蒸着マスク、及び蒸着マスクの製造方法
【課題】低硬度の材料層に蒸着マスクを密着させると、硬度差により傷が発生し、完成後の有機ＥＬ装置の表示品質を低下させる。このような既形成層に与える損傷を低減する蒸着マスクを提供する。
【解決手段】被蒸着基板に対向する第１表面と蒸着源に対向する第２表面とを有し、被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域に形成された開口部２２と、開口部２２の周辺領域の第１表面側に形成されたスペーサー３５と、を有する蒸着マスクとする。
【解決手段】被蒸着基板に対向する第１表面と蒸着源に対向する第２表面とを有し、被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域に形成された開口部２２と、開口部２２の周辺領域の第１表面側に形成されたスペーサー３５と、を有する蒸着マスクとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着マスク、及び蒸着マスクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）に用いる表示装置として、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置が注目されている。有機ＥＬ装置は、一般的に陽極と少なくとも有機ＥＬ層を含む発光機能層と陰極とを積層してなる有機ＥＬ素子を、基板上に規則的に配置して形成されている。
有機ＥＬ装置をカラー化する手法としては、白色光を射出する有機ＥＬ素子とカラーフィルターとを組み合わせる手法と、赤色光を射出する有機ＥＬ素子と緑色光を射出する有機ＥＬ素子と青色光を射出する有機ＥＬ素子の３種類の有機ＥＬ素子を規則的に配置する手法がある。後者の手法では、３種類の有機ＥＬ素子毎に異なる材料を含む有機ＥＬ層を形成することが必要となる。そのため、上述の基板に、各々の有機ＥＬ素子の画素領域に対応する開口部を有するマスクを被せて、該マスク越しに有機ＥＬ材料を堆積させるマスク蒸着法（あるいはマスクスパッタ法）が研究されている。
【０００３】
ここで、有機ＥＬ装置等に用いられる基板の材料はガラスが一般的である。したがって、成膜時の熱膨張によるパターン精度の低下を抑制するためには、マスク（蒸着マスク）の形成材料は熱膨張係数がガラスに近い材料であることが必要となる。そのため、かかる蒸着マスクの形成材料には、シリコン、ガラス、あるいはシリコンとガラスを組み合わせたものが一般的に用いられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７６４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シリコン、ガラス等で蒸着マスクを形成した場合問題となるのは、被蒸着基板側に発生する傷である。マスク蒸着法は、蒸着マスクの少なくとも一部を被蒸着基板に密着させる必要があり、該蒸着マスクが高硬度の材料で形成されている場合、該被蒸着基板に傷を発生させ得る。また、被蒸着基板、すなわち有機ＥＬ装置の基体となるガラス基板上には有機ＥＬ層の形成の前に既に正孔注入層等の硬度が低い有機材料層が形成されていることが一般的である。かかる低硬度の材料層に上述の蒸着マスクを密着させると、硬度差により傷が発生し、完成後の有機ＥＬ装置の表示品質を低下させ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる蒸着マスクは被蒸着基板に対向する第１表面と蒸着源に対向する第２表面とを有し、上記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域に形成された開口部と、該開口部の周辺領域の上記第１表面側に形成されたスペーサーと、を有することを特徴とする。
【０００８】
このような構成の蒸着マスクであれば、少なくとも上述の有機ＥＬ素子が形成される領域においては、被蒸着基板及び該被蒸着基板上に形成されている有機材料層に傷を発生させることを低減できる。したがって、完成後の有機ＥＬ装置の表示品質を向上できる。
【０００９】
［適用例２］上述の蒸着マスクであって、上記スペーサーは樹脂製であることを特徴とする蒸着マスク。
【００１０】
樹脂製のスペーサーであれば、エッチング法を用いずに形成できる。したがって、上述の蒸着マスクを製造コストの増加を抑制しつつ得ることができる。
【００１１】
［適用例３］上述の蒸着マスクであって、上記スペーサーは上記周辺領域に形成された凹部内に形成されていることを特徴とする蒸着マスク。
【００１２】
このような構成であれば、滴下した樹脂を硬化させて上記スペーサーを形成する場合において、上記スペーサーの高さを自由に設定できる。
【００１３】
［適用例４］上述の蒸着マスクであって、上記スペーサーは上記第１表面側に１〜１０μｍ突出していることを特徴とする蒸着マスク。
【００１４】
かかる高さのスペーサーであれば、上述の３種類の有機ＥＬ素子間の混色を抑制しつつ、被蒸着基板等に対する傷の発生を充分に抑制できる。
【００１５】
［適用例５］本適用例にかかる蒸着マスクの製造方法は、基板の、少なくとも将来的に被蒸着基板に対向する第１表面に該基板の形成材料のエッチャントに耐性を有する材料からなるマスク材料層を形成する第１の工程と、上記第１表面の、上記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域において上記マスク材料層を除去する第２の工程と、上記第１表面の、上記第１の領域以外の領域の内の一部の領域である第２の領域において上記マスク材料層の層厚を薄くする第３の工程と、上記基板をエッチングして上記第１の領域に上記第１表面から該第１表面の反対側の面である第２表面まで貫通する開口部を形成する第４の工程と、上記マスク材料層を上記基板に対して選択的にエッチングして上記第２の領域において上記マスク材料層を除去して上記基板を露出させる第５の工程と、上記第２の領域において上記基板を所定の深さまでエッチングして凹部を形成する第６の工程と、上記マスク材料層を上記基板の全面から除去する第７の工程と、上記凹部に樹脂を滴下する第８の工程と、上記樹脂を硬化させてスペーサーとする第９の工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
このような製造方法であれば、上記スペーサーの第１表面からの高さを任意に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる蒸着マスクの対象となる有機ＥＬ装置の模式断面図。
【図２】画素領域と陰極配線の配置の態様を示す図。
【図３】第１の実施形態にかかる蒸着マスクの概要を示す模式平面図。
【図４】チップを上述の第１表面側から見た状態を示す平面図。
【図５】チップに形成されたスペーサーの断面を示す図。
【図６】第２の実施形態の蒸着マスクが備えるチップの断面を示す図。
【図７】第３の実施形態のチップの形成工程を示す工程断面図。
【図８】第３の実施形態のチップの形成工程を示す工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面に従って述べる。蒸着マスクについて述べる前に、該蒸着マスクの対象となるＦＰＤとしての有機ＥＬ装置について述べる。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明にかかる蒸着マスクを用いて製造される有機ＥＬ装置の模式断面図である。有機ＥＬ装置は被蒸着基板である素子基板４２の一方の側の面に形成された赤色有機ＥＬ素子４６Ｒと緑色有機ＥＬ素子４６Ｇと青色有機ＥＬ素子４６Ｂとの３種類の有機ＥＬ素子４６と、該有機ＥＬ素子を駆動するＴＦＴ（薄膜トランジスター）４４等からなる。かかる３原色に対応する有機ＥＬ素子４６により、カラー画像の表示が可能とされている。なお、本図においては、各有機ＥＬ素子４６を覆う封止層、接着層、及び対向基板等は図示を省略している。
