KR100848972B1

KR100848972B1 - 진공증착용 다면부착 마스크장치

Info

Publication number: KR100848972B1
Application number: KR1020037005638A
Authority: KR
Inventors: 츠치야데루나오; 사카타다쿠야
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2008-07-30
Also published as: DE60228599D1; US20040020435A1; TW558914B; CA2426641A1; CA2426641C; EP1437926A1; CN1480011A; CN100355104C; WO2003019988A1; US6890385B2; EP1437926A4; KR20040028661A; EP1437926B1

Abstract

증착범위를 규제하는 윈도우(18)를 복수개 구비한 제1금속마스크를 겸한 베이스 플레이트(12) 상에 다수의 미세한 슬릿(13a)을 미소간격으로 평행하게 배열한 구성의 스크린부(13A)를 구비한 제2금속마스크(13)를 배치한다. 제2금속마스크(13)의 일단을 마스크 클램프(20)로 베이스 플레이트(12)에 고정하고, 타단을 슬라이더(23)에 고정하며, 그 슬라이더(23)에 압축코일 스프링(30)으로 탄력을 부여한다. 이것에 의해 제2금속마스크의 스크린부(13A)에 장력을 부여해서 슬릿(13a)을 곧은 상태이면서 소정의 피치로 유지한다. 이 제2금속마스크(13) 상에 기판(17)을 배치하여 증착을 행함으로써, 기판(17)에 고정밀의 미세한 패턴을 다면부착으로 형성할 수 있다.

Description

진공증착용 다면부착 마스크장치{MULTI-FACE FORMING MASK DEVICE FOR VACUUM DEPOSITION}

본 발명은, 유기 EL소자 제조에서의 진공증착공정에 있어서, 기판표면에 소정의 패턴을 증착시키기 위해 이용하는 진공증착용 다면부착 마스크장치에 관한 것이다.

유기 EL소자는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 유리판 등의 투명기판(1) 상에, 애노드 전극(2;ITO), 홀(hole) 수송층(3), 유기층(4;발광층), 전자 수송층(5), 캐소드 전극(6)을 이 순서로 적층하고, 표면에 밀봉부(7)을 배치한 구성으로 되어 있다. 유기 EL소자의 종류에는, 유기층(4)이 고분자형과 저분자형이 있고, 소자의 구동방식에는 수동형과 능동형이 있다. 이러한 유기 EL소자의 제조공정에 있어서, 수동형 및 능동형의 저분자 유기층의 형성과 수동형의 캐소드 전극(6)의 형성에는 진공증착이 행해지고 있다. 그리고, 저분자 유기층 및 캐소드 전극의 진공증착 패터닝에는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 증착해야할 영역에 다수의 미세한 슬릿을 미소간격으로 평행하게 배열한 구성의 스크린부(8A)를 구비한 금속마스크를 사용하고 있다. 또한, 캐소드 전극의 진공증착 패터닝에는, 전기절연성의 격벽을 형성하는 캐소드 세퍼레이터(cathode seperator)법(일본국 특허공개공보 평8-315981호 참조) 이 이용되는 것도 있었다.

그러나, 이러한 종래기술에는 모두 문제가 있었다. 즉, 금속마스크를 이용하는 경우, 종래에는 증착해야할 기판표면에 단순히 금속마스크(8)를 탑재하고, 이면(裏面)으로부터 자석을 이용하여 유지시키고 있지만, 그 마스크(8)의 스크린부(8A)는 강성이 극히 작다. 이 때문에, 금속마스크를 기판 표면에 유지시키는 경우 스크린부(8A)의 슬릿에 일그러짐을 발생시키기 쉽고, 특히, 슬릿 형상을 극히 미세하게 하면, 더욱 슬릿 정밀도를 유지할 수 없게 되어, 고정밀 미세 패터닝을 할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 종래, 1매의 금속마스크(8)에 1개의 스크린부(8A)를 형성하고 있을 뿐 이므로, 1개씩 증착조작하게 되어, 생산성이 나쁘다는 문제도 있었다.

한편, 캐소드 세퍼레이터법은, 포토리소그래피로 노광의 강약을 조정하여 격벽의 경사면의 각도를 만들고 있기 때문에, 안정된 제조가 곤란했다(역사다리꼴 단면의 격벽의 경사면부분의 테이퍼 각도가 작으면 전극을 분리할 수 없고, 크면 삼각형상으로 되어 쓰러져 버린다).

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 진공증착 패터닝 시에, 스크린(screen)부의 슬릿(slit) 정밀도를 확보한 상태에서 기판표면에 배치하는 것을 가능하게 하면서, 생산성이 좋게 진공증착을 행하는 것을 가능하게 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은, 종방향 및 횡방향으로 배치된 복수의 유효 마스크부를 갖는 진공 증착용 다면부착 마스크장치에 있어서, 복수의 윈도우(window)를 갖는 제1마스크와, 제1마스크 상에 배치되고, 종방향으로 연장되는 다수의 미세 슬릿을 포함하는 스크린부를 갖는 제2마스크를 구비하고, 제2마스크의 스크린부가 제2마스크 중 적어도 모든 윈도우를 덮는 횡방향의 전체 영역에 배치되고, 스크린부와 윈도우에 의해 유효 마스크부를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크 장치이다.

본 발명은, 제2마스크가 스크린부의 횡방향 양측에 형성된 한쌍의 서포트(support)부를 갖는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제1마스크의 윈도우가, 유효 마스크부에 대응하는 형상으로 형성되고, 제2마스크의 스크린부가 종방향을 따라 복수의 윈도우를 넘어서 연장되고 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제1마스크가 베이스 플레이트로서 기능하고, 이 베이스 플레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태로 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제1마스크가 개구를 갖는 베이스 플레이트 상에 배치되고, 이 베이스 플레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태로 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 마스크 인장 유지수단이, 제2마스크의 단부를 유지함과 더불어 베이스 플레이트에 대해 이동가능한 슬라이더(slider)와, 슬라이더를 베이스 플레 이트에 대해 떨어지는 방향으로 이동시키는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 이동수단이 탄력을 작용시키는 탄성수단인 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 베이스 플레이트의 개구가, 제1마스크의 윈도우 전체 영역을 덮는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면 마스크장치이다.

본 발명은, 베이스 플레이트에 횡방향으로 연장되는 복수의 개구가 형성되고, 각 개구의 종방향 길이가 제1마스크의 윈도우의 종방향 길이에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

이 구성에 의해, 복수의 윈도우 각각이 유효 마스크부로서 작용하므로, 전체 윈도우를 덮는 크기의 기판을 배치하여 증착을 행함으로써 다면부착을 행할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2마스크를 슬릿의 길이 방향으로 잡아당긴 상태로 하고 있기 때문에, 극히 미세한 슬릿을 미세한 간격으로 배치한 고정밀 미세한 마스크라도, 슬릿을 곧은 상태이면서 소정의 피치로 유지할 수 있어, 목적으로 하는 고정밀의 미세한 패턴을 기판 상에 형성할 수 있다.

이 구성의 다면부착 마스크장치의 제2마스크 상에 증착해야 할 기판을 배치하고, 전체를 증착기 내에 세트하여 증착을 행함으로써, 고정밀의 미세한 패턴을 다면부착에 의해 생산성이 좋게 형성할 수 있다.

이 구성의 마스크 인장 유지수단에서는, 제2마스크의 단부를 클램프(clamp)에 의해 슬라이더에 고정하고, 그 슬라이더를 이동수단에 의해 제2마스크를 잡아당 기는 방향으로 이동시킴으로써, 제2마스크를 잡아당긴 상태로 유지할 수 있고, 간단한 조작으로 스크린부의 다수의 슬릿을 곧은 상태이면서 소정의 피치로 유지할 수 있다.

여기서, 상기 이동수단으로서는, 나사 등을 이용하여 슬라이더를 원하는 양 만큼 이동시키는 구성의 것이어도 되지만, 슬라이더에 베이스 플레이트로부터 떨어진 방향의 탄력을 작용시키는 탄성수단을 이용하는 것이 바람직하다. 이 구성으로 하면, 제2마스크에 항상 일정한 인장력을 작용시킬 수 있어, 슬릿의 위치정밀도를 한층 높일 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.

