WO2006062035A1 - メタルマスクユニット、その製造方法、金属テープの取付け方法およびテンション付加装置 - Google Patents

メタルマスクユニット、その製造方法、金属テープの取付け方法およびテンション付加装置 Download PDF

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tension
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metal tape
tape
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Terunao Tsuchiya
Toshihiro Sano
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Dai Nippon Printing Co., Ltd.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/08—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/081—Shaping or machining of piezoelectric or electrostrictive bodies by coating or depositing using masks, e.g. lift-off

Definitions

  • the present invention relates to a metal mask unit suitable for use as a vapor deposition mask in a vapor deposition step in the production of an organic EL element, for example, a method for producing the same, a method for attaching a metal tape, and a tension applying device.
  • the present invention has been made in view of a serious problem.
  • a metal mask unit having a structure in which a metal mask in a state where a tension is applied to a window frame-shaped frame is fixed, the frame is provided.
  • Metal mask unit that can suppress the warpage that occurs in the metal mask unit and increase the flatness without increasing the rigidity of the metal mask unit, its manufacturing method, metal tape mounting method, and tension
  • An object is to provide an additional device.
  • the present invention relates to a rectangular frame and a metal mask attached to the surface of the frame with at least one tension in the vertical direction of the frame and the horizontal direction of the frame.
  • a metal mask unit comprising a disk and an elongated metal tape attached to the back surface of the frame in a state where tension is applied in the longitudinal direction and parallel to the direction of the tension applied to the metal mask. It is.
  • the present invention is characterized in that the metal mask has a plurality of mask portions, is provided with tensions in the vertical direction and the horizontal direction, and the metal tape is attached to each of the four sides of the frame. It is a metal mask unit.
  • the metal mask unit according to the present invention is characterized in that the metal tape is fixed to the frame by spot welding in the vicinity of both ends thereof.
  • the present invention includes a step of attaching a metal mask to a surface of a rectangular frame in a state in which at least one tension in the vertical direction of the frame and the horizontal direction of the frame is applied to the metal mask, And attaching the elongated metal tape in parallel with the direction of the tension applied to the metal mask in a state in which the tension is applied in the longitudinal direction.
  • the present invention when a metal mask is attached to the surface of the frame, a metal mask having a size larger than that of the frame is attached, and then unnecessary portions on the periphery of the metal mask attached to the frame are removed. It is a manufacturing method of a unit.
  • the step of attaching the metal tape to the back surface of the frame includes a step of attaching the metal tape to the metal tape attachment position of the frame, and a step of applying a tension to the metal tape to generate a reaction force on the frame. And a step of adjusting the tension applied to the metal tape so that the amount of warpage of the frame is within a desired range, and a method of manufacturing a metal mask unit.
  • both ends of the metal tape are gripped to add a tension, and after adjusting the tension of the metal tape, both ends of the metal tape are fixed to the frame.
  • This is a method for manufacturing a metal mask unit.
  • one end of a metal tape is fixed to a frame in advance, and tension is applied to the metal tape.
  • a metal mask unit manufacturing method characterized in that the other end of the metal tape is gripped, tension is applied, the tension of the metal tape is adjusted, and then the other end of the metal tape is fixed to the frame. is there.
  • the present invention relates to a method for attaching a metal tape to a metal frame attached to a rectangular frame, a step of attaching the metal tape to a metal tape attachment position of the frame, and a frame by attaching tension to the metal tape.
  • Mounting the metal tape comprising: a step of generating a reaction force on the frame; and a step of measuring a warp amount of the frame and adjusting a tension applied to the metal tape so that the warp amount falls within a desired range. Is the method.
  • both ends of the metal tape are gripped to add tension, and after adjusting the tension of the metal tape, both ends of the metal tape are fixed to the frame. This is a method of attaching a metal tape.
  • the present invention further includes a tension applying device disposed near the frame, in addition to the tension applying device that applies tension to the elongated metal tape attached to the rectangular frame.
  • the jig for use is provided in the vicinity of the frame, a tape holding member for holding the metal tape so that the longitudinal direction of the metal tape is parallel to the moving direction, and a tape holding member.
  • the tension applying device is characterized by having a tension applying screw that attaches to the metal tape and applies tension to the metal tape.
  • the present invention further includes guide means arranged along one side of the frame, and a moving table provided so as to be movable along the guide means, and the tension applying jig is mounted on the moving table.
  • the tension applying device is characterized in that it is held by
  • the present invention is the tension applying device, wherein the support base of the tension applying jig is movable in the vertical direction with respect to the moving base.
  • two sets of moving platforms and a tension applying jig are arranged in the guide means. This is a tension applying device.
  • the present invention is a tension applying device characterized in that the tension applying screw is disposed so as to be able to contact the frame.
  • the present invention is the tension adding device, wherein the support base is disposed so as to be able to contact the frame.
  • the present invention includes a tension applying device that applies tension to an elongated metal tape attached to a rectangular frame, and a spot welding device that fixes the metal tape by spot welding to a predetermined position of the frame.
  • the tension applying device includes a tension applying jig disposed in the vicinity of the frame, and the tension applying jig is held in a linearly movable manner on a support base provided in the vicinity of the frame, It has a tape gripping member that grips the metal tape so that its longitudinal direction is parallel to the moving direction, and a tension application screw that is attached to the tape gripping member and applies tension to the metal tape. This is a metal tape mounting device.
  • the present invention relates to an organic EL element material vapor deposition method for depositing an organic layer or a force sword electrode of an organic EL element using a metal mask unit.
  • the metal mask unit includes a rectangular frame and a surface of the frame.
  • a metal mask attached with at least one tension applied in the vertical direction and horizontal direction of the frame, and a tension applied in the longitudinal direction on the back of the frame and added to the metal mask.
  • An organic EL element material vapor deposition method comprising: an elongated metal tape attached in parallel to the direction of tension.
  • the warp of the frame caused by the tension of the metal mask attached to the front surface side of the frame can be reduced by the tension of the metal tape attached to the back surface side of the frame.
  • Flatness can be improved by reducing warpage without increasing rigidity. For this reason, when used as a vapor deposition mask, adhesion to a substrate to be vapor-deposited such as a glass substrate is improved, and the pattern position accuracy of vapor deposition can be improved.
  • the metal mask unit of the present invention is capable of being used not only for vapor deposition but also for any application that requires masking, particularly for vapor deposition of organic layers or force sword electrodes of organic EL elements that require high-definition patterning. It is preferable to use it.
  • organic By depositing the organic layer or the force sword electrode of the EL element, the organic layer or the force sword electrode having a high-definition pattern can be formed with high quality and high productivity.
  • the method for attaching a metal tape of the present invention is configured such that when the metal tape is attached to the frame, a tension is applied to the metal tape by applying a reaction force in the vicinity of the metal tape attachment position of the frame. Therefore, the tension of the metal tape acts on the frame in the same manner as when the metal tape is fixed to the frame. In this state, the amount of warpage of the frame is measured, and the tension applied to the metal tape is adjusted so that the amount of warpage is within a desired range, for example, within the allowable range. As a result, the amount of warping after the metal tape is fixed to the frame can be kept within the desired range, and the amount of warp of the frame can be kept within the desired range by attaching the metal tape to the frame with a simple operation. I can do it.
  • the mask unit manufacturing method of the present invention applies the above-described metal tape mounting method of the present invention when mounting the metal tape on the back surface of the frame to which the metal mask is fixed. For this reason, the tension of the metal tape can be adjusted and attached to the frame so that the warp of the frame is within a desired range, for example, an allowable range, and the mask unit can be mounted with high flatness by a simple operation. Can be manufactured.
  • the support base is disposed at a position adjacent to the frame, the metal tape is gripped by the tape gripping member, the tension application screw is screwed, and the tip is abutted against the frame.
  • the tension application screw is screwed, and the tip is abutted against the frame.
  • the frame to which the metal tape is to be attached is supported at a predetermined position on the frame mounting table, and the metal tape is set at a predetermined position on the frame.
  • Frame the end opposite to the additional jig side With the metal tape fixed to the frame, hold one end of the metal tape with the tension application jig and screw in the tension application screw, so that the tip of the tension application screw abuts against the side of the frame.
  • Tension can be applied to metal tape in the form of reaction force. For this reason, the tension of the metal tape acts on the frame in the same manner as when the metal tape is fixed to the frame.
  • the amount of warpage of the frame is measured, and, for example, by adjusting the screwing amount of the tension application screw so that the amount of warpage falls within a desired range,
  • the tension added to the metal tape can be adjusted.
  • the tension can be adjusted by simple operation so that the amount of warping after the metal tape is fixed to the frame is within the desired range.
  • the tension applying jig can be adjusted to the position along one side of the frame by the guide means and the moving base, so that it can easily cope with frames of different sizes.
  • the tip of the tension applying screw only needs to abut against the side of the frame and apply a reaction force to the frame. There is no need to apply any processing for the kite!
  • the metal tape attachment device of the present invention has a configuration in which tension is applied to and adjusted on the metal tape using the above-described tension applying device, and then the metal tape is spot welded to the frame.
  • the tension of the metal tape can be adjusted and attached to the frame so that the warp of the frame is within the desired range, for example, within the allowable range with high precision.
  • FIG. 1 (a) is a schematic perspective view of a metal mask unit according to an embodiment of the present invention as seen from the front side
  • FIG. 1 (b) is a view of the back side force of the metal mask unit.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing parts constituting the metal mask unit shown in FIG. 1 in a state before assembly.
  • Fig. 3 is a schematic plan view showing a state in which a metal mask is attached with tension to a frame.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state in which a metal mask is tensioned and attached to a frame.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a state in which a metal tape is tensioned and attached to a frame.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing a state in which a metal tape is tensioned and attached to a frame.
  • FIGS. 7 (a) and 7 (b) are schematic side views for explaining that the warp of the frame to which the metal mask is attached is corrected with the metal tape.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing a state in which the metal mask is attached with tension to the frame in the reference example.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of a metal mask unit of a reference example.
  • FIG. 10 is a schematic side view of the metal mask unit of the reference example, exaggerating the warpage occurring in it.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing parts constituting the mask unit shown in FIG. 1 in a state before assembly.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing the tension applying jig according to the embodiment of the present invention in a state where a metal tape is attached to the frame.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of the portion shown in FIG.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of the tension applying jig as seen in the direction of arrows AA in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic perspective view showing a state in which a metal tape is tensioned and attached to a frame.
  • FIG. 16 is a schematic perspective view showing a state in which a metal tape to which tension is applied is fixed to the frame.
  • Fig. 17 is a schematic side view showing the state of measuring the warpage of a frame with a metal mask attached, and Fig. 17 (b) and Fig. 17 (c) show the tension applied to the metal tape.
  • the schematic side view which shows the state which corrects the curvature of a frame.
  • FIG. 18 is a schematic perspective view showing a metal tape attaching device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view showing the metal tape attaching device shown in FIG. 18 in an operating state different from FIG.
  • FIG. 20 is a schematic perspective view of the main part of the tension applying device provided in the tape attaching device shown in FIG.
  • FIG. 21 is a schematic sectional view of a part of the region shown in FIG.
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • Fig. 23 (a) is a schematic side view showing the state of measuring the warp of the frame with the metal mask attached, and Fig. 23 (b) and Fig. 23 (c) show the tension applied to the metal tape.
  • the schematic side view which shows the state which corrects the curvature of a frame.
  • the metal mask 1 is made of a very thin metal plate and has a structure having a plurality of mask portions 2 as shown in FIG. RU
  • Each of the four sides of the metal mask 1 is gripped by a plurality of clamps, and tension is applied to the metal mask 1 as indicated by the arrows by each clamp, and the tension is adjusted for each clamp, so that the metal mask 1 Is in a flat state without distortion or sagging.
  • the openings of the mask portions 2 are held at a constant pitch in the metal mask 1, and the force is also attached to the window frame-shaped frame 3 in that state by spot welding or the like, and unnecessary portions on the periphery are removed.
  • the metal mask 1 is flat with tension applied.
  • the metal mask unit 8 is formed by being held by the frame 3.
  • the metal mask unit 8 formed in this way has further points to be improved.
  • the metal mask unit 8 having the frame 3 is exaggerated as shown in FIG. Warpage occurs so that the metal mask 1 side is concave.
  • the metal mask unit 8 having such a warp is used as a vapor deposition mask, the adhesion between the vapor deposition base material such as a glass substrate and the metal mask is deteriorated, and the pattern position accuracy of vapor deposition is lowered. For this reason, the warpage size (dimension e in Fig.
  • FIG. 1 (a) is a schematic perspective view of a metal mask unit according to an embodiment of the present invention as seen from the front side
  • FIG. 1 (b) is a schematic perspective view of the metal mask unit as seen from the back side
  • FIG. 2 is a schematic perspective view showing parts constituting the metal mask unit in a state before assembling.
  • the metal mask unit generally indicated by reference numeral 10 is a rectangular frame attached to a window frame-shaped (rectangular) frame 13 and a tension applied to the surface of the frame 13.
  • a metal mask 11 and elongated metal tapes 17 and 18 attached with tension applied to the back surface of the frame 13 are provided.
  • the metal mask 11 is made of a thin metal plate, and is formed by arranging a plurality of mask portions 12 vertically and horizontally.
  • Each mask portion 12 has a large number of minute openings formed by etching or the like.
  • the openings in each mask part 12 are for allowing the passage of vapor during vapor deposition, and the shape and arrangement of the openings are arbitrary. For example, a long slit-shaped opening is arranged in parallel, and a slot-shaped opening is arranged in the vertical direction and arranged in parallel.
  • the metal mask 11 before being attached to the frame 13 is It is made larger in size in both the vertical and horizontal directions than the frame 13, and an easily cut line 15 that can be easily cut by bending is formed at a position substantially corresponding to the outer peripheral edge of the frame 13.
  • the easy cutting line 15 has a strength that can withstand the tension that is held on the metal mask 11.
  • the thickness of the metal mask 11, the dimensions of the mask portion 12, and the dimensions of a number of minute openings formed thereon are not particularly limited, but as a typical example, the thickness of the metal mask 11 is 30 to 200.
  • the dimension of the mask part 12 is 50 to 70 mm in length, 30 to 50 mm in width, the width force of the opening is 0 to 100 ⁇ m, and the width of the non-porous part between the openings arranged in parallel is 80 to Examples include 200 ⁇ m.
  • the frame 13 has a window frame shape (rectangular shape) having an opening 14 having a size including a region where a large number of mask portions 12 of the metal mask 11 are formed.
  • This frame 13 should be stored in such a way that the metal mask 11 will not bend and sag due to the tension of the metal mask 11 even after the metal mask 11 with tension is attached.
  • the metal mask 11 is rigid enough to hold the metal mask 11 in a flat state even when it is attached to a vapor deposition machine or during a vapor deposition operation.
  • a small amount of warpage for example, a warp of about 0.2 to 0.5 mm in a frame 13 of length 500 mm x width 500 mm).
