本发明涉及有机el显示器的制造等中使用的金属掩模材料和金属掩模。
背景技术：
平板显示器中，与现在主流的液晶显示器相比，有机el显示器具有下述特征：由于结构简单，因此可以使得产品更薄；快速变化的影像的显示流畅；还有视野角宽等。该有机el显示器已在便携终端等小型设备中量产化，作为下一代显示器的主力，在大型显示器中的实用化得以推进。
作为制作有机el显示器的el(发光)层的方法，大致分为蒸镀法和印刷法。蒸镀法是使在真空中加热、蒸发的el物质以薄层的形式附着于基板的表面的方法。此外，印刷法是通过在基板的表面上印刷el层从而进行制作的方法。蒸镀法中进一步存在发出rgb(红绿蓝)三色光的类型和使el层发出白色光的类型。
蒸镀法中，为了以规定的图案在基板的规定位置处制作el层，存在在蒸镀源与基板之间设置金属掩模的彩色图案形成(colorpatterning)工序。金属掩模由具有与el层的图案相对应的开口部的金属制的板或箔形成。从蒸镀源蒸发而脱离至真空中的el物质到达金属掩模，穿过金属掩模的开口部的el物质附着于基板，从而形成具有规定图案的el层。
然而，在彩色图案形成工序中，由于从蒸镀源发出的辐射热、进而温度高的有机材料附着在金属掩模表面上，从而导致存在金属掩模的温度上升至100℃左右的情况，为了保持基板上的成型位置的精度，对于金属掩模而言需要使用具有与基板相比同等程度以下的热膨胀的材料。特别地，对于发出rgb三色光的类型中的el层的图案，需要分别形成rgb的三色，因此重要的是抑制因金属掩模的膨胀而导致的成型位置的偏离。
对于金属掩模的厚度，在发出rgb三色光的类型中主要使用0.02~0.08mm的箔，在使el层发出白色光的类型中主要使用0.08~0.25mm的板。
然而，如果金属掩模的图案形成变得微细，则掩模的开口部所夹持的掩模部分变细，从而强度降低，存在弯曲而导致开口部形状变形的风险。
因此，作为兼顾金属掩模的强度和开孔部的形状精度的方法，公开了部分设置加固金属线从而防止厚度薄的金属掩模的弯曲的技术(专利文献1)、使开孔形成层变薄并将其与另外的支持层相接合从而制作一片金属掩模的技术(专利文献2、3)。此外，公开了控制表面粗糙度从而提高蚀刻加工精度的技术(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-50478号公报
专利文献2：日本专利第4126648号公报
专利文献3：日本特开2004-039628号公报
专利文献4：日本特开2010-214447号公报。
技术实现要素：
发明要解决的课题
然而，在专利文献1中公开的技术的情况中，由于有机材料不会附着于成为加固金属线的阴影的部分，因此发生与阴影效应类似的现象，形成于基板上的有机材料的形状精度变差。此外，在专利文献2、3中公开的技术的情况中，为了制造一片金属掩模而需要两片金属箔，进一步需要以良好的精度将这些金属箔接合，因此金属掩模的成型工序变得复杂，制造成本上升。
另一方面，在通过蚀刻等方法由金属掩模材料制造金属掩模的工序中，通过目视或ccd照相机等监测金属掩模材料的表面有无缺陷，将有缺陷的金属掩模材料从工序中剔除。
此外，对于金属掩模的开口部以外的部位，虽然未到达基板上的被遮蔽的蒸镀物质会沉积，但通过洗涤从而可以作为金属掩模重复使用。针对这样的重复使用的金属掩模的表面有无缺陷，也通过目视或ccd照相机等进行监测，将有缺陷的金属掩模从工序中剔除。