본 발명은, 제2마스크의 스크린부가 복수 설치됨과 더불어, 각 스크린부가 종방향으로 서로 소정 간격을 두어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제2마스크의 각 스크린부가, 종방향을 따라 유효 마스크부의 종방향 길이 만큼 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제1마스크의 각 윈도우가 유효 마스크부에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제1마스크의 각 윈도우가, 종방향을 따라 복수의 유효 마스크부를 넘어 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제1마스크가 베이스 플레이트로서 기능하고, 이 베이스 플레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태에서 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 제1마스크가 개구를 갖는 베이트 플레이트 상에 배치되고, 이 베이스 플레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태에서 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 마스크 인장 유지수단이, 제2마스크의 단부를 유지함과 더불어 베이스 플레이트에 대하여 이동가능한 슬라이더와, 슬라이더를 베이스 플레이트에 대하여 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은 베이스 플레이트의 개구가, 제1마스크의 윈도우 전역을 덮는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 베이스 플레이트에 횡방향으로 연장되는 복수의 개구가 형성되고, 각 개구의 종방향 길이는, 제1마스크의 윈도우의 종방향 길이에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 베이스 플레이트가, 종방향의 양단부에 제2마스크를 고정하는 고정영역을 갖고, 한쪽 고정영역의 내측에, 횡방향으로 연장되는 슬릿이 형성되며, 이 한쪽의 고정영역을 미리 내측으로 변형시킴으로써 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태에서 유지하는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

본 발명은, 슬릿의 양단에, 종방향으로 연장되는 노치(notch)를 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치이다.

이들의 구성에 의해, 본 발명의 마스크장치는 다수의 유효 마스크부를 구비하기 때문에, 모든 유효 마스크부를 덮는 크기의 기판을 배치하여 증착을 행함으로써 다면부착을 행할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태, 즉 슬릿의 길이 방향으로 잡아당긴 상태를 하고 있으므로, 극히 미세한 슬릿을 미세한 간격으로 배치한 고정밀의 미세한 마스크이어도, 슬릿을 곧은 상태이면서 소정의 피치로 유지할 수 있어, 목적으로 하는 고정밀의 미세한 패턴을 기판 상에 형성할 수 있다.

이 구성의 마스크 인장 유지수단에서는, 제2마스크의 단부를 슬라이더에 고정하고, 그 슬라이더를 이동수단에 의해 제2마스크를 잡아당기는 방향으로 이동시킴으로써, 제2마스크를 잡아당긴 상태로 유지할 수 있어, 간단한 조작으로 스크린부의 다수의 슬릿을 곧은 상태이면서 소정의 피치로 유지할 수 있다. 여기서 제2마스크를 베이스 플레이트에 고정하는 고정측 고정수단 및 슬라이더에 고정하는 이동측 고정수단의 구체적 구조는 임의이고, 예컨대, 스폿 용접(spot-welding)에 의한 것, 제2마스크를 끼워 붙여서 고정하는 구조인 것, 제2마스크에 핀 등을 통해 고정하는 구조인 것 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 레이저를 이용한 스폿 용접에 의한 것이 간단히 고정작업을 행할 수 있음과 더불어 필요한 고정 강도를 확보할 수 있기 때문에 바람직하다.

이동수단으로서는, 나사 등을 이용하여 슬라이더를 원하는 양 만큼 이동시키는 구성인 것 이어도 좋지만, 슬라이더에 베이스 플레이트로부터 떨어지는 방향의 탄력을 작용시키는 탄성수단을 이용하는 것이 바람직하다. 이 구성으로 하면, 제2마스크에 항상 일정한 인장력을 작용시킬 수 있어, 슬릿의 위치 정밀도를 한층 높일 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 마스크 인장 유지수단의 다른 예로서, 상기 베이스 플레이트의 종방향 양단부에 각각 상기 제2마스크를 고정하는 고정영역을 형성하고, 그 고정영역에서, 마스크 인장 유지수단을 구성하는 경우를 들 수 있다. 이 경우에는, 베이스 플레이트 양단의 고정영역에, 제2마스크를, 그것에 종방향의 인장력을 작용시킨 상태에서 고정함으로써, 상기 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태로 유지할 수 있다. 이 경우, 한쪽의 고정영역의 내측에 횡방향으로 연장되는 슬릿을 형성해 두는 것이 바람직하다. 이 구성으로 하면, 슬릿의 외측의 고정영역이 탄성변형 가능하게 되므로, 제2마스크의 설치 시에, 이 고정영역을 바이스(vice) 등에 의해 내측에 소정의 가압력으로 탄성변형시켜 둘 수 있다. 그 상태에서 제2마스크를 고정영역에 소정의 인장력을 가한 상태에서 고정하고, 그 후, 바이스 등의 구속을 해제함으로써, 제2마스크에 작용하고 있는 인장력을 용이하게 원하는 값으로 조정할 수 있다. 또한, 슬릿을 설치해 두면, 제1마스크의 고정영역을 슬릿의 내측으로 하고, 제2마스크의 고정영역을 슬릿의 외측으로 할 수 있으며, 이와 같이, 제1마스크의 고정영역과 제2마스크의 고정영역을 슬릿에 의해 분리함으로써, 제2마스크의 고정영역의 변형이 제1마스크의 고정영역에 영향을 주지 않게 되고, 이 때문에, 제1마스크에 일그러짐이 생기는 일 없이, 항상 고정밀의 미세한 패턴을 기판상에 형성할 수 있다.

여기서, 상기 슬릿의 양단에, 베이스 플레이트의 종방향이면서 적어도 베이 스 플레이트의 단부를 향해 연장되는 노치를 형성해 두는 것이 바람직하다. 이와 같이 노치를 형성해 두면, 그 노치와 베이스 플레이트의 단부에 끼워진 영역의 강도가, 슬릿과 베이스 플레이트의 단부에 끼워진 영역(제2마스크의 고정영역)의 강도보다도 작게 된다. 이 때문에, 제2마스크의 고정영역을 내측으로 변형시켜서 제2마스크를 고정할 때, 주로 노치에 변형이 집중되어, 제2마스크의 고정영역은 직선성을 가진 상태인 채로 변위된다. 이 때문에, 그 고정영역에 고정된 제2마스크에 일그러짐이 생기지 않는다는 이점을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 진공증착용 다면부착 마스크장치의 주요부품을 나타낸 도면,

도 2는 도 1에 나타낸 다면부착 마스크장치를, 제2금속마스크 및 기판을 설치하지 않은 상태에서 나타낸 개략 평면도,

도 3은 도 2에 나타낸 장치를 화살표 A-A 방향에서 본 개략 단면도,

도 4는 도 1에 나타낸 다면부착 마스크장치를, 제2금속마스크를 설치한 상태에서 나타낸 개략 평면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공증착용 다면부착 마스크장치의 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공증착용 다면부착 마스크 장치의 주요 부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도,

도 7은 본 발명의 제2실시의 형태에 따른 진공증착용 다면부착 마스크장치의 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도,

도 8은 도 7에 나타낸 다면부착 마스크장치를 조립하여 가는 순서를 나타낸 개략 사시도,

도 9는 조립상태의 다면부착 마스크장치를 베이스 플레이트에서 본 개략 저면도,

도 10은 도 9의 A-A선에서 본 개략 단면도 및 도 9의 B-B선에서 본 개략 단면도,

도 11은 본 발명의 다른 실시예를, 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도,

도 12는 도 11에 나타낸 실시예를, 조립한 상태에서, 동시에 베이스 플레이트 측에서 보아 나타낸 개략 저면도,

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를, 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도,

도 14는 도 13에 나타낸 실시예의 베이스 플레이트의 개략 평면도,

도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를, 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도,

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를, 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 평면도,

도 17은 유기 EL소자를 나타낸 도면,

도 18은 스크린부를 갖는 금속마스크를 나타낸 도면,

도 19는 스크린부를 갖는 금속마스크를 나타낸 도면이다.

