TWI835771B - 框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法。[解決手段]本發明之框架一體型遮罩是複數個遮罩與支撐遮罩的框架形成為一體的框架一體型遮罩，其特徵在於:框架具備:包含中空區域的框體框架部；及遮罩單元片材部，具備複數個遮罩單元區域，且連結於框體框架部，各個遮罩連結於遮罩單元片材部的上部。

Description

框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法
發明領域 本發明是有關於一種框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法，更詳而言之，是有關於一種將遮罩與框架一體化且準確地進行各遮罩間的對準(alignment)的框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法。
發明背景 最近，在薄板製造中，針對電鑄鍍敷(Electroforming)方法的研究持續進行中。電鑄鍍敷方法是將正極體、負極體浸漬於電解液，並施加電源而使金屬薄板電鍍於負極體的表面上，因此可製造極薄板，並可期待量產。
另一方面，以OLED製程形成畫素的技術，主要是使用FMM(Fine Metal Mask)方法，其是使薄膜之金屬遮罩(Shadow Mask)與基板密接，將有機物蒸鍍在所期望的位置。
在既有的OLED製程中，是以條狀、板狀等製造出遮罩後，使遮罩熔接固定於OLED畫素蒸鍍框架而使用。1個遮罩可具備複數個對應於1個顯示器的單元。又，為了製造大面積OLED，可使複數個遮罩固定於OLED畫素蒸鍍框架，但在固定於框架的過程中，各遮罩被拉伸成平坦。調節拉伸力以使遮罩的整體部分成平坦是非常難的作業。特別是要一面使各單元任一者皆平坦化，一面整列尺寸不超過數~數十μm的遮罩圖型，是要求一面微細地調節施加到遮罩之各側的拉伸力，一面即時確認整列狀態的高度作業。
然而，在使複數個遮罩固定在1個框架的過程中，有如下的問題點:在遮罩相互之間且遮罩單元之相互之間無法好好地整列。又，在將遮罩熔接固定於框架的過程中，由於遮罩膜的厚度過薄且為大面積，因此會有遮罩因為荷重而下垂或者扭曲的問題點。
若是超高畫質的OLED，目前QHD畫質為500~600PPI(pixel per inch)，且畫素的尺寸達約30~50μm，4K UHD、8K UHD高畫質具有比其還高的~860PPI、~1600PPI等的解析度。如此，考慮到超高畫質之OLED的畫素尺寸，必須將各單元間的整列誤差縮減到到數μm左右，脫離該數值的誤差會牽涉到製品失敗，因此產率會變得非常低。故，實際情況是必須開發可防止遮罩下垂或扭曲等的變形，並且準確地進行整列的技術、將遮罩固定在框架之技術等。
發明概要 發明欲解決之課題 本發明是為了解決如前述之習知技術的諸問題點所研究而成者，其目的在於提供一種遮罩與框架構成一體型構造之框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法。
又，本發明之其目的在於提供一種防止遮罩下垂或扭曲等的變形，並且準確地進行整列之框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法。
又，本發明之其目的在於提供一種明顯縮短製造時間，並且使產率顯著提升之框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法。 解決課題之方法
本發明之前述目的藉由框架一體型遮罩而達成，前述框架一體型遮罩是複數個遮罩、與支撐遮罩的框架形成為一體的框架一體型遮罩，框架包含:框體框架部，含有中空區域；及遮罩單元片材部，具備複數個遮罩單元區域，並連結於框體框架部，各個遮罩連結於遮罩單元片材部的上部。
遮罩單元片材部可沿著第1方向、與垂直於第1方向之第2方向當中至少1個方向而具備複數個遮罩單元區域。
遮罩單元片材部可包含:框體片材部；及至少1個第1格柵片材部，在第1方向上延伸設置，且兩端連結於框體片材部。
遮罩單元片材部可更包含至少1個第2格柵片材部，前述第2格柵片材部在垂直於第1方向的第2方向上延伸設置而與第1格柵片材部交叉，且兩端連結於框體片材部。
各個遮罩可對應於各個遮罩單元區域。
遮罩可包含:形成有複數個遮罩圖型的遮罩單元、及遮罩單元周邊的虛設部，且虛設部之至少一部分接著於遮罩單元片材部。
遮罩可包含1個遮罩單元，且在遮罩單元片材部之各個遮罩單元區域上對應各個遮罩。
各個遮罩可包含複數個遮罩單元，在遮罩單元片材部之各個遮罩單元區域上對應各個遮罩。
框體框架部可為四角形。
框體框架部的厚度比遮罩單元片材部的厚度還厚，且遮罩單元片材部的厚度比遮罩還厚。
遮罩單元片材部的厚度可為0.1~1mm，且遮罩的厚度為2~50μm。
遮罩及框架可為恆範鋼(invar)、超恆範鋼(super invar)、鎳、鎳鈷當中任一材質。
