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掩模
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摘要
申請專利號:

CN201110441446.4

申請日:

2011.12.26

公開號:

CN102560409B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C23C 16/04申請日:20111226|||公開
IPC分類號: C23C16/04; H01L51/56 主分類號: C23C16/04
申請人: 樂金顯示有限公司
發明人: 李宰赫; 申榮訓
地址: 韓國首爾
優先權: 2010.12.28 KR 10-2010-0136464
專利代理機構: 北京三友知識產權代理有限公司 11127 代理人: 李輝;呂俊剛
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110441446.4

授權公告號:

102560409B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2012.09.12|||2012.07.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

公開了一種可用于在淀積設備中在襯底上形成圖案的掩模,以及使用該掩模來制造顯示裝置的方法。所述掩模包括掩模圖案和框架。該掩模具有漸縮形狀,其中該框架的內表面在從上端到下端的方向上漸縮。使用該掩模的掩模圖案在襯底上形成薄膜圖案。所述框架支持所述掩模圖案的外部,并且包括在設置所述掩模圖案的內側方向漸縮的斜面。

權利要求書

1.一種用于在襯底上形成薄膜圖案的掩模,該掩模包括:
掩模圖案,該掩模圖案限定了要形成在所述襯底上的所述薄膜圖案;以及
框架,該框架支持所述掩模圖案,并且包括在設置所述掩模圖案的內側方向漸縮
的斜面。
2.根據權利要求1所述的掩模,其中所述掩模圖案由金屬或者陶瓷材料形成,
并且其中,所述掩模圖案具有等于或小于約5.0ppm/度的熱膨脹率。
3.根據權利要求1所述的掩模,其中所述框架由金屬或者陶瓷材料形成。
4.根據權利要求3所述的掩模,其中所述框架具有等于或小于約10-7mm/℃至
約2.0×10-6mm/℃的熱膨脹系數。
5.根據權利要求1所述的掩模,其中,所述淀積室是PECVD室,并且所述掩
模圖案在與所述PECVD室的等離子體形成部分相反的方向上被粘接到所述框架,并
且其中所述掩模用于形成顯示裝置的鈍化層的圖案。
6.根據權利要求1所述的掩模,其中,所述框架包括:
繞著通過所述框架的剖面所形成的內側的內表面;
繞著所述框架的外側的外表面;以及
繞著在所述外表面的下端和所述內表面的下端之間的間隙的下表面。
7.根據權利要求6所述的掩模,其中所述內表面具有自所述外表面的上端在內
側方向上漸縮的漸縮形狀。
8.根據權利要求1所述的掩模,其中所述斜面相對于所述襯底或者所述機臺具
有在約15度到45度之間的角度。
9.根據權利要求1所述的掩模,其中所述掩模具有在所述框架的拐角區域中形
成的至少兩個對準標記。
10.根據權利要求1所述的掩模,其中所述框架的橫剖面具有四邊形或者三角形
的形狀。
11.一種用于制造顯示裝置的方法,該方法包括:
在淀積室中的機臺上提供襯底;
使用對準標記將掩模與所述襯底或所述機臺對準,其中所述掩模包括框架和粘接
到所述框架的掩模圖案,并且其中所述框架具有在朝著設置所述掩模圖案的內側方向
減縮的斜表面;以及
在所述淀積室中通過所述掩模來淀積薄膜,以在所述襯底上形成所述薄膜的圖
案。
12.根據權利要求11所述的方法,其中所述掩模圖案由金屬或者陶瓷材料形成,
并且其中所述掩模圖案具有等于或小于約5.0ppm/度的熱膨脹率。
13.根據權利要求11所述的方法,其中所述框架由金屬或者陶瓷材料形成。
14.根據權利要求13所述的方法,其中所述框架具有等于或小于約10-7mm/℃
至約2.0×10-6mm/℃的熱膨脹系數。
15.根據權利要求11所述的方法,其中,所述淀積室是PECVD室,并且所述
掩模圖案在與所述PECVD室的等離子體形成部分相反的方向上被粘接到所述框架,
并且其中所述薄膜的所述圖案是顯示裝置的鈍化層的圖案。
16.根據權利要求11所述的方法,其中所述框架包括:
繞著通過所述框架的剖面所形成的內側的內表面;
繞著所述框架的外側的外表面;以及
繞著在所述外表面的下端和所述內表面的下端之間的間隙的下表面。
17.根據權利要求16所述的方法,其中所述內表面具有自所述外表面的上端在
內側方向上漸縮的漸縮形狀。
18.根據權利要求11所述的方法,其中所述斜表面相對于所述襯底或者所述機
臺具有在約15度到45度之間的角度。
19.根據權利要求11所述的方法,其中所述掩模具有在所述框架的拐角區域中
形成的至少兩個對準標記,并且其中所述兩個對準標記配置成固定地附接在所述機臺
上。
20.根據權利要求11所述的方法,其中所述框架的橫剖面具有四邊形或者三角
形的形狀。

