KR100741052B1

KR100741052B1 - Vacuum evaporation mask of EL display device, and vacuum evaporation method and apparatus utilizing the same

Info

Publication number: KR100741052B1
Application number: KR1020000060700A
Authority: KR
Inventors: 이나바리츠오
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2007-07-19
Also published as: KR20020030135A

Abstract

본 발명에 따르면, 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착마스크와 이를 이용한 증착방법 및 그 장치를 개사한다. 상기 마스크릴 이용한 증착장치는 챔버의 내측 하부에 증착하고자 하는 기판이 장착되는 테이블이 설치되고, 상기 기판의 상면에는 박판으로 이루어지며 소정패턴의 슬롯이 형성된 마스킹부와, 상기 마스킹부의 일측면에 설치되어 상기 마스킹부의 구조적 강성을 높이는 베이스부를 포함하는 증착마스크가 설치되며, 상기 기판과 대응되는 챔버 내의 상부에는 기판에 증착되는 재료를 증발시키는 재료증발수단이 설치되어 증발된 재료의 증기가 상부로부터 하부로 이동하여 마스크의 슬롯에 의해 노출된 기판의 상면에 증착된다. According to the present invention, a deposition mask for thin film deposition of an organic EL device, a deposition method using the same, and an apparatus thereof are provided. The deposition apparatus using the mask reel is provided with a table on which the substrate to be deposited is mounted on the lower side of the chamber, and a masking part formed of a thin plate on the upper surface of the substrate and having a slot having a predetermined pattern, and installed on one side of the masking part. And a deposition mask including a base portion to increase structural rigidity of the masking portion, and a material evaporation means for evaporating the material deposited on the substrate is installed at an upper portion of the chamber corresponding to the substrate so that the vapor of the evaporated material is lowered from the upper portion. Is deposited on the top surface of the substrate exposed by the slots of the mask.

Description

유기 ＥＬ 소자의 증착마스크와 이를 이용한 증착방법 및 그 장치{Vacuum evaporation mask of EL display device, and vacuum evaporation method and apparatus utilizing the same} Vapor evaporation mask of EL display device, and vacuum evaporation method and apparatus utilizing the same}

도 1은 일반적인 유기 EL 소자의 일부절제 사시도,1 is a partial ablation perspective view of a general organic EL device,

도 2는 유기 EL 소자의 단면도,2 is a cross-sectional view of an organic EL element,

도 3은 본 발명에 따른 증착장치의 단면도,3 is a cross-sectional view of a deposition apparatus according to the present invention;

도 4은 증착마스크의 일실시예를 도시한 사시도,4 is a perspective view showing an embodiment of a deposition mask;

도 5는 본 발명에 따른 증착장치의 다른 실시예를 도시한 사시도,5 is a perspective view showing another embodiment of the deposition apparatus according to the present invention;

도 6a 및 도 6b는 기판에 증착하는 방법을 개략적으로 나타내 도면,6a and 6b schematically show a method of depositing on a substrate,

본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 유기박막 및 전극를 형성하기 위한 증착방법 및 이 방법을 실시하기 위한 증착마스크 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an organic EL device, and more particularly, to a deposition method for forming an organic thin film and an electrode, a deposition mask for implementing the method, and an apparatus thereof.

EL 소자는 자발 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시소자로써 주목 받고 있다. EL devices are attracting attention as next-generation display devices because they have the advantages of wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed.

EL 소자는 발광층(emitter layer) 형성용 물질에 따라 무기 EL 소자와 유기 EL 소자로 구분된다. 여기에서 유기 EL 소자는 무기 EL 소자에 비하여 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.EL devices are classified into inorganic EL devices and organic EL devices according to materials for forming an emitter layer. Herein, the organic EL device has an advantage of excellent luminance, driving voltage, and response speed, and multicoloring, compared to the inorganic EL device.

도 1 및 도 2는 일반적인 유기 EL 소자의 구조를 나타낸 단면도이다. 이를 참조하면, 기판(11) 상부에 소정패턴의 양전극층(12)이 형성되어 있다. 그리고 이 양전극층(12) 상부에는 홀 수송층(13), 발광층(14), 전자 수송층(15)이 순차적으로 형성되고, 상기 전자수송층(15)의 상면에는 상기 양전극층(12)과 직교하는 방향으로 소정패턴의 음전극층(16)이 형성되어 있다. 여기에서 홀 수송층(13), 발광층 (14) 및 전자수송층 (15)는 유기 화합물로 이루어진 유기박막들이다.1 and 2 are cross-sectional views showing the structure of a general organic EL device. Referring to this, the positive electrode layer 12 having a predetermined pattern is formed on the substrate 11. The hole transport layer 13, the light emitting layer 14, and the electron transport layer 15 are sequentially formed on the positive electrode layer 12, and the upper surface of the electron transport layer 15 is perpendicular to the positive electrode layer 12. Thus, the negative electrode layer 16 of the predetermined pattern is formed. Here, the hole transport layer 13, the light emitting layer 14, and the electron transport layer 15 are organic thin films made of an organic compound.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 유기 EL 소자는 구동은 다음과 같이 이루어진다. 상기 선택된 양전극층(12) 및 음전극층(16)간에 전압을 인가하면 선택된 양전극층(12)으로부터 주입된 홀은 홀 수송층 (13)을 경유하여 발광층(14)에 이동된다. 한편, 전자는 음전극층(16)으로부터 전자 수송층 (15)를 경유하여 발광층(14)에 주입되고, 발광층 (14) 영역에서 캐리어들이 재결합하여 엑시톤(exiton)을 생성한다. 이 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 변화되고, 이로 인하여 발광층의 형광성 분자가 발광함으로써 화상이 형성된다.The organic EL element having the structure as described above is driven as follows. When a voltage is applied between the selected positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 16, holes injected from the selected positive electrode layer 12 are moved to the light emitting layer 14 via the hole transport layer 13. On the other hand, electrons are injected from the negative electrode layer 16 via the electron transport layer 15 to the light emitting layer 14, and carriers are recombined in the light emitting layer 14 region to generate excitons. This exciton is changed from an excited state to a ground state, whereby an image is formed by the fluorescent molecules of the light emitting layer emitting light.

