TW201502295A

TW201502295A - 金屬遮罩

Info

Publication number: TW201502295A
Application number: TW102124560A
Authority: TW
Inventors: Chieh-Hao Hsu; Feng-Yang Hsieh
Original assignee: Briview Corp
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2015-01-16
Also published as: TWI480399B; US9362501B2; CN103572205B; US20150013600A1; CN103572205A

Abstract

本發明係提供一種金屬遮罩，包含遮罩區段及端部區段。遮罩區段具有遮罩本體以及外框部圍繞連接遮罩本體。端部區段係連接遮罩區段之一端。遮罩區段及端部區段至少其一上形成有至少一凹陷部位於遮罩本體之外。凹陷部內之容積總和與遮罩區段及端部區段之體積總和之比值介於0.087至0.667之間。

Description

金屬遮罩

本發明係關於一種金屬遮罩；具體而言，本發明係關於一種具抗拉力設計之金屬遮罩。

由於有機發光二極體顯示器之低耗電、厚度薄及自發光等特性，近年來備受重視。在有機發光二極體顯示器製程中，蒸鍍過程的品質好壞將直接影響有機發光二極體顯示器的良率，其中，金屬遮罩是蒸鍍過程的重要元件之一。圖1為傳統金屬遮罩10上視圖，如圖1所示，傳統金屬遮罩10係為一狹長薄片，在延長方向上具有數個遮罩本體12。在蒸鍍過程中，每一遮罩本體12的位置係對應一個基板。遮罩本體12具有許多細微的孔洞結構，使蒸鍍時能讓液晶分子通過孔洞結構而在基板上形成鍍膜，並形成特定的排列形狀。由此可知，在蒸鍍時保持傳統金屬遮罩10的表面平整及水平放置與有機發光二極體顯示器的良率密切相關。

如圖1所示，進行蒸鍍之前，為了使傳統金屬遮罩10表面平整及保持水平放置，傳統金屬遮罩10兩端受夾具14施予張力(如圖1箭頭方向所示)，薄片狀的傳統金屬遮罩10因拉伸作用而在寬度方向產生壓縮應力。然而，當拉伸力超過臨界值時，寬度方向上的應力過大而使得傳統金屬遮罩10表面出現皺摺。一旦金屬遮罩表面起皺，由於平整度改變，勢必影響液晶分子通過遮罩本體12的路徑，造成蒸鍍品質不良。為了避免上述平整度改變的情形，傳統金屬遮罩的結構仍有待改進。

本發明之目的係在於提供一種金屬遮罩，以減少金屬遮罩在蒸鍍時因拉伸而產生皺摺之情形。

金屬遮罩包含遮罩區段及端部區段。遮罩區段具有遮罩本體以及外框部圍繞連接遮罩本體。端部區段係連接遮罩區段之一端。遮罩區段及端部區段至少其一上形成有至少一凹陷部位於遮罩本體之外。凹陷部內之容積總和與遮罩區段及端部區段之體積總和之比值介於0.087至0.667之間。凹陷部可設置在遮罩區段及端部區段，使金屬遮罩具有不同的厚度，並藉此改變金屬遮罩應力分布，以降低皺摺發生情形，同時使金屬遮罩保持平整以提高生產良率。

100‧‧‧金屬遮罩

102‧‧‧背面

104‧‧‧蒸鍍面

110‧‧‧遮罩區段

112‧‧‧遮罩本體

114‧‧‧外框部

120‧‧‧端部區段

130‧‧‧凹陷部

132‧‧‧遮罩區段凹陷部

134‧‧‧端部區段凹陷部

136‧‧‧穿孔

a‧‧‧延長方向

b‧‧‧寬度方向

圖1為傳統金屬遮罩上視圖；圖2A為本發明金屬遮罩上視圖；圖2B及圖2D為凹陷部之實施例放大剖視圖；圖3為凹陷部體積大小與皺摺程度的關係圖；圖4A至圖4C為凹陷部之不同實施例放大剖視圖；圖5為不同種類凹陷部產生皺摺程度的比較圖；圖6為本發明金屬遮罩之另一實施例上視圖；圖7為本發明金屬遮罩之另一實施例上視圖。

本發明之金屬遮罩係藉由表面上形成凹陷部而使金屬遮罩具有不同的厚度分布，同時使金屬遮罩受張力拉伸時的應力可以降低，因而減少皺摺產生的情形。本發明之金屬遮罩較佳可用於有機發光二極體顯示器的蒸鍍製程