제1 실시형태

이하, 도면에 나타낸 본 발명의 적합한 실시예를 설명한다. 도 1의 (a)는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유기 EL소자의 제조에서 이용되는 진공증착용 다면부착 마스크장치의 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도, 도 1의 (b)는 그 다면부착 마스크 장치를 조립한 상태에서 나타낸 개략 사시도이다. 도 1의 (c)는 그 다면부착 마스크장치에 이용되는 제2금속마스크의 스크린부의 일부를 확대하여 나타낸 개략 단면도, 도 2는 도 1에 나타낸 다면부착 마스크장치를, 제2금속마스크 및 기판을 설치하지 않은 상태에서 나타낸 개략 평면도, 도 3은 도 2에 나타낸 장치를 화살표 A-A 방향에서 본 개략 단면도, 도 4는 그 다면부착 마스크 장치를, 제2금속마스크를 설치한 상태에서 나타낸 개략 평면도이다. 전체를 참조부호 11로 나타낸 다면부착 마스크장치는, 크게 나누면, 제1금속마스크를 겸한 베이스 플레이트(12;제1금속마스크)와, 제2금속마스크(13), 마스크 인장 유지수단(14) 및, 기판 클램프 수단(15)등을 구비하고 있다. 이하, 각 부품을 설명한다.

베이스 플레이트(12)는, 후술하는 바와 같이, 그 위에 제2금속마스크(13)를 장력을 가한 상태에서 설치하면서, 그 위에 증착해야할 기판(17)을 유지시킬 수 있는 강도를 갖춘 것으로, 증착범위를 규제하는 윈도우(18)를 복수개(도면의 실시예에서는 24면) 구비하고 있다. 윈도우(18)의 크기는 형성해야 할 유기 EL소자의 크기에 따라 적절히 정하는 것으로, 예컨대, 길이 60mm, 폭 40mm로 한다.

제2금속마스크(13)는 두께가 30㎛~100㎛ 정도인 것에 니켈 합금, 스테인레스강 등의 금속판으로 형성되는 것으로, 중앙에 다수의 미세한 슬릿[13a;도 1의 (c) 참조]를 미소간격으로 평행하게 배열한 스크린부(13A)와, 그 양단의 유지부(13B,13B)를 구비하고 있다. 각 슬릿(13a)은 제2금속마스크(13)의 종방향(Y 방향)으로 연장되고, 각 슬릿(13a)은 횡방향(X 방향)으로 소정 간격을 두고 배치되어 있다. 스크린부(13A)의 크기는 베이스 플레이트(12)에 형성되어 있는 복수의 윈도우(18)를 덮을 수 있는 크기로 하고 있다.

또한, 스크린부(13A)에 형성하는 슬릿(13a)의 폭 및 피치는, 형성해야 할 유기 EL소자의 원하는 화소수에 따라 적절히 정하는 것으로, 예컨대, 슬릿(13a)의 폭 w를 60㎛, 슬릿(13a)을 형성하는 금속부(13b)의 폭 d(최대폭)을 120㎛로한다. 금속부(13b)의 단면형상은 단순한 구형(矩形)이어도 되지만, 본 실시예에서는 도 1의 (c)에 단면을 확대하여 나타낸 바와 같이, 사다리꼴 형상으로 해서, 한쪽의 개구(도면에서는 하측의 개구)를 다른쪽의 개구보다도 크게 하고 있다. 이 구성으로 함으로써, 제2금속마스크(13)의 위에 기판(17)을 배치하여 증착할 때에, 증기가 넓은 측의 개구로부터 진입해서, 기판(17)에 균일하게 증착한다는 이점을 얻을 수 있다.

도 1에 있어서, 스크린부(13A)의 양측에는, 양단의 유지부(13B,13B)를 연결하는 서포트부(13c,13c)가 형성되어 있다. 이 서포트부(13c,13c)는 스크린부(13A)를 보강하기 위해 설치된 것이다. 즉, 스크린부(13A)는 다수의 금속부(13b)를 갖춘 구성이지만, 금속부(13b)는 극히 좁기 때문에, 스크린부(13A)의 강성이 극히 낮아, 스크린부(13A)만으로는 취급이 곤란하게(곧 변형되어 불량품이 되어 버린다) 되므 로, 그 양측에 서포트부(13c)를 형성하여 보강하고 있다. 서포트부(13c)의 폭은, 넓은 만큼 보강효과는 커지지만, 너무 넓게 하면, 제2금속마스크(13)를 잡아당겨 슬릿을 정렬시킬 때에 필요로 하는 장력을 극히 크게 하지 않으면 않되어, 작업성이 나빠진다. 이들을 고려하여, 서포트부(13c)의 폭은, 2~5mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 결과, 제2금속마스크(13)의 스크린부(13A)는 제2금속마스크(13)의 횡방향 거의 전영역에 서포트부(13c)를 남기고 배치된다.

또한, 베이스 플레이트(12)의 윈도우(18)와 제2금속마스크(13)의 스크린부(13A)에 의해 유효 마스크(18a)가 형성되고, 도 1에 나타낸 바와 같이 스크린부(13A)는 종방향(Y 방향)에 따라 복수의 유효 마스크부(18a)를 넘어 연장되어 있다. 또한 윈도우(18)는 유효 마스크부(18a)에 대응하는 형상을 갖추고 있다.

도 1 ~ 도 4에 있어서, 마스크 인장 유지수단(14)은, 제2금속마스크(13)의 일단의 유지부(13B)를 베이스 플레이트(12)에 고정하는 고정측 마스크 클램프(20) 및 볼트(21)와, 베이스 플레이트(12)의 윈도우(18)를 형성하고 있는 영역에 관하여 고정측 마스크 클램프(20)와는 반대측에 배치되어, 고정측 마스크 클램프(20)로부터 멀어지는 방향 및 근접하는 방향으로 이동가능한 슬라이더(23), 베이스 플레이트(12)에 고정되어, 슬라이더(23)를 이동 가능하게 유지한 가이드 로드(24), 슬라이더(23)에 제2금속마스크(13)의 타단의 유지부(13B)를 고정하는 이동측 마스크 클램프(25) 및 볼트(26) 및, 고정측 마스크 클램프(20)와 이동측 마스크 클램프(25)로 유지된 제2금속마스크(13)에 원하는 장력을 부여하도록 슬라이더(23)를 고정측 마스크 클램프(20)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동수단(28)을 구비하고 있다.

이동수단(28)은, 베이스 플레이트(12)에 고정된 지지봉(29)과, 그 지지봉(29)에 유지되어, 베이스 플레이트(12)와 슬라이더(23)의 사이에 배치된 압축코일 스프링(30)으로 이루어진 탄성수단을 갖추고 있다. 가이드로드(24)의 선단에는, 슬라이더(23)의 빠짐 방지용 스톱퍼(32;stopper)가 설치되어 있다. 기판 클램프 수단(15)은, 기판(17)을 베이스 플레이트(12)에 눌러 붙여서 고정하는 기판 클램프(34) 및 볼트(35)를 구비하고 있다.

