TWI469410B - 沉積遮罩及具有該沉積遮罩之遮罩組件 - Google Patents

Description

沉積遮罩及具有該沉積遮罩之遮罩組件

本發明涉及一種沉積遮罩及具有該沉積遮罩的遮罩組件，尤其涉及一種沉積遮罩，其在形成有機發光顯示裝置之有機層的過程中提高有機物的沉積有效性，以及具有該沉積遮罩的一種遮罩組件。

當前，日益突出的資訊技術已經帶動推進可視顯示電子資訊信號的顯示技術的發展。因此，具有包括超薄設計、輕重量和低功耗的優越性能的各種平板顯示器，已經得到發展並迅速替代了傳統的陰極射線管顯示器(CRT)。

平板顯示器的代表例子可包括液晶顯示器(LCD)、電漿顯示面板(PDP)、場發射顯示器(FED)、電螢光顯示器(ELD)、電濕潤顯示器(EWD)、以及有機發光二極體(OLED)顯示器。

在前述顯示器中，有機發光二極體(下文稱作“OLED”)顯示器使用有機發光二極體顯示影像。設計一OLED以利用電子和電洞重組所產生的激子能量產生具有特定波長的光。這種OLED具有的優點包括優越的顯示特性，如高對比度和快速回應時間，以及可撓性顯示器的輕鬆實現，並且，其可歸類為如一種理想的下一代顯示器。

在一般的OLED中，定義了一主動區域，其中複數個子像素以矩陣排列、以及一剩餘區域，稱作非主動區域。每個子像素包括一薄膜電晶體和一有機發光二極體。該有機發光二極體包括一第一電極、一有機層、以及一第二電極。該有機層包括一電洞注入層、一電洞傳輸層、一發光層、一電子傳輸層、以及一電子注入層。所述具有上述結構的OLED藉由在第一電極和第二電極上施加幾伏的電壓來顯示影像。藉以，流過有機層的電流引起發光。也就是，該OLED顯示器使用返回接地狀態的激子所產生的剩餘能量的發光原則來顯示影像。該激子通過電洞和從第一電極和第二電極注入的電子的重組而產生。

同時，在一有機層的形成過程中，一遮罩組件用於形成對應子像素的發光區。在此情況中，該遮罩組件包括耦接至沉積遮罩的一框架以及由金屬或塑膠薄膜形成的一沉積遮罩，並包括對應於主動區域的一孔徑區域以及在該孔徑區域外面的一攔截區域。在該遮罩組件中，該沉積遮罩在其非折疊狀態下為平面並經由如焊接耦接至框架。配置該框架以保持沉積遮罩的平面狀態。

為了在製造複數個有機發光顯示器的同時提高產量，或者為了增加有機發光顯示器的尺寸，基板的尺寸會逐漸增加。這勢必要增加遮罩組件的尺寸以對應基板的尺寸。

如上所述，當一單一沉積遮罩構成一大遮罩組件時，該沉積遮罩將具有大尺寸。因此，儘管該沉積遮罩在拉伸的狀態下耦接至框架，該沉積遮罩也會在重力的作用下凹陷。這個凹陷的沉積遮罩無法緊密接觸基板，從而使其很難根據設計的圖案進行有機物的沉積。另外，如果施加過度的拉力於沉積遮罩上以防止凹陷現象，則該拉力會扭曲沉積遮罩的圖案，使其很難根據設計圖案進行有機物的沉積。

為了解決上述問題，已開始期待使用複數個沉積遮罩(下文稱作“分裂沉積遮罩”)構成對應大基板的一大遮罩組件。具體地，在該遮罩組件中，複數個分裂沉積遮罩連續地平行排列並經如焊接耦接至框架。在此情況中，複數個分裂沉積遮罩的每一個都具有相對小的尺寸，藉以不會凹陷。然而，凹陷會出現在分裂沉積遮罩之間的邊界處，並且有機物可穿透該凹陷，從而不可預料地沉積在發光區域的外面。這在其後的有機物沉積過程可能會惡化有機物的沉積有效性，並也可能會惡化有機發光顯示器的均勻性。從而，包括複數個分裂沉積遮罩的遮罩組件需要遮擋凹陷。

