KR102084696B1 - 표시장치용 박막 증착 장치, 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛, 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

표시장치용 박막 증착 장치, 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛, 표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛은, 플레이트를 포함하는 비드마스크 지지부, 상기 비드마스크 지지부 상에 배치된 비드마스크를 포함할 수 있다.

Description

표시장치용 박막 증착 장치, 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛, 표시장치 및 그 제조방법{THIN LAYER DEPOSITION APPARATUS FOR DISPLAY DEVICE, MASK UNIT FOR DEPOSITING THIN LAYER IN DISPLAY DEVICE, DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시장치용 박막 증착 장치, 표시장치용 박막 증착 마스크 유닛, 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 표시장치에 관한 기술개발이 중요시되고 있으며, 그 중 천연색표시소자로서 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display; OLED display)가 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 갖는 표시 장치로서, 캐소드와 애노드 및 상기 캐소드와 애노드 사이에 형성된 유기 발광층을 포함한다. 이와 같이 구성되는 유기발광 표시 장치는 유기 발광층으로부터 광이 방출되는 방향에 따라 전면 발광 구조와 배면 발광 구조로 구분되며, 전면 발광 구조는 배면 발광 구조에 비하여 개구율이 높은 장점이 있다.
전면 발광 구조의 유기발광 표시 장치는 광 출사 방향에 배치된 캐소드 전극이 ITO, IZO 등과 같은 투명전극 물질로 얇게 형성되어야 한다. 그러나 투명전극 물질은 비저항이 높기 때문에 캐소드 전극이 공통 전극 형태로 화소 영역의 전면에 형성되는 경우 위치에 따라 전압 차이가 발생하여 화질이 불균일해지는 문제점이 있다. 즉, 전원 공급원과 가까운 위치와 전원 공급원으로부터 멀리 떨어진 위치의 전압 차이(전압강하)로 인해 화소 간의 휘도 차이가 발생되기 때문에 화질이 저하된다. 이와 같은 전압 차이는 전류 구동 방식으로 동작되는 유기발광 표시 장치의 크기가 증가될수록 심각하게 나타난다.
상술한 문제점을 극복하기 위해 각 화소의 외부에 별도의 보조 전극을 형성하여 캐소드와 접속시킴으로써 전압강하 현상을 방지하는 방법이 제안되었다.
제안된 방법은 유기발광층의 공통층을 기판 전면에 증착한 후, 보조 전극과 캐소드 간의 전기적 접속을 위해 보조 전극 상에 형성된 공통층을 레이저를 이용하여 식각하는 공정을 필요로 하였으며, 레이저를 이용함에 따라 유기물로 이루어진 공통층에 손상이 발생하는 문제점, 파티클이 발생하는 단점, 고가의 설비를 필요로 하는 문제점이 존재하였다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레이저를 이용한 유기층 식각공정을 생략함으로써 표시장치 제조공정을 단순화할 수 있는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛 및 표시장치용 박막 증착 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 공정효율성을 향상시키면서도 제조비용을 절감할 수 있는 표시장치 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 전압강하 현상을 최소화하여 소비전력을 증가시키지 않으면서도 고화질을 구현할 수 있는 표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 박막 증착 마스크 유닛은, 플레이트를 포함하는 비드마스크 지지부, 상기 비드마스크 지지부 상에 배치된 비드마스크를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 박막 증착 장치는, 표시기판을 지지하는 기판지지부, 상기 기판지지부 일면 상에 배치되고, 상기 표시기판의 컨택홀을 마스킹하기 위한 비드마스크를 포함하는 마스크 유닛, 상기 기판지지부 타측 상에 배치되고, 상기 비드마스크에 대하여 선택적으로 자기력을 가하는 자기력 인가부, 상기 마스크 유닛 일측에 배치되어 증착 물질을 상기 표시기판으로 제공하는 소스부를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법은, 일면에 컨택홀 및 상기 컨택홀을 통해 노출되는 컨택을 포함한 표시기판을 준비하고, 상기 컨택홀 내에 비드마스크를 삽입하고, 상기 표시기판 상에 유기층을 증착하고, 상기 표시기판에서 상기 비드마스크를 분리하는 것을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 기판 상에 형성된 제1전극 및 컨택홀, 상기 제1전극을 부분적으로 노출하는 화소정의막, 상기 컨택홀 내에 형성된 컨택전극, 상기 제1전극 상에 형성된 발광층, 상기 발광층 및 상기 화소정의막 상에 형성된 유기공통층, 상기 유기공통층 및 상기 상기 컨택홀 내에 형성되어 상기 컨택전극과 접촉하는 제2전극을 포함하고, 상기 컨택전극 중 상기 제2전극과 접촉하는 접촉영역의 두께 또는 표면거칠기는 실질적으로 균일할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 레이저를 이용한 유기층 식각공정을 수행하지 않음에 따라 표시장치의 제조공정을 단순화할 수 있는 이점이 존재한다.
