JP2016053192A - 蒸着マスクの寸法測定方法、蒸着マスクの張力付与装置および蒸着マスクの寸法測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸着マスクの姿勢を精度良く矯正して、寸法測定の精度を向上させることができる蒸着マスクの寸法測定方法を提供する。【解決手段】本発明による蒸着マスクの寸法測定方法においては、まず、ベース５１上に蒸着マスク２０が載置されて、蒸着マスク２０のマスク孔２７の各々に、ピン６４が挿入される。続いて、一方のピン６４を他方のピン６４から遠ざける方向に移動させ、蒸着マスク２０に張力が付与される。蒸着マスク２０に張力を付与した状態で、蒸着マスク２０の寸法が測定される。【選択図】図１０

Description

本発明は、基板に蒸着材料を蒸着するために使用される蒸着マスクの寸法を測定するために使用される蒸着マスクの寸法測定方法および蒸着マスクの寸法測定装置に係り、とりわけ、蒸着マスクの姿勢を精度良く矯正して、寸法測定の精度を向上させることができる蒸着マスクの寸法測定方法および蒸着マスクの寸法測定装置に関する。また、本発明は、上記蒸着マスクに張力を付与する蒸着マスクの張力付与装置に係り、とりわけ、蒸着マスクの姿勢を精度良く矯正して、寸法測定の精度を向上させることができる蒸着マスクの張力付与装置に関する。

従来、所望のパターンで配列された貫通孔を含む蒸着用のマスク（メタルマスクと呼ぶこともある）を用い、所望のパターンで薄膜を形成する方法が知られている。そして、昨今においては、例えば有機ＥＬ表示装置の製造時において有機材料を基板上に蒸着する場合等、極めて高価な材料を成膜する際に蒸着が用いられることがある。なお、蒸着用のマスクは、一般的に、フォトリソグラフィー技術を用いたエッチングによって金属板に貫通孔を形成することにより、製造され得る。

蒸着用のマスクを用いて蒸着材料を基板に成膜する場合、蒸着材料は、貫通孔を通過して基板上に蒸着され、基板上に画素が形成される。すなわち、貫通孔の形状および位置によって基板上に形成される画素の形状および位置が画定されるため、貫通孔の形状および位置が不良である場合には、画素の形状精度が損なわれ得るという問題がある。

そこで、貫通孔の形状および位置が不良であるか否かを調べるために、製造された蒸着用のマスクの検査として寸法測定が行われている。一般的には、寸法測定装置のステージ上に蒸着用のマスクを載置して、各部の寸法を測定している。

しかしながら、蒸着用のマスクは、高精細化に伴って薄板化が進んでいる。このことにより、蒸着用のマスクに、その厚さ方向や幅方向において反りや歪みが形成され、厚さ方向に反りや歪みが形成された場合には、蒸着用のマスクの一部がステージから浮き、さらにはこの浮いた部分の一部が撓んで波打つようになるおそれがあり、正確な寸法測定が困難になり得る。また、オペレータによる蒸着用のマスクの載置位置がずれることも考えられ、この場合においても正確な寸法測定が困難になり得る。

ところで、特許文献１には、メタルマスク取付方法が開示されている。ここでは、メタルマスクの長手方向両端部をクランプして長手方向に引っ張ることによってメタルマスクに張力を付与し、張力が付与された状態でメタルマスクをフレームに溶接している。このことにより、メタルマスクを、姿勢を矯正してフレームに架張することができる。このようにして架張されたメタルマスクの寸法測定を行う場合、寸法測定精度の向上が期待できる。

特開２０１３−２０６５７０号公報

しかしながら、特許文献１に示す取付方法では、上述したようにメタルマスクの両端部をクランプしてメタルマスクに張力を付与している。このことにより、張力が偏って付与されて、メタルマスクが歪んだ状態でフレームに架張され得る。この場合、メタルマスクの矯正が不十分になり、寸法測定精度の向上が困難になる可能性がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、蒸着マスクの姿勢を精度良く矯正して、寸法測定の精度を向上させることができる蒸着マスクの寸法測定方法、蒸着マスクの張力付与装置および蒸着マスクの寸法測定装置を提供することを目的とする。

本発明は、
長手方向の両端部に設けられた一対のマスク孔を有し、基板に蒸着材料を蒸着するために使用される蒸着マスクの寸法を測定する蒸着マスクの寸法測定方法であって、
ベース上に前記蒸着マスクを載置して、前記蒸着マスクの前記マスク孔の各々に、ピンを挿入する工程と、
一方の前記ピンを他方の前記ピンから遠ざかる方向に移動させる工程であって、前記蒸着マスクに張力を付与する工程と、
前記蒸着マスクに張力を付与した状態で、前記蒸着マスクの寸法を測定する工程と、を備えたことを特徴とする蒸着マスクの寸法測定方法、
を提供する。

本発明による蒸着マスクの寸法測定方法において、前記ピンを移動させる工程において、前記ベースの少なくとも一部分が下降して前記蒸着マスクから離間する、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの寸法測定方法において、下降した前記ベースの部分は、前記ピンの移動が終了した後に上昇して前記蒸着マスクを支持する、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの寸法測定方法において、前記ピンを挿入する工程において、前記ベース上に前記蒸着マスクが載置された後に、前記ピンが前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入される、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの寸法測定方法において、前記ピンは、先細状に形成され、前記ピンの先細状の端部から前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入される、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの寸法測定方法において、前記ピンは、挿入方向に直交する断面において円形状に形成されて、円形状の前記マスク孔に挿入される、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの寸法測定方法において、前記蒸着マスクの前記マスク孔は、当該蒸着マスクの長手方向に延びる中心軸線上に配置されており、張力は、前記蒸着マスクの中心軸線に沿って付与される、ようにしてもよい。

