TWI475121B - 光罩總成 - Google Patents

Description

光罩總成

本發明係關於光罩總成，特別是一種能夠於有機發光顯示裝置之有機層形成製程中提高有機材料之沈積效率以及成品有機發光顯示裝置之均勻度特性之光罩總成。

近來，資訊技術的日益突起引起視覺顯示電資訊訊號之顯示技術之進步。因此，包含薄型設計、重量輕且功率消耗低等卓越性能之各種平面顯示器被發展以及迅速地代替傳統的陰極射線管(CRT)。

平面顯示器之代表例子包含液晶顯示器、電漿顯示器、場發射顯示器(Field Emission Display；FED)、電致發光顯示器(Electro Luminescent Display；ELD)、電潤濕顯示器(Electro-Wetting Display；EWD)以及有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)顯示器。

上述顯示器中，有機發光二極體顯示器使用有機發光二極體顯示影像。藉由電子與電洞之復合所產生的激子能量，有機發光二極體顯示器被設計以產生特定波長的光線。這種有機發光二極體顯示器之優點包含卓越的顯示特徵例如對比度高與響應速度快，以及容易實現軟性顯示(flexible display)，就此而言有機發光二極體顯示器被認為是理想的下世代顯示器。

一般的有機發光二極體顯示器中，定義主動區以及剩餘區，其中主動區中複數個子畫素被排列為矩陣，剩餘區被稱為非主動區。每一子畫素包含薄膜電晶體與有機發光二極體。有機發光二極體包含第一電極、有機層以及第二電極。有機層包含電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層以及電子注入層。透過應用若干伏特之電壓至第一電極與第二電極，具有上述配置之有機發光二極體顯示器顯示影像。因此，穿透有機層的電流引起發光。就是說，有機發光二極體顯示器藉由發光原理使用激子落回基態所產生的殘餘能量顯示影像。第一電極與第二電極所注入的電洞與電子之復合產生激子。

這時，有機層之形成製程中，光罩總成用以形成對應子畫素之發光區域。這種情況下，光罩總成包含由金屬或塑膠薄膜形成的沈積光罩以及與此沈積光罩耦合之框，並且光罩總成包含與主動區對應之開口區(aperture area)以及位於開口區外部的截取區(intercepting area)。光罩總成中，沈積光罩係為平面處於展開狀態，以及透過例如熔接(welding)與框耦合。框用以保持沈積光罩之平面狀態。

為了同時製造複數個有機發光顯示器以實現提高產量，或者為了增加有機發光顯示器之尺寸，基板的尺寸也逐漸增加。這必須增加光罩總成之尺寸以對應基板。

如上所述，當單個沈積光罩組成一個大光罩總成時，此沈積光罩應該尺寸較大。因此，即使沈積光罩處於拉伸狀態與框耦合，在重量作用下沈積光罩可能下陷。這種下陷的沈積光罩不會與基板緊密接觸，從而難以依照設計圖案完成有機物質的沈積。此外，如果過量的拉力被施加至沈積光罩以避免下陷現象，拉力則可能導致沈積光罩之圖案變形，從而難以依照設計圖案完成有機物質的沈積。

為了解決上述問題，業界嘗試使用複數個沈積光罩(以下稱為〞分離沈積光罩(split deposition masks)〞)組成與大基板對應之大光罩總成。就是說，光罩總成包含複數個平面分區之沈積光罩，連續地並排排列，以及透過熔接等方式與框耦合。這種情形下，因為每一分區沈積光罩尺寸相對較小，可避免重力導致的下陷。然而，因為鄰接的分區沈積光罩的邊界處形成有間隙，令有機材料通過該間隙，可能出現與設計不同之製程錯誤，有機材料甚至被沈積於非發光區域之區域處。該製程錯誤導致有機材料沈積效率與有機發光二極體之均勻度特性變差。

因此，本發明提供一種光罩總成。

本發明之目的在於提供一種光罩總成，其中複數個沈積光罩之間的邊界被設計為開口區域，無論複數個沈積光罩之邊界間形成的間隙如何，能夠依照設計當沈積有機材料時能夠沈積有機材料，以避免有機材料之沈積效率與成品有機發光二極體之均勻度特性變差。