作为金属掩模的缺陷，可以举出在表面上附着的异物、局部的变色和光泽不良，对于这些缺陷中无法通过目视确认的微小缺陷，通过利用ccd照相机等对表面进行放大拍摄而得到的图像来进行检查。可以容易地检测缺陷之中色调与金属掩模材料不同的异物和局部变色。此外，对于色调与金属掩模材料相同的异物、例如金属片，与色调不同的异物、局部变色相比变得难以检测。进一步，对于局部的光泽不良，由于轮廓不清晰、且色调与金属掩模材料相同，因此变得更难以在ccd照相机图像上进行识别。
因此，金属掩模材料的表面的凹凸和纹理明显时，通过目视检查难以检测上述局部的光泽不良等轻微且微弱的缺陷，进一步，即使是ccd照相机图像，也存在也无法检测的风险，对于这一点，专利文献4记载的技术尽管通过使表面粗糙度适度变粗糙从而提高蚀刻加工精度，但由于表面的凹凸而导致在通过ccd照相机图像以良好的精度检测上述局部的光泽不良方面不充分。
因此，本发明的课题在于，提供能够提高蚀刻加工精度、且能够以良好的精度检测自身缺陷的金属掩模材料和金属掩模。
用于解决课题的手段
本发明人等反复进行了深入研究，结果发现，通过将60度光泽度g60控制在规定的范围，可以具有能够提高蚀刻加工精度、且能够以良好的精度检测自身缺陷的适度的表面凹凸。
即，本发明的金属掩模材料由fe-ni系合金的轧制板形成，所述fe-ni系合金的轧制板包含总计30~45质量%的ni和co，其中含有0~6质量%的co，且剩余部分由fe和无法避免的杂质构成，厚度t大于0.08mm，沿轧制平行方向和轧制垂直方向按照jis-b0601测定的算术平均粗糙度ra为0.01~0.20μm，并且，沿轧制平行方向和轧制垂直方向按照jis-z8741测定的60度光泽度g60为200~600。
此外，本发明的金属掩模为使用前述金属掩模材料而成。
发明的效果
根据本发明，可以提供能够提高蚀刻加工精度、且能够以良好的精度检测自身缺陷的金属掩模材料和金属掩模。
附图说明
图1是显示精轧后的因晶粒截断而形成的纹理的光学显微镜图像的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式所涉及的金属掩模材料进行说明。应予说明，在没有特别说明的情况下，“%”表示“质量%”。
(合金成分)
对于有机el的基板，使用玻璃，需要调整合金成分以使得设置于基板上的金属掩模的热膨胀系数达到玻璃的热膨胀系数10×10-6/℃以下。热膨胀系数可以通过在fe中添加规定浓度的ni和/或co来进行调整，形成ni和co总计为30~45%、且co为0~6%的fe-ni系合金。如果ni和co的总计浓度和co的浓度偏离该范围，则金属掩模的热膨胀系数变得大于玻璃的热膨胀系数，因此是不合适的。优选ni和co总计为34~38%、且co为0~6%。
(厚度)
本发明的金属掩模材料的厚度大于0.08mm，优选为0.08~0.25mm，更优选为0.10~0.20mm。如果金属掩模材料的厚度为0.08mm以下，则因有机材料的沉积而导致在金属掩模中容易产生应变或变形，因此存在形成于基板上的有机材料的位置精度差的情况。如果金属掩模材料的厚度大于0.25mm，则存在显著地发生下述所谓阴影效应的情况：在远离蒸镀源的位置，有机材料的入射角变浅时开孔部壁成为阴影，从而使有机材料的图案形状成型为与开孔部不同的形状，变得难以保持形状精度。
(算术平均粗糙度ra)