因此，本發明旨在一種沉積遮罩及具有該沉積遮罩的一種遮罩組件，基本上避免了由於現有技術之限制和不足的一或多個問題。

本發明的一個目的是提供一種沉積遮罩，該遮罩具有的配置是遮擋了複數個連續排列的沉積遮罩之間的邊界處的凹陷，以及具有該沉積遮罩的一種遮罩組件。

本發明額外的優點、目的和特點，部分將在後面的描述中闡述，而部分對於熟悉本領域的技術人員而言，基於下文的實施例可瞭解或者從本發明的實踐中理解。本發明的目的和其他優點可通過所寫地說明書及其權利要求書以及所附圖式特別指出地結構了解和獲得。

為了達到這些目的和其他優點並根據本發明的目的，如這裡具體而廣泛描述的，在一沉積遮罩中，提供用於有機物傳輸的一孔徑區域以及對應該孔徑區域外面的區域的一攔截區域，其中，該沉積遮罩的兩端分別具有不對稱牛角形截面。

根據本發明的另一個方面，一種遮罩組件包括複數個沉積遮罩，在其中定義了用於有機物傳輸的一孔徑區域以及對應該孔徑區域外面的區域的一攔截區域，每個沉積遮罩的兩端分別具有不對稱牛角形截面，並且一框架耦接有複數個沉積遮罩。

可以理解地是本發明前面的一般描述和下面的詳細描述為示例性和解釋性，並意在提供如權利要求之本發明的進一步解釋。

下面將參考所附圖式詳細地對本發明的較佳實施例進行說明。無論如何，圖示中貫穿使用地相同的附圖標記代表相同或相似的部分。

下文中，根據本發明實施例，將參考所附圖式詳細地描述一沉積遮罩和一遮罩組件。

首先，將描述使用一遮罩組件的一有機物沉積過程。

第1圖為說明本發明實施例中用於實施有機物沉積過程之設備的剖面圖。

如第1圖所示，有機物沉積設備包括一腔室10，其內部保持真空；一沉積源20，設置在腔室10內以釋放有機物；一遮罩組件100，設置在沉積源20上；一基板30，設置在該遮罩組件100上；以及一磁鐵單元40，相對於該遮罩組件100而設置，具有基板30插入其間。

當有機物在基板30上沉積時，該腔室10的內部保持高真空和高溫，儘管沒有在圖中顯示出來，一真空泵，如渦輪分子泵(TMP)可設置在腔室10內。又，儘管沒有顯示，所述有機物沉積設備可進一步包括：如一厚度監測感測器，用於測量沉積有機物的厚度；一控制器，用於根據測量的有機物的沉積厚度控制沉積源20的操作；以及一活動遮板，用於截取從沉積源20釋放的有機物。

所述沉積源20設置在腔室10的較低區域並採用了汽化有機物的一坩堝的形式。

所述遮罩組件100包括一沉積遮罩110，選擇性地通過該沉積的物質、以及一多邊框架120，耦接至該沉積遮罩110。下面更詳細地描述本發明實施例中的遮罩組件100。

所述基板30包括一主動區域，其中複數個單元以矩陣排列，該有機物在該主動區域上沉積、以及一虛擬區域，對應該主動區域外面的區域。在此情況中，所述遮罩組件100的沉積遮罩110包括一孔徑區域，對應基板30的主動區域。儘管沒有顯示，有機物沉積設備可進一步包括一對準器，在腔室10內互相對準基板30和遮罩組件100。

接下來，將參考第2圖至第4圖詳細描述本發明實施例中遮罩組件100和沉積遮罩110。

第2圖為說明本發明實施例中一遮罩組件的平面圖，第3圖為說明第2圖區域A的放大平面圖，以及第4圖為沿第3圖的線B-B’的截面圖。

如第2圖所示，根據本發明實施例，所述遮罩組件100包括複數個沉積遮罩110和框架120。這裡，複數個沉積遮罩的每一個都包括孔徑區域111，對應基板30的主動區域、以及一攔截區域112，對應孔徑區域111外面的區域。所述框架120採用了多邊框(如第2圖所示的矩形框)的形式。框架120的上端和下端利用如焊接耦接至複數個連續排列的平面沉積遮罩110。複數個沉積遮罩110當接收到預定的拉伸力時在一拉伸狀態耦接至框架120。框架120，耦接至拉伸的沉積遮罩110，作為保持施加於複數個沉積遮罩110的拉伸力，藉以保持沉積遮罩110平整。