  • An example of the thickness of the frame 13 is about 2 mm to 30 mm, and an example of the width (the distance between the inner peripheral surface of the opening 14 and the outer peripheral surface of the frame) is about 5 mm to 50 mm.
  • a groove-shaped digging 20 is put in an area where the metal tapes 17 and 18 are attached.
  • the elongated metal tapes 17 and 18 are used for restraining the warp of the metal mask unit 10 within an allowable range by being attached to the frame 13 with a longitudinal tension applied thereto.
  • the width and thickness of the metal tapes 17 and 18 are selected so that a tension of a required size can be covered in the elastic region.
  • the width is 5 to 50 mm and the thickness is It is selected to be about 50 to 200 / ⁇ ⁇ .
  • the lengths of the metal tapes 17 and 18 before being attached to the frame 13 are longer than those of the frame 13.
  • the metal shown in Figure 2 Prepare mask 11, frame 13, and metal tapes 17 and 18.
  • a metal mask 11 is placed on the frame 13, and as shown in FIGS. 3 and 4, each of the four sides of the metal mask 11 is held by a plurality of clamps 23 and connected to each clamp 23.
  • the driving means 24 such as an air cylinder is operated, and the clamps 23 are pulled in the vertical and horizontal directions as shown by the arrows to apply tension to the metal mask 11.
  • the plurality of clamps 23 provided on each of the four sides of the metal mask 11 are arranged in accordance with the row of the mask portion 12 and the region without the mask portion.
  • each mask portion 12 formed on the metal mask 11 is inspected, and the tensile force of each clamp 23 is adjusted so that each mask portion enters a position within a predetermined dimensional accuracy.
  • the metal mask 11 can be brought into a state in which there is no distortion or sagging and each mask portion 15 is located within a predetermined dimensional accuracy range. Thereafter, in this state, the peripheral portion of the metal mask 11 is spot welded to the frame 13 using a laser beam (see the spot welded portion 30) and fixed. Thereafter, the clamp 23 is removed, and unnecessary portions on the periphery of the metal mask 11 are removed using the easy cutting line 15.
  • the metal tapes 17 and 18 may be fixed by spot welding using laser light not only near both ends but also over the entire length!
  • the tension applied to the metal tapes 17 and 18 is equal to the tension attached to the metal mask 11, the tension balance on both sides of the frame 13 can be maintained, and the frame 13 Force that can reliably eliminate warpage In practice, it may be selected to be considerably smaller than the tension added to the metal mask. That is, the frame 13 itself has a considerable rigidity and supports the tension of the metal mask 11, and a slight warp (for example, a warp of 0.1 mm or less in a frame 13 of 500 mm in length X 500 mm in width) Since it is acceptable, the tension applied to the metal tapes 17 and 18 may be about one-half to one-half of the tension applied to the metal mask 11, specifically, the warp generated in the frame 13. Should be selected so that is within the allowable range.
  • the metal mask 11 is kept in a state where there is no distortion or sagging, and the openings of the mask part 12 are accurately aligned in parallel. Further, the position of each mask portion 12 is also maintained within a predetermined dimensional accuracy. In addition, the warp of the metal mask unit 10 is kept within a minute allowable range. Thereafter, a predetermined vapor deposition operation is performed using the metal mask unit 10. That is, this metal mask unit Attach the substrate to be vapor-deposited such as a glass substrate, set it on the vapor deposition machine, and deposit the organic layer of the organic EL element or the force sword electrode. Thereby, vapor deposition of a fine pattern can be performed with high positional accuracy, and a high-quality organic layer or force sword electrode can be formed.
  • the materials of the metal mask 11, the frame 13, and the metal tapes 17 and 18 are not particularly limited, and those having necessary strength, rigidity, etching suitability, and the like are appropriately used. It only has to be selected.
  • the metal mask 11 can include 42 alloy, stainless steel, invar material, etc.
  • the frame 13 can include stainless steel, invar material, etc.
  • the metal tapes 17 and 18 include the metal mask 11 As well as 42 alloy, stainless steel, invar material and the like.
  • the metal mask 11 and the metal tapes 17 and 18 are preferably made of the same material or one having the same or similar thermal expansion coefficient (for example, having a difference in thermal expansion coefficient of 20% or less).
  • the metal mask 11, the frame 13, and the metal tapes 17 and 18 are all formed of an invar material.
  • the invar material used here may be a standard composition of Fe-36% Ni, a part of Ni of this standard composition substituted with Co, or a small amount of Mn added.
  • These Invar shows a very low coefficient of thermal expansion, for example, by those of the standard composition of Fe- 36% Ni, a coefficient of thermal expansion of 1. is about 2 ⁇ 10 _6 ⁇ , also of standard composition Ni In the case where a part of this is replaced with Co, or in which a small amount of Mn is added, the coefficient of thermal expansion is about 0.1 X 10 _6 ZK.
  • the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and the patent application is not limited thereto. Changes can be made as appropriate within the description of the desired scope.
  • the method for fixing the peripheral portion of the metal mask 11 to the frame 13 is not limited to spot welding with a laser beam, but may be changed to fixing with an adhesive or screwing.
  • the fixing method of the metal tapes 17 and 18 is not limited to spot welding by laser light, but may be changed to fixing with an adhesive or screwing.
  • spot welding using laser light is used as in the embodiment, there are advantages that the work is easier and more reliable than screwing, and the structure after fixing is simple.
  • the fixing positions of the metal tapes 17 and 18 are not limited to both ends, and fixing at an appropriate intermediate position may be used in combination.
  • the welding method may be resistance welding.
  • the shape of the weld is not limited to the spot shape, but may be a line shape.
  • the metal mask 11 when the metal mask 11 is fixed to the frame 13, the four sides of the metal mask 11 correspond to the region corresponding to the mask portion 12 and the region other than the mask portion, respectively.
  • the means for applying tension to the metal mask 11 is not limited to this configuration, and the metal mask 11 is flat and free from distortion and deflection. Can be appropriately changed as long as the opening of the mask portion can be aligned in parallel. For example, changes such as changing the number of clamps provided on each side of the metal mask 11 and the width of the clamps may be added.
  • the tension is applied to the metal mask 11 in both the vertical and horizontal directions to make it flat, but depending on the metal mask, the tension is only in the vertical direction or only in the horizontal direction.
  • the metal tape is not required to be provided on the four sides of the frame, but only on the side parallel to the direction of the tension attached to the metal mask. Can be attached.
  • the force of attaching the metal tapes 17 and 18 so that the entire surface of the metal tapes 17 and 18 overlaps the frame part surrounding the opening 14 of the frame 13 is not limited to this.
  • the metal tape may be attached so that it crosses the opening 14 as long as it does not interfere with the mask part 12 of the fixed metal mask 11.
  • the metal mask unit of the present invention is preferably used for vapor deposition of an organic layer or a force sword electrode of an organic EL element that requires high-definition patterning. Further, it may be used for vapor deposition, and may be used for applications that require masking other than vapor deposition.
  • FIGS. 1 to 10 the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • a mask unit indicated by reference numeral 10 as a whole has a frame 13 having a window frame shape (rectangular shape), and a rectangular metal mask 11 attached by a spot weld 30 with a tension applied to the surface thereof. And elongated metal tapes 17 and 18 attached by spot welds 56A and 56B with tension applied to the back surface of the frame 13 (see FIGS. 1 and 11).
  • the metal mask 11 is made of a thin metal plate, and is formed by arranging a plurality of mask portions 12 side by side. Each mask portion 12 has a large number of minute openings formed by etching or the like.
  • the openings in each mask 12 are for allowing the passage of vapor during vapor deposition, and the shape and arrangement of the openings are arbitrary, for example, elongated slits arranged in parallel
  • the slot-like openings are arranged in the vertical direction and parallel to each other.
  • the metal mask 11 before being attached to the frame 13 is made larger in both the vertical and horizontal directions than the frame 13, and an easy-cut line that can be easily cut by folding it at a position almost corresponding to the outer peripheral edge of the frame 13.
  • the easy cutting line 15 is formed by means of one or two fittings.
  • the easy cutting line 15 has a strength that can withstand the tension applied to the metal mask 11.
  • the thickness of the metal mask 11, the dimensions of the mask part 12, and the dimensions of the numerous minute openings formed on it are not particularly limited. 1S As a typical example, the thickness of the metal mask 11 is 30 to 200 ⁇ m. m, the dimension of the mask part 12 is 50 to 70 mm in length, 30 to 50 mm in width, and the width force of the opening 0 to: LOO m, the width of the non-porous part between the openings arranged in parallel is 80 to 200 An example is ⁇ m.
  • the frame 13 has a window frame shape having an opening 14 having a size including a region where a large number of mask portions 12 of the metal mask 11 are formed. This frame 13 is provided with the tension of the metal mask 11 even after the metal mask 11 with the tension applied is attached. So that the metal mask will not be bent and distorted by the
  • the metal mask 11 is rigid enough to hold the metal mask 11 in a flat state even when it is attached to a vapor deposition machine or during vapor deposition operations.
  • some warpage for example, warpage of about 0.2 to 0.5 mm in the frame 13 of 500 mm long x 500 mm wide
  • it can be corrected by attaching metal tapes 17 and 18 later, so it is not necessary to have such a high rigidity that it does not cause such a small warp.
  • Examples of the thickness of the frame 13 include about 2 mm to 30 mm, and examples of the width (the distance between the inner peripheral surface of the opening 14 and the outer peripheral surface of the frame) include about 5 mm to 50 mm.
  • a groove-shaped digging 20 is inserted in the area where the metal tapes 17 and 18 are attached.
  • the metal tapes 17 and 18 are for restraining the warp of the mask unit 10 within an allowable range by being attached to the frame 13 with a longitudinal tension attached thereto.
  • the width and thickness of the metal tapes 17 and 18 are selected so that the necessary amount of tension can be accommodated in the elastic region.
  • the width is 5 to 50 mm and the thickness is 50. It is selected to be ⁇ 200 m.
  • the length of the metal tapes 17 and 18 before being attached to the frame 13 is longer than that of the frame 13.
  • an easy-to-cut line 19 that can be easily cut by bending is formed at a position substantially corresponding to the outer peripheral edge of the frame 13 by means of a single fitting or the like.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing the tension applying jig 41 when the metal tape 17 is attached to the frame 13
  • FIG. 13 is a schematic sectional view of the portion shown in FIG. 12
  • FIG. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view as viewed in the direction of arrows AA in FIG.
  • the tension applying jig 41 is attached to the support base 42, the tape gripping member 44 held linearly on the support base 42 via the linear motion guide 43, and the tape gripping member 44.
  • a tape adding screw 46 is a tape adding screw 46.
  • the support base 42 has a structure that can be fixed to a predetermined position on the end face of the frame 13 with a bolt or the like when the jig 41 for applying tension is used.
  • the support base 42 may be fixed to a support device such as a surface plate that supports the frame 13 instead of being fixed to the frame 13.
  • the linear motion guide 43 is arranged so that the tape gripping member 44 can move in the longitudinal direction of the digging 20 of the frame 13 when the support base 42 is attached to a predetermined position with respect to the frame 13. Yes.
  • the tape gripping member 44 has a tape gripping main body 48 and a tape presser 49. On the upper surface of the tape gripping main body 48, the metal tape 17 is placed so that its longitudinal direction is parallel to the moving direction of the tape gripping member 44.
  • An attachable groove 48a is formed.
  • the groove 48a is formed so as to be positioned on the extension of the digging 20 of the frame 13 in a state where the tension applying jig 41 is attached to a predetermined position with respect to the frame 13, and is set in the digging 20.
  • the metal tape 17 can be received in the groove 48a without bending.
  • the tape presser 49 can be clamped by pressing the metal tape 17 set in the groove 48a against the tape gripping body 48 by fixing it to the tape gripping body 48 with the bolt 50.
  • a caulking ridge 49 a is formed on the lower surface of the tape retainer 49.
  • the ridge 49a may be provided on the tape gripping body 46 side.
  • the tension-applying screw 46 is in a form in which the tip protrudes from the tape gripping member 44 at a position close to the metal tape 17 gripped by the tape gripping member 44 and parallel to the longitudinal direction of the metal tape. It is attached. With this structure, the tension application screw 46 is screwed in, the tip is abutted against the frame 13, and further screwed in, thereby generating a reaction force in the vicinity of the metal tape attachment position of the frame 13 and Tension can be applied to tape 17.
  • the attachment position of the tension applying screw 46 to the tape gripping member 44 may be on the side of the metal tape 17 as long as it is close to the metal tape 17 gripped by the tape gripping member 44. In the embodiment described above, it is just below the center of the metal tape 17. With this position, tension can be stably applied to the entire width of the metal tape 17.
  • a metal tape attaching method using the tension applying jig 41 having the above configuration and a method for manufacturing the mask unit 10 using the metal tape attaching method will be described.
  • the frame 13 is set at a predetermined position, and the metal mask is placed thereon.
  • Each of the four sides of the metal mask 11 is gripped by a plurality of clamps 23, driving means 24 such as an air cylinder connected to each clamp 23 is operated, and each clamp 23 is moved to an arrow.
  • driving means 24 such as an air cylinder connected to each clamp 23 is operated, and each clamp 23 is moved to an arrow.
  • pull in the vertical and horizontal directions to apply tension to the metal mask 11 see Fig. 3 and Fig. 4).
  • the plurality of clamps 23 provided on each of the four sides of the metal mask 11 are arranged in accordance with the row of the mask portions 12 and the region without the mask portions. It is possible to apply tension by pulling the area where the mask portion 12 is formed and the area where the mask portion is not, respectively, with separate clamps 23, and thereby each of the areas having different rigidity of the metal mask 11. Tension can be applied with a separate clamp 23. Then, with each side of the metal mask 11 gripped and pulled by a plurality of clamps 23, the surface condition of the metal mask 11 is visually inspected, and if there is any distortion or slack, the clamp that pulls the area 23 Adjust the pulling force to keep the metal mask 11 distorted and slack!
  • the flat portion is adjusted and the opening of the mask portion 12 is adjusted in a state where the bow I is aligned in parallel. Further, the position of each mask portion 12 formed on the metal mask 11 is inspected, and the tensile force of each clamp 23 is adjusted so that each mask portion enters a position within a predetermined dimensional accuracy. As described above, the metal mask 11 can be brought into a state where there is no distortion or sagging and each mask portion 12 is located within a predetermined dimensional accuracy range. Thereafter, in this state, the peripheral portion of the metal mask 11 is spot welded to the frame 13 using laser light (see the spot welded portion 30) and fixed. Thereafter, the clamp 23 is removed, and unnecessary portions on the periphery of the metal mask 11 are removed using the easy cutting line 15.
  • Fig. 17 (a) the frame 13 to which the metal mask 11 is attached is placed on a support device (not shown) such as a surface plate used for attaching the metal tape. Place the mask 11 side down, and measure the warpage generated in the frame 13 with a dial gauge 55 held by an appropriate support means (not shown) such as a support stand.
