CN101798670B - 掩模组件及用于使用该掩模组件的平板显示器的沉积设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了掩模组件及用于使用该掩模组件的平板显示器的沉积设备。所述掩模组件包括：掩模框架，具有开口和围绕开口的框架；掩模框架上的图案掩模，包括具有至少一个与开口重叠的图案的图案部分和附着到所述框架的焊接部分；至少一个支撑棒，跨过开口并附着到图案掩模。
Description
技术领域
本发明的示例实施例涉及一种掩模组件以及一种用于使用该掩模组件的平板显示器的沉积设备。更具体地讲，本发明的示例实施例涉及一种掩模组件以及一种用于使用该掩模组件的平板显示器的能够在沉积过程中防止基板重量引起的掩模组件的图案的变形并且改善沉积精度的沉积设备。
背景技术
由于轻质及纤薄特性，平板显示装置已被用作阴极射线管显示装置的替代性显示装置。平板显示装置的示例可以包括液晶显示装置(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示装置等。在平板显示装置中，例如，OLED显示装置与LCD相比可以具有更好的亮度和更大的视角，并且由于去掉了背光单元，OLED显示装置可以具有更薄的结构。
OLED显示装置可以利用这样的现象来操作，即，从阴极注入到有机薄膜中的电子可以与从阳极注入的空穴复合以形成激子。激子能量可以产生光的特定波形，从而实现图像。为了显示全色彩，OLED显示装置可以包括具有R、G、B有机发射层的OLED。
为了选择性地在传统的OLED显示装置的基板上形成阴极、阳极、有机薄膜等(例如，形成玻璃、不锈钢或合成树脂)，可以使用光刻方法或沉积方法。例如，在光刻方法中，可以将光刻胶涂覆到基板的特定区域，接下来对所述基板的特定区域进行湿法蚀刻或干法蚀刻，从而在基板上形成预定的图案。然而，在光刻方法中，在分离光刻胶的过程或蚀刻过程中，可能会将湿气引入到光刻胶中。因此，OLED显示装置的有机薄膜可能由于光刻胶中的湿气而劣化。
在另一示例中，在沉积方法中，可以将具有包括多个缝隙的图案的掩模组件排列在基板上，然后通过缝隙在基板上进行材料沉积，例如，以预定的图案沉积发射R、G和B颜色的有机发光层。然而，在用于使用传统的掩模组件的平板显示装置的传统的沉积设备中，在沉积过程中，基板的中间部分可能由于基板的重量而向掩模组件弯曲。如此，掩模组件的图案掩模会被基板按压并会变形，从而引起在基板上的不精确排列和材料的沉积。
发明内容
因此，本发明的实施例在于一种掩模组件和一种用于使用该掩模组件的平板显示器的沉积设备，所述沉积设备基本上克服了由现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
本发明实施例的一个特征在于提供一种能够在沉积过程中防止由掩模组件上的基板的重量引起的掩模组件的图案变形的掩模组件。
本发明实施例的另一特征在于提供一种掩模组件，通过所述掩模组件能够改善沉积精度。
本发明实施例的另一特征在于提供一种用于使用掩模组件的平板显示装置的沉积设备，所述掩模组件具有一个或多个上述特征。
可以通过一种掩模组件来实现至少一种上述和其他的特点和优点，所述掩模组件包括：掩模框架，具有开口和围绕开口的框架；图案掩模，包括具有至少一个图案的图案部分和焊接到框架的焊接部分；支撑棒，跨过开口并被焊接到图案掩模。
焊接部分可以沿第一方向延伸，第一方向与图案掩模的纵边平行。支撑棒可以沿第二方向延伸，以跨过开口，第二方向与第一方向垂直。掩模组件可以包括多个支撑棒，支撑棒沿第一方向彼此间隔开。框架可以具有用于容纳支撑棒端部的槽。槽可以具有基本上等于支撑棒厚度的深度。图案掩模可以是精细金属掩模。支撑棒可以包含与掩模框架的材料基本上相同的材料。可以将图案掩模和支撑棒之间的焊点设置在图案掩模的图案之间。图案可以包括至少一个缝隙。所述棒可以在开口和图案掩模之间。
还可以通过一种用于平板显示器的沉积设备来实现至少一种上述和其他特点和优点，所述沉积设备包括室、设置在室的下部的沉积源、设置在沉积源上方并支撑基板的掩模组件，其中，掩模组件包括：掩模框架，具有开口和围绕开口的框架；图案掩模，包括具有至少一个图案的图案部分和焊接到框架的焊接部分；支撑棒，跨过开口并被焊接到图案掩模。
