JP4712358B2 - Mask frame combination body, substrate using the same, and mask alignment method - Google Patents
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Description
本発明はマスクフレーム組合わせ体に係り、詳細には補助的な整列手段を具備するマスクフレーム組合わせ体及びそれを使用して基板を整列する方法に関する。 The present invention relates to a mask frame combination, and more particularly to a mask frame combination including auxiliary alignment means and a method of aligning a substrate using the mask frame combination.
画像の表示のために多種のディスプレイ装置が使われるが、近来は、従来のブラウン管、すなわちCRT(CathodeRay Tube、陰極線管)を代替する多様な平板ディスプレイ装置が使われている。このような平板ディスプレイ装置は、発光形態によって自発光型と非自発光型とに分類できるが、自発光型ディスプレイ装置には平面ブラウン管、プラズマディスプレイ装置(PlasmaDisplay Panel device:PDP)、真空蛍光表示装置、電界放出ディスプレイ装置(Field Emission Display device:FED)、電界発光素子ディスプレイ装置(Electro−LuminescentDisplay device:以下、ELD)などがあり、非自発光型ディスプレイ装置には液晶ディスプレイ装置(Liquid Crystal Display device:LCD)がある。 Various display devices are used for displaying images. Recently, various flat panel display devices that replace a conventional cathode ray tube, that is, a cathode ray tube (CRT), are used. Such flat panel display devices can be classified into self-luminous type and non-self-luminous type according to the light emission type. The self-luminous display device includes a flat cathode ray tube, a plasma display device (PDP), and a vacuum fluorescent display device. There are a field emission display device (FED), an electroluminescent display device (ELD), etc., and a non-self light emitting display device is a liquid crystal display device (Liquid Crystal Display). LCD).
このうちELD、特に有機ELDは、有機物薄膜に陰極及び陽極を通じて注入された電子と正孔とが再結合して励起子を形成し、形成された励起子からのエネルギーにより特定波長の光が発生する現象を利用する自発光型ディスプレイ装置である。有機ELDは低電圧で駆動が可能であり、軽量かつ薄型であり、視野角が広く、応答速度が速いという長所を持つ。 Among these, ELD, especially organic ELD, recombines electrons and holes injected into the organic thin film through the cathode and anode to form excitons, and light of a specific wavelength is generated by the energy from the formed excitons. This is a self-luminous display device that utilizes the phenomenon. The organic ELD can be driven at a low voltage, is light and thin, has a wide viewing angle, and has a high response speed.
このような有機ELDの有機電界発光素子は、基板上に積層して形成される陽極、有機膜層、及び陰極で構成される。基板としては、通常はガラスプレートが使用されるが、弾性のあるプラスチックプレートやフィルムなどが使われることもある。陽極としては、ITO(IndiumTin Oxide)が使用され、これは真空蒸着やスパッタリングによって形成される。陰極としては、仕事関数の小さなマグネシウム(Mg)、リチウム(Li)などが主に使われる。有機膜層は、いろいろな有機物質で形成されうるが、発光効率を向上させるために蛍光色素または燐光色素がドーピングされることもある。有機膜層は、有機発光層(EMittingLayer:以下、EML)を具備するが、この有機EMLで正孔と電子とが再結合して励起子を形成して光が発生する。発光効率をさらに高めるためには、正孔及び電子を有機EMLにさらに円滑に輸送しなければならず、このために陰極と有機EMLとの間には電子輸送層(ElectronTransport Layer:ETL)が配置されることもあり、また陽極と有機EMLとの間には正孔輸送層(Hole Transport Layer:HTL)が配置されることもあり、陽極とHTLとの間には正孔注入層(HoleInjection Layer:HIL)が配置されることもあり、陰極とETLとの間には電子注入層(Electron Injction Layer:EIL)が配置されることもある。 Such an organic EL device of organic ELD is composed of an anode, an organic film layer, and a cathode formed by being laminated on a substrate. As the substrate, a glass plate is usually used, but an elastic plastic plate or film may be used. As the anode, ITO (Indium Tin Oxide) is used, which is formed by vacuum deposition or sputtering. As the cathode, magnesium (Mg), lithium (Li) or the like having a small work function is mainly used. The organic film layer may be formed of various organic materials, but may be doped with a fluorescent dye or a phosphorescent dye in order to improve luminous efficiency. The organic film layer includes an organic light emitting layer (hereinafter referred to as EML), and holes and electrons are recombined in the organic EML to form excitons and light is generated. In order to further increase the luminous efficiency, holes and electrons must be transported more smoothly to the organic EML. For this reason, an electron transport layer (Electron Transport Layer: ETL) is disposed between the cathode and the organic EML. In addition, a hole transport layer (HTL) may be disposed between the anode and the organic EML, and a hole injection layer (Hole Injection Layer) may be disposed between the anode and the HTL. : HIL) may be disposed, and an electron injection layer (EIL) may be disposed between the cathode and the ETL.
