特許 5917963 分割マスクを含むマスクフレーム組立体の組立装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5917963

(24)【登録日】2016年4月15日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】分割マスクを含むマスクフレーム組立体の組立装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20160428BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20160428BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20160428BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/04 A

   C23C14/24 G

   H05B33/10

   H05B33/14 A

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-61610(P2012-61610)

(22)【出願日】2012年3月19日

(65)【公開番号】特開2012-233251(P2012-233251A)

(43)【公開日】2012年11月29日

【審査請求日】2015年2月5日

(31)【優先権主張番号】10-2011-0043077

(32)【優先日】2011年5月6日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100070024

【弁理士】

【氏名又は名称】松永 宣行

(74)【代理人】

【識別番号】100159042

【弁理士】

【氏名又は名称】辻 徹二

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(72)【発明者】

【氏名】金 容 煥

【審査官】 安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２８７１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８０４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２４７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３４０１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３１１３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１１９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３３２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６４１５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸着用パターンが設けられたスティック本体と、前記スティック本体の長手方向の端部から外側に延びた複数のクランピング部と、を備え、
前記クランピング部は、前記スティック本体の長手方向に沿って延びた第１クランピング部と、前記スティック本体の長手方向と幅方向との間の斜め方向に沿って延びた第２クランピング部と、を備える分割マスクをフレームに溶接して組み立てるマスクフレーム組立体の組立装置であって、
前記組立装置は、前記分割マスクの前記スティック本体の端部に設けられた前記第１クランピング部を把持して、前記スティック本体の長手方向に沿って引張らせる第１引張器具と、
前記スティック本体の端部に設けられた前記第２クランピング部を前記スティック本体の長手方向と幅方向との間の斜め方向に沿って引張らせる第２引張器具と、を備え、
前記第２引張器具は、
前記スティック本体の斜め方向に配された第２引張ステージと、
前記第２引張ステージ上に設置され、前記第２クランピング部を把持して引張らせる第２引張ユニットと、を備え、
前記第２引張ステージは、前記長手方向と前記斜め方向との間を回動できる構造であり、
前記第２引張ステージは、支持台上に設けられたガイドホームに沿って前記スティック本体の幅方向に沿って移動するスライド板上に設置されているマスクフレーム組立体の組立装置。

【請求項2】

前記第１クランピング部は、前記スティック本体の幅方向を基にして内側に形成され、前記第２クランピング部は、外側に形成されることを特徴とする請求項１に記載のマスクフレーム組立体の組立装置。

【請求項3】

前記第１クランピング部及び前記第２クランピング部は、それぞれ前記スティック本体の長手方向の中心線を基にして、両側に複数個が対称的に形成されることを特徴とする請求項２に記載のマスクフレーム組立体の組立装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、薄膜蒸着に使われる分割マスク及びその分割マスクを含むマスクフレーム組立体の組立装置に係り、さらに詳細には、マスク上のウェーブを減らせるように改善された分割マスク及びその分割マスクを含むマスクフレーム組立体の組立装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、ディスプレイ装置のうち、有機発光表示装置は、視野角が広く、コントラストが優れているだけでなく、応答速度が速いという長所を有している。

【0003】

有機発光表示装置は、アノードとカソードとから注入される正孔と電子とが発光層で再結合して発光する原理で色相を具現できるものであって、アノードとカソードとの間に発光層を挿入させた積層型構造である。しかし、前記の構造では、高効率発光が得難いため、それぞれの電極と発光層との間に電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、及び正孔注入層などの中間層を選択的に追加して挿入させて利用している。

【0004】

一方、有機発光表示装置の電極と、発光層を含む中間層とは、色々な方法によって形成させうるが、このうち、一つの方法が蒸着法である。蒸着方法を利用して有機発光表示装置を製造するためには、基板上に形成される薄膜のパターンと同じパターンを有するファインメタルマスク(ＦＭＭ：Fine Metal Mask)を整列し、薄膜の原素材を蒸着して所望のパターンの薄膜を形成する。

