(57)【要約】【課題】スリットを区切る遮蔽部が浮いたり、蒸着時にシャドウ現象が発生したりすることが防止できる有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスクを提供する。【解決手段】電極形成のための第１スリット部と、電極の端子部をなす第２スリット部と、第１及び第２スリット部の間に形成されてこれらを連結させる第３スリット部とを有する複数のスリットが形成された薄板状のマスクシートを含み、前記スリットの長手方向に対する前記第３スリット部の長さをＢとし、第１スリット部の幅と第２スリット部の幅との差をＡとした時、これらの関係が不等式０．５Ａ／Ｂ≦１．０を満足する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極形成のための第１スリット部と、電極の端子部をなす第２スリット部と、前記第１及び第２スリット部の間に形成されてこれらを連結させる第３スリット部とを有する複数のスリットが形成された薄板状のマスクシートを含み、
前記スリットの長手方向に対する前記第３スリット部の長さをＢとし、第１スリット部の幅と第２スリット部の幅との差をＡとした時、これらの関係が不等式０．５Ａ／Ｂ≦１．０を満足することを特徴とする有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスク。
【請求項２】
前記第２スリット部がテーパ状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスク。
【請求項３】
前記第２スリット部の端部が所定の曲率を有する曲面に形成され、この曲面の曲率半径をＣとした時、これと前記第２スリット部の幅Ｄ１との関係は、不等式Ｃ／Ｄ１≦０．２５を満足することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスク。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の薄膜蒸着用マスクを用いて第２電極層を形成したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はメタルマスクに係り、より詳細には、有機ＥＬ素子をなす薄膜を蒸着するための薄膜蒸着用マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）は能動発光型表示素子であって、視野角が広くてコントラストに優れているばかりではなく、応答速度が速いという長所を有していて次世代の表示素子として注目されている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子は、透明な絶縁基板上に所定のパターンをもって形成された第１電極と、この第１電極が形成された絶縁基板上に真空蒸着法により形成された有機発光層、及び前記有機発光層の上面に前記第１電極と交差するように形成されたカソード電極層としての第２電極層を含む。
【０００４】
このように構成された有機ＥＬ素子を製作するに当たって、前記第１電極はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）よりなるが、このＩＴＯのパターニングはフォトリソグラフィ法を用い、塩化第２鉄を含むエッチング液中において湿式エッチング法によりなされる。しかし、前記カソード電極である第２電極もまたフォトリソグラフィ法を用いてエッチングすれば、レジストを剥離する過程及び第２電極をエッチングする過程中に水分が有機発光層と第２電極との境界面に入り込んで有機電子発光素子の性能と寿命特性とを顕著に劣化させてしまう。
【０００５】
このような問題点を解決するために、有機発光層をなす有機ＥＬ材料と第２電極をなす材料とを蒸着する製造方法が提案されている。
【０００６】
このような蒸着方法を用いて有機ＥＬ素子を製作するためには、透明な絶縁基板にＩＴＯよりなる第１電極をフォトリソグラフィ法により成膜してストライプ状に形成する。そして、第１電極が形成された透明基板に有機発光層を積層した後、第２電極の形成パターンと同じパターンを有するマスクを有機発光層に密着させ、第２電極形成材料を蒸着して第２電極を形成する。
【０００７】
このような有機発光層またはカソード電極である第２電極を蒸着するためのマスクと、このマスクを用いた有機電子発光素子及びその製造方法が特許文献１に開示されている。
【０００８】
ここに開示された蒸着のためのマスクは、薄板のマスクシートに互いに所定間隔だけ離れてストライプ状のスロットが形成された構造を有する。
【０００９】
特許文献２に開示されたマスクは、金属薄板にスリット部とブリッジ部とがマッシュ状に形成されている。
【００１０】
特許文献３に開示されているマスクは、電極マスク部と、一対の端子マスク部とを有している。電極マスク部は、カソード電極、すなわち、第２電極間の間隔に当たる幅をもって互いに平行に設けられるストライプ状のマスキング部と、複数のマスキング部の両端を各々連結させる連結部とを備える。
【００１１】
さらに、特許文献４には、磁性体マスクの構造が開示されており、特許文献５に開示されたものは、被蒸着物に密着されて蒸着部分をマスキングするものであって、蒸着領域に対応するマスクパターンが形成された蒸着マスクは、フレームの厚さに比べて支持し難い微細間隙及び微細パターン部を含むマスクパターンを備え、前記マスクパターンの微細パターン部が微細リブにより支持された構造を有する。