也有一型態是接著於1個遮罩單元區域的遮罩及接著於和前述遮罩鄰接之遮罩單元區域的遮罩之間的PPA(pixel position accuracy)不超過3μm。
而且，本發明之前述目的可藉由如後述的框架一體型遮罩的製造方法而達成，前述框架一體型遮罩的製造方法，使複數個遮罩與支撐遮罩之框架形成為一體的框架一體型遮罩的製造方法，包含下述階段:(a)提供包含中空區域之框體框架部的階段；(b)將具備複數個遮罩單元區域的遮罩單元片材部連結於框體框架部的階段；(c)將遮罩對應於遮罩單元片材部之1個遮罩單元區域的階段；及(d)將遮罩之框體之至少一部分接著於遮罩單元片材部的階段。
而且，本發明之前述目的可藉由後述的框架一體型遮罩的製造方法而達成，前述框架一體型遮罩的製造方法，是複數個遮罩與支撐遮罩的框架形成為一體的框架一體型遮罩的製造方法，包含有:(a)提供包含中空區域之框體框架部的階段；(b)將平面的遮罩單元片材部連結於框體框架部的階段；(c)於遮罩單元片材部形成複數個遮罩單元區域的階段；(d)將遮罩對應於遮罩單元片材部的1個遮罩單元區域的階段；及(e)將遮罩之框體之至少一部分接著於遮罩單元片材部的階段。
遮罩單元片材部可沿著第1方向、與垂直於第1方向的第2方向當中至少1個方向而具備複數個遮罩單元區域。
遮罩單元片材部可包含:框體片材部；及至少1個第1格柵片材部，在第1方向上延伸設置，且兩端連結於框體片材部。
遮罩單元片材部可更包含至少1個第2格柵片材部，前述第2格柵片材部是在垂直於第1方向的第2方向上延伸設置而與第1格柵片材部交叉，且兩端連結於框體片材部。
各個遮罩可對應於各個遮罩單元區域。
在(b)階段，可將遮罩單元片材部之角部熔接而連結於框體框架部。
遮罩包含1個遮罩單元，且1個遮罩單元可位於1個遮罩單元區域內。
遮罩包含複數個遮罩單元，且複數個遮罩單元可位於1個遮罩單元區域內。 發明效果
根據如前述構成之本發明，遮罩與框架可構成一體型構造。
又，根據本發明，可防止遮罩下垂或扭曲等的變形，並且準確地進行整列。
又，根據本發明，可使製造時間顯著地縮短，且使產率顯著上昇。
較佳實施例之詳細說明 關於後述之本發明的詳細說明是以本發明實施之特定實施形態為例示且參照圖示的添附圖式。為了使該技術領域中具有通常知識者可充分實施本發明，詳細說明該等實施形態。應理解的是，本發明之各種實施形態雖然互異，但毋須互相排他。例如，在此記載的特定形狀、構造及特性與一實施形態相關，可在不脫離本發明之精神及範圍之下具體實現其他實施形態。又，應理解的是，各個所揭示之實施形態內的個別構成要素的位置或配置，可在不脫離本發明之精神及範圍之下進行變更。因此，後述之詳細說明並非是採取限定的意思，只要能適切地說明，本發明之範圍是該請求項主張者與均等的所有範圍僅受添附之請求項所限定。圖式中類似的參照符號涵括各種方面具有相同或類似的功能，長度及面積、厚度等及其形態為了方便也會誇張地予以表現。
以下，為了使該技術領域中具有通常知識者容易實施本發明，參照添附圖式並進行詳細說明關於本發明之較佳實施形態。
圖1是顯示習知之OLED畫素蒸鍍用遮罩10的概略圖。
參照圖1，習知之遮罩10可製造成長條型(Stick-Type)或板型(Plate-Type)。圖1(a)所示之遮罩10是長條型遮罩，且可使長條的兩側熔接固定於OLED畫素蒸鍍框架而使用。圖1(b)所示之遮罩100是板型遮罩，使用於較廣面積的畫素形成製程。
在遮罩10的主體(Body)(或遮罩膜11)具備有複數個顯示器單元(C)。1個單元(C)對應於智慧型手機等的1個顯示器。於單元(C)，對應於顯示器之各畫素而形成畫素圖型(P)。若將單元(C)放大，則顯現對應於R、G、B的複數個畫素圖型(P)。其中一例是，在單元(C)以具有70×140之解析度的方式形成畫素圖型(P)。即，各種畫素圖型(P)集聚而構成1個單元(c)，複數個單元(C)可形成於遮罩10。
圖2是顯示將習知之遮罩10接著於框架20之過程的概略圖。圖3是顯示在將習知之遮罩10拉伸(F1~F2)的過程中發生單元間之整列誤差的情況的概略圖。以圖1(a)所示之具備6個單元(C:C1~C6)之條型遮罩10為例進行說明。
參照圖2(a)，首先，必須將條型遮罩10平坦地展開。藉由朝條型遮罩10之長軸方向施加拉伸力(F1~F2)而予以拉伸，條型遮罩10被展開。在此狀態下，將條型遮罩10載置於四角框狀的框架20上。條型遮罩10之單元(C1~C6)位於框架20之框體內部之空置區域部分。框架20是1個條型遮罩10之單元(C1~C6)位於框體內部之空置區域之程度的尺寸，也可是複數個條型遮罩10之單元(C1~C6)位於框體內部之空置區域之程度的尺寸。
參照圖2(b)，將施加於條型遮罩10之各側的拉伸力(F1~F2)微細地調節並使之整列後，將條型遮罩10側面之一部分進行熔接(W)，藉此將條型遮罩10與框架20互相連結。圖2(c)顯示互相連結之條型遮罩10與框架的側截面。
