CN100397679C - 掩模及其制造方法、场致发光装置及其制造方法以及电子机器 - Google Patents
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Abstract
一种掩模的制造方法，包括在形成了开口(12)的第一衬底(10)上安装形成了多个贯通孔(22)的第二衬底(20)。安装第二衬底(20)时使多个贯通孔(22)配置在开口(12)的内侧。在第一衬底(10)的与第二衬底(20)相对的面上形成沟(14)。通过沟(14)，在第一、第二衬底(10、20)之间形成流路。能提供被有效冷却的掩模及其制造方法、场致发光装置及其制造方法以及电子机器。
Description
技术领域
本发明涉及掩模及其制造方法、场致发光装置及其制造方法以及电子机器。
背景技术
需要高精密的掩模。例如，我们知道，在彩色的有机场致发光(以下称作EL)装置的制造过程中，通过使用了掩模的蒸镀，形成各色的有机材料。因为蒸镀是在高温下进行的，所以最好冷却掩模。以往冷却保持掩模的构件，但是，希望能进一步提高冷却效果。
发明内容
本发明目的在于解决以往的问题，提供一种高精密的掩模及其制造方法、EL装置及其制造方法以及电子机器。
(1)本发明的掩模的制造方法包括：在形成了开口的第一衬底上安装形成了多个贯通孔的第二衬底；安装所述所述第二衬底时使所述多个贯通孔位于所述开口的内侧；所述第一衬底上与第二衬底相对的面和所述第二衬底上与第一衬底相对的面中至少一方上形成了沟；通过所述沟，在所述第一和第二衬底之间形成流路。
根据本发明，能简单地在掩模上形成流路。流过该流路的流体接触第二衬底，所以掩模的冷却效果高。
(2)在该掩模的制造方法中，所述沟的至少一部分可以在所述开口的周围形成。
(3)在该掩模的制造方法中，所述第一衬底由硼硅酸玻璃构成，所述第二衬底由硅构成，配置所述第一衬底的接合面和所述第二衬底的接合面，使两个接合面彼此合在一起，对所述第一衬底和所述第二衬底进行加热，将所述第一衬底作为负极并将所述第二衬底作为正极，向所述第一衬底和所述第二衬底之间施加电压，由此对所述第一衬底和所述第二衬底进行阳极接合。
这里，所谓阳极接合是指通过外加电压，使接合界面上产生静电引力，在接合界面产生化学结合的接合方法。
(4)在该掩模的制造方法中，可以通过一工序来形成所述第二衬底，该工序包括：在硅片上形成所述多个贯通孔，切割所述硅片，使与所述第二衬底的外形对应。
(5)在该掩模的制造方法中，还可以包括：在所述第二衬底上形成磁性体膜。
通过这样，能制造能用磁力吸附的掩模。
(6)在该掩模的制造方法中，可以把多个所述第二衬底安装在所述第一衬底上，在所述第一衬底上形成多个所述开口，分别对应所述多个开口来安装所述多个第二衬底。
由此，能制造大型的掩模(多个掩模一体化的掩模)
(7)在该掩模的制造方法中，还包括：研磨安装在所述第一衬底上的所述多个第二衬底的表面，使高度均匀化。
由此，因为多个第二衬底的表面被平坦化，所以能提高与进行蒸镀等的对象物的紧贴性。
(8)本发明的掩模，具有形成了开口的第一衬底、以及安装在所述第一衬底上并且形成了多个构成掩模图案的贯通孔的第二衬底；所述第二衬底被安装成所述多个贯通孔位于所述开口的内侧；所述第一衬底上与第二衬底相对的面和所述第二衬底上与第一衬底相对的面中至少一方上形成了沟；通过所述沟，在所述第一和第二衬底之间形成了流路。
根据本发明，所述第二衬底的表面的一部分构成流路的一部分。因此，流体接触第二衬底，所以掩模的冷却效果高。
(9)在该掩模中，所述沟的至少一部分可以在所述开口的周围形成。
(10)在该掩模中，所述第一衬底由硼硅酸玻璃构成，所述第二衬底由硅构成，配置所述第一衬底的接合面和所述第二衬底的接合面，使两个接合面彼此合在一起，对所述第一衬底和所述第二衬底进行加热，将所述第一衬底作为负极并将所述第二衬底作为正极，向所述第一衬底和所述第二衬底之间施加电压，由此对所述第一衬底和所述第二衬底进行阳极接合。
