平行線型マスクおよびその製造方法
【課題】単繊維の糸を使用した微細なピッチを有する平行線型マスクにおいて、ストライプの幅、すなわち、単繊維糸の平行ピッチのバラツキが極めて少なく平行ピッチが高精度に保持された平行線型マスクを提供する。
【解決手段】開口部２を有する平板状基体１と、平板状基体の非開口部に形成された樹脂層３と、樹脂層に固定された単繊維５と、を備え、樹脂層は、所定のピッチで設けられ、単繊維がはまり込む溝部４を有し、単繊維は、前記溝部に接着されたことを特徴とする。
【解決手段】開口部２を有する平板状基体１と、平板状基体の非開口部に形成された樹脂層３と、樹脂層に固定された単繊維５と、を備え、樹脂層は、所定のピッチで設けられ、単繊維がはまり込む溝部４を有し、単繊維は、前記溝部に接着されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細なパターンを有する発光素子や薄膜トランジスタなどの薄膜を形成する際の蒸着マスク等に用いて好適な平行線型マスクおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着による薄膜形成におけるマスクとして、例えば有機ＥＬ素子のストライプ状背面電極形成時に平行線型マスクを用いる方法がある。このようなマスクとしては、ステンレスやＮｉ等の金属材料を用いてエッチングや電鋳等でストライプ状のパターンを形成したメタルマスクが検討されている。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子では均一な発光を得るために、均一な蒸着膜が得られるようパターンエッジの盛り上がりを抑制する必要があり、メタルマスクの厚みを１００μｍ以下にする等の手段が採られている。しかしながら、このような薄いメタルマスクでは、平行な細線を精度良く形成することが困難で、しかもマスクの細線に引張力が十分に掛からず、中央付近で弛むまたは平行ピッチが不揃いになるという欠点があった。また、メタルマスクのパターンエッジにある微小なバリが有機ＥＬ層を傷つけるといった問題がある。
【０００４】
これに対して、マスク部の平行な細線に天然繊維または合成繊維の単繊維を用いて陰極を形成する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この方法ではマスク部の単繊維が有機物であるため、有機ＥＬ層に傷を付けることなく、陰極層を形成できる。しかしながら、マスクに織物を利用したり金筬またはピッチゲージを治具として用いて平行線部を形成していることから、織物を利用する場合、開口部の経糸または緯糸を除去するため、製織時に生じた繊維の屈曲跡が残る。また治具を使用する方法では単繊維を伸張して固定するときに、単繊維と平板状基体との摩擦等が原因で容易にずれが発生し、これを矯正する手段が無いために、高精度な平行ピッチの形成は困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２３３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の技術を鑑みてなされたもので、単繊維の糸を使用した微細なピッチを有する平行線型マスクにおいて、ストライプの幅、すなわち、単繊維糸の平行ピッチのバラツキが極めて少なく平行ピッチが高精度に保持された平行線型マスク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、開口部を有する平板状基体の非開口部に所定のピッチで設けられた溝に、合成繊維、天然繊維、金属繊維のいずれかからなる単繊維を伸張して固定させてなることを特徴とする平行線型マスクおよびその製造方法に関する。
【０００８】
すなわち、本発明に係る平行線型マスクの第一の構成は、所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクであって、開口部を有する平板状基体と、前記平板状基体の非開口部に形成された樹脂層と、前記樹脂層に固定された単繊維と、を備え、前記樹脂層は、所定のピッチで設けられ、前記単繊維がはまり込む溝部を有し、前記単繊維は、前記溝部に接着されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る平行線型マスクの第二の構成は、上記第一の構成において、樹脂層は、平板状基体の開口部を挟んだ対向する両岸に形成される。
【００１０】
本発明に係る平行線型マスクの第三の構成は、上記第一又は第二の構成において、溝部の深さは、固定する単繊維径より深いことを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの第四の構成は、上記第一乃至第三のいずれかの構成において、溝部の深さは、樹脂層の厚みと同じであることを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの第五の構成は、上記第一乃至第四のいずれかの構成において、平板状基体が金属からなることを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第一の構成は、所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクの製造方法であって、開口部を有する平板状基体の非開口部に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
形成された樹脂層に、単繊維をはめ込むための溝部を所定のピッチで形成する溝部形成工程と、形成された溝部に単繊維を伸張して挿入する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
