CN108699671A - 具有通过使用正/负光刻胶的双电铸形成的锥形开口的阴影掩模 - Google Patents

具有通过使用正/负光刻胶的双电铸形成的锥形开口的阴影掩模 Download PDF

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Abstract

公开用于阴影掩模的方法和设备。阴影掩模(200)包含：由金属材料制成的框架(210)和耦接至所述框架(210)的一个或多个掩模图案(205)，所述一个或多个掩模图案(205)包括金属并且具有形成在所述一个或多个掩模图案(205)中的多个开口(215)，所述金属具有小于或等于约14微米/米/摄氏度的热膨胀系数，所述金属具有约5微米至约50微米的厚度并且具有形成在所述金属中的边界(355)，每个边界限定精细开口(215)，所述精细开口(215)具有形成在所述金属的基板接触表面(375)上的凹陷的表面(370)。

Description

具有通过使用正/负光刻胶的双电铸形成的锥形开口的阴影 掩模
背景
技术领域
本公开内容的实施方式涉及利用精细图案化阴影掩模在基板上形成电子装置。特定而言，本文公开的实施方式涉及用于在有机发光二极管(OLED)的制造中所利用的精细图案化金属掩模的方法和设备。
背景技术
在用于电视屏幕、手机显示器、计算机显示器和类似物的平板显示器的制造中，OLED已经引起关注。OLED是特殊类型的发光二极管，其中光发射层包括某些有机化合物的多个薄膜。OLED也可用于一般空间照明。OLED显示器可达到的色彩、亮度和视角的范围比传统显示器的色彩、亮度和视角的范围大，因为OLED像素直接发光，而不需要背光。因此，OLED显示器的能耗比传统显示器的能耗低得多。此外，可将OLED制造在柔性基板上的事实开启诸如可卷起显示器(roll-up display)或甚至嵌入柔性介质中的显示器的新应用的大门。
当前的OLED制造要求蒸镀有机材料并且利用多个图案化阴影掩模在基板上沉积金属。在蒸镀和/或沉积期间的温度要求掩模的材料由具有低热膨胀系数(CTE)的材料制成。低CTE避免或最小化掩模相对于基板的移动。因此，掩模可由具有低CTE的金属材料制成。通常，掩模是通过将具有约200微米(μm)至约1毫米的厚度的金属片轧制至期望的厚度(例如约20μm至约50μm)而制成的。将光刻胶以期望的图案形成在轧制的金属片上并且在光刻工艺中曝光。随后，将具有通过光刻形成的图案的轧制的金属片接着进行化学蚀刻，以在轧制的金属片中产生精细开口。
然而，常规的掩模形成工艺具有局限性。举例而言，随着分辨率的要求增加，蚀刻准确变得更加困难。此外，基板表面积不断增加，以增加产量和/或制作更大的显示器，掩模可能不足够大以覆盖基板。这是由于对于低CTE材料的片材尺寸取得(availability)有限，并且，即使在轧制后，仍未具有足够的表面积。此外，精细图案的增加的分辨率需要更薄的片材。然而，轧制和输送(handling)厚度小于30μm的片材是困难的。
因此，需要改良的精细金属阴影掩模和用于制作精细金属阴影掩模的方法。
发明内容
本公开内容的实施方式提供用于有机发光二极管制造的精细图案化阴影掩模的方法和设备。
在一个实施方式中，提供阴影掩模，并且所述阴影掩模包含由金属材料制成的框架和耦接至所述框架的一个或多个掩模图案，所述一个或多个掩模图案包括金属并且具有形成在所述一个或多个掩模图案中的多个开口，所述金属具有小于或等于约14微米/米/摄氏度的热膨胀系数，所述金属具有约5微米至约50微米的厚度并且具有形成在所述金属中的边界，每个边界限定精细开口，所述精细开口具有形成在金属的基板接触表面上的凹陷的表面。
在另一个实施方式中，提供掩模图案，所述掩模图案包含心轴和光刻胶材料，所述心轴包括具有小于或等于约7微米/米/摄氏度的热膨胀系数的材料并且具有形成在所述材料上的导电材料，所述光刻胶材料具有形成在所述光刻胶材料中的多个开口，从而暴露至少部分的所述导电材料，所述光刻胶材料包括体积(volume)的图案，体积中的每一个具有约5微米至约20微米的主要尺寸。
在另一个实施方式中，提供电铸掩模。所述电铸掩模是通过准备心轴而形成的，所述心轴包括金属材料或玻璃材料，所述玻璃材料具有形成在玻璃材料上的金属层。将第一光刻胶材料施加至金属材料或层并且将第一光刻胶材料图案化以形成第一图案区域，第一图案区域具有形成在第一图案区域中的第一开口，从而暴露金属材料或层的部分。将第二光刻胶材料施加至留在所述图案区域中的第一光刻胶材料上方，并且将第二光刻胶材料图案化以形成第二图案区域，第二图案区域具有形成在第二图案区域中的第二开口，从而暴露金属材料或层的部分。然后在每个第二开口中电沉积第一金属结构。然后可移除第二光刻胶材料，并且将第二金属结构电沉积至第一金属结构上。然后可将第一金属结构和第二金属结构从心轴分离并且在掩模中形成精细开口的边界，其中将有机材料图案化至基板上以形成子像素有源区域。第一金属结构和第二金属结构可具有小于或等于约13微米/米/摄氏度的热膨胀系数。
