KR100696472B1 - 증착 마스크, 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법 - Google Patents
증착 마스크, 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유기 발광층의 증착 과정에서 마스크의 차폐된 부분과 발광층이 접촉함으로 인해 유기막이 손상되거나, 화학적 전이가 일어나는 것을 방지하기 위한 것으로, 이를 위하여, 유기 전계 발광 소자의 기판에 밀착되어 유기 발광층을 증착하는 증착용 마스크에 있어서, 상기 유기 발광층을 증착할 수 있도록 개구된 개구부와, 상기 기판을 향한 면으로부터 소정 깊이로 인입된 인입부;를 구비한 것을 특징으로 하는 증착용 마스크 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
Description
도 1은 기판에 유기 전계 발광 소자가 형성된 상태를 도시한 평면도,
도 2a 내지 도 2c는 각각 적색, 녹색, 청색의 유기 발광층을 증착하기 위한 증착 마스크의 평면도,
도 3는 도 1의 메인 화상부를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 증착 마스크의 분해 사시도,
도 5는 도 4의 증착 마스크를 보다 간단하게 도시한 평면도,
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ에 대한 단면도,
도 7은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ에 대한 단면도,
도 8은 도 5에 따른 증착 마스크로 아이콘부를 증착하는 상태를 도시한 단면도.
도 9는 도 5에 따른 증착 마스크로 메인 화상부를 증착하는 상태를 도시한 단면도.
본 발명은 증착 마스크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 발광층을 증착하는 데 사용할 수 있는 증착 마스크와, 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법에 관한 것이다.
전계 발광 소자는 자발 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다.
이러한 전계 발광 소자는 발광층을 형성하는 물질에 따라 무기 전계 발광 소자와 유기 전계 발광 소자로 구분되는데, 유기 전계 발광 소자는 무기 전계 발광 소자에 비해 휘도, 응답속도 등의 특성이 우수하고, 컬러 디스플레이가 가능하다는 장점을 가지고 있어 최근 그 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 유기 전계 발광소자는 투명한 절연기판 상에 소정 패턴으로 형성된 제1전극과, 이 제1전극이 형성된 절연기판 상에 진공증착법에 의해 형성된 유기막과, 상기 제1전극과 교차하는 방향으로 상기 유기막의 상면에 형성된 제2전극들을 포함한다.
이와 같이 구성된 유기 전계 발광소자를 제작함에 있어서, 상기 제1전극은 통상 ITO(indium tin oxide)로 이루어지는데, 이 ITO의 패턴닝은 포토리소그래피 법에 의해 이루어진다.
그런데, 상기와 같은 포토리소그래피법은 유기막이 형성되기 전 단계에서는 사용이 가능하나, 유기막이 형성된 후에는 그 사용에 문제가 있다. 즉, 유기막은 수분에 매우 취약하여 그 제조 과정과 제조 후에도 수분으로부터 철저히 격리시켜야 하기 때문이다. 따라서, 레지스트 박리 과정과 식각 과정에서 수분에 노출되는 상기 포토 리소그래피법은 유기막 및 제 2 전극층의 패터닝에 적합하지 않다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 유기막 및 제 2 전극층은 소정의 패턴을 가지는 마스크를 이용하여 진공 중에서 증착하는 방법을 많이 사용하고 있다. 특히, 상기 제 2 전극층은 소정의 격리벽인 캐소오드 세퍼레이터를 이용해 패터닝할 수도 있으나, 상기 유기막 중 저분자 유기막은 증착 마스크를 이용하여 진공 증착법에 의해 패터닝되는 것이 가장 적합한 것으로 알려져 있다.
한편, 상기 유기막 중 발광층은 풀 칼라를 구현하기 위해 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 화소를 기판상에 독립적으로 증착시키는 방식이 사용되고 있다. 이렇게 각 색상이 독립적으로 증착되기 때문에, 각 색상별로 별도의 마스크가 필요하게 된다.
