JP2006169587A - Method and device for mounting metal mask on frame - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、有機EL素子製造工程で使われる蒸着マスクに使用される、多数の開口部を備えたマスク部を有するメタルマスクのような、極く薄い且つ剛性の異なる領域を備えたメタルマスクをゆがみのない平坦な状態で枠状のフレームに取り付ける方法及び装置に関する。 The present invention relates to a metal having a very thin and different region of rigidity, such as a metal mask having a mask portion having a large number of openings, which is used for a vapor deposition mask used in an organic EL element manufacturing process. The present invention relates to a method and an apparatus for attaching a mask to a frame-like frame in a flat state without distortion.
従来、有機EL素子製造において真空蒸着が行われており、その蒸着マスクとして、蒸着を許容する多数の細長い微少な開口部を備えたマスク部を有するメタルマスクが使用されている。そして蒸着に当たってはそのメタルマスクを、前記マスク部よりも大きい開口を備えた剛性の大きい枠状のフレームに磁石等によって取り付けていた。しかしながら、近年、パターニングの微細化が進み、マスク部に形成している開口部が微細になり且つメタルマスクの板厚自体も薄くなってくると、メタルマスクを単に枠状のフレームに磁石等を用いて固定しただけでは、マスク部にゆがみやたるみが生じ、開口部の精度が維持できなくなるという問題が生じた。 Conventionally, vacuum vapor deposition is performed in the manufacture of organic EL elements, and a metal mask having a mask portion having a large number of elongated minute openings that allow vapor deposition is used as the vapor deposition mask. In vapor deposition, the metal mask is attached to a frame having a large rigidity having an opening larger than that of the mask by a magnet or the like. However, in recent years, when the patterning has been miniaturized and the openings formed in the mask portion have become finer and the thickness of the metal mask itself has become thinner, the metal mask is simply attached to a frame-like frame with a magnet or the like. Only by using and fixing, there arises a problem that the mask portion is distorted or sag, and the accuracy of the opening cannot be maintained.
そこで、本出願人はこの問題を解決すべく検討の結果、極く薄い金属板で製作し且つ複数のマスク部を形成した構造の多面付けのメタルマスクでも、メタルマスクの4辺のそれぞれを、複数のクランプで把持し、各クランプによって前記メタルマスクに引張力を加え、かつその引張力を各クランプごとに調整することで、メタルマスクをゆがみやたるみの無い平坦な状態とし、各マスク部の細長い開口部を直線状に且つ一定ピッチに保持できること及びその状態で枠状のフレームにスポット溶接等によって固定することで、クランプを外した後においてもメタルマスクを引張力が付加され平坦となった状態に保持でき、従って、単純な構造のフレームを用いて多面付けマスクをゆがみやたるみの無い状態に保持できることを見出し、そのメタルマスクをゆがみやたるみの無い状態で枠状のフレームに固定する方法及び装置を開発した(特開2004−311335号公報参照、特開2004−311336号公報参照)。 Therefore, as a result of studies to solve this problem, the applicant of the present invention manufactured each of the four sides of the metal mask even in a multi-sided metal mask having a structure in which a plurality of mask portions are formed with an extremely thin metal plate. By gripping with multiple clamps, applying tensile force to the metal mask with each clamp, and adjusting the tensile force for each clamp, the metal mask is in a flat state without distortion or sagging, and each mask part Since the elongated openings can be held in a straight line at a constant pitch and fixed to the frame-like frame by spot welding or the like in that state, the metal mask is flattened by applying a tensile force even after the clamp is removed. Therefore, it is found that a multi-face mask can be held without distortion and sagging by using a frame with a simple structure. Mask has been developed a method and apparatus for securing the frame-shaped frame without distortion and sagging state (JP 2004-311335 JP reference, see JP 2004-311336).