这里，所谓阳极接合是指通过外加电压，使接合界面上产生静电引力，在接合界面产生化学结合的接合方法。
(11)在该掩模中，可以在所述第二衬底上形成了磁性体膜。
由此，能用磁力吸附第二衬底。
(12)在该掩模中，在所述第一衬底上形成多个所述开口，多个所述第二衬底安装在所述第一衬底上；分别对应所述多个开口来安装所述多个第二衬底。
该掩模是多个掩模一体化的产物，成为大型的掩模。
(13)在该掩模中，安装在所述第一衬底上的所述多个第二衬底，其表面被研磨，高度被均匀化。
由此，因为多个第二衬底的表面被平坦化，所以能提高与进行蒸镀等的对象物的紧贴性。
(14)本发明的EL装置的制造方法包括使用掩模来使发光材料成膜；
所述掩模具有形成了开口的第一衬底、以及安装在所述第一衬底上并且形成了多个构成掩模图案的贯通孔的第二衬底；
所述第二衬底被安装成所述多个贯通孔位于所述开口的内侧；
所述第一衬底上与第二衬底相对的面和所述第二衬底上与第一衬底相对的面中至少一方上形成了沟；
通过所述沟，在所述第一和第二衬底之间形成了流路；
在所述发光材料成膜工序中，流体流过所述掩模的所述流路，冷却所述掩模。
(15)本发明的EL装置是利用所述方法制造的。
(16)本发明的电子机器具有所述EL装置。
附图说明
下面简要说明附图。
图1A～图1B是说明本发明的实施例的掩模的图。
图2是图1A所示的II-II线剖面的局部放大图。
图3是图1A所示的III-III线剖面的局部放大图。
图4是图1A所示的IV-IV线剖面的局部放大图。
图5是本发明的实施例的掩模的分解图。
图6是说明本发明的实施例的掩模的制造方法的图。
图7是说明本发明的实施例的掩模的制造方法的图。
图8是说明本发明的实施例的掩模的制造方法的图。
图9A、图9B是表示本实施例的变形例的图。
图10是说明本发明的实施例的掩模和EL装置的制造方法的图。
图11A～图11C是说明发光材料成膜方法的图。
图12是表示通过使用了本发明的实施例的掩模的发光材料的成膜方法制造的EL装置的图。
图13是表示本发明的实施例的电子机器的图。
图14是表不本发明的实施例的电子机器的图。
下面简要说明附图符号。
10-第一衬底；12-开口；14-沟；16-沟；18-流路；20-第二衬底；22-贯通孔；26-硅片；28-流路；42-第二衬底；44-沟；50-掩模；52-磁性体膜。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的实施例。
图1A～图1B是说明本发明的实施例的掩模的图。图1A是掩模的俯视图，图1B是掩模的侧视图。图2是图1A所示的II-II线剖面的局部放大图。图3是图1A所示的III-III线剖面的局部放大图。图4是图1A所示的IV-IV线剖面的局部放大图。图5是掩模的分解图。
掩模具有第一衬底10和至少一个(图1A所示的例子中为多个)第二衬底20。第一衬底10可以是透明衬底。在本实施例中，第一衬底10由能与第二衬底20阳极接合的材料(例如，硼硅酸玻璃)构成。在第一衬底10上形成了至少一个(图1A所示的例子中为多个)开口12。可以把第一衬底10称作框板(frame)。开口12比第二衬底20小。可是，开口12比第二衬底20的形成了多个贯通孔22的区域大。开口12可以是矩形。
第二衬底20可以是矩形。在第二衬底20上形成了多个贯通孔22。贯通孔22的形状可以是正方形、平行四边形、圆形中的任意一种。通过贯通孔22的形状、排列以及个数，构成掩模图案。能把第二衬底20称作筛板(screen)。
