JP2006092752A - コンビネーションマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク部材単体にしわ・たるみ等が発生し易い場合であっても、製造過程でそのしわ・たるみ等を除去することができ、これにより微細蒸着パターンへの対応を可能にしつつ形成パターンのパターン位置精度を高く保てるようにする。
【解決手段】薄膜金属からなるマスク部材４と、紗状のスクリーンメッシュ部材３と、方形状の枠部材２とを備え、前記スクリーンメッシュ部材３を介して前記マスク部材４が前記枠部材２内に張設されるコンビネーションマスクについて、前記スクリーンメッシュ部材３と前記マスク部材４とを仮固定する仮固定工程と、前記マスク部材４が仮固定された後の前記スクリーンメッシュ部材３に張力を与える張設工程と、前記スクリーンメッシュ部材３に張力を与えた後、仮固定されている前記マスク部材４を前記スクリーンメッシュ部材３に本固定する本固定工程と、を経て製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細蒸着パターンに対応すべく別素材であるマスク部材とスクリーンメッシュ部材とが組み合わされてなるコンビネーションマスクの製造方法に関する。

一般に、有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子；以下「有機ＥＬ素子」という）の製造工程では、有機層を形成する有機材料の耐水性が低くウエットプロセスを利用できないことから、真空蒸着によってガラス基板上に有機層（薄膜）を成膜している。また、有機ＥＬ素子の製造工程では、ガラス基板上へのパターニング成膜（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応したパターンの成膜）を行うために、通常、形成パターンに対応した形状の開口（有機材料の通過口）を有した蒸着用マスクが用いられる。

ところで、近年、蒸着用マスクについては、形成パターンのファイン化（微細化）に対応することが求められている。このことから、蒸着用マスクとしては、形成パターンに対応した形状の開口が形成された薄膜金属からなるマスク部材と、これと別素材である紗状のスクリーンメッシュ部材とが組み合わされてなる、いわゆるコンビネーションマスク（複合マスク）が用いられるようになりつつある（例えば、特許文献１参照）。マスク部材単体のみが張設される蒸着用マスクでは、形成パターンのファイン化が進展すると所望のパターン位置精度を実現することが困難となるのに対し、コンビネーションマスクでは、マスク部材がスクリーンメッシュ部材を介して張設されるため、そのスクリーンメッシュ部材が有する弾性（伸縮性）を利用してマスク部材に等方性の張力を与えることができ、これにより形成パターンのパターン位置精度を高く保てるからである。さらには、マスク部材とは弾性係数の異なるスクリーンメッシュ部材を介して間接的にマスク部材に張力を与えるため、マスク部材におけるμｍオーダーの変位をスクリーンメッシュ部材におけるｍｍオーダーの変位で代替管理することも可能となり、引っ張り調整量の拡大化が図れるようにもなるからである。

このようなコンビネーションマスクは、通常、以下に述べるような手順で製造される。先ず、方形の枠状に形成されたスクリーン版枠（以下、単に「枠部材」という）に、ポリエステル系やポリアミド系の合成繊維またはステンレス等の合成繊維からなる紗状のスクリーンメッシュ部材を、そのスクリーンメッシュ部材の各方向（例えば、互いに直交するＸ方向およびＹ方向の２方向）に張力を与えた状態で、接着剤により固着張設する第１の工程を行う。次いで、枠部材に張設されたスクリーンメッシュ部材の略中央付近に薄膜金属からなるマスク部材を配し、そのマスク部材の周縁部の全域にわたって接着剤を塗布して、マスク部材とスクリーンメッシュ部材とを接着固定する第２の工程を行う。その後、接着剤が硬化したら、マスク部材と重なるスクリーンメッシュ部材の不要領域部分をカッターナイフ等を用いてマスク部材の縁部に沿って切断除去して、スクリーンメッシュ部材に与えられている張力によってマスク部材を引っ張る第３の工程を行う。これにより、マスク部材が引っ張られて、しわ・たるみのない所定の寸法形状となるコンビネーションマスクが製造されるのである（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−６４４６８号公報