ところが、図12に示すように、複数のマスク部2を有するメタルマスク1を複数のテンションユニット13のクランプ18で把持して矢印A、Bで示す方向に引張力を加えた際、メタルマスク1のコーナー部ではマスク部が存在しないため他の部分に比べて剛性が高くて伸びにくく、また、コーナー部をはさんで配置されたテンションユニット13の引張方向A、Bが互いに直交しているため互いに干渉して十分に引っ張ることができず、このため、本来、メタルマスク1の有効領域のコーナー部を符号Pで示す位置に引っ張るべきところが、符号P′で示す位置までしか引っ張れないことがあった。このため、例えば、有機EL素子製造に用いる蒸着用の多面付けマスクの場合、各マスク部2の位置に関して±10μm以下のトータルピッチが求められることがあるが、メタルマスクのコーナー部近傍にあるマスク部2では目標の精度に達しないことがあった。この問題を避けるには、メタルマスク1に引張力を付加する際に、コーナー部をはさんで配置されているテンションユニットのクランプを交互に外してくわえ直し引張力を付加するという動作を繰り返すことが有効であるが、余計な作業を必要とし且つ時間がかかるという問題を生じる。また、上記した特開2004−311336号公報に記載の方法では、メタルマスク1にテンションを加える際、まずコーナー部をクランプで把持し、そのコーナー部に対角線方向の引張力を加えてコーナー部を引き伸ばし、次いでメタルマスクの4辺をそれぞれ複数のクランプでくわえ、引張力を付加する動作を行っているが、この方法も引張力付加を2段階で行うため手間がかかり且つ時間がかかるという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、多数の開口部を備えたマスク部を複数箇所に形成した蒸着用の多面付けマスクのように、剛性の異なる領域を備えたメタルマスクを、ゆがみやたるみの無い状態に張って枠状のフレームに固定するに際し、簡単な操作でコーナー部をも引き伸ばし、コーナー部近傍に位置するマスク部の位置精度を高めることの可能な、メタルマスクのフレーム取付方法及び装置を提供することを課題とする。 The present invention was made in view of such problems, and a metal mask having regions with different rigidity, such as a multifaceted mask for vapor deposition in which a mask portion having a large number of openings is formed at a plurality of locations, A metal mask frame that stretches the corners with a simple operation and improves the positioning accuracy of the masks located near the corners when being fixed to a frame-like frame without distortion or sagging. It is an object to provide an attachment method and apparatus.
上記課題を解決すべくなされた本願請求項1に係る発明は、メタルマスクの4辺のそれぞれを、複数のクランプで把持し、引張力を加えることで前記メタルマスクを張った状態とする張り工程と、張った状態のメタルマスクを枠状のフレームに固定する工程を有し、前記張り工程において、前記メタルマスクの少なくともコーナー部近傍を保持したクランプを、メタルマスクに平行で且つ引張力付加方向に直角方向に移動可能とした形態で引張力を加えることを特徴とするメタルマスクのフレーム取付方法である。
The invention according to
請求項2に係る発明は、上記したメタルマスクのフレーム取付方法の実施に用いる装置を提供するもので、メタルマスクの4辺にそれぞれ引張力を作用させることができるよう、各辺に対応して複数個ずつ設けられたテンションユニットを備え、前記メタルマスクを張った状態で枠状のフレームに固定する構成のメタルマスクのフレーム取付装置であって、前記テンションユニットが、前記メタルマスクを把持するクランプと、該クランプが把持したメタルマスクに引張力を作用させるよう該クランプを移動させるクランプ移動手段を有しており、更に少なくとも前記メタルマスクのコーナー部近傍を把持するように配置されたテンションユニットにおいては、前記クランプが、把持したメタルマスクに平行で且つ引張力付加方向に直角方向に移動可能であることを特徴とするメタルマスクのフレーム取付装置である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、上記した請求項2に係る発明において、前記メタルマスクのコーナー部近傍を把持するように配置されたテンションユニットを、定位置に取り付けられた第一ベース部材と、該第一ベース部材に、前記クランプで把持したメタルマスクに平行で且つ引張力付加方向に直角方向に移動可能に保持された第二ベース部材と、該第二ベース部材に、メタルマスクへの引張力付加方向に平行に移動可能に保持されたクランプ支持台を備えた構成とし、更に、前記クランプ及びそれを開閉するクランプ開閉機構を前記クランプ支持台に保持させ、前記クランプ移動手段を前記第二ベース部材に保持させ、前記クランプ支持台を第二ベース部材に対して引張力付加方向に移動させるよう連結するという構成としたものである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、上記した請求項2に係る発明において、前記メタルマスクのコーナー部近傍を把持するように配置されたテンションユニットを、定位置に取り付けられたベース部材と、該ベース部材に、メタルマスクへの引張力付加方向に平行に移動可能に保持された第一クランプ支持台と、該第一クランプ支持台に、前記クランプで把持したメタルマスクに平行で且つ引張力付加方向に直角方向に移動可能に保持された第二クランプ支持台を備えた構成とし、更に、前記クランプ及びそれを開閉するクランプ開閉機構を前記第二クランプ支持台に保持させ、前記クランプ移動手段を前記ベース部材に保持させ、前記第一クランプ支持台を前記ベース部材に対して引張力付加方向に移動させるよう連結するという構成としたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the base member according to the second aspect of the invention, wherein a tension unit arranged so as to grip the vicinity of the corner portion of the metal mask is attached to a fixed position, and the base member A first clamp support that is movably held parallel to the direction in which the tensile force is applied to the metal mask, and the first clamp support is parallel to the metal mask held by the clamp and in the direction in which the tensile force is applied. The second clamp support base is movably held in a perpendicular direction, and the clamp and a clamp opening / closing mechanism for opening and closing the clamp are held by the second clamp support base, and the clamp moving means is the base. The first clamp support base is connected to the base member so as to move in the direction in which a tensile force is applied. .