또한, 레이저 장비와 같은 고가의 장비를 이용하지 않음에 따라 표시장치의 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 자기력의 조절을 통해 기판에 마스크를 장착 및 분리할 수 있도록 함으로써 마스크 장착 및 분리과정을 보다 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 공정효율성을 향상시키면서도 전압강하 현상을 방지한 표시장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치용 박막 증착 장치의 개략적 구성을 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 마스크 유닛 중, 비드마스크 지지부의 실시예들에 대한 개략적 구조를 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1에 도시된 마스크 유닛 중, 비드마스크의 실시예들에 대한 개략적 구조를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치 제조방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 제조공정 예시를 개략적으로 도시한 공정단계별 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적 구조를 도시한 단면도이다.
도 14는 종래 표시장치 중 컨택전극 부분를 확대 도시한 단면도이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 중 컨택전극 부분을 확대 도시한 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치용 박막 증착 장치의 개략적 구성을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치(1)는, 증착물질이 증착되는 표시기판(100)을 지지 및 고정하는 기판지지부(40), 기판지지부(40)의 일측에 배치되고 비드마스크(300)를 포함하는 마스크 유닛(20), 기판의 타측에 배치되어 비드마스크(300)에 선택적으로 자기력을 가하는 자기력 인가부(50) 및 증착물질을 기판으로 제공하는 소스부(60)를 포함할 수 있다.
표시기판(100)은 기판 및 기판상에 형성된 컨택홀을 포함할 수 있으며, 컨택홀 내에는 컨택전극이 형성될 수 있다. 기판은 절연 기판을 포함할 수 있다. 상기 절연 기판은 투명한 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 절연 기판은 불투명 재질로 이루어지거나, 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다. 더 나아가, 상기 절연 기판은 가요성 기판일 수 있다. 도면에는 미도시하였으나, 기판은 절연 기판 상에 형성된 다른 구조물들을 더 포함할 수 있다. 상기 다른 구조물들의 예로는 배선, 전극, 절연막 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
마스크유닛(20)은 비드마스크(300) 및 비드마스크 지지부(200)를 포함할 수 있다.
비드마스크 지지부(200)는 비드마스크(300)를 고정 및 지지하는 부분이다. 비드마스크 지지부(200)는 몸체를 이루는 플레이트를 포함할 수 있으며, 플레이트 상에 형성되어 비드마스크(300)가 안착되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.
비드마스크 지지부(200)는 전자석을 포함할 수 있으며, 전자석에 인가되는 전류의 양을 제어함으로써 자기력의 세기를 조절할 수 있다. 예컨대, 비드마스크 지지부(200)가 비드마스크(300)를 지지하고 있는 경우, 비드마스크 지지부(200)에 전류를 인가하여 자기력을 발생시킴으로써 비드마스크(300)와 비드마스크 지지부(200) 사이에 인력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라 비드마스크(300)는 비드마스크 지지부(200)에 보다 견고하게 안착될 수 있다. 또한 비드마스크(300)가 비드마스크 지지부(200)에서 분리되어 기판(100)에 장착되는 경우, 비드마스크 지지부(200)에 발생되는 자기력을 감소시키거나 제거함으로써 비드마스크(300)가 비드마스크 지지부(200)에서 보다 용이하게 분리되도록 할 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 이외에도 비드마스크 지지부(200)는 자성을 갖는 금속재질로 이루어지는 것도 가능하다.
