JP2015145532A - マスク装置、該マスク装置を製造するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の製造に際し、マスクブランケットに張設するさいに、張力によるマスクブラケットの微変形を回避し、正確な位置により精確に張設できるマスク板の提供。【解決手段】マスク板１０は、マスクホールアレイ１１を取り囲むように配置された複数の固定部１４と、複数の固定部１４から4つの方向へ十字状に延出させる4つの連結部１２からなり、マスク板１０のマスクブランケットへの張設は、前記マスクブランケットが支持リブを有する形式の格子状に変更し、複数枚のマスクス板１４が各格子に対応する様にして行い、マスク板１０の固定部１４を前記マスクブランケットの支持リブへ当接するように押圧固定したのち、固定部１４と前記支持リブとを溶接するＯＬＥＤ用マスク装置。【選択図】図２

Description

本発明は、ディスプレイを製造する過程において使用されるマスクに関し、特にＯＬＥＤの小さい板状金属のマスク装置、該マスク装置を製造するためのシステム及び方法に関する。

ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、新型の表示デバイスに属し、電圧を印加することにより自発的に発光できる技術を利用し、近年以来、光電化学及び材料科学分野において非常に盛んな研究テーマであり、現在、世界的でも表示技術においてよく注目されている。これは、ＬＣＤの強い競争ライバルとなり、表示業界においてもＬＣＤを代替する可能性が最も大きい新世代の表示技術としてよく知られている。ＯＬＥＤデバイスが使用する材料を有機小分子或は高分子ポリマーとしてよいので、選択の範囲が広く、有機分子構造に対する設計、組合せ及び裁断によって、多方面の異なるニーズを満足でき、赤色光から青色光までの何れかの色の表示を実現できるとともに、大面積の表示を容易に実現できる。有機発光表示は、高輝度、高効率、広い視角、低い駆動電圧、低い電力消費量、早い応答スピード、残像が発生しなく、生産コストが低く、制作テクノロジーが簡単で、解像度がよく、柔軟性デバイスとして作成できる等のメリットがあり、次世代の平面ディスプレイの新しい応用技術であると認識されているので、現在、世界中の数多くのメーカーが研究開発を行い、「未来の表示スター」と称されている。

初期のＯＬＥＤ製造の過程において、基板の寸法が小さいので、張設の方式としては１枚のマスクを張設する方式であり、この方法で全てのマスクホールアレイを必要な位置に完全に張設することができない。基板の寸法が大きくなっていくことに連れて、混色良率及び金属板材料に制限されるので、この方法を使用できなくなる。当然、このような小世代のＯＬＥＤ金属マスクの張設方式のデメリットとしては、応力で変形されるので、１枚のマスクで張設する方式を採用して各セルの位置を有効にコントロールすることができなく、マスクホールアレイを必要な位置に完全に張設することもできない。この方法を大世代の基板の場合に用いれば、極大な張設誤差を招いてしまう。且つ、このようなマスクを製造するために必要である、４０ｕｍより低い金属板材を取得することが容易ではない。

現在、大世代の基板寸法とするＯＬＥＤマスク板張設技術は、分割式マスクの方式で張設するようになったが、この方法で混色良率のニーズを完全に満足することができなく、且つ、大きすぎる張設張力によってマスクフレームが細微な変形を生じ、また、マスク製造メーカーによる１枚全体の分割式単板マスクの制作精度に制限されるので、マスクを蒸着機の補正の必要な位置に張設することができない。大世代のＯＬＥＤ金属マスクの張設方式のデメリットとしては、分割式単板マスクが１枚のマスクと比較してより精確に張設することができるが、該１枚の分割式単板マスクにおける各セルの位置を有効にコントロールしてマスクを必要な位置に完全に張設することができない。分割式単板マスクの張設後の垂れを予めに防止するために、通常に大きい張設力を使用して対応するが、大きすぎる張設力によってフレームを張設した後に多少の変形を生じさせる。且つ、同じように、このようなマスクを製造するには必要である４０ｕｍより低い金属板材を取得することが容易ではない。

