TWI620979B - 用於薄膜氣相沉積的遮罩組件 - Google Patents

用於薄膜氣相沉積的遮罩組件 Download PDF

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Abstract

一種用於薄膜氣相沉積的遮罩組件包含：形成開口的框架主體；具有以拉力施加於第一方向之狀態固定於框架主體之兩端的複數個個單元遮罩；以及安裝在框架主體的端點拉力單元。端點拉力單元根據橫切第一方向的第二方向，在複數個單元遮罩中的兩個相鄰單元遮罩間移動，以在第二方向拉伸單元遮罩。

Description

用於薄膜氣相沉積的遮罩組件
本發明之實施例大體上係關於遮罩組件，且更加特定地，係關於用於如有機發光層或金屬層之薄膜沉積製程的遮罩組件，以及其製造方法。
平板顯示裝置，如液晶顯示(liquid crystal display，LCD)裝置及有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)顯示裝置被廣泛使用。平板顯示器包含預定圖樣的金屬層，以及於有機發光二極體顯示裝置之情況下，預定圖樣的有機發光層係為各個像素形成。可採用使用遮罩組件作為形成金屬層和有機發光層的沉積方法。
遮罩組件包含具有相對應於金屬層或有機發光層圖樣的開口的遮罩，以及支撐遮罩的框架。在分割遮罩法中，遮罩被分割為形成皮帶形的複數個個單元遮罩，以及各單元遮罩藉由焊接以單元遮罩於著長度方向伸展的狀態，固定於框架上。分割遮罩法允許良好的選取並容易去修理。
單元遮罩於一方向施加拉力使單元遮罩於拉力方向之長度方向伸長，然而，在橫切拉力方向的方向，也就是寬度方向，會產生收縮，也因此整個遮罩會起皺。隨著單元遮罩寬度的增加，皺紋會變得更加嚴重。
此外，單元遮罩的兩端固定於夾子上以被伸展，在此種情形下，遮罩由金屬薄板製成，使得當單元遮罩能夠承受來自夾子的壓力時，皺紋可在固定於夾子附近之端點形成。產生在端點的皺紋會擴展到開口所在的單元遮罩之中心，從而造成沉積缺陷。
上述揭露的背景資訊只是為了強化對所說明的技術背景資訊的了解，且因此其可能包含不形成對此技術領域中的通常知識者於此國內已知的先前技術之資訊。
本發明之一態樣提供藉由抑制在單元遮罩產生之皺紋來提升薄膜沉積品質的遮罩組件及用於分離遮罩法之遮罩組件的遮罩組件製造方法。
根據實施例，遮罩組件包含：形成開口之框架主體；具有以沿著第一方向被施加拉力的狀態固定於框架主體之兩端點之複數個單元遮罩；安裝於框架主體以及沿著橫切於第一方向之第二方向，於複數個單元遮罩中相鄰的兩單元遮罩間移動，以造成於第二方向的單元遮罩拉伸之端點拉力單元。
一個端點拉力單元可提供於相鄰的兩單元遮罩間。框架主體可形成複數個凹槽以安裝端點拉力單元，以及單元遮罩之端點可於凹槽間固定於框架主體的表面。
端點拉力單元可包含：平行於第二方向地在凹槽底部形成之引導滑軌；結合引導滑軌並沿著第二方向滑動之移動構件；以及結合移動構件並控制移動構件之移動方向與移動量之移動控制器。移動構件之寬度可小於凹槽之寬度，以及移動構件之表面可保持與框件主體之表面同高度。
移動控制器可包含安裝於移動構件之邊牆並包含齒條的齒條結合單元，以及包含與該齒條咬合之小齒輪的傳動軸。移動控制器可包含安裝於凹槽之邊牆的引導結合單元。引導結合單元可沿著第二方向表面接觸齒條結合單元以引導齒條結合單元之移動。
第一方向可沿著單元遮罩的長度方向，以及第二方向可沿著單元遮罩的寬度方向。
根據實施例之遮罩組件的製造方法包含：提供安裝有形成具有延伸部之端點之複數個單元遮罩之框架主體以及複數個端點拉力單元；在第一方向提供執行複數個單元遮罩中之一單元遮罩之拉伸並固定單元遮罩的兩端點於框架主體的表面上；固定延伸部於端點拉力單元之移動構件；為了第二方向上單元遮罩端點之拉伸，沿著橫切於第一方向的第二方向移動移動構件；以及從單元遮罩分離並移除延伸部。
