TW201405798A - 沉積遮罩及使用其製造有機發光二極體顯示器之方法 - Google Patents
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Abstract
一種用以形成有機發光二極體(OLED)顯示器之有機層圖樣的沉積遮罩，其包含﹕基底構件，係具有面對有機發光二極體顯示器之基板的第一表面以及面對第一表面之相對側的第二表面，且包含穿透第一表面及第二表面之用以形成有機層圖樣之複數個開口。開口具有一對第一側壁以及一對第二側壁。開口之各側壁具有於基底構件之厚度方向上傾斜之斜表面，且當斜表面之傾角參考基底構件之第一表面而量測時，第一側壁之傾角及第二側壁之傾角係彼此不同。
Description
所描述技術係大致關於一種用於薄膜沉積之遮罩，及製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法。
有機發光二極體(OLED)顯示器包含電洞注入電極(陽極)、電子注入電極(陰極)以及形成於其間之有機發光層，且顯示器於從陽極注入之電洞與陰極注入之電子於有機發光層中結合形成激子時發光。具高性能特性如低功率消耗、高亮度、廣視角、快速反應速度以及其相似之有機發光二極體(OLED)顯示器已成為下一代用於行動電子裝置之顯示裝置而受重視。
有機發光二極體(OLED)顯示器包含有機發光顯示面板，其包含薄膜電晶體與有機發光二極體(OLED)形成於其上之顯示基板。有機發光二極體包含陽極、陰極以及形成於其間之有機發光層。電洞與電子分別從陽極與陰極注入而形成激子，且激子過渡至基態，從而造成有機發光二極體發光。
於例如有機發光二極體(OLED)顯示器之平板顯示器中，真空沉積法係用以於真空大氣中沉積有機材料或作為電極之金屬並於平板上形成薄膜。於真空沉積法中，有機薄膜將形成於其上之基板係位於真空腔室中，且有機材料藉由使用沉積源單元而蒸發或昇華而使其沉積於基板上
沉積遮罩係用以形成所需形狀之有機層於基板上。當有機材料係沉積於大尺寸基板上時，精細金屬遮罩(FMM)可用來作為沉積遮罩。因為 精細 金屬遮罩係具高耐久性及強度之高精密度金屬遮罩，故有機材料可以所需圖樣沉積於大尺寸基板上。
精細金屬遮罩可為用於以高解析度圖樣沉積有機材料於大尺寸基板之沉積遮罩。使用精細金屬遮罩，有機材料之複數個所需高解析度圖樣可同時或一起形成於基板上。為了以所需圖樣沉積有機材料，高解析度金屬遮罩可包含複數個方形狹縫或複數個帶狀狹縫以使有機材料通過精細金屬遮罩。此處，複數個方形狹縫或複數個帶狀狹縫可形成單位遮罩部，且可提供複數個單位遮罩部。使用高解析度金屬遮罩之沉積技術可用於有機材料沉積及陰極形成製程以製造大尺寸有機電致發光顯示裝置。
為了增加有機發光二極體(OLED)顯示器之解析度，紅(R)、綠(G)及藍色(B)子像素之節距(pitch)被縮短，且為了縮短節距，要縮短形成於沉積遮罩之狹縫間的間距。然而，如果遮罩圖樣中之間距減小，遮罩之支撐狹縫間之部位的接橋部變弱且容易壞。因此，製造具有超過300ppi(每英吋中的像素)之高解析度沉積遮罩係困難的。
揭露於背景章節之上述資訊係僅用來加強所述技術之背景理解，可能因此包含未構成該技術領域具有通常知識者於國內已知的先前技術之資訊。
本發明實施例提供一種藉由減小有機材料之沉積差距而實現高解晰度之沉積遮罩以及有機發光二極體(OLED)顯示器之製造方法。
同樣地，本發明實施例提供一種減小有機材料穿過沉積遮罩與基板間之處之陰影的沉積遮罩以及有機發光二極體(OLED)顯示器之製造方法。
