality of openings 11Ac are arranged at equal intervals.
  • Each opening 11Ac has a rectangular shape when viewed from a viewpoint facing the back surface 11AR.
  • the plurality of openings 11Ac do not have to be arranged at equal intervals along the first direction D1 and the second direction D2. That is, the distance between the openings 11Ac adjacent to each other may include a plurality of sizes. Further, since the plurality of openings 11Ac may be arranged in a grid pattern, the openings are not limited to the rectangular lattice pattern as described above, but may be arranged in a triangular lattice pattern or a hexagonal lattice pattern. Further, the plurality of openings 11Ac may be arranged in a houndstooth pattern. The opening 11Ac does not have to have a rectangular shape.
  • the opening 11Ac may have a shape such as a square shape, a circular shape, or an elliptical shape.
  • the plurality of openings 11Ac may include an opening 11Ac having a first shape and an opening 11Ac having a second shape.
  • the mask plate 12 has a shape and a size capable of covering the opening 11Ac when viewed from a viewpoint facing the back surface 11AR of the mask frame 11A.
  • the mask plate 12 has a rectangular shape. Since the mask plates 12 are attached one by one to one opening 11Ac, the vapor deposition mask 10A includes the same number of mask plates 12 as the openings 11Ac.
  • the mask frame 11A and the mask plate 12 are made of metal. It is preferable that the metal forming the mask frame 11A and the metal forming the mask plate 12 are the same. As a result, even if the vapor deposition mask 10A is heated when the vapor deposition mask 10A is used, deformation of the mask plate 12 due to the difference between the linear expansion coefficient of the vapor deposition mask 10A and the linear expansion coefficient of the mask plate 12 is suppressed. Be done. As a result, a decrease in the position accuracy of the pattern formed by using the vapor deposition mask 10A is suppressed.
  • An iron-nickel alloy which is an alloy of iron and nickel, can be used as the material for forming the mask plate 12.
  • the material forming the mask plate 12 is preferably Invar, which is an alloy containing 36% by mass of nickel.
  • the material forming the mask plate 12 may be 42 alloy, which is an alloy containing 42% by mass of nickel.
  • the mask plate 12 may contain additives such as chromium, manganese, carbon, and cobalt.
  • the material that forms the vapor deposition target S is preferably glass.
  • the vapor deposition target S is made of glass, the difference between the linear expansion coefficient of the vapor deposition target S and the linear expansion coefficient of the mask plate 12 can be suppressed by being made of Invar.
  • the vapor deposition target S may be a laminate of a glass substrate and a resin layer. In this case, a pattern is formed on the resin layer included in the vapor deposition target S. Further, the vapor deposition target S may be a resin film.
  • the material for forming the resin layer and the resin film is preferably, for example, a polyimide resin from the viewpoint of the coefficient of linear expansion of the resin layer and the resin film.
  • FIG. 2 shows a partial cross-sectional structure of the vapor deposition mask 10A along a plane orthogonal to the surface 11AF and parallel to the first direction D1.
  • each opening 11Ac is a through hole penetrating between the front surface 11AF and the back surface 11AR of the mask frame 11A.
  • each opening 11Ac has a rectangular shape, and in each opening 11Ac, a cross-sectional shape having a rectangular shape is continuous along the second direction D2.
  • the cross-sectional shape of each opening 11Ac may be, for example, trapezoidal or inverted trapezoidal.
  • the width of the opening 11Ac on the back surface 11AR is larger than the width on the front surface 11AF, and the width of the opening 11Ac in the direction from the front surface 11AF to the back surface 11AR.
  • the opening 11Ac when the cross-sectional shape of the opening 11Ac is inverted trapezoidal, the opening 11Ac has an opening in a direction in which the width of the back surface 11AR is smaller than the width of the front surface 11AF and the direction from the front surface 11AF to the back surface 11AR. It has a shape in which the width of the portion 11Ac decreases monotonically. Further, the cross-sectional shape of the opening 11Ac may be arcuate so that the center of curvature is located closer to the front surface 11AF with respect to the back surface 11AR.
  • the thickness TF of the mask frame 11A is preferably 500 ⁇ m or more.
  • the thickness TF of the mask frame 11A is the thickness of the mask frame 11A in a structure along a cross section orthogonal to the plane on which the mask frame 11A extends.
  • expansion and contraction of the mask plate 12 is further suppressed by the mask frame 11A. Therefore, it is more suppressed that the position of each through hole with respect to the vapor deposition target S is changed. As a result, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target S is further improved.
  • the thickness TM of the mask plate 12 is, for example, 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the region where the plurality of through holes are located is the mask region 12a, and the region surrounding the mask region 12a is the peripheral region 12b.
  • the thickness of the mask region 12a may be equal to the thickness of the peripheral region 12b, or may be thinner than the thickness of the peripheral region 12b.
  • the vapor deposition mask 10A includes a joint portion 10Aa which is a portion where the mask frame 11A and the mask plate 12 are joined.
  • the joining of the mask frame 11A and the mask plate 12 is also possible by bonding with an adhesive arranged between the mask frame 11A and the mask plate 12, or by irradiating the mask frame 11A and the mask plate 12 with a laser beam. It is also possible by laser welding.
  • the joint portion 10Aa is formed by the adhesive.
  • the joining portion 10Aa is an irradiation mark of a laser beam.
  • the joint portion 10Aa may be located entirely in the circumferential direction of the mask plate 12 or may be intermittently located in the circumferential direction when viewed from the viewpoint facing the back surface 11AR.
  • the joint portion 10Aa is intermittently positioned in the circumferential direction of the mask plate 12, it is preferable that at least a part of each side of the mask plate 12 is joined to the mask frame 11A.
  • the mask plate 12 includes a front surface 12F and a back surface 12R which is a surface opposite to the front surface 12F.
  • the front surface 12F is an example of the first surface
  • the back surface 12R is an example of the second surface.
  • the surface 12F is a surface for facing the vapor deposition source in the vapor deposition apparatus.
  • a part of the surface 12F is joined to the mask frame 11A.
  • the back surface 12R is a surface for contacting the vapor deposition target S in the vapor deposition apparatus.
  • the mask plate 12 may be formed of a single metal plate or may be formed of a plurality of metal plates. When the mask plate 12 is formed of a plurality of metal plates, the plurality of metal plates are stacked in the thickness direction of the mask plate 12.
  • the mask plate 12 includes a plurality of mask holes 12H, which are examples of through holes.
  • the side surface of the hole that partitions the mask hole 12H has a semicircular shape that tapers from the front surface 12F to the back surface 12R in a cross section along the thickness direction of the mask plate 12.
  • the thickness of the mask plate 12 is, for example, 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the mask plate 12 has a plurality of mask holes 12H that are separated from each other in a plan view facing the surface 12F, and the resolution is 700 ppi or more and 1000 ppi or less. It is possible to have a mask hole 12H that can correspond to a high resolution display device. If the thickness of the mask plate 12 is 5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, the mask plate 12 has a plurality of mask holes 12H that are separated from each other in a plan view facing the surface 12F, and the resolution is 400 ppi or more and 700 ppi or less. It is possible to have a mask hole 12H capable of corresponding to a medium-resolution display device.
  • the mask plate 12 has a plurality of mask holes 12H that are separated from each other in a plan view facing the surface 12F, and the resolution is 300 ppi or more and 400 ppi or less. It is possible to have a mask hole 12H that can correspond to a low resolution display device.
  • the plurality of mask holes 12H may be connected to other mask holes 12H adjacent to each other in a plan view facing the surface 12F.
  • the mask plate 12 can have a mask hole 12H that can correspond to a high-resolution display device.
  • the mask plate 12 can have a mask hole 12H that can correspond to a medium-resolution or high-resolution display device.
  • the surface 12F includes a surface opening H1 which is an opening of the mask hole 12H.
  • the back surface 12R includes a back surface opening H2 which is an opening of the mask hole 12H.
  • the size of the front surface opening H1 is larger than that of the back surface opening H2 when viewed from the viewpoint facing the front surface 12F.
  • Each mask hole 12H is a passage through which vaporized particles vaporized or sublimated from the vapor deposition source pass. The vaporized particles vaporized or sublimated from the vapor deposition source travel in the mask hole 12H from the front surface opening H1 toward the back surface opening H2. In the mask hole 12H, since the front surface opening H1 is larger than the back surface opening H2, it is possible to suppress the shadow effect on the vapor-deposited particles entering from the front surface opening H1.
  • the above-mentioned high-resolution display device can be manufactured only by wet-etching the metal plate for forming the mask plate 12 from the surface.
  • a plurality of mask holes 12H can be formed.
  • the thickness of the mask plate 12 is 10 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less
  • a plurality of mask holes 12H capable of manufacturing the above-mentioned low-resolution display device are formed only by wet-etching the metal plate from the surface. be able to. In either case, it is not necessary to wet-etch the metal plate from the back surface of the metal plate.
  • each mask hole has a shape in which the front surface recess including the front surface opening and the back surface recess including the back surface opening are connected in the thickness direction of the mask plate. ..
  • the portion where the front surface recess and the back surface recess are connected is a connecting portion. In the connecting portion, the area of the mask hole 12H along the direction parallel to the surface 12F is the smallest.
  • the distance between the back surface opening and the connecting portion is the step height.
  • the larger the step height the greater the shadow effect described above.
  • the step height is zero. Therefore, the mask plate 12 has a preferable structure for suppressing the shadow effect.
  • the mask plate 12 may include only one mask region 12a in which a plurality of mask holes 12H are formed, or may include a plurality of mask regions 12a.
  • the mask plate 12 includes a plurality of mask regions 12a, the mask regions 12a adjacent to each other are separated from each other by peripheral regions 12b having no mask holes 12H.
  • the number of mask regions 12a of each mask plate 12 may be the same in all of the plurality of mask plates 12 included in the vapor deposition mask 10A, and the plurality of mask plates 12 may have a first number of masks.
  • a mask plate 12 having a region 12a and a mask plate 12 having a second number of mask regions 12a may be included.
  • the vapor deposition mask 10B includes a mask plate 12 and a mask frame 11B.
  • the mask frame 11B has a strip shape extending in one direction when viewed from a viewpoint facing the surface 11BF.
  • the mask frame 11B has a rigidity higher than the rigidity of the mask plate 12.
  • the vapor deposition mask 10B includes a plurality of mask plates 12, and the mask frame 11B has the same number of openings 11Bc as the mask plates 12. Since the plurality of mask plates 12 are arranged in a row along the direction in which the mask frames 11B extend, the mask frames 11B have a ladder shape capable of surrounding each mask plate 12.
  • the vapor deposition mask 10B may include two or more rows of mask plates 12 arranged along the width direction of the mask frame 11B. In this case, the mask frame 11B also has two or more rows of openings 11Bc arranged along the width direction of the mask frame 11B.
  • the mask plate 12 may include only one mask region 12a in which a plurality of mask holes 12H are formed, or may include a plurality of mask regions 12a, as in the case of the vapor deposition mask 10A described above.
  • the mask plate 12 includes a plurality of mask regions 12a, the mask regions 12a adjacent to each other are separated from each other by peripheral regions 12b having no mask holes 12H.
  • the number of mask regions 12a of each mask plate 12 may be the same in all of the plurality of mask plates 12 included in the vapor deposition mask 10B, and the plurality of mask plates 12 may have a first number of masks.
  • a mask plate 12 having a region 12a and a mask plate 12 having a second number of mask regions 12a may be included.
  • the vapor deposition mask 10B forms a mask device MD together with a support frame SF that supports the vapor deposition mask 10B.
  • one mask device MD is formed by attaching a plurality of thin-film masks 10B to one support frame SF.
  • the support frame SF has a rectangular frame shape.
  • the mask plate 12 included in each thin-film deposition mask 10B is located in a region defined by the support frame hole SFH of the support frame SF.
  • the thickness of the support frame SF is thicker than the thickness of the mask frame 11B. Therefore, the support frame SF has a rigidity higher than the rigidity of the mask frame 11B due to the thickness of the support frame SF.
  • the thickness of the support frame SF may be, for example, 10 mm or more and 30 mm or less.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional structure of the vapor deposition mask 10B orthogonal to the surface 11BF and along a plane parallel to the direction in which the mask frame 11B extends.
  • each opening 11Bc is a through hole penetrating the front surface 11BF and the back surface 11BR of the mask frame 11B.
  • Each opening 11Bc has a rectangular shape, and in each opening 11Bc, a cross-sectional shape having a rectangular shape is continuous along the width direction of the mask frame 11B.
  • each opening 11Bc may have a trapezoidal shape, an inverted trapezoidal shape, or an arc shape, similar to the opening portion 11Bc of the mask frame 11A of the first example.
  • the thickness TF of the mask frame 11B is 20 ⁇ m or more.
  • the thickness TF of the mask frame 11B may be 100 ⁇ m or less.
  • the method for producing the vapor deposition masks 10A and 10B is a production method for producing a vapor deposition mask provided with a mask plate including a plurality of mask holes from a metal plate made of an iron-nickel alloy.
  • the method includes preparing a metal plate and a glass substrate, joining the metal plate to the glass substrate, forming a mask plate from the metal plate, joining the mask plate to the mask frame, and a resin layer described later. And peeling the glass substrate from the mask plate.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 1.3 ⁇ 10 ⁇ in the temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • the glass substrate is joined to the metal plate via a resin layer.
  • a mask plate a plurality of mask holes are formed in a metal plate bonded to a glass substrate, and a mask plate is formed from the metal plate.
  • a surface of the mask plate opposite to the surface in contact with the resin layer and a plurality of mask holes having higher rigidity than the mask plate and included in the mask plate are formed. It is joined to a mask frame having a surrounding shape. After that, the resin layer and the glass substrate are peeled off from the mask plate bonded to the mask frame.
  • the manufacturing methods of the vapor deposition masks 10A and 10B will be described in more detail with reference to the drawings.
  • FIGS. 6 to 11 show a process from the process of preparing the base material for forming the mask plate 12 to the process of forming the mask plate 12.
  • 12 to 14 show a step of joining the mask plate 12 to the mask frame 11A to a step of peeling the support from the mask plate 12.
  • the manufacturing method using the mask frame 11A included in the vapor deposition mask 10A of the first example will be described, but the mask frame 11B included in the vapor deposition mask 10B of the second example was used. Even in this case, the vapor deposition mask 10B is manufactured by the same manufacturing method.
  • the mask frame 11A is shown as having only one opening 11Ac, and the vapor deposition mask 10A has one mask plate 12.
  • the base material 20 for forming the mask plate 12 is prepared (see FIG. 6).
  • the base material 20 of the mask plate 12 includes a metal plate 21 for forming the mask plate 12 and a support 22 for supporting the metal plate 21.
  • the support 22 is formed of a resin layer 22a and a glass substrate 22b. In the base material 20, the resin layer 22a is sandwiched between the metal plate 21 and the glass substrate 22b.
  • the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the metal plate 21 forming the mask plate 12 is 1.3 ⁇ 10 -6 / ° C. or lower. Is.
  • the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the metal plate 21 are used.
  • the absolute value of the difference from the above is preferably 0.7 ⁇ 10 -6 / ° C. or less. Due to the fact that the absolute value of the difference between the two linear expansion coefficients is 0.7 ⁇ 10 -6 / ° C or less, the temperatures of the glass substrate 22b and the mask plate 12 change in the manufacturing process of the vapor deposition mask 10A. Therefore, the mask plate 12 is less likely to be distorted.
  • the strain generated in the mask plate 12 can be suppressed from being released. Furthermore, since the mask plate 12 is joined to the mask frame 11A having high rigidity, it is possible to prevent the position of the mask plate 12 from being displaced with respect to the mask frame 11A after the mask plate 12 is joined to the mask frame 11A. .. Therefore, it is possible to suppress the change in the position of each mask hole 12H with respect to the vapor deposition target S. As a result, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target S is improved.
  • the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the metal plate 21 are used.
