KR101200882B1 - Mask used for forming an electroluminescent layer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 설정된 영역에 증착막이 형성되지 않는 샤도우 현상 및 불필요한 영역에 증착막이 형성되는 현상을 현저하게 줄일 수 있는 마스크를 개시한다. 본 발명에 따른, 패턴들이 형성되어 기판 표면에 소정의 증착막을 형성시키는 마스크는 기판의 회전 중심부의 패턴을 기준으로 외측으로 갈수록 패턴의 길이가 점차적으로 감소하며, 패턴 사이의 간격은 동일한 것을 특징으로 한다. The present invention discloses a mask that can significantly reduce a shadow phenomenon in which a deposition film is not formed in a set area and a phenomenon in which a deposition film is formed in an unnecessary area. According to the present invention, a mask in which patterns are formed to form a predetermined deposition film on a surface of a substrate gradually decreases in length toward the outside with respect to the pattern of the rotation center of the substrate, and the spacing between the patterns is the same. do.
증착 마스크 Deposition mask
Description
도 1은 유기 전계 발광층의 증착을 위한 장치에 사용되는 일반적인 포인트 증착원의 단면도.1 is a cross-sectional view of a general point deposition source used in an apparatus for the deposition of an organic electroluminescent layer.
도 2는 도 1에 도시된 포인트 증착원과 기판의 관계를 개략적으로 도시한 도면.FIG. 2 is a diagram schematically showing a relationship between a point deposition source and a substrate shown in FIG.
도 3은 포인트 증착원과 포인트 증착원의 중심에서 벗어난 위치에 설치된 기판의 관계를 개략적으로 도시한 도면. 3 is a diagram schematically showing a relationship between a point deposition source and a substrate provided at a position off center of the point deposition source.
도 4는 기판 상에 증착막을 형성하기 위하여 사용되는 일반적인 슬릿형 마스크의 평면도.4 is a plan view of a typical slit mask used to form a deposited film on a substrate.
도 5는 도 4에 도시된 기판과 증착원의 배열 상태에서 기판 표면에 증착막이 형성되는 상태를 도시한 도면.5 is a view showing a state in which a deposition film is formed on the substrate surface in the arrangement state of the substrate and the deposition source shown in FIG.
도 6은 본 발명에 따른 마스크의 일부 단면도로서, 도 5에 대응하는 도면.6 is a partial cross-sectional view of the mask according to the invention, corresponding to FIG. 5;
본 발명은 유기 전계 발광층 형성용 마스크에 관한 것으로서, 특히 기판의 표면에 증착막이 일부 형성되지 않은 샤도우 영역 및 불필요한 영역에 증착막이 형성되는 현상을 현저하게 줄일 수 있도록 구성한 마스크에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
열적 물리적 기상 증착은 증착 재료(예를 들어, 유기물)의 증기로 기판 표면에 발광층을 형성하는 기술로서, 증착원(deposition source) 내에 수용된 증착 재료는 기화 온도까지 가열되며, 증착 재료의 증기는 수용된 증착원 밖으로 이동한 후 코팅될 기판 상에서 응축된다. Thermal physical vapor deposition is a technique of forming a light emitting layer on a substrate surface with vapor of a deposition material (eg, organic material), in which the deposition material contained in the deposition source is heated to the vaporization temperature, and the vapor of the deposition material is stored. After moving out of the deposition source, it condenses on the substrate to be coated.
