CN101451227A - 蒸发掩模和采用此掩模来制造有机场致发光器件的方法 - Google Patents

蒸发掩模和采用此掩模来制造有机场致发光器件的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种有机EL器件，包括：衬底；有效发光区域，其通过在衬底上顺序地堆叠第一电极、包括多个有机发光层的有机薄膜和第二电极来形成，其中有机薄膜可在第一和第二电极的重叠区域处发出光，并且各有机发光层均以第一图案形成；形成在有效发光区域之外的衬底边缘上的端子单元，其具有分别与第一和第二电极相连的多个第一和第二电极端子；形成在衬底上以暴露出端子单元并至少密封了有效发光区域的密封单元；以及形成于有效发光区域之外的假图案区域，其包括以第二图案形成的至少一个假图案层，其中第二图案与第一图案相同。

Description

蒸发掩模和采用此掩模来制造有机场致发光器件的方法
本申请是申请日为2003年12月1日，同名的中国专利申请CN200310120762.7的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种蒸发掩模，更具体地涉及一种甚至在施加张力时也能保持相邻开口之间的间距的蒸发掩模，还涉及一种采用此蒸发掩模来制造有机场致发光(EL)器件的方法，以及一种采用上述方法制出的有机EL器件。
背景技术
EL器件是自发光型显示装置，其提供了宽视角、高对比度和快速响应时间。因此，EL器件得到了更多的关注，这是因为它们可被用作下一代的显示装置。
根据用于形成发光层的材料，EL器件可分成无机EL器件或有机EL器件。有机EL器件具有比无机EL器件更高的亮度和更快的响应性，并可提供彩色显示，因此它们目前被更多地开发。
有机EL器件包括在透明绝缘衬底上形成为预定图案的第一电极、通过真空蒸发而形成在第一电极上的有机薄膜，以及形成在有机薄膜上的第二电极，使得第一和第二电极相互交叉。
在具有这种结构的有机EL器件的制造中，通常通过用光刻方法使氧化铟(ITO)形成图案来形成第一电极。
这种光刻方法可在形成有机薄膜前使用，但在形成有机薄膜后使用时会产生问题。由于有机薄膜对水非常敏感，因此在制造时和制造后它必须与水完全地隔离开。因此，包括在剥离和蚀刻抗蚀剂期间暴露于水中的光刻方法不适用于使有机薄膜和第二电极层形成图案。
这一问题通常通过用图案化掩模对用于有机薄膜的有机发光材料和用于第二电极层的材料进行真空沉积来解决。特别是，第二电极层可采用阴极隔离器来形成图案，然而已经知道，采用蒸发掩模的真空蒸发方法是使低分子有机薄膜形成图案的最适宜的方式。
采用掩模来使有机薄膜或第二电极层形成图案的技术在制造全色有机EL器件中是非常重要的。
传统的全色有机EL器件的着色方法包括：三色独立性蒸发方法，其中红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素独立地沉积到衬底上；颜色转换方法(CCM)，其中利用蓝色光源在发光表面上形成颜色转换层；以及滤色方法，其中采用了白色光源和滤光器。三色独立性蒸发方法更令人关注，这是因为其执行起来较简单，并提供了较高的颜色纯度和效率。
在三色独立性蒸发方法中，采用蒸发掩模来将红色、绿色和蓝色像素独立地沉积到衬底上。这里，蒸发掩模必须由低热膨胀系数的材料制成以防止热变形，而且如果采用磁体来将蒸发掩模粘附到衬底上，那么蒸发掩模还必须是磁性的。更重要的是，蒸发掩模必须特别精确。特别是，所沉积像素的位置即图案开口的宽度必须非常准确，还要求总掩模间距也非常准确。例如，如果有机EL器件必须具有130点/英寸(ppi)或更大的细度，以及50％或更大的开口效率，那么蒸发掩模的开口宽度的偏差必须不能超过±5微米(μm)，总掩模间距的偏差必须不能超过±10μm。
如图1所示，在制造有机EL器件时用于沉积有机薄膜或电极的蒸发掩模10通常由框架20支撑，因此蒸发掩模10被拉紧。在掩模10中，在一个金属薄板11上形成了多个掩模单元12，可在掩模单元12上形成一个有机EL器件。
由于蒸发掩模10形成为很薄且具有微小的图案，因此如果不进行处理就使用的话，它的一些部分可能会垂下来，这会阻止形成精确的图案。因此如图1所示，在蒸发掩模10上沿x轴和y轴方向施加最优的张力，得到预定精度的总间距(Pt)，并将张紧的蒸发掩模10连接到掩模框架20上。在连接时重要的是不能改变Pt的精度。蒸发掩模10与掩模框架20的连接可通过多种方法来实现，例如使用粘合剂、激光焊接或电阻焊接。
各个掩模单元12均包括开口的图案。如图1所示，各掩模单元12可具有在y轴方向上伸长的条形开口。然而，张力使得各掩模单元12的最外侧开口很难保持预定程度的精度。
图2是掩模单元12沿图1中的线I-I的剖视图，其显示了形成于掩模单元12中的开口13。如图2所示，在相邻开口13之间设有屏蔽部分14，最外侧开口13a均由屏蔽部分14和相邻掩模单元之间的肋15形成。
如图2所示，如果在图1所示的x轴和y轴方向上对具有开口13的蒸发掩模10施加张力，那么肋15的边缘部分15a就会向上弯曲。肋15的边缘部分15a的这种变形降低了各个最外侧开口13a的宽度的精度。因此，经由最外侧开口13a在有机发光薄膜上所进行的沉积的精度就会下降，因此，在面板外部就无法实现有机发光薄膜的准确图案形成。如果相邻掩模单元之间的肋的边缘发生变形，则该变形的肋会与有机发光薄膜接触，因此就产生了缺陷，例如黑点或在面板周边上的像素短路。