有機電界発光素子を形成するプロセスは、通常、前工程、後工程そして封止工程で構成される。前工程とは、たとえばスパッタリング工程などを通じて基板、たとえばガラス基板上にITO電極を形成する工程であり、後工程とは、たとえば高真空状態での蒸発方式により有機EML及び金属電極を形成する過程であり、チャンバ、材料蒸発源、厚さモニタ、金属マスクなどで構成された蒸着装備を使って実行される。そして、封止工程とは、空気中の水分及び酸素に非常に弱い有機発光素子の耐久年限を延長させるために、たとえば真空または窒素雰囲気で乾燥剤を挿入して有機発光素子を封合する工程である。 The process for forming the organic electroluminescent element is usually composed of a pre-process, a post-process, and a sealing process. The pre-process is a process of forming an ITO electrode on a substrate, for example, a glass substrate through, for example, a sputtering process, and the post-process is a process of forming an organic EML and a metal electrode by, for example, an evaporation method in a high vacuum state. Yes, it is performed using deposition equipment consisting of chamber, material evaporation source, thickness monitor, metal mask and so on. The sealing step is a step of sealing the organic light emitting device by inserting a desiccant in a vacuum or nitrogen atmosphere, for example, in order to extend the durability of the organic light emitting device that is very sensitive to moisture and oxygen in the air. It is.
一方、後工程中にチャンバ内を高真空に維持しつつ基板に有機材料または金属材料を高速蒸着させることが重要である。この時、金属マスクと基板との間に望ましくない屈曲が生じた場合には基板上に有機材料または金属材料を所望の位置に蒸着できないため、熱膨脹による金属マスクの反り及び自重による基板の反りが最大限抑制されなければならない。従来より、特にこのような自重による基板の反りを減少させるための多様な方法が試みられてきた。特許文献1には、数個のマスクがマスクフレーム上に配置され、マスクフレーム上に単に十字状に配列された数個の整列ピンを使用して基板を支持することによって、基板上の支持点を増加させて基板の反りを減少させる方法が提示されている。しかし、数個のマスクの平坦度を同一に維持することは工程自体を難しくするために、このような方法を使用する場合に基板及びマスクが密着されずにトータルピッチ誤差が発生するために窮極的に蒸着不良を引き起こし、複雑な製作工程によるコストアップとなるという短所を持つ。 On the other hand, it is important to deposit an organic material or a metal material on the substrate at a high speed while maintaining a high vacuum in the chamber during the subsequent process. At this time, when an undesirable bend occurs between the metal mask and the substrate, the organic material or the metal material cannot be deposited on the substrate at a desired position. Therefore, the metal mask is warped due to thermal expansion and the substrate is warped due to its own weight. Must be maximally suppressed. Conventionally, various methods for reducing the warpage of the substrate due to such dead weight have been tried. In Patent Document 1, several masks are arranged on a mask frame, and the support points on the substrate are supported by using several alignment pins arranged in a cross shape on the mask frame. There has been proposed a method for decreasing the warpage of the substrate by increasing the resistance. However, maintaining the same flatness of several masks makes the process itself difficult, and when using such a method, the substrate and the mask are not in close contact with each other, and a total pitch error occurs. In particular, it has the disadvantage of causing poor deposition and increasing costs due to complicated manufacturing processes.
