CN102157699A - 掩模组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够提高有机材料淀积效率的掩模组件。该掩模组件包括：多个淀积掩模；框架，其与连续布置的所述多个淀积掩模连接；以及接合部，其用于连接相邻的淀积掩模。

Description

掩模组件
技术领域
本发明涉及掩模组件，更具体而言，涉及在形成有机发光显示设备的有机层的过程中，能够提高有机材料淀积效率和制成的有机发光显示设备的特性均匀性(characteristic uniformity)的掩模组件。
背景技术
近来，信息技术的日益重要导致了用于可视地显示电信息信号的显示技术的进展。因而，已经开发出具有包括轻薄设计、低重量和低功耗的优异性能的多种平板显示器，并快速地取代了常规的阴极射线管(CRT)。
平板显示器的代表性例子可以包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、场致发射显示器(FED)、电致发光显示器(ELD)、电润湿显示器(EWD)和有机发光二极管(OLED)显示器。
在上述显示器中，有机发光二极管(以下称为“OLED”)使用有机发光二极管显示图像。OLED被设计成借助于通过重新组合电子和空穴而产生的激子(exciton)能量来产生特定波长的光。这种OLED的优点是显示特性优异(例如高对比度和快速响应时间)和容易实现灵活显示，并且其可以被分类为理想的下一代显示器。
在常规的OLED中，限定了多个子像素排列成矩阵的有源区和被称为无源区的剩余区。每个子像素包括薄膜晶体管和有机发光二极管。该有机发光二极管包括第一电极、有机层和第二电极。该有机层包括空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层和电子注入层。具有上述构造的OLED通过向第一电极和第二电极施加几伏电压而显示图像。由此，穿过有机层的电流引起发光。亦即，OLED利用如下的原理显示图像，该原理使用由回落到基态的激子而产生的剩余能量来发光。激子是通过重新组合从第一电极和第二电极注入的空穴和电子而产生。
同时，在有机层形成过程中，使用掩模组件来形成与子像素相对应的发光区。在该情况下，掩模组件包括框架和淀积掩模，其中，该框架与该淀积掩模连接，该淀积掩模由金属或塑料薄膜形成并包括与有源区相对应的孔径区和位于该孔径区以外的拦截区(intercepting area)。在该掩模组件中，淀积掩模在非折叠状态下是平的并且例如通过焊接而与框架连接。该框架被配置为维持该淀积掩模的平坦状态。
为了通过同时制造多个有机发光显示器以实现产量的提高，或者为了增大有机发光显示器的尺寸，需要逐渐增大衬底的尺寸。这使得必须与衬底相对应地增大掩模组件的尺寸。
如上所述，当单个淀积掩模构成了大的掩模组件时，淀积掩模应当具有大的尺寸。因此，即使淀积掩模在伸展状态下与框架连接，淀积掩模也可能在重量的作用下发生凹陷。该凹陷的淀积掩模可能不会与衬底紧密接触，由此难以根据设计的图案执行有机物质的淀积。此外，如果向淀积掩模施加过大的张力，该张力可能使淀积掩模的图案发生变形，使得难以根据设计的图案执行有机材料的淀积。
为了解决上述问题，已经尝试使用多个淀积掩模(以下称为“分离(split)淀积掩模”)来构成与大的衬底相对应的大的掩模组件。
图1例示了现有技术的掩模组件的平面图。
参照图1，现有技术的掩模组件10具有多个分离(divisional)淀积掩模11以及与该多个分离淀积掩模11相连接的矩形框架12。在该示例中，这些分离淀积掩模11中的每一个在借助于对该分离淀积掩模11的上端和下端施加预定张力而使其展平的状态下连接至框架12。由于该多个分离淀积掩模11的尺寸相对较小，因此能够防止淀积掩模11在重量作用下的凹陷现象。
然而，在该多个分离淀积掩模11的情况下，淀积掩模11的整个外周没有固定至框架12，而是仅有其上端和下端固定至框架12，从而导致该多个分离淀积掩模11连接至框架12的问题。亦即，即使分离淀积掩模11在由于对该分离淀积掩模11施加了足够的张力而使其展平的状态下连接至框架12，分离淀积掩模11的中部也会变松动，或者由于衬底的移动、以及制造过程中的冲击或移动而导致相邻的分离淀积掩模11之间的间隙变大。由于分离淀积掩模11松动或者相邻分离淀积掩模11之间的间隙使得淀积与设计不同，因此，在淀积有机材料时的有机材料淀积效率和OLED特性的均匀性变差。
