TWI427177B - 遮罩組件和使用此而用於平面顯示器的沉積設備 - Google Patents

Description

遮罩組件和使用此而用於平面顯示器的沉積設備

範例性的具體態樣關於遮罩組件和使用此而用於平面顯示器的沉積設備。範例性的具體態樣尤其關於遮罩組件和使用此而用於平面顯示器的沉積設備，其能夠避免遮罩組件的圖案於沉積過程期間由於基板重量而變形，並且改善沉積精確度。

平面顯示裝置由於具有輕薄的特徵，故已經使用做為陰極射線管顯示裝置的替代顯示裝置。平面顯示裝置的範例可以包括液晶顯示裝置(liquid crystal display device，LCD)、有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)顯示裝置…等。在這些平面顯示裝置中，例如OLED顯示裝置可以具有比LCD更好的亮度和更大的視角，並且因為除去了背光單元而可以具有超薄的結構。

OLED顯示裝置可以使用以下現象來運作：從陰極射出到有機薄膜中的電子可以與從陽極射出的電洞重新耦合而形成激子(exciton)。可以從激子能量產生特定的光波形式以成像。OLED顯示裝置可以包括具有R、G、B有機發光層的OLED以便顯示全彩。

為了選擇性地形成陰極、陽極、有機薄膜…等在習用之OLED顯示裝置的基板(例如由玻璃、不鏽鋼或合成樹脂所形成的基板)上，可以使用光微影方法或沉積方法。舉例而言，於光微影方法，光阻可以塗於基板的特定區域 ，接著對它做溼式蝕刻或乾式蝕刻以在基板上形成預定的圖案。然而，於光微影方法，於光阻分離過程或蝕刻過程期間，溼氣可能會引入光阻。因此，OLED顯示裝置的有機薄膜可能由於光阻中的溼氣而劣化。

於另一範例，在沉積方法，包括多個狹縫圖案的遮罩組件可以校準排列在基板上，接著做材料沉積，例如把發射R、G、B顏色的有機發光層經由狹縫、以預定的圖案沉積到基板上。然而，於使用習用遮罩組件以用於平面顯示裝置的習用沉積設備，於沉積過程期間，由於基板重量的緣故，基板的中央部分可能彎曲朝向遮罩組件。如此，遮罩組件的圖案遮罩可能被基板加壓而可能變形，因此造成材料不正確的校準和沉積於基板上。

具體態樣因此是針對遮罩組件和使用此而用於平面顯示器的沉積設備，其實質克服了由於相關技藝的限制和缺點所造成的一或多個問題。

因此，具體態樣的特色是提供遮罩組件，其能夠避免遮罩組件的圖案於沉積過程期間由於上面基板重量而變形。

因此，具體態樣的另一特色是提供遮罩組件，其能夠改善透過它的沉積精確度。

具體態樣的再一特色是提供使用遮罩組件以用於平面顯示裝置的沉積設備，其具有上述一或多個特色。

上面和其他的特色與優點之至少一者可以藉由提供遮罩組件所實現，該遮罩組件包括：遮罩框架，其具有開口和圍繞開口的框架；圖案遮罩，其包括具有至少一圖案的圖案部分和焊接於框架的焊接部分；以及支持棒，其越過開口並且焊接於圖案遮罩。

焊接部分可以延伸於第一方向，第一方向乃平行於圖案遮罩的縱向側。支 持棒可以延伸於第二方向以越過開口，第二方向乃垂直於第一方向。遮罩組件可以包括多個支持棒，支持棒乃沿著第一方向彼此隔開。框架可以具有溝槽以容納支持棒的末端。溝槽的深度可以實質等於支持棒的厚度。圖案遮罩可以是精細的金屬遮罩。支持棒可以包括實質相同於遮罩框架的材料。圖案遮罩和支持棒之間的焊接點可以配置在圖案遮罩的圖案之間。圖案可以包括至少一狹縫。此棒可以是在開口和遮罩圖案之間。

上述和其他的特色與優點之至少一者也可以藉由提供用於平面顯示器的沉積設備所實現，該沉積設備包括：腔室；沉積來源，其配置在腔室下部；以及遮罩組件，其配置在沉積來源上方並且支持著基板；其中遮罩組件包括：遮罩框架，其具有開口和圍繞開口的框架；圖案遮罩，其包括具有至少一圖案的圖案部分和焊接於框架的焊接部分；以及支持棒，其越過開口並且焊接於圖案遮罩。

焊接部分可以延伸於第一方向，第一方向乃平行於圖案遮罩的縱向側。支持棒可以延伸於第二方向以越過開口，第二方向乃垂直於第一方向。遮罩組件可以包括多個支持棒，支持棒乃沿著第一方向彼此隔開。框架可以具有溝槽以容納支持棒的末端。溝槽的深度可以實質等於支持棒的厚度。圖案遮罩可以是精細的金屬遮罩。支持棒可以包括實質相同於遮罩框架的材料。圖案遮罩和支持棒之間的焊接點可以配置在圖案遮罩的圖案之間。圖案可以包括至少一狹縫。