參照圖3，儘管將施加於條型遮罩10之各側的拉伸力(F1~F2)微細地調節，也會顯現出遮罩單元(C1~C3)相互間無法良好地整列的問題點。例如，該例是在單元(C1~C3)之圖型(P)間，距離(D1~D1＂，D2~D2＂)相互不同、或者圖型(P)歪斜。條型遮罩10是包含有複數個(例如6個)單元(C1~C6)的大面積，且具有數十μm層級之非常薄的厚度，故容易因荷重而下垂或扭曲。又，要一面調節拉伸力(F1~F2)使各單元(C1~C6)任一者皆平坦，一面透過顯微鏡而即時確認各單元(C1~C6)間之整列狀態是非常難的作業。
因此，拉伸力(F1~F2)之微細的誤差是約略在條型遮罩10之各單元(C1~C3)伸展或展開產生誤差，因此會發生遮罩圖型(P)間的距離(D1~D1＂、D2~D2＂)不同的問題點。當然，要完美地整列成誤差為0是很難的，但為了使尺寸為數~數十μm的遮罩圖型(P)不會對超高畫質OLED之畫素製程帶來不良影響，整列誤差宜不超過3μm。將如此鄰接之單元之間的整列誤差稱為PPA。
而且，一面將約6~20個左右之複數個條型遮罩10分別連結於1個框架20，一面在複數個條型遮罩10間，而且是在條型遮罩10的複數個單元(C~C6)間使整列狀態準確化也是非常難的作業，整列所造成的製程時間只會增加，成為使生產性縮減的重大理由。
依此，本發明提出一種遮罩100與框架200構成一體型構造的框架200及框架一體型遮罩。可防止一體形成於框架200之遮罩100下垂或扭曲等變形，使框架200準確地進行整列。而且，明顯地縮減將遮罩100一體連結於框架200之製造時間，具有使產率顯著提昇的優點。
圖4是顯示本發明之一實施形態之框架一體型遮罩的正面圖(圖4(a))及側截面圖(圖4(b))，圖5是顯示本發明之一實施形態之框架的正面圖(圖5(a))及側截面圖(圖5(b))。
參照圖4及圖5，框架一體型遮罩可包含複數個遮罩100及1個框架200。換言之，是將複數個遮罩100分別一個一個地接著於框架200的形態。以下，為了方便說明，以四角形的遮罩100為例來進行說明，但遮罩100是具備有在接著於框架200之前夾持於兩側之突出部的條型遮罩形態，在接著於框架200後，突出部會被除去。
在各個遮罩100形成複數個遮罩圖型(P)，且在1個遮罩100可形成1個單元(C)。1個遮罩單元(C)可對應於智慧型手機等的1個顯示器。為了能形成較薄的厚度，遮罩100可藉由電鑄鍍敷形成。遮罩100是由熱膨脹係數為約1.0×10-6 /℃之恆範鋼、約1.0×10-7 /℃之超恆範鋼材質構成。該材質的遮罩100由於熱膨脹係數非常低，因此可減少遮罩之圖型形狀因熱能而變形的疑慮，在高解析度OLED製造中，作為FMM、遮蔽遮罩(Shadow Mask)使用。除此之外，若考慮到最近開發在溫度變化值不大的範圍內進行畫素蒸鍍製程的技術，遮罩100也可為熱膨脹係數比其稍大的鎳(Ni)、鎳鈷(Ni-Co)等的材質。遮罩的厚度可形成為約2~50μm左右。
框架200是以使複數個遮罩100接著的方式形成。框架200包含最外圍框體在內，包含形成於第1方向(例如橫方向)、第2方向(例如縱方向)之多量的角部。如此多量的角部可區劃出在框架200上接著遮罩100的區域。
框架200可包含有大致四角形、四角框體狀的框體框架部210。框體框架部210的內部為中空狀。即，框體框架部210包含中空區域(R)。框架200是由恆範鋼、超恆範鋼、鋁、鈦等的金屬材質所構成，考慮到熱變形，宜由具有與遮罩相同熱膨脹係數的恆範鋼、超恆範鋼、鎳、鎳鈷等的材質構成，該材質也可適用於框架200的構成要素之框體框架部210、遮罩單元片材部220任一者。
而且，框架200具備複數個遮罩單元區域(CR)，可包含連結於框體框架部210的遮罩單元片材部220。遮罩單元片材部220與遮罩100同樣地以電鑄鍍敷形成，或可使用除此之外的膜形成製程而形成。又，遮罩單元片材部220透過雷射刻劃、蝕刻等而在平面的片材(sheet)形成複數個遮罩單元區域(CR)後，可連結於框體框架部210。或者，遮罩單元片材部220是將平面的片材連結於框體框架部210後，透過雷射刻劃、蝕刻等而可形成複數個遮罩單元區域(CR)。本說明書中，是設定在遮罩單元片材部220先形成複數個遮罩單元區域(CR)後，連結於框體框架部210的型態來進行說明。
遮罩單元片材部220可包含框體片材部221及第1、第2格柵片材部223、225當中至少1個而構成。框體片材部221及第1、第2格柵片材部223、225就是在相同片材所區劃的各部分，該等是相互間形成為一體。
框體片材部221實質上可連結於框體框架部210。因此，框體片材部221可為與框體框架部210對應的略四角形且具有四角框體狀。
又，第1格柵片材部223可延伸設置於第1方向(橫方向)。第1格柵片材部223形成為直線狀，且兩端連結於框體片材部221。若遮罩單元片材部220包含複數個第1格柵片材部223，各個第1格柵片材部223宜形成同等的間隔。
又，而且，第2格柵片材部225延伸設置於第2方向(縱方向)。第2格柵片材部225形成為直線狀，兩端連結於框體片材部221。第1格柵片材部223與第2格柵片材部225是互為垂直交叉。若遮罩單元片材部220包含複數個第2格柵片材部225，各個第2格柵片材部225宜構成同等的間隔。