ここで、平板状基体の材質としては、金属以外にも、樹脂、ガラス、セラミックス、等が採択可能である。平板状基体の材質を樹脂とする場合には、基板と樹脂層を同一材質とすることも可能であり、この場合には上記の樹脂層形成の工程を基板製造の工程に組み込み、樹脂層が一体となった基板を製造することで、全体の工程を減らせる、等のメリットが得られる。
【００１３】
また、本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第二の構成は、上記第一の構成において、溝部に挿入した単繊維を接着剤で固定する工程をさらに含むことを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第三の構成は、上記第一又は第二の構成において、樹脂層形成工程は、平板状基体の前記開口部を挟んだ対向する両岸に樹脂層を形成することを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第四の構成は、上記第一乃至第三のいずれかの構成において、溝部形成工程は、固定する単繊維径より深くなるように溝部を形成することを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第五の構成は、上記第一乃至第三のいずれかの構成において、溝部形成工程は、溝部の深さを樹脂層の厚みと同じに形成することを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第六の構成は、上記第一乃至第五のいずれかの構成において、溝部形成工程では、樹脂層の一部をレーザー照射により除去して溝部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、単繊維の糸を使用した微細なピッチを有する平行線型マスクにおいて、ストライプの幅、すなわち、単繊維糸の平行ピッチのバラツキが極めて少なく平行ピッチが高精度に保持された平行線型マスク及びその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】平行線型マスクの一例の平面図である。
【図２】開口部を複数有する平行線型マスクの一例の平面図である。
【図３】溝へ単繊維を挿入した代表的状態の部分断面図であり、（ａ）に単繊維経と溝深さとをほぼ等しくした例を、（ｂ）に単繊維径より溝深さを深くした例を、（ｃ）に単繊維径より溝深さを浅くした例を、（ｄ）に樹脂層を一部残して溝を形成し単繊維を固定した例を、（ｅ）に単繊維の固定作業の容易化を図るために溝上部幅を広くした例を、それぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明における平行線型マスク及びその製造方法について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図１は平行線型マスクの一例を示す平面図である。図２は１つの平板状基体に複数の開口部がある平行線型マスクの一例を示す平面図である。複数の開口部の配置は、マスクとしての使用状態に応じて任意に選定できるが、格子状配置（図２参照）または千鳥状配置が多く使用される。
【００１８】
符号１の平板状基体の金属としては、炭素綱、ステンレス鋼、ニッケル等公知の金属材料を単体で用いても良く、合金や電気メッキ、化学メッキまたはスッパッタリングなどで表面コーティングをして用いることもできる。開口部２は、機械加工法、化学的エッチング法、金型を使用するなど所要とする精度、加工性を考慮した方法で形成すればよい。
【００１９】
符号３は平板状基体１の非開口部に形成した樹脂層である。樹脂層３の材料としては、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、フッソ樹脂等の熱可塑性樹脂でも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂のいずれでも用いることができる。特にマスクとして使用する環境が加熱状態の真空下である場合は、ガス発生の少ない熱硬化性樹脂が望ましい。
【００２０】
樹脂層３を平板状基体１の非開口部に形成する方法は、公知の方法で良く、例えば、樹脂を溶剤などに溶かして液状にし、はけ塗り、ロール塗り、スプレー吹き付け、スクリーン印刷等の後に溶剤を乾燥除去する方法や樹脂をテープ状またはフィルム状にして接着剤で貼り合わせる等の方法がある。これらの方法を組み合わせてもよく、さらに２種以上の材料を２層以上重ねて形成しても良い。
【００２１】
樹脂層３は、平板状基体１の開口部２を挟んだ対向する両岸基体上で、平行に伸張する単繊維を固定する溝を形成できる位置にあればよく、樹脂層３の幅、長さについても適宜選定することができる。また作業性を向上するため、対向する２組以上の樹脂層を設ける等の工夫を行うことも好ましい。
【００２２】
図３は樹脂層３に形成した溝部４に単繊維５を挿入した状態の代表的な例の部分断面図である。溝部４の幅、深さおよび断面の形状は、溝に挿入し固定される単繊維の繊維径、繊維形状によって適宜定めれば良い。図３（ａ）は固定する単繊維経と溝深さとがほぼ等しい例である。図３（ｂ）は単繊維径より溝深さが深い例である。図３（ｃ）は単繊維径より溝深さが浅い例である。図３（ｄ）は樹脂層３を一部残して溝を形成し単繊維５を固定した例である。図３（ｅ）は溝上部幅を広くすることで、単繊維５の固定作業を容易化した例である。
【００２３】
