TW202036958A - 框架一體型掩模的製造裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種框架一體型掩模的製造裝置。本發明涉及的框架一體型掩模的製造裝置包括：工作臺部，其用於安置並支撐的框架；夾具部，其用於夾緊黏合且支撐有掩模的模板；夾具移動部，其向X、Y、Z、θ軸中的至少任意一個方向移動夾具部；頭部，其用於向掩模的焊接部照射鐳射，且用於感應掩模的對準狀態；以及頭移動部，其向X、Y、Z軸中的至少任意一個方向移動頭部，工作臺部包括加熱單元，所述加熱單元用於將包括框架的工藝區域的溫度上升至第一溫度。
Description
發明領域
本發明涉及一種框架一體型掩模的製造裝置。更具體地，涉及一種使掩模不發生變形且可穩定地得到支撐並移動，而且將掩模與框架一體形成，並能夠準確地在各掩模間進行對準(align)，在從框架上分離替換掩模的過程中能夠防止框架的變形的框架一體型掩模的製造裝置。
發明背景
作為OLED(有機發光二極體)製造工藝中形成像素的技術，主要使用FMM(Fine Metal Mask，精細金屬掩模)方法，該方法將薄膜形式的金屬掩模(Shadow Mask，陰影掩模)緊貼於基板並且在所需位置上沉積有機物。
在現有的OLED製造工藝中，將掩模製造成條狀、板狀等後，將掩模焊接固定到OLED像素沉積框架並使用。一個掩模上可以具備與一個顯示器對應的多個單元。另外，為了製造大面積OLED，可將多個掩模固定於OLED像素沉積框架，在固定於框架的過程中，拉伸各個掩模，以使其變得平坦。調節拉伸力以使掩模的整體部分變得平坦是非常困難的作業。特別是，為了使各個單元全部變得平坦，同時對準尺寸僅為數μm至數十μm的掩模圖案，需要微調施加到掩模各側的拉伸力並且即時確認對準狀態的高度作業要求。
儘管如此，在將多個掩模固定於一個框架過程中，仍然存在掩模之間以及掩模單元之間對準不好的問題。另外，在將掩模焊接固定於框架的過程中，掩模膜的厚度過薄且面積大，因此存在掩模因荷重而下垂或者扭曲的問題；由於焊接過程中在焊接部分產生的皺紋、毛刺(burr)等，導致掩模單元的對準不准的問題等。
在超高清的OLED中，現有的QHD畫質為500-600PPI(pixelperinch，每英吋像素)，像素的尺寸達到約30-50μm，而4KUHD、8KUHD高清具有比之更高的~860PPI，~1600PPI等的解析度。如此，考慮到超高清的OLED的像素尺寸，需要將各單元之間的對準誤差縮減為數μm左右，超出這一誤差將導致產品的不良，所以收率可能極低。因此，需要開發能夠防止掩模的下垂或者扭曲等變形並且使對準精確的技術，以及將掩模固定於框架的技術等。
另外，部分掩模沒有準確對準地固定或者掩模中發生缺陷時，需要將掩模分離，但是在分離及替換焊接的掩模的過程中，存在打亂其他掩模的對準的問題。
發明概要
因此，本發明為了解決如上所述的現有技術的各種問題而提出的，其目的在於，提供一種能夠使掩模與框架形成一體型結構的框架一體型掩模的製造裝置。
另外，本發明的目的在於，提供一種框架一體型掩模的製造裝置，能夠防止掩模的下垂或者扭曲等變形且能夠準確地對準。
另外，本發明的目的在於，提供一種框架一體型掩模的製造裝置，能夠顯著地減少製造時間，而且能夠顯著地提升收率。
另外，本發明的目的在於，提供一種框架一體型掩模的製造裝置，能夠使掩模不發生變形且可穩定地得到支撐並移動。
另外，本發明的目的在於，提供一種框架一體型掩模的製造裝置，在使掩模與框架形成一體型結構的框架一體型掩模中能夠進行掩模分離及替換以防止框架的扭曲等變形，且準確地對準掩模。
[解決手段]
本發明的所述目的是通過以下框架一體型掩模的製造裝置來實現的，所述框架一體型掩模的製造裝置框架包括：工作臺部，其用於安置並支撐框架；夾具部，其用於夾緊黏合且支撐有掩模的模板；夾具移動部，其向X、Y、Z、θ軸中的至少任意一個方向移動夾具部；頭部，其用於向掩模的焊接部照射鐳射，且用於感應掩模的對準狀態；以及頭移動部，其向X、Y、Z軸中的至少任意一個方向移動頭部，工作臺部包括用於使包括框架的工藝區域的溫度上升至第一溫度加熱單元。
還可包括預熱部，所述預熱部在夾具部夾緊模板之前提供用於預熱黏合且支撐有掩模的模板的空間。
夾具部通過吸附模板的上部面的至少一部分可進行夾緊。
工作臺部可包括用於對準框架的位置的框架對準單元。
夾具部包括：夾具單元，其用於夾緊模板；夾具移動單元，其向X、Y、Z、θ軸中的至少任意一個方向移動夾具單元；以及連接單元，其用於將夾具移動單元連接至夾具移動部。
夾具部還可包括用於向夾緊的模板施加熱的夾具加熱單元。
夾具單元上可相距間隔地形成有向模板施加吸附壓力的多個吸附單元。
多個吸附單元在掩模的焊接部與Z軸上的區域上可以不發生重疊地佈置。
頭部可包括鐳射單元，其通過向掩模照射鐳射使掩模與框架焊接，或者通過向掩模照射鐳射進行鐳射微調(trimming)。
一雙鐳射單元可相隔地佈置，每個鐳射單元分別向掩模的一側、另一側的焊接部照射鐳射。
框架可包括：邊緣框架部，其包括中空區域；掩模單元片材部，其具有多個掩模單元區域，且與邊緣框架部連接。
與存在掩模單元區域的掩模單元片材部的稜角相隔預定距離的部分上可形成有多個吸附孔，工作臺部還包括向框架的下部生成吸附壓力的下部支撐單元。
在下部支撐單元的下部可佈置有加熱單元。
第一溫度大於或者等於OLED像素沉積工藝溫度，將掩模附著在框架上之後，將包括框架的工藝區域的溫度下降至小於第一溫度的第二溫度，第一溫度是25℃至60℃中的任意一溫度，第二溫度是小於第一溫度的20℃至30℃中的任意一溫度，OLED像素沉積工藝溫度可以是25℃至45℃中的任意一溫度。
[發明效果]
根據具有如上所述結構的本發明，具有掩模和框架能夠形成一體式結構的效果。
另外，根據本發明，具有能夠防止掩模下垂或者扭曲等的變形並使對準精確的效果。
另外，根據本發明，具有能夠顯著縮短製造時間並顯著提升收率的效果。
另外，根據本發明，具有能夠使掩模不變形且穩定地得到支撐並移動的效果。
另外，根據本發明，具有在使掩模與框架形成一體型結構的框架一體型掩模中能夠進行掩模分離及替換以防止框架的扭曲等變形，且準確地對準掩模的效果。
較佳實施例之詳細說明
後述的對於本發明的詳細說明將參照附圖，該附圖將能夠實施本發明的特定實施例作為示例示出。充分詳細地說明這些實施例，以使本領域技術人員能夠實施本發明。應當理解，本發明的多種實施例雖然彼此不同，但是不必相互排斥。例如，在此記載的特定形狀、結構及特性與一實施例有關，在不脫離本發明的精神及範圍的情況下，能夠實現為其他實施例。另外，應當理解，各個公開的實施例中的個別構成要素的位置或配置，在不脫離本發明的精神及範圍的情況下，能夠進行變更。因此，後述的詳細說明不應被視為具有限制意義，只要適當地說明，則本發明的範圍僅由所附的權利要求書及與其等同的所有範圍限定。圖中相似的附圖標記從多方面表示相同或相似的功能，為了方便起見，長度、面積、厚度及其形狀可以誇大表示。
以下，將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細說明，以便本領域技術人員能夠容易地實施本發明。
圖1和圖2是示出現有的將掩模1附著至框架2的過程的示意圖。圖3是示出在現有的拉伸F1~F2掩模1的過程中發生單元C1~C3之間的對準誤差的示意圖。
參照圖1，現有的掩模1可製成條型(Stick-Type)或者板型(Plate-Type)。圖1圖示的掩模1作為條型掩模，可將條的兩側焊接固定在OLED像素沉積框架2上並使用。
在掩模1的主體(Body，或者掩模膜1a)中，具備多個顯示單元C。一個單元C與智慧型手機等的一個顯示器(display)對應。單元C中形成有像素圖案P，以便與顯示器的各個像素對應。放大單元C時，顯示與R、G、B對應的多個像素圖案P。作為一例，在單元C中形成有像素圖案P，以便具有70×140解析度。即，大量的像素圖案P形成集合，以構成一個單元C，並且多個單元C可以形成於掩模10。以下以具有6個單元C(C1~C6)的條型掩模1為例進行說明。
參照圖1的(a)、圖2的(a)及圖2的(b)，首先，將條型掩模1平坦地展開。將框架2置於中間且相互面對的一雙夾持器3夾持(clamping)掩模1的兩側，隨著向掩模1的長軸方向施加拉伸力F1~F2並進行拉拽，從而使掩模1展開。然後，沿著佔有框架2的外側的y軸移動軌道4夾持器3向與框架2對應的位置移動。掩模1的單元C1~C6將位於框架2的框內部空白區域部分。框架2具有可使一個條型掩模1的單元C1~C6位於框內部空白區域的尺寸，也可具有使多個條型掩模1的單元C1~C6位於框內部空白區域的尺寸。
然後，參照圖2的(c)，一雙夾持器3沿著Z軸移動軌道5下降，以拉伸掩模1的狀態將掩模1裝載在四邊形框狀的框架2上。掩模1的單元C1~C6將位於框架2的框內部空白區域部分。框架2具有可使一個掩模1的單元C1~C6位於框內部空白區域的尺寸，也可具有使多個掩模1的單元C1~C6位於框內部空白區域的尺寸。
然後，參照圖1的(b)及圖2的(d)，對施加在掩模1的各側上的拉伸力F1~F2進行微調的同時進行對準之後，利用鐳射L等焊接W掩模1側面的一部分，從而使掩模1與框架2相互連接。然後，夾持器3解除掩模1的夾持。圖1的(c)示出相互連接的掩模1與框架2的側截面。
參照圖3，儘管微調施加到條式掩模1的各側的拉伸力F1~F2，但是顯示出掩模單元C1~C3彼此之間對準不好的問題。例如，單元C1~C3的圖案P之間的距離D1~D1''、D2~D2''彼此不同，或者圖案P歪斜。由於條式掩模1具有包括多個(作為一例，為6個)單元C1~C6的大面積，並且具有數十μm的非常薄的厚度，所以容易因荷重而下垂或者扭曲。另外，調節拉伸力F1~F2，以使各個單元C1~C6全部變得平坦，同時通過顯微鏡即時確認各個單元C1~C6之間的對準狀態是非常困難的作業。
