JP2022028039A - マスクアセンブリー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄型マスク基板で製造することができるマスクアセンブリー及びその製造方法を提供する。【解決手段】開口領域を有するマスクフレームと、マスクフレーム上に配置された複数の分割マスクと、を含み、分割マスクは蒸着パターン部及びマスクフレームに固定される端部を含み、蒸着パターン部は複数の開口パターンを含み、分割マスクは２０μｍ以下の厚さを有する。【選択図】図２ｂ
Description
本発明はマスクアセンブリー及びその製造方法に関するもので、より詳しくは薄型のマスク基板で製造されたマスクアセンブリー及びその製造方法に関するものである。
有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）は、光を放出する有機発光素子によって画像を表示する自発光型表示装置である。有機発光表示装置は、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）とは異なり、光源を必要としないので、相対的に小さい厚さ及び重さを有する。また、有機発光表示装置は、低消費電力、高輝度及び高反応速度などの高品位特性を有するので、携帯用電子器機の次世代表示装置として注目されている。
有機発光素子は、アノードとカソードに注入される正孔と電子とが発光層で再結合して発光して色相を呈し、アノードとカソードとの間に発光層を挿入した積層型構造である。しかし、このような構造によっては高効率の発光を得にくいため、それぞれの電極と発光層との間に電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、及び正孔注入層などの中間層を選択的にさらに挿入して用いている。
一方、有機発光素子の電極及び発光層を含む中間層は、様々な方法で形成することができ、その一つの方法が蒸着法である。蒸着法を用いて有機発光表示装置を製造するために、基板上に形成される薄膜のパターンと同じパターンを有するファインメタルマスク（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ；ＦＭＭ）を用いる。ファインメタルマスク（ＦＭＭ）は基板上に整列され、薄膜を成す物質が蒸着されることにより、基板上に薄膜がパターニングされる。
この時、ファインメタルマスクが蒸着用基板と密着して配置されるほど蒸着された膜のパターンの精密度が向上する。よって、近年、薄型のマスク基板を用いてマスクアセンブリーを製造するための研究が進んでいる。
本発明は、薄型のマスク基板を製造することができるマスクアセンブリー及びその製造方法を提供することを目的の一つとする。
上述した目的を達成するために、本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリーは、開口領域を有するマスクフレームと、マスクフレーム上に配置された複数の分割マスクと、を含み、分割マスクは、蒸着パターン部及びマスクフレームに固定される端部を含み、蒸着パターン部は、複数の開口パターンを含み、分割マスクは、２０μｍ以下の厚さを有する。
開口パターンの長さＬに対する分割マスクの厚さｄの比率ｄ／Ｌは、０．２以上かつ０．７以下であってもよい。
開口パターンは、３０μｍ以上かつ５０μｍ以下の長さを有してもよい。
分割マスク基板は、金属であってもよい。
分割マスク基板は、インバー（Ｉｎｖａｒ）合金であってもよい。
上述した目的を達成するための本発明の他の一実施形態に係るマスクアセンブリーの製造方法は、分割マスク基板を準備し、分割マスク基板の一方の面に、第１開口を定義する第１蒸着パターン及び第１開口の内側に配置された補助パターンを含む第１フォトレジストパターンを形成し、分割マスク基板の他方の面に第２開口を定義する第２フォトレジストパターンを形成し、分割マスク基板の一方の面をハーフエッチングし、ハーフエッチングされた分割マスク基板の一方の面上にレジンを塗布し、分割マスク基板の他方の面をハーフエッチングすることを含み、補助パターンは、第２開口と重畳する。
補助パターンの中心は、第１開口の中心と一致してもよい。
分割マスク基板の他方の面をハーフエッチングした後に、第１フォトレジストパターン及び第２フォトレジストパターンを除去することをさらに含むことができる。
第１フォトレジストパターンは、第２フォトレジストパターンの面積より大きな面積を有してもよい。
第１フォトレジストパターンは、第１蒸着パターンと補助パターンを接続する少なくとも一つの接続部をさらに含むことができる。
接続部は、第１接続部、第２接続部、第３接続部、及び第４接続部を含むことができる。
第１接続部及び第３接続部は、第１方向に延伸している。
第２接続部及び第４接続部は、第１方向と交差する第２方向に延伸している。
本発明によるマスクアセンブリーは、次のような効果を提供する。
薄型のマスク基板でマスクアセンブリーを製造することができる。また、薄型のマスク基板でマスクアセンブリーを製造する場合に、開口部パターンを精密に形成することができる。
本発明の利点及び特徴と、それらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態などを参照すると、明確になる。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態などに限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態で具現され、単に本実施形態などは、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明のカテゴリを完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項のカテゴリによって定義されるのみである。従って、いくつかの実施形態において、よく知られている工程ステップなど、よく知られている素子構造及びよく知られている技術は、本発明が曖昧に解釈されることを避けるために具体的に説明されない。明細書全体にわたって同一参照符号は、同一構成要素を指称する。
