JP6938120B2 - マスク組立体、その製造方法、及びそれを含んだ表示装置の製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、装置及び方法に係り、さらに詳細には、マスク組立体、その製造方法、及びそれを含んだ表示装置の製造装置に関する。
移動性を基盤とする電子機器が幅広く使用されている。移動用電子機器としては、モバイルフォンのような小型電子機器以外にも、最近になって、タブレットＰＣ（personal computer）が広く使用されている。
かような移動型電子機器は、多様な機能を支援するために、イメージまたは映像のような視覚情報をユーザに提供するために、表示装置を含む。最近、表示装置を駆動するためのその他部品が小型化されるにつれ、表示装置が電子機器において占める比重がだんだんと増加しており、平らな状態で所定の角図を有するように曲げることができる構造も開発されている。
従来の表示装置を製造するために、マスクシートを使用する場合、マスクシートをマスクフレームに、溶接を介して付着させた後で使用するとき、マスクシートとマスクフレームとの溶接程度により、表示装置の解像図に影響を及ぼすことがある。
本発明が解決しようとする課題は、高解像図の表示装置製作が可能なマスク組立体、その製造方法、及びそれを含む表示装置の製造装置を提供することである。
本発明の一実施形態は、マスクシートを含むマスク組立体において、前記マスクシートは、少なくとも１以上の開口部があるパターン部と、前記パターン部と連結され、前記パターン部と粒子サイズが溶接部と、を含むマスク組立体を開示する。
本実施形態において、前記パターン部の粒子サイズは、前記溶接部の粒子サイズより小さくともよい。
本実施形態において、粒子サイズが前記パターン部と異なる前記溶接部には、溶接点が配置されもする。
本実施形態において、前記パターン部と前記溶接部は、表面粗度が異なる。
本実施形態において、前記パターン部の粒子サイズは、ナノスケールであり、前記溶接部は、マイクロスケールでもある。
本実施形態において、前記マスクシートは、ニッケル含量が３０ｗｔ％ないし５０ｗｔ％でもある。
本実施形態において、前記マスクシートの粒子の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ：body centered cubic）及び面心立方格子構造（ＦＣＣ：face centered cubic）を含んでもよい。
本実施形態において、前記パターン部の粒子のうち、前記体心立方格子構造を有する粒子の個数は、前記溶接部の少なくとも一部分の粒子のうち、前記体心立方格子構造を有する粒子の個数と異なる。
本実施形態において、前記マスクシートが載置されて溶接されるマスクフレームをさらに含んでもよい。
本実施形態において、前記溶接部は、前記マスクフレーム上に配置されもする。
本発明の他の実施形態は、一部分が熱処理された溶接部を含んだマスクシートを製造する段階と、マスクフレーム上に前記マスクシートを載置して溶接する段階と、を含むマスク組立体の製造方法を開示する。
本実施形態において、前記マスクシートを製造する段階は、母材に少なくとも１以上の開口部があるパターン部を形成する段階と、前記母材の一部分を熱処理し、前記溶接部を形成する段階と、を含んでもよい。
本実施形態において、前記熱処理は、３５０℃以上であって前記母材の融点以下の範囲で行われる。
本実施形態において、前記溶接部を形成する段階は、前記パターン部を形成する段階の前またはその後に行われる。
本実施形態において、前記少なくとも１以上の開口部は、レーザドリリング方法、エッチング方法および電鋳メッキ方法のうち一つによって形成されもする。
本実施形態において、前記母材は、電鋳メッキ方法によって形成されもする。
本実施形態において、前記溶接部は、前記マスクフレーム上に配置され、前記溶接部上に溶接点が形成されもする。
本実施形態において、前記溶接部と前記パターン部との粒子サイズが互いに異なる。
本実施形態において、前記マスクシートは、ニッケル含量が３０ｗｔ％ないし５０ｗｔ％でもある。
本実施形態において、前記パターン部の粒子のうち、体心立方格子構造を有する粒子の個数は、前記溶接部の粒子のうち、前記体心立方格子構造を有する粒子の個数と異なる。
本発明のさらに他の実施形態は、マスク組立体と、前記マスク組立体と対向するように配置される蒸着源と、を含み、前記マスク組立体は、少なくとも１以上の開口部があるパターン部と、前記パターン部と連結され、前記パターン部と粒子サイズが異なる溶接部と、を含むマスクシートを含む表示装置の製造装置を開示する。
本実施形態において、前記パターン部の粒子サイズは、前記溶接部の粒子サイズより小さくともよい。
本実施形態において、粒子サイズが前記パターン部と異なる前記溶接部には、溶接点が配置されもする。
本実施形態において、前記パターン部と前記溶接部は、表面粗度が異なる。
本実施形態において、前記パターン部の粒子サイズは、ナノスケールであり、前記溶接部は、マイクロスケールでもある。
本実施形態において、前記マスクシートは、ニッケル含量が３０ｗｔ％ないし５０ｗｔ％でもある。
本実施形態において、前記マスクシートの粒子の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ）及び面心立方格子構造（ＦＣＣ）を含んでもよい。
本実施形態において、前記パターン部の粒子のうち、前記体心立方格子構造を有する粒子の個数は、前記溶接部の粒子のうち、前記体心立方格子構造を有する粒子の個数と異なる。
本実施形態において、前記マスクシートが載置されて溶接されるマスクフレームをさらに含んでもよい。
本実施形態において、前記溶接部は、前記マスクフレーム上に配置されもする。
