CN116096525A - 在掩膜框架上形成对准标记的装置和方法、以及制造掩膜框架的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开的实施例的装置是一种在掩膜框架上形成对准标记(align mark)的装置，包括：接触式测量器，所述接触式测量器用于测量完成加工的掩膜框架的对准状态；对准装置，所述对准装置基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准；以及打标装置，所述打标装置在完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记；其中，当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

Description

在掩膜框架上形成对准标记的装置和方法、以及制造掩膜框架的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种在掩膜框架上形成对准标记(ALIGN MARK)的装置和方法，其中掩膜框架包含在用于制造显示装置的掩膜(mask)组件中。

本发明涉及一种制造掩膜框架的装置和方法，其中掩膜框架包含在用于制造显示装置的掩膜组件中。

背景技术

近来广泛制造的有机发光显示装置(OLED：Organic Light-Emitting Diodes)被广泛用作在电视机、PC、平板电脑、智能手机、智能手表、车辆仪表盘等中配备的显示装置。OLED是发光的层由有机化合物构成的薄膜发光二极管。制造OLED显示屏时，在使电极层、有机发光层、绝缘膜等薄膜层叠并进行图案化时，利用了基于具有对应图案的掩膜组件的蒸镀(evaporation)工序。

图1是示出显示装置制造工序中利用掩膜组件的蒸镀工序的图。

图1中示出了用于利用掩膜组件1在基板B上层叠电极层、发光层、绝缘层等薄膜层并进行图案化的蒸镀工序。在蒸镀工序中，从蒸镀源A发散的金属、有机物或绝缘物等粒子穿过掩膜组件1后，可以蒸镀于与掩膜组件1相接的基板B上。

这种蒸镀工序中利用的掩膜组件1由形成有蒸镀图案的掩膜片或掩膜条20和对其进行固定的掩膜框架10构成。具体地，掩膜组件具有在结构相对坚固的掩膜框架上粘合相对较薄的掩膜片、支撑条和/或掩膜条等的结构。掩膜框架是具有约5mm～80mm左右厚度的窗框或门框形态的框架结构，并具有用于稳定保持掩膜组件形状的功能。掩膜片或掩膜条在具有约0.01mm～5.00mm左右厚度的薄膜金属片或条上形成蒸镀时将使用的既定图案。

图2a和图2b是示出结合掩膜片或掩膜条和掩膜框架以制造掩膜组件的图。

参照图2a和图2b，掩膜组件1具有在掩膜框架10上粘合一体型掩膜片21的结构(图2a)或在掩膜框架10上粘合多个掩膜条22的结构(图2b)。掩膜框架10或者掩膜片21或掩膜条22利用例如因瓦合金(Invar-36Alloy)等热膨胀率随温度变化非常小的金属而制造。

通常在制造掩膜组件1时，为了防止作为薄板的掩膜片21或掩膜条22下垂的现象，可以在使掩膜片21或掩膜条22拉伸之后，利用激光点焊方式等粘合于掩膜框架10上。

因此，在制造掩膜组件1的过程中，会因拉伸力等而发生误差，在OLED制造工序中，掩膜组件的误差是制造OLED时发生误差的主要原因。近来，随着OLED分辨率的增加，有必要进一步提高掩膜组件的精密度，因此，存在需减小掩膜组件误差的迫切技术要求。

发明内容

技术课题

在制造掩膜组件时，拉伸掩膜片或掩膜条以粘合于掩膜框架，此时，为了掩膜框架与掩膜片或掩膜条相互间的对准而使用对准标记(align mark)。对准标记也称为对准孔(align hole)。在掩膜框架的既定部分形成对准标记后，对准该对准标记粘合掩膜片或掩膜条。

图3是示出形成有对准标记的掩膜框架的图。

参照图3，在掩膜框架10上形成有对准标记11。对准标记11用于在结合掩膜框架10与掩膜片21或掩膜条22时相互对准。例如如图3所示，可以在掩膜框架的四个顶点部分形成对准标记11。不同于此，虽然未示出，也可以在掩膜框架的其他部分形成对准标记11。

图4a和图4b是示出利用掩膜框架的对准标记而在掩膜框架上结合掩膜条的图。具体地，图4a是示出对准标记11在准确位置形成的情形的图，图4b是示出对准标记11在不准确位置形成的情形的图。