【００１２】
これら従来のマスクは、金属薄板にストライプ状の長孔が形成されているため、金属薄板の縁部を支持するフレームに引張り力が加えられるように支持される。
【００１３】
しかし、前述のような従来のマスクは、図１に示されたように、薄板１１上に形成されたストライプ状のスリット１２が、開口率を考慮してできる限り幅広く形成される。
【００１４】
前記ストライプ状のスリット１２の幅Ｗ１は、基板１００上に形成された端子１０１の幅Ｗ２に同じかそれより広いため、マスク１０と基板１００とのアラインメントが正確になされない場合、隣接する端子１０１と前記スリット１２を介して蒸着される電極とによりショートが発生するといった不都合がある。
【００１５】
このような問題点を解決するために、図２に示されたように、前記スリット１２の端部１２ｂの幅ｆを基板１００上に形成された端子１０１の幅Ｗ２より狭く形成している。この場合、スリット１２の電極形成用スリット部１２ａと端部１２ｂとを連結させるテーパ部１２ｃが形成される。ここで、前記マスク１０は、引張り力が加えられた状態でフレーム（図示せず）に支持されるため、前記テーパ部１２ｃがあまりにも急峻に形成されれば、テンションマスクに加えられる引張り力により前記テーパ部１２ｃに応力が集中して亀裂が発生したり、スリット１２を形成するマスク１０の遮蔽部１３が浮いたりするといった問題点がある。前記遮蔽部１３が浮いてしまうと、マスクにより形成されるパターンが不均一になり、基板に電極を蒸着する時にシャドウ現象が大いに現れる。このようなシャドウ現象は、形成された電極パターン、すなわち第２電極の陰極パターン間にブリッジの役割を果たして陰極間のショートを発生させる。
【００１６】
【特許文献１】
大韓民国公開特許２０００−０６０５８９号公報
【特許文献２】
大韓民国公開特許１９９８−００７１５８３号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２２３８公報
【特許文献４】
特開２００１−２７３９７９公報
【特許文献５】
特開２００１−２５４１６９公報
【発明が解決しようとする課題】
前記のような問題を解決するために、本発明は、電極を形成するスリットの端部の幅を狭く形成して引張り力の作用時に応力が集中することを防止することにより、スリットを区切る遮蔽部が浮いたり、蒸着時にシャドウ現象が発生したりすることが防止できる有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスクを提供するところにその目的がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記のような問題を解決するために、本発明は、電極形成のための第１スリット部と、電極の端子部をなす第２スリット部と、第１及び第２スリット部間に形成されてこれらを連結させる第３スリット部とを有する複数のスリットが形成された薄板状のマスクシートを含み、前記スリットの長手方向に対する前記第３スリット部の長さをＢとし、第１スリット部の幅と第２スリット部の幅との差をＡとした時、これらの関係が不等式０．５Ａ／Ｂ≦１．０を満足することを特徴とする。
【００１８】
本発明において、前記第２スリット部の端部が所定の曲率を有する曲面に形成され、この曲面の曲率半径をＣとした時、これと第２スリット部の幅Ｄ１との関係は、不等式Ｃ／Ｄ１≦０．２５を満足する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明による望ましい一実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
本発明による有機電子発光素子の薄膜蒸着用マスクの一実施の形態を図３に示した。
【００２１】
図面を参照すれば、前記マスク３０は、薄板よりなるマスクシート３１に引張り力が加えられた状態を保持するフレーム５０を含み、前記マスクシート３１には、互いに所定間隔だけ離れているストライプ状の遮蔽部３２により区切られた複数のスリット４０が形成される。前記遮蔽部３２により区切られたスリット４０は、所定の間隔をおいて互いに平行に形成されるが、必ずしもこれに限定されるとは限らず、蒸着しようとする電極のパターンに応じて各種に変形可能である。
【００２２】
前述のように構成された本実施形態によるマスクにおいて、前記スリット４０は、図４に示されたように、基板２００に蒸着しようとする電極２２０の主電極部２２１を形成するための第１スリット部４１と、前記基板２００に形成された端子２１０と電気的に接続され、主電極部２２１の端部をなす端子部２２２を形成するための第２スリット部４２と、これら第１スリット部４１と第２スリット部４２とを連結させる第３スリット部４３とを含む。前記第３スリット部４３は、第１スリット部４１から第２スリット部４２の方に行くほど細くなる。
【００２３】
一方、前記第２スリット部４２は、前記スリットの長手方向に対する前記第３スリット部の長さをＢとし、第１スリット部の幅Ｄ２と第２スリット部の幅Ｄ１との差の半分をＡとした時、これらの関係が不等式０．５Ａ／Ｂ≦１．０を満足するように形成される。ここで、前記第３スリット部４３がテーパ状となっておらずに勾配を有する場合には、前記不等式において、０．５ＡがＡに置き換えられるのは言うまでもない。そして、前記第２スリット部４２の幅Ｄ１は、前記端子部２２２の幅Ｄ３より狭く形成される。
【００２４】