圖2A為本發明金屬遮罩100的上視圖。如圖2A所示，金屬遮罩100包含遮罩區段110及端部區段120。遮罩區段110係指金屬遮罩100的中間區段，包含數個遮罩本體112以及圍繞連接遮罩本體112的外框部114。遮罩本體112係蒸鍍時對應基板的部分。金屬遮罩100可依製程所需而具有複數個遮罩區段110並調整所需遮罩本體112的數量，其中，遮罩本體112沿金屬遮罩100的延長方向a依一定間隔分布，而遮罩本體112的四周則為外框部114。另一方面，端部區段120係指蒸鍍時固定於夾具的部分。如圖2A所示，端部區段120位於金屬遮罩100延長方向a上的最外側，且連接遮罩區段110之一端。

另外，金屬遮罩100位於遮罩本體112之外的表面上形成有凹陷部130。須注意的是，遮罩區段110及端部區段120具有共同之背面102及與背面102相背之蒸鍍面104(請參考圖2B)，故凹陷部130所形成的表面包含背面102及其蒸鍍面104。其中，背面102係指面對基板的一面。凹陷部130的分布方式請參考圖2B。圖2B為凹陷部130沿AA方向的之放大剖視圖。如圖2B所示，凹陷部130較佳形成於背面102及蒸鍍面104，且位於背面102及蒸鍍面104的凹陷部130彼此相對，並具有相同的深度。藉此厚度的改變，可降低金屬遮罩100受拉力時的應力，以降低皺摺發生情形。就比例而言，凹陷部130內之容積與挖空後端部區段120之體積之比值較佳介於0.087至0.667之間，即凹陷部130挖空的體積約佔挖空前端部區段120體積的8%~40%，而端部區段120的體積約佔挖空前端部區段120體積的60%~92%。

另外，在圖2A所示的實施例中，端部區段120的表面沿寬度方向b具有一個端部區段凹陷部134，但並不以此為限，端部區段凹陷部134的數量、形狀及分布位置可視金屬遮罩100的材質及長寬比因應調整。類似地，當端部區段120具有複數個端部區段凹陷部134時，端部區段凹陷部134內之容積總和與端部區段120之體積之比值介於0.087至0.667之間。藉此設計，金屬遮罩100在蒸鍍時可提高其表面平整度，以提高生產良率，同時也延長金屬遮罩100的使用壽命，降低製程成本。

此外，在圖2B的實施例中，凹陷部130具有相同的深度，但不以此為限。圖2C為凹陷部130沿AA方向的之另一放大剖視圖。如圖2C所示，凹陷部130分別形成於背面102及蒸鍍面104，並具有相異深度的弧面。弧面兩側具有與金屬遮罩相同的厚度，藉此可提高金屬遮罩受拉力時於延長方向上具有較佳的力傳遞效果，保持金屬遮罩的結構穩定。圖2D所示之凹陷部130分別形成於背面102及蒸鍍面104，具有不同深度但均為矩形切面。

前面提到，凹陷部挖空的體積較佳約佔挖空前端部區段120體積的8%~40%，請進一步參考圖3的實驗數據。圖3為凹陷部體積大小與皺摺程度的關係圖。圖3所示的曲線代表凹陷部挖空的體積佔挖空前端部區段的不同比例，同理，若凹陷部形成於遮罩區段，則為凹陷部挖空的體積佔挖空前遮罩區段的比例。圖中所呈現的曲線變化則代表金屬遮罩受拉伸作用時，沿寬度方向b上所量測到表面高度z的變化。依照實驗所得以及如圖所示，當凹陷部體積小於8%時，由於挖空的體積不足，消除皺褶的效果不佳。反觀當凹陷部體積大於40%時，挖空的體積過多，造成金屬遮罩的強度不足，並且皺褶的幅度亦明顯增加。然而，當凹陷部體積占21%時，金屬遮罩表面的起伏最少，可保持金屬遮罩的平整度並兼顧結構強度。

除此之外，凹陷部130也可以選擇只形成於背面102及蒸鍍面104其中之一，或是直接以穿孔方式貫穿金屬遮罩100表面。圖4A至圖4C為凹陷部130之不同實施例放大剖視圖。圖4A所示的凹陷部130係形成於蒸鍍面104上；圖4B所示的凹陷部130係形成於背面102上；圖4C所示的凹陷部130則是以複數個穿孔136貫穿背面102及蒸鍍面104。以圖4C的凹陷部130而言，凹陷部130的容積係指全部穿孔136所挖除的空間。舉例而言，當端部區段120具有複數個端部區段凹陷部134時，可選擇部分端部區段凹陷部134採圖4A形成於金屬遮罩100的蒸鍍面104，而部分端部區段凹陷部134採圖4C以穿孔136貫穿背面102及蒸鍍面104。