作为正常情形，参照图4a，以掩膜框架10的对准标记11为基准，掩膜框架10被载入到拉伸器(未示出)，以掩膜框架10的对准标记11为基准，对准条23粘合于掩膜框架10。例如，对准条23可以粘合于掩膜框架10的两端。然后，以粘合于掩膜框架10的对准条23为基准，将多个掩膜条22粘合于掩膜框架10。例如，可以将多个掩膜条22与对准条23平齐配置地粘合于掩膜框架10。为了防止下垂现象，拉伸掩膜条22并进行粘合。在图4a的掩膜条22上标识的箭头示出了施加于掩膜条22的拉伸力。为了防止稍后掩膜框架10因这种拉伸力的复原力而向内侧收缩，即，为了抵消这种复原力，可以向掩膜框架10施加与拉伸力相反方向的反作用力(counter force)。在图4a的掩膜框架10外侧标识的箭头示出了施加于掩膜框架10的反作用力。

作为非正常情形，参照图4b，在掩膜框架10上的不准确位置形成对准标记11，因而以对准标记11为基准被粘合的对准条23也歪斜地粘合于掩膜框架10，以这种对准条23为基准粘合于掩膜框架10的多个掩膜条22也歪斜地粘合于掩膜框架10。另外，由于对准标记11被形成在掩膜框架10上不准确的位置，因而掩膜框架10被歪斜地载入到拉伸器，于是，在施加于掩膜框架10各处的反作用力中也发生不均衡，因而掩膜框架10会变形。

一般地，掩膜框架在被称为加工中心(MCT：Machining Center)的掩膜框架加工装置中被制造。即，在MCT中加工掩膜框架，一并进行形成对准标记的作业。因此，掩膜框架的对准标记的精密度取决于MCT的加工精密度，作为MCT精密度基准的机器标尺(MachineScale)的热膨胀率约为8.6×10^-6m/℃，掩膜框架的主材料的因瓦合金的热膨胀率约为1.2×10^-6m/℃，相比于因瓦合金，机器标尺的热膨胀率相对较大。另外，MCT的作业环境通常不是能够控制温度的环境。因此，MCT中制造的掩膜框架的对准标记，存在精密度非常低的问题。具体地，参照下表1，即使与基准环境的温度(例如，22℃)仅相差2℃，MCT的机器标尺也会收缩或膨胀29.2μm，由此发生较大误差。例如，拉伸器的位置精密度为1μm，掩膜条(例如，FMM条)的制作规格为2μm～10μm，位置精密度为3μm，所述29.2μｍ的误差相对很大。于是，如上所述，结果增加了在掩膜组件制造过程中掩膜框架发生变形的可能性。

[表1]

本发明的实施例能够解决前述以往技术问题。

用于解决课题的方案

本发明一个方面提供在掩膜框架上形成对准标记(align mark)的装置的实施例，其中掩模框架包含在用于制造显示装置的掩膜组件中。代表性实施例的装置包括：接触式测量器，所述接触式测量器用于测量完成加工的掩膜框架的对准状态；对准装置，所述对准装置基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准；以及打标装置，所述打标装置在完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记；其中，当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间的对准。

在一实施例中，所述装置是独立于加工所述掩膜框架的装置而被配备的。

在一实施例中，所述接触式测量器用于接触所述掩膜框架的外侧边缘并测量对准状态。

在一实施例中，所述接触式测量器以x、y坐标和旋转角度的形态测量对准状态，所述旋转角度为所述掩膜框架的轴偏离基准轴的角度。

在一实施例中，所述对准装置对所述掩膜框架进行重新对准，以便使所述掩膜框架的轴与所述基准轴一致。

在一实施例中，所述装置还包括摄像机，所述摄像机与所述接触式测量器一同被驱动并测量x、y坐标。

在一实施例中，所述打标装置为飞秒激光器(femtosecond laser)。

在一实施例中，所述接触式测量器在形成所述对准标记后，以所形成的对准标记为基准来测量所述掩膜框架的尺寸。

本发明另一方面提供一种在掩膜框架上形成对准标记的方法的实施例，其中掩膜框架包含在显示装置制造时使用的掩膜组件中。代表性实施例的方法包括：利用接触式测量器对完成加工的掩膜框架的对准状态进行测量的步骤；基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准的步骤；以及完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记的步骤；其中，当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

