KR102661771B1 - 증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법 - Google Patents

증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

증착 영역이 박막으로 형성된 증착 마스크에 있어서, 박막과 박막을 보유 지지하는 보유 지지 프레임과의 사이의 안정된 접속 구조를 구비한 증착 마스크는, 복수의 개구가 마련된, 박막형 마스크 본체와, 상기 마스크 본체의 주위에 마련된 보유 지지 프레임과, 상기 마스크 본체와 상기 보유 지지 프레임을 접속하는 접속 부재를 갖는다. 평면으로 보아, 상기 보유 지지 프레임에 접하는 영역에 있어서의 상기 접속 부재의 제1 외연은, 상기 접속 부재에 접하는 상기 마스크 본체의 제2 외연보다도 외측에 있다. 단면으로 보아, 상기 제1 외연으로부터 상기 제2 외연까지의 사이, 상기 접속 부재의 표면은, 서서히 상기 제2 외연에 접근한다.

Description

증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법
본 발명의 실시 형태의 하나는, 증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시 형태의 하나는, 박막형 마스크 본체를 구비한 증착 마스크 및 증착 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.
플랫 패널형 표시 장치의 일례로서, 액정 표시 장치나 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치를 들 수 있다. 이들 표시 장치는, 절연체, 반도체, 도전체 등의 다양한 재료를 포함하는 박막이 기판 상에 적층된 구조체이다. 이들 박막이 적절히 패터닝되어, 접속됨으로써, 표시 장치로서의 기능이 실현된다.
박막을 형성하는 방법은, 크게 구별하면 기상법, 액상법, 고상법으로 분류된다. 기상법은 물리적 기상법과 화학적 기상법으로 분류된다. 물리적 기상법의 대표적인 예로서 증착법이 알려져 있다. 증착법 중 가장 간편한 방법이 진공 증착법이다. 진공 증착법은, 고진공 하에 있어서 재료를 가열함으로써, 재료를 승화 또는 증발시켜 재료의 증기를 생성한다(이하, 이들을 일반적으로 기화라 함). 이 재료를 퇴적시키기 위한 영역(이하, 증착 영역)에 있어서, 기화된 재료가 고화되고, 퇴적됨으로써 재료의 박막이 얻어진다. 증착 영역에 대하여 선택적으로 박막이 형성되고, 그것 이외의 영역(이하, 비증착 영역)에는 재료가 퇴적되지 않도록 하기 위해, 마스크(증착 마스크)를 사용하여 진공 증착이 행해진다(특허문헌 1 및 2 참조).
일본 특허 공개 제2009-87840호 공보 일본 특허 공개 제2013-209710호 공보
특허문헌 1 및 2에서는, 증착 영역이 박막으로 형성된 증착 마스크가 개시되어 있지만, 증착 영역의 박막의 형상과 위치의 정밀도를 향상시키기 위해서는, 당해 박막을 보유 지지 프레임에 안정적으로 접속할 구조가 요구된다. 본 발명의 실시 형태의 하나는, 증착 영역이 박막으로 형성된 증착 마스크에 있어서, 박막과 박막을 보유 지지하는 보유 지지 프레임과의 사이의 안정된 접속 구조를 제공하는 것을 과제의 하나로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크는, 복수의 개구가 마련된, 박막형 마스크 본체와, 상기 마스크 본체의 주위에 마련된 보유 지지 프레임과, 상기 마스크 본체와 상기 보유 지지 프레임을 접속하는 접속 부재를 갖고, 평면으로 보아, 상기 보유 지지 프레임에 접하는 영역에 있어서의 상기 접속 부재의 제1 외연은, 상기 접속 부재에 접하는 상기 마스크 본체의 제2 외연보다도 외측에 있고, 단면으로 보아, 상기 제1 외연으로부터 상기 제2 외연까지의 사이, 상기 접속 부재의 표면은, 서서히 상기 제2 외연에 접근한다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법은, 복수의 개구가 마련된 마스크 본체를 준비하고, 제1 면과, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 보유 지지 프레임의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 면의 일부를 노출하도록 제1 박리층을 형성하고, 상기 제1 박리층 상에, 그 일부를 상기 제1 박리층으로부터 노출하도록 제2 박리층을 형성하고, 상기 보유 지지 프레임의 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 제3 면, 상기 제1 박리층의 측면, 상기 제2 박리층의 측면, 및 상기 마스크 본체에 접하도록 접속 부재를 형성하고, 상기 제1 박리층 및 상기 제2 박리층을 제거하여, 상기 보유 지지 프레임의 제1 면과, 상기 제1 박리층 및 상기 제2 박리층에 접하여 형성된 상기 접속 부재의 표면을 노출한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 장치의 상면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착원의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 상면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 상면도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 상면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 28은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 단면도이다.
도 29는 본 발명에 이르는 과정에서 확인된 문제점을 설명하는 도면이다.
도 30은 본 발명에 이르는 과정에서 확인된 문제점을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 각 실시 형태에 대하여, 도면 등을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 양태로 실시할 수 있고, 이하에 예시하는 실시 형태의 기재 내용에 한정하여 해석되지 않는다.
도면은, 설명을 보다 명확하게 하기 위해, 실제의 양태에 비해, 각 부의 폭, 두께, 형상 등에 대하여 모식적으로 표시되는 경우가 있다. 그러나 도면에 도시한 예는, 어디까지나 일례이며, 본 발명의 해석을 한정하지 않는다. 본 명세서와 각 도면에 있어서, 기출의 도면에 관하여 전술한 것과 마찬가지의 구성에는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 적절히 생략하는 경우가 있다.
본 발명에 있어서, 어떤 하나의 막에 대하여 에칭이나 광 조사를 행함으로써 복수의 막을 형성한 경우, 이들 복수의 막은 다른 기능, 역할을 갖는 경우가 있다. 그러나, 이들 복수의 막은 동일한 공정에서 동일층으로서 형성된 막에서 유래하여, 동일한 층 구조, 동일한 재료를 갖는다. 따라서, 이들 복수의 막은 동일층에 존재하고 있는 것으로 정의한다.
본 명세서 및 특허 청구 범위에 있어서, 어떤 구조체 상에 다른 구조체가 배치된 양태를 표현할 때, 간단히 「상에」라고 표기하는 경우, 특별히 언급이 없는 한은, 어떤 구조체에 접하도록, 그 구조체의 바로 위에 다른 구조체가 배치되는 경우와, 어떤 구조체의 상방에, 또 다른 구조체를 개재하여 다른 구조체가 배치되는 경우의 양쪽을 포함한다.
<제1 실시 형태>
도 1 내지 도 17을 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크, 증착 마스크의 제조 방법, 및 그것을 사용하는 증착 장치에 대하여 설명한다.
[증착 장치(10)의 구성]
도 1 내지 도 3을 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 장치(10)의 구성에 대하여 설명한다. 증착 장치(10)는, 다양한 기능을 갖는 복수의 챔버를 구비하고 있다. 이하에 나타내는 예는 복수의 챔버 중 하나의 증착 챔버(100)를 나타내는 예이다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 장치의 상면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 장치의 측면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 증착 챔버(100)는, 인접하는 챔버와 로드 로크 도어(102)로 칸막이되어 있다. 증착 챔버(100)는, 증착 챔버(100)의 내부를 고진공의 감압 상태, 또는 질소나 아르곤 등의 불활성 가스로 채워진 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 도시하지 않은 감압 장치나 가스 흡배기 기구 등이 증착 챔버(100)에 접속된다.
