CN103484817B - 用于沉积的掩模和用其制造有机发光二极管显示器的方法 - Google Patents

Abstract

用于形成有机发光二极管（OLED）显示器的有机层图案的沉积掩模包括基底构件，基底构件具有第一表面和第二表面并包括多个开口，第一表面面对OLED显示器的衬底，第二表面面向与第一表面相反的侧面，多个开口穿过第一表面和第二表面以形成有机层图案。每一个开口具有一对第一侧壁和一对第二侧壁。开口的每个侧壁具有相对于基底构件的厚度方向倾斜的倾斜表面，并且当相对于基底构件的第一表面测量倾斜表面的倾斜角度时，第一侧壁的倾斜角度和第二侧壁的倾斜角度彼此不同。

Description

用于沉积的掩模和用其制造有机发光二极管显示器的方法

技术领域

本申请主要涉及用于薄膜沉积的掩模以及有机发光二极管（OLED）显示器的制造方法。

背景技术

有机发光二极管（OLED）显示器包括空穴注入电极、电子注入电极、以及形成于二者之间的有机发光层，并且，当从阳极注入的空穴与从阴极注入电子复合以在有机发光层处形成激子时，该显示器发光。具有高品质特性（诸如低功耗、高亮度、宽视角、高反应速度等）的有机发光二极管（OLED）显示设备作为用于移动电子设备的下一代显示设备而备受关注。

有机发光二极管（OLED）显示器包括有机发光显示面板，有机发光显示面板包括显示基板，显示基板上形成有薄膜晶体管和有机发光二极管（OLED）。有机发光二极管包括阳极、阴极、以及有机发光层。空穴和电子分别从阳极和阴极注入以形成激子，激子过渡至基态，从而致使有机发光二极管发光。

在平板显示器诸如有机发光二极管（OLED）显示器中，真空沉积方法被用于将用作电极的有机材料或金属沉积在真空环境下并在平板上形成薄膜。在真空沉积方法中，上面将形成有机薄膜的衬底被放置在真空室中，使用沉积源单元将有机材料蒸发或升华以使有机材料沉积在衬底上。

沉积掩模用于在衬底上形成具有期望形状的有机层。当有机材料被沉积在大尺寸衬底上时，精细金属掩模（FMM）可用作沉积掩模。由于FMM是具有高耐久度和高强度的高清金属掩模，故有机材料能够以期望的图案沉积在大尺寸衬底上。

FMM可以是用于将有机材料以高清图案沉积在大尺寸衬底上的沉积掩模。使用FMM，能够在衬底上同时或并存地形成有机材料的多个期望的高清图案。为了以期望的图案沉积有机材料，高清金属掩模可包括用于允许有机材料穿过FMM的多个方形狭缝或多个条形狭缝。这里，该多个方形狭缝或多个条形狭缝可形成单位掩蔽部，并且可提供多个单位掩蔽部。使用高清金属掩模的沉积技术可用于有机材料沉积和阴极成形处理以制造大尺寸有机电发光显示设备。

为了增加有机发光二极管（OLED）显示器的分辨率，红色（R）、绿色（G）以及蓝色（B）子像素的节距被减小，而为了减小节距，形成于沉积掩模中的槽之间的间隔被减小。然而，如果掩模图案内的间隔被减小，则掩模的支撑槽间部分的桥部将变得脆弱并且可能被轻易破坏。因此，难以制造分辨率高于300ppi（每英寸像素）的沉积掩模。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于加深对所述技术的背景的理解，因此可能包含不构成在该国为本领域普通技术人员所公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的实施方式提供通过减小有机材料的沉积裕度实现高分辨率的沉积掩模、以及有机发光二极管（OLED）显示器的制造方法。