【００２０】
上述のＲ，Ｇ，Ｂは各有機ＥＬ素子４６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が射出する光の色を示している。該アルファベットを省略して「有機ＥＬ素子４６」と記載した場合は総称を意味するものとする。後述する有機ＥＬ層５６についても同様である。なお、上述の有機ＥＬ素子４６が形成されている側の面を、以下、「上面」と称する。有機ＥＬ素子４６とＴＦＴ４４、及び図示を省略した保持容量等で１つの画素が形成される。各画素が光を射出する領域が画素領域である。
【００２１】
有機ＥＬ素子４６は、素子基板４２の上面に順に積層（形成）された画素電極（陽極）５２と正孔注入輸送層５４と有機ＥＬ層５６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と電子注入輸送層５８と陰極６０と、からなる。画素電極５２と陰極６０との間の通電により、有機ＥＬ層５６内で光が生じて射出される。かかる（上述の）要素のうち、有機ＥＬ層５６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のみが３種類の有機ＥＬ素子４６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎に夫々異なる材料で形成されており、他の要素は同一の材料からなる。画素電極５２はＩＴＯ（酸化インジウム・すず合金）からなり、島状にパターニングされている。そして、ドレイン電極４８を介してＴＦＴ４４と導通している。隣り合う画素電極５２間は隔壁６４で区画されている。有機ＥＬ層５６は、該隔壁で囲まれた凹部内に局所的に形成されており、異なる色に対応する有機ＥＬ層５６同士が重なり合うことが抑制されている。
【００２２】
上述したように、有機ＥＬ層５６は、各色に対応する光を射出可能な材料により形成される。単独の材料で各色に対応する光を射出することが困難である場合は、ホスト材料に蛍光色素をドーピングして有機ＥＬ層５６を形成し、蛍光色素からのルミネッセンスを発光色として取り出すこともできる。このようなホスト材料とドーパント材料の組み合わせとしては、例えば、トリス（８−キノリラート）アルミニウムとクマリン誘導体との組み合わせ、アントラセン誘導体とスチリルアミン誘導体との組み合わせ、アントラセン誘導体とナフタセン誘導体との組み合わせ、トリス（８−キノリラート）アルミニウムとジシアノピラン誘導体との組み合わせ、ナフタセン誘導体とジインデノペリレンとの組み合わせなどがある。
【００２３】
図１に示す有機ＥＬ装置はトップエミッション型であり、有機ＥＬ層５６内で生じた光は、直接、あるいは反射板５０で反射されて、矢印の方向すなわち陰極６０側に射出される。したがって、陰極６０は少なくとも半透明性を有することが必要とされる。しかし、仕事関数等の観点より、陰極６０を上述のＩＴＯで形成することは困難である。そのため、陰極６０は層厚が数ｎｍ〜十数ｎｍのＡｌ（アルミニウム）あるいはＭｇＡｇ（マグネシウム・銀）合金等で形成されている。かかる薄い層厚の陰極６０を用いた場合、陰極６０としての面抵抗が増大して表示品質を低下させ得る。そのため、隔壁６４の上面には陰極配線６２が形成されている。隔壁６４の形成領域は光を射出する領域（すなわち画素領域）ではないため、半透明性を要しない。したがって、局所的に厚く上述のＡｌ等を堆積させて陰極配線６２を形成し、陰極６０としての面抵抗を低減している。
【００２４】
図２は、図１に示す有機ＥＬ装置において画像が表示される領域である表示領域の一部を拡大して示す図であり、上述の画素領域と陰極配線６２の配置の態様を示す図である。図示するように、複数の陰極配線６２が互いに平行にＸ方向に延在している。陰極配線６２の間に規則的に配置された矩形の領域が画素領域であり、アルファベットは射出する光の色を示している。画素領域間には上述したように隔壁６４（図１参照）が形成されている。有機ＥＬ層５６は、同色の画素領域間には隔壁６４を跨ぐように形成できる。したがって、３原色に対応する３種類の有機ＥＬ層５６は、陰極配線６２と同様にＸ方向に延在する帯状の領域として形成できる。本発明の蒸着マスクは、かかる帯状の有機ＥＬ層５６と陰極配線６２を、フォトリソグラフィー法によらずに形成するために用いられるものである。
【００２５】
具体的には、隔壁６４等が形成された素子基板４２に、帯状の開口部を有する蒸着マスクを被せ、蒸着源、すなわち加熱源を備えたるつぼから上述の有機ＥＬ層５６等の形成材料の粒子を飛翔させることにより局所的に材料層（有機ＥＬ層５６）を形成する。なお、正孔注入輸送層５４、及び電子注入輸送層５８も該蒸着マスクを用いて形成することもできる。
【００２６】
図３は、本実施形態にかかる蒸着マスク１０の概要を示す模式平面図である。蒸着マスク１０は、棒状の部材を窓枠状に組み合わせてなる支持基板３０と、該支持基板にマトリクス状に取り付けられたチップ２０とからなる。チップ２０は長尺状の開口部２２が規則的に形成された平面視で矩形の基板である。そして、各々のチップ２０は、アライメントされて支持基板３０に陽極接合や紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。
【００２７】
チップ２０は、後述するように開口部２２の寸法精度の観点から、単結晶シリコン基板を用いて形成されている。支持基板３０は、チップ２０との熱膨張量の違いによる「歪み」及び「撓み」の発生を抑制するために、熱膨張係数がチップ２０の構成材料（の熱膨張係数）と同一又は近い材料で形成することが好ましい。したがって、本実施形態において、支持基板３０は、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英ガラス等で形成されている。
【００２８】
チップ２０の、支持基板３０に対向する側の面が後述する第２表面１２（図５参照）であり、該第２表面の反対側の表面が後述する第１表面１１（図５参照）である。チップ２０、そして蒸着マスク１０は、上述の蒸着時に該第１表面が素子基板４２に対向するように配置される。後述するスペーサー３５（図５参照）も、該第１表面に形成されている。
【００２９】
図４は、チップ２０を上述の第１表面１１側から見た状態を示す平面図である。図示するように、チップ２０は、規則的に形成された複数の開口部２２と凹部３２内に形成されたスペーサー３５とを有している。開口部２２は平面視で長尺状すなわち短軸と長軸とを有する矩形であり、該短軸方向に所定の間隔を持って１列に形成されている。そして、凹部３２は、該列の長軸方向の両側に形成されている。開口部２２が形成されている領域が後述する第１の領域１５（図７参照）であり、凹部３２が形成されている領域が後述する第２の領域１６（図８参照）である。
【００３０】
各開口部２２は、同一色に対応する複数個の画素領域（図２参照）を含む大きさを有している。そして、該開口部の長軸方向の寸法ｄ2はチップ２０の該方向の寸法ｄ1の１／２であり、該開口部の短軸方向の寸法ｄ22は上述の所定の間隔の寸法ｄ21の１／２である。該チップを備える蒸着マスク１０を、長軸方向に１回目の蒸着を終えた後、長軸方向にｄ2の距離を移動させて２回目の蒸着工程を実施することで、上記長軸方向の寸法が蒸着マスク１０の該寸法と略等しい長尺状の有機ＥＬ層５６（図１参照）を形成できる。そして、かかる２回で一組の蒸着工程を、蒸着マスク１０を短軸方向にｄ22の距離を移動させ、かつ、該移動毎に蒸着源を変更しつつ３回実施することで、大面積の素子基板４２（図１参照）の略全域に、３原色に対応する３種類の有機ＥＬ層５６を形成できる。