本發明其他的優點、目的和特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他的優點、目的和特徵對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其它優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。

為了獲得本發明的這些目的和其他特徵，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明的一種光罩總成包含：複數個沈積光罩，各自被定義開口區域以及遮蔽區域，其中開口區域用以通過有機材料，遮蔽區域係為開口區域之周邊，複數個沈積光罩之相對端部至少其一具有複數個突起之圖案；以及框，與連續排列的複數個沈積光罩耦合，其中複數個突起於複數個沈積光罩之鄰接的兩個沈積光罩之邊界處形成至少一個邊界開口區域。

可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。

現在將結合圖式部份對本發明的較佳實施方式作詳細說明。其中在這些圖式部份中所使用的相同的參考標號代表相同或同類部件。

首先，將描述一種應用光罩總成之有機材料沈積製程。

「第1圖」所示係為本發明較佳實施例之有機材料之代表性沈積設備之剖面圖。

請參考「第1圖」，有機材料之沈積設備包含：腔室10，其中保持真空狀態；沈積來源20，用以排放有機材料；光罩總成100，被排列於沈積來源20上方；基板30，被排列於光罩總成100上方；以及磁鐵單元(magnet unit)40，被排列以正對光罩總成100，基板30被放置於磁鐵單元40與光罩總成100之間。

當有機材料被沈積於基板30上時，腔室10的內部保持高真空與高溫。這種情況下，雖然圖中未表示，為了保持高真空，腔室10中可安排類似渦輪分子泵(Turbo Molecular Pump；TMP)之真空泵。雖然圖中未表示，有機材料之沈積設備可包含：厚度監視感測器，用以測量有機材料之沈積厚度；厚度控制器，用以依照測量的有機材料的厚度控制沈積來源20之作業；以及擋門(shutter)，用以遮擋從沈積來源中發射有機材料。

沈積來源20係為坩堝，排列於腔室10之下側，用於加熱有機材料以使得有機材料蒸發與排放。

光罩總成100包含：沈積光罩110，用以選擇性地通過沈積材料；以及多邊框120，與沈積光罩110耦合。以下將更加詳細地描述本發明較佳實施例之光罩總成100。

基板30包含：主動區域，其中複數個晶胞排列為矩陣以及於其上沈積有機材料；以及空閒區域，係為主動區域之周邊。這種情形下，光罩總成100之沈積光罩包含點狀單元之開口區域矩陣，與基板30之主動區域處排列的複數個晶胞匹配。透過沈積光罩110中的開口區域矩陣，有機材料於基板30之主動區域處以點狀單元矩陣的形式被沈積，以形成發光區域。雖然圖中未表示，有機材料之沈積設備更可包含對準儀，位於腔室10內部以用於對準基板30與光罩總成100。

「第2圖」所示係為本發明較佳實施例之光罩總成之平面圖。

請參考「第2圖」，光罩總成100包含複數個沈積光罩110與框120。每一沈積光罩110被定義光罩區域111以及周邊區域112，其中光罩區域111與基板30之主動區域匹配，周邊區域112係為光罩區域111之周邊。

框120係為多邊形(「第2圖」所示係為矩形框)，與複數個沈積光罩110耦合。這種情形下，平面連續排列的複數個沈積光罩110之相對端部(「第2圖」中所示之〞沈積光罩110之上端部與下端部〞)透過熔接等方式與框120接合。就是說，複數個沈積光罩110與框120耦合，處於複數個沈積光罩110透過施加之預定拉力被展平之狀態，以及複數個沈積光罩110與框120之耦合能夠保持應用至複數個沈積光罩110之拉力，以保持複數個沈積光罩110之平面狀態。

同時，複數個沈積光罩110之相對端部(「第2圖」中所示之沈積光罩110之上端部與下端部)至少其一被形成以具有複數個突起之圖案。這種情形下，其上形成有圖案之一端部與鄰接沈積光罩110之一端部接觸。複數個突起各自包含兩條正對的曲線，隨著兩條曲線越接近兩條曲線的接觸點，兩條正對曲線之間的寬度變得越小。複數個突起於鄰接的沈積光罩110之邊界處形成至少一個邊界開口區域。

