JP4620420B2 - 有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体、及び、それを利用した薄膜蒸着方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体に係り、より詳細には、セルに対応するパターンが形成されたメインマスクと特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンが形成されたアイコンマスクを相互に分離された状態で具備する有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体に関する。

電子発光素子は、能動発光型表示素子であって、視野角が広く、コントラストが優れているだけでなく、応答速度が速いという長所を有しており、次世代の表示素子として注目されている。

このような電子発光素子は、発光層を形成する物質によって無機電子発光素子と有機電子発光素子とに区分されるが、有機電子発光素子は、無機電子発光素子に比べて輝度及び応答速度などの特性が優れていて、カラーディスプレイが可能である長所を有している。

このような有機電子発光素子は、透明な絶縁基板上に所定パターンとして形成された第１電極と、前記第１電極が形成された絶縁基板上に真空蒸着法により形成された有機発光層と、前記有機発光層の上面で前記第１電極と交差する方向に形成された第２電極（カソード電極）と、を含む。

このように構成された有機電子発光素子の製作において、前記第１電極はＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）よりなるが、このＩＴＯのパターニングは、フォトリソグラフィ法を使用して塩化第２鉄を含むエッチング液を使ったウェットエッチング法でなされる。しかし、第２電極（カソード電極）をフォトリソグラフィ法でエッチングすれば、レジストを剥離する過程と、第２電極をエッチングする過程で水分が有機発光層と第２電極との境界面に浸透するようになるので、有機電子発光素子の性能及び寿命特性を顕著に劣化させる問題をもたらす。

このような問題点を解決するために有機発光層をなす有機電子発光材料と第２電極をなす材料とを蒸着法で形成する方法が提案された。

このような蒸着法を利用した有機電子発光素子の製作においては、透明な絶縁基板にＩＴＯなどの材料で第１電極をスパッタリング法及びフォトリソグラフィ法によりストライプパターンで形成する。そして、第１電極が形成された透明基板に有機発光層を積層して形成し、更に第２電極の形成パターンと同じパターンを有するマスクを有機発光層に密着させた後に、同じ第２電極形成材料を蒸着する。

このような製造過程で有機発光層を蒸着するためのマスクと、このマスクを利用した有機電子発光素子と、その製造方法とが特許文献１に開示されている。

ここに開示された蒸着のためのマスクは、薄板の本体に相互に所定間隔で離隔されるストライプ状のスロットが形成された構造を有する。

特許文献２に開示されたマスクは、金属薄板においてスリット部とブリッジ部とがメッシュ状をなす。

特許文献３に開示されているマスクは、電極マスク部と１対の端子マスク部とを有している。電極マスク部は、カソード電極すなわち第２電極間のギャップに該当する幅を具備し、相互に平行に設置されるストライプ状のマーキング部と複数のマーキング部の両端をそれぞれ連結する連結部を具備する。

図１は、有機発光層薄膜の量産のためのマスク組立て体についての概略的な分離斜視図である。

図１を参照すれば、マスク組立て体は、マスク１１と、マスク１１に結合されるマスクフレーム１２と、を具備する。マスクフレーム１２には開口１６が形成され、開口１６に対応するようにマスク１１の面積が設定される。マスク１１は、マスクフレーム１２にクリッピングされ、この時にマスク１１に引張り力が加えられる場合もある。

マスク１１上には多数の単位セル１５が形成されており、多数の単位セル１５は微細ピッチパターン１３と特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターン１４とを具備する。微細ピッチパターン１３は、マスクを穿孔して形成された多数のスリットと、スリット間に存在するストリップと、を具備する。また、アイコンパターン１４は、特定のキャラクタのような所定の形状でマスクを穿孔して形成されたものである。

前記のような構成を有したマスクフレーム組立て体を利用した有機発光層薄膜の蒸着を概略的に説明すれば、真空チャンバ（図示せず）内で第１電極が形成された基板上にマスク１１を密着させた状態で、有機膜蒸着容器から蒸発される有機物をマスク１１の微細ピッチパターン１３とアイコンパターン１４とを通過させて基板（図示せず）上に所定の形状に蒸着させる。