  • the absolute value of the difference from the above is preferably 0.4 ⁇ 10 -6 / ° C. or less.
  • the thickness of the mask frame 11A is 500 ⁇ m or more, and the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate 22b and the coefficient of linear expansion of the metal plate 21 is 0.7 ⁇ 10-6 /. The same effect as when the temperature is below ° C. can be obtained.
  • a glass substrate 22b having a linear expansion coefficient smaller than the linear expansion coefficient of the metal plate 21 is prepared in a temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. Is preferable.
  • the metal plate 21 may be formed from an iron-nickel alloy.
  • the glass substrate 22b is formed from any one selected from the group consisting of non-alkali glass, quartz glass, crystallized glass, borosilicate glass, high silicate glass, porous glass, and soda lime glass. You can.
  • the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the mask plate 12 in the temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is set to 1.3 ⁇ 10-6 / ° C. or lower. Is possible.
  • the thickness of the metal plate 21 is reduced by etching the metal plate 21 from the surface 21F.
  • the thickness of the metal plate 21 can be reduced to less than 1/2 the thickness of the metal plate 21 before etching (see FIG. 7).
  • a resist layer PR is formed on the surface 21F of the metal plate 21 (see FIG. 8).
  • a resist mask RM is formed on the surface 21F by exposing and developing the resist layer PR (see FIG. 9).
  • the metal plate 21 is wet-etched from the surface 21F using the resist mask RM. As a result, a plurality of mask holes 12H are formed in the metal plate 21 (see FIG. 10).
  • the front surface opening H1 is formed on the front surface 21F
  • the back surface opening H2 smaller than the front surface opening H1 is formed on the back surface 21R.
  • the resist mask RM is then removed from the surface 21F to produce the mask plate 12 (see FIG. 11).
  • the front surface 21F of the metal plate 21 corresponds to the front surface 12F of the mask plate 12, and the back surface 21R of the metal plate 21 corresponds to the back surface 12R of the mask plate 12.
  • the step of preparing the base material 20 includes a step of sandwiching the resin layer 22a between the metal plate 21 and the glass substrate 22b and joining the metal plate 21 and the glass substrate 22b via the resin layer 22a.
  • the metal plate 21, the resin layer 22a, and the glass substrate 22b are joined, first, among the surfaces of each of the metal plate 21 and the glass substrate 22b, at least the surface in contact with the resin layer 22a is CB (Chemical bonding). Processing is done.
  • the surface of the metal plate 21 and the glass substrate 22b to which the CB treatment is performed is the target surface.
  • a functional group having reactivity with the resin layer 22a is imparted to the target surface.
  • a Si-based compound is applied to the target surface.
  • the target surface of the metal plate 21 and the target surface of the glass substrate 22b are brought into contact with the resin layer 22a.
  • the functional group imparted to the target surface reacts with the functional group located on the surface of the resin layer 22a to bond the metal plate 21 and the resin layer 22a, and the glass substrate 22b and the resin layer. 22a is joined.
  • the resin layer 22a is preferably made of polyimide.
  • the coefficient of linear expansion of the metal plate 21, the coefficient of linear expansion of the resin layer 22a, and the coefficient of linear expansion of the glass substrate 22b are about the same. Therefore, even if the laminate formed from the metal plate 21, the resin layer 22a, and the glass substrate 22b is heated in the process of manufacturing the vapor deposition masks 10A and 10B, the difference in the coefficient of linear expansion between the layers forming the laminate is different. Warpage of the laminated body caused by the above is suppressed.
  • Electrolysis or rolling is used as a method for manufacturing the metal plate 21.
  • the post-treatment of the metal plate 21 obtained by these methods polishing, annealing and the like are appropriately used.
  • the metal plate 21 is formed on the surface of the electrode used for electrolysis. After that, the metal plate 21 is removed from the surface of the electrode. As a result, the metal plate 21 is manufactured.
  • the thickness of the metal plate 21 is preferably 15 ⁇ m or more when the metal plate 21 is manufactured by rolling.
  • the thickness of the metal plate 21 is preferably 10 ⁇ m or more when the metal plate 21 is manufactured by electrolysis.
  • the electrolysis bath used for electrolysis contains an iron ion feeder, a nickel ion feeder, and a pH buffer. Further, the electrolytic bath may contain a stress relieving agent, an Fe 3+ ion masking agent, a complexing agent and the like.
  • the electrolysis bath is a weakly acidic solution adjusted to have a pH suitable for electrolysis.
  • the iron ion feeder for example, ferrous sulfate heptahydrate, ferrous chloride, iron sulfamate and the like can be used.
  • the nickel ion feeder for example, nickel (II) sulfate, nickel (II) chloride, nickel sulfamate, nickel bromide, and the like can be used.
  • the pH buffer for example, boric acid, malonic acid and the like can be used. Malonic acid also functions as a Fe 3+ ion masking agent.
  • the stress relaxation agent for example, sodium saccharin can be used.
  • the complexing agent for example, malic acid and citric acid can be used.
  • the electrolysis bath used for electrolysis is, for example, an aqueous solution containing the above-mentioned additives.
  • the pH of the electrolytic bath is adjusted to, for example, 2 or more and 3 or less by a pH adjuster.
  • As the pH adjuster 5% sulfuric acid, nickel carbonate and the like can be used.
  • the conditions used for electrolysis are conditions for adjusting the thickness of the metal plate 21, the composition ratio of the metal plate 21, and the like to desired values. These conditions include the temperature of the electrolytic bath, the current density, and the electrolytic time.
  • a pure iron plate and a nickel plate can be used.
  • a stainless plate such as SUS304 can be used.
  • the temperature of the electrolytic bath is, for example, 40 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
  • the current density is, for example, 1 A / dm 2 or more and 4 A / dm 2 or less.
  • composition of the electrolytic solution and the conditions used for electrolysis can be set as follows, for example.
  • the base metal for manufacturing the metal plate 21 is rolled. Then, the rolled base metal is annealed to obtain the metal plate 21.
  • the base material for rolling for forming the metal plate 21 is formed, for example, granular aluminum and granular aluminum and granular material are used to remove oxygen mixed in the material for forming the base material for rolling.
  • a deoxidizing agent such as magnesium is mixed with the material for forming the base metal.
  • Aluminum and magnesium are included in the base metal as metal oxides such as aluminum oxide and magnesium oxide. Most of these metal oxides are removed from the base metal before it is rolled. On the other hand, a part of the metal oxide remains in the base metal to be rolled. In this respect, according to the method for manufacturing the metal plate 21 using electrolysis, the metal oxide does not mix with the metal plate 21.
  • Wet etching can be used in the thinning step of reducing the thickness of the metal plate 21 before forming the resist mask RM on the metal plate 21.
  • the thickness of the metal plate 21 after thinning can be reduced to 1/2 or less of the thickness of the metal plate 21 before thinning. Therefore, the thickness of the metal plate 21 can be made more than twice the thickness of the mask plate 12.
  • the mask plates 12 included in the vapor deposition masks 10A and 10B before the metal plate 21 is bonded to the glass substrate 22b.
  • a metal plate 21 having a higher rigidity than that of the metal plate 21 can be used. Therefore, it is easier to join the metal plate 21 to the glass substrate 22b than to join the metal plate 21 having the same thickness as the mask plate 12 to the glass substrate 22b.
  • the step of reducing the thickness of the metal plate 21 can be omitted.
  • An acidic etching solution can be used as the etching solution for thinning the metal plate 21 by wet etching.
  • the etching solution may be any etching solution capable of etching Invar.
  • the acidic etching solution is, for example, perchloric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, with respect to either the ferric perchloric acid solution or the mixed solution of the ferric perchloric acid solution and the ferric chloride solution. It may be a solution in which either formic acid and acetic acid are mixed.
  • a method for etching the surface 21F any of a dip type, a spray type, and a spin type can be used.
  • an acidic etching solution can be used as the etching solution.
  • the metal plate 21 is formed from Invar, any of the etching solutions that can be used in the above-mentioned thinning step can be used as the etching solution.
  • the etching method for forming the mask hole 12H any of the methods that can be used in the thinning step can be used.
  • the thickness of the metal plate 21 is 3 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less
  • 700 or more and 1000 or less mask holes 12H are arranged per inch in a plan view facing the surface 21F of the metal plate 21. It is possible to form a plurality of mask holes 12H. That is, it is possible to obtain a mask plate 12 that can be used to form a display device having a resolution of 700 ppi or more and 1000 ppi or less.
  • a plurality of mask holes 12H having 400 or more and 700 or less per inch are arranged in a plan view facing the surface 21F of the metal plate 21. It is possible to form the mask hole 12H. That is, it is possible to obtain a mask plate 12 that can be used to form a display device having a resolution of 400 ppi or more and 700 ppi or less.
  • a plurality of mask holes 12H having 300 or more and 400 or less per inch are arranged in a plan view facing the surface 21F of the metal plate 21. It is possible to form the mask hole 12H. That is, it is possible to obtain a mask plate 12 that can be used to form a display device having a resolution of 300 ppi or more and 400 ppi or less.
  • the step of preparing the base material 20 includes a step of thinning the metal plate 21 from one surface of the metal plate 21 before joining the metal plate 21, the resin layer 22a, and the glass substrate 22b to each other. Can be done.
  • the thinning step including the step of preparing the base material 20 is the first thinning step
  • the thinning step performed after the step of preparing the base material 20 is the second thinning step.
  • the metal plate 21 is thinned by being etched from the first surface.
  • the metal plate 21 is thinned by being etched from a second surface different from the first surface.
  • the surface obtained after the first surface is etched is the surface of the metal plate 21 that is joined to the resin layer 22a and is the surface on which the CB treatment is performed.
  • the surface obtained by etching the first surface corresponds to the back surface 12R of the mask plate
  • the surface obtained by etching the second surface corresponds to the surface 12F of the mask plate 12.
  • the etching amount when etching the metal plate 21 from the first surface is the first etching amount
  • the etching amount when etching from the second surface is the second etching amount.
  • the first etching amount and the second etching amount may be equal or different.
  • the first etching amount may be larger than the second etching amount, or the second etching amount may be larger than the first etching amount.
  • the second etching amount is larger than the first etching amount, the etching amount in the state where the metal plate 21 is supported by the resin layer 22a and the glass substrate 22b is larger, so that the metal plate 21 is easy to handle. As a result, the metal plate 21 is easy to etch.
  • the first It is preferable to etch both sides of the surface and the second surface.
  • the first etching amount and the second etching amount may be, for example, 3 ⁇ m or more.
  • the structure shown in FIG. 12 is an example of a vapor deposition mask intermediate. That is, the vapor deposition mask intermediate includes a mask plate 12, a mask frame 11A, a resin layer 22a, and a glass substrate 22b.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 1.3 ⁇ 10-6 / ° C or less in the temperature range of 25 ° C or more and 100 ° C or less. is there.
  • the glass substrate 22b is peeled off from the resin layer 22a (see FIG. 13). That is, the glass substrate 22b is removed from the resin layer 22a.
  • the resin layer 22a is peeled off from each mask plate 12 (see FIG. 14). That is, the resin layer 22a is removed from each mask plate 12.
  • the method for manufacturing the vapor deposition mask 10A includes joining the plurality of mask plates 12 to the mask frame 11A and then peeling the support 22 from each mask plate 12.
  • the mask frame 11A is prepared.
  • the mask frame 11A included in the vapor deposition mask 10A of the first example has a frame-shaped portion 11Aa, a partition element 11Ab, and a plurality of openings 11Ac.
  • a metal plate member is prepared.
  • the plate member may be made of Invar as described above, or may be formed of a metal other than Invar.
  • the metal other than Invar may be, for example, stainless steel.
  • a plurality of openings 11Ac are formed in the plate member.
  • the opening 11Ac may be formed by wet etching or by cutting by irradiation with a laser beam.
  • the surface 12F of the mask plate 12 is joined to the mask frame 11A.
  • the mask frame 11A is preferably made of an iron-nickel alloy, and the thickness of the mask frame 11A may be 20 ⁇ m or more, or 500 ⁇ m or more.
  • laser welding can be used as a method for joining the mask plate 12 to the mask frame 11A.
  • the laser beam L is irradiated to the portion of the mask plate 12 where the joint portion 10Aa is located through the glass substrate 22b and the resin layer 22a. Therefore, the glass substrate 22b and the resin layer 22a need to have transparency to the laser beam L. In other words, the laser beam L needs to have a wavelength capable of passing through the glass substrate 22b and the resin layer 22a.
  • an intermittent joint 10Aa is formed.
  • a continuous joint portion 10Aa is formed by continuously irradiating the laser beam L along the edge of the opening 11Ac. As a result, the mask plate 12 is welded to the mask frame 11A.
  • the method for manufacturing the vapor deposition mask 10A includes a step of peeling the support 22 from the mask plate 12.
  • the mask plate 12 including the plurality of mask holes 12H is supported by the support 22 in the process of manufacturing the vapor deposition mask 10A, and is supported by the mask frame 11A in the vapor deposition mask 10A. Therefore, the thickness of the mask plate 12 is thinner than in the case where the vapor deposition mask 10A is formed without using the support 22 and in the case where the mask plate 12 is supported by the frame-shaped frame described above. can do. Therefore, by shortening the distance between the front surface opening H1 and the back surface opening H2 in the mask hole 12H, the structural accuracy of the pattern formed by using the vapor deposition mask 10A can be improved. Further, according to the method for manufacturing the thin-film deposition mask 10A, the handleability of the mask plate 12 can be improved by the rigidity of the glass substrate 22b and the rigidity of the mask frame 11A.
  • the step of peeling off the support 22 includes a first step and a second step.
  • the interface between the resin layer 22a and the glass substrate 22b is irradiated with a laser beam L having a wavelength that is transmitted by the glass substrate 22b and absorbed by the resin layer 22a.
  • the glass substrate 22b is peeled from the resin layer 22a.
  • the resin layer 22a absorbs the thermal energy generated by the laser beam L by irradiating the interface between the resin layer 22a and the glass substrate 22b with the laser beam L. As a result, the resin layer 22a is heated, thereby lowering the strength of the chemical bond between the resin layer 22a and the glass substrate 22b. Then, the glass substrate 22b is peeled off from the resin layer 22a. In the first step, it is preferable to irradiate the entire joint portion 10Aa with the laser beam L, but if it is possible to reduce the strength of the bond between the glass substrate 22b and the resin layer 22a in the entire joint portion 10Aa. , A part of the joint portion 10Aa may be irradiated with the laser beam L.
  • the transmittance of the glass substrate 22b is higher than the transmittance of the resin layer 22a at the wavelength of the laser beam L.
  • the efficiency of heating the portion of the resin layer 22a that forms the interface between the glass substrate 22b and the resin layer 22a is compared with the case where the transmittance of the glass substrate 22b is lower than the transmittance of the resin layer 22a. Can be enhanced.
  • the transmittance of the glass substrate 22b is 54% or more and the transmittance of the resin layer 22a is 1% or less in this wavelength range. preferable.
  • the transmittance of the glass substrate 22b is 54% or more and the transmittance of the resin layer 22a is 1% or less in this wavelength range. preferable.
  • more than half of the amount of the laser beam L irradiated on the glass substrate 22b is transmitted through the glass substrate 22b, and most of the laser beam L transmitted through the glass substrate 22b is absorbed by the resin layer 22a. Therefore, in the resin layer 22a, the efficiency of heating the portion forming the interface between the glass substrate 22b and the resin layer 22a can be further increased.
  • the resin layer 22a is preferably made of polyimide.
  • the resin layer 22a is preferably formed of a colored polyimide among the polyimides.
  • the glass substrate 22b is preferably transparent.
  • the resin layer 22a is peeled off from the mask plate 12 by dissolving the resin layer 22a using the chemical solution LM.
  • the chemical solution LM a liquid that can dissolve the material forming the resin layer 22a and has no reactivity with the material forming the mask plate 12 can be used.
  • an alkaline solution can be used for the chemical solution LM.