另一方面，第1格柵片材部223間的間隔、與第2格柵片材部225間的間隔因遮罩單元(C)的尺寸而相同或不同。
第1格柵片材部223及第2格柵片材部225具有薄膜狀的薄度，而垂直於長邊方向之截面的形狀是如長方形、平行四邊形的四角形狀(參照圖5(b)及圖10)、三角形狀等，邊、角部部分亦可一部分呈弧形。截面的形狀可在雷射刻劃、蝕刻等過程中調節。
框體框架部210的厚度比遮罩單元片材部220的厚度還厚。框體框架部210負責框架200的整體剛性，故形成為數mm~數cm的厚度。
遮罩單元片材部220的情況是，實質上要製造厚的片材的製程較難，若是過厚，在OLED畫素蒸鍍製程中會發生有機物源600(參照圖10)阻塞通過遮罩100的路徑的問題。相反的，若是厚度過薄，則難以確保可支撐遮罩100的剛性。因此，宜為遮罩單元片材部220比框體框架部210的厚度薄，但比遮罩100厚。遮罩單元片材部220的厚度可形成為約0.1~1mm左右。而且，第1、第2格柵片材部223、225的寬度可形成為約1~5mm左右。
在平面的片材，框體片材部221、第1、第2格柵片材部223、225所占有的區域除外，可提供複數個遮罩單元區域(CR:CR11~CR56)。從其他觀點來看，所謂遮罩單元區域(CR)，是意指在框體框架部210的中空區域(R)，且是框體片材部221、第1、第2格柵片材部223、225所占有之區域除外的空置區域。
藉由遮罩100的單元(C)對應於該遮罩單元區域(CR)，實質上可使用為透過遮罩圖型(P)蒸鍍OLED之畫素的通路。如前所述，1個遮罩單元(C)對應於智慧型手機等的1個顯示器。1個遮罩100可形成構成1個單元(C)的遮罩圖型(P)。或，也可以是1個遮罩100具備複數個單元(C)，各個單元(C)對應於框架200的各個單元區域(CR)，但為了遮罩100之準確的整列，必須揚棄大面積遮罩100，宜為具備1個單元(C)的小面積遮罩100。或，亦可具有複數個單元(C)的1個遮罩100對應於框架200的1個單元區域(CR)。此種情況下，為了準確的整列，可考慮使具有2~3個左右的少數單元(C)的遮罩100對應。
框架200具備複數個遮罩單元區域(CR)，各個遮罩100分別是1個遮罩單元(C)對應接著於遮罩單元區域(CR)。各個遮罩100包含:形成有複數個遮罩圖型(P)的遮罩單元(c)及遮罩單元(c)周邊之虛設部(對應於單元(C)除外的遮罩膜110部分)。虛設部可僅包含遮罩膜110、或包含形成有與遮罩圖型(P)類似之形態的預定虛設部圖型的遮罩膜110。遮罩單元(C)對應於框架200的遮罩單元區域(CR)，虛設部的一部分或全部接著於框架200(遮罩單元片材部220)。藉此，遮罩100與框架200構成一體型構造。
以下，就製造框架一體型遮罩的過程進行說明。
首先，在圖4及圖5中，可提供前述之框架200。圖6是顯示本發明之一實施形態之框架200之製造過程的概略圖。
參照圖6(a)，提供框體框架部210。框體框架部210為含有中空區域(R)的四角框體狀。
其次，參照圖6(b)，製造遮罩單元片材部220。遮罩單元片材部220可在使用電鑄鍍敷或此外之膜形成製程來製造平面的片材後，藉由透過雷射刻劃、蝕刻等除去遮罩單元區域(CR)部分而製造。本說明書中，是以形成了6×5的遮罩單元區域(CR:CR11~CR56)的型態為例來說明。可存在5個第1格柵片材部223及4個第2格柵片材部225。
其次，可將遮罩單元片材部220對應於框體框架部210。在使之對應的過程中，可將遮罩單元片材部220之所有側予以拉伸(F1~F4)，而在使遮罩單元片材部220成平坦的狀態下將框體片材部221對應於框體框架部210。即使是在一側，也可以多點(圖6(b)之例是1~3點)抓著遮罩單元片材部220予以拉伸。另一方面，亦可沿著一側方向而不是所有側來拉伸遮罩單元片材部220(F1、F2)。
其次，若將遮罩單元片材部220對應於框體框架部210，可將遮罩單元片材部220的框體片材部221進行熔接(W)而接著。為了令遮罩單元片材部220堅固地接著於框體框架部220，宜將(W)所有側進行熔接。熔接(W)是在以最大限度靠近框體框架部210的角部側來進行才可將框體框架部210與遮罩單元片材部220之間的浮起空間縮減到最大限度，提高密接性。熔接(W)部分可生成線(line)或點(spot)狀，並具有與遮罩單元片材部220相同的材質，構成為將框體框架部210與遮罩單元片材部220連結成一體的媒介。
圖7是顯示本發明之其他實施形態之框架之製造過程的概略圖。圖6之實施形態是先製造具備有遮罩單元區域(CR)的遮罩單元片材部220，才接著於框體框架部210，但圖7的實施形態是在將平面的片材接著於框體框架部210後，形成遮罩單元區域(CR)部分。
首先，如圖6(a)，提供一種含有中空區域(R)的框體框架部210。
