TWI618804B - 遮罩片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

本發明中披露一種用於製造有機發光二極體(OLED)顯示器之遮罩片。在一態樣中，遮罩片係拉伸於長度方向且被固定於框架上。框架包括複數個遮罩圖樣單元，遮罩圖樣單元包括以矩陣形式排列之開口圖樣，其中開口圖樣包括實質上平行於交叉長度方向之寬度方向之複數個列、及實質上平行於長度方向之複數個行。列個別地具有凹向遮罩圖樣單元內部之曲率，且行個別地具有凸向遮罩圖樣單元外側之曲率。

Description

遮罩片及使用其製造有機發光二極體顯示器之方法
本申請案所述之技術係關於一種使用遮罩片製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法。
有機發光二極體(OLED)顯示器係為自發光型顯示器裝置，其包括電洞注入電極及電子注入電極。有機發光二極體顯示器係為自發光顯示器裝置，其中由陽極注入之電洞且及由陰極注入之電子係於有機發光層中彼此重新耦合且消散發出光。此外，因有機發光二極體顯示器具有低功耗、高光度、廣視角及高響應速率，顯示器作為商業應用的下一代顯示器裝置受到關注。
一發明態樣為用以減少開口圖樣之位置誤差之遮罩片及使用其製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法。
另一態樣為用以減少當複數個遮罩片被拉伸且固定於框架時，開口圖樣可能產生之位置誤差，及使用其製造有機發光二極體(OLED)顯示器裝置之方法。
另一態樣為藉由預設在交叉拉伸方向之方向的變形量及拉伸方向之變形量用以減少開口圖樣位置誤差之遮罩片，及使用其製造有機發光二極體(OLED)顯示器裝置之方法。
另一態樣為拉伸於長度方向且固定於框架之遮罩片，遮罩片包括複數個遮罩圖樣單元，遮罩圖樣單元包括依矩陣形式排列之開口圖樣，其中開口圖樣包括實質上平行於交叉長度方向之寬度方向的複數個列、及實質上平行長度方向之複數個行，其中列個別地具有凹向遮罩圖樣單元之內側的曲率，且行個別地具有凸向遮罩圖樣單位之外側的曲率。
當列被排列離遮罩圖樣單元之長度方向之中心較近時被形成為具有較小之曲率。
當行被排列離遮罩圖樣單元之寬度方向中心較近時被形成為具有較小之曲率。
當列趨於在遮罩圖樣單元中心之外側時相對被形成為具有較小之曲率。
當行趨於在遮罩圖樣單元中心之外側時相對被形成為具有較小之曲率。
列相對被形成為對稱於遮罩圖樣單元寬度方向之中心。
行被形成為對稱於遮罩圖樣單元長度方向之中心。
遮罩圖樣單元係於長度方向上以規律區間排列，其間具有遮檔區。
另一態樣為一種用於製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法，其包括：提供框架；提供於長度方向拉伸之遮照片，其中遮罩片包括複數個遮罩圖樣單元，遮罩圖樣單元包括以矩陣形式排列之開口圖樣，其中開口圖樣包括實質上平行於交叉長度方向之寬度方向之複數個列、及實質上平行於長度方向之複數個行，各個列具有被形成為凹向遮罩圖樣單元之內側的曲率，且各個行具有被形成為凸向遮罩圖樣單元之外側的曲率；於長度方向拉伸遮罩片；固定遮罩片之兩端於框架。
拉伸遮罩片之步驟使列及行相對形成實質上之直線。
開口圖樣係形成為使排列於偶數列上之開口圖樣及排列於基數列上之開口圖樣係交替排列於長度方向上。
110‧‧‧遮罩片
110a‧‧‧第二遮罩片
120、120a‧‧‧遮罩圖樣單元
122‧‧‧開口圖樣
140‧‧‧框架
100‧‧‧沉積遮罩
