Brevet FR2833134A1 — publié le 20030606

(24) d'accès à partir d'au moins lesdites identifications. SYSTEME DE MASQUE SOUS TENSION UTILISE DANS LE DEPOT SOUS VIDE DE FILM FIN POUR DISPOSITIF ELECTROLUMINESCENT ORGANIQUE Cette demande revendique les avantages de la Demande coréenne N 200176490 enregistrce le 5 décembre 2001 à l' Office coréen de la propriété industrielle, et dont la divulgation est ci-jointe pour rétérence. Cette invention concerne un masque métallique et, plus particulièrement, un système de cadre pour masque que l'on utilise dans le dépôt de films fins pour un dispositif électroluminescent organique. Depuis peu, les dispositifs électroluminescents (EL), considérés comme des dispositifs d'affichage de type photogène, font l'objet d'une grande attention et sont considérés comme les dispositifs d'affichage de future génération du fait de leurs avantages qui consistent en un grand angle de visualisation, en un bon contraste et en des caractéristiques de réponses rapides. Les dispositifs EL se divisent en dispositifs EL minéraux et en dispositifs EL organiques en fonction du matériau de la couche émettrice. Les dispositifs EL organiques permettent de réaliser des affichages en couleur, et possèdent de meilleures caractéristiques de luminance et de réponse que les dispositifs EL minéraux. Un dispositif EL organique comprend une série de premières électrodes définissant un motif prédéterminé sur un substrat isolant transparentj une couche émettrice organique formée par dépôt sous vide sur le substrat isolant transparent, ainsi qu'une série de secondes électrodes formées sur la couche émettrice organique de manière à agir comme électrode de type cathode entrant en intersection avec les premières couches d'électrodes. Lors de la fabrication d'un dispositif EL organique posséJant une structure telle que celle décrite ci-dessus, les premières électrodes se composent d'oxyde d'indium fin (ITO). Lorsqu'une couche d'ITO est mise sous forme de premières électrodes, la couche d'ITO est soumise à une attaque humide dans un agent de gravure contenant du FeCl2. Toutefois, lorsque l'on applique ce 1 0 procédé de photol ithographie a fin de graver le s se condes électrodes, du liquide pénètre dans l' interface séparant la couche émettrice organique et les secondes électrodes, tandis que la réserve employée est élimince et que les secondes électrodes sont attaquées, ce qui détériore les performances et les caractéristiques de durée de vie du dispositif EL organique. Afin de résoudre ces problèmes, des procédés de dépôt d'un matériau luminescent organique, utilisé comme couche émettrice organique et comme secondes électrodes, ont été suggérés. Lors de la fabrication d'un dispositif EL organique selon ces procédés, les premières électrodes d'ITO sont formées sur un substrat isolant transparent par photolithagraphie sous forme d'un motif de type bandes. Une couche émettrice organique est déposce sur le substrat isolant transparent à l'endroit o les premières électrodes ont été formées, après quoi un motif représentant un masque et correspondant au motif voulu des secondes électrodes est placé sur la couche émettrice organique, puis un second matériau pour électrode est déposé sur le substrat transparent. La publication du brevet corcen rendu public N 2000-60589 décrit un masque utilisé dans le dépôt d'une couche émettrice organique ou d'une (seconde) électrode de type cathode, un dispositif EL organique fabriqué à l' aide de ce masque, ainsi qu'un procédé de fabrication du dispositif EL organique. Ce masque comprend une série de longues fentes espacces les unes des autres selon une distance prédéterminée, et formées dans sa plaque fine principale. lOLa publication du brevet coréen rendu public N 1998-71583 décrit un masque fait d'une plaque métallique fine qui comprend une partie fentes et une partie pont formant un motif de maillage. La publication du brevet japonais rendu public N 1S2000-12238 décrit un masque comprenant une partie masque pour électrode et deux parties masque pour plage d'électrode. La partie masque pour électrode comprend une partie de masquage possédant plusieurs bandes qui sont parallèles les unes aux autres et ont une largeur sensiblement égale à l'écart de la (seconde) électrode de type cathade, ainsi qu'une partie de connexion qui permet de relier les bandes