  • tension applying jigs 41 are attached so as to be positioned at both ends of the groove-shaped digging 20 formed in the vertical direction on the back surface of the frame 13, and digging.
  • the metal tape 17 is set in 20 and both ends thereof are held by the tape holding member 44.
  • the above operation is also performed on the groove-shaped digging 20 formed in the lateral direction on the back surface of the frame 13, and the metal tape 18 is attached to the digging 20. As a result, it is possible to correct the warpage in the lateral direction to obtain a desired flatness. Thus, the mask cut 10 is manufactured (see FIG. 1).
  • the metal mask 11 is kept in a state free from distortion and sagging, and the openings of the mask part 12 are accurately aligned in parallel. Further, the position of each mask portion 12 is also maintained within a predetermined dimensional accuracy. Also, the warp of the mask boot 10 is kept within a minute allowable range. Thereafter, a predetermined vapor deposition operation is performed using the mask unit 10. In other words, the mask unit is exposed to a glass substrate or the like. Attach the substrate and set it on the vapor deposition machine to deposit the organic layer of the organic EL element or the force sword electrode. Thereby, vapor deposition of a fine pattern can be performed with high positional accuracy, and a high-quality organic layer or force sword electrode can be formed.
  • the tension applying jigs 41 are attached to both ends of the metal tape 17 or 18, respectively.
  • one end of the metal tape 17 or 18 is fixed to the frame 13 by spot welding or the like, and a tension applying jig 41 is disposed only on the other end, and the tension applying jig 41 is It may be configured to add tension to the V.
  • the metal tape 17 or 18 can be fixed to the frame 13 with the warp of the frame 13 corrected in the same manner.
  • the metal tapes 17 and 18 are attached to the frame 13 after the metal mask 11 is fixed, and the force that corrects the warp generated in the frame 13 due to the attachment of the metal mask 11.
  • the metal tape attachment method of the invention can also be applied to the case where the metal tape is attached to the frame before the metal mask is attached. In this case, in anticipation of the warp that occurs when attaching the metal mask 11 in the subsequent process, the metal tape may be attached by adjusting the tension of the metal tape so that the desired warp in the opposite direction occurs on the frame 13. .
  • the method for fixing the metal tapes 17 and 18 is not limited to spot welding by laser light, but may be changed to resistance welding, adhesive, screwing, or the like.
  • spot welding using laser light when spot welding using laser light is used as in the embodiment, there are advantages that the work is easier and more secure than screwing and the structure after fixing is simple.
  • the fixing positions of the metal tapes 17 and 18 are not limited to both ends, and fixing at an appropriate intermediate position may be used in combination.
  • the method for fixing the peripheral portion of the metal mask 11 to the frame 13 is not limited to spot welding by laser light, but may be changed to resistance welding, adhesive, screwing, or the like.
  • the shape of the welded portion is not limited to the spot shape, and may be a line shape.
  • the four sides of the metal mask 11 are respectively set to an area corresponding to the mask portion 12 and an area between the mask portion.
  • the tension is applied by gripping with the corresponding clamps 23 provided, but the means for applying tension to the metal mask 11 is not limited to this configuration, and the metal mask 11 is flat without distortion or deflection. If it can be pulled to a proper state and the openings of the mask part can be aligned in parallel, it can be changed as appropriate. For example, changes such as changing the number of clamps provided on each side of the metal mask 11 and the width of the clamps may be added.
  • the tension is applied to the metal mask 11 in both the vertical and horizontal directions to make it flat, but depending on the metal mask, the tension is applied only in the vertical direction or only in the horizontal direction.
  • the metal mask can be aligned without distortion or sagging.
  • the present invention includes such a case.
  • the metal tape is not required to be provided on the four sides of the frame, but only on the side parallel to the direction of the tension attached to the metal mask. Can be attached.
  • a metal tape may be attached only in the vertical direction.
  • the force for attaching the metal tapes 17 and 18 so that the entire surface thereof overlaps the frame portion surrounding the opening 14 of the frame 13 is not limited to this.
  • a metal tape is attached so that it crosses the opening 14 as long as it does not interfere with the mask part 12 of the metal mask 11 fixed to.
  • FIGS. 11 to 17 the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10 and the second embodiment shown in FIGS. 11 to 17 are denoted by the same reference numerals. Detailed description is omitted.
  • a mask unit indicated generally by reference numeral 10 includes a frame 13 having a window frame shape (rectangular shape), and a rectangular metal mask 11 attached by a spot weld 30 with tension applied to the surface thereof.
  • a spot weld 30 with tension applied to the surface thereof.
  • it has elongated metal tapes 17 and 18 attached by spot welds 56A and 56B with tension applied to the back surface of the frame 13 (see FIGS. 1 and 11).
  • the metal mask 11 is made of a thin metal plate, and is formed by arranging a plurality of mask portions 12 vertically and horizontally. ing. Each mask portion 12 has a large number of minute openings formed by etching or the like.
  • the openings in each mask 12 are for allowing the passage of vapor during vapor deposition, and the shape and arrangement of the openings are arbitrary, for example, elongated slits arranged in parallel
  • the slot-like openings are arranged in the vertical direction and parallel to each other.
  • the metal mask 11 before being attached to the frame 13 is made larger in both the vertical and horizontal directions than the frame 13, and an easy-cut line that can be easily cut by folding it at a position almost corresponding to the outer peripheral edge of the frame 13.
  • the easy cutting line 15 is formed by means of one or two fittings.
  • the easy cutting line 15 has a strength that can withstand the tension applied to the metal mask 11.
  • the thickness of the metal mask 11, the dimensions of the mask part 12, and the dimensions of the numerous minute openings formed on it are not particularly limited. 1S As a typical example, the thickness of the metal mask 11 is 30 to 200 ⁇ m. m, the dimension of the mask part 12 is 50 to 70 mm in length, 30 to 50 mm in width, and the width force of the opening 0 to: LOO m, the width of the non-porous part between the openings arranged in parallel is 80 to 200 An example is ⁇ m.
  • the frame 13 has a window frame shape having an opening 14 having a size including a region where a large number of mask portions 12 of the metal mask 11 are formed. Even after the metal mask 11 with tension applied is attached to the frame 13, the metal mask 11 will not bend due to the tension of the metal mask 11, and the metal mask will not be distorted or slack.
  • the metal mask 11 is rigid enough to hold the metal mask 11 in a flat state even when it is attached to a vapor deposition machine or during vapor deposition operations. When the metal mask 11 with tension is attached (before the metal tape is attached), some warpage (for example, warpage of about 0.2 to 0.5 mm in the frame 13 of 500 mm long x 500 mm wide) may occur.
  • Examples of the thickness of the frame 13 include about 2 mm to 30 mm, and examples of the width (the distance between the inner peripheral surface of the opening 14 and the outer peripheral surface of the frame) include about 5 mm to 50 mm.
  • a groove-shaped digging 20 is inserted in the area where the metal tapes 17 and 18 are attached.
  • the metal tapes 17 and 18 are for restraining the warpage of the mask unit 10 within an allowable range by attaching the metal tapes 17 and 18 to the frame 13 with a longitudinal tension attached thereto.
  • the width and thickness of the metal tapes 17 and 18 are selected so that the necessary amount of tension can be accommodated in the elastic region.
  • the width is 5 to 50 mm and the thickness is 50. It is selected to be ⁇ 200 m.
  • the length of the metal tapes 17 and 18 before being attached to the frame 13 is longer than that of the frame 13.
  • an easy-to-cut line 19 that can be easily cut by bending is formed at a position substantially corresponding to the outer peripheral edge of the frame 13 by means of a single fitting or the like.
  • FIGS. 18 and 19 are schematic perspective views showing the tape attachment device according to the embodiment of the present invention in different operating states
  • FIG. 20 is a tension addition provided in the tape attachment device shown in FIGS.
  • FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a part of the region shown in FIG. 20, and
  • FIG. 22 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • the tape attachment device generally indicated by reference numeral 31 includes a support plate having a high-precision flatness support surface, for example, a stone surface plate 32, a tension applying device 33 held by the stone surface plate 32, and A spot welding device 34 is provided.
  • the tension applying device 33 is arranged in a region where the frame placing table 35 that horizontally supports the frame 13 and the one side of the frame 13 that is supported by the frame placing table 35 so as to be in a predetermined position.
  • An additional jig 41 is provided.
  • the structures of the guide means 36 and the movable table 37 are arbitrary as long as the movable table 37 can be moved linearly along the guide means 36 and can be fixed at a desired position.
  • the ones using guide rails and those using linear guides can be listed.
  • the structure of the raising / lowering guide mechanism 38 is arbitrary as long as the tension applying jig 41 can be moved up and down with respect to the movable table 37 and can be fixed at a desired position.
  • the tension applying jig 41 includes a support base 42 held on a movable base 37 via a lifting guide mechanism 38, and a horizontal side of the support base 42 via a linear motion guide 43 and one side of the frame 13. Can be moved in a direction perpendicular to the direction of movement of the moving table 37 by the guide means 36.
  • a tape holding member 44 that can hold the metal tape 17 so that its longitudinal direction is parallel to the moving direction of the tape holding member 44, and the tape holding member 44 And a tape-adding screw 46 attached to the head.
  • the tape gripping member 44 has a tape gripping main body 48 and a tape presser 49.
  • the longitudinal direction of the metal tape 17 is parallel to the moving direction of the tape gripping member 44.
  • a groove 48a that can be mounted is formed.
  • the groove 48a is formed so as to be positioned on the extension of the digging 20 of the frame 13 in a state where the tension applying jig 41 is arranged at a predetermined position with respect to the frame 13. It is possible to receive the metal tape 17 set in the groove 48a without bending.
  • the tape presser 49 is for fixing the tape holding body 48 with the bolt 50 to press and hold the metal tape 17 set in the groove 48a against the tape holding body 48.
  • a ridge 49 a for pressing is formed on the lower surface of the tape presser 49.
  • the protrusion 49a may be provided on the tape gripping main body 48 side.
  • the tension-applying screw 46 protrudes from the tape gripping member 44 at the position close to the metal tape 17 gripped by the tape gripping member 44 and parallel to the longitudinal direction of the metal tape. It is attached in a form that can be abutted against the side of the.
  • the tension application screw 46 is screwed in, the tip of the screw is abutted against the frame 13 and further screwed in, so that a reaction force is taken near the metal tape mounting position of the frame 13 and the metal tape 17 Tension can be added to.
  • the attachment position of the tension addition screw 46 to the tape gripping member 44 may be on the side of the metal tape 17 as long as it is close to the metal tape 17 gripped by the tape gripping member 44. In this embodiment, the metal tape 17 is located just below the center. By using this position, tension can be stably applied to the entire width of the metal tape 17.
  • a spot welding device 34 is for welding and fixing a desired position of the metal tape 17 to the frame 13.
  • a resistance welding type is used.
  • the spot welding device 34 is not limited to the resistance welding method, A system, for example, a laser system may be used.
  • the spot welding device 34 is provided so as to be movable by a guide device 53, and is configured such that a desired position of the metal tape 17 set at a predetermined position on the frame 13 can be spot-welded.
  • a spot welding device (not shown) is provided on the back side of the force frame 13 in which the spot welding device 34 is drawn only on the front side of the frame 13, and the metal tape 17 on the back side is attached to the frame.
  • a single spot welding device is held by an XY movement mechanism that can move in a two-dimensional direction in the horizontal plane.
  • the spot welding apparatus may be moved to a desired position in the XY direction for spot welding.
  • Each of the four sides of the metal mask 11 is gripped by a plurality of clamps 23, connected to each clamp 23, driving means 24 such as an air cylinder is operated, and each clamp 23 is indicated by an arrow Pull the metal mask 11 in the vertical and horizontal directions to apply tension.
  • the plurality of clamps 23 provided on each of the four sides of the metal mask 11 are arranged according to the row of the mask portion 12 and the region without the mask portion. It is possible to apply tension by pulling the area where the mask portion 12 is formed and the area where the mask portion is not, respectively, with separate clamps 23, and thereby each of the areas having different rigidity of the metal mask 11. Tension can be applied with a separate clamp 23. Then, with each side of the metal mask 11 gripped and pulled by a plurality of clamps 23, the surface condition of the metal mask 11 is visually inspected, and if there is any distortion or slack, the clamp that pulls the area 23 Adjust the pulling force to keep the metal mask 11 distorted and slack!
  • each mask part 12 formed on the metal mask 11 is inspected, and each mask part The tensile force of each clamp 23 is adjusted so as to enter a position within a predetermined dimensional accuracy.
  • the metal mask 11 can be brought into a state where there is no distortion or sagging and each mask portion 12 is located within a predetermined dimensional accuracy range.
  • the peripheral portion of the metal mask 11 is spot welded to the frame 13 using laser light (see the spot welded portion 30) and fixed.
  • the clamp 23 is removed, and unnecessary portions on the periphery of the metal mask 11 are removed using the easy cutting line 15.
  • the frame 13 to which the metal mask 11 is attached is placed on the frame table 35 with the metal mask 11 side down and one side being a guide means. Position and support so that it is parallel to 36.
  • the warp generated in the frame 13 is measured by a dial gauge 55 held by appropriate support means (not shown) such as a support stand.
  • a dial gauge 55 held by appropriate support means (not shown) such as a support stand.
  • the groove-shaped digging 20 formed in the frame 13 set the metal tape 17 in the digging 20 extending in the direction orthogonal to the guide means 36, and opposite to the tension applying jig 41.
  • the end of the side is spot welded to the frame 13 by spot welding equipment 34 (see reference 56A) and fixed, and unnecessary parts on the fixed side are cut using easy cut lines 19 (see Fig. 2). Remove.
  • the movable base 37 is moved along the guide means 36, and the groove 48a (see FIG. 20) of the holding tension applying jig 41 is set in the frame 13. Positioning at a position that overlaps 17 and fixing the moving base 37 to that position, then using the lifting guide mechanism 38, the height of the tension applying jig 41 is adjusted, and the groove 48a is dug into the frame 13. Position at the same height and fix at that position. Next, the end of the metal tape 17 is held by the tape holding member 44. This operation is performed for the tension applying jig 41 on both sides. After that, the tension application screw 46 (see FIG.
  • the above operation is also performed for the groove-shaped digging 20 formed in the lateral direction on the back surface of the frame 13, and the metal tape 18 is attached to the digging 20. As a result, it is possible to correct the warpage in the lateral direction to obtain a desired flatness. As a result, the mask cut 10 is manufactured.
  • the metal mask 11 is kept in a state free from distortion and sagging, and the openings of the mask part 12 are accurately aligned in parallel. Further, the position of each mask portion 12 is also maintained within a predetermined dimensional accuracy. Also, the warp of the mask boot 10 is kept within a minute allowable range. Thereafter, a predetermined vapor deposition operation is performed using the mask unit 10. That is, an evaporation base material such as a glass substrate is attached to the mask unit, set in a vapor deposition machine, and an organic layer of an organic EL element or a force sword electrode is evaporated. Thereby, vapor deposition of a fine pattern can be performed with high positional accuracy, and a high-quality organic layer or force sword electrode can be formed.