本発明は、
長手方向の両端部に設けられた一対のマスク孔を有し、基板に蒸着材料を蒸着するために使用される蒸着マスクに張力を付与する蒸着マスクの張力付与装置であって、
前記蒸着マスクが載置されるベースと、
前記ベースの両側に設けられた一対の張力付与部であって、一方の前記張力付与部が他方の前記張力付与部から遠ざかる方向に移動可能な一対の張力付与部と、
前記張力付与部の各々に取り付けられたピンであって、前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入されて、前記蒸着マスクに張力を付与する一対のピンと、
一対の前記張力付与部のうち移動可能な一方の前記張力付与部を移動させる駆動部と、を備えたことを特徴とする蒸着マスクの張力付与装置、
を提供する。

本発明による蒸着マスクの張力付与装置において、前記ベースの少なくとも一部分を、前記蒸着マスクを支持する支持位置と、前記蒸着マスクから離間する離間位置との間で昇降させる昇降駆動部を更に備える、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの張力付与装置において、前記ピンは、前記張力付与部に着脱可能に取り付けられている、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの張力付与装置において、前記ピンは、先細状に形成され、前記ピンの先細状の端部から前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入される、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの張力付与装置において、前記ピンは、挿入方向に直交する断面において円形状に形成されている、ようにしてもよい。

本発明による蒸着マスクの張力付与装置において、移動可能な一方の前記張力付与部は、一対の前記ピンを結ぶ直線に沿う方向に移動可能である、ようにしてもよい。

本発明は、
上述した蒸着マスクの張力付与装置と、
前記張力付与装置が取り付けられたステージと、
前記ステージの上方に設けられ、蒸着マスクを撮像する撮像部と、
寸法を算出する寸法算出部と、を備え、
前記ステージおよび前記撮像部のうちの少なくとも一方は、互いに対して移動可能になっており、
前記寸法算出部は、前記撮像部により撮像された画像または前記ステージ若しくは前記撮像部の移動量に基づいて、寸法を算出することを特徴とする蒸着マスクの寸法測定装置、
を提供する。

本発明によれば、蒸着マスクの姿勢を精度良く矯正して、寸法測定の精度を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例を示す概略平面図である。 図２は、図１に示す蒸着マスク装置を用いて蒸着する方法を説明するための図である。 図３は、図１に示す蒸着マスクを示す平面図である。 図４は、図３に示す蒸着マスクの部分拡大平面図である。 図５は、図４のＩ−Ｉ線に沿った断面に相当する図である。 図６は、図３に示す蒸着マスクの寸法測定装置の一例を示す概略斜視図である。 図７は、図６に示す蒸着マスクの張力付与装置を示す上面図である。 図８は、図７に示す蒸着マスクの張力付与装置の側面図である。 図９は、図７に示す蒸着マスクの張力付与装置のピンを示す拡大断面図である。 図１０は、図６に示す蒸着マスクの寸法測定装置における蒸着マスクの寸法測定方法を示すフローチャートである。 図１１は、弓なり状の蒸着マスクを示す概略平面図である。 図１２は、図１１の蒸着マスクに張力を付与する際の作用を説明するための図である。 図１３は、図９に示すピンの変形例を示す拡大断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１〜図１２は本発明による一実施の形態を説明するための図である。以下の実施の形態およびその変形例では、有機ＥＬディスプレイ装置を製造する際に有機発光材料などの蒸着材料を、後述する複数の貫通孔を通過させて所望のパターンでガラス基板上に蒸着するために使用される蒸着マスクを例にあげて説明する。ただし、このような適用に限定されることなく、種々の用途に用いられる蒸着マスクに対し、本発明を適用することができる。

なお、本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、例えば「金属板」は、「金属シート」や「金属フィルム」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「直交」、「平行」、「同時」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

まず、蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例について、主に図１〜図５を参照して説明する。ここで、図１は、蒸着マスクを含む蒸着マスク装置の一例を示す概略平面図であり、図２は、図１に示す蒸着マスク装置の使用方法を説明するための図であり、図３は、図１に示す蒸着マスクを示す平面図である。図４は、蒸着マスクの部分拡大平面図であり、図５は、図４のＩ−Ｉ線に沿った断面に相当する図である。

図１および図２に示された蒸着マスク装置１０は、フレーム開口部１５ａを有し、枠状に形成された金属製のフレーム（金属枠体）１５と、フレーム１５のフレーム開口部１５ａ上に蒸着マスク２０の幅方向（長手方向に直交する方向、横方向）に並列配置された帯状の複数の蒸着マスク２０と、を備えている。このうち蒸着マスク２０は、概略的にはシート状に形成された金属板２１を有している（図５参照）。このような蒸着マスク２０には、多数の貫通孔２５が設けられている。この蒸着マスク装置１０は、図２に示すように、蒸着マスク２０が蒸着対象物である基板、例えばガラス基板９２に対面するようにして蒸着装置９０内に支持され、ガラス基板９２への蒸着材料の蒸着に使用される。