高精度な所定ピッチの溝部４は、平板状基体１の非開口部に形成した樹脂層３の所定位置を、レーザーで照射し樹脂を除去して形成することができる。ここで、レーザーとしては、気体、固体、半導体、色素、エキシマ、自由電子を放出源とした公知ものが使用可能である。とりわけ高精度での微細加工が可能なことから、樹脂加工で広く用いられるエキシマレーザーが特に好適である。
【００２４】
平板状基体１の非開口部上に所定ピッチの溝部４を形成後、その溝部に合成繊維、天然繊維、金属繊維のいずれかからなる単繊維５を伸張させながら挿入し平行線マスク部を形成する。
【００２５】
ここで、合成繊維としては、例えばアラミド、ポリアリレート、超高分子量ポリエチレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール（ＰＢＴ）、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール（ＰＢＩ）、フッ素系繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、６−ナイロン、６６−ナイロン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、変成ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、その他液晶ポリマーおよびこれら２種類以上を用いた複合の単繊維、例えば芯鞘型の単繊維などを用いることができる。特に高耐熱、高強度、低伸度のポリアリレートを主要成分とする単繊維は好適である。
【００２６】
天然繊維としては木綿、麻、絹等を、また金属繊維としては炭素綱、ステンレス、ニッケル、チタン、銅、燐青銅等を用いることができる。
【００２７】
単繊維の断面形状としては円形のみに限定されるものではなく、マスクとしての機能を好適に発揮する形状であれば、楕円形、長方形など任意に選定することができる。
【００２８】
溝部４へ単繊維５を挿入する方法は、いずれの公知技術でもよく、例えば単繊維５にたるみが生じない程度の張力をかけながら１本づつ溝部４に挿入していく方法、また所定ピッチで構成された筬の各スリットに、単繊維５を通したものをガイド治具として複数本を同時に挿入する方法等を用いることができる。
【００２９】
溝部４にはめ込み平行線マスク部を形成した後、接着剤６を用いて単繊維５を溝部４及び／又は平板状基体部に固着させれば良い。
【００３０】
使用する接着剤６は、単繊維５と溝部４及び／又は平板状基体部とを固着できるものであればよく、樹脂および金属と合成繊維、天然繊維、金属繊維との接着ではα−シアノアクリル酸アルキル、ジメタアクリレート系、エポキシ系、エチレンー酢酸ビニル系等の接着剤を用いることができる。特にマスクとして使用される環境が加熱下の減圧状態であれば、加熱時に軟化せずまたガスの発生が少ない熱硬化性のエポキシ系接着剤や架橋型のα−シアノアクリル酸アルキル系のＵＶ硬化型接着剤が好適である。
【実施例】
【００３１】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はそれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３２】
実施例１：
厚さ０．５ｍｍで１００ｍｍ×１５０ｍｍのＳＵＳ４３０基板の中央に３０ｍｍ×５０ｍｍの開口部を設けた平板状基体の両端部付近に２ｍｍ×５０ｍｍの樹脂層を１組、スクリーン印刷で形成した（図１参照）。樹脂層材料はエポキシ系塗料（セイコーアドバンス社製、１４００Ｎ）を用い、印刷と乾燥を繰り返して平均厚さを５０μｍとした。
【００３３】
形成した樹脂層にＫｒＦエキシマレーザー（住友重機械工業社製、ＩＮＤＥＸ−８４８Ｋ、波長２４８ｎｍ）を照射しスキャンさせ、幅２６μｍ、深さ５０μｍで長さ２ｍｍの溝を３００μｍピッチで１つの樹脂層につき１６１本形成した。
【００３４】
その溝部に径２３μｍのポリアリレート単繊維（クラレ社製、商品名ＶＥＣＲＹ）を１本ずつ５ｇｆの張力を掛け伸張させながらはめ込んだ。１６１本全てをはめ込んだ後、ＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、１７７３Ｅ）を溝上に塗布し波長３６５ｎｍのＵＶ光を照射し固定させ、平行線型マスクを製造した。
【００３５】
実施例２：
厚さ０．５ｍｍで３００ｍｍ×３００ｍｍのＳＵＳ４３０平板状基体に６０ｍｍ×３０ｍｍの開口部を１列に６個ずつ３列、合計１８個を設け、図２で示される平板状基体を作成した。伸張する単繊維に直交する平板状基体の両端部および隣接する開口部間の合計４ヶ所に１ｍｍ幅の樹脂層をスクリーン印刷で形成した。樹脂層材料はアクリレート系塗料（太陽インキ社製、ＰＥＲ−２０Ｋ２７）を用い、数回の印刷、乾燥にて平均厚さを５５μｍとした。
【００３６】
ＫｒＦエキシマレーザー（住友重機械工業社製、ＩＮＤＥＸ−８４８Ｋ、波長２４８ｎｍ）を照射しスキャンさせ、幅３８μｍ、深さ５５μｍで長さ１ｍｍの溝を３００μｍピッチで開口部の位置に合わせて１００本ずつ、すなわち１つの樹脂層につき６００本、合計２４００本形成した。
【００３７】
溝に単繊維をはめ込むため、長さ６０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ２５０μｍのＳＫ鋼板を３００μｍピッチで並べた筬を使用した。筬の各スペースに径３６μｍのポリアリレート単繊維（クラレ社製、品名ＶＥＣＲＹ）を１本ずつ、６００本通した後、３ｋｇｆの張力をかけ繊維を伸張し平行ピッチ部を形成した。
【００３８】
平行ピッチ部と溝部の位置を光学顕微鏡で観察しながら合わせ、６００本の繊維を溝にはめ込んだ後、ＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、１７７１Ｅ）を溝上に塗布し波長３６５ｎｍのＵＶ光を照射し固定させ、平行線型マスクを製造した。