도 1에는 기판(10) 상에 4개의 패널 영역(11)이 증착 형성되어 있는 상태를 도시한 것으로, 각 패널 영역(11)은 이처럼 하나의 기판(10)에 형성된 후에 절단되어 사용될 수 있다. 그림에는 4개의 패널 영역이 형성된 상태를 도시하였으나, 실제 공정에서는 더욱 많은 소자가 한 번에 제조될 수 있다. 여기서, 패널 영역이란 기판에서 유기 전계 발광 소자가 형성되는 영역을 말한다.
도 1에서 각 패널영역(11)에 형성된 유기 전계 발광 소자는 아이콘부(12)와, 메인 화상부(13)를 가질 수 있는 데, 아이콘부(12)는 적색 발광 영역(12R), 녹색 발광 영역(12G) 및 청색 발광 영역(12B) 등으로 구비될 수 있고, 메인 화상부(13) 는 풀 칼라가 구현되도록 구비될 수 있다.
이러한 소자들의 발광층을 증착하기 위해서는 도 2a 내지 도 2c에서 볼 수 있듯이, 적색 마스크(14R), 녹색 마스크(14G), 및 청색 마스크(14B)가 각각 사용된다. 각 마스크(14R)(14G)(14B)에는 아이콘부(12)를 증착할 아이콘 마스킹부(15R)(15G)(15B)가 형성되어 있고, 메인 화상부(13)를 증착할 메인 마스킹부(16R)(16G)(16B)가 형성되어 있다.
이렇게 각 마스크(14R)(14G)(14B)를 사용해 발광층을 증착하는 경우에는 도 2a 내지 도 2c에서 볼 수 있듯이, 각 마스크에는 발광층의 각 색상에 대응되는 부분만이 개구되어 있고, 나머지 부분은 차폐되어 있다. 그런데, 이러한 마스크에 있어서 차폐되어 있는 부분은 발광층을 증착하는 과정에서 이미 증착되어 있는 발광층이나, 기타 홀수송층이나 홀주입층 등에 닿게 되어, 이러한 유기막에 손상을 입히게 된다. 이러한 손상은 향후 다크 스폿(dark spot)으로 작용할 수 있게 된다.
상기 마스크의 차폐부는 상기와 같이 유기막과 접촉함으로써, 유기막을 형성하는 물질의 입자들이 발광이 일어나는 영역에 떨어질 수 있게 되고, 이는 유기막에 영향을 미칠 수 있게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 일본공개특허 2003-257650호에서는 비발광되는 영역에 절연체로 된 스페이서를 형성한 구조가 개시되어 있으나, 이 경우에도 마스크의 차폐부가 스페이서와 닿게 되어 전술한 바와 같이, 스페이서의 부스러기 및 Outgasing이 유기막에 영향을 미칠 수 있게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기 발광층의 증착 과정에서 마스크의 차폐된 부분과 기증착되어 있는 발광층이 접촉함으로 인해 유기막이 손상되거나, 화학적 전이가 일어나는 것을 방지할 수 있는 증착 마스크 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유기 전계 발광 소자의 기판에 밀착되어 유기 발광층을 증착하는 증착용 마스크에 있어서,
상기 유기 발광층을 증착할 수 있도록 개구된 개구부와;
상기 기판을 향한 면으로부터 소정 깊이로 인입된 인입부;를 구비한 것을 특징으로 하는 증착용 마스크를 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 인입부는 상기 유기 전계 발광 소자에서 화상이 구현되는 영역에 대응되는 영역으로 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 개구부는 동일 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것이고, 상기 인입부는 상기 개구부가 형성된 영역에 대응되는 색상과 다른 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 유기 전계 발광 소자는 적색 유기 발광층을 구비한 적색 발광 영역과, 녹색 유기 발광층을 구비한 녹색 발광 영역과, 청색 유기 발광층을 구비한 청색 발광 영역을 갖는 것이고, 상기 개구부는 상기 적색, 녹색, 및 청색 유기 발광층 중 어느 한 색의 유기 발광층을 증착하도록 개구된 것이며, 상기 인입부는 상기 개구부에 의해 증착되는 색과 다른 색의 유기 발광층 에 대응되는 영역에 각각 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 유기 전계 발광 소자는 적색 유기 발광층을 구비한 적색 부화소와, 녹색 유기 발광층을 구비한 녹색 부화소와, 청색 유기 발광층을 구비한 청색 부화소를 구비해 풀칼라를 구현하는 것이고, 상기 개구부는 상기 적색, 녹색, 및 청색 부화소 중 어느 한 색의 부화소의 유기 발광층을 증착하도록 개구된 것이며, 상기 인입부는 상기 개구부에 의해 증착되는 색과 다른 두 색의 부화소에 걸친 영역에 구비될 수 있다.
