CN112071877A - 沉积掩模和制造该沉积掩模的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种沉积掩模和一种制造该沉积掩模的方法，所述方法包括：准备具有防水表面的导电基体板；将墨的液滴滴在导电基体板上的与图案孔对应的位置中并固化墨的液滴；通过对导电基体板的其上固化有墨的液滴的表面执行电镀来形成具有图案孔的沉积掩模的主体；以及将导电基体板与沉积掩模的主体分离。
Description
本申请要求于2019年6月10日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0068260号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
技术领域
一个或更多个实施例涉及一种用于沉积薄膜的掩模和一种制造该掩模的方法。
背景技术
沉积掩模用于沉积例如有机发光显示设备的发射层。通常，有机发光显示设备可以基于其中分别从阳极和阴极注入的空穴和电子在有机发射层中彼此复合从而发射光的原理来实现颜色。在有机发光显示设备中，像素具有其中发射层位于作为阳极的像素电极与作为阴极的对电极之间的堆叠结构。
每个像素可以是例如红色像素、绿色像素和蓝色像素中的一个的子像素。可以通过组合包括红色像素、绿色像素和蓝色像素的三种颜色的像素的子像素的颜色来表示期望的颜色。即，每个子像素具有其中发射层布置在两个电极之间的结构，其中，发射层发射红色、绿色和蓝色之中的颜色的光。通过适当地组合诸如红色、绿色和蓝色的三种颜色的光，表现单元像素的颜色。
每个子像素的区域由像素限定层限定。在所限定的区域中，形成发射层。通过执行沉积来形成发射层。在这种情况下，掩模布置在基底上，其中，掩模具有与将要形成的发射层的薄膜的图案相同的图案孔。然后，薄膜的材料经由图案孔沉积在基底上，从而形成具有期望图案的薄膜。
发明内容
然而，当执行沉积时，可能出现发射层的薄膜的图案没有精确地沉积在掩模的图案孔的区域中而是沉积在图案孔外部的区域中的现象，即，阴影现象。当阴影现象变得严重时，会造成邻近子像素之间的混色，因此，会导致产品中的严重故障。众所周知，阴影现象由于在通过湿蚀刻形成掩模的图案孔时产生的图案孔中的丘(mound)而恶化。即，当通过湿蚀刻形成图案时，蚀刻从掩模的主体的两个表面开始，从而钻入主体中。在从掩模的主体的两个表面钻入的凹槽相遇从而穿透图案孔的点处，形成突出到图案孔的中心的丘。这是在由蚀刻剂形成的图案孔的尺寸随着图案孔深入到沉积掩模的主体中而逐渐减小时造成的不可避免的现象。因此，当在图案孔中形成丘时，因为难以执行在精确点处具有精确尺寸的沉积，所以沉积质量会劣化。
为了解决这个问题，已经提出了通过发射激光束来形成图案孔的方法。在这种情况下，需要通过向每个图案孔多次发射激光束来逐渐执行钻孔。然而，可能需要相当大量的工作时间。此外，还已经提出了通过使用光刻方法来形成图案孔的方法。然而，由于光刻工艺是以包括诸如施用、曝光、蚀刻等几个阶段的复杂方式执行的，因此光刻工艺也需要大量的工作时间。
因此，实施例提供了一种以简单工艺制造图案孔(其中，图案孔不包括丘)而改善的沉积掩模，以及一种制造该沉积掩模的方法。
根据一个或更多个实施例，制造沉积掩模的方法包括：准备具有防水表面的导电基体板；将墨的液滴滴在导电基体板上的与图案孔对应的位置中，并且固化墨的液滴；通过对导电基体板的其上固化有墨的液滴的表面执行电镀来形成具有图案孔的沉积掩模的主体；以及将导电基体板与沉积掩模的主体分离。
准备具有防水表面的导电基体板的步骤可以包括：准备亲水导电基底，并且在亲水导电基底的表面上形成疏水涂覆层。
准备具有防水表面的导电基体板的步骤可以包括准备疏水导电基底。
准备具有防水表面的导电基体板的步骤可以包括准备非导电基底，在非导电基底的表面上形成导电层，以及在导电层上形成疏水涂覆层。
所述方法还可以包括去除疏水涂覆层的未被墨的液滴覆盖的暴露部分。
去除暴露部分的步骤可以包括干蚀刻。
干蚀刻可以包括等离子体蚀刻。
当将导电基体板与沉积掩模的主体分离时，导电层可以是沉积掩模的主体中的层。
墨可以包括光固化材料和热固化材料中的一种。
当墨包括光固化材料时，可以通过向墨的液滴发射紫外光和红外光中的一种来固化墨的液滴。
当墨包括热固化材料时，可以通过对墨的液滴施加热来固化墨的液滴。