従来の技術の欠陥に対して、本発明がマスク装置、該マスク装置を製造するためのシステム及び方法を提供し、従来の技術の難題を克服し、マスク板及びマスクブラケットを同時に改良して、従来のマスクブラケットの設計を大開孔の形式から中間には支持リブを有する形式の格子状に変えて、複数枚のマスク板が各格子開孔と対応し、それぞれ張設するので、大きい張力による微変形を避けることができ、マスク板を正確な位置により精確に張設することができる。

本発明の１方面によると、マスクブラケット及び前記マスクブラケットの一側に設けられた複数のマスク板を含み、前記マスクブラケットが複数の支持リブを含み、前記複数の支持リブの間にマトリックス状に排列された複数の格子開孔が形成され、各前記マスク板が、マスクホールアレイと、前記マスクホールアレイから外へ延出されたもので、前記マスクブラケットの支持リブに連結するための複数の固定部とを含み、１つの前記マスク板のマスクホールアレイが前記マスクブラケットにおける１つの前記格子開孔と対応しているマスク装置を提供した。

また、各前記マスク板が、前記複数の固定部から外へ延出されたもので、複数の張設機器用挟持具に挟持されて、前記マスク板を張設するための複数の連結部を更に含むことが好ましい。

また、前記複数の固定部が前記マスクホールアレイを取り囲むように配置され、且つ、４つの前記連結部が取り囲んでいる前記複数の固定部から４つの方向へ十字状に延出されたことが好ましい。

また、前記連結部の外端に少なくとも１つの内へ凹む皺防止切欠部が設けられたことが好ましい。

また、前記皺防止切欠部が円弧状であることが好ましい。
また、前記マスク板の長さの範囲が１００ｍｍ〜５００ｍｍであり、幅の範囲が１００ｍｍ〜５００ｍｍであることが好ましい。

また、隣接する２つの前記マスク板が前記マスクブラケットにおける同一の支持リブの両側にそれぞれ連結されたことが好ましい。

本発明の他の１方面によると、上記のマスク装置を製造するためのシステムも提供し、該システムが、
前記マスクホールアレイを前記マスクブラケットの格子開孔に位置合せるとともに、前記マスク板が張設された時に前記マスクブラケットに近づくが接触しないように、前記複数の固定部から外へ延出された複数の連結部を挟持するための複数の張設機器用挟持具と、
前記マスク板の固定部を前記マスクブラケットの支持リブに当接するように、前記マスク板のマスクホールアレイを前記マスクブラケットの格子開孔に対応的に押圧するための押圧装置と、
前記固定部と支持リブとを溶接するための溶接装置と、
溶接を完成した後、前記連結部を切り取るための切断装置と、を含む。

また、前記溶接装置がレーザー装置であることが好ましい。
また、前記切断装置がレーザー装置であることが好ましい。

また、前記溶接装置及び切断装置が同一のレーザー装置であることが好ましい。
また、張設位置の精度を計測するための第１測量装置、及び/或いは
前記格子開孔の平坦度を計測するための第２測量装置を更に含み、
前記押圧装置が張設位置の精度及び/或いは前記格子開孔の平坦度によって圧合高さ及び角度を調整することが好ましい。

本発明の更に他の１方面によると、上記のマスク装置を製造するための方法も提供し、該方法が、
前記マスクホールアレイを前記マスクブラケットの格子開孔に位置合せるとともに、前記マスク板が張設された時に前記マスクブラケットに近づくが接触しないように、複数の張設機器用挟持具を利用して、前記複数の固定部から外へ延出された複数の連結部を挟持するステップと、
前記マスク板の固定部を前記マスクブラケットの支持リブに当接するように、前記マスク板のマスクホールアレイを前記マスクブラケットの格子開孔に対応的に押圧するステップと、
前記固定部と前記支持リブとを溶接するステップと、
前記連結部を切り取るステップと、を含む。