142a、142b‧‧‧第一支架
144a、144b‧‧‧第二支架
130‧‧‧遮擋區
H1‧‧‧長度方向之長度
W1‧‧‧寬度方向之寬度
CC1‧‧‧寬度方向之中心線
σ1、σ2‧‧‧拉伸量
σ3、σ4‧‧‧縮小量
CL1‧‧‧長度方向中心線
L1、L2、L3、L4、L1'、L2'、L3'...‧‧‧列
C1、C2、C3、C1'、C2'、C3'...‧‧‧行
RL1、RLn、RC1、RCn‧‧‧曲率半徑
400‧‧‧沉積源
300‧‧‧磁性單元
200‧‧‧基板
第1圖顯示包含根據本發明之例示性實施例之遮罩片之沉積遮罩之透視圖。
第2圖至第4圖顯示根據本發明之例示性實施例之遮罩片部分放大之平面俯視圖。
第5圖顯示根據本發明之例示性實施例之遮罩片拉伸後，遮罩片部分放大之平面俯視圖。
第6圖顯示藉由使用包含根據本發明之例示性實施例之遮罩片之沉積遮罩以用以沉積有機膜於基板上之沉積裝置之剖面圖。
一般而言，有機發光二極體顯示器包括其上形成有薄膜電晶體及有機發光二極體之顯示基板。在製造有機發光二極體顯示器時， 通常使用真空沉積法，其中有機材料或作為電極之金屬係在真空氣壓下使用薄膜沉積裝置將薄層形成在平板上。真空沉積法係將基板置於一薄膜沉積裝置之真空腔體中以形成有機薄膜，使用沉積源蒸發及昇華有機材料，從而將有機材料沉積於基板上。
沉積遮罩係使有機薄膜以期望之形狀形成於基板上。當有機材料沉積在較預定尺寸大之大型基板上時，金屬遮罩具有優異的耐用性及剛性，可作為遮罩從而使有機材料以期望之圖樣進行穩定之沉積。沉積法使用金屬遮罩可用於沉積有機材料，用以製造寬有機發光二極體OLED顯示器及形成陰極之製程。
精細金屬遮罩(FMM)係為用於以精細圖樣於大型尺寸基板上沉積有機材料之沉積遮罩。使用精細金屬遮罩，有機材料之所期望之複數個精細圖樣可以一次形成在基板上。這樣的精細金屬遮罩可包括開口圖樣，像是複數個方形狹縫或複數個條紋形狹縫為使得有機材料通過精細金屬遮罩，目的是以期望之圖樣沉積有機材料。在本實例中，開口圖樣可成組的形成遮罩圖樣單元，且精細金屬遮罩可配置，使得其中以串聯排列(arranged in series)之複數個遮罩圖樣單元的遮罩片可以預定之方向平行排列。
精細金屬遮罩緊附於基板，在基板上沉積有機材料，而傳統遮罩中心因自身重力無法緊附於基板。上述之問題隨有機發光二極體顯示元件變寬而劣化。
為了避免遮罩因重力而下垂，當其中有機材料通過其中的開口圖樣而通過之遮罩片固定於框架時，通常會於預定之方向施加張 力。在實例中，開口圖樣之位置受張力而歪曲因而難以控制在預定範圍之位置內。因此，有機發光層無法恰當沉積從而顯示器品質衰退。
實施例將參考附圖說明。此技術領域具有通常知識者將理解的是，本發明所述實施例可在不脫離本發明的精神或範圍內以各種不同方式進行修改。相對的，本文中介紹之例示性實施例係提供使披露之內容徹底且完整，並適當地傳達本發明之精神予以此技術領域具有通常知識者。通篇附圖中同樣的參考符號代表同樣的元件。
在圖中，層、膜、板及區域等厚度可能因清楚起見而誇大。一些層及區域之厚度可能為了較好了解及易於說明而誇大。但應理解，當元素例如層、膜、區域或基板被稱作是在另一元件”上(on)”時，其可以直接在另一元件上，也可存在中間元件。
除此之外，除非明確說明反例，詞彙”包括(comprise)”及其詞性變化如”包括(comprises)”及”包括(comprising)”將被理解為意指包括指定之元件，但不排除任何其他元件。
第1圖顯示包含根據例示性實施例之遮罩片之沉積遮罩之透視圖。
參閱第1圖，遮罩片110包括複數個遮罩圖樣單元120，且遮罩片110以長度方向拉伸(即y軸方向)並固定於框架上。