前述のところ以外の他の側面、特徴、利点が、以下の図面、特許請求の範囲、及び発明の詳細な説明から明確になるであろう。
かような一般的であって具体的な側面が、システム、方法、コンピュータプログラム、またはいかなるシステム、方法、コンピュータプログラムの組み合わせを使用して実施されもする。
本発明の実施形態は、マスクシートとマスクフレームとの溶接率を上昇させることにより、マスクシートをマスクフレームに堅固に固定させることが可能である。また、本発明の実施形態は、簡単な工程を介して溶接率を向上させることによって、製品の生産性を増大させ、不良率を最小化させることができる。本発明の実施形態は、精密なパターン及び正確なパターンで基板に蒸着物質を蒸着することが可能である。
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に述べられている実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態に具現されもする。
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面符号を付し、それについての重複説明は省略する。
以下の実施形態において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用されている。
以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。
以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、１以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などの部分が、他の部分の上または上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。
図面では、説明の便宜のために、構成要素がその大きさが誇張または縮小されてもいる。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に示されているので、本発明は、必すしも図示されているところに限定されるものではない。
以下の実施形態において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、直交座標系上の３軸に限定されるものではなく、それを含む広い意味に解釈されもする。例えば、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、互いに直交することもあるが、互いに直交しない互いに異なる方向を指すこともある。
ある実施形態が異なって具現可能である場合、特定の工程順序は、説明される順序と異なるように遂行されもする。例えば、連続して説明される２つの工程が実質的に同時に遂行されもし、説明される順序と反対の順序で進められもする。
図１は、本発明の一実施形態によるマスク組立体を示す斜視図である。図２は、図１に図示されたマスクシートを示す断面図である。図３は、図２に図示されたマスクシートの材料による相変異度を示すグラフである。図４は、図２に図示されたマスクシートの溶接結果と、既存のマスクシートの溶接結果とを示す平面図である。
図１ないし図４を参考すれば、マスク組立体１５０は、マスクフレーム１５１、マスクシート１５２及び支持部材１５３を含んでもよい。
マスクフレーム１５１は、窓枠形態に形成されもする。このとき、マスクフレーム１５１は、複数個フレームを具備することができ、複数個のフレームは、互いに連結されてもよい。前述のようなマスクフレーム１５１は、中央部分に１つのホールが形成され、他の実施形態として、中央部分に複数個のホールが形成されることも可能である。このとき、マスクフレーム１５１の中央部分に、複数個のホールが形成される場合、マスクフレーム１５１の中央部分は、格子状に形成されもする。
マスクシート１５２は、マスクフレーム１５１上に設けられる。このとき、マスクシート１５２は、マスクフレーム１５１に溶接を介して付着される。
マスクシート１５２は、複数個具備され、マスクフレーム１５１の一辺方向に互いに隣接するように配列されもする。このとき、複数個のマスクシート１５２は、マスクフレーム１５１の開口された中央部分を遮蔽することができる。
各マスクシート１５２は、マスクフレーム１５１に引っ張られた状態で付着される。例えば、各マスクシート１５２は、マスクシート１５２の長手方向に引っ張られた状態で、マスクフレーム１５１に溶接されて固定される。
各マスクシート１５２は、少なくとも１以上の開口部１５２ｂ−１が形成されたパターン部１５２ｂと、パターン部１５２ｂと連結される溶接部１５２ａと、を含んでもよい。
前述のようなマスクシート１５２は、ニッケル−鉄合金材質から形成される。このとき、ニッケルの含量は、マスクシート１５２の総重量に対して、約３０ｗｔ％ないし５０ｗｔ％でもある。
パターン部１５２ｂに形成される少なくとも１以上の開口部１５２ｂ−１は、パターン部１５２ｂ全体に形成される。他の実施形態として、パターン部１５２ｂに形成される少なくとも１以上の開口部１５２ｂ−１は、１つのグループ形態を形成し、パターン部１５２ｂには、前記グループが複数個形成されることも可能である。以下では、説明の便宜のために、少なくとも１以上の開口部１５２ｂ−１は、１つのグループ形態に形成される場合を中心に詳細に説明する。
パターン部１５２ｂには、複数個の開口部１５２ｂ−１が形成され、複数個の開口部１５２ｂ−１のうち一部が、グループを形成するパターン領域１５２ｂ−２を含んでもよい。パターン領域１５２ｂ−２に形成された複数個の開口部１５２ｂ−１は、互いに一定間隔離隔されるように配置され、一定パターンを形成することができる。