【００３１】
有機ＥＬ層５６の形成にはかかる計６回の蒸着工程が必要であり、さらに陰極配線６２（図１参照）の形成時等にも蒸着工程が実施される。そしてかかる蒸着工程毎に、蒸着マスク１０が素子基板４２の上面に密着するように重ねられる。スペーサー３５は、かかる蒸着工程時において既形成層、すなわち既に形成されている正孔注入輸送層５４等に対する接触ダメージを低減できる。
【００３２】
図５は、図４のＡ−Ａ’線における断面図であり、開口部２２の短軸方向の断面とチップ２０に形成されたスペーサー３５の断面を示す図である。図示するように、チップ２０は外縁部２５と該外縁部で挟まれた基板厚が薄い領域とを有している。開口部２２は該基板厚が薄い領域に形成されている。かかる領域は、開口部２２の形成時に、チップ２０の基となる単結晶シリコン基板７（図７参照）を第２表面１２側からエッチングして形成される。
【００３３】
第１表面１１側には凹部３２が形成され、スペーサー３５は上述したように該凹部内に形成されている。凹部３２は、スペーサー３５の高さ、すなわち第１表面１１から突出する高さを調整するために形成されている。スペーサー３５は樹脂製である。後述するように、硬化前の液状の樹脂をディスペンサー３３（図８参照）より滴下（吐出）した後、紫外線あるいは熱等により硬化させて形成されている。ディスペンサー３３の滴下量は下限が定まっており、一定値以下の量の滴下はできない。そして滴下後の（硬化前の液状の）樹脂は表面張力により盛り上がり、その形状を保ちつつ硬化される。したがって、スペーサー３５の高さは下限が存在する。
【００３４】
本実施形態のスペーサー３５は、滴下された面からの高さが最低で５０μｍであり、それ以下の高さには形成できない。一方、スペーサー３５の好ましい高さは１〜１０μｍであり、本実施形態においては１０μｍである。そこで、将来的にスペーサー３５が形成される領域を含む帯状の領域を略４０μｍの深さまでエッチングして凹部３２とし、該凹部内において上述の滴下を行うことで、該凹部形成領域以外の領域の第１表面１１からの高さが略１０μｍのスペーサー３５を形成している。
【００３５】
１０μｍよりも低いスペーサー３５が必要とされる場合は、凹部３２の深さをより大きくすること、つまり４０μｍ以上の深さにすることで調整できる。また、上述の（スペーサー３５の）高さの下限が５０μｍを超える場合も同様にして調整できる。スペーサー３５の平面視での直径は略１００μｍであるため、凹部３２の幅（開口部２２の長軸方向の寸法）は２００〜３００μｍが好ましい。
【００３６】
本実施形態の蒸着マスク１０は、被蒸着基板である素子基板４２に対向する面にスペーサー３５を備えることで、上述の既形成層に対する接触ダメージを低減して、完成後の有機ＥＬ装置の表示品質を向上させることができる。すなわち、スペーサー３５により蒸着マスク１０の全面が素子基板４２に密着することが回避されているため、従来の蒸着マスクと同様の使用方法において上述のダメージを低減できる。また、上述したように本実施形態にかかるスペーサー３５は球面形状を有しているため、被蒸着基板である素子基板４２に点接触するような形となり、上述のダメージがより一層低減される。
【００３７】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態の蒸着マスク１０が備えるチップ２０の断面を示す図であり、上述の第１の実施形態における図５に相当する図である。図示するように、本実施形態のチップ２０は（第１の実施形態のチップ２０と同様に）第１表面１１側にスペーサー３５が形成されており、第２表面１２側には外縁部２５が形成されている。
【００３８】
第１の実施形態のチップ２０と異なる点は、凹部３２を有せず、スペーサー３５が後述する単結晶シリコン基板７（図７参照）の基板面に直接形成されていることである。したがって、凹部３２の形成工程を省略でき、チップ２０及び蒸着マスク１０の製造コストを低減できる。
【００３９】
凹部３２を有しないため、スペーサー３５の高さを５０μｍ以下にはできず、使用可能な工程には制限がある。しかし、形成する材料層のパターンが粗い場合は被蒸着基板とチップ２０との間隔を５０μｍ以上に設定できる場合もある。かかる場合においては、有効に使用でき、上述の第１の実施形態の蒸着マスク１０と同様に既形成層に対するダメージを低減できる。したがって、製造コストの増加をより一層抑制しつつ、有機ＥＬ装置の表示品質の低下を抑制できる。
【００４０】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態として蒸着マスク１０が備えるチップ２０の形成工程を示す。図７及び図８は、第３の実施形態のチップ２０の形成工程を示す工程断面図である。以下、工程順に説明する。
【００４１】
まず、図７（ａ）に示すように、第１の工程として、基板としての単結晶シリコン基板７を加熱して、該単結晶シリコン基板の表面に酸化シリコン膜６を形成する。酸化シリコンは単結晶シリコン材料のエッチャントとしての水酸化カリウム水溶液に対して耐性を有するため、開口部２２の形成時にマスク材料として機能する。なお、酸化シリコン膜６の形成には、熱酸化以外にＣＶＤ法等を用いることもできる。
【００４２】
次に、図７（ｂ）に示すように、第２の工程として、酸化シリコン膜６をパターニングする。かかるパターニングは、第１表面１１側において、将来的に開口部２２（図５参照）が形成される領域すなわち有機ＥＬ層５６（図１参照）の形成パターンに対応する領域において該酸化シリコン膜を除去するように行う。かかる領域、すなわち将来的に開口部２２が形成される領域が第１の領域１５である。同時に、第２表面１２側においても酸化シリコン膜６をパターニングして、将来的に外縁部２５（図５参照）となる領域以外の領域において単結晶シリコン基板７を露出させる。
【００４３】
次に、図７（ｃ）に示すように、単結晶シリコン基板７の全面（すなわち第１表面１１側と第２表面１２側の双方の面）にフォトレジスト層１７を形成した後、露光現像処理を行い、第１表面１１側における将来的に凹部３２が形成される領域の該フォトレジスト層を除去する。なお、上述の将来的に凹部３２が形成される領域が第２の領域１６である。
【００４４】
次に、図７（ｄ）に示すように、第３の工程として、フォトレジスト層１７で覆われていない領域、すなわち第２の領域１６の酸化シリコン膜６を所定の深さまでエッチングする。そして、該エッチング後に、フォトレジスト層１７を除去する。上記エッチングは、フッ酸を含むエッチング液で行う。かかるエッチング液であれば、酸化シリコン膜６を単結晶シリコン基板７に対して選択的にエッチングできる。
【００４５】
ここで「所定の深さまでのエッチング」とは、酸化シリコン膜６を、元の酸化シリコン膜６の膜厚よりは充分に薄く、かつ単結晶シリコン基板７を露出させないように充分に被うような膜厚になるまでエッチングすることである。
【００４６】
次に、図７（ｅ）に示すように、第４の工程として、酸化シリコン膜６で覆われていない領域の単結晶シリコン基板７をエッチングして、開口部２２と外縁部２５を形成する。該エッチングは、８０℃に加熱した３５重量％の水酸化カリウム水溶液を用いて行う。かかる液によるウェットエッチングであれば、単結晶シリコン基板７を酸化シリコン膜６に対して高い選択比でエッチングできる。
【００４７】
