JP2011214078A - メタルマスク及びメタルマスクの洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価かつ簡易な方法で洗浄することができ、付着していた蒸着物の回収を容易に行うことができるメタルマスクを提供する。また、該メタルマスクの洗浄方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一方の表面に親水性コーティングが施されたメタルマスクであって、前記親水性コーティングは、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、四ホウ酸ナトリウム十水和物を０．０１〜１．５重量％含有する水溶液Ａ、又は、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、リン酸ナトリウムを０．０１〜１．６重量％含有する水溶液Ｂをメタルマスクの少なくとも一方の表面に塗布した後、乾燥させるものであるメタルマスク。
【選択図】なし

Description

本発明は、安価かつ簡易な方法で洗浄することができ、付着していた蒸着物の回収を容易に行うことができるメタルマスクに関する。また、本発明は、該メタルマスクの洗浄方法に関する。

有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）は、互いに対向する一対の電極間に有機材料層が挟持された積層体構造を有し、この有機材料層に一方の電極から電子が注入されるとともに他方の電極から正孔が注入されることにより有機材料層内で電子と正孔とが結合して発光する。このように有機ＥＬ素子は自己発光を行うことから、バックライトを必要とする液晶表示素子等と比較して視認性がよく、薄型化が可能であり、しかも直流低電圧駆動が可能であるという利点を有しており、次世代ディスプレイとして着目されている。

有機ＥＬ素子を製造工程において、有機材料は、通常、真空蒸着により基板上にパターニングされる。真空蒸着によるパターニングを行うためには、形成するパターンに対応する形状の開口部を有するメタルマスクが用いられるが、メタルマスクを継続して使用した場合、メタルマスクに有機材料が堆積し、開口部が狭くなること等により、パターニングの精度が低下することがあるという問題があった。そのため、有機ＥＬ素子の製造に使用したメタルマスクは定期的に洗浄する必要があった。

メタルマスクを洗浄する方法として、例えば、特許文献１には超臨界又は亜臨界流体を用いる方法が開示されており、特許文献２及び特許文献３には有機溶剤を用いる方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に開示されている方法は、高圧ポンプや圧力容器といった大掛かりな設備を必要とし、特許文献２及び特許文献３に開示されている方法は、環境負荷や、有機材料の回収が煩雑であるという問題があった。

特開２００４−１９２８５０号公報 特開２００５−１６２９４７号公報 特開２００６−２６５３００号公報

本発明は、安価かつ簡易な方法で洗浄することができ、付着していた蒸着物の回収を容易に行うことができるメタルマスクを提供することを目的とする。また、本発明は、該メタルマスクの洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも一方の表面に親水性コーティングが施されたメタルマスクであって、前記親水性コーティングは、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、四ホウ酸ナトリウム十水和物を０．０１〜１．５重量％含有する水溶液Ａ、又は、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、リン酸ナトリウムを０．０１〜１．６重量％含有する水溶液Ｂをメタルマスクの少なくとも一方の表面に塗布した後、乾燥させるものであるメタルマスクである。
以下に本発明を詳述する。

本発明者らは、蒸着工程前に、特定の材料を用いてメタルマスクの表面に親水性を有するコーティング膜を形成することにより、蒸着工程でメタルマスクに付着した蒸着物を水のみによる洗浄で取り除くことができ、更に、取り除かれた蒸着物を容易に回収することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明のメタルマスクは、少なくとも一方の表面に親水性コーティングが施されたメタルマスクである。
上記メタルマスクの材料は特に限定されないが、例えば、ＳＵＳ、ニッケル、鉄−ニッケル合金等、公知のメタルマスクに用いられている材料を用いることができる。

上記親水性コーティングは、ケイ酸ナトリウム及び四ホウ酸ナトリウム十水和物を含有する水溶液Ａ、又は、ケイ酸ナトリウム及びリン酸ナトリウムを含有する水溶液Ｂをメタルマスクの少なくとも一方の表面に塗布した後、乾燥させるものである。
上記水溶液Ａ及び上記水溶液Ｂは、上記メタルマスクに対する親水性のコーティング剤としての役割を有する。

上記水溶液Ａ中のケイ酸ナトリウムの含有量の下限は５重量％、上限は４０重量％である。上記水溶液Ａ中のケイ酸ナトリウムの含有量が５重量％未満であると、メタルマスクに親水性を充分に付与することができず、水による洗浄で蒸着物を剥離することが困難となる。上記水溶液Ａ中のケイ酸ナトリウムの含有量が４０重量％を超えると、乾燥後、メタルマスクの表面に白濁した硝子が析出するようになり、蒸着物が固着して剥離することが困難となる。
上記水溶液Ａ中のケイ酸ナトリウムの含有量の好ましい下限は８重量％、好ましい上限は３０重量％であり、より好ましい下限は１０重量％、より好ましい上限は２５重量％である。

