專利名稱：用于沉積的掩模和制造該掩模的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模和制造該掩模的方法，更具體地講，涉及一種用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模，其中，所述平板顯示器將加固構(gòu)件和布置在加固構(gòu)件的開口部分上的掩模圖案單元部分結(jié)合在一起。
背景技術(shù)：
有機發(fā)光裝置(OLED)是自發(fā)光裝置，其具有許多優(yōu)點，例如視角寬、對比度高和響應(yīng)速度快，因此，其被認為是下一代平板顯示裝置。OLED包括陽極、陰極和具有兩個電極之間的發(fā)光層的有機層。由于材料對濕度敏感使其不能利用通常的光刻工藝形成，所以利用沉積法來形成有機層。
圖1是用于沉積平板顯示器的薄膜的傳統(tǒng)沉積掩?？蚣芙M件的分解透視圖。參照圖1，該掩模框架組件用于沉積薄膜例如OLED的有機層。
參照圖1，傳統(tǒng)掩?？蚣芙M件100包括圖案掩模110和支撐圖案掩模110的框架120?？蚣?20包括單一開口部分123和用于支撐圖案掩模110的左、右支撐條121和上、下支撐條122。
圖案掩模110為包括多個掩模圖案單元112的薄金屬板111。這里，圖案掩模110包括多個掩模圖案單元112，以在沉積目標(biāo)基板130即母板上制造包括OLED的多個單元裝置。
多個掩模圖案單元112分別與單元裝置對應(yīng)布置，每個掩模圖案單元包括多個開口113，其中，所述多個開口113具有與將被沉積在沉積目標(biāo)基板130上的單元裝置的薄膜的圖案相同的圖案。圖案掩模110通過從側(cè)面施加的張力被固定到框架120上。
當(dāng)圖案110被固定到格構(gòu)式的框架120上時，張力應(yīng)該被均勻地施加，并且在圖案掩模110的掩模圖案單元112上形成的開口113的寬度應(yīng)該保持在預(yù)定的公差內(nèi)。
對于大面積的傳統(tǒng)金屬薄板掩模，即使當(dāng)掩模固定在框架上時，由于掩模本身的重量也會導(dǎo)致掩模下垂。當(dāng)為了防止掩模下垂而向掩模施加張力時，框架120的左、右支撐條121向內(nèi)彎曲，上、下支撐條122向上、下方向突出地彎曲，或者左、右支撐條121向外彎曲，上、下支撐條122向內(nèi)彎曲。
如上所述，即使當(dāng)圖案掩模110由于橫過其表面均勻施加的張力而被固定在框架120上時，掩模圖案單元112的開口113也被扭曲，因此，形成在基板上的單元裝置的電極圖案(未示出)與掩模圖案單元112所期望的開口部分113不一致。
為了解決上面的問題，韓國公開專利第2003-0046090號和第2003-0093959號公開了用于沉積有機EL裝置的薄膜的掩模框架組件，其中，固定在框架上的圖案掩模被分為多個單元圖案掩模，固定被分開的單元圖案掩模的兩端，以向框架施加張力。
另外，傳統(tǒng)的圖案掩模110通過利用感光膜的光工藝蝕刻金屬薄板來形成掩模圖案單元112。需要提高開口的精度和像素定位的精度。因此，日本公開專利第2002-055461號和韓國公開專利第2003-0009324號公開了一種利用電鍍法制造金屬掩模的方法。

發(fā)明內(nèi)容
一個實施例公開了一種用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模及其制造方法，其中，通過利用緩沖構(gòu)件結(jié)合位于加固構(gòu)件的開口上的掩模圖案單元，提高了掩模的堅固性、開口的精度和定位的精度。
一個實施例包括用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模。掩模包括加固構(gòu)件，包括至少一個第一開口；至少一個掩模圖案單元，在與第一開口對應(yīng)的位置上布置，并且由加固構(gòu)件支撐；緩沖構(gòu)件，包括與第一開口對應(yīng)的至少一個第二開口，其中，緩沖構(gòu)件連接加固構(gòu)件和掩模圖案單元，以支撐加固構(gòu)件和掩模圖案單元。
另一個實施例包括用于沉積平板顯示器的薄膜的掩?？蚣芙M件。所述組件包括掩模，所述掩模包括具有預(yù)定圖案的多個第一開口的至少一個掩模圖案單元。掩模被構(gòu)造成在目標(biāo)基板上沉積相同預(yù)定圖案的薄膜。掩模也包括加固構(gòu)件，包括與至少一個掩模圖案單元對應(yīng)的至少一個第二開口；緩沖構(gòu)件，包括與至少一個第二開口對應(yīng)的至少一個第三開口。緩沖構(gòu)件也連接加固構(gòu)件和掩模圖案單元，以支撐加固構(gòu)件和掩模圖案單元。組件也包括含有第四開口的框架，所述框架被構(gòu)造為支撐掩模。
