JP2008163448A - マスク装置とマスク装置の製造方法及びこれを用いた有機電界発光表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクを製造するに際して、圧延方向とストライプ長手方向とが同一である開口領域を形成することによって、大型分割マスクを製作することができると共に、マスクの信頼性を向上させることができるマスクとマスクの製造方法及びこれを用いた有機電界発光表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るマスクは、マスク上に形成された１つまたは複数のマスクアラインメントマークと、前記マスク上に形成され、且つ蒸着物を遮断する遮断領域と、前記マスク上に形成され、且つ前記蒸着物が通過する開口領域と、を備え、前記１つまたは複数のマスクアラインメントマークは、前記開口領域の外側に形成され、前記開口領域の形状は、ストライプ形状であり、前記マスク基板の圧延方向と前記ストライプ形状の長手方向とが同一である。
【選択図】図３

Description

本発明は、マスクを製造するに際して、圧延方向と平行なストライプ形状の開口領域を形成することによって、大型分割マスクを製作することができると共に、マスクの信頼性を向上させることができるマスク装置とマスク装置の製造方法及びこれを用いた有機電界発光表示装置の製造方法に関する。

最近、陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）のような従来の表示素子の短所を解決する液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）、有機電界発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）またはＰＤＰ（ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｌａｙ ｐａｎｅｌ）などのような平板型表示装置（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）が注目されている。

前記有機電界発光表示装置を製造するに際して、各Ｒ、Ｇ、Ｂを発光できる発光層を形成するために、蒸着法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いる。前記蒸着法は、真空チャンバー内で発光層の原料をるつぼに装入し、熱を加えて蒸発させて基板上に形成する方法であって、真空チャンバー内にマスクを装着し、発光層の原料を蒸発させて、パターニングされたＲ、Ｇ、Ｂの発光層を形成する。

図１ａ及び図１ｂは、従来技術に係るマスク装置を示す平面図である。
まず、図１ａに示されたように、従来技術に係るマスクは、まず、ステンレス鋼やその他の金属材料からなる鋼板をローラ１を用いて圧延工程を進行してマスク基板２を形成する。前記マスク基板２は、その後にフォトリソグラフィ法を用いて前記マスク基板２をエッチングして、開口領域３及び遮断領域４を形成することによって、マスクを完成するようになる。

この際、前記圧延工程の後に、フォトリソグラフィ法を用いて前記マスク基板２に開口領域３及び遮断領域４を形成する場合、マスク基板２の圧延された方向と開口領域のストライプ方向とが垂直となるように形成した。

しかし、前述のように、圧延された方向と開口領域のストライプ方向とが垂直となるように形成されたマスクは、マスク基板２自体の幅長さの限界に起因して大型サイズの基板への対応が困難であるという問題点があった。

また、マスク基板２は、圧延工程により、図１ｂのように、中心と外側との品質ばらつきが生じる現象、すなわち開口領域のストライプが一直線上に位置せずに、不規則に位置する現象が発生する。この際、そのばらつきは、圧延方向と同じ進行方向に現れる。したがって、その後にフォトリソグラフィ法を用いて開口領域のストライプを形成する場合には、圧延されたマスク基板２の中心と外側との品質ばらつきの影響に起因して開口領域のストライプが直線に形成されずに、マスク基板の外側から後退して形成されるという短所があった。すなわち、開口領域のストライプの短辺領域のマージンが小さいため、後続するマスクを用いたパターニング工程において信頼性あるパターンを形成することができない。したがって、マスクの信頼性を低下させるという問題点があった。
大韓民国公開特許第１０−２００３−００２３２０２号明細書

従って、本発明は、前述のような従来技術の諸問題点を解決するためになされたもので、その目的は、マスクを製造するに際して、マスク基板の圧延方向とストライプ形状の長手方向とが同一である開口領域を形成することによって、大型分割マスクを製作することができると共に、マスクの信頼性を向上させることができるマスク装置とマスク装置の製造方法及びこれを用いた有機電界発光表示装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るマスク装置は、マスク上に形成された１つまたは複数のマスクアラインメントマークと、前記マスク上に形成され、且つ蒸着物を遮断する遮断領域と、前記マスク上に形成され、且つ前記蒸着物が通過する開口領域と、を備え、前記１つまたは複数のマスクアラインメントマークは、前記開口領域の外側に形成され、前記開口領域の形状は、ストライプ形状であり、前記マスク基板の圧延方向と前記ストライプ形状の長手方向とが同一であることを特徴とする。

また、本発明の他の態様に係るマスク装置の製造方法は、マスク基板を圧延し、前記マスク基板上に前記マスク基板の圧延方向とストライプ形状の長手方向とが同一である開口領域を形成することを備えることを特徴とする。

