專利名稱：掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在淀積設(shè)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(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器的鈍化層的應(yīng)用于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)的掩模。
背景技術(shù)：
通常，氣相淀積主要分類成物理氣相淀積(PVD)和化學(xué)氣相淀積(CVD)。根據(jù)所淀積材料從氣態(tài)變成固態(tài)時進(jìn)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(huán)境，而CVD甚至在數(shù)十至數(shù)百托的環(huán)境或者標(biāo)準(zhǔn)壓力環(huán)境下也充分地進(jìn)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(huán)境。PVD的例子有濺射、電子束蒸發(fā)、熱蒸發(fā)、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(dāng)要淀積的材料被淀積在襯底上時，從氣態(tài)變成固態(tài)的操作伴隨著物理變化。CVD的例子有金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積(MOCVD)和氫化物氣相外延(HVPE)。CVD輸送氣態(tài)原材料，但是原材料在襯底的表面上具有化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)室的反應(yīng)條件(例如，根據(jù)真空度)，CVD工藝主要分類成三種工藝。首先，常壓化學(xué)氣相淀積(APCVD)在反應(yīng)器的真空度是大氣壓時利用源于熱的能量來引起反應(yīng)。其次，低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)在反應(yīng)器的真空度是低壓時利用源于熱的能量來引起反應(yīng)。第三，PECVD在反應(yīng)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(chǎn)生的等離子體來引起反應(yīng)。圖1和圖2是示出了在PECVD設(shè)備中襯底和掩模對準(zhǔn)的狀態(tài)的示意圖。PECVD將包括了構(gòu)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(tài)下或襯底表面進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)來形成所期望的薄膜。這種PECVD設(shè)備包括進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的真空室(未示出)和水平設(shè)置在真空室中的用于支持襯底10的機(jī)臺。PECVD設(shè)備通常在于襯底上形成薄膜時沒有單獨(dú)的掩模的情況下使用，但是例如在形成有機(jī)發(fā)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(shè)備中，如圖IA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(nèi)部的掩模圖案22。襯底10設(shè)置在掩模20下面且位于機(jī)臺上，機(jī)臺具有襯底10被形成在從上部到下部的方向上的形狀?？蚣?1的材料可以是陶瓷或者金屬。當(dāng)框架21的材料是金屬時，掩模經(jīng)伸展后的下垂可以最小化。然而，如圖IB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(qū)的附近可能出現(xiàn)陰影效應(yīng) (圖IB中的虛線所示)。陰影的形狀可能會變化。S卩，如圖IB中所示，在掩模20的下部被伸展時，這種陰影效應(yīng)可能會由于框架21 的厚度而嚴(yán)重地出現(xiàn)。如圖2A和圖2B中所示，在掩模20的上部被伸展時，當(dāng)襯底20粘附到掩模20時
掩模20被改變，導(dǎo)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(yīng)可能嚴(yán)重地出現(xiàn)在框架 21與掩模圖案22之間的邊界上。另外，當(dāng)掩模20由于機(jī)臺抬升而升高時，可能會在掩模區(qū)域中出現(xiàn)膜穿通。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明針對一種基本避免了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)造成的問題中的一個或多個問題的用于在淀積設(shè)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(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供一種改進(jìn)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(fā)明的附加特征及優(yōu)點(diǎn)將在以下的描述中進(jìn)行闡述，并且一部分根據(jù)本說明書將是清楚的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐獲知。本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過在本書面描述及其權(quán)利要求書及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。為了實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)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?？梢园ㄑ谀D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(shè)置掩模圖案的內(nèi)側(cè)方向上漸縮(taper)的斜面。在本發(fā)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(jī)臺上提供襯底；使用對準(zhǔn)標(biāo)記使掩模與襯底或機(jī)臺對準(zhǔn)，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(shè)置所述掩模圖案的內(nèi)側(cè)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(yīng)當(dāng)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(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。


附圖被包括進(jìn)來以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本申請中而構(gòu)成本申請的一部分，這些附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施方式，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1和圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在PECVD設(shè)備中襯底和掩模對準(zhǔn)的狀態(tài)的示意圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的在PECVD設(shè)備中襯底和掩模對準(zhǔn)的狀態(tài)的示意圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)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(shè)置在PECVD設(shè)備的機(jī)臺上的狀態(tài)；圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)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(shè)置在PECVD設(shè)備的機(jī)臺上的狀態(tài)。