JP7748837B2 - Metal mask - Google Patents
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Description
本発明は、有機EL素子の発光層を蒸着マスク法により形成する際に用いられる蒸着マスク、はんだボールを搭載する際に用いられる配列用マスク、あるいは印刷層をスクリーン印刷法により形成する際に用いられる印刷用マスクなどのメタルマスクに関する。 The present invention relates to metal masks such as vapor deposition masks used when forming the light-emitting layer of an organic EL element by a vapor deposition mask method, array masks used when mounting solder balls, and printing masks used when forming a print layer by a screen printing method.
マスク本体と、マスク本体を展張状態で支持する枠体とで構成されるメタルマスクにおいて、発光層や印刷層の位置精度の向上を図るためには、マスク本体の平坦度を向上させることが有用である。本出願人は、マスク本体の平坦度を向上させる技術として先に特許文献1を提案しており、そこでは、パターン形成領域に形成される多数独立の蒸着通孔を備えるマスク本体と、マスク本体の外周に配置された枠体と、マスク本体と枠体とを不離一体的に接合する電着金属層(金属層)とで構成される蒸着マスクにおいて、枠体の上面には電着金属層が分断された応力緩和部を設けている。マスク本体と電着金属層とは電鋳法で形成されている。 In metal masks consisting of a mask body and a frame that supports the mask body in a stretched state, improving the flatness of the mask body is useful for improving the positional accuracy of the light-emitting layer and printing layer. The applicant previously proposed Patent Document 1 as a technology for improving the flatness of the mask body, which describes a vapor deposition mask consisting of a mask body with numerous independent vapor deposition through-holes formed in the pattern formation area, a frame positioned on the periphery of the mask body, and an electrodeposited metal layer (metal layer) that inseparably bonds the mask body and frame. The upper surface of the frame is provided with stress relief sections where the electrodeposited metal layer is separated. The mask body and electrodeposited metal layer are formed by electroforming.
特許文献1のメタルマスクによれば、電着金属層を電鋳形成する際に発生する内部応力を応力緩和部で緩和することができるので、電着金属層の内部応力でマスク本体にうねりが生じて、マスク本体の平坦度が悪化することをある程度は抑えることができる。しかし、内部応力は電鋳形成されるマスク本体においても生じるものであるため、特許文献1のように、応力緩和部を枠体の上面に設ける構成では、マスク本体の内部応力を完全に緩和することは難しい。このため、マスク本体が伸縮することで、マスク本体に歪が生じるおそれがあり、特許文献1の構成ではマスク本体の平坦度の向上には限界があった。 The metal mask of Patent Document 1 uses stress relief sections to relieve internal stress generated when forming the electrodeposited metal layer by electroforming, thereby preventing the mask body from waviness due to the internal stress of the electrodeposited metal layer and reducing the flatness of the mask body to some extent. However, because internal stress also occurs in the mask body formed by electroforming, it is difficult to completely relieve the internal stress of the mask body with a configuration such as Patent Document 1, in which stress relief sections are provided on the top surface of the frame. As a result, there is a risk that distortion will occur in the mask body due to expansion and contraction of the mask body, and the configuration of Patent Document 1 has limitations on improving the flatness of the mask body.
本発明は、内部応力に起因するマスク本体の歪の発生を抑えて、より平坦度に優れたマスク本体を備えるメタルマスクを得ることを目的とする。 The present invention aims to obtain a metal mask with a mask body that has superior flatness by suppressing distortion of the mask body caused by internal stress.
本発明のメタルマスクは、金属薄板からなり、多数独立の通孔8が配されるパターン形成領域9を備えるマスク本体2と、マスク開口5を有し、該マスク開口5にパターン形成領域9が臨む状態でマスク本体2を支持する枠体3とを備える。そして、パターン形成領域9とマスク開口5の内周面15との間に、易伸縮部24が設けられていることを特徴とする。 The metal mask of the present invention comprises a mask body 2 made of a thin metal plate and having a pattern formation area 9 in which a large number of independent through-holes 8 are arranged, and a frame 3 having a mask opening 5 and supporting the mask body 2 with the pattern formation area 9 facing the mask opening 5. Furthermore, an easily stretchable portion 24 is provided between the pattern formation area 9 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5.
マスク本体2は、マスク開口5よりも小さく形成され、内側のパターン形成領域9とパターン形成領域9の周りを囲む外周領域10とを含む。マスク本体2と枠体3とは、マスク開口5の内周面15から内向きに延設され外周領域10に至る金属層4を介して不離一体的に接合されている。易伸縮部24が、マスク本体2の外周領域10および/または金属層4に周回状に設けられている。 The mask body 2 is formed smaller than the mask opening 5 and includes an inner pattern formation region 9 and an outer peripheral region 10 surrounding the pattern formation region 9. The mask body 2 and frame 3 are inseparably joined via a metal layer 4 that extends inward from the inner peripheral surface 15 of the mask opening 5 and reaches the outer peripheral region 10. An easily stretchable portion 24 is provided circumferentially in the outer peripheral region 10 and/or the metal layer 4 of the mask body 2.
易伸縮部24が、マスク本体2および/または金属層4を表裏に貫通する多数独立の貫通孔25で形成されている。 The easily stretchable section 24 is formed by a large number of independent through-holes 25 that penetrate the mask body 2 and/or metal layer 4 from front to back.
マスク本体2と金属層4とは、外周領域10と金属層4とが表裏に重畳して接合されている。金属層4は、外周領域10と重畳する接合部18と、接合部18とマスク開口5の内周面15との間の支持部19とを含み、易伸縮部24が支持部19に設けられている。 The mask body 2 and the metal layer 4 are bonded together with the outer peripheral region 10 and the metal layer 4 overlapping on the front and back. The metal layer 4 includes a bonding portion 18 that overlaps the outer peripheral region 10 and a support portion 19 between the bonding portion 18 and the inner peripheral surface 15 of the mask opening 5, and an easily stretchable portion 24 is provided in the support portion 19.
マスク本体2と金属層4とは、外周領域10と金属層4とが表裏に重畳して接合されている。外周領域10は、金属層4と重畳する外縁側の外周外側部11と、外周外側部11とパターン形成領域9との間の外周内側部12とを含み、易伸縮部24が外周内側部12に設けられている。 The mask body 2 and metal layer 4 are bonded together with the peripheral region 10 and metal layer 4 overlapping on the front and back. The peripheral region 10 includes an outer peripheral portion 11 on the outer edge that overlaps with the metal layer 4, and an inner peripheral portion 12 between the outer peripheral portion 11 and the pattern formation region 9, and an easily stretchable portion 24 is provided in the inner peripheral portion 12.
易伸縮部24が、金属層4側に偏倚して設けられている。 The easily expandable section 24 is biased toward the metal layer 4.
貫通孔25の孔内部に、易伸縮部24の形成部分を構成する素材よりも弾性率の小さい素材からなる充填体26が充填されている。 The interior of the through-hole 25 is filled with a filler 26 made of a material with a lower elastic modulus than the material constituting the portion forming the easily expandable section 24.