墨可以包括树脂墨。
图案孔可以具有其中图案孔中的开口的尺寸从主体的表面到主体的另一表面连续减小的圆顶形状。
根据一个或更多个实施例，沉积掩模包括：主体；以及多个图案孔，穿透到主体中，其中，多个图案孔具有其中多个图案孔中的开口的尺寸从主体的表面到主体的另一表面连续减小的形状。
多个图案孔可以具有具备敞开的顶部的圆顶形状。
主体可以具有单层结构。
主体可以具有多层结构。
除了以上描述的那些之外，其他方面、特征和效果将通过本公开的附图、权利要求和具体实施方式而变得清楚。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，公开的特定实施例的以上和其他方面、特征和优点将更加明显，在附图中：
图1是示出了根据实施例的使用包括沉积掩模的掩模框架组件的沉积工艺的图；
图2是图1的掩模框架组件的透视图；
图3A是沿着图2的线Ⅲ-Ⅲ截取的掩模框架组件的剖视图；
图3B是示出了图3A的图案孔的圆顶形结构的透视图；
图4是示出了根据图3A的比较示例在现有技术中的在其中形成有丘的图案孔的剖视图；
图5是示出了图1的基底的详细结构的剖视图；
图6A至图6F是顺序地示出了根据实施例的制造沉积掩模的工艺的剖视图；
图7A至图7D是顺序地示出了根据另一实施例的制造沉积掩模的工艺的剖视图；以及
图8A至图8G是顺序地示出了根据另一实施例的制造沉积掩模的工艺的剖视图。
具体实施方式
现在将详细参照实施例，该实施例的示例在附图中示出，其中，同样的附图标记始终表示同样的元件。就这一点而言，本实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为局限于这里所阐述的描述。因此，下面仅仅通过参照附图来描述实施例，以解释本说明书的各个方面。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何和所有组合。当诸如“……中的至少一个”的表述在一列元件之后时，该表述修饰整列元件，而不修饰该列中的单个元件。
由于本公开允许各种改变和许多实施例，因此具体实施例将在附图中示出并在书面描述中被详细描述。通过以下结合附图公开各种实施例的详细描述，本公开的效果和特征以及实现该效果和特征的方法对于本领域技术人员而言将变得明显。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里阐述的实施例。
在下文中，将参照附图详细描述实施例。附图中同样的附图标记表示同样的元件，因此将不再重复它们的描述。
如这里所使用的，除非上下文另外清楚地表示，否则单数形式“一(种/者)”和“所述”也意图包括复数形式。
将进一步理解的是，这里使用的术语“包括”和/或“包含”表示存在所述特征或组件，但不排除一个或更多个其他特征或组件的存在或添加。
将理解的是，当层、区域或组件被称为“形成在”另一层、区域或组件“上”时，它可以直接或间接地形成在另一层、区域或组件上。即，例如，可以存在中间层、中间区域或中间组件。
为了便于说明，可以夸大附图中元件的尺寸。换言之，由于为了便于说明而任意示出了附图中组件的尺寸和厚度，因此以下实施例不限于此。
当可以不同地实现特定实施例时，具体的工艺顺序可以不同于所描述的工艺顺序。例如，连续描述的两个工艺可以基本上同时执行或以与所描述的顺序相反的顺序执行。
图1示意性地示出了根据实施例的采用包括沉积掩模100的掩模框架组件MF的薄膜沉积装置的结构。
如附图中所示，薄膜沉积装置包括掩模框架组件MF、沉积源400等，其中，掩模框架组件MF被构造为在基底300上形成期望图案，并且在腔室500中，沉积源400朝向基底300发射沉积气体。
因此，当沉积源400在腔室500中发射沉积气体时，沉积气体穿过掩模框架组件MF，因此沉积在基底300上，从而形成具有预定图案的薄膜。
图2是示出掩模框架组件MF的结构的透视图。
参照图2，根据本实施例的掩模框架组件MF包括框架200和多个沉积掩模100，沉积掩模100的两端固定到框架200。
框架200构成掩模框架组件MF的外框架。框架200具有矩形形状，在所述矩形形状的中心处形成有开口201。沉积掩模100的两端通过焊接固定到框架200的一对边，其中，框架200的所述一对边彼此面对。