如第3圖所示，複數個沉積遮罩110的每一個的孔徑區域111包括複數個單元圖案113。提供複數個單元圖案113以分別對應排列在基板30的主動區域內的複數個單元31，從而產生對應複數個單元31的發光區域。在此情況中，每個單元圖案113具有大於對應單元31之寬度的寬度。儘管沒有顯示，考慮到有機物的壽命或者顏色照明的強度，例如，對應一藍色單元31的一單元圖案113可具有大於對應綠色和紅色單元31的單元圖案113。

複數個沉積遮罩110的每一個的至少一端都具有一非對稱尖形截面。在此情況中，每一個沉積遮罩110的該端可具有非對稱牛角形或者非對稱箭形截面。當該複數個沉積遮罩110彼此連續平行排列時，在該複數個沉積遮罩110中相鄰的二個沉積遮罩會在該二個沉積遮罩之間的一邊界處互相交疊，且不增加該邊界處的厚度，因為每一個沉積遮罩的至少一端在邊界面對另一個沉積遮罩的一端之處具有該不對稱的尖形截面，而且該不對稱的尖形截面與所面對另一個沉積遮罩的該端的不對稱的尖形截面不同。由於相鄰沉積遮罩110的至少一部分在邊界處互相交疊，可以遮擋相鄰沉積遮罩110之間的間隙。

例如，如第4圖所示，一第一沉積遮罩110a和一第二沉積遮罩110b，彼此鄰近，互相交疊排列。

具體地，該第一沉積遮罩110a的該端114a包含具有一第一部分201、一第二部分202以及一第一接觸處203的一不對稱的尖形截面，該第一部分201與該第一沉積遮罩110a的一上表面相遇，該第二部分202與該第一沉積遮罩110a的一下表面相遇，該第一接觸處203係該第一部分201以及該第二部分202互相相遇之處，並且指向該第一沉積遮罩110a的該上表面和該下表面以外的地方，換言之，該第一接觸處203比該第一沉積遮罩110a的該上表面和該下表面更為突出。在此情況中，該第一部分201具有第一半徑和第一中心角，並由蝕刻第一沉積遮罩110a的該上表面的該端114a形成。該第二部分202具有小於該第一半徑的第二半徑和小於該第一中心角的第二中心角，並由蝕刻第一沉積遮罩110a的該下表面的該端114a形成。

由於第一和第二部分201、202具有不同的中心角和不同的半徑，所以該第一沉積遮罩110a的該端114a具有非對稱牛角形(或者非對稱箭頭形)截面。在此情況中，第一沉積遮罩110a的兩端可具有不同的截面，或者相同的截面。當然，應當注意的是該第一沉積遮罩110a的該端114a的該截面不同於該第二沉積遮罩110b面向該第一沉積遮罩110a的該端114a的該端114b的截面，從而可以允許相鄰沉積遮罩的至少一部分在不增加該邊界的厚度的情況下互相交疊。

具體而言，鄰近該第一沉積遮罩110a的該第二沉積遮罩110b的該端 114b包含具有一第三部分204、一第四部分205以及一第二接觸處206的一不對稱的尖形截面，該第三部分204與該第二沉積遮罩110b的一上表面相遇，該第四部分205與該第二沉積遮罩110b的一下表面相遇，該第二接觸處206係該第三部分204以及該第四部分205互相相遇之處，並且指向該第二沉積遮罩110b的該上表面和該下表面的外側，換言之，該第二接觸處206比該第二沉積遮罩110b的該上表面和該下表面更為突出。。在此情況下，該第三部分204具有第三半徑和第三中心角，並由蝕刻該第二沉積遮罩110b的該上表面的該端114b形成。又，該第四部分205具有大於該第三半徑的第四半徑和大於該第三中心角的第四中心角，並由蝕刻第二沉積遮罩110b的該下表面的該端114b形成。

由於該第三和該第四部分204、205具有不同的中心角和不同的半徑，所以該第二沉積遮罩110b的該端114b具有非對稱牛角形(或者非對稱箭頭形)截面。在此情況中，第二沉積遮罩110b的兩端可具有不同的截面，或者相同的截面。

特別地，為了允許相鄰沉積遮罩的至少一部分相互交疊，必須將該第一接觸處203和該第二接觸處206設於彼此不同的位置處，使得不會彼此互相面對。具體而言，如第4圖所示，該第二接觸處206可以設於高於該第一接觸處203的位置。以此方式，該第一接觸處203和該第二接觸處206在第一沉積遮罩110a和第二沉積遮罩110b之間的邊界上無法相遇，並因此，兩個相鄰沉積遮罩110a和110b的至少一部分可在不增加該邊界的厚度的情況下互相交疊。

