JP4293822B2

JP4293822B2 - 金属薄板の枠貼り方法及び装置

Info

Publication number: JP4293822B2
Application number: JP2003106509A
Authority: JP
Inventors: 久敏伊藤; 輝直土屋; 貴一下村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-04-10
Also published as: JP2004311335A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、多数のスリットを備えた開口部を有する金属薄板のような、極く薄い且つ剛性の異なる領域を備えた金属薄板をゆがみのない平坦な状態で枠に固定する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００３−６８４５３号公報
【特許文献２】
特開２００３−６８４５４号公報
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、多数のスリットを備えた開口部を有する金属薄板が使用されている。そして蒸着に当たってはその蒸着マスクを、前記開口部よりも大きい開口を備えた剛性の大きい枠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、開口部に形成しているスリットが微細になり且つ蒸着マスクの板厚自体も薄くなってくると、蒸着マスクを単に枠に磁石等を用いて固定しただけでは、開口部にゆがみやたるみが生じ、スリット精度が維持できなくなるという問題が生じた。そこで、本出願人は先に、蒸着マスクを枠に取り付けた状態で、その蒸着マスクを開口部のスリット方向に引張った状態に保持することの可能な蒸着マスクの保持治具を開発した（特許文献１参照）。この保持治具を用いると、開口部のスリットを構成する細線部分を長手方向に引っ張った状態に保持できるので、スリットを直線状に且つ一定ピッチに保持でき、高精細パターニングが可能であるという利点が得られる。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の蒸着マスクは、１枚の蒸着マスクに１個の開口部を形成しているのみであるので、生産性が悪いという問題点があった。そこで、生産性を上げるには、図５に示すように、１枚の蒸着マスクに複数個の開口部２を形成した多面付けマスク１を用いれば良く、そのマスクの両端を固定クランプ３と可動クランプ４で把持し、可動クランプ４を矢印で示すように、開口部２のスリット方向に引っ張った状態に保持すれば良いと考えられる。ところが、多数の開口部２を備えた多面付けマスク１では、その両端をクランプ３、４で把持して引っ張ると、マスクの全幅を均等に引っ張ったにも係わらず、開口部と非開口部とで剛性が異なるため、開口部にゆがみやたるみが生じ、所望のスリットパターンが得られず、しかも、各開口部の位置精度も悪くなるということが判明した。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、各開口部の位置に関して±１０μｍ以下のトータルピッチが求められることがあるが、そのような寸法精度を達成することは困難である。
【０００４】
そこで、この問題点を解決するものとして、本出願人は先に、複数の開口部を形成した第一金属マスクと多数の微細なスリットを広い面積に形成した第二金属マスクを重ねて多面付けマスクを形成し、これらの第一金属マスクと第二金属マスクを枠に取り付けると共に第二金属マスクをスリット方向に引張った状態に保持することの可能な多面付けマスク装置を開発した（特許文献２参照）。この多面付けマスク装置では、第二金属マスクのほぼ全幅に渡ってスリットを形成しているので、全体を均一に引張ってスリットを平行に揃えることが可能であり、多面付けでありながら高精細パターニングが可能であるという利点が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載の多面付けマスク装置は、２枚の金属マスクを使用し、しかも、金属マスクを枠に取り付けた状態で、その金属マスクに張力を付与する構造としているので、構造が複雑であるという問題点がある。そこで、もし、図５に示す構造の単一の多面付けマスクを、その開口部にゆがみやたるみの無い状態で且つ所望の寸法精度を確保できる状態に保持できれば、その状態でその多面付けマスクを剛性の高い枠にスポット溶接等によって固定することで、単純な構造の枠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。
【０００６】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、蒸着用の多面付けマスクのように多数のスリットを備えた複数の開口部を有するような、剛性の異なる領域を備えた金属薄板を、ゆがみやたるみの無い状態に且つ開口部等を所望の寸法精度に保った状態で、枠に固定する方法及びその方法の実施に用いる装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属薄板の枠貼り方法は、矩形状の金属薄板であって、多数のスリットを備えた矩形状の開口部を複数個、縦横に並べて備えた金属薄板を枠に固定するに際し、前記金属薄板の４辺のそれぞれを、前記開口部が並んでいる領域と開口部の無い領域にそれぞれ合わせて配置した複数のクランプで把持し、各クランプを、該クランプで把持した辺に対して直角方向に引っ張ることで前記金属薄板を平坦に張った状態とし、この状態で枠に固定することを特徴とするものである。このように、金属薄板の４辺のそれぞれに、前記開口部が並んでいる領域と開口部の無い領域に合わせて複数のクランプを配置し、該クランプによって各辺の複数箇所に引張力を作用させる構成としたことで、金属薄板の剛性の大きく異なる領域、すなわち開口部が並んでいる領域と開口部の無い領域とを別個のクランプによって、各領域の剛性に適した張力で引っ張ることが可能となり、これにより、金属薄板をゆがみやたるみの無い状態に且つ前記開口部を所望の寸法精度に保った位置に保持することができ、金属薄板をゆがみやたるみの無い状態で且つ開口部等を所望の寸法精度に保った状態で、スポット溶接等を利用して枠に固定することができる。