本発明のメタルマスクでは、マスク本体2のパターン形成領域9と、枠体3に形成されたマスク開口5の内周面15との間に易伸縮部24を設ける。このように、易伸縮部24をパターン形成領域9とマスク開口5の内周面15との間に設けると、易伸縮部24が伸び縮みすることで、マスク本体2(金属薄板)の形成時に生じた内部応力によるマスク本体2の伸縮を吸収できるので、マスク本体2の伸縮によってマスク本体2(メタルマスク1)に歪が生じることを抑えることができる。また、パターン形成領域9とマスク開口5の内周面15との間に設けた易伸縮部24、換言すれば、パターン形成領域9の外側(パターン形成領域9を除く領域)に設けた易伸縮部24によれば、易伸縮部24の伸縮変形がパターン形成領域9に影響を及ぼすことを防ぐことができるので、より平坦度が求められるマスク本体2のパターン形成領域9に歪が生じることを抑えることができる。以上により、本発明によれば、マスク本体2に歪が生じるのを抑えることができるので、より平坦度に優れたマスク本体2を備えるメタルマスク1を得ることができる。 In the metal mask of the present invention, an easily stretchable portion 24 is provided between the pattern formation region 9 of the mask body 2 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5 formed in the frame 3. By providing the easily stretchable portion 24 between the pattern formation region 9 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5 in this manner, the easily stretchable portion 24 expands and contracts, absorbing expansion and contraction of the mask body 2 due to internal stresses generated during the formation of the mask body 2 (thin metal plate). This reduces distortion of the mask body 2 (metal mask 1) caused by expansion and contraction of the mask body 2. Furthermore, the easily stretchable portion 24 provided between the pattern formation region 9 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5—in other words, the easily stretchable portion 24 provided outside the pattern formation region 9 (area excluding the pattern formation region 9)—prevents the expansion and contraction deformation of the easily stretchable portion 24 from affecting the pattern formation region 9, thereby reducing distortion in the pattern formation region 9 of the mask body 2, which requires greater flatness. As described above, the present invention reduces distortion in the mask body 2, thereby enabling a metal mask 1 to be obtained that includes a mask body 2 with superior flatness.
マスク本体2と枠体3が金属層4を介して不離一体的に接合されており、易伸縮部24が、マスク本体2の外周領域10および/または金属層4に設けられていると、マスク本体2および金属層4の形成時に生じた内部応力によるマスク本体2および金属層4の伸縮を易伸縮部24で吸収できるので、マスク本体2および金属層4の伸縮によってマスク本体2に歪が生じることを抑えることができる。また、周回状に設けられた易伸縮部24によれば、平面視におけるマスク本体2の全周部分の伸縮を易伸縮部24で吸収できるので、マスク本体2に歪が生じることをより抑えることができる。 When the mask body 2 and frame body 3 are inseparably joined via the metal layer 4 and the easily stretchable portion 24 is provided in the outer peripheral region 10 of the mask body 2 and/or the metal layer 4, the easily stretchable portion 24 can absorb the expansion and contraction of the mask body 2 and metal layer 4 due to internal stresses generated during the formation of the mask body 2 and metal layer 4, thereby preventing distortion of the mask body 2 caused by the expansion and contraction of the mask body 2 and metal layer 4. Furthermore, when the easily stretchable portion 24 is provided in a circumferential manner, the easily stretchable portion 24 can absorb the expansion and contraction of the entire periphery of the mask body 2 in a planar view, further preventing distortion of the mask body 2.
易伸縮部24が、マスク本体2および/または金属層4を表裏に貫通する多数独立の貫通孔25で形成されていると、貫通孔25の一群を形成することにより、易伸縮部24が設けられるマスク本体2および/または金属層4の部分を網目状に構成してばね性を持たせることができるので、当該ばね性によってマスク本体2や金属層4の伸縮を確実に吸収することができる。また、多数独立の貫通孔25で形成される易伸縮部24によれば、貫通孔25の孔径や形成個数を変更することで様々のばね性を発揮させることができる点でも優れている。 When the easily stretchable portion 24 is formed from a large number of independent through-holes 25 that penetrate the mask body 2 and/or metal layer 4 from front to back, forming a group of through-holes 25 allows the portion of the mask body 2 and/or metal layer 4 where the easily stretchable portion 24 is provided to have a mesh-like structure and be imparted with springiness, which can reliably absorb the expansion and contraction of the mask body 2 and metal layer 4. Furthermore, an easily stretchable portion 24 formed from a large number of independent through-holes 25 is advantageous in that it can exhibit a variety of springiness by changing the diameter and number of the through-holes 25.
金属層4は、接合領域20において外周領域10と重畳する接合部18と、接合部18とマスク開口5の内周面15との間の支持部19とを含み、易伸縮部24が支持部19に設けられていると、金属層4の形成と同時に貫通孔25が形成されるようにするだけの容易な製造方法で易伸縮部24を設けることができる。また、支持部19に設けた易伸縮部24によれば、易伸縮部24よりも内側のマスク本体2および金属層4の両者の内部応力による伸縮を吸収できる。 The metal layer 4 includes a bonding portion 18 that overlaps the outer peripheral region 10 in the bonding region 20, and a support portion 19 between the bonding portion 18 and the inner peripheral surface 15 of the mask opening 5. When the easily stretchable portion 24 is provided in the support portion 19, the easily stretchable portion 24 can be provided using a simple manufacturing method that simply involves forming the through-hole 25 at the same time as forming the metal layer 4. Furthermore, the easily stretchable portion 24 provided in the support portion 19 can absorb expansion and contraction due to internal stress in both the mask body 2 and the metal layer 4 located inside the easily stretchable portion 24.
外周領域10は、接合領域20において金属層4と重畳する外縁側の外周外側部11と、外周外側部11とパターン形成領域9との間の外周内側部12とを含み、易伸縮部24が外周内側部12に設けられていると、マスク本体2の形成と同時に外周内側部12に貫通孔25が形成されるようにするだけの容易な製造方法で易伸縮部24を設けることができる。また、外周領域10に設けた易伸縮部24によれば、マスク本体2とくにパターン形成領域9における伸縮を効率よく吸収できる。 The peripheral region 10 includes an outer peripheral portion 11 on the outer edge side that overlaps the metal layer 4 in the bonding region 20, and an inner peripheral portion 12 between the outer peripheral portion 11 and the pattern formation region 9. If the easily stretchable portion 24 is provided in the inner peripheral portion 12, the easily stretchable portion 24 can be provided using a simple manufacturing method that simply involves forming through-holes 25 in the inner peripheral portion 12 at the same time as forming the mask main body 2. Furthermore, the easily stretchable portion 24 provided in the peripheral region 10 can efficiently absorb expansion and contraction of the mask main body 2, particularly in the pattern formation region 9.
易伸縮部24が、金属層4側に偏倚して設けられていると、易伸縮部24の伸縮変形がパターン形成領域9に影響を及ぼすことをより防ぐことができるので、パターン形成領域9におけるマスク本体2の平坦度をより向上させることができる。 When the easily stretchable portion 24 is biased toward the metal layer 4, the expansion and contraction deformation of the easily stretchable portion 24 can be more effectively prevented from affecting the pattern formation region 9, thereby further improving the flatness of the mask body 2 in the pattern formation region 9.
貫通孔25の孔内部に、易伸縮部24の形成部分を構成する素材よりも弾性率の小さい素材からなる充填体26が充填されていると、蒸着マスク法における蒸着材あるいはスクリーン印刷法における印刷材が貫通孔25を介してメタルマスク1を通過することを阻止できるので、不必要な部分に蒸着材が析出あるいは印刷材が塗布されることを防ぐことができる。 When the through-holes 25 are filled with a filler 26 made of a material with a lower elastic modulus than the material constituting the portion forming the easily expandable section 24, the vapor deposition material in the vapor deposition mask method or the printing material in the screen printing method can be prevented from passing through the metal mask 1 via the through-holes 25, thereby preventing the deposition of the vapor deposition material or the application of the printing material to unnecessary areas.
