CN111656552A - 框架一体型掩模及框架一体型掩模的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种框架一体型掩模及框架一体型掩模的制造方法。根据本发明的框架一体型掩模，其由多个掩模(100)与用于支撑掩模(100)的框架(200)一体形成，其特征在于，框架(200)具有：边缘框架部(210)，其包括中空区域(R)；以及掩模单元片材部(220)，其具有多个掩模单元区域(CR)且连接于边缘框架部(210)，各掩模(100)连接于掩模单元片材部(220)的上部。

Description

框架一体型掩模及框架一体型掩模的制造方法
技术领域
本发明涉及一种框架一体型掩模及框架一体型掩模的制造方法，更具体地，涉及一种能够将掩模与框架形成一体且准确地进行各掩模间的对齐(alignment)的框架一体型掩模及框架一体型掩模的制造方法。
背景技术
最近，在薄板制造中针对电铸(Electroforming)方法的研究正在持续地进行。电铸方法通过将阳极、阴极浸渍于电解液中，并施加电源而使金属薄板电沉积于阴极的表面上，因此是一种能够制造极薄板并有望量产的方法。
另一方面，作为在OLED工艺中形成像素的技术，主要使用FMM(Fine Metal Mask，精密金属掩模)方法，其通过将薄膜的金属掩模(阴影掩模，Shadow Mask)紧贴到基板上，从而将有机物蒸镀到所需位置上。
在现有的OLED制造工艺中，以棒状、板状等制造掩模后，将掩模焊接固定到OLED像素蒸镀框架上并使用。一个掩模可具有对应于一个显示器的多个单元。另外，为了制造大面积OLED，可将多个掩模固定到OLED像素蒸镀框架，然而，在固定到框架上的过程中，会通过拉伸使各掩模变得平坦。为了使掩模整体上变得平坦而调节拉伸力属于非常困难的作业。尤其为了一边使各单元都平坦化且一边对齐尺寸为数～数十μm的掩模图案，需要进行如下高难度作业：一边细微地调节施加于掩模各侧的拉伸力，一边实时地确认对齐状态。
尽管如此，将多个掩模固定到一个框架的过程中，存在掩模间和掩模单元间无法很好地对齐的问题。另外，在将掩模焊接固定到框架的过程中，由于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扭曲的问题。
对于超高画质的OLED而言，目前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高画质具有比其更高的～860PPI、～1600PPI等的分辨率。考虑到超高画质的OLED的像素尺寸，需要将各单元之间的对齐误差缩减为数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且使对齐精确的技术以及将掩模固定到框架的技术等。
发明内容
所要解决的技术问题
本发明为了解决如上所述的现有技术中的各种问题而提出，其目的在于提供一种能够使掩模与框架形成一体型结构的框架一体型掩模及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防止掩模下垂或扭曲等变形且准确地进行对齐的框架一体型掩模及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明显缩短制造时间并显著提高收率的框架一体型掩模及框架一体型掩模的制造方法。
解决技术问题的方案
本发明的上述目的通过框架一体型掩模来实现，所述框架一体型掩模由多个掩模与用于支撑掩模的框架一体形成，其中，框架包括：边缘框架部，其包括中空区域；以及掩模单元片材部，其具有多个掩模单元区域并连接于边缘框架部，各掩模连接于掩模单元片材部的上部。
掩模单元片材部沿着第一方向和垂直于第一方向的第二方向中至少一个方向可具有多个掩模单元区域。
掩模单元片材部可包括：边缘片材部；以及至少一个第一栅格片材部，其在第一方向上延伸形成且两端连接于边缘片材部。
掩模单元片材部可还包括至少一个第二栅格片材部，所述第二栅格片材部在垂直于第一方向的第二方向上延伸形成并与第一栅格片材部交叉，且两端连接于边缘片材部。
各掩模可对应于各掩模单元区域。
掩模可包括形成有多个掩模图案的掩模单元和掩模单元周边的虚设部，并且虚设部的至少一部分粘贴到掩模单元片材部。
掩模可包括一个掩模单元，且各掩模对应于掩模单元片材部的各掩模单元区域。
各个掩模可包括多个掩模单元，且各掩模对应于掩模单元片材部的各掩模单元区域。
边缘框架部可为四角形状。
边缘框架部的厚度可比掩模单元片材部的厚度厚，且掩模单元片材部的厚度可比掩模厚。
掩模单元片材部的厚度可为0.1～1mm，且掩模的厚度可为2～50μm。
掩模和框架可为因瓦合金(invar)、超因瓦合金(super invar)、镍、镍钴中任意一种材料。
粘贴到一个掩模单元区域上的掩模与粘贴到与其相邻的所述掩模的掩模单元区域的掩模之间的像素位置精度像素位置精度(PPA：pixel position accuracy)可以不超过3μm。
