JP4974671B2

JP4974671B2 - 表示素子製造用マスク

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Publication number: JP4974671B2
Application number: JP2006354480A
Authority: JP
Inventors: ゾンヒョンパク
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: US20080057850A1; CN101139698B; CN101139698A; JP2008066269A; KR100775846B1

Description

本発明は、表示素子製造用マスクに関する。特に、各グリル部を構成するグリルの変形を補償することができる構造を有するマスクに関するものである。

表示素子の一種類である有機電界発光素子を製造する工程では、基板の各素子領域（以下、"アクティブ領域"という。）上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）系の有機ＥＬ層３を形成する工程ではマスクが用いられる。

図１は、有機電界発光素子の製造工程で使われる一般的なマスクの平面図であり、ガラス基板の全体面積と対応する規格のマスク１０には、基板の予定されたアクティブ領域とそれぞれ対応する多数のグリル（grille）部１２、１２−１、１３、１３−１）が形成されている。

図２は、図１の"Ｂ"部の詳細図であり、マスク１０の左側上端コーナー部に形成されたグリル部１２の細部構成を図示する。図２に示されるように、グリル部１２は、基本部材１１を貫通する多数のグリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５（パターン）からなる。

各グリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５は、一定の長さ及び幅を有し、隣接するグリルとは一定の間隔を有して平行した状態で配置される。蒸着源で発生されたＲ、Ｇ、またはＢ系の有機物蒸着材料蒸気が、各グリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５を通過して基板に達する。

このような構造を有するマスクを用いて、蒸着工程を実行する前に、ストレッチャー（stretcher）を用いてマスク１０を各方向に引っ張り、マスク１０の全体面にわたって均一な張力を保持するようにする。

即ち、多数のグリッパー（図示略）をマスク１０の外縁部に固定させた状態で、グリッパーをマスク１０の外側に引っ張り（図１の矢印方向）、これにより、マスク１０の全体面には均一な張力分布が保たれることによって、マスク基本部材１１のたるみ及びたわみの変形は発生しない。

このような状態で、マスク１０を直角フレーム(図示略)に固定（例えば、超音波溶接）し、以後、切断予定線Ｌに沿って切断工程を実行し、グリル部が形成されていない基本部材１１の外縁部を除去し、このような工程によって構成されたマスク１０（フレームに固定された状態である）を用いた有機ＥＬ層形成工程を実行する。

上述するようなマスク１０のストレッチ工程で、マスク１０の各エッジには、駆動手段に連結された多数のグリッパーが連結され、グリッパーは、図１の各矢印方向にマスク１０を引張るようになる。

しかし、図１及び図２に示されるように、マスク１０のストレッチ工程で、マスク１０の基本部材１１に形成された多数のグリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５は、加えられる外力による変形（ゆがみ）が必然的に発生する。

図３は、グリッパーによって加えられた引張力が作用する各コーナー部に形成されたグリル部の部分詳細図であり、図３(a)は、図１に示されたマスク１０の左側上端コーナー部に形成されたグリル部１２を、図３(b)は、左側下端コーナー部に形成されたグリル部１３をそれぞれ示している。
一方、図３(a)及び(b)における矢印は、マスク１０のエッジ部に把持されたグリッパーを介して加えられる引張力の方向を示している。

図３(a)及び(b)に示されるように、基本部材１１の上端及び下端コーナー部に形成されたグリル部１２、１３の上端及び下端には、グリルが形成されていない領域「図３(a)の１１−１及び図３(b)の１１−２（以下、"ソリッド領域"という。）」が存在し、ストレッチ工程時、このソリッド領域１１−１、１１−２によって、各グリル部１２、１３を構成するグリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５、１３Ａ−１〜１３Ａ−５の変形状態が異なる。