증착 챔버(100)는, 증착막이 형성되는 대상물을 수납 가능한 구성을 갖는다. 이하, 이 대상물로서 판형의 피증착 기판(104)이 사용되는 예에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 피증착 기판(104) 아래에 증착원(112)이 배치된다. 증착원(112)은, 대략 직사각형의 형상을 갖고, 피증착 기판(104)의 하나의 변을 따라서 배치되어 있다. 이와 같은 증착원(112)을 리니어 소스형이라 한다. 리니어 소스형의 증착원(112)이 사용되는 경우, 증착 챔버(100)는 피증착 기판(104)과 증착원(112)이 상대적으로 이동하는 구성을 갖는다. 도 1에서는, 증착원(112)이 고정되고, 그 위를 피증착 기판(104)이 이동하는 예가 도시되어 있다.
증착원(112)에는 증착되는 재료가 충전된다. 증착원(112)은, 당해 재료를 가열하는 가열부(122)(후술하는 도 3 참조)를 갖는다. 증착원(112)의 가열부(122)에 의해 재료가 가열되면, 가열된 재료는 기화되고, 증기가 되어 증착원(112)으로부터 피증착 기판(104)을 향한다. 재료의 증기가 피증착 기판(104)의 표면에 도달하면, 당해 증기는 냉각되어 고화되고, 피증착 기판(104)의 표면에 재료가 퇴적된다. 이와 같이 하여 피증착 기판(104) 상(도 2에서는 피증착 기판(104)의 하측의 면 상)에 당해 재료의 박막이 형성된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 증착 챔버(100)는, 피증착 기판(104) 및 증착 마스크(300)를 보유 지지하기 위한 홀더(108), 홀더(108)를 이동시키기 위한 이동 기구(110), 및 셔터(114) 등을 더 구비한다. 홀더(108)에 의해 피증착 기판(104) 및 증착 마스크(300)의 서로의 위치 관계가 유지된다. 이동 기구(110)에 의해 피증착 기판(104) 및 증착 마스크(300)가 증착원(112) 상에서 이동한다. 셔터(114)는 증착원(112) 상에 이동 가능하게 마련되어 있다. 셔터(114)가 증착원(112) 상으로 이동함으로써, 셔터(114)는 증착원(112)에 의해 가열된 재료의 증기를 차폐한다. 셔터(114)가 증착원(112)과 중첩되지 않는 위치로 이동함으로써, 당해 재료의 증기는 셔터(114)에 의해 차폐되지 않고, 피증착 기판(104)에 도달할 수 있다. 셔터(114)의 개폐는, 도시하지 않은 제어 장치에 의해 제어된다.
도 1에 도시한 예에서는, 리니어 소스형의 증착원(112)을 나타냈지만, 증착원(112)은 상기 형상에 한정되지 않고, 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 증착원(112)의 형상은, 증착에 사용되는 재료가 피증착 기판(104)의 무게 중심 및 그 부근에 선택적으로 배치된, 소위 포인트 소스형이라 불리는 형상이어도 된다. 포인트 소스형의 경우에는, 피증착 기판(104)과 증착원(112)의 상대적인 위치가 고정되고, 피증착 기판(104)을 회전하기 위한 기구가 증착 챔버(100)에 마련되어도 된다. 도 1 및 도 2에 도시한 예에서는, 기판의 주면이 수평 방향과 평행하게 되도록 기판을 배치하는 횡형 증착 장치를 나타냈지만, 증착 마스크(300)는, 기판의 주면이 수평 방향에 대하여 수직으로 되도록 기판을 배치하는 종형 증착 장치에 사용할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착원의 단면도이다. 증착원(112)은, 수납 용기(120), 가열부(122), 증착 홀더(124), 메쉬형의 금속판(128), 및 한 쌍의 가이드판(132)을 갖는다.
수납 용기(120)는 증착하는 재료를 보유 지지하는 부재이다. 수납 용기(120)로서, 예를 들어 도가니 등의 부재를 사용할 수 있다. 수납 용기(120)는 가열부(122)의 내부에 있어서, 분리 가능하게 보유 지지되어 있다. 수납 용기(120)는, 예를 들어 텅스텐이나 탄탈, 몰리브덴, 티타늄, 니켈 등의 금속이나 그 합금을 포함할 수 있다. 또는, 수납 용기(120)는, 알루미나나 질화붕소, 산화지르코늄 등의 무기 절연물을 포함할 수 있다.
가열부(122)는 증착 홀더(124)의 내부에 있어서, 분리 가능하게 보유 지지되어 있다. 가열부(122)는, 저항 가열 방식으로 수납 용기(120)를 가열하는 구성을 갖는다. 구체적으로는, 가열부(122)는 히터(126)를 갖는다. 히터(126)에 통전함으로써, 가열부(122)가 가열되고, 수납 용기(120) 내의 재료가 가열되어 기화한다. 기화한 재료는, 수납 용기(120)의 개구부(130)로부터 수납 용기(120)의 외부로 출사된다. 개구부(130)를 덮도록 배치된 메쉬형의 금속판(128)은, 돌비한 재료가 수납 용기(120)의 외부로 방출되는 것을 억제한다. 가열부(122) 및 증착 홀더(124)는, 수납 용기(120)와 마찬가지의 재료를 포함할 수 있다.
한 쌍의 가이드판(132)은, 증착원(112)의 상부에 마련된다. 가이드판(132)의 적어도 일부는, 수납 용기(120)의 측면 또는 연직 방향에 대하여 기울어져 있다. 가이드판(132)의 기울기에 따라, 재료의 증기가 확산되는 각도(이하, 사출 각도)가 제어되어, 증기의 비상 방향으로 지향성을 갖게 할 수 있다. 사출 각도는 2개의 가이드판(132)이 이루는 각도 θe(단위°)에 의해 결정된다. 각도 θe는 피증착 기판(104)의 크기 및 증착원(112)과 피증착 기판(104)의 거리 등에 의해 적절히 조정된다. 각도 θe는, 예를 들어 40° 이상 80° 이하, 50° 이상 70° 이하, 전형적으로는 60°이다. 가이드판(132)의 기운 표면에 의해 형성되는 면이 임계면(160a, 160b)이다. 재료의 증기는, 거의 임계면(160a, 160b) 사이에 있는 공간을 비상한다. 도시하지 않지만, 증착원(112)이 포인트 소스인 경우, 가이드판(132)은 원뿔의 표면의 일부여도 된다.
증착하는 재료는 다양한 재료로부터 선택할 수 있고, 유기 화합물 또는 무기 화합물 중 어느 것이어도 된다. 유기 화합물로서는, 예를 들어 발광성의 재료 또는 캐리어 수송성의 유기 화합물을 사용할 수 있다. 무기 화합물로서는, 금속, 그 합금, 또는 금속 산화물 등을 사용할 수 있다. 하나의 수납 용기(120)에 복수의 재료를 충전하고, 성막을 행해도 된다. 도시하지 않지만, 복수의 증착원을 사용하여, 다른 재료를 동시에 가열할 수 있도록, 증착 챔버(100)를 구성해도 된다.
[증착 마스크(300)의 구성]
도 4 내지 도 6을 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크(300)의 구성에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 상면도이다. 증착 마스크(300)는 박막형 마스크 본체(310), 보유 지지 프레임(330), 및 접속 부재(350)를 갖는다. 마스크 본체(310)에는, 마스크 본체(310)를 관통하는 복수의 개구(311)가 마련되어 있다. 마스크 본체(310)의 개구(311) 이외의 영역을 비개구부라 한다. 비개구부는 각각의 개구(311)를 둘러싼다. 개구(311)는, 상세하게는 복수의 개구(311p)가 표시 장치의 화소 피치에 맞추어 배열되어 있다.
증착 시에는, 증착 대상의 피증착 기판(104)에 있어서의 증착 영역과 개구(311)가 겹치고, 피증착 기판(104)에 있어서의 비증착 영역과 비개구부가 겹치도록 증착 마스크(300)와 피증착 기판(104)이 위치 정렬된다. 재료의 증기가 개구(311)를 통과하여, 피증착 기판(104)의 증착 영역에 재료가 퇴적된다.
