JP2018525529A - 小開口の蒸着用マスキングプレート - Google Patents

Abstract

マスキング層（４２）とマスキング支持層（４１）を含む二層構造であり、マスキング層（４２）はマスキング開口（４２０）を配列して形成される開口ユニットを備え、マスキング支持層（４１）は支持ウィンドウ（４１０）を配列して形成されるウィンドウユニットを備える小開口の蒸着用マスキングプレート（３０）において、マスキング層（４２）とマスキング支持層（４１）は密着しており、開口ユニットを構成するマスキング開口（４２０）の配列方式はウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウ（４１０）の配列方式と同じであり、マスキング開口（４２０）と支持ウィンドウ（４１０）は一対一で対応しており、且つ、各前記マスキング開口（４２０）は対応する支持ウィンドウ（４１０）の内側に設けられ、マスキング開口（４２０）の開口寸法は、対応する支持ウィンドウ（４１０）の開口寸法よりも小さく、マスキング層（４２）の厚さは、マスキング支持層（４１）の厚さ以下である。

Description

本発明は、ディスプレイパネルの製造分野において、ＯＬＥＤディスプレイパネルの製造過程に応用される蒸着用マスキングプレートに関し、具体的には、小開口の蒸着用マスキングプレートに関する。

有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）は、自主的に発光するためバックライトが不要なほか、高コントラスト、薄型、広視野角、反応速度が速い、フレキシブルパネルに適用可能、使用温度範囲が広い、構造及び製造過程がシンプル、といった優れた特性を併せ持っており、フラットパネルディスプレイにおける新たな次世代応用技術とみなされている。

ＯＬＥＤの生産過程では、有機層を駆動マトリクスの要求に応じて基板に堆積し、核となる発光ディスプレイユニットを形成する工程が最重要とされる。ＯＬＥＤは固体材料であり、高精度のコーティング技術の如何によってＯＬＥＤの製品化は左右される。現時点ではこの工程を遂行するために、真空チャンバ内に位置する有機物の分子を軽く加熱する（蒸発させる）ことで、これら分子を比較的低温の基板に対し薄膜状に凝集させる真空蒸着或いは真空熱蒸発（ＶＴＥ）法が主に用いられている。この過程では、ＯＬＥＤ発光ディスプレイユニットの精度に応じた高精度のマスキングプレートが媒体として必要とされる。

図１は、マスキングパターン１０を有するマスキングプレート１１が外枠１２に固定され、マスキングプレート１１と外枠１２がいずれも金属材料からなるＯＬＥＤのための蒸着用マスキングプレートの構造を示す図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ方向の断面を拡大して示す図である。図中の２０はマスキング部、２１は有機材料が蒸着時に基板に薄膜を形成すべく通過する開口である。通常、マスキングプレート１１は金属プレートを腐食加工することで得られる。しかし、マスキングプレート１１を構成するマスキングパターン（１０）のマスキング部（２０）や開口（２１）の寸法は金属プレートの厚さｈ（通常、ｈは３０μｍ超）や技術によって制限され、結果として最終的なＯＬＥＤ製品の解像度を制限することになる。換言すると、開口（２１）の幅寸法ｄ１を更に小さくすることは困難とされている（現在のところ、ｄ１が３０μｍ未満の開口は作製が非常に難しい）。仮に小さくできたとしても、アスペクト比の大きな開口では質の高い蒸着過程とはならない。そこで、業界では上記の課題を解決可能な方案が切望されている。

以上に鑑みて、本発明は、上記の課題を解消可能な小開口の蒸着用マスキングプレートを提供する。以下に、具体的な技術方案について述べる。

マスキング層とマスキング支持層を含む二層構造であり、前記マスキング層はマスキング開口を配列して形成される開口ユニットを備え、前記マスキング支持層は支持ウィンドウを配列して形成されるウィンドウユニットを備える小開口の蒸着用マスキングプレートにおいて、前記マスキング層と前記マスキング支持層は密着しており、前記開口ユニットを構成するマスキング開口の配列方式は前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの配列方式と同じであり、前記マスキング開口と前記支持ウィンドウは一対一で対応しており、且つ、各前記マスキング開口は対応する前記支持ウィンドウの内側に設けられ、前記マスキング開口の開口寸法は、対応する前記支持ウィンドウの開口寸法よりも小さく、前記マスキング層の厚さは、前記マスキング支持層の厚さ以下である。