以下將結合所附之「第3圖」描述本發明第一較佳實施例之光罩總成100。

「第3圖」所示為本發明第一較佳實施例之光罩總成之沈積光罩之平面圖，係為「第2圖」中區域A之放大示意圖。

請參考「第3圖」，光罩總成100包含複數個沈積光罩110以及框120。複數個沈積光罩110被定義與基板30之主動區域匹配之光罩區域111以及位於光罩區域111外部之周邊區域112。光罩區域111包含複數個開口區域113以及遮蔽區域114，其中複數個開口區域113依照基板30之主動區域上形成的複數個晶胞31分別排列為點狀單元之矩陣，遮蔽區域114係為開口區域113之周邊。

因為與框120耦合時，複數個沈積光罩110連續排列為平面狀態，複數個沈積光罩110並排排列。複數個沈積光罩110各自的一端部係被放置於鄰接沈積光罩110之邊界處，以及包含具有複數個突起115之圖案。複數個突起115沿鄰接沈積光罩110之邊界依照固定間隔排列。複數個突起115各自包含兩條正對的曲線，於一接觸點處相遇，隨著兩條曲線越接近該接觸點，兩條正對曲線之間的寬度變得越小。就是說，每一突起115包含一頂點以及一尖喇叭形狀，此頂點係為兩條曲線相遇的接觸點，彼此對稱的兩條曲線變為喇叭形狀之兩個側邊。

尤其地，第一實施例中，請參考「第3圖」，沈積光罩110之一端部處形成的圖案包含複數個扇形凹面並排排列之形狀。這種情形下，複數個凹面依照與另一沈積光罩110相同之方向並排排列。複數個突起115各自的圖案形成於兩個鄰接凹面接觸的部位。同時，凹面可形成具有相同半徑與中心角之全等扇形，或者根據設計者的選擇形成相似的扇形形狀。

包含複數個突起115之圖案於兩個鄰接沈積光罩110之間的邊界處形成複數個邊界開口區域116。

就是說，請參考「第3圖」，第一沈積光罩110a(如「第3圖」左側所示)包含形成有複數個第一突起115a之圖案之右端部，其中第一沈積光罩110a係為複數個沈積光罩110其中之一。第二沈積光罩110b包含形成有複數個第二突起115b之圖案之左端部，其中第二沈積光罩110b係為複數個沈積光罩110其中之一以及排列於與其鄰接之第一沈積光罩110a之右側。這種情形下，第一沈積光罩110a之右端部處的複數個第一突起115a與第二沈積光罩110b之左端部處的複數個第二突起115b彼此正對排列，以形成複數個邊界開口區域116。

第一沈積光罩110a與第二沈積光罩110b之對準製程中，彼此正對的兩個突起115a與115b之接觸點彼此鄰接排列，這樣接觸點之間隙係處於預定誤差(寬度)內，然後對準第一沈積光罩110a與第二沈積光罩110b。因為每一突起115之接觸點用以連續地排列複數個沈積光罩110，該製程可輕易地減少對準複數個沈積光罩110時的製程錯誤。

尤其地，複數個第一突起115a與複數個第二突起115b可採用第一沈積光罩110a與第二沈積光罩110b之間的邊界作為對稱軸彼此對稱對準。就是說，透過接觸正對的第一突起115a與第二突起115b，複數個邊界開口區域116形成閉合曲線。

以下將結合所附之「第4圖」與「第5圖」描述本發明第二較佳實施例之光罩總成100。

「第4圖」所示係為本發明第二較佳實施例之光罩總成之沈積光罩之平面圖，係為「第2圖」中區域A之放大示意圖。「第5圖」所示係為從沈積光罩上方拍攝的鄰接沈積光罩間的邊界的照片。

除複數個沈積光罩110各自一端部形成的圖案包含複數個圓角矩形形狀之凹面並排排列之圖案，以代替扇形凹面以外，本發明第二較佳實施例之光罩總成100與本發明第一較佳實施例之光罩總成100相同，所以省略相同的描述。

