JP7384883B2 - 最適化された長さのマスクフレーム - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの製造分野に関し、特に成形装置およびタイヤ成形方法に関する。本発明は、ディスプレー、照明に用いられる有機発光素子の製造工程に使用されるマスクフレームに関するものであり、もっと詳しくいうとインライン水平及び垂直蒸着システムにおいて連続して移送される基板の間の間隔を減らせるように設計されたマスクフレームに関するものである。

有機発光素子の製造は、ガラスのような基板にマスクを合着して蒸発源にて有機物を蒸着して行われる。この時、マスクは開口部を具備したマスクフレームにマスクシートを付着して使用する。マスクフレームは、図１に斜視図と側断面図にて示している。このような蒸着工程は、インラインシステムにおいて実施される。インライン蒸着システムは、工程チャンバーが線形に配置され、基板が連続的にチャンバーへ搬入されることによって迅速に工程が進行される。物質が蒸着されるチャンバーに配置された蒸発源から蒸発物は持続的に噴射されているため、インラインシステムから蒸着チャンバーへ搬入される基板の間の間隔は狭い程良い。これによって高価の物質が浪費されることが防止でき、タクトタイムももっと減らすことができる。

一方、基板を搭載したマスクのマスクフレーム端部は、基板に比べてもっと大きいサイズにて構成されていて、基板を安全に安着させる。蒸発源から噴射される蒸発物は、コサイン（Cosine）分布を持っていて、放射形に噴出される。この時、固定された蒸発源に接近するマスクフレームの方向へ上記の蒸発源から噴出される蒸発物がガラス基板に上記のマスクフレームの端部に邪魔されず蒸着されるためには、マスクフレームの端部が相当のマージン部を確保することが要求され、当該のマージン部を成す部分の内側は蒸発物の入射角度と一致する傾斜角を持つように形成される。従って、基板と基板との間はマスクフレームの端部によって必然的に間隔を持つことになる。

なお、蒸着チャンバーに連続して搬入される基板/マスクからマスクフレーム間の隙間は、蒸発源から噴射された蒸発物がチャンバーの天井と壁面を汚染させる通路となるので、これを防ぐために図１のようにマスクフレームの端部を突出させることになるが、前端と後端に形成された突出部は、互いに高さの差を維持して形成され、噛み合うように位置していて移動時に干渉されず蒸発物がチャンバーの天井に当たらないように隙間を遮断する遮断部の役割を行う。しかし、上記のような突出部は、蒸発物の遮断機能という純機能と合わせて基板の間の間隔をもっと増加させて高価の物質をもっと浪費させ、タクトタイムを増加させる逆機能も持つ。即ち、蒸発源から噴射される蒸発物が斜めの角度を持つためマスクフレームの端部が相当のマージン部を確保しなければ基板端部までの蒸着が行われなくなるため、基板と基板との間の間隔が必然的に所定の長さを持つことを要求されると共に蒸発物の天井からの飛散防止のための遮断部の突出によって基板間の間隔はもっと広くなる。

公開特許10-2018-0047594号の外、多数の公報においてマスクに対して記載していて、上記の公報は超精密度のマスク製作に対して記載しているが、上述の問題点に対しては別の認識をしていない。

韓国公開特許10-2018-0047594号

本発明の目的は、インライン蒸着システムにおいて連続してチャンバーに搬入される基板と基板との間の間隔が短縮できるマスクフレームの提供を目的としたものである。

なお、本発明は、蒸発物の噴射角度によって斜めに入射する蒸発物が遮断されないようにするマスクフレームを構成すると同時にマスクフレームが基板と共に大型化されることによって発生するたわみ現象を防止する構成も提供することを目的とする。

なお、本発明は、上記の通り基板の間の間隔が短縮できるマスクフレームを構成すると同時にマスクスティックの引張及び溶接の工程において既存の装備がそのまま適用できる構成を提供することを目的とする。

上記の目的により本発明は、マスクフレームの片辺は基板のある内側へ入った凹部の形状を具備し、それに対向する辺は外側へ突出した遮断部の形状を具備していて、相互連続して配置された基板に合着されたマスクフレームの端部の第１マスクフレーム（表面にあるもの）の遮断部が第2マスクフレーム（裏面にあるもの）の凹部に間隔を置いて引き込まれた状態を維持させることで基板と基板との間の間隔を短縮させると同時に蒸発物の天井側への飛散はマスクフレームの遮断部によって遮断させる。

なお、本発明は、マスクフレーム辺に形成される凹部と遮断部をマスクフレーム辺の上の方へ突き出させた突出部上に形成してマスクフレームに重量による剛性と張力を強化させることでたわみ現象を防止する。
上記において、凹部は平坦部に代替し、遮断部は上の方へ突出した突出部上で外側へ延長された翼のような形状にすることができる。

