專利名稱：用于真空沉積有機電致發(fā)光器件薄膜的張力掩模組件的制作方法
相關(guān)申請的互相引用本專利申請要求具有于2001年12月5日向韓國工業(yè)產(chǎn)權(quán)局提出申請的韓國專利申請No.2001-76490的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，所述申請的內(nèi)容在此申請中引用參考。
EL器件根據(jù)其發(fā)射層材料可分為無機EL器件和有機EL器件。與無機EL器件相比，有機EL器件能夠?qū)崿F(xiàn)彩色顯示以及具有較好的亮度和響應(yīng)特性。
有機EL器件包括在透明絕緣基片上形成預(yù)定圖案的一系列第一電極、在透明絕緣基片上通過真空沉積形成的有機發(fā)射層、以及在有機發(fā)射層上形成的與第一電極層交叉的作為陰極的一系列第二電極。
在制造具有上述結(jié)構(gòu)的有機EL器件時，第一電極是由薄氧化銦(ITO)制成。在將ITO層制成圖案并形成第一電極時，對含有腐蝕劑的FeCl2中的ITO層用進行濕法蝕刻。但是，當采用光刻蝕法來蝕刻第二電極時，液體會滲入有機發(fā)射層和第二電極之間的界面，同時所用的抗蝕劑剝離并對第二電極進行了蝕刻，由此降低了有機EL器件的性能和壽命特性。
為了解決這些問題，提出了一些對用作有機發(fā)射層的有機發(fā)光材料和第二電極進行沉積的方法。
在采用這些方法制造有機EL器件時，ITO第一電極通過光刻蝕法在透明的絕緣基片上形成條紋圖案。在已經(jīng)形成第一電極的透明絕緣基片上沉積有機發(fā)射層，然后將具有與第二電極所要求圖案相符合的掩模圖案放到有機發(fā)射層上，將第二電極材料沉積在透明基片上。
韓國公開專利申請No.2000-60589中公開了用于沉積有機發(fā)射層或陰極(第二電極)的掩模、采用此掩模制造出的有機EL器件、以及制造有機EL器件的方法。這種掩模包括一系列在掩模的薄主板上按規(guī)定的間距間隔開的細長狹縫。
韓國公開專利申請No.1998-71583中公開了一種帶有包括狹縫部分和橋接部分的網(wǎng)格圖案的金屬薄板掩模。
日本公開專利申請No.2000-12238介紹一種掩模，其帶有電極掩模部分和一對電極片掩模部分。電極掩模部分包括彼此平行布置的許多細條的掩模部分，細條寬度基本上相等于陰極(第二電極)的間距，和在細條的兩端把各細條連接起來的連接部分。
如上所述的傳統(tǒng)掩模在金屬薄板上加工出長條形狹縫。因此，即使金屬薄板的邊緣在張力作用下支撐于模框，但是細長的狹縫由于掩模的重量從基片下垂。此問題隨著基片尺寸的增大而變得更嚴重。此外，在陰極沉積期間掩模的熱膨脹會助長這些狹縫由于本身的重量而下垂。
圖1所示是一種用于大量生產(chǎn)有機EL器件的掩模的一個實例。圖1的掩模包括在金屬薄板11上的多個有機EL器件基片的單元掩模圖案部分12，掩模在張力作用下支撐于?？?0。
這種傳統(tǒng)的掩模10具有比較大的尺寸，以用于大量生產(chǎn)，因此由于自身重量而產(chǎn)生的下垂問題就愈加嚴重，即使向每一側(cè)施加均勻的張力并將掩模固定在矩形?？?0上亦不能解決問題。在把大尺寸金屬薄板焊接到模框20時，單元掩模圖案部分12的每一條狹縫12a的寬度應(yīng)保持在預(yù)先規(guī)定的公差范圍內(nèi)。當在掩膜10的每一側(cè)施加張力以防止狹條下垂問題的產(chǎn)生時，將使第一單元掩模圖案部分12的狹縫間距變形超出預(yù)定公差范圍。尤其是，當掩模10的個別單元掩模圖案部分的狹縫變形時，這種變形的力會傳遞給相鄰單元掩模圖案部分的狹縫，于是使相鄰的狹縫變形。其結(jié)果是使掩模10在沉積有機層或陰極時產(chǎn)生陰影效應(yīng)，這就造成有機層或陰極的圖案超出預(yù)定公差范圍。這種陰影效應(yīng)在掩模10的狹縫12a的橫向尤為嚴重。
各單元掩模圖案部分12的這種變形，由于基片上單元電極圖案相對各單元掩模圖案部分12的原始圖案產(chǎn)生位移，從而增加了總體間距的誤差，破壞了向基片上分開的單元電極圖案上精確地沉積紅、蘭、及綠色的有機層。此外，在大尺寸金屬薄板上形成的單元掩模圖案部分其間距和總體間距的調(diào)整，只有在限定的區(qū)域內(nèi)才有可能，這就限制了掩模10的尺寸。
