CN103866229B

CN103866229B - 用于薄膜气相沉积的掩模组件及其制造方法

Info

Publication number: CN103866229B
Application number: CN201310665412.2A
Authority: CN
Inventors: 韩政洹
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2018-08-07
Anticipated expiration: 2033-12-10
Also published as: TWI612169B; TW201435123A; JP2014114504A; CN103866229A; JP6274809B2; KR102100446B1; KR20140074614A; US20140158044A1; US9657392B2

Abstract

用于薄膜气相沉积的掩模组件及其制造方法被提供。掩模组件包括用于形成开口的框架和在张力被施加到其上时被固定到框架并形成多个图案开口的掩模。框架包括用于形成开口的框架主体和被安装在框架主体上沿至少一个方向可移动的多个移动构件。掩模在张力被施加到其上时被固定到移动构件。

Description

用于薄膜气相沉积的掩模组件及其制造方法

技术领域

本发明的实施例总地来说涉及掩模组件，并且更特别地，涉及用于有机发射层或金属层的薄膜沉积过程的掩模组件及其制造方法。

背景技术

平板显示器、液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）显示器是公知的显示器。平板显示器包括预定图案的金属层，在有机发光二极管（OLED）显示器的情况下，为每个像素形成预定图案的有机发射层。可以应用使用掩模组件的沉积方法作为形成金属层和有机发射层的方法。

掩模组件包括具有和要被沉积的金属层或有机发射层相似的形状的图案开口的掩模以及用于支撑掩模的框架。由于掩模被扩大，用于形成图案开口的蚀刻的误差可能被增加，掩模的中心可能由自有引力而下垂，所以在张力被施加到掩模时掩模通过焊接被固定到框架。

然而，之后不能控制被固定到框架的掩模的张力。不利地，需要很多时间和精力来扩展掩模和焊接掩模到框架，而且，在扩展和焊接期间有问题的掩模被丢弃。另外，用于沉积过程的掩模可能产生降低图案开口的均匀性和像素位置的精度的问题。如果掩模具有这样的问题，它被从框架分离，然后被丢弃。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于增强对所描述的技术的背景的理解，因此它可能包含不形成对于本领域普通技术人员在该国家已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

所描述的技术致力于提供当掩模被固定到框架时用于控制掩模的张力并减少被丢弃的掩模的数量的掩模框架及其制造方法。

本发明的一个实施例提供一种掩模组件，包括：包括用于形成开口的框架主体和被安装在框架主体中的沿至少一个方向能移动的多个移动构件的框架；以及用于形成多个图案开口并在张力被施加到其上时被固定到移动构件的掩模。

掩模沿第一方向和与第一方向相交的第二方向扩展，并被固定到移动构件。

框架主体包括平行于第一方向的一对第一直边部和平行于第二方向的一对第二直边部。

移动构件对于一对第一直边部和一对第二直边部被提供，并且它们的移动方向和位移被独立控制。

移动构件包括被安装在一对第一直边部中并沿第二方向滑动的多个第一移动构件以及被安装在一对第二直边部中并沿第一方向滑动的多个第二移动构件。

移动构件包括被安装在框架主体的角部处并沿第三方向滑动的多个第三移动构件。

移动构件分别包括：包括掩模固定侧的掩模固定单元；以及被固定到框架主体，和掩模固定单元结合并控制掩模固定单元的移动的移动控制器。

移动控制器包括：包括移动引导件的控制器主体；被固定到掩模固定单元的朝框架主体的背面的内螺纹部；以及被安装在控制器主体中并和内螺纹部结合的控制螺杆。

掩模固定单元形成用于接纳控制器主体的接纳部分和对应于移动引导件的引导槽。

第一移动构件的控制螺杆平行于第二方向，并且第二移动构件的控制螺杆平行于第一方向。

第一方向和第二方向分别是掩模的长度方向和宽度方向。

第三移动构件的控制螺杆平行于第三方向。

第三方向是掩模的对角方向。

多个移动构件分别包括：包括掩模固定侧的掩模固定单元以及被安装在框架主体和掩模固定单元之间并分别在第一方向和第二方向移动掩模固定单元的第一移动控制器和第二移动控制器。