說明書

掩模

本申請要求2010年12月28日提交的韓國專利申請No.10-2010-0136464的優先
權,通過引用將其結合于此,如同全面在此闡述一樣。

技術領域

本發明涉及一種用于在淀積設備中在襯底上形成圖案的掩模和使用該掩模來制
造顯示裝置的方法,并且尤其涉及一種用于形成有機發光二極管(OLED)顯示器的
鈍化層的應用于等離子體增強化學氣相淀積(PECVD)的掩模。

背景技術

通常,氣相淀積主要分類成物理氣相淀積(PVD)和化學氣相淀積(CVD)。

根據所淀積材料從氣態變成固態時進行的處理,PVD與CVD之間存在差異。具
體地,明顯的差異在于:PVD要求真空環境,而CVD甚至在數十至數百托的環境或
者標準壓力環境下也充分地進行。在這種情況下,CVD要求相比PVD的溫度而言高
得多的溫度的環境。

PVD的例子有濺射、電子束蒸發、熱蒸發、激光分子束外延(L-MBE)和脈沖
激光淀積(PLD)。這些工藝可以被包括在PVD中的原因是:當要淀積的材料被淀積
在襯底上時,從氣態變成固態的操作伴隨著物理變化。

CVD的例子有金屬有機化學氣相淀積(MOCVD)和氫化物氣相外延(HVPE)。
CVD輸送氣態原材料,但是原材料在襯底的表面上具有化學反應。

根據反應室的反應條件(例如,根據真空度),CVD工藝主要分類成三種工藝。

首先,常壓化學氣相淀積(APCVD)在反應器的真空度是大氣壓時利用源于熱
的能量來引起反應。

其次,低壓化學氣相淀積(LPCVD)在反應器的真空度是低壓時利用源于熱的
能量來引起反應。

第三,PECVD在反應器的真空度是低壓時利用源于熱的能量和由射頻(RF)功
率產生的等離子體來引起反應。

圖1和圖2是示出了在PECVD設備中襯底和掩模對準的狀態的示意圖。

PECVD將包括了構成要形成的薄膜材料的元素的一種或多種化合物氣體提供到
襯底上,由此通過在氣態下或襯底表面進行的化學反應來形成所期望的薄膜。

這種PECVD設備包括進行化學反應的真空室(未示出)和水平設置在真空室中
的用于支持襯底10的機臺。

PECVD設備通常在于襯底上形成薄膜時沒有單獨的掩模的情況下使用,但是例
如在形成有機發光二極管(OLED)顯示器的鈍化層時,也可以使用圖1中的掩模20。

在PECVD設備中,如圖1A中所示,在形成OLED顯示器的鈍化層時使用的掩
模20包括形成在框架21內部的掩模圖案22。襯底10設置在掩模20下面且位于機
臺上,機臺具有襯底10被形成在從上部到下部的方向上的形狀。

框架21的材料可以是陶瓷或者金屬。當框架21的材料是金屬時,掩模經伸展后
的下垂可以最小化。

然而,如圖1B中所示,由于掩模20在框架21的邊緣處形成為直角形狀而沒有
任何階梯,所以取決于原材料的厚度,在襯底上或者掩模圖案區的附近可能出現陰影
效應(圖1B中的虛線所示)。陰影的形狀可能會變化。