  • the alkaline solution may be, for example, an aqueous sodium hydroxide solution.
  • the dip method is illustrated as a method for bringing the resin layer 22a into contact with the chemical solution LM, but a spray method or a spin method may be used as a method for bringing the resin layer 22a into contact with the chemical solution LM. It is possible.
  • the glass substrate 22b is peeled from the resin layer 22a by the first step, and the resin layer 22a is peeled from the mask plate 12 by the second step. Therefore, the external force acting on the mask plate 12 is smaller than that in the case where the support 22 is peeled off from the mask plate 12 by the interfacial fracture caused by the external force applied to the glass substrate 22b, the resin layer 22a, and the laminated body of the mask plate 12. can do. As a result, the deformation of the mask plate 12 due to the peeling of the support 22 and the deformation of the mask hole 12H of the mask plate 12 can be suppressed.
  • the linear expansion coefficients of the metal plate 21, the resin layer 22a, and the glass substrate 22b are about the same, as described above, there is a considerable difference between these linear expansion coefficients.
  • the coefficient of linear expansion of the glass substrate 22b is smaller than the coefficient of linear expansion of the metal plate 21. This makes it possible to obtain the effects described below with reference to FIGS. 15 and 16.
  • the difference between the coefficient of linear expansion of the metal plate 21 and the coefficient of linear expansion of the glass substrate 22b will be described with reference to FIGS. 15 and 16. Note that in FIGS. 15 and 16, for convenience of illustration, the resin layer 22a is not shown. Further, in the strain of the metal plate 21 and the mask plate 12 described below, the thickness of the resin layer 22a contained in the base material 20 is very thin with respect to the thickness of the glass substrate 22b, so that the resin layer 22a with respect to the strain The effect of the coefficient of linear expansion of is negligible.
  • the coefficient of linear expansion of the metal plate 21 is larger than the coefficient of linear expansion of the glass substrate 22b, in other words, the coefficient of linear expansion of the glass substrate 22b is smaller than the coefficient of linear expansion of the metal plate 21.
  • the metal plate 21 tends to extend with respect to the glass substrate 22b.
  • the metal plate 21 is fixed to the glass substrate 22b, which has higher rigidity than the metal plate 21, by the resin layer 22a, the deformation of the metal plate 21 is suppressed by the glass substrate 22b.
  • the metal plate 21 tends to shrink with respect to the glass substrate 22b.
  • the deformation of the metal plate 21 is suppressed by the glass substrate 22b. Therefore, the metal plate 21 has an inherent strain in the direction of shrinking the metal plate 21.
  • the mask plate 12 when the glass substrate 22b is removed from the mask plate 12, the mask plate 12 is released from the glass substrate 22b, so that the mask plate 12 can be deformed.
  • the metal plate 21 since the metal plate 21 has a strain in the direction of shrinking the metal plate 21, the mask plate 12 formed by etching the metal plate 21 also has a direction of shrinking the mask plate 12. Distortion is inherent. As a result, the mask plate 12 is deformed in the direction in which the mask plate 12 shrinks by the difference between the linear expansion coefficient of the metal plate 21 and the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b.
  • the deformation of the mask plate 12 is caused by the deformation of the mask plate joined to the mask frame 11A. While suppressing the bending of 12, the position accuracy of the mask hole 12H is suppressed to the extent that it is maintained. Further, if the thickness of the mask frame 11B is 20 ⁇ m or more and the difference in coefficient of linear expansion is 0.4 ⁇ 10 -6 / ° C. or less, the deformation of the mask plate 12 is joined to the mask frame 11B. While suppressing the bending of the mask plate 12, the position accuracy of the mask hole 12H is suppressed to the extent that it is maintained.
  • the stress that the metal plate 21 tends to shrink with respect to the glass substrate 22b when the laminate is heated is metal. It is accumulated inside the plate 21.
  • the amount of shrinkage of the glass substrate 22b is larger than the amount of shrinkage of the metal plate 21, so that the metal plate 21 has an inherent strain in the direction of extending the metal plate 21.
  • the thickness of the mask frame 11A is 500 ⁇ m or more and the difference in coefficient of linear expansion is 0.7 ⁇ 10 -6 / ° C. or less as described above, the deformation of the mask plate 12 is While suppressing the bending of the mask plate 12 joined to the mask frame 11A, the position accuracy of the mask hole 12H is suppressed to the extent that it is maintained.
  • the thickness of the mask frame 11B is 20 ⁇ m or more and the difference in coefficient of linear expansion is 0.4 ⁇ 10 -6 / ° C. or less, the deformation of the mask plate 12 is caused by the mask plate joined to the mask frame 11B. While suppressing the bending of 12, the position accuracy of the mask hole 12H is suppressed to the extent that it is maintained.
  • the method of manufacturing the display device includes forming a pattern on the vapor deposition target S using the vapor deposition masks 10A and 10B manufactured by the method of manufacturing the vapor deposition masks 10A and 10B.
  • a process of forming a pattern will be described together with an example of a vapor deposition apparatus with reference to the drawings.
  • the vapor deposition apparatus 30 includes a storage tank 31 for accommodating the vapor deposition masks 10A and 10B and the vapor deposition target S.
  • the storage tank 31 is configured to hold the vapor deposition target S and the vapor deposition masks 10A and 10B at predetermined positions in the storage tank 31.
  • a holding portion 32 for holding the vapor deposition material Mvd and a heating portion 33 for heating the vapor deposition material Mvd are located.
  • the thin-film deposition material Mvd held in the holding portion 32 is, for example, an organic light emitting material.
  • the vapor deposition target S and the vapor deposition mask 10A are located so that the vapor deposition masks 10A and 10B are located between the vapor deposition target S and the holding portion 32, and the vapor deposition masks 10A and 10B and the holding portion 32 face each other.
  • 10B are located in the storage tank 31.
  • the vapor deposition masks 10A and 10B are arranged in the storage tank 31 with the back surface 12R of the mask plate 12 in close contact with the vapor deposition target S.
  • the thin-film deposition material Mvd is heated by the heating unit 33, so that the thin-film deposition material Mvd is vaporized or sublimated.
  • the vaporized or sublimated thin-film deposition material Mvd passes through the mask holes 12H provided in the mask plates 12 of the thin-film deposition masks 10A and 10B and adheres to the vapor deposition target S.
  • an organic layer having a shape corresponding to the shape and position of the mask holes 12H of the vapor deposition masks 10A and 10B is formed on the vapor deposition target S.
  • the thin-film deposition material Mvd may be a metal material for forming a pixel electrode included in the pixel circuit of the display layer.
  • Invar has a thickness of 40 ⁇ m, a square shape with a side length of 152.4 mm, and a coefficient of linear expansion of 1.2 ⁇ 10-6 / ° C in the temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • a metal plate made of wood was prepared. Further, it has a square shape having a thickness of 1.9 mm and a side length of 152.4 mm, and has a linear expansion coefficient of 0.8 ⁇ 10 -6 / in a temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • VYCOR7913 manufactured by Corning Inc. was prepared. First, the entire surface of the metal plate was etched with an acidic etching solution. As a result, the thickness of the metal plate was reduced by 17.5 ⁇ m. Then, a Si-based compound was added to each target surface by subjecting the target surface, which is the surface of the metal plate after etching, and the target surface of the glass substrate to CB treatment. Further, a polyimide layer (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., Kapton 30EN (Kapton is a registered trademark)) having a thickness of 7.5 ⁇ m and a square shape having a side length of 152.4 mm was prepared. ..
  • the polyimide layer was sandwiched between a metal plate and a glass substrate so that the target surface subjected to the CB treatment was in contact with the polyimide layer.
  • the metal plate, the polyimide layer, and the glass substrate were thermocompression-bonded in a laminated state.
  • the pressing force was set to 4 MPa
  • the temperature was set to 250 ° C.
  • the pressurizing time was set to 10 minutes.
  • the surface of the metal plate opposite to the surface adhered to the polyimide layer was etched with an acidic etching solution.
  • the thickness of the metal plate was reduced to 5 ⁇ m by reducing the thickness of the metal plate by 17.5 ⁇ m.
  • a plurality of mask holes were formed on the metal plate using an acidic etching solution. As a result, mask holes having a side of 20 ⁇ m and a square shape when viewed from the viewpoint facing the surface of the metal plate were formed at a pitch of 40 ⁇ m.
  • the width direction is also referred to as an X direction
  • the length direction is also referred to as a Y direction.
  • the distance between the centers of the mask holes located at each end in the X direction was set to 80 mm
  • the distance between the centers of the mask holes located at each end in the Y direction was set to 130 mm.
  • the mask region was set on the metal plate so that the center of the metal plate and the center of the mask region coincide with each other and each side of the metal plate and one side in the mask region are parallel.
  • a through hole was formed as an alignment mark for positioning the metal plate with respect to the frame.
  • a rectangular reference region having a length of 90 mm in the X direction and a length of 140 mm in the Y direction was set.
  • the reference area was set so that the center of the reference area coincided with the center of the mask area.
  • four through holes having a diameter of 50 ⁇ m were formed outside the reference region. Each through hole was formed at a position 50 ⁇ m outside in the X direction and 50 ⁇ mm outside in the Y direction with respect to the four corners of the reference region.
  • a metal plate made of Invar having a thickness of 20 ⁇ m, a width of 100 mm, and a length of 180 mm and having a rectangular shape was prepared as a metal plate for the frame.
  • the metal plate was then wet-etched to form an opening in the metal plate having a width of 90 mm and a length of 140 mm.
  • a frame having a thickness of 20 ⁇ m was obtained.
  • four alignment marks having a diameter of 30 ⁇ m were formed by half etching. Each alignment mark was formed at a position 50 ⁇ m outside in the X direction and 50 ⁇ m outside in the Y direction with respect to the four corners of the opening.
  • the alignment mark on the metal plate and the alignment mark on the frame were aligned.
  • the metal plate was aligned with the frame so that the reference region of the metal plate overlapped with the opening of the frame.
  • the mask plate was joined to the frame by using laser welding.
  • the entire mask plate in the circumferential direction was intermittently joined to the frame at a pitch of 0.5 mm.
  • a fiber laser that emits a light beam having a wavelength of 1070 nm or more and 1100 nm or less was used.
  • a laser beam having a wavelength of 355 nm was applied to the glass substrate and the resin layer.
  • the entire edge of the glass substrate was irradiated with the laser beam when viewed from the thickness direction of the glass substrate. Then, the glass substrate was peeled off from the polyimide layer. Then, the resin layer was removed from the mask plate by immersing the joint between the frame and the mask plate in the sodium hydroxide solution. As a result, the vapor deposition mask of Test Example 1 was obtained.
  • Test Example 2 the glass substrate has a square shape having a thickness of 2.3 mm and a side length of 152.4 mm, and the coefficient of linear expansion in the temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is 0. It was changed to a glass substrate made of quartz glass (manufactured by Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd., synthetic quartz SMS6009E5) having a temperature of .5 ⁇ 10 -6 / ° C. Further, in Test Example 1, the thickness of the frame was changed to 100 ⁇ m. A vapor deposition mask of Test Example 2 was obtained by the same method as in Test Example 1 except for these.
  • Test Example 3 the glass substrate has a square shape having a thickness of 1.1 mm and a side length of 152.4 mm, and has a coefficient of linear expansion of ⁇ 2 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
  • the glass substrate was changed to a glass substrate made of crystallized glass at 0.1 ⁇ 10 -6 / ° C (Nippon Electric Glass Co., Ltd., Neoceram N-0) (Neoceram is a registered trademark).
  • a vapor deposition mask of Test Example 3 was obtained by the same method as in Test Example 2 except for this.
  • Test Example 4 In Test Example 3, a glass substrate made of non-alkali glass having a linear expansion coefficient of 3.5 ⁇ 10 -6 / ° C in a temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., OA) The vapor deposition mask of Test Example 4 was obtained by the same method as in Test Example 3 except that it was changed to -10G).
  • Test Example 5 In Test Example 3, a glass substrate made of crystallized glass having a linear expansion coefficient of ⁇ 0.1 ⁇ 10-6 / ° C in a temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., Changed to Neo Serum N-0). Further, in Test Example 3, the linear expansion coefficient of the metal plate in the temperature range of 25 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is 4.3 ⁇ 10 -6 / ° C., and 42 alloy is an iron-nickel alloy containing 42% by mass of nickel. Changed to a base material made of. A vapor deposition mask of Test Example 5 was obtained by the same method as in Test Example 3 except for these.
  • Test Example 6 In Test Example 1, a thin-film deposition mask of Test Example 6 was obtained by the same method as in Test Example 1 except that the thickness of the frame was changed to 100 ⁇ m.
  • Test Example 7 In Test Example 2, a thin-film deposition mask of Test Example 7 was obtained by the same method as in Test Example 2 except that the thickness of the frame was changed to 500 ⁇ m.
  • Test Example 8 In Test Example 1, a thin-film deposition mask of Test Example 8 was obtained by the same method as in Test Example 1 except that the thickness of the frame was changed to 500 ⁇ m.
  • Test Example 9 In Test Example 2, a thin-film deposition mask of Test Example 9 was obtained by the same method as in Test Example 2 except that the thickness of the frame was changed to 1500 ⁇ m.
  • Test Example 10 In Test Example 3, a thin-film deposition mask of Test Example 10 was obtained by the same method as in Test Example 3 except that the thickness of the frame was changed to 1500 ⁇ m.
  • Test Example 11 the vapor deposition mask of Test Example 11 was obtained by the same method as in Test Example 4 except that the thickness of the frame was changed to 1500 ⁇ m.
  • Test Example 12 In Test Example 5, a thin-film deposition mask of Test Example 12 was obtained by the same method as in Test Example 5 except that the thickness of the frame was changed to 1500 ⁇ m.
  • Test Example 13 In Test Example 1, a thin-film deposition mask of Test Example 13 was obtained by the same method as in Test Example 1 except that the thickness of the frame was changed to 1500 ⁇ m.
  • the first width X1 of the first short side and the second width of the second short side in each mask area are used.
  • X2 the first length Y1 of the first long side, and the second length Y2 of the second long side were measured.
  • Each of the first width X1 and the second width X2 was set to the distance between the centers of the mask holes located at each end in the direction in which each of the first short side and the second short side extends.
  • each of the first length Y1 and the second length Y2 is set to the distance between the centers of the mask holes located at each end in the direction in which each of the first long side and the second long side extends.
  • the distance Yc between the center of the first short side and the center of the second short side and the distance Xc between the center of the first long side and the center of the second long side were measured.
  • the amount of deviation ⁇ X with respect to the design value in the X direction was calculated.
  • the case where the absolute value of all four values was 5 ⁇ m or less was set to “ ⁇ ”, and the case where the absolute value of at least one value was larger than 5 ⁇ m was set to “x”.
  • ⁇ X ⁇ (X1-80000) + (X2-80000) ⁇ / 2 (Unit: ⁇ m)
  • ⁇ Y ⁇ (Y1-80000) + (Y2-80000) ⁇ / 2 (Unit: ⁇ m)
  • ⁇ Xc Xc-80000 (Unit: ⁇ m)
  • ⁇ Yc Yc-130000 (Unit: ⁇ m)
  • Test Examples 2 to 5 it was visually observed that the mask plate was bent regardless of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate and the linear expansion coefficient of the metal plate. Further, in Test Examples 2 to 5, it was found that at least one of the absolute values of the deviation amounts ⁇ X, ⁇ Y, ⁇ Xc, and ⁇ Yc was larger than 5 ⁇ m. As is clear from the measurement results in Test Examples 2 to 5, the larger the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate, the larger the respective deviation amounts ⁇ X, ⁇ Y, ⁇ Xc, and ⁇ Yc. On the other hand, in Test Example 6, it was visually confirmed that the mask plate was not bent. Further, in Test Example 6, it was confirmed that all the absolute values at each deviation amount ⁇ X, ⁇ Y, ⁇ Xc, ⁇ Yc were 5 ⁇ m or less.
