TWI810497B - 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的製造方法和框架一體型掩模的製造方法。根據本發明的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掩模對應到框架上，該方法包括：(a)將模板***模板支撐部上形成的槽的步驟；(b)在模板和模板支撐部的至少一面上黏貼掩模金屬膜的步驟；以及(c)在掩模金屬膜上形成掩模圖案，並切除掩模金屬膜邊緣以製造與模板相同尺寸的掩模的步驟。

Description

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能夠穩定地得到支撐移動並能夠準確地對準各掩模的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，主要使用精細金屬掩模(Fine Metal Mask，FMM)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難度作業要求。
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、毛邊(burr)等，導致掩模單元的對準不准的問題等。
在超高畫質的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高畫質具有比之更高的~860PPI，~1600PPI等的解析度。如此，考慮到超高畫質的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
因此，本發明是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，提供一種能夠將多個掩模支撐模板同時對應至框架並進行黏貼的掩模支撐模板的製造方法。
此外，本發明的目的在於，提供一種使掩模不發生變形且能夠穩定地得到支撐移動，而且能夠防止掩模的下垂或者扭曲等變形，並能夠準確地對準掩模的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，提供一種能夠顯著地縮短製造時間且顯著地提升收率的框架一體型掩模的製造方法。 [技術方案]
本發明的上述目的可通過如下掩模支撐模板的製造方法來實現，該模板用於支撐OLED像素形成用掩模並將掩模對應到框架上，該方法包括：(a)將模板***模板支撐部上形成的槽的步驟；(b)在模板和模板支撐部的至少一面上黏貼掩模金屬膜的步驟；以及(c)在掩模金屬膜上形成掩模圖案，並切除掩模金屬膜邊緣以製造與模板相同尺寸的掩模的步驟。
在步驟(a)和步驟(b)之間可包括提升工藝溫度的步驟，在步驟(b)與步驟(c)之間或步驟(c)之後，還可包括降低工藝溫度的步驟。
如果提升工藝溫度並將掩模金屬膜黏貼在模板上，之後降低工藝溫度，則模板的收縮小於掩模的收縮，從而掩模被施以側面方向的拉伸力。
在步驟(c)之後，還可包括從模板支撐部分離模板和黏貼於模板的一面上的掩模的步驟。
模板和模板支撐部的熱膨脹係數可小於掩模的熱膨脹係數。
掩模的熱膨脹係數可至少大於1，模板的熱膨脹係數可小於1(大於0)。
在步驟(b)中，在對應於掩模金屬膜的模板和模板支撐部的一面上可形成臨時黏合部。
在步驟(a)中，在模板支撐部的槽上形成臨時黏合部，並且模板的另一面可通過中間夾設臨時黏合部來黏貼在模板支撐部上。
臨時黏合部可以為基於加熱可分離的黏合劑、基於UV照射可分離的黏合劑。
在步驟(a)中，還可以進行位置調整，從而使模板和模板支撐部對準。
在步驟(a)之後，為了使模板和模板支撐部的一面的高度一致可進行平坦化工藝。
模板支撐部可包括底板及連接於底板的一面邊緣且具有中空區域的框板，中空區域對應模板支撐部的槽。
此外，本發明的所述目的可通過框架一體型掩模的製造方法實現，所述框架一體型掩模由至少一個掩模和用於支撐掩模的框架一體形成，該方法包括：(a)將模板***模板支撐部上形成的槽的步驟；(b)在模板和模板支撐部的至少一面上黏貼掩模金屬膜的步驟；(c)在掩模金屬膜上形成掩模圖案，並切除掩模金屬膜邊緣以製造與模板相同尺寸的掩模的步驟；(d)在具有至少一個掩模單元區域的框架上裝載模板，使掩模與框架的掩模單元區域對應的步驟；以及(e)將掩模附著於框架的步驟。
此外，本發明的所述目的可通過框架一體型掩模的製造方法實現，所述框架一體型掩模由至少一個掩模和用於支撐掩模的框架一體形成，該方法包括:(a)在具有至少一個掩模單元區域的框架上裝載基於請求項1所述的製造方法製造的模板，並使掩模與框架的掩模單元區域對應的步驟；以及(b)將掩模附著於框架的步驟。 [有益效果]
