WO2019064573A1 - フォトマスク、表示装置及び表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

フォトマスク（１）は、前記開口部を形成する透過部と、前記平坦部を形成する半透過光部と、前記フォトスペーサ部を形成する遮光部と、を備え、　前記遮光部は格子状に並ぶ複数の前記透過部の間に島状に形成され、　２つの前記透過部に挟まれた前記遮光部の端部は前記透過部の外縁に沿って延伸するように形成される

Description

フォトマスク、表示装置及び表示装置の製造方法

　本発明は、フォトマスク、それを用いた表示装置及び表示装置の製造方法に関する。

　有機発光ダイオードの陽極電極（下部電極）の周縁を覆うエッジカバー（絶縁膜）と、上記陽極電極上に形成され、上記発光材料を蒸着するためのファインメタルマスクのスペーサとして機能するフォトスペーサ（リブ）とを備える表示装置が知られている（特許文献１）。

　上記エッジカバーは、陽極電極の周縁を覆う状態で形成され、このエッジカバーに形成された窓から陽極電極が露出する。その後、このエッジカバー上にフォトスペーサが形成される。

日本国公開特許公報「特開2001-195008号公報（2001年7月19日公開）」

　上記エッジカバーと上記フォトスペーサとをグレートーンパターンを備えたフォトマスクを用いて一括形成すると、２回の露光工程が１回の露光工程で済むため有利である。

　しかしながら、複数の小さなフォトスペーサを形成する場合、焼成時に熱ダレが発生してフォトスペーサが変形し、フォトスペーサの高さが低くなってしまうという現象が生じる。この現象は高精細の表示装置において特に問題になる。

　本発明の一態様に係るフォトマスクは、複数の第１電極と、前記第１電極の端部を覆うエッジカバーと、前記第１電極と前記エッジカバーの一部とを覆う島状の発光層と、第２電極と、を備える表示装置を形成するためのフォトマスクのうち、前記エッジカバーを一括形成するためのフォトマスクであって、前記エッジカバーは、前記第１電極を開口する開口部、平坦部、及び前記平坦部よりも高い複数のフォトスペーサ部、を備え、前記フォトマスクは、前記開口部を形成する透過部と、前記平坦部を形成する半透過光部と、前記フォトスペーサ部を形成する遮光部と、を備え、前記遮光部は格子状に並ぶ複数の前記透過部の間に島状に形成され、２つの前記透過部に挟まれた前記遮光部の端部は前記透過部の外縁に沿って延伸するように形成される。

　本発明の一態様によれば、焼成時の熱ダレによるフォトスペーサの高さの低下を防止することができる。

実施形態１に係るフォトマスクの構成を模式的に示す平面図である。 図１に示される面ＡＡに沿った断面図である。 比較例に係るフォトマスクの構成を模式的に示す平面図である。 （ａ）は比較例に係る基板及び感光性有機層の焼成前の断面図であり、（ｂ）は比較例に係る基板及び感光性有機層の焼成後の断面図であり、（ｃ）は実施形態１に係る基板及び感光性有機層の焼成前の断面図であり、（ｄ）は実施形態１に係る基板及び感光性有機層の焼成後の断面図である。 （ａ）は実施形態１に係るフォトマスクの変形例を示す平面図であり、（ｂ）は他の変形例を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）は上記フォトマスクのさらに他の変形例を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）は上記フォトマスクのさらに他の変形例を示す平面図である。 上記フォトマスクのさらに他の変形例を示す平面図である。

　以下、本発明の実施形態を説明する。

　図１は実施形態１に係るフォトマスク１の構成を模式的に示す平面図である。図２は図１に示される面ＡＡに沿った断面図である。

　フォトマスク１は、有機発光ダイオードの発光材料を蒸着するための複数の開口９（開口部）と、この発光材料を蒸着するためのファインメタルマスク（図示せず）を支持するための複数のフォトスペーサ６（フォトスペーサ部）と、フォトスペーサ６と開口９とをつなぐ平坦部７からなる感光性有機層１０（エッジカバー）を一括形成するために使用される。

　感光性有機層１０は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などから形成される。そして、感光性有機層１０にフォトスペーサ６、平坦部７及び開口９が形成される。上記開口９は、陽極電極８（第１電極）を露出し、陽極電極８の端部は平坦部７で覆われる。

　そして、陽極電極８と感光性有機層１０の一部とを覆う島状の発光層（図示せず）が、蒸着法によって、陽極電極８と感光性有機層１０上に、上記発光材料を蒸着することにより形成される。この発光層の上に陰極電極（第２電極）が形成される。