請求項5に係る発明は、上記した請求項2に係る発明において、前記メタルマスクのコーナー部近傍を把持するように配置されたテンションユニットを、定位置に取り付けられたベース部材と、該ベース部材に、メタルマスクへの引張力付加方向に平行に移動可能に保持されたクランプ支持台を備えた構成とし、更に、前記クランプを前記クランプ支持台に、前記クランプで把持したメタルマスクに平行で且つ引張力付加方向に直角方向に移動可能に保持させ、前記クランプを開閉するクランプ開閉機構を前記クランプ支持台に保持させ、前記クランプ移動手段を前記ベース部材に保持させ、前記クランプ支持台を前記ベース部材に対して引張力付加方向に移動させるよう連結するという構成としたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the above-mentioned second aspect of the present invention, a base member attached to a fixed position, and a base member disposed so as to grip the vicinity of a corner portion of the metal mask, and the base member And a clamp support that is held so as to be movable parallel to the direction in which the tensile force is applied to the metal mask, and the clamp is mounted on the clamp support and parallel to the metal mask gripped by the clamp and A clamp opening / closing mechanism that opens and closes the clamp is held by the clamp support base, the clamp moving means is held by the base member, and the clamp support base is held by the base. The member is connected so as to move in the direction in which the tensile force is applied.
上記した本発明のメタルマスクのフレーム取付方法及び装置は、メタルマスクの4辺をそれぞれ複数のクランプで把持しメタルマスクに引張力を作用させてメタルマスクをゆがみやたるみの無い状態とした際に、メタルマスクのコーナー部近傍を把持したクランプが引張方向とは直角な方向に移動可能であるので、コーナー部をはさんで配置されたクランプが相互に干渉することがなく、このため、メタルマスクのコーナー部も所定の位置まで引き伸ばすことが可能であり、メタルマスクをゆがみやたるみの無い状態で且つコーナー部も含めて所定の寸法精度範囲内に位置させることができ、その状態で枠状のフレームに固定することができる。かくして、本発明方法及び装置によってメタルマスクをフレーム取り付けて形成したマスクユニットでは、メタルマスクがゆがみやたるみの無い状態で且つメタルマスク内の各部の位置(例えば、複数のマスク部を備えたメタルマスクでは各マスク部の位置)がコーナー部を含めて所定の寸法精度内に保たれており、このマスクユニットを用いて、例えば蒸着を行うことで微細なパターンの蒸着を正確に行うことができる。 The above-described metal mask frame mounting method and apparatus according to the present invention is used when the metal mask is held in a state free from distortion and sagging by gripping the four sides of the metal mask with a plurality of clamps and applying a tensile force to the metal mask. Because the clamp that holds the vicinity of the corner of the metal mask can move in the direction perpendicular to the tensile direction, the clamps placed across the corner do not interfere with each other. The corner portion of the metal mask can be stretched to a predetermined position, and the metal mask can be positioned within a predetermined dimensional accuracy range including the corner portion without distortion and sagging. Can be fixed to the frame. Thus, in the mask unit formed by attaching the metal mask to the frame by the method and apparatus of the present invention, the position of each part in the metal mask (for example, the metal mask provided with a plurality of mask parts) is in a state without distortion and sagging. In this case, the position of each mask portion is maintained within a predetermined dimensional accuracy including the corner portion. By using this mask unit, for example, vapor deposition can be performed to accurately deposit a fine pattern.