根據如上所述的本發明，具有能夠將多個掩模支撐模板同時對應到框架並進行黏貼的效果。
此外，根據本發明，使掩模不發生變形且能夠穩定地得到支撐移動，而且能夠防止掩模的下垂或者扭曲等變形，並能夠準確地對準掩模。
此外，根據本發明，具有能夠顯著地縮短製造時間且顯著地提升收率的效果。
較佳實施例之詳細說明
後述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，在不脫離本發明的精神及範圍的情況下，各公開的實施例中的個別構成要素的位置或配置可進行變更。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。
下面，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是現有的將掩模10附著於框架20的過程的示意圖。
現有的掩模10為棒式(Stick-Type)或者板式(Plate-Type)，圖1的棒式掩模10可通過將棒的兩側焊接固定於OLED像素沉積框架來使用。掩模10的本體(Body)[或者掩模膜11]具有多個顯示單元C。一個單元C可對應一個智慧手機等的顯示器。單元C上形成有與顯示器的各像素對應的像素圖案P。
參照圖1的(a)，通過沿著棒狀掩模10的長軸方向施加拉伸力F1~F2，以展開的狀態將棒狀掩模10裝載至四邊形框體形狀的框架20上。棒狀掩模10的單元C1~C6將位於框架20的框體內部空白區域部分。
參照圖1的(b)，通過微調施加在棒狀掩模10各側的拉伸力F1~F2並進行對準之後，並通過對棒狀掩模10側面的一部分進行焊接W將棒狀掩模10與框架20相互連接。圖1的(c)圖示了相互連接的棒狀掩模10和框架的側截面。
儘管對施加在棒狀掩模10各側的拉伸力F1~F2進行微調，仍然出現掩模單元C1~C3相互間對準不好的問題。單元C1~C6的圖案間的距離互不相同或圖案P不齊就是這種例子。由於棒狀掩模10包括多個單元C1~C6且具有較大的面積，並且具有數十㎛級的十分薄的厚度，因此基於荷重容易發生下垂或者扭曲。而且，為了使各單元C1~C6全部處於平坦狀態，調整拉伸力F1~F2的同時通過顯微鏡觀察各單元C1~C6間的對準狀態是一件十分困難的工作。為了使尺寸為數㎛至數十㎛的掩模圖案P不對超高畫質OLED的像素工藝產生不良影響，對準誤差優選不超過3㎛。這種相鄰的單元之間的對準誤差稱為像素位置精度(pixel position accuracy，PPA)。
另外，多個棒狀掩模10分別連接至一個框架20上，並且確認多個棒狀掩模10間和棒狀掩模10的多個單元C1~C6間對準狀態同樣是一件十分困難的工作，對準操作會導致工藝時間增加，成為降低生產效率的重大原因。
另外，將棒狀掩模10連接固定於框架20之後，施加於棒狀掩模10的拉伸力F1~F2可作為張力(tension)反作用於框架20。這種張力可使框架20細微地變形，而且使多個單元C1~C6間的對準狀態發生扭曲。
由此，本發明提出了一種能夠使掩模100與框架200構成一體型結構的框架200及框架一體型掩模。與框架200形成一體的掩模100可防止發生下垂和扭曲等變形，可準確地在框架200上對準。
圖2是根據本發明的一實施例的框架一體型掩模的主視圖[圖2的(a)]及側截面圖[圖2的(b)]。
在本說明書中，下面將對框架一體型掩模的配置進行簡單的說明，然而對框架一體型掩模的結構和製造過程的說明可理解為將韓國專利申請第2018-0016186號的內容整體記載到裡面。
參照圖2，框架一體型掩模可包括多個掩模100及一個框架200。換而言之，是將多個掩模100分別逐一附著於框架200的形態。以下為了便於說明，雖然以四邊形的掩模100為例進行說明，但是掩模100可以是在附著於框架200之前兩側具有用於夾住的突出部的棒狀掩模形態，並且附著於框架200上之後可去除突出部。
各掩模100上形成有多個掩模圖案P，一個掩模100上可形成有一個單元C。一個掩模單元C可對應一個智慧手機等的顯示器。
掩模100的材料也可以是因瓦合金(invar)、超因瓦合金(super invar)、鎳(Ni)、鎳-鈷(Ni-Co)等。掩模100可使用由軋製(rolling)工藝或者電鑄(electroforming)生成的金屬片材(sheet)。
框架200形成為可附著多個掩模100。出於熱變形的考慮，框架200優選由與掩模相同的材料構成。框架200可包括大致為四邊形、四邊形框體狀的邊緣框架部210。邊緣框架部210的內部可為中空形態。
另外，框架200具有多個掩模單元區域CR，可包括連接至邊緣框架部210的掩模單元片材部220。掩模單元片材部220可由邊緣片材部221和第一柵格片材部223及第二柵格片材部225構成。邊緣片材部221和第一柵格片材部223及第二柵格片材部225是指在相同的片材上劃分的各部分，它們相互形成一體。