在另一个实施方式中，提供电铸掩模。电铸掩模通过以下步骤而形成：准备心轴，心轴包括金属材料或玻璃材料，所述玻璃材料具有形成在玻璃材料上的金属层；将心轴暴露于电解浴，以在第一电沉积工艺中在开口中形成多个第一金属结构；将心轴暴露于电解浴，以在第二电沉积工艺中在开口中形成多个第二金属结构，多个第二金属结构环绕第一金属结构；和从心轴分离掩模。
在另一个实施方式中，提供用于形成阴影掩模的方法，所述方法包含以下步骤：准备心轴，心轴包括导电材料并且具有小于或等于约7微米/米/摄氏度的热膨胀系数；将光刻胶材料以具有多个开口形成在图案中的所述图案沉积至心轴上，从而暴露至少部分的导电材料，其中所述图案包含多个体积，体积中的每一个具有约5微米至约20微米的主要尺寸；将心轴放置于电解浴中，所述电解浴包括具有小于或等于约14微米/米/摄氏度的热膨胀系数的材料；和在心轴的开口中电铸多个边界。
附图说明
为了能够详细理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参照实施方式而具有以上简要概述的本公开内容的更具体的描述，实施方式中的一些在附图中图解。然而，应注意，附图仅图解本公开内容的典型实施方式，而因此不被视为本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可容许其他同等有效的实施方式。
图1是可利用本文所述的实施方式制造的OLED装置的等距分解图。
图2是精细金属掩模的一个实施方式的示意性平面图。
图3A～图3K是图解针对精细金属掩模的另一个实施方式的形成方法的示意性部分截面图。
图4示意性图解用于在基板上形成OLED装置的设备的一个实施方式。
图5是根据一个实施方式的制造系统的示意性平面图。
为了有助于理解，已尽可能使用相同的参考数字来标示附图共有的相同元件。预期一个实施方式的元件和/或工艺步骤可在没有额外叙述的情况下有益地并入其他实施方式中。
具体实施方式
本公开内容的实施方式提供用于精细金属掩模的方法和设备，精细金属掩模可用作在有机发光二极管(OLED)制造中的阴影掩模。举例而言，在真空蒸镀或沉积工艺中利用精细金属掩模，其中将多层薄膜沉积于基板上。作为实例，薄膜可在包括OLED的基板上形成一个或多个显示器的部分。薄膜可从在OLED显示器制造中利用的有机材料获得。基板可由玻璃、塑料、金属箔或其他适用于电子装置形成的材料制成。可在可从AKT公司购得的腔室和/或系统中实践本文公开的实施方式，AKT公司是加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司的子公司。也可在来自其他制造商的腔室和/或系统中实践本文公开的实施方式。
图1是OLED装置100的等距分解图。可在基板115上形成OLED装置100。基板115可由玻璃、透明塑料或其他适用于电子装置形成的透明材料制成。在一些OLED装置中，基板115可以是金属箔。OLED装置100包含夹在两个电极125与130之间的一个或多个有机材料层120。电极125可以是透明材料，例如氧化铟锡(ITO)或银(Ag)，并且电极125可用作阳极或阴极。在一些OLED装置中，也可将晶体管(未示出)设置于电极125与基板115之间。电极130可以是金属材料并且用作阴极或阳极。当功率施加至电极125和电极130时即在有机材料层120中产生光。光可以是从有机材料层120的对应的RGB膜产生的红R、绿G和蓝B中的一种或它们的组合。红R、绿G和蓝B有机膜中的每一个可包括OLED装置100的子像素有源区域135。阴极与阳极的材料和位置的变化取决于利用OLED装置的显示器的类型。举例而言，在“顶部照明(top illumination)”显示器中，通过装置的阴极侧发光，而在“底部照明(bottomillumination)”装置中，可通过阳极侧发光。
尽管未示出，OLED装置100也可包含设置于电极125和电极130与有机材料层120之间的一个或多个空穴注入层以及一个或多个电子传输层。此外，尽管未示出，OLED装置100可包含用于产生白光的膜层。用于产生白光的膜层可以是在有机材料层120中的膜和/或夹在OLED装置100内的滤光片(filter)。如本领域所熟知的，OLED装置100可形成单个像素。可使用本文所述的精细金属掩模形成有机材料层120、用于产生白光的膜层(当使用时)，以及电极125和电极130。
