TW201903174A - 框架一體型遮罩 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種框架一體型遮罩。依據本發明之框架一體型遮罩運用在矽晶圓上的像素形成步驟中,其特徵在於包含有:遮罩,其包含遮罩圖案;及框架,其接合於除了形成有遮罩圖案的區域之外的遮罩區域之至少一部分;遮罩具有對應於矽晶圓的形狀,並與框架一體地連結。

Description

框架一體型遮罩
發明領域 本發明是有關於一種框架一體型遮罩,更詳而言之,有關於一種在矽晶圓上形成像素時使用且框架與遮罩構成一體而防止遮罩之變形,藉此可具體實現高解析度的框架一體型遮罩。
背景技術 最近在薄板製造中進行有關電鑄鍍敷(Electroforming)方法之研究。電鑄鍍敷方法係將陽極體、陰極體浸漬於電解液中,並施加電源而使金屬薄板電附著於陰極體之表面上,因此,是一種可以製造極薄板並期待量產的方法。
另一方面,作為在OLED製造步驟中形成像素之技術,主要是運用FMM(精密金屬遮罩,Fine Metal Mask)法,其係使薄膜之金屬遮罩(陰影遮罩,Shadow Mask)與基板密接,並將有機物蒸鍍於所期望位置。
既有的OLED製造步驟是在製造完遮罩薄膜後,使遮罩焊接固定在OLED像素蒸鍍框架而使用,但是卻有在固定之過程中無法良好地進行大面積遮罩之排列的問題。又,於焊接固定在框架之過程中,由於遮罩膜之厚度過薄且屬於大面積,因此,會有遮罩因負載而下垂或扭曲的問題。
於超高畫質的OLED製造步驟中,數μm之微細排列之誤差亦可牽涉到像素蒸鍍的失敗,因此,實際情況是必須開發能防止遮罩下垂或扭曲等變形且使排列明確化的技術等。
另一方面,最近受到矚目的是應用在VR(虛擬實境,virtual reality)機器的微顯示器(micro display)。為了在VR機器中將影像呈現在使用者眼前,微顯示器雖然具有比既有顯示器更小的畫面尺寸,但卻必須在微小的畫面內具體實現高畫質。故,實際情況是必須構成尺寸比運用在既有超高畫質OLED製造步驟中的遮罩更小的遮罩圖案,以及在像素蒸鍍步驟前遮罩更微細之排列。
發明概要 發明欲解決之課題 本發明是用以解決如前述習知技術的各種問題所研究而成,其目的在提供一種可具體實現微顯示器之超高畫質像素的框架一體型遮罩。
又,本發明之目的在提供一種可使遮罩之排列明確化而提升像素蒸鍍之穩定性的框架一體型遮罩。
用以解決課題之手段 本發明之前述目的可藉由下述框架一體型遮罩來達成:一種框架一體型遮罩,其運用在矽晶圓上的像素形成步驟中,又,包含有:遮罩,其包含遮罩圖案;及框架,其接合於除了形成有遮罩圖案的區域之外的遮罩區域之至少一部分;遮罩具有對應於矽晶圓的形狀,並與框架一體地連結。
遮罩之形狀可為圓形。
框架可包含有:連結框架,其與遮罩連結;及支持框架,其與連結框架之下部一體地連結,並支持遮罩及連結框架。
連結框架可為圓形之環狀。
沿著遮罩之外周方向,附著於連結框架的遮罩之寬度呈固定。
遮罩可於自遮罩之外周朝框架方向施加拉伸力的狀態下與框架一體地連結。
遮罩及框架可為不變鋼(Invar)或超恆範鋼(Super Invar)材。
框架一體型遮罩可運用作為OLED像素蒸鍍的FMM,且遮罩附著於蒸鍍像素的矽晶圓基板,框架固設於OLED像素蒸鍍裝置之內部。
遮罩圖案之解析度至少高於2000PPI(每英寸像素,pixel per inch)。
遮罩圖案之寬度自上部朝下部逐漸變寬。
發明效果 若藉由依前述而構成的本發明,則可具體實現微顯示器之超高畫質像素。
又,若藉由本發明,則可使遮罩之排列明確化而提升像素蒸鍍之穩定性。
用以實施發明之形態 後述本發明之詳細說明乃參照以圖式來例示可實施本發明之特定實施形態之附圖。為了讓該發明所屬技術領域中具有通常知識者可充分地實施本發明,詳細說明該等實施形態。應理解本發明之各種實施形態雖互為不同,但無須相互排他。舉例言之,在此所記載的特定形狀、構造及特性與一實施形態有關,可於未脫離本發明精神及範圍下作成其他實施形態具體實現。又,應理解各自所揭示實施形態內的個別構成要素之位置或配置,可於未脫離本發明精神及範圍下加以變更。故,後述詳細說明並非採取限定之意,只要能適切地說明,本發明之範圍係與和該請求項主張者均等的所有範圍一同僅受限於添附之請求項。圖式中類似的參照符號是在各種方面具有相同或類似之機能,長度、面積及厚度等與其形態方便上有時亦會誇張表現。