【0005】

このようなＦＭＭが大面積になれば、パターン形成のためのエッチング誤差も大きくなり、自重による中央部の反り現象も激しくなるので、最近では、マスクを数個のスティック形状にした後、フレームに付着して使用する分割マスクタイプのマスクフレーム組立体が好まれている。この分割マスクを使用すれば、全体マスクフレーム組立体のうち、一部の分割マスクに問題が生じる場合、その当該分割マスクだけ入れ替えればよいという長所もある。

【0006】

一方、このような分割マスクをフレームに付着する時には、分割マスクを長手方向に引っ張る過程を経る。もし、分割マスクが引っ張られていない状態でフレームに結合されれば、分割マスクのボディーに凸凹なウェーブが発生し、これは、以後の蒸着工程でマスクと基板との間の密着性を低下させて、精密な蒸着を阻害する要因として作用する。したがって、分割マスクをフレームに付着する時には、分割マスクを長手方向に引っ張った後にフレームに付着する。しかし、この時、長手方向のみに張力を加えるので、幅方向には、ウェーブが除去されずに残る問題が発生する。

【0007】

しかも、最近では、ディスプレイ装置の大面積化によって、分割マスクの幅も増大して、このような幅方向のウェーブ発生の問題が深刻になっている。

【0008】

しかしながら、長手方向に分割マスクを引っ張る器具と、幅方向に分割マスクを引っ張る器具とをそれぞれ設置すれば、組立装置が非常に複雑になり、コストの負担も大きくなる。

【0009】

したがって、このような分割マスクの幅方向ウェーブの発生問題を効率的に抑制させうる方案が要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明が解決しようとする課題は、分割マスクの幅方向ウェーブの発生を効率的に抑制できるように改善された分割マスク及びそれを利用したマスクフレーム組立体の組立装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を達成するために、本発明の実施形態による分割マスクは、蒸着用パターンが設けられたスティック本体と、前記スティック本体の長手方向の端部から外側に延びた複数のクランピング部と、を備え、前記クランピング部は、前記スティック本体の長手方向に沿って延びた第１クランピング部と、前記スティック本体の長手方向と幅方向との間の斜め方向に沿って延びた第２クランピング部と、を備える。

【0012】

前記第１クランピング部は、前記スティック本体の幅方向を基にして内側に形成され、前記第２クランピング部は、外側に形成されうる。

【0013】

前記第１クランピング部と前記第２クランピング部とは、それぞれ前記スティック本体の長手方向の中心線を基にして両側に複数個が対称的に形成されうる。

【0014】

また、前記課題を達成するために、本発明の実施形態によるマスクフレーム組立体の組立装置は、分割マスクのスティック本体の端部に設けられた第１クランピング部を把持してそのスティック本体の長手方向に沿って引張らせる第１引張器具と、前記スティック本体の端部に設けられた第２クランピング部を、そのスティック本体の長手方向と幅方向との間の斜め方向に沿って引張らせる第２引張器具と、を備える。

【0015】

前記第１クランピング部は、前記長手方向に沿って形成され、前記第２クランピング部は、前記斜め方向に沿って形成されうる。

【0016】

前記第１引張器具は、前記スティック本体の長手方向に配された第１引張ステージと、前記第１引張ステージ上に設置され、前記第１クランピング部を把持して引張らせる第１引張ユニットと、を備えうる。

【0017】

前記第１引張ユニットは、前記第１クランピング部を把持する第１クランパーと、前記第１クランパーを前記長手方向に引っ張る第１引張機と、を備えうる。

【0018】

前記第２引張器具は、前記スティック本体の斜め方向に配された第２引張ステージと、前記第２引張ステージ上に設置され、前記第２クランピング部を把持して引張らせる第２引張ユニットと、を備えうる。