如图3所示，这一问题对最外侧掩模单元的影响超过了对其它掩模单元的影响，因而降低了总掩模间距的精度。
换句话说，如图3所示，具体地说，在与开口13的长度方向正交的方向上、即在施加张力的x轴方向上处于最外侧的掩模单元12a和12b由于施加在x轴方向上的张力而比其它掩模单元12更严重地变形。因此，总间距(Pt)即连接掩模单元12a的外部肋的边缘的线16a和连接掩模单元12b的外部肋的边缘的线16b之间的间距的精度下降，使得掩模单元12的图案化精度下降。
在日本专利出版物No.2001-247961中公开了一种掩模，其克服了因掩模的热膨胀而引起的形成狭缝的条带的变形。该公开的掩模包括掩模部分和丝网部分。掩模部分是用于通过蒸发来在衬底上形成图案化薄膜的蒸发掩模，它具有用于形成多个第一开口的分隔区。丝网部分含有磁性材料，并具有多个比第一开口更小的第二开口。第二开口设于掩模部分的第一开口上。
日本专利出版物No.2001-273979公开了一种磁性掩模的结构。日本专利申请No.2001-254169公开了一种蒸发掩模框架组件，其中图案化掩模屏蔽了沉积区域，同时与待沉积材料紧密地粘附在一起，并具有精细的间隙和精细的图案。图案化掩模的精细图案由精细的肋来支撑。
这些公开的掩模与待沉积材料紧密地粘附在一起，这是因为它们由磁性材料形成。然而，这些掩模仍具有因最外侧开口在张紧操作期间的变形而丧失精度的问题。
日本专利出版物No.2002-9098公开了一种图案形成装置，用于防止衬底上的预成形薄膜因从框架上部分地脱落的掩模而受损，掩模的脱落是由蒸发期间的热膨胀而引起的。该图案形成装置包括支撑体，其形成为比掩模更大，并具有用于安放掩模的下凹部分。支撑体可防止掩模因薄膜成形期间的热膨胀而产生脉动。另外，通过在掩模上远离支撑体的一侧上形成磁性元件，该磁性元件就可使掩模更接近衬底，使得在掩模和支撑体之间形成了空间。该空间有助于冷却掩模。
然而，由于所公开的具有狭缝的掩模未被框架牢固地支撑，因此就无法准确地控制掩模的位置。特别是，在必须具有非常薄的蒸发掩模以实现高精度图案形成的有机EL器件的情况下，蒸发掩模的位置在蒸发期间可能会产生变化。
日本专利出版物No.2002-8859公开了一种用于防止掩模在薄膜成形期间受热膨胀的图案形成装置，其中在支撑了掩模的框架内形成了液体路径，并且冷却溶液在液体路径内循环。然而，该发明忽视了在将掩模固定到框架上的过程中张力和开口变得不准确的可能性。
日本专利出版物No.2000-48954、No.2000-173769、No.2001-203079和No.2001-110567公开了一些金属掩模，其包括增补线以防止掩模和框架之间的掩模屏蔽件下垂。与上述公开的掩模相似，在施加了张力以实现高精度的图案形成之后，这些掩模在被固定到框架上时可能会被拉伸和弯曲。
发明内容
本发明提供了一种蒸发掩模，其可通过降低因支撑张紧的蒸发掩模所引起的开口宽度的精度变化来降低图案的偏差，并且提供了一种采用这种蒸发掩模来制造有机EL器件的方法以及通过该方法制出的有机EL器件。
本发明还提供了一种蒸发掩模，其可通过在对蒸发掩模施加张力时补偿总间距来提高图案精度，并且提供了一种采用这种蒸发掩模来制造有机EL器件的方法以及通过该方法制出的有机EL器件。
本发明的其它方面和/或优点的一部分将在下述介绍中提出，一部分可从该介绍中清楚，或者是通过本发明的实施而得到。
根据本发明的一个方面，提供了一种由薄膜形成的蒸发掩模，其中该蒸发掩模通过施加张力来保持拉紧，并且包括至少一个掩模单元。该掩模单元包括多个主开口和多个第一假开口，该第一假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧主开口的附近。
主开口可形成有效沉积区域，而第一假开口可形成无效沉积区域。
至少一个第一假开口可形成为平行于主开口，而至少另一个第一假开口可形成为正交于主开口。
蒸发掩模可包括至少两个掩模单元，并还可包括多个第二假开口，该第二假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
第二假开口可形成在形成了掩模单元的有效沉积区域之外。
或者，至少一个第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，至少另一个第二假开口可形成为正交于主开口。
根据本发明的一个方面，提供了另一种由薄膜形成的蒸发掩模，其中该蒸发掩模通过施加张力来保持拉紧。该蒸发掩模包括至少两个掩模单元，各掩模单元具有至少一个主开口和至少一个第二假开口，该第二假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
各掩模单元的至少一个主开口可用于形成有效沉积区域，而至少一个第二假开口可形成在形成有掩模单元的有效沉积区域之外。