また、本発明のさらに他の態様に係る有機電界発光表示装置の製造方法は、基板を用意し、前記基板上に第１電極を形成し、前記第１電極が形成された基板を、マスク基板の圧延方向と開口領域のストライプ形状の長手方向とが同一であるマスク装置が備えられた蒸着チャンバー内に搬入し、前記基板上に、発光層を含む有機膜層を蒸着し、前記基板を蒸着チャンバーの外部に搬出し、前記基板の全面に第２電極を形成することを備えることを特徴とする。

本発明に係るマスク装置とマスク装置の製造方法及びこれを用いた有機電界発光表示装置の製造方法は、大型分割マスクを製作することが容易であり、且つマスクの信頼性を向上させることができ、これにより、有機物蒸着工程の信頼性を向上させることができるという効果を奏する。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。下記の実施形態は、当業者に本発明の思想が十分に伝達され得るようにするために一例として提示されるものである。したがって、本発明は、下記の実施形態に限らず、様々な変形が可能である。なお、図面において、層及び領域の長さ、厚みなどは、明確性を図るために誇張されたものである。本明細書において、同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。

図２ａ乃至図２ｄは、本発明の実施形態に係るマスク装置を示す断面図である。
まず、図２ａに示されたように、まず、ステンレス鋼や金属合金からなる鋼板を用意し、前記鋼板をローラ１０で圧延し、マスク基板１１を形成する。前記マスク基板１１は、前記圧延工程を経て０．５乃至１ｍｍの厚さを有するようになる。

次に、前記マスク基板１１にバフ（ｂｕｆｆ）研磨、酸（ａｃｉｄ）洗浄及び水洗などの前処理を行う。この際、前記マスク基板１１に前処理を行うことは、後続して塗布されるフォトレジストとの接着力を向上させるためである。

次に、図２ｂに示されたように、前記マスク基板１１にフォトリソグラフィ法を用いて開口領域と、遮断領域及びマスクアラインメントマークを形成する。さらに詳細には、まず、前記マスク基板１１の全面にフォトレジスト１２を塗布する。前記フォトレジスト１２は、露光された領域が除去されるポジティブ（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）型フォトレジストを使用したり、非露光された領域が除去されるネガティブ（ｎｅｇａｔｉｖｅ）型フォトレジストを使用することができる。本実施形態では、ポジティブ型フォトレジストを使用する。

次に、前記フォトレジスト１２が塗布されたマスク基板１１にマスク１３を配置し、ＵＶランプを使用して露光を行う。この際、前記フォトレジスト１２は、露光領域１２ａと非露光領域１２ｂと半露光領域１２ｃとに分けられ、前記露光領域１２ａは、ＵＶにより化学的あるいは物理的性質が変化し、後述する現像段階で現像液に溶解される。

次に、図２ｃに示されたように、前記露光工程が完了すれば、前記マスク基板１１に現像液を使用して現像工程を行い、前記露光領域１２ａのフォトレジストを除去する。次に、前記マスク基板１１をエッチング溶液を使用してエッチングする。すなわち前記マスク基板１１において前記非露光領域１２ｂのフォトレジストにより覆われた領域はエッチングされずに、フォトレジストが除去されて露出された領域はエッチングされ、開口領域１５ａ及び遮断領域１５ｂを形成する。また、前記半露光領域１２ｃは、一定の深さだけエッチングされ、マスクアラインメントマーク１５ｃを形成する。この際、前記マスクアラインメントマーク１５ｃは、前記開口領域１５ａの外側に形成され、後続して基板とマスクとのアラインメントを行う時、アラインメントの誤差を低減するためのもので、１つまたは複数個を形成することができる。

ここで、前記マスク基板１１の開口領域１５ａは、ストライプ形状で形成され、この際、前記マスク基板１１が圧延された方向１６と前記開口領域１５ａのストライプ長手方向とが同一になるように形成する。

これは、従来、圧延された方向と開口領域のストライプ方向とが垂直となるように形成されたマスクは、マスク基板自体の幅の限界に起因して大型サイズの基板への対応が困難である問題点を解決するためである。すなわち前記マスク基板１１が圧延された方向１６と開口領域１５ａのストライプ長手方向とを同一に形成することによって、マスク基板１１の長辺方向に開口領域１５ａのストライプを形成することができ、大型サイズの基板への対応を容易にすることができる。

すなわち圧延された方向１６とストライプ方向とが同一となるように形成することによって、マスク基板の外側から後退したストライプのマージンを広げることができる。つまり、ストライプの短辺の長さが短いため、ストライプの開口領域が後方に後退すれば、その誤差が大きくなるが、ストライプの長辺の長さが長いため、ストライプの開口領域が後退して形成されても、長辺の長さのマージンを大きくすることができるので、発光層のパターニングに容易であるという利点がある。