邊緣框架部210的厚度大於掩模單元片材部220的厚度且由數mm至數cm的厚度形成。掩模單元片材部220的厚度可小於邊緣框架部210的厚度但是大於掩模100的厚度，約為0.1mm至1mm左右。第一柵格片材部223和第二柵格片材部225的寬度約為1~5mm左右。
在平面的片材中，除邊緣片材部221和第一柵格片材部223及第二柵格片材部225佔用的區域以外，可提供多個掩模單元區域CR(CR11~CR56)。
框架200具有多個掩模單元區域CR，各掩模100可以以每個掩模單元C與掩模單元區域CR對應的方式附著。掩模單元C與框架200的掩模單元區域CR對應，虛設部的一部分或者全部可附著於框架200[掩模單元片材部220]。由此，掩模100與框架200可形成一體型結構。
圖3是根據本發明的一實施例的掩模100和根據比較例的掩模支撐模板50'的示意性俯視圖及側截面圖。
參照圖3的(a)和圖3的(b)，掩模100可包括形成有多個掩模圖案P的掩模單元C及位於掩模單元C周邊的虛設部DM。掩模100可由軋製工藝、電鑄等生成的金屬片材製成，掩模100上可形成有一個單元C。虛設部DM與除單元C以外的掩模膜110[掩模金屬膜110]部分對應，可以只包括掩模膜110，或者可以包括形成有類似於掩模圖案P形態的預定的虛設部圖案的掩模膜110。虛設部DM與掩模100的邊緣對應，且虛設部DM的一部或者全部可附著於框架200[掩模單元片材部220]。
掩模圖案P的寬可以以小於40㎛的尺寸形成，掩模100的厚度可以以約5~20㎛的尺寸形成。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具有與各掩模單元區域CR(CR11~CR56)對應的掩模單元C(C11~C56)。
參照圖3的(b)，掩模100能夠以附著在比較例的模板50'的一面上並被支撐的狀態移動。模板50'的中心部可對應掩模金屬膜110的掩模單元C，邊緣部可對應掩模金屬膜110的虛設部DM。為了整體上支撐掩模金屬膜110，模板50'為尺寸大於掩模金屬膜110面積的大型平板狀。
為了使從模板50'的上部照射的雷射L直達掩模100的焊接部WP(執行焊接功能)，模板50'上可形成有雷射通過孔51'。雷射通過孔51'可以以對應焊接部WP的位置及數量的方式形成於模板50'上。
模板50'的一面可形成有臨時黏合部55'。在掩模100附著於框架200之前，臨時黏合部55'可使掩模100[或者掩模金屬膜110]臨時黏貼在模板50'的一面並支撐在模板50'上。
圖4是根據比較例的將掩模支撐模板50'裝載至框架200上的過程的示意圖。
參照圖4，可通過真空吸盤90移送模板50'。利用真空吸盤90吸附黏貼有掩模100的模板50'的一面的相反面從而進行移送。
掩模100可對應於框架200的一個掩模單元區域CR。通過將模板50'裝載至框架200[或者掩模單元片材部220]上從而使掩模100對應至掩模單元區域CR。
接下來，向掩模100照射雷射L，並基於雷射焊接將掩模100黏貼至框架200。雷射焊接的掩模的焊接部分上形成有焊珠WB，焊珠WB可具有與掩模100/框架200相同的材料且連成一體。
通過反復執行將一個掩模100對應至一個掩模單元區域CR並通過照射雷射L使掩模100黏貼至框架200的過程，從而可在所有掩模單元區域CR上分別黏貼掩模100。然而，掩模100通過焊接黏貼至框架200之後，所述掩模100可向所述掩模100周邊的掩模單元片材部220施加拉伸力。由此，掩模單元片材部220會發生細微的變形，從而黏貼下一個掩模100時會給對準帶來壞影響。
因此，相比於將掩模100一一對應/黏貼至掩模單元區域CR，需要將所有掩模100同時對應並黏貼至掩模單元區域CR。為了將掩模100同時對應至掩模單元區域CR，在框架200上應裝載多個支撐並黏貼有掩模100的模板50'。然而，如圖4所示，由於模板50'以大於掩模100的面積形成，導致相鄰的模板50'間形成相互重疊的區域OR，因此產生干擾問題。將多個模板50'並排地對應至框架200是十分困難的。第一柵格片材部223和第二柵格片材部225的寬度僅為1~5mm左右，因此掩模100與模板50'一側的長度差應小於所述寬度的1/2，即0.5~2.5mm左右。在滿足上述尺寸差的同時在模板50'上執行製造具有掩模圖案P的掩模100的工藝是十分困難的。
因此，提出了一種形成與掩模100的面積相同的模板50的方案。然而，當在具有與掩模金屬膜110相同面積的模板50上直接執行在掩模金屬膜110上形成掩模圖案P的工藝時，掩模圖案P與模板50的對準將會發生錯位，還會發生模板50的雷射通過孔51與掩模100的虛設部DM[或者焊接部WP]對準不好的問題。而且，在掩模金屬膜110上形成掩模圖案P之後應切除角部並形成如圖3的(a)所示的掩模100，但是在具有與掩模100相同面積的模板50上切除角部是十分困難的。