或者，至少一个第二假开口可包括至少两个第二假开口，其中第二假开口中的至少一个可形成为平行于掩模单元的至少一个主开口，而第二假开口中的至少另一个可形成为正交于至少一个主开口。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造有机场致发光(EL)器件的方法。在这种方法中，在衬底上形成第一电极。接着将用于形成有机薄膜的蒸发掩模放置在衬底上。这里，蒸发掩模通过施加张力来拉紧，并具有至少一个掩模单元。掩模单元包括多个主开口和多个第一假开口，该第一假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧主开口的附近。该有机薄膜包括形成为至少覆盖了第一电极的有效发光区域，这是通过经由主开口来蒸发含有有机发光材料的有机材料来实现的。同时，通过第一假开口来在有效发光区域之外形成第一假图案区域。之后，在有机薄膜上形成第二电极，使得在第一和第二电极重叠的区域处形成了有效发光区域。最后，对所得的结构进行密封。
至少一个第一假开口可形成为平行于主开口，而至少另一个第一假开口可形成为正交于主开口。
可在一次工艺过程中制造至少两个有机EL器件，蒸发掩模可包括至少两个掩模单元，通过各掩模单元可沉积一个有机EL器件的有机薄膜，蒸发掩模还包括多个第二假开口，其形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
蒸发掩模的第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
至少一个第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少一个第二假开口可形成为正交于主开口。
为了形成第二电极，首先在衬底上设置可形成第二电极的蒸发掩模。在这里，该蒸发掩模通过施加张力来拉紧，并具有至少一个掩模单元。该掩模单元包括多个主开口和多个第一假开口，该第一假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧主开口的附近。然后可通过主开口在有效发光区域上形成第二电极，并通过第一假开口在有效发光区域之外形成第二假图案区域。
至少一个第一假开口可形成为平行于主开口，而至少另一个第一假开口可形成为正交于主开口。
可在一次工艺过程中制造至少两个有机EL器件。蒸发掩模可包括至少两个掩模单元，通过各掩模单元可沉积一个有机EL器件的第二电极，蒸发掩模还包括多个第二假开口，其形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
至少一个第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少另一个第二假开口可形成为正交于主开口。
可在一次工艺过程中制造至少两个有机EL器件。可采用通过施加张力来拉紧并具有至少两个掩模单元的蒸发掩模来形成第二电极，有机EL器件的第二电极可通过掩模单元来沉积。蒸发掩模可包括多个第二假开口，其形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
至少一个第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少另一个第二假开口可形成为正交于主开口。
根据本发明的另一方面，提供了另一种制造有机EL器件的方法。在这种方法中，在衬底上形成用于有机EL器件的第一电极。接着将用于形成有机薄膜的蒸发掩模放置在衬底上。这里，蒸发掩模通过施加张力来拉紧，它包括至少两个掩模单元。各掩模单元包括多个主开口和多个第二假开口，该第二假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部且与之相邻。通过经由各掩模单元的主开口来蒸发含有有机发光材料的有机材料，从而形成包括有至少覆盖第一电极的有效发光区域的有机薄膜。之后在有机薄膜上形成第二电极，使得在第一和第二电极重叠的区域处形成了有效发光区域。最后，对所得的结构进行密封。
第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
或者，第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少另一个第二假开口可形成为正交于主开口。
在形成第二电极的另一工艺中，可在衬底上设置用于形成第二电极的蒸发掩模。在这里，蒸发掩模通过施加张力来拉紧，它包括至少两个掩模单元。各掩模单元可包括多个主开口和多个第一假开口，该第一假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧主开口的附近。然后通过主开口来在各有效发光区域上形成第二电极，可通过第一假开口在各有效发光区域之外形成第二假图案区域。
至少一个第一假开口可形成为平行于主开口，而至少另一个第一假开口可形成为正交于主开口。
蒸发掩模可包括多个第二假开口，其形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
蒸发掩模的第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
至少一个第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少另一个第二假开口可形成为正交于主开口。