しかしながら、上述した従来におけるコンビネーションマスクの製造方法では、必ずしもコンビネーションマスクによる形成パターンのパターン位置精度を高く保てるとは限らない。コンビネーションマスクを構成するマスク部材は、微細蒸着パターンに対応すべく１５〜２０μｍ厚程度の薄膜金属からなり、非常にしわ・たるみ等が発生し易いものである。例えば、一旦マスク部材を定盤上に載せてしわ・たるみ等を無くしても、そのマスク部材を定盤から移す際にしわ・たるみ等が生じてしまうことが考えられる。そのため、従来のコンビネーションマスクの製造方法のように、枠部材に固着張設されているスクリーンメッシュ部材上にマスク部材を配して接着固定すると、そのマスク部材単体が始めから持つしわ・たるみ等が残ったままとなり、その後にスクリーンメッシュ部材の不要領域部分を切断除去してマスク部材を引っ張っても、マスク部材に残ったしわ・たるみ等を除去しきれない可能性が生じてしまう。また、特に、しわ・たるみ等が接着固定するための領域に残ってしまった場合には、マスク部材とスクリーンメッシュ部材との接着不良を招いてしまい、スクリーンメッシュ部材の不要領域部分の切断除去後にマスク部材を引っ張った際に、その接着不良が原因となってマスク部材が剥がれるおそれがあるばかりでなく、そのマスク部材に等方性の張力を与えることもできなくなってしまう。これらのことから、従来のコンビネーションマスクの製造方法では、必ずしも形成パターンのパターン位置精度を高く保てるとは限らないのである。

そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑み、マスク部材単体にしわ・たるみ等が発生し易く、そのマスク部材にしわ・たるみ等が残存するおそれがある場合であっても、製造過程でそのしわ・たるみ等を除去することができ、これにより微細蒸着パターンへの対応を可能にしつつ形成パターンのパターン位置精度を高く保てるようになるコンビネーションマスクの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたコンビネーションマスクの製造方法である。すなわち、形成パターンに対応した形状の開口が形成された薄膜金属からなるマスク部材と、紗状のスクリーンメッシュ部材と、方形状の枠部材とを備え、前記スクリーンメッシュ部材を介して前記マスク部材が前記枠部材内に張設されるコンビネーションマスクの製造方法であって、前記スクリーンメッシュ部材の上面または下面に前記マスク部材を配して当該スクリーンメッシュ部材と当該マスク部材とを仮固定する仮固定工程と、前記マスク部材が仮固定された後の前記スクリーンメッシュ部材に張力を与える張設工程と、前記枠部材に張設された前記スクリーンメッシュ部材に仮固定されている前記マスク部材を当該スクリーンメッシュ部材に本固定する本固定工程とを含むことを特徴とする。

上記手順のコンビネーションマスクの製造方法では、一旦マスク部材をスクリーンメッシュ部材に仮固定し、その状態でスクリーンメッシュ部材に張力を与えた後に、そのマスク部材をスクリーンメッシュ部材に本固定するようになっている。
ここで、「仮固定」とは、例えばマスク部材の周縁部付近における何箇所かを点接着または極小領域するといったように、マスク部材における何箇所かを仮に固定することをいう。一方、「本固定」とは、マスク部材の周縁部付近の全域にわたって接着剤を塗布して接着するといったように、コンビネーションマスクを構成するためにマスク部材をスクリーンメッシュ部材上に固定することをいう。
このように、一旦マスク部材をスクリーンメッシュ部材に仮固定した後に、スクリーンメッシュ部材に張力を与えれば、仮固定されたマスク部材にも、スクリーンメッシュ部材を介して等方性の張力が与えられることになる。したがって、マスク部材にしわ・たるみ等が発生していても、そのしわ・たるみ等が与えられた張力によって除去解消されることになる。また、しわ・たるみ等の除去解消後に、マスク部材がスクリーンメッシュ部材に本固定されるので、その本固定の際に、マスク部材におけるしわ・たるみ等を原因とする固定不良が生じることもない。

以上のように、本発明のコンビネーションマスクの製造方法では、マスク部材にしわ・たるみ等が発生していても、そのしわ・たるみ等が除去解消されるとともに、その除去解消後にマスク部材がスクリーンメッシュ部材に本固定されるようになっている。したがって、マスク部材単体にしわ・たるみ等が発生し易く、そのマスク部材にしわ・たるみ等が残存するおそれがある場合であっても、コンビネーションマスクの製造過程でそのしわ・たるみ等を除去解消することができる。しかも、本固定の際にマスク部材におけるしわ・たるみ等を原因とする固定不良が生じることもない。
これらのことから、本発明のコンビネーションマスクの製造方法によれば、微細蒸着パターンへの対応を可能にしつつ、形成パターンのパターン位置精度を高く保つことのできるコンビネーションマスクが得られるようになる。

以下、図面に基づき本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法について説明する。ここでは、有機ＥＬ素子の製造工程で用いられるコンビネーションマスクを製造するための製造方法を例に挙げて説明する。