延伸部可成對的提供於單元遮罩的各端點並可沿著第二方向突出於單元遮罩外。框架主體可形成複數個凹槽，端點拉力單元可分別地安裝於複數個凹槽中的每一個，以及複數個凹槽可一個接一個地對應於複數個單元遮罩間的空間。
端點拉力單元可包含：平行於第二方向在凹槽的底部形成之引導滑軌；結合引導滑軌並沿著第二方向滑動之移動構件；以及結合移動構件並控制移動構件之移動方向與移動量之移動控制器。
移動構件之寬度可小於凹槽之寬度，以及移動構件之表面可保持與框件主體之表面同高度。移動控制器可包含安裝於移動構件之邊牆並包含齒條的齒條結合單元，以及包含與齒條咬合之小齒輪的傳動軸。
當移動構件沿著第二方向移動時，移動構件可變得遠離單元遮罩。複數個單元遮罩可包含第一單元遮罩與第二單元遮罩，第一單元遮罩固定於框架主體後，第二單元遮罩可固定於第一單元遮罩旁，以及一個端點拉力單元可依序地固定於第一單元遮罩之延伸部及第二單元遮罩之延伸部。
第一方向可沿著單元遮罩的長度方向，以及第二方向可沿著單元遮罩的寬度方向。
擁有因第一方向之拉力產生的皺紋的單元遮罩會沿著第二方向拉伸，從而有效地移除單元遮罩之皺紋。於是，因皺紋產生的單元遮罩之圖樣開口的形變可被抑制，因此提升薄膜之沉積品質。
100‧‧‧遮罩組件
10、10a、10b‧‧‧單元遮罩
11‧‧‧突出部
12‧‧‧延伸部
15‧‧‧圖樣開口
20‧‧‧框架主體
21‧‧‧開口
22‧‧‧凹槽
23、S31‧‧‧表面
30‧‧‧端點拉力單元
31‧‧‧移動構件
32‧‧‧引導滑軌
33‧‧‧移動控制器
34‧‧‧齒條結合單元
341‧‧‧齒條
342‧‧‧第一水平部分
35‧‧‧傳動軸
351‧‧‧小齒輪
36‧‧‧引導結合單元
361‧‧‧第二水平部分
S10‧‧‧第一步驟
S20‧‧‧第二步驟
S30‧‧‧第三步驟
S40‧‧‧第四步驟
S50‧‧‧第五步驟
對本發明更完整的理解與許多伴隨而來的優點，將會藉由參照隨後配合附帶圖示之詳盡說明變得更加明顯，所附圖示中相似參照符號表示相同或類似的部件，其中：第1圖為根據本發明實施例之遮罩組件的分解透視圖。
第2圖為第1圖中A部分的放大圖。
第3圖為第2圖中所示之端點拉力單元之剖面圖。
第4圖為第2圖中所示之端點拉力單元之部分透視圖。
第5圖為根據本發明實施例之遮罩組件之製作方法的製程流程圖。
第6圖為第5圖所示之第一步驟到第三步驟中遮罩組件的部分透視圖。
第7圖為第5圖所示之第四步驟中遮罩組件的部分透視圖。
第8圖為第5圖所示之第五步驟中遮罩組件的部分透視圖。
本發明將藉參照其中顯示本發明例示性實施例之附隨圖示，在下文中更加完整的說明。如同此技術領域中技術人員所明白的，所述之實施例可用各種方式修改，皆不偏離本發明之精神與範疇。
除非清楚地描述並非如此，否則詞彙「包含(comprise)」及其變體「包含(comprises)」與「包含(comprising)」將被理解為意味著包含所述元件但不排除任何其他元件。此外，需要被理解的是，當一元件例如層、薄膜、區域或基板若被稱為於另一元件「上(on)」，該元件可直接位於另一元件上或也可能出現其他中間元件。在此各處說明中，需要被了解的是詞彙「上」及類似詞彙係廣義的使用且並不必然與重力參考方向相關。
第1圖為根據本發明實施例之遮罩組件的分解透視圖，以及第2圖為第1圖中A部分的放大圖。
參照第1圖與第2圖，根據本發明實施例之遮罩組件100包含複數個單元遮罩10，支撐複數個單元遮罩10之框架主體20，以及提供於框架主體20之複數個端點拉力單元。
各單元遮罩10有預定的長度與預定的寬度，以及有帶狀形狀。在第1圖與第2圖中，單元遮罩10的長度方向以第一方向表示，以及單元遮罩10之寬度方向以第二方向表示。各單元遮罩10被框架主體20支撐，同時兩端點藉由以拉力沿著第一方向施加的狀態焊接固定於框架主體20。
複數個單元遮罩沿著第二方向，被平行地布置於框架主體20上，同時各單元遮罩具有預定距離於其間。各單元遮罩之端點可包含一對突出部11去結合施加拉力給單元遮罩10的夾子(未顯示)。