次に、図８（ａ）に示すように、第５の工程として、酸化シリコン膜６をフッ酸を含むエッチング液を用いて、第２の領域１６において単結晶シリコン基板７が露出するまでエッチングする。上述したように、該第２の領域の酸化シリコン膜６は、既に所定の深さまでエッチングされている。したがって、該第５の工程で、酸化シリコン膜６を全面的に、すなわちフォトレジスト等を用いずにエッチングした場合に、第２の領域１６の周囲の領域には酸化シリコン膜６を残しつつ該第２の領域において単結晶シリコン基板７を露出させることができる。
【００４８】
次に、図８（ｂ）に示すように、第６の工程として、上述の水酸化カリウム水溶液を用いて単結晶シリコン基板７を略４０μｍの深さまでエッチングして凹部３２を形成する。そして次に、第７の工程として、フッ酸を含むエッチング液を用いて酸化シリコン膜６を完全に除去する。
【００４９】
凹部３２の形成時に、第２表面１２側の外縁部２５で挟まれた領域も略４０μｍエッチングされるが、単結晶シリコン基板７の基板厚は４００μｍ以上あるので特に問題は生じない。また、開口部２２もエッチングされて、平面寸法が拡大する。かかる弊害については、単結晶シリコン基板７の面方位を適切に設定することで抑制できる。
【００５０】
基板面の面方位が（１１０）面である単結晶シリコン基板を用い、結晶線の方向を開口部２２の長軸方向と一致させることで、開口部２２の該長軸方向の側面の面方位を（１１１）面にすることができる。単結晶シリコンの（１１１）面はエッチングレートが遅いため、かかる設定を用いることで、凹部３２の形成時において開口部２２の短軸方向の寸法が拡大することを抑制できる。したがって、帯状のパターンである有機ＥＬ層５６あるいは陰極配線６２をマスク蒸着するにあたり、幅方向の寸法精度の低下を抑制できる。
【００５１】
次に、図８（ｃ）に示すように、第８の工程として、ディスペンサー３３を用いて凹部３２内に、液状すなわち未硬化の樹脂３４を滴下する。滴下された樹脂３４は表面張力により盛り上がって球面を形成する。かかる樹脂は、熱あるいは紫外線等で硬化させることが可能な樹脂であることが好ましい。上記工程における滴下量は、形成するスペーサーの高さによって設定する。図８（ｃ）においては複数の液滴を滴下するように示しているが、上述したようにディスペンサー３３の滴下量のミニマム値は小さいので、実際の工程では１滴のみということも有り得る。
【００５２】
次に、図８（ｄ）に示すように、第９の工程として、滴下された樹脂３４を上述の球面を保たせつつ紫外線等により硬化させて、スペーサー３５を形成する。以上の工程により、チップ２０、素子基板４２に対向する側の面に、スペーサー３５が形成される。
【００５３】
本実施形態の蒸着マスク１０の製造方法、具体的にはスペーサー３５の形成方法は、将来的にスペーサーが形成される領域に予め凹部３２を形成し、該凹部内にスペーサー３５を形成する点に特徴がある。かかる手法によれば、スペーサー３５の高さを任意に設定できる。ディスペンサー３３を用いて液体材料を滴下する手法は、滴下量の変動が少ないという長所がある一方で、ミニマムの滴下量が大きいという短所がある。すなわち、スペーサー３５の高さを一定値以下にすることが困難であるという短所がある。しかし、本実施形態の手法によれば、スペーサー３５の高さの基準となる面を予め低くすることで、滴下量のミニマム値にかかわらず任意の高さのスペーサー３５を形成できる。
【００５４】
そして、滴下量の変動が少ないという長所は保たれるため、蒸着マスク１０内あるいは複数の蒸着マスク１０間における、スペーサー３５の高さのばらつきを低減できる。そのため、蒸着マスク１０と被蒸着基板である素子基板４２との間隔のばらつきを低減でき、蒸着工程により形成される有機ＥＬ層５６等のパターン精度等を向上できる。したがって、スペーサー３５による下地となる層（正孔注入輸送層５４等）へのダメージの低減効果と合せて、有機ＥＬ装置の表示品質を向上できる。
【００５５】
また、凹部３２の形成の際のマスクとなる酸化シリコン膜６のパターニングを、開口部２２の形成前に行うことも特徴である。すなわち、フォトリソグラフィー工程（露光工程と現像工程と酸化シリコン膜６のエッチング工程の組み合わせ）を２回行なった後に、開口部２２と凹部３２を形成している。一般的に、基板を貫通する開口部２２を形成した後にアライメントを行うことは困難であり、パターニング精度の低下の原因となり得る。
【００５６】
本実施形態のスペーサー３５の形成方法は、フォトリソグラフィー工程を連続して行い、第１の領域１５において酸化シリコン膜６を除去すると共に第２の領域１６の酸化シリコン膜６の膜厚を薄くすることで、開口部２２を形成した後のアライメント工程を不要にしている。本実施形態の蒸着マスク１０の製造方法は、かかる特徴により開口部２２と凹部３２との双方を高い精度で形成できる。その結果、蒸着工程における既形成層の損傷等の発生を低減可能な蒸着マスクを得ることができる。
【００５７】
（変形例）
上述の実施形態にかかる蒸着マスク１０は、チップ２０と支持基板３０とを組み合わせて形成されている。しかし、本発明の実施の形態は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば単結晶シリコン基板単体からなる蒸着マスクに対しても、上述の各実施形態と同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
６…酸化シリコン膜、７…基板としての単結晶シリコン基板、１０…蒸着マスク、１１…第１表面、１２…第２表面、１５…第１の領域、１６…第２の領域、１７…フォトレジスト層、２０…チップ、２２…開口部、２５…外縁部、３０…支持基板、３２…凹部、３３…ディスペンサー、３４…樹脂、３５…スペーサー、４２…被蒸着基板としての素子基板、４４…ＴＦＴ、４６…有機ＥＬ素子、４８…ドレイン電極、５０…反射板、５２…画素電極、５４…正孔注入輸送層、５６…有機ＥＬ層、５８…電子注入輸送層、６０…陰極、６２…陰極配線、６４…隔壁。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着マスク、及び蒸着マスクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大画面のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）に用いる表示装置として、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置が注目されている。有機ＥＬ装置は、一般的に陽極と少なくとも有機ＥＬ層を含む発光機能層と陰極とを積層してなる有機ＥＬ素子を、基板上に規則的に配置して形成されている。
有機ＥＬ装置をカラー化する手法としては、白色光を射出する有機ＥＬ素子とカラーフィルターとを組み合わせる手法と、赤色光を射出する有機ＥＬ素子と緑色光を射出する有機ＥＬ素子と青色光を射出する有機ＥＬ素子の３種類の有機ＥＬ素子を規則的に配置する手法がある。後者の手法では、３種類の有機ＥＬ素子毎に異なる材料を含む有機ＥＬ層を形成することが必要となる。そのため、上述の基板に、各々の有機ＥＬ素子の画素領域に対応する開口部を有するマスクを被せて、該マスク越しに有機ＥＬ材料を堆積させるマスク蒸着法（あるいはマスクスパッタ法）が研究されている。
【０００３】