  • the metal tapes 17 and 18 are attached to the frame 13 after the metal mask 11 is fixed.
  • frame 13 by attachment of the rumask 11 The metal tape attachment apparatus of this invention can be used also when attaching a metal tape to the flame
  • the metal tape may be attached by adjusting the tension of the metal tape so that a desired warp in the opposite direction is generated in the frame 13 in anticipation of the warp generated when the metal mask 11 is attached in a later process.
  • the fixing positions of the metal tapes 17 and 18 are not limited to both ends, and fixing at an appropriate intermediate position may be used in combination.
  • the metal mask 11 when the metal mask 11 is fixed to the frame 13, the four sides of the metal mask 11 correspond to the area corresponding to the mask portion 12 and the other area of the mask portion, respectively.
  • the means for applying tension to the metal mask 11 is not limited to this configuration, and the metal mask 11 is flat and free from distortion and deflection. Can be appropriately changed as long as the opening of the mask portion can be aligned in parallel. For example, changes such as changing the number of clamps provided on each side of the metal mask 11 and the width of the clamps may be added.
  • tension is applied to the metal mask 11 in both the vertical and horizontal directions to make it flat, but depending on the metal mask, the tension is only in the vertical direction or only in the horizontal direction.
  • the metal mask can be aligned without distortion or sagging.
  • the metal tape does not have to be provided on the four sides of the frame, and the metal tape may be attached only to the side parallel to the direction of the tension applied to the metal mask.
  • the frame 13 is a rectangle that is long in the vertical direction and the warp does not occur much in the horizontal direction, the metal tape may be attached only in the vertical direction.
  • the force for attaching the metal tapes 17 and 18 so that the entire surface thereof overlaps the frame portion surrounding the opening 14 of the frame 13 The attachment position of the metal tape is not limited to this.
  • a metal tape may be attached so as to cross the opening 14 as long as it does not interfere with the mask portion 12 of the metal mask 11 fixed to the surface.

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Abstract

　メタルユニット１０は矩形状のフレーム１３と、フレーム１３の表面に設けられ縦方向及び横方向にテンションを付加したメタルマスク１１とを有している。フレーム１３の４辺の裏面に、テンションを付加した状態の金属テープ１７、１８が付けられて、フレーム１３の反りを抑制している。

Description

明 細 書
メタルマスクユニット、その製造方法、金属テープの取付け方法およびテ ンシヨン付加装置
技術分野
[0001] 本発明は、例えば、有機 EL素子製造における蒸着工程で蒸着マスクとして用いる のに好適なメタルマスクユニット、並びにその製造方法、金属テープの取付け方法お よびテンション付加装置に関する。
背景技術
[0002] 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 、蒸着を許容する多数の細長い微少な開口部を備えたマスク部を有するメタルマスク が使用されている。そして蒸着に当たってはそのメタルマスクを、前記マスク部よりも 大きい開口を備えた剛性の大きい窓枠形状のフレームに磁石等によって取り付けて いた。しかしながら、近年、パターユングの微細化が進み、マスク部に形成している開 口部が微細になり且つメタルマスクの板厚自体も薄くなつてくると、メタルマスクを単に 窓枠形状のフレームに磁石等を用いて固定しただけでは、マスク部にゆがみやたる みが生じ、開口部の精度が維持できなくなるという問題が生じた。
このような問題を解決するため、特開 2004— 311335号公報に示すメタルマスクュ ニットが開発されている力 このようなメタルマスクユニットによってもマスク部のゆがみ やたるみを十分になすくことはできな 、。
発明の開示
[0003] 本発明は力かる問題点に鑑みてなされたもので、窓枠形状のフレームにテンション を付カ卩した状態のメタルマスクを固定した構造のメタルマスクユニットにお 、て、フレ ームの厚さを増大させて剛性を大きくしなくても、メタルマスクユニットに生じる反りを 抑制して平面度を高めることの可能なメタルマスクユニット、その製造方法、金属テー プの取付け方法、およびテンション付加装置を提供することを目的とする。
[0004] 本発明は、矩形状のフレームと、該フレームの表面に、フレームの縦方向及びフレ 一ムの横方向の少なくとも一方のテンションを付加した状態で取り付けられたメタルマ スクと、フレームの裏面に、長手方向にテンションを付カ卩した状態で且つメタルマスク に付加したテンションの方向に平行に取り付けられた細長状金属テープとを備えたこ とを特徴とするメタルマスクユニットである。
[0005] 本発明は、メタルマスクは複数のマスク部を有し、かつ縦方向及び横方向のテンシ ヨンを付加されており、金属テープはフレームの 4辺にそれぞれ取り付けられているこ とを特徴とするメタルマスクユニットである。
[0006] 本発明は、金属テープは、その両端近傍をスポット溶接で前記フレームに固定され て 、ることを特徴とするメタルマスクユニットである。
[0007] 本発明は、矩形状のフレームの表面に、メタルマスクを、該メタルマスクにフレーム の縦方向及びフレームの横方向の少なくとも一方のテンションを付加した状態で取り 付ける工程と、フレームの裏面に、細長状の金属テープを、長手方向にテンションを 付加した状態で、メタルマスクに付加したテンションの方向に平行に取り付ける工程と 、を備えたことを特徴とするメタルマスクユニットの製造方法である。
[0008] 本発明は、フレームの表面にメタルマスクを取り付ける際、フレームより大きいサイズ のメタルマスクを取り付け、その後フレームに取り付けたメタルマスクの周縁の不要部 分を除去することを特徴とするメタルマスクユニットの製造方法である。
[0009] 本発明は、フレームの裏面に金属テープを取り付ける際、フレームより長い金属テ ープを取り付け、その後フレームに取り付けた金属テープ両端の不要部分を除去す ることを特徴とするメタルマスクユニットの製造方法である。
[0010] 本発明は、フレームの裏面に金属テープを取り付ける工程は、金属テープをフレー ムの金属テープ取り付け位置に取付ける工程と、金属テープにテンションを付加して フレームに反力を生じさせる工程と、フレームの反り量を測定して反り量が所望範囲 内となるように金属テープに付加するテンションを調整する工程と、を有することを特 徴とするメタルマスクユニットの製造方法である。
[0011] 本発明は、金属テープにテンションを付加する際、金属テープの両端を把持してテ ンシヨンを付加し、金属テープのテンションを調整した後、金属テープの両端をフレ ームに固定することを特徴とするメタルマスクユニットの製造方法である。
[0012] 本発明は、金属テープの一端を予めフレームに固定し、金属テープにテンションを 付加する際、金属テープの他端を把持してテンションを付加し、金属テープのテンシ ヨンを調整した後、金属テープの他端をフレームに固定することを特徴とするメタルマ スクユニットの製造方法である。
[0013] 本発明は、矩形状のフレームに金属テープを取付ける金属テープの取付け方法に おいて、金属テープをフレームの金属テープ取り付け位置に取付ける工程と、金属 テープにテンションを付カ卩してフレームに反力を生じさせる工程と、フレームの反り量 を測定して反り量が所望範囲内となるように金属テープに付加するテンションを調整 する工程と、を有することを特徴とする金属テープの取付け方法である。
[0014] 本発明は、金属テープにテンションを付加する際、金属テープの両端を把持してテ ンシヨンを付加し、金属テープのテンションを調整した後、金属テープの両端をフレ ームに固定することを特徴とする金属テープの取付け方法である。
[0015] 本発明は、金属テープの一端を予めフレームに固定し、金属テープにテンションを 付加する際、金属テープの他端を把持してテンションを付加し、金属テープのテンシ ヨンを調整した後、金属テープの他端をフレームに固定することを特徴とする金属テ 一プの取付け方法である。
[0016] 本発明は、矩形状のフレームに取付けられた細長状金属テープにテンションを付 加するテンション付加装置にぉ 、て、フレーム近傍に配置されたテンション付加用治 具を備え、このテンション付加用治具はフレーム近傍に設けられた支持台と、支持台 に直線状に移動可能に保持され、金属テープをその長手方向が移動方向に平行と なるよう把持するテープ把持部材と、テープ把持部材に取付けられ、金属テープに 対してテンションを付加するテンション付加用ねじとを有することを特徴とするテンショ ン付加装置である。
[0017] 本発明は、フレームの一辺に沿って配置されたガイド手段と、このガイド手段に沿つ て移動可能に設けられた移動台とを更に備え、テンション付加用治具はこの移動台 上に保持されていることを特徴とするテンション付加装置である。
[0018] 本発明は、テンション付加用治具の支持台は移動台に対して上下方向に移動可能 となっていることを特徴とするテンション付加装置である。
[0019] 本発明は、ガイド手段に 2組の移動台およびテンション付加用治具が配置されてい ることを特徴とするテンション付加装置である。
[0020] 本発明は、テンション付加用ねじはフレームに当接自在に配置されていることを特 徴とするテンション付加装置である。
[0021] 本発明は、支持台はフレームに当接自在に配置されていることを特徴とするテンシ ヨン付加装置である。
[0022] 本発明は、矩形状のフレームに取付けられた細長状金属テープにテンションを付 加するテンション付加装置と、金属テープをフレームの所定位置にスポット溶接して 固定するスポット溶接装置とを備え、テンション付加装置は、フレーム近傍に配置され たテンション付加用治具を備え、このテンション付加用治具はフレーム近傍に設けら れた支持台と、支持台に直線状に移動可能に保持され、金属テープをその長手方 向が移動方向に平行となるよう把持するテープ把持部材と、テープ把持部材に取付 けられ、金属テープに対してテンションを付加するテンション付加用ねじとを有するこ とを特徴とする金属テープ取付け装置である。
[0023] 本発明は、メタルマスクユニットを用いて有機 EL素子の有機層または力ソード電極 を蒸着する有機 EL素子材料の蒸着方法において、メタルマスクユニットは、矩形状 のフレームと、該フレームの表面に、フレームの縦方向及びフレームの横方向の少な くとも一方のテンションを付加した状態で取り付けられたメタルマスクと、フレームの裏 面に、長手方向にテンションを付加した状態で且つメタルマスクに付加したテンション の方向に平行に取り付けられた細長状金属テープとを備えたことを特徴とする有機 E L素子材料の蒸着方法である。
[0024] 本発明のメタルマスクユニットでは、フレームの表面側に取り付けているメタルマスク のテンションによって生じるフレームの反りを、フレーム裏面側に取り付けた金属テー プのテンションで減少させることができ、フレームの剛性を増すことなぐ反りを小さく して平面度を向上できる。このため、蒸着マスクとして使用した場合にガラス基板など の被蒸着基材に対する密着性が向上し、蒸着のパターン位置精度を向上できる。
[0025] 本発明のメタルマスクユニットは、蒸着のみならず、マスキングが必要な任意の用途 に使用できる力 特に、高精細パターユングが要求される有機 EL素子の有機層又は 力ソード電極の蒸着に用いることが好ましい。このメタルマスクユニットを用いて、有機 EL素子の有機層又は力ソード電極を蒸着することで、高精細パターンの有機層又は 力ソード電極を高品質で且つ生産性良く形成することができる。
[0026] 本発明の金属テープの取り付け方法は、金属テープをフレームに取り付けるに当 たって、該金属テープに、フレームの金属テープ取り付け位置の近傍に反力を取つ てテンションを付加する構成としているので、金属テープのテンションが、該金属テー プをフレームに固定した場合と同様にフレームに作用する。その状態で前記フレーム の反り量を測定し、反り量が所望の範囲内となるように、例えば、許容範囲内となるよ うに、前記金属テープに付加するテンションを調整する。このことにより、金属テープ をフレームに固定した後での反り量を所望の範囲内とすることができ、簡単な操作で 金属テープをフレームに取り付けてフレームの反り量を所望の範囲内とすることがで きる。
[0027] 本発明のマスクユニット製造方法は、メタルマスクを固定したフレームの裏面に金属 テープを取り付けるに際し、上記した本発明の金属テープの取り付け方法を適用した ものである。このため、フレームの反りが所望の範囲内、例えば、許容範囲内となるよ うに、金属テープのテンションを調整してフレームに取り付けることができ、簡単な操 作によって平面度の高 、マスクユニットを製造できる。
