专利名称：掩膜及使用该掩膜制造显示装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种掩膜以及一种使用沉积低分子量材料的掩膜来制造显示装置的方法。
背景技术：
可以以低电压驱动的有机发光二极管(OLED)显示器既薄又轻，并且具有宽视角和相对较短的响应时间。OLED包括诸如电洞注入层和发光层的多个有机层，其可以通过以下方法形成使用荫罩和低分子量材料的沉积方法、通过喷嘴滴入有机材料的喷墨印刷方法、使用激光的涂布方法，等等。在这些方法中，低分子沉积方法使用最为广泛。当通过低分子沉积方法形成有机层时，使用具有开口图案的荫罩将发光材料精确地沉积在对应于RGB像素的像素电极上。
但是，制造对应于大尺寸显示设备的荫罩，并且精确地将开口图案与像素电极对准是比较困难的。
发明内容
根据本发明，掩膜包括支承框架，形成有图案形成区域；多个图案形成部分，形成在图案形成区域中；以及辅助支承框架，形成在图案形成部分之间。图案形成部分在四个方向上彼此隔开正方形的一个边长的长度。每一个图案形成部分均可以包括彼此有规则地隔开的条纹形状或矩形形状。图案形成部分可以包括多个开口，这些开口在行方向和/或列方向之一上彼此邻接，并且在另一方向上彼此隔开预定距离。根据本发明的实施例，图案形成部分包括随机形成在其边缘区域中的开口。
根据本发明的实施例，图案形成部分包括至少一对第一和第二开口图案，这些开口图案的开口随机形成且彼此相对，而且当第一和第二开口图案重叠时，开口有规则地排列。
根据本发明的实施例，图案形成部分包括两对开口图案，这些开口图案的开口随机形成且彼此相对，而且当两对开口图案重叠时，开口有规则地排列。
根据本发明的实施例，图案形成部分包括四个不同的角部开口图案，这些角部开口图案形成于图案形成部分的角部中且随机形成有开口，而且当多个角部开口图案重叠时，开口有规则地排列。
根据本发明的实施例，图案形成部分包括一对开口图案，这些开口图案的开口随机形成，并且这些开口图案形成在图案形成部分的边缘中，而且当该对开口图案重叠时，开口有规则地排列。
根据本发明的实施例，掩膜介于绝缘基板与有机材料之间，并且使有机材料可以沉积在绝缘基板的预定位置上。
根据本发明的实施例，图案形成部分相对于辅助支承框架突出。
通过提供一种掩膜，可以实现本发明的上述和/或其它方面，该掩膜包括支承框架，形成有图案形成区域；多个图案形成部分，形成在图案形成区域中，并且包括随机形成的开口；以及辅助支承框架，形成在图案形成部分之间。
根据本发明的实施例，图案形成部分包括至少一对第一和第二开口图案，这些开口图案彼此相对，而且当第一和第二开口图案重叠时，开口有规则地排列。
通过提供一种显示装置的制造方法，可以实现本发明的上述和/或其它方面，该方法包括准备包括薄膜晶体管和连接至该薄膜晶体管的像素电极的基板；将掩膜附于基板上，该掩膜包括形成有图案形成区域的支承框架、形成在图案形成区域中的多个图案形成部分、以及形成在图案形成部分之间的辅助支承框架；在对应于图案形成部分的像素电极上沉积发光材料；移动掩膜，以将图案形成部分设置在对应于辅助支承框架的像素电极上；通过重复沉积发光材料以及移动掩膜的步骤，形成具有发光材料的发光层。
根据本发明的实施例，掩膜的制造包括一体形成支承框架和辅助支承框架；准备包括图案形成部分和支承图案形成部分周边的保持件的多个图案形成单元；以及在对图案形成部分施加张力的同时将图案形成单元焊接至辅助支承框架。
根据本发明的实施例，辅助支承框架包括对应于保持件向上突出的突起，并且图案形成单元以保持件安放在突起中的状态被焊接。
根据本发明的实施例，掩膜的制造包括一体形成支承框架和辅助支承框架；准备形成有与图案形成部分对应的开口的矩形框架，并且在对图案形成部分施加张力的同时将图案形成部分焊接至框架；以及将框架与支承框架结合。
