CN111218644A - 框架一体型掩模的制造方法及框架一体型掩模的掩模分离/替换方法 - Google Patents

框架一体型掩模的制造方法及框架一体型掩模的掩模分离/替换方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及框架一体型掩模的制造方法及框架一体型掩模的掩模分离/替换方法。本发明涉及框架一体型掩模的制造方法，该框架一体型掩模由多个掩模和用于支撑掩模的框架一体形成，该方法包括：(a)准备模板上粘合有掩模的掩模支撑模板的步骤，掩模上形成有多个掩模图案；(b)将包括具有多个掩模单元区域的框架的工艺区域的温度上升至第一温度的步骤；(c)将模板装载在框架上并将掩模对应至框架的掩模单元区域的步骤；(d)将掩模附着在框架上的步骤；(e)反复步骤(c)至步骤(d)将掩模附着至框架的所有掩模单元区域的步骤；(f)将包括框架的工艺区域的温度下降至第二温度的步骤。

Description

框架一体型掩模的制造方法及框架一体型掩模的掩模分离/ 替换方法
技术领域
本发明涉及一种框架一体型掩模的制造方法及框架一体型掩模的掩模分离/替换方法。更具体地，涉及一种使掩模不发生变形且可稳定地得到支撑并移动，可准确地在各掩模间进行对准(align)，在从框架上分离替换掩模的过程中能够防止框架的变形的框架一体型掩模的制造方法及框架一体型掩模的掩模分离/替换方法。
背景技术
作为OLED(有机发光二极管)制造工艺中形成像素的技术，主要使用FMM(FineMetal Mask，精细金属掩模)方法，该方法将薄膜形式的金属掩模(Shadow Mask，阴影掩模)紧贴于基板并且在所需位置上沉积有机物。
在现有的OLED制造工艺中，将掩模制造成条状、板状等后，将掩模焊接固定到OLED像素沉积框架并使用。一个掩模上可以具备与一个显示器对应的多个单元。另外，为了制造大面积OLED，可将多个掩模固定于OLED像素沉积框架，在固定于框架的过程中，拉伸各个掩模，以使其变得平坦。调节拉伸力以使掩模的整体部分变得平坦是非常困难的作业。特别是，为了使各个单元全部变得平坦，同时对准尺寸仅为数μm至数十μm的掩模图案，需要微调施加到掩模各侧的拉伸力并且实时确认对准状态的高度作业要求。
尽管如此，在将多个掩模固定于一个框架过程中，仍然存在掩模之间以及掩模单元之间对准不好的问题。另外，在将掩模焊接固定于框架的过程中，掩模膜的厚度过薄且面积大，因此存在掩模因荷重而下垂或者扭曲的问题；由于焊接过程中在焊接部分产生的皱纹、毛刺(burr)等，导致掩模单元的对准不准的问题等。
在超高清的OLED中，现有的QHD画质为500-600PPI(pixel per inch，每英寸像素)，像素的尺寸达到约30-50μm，而4K UHD、8K UHD高清具有比之更高的～860PPI，～1600PPI等的分辨率。如此，考虑到超高清的OLED的像素尺寸，需要将各单元之间的对准误差缩减为数μm左右，超出这一误差将导致产品的不良，所以收率可能极低。因此，需要开发能够防止掩模的下垂或者扭曲等变形并且使对准精确的技术，以及将掩模固定于框架的技术等。
另外，部分掩模没有准确对准地固定或者掩模中发生缺陷时，需要将掩模分离，但是在分离及替换焊接的掩模的过程中，存在打乱其他掩模的对准的问题。
发明内容
技术问题
因此，本发明为了解决如上所述的现有技术的各种问题而提出的，其目的在于，提供一种可使掩模不发生变形且稳定地得到支撑并移动，而且可防止掩模发生下垂或者扭曲等变形，并可准确地对准的框架一体型掩模的制造方法。
此外，本发明的目的在于提供一种可显著地减少制造时间，并显著地提升收率的框架一体型掩模的制造方法。
此外，本发明的目的在于，提供一种在掩模和框架形成一体型结构的框架一体型掩模中可防止框架的扭曲等变形，且能够分离及替换掩模以使掩膜准确地对准的框架一体型掩模的掩模分离/替换方法。
技术方案
本发明的所述目的可通过以下框架一体型掩模的制造方法实现，该框架一体型掩模由多个掩模和用于支撑掩模的框架一体形成，该方法包括：(a)准备模板上粘合有掩模的掩模支撑模板的步骤，所述掩模上形成有多个掩模图案；(b)将包括具有多个掩模单元区域的框架的工艺区域的温度上升至第一温度的步骤；(c)将模板装载在框架上并将掩模对应至框架的掩模单元区域的步骤；(d)将掩模附着在框架上的步骤；(e)反复步骤(c)至步骤(d)将掩模附着至框架的所有掩模单元区域的步骤；以及(f)将包括框架的工艺区域的温度下降至第二温度的步骤。
步骤(a)可包括：(a1)将掩模金属膜粘合到一面形成有临时粘合部的模板上的步骤；以及(a2)通过在掩模金属膜上形成掩模图案来制造掩模，从而提供模板上粘合有掩模的掩模支撑模板的步骤，所述掩模上形成有多个掩模图案的。
在步骤(a1)与步骤(a2)之间，还可包括缩减粘合在模板上的掩模金属膜厚度的步骤。
临时粘合部可以为基于加热可分离的粘合剂或者粘合片材，基于照射UV可分离的粘合剂或者粘合片材。
步骤(a2)可包括：(a2-1)在掩模金属膜上形成经图案化的绝缘部的步骤；(a2-2)通过蚀刻绝缘部之间露出的掩模金属膜部分来形成掩模图案的步骤；以及(a2-3)去除绝缘部的步骤。
在步骤(d)中，在模板上部照射的激光可通过激光贯穿孔照射到掩模的焊接部。
第一温度可大于或者等于OLED像素沉积工艺温度，第二温度可至少低于第一温度，第一温度可为25℃至60℃中任意一温度，第二温度可低于第一温度且为20℃至30℃中任意一温度，OLED像素沉积工艺温度可为25℃至45℃中任意一温度。
在步骤(c)中，不对掩模施加拉伸，而可以只通过控制模板的位置将模板上的掩模对应至掩模单元区域。
在步骤(f)中，如果将工艺区域的温度下降至第二温度，则因附着在框架上的掩模收缩而会承受张力(tension)。
在步骤(d)与步骤(e)之间，还可包括通过对临时粘合部进行加热、化学处理、施加超声波、施加紫外线中至少任意一个，将掩模与模板进行分离的步骤。
此外，本发明的所述目的可通过框架一体型掩模的掩模分离/替换方法实现，该框架一体型掩模由多个掩模和用于支撑掩模的框架一体形成，该方法包括：(a)将包括框架的工艺区域的温度上升至第一温度的步骤；(b)将目标掩模从框架分离的步骤；(c)准备模板上粘合有掩模的掩模支撑模板，并在框架上装载模板，从而将掩模对应至将目标掩模分离后的掩模单元区域上的步骤，所述掩模上形成有多个掩模图案；(d)将掩模附着在框架上的步骤；(e)将包括框架的工艺区域的温度下降至第二温度的步骤。
第一温度可大于或者等于OLED像素沉积工艺温度，第二温度可至少低于第一温度，第一温度可为25℃至60℃中任意一温度，第二温度可低于第一温度且为20℃至30℃中任意一温度，OLED像素沉积工艺温度可为25℃至45℃中任意一温度。
在步骤(c)中，不对掩模施加拉伸，而可以只通过控制模板的位置将模板上的掩模对应至掩模单元区域。
在步骤(a)中，如果将工艺区域的温度上升至第一温度，则附着在框架上的掩模上施加的张力(tension)可被解除。
在步骤(e)中，如果将工艺区域的温度下降至第二温度，则因附着在框架上的掩模发生收缩而会承受张力(tension)。
在步骤(b)中，挤压作为分离/替换对象的目标掩模的至少一侧棱角的外侧框架部分，并可通过向掩模的一侧棱角施加外力将掩模从框架上分离。
发明效果
根据具有如上所述结构的本发明，使掩模不发生变形且稳定地得到支撑并移动，而且可防止掩模发生下垂或者扭曲等变形，并可准确地对准。
此外，本发明具有可显著地减少制造时间，并显著地提升收率的效果。
此外，根据本发明，掩模和框架形成一体型结构的框架一体型掩模可防止框架的扭曲等变形，而且能够进行分离及替换掩模使掩模准确地对准。
附图说明
图1是现有的OLED像素沉积用掩模的示意图。
图2是现有的将掩模附着至框架的过程的示意图。
图3是在现有的拉伸掩模过程中发生单元之间的对准误差的示意图。
图4是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的主视图以及侧剖视图。
图5是本发明的一实施例涉及的框架的主视图以及侧剖视图。
图6是本发明的一实施例涉及的框架制造过程的示意图。
图7是本发明的另一实施例涉及的框架的制造过程的示意图。
图8是现有的用于形成高分辨率OLED的掩模的示意图。
图9是本发明的一实施例涉及的掩模的示意图。
图10是本发明一实施例涉及的以压延(rolling)方式制造掩模金属膜的过程的示意图。