  • Test Example 7 and Test Example 8 it was visually confirmed that the mask plate was not bent. Further, in Test Example 7 and Test Example 8, it was found that all the absolute values in each of the deviation amounts ⁇ X, ⁇ Y, ⁇ Xc, and ⁇ Yc were 5 ⁇ m or less.
  • Test Example 9 Test Example 10, and Test Example 13 it was visually confirmed that the mask plate was not bent. Further, in Test Example 9, Test Example 10, and Test Example 13, it was confirmed that all of the absolute values in the respective deviation amounts ⁇ X, ⁇ Y, ⁇ Xc, and ⁇ Yc were 5 ⁇ m or less. On the other hand, in Test Example 11 and Test Example 12, it was visually confirmed that the mask plate was bent. Further, in Test Example 11 and Test Example 12, it was found that all the absolute values of the deviation amounts ⁇ X, ⁇ Y, ⁇ Xc, and ⁇ Yc were larger than 5 ⁇ m.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 0.4 ⁇ 10-6 / ° C or less. It was confirmed that the deflection of the mask plate and the misalignment of the mask holes were suppressed.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 0.7 ⁇ 10 -6 / ° C or less, so that the mask is masked. It was found that the deflection of the plate and the misalignment of the mask holes were suppressed.
  • the absolute value of the difference between the coefficient of linear expansion of the glass substrate and the coefficient of linear expansion of the metal plate is 1.3 ⁇ 10-6 / ° C or less, so that the mask is masked. It was found that the deflection of the plate and the misalignment of the mask holes were suppressed.
  • the effects described below can be obtained. (1) Since the mask plate 12 is supported by the glass substrate 22b at the time of manufacturing the vapor deposition masks 10A and 10B, and is supported by the mask frames 11A and 11B in the vapor deposition masks 10A and 10B, the handleability of the mask plate 12 is improved. be able to.
  • the rigidity of the mask frame 11A itself is increased as compared with the case where the frame has a square frame shape. Then, since the mask plates 12 are directly joined one by one around each opening 11Ac of the mask frame 11A having increased rigidity, the structure supporting each mask plate 12 is a strip-shaped mask plate. In the width direction, the bending of the mask plate 12 is suppressed as compared with the case where the mask plate 12 has a linear shape extending in the one-dimensional direction. As a result, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target S is improved.
  • the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the metal plate 21 is 0.7 ⁇ 10 -6 / ° C or less. Therefore, the positional accuracy of the pattern with respect to the vapor deposition target S is improved.
  • the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the metal plate 21 is 0.4 ⁇ 10 -6 / ° C or less. Therefore, the positional accuracy of the pattern formed on the vapor deposition target S is improved.
  • the vapor deposition mask 10A may be attached to a support frame that supports the vapor deposition mask 10A.
  • the vapor deposition mask 10A is mounted on the vapor deposition apparatus in a state of being attached to the support frame.
  • the thickness of the mask frame 11A included in the vapor deposition mask 10A may be thinner than 500 ⁇ m. Even in this case, if the mask frame 11A has a structure in which the grid-like partition elements 11Ab are provided in the region surrounded by the frame-shaped portion 11Aa, the effect according to (2) described above can be obtained. Further, if the thickness of the mask frame 11A is 20 ⁇ m or more and the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the metal plate 21 is 0.4 ⁇ 10 -6 / ° C or less. , The effect according to (4) described above can be obtained.
  • the thickness of the mask frame 11B included in the vapor deposition mask 10B may be thinner than 20 ⁇ m as long as it has a rigidity higher than the rigidity of the mask plate 12. Further, the thickness of the mask frame 11B may be 500 ⁇ m or more, and in this case, the absolute value of the difference between the linear expansion coefficient of the glass substrate 22b and the linear expansion coefficient of the metal plate 21 is 0.7 ⁇ 10 ⁇ . When the temperature is 6 / ° C. or lower, the effect according to (3) described above can be obtained.
  • 10A, 10B Vapor deposition mask 10Aa ... Joint part 11A, 11B ... Mask frame 11Aa ... Frame-shaped part 11Ab ... Partition element 11Ac, 11Bc ... Opening 11AF, 11BF, 12F, 21F ... Front side 11AR, 11BR, 12R, 21R ... Back side 12 ... Mask plate 12a ... Mask area 12b ... Peripheral area 12H ... Mask hole 20 ... Base material 21 ... Metal plate 22 ... Support 22a ... Resin layer 22b ... Glass substrate H1 ... Front opening H2 ... Back opening S ... Deposition target

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Abstract

25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板の線膨張係数と、金属板の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である金属板およびガラス基板を準備すること、樹脂層を介して金属板にガラス基板を接合すること、ガラス基板に接合された金属板に複数のマスク孔を形成することによって、金属板からマスク板を形成すること、マスク板のなかで樹脂層に接する面とは反対側の面を、マスク板よりも高い剛性を有し、かつ、複数のマスク孔の全体を囲む形状を有するマスクフレームに接合すること、および、マスクフレームに接合されたマスク板から、樹脂層およびガラス基板を取り外すことを含む。

Description

蒸着マスクの製造方法、表示装置の製造方法、および、蒸着マスク中間体
 本発明は、蒸着マスクの製造方法、表示装置の製造方法、および、蒸着マスク中間体に関する。
 有機ELデバイスが備えるEL素子は、蒸着によって形成される。EL素子を形成する際には、EL素子が備える機能層をパターニングするための蒸着マスクが用いられる。蒸着マスクは、複数のマスク板と、各マスク板が取り付けられる共通のフレームとを備えている。フレームは、蒸着対象の周囲を囲む四角枠状を有している。各マスク板は、短冊状を有した金属箔である。マスク板には、マスク板が延びる方向に沿って、複数のマスク領域が間隔を空けて並んでいる。各マスク領域には、機能層のパターンに応じて複数の貫通孔が形成されている。各マスク板において、マスク領域よりも外側の領域が周辺領域である。周辺領域は、マスク領域を取り囲む領域である。各マスク板は、フレームによって囲まれた領域内に複数のマスク領域が位置するようにフレームに固定される。複数のマスク領域が並ぶ方向が長手方向であり、各マスク板は、長手方向の両端に位置する周辺領域において、フレームに固定される(例えば、特許文献1を参照)。
特開2018-127721号公報
 ところで、蒸着マスクでは、蒸着対象に対するパターンの位置などにおける精度を高めることが求められる。そのため、蒸着マスクでは、マスク板に形成されたマスク孔において、蒸着源に対向する第1開口から蒸着対象に対向する第2開口に向けてマスク孔の通路面積を単調に小さくする技術が用いられている。通路面積は、蒸着マスクが広がる平面に平行な各平面でのマスク孔の面積である。また、近年では、パターンにおける膜厚の均一性を高めるために、第1開口と第2開口との間の距離、すなわち、マスク板の厚さを薄くすることも望まれている。
 一方で、マスク板の厚さが薄い場合には、マスク板の機械的な耐性が十分に得られ難いため、マスク板の取り扱いが著しく難しくなる。そこで、上述したマスク板には、マスク板の取扱性を向上させる技術が強く求められている。
 本発明は、マスク板の取扱性を向上可能とした蒸着マスクの製造方法、表示装置の製造方法、および、蒸着マスク中間体を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するための蒸着マスクの製造方法は、複数のマスク孔を含むマスク板を備えた蒸着マスクを鉄‐ニッケル系合金製の金属板から製造する蒸着マスクの製造方法である。25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板の線膨張係数と、金属板の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である前記金属板および前記ガラス基板を準備すること、樹脂層を介して前記金属板に前記ガラス基板を接合すること、前記ガラス基板に接合された前記金属板に複数のマスク孔を形成することによって、前記金属板からマスク板を形成すること、前記マスク板のなかで前記樹脂層に接する面とは反対側の面と、前記マスク板よりも高い剛性を有し、かつ、前記マスク板が含む前記複数のマスク孔の全体を囲む形状を有したマスクフレームとを接合すること、および、前記マスクフレームに接合された前記マスク板から、前記樹脂層および前記ガラス基板を取り外すこと、を含む。
 上記課題を解決するための表示装置の製造方法は、上記蒸着マスクの製造方法によって製造された蒸着マスクを用いて蒸着対象にパターンを形成することを含む。
 上記課題を解決するための蒸着マスク中間体は、複数のマスク孔を含み、第1面と前記第1面とは反対側の第2面とを有した鉄‐ニッケル系合金製のマスク板と、前記マスク板よりも高い剛性を有し、かつ、前記マスク板が含む前記複数のマスク孔の全体を囲む形状を有したマスクフレームであって、前記マスク板の前記第1面に接合された前記マスクフレームと、前記マスク板における前記第2面に接合された樹脂層と、前記樹脂層に接合されたガラス基板と、を備える。25℃以上100℃以下の温度範囲において、前記ガラス基板の線膨張係数と、前記マスク板の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である。
 上記各構成によれば、蒸着マスクを製造する過程では、マスク板が、樹脂層とガラス基板とに支持され、かつ、蒸着マスクにおいては、マスクフレームによって支持されている。そのため、マスク板の製造時に、マスク板を支持する部材を用いない場合、および、蒸着マスクがマスク板のみから構成される場合に比べて、マスク板の取扱性を向上することができる。
 上記蒸着マスクの製造方法において、前記ガラス基板の線膨張係数と、前記金属板の線膨張係数との差の絶対値が、0.7×10-6/℃以下であり、前記マスクフレームは、500μm以上の厚さを有してよい。
 上記構成によれば、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差の絶対値が0.7×10-6/℃以下であるため、ガラス基板およびマスク板の温度が変化することに起因してマスク板にひずみが生じることは、起こりにくくなる。そのため、マスク板からガラス基板が取り外されることによって蒸着マスクが形成された際に、マスク板に生じたひずみが解放されることが抑えられる。さらには、マスク板が高い剛性を有したマスクフレームに接合されるため、マスク板がマスクフレームに接合された後において、マスクフレームに対するマスク板の位置がずれることが抑えられる。それゆえに、蒸着対象に対する各貫通孔の位置が変わることが抑えられ、結果として、蒸着対象に形成されるパターンの位置精度が高められる。
 上記蒸着マスクの製造方法において、前記ガラス基板の線膨張係数と前記金属板の線膨張係数との差の絶対値が、0.4×10-6/℃以下であり、前記マスクフレームは、20μm以上の厚さを有してよい。
 上記構成によれば、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差の絶対値が0.4×10-6/℃以下であるため、マスク板からガラス基板が取り外されることによって蒸着マスクが形成された際に、マスク板に生じたひずみが解放されることが抑えられる。さらには、マスク板が高い剛性を有したマスクフレームに接合されるため、マスク板がマスクフレームに接合された後において、マスクフレームに対するマスク板の位置がずれることが抑えられる。これにより、蒸着対象に対する各貫通孔の位置が変わることが抑えられ、結果として、蒸着対象に形成されるパターンの位置精度が高められる。