就前述各種不同的凹陷部而言，當金屬遮罩有複數個凹陷部時，可選擇單一種或是採不同種類搭配組合的方式。圖5為不同種類凹陷部產生皺摺程度的比較圖。曲線1為圖2B所示蒸鍍面及背面皆有凹陷部的結構；曲線2為圖4A所示僅背面具有凹陷部的結構；曲線3為圖4B所示僅蒸鍍面具有凹陷部的結構。圖中所呈現的曲線變化則代表金屬遮罩受拉伸作用時，沿寬度方向b上所量測到表面高度z的變化。如圖5所示，採用圖2B的凹陷部(曲線1)具有較佳的抗皺褶效果，而採用圖4A或圖4B的凹陷部(曲線2、3)亦可發揮改善金屬遮罩表面產生皺褶的效果。由此可知，藉由金屬遮罩厚度的改變，可有效提高表面平整度，而且還可以選擇不同的凹陷部分布方式來消除皺褶。舉例而言，搭配時可在遮罩本體周圍採用如圖2B所示具有抗皺褶效果較佳的凹陷部，而在端部區段則採用如圖4A或圖4B所示的凹陷部。不同凹陷部的組合方式可進一步參考圖6及圖7的實施例。

凹陷部130除了可以形成於端部區段120，也可以形成於遮罩區段110。圖6為本發明金屬遮罩100之另一實施例上視圖。如圖6所示，遮罩區段110係形成為長條形，凹陷部130可形成於遮罩區段110內或形成於遮罩本體112之間。詳言之，位於遮罩區段110內的遮罩區段凹陷部132係形成於外框部114之表面，且沿遮罩區段110之延長方向a延伸並位於遮罩本體112寬度方向b之兩側。位於遮罩本體112之間的遮罩區段凹陷部132係橫切遮罩區段110之延長方向a，沿寬度方向b延伸並位於相鄰的遮罩本體112之間。換言之，位於遮罩本體112之間的遮罩區段凹陷部132之延伸方向與延長方向a互相垂直。遮罩區段凹陷部132剖面如前述圖式所呈現的結構，於此不再贅述。就比例而言，遮罩區段凹陷部132內之容積總合與遮罩區段110之體積總合之比值較佳介於0.087至0.667之間。在其他實施例中，可進一步增加挖空的體積，使遮罩區段凹陷部132內之容積與遮罩區段110之體積之比值介於0.11至0.667之間，藉此降低金屬遮罩100受拉力時的應力以減低不平整的狀況，同時保有結構穩定性。

遮罩區段凹陷部132較佳皆採圖2B所示的結構形成於背面102及蒸鍍面104。另外，形成於遮罩區段110內的遮罩區段凹陷部132與形成於遮罩本體112之間的遮罩區段凹陷部132也可以組合方式選擇不同的厚度變化。舉例而言，組合方式一：遮罩區段110內的遮罩區段凹陷部132選擇圖4A形成於金屬遮罩100的蒸鍍面104，而形成於遮罩本體112之間的遮罩區段凹陷部132則採圖4C以穿孔136貫穿背面102及蒸鍍面104。組合方式二：遮罩區段110內的遮罩區段凹陷部132選擇圖4B形成於金屬遮罩100的背面102，而形成於遮罩本體112之間的遮罩區段凹陷部132則採圖4C以穿孔136貫穿背面102及蒸鍍面104。

圖7為本發明金屬遮罩100之另一實施例上視圖。如圖7所示，凹陷部130可形成於端部區段120、遮罩區段110或遮罩本體112之間。詳言之，位於端部區段120的端部區段凹陷部134係沿寬度方向b形成於金屬遮罩100表面。位於遮罩區段110內的遮罩區段凹陷部132係形成於外框部114之表面，且沿遮罩區段110之延長方向a延伸並位於遮罩本體112之兩側。位於遮罩本體112之間的遮罩區段凹陷部132係橫切遮罩區段110之延長方向a，沿寬度方向b延伸並位於相鄰的遮罩本體112之間。凹陷部130的剖面結構如前所述，於此不再贅述。就比例而言，端部區段120及遮罩區段110的凹陷部130容積總合與端部區段120及遮罩區段110之體積總合之比值較佳介於0.087至0.667之間。

此外，端部區段凹陷部134與遮罩區段凹陷部132較佳皆採圖2B所示的結構形成於背面102及蒸鍍面104。另外，端部區段凹陷部134與遮罩區段凹陷部132也可以組合方式選擇不同的厚度變化。舉例而言，組合方式一：端部區段凹陷部134選擇圖4A形成於金屬遮罩100的蒸鍍面104，而遮罩區段凹陷部132則採圖4C以穿孔136貫穿背面102及蒸鍍面104。組合方式二：端部區段凹陷部134選擇圖4B形成於金屬遮罩100的背面102，而遮罩區段凹陷部132則採圖4C以穿孔136貫穿背面102及蒸鍍面104。藉此設計，金屬遮罩100在蒸鍍時可提高其表面平整度，減少皺摺發生以提高生產良率，同時延長金屬遮罩100的使用壽命，降低製程成本。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。