在形成第二电极的另一工艺中，可采用蒸发掩模来形成第二电极。蒸发掩模可通过施加张力来拉紧，并可具有至少两个掩模单元，通过各掩模单元可沉积有机EL器件的第二电极。蒸发掩模可包括多个第二假开口，该第二假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
蒸发掩模的至少一个第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少一个第二假开口可形成为正交于主开口。
根据本发明的另外一个方面，提供了另外一种制造有机EL器件的方法。在这种方法中，在衬底上形成具有预定图案的第一电极。接着，通过蒸发含有有机发光材料的有机材料来形成包括有至少覆盖第一电极的有效发光区域的有机薄膜。之后在有机薄膜上放置可形成第二电极的蒸发掩模。这里，蒸发掩模通过施加张力来拉紧，它包括多个主开口和多个假开口，该假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧主开口的附近。通过主开口来形成第二电极，使得在第一和第二电极的重叠区域处形成了有效发光区域。同时，通过第一假开口在有效发光区域之外形成第二假图案区域。最后，对所得的结构进行密封。
至少一个第一假开口可形成为平行于主开口，而至少另一个第一假开口可形成为正交于主开口。
可在一次工艺过程中制造至少两个有机EL器件。蒸发掩模可包括至少两个掩模单元，通过各掩模单元可以沉积一个有机EL器件的第二电极，蒸发掩模还包括多个第二假开口，其形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部并与之相邻。
蒸发掩模的第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
至少一个第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少另一个第二假开口可形成为正交于主开口。
根据本发明的另一方面，提供了另外一种制造有机EL器件的方法。在这种方法中，在衬底上形成用于有机EL器件的第一电极。接着，通过蒸发含有有机发光材料的有机材料来形成包括有至少覆盖第一电极的有效发光区域的有机薄膜在有机薄膜上放置可形成第二电极的蒸发掩模。这里，蒸发掩模通过施加张力来拉紧，它包括至少两个掩模单元。各掩模单元包括多个主开口和多个第二假开口，该第二假开口形成在对蒸发掩模施加张力的方向上的最外侧掩模单元的外部与之相邻。通过各掩模单元的主开口来形成第二电极，使得在第一和第二电极的重叠区域处形成了有效发光区域。最后，对所得的结构进行密封。
蒸发掩模的第二假开口可位于有机EL器件的有效发光区域之外，该有效发光区域可通过第二假开口附近的最外侧掩模单元来沉积。
至少一个第二假开口可形成为平行于掩模单元的主开口，而至少一个第二假开口可形成为正交于主开口。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种有机EL器件，其包括衬底、有效发光区域、端子单元、密封单元和假图案区域。通过在衬底上顺序地堆叠第一电极、包括有机发光层的有机薄膜和第二电极来形成有效发光区域。有机薄膜可在第一和第二电极的重叠区域处发出光。端子单元形成在有效发光区域外部的衬底边缘上，并具有与第一电极相连的第一电极端子和与第二电极相连的第二电极端子。密封单元形成在衬底上，以便暴露出端子单元并至少密封有效发光区域。假图案区域形成于有效发光区域之外。
假图案区域可形成在有效发光区域和端子单元之间。
假图案区域可形成被密封单元所密封的区域内。
假图案区域可由与有机发光层相同的材料形成。
假图案区域可由与有机薄膜相同的材料形成。
假图案区域可由与第二电极相同的材料形成。
假图案区域可形成在有机薄膜的上方区域中的有机发光区域之外。
附图说明
从实施例的下述介绍中并结合附图，可以更加清楚并更容易理解本发明的这些和/或其它的方面和优点，在附图中：
图1是传统蒸发掩模的分解透视图；
图2是图1所示蒸发掩模的剖视图；
图3是图1所示蒸发掩模的平面图；
图4是根据本发明实施例的蒸发掩模的透视图；
图5是图4所示蒸发掩模的掩模单元的透视图；
图6和7是沿图5中的线II-II的剖视图；
图8是显示了根据本发明的掩模中的开口宽度的偏差的曲线图；
图9是图4所示蒸发掩模的平面图；
图10A到10C是显示了图4所示蒸发掩模的总间距偏差和蒸发掩模的线偏差的示意图；
图11是根据本发明另一实施例的蒸发掩模的掩模单元的平面图；
图12和13是根据本发明的不同实施例的蒸发掩模的平面图；
图14是根据本发明的另外一个实施例的蒸发掩模的透视图；
图15是图14所示蒸发掩模的平面图；
图16到19是根据本发明的不同实施例的蒸发掩模的平面图；
图20到29是显示了根据本发明的制造有机场致发光(EL)器件的方法的视图；和
图30是根据本发明的一个实施例的有机EL器件的分解透视图。
具体实施方式
下面将详细地介绍本发明的实施例，其例子显示于附图中，在图中采用相似的标号表示相似的元件。下面将介绍这些实施例以便通过参考附图来说明本发明。