蒸着装置９０内では、フレーム１５のフレーム開口部１５ａ内にガラス基板９２が配置され、不図示の磁石からの磁力によって、蒸着マスク２０と、ガラス基板９２とが密着するようになる。蒸着装置９０内には、この蒸着マスク装置１０を挟んだガラス基板９２の下方に、蒸着材料（一例として、有機発光材料）９８を収容するるつぼ９４と、るつぼ９４を加熱するヒータ９６とが配置されている。るつぼ９４内の蒸着材料９８は、ヒータ９６からの加熱により、気化または昇華してガラス基板９２の表面に付着するようになる。上述したように、蒸着マスク２０には多数の貫通孔２５が形成されており、蒸着材料９８はこの貫通孔２５を介してガラス基板９２に付着する。この結果、蒸着マスク２０の貫通孔２５の位置に対応した所望のパターンで、蒸着材料９８がガラス基板９２の表面に成膜される。

図１および図３に示すように、本実施の形態において、蒸着マスク２０は、平面視において帯状の略四角形形状、さらに正確には平面視において帯状の略矩形状の輪郭を有している。蒸着マスク２０は、蒸着マスク２０の長手方向に一列状に配置された複数の有効領域２２であって、規則的な配列で複数の貫通孔２５が形成された複数の有効領域２２と、各有効領域２２を取り囲む周囲領域２３と、を含んでいる。このうち周囲領域２３は、基板へ蒸着されることを意図された蒸着材料が通過する領域ではない。例えば、有機ＥＬディスプレイ装置用の有機発光材料の蒸着に用いられる蒸着マスク２０においては、有効領域２２は、有機発光材料が蒸着して画素を形成するようになる基板（ガラス基板９２）上の区域、すなわち、作製された有機ＥＬディスプレイ装置用基板の表示面をなすようになる基板上の区域に対面する、蒸着マスク２０内の領域のことである。ただし、種々の目的から、周囲領域２３に貫通孔や凹部が形成されていてもよい。図１に示された例において、各有効領域２２は、平面視において略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している。

図示された例において、複数の有効領域２２は、蒸着マスク２０の長手方向に沿って所定の間隔を空けて配置されている。このような複数の有効領域２２を含む蒸着マスク２０が、その幅方向に配列されて、図１に示す蒸着マスク装置１０が構成されている。一つの有効領域２２が一つの有機ＥＬディスプレイ装置に対応するようになっており、図１に示す蒸着マスク装置１０においては、多面付蒸着が可能となっている。

蒸着マスク２０に形成された貫通孔２５の一例について、図４および図５を主に参照して更に詳述する。ここで図４は、蒸着マスク２０を第１面２０ａ側から示す部分平面図である。また、図５は、図４のＩ−Ｉ線に沿った断面に相当する図である。

図４に示すように、図示された例において、各有効領域２２に形成された複数の貫通孔２５は、当該有効領域２２において、互いに直交する二方向に沿ってそれぞれ所定のピッチで配列されている。図４には、各貫通孔２５が、平面視で、略四角形形状、さらに正確には平面視において略矩形状の輪郭を有している例を示している。より具体的には、後述する基材穴３０が、平面視で、略四角形形状あるいは略矩形形状の輪郭を有し、各貫通孔２５に、基材穴３０が一つずつ形成されている。

図４および図５に示すように、蒸着マスク２０は、第１面２１ａと、第１面２１ａとは反対側に設けられた第２面２１ｂと、を含む金属板（金属基材）２１を有している。金属板２１の第２面２１ｂは、蒸着時（すなわち、蒸着装置９０内に取り付けられた際）には、ガラス基板９２の側に配置される。

金属板２１は、３６％Ｎｉインバー材により形成することができ、金属板２１の厚さは、例えば、１０μｍ〜１００μｍとすることが好適である。

複数の貫通孔２５は、蒸着マスク２０の法線方向に沿った一方の側となる第１面２０ａと、蒸着マスク２０の法線方向に沿った他方の側となる第２面２０ｂと、の間を延びている。すなわち、貫通孔２５は蒸着マスク２０を貫通している。

図示された例では、金属板２１に基材穴３０が設けられている。すなわち、蒸着マスク２０の法線方向における一方の側となる金属板２１の第１面２１ａの側から金属板２１にエッチングによって基材穴３０が形成されている。図４および図５には、貫通孔２５を構成する基材穴３０が、第１面２１ａの側から第２面２１ｂの側へ向けて、断面積（蒸着マスク２０の平面視における面積）が次第に小さくなるように形成されている例が示されている。そして、基材穴３０の壁面３１と、金属板２１の第２面２１ｂとが、周状の接続部３５を介して接続されている。接続部３５は、蒸着マスク２０の法線方向に対して傾斜した基材穴３０の壁面３１と、第２面２１ｂとが合流する合流線によって画成されている。この接続部３５において、貫通孔２５の断面積が最も小さくなっている。

基材穴３０は、金属板２１の第１面２１ａをエッチングすることにより形成される。エッチングによって形成される穴（または凹部）の壁面は、一般的に、浸食方向に向けて凸となる曲面状となる。したがって、エッチングによって形成された穴の壁面は、エッチングの開始側となる領域において切り立ち、エッチングの開始側とは反対側となる領域、すなわち穴の最も深い側においては、金属板２１の法線方向に対して比較的に大きく傾斜するようになる。

図２に示すようにして蒸着マスク装置１０が蒸着装置９０に収容された場合、図５に二点鎖線で示すように、蒸着マスク２０の金属板２１の第１面２０ａが蒸着材料９８を保持したるつぼ９４側に位置し、金属板２１の第２面２０ｂがガラス基板９２に対面する。したがって、蒸着材料９８は、次第に断面積が小さくなっていく基材穴３０を通過してガラス基板９２に付着する。