(第1参考例) 図1から図7に本発明に係るメタルマスクを有機ELディスプレイの製造に使用される蒸着マスクに適用した第1参考例を示す。本参考例では、図1に向かって上側を蒸着マスクの上(表)面と規定し、下側を蒸着マスクの下(裏)面と規定する。なお、各図における厚みや幅などの寸法は、実際の様子を示したものではなく、それぞれ模式的に示している。他の実施形態と参考例を示す図8から図14においても同様である。図2において蒸着マスク(メタルマスク)1は、マトリクス状に配される複数(本参考例では4枚)のマスク本体2と、各マスク本体2を囲むように配され、マスク本体2を支持する枠体3と、両者2・3を不離一体的に接合する金属層4とを含む。 1 to 7 show a first embodiment in which a metal mask according to the present invention is applied to a deposition mask used in the manufacture of an organic EL display. In this embodiment , the upper side of FIG. 1 is defined as the upper (front) surface of the deposition mask, and the lower side is defined as the lower (rear) surface of the deposition mask. Dimensions such as thickness and width in each figure are shown schematically and do not represent actual conditions. This also applies to FIGS. 8 to 14 , which show other embodiments and embodiments . In FIG. 2 , the deposition mask (metal mask) 1 includes a plurality of mask bodies 2 (four in this embodiment ) arranged in a matrix, a frame 3 surrounding each mask body 2 and supporting the mask bodies 2, and a metal layer 4 bonding the mask bodies 2 and 3 together in an inseparable manner.
図5に示すように、枠体3は、インバー材、スーパーインバー材、セラミックス材などの低熱線膨張係数の素材からなり、マスク本体2と同数のマスク開口5を備える格子枠状に形成されている。各マスク開口5は、四隅が丸められた長方形状に形成されており、各マスク開口5にマスク本体2が1枚ずつ配される。枠体3は、蒸着マスク1の補強材を兼ねており、マスク本体2を補強しつつ蒸着マスク1を支持している。 As shown in Figure 5, the frame 3 is made of a material with a low coefficient of linear thermal expansion, such as Invar, Super Invar, or ceramic, and is formed into a lattice frame with the same number of mask openings 5 as the mask bodies 2. Each mask opening 5 is formed into a rectangular shape with rounded corners, and one mask body 2 is placed in each mask opening 5. The frame 3 also serves as a reinforcing material for the deposition mask 1, supporting the deposition mask 1 while reinforcing the mask bodies 2.
マスク本体2は、ニッケル、銅、ニッケル-コバルトなどのニッケル合金、鉄-ニッケルなどの鉄合金からなる電着金属を素材として電鋳(めっき)法によって形成された金属薄板からなる。図2および図5に示すように、マスク本体2はマスク開口5よりもひとまわり小さい四隅が丸められた長方形状に形成されている。マスク本体2は、その内側に多数独立の蒸着通孔(通孔)8からなる蒸着パターンが形成されるパターン形成領域9を備えており、パターン形成領域9の四周を囲むように外周領域10を備えている。外周領域10は、金属層4が接合される外縁側の外周外側部11と、外周外側部11とパターン形成領域9との間の外周内側部12とを備えている。マスク本体2の外郭形状とマスク開口5の開口形状とは相似状に構成されている。 The mask body 2 is made of a thin metal plate formed by electroforming (plating) using electrodeposited metal made from nickel, copper, nickel alloys such as nickel-cobalt, or iron alloys such as iron-nickel. As shown in Figures 2 and 5, the mask body 2 is formed in a rectangular shape slightly smaller than the mask opening 5 with rounded corners. The mask body 2 has a pattern formation region 9 inside which a vapor deposition pattern made up of numerous independent vapor deposition through-holes 8 is formed, and an outer periphery region 10 surrounding the pattern formation region 9 on all four sides. The outer periphery region 10 has an outer periphery outer portion 11 on the outer edge side to which the metal layer 4 is bonded, and an inner periphery portion 12 between the outer periphery outer portion 11 and the pattern formation region 9. The outer shape of the mask body 2 and the opening shape of the mask opening 5 are configured to be similar.
金属層4は、ニッケル、銅、ニッケル-コバルトなどのニッケル合金、鉄-ニッケルなどの鉄合金からなる電着金属を素材として電鋳(めっき)法で形成されており、枠体3の上面縁部およびマスク開口5の内周面15を覆う被覆部16と、被覆部16を介してマスク開口5の内周面15から開口中心側に向かって内向きに延出される延出部17とを備える。延出部17は四角枠状に形成されており、その延出先端側であり外周外側部11が接合される接合部18と、接合部18とマスク開口5の内周面15との間の支持部19とで構成されている。本参考例の金属層4は枠体3の上面において分断されており、枠体3の上面が蒸着マスク1の外面に露出する。金属層4を枠体3の上面において分断することにより、各マスク本体2を支持する金属層4をそれぞれ個別に形成できるので、金属層4の全体を一体的に形成する形態に比べて、金属層4で生じる内部応力を緩和でき、したがって、電鋳形成後の金属層4の伸縮を抑えることができる。 The metal layer 4 is formed by electroforming (plating) using an electrodeposited metal made of nickel, copper, a nickel alloy such as nickel-cobalt, or an iron alloy such as iron-nickel, and includes a covering portion 16 that covers the upper surface edge portion of the frame 3 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5, and an extending portion 17 that extends inward from the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5 toward the center of the opening via the covering portion 16. The extending portion 17 is formed in a rectangular frame shape and includes a joining portion 18 at the tip side of the extending portion to which the outer circumferential portion 11 is joined, and a support portion 19 between the joining portion 18 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5. In this reference example , the metal layer 4 is divided at the upper surface of the frame 3, and the upper surface of the frame 3 is exposed to the outer surface of the vapor deposition mask 1. By dividing the metal layer 4 on the top surface of the frame body 3, the metal layers 4 supporting each mask body 2 can be formed individually. Therefore, compared to a form in which the entire metal layer 4 is formed integrally, the internal stress generated in the metal layer 4 can be alleviated, and therefore expansion and contraction of the metal layer 4 after electroforming can be suppressed.
マスク本体2と金属層4とは、外周外側部11と接合部18とが重畳する状態で接合されており、両者(外周外側部11、接合部18)が重畳する部分が、接合領域20を構成する。接合領域20における外周外側部11と接合部18とは平板状に形成されており、外周外側部11の上面と接合部18の下面とが密着している。また、延出部17は、支持部19の下面から下方に向かって突設される周回状の接合リブ21を備えており、接合リブ21の内周面とマスク本体2の周端面とは密着している。 The mask body 2 and metal layer 4 are joined together with the outer peripheral portion 11 and the joint portion 18 overlapping each other, and the overlapping portion of the two (outer peripheral portion 11, joint portion 18) constitutes the joint region 20. The outer peripheral portion 11 and the joint portion 18 in the joint region 20 are formed in a flat plate shape, with the upper surface of the outer peripheral portion 11 and the lower surface of the joint portion 18 closely contacting each other. In addition, the extension portion 17 is provided with a circumferential joint rib 21 that protrudes downward from the underside of the support portion 19, and the inner surface of the joint rib 21 closely contacts the peripheral edge surface of the mask body 2.
上記のようにマスク本体2と金属層4とは電鋳法で形成されるため、電鋳後の温度低下の際に、マスク本体2および金属層4が僅かに伸縮することが避けられない。当該伸縮によるマスク本体2および金属層4の変形を解消するため、蒸着マスク1には、パターン形成領域9とマスク開口5の内周面15との間に易伸縮部24が設けられている。本参考例の蒸着マスク1では、易伸縮部24は外周領域10の外周内側部12に周回状に形成されている。 As described above, the mask body 2 and the metal layer 4 are formed by electroforming, and therefore, slight expansion and contraction of the mask body 2 and the metal layer 4 is unavoidable when the temperature drops after electroforming. To prevent deformation of the mask body 2 and the metal layer 4 due to this expansion and contraction, the deposition mask 1 is provided with an easily expandable portion 24 between the pattern formation region 9 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5. In the deposition mask 1 of this reference example , the easily expandable portion 24 is formed in a circumferential shape on the outer circumferential inner portion 12 of the outer circumferential region 10.