【００３９】
比較例１：
実施例２で使用した平板状基体と筬を用い、平板状基体に樹脂層および溝を形成しない外は、実施例２と同様の方法により平行線型マスクを製造した。
【００４０】
得られた実施例１及び比較例１の平行線型マスクについて、開口部における伸長繊維の左端部、中央部、右端部３ヶ所での平行ピッチを全数測定した。また実施例２では３列の開口部の各々の中央部での平行ピッチを全数測定した。測定結果は最大幅、最小幅、最大幅と最小幅との差Ｒ、及び統計処理した標準偏差（σ）の値を表１〜３に示した。平行ピッチは測長機（大日本スクリーン社製、ＤＲ−５５０−Ｆ）により測定した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
実施例１，２では、レーザーを用いて所定ピッチの高精度の溝を形成し、その溝に短繊維を挿入したことにより、ピッチの最大幅と最小幅の差Ｒは１８〜２０μｍとほぼレーザー加工による溝形成の精度と対応しており、筬のみを使用した比較例１のピッチのＲと比べ著しく改善された。また実施例２では左開口部、中開口部、右開口部でのＲ，σがほぼ等しく、位置による有意差はないが、比較例１ではＲ、σとも位置による差が大きくなっている。これは単繊維を伸張し固定する時に、筬と反対側の右端部側でピッチのバラツキがより大きくなるためと考えられる。
【００４５】
このように、本発明を適用した実施例によれば、開口部を有する金属からなる平板状基体の非開口部に樹脂層を形成し、樹脂層の一部をレーザー照射により除去し、所定のピッチで溝を形成し、この溝部に単繊維を伸張して挿入することにより、単繊維の平行ピッチのバラツキが極めて少ない平行線型マスクを再現性良く製造することが可能となった。
【００４６】
なお、上述した実施の形態及び実施例では、平板状基体の材質を金属とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、樹脂、ガラス、セラミックス、等の金属以外の材質とした場合にも可能である。平板状基体の材質を樹脂とする場合には、該基板と樹脂層とを同一材質にすることも可能となり、この場合には、樹脂層が一体となった基板を製造するように、上記の樹脂層形成の工程を基板製造の工程に組み込むことで、製造ラインにおける工程数やコスト等を減らせる、等のメリットが得られる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 平板状基体
２ 開口部
３ 樹脂層
４ 溝部
５ 単繊維
６ 接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細なパターンを有する発光素子や薄膜トランジスタなどの薄膜を形成する際の蒸着マスク等に用いて好適な平行線型マスクおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着による薄膜形成におけるマスクとして、例えば有機ＥＬ素子のストライプ状背面電極形成時に平行線型マスクを用いる方法がある。このようなマスクとしては、ステンレスやＮｉ等の金属材料を用いてエッチングや電鋳等でストライプ状のパターンを形成したメタルマスクが検討されている。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子では均一な発光を得るために、均一な蒸着膜が得られるようパターンエッジの盛り上がりを抑制する必要があり、メタルマスクの厚みを１００μｍ以下にする等の手段が採られている。しかしながら、このような薄いメタルマスクでは、平行な細線を精度良く形成することが困難で、しかもマスクの細線に引張力が十分に掛からず、中央付近で弛むまたは平行ピッチが不揃いになるという欠点があった。また、メタルマスクのパターンエッジにある微小なバリが有機ＥＬ層を傷つけるといった問題がある。
【０００４】
これに対して、マスク部の平行な細線に天然繊維または合成繊維の単繊維を用いて陰極を形成する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この方法ではマスク部の単繊維が有機物であるため、有機ＥＬ層に傷を付けることなく、陰極層を形成できる。しかしながら、マスクに織物を利用したり金筬またはピッチゲージを治具として用いて平行線部を形成していることから、織物を利用する場合、開口部の経糸または緯糸を除去するため、製織時に生じた繊維の屈曲跡が残る。また治具を使用する方法では単繊維を伸張して固定するときに、単繊維と平板状基体との摩擦等が原因で容易にずれが発生し、これを矯正する手段が無いために、高精度な平行ピッチの形成は困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２３３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の技術を鑑みてなされたもので、単繊維の糸を使用した微細なピッチを有する平行線型マスクにおいて、ストライプの幅、すなわち、単繊維糸の平行ピッチのバラツキが極めて少なく平行ピッチが高精度に保持された平行線型マスク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、開口部を有する平板状基体の非開口部に所定のピッチで設けられた溝に、合成繊維、天然繊維、金属繊維のいずれかからなる単繊維を伸張して固定させてなることを特徴とする平行線型マスクおよびその製造方法に関する。
【０００８】
