CN110385527A - 框架一体型掩模的制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种框架一体型掩模的制造装置。本发明涉及的框架一体型掩模的制造装置(10)包括:台部(20),用于安装并支撑框架(200);夹持部(30),对模板(50)进行夹持,所述模板(50)上粘合并支撑有所述掩模(100);夹持移动部(40),沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动夹持部(30);头部(60),向掩模(100)的焊接部照射激光,并感测掩模(100)的对准状态;以及头移动部(70),沿着X、Y、Z轴中的至少一个方向移动头部(60),其中,夹持部(30)以吸附模板(50)的上部表面的至少一部分的方式进行夹持。
Description
技术领域
本发明涉及一种框架一体型掩模的制造装置。更加详细而言,涉及能够在掩模没有变形地情况下,稳定地进行支撑和移动,能够将掩模与框架形成为一体,并且能够使各个掩模之间精确地对准(align)的框架一体型掩模的制造装置。
背景技术
作为OLED(有机发光二极管)制造工艺中形成像素的技术,主要使用FMM(FineMetal Mask,精细金属掩模)方法,该方法将薄膜形式的金属掩模(Shadow Mask,阴影掩模)紧贴于基板并且在所需位置上沉积有机物。
在现有的OLED制造工艺中,将掩模制造成条状、板状等后,将掩模焊接固定到OLED像素沉积框架并使用。一个掩模上可以具备与一个显示器对应的多个单元。另外,为了制造大面积OLED,可将多个掩模固定于OLED像素沉积框架,在固定于框架的过程中,拉伸各个掩模,以使其变得平坦。调节拉伸力以使掩模的整体部分变得平坦是非常困难的作业。特别是,为了使各个单元全部变得平坦,同时对准尺寸仅为数μm至数十μm的掩模图案,需要微调施加到掩模各侧的拉伸力并且实时确认对准状态的高度作业要求。
尽管如此,在将多个掩模固定于一个框架过程中,仍然存在掩模之间以及掩模单元之间对准不好的问题。另外,在将掩模焊接固定于框架的过程中,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者扭曲的问题,因焊接过程中焊接部分发生褶皱、毛刺(burr)等而使掩模单元的对准交错的问题等。
在超高清的OLED中,现有的QHD(Quarter High Definition,四分之一高清)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(Ultra High Definition,超高清)、8K UHD高清具有比之更高的~860PPI,~1600PPI等的分辨率。如此,考虑到超高清的OLED的像素尺寸,需要将各单元之间的对准误差缩减为数μm程度,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并且使对准精确的技术,以及将掩模固定于框架的技术等。
发明内容
技术问题
因此,本发明是为了解决上述现有技术中的问题而提出的,其目的在于,提供一种框架一体型掩模的制造装置,能够形成掩模与框架的一体型结构。
另外,本发明的目的在于,提供一种框架一体型掩模的制造装置,能够防止掩模下垂或者扭曲等变形并且使对准精确。
另外,本发明的目的在于,提供一种框架一体型掩模的制造装置,显著缩短制造时间,并且显著提升收率。
另外,本发明的目的在于,提供一种框架一体型掩模的制造装置,能够在掩模没有变形的情况下,稳定地进行支撑和移动。
技术方案
本发明的上述目的通过一种框架一体型掩模的制造装置达成,该装置包括:台部,用于安装并支撑框架;夹持部,对模板进行夹持(Gripping),所述模板上粘合并支撑有所述掩模;夹持移动部,沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动所述夹持部;头部,向所述掩模的焊接部照射激光,并感测所述掩模的对准状态;以及头移动部,沿着X、Y、Z轴中的至少一个方向移动所述头部,其中,所述夹持部以吸附所述模板的上部表面的至少一部分的方式进行夹持。
所述台部可以包括用于对准所述框架的位置的框架对准单元。
所述台部可以包括用于加热所述框架的加热单元。
所述夹持部可以包括:夹持单元,用于夹持所述模板;夹持移动单元,沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动所述夹持单元;以及连接单元,将所述夹持移动单元连接到所述夹持移动部。
所述夹持单元可以形成有彼此隔开的多个吸附单元,多个所述吸附单元用于对所述模板施加吸压。
多个所述吸附单元可以配置成与所述掩模的焊接部在Z轴上的区域不重叠。
所述夹持移动部包括:基座单元;夹持支撑单元,配置在所述基座单元上以支撑所述夹持部;以及夹持轨道单元,用于移动所述基座单元,其中,所述基座单元可以在沿着Z轴方向与所述台部隔开的区域内移动,使得所述夹持部进入到所述台部的上部。
所述头部可以包括激光单元,所述激光单元对所述掩模照射激光,以将所述掩模与所述框架进行焊接,或者对所述掩模照射激光,以进行激光修整(trimming)。
一对所述激光单元彼此隔开配置,各个所述激光单元分别对所述掩模的一侧及另一侧的焊接部照射激光。
所述框架可以包括:边缘框架部,其包括中空区域;掩模单元片材部,具备多个掩模单元区域,并且连接于所述边缘框架部。
所述框架可以沿着第一方向以及垂直于第一方向的第二方向中的至少一个方向,具备多个所述掩模单元区域。
多个吸附孔形成在具有所述掩模单元区域的掩模单元片材部的与角部隔开规定距离的部分。
所述台部可以进一步包括下部支撑单元,所述下部支撑单元对所述框架的下部产生吸压。
所述下部支撑单元形成有至少一个真空流路,所述真空流路可以将从外部的吸压产生装置生成的吸压传递到所述吸附孔。
所述掩模上形成有掩模图案,所述掩模可以通过临时粘合部粘合在所述模板上。
发明效果
根据如上构成的本发明,掩模和框架能够形成一体型结构。
另外,根据本发明,能够防止掩模下垂或者扭曲等的变形,并且使对准精确。
另外,根据本发明,能够显著缩短制造时间,并且显著提升收率。
另外,根据本发明,能够在掩模没有变形的情况下,稳定地进行支撑和移动。
附图说明
图1以及图2是将现有的掩模粘合到框架上的过程的概略图。
图3是在现有的掩模拉伸的过程中,单元之间发生对准误差的概略图。
图4是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的主视图以及侧剖视图。
图5是本发明的一实施例涉及的框架的主视图以及侧剖视图。
图6是本发明的一实施例涉及的框架的制造过程的概略图。
图7是本发明的另一实施例涉及的框架的制造过程的概略图。
图8以及图9是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的制造装置的俯视概略图以及主视概略图。
图10是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的制造装置的局部放大概略图。
图11至12是本发明的一实施例涉及的在模板上粘合掩模金属膜,并形成掩模,从而制造掩模支撑用的模板的过程的概略图。
图13是本发明的一实施例涉及的临时粘合部的放大截面概略图。
图14是将本发明的一实施例涉及的掩模支撑用的模板装载在框架上的过程的概略图。
图15是将本发明的一实施例涉及的模板装载在框架上,以使掩模与框架的单元区域对应的状态的概略图。
图16是将本发明的一实施例涉及的掩模粘合到框架上的过程的概略图。
图17是通过本发明的一实施例涉及的吸附孔对掩模施加吸附力的状态的概略图。
图18是将本发明的一实施例涉及的掩模粘合到框架上后,分离掩模和模板的过程的概略图。
图19是将本发明的一实施例涉及的掩模粘合在框架的状态的概略图。
图20是利用本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的OLED像素沉积装置的概略图。
附图标记:
10:框架一体型掩模的制造装置
20:台部
30:夹持部
40:夹持移动部
50:模板(template)
51:激光通过孔
55:临时粘合部
60:头部
70:头移动部
90:下部支撑单元
100:掩模
110:掩模膜
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像素沉积装置
C:单元、掩模单元
CR:掩模单元区域
DM:虚拟部、掩模虚拟部
L:激光
P:掩模图案
WB:焊缝
具体实施方式
后述的对于本发明的详细说明将参照附图,该附图将能够实施本发明的特定实施例作为示例示出。充分详细地说明这些实施例,以使本领域技术人员能够实施本发明。应当理解,本发明的多种实施例虽然彼此不同,但是不必相互排斥。例如,在此记载的特定形状、结构及特性与一实施例有关,在不脱离本发明的精神及范围的情况下,能够实现为其他实施例。另外,应当理解,各个公开的实施例中的个别构成要素的位置或配置,在不脱离本发明的精神及范围的情况下,能够进行变更。因此,后述的详细说明不应被视为具有限制意义,只要适当地说明,则本发明的范围仅由所附的权利要求书及其等同的所有范围限定。图中相似的附图标记从多方面表示相同或相似的功能,为了方便起见,长度、面积、厚度及其形状可以夸大表示。
以下,将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明,以便本领域技术人员能够容易地实施本发明。
图1以及图2是将现有的掩模1粘合到框架2上的过程的概略图。图3是将现有的掩模1拉伸F1~F2的过程中,发生单元C1~C3之间的对准误差的概略图。
参照图1,现有的掩模1可以以条式(Stick-Type)或者板式(Plate-Type)制造。图1中示出的掩模1作为条式掩模,可以将条的两侧焊接固定于OLED像素沉积框架2并使用。
在掩模1的主体(Body,或者掩模膜1a)中,具备多个显示单元C。一个单元C与智能手机等的一个显示器对应。单元C中形成有像素图案P,以便与显示器的各个像素对应。放大单元C时,显示与R、G、B对应的多个像素图案P。作为一例,在单元C中形成有像素图案P,以便具有70×140分辨率。即,大量的像素图案P形成集合,以构成一个单元C,并且多个单元C可以形成于掩模1。以下对于具备6个单元C(C1~C6)的条式掩模1进行举例说明。
参照图1的(a)、图2的(a)以及图2的(b),首先,应将条式掩模1平坦地展开。在中间隔着框架2且对置的一对夹持器3夹持(clamping)掩模1的两侧,并且随着沿掩模1的长轴方向施加拉伸力F1~F2进行拉伸,掩模1平坦地被展开。并且,沿着占有框架2外侧的y轴移动轨道4,夹持器3移动到与框架2对应的位置。框架2的尺寸可以是足以使条式掩模1的单元C1~C6位于框内部空白区域,其尺寸也可以是足以使多个条式掩模1的单元C1~C6位于框内部空白区域。
其次,参照图2的(c),在一对夹持器3沿着Z轴移动轨道5下降,以将掩模1拉伸的状态下,将掩模装载在方框形状的框架2上。掩模1的单元C1~C6将位于框架2的框内部空白区域部分。框架2的尺寸可以是足以使一个掩模1的单元C1~C6位于框内部空白区域,其尺寸也可以是足以使多个掩模1的单元C1~C6位于框内部空白区域。
其次,参照图1的(b)以及图2的(d),微调施加到掩模1的各侧的拉伸力F1~F2并进行对准后,随着用激光L等焊接W掩模1侧面的一部分,将掩模1和框架2彼此连接。并且,夹持器3解除对掩模1的夹持。图1的(c)是示出彼此连接的掩模1和框架2的侧截面。
参照图3,尽管微调施加到条式掩模1的各侧的拉伸力F1~F2,但是显示出掩模单元C1~C3彼此之间对准不好的问题。例如,单元C1~C3的图案P之间的距离D1~D1”、D2~D2”彼此不同,或者图案P歪斜。由于条式掩模1具有包括多个(作为一例,为6个)单元C1~C6的大面积,并且具有数十μm的非常薄的厚度,所以容易因荷重而下垂或者扭曲。另外,调节拉伸力F1~F2,以使各个单元C1~C6全部变得平坦,同时通过显微镜实时确认各个单元C1~C6之间的对准状态是非常困难的作业。
因此,拉伸力F1~F2的微小误差可能引起条式掩模1各单元C1~C3的拉伸或者展开程度的误差,由此,导致掩模图案P之间的距离D1~D1”、D2~D2”不同。虽然完美地对准以使误差为0是非常困难的,但是为了避免尺寸为数μm至数十μm的掩模图案P对超高清OLED的像素工艺造成坏影响,优选对准误差不大于3μm。将如此相邻的单元之间的对准误差称为像素定位精度(pixel position accuracy,PPA)。
另外,将大概6-20个条式掩模1分别连接在一个框架2,同时使多个条式掩模1之间,以及条式掩模1的多个单元C-C6之间的对准状态精确是非常困难的作业,并且只能增加基于对准的工艺时间,这成为降低生产性的重要理由。
另一方面,将条式掩模1连接固定到框架2后,施加到条式掩模1的拉伸力F1~F2能够反向地作用于框架2。即,由于拉伸力F1~F2而绷紧拉伸的条式掩模1连接在框架2后,能够将张力(tension)作用于框架2。通常,该张力不大,不会对框架2产生大的影响,但是在框架2的尺寸实现小型化且强度变低的情况下,这种张力可能使框架2细微变形。如此,可能发生破坏多个单元C~C6间的对准状态的问题。
鉴于此,本发明提出能够使掩模100与框架200形成一体型结构的框架200以及框架一体型掩模。与框架200形成一体的掩模100能够防止下垂或者扭曲等变形,并且精确地对准于框架200。当掩模100连接到框架200时,不对掩模100施加任何拉伸力,因此掩模100连接到框架200后,可以不对掩模200施加引起变形的张力。并且,能够显著地缩短将掩模100一体地连接到框架200的制造时间,并且显著提升收率。
图4是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的主视图(图4的(a))以及侧剖视图(图4的(b)),图5是本发明的一实施例涉及的框架的主视图(图5的(a))以及侧剖视图(图5的b)。
参照图4以及图5,框架一体型掩模可以包括多个掩模100以及一个框架200。换句话说,将多个掩模100分别粘合于框架200的形态。以下,为了便于说明,以四角形状的掩模100为例进行说明,但是掩模100在粘合于框架200之前,可以是两侧具备用于夹持的突出部的条式掩模形状,粘合于框架200后,可以去除突出部。
各个掩模100形成有多个掩模图案P,一个掩模100可以形成有一个单元C。一个掩模单元C可以与智能手机等的一个显示器对应。
掩模100可以是热膨胀系数约为1.0×10-6/℃的因瓦合金(invar)或约为1.0×10-7/℃的超级因瓦合金(super invar)材料。由于这种材料的掩模100的热膨胀系数非常低,因热能而掩模的图案形状变形的可能性小,在制造高分辨率的OLED中,可以用作FMM、阴影掩模(Shadow Mask)。此外,考虑到最近开发在温度变化值不大的范围内实施像素沉积工艺的技术,掩模100也可以是热膨胀系数比之略大的镍(Ni)、镍-钴(Ni-Co)等材料。掩模100可以使用轧制(rolling)工艺或者电铸(electroforming)生成的金属片材(sheet)。
框架200可以以粘合多个掩模100的方式形成。包括最***边缘在内,框架200可以包括沿着第一方向(例如,横向)、第二方向(例如,竖向)形成的多个角部。这种多个角部可以在框架200上划分待粘合掩模100的区域。
框架200可以包括大概呈四角形状、方框形状的边缘框架部210。边缘框架部210的内部可以是中空形状。即,边缘框架部210可以包括中空区域R。框架200可以由因瓦合金、超级因瓦合金、铝、钛等金属材料形成,考虑到热变形,优选由与掩模具有相同热膨胀系数的因瓦合金、超级因瓦合金、镍、镍-钴等材料形成,这些材料均可应用于所有作为框架200的构成要素的边缘框架部210、掩模单元片材部220。