본 발명에 있어, 상기 인입부의 상기 기판을 향한 표면으로부터의 인입된 깊이는 상기 유기 발광층의 두께보다 크고, 상기 마스크 두께의 절반보다 작을 수 있다.
본 발명은 또한, 전술한 목적을 달성하기 위하여,
기판에 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 기판의 제 1 전극이 형성된 측면에, 개구부와, 상기 기판에 닿지 않는 인입부를 갖는 마스크를 밀착시켜, 상기 개구부를 통해 상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계;
상기 유기 발광층의 상부로 제 2 전극을 형성하는 단계; 및
상기 기판을 밀봉하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
상기 마스크의 인입부는 상기 유기 발광층이 형성되는 영역에 대응되는 영역으로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 별개의 마스크를 이용해 각각 서로 다른 색상의 유기 발광층을 증착하는 것으로, 상기 마스크의 개구부는 동일 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것이고, 상기 인입부는 상기 개구부가 형성된 영역에 대응되는 색상과 다른 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비될 수 있다.
본 발명은 또한,
기판의 복수개의 패널영역에 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 기판의 제 1 전극이 형성된 측면에, 개구부와, 상기 기판에 닿지 않는 인입부를 갖되, 상기 인입부는 상기 각 패널영역에 대응되는 영역으로 구비된 마스크를 밀착시켜, 상기 개구부를 통해 상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계;
상기 유기 발광층의 상부로 제 2 전극을 형성하는 단계;
상기 기판을 밀봉하는 단계; 및
상기 기판을 패널 영역을 단위로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 별개의 마스크를 이용해 각각 서로 다른 색상의 유기 발광층을 증착하는 것으로, 상기 마스크의 개구부는 동일 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것이고, 상기 인입부는 상기 개구부가 형성된 영역에 대응되는 색상과 다른 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비될 수 있다.
본 발명에 있어, 상기 인입부의 상기 기판을 향한 표면으로부터의 인입된 깊이는 상기 유기 발광층의 두께보다 크고, 상기 마스크 두께의 절반보다 작을 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 도 1에서 볼 수 있는 바와 같은 유기 전계 발광 소자를 제조할 수 있다. 전술한 바와 같이, 도 1에서 볼 수 있는 기판(10)은 4개의 패널 영역을 구비하지만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수개의 패널 영역을 구비해, 각 패널 영역에 유기 전계 발광 소자를 형성하도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 각 패널 영역(11)의 유기 전계 발광 소자는 아이콘부(12)와, 메인 화상부(13)를 갖고, 아이콘부(12)는 적색 발광 영역(12R), 녹색 발광 영역(12G) 및 청색 발광 영역(12B) 등으로 구비될 수 있으며, 메인 화상부(13)는 적색 부화소, 녹색 부화소, 및 청색 부화소를 가져 풀 칼라가 구현되도록 구비될 수 있다.
이 때, 상기 아이콘부(12)와 메인 화상부(13)는 도 3에서 볼 수 있는 바와 같은 구조를 가질 수 있는 데, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(10) 상에 제 1 전극층(20)이 소정 패턴으로 형성되어 있고, 그 위로 이 제 1 전극층(20)의 일정 부분이 노출되도록 절연막(21)이 형성되어 있다. 그리고, 제 1 전극층(20)의 상부로는 유기막이 형성되는 데, 이 유기막으로는 공통층으로 홀 수송층(22)과, 전자 수송층(24)이 사용되고, 그 사이에 적색 유기 발광 층(23R), 녹색 유기 발광층(23G), 청색 유기 발광층(23B)이 형성된다. 이러한 유기막의 상부로는 제 2 전극층(25)이 형성된다.