通过提供一种掩膜，可以实现本发明的上述和/或其它方面，该掩膜包括支承框架，形成有图案形成区域；多个图案形成部分，形成在图案形成区域中；以及辅助支承框架，形成在图案形成部分之间，并且相对于图案形成部分凹入。
通过提供一种掩膜，可以实现本发明的上述和/或其它方面，该掩膜包括支承框架，形成有图案形成区域；辅助支承框架，形成在图案形成区域中；以及图案形成单元，包括形成有开口部分的框架以及焊接至与开口部分对应的框架的图案形成部分，其中，图案形成单元结合至辅助支承框架，并与支承框架可分离地设置。
通过以下结合附图对实施例的描述，本发明的上述和/或其它方面和优点将变得显而易见并更容易理解。附图中图1A和图1B示出了根据本发明第一实施例的掩膜；图2示出了根据本发明第二实施例的图案形成区域；图3示出了根据本发明第三实施例的图案形成区域；图4A和图4B示出了根据本发明第四实施例的图案形成部分；图5示出了根据本发明第五实施例的图案形成部分；图6示出了根据本发明第六实施例的图案形成部分；
图7A和图7B示出了根据本发明第一实施例的掩膜的制造方法；以及图8A至图8C示出了根据本发明第七实施例的显示装置的制造方法。
具体实施例方式
图1A是根据本发明第一实施例的掩膜的透视图，而图1B示出了掩膜的图案形成区域。根据本发明第一实施例的掩膜1包括支承框架100，其具有图案形成区域110；多个图案形成部分200，其设置在图案形成区域110中；以及辅助支承框架300，其设置在图案形成部分200之间。
支承框架100具有矩形形状，并且稍大于其上沉积有有机材料(诸如发光材料)的基板。支承框架100包围并支承图案形成区域110。
通常，支承框架100由具有高强度的金属制成。支承框架100和辅助支承框架300作为一体而形成。
图案形成区域110包括多个图案形成部分200，并且辅助支承框架300设置在图案形成部分200之间。图案形成区域110充分地接触基板，并且具有与基板的尺寸相对应的尺寸。此外，图案形成区域110由支承框架100包围。
图案形成部分200形成有有机材料所经过的开口图案。形成在图案形成部分200之间的辅助支承框架300在四个方向上支承图案形成部分200。
传统上，开口图案在整个图案形成区域上形成，所以传统的图案形成部分与图案形成区域相等。但是，当图案形成部分与图案形成区域相等时，开口图案的尺寸大得难以将掩膜与大尺寸基板精确地对齐。通常，具有开口图案的图案形成部分通过薄金属膜实现，并焊接在支承框架上。用于将开口精确地设置在基板的像素电极上的焊接过程包括在四个方向上膨胀和安放图案形成部分的过程。基板的尺寸越大，开口就越不能在膨胀和安放图案形成部分的同时与像素电极对齐。
根据本发明，图案形成部分200未在整个图案形成区域110上形成，但辅助支承框架300部分地形成在图案形成区域110中。即，需要焊接的图案形成部分200的尺寸减小，从而降低了开口201与像素电极之间对齐误差。
图案形成部分200有规则地排列在图案形成区域110中。在该实施例中，图案形成部分200具有正方形形状。图案形成部分200在四个方向上彼此隔开正方形的一个边长的长度。这里，隔开部分对应于辅助支承框架300。图案形成部分200和辅助支承框架300设置在像棋盘一样的网状图案中。
图案形成部分200包括已知荫罩的开口图案。荫罩设置在绝缘基板与有机材料(如发光材料)之间，并使有机材料可以沉积在绝缘基板上的确定位置处。此外，荫罩包括规则排列的开口。例如，开口201排列成矩阵。形成开口201以在行方向上对应于每三个像素电极中的一个，并在列方向上对应于所有的像素电极。为了方便，没有开口201且对应于像素电极的部分将被定义为假想的虚拟开口202。换句话说，图案形成部分200包括在列方向上对应于一条线的开口201以及对应于两条线的虚拟开口202的连续重复的开口图案。但是，开口图案不限于上述的图案，而是可以变化。