다음으로, 상기 구성의 다면부착 마스크장치(11)를 이용하여 기판에 진공증착을 행하는 동작을 설명한다. 베이스 플레이트(12)에 제2금속마스크(13)를 설치하지 않은 상태에서, 바이스 등으로 슬라이더(23)를 압축코일 스프링(30)을 압축시키는 방향으로 이동시켜 유지한다. 다음으로, 제2금속마스크(11)를 베이스 플레이트(12) 상에 두고, 스크린부(13A)를 전체 윈도우(18)를 덮는 위치에 배치하면서 윈도우(18)에 대해 위치결정한다. 그 상태에서, 제2금속마스크(13)의 일단을 고정측 마스크 클램프(20)로 베이스 플레이트(15)에 고정하고, 타단을 이동측 마스크 클램프(25)에 의해 슬라이더(23)에 고정한다. 그 후, 바이스를 개방하여, 슬라이더(23)를 자유롭게 이동할 수 있게 한다. 이에 의해, 압축코일 스프링(30)이 슬라이더(23)를 바깥쪽을 향해 밀어 이동시켜 제2금속마스크(13)에 균일한 텐션(tension)을 가한다. 이렇게 하여, 제2금속마스크(13)는 균일한 장력으로 잡아 당겨진 상태가 되어, 스크린부(13A)의 다수의 슬릿(13a)이 곧으면서 일정 피치로 병렬된 상태로 유지된다. 여기서, 스크린부(13A)를 전체 윈도우(18)를 덮은 전영역 에 형성하고, 윈도우(18)를 덮는 전영역에 균등하게 다수의 슬릿(13a)을 형성하고 있기 때문에, 스크린부(13A)에 슬라이더(23)에 의해 장력을 부여함으로써, 스크린부(13A)의 각 금속부(13b)에 극히 균일하게 장력을 부여할 수 있다. 이 때문에 슬릿 정밀도를 유지할 수 있다. 역시, 베이스 플레이트(12)의 각 윈도우(18)에 스크린부(13A)를 배치하기 위해서는, 제2금속마스크로서, 도 19에 나타낸 바와같이, 각 윈도우(18)에 대응하는 부분에만 스크린부(40A)를 형성한 제2금속마스크(40)를 이용하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이 구성의 제2금속마스크(40)를 이용하면, 1장의 금속마스크 내에 강성이 작은 스크린부(40A)와 강성이 큰 칸막이부(40B)가 혼재하기 때문에, 전체 스크린부(40A)에 균일하게 장력을 가하는 것이 곤란하게 되어, 스크린부(40A)에 일그러짐을 생기게 하기 쉬워, 슬릿 정밀도의 확보가 곤란하게 된다. 이에 대해, 본 실시예에서 이용하는 제2금속마스크(13)는 횡방향의 넓은 범위에 균일하게 스크린부(13A)를 형성했기 때문에, 이 결점을 해소해서 슬릿 정밀도를 용이하게 확보할 수 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스 플레이트(12)에 제2금속마스크(13)를 부착하면서 장력을 부여한 후, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제2금속마스크(13)상에 증착해야 할 기판(17)을 얼라인먼트(alignment)를 취하며 설치하고, 이어서 기판용 클램프(34)로 기판(17)을 베이스 플레이트(12) 및 제2금속마스크(13)에 고정한다. 이상에 의해, 제2금속마스크(13)가 다수의 슬릿(13a)을 소정의 형상으로 유지한 상태에서 기판(17) 표면에 배치되며, 더욱이 그 표면에 다수의 윈도우(18)를 갖춘 베이스 플레이트(12)가 배치되게 된다. 그 후, 베이스 플레이트(12)에 제2금속마스크(13) 및 기판(17)을 설치한 상태에서, 전체를 증착기에 넣어 윈도우(18)를 증발원을 향해 세트하고, 증착을 행한다. 이상에 의해, 각 윈도우(18)에 대응하는 기판(17)의 표면에, 제2금속마스크(13)의 슬릿에 대응하여 증착이 행해지고, 다면을 취함으로써 고정밀의 미세한 패터닝이 행해진다.

상기 실시예에서는, 베이스 플레이트(12)에, 증착범위를 규제하는 다수의 윈도우(18)를 형성하고, 그 베이스 플레이트 자체를 제1금속마스크로서 사용하고 있지만, 본 발명은 그 구성에 한정되지 않고, 증착범위를 규제하는 다수의 윈도우를 형성하는 제1금속마스크를 베이스 플레이트와는 다른 부품으로서 작성하여, 베이스 플레이트에 스폿 용접, 나사 정지 등으로 고정하는 구성으로 해도 된다.

도 5는 그 경우의 실시예를 나타낸 개략 사시도이다. 본 실시예에서는 베이스 플레이트(12A)와는 별도로 증착범위를 규제하는 복수의 윈도우(18)를 갖춘 제1금속마스크(12B)를 사용하고 있다. 그리고, 베이스 플레이트(12A)에는 제1금속마스크(12B)에 형성하고 있는 전체 윈도우(18)를 덮는 전체 영역에 큰 개구(45)를 형성하고 있다. 그 베이스 플레이트(12A)의 상에 제1금속마스크(12B)를 겹치고, 스폿 용접 혹은 나사 정지 등에 의해 고정하여 사용한다. 여기서 사용하는 제1금속마스크(12B)는 베이스 플레이트(12A)에 비해 훨씬 얇은 금속판, 예컨대, 두께 200~300㎛ 정도의 금속판으로 형성한다. 그 외의 구성은 도 1~도 4의 실시예와 동일하다. 본 실시예에서는, 다수의 윈도우(18)를 얇은 금속판제의 제1금속마스크(12B)에 형성하면 좋으므로, 도 1~도 4의 실시예에서와 같이 베이스 플레이트(12)에 형성하는 경우에 비해, 제조가 용이하게 되는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 도 5의 실시예에서는, 베이스 플레이트(12A)에 전체 윈도우(18)를 노출시킬 수 있는 큰 1개의 개구(45)를 형성하고 있지만, 이 개구(45)는 복수개로 분할하는 구성으로 해도 된다. 도 6은 그 경우의 실시예를 나타내는 것이고, 베이스 플레이트(12C)에는, 4개의 긴 개구(46)를 형성하고, 각 개구(46)의 사이에 칸막이부(47)를 남겨두고 있다. 그 이외의 구성은 도 5의 실시예와 동일하다. 본 실시예에서, 베이스 플레이트(12C)의 칸막이부(47)가 제1금속마스크(12B)를 지지하므로, 제1금속마스크(12B)의 휨을 억제할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

또한 각 개구(46)의 종방향(Y 방향)의 길이를 윈도우(18)의 종방향의 길이에 일치시켜도 되지만, 각 개구(46)의 종방향의 길이는 윈도우(18)의 종방향의 길이보다 약간 큰 편이 바람직하다.

이상에서 설명한 실시예에는, 모두 제2금속마스크(13)에 적당한 장력을 부여하기 위해, 그 제2금속마스크(13)의 일단을 고정한 슬라이더(23)를 압축코일 스프링(30)으로 누르는 구성으로 하고 있지만, 그 대신에 인장 스프링이나 판 스프링을 이용해도 된다. 또한, 슬라이더(23)를 이동시키기 위해서는 스프링을 이용하는 대신 볼트를 이용해도 된다. 더욱이, 제2금속마스크(13)를 고정측 마스크 클램프(20)로 베이스 플레이트(12,12A,12C) 등에 고정하고 있지만, 그 대신 스폿 용접 등에 의해 고정해도 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 마스크 장치는, 증착범위를 규제하는 복수의 윈도우를 갖춘 제1금속마스크와, 상기 복수의 윈도우를 덮는 크기의 영역에 복수의 미세한 슬릿을 미소 간격으로 평행하게 배열한 구성의 스크린부와 그 양단 의 유지부를 갖춘 제2금속마스크가 서로 겹쳐 구성된다. 그 제2금속마스크는 상기 슬릿의 긴쪽 방향으로 잡아당긴 상태에서 세트 가능한 구성으로 되어 있으므로, 유기 EL소자 제조에서의 진공증착 공정에 있어서, 극히 미세한 슬릿을 미세한 간격으로 배치한 고정밀의 미세한 마스크이어도, 슬릿을 곧은 상태이면서 소정의 피치로 유지한 상태에서 기판표면에 다면배치할 수 있다. 이 때문에 진공증착에 의해 고정밀의 미세한 패턴을 기판상에 다면부착으로 생산성 좋게 형성할 수 있다는 효과를 갖고 있다.

제2실시형태

이하, 도면에 나타낸 본 발명의 적절한 실시예를 설명한다. 도 7은 본 발명의 1실시예에 따른 진공증착용 다면부착 마스크장치의 주요부품을 분해하여 나타낸 개략 사시도, 도 8의 (a), (b), (c)는 그 다면부착 마스크장치를 조립해 가는 순서를 나타낸 개략 사시도, 도 9는 조립 상태의 다면부착 마스크장치를 베이스 플레이트 측에서 본 개략 저면도, 도 10의 (a), (b), (c)는 각각 도 9의 A-A선에서 본 개략 단면도, B-B선에서 본 개략 단면도, (b)와 동일부분을 슬릿이 유효 마스크부의 외측으로 연장되어 있는 상태를 나타낸 도면이다. 전체를 참조부호 111로 나타낸 다면부착 마스크장치는, 크게 나누면, 베이스 플레이트(112)와, 제1금속마스크(113), 제2금속마스크(114) 및, 마스크 인장 유지수단(115)을 갖추고 있다. 이하, 각 부품을 설명한다.

베이스 플레이트(112)는 후술하는 바와 같이, 그 위에 제1금속마스크(113)와 제2금속마스크(114)를 장력을 가한 상태에서 설치하면서, 그 위에 증착해야할 기판(117)을 유지시킬 수 있는 강도를 갖춘 것이다. 또한 베이스 플레이트(112)와, 제1금속마스크(113)와 제2금속마스크(114)에 의해 형성되는 복수의 유효 마스크부(118)의 전부를 노출시킬 수 있는 크기의 개구(120)를 갖추고 있다.