ここで、有機ＥＬ装置等に用いられる基板の材料はガラスが一般的である。したがって、成膜時の熱膨張によるパターン精度の低下を抑制するためには、マスク（蒸着マスク）の形成材料は熱膨張係数がガラスに近い材料であることが必要となる。そのため、かかる蒸着マスクの形成材料には、シリコン、ガラス、あるいはシリコンとガラスを組み合わせたものが一般的に用いられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７６４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シリコン、ガラス等で蒸着マスクを形成した場合問題となるのは、被蒸着基板側に発生する傷である。マスク蒸着法は、蒸着マスクの少なくとも一部を被蒸着基板に密着させる必要があり、該蒸着マスクが高硬度の材料で形成されている場合、該被蒸着基板に傷を発生させ得る。また、被蒸着基板、すなわち有機ＥＬ装置の基体となるガラス基板上には有機ＥＬ層の形成の前に既に正孔注入層等の硬度が低い有機材料層が形成されていることが一般的である。かかる低硬度の材料層に上述の蒸着マスクを密着させると、硬度差により傷が発生し、完成後の有機ＥＬ装置の表示品質を低下させ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる蒸着マスクは被蒸着基板に対向する第１表面と蒸着源に対向する第２表面とを有し、上記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域に形成された開口部と、該開口部の周辺領域の上記第１表面側に形成されたスペーサーと、を有することを特徴とする。
【０００８】
このような構成の蒸着マスクであれば、少なくとも上述の有機ＥＬ素子が形成される領域においては、被蒸着基板及び該被蒸着基板上に形成されている有機材料層に傷を発生させることを低減できる。したがって、完成後の有機ＥＬ装置の表示品質を向上できる。
【０００９】
［適用例２］上述の蒸着マスクであって、上記スペーサーは樹脂製であることを特徴とする蒸着マスク。
【００１０】
樹脂製のスペーサーであれば、エッチング法を用いずに形成できる。したがって、上述の蒸着マスクを製造コストの増加を抑制しつつ得ることができる。
【００１１】
［適用例３］上述の蒸着マスクであって、上記スペーサーは上記周辺領域に形成された凹部内に形成されていることを特徴とする蒸着マスク。
【００１２】
このような構成であれば、滴下した樹脂を硬化させて上記スペーサーを形成する場合において、上記スペーサーの高さを自由に設定できる。
【００１３】
［適用例４］上述の蒸着マスクであって、上記スペーサーは上記第１表面側に１〜１０μｍ突出していることを特徴とする蒸着マスク。
【００１４】
かかる高さのスペーサーであれば、上述の３種類の有機ＥＬ素子間の混色を抑制しつつ、被蒸着基板等に対する傷の発生を充分に抑制できる。
【００１５】
［適用例５］本適用例にかかる蒸着マスクの製造方法は、基板の、少なくとも将来的に被蒸着基板に対向する第１表面に該基板の形成材料のエッチャントに耐性を有する材料からなるマスク材料層を形成する第１の工程と、上記第１表面の、上記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域において上記マスク材料層を除去する第２の工程と、上記第１表面の、上記第１の領域以外の領域の内の一部の領域である第２の領域において上記マスク材料層の層厚を薄くする第３の工程と、上記基板をエッチングして上記第１の領域に上記第１表面から該第１表面の反対側の面である第２表面まで貫通する開口部を形成する第４の工程と、上記マスク材料層を上記基板に対して選択的にエッチングして上記第２の領域において上記マスク材料層を除去して上記基板を露出させる第５の工程と、上記第２の領域において上記基板を所定の深さまでエッチングして凹部を形成する第６の工程と、上記マスク材料層を上記基板の全面から除去する第７の工程と、上記凹部に樹脂を滴下する第８の工程と、上記樹脂を硬化させてスペーサーとする第９の工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
このような製造方法であれば、上記スペーサーの第１表面からの高さを任意に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる蒸着マスクの対象となる有機ＥＬ装置の模式断面図。
【図２】画素領域と陰極配線の配置の態様を示す図。
【図３】第１の実施形態にかかる蒸着マスクの概要を示す模式平面図。
【図４】チップを上述の第１表面側から見た状態を示す平面図。
【図５】チップに形成されたスペーサーの断面を示す図。
【図６】第２の実施形態の蒸着マスクが備えるチップの断面を示す図。
【図７】第３の実施形態のチップの形成工程を示す工程断面図。
【図８】第３の実施形態のチップの形成工程を示す工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面に従って述べる。蒸着マスクについて述べる前に、該蒸着マスクの対象となるＦＰＤとしての有機ＥＬ装置について述べる。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明にかかる蒸着マスクを用いて製造される有機ＥＬ装置の模式断面図である。有機ＥＬ装置は被蒸着基板である素子基板４２の一方の側の面に形成された赤色有機ＥＬ素子４６Ｒと緑色有機ＥＬ素子４６Ｇと青色有機ＥＬ素子４６Ｂとの３種類の有機ＥＬ素子４６と、該有機ＥＬ素子を駆動するＴＦＴ（薄膜トランジスター）４４等からなる。かかる３原色に対応する有機ＥＬ素子４６により、カラー画像の表示が可能とされている。なお、本図においては、各有機ＥＬ素子４６を覆う封止層、接着層、及び対向基板等は図示を省略している。
【００２０】
上述のＲ，Ｇ，Ｂは各有機ＥＬ素子４６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が射出する光の色を示している。該アルファベットを省略して「有機ＥＬ素子４６」と記載した場合は総称を意味するものとする。後述する有機ＥＬ層５６についても同様である。なお、上述の有機ＥＬ素子４６が形成されている側の面を、以下、「上面」と称する。有機ＥＬ素子４６とＴＦＴ４４、及び図示を省略した保持容量等で１つの画素が形成される。各画素が光を射出する領域が画素領域である。
【００２１】
有機ＥＬ素子４６は、素子基板４２の上面に順に積層（形成）された画素電極（陽極）５２と正孔注入輸送層５４と有機ＥＬ層５６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と電子注入輸送層５８と陰極６０と、からなる。画素電極５２と陰極６０との間の通電により、有機ＥＬ層５６内で光が生じて射出される。かかる（上述の）要素のうち、有機ＥＬ層５６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のみが３種類の有機ＥＬ素子４６（Ｒ，Ｇ，Ｂ）毎に夫々異なる材料で形成されており、他の要素は同一の材料からなる。画素電極５２はＩＴＯ（酸化インジウム・すず合金）からなり、島状にパターニングされている。そして、ドレイン電極４８を介してＴＦＴ４４と導通している。隣り合う画素電極５２間は隔壁６４で区画されている。有機ＥＬ層５６は、該隔壁で囲まれた凹部内に局所的に形成されており、異なる色に対応する有機ＥＬ層５６同士が重なり合うことが抑制されている。
【００２２】
上述したように、有機ＥＬ層５６は、各色に対応する光を射出可能な材料により形成される。単独の材料で各色に対応する光を射出することが困難である場合は、ホスト材料に蛍光色素をドーピングして有機ＥＬ層５６を形成し、蛍光色素からのルミネッセンスを発光色として取り出すこともできる。このようなホスト材料とドーパント材料の組み合わせとしては、例えば、トリス（８−キノリラート）アルミニウムとクマリン誘導体との組み合わせ、アントラセン誘導体とスチリルアミン誘導体との組み合わせ、アントラセン誘導体とナフタセン誘導体との組み合わせ、トリス（８−キノリラート）アルミニウムとジシアノピラン誘導体との組み合わせ、ナフタセン誘導体とジインデノペリレンとの組み合わせなどがある。