また、基板とマスクの整列に関する従来技術においては、基板をマスク上に配置した後、基板またはマスクを移動させると同時にCCD(ChargedCoupled Device、電荷結合素子)カメラを利用して基板とマスクの上に形成された整列マークとが一致するか否かを確認し、基板及びマスクを密着配置させることによって基板とマスクの整列過程を完了する。しかし、整列確認後に基板及びマスクを密着配置する過程で基板及びマスクの配置誤差が発生する恐れがあって、基板及びマスクを精密に整列させることが難しい。特許文献1に記載された技術では、整列ピンが収縮可能な樹脂で製造されて基板上に圧力が加えられる場合において、整列ピンの長手方向には若干の変位をなしうるが、基板とマスクの整列工程を完了するために整列ピンが基板を支持した状態で整列ピンの長手方向に垂直な方向に能動的に移動させることはできない。基板をピン上に配置した後、基板とマスクとの間の整列が誤差範囲内になくて再整列が要求される時、基板を上昇させて最初から整列工程を再実行せねばならない。基板を上昇させずに再整列を実行する場合、基板の表面が損傷するだけでなく再整列時にピンと基板との間の摩擦によって精密な整列が行われ難い。したがって、前記のように、従来技術による整列装置及び整列方法は、基板とマスクの再整列が要求される場合に基板を上昇させた後に整列工程を最初から再び実行しなければならないという短所を伴う。
本発明の目的は、基板とマスクとの間の整列がさらに容易に行われるように改善された構造を具備するマスクフレーム組合わせ体を提供するところにある。 It is an object of the present invention to provide a mask frame combination having an improved structure so that alignment between the substrate and the mask is more easily performed.
本発明の他の目的は、前記改善された構造を具備するマスクフレーム組合わせ体を使用して基板及びマスクを整列する方法を提供するところにある。 It is another object of the present invention to provide a method for aligning a substrate and a mask using a mask frame combination having the improved structure.
前記のような目的を達成するための本発明の一面によれば、複数の蒸着用開口部を有するほか、前記複数の蒸着用開口部の間に一つ以上のピンホールを有するマスクと、前記マスクの一側に配置されるマスクフレームと、前記マスクフレームの一方の側であって前記マスクが配置される面の反対側に配置される整列補助手段と、を備え、前記整列補助手段が前記マスクに形成された複数の蒸着用開口部に対応する複数の開口部と、前記マスクに形成された一つ以上のピンホールに相応する位置に形成された、前記ピンホールの貫通長さより長さの長い一つ以上のピンとを備え、前記一つ以上のピンが前記一つ以上のピンホールを貫通するように移動可能なマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to one aspect of the present invention for achieving the above object, in addition to having a plurality of evaporation openings, a mask having one or more pinholes between the plurality of evaporation openings, A mask frame disposed on one side of the mask, and alignment assisting means disposed on one side of the mask frame on the opposite side of the surface on which the mask is disposed, the alignment assisting means being A plurality of openings corresponding to the plurality of vapor deposition openings formed in the mask and a length longer than the penetrating length of the pinhole formed at a position corresponding to one or more pinholes formed in the mask. A mask frame combination that is movable so that the one or more pins penetrate the one or more pinholes.
本発明の他の一面によれば、前記一つ以上のピンは、前記整列補助手段の開口部のうち互いに隣接した開口部の頂点と頂点の間に配置されることを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to another aspect of the present invention, the one or more pins are disposed between vertices of openings adjacent to each other among the openings of the alignment assisting means. Provide a combined body.
本発明のさらに他の一面によれば、前記一つ以上のピンは、前記整列補助手段の開口部のうち互いに隣接した開口部の辺と辺の間にさらに配置されることを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, the one or more pins are further disposed between sides of openings adjacent to each other among the openings of the alignment assisting means. A frame combination is provided.
本発明のさらに他の一面によれば、前記それぞれのピンホールの形状は前記ピンの断面の形状に相応することを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a mask frame combination wherein the shape of each pinhole corresponds to the shape of a cross section of the pin.