図4に示すように易伸縮部24は、規則的に配列される多数独立の貫通孔25で形成されており、各貫通孔25は、平面視で菱形状(矩形状)に形成されたマスク本体2を上下(表裏)に貫通する孔からなる。貫通孔25の一群を規則的に配列することにより、易伸縮部24部分の外周内側部12はメッシュ状に形成されている。易伸縮部24を形成する貫通孔25の外縁側は外周内側部12と外周外側部11との境界部分にまで配されているのに対して、易伸縮部24を構成する貫通孔25の内縁側はパターン形成領域9との間に隙間を介して配される。これにより、易伸縮部24は、外周内側部12において外周外側部11(金属層4)側に偏倚して形成される。易伸縮部24においてメッシュ状に形成されたマスク本体2はばね性を有し、マスク本体2および金属層4の伸縮は、隣り合う貫通孔25どうしの間にあるマスク本体2が弾性変形することによって吸収され、マスク本体2の変形が解消される。なお、パターン形成領域9と易伸縮部24とは、(パターン形成領域9に形成される蒸着通孔8の合計開口面積)>(易伸縮部24を形成する貫通孔25の合計開口面積)の関係を満たすように構成することが好ましい。また、(個々の蒸着通孔8の開口面積)>(個々の貫通孔25の開口面積)の関係を満たすように構成することが好ましい。 As shown in FIG. 4 , the easily stretchable portion 24 is formed by a large number of regularly arranged independent through-holes 25. Each through-hole 25 is a hole that penetrates the mask body 2, which is formed in a diamond (rectangular) shape in a plan view, from top to bottom (front to back). By regularly arranging a group of through-holes 25, the outer peripheral inner portion 12 of the easily stretchable portion 24 is formed in a mesh-like shape. The outer edge of the through-holes 25 that form the easily stretchable portion 24 is arranged up to the boundary between the outer peripheral inner portion 12 and the outer peripheral outer portion 11, while the inner edge of the through-holes 25 that form the easily stretchable portion 24 is arranged with a gap between them and the pattern formation region 9. As a result, the easily stretchable portion 24 is formed in the outer peripheral inner portion 12 so as to be biased toward the outer peripheral outer portion 11 (metal layer 4) side. The mask body 2, which is formed in a mesh-like shape in the easily stretchable portion 24, has spring properties, and expansion and contraction of the mask body 2 and the metal layer 4 is absorbed by the elastic deformation of the mask body 2 between adjacent through-holes 25, thereby eliminating deformation of the mask body 2. The pattern formation region 9 and the easy-to-stretch portions 24 are preferably configured to satisfy the relationship: (total opening area of vapor deposition through holes 8 formed in the pattern formation region 9) > (total opening area of through holes 25 forming the easy-to-stretch portions 24). Also, it is preferable to configure them to satisfy the relationship: (opening area of each vapor deposition through hole 8) > (opening area of each through hole 25).
易伸縮部24の各貫通孔25は、充填体26が充填されて埋められている。充填体26は、易伸縮部24の形成部分、すなわちマスク本体2を構成する素材よりも弾性率の小さい素材で構成されており、ニッケルからなるマスク本体2に対して十分に弾性率が小さい樹脂材からなる。各貫通孔25を埋める充填体26とマスク本体2との上下面は面一状とされている。なお、充填体26はマスク本体2よりも弾性率の小さい素材で構成されているので、易伸縮部24によるマスク本体2および金属層4の伸縮の吸収を阻害することはない。 Each through-hole 25 of the easily stretchable section 24 is filled with a filler 26. The filler 26 is made of a material with a lower modulus of elasticity than the material that makes up the easily stretchable section 24, i.e., the mask body 2, and is made of a resin material with a modulus of elasticity that is sufficiently lower than that of the nickel-based mask body 2. The top and bottom surfaces of the filler 26 filling each through-hole 25 and the mask body 2 are flush with each other. Note that, because the filler 26 is made of a material with a lower modulus of elasticity than the mask body 2, it does not prevent the easily stretchable section 24 from absorbing the expansion and contraction of the mask body 2 and metal layer 4.
本参考例に係る蒸着マスク1の製造方法の一例を図6および図7に示す。まず図6(a)に示すように、導電性を有する例えばステンレスや真ちゅう製の電鋳母型30の表面に、ネガタイプのフォトレジスト層31を形成し、次いで、フォトレジスト層31の上に、ガラスマスクからなるパターンフィルム32を密着させる。これにて、パターンニング前段体33が得られる。パターンフィルム32には、マスク本体2の蒸着通孔8、易伸縮部24を構成する貫通孔25、および接合リブ21に対応する透光孔が形成されている。 An example of a manufacturing method of the vapor deposition mask 1 according to this reference example is shown in FIGS. 6 and 7. First, as shown in FIG. 6( a), a negative photoresist layer 31 is formed on the surface of an electroforming mold 30 made of, for example, stainless steel or brass, which has conductivity. Next, a pattern film 32 made of a glass mask is adhered to the photoresist layer 31. This results in a patterning precursor 33. The pattern film 32 has formed therein light-transmitting holes corresponding to the vapor deposition through-holes 8 of the mask body 2, the through-holes 25 constituting the easily expandable portions 24, and the joining ribs 21.
次いで、紫外線ランプ35を備える紫外線照射装置の炉内を、露光作業時の炉内温度に予熱する。予熱が完了したら、得られたパターンニング前段体33を紫外線照射装置の炉内に収容し、パターンニング前段体33を炉内温度に馴染ませたのち、紫外線ランプ35で紫外線光を照射することにより、パターンフィルム32を介してフォトレジスト層31を露光する。露光後のパターンニング前段体33を取り出したのち、フォトレジスト層31からパターンフィルム32を取り外し、フォトレジスト層31の現像(未露光部分の溶解除去)を行うことにより、図6(b)に示すように、電鋳母型30上に一次パターンレジスト36を形成する。一次パターンレジスト36は、パターンフィルム32の各透光孔に対応するレジスト体37で構成される。 Next, the interior of the ultraviolet irradiation device, equipped with ultraviolet lamps 35, is preheated to the furnace temperature during exposure. Once preheating is complete, the resulting patterning pre-stage 33 is placed in the ultraviolet irradiation device's furnace. After the patterning pre-stage 33 has acclimatized to the furnace temperature, it is irradiated with ultraviolet light from the ultraviolet lamps 35, exposing the photoresist layer 31 through the pattern film 32. After removing the exposed patterning pre-stage 33, the pattern film 32 is removed from the photoresist layer 31, and the photoresist layer 31 is developed (unexposed portions are dissolved and removed), forming a primary pattern resist 36 on the electroforming matrix 30, as shown in Figure 6(b). The primary pattern resist 36 is composed of resist bodies 37 that correspond to each light-transmitting hole in the pattern film 32.
次いで、一次パターンレジスト36を形成した電鋳母型30を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、レジスト体37で覆われていない電鋳母型30の表面に電鋳処理を施すことにより、図6(c)に示すようにレジスト体37の高さの範囲内で一次電鋳層38を形成する。一次電鋳層38は、蒸着マスク1の完成品を構成する複数のマスク本体2と、その完成前に除去される枠体支持部39とを構成する。一次電鋳層38の形成後、図6(d)に示すように、一次パターンレジスト36を溶解除去する。これにより、蒸着通孔8および貫通孔25が形成されたマスク本体2および枠体支持部39が現れる。なお、枠体支持部39は省略することができる。 Next, the electroforming mold 30 on which the primary pattern resist 36 has been formed is placed in an electroforming tank prepared under specified conditions, and the surface of the electroforming mold 30 not covered by the resist body 37 is subjected to electroforming processing to form a primary electroforming layer 38 within the height range of the resist body 37, as shown in Figure 6(c). The primary electroforming layer 38 constitutes multiple mask bodies 2 that make up the completed vapor deposition mask 1, and a frame support 39 that is removed prior to completion. After the primary electroforming layer 38 is formed, the primary pattern resist 36 is dissolved and removed, as shown in Figure 6(d). This reveals the mask bodies 2 and frame support 39 with vapor deposition through-holes 8 and through-holes 25 formed therein. Note that the frame support 39 may be omitted.