以下,為了讓該發明所屬技術領域中具有通常知識者可輕易地實施本發明,參照附圖詳細說明有關本發明之較佳實施形態。
圖1是顯示使用習知FMM100的OLED像素蒸鍍裝置200之示意圖。
參照圖1,一般而言,OLED像素蒸鍍裝置200包含有:磁板300,其收納磁鐵310,並配設有冷卻水管線350;及蒸鍍源供給部500,其自磁板300之下部供給有機物源600。
於磁板300與蒸鍍源供給部500之間,可夾雜蒸鍍有機物源600的玻璃等對象基板900。依像素別蒸鍍有機物源600的FMM100與對象基板900密接,或是配置成非常靠近。磁鐵310會產生磁場,藉由磁場所致引力,FMM100可與對象基板900密接。
FMM100與對象基板900密接前必須對準(alignment)。一個遮罩或複數個遮罩可與框架800結合。框架800固設於OLED像素蒸鍍裝置200內,遮罩可經由另外的附著、焊接步驟與框架800結合。
蒸鍍源供給部500往返左右路徑,並供給有機物源600,自蒸鍍源供給部500供給的有機物源600可通過業已形成於FMM遮罩100的圖案(PP),蒸鍍於對象基板900之一側。通過FMM遮罩100之圖案所蒸鍍的有機物源600具有作為OLED之像素700的作用。
為了防止陰影效應(Shadow Effect)所致像素700之不均勻蒸鍍,FMM遮罩100之圖案(PP)可傾斜形成(S)(或形成為錐狀(S))。沿著傾斜面朝對角線方向通過圖案(PP)的有機物源600亦可有助於像素700之形成,因此,像素700可全體以均勻之厚度蒸鍍。
於圖1中,FMM100是以棒型(Stick-Type)或板型(Plate-Type)之形式製造,且可對大面積之對象基板900進行像素蒸鍍步驟。不過,最近應用在VR機器的微顯示器可對非大面積對象基板900的矽晶圓進行像素蒸鍍步驟。微顯示器由於畫面位於使用者眼前,因此,相較於大面積之尺寸具有小到大約1~2英寸尺寸左右的畫面。又,由於位在靠近使用者眼前,因此,必須具體實現更高的解析度。
故,本發明之目的在提供一種框架一體型遮罩,該框架一體型遮罩與其說是在對象為大面積對象基板900的像素形成步驟中使用,不如說是在200mm、300mm、450mm級的矽晶圓上進行像素形成步驟,並且能以超高畫質形成像素。
舉例言之,目前在QHD畫質之情形時為500~600PPI,且像素尺寸到達大約30~50μm,於4K UHD、8K UHD高畫質之情形時則具有比其更高~860PPI、~1600PPI等的解析度。直接應用在VR機器的微顯示器或是***VR機器中來運用的微顯示器以大約2,000PPI以上級的超高畫質作為目標,且像素尺寸到達大約5~10μm左右。於矽晶圓之情形時,活用開發自半導體步驟的技術,相較於玻璃基板可進行微細且精密的步驟,因此,可採用作為高解析度微顯示器之基板。又,本發明之特徵在於:一種框架一體型遮罩,其於此種矽晶圓上形成像素。
圖2是顯示依據本發明一實施形態的框架一體型遮罩10之示意圖。圖3是顯示依據本發明一實施形態的遮罩圖案(DP、PP)之示意圖,且圖3(a)為圖2之遮罩20局部之平面圖,圖3(b)為圖3(a)之B-B’放大側截面圖。圖4為圖2之A-A’側截面圖。
本發明是將矽晶圓作為對象基板900(參照圖6及圖7)而進行像素蒸鍍步驟,因此,特徵在於遮罩20具有對應於矽晶圓的形狀。應明白遮罩20之形狀對應於矽晶圓的意思是遮罩20具有與矽晶圓相同尺寸的形狀,或者甚至包含尺寸雖與矽晶圓不同,但卻具有相同形狀且構成同軸的狀態。又,具有對應於矽晶圓的形狀之遮罩20特徵在於與框架30一體地連結,且使遮罩排列明確化。
參照圖2,框架一體型遮罩10包含有遮罩20及框架30,遮罩20可附著於框架30之局部表面。於遮罩20中,將未附著於框架30而形成有遮罩圖案(DP、PP)的部分以遮罩本體部20a來表示,將局部附著於框架30的部分以遮罩支持部20b來表示。遮罩本體部20a與遮罩支持部20b雖然依照形成位置的不同而將名稱與符號記載為不同,但遮罩本體部20a與遮罩支持部20b並非分離的區域,而是具有相同材質且一體連結的構造。換言之,遮罩本體部20a與遮罩支持部20b是在形成遮罩20的電鑄鍍敷步驟中電附著鍍敷而同時形成的鍍敷膜或遮罩20(20a、20b)的各部分。於以下說明中,遮罩本體部20a、遮罩支持部20b會與鍍敷膜或遮罩20(20a、20b)混用來運用。
