TWI731482B - 掩模支撐模板、掩模金屬膜支撐模板、掩模支撐模板的製造方法及框架一體型掩模的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及掩模支撐模板、掩模金屬膜支撐模板、掩模支撐模板的製造方法及框架一體型掩模的製造方法。本發明涉及的掩模支撐模板作為用於支撐OLED像素形成用掩模並將該掩模對應至框架上的模板，其特徵在於包括：模板；臨時黏合部，其形成於模板上；以及掩模，其夾設有臨時黏合部地黏合在模板上且形成有掩模圖案，掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。

Description

掩模支撐模板、掩模金屬膜支撐模板、掩模支撐模板的製造方法及框架一體型掩模的製造方法
發明領域 本發明涉及掩模支撐模板、掩模金屬膜支撐模板、掩模支撐模板的製造方法及框架一體型掩模的製造方法。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，且能夠準確地對準(align)各掩模的掩模支撐模板、掩模金屬膜支撐模板、掩模支撐模板的製造方法及框架一體型掩模的製造方法。
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實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準的問題等。
在超高清的OLED中，現有的QHD畫質為500-600PPI(pixel per inch，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等的分辨率。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。
發明概要 [技術問題] 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，提供一種可使掩模不發生變形且穩定地得到支撐並移動，而且可防止掩模發生下垂或者扭曲等變形，並可準確地對準的掩模支撐模板、掩模金屬膜支撐模板、掩模支撐模板的製造方法及框架一體型掩模的製造方法。
此外，本發明的目的在於，提供一種可顯著地減少製造時間，並顯著地提升收率的框架一體型掩模的製造方法。 [解決手段]
本發明的所述的目的通過以下掩模支撐模板來實現，該模板用於支撐OLED像素形成用掩模並將該掩模對應至框架上，該掩模支撐模板包括模板；臨時黏合部，其形成於模板上；以及掩模，其以夾設有臨時黏合部的形式黏合在模板上且形成有掩模圖案，掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
此外，本發明的所述的目的通過以下掩模支撐模板來實現，該模板用於支撐OLED像素形成用掩模並將該掩模對應至框架上，該掩模支撐模板包括模板；臨時黏合部，其形成於模板上；以及掩模，其以夾設有臨時黏合部的形式黏合在模板上且形成有掩模圖案，而且對應掩模的焊接部的模板的部分形成有使焊接能量通過的貫穿孔，掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
臨時黏合部可以為基於加熱可分離的黏合劑或者黏合片材，基於照射UV可分離的黏合劑或者黏合片材。
模板的材料可包括晶圓、玻璃(glass)、矽膠(silica)、耐熱玻璃、石英(quartz)、氧化鋁(Al2 O3 )、硼矽酸鹽玻璃(borosilicate glass)、氧化鋯(zirconia)、鈉鈣玻璃(soda-lime glass)、低鐵玻璃(low-iron glass)中任意一個。
此外，本發明的所述的目的通過以下掩模金屬膜支撐模板來實現，該掩模金屬膜支撐模板包括模板；臨時黏合部，其形成於模板上；以及掩模金屬膜，其通過以夾設有臨時黏合部的形式黏合在模板上並用於製造OLED像素形成用掩模，而且掩模金屬膜以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
此外，本發明的所述的目的通過以下掩模金屬膜支撐模板來實現，該掩模金屬膜支撐模板包括模板；臨時黏合部，其形成於模板上；以及掩模金屬膜，其通過以夾設有臨時黏合部的形式黏合在模板上並用於製造OLED像素形成用掩模，而且對應掩模的焊接部的模板的部分上形成有使焊接能量通過的貫穿孔，掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
可通過執行以下步驟將掩模金屬膜製成OLED像素形成用掩模：(a)在掩模金屬膜上形成經圖案化的絕緣部的步驟；(b)通過蝕刻絕緣部之間露出的掩模金屬膜部分來形成掩模圖案的步驟；以及(c)去除絕緣部的步驟。
此外，本發明的所述目的是通過以下掩模支撐模板的製造方法來實現，該模板(template)用於支撐OLED像素形成用掩模並將該掩模對應至框架上，該方法包括：(a)將掩模金屬膜以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在一面形成有臨時黏合部的模板上的步驟；以及(b)通過在掩模金屬膜上形成掩模圖案來製造掩模的步驟。
在步驟(a)與步驟(b)之間，還可包括縮減黏合在模板上的掩模金屬膜厚度的步驟。
步驟(a)可包括：(a1)將一面形成有臨時黏合部的模板固定在上部塊上的步驟；(a2)將掩模金屬膜的至少一側以拉伸的狀態固定在下部塊的步驟；以及(a3)通過擠壓上部塊和下部塊來黏合掩模金屬膜和模板的步驟。
步驟(a)可在真空氣氛下執行。
在步驟(a3)之後，可切割向模板的外側突出的掩模金屬膜的部分。