次工程では、一次電鋳層38のマスク本体2に対して、枠体3を金属層4で接合する。具体的には、図7(a)に示すように、まず一次電鋳層38の表面全体にネガタイプのフォトレジスト層42を形成し、その上にパターンフィルム43を密着させる。このパターンフィルム43は、マスク本体2のパターン形成領域9および外周内側部12に対応する角を丸めた長方形状の透光孔を備える。 In the next step, the frame 3 is bonded to the mask body 2 of the primary electroforming layer 38 with the metal layer 4. Specifically, as shown in Figure 7(a), a negative photoresist layer 42 is first formed over the entire surface of the primary electroforming layer 38, and then a pattern film 43 is adhered to the top of it. This pattern film 43 has rectangular light-transmitting holes with rounded corners that correspond to the pattern formation area 9 and inner peripheral portion 12 of the mask body 2.
次いで、紫外線ランプ44で紫外線光を照射して、パターンフィルム43を介してフォトレジスト層42を露光する。露光後、フォトレジスト層42からパターンフィルム43を取り外し、フォトレジスト層42の現像(未露光部分の溶解除去)を行うことにより、図7(b)に示す二次パターンレジスト45を形成する。二次パターンレジスト45は、マスク本体2のパターン形成領域9および外周内側部12の表面を覆うレジスト体46で構成される。パターン形成領域9の蒸着通孔8および貫通孔25は二次パターンレジスト45で覆われるため、その後の電鋳処理の際に、蒸着通孔8および貫通孔25に電鋳液が浸入することは無い。 Next, ultraviolet light is applied from an ultraviolet lamp 44 to expose the photoresist layer 42 through the pattern film 43. After exposure, the pattern film 43 is removed from the photoresist layer 42, and the photoresist layer 42 is developed (unexposed portions are dissolved and removed) to form the secondary pattern resist 45 shown in FIG. 7(b). The secondary pattern resist 45 is composed of a resist body 46 that covers the pattern formation region 9 and the surface of the inner peripheral portion 12 of the mask body 2. Because the vapor deposition through holes 8 and through holes 25 in the pattern formation region 9 are covered with the secondary pattern resist 45, electroforming liquid will not penetrate into the vapor deposition through holes 8 and through holes 25 during the subsequent electroforming process.
次いで、図7(c)に示すように、一次電鋳層38の枠体支持部39の上面の所定の位置に枠体3を載置する。平面視において枠体支持部39は枠体3よりもひとまわり大きく形成されている。枠体支持部39で支持される枠体3の下面には、剥離層47を介して接着層48が予め積層されており、この接着層48によって枠体3は枠体支持部39に対してズレ動き不能に固定される。また、枠体3の上面には被覆層49が積層されており、被覆層49で枠体3の上面に金属層4が形成されることを防ぐ。本参考例では剥離層47はニッケル(金属材)で形成し、接着層48は未露光のフォトレジスト層(樹脂層)で形成した。また、被覆層49は露光したフォトレジスト層(樹脂層)で形成した。 Next, as shown in FIG. 7( c), the frame 3 is placed at a predetermined position on the upper surface of the frame support portion 39 of the primary electroforming layer 38. In plan view, the frame support portion 39 is formed to be slightly larger than the frame 3. An adhesive layer 48 is pre-layered on the underside of the frame 3 supported by the frame support portion 39 via a release layer 47. This adhesive layer 48 fixes the frame 3 to the frame support portion 39 and prevents it from moving. A coating layer 49 is also laminated on the upper surface of the frame 3, preventing the formation of a metal layer 4 on the upper surface of the frame 3. In this example , the release layer 47 is formed of nickel (metal material), and the adhesive layer 48 is formed of an unexposed photoresist layer (resin layer). The coating layer 49 is formed of an exposed photoresist layer (resin layer).
次いで、一次電鋳層38上に枠体3を載置した電鋳母型30を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、レジスト体46および被覆層49で覆われていない電鋳母型30、一次電鋳層38、および枠体3の表面に電鋳処理を施すことにより、図7(d)に示すように、枠体3の表面からマスク本体2にわたって連続する二次電鋳層すなわち金属層4を形成する。一次電鋳層38の表面における金属層4は、二次パターンレジスト45の高さの範囲内で形成する。電鋳処理後、電鋳母型30から一次電鋳層38および金属層4を剥離する。次いで一次電鋳層38の枠体支持部39を接着層48および剥離層47と共に、枠体3および金属層4から剥離し、さらに二次パターンレジスト45および被覆層49を除去することにより、図7(e)に示す蒸着マスク1を得ることができる。最後に易伸縮部24の貫通孔25の内部に樹脂からなる充填体26を充填することにより蒸着マスク1の完成品を得ることができる。 Next, the electroforming mold 30 with the frame 3 placed on the primary electroforming layer 38 is placed in an electroforming tank prepared under specified conditions, and electroforming is performed on the surfaces of the electroforming mold 30, primary electroforming layer 38, and frame 3 that are not covered by the resist body 46 and coating layer 49. This forms a continuous secondary electroforming layer, i.e., metal layer 4, extending from the surface of the frame 3 to the mask body 2, as shown in Figure 7(d). The metal layer 4 on the surface of the primary electroforming layer 38 is formed within the height range of the secondary pattern resist 45. After the electroforming process, the primary electroforming layer 38 and metal layer 4 are peeled off from the electroforming mold 30. Next, the frame support portion 39 of the primary electroforming layer 38, together with the adhesive layer 48 and peeling layer 47, is peeled off from the frame 3 and metal layer 4, and the secondary pattern resist 45 and coating layer 49 are removed to obtain the deposition mask 1 shown in Figure 7(e). Finally, the through-holes 25 of the easily stretchable sections 24 are filled with resin fillers 26 to obtain the finished vapor deposition mask 1.
上記の製造工程において、一次電鋳層38に対するフォトレジスト層42の形成に先立って、マスク本体2に対する金属層4の接合強度(密着性)を高めるための密着めっき層を、外周外側部11に対応する一次電鋳層38に形成することもできる。二次パターンレジスト45の除去は、一次電鋳層38および金属層4の剥離前に行っても良いし、枠体支持部39、接着層48および剥離層47の剥離前に行っても良い。 In the above manufacturing process, prior to forming the photoresist layer 42 on the primary electroforming layer 38, an adhesion plating layer can be formed on the primary electroforming layer 38 corresponding to the outer peripheral portion 11 to increase the bonding strength (adhesion) of the metal layer 4 to the mask body 2. The secondary pattern resist 45 can be removed before peeling off the primary electroforming layer 38 and metal layer 4, or before peeling off the frame support portion 39, adhesive layer 48, and release layer 47.
以上のように、本参考例の蒸着マスク1では、易伸縮部24をパターン形成領域9とマスク開口5の内周面15との間の外周内側部12に設けたので、易伸縮部24が伸び縮みすることで電鋳形成時の内部応力によるマスク本体2の伸縮を吸収して、マスク本体2の伸縮によってマスク本体2(蒸着マスク1)に歪が生じることを抑えることができる。また、パターン形成領域9の外側の外周内側部12に設けた易伸縮部24によれば、易伸縮部24の伸縮変形がパターン形成領域9に影響を及ぼすことを防ぐことができるので、より平坦度が求められるパターン形成領域9におけるマスク本体2に歪が生じることを抑えることができる。以上により、本参考例によれば、マスク本体2に歪が生じるのを抑えることができるので、平坦度に優れたマスク本体2を備える蒸着マスク1を得ることができる。 As described above, in the deposition mask 1 of this reference example , the easily stretchable portion 24 is provided in the outer circumferential inner portion 12 between the pattern formation region 9 and the inner circumferential surface 15 of the mask opening 5. Therefore, the easily stretchable portion 24 expands and contracts to absorb expansion and contraction of the mask body 2 due to internal stress during electroforming, thereby suppressing distortion of the mask body 2 (deposition mask 1) due to expansion and contraction of the mask body 2. Furthermore, the easily stretchable portion 24 provided in the outer circumferential inner portion 12 outside the pattern formation region 9 can prevent expansion and contraction deformation of the easily stretchable portion 24 from affecting the pattern formation region 9, thereby suppressing distortion of the mask body 2 in the pattern formation region 9, where greater flatness is required. As described above, according to this reference example , distortion of the mask body 2 can be suppressed, and therefore a deposition mask 1 including a mask body 2 with excellent flatness can be obtained.