本発明は、ゆがみやたるみのない平坦な状態に保持する必要がある任意のメタルマスクを枠状のフレームに取り付ける場合に対して適用可能であるが、特に精密さを要求される有機EL素子製造用の蒸着用多面付けマスクとして使用するメタルマスクに適用することが好ましい。以下、有機EL素子製造における蒸着用多面付けマスクとして使用するメタルマスクを例にとって本発明の好適な実施の形態を説明する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a case where an arbitrary metal mask that needs to be held in a flat state without distortion or sagging is attached to a frame-like frame, but it is particularly required to manufacture an organic EL element that requires high precision. It is preferable to apply to a metal mask used as a multi-face mask for vapor deposition. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described by taking a metal mask used as a multi-face mask for vapor deposition in manufacturing an organic EL element as an example.
図10は後述する実施の形態に係るフレーム取付装置で取り扱うメタルマスク及び枠状のフレームを示す概略斜視図、図11はメタルマスクをフレームに固定して形成したマスクユニットを示す概略斜視図である。図10において、1は蒸着マスクとして使用する直角四辺形状のメタルマスクであり、複数のマスク部2を縦横に並べて形成している。各マスク部2は、蒸着を許容する多数の微少な開口部を備えたものである。各マスク部2における開口部の形状、配列は任意であり、例えば、細長いスリット状の開口部を平行に並べたもの、スロット状の開口部を縦方向に並べると共に平行にも並べたもの等を挙げることができる。3はメタルマスク1を取り付けるための剛性の大きいフレームであり、メタルマスク1の多数のマスク部2を形成した領域(有効領域という)を包含する大きさの開口4を備えている。メタルマスク1は、フレーム3よりも縦横両方向ともに大きいサイズに作られており、フレーム3の外周縁にほぼ対応する位置に、折り曲げることで容易に切断可能な易切断線5を形成している。なお、易切断線5は、メタルマスク1に加える引張力には耐え得る強度を備えたものである。メタルマスク1の厚さ、マスク部2の寸法、それに形成した多数の微少な開口部の寸法等は特に限定するものではないが、代表的なものとして、メタルマスク1の厚さは30〜200μm、マスク部2の寸法は長さが50〜70mm、幅が30〜50mm、開口部の幅が40〜100μm、平行に配列された開口部間の無孔部分の幅が80〜200μm等を例示できる。メタルマスク1をフレーム3にスポット溶接等によって固定し、その周縁部分を易切断線5を利用して切断、除去することによって、図11に示すマスクユニット8を形成することができる。
FIG. 10 is a schematic perspective view showing a metal mask and a frame-like frame handled by a frame mounting apparatus according to an embodiment to be described later, and FIG. 11 is a schematic perspective view showing a mask unit formed by fixing the metal mask to the frame. . In FIG. 10, 1 is a right-sided quadrilateral metal mask used as a vapor deposition mask, and a plurality of
図1は本発明の実施の形態に係るメタルマスクのフレーム取付装置の概略平面図、図2はそのフレーム取付装置の概略断面図、図3(a)、(b)はそのフレーム取付装置に設けているテンションユニット13を、異なる作動状態で示す概略側面図、図4(a)、(b)はそのフレーム取付装置において、メタルマスクのコーナー部近傍を把持する位置に設けているテンションユニット13Aを、異なる作動状態で示す概略側面図、図5は図4(b)に示すテンションユニット13Aを矢印V−V方向に見た概略正面図である。図1、図2において、全体を参照符号10で示すメタルマスクのフレーム取付装置は、支持台11と、その支持台11に、メタルマスク1の4辺の各々の複数箇所を把持してテンションを加えることができるように配置された複数のテンションユニット13、13Aを備えている。ここで、テンションユニット13Aはメタルマスク1のコーナー部近傍を把持する位置に配置されたものであり、テンションユニット13はその他の領域に配置されたものである。