又一個實施例包括制造用于沉積平板顯示器的薄膜的方法。所述方法包括在基底金屬上形成至少一個掩模圖案單元；在基底金屬上形成掩模材料；將加固構(gòu)件附于掩模材料上。加固構(gòu)件包括與掩模圖案單元對應(yīng)的開口。所述方法也包括去除掩模材料的與掩模圖案單元對應(yīng)的部分；利用緩沖構(gòu)件連接掩模圖案單元和加固構(gòu)件；將基底金屬從掩模圖案單元分離；去除掩模材料。


以參照附圖的更加詳細的示例性實施例來討論特定發(fā)明方面的上面和其它特點及優(yōu)點，其中，圖1是根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模框架組件的分解透視圖；圖2是根據(jù)一個實施例的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模的透視圖；圖3A是根據(jù)一個實施例的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模的平面圖；圖3B是根據(jù)一個實施例的用于沉積薄膜的掩模的剖視圖；圖4是示出制造根據(jù)一個實施例的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模的方法的流程圖；圖5A至圖5F是示出制造根據(jù)實施例的掩模的工藝的剖視圖；圖6A至圖6C是示出在形成根據(jù)一個實施例的用于沉積薄膜的掩模的過程期間利用電鍍法來形成掩模圖案單元的方法的剖視圖；圖7是根據(jù)一個實施例的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模框架組件的分解透視圖。
具體實施例方式
圖2是根據(jù)一個實施例的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模的透視圖，圖3A是根據(jù)一個實施例的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模的平面圖，圖3B是沿著圖3A的線IIIb-IIIb截取的根據(jù)一個實施例的用于沉積薄膜的掩模的剖視圖。
參照圖2、圖3A和圖3B，根據(jù)一個實施例的掩模200包括加固構(gòu)件220，包括多個開口221；掩模圖案單元210，布置在加固構(gòu)件220的開口221上。加固構(gòu)件220包括第一肋225，用于劃分在預(yù)定方向上布置的開口221；第二肋226，用于劃分在另一個方向上布置開口221。
掩模圖案單元210可由Ni-Co合金膜形成，加固構(gòu)件220可由因瓦合金，即Fe-Ni合金膜形成。因瓦合金是示出熱膨脹系數(shù)接近于零的金屬合金。加固構(gòu)件220的開口221與位于沉積目標(biāo)基板(400，參照圖7)上的多個單元裝置對應(yīng)布置。在加固構(gòu)件220上，掩模圖案單元210布置在開口221上，加固構(gòu)件220作為支撐掩模圖案單元210的加強肋。
這里，單元裝置是通過沿著劃線切開沉積目標(biāo)基板即單一母板來制造的顯示裝置。即，布置在加固構(gòu)件220的開口221上的掩模圖案單元210具有與形成顯示裝置的薄膜的圖案相同的圖案。
掩模圖案單元210包括多個開口212和多個屏蔽單元211，其中所述多個開口212具有與將被沉積在沉積目標(biāo)基板上的薄膜的圖案相同的圖案。多個開口212由多個屏蔽單元211限定。在本實施例中，將開口212形成為槽，但是它們能根據(jù)將被沉積在沉積目標(biāo)基板上的薄膜的圖案不同地形成。
掩模200還包括緩沖構(gòu)件230，其結(jié)合加固構(gòu)件220和布置在加固構(gòu)件220的開口221上的掩模圖案單元210并且支撐加固構(gòu)件220。
緩沖構(gòu)件230包括與加固構(gòu)件的開口221對應(yīng)的多個開口231，以漏出掩模圖案單元210。緩沖構(gòu)件230由導(dǎo)電材料例如Ni-Co合金膜形成。
在本實施例中，Ni-Co合金膜用作緩沖構(gòu)件230，然而，也可使用其它材料。有利的，可為具有能夠減小應(yīng)力并防止熱變形的熱膨脹系數(shù)低的導(dǎo)電材料的材料。
