JP2009127127A - 平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】平板表示装置の製造に当たっての蒸着精度を高めるのに好適な薄膜蒸着用マスク組立体を提供する。
【解決手段】マスク組立体は、開口部２０１を囲む一対の第１支持部２２及び一対の第２支持部２４を備えたフレーム２０と、少なくとも一組のパターン開口部４０１を形成し、引張力が加わった状態で第１支持部２２に固定される複数の単位マスク４０と、を含む。第１支持部は単位マスクが固定される第１基準面２２１と、第１基準面から単位マスクの厚さ方向に沿って第１基準面と高低差を有する第２基準面２２２とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体に関し、より詳しくは、引張力が加わった複数の単位マスクを固定および支持して、複数の単位マスクと共にマスク組立体を構成するフレームに関する。

最近になって陰極線管の短所を克服して、軽量化および小型化が可能な平板表示装置が脚光を浴びている。このような平板表示装置の代表的な例として有機発光表示装置、液晶表示装置およびプラズマディスプレイパネル等がある。

平板表示装置、特に有機発光表示装置を製造するためには、特定パターンを有する電極と発光層などを形成しなければならず、これらの形成法としてマスク組立体を用いた蒸着法が適用できる。

公知のマスク組立体は、開口部を備えたフレームと、長手方向に沿って引張力が加わった状態でフレームに並んで固定される帯状の単位マスク群で構成される。単位マスクは溶接によってフレームに固定して、単位マスクが固定されるフレームの上面は平らな面で構成される。

それぞれの単位マスクは、母基板に複数の有機発光表示装置を製作することができるように複数組のパターン開口部を備えることができる。一組のパターン開口部は、一つの表示装置に対応し、表示装置に形成する複数の電極または複数の発光層と同一な形状に形成される。

前述したマスク組立体を用いて、一定時間の間、蒸着工程を進行すれば、単位マスクとフレームにも有機物質が蒸着される。これによって有機物質を洗浄で除去した後、マスク組立体を再び蒸着工程に投じるようになる。マスク組立体の洗浄は、洗浄液を用いてマスク組立体に蒸着された有機物質を除去した後、乾燥させる過程で行われる。

ところで、洗浄過程で単位マスクとフレームの間の隙間空間に洗浄液が浸透して、乾燥後にも洗浄液が除去されず残るようになる。洗浄液には粒子形態の有機物質が含まれているため、乾燥時に除去されない洗浄液によって単位マスクの表面には屈曲（凹凸）が形成される。

したがって、蒸着のために母基板が単位マスク上に配置される時、単位マスクに形成された屈曲によって、母基板と単位マスクの密着度が落ちるので蒸着精密度が低下し、母基板によって押さえられた屈曲部位から洗浄液がもれて、蒸着不良を発生することがある。

本発明の課題は、マスク組立体の洗浄後に単位マスクとフレームの隙間空間に洗浄液が残るのを最少化して、単位マスクの屈曲形成を抑制し、その結果、蒸着精密度を高めて蒸着不良を最小化することができる平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体を提供することにある。

本発明の一実施例による平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体は、開口部を囲む一対の第１支持部及び一対の第２支持部を備えたフレームと、少なくとも一組のパターン開口部を形成し、引張力が加わった状態で第１支持部に固定される複数の単位マスクと、を含む。第１支持部は単位マスクが固定される第１基準面と、第１基準面から単位マスクの厚さ方向に沿って第１基準面と高低差を有する第２基準面と、を含む。

第１基準面は第２基準面より開口部に近く位置できて、第２基準面は第１基準面より低く形成できる。第１基準面で測定される第１支持部の厚さは、第２基準面で測定される第１支持部の厚さより大きいことが好ましい。第１支持部は第１基準面と第２基準面の反対側面を平らに形成することが好ましい。

第１基準面は、第２支持部と同一な高さに位置することができる。第１支持部は下記条件を満足するように形成できる。

条件：０．２≦Ｗ２／Ｗ１≦０．４
ここで、Ｗ１は第１支持部の幅を示し、Ｗ２は第１基準面の幅を示す。

本発明によれば、蒸着のために複数の単位マスクの上に母基板を配置する時、母基板と単位マスクの密着度が向上して、蒸着精密度を高め、蒸着過程で洗浄液がもれないようにして蒸着不良を予防できる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例について当業者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は多様に異なる形態で実現できて、ここで説明する実施例に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施例による平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体の分解斜視図であり、図２は本発明の一実施例による平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体の平面図であり、図３は図２のＩ−Ｉ線を基準に切開した断面を示すマスク組立体の断面図である。

図１乃至図３を参照すると、本実施例のマスク組立体１００は、パターン開口部４０１の全数組（７組×９列＝６３組）に対応する開口部２０１を備えたフレーム２０と、蒸着のためのパターン開口部４０１を複数組（本例は７組）備えて１列とし、長さ方向（図面のｙ軸方向）に沿って引張力が加わった状態でフレーム２０に並んで固定される帯状の単位マスク群４０を９列含む。