根據本發明實施例之用以形成有機發光二極體(OLED)顯示器之有機層圖樣的沉積遮罩，其包含﹕基底構件，係具有面對有機發光二極體顯示器之基板的第一表面以及面對第一表面之相對側的第二表面，且包含穿透第一表面及第二表面以形成有機層圖樣之複數個開口，其中各開口具有於第一方向彼此面對的一對第一側壁以及於與第一方向相交之第二方向彼此面對的一對第二側壁，第一側壁與第二側壁之各側壁具有於基底構件之厚度方向上傾斜之斜表面，且其中斜表面之傾角係相對於基底構件之第一表面而量測，且第一側壁之傾角及第二側壁之傾角係彼此不同。
第一側壁之傾角可大於第二側壁之傾角。
第一側壁之傾角可介於45度60度之間，且第二側壁之傾角可介於25度34度之間。
基底構件可包含含有第一側壁且形成在於第一方向相鄰之開口間之第一橋接部；以及含有第二側壁且形成在於第二方向相鄰之開口間之第二橋接部，且第一橋接部之高度及第二橋接部之高度可彼此不同。
第一橋接部之高度可與基底構件之厚度實質上相同，且第二橋接部之高度可小於基底構件之厚度。
開口可以具有於第一方向有複數個列以及於第二方向有複數個行之陣列形式排列。
根據本發明之實施例之有機發光二極體(OLED)顯示器之製造方法包含﹕排列有機發光二極體顯示器之基板以面對用以噴灑有機材料之沉積源；排列沉積遮罩於基板上，沉基遮罩包含基底構件，其具有面對基板的第一表面以及面對第一表面之相對側的第二表面，基底構件包含穿透第一表面及第二表面以形成有機層圖樣之複數個開口，其中各開口具有於第一方向彼此面對的一對第一側壁以及於與第一方向相交之第二方向彼此面對的一對第二側壁，第一側壁與第二側壁之各側壁具有於基底構件之厚度方向上傾斜之斜表面，且其中斜表面之一傾角係相對於基底構件之第一表面而量測，且第一側壁之傾角及第二側壁之傾角係彼此不同；以及藉由從沉積源噴灑有機材料，形成有機層圖樣於基板上。
於沉積遮罩中，第一側壁之傾角可大於第二側壁之傾角。
沉積源包含含有排列於平行於第二方向之方向之複數個噴嘴之線性沉積源，且當沉積源於第一方向移動時噴灑有機材料。
第二側壁之傾角可小於從複數個噴嘴噴灑之有機材料之入射方向與基板形成之角度中之最小角度。
於沉積遮罩中，第一側壁之傾角可介於45度60度之間，且第二側壁之傾角可介於25度34度之間。
根據例示性實施例，有機材料之沉積差距被減小，且有機發光二極體(OLED)顯示器之開口率增加，從而實現高解析度。
同樣地，根據例示性實施例，可減小於有機材料穿過沉積遮罩與基板間之處之陰影，從而可形成均勻之有機薄膜。
10．．．沉積遮罩
20．．．線性沉積源
22、22a、22b．．．噴嘴
30．．．角度控制構件
100．．．基底構件
102．．．第一表面
104．．．第二表面
110．．．開口
120．．．第一接橋部
122．．．第一側壁
130．．．第二接橋部
132．．．第三側壁
S．．．基板
P．．．有機層圖樣
R．．．紅色
G．．．綠色
B．．．藍色
t1、t2．．．高度
θ1、θ2、θ3、θx、θy．．．角度
第1圖係藉由使用根據例示性實施例之沉積遮罩製造之有機發光二極體(OLED)顯示器之單位像素的示意圖。
第2A圖及第2B圖係用以呈現使用根據例示性實施例之沉積遮照形成有機發光二極體(OLED)顯示器之有機發光層之製程的薄膜沉機裝置之示意圖。
第3圖係根據例示性實施例之沉積遮罩之透視圖。
第4圖係根據例示性實施例之沉積遮罩之部分的平面圖，作為沉積遮罩與沉積源之配置之示意圖。
第5圖係沿第4圖之切割線V-V之剖面圖。
第6圖係沿第4圖之切割線VI-VI之剖面圖。