图11是本发明另一实施例涉及的以电铸(electroforming)方式制造掩模金属膜的过程的示意图。
图12至图13是本发明一实施例涉及的通过在模板上粘合掩模金属膜并形成掩模来制造掩模支撑模板的过程的示意图。
图14是本发明一实施例涉及的临时粘合部的放大截面示意图。
图15是本发明一实施例涉及的将掩模支撑模板装载到框架上的过程的示意图。
图16是本发明一实施例涉及的将工艺区域的温度上升之后将模板装载到框架上并将掩模对应至框架的单元区域的状态的示意图。
图17是本发明一实施例涉及的将掩模附着到框架之后将掩模与模板分离的过程的示意图。
图18是本发明一实施例涉及的将掩模对应至相邻的框架的单元区域的状态的示意图。
图19是本发明一实施例涉及的将掩模附着至相邻的框架的单元区域之后将掩模与模板分离的过程的示意图。
图20是本发明一实施例涉及的将掩模附着到框架的状态的示意图。
图21是本发明一实施例涉及的将掩模附着至框架的单元区域之后使工艺区域的温度下降的过程的示意图。
图22是本发明一实施例涉及的利用框架一体型掩模的OLED像素沉积装置的示意图。
图23是将掩模从框架一体型掩模分离时的问题的示意图。
图24至图26是本发明一实施例涉及的将掩模从框架一体型掩模分离并替换的过程的示意图。
附图标记：
50：模板(template) 51：激光贯穿孔
55：临时粘合部 70：下部支撑体
100：掩模 110：掩模膜
200：框架 210：边缘框架部
220：掩模单元片材部 221：边缘片材部
223：第一栅格片材部 225：第二栅格片材部
1000：OLED像素沉积装置 C：单元，掩模单元
CM：化学处理 CR：掩模单元区域
DM：虚设部，掩模虚设部 ET：将工艺区域的温度上升至第一温度
EP：加热 L：激光
LT：将工艺区域的温度下降至第二温度
R：边缘框架部的中空区域 P：掩模图案
US：施加超声波 UV：施加紫外线
W：焊接 WB：焊珠
WP：焊接部
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明，该附图将能够实施本发明的特定实施例作为示例示出。详细说明这些实施例，以使本领域技术人员能够实施本发明。本发明的多种实施例虽然彼此不同，但不相互排斥。例如，在此记载的特定形状、结构及特性与一实施例有关，在不脱离本发明的精神及范围的情况下，能够实现为其他实施例。另外，各个公开的实施例中的个别构成要素的位置或配置，在不脱离本发明的精神及范围的情况下，能够进行变更。后述的详细说明不应被视为具有限制意义，本发明的范围仅由所附的权利要求书及与其等同的所有范围限定。图中相似的附图标记从多方面表示相同或相似的功能，为了方便起见，长度、面积、厚度及其形状可以夸大表示。
以下，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，以便本领域技术人员能够容易地实施本发明。
图1是现有的OLED像素沉积用掩模10的示意图。
参照图1，现有的掩模10可以以条式(Stick-Type)或者板式(Plate-Type)制造。图1的(a)中示出的掩模10作为条式掩模，可以将条的两侧焊接固定于OLED像素沉积框架并使用。图1的(b)中示出的掩模100作为板式掩模，可以使用于大面积的像素形成工艺。
在掩模10的主体(Body，或者掩模膜11)中，具备多个显示单元C。一个单元C与智能手机等的一个显示器(display)对应。单元C中形成有像素图案P，以便与显示器的各个像素对应。放大单元C时，显示与R、G、B对应的多个像素图案P。作为一例，在单元C中形成有像素图案P，以便具有70×140分辨率。即，大量的像素图案P形成集合，以构成一个单元C，并且多个单元C可以形成于掩模10。
图2是现有的将掩模10附着至框架20的过程的示意图。图3是在现有的拉伸F1～F2掩模10的过程中发生单元之间的对准误差的示意图。下面，以图1的(a)示出的具备6个单元C(C1～C6)的条式掩模10为例进行说明。
参照图2的(a)，首先，应将条式掩模10平坦地展开。沿着条式掩模10的长轴方向施加拉伸力F1～F2，随着拉伸，展开条式掩模10。在该状态下，将条式掩模10装载在方框形状的框架20上。条式掩模10的单元C1～C6将位于框架20的框内部空白区域部分。框架20的尺寸可以足以使一个条式掩模10的单元C1～C6位于框内部空白区域，也可以足以使多个条式掩模10的单元C1～C6位于框内部空白区域。
参照图2的(b)，微调施加到条式掩模10各侧的拉伸力F1～F2，同时对准后，随着焊接W条式掩模10侧面的一部分，将条式掩模10和框架20彼此连接。图2的(c)示出彼此连接的条式掩模10和框架的侧截面。
参照图3，尽管微调施加到条式掩模10各侧的拉伸力F1～F2，但是显示出掩模单元C1～C3彼此之间对准不好的问题。例如，单元C1～C3的图案P之间的距离D1～D1″、D2～D2″彼此不同，或者图案P歪斜。由于条式掩模10具有包括多个(作为一例，为6个)单元C1～C6的大面积，并且具有数十μm的非常薄的厚度，所以容易因荷重而下垂或者扭曲。另外，调节拉伸力F1～F2，以使各个单元C1～C6全部变得平坦，同时通过显微镜实时确认各个单元C1～C6之间的对准状态是非常困难的作业。
因此，拉伸力F1～F2的微小误差可能引起条式掩模10各单元C1～C3的拉伸或者展开程度的误差，由此，导致掩模图案P之间的距离D1～D1″、D2～D2″不同。虽然完美地对准以使误差为0是非常困难的，但是为了避免尺寸为数μm至数十μm的掩模图案P对超高清OLED的像素工艺造成坏影响，优选对准误差不大于3μm。将如此相邻的单元之间的对准误差称为像素定位精度(pixel position accuracy，PPA)。
另外，将大概6-20个条式掩模10分别连接在一个框架20，同时使多个条式掩模10之间，以及条式掩模10的多个单元C-C6之间的对准状态精确是非常困难的作业，并且只能增加基于对准的工艺时间，这成为降低生产性的重要理由。
另一方面，将条式掩模10连接固定到框架20后，施加到条式掩模10的拉伸力F1～F2会反向地作用于框架20。即，由于拉伸力F1～F2而绷紧拉伸的条式掩模10连接在框架20后，能够将张力(tension)作用于框架20。通常，该张力不大，不会对框架20产生大的影响，但是在框架20的尺寸实现小型化且强度变低的情况下，这种张力可能使框架20细微变形。如此，可能发生破坏多个单元C～C6间的对准状态的问题。
鉴于此，本发明提出能够使掩模100与框架200形成一体式结构的框架200以及框架一体型掩模。与框架200形成一体的掩模100能够防止下垂或者扭曲等变形，并且精确地对准于框架200。当掩模100连接到框架200上时，不对掩模100施加任何拉伸力，因此掩模100连接到框架200后，不会对掩模200施加引起变形的张力。并且，能够显著地缩短将掩模100一体地连接到框架200的制造时间，并且显著提升收率。
图4是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的主视图(图4的(a))以及侧剖视图(图4的(b))，图5是本发明的一实施例涉及的框架的主视图(图5的(a))以及侧剖视图(图5的(b))。
参照图4以及图5，框架一体型掩模可以包括多个掩模100以及一个框架200。换句话说，将多个掩模100分别附着至框架200的形态。以下，为了便于说明，以四角形状的掩模100为例进行说明，但是掩模100在附着至框架200之前，可以是两侧具备用于夹持的突出部的条式掩模形状，附着至框架200后，可以去除突出部。
各个掩模100上形成有多个掩模图案P，一个掩模100上可以形成有一个单元C。一个掩模单元C可以与智能手机等的一个显示器对应。
掩模100可为热膨胀系数约为1.0X10-6/℃的因瓦合金(invar)，膨胀系数约为1.0X10-7/℃的超因瓦合金(super invar)材料。该材料的掩模100由于热膨胀系数十分低因此很少存在因热能导致掩模的图案变形的忧虑，进而在高分辨率OLED制造中可作为FMM(Fine Metal Mask)、阴影掩模(Shadow Mask)使用。除此之外，考虑到最近开发的在温度变化值不大的范围内执行像素沉积工艺的技术，掩模100也可以是热膨胀系数略大于此的镍(Ni)、镍-钴(Ni-Co)等材料。掩模100可使用由压延(rolling)工艺或者电铸(electroforming)生成的金属片材(sheet)。以下通过图9和图10将进行详细说明。