すなわち、本発明に係る平行線型マスクの第一の構成は、所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクであって、開口部を有する平板状基体と、前記平板状基体の非開口部に形成された樹脂層と、前記樹脂層に固定された単繊維と、を備え、前記樹脂層は、所定のピッチで設けられ、前記単繊維がはまり込む溝部を有し、前記単繊維は、前記溝部に接着されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る平行線型マスクの第二の構成は、上記第一の構成において、樹脂層は、平板状基体の開口部を挟んだ対向する両岸に形成される。
【００１０】
本発明に係る平行線型マスクの第三の構成は、上記第一又は第二の構成において、溝部の深さは、固定する単繊維径より深いことを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの第四の構成は、上記第一乃至第三のいずれかの構成において、溝部の深さは、樹脂層の厚みと同じであることを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの第五の構成は、上記第一乃至第四のいずれかの構成において、平板状基体が金属からなることを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第一の構成は、所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクの製造方法であって、開口部を有する平板状基体の非開口部に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
形成された樹脂層に、単繊維をはめ込むための溝部を所定のピッチで形成する溝部形成工程と、形成された溝部に単繊維を伸張して挿入する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
ここで、平板状基体の材質としては、金属以外にも、樹脂、ガラス、セラミックス、等が採択可能である。平板状基体の材質を樹脂とする場合には、基板と樹脂層を同一材質とすることも可能であり、この場合には上記の樹脂層形成の工程を基板製造の工程に組み込み、樹脂層が一体となった基板を製造することで、全体の工程を減らせる、等のメリットが得られる。
【００１３】
また、本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第二の構成は、上記第一の構成において、溝部に挿入した単繊維を接着剤で固定する工程をさらに含むことを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第三の構成は、上記第一又は第二の構成において、樹脂層形成工程は、平板状基体の前記開口部を挟んだ対向する両岸に樹脂層を形成することを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第四の構成は、上記第一乃至第三のいずれかの構成において、溝部形成工程は、固定する単繊維径より深くなるように溝部を形成することを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第五の構成は、上記第一乃至第三のいずれかの構成において、溝部形成工程は、溝部の深さを樹脂層の厚みと同じに形成することを特徴とする。本発明に係る平行線型マスクの製造方法の第六の構成は、上記第一乃至第五のいずれかの構成において、溝部形成工程では、樹脂層の一部をレーザー照射により除去して溝部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、単繊維の糸を使用した微細なピッチを有する平行線型マスクにおいて、ストライプの幅、すなわち、単繊維糸の平行ピッチのバラツキが極めて少なく平行ピッチが高精度に保持された平行線型マスク及びその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】平行線型マスクの一例の平面図である。
【図２】開口部を複数有する平行線型マスクの一例の平面図である。
【図３】溝へ単繊維を挿入した代表的状態の部分断面図であり、（ａ）に単繊維経と溝深さとをほぼ等しくした例を、（ｂ）に単繊維径より溝深さを深くした例を、（ｃ）に単繊維径より溝深さを浅くした例を、（ｄ）に樹脂層を一部残して溝を形成し単繊維を固定した例を、（ｅ）に単繊維の固定作業の容易化を図るために溝上部幅を広くした例を、それぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明における平行線型マスク及びその製造方法について、図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図１は平行線型マスクの一例を示す平面図である。図２は１つの平板状基体に複数の開口部がある平行線型マスクの一例を示す平面図である。複数の開口部の配置は、マスクとしての使用状態に応じて任意に選定できるが、格子状配置（図２参照）または千鳥状配置が多く使用される。
【００１８】
符号１の平板状基体の金属としては、炭素綱、ステンレス鋼、ニッケル等公知の金属材料を単体で用いても良く、合金や電気メッキ、化学メッキまたはスッパッタリングなどで表面コーティングをして用いることもできる。開口部２は、機械加工法、化学的エッチング法、金型を使用するなど所要とする精度、加工性を考慮した方法で形成すればよい。
【００１９】