在一实施例中，所述测量的步骤包括：接触所述掩膜框架的外侧边缘并测量对准状态的步骤。

在一实施例中，所述测量的步骤包括：以x、y坐标和旋转角度的形态测量对准状态的步骤；其中，所述旋转角度为所述掩膜框架的轴偏离基准轴的角度。

在一实施例中，进行所述重新对准的步骤包括：对所述掩膜框架进行重新对准，以便使所述掩膜框架的轴与所述基准轴一致的步骤。

在一实施例中，所述方法还包括：在形成所述对准标记后，以所形成的对准标记为基准来测量所述掩膜框架的尺寸的步骤。

本发明又一方面提供一种制造掩膜框架的装置的实施例，其中掩膜框架包含在制造显示装置时使用的掩膜组件中。代表性实施例的装置包括：掩膜框架加工装置，所述掩膜框架加工装置用于加工掩膜框架；接触式测量器，所述接触式测量器用于测量完成加工的掩膜框架的对准状态；对准装置，所述对准装置基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准；以及打标装置，所述打标装置完成在所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记；其中，当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

本发明又一方面提供一种制造掩膜框架的方法的实施例，其中掩膜框架包含在制造显示装置时使用的掩膜组件中。代表性实施例的方法包括：利用掩膜框架加工装置来加工掩膜框架的步骤；利用接触式测量器对完成加工的掩膜框架的对准状态进行测量的步骤；基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准的步骤；以及完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记的步骤；其中，当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

发明效果

根据本发明的实施例，在掩膜框架上形成对准标记方面，不是在热膨胀率大的掩膜框架加工装置中形成对准标记，而是通过配备包括接触式测量器的独立的对准标记形成装置对准标记，从而能够提高在掩膜框架上形成的对准标记的位置精密度，能够减小温度的影响。因此，可以提高以这种对准标记为基准制造的掩膜组件的精密度，减小显示装置制造工序中蒸镀工序中的误差。

附图说明

图1是示出显示装置制造工序中利用掩膜组件的蒸镀工序的图。

图2a和图2b是示出结合掩膜片或掩膜条与掩膜框架以制造掩膜组件的图。

图3是示出形成有对准标记的掩膜框架的图。

图4a和图4b是示出利用掩膜框架的对准标记而在掩膜框架上结合掩膜条的图。

图5是示出本发明实施例的在掩膜框架上形成对准标记的装置的图。

图6a至图6c是示出本发明实施例的在掩膜框架上形成对准标记的过程的图。

图7是示出本发明实施例的掩膜框架制造方法的流程图。

图8是示出本发明实施例的在掩膜框架上形成对准标记的方法的流程图。

具体实施方式

列举本发明实施例的目的是用于描述本发明的技术思想。本发明的权利范围不限于以下实施例或对这些实施例的具体描述。

除非另有规定，本发明中使用的所有技术术语和科学术语具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的意义。本发明中使用的所有术语是出于更明确地描述本发明的目的而选择的，不是为了限制本发明的权利范围而选择的。

本发明中使用的如“包括”“具备”“具有”等表述，除非包含相应表述的短语或句子中另有规定，应理解为含有可能包括其他实施例的开放性术语(open-ended terms)。

除非另有规定，本发明中记述的单数型表述可以包括复数型的意义，这也同样适用于权利要求书记载的单数型表述。

本发明中使用的“第一”“第二”等表述用于相互区分多个构成要素，并非限定相应构成要素的顺序或重要度。

当在本发明中提及某一构成要素“连接”于或“接续”于另一构成要素时，应理解为所述某一构成要素可以直接连接于或接续于所述另一构成要素，或者可以以新的另一构成要素为媒介而连接或接续。

本发明中记载的尺寸和数值并非只限定于所记载的尺寸和数值。除非另有规定，这种尺寸和数值可以理解为意指所记载的值及包括其的同等范围。例如，本发明中记载的“**mm”尺寸，可以理解为包括“约**mm”。

以下参照附图描述本发明的实施例。在附图中，对相同或对应的构成要素附图赋予相同的附图标记。另外，在以下实施例的描述中，可以省略对相同或对应的构成要素的重复记述。但是，即使省略对构成要素的记述，也并不代表某一实施例中不包括这种构成要素。

图5是示出发明实施例的在掩膜框架上形成对准标记的装置的图。图6a至图6c是示出本发明实施例的在掩膜框架上形成对准标记的过程的图。

参照图5，装置100作为在掩膜框架上形成对准标记的装置，包括接触式测量器110、对准装置(未示出)及打标装置120。装置100还可以包括摄像机130。装置100还可以包括用于控制装置100动作的控制部(未示出)。参照图2a至图4，对准标记11是在制造掩膜组件1时，在结合掩膜框架10与掩膜片21或掩膜条22时用于相互间对准的标志。