図面において、多くの層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似した部分については、同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あるとするとき、これは他の部分“真上に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分“真上に”あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分“下に”あるとするとき、これは他の部分“すぐ下に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分“すぐ下に”あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。
空間的に相対的な用語である“下（ｂｅｌｏｗ）”、“下（ｂｅｎｅａｔｈ）”、“下部（ｌｏｗｅｒ）”、“上（ａｂｏｖｅ）”、“上部（ｕｐｐｅｒ）”などは、図面に示されているように、一つの素子又は構成要素などと、他の素子又は構成要素などとの相関関係を容易に記述するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図面に示されている方向に加えて使用時又は動作時の素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されるべきである。例えば、図面に示されている素子を覆す場合は、他の素子の“下（ｂｅｌｏｗ）”又は“下（ｂｅｎｅａｔｈ）”に記述された素子は、他の素子の“上（ａｂｏｖｅ）”に置かれることができる。従って、例示的な用語である“下”は、下と上の方向をいずれも含むことができる。素子は、他の方向にも配向されることができ、これにより、空間的に相対的な用語は、配向に応じて解釈され得る。
本明細書において、第１、第２、第３などの用語は、様々な構成要素などを説明するのに使用され得るが、これらの構成要素などは、用語などによって限定されるものではない。用語などは、一つの構成要素を他の構成要素などから区別する目的で使用される。例えば、本発明の権利範囲から逸脱せず、第１構成要素が第２又は第３構成要素などと命名されることができ、類似に第２又は第３構成要素も交互的に命名され得る。
他の定義がなければ、本明細書で使用されるすべての用語（技術及び科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に共通的に理解され得る意味で使用され得る。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語などは、明白に特別に定義されていない限り理想的に又は過度に解釈されない。
以下、図１を参照して本発明の一実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリーの斜視図である。
マスクアセンブリー１０は、マスクフレーム１００及び複数の分割マスク２００を含む。
マスクフレーム１００は、開口領域１０１を有し、方形の枠状であってもよい。例えば、マスクフレーム１００は、Ｙ方向に延伸するとともに、Ｘ方向に互いに対向する二つのフレーム、及びＸ方向に延伸するとともにＹ方向に互いに対向する二つのフレームが互いに接続された方形の枠状であってもよい。
マスクフレーム１００は、マスクフレーム１００に作用する圧縮力又は熱による変形を最小化するために、剛性の高い金属物質であってもよい。
図１に示したように、マスクフレーム１００上に複数の分割マスク２００が配置される。分割マスク２００は、ステンレススチール（ＳＵＳ）、インバー（Ｉｎｖａｒ）合金、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル合金及びニッケル－コバルト合金のいずれか一種であってもよい。分割マスク２００として、上記の材料を用いることにより、分割マスク２００に作用する圧縮力又は熱による変形を最小化することができる。
分割マスク２００は、マスクフレーム１００上にＸ方向に配置され、複数の分割マスク２００は、Ｙ方向に連続的に配置される。分割マスク２００は、端部２１６、２１７をマスクフレーム１００に溶接することで固定できる。例えば、溶接は、スポット溶接（ｓｐｏｔ ｗｅｌｄｉｎｇ）であってもよい。スポット溶接は、複数の溶接ポイントを設定して、それぞれ溶接することにより、溶接時に分割マスク２００の変形を最小限にすることができる。溶接ポイントは、例えば少なくとも一列（ｃｏｌｕｍｎ）又はジグザグ（ｚｉｇｚａｇ）状になっていてもよい。
また、複数の分割マスク２００は、Ｙ方向に連続的に配置されることでマスクフレーム１００の開口領域１０１を覆うことができる。
図２ａは、本発明の一実施形態に係る分割マスクの斜視図、図２ｂは、本発明の一実施例による分割マスクの断面図である。
図２ａを参照すると、分割マスク２００は、複数の蒸着パターン部２１１を有する中央部及びマスクフレーム１００に固定される端部２１６、２１７を含むことができる。
図２ｂに示したように、本発明の一実施形態に係る分割マスク２００は、薄型の金属プレートで形成される。具体的に、分割マスク２００は、２０μｍ以下の厚さｄを有する金属プレートで形成される。
また、本発明の一実施形態に係る分割マスク２００の開口パターン２１２は、３０μｍ以上５０μｍ以下の長さＬを有する。すなわち、本発明の一実施形態に係る分割マスク２００は、開口パターン２１２の長さＬに対する分割マスクの厚さｄの比率ｄ／Ｌは、０．２以上０．７以下であってもよい。ここで、開口パターン２１２の長さＬは、分割マスク２００の第１方向（図２ａではＸ方向）の長さである。
分割マスク２００は、蒸着用基板３００に対向する第１面２０１及び第１面２０１と反対の第２面２０２を含む。
分割マスク２００は、蒸着パターン部２１１を含む。蒸着パターン部２１１は、分割マスク２００の長手方向（Ｘ方向）に互いに離隔して配置できる。