对本发明的金属掩模材料的表面沿轧制平行方向和轧制垂直方向按照jis-b0601测定的算术平均粗糙度ra为0.01~0.20μm，优选为0.01~0.08μm。如果ra小于0.01μm从而过度地降低表面粗糙度，则由于表面平滑，因此容易在通过蚀刻而由金属掩模材料制造金属掩模的生产线的材料导引辊(送箔辊、送板辊)处发生滑动从而产生损伤。此外，如果ra大于0.20μm从而过度增大表面粗糙度，则变得难以在ccd照相机图像上识别轮廓不清晰、且色调与金属掩模材料相同的局部的光泽不良。
此外，对本发明的金属掩模材料的表面沿轧制平行方向和轧制垂直方向按照jis-b0601测定的最大高度ry优选为0.1~2.0μm。
(60度光泽度g60)
本发明的金属掩模材料的表面的沿轧制平行方向和轧制垂直方向按照jis-z8741测定的60度光泽度g60为200~600，优选为400~600。如果金属掩模材料的g60小于200，则表面的凹凸和纹理明显，变得难以通过ccd照相机图像检测轮廓不清晰、且色调与金属掩模材料相同的局部的光泽不良。如果金属掩模材料的g60大于600，则由于表面变得过于平滑，因此在表面控制因子(例如轧制辊的形状、表面粗糙度、轧制油的粘度、在轧制辊表面与金属掩模材料表面之间形成的油膜的厚度、以及轧制前的金属掩模材料的表面粗糙度)的偏差的影响下g60大幅变化，变得难以确保表面的均匀性，从而容易产生外观上的品质不良(例如条纹、不均)。
(金属掩模材料的制造方法)
本发明的金属掩模材料可以例如以下述方式制造，但并非意图为限定于下述所示的方法。
首先，在熔融炉中将原料熔融，得到上述fe-ni系合金组成的熔融液。此时，如果熔融液的氧浓度高，则存在氧化物等结晶物的生成量增多从而成为蚀刻不良的原因的情况，因此通过常规的脱氧方法、例如添加碳并进行真空感应熔化等来提高熔融液的纯度，然后铸造成锭。然后，在热轧、磨削除去氧化层后，反复进行冷轧和退火从而精加工成规定的厚度。对于冷轧和退火，例如，可以依次进行中间再结晶退火、中间冷轧、最终再结晶退火、精冷轧、去应力退火的工序。
(中间再结晶退火)
优选进行结晶粒度编号gsno.(jisg0551“钢-结晶粒度的显微镜试验方法”中规定的编号)达到9.0~11.0的再结晶退火。通过增大结晶粒度编号gsno.，从而通过最终再结晶退火得到取向为(200)的金属组织。对于通过最终再结晶退火而取向为(200)的金属组织，在精冷轧中不易产生晶粒的截断纹理，可以切实地使60度光泽度g60为200以上。如果结晶粒度编号gsno.小、即晶粒大，则存在无法通过最终再结晶退火得到充分地取向为(200)的金属组织的情况，因此结晶粒度编号gsno.的下限为9.0。另一方面，如果结晶粒度编号gsno.过大、即晶粒过小，则将会在再结晶组织中分散生成未再结晶部，成为在最终再结晶退火中产生不均匀的再结晶组织的原因，因此结晶粒度编号gsno.的上限为11.0。
在此，如果提高中间再结晶退火的温度或延长时间，则gsno.变小，如果降低温度或缩短时间，则gsno.变大。
(中间冷轧)
优选进行下式所定义的加工度为85%以上的冷轧。
加工度＝{(轧制前的板厚-轧制后的板厚)/(轧制前的板厚)}×100(%)。
通过提高加工度，从而通过最终再结晶退火得到取向为(200)的金属组织，如上所述，60度光泽度g60变高。如果加工度小，则存在无法通过最终再结晶退火得到充分地取向为(200)的金属组织的情况，因此加工度的下限为85%。另一方面，即使加工度过高，也不会进一步增大最终再结晶退火中的(200)的取向度，此外硬度变高从而生产率降低，因此加工度的上限为90%。
(最终再结晶退火)
在最终再结晶退火中，如果进行结晶粒度编号gsno.达到9.0~11.0的再结晶退火，则根据与中间再结晶退火的情况相同的理由，可以切实地使60度光泽度g60为200以上。