 上記蒸着マスクの製造方法において、前記ガラス基板の線膨張係数は、前記金属板の線膨張係数よりも小さくてもよい。
 上記構成によれば、蒸着マスクの製造過程において、ガラス基板と金属板とを含む積層体が加熱された場合に、金属板はガラス基板よりも膨張し、これによって、金属板はマスク板の縁よりも内側から縁よりも外側に向かう方向に延びようとする。しかしながら、金属板は剛性の高いガラス基板を含む支持体によって支持されているため、金属板は、マスク板の縁よりも内側から縁よりも外側に向かう方向の力を内包した状態で支持体に固定される。その後、金属板から形成されたマスク板の温度が低下した状態でマスク板がフレームに接合された場合には、マスク板から支持体が取り外されたときに、マスク板が縮む方向の力がマスク板に対し作用する。この際に、マスク板はフレームに接合されているため、フレームに対するマスク板の位置が変わることがフレームによって抑えられ、かつ、マスク板の撓みが抑えられる。
 上記蒸着マスクの製造方法において、前記ガラス基板は、無アルカリガラス、石英ガラス、結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、高ケイ酸ガラス、多孔質ガラス、および、ソーダライムガラスから構成される群から選択されるいずれか1つから形成されてよい。
 上記構成によれば、25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板の線膨張係数とマスク板の線膨張係数との差の絶対値を、1.3×10-6/℃以下とすることが可能である。
 上記蒸着マスクの製造方法において、複数のマスク板を形成することを含み、前記マスクフレームには、複数の開口部が形成され、前記マスク板を前記マスクフレームに接合することは、各マスク板が前記開口部を1つずつ覆うように、前記複数のマスク板を単一のマスクフレームに接合することであり、前記マスクフレームは、前記マスクフレームの外縁に位置して蒸着対象の周囲を囲む枠状部と、前記枠状部が囲む領域内に位置する格子状を有した区画要素と、前記区画要素によって区画された前記開口部とを有してもよい。
 上記構成によれば、マスクフレームが格子状の区画要素を有するため、フレームが四角枠状を有する場合と比べて、マスクフレームそのものの剛性が高められる。そして、剛性が高められたマスクフレームの各開口部の周りにマスク板が1つずつ直接接合される。そのため、各マスク板を支持する構造体が、短冊状を有したマスク板の幅方向において、一次元方向に延びる直線状を有する場合と比べて、マスク板の撓みが抑えられる。結果として、蒸着対象に形成されるパターンの位置精度が高められる。
 本発明によれば、蒸着マスクの取扱性を向上することができる。
蒸着マスクの第1例における構造を示す斜視図。 図1が示す蒸着マスクにおける構造の一部を示す断面図。 図2が示す蒸着マスクが備えるマスク板の構造を拡大して示す断面図。 蒸着マスクの第2例における構造を示す平面図。 図4が示す蒸着マスクにおける構造を示す断面図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの製造方法を説明するための工程図。 蒸着マスクの作用を説明するための作用図。 蒸着マスクの作用を説明するための作用図。 蒸着装置の構成を蒸着マスクおよび蒸着対象とともに模式的に示す装置構成図。 試験例における位置精度の測定方法を説明するための平面図。
 図1から図18を参照して、蒸着マスクの製造方法、表示装置の製造方法、および、蒸着マスク中間体における一実施形態を説明する。以下では、蒸着マスク、蒸着マスクの製造方法、および、表示装置の製造方法を順に説明する。
 [蒸着マスク]
 図1から図5を参照して、蒸着マスクの構成を説明する。以下ではまず、蒸着マスクの第1例における構造を説明し、次いで、蒸着マスクの第2例における構造を説明する。
 [第1例]
 図1から図3を参照して、蒸着マスクの第1例を説明する。
 図1が示すように、蒸着マスク10Aは、マスクフレーム11Aと、複数のマスク板12とを備えている。マスクフレーム11Aは、枠状部11Aa、区画要素11Ab、および、複数の開口部11Acを有している。枠状部11Aaは、マスクフレーム11Aの外縁に位置し、蒸着対象Sの周囲を囲むことが可能な大きさおよび形状を有している。区画要素11Abは、枠状部11Aaが囲む領域内に位置し、格子状を有している。複数の開口部11Acは、区画要素11Abによって区画されている。言い換えれば、区画要素11Abは、複数の開口部11Acを互いから孤立させている。各マスク板12は、複数の貫通孔を有している。各マスク板12が開口部11Acを1つずつ覆うように、複数のマスク板12が、マスクフレーム11Aに接合されている。
 マスクフレーム11Aが格子状の区画要素11Abを有するため、フレームが四角枠状を有する場合と比べて、マスクフレーム11Aそのものの剛性が高められる。そして、剛性が高められたマスクフレーム11Aの各開口部11Acの周りにマスク板12が1つずつ直接接合される。そのため、各マスク板12を支持する構造体が、短冊状を有したマスク板の幅方向において、一次元方向に延びる直線状を有する場合と比べて、マスク板12の撓みが抑えられる。結果として、蒸着対象Sに形成されるパターンの位置精度が高められる。
 マスクフレーム11Aが格子状の区画要素11Abを有することから、言い換えれば、各マスク板12を支持する構造体が二次元方向に広がる高い剛性を有した格子状であることから、マスクフレーム11Aそのものに撓みが生じがたい。そのため、マスクフレーム11Aに直接接合されたマスク板12にも撓みが生じがたい。これに対して、マスクフレームが四角枠状である場合には、各マスク板を支持する構造体が、短冊状を有したマスク板の幅方向において一次元方向に延びる直線状を有し、かつ、マスク板が延びる方向における両端部にのみ位置する。そのため、マスク板の延びる方向においてマスク板に撓みが生じやすい。
 枠状部11Aaの外形は、四角形状を有している。蒸着マスク10Aが蒸着対象Sに対する蒸着に用いられるときには、蒸着対象Sが広がる平面と対向する視点から見て、枠状部11Aaの一部が蒸着対象Sの縁よりも外側に位置し、かつ、枠状部11Aaの他の一部が蒸着対象Sに重なっている。マスクフレーム11Aは、表面11AFと裏面11ARとを有している。マスクフレーム11Aのなかで、裏面11ARが蒸着対象Sに対面する面である。なお、図1は、裏面11ARと対向する視点から見た蒸着マスク10Aの構造を示している。
 本実施形態では、区画要素11Abは、第1方向D1に沿って延びる部分と、第1方向D1に直交する第2方向D2に沿って延びる部分とを有している。区画要素11Abは、矩形格子状を有している。これにより、マスクフレーム11Aにおいて、第1方向D1に複数の開口部11Acが並び、かつ、第2方向D2に複数の開口部11Acが並んでいる。各方向D1,D2において、複数の開口部11Acは、等しい間隔を空けて並んでいる。各開口部11Acは、裏面11ARと対向する視点から見て長方形状を有している。
 なお、複数の開口部11Acは、第1方向D1および第2方向D2に沿って等しい間隔を空けて並んでいなくてもよい。すなわち、互いに隣り合う開口部11Acの間隔には、複数の大きさが含まれてよい。また、複数の開口部11Acは格子状に並んでいればよいため、上述したような矩形格子状に限らず、三角格子状に並んでもよいし、六角格子状に並んでもよい。また、複数の開口部11Acは、千鳥格子状に並んでもよい。開口部11Acは、長方形状を有しなくてもよい。この場合には、開口部11Acは、例えば、正方形状、円状、および、楕円状などの形状を有してもよい。複数の開口部11Acには、第1の形状を有した開口部11Acと第2の形状を有した開口部11Acとが含まれてよい。
 マスク板12は、マスクフレーム11Aの裏面11ARと対向する視点から見て、開口部11Acを覆うことが可能な形状および大きさを有している。本実施形態において、マスク板12は、長方形状を有している。マスク板12は、1つの開口部11Acに対して1つずつ取り付けられているため、蒸着マスク10Aは、開口部11Acと同数のマスク板12を備えている。
 マスクフレーム11Aおよびマスク板12は、金属製である。マスクフレーム11Aを形成する金属と、マスク板12を形成する金属とは、同一であることが好ましい。これにより、蒸着マスク10Aの使用時に蒸着マスク10Aが加熱されても、蒸着マスク10Aの線膨張係数とマスク板12の線膨張係数との差に起因してマスク板12が変形することは、抑えられる。結果として、蒸着マスク10Aを用いて形成したパターンの位置精度の低下が抑えられる。
 マスク板12を形成する材料には、鉄とニッケルとの合金である鉄‐ニッケル系合金を用いることができる。マスク板12を形成する材料は、鉄‐ニッケル系合金のなかでも、ニッケルを36質量%含む合金であるインバーであることが好ましい。マスク板12を形成する材料は、ニッケルを42質量%含む合金である42アロイでもよい。マスク板12は、鉄およびニッケルに加えて、クロム、マンガン、炭素、および、コバルトなどの添加物を含んでもよい。
 なお、蒸着対象Sを形成する材料は、ガラスであることが好ましい。蒸着対象Sがガラス製である場合には、マスク板12がインバー製であることによって、蒸着対象Sの線膨張係数とマスク板12の線膨張係数との差が大きくなることが抑えられる。なお、蒸着対象Sは、ガラス基板と樹脂層との積層体でもよい。この場合には、蒸着対象Sが備える樹脂層にパターンが形成される。また、蒸着対象Sは、樹脂フィルムでもよい。樹脂層および樹脂フィルムを形成する材料は、樹脂層および樹脂フィルムが有する線膨張係数の観点から、例えばポリイミド樹脂であることが好ましい。
 図2は、表面11AFに直交し、かつ、第1方向D1に平行な平面に沿う蒸着マスク10Aの一部断面構造を示している。
 図2が示すように、各開口部11Acは、マスクフレーム11Aの表面11AFと裏面11ARとの間を貫通する貫通孔である。図2が示す例では、各開口部11Acは矩形状を有し、各開口部11Acにおいて、矩形状を有した断面形状が、第2方向D2に沿って連なっている。なお、各開口部11Acの断面形状は、例えば、台形状や逆台形状でもよい。開口部11Acの断面形状が台形状である場合には、開口部11Acは、裏面11ARにおける幅が表面11AFにおける幅よりも大きく、かつ、表面11AFから裏面11ARに向かう方向において、開口部11Acの幅が単調増加する形状を有する。
 一方で、開口部11Acの断面形状が逆台形状である場合には、開口部11Acは、裏面11ARにおける幅が表面11AFにおける幅よりも小さく、かつ、表面11AFから裏面11ARに向かう方向において、開口部11Acの幅が単調減少する形状を有する。また、開口部11Acの断面形状は、曲率中心が裏面11ARに対して表面11AF寄りに位置するような弧状であってもよい。
 マスクフレーム11Aの厚さTFは、500μm以上であることが好ましい。マスクフレーム11Aの厚さTFは、マスクフレーム11Aが広がる平面に直交する断面に沿う構造におけるマスクフレーム11Aの厚さである。これにより、マスクフレーム11Aが厚さに起因する高い剛性を有するため、マスク板12が膨張したり収縮したりすることが、マスクフレーム11Aによってより抑えられる。それゆえに、蒸着対象Sに対する各貫通孔の位置が変わることがより抑えられる。結果として、蒸着対象Sに形成されるパターンの位置精度もより高められる。マスク板12の厚さTMは、例えば、1μm以上15μm以下である。マスク板12において、複数の貫通孔が位置する領域がマスク領域12aであり、マスク領域12aを取り囲む領域が周辺領域12bである。マスク領域12aの厚さは、周辺領域12bの厚さと等しくてもよいし、周辺領域12bの厚さよりも薄くてもよい。
 蒸着マスク10Aは、マスクフレーム11Aとマスク板12とが接合された部分である接合部10Aaを備えている。マスクフレーム11Aとマスク板12との接合は、マスクフレーム11Aとマスク板12との間に配置された接着剤による接着によっても可能であるし、マスクフレーム11Aとマスク板12とに対するレーザー光線の照射によるレーザー溶接によっても可能である。マスクフレーム11Aとマスク板12とが接着剤によって接合される場合には、接合部10Aaは接着剤によって形成される。マスクフレーム11Aとマスク板12とがレーザー溶接によって接合される場合には、接合部10Aaは、レーザー光線の照射痕である。
 接合部10Aaは、裏面11ARと対向する視点から見て、マスク板12の周方向における全体に位置してもよいし、周方向において間欠的に位置してもよい。接合部10Aaがマスク板12の周方向において間欠的に位置する場合には、マスク板12の各辺における少なくとも一部がマスクフレーム11Aに接合されることが好ましい。
 図3が示すように、マスク板12は、表面12Fと、表面12Fとは反対側の面である裏面12Rとを備えている。表面12Fは第1面の一例であり、裏面12Rは第2面の一例である。表面12Fは、蒸着装置内において蒸着源と対向するための面である。表面12Fの一部が、マスクフレーム11Aに接合されている。裏面12Rは、蒸着装置内において、蒸着対象Sと接触するための面である。
 マスク板12は、単一の金属板から形成されてもよいし、複数の金属板から形成されてもよい。マスク板12が複数の金属板から形成される場合には、複数の金属板がマスク板12の厚さ方向において積み重なっている。マスク板12は貫通孔の一例であるマスク孔12Hを複数備えている。マスク孔12Hを区画する孔側面は、マスク板12の厚さ方向に沿う断面において、表面12Fから裏面12Rに向けて先細りする半円弧状を有している。
 上述したように、マスク板12の厚さは、例えば、1μm以上15μm以下である。このような薄いマスク板12であれば、マスク板12に向けて飛行する蒸着粒子から蒸着対象を見たときに、蒸着マスク10Aによって影になる部分を少なくすること、すなわち、シャドウ効果を抑えることが可能である。
 なお、マスク板12の厚さが3μm以上5μm以下であれば、マスク板12は、表面12Fと対向する平面視において互いに離間した複数のマスク孔12Hであって、かつ、解像度が700ppi以上1000ppi以下である高解像度の表示装置に対応することの可能なマスク孔12Hを有することができる。また、マスク板12の厚さが5μm以上10μm以下であれば、マスク板12は、表面12Fと対向する平面視において互いに離間した複数のマスク孔12Hであって、かつ、解像度が400ppi以上700ppi以下である中解像度の表示装置に対応することの可能なマスク孔12Hを有することができる。また、マスク板12の厚さが10μm以上15μm以下であれば、マスク板12は、表面12Fと対向する平面視において互いに離間した複数のマスク孔12Hであって、かつ、解像度が300ppi以上400ppi以下である低解像度の表示装置に対応することの可能なマスク孔12Hを有することができる。
 なお、複数のマスク孔12Hは、表面12Fと対向する平面視において、各マスク孔12Hが隣り合う他のマスク孔12Hに連なっていてもよい。この場合には、マスク板12の厚さが5μm以上10μm以下であっても、高解像度の表示装置に対応することが可能なマスク孔12Hをマスク板12が有することが可能である。また、マスク板12の厚さが10μm以上15μm以下であっても、中解像度あるいは高解像度の表示装置に対応することが可能なマスク孔12Hをマスク板12が有することが可能である。
 表面12Fは、マスク孔12Hの開口である表面開口H1を含んでいる。裏面12Rは、マスク孔12Hの開口である裏面開口H2を含んでいる。表面開口H1の大きさは、表面12Fと対向する視点から見て、裏面開口H2よりも大きい。各マスク孔12Hは、蒸着源から気化または昇華した蒸着粒子が通る通路である。蒸着源から気化または昇華した蒸着粒子は、表面開口H1から裏面開口H2に向けてマスク孔12H内を進む。マスク孔12Hにおいて、表面開口H1が裏面開口H2よりも大きいことによって、表面開口H1から入る蒸着粒子に対するシャドウ効果を抑えることが可能である。
 マスク板12の厚さが3μm以上5μm以下である場合には、マスク板12を形成するための金属板を表面からウェットエッチングするのみによって、上述した高解像度の表示装置を製造することが可能な複数のマスク孔12Hを形成することができる。マスク板12の厚さが10μm以上15μm以下である場合には、金属板を表面からウェットエッチングするのみによって、上述した低解像度の表示装置を製造することが可能な複数のマスク孔12Hを形成することができる。いずれの場合にも、金属板の裏面から金属板をウェットエッチングすることが不要である。
 これに対して、より厚い金属板を用いて、各解像度の表示装置の製造に用いられる蒸着マスクを形成するためには、金属板の表面および裏面の各々から金属板をウェットエッチングすることが必要である。金属板を表面と裏面との両方からウェットエッチングした場合には、各マスク孔は、表面開口を含む表面凹部と、裏面開口を含む裏面凹部とがマスク板の厚さ方向において繋がった形状を有する。マスク孔において、表面凹部と裏面凹部とが繋がる部分が接続部である。接続部において、表面12Fと平行な方向に沿うマスク孔12Hの面積が最も小さい。こうしたマスク孔12Hにおいて、裏面開口と接続部との間の距離がステップハイトである。ステップハイトが大きいほど、上述したシャドウ効果が大きくなる。上述したマスク板12では、ステップハイトがゼロである。そのため、マスク板12は、シャドウ効果を抑える上で好ましい構造を有する。
 なお、マスク板12は、複数のマスク孔12Hが形成されたマスク領域12aを1つのみ備えてもよいし、複数備えてもよい。マスク板12が複数のマスク領域12aを備える場合には、互いに隣り合うマスク領域12aは、マスク孔12Hを有しない周辺領域12bによって互いから区分されている。また、蒸着マスク10Aが備える複数のマスク板12の全てにおいて、各マスク板12が有するマスク領域12aの数が同じであってもよいし、複数のマスク板12には、第1の数のマスク領域12aを備えるマスク板12と、第2の数のマスク領域12aを備えるマスク板12とが含まれてもよい。
 [第2例]
 図4および図5を参照して、蒸着マスクの第2例を説明する。蒸着マスクの第2例では、蒸着マスクの第1例と比べて、蒸着マスクが備えるマスクフレームの形状が異なっている。そのため以下では、第2例における第1例との相違点を詳しく説明する一方で、第2例における第1例との共通点についての詳しい説明を省略する。