如上所述，图案形成部分200通过在金属膜上形成开口201而实现，并焊接至辅助支承框架300。此时，为了将图案形成部分200的开口201与像素电极对齐，在四个方向上向金属膜施加预定张力的同时将金属膜焊接至辅助支承框架300，这被称为张力焊接。
通过将图案形成部分200直接焊接至与辅助支承框架300一体形成的支承框架100，或通过将图案形成部分200焊接至单独的框架，并将单独的框架与支承框架100结合，可以制成掩膜1。后面将更详细地描述掩膜1的制造方法。当通过使用根据本发明的掩膜1而在基板上形成诸如发光层的有机层时，必须进行沉积12次，而且掩膜1必须移动9次。在图案形成区域110紧密并精确地接触基板的同时，进行第一次沉积。然后，在掩膜1连续沿箭头方向移动的同时，进行第二至第四次沉积。即，在图案形成部分200向覆盖有辅助支承框架300的部分移动的同时，沉积发光材料，从而形成对应于一种颜色的发光层。然后，用于第一次沉积的掩膜1对应于一个像素电极移动一段距离，并根据发光材料重复上述操作。这样，就形成了对应于RGB的发光层。
可替换地，图案形成部分200可以具有矩形形状，而不是正方形形状。在这种情况下，设置在图案形成部分200之间的辅助支承框架300也形成为类似图案形成部分200的形状。即，图案形成部分200沿长边的方向彼此隔开长边的长度，并且沿短边的方向彼此隔开短边的长度。即使在这种情况下，掩膜1应该被移动三次，以形成类似第一实施例的一个发光层。
图2示出了根据本发明第二实施例的图案形成区域，而图3示出了根据本发明第三实施例的图案形成区域。
参照图2和图3，图案形成部分210、220形成为类似条纹的形状。根据本发明第二实施例的图案形成部分210具有沿图案形成区域110的短边方向延伸的条纹，并且本发明第三实施例的图案形成部分220具有沿图案形成区域110的长边方向延伸的条纹。这里，条纹的宽度等于图案形成部分210、220之间的距离。换句话说，条纹的宽度等于设置在图案形成部分210、220之间的辅助支承件310、320的宽度。
当采用根据本发明第二实施例的掩膜来将发光材料沉积在基板上时，掩膜沿图案形成区域110的长边方向移动。另一方面，当采用根据本发明第三实施例的掩膜来将发光材料沉积在基板上时，掩膜沿图案形成区域110的短边方向移动。
根据本发明第二和第三实施例的图案形成部分210和220需要移动掩膜一次并进行沉积两次，以形成一个发光层。因此，与使用根据本发明第一实施例掩膜的工艺相比较，根据本发明第二或第三实施例的掩膜简化了工艺。此外，根据本发明第二和第三实施例的掩膜降低了生产成本。
图4A和图4B示出了根据本发明第四实施例的图案形成部分。图4A示出了包括在其相对边缘中的开口图案205的图案形成部分230，而图4B示出了开口图案205的开口201。
根据本发明第四实施例的开口图案205包括开口201和类似上述实施例的虚拟开口202，但开口201未排列成矩阵，而是随机排列。一对开口图案205a和205b形成在图案形成部分230的相对边缘中，并且具有开口201和虚拟开口202。这里，开口图案205a的开口201和虚拟开口202与开口图案205b的相反。因此，当设置在图案形成部分230左侧的第一开口图案205a被设置在图案形成部分230右侧的第二开口图案205b重叠时，整个开口图案具有规则地排列成矩阵的开口201。
当根据本发明第一至第三实施例的掩膜用来在基板上形成发光层时，由于掩膜可以移动，因此发光层不均匀地形成在与图案形成部分相邻的区域中。不均匀的发光层造成图像显示在显示面板上时具有条纹图案，从而降低了显示装置的品质。为了解决该问题，开口形成为在与图案形成部分230相邻的区域中部分接合。即，当图案形成部分230移动时，一个图案形成部分230的相对边缘的开口201不是设置在一条直线上，而是在预定区域中接合。
因此，开口201不具有直边界，使得即使掩膜移动，发光层的均匀性也可以提高，从而减少了显示在显示面板上的图像的条纹图案。