à leurs deux extrémités. Les masques traditionnels décrits ci-dessus comprennent de longues fentes de type bandes formées dans la plaque métallique fine. Ainsi, et bien que les bords de la plaque métallique fine soient supportés lors de la tension par un cadre, les longues fentes fléchissent et s'écartent du substrat du fait du poids du masque. Ce problème devient sérieux à mesure que la taille du substrat augmente. En outre, la dilatation thermique du masque lors du dépôt de la cathode encourage ce fléchissement des fentes dû à leur poids. La figure 1 décrit un exemple d'un masque que l' on applique afin de produire des dispositifs EL organiques à grande échelle. Le masque illustré dans la figure 1 comprend un certain nombre de parties de motif de masquage élémentaires 12, pour chaque substrat de dispositif EL organique, formées dans une plaque métallique fine 11, et ledit masque est supporté sous tension par un cadre 20. Ce masque 10 traditionnel possède des dimensions relativement importantes pour la production à grande échelle, et le problème de fléchissement dû à son propre poids devient alors sérieux même lorsqu'une tension uniforme est appliquée à chaque côté du masque afin de le fixer au cadre rectangulaire 20. Lorsque l'on soude la plaque métallique fine et de grandes dimensions au cadre , la largeur de chaque fente 12a des parties de motif de masquage élémentaires 12 doit demeurer dans une plage de tolérances prédétermince. Tandis que la tension est appliquée à chaque côté du masque 10 afin d'empêcher le problème de fléchissement des bandes, le pas de la fente dans chaque partie de motif de masquage élémentaire 12 est déformé au-delà d'une plage de tolérances prédéterminée. Plus précisément, lorsque les fentes d'une partie de motif de masquage élémentaire particulière du masque 10 sont déformées, la force de la déformation se transmet aux fentes des parties de motif de macquage élémentaires adjacentes, entraînant ainsi une distorsion des fentes adjacentes. Cela se traduit par un effet d'ombrage du masque 10 lors du dépôt de la couche organique ou de la cathode, et le motif de couche organique ou de cathode ainsi obtenu se trouve au-delà d'une plage de tolérances prédéterminée. Cet effet d'ombrage est encore plus important dans le sens tranevereal aux fentes 12a du masque 10. La distorsion de chaque partie de motif de masquage élémentaire 12 augmente les variations du pas total du fait du déplacement des motifs d'électrode élémentaires sur le substrat par rapport au motif original de chaque partie de motif de masquage élémentaire 12, ce qui empêche le dépôt précis de couches organiques rouges, bleues et vertes sur les motifs lO d'électrode élémentaires distincts du substrat. En outre, l'ajustement du pas et du pas total des parties de motif de masquage élémentaires formées dans une plaque métallique fine et de grandes dimensions n'est possible que dans une zone limitée, ce qui limite la taille du masque 10. Lorsqu'une tension est appliquée à chaque côté d'un masque unique 10 afin de le fixer à un cadre 20, les barres de support latérales 21 du cadre 20 sont courbées vers l'intérieur, tandis que les barres de support supérieure et inférieure 22 du cadre 20 sont courbées vers l'extérieur par la tension, comme le montre la figure 2. Dans un autre cas, comme le montre la figure 3, les barres de support latérales 21 sont courbées vers l'extérieur, tandis que les barres de support supérieure et inférieure 22 du cadre 20 sont courbées vers l'intérieur par la tension. Bien qu'une tension uniforme soit appliquée afin de souder le masque 1O au cadre, la distorsion du masque et le déplacement des motifs d'électrode élémentaires formés sur un substrat vers les motifs du masque rendent difficile l'ajustement du pas total. La publication du brevet japonais rendu public N 2001-247961 décrit un masque permettant d'éliminer le fluage des bandes séparées par des fentes, qui est dû à la dilatation thermique du masque. Ce masque est utilisé dans la formation par dépôt d'une couche comportant des motifs sur un substrat, et comprend une partie masque pos sédant un certain nombre de cloi sons qui définis sent des premières ouvertures séparées, ainsi qu'une partie écran possédant un certain nombre de secondes ouvertures dont la taille est inférieure à celle des premières ouvertures. La