符号３は平板状基体１の非開口部に形成した樹脂層である。樹脂層３の材料としては、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルファイド樹脂、フッソ樹脂等の熱可塑性樹脂でも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、アリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂のいずれでも用いることができる。特にマスクとして使用する環境が加熱状態の真空下である場合は、ガス発生の少ない熱硬化性樹脂が望ましい。
【００２０】
樹脂層３を平板状基体１の非開口部に形成する方法は、公知の方法で良く、例えば、樹脂を溶剤などに溶かして液状にし、はけ塗り、ロール塗り、スプレー吹き付け、スクリーン印刷等の後に溶剤を乾燥除去する方法や樹脂をテープ状またはフィルム状にして接着剤で貼り合わせる等の方法がある。これらの方法を組み合わせてもよく、さらに２種以上の材料を２層以上重ねて形成しても良い。
【００２１】
樹脂層３は、平板状基体１の開口部２を挟んだ対向する両岸基体上で、平行に伸張する単繊維を固定する溝を形成できる位置にあればよく、樹脂層３の幅、長さについても適宜選定することができる。また作業性を向上するため、対向する２組以上の樹脂層を設ける等の工夫を行うことも好ましい。
【００２２】
図３は樹脂層３に形成した溝部４に単繊維５を挿入した状態の代表的な例の部分断面図である。溝部４の幅、深さおよび断面の形状は、溝に挿入し固定される単繊維の繊維径、繊維形状によって適宜定めれば良い。図３（ａ）は固定する単繊維経と溝深さとがほぼ等しい例である。図３（ｂ）は単繊維径より溝深さが深い例である。図３（ｃ）は単繊維径より溝深さが浅い例である。図３（ｄ）は樹脂層３を一部残して溝を形成し単繊維５を固定した例である。図３（ｅ）は溝上部幅を広くすることで、単繊維５の固定作業を容易化した例である。
【００２３】
高精度な所定ピッチの溝部４は、平板状基体１の非開口部に形成した樹脂層３の所定位置を、レーザーで照射し樹脂を除去して形成することができる。ここで、レーザーとしては、気体、固体、半導体、色素、エキシマ、自由電子を放出源とした公知ものが使用可能である。とりわけ高精度での微細加工が可能なことから、樹脂加工で広く用いられるエキシマレーザーが特に好適である。
【００２４】
平板状基体１の非開口部上に所定ピッチの溝部４を形成後、その溝部に合成繊維、天然繊維、金属繊維のいずれかからなる単繊維５を伸張させながら挿入し平行線マスク部を形成する。
【００２５】
ここで、合成繊維としては、例えばアラミド、ポリアリレート、超高分子量ポリエチレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール（ＰＢＴ）、ポリパラフェニレンベンゾビスイミダゾール（ＰＢＩ）、フッ素系繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、６−ナイロン、６６−ナイロン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、変成ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、その他液晶ポリマーおよびこれら２種類以上を用いた複合の単繊維、例えば芯鞘型の単繊維などを用いることができる。特に高耐熱、高強度、低伸度のポリアリレートを主要成分とする単繊維は好適である。
【００２６】
天然繊維としては木綿、麻、絹等を、また金属繊維としては炭素綱、ステンレス、ニッケル、チタン、銅、燐青銅等を用いることができる。
【００２７】
単繊維の断面形状としては円形のみに限定されるものではなく、マスクとしての機能を好適に発揮する形状であれば、楕円形、長方形など任意に選定することができる。
【００２８】
溝部４へ単繊維５を挿入する方法は、いずれの公知技術でもよく、例えば単繊維５にたるみが生じない程度の張力をかけながら１本づつ溝部４に挿入していく方法、また所定ピッチで構成された筬の各スリットに、単繊維５を通したものをガイド治具として複数本を同時に挿入する方法等を用いることができる。
【００２９】
溝部４にはめ込み平行線マスク部を形成した後、接着剤６を用いて単繊維５を溝部４及び／又は平板状基体部に固着させれば良い。
【００３０】
使用する接着剤６は、単繊維５と溝部４及び／又は平板状基体部とを固着できるものであればよく、樹脂および金属と合成繊維、天然繊維、金属繊維との接着ではα−シアノアクリル酸アルキル、ジメタアクリレート系、エポキシ系、エチレンー酢酸ビニル系等の接着剤を用いることができる。特にマスクとして使用される環境が加熱下の減圧状態であれば、加熱時に軟化せずまたガスの発生が少ない熱硬化性のエポキシ系接着剤や架橋型のα−シアノアクリル酸アルキル系のＵＶ硬化型接着剤が好適である。
【実施例】
【００３１】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はそれら実施例のみに限定されるものではない。
【００３２】
実施例１：
厚さ０．５ｍｍで１００ｍｍ×１５０ｍｍのＳＵＳ４３０基板の中央に３０ｍｍ×５０ｍｍの開口部を設けた平板状基体の両端部付近に２ｍｍ×５０ｍｍの樹脂層を１組、スクリーン印刷で形成した（図１参照）。樹脂層材料はエポキシ系塗料（セイコーアドバンス社製、１４００Ｎ）を用い、印刷と乾燥を繰り返して平均厚さを５０μｍとした。
【００３３】
形成した樹脂層にＫｒＦエキシマレーザー（住友重機械工業社製、ＩＮＤＥＸ−８４８Ｋ、波長２４８ｎｍ）を照射しスキャンさせ、幅２６μｍ、深さ５０μｍで長さ２ｍｍの溝を３００μｍピッチで１つの樹脂層につき１６１本形成した。
【００３４】