また、前記マスク板を前記マスクブラケットに押圧する時に、前記張設機器用挟持具の位置が変動しないことが好ましい。

また、押圧装置で前記マスク板を前記マスクブラケットに押圧するように前記固定部を押圧することが好ましい。

また、第１測量装置で張設位置の精度を計測するステップ及び/或いは第２測量装置で前記格子開孔の平坦度を計測するステップを更に含み、
前記押圧装置が張設位置の精度及び/或いは前記格子開孔の平坦度によって圧合高さ及び角度を調整することが好ましい。

また、レーザー装置で前記固定部と前記支持リブとをスポット溶接することが好ましい。

また、レーザー装置で前記連結部を切り取ることが好ましい。

従来の技術と比べて、上記の技術を使用したので、本発明のマスク装置、該マスク装置を製造するためのシステム及び方法は、マスク及びマスクブラケットを同時に改良し、従来のマスクブラケットの設計を大開孔の形式から中間には支持リブを有する形式の格子状に変えて、従来の１枚のマスク板を複数枚のマスク板に変更して、複数枚のマスク板が各格子とそれぞれ対応し、それぞれ張設を行う。これによって、マスク板を正確な位置により精確に張設することができ、各格子開孔の平坦度に対する精確な計測及び圧合高さの調整をより便利に行うことができ、マスクの位置合わせの精度を向上した。一方、大きい張力を要らなくても垂れ現象を克服でき、マスクブラケットの微変形現象を招かなく、寸法の大きい大世代の基板により適用である。

下記の図面を参照しながら非制限性実施例に対する詳細な説明を読み取ることによって、本発明の他の特徴、目的及びメリットがより明瞭になる。
本発明の実施例によるマスク装置の部分分解略図を示す。 本発明の実施例によるマスク板の平面図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置を製造するためのシステムの構造図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法のフローチャートを示す。 本発明の実施例によるマスク板が張設機器に挟持される略図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法における張設位置の高さを計測する略図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法におけるマスク板の中部をマスクブラケットに圧合する略図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法におけるマスクホールアレイの周囲の固定部とマスクブラケットの支持リブとをスポット溶接する略図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法における連結部を切り取る略図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置の平面図を示す。 本発明の実施例によるマスク装置の部分断面図を示す。

以下、図面を結合しながら本発明のマスク装置、マスク装置を製造するためのシステム及び方法の実施例を説明する。説明すべきのは、下記において実施例に関する説明は、本発明の主旨精神を詳しく説明するためのもので、本発明を直接に制限するためのものではない。その同時に、下記の実施例及び図面において、本発明と直接に関連しない部品が全て省略されたため示されていない。且つ、図面における各部品間の寸法関係及び部品数は、理解させやすいためだけのものであり、実際な比率、実際な大きさ及び実際な数量を制限するためのものではない。

図１は、本発明の実施例によるマスク装置の部分分解略図を示す。図１に示すように、本発明のマスク装置は、マスクブラケット４０及びマスクブラケット４０の一側に設けられる複数のマスク板１０を含み、マスクブラケット４０は、複数の支持リブ４２を含み、複数の支持リブ４２の間にマトリックス状に排列された複数の格子開孔４１が形成されて、格子開孔４１毎に１つのマスク板１０が対応的に装着される。明瞭にするために、図１において１つだけのマスク板１０が表示されたが、これに限らない。テクノロジーのニーズによって、格子開孔４１毎に異なるマスクホールアレイが付いているマスク板１０が取付けられることができる。

図２は、本発明の実施例によるマスク板の平面図を示す。図２に示すように、各マスク板１０にはマスクホールアレイ１１及びマスクホールアレイ１１から外へ延出された複数の固定部１４が含まれている。マスクホールアレイ１１の全体形状が矩形にされることができるが、これに限らない。固定部１４がマスクブラケット４０の支持リブ４２に連結するために用いられ、１つのマスク板１０のマスクホールアレイ１１がマスクブラケット４０における１つの格子開孔４１と対応している（図１を参照）。各マスク板１０には複数の固定部１４から外へ延出された複数の連結部１２が更に含まれ、該連結部１２が複数の張設機器用挟持具２０に挟持されて、マスク板１０を張設するために用いられる。本実施例において、複数の固定部１４がマスクホールアレイ１１を取り囲むように設けられるが、本発明は、これに限らなく、複数の固定部１４の間が互いに分断されているようにしてもよい。図２における点線枠からマスクホールアレイ１１までの「回」字状のエリアがマスクホールアレイ１１を取り囲む４つの固定部１４によって構成される。本実施例において、４つの連結部１２が取り囲んでいる４つの固定部１４から４つの方向へ十字状に延出される。連結部１２の数量、延出方向及び長さが実際のニーズに応じて確定することができ、これに限らない。