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，在附圖中例示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的示例。在整個附圖中使用相同的參考標(biāo)號指代相同或類似部分。下面，將參照附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的在PECVD設(shè)備中襯底和掩模對準(zhǔn)的狀態(tài)的示意圖。如上所述，PECVD將包括了構(gòu)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(tài)下或在襯底表面進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)形成期望的薄膜。此類 PECVD設(shè)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(jù)本發(fā)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(jù)本發(fā)明的掩模。下文中，作為本發(fā)明的一個實(shí)施方式，將描述應(yīng)用于PECVD設(shè)備且用于形成OLED 顯示器的鈍化層的掩模。然而，本發(fā)明并不限于這種應(yīng)用。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用到在PVD 工藝、APCVD工藝、LPCVD工藝或者其他淀積工藝和技術(shù)中用于對襯底上的各種薄膜進(jìn)行構(gòu)圖的掩模。本發(fā)明涉及一種用于在淀積設(shè)備中在襯底上形成圖案的掩模，因此可不提供對于PECVD設(shè)備的詳細(xì)描述。如圖3所示，PECVD設(shè)備包括其上設(shè)置襯底100的機(jī)臺300 ；設(shè)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(jù)本發(fā)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(nèi)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(shù)(例如，約5. Oppm/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(chǎn)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(dāng)框架210由金屬形成時，所述掩模經(jīng)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(shù)的材料形成，使得可以最小化框架210因熱而出現(xiàn)的形狀改變。這里，熱膨脹系數(shù)可以等于或小于約10-7mm/°C至約 2. 0Xl(T6mm/°C。框架210可以包括繞著通過框架210的剖面所形成的內(nèi)側(cè)的內(nèi)表面211 ；繞著框架210的外側(cè)的外表面213 ；繞著在外表面213的上端和內(nèi)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(nèi)表面211的下端之間的間隙的下表面(未示出)。S卩，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(nèi)側(cè)的表面稱為內(nèi)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(cè)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(shè)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(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是最小化或者防止了在利用PECVD設(shè)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(shè)置在框架210內(nèi)部的襯底100。為此，如圖3所示，本發(fā)明的內(nèi)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(dāng)源氣體經(jīng)由掩模200注入到襯底100中時，由于漸縮的內(nèi)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(nèi)表面211的漸縮角(tapered angle)可以設(shè)置在15度到45度之間。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)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(shè)置在PECVD設(shè)備的機(jī)臺上的狀態(tài)。在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)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(nèi)表面211、上表面212、外表面213和下表面214。具體地，內(nèi)表面211在從上表面212至下表面214的方向(即框架210的內(nèi)側(cè)方向)上漸縮，并且由此形成斜面。在根據(jù)本發(fā)明的掩模200中，如圖4所示，對準(zhǔn)部分215可以形成在掩模200的至少兩個外側(cè)部分中。即，該對準(zhǔn)部分215包括用于使掩模200與機(jī)臺300對準(zhǔn)的對準(zhǔn)標(biāo)記216a和216b。 對準(zhǔn)標(biāo)記216a和216b可以形成為各種形狀。對準(zhǔn)標(biāo)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(zhǔn)標(biāo)記被形成在掩模200的框架210中。然而，本發(fā)明不限于此，可以形成具有相同形狀的對準(zhǔn)標(biāo)記。如圖5所示，本發(fā)明形成了掩模200上的對準(zhǔn)標(biāo)記216a和21 以及機(jī)臺300上的與對準(zhǔn)標(biāo)記216a和216b相對應(yīng)的機(jī)臺對準(zhǔn)標(biāo)記310，從而允許掩模200與機(jī)臺300對準(zhǔn)。即，不需要用于將掩模與PECVD設(shè)備的機(jī)臺對準(zhǔn)的單獨(dú)的設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)框架由于熱膨脹而改變時難以執(zhí)行對準(zhǔn)。然而，根據(jù)本發(fā)明的掩模包括在框架210的外側(cè)的對準(zhǔn)標(biāo)記215，從而易于使掩模200與機(jī)臺300對準(zhǔn)。為了使用對準(zhǔn)標(biāo)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(zhǔn)標(biāo)記216可以容易地與機(jī)臺300上形成的機(jī)臺對準(zhǔn)標(biāo)記310對準(zhǔn)。可以利用相機(jī)使掩模200的對準(zhǔn)標(biāo)記216a和216b與機(jī)臺對準(zhǔn)標(biāo)記310對準(zhǔn)。另外，由于人眼可以從外部看見掩模200的對準(zhǔn)標(biāo)記216a和216b以及機(jī)臺對準(zhǔn)標(biāo)記310，所以使用者可以在不采用單獨(dú)的相機(jī)的情況下直接使對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)。