상기 기판(10)은 글라스 기판 상에 복수개의 박막 트랜지스터와 스토리지 커패시터를 갖춘 것이어도 무방하다. 글라스 기판 상에는 SiO2 등에 의한 버퍼층이 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극층(20)은 유기 전계 발광 소자의 홀 주입 전극으로 사용될 수 있는 데, 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 투명전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3를 형성할 수 있다.
상기 유기 발광층(23R)(23G)(23B)을 포함하는 유기막은 유기 전계 발광 소자에 사용될 수 있는 유기막은 모두 적용 가능한데, 전술한 바와 같이, 홀 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 외에, 홀 주입층과, 전자 주입층이 더 구비될 수 있다. 또한, 사용 가능한 유기 재료도 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다.
상기 제 2 전극층(25)은 유기 전계 발광 소자의 홀 주입 전극으로 사용될 수 있는 것으로, 이도 역시 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 투명전 극으로 사용될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, 및 이들의 화합물이 전자 수송층(24)의 방향을 향하도록 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 그리고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 위 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, 및 이들의 화합물을 증착하여 형성한다.
상기 절연막(21)은 소정 영역이 개구되어 화소를 형성하는 영역으로, 화소정의막에 해당한다. 이 절연막(21)으로는 폴리이미드, 아크릴, BCB 등이 사용될 수 있다.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자에 있어, 아이콘부(12)는 각 유기 발광층(23R)(23G)(23B)이 하나의 영역으로 형성되어 각 발광 영역이 해당 유기 발광층의 색을 발광하도록 하며, 상기 메인 화상부(13)는 각 유기 발광층이 부화소별로 구비되어 풀칼라를 구현하도록 구비된다. 물론, 아이콘부(12)도 풀칼라를 구비하도록 형성될 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 유기 전계 발광 소자는 그 유기 발광층이 도 4에서 볼 수 있는 바와 같은 증착 마스크에 의해 증착되어 형성된다.
도 4에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 증착 마스크는 어느 한 색상의 유기 발광층을 증착할 수 있는 것으로서, 이 증착 마스크(30)는 복수개의 단위 마스크(31)를 구비한다. 각 단위 마스크(31)는 아이콘부를 증착할 수 있는 아이콘 마스킹부(32)와, 메인 화상부를 증착할 수 있는 메인 마스 킹부(33)를 갖는다.
이러한 증착 마스크(30)는 자성을 띤 박판으로 이루어져 있는 데, 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 미세 패턴의 형성이 용이하고, 표면 거칠기가 매우 좋은 니켈-코발트의 합금으로 형성할 수 있다.
이 증착 마스크(30)는 각 아이콘 마스킹부(32)와 메인 마스킹부(33)의 개구부들을 전주(electro forming)법에 의해 형성하여 미세한 패터닝과 우수한 표면 평활성을 얻도록 할 수 있다. 물론 에칭법에 의해서도 제조될 수 있는 데, 포토 레지스트를 이용해 각 아이콘 마스킹부(32)와 메인 마스킹부(33) 개구부들과 동일한 패턴을 가지는 레지스트 층을 박판에 형성하거나 개구부들의 패턴을 가진 필름을 박판에 부착한 후 박판을 에칭(etching)함으로써 제조할 수 있다.
상기와 같이 제조된 증착 마스크(30)는 그 가장자리가 크램프나 접착제 등에 의해 고정된 상태에서 인장력을 가한 다음, 마스크 프레임(40)에 접합한다. 이 때, 상기 마스크 프레임(40)은 중공부(41)를 구비해, 상기 증착 마스크(30)의 각 단위 마스크(31)가 형성된 부분을 제외한 가장자리 부분을 지지할 수 있도록 형성된다. 접합 방법은 접착제에 의한 접합과, 레이저 용접, 저항가열 용접 등 다양한 방법을 적용할 수 있으나, 정밀도 변화 등을 고려하여 레이저 용접방법을 사용할 수 있다.