なお、本発明は、マスクフレーム辺の上の方へ突き出させた突出部を4辺全部形成し、突出部を除いたマスクフレームの厚さは減らして基板が置かれるフレーム面の高さを減らすことによって基板と蒸発源の間隔を減少させることができる。
即ち、本発明は、
基板に合着されるマスクが固定されるマスクフレームにおいて、
その端部に平坦部または基板のある内側に作られた凹部形状を具備した片辺；
上記の平坦部または凹部が形成された辺に対向する辺は外側へ突出した遮断部；及び
上記の凹部と遮断部が形成されたマスクフレームの2辺は上の方への突出部；を具備して、

相互連続して配置された基板に合着されたマスクフレームの端部の第１マスクフレーム（表面にあるもの）の遮断部が第2マスクフレーム（裏面にあるもの）の平坦部または凹部の上に進入した状態を維持させるが、各々が当たらないようにし、基板と基板との間の間隔を短縮させると同時に蒸発物のチャンバーの天井の方への飛散はマスクフレームの遮断部によって遮断させ、

凹部と遮断部が形成されたマスクフレームの2辺は、上の方への突出部がそれぞれ辺に追って形成されてマスクフレームのたわみ防止機能を行うことを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、凹部と遮断部が形成されないマスクフレームの残りの2辺も上の方への突出部がそれぞれ辺に追って形成されることを特徴とするマスクフレームを提供する。
なお、本発明は、
基板に合着されるマスクが固定されるマスクフレームにおいて、
その端部に平坦部または基板のある内側へ作られた凹部形状を具備した片辺；及び
上記の平坦部または凹部が形成された辺に対向する辺は外側へ突出した遮断部；を具備し、

相互連続して配置された基板に合着されたマスクフレームの端部の第１マスクフレーム（表面にあるもの）の遮断部が第2マスクフレーム（裏面にあるもの）の平坦部または凹部の上へ進入した状態を維持するが、各々が当たらないように基板と基板との間の間隔を短縮させると同時に蒸発物のチャンバーの天井の方への飛散はマスクフレームの遮断部によって遮断させることを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、上記の平坦部または凹部が形成された一方の辺の端部と遮断部が形成された対向辺の端部は、辺に追って上の方への突出部を具備し、上記の平坦部または凹部と遮断部はそれぞれ突出部上に形成されたことを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、上記の突出部の所定の高さに遮断部を形成し、突出部の外側の端部を内側へ掘って遮断部が進入できる凹部を形成したものを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、上記の凹部と遮断部は、それぞれマスクフレーム辺の端部胴体の所定の高さに形成されるが、遮断部が凹部に噛み合うように進入し、各々が当たらない状態を維持させるのを特徴とするマスクフレームを提供する。
上記において、凹部と遮断部が形成されないマスクフレーム辺の端部の上の方への突出部を更に含むことを特徴とするマスクフレームを提供する。
上記において、上記の突出部は、マスクスティックが通過してマスクフレームに固定できるように開口部を含むことを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、マスクフレーム端部胴体の内側の幅と厚さを成す部分は、物質ビームの傾斜に沿って斜めの形状を持つように加工されたことを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、上記の平坦部または凹部が形成された一方の辺の端部と遮断部が形成された対向辺の端部中の或る一つの端部は、辺に追って上の方へ突出部を具備したことを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、マスクフレーム端部の平坦な部分に一つ以上のクランプを含む基板固定装置を具備して基板を固定させたのを特徴とするマスクフレームを提供する。
上記のマスクフレーム；及び

上記のマスクフレームの平坦な部分の上に安着した基板固定装置にて固定された基板；を含めて所定の方向へ移動しながら基板に物質が蒸着できるように構成したことを特徴とする蒸着システムを提供する。
上記において、上記の基板は、チャックプレートにチャッキングされたのを特徴とする蒸着システムを提供する。
なお、本発明は、
基板に合着されるマスクが固定されるマスクフレームにおいて、
その端部に基板のある内側へ作られた凹部形状を具備した片辺；及び
上記の凹部が形成された辺に対向する辺は、外側へ突出した遮断部；を具備し、

相互連続して配置された基板に合着されたマスクフレームの端部の第１マスクフレーム（表面にあるもの）の遮断部が第2マスクフレーム（裏面にあるもの）の凹部へ進入した状態を維持しながら各々が当たらないように基板と基板との間の間隔を短縮させると同時に蒸発物のチャンバーの天井の方への飛散はマスクフレームの遮断部によって遮断させ、
上記のマスクフレームの内壁は、
マスクフレームの内側へ突出した第１段差部；及び
上記の第１段差部から下段の方へ連続した第2段差部；を具備し、
上記の第１段差部は、マスクプレートに搭載されるチャックプレートの端部への移送のためのレールが安着されるレール安着部として機能し、
上記の第2段差部は、チャックプレートに具備されたスリップ防止パッドを支持するためのスリップ防止パッド安着部として機能し、

上記のマスクフレームの下面は、マスクスティックを位置させ、マスクフレームに溶接するためのマスクスティックの挿入-溶接部としてマスクフレームの4辺に凹面の段差部を多数具備したことを特徴とするマスクフレームを提供する。
なお、本発明は、
基板に合着されるマスクが固定されるマスクフレームにおいて、
その端部に基板のある内側へ作られた凹部形状を具備した片辺；及び
上記の凹部が形成された辺に対向する辺は、外側へ突出した遮断部；を具備し、