보유 지지 프레임(330)은, 마스크 본체(310)의 주위에 마련되어 있다. 접속 부재(350)는 마스크 본체(310)와 보유 지지 프레임(330) 사이에 마련되어 있고, 마스크 본체(310)와 보유 지지 프레임(330)을 접속한다. 보유 지지 프레임(330)에 접하는 영역에 있어서의 접속 부재(350)의 제1 외연(353)은, 접속 부재(350)에 접하는 마스크 본체(310)의 제2 외연(313)보다도 외측에 있다. 즉, 평면으로 보아, 마스크 본체(310)와 보유 지지 프레임(330)은 겹쳐 있지 않다. 상기 구성을 환언하면, 제1 외연(353)은 제2 외연(313)을 둘러싸고 있다. 단, 평면으로 보아, 마스크 본체(310)가 보유 지지 프레임(330)과 겹쳐 있어도 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 단면도이다. 도 5에 도시한 단면도는, 도 4의 A-A'선을 따른 단면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 접속 부재(350)는, 마스크 본체(310) 상에 있어서, 마스크 본체(310)의 단부를 따라 마련되어 있다. 접속 부재(350)는, 마스크 본체(310)의 단부로부터 마스크 본체(310)의 외측을 향하여 돌출되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 개구(311)는 복수의 개구(311p)를 포함하고 있지만, 설명의 편의상, 개구(311)를 1개의 연속한 것으로서 나타냈다.
보유 지지 프레임(330)은, 마스크 본체(310)의 상면보다도 더 상방에 마련되어 있다. 즉, 연직 방향에 있어서, 보유 지지 프레임(330)의 하단(제1 면(331))은 마스크 본체(310)의 상단보다도 상방에 마련되어 있다. 보유 지지 프레임(330)은, 마스크 본체(310)의 외연보다도 더 외측에 마련되어 있다. 즉, 수평 방향에 있어서, 보유 지지 프레임(330)은 마스크 본체(310)보다도 외측에 마련되어 있다. 상기 연직 방향은, 마스크 본체(310)의 주면에 대하여 직교하는 방향이다. 수평 방향은, 마스크 본체(310)의 주면에 평행한 방향이다.
접속 부재(350)는, 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331) 및 제3 면(335)에 접하고 있다. 한편, 보유 지지 프레임(330)의 제2 면(333)에는 접속 부재(350)는 마련되어 있지 않다. 접속 부재(350)는 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331) 중 마스크 본체(310)측의 일부의 영역과 접하고 있다. 마찬가지로, 접속 부재(350)는, 보유 지지 프레임(330)의 제3 면(335)의 하단으로부터 상단까지 접하고 있다.
도 5의 점선으로 둘러싸인 영역을 확대한 도면을 도 6에 도시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 접속 부재(350)는, 보유 지지 프레임(330)의 제3 면(335)의 하단부터 제1 외연(353)까지, 보유 지지 프레임(330)에 접하고 있다. 환언하면, 보유 지지 프레임(330)의 연직 하방(보유 지지 프레임(330)의 하방에 있어서, 평면으로 보아 보유 지지 프레임(330)과 겹치는 영역)에 위치하는 접속 부재(350)의 상면과 보유 지지 프레임(330)의 하면 사이에 공간은 형성되어 있지 않다. 제1 외연(353)은, 접속 부재(350)가 보유 지지 프레임(330)에 접하는 영역 중, 접속 부재(350)의 외연에 대응하는 위치를 가리킨다. 도 6에서는, 제1 외연(353)은, 접속 부재(350)가 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)에 접하는 영역에 있어서, 증착 마스크(300)의 외측을 향하는 방향에 있어서의 단부이다. 제2 외연(313)은, 마스크 본체(310)가 접속 부재(350)에 접하는 영역 중, 마스크 본체(310)의 외연에 대응하는 영역이다. 도 6에서는, 마스크 본체(310)의 외연 부근에 복수의 개구(315)가 마련되어 있고, 그 복수의 개구(315)의 내부에 접속 부재(350)가 들어가 있다.
단면으로 보아, 접속 부재(350)의 하방의 표면 형상은, 제1 외연(353)으로부터 제2 외연(313)을 향하는 계단형이다. 즉, 제1 외연(353)으로부터 출발하여 접속 부재(350)의 표면을 이동하여 제2 외연(313)을 향하는 경우, 당해 이동점은, 직선 거리에 있어서 제2 외연(313)으로부터 멀어지지 않고 서서히 제2 외연(313)에 접근한다. 환언하면, 제1 외연(353)으로부터 제2 외연(313)까지의 사이, 접속 부재(350)의 표면은 서서히 제2 외연(313)에 접근한다. 또한 환언하면, 제1 외연(353)으로부터 제2 외연(313)까지의 사이, 접속 부재(350)의 표면은, 제2 외연(313)측으로부터 제1 외연(353)측을 향하여 돌출되지 않는다. 또한 환언하면, 제1 외연(353)으로부터 제2 외연(313)까지의 접속 부재(350)의 표면은, 증착 마스크(300)의 외측 및 하방을 향하고 있고, 상방을 향하고 있는 개소는 없다.
상기 구성에 있어서, 마스크 본체(310)의 두께 d1은 1㎛ 이상 10㎛ 이하이다. 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)으로부터, 보유 지지 프레임(330)의 연직 하방에 위치하는 접속 부재(350)의 하단까지의 두께 d2는, 10㎛ 이상 100㎛ 이하이다. 접속 부재(350)와 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)이 접하는 폭 w1은, 10㎛ 이상 100㎛ 이하이다. 도 6에서는, 설명의 편의상 두께 d1이 두께 d2 및 폭 w1과 동일 정도의 크기로 표시되어 있지만, 상기와 같이, 두께 d1은 두께 d2 및 폭 w1에 비해 약 1자릿수 작다. 이 구조에 있어서, 예를 들어 마스크 본체(310)의 인장 응력이 큰 상태에서, 스폿 용접 등을 사용하여 보유 지지 프레임(330)과 마스크 본체(310)를 고정하는 경우, 접합 개소와 그렇지 않은 개소 사이에서 변형이 발생하거나, 또는 당해 변형에 의해 박막 부분이 파손되는 등의 불량이 일어나는 경우가 있다. 마스크 본체(310)가 박막인 경우에는, 박막 자체의 열용량이 작아, 용접에 의해 발생하는 열로 바로 용융되어 버리기 때문에, 보유 지지 프레임(330)과 마스크 본체(310)의 양호한 접합을 얻는 것이 어렵다. 본 실시 형태에 따르면, 보유 지지 프레임(330)과 마스크 본체(310) 사이를, 제1 접속 부재(350)를 사용하여 균일하게 접합할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 증착 마스크(300)에 의하면, 접속 부재(350)가 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331) 및 제3 면(335)에 접하고 있음으로써, 접속 부재(350)와 보유 지지 프레임(330)의 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 접속 부재(350)가 마스크 본체(310)의 개구(315)의 내부에 들어가 있음으로써, 접속 부재(350)와 마스크 본체(310)의 접착 강도를 향상시킬 수 있다. 마스크 본체(310)의 변형을 억제하기 위해, 마스크 본체(310)는 강하게 인장된 상태에서 보유 지지 프레임(330)에 첩부된다. 그 결과, 마스크 본체(310)와 접속 부재(350) 사이, 및 보유 지지 프레임(330)과 접속 부재(350) 사이에는 강한 응력이 걸린다. 그러나, 상기와 같이 접속 부재(350)와 보유 지지 프레임(330)의 접착 강도, 및 접속 부재(350)와 마스크 본체(310)의 접착 강도가 향상되어 있기 때문에, 이들이 박리되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
[증착 마스크(300)의 제조 방법]
도 7 내지 도 17을 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크(300)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 7 내지 도 17은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 제조 방법을 도시하는 단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 강성을 갖는 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331) 상 및 제2 면(333) 상에, 개구(411)가 마련된 레지스트 마스크(410)를 형성한다. 개구(411)는 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)측에만 마련되어 있고, 제2 면(333)측에는 마련되어 있지 않다. 그리고, 개구(411)에 의해 노출된 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331) 상에 박리층(420)을 형성한다. 박리층(420)은, 후속 공정에서, 박리층(420) 상에 형성된 접착층(460) 및 지지 기판(470)을 박리하기 위한 층이다. 박리층(420)을 「제1 박리층」이라고 하는 경우가 있다. 박리층(420)으로서 도금층을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이 개구(411)에 의해 노출된 보유 지지 프레임(330) 상에 선택적으로 박리층(420)을 형성하는 경우, 보유 지지 프레임(330)에 통전하는 전해 도금법에 의해 박리층(420)을 형성할 수 있다.