遮罩20宜為不變鋼或超恆範鋼材,為了對應於圓形的矽晶圓而可為圓形。遮罩20可具有與200mm、300mm、450mm等的矽晶圓相應的尺寸。
習知遮罩為了對應於大面積基板而具有四角、多角形等形態。又,為了對應於該遮罩,框架亦具有四角、多角形等形態。由於遮罩包含有角狀之邊緣,因此,會有產生應力(stress)集中在邊緣的問題之虞。若應力集中,則其他力僅作用於遮罩之一部分,因此,遮罩會扭曲或應變,此牽涉到像素排列的失敗。特別是在2,000PPI以上的超高畫質中,必須避免應力集中在遮罩的邊緣。
故,本發明之遮罩20之特徵在於:藉由具有圓形而不含邊緣。由於不具邊緣,因此,可解決其他力作用於遮罩20之特定部分的問題,且應力沿著圓形的框體均勻地分散。藉此,遮罩20不會扭曲或應變,有助於使像素排列明確化,並具有可具體實現2,000PPI以上的遮罩圖案(PP)之優點。本發明使熱膨脹係數低的圓形矽晶圓與應力沿著框體均勻分散的圓形遮罩20相對應而進行像素蒸鍍步驟,藉此,可蒸鍍到達大約5~10μm左右的像素。
參照圖3(a),於遮罩本體部20a可形成複數個顯示器圖案(DP)。顯示器圖案(DP)為對應於一個微顯示器的圖案,且對角線之長度可為大約1~2英寸左右。若將顯示器圖案(DP)放大,則可確認對應於R、G、B的複數個像素圖案(PP)。像素圖案(PP)可具有側部傾斜之形狀、錐(Taper)狀或圖案寬度自上部朝下部逐漸變寬的形狀。各種像素圖案(PP)群聚而構成一個顯示器圖案(DP),複數個顯示器圖案(DP)可形成於遮罩20。
即,於本說明書中,顯示器圖案(DP)並非表示一個圖案的概念,應理解成對應於一個顯示器的複數個像素圖案(PP)群聚的概念。以下,將像素圖案(PP)與遮罩圖案(PP)混用。
遮罩圖案(PP)具有大致呈錐狀,圖案寬度可形成為數~數十μm之尺寸,較為理想的是大約5~10μm之尺寸(2,000PPI以上的解析度)。遮罩圖案(PP)可經由透過PR的圖案成形(參照圖5)、雷射加工等而形成,惟不限於此。遮罩圖案(PP)與圖3中前述像素圖案(PP)/顯示器圖案(DP)之構造相同。
框架30可接合於遮罩20或鍍敷膜20之至少一部分。更詳而言之,屬於除了遮罩本體部20a之區域之外的剩餘區域之遮罩支持部20b可接合於框架30,而該遮罩本體部20a之區域為遮罩20中形成有遮罩圖案(PP)的區域。
為了能將遮罩20繃緊支持而不會下垂或扭曲,框架30宜具有包圍遮罩20之框體的形狀。
進一步說明,框架30可包含有:連結框架31,其與遮罩20連結;及支持框架35,其於連結框架31之下部與連結框架31一體地連結,並支持遮罩20及連結框架31。
其中,連結框架31雖然對應於遮罩20之形狀,但為了與遮罩20之框體(遮罩支持部20b)連結而宜為圓形,且為了不覆蓋遮罩本體部20a之遮罩圖案(PP),連結框架31宜具有空心狀、環狀。即,連結框架31可具有圓形之環狀。另一方面,支持框架35若為於連結框架31之下部一體連結的形狀,則可於圓形之環狀、四角之環狀等中央部空心的範圍內具有各種形狀。於本發明中,假想並圖示四角環狀的支持框架35。
參照圖2及圖4,沿著遮罩20之外周方向,附著於連結框架31的遮罩20(遮罩支持部20b)之寬度(W)呈固定。即,圓形遮罩20之框體(遮罩支持部20b)的所有部分與連結框架31之附著面積呈固定。於遮罩20之框體的所有部分與連結框架31附著的面積構成固定,因此,具有應力均勻分散之效果,藉由將遮罩20形成為圓形,可進一步地提升應力均勻分散之效果。
另一方面,遮罩20可於自遮罩20之外周(遮罩支持部20b)朝框架方向施加拉伸力(F)的狀態下與框架30(連結框架31)一體地連結。框架方向可對應與遮罩20之外周切線垂直的方向或放射(radial)方向。此種拉伸力(F)可藉由下述來引發:遮罩20一體地電附著於框架30上的電鑄鍍敷步驟條件,以及在高於常溫的溫度下電附著後,於常溫下因溫度下降所致溫度差而導致的遮罩20之收縮。由於拉伸力(F)自遮罩20之外周朝放射方向施加,因此,可防止應力集中在遮罩20外周之特定部分,且使遮罩20與框架30在具有彈力的狀態下連結,有助於遮罩圖案(PP)排列之保持。
又,本發明之框架一體型遮罩10由於遮罩20與框架30一體地連結,因此,單單藉由僅將框架30朝OLED像素蒸鍍裝置200移動、設置的過程,便完成遮罩20之排列。
圖5及圖6是顯示製造依據本發明一實施形態的框架一體型遮罩之過程之示意圖。