即,如圖1B中所示,在掩模20的下部被伸展時,這種陰影效應可能會由于框
架21的厚度而嚴重地出現。

如圖2A和圖2B中所示,在掩模20的上部被伸展時,當襯底20粘附到掩模20
時掩模20被改變,導致膜穿通。

用在上述PECVD工藝中的掩模20具有局限性,即陰影效應可能嚴重地出現在
框架21與掩模圖案22之間的邊界上。另外,當掩模20由于機臺抬升而升高時,可
能會在掩模區域中出現膜穿通。

發明內容

據此,本發明針對一種基本避免了由于現有技術的限制和缺點造成的問題中的一
個或多個問題的用于在淀積設備中在襯底上形成圖案的掩模和使用該掩模制造顯示
裝置的方法。

本發明的優點是提供一種改進的顯示裝置,該顯示裝置包括通過具有框架的掩模
而形成的薄膜的圖案,該框架具有斜表面。

本發明的附加特征及優點將在以下的描述中進行闡述,并且一部分根據本說明書
將是清楚的,或者可以從本發明的實踐獲知。本發明的這些和其他優點可以通過在本
書面描述及其權利要求書及附圖中具體指出的結構來實現和獲得。

為了實現這些和其他優點并且根據本發明的目的,如本文具體化和廣義描述的,
一種用于在襯底上形成薄膜圖案的掩模可以包括:掩模圖案,該掩模圖案限定了要在
襯底上形成薄膜圖案的位置;以及框架,該框架支持掩模圖案,并且包括在設置掩模
圖案的內側方向上漸縮(taper)的斜面。

在本發明的另一方面中,一種用于制造顯示裝置的方法可以包括:在淀積室中的
機臺上提供襯底;使用對準標記使掩模與襯底或機臺對準,其中掩模包括框架和粘接
到該框架的掩模圖案,并且其中所述框架具有在朝著設置所述掩模圖案的內側方向上
漸縮的斜表面;以及在淀積室中通過掩模來淀積薄膜,以在襯底上形成薄膜的圖案。

應當理解的是,前面的大體描述和后面的具體描述都是示例性和解釋性的,并旨
在對所要求保護的本發明提供進一步的解釋。

附圖說明

附圖被包括進來以提供對本發明的進一步理解,并結合到本申請中而構成本申請
的一部分,這些附圖例示了本發明的實施方式,并與說明書一起用于解釋本發明的原
理。

在附圖中:

圖1和圖2是示出根據現有技術的在PECVD設備中襯底和掩模對準的狀態的示
意圖;

圖3是示出根據本發明的在PECVD設備中襯底和掩模對準的狀態的示意圖;

圖4是示出根據本發明的第一實施方式的掩模的示意圖;

圖5是沿圖4中A-A’線的剖面圖,其示出了圖4的掩模被設置在PECVD設備的
機臺上的狀態;

圖6是示出了根據本發明的第二實施方式的掩模的示意圖;以及

圖7是沿B-B’線的剖面圖,其示出了圖6的掩模被設置在PECVD設備的機臺上
的狀態。

具體實施方式

下面將詳細描述本發明的示例性實施方式,在附圖中例示出了本發明的示例性實
施方式的示例。在整個附圖中使用相同的參考標號指代相同或類似部分。

下面,將參照附圖來詳細地描述本發明的實施方式。

圖3是示出了根據本發明的在PECVD設備中襯底和掩模對準的狀態的示意圖。

如上所述,PECVD將包括了構成要形成的薄膜材料的元素的一種或多種化合物
氣體提供到襯底上,由此通過在氣態下或在襯底表面進行的化學反應形成期望的薄
膜。此類PECVD設備通常使用于在襯底上形成薄膜時不采用掩模的情況,但是例如
在形成OLED顯示器的鈍化層時,可以使用根據本發明的圖3的掩模200。即,在形
成OLED顯示器的鈍化層或其他薄膜時,可以使用根據本發明的掩模。