相互連続して配置された基板に合着されたマスクフレームの端部の第１マスクフレーム（表面にあるもの）の遮断部が第2マスクフレーム（裏面にあるもの）の凹部へ進入した状態を維持しながら各々が当たらないように基板と基板との間の間隔を短縮させると同時に蒸発物のチャンバーの天井の方への飛散はマスクフレームの遮断部によって遮断させ、
上記のマスクフレームの内壁は、
マスクフレームの内側へ突出した第１段差部；及び
上記の第１段差部から下段へ連続した第2段差部；を具備し、
上記の第１段差部にはクランプを含めた基板固定装置が配置され、
上記の第2段差部は、基板を支持するための支持面となり、

上記のマスクフレームの下面は、マスクスティックがマスクフレームに溶接されて配置され、第2段差部の基板支持面中マスクスティックが通る部分は、マスクスティックが基板と密着するように基板支持面が形成されていないのを特徴とするマスクフレームを提供する。
上記において、第2段差部に該当するスリップ防止パッド安着部に所定の間隔にて多数形成されたクランプ挿入溝；を更に含み、
上記のクランプ挿入溝は、チャックプレートの基板を固定する補助手段であるクランプを受容する空間であることを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、凹部と遮断部が形成されたマスクフレームの2辺は、上の方への突出部がそれぞれ辺に追って形成されてマスクフレームのたわみ防止機能を行うのを特徴とするマスクフレームを提供する。
上記において、

マスクフレームの対向する両辺の下面の最外郭部の端部は、マスク移送のためのローラーが当たるローラー支持面が形成され、ローラー支持面はマスクスティックの挿入-溶接部を回避して一番外側に凹んだ段差部として形成されたのを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記において、マスクフレームの端部と端部の間の間隔gは10mm乃至50mm、第１段差部の内壁からマスクフレーム端部までの距離Wは10mm乃至100mmに設計され、基板と基板との間の間隔は100乃至300mmにしたことを特徴とするマスクフレームを提供する。

上記のマスクフレームの各辺の厚さにおいて、マスクフレームの下面からレール安着部までの厚さt1はマスクフレームの4辺において同一にし、マスクフレームの上面に至る総厚さは各辺ごとにそれぞれ違う厚さにて構成できるのを特徴とするマスクフレームを提供する。
上記のマスクフレーム；及び

上記のマスクフレームの第１段差部と第2段差部に基板をチャッキングしたチャックプレート；を含めて垂直または水平の所定の方向へ移動しながら基板に物質が蒸着できるように構成したことを特徴とする蒸着システムを提供する。
上記のマスクフレーム；及び

上記のマスクフレームの基板支持面に配置された基板；を含めて所定の方向へ移動しながら基板に物質が蒸着できるように構成したことを特徴とする蒸着システムを提供する。

本発明によると、工程チャンバーに連続して搬入/搬出される基板と基板との間の間隔が減ることによって物質浪費の低減、タクトタイム減縮、チャンバーを始め全体的なシステムサイズの減少のような効果が得られ、これは蒸着方向へ影響を与えず垂直蒸着または水平蒸着方式のインライン蒸着設備に同一適用が可能である。
なお、製作されるマスクフレームのサイズも縮小されることによって重量が減少されるため、材料と運搬などの利点もある。
なお、本発明は、上記のような基板間の間隔を短縮させると同時に突出部による剛性及び張力強化によってマスクフレームのたわみ現象が防止できる。

なお、本発明は、基板と基板との間隔が短縮されるだけでなく、基板と蒸発源の間隔が減少することによって追加的に蒸着材料の使用効率が向上し、たわみは減少したマスクフレームを提供する。

なお、本発明は、上記の通り基板間の間隔を短縮させると同時にマスクフレームの下面にマスクスティックの挿入溶接部を凹んだ段差部に多数形成することでマスクスティックの引張及び溶接工程を既存の装備にて容易に実施できる。

なお、本発明は、マスクフレームの内壁にチャックプレートの安着のための段差部を二つの階段のように形成して各々のレールとスリップ防止パッドがそれぞれの高さに合わせてマスクフレームに安着できる。