因此，拉伸力F1~F2的微小誤差可能引起條式掩模1各單元C1~C3的拉伸或者展開程度的誤差，由此，導致掩模圖案P之間的距離D1~D1''、D2~D2''不同。雖然完美地對準以使誤差為0是非常困難的，但是為了避免尺寸為數μm至數十μm的掩模圖案P對超高清OLED的像素工藝造成壞影響，優選對準誤差不大於3μm。將如此相鄰的單元之間的對準誤差稱為像素定位精度(pixel position accuracy，PPA)。
另外，將大概6-20個條式掩模1分別連接在一個框架2，同時使多個條式掩模1之間，以及條式掩模1的多個單元C-C6之間的對準狀態精確是非常困難的作業，並且只能增加基於對準的工藝時間，這成為降低生產性的重要理由。
另一方面，將條式掩模1連接固定到框架2後，施加到條式掩模1的拉伸力F1~F2會反向地作用於框架2。即，由於拉伸力F1~F2而繃緊拉伸的條式掩模1連接在框架2後，能夠將張力(tension)作用於框架2。通常，該張力不大，不會對框架2產生大的影響，但是在框架2的尺寸實現小型化且強度變低的情況下，這種張力可能使框架2細微變形。如此，可能發生破壞多個單元C~C6間的對準狀態的問題。
鑒於此，本發明提出能夠使掩模100與框架200形成一體式結構的框架一體型掩模及其製造裝置。與框架200形成一體的掩模100能夠防止下垂或者扭曲等變形，並且精確地對準於框架200。當掩模100連接到框架200上時，不對掩模100施加任何拉伸力，因此掩模100連接到框架200後，不會對掩模200施加引起變形的張力。並且，能夠顯著地縮短將掩模100一體地連接到框架200的製造時間，並且顯著提升收率。
圖4是示出本發明的一實施例涉及的框架一體型掩模的主視圖(圖4的(a))以及側剖視圖(圖4的(b))，圖5是示出本發明的一實施例涉及的框架的主視圖(圖5的(a))以及側剖視圖(圖5的b)。
參照圖4以及圖5，框架一體型掩模可以包括多個掩模100以及一個框架200。換句話說，將多個掩模100分別附著至框架200的形態。以下，為了便於說明，以四角形狀的掩模100為例進行說明，但是掩模100在附著至框架200之前，可以是兩側具備用於夾持的突出部的條式掩模形狀，附著至框架200後，可以去除突出部。
各個掩模100上形成有多個掩模圖案P，一個掩模100上可以形成有一個單元C。一個掩模單元C可以與智慧型手機等的一個顯示器對應
掩模100可為熱膨脹係數約為1.0X10-6
/℃的因瓦合金(invar)，膨脹係數約為1.0X10-7
/℃的超因瓦合金(super invar)材料。該材料的掩模100由於熱膨脹係數十分低因此很少存在因熱能導致掩模的圖案變形的憂慮，進而在高解析度OLED製造中可作為FMM(Fine Metal Mask)、陰影掩模(Shadow Mask)使用。除此之外，考慮到最近開發的在溫度變化值不大的範圍內執行像素沉積工藝的技術，掩模100也可以是熱膨脹係數略大於此的鎳(Ni)、鎳-鈷(Ni-Co)等材料。掩模100可使用由壓延(rolling)工藝或者電鑄(electroforming)生成的金屬片材(sheet)。
框架200可以以附著多個掩模100的形式形成。包括最外圍邊緣在內，框架200可以包括沿著第一方向(例如，橫向)、第二方向(例如，豎向)形成的多個稜角。這種多個稜角可以在框架200上劃分用於附著掩模100的區域。
框架200可以包括大概呈四角形狀、方框形狀的邊緣框架部210。邊緣框架部210的內部可以是中空形狀。即，邊緣框架部210可以包括中空區域R。框架200可以由因瓦合金、超級因瓦合金、鋁、鈦等金屬材料形成，考慮到熱變形，優選由與掩模具有相同熱膨脹係數的因瓦合金、超級因瓦合金、鎳、鎳-鈷等材料形成，這些材料均可應用於所有作為框架200的構成要素的邊緣框架部210、掩模單元片材部220。
另外，框架200具備多個掩模單元區域CR，並且可以包括連接到邊緣框架部210的掩模單元片材部220。掩模單元片材部220可以與掩模100相同地通過壓延形成，或者也可以通過使用如電鑄的其他成膜工藝形成。另外，掩模單元片材部220可以通過鐳射劃線、蝕刻等在平面狀片材(sheet)上形成多個掩模單元區域CR後，連接到邊緣框架部210。或者，掩模單元片材部220可以將平面狀的片材連接到邊緣框架部210後，通過鐳射劃線、蝕刻等形成多個掩模單元區域CR。本說明書中主要對首先在掩模單元片材部220形成多個掩模單元區域CR後，連接到邊緣框架部210的情況進行說明。
掩模單元片材部220可以包括邊緣片材部221以及第一柵格片材部223、第二柵格片材部225中的至少一種。邊緣片材部221以及第一柵格片材部223、第二柵格片材部225是指在同一片材上劃分的各個部分，它們彼此之間形成一體。
邊緣片材部221可以實質上連接到邊緣框架部210。因此，邊緣片材部221可以具有與邊緣框架部210對應的大致四角形狀、方框形狀。
另外，第一柵格片材部223可以沿著第一方向(橫向)延伸形成。第一柵格片材部223以直線形態形成，其兩端可以連接到邊緣片材部221。當掩模單元片材部220包括多個第一柵格片材部223時，各個第一柵格片材部223優選具有相同的間距。
另外，進一步地，第二柵格片材部225可以沿著第二方向(豎向)延伸形成，第二柵格片材部225以直線形態形成，其兩端可以連接到邊緣片材部221。第一柵格片材部223和第二柵格片材部225可以彼此垂直交叉。當掩模單元片材部220包括多個第二柵格片材部225時，各個第二柵格片材部225優選具有相同的間距。
另一方面，第一柵格片材部223之間的間距和第二柵格片材部225之間的間距，可以根據掩模單元C的尺寸而相同或不同。
第一柵格片材部223以及第二柵格片材部225雖然具有薄膜形態的薄的厚度，但是垂直於長度方向的截面的形狀可以是諸如矩形、如梯形的四邊形形狀、三角形形狀等，邊、角的一部分可以形成圓形。截面形狀可以在鐳射劃線、蝕刻等過程中進行調節。
邊緣框架部210的厚度可以大於掩模單元片材部220的厚度。由於邊緣框架部210負責框架200的整體剛性，可以以數mm至數十cm的厚度形成。
就掩模單元片材部220而言，實際上製造厚片材的工藝困難，過厚，則有可能在OLED像素沉積工藝中有機物源600(參照圖25)堵塞通過掩模100的路徑。相反，過薄，則有可能難以確保足以支撐掩模100的剛性。由此，掩模單元片材部220優選比邊緣框架部210的厚度薄，但是比掩模100更厚。掩模單元片材部220的厚度可以約為0.1mm至1mm。並且，第一柵格片材部223、第二柵格片材部225的寬度可以約為1~5mm。
在平面狀片材中，除了邊緣片材部221、第一柵格片材部223、第二柵格片材部225佔據的區域以外，可以提供多個掩模單元區域CR(CR11~CR56)。從另一個角度來說，掩模單元區域CR可以是指在邊緣框架部210的中空區域R中，除了邊緣片材部221、第一柵格片材部223、第二柵格片材部225佔據的區域以外的空白區域。
隨著掩模100的單元C與該掩模單元區域CR對應，實際上可以用作通過掩模圖案P沉積OLED的像素的通道。如前所述，一個掩模單元C與智慧型手機等的一個顯示器對應。一個掩模100中可以形成有用於構成一個單元C的掩模圖案P。或者，一個掩模100具備多個單元C且各個單元C可以與框架200的各個單元區域CR對應，但是為了精確地對準掩模100，需要避免大面積掩模100，優選為具備一個單元C的小面積掩模100。或者，也可以是具有多個單元C的一個掩模100與掩模200的一個單元區域CR對應。此時，為了精確地對準，可以考慮具有2-3個單元C的掩模100與掩模200的一個單元區域CR對應。
掩模200具備多個掩模單元區域CR，可以將各個掩模100以各個掩模單元C與各個掩模單元區域CR分別對應的方式附著。各個掩模100可以包括形成有多個掩模圖案P的掩模單元C以及掩模單元C周邊的虛擬部(相當於除了單元C以外的掩模膜110部分)。虛擬部可以只包括掩模膜110，或者可以包括形成有與掩模圖案P類似形態的規定的虛擬圖案的掩模膜110。掩模單元C與框架200的掩模單元區域CR對應，虛擬部的一部分或者全部可以附著至框架200(掩模單元片材部220)。由此，掩模100和框架200可以形成一體式結構。
另一方面，根據另一實施例，框架不是以將掩模單元片材部220附著至邊緣框架部210的方式製造，而是可以使用在邊緣框架部210的中空區域R部分直接形成與邊緣框架部210成為一體的柵格框架(相當於柵格片材部223、225)的框架。這種形態的框架也包括至少一個掩模單元區域CR，可以使掩模100與掩模單元區域CR對應，以製造框架一體型掩模。
以下，對框架一體型掩模的製造過程進行說明。
首先，可以提供圖4以及圖5中所述的框架200。圖6是示出本發明的一實施例涉及的框架200的製造過程的示意圖。
參照圖6的(a)，提供邊緣框架部210。邊緣框架部210可以是包括中空區域R的方框形狀。
其次，參照圖6的(b)，製造掩模單元片材部220。掩模單元片材部220使用壓延、電鑄或者其他的成膜工藝，製造平面狀的片材後，通過鐳射劃線、蝕刻等，去除掩模單元區域CR部分，從而可以製造。本說明書中，以形成6×5的掩模單元區域CR(CR11~CR56)為例進行說明。可以存在5個第一柵格片材部223以及4個第二柵格片材部225。
然後，可以將掩模單元片材部220與邊緣框架部210對應。在對應的過程中，可以在拉伸F1~F4掩模單元片材部220的所有側部以使掩模單元片材部220平坦伸展的狀態下，使邊緣片材部221與邊緣框架部210對應。在一側部也能以多個點(作為圖6的(b)的例，1~3點)夾持掩模單元片材部220並進行拉伸。另一方面，也可以不是所有側部，而是沿著一部分側部方向，拉伸F1、F2掩模單元片材部220。