[0028] 本発明のテンション付加用治具では、支持台をフレームに隣接した位置に配置し、 テープ把持部材に金属テープを把持させ、テンション付加用ねじをねじ込んでその 先端をフレームに突き当て、更にねじ込むことで、フレームの金属テープ取り付け位 置の近傍に反力を取って金属テープにテンションを付加することができ、且つそのね じ込み量を調整することで金属テープへのテンションを任意に調整することができる。 力べして、フレームに対して金属テープを固定した状態と同様に、金属テープのテン シヨンを作用させることができ、且つそのテンションを容易に且つ自在に調整でき、上 記した本発明の金属テープの取り付け方法及びマスクユニットの製造方法の実施に 用!/、ることができる。
[0029] 本発明のテンション付加装置によれば、金属テープを取り付けるべきフレームをフ レーム置台上の所定位置に支持させ、金属テープをフレーム上の所定位置にセット すると共に、その金属テープの、テンション付加用治具側とは反対側の端部をフレー ムに固定した状態で、金属テープの一端をテンション付加用治具に把持させ、テンシ ヨン付加用ねじをねじ込んでゆくことで、そのテンション付加用ねじの先端をフレーム 側面に突き当て、該フレームに反力を取った形態で金属テープにテンションを付カロ することができる。このため、金属テープのテンションが、該金属テープをフレームに 固定した場合と同様にフレームに作用している。その状態で前記フレームの反り量を 測定し、反り量が所望の範囲内となるように、例えば、高精度の許容範囲内となるよう に、テンション付加用ねじのねじ込み量を調整することで、金属テープに付加するテ ンシヨンを調整できる。力べして、簡単な操作で、金属テープをフレームに固定した後 での反り量が所望の範囲内となるように、テンション調整を行うことができ、このテンシ ヨン調整を行った状態でその金属テープをフレームに固定することで、フレームの高 精度の平面度を達成できる。また、テンション付加用治具は、ガイド手段及び移動台 によって、フレームの 1辺に沿った位置を調整可能であるので、異なるサイズのフレー ムに容易に対応可能である。更に、金属テープに対してテンション付加する際には、 テンション付加用ねじの先端をフレーム側面に突き当て、該フレームに反力を取るだ けであるので、フレームには金属テープへのテンション付カ卩のための加工を施す必 要がな!、と!/、つた効果も有して 、る。
[0030] ここで、前記したテンション付加用治具を、移動台に対して上下方向の位置を調整 可能な形態で保持させておくと、厚さの異なるフレームにも容易に対応できる。
[0031] また、前記したガイド手段に、 2組の移動台及びテンション付加用治具を移動可能 に保持させておくと、フレームの両側に取り付ける金属テープに同時にテンション付 加及び調整を行うことができ、作業性が向上すると共に金属テープを取り付けた後の フレームの平面度を一層高精度とすることができる。
[0032] 本発明の金属テープ取り付け装置は、上記したテンション付加装置を用いて金属 テープへのテンション付加及び調整を行い、その後、その金属テープをフレームにス ポット溶接することができる構成としたので、フレームの反りが所望の範囲内、例えば 、高精度での許容範囲内となるように、金属テープのテンションを調整してフレームに 取り付けることができ、簡単な操作によってフレームの高精度の平面度を達成できる 図面の簡単な説明
[図 1]図 1 (a)は本発明の実施の形態に係るメタルマスクユニットを表面側カゝら見た概 略斜視図、図 1 (b)はそのメタルマスクユニットを裏面側力 見た概略斜視図。
[図 2]図 2は図 1に示すメタルマスクユニットを構成する部品を組立前の状態で示す概 略斜視図。
[図 3]図 3はメタルマスクにテンションを付加してフレームに取り付ける状態を示す概 略平面図。
[図 4]図 4はメタルマスクにテンションを付カ卩してフレームに取り付ける状態を示す概 略斜視図。
[図 5]図 5は金属テープにテンションを付加してフレームに取り付ける状態を示す概略 斜視図。
[図 6]図 6は金属テープにテンションを付加してフレームに取り付ける状態を示す概略 斜視図。
[図 7]図 7 (a)、図 7 (b)はメタルマスクを取り付けたフレームの反りが金属テープで矯 正されることを説明する概略側面図。
[図 8]図 8は参考例においてメタルマスクにテンションを付カ卩してフレームに取り付ける 状態を示す概略平面図。
[図 9]図 9は参考例のメタルマスクユニットの概略斜視図。
[図 10]図 10は参考例のメタルマスクユニットを、それに生じている反りを誇張して示す 概略側面図。
[図 11]図 11は図 1に示すマスクユニットを構成する部品を組立前の状態で示す概略 斜視図。
[図 12]図 12は本発明の実施の形態に係るテンション付加用治具を、フレームに金属 テープを取り付ける時の状態で示す概略斜視図。
[図 13]図 13は図 12に示す部分の概略断面図。
[図 14]図 14はテンション付加用治具を図 13の矢印 A— A方向に見た概略断面図。
[図 15]図 15は金属テープにテンションを付加してフレームに取り付ける状態を示す 概略斜視図。 [図 16]図 16はテンションを付加した金属テープをフレームに固定する状態を示す概 略斜視図。
[図 17]図 17 (a)はメタルマスクを取り付けたフレームの反りを測定する状態を示す概 略側面図、図 17 (b)、図 17 (c)は金属テープにテンションを付カ卩してフレームの反り を矯正する状態を示す概略側面図。
[図 18]図 18は本発明の実施の形態に係る金属テープ取り付け装置を示す概略斜視 図。
[図 19]図 19は図 18に示す金属テープ取り付け装置を、図 18とは異なる作動状態で 示す概略斜視図。
[図 20]図 20は図 18に示すテープ取り付け装置に設けているテンション付加装置の 主要部分の概略斜視図。
[図 21]図 21は図 20に示す領域の一部の概略断面図。
[図 22]図 22は図 21の A— A矢視概略断面図。
[図 23]図 23 (a)はメタルマスクを取り付けたフレームの反りを測定する状態を示す概 略側面図、図 23 (b)、図 23 (c)は金属テープにテンションを付カ卩してフレームの反り を矯正する状態を示す概略側面図。
発明を実施するための最良の形態
第 1の実施の形餱
次に本発明の第 1の実施の形態について、図 1乃至図 10により説明する。
まず図 8乃至図 10により、本発明の参考例について述べる。図 8乃至図 10に示す 参考例において、メタルマスク 1は、図 8に示すように、極く薄い金属板で製作し且つ 複数のマスク部 2を有する構造の多面付けのメタルマスク 1となつて 、る。メタルマスク 1の 4辺のそれぞれを、複数のクランプで把持し、各クランプによってメタルマスク 1に 矢印で示すようにテンションが付加され、且つそのテンションを各クランプごとに調整 することで、メタルマスク 1をゆがみやたるみの無い平坦な状態としている。且つメタル マスク 1は各マスク部 2の開口部が一定ピッチに保持され、し力も、その状態で窓枠形 状のフレーム 3にスポット溶接等によって取り付けられ、周縁の不要部分が除去され ている。図 9に示すように、メタルマスク 1はテンションが付加され平坦となった状態で フレーム 3に保持され、メタルマスクユニット 8を形成している。
[0035] このように形成したメタルマスクユニット 8においても更に改良すべき点がある。すな わち、メタルマスクユニット 8はフレーム 3の片面にテンションを付カ卩した状態のメタル マスク 1を有するため、フレーム 3を有するメタルマスクユニット 8に、図 10に誇張して 示すように、メタルマスク 1側が凹面となるように反りが発生する。このような反りのある メタルマスクユニット 8を蒸着マスクとして使用する場合、ガラス基板などの被蒸着基 材とメタルマスクとの密着性が悪くなり、蒸着のパターン位置精度が低下してしまう。こ のため、反りの大きさ（図 10における寸法 e)を、適当な許容値 (例えば、縦 500mm X横 500mmのメタルマスクユニット 8において 0. 1mm程度）以下に抑える必要があ る。メタルマスクユニット 8に生じる反りを抑制するには、フレームの厚さを大きくして剛 性を増せばよいが、そうすると重量が大きくなつて取り扱いに《なり、また、コストも高 くなる。
次に本発明によるメタルマスクユニットにつ 、て述べる。
[0036] 以下、有機 EL素子製造における多面付けの蒸着マスクとして使用するメタルマスク ユニット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 (a)は本発明の実 施の形態に係るメタルマスクユニットを表面側から見た概略斜視図、図 1 (b)はそのメ タルマスクユニットを裏面側から見た概略斜視図、図 2はそのメタルマスクユニットを 構成する部品を組立前の状態で示す概略斜視図である。図 1、図 2において、全体 を参照符号 10で示すメタルマスクユニットは、窓枠形状 (矩形状)のフレーム 13と、フ レーム 13の表面にテンションを付加された状態で取り付けられた矩形状のメタルマス ク 11と、フレーム 13の裏面にテンションを付加された状態で取り付けられた細長状金 属テープ 17、 18とを備えている。
[0037] メタルマスク 11は、金属薄板製のもので、複数のマスク部 12を縦横に並べて形成し ている。各マスク部 12は、エッチング等によって形成した多数の微少な開口部を備え たものである。各マスク部 12における開口部は、蒸着時に蒸気の通過を許容するた めのものであり、その開口部の形状、配列は任意である。例えば、細長いスリット状の 開口部を平行に並べたもの、スロット状の開口部を縦方向に並べると共に平行にも並 ベたもの等を挙げることができる。フレーム 13に取り付ける前のメタルマスク 11は、フ レーム 13よりも縦横両方向ともに大きいサイズに作られており、フレーム 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、メタルマスク 11にカ卩えるテンションには耐え得る強度を 備えたものである。メタルマスク 11の厚さ、マスク部 12の寸法、それに形成した多数 の微少な開口部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、メタ ルマスク11の厚さは30〜200 111、マスク部 12の寸法は長さが 50〜70mm、幅が 3 0〜50mm、開口部の幅力 0〜100 μ m、平行に配列された開口部間の無孔部分 の幅が 80〜200 μ m等を例示できる。
[0038] フレーム 13は、メタルマスク 11の多数のマスク部 12を形成した領域を包含する大き さの開口 14を備えた窓枠形状 (矩形状）のものである。このフレーム 13は、テンション を付カ卩した状態のメタルマスク 11を取り付けた後にぉ 、ても、そのメタルマスク 11の テンションによってたわんでメタノレマスクにゆがみやたるみが生じることがないよう、ま た、保管時、蒸着機への取付時、蒸着操作時などの取り扱い時においても、メタルマ スク 11を平坦な状態に保持しうる剛性を備えたものである。なお、テンションを付加し たメタルマスク 11を取り付けた時点 (金属テープを取り付ける前の時点）において多 少の反り（例えば、縦 500mm X横 500mmのフレーム 13において 0. 2〜0. 5mm 程度の反り）が生じても、後で金属テープ 17、 18を取り付けて矯正しうるので、そのよ うな小さ 、反りまで生じさせな 、ような大き 、剛性を持たせる必要はな 、。フレーム 13 の厚さとしては、 2mm〜30mm程度を例示でき、幅（開口 14の内周面とフレーム外 周面との距離）としては、 5mm〜 50mm程度を例示できる。フレーム 13の裏面には、 金属テープ 17、 18を取り付けるエリアに溝状の掘り込み 20を入れている。
[0039] 細長状金属テープ 17、 18は、それに長手方向のテンションを付カ卩した状態でフレ ーム 13に取り付けることでメタルマスクユニット 10の反りを許容範囲内に抑えるため のものである。金属テープ 17、 18の幅及び厚さは、弾性領域内で必要な大きさのテ ンシヨンをカ卩えることができるように選定されるものであり、例えば、幅は 5〜50mm、 厚さは 50〜200 /ζ πι程度に選定される。フレーム 13に取り付ける前の金属テープ 17 、 18の長さは、フレーム 13よりも長くしておく。
[0040] 次に、メタルマスクユニット 10の製造方法を説明する。あら力じめ、図 2に示すメタル マスク 11、フレーム 13、金属テープ 17、 18を用意しておく。まず、フレーム 13の上に メタルマスク 11を乗せ、図 3、図 4に示すように、そのメタルマスク 11の 4辺のそれぞ れを、複数のクランプ 23で把持し、各クランプ 23に連結しているエアシリンダ等の駆 動手段 24を作動させて、各クランプ 23を矢印で示すように縦横方向に引っ張り、メタ ルマスク 11にテンションを付カ卩する。ここで、メタルマスク 11の 4辺にそれぞれ設けて いる複数のクランプ 23は、マスク部 12の列と、マスク部の無い領域とに合わせて配置 しており、従って、メタルマスク 11のマスク部 12を形成した領域と、マスク部の無い領 域とをそれぞれ別個のクランプ 23で引っ張ってテンションを付加することが可能であ り、これによつて、メタルマスク 11の剛性の異なる領域をそれぞれ別個のクランプ 23 でテンション付加することができる。そして、メタルマスク 11の各辺を複数のクランプ 2 3で把持して引っ張った状態で、メタルマスク 11の表面状態を目視検査し、ゆがみや たるみがあれば、その領域を引っ張つているクランプ 23にカ卩える引張力を調整し、メ タルマスク 11をゆがみやたるみのな 、平坦な状態で且つマスク部 12の開口部が平 行に引き揃えられた状態に調整する。また、メタルマスク 11に形成している各マスク 部 12の位置を検査し、各マスク部が所定の寸法精度内の位置に入るように、各クラン プ 23の引張力を調整する。以上により、メタルマスク 11をゆがみやたるみの無い状 態で且つ各マスク部 15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、メタルマスク 11の周縁部分をフレーム 13に、レーザ光を用い てスポット溶接し (スポット溶接部 30参照）、固定する。その後、クランプ 23を外し、メ タルマスク 11の周縁の不要部分を易切断線 15を利用して除去する。
次に、図 5に示すように、金属テープ 17を、長手方向にテンションを付加した状態 で、フレーム 13の平行な 2辺の裏面の掘り込み 20 (図 2参照）に押し当て、その両端 近傍をレーザ光を用いてスポット溶接し (符号 56A参照）、固定する。その後、金属テ ープ 17の両端の不要部分を切断、除去する。次いで、図 6に示すように、金属テー プ 18を、長手方向にテンションを付加した状態で、先に金属テープ 17を取り付けた 2 辺に直角な 2辺の裏面の掘り込み 20 (図 5参照）に押し当て、その両端近傍をレーザ 光を用いてスポット溶接し (符号 56B参照）、固定する。その後、金属テープ 18の両 端の不要部分を切断、除去する。以上により、図 1に示すメタルマスクユニット 10が製 造される。
なお、金属テープ 17、 18は、両端近傍のみならず、全長にわたってレーザ光を用 V、てスポット溶接して固定してもよ!/、。
[0042] 以上の製造工程において、テンションを付カ卩した状態のメタルマスク 11をフレーム 1 3に取り付けた時点では、図 7 (a)に誇張して示すように、メタルマスク 11のテンション によってフレーム 13に反りが生じている。しかし、その後に金属テープ 17にテンショ ンを加えた状態でフレーム 13の裏面に取り付けることで、その金属テープ 17のテン シヨンがフレーム 13の反りを元に戻す方向に作用し、図 7 (b)に示すように、フレーム 13の反りが減少し、平面度が向上する。メタルマスク 11には縦方向及び横方向の両 方向にテンションを付カ卩しており、フレーム 13にはメタルマスク 11から縦方向及び横 方向の両方に反りが生じる力 金属テープ 17、 18はフレーム 13の縦方向及び横方 向の両方向にテンションをカ卩えるように取り付けられるので、金属テープ 17、 18の取 り付け後では、フレーム 13は縦方向及び横方向ともに反りが抑制され、平面度が向 上する。