參照圖3B，緩沖構(gòu)件230能將掩模圖案單元210和加固構(gòu)件220連接，并且緩沖構(gòu)件230被構(gòu)造成為固定到加固構(gòu)件220，從而支撐加固構(gòu)件220并減小應(yīng)力。
如上所述，由于掩模200具有三重結(jié)構(gòu)，其中，掩模圖案單元210由加固構(gòu)件220的開口221支撐，掩模圖案單元210、加固構(gòu)件220與緩沖構(gòu)件230連接并由緩沖構(gòu)件230支撐，所以，能加強掩模的結(jié)合強度并且能減小應(yīng)力。
另外，由于加固構(gòu)件220由熱膨脹系數(shù)低的因瓦合金材料形成，所以當(dāng)在基板上沉積薄膜時，掩模對溫度的變化不敏感，從而減小了由于溫度變化導(dǎo)致的掩模的變形。
圖4是示出制造掩模200的工藝的流程圖。
參照圖4，制造掩模的方法包括下面的操作利用電鍍法在基底金屬上形成掩模圖案單元的屏蔽單元(S41)；在包括掩模圖案單元210的整個基底金屬上應(yīng)用感光層，作為掩模材料(S42)；曝光與掩模圖案單元210對應(yīng)的一部分感光層(S43)。
另外，制造掩模的方法還包括下面的操作將與掩模圖案單元210對應(yīng)的加固構(gòu)件220附于感光層上，作為支撐掩模圖案單元210的加強肋(S44)；通過顯影工藝去除感光層的與掩模圖案單元210對應(yīng)的曝光部分(S45)。
另外，制造掩模的方法還包括下面的操作利用電鍍法形成用于結(jié)合加固構(gòu)件220和基底金屬上的掩模圖案單元210的緩沖構(gòu)件230(S46)；將基底金屬從掩模圖案單元210分離(S47)；通過去除感光層來形成由掩模圖案單元210的屏蔽單元211限定的開口212(S48)。
另外，所述方法還包括下面的操作通過在框架上附著通過上述過程制造的作為圖案掩模的掩模來形成掩?？蚣芙M件(S49)。
圖5A至圖5F是用于示出制造用于沉積薄膜的掩模的方法的掩模的剖視圖，圖5A至圖5F是沿著圖3的線IIIb-IIIb截取的掩模的視圖。
參照圖5A，包括多個開口203的作為掩模材料的第一感光層204形成在基底金屬201上，利用電成型法將掩模圖案單元210形成在第一感光層204的開口203上。
這里，掩模圖案單元210包括圖2中示出的多個屏蔽單元211，第一感光層204保留在屏蔽單元211之間并且隨后被去除。另外，通過去除第一感光層204形成的開口成為由屏蔽單元211限定的掩模圖案單元210的開口212。
下面，將關(guān)于圖6A至圖6C來描述利用電成型法在基底金屬201上形成掩模圖案單元210的方法。
如圖6A中所示，第一感光層204被應(yīng)用在基底金屬201上，接著，利用光掩模(未示出)將第一感光層204曝光和顯影，以形成如圖6B中所示的開口203。
這里，參照圖6C，利用電成型法例如電鍍法將由Ni-Co合金層形成的掩模圖案單元210的屏蔽單元211形成在感光層204的開口203中。
在一個實施例中，掩模圖案單元210由金屬材料形成，即由Ni-Co合金層形成，然而，掩模圖案單元210的材料不限于上面的材料，而能由其它材料例如因瓦合金即Fe-Ni合金層或者柯瓦合金材料即Fe-Ni-Co合金層形成。
參照圖5B，第二感光層213被應(yīng)用在基底金屬201的第一感光層204和掩模圖案單元210的屏蔽單元211上。參照圖5C，通過曝光工藝曝光與掩模圖案單元210對應(yīng)的第二感光層213的一部分213a。而不曝光第二感光層213的剩余的部分213b。
參照圖5D，將掩模圖案單元210和加強肋連接。根據(jù)一個實施例，因瓦合金材料的加固構(gòu)件220用作加強肋，以支撐掩模圖案單元210。加固構(gòu)件220包含熱膨脹系數(shù)低的材料，可由因瓦合金材料即Fe-Ni合金層形成。由于熱膨脹系數(shù)低的材料用作加固構(gòu)件220，因此，能夠防止由于沉積過程中的熱而導(dǎo)致的掩模圖案單元210的變形。
加固構(gòu)件220包括與掩模圖案單元210對應(yīng)的部分處的多個開口221。這里，加固構(gòu)件220鄰近于感光層213的未被曝光的部分213b，以通過開口221來露出與掩模圖案單元210對應(yīng)的曝光部分213a。
加固構(gòu)件220的開口221與第二感光層213的曝光部分213a對應(yīng)，因此，開口221與掩模圖案單元210對應(yīng)。因此，當(dāng)隨后去除第二感光層213時，通過加固構(gòu)件220的開口221露出掩模圖案單元210。