　フォトマスク１は、複数の帯状パターン３（微細パターン）が互いに平行に形成されるグレートーン領域２（半透過光部、グレイトーンマスク）と、複数の開口９を形成するために複数の帯状パターン３を跨いでグレートーン領域２内に形成される複数の開口パターン４（透過部）と、複数のフォトスペーサ６を形成するために複数の帯状パターン３を跨いでグレートーン領域２内に形成される複数の遮光パターン５（遮光部）とを備える。図１に示す例では、複数の開口パターン４のそれぞれが、四辺形状に形成され、マトリックス状に配置される。そして、各遮光パターン５が、２行２列に配置された４個の開口パターン４により囲まれる位置に配置される。

　各遮光パターン５は、２行２列に配置された４個の開口パターンのそれぞれの外縁に沿って延伸するように十字状に形成され、格子状に並ぶ複数の開口パターン４の間に島状に形成される。２つの開口パターン４に挟まれた遮光パターン５の端部は、開口パターン４の外縁に沿って延伸するように形成される。遮光パターン５は、その周縁が帯状パターン３と接するように形成される。

　フォトマスク１の開口パターン４により開口９が形成され、遮光パターン５によりフォトスペーサ６が形成され、帯状パターン３により平坦部７が形成される。

　図３は比較例に係るフォトマスク９１の構成を模式的に示す平面図である。フォトマスク９１は、複数の帯状パターン３が互いに平行に形成されるグレートーン領域２と、複数の開口９を形成するために複数の帯状パターン３を跨いでグレートーン領域２内にマトリックス状に形成される四辺形状の複数の開口パターン４と、複数のフォトスペーサ６を形成するために複数の帯状パターン３を跨いでグレートーン領域２内に形成される複数の遮光パターン９５とを備える。各遮光パターン９５は、２行２列に配置された４個の開口パターン４により囲まれる位置に円形状に形成される。

　このように、円形状の小さな遮光パターン９５を形成する場合、遮光パターン９５により形成されたフォトスペーサの焼成時にフォトスペーサに熱ダレが発生してフォトスペーサが変形し、フォトスペーサの高さが低くなってしまうという現象が生じる。この現象は高精細のＯＬＥＤパネルにおいて特に問題になる。

　これに対して、本実施形態では、図１に示すように、遮光パターン５が、２行２列に配置された４個の開口パターン４のそれぞれの外縁に沿って、隣接する開口パターン４の間の隙間を埋めて延伸するように十字状に形成される。このため、遮光パターン５の面積が増大する。従って、遮光パターン５により形成されるフォトスペーサ６の体積が増大する。この結果、パターン密度に関わらず、フォトスペーサ６の高さが稼げる体積が確保され、熱ダレによるフォトスペーサ６の高さの低下が防止される。

　なお、フォトスペーサに対応する遮光パターン９５が円形である例を示しているが、本発明はこれに限定されない。遮光パターン９５は開口パターン４に沿わない、例えば長方形、菱形、楕円等の他の形状でもよい。

　また、２行２列に配置された４個の開口パターンにより囲まれる位置に遮光パターンが配置される例を示しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、２個や３個の開口パターンにより囲まれる位置に遮光パターンが配置されでもよい。

　図４（ａ）は比較例に係る基板１１及び感光性有機層９０の焼成前の断面図であり、図４（ｂ）は比較例に係る基板１１及び感光性有機層９０の焼成後の断面図であり、図４（ｃ）は実施形態１に係る基板１１及び感光性有機層１０の焼成前の断面図であり、図４（ｄ）は実施形態１に係る基板１１及び感光性有機層１０の焼成後の断面図である。

　図３に示されるフォトマスク９１により、基板１１上の感光性有機層９０にフォトスペーサ９６及びエッジカバー９７が図４（ａ）に示すように形成される。フォトスペーサ９６の高さＨ１は、焼成時にフォトスペーサ９６に熱ダレが発生してフォトスペーサ９６が変形し、図４（ｂ）に示すように高さＨ１よりも低い高さＨ２になってしまうという現象が生じる。

　これに対して、本実施形態では、遮光パターン５により形成されるフォトスペーサ６の体積が、図４（ａ）のフォトスペーサ９６の体積よりも増大するので、フォトスペーサ６の高さは、焼成後、図４（ｄ）に示すように、比較例の高さＨ２よりも高い高さＨ３となる。このように、熱ダレによるフォトスペーサ６の高さの低下が抑制される。

　図５（ａ）は実施形態１に係るフォトマスクの変形例を示す平面図であり、図５（ｂ）は他の変形例を示す平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。