第二衬底20安装在第一衬底10上。如图1A所示，第二衬底20被安装为多个贯通孔22配置在开口12的内侧。具体而言，第二衬底20的全周端部(角环状的部分)安装在第一衬底10的开口的全周端部(角环状的部分)上。与一个开口12对应，配置了一个第二衬底20。在本实施例中，第一和第二衬底10、20被阳极接合在一起。第二衬底20由能与第一衬底10阳极接合的材料(例如硅)构成。
在第一衬底10上形成沟14(参照图3和图4)。沟14在第一衬底10上的与第二衬底20相对的面上形成。沟14也可以在开口12的周围形成。具体而言，沟14可以形成环状(角环)。例如，可以与多个开口12对应形成不连续的多个沟14。这时，在多个沟14上分别安装各第二衬底20。沟14也可以只在第一衬底10的安装了第二衬底20的区域上形成。这时，由沟14和第二衬底20形成了流路18。
在第一衬底10的与第二衬底20相对的面的相反一侧的面上形成了沟16。即在第一衬底10的一面上形成了沟14，在另一面上形成了沟16。如图3所示，沟14、16部分地连通。通过沟16，能使多个不连续的沟14连通。
在第一衬底10上，安装了第三衬底30。在第三衬底30上形成了至少一个(例如多个)贯通孔34。贯通孔34配置在沟16的一部分的上方。第三衬底30除了形成了贯通孔34外，被配置为覆盖了沟16。也可以由一个第三衬底30覆盖沟16。由沟16和第三衬底30形成流路28。另外，贯通孔34成为到流路28的出入口。可以形成多个贯通孔34，其中一个作为到流路28的入口，还有一个作为从流路28的出口。第三衬底30成为不覆盖第一衬底10的开口12的形状。例如在第三衬底30上形成了开口32。
根据本实施例的掩模，由沟14和第二衬底20形成了流路18。因为第二衬底20本身就构成了流路18的一部分，所以，如果冷却的流体流过，就能有效地冷却第二衬底20。如果分别对应于不连续的多个沟14形成不连续的流路18，也能通过流路28使之连通。流路28由沟16以及第三衬底30形成。流体能从第三衬底30的贯通孔34流过流路28。
下面，说明本发明的实施例的掩模的制造方法。在本实施例中，准备第一和第二衬底10、20。在形成第一衬底10的开口12时，可以使用喷砂。
在第二衬底20上形成多个贯通孔22。在形成这些孔时，可以使用蚀刻(例如，具有晶面取向依存性的各向异性蚀刻)。贯通孔22的壁面可以垂直于第二衬底20表面，也可以有斜度。如图5所示，可以由硅片24形成第二衬底20。这时，可以与第二衬底20对应，切割硅片24。
如图6所示，对位、配置第一和第二衬底10、20。配置多个第二衬底20，使其不重叠。在第一衬底10的一面，配置多个第二衬底20。然后，安装第一和第二衬底10、20。另外，对位、配置第一和第三衬底10、30。然后安装第一和第三衬底10、30。第一和第二衬底10、20的对位以及安装、和第一和第三衬底10、30的对位以及安装，既可以先后进行(哪一方在先均可)的，也可以同时进行。
在图7中表示了第一和第二衬底10、20的安装方法的一个例子。在本实施例中，使用阳极结合。具体而言，配置第一和第二衬底10、20，使接合面彼此合在一起，加热到300～500℃，外加500V左右的电压。第一衬底10由硼硅酸玻璃(例如corning#7740(派热克斯(商标名称)玻璃))构成，当第二衬底20由硅构成时，第一衬底10与负极相连。这样，第一衬底10的正离子(钠离子)向负极方向移动，第一衬底10的第二衬底20一侧的面带负电。而第二衬底20的第一衬底10一侧的面带正电。这样，第一和第二衬底10、20因静电引力而相互吸引，发生化学结合，被接合在一起。
构成第一衬底10的corning#7740(派热克斯(商标名称)玻璃)的热膨胀系数约为3.5ppm/℃，接近构成第二衬底20的硅的热膨胀系数。因此，即使在高温下使用掩模，翘曲、变形也很小，可以忽略。另外，根据阳极接合，因为不使用粘合剂，所以不会产生硬化收缩导致的变形，不会出气体。这样，本实施例的掩模最适于高真空下的蒸镀。