[0043] ここで、金属テープ 17、 18に付加するテンションを、メタルマスク 11に付カ卩したテン シヨンに等しくしておくと、フレーム 13の両面でのテンションバランスが取れて、フレー ム 13の反りを確実に無くすことができる力 実用上は、メタルマスクに付加したテンシ ヨンよりもかなり小さく選定してもよい。すなわち、フレーム 13自体がかなりの剛性を持 つていてメタルマスク 11のテンションを支えており、また、微少な反り（例えば、縦 500 mm X横 500mmのフレーム 13において 0. 1mm以下の反り）は許容できるので、金 属テープ 17、 18に付カ卩するテンションは、メタルマスク 11に付カ卩したテンションの 5 分の 1から 2分の 1程度でよく、具体的にはフレーム 13に生じる反りが許容範囲内とな るように選定すればよい。
[0044] 以上のようにして製造されたメタルマスクユニット 10では、メタルマスク 11がゆがみ やたるみの無い状態で且つマスク部 12の開口部が正確に平行に揃った状態に保た れており、且つ各マスク部 12の位置も所定の寸法精度内に保たれている。また、メタ ルマスクユニット 10の反りも微少な許容範囲内に保たれている。その後、このメタルマ スクユニット 10を用いて、所定の蒸着操作を行う。すなわち、このメタルマスクユニット にガラス基板等の被蒸着基材を取り付け、蒸着機にセットし、有機 EL素子の有機層 又は力ソード電極の蒸着を行う。これにより、微細なパターンの蒸着を位置精度良く 行うことができ、高品質の有機層又は力ソード電極を形成できる。
[0045] 上記構成のメタルマスクユニット 10において、メタルマスク 11、フレーム 13、金属テ ープ 17、 18の材質は、特に限定されず、必要な強度、剛性、エッチング適性等を備 えたものを適宜選定すればよい。例えば、メタルマスク 11には、 42ァロイ、ステンレス 鋼、インバー材等を挙げることができ、フレーム 13にはステンレス鋼、インバー材等を 挙げることができ、金属テープ 17、 18には、メタルマスク 11と同様に 42ァロイ、ステン レス鋼、インバー材等を挙げることができる。このうち、メタルマスク 11と金属テープ 1 7、 18とは、同じ材料或いは熱膨張係数が同一若しくは近いもの (例えば、熱膨張係 数の差が 20%以下のもの）を用いることが好ま 、。このように材質選定をしておくと 、メタルマスクユニット 10を製造時とは異なった温度環境下に置いた場合に、メタル マスク 11と金属テープ 17、 18の熱変形量に大きい差が生じることがなぐこのため、 メタルマスクユニット 10の反りが拡大することがない。
[0046] また、メタルマスク 11、フレーム 13、金属テープ 17、 18をすベてインバー材で形成 することが一層好ましい。ここで用いるインバー材としては、 Fe— 36%Niの標準組成 のものでもよいし、この標準組成の Niの一部を Coに置換したもの、或いは微量の Mn を添加したものでもよい。これらのインバー材はきわめて低い熱膨張率を示しており、 例えば、 Fe— 36%Niの標準組成のものでは、熱膨張率が 1. 2 Χ 10_6ΖΚ程度で あり、また、標準組成の Niの一部を Coに置換したもの、或いは微量の Mnを添加した ものでは、熱膨張率が 0. 1 X 10_6ZK程度である。このようなインバー材を用いると 、メタルマスクユニット 10を製造時とは異なった温度環境下に置いた場合、メタルマス ク 11、フレーム 13、金属テープ 17、 18の熱変形量に差がほとんどなぐし力もその熱 変形量はきわめて小さい。このため、メタルマスクユニット 10に反りが生じてメタルマス ク 11にたわみやゆがみが生じることがなぐ且つ各マスク部 12の位置の変動もきわめ て微小である。力べして、どのような温度環境下に置かれても、微細なパターンの蒸着 を位置精度良く行うことができ、温度管理が容易となる。
[0047] 以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれに限らず、特許請 求の範囲の記載内で適宜変更可能である。例えば、メタルマスク 11の周縁部分のフ レーム 13に対する固定方法としては、レーザ光によるスポット溶接に限らず、接着剤 による固定、ねじ止め等に変更してもよい。また、金属テープ 17、 18の固定方法も、 レーザ光によるスポット溶接に限らず、接着剤による固定、ねじ止め等に変更してもよ い。ただし、実施の形態のようにレーザ光によるスポット溶接を用いると、ねじ止め等 に比べて作業が簡単で且つ固定が確実であり、固定後の構造が単純であるといった 利点が得られる。更に、金属テープ 17、 18の固定位置も、両端のみに限らず、中間 の適当な位置の固定を併用してもよい。また溶接方式は抵抗溶接であってもよい。更 にまた溶接部の形状はスポット形状に限らず、ライン状であってもよ 、。
[0048] 更に、上記した実施の形態では、メタルマスク 11をフレーム 13に固定する際に、メ タルマスク 11の 4辺をそれぞれ、マスク部 12に対応する領域とマスク部のな ヽ領域に 対応して設けた複数のクランプ 23で把持してテンションを付加して ヽるが、メタルマス ク 11にテンションを付加する手段はこの構成に限らず、メタルマスク 11をゆがみやた わみの無い平坦な状態に引っ張り、且つマスク部の開口部を平行に引き揃えること ができれば、適宜変更可能である。例えば、メタルマスク 11の各辺に設ける複数のク ランプの個数やクランプの幅を変更する等の変更を加えても良い。
[0049] 更に、上記の実施の形態では、メタルマスク 11に縦横両方向にテンションをカ卩えて 平坦な状態として 、るが、メタルマスクによっては縦方向のみ或!、は横方向のみにテ ンシヨンを加えることで、メタルマスクをゆかみやたるみの無い状態に引き揃えることが できる場合がある。本発明はその場合をも包含するものであり、その場合には、金属 テープはフレームの 4辺に設ける必要はなぐメタルマスクに付カ卩したテンションの方 向に平行な辺のみに、金属テープを取り付ければ良い。また、上記の実施の形態で は、金属テープ 17、 18の全面がフレーム 13の開口 14を取り囲む枠の部分に重なる ように取り付けている力 金属テープの取り付け位置はこれに限らず、フレーム 13に 固定したメタルマスク 11のマスク部 12に干渉しない範囲で開口 14を横切るように金 属テープを取り付ける構成としてもょ 、。
[0050] 本発明のメタルマスクユニットは、高精細パターユングが要求される有機 EL素子の 有機層又は力ソード電極の蒸着に用いることが好ましいが、これに限らず、他の用途 における蒸着に用いても良ぐ更には、蒸着以外のマスキングが必要な用途に用い ても良い。
[0051] 第 2の実施の形餱
次に本発明の第 2の実施の形態について図 11乃至図 17により説明する。 なお、第 2の実施の形態において、図 1乃至図 10に示す第 1の実施の形態と同一 部分には同一符号を符して詳細な説明は省略する。
[0052] 全体を参照符号 10で示すマスクユニットは、窓枠形状 (矩形状)のフレーム 13と、 その表面にテンションを付加された状態でスポット溶接部 30によって取り付けられた 矩形状のメタルマスク 11と、フレーム 13の裏面にテンションを付加された状態でスポ ット溶接部 56A、 56Bによって取り付けられた細長状金属テープ 17、 18とを備えて いる（図 1および図 11参照）。
[0053] メタルマスク 11は、金属薄板製のもので、複数のマスク部 12を縦横に並べて形成し ている。各マスク部 12は、エッチング等によって形成した多数の微少な開口部を備え たものである。各マスク部 12における開口部は、蒸着時に蒸気の通過を許容するた めのものであり、その開口部の形状、配列は任意であり、例えば、細長いスリット状の 開口部を平行に並べたもの、スロット状の開口部を縦方向に並べると共に平行にも並 ベたもの等を挙げることができる。フレーム 13に取り付ける前のメタルマスク 11は、フ レーム 13よりも縦横両方向ともに大きいサイズに作られており、フレーム 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をノ、一フエ ツチングなどによって形成している。なお、易切断線 15は、メタルマスク 11に加えるテ ンシヨンには耐え得る強度を備えたものである。メタルマスク 11の厚さ、マスク部 12の 寸法、それに形成した多数の微少な開口部の寸法等は特に限定するものではない 1S 代表的なものとして、メタルマスク 11の厚さは 30〜200 μ m、マスク部 12の寸法 は長さが 50〜70mm、幅が 30〜50mm、開口部の幅力 0〜： LOO m、平行に配列 された開口部間の無孔部分の幅が 80〜200 μ m等を例示できる。
[0054] フレーム 13は、メタルマスク 11の多数のマスク部 12を形成した領域を包含する大き さの開口 14を備えた窓枠形状のものである。このフレーム 13は、テンションを付加し た状態のメタルマスク 11を取り付けた後にお 、ても、そのメタルマスク 11のテンション によってたわんでメタルマスクにゆがみやたるみが生じることがないよう、また、保管時
、蒸着機への取付時、蒸着操作時などの取り扱い時においても、メタルマスク 11を平 坦な状態に保持しうる剛性を備えたものである。なお、テンションを付加したメタルマ スク 11を取り付けた時点 (金属テープを取り付ける前の時点）において多少の反り（ 例えば、縦 500mm X横 500mmのフレーム 13において 0. 2〜0. 5mm程度の反り )が生じても、後で金属テープ 17、 18を取り付けて矯正しうるので、そのような小さい 反りまで生じさせないような大きい剛性を持たせる必要はない。フレーム 13の厚さとし ては、 2mm〜30mm程度を例示でき、幅（開口 14の内周面とフレーム外周面との距 離）としては、 5mm〜50mm程度を例示できる。フレーム 13の裏面には、金属テー プ 17、 18を取り付けるエリアに溝状の掘り込み 20を入れている。
[0055] 金属テープ 17、 18は、それに長手方向のテンションを付カ卩した状態でフレーム 13 に取り付けることでマスクユニット 10の反りを許容範囲内に抑えるためのものである。 金属テープ 17、 18の幅及び厚さは、弾性領域内で必要な大きさのテンションをカロえ ることができるように選定されるものであり、例えば、幅は 5〜50mm、厚さは 50〜20 0 m程度に選定される。フレーム 13に取り付ける前の金属テープ 17、 18の長さは 、フレーム 13よりも長くしておく。この金属テープ 17、 18にも、フレーム 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 19をノ、一フエ ツチングなどによって形成して 、る。
[0056] 次に、金属テープ 17、 18をフレーム 13に取り付ける際に用いるテンション付加用 治具を説明する。図 12はテンション付加用治具 41を、フレーム 13に金属テープ 17 を取り付ける時の状態で示す概略斜視図、図 13は図 12に示す部分の概略断面図、 図 14はテンション付加用治具 41を、図 13の矢印 A— A方向に見た概略断面図であ る。テンション付加用治具 41は、支持台 42と、その支持台 42に直動案内 43を介して 直線状に移動可能に保持されたテープ把持部材 44と、そのテープ把持部材 44に取 り付けられたテープ付加用ねじ 46とを備えている。支持台 42は、テンション付加用治 具 41の使用時にフレーム 13の端面の所定位置にボルト等によって固定しうる構造と なっている。なお、支持台 42は、フレーム 13に固定する代わりに、フレーム 13を支持 させる定盤等の支持装置に固定する構造としてもよい。 [0057] 直動案内 43は、支持台 42をフレーム 13に対する所定位置に取り付けた状態の時 に、テープ把持部材 44がフレーム 13の掘り込み 20の長手方向に移動可能となるよう に配置されている。テープ把持部材 44は、テープ把持本体 48とテープ押え 49を有 しており、テープ把持本体 48の上面には、金属テープ 17をその長手方向がテープ 把持部材 44の移動方向に平行となるように装着可能な溝 48aが形成されて 、る。こ の溝 48aは、テンション付加用治具 41をフレーム 13に対する所定位置に取り付けた 状態において、フレーム 13の掘り込み 20の延長上に位置するように形成されており 、掘り込み 20内にセットした金属テープ 17を曲げることなく溝 48a内に受け入れるこ とが可能である。テープ押え 49は、ボルト 50によってテープ把持本体 48に固定する ことで、溝 48a内にセットした金属テープ 17をテープ把持本体 48に押し付けて把持 することができる。なお、金属テープ 17をテープ把持本体 48とテープ押え 49で確実 に把持することができるようにするため、テープ押え 49の下面には、かしめ用の凸条 49aが形成されている。この凸条 49aはテープ把持本体 46側に設けてもよい。
[0058] テンション付加用ねじ 46は、テープ把持部材 44に把持された金属テープ 17に近 接した位置で該金属テープの長手方向に平行に且つ先端をテープ把持部材 44か ら突出させた形態で取り付けられている。この構造としたことにより、テンション付加用 ねじ 46をねじ込んで、その先端をフレーム 13に突き当て、更にねじ込むことで、フレ ーム 13の金属テープ取り付け位置の近傍に反力を生じさせ、かつ金属テープ 17に テンションを付加することができる。ここで、テンション付加用ねじ 46のテープ把持部 材 44に対する取り付け位置は、テープ把持部材 44に把持させた金属テープ 17に近 接した位置であれば、金属テープ 17の側方でもよいが、図示した実施の形態では金 属テープ 17の中央の直ぐ下としている。この位置とすることで、金属テープ 17の全幅 にテンションを安定して付加することができる。
[0059] 次に、上記構成のテンション付加用治具 41を用いた金属テープ取り付け方法及び 、その金属テープ取り付け方法を用いたマスクユニット 10の製造方法を説明する。あ らかじめ、図 11に示すメタルマスク 11、フレーム 13、金属テープ 17、 18を用意して おく。まず、フレーム 13にメタルマスク 11をテンションを付加した状態で取り付けるた めのマスク貼り装置において、フレーム 13を所定位置にセットし、その上にメタルマス ク 11を乗せ、そのメタルマスク 11の 4辺のそれぞれを、複数のクランプ 23で把持させ 、各クランプ 23に連結しているエアシリンダ等の駆動手段 24を作動させて、各クラン プ 23を矢印で示すように縦横方向に引っ張り、メタルマスク 11にテンションを付加す る（図 3および図 4参照）。
[0060] ここで、メタルマスク 11の 4辺にそれぞれ設けている複数のクランプ 23は、マスク部 12の列と、マスク部の無い領域とに合わせて配置しており、従って、メタルマスク 11 のマスク部 12を形成した領域と、マスク部の無 、領域とをそれぞれ別個のクランプ 23 で引っ張ってテンションを付加することが可能であり、これによつて、メタルマスク 11の 剛性の異なる領域をそれぞれ別個のクランプ 23でテンション付加することができる。 そして、メタルマスク 11の各辺を複数のクランプ 23で把持して引っ張った状態で、メ タルマスク 11の表面状態を目視検査し、ゆがみやたるみがあれば、その領域を引つ 張っているクランプ 23にカ卩える引張力を調整し、メタルマスク 11をゆがみやたるみの な！、平坦な状態で且つマスク部 12の開口部が平行に弓 Iき揃えられた状態に調整す る。また、メタルマスク 11に形成している各マスク部 12の位置を検査し、各マスク部が 所定の寸法精度内の位置に入るように、各クランプ 23の引張力を調整する。以上に より、メタルマスク 11をゆがみやたるみの無い状態で且つ各マスク部 12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、メタルマスク 11の周縁部分をフレーム 13に、レーザ光を用いてスポット溶接し (スポット溶接部 30 参照）、固定する。その後、クランプ 23を外し、メタルマスク 11の周縁の不要部分を易 切断線 15を利用して除去する。