此外，本发明的上述目的可通过框架一体型掩模的制造方法来实现，所述框架一体型掩模由多个掩模与用于支撑掩模的框架一体形成，所述方法包括：(a)提供包括中空区域的边缘框架部的步骤；(b)将具有多个掩模单元区域的掩模单元片材部连接到边缘框架部的步骤；(c)将掩模对应到掩模单元片材部的一个掩模单元区域的步骤；以及(d)将掩模边缘的至少一部分粘贴到掩模单元片材部的步骤。
此外，本发明的上述目的可通过框架一体型掩模的制造方法来实现，所述框架一体型掩模由多个掩模与用于支撑掩模的框架一体形成，所述方法包括：(a)提供包括中空区域的边缘框架部的步骤；(b)将平面的掩模单元片材部连接到边缘框架部的步骤；(c)在掩模单元片材部形成多个掩模单元区域的步骤；(d)将掩模对应于掩模单元片材部的一个掩模单元区域的步骤；以及(e)将掩模边缘的至少一部分粘贴到掩模单元片材部的步骤。
掩模单元片材部沿着第一方向和垂直于第一方向的第二方向中至少一个方向可具有多个掩模单元区域。
掩模单元片材部可包括：边缘片材部；以及至少一个第一栅格片材部，其在第一方向上延伸形成且两端连接于边缘片材部。
掩模单元片材部还可以包括至少一个第二栅格片材部，所述第二栅格片材部在垂直于第一方向的第二方向上延伸形成并与第一栅格片材部交叉，且两端连接于边缘片材部。
各掩模可对应于各掩模单元区域。
在步骤(b)中，可将掩模单元片材部的角部焊接并连接到边缘框架部。
掩模可包括一个掩模单元，且一个掩模单元可位于一个掩模单元区域内。
掩模可包括多个掩模单元，且多个掩模单元可位于一个掩模单元区域内。
有益效果
根据如上所述的本发明，具有使掩模与框架形成一体型结构的效果。
此外，根据本发明，具有可防止掩模下垂或扭曲等变形且可准确地进行对齐的效果。
此外，根据本发明，具有可明显缩短制造时间且显著提高收率的效果。
附图说明
图1是显示现有的用于OLED像素蒸镀的掩模的示意图。
图2是显示将现有的掩模粘贴于框架的过程的示意图。
图3是显示在拉伸现有的掩模过程中发生单元间的对齐误差的示意图。
图4是显示根据本发明一实施例的框架一体型掩模的主视图及侧截面图。
图5是显示根据本发明一实施例的框架的主视图及侧截面图。
图6是显示根据本发明一实施例的框架制造过程的示意图。
图7是显示根据本发明的另一实施例的框架制造过程的示意图。
图8是显示根据本发明一实施例的掩模的拉伸形态及将掩模对应于框架的单元区域的状态的示意图。
图9是显示根据本发明一实施例的将掩模对应到框架的单元区域并进行粘贴的过程的示意图。
图10是显示根据本发明的多个实施例的掩模粘贴到框架的形态的局部放大截面图。
图11是显示根据本发明一实施例的利用框架一体型掩模的OLED像素蒸镀装置的示意图。
【附图标记】
100：掩模
110：掩模膜
150：粘贴镀敷部
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像素蒸镀装置
C：单元、掩模单元
CR：掩模单元区域
EM：共晶材料粘贴部
F1～F4：拉伸力
R：边缘框架部的中空区域
P：掩模图案
W：焊接
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明，所述附图用于图示作为本发明可实施的特定实施例的示例。对这些实施例进行详细说明，以使本领域技术人员能够充分地实施本发明。本发明的各种实施例应理解为互为不同但不相排斥。例如，在此记载的特定形状、结构及特性可将一实施例在不超出本发明的精神及范围的情况下实现为其他实施例。另外，公开的每一个实施例中的个别组成要素的位置或布置在不超出本发明精神及范围情况下可进行变更。因此，以下详细说明并非用于限定本发明，本发明的范围仅由所附的权利要求和与其等同的所有范围限定。附图中类似的附图标记通过各个方面指代相同或类似的功能，为了方便起见，长度、面积及厚度等及其形态还可夸张表示。
下面，为了能够使本领域技术人员容易实施本发明，参照附图对本发明涉及的优选实施例进行详细说明。
图1是显示现有的用于OLED像素蒸镀的掩模10的示意图。
参照图1，现有的掩模10可制造成棒型(Stick-Type)或板型(Plate-Type)。图1的(a)中图示的掩模10为棒型掩模，可将棒两侧焊接固定在OLED像素蒸镀框架并使用。图1的(b)中图示的掩模100为板型(Plate-Type)掩模，可使用于大面积的像素形成工艺。
掩模10的本体(Body)(或掩模膜11)具有多个显示器单元C。一个单元C对应于智能手机等的一个显示器。单元C中形成有像素图案P以对应于显示器的各像素。如果将单元C放大，则呈现对应于R、G、B的多个像素图案P。作为一示例，单元C形成有70×140分辨率的像素图案P。即，各种像素图案P群聚而形成一个单元C，多个单元C可形成于掩模10上。
图2是显示将现有的掩模10粘贴于框架20的过程的示意图。图3是显示在拉伸F1～F2现有掩模10的过程中发生单元间对齐误差的示意图。以图1的(a)中图示的具有6个单元C(C1～C6)的棒型掩模10为例进行说明。