此外，本发明的实施方式还提供在有机材料在沉积掩模与衬底之间穿过的情况下减小阴影的沉积掩模、以及有机发光二极管（OLED）显示器的制造方法。

根据本发明的实施方式的用于形成有机发光二极管显示器的有机层图案的沉积掩模包括基底构件，基底构件具有第一表面和第二表面并包括多个开口，第一表面面对有机发光二极管显示器的衬底，第二表面面对与第一表面相对的侧面，多个开口穿过第一表面和第二表面以形成有机层图案。开口中的每一个具有在第一方向上彼此面对的一对第一侧壁和在与第一方向相交的第二方向上彼此面对的一对第二侧壁。第一侧壁和第二侧壁中的每个侧壁具有相对于基底构件的厚度方向倾斜的倾斜表面，并且当相对于所述基底构件的第一表面测量倾斜表面的倾斜角度时，第一侧壁的倾斜角度和第二侧壁的倾斜角度彼此不同。

第一侧壁的倾斜角度可以大于第二侧壁的倾斜角度。

第一侧壁的倾斜角度可以位于45°和60°之间，第二侧壁的倾斜角度可以位于25°和34°之间。

基底构件可以包括：第一桥部，包括第一侧壁并形成在第一方向上的相邻开口之间；第二桥部，包括第二侧壁并形成在第二方向上的相邻开口之间；其中第一桥部的高度和第二桥部的高度可以彼此不同。

第一桥部的高度可以与基底构件的厚度相同，第二桥部的高度可以小于基底构件的厚度。

开口可以以矩阵形式布置，矩阵具有位于第一方向上的行以及位于第二方向上的列。

根据本发明的实施方式的用于制造包括有机层的有机发光二极管显示器的方法，包括：将有机发光二极管显示器的衬底布置为面对用于喷出有机材料的沉积源；将沉积掩模布置在衬底上，沉积掩模包括基底构件，基底构件具有第一表面和第二表面并包括多个开口，第一表面面对有机发光二极管显示器，第二表面面对与第一表面相对的侧面，多个开口穿过第一表面和第二表面以在衬底上形成有机层图案，其中开口中的每一个具有在第一方向上彼此面对的一对第一侧壁和在与第一方向相交的第二方向上彼此面对的一对第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁中的每个侧壁具有相对于基底构件的厚度方向倾斜的倾斜表面，以及倾斜表面的倾斜角度相对于基底构件的第一表面测量，第一侧壁的倾斜角度和第二侧壁的倾斜角度彼此不同；以及通过从沉积源喷出有机材料将有机层图案形成在衬底上。

在沉积掩模中，第一侧壁的倾斜角度可以大于第二侧壁的倾斜角度。

沉积源包括线性沉积源，线性沉积源包括布置在与第二方向平行的方向上的多个喷嘴，沉积源在沿第一方向移动的同时喷出有机材料。

第二侧壁的倾斜角度可以小于由从多个喷嘴喷出的有机材料的入射方向与衬底形成的角度之中的最小角度。

在沉积掩模中，第一侧壁的倾斜角度可以位于约45°和约60°之间，第二侧壁的倾斜角度可以位于约25°和约34°之间。

根据示例性实施方式，减小了有机材料的沉积裕度，增加了有机发光二极管（OLED）显示器的孔径比，从而实现高分辨率。

此外，根据示例性实施方式，在有机材料在沉积掩模与衬底之间穿过的情况下的阴影可以被减小，从而可以形成均匀的有机薄膜。

附图说明

图1是根据示例性实施方式的使用沉积掩模制造的有机发光二极管（OLED）显示器的单位像素的示意图；

图2A和图2B是根据示例性实施方式的用于示出使用沉积掩模形成有机发光二极管（OLED）显示器的有机发光层的过程的薄膜沉积器件的示意图；

图3是根据示例性实施方式的沉积掩模的立体图；

图4是根据示例性实施方式的沉积掩模的一部分的平面图，为沉积掩模和沉积源的布置的示意图；

图5是沿图4的切割线V-V截取的截面图；

图6是沿图4的切割线VI-VI截取的截面图。

具体实施方式

将参照附图描述根据本发明的实施方式的沉积掩模和用于制造有机发光二极管（OLED）显示器的方法。然而，本发明不限于下面公开的示例性实施方式，而是可以以不同形式实施。文中的示例性实施方式仅仅完成本发明的公开并向本领域技术人员充分提供本发明的说明。相同的参考标号指代相同的元件。