然後，使掩模單元片材部220與邊緣框架部210對應時，可以將掩模單元片材部220的邊緣片材部221以焊接W方式附著。優選地，焊接W所有側部，以便掩模單元片材部220牢固地附著至邊緣框架部210，但不限於此。應當最大限度地接近框架部210的稜角側進行焊接W，才能最大限度地減少邊緣框架部210和掩模單元片材部220之間的翹起空間，並提升黏合性。焊接W部分可以以線(line)或者點(spot)形狀生成，具有與掩模單元片材部220相同的材料，並可以成為將邊緣框架部210和掩模單元片材部220連接成一體的媒介。
圖7是示出本發明的另一實施例涉及的框架的製造過程的示意圖。圖6的實施例首先製造具備掩模單元區域CR的掩模單元片材部220後，附著至邊緣框架部210，而圖7的實施例將平面狀的片材附著至邊緣框架部210後，形成掩模單元區域CR部分。
首先，與圖6的(a)相同地提供包括中空區域R的邊緣框架部210。
然後，參照圖7的(a)，可以使平面狀的片材(平面狀的掩模單元片材部220')與邊緣框架部210對應。掩模單元片材部220'是還未形成掩模單元區域CR的平面狀態。在對應的過程中，可以在拉伸F1~F4掩模單元片材部220'的所有側部以使掩模單元片材部220'平坦伸展狀態下，使其與邊緣框架部210對應。在一側部也能以多個點(作為圖7的(a)的例，1~3點)夾持單元片材部220'並進行拉伸。另一方面，也可以不是所有側部，而是沿著一部分側部方向，拉伸F1、F2掩模單元片材部220'。
然後，使掩模單元片材部220'與邊緣框架部210對應時，可以將掩模單元片材部220'的邊緣部分以焊接W方式進行附著。優選地，焊接W所有側部，以便掩模單元片材部220'牢固地附著至邊緣框架部220，但不限於此。應當最大限度地接近邊緣框架部210的稜角側進行焊接W，才能最大限度地減少邊緣框架部210和掩模單元片材部220'之間的翹起空間，並提升黏合性。焊接W部分可以以線(line)或者點(spot)形狀生成，與掩模單元片材部220'具有相同材料，並可以成為將邊緣框架部210和掩模單元片材部220'連接成一體的媒介。
然後，參照圖7的(b)，在平面狀的片材(平面狀的掩模單元片材部220')上形成掩模單元區域CR。通過鐳射劃線、蝕刻等，去除掩模單元區域CR部分的片材，從而可以形成掩模單元區域CR。本說明書中，以形成6×5的掩模單元區域CR(CR11~CR56)為例進行說明。當形成掩模單元區域CR時，可以構成掩模單元片材部220，其中，與邊緣框架部210焊接W的部分成為邊緣片材部221，並且具備5個第一柵格片材部223以及4個第二柵格片材部225。
圖8是示出用於形成現有的高解析度OLED的掩模的示意圖。
為了實現高解析度的OLED，圖案的尺寸逐漸變小，其使用的掩模金屬膜的厚度也有必要變薄。如圖8的(a)所示，如果想要實現高解析度的OLED像素6，則在掩模10'中需要縮減像素間隔及像素尺寸等(PD->PD')。此外，為了防止因陰影效應導致OLED像素6不均勻地沉積，有必要將掩模10'的圖案傾斜地形成14。然而，在具有約30~50㎛的厚度T1的較厚的掩模10'中將圖案傾斜地形成14的過程中，由於在細微的像素間隔PD'和像素尺寸上很難形成與其匹配的圖案13，因此成為加工工藝中導致收率降低的因素。換而言之，具有細微的像素間隔PD'且為了將圖案傾斜地形成14，有必要使用較薄厚度的掩模10'。
特別是，為了實現UHD級別的高解析度，如圖8的(b)所示，只有使用具有20㎛以下厚度T2的薄的掩模10'，才能進行細微的圖案化。此外，為了實現UHD以上的超高解析度，可考慮使用具有10㎛厚度T2的薄掩模10'。
圖9是示出本發明的一實施例涉及的掩模100的示意圖。
掩模100可包括形成有多個掩模圖案P的掩模單元C及掩模單元C周圍的虛擬部DM。如上所述，利用壓延工藝，電鑄等生成的金屬片材可製造掩模100，掩模100中可形成有一個單元C。虛擬部DM與除單元C以外的掩模膜110[掩模金屬膜110]部分對應，且可以只包括掩模膜110，或者包括形成有類似於掩模圖案P形態的預定的虛擬部圖案的掩模膜110。虛擬部DM對應掩模100的邊緣且虛擬部DM的一部分或者全部可附著在框架200[掩模單元片材部220]。
掩模圖案P的寬度可小於40㎛，而且掩模100的厚度可約為5~20㎛。由於框架200具有多個掩模單元區域CR(CR11~CR56)，因此也可具有多個掩模100，所述掩模100具有對應每個掩模單元區域CR(CR11~CR56)的掩模單元C(C11~C56)。
由於掩模100的一面101是接觸並附著在框架200的一面，因此優選為平坦面。可利用以下敘述的平坦化工藝使一面101平坦並鏡面化。掩模100的另一面102可與以下敘述的模板50的一面相面對。
以下將對製造掩模金屬膜110'並將其支撐在模板50上來製造掩模100，通過將支撐有掩模100的模板50裝載在框架200上並將掩模100附著在框架200來製造框架一體型掩模的裝置及一系列製造工藝進行說明。
圖10和圖11是示出本發明一實施例涉及的框架一體型掩模的製造裝置10的平面示意圖和正面示意圖。圖12是本發明一實施例涉及的框架一體型掩模的製造裝置10的部分放大示意圖。根據一實施例，圖10至圖12中以框架200具有2X5的掩模單元區域CR(CR11~CR52)為例進行說明。
參照圖10至圖12，框架一體型掩模的製造裝置10包括桌子15、工作臺部20、夾具部30、夾具移動部40、頭部60、頭移動部70、消振台80等。
首先，又稱為旋轉機架(gantry)的桌子15設置在結構物上，所述結構物牢固地設置在地面上能夠防止外部的振動或者衝擊。為了使桌子15上面執行的工藝更值得信賴，桌子15的上部面應形成準確的水平面。
桌子15上設置有用於安置並支撐框架200的工作臺部20。工作臺部20可包括裝載部21、框架對準單元23及框架支撐單元25。而且，還可包括加熱單元(未圖示)、背光單元(未圖示)。
裝載部21可對應工作臺部20的軀體，而且具有寬板形態，從而能夠提供用於裝載框架200的區域。桌子15上還可包括工作臺移動部27，工作臺移動部27可使工作臺部20[或者裝載部21]向X、Y、Z、θ軸中的至少任意一個方向移動。θ軸方向可指在XY平面、YZ平面、XZ平面上旋轉的角度。為了使裝載部21能夠向Y軸方向移動，圖10和圖11中將工作臺移動部27圖示為軌道形態。但不限於此，為了向各方向移動/旋轉可使用軌道形態、皮帶形態、鏈軌形態、發動機、齒輪等眾所周知的移動/旋轉手段。
框架對準單元23通過佈置在框架支撐部25或者框架200的各側面或者各稜角，從而可對準框架200的位置。
為了安置並支撐框架200，框架支撐單元25可具有類似於框架200的四邊形邊框形態，並可佈置在裝載部21或者框架對準部23上。框架支撐單元25可防止在將掩模100附著在框架200的工藝中邊緣框架部210和掩模單元片材部220因張力發生變形。框架支撐單元25可在框架200的下部以緊貼框架200的形式佈置。框架支撐單元25上面可形成有使邊緣框架部210和柵格框架部220完全吻合地插入的多個槽，框架200可以插在多個槽中的形式佈置。因此，即使在掩模100附著在框架200上並施加張力的狀態下，也能夠防止框架200的變形。框架支撐單元25也可以與後面圖19中描述的下部支撐單元90一體形成。
一個掩模100附著在單元C上之後，如果在相鄰的單元C再附著掩模100，則相鄰的掩模100會對佈置於中間的框架200施加相反的力，結果導致框架200上施加的張力可相互抵消。在如上張力相互抵消之前，即，只附著有一個掩模100時，通過在框架支撐單元25上安裝並容納框架200，可防止在掩模100附著工藝中框架200發生變形。當然，通過後述的將工藝區域的溫度上升至第一溫度後再將掩模100附著在框架200上的過程，可防止張力施加於框架200上。
加熱單元29可控制將掩模100附著在框架200上的工藝中的工藝區域的溫度，或者可向框架200加熱。加熱單元29可佈置在框架支撐單元25或者後面圖19中描述的下部支撐單元90的下部。但不限於此，在控制工藝區域的溫度或者向框架加熱的範圍內可調整佈置位置。
加熱單元29可將工藝區域的溫度上升至第一溫度，並且可通過控制將工藝區域的溫度下降至低於第一溫度的第二溫度後並維持。
背光單元(未圖示)通過向垂直上部(Z軸)方向放射光，可有助於頭部60的照相機單元65確認掩模圖案P的對準形態。向垂直上部方向放射光的方式可使用作為透過型的直接放射光的形態和作為反射型向垂直下部方向照射的光被反射後向上部方向放射光的形態等。
夾具部30可包括夾具單元31、夾具移動單元35、連接單元37。而且，還可包括夾具加熱單元34。夾具部30可夾緊(Gripping)黏合並支撐掩模100的模板50。此時，夾緊可通過吸附模板50的上部面的至少一部分來執行。或者，夾緊可包括在不影響掩模100的範圍內能夠把持模板50的一部分並進行作業的形態。
夾具單元31可通過吸附模板50的上部面來進行夾緊。夾具單元31可以與XY平面水平的形態形成，下部面可形成有多個吸附單元32。
吸附單元32可另行連接在夾具單元31的下部，或者可以是夾具單元31中以吸附孔形態形成的部分。隨著通過吸附單元32向模板50的上部面施加吸附壓力，可使模板50吸附在夾具單元31的下部面上。吸附單元32的佈置形態雖不受限制，但是為了不妨礙鐳射的進入路徑，優選在Z軸上的區域與掩模100的焊接部WP(執行鐳射焊接的區域)[參照圖9]不發生重疊。
夾具加熱單元34可向夾具部30夾緊的模板50[和掩模100]加熱。夾具加熱單元34可在模板50和掩模100向框架200附近的工藝區域移動之前預熱模板50和掩模100。夾具加熱單元34類似於加熱單元29可以第一溫度的水準預熱模板50和掩模100。由此，當夾具部30夾緊模板50[和掩模100]並向框架200上移動時，由於無需等待而直接在第一溫度的工藝區域執行附著工藝，因此可有助於工藝迅速進行。
夾具加熱單元34可以發熱線圈形態包含在夾具單元31內，但不限於此，也可以是在夾具單元31表面佈置發熱體的形態，只要在通過加熱模板50[和掩模100]來進行預熱的範圍內，夾具部30佈置在任何位置上都無關緊要。