就是說，光罩總成100包含複數個沈積光罩110與框120。

複數個沈積光罩110被定義光罩區域111與周邊區域112，其中光罩區域111與基板30之主動區域匹配，周邊區域112係位於光罩區域111之外部。光罩區域111包含複數個開口區域113以及遮蔽區域114，其中開口區域113分別依照基板30之主動區域上形成的複數個晶胞31排列為點狀單元之矩陣，遮蔽區域114係為開口區域113之周邊。

複數個沈積光罩110在與框120耦合時連續排列為平面狀態。與鄰接沈積光罩110形成邊界之複數個沈積光罩110各自的一端部包含具有複數個突起117之圖案。複數個突起117沿著鄰接沈積光罩110之邊界依照固定間隔排列。複數個突起117各自包含於接觸點處相遇的兩條正對曲線，隨著兩條曲線越接近接觸點，兩條正對曲線之間的寬度變得越小。就是說，每一突起117包含頂點以及一尖喇叭形狀，頂點係為兩條曲線相遇的接觸點，彼此對稱的兩條曲線變為喇叭形狀之兩條側邊。

尤其地，請參考「第4圖」，第二實施例中，沈積光罩110一端部形成的圖案包含以下形狀，複數個圓角矩形形狀的凹面依照與另一沈積光罩110之邊界相同的方向並排排列。這種情形下，圓角矩形意味著矩陣之正對頂點(vertex)為圓形。同時，根據設計者的選擇，複數個凹面可為全等或相似的圓角矩形。

於兩個鄰接沈積光罩110之間的邊界處，包含複數個突起117之圖案形成複數個邊界開口區域118。

就是說，請參考「第4圖」，第一沈積光罩110a(如「第4圖」左側所示)係為複數個沈積光罩110其中之一，第一沈積光罩110a包含以下圖案形成之右端部，該圖案包含具有複數個第三突起117a之圖案。第二沈積光罩110b係為複數個沈積光罩110其中之一以及排列於與其鄰接之第一沈積光罩110a之右側，第二沈積光罩110b包含以下圖案形成之左端部，該圖案包含具有複數個第四突起117b之圖案。這種情形下，第一沈積光罩110a之右端部的複數個第三突起117a與第二沈積光罩110b之左端部的複數個第四突起117b彼此正對排列，以形成複數個邊界開口區域118。

就是說，第一沈積光罩110a與第二沈積光罩110b之對準製程中，彼此正對之兩個突起117a與117b的接觸點彼此鄰接排列，這樣接觸點的間隙係處於預定誤差之內，然後對準第一沈積光罩110a與第二沈積光罩110b。就是說，如「第5圖」所示，透過排列複數個沈積光罩110，這樣複數個突起117鄰接以正對其他突起117，複數個突起117用作參考，使得複數個沈積光罩110並排排列。最終，因為透過利用複數個突起117之鄰接程度，可從數字上或視覺上驗證是否依照設計完成沈積光罩110之對準，所以可降低沈積光罩110之對準製程中的製程誤差。

尤其地，利用第一沈積光罩110a與第二沈積光罩110b之間的邊界作為對稱軸，複數個第三突起117a與複數個第四突起117b可彼此對稱被對準。就是說，透過接觸正對的第三突起117a與第四突起117b，複數個邊界開口區域118形成閉合曲線。

因此，依照第一或第二實施例，透過在與另一沈積光罩110之一端部鄰接之一端部上形成排列的具有複數個扇形或圓角矩形凹面之圖案，複數個沈積光罩110各自包含依照預定間隔形成的複數個突起115或117。複數個突起115或117能夠於鄰接的兩個沈積光罩110之邊界處形成具有橢圓形、葉形或圓角矩陣形之複數個開口區域116或118。因此，無論鄰接的沈積光罩110之間的間隙如何，鄰接沈積光罩110之間形成的複數個開口區域116或118能夠依照設計沈積有機材料。透過使用複數個突起115或117，能夠輕易地完成複數個沈積光罩110之對準製程，所以複數個沈積光罩110之對準能夠減少製程誤差。

