阅读说明：本技术 掩膜框架组件以及采用该掩膜框架组件的沉积装置 (Mask frame assembly and deposition apparatus using the same ) 是由 安鼎铉 文在皙 李丞赈 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明的一实施例公开一种掩膜框架组件以及采用该掩膜框架组件的沉积装置,所述掩膜框架组件包括：掩膜,配备有用于沉积的图案区域；以及框架,以层叠有相对强磁性层和相对弱磁性层的包覆结构来支撑掩膜。(An embodiment of the present invention discloses a mask frame assembly and a deposition apparatus using the same, the mask frame assembly including: a mask provided with a pattern area for deposition; and a frame supporting the mask in a clad structure in which a relatively strong magnetic layer and a relatively weak magnetic layer are laminated.)

掩膜框架组件以及采用该掩膜框架组件的沉积装置

技术领域

本发明涉及一种使用于沉积作业的掩膜框架组件以及采用该掩膜框架组件的沉积装置。

背景技术

一般，有机发光显示装置利用从阳极和阴极注入的空穴和电子在发光层中复合而发光的原理可以呈现颜色，其中，由在作为阳极的像素电极和作为阴极的对向电极之间插入有发光层的结构构成像素。

各个所述像素可以成为例如红色像素、绿色像素以及蓝色像素中的任意一个的子像素(sub pixel)，并且可以通过这3种颜色的子像素的颜色组合显示出期望的颜色。即，各个子像素都具有在两个电极之间夹设有发出红色、绿色以及蓝色中的任意一种颜色的光的发光层的结构，并且通过这3种颜色的光的恰当的组合显示出一个单位像素的颜色。

如上所述的有机发光显示装置的电极和发光层等可以通过沉积来形成。即，将具有与期望形成的薄膜层的图案相同的图案孔的掩膜排列在基板上，并通过该掩膜的图案孔而将薄膜的原材料沉积到基板，从而形成期望的图案的薄膜。

所述掩膜与支撑其端部的框架以及将所述图案孔划分为多个单位单元格图案的长边棒一起大多以掩膜框架组件的形态使用，并在进行沉积作业时以磁体的磁力将掩膜紧贴到基板。即，使磁体朝向与掩膜接触的基板表面的相反侧的表面靠近，从而使磁力发挥作用为使掩膜紧贴到基板，然后进行沉积。

并且，如果针对一个基板的沉积结束，则移开磁体并将基板更换为另一个，然后再将掩膜框架组件紧贴到更换后的新的基板，进而进行下一个沉积作业。

发明内容

然而，如果作用在所述掩膜框架组件的磁力过强，则为了更换基板而移开磁体时有可能发生如下问题：掩膜框架组件由于该磁力而一起被牵引，从而位置会一点一点地偏离。即，掩膜框架组件需要持续维持在相同的位置，以便更换基板也能够始终沉积在相同的位置，但如果像这样位置发生偏离，则无法对下一个基板执行准确的沉积。

但如果因此而使用磁力较弱的磁体，则掩膜和基板之间有可能会翘起而无法令人满意地紧贴，并且容易发生在该翘起部位发生严重的过沉积的所谓冰柱不良，或者连原本意图的沉积区域的外廓也发生沉积的所谓阴影(Shadow)不良。即，如果作用在掩膜框架组件的磁力过大，则会在更换基板时发生位置变动而发生沉积不良，磁力过小则会由于基板和掩膜之间的紧贴力变弱而发生沉积不良。

因此，本发明的实施例提供一种改善成不降低如上所述的掩膜和基板之间的紧贴力的情况下也可以抑制更换基板时的掩膜框架组件的位置变动的掩膜框架组件以及采用该掩膜框架组件的沉积装置。

本发明的实施例提供一种掩膜框架组件，其中，包括框架和掩膜，所述掩膜结合于所述框架并具备有用于基板上的沉积的图案区域，所述框架包括层叠有相对强磁性层和相对弱磁性层的包覆结构体。