由于對準(zhǔn)部分215被形成在掩模200中，所以本發(fā)明甚至在不使用單獨(dú)的視覺相機(jī)(例如攝像機(jī)等)的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械對準(zhǔn)。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)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(shè)置在PECVD設(shè)備的機(jī)臺上的狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的掩模執(zhí)行的功能與圖4和圖5中示出的根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的掩模執(zhí)行的功能相同，并且具有外形進(jìn)行了改變的框架210。在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)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(nèi)表面211、外表面213和下表面214。具體地，內(nèi)表面211在從外表面213的上端至框架210的內(nèi)部的方向上漸縮，由此形成斜面。在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的掩模200的框架210中，沒有在內(nèi)表面211與外表面213之間單獨(dú)地形成上表面，內(nèi)表面211由此具有在從內(nèi)表面211與外表面213之間的邊緣至內(nèi)表面211的下端的方向上漸縮的斜面。由于上述結(jié)構(gòu)，框架210的外部厚度減少，由此框架210可以變輕。甚至在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，由于內(nèi)表面211以漸縮的形狀傾斜，所以相比于現(xiàn)有技術(shù)的框架，也可以降低框架210的厚度和重量。對準(zhǔn)部分215可以形成在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的掩模200中，并且它的結(jié)構(gòu)和功能與根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的對準(zhǔn)部分的結(jié)構(gòu)和功能相同。如上所述，設(shè)計(jì)和制造框架210，使得根據(jù)本發(fā)明的掩?？梢援?dāng)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(fā)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(jī)薄膜的鈍化層時，由于掩模的框架的形狀而出現(xiàn)陰影效應(yīng)。該陰影效應(yīng)減少了掩模區(qū)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(yīng)增大了邊框(bezel)區(qū)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(shù)量受到限制，導(dǎo)致器材尺寸和器材成本的增加。為了解決此限制，本發(fā)明的掩模具有可以使陰影長度最小化的漸縮框架。根據(jù)本發(fā)明，該框架具有如下形狀該框架的內(nèi)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(qū)。據(jù)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(fā)明減小了在襯底上形成的陰影區(qū)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有減小的邊框區(qū)的窄邊框技術(shù)。由于邊框尺寸的減小，襯底的效率提高，由此可以降低產(chǎn)品成本。因此，還可以減小器材的尺寸，由此可以節(jié)省器材的成本。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很明顯，可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下對本發(fā)明做出各種修改和變化。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的本發(fā)明的這些修改和變化。
權(quán)利要求
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(shè)置所述掩模圖案的內(nèi)側(cè)方向漸縮的斜
2.根據(jù)權(quán)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. Oppm/度的熱膨脹率。
3.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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/°C至約 2.0X10_6mm/°C的熱膨脹系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(nèi)側(cè)的內(nèi)表面；繞著所述框架的外側(cè)的外表面；以及繞著在所述外表面的下端和所述內(nèi)表面的下端之間的間隙的下表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的掩模，其中所述內(nèi)表面具有自所述外表面的上端在內(nèi)側(cè)方向上漸縮的漸縮形狀。
8.根據(jù)權(quán)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(jī)臺具有在約 15度到45度之間的角度。
9.根據(jù)權(quán)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(qū)域中形成的至少兩個對準(zhǔn)標(biāo)記。
10.根據(jù)權(quán)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(jī)臺上提供襯底；使用對準(zhǔn)標(biāo)記將掩模與所述襯底或所述機(jī)臺對準(zhǔn)，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(shè)置所述掩模圖案的內(nèi)側(cè)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(jù)權(quán)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. Oppm/度的熱膨脹率。
13.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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/°C至約 2.0X10_6mm/°C的熱膨脹系數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(nèi)側(cè)的內(nèi)表面； 繞著所述框架的外側(cè)的外表面；以及繞著在所述外表面的下端和所述內(nèi)表面的下端之間的間隙的下表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述內(nèi)表面具有自所述外表面的上端在內(nèi)側(cè)方向上漸縮的漸縮形狀。
18.根據(jù)權(quán)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(jī)臺具有在約15度到45度之間的角度。
19.根據(jù)權(quán)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(qū)域中形成的至少兩個對準(zhǔn)標(biāo)記，并且其中所述兩個對準(zhǔn)標(biāo)記配置成固定地附接在所述機(jī)臺上。
20.根據(jù)權(quán)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。
全文摘要
公開了一種可用于在淀積設(shè)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(nèi)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(shè)置所述掩模圖案的內(nèi)側(cè)方向漸縮的斜面。
文檔編號C23C16/04GK102560409SQ20111044144
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者李宰赫, 申榮訓(xùn) 申請人:樂金顯示有限公司