 図4が示すように、蒸着マスク10Bは、マスク板12とマスクフレーム11Bとを備えている。マスクフレーム11Bは、表面11BFと対向する視点から見て、1つの方向に沿って延びる短冊状を有している。マスクフレーム11Bは、マスク板12が有する剛性よりも高い剛性を有している。
 図4が示す例では、蒸着マスク10Bは、複数のマスク板12を備え、かつ、マスクフレーム11Bが、マスク板12と同数の開口部11Bcを有している。複数のマスク板12は、マスクフレーム11Bが延びる方向に沿って一列に並んでいるため、マスクフレーム11Bは、各マスク板12を囲むことが可能なはしご状を有している。なお、蒸着マスク10Bは、マスクフレーム11Bの幅方向に沿って並ぶ2列以上のマスク板12を備えてもよい。この場合には、マスクフレーム11Bも、マスクフレーム11Bの幅方向に沿って並ぶ2列以上の開口部11Bcを有する。
 なお、蒸着マスク10Bにおいても、上述した蒸着マスク10Aと同様、マスク板12は、複数のマスク孔12Hが形成されたマスク領域12aを1つのみ備えてもよいし、複数備えてもよい。マスク板12が複数のマスク領域12aを備える場合には、互いに隣り合うマスク領域12aは、マスク孔12Hを有しない周辺領域12bによって互いから区分されている。また、蒸着マスク10Bが備える複数のマスク板12の全てにおいて、各マスク板12が有するマスク領域12aの数が同じであってもよいし、複数のマスク板12には、第1の数のマスク領域12aを備えるマスク板12と、第2の数のマスク領域12aを備えるマスク板12とが含まれてもよい。
 蒸着マスク10Bは、蒸着マスク10Bを支持する支持フレームSFとともにマスク装置MDを形成する。図4が示す例では、複数の蒸着マスク10Bが1つの支持フレームSFに取り付けられることによって、1つのマスク装置MDが形成されている。支持フレームSFは、矩形枠状を有している。各蒸着マスク10Bが備えるマスク板12は、支持フレームSFが有する支持フレーム孔SFHが区画する領域内に位置している。支持フレームSFの厚さは、マスクフレーム11Bの厚さよりも厚い。そのため、支持フレームSFは、支持フレームSFが有する厚さに起因して、マスクフレーム11Bの剛性よりも高い剛性を有する。支持フレームSFの厚さは、例えば、10mm以上30mm以下であってよい。
 図5は、表面11BFに直交し、かつ、マスクフレーム11Bが延びる方向に平行な平面に沿う蒸着マスク10Bの断面構造を示している。
 図5が示すように、各開口部11Bcは、マスクフレーム11Bの表面11BFと裏面11BRとを貫通する貫通孔である。各開口部11Bcは矩形状を有し、各開口部11Bcにおいて、矩形状を有した断面形状が、マスクフレーム11Bの幅方向に沿って連なっている。なお、各開口部11Bcは、第1例のマスクフレーム11Aが有する開口部11Bcと同様、台形状、逆台形状、または、弧状を有してもよい。マスクフレーム11Bの厚さTFは、20μm以上である。マスクフレーム11Bの厚さTFは、100μm以下であってよい。
 [蒸着マスクの製造方法]
 図6から図14を参照して、蒸着マスクの製造方法を説明する。
 蒸着マスク10A,10Bの製造方法は、複数のマスク孔を含むマスク板を備えた蒸着マスクを鉄‐ニッケル系合金製の金属板から製造するための製造方法である。当該方法は、金属板およびガラス基板を準備すること、金属板をガラス基板に接合すること、金属板からマスク板を形成すること、マスクフレームにマスク板を接合すること、および、後述する樹脂層およびガラス基板をマスク板から剥離することを含む。
 金属板およびガラス基板を準備することでは、25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板の線膨張係数と、金属板の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である金属板およびガラス基板を準備する。金属板をガラス基板に接合することでは、樹脂層を介して金属板にガラス基板を接合する。マスク板を形成することでは、ガラス基板に接合された金属板に複数のマスク孔を形成して、金属板からマスク板を形成する。マスクフレームにマスク板を接合することでは、マスク板のなかで樹脂層に接する面とは反対側の面と、マスク板よりも高い剛性を有し、かつ、マスク板が含む複数のマスク孔を囲む形状を有するマスクフレームとを接合する。その後に、マスクフレームに接合されたマスク板から、樹脂層およびガラス基板を剥離する。以下、図面を参照して、蒸着マスク10A,10Bの製造方法をより詳しく説明する。
 なお、図6から図11には、マスク板12を形成するための基材を準備する工程からマスク板12を形成するまでの工程が示されている。図12から図14には、マスク板12をマスクフレーム11Aに接合する工程から、マスク板12から支持体を剥離する工程までが示されている。なお、図12から図14では、説明の便宜上、第1例の蒸着マスク10Aが有するマスクフレーム11Aを用いた製造方法を説明するが、第2例の蒸着マスク10Bが有するマスクフレーム11Bを用いた場合でも、同様の製造方法によって蒸着マスク10Bが製造される。また、図12から図14では、図示の便宜上、マスクフレーム11Aが1つの開口部11Acのみを有し、かつ、蒸着マスク10Aが1つのマスク板12を有する構造として示されている。
 図6から図11が示すように、蒸着マスク10A,10Bの製造方法では、まず、マスク板12を形成するための基材20が準備される(図6参照)。マスク板12の基材20は、マスク板12を形成するための金属板21と、金属板21を支持するための支持体22とを備えている。支持体22は、樹脂層22aおよびガラス基板22bから形成されている。基材20において、樹脂層22aが、金属板21とガラス基板22bとに挟まれている。
 25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板22bの線膨張係数とマスク板12を形成する金属板21の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である。
 なお、第1例の蒸着マスク10Aが備えるマスクフレーム11Aであって、500μm以上の厚さを有したマスクフレーム11Aを用いる場合には、ガラス基板22bの線膨張係数と金属板21の線膨張係数との差の絶対値が0.7×10-6/℃以下であることが好ましい。2つの線膨張係数における差の絶対値が0.7×10-6/℃以下であることによって、蒸着マスク10Aの製造過程において、ガラス基板22bおよびマスク板12の温度が変化することに起因して、マスク板12にひずみが生じにくくなる。そのため、マスク板12からガラス基板22bが取り外されることによって蒸着マスク10Aが形成された際に、マスク板12に生じたひずみが解放されることが抑えられる。さらには、マスク板12が高い剛性を有したマスクフレーム11Aに接合されるため、マスク板12がマスクフレーム11Aに接合された後において、マスクフレーム11Aに対するマスク板12の位置がずれることが抑えられる。それゆえに、蒸着対象Sに対する各マスク孔12Hの位置が変わることが抑えられる。結果として、蒸着対象Sに形成されるパターンの位置精度が高められる。
 また、第2例の蒸着マスク10Bが備えるマスクフレーム11Bであって、20μm以上の厚さを有したマスクフレーム11Bを用いる場合には、ガラス基板22bの線膨張係数と金属板21の線膨張係数との差の絶対値が0.4×10-6/℃以下であることが好ましい。この場合にも、マスクフレーム11Aの厚さが500μm以上であって、かつ、ガラス基板22bの線膨張係数と金属板21の線膨張係数との差の絶対値が0.7×10-6/℃以下である場合と同等の効果を得ることができる。
 さらに、金属板21とガラス基板22bとを準備する際には、25℃以上100℃以下の温度範囲において、金属板21の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有したガラス基板22bを準備することが好ましい。
 上述したように、金属板21は、鉄‐ニッケル系合金から形成されてよい。ガラス基板22bは、無アルカリガラス、石英ガラス、結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、高ケイ酸ガラス、多孔質ガラス、および、ソーダライムガラスから構成される群から選択されるいずれか1つから形成されてよい。これにより、25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板22bの線膨張係数とマスク板12の線膨張係数との差の絶対値を、1.3×10-6/℃以下とすることが可能である。
 次いで、金属板21を表面21Fからエッチングすることによって、金属板21の厚さを薄くする。例えば、金属板21の厚さをエッチング前の金属板21の厚さの1/2以下の厚さまで減らすことが可能である(図7参照)。そして、金属板21の表面21Fにレジスト層PRが形成される(図8参照)。レジスト層PRに対する露光、および、現像が行われることによって、表面21FにレジストマスクRMが形成される(図9参照)。
 次に、レジストマスクRMを用いて金属板21が表面21Fからウェットエッチングされる。これによって、金属板21に複数のマスク孔12Hが形成される(図10参照)。金属板21のウェットエッチングでは、表面開口H1が表面21Fに形成され、その後に、表面開口H1よりも小さい裏面開口H2が裏面21Rに形成される。次いで、レジストマスクRMが表面21Fから除去されることによって、マスク板12が製造される(図11参照)。なお、金属板21の表面21Fが、マスク板12の表面12Fに対応し、金属板21の裏面21Rが、マスク板12の裏面12Rに対応する。
 基材20を準備する工程には、金属板21とガラス基板22bとの間に樹脂層22aを挟み、樹脂層22aを介して金属板21とガラス基板22bとを接合する工程が含まれる。金属板21、樹脂層22a、および、ガラス基板22bが接合されるときには、まず、金属板21およびガラス基板22bの各々が有する面のなかで、少なくとも樹脂層22aと接する面にCB(Chemical bonding)処理が行われる。金属板21およびガラス基板22bにおいてCB処理が行われる面が対象面である。CB処理では、例えば、対象面に薬液が塗布されることによって、樹脂層22aに対して反応性を有する官能基などが対象面に付与される。CB処理では、例えばSi系化合物などが対象面に付与される。
 そして、金属板21、樹脂層22a、および、ガラス基板22bを記載の順に重ねた後に、これらを熱圧着する。この際に、金属板21の対象面と、ガラス基板22bの対象面とを、樹脂層22aに接触させる。これにより、対象面に付与された官能基と、樹脂層22aの表面に位置する官能基とが反応することによって、金属板21と樹脂層22aとが接合され、かつ、ガラス基板22bと樹脂層22aとが接合される。
 樹脂層22aは、ポリイミド製であることが好ましい。この場合には、金属板21の線膨張係数、樹脂層22aの線膨張係数、および、ガラス基板22bの線膨張係数が同程度である。そのため、蒸着マスク10A,10Bを製造する過程において、金属板21、樹脂層22a、および、ガラス基板22bから形成される積層体が加熱されても、積層体を形成する層間の線膨張係数の差に起因した積層体の反りが抑えられる。
 金属板21を製造する方法には、電解または圧延が用いられる。これらの方法によって得られた金属板21の後処理として、研磨およびアニールなどが適宜用いられる。金属板21の製造に電解が用いられる場合には、電解に用いられる電極の表面に金属板21が形成される。その後、電極の表面から金属板21が離型される。これにより、金属板21が製造される。上述した接合工程では、樹脂層22aを介して10μm以上の厚さを有する金属板21をガラス基板22bに接合することが好ましい。なお、金属板21の厚さは、金属板21が圧延によって製造される場合には、15μm以上であることが好ましい。金属板21の厚さは、金属板21が電解によって製造される場合には、10μm以上であることが好ましい。
 電解に用いられる電解浴は、鉄イオン供給剤、ニッケルイオン供給剤、および、pH緩衝剤を含んでいる。また、電解浴は、応力緩和剤、Fe3+イオンマスク剤、および、錯化剤などを含んでもよい。電解浴は、電解に適したpHを有するように調整された弱酸性の溶液である。鉄イオン供給剤には、例えば、硫酸第一鉄・7水和物、塩化第一鉄、および、スルファミン酸鉄などを用いることができる。ニッケルイオン供給剤には、例えば、硫酸ニッケル(II)、塩化ニッケル(II)、スルファミン酸ニッケル、および、臭化ニッケルなどを用いることができる。pH緩衝剤には、例えば、ホウ酸、および、マロン酸などを用いることができる。マロン酸は、Fe3+イオンマスク剤としても機能する。応力緩和剤には、例えばサッカリンナトリウムなどを用いることができる。錯化剤には、例えば、リンゴ酸およびクエン酸などを用いることができる。電解に用いられる電解浴は、例えば、上述した添加剤を含む水溶液である。電解浴のpHは、pH調整剤によって、例えば、2以上3以下に調整される。なお、pH調整剤には、5%硫酸および炭酸ニッケルなどを用いることができる。
 電解に用いられる条件は、金属板21の厚さ、および、金属板21の組成比などを所望の値に調節するための条件である。こうした条件には、電解浴の温度、電流密度、および、電解時間が含まれる。上述した電解浴に適用される陽極には、例えば、純鉄板およびニッケル板などを用いることができる。電解浴に適用される陰極には、例えば、SUS304などのステンレス板を用いることができる。電解浴の温度は、例えば、40℃以上60℃以下である。電流密度は、例えば、1A/dm以上4A/dm以下である。
 電解液の組成、および、電解に用いられる条件は、例えば、以下のように設定することが可能である。
 ・硫酸第一鉄・7水和物     :83.4g/L
 ・硫酸ニッケル(II)・6水和物:250.0g/L
 ・塩化ニッケル(II)・6水和物:40.0g/L
 ・ホウ酸            :30.0g/L
 ・サッカリンナトリウム2水和物 :2.0g/L
 ・マロン酸           :5.2g/L
 ・温度             :50℃
 なお、当該組成および条件以外の組成および条件によっても、電解によって金属板21を製造することは可能である。
 金属板21の製造に圧延が用いられる場合には、金属板21を製造するための母材が圧延される。その後、圧延された母材がアニールされることによって、金属板21が得られる。なお、金属板21を形成するための圧延用の母材が形成されるときには、圧延用の母材を形成するための材料中に混入した酸素を除くために、例えば、粒状のアルミニウムおよび粒状のマグネシウムなどの脱酸剤が、母材を形成するための材料に混合される。アルミニウムおよびマグネシウムは、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムなどの金属酸化物として母材に含まれる。これら金属酸化物の大部分は、母材が圧延される前に、母材から取り除かれる。一方で、金属酸化物の一部分は、圧延の対象である母材に残る。この点で、電解を用いる金属板21の製造方法によれば、金属酸化物が金属板21に混ざることがない。
 金属板21にレジストマスクRMを形成する前に金属板21の厚さを減らす薄板化工程では、ウェットエッチングを用いることができる。上述したように、薄板化工程では、薄板化後の金属板21の厚さを薄板化前の金属板21の厚さの1/2以下にまで減らすことが可能である。そのため、金属板21の厚さを、マスク板12における厚さの2倍以上とすることが可能である。これにより、マスク板12に求められる厚さが上述したように15μm以下という薄さであっても、金属板21がガラス基板22bに接合される前において、蒸着マスク10A,10Bが有するマスク板12よりも剛性の高い金属板21を用いることができる。そのため、マスク板12と同じ厚さを有した金属板21をガラス基板22bに接合することに比べて、金属板21をガラス基板22bに接合することがより容易である。なお、金属板21の厚さを減らす工程は、省略することができる。
 金属板21をウェットエッチングすることによって薄板化するためのエッチング液には、酸性のエッチング液を用いることができる。金属板21がインバーから形成される場合には、エッチング液は、インバーをエッチングすることが可能なエッチング液であればよい。酸性のエッチング液は、例えば、過塩素酸第二鉄液、および、過塩素酸第二鉄液と塩化第二鉄液との混合液のいずれかに対して、過塩素酸、塩酸、硫酸、蟻酸、および、酢酸のいずれかを混合した溶液であってよい。表面21Fをエッチングする方式には、ディップ式、スプレー式、および、スピン式のいずれかを用いることができる。
 金属板21に複数のマスク孔12Hを形成するためのエッチングでは、エッチング液として酸性のエッチング液を用いることができる。金属板21がインバーから形成されるときには、エッチング液には、上述した薄板化工程で用いることが可能なエッチング液のいずれかを用いることができる。マスク孔12Hを形成するためのエッチングの方式にも、薄板化工程で用いることが可能な方式のいずれかを用いることができる。
 上述したように、金属板21の厚さが3μm以上5μm以下であれば、金属板21の表面21Fと対向する平面視において、1インチ当たりに700個以上1000個以下のマスク孔12Hが並ぶように複数のマスク孔12Hを形成することが可能である。すなわち、解像度が700ppi以上1000ppi以下である表示装置を形成するために用いることが可能なマスク板12を得ることができる。
 また、金属板21の厚さが5μm以上10μm以下であれば、金属板21の表面21Fと対向する平面視において、1インチ当たりに400個以上700個以下のマスク孔12Hが並ぶように複数のマスク孔12Hを形成することが可能である。すなわち、解像度が400ppi以上700ppi以下である表示装置を形成するために用いることが可能なマスク板12を得ることができる。
 また、金属板21の厚さが10μm以上15μm以下であれば、金属板21の表面21Fと対向する平面視において、1インチ当たりに300個以上400個以下のマスク孔12Hが並ぶように複数のマスク孔12Hを形成することが可能である。すなわち、解像度が300ppi以上400ppi以下である表示装置を形成するために用いることが可能なマスク板12を得ることができる。