その溝部に径２３μｍのポリアリレート単繊維（クラレ社製、商品名ＶＥＣＲＹ）を１本ずつ５ｇｆの張力を掛け伸張させながらはめ込んだ。１６１本全てをはめ込んだ後、ＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、１７７３Ｅ）を溝上に塗布し波長３６５ｎｍのＵＶ光を照射し固定させ、平行線型マスクを製造した。
【００３５】
実施例２：
厚さ０．５ｍｍで３００ｍｍ×３００ｍｍのＳＵＳ４３０平板状基体に６０ｍｍ×３０ｍｍの開口部を１列に６個ずつ３列、合計１８個を設け、図２で示される平板状基体を作成した。伸張する単繊維に直交する平板状基体の両端部および隣接する開口部間の合計４ヶ所に１ｍｍ幅の樹脂層をスクリーン印刷で形成した。樹脂層材料はアクリレート系塗料（太陽インキ社製、ＰＥＲ−２０Ｋ２７）を用い、数回の印刷、乾燥にて平均厚さを５５μｍとした。
【００３６】
ＫｒＦエキシマレーザー（住友重機械工業社製、ＩＮＤＥＸ−８４８Ｋ、波長２４８ｎｍ）を照射しスキャンさせ、幅３８μｍ、深さ５５μｍで長さ１ｍｍの溝を３００μｍピッチで開口部の位置に合わせて１００本ずつ、すなわち１つの樹脂層につき６００本、合計２４００本形成した。
【００３７】
溝に単繊維をはめ込むため、長さ６０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ２５０μｍのＳＫ鋼板を３００μｍピッチで並べた筬を使用した。筬の各スペースに径３６μｍのポリアリレート単繊維（クラレ社製、品名ＶＥＣＲＹ）を１本ずつ、６００本通した後、３ｋｇｆの張力をかけ繊維を伸張し平行ピッチ部を形成した。
【００３８】
平行ピッチ部と溝部の位置を光学顕微鏡で観察しながら合わせ、６００本の繊維を溝にはめ込んだ後、ＵＶ硬化型接着剤（スリーボンド社製、１７７１Ｅ）を溝上に塗布し波長３６５ｎｍのＵＶ光を照射し固定させ、平行線型マスクを製造した。
【００３９】
比較例１：
実施例２で使用した平板状基体と筬を用い、平板状基体に樹脂層および溝を形成しない外は、実施例２と同様の方法により平行線型マスクを製造した。
【００４０】
得られた実施例１及び比較例１の平行線型マスクについて、開口部における伸長繊維の左端部、中央部、右端部３ヶ所での平行ピッチを全数測定した。また実施例２では３列の開口部の各々の中央部での平行ピッチを全数測定した。測定結果は最大幅、最小幅、最大幅と最小幅との差Ｒ、及び統計処理した標準偏差（σ）の値を表１〜３に示した。平行ピッチは測長機（大日本スクリーン社製、ＤＲ−５５０−Ｆ）により測定した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
【表３】
【００４４】
実施例１，２では、レーザーを用いて所定ピッチの高精度の溝を形成し、その溝に短繊維を挿入したことにより、ピッチの最大幅と最小幅の差Ｒは１８〜２０μｍとほぼレーザー加工による溝形成の精度と対応しており、筬のみを使用した比較例１のピッチのＲと比べ著しく改善された。また実施例２では左開口部、中開口部、右開口部でのＲ，σがほぼ等しく、位置による有意差はないが、比較例１ではＲ、σとも位置による差が大きくなっている。これは単繊維を伸張し固定する時に、筬と反対側の右端部側でピッチのバラツキがより大きくなるためと考えられる。
【００４５】
このように、本発明を適用した実施例によれば、開口部を有する金属からなる平板状基体の非開口部に樹脂層を形成し、樹脂層の一部をレーザー照射により除去し、所定のピッチで溝を形成し、この溝部に単繊維を伸張して挿入することにより、単繊維の平行ピッチのバラツキが極めて少ない平行線型マスクを再現性良く製造することが可能となった。
【００４６】
なお、上述した実施の形態及び実施例では、平板状基体の材質を金属とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、樹脂、ガラス、セラミックス、等の金属以外の材質とした場合にも可能である。平板状基体の材質を樹脂とする場合には、該基板と樹脂層とを同一材質にすることも可能となり、この場合には、樹脂層が一体となった基板を製造するように、上記の樹脂層形成の工程を基板製造の工程に組み込むことで、製造ラインにおける工程数やコスト等を減らせる、等のメリットが得られる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 平板状基体
２ 開口部
３ 樹脂層
４ 溝部
５ 単繊維
６ 接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクであって、
開口部を有する平板状基体と、
前記平板状基体の非開口部に形成された樹脂層と、
前記樹脂層に固定された単繊維と、を備え、
前記樹脂層は、所定のピッチで設けられ、前記単繊維がはまり込む溝部を有し、
前記単繊維は、前記溝部に接着されたことを特徴とする平行線型マスク。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記平板状基体の前記開口部を挟んだ対向する両岸に形成されたこと を特徴とする請求項１記載の平行線型マスク。
【請求項３】
前記溝部の深さは、固定する単繊維径より深いことを特徴とする請求項１又は２記載の平行線型マスク。
【請求項４】
前記溝部の深さは、前記樹脂層の厚みと同じであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の平行線型マスク。
【請求項５】
前記平板状基体が金属からなること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の平行線型マスク。
【請求項６】
所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクの製造方法であって、