【０００９】
本発明の枠貼り装置は、枠に固定すべき矩形状の金属薄板であって、多数のスリットを備えた矩形状の開口部を複数個、縦横に並べて備えた金属薄板の４辺の各々の、前記開口部が並んでいる領域と開口部の無い領域にそれぞれ対向する位置を把持するように、各辺に対して配置された複数のクランプと、各クランプを、該クランプで把持した辺に対して直角方向に移動させて前記金属薄板に引張力を作用させる駆動手段とを備えるという構成としたものである。そしてこの構成により、金属薄板の４辺のそれぞれを、前記開口部が並んでいる領域と開口部の無い領域とに合わせて配置している複数のクランプで引っ張って、該金属薄板をゆがみやたるみの無い状態に且つ前記開口部を所望の寸法精度に保った位置に保持することができ、この状態で金属薄板を枠にスポット溶接等によって固定することで、金属薄板をゆがみやたるみの無い且つ開口部等を所望の寸法精度に保った状態で枠に固定することができる。
【００１１】
前記クランプを移動させる駆動手段は、各クランプにそれぞれ独立して設け、各クランプ毎に引張力を調整可能としたものとすることが、金属薄板に対する精密な引張力の調整をできるので好ましいが、これに限らず、各辺の複数のクランプを複数の組に分け、各組内のクランプには共通の駆動手段を連結するとか、各組内のクランプには同じ引張力を作用させる構成としてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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金属薄板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金属薄板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金属薄板を例にとって本発明の好適な実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る金属薄板の枠貼り装置の概略平面図、図２はその一部の概略断面図、図３は、この枠貼り装置で取り扱う金属薄板及び枠を示す概略斜視図、図４は枠貼り後の金属薄板と枠とを示す概略斜視図である。図３において、１１は蒸着マスクとして使用する矩形状の金属薄板であり、その中に、多数のスリットを備えた開口部１２を複数個、縦横に並べて形成している。１３は金属薄板１１を取り付けるための剛性の大きい枠であり、金属薄板１１の多数の開口部１２を形成した領域を包含する大きさの開口部１４を備えている。金属薄板１１は、枠１３に対して縦横両方向ともに大きいサイズに作られており、枠１３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１５を形成している。なお、易切断線１５は、金属薄板１１に加える引張力には耐え得る強度を備えたものである。金属薄板１１の厚さ、開口部１２の寸法、それに形成したスリット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、金属薄板１１の厚さは３０〜２００μｍ、開口部の寸法は長さが５０〜７０ｍｍ、幅が３０〜５０ｍｍ、スリットの幅が５０〜１００μｍ、スリットを構成する金属細線の幅が１００〜１５０μｍ等を例示できる。
【００１３】
図１、図２において、全体を参照符号２０で示す金属薄板の枠貼り装置は、支持台２１と、その支持台２１上の所定位置に枠１３を固定保持する固定手段（図示せず）と、枠１３の上に乗せた金属薄板１１の４辺をクランプ可能なように且つ各辺に対して複数個ずつ配置されたクランプ２３と、各クランプ２３を、そのクランプ２３で把持した辺に対して直角方向に移動させて金属薄板１１に引張力を作用させる駆動手段２４等を備えている。ここで、クランプ２３は、リニアガイド２６に移動可能に保持されたクランプ本体２７と、クランプ本体２７に固定された固定爪２８と、クランプ本体２７に旋回可能に設けられた可動爪２９と、可動爪２９をトグル機構（図示せず）を介して開閉させるエアシリンダ（図示せず）等を備えており、固定爪２８と可動爪２９で金属薄板１１を把持する構成となっている。なお、クランプ２３の金属薄板を把持する機構は、図示したような固定爪２８と可動爪２９を用いたものに限らず、適宜変更可能であり、ねじ止めを用いたもの等としてもよい。図１から良く分かるように、金属薄板１１の４辺にそれぞれ設けている複数のクランプ２３は、金属薄板１１の開口部１２が並んでいる領域と、その領域に隣接した開口部の無い領域すなわち非開口部に合わせて配置され、金属薄板の各辺の、前記開口部１２が並んでいる領域と開口部の無い領域にそれぞれ対向する位置を把持可能としており、従って、金属薄板１１の開口部１２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、開口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２３で引っ張ることが可能である。
【００１４】