遮罩片110為依第一方向(y軸方向)拉伸之薄板，且複數個遮罩片110係實質上平行於長度方向而固定於框架140並從而其構成沉積遮罩100。沉積遮罩100為在基板上形成有機薄膜圖樣之構件，且開口圖 樣係形成於攔截有機材料之沉積的遮擋區之間，以透過開口圖樣沉積有機材料於基板上。
當固定於框架140，遮罩片110於長度方向拉伸。遮罩片110於長度方向拉伸以避免遮罩片固定於框架140時因自身重力下垂。
遮罩片110可配置以具有彈力與剛性之金屬材料，其可以鎳、鎳合金或鎳鈷合金而形成，且不在此限，金屬材料可選自具有彈力與剛性之多種金屬。
框架140固定遮罩片110，當設置以實質上平行之第一支架142a及142b連接於設置以時執上平行並交叉第一支架142a及142b之第二支架144a及144b時，框架140係形成為實質上的矩形。
遮罩片110係設置於實質上平行於第二支架144a及144b之方向，且兩端其被固定於第一支架142a及142b。當遮罩片110拉伸時，框架140被支撐住且因此框架140具足夠之剛性，且當基板與沉積遮罩100緊附彼此時此配置並不造成干涉。
第2圖至第4圖係顯示根據例示性實施例之遮罩片之部分放大平面俯視圖。
示於第2圖至第4圖之遮罩圖樣單元120表示其拉伸以固定遮罩片110於框架140前之形狀，且異於遮罩片110拉伸後之開口圖樣(參考第5圖)，且拉伸前之遮罩圖樣單元120將說明於此。
複數個遮罩圖樣單元120其間係形成有於遮罩片110長度方向之預定溝槽，且遮罩圖樣單元120可相對於遮擋區130之長度方向以規律區間排列。
遮罩圖樣單元120為對應於配置在母基板上之複數個元件的區域，母基板係為待沉積之基板，且遮罩圖樣單元120代表貫通厚度方向之複數個開口圖樣122係按預定規則排列之區域。元件代表藉由根據畫線而切割母基板所製造之顯示裝置。
其上形成有用以發出紅色光R、綠色光G及藍色光B之有機發光層的子像素可被形成於構成元件的像素上，且開口圖樣122係形成以具有相同的子像素圖樣及形狀以形成子像素圖樣。子像素如所示具有矩形，但不以此為限，其可選自具有相同重複圖樣之多種形狀。
當遮罩片110固定於框架140，遮罩片110於長度方向拉伸且於寬度方向縮小。遮罩圖樣單元120依相似於遮罩片110之方式變化。為了使遮罩圖樣單元120在遮罩片110拉伸後形成具有長度方向之長度H1及寬度方向之寬度W1之矩形，遮罩圖樣單元120拉伸前係考量其於長度方向之拉伸及於寬度方向之縮小設計。
參考第2圖，當遮罩片110拉伸，遮罩圖樣單元120長度方向之拉伸量為σ1，拉伸量σ1係相對於寬度方向之中心線CC1，且當越往寬度方向外側部分時，拉伸量減少(σ1>σ2)。此外，拉伸量實質上不等量減少但當越往寬度方向之外側部分時拉伸量實質上逐漸減少。
遮罩圖樣單元120在長度方向中心線CL1上之寬度方向的縮小量為σ3，且當越往長度方向之外側部分時，縮小量減少(σ3>σ4)。此外，縮小量實質上不等量減少但越往寬度方向之外側時縮小量減少。所描述之開口圖樣之排列考量到拉伸量及縮小量。
複數個開口圖樣122依矩陣形式排列，包括實質上平行交叉長度方向(y軸方向)之寬度方向(x軸方向)之複數個列、及實質上平行於長度方向之複數個行。
如第3圖所示，列(L1,L2,L3,L4...)個別地具有曲率且形成朝向遮罩圖樣單元120中心之凹面，及行(C1,C2,C3...)具有曲率且形成朝向遮罩圖樣單元120邊緣之凸面。此係因為當遮罩片110固定於框架140，遮罩片110於長度方向拉伸且於寬度方向縮小。