框架200可以以附着多个掩模100的形式形成。包括最外围边缘在内，框架200可以包括沿着第一方向(例如，横向)、第二方向(例如，竖向)形成的多个棱角。这种多个棱角可在框架200上划分用于附着掩模100的区域。
框架200可以包括大概呈四角形状、方框形状的边缘框架部210。边缘框架部210的内部可以是中空形状。即，边缘框架部210可以包括中空区域R。框架200可以由因瓦合金、超级因瓦合金、铝、钛等金属材料形成，考虑到热变形，优选由与掩模具有相同热膨胀系数的因瓦合金、超级因瓦合金、镍、镍-钴等材料形成，这些材料均可应用于所有作为框架200的构成要素的边缘框架部210、掩模单元片材部220。
另外，框架200具备多个掩模单元区域CR，并且可以包括连接到边缘框架部210的掩模单元片材部220。掩模单元片材部220可以与掩模100相同地通过压延形成，或者也可以通过使用如电铸的其他成膜工艺形成。另外，掩模单元片材部220可以通过激光划线、蚀刻等在平面状片材(sheet)上形成多个掩模单元区域CR后，连接到边缘框架部210。或者，掩模单元片材部220可以将平面状的片材连接到边缘框架部210后，通过激光划线、蚀刻等形成多个掩模单元区域CR。本说明书中主要对首先在掩模单元片材部220形成多个掩模单元区域CR后，连接到边缘框架部210的情况进行说明。
掩模单元片材部220可以包括边缘片材部221以及第一栅格片材部223、第二栅格片材部225中的至少一种。边缘片材部221以及第一栅格片材部223、第二栅格片材部225是指在同一片材上划分的各个部分，它们彼此之间形成一体。
边缘片材部221可以实质上连接到边缘框架部210。因此，边缘片材部221可以具有与边缘框架部210对应的大致四角形状、方框形状。
另外，第一栅格片材部223可以沿着第一方向(横向)延伸形成。第一栅格片材部223以直线形态形成，其两端可以连接到边缘片材部221。当掩模单元片材部220包括多个第一栅格片材部223时，各个第一栅格片材部223优选具有相同的间距。
另外，进一步地，第二栅格片材部225可以沿着第二方向(竖向)延伸形成，第二栅格片材部225以直线形态形成，其两端可以连接到边缘片材部221。第一栅格片材部223和第二栅格片材部225可以彼此垂直交叉。当掩模单元片材部220包括多个第二栅格片材部225时，各个第二栅格片材部225优选具有相同的间距。
另一方面，第一栅格片材部223之间的间距和第二栅格片材部225之间的间距，可以根据掩模单元C的尺寸而相同或不同。
第一栅格片材部223以及第二栅格片材部225虽然具有薄膜形态的薄的厚度，但是垂直于长度方向的截面的形状可以是诸如矩形、如梯形的四边形形状、三角形形状等，边、角的一部分可以形成圆形。截面形状可以在激光划线、蚀刻等过程中进行调节。
边缘框架部210的厚度可以大于掩模单元片材部220的厚度。由于边缘框架部210负责框架200的整体刚性，可以以数mm至数十cm的厚度形成。
就掩模单元片材部220而言，实际上制造厚片材的工艺困难，过厚，则有可能在OLED像素沉积工艺中有机物源600(参照图22)堵塞通过掩模100的路径。相反，过薄，则有可能难以确保足以支撑掩模100的刚性。由此，掩模单元片材部220优选比边缘框架部210的厚度薄，但是比掩模100更厚。掩模单元片材部220的厚度可以约为0.1mm至1mm。并且，第一栅格片材部223、第二栅格片材部225的宽度可以约为1～5mm。
在平面状片材中，除了边缘片材部221、第一栅格片材部223、第二栅格片材部225占据的区域以外，可以提供多个掩模单元区域CR(CR11～CR56)。从另一个角度来说，掩模单元区域CR可以是指在边缘框架部210的中空区域R中，除了边缘片材部221、第一栅格片材部223、第二栅格片材部225占据的区域以外的空白区域。
随着掩模100的单元C与该掩模单元区域CR对应，实际上可以用作通过掩模图案P沉积OLED的像素的通道。如前所述，一个掩模单元C与智能手机等的一个显示器对应。一个掩模100中可以形成有用于构成一个单元C的掩模图案P。或者，一个掩模100具备多个单元C且各个单元C可以与框架200的各个单元区域CR对应，但是为了精确地对准掩模100，需要避免大面积掩模100，优选为具备一个单元C的小面积掩模100。或者，也可以是具有多个单元C的一个掩模100与掩模200的一个单元区域CR对应。此时，为了精确地对准，可以考虑具有2-3个单元C的掩模100与掩模200的一个单元区域CR对应。
掩模200具备多个掩模单元区域CR，可以将各个掩模100以各个掩模单元C与各个掩模单元区域CR分别对应的方式附着。各个掩模100可以包括形成有多个掩模图案P的掩模单元C以及掩模单元C周边的虚拟部(相当于除了单元C以外的掩模膜110部分)。虚拟部可以只包括掩模膜110，或者可以包括形成有与掩模图案P类似形态的规定的虚拟图案的掩模膜110。掩模单元C与框架200的掩模单元区域CR对应，虚拟部的一部分或者全部可以附着至框架200(掩模单元片材部220)。由此，掩模100和框架200可以形成一体式结构。
另一方面，根据另一实施例，框架不是以将掩模单元片材部220附着至边缘框架部210的方式制造，而是可以使用在边缘框架部210的中空区域R部分直接形成与边缘框架部210成为一体的栅格框架(相当于栅格片材部223、225)的框架。这种形态的框架也包括至少一个掩模单元区域CR，可以使掩模100与掩模单元区域CR对应，以制造框架一体型掩模。
以下，对框架一体型掩模的制造过程进行说明。
首先，可以提供图4以及图5中所述的框架200。图6是本发明的一实施例涉及的框架200的制造过程的示意图。
参照图6的(a)，提供边缘框架部210。边缘框架部210可以是包括中空区域R的方框形状。
其次，参照图6的(b)，制造掩模单元片材部220。掩模单元片材部220使用压延、电铸或者其他的成膜工艺，制造平面状的片材后，通过激光划线、蚀刻等，去除掩模单元区域CR部分，从而可以制造。本说明书中，以形成6×5的掩模单元区域CR(CR11～CR56)为例进行说明。可以存在5个第一栅格片材部223以及4个第二栅格片材部225。
然后，可以将掩模单元片材部220与边缘框架部210对应。在对应的过程中，可以在拉伸F1～F4掩模单元片材部220的所有侧部以使掩模单元片材部220平坦伸展的状态下，使边缘片材部221与边缘框架部210对应。在一侧部也能以多个点(作为图6的(b)的例，1～3点)夹持掩模单元片材部220并进行拉伸。另一方面，也可以不是所有侧部，而是沿着一部分侧部方向，拉伸F1、F2掩模单元片材部220。
然后，使掩模单元片材部220与边缘框架部210对应时，可以将掩模单元片材部220的边缘片材部221以焊接W方式附着。优选地，焊接W所有侧部，以便掩模单元片材部220牢固地附着至边缘框架部210，但不限于此。应当最大限度地接近框架部210的棱角侧进行焊接W，才能最大限度地减少边缘框架部210和掩模单元片材部220之间的翘起空间，并提升粘合性。焊接W部分可以以线(line)或者点(spot)形状生成，具有与掩模单元片材部220相同的材料，并可以成为将边缘框架部210和掩模单元片材部220连接成一体的媒介。
图7是本发明的另一实施例涉及的框架的制造过程的示意图。图6的实施例首先制造具备掩模单元区域CR的掩模单元片材部220后，附着至边缘框架部210，而图7的实施例将平面状的片材附着至边缘框架部210后，形成掩模单元区域CR部分。
首先，与图6的(a)相同地提供包括中空区域R的边缘框架部210。
然后，参照图7的(a)，可以使平面状的片材(平面状的掩模单元片材部220＇)与边缘框架部210对应。掩模单元片材部220＇是还未形成掩模单元区域CR的平面状态。在对应的过程中，可以在拉伸F1～F4掩模单元片材部220＇的所有侧部以使掩模单元片材部220＇平坦伸展状态下，使其与边缘框架部210对应。在一侧部也能以多个点(作为图7的(a)的例，1～3点)夹持单元片材部220＇并进行拉伸。另一方面，也可以不是所有侧部，而是沿着一部分侧部方向，拉伸F1、F2掩模单元片材部220＇。
然后，使掩模单元片材部220＇与边缘框架部210对应时，可以将掩模单元片材部220＇的边缘部分以焊接W方式进行附着。优选地，焊接W所有侧部，以便掩模单元片材部220＇牢固地附着至边缘框架部220，但不限于此。应当最大限度地接近边缘框架部210的棱角侧进行焊接W，才能最大限度地减少边缘框架部210和掩模单元片材部220＇之间的翘起空间，并提升粘合性。焊接W部分可以以线(line)或者点(spot)形状生成，与掩模单元片材部220＇具有相同材料，并可以成为将边缘框架部210和掩模单元片材部220＇连接成一体的媒介。