根據本發明實施例之沉積遮罩及有機發光二極體(OLED)顯示器之製造方法將參考附圖而說明。然而，本發明不受限於此處揭露之例示性實施例，而可以多種不同形式實現。此處的例示性實施例係僅使本發明揭露更完整並完整提供本發明之解釋給技術領域中具通常知識者。相似參考數碼表示相似元件。
在圖式中，層、薄膜、面板、區域等之厚度可為了清楚而誇大。在圖式中，為了更好理解與容易描述，部分層與區域之厚度會被誇大。將瞭解的是當一元件，例如層、薄膜、區域或基板，被稱為位於另一元件「上」時，其可直接地位於另一元件上或亦可存在中介元件。
此外，除非明確聲明與此相反，詞彙「包含(comprise)」及其變化如「包含(comprises)」或「包含(comprising)」將理解為包含所述之元件但不排除任何其他元件。更進一步，於通篇說明書中，「在…之上(on)」表示為於目標元間之上方或下方，且不表示一定要位於以重力方向為基礎的上面。
第1圖係藉由使用根據例示性實施例之沉積遮罩製造之有機發光二極體(OLED)顯示器之單位像素的示意圖。
藉由使用根據例示性實施例之沉積遮罩製造之有機發光二極體(OLED)顯示器之單位像素包含分別具有發出紅(R)、綠(G)及藍(B)色光的有機發光層的子像素，如第1圖所示。此處，子像素之外圍區係形成有機發光層之有機材料沉積之區域，雖然此區域沉積有有機材料但不發射光，且有機發光層係以具有設定或預定厚度之形成以發出所需光線。因為沉積遮罩之開口係實質上形成大於發光區。實際上發光區大小與沉積遮罩之開口大小間之差被稱為沉積差距。
第2A圖及第2B圖係用以呈現使用根據例示性實施例之沉積遮罩形成有機發光二極體(OLED)顯示器之有機發光層之製程的薄膜沉機裝置之示意圖。
參考第2A圖與2B圖，用以藉由使用沉積遮罩10而沉積包含有機發光二極體顯示器之薄膜之有機層(例如，有機發光層)的薄膜沉積裝置包含噴灑有機材料之沉積源20於真空腔室(圖未示)內，以及設置面對沉積源20之待形成有機層之基板S。同樣地，沉積遮罩10係緊密設置於沉積源20與面對之基板S之間。沉積遮罩10係透過施加磁力之磁鐵單元(圖未示)牽引，致使沉積遮罩10可位於靠近待形成有機層之基板S。沉積源20可為噴灑有機材料之噴嘴22係以設定或預定方向(例如y軸方向)線性排列之線性沉積源20 。 當於與其長度方向交錯之方向(例如x軸方向)移動時，線性沉積源20可噴灑有機材料於基板S上。同樣地，形成於沿線性沉積源20之長度方向之兩側，且部份設置於有機材料之釋放路徑上或阻擋 有機材料之釋放路徑 的一對角度控制構件30可提供以不斷控制於線性沉積源20之寬度方向之噴灑角度。
第3圖係根據例示性實施例之沉積遮罩之透視圖，且第4圖係根據例示性實施例之沉積遮罩之部分的平面圖，作為沉積遮罩與沉積源之配置之示意圖。
參閱附圖，根據例示性實施例之沉積遮罩10包含基底構件100，其包含形成以使沉積材料通過而形成有基層圖樣P之複數個開口110。
基底構件100可由具設定或預定厚度之板形而形成，可以例如沉積遮罩10之材料所製成，且可透過磁鐵單元之磁力牽引靠近基板S。基底構件100係由對應基板S整體大小之母 遮罩 形成，然而其可由平行設置之複數個條狀形成以根據設定或預定方向劃分。於本例示性實施例中，基底構件100係藉由母遮罩形式實現。然而，其不受限於此，且基底構件100可具有用以形成有機發光層圖樣之帶狀形狀及/或各種形狀。