另外,框架200具备多个掩模单元区域CR,并且可以包括连接到边缘框架部210的掩模单元片材部220。掩模单元片材部220可以与掩模100相同地通过轧制形成,或者通过如电铸使用其他的成膜工艺形成。另外,掩模单元片材部220可以通过激光划线、蚀刻等在平面状片材(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可以将平面状的片材连接到边缘框架部210后,通过激光划线、蚀刻等形成多个掩模单元区域CR。本说明书中主要对首先在掩模单元片材部220形成多个掩模单元区域CR后,连接到边缘框架部210的情况进行说明。
掩模单元片材部220可以包括边缘片材部221以及第一栅格片材部223、第二栅格片材部225中的至少一种。边缘片材部221以及第一栅格片材部223、第二栅格片材部225是指在同一片材上划分的各个部分,它们彼此之间形成为一体。
边缘片材部221可以实质上连接到边缘框架部210。因此,边缘片材部221可以具有与边缘框架部210对应的大致四角形状、方框形状。
另外,第一栅格片材部223可以沿着第一方向(横向)延伸形成。第一栅格片材部223以直线形态形成,其两端可以连接到边缘片材部221。当掩模单元片材部220包括多个第一栅格片材部223时,各个第一栅格片材部223优选具有相同的间距。
另外,进一步地,第二栅格片材部225可以沿着第二方向(竖向)延伸形成,第二栅格片材部225以直线形态形成,其两端可以连接到边缘片材部221。第一栅格片材部223和第二栅格片材部225可以彼此垂直交叉。当掩模单元片材部220包括多个第二栅格片材部225时,各个第二栅格片材部225优选具有相同的间距。
另一方面,第一栅格片材部223之间的间距和第二栅格片材部225之间的间距,可以根据掩模单元C的尺寸而相同或不同。
第一栅格片材部223以及第二栅格片材部225虽然具有薄膜形态的薄的厚度,但是垂直于长度方向的截面的形状可以是诸如矩形、平行四边形的四边形形状、三角形形状等,边、角的一部分可以形成圆形。截面形状可以在激光划线、蚀刻等过程中进行调节。
边缘框架部210的厚度可以大于掩模单元片材部220的厚度。由于边缘框架部210负责框架200的整体刚性,可以以数mm至数十cm的厚度形成。
就掩模单元片材部220而言,实际上制造厚片材的工艺困难,过厚,则有可能在OLED像素沉积工艺中有机物源600(参照图20)堵塞通过掩模100的路径。相反,过薄,则有可能难以确保足以支撑掩模100的刚性。由此,掩模单元片材部220优选比边缘框架部210的厚度薄,但是比掩模100更厚。掩模单元片材部220的厚度可以约为0.1mm至1mm。并且,第一栅格片材部223、第二栅格片材部225的宽度可以约为1~5mm。
在平面状片材中,除了边缘片材部221、第一栅格片材部223、第二栅格片材部225占据的区域以外,可以提供多个掩模单元区域CR(CR11~CR56)。从另一个角度来说,掩模单元区域CR可以是指在边缘框架部210的中空区域R中,除了边缘片材部221、第一栅格片材部223、第二栅格片材部225占据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,实际上可以用作通过掩模图案P沉积OLED的像素的通道。如前所述,一个掩模单元C与智能手机等的一个显示器对应。一个掩模100中可以形成有用于构成一个单元C的掩模图案P。或者,一个掩模100具备多个单元C且各个单元C可以与框架200的各个单元区域CR对应,但是为了精确地对准掩模100,需要避免大面积掩模100,优选具备一个单元C的小面积掩模100。或者,也可以是具有多个单元C的一个掩模100与掩模200的一个单元区域CR对应。此时,为了精确地对准,可以考虑具有2-3个单元C的掩模100与掩模200的一个单元区域CR对应。
掩模200具备多个掩模单元区域CR,可以将各个掩模100以各个掩模单元C与各个掩模单元区域CR分别对应的方式粘合。各个掩模100可以包括形成有多个掩模图案P的掩模单元C以及掩模单元C周边的虚拟部(相当于除了单元C以外的掩模膜110部分)。虚拟部可以只包括掩模膜110,或者可以包括形成有与掩模图案P类似形态的规定的虚拟图案的掩模膜110。掩模单元C与框架200的掩模单元区域CR对应,虚拟部的一部分或者全部可以粘合于框架200(掩模单元片材部220)。由此,掩模100和框架200可以形成一体型结构。
另一方面,根据另一实施例,框架不是以将掩模单元片材部220粘合于边缘框架部210的方式制造,而是可以使用在边缘框架部210的中空区域R部分直接形成与边缘框架部210成为一体的栅格框架(相当于栅格片材部223、225)的框架。这种形态的框架也包括至少一个掩模单元区域CR,可以使掩模100与掩模单元区域CR对应,以制造框架一体型掩模。
以下,对框架一体型掩模的制造过程进行说明。
首先,可以提供图4以及图5中所述的框架200。图6是本发明的一实施例涉及的框架200的制造过程的概略图。
参照图6的(a),提供边缘框架部210。边缘框架部210可以是包括中空区域R的方框形状。
其次,参照图6的(b),制造掩模单元片材部220。掩模单元片材部220使用轧制、电铸或者其他的成膜工艺,制造平面状的片材后,通过激光划线、蚀刻等,去除掩模单元区域CR部分,从而可以制造。本说明书中,以形成6×5的掩模单元区域CR(CR11~CR56)为例进行说明。可以存在5个第一栅格片材部223以及4个第二栅格片材部225。
然后,可以将掩模单元片材部220与边缘框架部210对应。在对应的过程中,可以在拉伸F1~F4掩模单元片材部220的所有侧部以使掩模单元片材部220平坦伸展的状态下,使边缘片材部221与边缘框架部210对应。在一侧部也能以多个点(作为图6的(b)的例,1~3个点)夹持掩模单元片材部220并进行拉伸。另一方面,也可以不是所有侧部,而是沿着一部分侧部方向,拉伸F1、F2掩模单元片材部220。
然后,使掩模单元片材部220与边缘框架部210对应时,可以将掩模单元片材部220的边缘片材部221以焊接W方式粘合。优选地,焊接W所有侧部,以便掩模单元片材部220牢固地粘合于边缘框架部210。应当最大限度地接近框架部210的角部侧进行焊接W,才能最大限度地减少边缘框架部210和掩模单元片材部220之间的翘起空间,并提升粘合性。焊接W部分可以以线(line)或者点(spot)形状生成,具有与掩模单元片材部220相同的材料,并可以成为将边缘框架部210和掩模单元片材部220连接成一体的媒介。
图7是本发明的另一实施例涉及的框架的制造过程的概略图。图6的实施例首先制造具备掩模单元区域CR的掩模单元片材部220后,粘合于边缘框架部210,而图7的实施例将平面状的片材粘合于边缘框架部210后,形成掩模单元区域CR部分。
首先,与图6的(a)相同地提供包括中空区域R的边缘框架部210。
然后,参照图7的(a),可以使平面状的片材(平面状的掩模单元片材部220')与边缘框架部210对应。掩模单元片材部220'是还未形成掩模单元区域CR的平面状态。在对应的过程中,可以在拉伸F1~F4掩模单元片材部220'的所有侧部以使掩模单元片材部220'平坦伸展状态下,使其与边缘框架部210对应。在一侧部也能以多个点(作为图7的(a)的例,1~3个点)夹持单元片材部220'并进行拉伸。另一方面,也可以不是所有侧部,而是沿着一部分侧部方向,拉伸F1、F2掩模单元片材部220'。
然后,使掩模单元片材部220'与边缘框架部210对应时,可以将掩模单元片材部220'的边缘部分以焊接W方式进行粘合。优选地,焊接W所有侧部,以便掩模单元片材部220'牢固地粘合于边缘框架部220。应当最大限度地接近边缘框架部210的角部侧进行焊接W,才能最大限度地减少边缘框架部210和掩模单元片材部220'之间的翘起空间,并提升粘合性。焊接W部分可以以线(line)或者点(spot)形状生成,与掩模单元片材部220'具有相同材料,并可以成为将边缘框架部210和掩模单元片材部220'连接成一体的媒介。