[0061] 次に、メタルマスク 11を取り付けたフレーム 13を、図 17 (a)に示すように、金属テー プを取り付けるために用いる定盤等の支持装置（図示せず)の上に、メタルマスク 11 側を下にして置き、そのフレーム 13に生じている反りを、支持スタンド等の適当な支 持手段（図示せず)で保持したダイアルゲージ 55によって測定する。次いで、図 17 ( b)に示すように、そのフレーム 13の裏面に縦方向に形成している溝状の掘り込み 20 の両端に位置するように、テンション付加用治具 41を取り付け、掘り込み 20内に金 属テープ 17をセットすると共にその両端をテープ把持部材 44に把持させる。その後 、テンション付加用ねじ 46をねじ込んで、その先端をフレーム 13の端面に押し付け、 更にねじ込むことで、フレーム 13に反力を生じさせ金属テープ 17にテンションを付加 する。この状態で図 17 (b)に示すようにフレーム 13の反り量をダイアルゲージ 55で測 定する。そして、測定して得た反り量が所望の許容範囲内（例えば、縦 500mm X横 500mmのフレーム 13において 0. 1mm以下の反り）となるように、テンション付カロ用 ねじ 46のねじ込みを調整して金属テープ 17に付加するテンションを調整する。その 後、図 17 (c)に示すように、フレーム 13の反り量が所望の許容範囲内に入り、フレー ム 13に要求される平面度が確保されると、図 16に示すように、金属テープ 17の両端 近傍をレーザ溶接装置 56を用いてフレーム 13にスポット溶接し (符号 56A参照）、固 定する。その後、テープ付加用治具 41を取り外し、金属テープ 17の両端の不要部 分を易切断線 19を利用して切断、除去する。
[0062] ここで、金属テープ 17にテンション付加用治具 41を用いてテンションを付カ卩した際 、フレーム 13に対する金属テープ 17の取り付け位置近傍に反力を生じさせ、かつ金 属テープ 17に取ってテンションを付カ卩していたため、金属テープ 17をフレーム 13に スポット溶接で固定し、テンション付加用治具 41を取り外した状態においても、金属 テープ 17がフレーム 13に作用させていたテンションの状態はほとんど変化せず、こ のため、フレーム 13は先に調整した平面度に保たれたままである。力べして、単にテ ンシヨン付加用ねじ 46を調整してフレーム 13を所望の平面度とし、その状態で金属 テープ 17をフレーム 13に固定することで、フレーム 13に生じていた反りを矯正して 所望の平面度とすることができる。
[0063] 以上の操作を、フレーム 13の裏面に横方向に形成している溝状の掘り込み 20に ついても実施し、その掘り込み 20に金属テープ 18を取り付ける。これによつて、横方 向における反りを矯正して所望の平面度とすることができる。以上により、マスクュ- ット 10が製造される（図 1参照)。
[0064] 以上のようにして製造されたマスクユニット 10では、メタルマスク 11がゆがみやたる みの無い状態で且つマスク部 12の開口部が正確に平行に揃った状態に保たれてお り、且つ各マスク部 12の位置も所定の寸法精度内に保たれている。また、マスクュ- ット 10の反りも微少な許容範囲内に保たれている。その後、このマスクユニット 10を 用いて、所定の蒸着操作を行う。すなわち、このマスクユニットにガラス基板等の被蒸 着基材を取り付け、蒸着機にセットし、有機 EL素子の有機層又は力ソード電極の蒸 着を行う。これにより、微細なパターンの蒸着を位置精度良く行うことができ、高品質 の有機層又は力ソード電極を形成できる。
[0065] 以上の実施の形態では、金属テープ 17或いは 18をフレーム 13に取り付けるに際 し、金属テープ 17或いは 18の両端に、それぞれテンション付加用治具 41を取り付け ているが、本発明はこの構成に限らず、金属テープ 17或いは 18の一端側をあらかじ めフレーム 13にスポット溶接等によって固定し、他端側のみにテンション付加用治具 41を配置し、そのテンション付加用治具 41を用 Vヽてテンションを付加する構成として もよい。この構成によっても、同様にフレーム 13の反りを矯正した状態で金属テープ 17或いは 18をフレーム 13に固定することができる。
[0066] 以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれに限らず、特許請 求の範囲の記載内で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、金属 テープ 17、 18を、メタルマスク 11を固定した後のフレーム 13に取り付けており、メタ ルマスク 11の取り付けによってフレーム 13に生じた反りを矯正している力 本発明の 金属テープの取り付け方法は、メタルマスクを取り付ける前のフレームに金属テープ を取り付ける場合にも適用可能である。この場合には、後工程でメタルマスク 11を取 り付ける際に生じる反りを見越して、フレーム 13に反対方向の所望の反りが生じるよう に金属テープのテンションを調整して金属テープを取り付ければよい。また、金属テ ープ 17、 18の固定方法としては、レーザ光によるスポット溶接に限らず、抵抗溶接、 接着剤、ねじ止め等に変更してもよい。ただし、実施の形態のようにレーザ光によるス ポット溶接を用いると、ねじ止め等に比べて作業が簡単で且つ固定が確実であり、固 定後の構造が単純であるといった利点が得られる。金属テープ 17、 18の固定位置も 、両端のみに限らず、中間の適当な位置の固定を併用してもよい。また、メタルマスク 11の周縁部分のフレーム 13に対する固定方法も、レーザ光によるスポット溶接に限 らず、抵抗溶接、接着剤、ねじ止め等に変更してもよい。更にまた、溶接部の形状は スポット形状に限らず、ライン状であってもよい。
[0067] 更に、上記した実施の形態では、メタルマスク 11をフレーム 13に固定する際に、メ タルマスク 11の 4辺をそれぞれ、マスク部 12に対応する領域とマスク部のな ヽ領域に 対応して設けた複数のクランプ 23で把持してテンションを付加して ヽるが、メタルマス ク 11にテンションを付加する手段はこの構成に限らず、メタルマスク 11をゆがみやた わみの無い平坦な状態に引っ張り、且つマスク部の開口部を平行に引き揃えること ができれば、適宜変更可能である。例えば、メタルマスク 11の各辺に設ける複数のク ランプの個数やクランプの幅を変更する等の変更を加えても良い。
[0068] 更に、上記の実施の形態では、メタルマスク 11に縦横両方向にテンションをカ卩えて 平坦な状態として 、るが、メタルマスクによっては縦方向のみ或!、は横方向のみにテ ンシヨンを加えることで、メタルマスクをゆがみやたるみの無い状態に引き揃えることが できる場合がある。本発明はその場合をも包含するものであり、その場合には、金属 テープはフレームの 4辺に設ける必要はなぐメタルマスクに付カ卩したテンションの方 向に平行な辺のみに、金属テープを取り付ければ良い。また、フレーム 13が縦方向 に長 、長方形の場合であって横方向にはあまり反りが生じな 、場合には、縦方向の みに金属テープを取り付ける構成としてもよい。更に、上記の実施の形態では、金属 テープ 17、 18を、その全面がフレーム 13の開口 14を取り囲む枠の部分に重なるよう に取り付けている力 金属テープの取り付け位置はこれに限らず、フレーム 13に固定 したメタルマスク 11のマスク部 12に干渉しない範囲で開口 14を横切るように金属テ ープを取り付ける構成としてもょ 、。
[0069] 第 3の実施の形態
次に本発明の第 3の実施の形態について図 18乃至図 23により説明する。 なお、第 3の実施の形態において、図 1乃至図 10に示す第 1の実施の形態、およ び図 11乃至図 17に示す第 2の実施の形態と同一部分には同一符号を符して詳細 な説明は省略する。
[0070] 全体を参照符号 10で示すマスクユニットは、窓枠形状 (矩形状)のフレーム 13と、 その表面にテンションを付加された状態でスポット溶接部 30によって取り付けられた 矩形状メタルマスク 11と、フレーム 13の裏面にテンションを付加された状態でスポット 溶接部 56A、 56Bによって取り付けられた細長状金属テープ 17、 18を備えている（ 図 1および図 11参照）。
[0071] メタルマスク 11は、金属薄板製のもので、複数のマスク部 12を縦横に並べて形成し ている。各マスク部 12は、エッチング等によって形成した多数の微少な開口部を備え たものである。各マスク部 12における開口部は、蒸着時に蒸気の通過を許容するた めのものであり、その開口部の形状、配列は任意であり、例えば、細長いスリット状の 開口部を平行に並べたもの、スロット状の開口部を縦方向に並べると共に平行にも並 ベたもの等を挙げることができる。フレーム 13に取り付ける前のメタルマスク 11は、フ レーム 13よりも縦横両方向ともに大きいサイズに作られており、フレーム 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をノ、一フエ ツチングなどによって形成している。なお、易切断線 15は、メタルマスク 11に加えるテ ンシヨンには耐え得る強度を備えたものである。メタルマスク 11の厚さ、マスク部 12の 寸法、それに形成した多数の微少な開口部の寸法等は特に限定するものではない 1S 代表的なものとして、メタルマスク 11の厚さは 30〜200 μ m、マスク部 12の寸法 は長さが 50〜70mm、幅が 30〜50mm、開口部の幅力 0〜： LOO m、平行に配列 された開口部間の無孔部分の幅が 80〜200 μ m等を例示できる。
[0072] フレーム 13は、メタルマスク 11の多数のマスク部 12を形成した領域を包含する大き さの開口 14を備えた窓枠形状のものである。このフレーム 13は、テンションを付加し た状態のメタルマスク 11を取り付けた後にお 、ても、そのメタルマスク 11のテンション によってたわんでメタルマスクにゆがみやたるみが生じることがないよう、また、保管時 、蒸着機への取付時、蒸着操作時などの取り扱い時においても、メタルマスク 11を平 坦な状態に保持しうる剛性を備えたものである。なお、テンションを付加したメタルマ スク 11を取り付けた時点 (金属テープを取り付ける前の時点）において多少の反り（ 例えば、縦 500mm X横 500mmのフレーム 13において 0. 2〜0. 5mm程度の反り )が生じても、後で金属テープ 17、 18を取り付けて矯正しうるので、そのような小さい 反りまで生じさせないような大きい剛性を持たせる必要はない。フレーム 13の厚さとし ては、 2mm〜30mm程度を例示でき、幅（開口 14の内周面とフレーム外周面との距 離）としては、 5mm〜50mm程度を例示できる。フレーム 13の裏面には、金属テー プ 17、 18を取り付けるエリアに溝状の掘り込み 20を入れている。
[0073] 金属テープ 17、 18は、それに長手方向のテンションを付カ卩した状態でフレーム 13 に取り付けることでマスクユニット 10の反りを許容範囲内に抑えるためのものである。 金属テープ 17、 18の幅及び厚さは、弾性領域内で必要な大きさのテンションをカロえ ることができるように選定されるものであり、例えば、幅は 5〜50mm、厚さは 50〜20 0 m程度に選定される。フレーム 13に取り付ける前の金属テープ 17、 18の長さは 、フレーム 13よりも長くしておく。この金属テープ 17、 18にも、フレーム 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 19をノ、一フエ ツチングなどによって形成して 、る。
[0074] 次に、金属テープ 17、 18をフレーム 13に取り付ける際に用いるテンション付加装 置並びにそのテンション付加装置を備えた金属テープ取り付け装置を説明する。図 1 8、図 19は本発明の実施の形態に係るテープ取り付け装置を異なる作動状態で示 す概略斜視図、図 20は、図 18、図 19に示すテープ取り付け装置に設けているテン シヨン付加装置の主要部分の概略斜視図、図 21は図 20に示す領域の一部の概略 断面図、図 22は図 21の A— A矢視概略断面図である。全体を参照符号 31で示すテ ープ取り付け装置は、高精度の平面度の支持面を備えた支持盤、例えば石定盤 32 と、その石定盤 32に保持されたテンション付加装置 33と、スポット溶接装置 34を有し ている。
[0075] テンション付加装置 33は、フレーム 13を水平に支持するフレーム置台 35と、該フレ 一ム置台 35に所定位置となるように支持させたフレーム 13の一辺に向か 、合う領域 に配置されたガイド手段 36と、該ガイド手段 36に、前記フレーム 13の一辺に平行に 移動可能に保持された移動台 37と、該移動台 37に昇降ガイド機構 38を介して昇降 可能に保持されたテンション付加用治具 41を備えて 、る。ガイド手段 36及び移動台 37の構造は、移動台 37をガイド手段 36に沿って直線状に移動させることができ且つ 所望位置に固定できる構造のものであれば任意であり、例えば、ガイド溝を用いたも の、ガイドレールを用いたもの、直動案内を用いたもの等を挙げることができる。昇降 ガイド機構 38の構造も、テンション付加用治具 41を移動台 37に対して昇降させるこ とができ且つ所望位置に固定できる構造のものであれば任意である。
[0076] テンション付加用治具 41は、移動台 37上に昇降ガイド機構 38を介して保持された 支持台 42と、その支持台 42に直動案内 43を介して水平に且つフレーム 13の一辺 に直角方向に (ガイド手段 36による移動台 37の移動方向に直交する方向に)移動可 能に保持されたテープ把持部材 44であって、金属テープ 17をその長手方向がテー プ把持部材 44の移動方向に平行となるように把持可能なテープ把持部材 44と、そ のテープ把持部材 44に取り付けられたテープ付加用ねじ 46とを有している。テープ 把持部材 44は、テープ把持本体 48とテープ押え 49を有しており、テープ把持本体 4 8の上面には、金属テープ 17をその長手方向がテープ把持部材 44の移動方向に平 行となるように装着可能な溝 48aが形成されている。この溝 48aは、テンション付加用 治具 41をフレーム 13に対する所定位置に配置した状態にお 、て、フレーム 13の掘 り込み 20の延長上に位置するように形成されており、掘り込み 20内にセットした金属 テープ 17を曲げることなく溝 48a内に受け入れることが可能である。テープ押え 49は 、ボルト 50によってテープ把持本体 48に固定することで、溝 48a内にセットした金属 テープ 17をテープ把持本体 48に押し付けて把持するためのものである。なお、金属 テープ 17をテープ把持本体 48とテープ押え 49で確実に把持することができるように するため、テープ押え 49の下面には、力しめ用の凸条 49aが形成されている。この凸 条 49aはテープ把持本体 48側に設けてもよい。
[0077] テンション付加用ねじ 46は、テープ把持部材 44に把持させた金属テープ 17に近 接した位置で該金属テープの長手方向に平行に且つ先端をテープ把持部材 44か ら突出させ、フレーム 13の側面に突き当てることの可能な形態で取り付けられている 。この構造としたことにより、テンション付加用ねじ 46をねじ込んで、その先端をフレ ーム 13に突き当て、更にねじ込むことで、フレーム 13の金属テープ取り付け位置の 近傍に反力を取って金属テープ 17にテンションを付加することができる。ここで、テン シヨン付加用ねじ 46のテープ把持部材 44に対する取り付け位置は、テープ把持部 材 44に把持させた金属テープ 17に近接した位置であれば、金属テープ 17の側方 でもよいが、図示した実施の形態では金属テープ 17の中央の直ぐ下としている。この 位置とすることで、金属テープ 17の全幅にテンションを安定して付加することができる
[0078] 図 18、図 19において、スポット溶接装置 34は、金属テープ 17の所望位置をフレー ム 13に溶接、固定するためのものであり、この実施の形態では抵抗溶接方式のもの が用いられている。なお、スポット溶接装置 34は抵抗溶接方式のものに限らず、他の 方式のもの、例えばレーザー方式のものを用いても良い。スポット溶接装置 34は、ガ イド装置 53によって移動可能に設けられており、フレーム 13上の所定位置にセットし た金属テープ 17の所望の位置をスポット溶接することができる構成となっている。な お、図面ではフレーム 13の手前側のみにスポット溶接装置 34を描いている力 フレ ーム 13の奥側にもスポット溶接装置（図示せず）が設けられ、奥側の金属テープ 17 をフレーム 13に溶接、固定可能となっている。なお、スポット溶接装置 34をフレーム 1 3をはさんで両側に設ける代わりに、単一のスポット溶接装置を水平面内で二次元方 向に移動させることの可能な X— Y移動機構に保持させ、そのスポット溶接装置を X —Y方向の所望位置に移動させてスポット溶接する構成としてもよい。