フレーム２０は単位マスク群４０の両端を固定および支持して、開口部２０１を通じて、単位マスク群４０に具備されたパターン開口部４０１を露出させる。この時、フレーム２０には単位マスク群４０に印加または付与された引張力によって、単位マスク群４０の長手方向に沿って圧縮力が作用するので、フレーム２０は圧縮力による変形が起こらないように剛性が大きい金属材料で形成される。

単位マスク群４０は、シート形状のマスクから分割されたものなどである。マスク組立体１００は、シート形状のマスクから分割された単位マスク群４０の中で、パターン精密度に優れた単位マスク群４０を選別して使用する。これによって実際蒸着に使用されるパターン開口部４０１の形状誤差を最少化できる。

また、蒸着過程で生じる可能性のある熱膨張による単位マスク群４０の変形やパターン開口部４０１のわい曲を抑制できて、単位マスク群４０の長手方向に沿って均一な引張力が加えられるので、単位マスク群４０の特定部位に変形量が集中することを最少化できる。

単位マスク群４０に具備された複数組のパターン開口部４０１のうちの一組のパターン開口部４０１は、一つの表示装置に対応できて、マスク組立体１００は、単位マスク群４０の長手方向（図面のｙ軸方向）および幅方向（図面のｘ軸方向）に沿って複数組のパターン開口部４０１を備える。パターン開口部４０１は、表示装置に形成される複数の電極または複数の発光層と同一な形状に形成される。図１乃至図３では便宜上パターン開口部４０１を棒形状に概略化して示した。

図４は前記マスク組立体を用いた平板表示装置の蒸着過程を示す概略図である。

図４を参照すると、マスク組立体１００は、蒸着設備内のフレームホルダー１２に固定され、複数の単位マスク群４０の上に母基板１４が置かれる。図４では便宜上単位マスク群４０に形成されたパターン開口部の図示を省略した。

この状態で蒸着源１６から電極材料または発光層材料が蒸発すると、パターン開口部４０１（図１参照）を通じて、母基板１４にパターン開口部４０１と同一な形状に材料が蒸着される。このようにマスク組立体１００を用いて、一枚の母基板１４に複数の平板表示装置、例えば複数の有機発光表示装置を製作することができる。

上記ではマスク組立体１００が有機発光表示装置の複数の電極と複数の発光層を形成するのに使用されるものと記載したが、本発明はここに限定されず、マスク組立体１００は他の平板表示装置の電極などを形成するのに有効に適用できる。

再び図１乃至図３を参照すると、本実施例でフレーム２０は開口部２０１を間において単位マスク群４０の長手方向（図面のｙ軸方向）に沿って互いに対向する一対の第１支持部２２と、開口部２０１を間において単位マスク群４０の幅方向（図面のｘ軸方向）に沿って互いに対向する一対の第２支持部２４とを含む。従って、各第１支持部２２は各帯状単位マスクの両短辺に対応して位置し、各第２支持部２４は各帯状単位マスクの長辺に平行に対応する位置にある。

第１支持部２２と第２支持部２４は、同じ長さに形成されたり異なる長さに形成されることができる。図１及び図２では、一例として第１支持部２２が第２支持部２４より長い長さに形成されて、第１支持部２２がフレーム２０の長辺を構成して第２支持部２４がフレーム２０の短辺を構成することを示した。

ここで、単位マスク群４０が固定される第１支持部２２の上面は、所定の高低差を有する形状になって単位マスク群４０とフレーム２０が重なる面積を縮小させる。

つまり、第１支持部２２の上面は、単位マスク群４０が固定される第１基準面２２１と、第１基準面２２１から単位マスク群４０と遠くなる方向、つまり、単位マスク群４０の厚さ方向（図１と図３のｚ軸方向）に沿って第１基準面２２１より低い高さを有する第２基準面２２２を含む。図３で第１基準面２２１と第２基準面２２２の高低差をｈと表記した。

第１基準面２２１は、第２基準面２２２より開口部２０１に近く位置し、第２支持部２４と同一な高さを維持する。そして、第１支持部２２の下面は平らに形成される。これによって第１基準面２２１で測定される第１支持部２２の厚さ（ｔ１）（図３参照）が第２基準面２２２で測定される第１支持部２２の厚さ（ｔ２）（図３参照）より厚く形成される。

前述した構造は、先ず一定の厚さを有するフレームを製作した後、第１支持部２２の外側一部を機械加工で除去して完成することができる。第１基準面２２１と第２基準面２２２の高低差（ｈ）（図３参照）が数ｍｍ以内であると、第２基準面２２２での厚さの縮小がフレーム２０の強度特性に実質的な影響を与えない。