參閱第5圖，當面對有機發光二極體顯示器之基板S之基底構件100的表面係定為第一表面102，而其相對表面係定為第二表面104時，基底構件100包含以厚度方向(例如z軸方向)通過基底構件100之第一表面102與第二表面104以形成有機發光層之有機層圖樣P之複數個開口110(示於第3圖與第4圖)。從沉積源20噴灑之有機材料係透過開口110沉積於基板S上，從而形成有機層。例如，用以形成示於第1圖之單位像素之子像素的紅、綠及藍色發光層中之一發光層的有機材料係透過開口110沉積於基板S上，從而形成紅色有機層。同樣地，如第3圖與第4圖所示，複數個開口110係以具複數個行與列之陣列形式排列，且有機層圖樣P可沉積於包含於各單位像素之紅色發光層。
開口110係形成對應待沉積之有機層圖樣P之形狀，同時，於本實施例之開口110可具有含有設定或預定曲率之圓弧邊角之方形形狀。對於方形形狀之開口110，如第4圖所示，長邊係設置以平行於線性沉積源20之長度方向(例如y軸方向)，當以平行於短邊(例如x軸方向)之方向移動時，線性沉積源20噴灑有機材料。
如果線性沉積源20與開口110係如前述設置，則角度控制構件30係提供於線性沉積源20之移動方向(例如x軸方向)如同角度控制構件於第2B圖之方向，從而不斷維持從各噴嘴22噴灑之有機材料的入射角，致使由有機材料之入射方向與基板形成之角度可穩定維持為θ3。
然而，如角度控制構件之裝置不安裝於線性沉積源20之長度方向(例如y軸方向)，且長度方向(例如y軸方向)係相對長於寬度方向(例如x軸方向)，致使於線性沉積源20之長度方向難以像寬度方向(例如x軸方向)均勻維持從各噴嘴22噴灑的有機材料之入射角。例如，如第2A圖所示，於從設置於y軸方向之左端的噴嘴22a噴灑之有機材料到達基板的右端時，入射方向與基板S間之角度係為θ1。然而，於從設置於y軸方向之右端的噴嘴22b噴灑之有機材料到達基板的右端時，入射方向與基板S之角度係為θ2。亦即，於有機材料之入射方向與基板間之角度係根據噴嘴22與基板S之相對位置而改變。此處，當噴灑有機材料之噴嘴22a 係最遠於有機材料到達之基板的部份時，自噴嘴22噴灑之有機材料之入射方向與基板間之角度具有最小值。
第5圖係沿第4圖之切割線V-V之剖面圖，且第6圖係沿第4圖之切割線VI-VI之剖面圖。
開口110具有於第一方向(例如x軸方向)彼此面對之一對第一側壁122及於與第一方向交錯的第二方向(例如y軸方向)彼此面對之一對第二側壁132。例如，當開口110具有方形形狀，長邊可具有第一側壁122，而短邊可具有第二側壁132。
第一側壁122與第二側壁132各具有相對於基底構件100之厚度方向(例如z軸方向)傾斜之斜表面，且當量測斜表面相對於基底構件100之第一表面102之傾斜角度時，第一側壁122之傾斜角度(θx)與第二側壁132之傾斜角度(θy)係彼此不同。於一實施例中，沿長邊之方向的第一側壁122之傾斜角度(θx)係大於第二側壁132之傾斜角度(θy)。如前所述，這是因為如果開口110之長邊係設置以平行於線性沉積源20之長度方向(例如y軸方向)，從各噴嘴122噴灑之有機材料之入射角於第一方向(例如x軸方向)係實質上固定為設定或預定角度。然而，噴灑的有機材料之入射角於第二方向(例如y軸方向)不為實質上固定，而是小於在第一方向的入射角(例如參考第2A圖與第2B圖)。
於複數個實施例中，第二側壁132之傾斜角度(θy)係小於由複數個噴嘴22噴灑之有機材料之入射方向與基板S間之角度中之最小角度θ1。如第6圖所示，如果第二側壁132之傾斜角度(θy)係小於最小角度θ1，雖然噴灑之有機材料係以最小角度θ1入射，有機材料不會被第二側壁132之高度阻擋，且可沉積於基板S上之所需位置。有機材料之沉積差距可透過此組成而減小，且可預防或減小陰影現象之產生，且開口110間之空間可減小致使有機發光二極體顯示器之開口率可增加。當考慮基板S與沉積源20間之距離及有機材料之入射角時，第一側壁122之傾斜角度(θx)係介於約45度與約60度間，且第二側壁132之傾斜角度(θy)係介於約25度與約34度間。
