KR100766902B1

KR100766902B1 - 마스크 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100766902B1
Application number: KR1020060105803A
Authority: KR
Inventors: 김의규; 김태형; 한욱
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2007-10-15

Abstract

본 발명은 표시 장치 제조용 마스크 및 그 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 마스크는 표시 장치의 발광 영역에 대응하는 제1 영역, 발광 영역 주변의 비발광 영역에 대응하는 제2 영역, 및 제1 영역에서 상기 제2 영역까지 연장되어 형성되는 슬릿 형상의 개구부를 포함한다. 그리고, 개구부가 제1 영역에 위치하며 관통홀로 이루어지는 제1 부분과 제2 영역에 위치하며 홈으로 이루어지는 제2 부분을 포함한다.

유기발광표시장치, 마스크, 슬릿, 개구부, 발광영역, 비발광영역

Description

마스크 및 그 제조 방법{MASK AMD METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크를 나타낸 부분 평면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마스크를 나타낸 부분 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마스크를 나타낸 부분 단면도로서, 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 선에 따른 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.

본 발명은 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치 제조용 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

유기 발광 표시 장치 및 액정 표시 장치와 같은 표시 장치는 큰 부피와 고전압을 필요로 하는 음극선관과 달리 두께가 얇고 저전압으로 동작하는 장점이 있어 차세대 표시 장치로서 널리 이용되고 있다.

특히, 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display)는 유기 물질에 양극(anode)과 음극(cathode)을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결 합(recombination)하여 여기자(exciton)을 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용한 자체 발광형 표시 장치이다. 따라서, 유기 발광 표시 장치는 백라이트와 같은 별도의 광원이 요구되지 않아 소비 전력이 낮을 뿐만 아니라 광시야각 및 빠른 응답속도 확보가 용이하다는 장점이 있어 차세대 표시 장치로서 주목받고 있다.

유기 발광 표시 장치는 기판에 화상 표현의 기본 단위인 화소(pixel)가 매트릭스 형태로 배열되고, 각각의 화소마다 적(Red; R), 녹(G; Green), 청(Blue; B)을 내는 각각의 유기 발광층을 사이에 두고 양극의 제1 전극과 음극의 제2 전극이 순차적으로 형성된 발광 소자가 배치되는 구성을 갖는다.

여기서, 유기 발광층을 이루는 유기 물질은 수분 및 산소 등에 매우 취약하여 이의 형성 공정 및 형성 후에도 수분으로부터 철저히 격리시켜야 하므로 통상의 포토리소그라피 공정을 이용하여 패터닝을 수행하기가 어렵다.

따라서, 유기 발광층 및 제2 전극 등은 각 패턴에 대응되는 부분으로만 증착 물질이 관통하기 위한 개구부가 형성되어 있는 마스크를 이용하여 형성하며, 이러한 마스크는 통상적으로 얇은 금속판에 개구부가 위치할 부분을 식각하여 형성한다.

그런데, 일례로 마스크의 개구부가 슬릿 형상을 가지게 되면 금속판의 식각 시 슬릿 전체에 걸쳐 식각이 균일하게 이루어지지 못하고 슬릿의 양 단부에서 식각이 과소 또는 과다하게 이루어져 슬릿의 양측 가장 자리의 폭이 다른 부분에 비해 좁게 또는 넓게 형성되는 문제가 있다.

이처럼 마스크의 개구부가 불균일하면 마스크를 이용하여 유기 발광층을 형성할 경우 마스크의 개구부를 통해 증착 물질이 균일하게 증착되지 못하여 결국 패턴 불량을 초래하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유기 발광 표시 장치의 제조 시 증착 물질이 균일하게 증착되도록 하여 패턴 불량을 방지할 수 있는 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 마스크는, 표시 장치의 발광 영역에 대응하는 제1 영역, 발광 영역 주변의 비발광 영역에 대응하는 제2 영역, 및 제1 영역에서 제2 영역까지 연장되어 형성되는 슬릿 형상의 개구부를 포함한다. 그리고, 개구부가 제1 영역에 위치하며 관통홀로 이루어지는 제1 부분과 제2 영역에 위치하며 홈으로 이루어지는 제2 부분을 포함한다.

여기서, 개구부의 제1 부분이 균일한 폭을 가질 수 있다.

또한, 개구부의 제2 부분이 0 보다 크고 제1 부분의 높이보다 작은 높이, 바람직하게 제1 부분의 높이의 1/2 정도의 높이를 가질 수 있다.