所述强磁性层可以包含因瓦合金(INVAR)材料，所述弱磁性层包含不锈钢材料。

所述掩膜可以结合在所述弱磁性层。

所述掩膜可以具有相对强于所述弱磁性层的磁性。

所述掩膜框架组件，其中，还可以包括：长边棒，结合于所述框架而将所述掩膜的图案区域划分为单位单元格图案。

并且，本发明的实施例提供一种沉积装置，其中，包括：掩膜框架组件，包括框架和掩膜，所述掩膜结合于所述框架并具备有用于基板上的沉积的图案区域；磁体，向所述掩膜框架组件施加磁力而使所述掩膜紧贴在所述基板；所述框架包括层叠有相对强磁性层和相对弱磁性层的包覆结构体。

所述强磁性层可以包含因瓦合金(INVAR)材料，所述弱磁性层包含不锈钢材料。

所述磁体可以布置为中间隔着所述基板而与所述掩膜框架组件对向，所述掩膜结合在所述框架的所述弱磁性层。

所述掩膜可以具有相对强于所述弱磁性层的磁性。

所述掩膜框架组件还可以包括：长边棒，结合在所述框架，将所述掩膜的图案区域划分为单位单元格图案。

除上述以外的其他方面、特征、优点可以从以下的附图、权利要求书以及

具体实施方式

变得明确。

附图说明

图1是示出使用根据本发明的实施例的掩膜框架组件的沉积装置的结构的图。

图2是图1示出的掩膜框架组件的分解立体图。

图3是图1示出的掩膜框架组件的剖面图。

图4a是示出图1示出的掩膜框架组件中的强磁性层的磁化特性的图表。

图4b是示出图1示出的掩膜框架组件中的弱磁性层的磁化特性的图表。

图5是示出图3示出的掩膜框架组件中的可变型的结构的剖面图。

图6是示出图1示出的基板的详细结构的剖面图。

具体实施方式

本发明可以进行多种变换，且可以具有多个实施例，在附图中示出特定实施例，并在具体实施方式中进行详细说明。参考与附图一同详细地记载的实施例则能够明确本发明的效果与特征以及达成所述效果与特征的方法。然而，本发明并不限于以下公开的实施例，可以以多种形态实现。

以下，将参照附图详细说明本发明的实施例，参照附图进行说明时，对相同或者相应的构成要素赋予相同的附图标记并省略对其重复说明。

在以下实施例中，对于单数的表达，除非在文中明确表示不同含义，否则包含复数的表达。

在以下实施例中，包含或者具有等词表示记载于说明书上的特征、或者构成要素的存在，并不是要事先排除一个以上的其他特征或者构成要素的附加可能性。

为了便于说明，附图中的构成要素的大小可以被夸大或者缩小。例如，为了便于说明，附图中示出的各个构成的大小及厚度以任意的大小及厚度进行了示出，因此本发明并不一定限于附图中示出的内容。

当某实施例可以被实现为不同时，特定的工序可以与所说明的顺序不一样地被执行。例如，连续说明的两道工序可以实质上同时被执行，也可以以与所说明的顺序相反的顺序进行。

图1是概略地示出采用根据本发明的实施例的掩膜框架组件100的沉积装置的结构的图。

如图所示，所述沉积装置配备有：掩膜框架组件100，用于在基板300上形成所期望的图案；沉积源200，在沉积腔室400内向所述基板300喷出沉积气体；以及，磁体500，施加磁力以使所述掩膜框架组件100的掩膜120紧贴于基板300。

因此，如果沉积源200在沉积腔室400内喷出沉积气体，则该沉积气体通过形成在掩膜框架组件100的掩膜120的图案孔121a(参照图2)而粘结在基板300，从而形成预定图案的薄膜。

并且，如果针对一个基板300的沉积结束，则如前所述地将磁体500从基板300远远地隔开，并将基板300更换为新基板之后，再将掩膜框架组件100紧贴到所更换的新的基板300，进而进行下一次沉积作业。所述磁体500在沉积作业中可以成为如图1的与基板300紧贴的状态，也可以成为相隔一些距离而与基板300邻近的状态。

另外，如图2所示，所述掩膜框架组件100包括形成有图案孔121a的掩膜120和支撑该掩膜120的两端的框架130以及与掩膜120垂直交叉地支撑于所述框架130的长边棒110。

所述框架130是用于形成掩膜框架组件100的外廓架构的构成，具有在其中央形成有开口部132的四边型形状。并且，如图3所示，框架130构成为层叠有多个金属层的包覆结构体。

即，构成为层叠有作为相对强磁性层的第一层130a和作为相对弱磁性层的第二层130b的结构。所述第一层130a可以由作为铁-镍合金的因瓦合金(INVAR)材料构成，第二层130b可以由不锈钢材料构成。