各連結部１２の外端に少なくとも１つの内へ凹む円弧状皺防止切欠部１３が設けられて、皺防止切欠部１３は、マスク板１０の周りの連結部１２が張設された後、マスク板１０が皺を生じてしまうことを有効に防止することができ、張設に対する皺の妨害を避けることができる。

マスク板１０の長さの範囲が１００ｍｍ〜５００ｍｍであり、幅の範囲が１００ｍｍ〜５００ｍｍであり、通常のマスクの寸法より小さい。

図３は、本発明の実施例によるマスク装置を製造するためのシステムの構造図を示す。図３に示すように、本発明のマスク装置を製造するためのシステムは、複数の張設機器用挟持具２０と、押圧装置３０と、第１測量装置５０と、第２測量装置（図示しない。）と、レーザー装置６０とを含む。張設機器用挟持具２０は、マスクホールアレイ１１をマスクブラケット４０の格子開孔４１に位置合せるとともに、マスク板１０が張設された時にマスクブラケット４０に近づくが接触しないように、複数の固定部１４から外へ延出された複数の連結部１２をそれぞれ挟持する。押圧装置３０は、マスク板１０の固定部１４をマスクブラケット４０の支持リブ４２に圧接するように、マスク板１０のマスクホールアレイ１１をマスクブラケット４０の格子開孔４１へ対応的に押圧する。本実施例において、レーザー装置６０は、固定部１４と支持リブ４２とを溶接するために用いられるが、溶接を完成した後、連結部１２を切り取るためにも用いられる。つまり、レーザー装置６０を溶接装置及び切断装置とする。この期間、第１測量装置５０が張設位置の精度を計測するために用いられて、第２測量装置が格子開孔の平坦度を計測するために用いられて、押圧装置３０が張設位置の精度及び/或は格子開孔の平坦度によって、圧合高さ及び角度を調整する。

図４は、本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法のフローチャートを示す。図４に示すように、本発明のマスク装置を製造するための方法は、上記の製造装置を採用して、下記のステップを含む。

ステップＳ１０１：マスクホールアレイをマスクブラケットの格子開孔に位置合せるとともに、マスク板が張設された時にマスクブラケットに近づくが接触しないように、複数の張設機器用挟持具を利用して複数の固定部１４から外へ延出された複数の連結部１２を挟持する。

ステップＳ１０２：マスク板の固定部をマスクブラケットの支持リブに当接するように、マスク板のマスクホールアレイをマスクブラケットの格子開孔に対応的に押圧する。

ステップＳ１０３：固定部と支持リブとを溶接する。
ステップＳ１０４：連結部を切り取る。

図５は、本発明の実施例によるマスク板が張設機器に挟持される略図を示す。図６は、本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法における張設位置の高さを計測する略図を示す。以下、図５及び図６を結合しながら、図４のステップＳ１０１を更に説明する。

図５に示すように、ステップＳ１０１におけるマスク板を挟持する過程において、複数の張設機器用挟持具２０によってマスク板１０におけるマスクホールアレイ１１の周囲の全ての連結部１２をそれぞれ張設して、マスク板１０全体が引っ張られてマスクブラケットに近づくが接触しない。本実施例における図６に示された方位において、「マスクブラケットに近づくが接触しない」とは、マスク板１０がマスクブラケット４０の上方の一定の高さに位置し、該高さは、下記文章で称された張設位置の高さH、圧合高さHである。