상술한 바와 같이 구성되어 작동되는 유기 EL 소자는 제작시에 적, 청, 녹의 3색의 칼라를 구현하기 위하여 금속의 증착 마스크를 이용하여 기판의 상면에 상술한 전극층과 유기 박막층을 각 화소를 별도로 증착하고 있다.In the organic EL device constructed and operated as described above, the pixel and the organic thin film layer described above are separately formed on the upper surface of the substrate by using a metal deposition mask in order to realize three colors of red, blue, and green colors during fabrication. Is deposited.

그러나, 유기 EL 소자의 대형화 또는 미세한 화소를 증착하기 위해서는 금속마스크의 슬롯 패턴이 매우 정교하여야 하나 현 시점에서는 이러한 마스크의 구현이 매우 어렵다. 특히 유기박막층을 이루는 발광층에 의한 화소를 작게하면 이의 증착을 위한 금속 마스크도 그에 동반하여 얇게하지 않으면 안된다. 일례로서 발광층에 의한 화소의 크기를 100 ㎛의 네모(角)로 했을 때, 필요한 금속 마스크의 두께는 그 반정도가 요구되어 50㎛ 정도가 필요하게 된다. 50 ㎛ 두께로 대면적의 금속 마스크의 제작은 어렵지는 않지만 평면성을 가지는 마스크 기능을 확보하는 것이 용이하지 않다.However, in order to increase the size of the organic EL device or to deposit fine pixels, the slot pattern of the metal mask must be very precise, but at the present time, such a mask is very difficult to implement. In particular, when the pixel by the light emitting layer constituting the organic thin film is made small, the metal mask for its deposition must also be thinned. As an example, when the size of the pixel by the light emitting layer is 100 μm square, about half of the thickness of the required metal mask is required and about 50 μm is required. Fabrication of a large-area metal mask with a thickness of 50 μm is not difficult, but it is not easy to secure a mask function having flatness.

또한 종래의 유기 ＥＬ 의 제작은 기판 상에 유기 재료로서, 제각기 버퍼 재료, 홀 수송 재료, 전자수송재료, 전극재료, 소자보호재료 등을 순차 증착하여 간다. 특히 발광색을 다색화 하는 경우에는 유기 재료(적, 청, 녹색의 각 재료)를 독립적으로 평면 상에 서로 접촉한 형태로 증착하여 왔다. 이 증착에 이용되는 마스크는 박판으로 이루어지고, 증착하고자 하는 패턴과 동일한 패턴의 슬롯이 형성되므로 화소의 사이즈가 큰 경우에는 증착되는 패턴의 고정세화와 신뢰성을 높일 수 있다. In addition, the conventional production of the organic EL is sequentially deposited on the substrate as an organic material, respectively, a buffer material, a hole transport material, an electron transport material, an electrode material, an element protection material, and the like. In particular, in the case of multicoloring the emission color, organic materials (red, blue, and green materials) have been independently deposited on the plane in contact with each other. The mask used for the deposition is made of a thin plate, and since slots having the same pattern as that of the pattern to be deposited are formed, when the size of the pixel is large, the definition and reliability of the deposited pattern can be improved.

상기 마스크는 스텐레스, 니켈 등의 얇은 금속판에 증착을 행하는 부분을 에칭으로 소정 패턴의 슬롯을 형성하게 되는데, 슬롯의 면적이 큰 경우, 예를들어 평면 내에 1mm 네모(角)의 슬롯을 전면에 형성하는 구조라면 마스크 용이하게 제작할 수 있다. 그러나 슬롯의 면적이 작아짐에 따라 슬롯과 슬롯의 간격도 작아지기 때문에 여러 가지 문제가 발생한다. The mask forms a slot of a predetermined pattern by etching a portion deposited on a thin metal plate such as stainless steel or nickel. If the area of the slot is large, for example, a 1 mm square slot is formed on the front surface of the mask. If the structure is made, the mask can be easily produced. However, as the area of the slot becomes smaller, the gap between the slot and the slot also decreases, causing various problems.

이러한 문제의 하나는 역학적인 강성의 저하로서, 대면적으로 됨에 따라 평면성을 확보할 수 없게 된다. 그를 위한 해결 수단으로서 음극선관의 새도우 마스크 등에서 이용되고 있는 방법으로 마스크의 횡방향에서 장력을 주어 평면성을 확보하는 것이지만, 유기 EL 소자의 제작에 이용되는 마스크는 그 자체가 강성이 크지 않기 때문에 가할 수 있는 장력과 마스크를 대면적화 하는데 한계가 있다. 또한 마스크는 박판으로 이루어져 있으므로 열용량이 작다. 따라서 증착시의 가열에 의해 마스크의 부위에 따라 온도의 분포가 다르며, 이에 따라 열팽창량이 달라지므로 마스크의 평면성이 확보되지 않는 것이다. 열팽창이 작은 금속 마스크를 이용하더라도 온도에 의한 비틀림 불균일성에 따른 마스크 전체의 평면성의 확보는 용이하지 않다. One such problem is the reduction in dynamic stiffness, and as it becomes large, it becomes impossible to secure flatness. As a solution for this purpose, a method used in shadow masks of cathode ray tubes is used to secure the flatness by applying tension in the transverse direction of the mask. However, the mask used in the fabrication of the organic EL device can be applied because it is not rigid in itself. There is a limit to the large tension and the large area of the mask. In addition, since the mask is made of a thin plate, the heat capacity is small. Therefore, the temperature distribution varies depending on the part of the mask due to the heating during deposition, and accordingly, the thermal expansion amount is changed so that the planarity of the mask is not secured. Even when a metal mask having a small thermal expansion is used, it is not easy to secure the flatness of the entire mask due to the torsional nonuniformity caused by temperature.