為了解決該問題，可以考慮在預定的基板上製造掩模100之後，轉移(transfer)至具有與掩模100相同尺寸的模板50上的方式。然而，在轉移掩模100的過程中因掩模100中產生的缺陷，或者掩模100中產生褶皺、變形使掩模100與模板50的對準不好，或者掩模100與模板50之間夾有異物等會導致再次引發產品的不良率增加的問題。
因此，本發明的特徵是，在模板支撐部60中插設模板50的狀態下製造具有與模板50相同面積的掩模100。更具體地，本發明的特徵是，在模板支撐部60插設模板50，並在模板支撐部60和模板50上黏貼掩模金屬膜110之後，在掩模金屬膜110上形成掩模圖案P，再切除掩模金屬膜110的邊緣部分，從而製造具有與模板50的尺寸相同的掩模100。
圖5至圖6是根據本發明一實施例的掩模支撐模板50的製造過程的示意圖。
參照圖5的(a)，可準備模板支撐部60。模板支撐部60上可形成有用於插設模板50的槽64。槽64的寬度和高度與模板50對應。為了能夠將模板50容納在槽64中，很顯然模板支撐部60的尺寸和高度應大於模板50。而且，為具有類似的熱行為，模板支撐部60可採用與模板50相同的材料或者具有相同熱膨脹係數的材料。
另外，槽64的至少一部分可形成有臨時黏合部65以使模板50***後黏貼固定。臨時黏合部65可採用與後述的模板50的臨時黏合部55相同的材料，優選地，可採用基於UV照射可分離的黏貼片(UV release tape；URT)。URT作為臨時黏合部65使用時，通過只向特定區域照射UV來進行分離，從而具有可輕鬆地從模板支撐部60分離模板50的優點。
然後，參照圖5的(b)，可準備模板50並將其***模板支撐部60的槽64。模板50是使掩模100附著於所述模板50的一面上並在支撐的狀態下移動的媒介。模板50的一面優選為平坦狀以支撐並搬運平坦的掩模100。
模板50上可形成有雷射通過孔51以使從模板50上部照射的雷射L能夠到達掩模100的焊接部WP。雷射通過孔51可形成於模板50上以對應焊接部WP的位置和數量。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。作為一示例，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。
雷射通過孔51不必一定與焊接部的位置和數量對應。例如，也可以只對部分雷射通過孔51照射雷射L進行焊接。而且，不與焊接部對應的雷射通過孔51中一部分也可以在對準掩模100與模板50時作為對準標識而使用。只是，如果模板50的材料能夠透過雷射L，則也可以不形成雷射通過孔51。
在模板支撐部60的槽64中插設模板50的過程可通過調整位置進行對準。槽64和模板50可以嚴格地相同，但是當槽64大於模板50時需要進行對準過程。可使用顯微鏡、對準器等熟知的確認和調整位置的裝置來調整位置。
另外，在模板支撐部60的槽64中插設模板50之後，當模板50和模板支撐部60的一面(上面)的高度不一致時，可執行預定的平坦化工藝。平坦化工藝可以指通過拋光等使模板50和模板支撐部60的高度一致的一系列工藝。由於模板50和模板支撐部60會發生加工公差，因此通過使高度變成一致，從而能夠輕鬆地執行後續工藝，如形成臨時黏合部55、黏貼掩模金屬膜110。
然後，參照圖5的(c)，在模板50和模板支撐部60的一面上可形成臨時黏合部55。臨時黏合部55優選形成於與掩模金屬膜110對應的模板50和模板支撐部60的部分上。掩模金屬膜110可具有大於模板50且小於模板支撐部60的面積，因此臨時黏合部55可形成在模板50一面(上面)的全部和模板支撐部60一面(上面)的局部。掩模100附著於框架200之前，臨時黏合部55可使掩模100臨時黏貼於模板50的一面並由模板50支撐。而且，在掩模金屬膜110上形成掩模圖案P並製成掩模100之前，臨時黏合部55可使掩模金屬膜110黏貼於模板50和模板支撐部60的一面並得到支撐。
臨時黏合部55可使用基於加熱可分離的黏合劑、基於UV照射可分離的黏合劑。
作為一示例，臨時黏合部55可使用液蠟(liquid wax)。液蠟可使用半導體晶片的研磨工序等中使用的蠟，其種類沒有特別限制。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。作為一示例，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SKYLIQUID ABR-4016。液蠟可通過旋轉塗布來形成臨時黏合部55。