参照图2的(a)，首先，必须将棒型掩模10平坦地展开。随着向棒型掩模10的长轴方向施加拉伸力F1～F2而进行拉伸，使棒型掩模10展开。在该状态下将棒型掩模10装载于四角框状的框架20上。棒型掩模10的单元C1～C6将位于框架20的边框内部的空白区域部分。框架20可以为一个棒型掩模10的单元C1～C6位于边框内部的空白区的尺寸，也可以为多个棒型掩模10的单元C1～C6位于边框内部的空白区的尺寸。
参照图2的(b)，一边细微地调节施加于棒型掩模10各侧的拉伸力F1～F2，一边进行对齐，然后对棒型掩模10侧面的一部分进行焊接W，从而使棒型掩模10与框架20相互连接。图2(c)显示已相互连接的棒型掩模10与框架的侧截面图。
参照图3，尽管细微地调节施加于棒型掩模10各侧的拉伸力F1～F2，但还会出现掩模单元C1～C3之间不能很好地对齐的问题。例如，单元C1～C3的图案P间距离D1～D1＇＇、D2～D2＇＇相互不同或图案P歪斜。棒型掩模10为包括多个(一示例为6个)单元C1～C6的大面积，而且具有数十μm级的非常薄的厚度，因此会由于荷重容易下垂或扭曲。另外，为了使各单元C1～C6都变得平坦而调节拉伸力F1～F2的同时，通过显微镜实时地确认各单元C1～C6间的对齐状态是非常困难的作业。
因此，拉伸力F1～F2的细微误差导致棒型掩模10的各单元C1～C3拉伸或展开程度的误差，因此会发生掩模图案P间距离D1～D1＇＇、D2～D2＇＇不同的问题。当然，通过完美地对齐使误差变为0是很难的，但为了使尺寸为数～数十μm的掩模图案P不对超高画质OLED的像素工艺产生坏影响，对齐误差优选不超过3μm。将如此相邻的单元间的对齐误差称为像素位置精度(pixel position accuracy)。
而且，将约6～20个左右的多个棒型掩模10分别连接于一个框架20的同时，在多个棒型掩模10之间及在棒型掩模10的多个单元C～C6之间准确地对齐也是非常艰难的，对齐只会造成工艺时间增加，从而成为降低生产效率的重大原因。
基于此，本发明提出一种掩模100与框架200形成一体型结构的框架200及框架一体型掩模。一体地形成于框架200上的掩模100可防止下垂或扭曲等变形，并能够与框架200准确地对齐。另外，本发明具有可明显缩短将掩模100一体地连接于框架200的制造时间并显著提高收率的优点。
图4是显示根据本发明一实施例的框架一体型掩模的主视图(图4的(a))及侧截面图(图4的(b))，图5是显示根据本发明一实施例的框架的主视图(图5的(a))及侧截面图(图5的(b))。
参照图4和图5，框架一体型掩模可包括多个掩模100和一个框架200。换而言之，是将多个掩模100分别一个一个地粘贴于框架200的形态。下面，为了方便说明，以四角形状的掩模100为例来进行说明，但掩模100粘贴于框架200之前是两侧具有用于夹持的突出部的棒型掩模形态，粘贴于框架200后可以去除该突出部。
各掩模100上形成有多个掩模图案P，一个掩模100上可形成有一个单元C。一个掩模单元C可对应于智能手机等的一个显示器。为了形成较薄的厚度，掩模100可通过电铸(electroforming)来形成。掩模100可为热膨胀系数约为1.0×10-6/℃的因瓦合金(invar)材料、约为1.0×10-7/℃的超因瓦合金(super invar)材料。所述材料的掩模100的热膨胀系数非常低，掩模图案形状因热能而变形的可能性较小，因此在高分辨率OLED制造中，可作为FMM(Fine Metal Mask：精细金属掩模)、阴影掩模(Shadow Mask)使用。除此以外，考虑到最近正在开发在温度变化值不大的范围内进行像素蒸镀工艺的技术，掩模100也可以是略大于所述热膨胀系数的镍(Ni)、镍钴(Ni-Co)等材料。掩模的厚度可约为2～50μm。
框架200形成为能够粘贴多个掩模100的形式。框架200包括最外围边缘，从而可包括形成于第一方向(例如横向)、第二方向(例如纵向)的多个角部。所述多个角部可在框架200上划分出用于粘贴掩模100的区域。
框架200可大致包括四角形、四角边框形状的边缘框架部210。边缘框架部210的内部可以为中空状。即，边缘框架部210包括中空区域R。框架200是由因瓦合金、超因瓦合金、铝、钛等金属材料构成，考虑到热变形，优选由具有与掩模相同热膨胀系数的因瓦合金、超因瓦合金、镍、镍钴等材料构成，该材料均可应用于作为框架200组成要素的边缘框架部210及掩模单元片材部220。
进一步而言，框架200具有多个掩模单元区域CR，可包括连接于边缘框架部210的掩模单元片材部220。掩模单元片材部220与掩模100同样以电铸方式形成，或者可通过除此以外的膜形成工艺而形成。此外，掩模单元片材部220可通过激光刻划、蚀刻等在平面片材(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在将平面片材连接到边缘框架部210后，通过激光刻划、蚀刻等可形成多个掩模单元区域CR。本说明书对假设在掩模单元片材部220先形成多个掩模单元区域CR，然后再与边缘框架部210连接的情况进行说明。
