(57)【要約】【課題】有機電界発光ディスプレイ装置の有機電界発光素子を製造するために有機物層を蒸着する時、使用されるマスクにパターンが形成されるうちに印加される張力が、マスクのパターン形成部に均一に作用してパターンが曲がったり歪んだりすることを防止することができるシャドウマスクパターンの形成方法を提供する。【解決手段】マスクフレームに引張力が印加された状態に固定される固定部と、パターンが形成されるパターン形成部でなるマスクシートにパターンを形成する方法において、前記マスクシートの下部に相対的に厚い厚さを持つ補助シートを位置させる段階と、前記マスクシートと補助シートに前記引張力に対応する張力を印加しながら前記マスクシートと補助シートを一緒に固定する段階と、固定されたマスクシートのパターン形成部にパターンを形成する段階とからなる。【選択図】図４
2006190655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクフレームに引張力が印加された状態に固定される固定部とパターンが形成されるパターン形成部でなるマスクシートにパターンを形成する方法において、
前記マスクシートの下部に相対的に厚い厚さを持つ補助シートを位置させる段階と;
前記マスクシートと補助シートに前記引張力に対応する張力を印加しながら前記マスクシートと補助シートを一緒に固定する段階と;
固定されたマスクシートのパターン形成部にパターンを形成する段階と、からなることを特徴とするシャドウマスクパターンの形成方法。
【請求項２】
前記パターンを形成する段階は、
前記マスクシートのパターン形成部にパターン形成スタート位置を選定する段階と； 
前記パターン形成スタート位置から螺旋方向の形成経路にしたがって前記パターンを形成する段階とからなることを特徴とする請求項１に記載のシャドウマスクパターンの形成方法。
【請求項３】
前記螺旋方向は、
前記マスクシートのパターン形成部の中心から外部に向かう方向であることを特徴とする請求項２に記載のシャドウマスクパターンの形成方法。
【請求項４】
前記螺旋方向は、
前記マスクシートのパターン形成部の外部から中心に向かう方向であることを特徴とする請求項２に記載のシャドウマスクパターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機電界発光素子のパターン領域に有機物を蒸着するために使用されるマスクパターンを形成するための方法に関し、より詳細には、有機電界発光ディスプレイ装置の有機電界発光素子を製造するために有機物層を蒸着する時、使用されるマスクにパターンが形成されるうちに印加される張力が、マスクのパターン形成部に均一に作用してパターンが曲がったり歪んだりすることを防止することができるシャドウマスクパターンの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、平板ディスプレイの中で一つである電界発光ディスプレイ装置は、発光層として使用する物質に応じて無機電界発光ディスプレイ装置と、有機電界発光ディスプレイ装置に分けられ、有機電界発光ディスプレイ装置は低電圧で駆動可能であり、軽量の薄型で視野角が広いだけでなく、応答速度もまた速いという長所を具備しているため脚光を浴びている。
【０００３】
このような有機電界発光ディスプレイ装置の有機電界発光素子は、基板上に積層式に形成される陽極、有機物層及び陰極で構成される。前記有機物層は、正孔と電子が再結合して励起子を形成して光を放出する有機発光層の有機物層を含み、また正孔と電子を有機発光層に円滑に輸送して発光效率を高めるために前記陰極と有機発光層の間に電子注入層と電子輸送層の有機物層を介在させながら陽極と有機発光層の間に正孔注入層と正孔輸送層の有機物層を介在させる。
【０００４】
上述された構造でなる有機電界発光素子は、一般に真空蒸着法、イオンプレーティング法及びスパッタリング法のような物理気相蒸着法またはガス反応による化学気相蒸着法によって製作される。  
【０００５】
そして、このような方法によって有機電界発光素子を製作する時、上述された有機物層を適切な位置に積層させるために所定のパターンが形成されているマスクが必要であり、前記マスクはマスクフレームに外側へ張力が印加された状態で固定設置される。すなわち、図１を参照すれば、基板１の一面に所定構造の有機物層(図示せず)を形成するために、前記有機物層の構造に対応するパターンが形成されているパターン形成部３ａを持つマスク３は、マスクフレーム５に固定される。  
【０００６】
この時、マスク３は矢印Ａで表示された方向に引張力が印加された状態でマスクフレーム５に溶接などによって固定される。  
【０００７】
そして、有機物蒸発源(図示せず)から矢印Ｂ方向に供給される気相の有機物質は、マスクフレーム５の開口部５ａとマスク３のパターン形成部３ａを通過して基板１に蒸着して有機物層の所定構造を形成する。未説明の図面番号３ｂはパターンが形成されず、マスクフレーム５に対する溶接作業が遂行されて固定される固定部である。
【０００８】
一方、マスクパターンはマスクシート３'にパターン形成装置(図示せず)で加工することによって形成される。  
【０００９】