在附图中，为了清楚起见，可以对层、膜、面板、区域等的厚度进行放大。而且，在附图中，为了更好理解和易于描述，可对一些层和区域的厚度进行放大。应该理解，当诸如层、膜、区域或衬底等的元件被称为位于另一元件“上”时，该元件可直接位于另一元件上，或者也可以存在有中间元件。

此外，除非存在明确相反的描述，单词“包括（comprise）”以及变型诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”应被理解为表示包含所述元件但不排除任何其它元件。此外，在说明书中，“上”表示位于目标元件上方或下方，并且不表示必须基于重力方向位于顶部。

图1是根据示例性实施方式的使用沉积掩模制造的有机发光二极管（OLED）显示器的单位像素的示意图。

根据示例性实施方式的使用沉积掩模制造的有机发光二极管（OLED）显示器的单位像素包括由分别发出红色（R）、绿色（G）以及蓝色（B）光的有机发光层形成的子像素，如图1所示。这里，子像素外围区域是沉积有形成有机发光层的有机材料的区域，在该区域中，虽然沉积有有机材料且有机发光层被形成为具有用于发出期望的光的设定或预定厚度，但没有光被发出。这是因为沉积掩模的开口实际上被形成为大于发光区域。实际发光区域的尺寸与沉积掩模的开口的尺寸之间的差别被称为沉积裕度。

图2A和2B是根据示例性实施方式的用于示出使用沉积掩模形成有机发光二极管（OLED）显示器的有机发光层的过程的薄膜沉积器件的示意图。

参照图2A和图2B，用于使用沉积掩模10沉积包括有机发光二极管（OLED）显示器的薄膜的有机层（例如，有机发光层）的薄膜沉积器件包括沉积源20和将形成有有机层的衬底（S），其中沉积源20在真空室（未示出）内喷出有机材料，衬底（S）设置为面对与沉积源20。此外，沉积掩模10紧密地设置在沉积源20与面对的衬底（S）之间。沉积掩模10通过施加磁力的磁体单元（未示出）拉动，使得沉积掩模10可靠近将形成有有机层的衬底（S）。沉积源20可以是线性沉积源20，其中喷出有机材料的喷嘴22沿设定或预定方向（例如，y轴方向）线性地布置。线性沉积源20可以在沿与其长度方向交叉的方向（例如，x轴方向）移动的同时将有机材料喷射在衬底（S）上。此外，沿着线性沉积源20的长度方向形成于两侧并部分地设置在有机材料的排放路径上或阻挡有机材料的排放路径的一对角度控制构件30可被设置为在线性沉积源20的宽度方向上恒定地控制喷射角度。

图3是根据示例性实施方式的沉积掩模的立体图，并且图4是根据示例性实施方式的沉积掩模的一部分的平面图，为沉积掩模和沉积源的布置的示意图。

参照附图，根据示例性实施方式的沉积掩模10包括基底构件100，基底构件100包括被形成为使沉积材料穿过以形成有机层图案（P）的多个开口110。

基底构件100可被形成为具有设定或预定厚度的板形，并且可由使得沉积掩模10可通过磁体单元的磁力拉动以靠近衬底（S）的材料制成。基底构件100由对应于衬底（S）整个尺寸的母体掩模形成，然而，其可以由根据设定或预定方向划分的平行设置的多个条形物形成。在本示例性实施方式中，基底构件100通过母体掩模类型实现。然而，基底构件100不限于此，并且可具有条形和/或用于形成有机发光层图案的各种形状。