各單元遮罩10包含複數個圖樣開口15。複數個圖樣開口15沿著第一方向以預定距離於其間地平行地放置。各圖樣開口15係由複數個微小開口組成，以及各微小開口係以與待沉積之薄膜相同之形狀形成。因此，在沉積製程時，沉積材料透過圖樣開口被沉積於基板上以形成擁有期望形狀的薄膜(有機發光層或金屬層等等)。
一個圖樣開口15可相對應於一個平板顯示裝置(例如有機發光二極體(OLED)顯示裝置)。在此例中，相對應於複數個平面顯示器的圖樣可透過使用一個遮罩組件100之單道製程同時地被沉積。也就是說，遮罩組件100對應於一個母基板，以及對應於複數個平面顯示器的圖樣可同時地形成於母基板上。
框架主體20係以其中開口21在其中心部位形成之矩形框架形狀形成。接觸單元遮罩10之框架主體20的兩邊緣平行第二方向，以及其餘兩邊緣平行第一方向。形成於複數個單元遮罩10之圖樣開口15透過框架主體20之開口21暴露。
當被施加拉力之複數個單元遮罩10被固定於框架主體20時，沿著如同單元遮罩之拉力方向的第一方向的壓縮力作用於框架主體20。框架主體20可用擁有高硬度的金屬材料如不鏽鋼製成，以不因壓縮力而形變。
複數個端點拉力單元30安裝於單元遮罩10之端點被固定於其上之框架主體20之兩邊緣，並沿著第二方向以一距離於其間地設置。各端點拉力單元30包含可沿著第二方向以預定空間中移動的移動構件31。
拉力僅沿著第一方向施加於單元遮罩10，使第二方向產生的收縮從而容易導致皺紋。端點拉力單元30暫時地固定於單元遮罩之端點，以及單元遮罩10的端點沿著第二方向延伸從而移除在單元遮罩10產生的皺紋。
細節上，各單元遮罩10包含固定於移動構件31之延伸部12(在第2圖中以虛線標明)，以及在皺紋沿著第二方向之拉力移除後，延伸部12從單元遮罩10移除。藉由使用延伸部12與端點拉力單元30來移除單元遮罩10之皺紋的製程將於後於遮罩組件100的方法中詳細說明。
端點拉力單元30置於各單元遮罩10之兩側(左側與右側)。在此時，相鄰的兩單元遮罩10可依序地固定於一個端點拉力單元30，使一個端點拉力單元30置於相鄰的兩單元遮罩10之間。
因此，複數個端點拉力單元30相對應於複數個單元遮罩10間之空間以及最外側的單元遮罩10外側空間設置。也就是說，當單元遮罩10的數量為n，n+1個端點拉力單元30將被提供於框架主體20之一側。藉由放置一個端點拉力單元30於相鄰的兩單元遮罩10之間，不需要的空間伸展可被最小化以及單元遮罩間的區間可被縮減。
框架主體20形成複數個凹槽22以安裝端點拉力單元30以及藉由於凹槽22未形成的表面23焊接，固定框架主體20與單元遮罩10。
第3圖為第2圖中所示之端點拉力單元之剖面圖，以及第4圖為第2圖中所示之端點拉力單元之部分透視圖。
參照第3圖與第4圖，端點拉力單元30包含形成於凹槽22之引導滑軌32、結合於引導滑軌32之移動構件31、以及控制移動構件31運動之移動控制器33。
引導滑軌32平行於第二方向，於凹槽22底部形成，並以凹槽形或突出形提供。在第3圖中，以凹槽形形成之兩引導滑軌32形成於凹槽22底部，然而引導滑軌32之數量及形狀並不受限於所示之實施例。
移動構件31結合於引導滑軌32並沿著第二方向在凹槽22中滑動。移動構件31可具有引導滑軌32及凸槽之結合結構。移動構件31之寬度小於凹槽22之寬度，使移動構件31在凹槽22中左右移動。此外，移動構件31之表面S31維持在與框架主體20之表面23相同之高度。
移動控制器33結合於移動構件31以控制移動構件31沿第二方向之運動。移動控制器33安裝於移動構件31之邊牆且可包含擁有齒條341之齒條結合單元34以及擁有與齒條341咬合之小齒輪351之傳動軸35。傳動軸35置於凹槽22之一邊牆與移動構件31間且結合外部動力來源(未顯示)以旋轉同時被框架主體20支撐。
參照第3圖，如果傳動軸35以順時針方向旋轉，齒條結合單元34會從凹槽22之邊牆被推出且移動構件31會向右側移動。相對地，如果傳動軸35以反時針方向旋轉，齒條結合單元34會被拉往凹槽22之邊牆且移動構件31會向左側移動。移動構件31之移動量正比於傳動軸35之旋轉量。移動構件31之移動方向與移動量可根據傳動軸35之旋轉方向與旋轉量而精細地控制。