另外，在夾具加熱單元34的基礎上，本發明的框架一體型掩模的製造裝置10還可具有預熱部5。在圖10和圖12中預熱部5雖圖示為佈置在桌子15的外部，但是在不影響執行掩模100和框架200的附著工藝的工藝區域的範圍內也可以佈置在桌子15的內部。只是，預熱部5優選佈置在夾具部30可靠近的位置。
預熱部5可提供在夾具部30夾緊模板50[和掩模100]之前，用於裝載並預熱支撐有掩模100的模板50的空間。預熱部5的內部或者外部佈置有發熱體，從而可向支撐有掩模100的模板50加熱。預熱部5類似於加熱單元29可以第一溫度水準預熱模板50和掩模100。因此，被夾具部30夾緊之前，使模板50和掩模100維持第一溫度水準，從而當夾具部30夾緊模板50[和掩模100]並向框架200上移動時可直接在第一溫度水準的工藝區域執行附著工藝，從而具有進一步縮短待機時間的優點。
夾具移動單元35可向X、Y、Z、θ軸中的至少任意一個方向移動夾具單元31。在本發明中，夾具單元31向X軸和Y軸方向的移動由夾具移動部40代替進行，假設夾具移動單元35向Z，θ軸方向移動並進行說明。夾具移動單元35可不受限制地使用能夠向各方向移動/旋轉的公知的移動/旋轉手段。另外，還可包括在連接夾具單元31和夾具移動單元35中起到媒介作用的輔助單元33。
連接單元37可起到將夾具移動單元35連接到夾具移動部40[或者夾具支撐單元43]上的媒介作用。而且，連接單元37可不受限制地使用能夠使夾具移動單元35向θ軸方向移動/旋轉的公知的移動/旋轉手段。因此，夾具單元31可旋轉並向預熱部5上的模板50靠近。
夾具移動部40可向X、Y、Z、θ軸中至少任意一個方向移動夾具部30。其中，移動的概念應理解為不僅包括將夾具部30固定在夾具移動部40上的狀態下通過使夾具移動部40向X、Y、Z、θ軸中至少任意一個方向移動從而使夾具部30一起移動，而且還包括夾具移動部40不移動的狀態下僅移動夾具部30。在本發明中，假設夾具移動部40向夾具部30的X、Y軸方向移動，而且夾具移動單元35或者夾具支撐單元45向夾具部30的Z、θ軸方向移動並進行說明。
夾具移動部40可包括基座單元41、夾具支撐單元43及夾具軌道單元45。
基座單元41作為寬板形態，上部可提供用於佈置夾具支撐單元43的空間。而且，兩側部連接在夾具軌道單元45上，從而可沿著夾具軌道單元45的形成方向移動。
夾具支撐單元43可佈置在基座單元41上並用於支撐夾具部30。夾具支撐單元43可沿著基座單元41上形成的基座軌道單元44的形成方向移動。
夾具軌道單元45可沿著工作臺部20[或者裝載部21]的形成方向形成在工作臺部20的兩側，並且基座單元41可在夾具軌道單元45上移動。
根據一實施例，工作臺部20大致上沿著X軸方向長長地形成，一雙夾具軌道單元45可沿著X軸方向形成在工作臺部20長邊的稜角部分上。而且，基座單元41沿著Y軸方向延伸地形成，兩端分別連接在一雙夾具軌道單元45上，從而可向X軸方向移動。而且，在基座單元41上沿著Y軸方向可形成有基座軌道單元44，夾具支撐單元43連接在基座軌道單元44上，從而可沿著Y向方向移動。
工作臺部20的左側部分佈置有框架200，右側部分佈置有夾具部30與夾具移動部40。基座單元41與工作臺部20在Z軸上相隔地佈置。因此，即使基座單元41通過夾具軌道單元45沿著X軸方向朝佈置有左側的框架200的區域移動，也不會使框架200與基座單元41相互干涉。基於此，可將支撐在基座單元41上的夾具部30夾緊的模板50對應至框架200上的特定單元區域CR。
頭部60可佈置在工作臺部20或者夾具部30的上部。頭部60上可設置有鐳射單元61(61a、61b)、照相機單元65、間隙感測器(gap sensor)以及不良分析單元67等。
鐳射單元61可生成用於焊接掩模100和框架200的鐳射L。或者，鐳射單元61也可通過照射掩模100生成用於鐳射微調(trimming)的切割鐳射。一雙鐳射單元61(61a、61b)相隔佈置，而且以能夠調節X軸、Y軸位置的方式設置。相隔的距離可與掩模100的左側焊接部WP和右側焊接部WP的距離對應。為了在框架200上附著掩模100而進行鐳射L照射時，無需向掩模100的左側/右側焊接部WP分別照射鐳射L，只需要照射鐳射L一次便可進行焊接。因此，掩模100的兩側同上附著在框架200，因此相比於一次附著一側的工藝，具有可縮短工藝時間，使掩模100不變形且穩定地附著在框架200上的優點。
照相機單元65可通過拍攝掩模100、掩模圖案P的對準狀態來進行感應。間隙感測器(gap sensor)單元可測量掩模100的Z軸移位，或者可感應頭部60與掩模100、框架200等的距離。不良分析單元可檢測掩模100的不良狀態。
頭移動部70(71、75)可使頭部60向X、Y、Z軸中至少任意一個方向移動。本發明假定頭移動部70向X軸移動頭部60並進行說明。第一頭移動部71與頭部60的上部連接並接收移動動力，與第一頭移動部71的下部相隔設置的第二頭移動部75上連接有頭部60的主要構件，並且頭部60接受X軸引導器76的引導向X軸方向移動。
為了防止桌子15的振動可設置消振台80。將掩模100附著在框架200上時，即使在發生十分微小的振動的環境下，也會影響掩模圖案P的對準誤差(PPA)。因此，消振台80可優選將被動隔振器(passive isolator)設置在桌子15的下部，從而防止振動。
圖13至圖14是示出本發明一實施例涉及的通過在模板50上黏合掩模金屬膜110並形成掩模100，從而製造掩模支撐模板的過程的示意圖。
參照圖13的(a)，可提供模板50(template)。模板50是一種媒介，其一面上附著有掩模100並以支撐掩模100的狀態移動掩模100。模板50的一面優選為平坦面以支撐並搬運平坦的掩模100。中心部50a可對應掩模金屬膜110的掩模單元C，邊緣部50b可對應掩模金屬膜110的虛擬部。為了能夠整體上支撐掩模金屬膜110，模板50的面積大於掩模金屬膜110的面積，且可為平坦形狀。
模板50優選為透明材料以便於在將掩模100與框架200對準並附著的過程中進行視覺(vision)觀察等。此外，採用透明材料時，也可使鐳射穿過。作為透明的材料可使用玻璃(glass)、矽膠(silica)、耐熱玻璃，石英(quartz)，氧化鋁(Al2O3)、硼矽酸鹽玻璃(borosilicate glass)、氧化鋯(zirconia)等材料。作為一例，模板50可使用硼矽酸鹽玻璃中具有優異的耐熱性、化學耐久性、機械強度、透明性等的BOROFLOAT®33材料。此外，BOROFLOAT®33的熱膨脹係數約為3.3，熱膨脹係數與因瓦合金掩模金屬膜110相差很小，具有容易控制掩模金屬膜110的優點。
另外，為了防止與掩模金屬膜110[或者掩模100]的分界之間發生氣隙(air gap)，模板50與掩模金屬膜110接觸的一面可為鏡面。考慮到這一點，模板50的一面的表面粗糙度Ra可為100nm以下。為了實現表面粗糙度Ra為100nm以下的模板50，模板50可使用晶圓(wafer)。晶圓(wafer)其表面粗糙度Ra約為10nm左右，市面上具有很多產品，表面處理工藝廣為所知，因此可作為模板50使用。由於模板50的表面粗糙度Ra為nm級別，因此可為沒有氣隙或者幾乎沒有氣隙的水準，從而基於鐳射焊接容易生成焊珠WB，對掩模圖案P的對準誤差不產生影響。
為了使從模板50的上部照射的鐳射L能夠到達掩模100的焊接部WP(執行焊接的區域)[參照圖9]，模板50上可形成有鐳射貫穿孔51。鐳射貫穿孔51能夠以與焊接部WP的位置和數量對應的方式形成在模板50上。由於在掩模100的邊緣或者虛擬部DM部分上以預定的間隔佈置多個焊接部WP，因此鐳射貫穿孔51也與之對應地以預定間隔形成多個。作為一例，由於在掩模100的兩側(左側/右側)虛擬部DM部分上以預定間隔佈置多個焊接部WP，因此鐳射貫穿孔51也可以在模板50的兩側(左側/右側)以預定間隔可形成多個。
鐳射貫穿孔51不必一定與焊接部WP的位置和數量對應。例如，也可以僅對鐳射貫穿孔51中的一部分進行鐳射L照射，並進行焊接。此外，與焊接部WP不對應的鐳射貫穿孔51中的一部分在對準掩模100與模板50時也可以代替對準標記而使用。假設，模板50的材料對於鐳射L的光透明，則也可以不形成鐳射貫穿孔51。
模板50的一面可形成臨時黏合部55。掩模100附著在框架200之前，臨時黏合部55可使掩模100[或者掩模金屬膜110]臨時附著在模板50的一面並支撐在模板50上。
臨時黏合部55可使用基於加熱可分離的黏合劑或者黏合片材(thermal release type)，基於照射UV可分離的黏合劑或者黏合片材(UV release type)。
作為一例，臨時黏合部55可使用液蠟(liquid wax)。液蠟可使用與半導體晶圓的拋光步驟等中使用的相同的蠟，其類型沒有特別限制。作為主要用於控制與維持力有關的黏合力、耐衝擊性等的樹脂成分，液蠟可包括如丙烯酸、醋酸乙烯酯，尼龍及各種聚合物的物質及溶劑。作為一例，臨時黏合部55可使用包括作為樹脂成分的丁腈橡膠(ABR，Acrylonitrilebutadiene rubber)，作為溶劑成分的n-丙醇的SKYLIQUIDABR-4016。在臨時黏合部55上使用旋塗方法形成液蠟。
作為液蠟的臨時黏合部55在高於85℃~100℃的溫度下黏性下降，在低於85℃的溫度下黏性增加，一部分可如固體固化，從而可將掩模金屬膜110與模板50固定黏合。
可在準備模板50之前或者之後準備掩模金屬膜110。
作為一實施例，可通過壓延方式準備掩模金屬膜110。由壓延工藝製造的金屬片材基於製造工藝可具有數十至數百㎛的厚度。如前面在圖8中所述，為了得到UHD級別的高解析度只有使用具有20㎛以下厚度的薄掩模金屬膜110才能進行細微的圖案化，為了獲得UHD以上的超高解析度，需要使用具有10㎛厚度的薄掩模金屬膜110。然而，由壓延(rolling)工藝生成的掩模金屬膜110'具有約為25~500㎛的厚度，因此有必要將厚度縮小。