単位マスク群４０は、長手方向（図面のｙ軸方向）に沿って引張力が加わった状態で両端部が第１基準面２２１と重なるように位置し、溶接などの方法で第１基準面２２１に固定される。そして、単位マスク群４０が第１基準面２２１に固定された後、単位マスク群４０の溶接点外側部位が切断されてマスク組立体１００が完成される。

このように第１支持部２２より狭い幅を有する第１基準面２２１に単位マスク群４０が固定されることにより、本実施例のマスク組立体１００は、単位マスク群４０とフレーム２０の重畳面積を縮小させて、単位マスク群４０とフレーム２０の間の隙間空間を縮小することができる。

図５は図３に示すマスク組立体の部分拡大図であり、図６は比較例のマスク組立体を示す部分拡大図である。

図５を参照すると、本実施例のマスク組立体１００では第１支持部２２の上面が第１基準面２２１と第２基準面２２２に区分される。その反面、図６を参照すると、比較例のマスク組立体１００’では第１支持部２２’の上面が第１基準面と第２基準面の区分なしに平らに形成される。本実施例のマスク組立体１００が比較例のマスク組立体１００’より単位マスク群４０とフレーム２０の間の隙間空間を効果的に縮小させる可能性があることを確認できる。

従って、本実施例のマスク組立体１００は、蒸着工程の後にマスク組立体１００に蒸着された有機物質を洗浄および乾燥する過程で、単位マスク群４０とフレーム２０の間の隙間空間に洗浄液が残ることを最少化し、洗浄液によって単位マスク群４０の表面に屈曲（凹凸）が形成されることを抑制することができる。

その結果、蒸着のために複数の単位マスク群４０の上に母基板１４（図４参照）を配置する時、母基板１４と単位マスク群４０の密着度が向上して蒸着精密度が高くなり、蒸着過程で洗浄液がもれないようにして蒸着不良を予防できる。

本実施例のマスク組立体１００で第１支持部２２の幅（Ｗ１）（図５参照）に対する第１基準面２２１の幅（Ｗ２）（図５参照）比率は０．２乃至０．４に設定でき、特に、０．３に設定される。

前記比率が０．２より小さい場合、単位マスク群４０とフレーム２０の間の溶接品質が低下して溶接部位で単位マスク群４０が突き出される。この突出部位によって、蒸着過程で母基板１４と単位マスク群４０の密着度が低下して蒸着精密度が低くなりうる。一方、前記比率が０．４より大きい場合、単位マスク群４０とフレーム２０の間の隙間空間を縮小させる効果が微小であるので、第２基準面２２２の形成による効果が得にくくなる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施するのが可能であり、これもまた本発明の範囲に属することは当然である。

本発明の一実施例による平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体の分解斜視図である。 本発明の一実施例による平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体の平面図である。 図２のＩ−Ｉ線を基準に切開した断面を示す本発明の一実施例による平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体の断面図である。 図１に示すマスク組立体を用いた平板表示装置の蒸着過程を示す概略図である。 図３に示すマスク組立体の部分拡大図である。 比較例のマスク組立体を示す部分拡大図である。

符号の説明

２０ フレーム
２２ 第１支持部
２４ 第２支持部
４０ 単位マスク群
１００ マスク組立体
２０１ 開口部
２２１ 第１基準面
２２２ 第２基準面
４０１ パターン開口部

Claims (6)

1. 開口部を囲む一対の第１支持部及び一対の第２支持部を備えたフレームと、
   少なくとも一組のパターン開口部を形成し、引張力が加わった状態で前記第１支持部に固定される複数の単位マスクと、
   を含み、
   前記第１支持部は、
   前記単位マスクが固定される第１基準面と、
   前記第１基準面から前記単位マスクの厚さ方向に沿って前記第１基準面と高低差を有する第２基準面と、
   を含むことを特徴とする、平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体。
2. 前記第１基準面が前記第２基準面より前記開口部に近く位置し、前記第２基準面が前記第１基準面より低い高さで形成されることを特徴とする、請求項１に記載の平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体。
3. 前記第１基準面で測定される前記第１支持部の厚さが前記第２基準面で測定される前記第１支持部の厚さより大きいことを特徴とする、請求項２に記載の平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体。
4. 前記第１支持部は前記第１基準面と前記第２基準面の反対側面を平らに形成することを特徴とする、請求項３に記載の平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体。
5. 前記第１基準面は前記第２支持部と同一な高さに位置することを特徴とする、請求項２に記載の平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体。
6. 前記第１支持部は下記条件を満足することを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の平板表示装置の薄膜蒸着用マスク組立体。
   条件：０．２≦Ｗ２／Ｗ１≦０．４
   ここで、Ｗ１は前記第１支持部の幅を示し、Ｗ２は前記第１基準面の幅を示す。

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