第一移动控制器被固定到框架主体，第二移动控制器被提供在第一移动控制器和掩模固定单元之间，支撑件被提供在第一移动控制器和第二移动控制器之间。

第一移动控制器包括第一控制器主体、第一内螺纹部和第一控制螺杆，第一控制器主体包括第一移动引导件，第一内螺纹部被固定到支撑件的背面，第一控制螺杆被安装在第一控制器主体中并与第一内螺纹部结合。

第二移动控制器包括第二控制器主体、第二内螺纹部和第二控制螺杆，第二控制器主体包括第二移动引导件，第二内螺纹部被固定到掩模固定单元的背面，第二控制螺杆被安装在第二控制器主体中并与第二内螺纹部结合。

第一控制螺杆平行于第一方向，并且第二控制螺杆平行于第二方向。

第一方向和第二方向分别是掩模的长度方向和宽度方向。

支撑件形成用于接纳第一控制器主体的第一接纳部分以及对应于第一移动引导件的第一引导槽。

掩模固定单元形成用于接纳第二控制器主体的第二接纳部分以及对应于第二移动引导件的第二引导槽。

另一实施例提供一种用于制造掩模组件的方法，包括：提供包括框架主体和被安装在框架主体上的沿至少一个方向能移动的多个移动构件的框架；在张力被施加到掩模时固定掩模到移动构件；以及通过滑动移动构件中的至少一个控制掩模的张力。

框架主体包括四个直边部，移动构件对于四个直边部被提供，并且它们的移动方向和位移被独立控制。

由掩模的张力引起的压缩力被施加到移动构件，并且移动构件沿压缩力被施加的一个方向滑动，以控制掩模的张力。

移动构件沿和压缩力被施加的方向交叉的方向滑动，以改变被形成在掩模中的图案开口的位置。

掩模组件控制在焊接过程期间产生问题的掩模以及图案开口的均匀性和像素位置的精度降低的掩模的张力，从而进行修复并得到高质量的产品。因此，被丢弃的掩模的数量减少，以降低生产成本，并且用于更换掩模的时间减少，以增加连续操作沉积器的时间，从而提高生产率。

附图说明

当结合附图来考虑时，通过参照下面的详细说明，本发明的更完整的评价及其许多相关优点由于它们变得更容易理解而将是显而易见的，在附图中相同的附图标记表示相同或相似的组件，其中：

图1示出构造为根据本发明的原理的第一实施例的掩模组件的分解斜视图；

图2示出构造为根据本发明的原理的第一实施例的掩模组件的俯视图；

图3示出图1的部分A的放大图；

图4示出沿图3中所示的线IV-IV截取的掩模固定单元和移动构件的剖视图；

图5示出构造为根据本发明的原理的第二实施例的掩模组件的俯视图；

图6示出图5中所示的移动构件的斜视图；

图7示出图6中所示的第一移动构件和支撑件的剖视图；

图8示出图6中所示的第二移动构件和掩模固定单元的剖视图；

图9示出构造为根据本发明的原理的一个实施例的用于制造掩模组件的方法的过程流程图；

图10示出图9中所示的第二阶段的掩模组件的剖视图；和

图11和图12示出图9中所示的第三阶段的掩模组件的剖视图。

具体实施例

在下文中将参照附图更充分地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施例。如本领域技术人员将意识到的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式体现，而全部不背离本发明的精神或范围。

在申请文件中，除非明确描述为相反，词“包括”及其变形将被理解为意味着包括所提出的元件，但并不排除任何其他元件。此外，在申请文件中，目标部分的上部代表目标部分的上部或下部，并不意味着目标部分总是位于基于重力方向的上侧。