即ち、グリッパーによる引張力が、各グリルに作用する時、上端コーナー部に形成されたグリル部１２の各グリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５において、ソリッド領域１１−１と対応する上部は、ほとんど変形が生じないが、その下部は、外側に移動にされた状態で変形（図３(a)で点線にて図示）する。

一方、引張力が作用する時、下端コーナー部に形成されたグリル部１３の各グリル１３Ａ−１〜１３Ａ−５において、ソリッド領域１１−２と対応する下部は、ほとんど変形が生じないが、上部は、外側に移動された状態で変形（図３(b)で点線に図示）する。

図３(a)及び(b)に示されるように、同一グリル部１２、１３の中でも外側に位置したグリル（例えば、１２Ａ−１及び１３Ａ−１）は、先に、引張力が作用して変形するため、その内側に位置したグリル１２Ａ−２〜１２Ａ−５、１３Ａ−２〜１３Ａ−５に、より小さな引張力が作用し、従って、少ない変形量が現れる。

また、基本部材１１の上端コーナー部に形成されたグリル部１２に隣接するグリル部（図１の１２−１）に引張力が作用するとき、上述するように、グリル部１２−１の各グリルにおいて、ソリッド領域１１−１に隣接した部分、即ち、上部の変形よりも下部の変形が大きく発生する。

さらに、下端コーナー部に形成されたグリル部１３に隣接するグリル部（図１の１３−１）に引張力が作用するとき、上述するように、グリル部１３−１の各グリルにおいて、ソリッド領域１３−１に隣接した部分、即ち、下部の変形よりも上部の変形が大きく現れる。
一方、図１の右側部の上端及び下端コーナー部に形成されたグリル部では、図３(a)及び(b)に図示された方向と反対方向（引張力の作用方向）において、同じ現象が発生する。

このようなグリルの変形状態を有するマスク１０を用いた場合、基板に微細幅の有機ＥＬ層を正確に形成することができない。従って、マスク１０のストレッチ過程において、引張力が垂直に作用する、各コーナー部を含む最外縁部に形成されたグリル部１２、１３、１２−１、１３−１の各グリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５、１３Ａ−１〜１３Ａ−５の変形、および各グリル１２Ａ−１〜１２Ａ−５の間、１３Ａ−１〜１３Ａ−５の間の各変形量の差を最小化することが好ましい。

本発明は、マスクのストレッチ過程で発生する上述した問題点を解決するためのものであり、その目的は、引張力が作用するとき、各グリル部を構成する全てのグリルの変形を補償し、それにより、グリル間の変形量の差を最小化できる構造のマスクを提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係るマスクは、表示素子製造用マスクにおいて、少なくとも一つのグリルが形成された複数のグリル部を含み、前記グリル部の第１グリル部に形成されたグリルの一部または全部が前記マスクに加えられる引張力の作用方向と反対方向に傾斜角を形成して傾斜し、前記傾斜角は、前記グリルの上端に対し垂直に延びた仮想線と前記グリルとの間の角度であり、前記第１グリル部は、前記マスクの最外縁にあるグリル部の一つであることを特徴とする。
また、表示素子製造用マスクにおいて、少なくとも一つのグリルが形成された複数のグリル部を含み、前記グリル部の最外縁にあるグリル部の上端部に位置する第１グリル部に配列されたグリルの一部または全部が前記マスクに加えられる引張力の作用方向と反対方向に傾斜角を形成して傾斜し、前記傾斜角は、前記グリルの上端に対し垂直に延びた仮想線と前記グリルとの間の角度であり、前記最外縁にあるグリル部の下端部に位置する第２グリル部に配列されたグリルの一部または全部が前記マスクに加えられる引張力の作用方向と反対方向に傾斜角を形成して傾斜し、前記傾斜角は、前記グリルの上端に対し垂直に延びた仮想線と前記グリルとの間の角度であり、前記傾斜したグリルは、前記マスクの内側方向に向かって傾斜したことを特徴とする。