图2是精细金属掩模200的一个实施方式的示意性平面图。精细金属掩模200包含耦接至框架210的多个图案区域205。利用图案区域205来控制材料在基板上的沉积。举例而言，在如图1中示出并且描述的OLED装置100的形成中，可利用图案区域205来控制有机材料和/或金属材料的蒸镀。图案区域205具有一系列的精细开口215，精细开口215阻挡所沉积的材料附着至基板的不期望的区域或附着至在先前沉积的层上的不期望的区域。因此，精细开口215提供在基板的特定区域上或在先前沉积的层上的特定区域上的沉积。精细开口215可以是圆形、椭圆形或矩形。精细开口215可包含约5微米(μm)至约20μm或更大的主要尺寸(例如，直径或其他内部尺寸)。图案区域205通常包含约5μm至约100μm量级的横截面厚度，诸如约10μm至约50μm。可通过焊接或紧固件(未示出)将图案区域205耦接至框架210。在一个实例中，可将具有多个图案区域205设置于单个掩模片上的单个掩模片拉紧并且焊接至框架210。在另一个实例中，可将多个条带(strip)拉紧并且焊接至框架210，多个条带中的每一个具有多个图案区域205，这些图案区域205具有与待制造的显示器相似的宽度。框架210可具有约10毫米(mm)或更小的横截面厚度，以提供精细金属掩模200的稳定性。
图案区域205以及框架210可由具有低热膨胀系数(CTE)的材料制成，所述材料在温度改变期间抵抗精细开口215的移动。具有低热膨胀系数的材料的实例包含镍(Ni)、钼(Mo)、钛(Ti)、铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、上述材料的合金和上述材料的组合，以及铁(Fe)和镍(Ni)的合金，以及其他低热膨胀系数材料。低热膨胀系数材料维持精细金属掩模200的尺寸稳定性，这提供所沉积的材料的准确性。本文所述的低热膨胀系数材料或金属可具有小于或等于约15微米/米/摄氏度的热膨胀系数，诸如小于或等于约14微米/米/摄氏度，举例而言，小于或等于约13微米/米/摄氏度。
图3A～图3K是图解针对精细金属掩模300的另一个实施方式的形成方法的示意性部分截面图。精细金属掩模300的部分示出于图3J中。所述方法包含掩模图案302，掩模图案302用于形成精细金属掩模300(示出于图3C中)。掩模图案302包含涂覆有第一电介质材料310的心轴305，第一电介质材料310可以是有机光刻胶。在一些实施方式中，第一电介质材料310可包含负光刻胶材料，诸如可从马萨诸塞州Westborough的Microchem公司购得的商品名SU-8的光刻胶，和均可从卢森堡的安智电子材料(AZ Electronic Materials)购得的商品名5510和125nXT的光刻胶。
心轴305可以是具有小于或等于约7微米/米/摄氏度的热膨胀系数的金属材料。实例包含镍、镍合金、镍：钴合金以及其他金属材料。在一些实施方式中，心轴305可以是超低热膨胀系数材料，包含Fe:Ni合金和Fe:Ni:Co合金，可包含以商品名(Fe:Ni 36)、SUPER INVAR以及其他商品名市售的金属。或者，心轴305可以是在待形成精细金属掩模300的侧上涂覆有薄导电金属层(诸如铜(Cu))的玻璃材料。
心轴305的厚度312可以是约0.1毫米(mm)至约10mm。第一电介质材料310的厚度313可以是约0.1微米(μm)至约2μm。在一些实施方式中，第一电介质材料310的厚度313用于形成精细金属掩模300中精细开口215的结构。可通过各种手段沉积第一电介质材料310，诸如等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、物理气相沉积(PVD)、喷墨打印、蒸镀、旋涂、槽模涂覆(slot-die coating)、刮刀涂覆(blade coating)、转移打印(transfer printing)或上述手段的组合以及其他沉积方法。
可利用熟知的光刻技术将第一电介质材料310图案化。举例而言，可将第一电介质材料310暴露于电磁能量315(图3B中示出)，以在掩模图案302上提供负图案316(图3C中示出)。可将掩模(未示出)放置在第一电介质材料310的上方，以在第一电介质材料310中提供期望的第一开口318的图案，如图3C中所示暴露心轴305的部分。