本発明のさらに他の一面によれば、前記それぞれのピンホールの形状は円形であることを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a mask frame combination in which each pinhole has a circular shape.
本発明のさらに他の一面によれば、前記それぞれのピンの最大断面積大きさはそれぞれのピンに対応する前記ピンホール断面の大きさより小さなことを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to yet another aspect of the present invention, there is provided a mask frame combination wherein the maximum cross-sectional area size of each pin is smaller than the pin hole cross-section size corresponding to each pin.
本発明のさらに他の一面によれば、前記一つ以上のピンの端部は半球状になっており、弾性材料で形成されることを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a mask frame combination wherein the end portions of the one or more pins are hemispherical and formed of an elastic material.
本発明のさらに他の一面によれば、前記整列補助手段は、前記一つ以上のピンの長手方向に垂直な方向に直線運動可能なことを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a mask frame combination wherein the alignment assisting means is capable of linear movement in a direction perpendicular to a longitudinal direction of the one or more pins.
本発明のさらに他の一面によれば、前記整列補助手段は、前記整列補助手段上の一点を基準に回転運動可能なことを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a mask frame combination in which the alignment assisting means is capable of rotating with respect to one point on the alignment assisting means.
本発明のさらに他の一面によれば、前記整列補助手段は外側端部に沿って凹溝部を形成する突出部を備え、前記突出部の凹溝部は前記マスクフレームの下端部と噛み合いうることを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, the alignment assisting means includes a protruding portion that forms a recessed groove portion along an outer end portion, and the recessed groove portion of the protruding portion can mesh with a lower end portion of the mask frame. A featured mask frame combination is provided.
本発明のさらに他の一面によれば、前記マスクフレームをチャンバ内に固定装着させる固定手段をさらに含み、前記突出部の凹溝部と前記マスクフレームの下端部とが互いに噛み合う場合、前記固定手段の下部平面は前記整列補助手段の下部平面とほぼ同一平面上に配置されることを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, it further includes fixing means for fixing and mounting the mask frame in the chamber, and when the concave groove portion of the protruding portion and the lower end portion of the mask frame mesh with each other, The lower plane is disposed on substantially the same plane as the lower plane of the alignment assisting means, thereby providing a mask frame combination.
本発明のさらに他の一面によれば、前記整列補助手段の前記ピンとピンの間の断面積は前記基板から遠ざかる方向に狭く形成されることを特徴とするマスクフレーム組合わせ体を提供する。 According to still another aspect of the present invention, there is provided a mask frame combination, wherein a cross-sectional area between the pins of the alignment assisting means is narrowed in a direction away from the substrate.
本発明のさらに他の一面によれば、マスクと被蒸着基板を整列する方法において、前記マスクに備えられた一つ以上のピンホールにそれぞれ貫通可能な一つ以上のピンを備えた整列補助手段を前記ピンの長手方向に移動させて、前記一つ以上のピンが前記ピンホールを貫通して前記被蒸着基板を支持可能にした後、前記ピンの長手方向に垂直な平面上で前記整列補助手段を移動させて、前記被蒸着基板及び前記マスクを整列することを特徴とするマスク及び被蒸着基板の整列方法を提供する。 According to still another aspect of the present invention, in the method for aligning a mask and a deposition substrate, an alignment assisting means including one or more pins each penetrating through one or more pinholes provided in the mask. Is moved in the longitudinal direction of the pins so that the one or more pins can support the deposition target substrate through the pin holes, and then the alignment assist on a plane perpendicular to the longitudinal direction of the pins. A method of aligning a mask and a deposition substrate is provided, wherein means is moved to align the deposition substrate and the mask.
本発明のさらに他の一面によれば、前記整列補助手段を利用したマスク及び被蒸着基板の整列は、前記被蒸着基板を移動させて前記被蒸着基板を前記マスクと整列させた以後にさらに行われることを特徴とするマスク及び被蒸着基板の整列方法を提供する。 According to still another aspect of the present invention, the alignment of the mask and the deposition target substrate using the alignment assisting unit is further performed after the deposition target substrate is moved and the deposition target substrate is aligned with the mask. A method of aligning a mask and a deposition substrate is provided.