发明内容
因而，本发明旨在提供一种掩模组件。
本发明的目的是提高一种能够使得多个淀积掩模之间的连接牢固的掩模组件，其防止了该多个淀积掩模的松动，并防止在相邻淀积掩模之间形成空隙。
本发明的其他优点、目的和特征将在以下说明书中部分地进行阐述，并且在本领域技术人员研究了以下说明书后将部分地变得清楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的目的和其他优点可以通过在书面描述、权利要求书及附图中具体指出的结构来实现并获得。
为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的目的，如此处具体实施和广泛描述的，本发明提供了一种掩模组件，其包括：多个淀积掩模，各个淀积掩模由用于使有机材料通过的孔径区和作为该孔径区外围的掩蔽区而限定；框架，其与连续布置的所述多个淀积掩模连接；以及接合部，其用于连接该多个淀积掩模中的相邻淀积掩模。
应理解的是，对本发明的前面的概述和下面的详述都是示例性和解释性的，旨在提供对要求保护的发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括进来以提供对本公开的进一步理解，并且被并入而构成了本申请的一部分，附图例示了本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中，
图1例示了现有技术的掩模组件的平面图。
图2例示了根据本发明的一个优选实施方式的用于淀积有机材料的示例性装置的截面。
图3例示了根据本发明的第一优选实施方式的掩模组件的平面图。
图4例示了图3中的A区域的放大图。
图5例示了沿图4中的直线B-B截取的截面。
图6A-6C分别例示了对上述结构拍摄的根据本发明的第一优选实施方式的接合部的照片。
图7例示了据本发明的第一优选实施方式的对掩模组件的淀积掩模孔径区进行分离的掩模组件的平面图。
图8例示了根据本发明的第二优选实施方式的掩模组件的平面图。
图9例示了图8中的C区域的截面。
图10例示了据本发明的第二优选实施方式的对掩模组件的淀积掩模孔径区进行了分离的掩模组件的平面图。
图11例示了根据本发明的第三优选实施方式的掩模组件的平面图。
图12例示了图11中的D区域的截面。
具体实施方式
下面将详细说明本发明的具体实施方式，在附图中例示了本发明的实施例。在附图中尽可能用相同的附图标记指代相同或相似的部分。
首先，将说明掩模组件所应用的有机材料淀积过程。
图2例示了根据本发明的一个优选实施方式的用于淀积有机材料的示例性装置的截面。
参照图2，用于淀积有机材料的装置包括：内部维持真空态的腔室10；用于释放有机材料的淀积源20；布置在淀积源20上方的掩模组件100；布置在掩模组件100上方的衬底30；以及布置成与掩模组件100相对的磁单元40，衬底30设置在该磁单元40与掩模组件100之间。
在有机材料淀积到衬底30上的过程中，腔室10的内部维持高真空和高温。在该示例中，虽然未示出，但为了维持高真空，可以在腔室10中布置类似TMP(Turbo Molecular Pump，涡轮分子泵)的真空泵。并且虽然未示出，但有机材料淀积装置可以另外包括：用于对有机材料的淀积厚度进行测量的厚度监控传感器、用于根据测得的有机材料的厚度对淀积源20的操作进行控制的厚度控制器、以及用于屏蔽从淀积源发出的有机材料的挡板(shutter)。
淀积源20是布置在腔室10下侧的坩埚，用于对有机材料进行加热以使有机材料汽化并释放出来。
掩模组件100包括用于使淀积材料选择性经过的淀积掩模110、以及与淀积掩模110相连接的多边形框架120。下面将更详细地说明根据本发明的一个优选实施方式的掩模组件100。
