CN101210307B - 掩模装置、其制造方法以及制造有机发光显示装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种掩模装置，一种具有更高可靠性的掩模装置制造方法，一种通过形成平行于轧制方向的条形孔来制造大尺寸分掩模装置的方法，和一种制造有机发光显示装置(OLED)的方法。掩模装置包括：形成于掩模上的至少一个掩模对准标记；形成于掩模上并阻隔沉积材料的阻隔区域；和形成于掩模上的孔区域，沉积材料通过所述孔区域，其中至少一个掩模对准标记形成在孔区域之外，孔区域具有条形图样，而且，掩模基底的轧制方向平行于条形图样的纵向。
Description
技术领域
本发明的各方面涉及掩模装置，一种具有更高可靠性的制造掩模装置的方法，一种通过形成平行于轧制方向的条形孔制造大尺寸分掩模装置的方法，和一种利用所述掩模装置制造有机发光显示装置(OLED)的方法。
背景技术
近来，为了解决例如阴极射线管的传统显示装置具有的问题，人们已经开发了平板显示装置，例如，液晶显示装置，有机发光显示装置(OLED)，等离子体显示屏，等等。
在制造OLED时，使用蒸镀(evaporation)方法形成发射层，用于发射电子以激发红(R)、绿(G)和蓝(B)荧光物的每一种。蒸镀方法为一种这样的方法，即，将发射层原材料插入真空腔中的坩锅，并且加热坩锅使原材料蒸镀，从而在基底上形成特定层。在此处理中，在真空腔中设置有掩模，并且，发射层的原材料以掩模图样的方式蒸镀，从而形成具有适于R、G和B的设计图样的发射层。
图1A和1B为传统掩模装置的俯视图。现在参见图1A，传统掩模经历轧制处理，其中利用由不锈钢或其他金属材料形成的轧辊1形成掩模基底2。然后，利用光刻方法蚀刻掩模基底2以形成孔区域3和阻隔区域4，从而完成掩模。
当经过轧制处理之后利用光刻方法在掩模基底2上形成孔区域3和阻隔区域4时，掩模基底2的轧制方向垂直于孔区域的条形方向。不过，如上所述，在掩模的孔区域的条形图样垂直于轧制方向的情况下，由于掩模基底2的宽度的限制，难以使掩模适合于大尺寸的基底。
另外，如图1B中所示，在掩模基底2的中央区域与外部区域之间存在质量差异，即，条形孔不规则排列而且未直线对准。在图1A中，质量差异显示为沿着与轧制方向相同的方向。在传统技术中，当条形孔区域利用光刻方法形成时，条形孔区域靠近掩模基底的外部形成，而且由于轧制掩模基底2的中央部分与外部之间的质量差异而不能沿直向形成。更确切地说，因为相对于掩模的条形孔区域存在小的余空，所以在利用掩模的后续的图样处理过程中难以获得可靠的图样。结果，掩模的可靠性低于期望值。
发明内容
本发明提供一种掩模装置，一种具有更高可靠性的掩模装置制造方法，一种通过形成平行于轧制方向的条形孔的制造大尺寸分掩模装置(divisionmask device)的方法，和一种利用所述掩模装置制造有机发光显示装置(OLED)的方法。
根据本发明的一方面，一种掩模装置包括：形成于掩模上的至少一个掩模对准标记；形成于掩模上并阻隔沉积材料的阻隔区域；和形成在掩模上的孔区域，沉积材料通过所述孔区域，其中，至少一个掩模对准标记形成在孔区域之外，孔区域具有条形图样，并且掩模基底的轧制方向平行于条形图样的纵向。
根据本发明的另一方面，一种制造掩模装置的方法包括：轧制掩模基底；并且，在掩模基底上形成具有条形图样的孔区域，使得条形图样的纵向平行于掩模基底的轧制方向。
根据本发明的又一方面，一种制造OLED的方法包括：在基底上形成第一电极；将具有第一电极的基底插入包括掩模装置的沉积腔中，以使条形孔区域的纵向平行于掩模基底的轧制方向；将包括发射层的有机层沉积在基底上；将基底移至沉积腔的外部；并且，在基底的整个表面上形成第二电极。
本方面另外的方面和/或有利之处将在下述描述中部分地陈述，并且，部分地，根据这些描述将更显而易见，或可以通过本发明的实施获知。
附图说明
本发明的这些和/或其他方面和有利之处根据下述结合附图的实施例的描述将变得显而易见并更易于理解，其中：
图1A和图1B是传统掩模装置的平面图；
图2A-2D是根据本发明示例性实施例的掩模装置的横截面视图；