증착원은 그 형상에 따라 포인트 증착원(point source) 및 선형 증착원(linear source)으로 구분된다. 도 1은 일반적인 포인트 증착원의 단면도로서, 원통형의 측벽 부재(1B), 원판형의 바닥 부재(1C), 셀 캡(1A) 및 원통형 셀(1D)로 이루어진 포인트 증착원(1)의 내부 구성을 도시하고 있다. 셀 캡(1A) 및 셀(1D)로 인하여 형성되는 내부 공간에는 증착 재료(M)인 유기물이 수용되어 있다.The deposition source is classified into a point source and a linear source according to its shape. 1 is a cross-sectional view of a general point evaporation source, the internal configuration of the
측벽 부재(1B) 내부, 즉 측벽 부재(1B)와 셀(1D) 사이에는 셀(1D)의 내부 공간에 수용된 증착 재료(M)를 가열하기 위한 수단(1B-1; 예를 들어, 전원에 연결된 발열 코일)이 위치하고 있다. Means for heating the deposition material M contained in the interior space of the
셀 캡(1A)의 중앙부에는 개구(1A-1)가 형성되어 있으며, 측벽 부재(1B)에 장착된 가열 수단(1B-1)에서 발생된 열에 의하여 가열, 기화된 증착 재료(M)의 증기는 이 개구(1A-1)를 통하여 외부, 즉 기판(챔버 내부에 장착된 상태)을 향하여 배출된다. An opening 1A-1 is formed at the center of the
미설명 부호 "11"은 셀 캡(1A)으로 전달된 열의 외부 발산을 막기 위하여 측벽 부재(1B) 상단에 고정된 금속성 재질의 원판형 커버이며, "11-1"은 셀 캡(1A)의 개구(1A-1)와 대응하는, 커버(11)에 형성된 재료 증기 배출용 개구이다.
일반적인 유기 전계 발광층(이하, "발광층"이라 칭함) 형성 방법은 도 1에 도시된 단일의 증착원을 이용하여 증착 증기를 기판에 분사시키는 소위 "포인트 소스(point source)" 방법이다. 이 방법을 이용한 증착 장치는 기판의 규격(넓이)에 제약이 뒤따르며, 발광층의 두께가 불균일해지는 문제점이 있다. 기판의 넓이에 관계없이 균일한 두께의 발광층을 형성하기 위한 개선책으로서 기판과 증착원 사이의 거리를 증가하는 방안이 고려되었다.A general method of forming an organic electroluminescent layer (hereinafter referred to as "light emitting layer") is a so-called "point source" method in which deposition vapor is sprayed onto a substrate using a single deposition source shown in FIG. The vapor deposition apparatus using this method has a problem in that the size (width) of the substrate follows, and the thickness of the light emitting layer is uneven. As an improvement for forming a light emitting layer having a uniform thickness regardless of the width of the substrate, a method of increasing the distance between the substrate and the deposition source has been considered.
그러나, 기판과 증착원 사이의 거리를 증가시킨 증착 장치를 이용하는 경우에도 동일 기판의 표면일지라도 증착원의 바로 위에 위치하는 부분에 형성된 발광층과 그 외곽에 위치하는 부분에 형성된 발광층의 두께가 다르게 나타날 수 밖에 없으며, 따라서 균일도가 우수한 발광층이 형성된 부분만을 분리하여 사용하게 된다. However, even when using a deposition apparatus that increases the distance between the substrate and the deposition source, even if the surface of the same substrate, the thickness of the light emitting layer formed on the portion located directly above the deposition source and the portion formed on the outer portion may appear differently. There is nothing but a separate portion where the light emitting layer with excellent uniformity is formed.