當對單個掩模10的每一側(cè)施加張力固定到?？?0時，由于張力作用，?？?0的側(cè)板21向內(nèi)彎曲，而?？?0的上、下板22則向外彎曲，如圖2所示?；蛘呷鐖D3所示，在張力作用下，?？?0的側(cè)支板21向外彎曲，而上、下支板22則向內(nèi)彎曲。
雖然把掩模10焊接到?？蛏袭a(chǎn)生均勻的張力，但是掩模的變形和在基片上形成的單元電極圖案相對掩模圖案的位移給總間距的調(diào)整造成困難。
日本公開專利申請No.2001-247961介紹了一種掩模，能夠消除細條由于掩模熱膨脹而產(chǎn)生的蠕變，細條由狹縫隔開。這種掩模用于通過沉積法在基片上形成規(guī)定圖案層，包括帶有許多形成間隔開的第一孔的隔板的掩模部分，和帶有許多尺寸小于第一孔的第二孔的網(wǎng)格部分。包括磁性材料的網(wǎng)格部分設(shè)置在掩模部分上，可使第二孔在相應(yīng)的第一孔上方與第一孔對準。
日本公開專利申請No.2001-27379介紹了一種磁性掩模結(jié)構(gòu)。日本公開專利申請No.2001-254169介紹一種沉積掩模，其與目標基片有吸引力并具有由肋部支撐的精細圖案部分。
雖然上面介紹的傳統(tǒng)掩模受到?？蛑危捎么判圆牧现瞥?，對目標基片具有磁性吸引力，但一些固有的問題仍然會發(fā)生，如由于掩模的重量和拉伸應(yīng)變而造成細條間距的變化，由于對玻璃基片吸引力的提高而在搬運和移動掩模時損壞有機層，以及由于掩模和?？虻膬?nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生的總間距誤差。
本發(fā)明的另一目的是提出一種掩模框組件，用于真空沉積有機EL器件薄膜，由許多單元掩模所組成，這樣可以加大掩模的尺寸而不會產(chǎn)生負面作用。
本發(fā)明的再一個目的是提出一種掩模框組件，用于真空沉積有機EL器件薄膜，其中各單元掩模橫向中的細條間距可以進行微調(diào)，由此解決了涉及掩?？傞g距變化的相關(guān)問題。
本發(fā)明的另外一些目的和優(yōu)點，一部分將會在以下的介紹中進行說明，一部分可從介紹中清楚的看出，或者可以在實施本發(fā)明時領(lǐng)會。
本發(fā)明上述的和其它的一些目的是通過一種用于真空沉積有機EL器件薄膜的掩?？蚪M件而達到的，它包括具有開口的?？蚝椭辽賰蓚€單元掩模，每個單元掩模在單位掩模的方向上至少有一個單元掩模圖案部分以及兩個可在張力下固定到?？蛏系膫?cè)邊。
在本發(fā)明的一個實施例中，至少有兩個細條形狀的單元掩模且固定到?？蛏?，并使彼此無實體接觸。此外，模框包括兩個彼此平行布置的支撐件；以及兩根連接于支撐構(gòu)件邊緣的彈性件。


根據(jù)以下結(jié)合附圖對一些最佳實施例的介紹，本發(fā)明的這些和其它的一些目的和優(yōu)點將顯得更清楚和更為容易理解。其中圖1是用于真空沉積有機電致發(fā)光(EL)器件薄膜的傳統(tǒng)掩?？蚪M件的分解透視圖；圖2和圖3是傳統(tǒng)掩模框組件的平面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于真空沉積有機EL器件薄膜的掩模框組件的分解透視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的掩模框組件的單元掩模的透視圖；圖6是原始板件的平面圖，顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的掩?？蚪M件的一些單元掩模的制造；圖7是另一塊原始板件的平面圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的掩?？蚪M件的一些單元掩模的制造；圖8是局部分解透視圖，顯示使用圖7的原始板件形成的單元掩模和?？虻慕M裝；以及圖9是用于在基片上沉積有機層的設(shè)備的剖面圖。
根據(jù)本發(fā)明用于真空沉積有機電致發(fā)光(EL)器件薄膜的掩?？蚪M件的一個實施例如圖4所示。參看圖4，掩?？蚪M件包括模框30和掩模100，掩模的兩個邊緣在張力下由?？?0支撐。