衬底30包括：有源区，在该有源区中多个单元呈矩阵排列，并且在该有源区上淀积了有机材料；以及伪区，其作为该有源区的外围。在该示例中，掩模组件100的淀积掩模具有与衬底30的有源区相匹配的孔径区。并且，虽然未示出，但有机材料淀积装置可以进一步包括位于腔室10内部并用于使衬底30与掩模组件100对准的对准器(aligner)。
将参照图3至图7说明根据本发明的第一优选实施方式的掩模组件100。
图3例示了根据本发明的第一优选实施方式的掩模组件的平面图，图4例示了图3中的A区域的放大图，图5例示了沿图4中的直线B-B截取的截面，图6A-6C分别例示了对上述结构拍摄的根据本发明的第一优选实施方式的接合部的照片，图7例示了据本发明的第一优选实施方式的对掩模组件的淀积掩模孔径区进行分离的掩模组件的平面图。
参照图3，掩模组件100包括：多个淀积掩模110，各个淀积掩模110由用于使有机材料通过的孔径区和位于孔径区外围的屏蔽区来限定；框架120，其与连续地布置的该多个淀积掩模110连接；以及球形引线形式的接合部130，其用于连接相邻的淀积掩模。作为第一实施方式的接合部的球形引线130通过使球状成块金属与相邻淀积掩模110中的一个相接触，提升该成块金属并使之延伸到所述相邻淀积掩模110中的另一个，并使延伸的金属与该另一个相邻淀积掩模110相接触，从而使得这些相邻淀积掩模110的相对侧连接起来。
连续布置的该多个淀积掩模110在由于对淀积掩模110施加了预定张力而伸展从而展平的状态下连接至框架120。在该示例中，由于该多个淀积掩模110的上端和下端借助于焊接等而固定至框架120，因此该多个淀积掩模110连接至框架120。
框架120呈多边形(图3示出了矩形框架)，并接合至该多个淀积掩模110，以固定该多个淀积掩模110使之维持展平状态。
参照图4，该多个淀积掩模110中的每一个由孔径区111和掩蔽区112限定，该孔径区111被形成为与布置在衬底的有源区中的多个单元31中的一个相匹配。亦即，孔径区111使得能够形成与该多个单元31中的一个相匹配的有机层发光区。孔径区111的宽度X可以大于单元31的宽度。虽然未示出，但考虑到有机材料的寿命或彩色光产生强度，可以将与蓝色单元31相匹配的孔径区111设计为大于与红色或绿色单元31相匹配的孔径区111。
参照图5，由第一实施方式的球形引线130形成的接合部将第一淀积掩模110a(其是该多个淀积掩模110中的一个)和与该第一淀积掩模110a相邻的第二淀积掩模110b连接。亦即，当对线端进行操作时，对球形引线130应用如下方法：在使球状成块金属与第一淀积掩模110a的一侧相接触后，该成块金属呈线状延伸至第二淀积掩模110b并越过相邻的淀积掩模110a及110b的边界，直到使延伸的金属接触第二淀积掩模110b的与第一淀积掩模110a的所述侧相对的一侧。如图3所示，球形引线130中的一个或更多个形成在相邻淀积掩模110之间的边界处，用于连接相邻的淀积掩模110。
球形引线130由如下金属形成，该金属具有优良的延展性从而易于延伸并防止产生杂质气体。亦即，球形引线130由从金Au、银Ag、铂Pt和铝Al中选择的一种金属或者上述金属中两种或更多种的合金形成。淀积掩模110的表面上与球形引线130相接触的部分镀有球形引线130的金属，以使得淀积掩模110与球形引线130之间接合牢固。例如，球形引线130可以由与镀有金Au的淀积掩模110相接触的金Au形成。
图6A例示了对上述结构拍摄的示出了镀金Au表面和金Au球形引线的照片。在该示例中，球形块状部(图6A中的左侧)示出了图6B中所示的球形块状金Au呈线状延伸。并且，球形引线130的端部(位于图6A中的右侧)示出了金线在镀金表面上被压下以进行如图6C所示的末端接合。
同时，如图4所示，淀积掩模110可以在掩蔽部112处被分离成使得淀积掩模110能够被形成为仅包括完整形式的孔径区111。然而，如图7所示，淀积掩模110可以在孔径区111处被分离成使得淀积掩模110能够被形成为包括不完整形式的孔径区。如果淀积掩模110具有的形式是淀积掩模110在孔径区111处被分离，则两个淀积掩模110a和110b并排地布置，从而形成一列完整形式的孔径区111。并且，这两个淀积掩模110a和110b的掩蔽区的边界利用至少一个球形引线130接合。