도 2는 포인트 증착원과 포인트 증착원의 중심에서 벗어난 위치에 설치된 기판의 관계를 개략적으로 도시한 도면으로서, 기판(2)을 증착원(1)의 중심으로부터 벗어난 위치에 장착한 상태를 도시하고 있다.FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between a point deposition source and a substrate provided at a position off the center of the point deposition source, showing a state in which the
600mm의 폭을 갖는 기판(2)을 그 중심이 증착원(1)의 중심으로부터 수평 방향으로 410mm 이격되도록 장착하고 기판(2)을 회전시키지 않은 상태에서 증착 공정을 진행한 후, 기판(2)의 각 부분에서의 증착막 두께를 측정하면 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다. After the
증착원(1)의 중심과 수직 대응하는 가상 부분에서의 증착막 두께를 100으로 가정하면, Assuming the thickness of the deposited film in the virtual part corresponding to the center of the
a) 증착원(1)과 가장 인접한 기판(2)의 에지 부분에서의 증착막 두께 : 98.4a) Deposition thickness at the edge of the
b) 기판(2)의 중심부에서의 증착막 두께 : 81.1b) deposited film thickness at the center of the substrate 2: 81.1
c) 증착원(1)에서 가장 멀리 떨어진 기판(2) 에지 부분에서의 증착막 두께 : 58.9c) Deposition film thickness at the edge of the
정상적인 증착 조건, 즉 기판(2)을 회전시킨 상태에서 증착 공정을 진행한 후, 기판(2) 각 부분에서의 증착막의 두께를 측정하면 다음과 같다. 증착원(1)의 중심과 수직 대응하는 가상 부분에서의 증착막 두께를 100으로 가정하면, After the deposition process is performed under normal deposition conditions, that is, the
a) 증착원(1)과 가장 인접한 기판(2)의 에지 부분에서의 증착막 두께 : 76.1a) Deposition thickness at the edge of the
b) 기판(2) 중심부에서의 증착막 두께 : 81.1b) deposited film thickness at the center of the substrate (2): 81.1
c) 증착원(1)에서 가장 멀리 떨어진 기판(2) 에지 부분에서의 증착막 두께 : 76.1c) Deposition thickness at the edge of the
따라서, 기판(2)의 중심부와 에지 부분에서의 증착막 두께의 비율은 100:97이다. 결과적으로 도 3에 도시된 기판(2)과 증착원(1)의 배치 상태에서 기판(2)을 회전시키면서 증착 공정을 진행할 경우, 보다 균일한 두께의 증착막을 얻을 수 있다. Therefore, the ratio of the deposited film thickness at the center portion and the edge portion of the
도 4는 기판 상에 증착막을 형성하기 위하여 사용되는 일반적인 슬릿형 마스크의 평면도로서, 편의상 일부의 슬릿만을 도시하였다.FIG. 4 is a plan view of a general slit mask used to form a deposited film on a substrate, showing only some slits for convenience.
마스크의 기본 부재에는 다수의 슬릿들이 형성되어 있으며, 증착 재료 증기 가 슬릿을 통과하여 기판 표면에 증착됨으로서 증착막이 형성된다. 한편, 도 4에 도시된 마스크는 기판 표면에 어느 하나의 픽셀, 예를 들어 R (red) 픽셀을 구성하는 증착막을 형성하기 위한 패턴들이 형성되어 있음을 도시하고 있다.A plurality of slits are formed in the basic member of the mask, and a vapor deposition film is formed by depositing vapor deposition material on the substrate surface through the slits. On the other hand, the mask shown in FIG. 4 shows that patterns for forming a deposition film constituting any one pixel, for example, an R (red) pixel, are formed on a substrate surface.
도 5는 도 4의 선 L-L을 따라 절취한 상태의 단면도로서, 각 패턴의 형상을 도시하고 있다. 한편, 도 5는 마스크 상에 설치된 기판을 함께 도시하였다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line L-L of FIG. 4 and shows the shape of each pattern. Meanwhile, FIG. 5 together shows a substrate provided on a mask.