其次，參照圖7(a)，可將平面之片材(平面之遮罩單元片材部220＇)對應於框體框架部210。遮罩單元片材部220＇是尚未形成有遮罩單元區域(CR)的平面狀態。在使之對應的過程中，將遮罩單元片材部220＇之所有側進行拉伸(F1~F4)，可在使遮罩單元片材部220＇成平坦的狀態下對應於框體框架部210。在一側也可以多點(圖7(a)之例是1~3點)抓住遮罩單元片材部220＇將之拉伸。另一方面，亦可不是在所有側而是沿著一側方向將遮罩單元片材部220＇拉伸(F1、F2)。
其次，若將遮罩單元片材部220＇對應於框體框架部210，可將遮罩單元片材部220＇的框體部分進行熔接(W)而接著。宜將所有側進行熔接(W)，以令遮罩單元片材部220＇堅固地接著於框體框架部220。熔接(W)是在以最大限度靠近框體框架部210之角部側來進行才可將框體框架部210與遮罩單元片材部220＇之間的浮起空間縮減到最大限度，提高密接性。熔接(W)部分可生成線或點狀，並具有與遮罩單元片材部220＇相同的材質，構成為將框體框架部210與遮罩單元片材部220＇連結成一體的媒介。
其次，參照圖7(b)，於平面之片材(平面之遮罩單元片材部220＇)形成遮罩單元區域(CR)。可透過雷射刻劃、蝕刻等除去遮罩單元區域(CR)部分的片材，形成遮罩單元區域(CR)。本說明書中，是以形成有6×5之遮罩單元區域(CR:CR11~CR56)之態樣為例來說明。若形成遮罩單元區域(CR)，與框體框架部210熔接(W)的部分會成為框體片材部221，可構成具備5個第1格柵片材部223及4個第2格柵片材部225的遮罩單元片材部220。
另一方面，圖6及圖7中，已說明框體框架部210與遮罩單元片材部220以熔接(W)來接著的實施形態，但未必受限於此，亦可如圖10後述，以使用了共熔（eutectic）接著部(EM)、電鑄鍍敷部150及其他之有機/無機接著劑等的方法進行接著。
圖8是顯示本發明之一實施形態之遮罩100的拉伸形態(圖8(a))以及使遮罩100對應於框架200之單元區域(CR)之狀態(圖8(b))的概略圖。
其次，可提供形成有複數個遮罩圖型(P)的遮罩100。可以電鑄鍍敷方式製造恆範鋼、超恆範鋼材質的遮罩100，於遮罩100形成1個單元(C)已於前述。
以電鑄鍍敷作為負極體(cathode)使用的母板(mother plate)是使用導電性材質。就導電性材質，若是金屬的情況，也會在表面生成有金屬氧化物，在金屬製造過程中留入不純物，若是多晶矽基材的情況，則存在有夾雜物或晶粒邊界(Grain Boundary)，若是導電性高分子基材的情況，含有雜質的可能性很高，強度、耐酸性等脆弱。如金屬氧化物、雜質、夾雜物晶粒邊界，會對母板(或負極體)之表面妨礙電場均一形成的要素稱為⎾瑕疵⏌(Defect)。因為瑕疵，無法對前述材質之負極體施加均一的電場，鍍敷膜(遮罩100)之一部分會形成不均一。
要具體實現UHD級以上的超高畫質畫素時，鍍敷膜及鍍敷膜圖型(遮罩圖型(P))的不均一會對畫素的形成帶來不良影響。FMM、陰影遮罩之圖型寬度為數~數十μm之尺寸，較佳的是可形成為比30μm還小的尺寸，甚至連數μm尺寸的瑕疵也是在遮罩之圖型尺寸中佔有較大比重程度的尺寸。
又，為了要除去在前述材質之負極體的瑕疵，進行用以除去金屬氧化物、雜質等的追加製程，在該過程中，有時候也會誘發負極體材料被蝕刻等之更進一步其他瑕疵。
因此，本發明可使用單晶矽材質之母板(或負極體)。為了具有導電性，在單晶矽材質之母板進行1019 /cm3 以上之高濃度摻雜（doping）。摻雜可在母板整體進行，亦可僅在母板的表面部分進行。
所摻雜之單晶矽的形態具有如下優點:由於沒有瑕疵，故在電鑄鍍敷時，因在表面全部形成均一的電場，而可生成均一的鍍敷膜(遮罩100)。透過均一的鍍敷膜而製造出的框架一體型遮罩100、200可更為改善OLED畫素的畫質水準。而且，由於不需要進行除去、消除瑕疵的追加製程，故具有製程成本削減、生產性提高的優點。
又，藉由使用矽材質的母板，具有如下優點:可因應於需要而僅在母板表面進行氧化(Oxidation)、氮化(Nitridation)的過程中形成絕緣部。絕緣部也可使用光阻劑而形成。在形成有絕緣部的部分中，可防止鍍敷膜(遮罩100)的電鍍，而於鍍敷膜形成圖型(遮罩圖型(P))。
遮罩圖型(P)的寬度可形成比40μm還小，遮罩100的厚度可形成為約2~50μm。由於框架200具備複數個遮罩單元區域(CR:CR11~CR56)，因此具有對應於各個遮罩單元區域(CR:CR11~CR56)的遮罩單元(C:C11~C56)的遮罩100也具備複數個。
參照圖8(a)，可將遮罩100對應於框架200的1個遮罩單元區域(CR)。如圖8(a)所示，在使之對應的過程中，沿著遮罩100之一軸方向拉伸2個側(F1~F2)，在使遮罩100成平坦的狀態，可將遮罩單元(C)對應於遮罩單元區域(CR)。即使是在一側，可以多點(圖8之例是1~3點)抓住遮罩100而拉伸。另一方面，亦可不是一軸方向，而是沿著所有軸方向來拉伸遮罩100的所有側(F1~F4)。