掩模单元片材部220可包括边缘片材部221与第一栅格片材部223及第二栅格片材部225中至少一个。边缘片材部221与第一栅格片材部223及第二栅格片材部225是指在相同片材中所划分的各部分，它们之间一体形成。
边缘片材部221实质上可连接于边缘框架部210。因此，边缘片材部221可以为与边缘框架部210对应的大致四角形状、四角边框形状。
此外，第一栅格片材部223可以第一方向(横向)延伸形成。第一栅格片材部223形成为直线形态，且两端连接于边缘片材部221。当掩模单元片材部220包括多个第一栅格片材部223时，各第一栅格片材部223之间优选以相同间隔形成。
此外，进一步而言，第二栅格片材部225可以第二方向(纵向)延伸形成。第二栅格片材部225形成为直线形态，两端连接于边缘片材部221。第一栅格片材部223与第二栅格片材部225互为垂直交叉。当掩模单元片材部220包括多个第二栅格片材部225时，各第二栅格片材部225之间优选以相同间隔形成。
另一方面，第一栅格片材部223之间的间隔、与第二栅格片材部225之间的间隔根据掩模单元C的尺寸可相同或者不同。
虽然第一栅格片材部223和第二栅格片材部225具有薄膜形态的薄度，但是垂直于长度方向的截面的形状可以是如长方形、平行四边形的四角形状(参照图5的(b)及图10)、三角形状等，而且边、角部可局部呈弧形。截面的形状可以在激光刻划、蚀刻等过程中调节。
边缘框架部210的厚度可以比掩模单元片材部220的厚度厚。边缘框架部210负责框架200的整体刚性，因此可形成为数mm～数cm的厚度。
对于掩模单元片材部220而言，制造厚片材的工艺实质上比较难，当厚度过厚时，在OLED像素蒸镀工艺中会发生有机物源600(参照图10)通过掩模100的路径被堵塞的问题。反之，当厚度过薄时，难以确保用于支撑掩模100的刚性。因此，掩模单元片材部220优选具有比边缘框架部210的厚度薄但比掩模100厚的厚度。掩模单元片材部220的厚度可约为0.1～1mm左右。而且，第一栅格片材部223和第二栅格片材部225的宽度可约为1～5mm。
在平面片材中除了边缘片材部221与第一栅格片材部223及第二栅格片材部225所占有的区域以外，可提供多个掩模单元区域CR(CR11～CR56)。从其他观点来看，所谓掩模单元区域CR可以指在边缘框架部210的中空区域R中除了边缘片材部221与第一栅格片材部223及第二栅格片材部225所占有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，实质上可作为通过掩模图案P蒸镀OLED的像素的通路而使用。如前所述，一个掩模单元C对应于智能手机等的一个显示器。一个掩模100可形成组成一个单元C的掩模图案P。或者，一个掩模100可具有多个单元C，而各单元C也对应于框架200的各单元区域CR，然而为了使掩模100准确地对齐，应避免大面积掩模100，优选使用具有一个单元C的小面积掩模100。或者，框架200的一个单元区域CR也可以与具有多个单元C的一个掩模100对应。这种情况下，为了准确地对齐，可考虑与具有2～3个左右少数单元C的掩模100对应。
框架200具有多个掩模单元区域CR，各掩模100能够以每一个掩模单元C与掩模单元区域CR对应的形式粘贴。各掩模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周边的虚设部(对应于除了单元C以外的掩模膜110部分)。虚设部可以只包括掩模膜110、或者可包括形成有与掩模图案P类似形态的预定虚设部图案的掩模膜110。掩模单元C对应于框架200的掩模单元区域CR，虚设部的一部分或全部可粘贴于框架200(掩模单元片材部220)。由此，掩模100与框架200可形成一体型结构。
下面，将对框架一体型掩模的制造过程进行说明。
首先，图4和图5可提供所述的框架200。图6是显示根据本发明一实施例的框架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可以为包括中空区域R的四角边框形状。
然后，参照图6的(b)，制造掩模单元片材部220。掩模单元片材部220在使用电铸或除此以外的膜形成工艺来制造平面片材后，通过利用激光刻划、蚀刻等去除掩模单元区域CR部分而制成。本说明书以形成6×5的掩模单元区域CR(CR11～CR56)为例进行说明。可存在5个第一栅格片材部223和4个第二栅格片材部225。
然后，可将掩模单元片材部220对应到边缘框架部210。在进行对应的过程中，可将掩模单元片材部220的所有侧进行拉伸F1～F4，在掩模单元片材部220处于平坦的状态下将边缘片材部221对应到边缘框架部210。也可以在一侧以多个点(图6的(b)为1～3点的例子)对掩模单元片材部220进行拉伸。另一方面，也可沿着一侧方向而不是所有侧拉伸F1、F2掩模单元片材部220。