上述的第一和第二衬底10、20的安装方法也适用于第一和第三衬底10、30的安装。根据本实施例，由沟14和第二衬底20形成了流路18。第二衬底20构成流路18的一部分。因为第一衬底10加固了第二衬底20，所以能制造强度大的掩模。
须指出的是，本发明并不排除使用了粘合剂的接合。例如，可以用粘合剂接合第一和第二衬底10、20或第一和第三衬底10、30。粘合剂30可以是能量硬化性粘合剂。能量包括光(紫外线、红外线、可见光)、X射线等放射线、热。
如图8所示，当由于多个第二衬底20的厚度有不均等，导致它的高度不均匀时，可以用砂轮40等研磨第二衬底20的表面。由此，因为多个第二衬底20表面被平坦化，所以能提高与进行蒸镀等的对象物的紧贴性。
图9A、图9B是表示本实施例的变形例的图。在上述的实施例中，在第一衬底10上形成了沟14，但是如图9A所示，可以在第二衬底42上形成沟44。或者，如图9B所示，可在第一衬底10上形成沟14，在第二衬底42上形成沟44，使沟14、44相对，形成流路。
图10是说明本发明的实施例的掩模和EL装置的制造方法的图。在图10所示的掩模50(例如第二衬底20)上，形成了磁性体膜52。能用铁、钴、镍等强磁性材料形成磁性体膜52。或者，由Ni、Co、Fe或包含Fe成分的不锈钢等磁性金属材料、或磁性金属材料与非磁性金属材料的结合，形成磁性体膜52。
在本实施例中，使用掩模50，在衬底54上使发光材料成膜。衬底54是用于形成多个EL装置(例如有机EL装置)的，并且是玻璃衬底等透明衬底。如图11A所示，在衬底54上，形成了电极(例如由ITO等构成的透明电极)56、空穴输送层58。须指出的是，也可以形成电子输送层。
如图10所示，配置掩模50，使第二衬底20位于衬底54一侧。在衬底54的背后配置了磁铁48，把掩模50(第二衬底20)上形成的磁性体膜52吸引到跟前。由此，即使在掩模50(第二衬底20)上产生翘曲，也能校正。
图11A～图11C是说明发光材料的成膜方法的图。发光材料例如是有机材料，作为低分子有机材料，有铝的络合物(Alq3)，作为高分子有机材料，有PPV。发光材料成膜能通过蒸镀进行。例如，如图11A所示，通过掩模50一边对红色的发光材料刻膜，一边成膜，形成红色发光层60。然后，如图11B所示，把掩模50错开一点，一边对绿色的发光材料刻膜，一边成膜，形成绿色发光层62。然后，如图11C所示，把掩模50再错开一点，一边对蓝色的发光材料刻膜，一边成膜，形成蓝色发光层62。
在本实施例中，在掩模50上形成了上述的流路18。一边使冷却的流体流过流路18，一边进行发光材料成膜。这样，能有效地冷却掩模50。另外，在本实施例中，第一衬底10加固了作为筛板的第二衬底20。因此，不会发生第二衬底20的翘曲、挠曲，选择蒸镀的再现性高，生产性高。在本实施例中，在掩模50中，在第一衬底10上形成了多个开口12，第二衬底20位于与各开口12对应的位置。第二衬底20与一个EL装置对应。即，使用掩模50能制造一体化的多个EL装置。切断衬底54，能得到各EL装置。
图12是表示使用发光材料成膜方法制造的EL装置的图。EL装置(例如有机EL装置)具有衬底54、电极56、空穴输送层58、发光层60、62、64等。在发光层60、62、64上，形成了电极66。电极66例如是阴极电极。EL装置(EL面板)成为显示装置(显示器)。
作为具有本发明的实施例的EL装置的电子机器，在图中13示出了笔记本式个人电脑1000，在图14中示出了移动电话2000。
本发明并不局限于上述的实施例，能有各种变形。例如，本发明包括与实施例中说明的结构在实质上相同的结构(例如，功能、方法以及结果相同的结构或目的以及结果相同的结构)。另外，本发明包括置换了实施例中说明的结构中非本质的部分的结构。另外，本发明包括能取得实施例中说明的结构相同的作用效果或达到同一目的的结构。另外，本发明包括在实施例中说明的结构上附加众所周知的技术的结构。