前述のようなパターン領域１５２ｂ−２は、複数個具備される。このとき、複数個のパターン領域１５２ｂ−２は、互いに離隔されるように配置され、蒸着物質が蒸着される基板２１（図６）上の表示領域と対応する。
溶接部１５２ａは、パターン部１５２ｂと連結されてもよい。例えば、溶接部１５２ａは、マスクシート１５２の少なくとも一部分に形成され、パターン部１５２ｂを除いた部分に形成される。このとき、溶接部１５２ａは、マスクフレーム１５１上に配置され、溶接点Ｐが形成される。溶接点Ｐは、複数個具備され、複数個の溶接点Ｐは、互いに離隔されるように配置される。
前述のように、溶接部１５２ａは、多様な方法でマスクシート１５２に具備される。例えば、溶接部１５２ａは、パターン部１５２ｂの両端に配置され、パターン部１５２ｂと連結されてもよい。このとき、溶接部１５２ａは、マスクシート１５２にストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）、ラインまたは一定面積を有するように形成される。また、溶接部１５２ａ上には、複数個の溶接点Ｐが互いに離隔されるように形成される。特に、溶接部１５２ａは、マスクシート１５２に形成される複数個の溶接点Ｐの一部またはいずれもが内部に配置されるように、一定面積を有するように形成されることも可能である。他の実施形態として、溶接部１５２ａは、溶接点Ｐを取り囲むように形成されることも可能である。具体的には、溶接点Ｐが形成されるマスクシート１５２に、点、多角形、円形などの形態に形成される。このとき、溶接部１５２ａは、複数個が具備され、各溶接部１５２ａ上には、１つの溶接点Ｐが配置される。ただし、以下では、説明の便宜のために、溶接部１５２ａ内部には、マスクシート１５２上に形成される全ての溶接点Ｐが配置される場合を中心に詳細に説明する。
前述のようなパターン部１５２ｂと溶接部１５２ａは、互いに同一材質から形成されてもよい。このとき、パターン部１５２ｂの粒子サイズは、溶接部１５２ａの粒子サイズと異なるように形成されてもよい。具体的には、パターン部１５２ｂの粒子サイズは、溶接部１５２ａの粒子サイズより小さく形成されてもよい。特に、パターン部１５２ｂの粒子サイズは、溶接点Ｐが形成される溶接部１５２ａの粒子サイズより小さく形成される。また、パターン部１５２ｂの粒子サイズは、ナノスケールである一方、溶接部１５２ａは、マイクロスケールでもある。
前述のように、溶接部１５２ａの粒子が大きく形成される場合、溶接点Ｐが形成されるとき、マスクフレーム１５１と溶接部１５２ａとの間で溶接率が向上する。特に、溶接部１５２ａの粒子が大きく形成されることにより、溶接点Ｐの形成時、溶接による溶接部１５２ａの溶融を防止することができる。
前述のような、パターン部１５２ｂと溶接部１５２ａとの表面粗度は、互いに異なる。例えば、パターン部１５２ｂの表面粗度は、溶接部１５２ａの表面粗度より低い。かような場合、溶接部１５２ａにおいては、熱伝逹が効率的に生じることにより、溶接部１５２ａが、溶接点Ｐの形成時に溶融されることを防止することができる。
支持部材１５３は、マスクフレーム１５１に設けられる。支持部材１５３は、マスクフレーム１５１の一辺と平行になるように設けられる。支持部材１５３は、マスクシート１５２の間、またはマスクシート１５２の長手方向と一定角度を形成するように配置される。このとき、支持部材１５３は、マスクシート１５２を支持することにより、マスクシート１５２の熱変形時、荷重などによって、マスクシート１５２が反ることを防止することができる。
一方、前述のようなマスク組立体１５０の製造方法について述べれば、マスクフレーム１５１及びマスクシート１５２を製造して準備することができる。具体的には、マスクシート１５２を製造する方法について述べれば、母材（図示せず）を準備することができる。このとき、前記母材は、多様な方法によって製造することができる。以下では、各方法について詳細に説明する。
一実施形態として、鉄−ニッケル合金から形成された前記母材を圧延し、厚みを薄くすることができる。かような場合、前記母材を形成する粒子は、圧延方向と平行な形態に形成される。
前述のように準備した前記母材に、少なくとも１以上の開口部１５２ｂ−１を形成してパターン部１５２ｂを形成することができる。このとき、開口部１５２ｂ−１を形成する方法は、レーザを照射して形成する方法、またはエッチング液を噴射したり、エッチング液に前記母材を浸漬したりして形成する方法などを使用することができる。かような場合、前記母材には、フォトレジストを塗布し、開口部１５２ｂ−１のパターンを形成することができる。
前述のように、前記母材に少なくとも１以上の開口部１５２ｂ−１を形成する前、または開口部１５２ｂ−１を形成した後、前記母材の少なくとも一部分を熱処理し、溶接部１５２ａを形成することができる。具体的には、前記母材の少なくとも一部分を、約３５０℃以上融点以下の範囲内で熱処理することができる。このとき、前記母材の融点は、鉄またはニッケルの含量によって、ほぼ１，４４０℃未満である。特に望ましくは、前記母材の少なくとも一部分を、約３５０℃ないし７５０℃の範囲で熱処理する。
前述のように、前記母材を熱処理するために、前記母材をチャンバ（図示せず）内部に挿入した後、前記チャンバ内部に、ヘリウム、アルゴン、窒素のような非活性ガスを供給することができる。特に、前述のような熱処理は、酸素が、前記チャンバ内部に存在しないか、あるいは熱処理時に酸素が発生しない環境で行わなければならない。かような場合、酸素によって、前記母材外部に酸化膜が形成されることにより、追ってマスクフレーム１５１への溶接時、酸化膜によって溶接率が低下する。