그리고 상술한 바와 같은 마스크는 증착이 반복됨에 따라 마스크 상에 증착물이 퇴적된다. 이 퇴적된 증착물은 마스크로부터 분리되어 증착하고자 하는 기판을 오염시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 마스크를 교환하면 과제는 해결할 수 있지만 고정세의 마스크는 고가이므로 생산원가 상승의 원인이 된다. 더욱이 마스크에 퇴적된 증착물의 세정은 마스크를 손상시킬 우려가 있으며, 공업적 양산시에는 문제가 발생할 수 있는 공정의 하나가 된다. In the mask as described above, deposits are deposited on the mask as the deposition is repeated. This deposited deposit separates from the mask and contaminates the substrate to be deposited. In order to solve this problem, the problem can be solved by replacing the mask. However, since the high-definition mask is expensive, the cost of production increases. Moreover, cleaning of deposits deposited on the mask may damage the mask, which is one of the processes that may cause problems in industrial production.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판과 마스크의 밀착력을 향상시켜 증착에 따른 박막패턴의 고정세화를 가능하게 한 유기 EL 소자의 박막 증착방법을 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for depositing a thin film of an organic EL device, which improves adhesion between a substrate and a mask and enables high definition of a thin film pattern due to deposition.

본 발명의 다른 목적은 대형화가 가능하고, 슬롯들의 미세화에 및 마스크의 박판화로 인한 구조적 강도의 향상과 평면화의 유지가 가능한 유기 EL 소자의 증착 마스크를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a deposition mask of an organic EL device which can be enlarged and can improve structural strength and maintain planarization due to miniaturization of slots and thinning of a mask.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 증착방법을 실시하기 위한 증착장치를 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a deposition apparatus for performing the deposition method.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유기 EL 소자의 박막 증착방법에 있어서,In the thin film deposition method of the organic EL device of the present invention to achieve the above object,

챔버의 내의 하측에 기판을 장착하는 제1단계와,A first step of mounting the substrate on the lower side of the chamber,

소정의 패턴의 슬롯이 형성된 마스크부와, 상기 마스킹부의 상면에 설치되며 마스크킹부를 지지하는 베이스부를 가진 증착마스크를 상기 미스킹부가 기판의 상면에 밀착되도록 장착하는 제2단계와A second step of mounting the masking part having a slot having a predetermined pattern and a deposition mask having a base part installed on an upper surface of the masking part and supporting the masking part so that the masking part is in close contact with the upper surface of the substrate;

상기 챔버의 상부로부터 증착물질을 증발시켜 상기 슬롯을 통하여 노출된 기판의 상면에 증착막을 형성하는 제3단계를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다. And evaporating the deposition material from the upper portion of the chamber to form a deposition film on the upper surface of the substrate exposed through the slot.

본 발명에 있어서, 상기 제3단계는 마스크를 소정의 피치로 소정의 피치로 이동시키면서 유기 EL 소자의 적, 녹, 청색의 재료를 각각 증착하는 증착 마스크 이동단계를 더 구비한다.In the present invention, the third step further includes a deposition mask moving step of depositing red, green, and blue materials of the organic EL element while moving the mask to a predetermined pitch at a predetermined pitch.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 증착마스크는 In order to achieve the above object, the deposition mask of the present invention is

박판으로 이루어지며 소정패턴의 슬롯이 형성된 마스킹부와, 상기 마스킹부의 일측면에 설치되어 상기 마스킹부의 구조적 강성을 높이는 베이스부를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a masking portion made of a thin plate formed with a slot of a predetermined pattern, and installed on one side of the masking portion to increase the structural rigidity of the masking portion.

상기 증착마스크에 있어서, 상기 마스킹부는 니켈, 철, 동, 알루미늄, 티탄, 베릴륨 중의 하나 또는 이들의 합금 또는 합성수지재로 이루어지며, 상기 베이스부는 철, 니켈, 크롬등의 합금 또는 세라믹으로 이루어진다. 그리고 상기 마스킹부와 베이스부의 열팽창계수의 관계에 있어서는 마스킹부의 열팽창계수가 베이스부의 열팽창계수보다 작게 형성함이 바람직하다. In the deposition mask, the masking portion is made of one of nickel, iron, copper, aluminum, titanium, beryllium or an alloy or synthetic resin thereof, and the base portion is made of an alloy or ceramic such as iron, nickel, chromium, and the like. In the relation between the masking portion and the thermal expansion coefficient of the base portion, the thermal expansion coefficient of the masking portion is preferably smaller than the thermal expansion coefficient of the base portion.