또한, 표시 장치가 유기 발광 표시 장치일 수 있고, 유기 발광 표시 장치가 제1 화소 전극, 유기 발광층 및 제2 화소 전극으로 이루어지는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 마스크의 제조 방 법은, 표시 장치의 발광 영역에 대응하는 제1 영역과 발광 영역 주변의 비발광 영역에 대응하는 제2 영역이 정의된 금속판을 준비한다. 그 다음, 금속판 위에 제1 영역 및 제2 영역까지 연장되어 형성되며, 제1 영역에 위치하고 상기 금속판의 일부를 노출시키는 관통홀과 제2 영역에 위치하는 홈으로 이루어지는 개구부를 가지는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 그 후, 포토레지스트 패턴을 이용하여 금속판을 식각하여 금속판에 관통홀에 대응하는 제1 부분과 홈에 대응하는 제2 부분으로 이루어지는 개구부를 형성하고, 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계들을 포함한다.

여기서, 포토레지스트 패턴은 하프톤 노광 공정에 의해 형성할 수 있다.

또한, 금속판의 식각은 제2 부분이 0 보다 크고 제1 부분의 높이보다 작은 높이, 바람직하게 제1 부분의 높이의 1/2 정도의 높이를 갖도록 수행할 수 있다.

또한, 금속판이 스테인레스 스틸, 니켈, 니켈 합금 및 니켈-코발트 합금 중 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 마스크를 설명한 다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 마스크(110)는 표시 장치, 일례로 유기 발광 표시 장치(미도시)의 발광 영역에 대응하는 제1 영역(A1), 상기 발광 영역 주변의 비 발광 영역에 대응하는 제2 영역(A2), 및 제1 영역(A1)에서 제2 영역(A2)까지 연장되어 형성되는 슬릿 형상의 개구부(111)를 복수 개 포함한다.

상기 표시 장치의 발광 영역은 화상 표현의 기본 단위인 화소가 배열되어 실제 화상 표시가 이루어지는 영역으로, 유기 발광 표시 장치의 경우 화소가 제1 화소 전극, 유기 발광층 및 제2 화소 전극으로 이루어지는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.

또한, 마스크(110)는 스테인레스 스틸, 니켈, 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등의 얇은 금속판으로 이루어질 수 있다.

그리고, 마스크(110)의 제1 영역(A1)은 증착 물질, 일례로 유기 발광층을 이루는 물질 등이 증착되는 영역이고, 제2 영역(A2)은 상기 증착 물질의 증착이 이루어지지 않는 영역이다.

마스크(110)의 개구부(111)는 제1 영역(A1)에 위치하는 제1 부분(112)과 제2 영역(A2)에 위치하며 개구부(111)의 가장 자리 부분을 구성하는 제2 부분(113)을 포함한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 개구부(111)의 제1 부분(112)은 상기 증착 물질이 관통하도록 마스크(110)의 두께와 동일한 높이(H1)를 가지며 전체적으로 균일한 폭을 가지는 관통 홀로 이루어져 증착 물질이 균일하게 증착되도록 한다. 반면, 개 구부(111)의 제2 부분(113)은 증착 물질이 관통하지 못하도록 0 보다 크고 제1 부분(112)의 높이(H1)보다 작은 높이(H2), 바람직하게 제1 부분(112) 높이(H1)의 1/2 정도의 높이를 가지는 홈으로 이루어져 패턴 형성에 영향을 미치지 않는다.

한편, 마스크(110)는 도 1과 같이 인장력이 가해져 레이저 용접 등에 의해 마스크 프레임(120)에 접합되어 마스크 조립체(100)를 구성하게 된다.

상기 실시예에 의하면, 마스크(110)의 제1 영역(A1)에 위치하는 개구부(111)의 제1 부분(112)은 전체적으로 균일한 폭을 가지는 관통홀로 이루어지고, 제2 영역(A2)에 위치하는 개구부(111)의 제2 부분(113)은 홈으로 이루어져 패턴 형성에 영향을 미치지 않는다. 따라서, 마스크(110)를 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조할 경우, 제1 부분(112)의 균일한 폭에 의해 유기 발광층을 이루는 증착 물질이 제1 부분(112)을 통해 균일하게 증착될 수 있으므로 패턴 불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 정지 공간(dead space) 증가를 방지할 수 있다.

다음으로, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 상술한 마스크의 제조 방법을 설명한다.

도 4a를 참조하면, 표시 장치, 일례로 유기 발광 표시 장치의 발광 영역에 대응하는 제1 영역(A1)과 상기 발광 영역 주변의 비 발광 영역에 대응하는 제2 영역(A2)이 정의된 금속판(115)을 준비한다. 금속판(115)은 스테인레스 스틸, 니켈, 니켈 합금 또는 니켈-코발트 합금 등으로 이루어질 수 있다.

그 다음, 금속판(115) 위에 포토레지스트막을 도포하고 하프톤(half tone) 노광 공정에 의해 포토레지스트막을 노광하고 이를 현상하여 개구부(133)를 가지는 포토레지스트 패턴(130)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(130)의 개구부(133)는 제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)까지 연장되어 형성되는 슬릿 형상을 가진다. 개구부(133)는 제1 영역(A1)에 위치하며 금속판(115)의 일부를 노출시키는 관통홀(131)과 제2 영역(A2)에 위치하며 개구부(133)의 가장 자리를 구성하는 홈(132)으로 이루어진다.