マスク本体2と枠体3が金属層4を介して不離一体的に接合される形態の蒸着マスク1において易伸縮部24をマスク本体2の外周内側部12に設けたので、電鋳形成時の内部応力によるマスク本体2および金属層4の伸縮を易伸縮部24で吸収して、マスク本体2および金属層4の伸縮によってマスク本体2に歪が生じることを抑えることができる。また、周回状に設けられた易伸縮部24によれば、平面視におけるマスク本体2の全周部分の伸縮を易伸縮部24で吸収できるので、マスク本体2に歪が生じることをより抑えることができる。 In a vapor deposition mask 1 in which the mask body 2 and frame 3 are inseparably joined via the metal layer 4, the easily stretchable portion 24 is provided on the inner peripheral portion 12 of the mask body 2. This allows the easily stretchable portion 24 to absorb expansion and contraction of the mask body 2 and metal layer 4 due to internal stress during electroforming, thereby preventing distortion of the mask body 2 caused by expansion and contraction of the mask body 2 and metal layer 4. Furthermore, the easily stretchable portion 24 is provided in a circumferential manner, allowing the easily stretchable portion 24 to absorb expansion and contraction of the entire periphery of the mask body 2 in a plan view, further preventing distortion of the mask body 2.
マスク本体2を表裏に貫通する多数独立の貫通孔25で形成された易伸縮部24によれば、易伸縮部24が設けられる外周内側部12(マスク本体2)の部分をメッシュ(網目)状に構成してばね性を持たせることができるので、当該ばね性によってマスク本体2や金属層4の伸縮を確実に吸収することができる。また、易伸縮部24を形成する貫通孔25の孔径や形成個数を変更することで、易伸縮部24に様々のばね性を発揮させることができる点でも優れている。 The easily stretchable sections 24 are formed from a large number of independent through-holes 25 that penetrate the mask body 2 from front to back. This allows the outer circumferential inner portion 12 (mask body 2) where the easily stretchable sections 24 are provided to be configured in a mesh-like structure, giving it springiness, which reliably absorbs the expansion and contraction of the mask body 2 and metal layer 4. Another advantage is that the easily stretchable sections 24 can be made to exhibit a variety of springiness by changing the diameter and number of the through-holes 25 that form the easily stretchable sections 24.
易伸縮部24を外周内側部12に設けたので、マスク本体2の電鋳形成と同時に外周内側部12に貫通孔25が形成されるようにするだけの容易な製造方法で易伸縮部24を設けることができる。 Since the easily stretchable portion 24 is provided in the outer circumferential inner portion 12, the easily stretchable portion 24 can be provided using a simple manufacturing method that simply involves forming the through-holes 25 in the outer circumferential inner portion 12 at the same time as electroforming the mask body 2.
易伸縮部24を金属層4側に偏倚して設けたので、易伸縮部24の伸縮変形がパターン形成領域9に影響を及ぼすことをより防いで、パターン形成領域9におけるマスク本体2の平坦度をより向上させることができる。 By positioning the easily stretchable portion 24 biased toward the metal layer 4, it is possible to prevent the expansion and contraction deformation of the easily stretchable portion 24 from affecting the pattern formation region 9, thereby further improving the flatness of the mask body 2 in the pattern formation region 9.
貫通孔25の孔内部に、易伸縮部24の形成部分を構成する素材よりも弾性率の小さい素材からなる充填体26を充填したので、蒸着マスク法における蒸着材が貫通孔25を介して蒸着マスク1を通過することを阻止できるので、不必要な部分に蒸着材が析出されることを防ぐことができる。 The through-holes 25 are filled with a filler 26 made of a material with a lower elastic modulus than the material constituting the portion forming the easily expandable section 24. This prevents the vapor deposition material used in the vapor deposition mask method from passing through the vapor deposition mask 1 via the through-holes 25, preventing the vapor deposition material from being deposited in unnecessary areas.
以上のことから、本参考例に係る蒸着マスクは、国連の提唱する持続可能な開発目標(SDGs:Sustainable Development Goals)の目標9(産業と技術革新の基盤をつくろう_強靭なインフラを整備し、包摂的で持続可能な産業化を推進するとともに、技術革新の拡大を図る)、および目標12(つくる責任、つかう責任_持続可能な消費と生産のパターンを確保する)に貢献し得るものである。 For these reasons, the deposition mask according to this reference example can contribute to Goal 9 (Industry, innovation and infrastructure: Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization and foster innovation) and Goal 12 (Responsible consumption and production: Ensure sustainable consumption and production patterns) of the Sustainable Development Goals (SDGs) advocated by the United Nations.
(第1実施形態) 図8に本発明に係るメタルマスクの第1実施形態を示す。本実施形態では、易伸縮部24を金属層4に形成した点が第1参考例を相違し、他は、第1参考例と同じであるので、同一の構成、構造、および部材には同じ符号を付してその説明を省略する。以下の各実施形態、参考例においても同じとする。図8に示すように、多数独立の貫通孔25で形成される易伸縮部24は、金属層4の支持部19に周回状に形成されている。本実施形態では、マスク本体2および金属層4の伸縮は、隣り合う貫通孔25どうしの間にある金属層4が弾性変形することによって吸収され、これによりマスク本体2の変形が解消される。 ( First Embodiment) Figure 8 shows a first embodiment of a metal mask according to the present invention. This embodiment differs from the first reference example in that an easily stretchable portion 24 is formed in the metal layer 4. Otherwise, this embodiment is the same as the first reference example . Therefore, the same configurations, structures, and components are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted. This also applies to the following embodiments and reference examples . As shown in Figure 8, the easily stretchable portion 24, which is formed by a large number of independent through holes 25, is formed in a circumferential shape on the support portion 19 of the metal layer 4. In this embodiment, the expansion and contraction of the mask body 2 and the metal layer 4 is absorbed by the elastic deformation of the metal layer 4 between adjacent through holes 25, thereby eliminating deformation of the mask body 2.
本実施形態に係る蒸着マスク1の製造方法は、フォトレジスト層31・42を露光する際に使用するパターンフィルム32・43が先の第1参考例と相違する。パターンフィルム32には、マスク本体2の蒸着通孔8および接合リブ21に対応する透光孔が形成されており、電鋳処理にて形成される一次電鋳層38が、蒸着通孔8が形成されたマスク本体2および枠体支持部39で構成される。パターンフィルム43には、マスク本体2のパターン形成領域9と外周内側部12、および貫通孔25に対応する透光孔が形成されており、電鋳処理にて形成される金属層4は支持部19に貫通孔25を備える。 The manufacturing method of the vapor deposition mask 1 according to this embodiment differs from that of the first reference example in the pattern films 32 and 43 used when exposing the photoresist layers 31 and 42. The pattern film 32 has light-transmitting holes formed therein that correspond to the vapor deposition through-holes 8 and the joining ribs 21 of the mask body 2, and a primary electroformed layer 38 formed by electroforming is composed of the mask body 2 in which the vapor deposition through-holes 8 are formed and a frame support portion 39. The pattern film 43 has light-transmitting holes formed therein that correspond to the pattern formation region 9, the outer circumferential inner portion 12, and the through-holes 25 of the mask body 2, and a metal layer 4 formed by electroforming has the through-holes 25 in the support portion 19.