上記のような本発明に係る表示素子製造用マスクは、ストレッチ工程時、グリル部を構成するグリルが変形された後でも、引張力が加えられていないグリルと同じ形状を有する正常なグリル状態を保持することによって、基板上の正確な位置に正確な形状の材料層を形成することができる。

以下、本発明に係る表示素子製造用マスクの構造を、添付図面を参考にして詳細に説明する。
本発明に係るマスクは、基板の予定されたアクティブ領域とそれぞれ対応する多数のグリル部を含み、各グリル部は、マスクの基本部材に形成された多数のグリル（パターン）からなる。各グリルは、一定の長さ及び幅を有する。

図４は、マスクの一部分を示した図面であり、上述した本発明に係るマスクの基本部材に形成された、あるグリル部の構成を詳細に示している。ここで、図４(a)は、マスクの左側部分の上端コーナー部に位置したグリル部を、図４(b)は、マスクの左側部分の下端コーナー部に形成されたグリル部をそれぞれ示す。

また、図５(a)及び(b)は、図４(a)及び(b)と同じ図面であって、各グリルの傾斜角度を示す。
本発明に係るマスク１００の最も大きな特徴は、上端コーナー部に配置されたグリル部１１２を構成する各グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３、１１２Ａ−４、１１２Ａ−５の一部（または全部）、および下端コーナー部に配置されたグリル部１１３を構成する各グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３、１１３Ａ−４、１１３Ａ−５の一部または全部を傾斜するように構成したものである。

このような構造を有するグリル部の構成を詳細に説明する。
図４(a)に示されるように、マスク１００を構成する基本部材１１１の左側上端コーナー部に形成されたグリル部１１２には、多数のグリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３、１１２Ａ−４、１１２Ａ−５が形成されている。

各グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３、１１２Ａ−４、１１２Ａ−５のうち、引張力（矢印方向）が加えられる外側のグリル（例えば、１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３）は、引張力の作用方向と反対の内側方向に傾斜した構造を有する。

上述するように、グリル部１１２の上部にグリルが構成されていない領域１１１−１（以下、"ソリッド領域"という。）に隣接した各グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３の上部の変形量は、ほとんど現れないが、グリル部１１２の下部は、比較的大きく変形される。

本発明では、このような変形の差を補完するために、各グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３の領域内において、ソリッド領域１１１−１から遠く離隔された部分（即ち、下部）を引張力による変形方向と反対の方向に傾斜するように構成した。

ここで、図５(a)に示されるように、各グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３のうち、最も早く引張力が加えられる最外側第１グリル１１２Ａ−１の傾斜角Ａ１は、その内側の第２グリル１１２Ａ−２の傾斜角Ａ２よりも大きく、また第２グリル１１２Ａ−２の傾斜角Ａ２は、その内側の第３グリル１１２Ａ−３の傾斜角Ａ３よりも大きい。
上記用語"傾斜角"は、図５(a)に示されるように、各グリルの上端（図５(a)基準）において、垂直に延びた仮想線とグリルとの間の角度を意味する。

上記条件によって、グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３、１１２Ａ−４、１１２Ａ−５の上端間の間隔ａは、同じであるが、下端間の間隔は、内側へ行くほど次第に小さくなる。換言すれば、第１グリル１１２Ａ−１下端と第２グリル１１２Ａ−２下端との間の間隔ａ−１は、第２グリル１１２Ａ−２下端と第３グリル１１２Ａ−３下端との間の間隔ａ−２よりも大きく、第２グリル１１２Ａ−２下端と第３グリル１１２Ａ−３下端との間の間隔ａ−２は、内側の第３グリル１１２Ａ−３と第４グリル１１２Ａ−４下端との間の間隔ａ−３よりも大きい。