在图3D中，以第二电介质材料325涂覆具有形成在掩模图案302上的负图案316的掩模图案302。第二电介质材料325可以是正光刻胶材料，诸如可从卢森堡的安智电子材料公司购得的9260、可从陶氏化学公司(Dow Chemical Company)购得的220或可从日本神奈川县川崎市的东京应化工业株式会社(Tokyo Ohka Kogyo Co.,LTD)购得的以商品名PMER-P-WE300市售的光刻胶材料。第二电介质材料325可大体上覆盖负图案316并且填充第一电介质材料310中的开口318。
在图3E中，将正图案320形成在负图案316中或在负图案316上。可将正图案320暴露于电磁能量315，以在掩模图案302上提供正图案320。可将掩模(未示出)放置在掩模图案302的上方，以提供期望的第二开口335的图案，其中暴露心轴305的部分。第二开口335可具有内部尺寸，所述内部尺寸小于第一开口318的内部尺寸并且可与第一开口318同心。
在形成正图案320之后，可将心轴305上的掩模图案302放置于电解浴中(未示出)。所述浴包含具有溶解于浴中的低热膨胀系数金属的材料。具有低热膨胀系数的材料的实例包含钼(Mo)、钛(Ti)、铬(Cr)、钨(W)、钽(Ta)、钒(V)、上述材料的合金和上述材料的组合，以及铁(Fe)和镍(Ni)的合金，铁(Fe)、镍(Ni)和钴(Co)的合金，以及其他低热膨胀系数材料。Fe:Ni合金和Fe:Ni:Co合金的实例可包含商品名(Fe:Ni 36)、SUPER INVAR的市售金属以及其他市售金属。根据电铸技术，在心轴305与浴中的低热膨胀系数金属之间提供电偏压。如图3F中所示，以低热膨胀系数金属填充第二开口335和部分的第一开口318来使用正图案320在心轴305上提供第一金属结构340。
在图3G中，通过本领域中熟知的技术移除第二电介质材料325，诸如使用电磁能量315显影(developing)或其他移除技术。第二电介质材料325的移除留下无损伤的第一电介质材料310(类似于图3C中所示的负图案316)，和在第一开口318的剩余部分中的第一金属结构340，这形成图3H中所示的图案327。图案327使在第一开口318内暴露心轴305的部分，并且可用于第二电铸工艺中。
在图3I中，可将心轴305上的图案327放置于电解浴中(未示出)。所述浴包含在用于形成第一金属结构340(图3F)的第一电铸工艺中上述的材料中的一种或多种。浴中的金属可与第一电铸工艺的浴中的金属相同或不同。如图3I中所示，将第二金属结构350形成在第一开口318的剩余部分上。第二金属结构350也在第一金属结构340周围和/或环绕第一金属结构340而形成。在一些实施方式中，第二金属结构350至少部分地覆盖第一电介质材料310。
图3J示出通过图3C～图3H的掩模图案302产生的精细金属掩模300。第一金属结构340(图3F中示出)和第二金属结构350形成精细金属掩模300中精细开口215的边界355。至少部分的边界355包括图案区域357，图案区域357类似于图2的精细金属掩模200的图案区域205的部分。边界355整合于精细金属掩模300，并且精细金属掩模300可从心轴305和剩余的第一电介质材料310剥离或用其他方法分离。可通过剥离或其他方法从心轴305移除精细金属掩模300，保持边界355无损伤并且处于所形成的位置(as-formed positions)。
边界355的侧壁360可形成约45度至约55度的角度α，诸如约50度。术语“约”可限定为+/-3度至+/-5度。体积365也可形成在精细开口215中，精细开口215由边界355限定。在一些实施方式中，边界355的锥角α也通过以特定角度遮蔽有机材料(沉积在图1的OLED装置100的子像素有源区域135中)来影响沉积的均匀性。为了解决阴影效应，在边界355之间所形成的体积365可显著地大于图1的OLED装置100的子像素有源区域135。在一个实施方式中，体积365可限定是子像素有源区域的表面积的约4倍大的开口面积。在一些实施方式中，边界355通常在每侧比子像素有源区域135大12um。作为一个实例，470像素每英寸(pixelsper inch；ppi)的子像素有源区域135可包含约6um x约36um的长度x宽度，并且精细开口将为约18um x约48um。然而，由于一个子像素的有机材料不应沉积在另一个子像素上方(例如，红色上没有蓝色或绿色，绿色或蓝色上没有红色，等等)，因此开口尺寸是受限的。
在一些实施方式中，如图3J中所示，凹陷区域370形成在精细金属掩模300的基板接触表面375上(例如，在基板接触侧)。凹陷区域370可形成在由第一电介质材料310(图3A中示出)的厚度313提供的深度处。凹陷区域370也可包含大体上等于第一电介质材料310(图3C中所示)的表面积的长度X宽度尺寸(例如，表面积)。可通过改变第一电介质材料310的尺寸来提供凹陷区域370的表面积和/或深度的变化。