本発明によるマスクフレーム組合わせ体は、一つ以上のピンが形成されて昇降可能な整列補助手段を備え、基板が配置された状態で移動可能な整列補助手段を使用することによって基板及びマスクフレーム組合わせ体を円滑かつ容易に整列することができる。 The mask frame combination according to the present invention includes an alignment assisting means that is formed with one or more pins and can be moved up and down, and uses the alignment assisting means that is movable while the substrate is disposed. The combination can be aligned smoothly and easily.
また、本発明によるマスクフレーム組合わせ体を使用した基板及びマスクの整列方法によって、整列段階を大幅減少させることによって作業工程が短縮され、窮極的にコストダウンとなる。 In addition, according to the method for aligning a substrate and a mask using the mask frame combination according to the present invention, the number of alignment steps can be greatly reduced, thereby shortening the work process and drastically reducing the cost.
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について詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1には、マスク10、整列補助手段20、及びマスクフレーム30で構成されたマスクフレーム組合わせ体の斜視図が図示されている。マスク10は、複数の蒸着用開口部13を備えて、大面積基板上に一括的に複数の有機電界素子のパターンを蒸着可能にする。それぞれの蒸着用開口部13は、全面開放された状態を維持するか、または複数個のスリットが形成されることもあるが、蒸着源からの有機材料または金属材料がそれぞれの蒸着用開口部13を通過した後に基板に蒸着される。それぞれの蒸着用開口部13の間の部分にはピンホール11が形成されている。図1では、例示的に方形に形成された蒸着用開口部13の各頂点間にピンホール11が形成されているが、蒸着用開口部13の辺と辺との間に追加的に形成されることもある。
FIG. 1 is a perspective view of a mask frame combination composed of a
ピンホール11は多様な形状を具備するように形成できるが、後述されるピン21(図2B参照)がピンホール11に円滑に挿入されるようにピンホール11はピン21に相応する形状を具備することが望ましく、ピンホール11とピン21のいずれもが円形であることがさらに望ましい。ピン21とそれに対応するピンホール11の数が多いほど基板40(図5参照)を支持する支持点が多くなるという点で望ましい。しかし、設計仕様によって適正な数に制限されうる。ピンホールの位置、数、及び形状は図1に図示された類型に制限されない。
Although the
図3A及び図3Bには、部材の反り量と支持点との関係が図示されている。図3Aでは長さLのビームが両端部で支持されており、図3Bでは長さ2Lのビームが両端部と中央の長さLの位置とで支持されている。ビームの自重による長さ当りの均一分布荷重はwoであり、ビームの曲げ係数はEIであり、vA,Bはそれぞれ図3A及び図3Bの場合における反り変位(反り量)を表す。それぞれの場合に対する境界条件及びビームの自重による分布荷重を考慮してモーメント曲率半径関係を利用すれば、次のような公式が得られる。すなわち、図3A(vAで表示)及び図3B(vBで表示)の場合について、
3A and 3B show the relationship between the amount of warpage of the member and the support point. In FIG. 3A, a beam having a length L is supported at both ends, and in FIG. 3B, a beam having a
のような反り量に関する公式が得られる。ここで< >で表示された関数は特異関数である。それぞれの場合について、端部から長さ1/2Lの位置での反り量及び最大反り量は次の通りである。 A formula for the amount of warping is obtained. Here, the function indicated by <> is a singular function. In each case, the warpage amount and the maximum warpage amount at the position of 1/2 L from the end are as follows.