参考图4到6，根据本发明的一个实施例的蒸发掩模20包括多个掩模单元21。如图4所示，该多个掩模单元21可在一次工艺过程中在许多产品上形成图案。蒸发掩模20可以是磁性薄板，其由镍或镍钴合金制成。蒸发掩模20最好由镍钴合金制成，其可促进形成精细图案并提供优良的表面粗糙度。蒸发掩模20中的开口211和213可通过电形成方法而形成为预定的图案，从而得到精细的图案和优良的表面粗糙度。镍钴合金可含有85％重量的镍和15％重量的钴。
蒸发掩模20可通过蚀刻方法来制造，也就是说，通过在薄板上形成具有开口211和213的图案的光致抗蚀剂层，或者将具有开口211和213的图案的薄膜连接到薄板上并之后蚀刻所得的板来进行制造。
如图4所示，沿x轴和y轴方向对由蚀刻方法制出的蒸发掩模20施加张力，同时将其边缘用夹子或粘合剂固定住。然后将张紧的蒸发掩模20连接到掩模框架30上。掩模框架30是中空的，以便支撑蒸发掩模20的边缘，但不包括已经形成了掩模单元21的部分。连接可通过多种方法来实现，例如使用粘合剂、激光焊接方法或电阻加热焊接方法。特别是，可采用激光焊接方法来克服例如精度变化或类似的问题。在图4中，标号31表示在激光焊接中使用的焊接点。
虽然图中未所示，然而可以用覆盖框架将蒸发掩模20中的将焊接到掩模框架30上的部分覆盖住，以防止蒸发掩模20从掩模框架30上脱落下来，从而克服因蒸发掩模20在掩模框架30上的焊接不良而引起的蒸发掩模的拉伸或翘曲。
如图5所示，包括在蒸发掩模20中的各掩模单元21包括具有多个开口211和213的图案，开口由条形屏蔽部分212来限定。图4和5所示的开口211和213以平行直线的形式伸长。然而，开口211和213并不限于这种条形形状，而是可形成为各种形状和图案，例如栅格或镶嵌的形状。在相邻掩模单元21之间安装了肋22，以便保持它们之间的距离。肋22可以是用于隔离设于x轴方向上的掩模单元21的第一肋221，或者是用于隔离设于y轴方向上的掩模单元21的第二肋222。
开口213是在对蒸发掩模20施加张力的方向上的设于最外侧位置的第一假开口，而开口211是位于第一假开口213之内的主开口。第一假开口213用于防止各掩模单元的边缘周围的开口因施加在蒸发掩模20上的张力而变形。如图5所示，由于主开口211形成为在y轴方向上伸长的条状，因此，各掩模单元21的边缘周围的开口会因施加在x轴方向上的张力而不是施加在y轴方向上的张力而产生变形。因此，第一假开口213安装在处于x轴方向上的最外侧的一些主开口211的附近。这里，主开口211用于形成有效沉积区域，其允许进行可形成用户所需图案的沉积，而第一假开口213用于形成无效沉积区域。
图6是沿图5中的线II-II的剖视图。在x轴方向上从第一肋221开始顺序地形成了第一到第三屏蔽部分212a-212c，从而形成了掩模单元21。在x轴方向上在第一和第二屏蔽部分212a和212b之间以及在第二和第三屏蔽部分212b和212c之间顺序地形成了第一主开口211a和第二主开口211b。在第一肋221和第一屏蔽部分212a之间形成了第一假开口213。
在图6中，第一主开口211a的宽度Ws1具有偏差ΔWs1，第二主开口211b的宽度Ws2具有偏差ΔWs2。ΔWr1表示第一屏蔽部分212a的宽度Wr1的偏差，而ΔWsd表示第一假开口213的宽度Wsd的偏差。
如图7所示，当在具有上述宽度的开口的蒸发掩模上施加张力时，由于蒸发掩模在如图4和5所示的x轴方向上产生了延伸，因此限定了处于掩模单元21的边缘区域处的第一假开口213的第一肋221的边缘221a将向上或向下抬起。因此，第一假开口213的宽度Wsd的偏差ΔWsd增大。在图8中显示了在施加张力之后的蒸发掩模的开口的偏差。在图8中，标号A表示通过电成形制出的蒸发掩模，而标号B表示通过蚀刻制出的蒸发掩模。由于各主开口的宽度偏差通常取决于屏蔽部分的宽度偏差ΔWr1，ΔWr2，ΔWr3，...，因此如图8所示，将第一假开口213以及第一和第二主开口211a和211b的宽度偏差ΔWsd，ΔWs1和ΔWs2除以第一屏蔽部分的宽度偏差ΔWs1，然后用百分率的形式来表达。
如图8所示，在对蒸发掩模施加了张力之后，第一假开口213的宽度偏差ΔWsd相对第一屏蔽部分的宽度偏差ΔWr1增大了25-75％，这是因为第一肋221的边缘221a存在着变形。第一和第二主开口211a和211b的宽度偏差ΔWs1和ΔWs2与第一屏蔽部分的宽度偏差ΔWr1几乎相同。
根据图8所示的实验，由于第一假开口213在沿x轴方向施加张力时发生变形，因此形成有效沉积区域的主开口211的变形降低，这样就可以实现高精度的图案形成。
如图9所示，由于第一假开口213存在于各掩模单元21的最外侧边缘处，因此将总间距Pt确定为在x轴方向上将两个掩模单元21a上的最外侧的第一主开口211a相连的线C和D之间的间距。如图10A和10B所示，总间距Pt可具有偏差(Ptmax-Ptmin)。如图10A到10C所示，可能会产生线偏差(Δx)。因此，蒸发掩模20和掩模框架30必须在控制局部区域的张力时焊接在一起，以便降低总间距的偏差和线偏差。