下文中，將描述根據本發明實施例之在沉積遮罩110的至少一端上形成該不對稱的尖形截面的過程。

第5圖為說明本發明實施例中形成沉積遮罩之過程的圖示。

首先，準備一金屬或者塑膠薄膜200。其次，執行一初始蝕刻過程以蝕刻薄膜200的一上表面的的一端從而形成具有該第一半徑和一前第一中心角的一前第一部分201’。然後，執行第二次蝕刻過程以蝕刻薄膜200的一下表面的的該端從而形成具有第二半徑和第二中心角的該第二部分202，以及從而藉由形成該第二部分202，改變該前第一部分201’來形成該第一部分201，該第一部分201於該第一接觸處203與該第二部分202相 遇，該第一接觸處203比該薄膜200的該上表面和該下表面更為突出。進一步，執行第三蝕刻過程以蝕刻薄膜200上表面的另一端從而形成具有第三半徑和第三中心角的一前第三部份204’。接著，執行第四蝕刻過程以蝕刻薄膜200下表面的該另一端，從而形成具有第四半徑和第四中心角的該第四部分205，以及從而藉由形成該第四部分205，改變該前第三部分204’來形成該第三部分204，該第三部分204於該第二接觸處206與該第四部分205相遇，該第二接觸處206比該薄膜200的該上表面和該下表面更為突出，而且該第一接觸處203和該第二接觸處206彼此不會互相面對。在該第一部分201和該第二部分202互相相遇的該第一接觸點203可根據初始和第二次蝕刻過程的蝕刻強度控制。再者，在該第三部分204和該第四部分205互相相遇的該第二接觸點206可根據第三蝕刻和第四蝕刻過程的蝕刻強度控制。該第一接觸點203和第二接觸點206係非對稱。初始至第四蝕刻過程可為濕蝕刻過程以確保具有平緩曲線的該第一、第二、第三、第四部分201、202、204、205的形成。

單元圖案(第4圖中的113)可藉由調節初始和第二蝕刻過程中的蝕刻遮罩而與該端114a或114b的該不對稱的尖形截面同時形成。

從上面地描述中可以清楚的是，根據本發明的實施例，提供了一種遮罩組件，其中包括複數個沉積遮罩，每一個沉積遮罩具有相對小的尺寸和輕重量，並連續平行排列，從而可以防止沉積遮罩在重力的作用下發生凹陷。在此情況中，每個沉積遮罩的兩端具有非對稱箭頭形或者牛角形截面作為邊緣圖案，從而連續排列的相鄰沉積遮罩的至少一部分在其間的邊界處相互交疊。因此，可以遮擋連續排列的沉積遮罩之間邊界上的間隙。這可允許有機物根據設計在基板上沉積，藉以提高有機物的沉積有效性以及完整有機發光顯示器的均勻性。

對於熟悉本領域的技術人員而言，可以在不脫離本發明的精神和範圍的前提下對本發明作出各種修改和變換。因此，本發明意在覆蓋容納在附加申請專利範圍及其等效中的本發明之修改和變換。

10‧‧‧腔室

20‧‧‧沉積源

30‧‧‧基板

31‧‧‧排列在基板主動區域內的單元

40‧‧‧磁鐵單元

100‧‧‧遮罩組件

110‧‧‧沉積遮罩

110a‧‧‧第一沉積遮罩

110b‧‧‧第二沉積遮罩

111‧‧‧孔徑區域

112‧‧‧攔截區域

113‧‧‧單元圖案

114a‧‧‧第一沉積遮罩的一端

114b‧‧‧第二沉積遮罩的一端

120‧‧‧多邊框架

200‧‧‧薄膜

201‧‧‧第一部分

201’‧‧‧前第一部分

202‧‧‧第二部分

203‧‧‧第一接觸處

204‧‧‧第三部分

205‧‧‧第四部分

206‧‧‧第二接觸處

所附圖式其中提供關於本發明實施例的進一步理解並且結合與構成本 說明書的一部份，說明本發明的實施例並且描述一同提供對於本發明實施例之原則的解釋。圖式中：第1圖為說明本發明實施例中用於實施有機物沉積過程之設備的截面圖；第2圖為說明本發明實施例中一遮罩組件的平面圖；第3圖為說明第2圖區域A的放大平面圖；第4圖為沿第3圖的線B-B’的截面圖；以及第5圖為說明本發明實施例中在沉積遮罩的一端形成一不對稱的尖形截面之一過程的圖示。