제1금속마스크(113)는 두께가 50~200㎛ 정도의 42합금, 인바(invar)재 등의 금속판으로 형성되는 것으로, 형성해야 할 소정 크기의 유효 마스크부(118;도 9 참조)와 거의 같은 크기의 윈도우(121)를 종횡으로 복수개씩 배열한 형태를 갖추고 있고, 본 실시예에서는 전부 24개 형성하고 있다. 또한 본 명세서에 있어서 종방향(도 7의 Y-Y 방향)이란, 제2금속마스크(114)에 형성한 스크린부(123)의 슬릿에 평행한 방향을 가르키고, 횡방향(도 7의 X-X 방향)은 그것에 직각인 방향을 가르키는 것으로 한다. 각 윈도우(121)의 횡방향의 양측에 위치하는 측면 가장자리(121a,121a)는 유효 마스크부(118)의 양측의 측면 가장자리로서 작용하는 것이고, 따라서 윈도우(121)의 횡방향의 크기는 형성해야 할 유효 마스크부(118)에서 요구되는 횡방향의 크기와 동일하게 설정되어 있다. 한편, 각 윈도우(121)의 종방향의 양단에 위치하는 가장자리(121b,121b)는 유효 마스크부(118)의 양단의 가장자리를 형성하는 것이어도, 그 가장자리 보다 외측에 위치하여 가장자리를 형성하지 않는 것이어도 좋다. 따라서, 윈도우(121)의 종방향의 크기는 형성해야 할 유효 마스크부(118)에 요구되는 크기와 동일하든지 혹은 보다 크게 설정되면 되고, 본 실시예에서는 유효 마스크부(118)에서 요구되는 치수보다 약간 크게 설정되어 있다. 유효 마스크부(118)의 구체적인 크기는 형성해야 할 유기 EL소자의 크기에 따라 적절히 정하는 것으로, 예컨대, 길이(종방향) 60mm, 폭(횡방향) 40mm 정도로 한 다. 제1금속마스크(113)의 윈도우(121) 형성 영역의 종방향의 양단에는 제1금속마스크(113)를 베이스 플레이트(112)에 고정, 유지시키기 위한 유지부(113a)와, 더욱이 그 외측의 보조유지부(113b)와, 유지부(113a)와 보조유지부(113b)의 사이에 형성된 용용이절단선(113c)이 설치되어 있다. 이 용이절단선(113c)은 보조유지부(113b)를 유지부(113a)에 대해 절곡함으로써, 용이하게 당겨 잘라낼 수 있도록 설치한 것으로, 구체적으로는 V자 단면, U자 단면등의 홈 이라든지, 작은 구멍의 연결배치 등으로 형성된다.

제2금속마스크(114)는 두께가 30㎛~100㎛ 정도의 스테인레스강 등의 금속판으로 형성되는 것이다. 제2금속마스크(114)의 횡방향으로 거의 전폭에 걸쳐서 연장되는 띠 형상의 영역에, 다수의 종방향(도 7의 Y-Y 방향)으로 연장되는 미소한 슬릿(123b)을 미소간격으로 배열한 구성의 스크린부(123)가 설치되어 있다. 스크린부(123)의 슬릿(123b)은 횡방향(X-X 방향)으로 미소간격을 두고 배열되며, 스크린부(123)는 종방향으로 간격을 두고 복수개 설치되어 있다. 본 실시예에서는 4개의 스크린부(123)를 설치하고 있고, 각각의 스크린부(123)는 제1금속마스크(113)에 횡방향으로 6개 씩 형성되어 있는 윈도우(121)의 각 열에 겹치도록 형성되어 있다. 스크린부(123)의 종방향(Y-Y 방향)의 크기는, 형성해야 할 유효 마스크부(118)의 종방향의 크기와 동일하게 설정하고 있고, 그 때문에 스크린부(123)의 종방향의 양단에 위치하는 가장자리(123a,123a)는 형성해야할 소정 크기의 유효 마스크부(118;도 9 참조)의 종방향의 양단의 가장자리로서 작용한다. 즉, 도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제2금속마스크(114)의 스크린부(123)의 가장자리(123a)는 제2금속마스크(113)의 윈도우(121)의 가장자리(121b)보다도 유효 마스크부(118)의 중심측으로 나와 있고, 유효 마스크부(118)에 의한 증착범위를 정하는 가장자리로서 작용하고 있다.

스크린부(123)에 형성하는 슬릿의 폭 및 피치 등은 형성해야 할 유기 EL소자의 원하는 화소수에 따라 적절히 정하는 것으로, 예컨대, 도 10의 (a)에 확대하여 나타낸 바와 같이, 슬릿(123b)의 폭 w를 60㎛, 슬릿(123b)을 형성하는 금속부(123c)의 폭 d(최대폭)을 120㎛로 한다. 금속부(123c)의 단면형상은 단순한 구형이어도 좋지만, 본 실시예에서는 사다리꼴 형상으로 해서 한쪽의 개구(도면에서는 하측의 개구)를 다른쪽의 개구보다도 크게 하고 있다. 이 구성으로 함으로써, 제2금속마스크(114)의 위에 기판(117)을 배치하여 증착할 때에, 증기가 넓은 측의 개구로부터 진입하여 기판(117)에 균일하게 증착한다는 이점을 얻을 수 있다. 또한, 스크린부(123)에 겹친 제1금속마스크(113)의 윈도우(121)의 횡방향 크기는 양측의 측면 가장자리(121a)의 제2금속마스크(114)의 금속부(121c) 하측평면에 겹칠 수 있도록 형성되어 있고, 제1금속마스크(113)와 제2금속마스크(114)를 겹칠 때에는 도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이 윈도우(121)의 측면 가장자리(121a)가 금속부(123c)의 하측의 평면에 겹쳐진 위치로 해둔다. 이에 따라, 윈도우(121)내에 위치하는 모든 슬릿(123b)을 그 전체 폭 w가 증착에 유효하게 이용되도록 할 수 있다.

도 7에 있어서, 제2금속마스크(114)의 스크린부(123) 형성영역의 종방향 양측에는 제2금속마스크(114)를 베이스 플레이트(112) 및 슬라이더(자세한 것은 후 술)에 고정, 유지시키기 위한 유지부(114a)와, 더욱이 그 외측의 보조유지부(114b)와, 유지부(114a)와 보조유지부(114b)의 사이에 형성된 용이절단선(114c)이 설치되어 있다. 이 용이절단선(114c)은 보조유지부(114b)를 유지부(114a)에 대하여 절곡함으로써, 용이하게 잡아당겨 절단할 수 있도록 설치한 것이다. 또한, 띠 형상으로 형성되어 있는 스크린부(123)의 양측에는 양측의 유지부(114a,114a)를 연결하는 서포트부(114d)가 형성되어 있다. 이 서포트부(114d)는 스크린부(123)를 보강하기 위해 설치한 것이다. 즉, 스크린부(123)는 다수의 금속부(123b)를 갖춘 구성이지만, 금속부(123b)는 극히 좁기 때문에, 스크린부(123)의 강성이 극히 낮아, 스크린부(123) 만으로는 취급이 곤란하게 되는(바로 변형되어 불량품이 되어 버린다) 경우가 많으므로, 그 양측에 서포트부(114d,114d)를 형성해 보강하고 있다. 서포트부(114d)의 폭은 넓을수록 보강효과는 커지나, 너무 넓게하면, 제2금속마스크(114)를 잡아당겨 슬릿을 정렬시킬 때에 필요한 장력을 극히 크게 하지 않으면 않되어, 작업성이 나빠지게 된다. 이들을 고려하여 서포트부(114d)의 폭은 2~5mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 보강의 필요가 없으면, 서포트부(114d)는 생략해도 된다[스크린부(123)를 제2금속마스크(114)의 전폭에 걸쳐 형성하면 좋다].