然后，参照图7的(b)，在平面状的片材(平面状的掩模单元片材部220＇)上形成掩模单元区域CR。通过激光划线、蚀刻等，去除掩模单元区域CR部分的片材，从而可以形成掩模单元区域CR。本说明书中，以形成6×5的掩模单元区域CR(CR11～CR56)为例进行说明。当形成掩模单元区域CR时，可以构成掩模单元片材部220，与边缘框架部210焊接W的部分成为边缘片材部221，并且具备5个第一栅格片材部223以及4个第二栅格片材部225。
图8是用于形成现有的高分辨率OLED的掩模的示意图。
为了实现高分辨率的OLED，图案的尺寸逐渐变小，其使用的掩模金属膜的厚度也有必要变薄。如图8的(a)所示，如果想要实现高分辨率的OLED像素6，则在掩模10'中需要缩减像素间隔及像素尺寸等(PD->PD')。此外，为了防止因阴影效应导致OLED像素6不均匀地沉积，有必要将掩模10'的图案倾斜地形成14。然而，在具有约30～50μm的厚度T1的较厚的掩模10'中将图案倾斜地形成14的过程中，由于在细微的像素间隔PD'和像素尺寸上很难形成与其匹配的图案13，因此成为加工工艺中导致收率降低的因素。换而言之，具有细微的像素间隔PD'且为了将图案倾斜地形成14，有必要使用较薄厚度的掩模10'。
特别是，为了实现UHD级别的高分辨率，如图8的(b)所示，只有使用具有20μm以下厚度T2的薄的掩模10'，才能进行细微的图案化。此外，为了实现UHD以上的超高分辨率，可考虑使用具有10μm厚度T2的薄掩模10'。
图9是本发明的一实施例涉及的掩模100的示意图。
掩模100可包括形成有多个掩模图案P的掩模单元C及掩模单元C周围的虚拟部DM。如上所述，利用压延工艺，电铸等生成的金属片材可制造掩模100，掩模100中可形成有一个单元C。虚拟部DM与除单元C以外的掩模膜110[掩模金属膜110]部分对应，且可以只包括掩模膜110，或者包括形成有类似于掩模图案P形态的预定的虚拟部图案的掩模膜110。虚拟部DM对应掩模100的边缘且虚拟部DM的一部分或者全部可附着在框架200[掩模单元片材部220]。
掩模图案P的宽度可小于40μm，掩模100的厚度可约为5～20μm。由于框架200具有多个掩模单元区域CR(CR11～CR56)，因此也可具有多个对应每个掩模单元区域CR(CR11～CR56)的掩模单元C(C11～C56)的掩模100。
由于掩模100的一面101是接触并附着在框架200的一面，因此优选为平坦面。可利用以下叙述的平坦化工艺使一面101变为平坦的同时被镜面化。掩模100的另一面102可与以下叙述的模板50的一面相面对。
以下将对制造掩模金属膜110'并将其支撑在模板50上来制造掩模100，通过将支撑有掩模100的模板50装载在框架200上并将掩模100附着在框架200来制造框架一体型掩模的一系列工艺进行说明。
图10是本发明一实施例涉及的以压延(rolling)方式制造掩模金属膜的过程的示意图。图11是本发明另一实施例涉及的以电铸(electroforming)方式制造掩模金属膜的过程的示意图。
首先，可准备掩模金属膜110。作为一实施例，可利用压延方式准备掩模金属膜110。
参照图10的(a)，由压延工艺制造的金属片材基于制造工艺可具有数十至数百μm的厚度。如前面在图8中所述，为了得到UHD级别的高分辨率只有使用具有20μm以下厚度的薄掩模金属膜110才能进行细微的图案化，为了获得UHD以上的超高分辨率，需要使用具有10μm厚度的薄掩模金属膜110。然而，由压延(rolling)工艺生成的掩模金属膜110'具有约为25～500μm的厚度，因此有必要将厚度缩小。
因此，可进一步执行对掩模金属膜110'的一面进行平坦化PS的工艺。其中，平坦化PS是指对掩模金属膜110'的一面(上面)进行镜面化的同时，通过部分地去除掩模金属膜110'的上部，使厚度变薄。平坦化PS可利用CMP(Chemical Mechanical Polishing)方法执行，只要是公知的CMP方法，可不受限制地使用。此外，利用化学湿式蚀刻(chemical wetetching)或者干式蚀刻(dry etching)方法可使掩模金属膜110’的厚度变薄。除此之外，可不受限制地使用使掩模金属膜110'的厚度变薄的平坦化的工艺。
在执行平坦化PS的过程中，作为一例，在CMP过程中，可控制掩模金属膜110'上部面的表面粗糙度Ra。优选地，可执行用于进一步减小表面粗糙度的镜面化。或者，作为另一例子，还可以通过化学湿式蚀刻或者干式蚀刻过程进行平坦化PS之后，再附加进行额外的CMP工艺等抛光工艺以减小表面粗糙度Ra。
如此，可将掩模金属膜110'制成约50μm以下较薄的厚度。由此，掩模金属膜110的厚度优选约以2μm至50μm的厚度形成，更优选地，厚度可约以5μm至20μm左右形成。然而，并非一定受限于此。
参照图10的(b)，如同图10的(a)，可通过缩减由压延工艺制造的掩模金属膜110'的厚度来制造掩模金属膜110。只是，掩模金属膜110'以中间夹设有临时粘合部55的状态粘合在以下叙述的模板50上，并在这种状态下执行平坦化PS工艺，从而缩减厚度。
作为另一实施例，可以电铸方式准备掩模金属膜110。
参照图11的(a)，准备导电性基材21。为了能够执行电铸(electroforming)，母板的基材21可为导电性材料。母板在电铸中可作为阴极(cathode)电极使用。
作为导电性材料，对于金属，表面可能生成有金属氧化物，金属制造过程中可能会掺入杂质，对于多晶硅基材，可能存在夹杂物或者晶界(Grain Boundary)，对于导电性高分子基材，可能存在很高的含杂质的可能性，可能强度、耐酸性等比较脆弱。如金属氧化物、杂质、夹杂物、晶界等妨碍在母板(或者阴极)的表面上均匀地形成电磁场的要素被称之为“缺陷”(Defect)。由于缺陷(Defect)，上述材料的阴极上不能引入均匀的电磁场，从而可使镀膜110[或者掩模金属膜110]的一部分不均匀地形成。
在实现UHD级别以上的超高画质像素的过程中，镀膜及镀膜图案[掩模图案P]的不均匀会对像素的形成造成不良的影响。例如，目前的QHD画质为500～600PPI(pixel perinch)，像素的尺寸达到约30～50μm，而4K UHD、8K UHD高清晰具有比之更高的～860PPI，～1600PPI等分辨率。而且直接应用在VR机器的微显示器或插入VR机器中并使用的微显示器以大约2000PPI以上级的超高画质作为目标，且像素尺寸约为5～10μm左右。在此使用的FMM、阴影掩模的图案宽度可为数μm～数十μm，优选小于30μm，因此即便是数μm的缺陷，也在掩模的图案尺寸中占据大幅比重。而且，为了去除上述材料的阴极中的缺陷，可进行用于去除金属氧化物、杂质等的附加工艺，在该工艺中还会引发阴极材料被蚀刻等的其他缺陷。
因此，本发明可使用单晶材料的母板(或者阴极)。特别地，优选为单晶硅材料。为了具有导电性，单晶硅材料的母板中可执行1019/cm3以上高浓度掺杂。掺杂可对母板的全部进行，也可仅对母板表面部分进行。
另外，作为单晶材料可使用Ti、Cu、Ag等金属，GaN、SiC、GaAs、GaP、AlN、InN、InP、Ge等半导体，石墨(graphite)、石墨烯(graphene)等碳系材料，包括CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbI3、SrTiO3等的钙钛矿(perovskite)结构等的超导体用单晶陶瓷，航空器部件用单晶超耐热合金等。对于金属、碳系材料，基本上为导电性材料。对于半导体材料，为了具有导电性可进行1019/cm3以上高浓度的掺杂。对于其他材料，可通过进行掺杂或者形成氧空位(oxygen vacancy)等来形成导电性。掺杂可对母板的全部进行，也可仅对母板表面部分进行。
对于单晶材料，由于其不存在缺陷，因此具有电铸时由于在整个表面均匀地形成电磁场，从而可均匀地形成镀膜110的优点。通过均匀的镀膜制造的框架一体型掩模100、200能够进一步改善OLED像素的画质水平。此外，由于无需执行去除、解除缺陷的额外的工艺，因此具有降低工艺成本、提高生产效率的优点。