partie écran comprend un matériau magnétique, et est disposée sur la partie masque de sorte que les secondes ouvertures soient alignées sur les premières ouvertures respectives. La publication du brevet japonais rendu public N 2001-273979 décrit la structure d'un masque magnétique. La publication du brevet japonais rendu public N 2001 254169 décrit un masque de dépôt posséJant une affinité pour le substrat voulu et comportant une partie motifs fine supportée par des nervures. Bien que les masques traditionnels décrits ci- dessus soient supportés par le cadre et soient faits d'un matériau magnétique conférant une affinité magnétique envers le substrat voulu, on assiste à l' apparition de problèmes inhérents tels que des variations du pas de la bande dues au poids et à la charge de traction du masque, des dommages de la couche organique lors du déplacement et de la manipulation du masque du fait de l' attraction accrue vers le substrat de verre, et des variations du pas total dues aux contraintes internes du masque et du cadre. La présente invention a ainsi pour objet de fournir un système de cadre pour masque utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif électroluminescent (EL) organique, système dans lequel il est possible de réduire les variations de largeur des motifs du fait de l' augmentation de la taille du masque, d'aguster facllement le pas total des masques élémentaires, et de minimiser les variations additionnelles du pas total dues aux contraintes externes ou internes du masque et du cadre. Cette invention a également pour objet de fournir un système de cadre pour masque utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif EL organique, lequel se compose d'un certain nombre de masques élémentaires de sorte que la taille du masque puisse être augmentée sans qu'il y ait d'effets indésirables. Cette invention a en outre pour objet de fournir un système de cadre pour masque utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif EL organique, dans lequel il est possible de régler finement le pas des bandes des masques élémentaires dans le sens transversal, ce qui permet ainsi de résoudre les problèmes associés aux variations de pas total du masque. D'autres objets et avantages de la présente invention seront d'une part exposés dans la description qui suit, et apparaîtront clairement, d'autre part, d'après cette description ou pourront être déduits lors de la mise en pratique de cette invention. Les objectifs précités et les objectifs autres de la présente invention sont atteints à l'aide d'un système de cadre pour masque utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif EL organique, lequel système comprend: un cadre comprenant une ouverture; et au moins deux masques élémentaires qui possèdent chacun au moins une partie de motif de masquage élémentaire orientée dans le sens du masque élémentaire ainsi que deux bords fixés au cadre sous tension. Dans un mode de réalisation de la présente invention, les au moins deux masques unitaires se présentent sous forme de bandes et sont fixés au cadre de sorte qu'ils n'entrent pas en contact physique l'un avec l'autre. Le cadre comprend en outre des éléments de support disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre, ainsi que des éléments élastiques connoctant les bords des éléments de support. Ces objets et avantages, entre autres, de la présente invention apparaîtront plus clairement et seront mieux appréciés en se fondant sur la description suivante des modes de réalisation préférés, et à la lumière des dessins qui l'accompagnent et dans lesquels: La figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un système de cadre pour masque traditionnci utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif électroluminescent (EL) organique. Les figures 2 et 3 représentent des vues en plan de systèmes de cadre de masque traditionnels. La figure 4 représente une vue en perspective éclatée d'un système de cadre pour masque, selon la présente invention, qui est utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif EL organique. La figure 5 représente une vue en perepective d'un masque élémentaire du système de cadre pour masque selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 représente une vue en plan d'une plaque originale illustrant la fabrication de masques élémentaires du