关于这样将框架130构成为层叠有作为相对强磁性层的第一层130a和作为相对弱磁性层的第二层130b的包覆结构体的理由，将在后面详细叙述。

并且，长边棒110的长度方向(X方向)的两端部通过焊接而固定于该框架130的彼此相向的一对边，掩膜120的长度方向(Y方向)的两端部通过焊接而固定于与焊接所述长边棒110的边垂直的一对边。

所述掩膜120是长条状的部件，在位于所述开口部132内的图案区域121形成有多个图案孔121a，其两端部如上所述地焊接于框架130。参照符号122是支撑部，在将掩膜120焊接到框架130时，抓住该支撑部122并沿长度方向拉伸的状态下进行焊接，并在焊接后将向框架130外突出的部分通过剪切而去除。虽然也可以用一个大的部件制造该掩膜120，但这样的话有可能加重由于自重引起的下垂现象，因此如图所示地拆分成多个条状进行制造。所述掩膜120的材料可以使用因瓦合金(INVAR)等。

所述图案孔121a是在进行沉积工序时沉积蒸汽通过的孔，通过该图案孔121a的沉积蒸汽粘附在所述基板300(参照图1)而形成薄膜层。

在此，所述图案区域121并没有按预定规格的单元格(cell)单位划分，而是长长地连接成一个，将所述图案区域121按单元格单位划分的就是长边棒110。即，如图所示，掩膜120和长边棒110垂直地交叉并相互紧贴地设置于框架130，据此，长边棒110横跨各个掩膜120的图案区域121并将其划分为单元格单位。也就是说，长边棒110起到了划出单位单元格之间的边界线的作用。

参照图3，所述掩膜框架组件100的框架130如上所述地构成为层叠有作为相对强磁性层的因瓦合金(INVAR)材料的第一层130a和作为相对弱磁性层的不锈钢材料的第二层130b的包覆结构体。

这样将框架130构成为包覆结构体的理由是，为了使通过所述磁体500而作用在掩膜框架组件100的磁力维持在即不过强也不过弱的适当水准。

如果整个框架130均由与掩膜120相同的作为强磁性层的INVAR材料构成，则会在更换基板300时频繁发生掩膜框架组件100的位置变动的现象。即，如前所述，如果结束针对一个基板300的沉积，则会为了更换成下一个基板300而抬起磁体500，使其远离基板300，但是，如果作用在所述掩膜框架组件100的磁力过大，则掩膜框架组件100也由于该磁力而被牵引，从而可能发生位置偏离的问题。

但如果因此而减小磁体500的磁力，则掩膜120和基板300之间会发生翘起而不会令人满意地紧贴，从而容易发生所谓的冰柱不良或者阴影不良等沉积不良。所以，如果作用在掩膜框架组件100的磁力过大，则会在更换基板300时发生位置变动而发生沉积不良，磁力过小则会由于基板300和掩膜120之间的紧贴力变弱而发生沉积不良。

为了解决该问题，本实施例中将框架130制备成作为相对强磁性层的第一层130a和作为相对弱磁性层的第二层130b的层叠体，从而使其能够借助这些强磁性、弱磁性的组合而实现适当的紧贴力。

并且，将掩膜120结合到作为相对弱磁性层的第二层130b。即，在与磁体500相近的一侧布置作为相对弱磁性层的第二层130b，从而使磁力的适当的缓解效果表现得更明确。

这样，可通过在框架130插入作为相对弱磁性层的第二层130b来缓解掩膜框架组件100整体被磁体500牵引的倾向，并且强磁性材料的掩膜120由于磁体500的磁力，能够依然强力地紧贴在基板300。因此，能够维持沉积位置的精密度的同时防止沉积不良。

这种包覆结构体的框架130可以通过热压过程制备，针对包括该框架130的掩膜框架组件100的详细制造过程将在后面叙述，在此之前参照图6简略介绍可以用该掩膜框架组件100沉积的基板300的例子。