因此，可進一步執行平坦化PS[參照圖13的(b)]掩模金屬膜110'的一面的工藝。其中，平坦化PS是指對掩模金屬膜110'的一面(上面)進行鏡面化的同時，通過部分地去除掩模金屬膜110'的上部，使厚度變薄。平坦化PS可利用CMP(Chemical Mechanical Polishing)方法執行，只要是公知的CMP方法，可不受限制地使用。此外，利用化學濕式蝕刻(chemical wet etching)或者乾式蝕刻(dry etching)方法可使掩模金屬膜110'的厚度變薄。除此之外，可不受限制地使用使掩模金屬膜110'的厚度變薄的平坦化的工藝。
在執行平坦化PS的過程中，作為一例，在CMP過程中，可控制掩模金屬膜110'上部面的表面粗糙度Ra。優選地，可執行用於進一步減小表面粗糙度的鏡面化。或者，作為另一例子，還可以通過化學濕式蝕刻或者乾式蝕刻過程進行平坦化PS之後，再附加進行額外的CMP工藝等拋光工藝以減小表面粗糙度Ra。
如此，可將掩模金屬膜110'製成約50㎛以下較薄的厚度。由此，掩模金屬膜110的厚度優選約為2㎛至50㎛左右，厚度更優選約為5㎛至20㎛左右。但非一定受限於此。
作為另一實施例，可由電鑄方式準備掩模金屬膜110。
為了能夠執行電鑄(electroforming)，母板的基材可以是導電性材料。在電鑄中母板可作為陰極(cathode)電極使用。
作為導電性材料，對於金屬，表面可能生成有金屬氧化物，金屬製造過程中可能會摻入雜質，對於多晶矽基材，可能存在夾雜物或者晶界(GrainBoundary)，對於導電性高分子基材，可能存在很高的含雜質的可能性，可能強度、耐酸性等比較脆弱。如金屬氧化物、雜質、夾雜物、晶界等妨礙在母板(或者陰極)的表面上均勻地形成電磁場的要素被稱之為“缺陷”(Defect)。由於缺陷(Defect)上述材料的陰極上不能引入均勻的電磁場，從而可使鍍膜110[或者掩模金屬膜110]的一部分不均勻地形成。
在實現UHD級別以上的超高畫質像素的過程中，鍍膜及鍍膜圖案[掩模圖案P]的不均勻會對像素的形成造成不良的影響。例如，目前的QHD畫質為500~600PPI(pixel per inch)，像素的尺寸達到約30~50㎛，而4K UHD、8K UHD高清晰具有比之更高的~860PPI，~1600PPI等解析度。而且直接應用在VR機器的微顯示器或插入VR機器中並使用的微顯示器以大約2000PPI以上級的超高畫質作為目標，且像素尺寸約為5~10μm左右。在此使用的FMM、陰影掩模的圖案寬度可為數μm ~數十μm，優選小於30μm，因此即便是數μm的缺陷，也在掩模的圖案尺寸中佔據大幅比重。而且，為了去除上述材料的陰極中的缺陷，可進行用於去除金屬氧化物、雜質等的附加工藝，在該工藝中還會引發陰極材料被蝕刻等的其他缺陷。
因此，本發明可使用單晶材料的母板(或者陰極)。特別地，優選為單晶矽材料。為了具有導電性，單晶矽材料的母板中可執行1019
/cm3
以上高濃度摻雜。摻雜可對母板的全部進行，也可僅對母板表面部分進行。
另外，作為單晶材料可使用Ti、Cu、Ag等金屬，GaN、SiC、GaAs、GaP、AlN、InN、InP、Ge等半導體，石墨(graphite)、石墨烯(graphene)等碳系材料，包括CH3
NH3
PbCl3
，CH3
NH3
PbBr3
，CH3
NH3
PbI3
，SrTiO3
等的鈣鈦礦(perovskite)結構等的超導體用單晶陶瓷，航空器部件用單晶超耐熱合金等。對於金屬、碳系材料，基本上為導電性材料。對於半導體材料，為了具有導電性可進行1019
/cm3
以上高濃度的摻雜。對於其他材料，可通過進行摻雜或者形成氧空位(oxygen vacancy)等來形成導電性。摻雜可對母板的全部進行，也可僅對母板表面部分進行。
對於單晶材料，由於其不存在缺陷，因此具有電鑄時由於在整個表面均勻地形成電磁場，從而可均勻地形成鍍膜110的優點。通過均勻鍍膜製造的框架一體型掩模100、200能夠進一步改善OLED像素的畫質水平。此外，由於無需執行去除、解除缺陷的額外的工藝，因此具有降低工藝成本、提高生產效率的優點。
通過將導電性基材作為母板[陰極(Cathode Body)]使用，將陽極(未圖示)相隔地佈置，從而可利用電鑄在導電性基材上形成鍍膜110[或者掩模金屬膜110]。
然後，可將鍍膜110從導電性基材進行分離。
另外，在將鍍膜110從導電性基材分離之前，可執行熱處理H。為了降低掩模100的熱膨脹係數的同時為了防止因熱導致的掩模100及掩模圖案P的變形，將鍍膜110從導電性基材[或者母板、陰極]分離之前執行熱處理。熱處理可以300℃至800℃的溫度執行。
通常由電鑄生成的因瓦合金薄板的熱膨脹係數高於由壓延生成的因瓦合金薄板的熱膨脹係數。因此，通過對因瓦合金薄板進行熱處理可降低熱膨脹係數，但是在該熱處理過程中因瓦合金薄板可發生變形等。因此，在黏合在導電性基材的狀態下，如果將鍍膜110形成在導電性基材的上部面、側面及下部面的一部分上，則即使進行熱處理也不會發生剝離、變形等，從而可穩定地進行熱處理。
由電鑄工藝生成的掩模金屬膜110其厚度可薄於由壓延工藝生成的掩模金屬膜110。由此，雖然還可以省略用於縮減厚度的平坦化PS工藝，但基於鍍金掩模金屬膜110的表面層的組成、結晶結構/細微結構，可具有不同蝕刻特徵，因此有必要通過平坦化PS控制表面特性、厚度。
然後，參照圖13的(b)，可在模板50上黏合掩模金屬膜110'。將液蠟加熱至85℃以上，將掩模金屬膜110'接觸到模板50上之後，使掩模金屬膜110'和模板50通過滾軸之間從而執行黏合。
根據一實施例，在模板50上約以120℃烘焙(baking)60秒，將臨時黏合部55的溶劑氣化後，可立即執行掩模金屬膜層壓(lamination)工藝。層壓通過在一面上形成有臨時黏合部55的模板50上裝載掩模金屬膜110'並使其通過約100℃的上部滾軸(roll)和約0℃的下部滾軸之間來執行。其結果，掩模金屬膜110'可與模板50接觸且中間夾設有臨時黏合部55。
圖15是示出本發明的一實施例涉及的臨時黏合部55的放大截面示意圖。作為又一例，臨時黏合部55可使用熱剝離膠帶(thermal release tape)。熱剝離膠帶的中間佈置有PET膜等芯膜56(core film)，芯膜56的兩面上佈置有可熱剝離的黏合層57a、57b(thermal release adhesive)，黏合層57a、57b的外輪廓可為佈置有剝離膜/離型膜58a、58b的形態。其中，佈置在芯膜56的兩面上的黏合層57a、57b的相互剝離溫度可相互不同。
根據一實施例，在去除剝離膜/離型膜58a、58b的狀態下，熱剝離膠帶的下部面[第二黏合層57b]黏合在模板50上，熱剝離膠帶的上部面[第一黏合層57a]可黏合在掩模金屬膜110'上。由於第一黏合層57a和第二黏合層57b具有相互不同的剝離溫度，因此，後述的圖20中將模板50從掩模100分離時，通過施加使第一黏合層57a剝離的熱，掩模100可從模板50和臨時黏合部55分離。
接下來，再參照圖13的(b)，可平坦化PS掩模金屬膜110'的一面。如上所述，由壓延工藝製造的掩模金屬膜110'可由平坦化PS工藝縮減厚度(110'->110)。此外，由電鑄工藝製造的掩模金屬膜110為了控制表面特性、厚度，也可進行平坦化PS工藝。
由此，如圖13的(c)，隨著掩模金屬膜110'的厚度縮減(110'->110)，掩模金屬膜110的厚度可約為5㎛至20㎛。
然後，參照圖14的(d)，可在掩模金屬膜110上形成經圖案化的絕緣部25。絕緣部25利用印刷法等可由光刻膠材料形成。
接下來，可對掩模金屬膜110進行蝕刻。此時，可不受限制地使用乾式蝕刻、濕式蝕刻等方法，經蝕刻的結果，由絕緣部25之間的空白空間26露出的掩模金屬膜110部分可被蝕刻。掩模金屬膜110中被蝕刻部分構成掩模圖案P，從而可製造形成有多個掩模圖案P的掩模100。
然後，參照圖14的(e)，通過去除絕緣部25可結束用於支撐掩模100的模板50的製造。
由於框架200具有多個掩模單元區域CR，因此還可具有多個掩模100，所述掩模100具有與每個掩模單元區域CR對應的掩模單元C。此外，可具有多個模板50，其用於分別支撐多個掩模100。
圖16是示出本發明的一實施例涉及的將掩模支撐模板裝載在框架上的過程的示意圖。
參照圖16，模板50可通過夾具部30被移送。夾具部30的吸附單元32通過吸附黏合有掩模100的模板50的面的反面可並進行移送。夾具部30通過吸附模板50並移送，而掩模100以臨時黏合部55為媒介黏合並支撐在模板50上，因此向框架200移送模板50的過程中，也不會對掩模100的黏合狀態及對準狀態產生影響。
圖17是示出本發明一實施例涉及的將工藝區域的溫度上升之後將模板50裝載在框架200上並將掩模100對應至框架200的單元區域CR(CR11~CR52)的狀態的示意圖。以下以具有2X5的掩模單元區域CR(CR11~CR52)的框架200為例進行說明。圖17雖例舉了將一個掩模100對應/附著至單元區域CR的例子，但是也可以執行通過將多個掩模100同時分別對應至所有單元區域CR上以將掩模100附著在框架200上的過程。這種情況下，可具有多個模板50用以分別支撐多個掩模100。
然後，參照圖17，使工藝區域的溫度上升ET之後，可將掩模100對應至框架200的一個掩模單元區域CR。本發明的特徵在於，在將掩模100對應至框架200的掩模單元區域CR的過程中，不向掩模100施加任何拉伸力。
框架200的掩模單元片材部220由於具有很薄的厚度，因此如果掩模100以被施加拉伸力的狀態附著在掩模單元片材部220上，則掩模100上殘留的拉伸力可能會作用在掩模單元片材部220及掩模單元區域CR上，並使其發生變形。因此，應以不施加拉伸力於掩模100上的狀態將掩模100附著在掩模單元片材部220上。因此，可防止施加在掩模100上的拉伸力反過來以張力(tension)的形式作用在框架200上使框架200[或者掩模單元片材部220]發生變形。