步驟(b)可包括：(b1)在掩模金屬膜上形成經圖案化的絕緣部的步驟；(b2)通過蝕刻絕緣部之間露出的掩模金屬膜部分來形成掩模圖案的步驟；以及(b3)去除絕緣部的步驟。
此外，本發明所述的目的通過以下框架一體型掩模的製造方法來實現，該框架一體型掩模由多個掩模和用於支撐掩模的框架一體形成，該方法包括：(a)準備模板上黏合有掩模的掩模支撐模板的步驟，所述掩模上形成有多個掩模圖案；(b)將模板裝載到具有多個掩模單元區域的框架上，並將掩模對應至框架的掩模單元區域的步驟；以及(c)將掩模附著在框架上的步驟，掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
還可包括：(d)通過反複執行步驟(b)至步驟(c)將掩模附著至框架的所有掩模單元區域的步驟。
步驟(a)可包括：(a1)提供由基於壓延(rolling)工藝製造的金屬片材(sheet)構成的掩模金屬模的步驟；(a2)將掩模金屬膜以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在一面形成有臨時黏合部的模板上的步驟；以及(a3)通過在掩模金屬膜上形成掩模圖案來製造掩模，從而提供模板上黏合有掩模的掩模支撐模板的步驟，所述掩模上形成有多個掩模圖案。
在步驟(c)中，在模板上部照射的雷射可通過雷射貫穿孔照射到掩模的焊接部上。
還可包括在步驟(c)之後，對臨時黏合部進行加熱、化學處理、施加超聲波、施加UV中至少任意一個處理，從而使掩模與模板分離的步驟。
如果模板從掩模分離，則施加在掩模上的拉伸力將施加在框架上。
框架可包括：邊緣框架部，其包括中空區域；以及掩模單元片材部，其連接在邊緣框架部上，且具有多個掩模單元區域，掩模單元片材部包括：邊緣片材部；至少一個第一柵格片材部，其向第一方向延伸形成且兩端與邊緣片材部連接；以及第二柵格片材部，其向垂直於第一方向的第二方向延伸形成且與第一柵格片材部交叉，且兩端與邊緣片材部連接。 [發明效果]
根據具有如上所述結構的本發明，具有可使掩模不發生變形且穩定地得到支撐並移動，而且可防止掩模發生下垂或者扭曲等變形，並可準確地對準的效果。
另外，根據本發明，具有能夠顯著地縮短製造時間並顯著地提升收率的效果。於本揭示的一個態樣中，
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申請專利範圍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是示出現有的OLED像素沉積用掩模10的示意圖。
參照圖1，現有的掩模10可以以條式(Stick-Type)或者板式(Plate-Type)製造。圖1的(a)中示出的掩模10作為條式掩模，可以將條的兩側焊接固定於OLED像素沉積框架並使用。圖1的(b)中示出的掩模100作為板式掩模，可以使用於大面積的像素形成工藝。
在掩模10的主體(Body，或者掩模膜11)中，具備多個顯示單元C。一個單元C與智慧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分辨率。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。
圖2是示出現有的將掩模10附著至框架20的過程的示意圖。圖3是示出在現有的拉伸F1~F2掩模10的過程中發生單元之間的對準誤差的示意圖。下面，以圖1的(a)示出的具備6個單元C(C1~C6)的條式掩模10為例進行說明。
參照圖2的(a)，首先，應將條式掩模10平坦地展開。沿著條式掩模10的長軸方向施加拉伸力F1~F2，隨著拉伸，展開條式掩模10。在該狀態下，將條式掩模10裝載在方框形狀的框架20上。條式掩模10的單元C1~C6將位於框架20的框內部空白區域部分。框架20的尺寸可以足以使一個條式掩模10的單元C1~C6位於框內部空白區域，也可以足以使多個條式掩模10的單元C1~C6位於框內部空白區域。
參照圖2的(b)，微調施加到條式掩模10各側的拉伸力F1~F2，同時對準後，隨著焊接W條式掩模10側面的局部，將條式掩模10和框架20彼此連接。圖2的(c)示出彼此連接的條式掩模10和框架的側截面。
參照圖3，儘管微調施加到條式掩模10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10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，同時通過顯微鏡實時確認各個單元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10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10分別連接在一個框架20，同時使多個條式掩模10之間，以及條式掩模10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10連接固定到框架20後，施加到條式掩模10的拉伸力F1~F2會反向地作用於框架20。即，由於拉伸力F1~F2而繃緊拉伸的條式掩模10連接在框架20後，能夠將張力(tension)作用於框架20。通常，該張力不大，不會對框架20產生大的影響，但是在框架20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20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200以及框架一體型掩模。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。換而言之，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，進而在高分辨率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)。稍後將通過圖9和圖10進行詳細說明。