参照图5，当基底构件100面对有机发光二极管（OLED）显示器的衬底（S）的表面被称为第一表面102且当其相对表面被称为第二表面104时，基底构件100包括多个开口110（图3和图4中示出），这些开口110沿基底构件100的厚度方向（例如，z轴方向）穿过第一表面102和第二表面104以形成有机发光层的图案（P）。从沉积源20喷出的有机材料穿过开口110沉积在衬底（S）上，从而形成有机层。例如，用于形成图1中的单位像素的子像素的R、G和B发光层之中的一个发光层的有机材料（例如，用于形成R发光层的有机材料）沉积在衬底（S）上穿过开口110，从而形成R发光层。此外，如图3和图4所示，多个开口110以具有多个行和列的矩阵形式布置，并且有机材料图案（P）可沉积在包含在各单位像素中的R发光层上。

开口110被形成为与待沉积的图案（P）的形状相对应，与此同时，本示例性实施方式中的开口110可具有矩形形状，该矩形在角落处为具有设定或预定弧度的圆形。对于具有矩形形状的开口110，如图4所示，长边被设置为与线性沉积源20的长度方向（例如，y轴方向）平行，并且线性沉积源20在沿与短边平行的方向（例如，x轴方向）移动的同时喷出有机材料。

如果线性沉积源20和开口110按如上所述设置，则将角度控制构件30设置在线性沉积源20的移动方向（例如，x轴方向）上，与图2B所示的方向上的角度控制构件一样，从而恒定地维持从各喷嘴22喷出的有机材料的入射角度，使得有机材料的入射方向与衬底所形成的角度可以恒定地保持为θ₃。

然而，诸如角度控制构件的设备不被安装在线性沉积源20的长度方向（例如，y轴方向）上，并且长度方向（例如，y轴方向）比宽度方向（例如，x轴方向）更长，使得难以像宽度方向（例如，x轴方向）那样均匀地维持沿线性沉积源20的长度方向从各喷嘴22喷出的有机材料的入射角度。例如，如图2A所示，当从设置在y轴方向的左端处的喷嘴22a喷出的有机材料到达衬底（S）的右端时，入射方向与衬底（S）之间的角度为θ₁。然而，当从设置在y轴方向的右端处的喷嘴22b喷出的有机材料到达衬底（S）的右端时，入射方向与衬底（S）之间的角度为θ₂。也就是说，有机材料的入射方向与衬底之间的角度根据喷嘴22与衬底（S）之间的相对位置变化。这里，当喷出有机材料的喷嘴22a距衬底的有机材料到达的部分最远时，从喷嘴22喷出的有机材料的入射方向与衬底之间的角度具有最小值。

图5是沿图4的切割线V-V截取的截面图，图6是沿图4的切割线VI-VI截取的截面图。

开口110具有在第一方向（例如，x轴方向）上彼此面对的一对第一侧壁122和在与第一方向相交的第二方向（例如，y轴方向）上彼此面对的一对第二侧壁132。例如，当开口110具有矩形形状时，长边可以具有第一侧壁122，短边可以具有第二侧壁132。

第一侧壁122和第二侧壁132均具有相对于基底构件100的厚度方向（例如，z轴方向）倾斜的倾斜表面，并且当测量倾斜表面相对于基底构件100的第一表面102的倾斜角度时，第一侧壁122的倾斜角度（θ_x）与第二侧壁132的倾斜角度（θ_y）彼此不同。在一个实施方式中，沿长边方向的第一侧壁122的倾斜角度（θ_x）大于第二侧壁132的倾斜角度（θ_y）。如上所述，这是因为，如果开口110的长边被设置为平行于线性沉积源20的长度方向（例如，y轴方向），则从喷嘴22喷出的有机材料的入射角度在第一方向上（例如，x轴方向）基本恒定为设定或预定角度。然而，喷出的有机材料的入射角度在第二方向（例如，y轴方向）上不是基本不变的而是小于第一方向的入射角度（例如，参照图2A和图2B）。

在多种实施方式中，第二侧壁132的倾斜角度（θ_y）小于从多个喷嘴22喷出的有机材料的入射方向与衬底（S）之间的角度之中的最小角度θ₁。如果第二侧壁132的倾斜角度（θ_y）小于该最小角度θ₁，如图6所示，虽然喷出的有机材料以最小倾斜角度θ₁倾斜，但有机材料不被第二侧壁132的高度阻挡并且可以被沉积在衬底（S）上的期望位置。通过这种构造，可以减小有机材料的沉积裕度，可以避免或减少阴影现象的产生，并且可以减小开口110之间的空间，使得有机发光二极管（OLED）显示器的孔径比可以增加。当考虑衬底（S）与沉积源20之间的距离和有机材料的入射角度时，第一侧壁122的入射角度（θ_x）位于约45°和约60°之间，并且第二侧壁132的入射角度（θ_y）位于约25°和约34°之间。