上記のように、易伸縮部24を支持部19に設けた場合においても、金属層4の電鋳形成と同時に貫通孔25が形成されるようにするだけの容易な製造方法で易伸縮部24を設けることができる。 As described above, even when the easily expandable portion 24 is provided in the support portion 19, the easily expandable portion 24 can be provided using a simple manufacturing method that simply involves forming the through-holes 25 at the same time as electroforming the metal layer 4.
(第2実施形態) 図9に本発明に係るメタルマスクの第2実施形態を示す。本実施形態は、易伸縮部24を形成する貫通孔25の別実施形態であり、図9に示すように各貫通孔25は、平面視で正六角形状(多角形状)に形成されており、貫通孔25を規則的に配列することにより、易伸縮部24部分の外周内側部12はハニカム構造状に形成されている。 ( Second embodiment) Fig. 9 shows a second embodiment of the metal mask according to the present invention. This embodiment is a different embodiment of the through holes 25 that form the easy-to-expand portions 24. As shown in Fig. 9, each through hole 25 is formed in a regular hexagonal shape (polygonal shape) in plan view, and by regularly arranging the through holes 25, the outer circumferential inner portion 12 of the easy-to-expand portions 24 is formed in a honeycomb structure.
(第3実施形態) 図10に本発明に係るメタルマスクの第3実施形態を示す。本実施形態は、易伸縮部24を形成する貫通孔25のさらに別の実施形態であり、図10に示すように各貫通孔25は、平面視で真円状(円形状)に形成されており、貫通孔25を規則的に配列することにより、易伸縮部24部分の外周内側部12はパンチングメタル状に形成されている。なお、貫通孔25は楕円形状に形成することもできる。 ( Third embodiment) Figure 10 shows a third embodiment of the metal mask according to the present invention. This embodiment is yet another embodiment of the through holes 25 that form the easy-to-stretch portions 24. As shown in Figure 10, each through hole 25 is formed in a perfect circular shape (circular shape) in plan view, and by regularly arranging the through holes 25, the outer circumferential inner portion 12 of the easy-to-stretch portions 24 is formed in a punched metal shape. Note that the through holes 25 can also be formed in an elliptical shape.
(第2参考例) 図11にメタルマスクの第2参考例を示す。本参考例の易伸縮部24は、貫通孔25に替えてマスク本体2の厚み方向に陥没する周回状の溝51で形成されている。図11に示すように溝51は、マスク本体2の上面および下面に形成されており、本参考例では4条の溝51が外周内側部12の上下面に交互に形成されている。溝51部分におけるマスク本体2(溝51の底部を形成するマスク本体2)は、他の部分に比べて撓みやすく、マスク本体2および金属層4の伸縮は、溝51部分のマスク本体2が撓み変形することによって吸収され、マスク本体2の変形が解消される。易伸縮部24として外周内側部12(マスク本体2)に形成する溝は4条よりも少なくまたは多く形成することができ、易伸縮部24にさらに多数の溝51を設けて、易伸縮部24が蛇腹状に形成されるようにしてもよい、また、溝51に替えて多数独立の有底穴(凹部)を形成することもできる。 ( Second Reference Example ) FIG. 11 shows a second reference example of a metal mask. In this reference example , the easily stretchable portion 24 is formed by a circumferential groove 51 recessed in the thickness direction of the mask body 2 instead of the through-holes 25. As shown in FIG. 11 , the grooves 51 are formed on the upper and lower surfaces of the mask body 2. In this reference example , four grooves 51 are formed alternately on the upper and lower surfaces of the outer circumferential inner portion 12. The mask body 2 in the groove 51 area (the mask body 2 forming the bottom of the groove 51) is more flexible than other portions. The expansion and contraction of the mask body 2 and the metal layer 4 is absorbed by the flexural deformation of the mask body 2 in the groove 51 area, thereby eliminating deformation of the mask body 2. The number of grooves formed in the outer circumferential inner portion 12 (mask body 2) as the easily stretchable portion 24 can be more or less than four. The easily stretchable portion 24 may be formed with a larger number of grooves 51 to form the easily stretchable portion 24 in a bellows-like shape. Alternatively, the grooves 51 may be replaced by a large number of independent blind holes (recesses).
上記以外に、マスク本体2は、上記実施形態に挙げた素材やインバー材などで構成された金属素材からなる薄板にエッチング加工あるいはレーザ加工を施して形成することもできる。エッチング加工あるいはレーザ加工の際にはマスク本体2に内部応力が生じるので、この種の形成方法からなるマスク本体2であっても易伸縮部24でマスク本体2の伸縮を吸収して、パターン形成領域9に歪が生じることを抑えることができる。 In addition to the above, the mask body 2 can also be formed by etching or laser processing a thin plate made of a metal material such as the materials mentioned in the above embodiments or Invar. Since internal stress is generated in the mask body 2 during etching or laser processing, even in mask bodies 2 formed using this type of method, the easily stretchable portion 24 can absorb the expansion and contraction of the mask body 2, thereby preventing distortion in the pattern formation region 9.
上記の各実施形態では、マスク本体2あるいは金属層4の形成時に貫通孔25(易伸縮部24)を同時に形成したが、貫通孔25(易伸縮部24)はマスク本体2あるいは金属層4の形成後、もしくは金属薄板にエッチングやレーザにて形成することも可能である。この場合には、所望の領域に容易に易伸縮部24を設けることができ、また、既存の易伸縮部24に貫通孔25を追加工してばね性を高めることもできる。易伸縮部24は接合領域20に設けることができ、この場合の貫通孔25も、エッチングやレーザにてマスク本体2および金属層4を貫通するように形成する。 In the above embodiments, the through-holes 25 (easily stretchable portions 24) were formed simultaneously when the mask body 2 or metal layer 4 was formed. However, the through-holes 25 (easily stretchable portions 24) can also be formed after the mask body 2 or metal layer 4 is formed, or by etching or lasering the thin metal plate. In this case, the easily stretchable portions 24 can be easily provided in the desired area, and the spring properties can also be increased by additionally machining the through-holes 25 into the existing easily stretchable portions 24. The easily stretchable portions 24 can be provided in the bonding area 20, and in this case the through-holes 25 are also formed by etching or lasering so as to penetrate the mask body 2 and metal layer 4.
また、易伸縮部24を構成する形態・形状・形成領域は上記各実施形態に限られない。例えば易伸縮部24は、外周領域10および/または金属層4において、パターン形成領域9の各辺部に沿って断続的に設けることができる。また、易伸縮部24は、パターン形成領域9の各辺部に沿う外周領域10および/または金属層4において、設けられている箇所と設けられていない箇所(断続的)があってもよい。さらに、解析装置によるシミュレーションなどにより、内部応力が集中する箇所・領域が予想できる場合は、当該箇所・領域に積極的に易伸縮部24を設ける、あるいは当該箇所・領域のばね性を高めるなどの対策を施すことができる。 Furthermore, the form, shape, and formation region of the easily stretchable portion 24 are not limited to those of the above embodiments. For example, the easily stretchable portion 24 can be provided intermittently in the peripheral region 10 and/or metal layer 4 along each side of the pattern formation region 9. Furthermore, the easily stretchable portion 24 may be provided in some locations and not in others (intermittently) in the peripheral region 10 and/or metal layer 4 along each side of the pattern formation region 9. Furthermore, if locations or regions where internal stress will concentrate can be predicted through simulations using an analytical device, measures can be taken such as proactively providing easily stretchable portions 24 in those locations or regions, or increasing the spring properties of those locations or regions.
また、充填体26はマスク本体2を構成する素材よりも弾性率の小さい素材であればよく、金属からなる素材やセラミック材などを用いることもできる。また、充填体26はマスク本体2を構成する素材よりも熱線膨張係数が同程度もしくはそれよりも低い素材を用いることが好ましい。また、充填体26は省略することができ、この場合には、蒸着材が貫通孔25を通過することを阻止するために、貫通孔25の孔径を十分に小さくすることが好ましい。 The filler 26 may be made of a material with a lower modulus of elasticity than the material constituting the mask body 2, and may be made of a metal or ceramic material. It is preferable that the filler 26 be made of a material with a coefficient of linear thermal expansion that is the same as or lower than the material constituting the mask body 2. The filler 26 may be omitted. In this case, it is preferable to make the diameter of the through-hole 25 sufficiently small to prevent the vapor deposition material from passing through the through-hole 25.