可以独立于加工掩膜框架的装置(未示出)而配备装置100。具体地，可以将借助于另外的掩膜框架加工装置完成除对准标记形成之外所有加工的掩膜框架10，载入到装置100来形成对准标记11。

接触式测量器110用于测量载入到装置100的掩膜框架10的对准状态。载入到装置100的掩膜框架10可以为借助于另外的掩膜框架加工装置完成除对准标记形成之外所有加工的状态。所谓对准状态，可以意指掩膜框架10是否准确载入到装置100，即，是否载入到准确的位置。参照图6a，接触式测量器110可以接触掩膜框架10的外侧边缘并测量掩膜框架10的对准状态。在掩膜框架10上，接触式测量器110接触的位置C可以基于根据掩膜框架10种类而预先输入到装置100的值。接触式测量器110可以以x、y坐标形态测量对准状态。例如，可以通过与接触式测量器110一同被驱动的摄像机130来测量接触位置C的x、y坐标。接触式测量器110可以以旋转角度的形态测量对准状态。装置100可以基于由接触式测量器110测量的对准状态来检测掩膜框架10的轴12和对角线13，参照图6b，旋转角度是掩膜框架10的轴12偏离基准轴14的角度。基准轴14是按掩膜框架10所希望位置完成对准时的掩膜框架的轴，可以基于根据掩膜框架10种类而预先输入装置100的值。旋转角度可以计算为将掩膜框架10的对角线13分别与基准轴14构成的角度，即a与b之差除以2而得出的值((a-b)/2)。

可以在对准标记形成后，接触式测量器110以被形成的对准标记为基准来测量掩膜框架10的尺寸。通过所述测量，可以检查对准标记是否在准确位置形成。

对准装置(未示出)基于由接触式测量器110测量的对准状态来对掩膜框架10进行重新对准。具体地，对准装置对掩膜框架10进行重新对准，以使掩膜框架10的轴12与基准轴14一致。例如，参照图6c，对准装置可以使掩膜框架10向相反方向旋转与旋转角度相当的量从而对掩膜框架10进行重新对准。

打标装置120是在掩膜框架10上形成对准标记11的装置。打标装置120在完成重新对准的掩膜框架10上形成对准标记11。例如，打标装置120可以基于根据掩膜框架10种类而预先输入装置100的值来形成对准标记11。打标装置120可以为激光器。例如，打标装置120可以为飞秒激光器(femtosecond laser)。打标装置120可以是以部分削薄掩膜框架10厚度的方式并以阳刻或阴刻的形态形成对准标记11。

参照下表2，可以比较利用本发明实施例的装置而在掩膜框架上形成的对准标记和根据以往技术利用MCT而在掩膜框架上形成的对准标记的实际位置精密度测量值(单位：μｍ)。下表中，“位置公差”意指在一个对准标记偏离基准位置的误差，“距离值公差”意指在对准标记之间的间隔偏离基准间隔的误差，在两个数值中，使用本发明实施例的装置的误差比以往技术显著减小。

[表2]

图7是示出本发明实施例的掩膜框架制造方法的流程图。图8是示出本发明实施例的在掩膜框架上形成对准标记的方法的流程图。

参照图7，掩膜框架制造方法包括加工掩膜框架的步骤S100和在完成加工的掩膜框架上形成对准标记的步骤S200。

加工掩膜框架的步骤S100可以由掩膜框架加工装置执行。加工掩膜框架的步骤S100可以包括掩膜框架制造中除对准标记形成步骤之外的所有加工步骤。

形成对准标记的步骤S200可以由与所述掩膜框架加工装置不同的装置执行。参照图8，形成对准标记的步骤S200包括：利用接触式测量器对完成加工的掩膜框架的对准状态进行测量的步骤S210；基于对准状态来对掩膜框架进行重新对准的步骤S220；以及在完成重新对准的掩膜框架上形成对准标记的步骤S230。形成对准标记的步骤S200可以还包括：在形成对准标记后，以所形成的对准标记为基准来测量掩膜框架的尺寸的步骤S240。