このように、前記チャンバ内部にガスを供給しながら、前記母材にレーザなどを加えて加熱させることができ、前記母材の表面を熱処理することができる。このとき、前記チャンバ内部の気体は、ポンプなどを介して外部に排出させることができる。
前述のように、前記母材を熱処理する場合、熱処理された前記母材の一部分の粒子結晶構造が変更される。具体的には、前記母材を形成する鉄−ニッケル合金の場合、粒子の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ：ｂｏｄｙ ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｃｕｂｉｃ）及び面心立方格子構造（ＦＣＣ：ｆａｃｅ ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｃｕｂｉｃ）を含んでもよい。このとき、前記母材を、前述のように熱処理する場合、粒子の体心立方格子構造の個数、及び面心立方格子構造の個数が可変する。例えば、前記母材、を前述のように熱処理する場合、前記体心立方格子構造を有する粒子の個数が減少する。一方、前記面心立方格子構造を有する粒子の個数が増加する。すなわち、前記母材のうち体心立方格子構造を有する粒子が、相変化を介して、前記面心立方格子構造を有する粒子になる。このとき、前記面心立方格子構造を有する粒子の熱伝導度が、前記体心立方格子構造を有する粒子の熱伝導度より高いことにより、溶接部１５２ａの熱伝導度がパターン部１５２ｂの熱伝導度より高くなる。
前述のように熱処理する場合、溶接部１５２ａ粒子の結晶構造は、ほぼ前記面心立方格子構造を有することができる。特に、溶接部１５２ａ粒子の結晶構造は、前記体心立方格子構造を有さないこともある。
また、前述のように熱処理する場合、溶接部１５２ａを構成する粒子は、圧延方向に長く形成されていて、多様な方向に大きくなる。かような場合、溶接部１５２ａの粒子サイズは、パターン部１５２ｂの粒子サイズより大きくなる。
前述のように、前記母材を加工し、パターン部１５２ｂと溶接部１５２ａとを含むマスクシート１５２の製造が完了すれば、マスクシート１５２をマスクフレーム１５１に溶接することができる。このとき、溶接部１５２ａは、マスクシート１５２上に配置される。
前述のように、マスクシート１５２とマスクフレーム１５１とを溶接する場合、溶接部１５２ａでは、熱伝導度が高く、マスクシート１５２の他の部位より溶接が円滑に進められる。特に、前述のように、粒子の結晶構造が面心立方格子構造を有する粒子の個数が多い場合、熱伝導度が異なる部分より高くなる。かような場合、溶接時に加えられる熱が、マスクシート１５２の厚み方向に、迅速に良好に伝達される。特に、少ない熱エネルギーを加える場合にも、マスクシート１５２とマスクフレーム１５１との溶接を円滑に行うことができる。それだけではなく、熱エネルギーが、溶接部１５２ａの内部において、伝達されずに蓄積されることにより、溶接部１５２ａ部分の溶融を防止することができる。
他の実施形態として、前記母材を電鋳メッキ方法を使用して準備することも可能である。具体的には、電鋳メッキ方法を使用して、プレート状の前記母材を製造することができる。このとき、電鋳メッキ方法により、前記母材上に、少なくとも１以上の開口部１５２ｂ−１を形成することも可能である。他の実施形態として、前記母材を電鋳メッキ方法で製造した後、前記母材にレーザを照射する開口部１５２ｂ−１を形成するレーザドリリング方法、エッチング液を噴射し、開口部１５２ｂ−１を形成するエッチング方法などを使用することができる。ただし、以下では、説明の便宜のために、前記母材を製造した後、レーザを使用して、開口部１５２ｂ−１を形成する方法を中心に詳細に説明する。
前述のように、前記母材が準備された後、開口部１５２ｂ−１を形成する前、または開口部１５２ｂ−１を形成した後、溶接部１５２ａを形成することができる。このとき、溶接部１５２ａを形成する方法は、前述のところと同一、あるいは類似しているので、詳細な説明は省略する。
前述のように、前記母材を電鋳メッキ方法で製造する場合、前記母材の粒子サイズは、ナノスケールでもある。このとき、前述のように熱処理をする場合、溶接部１５２ａの粒子サイズは、マイクロスケールに大きくなる。また、溶接部１５２ａ粒子の結晶構造も、前述のところのように変更される。
前述のように、マスクシート１５２の製造が完了すれば、マスクシート１５２をマスクフレーム１５１上に配置し、マスクシート１５２をマスクシート１５２の長手方向に引っ張ることができる。その後、マスクシート１５２をマスクフレーム１５１に溶接して固定させることができる。そのとき、溶接部１５２ａは、マスクフレーム１５１上に配置される。
前述のように、熱処理して溶接部１５２ａを形成した後、マスクシート１５２をマスクフレーム１５１に付着させる場合、マスクシート１５２とマスクフレーム１５１との溶接率が向上することにより、不良を最小化させることができる。具体的には、前述のように、熱処理を介して、溶接部１５２ａ粒子の結晶構造を変更させることにより、溶接部の熱伝導度を変化させることができる。特に、既存のマスクシートの場合、熱処理を行わず、マスクシートをマスクフレームに溶接する場合、マスクシートの粒子の結晶構造及び形態により、熱伝導度が低くなるという問題がある。かような場合、マスクシートにレーザなどを照射して熱を加える場合、熱伝逹が正しく行われないことにより、マスクシートの一部が溶融されるという問題が生じる（図４参照）。そのとき、マスクシートとマスクフレームは、溶接が正しく行われないことにより、高温の環境に露出されるとき、マスクシートがマスクフレームから離脱するという問題が生じる。