只是，對掩模100不施加拉伸力地附著在框架200[或者掩模單元片材部220]上以製造框架一體型掩模，而且將該框架一體型掩模用於像素沉積工藝時可發生一個問題。在約25~45℃左右的溫度下執行像素沉積工藝時，掩模100以預定長度膨脹。即使是因瓦合金材料的掩模100，基於用於形成像素沉積工藝氣氛的10℃左右的溫度上升，其長度也會發生約1~3ppm的變化。例如，掩模100的總長度為500mm時，其長度可增加約5~15㎛。由此，導致掩模100因自身的重量發生下垂，或者以固定在框架200的狀態被拉長並發生扭曲等變形，同時引發圖案P間的對準誤差變大的問題。
因此，本發明的特徵在於，在高於常溫的非常溫溫度下，以對掩模100不施加拉伸力的狀態對應並附著至框架200的掩模單元區域CR上。本說明書中敘述為在將工藝區域的溫度上升至第一溫度ET後將掩模100對應並附著至框架200上。
“工藝區域”可指用於放置掩模100、框架200等構成要素，而且用於執行掩模100的附著工藝等的空間。工藝區域也可以是封閉腔室內的空間，也可以是開放空間。而且，“第一溫度”可指，將框架一體型掩模用於OLED像素沉積工藝中時，等於或者高於像素沉積工藝溫度的溫度。考慮到像素沉積工藝溫度約為25~45℃，第一溫度可約為25℃至60℃。工藝區域的溫度上升可通過驅動加熱單元29或者在腔室設置加熱手段，或者在工藝區域的周圍設置加熱手段的方法等來執行。
再參照圖17，將包括框架200的工藝區域的溫度上升至第一溫度ET之後，可將掩模100對應至掩模單元區域CR。或者，將掩模100對應至掩模單元區域CR之後，可將包括框架200的工藝區域的溫度上升至第一溫度ET。
通過將模板50裝載在框架200[或者掩模單元片材部220]上，可將掩模100對應至掩模單元區域CR。控制夾具部30的位置的同時可通過頭部60的照相機單元65觀察掩模100是否對應於掩模單元區域CR。由於模板50擠壓掩模100，因此掩模100可與框架200緊貼。由於可通過控制模板50的位置便可將掩模100對應至掩模單元區域CR，因此可以不向掩模100不直接施加任何拉伸力。
另外，還可將下部支撐單元90[參照圖19]佈置在框架200下部。下部支撐單元90可以與框架支撐單元26一體形成。下部支撐單元90可具有恰好放入框架邊緣部210的中空區域內的尺寸且具有平板形狀。而且，下部支撐單元90的上部面也可形成有對應掩模單元片材部220形狀的預定的支撐槽(未圖示)。這種情況下，由於邊緣片材部221和第一柵格片材部223及第二柵格片材部225插在支撐槽中，因此掩模單元片材部220會被更加牢固地固定。
下部支撐單元90可擠壓掩模100接觸的掩模單元區域CR的反面。即，下部支撐單元90通過向上部方向支撐掩模單元片材部220，從而可防止在掩模100的附著過程中掩模單元片材部220向下部方向下垂。與此同時，通過使下部支撐單元90和模板50以相反的方向擠壓掩模100的邊緣和框架200[或者掩模單元片材部220]，從而可使掩模100維持對準狀態而不被打亂。
如此，只通過在模板50上附著掩模100並將模板50裝載到框架200上，便可結束將掩模100對應至框架200的掩模單元區域CR上的過程，該過程中可做到對掩模100不施加任何拉伸力。
圖18是示出本發明一實施例涉及的將掩模100附著在框架200上的過程的示意圖。
然後，可以向掩模100照射鐳射L並基於鐳射焊接將掩模100附著在框架200上。由鐳射焊接的掩模的焊接部WP部分上生成焊珠WB，焊珠WB可具有與掩模100/框架200相同的材料且與它們一體連接。相隔佈置的一雙鐳射單元61a、61b可通過同時向掩模100的左側焊接部WP和右側焊接部WP照射鐳射L並進行焊接。
圖19是示出本發明的一實施例涉及的通過吸附孔229向掩模100施加吸附力的狀態的示意圖。
另外，根據另一實施例，多個吸附孔229可形成於存在掩模單元區域CR的框架200的稜角附近。具體地，可在與掩模單元片材部220的稜角相隔預定距離的部分上形成多個吸附孔229，更具體地，可形成於與邊緣片材部221的內側稜角相隔預定距離的部分及在與第一柵格片材部223、第二柵格片材部225的稜角相隔預定距離的部分。
在能夠起到真空吸附壓力作用的目的的範圍內，多個吸附孔229的形態、尺寸等不受任何限制。只是，多個吸附孔229的位置優選不與掩模100的焊接部WP重疊。如果焊接部WP與吸附孔229重疊，則掩模100與框架200[或者掩模單元片材部220]由於沒能緊密接觸，因此不能通過鐳射焊接符合要求地生成焊珠WB。優選地，多個吸附孔229形成於靠近焊接部WP的部分以使掩模100的焊接部WP部分能夠更加緊貼在框架200[或者掩模單元片材部220]上。
如圖19所示，如果將模板50裝載在框架200[或者掩模單元片材部220]上，掩模100的下部面的一部分與框架200[或者掩模單元片材部220]上部抵接。形成於框架200[或者掩模單元片材部220]的吸附孔229的上部與掩模100的下部面對應，對應於吸附孔229下部的吸附力(吸附壓力)施加手段通過吸附孔229將吸附力VS[或者吸附壓力VS]施加到掩模100，從而可拉拽對應吸附孔229的掩模100部分。由此，掩模100可更加緊貼在框架200上，且在執行鐳射焊接時可更加穩定地生成焊珠WB。
下部支撐單元90的上部可形成有吸附部95。吸附部95優選佈置在與形成於框架200[或者掩模單元片材部220]上的吸附孔229對應的位置。換而言之，吸附部95可佈置在能夠在下部支撐單元90上向吸附孔229集中地施加吸附力VS[或者吸附壓力VS]的位置。吸附部95可使用公知的可真空吸附的裝置，而且可以與外部的吸附壓力發生手段連接。作為一例，下部支撐單元90的內部形成有真空管道96，另一端與泵等的外部吸附壓力發生手段(未圖示)連接，一端可與吸附部95連接。與真空管道96連接的吸附部95的上部面形成有多個洞、狹縫等，從而可作為施加吸附壓力的通道使用。外部的吸附壓力發生手段與下部支撐單元90的多個真空管道96連接，從而可個別地針對每個真空管道96的吸附壓力進行控制，也可以同時對所有真空管道96的吸附壓力進行控制。
下部支撐單元90的吸附部95提供吸附力VS[或者吸附壓力VS]，而且該吸附力VS通過吸附孔229施加在掩模100上，由此掩模100可受到向吸附部95側(下部側)的拉拽。與此同時，掩模100與框架200[或者主單元片材部220]的介面可相互緊密地接觸。
由於吸附部95用力拉拽掩模100，因此掩模100與框架200的介面之間不存在細微的氣隙。結果，由於掩模100與框架200[圖19的放大圖中，第一柵格片材部223]緊貼，因此即使鐳射L照射到焊接部WP的任何位置，也可使焊珠WB在掩模100與框架200之間很好地生成。焊珠WB使掩模100與框架200一體連接，從而具有可穩定地進行焊接的優點。
如圖10中所述，下部支撐單元90也可以與框架支撐單元25一體形成。再參照圖19，下部支撐單元90[框架支撐單元25]的下部佈置有加熱單元29，從而可通過加熱使工藝區域的溫度控制為第一溫度、第二溫度等。
圖20是示出本發明的一實施例涉及的將掩模100附著在框架200之後將掩模100與模板50分離的過程的示意圖。
參照圖20，將掩模100附著在框架200之後，可將掩模100與模板50進行分離(debonding)。掩模100與模板50的分離可通過對臨時黏合部55進行加熱EP、化學處理CM、施加超聲波US，施加紫外線UV中至少任意一個而執行。由於掩模100維持附著在框架200的狀態，因此可只抬起模板50。作為一例，如果施加高於85℃~100℃的溫度的熱EP，則臨時黏合部55的黏性降低，掩模100與模板50的黏合力減弱，從而可分離掩模100與模板50。作為另一例，可通過利用將臨時黏合部55沉浸CM在IPA、丙酮、乙醇等化學物質中以使臨時黏合部55溶解、去除等方式來分離掩模100與模板50。作為另一例，通過施加超聲波US或者施加之紫外線UV使掩模100與模板50的黏合力減弱，從而可分離掩模100與模板50。
進一步而言，作為黏合掩模100與模板50的媒介的臨時黏合部55為TBDB黏合材料(temporary bonding & debonding adhesive)，從而可使用各種分離(debonding)方法。
作為一例，可使用基於化學處理CM的溶劑分離(Solvent Debonding)方法。可基於溶劑(solvent)的滲透使臨時黏合部55溶解並進行分離。此時，掩模100上已形成有圖案P，因此溶劑可通過掩模圖案P及掩模100與模板50的分界滲透。溶劑分離可在常溫(room temperature)下進行，由於無需額外的複雜的分離設備，因此相比於其他分離方法具有相對廉價的優點。
作為另一例，可使用基於加熱EP的熱分離(Heat Debonding)方法。通過利用高溫的熱來誘導臨時黏合部55的分解，如果掩模100與模板50間的黏合力減弱，則可向上下方向或者左右方向進行分離。
作為另一例，可使用基於加熱EP、施加紫外線UV等的剝離黏合劑分離(Peelable Adhesive Debonding)方法。當臨時黏合部55為熱剝離膠帶時，可利用剝離黏合劑分離方法來進行分離，該方法無需進行如熱分離方法的高溫熱處理且無需額外設置高價的熱處理設備，具有進行過程相對簡單的優點。
作為另一例，可使用基於化學處理CM、施加超聲波US、施加紫外線UV等的常溫分離(Room Temperature Debonding)方法。如果在掩模100或者模板50的一部分(中心部)進行non-sticky處理，則通過使用臨時黏合部55只黏合在邊緣部分上。此外，分離時溶劑滲透到邊緣部分使臨時黏合部55溶解從而實現分離。該方法具有在黏合和分離的過程中除掩模100、模板50的邊緣區域以外的剩餘部分不發生直接的損失或者分離時不發生因黏合材料殘留物(residue)導致的缺陷等優點。此外，不同於熱分離法，由於在分離時無需高溫熱處理過程，因此具有可相對縮減工藝成本的優點。