上述したように、本実施の形態では、貫通孔２５が各有効領域２２において所定のパターンで配置されている。一例として、蒸着マスク２０（蒸着マスク装置１０）が携帯電話やデジタルカメラ等のディスプレイ（２〜５インチ程度）を作製するために用いられる場合、貫通孔２５の配列ピッチＰは、５８μｍ（４４０ｐｐｉ）以上２５４μｍ（１００ｐｐｉ）以下程度とすることができる。なお、カラー表示を行いたい場合には、貫通孔２５が配列されている方向に沿って蒸着マスク２０（蒸着マスク装置１０）とガラス基板９２とを少しずつ相対移動させ、赤色用の有機発光材料、緑色用の有機発光材料および青色用の有機発光材料を順に蒸着させていってもよい。また、蒸着マスク２０（蒸着マスク装置１０）が携帯電話のディスプレイを作製するために用いられる場合、各貫通孔２５が配列されている方向に沿った幅（スリット幅）Ｗは、２８μｍ以上８４μｍ以下程度とすることができる。

なお、蒸着マスク装置１０は、高温雰囲気となる蒸着装置９０の内部に保持される。したがって、蒸着マスク２０およびフレーム１５は、蒸着マスク２０やフレーム１５に撓みや熱応力が発生することを防止するため、熱膨張率が低い同一の材料によって形成されていることが好ましい。このような材料として、例えば、３６％Ｎｉインバー材を用いることができる。

ところで、図３に示すように、蒸着マスク２０は、長手方向の両端部に設けられた一対のマスク孔２７を有している。より具体的には、一対のマスク孔２７は、複数の有効領域２２よりも長手方向の両端側に配置されている。すなわち、図３に示すように、マスク孔２７は、５つの有効領域２２の両側に配置されている。また、一対のマスク孔２７は、蒸着マスク２０の長手方向に延びる中心軸線Ｘ上に配置されている。図３においては、マスク孔２７は、蒸着マスク２０の金属板２１を貫通する平面視で円形状の孔として形成されている。なお、蒸着マスク２０は、図３において有効領域２２とマスク孔２７との間に示された二点鎖線に沿って切断されて、図１に示す蒸着マスク装置１０に取り付けられる。

次に、上述した蒸着マスク２０の寸法測定を行うための蒸着マスクの寸法測定装置４０および蒸着マスクの張力付与装置５０について説明する。ここで、寸法測定装置４０は、蒸着マスク２０の寸法を測定するための装置である。

図６に示すように、寸法測定装置４０は、ステージ４１と、ステージ４１の上方に設けられ、蒸着マスク２０を撮像して画像を作成する測定カメラ（撮像部）４２と、寸法を算出する寸法算出部４３と、を備えている。このうちステージ４１および測定カメラ４２のうちの少なくとも一方は、互いに対して移動可能になっている。本実施の形態においては、ステージ４１が静止し、測定カメラ４２が、ステージ４１に平行で互いに直交する２方向と、ステージ４１に垂直な方向に移動可能になっている。このことにより、測定カメラ４２を、所望の位置に移動させることが可能に構成されている。なお、測定カメラ４２が静止し、ステージ４１が移動可能に構成してもよい。

蒸着マスク２０の寸法の測定は、測定対象の寸法の大小に応じて異なる方法で行うことができる。

測定対象の寸法が比較的小さい場合（例えば、数μｍ〜数百μｍ）には、測定カメラ４２の視野内に測定対象を収めることができるため、測定カメラ４２を移動させることなく、測定対象の寸法を測定する。すなわち、寸法算出部４３は、測定カメラ４２により作成された一つの画像に基づいて、当該画像を処理して測定対象の寸法を算出する。

一方、測定対象の寸法が比較的大きい場合（例えば、ｍｍオーダ以上）には、測定カメラ４２の視野内に測定対象を収めることが困難になるため、測定カメラ４２を移動させて測定対象の寸法を測定する。すなわち、寸法算出部４３は、測定カメラ４２により撮像された画像と、測定カメラ４２の移動量（ステージ４１が移動する場合にはその移動量）とに基づいて、測定対象の寸法を算出する。この場合、測定カメラ４２は、測定対象の位置決めに用いられる。例えば、互いに隣接する有効領域２２の各々において、有効領域２２内の同じ位置（例えば、図３における右上角部）に形成された貫通孔２５の中心位置をそれぞれ求めて個別ピッチを算出し、また、蒸着マスク２０の両端側にある有効領域２２の各々において、有効領域２２内の同じ位置（例えば、図３における右上角部）に形成された貫通孔２５の中心位置をそれぞれ求めて累積ピッチを算出する。

ステージ４１上には、張力付与装置５０が取り付けられている。測定対象となる蒸着マスク２０は、この張力付与装置５０に取り付けられる。すなわち、張力付与装置５０によって所定の張力が付与されて緊張された状態で蒸着マスク２０は寸法測定される。

続いて、張力付与装置５０について図７乃至図９を用いて説明する。ここで、張力付与装置５０は、蒸着マスク２０の寸法測定を行う際に、蒸着マスク２０に所定の張力を付与して蒸着マスク２０を緊張状態にさせるための寸法測定治具として使用するためのものである。