本発明では、マスキング層におけるマスキング開口の開口品質によってマスキングプレートによる蒸着効果が最終的に決定される。相対的に薄いマスキング層にはより高品質なマスキング開口（すなわち、作製されるマスキング開口の辺縁が揃っている）を設けるとともに、比較的小さなアスペクト比（即ち、マスキング層の厚さと開口寸法の比が比較的小さい）を持たせることが可能である。本発明において、前記マスキング層の厚さは２〜２０μｍの範囲であり、前記マスキング支持層の厚さは２０〜６０μｍの範囲である。

本発明において、好ましくは、前記マスキング層の厚さは、５μｍ、８μｍ、１２μｍ、１５μｍ又は１８μｍであり、前記マスキング支持層の厚さは、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ又は５０μｍである。

一実施例において、前記開口ユニットを構成するマスキング開口と前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの開口形状はいずれも矩形であり、前記マスキング層における前記マスキング開口の辺長は１５〜４０μｍの範囲である。

他の実施例において、前記開口ユニットを構成するマスキング開口と前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの開口形状は、いずれも正六角形又は八角形であり、前記マスキング層における前記マスキング開口の辺長は、１０〜３０μｍの範囲である。

前記開口ユニットを構成するマスキング開口と前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの開口形状はいずれも円形としてもよく、前記マスキング層における前記マスキング開口の直径寸法は１５〜４０μｍの範囲である。

さらに、前記マスキングプレートを構成するマスキング層の材質は有機材料である。

更に、前記マスキング支持層の材質は金属材料であり、好ましくは、ステンレス、インバー合金又はその他のニッケル基合金である。

本発明の背景技術部分で従来技術について述べたように、従来のマスキングプレートの構成材質はすべて金属合金であった。これに対し、本発明では従来のマスキングプレートとは全く異なる技術方案を提供する。本発明における小開口の蒸着用マスキングプレートでは、金属製のマスキング支持層が作用することから、マスキングプレートを構成する有機マスキング層をたいへん薄くできるとの利点がある。これによれば、マスキング層のマスキング開口に比較的小さなアスペクト比を持たせたうえで、開口の幅寸法を更に小さくすることが可能となる。そのため、形成された最終マスキングプレートによって、より高解像度のＯＬＥＤ製品を蒸着及び形成することが可能となる。

本発明に付帯する局面及び利点については、以下の記載で一部を提示する。また、一部については以下の記載から明らかとなるか、又は本発明の実践を通じて理解可能である。

本発明における上記及び／又は付帯の局面及び利点については、図面と組み合わせた以下の実施例の記載からより明瞭簡潔に理解可能である。

図１は、従来技術におけるＯＬＥＤのための蒸着用マスキングプレートの構造を示す図である。 図２は、図１のＡ−Ａ方向の断面を拡大して示す図である。 図３は、本発明にかかる小開口の蒸着用マスキングプレートの実施例１の全貌を示す図である。 図４は、図３のＩ部分を拡大して示す図である。 図５は、図４のＢ−Ｂ方向の断面を示す図である。 図６は、図４に示す構造の裏側を示す図である。 図７は、本発明にかかるマスキングプレートの実施例２を示す図である。 図８は、本発明にかかるマスキングプレートの実施例３を示す図である。 図９は、本発明における小開口の蒸着用マスキングプレートを用いて有機材料を蒸着する様子を示す図である。

以下に、本発明の実施例につき詳細に述べる。これら実施例は図中に例示しており、終始同一又は類似の符号は、同一又は類似の部材、或いは、同一又は類似の機能を有する部材を示す。なお、以下で図面を参照して記載する実施例は例示であって、本発明を説明するためのものにすぎず、本発明を制限するものと解釈すべきではない。