框架200可以以附著多個掩模100的形式形成。框架200包括最外圍邊緣在內，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可以通過雷射劃線、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，通過雷射劃線、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、角的局部可以形成圓形。截面形狀可以在雷射劃線、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23)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，虛擬部的局部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，通過雷射劃線、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。通過雷射劃線、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分辨率OLED的掩模的示意圖。
為了實現高分辨率的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，如果想要實現高分辨率的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30~50μm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，為了具有細微的像素間隔PD'且將圖案傾斜地形成14，有必要使用較薄厚度的掩模10'。
特別是，為了實現UHD級別的高分辨率，如圖8的(b)所示，只有使用具有20μm以下厚度T2的薄的掩模10'，才能進行細微的圖案化。此外，為了實現UHD以上的超高分辨率，可考慮使用具有10μm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的局部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40μm，而且掩模100的厚度可約為5~20μm。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上的一面，因此優選為平坦面。利用稍後敘述的平坦化工藝可使一面101平坦並鏡面化。掩模100的另一面102可與稍後敘述的模板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一系列工藝進行說明。
圖10是示出本發明一實施例涉及的以壓延(rolling)方式製造掩模金屬膜的過程的示意圖。圖11是示出本發明另一實施例涉及的以電鑄(electroforming)方式製造掩模金屬膜的過程的示意圖。
首先，可準備掩模金屬膜110。作為一實施例，可通過壓延方式準備掩模金屬膜110。
參照圖10的(a)，由壓延工藝生成的金屬片材可作為掩模金屬膜110'使用。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μm的厚度。如前面在圖8中所述，為了得到UHD級別的高分辨率只有使用具有20μm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以上的超高分辨率，需要使用具有10μm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25~500μm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，而且，可不受限制地使用公知的CMP方法。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50μm以下較薄的厚度。因此，掩模金屬膜110的厚度優選約為2μm至50μm左右，厚度更優選約為5μm至20μm左右。但並非一定受限於此。
參照圖10的(b)，如同圖10的(a)，可通過縮減由壓延工藝製造的掩模金屬膜110'的厚度來製造掩模金屬膜110。只是，掩模金屬膜110'以中間夾設有臨時黏合部55的狀態黏合在稍後敘述的模板50上，並在這種狀態下執行平坦化PS工藝，從而可縮減厚度。
作為另一實施例，可由電鑄方式準備掩模金屬膜110。
參照圖11的(a)，準備導電性基材21。為了能夠執行電鑄(electroforming)，母板的基材21可為導電性材料。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(Grain Boundary)，對於導電性高分子基材，可能存在很高的含雜質的可能性，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]的局部不均勻地形成。