本發明的額外方面和/或優點將部份列於接下來的描述，部份將從該描述變得明顯，或者可以由本發明的實作而認知。

100‧‧‧遮罩框架

110‧‧‧框架

120‧‧‧開口

200‧‧‧圖案遮罩

201‧‧‧狹縫

210‧‧‧圖案

220‧‧‧圖案部分

230‧‧‧焊接部分

300‧‧‧支持棒

311‧‧‧溝槽

400‧‧‧腔室

410‧‧‧沉積來源

420‧‧‧固定構件

P‧‧‧焊接點

S‧‧‧基板

圖1A示範依據本發明之範例性具體態樣的遮罩組件立體圖； 圖1B示範圖1A之遮罩組件之圖案的放大立體圖；圖2示範使用依據本發明之範例性具體態樣的遮罩組件以用於平面顯示器之沉積設備的示意圖；以及圖3示範依據本發明另一範例性具體態樣的遮罩組件立體圖。

參考所附圖式而詳細敘述範例性的具體態樣後，此技藝中具有通常知識者將會更明白上述和其他的特色與優點。

於2009年2月5日向韓國智慧財產局申請、標題為「遮罩組件和使用此而用於平面顯示器的沉積設備」的韓國專利申請案第10-2009-0009344號，其整個併於此以為參考。

現在將參考所附圖式來更完整地描述範例性具體態樣；然而，它們可以用不同的形式來實現，並且不應解讀成受限於此處所列的具體態樣。反而是提供這些具體態樣而讓本揭示將會是徹底且完整的，並且本揭示將會把本發明的範圍完整地傳達給熟於此技藝者。

於圖式，層和區域的尺寸可能有所誇大以清楚示範說明。也將了解：當一層或元件是指在另一層或基板「上」時，它可以直接在另一層或基板上，或者也可以存在中介層。此外，將了解：當一層是指在另一層「下」時，它可以直接在其下，但也可以存在一或多個中介層。另外，也將了解：當一層是指在二層「之間」時，它可以是二層之間僅有的一層，或者也可以存在一或多個中介層。全篇類似的參考數字是指類似的元件。

圖1A示範依據範例性具體態樣的遮罩組件立體圖，圖1B示範圖1A遮罩組件之圖案的放大立體圖，而圖2示範使用依據本發明之範例性具體態樣的遮罩組件以用於平面顯示器之沉積設備的示意圖。

參見圖1A和1B，依據範例性具體態樣的遮罩組件可以包括：遮罩框架100，其具有開口120；多個圖案遮罩200，其延伸於第一方向，例如每個圖案遮罩200的縱向側，而可以沿著圖1A的x軸延伸越過開口120；以及支持棒300，其延伸於垂直於第一方向的第二方向，例如沿著圖1A的y軸，以越過開口120。多個圖案遮罩200可以焊接於遮罩框架100的框架110。要注意的是雖然圖1A示範多個圖案遮罩200延伸於第一方向並且焊接於遮罩框架100，但是圖案遮罩的其他組態，例如遮罩組件可以包括單一圖案遮罩而具有對應於開口120的面積並且焊接於遮罩框架100的框架110以於第一和第二方向當中一或多者重疊著整個開口120，也包含於本發明的範圍裡。

遮罩框架100可以包括開口120和框架110。開口120可以夠大而重疊著顯示裝置之基板上的顯示區域，例如開口120可以是單一開口，其面積完全重疊著顯示裝置之基板上的顯示區域。框架110可以圍繞著開口120，並且可以焊接於圖案遮罩200。遮罩框架的100框架110可以由抵抗壓縮力而不變形的強材料所形成，亦即強的金屬材料，如此則圖案遮罩200的末端可以固定於框架110，例如透過焊接來固定。

圖案遮罩200，例如每個圖案遮罩200，可以包括圖案部分220和焊接部分230，圖案部分220具有至少一圖案210對應於開口120，而焊接部分230延伸於第一方向並且焊接於框架110。舉例而言，圖案部分220可以沿著第一方向延伸以重疊至少部分的開口120，而焊接部分230可以從圖案部分220沿著第一方向延伸到框架110。舉例而言，焊接部分230可以整合於圖案部分220，並且可以透過焊接把圖案部分220連接於框架110，例如焊接部分230可以從圖案部分220的每個末端延伸到框架110的個別側以完全重疊開口120。圖案210，例如每個圖案210，可以包括至少一狹縫201，例如多個狹縫201，以提供用於材料沉積的開口。舉例而言，如所圖1A、1B所示範 ，每個圖案210可以包括多個狹縫201，其沿著第二方向延伸並且沿著第一方向彼此隔開。在此，圖案遮罩200可以是由金屬薄膜所形成之精細的金屬遮罩，例如不鏽鋼(SUS)、恆範鋼(invar)、鎳、鈷及其合金當中一或多者。如果使用多個圖案遮罩200，如圖1A所示範，則圖案遮罩200可以定位成彼此相鄰以重疊開口120，例如重疊整個開口120。