基底構件可包含形成於第一方向(例如x軸方向)相鄰之開口110間並劃分相鄰之開口110之第一接橋部120，以及形成於第二方向(例如y軸方向)相鄰之開口110間並劃分相鄰之開口110之第二接橋部130。
如第5圖與第6圖所示，第一接橋部120包含第一側壁122，且第二接橋部130包含第二側壁132。第一接橋部120之剖面可以具斜第一側壁122作為斜邊之梯形形成，且第二接橋部130之剖面可以具斜第二側壁132作為斜邊之三角形形成。於一實施例中，第一接橋部120之高度係實質上相同於基底構件100之厚度t1，且第二接橋部130之高度t2係小於基底構件100之厚度t1(t1 > t2)。如前所述，因為如果開口110之長邊係設置為平行於線性沉積源20之長度方向(例如y軸方向 )， 從各噴嘴22噴灑之有機材料之入射角度係如同設定或預定之角度於第一方向(例如x軸方向)實質上均勻。然而，有機材料之入射角度於第二方向(例如y軸方向)不為均勻而是小於第一方向(例如x軸方向)之入射角度(參閱第2A圖與第2B圖)。
如第6圖所示，如果第二接橋部130之高度t2係低於基底構件100之厚度t1，即使有機材料以最小入射角θ1入射，有機材料不會被第二接橋部130阻擋且可沉積於基板S上。有機材料之沉積差距可透過此組成而減小，且可預防或減少陰影現象的產生，並可減少於開口110間之空間，致使可增加有機發光二極體 (OLED) 顯示器之開口率。
如第4圖所示，當開口110係以具分別於第一方向與第二方向延伸的行與列之陣列方式排列時，分別形成於開口110之間之第一接橋部120與第二接橋部130亦以複數個行與列排列。
接著，根據例示性實施例之有機發光二極體(OLED)顯示器之製造方法將參考附圖而描述。
本例示性實施例之有機發光二極體顯示器(OLED)之製造方法可使用如前述之根據本發明之沉積遮罩10。
沉積遮罩10係對準將沉積有機材料之基板S。沉積遮罩10係用以形成有機發光層圖樣P，亦即，有機發光二極體(OLED)顯示器之單位像素之子像素之紅、綠及藍色發光層中之一發光層之遮罩，且對應子像素之形狀對應於開口110之形狀。如第1圖所示，單位像素之紅、綠及藍色子像素係各以方形形狀形成，且對於以如第4圖所示之方形形狀形成之開口110，設置開口110致使長邊設置於平行於線性沉積源20之長度方向(例如第二方向或y軸方向)。此處，開口110係設置以使寬邊朝向基板(參閱第5圖及第6圖)。
如前所述，如果設置基板S、沉積遮罩10以及線性沉積源20，則當於第一方向(例如x軸方向)移動時，線性沉積源20噴灑待透過噴嘴22沉積之有機材料以於基板S上之紅、綠及藍色子像素中形成一有機發光圖樣P。
於一實施例中，第二側壁之傾斜角度(θy)係小於由複數個噴嘴噴灑之有機材料之入射方向與基板S形成之最小角度θ1。如第6圖所示，如果第二側壁之傾斜角度(θy)係小於最小角度θ1，即使有機材料以最小角度θ1入射，有機材料不會被第二接橋部130阻擋且可沉積於基板S上。
於此製程中，紅色發光層係藉由使用沉積遮罩以形成紅色發光層，綠色發光層係使用與此遮罩獨立之另一沉積遮罩而形成且藍色發光層係使用另一沉積遮罩而形成，從而實現單位像素。
雖然本揭露係結合當前考量將具體實現之例示性實施例而說明，要理解的是本發明不受限於所揭露之實施例，但相反的，意圖涵蓋各種有改與等效配置於附隨申請專利範圍之精神與範疇中。
10．．．沉積遮罩
100．．．基底構件
110．．．開口
120．．．第一接橋部