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30~50μm，而4KUHD、8KUHD高清晰具有比之更高的~860PPI，~1600PPI等分辨率。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，且像素尺寸達到約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。此外，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)。特別是，優選為單晶矽材料。為了具有導電性，單晶矽材料的母板可執行1019/cm3以上的高濃度摻雜。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。
重新參照圖11的(a)，然後，通過將導電性基材21作為母板[陰極(Cathode Body)]使用，並將陽極(未圖示)相隔地佈置，從而利用電鑄在導電性基材21上可形成鍍膜110[或者掩模金屬膜110]。鍍膜110可形成於與陽極相面對且電磁場可作用的導電性基材21的露出的上部面和側面上。除了導電性基材21的側面以外還可在導電性基材21的下部面的局部生成鍍膜110。
然後，利用雷射將鍍膜110的邊緣部分切除D，或者僅在鍍膜110上部形成光刻膠層後對露出的鍍膜110的部分進行蝕刻並去除D。由此，如圖11的(b)所示，可將鍍膜110從導電性基材21分離。
另外，將鍍膜110從導電性基材21分離之前，可執行熱處理H。本發明的特徵在於，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21[或者母板或者陰極]分離之前執行熱處理H。熱處理可以以300℃至800℃溫度進行。
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，可通過對因瓦合金薄板進行熱處理來降低熱膨脹係數，但是在該熱處理過程中因瓦合金薄板可發生剝離、變形等。這是由於只對因瓦合金薄板進行熱處理，或者只對臨時黏合在導電性基材21的上部面的因瓦合金薄板進行熱處理而造成的。然而，本發明不僅在導電性基材21的上部面而且在側面和下部面的局部上也形成鍍膜110，因此即便進行熱處理H，也不會發生剝離、變形等。換而言之，由於導電性基材21與鍍膜110以緊密黏合的狀態進行熱處理，因此具有可防止因熱處理導致的剝離、變形等，並能夠穩定地進行熱處理的優點。
相比於壓延工藝，由電鑄工藝生成的掩模金屬膜110的厚度可能會薄一些。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。
圖12是示出基於掩模的熱膨脹係數的差異的框架的附著過程的概略側向截面圖。圖12的(a1)至(a3)圖示將由電鑄工藝生成的因瓦合金掩模100'附著在掩模單元片材部220[框架200]上的過程，圖12的(b1)至(b3)圖示將由壓延工藝生成的因瓦合金掩模100"附著在掩模單元片材部220[框架200]上的過程。圖12中說明了利用熱膨脹係數的差異使掩模向框架施加張力地附著在框架上的過程。
“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。工藝區域也可以是密封腔室內的空間，也可以是開放空間。另外，“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。此外，“第二溫度”可指低於第一溫度的溫度。
參照圖12的(a1)，將由電鑄工藝生成的因瓦合金掩模100'置於掩模單元片材部220上。由電鑄工藝生成的因瓦合金掩模100'的熱膨脹係數約大於3.0X10-6 /℃。此外，由壓延工藝生成的因瓦合金片材構成的掩模單元片材部220的熱膨脹係數約為1.0X10-6 /℃左右。
然後，參照圖12的(a2)，可將工藝區域的溫度上升至第一溫度ET。掩模單元片材部220由於熱膨脹係數小於因瓦合金掩模100'，因此延伸/膨脹之後發生L1左右的位移，相反因瓦合金掩模100'可發生約3倍於L1的L2的位移(L1>L2)。在這種狀態下，通過將因瓦合金掩模100'焊接至掩模單元片材部220並形成焊珠WB，從而可一體連接。
然後，參照圖12的(a3)，可將工藝區域的溫度下降至第二溫度LT。掩模單元片材部220由於熱膨脹係數小於因瓦合金掩模100'，因此收縮/壓縮之後發生L1左右的位移並回到原來的尺寸，相反因瓦合金掩模100'可發生約3倍於L1的L2的位移並可回到原來的尺寸。此時，因瓦合金掩模100'在通過焊接附著在掩模單元片材部220的狀態以較大的位移發生收縮/壓縮，因此向周圍的掩模單元片材部220施加張力TS。基於因瓦合金掩模100'本身施加的張力TS，可以以更加繃緊的狀態附著在掩模單元片材部220上。
為了與由電鑄工藝生成的因瓦合金掩模100'相比，對由壓延工藝生成的因瓦合金掩模100"的情況進行說明。
參照圖12的(b1)，將由壓延工藝生成的因瓦合金掩模100"置於掩模單元片材部220上。由壓延工藝生成的因瓦合金掩模100"的熱膨脹係數約為1.0X10-6 /℃。此外，由壓延工藝生成的因瓦合金片材構成的掩模單元片材部220與因瓦合金掩模100"相同，其熱膨脹係數約為1.0X10-6 /℃。
然後，參照圖12的(b2)，可將工藝區域的溫度上升至第一溫度ET。掩模單元片材部220在延伸/膨脹之後，發生約L1的位移，而且由於因瓦合金掩模100"與掩模單元片材部220具有相同的熱膨脹係數，因此可發生與L1相同的L2的位移(L1=L2)。這種狀態下，通過將因瓦合金掩模100"焊接至掩模單元片材部220並形成焊珠WB，從而可一體連接。