可以配置支持棒300以越過遮罩框架100的開口120來避免圖案遮罩200變形。舉例而言，如圖1A所示範，支持棒300可以焊接到框架110上，例如焊接到框架110面對圖案遮罩200的表面上，如此則支持棒300的末端部分可以重疊著框架110。舉例而言，支持棒300可以沿著框架100的整個長度(亦即沿著第二方向所測量)來延伸，如此則支持棒300的每個末端部分可以重疊(例如完全重疊)個別框架寬度部分。關於此方面，要注意的是框架110的框架寬度部分可以是界定於框架110外緣(亦即面對框架110外面的邊緣)和框架110內緣(亦即面對開口120的邊緣)之間。支持棒300可以在框架110和圖案遮罩200之間。

如圖1A所示範，當多個圖案遮罩200焊接於遮罩框架100時，支持棒300可以於垂直於第一方向的第二方向上越過開口120，例如支持棒300的縱向側可以沿著第二方向延伸越過圖案遮罩200的縱向側。在此，為了避免圖案遮罩200的圖案210被支持棒300和圖案遮罩200之間的焊接所阻擋，支持棒300可以焊接於圖案遮罩200的圖案210之間的圖案遮罩200。換言之，如圖1A所示範，支持棒300可以重疊於二相鄰圖案210之間的一部分圖案部分220，如此則支持棒300可以不重疊著狹縫201。舉例而言，如圖1A、1B所示範，支持棒300可以定位成使支持棒300和圖案遮罩200之間的焊接點P是定位在圖案210之間，例如沿著第一方向彼此相鄰的二圖案210之間。

可以採預定的間隔來提供多個支持棒300，例如二支持棒300可以沿著第一 方向而彼此隔開。支持棒300可以具有任何適合的形狀和截面，例如支持棒300可以具有圓形或多邊形截面。舉例而言，支持棒300接觸圖案遮罩200之預定區域的部分可以具有多邊形，如此則當壓力施加於圖案遮罩200時，支持棒300的形狀可以避免由於支持棒300對圖案遮罩200所造成的損傷或者使損傷實質減到最少，並且可以增加支持棒300和圖案遮罩200之間的可焊性。

參見圖2，依據範例性具體態樣而使用遮罩組件以用於平面顯示器的沉積設備可以包括：腔室400；沉積來源410，其配置在腔室400下部；以及遮罩組件，其配置在沉積來源410上方並且支持著基板S。遮罩組件可以是實質相同於先前參考圖1A、1B所描述之具有遮罩框架100和開口120的遮罩組件。用於平面顯示器的沉積設備可以進一步包括分開的固定構件420以固定遮罩組件。

將要參考圖2來描述使用依據本發明之遮罩組件的薄膜沉積過程。遮罩組件固定於固定構件420之後，基板S可以定位在遮罩組件的圖案遮罩200上，亦即圖案遮罩200可以在基板S和開口120之間。在此，基板S可以藉由分開的握持器(未顯示)而與圖案遮罩200隔開一預定的間隙，並且可以定位成完全重疊遮罩組件的開口120。

其次，沉積來源410可以定位成經由開口120(例如單一開口120)來面對圖案遮罩200。當沉積材料從配置在腔室400下部的沉積來源410所射出或蒸發時，沉積材料可以經由圖案遮罩200的圖案210而沉積在基板S上，以在基板S上形成特定的圖案，亦即對應於圖案遮罩200之圖案210的圖案。在此，當遮罩組件因腔室400中的熱而熱膨脹時，為了避免支持棒300由於支持棒300和遮罩框架100之間的熱膨脹特性差異而分離和變形，支持棒300可以由實質相同於遮罩框架100的材料所形成。

此時，由於沉積過程期間的基板S重量，可能從基板S中央部分朝向沉積來源410而產生應力。由於支持基板S的圖案遮罩200可以焊接於支持棒300，故應力可以由支持圖案遮罩200的支持棒300所分布開來，以避免圖案遮罩200變形。