상기 목적을 달성하기 위한 유기 EL 소자의 박막 증착장치는,A thin film deposition apparatus of an organic EL device for achieving the above object,

내부의 개폐가 가능한 챔버와;A chamber capable of opening and closing therein;

상기 챔버 내부의 하측에 외치되며 증착하고자 하는 기판이 장착되는 테이블과;A table mounted on the lower side of the chamber and on which a substrate to be deposited is mounted;

상기 기판에 설치되는 것으로, 박판으로 이루어지며 소정패턴의 슬롯이 형성된 마스킹부와, 상기 마스킹부의 일측면에 설치되어 상기 마스킹부의 구조적 강성을 높이는 베이스부를 포함하는 증착마스크와;A deposition mask that is installed on the substrate and includes a masking part formed of a thin plate and having a slot having a predetermined pattern, and a base part installed on one side of the masking part to increase structural rigidity of the masking part;

상기 기판과 대응되는 챔버 내의 상부에 설치되는 기판에 증착되는 재료를 증발시키는 재료증발수단을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.And a material evaporation means for evaporating the material deposited on the substrate installed above the chamber corresponding to the substrate.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 전자 발광소자의 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of an organic electroluminescent device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

평판표시소자의 하나인 유기 EL 소자는 도 1에 도시된 바와 같이 기판(11) 상면에 소정패턴의 양전극층(12)과, 유기화합물로 이루어진 유기박막층(17)과, 음전극층(16)이 형성된다 상기 유기박막층(17)은 홀 수송층(13), 발광층(14), 전자 수송층(15)이 순차적으로 형성되어 이루어진다. 여기에서 상기 홀 수송층과 발광층 또는 발광층과 전자수송층은 일체로 형성될 수 있으며, 상기 유기박막층(17)은 상술한 예들에 의해 한정되지는 않는다.As shown in FIG. 1, an organic EL device, which is one of flat panel display devices, includes a positive electrode layer 12 having a predetermined pattern, an organic thin film layer 17 made of an organic compound, and a negative electrode layer 16 formed on a top surface of a substrate 11. The organic thin film layer 17 is formed by sequentially forming the hole transport layer 13, the light emitting layer 14, and the electron transport layer 15. Here, the hole transport layer and the light emitting layer or the light emitting layer and the electron transport layer may be formed integrally, the organic thin film layer 17 is not limited by the above-described examples.

상술한 바와 같은 유기 EL 소자에 있어서, 상기 전극층과, 유기박막층(17)은 유기재료를 진공상태에서 증발시켜 기판에 층착함으로써 이루어지는데, 기판에 대한 박막 증착방법은 다음과 같다.In the organic EL device as described above, the electrode layer and the organic thin film layer 17 are formed by evaporating an organic material under vacuum to deposit a layer on a substrate. The thin film deposition method for a substrate is as follows.

기판(11)에 박막을 증착시키기 위해서는 진공챔버의 내부의 하측에 기판을 장착하는 제1단계와, 소정의 패턴의 슬롯이 형성된 마스크부와, 상기 마스킹부의 상면에 설치되며 마스크킹부를 지지하는 베이스부를 가진 증착마스크를 상기 미스킹부가 기판의 상면에 밀착되도록 장착하는 장착하는 제2단계를 수행한다. 상기 증착마스크의 보다 상세한 구성은 후술하기로 한다. In order to deposit a thin film on the substrate 11, a first step of mounting the substrate on the lower side of the vacuum chamber, a mask part in which a slot of a predetermined pattern is formed, and a base installed on an upper surface of the masking part and supporting the masking part A second step of mounting the deposition mask having a portion so that the masking portion is in close contact with the upper surface of the substrate is performed. A more detailed configuration of the deposition mask will be described later.

상기 기판에 증착마스크의 장착이 완료되면, 기판의 상부로부터 증착재료를 증발시켜 이 증발된 재료가 기판의 상부로부터 마스킹부의 슬롯에 의해 노출된 기판에 증착되도록 하는 제3단계를 실시한다. 상기 제3단계에 있어서, 상기 마스크를 소정의 피치로 이동시키면서 유기 EL 소자의 적, 녹, 청색의 발광층 재료를 각각 증착하는 마스크 이동단계를 더 구비할 수 있다. 이 경우 상기 마스킹부에 형성된 마스킹부의 패턴은 화소를 이루는 적, 청, 녹색 발광층의 패턴중 하나의 발광층을 형성하기 위한 슬롯의 패턴과 동일한 패턴으로 형성되어야 함은 물론이다.When mounting of the deposition mask on the substrate is completed, a third step of evaporating the deposition material from the top of the substrate so that the vaporized material is deposited on the substrate exposed by the slot of the masking portion from the top of the substrate. In the third step, a mask shift step of depositing red, green, and blue light emitting layer materials of the organic EL element may be further provided while the mask is moved at a predetermined pitch. In this case, the pattern of the masking part formed on the masking part should be formed in the same pattern as that of the slot for forming one light emitting layer among the patterns of red, blue and green light emitting layers constituting the pixel.

상기 방법을 실시하기 위한 증착장치의 일 실시예를 도 3에 나타내 보였다.An embodiment of a deposition apparatus for carrying out the method is shown in FIG. 3.

도시된 바와 같이 유기 EL 소자에 박막을 증착하기 위한 증착장치(100)는 내 부의 개폐가 가능한 진공챔버(101)와, 상기 진공챔버(101)의 내부의 바닥면에 설치되는 테이블(102)과, 상기 테이블(102)에 설치된 기판을 소정의 패턴을 마스킹하기 위한 증착마스크(110)와, 상기 테이블(102)의 챔버(101)의 내부에 설치되어 증착하고자 하는 유기재료를 증발시키기 위한 재료증발수단(120)을 포함한다. As illustrated, the deposition apparatus 100 for depositing a thin film on an organic EL device includes a vacuum chamber 101 capable of opening and closing the inside, a table 102 installed on a bottom surface of the inside of the vacuum chamber 101, and The vapor deposition mask 110 for masking a predetermined pattern on the substrate installed on the table 102 and the material evaporation for evaporating the organic material to be deposited are installed inside the chamber 101 of the table 102. Means 120.