現在使用されているマスクフレームの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施例に従って基板間の間隔を縮小させるために片側に凹部を、別の側に突出した遮断部を持つマスクフレームの端部構成を示す断面図である。 図2のマスクフレームを示す斜視図と側面図及び断面図である。 、図3のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。 本発明の別の一実施例に従って基板間の間隔を縮小させるための凹部と遮断部を上の方への突出部上に形成したマスクフレームの端部構成を示す断面図である。 図５と殆ど同じであるが、図５のマスクフレームの凹部と遮断部の形状を多少変形したことを示す斜視図と側面図及び断面図である。 図６のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。 本発明の図2の構成において基板の間の間隔を少し広めた代わりにたわみ量を減らすように設計されたマスクフレームを示す側面図と断面図である。 図８のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。 本発明の別の一実施例として凹部と遮断部をマスクフレームの端部胴体に形成したマスクフレームの端部構成を示す側面図と断面図である。 図１0のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。 本発明の別の一実施例として凹部と遮断部をマスクフレームの端部胴体に形成し、上の方への突出部をマスクフレームの対向する2辺に具備したマスクフレームの端部構成を示す側面図と断面図である。 図１2のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。 図１2のマスクフレーム端部において突き出た突出部胴体にマスクスティックの通過のための開口部を形成したことを示すマスクフレームの斜視図である。 図１2乃至図１3に対する変形実施例として上の方への突出部をマスクフレームの4辺に全部設置したことを示す正面図、側面図及び断面図である。 図１5のマスクフレームの斜視図である。 図１5のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。 図１5のマスクフレームと構造は同一であるが、サイズを変形して基板間の間隔を少し広めると同時にフレーム部分の長さを増やすことでたわみ量を減らした場合に対するシミュレーション結果を示す図面である。 図１2のマスクフレームと構造は同一であるが、サイズを変形して基板の間の間隔を短縮させ、たわみ量も減らした場合を示す。 図１9のマスクフレームに対するシミュレーション結果を示す図面である。 図１5の変形実施例としてマスクフレームを構成する各部分の細部寸法を調整して基板の間の間隔を短縮させ、たわみ量も最少化した場合を示す。 図21のマスクフレームに対するシミュレー ション結果を示す図面である。 突出部を或る片辺のみ形成した非対称構造を示す実施例である。 突出部を或る片辺のみ形成した非対称構造を示す実施例である。 マスクフレームの下部にマスクスティックを引っ張って溶接するようになっている実施例を示す断面図である。 蒸着システムにおいて前後に配置されたマスクの凹部と遮断部の重なった部分を拡大して示す拡大断面図である。 マスクフレームの下部にマスクスティックを引っ張って溶接するようになっている実施例のマスクフレームに対する3D図面である。 マスクフレームが水平蒸着工程中、ローラー（600）の上に置かれている時の進行方向から見た正面図である。 マスクフレームが垂直蒸着工程中、ローラー（600）の上に置かれている時の進行方向から見た正面図である。 本発明の変形実施例としてマスクフレームのサイド別に厚さを変えたものを示す斜視図である。 本実施例のマスクフレームにマスクスティック（450）が溶接、固定されている形状を示す斜視図である。 基板をクランプのような基板固定装置のみでマスクフレームに固定して蒸着工程に使用する場合、図27の実施例を変形した実施例である。

以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施例について詳しく説明する。
図１は、現在使用されているマスクフレームの構成を示す斜視図と断面図である。

マスクフレームの片辺の端部に突出した遮断部（20）を、それから反対側辺の端部にも違う高さを配置することによって衝突せず上下に重畳される位置に来られる突出した遮断部（30）が形成されている。このような遮断部は、上述の通り蒸発物がチャンバーの天井を汚染させないように遮断する役割をする。基板端部に蒸発物が到達する経路は、赤色線にて表示されていて、このような傾斜図を考慮して物質ビームがマスクフレームの端部胴体の内側によって遮断されないようにマスクフレームの端部胴体の内側のプロファイルは黄色線（215、225）に追って行われる。即ち、マスクフレームの端部胴体は、幅wと厚さtは物質ビームの傾斜角によって制限されたサイズにて構成され、マージン幅L（基板の端部から遮断部の開始点まで）の長さは物質ビームの傾斜角によって所定の水準に長さを要求される。例えば、w、tは50mm以上、Lは150mm以上である。ここで物質遮断のための突出遮断部（20、30）の存在によって基板間の間隔は必然的に2L+遮断部の長さ以上となる。8世代の蒸着装備の場合、基板間の間隔Dは400mmまたはそれ以上である場合もある。基板間の間隔による物質の浪費とタクトタイムの遅延、チャンバーの大きさの増加問題については既に説明してある。しかし、突出遮断部の存在は、インラインシステムの連続工程には必須的なものである。

図2は、図１の遮断部の構成を改善して基板間の間隔を縮小させようとしたものである。図3は、図2のマスクフレームをもっと易しく理解できる斜視図と側面図及び断面図である。

マスクフレーム（200）の片側の辺に凹部（210）を、他の側の辺には翼のように突出した遮断部（220）を形成して突出遮断部（220）の端部が上記の凹部（210）に進入されても相変わらず離隔を置いて互いが接触されない状態を成す。なお、マスクフレーム端部は基板の端部から延長されたマージン幅を短縮させ、マスクフレームの端部胴体の内側の幅と厚さを成す部分は物質ビームの傾斜に沿って斜めの形状を持つように加工される。このようなマスクフレームの構成によって連続してチャンバーに搬入される基板の間の間隔は図１のものに比べて40％以上短縮されるため、物質使用量が5％程度減少される。また、タクトタイムも5～6％短縮される。