[0079] 次に、上記構成の金属テープ取り付け装置 31を用いて金属テープにテンションを 付カ卩してフレーム 13に取り付ける方法、並びに、この金属テープ取り付け装置 31を 用いたマスクユニット 10の製造方法を説明する。あら力じめ、メタルマスク 11、フレー ム 13、金属テープ 17、 18を用意しておく。まず、図 3、図 4に示すように、フレーム 13 にメタルマスク 11をテンションを付加した状態で取り付けるためのマスク貼り装置にお いて、フレーム 13を所定位置にセットし、その上にメタルマスク 11を乗せ、そのメタル マスク 11の 4辺のそれぞれを、複数のクランプ 23で把持させ、各クランプ 23に連結し て 、るエアシリンダ等の駆動手段 24を作動させて、各クランプ 23を矢印で示すように 縦横方向に引っ張り、メタルマスク 11にテンションを付加する。
[0080] ここで、メタルマスク 11の 4辺にそれぞれ設けている複数のクランプ 23は、マスク部 12の列と、マスク部の無い領域とに合わせて配置しており、従って、メタルマスク 11 のマスク部 12を形成した領域と、マスク部の無 、領域とをそれぞれ別個のクランプ 23 で引っ張ってテンションを付加することが可能であり、これによつて、メタルマスク 11の 剛性の異なる領域をそれぞれ別個のクランプ 23でテンション付加することができる。 そして、メタルマスク 11の各辺を複数のクランプ 23で把持して引っ張った状態で、メ タルマスク 11の表面状態を目視検査し、ゆがみやたるみがあれば、その領域を引つ 張っているクランプ 23にカ卩える引張力を調整し、メタルマスク 11をゆがみやたるみの な！、平坦な状態で且つマスク部 12の開口部が平行に弓 Iき揃えられた状態に調整す る。また、メタルマスク 11に形成している各マスク部 12の位置を検査し、各マスク部が 所定の寸法精度内の位置に入るように、各クランプ 23の引張力を調整する。以上に より、メタルマスク 11をゆがみやたるみの無い状態で且つ各マスク部 12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、メタルマスク 11の周縁部分をフレーム 13に、レーザ光を用いてスポット溶接し (スポット溶接部 30 参照）、固定する。その後、クランプ 23を外し、メタルマスク 11の周縁の不要部分を易 切断線 15を利用して除去する。
[0081] 次に、メタルマスク 11を取り付けたフレーム 13を、図 18及び図 23 (a)に示すように 、フレーム置台 35の上に、メタルマスク 11側を下にして、且つ一辺がガイド手段 36に 平行になるように位置決めして支持させる。次いで、そのフレーム 13に生じている反 りを、支持スタンド等の適当な支持手段（図示せず)で保持したダイアルゲージ 55に よって測定する。次いで、そのフレーム 13に形成している溝状の掘り込み 20のうち、 ガイド手段 36に直交する方向に延びている掘り込み 20に金属テープ 17をセットし、 テンション付加用治具 41とは反対側の端部近傍を、スポット溶接装置 34によってフ レーム 13にスポット溶接 (符号 56A参照）して固定し、固定した側の不要部分を易切 断線 19 (図 2参照)を利用して切断、除去する。
[0082] 次に、移動台 37をガイド手段 36に沿って移動させ、保持しているテンション付加用 治具 41の溝 48a (図 20参照）力 フレーム 13にセットして!/、る金属テープ 17に重なる 位置に位置決めして、移動台 37をその位置に固定し、次いで、昇降ガイド機構 38を 利用してテンション付加用治具 41の高さを、溝 48aがフレーム 13の掘り込み 20と同 じ高さとなる位置に位置決めし、その位置に固定する。次いで、金属テープ 17の端 部をテープ把持部材 44に把持させる。この操作は、両側のテンション付加用治具 41 について行う。その後、テンション付加用ねじ 46 (図 21参照）をねじ込んで、その先 端をフレーム 13の側面に押し付け、更にねじ込むことで、フレーム 13に反力を取つ て金属テープ 17にテンションを付加する。この状態で図 19及び図 23 (b)に示すよう にフレーム 13の反り量をダイアルゲージ 55で測定する。そして、測定して得た反り量 が所望の許容範囲内（例えば、縦 500mm X横 500mmのフレーム 13において 0. 1 mm以下の反り）となるように、テンション付加用ねじ 46のねじ込みを調整して金属テ ープ 17に付加するテンションを調整する。その後、図 23 (c)に示すように、フレーム 1 3の反り量が所望の許容範囲内に入り、フレーム 13に要求される平面度が確保され ると、図 19に示すように、金属テープ 17の端部近傍をスポット溶接装置 34を用いて フレーム 13にスポット溶接して固定する。その後、テープ付加用治具 41から金属テ ープ 17を外し、端部の不要部分を易切断線 19を利用して切断、除去する。
[0083] ここで、金属テープ 17にテンション付加用治具 41を用いてテンションを付カ卩した際 、フレーム 13に対する金属テープ 17の取り付け位置近傍に反力を生じさせてテンシ ヨンを付カ卩していたため、金属テープ 17をフレーム 13にスポット溶接で固定し、テン シヨン付加用治具 41を取り外した状態においても、金属テープ 17がフレーム 13に作 用させていたテンションの状態はほとんど変化せず、このため、フレーム 13は先に調 整した平面度に保たれたままである。力べして、単にテンション付加用ねじ 46を調整 してフレーム 13を所望の平面度とし、その状態で金属テープ 17をフレーム 13に固定 することで、フレーム 13に生じていた反りを矯正して所望の平面度とすることができる
[0084] 以上の操作を、フレーム 13の裏面に横方向に形成している溝状の掘り込み 20に ついても実施し、その掘り込み 20に金属テープ 18を取り付ける。これによつて、横方 向における反りを矯正して所望の平面度とすることができる。以上により、マスクュ- ット 10が製造される。
[0085] 以上のようにして製造されたマスクユニット 10では、メタルマスク 11がゆがみやたる みの無い状態で且つマスク部 12の開口部が正確に平行に揃った状態に保たれてお り、且つ各マスク部 12の位置も所定の寸法精度内に保たれている。また、マスクュ- ット 10の反りも微少な許容範囲内に保たれている。その後、このマスクユニット 10を 用いて、所定の蒸着操作を行う。すなわち、このマスクユニットにガラス基板等の被蒸 着基材を取り付け、蒸着機にセットし、有機 EL素子の有機層又は力ソード電極の蒸 着を行う。これにより、微細なパターンの蒸着を位置精度良く行うことができ、高品質 の有機層又は力ソード電極を形成できる。
[0086] 以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれに限らず、特許請 求の範囲の記載内で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、金属 テープ 17、 18を、メタルマスク 11を固定した後のフレーム 13に取り付けており、メタ ルマスク 11の取り付けによってフレーム 13に生じた反りを矯正している力 本発明の 金属テープ取り付け装置は、メタルマスクを取り付ける前のフレームに金属テープを 取り付ける場合にも使用可能である。この場合には、後工程でメタルマスク 11を取り 付ける際に生じる反りを見越して、フレーム 13に反対方向の所望の反りが生じるよう に金属テープのテンションを調整して金属テープを取り付ければよい。また、金属テ ープ 17、 18の固定位置も、両端のみに限らず、中間の適当な位置の固定を併用し てもよい。
[0087] 更に、上記した実施の形態では、メタルマスク 11をフレーム 13に固定する際に、メ タルマスク 11の 4辺をそれぞれ、マスク部 12に対応する領域とマスク部のな ヽ領域に 対応して設けた複数のクランプ 23で把持してテンションを付加して ヽるが、メタルマス ク 11にテンションを付加する手段はこの構成に限らず、メタルマスク 11をゆがみやた わみの無い平坦な状態に引っ張り、且つマスク部の開口部を平行に引き揃えること ができれば、適宜変更可能である。例えば、メタルマスク 11の各辺に設ける複数のク ランプの個数やクランプの幅を変更する等の変更を加えても良い。
[0088] 更に、上記の実施の形態では、メタルマスク 11に縦横両方向にテンションをカ卩えて 平坦な状態として 、るが、メタルマスクによっては縦方向のみ或!、は横方向のみにテ ンシヨンを加えることで、メタルマスクをゆがみやたるみの無い状態に引き揃えることが できる場合がある。その場合には、金属テープはフレームの 4辺に設ける必要はなく 、メタルマスクに付カ卩したテンションの方向に平行な辺のみに、金属テープを取り付 ければ良い。また、フレーム 13が縦方向に長い長方形の場合であって横方向にはあ まり反りが生じない場合には、縦方向のみに金属テープを取り付ける構成としてもよ い。更に、上記の実施の形態では、金属テープ 17、 18を、その全面がフレーム 13の 開口 14を取り囲む枠の部分に重なるように取り付けている力 金属テープの取り付け 位置はこれに限らず、フレーム 13に固定したメタルマスク 11のマスク部 12に干渉し ない範囲で開口 14を横切るように金属テープを取り付ける構成としてもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 矩形状のフレームと、
該フレームの表面に、フレームの縦方向及びフレームの横方向の少なくとも一方の テンションを付加した状態で取り付けられたメタルマスクと、
フレームの裏面に、長手方向にテンションを付カ卩した状態で且つメタルマスクに付 カロしたテンションの方向に平行に取り付けられた細長状金属テープとを備えたことを 特徴とするメタルマスクユニット。
[2] メタルマスクは複数のマスク部を有し、かつ縦方向及び横方向のテンションを付加さ れており、金属テープはフレームの 4辺にそれぞれ取り付けられていることを特徴とす る請求項 1記載のメタルマスクュ-ット。
[3] 金属テープは、その少なくとも両端近傍をスポット溶接で前記フレームに固定され ていることを特徴とする請求項 1または 2記載のメタルマスクユニット。
[4] 矩形状のフレームの表面に、メタルマスクを、該メタルマスクにフレームの縦方向及 びフレームの横方向の少なくとも一方のテンションを付加した状態で取り付ける工程 と、
フレームの裏面に、細長状の金属テープを、長手方向にテンションを付加した状態 で、メタルマスクに付カ卩したテンションの方向に平行に取り付ける工程と、
を備えたことを特徴とするメタルマスクユニットの製造方法。
[5] フレームの表面にメタルマスクを取り付ける際、フレームより大きいサイズのメタルマ スクを取り付け、その後フレームに取り付けたメタルマスクの周縁の不要部分を除去 することを特徴とする請求項 4記載のメタルマスクユニットの製造方法。
[6] フレームの裏面に金属テープを取り付ける際、フレームより長い金属テープを取り 付け、その後フレームに取り付けた金属テープ両端の不要部分を除去することを特 徴とする請求項 4記載のメタルマスクユニットの製造方法。
[7] フレームの裏面に金属テープを取り付ける工程は、
金属テープをフレームの金属テープ取付け位置に取り付ける工程と、
金属テープにテンションを付加してフレームに反力を生じさせる工程と、 フレームの反り量を測定して反り量が所望範囲内となるように金属テープに付加す るテンションを調整する工程と、
を有することを特徴とする請求項 4記載のメタルマスクユニットの製造方法。
[8] 金属テープにテンションを付加する際、金属テープの両端を把持してテンションを 付加し、
金属テープのテンションを調整した後、金属テープの少なくとも両端をフレームに固 定することを特徴とする請求項 7記載のメタルマスクユニットの製造方法。
[9] 金属テープの一端を予めフレームに固定し、金属テープにテンションを付加する際 、金属テープの他端を把持してテンションを付加し、金属テープのテンションを調整 した後、金属テープの他端をフレームに固定することを特徴とする請求項 7記載のメ タルマスクユニットの製造方法。
[10] 矩形状のフレームに金属テープを取付ける金属テープの取付け方法において、 金属テープをフレームの金属テープ取り付け位置に取付ける工程と、
金属テープにテンションを付加してフレームに反力を生じさせる工程と、 フレームの反り量を測定して反り量が所望範囲内となるように金属テープに付加す るテンションを調整する工程と、
を有することを特徴とする金属テープの取付け方法。
[11] 金属テープにテンションを付加する際、金属テープの両端を把持してテンションを 付加し、
金属テープのテンションを調整した後、金属テープの少なくとも両端をフレームに固 定することを特徴とする請求項 10記載の金属テープの取付け方法。
[12] 金属テープの一端を予めフレームに固定し、金属テープにテンションを付加する際 、金属テープの他端を把持してテンションを付加し、金属テープのテンションを調整 した後、金属テープの他端をフレームに固定することを特徴とする請求項 10記載の 金属テープの取付け方法。
[13] 矩形状のフレームに取付けられた細長状金属テープにテンションを付加するテンシ ヨン付加装置において、
フレーム近傍に配置されたテンション付加用治具を備え、
このテンション付加用治具はフレーム近傍に設けられた支持台と、 支持台に直線状に移動可能に保持され、金属テープをその長手方向が移動方向 に平行となるよう把持するテープ把持部材と、
テープ把持部材に取付けられ、金属テープに対してテンションを付加するテンショ ン付加用ねじとを有することを特徴とするテンション付加装置。
[14] フレームの一辺に沿って配置されたガイド手段と、
このガイド手段に沿って移動可能に設けられた移動台とを更に備え、
テンション付加用治具はこの移動台上に保持されていることを特徴とする請求項 13 記載のテンション付加装置。
[15] テンション付加用治具の支持台は移動台に対して上下方向に移動可能となってい ることを特徴とする請求項 14記載のテンション付加装置。
[16] ガイド手段に 2組の移動台およびテンション付加用治具が配置されて 、ることを特 徴とする請求項 14記載のテンション付加装置。
[17] テンション付加用ねじはフレームに当接自在に配置されていることを特徴とする請 求項 13記載のテンション付加装置。
[18] 支持台はフレームに当接自在に配置されていることを特徴とする請求項 13記載の テンション付加装置。
[19] 矩形状のフレームに取付けられた細長状金属テープにテンションを付加するテンシ ヨン付加装置と、
金属テープをフレームの所定位置にスポット溶接して固定するスポット溶接装置とを 備え、
テンション付加装置は、フレーム近傍に配置されたテンション付加用治具を備え、 このテンション付加用治具はフレーム近傍に設けられた支持台と、
支持台に直線状に移動可能に保持され、金属テープをその長手方向が移動方向 に平行となるよう把持するテープ把持部材と、
テープ把持部材に取付けられ、金属テープに対してテンションを付加するテンショ ン付加用ねじとを有することを特徴とする金属テープ取付け装置。
[20] メタルマスクユニットを用いて有機 EL素子の有機層または力ソード電極を蒸着する 有機 EL素子材料の蒸着方法にお ヽて、 メタルマスクユニットは、矩形状のフレームと、
該フレームの表面に、フレームの縦方向及びフレームの横方向の少なくとも一方の テンションを付加した状態で取り付けられたメタルマスクと、フレームの裏面に、長手 方向にテンションを付加した状態で且つメタルマスクに付加したテンションの方向に 平行に取り付けられた細長状金属テープとを備えたことを特徴とする有機 EL素子材 料の蒸着方法。
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