各蒸着パターン部２１１は、複数の開口パターン２１２を含む。図２ｂに示したように、分割マスク２００は開口パターン２１２によって厚さ方向に貫通される。
開口パターン２１２のそれぞれは、複数の分割マスク２００上に配置される蒸着用基板３００に蒸着しようとする薄膜形状に対応する形状で形成される。よって、蒸着工程で蒸着物質が開口パターン２１２を通して蒸着用基板上に蒸着されて、所望形状の薄膜が形成される。図１及び図２ａに示したように、開口パターン２１２は帯状であってもよい。ただ、これに限定されなく、開口パターン２１２は円形、四角形などのさまざまな形状であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、精密な開口パターン２１２を有する蒸着パターン部２１１が形成された薄型の分割マスク２００を複数用いることにより、マスクアセンブリー１０を製造することができる。複数の分割マスク２００の各々は薄型であるため、マスクアセンブリー１０と、マスクアセンブリー１０上に配置される蒸着用基板３００との密着性を向上させることができる。これにより、蒸着用基板３００に、精密な蒸着膜のパターンを形成することができる。
以下、図３ａ～図４ｂを参照して本発明の他の一実施形態に係る分割マスクの製造方法について詳細に説明する。図３ａ～図３ｆは、本発明の他の一実施形態に係る分割マスクの製造工程を示した図である。図４ａは、本発明の他の一実施形態に係る図３ｃの第１面を示した平面図、図４ｂは、本発明の他の一実施形態に係る図３ｃの第２面を示した平面図である。
図３ａに示したように、分割マスク基板２００’を準備する。分割マスク基板２００’は、ステンレススチール（ＳＵＳ）、インバー（Ｉｎｖａｒ）合金、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル合金、ニッケル－コバルト合金のいずれか一種である。
この際、分割マスク基板２００’は、蒸着用基板３００に対向する第１面２０１及び第１面２０１と反対の第２面２０２を含む。
図３ｂを参照すると、分割マスク基板２００’の第１面２０１に第１フォトレジスト４１０’を塗布し、分割マスク基板２００’の第２面２０２に第２フォトレジスト４２０’を塗布する。
図３ｃを参照すると、第１面２０１に塗布された第１フォトレジスト４１０’をパターニングして、第１フォトレジストパターン４１０を形成し、第２面２０２に塗布された第２フォトレジスト４２０’をパターニングして、第２フォトレジストパターン４２０を形成する。
第１フォトレジストパターン４１０は、第１蒸着パターン４１１及び補助パターン４１２を含む。
第１蒸着パターン４１１は、複数の分割マスク２００上に配置される蒸着用基板３００に蒸着しようとする薄膜形状に対応する形状の第１開口４３１を定義するように形成される。
補助パターン４１２は、第１蒸着パターン４１１によって定義された第１開口４３１内に配置される。また、補助パターン４１２は、図３ｃに示したように、第２フォトレジス
トパターン４２０によって定義される第２開口４３２と重畳する。この際、図４ａ及び図４ｂに示したように、第１フォトレジストパターン４１０は、第２フォトレジストパターン４２０より大きい面積を有することができる。
トパターン４２０によって定義される第２開口４３２と重畳する。この際、図４ａ及び図４ｂに示したように、第１フォトレジストパターン４１０は、第２フォトレジストパターン４２０より大きい面積を有することができる。
第２フォトレジストパターン４２０は、複数の分割マスク２００上に配置される蒸着用基板３００に蒸着しようとする薄膜形状に対応する形状の第２開口４３２を定義するように形成できる。この時、第２開口４３２は補助パターン４１２と重畳する。
図３ｃに示したように、補助パターン４１２の中心Ｃ２は、第１開口４３１の中心Ｃ１と実質的に一致する。すなわち、補助パターン４１２は、第１開口４３１の中心に位置することができる。よって、第１フォトレジストパターン４１０によるハーフエッチングの際、薄型の分割マスク基板２００’が過度にエッチングされることを防止することができる。なお、本明細書等において、ハーフエッチングとは、所定の厚さを残して分割マスク基板を上面からエッチングすることをいう。
本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリー１０の製造方法は、第１開口４３１の中心に位置する補助パターン４１２を形成し、第１フォトレジストパターン４１０によるハーフエッチングの際、分割マスク基板２００’が貫通されないようにする。これにより、精密な開口パターン２１２を形成することができる。よって、精密な開口パターン２１２を有する薄型の分割マスク２００を形成することができる。
図３ｄを参照すると、分割マスク基板２００’の第１面２０１は、第１フォトレジストパターン４１０に従ってハーフエッチングされる。具体的に、第１フォトレジストパターン４１０によって形成された第１開口４３１に対応して第１溝４５１が形成される。この時、第１溝４５１は分割マスク基板２００’を貫通せず、第１面２０１から所定の深みを有することができる。
図３ｅを参照すると、第１溝４５１が形成された第１面２０１上にレジン５００を塗布する。この時、レジン５００は分割マスク基板２００’の第１面２０１の全面を覆うことができる。具体的に、レジン５００は、第１溝４５１を含む第１面２０１を覆うことができる。
図３ｆを参照すると、分割マスク基板２００’の第２面２０２を、第２フォトレジストパターン４２０に従ってハーフエッチングする。具体的に、第２フォトレジストパターン４２０に従って形成された第２開口４３２に対応して第２面２０２に第２溝４５２を形成する。この時、第１溝４５１及び第２溝４５２によって分割マスク基板２００’が貫通される。
次に、分割マスク基板２００’の第１面２０１上に塗布されたレジン５００及び第１フォトレジストパターン４１０及び分割マスク基板２００’の第２面２０２上に塗布された第２フォトレジストパターン４２０が除去される。以上の工程により、図２ｂに示す薄型の分割マスク基板２００’に開口パターン２１２が形成された分割マスク２００が形成できる。