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，其一部分如固體固化，從而可固定黏貼掩模金屬膜110和模板50[和模板支撐部60]。
再次參照圖5的(c)，可將執行一工藝的空間的工藝溫度上升至高於常溫的溫度T1，所述工藝用於形成臨時黏合部55並使掩模金屬膜110與模板50和模板支撐部60黏貼。工藝溫度T1可以是使上述的臨時黏合部55的黏性下降的溫度，約為85℃~100℃左右。
然後，參照圖5的(d)，在模板50和模板支撐部60上可黏貼掩模金屬膜110。作為一示例，將液蠟加熱至85℃以上並將掩模金屬膜110接觸模板50和模板支撐部60之後，將掩模金屬膜110、模板50及模板支撐部60通過輥(roller)之間並進行黏貼。
根據一實施例，通過對模板50[和模板支撐部60]以約120℃烘烤(baking)60秒，使臨時黏合部55的溶劑氣化，然後可馬上進行掩模金屬膜110的層壓(lamination)工藝。層壓可通過以下方式執行：在一面形成有臨時黏合部55的模板50和模板支撐部60上裝載掩模金屬膜110，並使其通過約為100℃的上部輥(roll)與約為0℃的下部輥之間。或者，在一面形成有臨時黏合部55的模板50和模板支撐部60上裝載掩模金屬膜110，並在常溫或者高於常溫的溫度下進一步執行真空層壓。結果，掩模金屬膜110可放置在模板50和模板支撐部60上且中間夾設臨時黏合部55。
另外，可進一步對掩模金屬膜110的一面進行平坦化。利用軋製工藝製造的掩模金屬膜110可通過平坦化工藝減少厚度。此外，為了控制表面特性、厚度，也可以對通過電鑄工藝製造的掩模金屬膜110進行平坦化工藝。由此，掩模金屬膜110的厚度漸漸變薄，掩模金屬膜110的厚度可約為5㎛至20㎛。毫無疑問，可以將厚度變薄的掩模金屬膜110裝載到模板50和模板支撐部60上。
然後，參照圖6的(e)，可以在掩模金屬膜110上形成圖案化的絕緣部25。絕緣部25可通過印刷法等由光刻膠材料形成。
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，從絕緣部25之間的空白空間26露出的掩模金屬膜110部分被蝕刻。掩模金屬膜110中被蝕刻的部分可構成掩模圖案P，從而可製成形成有多個掩模圖案P的掩模100。
在蝕刻掩模圖案P的同時還可蝕刻(EC)掩模金屬膜110的邊緣。如果絕緣部25的空白部分形成為對應模板50的形態，並且蝕刻從空白空間露出的掩模金屬膜110部分，則可切除掩模金屬膜110的邊緣部分111使其具有與模板50相同的尺寸。接下來，可進一步執行去除絕緣部25的工藝。
然後，參照圖6的(f)，可以從模板支撐部60分離(debonding)模板50和掩模100。分離可通過對臨時黏合部65進行加熱、化學處理、施加超聲波、施加UV(UV)中至少任意一個來執行。但，為了輕鬆地分離特定區域，優選使用向URT臨時黏合部65照射UV的方法。
然後，參照圖6的(g)，可將支撐掩模100的模板50的工藝溫度降低至常溫或者使臨時黏合部55的黏性變大以致部分如固體固化的溫度T2。由此，掩模100被施以側面方向的拉伸力IT，且能夠以繃緊的狀態黏貼於模板50上，從而可結束支撐掩模100的模板50的製造。在後續的圖9和圖10中將具體說明掩模100被施以側面方向的拉伸力IT的原理。
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具有與各掩模單元區域CR(CR11~CR56)對應的掩模單元C(C11~C56)。而且，可具有用於分別支撐多個掩模100的多個模板50。
圖7是根據本發明另一實施例的模板支撐部60'的示意圖。
參照圖7，根據另一實施例的模板支撐部60'可包括另外的構件，如底板61'和框板62'。底板61'為平板狀，框板62'為具有中空區域66的方形環狀。底板61'上黏貼有框板62'且中間夾有預定的黏貼部67，框板62'的中空區域66可構成模板支撐部60'的槽。黏貼部67可相當於黏合劑或者臨時黏合部55。
尤其，框板62'和模板50可通過使用相同的圓盤而製成。如果使用相同的圓盤製造框板62'和模板50，則厚度和材料相同，就不會出現因高度不同產生的加工公差。因此，具有圖5的步驟(b)中可省略使模板50和模板支撐部60的高度一致的平坦化工藝的優點。而且，隨著從底板61'分離框板62'，支撐掩模100的模板50突出地形成於底板61'上，從而具有能夠更輕鬆地從底板61'分離模板50的優點。
圖8是根據本發明一實施例的將掩模支撐模板裝載至框架上的過程的示意圖。