测量掩膜框架的对准状态的步骤S210可以包括：利用接触式测量器来接触掩膜框架的外侧边缘的步骤。测量掩膜框架的对准状态的步骤S210可以包括：以x、y坐标的形态来测量对准状态的步骤。例如，测量掩膜框架的对准状态的步骤S210可以包括：通过与接触式测量器一同被驱动的摄像机，测量接触式测量器与掩膜框架接触的位置的x、y坐标的步骤。测量掩膜框架的对准状态的步骤S210可以包括：以旋转角度的形态来测量对准状态的步骤。测量掩膜框架的对准状态的步骤S210可以包括：基于测量的对准状态来检测掩膜框架的轴和对角线的步骤，旋转角度是掩膜框架的轴偏离基准轴的角度。基准轴是按掩膜框架所希望位置完成对准时的掩膜框架的轴，可以基于根据掩膜框架种类而预先设置的值。测量掩膜框架的对准状态的步骤S210可以包括：将掩膜框架的对角线分别与基准轴构成的角度的差异除以2以计算旋转角度的步骤。

对掩膜框架进行重新对准的步骤S220可以包括：对掩膜框架进行重新对准，以使掩膜框架的轴与基准轴一致的步骤。例如，重新对准掩膜框架的步骤S220可以包括：使掩膜框架向相反方向旋转与旋转角度相当的量的步骤。

形成对准标记的步骤S230可以包括：基于根据掩膜框架种类而预先设置的值来形成对准标记的步骤。

在图7和图8所示的流程图中，过程步骤、方法步骤和算法等依次描述，但这些过程步骤、方法步骤和算法可以配置成按任意适当顺序执行。换言之，本发明多样实施例中描述的过程、方法和算法的步骤无需按本发明中描述的顺序执行。另外，即使记述为一部分步骤不同时执行，在其他实施例，这种一部分步骤可以同时执行。另外，附图中描述的过程的示例，并不意味着所示出的过程排除了对其的其他变化和修改，也不意味着所示出的过程或其步骤中任意内容是本发明多样实施例中一个以上所必需的，不意味着所示出的过程是优选的。

以上根据一些实施例和附图所示示例，描述了本发明的技术思想，但应了解的是，在不超出本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解的本发明的技术思想和范围的范围内，可以实现多种置换、变形和变更。另外，这种置换、变形和变更应视为属于附带的权利要求书。

Claims (15)

1.一种在掩膜框架上形成对准标记的装置，包括：

接触式测量器，所述接触式测量器用于测量完成加工的掩膜框架的对准状态；

对准装置，所述对准装置基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准；以及

打标装置，所述打标装置在完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记，

当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述装置是独立于加工所述掩膜框架的装置而被配备的。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述接触式测量器用于接触所述掩膜框架的外侧边缘并测量对准状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述接触式测量器以x、y坐标和旋转角度的形态测量对准状态，所述旋转角度为所述掩膜框架的轴偏离基准轴的角度。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，

所述对准装置对所述掩膜框架进行重新对准，以使所述掩膜框架的轴与所述基准轴一致。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，

所述装置还包括摄像机，所述摄像机与所述接触式测量器一同被驱动并测量x、y坐标。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述打标装置为飞秒激光器。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述接触式测量器在形成所述对准标记后，以所形成的对准标记为基准来测量所述掩膜框架的尺寸。

9.一种在掩膜框架上形成对准标记的方法，包括：

利用接触式测量器对完成加工的掩膜框架的对准状态进行测量的步骤；

基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准的步骤；以及

完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记的步骤，

当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

所述测量的步骤包括：接触所述掩膜框架的外侧边缘并测量对准状态的步骤。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，

所述测量的步骤包括：以x、y坐标和旋转角度的形态测量对准状态的步骤，

所述旋转角度为所述掩膜框架的轴偏离基准轴的角度。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

所述重新对准的步骤包括：对所述掩膜框架进行重新对准，以使所述掩膜框架的轴与所述基准轴一致的步骤。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，

所述方法还包括：在形成所述对准标记后，以所形成的对准标记为基准来测量所述掩膜框架的尺寸的步骤。

14.一种制造掩膜框架的装置，包括：

掩膜框架加工装置，所述掩膜框架加工装置用于加工掩膜框架；

接触式测量器，所述接触式测量器用于测量完成加工的掩膜框架的对准状态；

对准装置，所述对准装置基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准；以及

打标装置，所述打标装置在完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记，

当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

15.一种制造掩膜框架的方法，包括：

利用掩膜框架加工装置来加工掩膜框架的步骤；

利用接触式测量器对完成加工的掩膜框架的对准状态进行测量的步骤；

基于所述对准状态来对所述掩膜框架进行重新对准的步骤；以及

完成所述重新对准后，在所述掩膜框架上形成对准标记的步骤，

当将所述掩膜框架与掩膜片或掩膜条结合以制造掩膜组件时，所述对准标记用于相互间对准。

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