移動控制器33可進一步包含安裝於凹槽22之邊牆的引導結合單元36。引導結合單元36沿著第二方向表面接觸於齒條結合單元34，從而引導齒條結合單元34之移動。舉例來說，齒條結合單元34可包含至少一朝向傳動軸35突出之第一水平部分342，以及引導結合單元36可包含至少一第二水平部分361沿第二方向表面接觸於第一水平部分342。
第一水平部分342及第二水平部分361可分別地成對提供。在此例中，齒條341可形成在至少一第一水平部分342內側。另外，一對第二水平部位361中的一個第二水平部位361於第一水平部分342外側表面接觸第一水平部分342，以及另一第二水平部位361於第一水平部分342內側表面接觸第一水平部分342。
移動控制器33之構造不受限於上述實施例，以及可應用能使移動構件31沿第二方向在凹槽22內側滑動的結構。
接著，將描述遮罩組件100的製作方法。
第5圖為根據本發明實施例之遮罩組件之製作方法的製程流程圖。
參照第5圖，遮罩組件之製作方法包含提供形成其中包含延伸部之複數個單元遮罩於端點之框架主體並安裝複數個端點拉力單元之第一步驟S10；沿第一方向拉伸一個單元遮罩及固定此單元遮罩之兩端點於框架主體之表面之第二步驟S20；以及固定延伸部於端點拉力單元之移動構件之第三步驟S30。
另外，遮罩組件之製作方法包含為了沿第二方向之單元遮罩的拉伸，沿橫切於第一方向之第二方向移動移動構件之第四步驟S40；以及自單元遮罩分離並移除延伸部之第五步驟S50。於第二步驟S20中的拉力製程中皺紋可產生於單元遮罩，以及單元遮罩在該時候產生的皺紋可在第四步驟S40中的拉力製程被移除。
一個單元遮罩透過第二步驟S20到第五步驟S50固定於框架主體，以及其他單元遮罩透過第二步驟S20到第五步驟S50固定於框架主體，相鄰 該單元遮罩。也就是說，當重複第二步驟S20到第五步驟S50在各單元遮罩時，複數個單元遮罩固定於框架主體。
第6圖為第5圖所示之第一步驟到第三步驟中遮罩組件的部分透視圖。
參照第6圖，在第一步驟S10中，單元遮罩10形成一對突出部11及一對延伸部12。該對突出部11沿著第一方向突出於單元遮罩10外側，以及該對延伸部12沿著第二方向突出於單元遮罩10外側。另外，在第一步驟S10中，複數個端點拉力單元30安裝於主體框架20。端點拉力單元30之位置及詳細結構與之前描述相同，因此不會進一步詳細描述。
在第二步驟S20中，一對突出部11結合夾子(未顯示)，以及單元遮罩10自夾子施加之外力沿第一方向被拉伸。沿第一方向被拉伸的單元遮罩10藉由焊接固定於框架主體20之表面23。
在此製程中，單元遮罩10接收僅來自一方向的拉力所以壓縮將會產生在橫切拉力方向的方向，也就是說，第二方向，從而皺紋將會在整個單元遮罩10產生。另外，由於單元遮罩10是由金屬薄膜製成，所以皺紋可能藉由因夾子拉扯所導致的力而產生在突出部11周圍。
在第三步驟S30中，延伸部12藉由焊接固定於端點拉力單元30之移動構件31。在此時，移動構件31於凹槽22中設置最接近於單元遮罩10。也就是說，移動控制器33可決定移動構件31之位置以使在朝向單元遮罩10之凹槽22之邊牆與移動構件31間之距離為最小。
第7圖為第5圖所示之第四步驟中遮罩組件的部分透視圖。
參照第7圖，在第四步驟S40中，移動構件31沿第二方向滑動以引起於第二方向上單元遮罩10之端點之拉力。因此，於第二步驟S20中產生的單元遮罩10之皺紋被移除。
基於第3圖中所示之移動控制器33之構造，為了將移動構件31如第7圖置於單元遮罩之右側，傳動軸35以順時針方向旋轉以將移動構件31往右側移動。相對地，為了將移動構件31置於單元遮罩之左側，傳動軸35以逆時針方向旋轉以將移動構件31往左側移動。
如上述，置於單元遮罩10之左側及右側之兩移動構件31往遠離彼此的方向滑動以引起於第二方向上單元遮罩10之端點之張力。移動構件31之移動方向與移動量可根據傳動軸35之旋轉方向與旋轉量被精細地控制，從而用於移除單元遮罩10之皺紋的拉力可被精細地控制。