图3是根据本发明示例性实施例的掩模装置的平面图；
图4是显示传统掩模条形的直度的图线；
图5是显示根据本发明示例性实施例的掩模条形的直度的图线；
图6、7和9是根据本发明示例性实施例的OLED的横截面视图；和
图8是显示出有机层的沉积过程的示意图。
具体实施方式
本发明在下文中参照附图将进行更充分的描述，附图中显示出本发明的示例性实施例。不过，本发明可以按照不同的形式实施，而不限于在此陈述的实施例。相反地，提供的这些实施例使得公开更完全充分，并向本领域的技术人员更充分地传达本发明的范围。另外，附图中的层和区域的厚度为了清楚可能会夸大。本申请文件中相同的附图标记全文指示相同的元件。
图2A-2D是根据本发明的实例实施例的掩模装置的横截面视图。首先参见图2A，制备由不锈钢、金属或合金形成的钢板，并且，钢板通过轧辊10轧制而形成掩模基底11。轧制处理使得掩模基底厚度为0.5mm-1mm。然后，掩模基底11经历诸如磨光、酸洗、水洗等的预处理，以增强其与在后续处理中所应用的光刻胶的粘接力。
参见图2B，利用光刻方法在掩模基底11上形成孔区域、阻隔区域和掩模对准标记。具体而言，在掩模基底11的整个表面上应用光刻胶12。光刻胶12可采用正光刻胶以去除暴露区域，或采用负光刻胶以去除未暴露区域。图2B中的实例使用正光刻胶。
在光刻胶12应用在掩模基底11的整个表面上之后，在掩模基底11上 设置掩模13，并利用紫外灯进行曝光处理。在本实例中，光刻胶12被分成暴露区域12a，未暴露区域12b，和半暴露区域12c。在此后的显影步骤中，暴露区域12a在紫外光的作用下发生化学和物理性能的变化，从而被显影剂溶解。
参见图2C，当曝光处理完成时，利用显影剂进行显影处理以去除暴露区域12a的光刻胶。然后，掩模基底11利用蚀刻剂被蚀刻。也就是说，由掩模基底11的未暴露区域12b的光刻胶所阻隔的区域没有被蚀刻，而暴露区域去除了其中的光刻胶，而且被蚀刻以形成孔区域15a和阻隔区域15b。另外，半暴露区域12c被蚀刻至一定深度以形成掩模对准标记15c。在本实例中，掩模对准标记15c形成在孔区域15a之外。为了减少掩模对准基底时的对准误差，形成至少一个标记。
如图2D所示，利用脱离剂(strip solution)去除残留在掩模基底11上的光刻胶12，从而完成根据本发明此示例性实施例的掩模装置。
图3是根据本发明的此示例性实施例的掩模装置的平面图。参见图3，根据本发明此实施例的方法制造的掩模装置20包括：条形孔区域25a、阻隔区域25b，和掩模对准标记25c。更具体地，掩模基底的轧制方向21平行于孔区域25a的条形方向。而且，根据本发明的此实施例的掩模装置20，能够沿着平行于掩模20的轧制方向的划线27(即，掩模20的长边方向)分开以形成分掩模(division mask)，因此使掩模装置20能够适合于大尺寸基底。
在图2A-2D和图3所公开的处理中，掩模基底11的孔区域15a具有条形图样。在本实施例中，掩模基底11的轧制方向16平行于孔区域15a的条形图样的纵向(见图3)。这种纵向定向的原因是为了解决上述公开问题，即，由于掩模基底的限制，孔区域条形方向垂直于轧制方向的传统掩模难以适合于大尺寸基底。也就是说，在本实施例中，掩模基底11的轧制方向16形成为平行于孔区域15a的条形图样的纵向，从而沿掩模基底11纵向形成孔区域15a的条形，从而使适合于大尺寸基底的掩模切实可行。
具体而言，轧制方向16平行于条形方向形成，使得在掩模基底的条形 和外部之间的余空能够变宽。也就是说，在传统技术中，当条形孔区域变窄时，由于条形的短边的小长度而使其误差变大。不过，在本实施例中，由于条形沿余空的边比较长，即使条形的孔区域变窄，也可能扩大长边的余空以易于形成发射层图样。
另外，有可能解决上述公开问题，即，传统掩模基底由于轧制处理而在中央区域与外部区域之间存在质量差异。也就是说，有可能解决下述问题，即，由于轧制后的掩模基底的中央区域与外部区域之间的质量差异，条形孔区域在掩模基底外部的邻近处变窄，而不是沿直向(纵向)形成，因而具有较低质量的直度。