開口部を有する平板状基体の非開口部に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
形成された樹脂層に、前記単繊維をはめ込むための溝部を所定のピッチで形成する溝部形成工程と、
形成された溝部に単繊維を伸張して挿入する工程と、
を含むことを特徴とする平行線型マスクの製造方法。
【請求項７】
前記溝部に挿入した単繊維を接着剤で固定する工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項６記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項８】
前記樹脂層形成工程は、前記平板状基体の前記開口部を挟んだ対向する両岸に樹脂層を形成することを特徴とする請求項６又は７記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項９】
前記溝部形成工程は、固定する単繊維径より深くなるように前記溝部を形成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項１０】
前記溝部形成工程は、前記溝部の深さを前記樹脂層の厚みと同じに形成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項１１】
前記溝部形成工程では、前記樹脂層の一部をレーザー照射により除去して前記溝部を形成すること
を特徴とする請求項６乃至１０のいずれか記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項１】
所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクであって、
開口部を有する平板状基体と、
前記平板状基体の非開口部に形成された樹脂層と、
前記樹脂層に固定された単繊維と、を備え、
前記樹脂層は、所定のピッチで設けられ、前記単繊維がはまり込む溝部を有し、
前記単繊維は、前記溝部に接着されたことを特徴とする平行線型マスク。
【請求項２】
前記樹脂層は、前記平板状基体の前記開口部を挟んだ対向する両岸に形成されたこと を特徴とする請求項１記載の平行線型マスク。
【請求項３】
前記溝部の深さは、固定する単繊維径より深いことを特徴とする請求項１又は２記載の平行線型マスク。
【請求項４】
前記溝部の深さは、前記樹脂層の厚みと同じであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の平行線型マスク。
【請求項５】
前記平板状基体が金属からなること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の平行線型マスク。
【請求項６】
所定のピッチのストライプ状パターンを単繊維で形成するためのマスクの製造方法であって、
開口部を有する平板状基体の非開口部に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
形成された樹脂層に、前記単繊維をはめ込むための溝部を所定のピッチで形成する溝部形成工程と、
形成された溝部に単繊維を伸張して挿入する工程と、
を含むことを特徴とする平行線型マスクの製造方法。
【請求項７】
前記溝部に挿入した単繊維を接着剤で固定する工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項６記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項８】
前記樹脂層形成工程は、前記平板状基体の前記開口部を挟んだ対向する両岸に樹脂層を形成することを特徴とする請求項６又は７記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項９】
前記溝部形成工程は、固定する単繊維径より深くなるように前記溝部を形成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項１０】
前記溝部形成工程は、前記溝部の深さを前記樹脂層の厚みと同じに形成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の平行線型マスクの製造方法。
【請求項１１】
前記溝部形成工程では、前記樹脂層の一部をレーザー照射により除去して前記溝部を形成すること
を特徴とする請求項６乃至１０のいずれか記載の平行線型マスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２２９５５０（Ｐ２０１０−２２９５５０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０４２５６（Ｐ２０１０−１０４２５６）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【分割の表示】特願２００３−１１１０９３（Ｐ２００３−１１１０９３）の分割
【原出願日】平成１５年４月１６日（２００３．４．１６）
【出願人】（３９１０１８３４１）株式会社ＮＢＣメッシュテック (59)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【分割の表示】特願２００３−１１１０９３（Ｐ２００３−１１１０９３）の分割
【原出願日】平成１５年４月１６日（２００３．４．１６）
【出願人】（３９１０１８３４１）株式会社ＮＢＣメッシュテック (59)
【Ｆターム（参考）】
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