ここで、引張力と垂直状態で形成された別のグリル１１２Ａ−４、１１２Ａ−５は、引張力の大きさによって同じ方向に傾斜した状態で形成されていてもよく、このときの傾斜度は、第３グリル１１２Ａ−３の傾斜度よりも小さくしなければならない。
一方、上記条件と違って、最外側の第１グリル１１２Ａ−１、その内側の第２グリル１１２Ａ−２及び第３グリル１１２Ａ−３の傾斜角を同一に構成することもできる。

このような構造を有する上端コーナー部に形成されたグリル部１１２に、マスクのストレッチのための引張力（矢印で表示される）が作用すれば、グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３の上部は、ソリッド領域１１１−１によってほとんど変形せず、また、下部は、引張力によって外側に向かって移動された状態において変形（図４(a)で、点線に図示される）する。

このとき、各グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３の下部は、上部に対して内側に向かって傾斜するように形成されている構造であるので、引張力によって変形された状態で外側のグリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３は、その内側のグリル１１２Ａ−４、１１２Ａ−５または内側の別のグリル部(図示略)のグリルと平行を保つようになる。

従って、引張力によって各グリル１１２Ａ−１〜１１２Ａ−３が変形されても、変形されたグリルは引張力が伝達されない、他の正常なグリルの形状と同じ形状を保持することになる。

一方、上記説明では、引張力が集中的に作用する外側の一部グリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３だけが傾斜した状態に構成されていることを説明したが、グリル部の全てのグリル１１２Ａ−１、１１２Ａ−２、１１２Ａ−３、１１２Ａ−４、１１２Ａ−５を傾斜した構造に形成することもできる。

また、基本部材１１１の上端コーナー部に形成されたグリル部１１２に隣接するグリル部を、図４(a)のような構造で形成することによって、引張力が作用するとき、グリル部の各グリル内において、ソリッド領域と遠く離れた部分、即ち、下部の変形を補償することができる。

さらに、図４(b)に示されるように、マスク１００を構成する基本部材１１１の左側下端コーナー部に配置されたグリル部１１３のグリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３、１１３Ａ−４、１１３Ａ−５は、引張力（矢印方向）とは反対方向の内側方向に傾斜した構造を有する。

上端コーナー部に配置されたグリル部１１２と同様に、各グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３、１１３Ａ−４、１１３Ａ−５の領域中でソリッド領域１１１−２から遠く離隔された部分（即ち、上部）を、引張力による変形方向とは反対方向に傾斜するように構成しており、従って、各グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３、１１３Ａ−４、１１３Ａ−５での変形量の差を補償することができる。

ここで、図５(b)に示されるように、各グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３のうち、引張力が最も早く加えられる最外側の第１グリル１１３Ａ−１の傾斜角Ｂ１は、その内側の第２グリル１１３Ａ−２の傾斜角Ｂ２よりも大きい。さらに、第２グリル１１３Ａ−２の傾斜角Ｂ２は、その内側の第３グリル１１３Ａ−３の傾斜角Ｂ３よりも大きい。
上記用語、"傾斜角"は、図５(b)に示されるように、各グリルの下端（図５(b)基準)で垂直に延びた仮想線と各グリルとの間の角度を意味する。

このような条件によって、グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３、１１３Ａ−４、１１３Ａ−５の下端間の間隔ｂは、同じであるが、上端間の間隔は、内側へ行くほど次第に小さくなる。換言すれば、第１グリル１１３Ａ−１上端と第２グリル１１３Ａ−２上端との間の間隔ｂ−１は、第２グリル１１３Ａ−２上端と第３グリル１１３Ａ−３上端との間の間隔ｂ−２よりも大きい。さらに、第２グリル１１３Ａ−２上端と第３グリル１１３Ａ−３上端との間の間隔ｂ−２は、内側の第３グリル１１３Ａ−３と第４グリル１１３Ａ−４下端との間の間隔ｂ−３よりも大きい。