상기 진공챔버(101)는 도면에는 도시되어 있지 않으나 내부를 진공시킬 수 있는 별도의 진공펌프를 구비한다. 상기 테이블(102)는 챔버(101)의 하면에 설치되어 기판(200)을 지지하는 것으로, 소정의 모우터 및 동력전수단을 가진 구동수단에 의해 회전될 수 있다.Although not shown in the drawing, the vacuum chamber 101 includes a separate vacuum pump capable of vacuuming the interior thereof. The table 102 is installed on the lower surface of the chamber 101 to support the substrate 200, and may be rotated by a driving means having a predetermined motor and power transmission means.

그리고 상기 증착마스크(110)는 상기 테이블(102)에 장착된 기판(200)에 밀착되어 증착될 부분을 노출시킴과 아울러 증착되지 않을 부분을 마스킹하는 것으로 그 일 실시예를 도 4에 나타내 보였다.In addition, the deposition mask 110 exposes a portion to be deposited in close contact with the substrate 200 mounted on the table 102 and masks a portion that is not to be deposited.

도시된 바와 같이 증착마스크(110)은 박판으로 이루어지며 소정 패턴으로 제1슬롯(111)들이 형성된 마스킹부(112)와, 상기 마스킹부의 일측, 예컨데 상면에 상기 슬릿(111)보다 큰 제2슬릿(113)들이 상기 제1슬릿(111)들의 패턴과 실질적으로 동일판 패턴으로 형성된 베이스부(114)을 포함한다. 여기에서 상기 베이스부(114)는 박판으로 이루어진 마스킹부(112)을 지지하는 프레임 역할을 하게 된다. 따라서 상기 상기 베이스부(114)의 강성은 마스킹부(112)보다 커야함은 물론이다.As shown, the deposition mask 110 is formed of a thin plate and has a masking part 112 having the first slots 111 formed in a predetermined pattern, and a second slit larger than the slit 111 on one side of the masking part, for example, an upper surface thereof. Reference numerals 113 include a base portion 114 formed in a substantially identical plate pattern with the pattern of the first slits 111. Here, the base portion 114 serves as a frame supporting the masking portion 112 made of a thin plate. Therefore, the stiffness of the base portion 114 should be larger than the masking portion 112, of course.

상기 베이스부(114)는 도 4에 도시된 바와 같이 베이스부재는 판부재(114a)에 상기 제2슬롯이 형성된 판부재로 이루어질 질 수 있으며, 도 5에 도시된 도시된 바와 같이 증착마스크(112)의 가장자리를 지지하는 프레임부(114b)와, 상기 프레임부에 의해 지지되며 제1슬롯의 사이에 위치되는 복수개의 스트립부(114c)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 4, the base part 114 may be formed of a plate member having the second slot formed on the plate member 114a. The deposition mask 112 may be formed as shown in FIG. It may include a frame portion (114b) for supporting the edge of the) and a plurality of strip portion (114c) supported by the frame portion and positioned between the first slot.

상기 마스킹부는 니켈, 철, 동, 알루미늄, 티탄, 베릴륨, 금, 은 중의 하나 또는 이들의 합금의 박판으로 이루어지며, 상기 베이스부(114)는 철, 니켈, 크롬, 알루미늄, 아연, 티탄, 마그네슘등으로 이루어지거나 이들의 합금으로 이루어진다. 상기 베이스부(114)은 세라믹 등과 같은 비금속으로 이루어질 수도 있으며, 상기 마스킹부(112)는 합성수지재로 이루어질 수도 있다. The masking part is made of a thin plate of nickel, iron, copper, aluminum, titanium, beryllium, gold, silver or an alloy thereof, and the base part 114 is iron, nickel, chromium, aluminum, zinc, titanium, magnesium Or the alloys thereof. The base portion 114 may be made of a non-metal such as ceramic, and the masking portion 112 may be made of a synthetic resin material.

한편, 상기 증착마스크(110)를 구성하는 마스킹부(112)와 베이스부(114)의 열팽창계수는 서로 다르게 형성함이 바람직한데, 상기 재료 증발수단이 상부에 위치하고 기판(200)의 상면과 마스킹부(112)를 밀착시켜 사용하는 경우에는 상기 마스킹부(112)를 이루는 재료를 베이스부(114)의 스트립부(114C)의 재료보다 열팽창계수가 크거나 같은 것을 사용함이 바람직하며, 상기 마스킹부의 열팽창계수는 상기 프레임부(114B)의 열팽창 계수보다 작거나 같게 형성함이 바람직하다. On the other hand, the thermal expansion coefficient of the masking portion 112 and the base portion 114 constituting the deposition mask 110 is preferably formed differently, the material evaporation means is located on the upper side and masking the upper surface of the substrate 200 In the case where the part 112 is used in close contact, the material forming the masking part 112 may be a material having a coefficient of thermal expansion greater than or equal to that of the material of the strip part 114C of the base part 114. The coefficient of thermal expansion is preferably formed less than or equal to the coefficient of thermal expansion of the frame portion 114B.

그리고 상기 마스킹부(112)에 형성된 제1슬롯의 패턴은 화소를 이루는 적, 청, 녹색 발광층의 형성패턴과 동일하게 형성되거나 상기 적,녹,청색 발광층의 형성패턴중 하나의 발광층을 형성하기 위한 제1슬롯의 패턴과 동일한 패턴으로 형성된다.The pattern of the first slot formed in the masking part 112 may be the same as the pattern of forming the red, blue, and green light emitting layers constituting the pixel, or to form one of the patterns of forming the red, green, and blue light emitting layers. It is formed in the same pattern as the pattern of the first slot.

