CN102373409B - 成膜掩模 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成膜掩模。本发明提供了能够防止缝隙状开口由于振动而闭塞的成膜掩模，从而稳定地形成高精细的图形化的膜。在通过在金属箔中设置多个缝隙状开口而形成的成膜掩模中，缝隙状开口的至少一个端部的开口的形状关于缝隙状开口的宽度方向的中心线不对称。

Description

成膜掩模

技术领域

本发明涉及其中在金属箔中设置缝隙状开口的用于高精细图形化的成膜掩模，并且更特别地涉及在制造有机电致发光显示装置中的有机材料的气相淀积处理中使用的成膜掩模。

背景技术

在制造有机电致发光(EL)显示装置中，作为形成有机化合物层的处理，已知通过使用开口被设置在金属箔中的成膜掩模来形成有机材料的图形的方法。在该方法中，通过使已经通过成膜掩模中的开口的气相淀积材料到达衬底来形成薄膜。由于可以在不使用光刻的情况下形成有机膜的图形，因此该方法被广泛地使用。近年来，要求越来越细的像素图形。因此，作为成膜掩模，张力掩模被广泛地使用，在该张力掩模中，形成有高精细的开口图形的薄的金属箔被附接于框架。特别地，从掩模中的开口与像素中的开口的面积比的观点来看，缝隙状的开口图形被广泛地使用。

例如，日本专利No.4,173,722公开了其中形成有普通的缝隙状开口图形的成膜掩模。在该成膜掩模中，缝隙状开口的长度、形状和间距是均匀的，并且开口的端部对齐，因此，在开口之间的金属箔的形状和位置是相同的。日本专利申请公开No.2007-234678公开了其中缝隙状开口的端部朝向尖端逐渐变细的成膜掩模。同样，在该情况下，缝隙状开口的长度、形状和间距是均匀的，并且开口的端部对齐，因此，在开口之间的金属箔的形状和位置是相同的。此外，日本专利申请公开No.2003-332059公开了在开口之间形成有桥的掩模。开口的奇数列的端部和开口的偶数列的端部交错，因此，掩模较不可能由于施加到成膜掩模的张力而变形并且是高精细的，这改善了气相淀积膜的精度。

其中布置有多个缝隙状开口的具有细的开口图形的成膜掩模具有如下的问题，即设置在缝隙状开口的沿其短边方向的两侧的金属箔部分的边由于振动而彼此接触。在成膜掩模接触玻璃衬底时或在成膜处理中剥离成膜掩模时或者在传送掩模时，引起这种振动。在引起这种接触时，缝隙状开口被部分地闭塞(close)，结果，出现不能形成期望形状的成膜图形的问题。特别地，在淀积在成膜掩模上的有机材料的量增大时，由于淀积在掩模上的有机材料而维持金属箔部分的边彼此接触的状态，并且因此缝隙状开口的闭塞部分的面积增大。

此外，在日本专利申请公开No.2003-332059中公开的成膜掩模中，由于形成了桥，因此外部振动几乎不引起金属箔部分的振动，并且因此没有出现缝隙状开口闭塞的上述问题。然而，开口的面积比变小，因此，像素的开口率相对于掩模变小。在以相同亮度发射光时，导致功耗的增大或者寿命的减少。

发明内容

因此，本发明的目的在于，解决上述问题并且提供其中形成有多个缝隙状开口的成膜掩模，该成膜掩模能够防止缝隙状开口由于振动而闭塞，从而稳定地形成高精细的图形化的膜。

根据本发明，提供了一种成膜掩模，其包括被固定到框体的金属箔，其中在一个方向上比在其它方向上更强的张力被施加到所述金属箔，其中：

所述金属箔包括在所述一个方向上延长的缝隙状开口，所述缝隙状开口在缝隙状开口的短边方向上被重复地设置；以及

每个缝隙状开口的至少一个端部的形状关于缝隙状开口的短边的中心线不对称。

根据本发明，防止了掩模的缝隙状开口由于振动而被闭塞。因此，通过使用根据本发明的掩模，可以以高精度重复地获得微细形状的图形。特别地，在制造有机EL显示装置中，可以以高精度形成高精细的有机化合物层，并且可以提高成品率和制造效率。