ここで、引張力と垂直状態で形成された別のグリル１１３Ａ−４、１１３Ａ−５は、引張力の大きさによって同じ方向に傾斜した状態で形成されていてもよく、このときの傾斜度は、第３グリル１１３Ａ−３の傾斜度よりも小さくしなければならない。
一方、上記条件と違って、最外側の第１グリル１１３Ａ−１、その内側の第２グリル１１３Ａ−２及び第３グリル１１３Ａ−３の傾斜角を同一に構成することもできる。

このような構造を有する下端コーナー部に形成されたグリル部１１３の上端部に、マスクのストレッチのための引張力（矢印で表示される）が作用すれば、グリル部１１３のグリルの外側部に位置したグリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３の上部が引張力によって外側に向かって移動された状態で変形（図４(b)で、点線にて図示される）される。

このとき、グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３の上部は、下部に対して内側に向かって傾斜するように形成されている構造であるので、引張力によって変形された状態で外側グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３は、その内側のグリル１１３Ａ−４、１１３Ａ−５または内側の他のグリル部(図示略)のグリルと平行を保つことになる。
従って、引張力によって各グリル１１３Ａ−１〜１１３Ａ−３が変形されても、変形状態が異なる正常な（即ち、変形されていない)グリルと同じ形状を有するようになる。

一方、図４(b)では、引張力が集中的に作用する外側の一部グリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３（全体グリルの約半分のグリル）だけが傾斜した状態で構成されていることを示しているが、グリル部の全てのグリル１１３Ａ−１、１１３Ａ−２、１１３Ａ−３、１１３Ａ−４、１１３Ａ−５を傾斜した構造で形成することもできる。

また、基本部材１１１の下端コーナー部に形成されたグリル部１１３に隣接するグリル部を、図４(b)のような構造で形成することによって、引張力が作用するとき、グリル部の各グリルにおいて、ソリッド領域と遠く離れた部分、即ち、上部の変形を補償することができる。

このような構造を有するマスク１００に対するストレッチ工程が進行する過程で、各コーナー部に形成されたグリル部１１２、１１３の各グリル１１２Ａ−１、〜１１２Ａ−５、１１３Ａ−１〜１１３Ａ−５に変形が生じても、その変形後の状態が変形されていない正常なグリルと平行した、即ち、正常なグリルと同じ形状を有するようになる。
従って、マスク１００を用いた成膜工程時、基板の正確な位置に、変形されていないグリルの形状と同じ形状の膜を形成することができる。

一方、上記説明では、マスクの左側部（図１基準）の上端及び下端コーナー部に形成されたグリル部だけを説明したが、引張力が反対方向に作用するマスク右側部の上端コーナー部及び下端コーナー部に形成されたグリル部の各グリルを対称的な形状となるように構成しなければならない。

以上で説明した本発明は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明に対する通常の知識を有した当業者であれば、本発明の技術的思想と特許請求の範囲内で様々な修正、変更、付加が可能である。従って、このような修正、変更及び付加は本発明の特許請求の範囲に属するものである。

有機電界発光素子の製造工程に用いられる一般的なマスクの平面図である。図１の"Ｂ"部の詳細図である。３(a)は、マスクに形成された、ある上端コーナー部に形成されたグリル部を、３(b)は、下端コーナー部に形成されたグリル部をそれぞれ示した図である。４(a)及び４(b)は、図３(a)及び図３(b)の対応図面であり、４(a)は本発明に係るマスクの左側部の上端コーナー部に配置されたグリル部を、4(b)は下端コーナー部に形成されたグリル部をそれぞれ示した図である。５(a)及び５(b)は、図４(a)及び図４(b)と同じ図面であり、各グリルの傾斜角度を表示する。

符号の説明

１００マスク
１１１基本部材
１１１−１ソリッド領域
１１２グリル部
１１２Ａ−１第１グリル
１１２Ａ−２第２グリル
１１２Ａ−３第３グリル
１１２Ａ−４第４グリル
１１２Ａ−５第５グリル
ａ−１、ａ−２、ａ−３、ａ−４間隔