(精冷轧)
金属掩模材料的表面性状(算术平均粗糙度ra和60度光泽度g60)根据精冷轧中生成的表面凹凸的不同而发生变化。精冷轧中，轧制辊痕被转印至材料，从而导致产生表面凹凸。此外，轧制油流入至精冷轧中的轧制辊与材料之间，产生油坑(oilpit)，由此也产生表面凹凸。也即是说，在轧制辊与材料之间存在油膜，在油膜局部地厚的部分，轧制辊与材料的接触变得不充分，从而未转印轧制辊痕而呈现坑状的凹凸，这成为油坑。作为轧制油局部地变厚的原因，可以举出轧制辊表面的凹凸和材料的加工性的偏差。特别地，如果表面变得平滑，则偏差的影响的敏感性提高，容易产生油膜的厚度的偏差。
进一步，在精冷轧中晶粒截断从而产生纹理，对60度光泽度g60产生很大影响。
图1显示精冷轧后的因晶粒截断而形成的纹理的光学显微镜图像。因晶粒截断而形成的纹理沿轧制方向rd断续分布成一列，如图1的箭头所指示地，各纹理是在与轧制方向rd相交叉的方向上延伸的条纹状。应予说明，图1中，沿轧制方向rd生成2条(2列)清晰的纹理。
在此，图1的记号g表示在冷轧中在轧制方向rd上延展的椭圆状的1个晶粒。可知，截断纹理产生于该晶粒g的内部。
应予说明，图1中，由于使光学显微镜图像的焦点对焦于晶粒截断纹理，因此焦点位置与晶粒截断纹理有很大不同的油坑、轧制辊痕的转印等表面凹凸并未在图1中映出。
从生产率的观点出发，以高加工度进行板的冷轧，因此晶粒被较长地延展，从而变得容易截断。该截断的晶粒如图1所示地在表面上呈现为纹理，导致60度光泽度g60的降低。
在此，发生晶粒的截断的难易度受晶粒的取向影响，根据晶粒的取向的不同，截断难易度不同。其原因在于结晶的变形能力根据结晶取向的不同而不同。并且，本发明的金属掩模材料的合金体系中的主要衍射峰为(200)面、(220)面、(311)面和(111)面，但在(200)面上晶粒最难截断。因此，如上所述地通过中间再结晶退火和最终再结晶退火使其取向为(200)面，由此变得不易因精冷轧而发生晶粒的截断，可以使60度光泽度g60为200以上。
优选使精冷轧的加工度成为70%以上。加工度越高，则因压缩加工的效果而导致在精冷轧中生成的晶粒的截断纹理变得越小，60度光泽度g60变得越高。另一方面，即使加工度过高，因压缩加工而导致的晶粒的截断纹理微弱化的效果也会饱和，此外硬度变高从而生产率降低，因此，加工度的上限为90%。
在此，使用直径尽可能小的轧制辊来进行冷轧，从而轧制油的卷入变少，轧制材料的表面变得平滑。即，使用直径小的轧制辊时，可以抑制油坑的产生，进而可以使晶粒的截断纹理变小。此外，与轧制辊径同样，通过使轧制速度为低速，从而轧制油的卷入变少，轧制材料的表面变得平滑。即，使轧制速度为低速时，可以抑制油坑的产生，进而可以使晶粒截断纹理变小。
应予说明，冷轧的轧制辊的直径和轧制速度根据制造的金属掩模材料的厚度、宽度而改变，在可以控制ra和g60的范围内适当设定轧制辊的直径和轧制速度即可，优选使轧制速度为60m/分钟以下。
应予说明，油坑和晶粒截断纹理是各自因不同的因子而产生的，因此优选在确认油坑和晶粒截断纹理的产生情况的同时设定可以抑制两者的制造条件。
(去应力退火)
进一步，优选最后在200~400℃下进行去应力退火。去应力退火的时间例如可以为1~24小时。
实施例
以下，示出本发明的实施例，但这些实施例是为了更好地理解本发明而提供的，并不意图为限制本发明。
(1)金属掩模材料的制造