図3Bの場合は図3Aの場合と比較して、端部から長さ1/2Lの位置での反り量は60%ほど減少し、最大反り量は58%程度減少する。すなわち、作業生産効率性を向上させるために基板の大面積化がなされるが、このような基板の大きさの増大にもかかわらず、適切な位置に基板を支持できる支持点を配置する構造を採用することにより、増加した自重による分布荷重による基板の反りを顕著に減少させることができる。したがって、基板40(図5参照)を支持するピン21(図2参照)の数が開口部間に多く配置されるほど基板の反りによって引き起こされる蒸着時の誤差を改善することができる。 In the case of FIG. 3B, compared with the case of FIG. 3A, the warpage amount at the position of 1/2 L from the end portion is reduced by about 60%, and the maximum warpage amount is reduced by about 58%. That is, the area of the substrate is increased in order to improve work production efficiency, but a structure in which support points that can support the substrate are arranged at appropriate positions despite the increase in the size of the substrate. By adopting, the warpage of the substrate due to the distributed load due to the increased weight can be significantly reduced. Therefore, as the number of pins 21 (see FIG. 2) supporting the substrate 40 (see FIG. 5) is increased between the openings, the error during deposition caused by the warpage of the substrate can be improved.
しかし、ピン21の数、すなわちピンホール11の数には一定の制限がある。図1に図示されたように、マスク10は、スポット溶接またはシーム溶接のような方式を使用して矢印方向に引張力が加えられた状態でマスクフレーム30に固定装着される。図2Aに図示されたようにマスク10が装着されたマスクフレーム30は、定着部51を具備する固定手段としてのマスクホルダー50に載置される。マスクホルダー50は、蒸着用チャンバ(図示せず)内の蒸着用装置(図示せず)に固定される。このような蒸着用チャンバ内で有機材料または金属材料の蒸着過程が行われるが、ピンホール11の数が適正線を超過するならば、引張力が加えられた状態下のマスク10が蒸着過程中に加えられる熱によって変形されることもある。したがって、工程中にマスク10が変形されることを防止するために、ピン21及びピンホール11の数は適切に設定される。
However, there is a certain limitation on the number of
マスクフレーム30は、有機材料または金属材料が基板に蒸着されることを妨げないようにできるだけ薄くする必要があり、マスク10に加えられた引張力を維持する程の強度も備えねばならない。マスクフレーム30は、マスク10に対応する形状にしてもよいが、通常は、マスクの外郭部のみを支持する枠形状を具備することが望ましい。
The
図2B及び図2Cには整列補助手段20が図示されている。整列補助手段20は、マスクフレーム30のマスク10が配置される面の反対側に配置される。整列補助手段20は、マスク10に形成された複数の蒸着用開口部13(図1参照)に対応する位置に複数の開口部23を具備する。基板上の蒸着が円滑になるように、整列補助手段20に形成された開口部23の面積が蒸着用開口部13の面積より大きいことが望ましい。一つ以上のピンホール11の位置に対応する整列補助手段20の一つ面上の所定位置に一つ以上のピン21が形成される。このような一つ以上のピン21上に基板40(図5A参照)が配置される場合、ピン21が基板40に損傷を加えることを防止するためにピン21の端部は半球状に製造されることが望ましく、弾性を具備する樹脂で製造されることが望ましい。
2B and 2C show the
一つ以上のピン21の各断面積は一つ以上のピンホール11の各面積より小さい必要がある。たとえば、一つ以上のピン21及びピンホール11の形状が円形である場合、ピンホール11の直径はピン21の直径より約1mm程度大きく形成することが望ましい。実際に基板40とマスク10との間の整列過程において、これらの間の相対的な移動距離は約±100μm程度であるが、マスク10の載置誤差を考慮して最初の設定時に十分な公差をおくことが望ましい。
Each cross-sectional area of one or