其次，当掩模单元片材部220对应到边缘框架部210时，可对掩模单元片材部220的边缘片材部221进行焊接W并粘贴。为了使掩模单元片材部220坚固地粘贴到边缘框架部220，优选对所有侧面进行焊接W。焊接W只有以最大限度地靠近边缘框架部210的角部侧进行才能最大限度地减少边缘框架部210与掩模单元片材部220之间的翘起空间，从而可提高密接性。焊接W部分可生成线(line)或点(spot)状，并与掩模单元片材部220具有相同的材料，且可作为将边缘框架部210与掩模单元片材部220连成一体的媒介。
图7是显示本根据发明的另一实施例的框架制造过程的示意图。图6的实施例中，首先制造具有掩模单元区域CR的掩模单元片材部220，然后将其粘贴到边缘框架部210，而图7的实施例中，将平面片材粘贴到边缘框架部210后形成掩模单元区域CR部分。
首先，如图6的(a)所示，提供一种包括中空区域R的边缘框架部210。
然后，参照图7的(a)，可将平面片材(平面的掩模单元片材部220＇)对应到边缘框架部210。掩模单元片材部220＇是尚未形成掩模单元区域CR的平面状态。在进行对应的过程中，对掩模单元片材部220＇的所有侧进行拉伸F1～F4，从而可以使掩模单元片材部220＇处于平坦的状态下与边缘框架部210对应。也可以在一侧以多个点(图7的(a)为1～3点的例子)对掩模单元片材部220＇进行拉伸。另一方面，也可沿着一侧方向而非所有侧对掩模单元片材部220＇进行拉伸F1、F2。
其次，当掩模单元片材部220＇对应到边缘框架部210时，可对掩模单元片材部220＇的边缘部分进行焊接W并粘贴。为了使掩模单元片材部220＇坚固地粘贴到边缘框架部220，优选对所有侧进行焊接W。焊接W只有以最大限度地靠近边缘框架部210的角部侧进行才能最大限度地减少边缘框架部210与掩模单元片材部220＇之间的翘起空间，从而可提高密接性。焊接W部分可生成线(line)或点(spot)状，并与掩模单元片材部220＇具有相同的材料，可作为将边缘框架部210与掩模单元片材部220＇连成一体的媒介。
其次，参照图7的(b)，在平面片材(平面的掩模单元片材部220＇)上形成掩模单元区域CR。可通过激光刻划、蚀刻等去除掩模单元区域CR部分的片材，从而形成掩模单元区域CR。本说明书是以形成6×5的掩模单元区域CR(CR11～CR56)为例进行说明。如果形成掩模单元区域CR，则与边缘框架部210焊接W的部分会成为边缘片材部221，可形成具有5个第一栅格片材部223和4个第二栅格片材部225的掩模单元片材部220。
另一方面，图6和图7虽然说明了通过焊接W来粘贴边缘框架部210与掩模单元片材部220的实施例，但并非一定限于此，也可如图10中所图示那样，以使用共晶(eutectic)粘贴部EM、电铸部150及其他的有机/无机粘贴剂等的方法进行粘贴。
图8是显示根据本发明一实施例的掩模100的拉伸形态(图8的(a))和将掩模100对应到框架200的单元区域CR的状态(图8的(b))的示意图。
然后，提供形成有多个掩模图案P的掩模100。能够以电铸方式制造因瓦合金、超因瓦合金材料的掩模100，如前所述，掩模100上形成有一个单元C。
在电铸中作为阴极(cathode)使用的母板(mother plate)使用导电性材料。作为导电性材料，对于金属，表面可能会生成有金属氧化物，在制造金属的过程中会有杂质流入，对于多晶硅基材，可能存在夹杂物或晶界(Grain Boundary)，对于导电性高分子基材，含有杂质的可能性很高，强度、耐酸性等脆弱。如金属氧化物、杂质、夹杂物、晶界等妨碍母板(或阴极)的表面上形成均匀电场的要素称为“缺陷”(Defect)。因缺陷导致无法对所述材料的阴极施加均匀的电场，从而使镀膜(掩模100)的一部分不均匀地形成。
在实现UHD级以上的超高画质像素的过程中，镀膜和镀膜图案(掩模图案P)的不均匀会对像素的形成带来不良影响。FMM、阴影掩模的图案宽度能够以数～数十μm的尺寸形成，优选以小于30μm的尺寸形成，即便是数μm的缺陷，在掩模的图案尺寸中也占据较大比重。
此外，为了去除上述材料的阴极中的缺陷，会进行用于去除金属氧化物、杂质等的附加工艺，然而该工艺中还会引发阴极体材料被蚀刻等的其他缺陷。
因此，本发明可使用单晶硅材料的母板(或阴极)。为了具有导电性，在单晶硅材料的母板上可进行1019/cm3以上的高浓度掺杂(doping)。掺杂可在整个母板上进行，也可以只在母板的表面部分进行。
对于所掺杂的单晶硅而言，由于其没有缺陷因此在电铸时会在整个表面形成均匀的电场，从而可生成均匀的镀膜(掩模100)。通过均匀的镀膜而制造的框架一体型掩模100、200能够进一步改善OLED像素的画质水准。而且，由于不需要新增去除、消除缺陷的工艺，因此具有减少工艺成本且提高生产效率的优点。