當列(L1,L2,L3,L4...)被排列更接近遮罩圖樣單元120之長度方向中心線CL1時，可減少其曲率。
意即，在第3圖中，排列在更內側之部分之列L2較排列在最外側之部分之列L1具有更小之曲率，排列在更內側之部分之列L3較列L2具有更小之曲率。這是因為當遮罩片110拉伸時，遮罩圖樣單元120在長度方向之兩端(離CL1較遠)比在中心(離CL1較近)具有更大之拉伸量。排列在遮罩圖樣單元120之長度方向中心之中心線CL1可形成一直線。
當複數個行(C1,C2,C3...)被排列在接近遮罩圖樣單元120之寬度方向中心時，可形成具有減少較小曲率之複數個行(C1,C2,C3...)。
意即，在第3圖中，排列在更內側之部分之行C2較排列在最外側之部分之行C1具有更小之曲率，排列在更內側之部分之行C3較行C2具有更小之曲率。這是因為當遮罩片110拉伸時，遮罩圖樣單元120在寬度方向之兩端(離CC1較遠)比在中心(離CC1較近)具有更大之縮小 量。排列在遮罩圖樣單元120之寬度方向中心之中心線CC1可形成一直線。
從遮罩圖樣單元120之中心越往較外側部份，可形成具有越小曲率之各個列(L1,L2,L3...)。意即，如第4圖所示，位在最外側部分之列L1在寬度方向中心線CC1具有曲率半徑RL1，且在寬度方向較外側部分具有曲率半徑RLn，且RLn大於RL1。在一個實施例中，曲率半徑與曲率實質上成反比，因此從寬度方向之中心越往外側部分之列具有越減少之曲率(RL1<RLn)。如上述，此因當越往寬度方向之較外側時，長度方向之拉伸量不等量減少但拉伸量之減少量係實質上逐漸減少。
以類似方式，從遮罩圖樣單元120之中心越往較外側部份，可形成具有越減少之曲率之各行(C1,C2,C3...)。意即，如第4圖所示，位在最外側部分之行C1在長度方向之中心線CL1具有曲率半徑RC1，且在長度方向越往較外側部分具有曲率半徑RCn，且RCn大於RC1。曲率半徑與曲率可實質上成反比，因此從長度方向之中心越往較外側時，行具有減少之曲率(RC1<RCn)。如上述，此因當越往長度方向之較外側時，寬度方向之拉伸量不等量減少但拉伸量之減少量逐漸減少。
列(L1,L2,L3...)可相對於遮罩圖樣單元120之寬度方向之中心對稱地形成。意即，個別的列(L1,L2,L3...)相對於寬度方向之中心線CC1對稱。此外，個別的行(C1,C2,C3...)可相對於遮罩圖樣單元120之長度方向之中心對稱地形成。意即，行(C1,C2,C3...)係相對於長度方向之中心線CL1對稱。
第5圖顯示根據例示性實施例之遮罩片拉伸後之遮罩片部份之放大平面俯視圖。
如第5圖所示，當遮罩片110於長度方向拉伸，遮罩圖樣單元120a係於長度方向拉伸且於寬度方向縮小，因此形成朝遮罩圖樣單元120a內部凹陷之開口圖樣122之列(L1,L2,L3...)及形成朝遮罩圖樣單元120a外側凸出之開口圖樣122之行(C1,C2,C3...)可被轉換成為一直線。
在下文中，跟據例示性實施例，將說明製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法。
製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法包括：提供框架；提供遮罩片；拉伸遮罩片；及固定遮罩片之兩端於框架。
首先，提供框架140。如所述，框架140藉由連接實質上被設置為彼此平行之第一支架142a及142b及實質上被設置為彼此平行且交叉於第一支架142a及142b之第二支架144a及144b，以形成實質上之矩形。