開口パターン２１２のそれぞれは、複数の分割マスク２００上に配置される蒸着用基板３００に蒸着しようとする薄膜形状に対応する形状に形成できる。よって、蒸着工程で蒸着物質が開口パターン２１２を通して蒸着用基板上に蒸着されて、所望形状の薄膜が形成できる。
なお、分割マスク基板２００’の第１面及び第２面からハーフエッチングを行う場合、補助パターン４１２が形成されていないと、分割マスク基板２００’が薄型であるため、過度にエッチングされてしまうおそれがある。分割マスク基板２００’が過度にエッチングされると、開口パターンが大きくなってしまったり、一度のエッチングで開口パターンが貫通してしまったりすることで、精密な開口パターンを形成することができないおそれがある。
図３ａ～図３ｆに示すマスクアセンブリーの製造方法によれば、分割マスク基板２００’の第２面２０２に第１開口４３１を形成し、第１面２０１に第１開口４３１の中心に位置する補助パターン４１２を形成している。第１面２０１に補助パターン４１２を形成することにより、分割マスク２００’の第１面２０１をハーフエッチングする際に、過度にエッチングされることを防止することができる。また、第２面２０２を第２フォトレジストパターン４２０でハーフエッチングすることで、分割マスク基板２００’を貫通させることができる。これにより、分割マスク２００’に補助パターン４１２を形成しない場合と比較して、薄型の分割マスク基板に精密な開口パターン２１２を形成することができる。また、精密に開口部パターンが形成された複数のマスク基板を用いることにより、マスクアセンブリー１０を製造することができる。
本発明の一実施形態によれば、開口パターン２１２の長さＬは３０μｍ以上かつ５０μｍ以下である。また、本発明の一実施形態によれば、分割マスク基板２００’は２０μｍ以下の厚さを有する。すなわち、本発明の一実施形態に係る分割マスク基板２００’は、開口パターン２１２の長さＬに対する厚さｄの比率ｄ／Ｌが０．２以上かつ０．７以下であってもよい。
本発明の一実施形態によれば、精密な開口パターン２１２が形成された薄型の分割マスク２００を複数用いて、マスクアセンブリー１０を製造することができる。分割マスク２００は薄型であるため、マスクアセンブリー１０と、マスクアセンブリー１０上に配置される蒸着用基板３００との密着性を向上させることができる。これにより、蒸着用基板３００に蒸着物質を精密に蒸着することができる。
以下、図５を参照して本発明のさらに他の一実施形態について詳細に説明する。図５は本発明のさらに他の一実施形態に係る図３ｃの他の平面図である。本発明の他の一実施形態と同じ構成についての説明は説明の便宜のために省略する。
図５を参照すると、第１フォトレジストパターン４１０は、第１蒸着パターン４１１及び補助パターン４１２を接続する接続部４１３を少なくとも一つ含む。例えば、図５に示したように、第１フォトレジストパターン４１０は、第１接続部４１３ａ、第２接続部４１３ｂ、第３接続部４１３ｃ及び第４接続部４１４ｄを含むことができる。
第１接続部４１３ａは、第３接続部４１３ｃと実質的に平行であってもよく、第２接続部４１３ｂは、第４接続部４１３ｄと実質的に平行であってもよい。例えば、図５に示したように、第１接続部４１３ａ及び第３接続部４１３ｃは、第１方向Ｄ１に伸び、第２接続部４１３ｂ及び第４接続部４１３ｄは、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に延伸する。この時、第１方向Ｄ１は、第２方向Ｄ２に対して直角をなしてもよい。この時、第１方向Ｄ１は分割マスク２００の長手方向（図１のＸ方向）であってもよい。
よって、第１開口４３１は、第１接続部４１３ａ、第２接続部４１３ｂ、第３接続部４１３ｃ及び第４接続部４１３ｄによって四つの開口４３１ａ、４３１ｂ、４３１ｃ、４３１ｄに区分できる。
以下、図６を参照して本発明のさらに他の一実施形態について詳細に説明する。図６は
本発明のさらに他の一実施形態に係る図３ｃのさらに他の平面図である。本発明の他の一実施形態と同じ構成についての説明は説明の便宜のために省略する。
本発明のさらに他の一実施形態に係る図３ｃのさらに他の平面図である。本発明の他の一実施形態と同じ構成についての説明は説明の便宜のために省略する。
図６を参照すると、第１フォトレジストパターン４１０は、第１蒸着パターン４１１及び補助パターン４１２を接続する接続部４１３を少なくとも一つ含む。例えば、図６に示したように、第１フォトレジストパターン４１０は、第１接続部４１３ａ、第２接続部４１３ｂ、第３接続部４１３ｃ及び第４接続部４１３ｄを含むことができる。
第１接続部４１３ａは、第３接続部４１３ｃと実質的に平行であってもよく、第２接続部４１３ｂは、第４接続部４１３ｄと実質的に平行であってもよい。例えば、図６に示したように、第１接続部４１３ａ及び第３接続部４１３ｃは第３方向Ｄ３に伸び、第２接続部４１３ｂ及び第４接続部４１３ｄは第３方向Ｄ３と交差する第４方向Ｄ４に延伸する。この時、第３方向Ｄ３は第４方向Ｄ４に対して直角をなしてもよい。この時、図６を参照すると、第３方向Ｄ３及び第４方向Ｄ４はそれぞれ第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と鋭角を成しながら交差することができる。
よって、第１開口４３１は第１接続部４１３ａ、第２接続部４１３ｂ、第３接続部４１３ｃ及び第４接続部４１３ｄによって四つの開口４３１ａ、４３１ｂ、４３１ｃ、４３１ｄに区分できる。
図５又は図６に示す補助パターン４１２を形成することにより、分割マスク２００’の第１面２０１をハーフエッチングする際に、過度にエッチングされることを防止することができる。また、第２面２０２を第２フォトレジストパターン４２０でハーフエッチングすることで、分割マスク基板２００’が貫通させることができる。これにより、分割マスク２００’の一方の面に、補助パターン４１２を形成しない場合と比較して、薄型の分割マスク基板精密な開口パターン２１２を形成することができる。また、精密に開口部パターンが形成された複数のマスク基板を用いることにより、マスクアセンブリーを製造することができる。