【００２３】
図１に示す有機ＥＬ装置はトップエミッション型であり、有機ＥＬ層５６内で生じた光は、直接、あるいは反射板５０で反射されて、矢印の方向すなわち陰極６０側に射出される。したがって、陰極６０は少なくとも半透明性を有することが必要とされる。しかし、仕事関数等の観点より、陰極６０を上述のＩＴＯで形成することは困難である。そのため、陰極６０は層厚が数ｎｍ〜十数ｎｍのＡｌ（アルミニウム）あるいはＭｇＡｇ（マグネシウム・銀）合金等で形成されている。かかる薄い層厚の陰極６０を用いた場合、陰極６０としての面抵抗が増大して表示品質を低下させ得る。そのため、隔壁６４の上面には陰極配線６２が形成されている。隔壁６４の形成領域は光を射出する領域（すなわち画素領域）ではないため、半透明性を要しない。したがって、局所的に厚く上述のＡｌ等を堆積させて陰極配線６２を形成し、陰極６０としての面抵抗を低減している。
【００２４】
図２は、図１に示す有機ＥＬ装置において画像が表示される領域である表示領域の一部を拡大して示す図であり、上述の画素領域と陰極配線６２の配置の態様を示す図である。図示するように、複数の陰極配線６２が互いに平行にＸ方向に延在している。陰極配線６２の間に規則的に配置された矩形の領域が画素領域であり、アルファベットは射出する光の色を示している。画素領域間には上述したように隔壁６４（図１参照）が形成されている。有機ＥＬ層５６は、同色の画素領域間には隔壁６４を跨ぐように形成できる。したがって、３原色に対応する３種類の有機ＥＬ層５６は、陰極配線６２と同様にＸ方向に延在する帯状の領域として形成できる。本発明の蒸着マスクは、かかる帯状の有機ＥＬ層５６と陰極配線６２を、フォトリソグラフィー法によらずに形成するために用いられるものである。
【００２５】
具体的には、隔壁６４等が形成された素子基板４２に、帯状の開口部を有する蒸着マスクを被せ、蒸着源、すなわち加熱源を備えたるつぼから上述の有機ＥＬ層５６等の形成材料の粒子を飛翔させることにより局所的に材料層（有機ＥＬ層５６）を形成する。なお、正孔注入輸送層５４、及び電子注入輸送層５８も該蒸着マスクを用いて形成することもできる。
【００２６】
図３は、本実施形態にかかる蒸着マスク１０の概要を示す模式平面図である。蒸着マスク１０は、棒状の部材を窓枠状に組み合わせてなる支持基板３０と、該支持基板にマトリクス状に取り付けられたチップ２０とからなる。チップ２０は長尺状の開口部２２が規則的に形成された平面視で矩形の基板である。そして、各々のチップ２０は、アライメントされて支持基板３０に陽極接合や紫外線硬化型接着剤などにより接合されている。
【００２７】
チップ２０は、後述するように開口部２２の寸法精度の観点から、単結晶シリコン基板を用いて形成されている。支持基板３０は、チップ２０との熱膨張量の違いによる「歪み」及び「撓み」の発生を抑制するために、熱膨張係数がチップ２０の構成材料（の熱膨張係数）と同一又は近い材料で形成することが好ましい。したがって、本実施形態において、支持基板３０は、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラス、石英ガラス等で形成されている。
【００２８】
チップ２０の、支持基板３０に対向する側の面が後述する第２表面１２（図５参照）であり、該第２表面の反対側の表面が後述する第１表面１１（図５参照）である。チップ２０、そして蒸着マスク１０は、上述の蒸着時に該第１表面が素子基板４２に対向するように配置される。後述するスペーサー３５（図５参照）も、該第１表面に形成されている。
【００２９】
図４は、チップ２０を上述の第１表面１１側から見た状態を示す平面図である。図示するように、チップ２０は、規則的に形成された複数の開口部２２と凹部３２内に形成されたスペーサー３５とを有している。開口部２２は平面視で長尺状すなわち短軸と長軸とを有する矩形であり、該短軸方向に所定の間隔を持って１列に形成されている。そして、凹部３２は、該列の長軸方向の両側に形成されている。開口部２２が形成されている領域が後述する第１の領域１５（図７参照）であり、凹部３２が形成されている領域が後述する第２の領域１６（図８参照）である。
【００３０】
各開口部２２は、同一色に対応する複数個の画素領域（図２参照）を含む大きさを有している。そして、該開口部の長軸方向の寸法ｄ2はチップ２０の該方向の寸法ｄ1の１／２であり、該開口部の短軸方向の寸法ｄ22は上述の所定の間隔の寸法ｄ21の１／２である。該チップを備える蒸着マスク１０を、長軸方向に１回目の蒸着を終えた後、長軸方向にｄ2の距離を移動させて２回目の蒸着工程を実施することで、上記長軸方向の寸法が蒸着マスク１０の該寸法と略等しい長尺状の有機ＥＬ層５６（図１参照）を形成できる。そして、かかる２回で一組の蒸着工程を、蒸着マスク１０を短軸方向にｄ22の距離を移動させ、かつ、該移動毎に蒸着源を変更しつつ３回実施することで、大面積の素子基板４２（図１参照）の略全域に、３原色に対応する３種類の有機ＥＬ層５６を形成できる。
【００３１】
有機ＥＬ層５６の形成にはかかる計６回の蒸着工程が必要であり、さらに陰極配線６２（図１参照）の形成時等にも蒸着工程が実施される。そしてかかる蒸着工程毎に、蒸着マスク１０が素子基板４２の上面に密着するように重ねられる。スペーサー３５は、かかる蒸着工程時において既形成層、すなわち既に形成されている正孔注入輸送層５４等に対する接触ダメージを低減できる。
【００３２】
図５は、図４のＡ−Ａ’線における断面図であり、開口部２２の短軸方向の断面とチップ２０に形成されたスペーサー３５の断面を示す図である。図示するように、チップ２０は外縁部２５と該外縁部で挟まれた基板厚が薄い領域とを有している。開口部２２は該基板厚が薄い領域に形成されている。かかる領域は、開口部２２の形成時に、チップ２０の基となる単結晶シリコン基板７（図７参照）を第２表面１２側からエッチングして形成される。
【００３３】
第１表面１１側には凹部３２が形成され、スペーサー３５は上述したように該凹部内に形成されている。凹部３２は、スペーサー３５の高さ、すなわち第１表面１１から突出する高さを調整するために形成されている。スペーサー３５は樹脂製である。後述するように、硬化前の液状の樹脂をディスペンサー３３（図８参照）より滴下（吐出）した後、紫外線あるいは熱等により硬化させて形成されている。ディスペンサー３３の滴下量は下限が定まっており、一定値以下の量の滴下はできない。そして滴下後の（硬化前の液状の）樹脂は表面張力により盛り上がり、その形状を保ちつつ硬化される。したがって、スペーサー３５の高さは下限が存在する。
【００３４】
本実施形態のスペーサー３５は、滴下された面からの高さが最低で５０μｍであり、それ以下の高さには形成できない。一方、スペーサー３５の好ましい高さは１〜１０μｍであり、本実施形態においては１０μｍである。そこで、将来的にスペーサー３５が形成される領域を含む帯状の領域を略４０μｍの深さまでエッチングして凹部３２とし、該凹部内において上述の滴下を行うことで、該凹部形成領域以外の領域の第１表面１１からの高さが略１０μｍのスペーサー３５を形成している。
【００３５】
１０μｍよりも低いスペーサー３５が必要とされる場合は、凹部３２の深さをより大きくすること、つまり４０μｍ以上の深さにすることで調整できる。また、上述の（スペーサー３５の）高さの下限が５０μｍを超える場合も同様にして調整できる。スペーサー３５の平面視での直径は略１００μｍであるため、凹部３２の幅（開口部２２の長軸方向の寸法）は２００〜３００μｍが好ましい。
【００３６】