然后,参照图7的(b),在平面状的片材(平面状的掩模单元片材部220')上形成掩模单元区域CR。通过激光划线、蚀刻等,去除掩模单元区域CR部分的片材,从而可以形成掩模单元区域CR。本说明书中,以形成6×5的掩模单元区域CR(CR11~CR56)为例进行说明。当形成掩模单元区域CR时,可以构成掩模单元片材部220,其中,与边缘框架部210焊接W的部分成为边缘片材部221,并且具备5个第一栅格片材部223以及4个第二栅格片材部225。
图8以及图9是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的制造装置10的俯视概略图以及主视概略图。图10是本发明的一实施例涉及的框架一体型掩模的制造装置10的局部放大概略图。图8至10中对于框架200具有2×5的掩模单元区域CR(CR11~CR52)进行举例说明。
参照图8至10,框架一体型掩模装置10包括工作台15、台部20、夹持部30、夹持移动部40、头部60、头移动部70、隔振器80等。
首先,称为台架(gantry)的工作台15设置在结构物上,该结构物牢固地设置在地面,从而能够防止外部的振动或者冲击。为了进行更加可靠的工艺,工作台15的上部表面需精确调平。
工作台15上设置有用于安装并支撑框架200的台部20。台部20可以包括装载部21、框架对准单元23以及框架支撑单元25。另外,还可以进一步包括加热单元(未图示)、背光单元(未图示)。
装载部21可以与台部20的主体对应,可以具有宽板形态,从而可以提供装载框架200的区域。工作台15上可以进一步包括台移动部27,台移动部27可以沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动台部20(或者,装载部21)。θ轴方向可以是指在XY平面、YZ平面、XZ平面上旋转的角度。图8以及图9中示出台移动部27呈轨道形态,以便能够沿着Y轴方向移动装载部21。但是,并非限定于此,可以使用轨道形态、传送带形态、铰链形态、电机、齿轮等公知的移动/旋转设备,以便能够沿着不同方向进行移动/旋转。
框架对准单元23可以配置在框架支撑部25或者框架200的各侧面、各角部,以对准框架200的位置。
框架支撑单元25可以具有与框架200相似的方框形态,以便能够安装并支撑框架200,并且可以配置在装载部21或者框架对准部23上。框架支撑单元25可以在掩模100粘合于框架200的工序中防止边缘框架部210以及掩模单元片材部220因张力而变形。框架支撑单元25可以配置成从框架200的下部紧贴到框架200。框架支撑单元25上表面可以形成有以紧密配合方式***边缘框架部210以及栅格框架部220的多个槽,槽内可以***安装框架200。因此,即使在因掩模粘合于框架200而施加张力的状态下,也能够防止框架200的变形。框架支撑单元25也可以是与图17中将要后述的下部支撑单元90形成一体的结构。
其后,在相邻的单元C上又粘合掩模100时,相邻的多个掩模100对于配置在其之间的框架200施加相反的力,其结果,施加到框架200的张力能够被抵消。在抵消这种张力以前,即,只粘合一个掩模100时,随着框架支撑单元25安装并收纳框架200,可以防止在掩模100粘合工序中框架200的变形。
将掩模100粘合到框架200上的工序中,加热单元(未图示)可控制工艺温度,或者加热框架。
随着背光单元(未图示)朝向垂直上部(Z轴)方向发光,可以有助于头部60的相机单元65确认掩模图案P的对准形态。朝向垂直上部方向发光,可以使用直接发光的透过型,以及朝向垂直下部方向发设的光经反射后,朝向上部方向发光的反射型等。
夹持部30包括夹持单元31、夹持移动单元35、连接单元37。夹持部30可以对模板50进行夹持,所述模板50上粘合并支撑有掩模100。此时,夹持可以通过吸附模板50的上部表面的至少一部分而进行。或者,夹持可以包括在对掩模100没有影响的范围内固定模板50的一部分而进行。
夹持单元31可以以吸附模板50的上部表面的方式进行夹持。夹持单元31在XY平面形成为水平的形状,其下部表面形成有多个吸附单元32。
吸附单元32可以单独地连接到夹持单元31的下部,或者可以是在夹持单元31中以吸附孔形态形成的部分。随着通过吸附单元32对模板50的上部表面施加吸压,模板50可以吸附于夹持单元31的下部表面。虽然对吸附单元32的配置形态没有限制,但是优选与掩模100的焊接部(进行激光焊接的区域)在Z轴上的区域不重叠,以防止阻挡激光的进入路径。
夹持移动单元35可沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动夹持单元31。本发明中,由于由夹持移动部40代替夹持单元31在X轴以及Y轴方向上的移动,因此,假设夹持移动单元沿着Z、θ轴的方向进行移动,并对此进行说明。夹持移动单元35可以不限定地使用可以沿着不同方向移动/旋转的公知的移动/旋转设备。另一方面,可以进一步包括用于连接夹持单元31和夹持移动单元35的辅助单元33。
连接单元37可以将夹持移动单元35连接在夹持移动部40(或者夹持支撑单元43)上。
夹持移动部40可沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动夹持部30。其中,应理解,移动除了将夹持部30固定在夹持移动部40的状态下,夹持移动部40沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动,以使夹持部30一同移动的概念以外,还可以包括在夹持移动部40不移动的状态下,只移动夹持部30的概念。本发明中,假设夹持移动部40沿着夹持部30的X、Y轴方向进行移动,并且夹持移动单元35或者夹持支撑单元43沿着夹持部30的Z、θ轴方向进行移动,并对此进行说明。
夹持移动部40可包括基座单元41、夹持支撑单元43、夹持轨道单元45。
基座单元41为宽板形态,上部可以提供用于配置夹持支撑单元43的空间。并且,其两侧部连接在夹持轨道单元45上,从而可以沿着夹持轨道单元45的形成方向移动。
夹持支撑单元43配置在基座单元41上,从而可以支撑夹持部30。夹持支撑单元43可沿着形成在基座单元41上的基座轨道单元44的形成方向移动。
夹持轨道单元45可以沿着台部20(或者,装载部21)的形成方向形成在台部20的两侧,并且基座单元41可以在夹持轨道单元45上移动。
根据一实施例,台部20大致沿着X轴方向形成,在台部20的长边部分,可以沿着X轴方向形成有一对夹持轨道单元45。并且,基座单元41沿着Y轴方向延伸形成,其两端分别连接在一对夹持轨道单元45,从而可以沿着X轴方向移动。并且,在基座单元41上沿着Y轴方向形成有基座轨道单元44,夹持支撑单元43连接在基座轨道单元44上,从而可以沿着Y轴方向移动。
可以在台部20的左侧部分上配置有框架200,并且在右侧部分上配置有夹持部30以及夹持移动部40。基座单元41和台部20在Z轴上彼此隔开。因此,即使基座单元41通过夹持轨道单元45沿着X轴方向移动到左侧的配置有框架200的区域,框架200和基座单元41也可以彼此不干涉。由此,可以使由支撑于基座单元41上的夹持部30夹持的托盘50与框架200上的特定单元区域CR对应。
头部60配置在台部20、夹持部30的上部。头部60设置有激光单元61(61a、61b)、相机单元65、间隙感测器(gap sensor)、不良分析单元67等。
激光单元61可以生成用于焊接掩模和框架200的激光L。或者,激光单元61也可以生成对掩模100照射以进行激光修整的切割激光。一对激光单元61(61a、61b)彼此对置,并且可以设置成能够调整X、Y轴上的位置。隔开的距离可以与掩模100的左侧焊接部和右侧焊接部的距离对应。当为了将掩模粘合到框架200上而照射激光L时,不需要分别对掩模100的左侧/右侧焊接部照射激光L,可以通过一次性照射激光L来进行焊接。由此,掩模100的两侧同时粘合到框架200上,因此相比于每次粘合一侧的工艺,能够缩短工艺时间,并且将掩模100在不变形的情况下稳定地粘合到框架200上。
相机单元65可以拍摄并感测掩模100、掩模图案P的对准状态。间隙感测器单元可以测量Z轴移位,或者头部60与掩模100、框架200等之间的距离。不良分析单元可以检测掩模100的不良状态。