在第四实施例中，通过改变根据第二实施例的具有条纹形状的图案形成部分210，可以获得图案形成部分230。即，在图案形成区域的短边方向上延伸的图案形成部分230沿长边方向移动。因此，开口201在沿图案形成区域的长边方向(即，沿图案形成部分230长边的边缘)移动的同时，随机形成在重叠部分中。同样，当形成在边缘中的该对开口图案205a和205b重叠时，开口201有规则地排列。
图5示出了根据本发明第五实施例的图案形成部分，其中，图案形成部分231包括随机形成在根据本发明第三实施例的图案形成部分230边缘中的开口。沿着图案形成区域的长边方向延伸的图案形成部分231沿图案形成区域的短边方向移动。因此，开口在沿图案形成区域的短边方向(即，沿图案形成部分231长边的边缘)移动的同时，随机形成在重叠部分中。同样，当形成在边缘中的该对开口图案重叠时，开口201有规则地排列。
图6示出了根据本发明第六实施例的图案形成部分。在该实施例中，图案形成部分223包括随机形成在根据本发明第一实施例的图案形成部分200的所有边缘中的开口。
图案形成部分223包括形成在其相对边缘中的两对开口图案206a、206b、207a和207b，以及形成在其角部中的四个角部开口图案208a、208b、208c和208d。
为了沉积有机材料，根据该实施例的图案形成部分233向上、下、左和右移动，总共移动四次。这里，在向左和右移动时重叠的第一开口图案206a和206b类似于第四实施例的开口图案205，而在向上和下移动时重叠的第二开口图案207a和207b类似于第五实施例的开口图案。
根据第六实施例，图案形成部分223包括形成在其四个顶点中的角部开口图案208a、208b、208c和208d。当四个角部开口图案208a、208b、208c和208d都重叠时，开口有规则地排列成矩阵。随着图案形成部分223的移动，角部总共重叠四次，从而形成在每个角部开口图案208a、208b、208c和208d中的开口应该不重叠。即，开口应该设计成一旦通过四个开口图案208a、208b、208c和208d中的每一个就完全沉积有机材料。
图7A和图7B示出了根据本发明第一实施例的掩膜的制造方法，其中，图7A示出了图案形成部分200焊接至框架400，而图7B示出了焊接有图案形成部分200的框架400安放在辅助支承框架300之间。如图7A所示，在根据该实施例的掩膜1中，图案形成部分200被单独地焊接至框架400。这里，在将张力沿四个方向施加至图案形成部分200时，通过激光进行焊接，这被称为激光焊接。此外，框架400通过形成有对应于图案形成部分200的开口部分401的矩形金属来实现。
在整个掩膜1中，准备具有开口图案的多个图案形成部分200，然后将其安放在支承框架100与辅助支承框架300之间(参照图7B)。这里，支承框架100和辅助支承框架300由金属制成，并形成为一体。此外，辅助支承框架300的周边可以具有对应于框架400的凹入部分，或者可以设置有支承杆，以支承框架400。
因此，将焊接至单独框架400的图案形成部分200结合至辅助支承框架300，从而制造出了掩膜1。在这种情况下，不需要在每次形成图案形成部分200时都将图案形成部分200之间的开口对齐。即，在将图案形成部分200焊接至框架400的同时将开口对齐，使得当图案形成部分200与支承部分100及辅助支承框架300结合时不需要额外的对齐过程。
图8A至图8C示出了根据本发明第七实施例的显示装置的制造方法。图8A是根据该实施例的掩膜2的示意图；图8B示出了将图案形成单元焊接至辅助支承框架的过程；而图8C示出了通过使用根据该实施例的掩膜2在基板10上形成发光层的过程。
如图8A所示，支承框架120和辅助支承框架330形成为一体，并且开口130设置在与图案形成部分240对应的部分中。