そして、マスクシート３'にパターンを形成するためには、図２に図示されたように、 マスクフレームに固定させる時、パターンが形成されているマスクに印加される引張力に対応する張力がマスクシート３'に印加された状態で、前記パターン形成装置をマスクシート３'のパターン形成部３ａ'の一側から他側に向かう方向、例えば、矢印ｃ方向に移動させることによってなる。
【００１０】
上述された方式でマスクシート３'にパターンを形成する場合には、マスクシート３'に印加されている張力によって隣接するパターンの間の剛性が弱くなる。  
【００１１】
結果的に、同じ大きさの張力が四方より印加されているマスクシート３'にパターンを形成する間、パターンが先に形成された部分は、剛性が弱化されているので、マスク全体的に剛性の分布がバラ付いて所望の構造のパターンを得ることができなくなる。
【００１２】
すなわち、マスクシートにおいて、パターンが先に形成された部分での剛性とパターンが形成されていない部分での剛性は、同一でなく、これは張力によってあらかじめ形成されているパターンが曲がったり歪んだりする。  
【００１３】
特に、薄膜蒸着用マスクシートにパターンを形成する場合には、上述のようにパターンが形成されるうちに剛性のバラ付き現象が一般的であり、平板ディスプレイの中の一つである電界発光ディスプレイ装置は、発光層に使う物質に応じて、無機電界発光ディスプレイ装置と、有機電界発光ディスプレイ装置とに区分され、有機電界発光ディスプレイ装置は低電圧で駆動可能であり、軽量の薄型でありながら視野角が広いだけでなく応答速度もまた速いという長所を具備しているため脚光を浴びている。
【００１４】
このような有機電界発光ディスプレイ装置の有機電界発光素子は、基板上に積層式に形成される陽極、有機物層及び陰極で構成される。  
【００１５】
前記有機物層は、正孔と電子が再結合して励起子を形成して光を放出する有機発光層の有機物層を含み、また正孔と電子を有機発光層に円滑に輸送して発光效率を高めるために前記陰極と有機発光層の間に電子注入層と電子輸送層の有機物層を介在させながら両極と有機発光層の間に正孔注入層と電子輸送層の有機物層を介在させる。
【００１６】
上述した構造でなる有機電界発光素子は一般的に、真空蒸着法、イオンプレイティング法及びスパッタリング法などのような物理気相蒸着法またはガス反応による化学気相蒸着法によって製作される。  
【００１７】
そして、このような方法によって有機電界発光素子を製作する時、上述の有機物層を適切な位置に積層させるために所定のパターンが形成されているマスクが必要であり、前記マスクはマスクフレームに外側へ張力が印加された状態で固定設置される。
【００１８】
すなわち、図１を参照すれば、基板１の一面に所定構造の有機物層(図示せず)を形成するために、前記有機物層の構造に対応するパターンが形成されているパターン形成部３ａを持つマスク３は、マスクフレーム５に固定される。この時、マスク３は矢印Ａに表示された方向に引張力が印加された状態でマスクフレーム５に溶接などによって固定される。
【００１９】
そして、有機物蒸発源(図示せず)から矢印Ｂ方向に供給される気相の有機物質は、マスクフレーム５の開口部５ａとマスク３のパターン形成部３ａを通過して基板１に蒸着して有機物層の所定構造を形成する。未説明の図面番号３ｂは、パターンが形成されずにマスクフレーム５に対する溶接作業が遂行されて固定される固定部である。
【００２０】
一方、マスクパターンはマスクシート３'にパターン形成装置(図示せず)で加工することによって形成される。そして、マスクシート３'にパターンを形成するためには、図２に図示されたように、マスクフレームに固定させる時パターンが形成されているマスクに印加される引張力に対応する張力がマスクシート３'に印加された状態で前記パターン形成装置をマスクシート３'のパターン形成部３ａ'において一側から他側に向かう方向、例えば矢印ｃ方向に移動させることにより行われる。
【００２１】
上述した方式でマスクシート３'にパターンを形成する場合には、マスクシート３'に印加されている張力によって隣接するパターンの間の剛性が弱くなる。  
【００２２】
結果的に、同じ大きさの張力が四方から印加されているマスクシート３'にパターンを形成する間、パターンが先に形成された部分は剛性が弱化されているのでマスク全体的に剛性の分布がバラ付きになって所望の構造のパターンを得ることができなくなる。
【００２３】
すなわち、マスクシートにおいて、パターンが先に形成された部分での剛性とパターンが形成されていない部分での剛性は異なり、これは張力によってあらかじめ形成されているパターンが曲がったり歪んだりする。  
【００２４】
特に、薄膜蒸着用マスクシートにパターンを形成する場合には、上述のようにパターンが形成されるうちに剛性のバラ付き現象が著しく現われて所望の形象のパターンを得ることが難しくなる。
【００２５】
一方、前記従来のシャドウマスクパターンの形成方法に関する技術を記載した文献としては、下記特許文献１等がある。
【特許文献１】米国特許第５,８２７,７７５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