图3K示出在精细金属掩模300移除之后的掩模图案302。掩模图案302与图3C中所示的具有形成在设备上的负图案316的设备类似，并且因此可被再次使用以通过图3D～图3J中所述的工艺来形成另一个精细金属掩模。
图4示意性图解用于在基板405上形成OLED装置的设备400的一个实施方式。设备400包含沉积腔室410，其中以大体上竖直的定向支撑基板405。基板405可通过邻近沉积源420的载具415支撑。使精细金属掩模425与基板405接触，并且将精细金属掩模425放置于沉积源420与基板405之间。精细金属掩模425可以是如本文所述的精细金属掩模200或300中的任一个。通过紧固件(未示出)、焊接或其他适合的连接方法，可将精细金属掩模425拉紧并且耦接至框架430。在一个实施方式中，沉积源420可以是有机材料，被蒸镀至基板405的精确区域上。根据本文所述的形成方法，将有机材料通过形成在精细金属掩模425中边界440之间的精细开口435而沉积。如本文所述的精细金属掩模200或300可包括单个片材，所述单个片材具有精细开口435的一个图案或多个图案。或者，如本文所述的精细金属掩模200或300可以是一系列的片材，所述一系列的片材具有形成在一系列的片材中的精细开口435的一个图案或多个图案，这些片材被拉紧并且耦接至框架430，以适应不同尺寸的基板。
图5是根据一个实施方式的制造系统500的示意性平面图。系统500可用于制造电子装置，特别是在电子装置中包含有机材料的电子装置。举例而言，所述装置可以是电子装置或半导体装置，诸如光电装置并且特别是显示器。
本文所述的实施方式特定而言涉及材料的沉积，举例而言，用于在大面积基板上制造显示器。可将制造系统500中的基板在载具上于制造系统500各处移动，所述载具可于基板的边缘处通过静电吸引或上述的组合支撑一个或多个基板。根据一些实施方式，大面积基板或支撑一个或多个基板的载具(例如大面积载具)可具有至少0.174m2的尺寸。通常，载具的尺寸可以是约0.6平方米至约8平方米，更通常约2平方米至约9平方米或甚至达12平方米。通常，矩形区域是具有如本文所述的大面积基板的尺寸的载具，基板支撑在矩形区域中，并且提供根据本文所述的实施方式的保持布置、设备和方法而用于矩形区域。举例而言，将对应至单个大面积基板的面积的大面积载具可以是5代厂(GEN 5)，5代厂对应于约1.4平方米基板(1.1m x 1.3m)，可以是7.5代厂(GEN 7.5)，7.5代厂对应于约4.29平方米基板(1.95m x 2.2m)，可以是8.5代厂(GEN 8.5)，8.5代厂对应于约5.7平方米基板(2.2mx2.5m)，或甚至可以是10代厂(GEN 10)，10代厂对应于约8.7平方米基板(2.85m×3.05m)。相似地可实施甚至更大的代厂(诸如11代厂和12代厂)和对应的基板面积。据此可设计如本文所述的精细金属掩模200或300的尺寸。
根据典型的实施方式，基板可由任何适合材料沉积的材料制成。举例而言，基板可由选自由下列材料组成的群组的材料制成：玻璃(举例而言，钠钙(soda-lime)玻璃、硼硅酸盐玻璃等)、金属、聚合物、陶瓷、复合材料、碳纤维材料或可通过沉积工艺涂覆的任何其他材料或材料的组合。
图5中所示的制造系统500包含装载锁定腔室(load lock chamber)502，装载锁定腔室502连接至水平基板输送腔室504。可将基板405(以虚线绘出)(诸如上述的大面积基板)从基板输送腔室504传送至真空摆动模块(vacuum swing module)508。真空摆动模块508将基板405以水平位置装载于载具415上。在以水平位置将基板405装载于载具415上之后，真空摆动模块508将载具415旋转呈竖直或大体上竖直的定向，载具415上具有提供在载具415上的基板405。随后将具有提供在载具415上的基板405的载具415以竖直定向传送通过第一传送腔室512A和至少一个后续传送腔室(512B～512F)。可将一个或多个沉积设备514连接至传送腔室。此外，可将其他基板处理腔室或其他真空腔室连接至传送腔室中的一个或多个。在处理基板405之后，将具有在载具上的基板405的载具以竖直定向从传送腔室512F传送进入出口真空摆动模块(exit vacuum swing module)516。出口真空摆动模块516将具有在载具上的基板405的载具从竖直定向旋转至水平定向。此后，可将基板405卸载进入出口水平玻璃输送腔室518。举例而言，在于薄膜封装腔室522A或522B中的一个中将所制造的装置封装之后，可通过装载锁定腔室520将经处理的基板405从制造系统500卸载。