또한, 비록 도면으로 도시하지는 않았지만, 상기와 같이 증착 마스크(30)를 마스크 프레임(40)에 용접할 때에 용접 불량에 의해 치수 정밀도 변화의 문제를 해결하기 위하여 상기 증착 마스크(30)와 마스크 프레임(40)의 용접되는 부위의 증착 마스크(30) 상부로 커버 프레임(미도시)을 덧씌워 용접 부위에서 들뜨는 현상을 방 지하도록 할 수 있다.
도 5에는 이러한 증착 마스크를 보다 상세하게 설명하기 위하여 보다 간단하게 도시한 것으로서, 단위 마스크(31)를 4개만 구비하고 있으며, 아이콘 마스킹부(32)는 적, 녹, 청색의 삼색 중 어느 한 색의 증착을 위한 개구부를 구비한다. 도 5에 도시된 증착 마스크는 녹색 유기 발광층의 증착을 위한 것으로, 이는 동일하게 적색 및 청색에도 적용될 것이므로, 이하에서는 녹색 유기 발광층 증착용 증착 마스크를 중심으로 설명한다.
아이콘 마스팅부(32)는 녹색 유기 발광층을 증착하기 위해 제 1 개구부(34G)를 구비하고 있다. 그리고, 나머지, 적색 발광 영역에 대응되는 영역(35R)과, 청색 발광 영역에 대응되는 영역(35B)은 차폐되어 있다.
메인 마스킹부(33)의 경우에도, 녹색 유기 발광층을 증착하기 위해 제 2 개구부(36G)가 구비되어 있고, 나머지 색에 대응되는 영역은 차폐되어 있다.
한편, 본 발명에 의하면, 상기 마스크에 있어서 차폐되는 부분에 의해 다른 유기 발광층이 손상되지 않도록 하기 위하여, 마스크의 기판을 향한 측면에 소정 깊이로 인입된 인입부를 형성하였다.
도 6은 도 5에서 아이콘 마스킹부(32)의 단면을 나타낸 Ⅰ-Ⅰ에 대한 단면도이고, 도 7은 도 5에서 메인 마스킹부(33)의 단면을 나타낸 Ⅱ-Ⅱ에 대한 단면도이다. 도 6 및 도 7에서 위쪽 면이 기판을 향한 면이 된다.
먼저, 아이콘 마스킹부(32)의 경우에는 도 6에서 볼 수 있듯이, 녹색 유기 발광층을 증착하기 위해 제 1 개구부(34G)가 형성되어 있고, 적색 발광 영역에 대 응되는 영역(35R)과, 청색 발광 영역에 대응되는 영역(35B)은 차폐됨과 동시에, 소정 깊이로 인입된 제 1 인입부(37)가 형성되어 있다. 이 제 1 인입부(37)는 적색 발광 영역에 대응되는 영역(35R)과, 청색 발광 영역에 대응되는 영역(35B)에 이들과 대응되는 면적으로 형성되어 있다. 이 제 1 인입부(37)의 면적은 바람직하게는 적색 발광 영역에 대응되는 영역(35R)과, 청색 발광 영역에 대응되는 영역(35B)의 면적 이상으로 하여 녹색 유기 발광층을 증착할 때에 마스크의 표면이 적색 영역과 청색 영역의 유기 발광층에 접촉되지 않도록 할 수 있다.
한편, 메인 마스킹부(33)의 경우에는 도 7에서 볼 수 있듯이, 녹색 유기 발광층을 증착하기 위해 제 2 개구부(36G)가 형성되어 있는 데, 이 제 2 개구부(36G)가 형성되어 있는 부분 이외의, 다른 색상의 영역들에는 제 2 인입부(38)가 형성되어 있다. 이 제 2 인입부(38)는 예컨대, 녹색 유기 발광층용 개구부가 형성된 증착 마스크의 경우에는 청색 유기 발광층 및 적색 유기 발광층에 대응되는 영역에 걸쳐 형성되어 있다.