此外，通过使用硅材料的母板，具有如下优点:根据需要只要对母板表面进行氧化(Oxidation)、氮化(Nitridation)的过程便可形成绝缘部。绝缘部也可通过光阻剂而形成。形成有绝缘部的部分可防止电沉积镀膜(掩模100)的电沉积，从而会在镀膜上形成图案(掩模图案P)。
掩模图案P的宽度可小于40μm，掩模100的厚度可以约为2～50μm。由于框架200具有多个掩模单元区域CR(CR11～CR56)，因此也具有多个掩模100，所述掩模100具有与各个掩模单元区域CR(CR11～CR56)对应的掩模单元C(C11～C56)。
参照图8的(a)，可将掩模100对应到框架200的一个掩模单元区域CR。如图8的(a)所示，在进行对应的过程中，对沿着掩模100的一轴向的两侧进行拉伸F1～F2，使掩模100处于平坦的状态下将掩模单元C对应到掩模单元区域CR。也可以在一侧以多个点(图8为1～3点的例子)对掩模100进行拉伸。另外，也可沿着所有轴向而非一轴向拉伸F1～F4掩模100的所有侧。
例如，施加到掩模100的各侧的拉伸力也可以不超过4N。根据掩模100的尺寸而施加的拉伸力可相同或不同。换言之，本发明的掩模100为包括一个掩模单元C的尺寸，因此相比于包括多个单元C1～C6的现有的棒型掩模10，所需要的拉伸力可能相同或者至少减少。考虑到9.8N意味着相当于1kg的重力的力，由于1N是小于400g的重力的力，因此即使掩模100被拉伸后附着到框架200上，掩模100施加到框架200的张力(tension)或框架200反向施加到掩模100的张力也会变得非常小。由此，使张力所致的掩模100和/或框架200的变形最小化，从而可最小化掩模100(或掩模图案P)的对齐误差。
而且，图1中现有的掩模10包括6个单元C1～C6，因此具有较长的长度，相反，本发明的掩模100包括一个单元C且长度较短，因此像素位置精度偏离的程度会变小。例如，假设包括多个单元(C1～C6，...)的掩模10的长度为1m，且1m整体上将发生10μm的像素位置精度误差，则本发明的掩模100由于相对长度减缩(对应于单元C个数的减缩)，从而使所述误差范围变为1/n。例如，假设本发明的掩模100的长度为100mm，则具有从现有掩模10的1m长度缩减至1/10的长度，因此100mm长度的整体上会产生1μm的像素位置精度误差，从而具有明显减少对齐误差的效果。
另一方面，掩模100具有多个单元C，即使各单元C对应于框架200的各单元区域CR，如果对齐误差仍在最小化的范围内，则掩模100也可对应于框架200的多个掩模单元区域CR。或者，具有多个单元C的掩模100也可对应于一个掩模单元区域CR。即使在这种情况下，考虑到对齐引起的工艺时间及生产效率，掩模100最好具有尽可能少的单元C。
为了使掩模100在平坦的状态下对应到掩模单元区域CR，可一边调节拉伸力F1～F4，一边通过显微镜实时确认对齐状态。对于本发明而言，只要对应掩模100的一个单元C并确认其对齐状态即可，因此，相比于必须同时对应多个单元C(C1～C6)并确认所有对齐状态的现有方法(参照图2)，本发明可明显缩短制造时间。
即，本发明的框架一体型掩模的制造方法相比于现有的方法能够在很大程度上缩短时间，现有方法通过将6个掩模100中的各单元C11～C16分别对应于一个单元区域CR11～CR16并且分别确认对齐状态的6次过程，需要同时对应6个单元C1～C6并同时确认6个单元C1～C6的对齐状态。
此外，本发明的框架一体型掩模的制造方法中，将30个掩模100分别对应于30个单元区域CR(CR11～CR56)并进行30次对齐的过程的产品收率呈现出远远高于现有将分别包括6个单元(C1～C6)的5个掩模10(参照图2的(a))对应到框架20并进行对齐的5次过程中的产品收率。在每次对应6个单元C的区域内对齐6个单元(C1～C6)的现有方法是非常复杂且困难的作业，因此显示出产品收率低。
另一方面，将掩模100对应到框架200之后，还可以通过预定的粘合剂将掩模100临时固定到框架200上。之后再进行掩模100的粘贴步骤。
图9是显示根据本发明的一实施例的将掩模100对应到框架200的单元区域CR并进行粘贴的过程的示意图。图10为图9的B-B＇的截面图，且显示根据本发明各种实施例的掩模100粘贴于框架200(第一栅格片材部223)的形态的局部放大截面图。
其次，参照图9、图10的(a)及(b)，可将掩模100边缘的一部分或全部粘贴到框架200。粘贴可通过焊接W进行，优选地可利用激光焊接W来进行。焊接W部分可与掩模100/框架200具有相同的材料，并且可连成一体。
当激光照射到掩模100的边缘框部分(或虚设部)的上部时，掩模100的一部分会熔融并与框架200焊接W。焊接W只有以最大限度地靠近框架200的角部侧进行，才能最大限度地减少掩模100与框架200之间的翘起空间，从而可提高密接性。焊接W部分生成为线或点状，并与掩模100具有相同的材料，可作为将掩模100与框架200连成一体的媒介。