보유 지지 프레임(330)으로서, 스테인리스 등의 금속 기판, 실리콘 기판, 유리 기판, 또는 석영 기판 등의 강성을 갖는 기판이 사용된다. 예를 들어, 보유 지지 프레임(330)의 판 두께는, 300㎛ 이상 3㎜ 이하, 바람직하게는 500㎛ 이상 2㎜ 이하이다.
박리층(420)으로서, 도금층을 사용할 수 있다. 당해 도금층으로서 사용되는 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 니켈(Ni)을 사용할 수 있다. 박리층(420)은, 전해 도금법 또는 무전해 도금법을 사용하여 형성할 수 있다.
다음에, 도 8에 도시한 바와 같이, 레지스트 마스크(410)를 박리함으로써, 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331) 상에 박리층(420)이 선택적으로 형성된 구조를 얻는다. 환언하면, 상기 공정에 의해, 제1 면(331)의 일부를 노출하도록 박리층(420)을 형성한다.
도 7의 공정에 있어서, 무전해 도금법에 의해 개구(411) 내부 및 레지스트 마스크(410) 상에 도금층을 형성하고, 레지스트 마스크(410)의 박리에 의해, 레지스트 마스크(410) 상에 형성된 도금층을 제거(리프트오프)함으로써, 도 8에 도시한 박리층(420)을 형성해도 된다.
다음에, 도 9에 도시한 바와 같이, 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331) 상 및 제2 면(333) 상에 레지스트 마스크(430)를 형성한다. 제1 면(331) 및 제2 면(333)에 마련된 레지스트 마스크(430)의 각각은, 평면으로 보아 거의 동일한 영역에 형성된다. 레지스트 마스크(430)는, 평면으로 보아, 도 4 및 도 5의 보유 지지 프레임(330)과 겹치는 영역에 형성된다. 레지스트 마스크(430)는, 박리층(420)을 덮고 있다. 환언하면, 평면으로 보아, 박리층(420)의 단부는 레지스트 마스크(430)의 단부보다도 레지스트 마스크(430)의 내측의 영역에 존재한다. 또한 환언하면, 평면으로 보아, 박리층(420)은 레지스트 마스크(430)의 내측에 존재한다. 또한 환언하면, 레지스트 마스크(430)는, 박리층(420)이 노출되지 않도록 패터닝된다.
다음에, 도 10에 도시한 바와 같이, 레지스트 마스크(430)를 마스크로 하여, 제1 면(331)측 및 제2 면(333)측으로부터 보유 지지 프레임(330)을 에칭하여, 레지스트 마스크(430)를 제거한다. 도 10에서는, 보유 지지 프레임(330)의 일부의 영역만이 표시되어 있지만, 이 에칭에 의해, 도 4 및 도 5에 도시한 보유 지지 프레임(330)이 형성된다. 즉, 도 10에 있어서, 단부(405)는 보유 지지 프레임(330)의 내연에 상당하고, 단부(407)는 보유 지지 프레임(330)의 외연에 상당한다.
상기 공정에 있어서, 보유 지지 프레임(330)의 에칭은 습식 에칭에 의해 행해진다. 단, 당해 에칭은 드라이 에칭에 의해 행해져도 된다. 보유 지지 프레임(330)의 에칭을 드라이 에칭에 의해 행하는 경우, 레지스트 마스크(430)는 제1 면(331) 또는 제2 면(333) 중 한쪽에만 형성되어 있으면 된다. 보유 지지 프레임(330)의 형성 방법은 상기 에칭에 한정되지 않고, 다이싱 등의 기계적인 방법에 의해 행해져도 된다.
다음에, 도 11에 도시한 바와 같이, 접착층(440)을 사용하여, 가공된 보유 지지 프레임(330)을 지지 기판(450)에 첩부한다. 접착층(440) 및 지지 기판(450)은, 보유 지지 프레임(330)의 제2 면(333)측에 첩부된다. 접착층(440)은 인장된 상태에서 지지 기판(450)에 첩부되고, 그 상태에서 보유 지지 프레임(330)이 접착층(440)에 첩부된다. 환언하면, 보유 지지 프레임(330)은 인장 응력을 갖는 접착층(440)에 첩부된다. 지지 기판(450)은 강성을 갖는 기판이다.
접착층(440)으로서, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 및 실록산 수지 등의 수지층이 사용된다. 접착층(440)으로서 수지층이 사용되는 경우, 예를 들어 접착층(440)에 레이저 조사를 행함으로써, 지지 기판(450)과 접착층(440)을 분리할 수 있다. 접착층(440)으로서, 수지층 이외에 금속층, 산화 금속층, 또는 무기 절연층 등의 무기층이 사용되어도 된다.
도 11에 도시한 상태에서, 보유 지지 프레임(330)을 마스크로 하여 접착층(440)을 에칭한다. 접착층(440)의 에칭은 습식 에칭에 의해 행해진다. 단, 접착층(440)의 에칭은 드라이 에칭에 의해 행해져도 된다. 이 접착층(440)의 에칭 후에 지지 기판(450)을 접착층(440)으로부터 박리함으로써, 도 12에 도시한 바와 같은 구성이 얻어진다. 접착층(440)은 보유 지지 프레임(330)의 제2 면(333)을 덮고 있다. 평면으로 보아, 보유 지지 프레임(330) 및 접착층(440)은 대략 동일한 패턴이다. 단, 상기 접착층(440)의 에칭에 의해, 보유 지지 프레임(330)의 제2 면(333)의 단부는 접착층(440)으로부터 노출되어 있어도 된다.
다음에, 도 13에 도시한 바와 같이, 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)측에, 접착층(460)을 사용하여 지지 기판(470)을 첩부한다. 접착층(460)은 탄성을 갖고 있다. 따라서, 도 13에 도시한 바와 같이, 접착층(460)은 박리층(420)의 하면(421)뿐만 아니라 박리층(420)의 측면(423)에도 접하도록 첩부된다. 도 13에서는, 접착층(460)은, 박리층(420)으로부터 노출된 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)에도 첩부되어 있다. 접착층(460)은 도전성을 갖고 있어도 되지만, 절연성이어도 된다.
도 13에서는, 접착층(460)이 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)의 일부에 첩부된 구성을 예시하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 접착층(460)과 보유 지지 프레임(330) 사이에 간극이 있는 상태에서 접착층(460) 및 지지 기판(470)이 보유 지지 프레임(330)에 첩부된 경우에도, 보유 지지 프레임(330)과 접착층(460) 사이의 거리가 박리층(420)의 두께보다도 작으면 된다. 환언하면, 접착층(460) 및 지지 기판(470)이 보유 지지 프레임(330)에 첩부된 상태에 있어서, 접착층(460)이 박리층(420)의 측면(423)의 일부에 접해 있으면 된다. 특히, 이 상태에 있어서, 접착층(460)이 박리층(420)의 측면(423) 중 하면(421)측의 영역에 접해 있으면 된다.