图1和图2分别示出构造为根据本发明的原理的第一实施例的掩模组件的组合状态的分解斜视图和俯视图。

参照图1和图2，掩模组件100包括用于形成多个图案开口15的掩模10以及用于形成用于暴露多个图案开口15的开口21并支撑掩模10的框架20。框架20包括框架主体22和被安装在框架主体22中的多个移动构件30，掩模10通过焊接被固定到移动构件30。

掩模10被形成为四边形的薄金属板，并形成多个图案开口15。图案开口15被配置为多个细小开口，使得穿过其薄膜可被沉积。因此，在沉积过程期间，沉积材料穿过图案开口15并被沉积在基底（未示出）上，从而以所需形状形成薄膜（例如，金属层或有机发射层）。

一个图案开口15对应于一个平面显示设备（例如有机发光二极管（OLED）显示器）。在这种情况下，可以通过使用一个掩模组件100的单一过程同时沉积对应于多个平板显示器的图案。也就是，掩模组件100对应于一个母基板，对应于平面显示设备的图案可以被同时形成在母基板上。

掩模10沿长度方向和宽度方向被扩展。在图1和图2中，掩模的长度方向被示为第一方向，和长度方向垂直的宽度方向被示为第二方向。第一方向和第二方向相交。夹紧设备（未示出）可以被安装在掩模10的四个边缘的每一个，从而扩展掩模10。

框架20包括在其中心具有开口21的四边形的框架主体22以及被安装在框架主体22的朝掩模10的一侧上的多个移动构件30。掩模10通过焊接被固定到移动构件30，而不是框架主体22。

框架主体22包括平行于第一方向的一对第一直边部23以及平行于第二方向的一对第二直边部24。根据掩模10的形状，第一直边部23可以比第二直边部24更长。形成在掩模10中的多个图案开口15被提供为对应于框架主体22的开口21。

张力被施加到其上的掩模10被固定到移动构件30，所以压缩力在掩模10的扩展方向（第一方向和第二方向）被施加到框架主体22。因此，框架主体22可以用例如不锈钢的具有大刚度的金属材料制造，从而它可以不被压缩力变形。

多个移动构件30对于一对第一直边部23和一对第二直边部24被分别安装，并且它们被安装为在框架主体22上在一个方向是可移动的。

详细地说，移动构件30包括安装在一对第一直边部23上的多个第一移动构件31和安装在一对第二直边部24上的多个第二移动构件32。取决于掩模10的张力，压缩力在第二方向被施加到多个第一移动构件31，取决于掩模10的张力，压缩力在第一方向被施加到多个第二移动构件32。

第一移动构件31被安装为在框架主体22上沿施加压缩力的第二方向是可移动的，从而控制掩模10的按照第二方向的张力。第二移动构件32被安装为在框架主体22上沿施加压缩力的第一方向是可移动的，从而控制掩模10的按照第一方向的张力。在一实施方式中，当由掩膜10的张力引起的压缩力被施加到多个移动构件30，多个移动构件30沿压缩力被施加的一个方向滑动，以控制掩膜10的张力。

在这种情况下，多个第一移动构件31和多个第二移动构件32的移动方向和位移通过将要描述的移动控制器单独控制。因此，当掩模10被固定到多个移动构件30时，掩模组件100可以对掩模10的各个部分施加不同的变形。也就是，对于掩模10的张力需要被控制的特定部分，掩模以所需方向和所需位移被移动，以使掩模10的张力可以以精确的方式被控制。

图3示出图1的部分A的放大图。图4示出沿图3中所示的线IV-IV截取的掩模固定单元和移动构件的剖视图。

参照图3和图4，第一移动构件31包括掩模固定单元34和移动控制器35，掩模固定单元34包括掩模10在其上被焊接的掩模固定侧341，移动控制器35被安装在框架主体22和掩模固定单元34之间并控制掩模固定单元34的移动方向和位移。移动控制器35被固定到框架主体22，掩模固定单元34沿第二方向在移动控制器35上滑动。用于接纳移动控制器35的接纳部分342被形成在掩模固定单元34上。