两个相邻的掩模100的一边框分别粘贴W到第一栅格片材部223(或第二栅格片材部225)的上表面。第一栅格片材部223(或第二栅格片材部225)的宽度、厚度能够以约1～5mm的尺寸形成，为了提高产品的生产效率，应最大限度地将第一栅格片材部223(或第二栅格片材部225)与掩模100边缘重叠的宽度缩小至约0.1～2.5mm。
第一栅格片材部223、第二栅格片材部225的垂直于长度方向的截面形状可以为高度较低的四角形、平行四边形等。
焊接W方法只是将掩模100粘贴于框架200的方法之一，所述粘贴方法不限于这些实施例。
其他示例的说明如图10的(c)所示，可使用共晶材料的粘贴部EM将掩模100粘贴到框架200上。共晶材料的粘贴部EM作为包含至少两种金属的粘贴剂，可具有膜、线、束状等各种形状，可具有约10～30μm的薄度。例如，共晶材料的粘贴部EM可包括选自In、Sn、Bi、Au等群组与Sn、Bi、Ag、Zn、Cu、Sb、Ge等群组中至少一种金属。共晶材料的粘贴部EM包括至少两个金属固相(solid phase)，而且在特定温度/压力的共晶点(eutectic point)，两个金属固相可全部变为液相(liquid phase)。而且，如果脱离共晶点，则还可再次成为两个金属固相。因此，通过固相→液相→固相的相变起到粘贴剂的作用。
共晶粘贴部EM与一般的有机粘贴剂不同，不包含任何挥发性的有机物。因此，可防止粘贴剂的挥发性有机物与工艺气体反应而对OLED的像素带来不良影响，或者防止粘贴剂本身所含的有机物等外部气体污染像素工艺腔室或作为杂质蒸镀在OLED像素中带来的不良影响。此外，共晶粘贴部EM是固体，因此无法利用OLED有机物洗涤剂洗净，而具有耐蚀性。此外，由于包含两种以上的金属，因此相比于有机粘贴剂，能够与相同金属材料的掩模100、框架200高粘贴性连接，而且由于是金属材料，因此具有较低的变形可能性的优点。
进一步说明另一示例，如图10的(d)所示，通过进一步形成与掩模100相同材料的粘贴镀敷部150，从而可将掩模100粘贴到框架200。将掩模100对应到框架200后，可在掩模100的下表面方向上形成PR等绝缘部。而且，可以在绝缘部没有被覆盖且露出在外的掩模100的后面及框架200上电沉积粘贴镀敷部150。
粘贴镀敷部150被电沉积在掩模100的露出的表面与框架200上的同时可成为将掩模100与框架200连成一体的媒介。此时，粘贴镀敷部150与掩模100的边缘部分连成一体并进行电沉积，因此具有在框架200的内侧方向或外侧方向施加拉伸力的状态，而且可支撑掩模100。因此，无须额外进行拉伸并对齐掩模的过程，即可将拉向框架200侧并绷紧的掩模100与框架200形成一体。
需要说明的是，图10中为了方便说明，焊接W部分、共晶材料的粘贴部EM部分的厚度和宽度多少被夸大显示，实际上，该部分是几乎没有突出并以包含在掩模100的状态与框架200连接的部分。
然后，如果将一个掩模100粘贴到框架200的工艺结束，则可重复进行将剩余的掩模100依序对应于剩余的掩模单元C并粘贴到框架200的过程。由于已经粘贴到框架200上的掩模100可提供基准位置，因此在将剩余的掩模100依序对应于单元区域CR并确认对齐状态过程中，具有可明显缩短时间的优点。而且，还具有如下优点:粘贴到一个掩模单元区域的掩模100与粘贴到与其相邻的掩模单元区域的掩模100之间的像素位置精度不超过3μm，从而可提供一种用于形成对齐准确的超高画质OLED像素的掩模。
图11是显示根据本发明一实施例的使用框架一体型掩模100、200的OLED像素蒸镀装置1000的示意图。
参照图11，OLED像素蒸镀装置1000包括：磁板300，其容纳有磁铁310，且布置有冷却水管350；以及蒸镀源供给部500，其从磁板300的下部供给有机物源600。
磁板300与蒸镀源供给部500之间可夹设有用于蒸镀有机物源600的玻璃等对象基板900。框架一体型掩模100、200(或FMM)密接或者非常接近地布置在对象基板900上，所述框架一体型掩模100、200(或FMM)按像素分别蒸镀有机物源600。磁铁310产生磁场，并通过磁场与对象基板900密接。
蒸镀源供给部500可往返于左右路径并供给有机物源600，蒸镀源供给部500供给的有机物源600可通过形成于框架一体型掩模100、200的图案P而蒸镀在对象基板900的一侧。通过框架一体型掩模100、200的图案P而被蒸镀的有机物源600可起到OLED的像素700的作用。
为了防止阴影效应(Shadow Effect)所致的像素700的不均匀蒸镀，框架一体型掩模100、200的图案可倾斜地形成S(或形成锥状S)。沿着倾斜面并朝对角线方向通过图案的有机物源600也可有助于像素700的形成，因此可从整体上以均匀的厚度蒸镀像素700。
如上所述，本发明图示并说明了优选实施例，但是本发明不限于上述实施例，在不超出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。这种变形及变更都属于本发明和所附的权利要求书的范围。