沉积掩模100是具有长棒的形状的构件。位于开口201上方的多个图案单元110布置在沉积掩模100中。如上所述，沉积掩模100的两端焊接到框架200。沉积掩模100可以形成为大构件。然而，在这种情况下，由于因沉积掩模100的重量而可能出现下垂现象，因此沉积掩模100可以被划分为具有如图2中所示的多个棒形状。例如，镍(Ni)、镍钴(Co)合金等可以用作沉积掩模100的材料。
图案单元110是其中布置有多个图案孔111的区域。在沉积工艺中，当沉积蒸汽穿过图案孔111时，在基底300(如图1中所示)上形成薄膜层。
图3A是掩模框架组件MF的沿着图2的线Ⅲ-Ⅲ截取的剖视图。图3B是示出图案孔111中的一个的形状的透视图。
如附图中所示，每个图案孔111具有具备敞开的顶部的圆顶形状。每个图案孔111的内壁具有其中开口的尺寸从内壁的一个表面侧到内壁的另一表面侧连续减小的形状。也就是说，在每个图案孔111中，没有设置朝向每个图案孔111的中心突出的丘。
图4示出了现有技术中的其中设置有丘111b的图案孔111a作为比较示例。图4示出其中通过湿蚀刻在沉积掩模100的主体100a的两个表面上形成图案孔111a的结构。丘111b形成在从图案孔111a的两个表面钻入的凹槽在其处相遇从而穿透图案孔111a的点处。如上所述，这是在由蚀刻剂形成的图案孔111a中的开口的尺寸随着图案孔111a深入到沉积掩模100的主体100a中而逐渐减小时而造成的不可避免的现象。如此，当在图案孔111a中形成丘111b时，因为难以执行在精确点处具有精确尺寸的沉积，所以沉积质量会劣化。
然而，在本实施例中，图案孔111具有其中图案孔111中的开口的尺寸连续减小而不具备丘的结构，可以执行在精确点处具有精确尺寸的沉积。
稍后将详细描述在本实施例中制造具有图案孔111的沉积掩模100的方法。在此之前，简要描述图5中所示的有机发光显示设备的结构作为通过使用沉积掩模100在其上执行沉积的基底300的示例。
参照图5，缓冲层330布置在下板320上。薄膜晶体管TFT设置在缓冲层330之上。
薄膜晶体管TFT包括有源层331、栅极绝缘层334和栅电极333，其中，栅极绝缘层334布置成覆盖有源层331，栅电极333布置在栅极绝缘层334上。
层间绝缘层336布置成覆盖栅电极333。源电极335a和漏电极335b布置在层间绝缘层336上。
源电极335a和漏电极335b经由栅极绝缘层334和层间绝缘层336中的接触孔分别与有源层331的源区和漏区接触。
另外，有机发光二极管OLED的像素电极321连接到漏电极335b。像素电极321布置在平坦化层337上。在像素电极321上布置像素限定层338，其中，像素限定层338限定子像素区域。附图标记339表示间隔件，该间隔件被构造为通过在沉积期间保持与沉积掩模100的空间，防止由于基底300上的构件与沉积掩模100的接触而损坏基底300上的构件。间隔件339可以形成为具有其中像素限定层338的一部分突出的形状。另外，有机发光二极管OLED的发射层326布置在像素限定层338中的开口中。在像素限定层338和发射层326上沉积对电极327。即，由像素限定层338围绕的开口是诸如红色像素(R)、绿色像素(G)或蓝色像素(B)的子像素的区域。在开口中，布置与子像素对应的颜色的发射层326。
因此，当掩模框架组件MF的沉积掩模100被制造为使得沉积单元110的图案孔111对应于发射层326时，可以通过使用参照图1描述的沉积工艺来形成具有期望图案的发射层326。
在下文中，参照图6A至图6F描述制造上述包括具有圆顶形状的图案孔111的沉积掩模100的工艺。
首先，如图6A中所示，准备导电基底10。导电基底10不是沉积掩模100。在导电基底10上形成沉积掩模100之后，稍后将沉积掩模100与导电基底10分离。
通常，由于包括金属材料的导电基底10是亲水的，所以疏水涂覆层20形成在亲水导电基底10的表面上。
因此，当疏水涂覆层20形成在亲水导电基底10上时，准备了具有防水特性的导电基体板15。
在准备的导电基体板15上，通过使用喷墨打印机等滴下墨滴(也被称为墨的液滴)30，如图6C中所示。将墨滴30滴到形成有沉积掩模100的图案孔111的位置上。因为墨滴30滴在疏水涂覆层20之上，所以墨滴30既不扩散也不流动到疏水涂覆层20的一侧，而是在其中滴有墨滴30的位置中保持半球形形状。然后，立即固化墨滴30。为此，将光固化材料或热固化材料用作墨滴30。当使用光固化材料时，向墨滴30发射紫外光或红外光，从而固化墨滴30。当使用热固化材料时，对墨滴30施加热，从而固化墨滴30。