焊接部分可以沿第一方向延伸，第一方向与图案掩模的纵边平行。支撑棒可以沿第二方向延伸，以跨过开口，第二方向与第一方向垂直。掩模组件可以包括多个支撑棒，支撑棒沿第一方向彼此间隔开。框架可以具有用于容纳支撑棒端部的槽。槽可以具有基本上等于支撑棒厚度的深度。图案掩模可以是精细金属掩模。支撑棒可以包含与掩模框架的材料基本上相同的材料。可以将图案掩模和支撑棒之间的焊点设置在图案掩模的图案之间。图案可以包括至少一个缝隙。
本发明的其他方面和/或优点将部分地在后面的描述中提出，部分地通过描述而显而易见，或者通过本发明的实践而被知晓。
附图说明
通过下面结合附图进行的示例性实施例的详细描述，上述和其他特点和优点对于本领域普通技术人员将会变得更明显，附图中：
图1A示出了根据本发明示例性实施例的掩模组件的透视图；
图1B示出了图1A中掩模组件的图案的放大透视图；
图2示出了根据本发明示例性实施例的用于使用掩模组件的平板显示器的沉积设备的示意图；
图3示出了根据本发明另一示例性实施例的掩模组件的透视图。
具体实施方式
于2009年2月5日向韩国知识产权局提交的第10-2009-0009344号名为“掩模组件以及用于使用该掩模组件的平板显示器的沉积设备”的韩国专利申请将通过引用而全部包含于此。
在下文中将参照附图更充分地描述示例实施例。然而，本发明可以以不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在这里所提出的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸。应该理解的是，当层或元件被称作“在”另一层或基板“上”时，该层或元件可以直接在另一层或基板上，或者可以存在中间层。相反，应该理解的是，当层被称作在另一层“之下”时，该层可以直接在另一层之下，或者可以存在一个或多个中间层。此外，应该理解的是，当层被称作在两层“之间”时，该层可以是两层之间的唯一的层，或者可以存在一个或多个中间层。相同的标号始终表示相同的元件。
图1A示出了根据示例性实施例的掩模组件的透视图，图1B示出了图1A中掩模组件的图案的放大透视图，图2示出了根据本发明示例性实施例的用于使用掩模组件的平板显示器的沉积设备的示意图。
参照图1A和图1B，根据示例性实施例的掩模组件可以包括：具有开口120的掩模框架100；多个图案掩模200，跨过开口120沿第一方向延伸(例如，每个图案掩模200的纵边(longitudinal side)可以沿图1A中的x轴延伸)；支撑棒300，沿垂直于第一方向的第二方向(例如，沿图1A中的y轴)延伸，以跨越过开口120。可以将多个图案掩模200焊接到掩模框架100的框架110。应该注意的是，虽然图1A示出沿第一方向延伸并焊接到掩模框架100的多个图案掩模200，但是图案掩模的其他结构(例如，掩模组件可以包括具有与开口120对应的区域并被焊接到掩模框架100的框架110的单个的图案掩模，从而沿一个或多个第一方向和第二方向与整个开口120重叠)包括在本发明的范围内。
掩模框架100可以包括开口120和框架110。开口120可以足够大以与显示装置的基板上的显示区域(例如，开口120可以是具有与显示装置的基板上的显示区域完全重叠的面积的单个开口)重叠。框架110可以围绕开口120，并且可被焊接到图案掩模200。可以由抗压缩力引起的变形的坚固材料(例如，坚固的金属材料)形成掩模框架100的框架110，从而可以通过例如焊接将图案掩模200的端部固定到框架110。