130．．．第二接橋部
Claims (11)
- 一種用以形成有機發光二極體 (OLED) 顯示器之有機層圖樣的沉積遮罩，其包含﹕
一基底構件，係具有面對一有機發光二極體顯示器之一基板的一第一表面以及面對該第一表面之相對側的一第二表面，且包含穿透該第一表面及該第二表面，用以形成一有機層圖樣之複數個開口，
其中各該開口具有於一第一方向彼此面對的一對第一側壁以及於與該第一方向相交之一第二方向彼此面對的一對第二側壁，
該對第一側壁與該對第二側壁之各該側壁具有於該基底構件之厚度方向上傾斜之一斜表面，且
其中該斜表面之一傾角係相對於該基底構件之該第一表面而量測，且該對第一側壁之該傾角及該對第二側壁之該傾角係彼此不同。 - 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中該對第一側壁之該傾角係大於該對第二側壁之該傾角。
- 如申請專利範圍第2項所述之沉積遮罩，其中該對第一側壁之該傾角係介於45度60度之間，且該對第二側壁之該傾角係介於25度34度之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中該基底構件包含﹕一第一橋接部，係包含該對第一側壁且形成在於該第一方向相鄰之複數個該開口間；以及一第二橋接部，係包含該對第二側壁且形成在於該第二方向相鄰之複數個該開口間， 其中該第一橋接部之高度及該第二橋接部之高度係彼此不同。
- 如申請專利範圍第4項所述之沉積遮罩，其中該第一橋接部之高度係相同於該基底構件之厚度，且該第二橋接部之高度係小於該基底構件之厚度。
- 如申請專利範圍第1項所述之沉積遮罩，其中複數個該開口係以具有於該第一方向有複數個列以及於該第二方向有複數個行之一陣列形式排列。
- 一種用以製造包含有機層之有機發光二極體 (OLED) 顯示器之方法，該方法包含﹕排列一有機發光二極體顯示器之一基板以面對用以噴灑一有機材料之一沉積源； 排列一沉積遮罩於該基板上，該沉積遮罩包含一基底構件，其具有面對該基板的一第一表面以及面對該第一表面之相對側的一第二表面，該基底構件包含穿透該第一表面及該第二表面以形成一有機層圖樣於該基板上之複數個開口，其中各該開口具有於一第一方向彼此面對的一對第一側壁以及於與該第一方向相交之一第二方向彼此面對的一對第二側壁，該對第一側壁與該對第二側壁之各該側壁具有於該基底構件之厚度方向上傾斜之一斜表面，且其中該斜表面之一傾角係相對於該基底構件之該第一表面而量測，且該對第一側壁之該傾角及該對第二側壁之該傾角係彼此不同；以及藉由從該沉積源噴灑該有機材料，形成該有機層圖樣於該基板上。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該對第一側壁之該傾角係大於該對第二側壁之該傾角。
- 如申請專利範圍 7項所述之方法，其中該沉積源包含含有排列於平行於該第二方向之一方向之複數個噴嘴之一線性沉積源，且當該沉積源於該第一方向移動時噴灑該有機材料。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該對第二側壁之該傾角係小於從複數個噴嘴噴灑之該有機材料之一入射方向與該基板形成之複數個角度中之一最小角度。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該對第一側壁之該傾角係介於45度60度之間，且該對第二側壁之該傾角係介於25度34度之間。
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