接着，如图6D中所示，通过执行诸如等离子体蚀刻等的干蚀刻来去除疏水涂覆层20的未被墨滴30覆盖的部分。即，通过使用墨滴30作为阻挡件来执行干蚀刻，从而去除疏水涂覆层20的暴露部分。
然后，如图6E中所示，执行电镀，从而在其中固化有墨滴30的导电基体板15上形成沉积掩模100的主体40。也就是说，当诸如Ni合金等的电镀材料布置在正极处时，导电基体板15布置在负极处，然后执行电镀，电镀材料附着到导电基体板15的表面，从而形成沉积掩模100的主体40。因为墨滴30是包括诸如树脂墨的材料的半导体，所以不对墨滴30执行电镀。
因此，当电镀完成时，将导电基体板15与沉积掩模100的主体40分离，如图6F中所示。然后，沉积掩模100沿着墨滴30的半球形形状实现，其中，沉积掩模100具有具备敞开的顶部的圆顶形状的图案孔111。
将如上所述制造的沉积掩模100焊接到框架200，如图2中所示，从而形成掩模框架组件MF。
因此，通过使用上述工艺，可以制造在图案孔111中没有丘的沉积掩模100。当使用沉积掩模100时，可以精确地控制沉积。因此，可以有效地阻止诸如阴影现象的问题。
在上述实施例中，由于使用亲水导电基底10，因此形成疏水涂覆层20，从而制造导电基体板15。然而，如图7A至图7D中所示，可以准备疏水导电基底10-1作为基体板以制造沉积掩模100。
即，如图7A中所示，准备疏水导电基底10-1。由于疏水导电基底10-1具有具备疏水特性的表面，所以疏水导电基底10-1不需要沿着疏水涂覆层形成，而是可以用作具有防水表面的导电基体板。即，疏水导电基底10-1是基体板。
如图7B中所示，在准备的基体板10-1上，通过使用喷墨打印机等滴下墨滴30。将墨滴30滴到形成有沉积掩模100的图案孔111的位置上。由于墨滴30滴在具有疏水特性的基体板10-1之上，因此墨滴30既不扩散也不流动到具有疏水特性的基体板10-1的一侧，而是在其中滴有墨滴30的位置中保持半球形形状。然后，立即固化墨滴30。
然后，如图7C中所示，执行电镀，从而在其中固化墨滴30的基体板10-1上形成沉积掩模100的主体40。
当电镀完成时，将基体板10-1与沉积掩模100的主体40分离，如图7D中所示。然后，同样地，实现沉积掩模100，其中，沉积掩模100具有具备敞开的顶部的圆顶形状的图案孔111。
因此，可以通过使用上述工艺制造在图案孔111中没有丘的沉积掩模100。通过使用沉积掩模100，可以精确地控制沉积。因此，可以有效地阻止诸如阴影现象的问题。
另外，在上述实施例中，使用导电基底10或疏水导电基底10-1。然而，如图8A至图8F中所示，可以准备非导电基底10-2作为基体板。
即，如图8A中所示，准备非导电基底10-2。然而，当使用非导电基底10-2时，在随后的电镀中可能出现问题。因此，如图8B中所示，在非导电基底10-2的表面上沉积导电层50。导电层50可以包括与沉积掩模100的主体40的材料相同或不同的材料。即，可以使用任何导电材料作为导电层50的材料，无论该材料是Ni合金还是氧化铟锡(ITO)等。
然后，由于导电层50通常是亲水的，所以如图8C中所示，在亲水导电层50的表面上形成疏水涂覆层20，以执行下一工艺。
因此，当形成疏水涂覆层20时，准备了具有防水表面的导电基体板15。
在准备的导电基体板15上，如图8D中所示，通过使用喷墨打印机等滴下墨滴30。将墨滴30滴到形成有沉积掩模100的图案孔111的位置中。因为墨滴30滴在疏水涂覆层20之上，所以墨滴30既不扩散也不流动到疏水涂覆层20的一侧，而是在其中滴有墨滴30的位置中保持半球形形状。然后，立即固化墨滴30。
接着，如图8E中所示，通过执行诸如等离子体蚀刻的干蚀刻来去除疏水涂覆层20的未被墨滴30覆盖的部分。即，通过使用墨滴30作为阻挡件来执行干蚀刻，从而去除疏水涂覆层20的暴露部分。
然后，如图8F中所示，执行电镀，从而在其中固化有墨滴30的导电基体板15上形成沉积掩模100的主体40。
因此，如图8G中所示，当完成电镀时，将导电基体板15与沉积掩模100-1的主体40分离。然后，实现沉积掩模100-1，其中，沉积掩模100-1具有具备敞开的顶部的圆顶形状的图案孔111。在这种情况下，导电层50可以是沉积掩模100-1的主体40中的层。即，在上述实施例中，沉积掩模100的主体40包括单层。然而，在本实施例中，可以提供其中导电层50附着到沉积掩模100的主体40的多层结构。