重新参照图11的(a)，然后，通过将导电性基材21作为母板[阴极(Cathode Body)]使用，并将阳极(未图示)相隔地布置，从而利用电铸在导电性基材21上可形成镀膜110[或者掩模金属膜110]。镀膜110可形成于与阳极相面对且电磁场可作用的导电性基材21的露出的上部面和侧面上。除了导电性基材21的侧面以外还可在导电性基材21的下部面的局部生成镀膜110。
然后，利用激光将镀膜110的边缘部分切除D，或者仅在镀膜110上部形成光刻胶层后对露出的镀膜110的部分进行蚀刻并去除D。由此，如图11的(b)所示，可将镀膜110从导电性基材21分离。
另外，将镀膜110从导电性基材21分离之前，可执行热处理H。本发明的特征在于，为了降低掩模100的热膨胀系数的同时为了防止因热导致的掩模100及掩模图案P的变形，将镀膜110从导电性基材21[或者母板或者阴极]分离之前执行热处理H。热处理可以300℃至800℃的温度执行。
通常由电铸生成的因瓦合金薄板的热膨胀系数高于由压延生成的因瓦合金薄板的热膨胀系数。因此，通过对因瓦合金薄板进行热处理可降低热膨胀系数，但是在该热处理过程中因瓦合金薄板可发生剥离、变形等。这是由于只对因瓦合金薄板进行热处理，或者只对临时粘合在导电性基材21的上部面的因瓦合金薄板进行热处理而造成的。然而，本发明不仅在导电性基材21的上部而且侧面和下部面的局部上也形成镀膜110，因此即便进行热处理H，也不会发生剥离、变形等。换而言之，由于导电性基材21与镀膜110以紧密粘合的状态进行热处理，因此具有可防止因热处理导致的剥离、变形等，并能够稳定地进行热处理的优点。
由电铸工艺生成的掩模金属膜110其厚度可薄于由压延工艺生成的掩模金属膜110。由此，虽然还可以省略用于缩减厚度的图案化PS工艺，但基于镀金掩模金属膜110的表面层的成分、结晶结构/细微结构，可具有不同蚀刻特征，因此有必要通过执行图案化PS来控制表面特性、厚度。
图12至图13是本发明的一实施例涉及的在模板50上粘合掩模金属膜110并形成掩模100进而制造掩模支撑模板的过程的示意图。
参照图12的(a)，可提供模板50(template)。模板50是一种媒介，其一面上附着有掩模100并以支撑掩模100的状态移动掩模100。模板50的一面优选为平坦面以支撑并搬运平坦的掩模100。中心部50a可对应掩模金属膜110的掩模单元C，边缘部50b可对应掩模金属膜110的虚拟部DM。为了能够整体上支撑掩模金属膜110，模板50的面积大于掩模金属膜110的面积，且可为平坦形状。
模板50优选为透明材料以便于在将掩模100与框架200对准并附着的过程中进行视觉(vision)观察等。此外，采用透明材料时，也可使激光穿过。作为透明的材料可使用玻璃(glass)、硅胶(silica)、耐热玻璃，石英(quartz)，氧化铝(Al2O3)、硼硅酸盐玻璃(borosilicate glass)、氧化锆(zirconia)等材料。作为一例，模板50可使用硼硅酸盐玻璃中具有优异的耐热性、化学耐久性、机械强度、透明性等的
Figure BDA0002289326950000171
33材料。此外，
Figure BDA0002289326950000172
33的热膨胀系数约为3.3，热膨胀系数与因瓦合金掩模金属膜110相差很小，具有容易控制掩模金属膜110的优点。
另外，为了防止与掩模金属膜110[或者掩模100]的分界之间发生气隙(air gap)，模板50与掩模金属膜110接触的一面可为镜面。考虑到这一点，模板50的一面的表面粗糙度Ra可为100nm以下。为了实现表面粗糙度Ra为100nm以下的模板50，模板50可使用晶圆(wafer)。晶圆(wafer)其表面粗糙度Ra约为10nm左右，市面上具有很多产品，表面处理工艺广为所知，因此可作为模板50使用。由于模板50的表面粗糙度Ra为nm级别，因此可为没有气隙或者几乎没有气隙的水准，从而基于激光焊接容易生成焊珠WB，对掩模图案P的对准误差不产生影响。
为了使从模板50的上部照射的激光L能够到达掩模100的焊接部WP(执行焊接的区域)，模板50上可形成有激光贯穿孔51。激光贯穿孔51能够以与焊接部WP的位置和数量对应的方式形成在模板50上。由于在掩模100的边缘或者虚拟部DM部分上以预定的间隔布置多个焊接部WP，因此激光贯穿孔51也与之对应地以预定间隔形成多个。作为一例，由于在掩模100的两侧(左侧/右侧)虚拟部DM部分上以预定间隔布置多个焊接部WP，因此激光贯穿孔51也可以在模板50的两侧(左侧/右侧)以预定间隔可形成多个。
激光贯穿孔51不必一定与焊接部WP的位置和数量对应。例如，也可以仅对激光贯穿孔51中的一部分进行激光L照射，并进行焊接。此外，与焊接部WP不对应的激光贯穿孔51中的一部分在对准掩模100与模板50时也可以代替对准标记而使用。假设，模板50的材料对于激光L的光透明，则也可以不形成激光贯穿孔51。
模板50的一面可形成临时粘合部55。掩模100附着在框架200之前，临时粘合部55可使掩模100[或者掩模金属膜110]临时附着在模板50的一面并支撑在模板50上。
临时粘合部55可使用基于加热可分离的粘合剂或者粘合片材(thermal releasetype)，基于照射UV可分离的粘合剂或者粘合片材(UV release type)。
作为一例，临时粘合部55可使用液蜡(liquid wax)。液蜡可使用与半导体晶圆的抛光步骤等中使用的相同的蜡，其类型没有特别限制。作为主要用于控制与维持力有关的粘合力、耐冲击性等的树脂成分，液蜡可包括如丙烯酸、醋酸乙烯酯，尼龙及各种聚合物的物质及溶剂。作为一例，临时粘合部55可使用包括作为树脂成分的丁腈橡胶(ABR，Acrylonitrile butadiene rubber)，作为溶剂成分的n-丙醇的SKYLIQUID ABR-4016。在临时粘合部55上使用旋涂方法形成液蜡。
作为液蜡的临时粘合部55在高于85℃～100℃的温度下粘性下降，在低于85℃的温度下粘性增加，一部分可如固体固化，从而可将掩模金属膜110'与模板50固定粘合。
然后，参照图12的(b)，可在模板50上粘合掩模金属膜110'。将液蜡加热至85℃以上，将掩模金属膜110'接触到模板50上之后，使掩模金属膜110'和模板50通过滚轴之间从而执行粘合。
根据一实施例，在模板50上约以120℃烘焙(baking)60秒，将临时粘合部55的溶剂气化后，可立即执行掩模金属膜层压(lamination)工艺。层压通过在一面上形成有临时粘合部55的模板50上装载掩模金属膜110'并使其通过约100℃的上部滚轴(roll)和约0℃的下部滚轴之间来执行。其结果，掩模金属膜110'可与模板50接触且中间夹设有临时粘合部55。
图14是本发明的一实施例涉及的临时粘合部55的放大截面示意图。作为又一例，临时粘合部55可使用热剥离胶带(thermal release tape)。热剥离胶带的中间布置有PET膜等芯膜(core film)56，芯膜56的两面上布置有可热剥离的粘合层(thermal releaseadhesive)57a、57b，粘合层57a、57b的外轮廓可为布置有剥离膜/离型膜58a、58b的形态。其中，布置在芯膜56的两面上的粘合层57a、57b的相互剥离温度可相互不同。
根据一实施例，在去除剥离膜/离型膜58a、58b的状态下，热剥离胶带的下部面[第二粘合层57b]粘合在模板50上，热剥离胶带的上部面[第一粘合层57a]可粘合在掩模金属膜110'上。由于第一粘合层57a和第二粘合层57b具有相互不同的剥离温度，因此，后述的图17中将模板50从掩模100分离时，通过施加使第一粘合层57a剥离的热，掩模100可从模板50和临时粘合部55分离。
接下来，再参照图12的(b)，可平坦化PS掩模金属膜110'的一面。图10中如上所述，由压延工艺制造的掩模金属膜110'可通过平坦化PS工艺缩减厚度(110'->110)。此外，为了控制表面特性、厚度，也可对由电铸工艺制造的掩模金属膜110进行平坦化PS工艺。
由此，如图12的(c)所示，随着掩模金属膜110'的厚度缩减(110'->110)，掩模金属膜110的厚度可约为5μm至20μm。
然后，参照图13的(d)，可在掩模金属膜110上形成被图案化的绝缘部25。绝缘部25可通过印刷法等由光刻胶材料形成。
接下来，可对掩模金属膜110进行蚀刻。可不受限制地使用干式蚀刻，湿式蚀刻等方法，经蚀刻的结果，由绝缘部25之间的空白空间26露出的掩模金属膜110部分可被蚀刻。掩模金属膜110中被蚀刻的部分构成掩模图案P，从而可制造形成有多个掩模图案P的掩模100。