在图5中，提供第一传送腔室512A、第二传送腔室512B、第三传送腔室512C、第四传送腔室512D、第五传送腔室512E和第六传送腔室512F。根据本文所述的实施方式，至少两个传送腔室被包含在制造系统500中。在一些实施方式中，2至8个传送腔室可被包含在制造系统500中。提供若干沉积设备，例如在图5中9个沉积设备514，沉积设备514各具有沉积腔室524并且各示例性地连接至传送腔室中的一个。根据一些实施方式，将沉积设备的一个或多个沉积腔室经由闸阀526连接至传送腔室。
至少部分的沉积腔室524包含如本文所述的精细金属掩模200或300中的一个或多个(未示出)。沉积腔室524中的每一个还包含沉积源420(仅示出一个)，以将膜层沉积在至少一个基板405上。在一些实施方式中，沉积源420包括蒸发模块和坩埚。在进一步的实施方式中，沉积源420可在由箭头所指示的方向中移动，以将膜沉积在被支撑于各自的载具(未示出)上的两个基板405上。当基板405处于竖直定向或大体上竖直的定向并且具有在沉积源420与每个基板405之间的各自的图案化掩模时，在基板405上执行沉积。每个图案化掩模包含至少如上所述的第一开口。如以上详述的，可利用第一开口以在图案化掩模的图案区域的外侧沉积膜层的部分。
可在沉积腔室524处提供对准单元528，用于相对于各自的图案化掩模对准基板。根据又进一步的实施方式，例如经由闸阀532，可将真空维护腔室530连接至沉积腔室524。真空维护腔室530允许在制造系统500中维护沉积源。
如图5中所示，沿线提供一个或多个传送腔室512A～512F，来提供直列式(in-line)传输系统。根据一些实施方式，提供双轨传输系统。双轨传输系统在传送腔室512A～512F中的每一个中包含第一轨道534和第二轨道536。可利用双轨传输系统沿着第一轨道534和第二轨道536中的至少一个传送支撑基板的载具415。
根据又进一步的实施方式，将传送腔室512A～512F中的一个或多个提供为真空旋转模块。可将第一轨道534和第二轨道536旋转至少90度，例如90度、180度或360度。载具(诸如载具415)在轨道534和轨道536上线性地移动。可将载具旋转至待传送进入沉积设备514的沉积腔室524中的一个或以下所述的其他真空腔室中的一个的位置。传送腔室512A～512F经配置以旋转竖直定向的载具和/或基板，其中，举例而言，将传送腔室中的轨道绕竖直旋转轴旋转。这在图5的传送腔室512A～512F中通过箭头指出。
根据一些实施方式，传送腔室是真空旋转模块，用于在10毫巴以下的压力下旋转基板。根据又进一步的实施方式，在两个或更多个传送腔室(512A～512F)内提供另一个轨道，其中提供载具返回轨道540。根据典型的实施方式，可在第一轨道534与第二轨道536之间提供载具返回轨道540。载具返回轨道540允许在真空条件下将空载具从另外的出口真空摆动模块516返回真空摆动模块508。在真空条件下并且选择地在受控惰性气氛(例如，Ar、N2或它们的组合)下返回载具减少载具暴露至周围空气。因此可减少或避免与湿气(moisture)接触。因此，在制造系统500中制造装置期间可减少载具的除气(outgassing)。这可改善所制造的装置的质量并且/或者载具可在无需清洁的情况下操作延长的时间周期。
图5进一步示出第一预处理腔室542和第二预处理腔室544。在基板输送腔室504中可提供机械手(未示出)或另一个适合的基板输送系统。机械手或其他基板输送系统可将来自装载锁定腔室502的基板405装载于基板输送腔室504中并且将基板405传送进入预处理腔室(542、544)中的一个或多个。举例而言，预处理腔室可包含选自下列所组成的群组的预处理工具：基板的等离子体预处理、基板的清洁、基板的UV和/或臭氧处理、基板的离子源处理、基板的RF或微波等离子体处理和上述处理的组合。在基板预处理之后，机械手或其他输送系统将基板传送出预处理腔室经由基板输送腔室504进入真空摆动模块508。为了允许装载锁定腔室502通风(vent)来在大气条件下装载基板和/或于基板输送腔室504中输送基板，在基板输送腔室504与真空摆动模块508之间提供闸阀526。因此，在打开闸阀526并将基板传送进入真空摆动模块508之前，可将基板输送腔室504和(如有需要)装载锁定腔室502、第一预处理腔室542和第二预处理腔室544中的一个或多个抽空。因此，在将基板装载进入真空摆动模块508之前可在大气条件下进行基板的装载、处理(treatment)和处理(processing)。