しかし、本発明の実施形態によるマスク組立体１５０は、前述のように、マスクシート１５２とマスクフレーム１５１との溶接率を上昇させることにより、マスクシート１５２をマスクフレーム１５１に堅固に固定させることが可能である。それだけではなく、マスク組立体１５０は、簡単な工程を介して溶接率を向上させることにより、製品の生産性を上昇させ、不良率を最小化させることができる。
図５は、本発明の一実施形態による、表示装置の製造装置を示す断面図である。
図５を参考すれば、表示装置の製造装置１００は、チャンバ１１０、マスク組立体１５０、第１支持部１２０、第２支持部１３０、蒸着源１６０、ビジョン部１４０及び圧力調節部１７０を含んでもよい。
チャンバ１１０は、内部に空間が形成され、一部が開放されるように形成される。チャンバ１１０の開口された部分には、ゲートバルブ１１０ａが設けられ、開口された部分を開閉することができる。
マスク組立体１５０は、マスクフレーム１５１、マスクシート１５２及び支持部材１５３を含んでもよい。マスクシート１５２は、前述のように、開口部１５２ｂ−１が形成されたパターン部１５２ｂ、及びパターン部１５２ｂと連結される溶接部１５２ａを含んでもよい。このとき、マスクフレーム１５１、マスクシート１５２及び支持部材１５３は、前述のところと同一であるか、あるいは類似しているので、詳細な説明は省略する。
第１支持部１２０は、基板２１が載置することができる。このとき、第１支持部１２０は、チャンバ１１０内部に固定されるように設けられ、他の実施形態として、チャンバ１１０内部に移動自在に設けられることも可能である。前述のような場合、第１支持部１２０は、シャトルなどの形態に形成される。
第２支持部１３０は、マスクフレーム１５１が載置される。このとき、第２支持部１３０は、チャンバ１１０内部に固定されるように設けられる。また、第２支持部１３０は、マスク組立体１５０の位置を可変させ、基板２１とマスク組立体１５０との相対的な位置を調節することも可能である。
蒸着源１６０は、マスク組立体１５０と対向するように設けられる。このとき、蒸着源１６０は、チャンバ１１０に固定されて設けられ、他の実施形態として、チャンバ１１０に移動自在に設けられることも可能である。ただし、以下では、説明の便宜のために、蒸着源１６０は、チャンバ１１０内部に固定されて設けられる場合を中心に詳細に説明する。
蒸着源１６０は、内部に蒸着物質が収納される。このとき、蒸着源１６０内部には、蒸着物質に熱を加えるヒータ１６０ａが配置される。
ビジョン部１４０は、チャンバ１１０に設けられ、基板２１とマスク組立体１５０との位置を撮影することができる。このとき、ビジョン部１４０は、撮影された映像を制御部（図示せず）に伝送することができる。前記制御部は、基板２１とマスク組立体１５０との位置を基に、第２支持部１３０を介して、基板２１とマスク組立体１５０とをアラインさせることができる。
圧力調節部１７０は、チャンバ１１０に連結され、チャンバ１１０内部の気体を外部に排出させることができる。このとき、圧力調節部１７０は、チャンバ１１０に連結される連結配管１７１と、連結配管１７１に設けられる圧力調節ポンプ１７２と、を含んでもよい。圧力調節ポンプ１７２は、作動により、チャンバ１１０内部の圧力を、大気圧または真空状態に維持させることができる。
前述のような表示装置の製造装置１００の作動方法について述べれば、外部からマスク組立体１５０及び基板２１をチャンバ１１０に挿入することができる。そのとき、マスク組立体１５０及び基板２１は、チャンバ１１０外部に別途に具備されるロボットアームなどを介して、チャンバ１１０外部からチャンバ１１０内部に進入する。
基板２１及びマスク組立体１５０を、それぞれ第１支持部１２０と第２支持部１３０とに載置させることができる。その後、ビジョン部１４０に撮影されたイメージを基に、基板２１とマスク組立体１５０とをアラインさせることができる。
ヒータ１６０ａが作動し、蒸着物質が気化または昇華すれば、蒸着物質は、マスク組立体１５０を通過して基板２１に蒸着される。このとき、圧力調節ポンプ１７２が作動し、チャンバ１１０内部の蒸着物質を外部に排出させることができる。
前述のような場合、加熱された蒸着物質によって、マスク組立体１５０に熱が加えられる。このとき、マスクシート１５２及びマスクフレーム１５１に加えられる熱によって、マスクシート１５２が変形する。かような場合、マスクシート１５２がマスクフレーム１５１に堅固に固定されていれば、基板２１に蒸着される蒸着物質のパターンが設計されたところと同一であるか、あるいは類似して蒸着される。
従って、表示装置の製造装置１００は、マスクシート１５２が堅固にマスクフレーム１５１に固定されることにより、精密なパターン及び正確なパターンに基板２１に蒸着物質を蒸着することが可能である。
図６は、図５に図示された、表示装置の製造装置で製造した表示装置を示す平面図である。図７は、図６のVII−VII線に沿って切り取った断面図である。
図６及び図７を参考すれば、表示装置２０は、基板２１上において、表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの外郭の非表示領域とが定義される。表示領域ＤＡには、発光部Ｄが配置され、非表示領域には、電源配線（図示せず）などが配置される。また、非表示領域には、パッド部Ｃが配置される。
表示装置２０は、基板２１及び発光部Ｄを含んでもよい。また、表示装置２０は、発光部Ｄの上部に形成される薄膜封止層Ｅを含んでもよい。このとき、基板２１は、プラスチック材を使用することができ、ＳＵＳ（ｓｔｅｅｌ ｕｓｅ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ）、Ｔｉのような金属材を使用することもできる。また、基板２１は、ポリイミド（ＰＩ）を使用することができる。以下では、説明の便宜のために、基板２１がポリイミドによって形成される場合を中心に詳細に説明する。