保持件410设置在图案形成部分240的周边中，支承图案形成部分240，并在被焊接的同时将图案形成部分240紧固至辅助支承框架330。这里，保持件410以及由保持件410包围的图案形成部分240被焊接至开口130。
图8B是掩膜2的截面视图。如图8B所示，辅助支承框架330包括对应于保持件410向上突出的突起331。即，保持件410包围突起331并与之接合，从而结合至突起331。
然后，将图案形成部分240焊接至其与突起331相接触的位置。当焊接图案形成部分240时，将张力在四个方向上施加至图案形成部分240。而且，重要的是要将待焊接的图案形成部分240的开口130与已焊接的图案形成部分240的开口130对齐。
图8C示出了通过使用已完成的掩膜2在基板10上形成发光层的过程。基板10包括薄膜晶体管、连接至薄膜晶体管的像素电极、以及分隔像素电极的隔离壁。如这里所示，基板10应该紧密地接触掩膜2，以便可以形成发光层。
此时，在掩膜2的开口130对应于像素电极排列的状态下，掩膜2紧密地接触基板10。
参照图8C，图案形成部分240相对于相邻的辅助支承框架330而突出。由于图案形成部分240焊接在辅助支承框架330的突起331上，所以与图案形成部分240比较而言，辅助支承框架330相对凹入，从而其不接触基板。因此，即使掩膜2移动，辅助支承框架330也不与基板10接触，从而避免了发光层或像素电极被划伤或有缺陷。
同时，将发光材料20设置在掩膜2下方，并且将发光材料20以蒸发状态沉积在基板10上。
根据本发明，形成有开口的图案形成部分的尺寸可以改变，从而掩膜可以应用于大尺寸基板，以便易于沉积低分子量材料。
如上所述，本发明提供了一种用于显示装置的低分子量沉积的掩膜，并提供了一种使用该掩膜制造显示装置的方法。
虽然已经示出并描述了本发明的几个实施例，但本领域技术人员可以理解，在不背离本发明精神和范围的前提下，可以对这些实施例进行更改。
权利要求
1.一种掩膜，包括支承框架，形成有图案形成区域；多个图案形成部分，形成在所述图案形成区域中；以及辅助支承框架，形成在所述图案形成部分之间。
2.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述图案形成部分有规则地排列。
3.根据权利要求1所述的掩膜，其中，每个所述图案形成部分均包括正方形形状。
4.根据权利要求3所述的掩膜，其中，所述图案形成部分在四个方向上彼此隔开所述正方形的一个边长的长度。
5.根据权利要求1所述的掩膜，其中，每个所述图案形成部分均包括矩形形状。
6.根据权利要求5所述的掩膜，其中，所述图案形成部分沿所述图案形成部分的长边方向彼此隔开所述矩形长边的长度，并且沿所述图案形成部分的短边方向彼此隔开所述矩形短边的长度。
7.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述图案形成部分包括条纹形状，其有规则地彼此隔开。
8.根据权利要求7所述的掩膜，其中，所述条纹具有与所述图案形成部分之间的间隔相同的宽度。
9.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述图案形成部分包括多个开口，所述开口在行方向和列方向之一上彼此相邻，并且在另一方向上彼此隔开预定距离。
10.根据权利要求1所述的掩膜，所述图案形成部分包括随机形成在其边缘区域中的开口。
11.根据权利要求10所述的掩膜，其中，所述图案形成部分包括至少一对第一和第二开口图案，所述开口图案的所述开口随机形成且彼此相对，并且当所述第一和第二开口图案重叠时，所述开口有规则地排列。
12.根据权利要求3所述的掩膜，其中，所述图案形成部分包括两对开口图案，所述开口图案的所述开口随机形成且彼此相对，并且当所述两对开口图案重叠时，所述开口有规则地排列。