參照圖8，可通過真空吸盤90移送模板50。可利用真空吸盤90吸附黏貼有掩模100的模板50的一面的相反面並移送。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還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8的(b)所示，在真空吸盤90吸附模板50並翻轉後向框架200移送模板50的過程中，也不會影響掩模100的黏貼狀態及對準狀態。
圖9是根據本發明一實施例的將模板裝載至框架並使掩模對應框架的單元區域的狀態的示意圖。
參照圖9，可以將掩模100對應於框架200的一個掩模單元區域CR。可通過將模板50裝載到框架200[或者掩模單元片材部220]上的方式將掩模100對應於掩模單元區域CR。可通過控制模板50/真空吸盤90的位置同時利用顯微鏡觀察掩模100是否與掩模單元區域CR對應。由於模板50擠壓掩模100，因此掩模100能夠與框架200緊貼。
可依次或者同時將多個模板50裝載到框架200[或者掩模單元片材部220]上，從而使各掩模100與各掩模單元區域CR分別對應。由於模板50與掩模100具有相同的尺寸，因此對應於特定掩模單元區域CR11上的模板50和對應於與其相鄰的掩模單元區域CR12、CR21上的模板50之前不發生干擾/不重疊且具有預定的間隔。該預定的間隔可以是小於第一柵格片材部223和第二柵格片材部225的寬度的1/2。
另外，還可將下部支撐體70佈置在框架200下部。下部支撐體70可擠壓與掩模100接觸的掩模單元區域CR的反面。同時，由於下部支撐體70和模板50沿著相互相反的方向擠壓掩模100的邊緣及框架200[或者掩模單元片材部220]，因此可維持掩模100的對準狀態而不發生扭曲。
接下來，向掩模100照射雷射L，基於雷射焊接將掩模100附著在框架200上。進行雷射焊接的掩模的焊接部的局部上生成焊珠WB，焊珠WB可具有與掩模100/框架200相同的材料並連成一體。
下面，將進一步進行說明基於模板50和掩模100的熱膨脹係數的材料選擇及掩模100附著於框架200之後的熱行為。
在現有技術中，當玻璃等材料的模板50'的熱膨脹係數大於因瓦合金等材料的掩模100[或者掩模金屬膜110]時，會發生如下的問題。在現有技術中，模板50'使用了玻璃(glass)、硼矽酸鹽玻璃(borosilicate glass)等材料。其中，作為硼矽酸鹽玻璃的BOROFLOAT® 33，熱膨脹係數約為3.3X10-6 /℃，與熱膨脹係數為1.5~3X10-6 /℃左右的因瓦合金(invar)掩模金屬膜110相比，熱膨脹係數差值較小，而且容易控制掩模金屬膜110，因此被廣泛使用。
由於模板50'的熱膨脹係數大於掩模100的熱膨脹係數，因此提升溫度並將掩模100黏貼於模板50'之後，在重新降低溫度時，掩模100基於溫度變換收縮相對較小，相反，模板50'收縮程度相對較大。同時，模板50'與掩模100中間夾有臨時黏合部55且處於較好地黏貼固定的狀態，因此掩模100將被施以大於原有收縮程度的收縮力。欲進一步收縮的力是因為模板50'的收縮程度大於掩模100的收縮程度而產生的。由此，掩模100將以被施以側面方向[掩模100的內側]的壓縮力的狀態黏貼在模板50'上。
如上所述，將掩模100處於被施以側面方向的壓縮力狀態下的模板50'裝載到框架200，使掩模100對應於掩模單元區域CR，並通過焊接將掩模100附著於框架200[參照圖4]。然後，從掩模100分離模板50'。然而，隨著從掩模100分離模板50'的同時施加在掩模100上的壓縮力被解除，從而會打亂掩模100的對準。換而言之，由於施加在掩模100上的壓縮力，掩模100不能以兩側被向外側方向拉緊的狀態附著於框架200，而以褶皺或者下垂的狀態附著於框架200。這將導致掩模100的對準誤差、單元C間的PPA誤差等，最終導致產品失敗。
因此，本發明的特徵是，模板50的熱膨脹係數小於掩模100[或者掩模金屬膜110]的熱膨脹係數。而且，模板支撐部60的熱膨脹係數也可以小於掩模100的熱膨脹係數。如圖5的(c)或(d)，將工藝溫度提升至高於常溫的溫度T1，並將掩模金屬膜110黏貼在模板50和模板支撐部60上。而且，在模板50上製造掩模100之後，可以將工藝溫度降至溫度T2，在溫度T2下臨時黏合部55的黏性變大以致一部分如固體固化。
掩模金屬膜110[或者掩模100]的材料可以是熱膨脹係數至少大於1的因瓦合金、超因瓦合金、鎳、鎳-鈷等。相反，模板50[和模板支撐部60]的熱膨脹係數可以小於1(大於0)。優選地，可使用熱膨脹係數為0.55的石英(quartz)材料的模板50[和模板支撐部60]，但不限於此。