基板２１上に、発光部Ｄが形成される。このとき、発光部Ｄは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が具備され、それを覆うようにパッシベーション膜２７が形成され、該パッシベーション膜２７上に、有機発光素子２８が形成される。
このとき、基板２１は、ガラス材質を使用することができるが、必ずしもそれに限定されるものではなく、プラスチック材を使用することもでき、ＳＵＳ、Ｔｉのような金属材を使用することもできる。また、基板２１は、ポリイミド（ＰＩ）を使用することができる。以下では、説明の便宜のために、基板２１がガラス材質から形成される場合を中心に詳細に説明する。
基板２１の上面には、有機化合物及び／または無機化合物からなるバッファ層２２がさらに形成されるが、ＳｉＯｘ（ｘ≧１）、ＳｉＮｘ（ｘ≧１）からも形成される。
該バッファ層２２上に、所定のパターンに配列された活性層２３が形成された後、活性層２３が、ゲート絶縁層２４によって埋め込まれる。活性層２３は、ソース領域２３ａとドレイン領域２３ｃとを有し、その間にチャンネル領域２３ｂをさらに含む。
かような活性層２３は、多様な物質を含むように形成される。例えば、活性層２３は、非晶質シリコンまたは結晶質シリコンのような無機半導体物質を含んでもよい。他の例として、活性層２３は、酸化物半導体を含んでもよい。さらに他の例として、活性層２３は、有機半導体物質を含んでもよい。ただし、以下では、説明の便宜のために、活性層２３が非晶質シリコンから形成される場合を中心に詳細に説明する。
かような活性層２３は、バッファ層２２上に非晶質シリコン膜を形成した後、それを結晶化させ、多結晶質シリコン膜に形成し、該多結晶質シリコン膜をパターニングして形成することができる。前記活性層２３は、駆動ＴＦＴ（図示せず）、スイッチングＴＦＴ（図示せず）などＴＦＴ種類によって、そのソース領域２３ａ及びドレイン領域２３ｃが不純物によってドーピングされる。
ゲート絶縁層２４の上面には、活性層２３と対応するゲート電極２５と、それを埋め込む層間絶縁層２６とが形成される。
そして、層間絶縁層２６とゲート絶縁層２４とにコンタクトホールＨ１を形成した後、層間絶縁層２６上に、ソース電極２７ａ及びドレイン電極２７ｂが、それぞれソース領域２３ａ及びドレイン領域２３ｃにコンタクトされるように形成する。
かように形成された前記薄膜トランジスタの上部には、パッシベーション膜２７が形成され、該パッシベーション膜２７上部に、有機発光素子（ＯＬＥＤ）２８の画素電極２８ａが形成される。該画素電極２８ａは、パッシベーション膜２７に形成されたビアホールＨ２によって、ＴＦＴのドレイン電極２７ｂにコンタクトされる。前記パッシベーション膜２７は、無機物及び／または有機物、単層または２層以上に形成されるが、下部膜の屈曲に係わりなく、上面が平坦になるように平坦化膜に形成されもする一方、下部に位置した膜の屈曲により、屈曲されるようにも形成される。そして、該パッシベーション膜２７は、共振効果を達成することができるように、透明絶縁体によって形成されることが望ましい。
パッシベーション膜２７上に、画素電極２８ａを形成した後には、該画素電極２８ａ及びパッシベーション膜２７を覆うように、画素定義膜２９が有機物及び／または無機物によって形成され、画素電極２８ａが露出されるように開口される。
そして、少なくとも前記画素電極２８ａ上に、中間層２８ｂ及び対向電極２８ｃが形成される。
画素電極２８ａは、アノード電極の機能を行い、対向電極２８ｃは、カソード電極の機能を行うが、それら画素電極２８ａと対向電極２８ｃとの極性は、反対になってもよい。
画素電極２８ａと対向電極２８ｃは、前記中間層２８ｂによって互いに絶縁されており、中間層２８ｂに互いに異なる極性の電圧を加え、有機発光層において発光が行われるようにする。
中間層２８ｂは、有機発光層を具備することができる。選択的な他の例として、中間層２８ｂは、有機発光層（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を具備し、それ以外に、正孔注入層（ＨＩＬ：ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）、正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）及び電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎ ｊｅｃｔｉｏｎｌａｙｅｒ）のうち少なくとも１層をさらに具備することができる。本実施形態は、それに限定されるものではなく、中間層２８ｂが有機発光層を具備し、その他多様な機能層（図示せず）をさらに具備することができる。
このとき、前述のような中間層２８ｂは、前述の表示装置の製造装置（図示せず）を介して形成される。
一方、１つの単位画素は、複数の副画素からなるが、複数の副画素は、多様な色の光を放出することができる。例えば、複数の副画素は、それぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出する副画素を具備することができ、赤色、緑色、青色及び白色の光を放出する副画素（図示せず）を具備することができる。
一方、前述のような薄膜封止層Ｅは、複数の無機層を含むか、あるいは無機層及び有機層を含んでもよい。
薄膜封止層Ｅの前記有機層は、高分子から形成され、望ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン及びポリアクリレートのうちいずれか一つに形成される単一膜または積層膜でもある。さらに望ましくは、前記有機層は、ポリアクリレートから形成され、具体的には、ジアクリレート系モノマーと、トリアクリレート系モノマーとを含むモノマー組成物が高分子化されたものを含んでもよい。前記モノマー組成物に、モノアクリレート系モノマーがさらに含まれてもよい。また、前記モノマー組成物に、トリフェニルホスフィンオキシド（ＴＰＯ）のような公知の光開始剤がさらに含まれてもよいが、それらに限定されるものではない。