本発明の記載において、「上」、「下」、「底」、「天井」、「前」、「後」、「内」、「外」、「横」、「縦」等の用語で示す方向又は位置関係は図面に基づく方向又は位置関係であり、本発明の記載の便宜上及び記載の簡略化のためのものにすぎず、その装置又は部材が特定の方向を持ち、特定の方向で構成及び操作されねばならないことを明示又は示唆するものではない。即ち、本発明を制限するものと解釈すべきではない。

以下に、図面を参照して本発明にかかる小開口の蒸着用マスキングプレートについて述べる。図３は、本発明にかかる小開口の蒸着用マスキングプレートの実施例１の全貌を示す図である。図４は、図３のＩ部分を拡大して示す図である。図５は、図４のＢ−Ｂ方向の断面を示す図である。図６は、図４に示す構造の裏側を示す図である。図７は、本発明にかかるマスキングプレートの実施例２を示す図である。図８は、本発明にかかるマスキングプレートの実施例３を示す図である。

図３に示すように、マスキングプレート３０には、図４、図５、図６に具体的構造を示す配列形式のマスキングパターンが設けられる。本実施例において、マスキングプレート３０は、マスキング層４２とマスキング支持層４１を含む二層構造となっている。マスキング層４２は、マスキング開口４２０を配列して形成される開口ユニットを備える（開口ユニットとは、緊密に配置されたマスキング開口群のことである）。マスキング支持層４１は、支持ウィンドウ４１０を配列して形成されるウィンドウユニットを備える（ウィンドウユニットとは、緊密に配列された支持ウィンドウ群のことである）。図５に示すように、マスキング層４２とマスキング支持層４１は密着している。図４及び図６に示すように、開口ユニットを構成するマスキング開口４２０の配列方式はウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウ４１０の配列方式と同じである。マスキング開口４２０と支持ウィンドウ４１０は一対一で対応しており、且つ、各マスキング開口４２０は対応する支持ウィンドウ４１０の内側に設けられている（即ち、マスキング開口４２０の辺縁は、支持ウィンドウ４１０の辺縁で取り囲まれる領域内に位置する）。マスキング開口４２０の開口寸法は、対応する支持ウィンドウ４１０の開口寸法よりも小さい。また、マスキング層の厚さｈ２は、前記マスキング支持層４１の厚さｈ１以下である。

本発明では、マスキング層４２におけるマスキング開口４２０の開口品質によってマスキングプレートによる蒸着効果が最終的に決定される。相対的に薄いマスキング層４２にはより高品質なマスキング開口４２０（即ち、作製されるマスキング開口の辺縁が揃っている）を設けるとともに、比較的小さなアスペクト比（即ち、マスキング層の厚さと開口寸法の比が比較的小さい）を持たせることが可能である。比較的小さなアスペクト比は、その後の材料蒸着に有利である。このほか、マスキングプレートを構成するマスキング支持層４１の支持ウィンドウ４１０は、その後の有材料の蒸着への影響が比較的小さいことから、比較的大きな開口寸法を有する。また、（マスキング層の厚さと比較して）比較的分厚いマスキング支持層４１は、比較的安定した支持ベースとして作用可能なだけでなく、その厚みが後段の有機採用の蒸着に影響することもない。

本発明において、マスキング層４２の厚さｈ２は２〜２０μｍの範囲であり、マスキング支持層４１の厚さｈ１は２０〜６０μｍの範囲である。

本発明において好ましくは、本発明の一部実施例において、マスキング層４２の厚さｈ２を具体的に、５μｍ、８μｍ、１２μｍ、１５μｍ又は１８μｍに設計可能であり、マスキング支持層４１の厚さｈ１を具体的に、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ又は５０μｍに設計可能である。

本実施例では、開口ユニットを構成するマスキング開口４２０及びウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウ４１０の開口形状はいずれも矩形（好ましくは方形）であり、マスキング層４２におけるマスキング開口４２０の辺長ｄ２が１５〜４０μｍの範囲である。また、具体的に図４又は図６を参照して、本実施例の開口ユニット（又はウィンドウユニット）は、いずれもマスキング開口（又は支持ウィンドウ）を配列して構成される。