头移动部70(71、75)可以沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动头部60。本发明中,假设头移动部70仅沿着X轴移动头部60,并对此进行说明。第一头移动部71连接有头部60的上部,从而接受移动动力,在与第一头移动部71的下部隔开设置的第二头移动部75上,连接有头部60的主要结构,可被引导沿着X轴引导件76在X轴方向上移动。
隔振器80可以为了防止工作台15振动而设置。将掩模100粘合到框架200上时,即使在发生非常小的振动的环境下,也会对掩模图案P的对准误差PPA造成影响。因此,优选地,隔振器80将被动式减振器(passive isolator)设置在工作台15的下部,从而可以防止振动。
图11至12是本发明的一实施例涉及的在模板50上粘合掩模金属膜110,并形成掩模100,从而制造掩模支撑用的模板的过程的概略图。
参照图11的(a),可以提供模板(template)50。模板50可以是在掩模100附着并支撑于一表面的状态下进行移动的媒介。优选地,模板50的一表面平坦,以便能够支撑并移动平坦的掩模100。中心部50a可以与掩模金属膜110的掩模单元C对应,而边缘部50b与掩模金属膜110的虚拟部对应。模板50可以是面积大于掩模金属膜110的大平板形状,以便能够支撑掩模金属膜110整体。
优选地,模板50是透明材料,以便在将掩模100对准框架200并进行粘合的过程中,容易地观察视野(vision)等。另外,透明材料还可以透射激光。作为透明材料,可以使用玻璃(glass)、二氧化硅(silica)、耐热玻璃、石英(quartz)、三氧化铝(Al2O3)、硼硅酸盐玻璃(borosilicate glass)、氧化锆(zirconia)等材料。作为一例,模板50可以使用硼硅酸盐玻璃中具有优秀的耐热性、化学耐久性、机械强度、透明性等的33材料。另外,33的热膨胀系数为约3.3,与因瓦合金掩模金属膜110的热膨胀系数差异小,因此容易控制掩模金属膜110。
另一方面,模板50的与掩模金属膜110接触的一表面可以是镜面,以便在与掩模金属膜110(或者掩模100)的界面之间不发生空隙(air gap)。鉴于此,模板50的一表面的表面粗超度Ra可以是100nm以下。为了实现表面粗超度Ra为100nm以下的模板50,模板50可以使用晶片(wafer)。晶片的表面粗超度Ra为约10nm,市场上产品众多,并且表面处理工序被广为知晓,因此可以用作模板50。模板50的表面粗超度Ra为nm级,因此没有空隙,或者几乎没有,通过激光焊接容易生成焊缝WB,因此可以不对掩模图案P的对准误差造成影响。
模板50可以形成有激光通过孔51,以便从模板50上部照射的激光L到达掩模100的焊接部(待焊接区域)。激光通过孔51能够以与焊接部的位置以及数量对应的方式形成于模板50。多个焊接部在掩模100的边缘或者虚拟部DM以规定间距配置,因此多个激光通过孔51也可以以与之对应的方式以规定间距形成。作为一例,在掩模100的两侧(左侧/右侧)虚拟部DM,以规定间距配置多个焊接部100,因此在模板50的两侧(左侧/右侧)也可以以规定间距形成多个激光通过孔51。
激光通过孔51并非必须与焊接部的位置以及数量对应。例如,也可以只对一部分激光通过孔51照射激光L,以进行焊接。另外,将掩模100与模板50对准时,也可以使用与焊接部不对应的激光通过孔51中的一部分,以替代对准标记。如果模板50的材料对激光L透明,则也可以不形成激光通过孔51。
可以在模板50的一表面形成临时粘合部55。直到掩模100粘合于框架200以前,临时粘合部55能够使掩模100(或者掩模金属膜110)临时粘合于模板50的一表面,以便支撑在模板50上。
临时粘合部55可以使用可通过加热而分离的粘合剂或者粘合片材、可通过UV(紫外线)照射而分离的粘合剂或者粘合片材。
作为一例,临时粘合部55可以使用液体蜡(liquid wax)。液体蜡可以使用与在晶片的抛光步骤等中所使用的蜡相同的,对其类型不做特别限定。液体蜡可以包含丙烯酸树脂、乙酸乙烯酯、尼龙以及多种聚合物等物质以及溶剂,作为主要用于控制与保持力相关的粘合力、耐冲击性等的树脂成分。作为一例,临时粘合部55可以使用丁腈橡胶(ABR,Acrylonitrile butadiene rubber)作为树脂成分,并且使用包含正丙醇的SKYLIQUIDABR-4016作为溶剂成分。液体蜡可通过旋涂法形成在临时粘合部55上。
作为液体蜡的临时粘合部55在高于85℃~100℃的温度下粘度降低,在低于85℃的温度下粘度升高,并且可以如固体似的局部凝固,从而能够将掩模金属膜110'和模板50固定并粘合在一起。
在准备模板50之前或之后,可以准备掩模金属膜110。
作为一实施例,可以以轧制方式准备掩模金属膜110。通过轧制工序制造的金属片材在制造工艺上可以具有数十至数百μm的厚度。为了UHD水平的高分辨率,应该使用厚度为20μm以下的较薄的掩模金属膜110,才能进行精细图案化,为了UHD以上的超高分辨率,应该使用厚度为10μm的较薄的掩模金属膜110。但是,通过轧制(rolling)工序制成的掩模金属膜110'的厚度为约25~500μm,因此需要使其厚度变得更薄。
因此,可以进一步进行使掩模金属膜110'的一表面平坦化PS(参照图11的(b))的工序。其中,平坦化PS是指将掩模金属膜110'的一表面(上表面)进行镜面化的同时,去除掩模金属膜110'的上部的一部分,从而缩小厚度。平坦化PS可以通过CMP(ChemicalMechanical Polishing,化学机械抛光)方法进行,并可以不受限制地使用公知的CMP方法。另外,可以通过化学湿式蚀刻(chemical wet etching)或者干式蚀刻(dry etching)方法,缩小掩模金属膜110'的厚度。此外,还可以不受限制地使用能够使掩模金属膜110'的厚度变薄的平坦化工序。
在实施平坦化PS过程中,在作为一例的CMP过程中,能够控制掩模金属膜110'上部表面的表面粗糙度Ra。优选地,可以进行进一步降低表面粗超度的镜面化。或者,作为另一例,可在进行化学湿式蚀刻或干式蚀刻过程以实施平坦化PS后,增加其他的CMP工序等抛光工序,以降低表面粗糙度Ra。
如此,可以将掩模金属膜110'的厚度缩小至约50μm以下。因此,优选地,将掩模金属膜110的厚度形成为约2μm至50μm,更加优选地,可以将厚度形成为约5μm至20μm。但是,并非必须限定于此。
作为另一实施例,可以通过电铸方式准备掩模金属膜110。
母板的基材可以是导电性材料,以便能够实施电铸。母板可以在电铸中用作阴极体。
作为导电性材料,金属可以在表面上生成金属氧化物,可以在金属制造过程中流入有杂质,多晶硅基材可以存在夹杂物或者晶界(Grain Boundary),导电性高分子基材含有杂质的可能性高,并且强度、耐酸性等可能脆弱。将诸如金属氧化物、杂质、夹杂物、晶界等的妨碍在母板(或者阴极体)表面均匀形成电场的因素称为“缺陷”(Defect)。由于缺陷(Defect),无法对所述材料的阴极施加均匀的电场,有可能导致不均匀地形成一部分镀膜110(或者掩模金属膜110)。
在实现UHD级别以上的超高清像素中,镀膜以及镀膜图案(掩模图案P)的不均匀,有可能对形成像素产生不好的影响。例如,当前QHD画质为500-600PPI(pixel per inch,每英寸像素),像素大小为约30-50μm,在4K UHD、8K UHD高画质具有比之更高的~860PPI,~1600PPI等的分辨率。直接应用于VR设备的微型显示器、或者***VR设备后使用的微型显示器以约2000PPI以上级别的高分辨率为目标,像素大小为约5~10μm。应用于此的FMM、阴影掩模的图案宽度可以形成为数μm至数十μm大小,优选小于30μm的大小,因此数μm大小的缺陷也是在掩模的图案尺寸中占据很大比重程度的尺寸。另外,为了去除所述材料的阴极的缺陷,可以进行用于去除金属氧化物、杂质等的附加工序,该过程中有可能又引发阴极材料被蚀刻等的其他缺陷。