상기와 같은 인입부는 하프 에칭에 의해 마스크에 형성할 수 있는 데, 전술한 바와 같이, 증착 마스크를 에칭법으로 형성할 경우에는 개구부의 에칭 시 하프 에칭에 의해 형성하고, 전주법으로 증착 마스크를 형성할 경우에는 별도의 에칭 공정을 거쳐 하프 에칭에 의해 형성할 수 있다.
이러한 증착 마스크는 피증착 유기 전계 발광 소자의 유기 발광층의 패턴에 의해 다양하게 변형 가능한데, 다만, 마스크의 차폐되는 영역에 의해 이미 증착된 유기 발광층 등에 접촉되지 않도록 할 수 있는 구조이면 다양한 패턴의 인입부를 형성할 수 있음은 물론이다.
이를 위하여, 상기 제 1 및 제 2 인입부(37)(38)의 인입된 깊이는 적어도 유기 발광층보다는 커야 한다. 이보다 작게 되면, 인입부의 인입된 면에 유기 발광층이 닿게 되므로, 인입부를 형성한 효과를 얻을 수 없게 된다. 이 인입부들은 증착 마스크가 마그넷 부재에 의해 기판의 방향으로 밀착될 것과, 에칭되는 최소 두께를 고려할 때에 대략 25㎛이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 인입부들의 깊이는 또한, 증착 마스크의 두께의 절반을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 인입부들이 너무 깊게 형성되어 있을 경우에는 마그넷에 의해 증착 마스크가 기판의 방향으로 당겨질 때에, 인입부들의 단부에서 돌출부를 형성할 수 있기 때문이다.
증착 마스크에 인장력을 가할 때에 증착 마스크의 변형을 초래할 수 있기 때문이다.
이처럼, 본 발명에 의하면, 증착 마스크가 유기막이 형성되어 발광이 일어나는 영역에 접촉되지 않도록 함으로써 마스크 표면 거칠기 및 표면 이물에 의하여 유기 발광층 등 유기막에 손상을 일으키지 않게 되고, 또한, 화학적 전이 현상이 일어나는 문제를 막을 수 있게 된다.
다음으로는, 상기와 같은 증착 마스크를 이용해 유기 전계 발광 소자를 제조하는 방법을 설명한다.
먼저, 도 1에서 볼 수 있듯이, 기판(10) 상에 구비된 복수개의 패널 영역(11)에 도 3에서 볼 수 있듯이, 제 1 전극(20)을 형성한다.
이 때, 액티브 매트릭스(Active Matrix)방식의 유기 전계 발광 소자의 경우에는 기판(10)에 이미 복수개의 박막 트랜지스터들과, 스토리지 커패시터가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제 1 전극(20)은 구동 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 연결되고, 발광이 일어나는 영역에 대응되도록 형성된다.
패시브 매트릭스(Passive Matrix)방식의 유기 전계 발광 소자의 경우에는 상기 제 1 전극(20)은 소정의 패턴으로 형성될 수 있다.
제 1 전극(20)은 전술한 바와 같은 물질로 제조될 수 있는 데, 그 패터닝은 포토리소그래피법에 의해 형성가능하다.
제 1 전극(20)을 형성한 후에는 그 위로 절연막(21)을 도포한 후 이를 패터닝한다. 절연막(21)은 제 1 전극(20)의 소정 부분을 개구시켜 그 위로 유기 발광층을 포함하는 유기막이 덮일 수 있도록 패터닝되는 데, 이에 따라 화소가 정의될 수 있으므로, 화소 정의막(Pixel Define layer)이 될 수 있다. 이 절연막(21)은 패터닝 공정이 용이하게 이뤄지도록 감광성을 띠도록 하는 것이 바람직하다.
절연막(21)을 형성한 후에는 공통층으로서 홀 수송층(22)을 증착한다. 이 때, 홀 수송층(22)의 증착 전에 홀 주입층을 더 증착하여 형성할 수도 있다.