然後，參照圖12的(b3)，可將工藝區域的溫度下降至第二溫度LT。掩模單元片材部220與因瓦合金掩模100"具有相同的熱膨脹係數，因此收縮/壓縮之後可分別以相同的尺寸L1、L2發生位移，並回到原來的尺寸。由於掩模單元片材部220與因瓦合金掩模100"以相同的位移發生收縮/壓縮，因此因瓦合金掩模100"不向周圍的掩模單元片材部220施加張力。因此，對於由壓延工藝生成的因瓦合金掩模100"，由於不向掩模單元片材部220施加張力，因此，因荷重發生下垂導致發生掩模圖案P的張力誤差的問題。因此，需要將掩模100"以繃緊的狀態附著在掩模單元片材部220上的方案。
此外，如圖12所示，為了能夠利用熱膨脹係數差異，需要具備用以使工藝區域上升至第一溫度ET，下降至第二溫度LT的、可加熱或者冷卻的加熱裝置/製冷裝置。為了將這些裝置增設在框架一體型掩模的製造裝置上，需要考慮與其他設備間的干涉，並會產生因增加設備而引起的成本上升的問題。此外，在對工藝區域進行加熱/製冷的過程中，存在可能發生對其他裝置產生熱衝擊的不良影響的問題。
基於此，本發明提供一種不對工藝區域進行加熱或者冷卻，同時在將掩模100附著在框架200上的過程中不直接向掩模100施加拉伸力，且可將掩模100繃緊地附著在框架(200)上的方案。
圖13至圖14是示出本發明一實施例涉及的將掩模金屬膜110,110'黏合在模板50上的過程的示意圖。
本發明一實施例涉及的掩模支撐模板的特徵在於，掩模100以被施以側面方面的拉伸力F的狀態黏合在模板50上。此外，本發明一實施例涉及的掩模金屬膜支撐模板的特徵在於，掩模金屬膜110,110'以被施以側面方向的拉伸力F的狀態黏合在模板50上。如果在掩模金屬膜支撐模板上結束掩模圖案P形成工藝，則可形成掩模支撐模板。
參照圖13，製造掩模金屬膜支撐模板的裝置40可包括本體41、上部塊42、下部塊45及拉伸手段46。
本體41可提供用於黏合掩模金屬膜110、100'與模板50的腔體空間。本體41與氣泵等真空形成手段(未圖示)連接，從而可使腔體空間成為真空(VAC)環境。
上部塊42可佈置在腔體空間的上部。上部塊42與可上下移動的升降手段(未圖示)連接，當位於下限時可與下部塊45接觸。模板50可固定在上部塊42的下部。
下面對模板50(template)進行詳細說明。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的狀態使掩模100移動。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[參照圖15]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DM。為了能夠整體上支撐掩模金屬膜110，模板50的面積等於或者大於掩模金屬膜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，也可使雷射穿過。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)、鈉鈣玻璃(soda-lime glass)、低鐵玻璃(low-iron glass)等材料。作為一例，考慮到與掩模100間的熱膨脹係數，模板50可使用硼矽酸鹽玻璃中具有優秀的耐熱性、耐化學性、機械強度、透明性等的BOROFLOAT®33材料。
另外，為了防止與掩模金屬膜110[或者掩模100]的分界之間產生氣隙(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，從而基於雷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的上部照射的雷射L能夠到達掩模100的焊接部WP(執行焊接的區域)，模板50上可形成有雷射貫穿孔51。雷射貫穿孔51能夠以與焊接部WP的位置和數量對應的方式在模板50上形成。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，因此與之對應地也可以以預定間隔形成多個雷射貫穿孔51。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，因此雷射貫穿孔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。
雷射貫穿孔51的位置和數量不必一定與焊接部WP的位置和數量對應。例如，也可以僅對部分雷射貫穿孔51進行雷射L照射，並進行焊接。此外，不與焊接部WP對應的部分雷射貫穿孔51在對準掩模100與模板50時也可替代對準標記而使用。如果模板50的材料能夠透過雷射L，則也可以不形成雷射貫穿孔51。
另外，不僅可使用雷射L，而且可使用其他形態的能量(稱之為“焊接能量”)，只要符合從模板50的上部施加並到達掩模100的焊接部WP並進行焊接的範圍。這種情況下，雷射貫穿孔51可稱之為貫穿孔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，其類型不做特別限制。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，Acrylonitrile butadiene 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。
圖17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。作為另一例，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。
再參照圖13，下部塊45面對上部塊42地佈置在腔體空間的下部。下部塊45可為固定狀態，但是與上部塊42相同地，也可以與可上下移動的升降手段(未圖示)連接。
下部塊45的上部可固定有掩模金屬膜110、110'。可直接使用由壓延工藝、電鑄工藝生成的掩模金屬膜110'，也可使用厚度縮減後的掩模金屬膜110。