도 7~도 9에 있어서, 마스크 인장 유지수단(115)은 제2금속마스크(114)의 일단의 유지부(114a)를 베이스 플레이트(112)에 고정하는 고정측 고정수단(125;본 실시예에서는 스폿 용접)과, 베이스 플레이트(112)의 개구(120)를 형성하고 있는 영역에 관해 고정측 고정수단(125)과는 반대측에 배치되고, 고정측 고정수단(125)으 로부터 멀어지는 방향 및 근접하는 방향으로 이동가능한 슬라이더(126)와, 베이스 플레이트(112)에 고정되고, 슬라이더(126)를 이동가능하게 유지하는 가이드로드(127)와, 슬라이더(126)에 제2금속마스크(114)의 타단의 유지부(113a)를 고정하는 이동측 고정수단(128;본 실시예에서는 스폿 용접) 및, 고정측 고정수단(125)과 이동측 고정수단(128)으로 유지된 제2금속마스크(114)에 원하는 장력을 부여하도록 슬라이더(126)를 고정측 고정수단(125)으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동수단(130) 등을 갖추고 있다. 이동수단(130)은 베이스 플레이트(112)에 고정된 지지봉(131)과, 그 지지봉(131)에 유지되고, 베이스 플레이트(112)와 슬라이더(126)의 사이에 배치된 압축 코일 스프링(132)으로 이루어진 탄성수단을 갖추고 있다. 가이드로드(127)의 선단에는, 슬라이더(126)의 빠짐방지용 스톱퍼(134)가 설치되어 있다.

다음에, 상기 구성의 다면부착 마스크장치(111)를 이용하여 기판에 진공증착을 행하는 동작을 설명한다. 먼저, 제1금속마스크(113)의 양단의 보조유지부(113b,113b)를 적당한 도구로 잡아서 잡아당기고, 제1금속마스크(113)를 일그러짐이나 휨이 거의 없는 평탄한 상태로 하며, 그 상태에서 베이스 플레이트(112) 상의 소정 위치에 실어, 양단의 유지부(113a,113a)를 스폿 용접(136;도 8 참조)에 의해 베이스 플레이트(112)에 고정한다. 그 후, 외측의 보조유지부(113b,113b)를 용이절단선(113c)이 있는 곳에서 잘라내어 제거한다. 또한, 제1금속마스크(113)를 두꺼운 금속으로 형성한 것 등에 의해, 장력을 가하지 않고도 일그러짐이나 휨이 없는 상태로 할 수 있는 경우에는, 당연히 장력을 가할 필요 는 없다. 또한, 그 때에는 보조유지부(113b,113b)나 용이절단선(113c,113c) 등은 생략해도 된다.

다음에, 베이스 플레이트(112)에 제2금속마스크(114)를 설치하기 전에, 바이스 등으로 슬라이더(126)를 압축 코일 스프링(132)을 압축시키는 방향으로 이동시키고, 그 상태로 유지해 둔다. 그리고, 제2금속마스크(114)의 양단의 보조유지부(114b,114b)를 적당한 도구로 잡아서 잡아당겨서, 제2금속마스크(114)를 일그러짐이나 휨이 거의 없는 평탄한 상태로 하며, 그 제2금속마스크(114)를 베이스 플레이트(112) 및 제1금속마스크(113)의 위에 두어, 스크린부(123)를 전체 윈도우(121)를 덮는 위치에 배치하면서 윈도우(121)에 대해서 위치 결정하고, 한쪽의 유지부(114a)를 베이스 플레이트(112)에 스폿 용접(125;도 8 참조)에 의해 고정하며, 다른 쪽의 유지부(114a)를 슬라이더(126)에 스폿 용접(128)으로 고정한다. 그 후, 외측의 보조유지부(114b,114b)를 용이절단선(114c)이 있는 곳으로부터 잘라내어 제거하고, 이어서 바이스를 개방하여 슬라이더(123)를 이동이 자유롭게 한다. 이에 의해, 압축 코일 스프링(132)이 슬라이더(126)를 바깥쪽을 향해 눌러 이동시키고, 제2금속마스크(114)에 종방향으로, 즉 도 8(b)에 화살표 F로 나타낸 방향으로, 균일한 텐션을 가한다. 이렇게 하여, 제2금속마스크(114)는 슬릿에 평행방향으로 균일한 장력으로 잡아당겨진 상태로 되어, 스크린부(123)의 다수의 슬릿이 곧으면서 일정 피치로 나란한 상태로 유지된다. 여기서, 스크린부(123)를 제2금속마스크(114)의 횡방향으로 거의 전체 폭에 걸쳐 연장되는 띠 형상의 영역에 형성하고, 전체 영역에 균등하게 다수의 슬릿을 형성하고 있으므로, 스크린부(123)에 슬 라이더(126)에 의해 장력을 부여함으로써, 스크린부(123)의 각 금속부(123c;도 10 참조)에 극히 균일하게 장력을 부여할 수 있고, 이 때문에 슬릿 정밀도를 유지할 수 있다. 또한, 제1금속마스크(113)에 형성하고 있는 각 윈도우(121)에 스크린부(123)를 겹치게 하는데에는, 제2금속마스크로서 도 19에 나타낸 바와 같이, 각 윈도우에 대응하는 부분에만 스크린부(40A)를 형성한 제2금속마스크(40)를 이용하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 구성의 제2금속마스크(40)를 이용하면, 1매의 금속마스크 내에 강성이 작은 스크린부(40A)와 종횡의 양쪽으로 연장되는 강성이 큰 칸막이부(40B)가 많이 혼재하기 때문에, 전부의 스크린부(40A)에 균일하게 장력을 가하는 것이 곤란하여, 스크린부에 일그러짐을 발생시키기 쉬워 슬릿 정밀도의 확보가 곤란하게 된다. 이에 대해, 본 실시예에 이용하는 제2금속마스크(114)는 거의 전폭에 걸치는 띠 형상의 영역에 균일하게 스크린부(123)를 형성하면서 각 스크린부(123,123)의 사이에는 슬릿이 없는 강성이 큰 칸막이부(114e)가 횡방향으로 배치된 구조이므로, 이 결점을 해소하여 슬릿 정밀도를 용이하게 확보할 수 있다.

이상과 같이 하여 베이스 플레이트(112)에 제1금속마스크(113)와 제2금속마스크(114)를 설치함으로써, 제1금속마스크(113)의 윈도우(121)와 제2금속마스크(114)의 스크린부(123)가 겹치는 위치에 유효 마스크부(118;도 9 참조)가 형성된다.

그 후, 도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제2금속마스크(114) 상에 증착해야 할 기판(117)을 얼라이먼트를 행하여 싣고, 이어서 기판용 클램프(140)로 기판(117)을 베이스 플레이트(112)에 고정한다. 이상에 의해, 기판(117)의 표면에 복수의 유효 마스크부(118)가 배치되는 것으로 된다. 그 후, 전체를 증착기에 넣어, 베이스 플레이트(112)를 증발원을 향해 세트하고 증착을 행한다. 이상에 의해, 도 10의 (a), (b)에 나타낸 바와 같이, 제1금속마스크(113)의 윈도우(121)에 인접하는 기판(117)의 표면에 제2금속마스크(114)의 슬릿(123b)을 통해 증착이 행해져 다면을 취하는 것으로 고정밀의 미세한 패터닝이 행해진다.

그런데, 본 실시예에서는 제1금속마스크(113)가 유효 마스크부(118)와 거의 같은 크기의 윈도우(121)를 형성하고 있기 때문에, 제2금속마스크(114)에 형성하는 스크린부(123)는 반드시 도 7에 나타낸 바와 같이 종방향으로 복수로 분할한 구조[스크린부(123,123)의 사이에 슬릿이 없는 칸막이부(114e)를 남긴 구조]에 한정되지 않고, 전체를 하나의 스크린부로 해도 된다고 생각된다. 그러나, 종방향과 나란히 있는 복수의 윈도우에 공통의 스크린부를 겹쳐서 유효 마스크부를 형성한 경우, 도 10의 (c)에 나타낸 바와 같이, 슬릿(123b)이 한개의 윈도우(121)로부터 인접하는 윈도우에 까지 통하는 구조로 된다. 이 구조로 증착조작을 행한 바, 증착용의 증기가 화살표 152로 나타낸 바와 같이, 제1금속마스크(113)의 윈도우(121)의 가장자리(121b)를 넘는 영역에 돌아 들어가는 현상이 발생하는 일도 생각할 수 있다. 이 돌아 들어가는 현상이 생기면, 증착범위의 경계가 흐릿해진다는 결점이 생긴다. 이에 대해, 본 발명에서는 스크린부(123)를 종방향으로는 적당한 간격을 두고 배치하고, 그 사이에 슬릿이 없는 칸막이부(114e)를 개재시킴으로써, 이 결점을 해소할 수 있어 양호한 증착을 행할 수 있다.