參照圖5E，通過顯影過程來去除與掩模圖案單元210對應(yīng)的由加固構(gòu)件220的開口221曝光的感光層213的部分，即，通過曝光工藝曝光的部分213a。
參照圖5F，形成用于連接在基底金屬201上形成的掩模圖案單元210和加固構(gòu)件220的緩沖構(gòu)件230。緩沖構(gòu)件230可包含Ni-Co合金層，并可通過電鍍法來形成。
然后，將基底金屬201和掩模圖案單元210分離，去除剩余的第一感光層204和第二感光層213，得到掩模200。
圖7是根據(jù)一個實施例的用于沉積平板顯示器的薄膜的掩?？蚣芙M件的分解透視圖。
參照圖7，一個實施例的掩?？蚣芙M件500包括圖案掩模和支撐圖案掩模的框架300。圖案掩模包括圖2、圖3A和圖3B中示出的掩模200。
框架300包括支撐條311，支撐圖案掩模200的左、右部分；支撐條312，支撐圖案掩模200的上、下部分；單一開口320。
在根據(jù)一個實施例的掩模框架組件500中，沉積目標(biāo)基板400配有圖案掩模200，以沉積預(yù)定的薄膜。這里，圖案掩模200的掩模圖案單元210突出，以與沉積目標(biāo)基板400連接。
在本實施例中，圖案掩模能以各種結(jié)構(gòu)形成，例如，除了圖7中示出的結(jié)構(gòu)外，掩模圖案單元210通過由因瓦合金材料形成的加固構(gòu)件支撐，加固構(gòu)件和掩模圖案單元210通過緩沖構(gòu)件230支撐。
在許多實施例中，平板顯示器為有機EL顯示器，然而，能使用各種顯示器例如液晶顯示器(LCD)。
根據(jù)掩模和制造掩模的方法，能得到下面的效果。
由于掩模圖案單元通過由熱膨脹系數(shù)低的因瓦合金材料形成的加固構(gòu)件支撐，所以能防止由于沉積薄膜的過程中的熱而導(dǎo)致的掩模的變形，從而能沉積均勻厚度的薄膜。
另外，由于掩模圖案單元和加固構(gòu)件由Ni-Co合金層支撐，因此，掩模牢固并且應(yīng)力能夠減小。
由于利用電成型法例如電鍍法來形成圖案掩模的圖案，所以使得掩模圖案單元的開口和開口的定位具有較高的精度。
另外，由于圖案掩模的掩模圖案單元不直接固定在加固構(gòu)件的開口上，而是由緩沖構(gòu)件和突出來固定，所以與沉積目標(biāo)的粘附力的品質(zhì)優(yōu)良。
盡管上面的描述已經(jīng)指出了如應(yīng)用到各種實施例的本發(fā)明的新穎性特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可對示出的裝置或過程的形式和細節(jié)上各種省略、替換和改變。因此，本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求而不是由前面的描述限定的。落入權(quán)利要求等同物的意圖和范圍內(nèi)的所有的變形被包含在它們的范圍內(nèi)。
本申請要求2004年11月25日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請第10-2004-0097514號的權(quán)益，其公開通過引用被完全包含于此。
權(quán)利要求
1.一種掩模，包括加固構(gòu)件，包括至少一個第一開口；至少一個掩模圖案單元，布置在與所述至少一個第一開口對應(yīng)的位置，并且由所述加固構(gòu)件支撐；緩沖構(gòu)件，包括與所述至少一個第一開口對應(yīng)的至少一個第二開口，并且連接所述加固構(gòu)件和所述掩模圖案單元，以支撐所述加固構(gòu)件和所述掩模圖案單元。
2.如權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述加固構(gòu)件包含熱膨脹系數(shù)低的材料。
3.如權(quán)利要求2所述的掩模，其中，所述加固構(gòu)件包含因瓦合金材料。
4.如權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述緩沖構(gòu)件包含導(dǎo)電材料。
5.如權(quán)利要求4所述的掩模，其中，所述緩沖構(gòu)件含有鎳-鈷合金層。
6.如權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述掩模圖案單元包括多個第三開口，具有預(yù)定圖案，其中，所述掩模構(gòu)成為允許在目標(biāo)基板上的相同預(yù)定圖案的薄膜沉積；多個屏蔽單元，其中，所述第三開口由所述屏蔽單元限定。