所述掩膜框架组件100可以使用于沉积各种薄膜的沉积，例如，可以使用于形成有机发光显示装置的发光层图案。

图6是可以利用本发明的掩膜框架组件100沉积薄膜的基板300的例子，是示出所述有机发光显示装置的结构的图。

参照图6，在基底板320上形成有缓冲层330，薄膜晶体管TFT配备于该缓冲层330的上部。

薄膜晶体管TFT具有活性层331和形成为覆盖该活性层331的栅极绝缘膜332和栅极绝缘膜332上部的栅电极333。

层间绝缘膜334形成为覆盖栅电极333，层间绝缘膜334的上部形成有源电极335a以及漏电极335b。

源电极335a以及漏电极335b借助形成于栅极绝缘膜332以及层间绝缘膜334的接触孔而分别与活性层331的源极区域以及漏极区域接触。

并且，在所述漏电极335b连接有有机发光元件OLED的像素电极321。像素电极321形成于平坦化膜337上部，并在该像素电极321上形成有划分子像素区域的像素定义膜338(Pixel defining layer)。参照符号339表示用于在沉积时维持与掩膜120之间的间距以防止由于掩膜120接触引起的基板300侧部件的损伤的分隔件，分隔件339可以形成为像素定义膜338的一部分突出的形态。并且，在该像素定义膜338的开口部形成有机发光元件OLED的发光层326，并在这些构成的上部沉积对向电极327。即，由像素定义膜338围绕的开口部成为如红色像素(R)、绿色像素(G)以及蓝色像素(B)等一个子像素的区域，在其内部形成有相应颜色的发光层326。

因此，例如如果以使图案孔121a与该发光层326相对应的方式准备掩膜120，则可以通过图1中说明的沉积过程形成期望的图案的发光层326。

能够制备这种有机发光显示装置的所述掩膜框架组件100的制造过程可以进行为如下。

首先，在制造框架130时，准备作为强磁性层的INVAR材料的第一层130a和作为弱磁性层的不锈钢材料的第二层130b。所述INVAR材料的第一层130a是如图4a所示的具有急剧的磁化特性的强磁性层，所述不锈钢材料的第二层130b是如图4b所示的具有缓慢的磁化特性的弱磁性层。

将上述准备的第一层130a、第二层130b层叠并加热、挤压就能制备出包覆结构体的框架130。

所述包覆结构体的框架可以具有用下述磁化率表示的磁化特性。

包覆结构体的磁化率＝(强磁性层的磁化率×厚度比)+(弱磁性层的磁化率×厚度比)

以上述公式为基础，可以通过调节强磁性层和弱磁性层的厚度比，以使包覆结构体的磁化率在适当范围内，据此完成本发明的掩膜框架组件。

接下来，将图2示出的长边棒110焊接到框架130而固定，并在其上方交叉布置掩膜120之后焊接方式固定，由此完成掩膜框架组件100。

并且，在用这样完成的掩膜框架组件100进行沉积时，首先在沉积腔室400内设置掩膜框架组件100，并装载作为沉积对象的基板300。然后，将磁体500贴近基板300的后表面，使所述掩膜框架组件100的掩膜120紧贴于基板300的前表面。在这种状态下驱动沉积源200进行沉积，若沉积完成，则为了更换基板300而将磁体500从基板300隔开。此时，由于在框架130插入有作为相对弱磁性层的第二层130b，因此掩膜框架组件100被磁体500牵引的力将成为被适当缓和的状态。因此，能够足以抑制掩膜框架组件100的位置发生偏离的现象。

并且，若装载有新的基板300，则再将磁体500贴近而使掩膜120紧贴于基板300的前表面，作为强磁性体的掩膜120由于磁体500的磁力而强力地紧贴于基板300。

因此，如果利用这种结构的掩膜框架组件100和沉积装置，则能够在不降低掩膜120和基板300之间的紧贴力的情况下抑制更换基板300时的掩膜框架组件100的位置变动，从而能够有效抑制沉积位置偏离正确位置的不良，并且还能够抑制冰柱不良或者阴影不良等沉积不良。因此，可以保证产品的稳定品质。

另外，在前述的实施例中示出了框架130的剖面是四边形的情形，但也可以制备成如图5的梯形。即，表示框架130的形状并不限于某一种形状，而是能够进行多种变形而使用。

如上所述，已参考附图示出的一实施例对本发明进行了说明，但这仅仅为示例性说明，但凡是本发明的技术领域中具备基本知识的人员，就能够理解可以基于本发明进行多样的变形且可以对实施例进行变形。因此，本发明真正的技术性保护范围应当基于权利要求书的技术思想来确定。