도 7~도 10에 나타낸 실시예는 제1금속마스크(113)에 각 유효 마스크부(118)에 대응하도록 윈도우(121)를 형성하고 있지만, 이 윈도우(121)를 종방향으로 이어진 형상으로 하는 것도 가능하다. 도 11, 도 12는 그 경우의 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시예에서는, 제1금속마스크(113A)가 윈도우(121A)를 갖추고, 이 윈도우(121A)는 형성하고자 하는 유효 마스크부(118)가 종방향으로 나란한 각 열에 대응하는 띠 형상의 영역에 형성되어 있다. 그 외의 구조는, 도 7~도 10에 나타낸 실시예와 마찬가지이다. 도 11, 도 12의 실시예에서는 제1금속마스크(113A)와 제2금속마스크(114)를 겹침으로써, 종방향으로 연장되는 긴 윈도우(121A)와, 횡방향으로 연장되는 긴 스크린부(123)가 교차하는 영역이 각각, 유효 마스크부(118)로 된다. 따라서, 본 실시예에서도 다면을 취함으로써 고정밀의 미세한 패터닝을 행할 수 있다. 또한 본 실시예에서는 스크린부(123)의 종방향의 양측의 가장자리(123a)가 유효 마스크부(118)의 종방향의 가장자리로서 작용하므로, 스크린부(123)의 종방향의 크기는 유효 마스크부(118)에서 요구되는 종방향의 크기와 동일하게 설정해 둔다.

이상에서 설명한 실시예에서는, 제2금속마스크(114)에 적절한 장력을 부여하기 위하여, 그 제2금속마스크(114)의 일단을 고정한 슬라이더(126)를 압축 코일 스프링(132)으로 누르는 구성으로 하고 있으나, 이 대신 인장 스프링이나 판 스프링을 이용하여도 된다. 또한 슬라이더(126)를 이동시키기 위해서는, 스프링을 이용하는 대신 볼트 등을 이용해도 된다.

도 13, 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다. 본 실시예에서 는 제2금속마스크(114)를 잡아당긴 상태로 유지하는 마스크 인장 유지수단으로서, 슬라이더(126)나 압축 코일 스프링(132)을 이용하는 대신 베이스 플레이트(112A)의 일부를 사용하는 구성으로 한 것이다. 즉, 본 실시예에서는 베이스 플레이트(112A)의 종방향의 양단부에 제2금속마스크(114)를 고정하기 위한 고정영역(153a,153b;예컨대, 스폿 용접으로 고정하는 경우는 그 스폿 용접을 행하는 영역)을 형성하고, 더욱이 한 쪽의 고정영역(153b)의 내측에 그 고정영역(153b)과 동등 또는 그 이상으로 횡방향으로 연장되는 슬릿(155)을 형성하면서 그 슬릿(155)의 양단에 베이스 플레이트(112A)의 종방향으로 동시에 슬릿에서 양측으로 연장되는 노치(156,156)를 형성하고 있다. 그리고, 제1금속마스크(113A)를 베이스 플레이트(112A)에 고정하기 위한 고정영역(158a,158b)은 제2금속마스크(114)의 고정영역(153a,153b)의 내측이면서 슬릿(155)의 내측에 배치하고 있다. 여기서, 슬릿(155)의 양단에 노치(156)를 설치한 것은 그 노치(156)와 베이스 플레이트의 단부에 끼워진 영역(161)의 강도를 슬릿(155)과 베이스 플레이트의 단부에 끼워진 고정영역(153b)의 강도보다도 작게 하기 위해, 그리고 그 노치(156)와 내측의 개구(120)에 끼워진 영역(163)의 강도를 슬릿(155)과 개구(120)에서 끼워진 고정영역(158b)의 강도 보다도 작게 하기 위함이다. 이 구성으로 함으로써, 후술하는 바와 같이 고정영역(153b)을 종방향으로 중앙을 향해 탄성변형시키는 경우, 주로 노치(156)의 외측의 영역(161)이 변형하고, 고정영역(153b)은 직선성을 유지한 상태인 채로 변위된다. 이 때문에, 고정영역(153b)에 고정된 제2금속마스크(114)에 일그러짐 등이 발생하지 않는다. 또한, 마찬가지로 후술하는 바와 같이, 제1금속마스크(113A)에 장력을 가한 상태에 서 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(158b)에 고정시킨 경우, 그 장력으로 고정영역(158b)이 잡아당겨져도 변형은 주로 영역(163)에 발생하게 되어, 제1금속마스크(113A)를 고정하는 고정영역(158b)은 직선성을 유지한 상태인 채로 변위된다. 이 때문에, 제1금속마스크(113A)에도 일그러짐 등이 발생하지 않는다. 또한, 제1금속마스크(113A)를 고정하는 고정영역(158b)의 강성이 커서, 제1금속마스크(113A)를 고정해도 거의 변위되지 않는 경우에는, 노치(156)는 슬릿(155)의 내측으로 연장될 필요가 없고, 슬릿(155) 보다도 외측에만 형성하면 된다. 그 이외의 구성은 도 11, 도12에 나타낸 실시예와 마찬가지이다.

본 실시예에서는, 먼저 제1금속마스크(113A)의 양단의 보조유지부(113b,113b)를 적당한 도구로 잡아서 잡아당겨, 제1금속마스크(113A)를 일그러짐이나 휨이 거의 없는 평탄한 상태로 하고, 그 상태에서 베이스 플레이트(112A) 상의 소정 위치에 싣고, 양단의 유지부(113a,113a)를 스폿 용접에 의해 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(158a,158b)에 고정한다. 그 후, 외측의 보조유지부(113b,113b)를 용이절단선(113c)이 있는 곳으로부터 잘라내어 제거한다. 다음에, 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(153b)에 바이스 등의 도구를 이용하여 내측으로 향하는 하중 P를 작용시켜 고정영역(153b)을 내측으로 탄성변형시킨다. 이 때, 슬릿(155)에 의해 고정영역(153b)이 제1금속마스크(113A)를 고정한 고정영역(158b)으로부터 분리되어 있으므로, 고정영역(153b)을 탄성변형시켜도, 그 내측의 고정영역(158b)이 영향을 받는 일은 없고, 이 때문에 고정영역(158b)에 고정한 제1금속마스크(113A)가 변형된다거나, 일그러진다거나 하는 일이 없게 된다. 고정 영역(153b)을 탄성변형시키는 조작과 병행하여, 제2금속마스크(114)의 양단의 보조유지부(114b,114b)를 적당한 도구로 잡아서 잡아당겨 제2금속마스크(114)에 원하는 인장력 F를 작용시키고, 이 상태에서 베이스 플레이트(112A) 상의 소정 위치에 싣고, 양단의 유지부(114a,114a)를 스폿 용접에 의해 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(153a,153b)에 고정한다. 그 후, 외측의 보조유지부(114b,114b)를 용이절단선(114c)이 있는 곳으로부터 잘라내어 제거하면서, 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(153b)을 변형시킨 바이스 등의 도구를 떼어낸다. 이에 의해, 제2금속마스크(114)는 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(153a,153b)에 의해 인장력이 가해진 상태로 유지된다. 여기서, 제2금속마스크(114)를 베이스 플레이트(112A)에 설치할 때에 제2금속마스크(114)에 가하는 인장력 F를 스크린부(123)의 다수의 슬릿이 곧으면서 일정 피치로 나란한 상태로 유지되는 인장력이 되도록 선정하고, 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(153b)에 가하는 하중 P를 제2금속마스크(114)에 가하는 인장력 F와 동일하게 설정해 둔다. 이 경우는, 제2금속마스크(114)를 베이스 플레이트(112A)에 고정하고, 고정영역(153b)에 가한 하중 P를 해소한 후에 있어서도, 제2금속마스크(114)에는 설치 시에 가한 인장력 F가 부가된 상태로 유지되는 것으로 된다. 이 때문에, 제2금속마스크(114)의 스크린부(123)의 다수의 슬릿은 곧으면서 일정 피치로 나란한 상태로 유지된다. 따라서, 본 실시예에서도 다면을 취함으로써 고정밀의 미세한 패터닝을 행할 수 있다. 더욱이, 본 실시예에서는 슬라이더(126)나 압축 코일 스프링(132) 등의 부품을 이용할 필요가 없기 때문에, 구조가 간단하게 되어 비용 절감을 도모할 수 있다.