如图5所示，第一假开口213可具有与主开口211相同的形状和宽度，并与相邻的第一主开口211a间隔开与相邻主开口211之间的间距相同的间距。然而，第一假开口213并不限于上述形状和图案；可以采用任何形状和图案，只要主开口211的图案不会受到影响。例如，如图11所示，第一假开口213的宽度Wsd可以比第一主开口211a的宽度Ws1更小，而且第一假开口213和第一主开口211a之间的第一屏蔽部分212a的宽度Wr1可以大于第一和第二主开口211a和211b之间的第二屏蔽部分212b的宽度Wr2。虽然图中未所示，然而也可以采用各种不同的形状和图案。
上述成形和安装第一假开口213的方式可同样地应用于图12的情况，其中各掩模单元21的主开口211设置成栅格图案。然而，栅格形状的主开口211使x轴和y轴方向上的张力均会影响图案形成的精度。因此，第一假开口213形成在处于各掩模单元21的最外侧边缘的主开口的附近。如图12所示，第一假开口213可具有对应于掩模单元21的一侧长度的长度，并形成于各掩模单元的各侧。或者，虽然图中未示出，然而可在各掩模单元的各侧上设置多个第一假开口，其长度对于各栅格形主开口211的一侧的长度。
图12所示的第一假开口213的设置也可应用到图13所示的蒸发掩模20中，该蒸发掩模20包括均具有一个主开口211的敞开掩模单元21。
如图14所示，根据本发明的另一实施例的蒸发掩模20包括第二假开口22以提高精度。图15是图14所示蒸发掩模20的平面图。
如图14和15所示，蒸发掩模20包括至少两个具有预定图案的主开口211的掩模单元21。至少一个第二假开口22形成在掩模单元21的外侧，例如与在施加张力方向上的最外侧边缘处的掩模单元21a和21相邻。
如图14所示，如果蒸发掩模20的主开口211为在y轴方向上伸长的条形，那么它们会在x轴方向上严重变形，因此，x轴方向上的总间距Pt会产生变形。通过形成与处于蒸发掩模20的边缘上、尤其是x轴方向的最外侧处的掩模21a和掩模21b的行列相邻的第二假开口22，就可防止总间距Pt的变形。这里，由于第二假开口22因施加在x轴方向上的张力而变形，因此就可防止形成于第二假开口22内的主开口211因张力而变形。因此就可以补偿总间距Pt。
如图14和15所示，第二假开口22可形成为具有与主开口211相同的形状和相同的宽度。然而，第二假开口22也可具有不同的形状和图案，只要它们不会影响主开口211的图案。而且，第二假开口22可形成形成在最外侧掩模单元21a和21b的外侧，以便与最外侧掩模单元21a和21b尽可能地接近但不会干扰用户所需的沉积区域，也就是说，不会干扰其中经由最外侧掩模单元21a和21b来实现沉积的有效沉积区域。当然，第二假开口22必须位于蒸发掩模20的焊接点31之内。
另一方面，如图16所示，如果在掩模单元21结构之外形成了对准标记23以帮助与将进行沉积的衬底对准，那么在对蒸发掩模20施加张力时对准标记23必须不能产生变形。如果对准标记23产生变形，那么蒸发掩模20就无法与衬底正确地对齐，这就导致了总间距的变形和不准确的图案形成。
为了避免对准标记23产生变形，在各对准标记23的两侧形成了一对第二假开口221和222。内侧的第二假开口221防止总间距Pt产生变形，从而提高了图案形成的精度。外侧的第二假开口222防止对准标记23产生变形，从而将衬底与蒸发掩模20准确地对齐。
如图17所示，第二假开口22可同样地应用于各掩模单元21的主开口211形成为栅格图案的情况中。然而，由于主开口211具有栅格图案，因此y轴方向上的张力和x轴方向上的张力都会对总间距Pt的精度造成不利影响，这样，第二假开口22还形成在处于y轴方向上的最外侧主开口的附近。图17所示的设置第二假开口22的方式也可应用到图18所示的蒸发掩模20中，该蒸发掩模20包括均由一个主开口211形成的掩模单元21。
由于参考图14-18所述的具有第二假开口22的蒸发掩模20并未包括第一假开口213，因此总间距对应于最外侧掩模单元中的最外侧主开口之间的间距。然而，根据本发明的蒸发掩模20并不限于如上所述地确定总间距的长度，而是可形成为如图19所示的第一假开口213和第二假开口22的组合。这里，第一假开口213和第二假开口22的组合可以是所有上述实施例的组合。
在具有第一假开口213和第二假开口22的图19所示的蒸发掩模20中，各掩模单元21可防止形成了有效沉积区域的主开口的变形，并提高了总间距的精度。因此，可以实现很高精度的图案形成。
下面将参考图20-30来介绍根据本发明的采用上述蒸发掩模20来制造有机EL器件的方法。首先参考图20，在透明衬底41上顺序地堆叠透明导电薄膜43和金属导电薄膜44。透明导电薄膜43可由ITO形成，金属导电薄膜44可由铬(Cr)形成。衬底41可由透明的玻璃、塑料或类似材料形成。在于衬底41上形成透明导电薄膜43和金属导电薄膜44之前，可形成缓冲层42以提供光滑的衬底并防止杂质原子的渗透。缓冲层42可由SiO2形成。衬底41应足够大，以在一次工艺过程中在其上形成至少两个有机EL器件。
接着如图21所示，通过处理形成在衬底41的上表面上的金属导电薄膜44来形成外电极端子441和442，它们分别用作第一和第二电极端子。图21说明了在一次工艺过程中制出多个有机EL器件。然而为说明方便，下面将通过从如图21所示的多个EL器件上切下的一个有机EL器件来介绍制造单个有机EL器件。
图22A显示了图21中的一个有机EL器件，图22B是沿图22A中的线III-III的剖视图。如图22A和22B所示，外电极端子441和442是形成图23A所示的第一和第二电极端子51和52的基础，透明导电薄膜43部分地暴露于衬底41上。