然后，参照图13的(e)，通过去除绝缘部25可结束用于支撑掩模100的模板50的制造。
由于框架200具有多个掩模单元区域CR(CR11～CR56)，因此还可具有多个掩模100，所述掩模100具有与每个掩模单元区域CR(CR11～CR56)对应的掩模单元C(C11～C56)。此外，可具有多个模板50，其用于分别支撑多个掩模100的每一个。
图15是本发明的一实施例涉及的将掩模支撑模板装载在框架上的过程的示意图。
参照图15，模板50可基于真空吸盘90移送。可用真空吸盘90吸附粘合有掩模100的模板50的面的反面并移送。真空吸盘90可与向x、y、z、θ轴移动的移动手段(未图示)连接。此外，真空吸盘90可以与通过吸附模板50来进行翻转(flip)的翻转手段(未图示)连接。如图16的(b)所示，在真空吸盘90吸附模板50并翻转后向框架200上移送模板50的过程中，同样不影响掩模100的粘合状态和对准状态。
图16是本发明的一实施例涉及的将工艺区域温度上升之后将模板装载在框架上并将掩模对应至框架的单元区域的状态的示意图。图16中列举了将一个掩模100对应/附着在单元区域CR上的方式，也可以进行将多个掩模100同时对应到所有的单元区域CR并将掩模100附着在框架200上的过程。这种情况下，可具有用于分别支撑多个掩模100的多个模板50。
然后，参照图16，使工艺区域的温度上升ET之后，可将掩模100对应至框架200的一个掩模单元区域CR。本发明的特征在于，在将掩模100对应至框架200的掩模单元区域CR的过程中，不向掩模100施加任何拉伸力。
框架200的掩模单元片材部220由于具有很薄的厚度，因此如果掩模100以被施加拉伸力的状态附着在掩模单元片材部220上，则掩模100上残留的拉伸力可能会作用在掩模单元片材部220及掩模单元区域CR上，并使其发生变形。因此，应以不施加拉伸力于掩模100上的状态将掩模100附着在掩模单元片材部220上。因此，可防止施加在掩模100上的拉伸力反过来以张力(tension)的形式作用在框架200上使框架200[或者掩模单元片材部220]发生变形。
只是，对掩模100不施加拉伸力地附着在框架200[或者掩模单元片材部220]上以制造框架一体型掩模，而且将该框架一体型掩模用于像素沉积工艺时可发生一个问题。在约25～45℃左右温度下执行像素沉积工艺时，掩模100以预定长度膨胀。即使是因瓦合金材料的掩模100，基于用于形成像素沉积工艺气氛的10℃左右的温度上升，其长度也会发生约1～3ppm的变化。例如，掩模100的总长度为500mm时，其长度可增加约5～15μm。由此，导致掩模100因自身的重量发生下垂，或者以固定在框架200的状态被拉长并发生扭曲等变形，同时引发图案P间的对准误差变大的问题。
因此，本发明的特征在于，在高于常温的非常温温度下，以对掩模100不施加拉伸力的状态，将掩模100对应至框架200的掩模单元区域CR并附着。本说明书中表述为，在将工艺区域的温度上升至第一温度ET之后，将掩模100对应至框架200并附着。
“工艺区域”可指用于放置掩模100、框架200等构成要素，而且用于执行掩模100的附着工艺等的空间。工艺区域也可以是密封腔室内的空间，也可以是开放空间。而且，“第一温度”可指，将框架一体型掩模用于OLED像素沉积工艺中时，等于或者高于像素沉积工艺温度的温度。考虑到像素沉积工艺温度约为25～45℃，第一温度可约为25℃至60℃。工艺区域的温度上升可通过在腔室设置加热手段，或者在工艺区域的周围设置加热手段的方法等来执行。
再参照图16，将包括框架200的工艺区域的温度上升至第一温度ET之后，可将掩模100对应至掩模单元区域CR。或者，将掩模100对应至掩模单元区域CR之后，可将包括框架200的工艺区域的温度上升至第一温度ET。
通过将模板50装载在框架200[或者掩模单元片材部220]上，可将掩模100对应至掩模单元区域CR。控制模板50/真空吸盘90的位置的同时可通过显微镜观察掩模100是否对应于掩模单元区域CR上。由于模板50挤压掩模100，因此掩模100可与框架200紧贴。由于可通过控制模板50的位置便可将掩模100对应至掩模单元区域CR，因此可以不向掩模100直接施加任何拉伸力。
另外，进一步可将下部支撑体70布置在框架200下部。下部支撑体70具有可进入框架边缘部210的中空区域R内的尺寸且可为平板状。下部支撑体70的上部面也可形成有对应掩模单元片材部220形状的预定的支撑槽(未图示)。这种情况下，由于边缘片材部221和第一栅格片材部223及第二栅格片材部225插在支撑槽中，因此掩模单元片材部220会被更加牢固地固定。
下部支撑体70可挤压掩模100接触的掩模单元区域CR的反面。即，下部支撑体70通过向上部方向支撑掩模单元片材部220，从而可防止在附着掩模100的过程中掩模单元片材部220向下部方向发生下垂。与此同时，由于下部支撑体70和模板50向相互相反的方向挤压掩模100的边缘和框架200[或者掩模单元片材部220]，因此可维持掩模100的对准状态而不被打乱。
如此，只通过在模板50上附着掩模100并将模板50装载到框架200上，便可结束将掩模100对应至框架200的掩模单元区域CR上的过程，该过程中可做到对掩模100不施加任何拉伸力。
接下来，可以向掩模100照射激光L并基于激光焊接将掩模100附着在框架200上。由激光焊接的掩模的焊接部WP部分上生成焊珠WB，焊珠WB可具有与掩模100/框架200相同的材料且与它们一体连接。
图17是本发明的一实施例涉及的将掩模100附着在框架200之后将掩模100与模板50分离的过程的示意图。
参照图17，将掩模100附着在框架200之后，可将掩模100与模板50进行分离(debonding)。掩模100与模板50的分离可通过对临时粘合部55进行加热EP、化学处理CM、施加超声波US，施加紫外线UV中至少任意一个而执行。由于掩模100维持附着在框架200的状态，因此可只抬起模板50。作为一例，如果施加高于85℃～100℃的温度的热EP，则临时粘合部55的粘性降低，掩模100与模板50的粘合力减弱，从而可分离掩模100与模板50。作为另一例，可通过利用将临时粘合部55沉浸CM在IPA、丙酮、乙醇等化学物质中以使临时粘合部55溶解、去除等方式来分离掩模100与模板50。作为另一例，通过施加超声波US或者施加紫外线UV使掩模100与模板50的粘合力减弱，从而可分离掩模100与模板50。
进一步而言，作为粘合掩模100与模板50的媒介的临时粘合部55为TBDB粘合材料(temporary bonding&debonding adhesive)，从而可使用各种分离方法。
作为一例，可使用基于化学处理CM的溶剂分离(Solvent Debonding)方法。可基于溶剂(solvent)的渗透使临时粘合部55溶解并进行分离。此时，掩模100上已形成有图案P，因此溶剂可通过掩模图案P及掩模100与模板50的分界渗透。溶剂分离可在常温(roomtemperature)下进行，由于无需额外的复杂的分离设备，因此相比于其他分离方法具有相对廉价的优点。
作为另一例，可使用基于加热EP的热分离(Heat Debonding)方法。通过利用高温的热来诱导临时粘合部55的分解，如果掩模100与模板50间的粘合力减弱，则可向上下方向或者左右方向进行分离。
作为另一例，可使用基于加热EP、施加紫外线UV等的剥离粘合剂分离(PeelableAdhesive Debonding)方法。当临时粘合部55为热剥离胶带时，可利用剥离粘合剂分离方法来进行分离，该方法无需进行如热分离方法的高温热处理且无需额外设置高价的热处理设备，具有进行过程相对简单的优点。
作为另一例，可使用基于化学处理CM、施加超声波US、施加紫外线UV等的常温分离(Room Temperature Debonding)方法。如果在掩模100或者模板50的一部分(中心部)进行non-sticky处理，则通过使用临时粘合部55只粘合在边缘部分上。此外，分离时溶剂渗透到边缘部分使临时粘合部55溶解从而实现分离。该方法具有在粘合和分离的过程中除掩模100、模板50的边缘区域以外的剩余部分不发生直接的损失或者分离时不发生因粘合材料残留物(residue)导致的缺陷等优点。此外，不同于热分离法，由于在分离时无需高温热处理过程，因此具有可相对缩减工艺成本的优点。