1 is a schematic plan view of a frame mounting apparatus for a metal mask according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of the frame mounting apparatus, and FIGS. 3 (a) and 3 (b) are provided in the frame mounting apparatus. FIGS. 4A and 4B are schematic side views showing the
テンションユニット13は、図3に拡大して示すように、支持台11に設けられた支持レール14に取付位置を調整可能な形態で固定されたベース部材15と、そのベース部材15に直動案内16を介して、メタルマスクへの引張力付加方向に移動可能に保持されたクランプ支持台17と、クランプ支持台17に設けられ、メタルマスク1を把持するクランプ18と、そのクランプ18を開閉するクランプ開閉機構19と、クランプ18が把持したメタルマスク1に引張力を作用させるよう、クランプ18を保持したクランプ支持台18をベース部材15に対して移動させるクランプ移動手段23等を備えている。
As shown in an enlarged view in FIG. 3, the
クランプ18は、クランプ支持台17に固定された固定爪18aと、それに対して開閉可能な可動爪18bを備えている。クランプ開閉機構19は、トグル機構20と、そのトグル機構20を介してクランプ18の可動爪18bを開閉するエアシリンダ等のシリンダ機構21を備えている。トグル機構20は、クランプ支持台17に取り付けられた支持板17aにピン20aを中心として旋回可能に保持された第一レバー20bと、支持板17aにピン20cを中心として旋回可能に保持された第二レバー20dと、第一レバー20bと第二レバー20dを連結するリンク20e等を備えており、第一レバー20bにはシリンダ機構21が連結され、第二レバー20dには、クランプ18の可動爪18bが旋回可能に保持されている。更に、第二レバー20d先端には可動爪18bの背面を支える調整ねじ20fが取り付けられており、この調整ねじ20fによって、図3(b)に示すようにクランプ18を閉位置とした時の可動爪18bの高さ位置を調整可能としている。なお、図示は省略しているが、図3(a)に示すように、第二レバー20dを上方に旋回させて可動爪18bを開いた状態においても、可動爪18bを調整ねじ20fに接触した位置に保持するためのばねが設けられている。これらの構成により、シリンダ機構21で第一レバー20bを往復旋回させてクランプ18を開閉することができ且つ図3(b)に示す閉位置では、メタルマスク1を固定爪18aと可動爪18bとで強固に把持することができる。
The
クランプ移動手段23は、クランプ支持台17をベース部材15に対して往復移動させるものであり、この実施の形態ではエアシリンダが使用されている。このクランプ移動手段23が、図3(b)に示すように、クランプ支持台17を矢印A方向に移動させることで、クランプ18で把持しているメタルマスク1に対して矢印A方向の引張力を付加することができる。なお、クランプ移動手段23としてここではエアシリンダを用いているが、これに限らず、油圧シリンダやサーボモータ等を用いてもよい。
The clamp moving means 23 reciprocates the
ベース部材15には、フレーム3を支持するフレーム支え25が取り付けられている。このフレーム支え25は、その上にフレーム3を乗せることで、フレーム3を水平面内の所定位置に位置決めすると共にフレーム3の上面が、クランプ18に把持されてテンションを付与されているメタルマスク1にほぼ接する位置となるように上下方向にも位置決めすることができるように配置されている。更にフレーム支え25は、クランプ支持台17の前進位置を規制するためのストッパとしても作用する。
A