다음에, 도 13에 도시한 상태에서 접착층(460)을 에칭함으로써, 도 14에 도시한 상태가 얻어진다. 접착층(460)의 에칭은 습식 에칭에 의해 행해진다. 도 13에 도시한 상태에서 접착층(460)을 습식 에칭하면, 접착층(460)은, 접착층(460)과 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)이 접촉한 단부(461)로부터 에칭된다. 접착층(460)의 에칭은, 단부(461)로부터 접착층(460)의 막 두께 방향 및 제1 면(331)에 평행한 방향으로 진행된다. 그 결과, 도 14에 도시한 바와 같이, 접착층(460) 및 박리층(420)에 의해 계단형의 구조체가 형성된다. 즉, 접착층(460)의 상면(465)의 일부가 박리층(420)으로부터 노출된 구성이 얻어진다. 접착층(460)은 보유 지지 프레임(330)과 지지 기판(470)을 접착하는 층이지만, 후속 공정에서, 지지 기판(470)을 보유 지지 프레임(330)으로부터 박리하기 위한 층이다. 접착층(460)을 「제2 박리층」이라고 하는 경우가 있다.
접착층(460)을 습식 에칭으로 에칭하는 경우, 보유 지지 프레임(330)의 제2 면(333)에 마련된 접착층(440)이 에칭되지 않도록 연구할 필요가 있다. 예를 들어, 접착층(460)의 에칭 전에 접착층(440)을 경화해도 된다. 또는, 접착층(440)으로서, 접착층(460)의 에천트에 대한 에칭 내성이 높은 재료를 사용해도 된다. 접착층(440) 및 접착층(460)의 각각으로서, 다른 재료가 사용됨으로써, 예를 들어 접착층(440) 및 접착층(460)을 1회의 경화 처리(예를 들어 열처리)로 경화할 수 있다.
다음에, 접착층(460)으로부터 지지 기판(470)을 박리함으로써, 도 15에 도시한 구성이 얻어진다. 도 15의 상태에 있어서, 보유 지지 프레임(330)의 가상 단부(409)로부터 접착층(460)의 단부까지의 거리(d4) 및 가상 단부(409)로부터 박리층(420)의 단부까지의 거리(d5)가, 접착층(460)의 하면(463)으로부터 보유 지지 프레임(330)을 향하여 서서히 커지고 있다. 도 15의 상태에서는, 접착층(460)의 측면과 가상 단부(409)까지의 거리는 접착층(460)의 두께 방향으로 일정하고, 박리층(420)의 측면과 가상 단부(409)까지의 거리는 박리층(420)의 두께 방향으로 일정한 구성을 예시하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 접착층(460)의 측면과 가상 단부(409)의 거리가, 접착층(460)의 두께 방향으로 일정하지 않은 경우, 접착층(460)의 하면(463)으로부터 보유 지지 프레임(330)을 향하여, 접착층(460)의 측면과 가상 단부(409)의 거리가 서서히 커져 있으면 된다. 마찬가지로, 박리층(420)의 측면과 가상 단부(409)의 거리가, 박리층(420)의 두께 방향으로 일정하지 않은 경우, 접착층(460)으로부터 보유 지지 프레임(330)을 향하여, 박리층(420)의 측면과 가상 단부(409)의 거리가 서서히 커져 있으면 된다.
도 15에 도시한 상태를 형성한 후에, 개구(311, 315)가 마련된 마스크 본체(310)를 접착층(460)에 첩부한다(도 16 참조). 도시하지 않지만, 이 공정에 있어서 마스크 본체(310)는 지지 기판에 첩부된 상태에서 접착층(460)에 첩부된다. 마스크 본체(310)는 도전성을 갖고 있어도 되지만, 전술한 도금 공정 시에, 접속 부재(350)를 성장시키기 위해 마스크 본체(310)를 통하지 않고 통전하는 수단이 있으면, 마스크 본체(310)는 절연성이어도 된다. 마스크 본체(310)는 인장된 상태에서 지지 기판에 첩부되어 있다. 즉, 마스크 본체(310)에 인장 응력이 발생한 상태에서, 마스크 본체(310)가 지지 기판에 첩부되어 있다. 마스크 본체(310)의 보유 지지 프레임(330)측의 면에는 레지스트 마스크(480)가 형성되어 있다. 레지스트 마스크(480)는, 마스크 본체(310)의 내부의 영역에 마련되어 있다. 레지스트 마스크(480)는, 개구(311)가 마련된 영역에도 형성되어 있다. 한편, 레지스트 마스크(480)는 개구(315)가 형성된 영역을 노출한다. 레지스트 마스크(480)는, 이후의 공정에서 접속 부재(350)가 형성되는 영역 이외의 영역을 보호하기 위해 마련된다.
도 16에 도시한 상태에서, 적어도 마스크 본체(310)에 통전하는 전해 도금법(또는, 전주 도금법)에 의해, 도 17에 도시한 바와 같이 접속 부재(350)를 형성할 수 있다. 즉, 접속 부재(350)는 도금층이다. 접속 부재(350)는, 박리층(420)으로부터 노출된 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)의 일부, 박리층(420)의 측면(423), 박리층(420)으로부터 노출된 접착층(460)의 상면(465)의 일부, 접착층(460)의 측면(467), 보유 지지 프레임(330)의 제3 면(335), 및 마스크 본체(310)의 표면에 접하고 있다. 이 상태에 있어서, 접속 부재(350)와 보유 지지 프레임(330) 사이에는, 박리층(420) 및 접착층(460)은 마련되어 있지 않다. 환언하면, 도 17의 상태에 있어서, 보유 지지 프레임(330)의 연직 하방에 있어서, 접속 부재(350)와 보유 지지 프레임(330) 사이에는, 그 후의 공정에서 박리되는 부재(이 예에서는, 박리층(420) 및 접착층(460))는 마련되어 있지 않다. 즉, 접속 부재(350)의 상면(357)은 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)에 접하고 있다.
접속 부재(350)는 반드시 보유 지지 프레임(330)에 접하고 있을 필요는 없고, 증착 마스크(300)의 제조 공정에 있어서 보유 지지 프레임(330)으로부터 박리되지 않는 부재이면, 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)(접속 부재(350)와 보유 지지 프레임(330) 사이)에 마련되어 있어도 된다.
전해 도금법에 의해 접속 부재(350)를 형성하는 경우, 보유 지지 프레임(330)의 제2 면(333)에는 접착층(440)이 마련되어 있기 때문에, 보유 지지 프레임(330)의 제2 면(333)측에는 접속 부재(350)는 형성되지 않는다.
접속 부재(350)는, 무전해 도금법에 의해 형성되어도 된다. 접속 부재(350)는 도금층 이외의 것이어도 된다. 예를 들어, 접속 부재(350)는, 땜납 또는 수지 등을 포함해도 된다.
도 17에 도시한 상태로부터, 박리층(420), 접착층(460), 및 마스크 본체(310)의 외측의 영역을 하방으로 박리하고, 접착층(440)을 상방으로 박리함으로써, 도 6에 도시한 증착 마스크(300)를 형성할 수 있다. 환언하면, 박리층(420) 및 접착층(460)을 제거하여, 보유 지지 프레임(330)의 제1 면(331)을 노출시키고, 박리층(420) 및 접착층(460)과 접하여 형성된 접속 부재(350)의 표면을 노출시킴으로써, 증착 마스크(300)를 형성할 수 있다. 상기 구성을 가짐으로써, 도 17의 상태에 있어서, 박리층(420), 접착층(460), 및 마스크 본체(310)의 외측의 영역을 하방으로 박리하는 경우에, 이들 부재는 접속 부재(350)에 걸리지 않고 하방으로 박리된다.