本発明の一実施形態によれば、開口パターン２１２の長さＬは３０μｍ以上かつ５０μｍ以下である。また、本発明の一実施形態によれば、分割マスク基板２００’は２０μｍ以下の厚さを有する。すなわち、本発明の一実施形態に係る分割マスク基板２００’は、開口パターン２１２の長さＬに対する厚さｄの比率ｄ／Ｌが０．２以上かつ０．７以下であってもよい。ここで、開口パターン２１２の長さＬは、分割マスク基板２００’の第１方向（図２ａではＸ方向）の長さである。
本発明の一実施形態によれば、精密な開口パターン２１２が形成された薄型の分割マスク２００を複数用いて、マスクアセンブリー１０を製造することができる。分割マスク２００は薄型であるため、マスクアセンブリー１０と、マスクアセンブリー１０上に配置される蒸着用基板３００との密着性を向上させることができる。これにより、蒸着用基板３００に蒸着物質を精密に蒸着することができる。
以下、図７を参照して、本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリーを用いて蒸着用基板３００上に蒸着する過程を詳細に説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリーを用いて蒸着用基板上に蒸着することを示す図である。
図７を参照すると、マスクアセンブリー１０は、有機発光表示装置の有機発光層又は電極を蒸着するために真空チャンバー６００内に配置される。
真空チャンバー６００の下部には蒸着源６０１が配置され、蒸着源６０１の上側にはマ
スクアセンブリー１０が配置される。マスクアセンブリー１０は、図１に示す分割マスク２００を含んでいる。分割マスク２００は、マスクフレーム１００上に配置される。分割マスク２００の上部には蒸着用基板３００が配置される。
スクアセンブリー１０が配置される。マスクアセンブリー１０は、図１に示す分割マスク２００を含んでいる。分割マスク２００は、マスクフレーム１００上に配置される。分割マスク２００の上部には蒸着用基板３００が配置される。
蒸着源６０１は、内部に有機物質を含む加熱容器（ｃｒｕｃｉｂｌｅ）を有し、熱で有機物質を蒸発させて、蒸着用基板３００に蒸着させることができる。蒸着装置は、有機物質を加熱させるためのヒーター（図示せず）をさらに含んでいてもよい。ヒーターは蒸着源６０１の両側に備えられ、蒸着源６０１を加熱して蒸着源６０１内に入っている有機物質を加熱して昇華させる役目をする。
真空チャンバー６００は、蒸着工程が進行する空間を提供する。真空チャンバー６００は、蒸着工程時に真空チャンバー６００の内部を真空状態に維持するように、ＴＭＰ（Ｔｕｒｂｏ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｕｍｐ）のような真空ポンプ（図示せず）と接続される。真空チャンバー６００は、内部の壁面を取り囲むように配置された防着板（図示せず）をさらに含んでいてもよい。防着板は、蒸着源６０１から噴出される有機物質のうち蒸着用基板３００に蒸着しない有機物質が真空チャンバー６００の内壁面に吸着されることを防止する。
支持部材６０２は、マスクアセンブリー１０の縁部でマスクアセンブリー１０を固定することができる。
蒸着用基板３００上に蒸着物質が蒸着される過程を、簡略に説明する。
まず、マスクアセンブリー１０を支持部材６０２上に固定し、固定されたマスクアセンブリー１０上に蒸着用基板３００を配置する。
ついで、真空チャンバー６００の下部に位置する蒸着源６０１から蒸着物質を蒸着用基板３００に向けて噴射する。具体的に、蒸着源６０１に電源が印加されれば、蒸着物質が入っている蒸着源６０１が加熱され、これによって蒸着物質が加熱されて昇華し、マスクアセンブリー１０に向かって噴射される。この時、真空チャンバー６００の内部は高真空度及び高温に維持される。
蒸着源６０１から蒸着物質が噴射されれば、分割マスク２００に形成された蒸着パターン部（図１の蒸着パターン部２１１）によって蒸着用基板３００の一方の面に蒸着物質を蒸着することができる。
本発明の一実施形態に係る分割マスク２００は薄型であるため、マスクアセンブリー１０と蒸着用基板３００との密着性を向上させることができる。また、分割マスク２００には、精密な開口パターン２１２を複数有する蒸着パターン部が形成されている。そのため、当該分割マスク２００を複数有するマスクアセンブリー１０を用いることにより、蒸着用基板３００に、蒸着物質を精密に蒸着することができる。
以下、図８を参照して本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリーを用いて製造された有機発光表示装置について詳細に説明する。図８は、本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリーを用いて製造された有機発光表示装置の断面図である。
図８を参照すると、本発明の一実施形態に係る有機発光表示装置が有する表示パネルは、スイッチング薄膜トランジスタ（図示せず）、駆動薄膜トランジスタ２０、容量素子８０及び有機発光素子８１０（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）を含む複数の画素を有する。有機発光素子８１０は、相対的に低い温度で蒸着でき、低電力、高輝度などの理由でフレキシブル表示装置に主に適用可能である。ここで、画素は画像を表示する最小単位を言い、表示パネルは複数の画素によって画像を表示する。
また、単一画素に二つの薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）と一つの容量素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）が配置された構造にについて説明するが、これに限定されるものではない。一つの画素は三つ以上の薄膜トランジスタと、二つ以上の容量素子を備えることもでき、別の配線をさらに含んで多様な構造を有することができる。