上記水溶液Ａ中の四ホウ酸ナトリウム十水和物の含有量の下限は０．０１重量％、上限は１．５重量％である。上記水溶液Ａ中の四ホウ酸ナトリウム十水和物の含有量が０．０１重量％未満であると、コーティング時のレベリング性が低いものとなる。上記水溶液Ａ中の四ホウ酸ナトリウム十水和物の含有量が１．５重量％を超えてもレベリング性能に変化は無く、メタルマスクに親水性を充分に付与することもできなくなる。上記水溶液Ａ中の四ホウ酸ナトリウム十水和物の含有量の好ましい下限は０．０２重量％、好ましい上限は０．５重量％であり、より好ましい下限は０．０５重量％、より好ましい上限は０．１５重量％である。

上記水溶液Ｂ中のケイ酸ナトリウムの含有量の下限は５重量％、上限は４０重量％である。上記水溶液Ｂ中のケイ酸ナトリウムの含有量が５重量％未満であると、メタルマスクに親水性を充分に付与することができず、水による洗浄で蒸着物を剥離することが困難となる。上記水溶液Ｂ中のケイ酸ナトリウムの含有量が４０重量％を超えると、乾燥後、メタルマスクの表面に白濁した硝子が析出するようになり、蒸着物が固着して剥離することが困難となる。上記水溶液Ｂ中のケイ酸ナトリウムの含有量の好ましい下限は８重量％、好ましい上限は３０重量％であり、より好ましい下限は１０重量％、より好ましい上限は２５重量％である。

上記水溶液Ｂ中のリン酸ナトリウムの含有量の下限は０．０１重量％、上限は１．６重量％である。上記水溶液Ｂ中のリン酸ナトリウムの含有量が０．０１重量％未満であると、コーティング時のレベリング性が低いものとなる。上記水溶液Ｂ中のリン酸ナトリウムの含有量が１．６重量％を超えてもレベリング性能に変化は無く、メタルマスクに親水性を充分に付与することもできなくなる。上記水溶液Ｂ中のリン酸ナトリウムの含有量の好ましい下限は０．０２重量％、好ましい上限は０．５重量％であり、より好ましい下限は０．０３重量％、より好ましい上限は０．１６重量％である。

上記メタルマスクに、上記水溶液Ａ又は上記水溶液Ｂを塗布する方法は特に限定されず、例えば、ハケ塗り、ディップコート、スプレーコート、ロール転写等が挙げられる。

上記水溶液Ａ又は上記水溶液Ｂを塗布したメタルマスクを乾燥させる温度は特に限定されないが、好ましい上限は８０℃である。上記メタルマスクを乾燥させる温度が８０℃を超えると、コーティング膜が強固に固着し、蒸着物を洗浄する際に剥離しにくくなることがある。上記メタルマスクを乾燥させる際の温度のより好ましい上限は６０℃である。

上記メタルマスクに上記水溶液Ａ又は上記水溶液Ｂを塗布した後、乾燥させることにより、上記水溶液Ａ又は上記水溶液Ｂが脱水縮合して上記メタルマスクの表面にコーティング膜が形成される。このようにして形成されたコーティング膜は、メタルマスクを構成する金属基材に対して良好な密着性を有し、かつ、多数のシラノール基を有するため非常に高い親水性を有する。親水性のコーティング剤としては、他に、酸化チタンコーティング剤や、シロキサン系のコーティング剤等が挙げられるが、酸化チタンコーティング剤は、紫外線照射を必要とし、シロキサン系のコーティング剤は、形成したコーティング膜が熱に弱いという欠点がある。また、上記水溶液Ａ又は上記水溶液Ｂは非常に安価に調製することができる。

蒸着工程におけるマスクとして用いたことにより蒸着物の付着した上記メタルマスクを洗浄する方法であって、水で洗浄することにより上記メタルマスクから上記蒸着物を剥離する工程と、上記剥離した蒸着物を回収する工程とを有するメタルマスクの洗浄方法もまた、本発明の１つである。

本発明のメタルマスクの洗浄方法は、上記水で洗浄することにより上記メタルマスクから上記蒸着物を剥離する工程を有する。
上記メタルマスクから上記蒸着物を剥離する方法は特に限定されず、上記メタルマスクに水を流してもよいし、上記メタルマスクを水に浸けてもよい。上述したように、水溶液Ａ又は上記水溶液Ｂによって上記メタルマスクの表面に形成したコーティング膜は非常に高い親水性を有するため、蒸着物の付着した上記メタルマスクと水が接触すると、上記メタルマスクと上記メタルマスクに付着した蒸着物の間に水が入り込み、蒸着物を遊離させることができる。
上記水で洗浄することにより上記メタルマスクから上記蒸着物を剥離する際、蒸着物の遊離を促進させることができるため、超音波を印加することが好ましい。
蒸着物を剥離した後、フィルター濾過等によって分離し、乾燥させることで、再度メタルマスクを蒸着工程に用いることができる。