一方、マスクフレームは、蒸着工程環境において自重による変形を起こすことがある。例えば、工程中にマスクフレームのもっと長い方の辺がローラーの上に置かれて支持されていると、それによって長さの短いマスクフレームの方の辺の中心部を始めとするたわみ現象が発生する。図４は、図3のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。図１のようなマスクフレームの場合のシミュレーションによると、1.87程度のたわみ量が表れ、図2の方は3.57にたわみ量が増加することと表れる。これは長さの短縮のためにマージン幅を減らす代わりに端部胴体（250）の内側の厚さと幅部分を斜めの断面（300）に削り出すことによってフレームを成す辺の重量と剛性が減少したことをその原因として推測できる。その結果によって、本発明はマスクフレームの端部の重量と剛性が強化できるように更に別の実施例を提供した。

図５は、本発明の別の一実施例によって基板間の間隔を縮小させるための凹部と遮断部を上の方への突出部（230）上に形成したマスクフレームの端部の構成を示す断面図である。上記の突出部（230）は、マスクフレーム辺に追って階段のように形成される。図６は、図５のマスクフレームとほぼ同じ構成であるが、凹部と遮断部の形状を少し変形させたのを示す斜視図と側面図及び断面図である。即ち、図2のマスクフレームの端部胴体の内側の傾斜形状はそのまま維持し、端部に形成した凹部（210）と突出した遮断部（220）はマスクフレームの端部平面において形成せず上へ突出した突出部（230、235）に形成したのが図５である。このような突出部の構成は、端部胴体（250）の内側において斜めの断面（300）を形成するために削り出された部分による重量と剛性の減少量を回復させることができる。図５の凹部（210）は、平坦部に変形されても遮断部（220）の端の部分が平坦部の端の部分内に進入された状態であれば同じ効果を得ることができる。

なお、図６の通り突出部の一定の高さに遮断部（220）を形成し、突出部の外側の端部を内側へ掘って遮断部（220）が進入できる凹部（210）を形成することもできる。

図７は、図６のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。図５の方も今回のシミュレーションによってほぼ同じ結果が得られた。シミュレーションの結果、たわみ量は1.01で、図１及び図2の方と比べて遥かに少ない。基板間の間隔は215mmに維持しながらたわみ量ももっと減ることになって色んな面で有利になる。但し、突出部のため、マスクスティックがマスクフレームに既存のように装着できないので、突出部にマスクスティックが通れる開口部（270）を形成しなければならない。開口部（270）は図１4と同じく形成できる。

図８は、本発明の図2の構成において基板の間の間隔を少し広めた代わりにたわみ量を減らすように設計されたマスクフレームを示す側面図と断面図である。即ち、マスクフレームの端部のマージンを少し長くしてフレーム自体の重量と剛性を強化させることでたわみ現象を防止する。本実施例の場合、基板の間の間隔は255mmとなり、図2の方より少し長い。

図９は、図８のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。たわみ量は2.45で、図2の方（3.57）より少ない。

図１0は、図８のと基板間の間隔は同一或いはもっと小さくでき、たわみ量を減らすために凹部（210）と遮断部（220）をマスクフレームの端部胴体に形成したマスクフレームの端部構成を示す側面図と断面図である。マスクフレームの片辺の端部胴体の鉛直面に凹部（210）を形成し、反対側の辺の端部の鉛直面には上記の凹部（210）へ進入される突出遮断部（220）を形成する。遮断部（220）は、まるで凹部（210）に噛み合うように安着されて基板の間の間隔を減らすことができ、遮断部と凹部は互いに当たらないように隙間を維持する。

図１1は、図１0のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。たわみ量は2.21で、図８の方より減っている。

図１2は、図１0のマスクフレームにおいてたわみ量を減らすために上の方への突出部をもっと具備させ、基板の間の間隔ももっと短縮させたマスクフレームの端部構成を示す正面図、側面図と断面図である。上の方への突出部（230、235）のせいでマスクスティックをマスクフレームに装着し難くなっているため、突出部（230、235）に開口部（270）を形成する。ここで基板の間の間隔は215mmで、図2の方と同じである。

図１3は、図１2のマスクフレームの端部において突き出た突出部の胴体にマスクスティックの通過のための開口部（270）を形成したことを斜視図にて示す。

図１4は、図１2のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。突出部のためたわみ量は1.64に減る。

図１5は、図１2乃至図１3に対する変形実施例として上の方への突出部をマスクフレームの4辺に全部設置したことを示す正面図、側面図及び断面図であり、図１6は、その斜視図で、4辺に突出部が形成された状態がもっと分かり易くなっている。このように凹部（210）と遮断部（220）が形成された辺の上部だけでなく、他の辺にも突出部を形成することでたわみを抑制しながらマスクフレームの厚さをもっと減らして基板の間の間隔をもっと短縮させることができる。本実施例においては、厚さは40mm、基板の間の間隔は165mmとした。図１の既存マスクフレームの厚さtは通常50mm以上で、本実施例の厚さは10mm以上減少させたものである。突出部を除いたマスクフレームの厚さが減ると、フレームの上面に安着される基板と蒸発源の間の距離がr短縮されることとなり、これによって蒸着原料物質の使用効率を高める効果が期待できる。このような構造を適用すると、重量も相当減少させることができる。