홀 수송층(22)의 형성 후에는 유기 발광층(23R)(23G)(23B)을 증착한다. 이 유기 발광층은 적색 유기 발광층(23R)과, 녹색 유기 발광층(23G) 및 청색 유기 발광층(23B)으로 형성될 수 있는 데, 아이콘부(12)는 적색 발광 영역(12R), 녹색 발광 영역(12G) 및 청색 발광 영역(12B)이 각각 단일 색상으로 구비되도록 하고, 메인 화상부(13)는 도 3과 같이, 적색 유기 발광층(23R)을 갖는 부화소와, 녹색 유기 발광층(23G)을 갖는 부화소 및 청색 유기 발광층(23B)을 갖는 부화소가 한 화소를 형성하여 풀칼라를 구현하도록 한다.
증착은 비록 도면으로 도시하지 않았지만, 진공 챔버 내에서, 하부에 배치된 증착원으로부터 기화되는 유기물이 마스크를 거쳐 소정 패턴으로 기판에 증착되도록 하는 데, 이 때, 기판의 마스크에 반대되는 면에는 마그넷 부재가 위치해 마스크를 기판에 밀착시키도록 한다.
먼저, 아이콘부(12)는 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 개구부(34G)와, 제 1 인입부(37)가 형성된 마스크에 의해 증착된다. 도 8에서는 적색 발광 영역(12R)은 증착된 상태에서 녹색 발광 영역(12G)을 증착하는 상태를 도시하였다.
그림에서 볼 수 있듯이, 제 1 인입부(37)가 청색 발광 영역(12B)과 적색 발광 영역(12R)에 대응되는 영역에 형성되어 있으므로, 마스크가 기판(10)의 방향으로 밀착되어 있을 경우에도, 기증착된 유기 발광층에 접촉되지 않으므로, 이 유기 발광층을 손상시키지 않게 된다.
한편, 메인 화상부(13)의 경우에도 도 9에서 볼 수 있듯이, 증착 마스크가 제 2 인입부(38)를 구비하므로, 기증착되어 있는 유기 발광층이 마스크에 접촉되지 않게 된다.
도 8 및 도 9에는 녹색 증착 마스크의 경우만을 나타내었으나, 적색 및 청색 증착 마스크의 경우에도 동일함은 물론이다.
유기 발광층을 형성한 후에는 전자 주입층(24)을 공통층으로서 증착하고, 제 2 전극층(25)을 증착한다. 제 2 전극층(25)은 전술한 AM 구조에서는 패널 영역 중 메인 화상부의 전체에 증착시키고, PM 구조에서는 제 1 전극(20)과 직교하도록 소정 패턴으로 증착시킨다.
이렇게 제 2 전극층(25)을 형성한 후에는 각 패널 영역(11)을 별도의 글라스 부재나, 메탈 캡 등으로 밀봉시킨 후, 기판(10)을 패널 영역(11)을 단위로 하여 절단한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 증착 마스크 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조방법에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 유기 발광층의 증착 과정에서 마스크의 차폐된 부분과 기증착된 유기 발광막이 접촉하지 않도록 할 수 있고, 이에 따라, 유기 발광막에 손상이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
둘째, 유기 발광층을 포함한 유기막에 화학적 전이가 일어나는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 상기와 같은 효과를 얻을 수 있는 증착 마스크를 간단한 방법에 의해 얻을 수 있고, 유기 전계 발광 소자의 제조 공정에 있어 추가 공정이 필요없으므로, 생산성 향상을 기할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 사상적 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 그리고 설명되지는 않았으나 균등한 수단도 본 발명에 포함되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (12)
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- 삭제
- 유기 전계 발광 소자의 기판에 밀착되어 유기 발광층을 증착하는 증착용 마스크에 있어서,상기 유기 발광층을 증착할 수 있도록 개구된 개구부와;상기 기판을 향한 면으로부터 소정 깊이로 인입된 인입부;를 구비하고,상기 개구부는 동일 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것이며, 상기 인입부는 상기 개구부가 형성된 영역에 대응되는 색상과 다른 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것을 특징으로 하는 증착용 마스크.