因此,本发明可以使用单晶硅材料的母板(或者阴极体)。特别是,优选单晶硅材料。可以对单晶硅材料的母板进行1019/cm3以上的高浓度掺杂,以便具有导电性。掺杂可以对整个母板进行,也可以仅对母板的局部表面进行。
另一方面,单晶材料可以使用Ti、Cu、Ag等金属、GaN、SiC、GaAs、GaP、AlN、InN、InP、Ge等半导体、石墨(graphite)、石墨烯(graphene)等碳类材料、包含CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbI3、SrTiO3等的钙钛矿(perovskite)结构等的超导用单晶陶瓷、飞机零部件用单晶超耐热合金等。金属、碳类材料通常是导电性材料。半导体材料可以进行1019/cm3以上的高浓度掺杂,以便具有导电性。其他材料可以进行掺杂或者形成氧空位(oxygenvacancy)等,以形成导电性。掺杂可以在母板整体进行,也可以只在母板的局部表面进行。
单晶材料由于没有缺陷,电铸时,由于在整体表面形成均匀的电场而生成均匀的镀膜110。通过均匀的镀膜制造的框架一体型掩模100、200可以进一步改善OLED像素的画质水平。并且,由于无需进行去除、消除缺陷的附加工序,能够降低工艺费用,并提升生产性。
将导电性基材用作母板(阴极体(Cathode Body)),隔开配置阳极体(未图示),并且可以在导电性基材上通过电铸形成镀膜110(或者掩模金属膜110)。
然后,可以从导电性基材分离镀膜110。
另一方面,将镀膜110从导电性基材分离以前,可以进行热处理。为了降低掩模100的热膨胀系数,同时防止掩模100以及掩模图案P的热变形,在从导电性基材分离镀膜110(或者,母板、阴极体)以前,进行热处理。热处理可以以300℃至800℃的温度进行。
一般,与通过轧制制成的因瓦合金薄板相比,通过电铸制成的因瓦合金薄板的热膨胀系数高。因此,对因瓦合金薄板进行热处理,从而可以降低热膨胀系数,但是该热处理过程中有可能因瓦合金薄板发生剥离、变形等。这是由于在粘合于导电性基材状态下,除了导电性基材的上部表面以外,还将镀膜110形成至侧面以及到下部表面的一部分,则即使进行热处理,也不发生剥离、变形等,能够稳定地进行热处理。
与轧制工序相比,通过电铸工序生成的掩模金属膜110的厚度可以更薄。因此,还可以省略缩小厚度的平坦化PS工序,但是根据电镀掩模金属膜110'的表面层的组成、结晶结构/微观结构而蚀刻特性有可能不同,因此需要通过平坦化PS来控制表面特性、厚度。
然后,参照图11的(b),可以在模板50上粘合金属膜110'。将液体蜡加热至85℃以上,使掩模金属膜110'接触于模板50后,使掩模金属膜110'以及模板50通过辊之间,从而可以进行粘合。
根据一实施例,在模板50进行约120℃、60秒的烘干(baking),以使临时粘合部55的溶剂进行汽化,并可以直接进行掩模金属膜层叠(lamination)工序。层叠可以是在一表面形成有临时粘合部55的模板50上装载掩模金属膜110',使其通过约100℃的上部辊(roll)与约0℃的下部辊之间来进行。其结果,掩模金属膜110'可以通过临时粘合部55接触在模板50上。
图13是本发明的一实施例涉及的临时粘合部55的放大剖视概略图。作为又一例,临时粘合部55可以使用热剥离胶带(thermal release tape)。热剥离胶带可以是在中间配置有PET薄膜等芯膜56,在芯膜56的两表面配置可热剥离的粘合层(热剥离粘合剂,thermalrelease adhesive)57a、57b,在粘合层57a、57b的外部配置剥离膜/离型膜58a、58b的形状。其中,配置在芯膜56两表面的粘合层57a、57b可以具有彼此不同的剥离温度。
根据一实施例,在去除剥离膜/离型膜58a、58b的状态下,热剥离胶带的下部表面(第二粘合层57b)可以粘合于模板50,而热剥离胶带的上部表面(第一粘合层57a)粘合于掩模金属膜110'。第一粘合层57a和第二粘合层57b具有彼此不同的剥离温度,因此当在后述的图18中从掩模100分离模板50时,通过施加使第一粘合层57a热剥离的热,掩模100可以从模板50以及临时粘合部55分离。
接着,进一步参照图11的(b),可以使掩模金属膜110'的一表面进行平坦化PS。如上所述,通过轧制工序制成的掩模金属膜110'可以通过平坦化PS工序缩小(110'->110)厚度。并且,通过电铸工序制成的掩模金属膜110也可以为了控制表面特性、厚度而进行平坦化PS工序。
由此,如图11的(c)所示,随着掩模金属膜110'的厚度缩小(110'->110),掩模金属膜110的厚度可以形成为约5μm至20μm。
然后,参照图12的(d),可以在掩模金属膜110上形成被图案化的绝缘部25。绝缘部25可以由光刻胶材料利用印刷法等形成。
接着,可以进行掩模金属膜110的蚀刻。可以不受限制地使用干式蚀刻、湿式蚀刻等方法,蚀刻结果,从绝缘部25之间的中空空间26暴露的掩模金属膜110的部分可以被蚀刻。掩模金属膜110的被蚀刻部分可以构成掩模图案P,并制造形成有多个掩模图案P的掩模100。
然后,参照图12的(e),可以去除绝缘部25,从而完成用于支撑掩模100的模板50的制造。
掩模100可以包括形成有多个掩模图案P的掩模单元C以及掩模单元C周边的虚拟部DM。虚拟部DM与除了单元C以外的掩模膜110(掩模金属膜110)部分对应,可以仅包括掩模膜110,或者包括形成有形状与掩模图案P相似的规定的虚拟部图案的掩模膜110。虚拟部DM对应于掩模100的边缘,虚拟部DM的一部分或者全部可以粘合于框架200(掩模单元片材部220)。
掩模图案P的宽度可以为小于40μm,掩模100的厚度可以为约5~20μm。框架200具有多个掩模单元区域CR,因此可以具备多个掩模100且所述多个掩模具有的掩模单元C对应于各个掩模单元区域CR。另外,可以具备用于支撑各个掩模100的多个模板50。
图14是将本发明的一实施例涉及的掩模支撑用的模板50装载于框架200上的过程的概略图。
参照图14,模板50可以被夹持部30移送。夹持部30的吸附单元32可吸附粘合有掩模100的模板50表面的相反表面并进行移送。夹持部30吸附并移送模板50,掩模100通过临时粘合部55粘合并支撑于模板50,因此,即使在框架200上移送模板50的过程中,也不会影响掩模100的粘合状态以及对准状态。
图15是将本发明的一实施例涉及的模板50装载在框架200上,以使掩模100与框架200的单元区域CR(CR11~CR52)对应的状态的概略图。以下,对框架200具有2×5的掩模单元区域CR(CR11~CR52)进行举例说明。
接着,参照图15,可以使掩模100与框架200的一个掩模单元区域CR对应。通过将模板50装载于框架200(或者,掩模单元片材部220)上,可以使掩模100与掩模单元区域CR对应。在控制夹持部30的位置的同时,可通过头部60的相机单元65来观察掩模100是否与掩模单元区域对应。由于模板50挤压掩模100,因此,掩模100和框架200可以紧贴。
另一方面,还可以在框架200下部进一步配置下部支撑单元90(参照图17)。下部支撑单元90可以是与框架支撑单元26形成一体的结构。下部支撑单元90可具有能够进入到框架边缘部210的中空区域内的程度的大小,并且可以是平板形状。另外,下部支撑单元90的上部表面还可以形成有与掩模单元片材部220的形状对应的规定的支撑槽(未图示)。此时,边缘片材部221以及第一栅格片材部223、第二栅格片材部225可***到支撑槽内,可以更好地固定掩模单元片材部220。
下部支撑单元90可以挤压由掩模100接触的掩模单元区域CR的相反表面。即,下部支撑单元90向上部方向支撑掩模单元片材部220,从而可以防止掩模单元片材部220在掩模100的粘合过程中向下部方向下垂。与此同时,下部支撑单元90和模板50朝向相反方向挤压掩模100的边缘以及框架200(或者,掩模单元片材部220),因此,可以保持掩模100的对准状态,避免其散乱。
如此,仅凭在模板50上附着掩模100后,将模板50装载于框架200上,就可以完成使掩模100与框架的掩模单元区域CR对应的过程,因此,可以在该过程中不对掩模100施加任何拉伸力。