从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。

附图说明

图1A、图1B和图1C分别是根据本发明实施例的成膜掩模的总示意图、部分放大的示意图和截面图。

图2是图1B中示出的成膜掩模的缝隙状开口的端部的放大示意图。

图3A是示出传统的成膜掩模的由于振动而引起的金属箔部分的移动的示意图，而图3B是示出根据本发明的成膜掩模的由于振动而引起的金属箔部分的移动的示意图。

图4是示出根据本发明的示例的成膜掩模的缝隙状开口的形状的示意图。

图5是示出根据本发明的另一示例的成膜掩模的缝隙状开口的形状的示意图。

图6是示出根据本发明的比较示例的成膜掩模的缝隙状开口的形状的示意图。

图7A、图7B、图7C和图7D是说明传统的成膜掩模中的缝隙状开口如何闭塞的图。

图8是示出根据本发明的有机EL显示装置的示意图。

具体实施方式

现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。

根据本发明的成膜掩模与传统的掩模基本上类似地具有其中形成有多个缝隙状开口的金属箔在张力的情况下被固定到框体的结构。金属箔中设置的多个缝隙状开口具有如下的图形，即沿开口的短边方向平行偏移地重复地设置具有相同形状的开口。施加到金属箔的张力在开口的长边方向上比在开口的短边方向上更强。传统地，缝隙状开口的端部关于每个开口的短边的中心线对称，但是，根据本发明，缝隙状开口的端部是不对称的。

在下面，描述了根据本发明的成膜掩模的实施例。注意，在本领域中公知的或为公众所知的技术可以被应用于在此没有具体示出或描述的部分。此外，在下面描述的实施例仅仅是本发明的实施例，而本发明不限于此。

图1A～1C示出根据本发明的示例性成膜掩模。图1A是整个成膜掩模的平面图，图1B是如图1A的3表示的区域的放大示意图，而图1C是沿着图1A的线1C-1C截取的截面图。图1A～1C示出成膜掩模1、图形化的开口2、缝隙状开口4、缝隙状开口的端部5、金属箔部分6、金属箔8、用于将金属箔固定于其的框体9以及与一个显示面板对应的区域D。在本发明中，被固定到框体9的金属箔整体被称为金属箔8，而在缝隙状开口之间的金属箔被称为金属箔部分6，从而彼此区分。图3A和图3B中的箭头的长度表示施加到金属箔的张力的幅值。图2是图1B中示出的缝隙状开口4的一个端部5的放大图。根据本发明，如图2中所示出的，缝隙状开口4的至少一个端部5的开口的形状是关于缝隙状开口4的短边(在附图纸面的水平方向上)的中心线O不对称的。优选的是，如图2中所示出的，两个端部5的开口的形状关于短边的中心线O不对称，并且另外，如图1B中所示出的，两个端部5的开口的形状关于每个缝隙的长边的中心线P对称。根据本发明，如图2中所示出地使端部5的开口的形状关于短边的中心线O不对称，从而防止缝隙状开口4被闭塞。理由如下所述。

图7A和图7C是示意性地示出传统的成膜掩模的平面图。图7B是沿着图7A的线7B-7B截取的截面图，而图7D是沿着图7C的线7D-7D截取的截面图。图7A和图7B示出成膜之前的掩模的状态，而图7C和图7D示出缝隙状开口4被闭塞的状态。同样，在传统的掩模中，在缝隙状开口的长边方向上强的张力被施加到金属箔部分6，但是金属箔部分6可能振动到在缝隙状开口4的短边方向上的两侧(在附图纸面中向右和向左)。因此，在金属箔部分6以缝隙状开口4的短边的至少一半的幅度振动时，如图7C和图7D中所示出的，设置在缝隙状开口4两侧的金属箔部分6的边可能彼此接触，从而使缝隙状开口4部分闭塞。

接下来，参考图3A和图3B描述在引起振动时施加到金属箔部分6的张力(应力)。图3A是部分示出在图7A～7D中同样示出的传统成膜掩模中的包括多个开口的金属箔8的示意性平面图，而图3B是部分示出在根据本发明的成膜掩模中的包括多个开口的金属箔8的示意性平面图。在传统成膜掩模中，缝隙状开口4的端部的形状关于短边的中心线O对称。因此，如图3A中所示出的，在缝隙状开口4的长边方向和短边方向上应力7均被均匀地施加到夹在相邻的缝隙状开口4之间的金属箔部分6。因此，金属箔部分6在缝隙状开口4的宽度方向上(在附图纸面中向右和向左)均匀地振动。在该场合，在相邻的金属箔部分6以缝隙状开口4的开口的宽度的1/2的幅度振动时，设置在缝隙状开口4两侧的金属箔部分6的边彼此接触，如参考图7C和图7D所描述的。

在缝隙状开口4的端部的形状关于短边的中心线O不对称时，如图3B中所示出的，施加到夹在相邻的缝隙状开口4之间的金属箔部分6的应力7在短边方向上是单侧的，并且金属箔部分6的振动的方向限于一侧。因此，即使在引起具有缝隙状开口4的开口的宽度的1/2的幅度的振动时，设置在缝隙状开口4两侧的金属箔部分6也总是沿相同的方向振动，并且因此金属箔部分6的边没有彼此接触。因此，防止缝隙状开口4被闭塞。

根据本发明的成膜掩模优选地被用于制造有机电致发光(EL)显示装置。有机EL显示装置在一对电极之间具有多个有机EL元件，每个有机EL元件包括有机化合物层。根据本发明的成膜掩模被用在有机化合物层的气相淀积中。有机化合物层至少包括发射层，并且另外根据需要适当地使用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层。注意，根据本发明的成膜掩模可以优选地被用在除了制造有机EL显示装置之外的成膜处理中。