表示パネルは、ベース基板７１０、ベース基板７１０上に配置されたゲート線と、ゲート線と絶縁状態で交差するデータ線７７１及び共通電源線７７２を含むことができる。一般に、一つの画素は、ゲート線、データ線７７１及び共通電源線７７２を境界として定義できるが、画素が前述した定義に限定されるものではない。画素は、ブラックマトリックス又は画素定義膜によって定義できる。
ベース基板７１０は、柔軟性を有する絶縁性物質でなることができる。例えば、ベース基板７１０は、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｐｈｏｎｅ、ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）、ポリアリーレート（Ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ、ＰＡＲ）、ガラス繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ ｇｌａｓｓ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃ、ＦＲＰ）などの高分子物質でなることができる。若しくは、ベース基板７１０はガラス基板であってもよい。ベース基板７１０は透明、半透明又は不透明であってもよい。
ベース基板７１０上にバッファー層７２０が配置される。バッファー層７２０は、不純物元素の透過を防止し、表面を平坦化する機能を有するもので、このような機能を有することが可能な多様な物質で形成できる。例えば、バッファー層７２０は、窒化珪素（ＳｉＮx）膜、酸化珪素（ＳｉＯ2）膜、酸窒化珪素（ＳｉＯxＮy）膜のいずれか一種で形成される。しかし、バッファー層７２０は、必ずしも必要なものではなく、ベース基板７１０の種類及び工程条件によって省略することもできる。
バッファー層７２０上にスイッチング薄膜トランジスタの半導体層及び駆動薄膜トランジスタの半導体層７３２が配置される。スイッチング薄膜トランジスタの半導体層及び駆動薄膜トランジスタの半導体層７３２は、多結晶珪素膜、非晶質珪素膜、及びＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ－Ｇａｌｕｉｍ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のような酸化物半導体のいずれか一種で形成できる。例えば、駆動トランジスタの半導体層７３２が多結晶珪素膜で形成される場合、駆動薄膜トランジスタの半導体層７３２は、不純物がドープされなかったチャネル領域と、チャネル領域の両側にｐ＋ドープされて形成されたソース領域及びドレイン領域を含む。この時、ドープされるイオン物質はホウ素（Ｂ）のようなＰ型不純物であり、主にＢ2Ｈ6が使われる。このような不純物は薄膜トランジスタの種類によって異なる。本発明の一実施形態において、駆動薄膜トランジスタ２０としてＰ型不純物を使ったＰＭＯＳ構造の薄膜トランジスタを使用する例について説明したが、駆動薄膜トランジスタ２０がこれに限定されるものではない。したがって、駆動薄膜トランジスタ２０としてＮＭＯＳ構造及びＣＭＯＳ構造の薄膜トランジスタのいずれも使用することができる。
スイッチング薄膜トランジスタの半導体層及び駆動薄膜トランジスタの半導体層７３２上にゲート絶縁膜７４０が配置される。ゲート絶縁膜７４０は、オルトケイ酸テトラエチル（ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ、ＴＥＯＳ）、窒化珪素（ＳｉＮx）及び酸化珪素（ＳｉＯ2）の少なくとも一種を含むことができる。一例として、ゲート絶縁膜７４０は４０ｎｍの厚さを有する窒化珪素膜と８０ｎｍの厚さを有するオルトケイ酸テトラエチル膜が順に積層された二重膜構造を有することができる。
ゲート絶縁膜７４０上にゲート電極７５５、ゲート電極７５５を含むゲート線が配置される。ゲート線は、第１容量電極７５８、その外の配線と電気的に接続されていてもよい。そして、ゲート電極７５５は、半導体層７３２の少なくとも一部、特にチャネル領域と重畳するように配置される。ゲート電極７５５は、半導体層７３２の形成過程で半導体層７３２のソース領域とドレイン領域に不純物がドープされる際に、チャネル領域に不純物がドープされることを遮断する機能を有する。
ゲート電極７５５と第１容量電極７５８は同一層に配置され、実質的に同じ金属で形成される。ゲート電極７５５及び第１容量電極７５８は、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）及びタングステン（Ｗ）のうち少なくとも一種を含むことができる。
ゲート絶縁膜７４０上にゲート電極７５５を覆う層間絶縁膜７６０が配置される。層間絶縁膜７６０は、ゲート絶縁膜７４０と同様に、窒化珪素（ＳｉＮx）、酸化珪素（Ｓｉ
Ｏx）又はオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）などで形成できるが、これに限定され
るものではない。
Ｏx）又はオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）などで形成できるが、これに限定され
るものではない。
層間絶縁膜７６０上にソース電極７７６又はドレイン電極７７７を含むデータ線７７１が配置される。データ線７７１は、共通電源線７７２、第２容量電極７７８、又はその他の配線と電気的に接続されていてもよい。そして、ソース電極７７６及びドレイン電極７７７は、ゲート絶縁膜７４０及び層間絶縁膜７６０に形成されたコンタクトホールを介して半導体層７３２のソース領域及びドレイン領域とそれぞれ接続される。
スイッチング薄膜トランジスタ（図示せず）は、半導体層（図示せず）、ゲート電極（図示せず）、ソース電極（図示せず）及びドレイン電極（図示せず）を含み、駆動薄膜トランジスタ２０は、半導体層７３２、ゲート電極７５５、ソース電極７７６及びドレイン電極７７７を含む。駆動薄膜トランジスタ２０の構成は、前述した例に限定されず、当該技術分野の当業者が容易に実施することができる公知の構成に多様に変形することが可能である。