提供遮罩片。詳細來說，提供根據例示性實施例之遮罩片110。
遮罩片110在被固定於框架140前係於長度方向拉伸(參考第1圖之第二遮罩片110a)。如第2圖至第4圖所示，遮罩片110拉伸前係以矩陣形式排列，其中形成在開口圖樣單元120上之開口圖樣122包括複數個列(L1,L2...)交叉於長度方向且複數個行(C1,C2...)實質上平行於長度方向，個別的列(L1,L2...)具有曲率且形成朝向遮罩圖樣單元120 內部之凹面，且個別的行(C1,C2...)具有曲率且形成朝向遮罩圖樣單元120外側之凸面。
當第二遮罩片110a拉伸，遮罩圖樣單元120a於長度方向拉伸且於寬度方向縮小，如第5圖所示，形成朝遮罩圖樣單元120a內部凹陷之開口圖樣122之列(L1',L2',L3'...)及形成朝遮罩圖樣單元120a外側之凸出之開口圖樣122之行(C1',C2',C3'...)可被轉換成為一直線。
本實例中，如第5圖所示，開口圖樣122可形成使得配置於偶數列(L2,L4...)之開口圖樣122及配置於基數列(L1,L3...)之開口圖樣122係於長度方向交替排列。
第6圖顯示使用包含根據例示性實施例之遮罩片的沉積遮罩以用於沉積有機膜於基板上之沉積裝置之剖面圖。
參考第6圖，當沉積遮罩100用以沉積有機發光顯示器之薄膜，即是紅色R，綠色G及藍色B有機發光層，沉積源400配置在維持適當真空狀態之真空腔體(未表示)中。沉積遮罩100在本例示性實施例中作為例示以形成有機發光二極體(OLED)顯示器之電極及發光層，且不以此為限，可應用於形成其他平板顯示器之電極。
真空幫浦(未表示)用以排出真空腔體內氣體且減少真空腔體內壓力，排氣裝置(未表示)用以將氣體注入真空腔體且增加真空腔體內壓力，真空幫浦及排氣裝置可進一步安裝於真空腔體內。
沉積源400輸出沉積材料且將其沉積於基板200上，其包括用以接收沉積材料如有機材料之空間，沉積源蒸發有機材料及噴灑有機 材料至基板200。沉積源400可以多種形式形成如點狀沉積源或線狀沉積源。
基板200由基板固定單元(未表示)固定面向沉積源400，基板固定單元具有可易於附著/分離基板200之結構，因為當於基板200上藉由沉積材料形成薄膜時，基板固定單元必須穩定地固定基板200，且基板固定單元必須將基板200向外排出。基板固定單元之配置與傳統沉積裝置相同，故不再贅述。
沉積遮罩100配置有框架140且遮罩片110係設置於基板200及沉積源400之間。用以將沉積遮罩100緊密附著於基板200之磁性單元300被驅動將沉積遮罩100緊密附著於基板200。當基板200及沉積遮罩100被排列在期望位置上時，沉積源400之內側部份加熱以蒸發接收到沉積源400內之有機材料並沉積蒸發之有機材料至基板200上。
根據至少一所揭露之實施例，當遮罩片固定於框架，開口圖樣之位置藉由預設拉伸方向之變形量及交叉於拉伸方向之方向之變形量而被補償及設計。因此，遮罩片可固定於框架，且開口圖樣之位置可對應於將沉積之有機發光層圖樣之位置而無誤差。除此之外，有機發光層圖樣之精確度藉由修正開口圖樣位置而提昇以改善顯示器品質，且當基板及遮罩尺寸增加時，亦可無誤差地依期望之位置提供開口圖樣。
雖然已參閱附圖說明以上實施例，然其應當理解本發明並不所限所公開之實施例，但相對地，意在涵蓋後附申請專利範圍內之精神與範圍內之各種修改及等效配置。
110‧‧‧遮罩片
110a‧‧‧第二遮罩片
120‧‧‧遮罩圖樣單元
140‧‧‧框架
100‧‧‧沉積遮罩
142a、142b‧‧‧第一支架
144a、144b‧‧‧第二支架
130‧‧‧遮擋區

Claims (11)