下文中,作為本發明的一個實施方式,將描述應用于PECVD設備且用于形成
OLED顯示器的鈍化層的掩模。然而,本發明并不限于這種應用。例如,本發明可以
應用到在PVD工藝、APCVD工藝、LPCVD工藝或者其他淀積工藝和技術中用于對
襯底上的各種薄膜進行構圖的掩模。本發明涉及一種用于在淀積設備中在襯底上形成
圖案的掩模,因此可不提供對于PECVD設備的詳細描述。

如圖3所示,PECVD設備包括:其上設置襯底100的機臺300;設置在襯底100
之上的用于在襯底100上形成各種薄膜圖案的掩模200;以及用于把源氣體保形地
(conformally)提供到襯底100上的噴淋頭400。

根據本發明的掩模200包括:用于在襯底100上形成將要形成的薄膜圖案的掩模
圖案220;以及用于支持該掩模圖案220的框架210。該框架210的內表面211具有
在從該框架210的上端至該框架210的下端的方向上漸縮的斜面。

使用掩模圖案220可以形成用于OLED顯示器的各種類型的薄膜圖案。這里,
掩模圖案220可以使用具有低的熱膨脹系數(例如,約5.0ppm/度)的金屬(例如殷
鋼(Invar)、科瓦鐵鎳鈷合金(Kovar)或鎳鉻恒彈性鋼(Elinvar))、陶瓷等。即,由
于在淀積工藝期間產生熱,所以有益的是,掩模圖案220由具有低熱膨脹的金屬材料
形成。

框架210可以由陶瓷或者金屬形成。當框架210由金屬形成時,所述掩模經過伸
展后的下垂可以最小化。

同樣有益的是,框架210由具有小熱膨脹系數的材料形成,使得可以最小化框架
210因熱而出現的形狀改變。這里,熱膨脹系數可以等于或小于約10-7mm/℃至約
2.0×10-6mm/℃。

框架210可以包括:繞著通過框架210的剖面所形成的內側的內表面211;繞著
框架210的外側的外表面213;繞著在外表面213的上端和內表面211的上端之間的
間隙的上表面212;以及繞著在外表面213的下端和內表面211的下端之間的間隙的
下表面(未示出)。

即,框架210具有與襯底100的形狀類似的四邊形形狀。形成在框架210內側的
表面稱為內表面211,并且形成在框架210上面的表面稱為上表面212。形成在框架
210外側的表面稱為外表面213,并且形成在框架210下面的表面稱為下表面(未示
出)。

這里,掩模圖案220可以粘接到框架210的下表面(未示出)。即,掩模圖案220
被伸展,并且在與PECVD設備中的等離子體形成部分相反的方向上粘接到框架210。

本發明的一個優點是最小化或者防止了在利用PECVD設備形成例如OLED顯示
器的薄膜期間框架210的陰影不利地影響設置在框架210內部的襯底100。為此,如
圖3所示,本發明的內表面211具有在從框架210的上表面212至框架210的下表面
(未示出)的方向上漸縮的斜面。

因此,當源氣體經由掩模200注入到襯底100中時,由于漸縮的內表面211,在
襯底100處可以不形成框架210的陰影。

相對于與襯底100接觸的下表面而言,內表面211的漸縮角(tapered?angle)可
以設置在15度到45度之間。

圖4是示出了根據本發明的第一實施方式的掩模的示意圖。圖5是沿A-A’線的
剖面圖,其示出了圖4的掩模被設置在PECVD設備的機臺上的狀態。

在根據本發明第一實施方式的掩模200中,如圖4所示,以類似于襯底100的外
形的四邊形形狀形成的框架210包括內表面211、上表面212、外表面213和下表面
214。具體地,內表面211在從上表面212至下表面214的方向(即框架210的內側
方向)上漸縮,并且由此形成斜面。

在根據本發明的掩模200中,如圖4所示,對準部分215可以形成在掩模200
的至少兩個外側部分中。

即,該對準部分215包括用于使掩模200與機臺300對準的對準標記216a和216b。
對準標記216a和216b可以形成為各種形狀。

對準標記216可以使用上表面212、外表面213、下表面214或者它們的組合來
形成為各種形狀。

圖4中,具有不同形狀的對準標記被形成在掩模200的框架210中。然而,本發
明不限于此,可以形成具有相同形狀的對準標記。

如圖5所示,本發明形成了掩模200上的對準標記216a和216b以及機臺300上
的與對準標記216a和216b相對應的機臺對準標記310,從而允許掩模200與機臺300
對準。即,不需要用于將掩模與PECVD設備的機臺對準的單獨的設備。