10．．．腔室

20．．．沉積源

30．．．基板

40．．．磁鐵單元

100．．．遮罩組件

110．．．沉積遮罩

120．．．多邊框架

Claims (12)

1. 一種沉積遮罩，該沉積遮罩的至少一端包含具有一第一部分、一第二部分以及一第一接觸處的一不對稱的尖形截面，其中該第一部分與該沉積遮罩的一上表面相遇，其中該第二部分與該沉積遮罩的一下表面相遇，並且該第二部分與該第一部分不同，其中該第一接觸處係該第一部分以及該第二部分互相相遇之處，並且突出於沉積遮罩的該上表面和該下表面之外，其中當該沉積遮罩與一相鄰的沉積遮罩連續平行排列時，該沉積遮罩的該端的至少一部分與該相鄰沉積遮罩的一端的至少一部分交疊，在該沉積遮罩與該相鄰沉積遮罩之間的一邊界處，該相鄰沉積遮罩面對該沉積遮罩的該端，其中該邊界處對應具有該不對稱的尖形截面的該沉積遮罩的該端。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積遮罩，其中該相鄰沉積遮罩的該端包含一不對稱的尖形截面，其中該沉積遮罩之該端的該截面不同於該相鄰沉積遮罩之該端的該截面。
3. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積遮罩，其中該沉積遮罩之該端的該截面為非對稱牛角形或者非對稱箭頭形。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積遮罩，其中該沉積遮罩包括一孔徑區域，對應一基板的一主動區域、以及一攔截區域，對應該孔徑區域外面的一區域，以及其中該孔徑區域包括複數個單元圖案，該等單元圖案設置於對應形成在該基板的該主動區域內的複數個單元之一矩陣。
5. 依據申請專利範圍第4項所述的沉積遮罩，其中每個單元圖案的一寬度大於對應單元之一寬度。
6. 依據申請專利範圍第4項所述的沉積遮罩，其中對應該複數個單元中的一藍色單元的該單元圖案的一尺寸大於對應該複數個單元中的一綠色或紅色單元的該單元圖案的一尺寸。
7. 一種遮罩組件，包括：依據申請專利範圍第1項至第6項任一項所述之連續平行排列的複數個沉積遮罩；以及與該等沉積遮罩耦接的一框架。
8. 依據申請專利範圍第7項所述的遮罩組件，其中該等沉積遮罩當接收預定拉伸力時在一拉伸狀態下耦接至該框架。
9. 依據申請專利範圍第7項所述的遮罩組件，其中該框架採用一多邊框的形式。
10. 依據申請專利範圍第7項所述的遮罩組件，其中該框架利用焊接耦接至該等沉積遮罩。
11. 一種製造沉積遮罩的方法，包括：準備一薄膜；蝕刻該薄膜的一上表面的一端；以及蝕刻該薄膜的一下表面的一端；其中在蝕刻該薄膜的該下表面的該端的步驟之後，該薄膜的該端包含具有一第一部分、一第二部分以及一第一接觸處的一不對稱的尖形截面，該第一部分與該薄膜的該上表面相遇，該第二部分與該薄膜的該下表面相遇，並且該第二部分與該第一部分不同， 該第一接觸處係該第一部分以及該第二部分互相相遇之處，並且突出於該薄膜的該上表面和該下表面之外，該薄膜的該端的該不對稱的尖形截面為一牛角形或者一箭頭形。
12. 依據申請專利範圍第11項所述的方法，進一步包括：蝕刻該薄膜的該上表面的另一端；以及蝕刻該薄膜的該下表面的另一端；其中在蝕刻該薄膜的該下表面的該另一端的步驟之後，該薄膜的該另一端包含具有一第三部分、一第四部分以及一第二接觸處的該不對稱的尖形截面，該第三部分與該薄膜的該上表面相遇，該第四部分與該薄膜的該下表面相遇，並且該第四部分與該第三部分不同，該第二接觸處係該第三部分以及該第四部分互相相遇之處，該第二接觸處突出於沉積遮罩的該上表面和該下表面之外，以及該第一接觸處和該第二接觸處位於不同的位置。