为了评价此处理，可测量直度。直度是指掩模的条形孔区域如何在直线上定位。通过测量第一条形如何平行于第二条形，可量化表示直度。较小的直度表示第一条形与第二条形沿直线严密对准，而较大的直度表示第一条形与第二条形不对准。
参见图4和图5，图4为显示传统掩模条形的直度的图线，图5为显示根据本发明示例性实施例的掩模条形的直度的图线。在这些图中，Y轴表示基准条形的端点(设置为“0”)与设置在基准条形上方和下方的其他条形的端点(例如A-I)之间的竖直间隙，而X轴表示沿水平方向排列的条形的端点的数值。
参见图4，应该理解的是，条形垂直于轧制方向的传统掩模装置显示了15μm的直度误差最大值，即较低质量的直度。然而，参见图5，应该理解的是，根据本发明的此实施例的掩模装置的条形A-I具有6μm或者更低的改进的直度。
如上所述，当掩模基底被轧出时，通过形成平行于轧制方向的条形，有可能改进掩模的条形的直度。另外，尽管孔区域25a的条形具有较长的边和不同的掩模直度，不过，即使条形孔区域减少，仍有可能增大孔区域25a的余空，从而改善掩模的可靠性。
在下文中，将描述一种利用根据本发明的掩模装置制造OLED的方法。 图6、7和9为根据本发明示例性实施例的OLED的横截面视图。
首先参见图6，在传导或塑性的基底100上形成有过渡层110，并且，非晶硅层在过渡层110上形成并结晶化以形成多晶硅半导体层120。
栅绝缘层130在包括半导体层120的基底100的整个表面上形成，并且，与半导体120的特定区域对应的栅极140形成在栅绝缘层130上。然后，在包括过渡层110、半导体层120、栅绝缘层130和栅极140的基底100的整个表面上形成层间绝缘层150，而且层间绝缘层150被蚀刻以显露出半导体层120的第二特定区域，从而形成接触孔。
参见图7，源极或漏极材料沉积在基底100的整个表面上并被形成图样，以形成连接到半导体层120的第二特定区域的源极161和漏极162，并且，平化层170形成在基底100的整个表面上。随后，平化层170被蚀刻以形成显露出源极161和漏极162中的任何一个的通孔，并且，第一电极180形成在平化层170上而被连接到源极161和漏极162中的任何一个。然后，形成显露出第一电极180的像素限定层190，并且，在第一电极180和像素限定层190上形成有机层200(见图9)。
图8为显示出有机层200的沉积过程的示意图。参见图8，沉积设备30包括根据本发明实施例的掩模装置36。沉积设备30包括具有四方盒形状并由不锈钢(SUS)材料形成以作为主体的真空腔31，和设置在真空腔31的侧部的开关口32，基底通过开关口32进行传送。
蒸镀源33安装在真空腔31的下部。蒸镀源33包括用于容纳有机材料33b的坩锅33a。卡盘34安装在真空腔31的上部，基底100由卡盘34支撑。掩模装置36连接到基底100，以调节有机材料的沉积形状。
在此过程中，如前所述，掩模装置36包括孔区域，该孔区域具有平行于根据本发明示例性实施例制造的掩模基底的轧制方向的条形方向和6μm或更小的直度。另外，掩模36可以由金属或金属合金形成，优选由不锈钢形成。
包括像素限定层190的基底100(见图9)被插入沉积设备30中，有机 材料33b通过蒸镀源33蒸镀，从而在基底100上形成有机层200(见图9)。有机层200可以利用蒸镀方法形成。
参见图9，沉积后的基底100被移出到沉积设备30的外部，第二电极210被沉积在基底100的整个表面上，从而完成根据本发明示例性实施例的OLED。
如前所述，因为具有平行于掩模基底的轧制方向的条形方向的掩模装置包括具有6μm或更小直度(即高直度)的条形孔区域，所以在之后的有机材料沉积处理中，发射层图样能够沉积在所期望的位置，从而改进有机材料沉积处理的可靠性。
如上所示，提供了一种掩模装置，一种具有更高可靠性的掩模装置制造方法，一种通过形成平行于轧制方向的条形孔制造大尺寸分掩模的方法，和一种利用所述掩模装置制造OLED的方法。
尽管本发明已经参照其某些示例性实施例进行了描述，不过本领域技术人员应该理解的是，在不脱离由所附权利要求及其等同设置所限定的本发明的精神或范围的情况下，本发明可进行不同的变化和改进。