図７に示すように、張力付与装置５０は、蒸着マスク２０が載置される、例えばガラス板により形成されるベース５１と、ベース５１の両側（図７における左側および右側）に設けられた一対の張力付与部（第１張力付与部５２および第２張力付与部５３）と、を備えている。このうちベース５１は、ベース５１上に蒸着マスク２０の全ての有効領域２２が収まるように形成されており、蒸着マスク２０の寸法検査を行う際に、ベース５１の下方から照射される光を、ベース５１を透過させて各有効領域２２に照射可能になっている。本実施の形態においては、一対の張力付与部５２、５３のうち一方の第１張力付与部５２は、ベース５１に対して移動不能に設けられており、他方の第２張力付与部５３は、ベース５１から遠ざかる方向、すなわち第１張力付与部５２から遠ざかる方向に移動可能に構成されている。より具体的には、第２張力付与部５３は、後述するアダプタ５５から蒸着マスク２０の長手方向に延びるガイドレール５４によってガイドされ、当該長手方向に移動可能になっている。

図７および図８に示すように、ベース５１と第２張力付与部５３との間にはアダプタ５５が介在されており、ベース５１の両側方（図７における上側および下側）には、ベース５１を支持する一対のステー５６が設けられている。各ステー５６には、ベース５１の側面（図７における上面および下面）を押圧する押圧部材５７が設けられている。押圧部材５７は、ステー５６に設けられたねじ孔に螺合されており、押圧部材５７をねじ込むことによりベース５１の側面を押圧可能になっている。各ステー５６の一端は第１張力付与部５２に取り付けられ、他端はアダプタ５５に取り付けられている。なお、図８においては、図面を明瞭にするために、ステー５６等の一部の部材を省略している。

第２張力付与部５３に、Ｌ字状に形成されたアーム５８を介してエアシリンダ（駆動部）５９が連結されており、このエアシリンダ５９によって、第２張力付与部５３が移動可能に構成されている。圧縮空気供給源６０から圧縮空気をエアシリンダ５９に供給することによって、エアシリンダ５９は第２張力付与部５３を移動させることができる。エアシリンダ５９は、ベース５１に対して移動不能になっている。

エアシリンダ５９に供給される圧縮空気の圧力は、圧力調整弁６１によって調整可能になっており、これにより、蒸着マスク２０に付与される張力が調整可能になっている。図７に示すように、第２張力付与部５３にはロードセル６６が設けられている。ロードセル６６は、第２張力付与部５３とアーム５８との間に介在されており、蒸着マスク２０に付与される張力を検出して表示するようになっている。このロードセル６６に表示される張力の値を見ながら、圧力調整弁６１の開度を調整して、蒸着マスク２０に付与される張力を所定の値に容易に調整可能になっている。蒸着マスク２０に付与される所定の張力とは、蒸着マスク２０を、伸長させない程度に緊張させることができる張力を意味し、蒸着マスク２０の幅寸法や厚さ寸法に応じて適宜設定されることが好ましい。一例として、蒸着マスク２０の幅が７０ｍｍ、厚さが０．０３ｍｍである場合には、蒸着マスク２０に付与される張力は、約５０ｇｆ（約４９０Ｎ）〜約３５０ｇｆ（約３４３０Ｎ）であることが好適であり、とりわけ約１００ｇｆ（約９８０Ｎ）であることが好適である。

本実施の形態においては、ベース５１の少なくとも一部分（より具体的には、第２張力付与部５３の側の部分）は、昇降駆動部６２によって、蒸着マスク２０を支持する支持位置と、蒸着マスク２０から離間する離間位置との間で昇降可能になっている。昇降駆動部６２は、図７および図８に示すように、ベース５１の第２張力付与部５３の側の部分において、ベース５１の下方に設けられた、ベース５１の幅方向（図７における上下方向）に延びるシャフト６２ａと、このシャフト６２ａに設けられたカム部材６２ｂと、を有している。図７においては、２つのカム部材６２ｂが設けられている例を示しているが、カム部材６２ｂの個数はこれに限られることはない。シャフト６２ａは、ステー５６に回動可能に取り付けられており、カム部材６２ｂは、シャフト６２ａを回動させることによって、ベース５１を支持位置に位置付ける第１位置（図８の実線状態）と、離間位置に位置付ける第２位置（図８の二点鎖線状態）と、の間で回動するようになっている。シャフト６２ａの端部に、レバー６２ｃなどを取り付けることにより、シャフト６２ａは容易に回動させることが可能となる。なお、昇降駆動部６２は、寸法測定の際に、ベース５１の下方から蒸着マスク２０の各有効領域２２への光の照射を遮らない位置に配置されている。また、図８に示すように、ステージ４１と張力付与装置５０との間に、かさ上げ部材６３が介在されていてもよい。

第１張力付与部５２および第２張力付与部５３には、ピン６４が着脱可能に取り付けられている。ピン６４は、ベース５１に載置された蒸着マスク２０のマスク孔２７に挿入されて、蒸着マスク２０に張力を付与する。マスク孔２７は、蒸着マスク２０の長手方向に延びる中心軸線Ｘ上に形成されているため、マスク孔２７に挿入されたピン６４は、蒸着マスク２０の中心軸線Ｘ上に位置付けられる。そして、第２張力付与部５３は、一対のピン６４を結ぶ直線に沿う方向、すなわち蒸着マスク２０の長手方向に移動可能になっている。各張力付与部５２、５３の上面には、付与部孔６５が設けられており、ピン６４は、蒸着マスク２０のマスク孔２７を介して付与部孔６５に挿入される。このようにして、ピン６４は、対応する張力付与部５２、５３に取り付けられる。