図1、図2B、図2C、図4、図5A、図5Bに図示された整列補助手段20は、整列手段である動作手段(図示せず)によって一つ以上のピン21の長手方向に沿って移動可能なだけでなく、一つ以上のピン21の長手方向に垂直な平面内で直線運動が可能であり、一つ以上のピン21の長手方向に垂直な平面の一点を中心に回転運動もできる。ピン21がマスク10に形成されたピンホール11を貫通して基板40を支持するように、ピン21の長さはピンホール11の貫通長さより長くなければならない。整列補助手段20の外側端部には数個の突出部22が形成される。整列補助手段20は、例えば吐出部22の内側に凹溝部24を備え、整列補助手段20が上昇及び下降する場合(図5参照)に凹溝部24にマスクフレーム30の下端部が載置される。整列補助手段20の昇降時にマスクホルダー50が突出部22を案内して、突出部22をマスクホルダー50間に形成された空間、すなわち案内部35に案内することもある。図5Aに図示されたように、整列補助手段20が上昇できる最大限度に上昇する場合にマスクフレーム30の下端部は突出部22の凹溝部24と噛み合い、この時、マスクフレーム30を固定維持させる固定手段であるマスクホルダー50の下部平面と整列補助手段20の下部平面とは同一面上に位置する。
1, 2B, 2C, 4, 5A, and 5B, the
また、基板40上に有機材料及び金属材料を蒸着させる場合、整列補助手段20が蒸着材料の進行方向を塞いで基板40上への蒸着物質の均一な蒸着を妨げる影効果が発生しないように、整列補助手段20の形状が形成される。たとえば、図2Cに図示されたように、マスク10の蒸着用開口部13間の部分に対応する整列補助手段20部分の断面積は基板40から遠ざかる方向に狭く形成されるように、すなわち、ピン21の長手方向に垂直な平面からみて基板40またはマスク10に最も近接した部分の断面積が、他の部分の断面積より最も大きく形成される。
In addition, when the organic material and the metal material are vapor-deposited on the
図5A及び図5Bには、マスク10、マスクフレーム30、及び整列補助手段20が組立てられた状態の平面図及びそれらの動作状態が図示されており、図6A及び図6Bには、本発明の一実施形態による基板40及びマスク10の整列過程が図示されている。
5A and 5B show a plan view of the state in which the
基板40は、配置手段(図示せず)によって蒸着チャンバ(図示せず)内に投入される(S101、S201)。蒸着チャンバ内に基板40を投入する段階は、操作機構(図示せず)、たとえばロボットアームのような装置により行われる。たとえば、ロボットアームは、位置整列ピン21が感知される位置まで基板40が移送させるように、蒸着チャンバに投入された基板40を予め設定された位置に事前整列する(S102、S202)。基板40の事前整列が完了すれば、下降していた整列補助手段20を上昇させる(S103、S203)。ロボットアームのような操作機構の基板保持手段(図示せず)を利用して基板40を下降させて上昇した整列補助手段20の一端、すなわちピン21の一端を基板40と当接させ、基板保持手段による基板の保持を解除させることによって基板40を整列補助手段20上に載置させる(S104、S204)。
The
ここで、”オン・コンタクト”方法とも呼ばれる図6Aに図示されたような実施形態によれば、段階S104後に整列補助手段20を下降させることによって、基板40とマスク10とが当接する(S105)。マスク10と基板40とが当接する場合、マスク10に形成された貫通孔63と基板40及びマスクフレーム30上に形成された整列マーク62及び64との位置誤差を整列観測装置、たとえばCCDカメラ61などを使用してモニタすることで、基板40とマスクフレーム(30)との間の整列誤差を測定する(S106)。整列補助手段(20)を上昇させた後(S107)、整列補助手段20を整列誤差を減らす方向に移動させることによって段階S106で測定された整列誤差を補正する(S108)。整列誤差を補正した後に整列補助手段20を下降させて基板40をマスク10と当接するように再配置させた後、CCDカメラ61などを使用して整列誤差を再測定する(S110)。再測定された整列誤差が事前設定された誤差範囲を満たす場合、マグネットユニット(図示せず)を下降させてマグネットユニットと基板40とを当接させ(S111)、再測定された整列誤差が事前設定された誤差範囲を満たせない場合、段階S107以後の段階を再実施する。マグネットユニットが下降して基板40と接した後、この過程で整列誤差が発生する可能性があるために、CCDカメラ61などを使用して整列誤差を測定する。再測定された整列誤差が事前設定値を満たすならば蒸着過程を実行し(S114)、整列誤差が事前設定値を満たせないならば、マグネットユニットを上昇させた後(S113)に段階S107以後の段階を再実施する。
Here, according to the embodiment illustrated in FIG. 6A, which is also referred to as an “on contact” method, the
他方に、”オフ・コンタクト”方法と呼ばれる図6Bに図示されたような他の一実施形態によれば、段階S204後に基板40とマスク10との間に感知距離が維持される位置まで整列補助手段40を下降させ(S205)、CCDカメラのような整列観測装置61を使用して基板40及びマスクフレーム30上に形成された整列マーク62及び64間の位置誤差を観測する(S206)。前記感知距離は、CCDカメラのような整列観測装置61が整列マーク62及び64を感知できる距離であって、CCDカメラ61などの分解能によって決定される。観測された整列誤差が事前設定された整列誤差を満たさないならば(S207)、整列補助手段20を移動させて前記整列誤差を補正した後(S208)、再び段階S206以後の段階を実施する。場合によってはこのような整列誤差を補正する過程中に、整列補助手段(S208)を漸進的に下降させる段階(S209)をさらに具備することもある。観測された整列誤差が事前設定された整列誤差を満たすならば(S207)、整列補助手段20を完全に下降させた後(S210)、マグネットユニット(図示せず)を下降させてマグネットユニットと基板40とを当接させ、CCDカメラ61などを使用して整列誤差を再測定する(S211)。再測定された整列誤差が事前設定値を満たさないならば、マグネットユニットを上昇させ(S213)、かつ整列補助手段20を少なくとも感知距離ほど上昇させて(S214)、段階S206以後の段階を再実施する。一方、整列誤差が事前設定値を満たすならば、蒸着過程を実行する(S215)。このようなオフ・コンタクト方法による整列誤差補正によって、整列過程時に発生可能な作動誤差を減らすこともある。