예컨데, 발광층을 이루는 패턴중 하나의 패턴과 동일한 패턴으로 제1슬롯이 형성되는 경우 발광층(세화소가 위치되는 크기)를 70㎛ x 90㎛ 하는 경우 마스크의 슬롯은 60㎛ x 90㎛로 마스킹부를 제작하게 되는데, 이 경우 화소와 화소의 갭은 10㎛를 취하고 있기 때문에 한 화소에 필요한 크기는 60㎛ 가되므로 상기 제1슬롯은 210㎛의 피치(도 4의 X방향 피치)로 형성된다. 이러한 증착마스크의 마스킹부(112)는 도금 을 이용하여 소정의 형상과 두께를 갖도록 제작할 수 있으며, 박판을 에칭하여 제작할 수 있다.For example, when the first slot is formed in the same pattern as one of the patterns constituting the light emitting layer, when the light emitting layer (the size where the pixel is located) is 70 μm × 90 μm, the mask slot is 60 μm × 90 μm. In this case, since the gap between the pixel and the pixel is 10 μm, the size required for one pixel becomes 60 μm, and thus the first slot is formed with a pitch of 210 μm (the pitch in the X direction of FIG. 4). The masking part 112 of the deposition mask may be manufactured to have a predetermined shape and thickness using plating, and may be manufactured by etching a thin plate.

상기 재료증발수단은 챔버(101) 내의 상부 즉, 상기 기판(200)이 장착되는 테이플(102)의 상부에 장착되어 유기박막을 형성하기 위한 재료를 증발시키는 것으로, 지지대(121)에 지지되며 증착 재료가 담기는 도가니(122)와, 상기 도가니(122)와 소정간격 이격되도록 설치되어 도가니(122)에 담긴 증착 재료를 가열함과 아울러 증발된 재료를 하부에 위치되는 기판(200) 측으로 반사시키는 가열부(123)를 포포함하다. 상기 도가니(122)는 증착 재료를 가열하기 위한 별도의 히터를 구비할 수 있으며, 상기 가열부(123)은 도가니(122)의 중심을 기준으로 하여 소정의 곡율을 갖도록 형성되어 증발된 재료의 반사시 기판(200)의 각 부위로 확산시킬 수 있도록 함이 바람직하다.The material evaporation means is mounted on the upper portion of the chamber 101, that is, on the table 102 on which the substrate 200 is mounted, and evaporates a material for forming the organic thin film, and is supported by the support 121. The crucible 122 containing the deposition material and the crucible 122 are installed to be spaced apart from the crucible 122 by heating the deposition material contained in the crucible 122 and reflects the evaporated material toward the substrate 200 located below. It includes a heating unit 123 to be. The crucible 122 may include a separate heater for heating the deposition material, and the heating part 123 is formed to have a predetermined curvature based on the center of the crucible 122 to reflect the evaporated material. It is preferable to be able to diffuse to each part of the substrate 200.

상기와 같이 구성된 유기 EL 소자의 유기막 증착장치의 작용과 이 작용을 통한 유기막 증착 방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the action of the organic film deposition apparatus of the organic EL device configured as described above and the organic film deposition method through this action in more detail as follows.

상기 증착장치(100)를 이용하여 기판(200)의 상면에 전극층, 또는 유기박막을 형성하기 위해서는 먼저 챔버(101) 내의 테이블(102)에 유기박막을 형성하기 위한 기판(200)을 장착한다. 기판(200)의 상부에 마스크(110)를 장착한다. 이때에 상기 마스크(110)의 미스킹부(112)가 하부에 위치되어 기판(200)의 상면에 밀착되도 록 한다. 상기와 같이 마스킹부(122)가 기판(200)의 상면에 밀착되면 베이스부(114)의 자중에 의해 마스킹부(122)가 가압되므로 증착을 위한 소정패턴의 제1슬롯(111)이 형성된 마스킹부(122)를 기판(200)의 상면에 밀착시킬 수 있게 된다. In order to form an electrode layer or an organic thin film on the upper surface of the substrate 200 by using the deposition apparatus 100, the substrate 200 for forming the organic thin film is first mounted on the table 102 in the chamber 101. The mask 110 is mounted on the substrate 200. At this time, the masking part 112 of the mask 110 is positioned below and in close contact with the upper surface of the substrate 200. When the masking part 122 is in close contact with the upper surface of the substrate 200 as described above, the masking part 122 is pressed by the weight of the base part 114, so that the first slot 111 having a predetermined pattern for deposition is formed. The portion 122 may be brought into close contact with the upper surface of the substrate 200.

상기와 같이 마스크(110)의 장착이 완료되면 상기 재료증발수단(200)의 도가니(122)에 적, 녹, 청색의 유기재료중 하색의 유기재료 예컨데, 청색의 유기막 재료를 넣고 가열부(123)를 이용하여 유기재료를 가열하여 증발시킨다.When the mounting of the mask 110 is completed as described above, a red organic material of red, green, and blue organic materials is placed in the crucible 122 of the material evaporation means 200. 123) is used to heat and evaporate the organic material.

이와 같이 하면 가열되어 도가니(122)로부터 증발된 유기재료는 가열부(123)에 의해 반사되어 기판(200)으로 증발함으로써 미스크(110)의 제1,2슬롯(111)(113)에 의해 노출된 기판(200)의 상면에 증착된다.In this way, the organic material heated and evaporated from the crucible 122 is reflected by the heating unit 123 and evaporated to the substrate 200 by the first and second slots 111 and 113 of the miscell 110. It is deposited on the top surface of the exposed substrate 200.