在現有技術中,當框架由于熱膨脹而改變時難以執行對準。然而,根據本發明的
掩模包括在框架210的外側的對準標記215,從而易于使掩模200與機臺300對準。

為了使用對準標記216,框架210的尺寸可以大于襯底100的尺寸,并且由此框
架210的對準標記216可以容易地與機臺300上形成的機臺對準標記310對準。

可以利用相機使掩模200的對準標記216a和216b與機臺對準標記310對準。另
外,由于人眼可以從外部看見掩模200的對準標記216a和216b以及機臺對準標記
310,所以使用者可以在不采用單獨的相機的情況下直接使對準標記對準。

由于對準部分215被形成在掩模200中,所以本發明甚至在不使用單獨的視覺相
機(例如攝像機等)的情況下也能夠實現機械對準。

圖6是示出了根據本發明的第二實施方式的掩模的示意圖。圖7是沿B-B’線的
剖面圖,其示出了圖7的掩模被設置在PECVD設備的機臺上的狀態。

根據本發明第二實施方式的掩模執行的功能與圖4和圖5中示出的根據本發明第
一實施方式的掩模執行的功能相同,并且具有外形進行了改變的框架210。

在根據本發明第二實施方式的掩模200中,如圖6和圖7所示,以類似于襯底的
外形的四邊形形狀形成的框架210包括內表面211、外表面213和下表面214。具體
地,內表面211在從外表面213的上端至框架210的內部的方向上漸縮,由此形成斜
面。

在根據本發明第二實施方式的掩模200的框架210中,沒有在內表面211與外表
面213之間單獨地形成上表面,內表面211由此具有在從內表面211與外表面213之
間的邊緣至內表面211的下端的方向上漸縮的斜面。

由于上述結構,框架210的外部厚度減少,由此框架210可以變輕。

甚至在本發明的第一實施例中,由于內表面211以漸縮的形狀傾斜,所以相比于
現有技術的框架,也可以降低框架210的厚度和重量。

對準部分215可以形成在根據本發明第二實施方式的掩模200中,并且它的結構
和功能與根據本發明第一實施方式的對準部分的結構和功能相同。

如上所述,設計和制造框架210,使得根據本發明的掩模可以當例如在PECVD
工藝中形成OLED顯示器的鈍化層時使掩模陰影最小化。即,本發明可以形成例如
OLED顯示器中具有改善的壽命和可靠性的鈍化層的圖案。

在OLED顯示裝置中,在例如形成無機薄膜的鈍化層時,由于掩模的框架的形
狀而出現陰影效應。該陰影效應減少了掩模區域處的鈍化層的厚度,因此縮短了
OLED顯示器的壽命。另外,上述陰影效應增大了邊框(bezel)區域,并且由此增大
了面板的尺寸。如果面板尺寸增大,則在一塊玻璃襯底上制作的面板的數量受到限制,
導致器材尺寸和器材成本的增加。為了解決此限制,本發明的掩模具有可以使陰影長
度最小化的漸縮框架。

根據本發明,該框架具有如下形狀:該框架的內表面在從該框架的上端至該框架
的下端的方向上漸縮,由此可以減小在襯底上形成的陰影區。據此,可以提高OLED
顯示器的可靠性,以及可以延長OLED的壽命。

本發明減小了在襯底上形成的陰影區,從而能夠實現具有減小的邊框區的窄邊框
技術。

由于邊框尺寸的減小,襯底的效率提高,由此可以降低產品成本。因此,還可以
減小器材的尺寸,由此可以節省器材的成本。

對于本領域技術人員而言,很明顯,可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下
對本發明做出各種修改和變化。因此,本發明旨在涵蓋落入所附權利要求及其等同物
范圍內的本發明的這些修改和變化。

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