下部塊45上的拉伸手段46通過夾緊掩模金屬膜110、110'可向側面方向施加拉伸力F。拉伸手段46可夾緊掩模金屬膜110、110'的一側或者兩側。基於拉伸手段46施加的拉伸力F，掩模金屬膜110、110'可以以大於原有長度的狀態固定在下部塊45上。
然後，參照圖14的(a)，可使上部塊42下降。或者，可使上部塊42與下部塊45相互下降/上升。由此，可使固定在上部塊42的下部的模板50與固定在下部塊45的上部的掩模金屬膜110、110'接觸。
模板50與掩模金屬膜110、110'通過臨時黏合部55接觸後，可相互黏合。此時，為了防止模板50與掩模金屬膜110、110'之間流入氣泡，腔體空間優選維持真空(VAC)氣氛。
當臨時黏合部55為液蠟時，在腔體空間維持在85℃~100℃左右的溫度的狀態下，可通過擠壓上部塊42與下部塊45來黏合模板50與掩模金屬膜110、110'。此外，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，擠壓上部塊42與下部塊45，並可黏合模板50與掩模金屬膜110、110'。
在維持拉伸手段46向掩模金屬膜110,110'施加側向拉伸力F的狀態下可黏合模板50與掩模金屬膜110、110'。
由於掩模金屬膜110、110'的側面需要用於夾緊的剩餘面積，因此掩模金屬膜110、110'的面積可大於模板50的面積。掩模金屬膜110、110'黏合在模板50上之後，對向模板50的外側突出的掩模金屬膜110、110'的部分進行切割。
由此，如圖14的(b)所示，可製造掩模金屬膜支撐模板。可將黏合有模板50和掩模金屬膜110、110'的掩模金屬膜支撐模板從本體41中取出。由於在掩模金屬膜110、110'上施加有拉伸力F的狀態使模板50黏合固定，因此即使解除拉伸手段46的夾緊狀態，掩模金屬膜110、110'也能夠以保持自身的拉伸力IT的狀態黏合固定在模板50上。該殘存的拉伸力IT可維持到掩模金屬膜110、110'與模板50分離之前。
圖15至圖16是示出本發明的一實施例涉及的通過在模板50上黏合掩模金屬膜110來形成掩模100，從而製造掩模支撐模板的過程的示意圖。
接著圖14進一步參照圖15的(a)，當將掩模金屬膜110'黏合在模板50上時，可使掩模金屬膜110'的一面平坦化PS。如圖10所述，由壓延工藝製造的掩模金屬膜110'可通過平坦化PS工藝縮減厚度(110'->110)。
因此，如圖15的(b)所示，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5μm至20μm。
然後，參照圖16的(c)，可在掩模金屬膜110上形成經圖案化的絕緣部25。絕緣部25可利用印刷法等由光刻膠形成。
接下來，可對掩模金屬膜110進行蝕刻。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16的(d)，通過去除絕緣部25可結束支撐掩模100的模板50的製造。
由於框架200具有多個掩模單元區域CR(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)。此外，可具有多個模板50，其用於分別支撐多個掩模100的每一個。
圖18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18，模板50可基於真空吸盤90被移送。可用真空吸盤90吸附黏合有掩模100的模板50的面的反面並移送。真空吸盤90可與向x、y、z、θ軸移動的移動手段(未圖示)連接。此外，真空吸盤90可以與通過吸附模板50來進行翻轉(flip)的翻轉手段(未圖示)連接。如圖18的(b)所示，在真空吸盤90吸附模板50並翻轉後向框架200上移送模板50的過程中，同樣不影響掩模100的黏合狀態和對準狀態。
圖19是示出本發明的一實施例涉及的將模板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的狀態的示意圖。圖19中列舉了將一個掩模100對應/附著在單元區域CR上的方式，也可以進行將多個掩模100同時對應到所有的單元區域CR並將掩模100附著在框架200上的過程。這種情況下，可具有多個模板50，其用於分別支撐多個掩模100的每一個。
然後，參照圖19，可將掩模100對應至框架200的一個掩模單元區域CR上。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。控制模板50/真空吸盤90的位置的同時可通過顯微鏡觀察掩模100是否對應於掩模單元區域CR上。由於模板50擠壓掩模100，因此掩模100可與框架200緊貼。
另外，進一步可將下部支撐體70佈置在框架200下部。下部支撐體70具有可進入框架邊緣部210的中空區域R內的尺寸且可為平板狀。此外，下部支撐體70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。
下部支撐體70可擠壓掩模100接觸的掩模單元區域CR的反面。即，下部支撐體70通過向上部方向支撐掩模單元片材部220，從而可防止在附著掩模100的過程中掩模單元片材部220向下部方向發生下垂。與此同時，由於下部支撐體70和模板50向相互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]，因此可維持掩模100的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。