本実施の形態においては、上述したように、蒸着マスク２０のマスク孔２７は円形状に形成されている。ピン６４は、挿入方向に直交する断面において円形状に形成されており、より具体的には、図９に示すように円柱状に形成されている。ピン６４の直径は、マスク孔２７に挿入可能であれば特に限られることはない。例えば、マスク孔２７の直径を３．５ｍｍとした場合には、ピン６４の直径は３．４ｍｍとすることができる。なお、図７においては、各張力付与部５２、５３に、複数のピン６４が設けられ、第２張力付与部５３の移動方向に直交する方向に配列されている例が示されている。この場合、蒸着マスク２０の大きさに応じて、複数の蒸着マスク２０を取り付けて同時に張力を付与して寸法測定を行うこともできる。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用、すなわち、蒸着マスク２０の寸法測定方法について、主に図１０を用いて説明する。ここで、図１０は、蒸着マスク２０の寸法測定方法を示すフローチャートである。

まず、寸法測定装置４０のベース４１上に設置された張力付与装置５０のベース５１上に蒸着マスク２０が載置される（ステップＳ１）。

続いて、蒸着マスク２０の各マスク孔２７に、ピン６４が挿入される（ステップＳ２）。この場合、ピン６４は、マスク孔２７を介して、第１張力付与部５２の付与部孔６５と、第２張力付与部５３の付与部孔６５にそれぞれ挿入される。これにより、ピン６４が張力付与装置５０に取り付けられると共に、蒸着マスク２０が張力付与装置５０に取り付けられる。

次に、ベース５１の少なくとも一部分が下降して蒸着マスク２０から離間する離間位置（図８の二点鎖線参照）に位置付けられる（ステップＳ３）。この場合、まず、ベース５１の側面を押圧していた押圧部材５７のうち、第２張力付与部５３の側の押圧部材５７が緩められ、ベース５１の第２張力付与部５３の側の部分の側面が押圧部材５７による押圧から開放される。続いて、シャフト６２ａが回動されて、第１位置に位置付けられていたカム部材６２ｂが、第２位置（図８の二点鎖線参照）に位置付けられる。このことにより、ベース５１の第２張力付与部５３の側の部分が自重によって下降し、蒸着マスク２０から離間するようになる。この場合、第１張力付与部５２の側の押圧部材５７がねじ込められてベース５１の側面を押圧しているため、ベース５１の第１張力付与部５２の側の部分は下降することなく、ベース５１は蒸着マスク２０に対して傾斜する。

次に、蒸着マスク２０に張力が付与される（ステップＳ４）。この場合、圧縮空気供給源６０からエアシリンダ５９に圧縮空気が供給されてエアシリンダ５９が駆動される。このことにより、第２張力付与部５３が、第１張力付与部５２から遠ざかる方向に移動する。すなわち、第２張力付与部５３に取り付けられたピン６４が、第１張力付与部５２に取り付けられたピン６４から遠ざかる方向に移動する。この際、蒸着マスク２０のマスク孔２７が、蒸着マスク２０の中心軸線Ｘ上に配置されているため、張力は、蒸着マスク２０の中心軸線Ｘに沿って付与される。また、上述したように、ベース５１の第１張力付与部５２の側の部分が、蒸着マスク２０から離間しているため、ベース５１と蒸着マスク２０との間の摩擦が低減される。

ところで、蒸着マスク２０のマスク孔２７は、本実施の形態では円形状に形成され、マスク孔２７に挿入されるピン６４は、円柱状に形成されている。このことにより、例えば図１１に示すように、張力が付与されていない場合に幅方向で弓なり状（バナナ状）に歪んでいる蒸着マスク２０であっても、ピン６４を介して張力を付与した場合に、蒸着マスク２０を直線状（図３参照）に矯正することができる。すなわち、弓なり状の姿勢の蒸着マスク２０に張力を付与する場合、図１２に示すように、初期段階では、ピン６４とマスク孔２７の縁との接触点Ｐ１は、蒸着マスク２０の中心軸線Ｘからずれた位置に形成されるが、ピン６４の移動に伴って徐々に直線状の姿勢に矯正されていく過程で、接触点は、マスク孔２７の縁と中心軸線Ｘに向って徐々に移動する。そして、最終段階では、ピン６４とマスク孔２７の縁との接触点Ｐ２は、中心軸線Ｘ上に形成され、これにより、中心軸線Ｘに沿う張力を蒸着マスク２０に付与することができる。このようにして、弓なり状の姿勢から直線状の姿勢に蒸着マスク２０を精度良く矯正することができる。ここで、図１２は、一対のマスク孔２７のうち図１１における右側のマスク孔２７とピン６４との関係を示している。

第２張力付与部５３の移動が終了した後、下降したベース５１の部分は、上昇して、蒸着マスク２０を支持する支持位置（図８の実線参照）に位置付けられる（ステップＳ５）。この場合、シャフト６２ａが反対方向に回動されて、第２位置に位置付けられていたカム部材６２ｂが、第１位置（図８の実線参照）に位置付けられ、ベース５１の第２張力付与部５３の側の部分が上昇する。そして、第２張力付与部５３の側の押圧部材５７がねじ込められて、ベース５１の側面を押圧する。このことにより、ベース５１は蒸着マスク２０を支持するようになる。この場合、第１張力付与部５２の上面と、ベース５１の上面と、アダプタ５５の上面と、第２張力付与部５３の上面とが、面一になる。