薄膜封止層Ｅの前記無機層は、金属酸化物または金属窒化物を含む単一膜または積層膜でもある。具体的には、前記無機層は、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２のうちいずれか一つを含んでもよい。
薄膜封止層Ｅにおいて、外部に露出された最上層は、有機発光素子に対する透湿を防止するために無機層から形成される。
薄膜封止層Ｅは、少なくとも２層の無機層間に、少なくとも１つの有機層が挿入されたサンドイッチ構造を少なくとも一つ含んでもよい。他の例として、薄膜封止層Ｅは、少なくとも２個の有機層間に、少なくとも１層の無機層が挿入されたサンドイッチ構造を少なくとも一つ含んでもよい。さらに他の例として、薄膜封止層Ｅは、少なくとも２層の無機層間に、少なくとも１層の有機層が挿入されたサンドイッチ構造、及び少なくとも２層の有機層間に、少なくとも１層の無機層が挿入されたサンドイッチ構造を含んでもよい。
薄膜封止層Ｅは、有機発光素子（ＯＬＥＤ）の上部から、順次に、第１無機層、第１有機層、第２無機層を含んでもよい。
他の例として、薄膜封止層Ｅは、有機発光素子（ＯＬＥＤ）の上部から、順次に、第１無機層、第１有機層、第２無機層、第２有機層、第３無機層を含んでもよい。
さらに他の例として、薄膜封止層Ｅは、前記有機発光素子（ＯＬＥＤ）の上部から、順次に、第１無機層、第１有機層、第２無機層、前記第２有機層、第３無機層、第３有機層、第４無機層を含んでもよい。
有機発光素子（ＯＬＥＤ）と第１無機層との間に、ＬｉＦを含むハロゲン化金属層が追加して含まれてもよい。前記ハロゲン化金属層は、第１無機層をスパッタリング方式で形成するとき、前記有機発光素子（ＯＬＥＤ）の損傷を防止することができる。
第１有機層は、第２無機層より面積が狭く、前記第２有機層も第３無機層より面積が狭くともよい。
従って、表示装置２０は、精密なパターンを形成する中間層２８ｂを具備し、中間層２８ｂが正確な位置に蒸着されて形成されることにより、精密なイメージ具現が可能である。また、表示装置２０は、反復的に中間層２８ｂを蒸着しても、一定パターンを形成することにより、持続的な生産によって均一な品質を示す。
以上、本発明は、図面に図示された一実施形態を参照して説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当該分野において当業者であるならば、それらから多様な変形及び実施形態の変形が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
本発明のマスク組立体、その製造方法、及びそれを含んだ表示装置の製造装置は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
２０ 表示装置
２１ 基板
１００ 表示装置の製造装置
１１０ チャンバ
１２０ 第１支持部
１３０ 第２支持部
１４０ ビジョン部
１５０ マスク組立体
１５１ マスクフレーム
１５２ マスクシート
１５２ａ 溶接部
１５２ｂ パターン部
１５３ 支持部材
１６０ 蒸着源
１７０ 圧力調節部
２１ 基板
１００ 表示装置の製造装置
１１０ チャンバ
１２０ 第１支持部
１３０ 第２支持部
１４０ ビジョン部
１５０ マスク組立体
１５１ マスクフレーム
１５２ マスクシート
１５２ａ 溶接部
１５２ｂ パターン部
１５３ 支持部材
１６０ 蒸着源
１７０ 圧力調節部
Claims (30)
- 金属製のマスクシートを含むマスク組立体において、
前記マスクシートは、
少なくとも１以上の開口部があるパターン部と、
前記パターン部と連結される溶接部と、を含み、
前記パターン部の結晶粒のサイズは、前記溶接部の結晶粒のサイズより小さいマスク組立体。 - 前記マスクシートが鉄を含む合金により形成されたことを特徴とする請求項１に記載のマスク組立体。
- 前記溶接部には、溶接点が配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載のマスク組立体。
- 前記パターン部と前記溶接部は、表面粗度が異なることを特徴とする請求項１または２に記載のマスク組立体。
- 前記パターン部の結晶粒のサイズは、ナノスケールであり、前記溶接部は、マイクロスケールであることを特徴とする請求項１または２に記載のマスク組立体。
- 前記マスクシートを形成する合金は、ニッケル含量が３０ｗｔ％ないし５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項２に記載のマスク組立体。
- 前記マスクシートの金属材の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ）及び面心立方格子構造（ＦＣＣ）の結晶粒を含み、前記面心立方格子構造を有する結晶粒の分布密度は、前記溶接部にて、前記パターン部におけるよりも高いことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマスク組立体。
- 金属製のマスクシートを含むマスク組立体において、
前記マスクシートは、
少なくとも１以上の開口部があるパターン部と、
前記パターン部と連結される溶接部と、を含み、