On the other hand, according to another embodiment as illustrated in FIG. 6B, which is referred to as an “off contact” method, alignment assistance to a position where a sensing distance is maintained between the
本発明は添付された図面に図示された幾つかの代表的な実施形態を参考として説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施形式の採用が可能であるという点を理解できる。したがって、本発明の真の保護範囲は特許請求の範囲のみによって定められねばならない。 Although the present invention has been described with reference to some exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalents can be made. It can be understood that it is possible to adopt the implementation form. Therefore, the true protection scope of the present invention should be determined only by the claims.
本発明は、基板上に蒸着により蒸着物をパターン化させる工程において簡単な整列を可能にするマスクフレーム組合わせ体として用いられる。マスクフレーム組合わせ体は、有機電界発光素子などのような平面ディスプレイ素子の製造工程だけでなく蒸着工程を含む多様な半導体素子の製造工程に用いられうる。 The present invention is used as a mask frame combination that enables simple alignment in a process of patterning a deposit on a substrate by vapor deposition. The mask frame combination may be used in various semiconductor device manufacturing processes including a deposition process as well as a flat display element manufacturing process such as an organic electroluminescent element.
10 マスク
11 ピンホール
13 蒸着用開口部
20 整列補助手段
21 ピン
22 突出部
23 開口部
24 凹溝部
30 マスクフレーム
35 案内部
40 基板
50 マスクホルダー
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記マスクの一方の側に配置されるマスクフレームと、
前記マスクフレームの一方の側であって前記マスクが配置される面の反対側に配置される整列補助手段と、を備え、
前記整列補助手段が、前記マスクに形成された複数の蒸着用開口部に対応する複数の開口部と、前記マスクに形成された一つ以上のピンホールに相応する位置に形成された、前記ピンホールの貫通長さより長い一つ以上のピンとを備え、前記一つ以上のピンが前記一つ以上のピンホールを貫通するように移動可能なマスクフレーム組合わせ体。 In addition to having a plurality of deposition openings, a mask having one or more pinholes between the plurality of deposition openings,
A mask frame disposed on one side of the mask;
Alignment assisting means disposed on one side of the mask frame and on the opposite side of the surface on which the mask is disposed,
The alignment assisting means is formed with a plurality of openings corresponding to a plurality of deposition openings formed in the mask and at positions corresponding to one or more pinholes formed in the mask. One or more pins longer than the penetration length of a hole, The mask frame combination body which can move so that the one or more pins may penetrate the one or more pin holes.
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