 なお、基材20を準備する工程は、金属板21、樹脂層22a、および、ガラス基板22bを互いに接合する前に、金属板21における1つの面から金属板21を薄板化する工程を含むことができる。この場合には、基材20を準備する工程が含む薄板化工程が第1薄板化工程であり、基材20を準備する工程の後に行われる薄板化工程が第2薄板化工程である。
 第1薄板化工程において、金属板21は、第1面からエッチングされることによって薄板化される。これに対して、第2薄板化工程において、金属板21は、第1面とは異なる第2面からエッチングされることによって薄板化される。第1面がエッチングされた後に得られる面が、金属板21において樹脂層22aと接合される面であって、かつ、CB処理が行われる面である。
 金属板21の第1面と第2面との両方をエッチングすることによって、第1面と第2面との両方から金属板21の残留応力を調節することが可能である。これにより、一方の面のみをエッチングする場合に比べて、エッチング後における金属板21の残留応力に偏りが生じることが抑えられる。そのため、金属板21から得られたマスク板12をマスクフレーム11A,11Bに接合した場合に、マスク板12にしわが生じることが抑えられる。金属板21において、第1面のエッチングによって得られた面がマスク板の裏面12Rに対応し、第2面のエッチングによって得られた面がマスク板12の表面12Fに対応する。
 なお、金属板21を第1面からエッチングする際のエッチング量が第1エッチング量であり、第2面からエッチングする際のエッチング量が第2エッチング量である。第1エッチング量と第2エッチング量とは、等しくてもよいし、異なってもよい。第1エッチング量と第2エッチング量とが異なる場合には、第1エッチング量が第2エッチング量よりも大きくてもよいし、第2エッチング量が第1エッチング量よりも大きくてもよい。ただし、第2エッチング量が第1エッチング量よりも大きい場合には、金属板21が樹脂層22aとガラス基板22bとによって支持された状態でのエッチング量がより大きいため、金属板21の取り扱い性がよく、結果として、金属板21のエッチングが容易である。
 なお、金属板21の残留応力を低減させる上では、また、金属板21が圧延によって得られた場合に、金属板21に含まれる金属酸化物を減少させる上では、上述したように、第1面と第2面との両面をエッチングすることが好ましい。また、第1エッチング量および第2エッチング量は、例えば3μm以上であってよい。
 図12から図14が示すように、マスクフレーム11Aの一部にマスク板12の一部が接合される(図12参照)。この際に、各マスク板12が開口部11Acを1つずつ覆うように、複数のマスク板12が単一のマスクフレーム11Aに接合される。なお、図12が示す構造体が、蒸着マスク中間体の一例である。すなわち、蒸着マスク中間体は、マスク板12、マスクフレーム11A、樹脂層22a、および、ガラス基板22bを備えている。蒸着マスク中間体では、25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板の線膨張係数と、金属板の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である。
 そして、樹脂層22aからガラス基板22bが剥離される(図13参照)。すなわち、樹脂層22aからガラス基板22bが取り外される。次いで、各マスク板12から樹脂層22aが剥離される(図14参照)。すなわち、各マスク板12から樹脂層22aが取り外される。これにより、上述した蒸着マスク10Aが得られる。このように、蒸着マスク10Aの製造方法は、複数のマスク板12をマスクフレーム11Aに接合させた後に、各マスク板12から支持体22を剥離することを含んでいる。
 マスクフレーム11Aの一部にマスク板12の一部を接合する工程では、マスクフレーム11Aが準備される。上述したように、第1例の蒸着マスク10Aが備えるマスクフレーム11Aは、枠状部11Aa、区画要素11Ab、および、複数の開口部11Acを有する。マスクフレーム11Aを形成する際には、金属製の板部材を準備する。板部材は、上述したようにインバー製でもよいし、インバー以外の金属から形成されてもよい。インバー以外の金属は、例えばステンレス鋼であってよい。次いで、板部材に複数の開口部11Acを形成する。開口部11Acの形成は、ウェットエッチングによって行ってもよいし、レーザー光線の照射による断裁によって行ってもよい。
 マスク板12の一部をマスクフレーム11Aの一部に接合させる工程では、マスク板12の表面12Fがマスクフレーム11Aに接合される。マスクフレーム11Aは、上述したように、鉄‐ニッケル系合金製であることが好ましく、マスクフレーム11Aの厚さは、20μm以上であってもよいし、500μm以上であってもよい。
 マスク板12をマスクフレーム11Aに接合する方法には、上述したように、レーザー溶接を用いることができる。ガラス基板22bと樹脂層22aとを通じて、マスク板12のうち、接合部10Aaが位置する部分にレーザー光線Lが照射される。そのため、ガラス基板22bおよび樹脂層22aは、レーザー光線Lに対する透過性を有する必要がある。言い換えれば、レーザー光線Lは、ガラス基板22bおよび樹脂層22aを透過することが可能な波長を有する必要がある。開口部11Acの縁に沿って間欠的にレーザー光線Lが照射されることによって、間欠的な接合部10Aaが形成される。一方で、開口部11Acの縁に沿って連続的にレーザー光線Lが照射され続けることによって、連続的な接合部10Aaが形成される。これにより、マスク板12がマスクフレーム11Aに溶着される。
 上述したように、蒸着マスク10Aの製造方法は、マスク板12から、支持体22を剥離する工程を含んでいる。複数のマスク孔12Hを含むマスク板12は、蒸着マスク10Aを製造する過程においては、支持体22に支持され、かつ、蒸着マスク10Aにおいては、マスクフレーム11Aによって支持されている。そのため、支持体22を用いることなく蒸着マスク10Aが形成される場合と比べて、また、マスク板12が上述した枠状のフレームによって支持される場合と比べて、マスク板12の厚さを薄くすることができる。それゆえに、マスク孔12Hにおける表面開口H1と裏面開口H2との距離を短くすることによって、蒸着マスク10Aを用いて形成されたパターンにおける構造上の精度を向上することができる。また、蒸着マスク10Aの製造方法によれば、ガラス基板22bが有する剛性、および、マスクフレーム11Aが有する剛性によって、マスク板12の取扱性を向上することができる。
 支持体22を剥離する工程は、第1工程と第2工程とを含んでいる。第1工程では、樹脂層22aとガラス基板22bとの界面に、ガラス基板22bによって透過され、かつ、樹脂層22aによって吸収される波長を有したレーザー光線Lを照射する。これによって、樹脂層22aからガラス基板22bを剥離する。
 第1工程では、樹脂層22aとガラス基板22bとの界面にレーザー光線Lを照射することによって、レーザー光線Lによる熱エネルギーを樹脂層22aに吸収させる。これにより、樹脂層22aが加熱されることによって、樹脂層22aとガラス基板22bとの間における化学的な結合の強度を低くする。そして、ガラス基板22bを樹脂層22aから剥離させる。第1工程では、接合部10Aaの全体にレーザー光線Lを照射することが好ましいが、接合部10Aaの全体においてガラス基板22bと樹脂層22aとの間における結合の強度を低くすることが可能であれば、接合部10Aaの一部にレーザー光線Lを照射してもよい。
 レーザー光線Lが有する波長において、ガラス基板22bの透過率が、樹脂層22aの透過率よりも高いことが好ましい。これにより、ガラス基板22bの透過率が樹脂層22aの透過率よりも低い場合と比べて、樹脂層22aのなかで、ガラス基板22bと樹脂層22aとの界面を形成する部分が加熱される効率を高めることができる。
 レーザー光線Lの有する波長が、例えば308nm以上355nm以下である場合には、この波長域において、ガラス基板22bの透過率が54%以上であり、樹脂層22aの透過率が1%以下であることが好ましい。これにより、ガラス基板22bに照射されたレーザー光線Lの光量における半分以上がガラス基板22bを透過し、かつ、ガラス基板22bを透過したレーザー光線Lのほとんどが樹脂層22aによって吸収される。そのため、樹脂層22aのなかで、ガラス基板22bと樹脂層22aとの界面を形成する部分が加熱される効率をより高めることができる。
 上述したように、樹脂層22aはポリイミド製であることが好ましい。樹脂層22aは、ポリイミドのなかでも有色のポリイミドによって形成されることが好ましい。ガラス基板22bは透明であることが好ましい。
 第2工程では、第1工程の後に、薬液LMを用いて樹脂層22aを溶解することによって、マスク板12から樹脂層22aを剥離する。薬液LMには、樹脂層22aを形成する材料を溶解することができる液体であって、かつ、マスク板12を形成する材料に対する反応性を有しない液体を用いることができる。薬液LMには、例えばアルカリ性の溶液を用いることができる。アルカリ性の溶液は、例えば水酸化ナトリウム水溶液であってよい。なお、図14では、樹脂層22aと薬液LMとを接触させる方法としてディップ法を例示しているが、樹脂層22aと薬液LMとを接触させる方法には、スプレー式およびスピン式を用いることも可能である。
 このように、マスク板12から支持体22を剥離する工程では、第1工程によって樹脂層22aからガラス基板22bを剥離し、かつ、第2工程によってマスク板12から樹脂層22aを剥離する。そのため、ガラス基板22b、樹脂層22a、および、マスク板12の積層体に加えた外力による界面破壊によってマスク板12から支持体22を剥離する場合と比べて、マスク板12に作用する外力を小さくすることができる。これによって、支持体22の剥離に起因して、マスク板12が変形すること、ひいては、マスク板12が有するマスク孔12Hが変形することが抑えられる。
 なお、金属板21、樹脂層22a、および、ガラス基板22bの線膨張係数が同程度であるとはいえ、上述したように、これらの線膨張係数の間には少なからず差が存在する。この場合において、ガラス基板22bの線膨張係数が金属板21の線膨張係数よりも小さいことが好ましい。これにより、図15および図16を参照して以下に説明する効果を得ることができる。
 図15および図16を参照して、金属板21の線膨張係数と、ガラス基板22bの線膨張係数との差について説明する。なお、図15および図16では、図示の便宜上、樹脂層22aの図示が省略されている。また、以下に説明する金属板21およびマスク板12のひずみにおいて、基材20に含まれる樹脂層22aの厚さはガラス基板22bの厚さに対して非常に薄いため、当該ひずみに対する樹脂層22aの線膨張係数の影響を無視することができる。
 図15が示すように、金属板21の線膨張係数がガラス基板22bの線膨張係数よりも大きい場合には、言い換えれば、ガラス基板22bが、金属板21の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する場合には、ガラス基板22bに対して金属板21が延びようとする。しかしながら、金属板21は、金属板21よりも剛性が高いガラス基板22bに樹脂層22aによって固定されるため、金属板21の変形はガラス基板22bによって抑えられる。この状態において積層体が冷却されると、金属板21がガラス基板22bに対して縮もうとする。しかしながら、加熱時と同様に、金属板21の変形はガラス基板22bによって抑えられる。そのため、金属板21には、金属板21を縮ませる方向のひずみが内在している。
 図16が示すように、マスク板12からガラス基板22bが取り外されると、マスク板12がガラス基板22bから解放されるため、マスク板12の変形が可能になる。上述したように、金属板21には、金属板21を縮ませる方向のひずみが内在していることから、金属板21のエッチングによって形成されたマスク板12にも、マスク板12を縮ませる方向のひずみが内在している。これによって、マスク板12は、金属板21の線膨張係数とガラス基板22bの線膨張係数の差の分だけ、マスク板12が縮む方向に変形する。
 マスクフレーム11Aの厚さが500μm以上であり、かつ、線膨張係数の差が0.7×10-6/℃以下であれば、マスク板12の変形は、マスクフレーム11Aに接合されたマスク板12の撓みを抑えつつ、マスク孔12Hの位置精度が維持される程度に抑えられる。また、マスクフレーム11Bの厚さが20μm以上であり、かつ、線膨張係数の差が0.4×10-6/℃以下であれば、マスク板12の変形は、マスクフレーム11Bに接合されたマスク板12の撓みを抑えつつ、マスク孔12Hの位置精度が維持される程度に抑えられる。
 なお、金属板21の線膨張係数がガラス基板22bの線膨張係数よりも小さい場合には、積層体が加熱された場合に、ガラス基板22bに対して金属板21が縮もうとする応力が金属板21の内部に蓄積される。この状態において積層体が冷却されると、ガラス基板22bの収縮量が金属板21の収縮量よりも大きいため、金属板21には、金属板21を延ばす方向のひずみが内在する。こうした金属板21から形成されたマスク板12がマスクフレーム11A,11Bに接合された後に、マスク板12からガラス基板22bが剥離されると、マスク板12のひずみが解放されることによって、マスク板12が延びる方向に変形する。
 この場合であっても、マスクフレーム11Aの厚さが500μm以上であり、かつ、線膨張係数の差が上述した0.7×10-6/℃以下であれば、マスク板12の変形は、マスクフレーム11Aに接合されたマスク板12の撓みを抑えつつ、マスク孔12Hの位置精度が維持される程度に抑えられる。また、マスクフレーム11Bの厚さが20μm以上であり、線膨張係数の差が0.4×10-6/℃以下であれば、マスク板12の変形は、マスクフレーム11Bに接合されたマスク板12の撓みを抑えつつ、マスク孔12Hの位置精度が維持される程度に抑えられる。
 [表示装置の製造方法]
 図17を参照して、表示装置の製造方法を説明する。
 表示装置の製造方法は、蒸着マスク10A,10Bの製造方法によって製造された蒸着マスク10A,10Bを用いて蒸着対象Sにパターンを形成することを含んでいる。以下、図面を参照して、蒸着装置の一例とともに、パターンを形成する工程を説明する。
 図17が示すように、蒸着装置30は、蒸着マスク10A,10Bと、蒸着対象Sとを収容する収容槽31を備えている。収容槽31は、蒸着対象Sと蒸着マスク10A,10Bとを収容槽31内における所定の位置に保持するように構成されている。収容槽31内には、蒸着材料Mvdを保持する保持部32と、蒸着材料Mvdを加熱する加熱部33とが位置している。保持部32に保持される蒸着材料Mvdは、例えば有機発光材料である。収容槽31は、蒸着対象Sと保持部32との間に蒸着マスク10A,10Bが位置し、かつ、蒸着マスク10A,10Bと保持部32とが対向するように、蒸着対象Sと蒸着マスク10A,10Bとを収容槽31内に位置させる。蒸着マスク10A,10Bは、マスク板12の裏面12Rが蒸着対象Sに密着した状態で、収容槽31内に配置される。
 パターンを形成する工程では、蒸着材料Mvdが加熱部33によって加熱されることにより、蒸着材料Mvdが気化または昇華する。気化または昇華した蒸着材料Mvdは、蒸着マスク10A,10Bのマスク板12が備えるマスク孔12Hを通過して蒸着対象Sに付着する。これにより、蒸着マスク10A,10Bが有するマスク孔12Hの形状および位置に対応した形状を有する有機層が、蒸着対象Sに形成される。なお、蒸着材料Mvdは、表示層の画素回路が備える画素電極を形成するための金属材料などであってもよい。
 [試験例]
 図18を参照して試験例を説明する。
 [試験例1]
 40μmの厚さを有し、一辺の長さが152.4mmである正方形状を有し、25℃以上100℃以下の温度範囲における線膨張係数が1.2×10-6/℃であるインバー製の金属板を準備した。また、1.9mmの厚さを有し、一辺の長さが152.4mmである正方形状を有し、25℃以上100℃以下の温度範囲における線膨張係数が0.8×10-6/℃である高ケイ酸ガラス製のガラス基板(コーニング社製、VYCOR7913)を準備した。まず、酸性エッチング液を用いて金属板における一方の面の全体をエッチングした。これにより、金属板の厚さを17.5μmだけ薄くした。そして、金属板におけるエッチング後の面である対象面、および、ガラス基板の対象面のそれぞれに、CB処理を施すことによって、各対象面にSi系化合物を付加した。また、7.5μmの厚さを有し、一辺の長さが152.4mmである正方形状を有したポリイミド層(東レ・デュポン(株)製、カプトン30EN(カプトンは登録商標))を準備した。
 ポリイミド層に対してCB処理を施した対象面が接するように、金属板とガラス基板とによってポリイミド層を挟んだ。次いで、金属板、ポリイミド層、および、ガラス基板を積層した状態でこれらを熱圧着した。熱圧着時には、加圧力を4MPaに設定し、温度を250℃に設定し、加圧時間を10分に設定した。
 そして、酸性エッチング液を用いて、金属板におけるポリイミド層に接着された面とは反対側の面をエッチングした。これにより、金属板の厚さを17.5μmだけ薄くすることによって、金属板の厚さを5μmまで薄くした。次いで、金属板の表面にレジストマスクを形成した後に、酸性エッチング液を用いて金属板に複数のマスク孔を形成した。これにより、金属板の表面と対向する視点から見て、一辺が20μmであり、正方形状を有したマスク孔を、40μmのピッチで形成した。なお、金属板のなかで、幅が80mmであり、長さが130mmであるマスク領域に複数のマスク孔を形成する一方で、マスク領域を取り囲む周辺領域には、マスク孔を形成しなかった。以下では、幅方向をX方向とも称し、長さ方向をY方向とも称する。X方向における各端部に位置するマスク孔の中心間の距離を80mmに設定し、Y方向における各端部に位置するマスク孔の中心間の距離を130mmに設定した。また、金属板の中心とマスク領域の中心とが一致し、かつ、金属板の各辺とマスク領域における1つの辺とが平行であるように、金属板にマスク領域を設定した。