　フォトマスク１Ａ・１Ｂは、複数の帯状パターン３が互いに平行に形成されるグレートーン領域２を備える。前述した例では、帯状パターン３が水平方向に延伸する例を示したが、本発明はこれに限定されない。帯状パターン３が延伸する方向はどの方向でもよく、例えば、図５（ａ）に示すように垂直方向でもよく、図５（ｂ）に示すように斜め方向でもよい。

　図６（ａ）（ｂ）は上記フォトマスクのさらに他の変形例を示す平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。

　フォトマスク１Ｃは、図６（ａ）に示すように、水玉模様等のパターン３Ｃからなるグレートーン領域２を備える。前述した例では、帯状パターン３がグレートーン領域２に形成される例を示したが、本発明はこれに限定されない。帯状パターン３の替わりに水玉模様、市松模様等の他のパターン３Ｃが形成されてもよい。

　フォトマスク１Ｄは、図６（ｂ）に示すように、ハーフトーンパターン３Ｄからなるハーフトーン領域２Ｄを備える。前述した例では、グレートーン領域２の例を示したが、本発明はこれに限定されない。グレートーン領域２の替わりにハーフトーン領域２Ｄを備えてもよい。

　図７（ａ）（ｂ）は上記フォトマスクのさらに他の変形例を示す平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。

　前述した例では、矩形の開口パターン４の例を示したが、本発明はこれに限定されない。矩形の開口パターン４の替わりに、図７（ａ）に示すように円形の開口パターン４Ｅを形成してもよい。この場合、２行２列の４個の円形の開口パターン４Ｅの周縁に沿った形状の遮光パターン５Ｅが形成される。開口パターンは例えば長方形、菱形、楕円等の他の形状でもよい。

　また、各開口パターンの形状は、各開口９に形成する有機発光ダイオードの発光材料の色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））に応じて異なっていてもよく、例えば図７（ｂ）に示すように、形状の異なる開口パターン４Ｆ・４ＦＦを形成してもよい。

　図８は上記フォトマスクのさらに他の変形例を示す平面図である。前述した構成要素と同様の構成要素には同様の参照符号を付している。これらの構成要素の詳細な説明は繰り返さない。

　前述した例では、開口９とフォトスペーサ６との間に平坦部７が設けられる構成を示したが、本発明はこれに限定されない。平坦部７は設けられなくてもよい。この場合、遮光パターン５Ｇが、図８に示すように各開口パターン４の周縁の一部に密接するように形成される。

　以上、露光されると現像液に対して溶解性が増大し、露光部が除去されるポジ型の感光性有機層１０で説明したが、逆に露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残るネガ型の感光性有機層であってもよい。ネガ型の場合は、透過部はフォトスペーサ部を形成し、半透過光部が平坦化部を形成し、遮光部が開口部を形成する。また、上記はエッジカバーを感光性有機層で形成する例を説明したが、感光性の有機層を用いず、別途レジストを用いて有機層をパターニングしてもよい。

　〔まとめ〕
　態様１のフォトマスクは、複数の第１電極と、前記第１電極の端部を覆うエッジカバーと、前記第１電極と前記エッジカバーの一部とを覆う島状の発光層と、第２電極と、を備える表示装置を形成するためのフォトマスクのうち、前記エッジカバーを一括形成するためのフォトマスクであって、前記エッジカバーは、前記第１電極を開口する開口部、平坦部、及び前記平坦部よりも高い複数のフォトスペーサ部、を備え、前記フォトマスクは、前記開口部を形成する透過部と、前記平坦部を形成する半透過光部と、前記フォトスペーサ部を形成する遮光部と、を備え、前記遮光部は格子状に並ぶ複数の前記透過部の間に島状に形成され、２つの前記透過部に挟まれた前記遮光部の端部は前記透過部の外縁に沿って延伸するように形成される。

　態様２では、前記透過部が四辺形状に形成される。

　態様３では、前記半透過光部は、複数の帯状パターンが互いに平行に形成されるパターンを有する。

　態様４では、前記遮光部は、その周縁が前記半透過光部と接するように形成される。

　態様５では、前記遮光部は、その周縁の一部が前記透過部と接するように形成される。

　態様６では、前記半透過光部が、ハーフトーンマスクにより形成される。

　態様７では、前記半透過光部が、微細パターンが設けられたグレイトーンマスクにより形成される。

　態様８の表示装置は、複数の第１電極の端部を覆うエッジカバーを備える表示装置であって、前記エッジカバーが、前記第１電極を開口する開口部と、平坦部と、前記平坦部よりも高い複数のフォトスペーサ部と、を備え、前記表示装置が、前記第１電極と前記エッジカバーの一部とを覆う島状の発光層と、前記発光層よりも上層で前記第１電極に共通する第２電極と、をさらに備え、前記フォトスペーサ部は格子状に並ぶ複数の開口部の間に島状に形成され、２つの前記開口部に挟まれた前記フォトスペーサ部の端部は前記開口部の外縁に沿って延伸するように形成される。