根據圖3所示範的另一範例性具體態樣，遮罩組件可以實質相同於先前參考圖1A、1B所描述的遮罩組件，例外的是遮罩框架的框架結構。尤其如圖3所示範，遮罩框架100的框架110可以包括溝槽311。支持棒300的末端部分可以插入溝槽311。溝槽311的深度可以等於支持棒300的厚度，如此則當支持棒300裝在對應的溝槽311時，支持棒300的上表面和框架110可以是實質共平面的，例如於x-y平面是實質齊平等高的。於框架110中形成溝槽311可以有助於支持棒300和框架110形成實質相同的水平高度。據此，遮罩框架100和圖案遮罩200之間的距離可以不因支持棒300而增加，藉此便於遮罩組件的框架110與圖案遮罩200的焊接部分230之間做焊接。此外，可以減少把焊接部分230焊接到框架110所需的耦合力。

根據範例性具體態樣，遮罩組件和包括此而用於平面顯示器的沉積設備可以包括支持棒，其越過遮罩框架的開口並且支持著包括至少一圖案的圖案遮罩。支持棒和其焊接於圖案遮罩的結構可以有助於分布基板的應力和重量於較大面積，如此得以避免圖案遮罩於沉積過程期間由於基板重量而變形或實質使變形減到最少。

在此已經揭示了範例性的具體態樣，並且雖然採用了特定的詞彙，但是它們這樣使用僅是要以上位性和敘述性意味來解讀而無限制的目的。據此，此技藝中具有通常知識者將會瞭解可以在形式和細節上做出各式各樣的改變，而不偏離後面申請專利範圍所列出之本發明的精神和範圍。

100‧‧‧遮罩框架

110‧‧‧框架

120‧‧‧開口

200‧‧‧圖案遮罩

210‧‧‧圖案

220‧‧‧圖案部分

230‧‧‧焊接部分

300‧‧‧支持棒

P‧‧‧焊接點

Claims (18)

1. 一種遮罩組件，其包括：遮罩框架，該遮罩框架具有開口和圍繞開口的框架；在該遮罩框架上的圖案遮罩，該圖案遮罩包括具有至少一圖案重疊著該開口的圖案部分以及附接於該框架的焊接部分；以及至少一支持棒，其越過該開口並且附接於該圖案遮罩；其中該圖案遮罩和該支持棒之間的焊接點是配置在該圖案遮罩的圖案之間。
2. 如申請專利範圍第1項所主張的遮罩組件，其中該焊接部分延伸於第一方向，該第一方向乃平行於該圖案遮罩的縱向側。
3. 如申請專利範圍第2項所主張的遮罩組件，其中該支持棒延伸於第二方向以越過該開口，該第二方向乃垂直於該第一方向。
4. 如申請專利範圍第3項所主張的遮罩組件，其中該遮罩組件包括多個支持棒，該等支持棒乃沿著該第一方向而彼此隔開。
5. 如申請專利範圍第1項所主張的遮罩組件，其中該框架具有溝槽以容納該支持棒的末端。
6. 如申請專利範圍第5項所主張的遮罩組件，其中該溝槽的深度實質等於該支持棒的厚度。
7. 如申請專利範圍第1項所主張的遮罩組件，其中該圖案遮罩是精細的金屬遮罩。
8. 如申請專利範圍第1項所主張的遮罩組件，其中該支持棒包括實質相同於該遮罩框架的材料。
9. 如申請專利範圍第1項所主張的遮罩組件，其中該圖案包括至少一狹縫。
10. 如申請專利範圍第1項所主張的遮罩組件，其中該支持棒是在該開口和該遮罩圖案之間。
11. 一種用於平面顯示器的沉積設備，其包括：腔室；沉積來源，其配置在該腔室下部；以及遮罩組件，其配置在該沉積來源的上方，並且建構成支持著基板，該遮罩組件包括：遮罩框架，該遮罩框架具有開口和圍繞該開口的框架；在該遮罩框架上的圖案遮罩，該圖案遮罩包括具有至少一圖案重疊著該開口的圖案部分以及附接於該框架的焊接部分；以及至少一支持棒，其越過該開口並且附接於該圖案遮罩；其中該圖案遮罩和該支持棒之間的焊接點是配置在該圖案遮罩的圖案之間。
12. 如申請專利範圍第11項所主張的沉積設備，其中該焊接部分延伸於第一方向，該第一方向乃平行於該圖案遮罩的縱向側。
13. 如申請專利範圍第12項所主張的沉積設備，其中該支持棒延伸於第二方向以越過該開口，該第二方向乃垂直於該第一方向。
14. 如申請專利範圍第13項所主張的沉積設備，其中該遮罩組件包括多個支持棒，該等支持棒乃沿著該第一方向而彼此隔開。
15. 如申請專利範圍第11項所主張的沉積設備，其中該框架具有溝槽以容納該支持棒的末端。
16. 如申請專利範圍第15項所主張的沉積設備，其中該溝槽的深度實質等於該支持棒的厚度。
17. 如申請專利範圍第11項所主張的沉積設備，其中該支持棒包括實質相同於該遮罩框架的材料。
18. 如申請專利範圍第11項所主張的沉積設備，進一步包括固定構件以固定該遮罩組件。