将如上所述制造的沉积掩模100焊接到框架200上，从而形成如图2中所示的掩模框架组件MF。另外，由于在图案孔111中不存在丘，因此可以精确地控制沉积，并且因此可以有效地阻止诸如阴影现象的问题。
因此，根据上述沉积掩模及制造沉积掩模的方法，因为在图案孔中不存在丘，所以可以精确地控制沉积，并且因此可以有效地阻止诸如阴影现象的问题。另外，由于通过使用滴下墨滴、执行电镀、然后释放沉积掩模的简单工艺来制造沉积掩模，因此可以大大降低制造成本。因此，可以确保稳定的质量和高的生产率两者。
应当理解的是，这里描述的实施例应当仅以描述性含义考虑，而不是出于限制的目的。每个实施例内的特征或方面的描述通常应被认为可用于其他实施例中的其他类似特征或方面。虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离如由权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。
Claims (20)
1.一种制造沉积掩模的方法，所述方法包括：
准备具有防水表面的导电基体板；
将墨的液滴滴在所述导电基体板上的与图案孔对应的位置中，并且固化所述墨的所述液滴；
通过对所述导电基体板的其上固化有所述墨的所述液滴的表面执行电镀来形成具有图案孔的所述沉积掩模的主体；以及
将所述导电基体板与所述沉积掩模的所述主体分离。
2.如权利要求1所述的方法，其中，
所述准备具有所述防水表面的所述导电基体板的步骤包括：
准备亲水导电基底；以及
在所述亲水导电基底的表面上形成疏水涂覆层。
3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：
去除所述疏水涂覆层的未被所述墨的所述液滴覆盖的暴露部分。
4.如权利要求3所述的方法，其中，
所述去除所述疏水涂覆层的所述暴露部分的步骤包括干蚀刻。
5.如权利要求4所述的方法，其中，
所述干蚀刻包括等离子体蚀刻。
6.如权利要求1所述的方法，其中，
所述准备具有所述防水表面的所述导电基体板的步骤包括：
准备疏水导电基底。
7.如权利要求1所述的方法，其中，
所述准备具有所述防水表面的所述导电基体板的步骤包括：
准备非导电基底；
在所述非导电基底的表面上形成导电层；以及
在所述导电层上形成疏水涂覆层。
8.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括：
去除所述疏水涂覆层的未被所述墨的所述液滴覆盖的暴露部分。
9.如权利要求8所述的方法，其中，
所述去除所述疏水涂覆层的所述暴露部分的步骤包括干蚀刻。
10.如权利要求9所述的方法，其中，
所述干蚀刻包括等离子体蚀刻。
11.如权利要求9所述的方法，其中，
当将所述导电基体板与所述沉积掩模的所述主体分离时，所述导电层包括所述沉积掩模的所述主体中的层。
12.如权利要求1所述的方法，其中，
所述墨包括光固化材料和热固化材料中的一种。
13.如权利要求12所述的方法，其中，
当所述墨包括光固化材料时，通过向所述墨的所述液滴发射紫外光和红外光中的一种来固化所述墨的所述液滴。
14.如权利要求12所述的方法，其中，
当所述墨包括热固化材料时，通过对所述墨的所述液滴施加热来固化所述墨的所述液滴。
15.如权利要求12所述的方法，其中，
所述墨包括树脂墨。
16.如权利要求1所述的方法，其中，
所述图案孔具有其中所述图案孔中的开口的尺寸从所述主体的表面到所述主体的另一表面连续减小的圆顶形状。
17.一种沉积掩模，所述沉积掩模包括：
主体；以及
多个图案孔，穿透到所述主体中，
其中，所述多个图案孔具有其中所述多个图案孔中的开口的尺寸从所述主体的表面到所述主体的另一表面连续减小的形状。
18.如权利要求17所述的沉积掩模，其中，
所述多个图案孔具有具备敞开的顶部的圆顶形状。
19.如权利要求17所述的沉积掩模，其中，
所述主体具有单层结构。
20.如权利要求17所述的沉积掩模，其中，
所述主体具有多层结构。
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