圖21是示出本發明一實施例涉及的將掩模100對應至相鄰的框架200的單元區域CR的狀態的示意圖。
參照圖21，可將掩模100對應至與附著有掩模100的掩模單元區域CR111相鄰的掩模單元區域CR121。工藝區域的溫度可維持圖17中上升至第一溫度ET的狀態。由此，掩模100可以在不施加拉伸力的狀態下維持第一溫度的體積。
可通過將模板50裝載在框架200[或者掩模單元片材部220]上來將掩模100對應至掩模單元區域CR121。通過控制模板50的位置將掩模100對應至掩模單元區域CR121的方法與圖17的過程相同。另外，也可將掩模100首先對應至與掩模單元區域CR111相鄰的掩模單元區域CR121以外的其他掩模單元區域CR。
接下來，可通過向掩模100照射鐳射L並基於鐳射焊接將掩模100附著在框架200上。鐳射焊接的掩模的焊接部部分上形成有焊珠WB，焊珠WB可具有與掩模100/框架200相同的材料且與它們一體連接。
圖22是示出本發明是示出本發明一實施例涉及的將掩模100附著至相鄰的框架200的單元區域CR之後將掩模100與模板50分離的過程示意圖。
參照圖22，將掩模100附著在框架200之後，可將掩模100與模板50進行分離(debonding)。掩模100與模板50的分離可通過對臨時黏合部55進行加熱EP、化學處理CM、施加超聲波US、施加紫外線UV中至少任意一個而執行。由於掩模100維持附著在框架200的狀態，因此可只抬起模板50。這與圖20中敘述的內容相同。
圖23是示出本發明一實施例涉及的將掩模100附著到框架200的狀態的示意圖。
然後，參照圖23，可執行將掩模100對應至剩餘的掩模單元區域CR並進行附著的過程。所有的掩模100可附著在框架200的掩模單元區域CR上。
現有的圖1的掩模10包括6個單元C1~C6，因此具有較長的長度，而本發明的掩模100包括一個單元C，因此具有較短的長度，因此PPA(pixel position accuracy)扭曲的程度會變小。假設包括多個單元C1~C6…的掩模10的長度為1m，並且在1m的總長度中發生10μm的PPA誤差，則本發明的掩模100可以隨著相對長度減小(相當於單元C數量減少)而將上述誤差範圍變成1/n。例如，本發明的掩模100長度為100mm，則具有從現有的掩模10的1m減小為1/10的長度，因此在100mm的總長度中發生1μm的PPA誤差，顯著降低對準誤差。
另一方面，掩模100具備多個單元C，並且即使使各個單元C與框架200的各個單元區域CR對應仍處於對準誤差最小化的範圍內，則掩模100也可以與框架200的多個掩模單元區域CR對應。或者，具有多個單元C的掩模100也可以與一個掩模單元區域CR對應。在這種情況下，考慮到基於對準的工藝時間和生產性，掩模100優選具備盡可能少量的單元C。
在本發明中，由於只需匹配掩模100的一個單元C並確認對準狀態即可，因此與同時匹配多個單元C(C1~C6)並需要確認全部對準狀態的現有方法相比，可以顯著縮短製造時間。
即，本發明的框架一體型掩模的製造方法與同時匹配6個單元C1~C6並同時確認6個單元C1~C6的對準狀態的現有方法相比，通過使包含於6個掩模100的各個單元C11~C16分別與一個單元區域CR11~CR16對應並通過確認各個對準狀態的6次過程，能夠明顯縮短時間。
另外，在本發明的框架一體型掩模的製造方法，在使30個掩模100分別與30個單元區域CR(CR11~CR56)對應並對準的30次的過程中的產品收率，可以明顯高於使分別包括6個單元C1~C6的5個掩模10(參照圖2的(a))與框架20對應並對準的5次過程中的現有產品的收率。由於在每次對應於6個單元C的區域中對準6個單元C1~C6的現有方法是明顯繁瑣且困難的作業，而且產品收率低。
圖24是示出本發明一實施例涉及的將掩模100附著至框架200的單元區域CR之後使工藝區域的溫度下降的過程的示意圖。
然後，參照圖24，將工藝區域的溫度下降至第二溫度LT。“第二溫度”可指，低於第一溫度的溫度。考慮到第一溫度約為25℃至60℃，第二溫度以低於第一溫度為前提，可約為20℃至30℃，優選地，第二溫度可以是常溫。工藝區域的溫度下降可通過加熱單元29來控制，或者在腔室設置冷卻手段或者在工藝區域周圍設置冷卻手段的方法，以及常溫下自然冷卻的方法等來執行。
如果工藝區域的溫度下降至第二溫度LT，則掩模100可以預定的長度進行熱收縮。掩模100可沿著所有側面方向以各向同性地進行熱收縮。只是，由於掩模100通過焊接固定連接在框架200[或者掩模單元片材部220]，因此掩模100的熱收縮本身向周圍的掩模單元片材部220施加張力TS。基於掩模100自身施加的張力TS，掩模100可更加繃緊地附著在框架200上。
此外，在掩模100全部附著在對應的掩模單元區域CR上之後，工藝區域的溫度將下降至第二溫度LT，由此所有掩模100同時產生熱收縮，因此導致框架200發生變形或者圖案P的對準誤差變大的問題。進一步說明，即使張力TS施加到掩模單元片材部220，也由於多個掩模100施加向相反的方向收縮的張力TS，所述張力TS相互抵消，因此掩模單元片材部220上不會發生變形。例如，在CR11單元區域上附著的掩模100與CR12單元區域上附著的掩模100之間的第一柵格片材部223中，附著在CR11單元區域上的掩模100向右側方向作用的張力TS與附著在CR12單元區域上的掩模100向左側方向作用的張力TS可相互抵消。由此，通過最小化框架200[或者掩模單元片材部220]因張力TS發生的變形，從而具有可最小化掩模100[或者，掩模圖案P]的對準誤差的優點。
圖25是示出本發明的一實施例涉及的利用框架一體型掩模100、200的OLED像素沉積裝置1000的示意圖。
參照圖25，OLED像素沉積裝置1000包括：磁板300，其容納有磁體310，並且排布有冷卻水管350；沉積源供給部500，其從磁板300的下部供給有機物原料600。
磁板300與沉積源沉積部500之間可以插入有用於沉積有機物源600的玻璃等目標基板900。目標基板900上可以以緊貼或非常接近的方式配置有使有機物源600按不同像素沉積的框架一體型掩模100、200(或者FMM)。磁體310可以產生磁場，並通過磁場緊貼到目標基板900上。
沉積源供給部500可以往返左右路徑並供給有機物源600，由沉積源供給部500供給的有機物源600可以通過形成於框架一體型掩模100、200的圖案P附著至目標基板900的一側。通過框架一體型掩模100、200的圖案P後沉積的有機物源600，可以用作OLED的像素700。
為了防止由於陰影效應(Shadow Effect)發生的像素700的不均勻沉積，框架一體型掩模100、200的圖案可以傾斜地形成S(或者以錐形S形成)。沿著傾斜表面，在對角線方向上通過圖案的有機物源600，也可以有助於像素700的形成，因此，能夠整體上厚度均勻地沉積像素700。
在高於像素沉積工藝溫度的第一溫度下，掩模100附著固定於框架200上，因此即使提升至用於沉積像素工藝的溫度，也對掩模圖案P的位置幾乎不構成影響，掩模100和與其相鄰的掩模100之間的PPA能夠保持為不超過3μm。
另外，當發生附著在框架200的掩模100中夾雜有雜質或者掩模圖案P發生損傷等缺陷時，有必要替換掩模100。或者，當掩模100附著到框架200上但掩模圖案P的一部分對準不準確時，也有必要通過替換掩模100使對準準確。
這種情況下，無需工藝區域的溫度變化就直接將掩模100從框架200分離時，由於除單元區域CR11以外的剩餘的單元區域CR12、CR13、CR21、…上附著的掩模100的張力TS，框架200可發生細微的變形。這種變形可導致掩模圖案P及掩模單元C沿著PL線依次發生對準誤差(參照圖23的放大部分)。即，隨著將任意一個掩模100[單元區域CR111的掩模100]從框架200分離，多個掩模100向相互相反方向的施加張力TS而相互抵消的力將重新作用於框架200，從而發生對準誤差。
因此，本發明的特徵在於，重新調整至使這種張力TS不作用於框架200的狀態之後，再將發生缺陷而需要分離/替換的目標掩模100[作為一例，包括掩模單元C11的掩模100]進行分離/替換。
首先，可使工藝區域的溫度上升至第一溫度ET。第一溫度可指，將框架一體型掩模用於OLED像素沉積工藝時，等於或者高於像素沉積工藝溫度的溫度。考慮到像素沉積工藝溫度可約為25~45℃，第一溫度可約為25℃至60℃。這與圖17中上升至第一溫度ET的情況相同。
如果工藝區域的溫度上升至第一溫度ET，則熱收縮的掩模100同時產生預定的熱膨脹。熱膨脹的程度相當於解除張力TS的程度。換而言之，如果工藝區域的溫度上升至第一溫度ET，則附著在框架200上的掩模100上施加的張力TS將被解除。因此，掩模100及框架200可變為無應力(stree free)的狀態。
然後，可將需要分離替換的目標掩模100從框架200分離。可通過向目標掩模100施加物理力來使掩模100從框架200分離。只是，為了防止作用於框架200的力導致發生變形，當揭下一個邊時有必要對剩餘的邊進行擠壓。
將包括掩模單元C11的掩模100的一側稜角(右側稜角)從框架200揭下之後，可將另一側稜角(左側稜角)從框架200揭下。具體來說，掩模100的一側稜角可以是附著在作為掩模單元區域CR111的右側稜角的第一柵格片材部223上的狀態。因此，通過向掩模100的一側稜角施加外力以將其揭下時，存在由於掩模100與框架200[第一柵格片材部223]的附著力導致第一柵格片材部223的部分發生變形的問題。因此，有必要將框架200[第一柵格片材部223]緊緊地固定之後揭下掩模100。
為了抵抗外力而牢牢地固定框架200，可對外力直接作用的掩模100的一側稜角(右側稜角)的外側部分進行擠壓。即，可對位於附著的掩模100一側稜角的外側的框架200[第一柵格片材部223]部分進行擠壓。擠壓優選對相較於一側稜角更靠近外側的框架200[第一柵格片材部223]部分的上部面和下部面的兩面進行。上部面可使用加壓條(未圖示)進行擠壓，下部面可使用用於支撐框架200的下部支撐單元90[參照圖19]進行擠壓。將另一側稜角(左側稜角)從框架200揭下時，也可同樣對另一側稜角(左側稜角)的外側部分進行擠壓。