[본 발명에 이르는 과정에서 확인된 문제점]
도 29 및 도 30을 사용하여, 본 발명에 이르는 과정에서 확인된 문제점에 대하여 설명한다. 이하에 나타내는 문제점은, 본 발명에 이르는 과정에 있어서, 발명자의 예의 연구에 의해 새롭게 발견된 과제이며, 증착 마스크의 문제점으로서 일반적으로 알려진 문제점은 아니다. 이하의 설명에 있어서, 상기 실시 형태와 동일한 구성 및 제조 방법에 대해서는, 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 29는 상기 실시 형태의 도 17에 대응하는 도면이다. 도 30은 상기 실시 형태의 도 6에 대응하는 도면이다. 도 29에 도시한 상태로부터, 박리층(420Z), 접착층(460Z) 및 마스크 본체(310Z)의 외측의 영역을 하방으로 박리하고, 접착층(440Z)을 상방으로 박리함으로써, 도 30에 도시한 증착 마스크(300Z)가 형성된다.
본 발명에 이르기 전의 증착 마스크(300Z)의 제조 방법에서는, 예를 들어 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 박리층(420Z)의 패터닝은 행해지지 않았다. 따라서, 보유 지지 프레임(330Z)의 패터닝 시에, 박리층(420Z) 및 보유 지지 프레임(330Z)이 동일한 마스크(예를 들어, 도 9의 레지스트 마스크(430)에 대응하는 마스크)를 사용하여 동일 공정에서 에칭되었다. 그 결과, 도 29에 도시한 바와 같이, 박리층(420Z)은 보유 지지 프레임(330Z)과 동일한 패턴을 갖고 있었다. 박리층(420Z) 및 보유 지지 프레임(330Z)이 동일 패턴을 갖고 있기 때문에, 박리층(420Z) 상에 접착층(460Z)을 형성할 때, 접착층(460Z)이 박리층(420Z) 및 보유 지지 프레임(330Z)의 패턴의 내측 방향으로 에칭되어, 도 29에 도시한 구조로 되어 있었다. 도 29의 구조는, 도 17의 구조와는 달리, 보유 지지 프레임(330Z)의 연직 하방에 있어서, 접속 부재(350Z)의 상면(357Z)과 보유 지지 프레임(330Z)의 제1 면(331) 사이에 박리층(420Z)이 마련되어 있었다.
도 29에 도시한 상태로부터, 박리층(420Z), 접착층(460Z), 및 마스크 본체(310Z)의 외측의 영역을 하방으로 박리하면, 박리층(420Z)의 일부가 접속 부재(350Z)의 상면(357Z)에 걸려 버리는 경우가 있다. 이 걸림에 의해, 접속 부재(350Z)의 상면(357Z)을 포함하는 영역이 파괴되어 버리는 경우가 있다. 도 30에 도시한 바와 같이, 접속 부재(350Z)의 일부가 꺾여 버리면, 「버」가 발생해 버리는 경우가 있다. 「버」가 발생하면, 증착 마스크(300Z)를 성막 대상의 기판에 밀착시킬 수 없게 된다. 그 때문에, 증착 물질이 증착 마스크(300Z)의 개구(311Z) 이외의 영역에도 형성되어 버린다. 즉, 증착 물질의 유입이 발생해 버린다. 증착 물질의 유입이 일어나면, 인접하는 화소간의 혼색이나 발광 불선명 등의 문제가 일어나 버린다.
한편, 상기 실시 형태에 관한 증착 마스크(300)에 의하면, 증착 마스크(300Z)에서 발생한 「버」의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 증착 물질의 유입에 기인하는 인접하는 화소간의 혼색이나 발광 불선명 등을 억제할 수 있다.
<제2 실시 형태>
도 18 및 도 19를 사용하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크에 대하여 설명한다. 도 18은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 상면도이다. 도 19는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 증착 마스크의 단면도이다.
도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 증착 마스크(300A)는, 격자형의 보유 지지 프레임(330A)의 각각의 창의 부분에 접속 부재(350A) 및 마스크 본체(310A)가 마련되어 있다. 각각의 마스크 본체(310A)에는, 복수의 개구(311A)가 마련되어 있다. 각각의 개구(311A)는, 도 4 및 도 5의 설명과 마찬가지로, 복수의 개구(311pA)가 표시 장치의 화소 피치에 맞추어 배열되어 있다. 도 4 및 도 5에서는, 보유 지지 프레임(330)에 1개의 개구가 마련되어 있고, 그 개구의 내부에 접속 부재(350) 및 마스크 본체(310)가 마련된 구성을 예시하였지만, 상기와 같이 보유 지지 프레임(330A)에 복수의 개구가 마련되고, 각각의 개구의 내부에 접속 부재(350A) 및 마스크 본체(310A)가 마련되어도 된다.
<제3 실시 형태>
본 실시 형태에서는, 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한 증착 마스크(300, 300A)를 사용한 박막 형성법을 응용한 표시 장치(200)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 제3 실시 형태에 관한 표시 장치(200)로서, 각각 유기 발광 소자(이하, 발광 소자)를 갖는 복수의 화소가 절연 기판(202) 상에 형성된 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 제1 및 제2 실시 형태에서 설명한 내용에 대해서는 생략하는 경우가 있다.
[어레이 기판의 구성]
도 20은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 장치의 상면도이다. 표시 장치(200)는 절연 기판(202)을 갖고, 그 위에 복수의 화소(204) 및 화소(204)를 구동하기 위한 구동 회로(206)(게이트측 구동 회로(206a), 소스측 구동 회로(206b))가 마련되어 있다. 절연 기판(202)은, 예를 들어 유리 기판이나 수지 기판이다. 복수의 화소(204)는 주기적으로 배치되며, 이들에 의해 표시 영역(205)이 정의된다. 후술하는 바와 같이, 각 화소(204)에는 발광 소자(260)가 마련된다.
구동 회로(206)는, 표시 영역(205)의 주위의 주변 영역에 배치된다. 패터닝된 도전막으로 형성되는 다양한 배선(도시 생략)이, 표시 영역(205) 및 구동 회로(206)로부터 절연 기판(202)의 한 변으로 연장되어 있다. 이들 배선은, 절연 기판(202)의 단부 부근에서 표면에 노출됨으로써, 단자(207)가 형성된다. 이들 단자(207)는, 도시하지 않은 플렉시블 인쇄 회로 기판(FPC)과 전기적으로 접속된다. 표시 장치(200)를 구동하기 위한 각종 신호가 단자(207)를 통해 구동 회로(206) 및 화소(204)에 입력된다. 도시하지 않지만, 구동 회로(206)와 함께, 혹은 그 일부 대신에 집적 회로를 갖는 구동 IC가 더 탑재되어도 된다.
도 21은 인접하는 2개의 화소[204(204a 및 204b)]에 걸치는 단면 모식도이다. 각 화소(204)에는 화소 회로가 형성된다. 화소 회로의 구성은 임의이다. 도 21에서는, 화소 회로로서 구동 트랜지스터(210), 축적 용량(230), 부가 용량(250), 및 발광 소자(260)가 도시되어 있다.
화소 회로에 포함되는 각 소자는 언더코트(208)를 통해 절연 기판(202) 상에 마련된다. 구동 트랜지스터(210)는, 반도체막(212), 게이트 절연막(214), 게이트 전극(216), 소스 전극(220), 및 드레인 전극(222)을 포함한다. 게이트 전극(216)은, 게이트 절연막(214)을 통해 반도체막(212)의 적어도 일부와 교차하도록 배치된다. 반도체막(212)은, 드레인 영역(212a), 소스 영역(212b), 및 채널(212c)을 갖는다. 채널(212c)은, 반도체막(212)과 게이트 전극(216)이 겹치는 영역이다. 채널(212c)은 드레인 영역(212a)과 소스 영역(212b) 사이에 마련된다.