증착막 형성을 위하여 기판(2)의 하부에는 마스크(M)가 위치하며, 마스크에에는 동일한 길이(L1)를 갖는 다수의 패턴(m)이 형성되어 있다. 마스크(M)에 의하여 기판(2) 표면에 소정 형상의 증착막이 형성된다. 그러나, 증착원(1)과 마스크(M)의 위치 관계 및 마스크(M)에 형성된 패턴(m)의 형상으로 인하여 기판(2)의 설정된 영역에 원하는 형태의 증착막을 형성할 수 없다.In order to form the deposited film, a mask M is positioned below the
도 5에 도시된 바와 같이, 각 패턴(m)과 증착원(1)의 위치 관계에 의하여 마스크(M) 표면에 대하여 (수직이 아닌) 경사 각도를 갖고 유동하는 증착 재료 증기는 마스크(M)에 형성된 패턴(m)의 (증착원을 향하는) 가장자리에 의하여 그 흐름이 차단된다. As shown in FIG. 5, the vapor deposition material vapor flowing at an inclined angle (not vertical) with respect to the mask M surface due to the positional relationship between each pattern m and the
따라서 기판(2) 표면에서, 마스크(M)의 패턴(m)에 의하여 노출된 부분일지라도 증착막이 형성되지 않는 샤도우(shadow) 현상이 발생한다(도 5의 "S" 부분). 이와는 반대로, 마스크(M)에 의하여 노출되지 않은 영역임에도 불구하고 증착 재료 증기가 유입되어 증착막이 형성되지 않아야 할 영역에 증착막이 형성된다(도 5의 "N" 부분). Therefore, on the surface of the
특히, 증착원(1)과의 간격이 더 멀수록 샤도우 영역 및 증착막 형성 예정 영 역(D)로부터 벗어난 위치에 형성되는 증착막의 면적이 더 넓어지게 된다. In particular, as the distance from the
이러한 현상은 (마스크가 장착된) 기판(2)이 회전하여 증착원(1)과의 근거리부와 원거리부의 위치가 역전되는 경우에도 동일하게 발생한다. This phenomenon also occurs in the case where the substrate 2 (with mask) is rotated so that the positions of the near and far portions with the
이와 같이, 기판의 불필요한 영역에 증착막이 형성되는 현상, 예를 들어, B 계열의 유기물 증착막 일부에 중첩된 상태로 G 또는 R 계열의 유기물 증기가 증착되는 현상 및 증착막이 형성되어야 할 영역에 증착막이 형성되지 않는 현상은 증착 공정을 기초로 하여 진행되는 후 공정에 심각한 영향을 미치게 되며, 결과적으로 소자의 불량을 야기하게 된다. As such, a phenomenon in which a deposition film is formed in an unnecessary area of the substrate, for example, a phenomenon in which a G or R-based organic vapor is deposited in a state overlapping a part of a B-based organic vapor deposition film, and a deposition film is formed in a region where a deposition film should be formed. The non-forming phenomenon seriously affects the post process based on the deposition process, resulting in the failure of the device.
본 발명은 유기 전계 발광층을 형성하기 위한 과정에서 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 설정된 영역에 증착막이 형성되지 않는 샤도우 현상 및 불필요한 영역에 증착막이 형성되는 현상을 현저하게 줄일 수 있는 마스크를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above-described problems generated in the process of forming an organic electroluminescent layer, and a mask that can significantly reduce the shadow phenomenon that the deposition film is not formed in the set area and the phenomenon that the deposition film is formed in the unnecessary area. The purpose is to provide.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른, 패턴들이 형성되어 기판 표면에 소정의 증착막을 형성시키는 마스크는 기판의 회전 중심부의 패턴을 기준으로 외측으로 갈수록 패턴의 길이가 점차적으로 감소하며, 패턴 사이의 간격은 동일한 것을 특징으로 한다. According to the present invention for realizing the above object, the mask is formed pattern to form a predetermined deposition film on the surface of the substrate, the length of the pattern gradually decreases toward the outside based on the pattern of the rotation center of the substrate, The intervals are characterized by the same.
이와 같은 구조의 마스크에 의하여 기판 표면에 증착막 형성 예정 영역에 증착막이 형성되지 않는 샤도우 영역 및 불필요하게 증착막이 형성되는 면적을 현저하게 감소시킬 수 있다. The mask having such a structure can significantly reduce the shadow area where the deposition film is not formed in the region where the deposition film is to be formed on the substrate surface and the area where the deposition film is formed unnecessarily.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings of the present invention will be described in detail.
도 6은 본 발명에 따른 마스크의 일부 단면도로서, 도 5에 대응하는 도면이다.6 is a partial cross-sectional view of the mask according to the present invention, corresponding to FIG. 5.