先ず、本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法の説明の前に、その製造方法によって得られるコンビネーションマスクの概略構成について簡単に説明する。
図１は、本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法によって得られるコンビネーションマスクの概略構成例を示す説明図である。図例のように、ここで説明するコンビネーションマスク１は、枠部材２と、スクリーンメッシュ部材３と、マスク部材４と、を備えて構成されている。

枠部材２は、アルミ等の金属部材によって方形の枠状に形成されたもので、スクリーンメッシュ部材３およびマスク部材４を支持するためのものである。この枠部材２には、後述するようなスクリーンメッシュ部材３およびマスク部材４に対する張力を与えるために、例えばその上面側（スクリーンメッシュ部材３の張設面側）における複数箇所に、１軸方向にスライド可能なスライド機構２ａが配設されていることが望ましい。なお、スライド機構２ａは、公知の１軸スライドテーブルを用いて実現することが考えられ、その配設数および配設位置については、スクリーンメッシュ部材３およびマスク部材４に対する張力やそのマスク部材４における開口パターン形状等との関係に基づいて適宜決定すればよい。

スクリーンメッシュ部材３は、ポリエステル系やポリアミド系の合成繊維またはステンレス等の合成繊維からなる紗状のもので、弾性（伸縮性）を利用してマスク部材４に等方性の張力を与えるためのものである。このスクリーンメッシュ部材３は、枠部材２の上面側に、枠部材２がスライド機構２ａを有している場合にはそのスライド機構２ａの上面側に、シアノアクリルレート系等の速乾性の接着剤により張着されるようになっている。また、スクリーンメッシュ部材３は、コンビネーションマスク１の完成状態では、枠部材２内の全域を覆っているのではなく、マスク部材４と重なる不要領域部分３ａが切断除去されている。

マスク部材４は、銅板、ニッケル板、圧延ステンレス板等といった薄膜金属からなるもので、その平面上領域がパターン形成領域４ａとそれ以外の部分とに大別される。そして、パターン形成領域４ａ内には、形成パターンに対応した形状の開口４ｂが、蒸着材料の通過口として、エッチングやレーザー加工等によって形成されている。なお、マスク部材４は、「電鋳（メッキ）製造法」によってパターン形成領域４ａ内に多数の微細な開口４ｂが設けられたニッケル等の薄い金属膜で形成されたものであってもよい。また、パターン形成領域以外の部分、具体的にはパターン形成領域４ａの外周側でマスク部材４の周縁部付近には、スクリーンメッシュ部材３との固着領域４ｃが配されており、その固着領域４ｃがシアノアクリルレート系等の速乾性の接着剤によってスクリーンメッシュ部材３に固着されるようになっている。

次に、以上のように構成されたコンビネーションマスク１の製造手順、すなわち本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法について説明する。図２〜４は、本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法における手順の具体例を示す説明図である。

上述した構成のコンビネーションマスク１の製造にあたっては、仮固定工程と、張設工程と、本固定工程と、切断工程とを順に行う。なお、これらの各工程の他に、当該各工程以外の工程を含んでいてもよく、その場合であってもこれらの各工程を含んでいれば、上述した構成のコンビネーションマスク１を得ることが可能である。

仮固定工程では、図２に示すように、先ず、スクリーンメッシュ部材３に対して枠部材２の各構成辺に沿った方向（以下、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」という）に張力を与えた状態で、そのスクリーンメッシュ部材３を枠部材２上面側、好ましくは枠部材２上に配設されたスライド機構２ａの上面側に、シアノアクリルレート系等の速乾性の接着剤を用いて貼り付ける。

さらに、仮固定工程では、図３に示すように、スクリーンメッシュ部材３の上面または下面（図例では下面側）における略中央部付近にマスク部材４を配して、そのマスク部材４のパターン形成領域以外の部分をスクリーンメッシュ部材３に仮固定する。「仮固定」とは、例えばマスク部材４のパターン形成領域以外の部分（特に、その周縁部付近）における何箇所かを点接着または極小領域で接着するといったように、マスク部材４における何箇所かを仮に固定することをいう。この仮固定は、例えばシアノアクリルレート系等の速乾性の接着剤を用いて行うことが考えられる。また、仮固定の位置は、枠部材２の対辺上に存在するスライド機構２ａ同士をＸ方向またはＹ方向に沿った直線で結び、このようにして得られた直線同士が交差する位置４ｄとすることが考えられる。このとき、マスク部材４にはしわ・たるみ等が発生していないことが望ましいが、しわ・たるみ等が発生している場合であっても、仮固定を行うことは可能である。マスク部材４をスクリーンメッシュ部材３上に仮固定する段階では、マスク部材４における何箇所かを仮固定の位置４ｄとして確保すればよく、その周縁部全周にわたって良好な接着領域を確保する必要がないからである。