また、容量素子８０は、層間絶縁膜７６０を挟んで配置された第１容量電極７５８と第２容量電極７７８を含む。
図示されていないが、スイッチング薄膜トランジスタは、発光させようとする画素を選択するスイッチング素子として使用される。スイッチング薄膜トランジスタのゲート電極は、ゲート線に接続される。スイッチング薄膜トランジスタのソース電極は、データ線７７１に接続される。スイッチング薄膜トランジスタのドレイン電極は、スイッチング薄膜トランジスタのソース電極と離間して配置され、第１容量電極７５８と接続される。
駆動薄膜トランジスタ２０は、選択された画素内の有機発光素子８１０の発光層８１２を発光させるための駆動電源を画素電極８１１に印加する。ゲート電極７５５は第１容量電極７５８と接続される。ソース電極７７６及び第２容量電極７７８は、それぞれ共通電源線７７２と接続される。ドレイン電極７７７は、コンタクトホールを介して有機発光素子８１０の画素電極８１１と接続される。
このような構造によって、スイッチング薄膜トランジスタはゲート線に印加されるゲート電圧によって動作し、データ線７７１に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスタ２０に伝達する機能を有する。共通電源線７７２から駆動薄膜トランジスタ２０に印加される共通電圧とスイッチング薄膜トランジスタから伝達されたデータ電圧の差に相当する電圧が容量素子８０に保存され、容量素子８０に保存された電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスタ２０を介して有機発光素子８１０に流れて有機発光素子８１０が発光することになる。
層間絶縁膜７６０上に配置されたデータ線７７１、共通電源線７７２、ソース電極７７６及びドレイン電極７７７、第２容量電極７７８などのように、同一層上でパターニングされた導電層を覆う平坦化膜７８０が配置される。
平坦化膜７８０は、その上に形成される有機発光素子８１０の発光効率を高めるため、段差を無くして平坦化させる機能を有する。平坦化膜７８０は、アクリル系樹脂（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｓ ｒｅｓｉｎ）、エポキシ系樹脂（ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ）、フェノール樹脂（ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎ）、ポリアミド系樹脂（ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ ｒｅｓｉｎ）、ポリイミド系樹脂（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ ｒｅｉｎ）、不飽和ポリエステル系樹脂（ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ ｒｅｓｉｎ）、ポリフェニレン系樹脂（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｔｈｅｒｓ ｒｅｓｉｎ）、ポリフェニレンスルフィド系樹脂（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅｓ ｒｅｓｉｎ）、及びベンゾシクロブテン（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ、ＢＣＢ）のいずれか一種以上の物質で形成することができる。
平坦化膜７８０上に有機発光素子８１０の画素電極８１１が配置される。画素電極８１１は平坦化膜７８０に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極７７７と接続される。
平坦化膜７８０上に画素電極８１１の少なくとも一部を露出して画素領域を定義する画素定義膜７９０が配置される。画素電極８１１は、画素定義膜７９０の画素領域に対応するように配置される。画素定義膜７９０は、ポリアクリル系（ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅｓ ｒｅｓｉｎ）及びポリイミド系（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ）などの樹脂で形成することができる。なお、画素定義膜７９０は、バンクともいう。
画素領域内の画素電極８１１上に発光層８１２が配置され、画素定義膜７９０及び発光層８１２上に共通電極８１３が配置される。発光層８１２は、低分子有機物又は高分子有機物でなる。画素電極８１１と発光層８１２の間に、中間層として正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ）及び正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）の少なくとも一つをさらに配置でき、発光層８１２と共通電極８１３の間に電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）及び電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ）のうち少なくとも一つをさらに配置できる。有機発光素子８１０は、画素電極８１１、発光層８１２、共通電極８１３を含む。
有機発光素子８１０の発光層８１２及び発光層８１２を含む中間層は、本発明の一実施形態に係るマスクアセンブリー１０を用いて、蒸着することができる。そのため、発光層８１２及び発光層８１２を含む中間層として、精密なパターンを形成することができる。
画素電極８１１及び共通電極８１３は、透過型電極、半透過型電極及び反射型電極のいずれか一つで形成される。
透過型電極の形成のために、透明導電性酸化物（ＴＣＯ；Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｏｘｉｄｅ）を用いることができる。透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）として、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）又はＩｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）などがある。