système de cadre pour masque selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 7 représente une vue en plan d'une autre plaque originale illustrant la fabrication de masques élémentaires du système de cadre pour masque selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 8 représente une vue en perspective lO partiellement éclatée illustrant l'assemblage d'un cadre et de masques élémentaires à l'aide de la plaque originale de la figure 7. La figure 9 représente une vue en coupe d'un appareil utilisé dans le dépôt d'une couche organique sur l5 un substrat. Il sera maintenant fait référence en détail aux modes de réalisation de la présente invention, dont des exemples sont illustrés dans les dessins d'accompagnement dans lesquels des numéros de référence identiques renvoient aux mêmes éléments dans le document tout entier. La figure 4 illustre un mode de réalisation du système de cadre pour masque, selon la présente invention, qui est utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif électroluminescent (EL) organique. Dans la figure 4, le système de cadre pour masque comprend un cadre 30 ainsi qu'un masque 100 dont les deux bords sont supportés sous tension par le cadre 30. Le cadre 30 comprend des éléments de support 31 et 32 qui sont disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre, ainsi que des éléments élastiques 34 et 35 connectés aux bords des éléments de support 31 et 32 de manière à former une ouverture rectangulaire 33. Le cadre doit être suffisamment rigide pour appliquer une tension à un masque élémentaire 110 décrit ci-après. Une structure quelle qu'elle soit peut être appliquce au cadre 30 dans la mesure o elle ne génère pas d'interférences entre le substrat voulu et le masque 100. Le masque 100 comprend un certain nombre de masques élémentaires 110. Deux bords de chaque masque lO élémentaire sont supportés sous tension par le cadre 30. Comme le montrent les figures 4 et 5, chaque masque élémentaire 110 se compose d'une bande de plaque fine, et comprend des parties de motif de masquage élémentaires 111 qui sont disposées selon des intervalles lS prédéterminés le long de la plaque fine. La forme du masque élémentaire 110 n'est pas limitée à la bande. Chaque partie de motif de masquage élémentaire 111 comprend des bandes llla qui sont formées dans la plaque fine et qui sont parallèles les unes aux autres dans le sens du masque élémentaire 110, ainsi que des fentes longues lllb qui sont définies par les bandes llla. Dans le cas présent, la longueur des fentes lllb est choisie de manière à étre plus courte qu'une longueur prédéterminée, ceci en tenant compte de la contraction de Poisson due à la tension appliquée sur le masque élémentaire 110 supporté par le cadre 30. La largeur des fentes llOb est choisie de manière à être plus importante qu'une largeur prédéterminée. La partie de motif de masquage élémentaire 111 peut avoir un motif d'ouverture prédéterminé. Les masques élémentaires 110 décrits précédemment sont formés en gravant pleinement ou de moitié une plaque métallique originale de sorte qu'au moins une partie de connexion 120 demeure entre des masques élémentaires adjacents, comme le montre la figure 6, ou de sorte que deux parties de connexion 120 demeurent aux deux extrémités des masques élémentaires individuels, comme représenté à la figure 7. Après la gravure, les masques élémentaires se trouvant dans une plage d'erreurs acceptable sont choisis pour être utilisés. Les masques élémentaires 110 dont les parties de motif de masquage élémentaires ont une largeur de motif se situant dans une plage d'erreurs prédéterminée, sont sélectionnés et montés dans le cadre 30. Etant donné que les parties de motif de masquage élémentaires 111 des masques élémentaires 110 fixés au cadre 30 ont une largeur de motif se situant dans la plage d'erreurs prédéterminée, la largeur du motif est plus uniforme que celle des masques de type plaque métallique et d'un seul tenant traditionnels qui comportent un motif. Lorsque l'on fixe les masques élémentaires 110 aux éléments de support 31 et 32 du cadre 30, chaque masque élémentaire 110 est étiré dans les directions Y et X de manière à chevaucher les éléments de support 31 et 32, puis est soudé aux dits éléments de support 31 et 32. Dans ce cas, la tension sur les masques élémentaires 110 s'exerce le plus