各クランプ２３に連結された駆動手段２４は、各クランプ２３を介して金属薄板１１に所望の引張力を加えることができるものであれば任意であり、この実施の形態ではエアシリンダを用いている。駆動手段２４を構成する各エアシリンダには、それぞれ別個に引張力を調整しうるよう、レギュレータが連結されている。また、これらのエアシリンダには、全部のエアシリンダを同時に作動させることができるよう、共通の開閉弁を介してエア供給配管が接続されており、且つ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。なお、駆動手段２４は、エアシリンダに限らず、油圧シリンダ、サーボモータ等を用いてもよい。
【００１５】
次に、上記構成の枠貼り装置２０を用いた金属薄板の枠への固定動作を説明する。図２に示すように、支持台２１上の所定位置に枠１３を取り付け、次いでその上に金属薄板１１を乗せ、その４辺を複数のクランプ２３で把持させる。この状態が図１に示す状態である。次に、各クランプ２３に連結している駆動手段２４を構成するエアシリンダに加圧エアを送って各クランプ２３を矢印で示すように縦横方向に移動させる。これにより、金属薄板１１が多数のクランプ２３によって縦横方向に引っ張られる。この状態で、金属薄板１１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２３に連結されたエアシリンダへの供給エア圧を調整し、金属薄板１１をゆがみやたるみのない平坦な状態で且つ開口部１２のスリットが平行に引き揃えられた状態に調整する。また、金属薄板１１に形成している各開口部１２の位置を検査し、各開口部が所定の寸法精度内の位置に入るように、各エアシリンダへの供給エア圧を調整する。以上により、金属薄板１１をゆがみやたるみの無い状態で且つ各開口部が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。その後、この状態で、金属薄板１１を枠１３にレーザ等を用いてスポット溶接（符号３３参照）し、固定する。その後、金属薄板１１からクランプ２３を外し、金属薄板１１の周縁部分を易切断線１５を利用して除去する。以上により、図４に示すように、枠１３に金属薄板１１を固定した構成の蒸着マスク装置３５を製造できる。
【００１６】
得られた蒸着マスク装置３５では、金属薄板１１がゆがみやたるみの無い状態で且つ開口部１２のスリットが正確に平行に揃った状態に保たれており、且つ各開口部の位置も所定の寸法精度内に保たれている。かくして、この蒸着マスク装置３５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。
【００１７】
なお、上記した実施の形態では、複数のクランプ２３にそれぞれ別個のエアシリンダで構成される駆動手段２４を連結し、各クランプ２３が金属薄板１１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、金属薄板１１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金属薄板１１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金属薄板を用いる場合には、各辺に配置した複数のクランプを、例えば、開口部に対応したクランプを第１の組とし、非開口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、各組のクランプに共通のエアシリンダを連結するとか、各組のクランプに連結されたエアシリンダへの供給エア圧を共通に調整するようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、多数のスリットを備えた矩形状の開口部を複数個、縦横に並べて備えた金属薄板を、ゆがみやたわみの無い平坦な状態に引張って保持することができ、且つ開口部の位置を所望の寸法精度内に保つことができ、金属薄板を枠に対して、ゆがみやたるみの無い且つ開口部等を所望の寸法精度に保った状態で固定することができるという効果を有している。そして、本発明を、有機ＥＬ素子製造に用いる多面付けマスクのような、高い位置精度を求められるものに対して用いることで、所望の高精度を確保することができ、高精度の蒸着マスク装置を製造できるといった効果も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る金属薄板の枠貼り装置の概略平面図
【図２】図１に示す枠貼り装置の一部の概略断面図
【図３】図１に示す枠貼り装置で取り扱う金属薄板及び枠を示す概略斜視図
【図４】枠に金属薄板を貼り付けて形成した蒸着マスク装置を示す概略斜視図
【図５】多面付け蒸着マスクの両端を、それぞれ１個のクランプで把持して引っ張る状態を示す概略平面図
【符号の説明】
１１金属薄板
１２開口部
１３枠
１４開口部
１５易切断線
２０金属薄板の枠貼り装置
２１支持台
２３クランプ
２４駆動手段（エアシリンダ）
２６リニアガイド
２７クランプ本体
２８固定爪
２９可動爪
３３スポット溶接
３５蒸着マスク装置

Claims

矩形状の金属薄板であって、多数のスリットを備えた矩形状の開口部を複数個、縦横に並べて形成した金属薄板を枠に固定するに際し、前記金属薄板の４辺のそれぞれを、前記開口部が並んでいる領域と開口部の無い領域にそれぞれ合わせて配置した複数のクランプで把持し、各クランプを、該クランプで把持した辺に対して直角方向に引っ張ることで前記金属薄板を平坦に張った状態とし、この状態で枠に固定することを特徴とする金属薄板の枠貼り方法。
枠に固定すべき矩形状の金属薄板であって、多数のスリットを備えた矩形状の開口部を複数個、縦横に並べて備えた金属薄板の４辺の各々の、前記開口部が並んでいる領域と開口部の無い領域にそれぞれ対向する位置を把持するように、各辺に対して配置された複数のクランプと、各クランプを、該クランプで把持した辺に対して直角方向に移動させて前記金属薄板に引張力を作用させる駆動手段とを備えたことを特徴とする金属薄板の枠貼り装置。
前記駆動手段が、各クランプ毎に引張力を調整可能であることを特徴とする請求項２記載の金属薄板の枠貼り装置。