　態様９の表示装置の製造方法は、態様１に記載のフォトマスクを用いた表示装置の製造方法であって、基板上に前記エッジカバーを形成する工程と、前記エッジカバーの上に前記フォトマスクを載置する工程と、前記フォトマスクを通して前記エッジカバーに光を照射して、前記開口部の外縁に沿って前記フォトスペーサ部を形成する工程とを包含する。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

　本実施形態に係るディスプレイは、表示素子を備えた表示パネルであれば、特に限定されるものではない。上記表示素子は、電流によって輝度や透過率が制御される表示素子であり、電流制御の表示素子としては、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode：有機発光ダイオード）を備えた有機ＥＬ（Electro Luminescence：エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、又は無機発光ダイオードを備えた無機ＥＬディスプレイ等のＥＬディスプレイＱＬＥＤ（Quantum dot Light Emitting Diode：量子ドット発光ダイオード）を備えたＱＬＥＤディスプレイ等がある。

　１　フォトマスク
　２　グレートーン領域（半透過光部、グレイトーンマスク）
　３　帯状パターン（微細パターン）
　４　開口パターン（透過部）
　５　遮光パターン（遮光部）
　６　フォトスペーサ（フォトスペーサ部）
　７　平坦部
　８　陽極電極（第１電極）
　９　開口（開口部）
１０　感光性有機層（エッジカバー）

Claims (9)

1. 　複数の第１電極と、前記第１電極の端部を覆うエッジカバーと、前記第１電極と前記エッジカバーの一部とを覆う島状の発光層と、第２電極と、を備える表示装置を形成するためのフォトマスクのうち、前記エッジカバーを一括形成するためのフォトマスクであって、
   　前記エッジカバーは、前記第１電極を開口する開口部、平坦部、及び前記平坦部よりも高い複数のフォトスペーサ部、を備え、
   　前記フォトマスクは、前記開口部を形成する透過部と、前記平坦部を形成する半透過光部と、前記フォトスペーサ部を形成する遮光部と、を備え、
   　前記遮光部は格子状に並ぶ複数の前記透過部の間に島状に形成され、
   　２つの前記透過部に挟まれた前記遮光部の端部は前記透過部の外縁に沿って延伸するように形成されるフォトマスク。
2. 　前記透過部が四辺形状に形成される請求項１に記載のフォトマスク。
3. 　前記半透過光部は、複数の帯状パターンが互いに平行に形成されるパターンを有する請求項１に記載のフォトマスク。
4. 　前記遮光部は、その周縁が前記半透過光部と接するように形成される請求項１に記載のフォトマスク。
5. 　前記遮光部は、その周縁の一部が前記透過部と接するように形成される請求項１に記載のフォトマスク。
6. 　前記半透過光部が、ハーフトーンマスクにより形成される請求項１に記載のフォトマスク。
7. 　前記半透過光部が、微細パターンが設けられたグレイトーンマスクにより形成される請求項１に記載のフォトマスク。
8. 　複数の第１電極の端部を覆うエッジカバーを備える表示装置であって、
   　前記エッジカバーが、
   　前記第１電極を開口する開口部と、
   　平坦部と、
   　前記平坦部よりも高い複数のフォトスペーサ部と、を備え、
   　前記表示装置が、
   　前記第１電極と前記エッジカバーの一部とを覆う島状の発光層と、
   　前記発光層よりも上層で前記第１電極に共通する第２電極と、をさらに備え、
   　前記フォトスペーサ部は格子状に並ぶ複数の開口部の間に島状に形成され、２つの前記開口部に挟まれた前記フォトスペーサ部の端部は前記開口部の外縁に沿って延伸するように形成される表示装置。
9. 　請求項１に記載のフォトマスクを用いた表示装置の製造方法であって、
   　基板上に前記エッジカバーを形成する工程と、
   　前記エッジカバーの上に前記フォトマスクを載置する工程と、
   　前記フォトマスクを通して前記エッジカバーに光を照射して、前記開口部の外縁に沿って前記フォトスペーサ部を形成する工程とを包含する表示装置の製造方法。

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