図６に示すように、ステップＳ１０１において高さ計測用レーザー装置（図示しない）で張設位置の高さHを計測するとともに、各格子開孔４１の平坦度を計測する。例えば、ＣＣＤを採用して位置決めする。ＣＣＤは、先ず支持リブ４２において位置合せ孔の位置を計測するとともに、中心点の位置を算出し、その後、張設する時に、マスク開孔位置の（x、y）座標を計測して、マスク板１０におけるマスクホールアレイ１１がマスクブラケット４０の格子開孔４１の上方に位置して、正確に位置合せることを保証するように、中心点と設定値の位置とを比較する（但し、これに限らない。）。

図７は、本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法におけるマスク板の中部をマスクブラケットに圧合する略図を示す。図４におけるステップＳ１０２において、図７を参照するように、押圧装置３０でマスク板１０の周囲の固定部１４を押圧して、固定部１４とマスクブラケット４０の支持リブ４２に圧接するように、マスク板１０をマスクブラケット４０に圧合する。押圧装置３０は、各格子開孔４１の平坦度によって圧合高さ及び角度を調整する。

押圧装置３０が圧合の過程においてマスクホールアレイ１１にずっと接触しなく、マスクホールアレイ１１に圧による損傷或いは変形を招かない。マスク板１０をマスクブラケット４０に圧合する過程において、マスク板１０が張設状態を保持し、張設機器用挟持具２０の位置が変動しない。

図８は、本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法におけるマスクホールアレイの周囲の固定部とマスクブラケットの支持リブとをスポット溶接する略図を示す。図４におけるステップＳ１０３において、図８を参照するように、レーザー装置６０でマスクホールアレイ１１の周囲の固定部１４とマスクブラケット４０の支持リブ４２とをレーザー溶接する。レーザー溶接点６１が固定部１４の範囲内に排列される。この時に、張設機器２０の位置がマスク板１０のスポット溶接位置より高い。

図９は、本発明の実施例によるマスク装置を製造するための方法における連結部を切り取る略図を示す。図４におけるステップＳ１０４において、図９を参照するように、レーザー装置６０で連結部１２を切り取る。レーザー切断線がレーザー溶接点６１と押圧装置３０との間に位置することが好ましいが、これに限らない。

図１０は、本発明の実施例によるマスク装置の平面図を示す。このようなマスク装置を製造するための方法を利用して、マスクブラケット４０の各格子開孔４１にマスク板１０を張設して、最後に図１０に示す状態が得られる。マスク板１０がマスクブラケット４０の全ての格子開孔４１に配置されて、蒸着に利用可能なマスク装置が得られる。

図１１は、本発明の実施例によるマスク装置の部分断面図を示す。図１１に示すように、この時に、２枚の隣接するマスク板１０がそれぞれマスクブラケット４０における同一の支持リブ４２の両側にスポット溶接され、該支持リブ４２に２列のレーザー溶接点６１が残留された。

上記のように、本発明のマスク装置、該マスク装置を製造するためのシステム及び方法は、マスク及びマスクブラケットを同時に改良し、従来のマスクブラケットの設計を大開孔の形式から中間には支持リブを有する形式の格子状に変えて、従来の１枚のマスク板を複数枚のマスク板に変更して、複数枚のマスク板が各格子とそれぞれ対応し、それぞれ張設を行う。これによって、マスク板を正確な位置により精確に張設することができ、各格子開孔の平坦度に対する精確な計測及び圧合高さの調整をより便利に行うことができ、マスクの位置合わせの精度を向上した。一方、大きい張力を要らなくても垂れ現象を克服でき、マスクブラケットの微変形現象を招かなく、寸法の大きい大世代の基板により適用である。

上記は、本発明の具体的な実施例に対して説明した。本発明が上記の特定な実施の形態に限らなく、当業者が特許請求の範囲内において各種の変形又は修正を行うことができ、本発明の実質的な内容に影響を与えないと理解すべき。

１０ マスク板
１１ マスクホールアレイ
１２ 連結部
１３ 皺防止切欠部
１４ 固定部
２０ 張設機器
３０ 押圧装置
４０ マスクブラケット
４１ 格子開孔
４２ 支持リブ
５０ 測量装置
６０ レーザー装置
６１ レーザー溶接点