接着，将参照图8至图10详细说明根据本发明的第二优选实施方式的掩模组件100。
图8例示了根据本发明的第二优选实施方式的掩模组件的平面图，图9例示了图8中的C区域的截面，图10例示了据本发明的第二优选实施方式的对掩模组件的淀积掩模孔径区进行了分离的掩模组件的平面图。
参照图8，掩模组件100包括：多个淀积掩模110，每个淀积掩模110由用于使有机材料通过的孔径区和位于孔径区外围的屏蔽区限定；框架120，其与连续地布置的该多个淀积掩模110连接；以及楔形引线形式的接合部131，其用于连接相邻的淀积掩模。作为第二实施方式的接合部的楔形引线131通过使金属与相邻淀积掩模110中的一个相接触，将该金属呈直线状延伸到所述相邻淀积掩模110中的另一个，同时保持与这些相邻淀积掩模110相接触，直到延伸的金属到达该另一个相邻淀积掩模110，并使得该延伸的金属与该另一个相邻淀积掩模110相接触，从而使相邻淀积掩模110的相对侧连接。
由于除了接合部131以外，根据本发明的第二优选实施方式的掩模组件与根据本发明的第一优选实施方式的掩模组件相同，因此将省略对重复部分的说明。
参照图9，由第二实施方式的楔形引线131形成的接合部将第一淀积掩模110a(其是该多个淀积掩模110中的一个)和与该第一淀积掩模110a相邻的第二淀积掩模110b连接。亦即，对楔形引线131应用如下方法：使金属与第一淀积掩模110a的一侧相接触，将该保持接触的金属呈线状延伸至第二淀积掩模110b并越过相邻的淀积掩模110a及110b的边界，并使延伸的金属接触第二淀积掩模110b的与第一淀积掩模110a的所述侧相对的一侧。如图8所示，楔形引线131中的一个或更多个形成在相邻淀积掩模110之间的边界处，用于连接相邻的淀积掩模110。
楔形引线131由如下金属形成，该金属具有优良的延展性从而易于延伸并防止产生杂质气体。亦即，楔形引线131由从金Au、银Ag、铂Pt和铝Al中选择的一种金属或者上述金属中两种或更多种的合金形成。淀积掩模110的表面上与楔形引线131相接触的部分镀有楔形引线131的金属，以使得淀积掩模110与楔形引线131之间接合牢固。例如，楔形引线131可以由与镀有金Au的淀积掩模110相接触的金Au形成。
同时，球形引线130与楔形引线131相比，球形引线130以接合点形式与相邻两个淀积掩模110相接触，并且球形引线130的引线部是通过在不与淀积掩模110相接触的状态下延伸块状金属而形成。而楔形引线131是通过在保持与相邻两个淀积掩模110相接触的状态下延伸金属而与该相邻两个淀积掩模110相接触。
并且，与第一实施方式类似，第二实施方式的淀积掩模110也可以形成为使得淀积掩模110在掩蔽区112处被分离，或者在孔径区111处被分离。亦即，如图9所示，淀积掩模110可以在掩蔽区112处被分离为，使得淀积掩模110可以形成为仅包括完整形式的孔径区111。或者，如图10所示，淀积掩模110可以在孔径区111被分离为，使得淀积掩模110可以形成为包括不完整形式的孔径区111。如果淀积掩模110具有的形式是淀积掩模110在孔径区111处被分离，则两个淀积掩模110a和110b并排地布置，从而形成一列完整形式的孔径区111。并且，这两个淀积掩模110a和110b的掩蔽区的边界利用至少一个楔形引线130连接。
接着，将参照图11和图12详细说明根据本发明的第三优选实施方式的掩模组件100。
图11例示了根据本发明的第三优选实施方式的掩模组件的平面图，图12例示了图11中的D区域的截面。
参照图11，掩模组件100包括：多个淀积掩模110，每个淀积掩模110由用于使有机材料通过的孔径区和位于孔径区外围的屏蔽区限定；框架120，其与连续地布置的该多个淀积掩模110连接；以及凸点(bump)引线形式的接合部131，其用于连接相邻的淀积掩模110。作为第三实施方式的接合部的凸点引线131通过使金属与相邻淀积掩模110的边界的相对侧都接触，来连接相邻淀积掩模110的该相对侧。凸点引线132可以形成为与这两个淀积掩模110的边界的至少一部分接触，并且还可以形成均与该边界的一部分接触的多个凸点引线132。