Claims (16)
1.一种掩模的制造方法，其中，包括在形成有开口的第一衬底上安装形成了多个贯通孔的第二衬底；
安装-所述第二衬底时使所述多个贯通孔位于所述开口的内侧；
所述第一衬底上与第二衬底相对的面和所述第二衬底上与第一衬底相对的面中至少一方上形成了沟；
通过所述沟，在所述第一和第二衬底之间形成流路。
2.根据权利要求1所述的掩模的制造方法，其中，所述沟的至少一部分在所述开口的周围形成。
3.根据权利要求1所述的掩模的制造方法，其中，所述第一衬底由硼硅酸玻璃构成，所述第二衬底由硅构成，配置所述第一衬底的接合面和所述第二衬底的接合面，使两个接合面彼此合在一起，对所述第一衬底和所述第二衬底进行加热，将所述第一衬底作为负极并将所述第二衬底作为正极，向所述第一衬底和所述第二衬底之间施加电压，由此对所述第一衬底和所述第二衬底进行阳极接合。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的掩模的制造方法，其中，通过一工序来形成所述第二衬底，该工序包括：在硅片上形成所述多个贯通孔，切割所述硅片，使与所述第二衬底的外形对应的过程。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述的掩模的制造方法，其中，还包括在所述第二衬底上形成磁性体膜。
6.根据权利要求1～3中任意一项所述的掩模的制造方法，其中，把多个所述第二衬底安装在所述第一衬底上，在所述第一衬底上形成多个所述开口，分别对应所述多个开口来安装所述多个第二衬底。
7.根据权利要求6所述的掩模的制造方法，其中，还包括：研磨安装在所述第一衬底上的所述多个第二衬底的表面，使高度均匀化。
8.一种掩模，其中，具有形成了开口的第一衬底、以及安装在所述第一衬底上并且形成了多个构成掩模图案的贯通孔的第二衬底；
所述第二衬底被安装成所述多个贯通孔位于所述开口的内侧；
所述第一衬底上与第二衬底相对的面和所述第二衬底上与第一衬底相对的面中至少一方上形成了沟；
通过所述沟，在所述第一和第二衬底之间形成了流路。
9.根据权利要求8所述的掩模，其中，所述沟的至少一部分是在所述开口的周围形成的。
10.根据权利要求8所述的掩模，其中，所述第一衬底由硼硅酸玻璃构成，所述第二衬底由硅构成，配置所述第一衬底的接合面和所述第二衬底的接合面，使两个接合面彼此合在一起，对所述第一衬底和所述第二衬底进行加热，将所述第一衬底作为负极并将所述第二衬底作为正极，向所述第一衬底和所述第二衬底之间施加电压，由此对所述第一衬底和所述第二衬底进行阳极接合。
11.根据权利要求8～10中任意一项所述的掩模，其中，在所述第二衬底上形成有磁性体膜。
12.根据权利要求8～10中任意一项所述的掩模，其中，在所述第一衬底上形成有多个所述开口，多个所述第二衬底安装在所述第一衬底上，分别对应所述多个开口来安装所述多个第二衬底。
13.根据权利要求12所述的掩模，其中，安装在所述第一衬底上的所述多个第二衬底，其表面被研磨，高度被均匀化。
14.一种场致发光装置的制造方法，其中，包括使用掩模，使发光材料成膜，
所述掩模具有形成了开口的第一衬底、以及安装在所述第一衬底上并且形成了多个构成掩模图案的贯通孔的第二衬底；
所述第二衬底被安装成所述多个贯通孔位于所述开口的内侧；
所述第一衬底上与第二衬底相对的面和所述第二衬底上与第一衬底相对的面中至少一方上形成了沟；
通过所述沟，在所述第一和第二衬底之间形成了流路；
在所述发光材料的成膜工序中，流体流过所述掩模的所述流路，冷却所述掩模。
15.一种场致发光装置，其中，是利用权利要求14所述的方法制造的。
16.一种电子机器，其中，具有权利要求15所述的场致发光装置。
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