例如，施加到遮罩100之各側的拉伸力也有不超過4N的情況。依據遮罩100的尺寸而施加的拉伸力可相同或變化。換言之，本發明之遮罩100是包含1個遮罩單元(C)的尺寸，故相較於包含複數個單元(C1~C6)之習知之條型遮罩10，所需要的拉伸力可能相同或者至少減少。若考慮到9.8N意味著1kg之重力的力，由於1N是比400g之重力的力還小的力，即使遮罩100被拉伸後附著於框架200，遮罩100施加於框架200的張力(tension)，或相反地框架200施加於遮罩100的張力會變得非常少。藉此，因張力所致之遮罩100及/或框架200的變形會最小化，而遮罩100(或遮罩圖型(P))的整列誤差可最小化。
而且，習知之圖1的遮罩10含有6個單元(C1~C6)，因此具有較長的長度，但另一方面，本發明之遮罩100包含1個單元(C)而具有較短長度，因此PPA偏離的程度變小。例如，假設包含複數個單元(C1~C6，...)之遮罩10的長度為1m，1m整體會發生10μm的PPA誤差，則本發明之遮罩100可藉由相對長度減縮(對應於單元(C)個數之減縮)，而令前述誤差範圍為1/n。例如，若本發明之遮罩100的長度為100mm，具有習知遮罩10之1m中縮減到1/10的長度，因此100mm長度整體會產生1μm之PPA誤差，具有整列誤差明顯減少的效果。
另一方面，遮罩100具備複數個單元(C)，即使各個單元(C)對應於框架200之各個單元區域(CR)，整列誤差仍在最小化的範圍內，則遮罩100也可對應於框架200之複數個遮罩單元區域(CR)。或，具有複數個單元(C)之遮罩100也可對應於1個遮罩單元區域(CR)。即使在此種情況下，考慮到整列所致的製程時間與生產性，遮罩100具備盡可能少數的單元(C)是較理想的。
遮罩100可在平坦的狀態下對應於遮罩單元區域(CR)而調節拉伸力(F1~F4)，並且透過顕微鏡而即時確認整列狀態。本發明的情況是由於對應遮罩100之1個單元(C)，即可確認整列狀態，因此相較於使複數個單元(C:C1~C6)同時對應，並且任一者都必須確認整列狀態之習知方法(參照圖2)，可明顯縮減製造時間。
即，本發明之框架一體型遮罩的製造方法相較於使6個單元(C1~C6)同時對應並且必須同時皆確認6個單元(C1~C6)之整列狀態的習知方法，透過使6個遮罩100內所含之各個單元(C11~C16)分別對應於1個單元區域(CR11~CR16)，並且分別確認整列狀態之6次的過程，可遠遠縮短時間。
又，本發明之框架一體型遮罩的製造方法在使30個遮罩100分別對應於30個單元區域(CR:CR11~CR56)並且整列30次的過程的製品收穫率，顯現出遠遠高於習知之使分別含有6個單元(C1~C6)的5個遮罩10(參照圖2(a))對應於框架20並整列5次的過程中的製品收穫率。在一次各6個的單元(C)對應的區域內整列6個單元(C1~C6)之習知方法是相當繁雜且困難的作業，因此製品產率表現較低。
另一方面，亦可在將遮罩100對應於框架200後，將遮罩100臨時固定在框架200而使預定之接著劑介於其間。之後，可進行遮罩100的接著階段。
圖9是顯示將本發明之一實施形態之遮罩100對應於框架200之單元區域(CR)而接著的過程的概略圖。圖10為圖9之B-B＇截面圖，且顯示本發明之各種實施形態之遮罩100接著於框架200(第1格柵片材部223)的形態的部分放大截面圖。
其次，參照圖9、圖10(a)及圖10(b)，可將遮罩100之框的一部分或全部接著於框架200。接著是以熔接(W)來進行，較佳的是以雷射熔接(W)來進行。被熔接(W)的部分具有與遮罩100/框架200相同的材質，可連結為一體。
若雷射照射於遮罩100之框部分(或虛設部)之上部，遮罩100之一部分會熔融而與框架200熔接(W)。熔接(W)是以最大限度靠近框架200之角部側來進行，才可將遮罩100與框架200之間的浮起空間減少到最大限，提高密接性。熔接(W)部分生成為線或點狀，並具有與遮罩100相同的材質，可成為將遮罩100與框架200連結為一體的媒介。
顯示2個鄰接的遮罩100的一框體分別接著(W)於第1格柵片材部223(或第2格柵片材部225)之上表面的形態。第1格柵片材部223(或第2格柵片材部225)的寬度、厚度形成為約1~5mm左右，為了提高製品之生產性，第1格柵片材部223(或第2格柵片材部225)與遮罩100之框重疊的寬度必須以最大限度縮減到約0.1~2.5mm左右。
第1、第2格柵片材部223、225之與長邊方向垂直的截面形狀可為高度較低的四角形、平行四邊形等。
熔接(W)方法是將遮罩100接著於框架200的1個方法，但不限定於如此的實施形態。
說明其他例，如圖10(c)所示，可使用共熔材質之接著部(EM)將遮罩100接著於框架200。共熔材質之接著部(EM)是含有至少2種金屬的接著劑，且具有膜、線、束狀等各種形狀，可具有約10~30μm之薄度。例如，共熔材質之接著部(EM)可包含In、Sn、Bi、Au等之群與Sn、Bi、Ag、Zn、Cu、Sb、Ge等之群中至少1個金屬。共熔材質之接著部(EM)包含至少2個金屬固相(solid phase)，在特定溫度/壓力的共熔點(eutectic point)中，2個金屬固相任一者皆可成為液相(liquid phase)。而且，若脫離共熔點，還可再次成為2個金屬固相。藉此，可進行透過固相→液相→固相之相變化而作為接著劑的角色。