Claims (22)

1.一种框架一体型掩模，其由多个掩模与用于支撑掩模的框架一体形成，其中，框架包括：
边缘框架部，其包括中空区域；以及
掩模单元片材部，其具有多个掩模单元区域并连接于边缘框架部，
各掩模连接于掩模单元片材部的上部。
2.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
掩模单元片材部沿着第一方向和垂直于第一方向的第二方向中至少一个方向具有多个掩模单元区域。
3.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，掩模单元片材部包括：
边缘片材部；以及
至少一个第一栅格片材部，其在第一方向上延伸形成且两端连接于边缘片材部。
4.如权利要求3所述的框架一体型掩模，其中，
掩模单元片材部还包括至少一个第二栅格片材部，所述第二栅格片材部在垂直于第一方向的第二方向上延伸形成并与第一栅格片材部交叉，且两端连接于边缘片材部。
5.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
各掩模对应于各掩模单元区域。
6.如权利要求5所述的框架一体型掩模，其中，
掩模包括形成有多个掩模图案的掩模单元和掩模单元周边的虚设部，
并且虚设部的至少一部分粘贴到掩模单元片材部。
7.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
掩模包括一个掩模单元，且各掩模对应于掩模单元片材部的各掩模单元区域。
8.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
掩模包括多个掩模单元，且各掩模对应于掩模单元片材部的各掩模单元区域。
9.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
边缘框架部为四角形状。
10.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
边缘框架部的厚度比掩模单元片材部的厚度厚，且掩模单元片材部的厚度比掩模厚。
11.如权利要求10所述的框架一体型掩模，其中，
掩模单元片材部的厚度为0.1～1mm，且掩模的厚度为2～50μm。
12.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
掩模和框架是因瓦合金、超因瓦合金、镍、镍钴中任意一种材料。
13.如权利要求1所述的框架一体型掩模，其中，
粘贴到一个掩模单元区域上的掩模与粘贴到与其相邻的掩模单元区域上的掩模之间的像素位置精度不超过3μm。
14.一种框架一体型掩模的制造方法，所述框架一体型掩模由多个掩模与用于支撑掩模的框架一体形成，其中，所述方法包括：
(a)提供包括中空区域的边缘框架部的步骤；
(b)将具有多个掩模单元区域的掩模单元片材部连接到边缘框架部的步骤；
(c)将掩模对应到掩模单元片材部的一个掩模单元区域的步骤；以及
(d)将掩模边缘的至少一部分粘贴到掩模单元片材部的步骤。
15.一种框架一体型掩模的制造方法，所述框架一体型掩模由多个掩模与用于支撑掩模的框架一体形成，所述方法包括：
(a)提供包括中空区域的边缘框架部的步骤；
(b)将平面的掩模单元片材部连接到边缘框架部的步骤；
(c)在掩模单元片材部形成多个掩模单元区域的步骤；
(d)将掩模对应于掩模单元片材部的一个掩模单元区域的步骤；以及
(e)将掩模边缘的至少一部分粘贴到掩模单元片材部的步骤。
16.如权利要求14或15所述的框架一体型掩模的制造方法，其中，
掩模单元片材部沿着第一方向和垂直于第一方向的第二方向中至少一个方向具有多个掩模单元区域。
17.如权利要求14或15所述的框架一体型掩模的制造方法，其中，掩模单元片材部包括：
边缘片材部；及
至少一个第一栅格片材部，其在第一方向上延伸形成且两端连接于边缘片材部。
18.如权利要求17所述的框架一体型掩模的制造方法，其中，
掩模单元片材部还包括至少一个第二栅格片材部，所述第二栅格片材部在垂直于第一方向的第二方向上延伸形成并与第一栅格片材部交叉，且两端连接于边缘片材部。
19.如权利要求14或15所述的框架一体型掩模的制造方法，其中，
各掩模对应于各掩模单元区域。
20.如权利要求14或15所述的框架一体型掩模的制造方法，其中，
在步骤(b)中，将掩模单元片材部的角部焊接到边缘框架部。
21.如权利要求14或15所述的框架一体型掩模的制造方法，其中，
掩模包括一个掩模单元，且一个掩模单元位于一个掩模单元区域内。
22.如权利要求14或15所述的框架一体型掩模的制造方法，其中，
掩模包括多个掩模单元，且多个掩模单元位于一个掩模单元区域内。
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