外周外側部11と接合部18とを平板状に形成してマスク本体2と金属層4とを接合したが、マスク本体2の外周外側部11に多数独立の連結孔を開設して、前記連結孔に接合部18が入り込む状態でマスク本体2と金属層4とを接合することができる。この場合には、より強固に両者(マスク本体2、金属層4)を接合することができる。金属層4は、被覆部16が枠体3の上面を覆う形態であってもよい。 The mask body 2 and metal layer 4 are joined by forming the outer peripheral portion 11 and the joint portion 18 into a flat plate shape. However, the mask body 2 and metal layer 4 can also be joined by opening multiple independent connecting holes in the outer peripheral portion 11 of the mask body 2 and inserting the joint portion 18 into the connecting holes. In this case, the two (mask body 2, metal layer 4) can be joined more firmly. The metal layer 4 may also have a configuration in which the covering portion 16 covers the upper surface of the frame body 3.
(第3参考例) 図12および図13にメタルマスクの第3参考例を示す。本参考例の蒸着マスク1は、図13に示すように、金属薄板からなり、パターン形成領域9がマトリクス状に配されるマスク本体2と、パターン形成領域9を囲むようにマスク開口5が形成されるマスク本体2を支持する枠体3とで構成される。マスク本体2には、4個のパターン形成領域9が設けられており、パターン形成領域9の四周を囲むように格子枠状の外周領域10が設けられている。外周領域10は、パターン形成領域9の外側を囲む外周内側部12と、外周内側部12を囲む外周外側部11とを備えており、外周外側部11は格子枠状に形成されている。 12 and 13 show a metal mask according to a third reference example . As shown in FIG. 13 , a vapor deposition mask 1 according to this reference example is made of a thin metal plate and includes a mask body 2 in which pattern formation regions 9 are arranged in a matrix, and a frame 3 that supports the mask body 2 in which mask openings 5 are formed so as to surround the pattern formation regions 9. Four pattern formation regions 9 are provided in the mask body 2, and a lattice-frame-shaped outer peripheral region 10 is provided so as to surround all four peripheries of the pattern formation regions 9. The outer peripheral region 10 includes an inner peripheral portion 12 that surrounds the outside of the pattern formation regions 9 and an outer peripheral portion 11 that surrounds the inner peripheral portion 12, and the outer peripheral portion 11 is formed in a lattice-frame shape.
マスク本体2の外郭形状は、枠体3の外郭形状と同一に形成されており、マスク本体2に対して枠体3は、両者(マスク本体2、枠体3)の外縁が合致する状態で、外周外側部11に接着剤で不離一体的に接合される。パターン形成領域9とマスク開口5の内周面15との間の外周内側部12には、多数独立の貫通孔25が周回状に形成されて、易伸縮部24が設けられている。 The outer shape of the mask body 2 is formed to be the same as the outer shape of the frame 3, and the frame 3 is inseparably bonded to the outer peripheral portion 11 of the mask body 2 with an adhesive, with the outer edges of both (mask body 2, frame 3) coinciding. A large number of independent through-holes 25 are formed circumferentially in the inner peripheral portion 12 between the pattern formation region 9 and the inner peripheral surface 15 of the mask opening 5, providing an easily stretchable portion 24.
(第4参考例) 図14にメタルマスクの第4参考例を示す。本参考例では、マスク本体2の外郭形状が枠体3の外郭形状よりもひとまわり小さく形成されている点が第3参考例と相違する。このように、マスク本体2の外郭形状が枠体3の外郭形状と一致している必要はなく、逆にマスク本体2の外郭形状を枠体3の外郭形状よりもひとまわり大きく形成することもできる。 14 shows a fourth reference example of a metal mask. This reference example differs from the third reference example in that the outer shape of the mask body 2 is formed to be slightly smaller than the outer shape of the frame body 3. In this way, the outer shape of the mask body 2 does not need to match the outer shape of the frame body 3; conversely, the outer shape of the mask body 2 can be formed to be slightly larger than the outer shape of the frame body 3.
上記のように、マスク本体2と枠体3とが接着剤で不離一体的に接合されている蒸着マスクにおいても、易伸縮部24が伸び縮みすることで電鋳形成時の内部応力によるマスク本体2の伸縮を吸収することができるので、マスク本体2に歪が生じることを抑えることができる。 As described above, even in a deposition mask in which the mask body 2 and frame body 3 are inseparably bonded together with an adhesive, the stretchable section 24 can expand and contract to absorb the expansion and contraction of the mask body 2 caused by internal stress during electroforming, thereby preventing distortion of the mask body 2.
1 メタルマスク(蒸着マスク)
2 マスク本体
3 枠体
4 金属層
5 マスク開口
8 通孔(蒸着通孔)
9 パターン形成領域
10 外周領域
11 外周外側部
12 外周内側部
15 マスク開口の内周面
18 接合部
19 支持部
24 易伸縮部
25 貫通孔
26 充填体
1. Metal mask (evaporation mask)
2 Mask body 3 Frame 4 Metal layer 5 Mask opening 8 Through hole (evaporation through hole)
9 Pattern formation region 10 Outer peripheral region 11 Outer peripheral outer portion 12 Inner peripheral portion 15 Inner peripheral surface of mask opening 18 Bonding portion 19 Support portion 24 Easy-to-expand portion 25 Through hole 26 Filler
Claims (5)
マスク開口(5)を有し、該マスク開口(5)にパターン形成領域(9)が臨む状態でマスク本体(2)を支持する枠体(3)と、
を備え、
パターン形成領域(9)とマスク開口(5)の内周面(15)との間に、易伸縮部(24)が設けられており、
マスク本体(2)は、マスク開口(5)よりも小さく形成され、内側のパターン形成領域(9)とパターン形成領域(9)の周りを囲む外周領域(10)とを含み、
マスク本体(2)と枠体(3)とは、マスク開口(5)の内周面(15)から内向きに延設され外周領域(10)に至る金属層(4)を介して不離一体的に接合されており、
易伸縮部(24)が金属層(4)に設けられていることを特徴とするメタルマスク。 a mask body (2) made of a thin metal plate and having a pattern forming region (9) in which a large number of independent through holes (8) are arranged;
a frame (3) having a mask opening (5) and supporting the mask body (2) with a pattern forming region (9) facing the mask opening (5);
Equipped with
An easily stretchable portion (24) is provided between the pattern forming region (9) and the inner peripheral surface (15) of the mask opening (5),
The mask body (2) is formed smaller than the mask opening (5) and includes an inner pattern forming region (9) and an outer peripheral region (10) surrounding the pattern forming region (9);
The mask body (2) and the frame body (3) are inseparably joined via a metal layer (4) extending inward from the inner peripheral surface (15) of the mask opening (5) to the outer peripheral region (10),
A metal mask characterized in that an easily stretchable portion (24) is provided in a metal layer (4) .
金属層(4)は、外周領域(10)と重畳する接合部(18)と、接合部(18)とマスク開口(5)の内周面(15)との間の支持部(19)とを含み、
易伸縮部(24)が支持部(19)に設けられている請求項2または3に記載のメタルマスク。 The mask body (2) and the metal layer (4) are joined together with the outer peripheral region (10) and the metal layer (4) overlapping on the front and back,
The metal layer (4) includes a joint (18) overlapping the outer peripheral region (10) and a support (19) between the joint (18) and the inner peripheral surface (15) of the mask opening (5);
4. The metal mask according to claim 2, wherein the flexible portion (24) is provided on the support portion (19).
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