通过真空感应熔化，熔融制作在fe中添加36质量%的ni而得到的原料，铸造厚度为50mm的锭。将其热轧至8mm，磨削除去表面的氧化膜后，反复进行冷轧和退火，制成冷轧材料，然后，在表1所示的条件下依次进行中间再结晶退火、中间冷轧、最终再结晶退火、精冷轧的工序，精加工成表1的实施例1~8、比较例1~4的产品厚度的金属掩模材料。进一步，在300℃下进行12小时的去应力退火。此外，作为实施例9，制造在fe中添加31质量%的ni和5质量%的co而得到的组成的材料。实施例9的制造工序与其他实施例相同。
应予说明，中间再结晶退火中的结晶粒度编号gsno.为10.0。此外，对于每个实施例，分别调整轧制辊的表面粗糙度以使得产品表面的算术平均粗糙度ra达到0.07~0.08(0.065~0.084)。
针对去应力退火后的各实施例及比较例的金属掩模材料，进行以下的评价。
(1)算术平均粗糙度ra
如上所述进行测定。测定使用接触式表面粗糙度计(小坂研究所制se-3400)，求出以n≥3进行测定而得到的平均值。
(2)60度光泽度g60
如上所述进行测定。测定使用日本电色工业株式会社制的手持型光泽度计pg-1，求出以n≥3进行测定而得到的平均值。
(3)表面缺陷的误测定是否存在
分别在各实施例及比较例的金属掩模材料上故意制作5个等级的表面缺陷，用ccd照相机测定表面缺陷。
具体而言，在各金属掩模材料的表面上粘贴50mm×50mm的耐酸胶带，在其中央设置10mm×10mm的开口部从而使表面部分露出。在该露出部上，涂布下述5种浓度的蚀刻液从而使其形成表面凹凸，制成表面缺陷。该露出部可以通过目视确认到与周围相比更模糊的状态，因此将其视为成为基准的表面缺陷。
蚀刻液为将47波美度的氯化铁水溶液直接使用、用水将其分别稀释至2倍、4倍、8倍、16倍得到的溶液总计5种，用镊子夹持浸渗有蚀刻液的脱脂棉，用脱脂棉擦拭露出部15秒从而进行蚀刻。蚀刻后，用浸渗有水的布拭去蚀刻液，剥离耐酸胶带，完成作业。应予说明，在将氯化铁水溶液在未稀释的情况下用于蚀刻时，露出部的金属光泽完全丧失，呈现白色，随着稀释率变高，露出部的模糊程度变弱。此外，在稀释率为32倍时，无法通过目视确认到露出部的模糊，因此视为未形成表面缺陷，从而使用稀释率达到16倍为止的蚀刻液。因此，通过上述5种蚀刻液进行的蚀刻中，形成可以通过目视确认到的表面缺陷，只要不受金属掩模材料的表面凹凸的影响，则本来也应当被ccd检测为表面缺陷。
接着，针对上述5种表面缺陷，通过ccd照相机拍摄256级(±128)的像素数据。在此，将遮挡反射光的状态作为最暗的反射，将其亮度设定为-128，将来自金属掩模材料的表面中恒定部(露出部周围的部位)的反射设定为±0。并且，将亮度落在±20的范围内的反射定义为恒定部中的正常反射，将亮度脱离±20的范围的反射定义为表面缺陷中的异常反射，确认能否在露出部处检测到该异常反射。
针对各实施例及比较例的金属掩模材料，将可以检测到所有上述5种表面缺陷的情况判断为“无表面缺陷的误测定”，将未能检测到5种中1种以上的表面缺陷的情况判断为“有表面缺陷的误测定”。
【表1】
由表1表明，ra为0.01~0.20μm、g60为200~600的各实施例的情况下，未发生表面缺陷的误测定。
另一方面，在精冷轧的加工度小于70%的比较例1、和精冷轧的轧制速度大于60m/分钟的比较例2的情况下，g60小于200，发生表面缺陷的误测定。
在最终再结晶退火的结晶粒径(gsno.)小于9.0的条件下进行最终再结晶退火的比较例3的情况下、和中间冷轧的加工度小于85%的比较例4的情况下，g60小于200，发生表面缺陷的误测定。