图16是将本发明的一实施例涉及的掩模粘合到框架上的过程的概略图。
然后,对掩模100照射激光L,可通过激光焊接将掩模100粘合到框架200上。在被激光焊接的掩模的焊接部部分,生成焊缝WB,焊缝WB与可以掩模100/框架200具有相同材质并且与之连接成一体。彼此隔开的一对激光单元61a、61b可同时在掩模100的左侧焊接部和右侧焊接部照射激光L,以进行焊接。
图17是通过本发明的一实施例涉及的吸附孔229,对掩模100施加吸附力的状态的概略图。
另一方面,根据另一实施例,多个吸附孔229可形成在具有掩模单元区域CR的框架200的角部附近。具体地,多个吸附孔229可以形成在掩模单元片材部220的与其角部隔开规定距离的部分,更加具体地,可以形成在与边缘片材部221的内侧角部隔开规定距离的部分、以及与第一栅格片材部223、第二栅格片材部225的角部隔开规定距离的部分。
多个吸附孔229的形态、大小等在可以在施加真空吸压的目的范围内不受限制。但是,优选地,多个吸附孔229的位置不与掩模100的焊接部(焊接目标区域)重叠的位置。当焊接部与吸附孔229重叠时,由于掩模100与框架200(或者掩模单元片材部220)无法紧密接触而有可能导致无法顺利地形成基于激光焊接的焊缝WB。优选地,多个吸附孔229可以形成在与焊接部相邻的部分,以使掩模100的焊接部部分更加紧贴于框架200(或者,掩模单元片材部220)。
如图17所示,将模板50装载于框架200(或者掩模单元片材部220)上时,掩模100的下部表面一部分与框架200(或者,掩模单元片材部220)上部接触。形成于框架200(或者,掩模单元片材部220)的吸附孔229的上部与掩模100的下部表面对应,与吸附孔229下部对应的吸附力(吸压)施加设备,可通过吸附孔229对掩模100施加吸附力VS(或者吸压VS),从而可以吸附与吸附孔229对应的掩模100部分。因此,掩模100更加紧贴于框架200,当进行激光焊接时,可以更加稳定地生成焊缝WB。
下部支撑单元90的上部可以形成有吸附部95。优选地,将吸附部95配置成与形成于框架200(或者,掩模单元片材部200)的吸附孔229的位置对应。换句话说,吸附部95能够配置在下部支撑单元90上的可对吸附孔229集中施加吸附力VS(或者,吸压VS)的位置。吸附部95可以使用公知的能够吸入真空的装置,并且可以与外部的吸压发生装置连接。作为一例,真空流路96形成于下部支撑单元90的内部,另一端与泵等的外部吸压发生装置(未图示)连接,一端可以与吸附部95连接。与真空流路96连接的吸附部95的上部表面形成有多个孔、裂缝等,可以用作施加吸压的通道。外部的吸压发生装置可以连接在下部支撑单元90的各个真空流路96,从而对各个真空流路96的吸压进行个别控制,并且可以对全部的真空流路96的吸压进行同时控制。
从下部支撑单元90的吸附部95提供吸附力VS(或者,吸压VS),随着该吸附力VS通过吸附孔229施加到掩模100,掩模100可以向吸附部95侧(下部侧)被吸附。此时,掩模100与框架200(或者,掩模单元片材部220)的界面能够紧密接触。
由于吸附部95强烈地吸附掩模100,因此在掩模100与框架200的界面之间不存在微小的空隙。结果,掩模100与框架200(图17的放大图中,第一栅格片材部223)紧贴,因此不管在焊接部的任何部分照射激光L,也能在掩模100和框架200之间可以很好地生成焊缝WB。焊缝WB将掩模100和框架200连接成一体,最终可以稳定地进行焊接。
图18是将本发明的一实施例涉及的掩模100粘合到框架200上后,分离掩模100和模板50的过程的概略图。
参照图18,将掩模100粘合到框架200上后,可以分离(debonding)掩模100和模板50。掩模100和模板50的分离可通过对临时粘合部55进行加热ET、化学处理CM、施加超声波US、施加UV中的至少一种来实现。由于掩模100保持粘合于框架200的状态,因此可以只抬起模板50。作为一例,加热ET至高于85℃~100℃的温度时,临时粘合部55的粘度降低,并降低掩模100和模板50的粘合力,从而可以分离掩模100和模板50。作为另一例,在IPA、丙酮、乙醇等化学物质中浸渍CM临时粘合部55,从而可以以溶解、去除临时粘合部55的方式分离掩模100和模板50。作为另一例,施加超声波US或者施加UV时,掩模100和模板50的粘合力变弱,从而可以分离掩模100和模板50。
更具体而言,用于粘合掩模100和模板50的临时粘合部55为TBDB粘合材料(temporary bonding&debonding adhesive,临时粘合和脱粘粘合剂),因此可以使用各种脱粘方法。
作为一例,可以使用基于化学处理CM的溶剂脱粘(Solvent Debonding)方法。随着临时粘合部55因溶剂(solvent)的渗透而溶解,可以实现脱粘。此时,由于掩模100形成有图案P,溶剂可通过掩模图案P以及掩模100与模板50的界面进行渗透。溶剂脱粘可以在常温(room temperature)下脱粘,并且不需要其他设计复杂的脱粘设备,因此与其他脱粘方法相比,相对经济。
作为另一例,可使用基于加热ET的热脱粘(Heat Debonding)方法。利用高温的热,引导临时粘合部55的分解,当掩模100与模板50间的粘合力减少时,可以沿着上下方向或者左右方向进行分离。
作为另一例,可以使用基于加热ET、施加UV等的可剥离粘合剂脱粘(eelableAdhesive Debonding)方法。当临时粘合部55为热剥离胶带时,可通过剥离粘合剂脱粘方法进行脱粘,该方法不像热脱粘方法似的需要高温的热处理以及昂贵的热处理装备,并且进行过程相对简单。
作为另一例,可以使用基于化学处理CM、施加超声波US、施加UV等的常温脱粘(Room Temperature Debonding)方法。当对掩模100或者模板50的一部分(中心部)进行非粘合(non-sticky)处理时,可通过临时粘合部55仅粘合于边缘部分。并且,在脱粘时,溶剂渗透到边缘部分,从而通过溶解临时粘合部55来实现脱粘。该方法的优点在于,在进行粘合和脱粘期间,在除了掩模100、模板50的边缘区域以外的剩余部分,不发生直接损失或者在脱粘时不会因粘合材料残余物(residue)而发生缺陷等。另外,与热脱粘法不同,脱粘时不需要高温的热处理过程,因此能够相对地节省工艺费用。
图19是将本发明的一实施例涉及的掩模100粘合在框架200的状态的概略图。
参照图19,一个掩模100可以粘合在一个单元区域CR上。
由于框架200的掩模单元片材部220具有薄的厚度,在对掩模100施加拉伸力的状态下,粘合于掩模单元片材部220时,掩模100中残存的拉伸力作用于掩模单元片材部220以及掩模单元区域CR,也有可能使它们变形。因此,应该在对掩模100不施加拉伸力的状态下,将掩模100粘合于掩模单元片材部220。本发明将掩模100附着在模板50上,只需将模板50装载于框架200上,就能完成使掩模100与框架200的掩模单元区域CR对应的过程,因此,在这一过程中,可以不对掩模100施加任何拉伸力。由此,可以防止因施加到掩模100的拉伸力作为张力(tension)反向作用于框架200而导致框架200(或者掩模单元片材部220)变形。
现有的图1的掩模10包括6个单元C1~C6,因此具有较长的长度,而本发明的掩模100包括一个单元C,因此具有较短的长度,因此PPA扭曲的程度能够变小。假设包括多个单元C1~C6、...的掩模10的长度为1m,并且在1m的总长度中发生10μm的PPA误差,则本发明的掩模100可以随着相对长度减小(相当于单元C数量减少)而将上述误差范围变成1/n。例如,本发明的掩模100长度为100mm,则具有从现有的掩模10的1m减小为1/10的长度,因此在100mm的总长度中发生1μm的PPA误差,显著降低对准误差。
另一方面,如果掩模100具备多个单元C,并且即使使各个单元C与框架200的各个单元区域CR对应也处于对准误差最小化的范围内,则掩模100也可以与框架200的多个掩模单元区域CR对应。或者,具有多个单元C的掩模100也可以与一个掩模单元区域CR对应。在这种情况下,也考虑到基于对准的工艺时间和生产性,掩模100优选具备尽可能少量的单元C。