このような仮固定工程に続いて行う張設工程では、マスク部材４が仮固定された後のスクリーンメッシュ部材３に対して張力を与える。スクリーンメッシュ部材３に対する張力は、枠部材２上に配設されたスライド機構２ａにスクリーンメッシュ部材３が固着されていれば、そのスライド機構２ａを利用して容易に与えることができる。ただし、他の公知技術を利用して張力を与えるようにしても構わない。スクリーンメッシュ部材３に対して張力を与えると、そのスクリーンメッシュ部材３に仮固定されたマスク部材４に対しても、そのスクリーンメッシュ部材３を介して等方性の張力が与えられることになる。したがって、マスク部材４にしわ・たるみ等が発生していても、そのしわ・たるみ等がスクリーンメッシュ部材３を介して与えられた張力によって除去解消されることになるのである。このとき、マスク部材４の仮固定の位置４ｄが、上述したようにスライド機構２ａ同士を結ぶ直線と関連して配されていれば、そのスライド機構２ａによってスクリーンメッシュ部材３に与えられる張力が有効にマスク部材４に伝わるようになる。すなわち、マスク部材４におけるしわ・たるみ等を除去解消する上で非常に効果的であるといえる。

そして、張設工程の後に行う本固定工程では、図４に示すように、枠部材２に張設されたスクリーンメッシュ部材３に仮固定されているマスク部材４を、そのスクリーンメッシュ部材３に本固定する。「本固定」とは、マスク部材４の周縁部付近の全域にわたって接着剤を塗布して接着するといったように、コンビネーションマスク１を構成するためにマスク部材４をスクリーンメッシュ部材３上に固定することをいう。具体的には、マスク部材４における固着領域４ｃの全域を、シアノアクリルレート系等の速乾性の接着剤を用いて、スクリーンメッシュ部材３に固着する。固着は、スクリーンメッシュ部材３が紗状であることを利用して、そのスクリーンメッシュ部材３の上面側、すなわちマスク部材４が仮固定された反対面側から行えばよい。このとき、マスク部材４は、張設工程でしわ・たるみ等を除去解消されている。そのため、スクリーンメッシュ部材３とマスク部材４との間では、良好な接着領域を確保することができる。したがって、本固定の際にマスク部材４におけるしわ・たるみ等を原因とする固定不良が生じることがなく、後にマスク部材４がスクリーンメッシュ部材３から剥がれてしまうといったことを未然に防止することができる。

その後は、切断工程を行って、コンビネーションマスク１を完成させる。すなわち、図１に示すように、マスク部材４が本固定された後のスクリーンメッシュ部材３に対して、そのマスク部材４と重なる不要領域部分３ａ、具体的には本固定のための固着領域４ｃより内周側の部分で、マスク部材４のパターン形成領域４ａと重なる部分の切断除去を行う。ただし、切断工程では、スクリーンメッシュ部材３に対する切断を、スクリーンメッシュ部材３のみが切断されるように出力調整されたレーザカッターを用いて行う。レーザカッターとしては、例えば炭酸ガスレーザーによるものが知られているが、出力調整が可能なものであれば、他のレーザーによるものであってもよい。出力調整可能なレーザカッターであれば、スクリーンメッシュ部材３やマスク部材４のように、機械的制御が非常に困難なオーダーの厚さのものが対象物であっても、マスク部材４に傷付けることなく、かつ、ダメージを与えずに、非接触で、スクリーンメッシュ部材３のみを切り取ることが可能となり、さらには出力調整によって対応可能な切断厚さを可変させることもでき、切断工程における汎用性や柔軟性等の確保が可能となるになるからである。

このような各工程を順に行うことで、図１に示すようなコンビネーションマスク１が得られる。なお、本固定工程によるマスク部材４のスクリーンメッシュ部材３上への本固定の終了後、または切断工程によるスクリーンメッシュ部材３の不要領域部分の切断除去後は、さらにスクリーンメッシュ部材３に張力を与えて、そのスクリーンメッシュ部材３を介してマスク部材４に等方性の張力を伝え、これによりマスク部材４を引っ張り、そのマスク部材４による形成パターン位置精度向上を図るようにしてもよい。