图案掩模200(例如每个图案掩模200)可以包括：图案部分220，具有对应于开口120的至少一个图案210；焊接部分230，沿第一方向延伸并被焊接到框架110。例如，图案部分220可以沿第一方向延伸以与开口120的至少一部分重叠，焊接部分230可以沿第一方向从图案部分220延伸至框架110。例如，焊接部分230可以与图案部分220成为一体，并且可以通过焊接(例如，焊接部分230可以从图案部分220的每个端延伸到框架110的相应的边，以与开口120完全重叠)将图案部分220连接到框架110。图案210(例如每个图案210)可以包括至少一个缝隙201(例如多个缝隙201)，以提供用于材料沉积的开口。例如，如图1A和图1B所示，图案210均可以包括沿第二方向延伸并沿第一方向彼此隔开的多个缝隙201。在此，图案掩模200可以是由金属薄膜(例如，一种或多种不锈钢(SUS)、不胀钢(invar)、镍、钴及它们的合金)形成的精细金属掩模(fine metal mask)。如果使用多个图案掩模220，如图1A所示，可以将图案掩模200彼此相邻设置，以与开口120(例如整个开口120)重叠。
支撑棒300可以设置为跨过掩模框架100的开口120，以防止图案掩模200变形。例如，如图1A所示，可以将支撑棒300焊接到框架110(例如面对图案掩模200的框架110表面)上，所以支撑棒300的端部可以与框架110重叠。例如，支撑棒300可以沿框架100的整个长度(即沿第二方向)延伸，从而支撑棒300的端部可以与相应的框架宽度部分重叠(例如完全重叠)。关于这点，应该注意的是，可以将框架110的框架宽度部分限定在框架110的外边缘(即，面对框架110的外部的边缘)和框架110的内边缘(即，面对开口120的边缘)的之间。支撑棒300可以在框架110和图案220之间。
如图1A所示，当将多个图案掩模200焊接到掩模框架100时，支撑棒300可以沿垂直于第一方向的第二方向跨过开口120，例如，支撑棒300的纵边可以沿第二方向延伸，以跨过图案掩模200的纵边。在此，为了防止图案掩模200的图案210因支撑棒300和图案掩模200之间的焊接而被阻挡，可以在图案掩模200的图案210之间将支撑棒300焊接到的图案掩模200。换言之，如图1A所示，支撑棒300可以与图案部分220的两相邻的图案210之间的部分重叠，从而支撑棒300可以不与缝隙201重叠。例如，如图1A和图1B所示，可以这样设置支撑棒300，使支撑棒300和图案掩模200之间的焊点P被设置在图案210之间，例如在沿第一方向彼此相邻的图案210之间。
可以以预定的间隔提供多个支撑棒300，例如，两个支撑棒300可以沿第一方向彼此间隔开。支撑棒300可以具有任何适合的形状和横截面，例如，支撑棒可以具有圆形横截面或多边形横截面。例如，与图案掩模200的预定区域接触的支撑棒300的部分可以具有多边形横截面，从而当施加压力到图案掩模200时，支撑棒300的形状可以防止或者显著地最小化支撑棒300对图案掩模200造成的损害，并且可以增加支撑棒300和图案掩模200之间的焊接性。
参照图2，根据本发明示例性实施例的用于使用掩模组件的平板显示器的沉积设备可以包括：室400；沉积源410，设置在室400的下部；掩模组件，设置在沉积源410上方并支撑基板S。该掩模组件可以基本上与前面参照图1A和图1B描述的具有包括开口120的掩模框架100、图案掩模200以及支撑棒300的掩模组件相同。用于平板显示器的沉积设备还可以包括单个的固定构件420，以固定掩模组件。
将参照图2描述根据本发明的利用掩模组件的薄膜沉积工艺。在将掩模组件固定到固定元件420之后，可以将基板S设置在掩模组件的图案掩模200上，即，可以将图案掩模200设置在基板S和开口120之间。在此，可以通过隔离支架(未示出)将基板S与图案掩模200以预定的间隙间隔开，并且可以将基板S设置为与掩模组件的开口120完全重叠。
接下来，可以将沉积源410设置为通过开口120(例如，单个的开口120)面对图案掩模200。当沉积材料从设置在室400下部的沉积源410被注入或者蒸发时，沉积材料可以通过图案掩模200的图案210沉积在基板S上，从而在基板S上形成特定图案(即，对应于图案掩模200的图案210的图案)。在此，当掩模组件由于室400中的热而热膨胀时，为了防止由于支撑棒300和框架110之间的热膨胀特性的差异引起支撑棒300的脱落和变形，可以用与框架110的材料基本相同的材料形成支撑棒300。
此时，由于沉积过程中基板S的重量，从基板S的中间部分向沉积源410会产生压力。由于支撑基板S的图案掩模200可以被焊接到支撑棒300，压力可以被支撑图案掩模200的支撑棒300分散，从而防止图案掩模200的变形。