根据本文所述的实施方式，当基板水平定向或大体上水平定向时，进行可在将基板装载进入真空摆动模块508之前进行的基板的装载、处理(treatment)和处理(processing)。如图5中所示的制造系统500，并且根据本文所述的又进一步的实施方式，结合在水平定向中输送基板、旋转基板至竖直定向、在竖直定向中将材料沉积至基板上、在材料沉积之后旋转基板至水平定向和在水平定向中卸载基板。
如图5中所示的制造系统500，以及本文所述的其他制造系统，包含至少一个薄膜封装腔室。图5示出第一薄膜封装腔室522A和第二薄膜封装腔室522B。一个或多个薄膜封装腔室包含封装设备，其中将经沉积和/或经处理的层(特别是OLED材料)封装在经处理的基板与另一个基板之间，也就是夹在经处理的基板与另一个基板之间，以保护经沉积和/或经处理的材料免于暴露至周围空气和/或大气条件。通常，可通过将材料夹在两个基板(例如玻璃基板)之间来提供薄膜封装。然而，通过薄膜封装腔室中的一个薄膜封装腔室中提供的封装设备可替代地应用其他封装方法，如玻璃、聚合物或金属片的层压，或是盖板玻璃(cover glass)的激光熔合(fusing)。特定而言，OLED材料层可能遭受暴露至周围空气和/或氧气和湿气。因此，例如图5中所示的制造系统500可在将经处理的基板经由出口装载锁定腔室520卸载之前封装薄膜。
根据又进一步的实施方式，制造系统可包含载具缓冲器(carrier buffer)548。举例而言，载具缓冲器548可连接至第一传送腔室512A和/或最后的传送腔室，即第六传送腔室512F，第一传送腔室512A连接至真空摆动模块508。举例而言，载具缓冲器548可连接至传送腔室中的一个传送腔室，传送腔室中的一个传送腔室连接至真空摆动模块中的一个真空摆动模块。由于在真空摆动模块中装载和卸载基板，靠近真空摆动模块提供载具缓冲器548是有利的。载具缓冲器548经配置以提供一个或多个，例如5至30个载具的存储。在制造系统500的操作期间在另一个载具需要被更换的情况下(例如为了诸如清洁的维修)，则可使用缓冲器中的载具。
根据又进一步的实施方式，制造系统可进一步包含掩模架(shelf)550，即掩模缓冲器(mask buffer)。掩模架550经配置以提供用于更换图案化掩模和/或掩模的存储，图案化掩模和/或掩模需要被存储而用于特定沉积步骤。根据操作制造系统500的方法，经由具有第一轨道534和第二轨道536的双轨传输布置，可将掩模从掩模架550传送至沉积设备514。因此，在不使沉积腔室524通风的情况下、在不使传送腔室512A～512F通风的情况下和/或在不使掩模暴露于大气条件的情况下，可更换沉积设备中的掩模而用于诸如清洁的维修或是用于沉积图案的改变。
图5进一步示出掩模清洁腔室552。掩模清洁腔室552经由闸阀526连接至掩模架550。因此，可在掩模架550与用于掩模的清洁的掩模清洁腔室552之间提供真空紧密密封。根据不同实施方式，通过清洁工具(诸如等离子体清洁工具)，可在制造系统500内清洁如本文所述的精细金属掩模200或300。可在掩模清洁腔室552中提供等离子体清洁工具。额外地或替代地，如图5中所示，在掩模清洁腔室552处可提供另一个闸阀554。因此，可将掩模从制造系统500卸载，同时仅掩模清洁腔室552需要通风。通过将掩模从制造系统卸载，可提供外部掩模清洁，同时制造系统持续完全地操作。图5图解邻近掩模架550的掩模清洁腔室552。也可邻近载具缓冲器548提供对应的或类似的清洁腔室(未示出)。通过提供邻近载具缓冲器548的清洁腔室，可在制造系统500内清洁载具或可通过连接至清洁腔室的闸阀从制造系统将载具卸载。
如本文所述的精细金属掩模200或300的实施方式可用于高分辨率显示器的制造中。根据一个实施方式的如本文所述的精细金属掩模200或300可包含约750mm x 650mm的尺寸。此尺寸的精细金属掩模可以是以二维张紧的全片材(full sheet)(750mm x 650mm)。或者，此尺寸的精细金属掩模可以是以一维张紧的一系列条带，覆盖750mm x 650mm面积。更大的精细金属掩模尺寸包含约920mm x约730mm、六代厂半切(half-cut)(约1500mm x约900mm)、六代厂(约1500mm x约1800mm)、8.5代厂(约2200mm x约2500mm)和10代厂(约2800mm x约3200mm)。在至少较小的尺寸中，如本文所述的精细金属掩模200或300的精细开口之间的间距公差(pitch tolerance)可以是每160mm长度约+/-3μm。