本発明において、マスキングプレート３０を構成するマスキング層４２の材質は有機材料である。当該有機材料は成膜機能を備えており、形成される膜層は一定の抗破断強度を有する。好ましくは、当該有機材料はフォトレジスト或いはその他の感光性能を有する有機材料である。

また、本発明のマスキング支持層４１を構成する材質は金属材料である。一般的には、ステンレス、インバー合金、又はその他のニッケル基合金が選択され、好ましくは、熱膨張係数が比較的小さいインバー合金シートが選択される。

本実施例は、開口ユニットを構成するマスキング開口４２０及びウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウ４１０の開口形状がいずれも正六角形又は八角形であり、マスキング層４２におけるマスキング開口４２０の辺長が１０〜３０μｍの範囲である点で実施例１とは異なる。図７は、ユニットのマスキング開口４２０及び支持ウィンドウ４１０の開口形状がいずれも正六角形の場合を示している（ここでは八角形の場合については述べない）。

本実施例は、開口ユニットを構成するマスキング開口４２０及びウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウ４１０の開口形状がいずれも円形であり、マスキング層４２におけるマスキング開口４２０の直径寸法が１５〜４５μｍの範囲である点で実施例１とは異なる。図８は、ユニットのマスキング開口４２０及び支持ウィンドウ４１０の開口形状がいずれも円形の場合を示している。

本発明の背景技術部分で従来技術について述べたように、従来のマスキングプレートの構成材質はすべて金属合金であった。これに対し、本発明では従来のマスキングプレートとは全く異なる技術方案を提供する。本発明における小開口の蒸着用マスキングプレートでは、金属製のマスキング支持層が作用することから、マスキングプレートを構成する有機マスキング層をたいへん薄くできるとの利点がある。これによれば、マスキング層のマスキング開口に比較的小さなアスペクト比を持たせたうえで、開口の幅寸法を更に小さくすることが可能となる。そのため、形成された最終マスキングプレートによって、より高解像度のＯＬＥＤ製品を蒸着及び形成することが可能となる。

具体的には、本発明で作製されるマスキングプレートのうち、有機材料の堆積効果を最終的に決定するのはマスキング層４２のマスキング開口４２０である。マスキング層は有機材質の特性を有することから、「軽量・薄型」化を比較的容易に実現可能である。「軽量」特性を有することで、マスキング層下方に位置するマスキング支持層４１による支持を実現しやすくなるほか、「薄型」特性を有することで、マスキング層に設けられる開口構造４２について小寸法の開口設計を実現しやすい。

図９は、本発明における磁性マスキングプレートを用いて有機材料を蒸着する様子を示す図である。密閉チャンバ内において、外枠１２に取り付けられたマスキングプレート３０が外枠１２を介して固定機構９１に固定される。マスキングプレート３０の上部には蒸着対象の基板９０が設置され、下部に有機蒸着源９２が設置される。有機蒸着源９２の有機材料は蒸発によってチャンバ内に拡散する。拡散した有機材料はマスキングプレート３０の支持ウィンドウ及びマスキング開口を通って基板９０に堆積し、有機発光層を形成する。通常、基板の裏側には磁性吸着装置が設けられる。

本発明にかかるマスキングプレートは金属層構造を保有しているため、従来のマスキングプレートのような磁性を備えている。よって、後段の応用過程では、基板裏側の磁性吸着装置に吸着されることで、マスキングプレートの垂下量がより小さくなる。

以上の実施例で示したマスキングプレートはいずれも一体構造である。即ち、マスキングプレート製品の完成品一つにつき、本発明で記載したマスキングプレートは一つしか備えられない。しかし、実際の応用過程では、マスキングプレート製品の完成品一つにつき複数のマスキングプレートを選択し、組み合わせて使用してもよい。