共熔接著部(EM)與一般的有機接著劑不同，未包含有全部的揮發性有機物。因此，可防止接著劑之揮發性有機物質製程氣體反應而對OLED的畫素帶來不良影響，或者防止使接著劑本身所含的有機物質等之外部氣體會污染畫素製程室，或防止成為雜質而蒸鍍在OLED畫素的不良影響。又，共熔接著部(EM)是固體，因此無法藉由OLED有機物洗淨液洗淨，具有耐蝕性。又，由於含有2種以上的金屬，因此相較於有機接著劑，與相同金屬材質遮罩100、框架200具有高接著性而連結，且為金屬材質，故具有變形可能性較低的優點。
進一步說明其他例，如圖10(d)所示，進一步形成與遮罩100相同材質之接著鍍敷部150，而可將遮罩100接著於框架200。使遮罩100對應於框架200後，可在遮罩100的下表面方向形成PR等的絕緣部。而且，可在不覆蓋絕緣部之下，在所露出之遮罩100的內面及框架200上電鍍接著鍍敷部150。
接著鍍敷部150被電鍍在遮罩100之露出的表面及框架200上，並且可成為將遮罩100與框架200連結為一體媒介。此時，接著鍍敷部150是與遮罩100之框部分連結成一體並且電鍍，因此具有朝框架200之內側方向或外側方向施加拉伸力的狀態，可支撐遮罩100。因此，不需要另外拉伸遮罩並且進行整列的過程，可使強力地拉開被拉伸到框架200側的遮罩100與框架200形成一體。
圖10中，為了方便說明，應明白將被熔接(W)的部分、共熔材質之接著部(EM)部分的厚度及寬度稍微誇張顯示，實際上，該部分是幾乎沒有突出，可為被包含在遮罩100的狀態下連結框架200的部分。
其次，若結束將1個遮罩100接著於框架200的製程，可重複使剩餘的遮罩100依序對應於剩餘的遮罩單元(C)並接著於框架200的過程。由於已經接著於框架200的遮罩100可提示基準位置，因此具有可使剩餘的遮罩100依序對應於單元區域(CR)並確認整列狀態的過程中的時間顯著縮減的優點。而且，具有如下優點:接著於1個遮罩單元區域的遮罩100及接著於與其鄰接之遮罩單元區域的遮罩100之間的PPA變得不超過3μm，可提供一整列準確的超高畫質OLED畫素形成用遮罩。
圖11是顯示使用了本發明之一實施形態之框架一體型遮罩100、200的OLED畫素蒸鍍裝置1000的概略圖。
參照圖11，OLED畫素蒸鍍裝置1000包含有:收容磁鐵310並配設有冷卻水管350的磁板300、及從磁板300的下部供給有機物源600的蒸鍍源供給部500。
在磁板300與蒸鍍源供給部500之間，存在有有機物源600會蒸鍍之玻璃等對象基板900。使有機物源600依畫素別蒸鍍之框架一體型遮罩100、200(或FMM)密接在對象基板900，或者配置成非常接近。磁鐵310會產生磁場，藉由磁場可與對象基板900密接。
蒸鍍源供給部500往返於左右路徑，並供給有機物源600，從蒸鍍源供給部500供給之有機物源600可通過形成在框架一體型遮罩100、200的圖型(P)而蒸鍍在對象基板900之一側。通過框架一體型遮罩100、200之圖型(P)而蒸鍍的有機物源600具有OLED之畫素700的作用。
為了防止遮蔽效應(Shadow Effect)所致之畫素700的蒸鍍不均一，框架一體型遮罩100、200之圖型可傾斜形成(S)(或形成為錐狀(S))。沿著傾斜面而朝對角線方向通過圖型的有機物源600也可有助於畫素700之形成，因此畫素700整體可厚度均一地蒸鍍。
如前述，本發明列舉較佳實施形態而圖示說明，但並不限於前述實施形態，在未脫離本發明精神之範圍內，該技術領域中具有通常知識者可進行各種變形與變更。此種變形例及變更例必須認定為屬於本發明與添附申請專利範圍之範圍內。 產業上可利用性
本發明可適用於框架一體型遮罩及框架一體型遮罩的製造方法相關的領域。
10‧‧‧主體 20‧‧‧框架 100‧‧‧遮罩 110‧‧‧遮罩膜 150‧‧‧電鑄鍍敷部 200‧‧‧框架 210‧‧‧框體框架部 220,220'‧‧‧遮罩單元片材部 221‧‧‧框體片材部 223‧‧‧第1格柵片材部 225‧‧‧第2格柵片材部 300‧‧‧磁板 310‧‧‧磁鐵 500‧‧‧蒸鍍源供給部500 600‧‧‧有機物源 700‧‧‧畫素 900‧‧‧對象基板 1000‧‧‧OLED畫素蒸鍍裝置 C‧‧‧單元/遮罩單元 C1~C6,C11~C16,C21,C26,C31,C36,C41,C46,C51,C56‧‧‧單元/遮罩單元 CR‧‧‧遮罩單元區域 CR11~CR56‧‧‧單元區域 D1~D1＂,D2~D2＂‧‧‧距離 EM‧‧‧接著部 F1~F4‧‧‧拉伸力 R‧‧‧框體框架部的中空區域 P‧‧‧遮罩圖型 W‧‧‧熔接