前記マスクシートの金属材の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ）及び面心立方格子構造（ＦＣＣ）の結晶粒を含み、前記面心立方格子構造を有する結晶粒の分布密度は、前記溶接部にて、前記パターン部におけるよりも高いマスク組立体。 - 前記マスクシートが載置されて溶接されるマスクフレームをさらに含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のマスク組立体。
- 前記溶接部は、前記マスクフレーム上に配置されることを特徴とする請求項９に記載のマスク組立体。
- 一部分が熱処理された溶接部を含んだ金属製のマスクシートを製造する段階と、
マスクフレーム上に前記マスクシートを載置して溶接する段階と、を含み、
前記マスクシートを製造する段階は、
母材に少なくとも１以上の開口部があるパターン部を形成する段階と、
前記母材の一部分を熱処理し、前記溶接部を形成する段階と、を含み、
前記熱処理は、３５０℃以上であって前記母材の融点以下の範囲で行われるマスク組立体の製造方法。 - 前記母材が、鉄を含む合金を含むことを特徴とする請求項１１に記載のマスク組立体の製造方法。
- 前記母材は、ニッケル含量が３０ｗｔ％ないし５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１２に記載のマスク組立体の製造方法。
- 前記溶接部を形成する段階は、前記パターン部を形成する段階の前、または前記パターン部を形成する段階後に遂行されることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のマスク組立体の製造方法。
- 前記少なくとも１以上の開口部は、レーザドリリング方法、エッチング方法および電鋳メッキ方法のうち一つによって形成されたことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のマスク組立体の製造方法。
- 前記母材は、電鋳メッキ方法によって形成されたことを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載のマスク組立体の製造方法。
- 前記溶接部は、前記マスクフレーム上に配置され、前記溶接部上に溶接点が形成されることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載のマスク組立体の製造方法。
- 前記溶接部にて、前記パターン部におけるよりも、結晶粒のサイズが小さいことを特徴とする請求項１１〜１７のいずれかに記載のマスク組立体の製造方法。
- 前記マスクシートの金属材の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ）及び面心立方格子構造（ＦＣＣ）の結晶粒を含み、前記面心立方格子構造を有する結晶粒の分布密度は、前記溶接部にて、前記パターン部におけるよりも高いことを特徴とする請求項１１〜１８のいずれかに記載のマスク組立体の製造方法。
- 金属製のマスクシートを含むマスク組立体と、
前記マスク組立体と対向するように配置される蒸着源と、を含み、
前記マスクシートは、
少なくとも１以上の開口部があるパターン部と、前記パターン部と連結される溶接部と、を含み、
前記パターン部の結晶粒のサイズは、前記溶接部の結晶粒のサイズより小さい表示装置の製造装置。 - 前記マスクシートが鉄を含む合金により形成されたことを特徴とする請求項２０に記載の表示装置の製造装置。
- 前記マスクシートが鉄とニッケルを含む合金により形成されたことを特徴とする請求項２０に記載の表示装置の製造装置。
- 前記マスクシートを形成する合金は、ニッケル含量が３０ｗｔ％ないし５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項２２に記載の表示装置の製造装置。
- 前記溶接部には、溶接点が配置されたことを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の表示装置の製造装置。
- 前記パターン部と前記溶接部は、表面粗度が異なることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の表示装置の製造装置。
- 前記パターン部の結晶粒のサイズは、ナノスケールであり、前記溶接部は、マイクロスケールであることを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の表示装置の製造装置。
- 前記マスクシートの金属材の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ）の結晶粒及び面心立方格子構造（ＦＣＣ）の結晶粒を含み、前記面心立方格子構造を有する結晶粒の分布密度は、前記溶接部にて、前記パターン部におけるよりも高いことを特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載の表示装置の製造装置。
- 金属製のマスクシートを含むマスク組立体と、
前記マスク組立体と対向するように配置される蒸着源と、を含み、
前記マスクシートは、
少なくとも１以上の開口部があるパターン部と、前記パターン部と連結される溶接部と、を含み、
前記マスクシートの金属材の結晶構造は、体心立方格子構造（ＢＣＣ）及び面心立方格子構造（ＦＣＣ）の結晶粒を含み、前記面心立方格子構造を有する結晶粒の分布密度は、前記溶接部にて、前記パターン部におけるよりも高い、表示装置の製造装置。 - 前記マスクシートが載置されて溶接されるマスクフレームをさらに含むことを特徴とする請求項２０〜２８のいずれかに記載の表示装置の製造装置。
- 前記溶接部は、前記マスクフレーム上に配置されることを特徴とする請求項２９に記載の表示装置の製造装置。
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