半透過型電極及び反射型電極の形成のために、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）のような金属又はこれらの合金を用いることができる。この時、半透過型電極と反射型電極は、厚さによって決定される。一般に、半透過型電極は、約２００ｎｍ以下の厚さを有し、反射型電極は３００ｎｍ以上の厚さを有する。半透過型電極は、厚さが薄くなるほど光の透過率が高くなるが抵抗が高くなり、厚さが厚くなるほど光の透過率が低くなる。
また、半透過型及び反射型電極は、金属又は金属の合金で形成された金属層と、金属層上に積層された透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層を含む多層構造で形成できる。
共通電極８１３上に薄膜封止層８５０が配置される。薄膜封止層８５０は、一つ以上の無機膜８５１、８５３、８５５及び一つ以上の有機膜８５２、８５４を含む。また、薄膜封止層８５０は、無機膜８５１、８５３、８５５と、有機膜８５２、８５４とが交互に積層された構造を有する。この時、無機膜８５１が最下層に配置される。すなわち、無機膜８５１が有機発光素子８１０と一番近くに配置される。
薄膜封止層８５０は、三つの無機膜８５１、８５３、８５５と二つの有機膜８５２、８５４を含んでいるが、本発明の一実施形態はこれに限定されるものではない。
無機膜８５１、８５３、８５５は、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＺｒＯ、ＳｉＯ2、ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＺｎＯ、及びＴａ2Ｏ5のいずれか一種以上の無機物を含んで形成される。無機膜８５１、８５３、８５５は、化学蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）法又は原子層蒸着（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ、ＡＬＤ）法で形成される。しかし、本発明の一実施形態がこれに限定されるものではなく、無機膜８５１、８５３、８５５は、当該技術分野の当業者に知られた多様な方法で形成できる。
有機膜８５２、８５４は、高分子（ｐｏｌｙｍｅｒ）系の材料で形成される。ここで、高分子系の材料は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド、及びポリエチレンなどを含む。また、有機膜８５２、８５４は、熱蒸着工程で形成される。そして、有機膜８５２、８５４を形成するための熱蒸着工程は、有機発光素子８１０を損傷させない温度範囲内で進行する。しかし、本発明の一実施形態はこれに限定されるものではなく、有機膜８５２、８５４は当該技術分野の当業者に知られた多様な方法で形成できる。
薄膜の密度が緻密に形成された無機膜８５１、８５３、８５５は、主に水分又は酸素の透過を抑制する。殆どの水分及び酸素の有機発光素子８１０への透過は無機膜８５１、８５３、８５５によって遮断することができる。
薄膜封止層８５０は、１０μｍ以下の厚さに形成できる。したがって、表示パネルの総厚さが非常に薄く形成できる。
以上で説明した本発明は上述した実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で多様な置換、変形及び変更が可能であるのは本発
明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかであろう。
明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかであろう。
１００ マスクフレーム
２００ 分割マスク
２０１ 第１面
２０２ 第２面
３００ 蒸着用基板
４１０ 第１フォトレジストパターン
４１１ 第１蒸着パターン
４１２ 補助パターン
４２０ 第２フォトレジストパターン
４３１ 第１開口
４３２ 第２開口
４５１ 第１溝
４５２ 第２溝
２００ 分割マスク
２０１ 第１面
２０２ 第２面
３００ 蒸着用基板
４１０ 第１フォトレジストパターン
４１１ 第１蒸着パターン
４１２ 補助パターン
４２０ 第２フォトレジストパターン
４３１ 第１開口
４３２ 第２開口
４５１ 第１溝
４５２ 第２溝
Claims (5)
- 分割マスク基板を準備し、
前記分割マスク基板の一方の面に、第１開口を定義する第１蒸着パターン及び前記第１開口の内側に配置された補助パターンを含む第１フォトレジストパターンを形成し、
前記分割マスク基板の他方の面に第２開口を定義する第２フォトレジストパターンを形成し、
前記分割マスク基板の前記一方の面をハーフエッチングし、
前記ハーフエッチングされた分割マスク基板の前記一方の面上にレジンを塗布し、
前記分割マスク基板の前記他方の面をハーフエッチングすることを含み、
前記補助パターンは、前記第２開口と重畳する、マスクアセンブリー製造方法。 - 前記補助パターンの中心は、前記第１開口の中心と一致する、請求項１に記載のマスクアセンブリー製造方法。
- 前記分割マスク基板の前記他方の面をハーフエッチングした後に、
前記第１フォトレジストパターン及び前記第２フォトレジストパターンを除去することをさらに含む、請求項１に記載のマスクアセンブリー製造方法。 - 前記第１フォトレジストパターンは、前記第２フォトレジストパターンの面積より大きな面積を有する、請求項１に記載のマスクアセンブリー製造方法。
- 前記第１フォトレジストパターンは、前記第１蒸着パターンと前記補助パターンとを接続する少なくとも一つの接続部をさらに含む、請求項１に記載のマスクアセンブリー製造方法。
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