본 발명에 따른 마스크(M1)의 가장 큰 특징은 마스크(M1)에 형성된 패턴(m1, m2....)들의 간격은 동일하게 유지한 상태에서 각 패턴(m1, m2...)의 길이(도 4에서의 각 패턴의 길이)를 서로 달리한 것이다.The biggest feature of the mask M1 according to the present invention is that the length of each pattern m1, m2 ... is maintained while the spacing of the patterns m1, m2 .... formed on the mask M1 remains the same. (The length of each pattern in FIG. 4) is different from each other.
즉, 본 발명의 마스크(M1)에서, 기판(2)의 회전 중심(C)과 가장 인접한, 또는 중심부의 패턴(m1)의 길이(L1)를 기준으로 그 외측에 형성된 패턴(m2)의 길이(L2)를 보다 짧게 하였으며, 회전 중심(C)의 외측으로 갈수록 패턴의 길이는 점차적으로 감소한다. That is, in the mask M1 of the present invention, the length of the pattern m2 formed on the outer side of the mask M1 nearest to the rotation center C of the
여기서, 기판(2)의 회전 중심(C)에 가장 인접한 또는 중심부의 패턴(m1)의 길이를 증착막 형성 예정 영역(D)의 길이(즉, 픽셀의 길이)와 동일하게 형성한다. Here, the length of the pattern m1 closest to or near the center of rotation C of the
도 5에 도시된 일반적인 마스크(M)와 비교하여, 위와 같은 조건으로 패턴을 구성한 마스크(M1)를 이용하여 증착 공정을 실시함으로서 다음과 같은 개선점을 얻을 수 있다. Compared with the general mask M shown in FIG. 5, the following improvement can be obtained by performing the deposition process using the mask M1 having the pattern formed under the above conditions.
먼저, 기판(2)의 회전 중심(C)에 가장 인접한 또는 중심부의 패턴(m1)의 길이를 증착막 형성 예정 영역(D)의 길이와 동일하게 구성함으로써 도 6에 도시된 바와 같이 불필요한 영역에 형성되는 증착막(N1)의 길이를 줄일 수 있다.First, by forming the length of the pattern m1 closest to or near the center of rotation C of the
이와 함께, 기판(2)의 회전 중심(C)에 인접한 패턴(m1)의 외측에 형성된 패턴(m2)은 패턴(m1)의 길이보다 짧은 길이를 가짐으로서 불필요한 영역에 형성되는 증착막(N2)의 길이가 크게 감소된다.In addition, the pattern m2 formed on the outer side of the pattern m1 adjacent to the rotation center C of the
이러한 개선 효과는 현상은 기판 회전 중심(C)의 외측에 있는 모든 패턴을 통하여 형성된 증착막에서도 동일하게 얻어진다. This improvement effect is similarly obtained even in the deposited film formed through all the patterns outside the substrate rotation center C. FIG.
한편, 회전 중심(C)의 어느 한 부분에 형성된 패턴들의 형상 및 배치 조건은 그 반대쪽에 형성된 패턴들에게 대칭적으로 적용됨으로써 마스크의 모든 패턴들에 있어서 동일한 효과를 얻을 수 있다. On the other hand, the shape and the arrangement conditions of the patterns formed in any one portion of the rotation center (C) is symmetrically applied to the patterns formed on the opposite side can obtain the same effect in all the patterns of the mask.
이상과 같은 본 발명에 따른 마스크는 기판 표면에 증착막 형성 예정 영역에 증착막이 형성되지 않는 샤도우 영역을 크게 줄일 수 있다. 이와 함께 증착막 형성 예정 영역 외의 영역에 증착막이 불필요하게 형성되는 것을 현저하게 감소시킬 수 있다. The mask according to the present invention as described above can greatly reduce the shadow area in which the deposition film is not formed in the deposition film formation region on the substrate surface. At the same time, it is possible to significantly reduce the unnecessary formation of the deposition film in a region other than the deposition film formation scheduled region.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다. The exemplary embodiments described above are intended to be illustrative, not limiting, in all aspects of the invention. Accordingly, the present invention is capable of many modifications and implementations that can be made by those skilled in the art from the description contained herein. All such modifications and variations are considered to be within the scope and spirit of the invention as defined by the following claims.
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