接下來，通過向掩模100照射雷射L並基於雷射焊接將掩模100附著在框架200上。由雷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。
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。
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ET、化學處理CM、施加超聲波US，施加UVUV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ET，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ET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ET、施加UVUV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的局部(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。
再參照圖20[圖20的(b)]，如果將模板50從掩模100分離，則掩模100在附著在框架200[掩模單元片材部(220)]上的狀態可縮減預定的量。如圖14的(b)所述，在掩模金屬膜110、110'保持自身的拉伸力IT的狀態下，如果將模板50分離，則掩模金屬膜110、110'在回到原有的尺寸的過程中發生收縮。由此，通過向框架200[掩模單元片材部(220)]施加張力TS可使掩模100以繃緊的狀態附著。
圖21是示出本發明的一實施例涉及的將掩模100附著在框架200的狀態的示意圖。圖21中圖示了將所有掩模100附著在框架200的單元區域CR的狀態。可一個一個地將掩模100附著後再將模板50分離，也可將所有掩模100附著後再將所有模板50分離。
本發明只通過在模板50上附著掩模100，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上不施加任何拉伸力。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。
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，如果即使使各個單元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。
如果每個掩模100均附著在對應的掩模單元區域CR上之後，將模板50與掩模100進行分離，則由於多個掩模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22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22，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。
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。
6:OLED像素 10、10':掩模 11:掩模膜 13:圖案 14:圖案傾斜地形成 20:框架 21:基材 25:絕緣部 26:空白空間 40:掩模金屬膜支撐模板的製造裝置 41:本體 42:上部塊 45:下部塊 46:拉伸手段 50:模板(template) 50a:中心部 50b:邊緣部 51:雷射貫穿孔 55:臨時黏合部 56:芯膜 57a、57b:黏合層 58a、58b:剝離膜/離型膜 70:下部支撐體 90:真空吸盤 100、100'、100":掩模 101、102:面 110、110':掩模膜、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 300:磁板 310:磁體 350:冷卻水管 500:源供給部 600:有機物源 700:像素 900:基板 1000:OLED像素沉積裝置 C(C1~C6、C11~C56):單元、掩模單元 CM:化學處理 CR(CR11~CR56):掩模單元區域 D:切除 D1~D1"、D2~D2":距離 DM:虛擬部、掩模虛擬部 EP:加熱 ET:第一溫度 F、F1~F4、IT:拉伸力 H:熱處理 L:雷射 LT:第二溫度 P:掩模圖案 PD、PD':像素間隔 PS:平坦化 R:邊緣框架部的中空區域 T1、T2:厚度 TS:張力 Ra:粗糙度 US:施加超聲波 UV:施加紫外線 VAC:真空 W:焊接 WB:焊珠 WP:焊接部
圖1是示出現有的OLED像素沉積用掩模的示意圖。 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是示出用於形成現有的高分辨率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是示出本發明一實施例涉及的以壓延(rolling)方式製造掩模金屬膜的過程的示意圖。 圖11是示出本發明另一實施例涉及的以電鑄(electroforming)方式製造掩模金屬膜的過程的示意圖。 圖12是示出基於掩模的熱膨脹係數的差異的框架的附著過程的概略側向截面圖。 圖13至圖14是示出本發明一實施例涉及的將掩模金屬膜黏合在模板上的過程的示意圖。 圖15至圖16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來形成掩模，從而製造掩模支撐模板的過程的示意圖。 圖17是示出本發明的一實施例涉及的臨時黏合部的放大截面的示意圖。 圖18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19是示出本發明的一實施例涉及的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附著到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利用框架一體型掩模的OLED像素沉積裝置的示意圖。