图18是本发明一实施例涉及的将掩模100对应至相邻的框架200的单元区域CR的状态的示意图。
参照图18，可将掩模100对应至与附着有掩模100的掩模单元区域CR111相邻的掩模单元区域CR121。工艺区域的温度可维持图16中上升至第一温度ET的状态。由此，掩模100可在不施加拉伸力的状态下维持第一温度的体积。
可通过将模板50装载在框架200[或者掩模单元片材部220]上来将掩模100对应至掩模单元区域CR121。通过控制模板50的位置将掩模100对应至掩模单元区域CR121的方法与图16的过程相同。另外，也可将掩模100首先对应至与掩模单元区域CR111相邻的掩模单元区域CR121以外的其他掩模单元区域CR。
接下来，可通过向掩模100照射激光L并基于激光焊接将掩模100附着在框架200上。激光焊接的掩模的焊接部部分上形成有焊珠WB，焊珠WB可具有与掩模100/框架200相同的材料且与它们一体连接。
图19是本发明一实施例涉及的将掩模100附着至相邻的框架200的单元区域CR之后将掩模100与模板50分离的过程的示意图。
参照图19，将掩模100附着在框架200之后，可将掩模100与模板50进行分离。掩模100与模板50的分离可通过对临时粘合部55进行加热EP、化学处理CM、施加超声波US、施加紫外线UV中至少任意一个而执行。由于掩模100维持附着在框架200的状态，因此可只抬起模板50。这与图17中叙述的内容相同。
图20是本发明一实施例涉及的将掩模附着到框架的状态的示意图。
然后，参照图20，可执行将掩模100对应至剩余的掩模单元区域CR并进行附着的过程。所有的掩模100可附着在框架200的掩模单元区域CR上。
现有的图1的掩模10包括6个单元C1～C6，因此具有较长的长度，而本发明的掩模100包括一个单元C，因此具有较短的长度，因此PPA(pixel position accuracy)扭曲的程度会变小。假设包括多个单元C1～C6…的掩模10的长度为1m，并且在1m的总长度中发生10μm的PPA误差，则本发明的掩模100可以随着相对长度减小(相当于单元C数量减少)而将上述误差范围变成1/n。例如，本发明的掩模100长度为100mm，则具有从现有的掩模10的1m减小为1/10的长度，因此在100mm的总长度中发生1μm的PPA误差，显著降低对准误差。
另一方面，掩模100具备多个单元C，并且即使使各个单元C与框架200的各个单元区域CR对应仍处于对准误差最小化的范围内，则掩模100也可以与框架200的多个掩模单元区域CR对应。或者，具有多个单元C的掩模100也可以与一个掩模单元区域CR对应。在这种情况下，考虑到基于对准的工艺时间和生产性，掩模100优选具备尽可能少量的单元C。
在本发明中，由于只需匹配掩模100的一个单元C并确认对准状态即可，因此与同时匹配多个单元C(C1～C6)并需要确认全部对准状态的现有方法相比，可以显著缩短制造时间。
即，本发明的框架一体型掩模的制造方法与同时匹配6个单元C1～C6并同时确认6个单元C1～C6的对准状态的现有方法相比，通过使包含于6个掩模100的各个单元C11～C16分别与一个单元区域CR11～CR16对应并通过确认各个对准状态的6次过程，能够明显缩短时间。
另外，在本发明的框架一体型掩模的制造方法，在使30个掩模100分别与30个单元区域CR(CR11～CR56)对应并对准的30次的过程中的产品收率，可以明显高于使分别包括6个单元C1～C6的5个掩模10(参照图2的(a))与框架20对应并对准的5次过程中的现有产品的收率。由于在每次对应于6个单元C的区域中对准6个单元C1～C6的现有方法是明显繁琐且困难的作业，而且产品收率低。
图21是本发明一实施例涉及的将掩模100附着至框架200的单元区域CR之后将工艺区域的温度下降LT的过程的示意图。
然后，参照图21，将工艺区域的温度下降至第二温度LT。“第二温度”可指低于第一温度的温度。考虑到第一温度约为25℃至60℃，第二温度以低于第一温度为前提，可约为20℃至30℃，优选地，第二温度可以是常温。工艺区域的温度下降可通过在腔室设置冷却手段或者在工艺区域周围设置冷却手段的方法，以及常温下自然冷却的方法等来执行。
如果工艺区域的温度下降至第二温度LT，则掩模100可以预定的长度进行热收缩。掩模100可沿着所有侧面方向以各向同性地进行热收缩。只是，由于掩模100通过焊接W固定连接在框架200[或者掩模单元片材部220]，因此掩模100的热收缩本身向周围的掩模单元片材部220施加张力TS。基于掩模100自身施加的张力TS，掩模100可更加绷紧地附着在框架200上。
此外，在每个掩模100全部附着在对应的掩模单元区域CR上之后，工艺区域的温度将下降至第二温度LT，由此所有掩模100同时产生热收缩，因此导致框架200发生变形或者图案P的对准误差变大的问题。进一步说明，即使张力TS施加到掩模单元片材部220，由于多个掩模100施加向相反的方向收缩的张力TS，该张力TS相互抵消，因此掩模单元片材部220上不会发生变形。例如，在CR11单元区域上附着的掩模100与CR12单元区域上附着的掩模100之间的第一栅格片材部223中，附着在CR11单元区域上的掩模100向右侧方向作用的张力TS与附着在CR12单元区域上的掩模100向左侧方向作用的张力TS可相互抵消。由此，通过最小化框架200[或者掩模单元片材部220]因张力TS发生的变形，从而具有可最小化掩模100[或者，掩模图案P]的对准误差的优点。
图22是本发明的一实施例涉及的利用框架一体型掩模100、200的OLED像素沉积装置1000的示意图。
参照图22，OLED像素沉积装置1000包括：磁板300，其容纳有磁体310，并且排布有冷却水管350；沉积源供给部500，其从磁板300的下部供给有机物原料600。
磁板300与沉积源沉积部500之间可以插入有用于沉积有机物源600的玻璃等目标基板900。目标基板900上可以以紧贴或非常接近的方式配置有使有机物源600按不同像素沉积的框架一体型掩模100、200(或者FMM)。磁体310可以产生磁场，并通过磁场紧贴到目标基板900上。
沉积源供给部500可以往返左右路径并供给有机物源600，由沉积源供给部500供给的有机物源600可以通过形成于框架一体型掩模100、200的图案P附着至目标基板900的一侧。通过框架一体型掩模100、200的图案P后沉积的有机物源600，可以用作OLED的像素700。
为了防止由于阴影效应(Shadow Effect)发生的像素700的不均匀沉积，框架一体型掩模100、200的图案可以倾斜地形成S(或者以锥形S形成)。沿着倾斜表面，在对角线方向上通过图案的有机物源600，也可以有助于像素700的形成，因此，能够整体上厚度均匀地沉积像素700。
在高于像素沉积工艺温度的第一温度下，掩模100附着固定于框架200上，因此即使提升至沉积像素工艺的温度，对掩模图案P的位置几乎不构成影响，掩模100和与其相邻的掩模100之间的PPA能够保持为不超过3μm。
图23是将掩模从框架一体型掩模分离时的问题的示意图。
另外，当发生如附着在框架200的掩模100中夹杂有杂质或者掩模图案P发生损伤等缺陷时，有必要替换掩模100。或者，当掩模100附着到框架200上但掩模图案P的一部分对准不准确时，也有必要通过替换掩模100使对准准确。
参照图23，现有方式是通过向焊接在框架200上的掩模100施加物理的力量并将掩模100从框架200分离的方式。例如，当附着在单元区域CR11上的掩模100发生缺陷时，需要取下该掩模100，但是将掩模100从框架200分离时，由于除单元区域CR11以外的剩余的单元区域CR12、CR13、CR21、…上附着的掩模100的张力TS，框架200可发生细微的变形。这种变形可导致掩模图案P及掩模单元C沿着PL线依次发生对准误差(参照图23的放大部分)。即，随着将任意一个掩模100[单元区域CR111的掩模100]从框架200分离,多个掩模100向相互相反方向的施加张力TS而相互抵消的力将重新作用于框架200，从而发生对准误差。
因此，本发明的特征在于，重新调整至使这种张力TS不作用于框架200的状态之后，再将发生缺陷而需要分离/替换的目标掩模100进行分离/替换。
图24至图26是本发明一实施例涉及的将掩模100从框架一体型掩模分离并替换的过程的示意图。作为一例，假设以将包括掩模单元C11的目标掩模100从框架200分离/替换为例进行说明。此外，假设以掩模100为左侧棱角及右侧棱角被焊接并附着在框架200[掩模单元片材部220]上的状态为例进行说明，但是也同样适用于四个边全部焊接的掩模100。