參照圖5(a),為了進行電鑄鍍敷,準備導電性基材41。含有導電性基材41的母板(mother plate)40於電鑄鍍敷中運用作為陰極體(cathode)。為了能將圓形遮罩20進行電鑄鍍敷,導電性基材41亦宜為對應於其之圓形,惟不限於此。導電性基材41即便為非圓形之多角形,亦可在將遮罩20黏貼於框架30後(參照圖6(a))雷射修整(laser trimming)成圓形(參照圖6(e))。
作為導電性材質,於金屬之情形時,有時亦會於表面生成金屬氧化物,且於金屬製造過程中流入雜質,於多晶矽基材之情形時,則存在有夾雜物或晶界(Grain Boundary),於導電性高分子基材之情形時,含有雜質的可能性高,強度、耐酸性等脆弱。將像是金屬氧化物、雜質、夾雜物、晶界般妨礙母板40之表面均勻地形成電場的要素稱作「缺陷」(Defect)。由於缺陷(Defect),前述材質之陰極體無法施加均勻之電場,鍍敷膜20之一部分可能不均勻地形成。又,於多晶基板素材之情形時,藉由用以減少電鑄鍍敷膜之熱膨脹係數的熱處理步驟,因晶粒間不均勻之特性,形成於遮罩的圖案之位置改變,此有牽涉到像素蒸鍍位置之變更的問題。
在具體實現UHD級以上的超高畫質像素時,鍍敷膜20及鍍敷膜圖案(PP)之不均勻可能會對像素之形成帶來不良影響。FMM、陰影遮罩之圖案寬度可能形成為數~數十μm之尺寸,較為理想的是大約5~10μm之尺寸(2,000PPI以上的解析度),因此,即便連數μm尺寸之缺陷,亦為在遮罩之圖案尺寸中佔據大幅比重之尺寸。
又,為了除去在前述材質之陰極體之缺陷,進行用以除去金屬氧化物、雜質等的追加步驟,於該過程中蝕刻陰極體材料等,有時亦會進一步地引發其他缺陷。
故,本發明可使用單晶矽材質之基材41。為了具有導電性,基材41會進行1019 以上的高濃度摻雜。摻雜可於基材41之全體進行,亦可僅於基材41之表面部分進行。
於業經摻雜的單晶矽之情形時,由於沒有缺陷,因此,具有電鑄鍍敷時可於表面全部形成均勻之電場而生成無表面缺陷且表面狀態均勻的鍍敷膜20(或遮罩20)之優點。均勻的遮罩20可進一步地改善OLED像素之畫質水平。又,由於無須進行除去、消除缺陷之追加步驟,因此,可削減步驟成本,並具有生產性提升之優點。
又,藉由使用矽材質之基材41,具有能視需要僅在將基材41之表面氧化(Oxidation)、氮化(Nitridation)的過程中形成絕緣部45之優點。絕緣部45具有防止鍍敷膜20之電附著的作用,可形成鍍敷膜20之圖案(PP)。
其次,參照圖5(b),於基材41之至少一面上可形成絕緣部45。絕緣部45形成為具有圖案,且可藉由錐狀或倒錐狀之凹版印刷圖案46而具有圖案。絕緣部45是(藉由凸版印刷)形成為於基材41之一面上突出的部分,為了防止鍍敷膜20之生成,可具有絕緣特性。藉此,絕緣部45可藉由光阻材料、氧化矽、氮化矽中任一者之材質來形成。絕緣部45亦可藉由蒸鍍等方法於基材41上形成氧化矽、氮化矽,並以基材41為基底而使用熱氧化(Thermal Oxidation)、熱氮化(Thermal Nitiridation)方法。亦可使用印刷法等而形成光阻材料。使用光阻材料而形成圖案時,可使用多重曝光方法、每個區域使曝光強度不同的方法等。絕緣部45可以比後述鍍敷膜20更厚而具有大約5μm~20μm之厚度。藉此,可製造母板40。
於後述電鑄鍍敷過程中自基材41露出之表面形成鍍敷膜20,在配置有絕緣部45的區域則防止鍍敷膜20之生成而可形成圖案(PP)。母板40在鍍敷膜20的生成過程中連圖案皆可形成,因此,與模、陰極體合併記載來運用。
其次,參照圖5(c),準備與母板40(或陰極體40)相對向的陽極體(未圖示)。陽極體(未圖示)浸漬於鍍敷液(未圖示)中,母板40則是全部或一部分浸漬於鍍敷液(未圖示)中。藉由於母板40(或陰極體40)與相對向的陽極體間所形成電場,可於母板40之表面電附著、生成鍍敷膜20(20a、20b)。不過,僅於導電性基材41露出之表面(46)生成鍍敷膜20,於絕緣部45之表面則未生成鍍敷膜20,因此,可於鍍敷膜20上形成圖案(PP)(參照圖3(b))。