 また、フレームに対する金属板の位置決めを行うためのアライメントマークとして貫通孔を形成した。この際に、X方向における長さが90mmであり、かつ、Y方向における長さが140mmである長方形の基準領域を設定した。なお、基準領域の中心が、マスク領域の中心に一致するように基準領域を設定した。そして、基準領域よりも外側に50μmの直径を有する貫通孔を4つ形成した。各貫通孔を、基準領域の四隅に対して、X方向において50μm外側、かつ、Y方向において50μmm外側である位置に、それぞれ形成した。
 一方で、20μmの厚さを有し、幅が100mmであり、長さが180mmである長方形状を有したインバー製の金属板をフレーム用の金属板として準備した。次いで、金属板をウェットエッチングすることによって、幅が90mmであり、長さが140mmである開口部を金属板に形成した。これにより、20μmの厚さを有したフレームを得た。なお、金属板に開口部を形成する際に、30μmの直径を有するアライメントマークをハーフエッチングによって4つ形成した。各アライメントマークを、開口部の四隅に対して、X方向において50μm外側、かつ、Y方向において50μm外側である位置にそれぞれ形成した。
 次いで、金属板が有するアライメントマークと、フレームが有するアライメントマークとを位置合わせした。これにより、金属板の基準領域がフレームの開口部と重なるように、フレームに対して金属板を位置合わせした。そして、レーザー溶接を用いて、マスク板をフレームに接合した。この際に、マスク板の周方向における全体を0.5mmのピッチで間欠的にフレームに接合した。また、レーザー溶接では、1070nm以上1100nm以下の波長を有する光線を射出するファイバーレーザーを用いた。その後、355nmの波長を有したレーザー光線を、ガラス基板と樹脂層とに照射した。この際に、ガラス基板の厚さ方向から見て、ガラス基板の縁の全体にレーザー光線を照射した。その後、ガラス基板をポリイミド層から剥離した。そして、フレームとマスク板との接合体を水酸化ナトリウム溶液に漬けることによって、マスク板から樹脂層を取り除いた。これにより、試験例1の蒸着マスクを得た。
 [試験例2]
 試験例1において、ガラス基板を、2.3mmの厚さを有し、一辺の長さが152.4mmである正方形状を有し、25℃以上100℃以下の温度範囲における線膨張係数が0.5×10-6/℃である石英ガラス製のガラス基板(信越化学工業(株)製、合成石英SMS6009E5)に変更した。また、試験例1において、フレームの厚さを100μmに変更した。これら以外は、試験例1と同様の方法によって、試験例2の蒸着マスクを得た。
 [試験例3]
 試験例2において、ガラス基板を、1.1mmの厚さを有し、一辺の長さが152.4mmである正方形状を有し、25℃以上100℃以下の温度範囲における線膨張係数が-0.1×10-6/℃である結晶化ガラス製のガラス基板(日本電気硝子(株)製、ネオセラムN-0)(ネオセラムは登録商標)に変更した。これ以外は、試験例2と同様の方法によって、試験例3の蒸着マスクを得た。
 [試験例4]
 試験例3において、ガラス基板を25℃以上100℃以下の温度範囲における線膨張係数が3.5×10-6/℃である無アルカリガラス製のガラス基板(日本電気硝子(株)製、OA-10G)に変更した以外は、試験例3と同様の方法によって、試験例4の蒸着マスクを得た。
 [試験例5]
 試験例3において、ガラス基板を25℃以上100℃以下の温度範囲における線膨張係数が-0.1×10-6/℃である結晶化ガラス製のガラス基板(日本電気硝子(株)製、ネオセラムN-0)に変更した。また、試験例3において、金属板を25℃以上100℃以下の温度範囲における線膨張係数が4.3×10-6/℃であり、42質量%のニッケルを含む鉄ニッケル合金である42アロイ製の基材に変更した。これら以外は、試験例3と同様の方法によって、試験例5の蒸着マスクを得た。
 [試験例6]
 試験例1において、フレームの厚さを100μmに変更した以外は、試験例1と同様の方法によって、試験例6の蒸着マスクを得た。
 [試験例7]
 試験例2において、フレームの厚さを500μmに変更した以外は、試験例2と同様の方法によって、試験例7の蒸着マスクを得た。
 [試験例8]
 試験例1において、フレームの厚さを500μmに変更した以外は、試験例1と同様の方法によって、試験例8の蒸着マスクを得た。
 [試験例9]
 試験例2において、フレームの厚さを1500μmに変更した以外は、試験例2と同様の方法によって、試験例9の蒸着マスクを得た。
 [試験例10]
 試験例3において、フレームの厚さを1500μmに変更した以外は、試験例3と同様の方法によって、試験例10の蒸着マスクを得た。
 [試験例11]
 試験例4において、フレームの厚さを1500μmに変更した以外は、試験例4と同様の方法によって、試験例11の蒸着マスクを得た。
 [試験例12]
 試験例5において、フレームの厚さを1500μmに変更した以外は、試験例5と同様の方法によって、試験例12の蒸着マスクを得た。
 [試験例13]
 試験例1において、フレームの厚さを1500μmに変更した以外は、試験例1と同様の方法によって、試験例13の蒸着マスクを得た。
 [評価方法]
 各試験例の蒸着マスクを目視により観察した。各蒸着マスクが備えるマスク板に撓みが生じていない場合を「○」に設定し、撓みが生じている場合を「×」に設定した。
 図18が示すように、測定装置((株)ニコン製、CNC画像測定システム VMR‐6555)を用いて、各マスク領域における第1短辺の第1幅X1、第2短辺の第2幅X2、第1長辺の第1長さY1、および、第2長辺の第2長さY2を測定した。なお、第1幅X1および第2幅X2の各々を、第1短辺および第2短辺の各々が延びる方向において、各端部に位置するマスク孔の中心間の距離に設定した。また、第1長さY1および第2長さY2の各々を、第1長辺および第2長辺の各々が延びる方向において、各端部に位置するマスク孔の中心間の距離に設定した。さらに、第1短辺の中心と第2短辺の中心との間の距離Yc、および、第1長辺の中心と第2長辺の中心との間の距離Xcを測定した。
 そして、以下の式を用いて、X方向での設計値に対するずれ量ΔX、Y方向での設計値に対するずれ量ΔY、X方向の中央での設計値に対するずれ量ΔXc、および、Y方向の中央での設計値に対するずれ量ΔYcを算出した。4つの値の全てにおいて絶対値が5μm以下である場合を「○」に設定し、少なくとも1つの値の絶対値が5μmよりも大きい場合を「×」に設定した。
 ΔX={(X1-80000)+(X2-80000)}/2 
(単位:μm)
 ΔY={(Y1-80000)+(Y2-80000)}/2 
(単位:μm)
 ΔXc=Xc-80000              (単位:μm)
 ΔYc=Yc-130000             (単位:μm)
 各値を算出した結果は、以下の表1に示す通りであった。なお、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcにおいて、負の値は、測定値が設計値よりも小さいことを示し、正の値は、測定値が設計値よりも大きいことを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1が示すように、試験例1では、目視においてマスク板に撓みが生じていないことが認められた。また、試験例1では、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcにおける絶対値の全てが5μm以下であることが認められた。
 試験例2から試験例5では、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差に関わらず、目視においてマスク板に撓みが生じていることが認められた。また、試験例2から試験例5では、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcの絶対値における少なくとも1つが5μmよりも大きいことが認められた。試験例2から試験例5における測定結果から明らかなように、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差が大きい程、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcも大きくなる。これに対して、試験例6では、目視においてマスク板に撓みが生じていないことが認められた。また、試験例6では、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcにおける絶対値の全てが5μm以下であることが認められた。
 また、試験例7および試験例8では、目視においてマスク板に撓みが生じていないことが認められた。また、試験例7および試験例8では、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcにおける絶対値の全てが5μm以下であることが認められた。
 試験例9、試験例10、および、試験例13では、目視においてマスク板に撓みが生じていないことが認められた。また、試験例9、試験例10、および、試験例13では、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcにおける絶対値の全てが5μm以下であることが認められた。これに対して、試験例11および試験例12では、目視においてマスク板に撓みが生じていることが認められた。また、試験例11および試験例12では、各ずれ量ΔX,ΔY,ΔXc,ΔYcの絶対値の全てが5μmよりも大きいことが認められた。
 こうした結果から、フレームの厚さが20μmである場合には、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差の絶対値が、0.4×10-6/℃以下であることによって、マスク板の撓み、および、マスク孔の位置ずれが抑えられることが認められた。また、フレームの厚さが500μmである場合には、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差の絶対値が0.7×10-6/℃以下であることによって、マスク板の撓み、および、マスク孔の位置ずれが抑えられることが認められた。また、フレームの厚さが1500μmである場合には、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差の絶対値が1.3×10-6/℃以下であることによって、マスク板の撓み、および、マスク孔の位置ずれが抑えられることが認められた。
 なお、四角枠状のフレームを備える蒸着マスクでは、フレームの厚さ、および、ガラス基板の線膨張係数と金属板の線膨張係数との差が本試験例の蒸着マスクと同一である場合に、各試験例における評価結果を下回る傾向を有することが認められている。
 以上説明したように、蒸着マスクの製造方法、表示装置の製造方法、および、蒸着マスク中間体の一実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
 (1)マスク板12が、蒸着マスク10A,10Bの製造時にはガラス基板22bに支持され、蒸着マスク10A,10Bにおいてはマスクフレーム11A,11Bによって支持されるため、マスク板12の取扱性を向上することができる。
 (2)マスクフレーム11Aが格子状の区画要素11Abを有するため、フレームが四角枠状を有する場合と比べて、マスクフレーム11Aそのものの剛性が高められる。そして、剛性が高められたマスクフレーム11Aの各開口部11Acの周りにマスク板12が1つずつ直接接合されるため、各マスク板12を支持する構造体が、短冊状を有したマスク板の幅方向において、一次元方向に延びる直線状を有する場合と比べて、マスク板12の撓みが抑えられる。結果として、蒸着対象Sに形成されるパターンの位置精度が高められる。
 (3)マスクフレーム11Aが500μm以上の厚さを有する場合には、ガラス基板22bの線膨張係数と金属板21の線膨張係数との差の絶対値が0.7×10-6/℃以下であることによって、蒸着対象Sに対するパターンの位置精度が高められる。
 (4)マスクフレーム11Bが20μm以上の厚さを有する場合には、ガラス基板22bの線膨張係数と金属板21の線膨張係数との差の絶対値が0.4×10-6/℃以下であることによって、蒸着対象Sに形成されるパターンの位置精度が高められる。
 (5)ガラス基板22bの線膨張係数が金属板21の線膨張係数よりも小さいことによって、マスクフレーム11A,11Bに対するマスク板12の位置が変わることがマスクフレーム11A,11Bによって抑えられ、かつ、マスク板12の撓みが抑えられる。
 なお、上述した実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
 [蒸着マスクの第1例]
 ・蒸着マスク10Aの第1例において、蒸着マスク10Aは、蒸着マスク10Aを支持する支持フレームに取り付けられてもよい。この場合には、蒸着マスク10Aは、支持フレームに取り付けられた状態で、蒸着装置に搭載される。
 [蒸着マスクの製造方法]
 ・蒸着マスク10Aが備えるマスクフレーム11Aの厚さは、500μmよりも薄くてもよい。この場合であっても、マスクフレーム11Aが、枠状部11Aaが囲む領域内に格子状の区画要素11Abを備える構造であれば、上述した(2)に準じた効果を得ることはできる。また、マスクフレーム11Aの厚さが20μm以上であり、かつ、ガラス基板22bの線膨張係数と金属板21の線膨張係数の差の絶対値が0.4×10-6/℃以下であれば、上述した(4)に準じた効果を得ることはできる。
 ・蒸着マスク10Bが備えるマスクフレーム11Bの厚さは、マスク板12の剛性よりも高い剛性を有していれば、20μmよりも薄くてもよい。また、マスクフレーム11Bの厚さは、500μm以上であってもよく、この場合には、ガラス基板22bの線膨張係数と金属板21の線膨張係数の差の絶対値が0.7×10-6/℃以下であることによって、上述した(3)に準じた効果を得ることはできる。
 10A,10B…蒸着マスク
 10Aa…接合部
 11A,11B…マスクフレーム
 11Aa…枠状部
 11Ab…区画要素
 11Ac,11Bc…開口部
 11AF,11BF,12F,21F…表面
 11AR,11BR,12R,21R…裏面
 12…マスク板
 12a…マスク領域
 12b…周辺領域
 12H…マスク孔
 20…基材
 21…金属板
 22…支持体
 22a…樹脂層
 22b…ガラス基板
 H1…表面開口
 H2…裏面開口
 S…蒸着対象

Claims (8)

  1.  複数のマスク孔を含むマスク板を備えた蒸着マスクを鉄‐ニッケル系合金製の金属板から製造する蒸着マスクの製造方法であって、
     25℃以上100℃以下の温度範囲において、ガラス基板の線膨張係数と、前記金属板の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である前記金属板および前記ガラス基板を準備すること、
     樹脂層を介して前記金属板に前記ガラス基板を接合すること、
     前記ガラス基板に接合された前記金属板に複数のマスク孔を形成することによって、前記金属板からマスク板を形成すること、
     前記マスク板のなかで前記樹脂層に接する面とは反対側の面を、前記マスク板よりも高い剛性を有し、かつ、前記複数のマスク孔の全体を囲む形状を有するマスクフレームに接合すること、および、
     前記マスクフレームに接合された前記マスク板から、前記樹脂層および前記ガラス基板を取り外すこと、を含む
     蒸着マスクの製造方法。
  2.  前記ガラス基板の線膨張係数と、前記金属板の線膨張係数との差の絶対値が、0.7×10-6/℃以下であり、
     前記マスクフレームは、500μm以上の厚さを有する
     請求項1に記載の蒸着マスクの製造方法。
  3.  前記ガラス基板の線膨張係数と、前記金属板の線膨張係数との差の絶対値が、0.4×10-6/℃以下であり、
     前記マスクフレームは、20μm以上の厚さを有する
     請求項1に記載の蒸着マスクの製造方法。
  4.  前記ガラス基板の線膨張係数は、前記金属板の線膨張係数よりも小さい
     請求項1から3のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
  5.  前記ガラス基板は、無アルカリガラス、石英ガラス、結晶化ガラス、ホウケイ酸ガラス、高ケイ酸ガラス、多孔質ガラス、および、ソーダライムガラスから構成される群から選択されるいずれか1つから形成される
     請求項1から4のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法。
  6.  複数のマスク板を形成することを含み、
     前記マスクフレームには、複数の開口部が形成され、
     前記マスク板を前記マスクフレームに接合することは、各マスク板が前記開口部を1つずつ覆うように、前記複数のマスク板を単一のマスクフレームに接合することであり、
     前記マスクフレームは、前記マスクフレームの外縁に位置して蒸着対象の周囲を囲む枠状部と、前記枠状部が囲む領域内に位置する格子状を有した区画要素と、前記区画要素によって区画された前記複数の開口部とを有する
     請求項1に記載の蒸着マスクの製造方法。
  7.  請求項1から6のいずれか一項に記載の蒸着マスクの製造方法によって製造された蒸着マスクを用いて蒸着対象にパターンを形成することを含む
     表示装置の製造方法。
  8.  複数のマスク孔を含み、第1面と前記第1面とは反対側の第2面とを有した鉄‐ニッケル系合金製のマスク板と、
     前記マスク板よりも高い剛性を有し、かつ、前記マスク板が含む前記複数のマスク孔の全体を囲む形状を有したマスクフレームであって、前記マスク板の前記第1面に接合された前記マスクフレームと、
     前記マスク板における前記第2面に接合された樹脂層と、
     前記樹脂層に接合されたガラス基板と、を備え、
     25℃以上100℃以下の温度範囲において、前記ガラス基板の線膨張係数と、前記マスク板の線膨張係数との差の絶対値が、1.3×10-6/℃以下である
     蒸着マスク中間体。
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