용량 전극(232)은 게이트 전극(216)과 동일한 층에 존재하고, 게이트 절연막(214)을 통해 드레인 영역(212a)과 겹친다. 게이트 전극(216) 및 용량 전극(232) 상에는 층간 절연막(218)이 마련된다. 층간 절연막(218) 및 게이트 절연막(214)에는, 소스 영역(212b) 및 드레인 영역(212a)에 도달하는 개구가 각각 형성되어 있다. 이들 개구의 내부에 소스 전극(220) 및 드레인 전극(222)이 배치된다. 드레인 전극(222)은, 층간 절연막(218)을 통해 용량 전극(232)과 겹친다. 드레인 영역(212a), 용량 전극(232), 및 그들 사이의 게이트 절연막(214), 그리고, 용량 전극(232), 드레인 전극(222), 및 그들 사이의 층간 절연막(218)에 의해 축적 용량(230)이 형성된다.
구동 트랜지스터(210) 및 축적 용량(230) 상에는 평탄화막(240)이 마련된다. 평탄화막(240)은, 드레인 전극(222)에 도달하는 개구를 갖고 있다. 이 개구와 평탄화막(240)의 상면의 일부를 덮는 접속 전극(242)이 드레인 전극(222)과 접하도록 마련된다. 평탄화막(240) 상에는 부가 용량 전극(252)이 마련되어 있다. 접속 전극(242) 및 부가 용량 전극(252)을 덮도록 용량 절연막(254)이 마련되어 있다. 용량 절연막(254)은, 평탄화막(240)의 개구에 있어서 접속 전극(242)의 일부를 노출한다. 이에 의해, 접속 전극(242)을 통해, 발광 소자(260)의 화소 전극(262)과 드레인 전극(222)이 전기적으로 접속된다. 용량 절연막(254)에는 개구(256)가 마련되어 있다. 용량 절연막(254) 상에 마련된 격벽(258)과 평탄화막(240)은, 개구(256)를 통해 접촉한다. 이 구성에 의해, 개구(256)를 통해 평탄화막(240) 중의 불순물을 제거할 수 있어, 화소 회로나 발광 소자(260)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 접속 전극(242)이나 개구(256)의 형성은 임의이다.
용량 절연막(254) 상에는, 접속 전극(242) 및 부가 용량 전극(252)을 덮도록, 화소 전극(262)이 마련된다. 용량 절연막(254)은 부가 용량 전극(252)과 화소 전극(262) 사이에 마련되어 있다. 이 구조에 의해 부가 용량(250)이 구성된다. 화소 전극(262)은, 부가 용량(250) 및 발광 소자(260)에 의해 공유된다. 화소 전극(262) 상에는, 화소 전극(262)의 단부를 덮는 격벽(258)이 마련된다. 절연 기판(202) 및 언더코트(208)로부터 격벽(258)까지의 구조를 어레이 기판이라고 하는 경우가 있다. 어레이 기판은, 공지의 재료 및 공지의 방법을 적용하여 제조할 수 있기 때문에, 그 설명은 생략한다.
[발광 소자(260)의 구성]
도 21에 도시한 바와 같이, 발광 소자(260)는, 화소 전극(262), EL층(264), 및 대향 전극(272)을 포함한다. EL층(264) 및 대향 전극(272)은, 화소 전극(262) 및 격벽(258)을 덮도록 마련되어 있다. 도 21에 도시한 예에서는, EL층(264)은, 홀 주입층 및 홀 수송층(266), 발광층(268)[발광층(268a, 268b)], 및 전자 주입층 및 전자 수송층(270)을 갖고 있다. 홀 주입층 및 홀 수송층(266), 그리고, 전자 주입층 및 전자 수송층(270)은 복수의 화소(204)에 공통으로 마련되어, 복수의 화소(204)에 공유된다. 마찬가지로, 대향 전극(272)은 복수의 화소(204)를 덮어, 복수의 화소(204)에 의해 공유된다. 한편, 발광층(268)은 각 화소(204)에 대하여 개별로 마련되어 있다.
화소 전극(262), 대향 전극(272), 및 EL층(264)의 각각의 구조 및 재료로서는, 공지의 것을 적용할 수 있다. 예를 들어 EL층(264)은, 상기 구성 이외에 홀 블록층, 전자 블록층, 및 여기자 블록층 등, 다양한 기능층을 갖고 있어도 된다.
EL층(264)의 구조는, 복수의 화소(204) 간에서 동일해도 되고, 인접하는 화소(204) 간에서 구조의 일부가 달라도 된다. 예를 들어 인접하는 화소(204) 간에서 발광층(268)의 구조 또는 재료가 다르고, 다른 층은 동일한 구조를 갖도록, 화소(204)가 구성되어 있어도 된다.
[발광 소자(260)의 형성 방법]
EL층(264) 및 대향 전극(272)은, 제1 및 제2 실시 형태의 증착 마스크를 사용하여 형성할 수 있다. 이하, 도 22 내지 도 28을 사용하여 EL층(264) 및 대향 전극(272)의 형성 방법을 설명한다. 이들 도면에서는 EL층(264) 및 대향 전극(272)이 격벽(258) 및 화소 전극(262) 상에 형성되어 있다. 그러나, EL층(264) 및 대향 전극(272)의 증착 시에는, 절연 기판(202) 아래에 증착원(112)이 배치되어, 증착 영역이 증착원(112)에 대면하도록 절연 기판(202)이 배치된다. 즉, 격벽(258)이나 화소 전극(262)이 절연 기판(202)보다도 보다 증착원(112)에 가까워지도록 배치된다.
도 22 및 도 23에 도시한 바와 같이, 어레이 기판 상에 홀 주입층 및 홀 수송층(266)을 증착법을 사용하여 형성한다. 홀 주입층 및 홀 수송층(266)은 모든 화소(204)에 의해 공유된다. 따라서, 홀 주입층 및 홀 수송층(266)의 증착에 사용되는 증착 마스크(300)는, 표시 영역(205) 전체와 겹치는 하나의 개구(311)를 갖는다. 상세는 생략하지만, 이 개구(311)가 표시 영역(205)과 겹치도록, 어레이 기판과 증착원(112) 사이에 증착 마스크(300)를 배치하고, 홀 주입층 및 홀 수송층(266)에 포함되는 재료를 증착원(112)에 있어서 기화시킴으로써, 홀 주입층 및 홀 수송층(266)이 형성된다.
다음에, 홀 주입층 및 홀 수송층(266) 상에 발광층(268)을 형성한다. 풀 컬러 표시를 행하는 경우, 표시 영역(205)에는 적색으로 발광하는 화소(204a), 청색으로 발광하는 화소(204b), 및 녹색으로 발광하는 화소(204c)가 각각 복수 배치된다. 화소(204a, 204b 및 204c)를 특별히 구별하지 않는 경우, 간단히 화소(204)라 한다. 화소(204)가 매트릭스형으로 배열되는 경우, 통상, 발광색이 다른 화소(204)가 순서대로 주기적으로 배열된다. 발광층(268)은 발광색마다, 다른 공정에서 형성된다. 예를 들어, 적색 발광하는 화소(204a)를 형성하는 경우, 도 24에 도시한 바와 같이, 증착 마스크(300)(마스크 본체(310))의 개구(311)가 화소(204a)와 겹치고, 비개구부가 화소(204b 및 204c)와 겹치도록, 증착 마스크(300)가 배치된다.
이와 같이, 개구(311)가 화소(204a)와 겹치고, 비개구부가 다른 화소(204b 및 204c)와 겹치는 위치에서, 개구(311)가 마련된 증착 마스크(300)를, 그 하면(148)이 상면(150)보다도 절연 기판(202)에 가까워지도록 배치하고(도 24 및 도 25), 화소(204a)에 발광층(268a)의 재료를 증착한다. 이에 의해, 화소(204a)의 화소 전극(262) 상에 발광층(268a)이 선택적으로 형성된다(도 26). 도 26에서는, 증착 시에 증착 마스크(300)(마스크 본체(310))가 홀 주입층 및 홀 수송층(266)에 접하도록 배치되어 있지만, 증착 마스크(300)는 격벽(258)과 접하도록 배치되어도 되고, 격벽(258)이나 홀 주입층 및 홀 수송층(266)으로부터 이격되어 배치되어도 된다.