メタルマスク1のコーナー部近傍を把持するように配置されたテンションユニット13Aは、図4、図5に示すように、支持台11に設けられた支持レール14に取付位置を調整可能な形態で固定された第一ベース部材15Aと、その第一ベース部材15Aに直動案内27を介して、クランプ18に把持されたメタルマスク1に平行で且つメタルマスクへの引張力付加方向に対して直角方向に移動可能に保持された第二ベース部材15Bと、その第二ベース部材15Bに直動案内16を介して、メタルマスクへの引張力付加方向(後述するクランプ支持台17の移動方向と同方向)に移動可能に保持されたクランプ支持台17と、クランプ支持台17に設けられ、メタルマスク1を把持するクランプ18と、そのクランプ18をトグル機構20を介して開閉するエアシリンダ等のシリンダ機構21を備えたクランプ開閉機構19と、クランプ18が把持したメタルマスク1に引張力を作用させるよう、クランプ18を保持したクランプ支持台17を第二ベース部材15Bに対して移動させるクランプ移動手段23と、フレーム3を支持するフレーム支え25等を備えている。ここで、第二ベース部材15Bを直動案内27によってクランプ支持台17の移動方向に対して直角方向に移動可能としたことにより、クランプ支持台17及びそれに保持されたクランプ18は、メタルマスク1に引張力を付加する方向A及びそれに直角なB−B方向に移動可能である。なお、第一ベース部材15Aと第二ベース部材15Bの間には、第二ベース部材15BにB−B方向の力が作用した時には第二ベース部材15Bの移動を許容するが、その力が無くなった時には元の中央位置に戻すための位置復帰ばねが設けられている。フレーム支え25は第一ベース部材15Aに保持されている。その他の構造は、図3に示すテンションユニット13と同様である。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図1、図2において、テンションユニット13及び13Aは、メタルマスク1の各辺をそれぞれ複数のテンションユニット13、13Aで把持してその辺に直角方向にテンションを加えることができるように配置されている。更に、メタルマスク1の各辺を把持するように配置されている複数のテンションユニット13、13Aのクランプ18は、メタルマスク1のマスク部2と非マスク部に合わせて配置されており、従って、メタルマスク1のマスク部2を形成した縦方向に延びる領域及び横方向に延びる領域と、マスク部の無い縦方向に延びる領域及び横方向に延びる領域とを、それぞれ別個のクランプ18で引っ張ってテンションを付与することが可能である。
1 and 2, the
複数のテンションユニット13、13Aにそれぞれ設けられているクランプ移動手段23には、メタルマスク1に付与するテンションを個々に調整できるよう、そのクランプ移動手段23による駆動力を個々に調整する調整手段(図示せず)が設けられている。更に具体的には、クランプ移動手段23を構成するエアシリンダにはエア供給配管が接続されており、そのエア供給配管に、各エアシリンダへの供給圧力を個々に調整可能なレギュレータが調整手段として設けられている。なお、全部のテンションユニット13のクランプ移動手段(エアシリンダ)23を同時に作動させることができるよう、これらのエアシリンダに連結されているエア供給配管には共通の開閉弁を介してエアが供給されるようになっており、且つ各エアシリンダの作動タイミングを調整することができるよう各エアシリンダへのエア供給配管にスピードコントローラも設けられている。
The clamp moving means 23 provided in each of the plurality of
次に、上記構成のメタルマスクのフレーム取付装置10によるメタルマスク取り付け動作を説明する。図3(a)、図4(a)に示すように、クランプ支持台17を前進位置とし、且つクランプ18を開いた状態で、まず、複数のテンションユニット13、13Aのフレーム支え25にフレーム3を保持させ、次いで、その上にメタルマスク1を乗せ、その4辺を複数のテンションユニット13のクランプ18で把持させる。この際、複数の位置決めピン(図示せず)を用いてフレーム3に対してメタルマスク1を位置決めしておく。次に、各クランプ支持台17に連結しているクランプ移動手段(エアシリンダ)23に加圧エアを送って各クランプ18をメタルマスク1から離れる方向に移動させ、メタルマスク1に多数のクランプによって縦横両方向に小さい引張力を加え、メタルマスク1を軽く張った状態とし、その状態で位置決めピンを外し、その後、メタルマスク1に大きい引張力を加える。この状態が図3(b)、図4(b)に示す状態である。なお、メタルマスク1から位置決めピンを外しても、フレーム3に対するメタルマスク1の位置はあまり変動することはなく、メタルマスク1のフレーム3に対する所望の位置決め精度は保たれる。
Next, a metal mask attaching operation by the metal mask