【0019】

前記第２引張ユニットは、前記第２クランピング部を把持する第２クランパーと、前記第２クランパーを前記斜め方向に引っ張る第２引張機と、を備えうる。

【0020】

前記第２引張ステージは、前記長手方向と前記斜め方向との間を回動しうる。前記第２引張ステージは、前記スティック本体の幅方向に沿って移動できる。

【0021】

前記第１引張器具は、前記スティック本体の幅方向を基にして内側に配され、前記第２引張器具は、外側に配されうる。

【0022】

前記第１引張器具と前記第２引張器具とは、それぞれ前記スティック本体の長手方向の中心線を基にして両側に複数個が対称的に配されうる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、装置を複雑にすることなく、分割マスクの長手方向及び幅方向のウェーブを減少させることができる。したがって、このように組立られたマスクフレーム組立体を蒸着作業に利用すれば、さらに安定的で精密なパターニングが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態による分割マスク及びマスクフレーム組立装置を示す斜視図である。

【図2】図１に示した分割マスクを示した平面図である。

【図3】図１に示したマスクフレーム組立装置を拡大した斜視図である。

【図4】図３に示したマスクフレーム組立装置の変形例を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。

【0026】

図１は、本実施形態による分割マスク１００と、その分割マスク１００とフレーム２００との結合体であるマスクフレーム組立体の組立装置を示した図面である。図示したように、分割マスク１００のスティック本体１１０の両端に設けられたクランピング部１２０を、前記組立装置の第１引張器具３１０と第２引張器具３２０とが把持して引張らせることによって張力を加え、この状態で分割マスク１００のフレーム２００と交差する部位１１２（以下、接合部と称す）を溶接機(図示せず)で溶接してフレーム２００に結合させる。前記クランピング部１２０は、溶接が完了した後にカッティングで除去される。

【0027】

以下、図２を参照して、前記分割マスク１００の構造を説明する。

【0028】

前記分割マスク１００は、蒸着用パターン１１１が形成されたスティック本体１１０と、このスティック本体１１０の両端部に一体に形成されたクランピング部１２０と、を備えている。

【0029】

前記スティック本体１１０は、フレーム２００（図１）に溶接されてマスクフレーム組立体を形成する部位であり、クランピング部１２０は、スティック本体１１０をフレーム２００に溶接する時、張力を付与するために付着した部位であって、前記したように、溶接後に除去される。

【0030】

一方、前記クランピング部１２０は、スティック本体１１０から長手方向(Ｘ方向)にそって外側に延びた第１クランピング部１２１と、前記長手方向(Ｘ方向)と幅方向(Ｙ方向)との間の斜線方向に沿って外側に延びた第２クランピング部１２２と、を備えている。これは、分割マスク１００に長手方向Ｘだけでなく、幅方向Ｙへの張力にも有効な構造となる。すなわち、図１に示したように、分割マスク１００に張力を加える第１、２引張器具３１０,３２０は、いずれも分割マスク１００の長手方向の端部だけに設置されているが、前記のように、斜線方向に引張る第２クランピング部１２２を有すれば、長手方向Ｘの端部から引張っても幅方向Ｙに張力が加えられる効果が生じる。それにより、長手方向Ｘの端部と幅方向Ｙの端部とにそれぞれ引張器具を設置せずとも、長手方向Ｘと幅方向Ｙとにいずれも張力が作用する効果がある。

【0031】

もちろん、このためには、前記第１クランピング部１２１を長手方向に引っ張るための第１引張器具３１０と、前記第２クランピング部１２２を斜線方向に引っ張るための第２引張器具３２０とがそれぞれ組立装置に備えられねばならない。このような組立装置の構造については、後述する。

【0032】

そして、前記第１、２クランピング部１２１,１２２は、スティック本体１１０の長手方向の中心線ＣＬを基にして、両側に複数個が対称的に形成される。もし、対称ではなければ、張力を加える時、幅方向Ｙに力の均衡が取れず、むしろ、反れによるウェーブの発生可能性があるためである。また、斜線方向に引っ張らねばならない第２クランピング部１２２を、第１クランピング部１２１より幅方向Ｙに外側に形成することが構造の簡素化に有利である。もし、第２クランピング部１２２を内側に形成し、第１クランピング部１２１を外側に形成すれば、形態が複雑になり、それに対応する第１、２引張器具３１０,３２０の配置も難しくなる。