移动控制器35包括控制器主体36、内螺纹部37和控制螺杆38，控制器主体36包括一对移动引导件361，内螺纹部37被固定到掩模固定单元34的朝向框架主体22的背面，控制螺杆38被安装在控制器主体36中并和内螺纹部37相结合。

一对移动引导件361和控制螺杆38平行于第二方向，对应于一对移动引导件361的引导槽343被形成在掩模固定单元34的接纳部分342中。控制螺杆38由操作者手动操作，或者它和外部电源（未示出）结合，它的旋转方向和旋转量被自动控制。

当控制螺杆38沿一个方向旋转时，和控制螺杆38结合的内螺纹部37以及被固定到内螺纹部37的掩模固定单元34沿第二方向滑动。在这种情况中，移动引导件361和引导槽343引导掩模固定单元34的移动。掩模固定单元34的移动量和控制螺杆38的旋转量成比例。掩模固定单元34的移动方向和位移量能够根据控制螺杆38的旋转方向和旋转量被精确控制。

移动控制器35的结构并不局限于所描述的实施例，在框架主体22上移动掩模固定单元34和改变移动方向和位移的任何结构都是适用的。

参照图1和图2，除了控制螺杆和一对移动引导件沿第一方向被设置以及滑动方向是第一方向之外，第二移动构件32具有和第一移动构件31同等的结构。

移动构件30被提供在框架主体22的角部处，包括至少一个沿第三方向滑动的第三移动构件33。第三方向是掩模10的对角方向，并具有相对于第一方向和第二方向的预定角度。除了控制螺杆和一对移动引导件被设置在第三方向以及滑动方向是第三方向之外，第三移动构件33具有和第一移动构件31同等的结构。

因此，掩模组件100控制在焊接过程期间产生问题的掩模10以及图案开口15的均匀性和像素位置的精度降低的掩模10的张力，并进行修复。结果，被丢弃的掩模的数量减少，以降低生产成本，用于更换掩模的时间减少，以增加连续操作沉积器的时间，从而提高生产效率。

图5示出构造为根据本发明的工作原理的第二实施例的掩模组件的俯视图。

参照图5，根据第二实施例的掩模组件200具有和根据第一实施例的掩模组件类似的结构，除了多个移动构件40沿第一方向和第二方向滑动。和第一实施例中相同的构件将具有相同的附图标记，在下文中将描述和第一实施例的区别。

第一实施例中的多个移动构件根据滑动方向被划分成第一移动构件、第二移动构件和第三移动构件，第二实施例中的多个移动构件40具有相同结构的移动控制器，它们不是在一个方向而是在两个方向（第一方向和第二方向）上滑动。

图6示出图5中所示的移动构件的斜视图，图7示出沿图6中的线VII-VII截取的第一移动构件和支撑件的剖视图，图8示出沿图6中所示的线VIII-VIII截取的第二移动构件和掩模固定单元的剖视图。图6至图8例示被安装在框架201的第二直边部24上的移动构件40。

参照图6至图8，移动构件40包括掩模固定单元41、第一移动控制器42和第二移动控制器43，掩模固定单元41包括掩模10被焊接在其上的掩模固定侧411，第一移动控制器42和第二移动控制器43被提供在框架主体22和掩模固定单元41之间。第一移动控制器42被提供在第二移动控制器43的下方，用于支撑第二移动控制器43的支撑件44被提供在第一移动控制器42和第二移动控制器43之间。

第一移动控制器42被固定到框架主体22，被安装在其上的支撑件44、第二移动控制器43和掩模固定单元41通过第一移动控制器42沿第一方向滑动。用于接纳第一移动控制器42的第一接纳部分441被形成在支撑件44上。