fortement dans la direction Y. ce qui permet de minimiser la distorsion des bandes des parties de motif de masquage élémentaires 111. Lors de la soudure des masques élémentaires 110 au cadre 30, le masque élémentaire adjacent à l'élément élastique 34 (35) peut être soudé au bord dudit élément élastique 34 (35) dans le sens longitudinal, comme le montre la figure 8, de manière à ne pas laisser d'espace entre ledit élément élastique 34 (35) et le masque élémentaire adjacent. La soudure peut s'effectuer par soudage par points ou par soudage au laser YAG, sans pour autant se limiter à ces techniques. L'espace entre chacun desUits masques élémentaires 110 peut être maintenu dans une plage de 0,01 à 1 mm, de préférence dans une plage de 0,1 à 1 mm en termes d'ajustement du pas total du masque 100. lO L'utilisation d'un système de cadre pour masque selon la présente invention, et qui possède la structure décrite précédemment, dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif EL organique sera décrite plus en détail ci-après dans le cadre de la figure 4 et de l'appareil de dépôt de films fins de la figure 9. S'agissant de la figure 9, afin de déposer des films fins pour un dispositif EL organique, tels que des couches organiques rouges, vertes et bleues ou une couche de type cathode à l' aide du masque 100, le système de cadre pour masque est initialement monté dans une chambre à vide 201 en face d'un creuset 202, tandis qu'un substrat 300 sur lequel les films fins doivent être formés est chargé au dessus du système de cadre pour macque. Une unité de type aimant 400 placce au dessus du r 25 substrat 300 est actionnée afin de déplacer le masque 100 supporté par le cadre 30 en direction du substrat 300. A ce moment, le creuset 202 est chanffé de manière à faire s'évaporer un préaurseur de couche organique ou de cathode qu'il contient de sorte que la couche organique ou la couche de type cathode se dépose sur le substrat 300. Lors de ce processus, le masque 100 fléchit du fait de son propre poids, et les bandes llla 13 ____._. des parties de motif de masquage élémentaires 111 placées à proximité du substrat 300 sont déformées par voie thermique. Toutefois, le masque lOO comprend un certain nombre de masques élémentaires 110, ce qui permet de prévenir une déformation localisée sérieuse du masque 100 ainsi qu'une distorsion du motif. En d'autres termes, chaque masque élémentaire 110 est étiré dans le sens des bandes llla, c'est-à-dire dans la direction Y. puis est fixé au cadre 30 de sorte que la tension appliquée sur chaque masque élémentaire 110 soit uniforme et que l' on n'assiste à aucune déformation localisce du masque 100. Dans le système de cadre pour masque, lesUites bandes llla desdites et au moins deux parties de motif de masquage 111 peuvent posséder des largeurs non uniformes qui sont fonction de la tension devant être appliquce sur ces dernières. Le système de cadre pour masque, selon la présente invention et posséJant la structure décrite précédemment, permet d'éliminer les problèmes associés à la formation de motifs fins dans un masque de type plaque métallique et d'un seul tenant traditionnel qui comprend un certain nombre de parties de motif de masquage élémentaires. En outre, selon la présente invention et étant donné qu'une tension relativement faible est appliquée dans le sens tranevercal du masque élémentaire, c'est-à-dire dans la direction X, on évite la distorsion des parties de motif de masquage élémentaires. Dans le cas d'un masque de grande taille et d'un seul tenant comportant un certain nombre de parties de motif de masquage élémentaires, le pas total des parties de motif de masquage élémentaires peut être ajusté tout simplement par la force exercée afin d'étirer le masque de grande taille dans son ensemble. Dans le masque lOO faisant l'objet de la présente invention, il est facile d'ajuster le pas total du masque, qui reflète le déplacement cumulé de tous les motifs d'électrode élémentaires formés sur le substrat par rapport aux motifs du masque, car le masque lOO se compose d'un certain nombre de masques élémentaires llO. En outre, les masques élémentaires peuvent être montés séparément dans le cadre de sorte que le pas total peut être ajusté pour chaque masque élémentaire. Dans le système de cadre pour masque faisant l'objet de la présente invention, qui est utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif EL organique et qui possède la configuration décrite ci dessus, le masque devant être monté dans le cadre se divise en un certain nombre de masques élémentaires, et la tension est appliquée sur chacun desUits masques élémentaires. Il en résulte que le pas total du masque peut être ajusté selon une marge d'erreur de + 2 um, et que la largeur du motif peut être ajustée selon une tolérance de + 5 um. La structure de ce système de cadre pour masque permet de former un masque de grande taille. Bien que seulement quelques modes de réalisation de la présente invention aient été ilIustrés et décrits, l'homme de l'art appréciera les changements qui peuvent être apportés à ces modes de réalisation sans s'éloigner des principes ni quitter l' esprit de la présente invention dont la portée est définie dans les revendications et leurs équivalents. REVENDICATIONS 1. Système de cadre pour masque utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif électroluminescent organique, et comprenant: - un cadre (30) comportant une ouverture; et - au moins deux masques élémentaires (110) qui possèdent chacun au moins une partie de motif de macquage élémentaire (111) orientée dans le sens du masque l0 élémentaire (110), ainsi que deux bords fixés au cadre (30) sous tension. 2. Système de cadre pour masque selon la revendication 1, dans lequel lesdits et au moins deux masques élémentaires (110) se présentent sous forme de bandes (llla) et sont fixés au dit cadre (30) de sorte que lesUits masques élémentaires (110) n'entrent pas en contact physique l'un avec l'autre. 3. Système de cadre pour masque selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le cadre (30) comprend: - des éléments de support (31, 32) qui sont parallèles l'un par rapport à l'autre; et - des éléments élastiques (34, 35) connsatant les bords desdits éléments de support (31, 32). 4. Système de cadre pour masque selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite et au moins une partie de motif de masquage élémentaire (111) comprend des fentes (lllb) définies par les bandes (llla) s'étendant dans la direction de ladite partie de motif de masquage élémentaire (111) tout en étant parallèles les unes aux autres. 5. Système de cadre pour masque selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite et au moins une partie de motif de masquage élémentaire (111) comprend des ouvertures formant un motif prédéterminé. 6. Système de cadre pour masque, selon la revendication 4 ou 5, dans lequel lesdites bandes (llla) desdites et au moins deux parties de motif de masquage (111) possèdent des largeurs non uniformes qui sont fonction de la tension devant être appliquée sur ces dernières. 7. Système de cadre pour masque utilisé dans le dépôt sous vide de films fins pour un dispositif électroluminescent organique comprenant: - un cadre (30) comportant une ouverture; et - au moins deux masques élémentaires (110), chaque masque élémentaire (110) comprenant deux bords opposés fixés au dit cadre (30) sous tension. 8. Système de cadre pour masque selon la revendication 7, dans lequel chacun desdits masques élémentaires (110) comprend au moins une partie motif orientée dans un sens dudit masque élémentaire (110). 9. Système de cadre pour masque selon la revendication 7 ou 8, dans lequel chacun desdits masques élémentaires (110) est soudé au dit cadre (30) par soudage par points. 10. Système de cadre pour masque selon la revendication 7 ou 8, dans lequel chacun desdits masques élémentaires (110) est soudé au dit cadre (30) par soudage par laser YAG. 11. Système de cadre pour masque selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel chacun 17 2833134 1 - desdits masques élémentaires (110) comprend au moins un motif de masquage comprenant des bandes (llla) orientées dans le sens de la longueur dudit masque élémentaire (110) de sorte que la longueur desdites bandes (llla) soit choisie en tenant compte de la contraction de Poisson due à la tension appliquse sur chacun desUits masques élémentaires (110). 12. Système de cadre pour masque selon l'une queleonque des revendications 7 à 11, dans lequel l'espace entre chacun desdits masques élémentaires (110) est maintenu dans une plage de 0,01 à 1 mm, de préférence dans une plage de 0,1 à 1 mm en termes d'ajustement du