然後，可將待替換的新掩模100對應至掩模單元區域CR111。通過將模板50裝載到框架200[或者，掩模單元片材部220]上可實現將掩模100對應至掩模單元區域CR111。接下來，通過向掩模100照射鐳射L並基於鐳射焊接將掩模100附著在框架200上。這與圖18的過程相同。
然後，可將工藝區域的溫度下降至第二溫度LT。考慮到第一溫度約為25℃至60℃，第二溫度以低於第一溫度為前提，可約為20℃至30℃，優選地，第二溫度可為常溫。這與圖21中下降至第二溫度LT的情況相同。
如果工藝區域的溫度下降至第二溫度LT，則掩模100可以以預定長度進行熱收縮。掩模100可沿著側面方向進行熱收縮。與此同時，由於多個掩模100以相互相反的方向施加張力TS導致該力相互抵消，因此，掩模單元片材部220上不發生變形。
如上所述，當分離/替換發生缺陷的掩模100時，由於通過將工藝區域的溫度上升至第一溫度使分離/替換在無應力的狀態下進行，因此可防止框架200的變形，而且不產生掩模圖案P、掩模單元C的對準誤差，具有可穩定地分離/替換掩模100的優點。
如上所述，本發明列舉了優選實施例進行圖示和說明，但是不限於上述實施例，在不脫離本發明的精神的範圍內，本領域技術人員能夠進行各種變形和變更。這種變形及變更均落在本發明和所附的申請專利範圍的範圍內。
1:掩模
2:OLED像素沉積框架
3:夾持器
4:y軸移動軌道
5:預熱部、Z軸移動軌道
6:OLED像素
10:製造裝置
10':薄掩模
13:圖案
14:圖案傾斜地形成
15:桌子
19:後面圖
20:工作臺部
21:裝載部
23:框架對準單元
25:框架支撑單元
26:空白空間
27:工作臺移動部
29:加熱單元
30:夾具部
31:夾具單元
32:吸附單元
33:輔助單元
34:夾具加熱單元
35:夾具移動單元
34:夾具加熱單元
37:連接單元
40:夾具移動部
41:基座單元
43:夾具支撑單元
44:基座軌道單元
45:夾具支撑單元
50:模板
50a:中心部
50b:邊緣部
51:鐳射貫穿孔
55:臨時黏合部
56:芯膜
57a、57b:黏合層
58a、58b:剝離膜、離型膜
60:頭部
61、61a、61b:鐳射單元
65:照相機單元
67:不良分析單元
70、71、75:頭移動部
76:X軸引導器
80:消振台
90:下部支撐單元
95:吸附部
96:真空管道
100:掩模
110:掩模膜
110':掩模金屬膜
200:框架
210:邊緣框架部
220、220':掩模單元片材部
221:邊緣片材部
223:第一柵格片材部
225:第二柵格片材部
229:吸附孔
1000:OLED像素沉積裝置
C(C1~C6):單元
CM:化學處理
CR(CR11~CR56)、CR111、CR121、CR111:掩模單元區域
D1~D1''、D2~D2'':距離
DM:(掩模)虛擬部
ET:將工藝區域的溫度上升至第一溫度
EP:加熱
F1~F2:拉伸
H:熱處理
L:鐳射
LT:將工藝區域的溫度下降至第二溫度
P:掩模圖案
PL:線
PD':像素間隔
T1、T2:厚度
TS:張力
R:中空區域
W:焊接
WB:焊珠
WP:焊接部
VS:吸附(壓)力
US:施加超聲波
UV:紫外線
X、Y、Z、θ:軸
圖1和圖2是示出現有的將掩模附著至框架的過程的示意圖。
圖3是示出在現有的拉伸掩模的過程中發生單元之間的對準誤差的示意圖。
圖4是示出本發明的一實施例涉及的框架一體型掩模的主視圖以及側剖視圖。
圖5是示出本發明的一實施例涉及的框架的主視圖以及側剖視圖。
圖6是示出本發明的一實施例涉及的框架製造過程的示意圖。
圖7是示出本發明的另一實施例涉及的框架的製造過程的示意圖。
圖8是示出現有的用於形成高解析度OLED的掩模的示意圖。
圖9是示出本發明的一實施例涉及的掩模的示意圖。
圖10和圖11是示出本發明一實施例涉及的框架一體型掩模的製造裝置的平面示意圖及正面示意圖。
圖12是本發明一實施例涉及的框架一體型掩模的製造裝置的部分放大示意圖。
圖13至圖14是示出本發明一實施例涉及的通過在模板上黏合掩模金屬膜並形成掩模，從而製造掩模支撐模板的過程的示意圖。
圖15是示出本發明一實施例涉及的臨時黏合部的放大截面示意圖。
圖16是示出本發明一實施例涉及的將掩模支撐模板裝載到框架上的過程的示意圖。
圖17是示出本發明一實施例涉及的將工藝區域的溫度上升之後將模板裝載在框架上並將掩模對應至框架的單元區域的狀態的示意圖。
圖18是示出本發明一實施例涉及的將掩模附著在框架上的過程的示意圖。
圖19是示出本發明的一實施例涉及的通過吸附孔向掩模施加吸附力的狀態的示意圖。
圖20是示出本發明的一實施例涉及的將掩模附著到框架上之後將掩模與模板進行分離的過程的示意圖。
圖21是示出本發明一實施例涉及的將掩模對應至相鄰的框架的單元區域的狀態的示意圖。
圖22是示出本發明一實施例涉及的將掩模附著至相鄰的框架的單元區域之後將掩模與模板分離的過程示意圖。
圖23是示出本發明一實施例涉及的將掩模附著到框架的狀態的示意圖。
圖24是示出本發明一實施例涉及的將掩模附著至框架的單元區域之後使工藝區域的溫度下降的過程的示意圖。
圖25是示出本發明一實施例涉及的利用框架一體型掩模的OLED像素沉積裝置的示意圖。
5:預熱部、Z軸移動軌道
10:製造裝置
15:桌子
20:工作臺部
21:裝載部
23:框架對準單元
25:框架支撑單元
27:工作臺移動部
29:加熱單元
30:夾具部
37:連接單元
40:夾具移動部
41:基座單元
43、45:夾具支撑單元
50:模板
60:頭部
61、61a、61b:鐳射單元
65:照相機單元
67:不良分析單元
100:掩模
200:框架
CR:掩模單元區域
X、Y、Z:軸
Claims (14)
- 一種框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於包括： 工作臺部，其用於安置並支撐框架； 夾具部，其用於夾緊黏合且支撐有掩模的模板； 夾具移動部，其向X、Y、Z、θ軸中的至少任意一個方向移動夾具部； 頭部，其用於向掩模的焊接部照射鐳射，且用於感應掩模的對準狀態；以及 頭移動部，其向X、Y、Z軸中的至少任意一個方向移動頭部， 工作臺部包括用於使包括框架的工藝區域的溫度上升至第一溫度的加熱單元。
- 如請求項1所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，還包括預熱部，所述預熱部在夾具部夾緊模板之前，提供用於預熱黏合且支撐有掩模的模板的空間。
- 如請求項1所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，夾具部通過吸附模板的上部面的至少一部分進行夾緊。
- 如請求項1所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，工作臺部包括用於對準框架的位置的框架對準單元。
- 如請求項1所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，夾具部包括： 夾具單元，其用於夾緊模板； 夾具移動單元，其向X、Y、Z、θ軸中的至少任意一個方向移動夾具單元；以及 連接單元，其用於將夾具移動單元連接至夾具移動部。
- 如請求項5所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，夾具部還包括向夾緊的模板施加熱的夾具加熱單元。
- 如請求項5所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，夾具單元上相距間隔地形成有向模板施加吸附壓力的多個吸附單元。
- 如請求項7所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，多個吸附單元在掩模的焊接部與Z軸的區域上不發生重疊地佈置。
- 如請求項1所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，頭部包括鐳射單元，其通過向掩模照射鐳射使掩模與框架焊接，或者通過向掩模照射鐳射進行鐳射微調。
- 如請求項9所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，一雙鐳射單元相隔地佈置，每個鐳射單元分別向掩模的一側、另一側的焊接部照射鐳射。
- 如請求項1所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，框架包括： 邊緣框架部，其包括中空區域； 掩模單元片材部，其具有多個掩模單元區域，且與邊緣框架部連接。
- 如請求項11所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，與存在掩模單元區域的掩模單元片材部的稜角相隔預定距離的部分上形成有多個吸附孔，工作臺部還包括向框架的下部生成吸附壓力的下部支撐單元。
- 如請求項12所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，下部支撐單元的下部佈置有加熱單元。
- 如請求項1所述的框架一體型掩模的製造裝置，其特徵在於，第一溫度大於或者等於OLED像素沉積工藝溫度，將掩模附著在框架上之後，將包括框架的工藝區域的溫度下降至小於第一溫度的第二溫度，第一溫度是25℃至60℃中的任意一溫度，第二溫度是小於第一溫度的20℃至30℃中的任意一溫度，OLED像素沉積工藝溫度是25℃至45℃中的任意一溫度。
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