第一移动控制器42包括第一控制器主体451、第一内螺纹部461和第一控制螺杆471，第一控制器主体451包括一对第一移动引导件455，第一内螺纹部461被固定到支撑件44的朝向第一控制器主体451的背面，第一控制螺杆471被安装在第一控制器主体451中并和第一内螺纹部461结合。第一移动引导件455和第一控制螺杆471平行于第一方向，对应于第一移动引导件455的第一引导槽442被形成在第一接纳部分441中。

第二移动控制器43被固定到支撑件44，掩模固定单元41通过第二移动控制器43沿第二方向滑动。用于接纳第二移动控制器43的第二接纳部分412被形成在掩模固定单元41的背面上。

第二移动控制器43包括第二控制器主体452、第二内螺纹部462和第二控制螺杆472，第二控制器主体452包括一对第二移动引导件456，第二内螺纹部462被固定到掩模固定单元41的朝向第二控制器主体452的背面，第二控制螺杆472被安装在第二控制器主体452中并和第二内螺纹部462结合。第二移动引导件456和第二控制螺杆472平行于第二方向，对应于第二移动引导件456的第二引导槽413被形成在掩模固定单元41的第二接纳部分412中。

当第一控制螺杆471沿一个方向旋转时，和第一控制螺杆471结合的第一内螺纹部461、被固定到第一内螺纹部461的支撑件44、第二移动控制器43以及掩模固定单元41沿第一方向滑动。掩模固定单元41沿第一方向的移动方向和位移量能够根据第一控制螺杆471的旋转方向和旋转量被精确控制。

当第二控制螺杆472沿一个方向旋转时，和第二控制螺杆472结合的第二内螺纹部462以及被固定到第二内螺纹部462的掩模固定单元41沿第二方向滑动。掩模固定单元41沿第二方向的移动方向和位移量能够根据第二控制螺杆472的旋转方向和旋转量被精确控制。

参照图5和图6，关于被安装在框架201的第一直边部23中的移动构件40，支撑件44、第二移动控制器43和掩模固定单元41通过第一移动控制器42沿第一方向滑动，掩模固定单元41通过第二移动控制器43沿第二方向滑动。

在根据第二实施例的掩模组件200中，掩模10被固定到框架201，掩模10的边缘可以沿掩模10的扩展方向及其相交方向被移动。因此，掩模10的张力可以通过对于掩模10的需要控制张力的特定部分在所需方向并以所需位移移动掩模10来控制，图案开口15的位置（参照图1）可以通过沿和扩展方向相交的方向移动掩模10来控制。

现在将描述用于制造掩模组件的方法。

图9示出用于制造构造为根据本发明的原理的一个实施例的掩模组件的方法的过程流程图。

参照图9，用于制造掩模组件的方法包括：提供被配置为具有框架主体和多个移动构件的框架（S10），在施加张力到掩模时固定掩模到移动构件（S20），通过滑动移动构件中的至少一个控制掩模的张力（S30）。

在根据第一实施例的掩模组件中，掩模的张力通过在掩模扩展方向滑动移动构件来控制。在根据第二实施例的掩模组件中，掩模的张力和图案开口的位置通过在掩模扩展方向及其相交方向滑动移动构件来控制。

图10示出沿图2的线X-X截取的掩模组件的剖视图。图10示出图9中所示的第二阶段。

参照图2和图10，在张力在第一方向和第二方向被施加时掩模10通过焊接被固定到多个移动构件30。在这种情况下，掩模10不是被固定到框架主体22，而是移动构件30，所以在掩模100被固定到框架20后张力是可改变的。也就是，在掩模10被固定到框架20之后掩模10的张力能够被控制，并且在掩模10被多次用于沉积过程之后张力能够被控制。

图11和图12示出图9中所示的第三阶段的掩模组件的剖视图。图11和图12示出根据第一实施例的掩模组件。

参照图11，当掩模10的张力需要增加时，控制螺杆被操纵，以允许第一移动构件31远离开口21的中心滑动。掩模10的端部沿第二方向随第一移动构件31移动，以增加张力。