圖1是顯示習知之OLED畫素蒸鍍用遮罩的概略圖。 圖2是顯示將習知之遮罩接著於框架的過程的概略圖。 圖3是顯示在將習知之遮罩拉伸過程中發生單元間的整列誤差的概略圖。 圖4是顯示本發明之一實施形態之框架一體型遮罩的正面圖及側截面圖。 圖5是顯示本發明之一實施形態之框架的正面圖及側截面圖。 圖6是顯示本發明之一實施形態之框架之製造過程的概略圖。 圖7是顯示本發明之其他實施形態之框架之製造過程的概略圖。 圖8是顯示本發明之一實施形態之遮罩之拉伸形態及使遮罩對應於框架之單元區域之狀態的概略圖。 圖9是顯示將本發明之一實施形態之遮罩對應於框架之單元區域而接著之過程的概略圖。 圖10是顯示本發明之各種實施形態之遮罩接著於框架之形態的部分放大截面圖。 圖11是顯示使用了本發明之一實施形態之框架一體型遮罩的OLED畫素蒸鍍裝置的概略圖。
100‧‧‧遮罩
110‧‧‧遮罩膜
200‧‧‧框架
210‧‧‧框體框架部
220‧‧‧遮罩單元片材部
221‧‧‧框體片材部
223‧‧‧第1格柵片材部
225‧‧‧第2格柵片材部
C‧‧‧單元/遮罩單元
C11,C12,C13,C14,C15,C16,C21,C26,C31,C36,C41,C46,C51,C56‧‧‧單元/遮罩單元
P‧‧‧遮罩圖型

Claims (17)

  1. 一種框架一體型遮罩，是複數個遮罩與支撐遮罩的框架形成為一體的框架一體型遮罩，框架包含：框體框架部，含有中空區域；及遮罩單元片材部，沿著第1方向、與垂直於第1方向之第2方向當中至少1個方向具備複數個遮罩單元區域，並連結於框體框架部，各個遮罩包含形成有複數個遮罩圖型的遮罩單元及遮罩單元周邊之虛設部，各個遮罩分別單獨對應於各個遮罩單元區域地連結，各個遮罩的虛設部的至少一部分連結於遮罩單元片材部的上部。
  2. 如請求項1之框架一體型遮罩，其中遮罩單元片材部包含：框體片材部；及至少1個第1格柵片材部，在第1方向上延伸設置，且兩端連結於框體片材部。
  3. 如請求項2之框架一體型遮罩，其中遮罩單元片材部更包含至少1個第2格柵片材部，前述第2格柵片材部在垂直於第1方向的第2方向上延伸設置而與第1格柵片材部交叉，且兩端連結於框體片材部。
  4. 如請求項1之框架一體型遮罩，其中遮罩包含1個遮罩單元，且在遮罩單元片材部之各個遮罩單元 區域上對應有各個遮罩。
  5. 如請求項1之框架一體型遮罩，其中遮罩包含複數個遮罩單元，且在遮罩單元片材部之各個遮罩單元區域上對應有各個遮罩。
  6. 如請求項1之框架一體型遮罩，其中框體框架部為四角形。
  7. 如請求項1之框架一體型遮罩，其中框體框架部的厚度比遮罩單元片材部的厚度還厚，且遮罩單元片材部的厚度比遮罩還厚。
  8. 如請求項7之框架一體型遮罩，其中遮罩單元片材部的厚度為0.1~1mm，且遮罩的厚度為2~50μm。
  9. 如請求項1之框架一體型遮罩，其中遮罩及框架是恆範鋼、超恆範鋼、鎳、鎳鈷當中任一材質。
  10. 如請求項1之框架一體型遮罩，其中接著於1個遮罩單元區域的遮罩及接著於和前述遮罩鄰接之遮罩單元區域的遮罩之間的PPA不超過3μm。
  11. 一種框架一體型遮罩的製造方法，使複數個遮罩與支撐遮罩之框架形成為一體的框架一體型遮罩的製造方法，包含下述階段：(a)提供包含中空區域之框體框架部的階段；(b)將沿著第1方向、與垂直於第1方向的第2方向當中至少1個方向具備複數個遮罩單元區域的遮罩單元片材部連結於框體框架部的階段； (c)將各個遮罩分別單獨對應於遮罩單元片材部之各個遮罩單元區域的階段，其中，各個遮罩包含形成有複數個遮罩圖型的遮罩單元及遮罩單元周邊之虛設部；及(d)將各個遮罩之虛設部之至少一部分分別單獨連結於遮罩單元片材部的階段。
  12. 一種框架一體型遮罩的製造方法，是複數個遮罩與支撐遮罩的框架形成為一體的框架一體型遮罩的製造方法，包含有：(a)提供包含中空區域之框體框架部的階段；(b)將平面的遮罩單元片材部連結於框體框架部的階段；(c)於遮罩單元片材部沿著第1方向、與垂直於第1方向的第2方向當中至少1個方向形成複數個遮罩單元區域的階段；(d)將各個遮罩分別單獨對應於遮罩單元片材部的各個遮罩單元區域的階段，其中，各個遮罩包含形成有複數個遮罩圖型的遮罩單元及遮罩單元周邊之虛設部；及(e)將各個遮罩之虛設部之至少一部分分別單獨連結於遮罩單元片材部的階段。
  13. 如請求項11或12之框架一體型遮罩的製造方法，其中遮罩單元片材部包含：框體片材部；及至少1個第1格柵片材部，在第1方向上延伸設置，且兩端連結於框體片材部。
  14. 如請求項13之框架一體型遮罩的製造方法，其中遮罩單元片材部更包含至少1個第2格柵片材部，前述第2格柵片材部是在垂直於第1方向的第2方向上延伸設置而與第1格柵片材部交叉，且兩端連結於框體片材部。
  15. 如請求項11或12之框架一體型遮罩的製造方法，其中在(b)階段，將遮罩單元片材部之角部熔接而連結於框體框架部。
  16. 如請求項11或12之框架一體型遮罩的製造方法，其中遮罩包含1個遮罩單元，且1個遮罩單元位於1個遮罩單元區域內。
  17. 如請求項11或12之框架一體型遮罩的製造方法，其中遮罩包含複數個遮罩單元，且複數個遮罩單元位於1個遮罩單元區域內。
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