雖然複數個突起115或117之複數個凹面被表示或描述為具有扇形或圓角矩形形狀，但是這些描述或說明僅僅是代表性的。至於兩條曲線可形成突起115或117，複數個凹面可具有任何形狀。

如上所述，本發明之光罩總成具有以下優點。

本發明之光罩總成包含複數個沈積光罩，沈積光罩包含兩端部至少其一具有複數個突起之圖案，以及複數個突起於兩個鄰接沈積光罩之邊界處形成複數個邊界開口區域。依此，複數個沈積光罩之邊界可被設計為開口區域。因此，無論複數個沈積光罩之邊界間的間隙如何，在沈積有機材料時可依照設計沈積有機材料，可避免有機材料沈積效率之降低以及成品有機發光顯示裝置之均勻度特性之降低。

此外，並排排列鄰接的沈積光罩時，鄰接沈積光罩之複數個突起於邊界處彼此正對被排列。因為可從數字上或視覺上判定是否依照設計完成沈積光罩110之對準，沈積光罩110之對準製程變得容易，因此可減少製程誤差。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，　均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

10．．．腔室

20．．．沈積來源

30．．．基板

31．．．晶胞

40．．．磁鐵單元

100．．．光罩總成

110．．．沈積光罩

110a．．．沈積光罩

110b．．．沈積光罩

111．．．光罩區域

112．．．周邊區域

113．．．開口區域

114．．．遮蔽區域

115．．．突起

115a．．．突起

115b．．．突起

116．．．邊界開口區域

117．．．突起

117a．．．突起

117b．．．突起

118．．．邊界開口區域

120．．．框

A．．．區域

第1圖所示係為本發明較佳實施例之有機材料之代表性沈積設備之剖面圖；

第2圖所示係為本發明較佳實施例之光罩總成之平面圖；

第3圖所示係為本發明第一較佳實施例之光罩總成之沈積光罩之平面圖；

第4圖所示係為本發明第二較佳實施例之光罩總成之沈積光罩之平面圖；以及

第5圖所示係為沈積光罩上方拍攝的鄰接沈積光罩之間的邊界的照片。

31．．．晶胞

110a．．．沈積光罩

110b．．．沈積光罩

113．．．開口區域

114．．．遮蔽區域

115．．．突起

115a．．．突起

115b．．．突起

116．．．邊界開口區域

Claims (8)

1. 一種光罩總成，包含：複數個沈積光罩，各自被定義一開口區域以及一遮蔽區域，其中該開口區域用以通過一有機材料，該遮蔽區域係為該開口區域之一周邊，該等沈積光罩各自之相對端部至少其一被形成以包含具有複數個突起之一圖案；以及一框，與連續排列的該等沈積光罩耦合，其中鄰接的兩個沈積光罩的該等突起彼此正對排列，以於鄰接的該兩個沈積光罩之邊界處形成至少一個邊界開口區域。
2. 如請求項第1項所述之光罩總成，其中鄰接的兩個沈積光罩之正對的該等突起彼此對稱對準，令該鄰接的兩個沈積光罩之間的邊界作為其對稱軸。
3. 如請求項第1項所述之光罩總成，其中該等沈積光罩各自之該等突起沿與一鄰接沈積光罩之邊界依照固定間隔排列。
4. 如請求項第1項所述之光罩總成，其中該等沈積光罩各自之該等突起包含兩條正對的曲線，該兩條正對曲線於一接觸點處相遇，隨著該兩條曲線越接近該接觸點，該兩條正對曲線之間的寬度變得越小。
5. 如請求項第4項所述之光罩總成，其中該等沈積光罩各自之該等突起形成複數個扇形凹面。
6. 如請求項第5項所述之光罩總成，其中該等凹面為全等或相似 的扇形。
7. 如請求項第4項所述之光罩總成，其中該等沈積光罩各自之該等突起形成複數個圓角矩形形狀之凹面。
8. 如請求項第7項所述之光罩總成，其中該等凹面為全等或相似的圓角矩形。