13.根据权利要求12所述的掩膜，其中，所述图案形成部分包括四个不同的角部开口图案，所述角部开口图案形成于所述图案形成部分的角部中，且随机形成有开口，并且当多个所述角部开口图案重叠时，所述开口有规则地排列。
14.根据权利要求7所述的掩膜，其中，所述图案形成部分包括一对开口图案，所述开口图案的所述开口随机形成且形成于所述图案形成部分的边缘中，并且当所述对开口图案重叠时，所述开口有规则地排列。
15.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述掩膜介于绝缘基板与有机材料之间，并且使得所述有机材料可以沉积在所述绝缘基板的预定位置上。
16.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述图案形成部分相对于所述辅助支承框架而突出。
17.一种掩膜，包括支承框架，形成有图案形成区域；多个图案形成部分，形成在所述图案形成区域中，并且包括随机形成的开口；以及辅助支承框架，形成在所述图案形成部分之间。
18.根据权利要求17所述的掩膜，其中，所述图案形成部分包括至少一对第一和第二开口图案，所述开口图案彼此相对，并且当所述第一和第二开口图案重叠时，所述开口有规则地排列。
19.一种显示装置的制造方法，包括准备包括薄膜晶体管以及连接至所述薄膜晶体管的像素电极的基板；将掩膜附于基板上，所述掩膜包括形成有图案形成区域的支承框架、形成在所述图案形成区域中的多个图案形成部分、以及形成在所述图案形成部分之间的辅助支承框架；在对应于所述图案形成部分的所述像素电极上沉积发光材料；移动所述掩膜，以将所述图案形成部分设置在对应于所述辅助支承框架的所述像素电极上；以及通过重复沉积所述发光材料以及移动所述掩膜的步骤，形成具有所述发光材料的发光层。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括制造所述掩膜。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，制造所述掩膜的步骤包括一体形成所述支承框架和所述辅助支承框架；准备包括所述图案形成部分和支承所述图案形成部分周边的保持件的多个图案形成单元；以及在对所述图案形成部分施加张力的同时将所述图案形成单元焊接至所述辅助支承框架。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述辅助支承框架包括对应于所述保持件向上突出的突起，并且以所述保持件安放在所述突起中的状态焊接所述图案形成单元。
23.根据权利要求20所述的方法，其中，制造所述掩膜的步骤包括一体形成所述支承框架和所述辅助支承框架；准备形成有与所述图案形成部分对应的开口的矩形框架，并且在对所述图案形成部分施加张力的同时将所述图案形成部分焊接至所述框架；以及将所述框架与所述支承框架结合。
24.一种掩膜，包括支承框架，形成有图案形成区域；多个图案形成部分，形成在所述图案形成区域中；以及辅助支承框架，形成在所述图案形成部分之间，并且相对于所述图案形成部分凹入。
25.一种掩膜，包括支承框架，形成有图案形成区域；辅助支承框架，形成在所述图案形成区域中；以及图案形成单元，包括形成有开口部分的框架以及焊接至与所述开口部分对应的所述框架的图案形成部分，其中，所述图案形成单元结合至所述辅助支承框架，并与所述支承框架可分离地设置。
全文摘要
本发明公开了一种用于在显示装置的基板上沉积低分子量材料的掩膜，包括支承框架，形成有图案形成区域；多个图案形成部分，形成在图案形成区域中；以及辅助支承框架，形成在图案形成部分之间。
文档编号H01L51/50GK1983560SQ200610167268
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月12日 优先权日2005年12月13日
发明者朴承圭, 许宗茂 申请人:三星电子株式会社