Claims

表示素子製造用マスクにおいて、
少なくとも一つのグリルが形成された複数のグリル部を含み、
前記グリル部の第１グリル部に形成されたグリルの一部または全部が前記マスクに加えられる引張力の作用方向と反対方向に傾斜角を形成して傾斜し、
前記傾斜角は、前記グリルの上端に対し垂直に延びた仮想線と前記グリルとの間の角度であり、
前記第１グリル部は、前記マスクの最外縁にあるグリル部の一つであることを特徴とするマスク。
前記第１グリル部は、最外縁にあるグリル部の上端部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のマスク。
前記グリル部の第２グリル部は、前記最外縁にあるグリル部の下端部に形成され、前記第２グリル部に形成されたグリルの一部または全部が傾斜したことを特徴とする請求項２に記載のマスク。
前記第１グリル部及び前記第２グリル部は、前記マスクのコーナー部分に形成されることを特徴とする請求項３に記載のマスク。
前記第１グリル部及び前記第２グリル部は、前記マスクの中心を基準に互いに対称的に配列されることを特徴とする請求項４に記載のマスク。
前記第２グリル部に形成されたグリルの中で傾斜したグリルは、前記マスクの内側方向に向かって傾斜したことを特徴とする請求項３に記載のマスク。
前記第２グリル部に形成された傾斜したグリルの上端部が前記マスクの内側方向に向かって傾斜し、前記第２グリル部に形成された傾斜したグリルの下端部間の間隔は実質的に同じであることを特徴とする請求項６に記載のマスク。
前記第２グリル部に形成された傾斜したグリルは、前記マスクの外側方向へ行くほど、より大きな傾斜角を有し、前記マスクの最外縁グリルの傾斜角は、前記最外縁グリルのより内側のグリルの傾斜角より大きいことを特徴とする請求項６に記載のマスク。
前記第１グリル部に形成されたグリルの中で傾斜したグリルは、前記マスクの内側方向に向かって傾斜したことを特徴とする請求項１に記載のマスク。
前記第１グリル部に形成された傾斜したグリルの下端部が、前記マスクの内側方向に向かって傾斜したことを特徴とする請求項９に記載のマスク。
前記第１グリル部に形成された傾斜したグリルの上端部間の間隔は、実質的に同じであることを特徴とする請求項１０に記載のマスク。
前記第１グリル部に形成された傾斜したグリルは、前記マスクの外側方向へ行くほど、より大きな傾斜角を有し、前記マスクの最外縁グリルの傾斜角は、前記最外縁グリルのより内側のグリルの傾斜角より大きいことを特徴とする請求項９に記載のマスク。
前記マスクは、有機電界発光素子の製造過程中の有機物蒸着工程に用いられることを特徴とする請求項１に記載のマスク。
表示素子製造用マスクにおいて、
少なくとも一つのグリルが形成された複数のグリル部を含み、
前記グリル部の最外縁にあるグリル部の上端部に位置する第１グリル部に配列されたグリルの一部または全部が前記マスクに加えられる引張力の作用方向と反対方向に傾斜角を形成して傾斜し、
前記傾斜角は、前記グリルの上端に対し垂直に延びた仮想線と前記グリルとの間の角度であり、
前記最外縁にあるグリル部の下端部に位置する第２グリル部に配列されたグリルの一部または全部が前記マスクに加えられる引張力の作用方向と反対方向に傾斜角を形成して傾斜し、
前記傾斜角は、前記グリルの上端に対し垂直に延びた仮想線と前記グリルとの間の角度であり、
前記傾斜したグリルは、前記マスクの内側方向に向かって傾斜したことを特徴とするマスク。
前記第１グリル部及び前記第２グリル部は、前記マスクの中心を基準に互いに対称的に配列されることを特徴とする請求項１４に記載のマスク。