即ち、マスクフレーム辺の上の方へ突き出させた突出部を4辺全部に形成し、突出部を除いたマスクフレームの厚さは突出部のない時に比べて10乃至30％程度減らして基板が置かれるフレーム面の高さを減らして基板と蒸発源の間隔を減少させることができる。基板と蒸発源の間の間隔が縮まることによって、上述の通り物質効率が高まり、蒸発物ビームのシャドー効果も減るため有利になる。

図１7は、図１5のマスクフレームが蒸着工程環境においてたわみ現象を起こす程度に対するシミュレーション結果を示す図面である。この場合、基板の間の間隔は狭くなるが、たわみ量は3.83に、多少増加すると予測される。基板の間の間隔が狭いため、浪費物質の節減、タクトタイム、空間の縮小などの効果が得られる。

たわみ量をもっと減らすために図１5において細部的な寸法を調整したのが図１8に示されている。即ち、図１8は図１5のマスクフレームと構造は同一であるが、サイズを変形して基板の間の間隔を少し広めることでフレーム部分の長さを伸ばしてたわみ量を減らした場合に対するシミュレーション結果を示す図面である。寸法の調整によって基板の間の間隔は215mmに、多少増加されるが、たわみ量は2.7に減る。
最適化のために2辺のみ突出部を形成したものに再び戻って細部寸法を調整したのが図１9のものである。

図１9は、図１2のマスクフレームと構造は同一（2辺に突出部が形成される）であるが、突出部の高さ（h）を伸ばし、基板の間の間隔は165mmに減らしたものである。
図20は、図１9のマスクフレームに対するシミュレーション結果を示していて、たわみ量は1.59に、もっと減ることと予測される。
図20の結果によって4辺に全部突出部を形成した場合に対してもより良い結果を得るために細部寸法の最適化を試みた。

図21は、図１5の変形実施例として、薄くなったマスクフレームの厚さを補完するために4辺に形成された突出部の高さ（h）を伸ばし、マスクフレームを構成する各部分の細部寸法を調整して基板の間の間隔を短縮させ、たわみ量も最少化した例を示す。即ち、上の方への突出部の高さ（h）はもっと高くし、その幅（w1）は少し縮め、遮断部の水平成分の長さも少し縮めるなど、基板と基板との間がもっと近くなるように寸法を調整した。マスクフレームの厚さは40mmに、薄くしていて、基板の間の間隔は165mmである。

図22は、図21のマスクフレームに対するシミュレーション結果を示していて、たわみ量は1.09と最少化されることと予測される。このような構造を適用することで、基板の間の間隔減少と基板-蒸発源間の間隔減少効果によって蒸着物質の使用効率を改善し、全体システムの効率は高めると同時にマスクフレームの変形は抑制できる。

図23は、上の方への突出部を凹部または遮断部が形成された一つの辺のみ形成した変形実施例の斜視図であり、図24は、その断面図である。上の方への突出部が非対称的に形成されるため、図23においては凹部のある方の辺に突出部を形成したことを示している。このような構成は、基板間の間隔を短縮させ、マスクフレームのたわみ量も減らすので、構成上もう少し簡素化することができる。上記の非対称構造は、上述の全ての実施例に対して適用できる。
図25は、マスクフレームの下部にマスクスティックを引っ張って溶接するようになっている実施例を示す。

蒸着工程中のマスクフレームの進行方向の側面から見た図面であり、右側先端の凹部（210）と左側先端の突出した遮断部（220）は前述の通り接している別のマスクの凹部と遮断部が噛み合うように重なることによって蒸着物質の通過を遮断する。

図25の左側半分の断面図に表れたチャックプレートを載せるように段差のある安着部（400、410）がマスクフレームの内側に陰刻にて形成されている。1番目の段差部はチャックプレートの端部にある移送のためのレール（520）に安着されるレール安着部（400）であり、２番目の段差部はチャックプレートレールの内側の枠に追って一定の間隔にて形成されているスリップ防止パッド（510）を支持するためのスリップ防止パッド安着部（410）である。

上記のような構造によってマスクフレームの前後の端部の長さを縮めて最適化することで基板の間の距離を縮め、蒸着システムの材料使用効率を高めることができることは上記の実施例と同じである。

マスクフレームの内側を陰刻に掘った安着部（400、410）にチャックプレートを安着させて使用するので、基板と蒸発源の距離が既存の量産方式より短くなり、これによる材料の蒸着効率の増加効果を追加で得られる。

マスクスティックは、フレームの下面にスティックの挿入-溶接部（280、便宜上図面の右側半分のみ図示）に引っ張って溶接することになるが、マスクフレームをひっくり返してマスクフレームの下面が上の方へ向かうようにして引張、溶接工程を実施する場合、既存のマスク製作工程に使用されるのと同一の引張器装備と製作方法が適用できるメリットがある。即ち、図１2乃至図24にあるマスクフレーム上に突出部が適用された構造においては突出部を回避してマスクフレームの上面にスティックを溶接しなければならないため、既存のマスク製作工程に使用される引張器装備ではスティック引張工程が行えず、スティックローディング及び引張過程を変更した引張器が必要となるが、本実施例はそのような問題がない。
マスクを蒸着システムから移送するためにローラーのような駆動部と接触、支持するローラー支持面（420）がマスクフレームの端部にある。
図26は、蒸着システムにおいて前後に配置されたマスクの凹部（210）と遮断部（220）が重なった部分を拡大して示す拡大断面図である。