参照图24，首先可将工艺区域的温度上升至第一温度ET。第一温度可指，将框架一体型掩模用于OLED像素沉积工艺时，等于或者高于像素沉积工艺温度的温度。考虑到像素沉积工艺温度可约为25～45℃，第一温度可约为25℃至60℃。这与图16中上升至第一温度ET的情况相同。
如果工艺区域的温度上升至第一温度ET，则热收缩的掩模100同时产生预定的热膨胀。热膨胀的程度相当于解除张力TS的程度。换而言之，如果工艺区域的温度上升至第一温度ET，则附着在框架200上的掩模100上施加的张力TS将被解除。由此，掩模100及框架200可变为无应力的状态。
然后，参照图25，可将目标掩模100从框架200分离。可通过向目标掩模100施加物理力来将掩模从框架200分离。只是，为了防止作用于框架200的力导致发生变形，当揭下一个边时有必要对剩余的边进行挤压。
将包括掩模单元C11的掩模100的一侧棱角(右侧棱角)从框架200揭下之后，可将另一侧棱角(左侧棱角)从框架200揭下。具体来说，掩模100的一侧棱角可以是附着在作为掩模单元区域CR111的右侧棱角的第一栅格片材部223上的状态。因此，通过向掩模100的一侧棱角施加外力将其揭下时，存在由于掩模100与框架200[第一栅格片材部223]的附着力导致第一栅格片材部223的部分发生变形的问题。因此，有必要将框架200[第一栅格片材部223]紧紧地固定之后揭下掩模100。
为了抵抗外力而牢牢地固定框架200，可对外力直接作用的掩模100的一侧棱角(右侧棱角)的外侧部分进行挤压。即，可对位于附着的掩模100一侧棱角的外侧的框架200[第一栅格片材部223]部分进行挤压。挤压优选对相较于一侧棱角更靠近外侧的框架200[第一栅格片材部223]部分的上部面和下部面的两面进行。上部面可使用加压条(未图示)进行挤压，下部面可使用用于支撑框架200的下部支撑体70[参照图16]进行挤压。将另一侧棱角(左侧棱角)从框架200揭下时，也可同样对另一侧棱角(左侧棱角)的外侧部分进行挤压。
然后，参照图26，可将待替换的新掩模100对应至掩模单元区域CR111。可通过将模板50装载到框架200[或者掩模单元片材部220]上实现将掩模100对应至掩模单元区域CR111。接下来，向掩模100照射激光L并基于激光焊接将掩模100附着在框架200上。这与图16的过程相同。
然后，可将工艺区域的温度下降至第二温度LT。考虑到第一温度约为25℃至60℃，第二温度以低于第一温度为前提，可约为20℃至30℃，优选地，第二温度可为常温。这与图21中下降至第二温度LT的情况相同。
如果工艺区域的温度下降至第二温度LT，则掩模100可以以预定长度进行热收缩。掩模100可沿着侧面方向进行热收缩。与此同时，由于多个掩模100以相互相反的方向施加张力TS，导致该力相互抵消，因此，掩模单元片材部220上不发生变形。
如上所述，当分离/替换发生缺陷的掩模100时，由于通过将工艺区域的温度上升至第一温度使分离/替换在无应力的状态下进行，因此可防止框架200的变形，而且不产生掩模图案P、掩模单元C的对准误差，具有稳定地分离/替换掩模100的优点。
如上所述，本发明列举了优选实施例进行图示和说明，但是不限于上述实施例，在不脱离本发明的精神的范围内，本领域技术人员能够进行各种变形和变更。这种变形及变更均落在本发明和所附的权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种框架一体型掩模的制造方法，该框架一体型掩模由多个掩模和用于支撑掩模的框架一体形成，其特征在于，该方法包括：
(a)准备模板上粘合有掩模的掩模支撑模板的步骤，所述掩模上形成有多个掩模图案；
(b)将包括具有多个掩模单元区域的框架的工艺区域的温度上升至第一温度的步骤；
(c)将模板装载在框架上并将掩模对应至框架的掩模单元区域的步骤；
(d)将掩模附着在框架上的步骤；
(e)反复步骤(c)至步骤(d)将掩模附着至框架的所有掩模单元区域的步骤；以及
(f)将包括框架的工艺区域的温度下降至第二温度的步骤。
2.如权利要求1所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，步骤(a)包括：
(a1)将掩模金属膜粘合到一面形成有临时粘合部的模板上的步骤；以及
(a2)通过在掩模金属膜上形成掩模图案来制造掩模，从而提供模板上粘合有掩模的掩模支撑模板的步骤，所述掩模上形成有多个掩模图案。
3.如权利要求2所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，
在步骤(a1)与步骤(a2)之间，还包括缩减粘合在模板上的掩模金属膜厚度的步骤。
4.如权利要求2所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，
临时粘合部为基于加热可分离的粘合剂或者粘合片材，基于照射UV可分离的粘合剂或者粘合片材。
5.如权利要求2所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，步骤(a2)包括：
(a2-1)在掩模金属膜上形成经图案化的绝缘部的步骤；
(a2-2)通过蚀刻绝缘部之间露出的掩模金属膜部分来形成掩模图案的步骤；以及
(a2-3)去除绝缘部的步骤。
6.如权利要求1所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，
在步骤(d)中，在模板上部照射的激光通过激光贯穿孔照射到掩模的焊接部。
7.如权利要求1所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，
第一温度大于或者等于OLED像素沉积工艺温度，第二温度至少低于第一温度，第一温度为25℃至60℃中任意一温度，第二温度低于第一温度且为20℃至30℃中任意一温度，OLED像素沉积工艺温度为25℃至45℃中任意一温度。
8.如权利要求1所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，
在步骤(c)中，不对掩模施加拉伸，而只通过控制模板的位置将模板上的掩模对应至掩模单元区域。
9.如权利要求1所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，
在步骤(f)中，如果将工艺区域的温度下降至第二温度，则因附着在框架上的掩模收缩而承受张力。
10.如权利要求8所述的框架一体型掩模的制造方法，其特征在于，
在步骤(d)与步骤(e)之间，还包括通过对临时粘合部进行加热、化学处理、施加超声波、施加紫外线中至少任意一个，将掩模与模板进行分离的步骤。
11.一种框架一体型掩模的掩模分离/替换方法，该框架一体型掩模由多个掩模和用于支撑掩模的框架一体形成，其特征在于，该方法包括：
(a)将包括框架的工艺区域的温度上升至第一温度的步骤；
(b)将目标掩模从框架分离的步骤；
(c)准备模板上粘合有掩模的掩模支撑模板，并在框架上装载模板，从而将掩模对应至将目标掩模分离后的掩模单元区域上的步骤，所述掩模上形成有多个掩模图案；
(d)将掩模附着在框架上的步骤；
(e)将包括框架的工艺区域的温度下降至第二温度的步骤。
12.如权利要求11所述的框架一体型掩模的掩模分离/替换方法，其特征在于，
第一温度大于或者等于OLED像素沉积工艺温度，第二温度至少低于第一温度，第一温度为25℃至60℃中任意一温度，第二温度低于第一温度且为20℃至30℃中任意一温度，OLED像素沉积工艺温度为25℃至45℃中任意一温度。
13.如权利要求11所述的框架一体型掩模的掩模分离/替换方法，其特征在于，
在步骤(a)中，如果将工艺区域的温度上升至第一温度，则附着在框架上的掩模上施加的张力被解除。
14.如权利要求11所述的框架一体型掩模的掩模分离/替换方法，其特征在于，
在步骤(e)中，如果将工艺区域的温度下降至第二温度，则因附着在框架上的掩模发生收缩而承受张力。
15.如权利要求11所述的框架一体型掩模的掩模分离/替换方法，其特征在于，
在步骤(b)中，挤压作为分离/替换对象的目标掩模的至少一侧棱角的外侧框架部分，并通过向掩模的一侧棱角施加外力将掩模从框架上分离。
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