以上のように、本実施形態で説明したコンビネーションマスクの製造方法では、請求項１に記載の発明の如く、マスク部材４にしわ・たるみ等が発生していても、そのしわ・たるみ等が除去解消されるとともに、その除去解消後にマスク部材４がスクリーンメッシュ部材３上に本固定されるようになっている。したがって、マスク部材４単体にしわ・たるみ等が発生し易く、そのマスク部材４にしわ・たるみ等が残存するおそれがある場合であっても、コンビネーションマスク１の製造過程でそのしわ・たるみ等を除去解消することができる。しかも、本固定の際にマスク部材４におけるしわ・たるみ等を原因とする固定不良が生じることもない。これらのことから、本実施形態のコンビネーションマスクの製造方法によれば、微細蒸着パターンへの対応を可能にすべく、マスク部材４が薄膜金属からなる場合であっても、そのマスク部材４における形成パターンのパターン位置精度を高く保つことができる。

また、本実施形態で説明したように、請求項２に記載の発明の如く、枠部材２に配設されたスライド機構２ａを用いてスクリーンメッシュ部材３に張力を与えるようにすれば、その張力の大きさの微調整を可能にしつつ容易に与えることができる。しかも、スライド機構２ａの配置位置によっては、スクリーンメッシュ部材３に与えられる張力が有効にマスク部材４に伝わるようになり、マスク部材４におけるしわ・たるみ等を除去解消する上で非常に効果的なものとなる。また、スライド機構２ａの配置位置によっては、様々な種類のマスク部材４に対応できるようにもなり得る。

さらに、本実施形態で説明したように、請求項３に記載の発明の如く、マスク部材４と重なるスクリーンメッシュ部材３の不要領域部分３ａの切断除去を、レーザカッターを用いて行うようにすれば、マスク部材４に傷付けることなく、かつ、ダメージを与えずに、スクリーンメッシュ部材３のみを切り取ることが可能となる。また、レーザカッターの出力調整によって対応可能な切断厚さを可変させることもでき、切断工程における汎用性や柔軟性等の確保も可能となる。

なお、本実施形態では、有機ＥＬ素子の製造工程で用いられるコンビネーションマスクを製造する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、形成パターンに対応した形状の開口が形成されたマスク部材がスクリーンメッシュ部材を介して枠部材内に張設されるコンビネーションマスクであれば、他装置の製造工程に用いられるものであっても、全く同様に適用することが可能である。

本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法によって得られるコンビネーションマスクの概略構成例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。 本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法における手順のうち、スクリーンメッシュ部材を枠部材に貼り付けた後の状態の具体例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法における手順のうち、マスク部材をスクリーンメッシュ部材に仮固定した後の状態の具体例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係るコンビネーションマスクの製造方法における手順のうち、マスク部材をスクリーンメッシュ部材に本固定した後の状態の具体例を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１…コンビネーションマスク、２…枠部材、２ａ…スライド機構、３…スクリーンメッシュ部材、３ａ…不要領域部分、４…マスク部材、４ａ…パターン形成領域、４ｂ…開口、４ｃ…固着領域、４ｄ…仮固定の位置

Claims (3)

1. 形成パターンに対応した形状の開口が形成された薄膜金属からなるマスク部材と、紗状のスクリーンメッシュ部材と、方形状の枠部材とを備え、前記スクリーンメッシュ部材を介して前記マスク部材が前記枠部材内に張設されるコンビネーションマスクの製造方法であって、
   前記スクリーンメッシュ部材の上面または下面に前記マスク部材を配して当該スクリーンメッシュ部材と当該マスク部材とを仮固定する仮固定工程と、
   前記マスク部材が仮固定された後の前記スクリーンメッシュ部材に張力を与える張設工程と、
   前記枠部材に張設された前記スクリーンメッシュ部材に仮固定されている前記マスク部材を当該スクリーンメッシュ部材に本固定する本固定工程と
   を含むことを特徴とするコンビネーションマスクの製造方法。
2. 前記張設工程では、前記枠部材に配設されたスライド機構を用いて前記スクリーンメッシュ部材に張力を与える
   ことを特徴とする請求項１記載のコンビネーションマスクの製造方法。
3. 前記マスク部材が本固定された後の前記スクリーンメッシュ部材に対して当該マスク部材と重なる不要領域部分の切断除去を行う切断工程を含むとともに、
   前記切断工程では、前記スクリーンメッシュ部材に対する切断を、当該スクリーンメッシュ部材のみが切断されるように出力調整されたレーザカッターを用いて行う
   ことを特徴とする請求項１または２記載のコンビネーションマスクの製造方法。
   

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