同时，由于除了用凸点引线132形式的接合部132来代替球形引线130或楔形引线131之外，根据本发明的第三优选实施方式的掩模组件与根据本发明的第一或第二优选实施方式的掩模组件相同，因此将省略对重复部分的说明。
参照图12，由第三实施方式的凸点引线132形成的接合部将第一淀积掩模110a(该多个淀积掩模110中的一个)和与该第一淀积掩模110a相邻的第二淀积掩模110b连接。在该示例中，凸点引线132被形成为在第一淀积掩模110a与第二淀积掩模110b之间的边界处与第一淀积掩模110a和第二淀积掩模110b二者的至少一部分相接触，从而连接相邻的淀积掩模110a和110b。
在该示例中，凸点引线132由具有优良的延展性的金属形成，使得凸点引线132能够容易地拉长，并防止发出杂质气体。亦即，凸点引线132由从金Au、银Ag、铂Pt和铝Al中选择的一种金属或者上述金属中两种或更多种的合金形成。淀积掩模110的表面上与凸点引线132相接触的部分镀有凸点引线132的金属，以使得淀积掩模110与凸点引线132之间接合牢固。例如，凸点引线132可以由与镀有金Au的淀积掩模110相接触的金Au形成。
因此，根据本发明的第一至第三优选实施方式中的任何一个的掩模组件100包括多个淀积掩模110和用于连接相邻淀积掩模110的接合部130、131或132。因而，由于淀积掩模110可以分离为尺寸较小的淀积掩模，因此能够防止由于重力而导致的凹陷，并且，由于相邻淀积掩模110连接在一起，因此能够防止淀积掩模110的松动或在相邻淀积掩模110之间形成间隙。最终，防止了淀积掩模110的位置变化，使得能够在有机层形成过程中按照设计来淀积有机材料，因此能够提高有机材料淀积效率，并能够提高OLED的特性均匀性。
如所述，通过使本发明的掩模组件包括多个淀积掩模并具有尺寸相对较小的且相对较轻的淀积掩模，本发明的掩模组件能够防止淀积掩模的凹陷。并且，由于掩模组件包括用于连接相邻淀积掩模的接合部，因此能够使相邻淀积掩模之间连接牢固。最终，由于能够防止淀积掩模的松动或在相邻淀积掩模110之间形成间隙，因此能够按照设计来淀积有机材料，从而能够提高有机材料淀积效率和所制造的OLED的特性均匀性。
对本领域技术人员而言明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明做出多种修改和变型。因此，本发明旨在包含落入所附权利要求书及其等同范围内的对本发明的修改和变型。
本申请要求2010年2月2日提出的韩国专利申请10-2010-0009565的优先权，以引证方式将其合并于此，如同在此进行了充分阐述。

Claims (11)

1.一种掩模组件，其包括：
多个淀积掩模；
框架，其与连续布置的所述多个淀积掩模连接；以及
接合部，其用于连接所述多个淀积掩模中的相邻淀积掩模。
2.根据权利要求1所述的掩模组件，其中，所述接合部呈球形引线形式。
3.根据权利要求1所述的掩模组件，其中，所述接合部呈楔形引线形式。
4.根据权利要求1所述的掩模组件，其中，所述接合部呈凸点引线形式。
5.根据权利要求1所述的掩模组件，其中，所述接合部由从金Au、银Ag、铂Pt和铝Al中选择的一种金属或者上述金属的合金而形成。
6.根据权利要求1所述的掩模组件，其中，所述淀积掩模的表面上的与所述接合部相接触的部分镀有与所述接合部相同的金属。
7.根据权利要求1所述的掩模组件，其中，所述多个淀积掩模中的各个淀积掩模具有：与布置在衬底的有源区中的多个单元中的一个相匹配的孔径区；以及掩蔽区。
8.根据权利要求7所述的掩模组件，其中，所述孔径区的宽度大于所匹配的单元的宽度。
9.根据权利要求7或8所述的掩模组件，其中，与蓝色单元相匹配的孔径区的尺寸大于与绿色单元或红色单元相匹配的孔径区的尺寸。
10.根据权利要求7所述的掩模组件，其中，所述多个淀积掩模在所述掩蔽区处分离。
11.根据权利要求7所述的掩模组件，其中，所述多个淀积掩模在所述孔径区处分离，并且利用所述接合部来连接所述相邻淀积掩模的所述掩蔽区的边界。
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