?？?0包括彼此平行的支撐件31和32，以及連接于支撐件31和32邊緣的彈性件34和35，從而形成一個矩形開口33。模框30應(yīng)有足夠的剛度，能對后面介紹的單元掩模110施加張力。?？?0可以采用任何結(jié)構(gòu)，只要不會在目標基片與掩模100之間形成干涉。
掩模100包括若干個單元掩模110。每個單元掩模的兩個邊緣在張力作用下支撐于模框30。如圖4和圖5所示，每個單元掩模110由一條薄板形成，包括若干沿薄板的方向有預(yù)定間距的單元掩模圖案部分111。單元掩模110的形狀不限于條片狀。
每個單元掩模圖案部分111包括細條111a和長狹縫111b，細條在薄板上形成并在單元掩模110的方向上互相平行，長狹縫則由細條形成。這里，考慮到在由?？?0支撐的單元掩模100上施加張力所造成的泊松收縮率，狹縫111b的長度應(yīng)該短于預(yù)定的長度。狹縫110b的寬度應(yīng)大于預(yù)定的寬度。單元掩模圖案部分111應(yīng)該具有預(yù)定的開口圖案。
上述單元掩模110通過對原始金屬板進行全部或一半蝕刻而形成，在蝕刻加工時的相鄰單元掩模之間至少留有一個連接部分120，如圖6所示，或在單個單元掩模的兩端留有一對連接部分120，如圖7所示。蝕刻加工后，屬于容許公差范圍內(nèi)的單元掩模可以被選用。單元掩模圖案部分的圖案寬度處于預(yù)定的誤差范圍內(nèi)的單元掩模110可以被選用并固定到模框30內(nèi)。由于固定到?？?0上的各單元掩模110的單元掩模圖案部分111具有處于預(yù)定誤差范圍內(nèi)的圖案寬度，因此，與傳統(tǒng)的帶有圖案的單體金屬板掩模相比較，圖案寬度更為均勻。
當把單元掩模110固定到?？?0的支撐構(gòu)件31和32上時，將每個單元掩模110朝Y和X方向拉緊使之搭接于支撐件31和32上并焊接在支撐件31和32上。此時，在Y方向上施加在單元掩模110上的張力最大，這樣可以把單元掩模圖案部分111的細條的變形降至最小程度。當把單元掩模110焊接到?？?0上時，可以將與彈性件34(35)相鄰的那個單元掩模焊接到彈性構(gòu)件34(35)縱向邊緣，如圖8所示，使彈性件34(35)與相鄰的單元掩模之間沒有間隙。
焊接可以采用但不限于點焊或釔鋁石榴石(YAC)激光器焊接來完成。根據(jù)掩模100的總間距調(diào)節(jié)，各單元掩模110之間的間隙最好保持在0.1-1毫米的范圍內(nèi)。
采用具有以上所介紹結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的掩模框組件來進行真空沉積有機EL器件薄膜將參考圖4及圖9的薄膜沉積設(shè)備進行更詳細的介紹。
參看圖9，為了使用掩模100來沉積有機EL器件的薄膜，如紅、綠、蘭色有機層或陰極層，首先將掩?？蚪M件裝入真空室201并面向坩堝202，然后將在其上面將形成薄膜的基片300安裝在掩?？蚪M件的上方。對基片300上方設(shè)置的磁性裝置400進行操作可將由模框30支撐的掩模100朝基片300移動。
在這種狀態(tài)下，對坩堝202加熱使坩堝內(nèi)盛有的有機層或陰極前體蒸發(fā)出來，由此有機層或陰極層就沉積到基片300上。在此過程期間，掩模由于它本身的重量而下垂，以及單元掩模圖案部分111的細條111a由于放置的位置靠近基片300而發(fā)生熱變形。但是，掩模100包括許多單元掩模110，所以掩模100的嚴重局部變形和圖案的變形可以得到防止。換句話說，每個單元掩模110在細條111a方向，即Y方向，上被拉伸，然后固定到?？?0上，這樣，在每一個單元掩模110上所施加的張力是一致的，因此掩模100不會有局部變形。
具有以上所介紹結(jié)構(gòu)的根據(jù)本發(fā)明的掩?？蚪M件可以消除傳統(tǒng)的具有許多單元掩模圖案部分的單體金屬板掩模上形成細小圖案所涉及到的問題。此外，根據(jù)本發(fā)明，由于在單元掩模的橫向，即X方向，產(chǎn)生的張力相對較小，從而防止了單元掩模圖案部分的變形。
在具有許多單元掩模圖案部分的大尺寸單體掩模中，所有單元掩模圖案部分的總間距只能通過調(diào)節(jié)施加于拉緊整個大尺寸掩模的力才能進行調(diào)整。而在依照本發(fā)明的掩模100中，由于掩模100是由許多單元掩模110所組成，所以容易調(diào)整掩模的總間距。掩模的總間距反映出在基片上形成的所有單元電極型體對掩模圖案的累積位移。此外，各個單元掩模可以單獨安裝到?？蛏希@樣就可以通過每一個單元掩模來調(diào)整總間距。