Claims (5)

1. マスクブラケット（４０）及び前記マスクブラケット（４０）の一側に設けられた複数のマスク板（１０）を含み、
   前記マスクブラケット（４０）が複数の支持リブ（４２）を含み、前記複数の支持リブ（４２）の間にマトリックス状に排列された複数の格子開孔（４１）が形成され、
   各前記マスク板（１０）が、マスクホールアレイ（１１）と、前記マスクホールアレイ（１１）から外へ延出されたもので、前記マスクブラケット（４０）の支持リブ（４２）に連結するための複数の固定部（１４）と、前記複数の固定部（１４）から外へ延出されたもので、複数の張設機器用挟持具（２０）に挟持されて、前記マスク板（１０）を張設するための複数の連結部（１２）とを含み、１つの前記マスク板（１０）のマスクホールアレイ（１１）が前記マスクブラケット（４０）における１つの前記格子開孔（４１）と対応し、
   前記複数の固定部（１４）が前記マスクホールアレイ（１１）を取り囲むように配置され、且つ、４つの前記連結部（１２）が取り囲んでいる前記複数の固定部（１４）から４つの方向へ十字状に延出されたことを特徴とするマスク装置。
2. 前記連結部（１２）の外端に少なくとも１つの内へ凹む皺防止切欠部（１３）が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のマスク装置。
3. 隣接する２つの前記マスク板が前記マスクブラケットにおける同一の支持リブの両側にそれぞれ連結されたことを特徴とする請求項１に記載のマスク装置。
4. 請求項１に記載のマスク装置を製造するためのシステムであって、
   前記マスクホールアレイ（１１）を前記マスクブラケット（４０）の格子開孔（４１）に位置合せるとともに、前記マスク板（１０）が張設された時に前記マスクブラケット（４０）に近づくが接触しないように、前記複数の固定部（１４）から外へ延出された複数の連結部（１２）を挟持するための複数の張設機器用挟持具（２０）と、
   前記マスク板（１０）の固定部（１４）を前記マスクブラケット（４０）の支持リブ（４２）に当接するように、前記マスク板（１０）のマスクホールアレイ（１１）を前記マスクブラケット（４０）の格子開孔（４１）に対応的に押圧するための押圧装置（３０）と、
   前記固定部（１４）と支持リブ（４２）とを溶接するための溶接装置と、
   溶接を完成した後、前記連結部（１２）を切り取るための切断装置と、
   張設位置の精度を計測するための第１測量装置（５０）、及び/或いは、前記格子開孔の平坦度を計測するための第２測量装置とを含み、
   前記押圧装置（３０）が張設位置の精度及び/或いは前記格子開孔の平坦度によって圧合高さ及び角度を調整することを特徴とするシステム。
5. 請求項１に記載のマスク装置を製造するための方法であって、
   前記マスクホールアレイを前記マスクブラケットの格子開孔に位置合せるとともに、前記マスク板が張設された時に前記マスクブラケットに近づくが接触しないように、複数の張設機器用挟持具を利用して、前記複数の固定部から外へ延出された複数の連結部を挟持するステップと、
   前記マスク板の固定部を前記マスクブラケットの支持リブに当接するように、前記マスク板のマスクホールアレイを前記マスクブラケットの格子開孔に対応的に押圧するステップと、
   前記固定部と前記支持リブとを溶接するステップと、
   前記連結部を切り取るステップと、
   第１測量装置で張設位置の精度を計測するステップ、及び/或いは、第２測量装置で前記格子開孔の平坦度を計測するステップと、を含み、
   前記マスク板を前記マスクブラケットに押圧する時に、前記張設機器用挟持具の位置が変動しなく、
   押圧装置で前記マスク板を前記マスクブラケットに押圧するように前記固定部を押圧し、
   前記押圧装置が張設位置の精度及び/或いは前記格子開孔の平坦度によって圧合高さ及び角度を調整することを特徴とする方法。

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