以上のように、メタルマスク1の4辺に配置したテンションユニット13でメタルマスク1の4辺をそれぞれ把持し、引張力を加えることで、図1に示すように、メタルマスク1が多数のクランプ18によって縦横両方向に引っ張られる。この状態で、メタルマスク1の表面状態を目視検査し、ゆがみやたるみがあれば、その領域を引っ張っているクランプ18に連結されたクランプ移動手段(エアシリンダ)23への作動流体圧を調整し、メタルマスク1をゆがみやたるみのない平坦な状態で且つマスク部2の開口部が平行に引き揃えられた状態に調整する。また、メタルマスク1に形成している各マスク部2の位置を検査し、各マスク部2が所定の寸法精度内の位置に入るように、各クランプ移動手段(エアシリンダ)23への作動流体圧を調整する。この調整動作の際、図6に示すように、メタルマスク1のコーナー部をはさんでその近傍に配置されているテンションユニット13A、13Aでは、クランプ18、18がメタルマスク1に矢印A方向、B方向の引張力を加えて引き伸ばしており、そのため、各テンションユニット13Aのクランプ18で把持している部分のメタルマスク1は、コーナー部をはさんで隣接した辺に配置されたテンションユニット13Aによる引張力によって、クランプ18による引張方向に直角方向に(B方向或いはA方向)に引っ張られており、その力がクランプ18に作用することとなる。しかしながら、テンションユニット13Aでは、クランプ18を支持しているクランプ支持台17(図4、図5参照)がメタルマスクへの引張力付加方向に対して直角方向に移動可能であるので、メタルマスク1に引っ張られて移動する。このため、メタルマスク1のコーナー部を所定の寸法まで引き伸ばすことが可能であり、有効領域のコーナー部を所望の点Pに位置させることができる。かくして、メタルマスク1をゆがみやたるみの無い状態で且つ各マスク部2が、コーナー部に配置されているマスク部2も含めて、所定の寸法精度範囲内に位置する状態とすることができる。
As described above, by holding the four sides of the
次に、その状態で、図2に示すように、メタルマスク1をフレーム3にレーザ溶接機30を用いてスポット溶接する。このスポット溶接は、レーザ溶接機30を、次々と所望のスポット溶接位置に移動させて行う。これにより、メタルマスク1の複数箇所がスポット溶接部32(図1参照)によってフレーム3に固定される。その後、クランプ18を開放してメタルマスク1の把持を解除し、メタルマスク1の周縁部分を易切断線5(図12参照)を利用して除去する。以上により、図11に示すように、フレーム3にメタルマスク1を固定した構成のマスクユニット8が製造される。得られたマスクユニット8では、メタルマスク1がゆがみやたるみの無い状態で且つ各マスク部2の開口部が正確に平行に揃った状態に保たれており、且つ各マスク部2の位置も所定の寸法精度内に保たれている。かくして、このマスクユニット8を用いて蒸着を行うことにより、微細なパターンの蒸着を正確に行うことができる。例えば、このマスクユニット8にガラス基板等の被蒸着基材を取り付け、蒸着機にセットし、有機EL素子の有機層又はカソード電極の蒸着を行うことで、微細なパターンの蒸着を位置精度良く行うことができ、高品質の有機層又はカソード電極を形成できる。
Next, in this state, as shown in FIG. 2, the
なお、上記した実施の形態では、クランプ18をメタルマスクへの引張力付加方向に直角方向に移動可能としたテンションユニット13Aを、各辺のコーナー部に最も近い位置に1個配置しているが、テンションユニット13Aの設置個数は適宜増減可能であり、場合によっては、全てのテンションユニットをテンションユニット13Aとしてもよい。また、上記した実施の形態では、テンションユニット13Aにおいて、クランプ18をメタルマスクへの引張力付加方向に直角方向に移動可能とするため、クランプ支持台17やクランプ移動手段23を保持した第二ベース部材15Bを引張力付加方向に直角方向に移動可能としているが、本発明はこの構成に限らず、少なくともクランプ18が引張力付加方向に直角方向に移動可能であればよい。以下に、本発明に使用可能なテンションユニットの他の例を説明する。
In the above-described embodiment, one
図7に示すテンションユニット13Bは、図3に示すテンションユニット13におけるクランプ支持台17を、上下の第一クランプ支持台17Aと第二クランプ支持台17Bに分割し、両者の間に直動案内34を設けて、第二クランプ支持台17Bを、クランプ18で把持したメタルマスク1に平行で且つメタルマスクへの引張力付加方向Aに直角方向に移動可能とし、クランプ18及びクランプ開閉機構19を第二クランプ支持台17Bに保持させ、クランプ移動手段23を第一クランプ支持台17Aに連結したものである。なお、第二クランプ支持台17Bを第一クランプ支持台17Aに対する中央位置に戻すための位置復帰ばね(図示せず)も設けられている。その他の構造は、図3に示すテンションユニット13と同様である。このテンションユニット13Bにおいても、クランプ18がメタルマスクへのテンション付加方向に直角方向に移動可能であるので、これをメタルマスク1のコーナー部近傍を把持する位置に用いることで、メタルマスク1のコーナー部を支障なく所定の寸法位置に引き伸ばすことができる。