また、従来、マスク基板が圧延工程により中心と外側との品質ばらつきが生じる現象、すなわち直進度が良くないため、圧延されたマスク基板の中心と外側との品質ばらつきの影響に起因してストライプの開口領域が直線に形成されずに、マスク基板の外側から後退してストライプの開口領域が形成される短所を防止するためである。

ここで、前記直進度は、マスクの開口領域のストライプがどれくらい一直線上に位置するかを意味するもので、一番目のストライプを基準にして二番目のストライプが一番目のストライプと一直線上に位置する程度を測定して数値化することができる。したがって、直進度の数値が小さいことは、一番目のストライプと二番目のストライプが一直線に近く位置することを意味し、直前度の数値が大きいことは、一直線から遠く位置することを意味する。

次に、図２ｄに示されたように、前記マスク基板１１上に残っているフォトレジスト１２をストリップ溶液で処理して全て除去し、本発明の実施形態に係るマスク装置を完成する。

図３は、本発明の実施形態に係るマスク装置を示す平面図である。
図３に示されたように、本発明の製造方法により製作されたマスク装置２０は、ストライプ形状の開口領域２５ａと、遮断領域２５ｂ及びマスクアラインメントマーク２５ｃが形成されている。さらに詳細には、マスク基板が圧延された方向２１と開口領域２５ａのストライプ方向とが同一に形成されている。

したがって、本発明のマスク装置２０は、マスク２０の圧延方向、すなわちマスク２０の長辺方向と平行なスクライブライン２７に沿って分割して分割マスクを製造することができるので、大型サイズの基板に対応することができる。

ここで、図４及び図５に示されたように、図４は、従来、マスク基板の圧延方向に垂直なストライプを製作する場合の開口領域のストライプの長辺方向の直進度を測定したグラフであり、図５は、本発明の実施形態によってマスク基板の圧延方向とストライプの長手方向とが同一に形成されたストライプの直進度を測定したグラフである。

まず、グラフにおいて、縦軸は、１つのストライプの終点を０にして基準を定め、基準となるストライプの上部及び下部に位置するストライプ（例えば、Ａ〜Ｉで示す）の終点を測定して垂直間隔を示したものであり、横軸は、水平方向に配列された各ストライプの終点の個数を示すものである。

図４に示されたように、従来、圧延方向に垂直なストライプを有するマスク装置は、直進度が最大１５μｍまで現れることを見ることができ、ほとんど直進度が良くないことを見ることができるが、本発明の実施形態に係る図５では、各ストライプＡ〜Ｉの直進度が６μｍ以内と向上することが分かる。

前述のように、マスク基板の圧延の際に、圧延方向と平行なストライプを形成することによって、マスクのストライプの直進度を向上させることができ、マスクの直進度が変形しても、開口領域２５ａのストライプの長辺の長さが長いため、ストライプの開口領域が後退して形成されても、開口領域２５ａのマージンを大きくすることができるので、マスクの信頼性を向上させることができる利点がある。

以下、本発明のマスク装置を用いて有機電界発光表示装置の製造方法を説明する。
図６、図７及び図９は、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を示す断面図である。

まず、図６に示されたように、絶縁ガラス、導電性基板またはプラスチックからなる基板１００上にバッファ層１１０を形成する。そして、前記バッファ層１１０上に非晶質シリコン層を形成し、これを結晶化して、多結晶シリコン層を形成することによって、半導体層１２０を形成する。

前記半導体層１２０を含む基板１００の全面にゲート絶縁膜１３０を形成し、前記ゲート絶縁膜１３０上に前記半導体層１２０の一定の領域に対応するようにゲート電極１４０を形成する。次に、前記ゲート電極１４０を含む基板１００の全面に層間絶縁膜１５０を形成し、前記半導体層１２０の一定の領域を露出させるように前記層間絶縁膜１５０をエッチングして、コンタクトホールを形成する。

次に、図７に示されたように、前記基板１００の全面にソース／ドレイン電極物質を蒸着しパターニングして、前記半導体層１２０の一定の領域に連結されるソース／ドレイン電極１６１、１６２を形成し、前記基板１００の全面に平坦化膜１７０を形成する。次に、前記平坦化膜１７０をエッチングして、前記ソース／ドレイン電極１６１、１６２のいずれか１つを露出させるビアホールを形成し、前記平坦化膜１７０上に第１電極１８０を形成し、前記ソース／ドレイン電極１６１、１６２のいずれか１つに連結する。次に、前記第１電極１８０を露出させる画素定義膜１９０を形成し、前記第１電極１８０及び画素定義膜１９０上に有機膜層２００を形成する。