前記第２スリット部の端部が所定の曲率を有する曲面に形成され、この曲面の曲率半径をＣとした時、これと第２スリット部の幅Ｄ１との関係は、不等式Ｃ／Ｄ１≦０．２５を満足する。
【００２５】
前述のように構成されたマスク３０を用いて基板上に電極を形成するためには、フレーム５０に引張り力が加えられた状態でマスク３０を基板２００の上面に密着させる。そして、電極形成のための材料をマスク３０によりマスキングされた基板側に蒸発させて電極を形成する。この時、前記マスク３０の第２スリット部４２は、基板２００に形成された端子部２２２と重ね合わせる。
【００２６】
図５に、基板に本実施形態の薄膜蒸着用マスクが密着された状態を示す。
【００２７】
一方、前記のようにフレーム５０に引張り力が加えられるように支持されたマスク３０は、第１及び第２スリット部４１，４２を連結させる第３スリット部４３の長さをＢとし、第１スリット部の幅Ｄ２と第２スリット部の幅Ｄ１との差の半分をＡとした時、これらの関係を不等式０．５Ａ／Ｂ≦１．０を満足するように設定することにより、応力が第３スリット部４３に集中することを防止することができ、蒸着時に遮蔽部３２により発生するシャドウ現象を低減させて電極間のショートを防止することができる。
【００２８】
このような作用は本実施形態の下記の実験を通じて一層明らかになる。
【００２９】
この実験では、金属薄板を用いて前述のように構成されたマスクを製作し、マスクの亀裂の有無と、応力の集中により遮蔽部が浮いて生じるシャドウ効果とを調べた。その結果を下記表１に示す。ここで、各Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ１は、陰極をなすスリットの寸法であって、無次元の値である。そして、下記表１において、テンション条件１は、σｘ＝９．２ＭＰａ、σｙ＝６．１ＭＰａを作用させた場合のマスクパターンの亀裂有無を、そしてテンション条件２は、σｘ  ＝２７．６ＭＰａ、σｙ＝２１．４ＭＰａを作用させた場合の亀裂有無を示す。ここで、ｘ方向はスリットと同一方向、ｙ方向はスリットと直交方向と定義した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
前記表１から分かるように、テンション条件２によれば、高い引張り力を加えているが、蒸着温度が高い場合の輻射熱やマスクに付着する蒸着膜の慣性並びに膜応力に対してパターン変形が低く抑えられる利点がある。前記実験例１及び２は、前記不等式０．５Ａ／Ｂ≦１．０と、不等式Ｃ／Ｄ１≦０．２５とをやっと満足しているが、実験例１のようにマスクの亀裂及びシャドウ現象が顕著に低減できるということが分かる。
【００３２】
これに対し、比較例１及び２は前記不等式を満足しておらず、共にシャドウ現象が激しいということが分かる。特に、比較例２では、第３スリット部が略矩形に形成されるため、テンション条件２では亀裂が見られる。そして、比較例３もまた前記不等式を満足しておらず、テンション条件２で亀裂が見られると共に、シャドウ現象が激しい。
【００３３】
この明細書では、本発明を限定された実施の形態を中心として説明したが、本発明の範囲内であれば、各種の実施の形態が可能である。さらに、説明はされていないが、均等な手段もまた本発明にそのまま結合可能であろう。よって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲によって定まるべきである。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、前記のような構成を有する本発明による有機ＥＬ素子の薄膜形成用マスクは、基板に形成された端子部と重畳されるようにマスクにより形成される電極はその端部の幅が相対的に狭く形成されているので、基板とマスクとのアラインメントが正確になされなくても電極がショートされる問題点を防止することができる。特に、マスクの第３スリット部を本発明による前記不等式に基づいて形成することにより、マスクに引張り力を加える時に応力が集中することを防止することができ、スリットを区切る遮蔽部により発生するシャドウ現象が低減できて高精度の蒸着膜をパターニングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスク及び基板の分解斜視図である。
【図２】従来の有機ＥＬ素子の他の薄膜蒸着用マスク及び基板の分解斜視図である。
【図３】本発明による有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスクフレーム組立て体の分解斜視図である。
【図４】本発明による有機ＥＬ素子の薄膜蒸着用マスク及び基板の分解斜視図である。
【図５】基板に薄膜蒸着用マスクが密着された状態を示す平面図である。
【符号の説明】
３０          マスク
３１          マスクシート
３２          遮蔽部
４０          スリット
４１          第１スリット部
４２          第２スリット部
４３          第３スリット部
５０          フレーム
２００        基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004172069.tif 000006
【図４】
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【図５】
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