The
図8、図9に示すテンションユニット13Cは、クランプ18Aを、固定爪18Aaと固定爪18Aaに対してピン36を介して旋回可能な可動爪18Abで構成し、そのクランプ18Aをクランプ支持台17に対して直動案内38を介して、クランプ18Aで把持したメタルマスク1に平行で且つメタルマスクへの引張力付加方向に直角方向に移動可能としている。なお、クランプ18Aをクランプ支持台17に対する中央位置に戻すための位置復帰ばねも設けられている。更に、クランプ支持台17には、クランプ18Aを開閉するためにトグル機構20Aとシリンダ機構21を備えたクランプ開閉機構19Aが保持されている。このトグル機構20Aは、クランプ支持台17に取り付けられた支持板17aにピン20aを中心として旋回可能に保持された第一レバー20bと、支持板17aにピン20cを中心として旋回可能に保持された第二レバー20dと、第一レバー20bと第二レバー20dを連結するリンク20e等を備えており、第一レバー20bにはシリンダ機構21が連結され、第二レバー20dには、クランプ18Aの可動爪18Abを閉位置に押し付けるための調整ねじ20gが取り付けられている。この調整ねじ20gも、図8(b)に示すようにクランプ18Aを閉位置とした時の可動爪18Abによる締付け力を調整可能としている。また、第二レバー20bの往復旋回に連動して可動爪18Abを開閉させるため、両者を連結するようねじりコイルばね40も設けられている。その他の構造は、図3に示すテンションユニット13と同様である。このテンションユニット13Cにおいても、クランプ18Cがメタルマスクへの引張力付加方向に直角方向に移動可能であるので、これをメタルマスク1のコーナー部近傍を把持する位置に用いることで、メタルマスク1のコーナー部を支障なく所定の寸法位置に引き伸ばすことができる。
In the
以上に、本発明の好適な実施な形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で種々変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、複数のクランプ18にそれぞれ引張力を付与するためのクランプ移動手段(エアシリンダ)23に供給する作動流体圧を個々に調整可能として各クランプ18がメタルマスク1に付与する引張力を個々に調整可能としている。この構成は、メタルマスク1に加える引張力を精密に調整できるので、ゆがみやたるみの生じやすいメタルマスク1でも、きわめて平坦な状態に引張って保持できる利点が得られるが、本発明はこの構成に限らず、例えば、比較的容易に平坦な状態に引張って保持できるメタルマスクを用いる場合には、各辺に配置した複数のクランプを、例えば、マスク部に対応したクランプを第1の組とし、非マスク部に対応したクランプを第二の組とするように、複数の組に分け、各組のクランプに連結されたシリンダ装置への作動流体圧を共通に調整するようにしてもよい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, the working fluid pressure supplied to the clamp moving means (air cylinder) 23 for applying a tensile force to each of the plurality of
また、メタルマスク1の各辺に配置するテンションユニット13、13A(又は13B、13C)は、必ずしも、それぞれのクランプ18がマスク部2と非マスク部のそれぞれに合わせた位置となるように配置する場合に限らず、マスク部と非マスク部を適宜組み合わせ、広い幅を把持するように変更するとか、更に細かく分割した領域を把持できるよう、更に多くのクランプを用いるといった変更を加えても良い。いずれにしても、使用するメタルマスクの特性に応じて、そのメタルマスクをゆがみやたるみの無い状態に引張って保持できるように、テンションユニット(のクランプ)の使用数や配置を定めれば良い。
Further, the
1 メタルマスク
2 マスク部
3 フレーム
4 開口
5 易切断線
8 マスクユニット
10 メタルマスクのフレーム取付装置
11 支持台
13、13A、13B 13C テンションユニット
14 支持レール
15 ベース部材
15A 第一ベース部材
15B 第二ベース部材
16、27、34、38 直動案内
17 クランプ支持台
17A 第一クランプ支持台
17B 第二クランプ支持台
18 クランプ
18a、18Aa 固定爪
18b、18Ab 可動爪
19、19A クランプ開閉機構
20、20A トグル機構
21 シリンダ装置
23 クランプ移動手段
30 レーザ溶接機
32 スポット溶接部
36 ピン
40 ねじりコイルばね
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