次に、蒸着マスク２０の寸法が測定される（ステップＳ６）。この場合、蒸着マスク２０は張力付与装置５０に取り付けられて、張力が付与された状態となっている。蒸着マスク２０の寸法測定は、ベース５１の下方から光を照射させて、ベース５１を透過した光で蒸着マスク２０を照らして行う。測定対象の寸法が比較的小さい場合には、測定カメラ４２により測定対象の２つの点を含む領域が撮像されて一つの画像が作成され、その後、寸法算出部４３が、当該画像を処理して測定対象の寸法を算出する。一方、測定対象の寸法が比較的大きい場合には、まず、測定カメラ４２を測定対象の一方の点に位置決めし、続いて、測定カメラ４２を移動させて測定対象の他方の点に位置決めする。そして、寸法算出部４３が、測定カメラ４２の移動量に基づいて、測定対象の寸法を算出する。

寸法測定が終了した後、蒸着マスク２０の張力が除去される（ステップＳ７）。この場合、まず、エアシリンダ５９に供給された圧縮空気を排出する。このことにより、エアシリンダ５９によって第２張力付与部５３に付与されていた力が除去される。続いて、第２張力付与部５３を、アダプタ５５の側に向って移動させる。すなわち、第２張力付与部５３に取り付けられたピン６４を、第１張力付与部５２に取り付けられたピン６４に近づく方向に移動させる。このことにより、第２張力付与部５３がアダプタ５５に当接し、蒸着マスク２０に付与されていた張力が取り除かれる。

次に、蒸着マスク２０の各マスク孔２７および各張力付与部５２、５３の付与部孔６５に挿入されていたピン６４が取り外される（ステップＳ８）。

その後、蒸着マスク２０が、張力付与装置５０から取り出される（ステップＳ９）。

このようにして、蒸着マスク２０の寸法測定が終了する。

このように本実施の形態によれば、蒸着マスク２０のマスク孔２７にピン６４が挿入されて、一方のピン６４を他方のピン６４から遠ざける方向に移動させて、蒸着マスク２０に所定の張力が付与される。この場合、ピン６４を介して蒸着マスク２０に所定の張力を付与することができ、蒸着マスク２０を均等に緊張させて、蒸着マスク２０の姿勢を精度良く矯正することができる。そして、このようにして張力が付与された状態で、蒸着マスク２０の寸法が測定される。このため、蒸着マスク２０の寸法測定を、姿勢が精度良く矯正された状態で行うことができ、蒸着マスク２０の寸法測定の精度を向上させることができる。また、上述したようにピン６４を介して蒸着マスク２０に張力を付与するため、一度寸法測定した蒸着マスク２０を再度寸法測定するような場合に、前回の寸法測定時と同様に蒸着マスク２０に張力を付与することができ、前回の寸法測定時の緊張状態を再現させることができる。このため、繰り返し寸法測定の精度を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第２張力付与部５３に取り付けられたピン６４を移動させる際、ベース５１の少なくとも一部分が下降して蒸着マスク２０から離間される。このことにより、ピン６４を移動させている間、ベース５１と蒸着マスク２０との間の摩擦を低減することができ、蒸着マスク２０の緊張状態を均等化させることができる。また、本実施の形態によれば、下降したベース５１の部分は、ピン６４の移動が終了した後に上昇して蒸着マスク２０を支持する。このことにより、寸法測定時には、蒸着マスク２０を安定して支持することができる。

また、本実施の形態によれば、ピン６４は、対応する張力付与部５２、５３に着脱可能になっている。このことにより、蒸着マスク２０をベース５１上に載置した後に、蒸着マスク２０のマスク孔２７にピン６４を挿入することができ、ベース５１上に載置する作業とマスク孔２７にピン６４を挿入する作業とを別々に行うことができ、蒸着マスク２０が、変形したり破損したりすることを防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、蒸着マスク２０のマスク孔２７が、中心軸線Ｘ上に配置されており、蒸着マスク２０には、この中心軸線Ｘに沿って張力が付与される。このことにより、蒸着マスク２０の緊張状態を均等化させることができ、蒸着マスク２０の姿勢をより一層精度良く矯正することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明してきたが、本発明による蒸着マスクの寸法測定方法、蒸着マスクの張力付与装置および蒸着マスクの寸法測定装置は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

例えば、上述した本実施の形態においては、ピン６４が、図９に示すように、円柱状に形成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、ピン６４は、図１３に示すように、先細状に、より具体的には円錐状に形成されていてもよい。この場合、ピン６４は、先細状の端部（図１３に示す下端部）から、蒸着マスク２０のマスク孔２７を介して各張力付与部５２、５３の付与部孔６５に挿入される。このことにより、蒸着マスク２０に張力を付与した場合に、蒸着マスク２０に、ベース５１から浮くような上方に向く力が発生した場合であっても、蒸着マスク２０がベース５１から浮くことを防止できる。

また、上述した本実施の形態においては、第１張力付与部５２が、ベース５１に対して移動不能に設けられ、第２張力付与部５３がベース５１から移動することによって蒸着マスク２０に張力が付与される例について説明した。しかしながらこのことに限られることはなく、第２張力付与部５３だけではなく、第１張力付与部５２も、ベース５１から遠ざかる方向に移動可能に構成されていてもよい。この場合、第１張力付与部５２は、第２張力付与部５３と同様にしてエアシリンダによって駆動することができ、また、図７および図８に示すようなアダプタ５５が、第１張力付与部５２とベース５１との間に介在されていることが好ましい。