本実施形態の蒸着マスク１０は、被蒸着基板である素子基板４２に対向する面にスペーサー３５を備えることで、上述の既形成層に対する接触ダメージを低減して、完成後の有機ＥＬ装置の表示品質を向上させることができる。すなわち、スペーサー３５により蒸着マスク１０の全面が素子基板４２に密着することが回避されているため、従来の蒸着マスクと同様の使用方法において上述のダメージを低減できる。また、上述したように本実施形態にかかるスペーサー３５は球面形状を有しているため、被蒸着基板である素子基板４２に点接触するような形となり、上述のダメージがより一層低減される。
【００３７】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態の蒸着マスク１０が備えるチップ２０の断面を示す図であり、上述の第１の実施形態における図５に相当する図である。図示するように、本実施形態のチップ２０は（第１の実施形態のチップ２０と同様に）第１表面１１側にスペーサー３５が形成されており、第２表面１２側には外縁部２５が形成されている。
【００３８】
第１の実施形態のチップ２０と異なる点は、凹部３２を有せず、スペーサー３５が後述する単結晶シリコン基板７（図７参照）の基板面に直接形成されていることである。したがって、凹部３２の形成工程を省略でき、チップ２０及び蒸着マスク１０の製造コストを低減できる。
【００３９】
凹部３２を有しないため、スペーサー３５の高さを５０μｍ以下にはできず、使用可能な工程には制限がある。しかし、形成する材料層のパターンが粗い場合は被蒸着基板とチップ２０との間隔を５０μｍ以上に設定できる場合もある。かかる場合においては、有効に使用でき、上述の第１の実施形態の蒸着マスク１０と同様に既形成層に対するダメージを低減できる。したがって、製造コストの増加をより一層抑制しつつ、有機ＥＬ装置の表示品質の低下を抑制できる。
【００４０】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態として蒸着マスク１０が備えるチップ２０の形成工程を示す。図７及び図８は、第３の実施形態のチップ２０の形成工程を示す工程断面図である。以下、工程順に説明する。
【００４１】
まず、図７（ａ）に示すように、第１の工程として、基板としての単結晶シリコン基板７を加熱して、該単結晶シリコン基板の表面に酸化シリコン膜６を形成する。酸化シリコンは単結晶シリコン材料のエッチャントとしての水酸化カリウム水溶液に対して耐性を有するため、開口部２２の形成時にマスク材料として機能する。なお、酸化シリコン膜６の形成には、熱酸化以外にＣＶＤ法等を用いることもできる。
【００４２】
次に、図７（ｂ）に示すように、第２の工程として、酸化シリコン膜６をパターニングする。かかるパターニングは、第１表面１１側において、将来的に開口部２２（図５参照）が形成される領域すなわち有機ＥＬ層５６（図１参照）の形成パターンに対応する領域において該酸化シリコン膜を除去するように行う。かかる領域、すなわち将来的に開口部２２が形成される領域が第１の領域１５である。同時に、第２表面１２側においても酸化シリコン膜６をパターニングして、将来的に外縁部２５（図５参照）となる領域以外の領域において単結晶シリコン基板７を露出させる。
【００４３】
次に、図７（ｃ）に示すように、単結晶シリコン基板７の全面（すなわち第１表面１１側と第２表面１２側の双方の面）にフォトレジスト層１７を形成した後、露光現像処理を行い、第１表面１１側における将来的に凹部３２が形成される領域の該フォトレジスト層を除去する。なお、上述の将来的に凹部３２が形成される領域が第２の領域１６である。
【００４４】
次に、図７（ｄ）に示すように、第３の工程として、フォトレジスト層１７で覆われていない領域、すなわち第２の領域１６の酸化シリコン膜６を所定の深さまでエッチングする。そして、該エッチング後に、フォトレジスト層１７を除去する。上記エッチングは、フッ酸を含むエッチング液で行う。かかるエッチング液であれば、酸化シリコン膜６を単結晶シリコン基板７に対して選択的にエッチングできる。
【００４５】
ここで「所定の深さまでのエッチング」とは、酸化シリコン膜６を、元の酸化シリコン膜６の膜厚よりは充分に薄く、かつ単結晶シリコン基板７を露出させないように充分に被うような膜厚になるまでエッチングすることである。
【００４６】
次に、図７（ｅ）に示すように、第４の工程として、酸化シリコン膜６で覆われていない領域の単結晶シリコン基板７をエッチングして、開口部２２と外縁部２５を形成する。該エッチングは、８０℃に加熱した３５重量％の水酸化カリウム水溶液を用いて行う。かかる液によるウェットエッチングであれば、単結晶シリコン基板７を酸化シリコン膜６に対して高い選択比でエッチングできる。
【００４７】
次に、図８（ａ）に示すように、第５の工程として、酸化シリコン膜６をフッ酸を含むエッチング液を用いて、第２の領域１６において単結晶シリコン基板７が露出するまでエッチングする。上述したように、該第２の領域の酸化シリコン膜６は、既に所定の深さまでエッチングされている。したがって、該第５の工程で、酸化シリコン膜６を全面的に、すなわちフォトレジスト等を用いずにエッチングした場合に、第２の領域１６の周囲の領域には酸化シリコン膜６を残しつつ該第２の領域において単結晶シリコン基板７を露出させることができる。
【００４８】
次に、図８（ｂ）に示すように、第６の工程として、上述の水酸化カリウム水溶液を用いて単結晶シリコン基板７を略４０μｍの深さまでエッチングして凹部３２を形成する。そして次に、第７の工程として、フッ酸を含むエッチング液を用いて酸化シリコン膜６を完全に除去する。
【００４９】
凹部３２の形成時に、第２表面１２側の外縁部２５で挟まれた領域も略４０μｍエッチングされるが、単結晶シリコン基板７の基板厚は４００μｍ以上あるので特に問題は生じない。また、開口部２２もエッチングされて、平面寸法が拡大する。かかる弊害については、単結晶シリコン基板７の面方位を適切に設定することで抑制できる。
【００５０】
基板面の面方位が（１１０）面である単結晶シリコン基板を用い、結晶線の方向を開口部２２の長軸方向と一致させることで、開口部２２の該長軸方向の側面の面方位を（１１１）面にすることができる。単結晶シリコンの（１１１）面はエッチングレートが遅いため、かかる設定を用いることで、凹部３２の形成時において開口部２２の短軸方向の寸法が拡大することを抑制できる。したがって、帯状のパターンである有機ＥＬ層５６あるいは陰極配線６２をマスク蒸着するにあたり、幅方向の寸法精度の低下を抑制できる。
【００５１】
次に、図８（ｃ）に示すように、第８の工程として、ディスペンサー３３を用いて凹部３２内に、液状すなわち未硬化の樹脂３４を滴下する。滴下された樹脂３４は表面張力により盛り上がって球面を形成する。かかる樹脂は、熱あるいは紫外線等で硬化させることが可能な樹脂であることが好ましい。上記工程における滴下量は、形成するスペーサーの高さによって設定する。図８（ｃ）においては複数の液滴を滴下するように示しているが、上述したようにディスペンサー３３の滴下量のミニマム値は小さいので、実際の工程では１滴のみということも有り得る。
【００５２】
次に、図８（ｄ）に示すように、第９の工程として、滴下された樹脂３４を上述の球面を保たせつつ紫外線等により硬化させて、スペーサー３５を形成する。以上の工程により、チップ２０、素子基板４２に対向する側の面に、スペーサー３５が形成される。
【００５３】
本実施形態の蒸着マスク１０の製造方法、具体的にはスペーサー３５の形成方法は、将来的にスペーサーが形成される領域に予め凹部３２を形成し、該凹部内にスペーサー３５を形成する点に特徴がある。かかる手法によれば、スペーサー３５の高さを任意に設定できる。ディスペンサー３３を用いて液体材料を滴下する手法は、滴下量の変動が少ないという長所がある一方で、ミニマムの滴下量が大きいという短所がある。すなわち、スペーサー３５の高さを一定値以下にすることが困難であるという短所がある。しかし、本実施形態の手法によれば、スペーサー３５の高さの基準となる面を予め低くすることで、滴下量のミニマム値にかかわらず任意の高さのスペーサー３５を形成できる。