基底构件100可包括第一桥部120和第二桥部130，第一桥部120形成于在第一方向（例如，x轴方向）上相邻的开口110之间并将相邻开口110隔开，第二桥部130形成于在第二方向（例如，y轴方向）上相邻的开口110之间并将相邻开口110隔开。

如图5和图6所示，第一桥部120包括第一侧壁122，第二桥部130包括第二侧壁132。第一桥部120的截面可以被形成为以倾斜的第一侧壁122作为斜边的梯形，第二桥部130的截面可以被形成为以倾斜的第二侧壁132作为斜边的三角形。在一个实施方式中，第一桥部120的高度基本上等于基底构件100的厚度t1，而第二桥部130的高度t2小于基底构件100的厚度t1（t1＞t2）。如上所述，这是因为，如果开口110的长边被设置为平行于线性沉积源20的长度方向（例如，y轴方向），则从各喷嘴22喷出的有机材料的入射角度在第一方向（例如，x轴方向）上基本统一为设定或预定角度。然而，喷出的有机材料的入射角度在第二方向（例如，y轴方向）上不是统一的而是小于第一方向（例如，x轴方向）的入射角度（例如，参照图2A和图2B）。

如果第二桥部130的高度t2低于基底构件100的厚度t1，如图6所示，即使有机材料以最小倾斜角度θ₁倾斜，有机材料也不被第二桥部130阻挡并且可以被沉积在衬底（S）上。通过这种构造，可以减小有机材料的沉积裕度，可以避免或减少阴影现象的产生，并且可以减小开口110之间的空间，使得有机发光二极管（OLED）显示器的孔径比可以增加。

当开口110以具有分别在第一方向和第二方向上延伸的行和列的矩阵形式布置时，分别形成在开口110之间的第一桥部120和第二桥部130同样以多个行和列的方式布置，如图4所示。

接下来，将参照附图描述根据示例性实施方式的有机发光二极管（OLED）显示器的制造方法。

本示例性实施方式的有机发光二极管（OLED）显示器的制造方法可使用根据如上所述的本发明的沉积掩模10。

沉积掩模10在用于沉积有机材料的衬底S上排列。沉积掩模10是用于形成有机发光层图案（P），即，有机发光二极管（OLED）显示器的单位像素的子像素的R、G和B发光层之中的一个发光层，并且相应子像素的形状与开口110的形状相对应。如图1所示，单位像素的R、G和B子像素各自被形成为矩形，并且对于如图4所示被形成为矩形的开口110，开口110被设置为使得长边平行于线性沉积源20的长度方向（例如，第二方向或y轴方向）。这里，开口110被设置为使宽侧朝向衬底（参照图5和图6）。

如上所述，如果衬底（S）、沉积掩模10以及线性沉积源20被设置，则线性沉积源20在沿第一方向（例如，x轴方向）移动的同时通过喷嘴22喷出待沉积的有机材料以在衬底（S）上形成R、G和B子像素之中的一个有机发光层图案（P）。

在一个实施方式中，第二侧壁132的倾斜角度（θ_y）小于从多个喷嘴22喷出的有机材料的入射方向与衬底（S）形成的最小角度θ₁。如果第二侧壁132的倾斜角度（θ_y）小于该最小角度θ₁，如图6所示，即使喷出的有机材料以最小倾斜角度θ₁倾斜，有机材料也不被第二桥部130阻挡并且可以被沉积在衬底（S）上。