- 유기 전계 발광 소자의 기판에 밀착되어 유기 발광층을 증착하는 증착용 마스크에 있어서,상기 유기 발광층을 증착할 수 있도록 개구된 개구부와;상기 기판을 향한 면으로부터 소정 깊이로 인입된 인입부;를 구비하고,상기 유기 전계 발광 소자는 적색 유기 발광층을 구비한 적색 발광 영역과, 녹색 유기 발광층을 구비한 녹색 발광 영역과, 청색 유기 발광층을 구비한 청색 발광 영역을 갖는 것이며, 상기 개구부는 상기 적색, 녹색, 및 청색 유기 발광층 중 어느 한 색의 유기 발광층을 증착하도록 개구된 것이고, 상기 인입부는 상기 개구부에 의해 증착되는 색과 다른 색의 유기 발광층에 대응되는 영역에 각각 구비된 것을 특징으로 하는 증착용 마스크.
- 유기 전계 발광 소자의 기판에 밀착되어 유기 발광층을 증착하는 증착용 마스크에 있어서,상기 유기 발광층을 증착할 수 있도록 개구된 개구부와;상기 기판을 향한 면으로부터 소정 깊이로 인입된 인입부;를 구비하고,상기 유기 전계 발광 소자는 적색 유기 발광층을 구비한 적색 부화소와, 녹색 유기 발광층을 구비한 녹색 부화소와, 청색 유기 발광층을 구비한 청색 부화소를 구비해 풀칼라를 구현하는 것이며, 상기 개구부는 상기 적색, 녹색, 및 청색 부화소 중 어느 한 색의 부화소의 유기 발광층을 증착하도록 개구된 것이고, 상기 인입부는 상기 개구부에 의해 증착되는 색과 다른 두 색의 부화소에 걸친 영역에 구비된 것을 특징으로 하는 증착용 마스크.
- 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 인입부의 상기 기판을 향한 표면으로부터의 인입된 깊이는 상기 유기 발광층의 두께보다 크고, 상기 마스크 두께의 절반보다 작은 것을 특징으로 하는 증착용 마스크.
- 삭제
- 기판에 제 1 전극을 형성하는 단계;상기 기판의 양면 중 상기 제 1 전극이 형성되는 면에, 개구부와, 상기 기판에 닿지 않는 인입부를 갖는 마스크를 밀착시켜, 상기 개구부를 통해 상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계;상기 유기 발광층의 상부로 제 2 전극을 형성하는 단계; 및상기 기판을 밀봉하는 단계;를 포함하고,상기 마스크의 인입부는 상기 유기 발광층이 형성되는 영역에 대응되는 영역으로 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 별개의 마스크를 이용해 각각 서로 다른 색상의 유기 발광층을 증착하는 것으로, 상기 마스크의 개구부는 동일 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것이고, 상기 인입부는 상기 개구부가 형성된 영역에 대응되는 색상과 다른 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
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- 기판의 복수개의 패널영역에 제 1 전극을 형성하는 단계;상기 기판의 양면 중 상기 제 1 전극이 형성되는 면에, 개구부와, 상기 기판에 닿지 않는 인입부를 갖되, 상기 인입부는 상기 각 패널영역에 대응되는 영역으로 구비된 마스크를 밀착시켜, 상기 개구부를 통해 상기 제 1 전극의 상부에 유기 발광층을 형성하는 단계;상기 유기 발광층의 상부로 제 2 전극을 형성하는 단계;상기 기판을 밀봉하는 단계; 및상기 기판을 패널 영역을 단위로 분리하는 단계;를 포함하고,상기 유기 발광층을 형성하는 단계는 별개의 마스크를 이용해 각각 서로 다른 색상의 유기 발광층을 증착하는 것으로, 상기 마스크의 개구부는 동일 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것이고, 상기 인입부는 상기 개구부가 형성된 영역에 대응되는 색상과 다른 색상의 유기 발광층에 대응되는 영역에 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제 8 항, 제 9 항, 및 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 인입부의 상기 기판을 향한 표면으로부터의 인입된 깊이는 상기 유기 발광층의 두께보다 크고, 상기 마스크 두께의 절반보다 작은 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
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