参照图12，当掩模10的张力需要减少时，控制螺杆被操纵，以允许第一移动构件31向开口21的中心滑动。掩模10的端部沿第二方向随第一移动构件31移动，以减少张力。在参照图11和图12所示的这两种情况下，张力可以根据第一移动构件31的位移被适当控制。

图11和图12示出其中被提供在掩模10的两端的两个第一移动构件31同时移动相同位移的情况，除此之外，一个第一移动构件31可以是可移动的，并且当两个第一移动构件31一起移动时，两个第一移动构件31的位移可以不同。

参照图2，以和第一移动构件31类似的方式，掩模10沿第一方向的张力可以通过控制第二移动构件32的滑动来增加或减少。掩模10沿第三方向的张力可以通过控制第三移动构件33的滑动来增加或减少。

这里，各个移动构件30的移动方向和位移是独立控制的，所以掩模10的张力可以根据位置通过对于掩模10的需要控制张力的特定部分以所需的方向和位移移动掩模10被精确控制。

参照图5，在根据第二实施例的掩模组件200中，移动构件40分别在第一方向和第二方向滑动。因此，掩模10的张力可以通过在掩模10的扩展方向滑动移动构件40被控制，图案开口15的位置可以通过沿和扩展方向相交的方向滑动移动构件40被控制（参照图1）。

尽管已经结合当前认为是可实施的示例性实施例描述本公开，应当理解本发明并不局限于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同方案。

Claims

1.一种掩模组件，包括：

包括形成开口的框架主体和被安装在所述框架主体中的多个移动构件的框架，所述多个移动构件的每一个沿至少一个方向能移动；和

包括多个图案开口并被固定到所述多个移动构件的掩模，

其中所述掩模沿第一方向和与所述第一方向相交的第二方向扩展，并被固定到所述多个移动构件，并且所述至少一个方向平行于所述第一方向或所述第二方向，

其中所述框架主体包括平行于所述第一方向的一对第一直边部和平行于所述第二方向的一对第二直边部，并且所述多个移动构件对于所述一对第一直边部和所述一对第二直边部被提供，并且所述多个移动构件中的每一个的移动方向和位移被独立控制，

其中所述多个移动构件的每一个包括：

包括掩模固定侧的掩模固定单元；和

被安装在所述框架主体和所述掩模固定单元之间并分别沿所述第一方向和所述第二方向移动所述掩模固定单元的第一移动控制器和第二移动控制器。

2.如权利要求1所述的掩模组件，其中

所述第一移动控制器被固定到所述框架主体，

所述第二移动控制器被提供在所述第一移动控制器和所述掩模固定单元之间，并且

支撑件被提供在所述第一移动控制器和所述第二移动控制器之间。

3.如权利要求2所述的掩模组件，其中

所述第一移动控制器包括第一控制器主体、第一内螺纹部和第一控制螺杆，所述第一控制器主体包括第一移动引导件，所述第一内螺纹部被固定到所述支撑件的背面，所述第一控制螺杆被安装在所述第一控制器主体中并与所述第一内螺纹部结合，并且

所述第二移动控制器包括第二控制器主体、第二内螺纹部和第二控制螺杆，所述第二控制器主体包括第二移动引导件，所述第二内螺纹部被固定到所述掩模固定单元的背面，所述第二控制螺杆被安装在所述第二控制器主体中并与所述第二内螺纹部结合。

4.如权利要求3所述的掩模组件，其中

所述第一控制螺杆平行于所述第一方向，

所述第二控制螺杆平行于所述第二方向，并且

所述第一方向和所述第二方向分别是所述掩模的长度方向和宽度方向。

5.如权利要求3所述的掩模组件，其中

所述支撑件形成用于接纳所述第一控制器主体的第一接纳部分以及对应于所述第一移动引导件的第一引导槽，并且

所述掩模固定部分形成用于接纳所述第二控制器主体的第二接纳部分以及对应于所述第二移动引导件的第二引导槽。