第8圖為第5圖所示之第五步驟中遮罩組件的部分透視圖。
參照第8圖，在第五步驟S50中，延伸部12自單元遮罩10a分離並移除。透過第二步驟S20到第五步驟S50，不帶有皺紋的一個單元遮罩10a固定於框架主體20。接著，當第二步驟S20到第五步驟S50重複時，其他單元遮罩10b被提供於該固定之單元遮罩10a旁並固定於框架主體20。
便利起見，第一個固定之單元遮罩稱為第一單元遮罩10a，而隨後固定之單元遮罩稱為第二單元遮罩10b。用來第一單元遮罩10a之拉伸的移動構件31結合於第二單元遮罩10b之延伸部12以用於第二單元遮罩10b之端點之拉伸。
因此，一個端點拉力單元30可置於兩相鄰單元遮罩10a與10b之間。從而，框架主體20中端點拉力單元30所佔據的空間被最小化，以致該單元 遮罩10a與10b間區間之不必要的拉伸可藉由端點拉力單元30而避免。另外，可形成於單一母基板的圖樣數量可藉由提升提供於單一遮罩組件100中之圖樣開口15的數量增加而增加。
如上述，根據本發明例示性實施例之遮罩組件100提供於第二方向上的拉力給因第一方向的拉力而具有皺紋的單元遮罩10，從而有效地移除皺紋。因此，由於皺紋產生的單元遮罩10之圖樣開口15的形變可被抑制，於是提升薄膜之沉積品質。
雖然本發明以結合現行認為係可行之例示性實施例描述，需要被了解的是本發明不受限於所揭露之實施例，反而是意在涵蓋包含於本發明之精神與範疇內之各種修改與等效配置。

Claims (7)

  1. 一種遮罩組件，其包含：一框架主體，形成一開口；複數個單元遮罩，具有以沿著一第一方向被施加拉力的狀態固定於該框架主體兩邊緣之兩端點；以及一端點拉力單元，安裝於該複數單元遮罩被固定於其上之該框架主體之該兩邊緣，以及沿著橫切於該第一方向之一第二方向，於該複數個單元遮罩中相鄰的兩單元遮罩間移動，以造成於該第二方向的該單元遮罩拉伸；其中，一個端點拉力單元被提供於相鄰之兩個單元遮罩組件之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩組件，其中該框架主體提供複數個凹槽去安裝該端點拉力單元，以及該單元遮罩之端點於該複數個凹槽間固定於該框架主體之一表面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之遮罩組件，其中該端點組件包含：一引導軌道，平行於該第二方向地形於該凹槽底部；一移動構件，連結該引導軌道並沿著該第二方向滑動；以及一移動控制器，連結該移動構件並控制該移動構件之移動方向及移動量。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之遮罩組件，其中： 該移動構件之寬度小於該凹槽之寬度；以及該移動構件之一表面維持與該框架主體之該表面同樣之高度。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之遮罩組件，其中該移動控制器包含：一齒條結合單元，安裝於該移動構件之邊牆並包含一齒條；以及一傳動軸，包含與該齒條咬合之一小齒輪。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之遮罩組件，其中：該移動控制器包含安裝於該凹槽之邊牆之一引導結合單元，以及該引導結合單元沿著該第二方向表面接觸該齒條結合單元以引導該齒條結合單元之移動。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之遮罩組件，其中：該第一方向係沿著該單元遮罩之長度方向，以及該第二方向係沿著該單元遮罩之寬度方向。
TW102139321A 2012-11-15 2013-10-30 用於薄膜氣相沉積的遮罩組件 TWI620979B (zh)

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