由於模板50的熱膨脹係數小於掩模100的熱膨脹係數，因此如圖6的(g)所示，當溫度T2下降時，模板50幾乎不發生收縮或者相比於掩模100收縮程度較小。雖然掩模100收縮程度相對較大，但是由於以中間夾有臨時黏合部55狀態較好地黏貼並固定於模板50上，因此不會發生收縮而是被施以欲收縮的內力IT。換而言之，掩模100可被施以側面方向的拉伸力IT並以繃緊的狀態黏貼在模板50上。
這種狀態下，將模板50裝載到框架200上，以使掩模100對應，並通過焊接形成焊珠WB，從而可將掩模100附著於框架200。
圖10是根據本發明的一實施例的將掩模附著於框架之後分離掩模與模板的過程的示意圖。
參照圖10，將掩模100附著於框架200之後，可分離(debonding)掩模100與模板50。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，施加紫外線UV中至少任意一個而執行。由於掩模100可維持附著在框架200上的狀態，因此可以只抬起模板50。作為一示例，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的黏貼力變弱，從而可分離掩模100與模板50。作為另一示例，可通過將臨時黏合部55浸漬於IPA、丙酮、乙醇等化學物質中使臨時黏合部55溶解、去除等的方式分離掩模100和模板50。作為另一示例，如果施加超聲波US或者施加紫外線UV，則掩模100與模板50的黏貼力變弱，從而可分離掩模100與模板50。
模板50從掩模100分離的同時作用於掩模100的拉伸力IT被解除，從而可轉化為使掩模100兩側繃緊的張力TS。換而言之，掩模100處於以拉伸至大於掩模100的原有下降溫度T2下具有的長度並黏貼到模板5的狀態，通過該狀態原封不動地焊接並附著於框架200上，從而可維持拉緊的狀態[自身向周邊的掩模單元片材部220施加張力TS的狀態]。因此，掩模100以拉緊的狀態附著於框架200上，因此不會發生皺紋、變形等。據此，可具有減少掩模100的對準誤差、單元C間的PPA誤差的效果。
圖11是根據本發明的一實施例的掩模100附著於框架200的狀態的示意圖。圖11顯示將所有掩模100附著於框架200的單元區域CR的狀態。可一一附著掩模100後再分離模板50，也可以附著所有掩模100後再分離所有模板50。
現有的圖1的掩模10由於包括6個單元C1~C6從而具有較長的長度，相反，本發明的掩模100由於包括1個單元C從而具有較短的長度，因此像素位置精度(pixel position accuracy，PPA)發生扭曲的程度可能會減小。而且，本發明由於只需對應掩模100的一個單元C並確認對準狀態即可，因此相比於需要同時對應多個單元C(C1~C6)並確認所有的對準狀態的現有方法[參照圖1]，能夠顯著地縮短製造時間。
如果每個掩模100均附著在對應的掩模單元區域CR上之後，分離模板50與掩模100，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。因此，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12是根據本發明一實施例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12，OLED像素沉積裝置1000包括：磁板300，其容納有磁體310，並且佈置有冷卻水管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與沉積源供給部500之間可以***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附著到目標基板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。
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。
50:模板 51:雷射通過孔 55,65:臨時黏合部 60,60':模板支撐部 100:掩模 110:掩模膜;掩模金屬膜 200:框架 210:邊緣框架部 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 C:單元;掩模單元 CR:掩模單元區域 DM:虛設部;掩模虛設部 L:雷射 P:掩模圖案 WB:焊珠
圖1是現有的將掩模附著於框架的過程的示意圖。 圖2是根據本發明一實施例的框架一體型掩模的主視圖及側截面圖。 圖3是根據本發明的一實施例的掩模和根據比較例的掩模支撐模板的示意性俯視圖及側截面圖。 圖4是將根據比較例的掩模支撐模板裝載至框架上的過程的示意圖。 圖5至圖6是根據本發明一實施例的掩模支撐模板的製造過程的示意圖。 圖7是根據本發明另一實施例的模板支撐部的示意圖。 圖8是根據本發明一實施例的將掩模支撐模板裝載至框架上的過程的示意圖。 圖9是根據本發明一實施例的將模板裝載至框架上並使掩模對應框架單元區域的狀態的示意圖。 圖10是根據本發明一實施例的將掩模附著到框架上之後並剝離掩模和模板的過程的示意圖。 圖11是根據本發明一實施例的將掩模裝載至框架的狀態的示意圖。 圖12是根據本發明一實施例的利用框架一體型掩模的OLED像素沉積裝置的示意圖。