根据在图3中示出的另一示例实施例，除了掩模框架的框架结构之外，掩模组件可以基本上与前面参照图1A和图1B描述的掩模组件相同。具体来讲，如图3所示，掩模框架100的框架110可以包括槽311。支撑棒300的端部可以插入槽311中。槽311的深度可以等于支撑棒300的厚度，所以当支撑棒300安装在对应的槽311中时，支撑棒300和框架110的上表面可以基本上共平面(例如基本上形成xy平面)。在框架110中形成槽311可有助于以与形成框架110的高度基本上相同的高度形成支撑棒300。因此，框架110和图案掩模200之间距离不会因支撑棒300而增加，从而有助于掩模组件的框架110和图案掩模200的焊接部分230之间的焊接。此外，可以减小将焊接部分230焊接到框架110所需的结合力。
根据示例实施例，掩模组件以及用于使用该掩模组件的平板显示器的沉积设备可以包括跨过掩模框架的开口并支撑包括至少一个图案的图案掩模的支撑棒。支撑棒的结构及将其焊接到图案掩模可以促进基板的压力和重量在更大区域分散，从而可以能够防止或者显著地最小化在沉积过程中由基板的重量引起的图案掩模的变形。
在此公开了示例性实施例，尽管使用了特定的术语，但是仅仅以一般的和描述性的含义来使用和解释这些术语，而非出于限制的目的。因此，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求书描述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节上的改变。
Claims (12)
1.一种掩模组件，所述掩模组件包括：
掩模框架，所述掩模框架具有金属材料，并且具有开口和围绕开口的框架；
多个图案掩模，位于所述掩模框架上，每个图案掩模包括具有多于一个的与开口重叠的图案的图案部分和附着到所述框架的焊接部分，所述焊接部分沿第一方向延伸，第一方向与所述图案掩模的纵边平行；
至少一个支撑棒，跨过开口并附着到图案掩模，所述支撑棒沿第二方向延伸以跨过开口，第二方向与所述第一方向垂直，
其中，在支撑棒和图案掩模之间的焊点设置在图案之间，
其中，仅支撑棒的端部附着到掩模框架，以及
其中，支撑棒包含与掩模框架的材料相同的材料。
2.如权利要求1所述的掩模组件，其中，所述掩模组件包括多个支撑棒，支撑棒沿所述第一方向彼此间隔开。
3.如权利要求1所述的掩模组件，其中，所述框架具有用于容纳支撑棒端部的槽。
4.如权利要求3所述的掩模组件，其中，所述槽具有等于支撑棒厚度的深度。
5.如权利要求1所述的掩模组件，其中，所述图案掩模是精细金属掩模。
6.如权利要求1所述的掩模组件，其中，所述图案包括至少一个缝隙。
7.如权利要求1所述的掩模组件，其中，所述支撑棒在所述开口和图案掩模之间。
8.一种用于平板显示器的沉积设备，所述设备包括室、设置在室的下部的沉积源、设置在沉积源上方并构造为支撑基板的掩模组件，其中，掩模组件包括：
掩模框架，具有金属材料，并具有开口和围绕开口的框架；
多个图案掩模，位于所述掩模框架上，每个图案掩模包括具有多于一个的与开口重叠的图案的图案部分和附着到所述框架的焊接部分，所述焊接部分沿第一方向延伸，第一方向与所述图案掩模的纵边平行；
至少一个支撑棒，跨过开口并附着到图案掩模，所述支撑棒沿第二方向延伸以跨过开口，第二方向与所述第一方向垂直，
其中，在支撑棒和图案掩模之间的焊点设置在图案之间，
其中，仅支撑棒的端部附着到掩模框架，以及
其中，支撑棒包含与掩模框架的材料相同的材料。
9.如权利要求8所述的沉积设备，其中，所述掩模组件包括多个支撑棒，支撑棒沿所述第一方向彼此间隔开。
10.如权利要求8所述的沉积设备，其中，所述框架具有用于容纳支撑棒端部的槽。
11.如权利要求10所述的沉积设备，其中，所述槽具有等于支撑棒厚度的深度。
12.如权利要求8所述的沉积设备，其中，所述设备还包括用于固定掩模组件的固定构件。
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