鍍敷液為電解液,可成為構成遮罩本體部20a及遮罩支持部20b的鍍敷膜20之材料。作為一實施形態,當製造屬於鐵鎳合金的不變鋼薄板作為鍍敷膜20時,可使用含有Ni離子之溶液及含有Fe離子之溶液的混合液作為鍍敷液。作為其他實施形態,當製造屬於鐵鎳鈷合金的超恆範鋼薄板作為鍍敷膜20時,亦可使用含有Ni離子之溶液、含有Fe離子之溶液及含有Co離子之溶液的混合液作為鍍敷液。不變鋼薄板、超恆範鋼薄板於OLED之製造中運用作為FMM、陰影遮罩(Shadow Mask)。又,不變鋼薄板之熱膨脹係數大約1.0×10-6 /℃,超恆範鋼薄板之熱膨脹係數大約1.0×10-7 /℃而非常低,因此,遮罩之圖案形狀因熱能而變形之虞小,主要運用在高解析度OLED製造中。除此之外,亦可無限制地使用相對於所期望鍍敷膜20的鍍敷液,於本說明書中,假想製造不變鋼薄板作為主要例子來說明。
由於一邊自基材41之表面電附著鍍敷膜20一邊增厚,因此,宜將鍍敷膜20形成至超過絕緣部45之上端之前。即,相較於絕緣部45之厚度,鍍敷膜20之厚度更小。由於鍍敷膜20填滿、電附著於絕緣部45之圖案空間,因此,可生成為具有與絕緣部45之圖案逆相的錐狀。
由於絕緣部45具有絕緣特性,因此,於絕緣部45與陽極體間並未形成電場,或是僅形成不易進行鍍敷之程度的微弱電場。故,母板40上對應於未生成鍍敷膜20之絕緣部45的部分會構成鍍敷膜20之圖案、孔穴(Hole)等。換言之,業已圖案化46的絕緣部45分別可形成對應於遮罩本體部20a之R、G、B的遮罩圖案(PP)。遮罩圖案(PP)之側截面形狀可形成為傾斜成大致呈錐狀,傾斜角度可為大約45°~65°。
另一方面,在形成鍍敷膜20後,可對鍍敷膜20進行熱處理。熱處理可於300℃~800℃之溫度下進行。一般而言,相較於藉由壓延所生成不變鋼薄板,藉由電鑄鍍敷所生成不變鋼薄板的熱膨脹係數高。依此,藉由對不變鋼薄板進行熱處理,可降低熱膨脹係數,然而,於該熱處理過程中不變鋼薄板可能會產生若干變形。故,若於母板40(或基材41)與遮罩20接著的狀態下進行熱處理,則形成於母板40之絕緣部45所佔空間部分的遮罩圖案(PP)之形態可保持一定,具有可防止熱處理所致微細變形之優點。又,自鍍敷膜20分離母板40(或基材41)後,即使對具有遮罩圖案(PP)的遮罩20進行熱處理,亦具有降低不變鋼薄板之熱膨脹係數的效果。
故,藉由進一步地降低遮罩100之熱膨脹係數,可防止微米(μm)尺度的圖案(PP)之變形,具有能製造可蒸鍍超高畫質OLED像素的遮罩20之優點。
其次,參照圖6(a),將母板40(或陰極體40)舉起至鍍敷液(未圖示)外。又,將圖5(c)之構造物翻轉而配置於框架30之上部。反之,亦可將框架30翻轉而配置於圖5(c)之構造物。框架30(連結框架31)可具有包圍鍍敷膜20的形狀。
於鍍敷膜20接觸的框架30(連結框架31)之上部可形成接著部50。接著部50之接著劑可使用環氧樹脂系接著劑等。藉由接著部50,鍍敷膜20之框體中至少一部分可接著固定於框架30(連結框架31)之上部。
其次,參照圖6(b),可除去絕緣部45。僅除去光阻材料、氧化矽、氮化矽等絕緣部45且不會對剩餘構造帶來影響的公知技術可以無限制地使用。另一方面,當絕緣部由氧化矽、氮化矽構成時,亦可省略除去該等的階段,並直接進行下述圖6(c)之步驟。於導電性基板41一體化而形成的氧化矽、氮化矽可經由圖6(c)之基板41分離步驟同時分離/除去。
其次,參照圖6(c),可將導電性基板41自鍍敷膜20分離。導電性基板41可朝遮罩20及框架30之上部方向分離。若導電性基板41被分離,則會顯現透過接著部50接著於框架30的遮罩20之形態。
另一方面,在進行至圖6(c)階段之構造體之情形時,為了接著遮罩20與框架30,接著部50必須殘存。接著部50之接著劑雖有臨時固定遮罩20的效果,但接著劑與不變鋼遮罩20之熱膨脹係數不同,會產生在像素形成步驟中因溫度變化而接著劑扭曲遮罩20的問題。又,接著劑與步驟氣體反應所生成的汙染物質會對OLED之像素帶來不良影響,接著劑本身所含有機溶劑等的逸出氣體會汙染像素步驟室,或可作為雜質而蒸鍍於OLED像素引發不良影響。又,藉由逐漸地除去接著劑,產生遮罩20自框架30脫離的問題。藉此,雖然必須洗淨接著部50,但接著部50與遮罩支持部20b接著,於外部不易洗淨接著部50,在勉強洗淨接著部50時,亦存在有遮罩20發生變形的可能性。又,在洗淨接著部50而全部除去時,會採取用以使遮罩20與框架30一體接著的其他方案。
故,本發明進行如圖6(d)至圖6(f)之步驟,不會對遮罩20帶來影響,可以僅將接著部50完全除去。又,可提供一種框架一體型遮罩10,其代替接著部50而使焊接部20c介於遮罩20與框架30間,並一體地接著遮罩20與框架30。