(示例1)

制造如图1A～1C和图2中所示出的多成膜掩模，用于以单次成膜来形成十六个VGA有机EL显示装置中的有机化合物层。在成膜掩模的金属箔中重复地形成相同形状的开口。缝隙状开口4的端部的形状关于短边的中心线O不对称，而关于长边的中心线P对称。金属箔8的厚度是40μm，缝隙状开口4的短边的长度是40μm，其长边的长度是55mm，并且缝隙状开口4的短边方向上的间距(即，金属箔部分6的宽度)是120μm。

该掩模被用来形成图8中示出的有机EL显示装置。有机EL元件的有机化合物层被形成在电路板10上，该电路板10具有用于驱动在玻璃衬底上形成的有机EL显示装置的电路。在电路板上，对于用于发射红光(R)、绿光(G)和蓝光(B)的各个有机EL元件，每个由10μm×60μm的金属层形成的第一电极11被布置使得在行方向上和在列方向上分别为1920×480，其中在行方向上和在列方向上的间距都为120μm。

在成膜掩模中的开口与第一电极的列对准之后，以多个条带的方式形成作为有机化合物层的厚度为40nm的发射层12。在使用同一个成膜掩模来在100个电路板上连续地形成膜之后，从成膜设备中取出成膜掩模并且观察该成膜掩模。该观察显示没有掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象。具有用于每个有机EL显示装置的开口的成膜掩模被用来在其上形成有有机化合物层的电路板上形成透明导电层作为第二电极13。第二电极被形成作为与多个有机EL元件联系的膜。其后，在不使用掩模的情况下形成与十六个有机EL显示装置联系的具有硅氮化物作为主要成分的密封层，并且随后，电路板被切成块以从一个衬底获得十六个有机EL显示装置。在获得的有机EL显示装置之中，随机地抽查40个有机EL显示装置并且观察成膜图形。不存在掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象的痕迹。

(示例2)

如图4中所示出的，除了每个开口的一个端部的形状关于短边的中心线O不对称并且每个开口的另一个端部的形状关于短边的中心线O对称(换句话说，每个开口关于长边的中心线P不对称)之外，与示例1的情况类似地制造掩模。

与示例1的情况类似，该掩模被用来形成有机EL元件的有机化合物层。在使用同一个成膜掩模来在100个电路板上连续地形成40nm厚的膜之后，从成膜设备中取出成膜掩模并且观察开口。该观察显示没有掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象。此外，与示例1的情况类似，观察成膜图形。不存在掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象的痕迹。

(示例3)

如图5中所示出的，除了在缝隙状开口4中每个开口的端部的形状关于短边的中心线O不对称并且关于长边的中心线P对称之外，与示例1的情况类似地制造成膜掩模。

该成膜掩模被用来在玻璃衬底上形成有机EL元件的有机化合物层。在使用成膜掩模来在100个电路板上连续地形成40nm厚的膜之后，从成膜设备中取出成膜掩模并且观察该成膜掩模。该观察显示没有掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象。此外，观察在玻璃衬底上的成膜图形。不存在掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象的痕迹。

(比较示例)

如图6中所示出的，除了在缝隙状开口4中每个开口的端部的形状关于短边的中心线O对称并且关于长边的中心线P对称之外，与示例1的情况类似地制造成膜掩模。

该成膜掩模被用来在玻璃衬底上形成有机EL元件的有机化合物层。在使用成膜掩模来在100个电路板上连续地形成40nm厚的膜之后，从成膜设备中取出成膜掩模并且观察该成膜掩模。该观察显示掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象。此外，观察玻璃衬底上的成膜图形，并且发现掩模的金属箔部分彼此接触从而使缝隙状开口闭塞的现象的痕迹。然后通过第50个电路板确认成膜图形在几乎整个表面上是有缺陷的。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有这样的修改、等同的结构与功能。

Claims (3)

1.一种成膜掩模，包括被固定到框体的金属箔，其中在一个方向上比在其它方向上更强的张力被施加到所述金属箔，其中：

所述金属箔包括在所述一个方向上延长的缝隙状开口，所述缝隙状开口在缝隙状开口的短边方向上被重复地设置；以及

每个缝隙状开口的至少一个端部的形状关于缝隙状开口的短边的中心线不对称。

2.根据权利要求1所述的成膜掩模，其中缝隙状开口的两个端部的形状关于缝隙状开口的短边的中心线不对称而关于缝隙状开口的长边的中心线对称。

3.一种制造有机电致发光显示装置的方法，包括：

在衬底上形成多个第一电极；

使用根据权利要求1或2所述的成膜掩模在所述多个第一电极上形成有机化合物层；以及

在所述有机化合物层上形成第二电极。

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