前述したようなマスクフレーム組立て体では、１つのマスク１１に具備された各単位セル１５に微細ピッチパターン１３とアイコンパターン１４とが同時に形成されることによって製造過程で次のような問題が発生する。ほとんどの場合、画面のサイズが同一である場合に微細ピッチパターン１３の設計は変更されないが、アイコンパターン１４の形状は顧客からの注文によってよく変更されるので、アイコンパターン１４が変更される度に全体マスク１１を新規に製作しなければならない。したがって、製造コストが増加し、納期が遅延する。また、アイコンパターン１４が同じ場合でも、アイコンのカラーが変更される場合には該当カラーに対応するマスクの数が増加するので、同じ問題が発生する。
大韓民国特許公開２０００−６０５８９号公報 大韓民国特許公開１９９８−７１５８３号公報 日本公開特許公報２０００−１２２３８号公報

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、改善された有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体を提供することである。

本発明の他の目的は、微細ピッチパターンが形成されたマスクと特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンが形成されたマスクとを相互に分離状態で具備するマスクフレーム組立て体を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、微細ピッチパターンが形成されたマスクと特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンが形成されたマスクとを相互に分離状態で具備するマスクフレーム組立て体を利用して有機電子発光素子の薄膜を蒸着する方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明によれば、複数の単位セルに対応するパターンが形成されたメインマスクと、前記メインマスクに形成された開口に対応して前記メインマスク上に重畳されて配置され、特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンが形成されたアイコンマスクと、前記メインマスクに対応する開口が形成されており、前記メインマスク及びアイコンマスクが結合されるマスクフレームとを具備することを特徴とする有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体が提供される。

本発明の望ましい実施形態によれば、前記メインマスクは前記マスクフレームに接合され、前記アイコンマスクは前記マスクフレームに解除可能に結合されうる。

また、本発明によれば、単位セルに対応するパターンと前記パターンの一方の側に形成された開口とを有し、マスクフレームに接合されたメインマスクを準備する段階と、特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンを有するアイコンマスクを前記メインマスクの開口に重畳配置されるように前記マスクフレームに対して解除可能に結合させる段階と、前記メインマスクとアイコンマスクとを具備するマスクフレーム組立て体を真空チャンバ内に設置し、前記マスクフレームの一方の側に基板を密着させた状態で有機物形成物質を蒸発させて前記基板に蒸着させる段階と、を具備することを特徴とする有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体を利用した薄膜蒸着方法が提供される。

本発明による有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体は、メインマスクとアイコンマスクとを別途に具備することによって、特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンの変更時にアイコンマスクのみを設計製作することによって生産体制に対応でき、したがって、コストと時間が節減できる。また、顧客からの要請に即座に対応でき、生産性を向上させうる長所がある。

以下、添付された図面に示された本発明の一実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。

図２は、本発明による有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体についての概略的な分離斜視図である。

図２を参照して説明すると、本発明の一実施形態のマスクフレーム組立て体は、各単位セルに対応するパターン２３が形成されたメインマスク２１と、メインマスク２１に形成された開口２７に対応してメインマスク２１上に重畳配置されるように構成され、特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターン３２が形成されたアイコンマスク３１と、メインマスク２１に対応する開口２６が形成されており、マスク２１及びアイコンマスク３１が結合されるマスクフレーム２２とを具備する。

メインマスク２１には、複数のパターン２３と複数の開口２７とが形成されている。各パターン２３は単位セルを形成する。パターン２３は、Ａで表示された円内に拡大されて示されたように、メインマスク２１を穿孔させて形成された複数の平行なスリット３５とスリット３５間に形成された複数のストリップ３６よりなる。スリット３５を通じて有機物が基板に蒸着されうる。メインマスク２１は、マスクフレーム２２に対して、例えば溶接によって接合される。

開口２７は、列をなして配置されたパターン２３間に形成されている。開口２７が形成される位置は、図１に示されたアイコンパターン１４が配置される位置に対応する。メインマスク２１に形成される開口２７は、アイコンマスク３１がそれに取り付けられた状態において、アイコンマスク３１を通じた有機物の蒸着を妨げないように形成される。