또한, 상기의 설명에서는 베이스 플레이트(112A)에 제2금속마스크(114)를 설치함에 있어서, 제2금속마스크(114)에 원하는 인장력 F를 작용시키고, 동시에 베이스 플레이트(112A)의 고정영역(153b)에 그 인장력 F와 같은 하중 P를 가하고 있다. 이와 같이 하면, 제2금속마스크(114)를 베이스 플레이트(112A)에 고정한 후에 있어서도, 그 제2금속마스크(114)에 초기에 부여한 인장력 F를 부여한 상태로 유지할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 그러나, 제2금속마스크(114)에 부여하는 인장력 F와 고정영역(153b)에 가하는 하중 P는 반드시 동일하게 하지 않아도 된다. 단, 인장력 F와 하중 P를 다르게 한 경우에는, 제2금속마스크(114)에 작용하는 인장력이 제2금속마스크(114)를 베이스 플레이트(112A)에 고정하고, 하중 P를 해제한 후에 변화하므로, 변화 후에 있어서 원하는 인장력이 되도록, 초기에 부여하는 인장력 F 및 하중 P를 설정해 두면 된다.

또한, 도 13 및 도 14에 나타낸 실시예에 있어서, 베이스 플레이트(112A)에 슬릿(155)과 노치(156)를 설치한 예를 나타냈으나, 베이스 플레이트로서 슬릿과 노치를 설치하지 않은 베이스 플레이트를 이용해도 된다.

이상의 실시예는 모두 베이스 플레이트(112,112A)에 모든 수의 유효 마스크부(118)를 노출시킬 수 있도록 큰 1개의 개구(120)를 형성하고 있지만, 이 개구(120)는 복수개로 분할한 구성으로 해도 된다. 도 15는 그 경우의 실시예를 나타낸 것으로, 베이스 플레이트(112B)에는 4개의 긴 개구(165)를 형성하고, 각 개구(165)의 사이에 칸막이부(166)를 남기고 있다. 본 실시예에서는, 베이스 플레이트(112B)의 칸막이부(165)가 제1금속마스크(113), 제2금속마스크(114)를 지지하 므로, 제1금속마스크(113), 제2금속마스크(114)의 휨을 억제할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 각 개구(165)의 종방향(Y 방향)의 길이를 윈도우(121)의 종방향의 길이와 일치시켜도 된다.

더욱이, 도 16에 나타낸 바와 같이, 베이스 플레이트(112A)에 제1금속마스크의 기능을 갖게 해도 된다. 도 16에 있어서 베이스 플레이트(112A;제1금속마스크)는 복수, 예컨대 6개의 윈도우(121A)를 갖추고 있다. 각 윈도우(121A)는 베이스 플레이트(112A)의 종방향(Y 방향)으로 연장되어 있다. 또한, 6개의 윈도우(121A)를 갖춘 베이스 플레이트(112A) 상에, 도 13에 나타낸 제2금속마스크와 동일한 구조를 갖춘 제2금속마스크(114)가 배치되어 있다.

이와 같이 도 16에 있어서, 베이스 플레이트(112A)가 제1금속마스크로서 기능하므로, 베이스 플레이트(112A)에 부가하여 제1금속마스크를 별도로 설치할 필요는 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 마스크장치는 베이스 플레이트에 윈도우를 갖춘 제1금속마스크와, 스크린부를 갖춘 제2금속마스크를 겹쳐 설치해서, 복수의 유효 마스크부를 형성하도록 구성되어 있다. 그 스크린부는 제2금속마스크의 거의 전폭에 걸친 띠 모양의 영역에 슬릿이 종방향이 되도록 형성되어 있다. 또한, 복수의 스크린부가 종방향에 간격을 두고 배치되고, 더욱이 그 제2금속마스크에 스크린부의 슬릿에 평행방향으로 인장력을 작용시켜 슬릿을 갖추는 구성으로 되어 있다. 이 때문에 각 유효 마스크부에서는 극히 미세한 슬릿을 미세한 간격으로 배치 한 고정밀의 미세한 마스크라도 슬릿을 곧은 상태이면서 소정의 피치로 유지한 상태로 할 수 있어, 진공증착에 의해 고정밀의 미세한 패턴을 기판 상에 다면부착으로 생산성이 좋게 형성할 수 있다. 또한, 종방향에 인접한 유효 마스크부 사이에 연통하는 슬릿이 존재하지 않기 때문에, 그와 같은 슬릿이 있는 경우에 발생하는 증기의 돌아들어옴 현상이 발생하는 일이 없고, 이 때문에 장착범위를 명확하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 마스크장치를 이용함으로써, 유기 EL소자의 제조공정에 있어서, 수동형 및 능동형의 저분자 유기층이나, 수동형의 캐소드 전극을 고정밀의 미세한 패턴으로 생산성 좋게 형성할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

종방향 및 횡방향으로 배치된 복수의 유효 마스크부를 갖는 진공증착용 다면부착 마스크장치에 있어서,

복수의 윈도우를 갖는 제1마스크와,

제1마스크 상에 배치되고, 종방향으로 연장되는 다수의 미세 슬릿을 포함하는 스크린부를 갖는 제2마스크를 구비하고,

제2마스크의 스크린부가 제2마스크 중 적어도 전체 윈도우를 덮는 횡방향의 전영역에 배치되고,

스크린부와 윈도우에 의해 유효 마스크부를 형성하는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제1항에 있어서, 제2마스크가 스크린부의 횡방향 양측에 형성된 한 쌍의 서포트부를 갖는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제1항에 있어서, 제1마스크의 윈도우가 유효 마스크부에 대응하는 형상으로 형성되고, 제2마스크의 스크린부가 종방향을 따라 복수의 윈도우를 넘어 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제3항에 있어서, 제1마스크가 베이스 플레이트로서 기능하고, 이 베이스 플 레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태에서 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제3항에 있어서, 제1마스크가 개구를 갖는 베이스 플레이트 상에 배치되고, 이 베이스 플레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태에서 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 마스크 인장 유지수단이, 제2마스크의 단부를 유지함과 더불어 베이스 플레이트에 대해 이동가능한 슬라이더와,

슬라이더를 베이스 플레이트에 대하여 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제6항에 있어서, 이동수단이 탄성력을 작용시키는 탄성수단인 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제5항에 있어서, 베이스 플레이트의 개구가 제1마스크의 윈도우 전역을 덮는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제5항에 있어서, 베이스 플레이트에 횡방향으로 연장되는 복수의 개구가 형성되고,

각 개구의 종방향의 길이가 제1마스크의 윈도우의 종방향 길이에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제1항에 있어서, 제2마스크의 스크린부가 복수 설치됨과 더불어 각 스크린부가 종방향으로 서로 소정 간격을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제10항에 있어서, 제2마스크의 각 스크린부가 종방향을 따라 유효 마스크부의 종방향 길이 만큼 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제10항에 있어서, 제1마스크의 각 윈도우가 유효 마스크부에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제10항에 있어서, 제1마스크의 각 윈도우가 종방향을 따라 복수의 유효 마스크부를 넘어 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제10항에 있어서, 제1마스크가 베이스 플레이트로서 기능하고, 이 베이스 플레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태로 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제10항에 있어서, 제1마스크가 개구를 갖는 베이스 플레이트 상에 배치되고, 이 베이스 플레이트에 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태에서 유지하는 마스크 인장 유지수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 마스크 인장 유지수단이, 제2마스크의 단부를 유지함과 더불어 베이스 플레이트에 대해 이동가능한 슬라이더와,

슬라이더를 베이스 플레이트에 대해 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제16항에 있어서, 이동수단이 탄성력을 작용시키는 탄성수단인 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제15항에 있어서, 베이스 플레이트의 개구가 제1마스크의 윈도우 전역을 덮는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제15항에 있어서, 베이스 플레이트에 횡방향으로 연장되는 복수의 개구가 형성되고,

각 개구의 종방향 길이가 제1마스크의 윈도우의 종방향 길이에 대응하고 있는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제15항에 있어서, 베이스 플레이트가 종방향의 양단부에 제2마스크를 고정하는 고정영역을 갖고,

한쪽의 고정영역의 내측에 횡방향으로 연장되는 슬릿이 형성되고, 이 한쪽의 고정영역을 미리 내측으로 변형시킴으로써 제2마스크를 종방향으로 잡아당긴 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.
제20항에 있어서, 슬릿의 양단에 종방향으로 연장되는 노치를 설치한 것을특징으로 하는 진공증착용 다면부착 마스크장치.