상술한 바와 같이 증착이 이루어지는 과정에서 상기 마스크(120)는 가열부(123)에 의한 복사열 및 증발된 유기재료가 마스크에 부착됨으로써 가열되게 되는데, 마스킹부(112)를 이루는 재료의 열팽창계수가 베이스부(114)를 이루는 재질의 열팽창계수 보다 낮으므로 가열에 따른 슬롯의 이동량을 최소화 할 수 있다. 또한 상기와 같이 마스크(110)가 열팽창되게 되면 국부적으로 열팽창량의 차이가 발생하여 마스크가 극부적으로 왜곡 될 수 있으나 마스크(110)는 평활한 기판의 상면에 밀착된 상태이므로 마스크의 국부적인 왜곡을 최소화 할 수 있어 증착 마스크의 평면화 유지가 가능하다. 특히 종래와 같이 진공챔버 내의 상부에 기판이 설치되고 하부에 재료증발수단이 설치된 경우에는 마스크가 기판의 하면에 위치되므로 가열에 따른 왜곡은 증착 마스크의 자중에 의해 더욱 심하게 될 것이다. In the deposition process as described above, the mask 120 is heated by attaching the radiant heat and the evaporated organic material by the heating unit 123 to the mask, the coefficient of thermal expansion of the material forming the masking unit 112 Since the thermal expansion coefficient of the material constituting the part 114 is lower, the movement amount of the slot due to heating can be minimized. In addition, as described above, when the mask 110 is thermally expanded, a difference in thermal expansion may occur locally, and the mask may be extremely distorted. However, the mask 110 is in close contact with the upper surface of the smooth substrate. It can be minimized to keep the deposition mask flattened. In particular, when the substrate is installed in the upper portion of the vacuum chamber and the material evaporation means is installed in the lower portion as in the prior art, since the mask is located on the lower surface of the substrate, distortion caused by heating will be more severe by the weight of the deposition mask.

상술한 바와 같이 기판의 상면에 하나의 유기막 재료에 의한 유기박막의 증착이 완료되면, 마스크(110)을 기판(200)으로부터 분리하여 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 소정의 피치 이송시킨 후 상기 도가니(122)에 녹색과 적색의 유기막 재료중의 하나인 유기막재료(예컨데 녹색의 유기막재료)를 넣고 상술한 바와 같이 증차기킨다. 이때에 상기 도가니에는 증착하고자하는 유기막 재료에 불순물이 섞이지 않아야 함은 물론이다. 상기와 같이 녹색의 유기막이 형성되면 마스크(110)를 소정 피치 이송시킨 후 상기와 같이 적색 유기막 재료를 증착시킨다.As described above, when the deposition of the organic thin film by one organic film material on the upper surface of the substrate is completed, the mask 110 is separated from the substrate 200 and transferred to a predetermined pitch as shown in FIGS. 6A and 6B. The crucible 122 is then placed with an organic film material (for example, a green organic film material), which is one of green and red organic film materials, and incrementally increased as described above. At this time, of course, the crucible should not be mixed with impurities in the organic film material to be deposited. When the green organic film is formed as described above, the mask 110 is transferred to a predetermined pitch and then the red organic film material is deposited as described above.

상술한 바와 같이 증착되는 과정에서 상기 마스크(110)에는 증착되는 유기막재료가 퇴적되어 외부로부터 충격이 가하여지거나 마스크의 이동시에 분리되게 되되는데, 이와 같이 퇴적량이 많아지면 마스크를 베이스부로부터 분리한 후 상기 베이스부에 새로운 마스크를 부착하여 상기와 같이 반복 증착한다.In the deposition process as described above, the deposited organic film material is deposited on the mask 110 to be impacted from the outside or separated when the mask is moved. When the deposition amount increases, the mask is separated from the base part. After that, a new mask is attached to the base and repeatedly deposited as described above.

이상에서 설명한 바와 가팅 본 발명의 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 마스크와 이 마스크를 이용한 증착방법 및 그 장치는 유기박막 패턴의 미세화에 다른 마스크가 고정세화되는데, 이 고정세화된 마스크의 제작이 용이하고 유기박막의 증착시 마스크의 열팽창 및 자중에 의한 처짐을 근본적으로 해결하여 증착막의 불량을 줄일 수 있다.As described above, the mask for thin film deposition of the organic EL device of the present invention, the deposition method using the mask, and the device have different masks for the miniaturization of the organic thin film pattern. When the organic thin film is deposited, the thermal expansion of the mask and the deflection caused by self-weight may be fundamentally solved, thereby reducing defects of the deposited film.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

챔버의 내부의 하측에 기판을 장착하는 제1단계와,A first step of mounting the substrate under the interior of the chamber,

소정의 패턴의 슬롯이 형성된 마스킹부와 상기 마스킹부의 상면에 설치되어 상기 마스크킹부를 지지하는 베이스부를 가지되, 상기 마스킹부의 열팽창계수는 상기 베이스부의 열팽창계수보다 작은 증착마스크를 상기 마스킹부가 기판의 상면에 밀착되도록 장착하는 제2단계와,A masking part having a slot having a predetermined pattern and a base part installed on an upper surface of the masking part to support the masking part, wherein the thermal expansion coefficient of the masking part is smaller than the thermal expansion coefficient of the base part, and the masking part has an upper surface of the substrate. A second step of mounting so as to be in close contact with

상기 챔버 내의 상부로부터 증착물질을 증발시켜 상기 슬롯을 통하여 노출된 기판의 상면에 증착막을 형성하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착방법.And evaporating a deposition material from an upper portion of the chamber to form a deposition film on an upper surface of the substrate exposed through the slot.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제3단계는 마스크를 소정의 피치로 이동시키면서 유기EL 소자의 적, 녹, 청색의 재료를 각각 증착하는 마스크 이동단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착방법.And the third step further comprises a mask moving step of depositing red, green and blue materials of the organic EL device while moving the mask to a predetermined pitch.