參照圖6(d),使用框體部分的鍍敷膜20b而可於鍍敷膜20b與框架30間進行雷射焊接(LW)。若於框體部分的遮罩支持部20b之上部照射雷射,則遮罩支持部20b之一部分熔融而可生成焊接部20c。具體而言,雷射必須照射在比形成有接著部50的區域更內側的區域。由於在以後步驟中必須自框架30之外側(或鍍敷膜20之外側面)滲透洗淨液而除去接著部50,因此,焊接部20c必須生成於比接著部50更內側。又,若形成靠近框架30邊緣側的焊接部20c,則能以最大限度減少鍍敷膜20與框架30間的浮起空間,並提高密接性。焊接部20c生成為線(line)或點(spot)狀,並具有與鍍敷膜20b相同的材質,可構成一體連結鍍敷膜20b與框架30的中介體。另一方面,為了方便說明,圖6中顯示焊接部20c具有些許厚度,但實際上焊接部20c之厚度小到可以忽視,不會對鍍敷膜20b之厚度帶來影響是清楚明白的。
於圖6(a)之階段中鍍敷膜20接著於接著部50時,鍍敷膜20可於朝框架30方向或外側方向承受拉伸力的狀態下接著。藉此,將繃緊而朝框架30側拉伸的遮罩20臨時接著於框架30。若於該狀態下進行如圖6(d)之雷射焊接(LW),則遮罩20可於朝外側承受拉伸力的狀態下焊接於框架30(連結框架31)之上部。故,即便於以後步驟中除去接著部50,亦可朝外側方向施加拉伸力,並保持繃緊而朝框架30側拉伸的狀態。
其次,參照圖6(e),在對應於接著部50的鍍敷膜20之區域邊界照射雷射(L)而可於鍍敷膜20b與剝離膜20d間形成分離線。即,藉由在鍍敷膜20b到剝離膜20d的邊界照射雷射(L)而進行雷射修整,可將剝離膜20d自鍍敷膜20分離。然而,剝離膜20d並非是直接取下,而是保持與接著部50接著的狀態。
其次,參照圖5(f),可洗淨(C)接著部50。依照接著劑的不同,可以無限制地使用公知洗淨物質,洗淨液自鍍敷膜20之側面滲透而可洗淨(C)接著部50。藉此,可完全除去接著部50。
接著,將業已自鍍敷膜20分離的剝離膜20d剝離(P)。剝離膜20d並非是除去接著部50而與框架30接著的狀態,而是與鍍敷膜20分離,因此,可直接取下。
其次,參照圖6(g),完成遮罩20與框架30一體形成的框架一體型遮罩10。本發明之框架一體型遮罩10並無接著部50,且為了除去接著部50,僅除去鍍敷膜20之框體20b之一部分(剝離膜20d),因此,對於有助於像素步驟的鍍敷膜20完全無影響。
圖7及圖8是顯示製造依據本發明其他實施形態的框架一體型遮罩之過程之示意圖。
圖7(a)至圖7(c)與圖5(a)至圖5(c)相同,因此,省略具體之說明。
其次,參照圖7(d),將母板40(或陰極體40)舉起至鍍敷液(未圖示)外。又,可形成第2絕緣部47。第2絕緣部47宜具有與第1絕緣部45相同的材質。第2絕緣部47可形成於第1鍍敷膜20’之框體區域48除外的剩餘區域上。即,第2絕緣部47可覆蓋第1絕緣部45與第1鍍敷膜20’全部,並覆蓋第1鍍敷膜框體20b之一部分。第1鍍敷膜20’之框體區域48可露出。
其次,參照圖8(a),將圖7(d)之構造物翻轉而配置於框架30之上部。反之,亦可將框架30翻轉而配置於圖7(d)之構造物。框架30可具有包圍第1鍍敷膜20’的形狀。較為理想的是框架30可具有對應於第1鍍敷膜20’之露出部分49除外的剩餘框體區域48之形狀。
於第1鍍敷膜20’接觸的框架30(連結框架31)之上部可形成接著部50。接著部50之接著劑可使用環氧樹脂系接著劑等。藉由接著部50,第1鍍敷膜20’之框體可接著固定於框架30(連結框架31)之上部。與接著部50接著的第1鍍敷膜20’之框體部分以後會除去,因此,稱作剝離膜20d(參照圖8(e))。又,應明白為了方便說明,接著部50與剝離膜20d的寬度會稍微誇張來顯示。接著部50只要是在形成第2鍍敷膜20c前將第1鍍敷膜20’臨時接著固定於框架30程度的範圍內塗佈即屬充分。