Claims (18)
1.一种在制造有机发光显示装置过程中使用的掩模装置，包括：
形成于掩模上的至少一个掩模对准标记；
形成于所述掩模上并阻隔沉积材料的阻隔区域；和
形成于所述掩模上的孔区域，沉积材料由所述孔区域通过，
其中，所述至少一个掩模对准标记形成于所述孔区域之外，所述孔区域具有条形图样，所述掩模基底的轧制方向平行于所述条形图样的纵向，所述掩膜装置沿着平行于所述掩膜的所述轧制方向的划线分开以形成分掩膜。
2.根据权利要求1所述的掩模装置，其中，所述孔区域具有6μm或更小的直度。
3.根据权利要求1所述的掩模装置，其中，所述掩模由金属或金属合金形成。
4.根据权利要求3所述的掩模装置，其中，所述掩模由不锈钢形成。
5.根据权利要求1所述的掩模装置，其中，所述掩模所形成的厚度为0.5mm-1mm。
6.一种制造在制造有机发光显示装置过程中使用的掩模装置的方法，所述方法包括：
轧制掩模基底；
在所述掩模基底上形成具有条形图样的孔区域，从而使所述条形图样的纵向平行于所述掩模基底的轧制方向；和
沿着至少一条划线将所述掩模装置分开。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述掩模基底利用一轧辊通过轧制处理形成。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述孔区域通过光刻方法形成。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：在轧制所述掩模之后进行预处理。
10.一种制造有机发光显示装置(OLED)的方法，包括：
在基底上形成第一电极；
将具有所述第一电极的所述基底插入包括一通过权利要求6所述的方法制造的掩模装置的沉积腔中，使得所述条形孔区域的纵向平行于所述掩模基底的轧制方向；
将包括发射层的有机层沉积在所述基底上；
将所述基底移除至所述沉积腔的外部；和
在所述基底的整个表面上形成第二电极。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：在所述基底上的包含半导体层、栅极，源极和漏极的薄膜晶体管，其中，所述第一电极电连接到所述源极或漏极。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述有机层通过蒸镀方法形成。
13.一种通过权利要求10所述的方法制造的有机发光显示装置(OLED)，包括：
基底；
在所述基底上的第一电极；
在所述基底上的包括发射层的有机层；和
在所述基底的整个表面上的第二电极；其中，
所述发射层以条形孔图样形成，
所述条形孔沿平行于所述掩模基底的轧制方向的方向设置，和
所述条形孔具有6μm或更小的直度。
14.根据权利要求13所述的装置，所述装置进一步包括：在所述基底上的包含半导体层、栅极，源极，和漏极的薄膜晶体管，其中，所述第一电极电连接到所述源极或漏极。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述有机层通过蒸镀方法形成。
16.根据权利要求6所述的方法，其中，所述形成孔区域的步骤进一步包括：
在所述掩模基底的整个表面上应用光刻胶；
在所述掩模基底上设置掩模；
将所述掩模和所述掩模基底的组合的开口区域暴露于紫外光；
溶解在所述暴露区域中的所述光刻胶；
蚀刻所述暴露区域；和
利用脱离剂去除残留的光刻胶。
17.根据权利要求6所述的方法，其中，所述形成孔区域的步骤进一步包括：
在所述掩模基底的整个表面上应用光刻胶；
在所述掩模基底上设置掩模；
将所述掩模和所述掩模基底的组合的开口区域暴露于紫外光；
溶解未暴露区域中的所述光刻胶；
蚀刻所述未暴露区域；和
利用脱离剂去除残留的光刻胶。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，
所述掩模包括暴露区域、未暴露区域和半暴露区域，并且，所述半暴露区域被部分地蚀刻。
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