図８は、前記有機膜層を蒸着する工程を示す図である。
図８に示されたように、本発明のマスク装置３６が備えられた蒸着装置３０が示されている。前記蒸着装置３０は、四角形状の筺体からなり且つＳＵＳ（ｓｔｅｅｌ ｕｓｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）材質で形成され、メインボディー（ｍａｉｎ ｂｏｄｙ）の役目をする真空チャンバー３１と、前記真空チャンバー３１の側面に設けられ、基板が搬送されることができる開閉部３２とを備える。

前記真空チャンバー３１の内部の下側には、蒸発源３３が設けられる。前記蒸発源３３は、有機物を収納して蒸発させるるつぼ３３ａ内に有機物３３ｂが収納されている。

前記真空チャンバー３１の内部の上側には、基板を支持するチャック３４が設けられ、前記チャック３４により支持される基板１００が位置する。前記基板３５上には、有機物が蒸着される形態を調節するマスク装置３６が設けられる。

ここで、前記マスク装置３６は、前述したように、本発明の実施形態によって製造されたマスク基板の圧延方向と前記ストライプ形状の長手方向とが同一に形成され、６μｍ以下の直進度を有する開口領域を備えたマスク装置３６を使用する。また、前記マスク装置３６は、金属または金属合金を使用することができ、好ましくは、ステンレス鋼を使用することができる。

前述のように構成された蒸着装置３６内に画素定義膜１９０まで形成された基板１００を搬入し、蒸発源３３で有機物３３ｂを蒸発させて前記基板１００に有機膜層２００を形成する。前記有機膜層２００は、蒸発法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用することが好ましい。

次に、図９に示されたように、前記蒸着済みの基板１００を蒸着装置３６の外部に搬出し、前記基板１００の全面に第２電極２１０を蒸着し、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を完成する。

前述のように、マスク基板の圧延方向と前記ストライプ形状の長手方向とが同一に形成されたマスク装置は、６μｍ以下の直進度を有する開口領域、すなわち直進度に優れたストライプの開口領域を備えるので、後続の有機物蒸着工程で発光層パターンが所望の位置に蒸着されることができるので、有機物蒸着工程の信頼性を向上させることができるという利点がある。

以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施形態及び添付された図面に限定されるものではない。

従来技術に係るマスク装置を示す平面図である。 従来技術に係るマスク装置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るマスク装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るマスク装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るマスク装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るマスク装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るマスク装置を示す平面図である。 従来技術に係るマスクストライプの直進度を示すグラフである。 本発明の実施形態に係るマスクストライプの直進度を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を示す断面図である。 前記有機膜層を蒸着する工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置を示す断面図である。

符号の説明

２０ マスク
２１ 圧延方向
２５ａ 開口領域
２５ｂ 遮断領域
２５ｃ マスクアラインメントマーク
２７ スクライブライン

Claims (12)

1. マスク上に形成された１つまたは複数のマスクアラインメントマークと、
   前記マスク上に形成され、且つ蒸着物を遮断する遮断領域と、
   前記マスク上に形成され、且つ前記蒸着物が通過する開口領域と、を備え、
   前記１つまたは複数のマスクアラインメントマークは、前記開口領域の外側に形成され、前記開口領域の形状は、ストライプ形状であり、
   前記マスク基板の圧延方向と前記ストライプ形状の長手方向とが同一であることを特徴とするマスク装置。
2. 前記開口領域は、６μｍ以下の直進度を有することを特徴とする請求項１に記載のマスク装置。
3. 前記マスクは、金属または金属合金からなることを特徴とする請求項１に記載のマスク装置。
4. 前記マスクは、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１に記載のマスク装置。
5. 前記マスクは、０．５乃至１ｍｍの厚さからなることを特徴とする請求項１に記載のマスク装置。
6. マスク基板を圧延し、
   前記マスク基板上に前記マスク基板の圧延方向とストライプ形状の長手方向とが同一である開口領域を形成することを備えることを特徴とするマスク装置の製造方法。
7. 前記マスク基板は、ローラを用いた圧延方式で形成することを特徴とする請求項６に記載のマスク装置の製造方法。
8. 前記開口領域は、フォトリソグラフィ法を用いて形成することを特徴とする請求項６に記載のマスク装置の製造方法。
9. 前記マスクを圧延した後、前処理を行うことをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のマスク装置の製造方法。
10. 基板を用意し、
    前記基板上に第１電極を形成し、
    前記第１電極が形成された基板を、マスク基板の圧延方向と開口領域のストライプ形状の長手方向とが同一であるマスク装置が備えられた蒸着チャンバー内に搬入し、
    前記基板上に、発光層を含む有機膜層を蒸着し、
    前記基板を蒸着チャンバーの外部に搬出し、
    前記基板の全面に第２電極を形成することを備えることを特徴とする有機電界発光表示装置の製造方法。
11. 前記基板上に、半導体層と、ゲート電極及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタをさらに形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。
12. 前記有機膜層は、蒸発法（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）を用いて形成することを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光表示装置の製造方法。

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