之后，如图23A-23C所示，通过使衬底41上的透明导电薄膜43的暴露部分形成图案，就可形成用于第一和第二电极51和52的内电极端子431和432以及预定图案的透明导电线433。透明导电线433与第一电极端子51相连，并用作第一电极线61。图23B是沿图23A中的线IV-IV的剖视图，图23C是沿图23A中的线V-V的剖视图。透明导电薄膜43的图案形成可由光刻术来实现。
接着，如图24A和24B所示，在相邻第一电极线61之间形成内绝缘体64。图24B是沿图24A中的线VI-VI的剖视图。内绝缘体64可采用光刻术方法等由光抗蚀剂、光敏聚酰亚胺形成。
虽然图中未示出，但在形成内绝缘体64时，可在待涂覆粘合剂的部位之内和之外还形成屏蔽壁以便密封成封盖，并且在第一电极线61和第二电极端子52之间形成外绝缘体。如下面所介绍的那样，外绝缘体形成为可防止例如因形成第二电极线时第二电极线和第二电极端子52之间的断差所产生的断开等问题。还可通过处理透明导电薄膜43来在外绝缘体的下方形成缓冲层，以提高外绝缘体和衬底之间的粘合强度。可同时形成隔块以形成有机EL薄膜和第二电极线的图案。还可同时形成用于防止有机EL薄膜受损的分隔件。可在待涂覆粘合剂的部位上同时形成屏蔽部分。
然后采用如图25所示的蒸发装置来沉积有机薄膜。在图25所示的蒸发装置中，在处于真空状态下的腔91内安装用于蒸发有机材料的蒸发源92，并将由掩模框架30支撑的蒸发掩模20安装在蒸发源92上。如上所述，将具有第一电极线和形成于其上的内绝缘体的衬底41安装在蒸发掩模20上。在衬底41上紧密地安装磁体单元93。
如图26A-26C所示，采用如图25所示的蒸发装置来沉积有机薄膜63。有机薄膜63可以是任何可在有机EL器件中使用的有机薄膜，它通过堆叠空穴迁移层、有机发光层、电子迁移层等以形成单一或复杂结构来形成。有机薄膜63可由多种有机材料制成，包括酞菁铜(CuPc)、N，N′-二(萘-1-基)-N、N′-二苯基联苯胺(NPB)和三-8-羟基喹啉铝(Alq3)。在全色有机EL器件的情况下，有机薄膜63可形成为各种图案，使得图案化的有机发光层对应于各像素的颜色。
有机薄膜63可在将蒸发掩模20安装在图25所示的蒸发装置上之后形成。这里，蒸发掩模20可以是参考图4-19所述的根据本发明的任一实施例的蒸发掩模20。
换句话说，如参考图4-13所述，可采用具有主开口211和第一假开口213的蒸发掩模20来形成有机薄膜。这里，第一假开口213可形成为与在施加张力的方向上、即正交于主开口211的长度方向的方向上的最外侧主开口211a相邻。另外，如上述参考图14-19所示，可采用具有第二假开口22的蒸发掩模20来形成有机薄膜，这些第二假开口22包括在可形成有机EL器件的至少两个掩模单元内。这里，第二假开口22形成在掩模单元的外部，并且与在施加张力的方向上、即正交于主开口211的长度方向的方向上的掩模单元相邻。此外，虽然图中未示出，然而可以采用具有第一和第二假开口213和22的蒸发掩模来形成有机薄膜。
如图26C所示，第一假图案区域70由第一假开口213形成。图26C是由标号VIII表示的部分的局部放大的剖视图。
如图26A-26C所示，通过在第一电极线61和内绝缘体64上沉积空穴迁移层631，然后在空穴迁移层631上沉积红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)有机发光层632以形成彩色图案，从而可形成有机薄膜63。这里，空穴迁移层631可以被无图案地覆盖沉积，而有机发光层632可形成为一定的图案。在图26C中，采用根据本发明的上述蒸发掩模来沉积具有一定图案的有机发光层632。如上所述，形成于第一电极线61上的红色、绿色和蓝色有机发光层632对应于第一电极线与第二电极线相交的区域，并因此可响应于所施加的能量而发出光。因此，红色、绿色和蓝色有机发光层632形成了有效发光区域60。
如图26C所示，如果采用具有第一假开口的蒸发掩模来沉积红色、绿色和蓝色有机发光层632，那么经由第一假开口会在第二电极端子52和第一电极线61之间、即在有效发光区域60内进一步沉积出假有机发光层632a。假有机发光层632a形成了第一假图案区域70。
如图27所示，如果采用如图13所示的用于形成有机薄膜的蒸发掩模来沉积空穴迁移层631，那么第一假图案区域70还包括假空穴迁移层631a。这里，虽然图中未示出，然而通过控制图13所示的第一假开口213的宽度，就可在第一假图案区域70内将有机薄膜沉积为相同的高度。
如上所述，如果能够形成第一假图案区域70的蒸发掩模具有第二假开口，那么总间距的偏差将降低，因而提高了有效发光区域、尤其是有机发光层的图案形成精度。
由于第一假图案区域70形成在第一电极线与第二电极线相交的有效发光区域60之外，即形成在第一电极线与第二电极线不相交的区域内，因此第一假图案区域70对应于不产生光发射的无效发光区域。采用能够形成第一假图案区域70的蒸发掩模来进行沉积有助于提高有效发光区域60内的图案形成精度。