なお、本発明における「一の実施例」、「実施例」、「概略的の実施例」等は、これらの実施例に組み合わせて記載される具体的な部材、構造又は特徴が本発明の少なくとも一つの実施例に含まれることを意味する。本明細書の各所にみられるこうした概略的記載は、必ずしも同一の実施例を示すとは限らない。また、何らかの実施例に組み合わせて具体的な部材、構造又は特徴につき記載している場合には、その他の実施例に組み合わせて実現されるこれらの部材、構造又は特徴もまた当業者の範囲に含まれることを主張している。

なお、本発明では複数の概略的実施例を参照して本発明の具体的実施形態につき詳述したが、当業者であれば、その他様々な改良及び実施例を設計可能であり、これらの改良及び実施例が本発明原理の主旨及び範囲に含まれるものと解釈すべきである。具体的には、上記の開示、図面及び請求項の範囲内であれば、部品及び／又は組み合わせ・レイアウトに付随する配置について合理的な変形及び改良が可能であり、これによって本発明の主旨を逸脱することはない。部品及び／又はレイアウトに関する変形及び改良を除く範囲は、添付の特許請求の範囲及びその等価物により限定される。

１０ 開口ユニットからなるマスキングパターン
１１ マスキングプレート
１２ 外枠
Ａ−Ａ 切断線
２０ マスキング部
２１ 有機材料蒸着時のマスキング開口
ｄ１ 開口２１の幅寸法
ｈ マスキングプレートの厚さ
３０ 本発明のマスキングプレート
Ｉ 拡大領域
４１０ 支持ウィンドウ
４２０ マスキング開口
ｄ２ 矩形マスキング開口４２０の辺長
Ｂ−Ｂ 切断線
４１ マスキング支持層
４２ マスキング層
ｈ１ マスキング支持層４１の厚さ
ｈ２ マスキング層４２の厚さ
９０ 基板
９１ マスキングプレートユニットを固定する固定機構
９２ 有機蒸着源

Claims (8)

1. マスキング層とマスキング支持層を含む二層構造であり、前記マスキング層はマスキング開口を配列して形成される開口ユニットを備え、前記マスキング支持層は支持ウィンドウを配列して形成されるウィンドウユニットを備える小開口の蒸着用マスキングプレートにおいて、
   前記マスキング層と前記マスキング支持層は密着しており、
   前記開口ユニットを構成するマスキング開口の配列方式は前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの配列方式と同じであり、前記マスキング開口と前記支持ウィンドウは一対一で対応しており、且つ、各前記マスキング開口は対応する前記支持ウィンドウの内側に設けられ、
   前記マスキング開口の開口寸法は、対応する前記支持ウィンドウの開口寸法よりも小さく、前記マスキング層の厚さは、前記マスキング支持層の厚さ以下であることを特徴とする小開口の蒸着用マスキングプレート。
2. 前記マスキング層の厚さは２〜２０μｍの範囲であり、
   前記マスキング支持層の厚さは２０〜６０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の小開口の蒸着用マスキングプレート。
3. 前記マスキング層の厚さは、５μｍ、８μｍ、１２μｍ、１５μｍ又は１８μｍであり、
   前記マスキング支持層の厚さは、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ又は５０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の小開口の蒸着用マスキングプレート。
4. 前記開口ユニットを構成するマスキング開口と前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの開口形状はいずれも矩形であり、前記マスキング層における前記マスキング開口の辺長は１５〜４０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の小開口の蒸着用マスキングプレート。
5. 前記開口ユニットを構成するマスキング開口と前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの開口形状はいずれも正六角形又は八角形であり、前記マスキング層における前記マスキング開口の辺長は１０〜３０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の小開口の蒸着用マスキングプレート。
6. 前記開口ユニットを構成するマスキング開口と前記ウィンドウユニットを構成する支持ウィンドウの開口形状はいずれも円形であり、前記マスキング層における前記マスキング開口の直径寸法は１５〜４０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の小開口の蒸着用マスキングプレート。
7. 前記マスキングプレートを構成するマスキング層の材質は有機材料であることを特徴とする請求項１に記載の小開口の蒸着用マスキングプレート。
8. 前記マスキング支持層の材質は、ステンレス、インバー合金又はその他のニッケル基合金であることを特徴とする請求項１に記載の小開口の蒸着用マスキングプレート。

Images