7.一種掩?？蚣芙M件，包括掩模，包括至少一個掩模圖案單元，包括具有預(yù)定圖案的多個第一開口，其中，所述掩模構(gòu)成為在目標(biāo)基板上沉積相同預(yù)定圖案的薄膜；加固構(gòu)件，包括與所述至少一個掩模圖案單元對應(yīng)的至少一個第二開口；緩沖構(gòu)件，包括與所述至少一個第二開口對應(yīng)的至少一個第三開口，并且連接所述加固構(gòu)件和所述掩模圖案單元，以支撐所述加固構(gòu)件和所述掩模圖案單元；框架，包括第四開口，所述框架被構(gòu)成為容納并且支撐所述掩模。
8.如權(quán)利要求7所述的組件，其中，所述加固構(gòu)件包含熱膨脹系數(shù)低的材料。
9.如權(quán)利要求7所述的組件，其中，所述加固構(gòu)件包含因瓦合金材料。
10.如權(quán)利要求7所述的組件，其中，所述緩沖構(gòu)件包含導(dǎo)電材料。
11.如權(quán)利要求7所述的組件，其中，所述緩沖構(gòu)件包含鎳-鈷合金層。
12.一種制造掩模的方法，包括在基底金屬上形成多個掩模圖案單元；在所述基底金屬上形成掩模材料；將加固構(gòu)件附于所述掩模材料上，所述加固構(gòu)件包括與所述掩模圖案單元對應(yīng)的開口；去除所述掩模材料的與所述掩模圖案單元對應(yīng)的部分；利用緩沖構(gòu)件連接所述掩模圖案單元和所述加固構(gòu)件；將所述基底金屬從所述掩模圖案單元分離；去除所述掩模材料。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述加固構(gòu)件包括與所述掩模圖案單元對應(yīng)的多個開口，以支撐所述掩模圖案單元。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述加固構(gòu)件包含熱膨脹系數(shù)低的材料。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述加固構(gòu)件包含因瓦合金材料。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述掩模圖案單元的方法包括利用電成型法。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述緩沖構(gòu)件包含導(dǎo)電金屬。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述緩沖構(gòu)件包含鎳-鈷合金層。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括用電鍍工藝來形成所述緩沖構(gòu)件。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，形成所述掩模材料的步驟包括在所述基底金屬上應(yīng)用感光層以及曝光與所述掩模圖案單元對應(yīng)的一些部分。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括在將所述加固構(gòu)件附于所述掩模材料上之后并且在所述掩模圖案單元和所述加固構(gòu)件連接之前，通過顯影工藝去除所述掩模材料的與所述掩模圖案單元對應(yīng)的部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于沉積平板顯示器的薄膜的掩模以及制造該掩模的方法。掩模的實施例能夠提高定位的精度，并且通過利用緩沖構(gòu)件連接加固構(gòu)件和布置在加固構(gòu)件的開口上的掩模圖案單元來防止由掩模的熱膨脹引起的問題。掩模包括加固構(gòu)件，包括多個第一開口；掩模圖案單元，與加固構(gòu)件的第一開口對應(yīng)布置，并由加固構(gòu)件支撐；緩沖構(gòu)件，包括與加固構(gòu)件的第一開口對應(yīng)的多個第二開口，并且連接加固構(gòu)件和掩模圖案單元，以支撐加固構(gòu)件和掩模圖案單元。
文檔編號C23C14/04GK1779566SQ20051012334
公開日2006年5月31日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者金義圭, 金泰亨 申請人:三星Sdi株式會社