在本发明中,由于只需使掩模100的一个单元C对应并确认对准状态即可,因此与同时使多个单元C(C1~C6)对应并需要确认全部的对准状态的现有方法(参照图1)相比,可以显著缩短制造时间。
即,本发明的框架一体型掩模的制造方法与现有方法相比,能够明显缩短时间,该现有方法需要通过使包含于6个掩模100的各个单元C11~C16分别与各个单元区域CR11~CR16对应并确认各个对准状态的6次过程,同时使6个单元C1~C6对应,并且同时全部确认6个单元C1~C6的对准状态。
另外,在本发明的框架一体型掩模的制造方法中,使30个掩模100分别与30个单元区域CR(CR11~CR56)对应并对准的30次的过程中的产品收率,可以明显高于使分别包括6个单元C1~C6的5个掩模10(参照图1的(a))与框架对应并对准的5次过程中的现有产品的收率。由于对每次对应于6个单元C的区域对准6个单元C1~C6的现有方法是明显繁琐且困难的作业,产品收率低。
另一方面,如图11的步骤(b)所述,当通过层叠工序将掩模金属膜110粘合到模板50时,约100℃的温度可以施加到掩模金属膜110。由此,可以在对掩模金属膜110施加一部分拉伸力的状态下,将其粘合到模板50。之后,当掩模100粘合到框架200上,并且模板与掩模100分离时,掩模100可以收缩规定量。
在各个掩模100全部粘合于对应的掩模单元区域CR后,模板50和掩模100分离时,多个掩模100沿着相反方向施加收缩的张力,因此抵消该力量,在掩模单元片材部220不发生变形。例如,在附着于CR11单元区域的掩模100与附着于CR12单元区域的掩模100之间的第一栅格片材部223中,朝向附着于CR11单元区域的掩模100的右侧方向作用的张力TS与朝向附着于CR12单元区域的掩模100的左侧方向作用的张力可相互抵消。由此,最大限度地降低基于张力TS的框架200(或者掩模单元片材部220)的变形,从而能够最大限度地降低掩模100(或者掩模图案P)的对准误差。
图20是本发明的一实施例涉及的利用框架一体型掩模100、200的OLED像素沉积装置1000的概略图。
参照图20,OLED像素沉积装置1000包括:磁板300,容纳有磁体310,并且排布有冷却水管350;沉积源供给部500,从磁板300的下部供给有机物源600。
磁板300与沉积源沉积部500之间可以***有用于沉积有机物源600的玻璃等目标基板900。目标基板900上可以以紧贴或非常接近的方式配置有使有机物源600按不同像素沉积的框架一体型掩模100、200(或者FMM)。磁体310可以产生磁场,并通过磁场,紧贴到目标基板900。
沉积源供给部500可以往返于左右路径并供给有机物源600,由沉积源供给部500供给的有机物源600可以通过形成于框架一体型掩模100、200的图案P后沉积于目标基板900的一侧。通过框架一体型掩模100、200的图案P后沉积的有机物源600,可以用作OLED的像素700。
为了防止由于阴影效应(Shadow Effect)发生的像素700的不均匀沉积,框架一体型掩模100、200的图案可以倾斜地形成S(或者以锥形S形成)。沿着倾斜表面,在对角线方向上通过图案的有机物源600,也可以有助于像素700的形成,因此,能够整体上厚度均匀地沉积像素700。
如上所述,本发明列举了优选实施例进行图示和说明,但是不限于上述实施例,在不脱离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。这种变形及变更均落在本发明和所附的权利要求书的范围内。
Claims (15)
1.一种框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,包括:
台部,用于安装并支撑框架;
夹持部,对模板进行夹持,所述模板上粘合并支撑有所述掩模;
夹持移动部,沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动所述夹持部;
头部,向所述掩模的焊接部照射激光,并感测所述掩模的对准状态;以及
头移动部,沿着X、Y、Z轴中的至少一个方向移动所述头部,
其中,所述夹持部以吸附所述模板的上部表面的至少一部分的方式进行夹持。
2.根据权利要求1所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述台部包括用于对准所述框架的位置的框架对准单元。
3.根据权利要求1所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述台部包括用于加热所述框架的加热单元。
4.根据权利要求1所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述夹持部包括:
夹持单元,用于夹持所述模板;
夹持移动单元,沿着X、Y、Z、θ轴中的至少一个方向移动所述夹持单元;以及
连接单元,将所述夹持移动单元连接到所述夹持移动部。
5.根据权利要求4所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述夹持单元形成有彼此隔开的多个吸附单元,多个所述吸附单元用于对所述模板施加吸压。
6.根据权利要求5所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
多个所述吸附单元配置成与所述掩模的焊接部在Z轴上的区域不重叠。
7.根据权利要求1所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述夹持移动部包括:
基座单元;
夹持支撑单元,配置在所述基座单元上以支撑所述夹持部;以及
夹持轨道单元,用于移动所述基座单元,
其中,所述基座单元在沿着Z轴方向与所述台部隔开的区域内移动,使得所述夹持部进入到所述台部的上部。
8.根据权利要求1所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述头部包括激光单元,所述激光单元对所述掩模照射激光,以将所述掩模与所述框架进行焊接,或者对所述掩模照射激光,以进行激光修整。
9.根据权利要求8所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
一对所述激光单元彼此隔开配置,
各个所述激光单元分别对所述掩模的一侧及另一侧的焊接部照射激光。
10.根据权利要求1所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述框架包括:
边缘框架部,其包括中空区域;
掩模单元片材部,具备多个掩模单元区域,并且连接于所述边缘框架部。
11.根据权利要求10所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述框架沿着第一方向以及垂直于第一方向的第二方向中的至少一个方向,具备多个所述掩模单元区域。
12.根据权利要求10所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
多个吸附孔形成在具有所述掩模单元区域的掩模单元片材部的与角部隔开规定距离的部分上。
13.根据权利要求12所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述台部进一步包括下部支撑单元,所述下部支撑单元对所述框架的下部产生吸压。
14.根据权利要求13所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述下部支撑单元形成有至少一个真空流路,所述真空流路将从外部的吸压产生单元生成的吸压传递到所述吸附孔。
15.根据权利要求1所述的框架一体型掩模的制造装置,其特征在于,
所述掩模上形成有掩模图案,所述掩模通过临时粘合部粘合在所述模板上。
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