在用于真空沉積有機EL器件薄膜的根據(jù)本發(fā)明的掩模框組件中，由于?？蚓哂猩厦嫠榻B的結(jié)構(gòu)，可以將安裝到?？蛑械难谀７殖稍S多個單元掩模，對每一個單元掩模施加張力。因此，掩模的總間距可以調(diào)整到±2微米的誤差范圍內(nèi)，圖案的寬度可以調(diào)整到±5微米的公差范圍內(nèi)。掩模框組件的這種結(jié)構(gòu)使得可以形成大尺寸掩模。
雖然已顯示并介紹了本發(fā)明的一些實施例，對于所屬領(lǐng)域的專業(yè)人員應(yīng)當知道，只要不脫離專利權(quán)利要求及其等效要求所規(guī)定的本發(fā)明的原理和實質(zhì)精神的范圍，可以對這些實施例進行更改。
權(quán)利要求
1.一種用于真空沉積有機電致發(fā)光器件薄膜的掩模框組件，包括具有開口的?？颍缓椭辽賰蓚€單元掩模，所述單元掩模有至少一個在所述單元掩模方向上的單元掩模圖案部分以及兩個在張力下固定到所述?？虻倪吘墶?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩?？蚪M件，其特征在于，所述至少兩個單元掩模形成細條、固定到所述?？蛏希⑹顾鰡卧谀１舜藷o實體接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩?？蚪M件，其特征在于，所述模框包括彼此平行布置的支撐件，和連接到所述支撐件邊緣的彈性件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩?？蚪M件，其特征在于，所述至少一個單元掩模圖案部分包括細條形成的狹縫，所述細條在單元掩模圖案部分的方向上彼此平行延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模框組件，其特征在于，所述至少一個單元掩模圖案部分包括具有預(yù)定圖案的開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的掩模框組件，其特征在于，考慮到所施加的張力，所述至少兩個掩模圖案部分的所述細條具有不一致的寬度。
7.一種用于真空沉積有機電致發(fā)光器件薄膜的掩?？蚪M件，包括具有開口的?？?；以及至少兩個單元掩模，每個所述單元掩模具有在張力下固定到所述模框上的兩個相對的邊緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掩模框組件，其特征在于，每個所述單元掩模在單元掩模方向上至少有一個圖案部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掩?？蚪M件，其特征在于，通過點焊將各所述單元掩模焊接到所述?？蛏稀?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掩?？蚪M件，其特征在于，通過釔鋁柘榴石(YAG)激光焊接把各個所述單元掩模焊接到所述?？蛏?。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掩?？蚪M件，其特征在于，各所述單元掩模具有至少一個掩模圖案，所述圖案包括所述單元掩模長度方向上的若干細條，而所述細條長度則由施加在每個所述單元掩模上的張力所造成的泊松收縮率來確定。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掩?？蚪M件，其特征在于，每個所述單元掩模之間的間隙保持在0.01-1毫米范圍內(nèi)。
全文摘要
一種用于真空沉積有機電致發(fā)光器件薄膜的掩?？蚪M件。這種掩?？蚪M件包括具有開口的?？蚝椭辽賰蓚€單元掩模,每個單元掩模有至少一個單元掩模方向上的單元掩模圖案部分和兩個在張力下固定到?？蛏系倪吘墶?br> 文檔編號C23C14/24GK1423511SQ0214751
公開日2003年6月11日 申請日期2002年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月5日
發(fā)明者姜敞皓 申請人:三星日本電氣移動顯示株式會社