  1. 一種遮罩片，拉伸於一長度方向且固定於一框架，其包括：複數個遮罩圖樣單元，包括以一矩陣形式排列之開口圖樣，其中該開口圖樣包括實質上平行於交叉該長度方向之一寬度方向之複數個列、及實質上平行該長度方向之複數個行，其中各該複數個列具有凹向該遮罩圖樣單元之中心的曲率，且其中各該複數個行具有凸向該遮罩圖樣單元之邊緣的曲率；其中位在最外側部分之行在長度方向之中心線具有一第一曲率半徑，且在長度方向越往較外側部分具有一第二曲率半徑，其中該第二曲率半徑大於該第一曲率半徑；其中彼此對應地設置於中心線之兩相對側之列具有相同大小的曲率並且彼此對稱地凹向中心線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩片，其中當該複數個列被排列離該遮罩圖樣單元之該長度方向之中心較近時，該複數個列具有較小之曲率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩片，其中當該複數個行被排列離該遮罩圖樣單元之該寬度方向之中心較近時，該複數個行具有較小之曲率。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩片，其中當該複數個列被排列離該遮罩圖樣單元之中心較遠時，各該複數個列具有較小之曲率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩片，其中當該複數個行被排列離該遮罩圖樣單元之中心較遠時，各該複數個行具有較小之 曲率。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩片，其中各該複數個列實質上對稱於該遮罩片圖樣單元之該寬度方向之中心。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩片，其中各該複數個行實質上對稱於該遮罩片圖樣單元之該長度方向之中心。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩片，其中該遮罩圖樣單元係於該長度方向以實質上規律區間排列，且其間具有一遮檔區。
  9. 一種用於製造有機發光二極體(OLED)顯示器之方法，其包括：提供一框架；提供於一長度方向拉伸之一遮罩片，其中該遮罩片包括複數個遮罩圖樣單元，其包括以一矩陣形式排列之開口圖樣，其中該開口圖樣包括實質上平行於交叉該長度方向之一寬度方向之複數個列、及實質上平行於該長度方向之複數個行，其中各該複數個列具有凹向該遮罩圖樣單元之中心之曲率，且其中各該複數個行具有凸向該遮罩圖樣單元之邊緣之曲率，其中位在最外側部分之行在長度方向之中心線具有一第一曲率半徑，且在長度方向越往較外側部分具有一第二曲率半徑，其中該第二曲率半徑大於該第一曲率半徑，以及其中彼此對應地設置於中心線之兩相對側之列具有相同大小的曲率並且彼此對稱地凹向中心線；於該長度方向拉伸該遮罩片；以及固定該遮罩片之兩端於該框架。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中拉伸該遮罩片之步驟 使該複數個列及該複數個行個別地形成實質上之直線。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中排列於偶數列上之複數個該開口圖樣及排列於基數列上之複數個該開口圖樣係交替排列於該長度方向上。
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