したがって、上述したように本発明の目的は、マスクシートに所定構造のパターンを形成させる間にマスクシートに印加される引張力によってパターンの形成有無によって剛性がばらつく現象を防止することによって、パターンが曲がったり歪んだりすることを防止できるマスクパターンを形成する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前記目的を果たすために、本発明によれば、マスクフレームに引張力が印加された状態に固定される固定部と、パターンが形成されるパターン形成部でなるマスクシートにパターンを形成する方法において、前記マスクシートの下部に相対的に厚い厚さを持つ補助シートを位置させる段階と、前記マスクシートと補助シートに前記引張力に対応する張力を印加しながら前記マスクシートと補助シートを一緒に固定する段階と、固定されたマスクシートのパターン形成部にパターンを形成する段階とからなることを特徴とする。
【００２８】
ここで、前記パターンを形成する段階は、前記マスクシートのパターン形成部にパターン形成スタート位置を選定する段階と、前記パターン形成スタート位置から螺旋方向の形成経路にしたがって前記パターンを形成する段階とからなることを特徴とする。
【００２９】
また、前記螺旋方向は、前記マスクシートのパターン形成部の中心から外部に向かう方向になることができ、前記螺旋方向は、前記マスクシートのパターン形成部の外部から中心に向かう方向でなることもできる。
【発明の効果】
【００３０】
上述したように、本発明によれば、外力が印加されている状態に固定されているマスクシートに所定のパターンを形成させる時パターンが形成されるうちにマスクシートに印加される張力の分布が均一に形成することができるように構成することでマスクパターンが変形されたりずれたり（Bending or Mismatching）するような現象を防止して高精度のマスクパターンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。そして、用語‘マスクシート’はパターンを形成するための鋼板を意味し、用語‘マスク'はパターンが形成されている鋼板を意味し、用語‘マスクパターン'はマスクシートに形成されているパターンを意味する。  
【００３２】
このように、本発明を説明するにおいて使用される特定用語は、説明の便利性のために定義されたので、当該分野に携わる技術者の意図または慣例などによって変わることもあり得るし、本発明の技術的構成要素を限定する意味として理解されてはならない。
【００３３】
まず、本発明によるマスクパターン形成方法は、パターンを形成しようとするマスクシートをマスク固定枠(図示せず)に固定させる。  
【００３４】
この時、マスクシートにはマスクフレームに溶接などにより固定させる時に印加される引張力に対応する外力Ａが印加される。これは、マスクフレームにマスクを固定させる時印加される引張力によってマスクパターンと基板の構造が容易に整列されるようにするためである。
【００３５】
その後、マスク固定枠に固定されたマスクシートにウォータジェット（Water-Jet）方式のレーザー器具のようなパターン形成装置(図示せず)を使って、形成しようとするパターンを形成し、有機電界発光素子を製造するためのマスクを製作する。この時、前記パターン形成装置の使用者はマスクシートに形成しようとするパターンの全体構造を把握した後、マスクシートに印加されている張力Ａが均一になるようにパターン形成スタート位置を選定し、ここからほぼ螺旋形状の経路にしたがってパターン形成装置が移動するようにして所望の構造のパターンを形成する。
【００３６】
図３ａに示したように、パターン形成スタート位置がマスクシート１３のパターン形成部１３ａの中央に選定された場合には、使用者は実線で表示されたパターンの形成経路ｄにしたがって前記パターン形成装置が移動するようにプログラムを設定する。  
【００３７】
その後、前記穿孔装置は使用者が設定したプログラムによってパターンの形成経路ｄにしたがって螺旋方向に移動しつつ、マスクシート１３のパターン形成部１３ａに所望の構造のパターンを形成する。
【００３８】
この時、マスクシート１３のパターン形成部１３ａに形成されるパターンを中心として外力Ａが印加される位置までの距離はほぼ等しく維持されるので、マスクにバラ付きの張力の分布が形成されることを防止してパターンが曲がったり歪んだりすることを防止することができる。
【００３９】
同様に、図３ｂに図示したように、パターン形成スタート位置がマスクシート１３のパターン形成部１３ａの一コーナーに選定された場合には、使用者は実線で表示されたパターンの形成経路ｅにしたがって前記パターン形成装置が移動するようにプログラムを設定する。  
【００４０】
その後、前記パターン形成装置は使用者が設定したプログラムによってパターンの形成経路ｅにしたがって螺旋方向に移動しながらマスクシート３のパターン形成部１３ａに所望の構造のパターンを形成する。
【００４１】
この時、マスクシート１３のパターン形成部１３ａに形成されるパターンを中心として外力Ａが印加される位置までの距離は、ほぼ等しく維持されるのでマスクシートに印加される張力の分布がバラ付くことを防止してパターンが曲がったり歪んだりすることを防止することができる。
【００４２】
本発明の他の実施形態によれば、図４に図示されたように、マスクシート２３のパターンの形成部２３ａにパターンを形成する間、マスクシートに印加される張力の分布がバラ付きになることを防止するために、マスクシート２３の溶接部２３ｂに所定大きさのスリットまたはホールのような穿孔穴２３ｃをあらかじめ加工する。  