安着部（400、410）に置かれたチャックプレート（500）が共に図示されている。チャックプレートの下部には基板（100）が付着されていて、基板の下面はスリップ防止パッド（510）の高さを調整してマスクスティックの位置と一致するように調節が可能である。マスクスティック（450）は、図30に例示したようにマスクスティックの挿入-溶接部（280）の表面に溶接にて固定される。

本実施例において、基板と基板との間の距離（GtoG）はレール安着部（400）の内壁からマスクフレームの端部までの距離W、或いは表裏マスクフレームの端部間隔g、それからL（基板の端部から遮断部を除いた本来のマスクフレームの端部までの距離）などの寸法を調整して既存より減少させて最適化できる。大略Wを10～100mm、gを10～50mm範囲内で調整すると、基板と基板との間の距離（GtoG）は、100乃至300mmの間で最適化できるはずである。フレームの厚さt1、t2は、剛性を確保するために約数十mmの範囲内でマスクフレームの重量が大幅増加しない範囲内で使用するといいだろう。

マスクフレームの厚さt1（マスクフレームの底面からレール安着部（400）までの厚さ）、t2（マスクフレームの底面から上面に至る総厚さ）は剛性が確保でき、重量が大幅増加しない範囲内で所定値で設計する。
図27は、本実施例のマスクフレームに対する3D図面である。

マスクフレームの上面を一部拡大して示す図面に前述したチャックプレートの安着部（400、410）が詳しく説明されている。スリップ防止パッド安着部（410）の一部に形成されているクランプ挿入溝（430）は、チャックプレートに基板を固定する補助手段であるクランプがある場合、チャックプレートの安着時にクランプが受容できる空間を確保して置くことでクランプ使用可否によって除去することもできる。

上記のマスクフレームは、上面にはマスクスティックの溶接部分がなく、下面にマスクスティックを位置させてフレームに溶接するためのマスクスティックの挿入-溶接部（280）が4辺に亘って多数形成されている。

本実施例の場合、マスクスティックの挿入-溶接部（280）は、総24ヶ所に形成されている。マスクスティックの挿入-溶接部（280）は所定の厚さで凹面に掘った段差面になっていて、マスクフレームの裏面（下面）の一部領域を利用してマスクスティックを溶接にて固定する。

マスクフレームの下面の最外郭部である端部にはマスク移送のためにローラーを支持して通れるローラー支持面（420）が形成できる。ローラー支持面（420）は、マスクスティックの挿入-溶接部（280）を回避して最も外側に位置する。

図28aは、マスクフレームが水平蒸着工程中にローラー（600）の上に置かれている時に進行方向から見た正面図である。マスクフレームのローラー支持面（420）にローラー（600）が接触してマスクフレームを支えた状態で移送する。

マスクフレームの下面からレール安着部（400）までの厚さt1は、マスクフレームの4辺において同一であるが、マスクフレームの全体の厚さt2は、レール安着部（400）の上へ突出する高さをマスクフレームの各辺ごとに別の高さで個別設定できる。

図28bは、マスクフレームが垂直蒸着工程中、ローラー（600）の上に置かれている時に進行方向から見た正面図である。斜めに配置されたマスクフレームは、その上下の辺に追って置かれたローラー（600）によって移送され、このような場合でも遮断部はローラーと接しないマスクフレーム辺に形成されて隣接したマスクフレームの間での物質浪費を防ぐなどの効果を表すごとができる。
図29は、マスクフレームのサイド別に厚さを別にしたことを示す斜視図である。

上記の実施例の図面には、マスクフレームにおいてローラーなどの駆動部が支持する2辺それぞれの全体の厚さ（t1+B）をマスクフレームの進行方向の前後遮断部と凹部がオーバーラップされる方の2辺それぞれの全体の厚さ（t1+A）より小さくした場合が例示されている。ここでAは、遮断部または凹部が形成された辺のレール安着部（400）からマスクフレームの上面に至るまでの厚さであり、Bは、遮断部または凹部のない辺のレール安着部（400）からマスクフレームの上面に至るまでの厚さである。

この場合、オーバーラップされる方の2辺それぞれの全体の厚さがローラーが支持する2辺それぞれの全体の厚さより（A-B）だけ厚くなり、蒸着工程中、マスクフレームのたわみは減少させると同時にたわみが発生しないローラーが支持する2辺の厚さは比較的に薄くしてマスクフレームの重量も減らせる構造が可能である。
上記の実施例の外にもマスクフレームの各辺の厚さは多様な組み合わせで設定できる。

図30は、本実施例のマスクフレームにマスクスティック（450）が溶接、固定されている形状を示す斜視図である。マスクフレームの下面のマスクスティックの挿入-溶接部（280）にマスクスティック（450）の端部が溶接によって付着されていることを示す。