其次,參照圖8(b),進行電鑄鍍敷而可電附著第2鍍敷膜20c。第2鍍敷膜20c可電附著於在第2絕緣部47與接著部50間露出的第1鍍敷膜20’之表面49及框架30之內側面上。由於一邊自第1鍍敷膜20’露出之表面49電附著第2鍍敷膜20c一邊增厚,因此,宜將第2鍍敷膜20c形成至超過第2絕緣部47之上端之前。即,相較於第2絕緣部47之厚度,第2鍍敷膜20c之厚度更小。第2鍍敷膜20c可一邊電附著於第1鍍敷膜20’露出之表面49及框架30之內側面上,一邊構成一體連結第1鍍敷膜20’與框架30的中介體。此時,第2鍍敷膜20c一體地連結、電附著於第1鍍敷膜20’之框體20b,因此,具有朝框架30方向(框架30之內側方向)或外側方向施加拉伸力之狀態,且可支持第1鍍敷膜20’。藉此,無須另外進行拉伸遮罩並排列的過程,可使繃緊而朝框架30側拉伸的遮罩20與框架30一體地形成。
另一方面,在形成第1鍍敷膜20a、20b及第2鍍敷膜20c後,可對第1鍍敷膜20a、20b及第2鍍敷膜20c進行熱處理。
其次,參照圖8(c),可除去第1絕緣部45及第2絕緣部47。僅除去光阻材料、氧化矽、氮化矽等第1絕緣部45及第2絕緣部47且不會對剩餘構造帶來影響的公知技術可以無限制地使用。另一方面,當絕緣部由氧化矽、氮化矽構成時,亦可省略除去該等的階段,並直接進行下述圖8(d)之步驟。於導電性基板41一體化而形成的氧化矽、氮化矽可經由圖8(d)之基板分離步驟同時分離/除去。
其次,參照圖8(d),可將導電性基板41自第1鍍敷膜20’分離。導電性基板41可朝遮罩20及框架30之上部方向分離。若導電性基板41被分離,則會顯現遮罩20與支持遮罩20的框架30一體地形成之形態。
另一方面,在進行至圖8(d)階段之框架一體型遮罩10上殘存有接著部50。接著部50的效果及問題點與圖6中前述者相同。故,本發明進行如圖8(e)及圖8(f)之步驟,不會對鍍敷膜20帶來影響,可以僅將接著部50完全除去。
參照圖8(e),在對應於接著部50的第1鍍敷膜20’之區域邊界照射雷射(L)而可於第1鍍敷膜20’與剝離膜20d間形成分離線。即,藉由在第1鍍敷膜20’到剝離膜20d的邊界照射雷射(L)而進行雷射修整,可將剝離膜20d自第1鍍敷膜20’分離。然而,剝離膜20d並非是直接取下,而是保持與接著部50接著的狀態。
其次,參照圖8(f),可洗淨(C)接著部50。依照接著劑的不同,可以無限制地使用公知洗淨物質,洗淨液自鍍敷膜20之側面滲透而可洗淨(C)接著部50。藉此,可完全除去接著部50。
接著,將業已自第1鍍敷膜20’分離的剝離膜20d剝離(P)。剝離膜20d並非是除去接著部50而與框架30接著的狀態,而是與第1鍍敷膜20’分離,因此,可直接取下。
其次,參照圖8(g),完成遮罩20與框架30一體形成的框架一體型遮罩10。本發明之框架一體型遮罩10並無接著部50,且為了除去接著部50,僅除去第1鍍敷膜20’之框體20b之一部分(剝離膜20d),因此,對於有助於像素步驟的第1鍍敷膜20a、20b及第2鍍敷膜20c完全無影響。
框架30亦為了確保剛性,且使熱膨脹係數與遮罩20類似,宜採用具有導電性的不變鋼、超恆範鋼、SUS、Ti等金屬材質,更為理想的是採用與遮罩20相同的不變鋼、超恆範鋼材。又,為了防止在OLED像素蒸鍍步驟中因熱所致框架30之變形,宜採用熱變形率少的材質。
圖9是顯示應用圖2之框架一體型遮罩的OLED像素蒸鍍裝置之示意圖。
參照圖9,使框架一體型遮罩10與屬於矽晶圓的對象基板900密接,單單藉由僅將框架30部分固定於OLED像素蒸鍍裝置200之內部,便完成遮罩10之排列。圓形的遮罩20與連結框架31一體地連結,其框體繃緊而受到支持,於框體全體應力均勻地分散,因此,可防止因負載而下垂或扭曲等變形。藉此,可使像素蒸鍍所必須的遮罩10之排列明確化。
圖10是顯示將依據本發明其他實施形態的框架一體型遮罩應用在OLED像素蒸鍍裝置之狀態之示意圖。
參照圖10,框架一體型遮罩10’可包含有圓形的遮罩20;以及與遮罩一體連結的框架30。此點與圖2之框架一體型遮罩10相同。差異點為框架一體型遮罩10’的支持框架35並非如框架30(參照圖3及圖9)般直接固設於OLED像素蒸鍍裝置200之內部,而是***固設於OLED像素蒸鍍裝置200內部的框架800之陷落部801的構造。
於支持框架35上更形成***陷落部801的突出部37,可將所製造框架一體型遮罩10’***固設於OLED像素蒸鍍裝置200內部的框架800之陷落部801。陷落部801可形成於複數個框架一體型遮罩10’,並形成為對應於支持框架35或突出部37的形態。