50:模板
51:雷射通過孔
55,65:臨時黏合部
60:模板支撐部
64:槽
110:掩模膜；掩模金屬膜
T1:溫度

Claims (12)

  1. 一種支撐有掩模的模板的製造方法，該模板用於支撐OLED像素形成用掩模並將掩模對應到框架上，該方法包括：(a)將模板***模板支撐部上形成的槽的步驟；(b)在模板和模板支撐部的至少一面上黏貼掩模金屬膜的步驟；以及(c)在掩模金屬膜上形成掩模圖案，並切除掩模金屬膜邊緣以製造與模板相同尺寸的掩模的步驟，在步驟(a)中，在模板支撐部的槽的至少一部分形成臨時黏合部，並將***的模板黏貼並固定，在步驟(c)之後，使形成於模板支撐部的槽中的臨時黏合部的黏合力減弱，以使模板從模板支撐部分離，在步驟(c)之後，從模板支撐部分離模板的同時，亦從模板支撐部分離黏貼在模板的一面上的掩模。
  2. 如請求項1所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，在步驟(a)和步驟(b)之間包括提升工藝溫度的步驟，在步驟(b)與步驟(c)之間或步驟(c)之後，還包括降低工藝溫度的步驟。
  3. 如請求項2所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，如果提升工藝溫度並將掩模金屬膜黏貼在模板上，之後再降低工藝溫度，則模板的收縮小於掩模的收縮，從而掩模被施以側面方向的拉伸力。
  4. 如請求項1所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，模板和模板支撐部的熱膨脹係數小於掩模的熱膨脹係數。
  5. 如請求項1所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，在步驟(b)中，在對應於掩模金屬膜的模板和模板支撐部的一面上形成臨時黏合部。
  6. 如請求項1所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，在步 驟(a)中，在模板支撐部的槽上形成臨時黏合部，並且模板的另一面通過中間夾設臨時黏合部來黏貼在模板支撐部上。
  7. 如請求項5或者6所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，臨時黏合部為基於加熱可分離的黏合劑、基於UV照射可分離的黏合劑。
  8. 如請求項1所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，在步驟(a)中，還進行位置調整，從而使模板和模板支撐部對準。
  9. 如請求項1所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，在步驟(a)之後，為了使模板和模板支撐部的一面的高度一致而進行平坦化工藝。
  10. 如請求項1所述的支撐有掩模的模板的製造方法，其中，模板支撐部包括底板及連接於底板的一面邊緣且具有中空區域的框板，中空區域對應模板支撐部的槽。
  11. 一種框架一體型掩模的製造方法，所述框架一體型掩模由至少一個掩模和用於支撐掩模的框架一體形成，該方法包括：(a)將模板***模板支撐部上形成的槽的步驟；(b)在模板和模板支撐部的至少一面上黏貼掩模金屬膜的步驟；(c)在掩模金屬膜上形成掩模圖案，並切除掩模金屬膜邊緣以製造與模板相同尺寸的掩模的步驟；(d)在具有至少一個掩模單元區域的框架上裝載模板，使掩模與框架的掩模單元區域對應的步驟；以及(e)將掩模附著於框架的步驟，在步驟(a)中，在模板支撐部的槽的至少一部分形成臨時黏合部，並將***的模板黏貼並固定，在步驟(c)之後，使形成於模板支撐部的槽中的臨時黏合部的黏合力減弱，以使模板從模板支撐部分離， 在步驟(c)之後，從模板支撐部分離模板的同時，亦從模板支撐部分離黏貼在模板的一面上的掩模。
  12. 一種框架一體型掩模的製造方法，所述框架一體型掩模由至少一個掩模和用於支撐掩模的框架一體形成，該方法包括：(a)在具有至少一個掩模單元區域的框架上裝載基於請求項1所述的製造方法製造的支撐有掩模的模板，並使掩模與框架的掩模單元區域對應的步驟；以及(b)將掩模附著於框架的步驟。
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