本発明のメタルマスクの洗浄方法は、上記剥離した蒸着物を回収する工程を有する。
有機ＥＬ素子に用いられる有機材料等の蒸着物は水に対して不溶であるため、上述したように水を用いてメタルマスクから剥離すると、粉状又は小片状となって遊離する。そのため、遊離した蒸着物は、沈殿法、多段浄化槽を用いた方法、フィルターろ過法等、極めて容易な方法で分離し、回収することができる。

本発明のメタルマスクの洗浄方法は、蒸着工程の他、スパッタリング等の他の成膜プロセスにて用いた上記メタルマスクにも同様に適用することができる。

本発明によれば、安価かつ簡易な方法で洗浄することができ、付着していた蒸着物の回収を容易に行うことができるメタルマスクを提供することができる。また、本発明によれば、該メタルマスクの洗浄方法を提供することができる。

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。

（実施例１）
水８５重量部と、ケイ酸ナトリウム１４．９重量部と、四ホウ酸ナトリウム十水和物０．１重量部とを混合、攪拌し、コーティング液を作製した。得られたコーティング液をＳＵＳ板の片面全体にハケ塗りし、６０℃で１０分乾燥させ、表面にコーティング膜を形成したＳＵＳ板を得た。表面にコーティング膜を形成したＳＵＳ板上に真空蒸着機にて蒸着物として銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を付着させた。次いで、蒸着物を付着させたＳＵＳ板を水に浸漬した。目視にて観察し、浸漬してから２分以内にＳＵＳ板から該蒸着物を剥離できた場合を「◎」、２分を超え５分以内に剥離できた場合を「○」、５分を超え１０分以内に剥離できた場合を「△」、１０分を超えてもＳＵＳ板から該蒸着物を剥離できなかった場合を「×」として洗浄性を評価した。結果を表１に示す。

（実施例２〜７）
用いた材料、及び、配合量を表１に示したものとしたこと以外は実施例１と同様にして表面にコーティング膜を形成したＳＵＳ板を作製し、該ＳＵＳ板上にＣｕＰｃを付着させて水に浸漬し、洗浄性を評価した。結果を表１に示す。
なお、実施例２はＳＵＳ板を水に浸漬させている間、３０ｋＨｚの超音波を印加した。

（比較例１）
ＳＵＳ板の表面にコーティング膜を形成させなかったこと以外は実施例１と同様にしてＳＵＳ板上にＣｕＰｃを付着させて水に浸漬し、洗浄性を評価した。結果を表２に示す。

（比較例２、３）
用いた材料、及び、配合量を表２に示したものとしたこと以外は実施例１と同様にして表面にコーティング膜を形成したＳＵＳ板を作製し、該ＳＵＳ板上にＣｕＰｃを付着させて水に浸漬し、洗浄性を評価した。結果を表２に示す。

本発明によれば、安価かつ簡易な方法で洗浄することができ、付着していた蒸着物の回収を容易に行うことができるメタルマスクを提供することができる。また、本発明によれば、該メタルマスクの洗浄方法を提供することができる。

Claims (3)

1. 少なくとも一方の表面に親水性コーティングが施されたメタルマスクであって、
   前記親水性コーティングは、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、四ホウ酸ナトリウム十水和物を０．０１〜１．５重量％含有する水溶液Ａ、又は、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、リン酸ナトリウムを０．０１〜１．６重量％含有する水溶液Ｂをメタルマスクの少なくとも一方の表面に塗布した後、乾燥させるものである
   ことを特徴とするメタルマスク。
2. 蒸着工程におけるマスクとして用いたことにより蒸着物の付着したメタルマスクを洗浄する方法であって、
   前記メタルマスクは、蒸着工程前に予め、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、四ホウ酸ナトリウム十水和物を０．０１〜１．５重量％含有する水溶液Ａ、又は、ケイ酸ナトリウムを５〜４０重量％、リン酸ナトリウムを０．０１〜１．６重量％含有する水溶液Ｂを、少なくとも一方の表面に塗布した後、乾燥させることにより親水性コーティングが施されたものであり、
   水で洗浄することにより前記メタルマスクから前記蒸着物を剥離する工程と、前記剥離した蒸着物を回収する工程とを有する
   ことを特徴とするメタルマスクの洗浄方法。
3. 水で洗浄することによりメタルマスクから蒸着物を剥離する工程において、超音波を印加することを特徴とする請求項２記載のメタルマスクの洗浄方法。