【００４３】
その後、パターン形成装置を使ってマスクシート２３のパターン形成部２３ａに所望の形状のパターンを形成する。
【００４４】
この時、穿孔穴２３ｃはマスクシート２３に印加される張力がパターン形成部２３ｂに作用することを緩和させてパターン形成部２３ｂに所望の形状のパターンが円滑に形成されるようにする。
【００４５】
一方、前記パターン形成装置によってマスクシート２３のパターン形成部２３ａにパターンを形成する時、マスクシート２３に印加される張力Ａが均一になるようにパターン形成スタート位置を選定し、ここからほぼ螺旋形状の経路にしたがってパターン形成装置が移動するようにして所望の構造のパターンを形成する。  
【００４６】
この時、前記螺旋形状の経路は、図３ａに示されたようにパターン形成部２３ａの中心から外側に向かうか、または図３ｂにしめされたようにパターン形成部２３ａの一側角から中心に向かうようになる。
【００４７】
本発明のまた他の実施形態によれば、図５に図示されたように、パターンを形成する間、マスクシートに印加される張力の分布がバラ付きになることを防止するために、 パターンを形成しようとするマスクシート３３の下部に相対的に厚い厚さの補助シート３１を位置させた後、矢印Ａ方向に向かう張力をこれらに印加する。  
【００４８】
そして、前記パターン形成装置によってマスクシート３３のパターン形成部３３ａに所定のパターンを形成する。
【００４９】
上述したように、パターン形成装置によってパターンが形成されるうちに、マスクシート３３での張力分布がバラ付きになっても、このような張力分布のバラ付き度は補助シート３１によって補償され、究極的にマスクシート３３に所望の構造のマスクパターンを形成することができる。
【００５０】
一方、前記パターン形成装置によって補助シート３１の上部に位置するマスクシート３３にパターンを形成する時、マスクシート３３に印加される張力Ａが均一になるようにパターン形成スタート位置を選定し、ここからほぼ螺旋形状の経路にしたがってパターン形成装置が移動するようにして所望の構造のパターンを形成する。  
【００５１】
この時、前記螺旋形状の経路は、図３ａに示されたようにパターン形成部３３ａの中心から外側に向かうかまたは図３ｂに示されたようにパターン形成部３３ａの一側角から中心に向かうようになる。
【００５２】
一方、マスクシート１３、２３、３３の材質は、例えばニッケル元素を含有しているインバール（Invar）またはニッケル元素とクロム元素を含有しているエリンバー（Elinvar）のようなステンレススチール系材質で製作される。  
【００５３】
代表的なステンレススチール係材質は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０及びＳＵＳ３０４＋ＳＵＳ４３０からなるグループの中でいずれか一つに選択し得る。そして、マスクシートの材質は相対的に小さい熱膨脹係数と磁性によって磁化可能な特性を具備していればさらに望ましい。
【００５４】
また、マスクシートのパターン形成部に形成されるパターンの形態は、ドット形態またはストライプ形態でなることができ、またはこれらが混合している形態でも可能である。
【００５５】
本発明は添付された図面に図示された実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、一般的な有機電界発光素子を製造するためのマスクの装着状態を概略的に現わした分解斜視図である。
【図２】図２は、従来の実施形態にしたがってマスクシートにパターンを形成する過程を概略的に示した図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明によるマスクシートに螺旋経路にしたがってパターンを形成する過程を概略的に示した図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明によるマスクシートに螺旋経路にしたがってパターンを形成する過程を概略的に示した図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態にしたがってマスクシートにパターンを形成する過程を示した図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態にしたがってマスクシートにパターンを形成する過程を示した図である。
【符号の説明】
【００５７】
１３、２３、３３：マスクシート
１３ａ、２３ａ、３３ａ：穿孔穴
３１：補助シート
Ａ：外力
ｃ、ｄ、ｅ：パターン形成方向
【図１】
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【図２】
2006190655.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
2006190655.tif 000006
【図４】
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【図５】
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