如本文所述的精细金属掩模200或300的制造中利用电铸技术相较于常规的形成工艺具有相当大的优势。在常规掩模中标准开口尺寸可具有约+/-2um至5um的变化，此变化是由于当形成掩模中的精细开口时化学蚀刻工艺的改变。与此相反，通过光刻技术形成如本文所述的掩模图案302。因此，精细开口的尺寸的变化小于约0.2um。这随着分辨率增加而提供优点。因此，如本文所述的精细金属掩模200或300可具有更均匀的开口尺寸(由于光刻技术更好的控制)。如本文所述的精细金属掩模200或300还可具有非常一致的掩模对掩模均匀性。不仅在开口尺寸上可改善均匀性，还可改善间距准确性以及其他性质。
如本文所述的精细金属掩模200或300可用于形成具有高准确度的图1中所示的OLED装置100的子像素有源区域135。举例而言，OLED装置100的有机材料层120的RGB层中的每一个的均匀性是高的，诸如大于约95％，例如大于98％。如本文所述的精细金属掩模200或300满足这些准确度公差。
尽管前述内容针对本公开内容的实施方式，在不脱离本公开内容的基本范围的情况下，可设计本公开内容的其他和进一步的实施方式。因此，本公开内容的范围由所附的权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种阴影掩模，包括：
框架，所述框架由金属材料制成；和
一个或多个掩模图案，所述一个或多个掩模图案耦接至所述框架，所述一个或多个掩模图案包括金属并且具有形成在所述一个或多个掩模图案中的多个开口，所述金属具有小于或等于约14微米/米/摄氏度的热膨胀系数，所述金属具有约5微米至约50微米的厚度并且具有形成在所述金属中的边界，每个所述边界限定精细开口，所述精细开口具有凹陷的表面，所述凹陷的表面形成在所述金属的基板接触表面上。
2.如权利要求1所述的阴影掩模，其中所述凹陷的表面包含约0.1微米至约2微米的厚度。
3.如权利要求1所述的阴影掩模，其中每个精细开口包含约5微米至约20微米的主要尺寸。
4.如权利要求1所述的阴影掩模，其中每个精细开口包含锥形(tapered)侧壁。
5.如权利要求4所述的阴影掩模，其中每个精细开口包含是由对应的开口形成的子像素有源区域的约4倍大的开口面积。
6.如权利要求1所述的阴影掩模，其中所述边界包括第一金属结构，所述第一金属结构由第二金属结构环绕。
7.一种掩模图案，包括：
心轴，所述心轴包括材料，所述材料具有小于或等于约7微米/米/摄氏度的热膨胀系数并且具有形成在所述材料上的导电材料；和
光刻胶材料，所述光刻胶材料具有形成在所述光刻胶材料中的多个开口，从而暴露至少部分的所述导电材料，所述光刻胶材料包括体积的图案，所述体积中的每个体积具有约5微米至约20微米的主要尺寸。
8.如权利要求7所述的掩模图案，其中所述光刻胶材料是负光刻胶或正光刻胶。
9.如权利要求8所述的掩模图案，其中所述光刻胶材料包括负光刻胶材料。
10.如权利要求7所述的掩模图案，其中在所述体积中的每个体积中提供金属。
11.如权利要求10所述的掩模图案，其中所述金属具有小于或等于约14微米/米/摄氏度的热膨胀系数。
12.如权利要求7所述的掩模图案，其中所述心轴包括玻璃材料，所述玻璃材料具有形成在所述玻璃材料上的金属层。
13.如权利要求7所述的掩模图案，其中所述体积用于在电铸工艺中形成边界。
14.如权利要求13所述的掩模图案，其中所述边界包含凹陷区域，所述凹陷区域在所述边界的基板接触表面上。
15.一种电铸掩模，所述电铸掩模由以下步骤形成：
准备心轴和图案区域，所述心轴包括金属层，所述图案区域具有形成在所述图案区域中的开口，从而暴露所述金属层的部分，所述心轴具有小于或等于约7微米/米/摄氏度的热膨胀系数；
将所述心轴暴露于电解浴，以在第一电沉积工艺中在所述开口中形成多个第一金属结构；
将所述心轴暴露于电解浴，以在第二电沉积工艺中在所述开口中形成多个第二金属结构，所述多个第二金属结构环绕所述第一金属结构；和
从所述心轴分离所述掩模。
16.如权利要求15所述的电铸掩模，其中在所述开口中所述第一金属结构和所述第二金属结构包括金属材料，所述金属材料具有小于或等于约14微米/米/摄氏度的热膨胀系数。
17.如权利要求15所述的电铸掩模，其中所述图案区域包括光刻胶材料，所述光刻胶材料通过光刻而图案化。
18.如权利要求17所述的电铸掩模，其中所述光刻胶材料包括负光刻胶材料或正光刻胶材料。
19.如权利要求17所述的电铸掩模，其中所述光刻胶材料是负光刻胶或正光刻胶。
20.如权利要求15所述的电铸掩模，其中所述图案区域包括：
第一光刻胶材料，所述第一光刻胶材料在所述第一电沉积工艺之前通过光刻而图案化；和
第二光刻胶材料，所述第二光刻胶材料在所述第一电沉积工艺之后并且在所述第二电沉积工艺之前显影。
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