在该过程中，使用用于形成R发光层的沉积掩模来形成R发光层，使用与该掩模分离的另一个沉积掩模来形成G发光层，并且使用另一个掩模来形成B发光层，从而实现单位像素。

虽然已经结合当前实用的示例性实施方式描述了本公开，但应理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明旨在覆盖落入所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

参考标号的描述

10： 沉积掩模

100： 基底构件

110： 开口

120： 第一桥部

130： 第二桥部

Claims (7)

1.用于形成有机发光二极管显示器的有机层图案的沉积掩模，包括：

基底构件，具有第一表面和第二表面并包括多个开口，所述第一表面面对所述有机发光二极管显示器的衬底，所述第二表面面向与所述第一表面相反的侧面，所述多个开口穿过所述第一表面和所述第二表面以形成所述有机层图案，

其中所述开口中的每一个具有在第一方向上彼此面对的一对第一侧壁和在与第一方向相交的第二方向上彼此面对的一对第二侧壁，

所述第一侧壁和所述第二侧壁中的每个侧壁具有相对于所述基底构件的厚度方向倾斜的倾斜表面，以及

其中所述倾斜表面的倾斜角度相对于所述基底构件的第一表面测量，以及

在每个所述开口中，沿着所述开口长边的所述第一侧壁的倾斜角度大于沿着所述开口短边的所述第二侧壁的倾斜角度，

其中所述基底构件包括：第一桥部，包括所述第一侧壁并形成在所述第一方向上的相邻开口之间；以及第二桥部，包括所述第二侧壁并形成在所述第二方向上的相邻开口之间，以及

其中，在每个所述开口中，所述第一桥部的高度与所述基底构件的厚度相同，所述第二桥部的高度小于所述基底构件的厚度。

2.如权利要求1所述的沉积掩模，其中

所述第一侧壁的倾斜角度位于45°和60°之间，所述第二侧壁的倾斜角度位于25°和34°之间。

3.如权利要求1所述的沉积掩模，其中

所述开口以矩阵形式布置，所述矩阵具有位于所述第一方向上的行以及位于所述第二方向上的列。

4.用于制造包括有机层的有机发光二极管显示器的方法，包括：

将所述有机发光二极管显示器的衬底布置为面对用于喷出有机材料的沉积源；

将沉积掩模布置在所述衬底上，所述沉积掩模包括基底构件，所述基底构件具有第一表面和第二表面并包括多个开口，所述第一表面面对所述有机发光二极管显示器的衬底，所述第二表面面向与所述第一表面相反的侧面，所述多个开口穿过所述第一表面和所述第二表面以在所述衬底上形成有机层图案，其中所述开口中的每一个具有在第一方向上彼此面对的一对第一侧壁和在与第一方向相交的第二方向上彼此面对的一对第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁中的每个侧壁具有相对于所述基底构件的厚度方向倾斜的倾斜表面，以及所述倾斜表面的倾斜角度相对于所述基底构件的第一表面测量，在每个所述开口中，沿着所述开口长边的所述第一侧壁的倾斜角度大于沿着所述开口短边的所述第二侧壁的倾斜角度；以及

通过从沉积源喷出所述有机材料将所述有机层图案形成在所述衬底上，

其中所述基底构件包括：第一桥部，包括所述第一侧壁并形成在所述第一方向上的相邻开口之间；以及第二桥部，包括所述第二侧壁并形成在所述第二方向上的相邻开口之间，以及

其中，在每个所述开口中，所述第一桥部的高度与所述基底构件的厚度相同，所述第二桥部的高度小于所述基底构件的厚度。

5.如权利要求4所述的方法，其中

所述沉积源包括线性沉积源，所述线性沉积源包括布置在与所述第二方向平行的方向上的多个喷嘴，所述沉积源在沿所述第一方向移动的同时喷出所述有机材料。

6.如权利要求4所述的方法，其中

所述第二侧壁的倾斜角度小于由从多个喷嘴喷出的有机材料的入射方向与所述衬底形成的角度之中的最小角度。

7.如权利要求4所述的方法，其中

所述第一侧壁的倾斜角度位于45°和60°之间，所述第二侧壁的倾斜角度位于25°和34°之间。