도 4b를 참조하면, 포토레지스트 패턴(130)을 식각 마스크로하여 금속판(115)을 식각한다. 그러면, 포토레지스트 패턴(130)의 개구부(133)에 대응하여 금속판(115)의 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 식각된다. 이로써, 금속판(115)에 관통홀로 이루어지는 제1 부분(112)과 홈으로 이루어지는 제2 부분(113)을 포함하는 슬릿 형상의 개구부(111)가 형성된다.

이때, 개구부(111)의 가장 자리부분을 구성하는 제2 부분(113)은 도 3과 같이 0 보다는 크고 제1 부분(112)의 높이(H1) 보다는 작은 높이(H2), 바람직하게 제1 부분(112) 높이(H1)의 1/2 정도를 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 제2 부분(113)이 제2 영역(A2)에 위치하기 때문에 금속판(115)의 식각 시 제1 영역(A1)에 위치하는 제1 부분(113)은 균일한 폭으로 식각될 수 있다.

그 후, 금속판(115) 위에 잔류하는 포토레지스트 패턴(130)을 제거하여 금속판(115)의 표면을 노출시킴으로써 마스크(110, 도 3 참조)를 완성한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범 위에 속하는 것은 당연하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 마스크는 표시 장치의 발광 영역에 대응하는 영역에서 개구부가 균일한 폭을 가질 수 있다.

따라서, 상기 마스크를 적용하여 표시 장치, 일례로 유기 발광 표시 장치를 제조할 경우, 유기 발광층 등의 패턴 불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 정지 공간 증가를 방지할 수 있다.

Claims

표시 장치의 발광 영역에 대응하는 제1 영역;

상기 발광 영역 주변의 비발광 영역에 대응하는 제2 영역; 및

상기 제1 영역에서 상기 제2 영역까지 연장되어 형성되는 슬릿 형상의 개구부를 포함하며,

상기 개구부가

상기 제1 영역에 위치하며 관통홀로 이루어지는 제1 부분과

상기 제2 영역에 위치하며 홈으로 이루어지는 제2 부분

을 포함하는 마스크.
제1 항에 있어서,

상기 개구부의 상기 제1 부분이 균일한 폭을 가지는 마스크.
제1 항에 있어서,

상기 개구부의 상기 제2 부분이 0 보다 크고 상기 제1 부분의 높이보다 작은 높이를 가지는 마스크.
제3 항에 있어서,

상기 개구부의 상기 제2 부분이 상기 제1 부분의 높이의 1/2 정도의 높이를 가지는 마스크.
제1 항에 있어서,

상기 표시 장치가 유기 발광 표시 장치인 마스크.
제5 항에 있어서,

상기 유기 발광 표시 장치가 제1 화소 전극, 유기 발광층 및 제2 화소 전극으로 이루어지는 유기 발광 소자를 포함하는 마스크.
표시 장치의 발광 영역에 대응하는 제1 영역과 상기 발광 영역 주변의 비발광 영역에 대응하는 제2 영역이 정의된 금속판을 준비하는 단계;

상기 금속판 위에 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역까지 연장되어 형성되며, 상기 제1 영역에 위치하고 상기 금속판의 일부를 노출시키는 관통홀과 상기 제2 영역에 위치하는 홈으로 이루어지는 개구부를 가지는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;

상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 금속판을 식각하여 상기 금속판에 상기 관통홀에 대응하는 제1 부분과 상기 홈에 대응하는 제2 부분으로 이루어지는 개구부를 형성하는 단계; 및

상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계

를 포함하는 마스크의 제조 방법.
제7 항에 있어서,

상기 포토레지스트 패턴은 하프톤 노광 공정에 의해 형성하는 마스크의 제조 방법.
제7 항에 있어서,

상기 금속판의 식각은 상기 제2 부분이 0 보다 크고 상기 제1 부분의 높이보다 작은 높이를 갖도록 수행하는 마스크의 제조 방법.
제9 항에 있어서,

상기 금속판의 식각은 상기 제2 부분이 상기 제1 부분의 높이의 1/2 정도의 높이를 갖도록 수행하는 마스크의 제조 방법.
제7 항에 있어서,

상기 금속판이 스테인레스 스틸, 니켈, 니켈 합금 및 니켈-코발트 합금 중 선택되는 어느 하나로 이루어지는 마스크의 제조 방법.
제7 항에 있어서,

상기 표시 장치가 유기 발광 표시 장치인 마스크의 제조 방법.
제12 항에 있어서,

상기 유기 발광 표시 장치가 제1 화소 전극, 유기 발광층 및 제2 화소 전극으로 이루어지는 유기 발광 소자를 포함하는 마스크의 제조 방법.