【００５４】
そして、滴下量の変動が少ないという長所は保たれるため、蒸着マスク１０内あるいは複数の蒸着マスク１０間における、スペーサー３５の高さのばらつきを低減できる。そのため、蒸着マスク１０と被蒸着基板である素子基板４２との間隔のばらつきを低減でき、蒸着工程により形成される有機ＥＬ層５６等のパターン精度等を向上できる。したがって、スペーサー３５による下地となる層（正孔注入輸送層５４等）へのダメージの低減効果と合せて、有機ＥＬ装置の表示品質を向上できる。
【００５５】
また、凹部３２の形成の際のマスクとなる酸化シリコン膜６のパターニングを、開口部２２の形成前に行うことも特徴である。すなわち、フォトリソグラフィー工程（露光工程と現像工程と酸化シリコン膜６のエッチング工程の組み合わせ）を２回行なった後に、開口部２２と凹部３２を形成している。一般的に、基板を貫通する開口部２２を形成した後にアライメントを行うことは困難であり、パターニング精度の低下の原因となり得る。
【００５６】
本実施形態のスペーサー３５の形成方法は、フォトリソグラフィー工程を連続して行い、第１の領域１５において酸化シリコン膜６を除去すると共に第２の領域１６の酸化シリコン膜６の膜厚を薄くすることで、開口部２２を形成した後のアライメント工程を不要にしている。本実施形態の蒸着マスク１０の製造方法は、かかる特徴により開口部２２と凹部３２との双方を高い精度で形成できる。その結果、蒸着工程における既形成層の損傷等の発生を低減可能な蒸着マスクを得ることができる。
【００５７】
（変形例）
上述の実施形態にかかる蒸着マスク１０は、チップ２０と支持基板３０とを組み合わせて形成されている。しかし、本発明の実施の形態は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば単結晶シリコン基板単体からなる蒸着マスクに対しても、上述の各実施形態と同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
６…酸化シリコン膜、７…基板としての単結晶シリコン基板、１０…蒸着マスク、１１…第１表面、１２…第２表面、１５…第１の領域、１６…第２の領域、１７…フォトレジスト層、２０…チップ、２２…開口部、２５…外縁部、３０…支持基板、３２…凹部、３３…ディスペンサー、３４…樹脂、３５…スペーサー、４２…被蒸着基板としての素子基板、４４…ＴＦＴ、４６…有機ＥＬ素子、４８…ドレイン電極、５０…反射板、５２…画素電極、５４…正孔注入輸送層、５６…有機ＥＬ層、５８…電子注入輸送層、６０…陰極、６２…陰極配線、６４…隔壁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被蒸着基板に対向する第１表面と蒸着源に対向する第２表面とを有し、
前記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域に形成された開口部と、該開口部の周辺領域の前記第１表面側に形成されたスペーサーと、を有することを特徴とする蒸着マスク。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着マスクであって、前記スペーサーは樹脂製であることを特徴とする蒸着マスク。
【請求項３】
請求項２に記載の蒸着マスクであって、前記スペーサーは前記周辺領域に形成された凹部内に形成されていることを特徴とする蒸着マスク。
【請求項４】
請求項３に記載の蒸着マスクであって、前記スペーサーは前記第１表面側に１〜１０μｍ突出していることを特徴とする蒸着マスク。
【請求項５】
基板の、少なくとも将来的に被蒸着基板に対向する第１表面に該基板の形成材料のエッチャントに耐性を有する材料からなるマスク材料層を形成する第１の工程と、
前記第１表面の、前記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域において前記マスク材料層を除去する第２の工程と、
前記第１表面の、前記第１の領域以外の領域の内の一部の領域である第２の領域において前記マスク材料層の層厚を薄くする第３の工程と、
前記基板をエッチングして前記第１の領域に前記第１表面から該第１表面の反対側の面である第２表面まで貫通する開口部を形成する第４の工程と、
前記マスク材料層を前記基板に対して選択的にエッチングして前記第２の領域において前記マスク材料層を除去して前記基板を露出させる第５の工程と、
前記第２の領域において前記基板を所定の深さまでエッチングして凹部を形成する第６の工程と、
前記マスク材料層を前記基板の全面から除去する第７の工程と、
前記凹部に樹脂を滴下する第８の工程と、
前記樹脂を硬化させてスペーサーとする第９の工程と、
を有することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
【請求項１】
被蒸着基板に対向する第１表面と蒸着源に対向する第２表面とを有し、
前記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域に形成された開口部と、該開口部の周辺領域の前記第１表面側に形成されたスペーサーと、を有することを特徴とする蒸着マスク。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着マスクであって、前記スペーサーは樹脂製であることを特徴とする蒸着マスク。
【請求項３】
請求項２に記載の蒸着マスクであって、前記スペーサーは前記周辺領域に形成された凹部内に形成されていることを特徴とする蒸着マスク。
【請求項４】
請求項３に記載の蒸着マスクであって、前記スペーサーは前記第１表面側に１〜１０μｍ突出していることを特徴とする蒸着マスク。
【請求項５】
基板の、少なくとも将来的に被蒸着基板に対向する第１表面に該基板の形成材料のエッチャントに耐性を有する材料からなるマスク材料層を形成する第１の工程と、
前記第１表面の、前記被蒸着基板のパターン形成領域に対応する領域である第１の領域において前記マスク材料層を除去する第２の工程と、
前記第１表面の、前記第１の領域以外の領域の内の一部の領域である第２の領域において前記マスク材料層の層厚を薄くする第３の工程と、
前記基板をエッチングして前記第１の領域に前記第１表面から該第１表面の反対側の面である第２表面まで貫通する開口部を形成する第４の工程と、
前記マスク材料層を前記基板に対して選択的にエッチングして前記第２の領域において前記マスク材料層を除去して前記基板を露出させる第５の工程と、
前記第２の領域において前記基板を所定の深さまでエッチングして凹部を形成する第６の工程と、
前記マスク材料層を前記基板の全面から除去する第７の工程と、
前記凹部に樹脂を滴下する第８の工程と、
前記樹脂を硬化させてスペーサーとする第９の工程と、
を有することを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２７５５９８（Ｐ２０１０−２７５５９８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３００８３（Ｐ２００９−１３００８３）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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