上記の図30に図示されたマスクスティックの配列は一つの例に過ぎず、マスクスティックは蒸着モデルによって個数と付着位置の違う多様な構成にて配置が可能なことは明白である。なお、図25から図31までに図示した実施例の蒸着物質の遮断のための構造図の凹部（210）と遮断部（220）にて図面に示した例示に限定されることなく、図２、図５、図7などの本発明の最初の部分にある実施例の蒸着物質の遮断構造が同一に適用できる。（例えば、平坦部と遮断部を組み合わせた蒸着物質の遮断構造）

本発明によって開発されたマスクは、Chuck Plateにガラスを付着して蒸着する場合とガラス基板のみを使用して蒸着する場合の両方に全部使用可能であり、ガラス基板のみを使用する場合にはガラス基板を固定する装置をマスク上面に固定して使用できる（図2～図24に示した実施例の場合）。図25～図30に示した実施例の場合には、ガラス基板を固定する装置を安着部（400、410）位置に設置して基板を固定することも可能であるが、しっかり固定されないこともあるので、基板を支持する支持面（521）をマスクフレームに構成してより安定的に固定することもできる。これに対する一つの実施例を図31に概略的な平面図とA-A′に該当する断面図にて示した。チャックプレートを使用する場合と類似の方法でマスクフレームの内側の陰刻で掘った二つの段差部がある。外側に位置した1番目の段差部（第１段差部）はクランプのような基板固定装置の設置のための段差部（501）であり、内側の２番目の段差部（第2段差部）は基板を支持するための支持面（521）になる段差部である。1番目の段差部（501）の上に基板（100）を固定するクランプ（511）があって、基板の端部は基板支持面（521）が支える状態でクランプ（511）によって安定的に固定される。マスクスティック（450）が通る部分ではマスクスティック（450）が基板と密着しなければならないため、基板の支持面（521）が形成されていない。上記においてマスクスティックはマスクフレームに溶接され、便宜のためにマスクフレームの4辺に凹面の段差部が形成されることがあり、凹面の段差部なしでマスクフレームの端部に溶接されることもある。

一方、上記において、マスクフレームの実施例のマスクフレームの上面の平坦な端部（図2～図24に示した実施例の場合）、またはマスクフレームの内側の段差部（501）に（図25～図30に示した実施例の場合）ガラス基板を固定するクランプが一つ以上設置できる。即ち、一つ以上のクランプが基板に置かれる平坦面、上の方への突出部の上段または突出部の胴体の内側、または基板固定装置の設置のための段差部（501）のようなところに配置できる。

それによってマスクフレームの平坦な端部の上、または陰刻に掘った内側の段差面の上に置かれたガラス基板がマスクフレームにクランプにて固定されて移動する蒸着システムが具現できる。

なお、上記において、チャックプレートの外の別の手段にガラス基板を安着することも可能で、クランプの外に別の固定装置にて上記のガラス基板の動きを制限するように固定して片側方向へ移動しながら蒸着できる線形蒸着システムも構成できる。

本発明によると、有機物と金属などの蒸着物質を従来技術対比3乃至7％節減でき、タクトタイムは5乃至7％減少され、マスクフレームの重量及びサイズの減少、チャンバーサイズの減少による材料及びハンドリングに所要される費用節減、それから占有面積の減少のような直/間接的な波及効果が得られる。

本発明の権利は、上で説明した実施例に限定されることなく、請求範囲に記載されたところによって定義されることになり、本発明の分野において通常の知識を持つ者が請求範囲に記載されている権利範囲内で多様な変形と改作ができるということは明白である。

20、30、220：遮断部
200：マスクフレーム
210：凹部
230、235：突出部
250：端部胴体
270：開口部
280：スティック挿入溶接部
300：斜めの断面
400、410：安着部
450：マスクスティック
500：チャックプレート
510：スリップ防止パッド
520：レール
501：段差部
511：クランプ
521：基板支持面

Claims (2)

1. 基板に合着されるマスクが固定されるマスクフレームにおいて、
   その端部に基板のある内側へ作られた凹部形状を具備した片辺；及び
   上記の凹部が形成された辺に対向する辺は、外側へ突出した遮断部；を具備し、
   マスクフレーム端部胴体の内側の辺は、放射状に飛散する物質ビームを遮らないように天井に向かって拡がる面取り形状の傾斜を有し、
   相互連続して配置された基板に合着されたマスクフレームの端部の第１マスクフレームの遮断部が第１マスクフレームと隣り合う第2マスクフレームの凹部へ進入した状態を維持するが、各々が当たらないように基板と基板との間の間隔を短縮させると同時に蒸発物のチャンバーの天井の方への飛散はマスクフレームの遮断部によって遮断させ、
   上記の凹部と遮断部はそれぞれマスクフレーム辺の端部胴体の所定の高さに形成されるが、遮断部が凹部に噛み合うように進入され、互いが当たらない状態を維持させたのを特徴とするマスクフレーム。
2. 凹部形状を具備したマスクフレームの辺は上方への突出部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のマスクフレーム。