다음에, 발광층(268a)의 형성과 마찬가지로, 발광층(268b)이 형성된다. 도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이, 개구(311)가 화소(204b)와 겹치고, 비개구부가 다른 화소(204a 및 204c)와 겹치는 위치에서, 증착 마스크(300)를, 그 하면(148)이 상면(150)보다도 절연 기판(202)에 가까워지도록 배치하고(도 27), 화소(204b)에 발광층(268b)의 재료를 증착한다. 이에 의해, 화소(204b)의 화소 전극(262) 상에 발광층(268b)이 선택적으로 형성된다(도 28). 화소(204c) 상에 있어서의 발광층(268c)의 형성도 마찬가지의 방법으로 행해진다.
다음에, 전자 주입층 및 전자 수송층(270) 및 대향 전극(272)을 형성한다. 전자 주입층 및 전자 수송층(270) 및 대향 전극(272)은 모든 화소(204)에 의해 공유되기 때문에, 홀 주입층 및 홀 수송층(266)의 증착과 마찬가지의 증착 마스크(300)를 사용하여 형성할 수 있다. 이에 의해, 도 21에 도시한 구조를 얻을 수 있다. 도시하지 않지만, 대향 전극(272) 상에, 발광층(268)으로부터의 광을 조정하는 광학 조정층 및 편광판이 마련되어도 된다. 또한, 대향 전극(272) 상에, 발광 소자(260)를 보호하기 위한 보호막 및 대향 기판이 마련되어도 된다.
본 발명의 실시 형태로서 상술한 각 실시 형태는, 서로 모순되지 않는 한에 있어서, 적절히 조합하여 실시할 수 있다. 또한, 각 실시 형태의 증착 마스크 또는 그 제조 방법을 기초로 하여, 당업자가 적절히 구성 요소의 추가, 삭제 혹은 설계 변경을 행한 것, 또는, 공정의 추가, 생략 혹은 조건 변경을 행한 것도, 본 발명의 요지를 구비하고 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.
본 명세서에 있어서는, 개시예로서 주로 EL 표시 장치의 경우를 예시하였지만, 다른 적용예로서, 그 밖의 자발광형 표시 장치, 액정 표시 장치, 혹은 전기 영동 소자 등을 갖는 전자 페이퍼형 표시 장치 등, 각종 플랫 패널형 표시 장치를 들 수 있다. 또한, 중소형부터 대형까지, 특별히 한정되지 않고 적용이 가능하다.
상술한 각 실시 형태의 양태에 의해 생성되는 작용 효과와는 상이한 다른 작용 효과라도, 본 명세서의 기재로부터 명백한 것, 또는, 당업자에게 있어서 용이하게 예측할 수 있는 것에 대해서는, 당연히 본 발명에 의해 생성되는 것으로 이해된다.
10: 증착 장치
100: 증착 챔버
102: 로드 로크 도어
104: 피증착 기판
108: 홀더
110: 이동 기구
112: 증착원
114: 셔터
120: 수납 용기
122: 가열부
124: 증착 홀더
126: 히터
128: 금속판
130: 개구부
132: 가이드판
148: 하면
149: 제3 면
150: 상면
160a, 160b: 임계면
200: 표시 장치
202: 절연 기판
204: 화소
205: 표시 영역
206: 구동 회로
207: 단자
208: 언더코트
210: 구동 트랜지스터
212: 반도체막
212a: 드레인 영역
212b: 소스 영역
212c: 채널
214: 게이트 절연막
216: 게이트 전극
218: 층간 절연막
220: 소스 전극
222: 드레인 전극
230: 축적 용량
232: 용량 전극
240: 평탄화막
242: 접속 전극
250: 부가 용량
252: 부가 용량 전극
254: 용량 절연막
256: 개구
258: 격벽
260: 발광 소자
262: 화소 전극
264: EL층
266: 홀 주입·수송층
268: 발광층
270: 전자 주입·수송층
272: 대향 전극
300: 증착 마스크
310: 마스크 본체
311, 315: 개구
313: 제2 외연
330: 보유 지지 프레임
331: 제1 면
333: 제2 면
335: 제3 면
350: 접속 부재
353: 제1 외연
357: 상면
405, 407: 단부
409: 가상 단부
410: 레지스트 마스크
411: 개구
420: 박리층
421: 하면
423: 측면
430: 레지스트 마스크
440, 460: 접착층
450: 지지 기판
461: 단부
463: 하면
465: 상면
470: 지지 기판
480: 레지스트 마스크

Claims (9)

  1. 복수의 개구가 마련된, 박막형 마스크 본체와,
    상기 마스크 본체의 주위에 마련되고, 제1 면 및 상기 제1 면과는 반대 측의 제2 면을 구비한 보유 지지 프레임과,
    상기 마스크 본체와 상기 보유 지지 프레임을 접속하는 접속 부재를 갖고,
    상기 접속 부재는, 상기 제1 면과 접하고,
    평면으로 보아, 상기 접속 부재는, 상기 보유 지지 프레임에 접하는 영역에 제1 외연을 갖고,
    평면으로 보아, 상기 마스크 본체는, 상기 접속 부재와 접하는 영역에 제2 외연을 갖고,
    단면으로 보아, 상기 접속 부재의 상기 제1 외연으로부터 상기 제2 외연으로 이어지는 표면이, 계단형의 단차를 갖는, 증착 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속 부재는, 상기 제2 면에는 마련되어 있지 않은, 증착 마스크.
  3. 제1항에 있어서,
    단면으로 보아, 상기 접속 부재의 상기 제1 외연으로부터 상기 제2 외연으로 이어지는 표면은, 상기 제1 외연보다 외측으로 돌출되지 않는, 증착 마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접속 부재는, 도금층인, 증착 마스크.
  5. 복수의 개구가 마련된 마스크 본체를 준비하고,
    제1 면과, 상기 제1 면과는 반대 측의 제2 면을 갖는 보유 지지 프레임의 상기 제1 면 상에, 상기 제1 면의 일부를 노출하도록 제1 박리층을 형성하고,
    상기 제1 박리층 상에, 제2 박리층의 일부를 상기 제1 박리층으로부터 노출하도록 상기 제2 박리층을 형성하고,
    상기 제1 면, 상기 보유 지지 프레임의 상기 제1 면과 상기 제2 면 사이의 제3 면, 상기 제1 박리층의 측면, 상기 제2 박리층의 측면, 및 상기 마스크 본체에 접하도록 접속 부재를 형성하고,
    상기 제1 박리층 및 상기 제2 박리층을 제거하여, 상기 보유 지지 프레임의 제1 면과, 상기 제1 박리층 및 상기 제2 박리층에 접하여 형성된 상기 접속 부재의 표면을 노출하는, 증착 마스크의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    평면으로 보아, 상기 접속 부재는, 상기 보유 지지 프레임에 접하는 영역에 제1 외연을 갖고,
    평면으로 보아, 상기 마스크 본체는, 상기 접속 부재와 접하는 영역에 제2 외연을 갖고,
    단면으로 보아, 상기 접속 부재의 상기 제1 외연으로부터 상기 제2 외연으로 이어지는 표면이, 계단형의 단차를 갖는, 증착 마스크의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접속 부재는, 상기 제2 면에는 마련되어 있지 않은, 증착 마스크의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    단면으로 보아, 상기 접속 부재의 상기 제1 외연으로부터 상기 제2 외연으로 이어지는 표면은, 상기 제1 외연보다 외측으로 돌출되지 않는, 증착 마스크의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 접속 부재는, 전해 도금법에 의해 형성되는, 증착 마스크의 제조 방법.
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