【0033】

次いで、前記第１、２クランピング部１２１,１２２に対応する第１、２引張器具３１０,３２０の構造を、図３を参照して説明する。

【0034】

前述したように、第１引張器具３１０は、第１クランピング部１２１を長手方向Ｘに引き、第２引張器具３２０は、第２クランピング部１２２を斜線方向に引く。

【0035】

まず、第１引張器具３１０は、支持台１０に設置された第１引張ステージ３１１と、その第１引張ステージ３１１上に設置された第１引張ユニット３１２と、を備えている。そして、前記第１引張ユニット３１２は、前記第１クランピング部１２１を把持する第１クランパー３１２ａと、その第１クランパー３１２ａを長手方向(Ｘ)に移動させて張力を加える第１引張機３１２ｂと、を備えている。したがって、前記第１クランパー３１２ａが第１クランピング部１２１を把持した状態で第１引張機３１２ｂが作動すれば、前記第１クランパー３１２ａが第１引張ステージ３１１上で長手方向Ｘに動き、第１クランピング部１２１を引っ張る。ここで、前記第１引張機３１２ｂは、一般的なボールスクリューやリニアモータまたはエアシリンダーのように、直線往復動を具現できる器具ならば、いずれのものでも採用されうる。そして、前記第１クランパー３１２ａも、第１クランピング部１２１を把持する機能を具現できる器具ならば、いずれのものでも採用されうる。この第１引張ユニット３１２は、既存の組立装置に採用されている構造と同じであるので、ここでは、概略的な機能のみを説明し、詳細な構造説明は、省略する。

【0036】

次いで、前記第２引張器具３２０は、支持台１０に設置された第２引張ステージ３２１と、その第２引張ステージ３２１上に設置された第２引張ユニット３２２と、を備えている。そして、前記第２引張ユニット３２２は、前記第２クランピング部１２２を把持する第２クランパー３２２ａと、その第２クランパー３２２ａを斜線方向に移動させて張力を加える第２引張機３２２ｂと、を備えている。したがって、前記第２クランパー３２２ａが第２クランピング部１２２を把持した状態で第２引張機３２２ｂが作動すれば、前記第２クランパー３２２ａが第２引張ステージ３２１上で斜線方向に動き、第２クランピング部１２２を引っ張る。ここで、前記第２引張機３２２ｂは、一般的なボールスクリューやリニアモータまたはエアシリンダーのように、直線往復動を具現できる器具ならば、いずれのものでも採用されうる。そして、前記第２クランパー３２２ａも、第２クランピング部１２２を把持する機能を具現できる器具ならば、いずれのものでも採用されうる。この第２引張ユニット３２２も、前記第１引張ユニット３１２と同様に、既存の組立装置に採用されている構造と同じであるので、ここでは、概略的な機能のみを説明し、詳細な構造説明は、省略する。

【0037】

一方、ここで、前記第２引張ステージ３２１は、前記支持台１０に固定された回転軸３２１ａを中心に回動自在に設置されている。したがって、例えば、作業時には、図３のように、第２引張ステージ３２１を斜線方向に配置させて前記第２クランピング部１２２を斜線方向に引張らせ、非作業時には、前記第１引張ステージ３１１と並んで長手方向に配置させる方式で運用しうる。もちろん、もし、本実施形態の分割マスク１００ではない第１クランピング部１２１のみ有している既存の分割マスクを引張らせる作業が必要な場合ならば、第１、２引張ステージ３１１,３２１をいずれも長手方向に並んで配置して作業することもある。

【0038】

そして、前記第１、２引張器具３１０,３２０は、前記第１、２クランピング部１２１,１２２と一対一で対応するので、第１、２クランピング部１２１,１２２と同様に、長手方向の中心線ＣＬを基にして対称的に配され、第２クランピング部１２２が幅方向に沿って外側に配される。

【0039】

このような分割マスク１００及び組立装置を利用したマスクフレーム組立体の組立過程は、次のように進められうる。

【0040】

まず、図１に示したように、前記分割マスク１００及びフレーム２００を準備する。前記フレーム２００は、組立体の外郭の枠を形成するものであって、中央に開口の形成された四角形状である。このフレーム２００の相互対向する一対の辺に、前記分割マスク１００の接合部１１２が溶接で固定される。