預先設置的框架800之陷落部801會發揮導軌(guide rail)的作用,只要將所製造框架一體型遮罩10’***陷落部801而滑動,便完成遮罩之排列。作為一例,四角形狀的支持框架35只要***陷落部801,便不會流動而可牢固地固定。作為其他例,當具備平行的一對直線狀之支持框架35時,支持框架35有時亦會以滑動形態***陷落部801,亦可於滑動形態下推壓、配置複數個框架一體型遮罩10’。
如前述,本發明之框架一體型遮罩10、10’包含有具有對應於矽晶圓的形狀之遮罩20,因此,於遮罩20之框體全體應力均勻地分散,且具備超微細之遮罩圖案(PP),在微顯示器中可具體實現2,000PPI以上的超高畫質像素。又,本發明之框架一體型遮罩10、10’形成遮罩20,同時與框架30呈一體型而構成,為了使應力均勻地分散,與形狀對應於遮罩20的連結框架31一體地連結,藉此,防止遮罩20之變形,並使排列明確化。又,本發明之框架一體型遮罩10、10’由於遮罩20與框架30一體地連結,因此,單單藉由僅將框架30朝OLED像素蒸鍍裝置200移動、設置的過程,便完成遮罩20之排列。
如前述,本發明列舉較佳實施形態而圖示說明,惟並不限於前述實施形態,在未脫離本發明精神之範圍內,該發明所屬技術領域中具有通常知識者可進行各種變形與變更。應理解此種變形例及變更例屬於本發明與添附申請專利範圍之範圍內。
產業上之可利用性 本發明可應用在框架一體型遮罩相關的領域中。
10、10’‧‧‧框架一體型遮罩
20‧‧‧遮罩、鍍敷膜
20’‧‧‧第1鍍敷膜
20a‧‧‧遮罩本體部
20b‧‧‧遮罩支持部
20c‧‧‧焊接部、第2鍍敷膜
20d‧‧‧剝離膜
30‧‧‧框架
31‧‧‧連結框架
35‧‧‧支持框架
37‧‧‧突出部
40‧‧‧母板
41‧‧‧導電性基材
45‧‧‧絕緣部、第1絕緣部
46‧‧‧凹版印刷圖案
47‧‧‧第2絕緣部
48‧‧‧框體區域
49‧‧‧露出部分、表面
50‧‧‧接著部
100‧‧‧習知遮罩、陰影遮罩、FMM
200‧‧‧OLED像素蒸鍍裝置
300‧‧‧磁板
310‧‧‧磁鐵
350‧‧‧冷卻水管線
500‧‧‧蒸鍍源供給部
600‧‧‧有機物源
700‧‧‧像素
800‧‧‧框架
801‧‧‧陷落部
900‧‧‧對象基板
C‧‧‧洗淨
DP‧‧‧顯示器圖案
F‧‧‧拉伸力
L‧‧‧雷射
LW‧‧‧雷射焊接
P‧‧‧剝離
PP‧‧‧像素圖案、遮罩圖案
S‧‧‧錐狀
W‧‧‧寬度
圖1是顯示使用習知FMM的OLED像素蒸鍍裝置之示意圖。 圖2是顯示依據本發明一實施形態的框架一體型遮罩之示意圖。 圖3是顯示依據本發明一實施形態的遮罩圖案之示意圖。 圖4為圖2之A-A’側截面圖。 圖5及圖6是顯示製造依據本發明一實施形態的框架一體型遮罩之過程之示意圖。 圖7及圖8是顯示製造依據本發明其他實施形態的框架一體型遮罩之過程之示意圖。 圖9是顯示應用圖2之框架一體型遮罩的OLED像素蒸鍍裝置之示意圖。 圖10是顯示將依據本發明其他實施形態的框架一體型遮罩應用在OLED像素蒸鍍裝置之狀態之示意圖。

Claims (10)

  1. 一種框架一體型遮罩,其運用在矽晶圓上的像素形成步驟中,又,包含有: 遮罩,其包含遮罩圖案;及 框架,其接合於除了形成有遮罩圖案的區域之外的遮罩區域之至少一部分; 其中,遮罩具有對應於矽晶圓的形狀,並與框架一體地連結。
  2. 如請求項1之框架一體型遮罩,其中遮罩之形狀為圓形。
  3. 如請求項2之框架一體型遮罩,其中框架包含有: 連結框架,其與遮罩連結;及 支持框架,其與連結框架之下部一體地連結,並支持遮罩及連結框架。
  4. 如請求項3之框架一體型遮罩,其中連結框架為圓形之環狀。
  5. 如請求項3之框架一體型遮罩,其中沿著遮罩之外周方向,附著於連結框架的遮罩之寬度呈固定。
  6. 如請求項2之框架一體型遮罩,其中遮罩係於自遮罩之外周朝框架方向施加拉伸力的狀態下與框架一體地連結。
  7. 如請求項1之框架一體型遮罩,其中遮罩及框架為不變鋼或超恆範鋼材。
  8. 如請求項1之框架一體型遮罩,其中框架一體型遮罩運用作為OLED像素蒸鍍的FMM,且遮罩附著於蒸鍍像素的矽晶圓基板,框架固設於OLED像素蒸鍍裝置之內部。
  9. 如請求項1之框架一體型遮罩,其中遮罩圖案之解析度至少高於2,000PPI。
  10. 如請求項1之框架一體型遮罩,其中遮罩圖案之寬度自上部朝下部逐漸變寬。
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