また、上述した本実施の形態においては、ベース５１の第２張力付与部５３の側の部分が、蒸着マスク２０を支持する支持位置と、蒸着マスク２０から離間する離間位置との間で昇降可能になっている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、昇降可能な部分は、第２張力付与部５３の側の部分ではなく、第１張力付与部５２の側の部分であってもよい。また、ベース５１が、全体的に、支持位置と離間位置との間で昇降可能になっていてもよい。この場合、例えば、図７および図８に示すシャフト６２ａおよびカム部材６２ｂが、ベース５１のうち第１張力付与部５２の側の部分にも設けられていることが好適である。また、昇降駆動部６２の構成は、このようなシャフト６２ａとカム部材６２ｂによらない構成とすることもできる。さらには、蒸着マスク２０の緊張状態を均等化させることが可能であれば、ベース５１は、昇降可能になっていなくてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、蒸着マスク２０がベース５１上に載置された後に、ピン６４が蒸着マスク２０のマスク孔２７に挿入される例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、各張力付与部５２、５３の付与部孔６５にピン６４が取り付けられた後に、蒸着マスク２０がベース５１上に載置されると共にピン６４がマスク孔２７に挿入されるようにしてもよい。この場合、ピン６４は、各張力付与部５２、５３に、一体に形成されていてもよい。

さらに、上述した本実施の形態においては、蒸着マスク２０のマスク孔２７が、蒸着マスク２０の中心軸線Ｘ上に配置されている例について説明した。しかしながら、蒸着マスク２０の緊張状態を均等化させることができれば、マスク孔２７は、中心軸線Ｘ上に配置されることに限られることはない。

２０ 蒸着マスク
２７ マスク孔
５０ 張力付与装置
５１ ベース
５２ 第１張力付与部
５３ 第２張力付与部
５９ エアシリンダ
６２ 昇降駆動部
６４ ピン

Claims (14)

1. 長手方向の両端部に設けられた一対のマスク孔を有し、基板に蒸着材料を蒸着するために使用される蒸着マスクの寸法を測定する蒸着マスクの寸法測定方法であって、
   ベース上に前記蒸着マスクを載置して、前記蒸着マスクの前記マスク孔の各々に、ピンを挿入する工程と、
   一方の前記ピンを他方の前記ピンから遠ざかる方向に移動させる工程であって、前記蒸着マスクに張力を付与する工程と、
   前記蒸着マスクに張力を付与した状態で、前記蒸着マスクの寸法を測定する工程と、を備えたことを特徴とする蒸着マスクの寸法測定方法。
2. 前記ピンを移動させる工程において、前記ベースの少なくとも一部分が下降して前記蒸着マスクから離間することを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスクの寸法測定方法。
3. 下降した前記ベースの部分は、前記ピンの移動が終了した後に上昇して前記蒸着マスクを支持することを特徴とする請求項２に記載の蒸着マスクの寸法測定方法。
4. 前記ピンを挿入する工程において、前記ベース上に前記蒸着マスクが載置された後に、前記ピンが前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の蒸着マスクの寸法測定方法。
5. 前記ピンは、先細状に形成され、
   前記ピンの先細状の端部から前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入されることを特徴とする請求項４に記載の蒸着マスクの寸法測定方法。
6. 前記ピンは、挿入方向に直交する断面において円形状に形成されて、円形状の前記マスク孔に挿入されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸着マスクの寸法測定方法。
7. 前記蒸着マスクの前記マスク孔は、当該蒸着マスクの長手方向に延びる中心軸線上に配置されており、
   張力は、前記蒸着マスクの中心軸線に沿って付与されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蒸着マスクの寸法測定方法。
8. 長手方向の両端部に設けられた一対のマスク孔を有し、基板に蒸着材料を蒸着するために使用される蒸着マスクに張力を付与する蒸着マスクの張力付与装置であって、
   前記蒸着マスクが載置されるベースと、
   前記ベースの両側に設けられた一対の張力付与部であって、一方の前記張力付与部が他方の前記張力付与部から遠ざかる方向に移動可能な一対の張力付与部と、
   前記張力付与部の各々に取り付けられたピンであって、前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入されて、前記蒸着マスクに張力を付与する一対のピンと、
   一対の前記張力付与部のうち移動可能な一方の前記張力付与部を移動させる駆動部と、を備えたことを特徴とする蒸着マスクの張力付与装置。
9. 前記ベースの少なくとも一部分を、前記蒸着マスクを支持する支持位置と、前記蒸着マスクから離間する離間位置との間で昇降させる昇降駆動部を更に備えたことを特徴とする請求項８に記載の蒸着マスクの張力付与装置。
10. 前記ピンは、前記張力付与部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項８または９に記載の蒸着マスクの張力付与装置。
11. 前記ピンは、先細状に形成され、
    前記ピンの先細状の端部から前記蒸着マスクの前記マスク孔に挿入されることを特徴とする請求項１０に記載の蒸着マスクの張力付与装置。
12. 前記ピンは、挿入方向に直交する断面において円形状に形成されていることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の蒸着マスクの張力付与装置。
13. 移動可能な一方の前記張力付与部は、一対の前記ピンを結ぶ直線に沿う方向に移動可能であることを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の蒸着マスクの張力付与装置。
14. 請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の蒸着マスクの張力付与装置と、
    前記張力付与装置が取り付けられたステージと、
    前記ステージの上方に設けられ、蒸着マスクを撮像する撮像部と、
    寸法を算出する寸法算出部と、を備え、
    前記ステージおよび前記撮像部のうちの少なくとも一方は、互いに対して移動可能になっており、
    前記寸法算出部は、前記撮像部により撮像された画像または前記ステージ若しくは前記撮像部の移動量に基づいて、寸法を算出することを特徴とする蒸着マスクの寸法測定装置。

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