박판으로 이루어지며 소정패턴의 슬롯이 형성된 마스킹부; 및A masking part made of a thin plate and having a slot having a predetermined pattern; And

상기 마스킹부의 일측면에 설치되어 상기 마스킹부를 지지하는 베이스부를 포함하고, 상기 마스킹부의 열팽창계수는 상기 베이스부의 열팽창계수보다 작은 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착 마스크.And a base part provided on one side of the masking part to support the masking part, wherein the thermal expansion coefficient of the masking part is smaller than the thermal expansion coefficient of the base part.

제3항에 있어서, The method of claim 3,

상기 베이스부의 강성이 마스킹부의 강성보다 강한 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착 마스크.A deposition mask for thin film deposition of an organic EL device, characterized in that the rigidity of the base portion is stronger than that of the masking portion.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 베이스부가 마스크의 가장자리를 지지하는 프레임부와 상기 프레임부에 의해 지지되며 제1슬롯의 사이에 위치되는 복수개의 스트립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착 마스크.And a base part supporting the edge of the mask and a plurality of strip parts supported by the frame part and positioned between the first slots.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 마스킹부는 소정 패턴의 제1슬롯이 형성된 박판으로 이루어지며, 상기 베이스부는 상기 제1슬롯의 배열패턴과 동일하며 상기 제1슬롯 보다 큰 제2슬롯을 가진 판부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착마스크.The masking part is formed of a thin plate on which a first slot of a predetermined pattern is formed, and the base part is formed of a plate member having a second slot which is the same as the array pattern of the first slot and is larger than the first slot. Deposition mask for thin film deposition of devices.

제3항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 6,

상기 마스킹부는 니켈, 철, 동, 알루미늄, 티탄, 베릴륨 중의 하나 또는 이들의 합금으로 이루어지며,The masking portion is made of one of nickel, iron, copper, aluminum, titanium, beryllium or an alloy thereof,

상기 베이스부는 철, 니켈, 크롬 또는 이들의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착마스크. The base part is a deposition mask for thin film deposition of an organic EL device, characterized in that consisting of iron, nickel, chromium or an alloy thereof.

제 3항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 3 to 6,

상기 마스킹부의 재질은 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착마스크. The masking part material is a deposition mask for thin film deposition of an organic EL device, characterized in that made of a synthetic resin.

제6항에 있어서,The method of claim 6,

상기 마스킹부와 베이스부가 상호 접합 및 분리 가능한 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착 마스크. A deposition mask for thin film deposition of an organic EL device, characterized in that the masking portion and the base portion can be mutually bonded and separated.

제3항에 있어서,The method of claim 3,

상기 마스킹부의 열팽창계수가 베이스부의 프레임부 열팽창계수보다 작거나 같고 스트립부의 열팽창계수보다 크거나 같은 것 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착을 위한 증착 마스크.And a thermal expansion coefficient of the masking portion is less than or equal to a frame portion thermal expansion coefficient of the base portion and greater than or equal to a thermal expansion coefficient of the strip portion.

상기 챔버 내부의 하측에 배치되며 증착하고자 하는 기판이 장착되는 테이블과;A table disposed below the chamber and mounted with a substrate to be deposited;

상기 기판에 설치되는 것으로, 박판으로 이루어지며 소정패턴의 슬롯이 형성된 마스킹부와, 상기 마스킹부의 일측면에 설치되어 상기 마스킹부의 구조적 강성을 높이는 베이스부를 포함하고, 상기 마스킹부의 열팽창계수는 상기 베이스부의 열팽창계수보다 작은 증착마스크와;It is installed on the substrate, comprising a masking portion made of a thin plate and a slot of a predetermined pattern, and installed on one side of the masking portion to increase the structural rigidity of the masking portion, the coefficient of thermal expansion of the masking portion is A deposition mask smaller than the thermal expansion coefficient;

상기 기판과 대응되는 챔버 내의 상부에 설치되는 기판에 증착되는 재료를 증발시키는 재료증발수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착장치.And a material evaporation means for evaporating the material deposited on the substrate provided in the upper chamber in the chamber corresponding to the substrate.

제11항에 있어서,The method of claim 11,

상기 마스킹부는 소정 패턴의 제1슬롯이 형성된 박판으로 이루어지며, 상기 베이스부는 상기 제1슬롯의 배열패턴과 동일하며 상기 제1슬롯 보다 큰 제2슬롯을 가진 판부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착장치. The masking part is formed of a thin plate on which a first slot of a predetermined pattern is formed, and the base part is formed of a plate member having a second slot which is the same as the array pattern of the first slot and is larger than the first slot. Thin film deposition apparatus of the device.

제 11항에 있어서,The method of claim 11,

상기 마스킹부와 베이스부가 상호 접합 및 분리 가능한 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착장치. And the masking part and the base part can be bonded to and separated from each other.

제11항에 있어서,The method of claim 11,

상기 재료증발수단은 증착재료가 담기는 도가니와, 상기 도가니의 상부에 설치되어 증착재료를 가열하고, 증발한 증착재료를 기판측으로 반사시키는 가열부와, 상기 챔버의 상부에 도가니와 가열부를 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 박막 증착장치. The material evaporation means includes a crucible containing an evaporation material, a heating part installed on the crucible to heat the evaporation material and reflecting the evaporated evaporation material toward the substrate, and supporting the crucible and the heating part on the upper part of the chamber. Thin film deposition apparatus of an organic EL element comprising a support.