開口２７には、図２に示されたように、アイコンマスク３１が取り付けられる。アイコンマスク３１には、図２に示されたように、多数のアイコンパターン３２が形成されている。アイコンパターン３２は、それぞれのパターン２３に対応するように形成される。アイコンマスク３１は、メインマスク２１の開口２７に適合するように配置され、その両端部がマスクフレーム２のクリッピング位置３３において分離可能にクリッピングされる。クリッピングは、多様な方法で行うことができ、例えば固定力が保証されるクリップ等によりなされうる。図２には、メインマスク２１から分離された１つのアイコンマスク３１と、メインマスク２１に取り付けられた３つのアイコンマスク３１が示されているが、メインマスク２１に取り付けられるアイコンマスク３１の個数に制限はない。また、いずれのアイコンマスク３１も、マスク２７に形成された開口２７に対して分離可能に取り付けられる。

アイコンマスク３１に形成されるアイコンパターン３２は、設計上の目的に応じて、または顧客からの要請に応じて多様な形態に形成されうる。例えば、モデルの変更が必要な場合には、メインマスク２１全体を変更させる必要なしに、アイコンマスク３１のみを替えても、そのようなモデル変更に対応できる。また、アイコンパターン３２を通して蒸着によって形成されうるアイコンのカラー化、及び、カラーの変更に対応するために、例えば、レッド、ブルー、グリーンの蒸着のためのアイコンマスクを具備することができる。

図３は、本発明の望ましい実施形態の有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクを利用して有機膜を形成することを概略的に示した説明図である。

図面を参照すれば、本発明の望ましい実施形態のマスクフレーム組立て体１００は、真空チャンバ（図示せず）内に設置された支持台１５０上に固定される。有機電子発光素子のレッド、グリーン、ブルーの薄膜を蒸着するためには、真空チャンバの内部に設置された有機膜蒸着容器２０２と対応する側にマスクフレーム組立て体１００を設置し、その上部に薄膜が形成される基板３００を装着する。基板３００は、マスク１００を基板３００に密着させるためのマグネットユニット４００により加圧されることによってマスク１００が基板３００に密着される。

この状態で有機膜蒸着容器２０２の動作によって有機物形成物質が蒸発して基板３００に蒸着される。蒸発した有機物形成物質は、メインマスク２１に形成されたパターンとアイコンマスク３１に形成されたアイコンパターンとを通じて基板３００上に蒸着される。

本明細書では、本発明を限定された実施形態を中心に説明したが、本発明の技術的範囲内で多様な実施形式の採用が可能である。また、均等な手段による置換を伴う構成及び方法も、本発明の技術的範囲に属するものと理解されなければならない。

本発明は、有機電子発光素子の製造に有用である。

通常の有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体の分離斜視図である。 本発明の望ましい実施形態の有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体の分離斜視図である。 図２に示されたマスクフレーム組立て体を利用した薄膜蒸着方法を示した図である。

符号の説明

２１ メインマスク
２２ マスクフレーム
２３ パターン
２６、２７ 開口
３１ アイコンマスク
３２ アイコンパターン
３３ クリッピング地点
３５ スリット
３６ ストリップ

Claims (3)

1. 複数の単位セルに対応するパターンが形成されたメインマスクと、
   前記メインマスクに形成された開口に対応して前記メインマスク上に重畳されて配置され、特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンが形成されたアイコンマスクと、
   前記メインマスクに対応する開口が形成されており、前記メインマスク及びアイコンマスクが結合されるマスクフレームと、
   を具備することを特徴とする有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体。
2. 前記メインマスクは前記マスクフレームに接合され、前記アイコンマスクは前記マスクフレームに解除可能に結合されることを特徴とする請求項１に記載の有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体。
3. 単位セルに対応するパターンと前記パターンの一方の側に形成された開口を有し、マスクフレームに接合されたメインマスクを準備する段階と、
   特定のキャラクタを表す所定の形状のアイコンパターンを有するアイコンマスクを、前記メインマスクの開口に重畳配置されるように、前記マスクフレームに対して解除可能に結合させる段階と、
   前記メインマスクとアイコンマスクとを具備するマスクフレーム組立て体を真空チャンバ内に設置し、前記マスクフレームの一方の側に基板を密着させた状態で有機物形成物質を蒸発させて前記基板に蒸着させる段階と、
   を具備することを特徴とする有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体を利用した薄膜蒸着方法。

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