【0041】

このために、まず溶接する分割マスク１００の両端にあるクランピング部１２０を、第１引張器具３１０及び第２引張器具３２０で把持して外側に引っ張る。この時、前記第２引張器具３２０の第２引張ステージ３２１は、斜め方向に配され、前記第１引張器具３１０が第１クランピング部１２１を、前記第２引張器具３２０が第２クランピング部１２２をそれぞれ把持して引っ張る。

【0042】

それにより、前記分割マスク１００には、タイトな引張力が加えられるが、前述したように、斜め方向に配された第２引張器具３２０の分力によって幅方向にも張力が加えられる。

【0043】

これにより、分割マスク１００のスティック本体１１０には、長手方向Ｘだけでなく、幅方向Ｙにもウェーブが大幅に減少して、平坦度が非常に向上する。すなわち、長手方向Ｘの両端部に設置された第１、２引張器具３１０,３２０に張力を加えているが、斜め方向の張力印加によって、幅方向Ｙにも張力が作用するので、ウェーブが減少する。

【0044】

この状態で、前記接合部１１２をフレーム２００に溶接して、当該分割マスク１００を固定させる。

【0045】

そして、このように溶接が完了した後には、接合部１１２の外側の前記クランピング部１２０を切断して除去する。

【0046】

このように、第一の分割マスク１００が溶接完了した後には、第二の分割マスク１００の溶接を同じ過程で進める。すなわち、第１、２引張器具３１０,３２０で、当該分割マスク１００の第１、２クランピング部１２１,１２２を捉えて張力を加え、その状態で接合部１１２をフレーム２００に溶接させる。この時にも、斜め方向の張力印加のため、幅方向Ｙにも張力が加えられ、したがって、ウェーブが非常に減少した状態で溶接が行われうる。

【0047】

そして、同様に、溶接が完了した後には、接合部１１２の外側の前記クランピング部１２０を切断して除去する。

【0048】

このような方式で、分割マスク１００を一つずつフレーム２００に溶接すれば、マスクフレーム組立体の組立が完了する。

【0049】

したがって、このような構成の分割マスク１００及び組立装置を利用すれば、マスクフレーム組立体の組立時、分割マスク１００に長手方向Ｘと幅方向Ｙとにいずれも張力を与えつつ、フレーム２００に結合させうるため、ウェーブの形成を抑制し、さらに精密なマスクフレーム組立体を作りうる。

【0050】

このように組立てられたマスクフレーム組立体は、有機発光膜のパターニング工程を含む各種の薄膜蒸着用として使われうる。

【0051】

一方、前述した実施形態では、第２引張器具３２０が斜め方向と長手方向との間でのみ回転する構造を例示したが、図４に示したように、幅方向Ｙに移動自在に構成することもできる。すなわち、支持台１０にガイドホーム１１を作り、そのガイドホーム１１に沿って移動するスライド板３２１ｂを設置した後、そのスライド板３２１ｂ上に前記第２引張ステージ３２１を回転自在に設置することである。

【0052】

このようにすれば、第２引張器具３２０が長手方向Ｘと斜線方向との間で回動できるだけでなく、前記スライド板３２１ｂを動かせば、第１引張器具３１０との間隔を広げたり狭めたりすることもできる。これは、もし、分割マスク１００の規格が多様になって、第１、２クランピング部１２１,１２２の位置が変わる場合にも、容易に対処できる機能を提供する。

【0053】

したがって、分割マスク１００の多様な規格に対応しつつも、長手方向Ｘ及び幅方向Ｙのウェーブを減らせる。

【0054】

本発明は、図面に示された一実施形態を参照して説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、薄膜蒸着関連の技術分野に好適に適用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１０ 支持台
１００ 分割マスク
１１０ スティック本体
１１２ 接合部
１２０ クランピング部
２００ フレーム
３１０ 第１引張器具
３２０ 第２引張器具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】