40:掩模金屬膜支撐模板的製造裝置
41:本體
42:上部塊
45:下部塊
46:拉伸手段
50:模板(template)
51:雷射貫穿孔
55:臨時黏合部
110、110':掩模膜、掩模金屬膜
F、IT:拉伸力
VAC:真空

Claims (18)

  1. 一種掩模支撐模板，該模板用於支撐OLED像素形成用掩模並將該掩模對應至框架上，其中，該掩模支撐模板包括：模板；臨時黏合部，其形成於模板上；以及掩模，其以夾設有臨時黏合部的形式黏合在模板上且形成有掩模圖案，對應掩模焊接部的模板的部分形成有使焊接能量通過的貫穿孔，掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
  2. 如請求項1所述的掩模支撐模板，其中，臨時黏合部為基於加熱可分離的黏合劑或者黏合片材，基於照射UV可分離的黏合劑或者黏合片材。
  3. 如請求項1所述的掩模支撐模板，其中，模板的材料包括晶圓、玻璃、矽膠、耐熱玻璃、石英、氧化鋁、硼矽酸鹽玻璃、氧化鋯、鈉鈣玻璃、低鐵玻璃中任意一個。
  4. 一種掩模金屬膜支撐模板，其中包括：模板；臨時黏合部，其形成於模板上；以及掩模金屬膜，其以夾設有臨時黏合部的形式黏合在模板上，並用於OLED像素形成用掩模的製造， 對應掩模焊接部的模板的部分形成有使焊接能量通過的貫穿孔，掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
  5. 如請求項4所述的掩模金屬膜支撐模板，其中，通過執行以下步驟可將掩模金屬膜製成OLED像素形成用掩模，(a)在掩模金屬膜上形成經圖案化的絕緣部的步驟；(b)通過蝕刻絕緣部之間露出的掩模金屬膜部分來形成掩模圖案的步驟；以及(c)去除絕緣部的步驟。
  6. 一種掩模支撐模板的製造方法，該模板用於支撐OLED像素形成用掩模並將該掩模對應至框架上，其中，該方法包括：(a)將掩模金屬膜以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在一面形成有臨時黏合部的模板上的步驟；以及(b)通過在掩模金屬膜上形成掩模圖案來製造掩模的步驟。
  7. 如請求項6所述的掩模支撐模板的製造方法，其中，在步驟(a)和步驟(b)之間，還包括縮減黏合在模板上的掩模金屬膜厚度的步驟。
  8. 如請求項6所述的掩模支撐模板的製造方法，其中，步驟(a)包括：(a1)將一面形成有臨時黏合部的模板固定在上部塊上 的步驟；(a2)將掩模金屬膜的至少一側以被拉伸的狀態固定在下部塊上的步驟；以及(a3)通過擠壓上部塊和下部塊來黏合掩模金屬膜和模板的步驟。
  9. 如請求項8所述的掩模支撐模板的製造方法，其中，步驟(a)在真空氣氛下執行。
  10. 如請求項8所述的掩模支撐模板的製造方法，其中，在步驟(a3)之後，切割向模板的外側突出的掩模金屬膜的部分。
  11. 如請求項6所述的掩模支撐模板的製造方法，其中，步驟(b)包括：(b1)在掩模金屬膜上形成經圖案化的絕緣部的步驟；(b2)通過蝕刻絕緣部之間露出的掩模金屬膜部分來形成掩模圖案的步驟；以及(b3)去除絕緣部的步驟。
  12. 一種框架一體型掩模的製造方法，該框架一體型掩模由多個掩模和用於支撐掩模的框架一體形成，其中，該方法包括：(a)準備模板上黏合有掩模的掩模支撐模板的步驟，所述掩模上形成有多個掩模圖案；(b)將模板裝載到具有多個掩模單元區域的框架上，並將掩模對應至框架的掩模單元區域的步驟；以及(c)將掩模附著在框架上的步驟， 掩模以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在模板上。
  13. 如請求項12所述的框架一體型掩模的製造方法，其中，還包括：(d)通過反複執行步驟(b)至步驟(c)將掩模附著至框架的所有掩模單元區域的步驟。
  14. 如請求項12所述的框架一體型掩模的製造方法，其中，步驟(a)包括：(a1)提供掩模金屬模的步驟；(a2)將掩模金屬膜以被施以側面方向的拉伸力的狀態黏合在一面形成有臨時黏合部的模板上的步驟；以及(a3)通過在掩模金屬膜上形成掩模圖案來製造掩模，從而提供模板上黏合有掩模的掩模支撐模板的步驟，所述掩模上形成有多個掩模圖案。
  15. 如請求項12所述的框架一體型掩模的製造方法，其中，在步驟(c)中，在模板上部照射的雷射通過雷射貫穿孔照射到掩模的焊接部上。
  16. 如請求項12所述的框架一體型掩模的製造方法，其中，還包括在步驟(c)之後，對臨時黏合部進行加熱、化學處理、施加超聲波、施加UV中至少任意一個處理，從而使掩模與模板分離的步驟。
  17. 如請求項16所述的框架一體型掩模的製造方法，其中，如果模板從掩模分離，則施加在掩模上的拉伸力將施加在框架上。
  18. 如請求項12所述的框架一體型掩模的製 造方法，其中，框架包括：邊緣框架部，其包括中空區域；以及掩模單元片材部，其連接在邊緣框架部上，且具有多個掩模單元區域，掩模單元片材部包括：邊緣片材部；至少一個第一柵格片材部，其向第一方向延伸形成且兩端與邊緣片材部連接；以及第二柵格片材部，其向垂直於第一方向的第二方向延伸形成且與第一柵格片材部交叉，且兩端與邊緣片材部連接。
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