如图28A和28B所示，在沉积了有机薄膜63之后，在有机薄膜63上形成第二电极线62，其由铝(Al)或钙(Ca)形成为预定的图案以便与第一电极线61相交。与有机薄膜63的沉积类似，可采用如图25所示的蒸发装置中的蒸发掩模来形成第二电极线62。同时，可采用具有预定图案的蒸发掩模来使第二电极线62形成图案，或者通过预先安装用于形成图案的隔件、然后在隔件上进行覆盖沉积来使第二电极线62形成图案。
例如，与具有有机发光层632的有机薄膜63的沉积相同，可采用参考图4-19的具有第一和/或第二假开口的蒸发掩模来使第二电极线62形成图案。图29显示了采用蒸发掩模来使第二电极线62形成图案的例子。更具体地说，在采用具有主开口211和第一假开口213的图案的图4所示蒸发掩模20来形成第二电极线62时，第二假电极线62a沉积在有效发光区域60的外侧，有效发光区域60是有机薄膜63因第一和第二电极线61和62的相交而发出光的区域。第二假电极线62a形成了第二假图案区域71。由于第二假电极线62a与接收外部能量的第二电极端子不连接，因此第二假图案区域71与第一假图案区域70一样对应于不产生光发射的无效发光区域。如图29所示，第二假电极线62a最好形成于有机薄膜63的上表面上的有效发光区域60之外，以便不与第一电极线61接触。
上面介绍了采用可形成有机薄膜的蒸发掩模来沉积有机薄膜和采用可形成第二电极的蒸发掩模来沉积第二电极线的方法。然而，自然地，无论是否采用蒸发掩模来沉积有机薄膜，均可采用根据本发明的蒸发掩模来沉积第二电极线。
如图30所示，如果完全地形成了有机薄膜和第二电极线，那么就在衬底41上连接密封盖81以用作密封部分80。将柔性印制电路板82连接到暴露于密封部分80之外的第一和第二电极端子51和52上，从而完成了有机EL器件的装配。也可采用可应用于有机EL器件上的其它方法来实现密封。
如图30所示，根据本发明的有机EL器件具有有效发光区域60，其中在第一和第二电极线61和62之间形成了有机薄膜。根据本发明的有机EL器件还包括具有第一和第二电极端子51和52的端子单元50，其分别为有效发光区域60的第一和第二电极线61和62提供能量。此外，根据本发明的有机EL器件可包括第二假图案区域71和/或第一假图案区域70，其形成于有效发光区域60之外，即位于有效发光区域60和端子单元50之间。由于参考图20-29已经介绍了根据本发明的有机EL器件的各部件的结构和功能，因此这里不再详细介绍。
如上所述，根据本发明，可采用具有第一和/或第二假开口的蒸发掩模来制造具有处于无效发光区域内的第一和/或第二假图案区域的有机EL器件，因而可以提高产生光发射的有效发光区域的图案形成精度。
本发明具有下述效果。第一，提高有效沉积区域的图案形成精度。
第二，如果在一次工艺过程中同时形成若干个器件，那么可提高总间距的精度并因此提高制造产量。
第三，衬底可与蒸发掩模准确地对齐。
第四，由于根据本发明的有机EL器件包括假图案区域、即无效发光区域，因此产生光发射的有效发光区域可具有更小的像素，这导致了更精细的分辨率。
第五，即使在对蒸发掩模施加张力以张紧地支撑蒸发掩模时，蒸发掩模的图案形成精度也不会下降。
虽然已经显示和介绍了本发明的几个实施例，然而本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和精神的前提下，可以对这些实施例进行改动，本发明的范围由权利要求及其等效物决定。

Claims (7)

1.一种有机EL器件，包括：
衬底；
有效发光区域，其通过在所述衬底上顺序地堆叠第一电极、包括多个有机发光层的有机薄膜和第二电极来形成，其中所述有机薄膜可在所述第一和第二电极的重叠区域处发出光，并且各所述有机发光层均以第一图案形成；
形成在所述有效发光区域之外的衬底边缘上的端子单元，所述端子单元具有与所述第一电极相连的多个第一电极端子和与所述第二电极相连的多个第二电极端子；
形成在所述衬底上以暴露出所述端子单元并至少密封了所述有效发光区域的密封单元；和
形成于所述有效发光区域之外的假图案区域，所述假图案区域包括以第二图案形成的至少一个假图案层，其中所述第二图案与所述第一图案相同。
2.根据权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述假图案区域形成在所述有效发光区域和所述端子单元之间。
3.根据权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述假图案区域形成在被所述密封单元密封的区域内。
4.根据权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述假图案区域由与所述有机发光层相同的材料形成。
5.根据权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述假图案区域由与所述有机薄膜相同的材料形成。
6.根据权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述假图案区域由与所述第二电极相同的材料形成。
7.根据权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述假图案区域形成在所述有机薄膜的上方区域中的有机发光区域之外。
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