비드마스크(300)는 표시기판(100)의 컨택홀 등에 삽입 배치되어 박막 증착 과정에서 컨택홀 내부에 증착 물질이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
비드마스크(300)의 단면 형상은 도 1에 도시된 바와 같이 원형으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 오각형, 육각형, 기타 다각형, 타원형 등 다양한 형상으로 변형될 수 있다.
비드마스크(300)의 크기는 마스킹 대상인 표시기판(100)의 컨택홀 크기에 따라 적절히 조절될 수 있다. 또한 도 1에는 비드마스크(300)가 비드마스크 지지부(200) 상에 하나만이 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 마스킹 대상인 컨택홀의 개수에 따라 복수개가 배치될 수도 있다.
비드마스크(300)는 자성체를 포함할 수 있다. 자성체는 자석에 의해 자화되는 성질을 갖는 물질로서, 강자성체 또는 상자성체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또는 비드마스크(300)는 영구자석으로 이루어질 수도 있다. 즉. 비드마스크(300)는 N극 및 S극의 극성을 구비한 영구자석으로 이루어질 수 있다. 영구자석을 이루는 물질에는 그 제한이 없으며, 예컨대 네오디움 자석, 페라이트 자석, 알니코 자석, 사마륨코발트 자석 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판지지부(40)는 표면 상에 배치되는 기판(100)을 지지하는 부분이다. 기판지지부(40)는 기판고정수단(도면 미도시)을 포함할 수 있다. 기판고정수단은 기판지지부(40) 표면에 배치되는 표시기판(100)을 해당 위치에서 고정하는 수단으로서, 박막 증착 공정에서 표시기판(100)의 흔들림 또는 움직임을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 기판고정수단으로서는 예컨대, 진공척 또는 클램프 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판지지부(40)는 냉각수단을 포함할 수 있다. 냉각수단은 박막 증착 공정이 이루어지기 전에 표시기판(100)의 온도를 하강시킴으로써 박막 증착 효율을 향상시키는 역할을 한다. 냉각수단은 기판지지부(40)와 일체로 형성될 수 있다. 예컨대 기판지지부(40) 자체가 쿨링 클레이트(cooling plate)로 이루어짐으로써 냉각수단의 기능을 수행할 수 있다. 또는 기판지지부(40) 내측에 냉각수 또는 냉각공기가 주입되는 라인을 형성함으로써 냉각수단을 구현하는 것도 가능하다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 기술을 통해 기판지지부(40)에 냉각수단을 형성할 수 있다고 할 것이다.
자기력 인가부(50)는 비드마스크(300)에 선택적으로 자기력을 가하는 부분이다. 예컨대 자기력 인가부(50)는 비드마스크(300)를 표시기판(100)에 장착시, 비드마스크(300)가 보다 용이하게 표시기판(100)의 컨택홀에 삽입되도록 비드마스크(300)에 인력을 인가할 수 있다.
자기력 인가부(50)는 전자석을 포함할 수 있으며, 전자석에 인가되는 전류의 양을 제어함으로써 자기력의 세기를 조절할 수 있다. 즉, 자기력 인가부(50)는 자기력을 발생시킴으로써 비드마스크(300)에 선택적으로 인력을 가할 수 있으며, 자기력을 감소시키거나 제거함으로써 비드마스크(300)에 가해지는 자기력을 제거할 수도 있다. 예컨대 비드마스크(300)를 기판(100)에 장착시 비드마스크(300)에 자기력을 가하여 자기력 인가부(50)와 비드마스크(300) 사이에 인력을 발생시킴으로써, 비드마스크(300)가 보다 용이하게 표시기판(100)에 장착되도록 할 수 있다. 또한 박막 증착 과정에서 비드마스크(300)가 표시기판(100))에 보다 확실히 밀착되도록 함으로써 비드마스크(300)와 표시기판(100)간의 들뜸 현상을 방지하고, 증착 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 아울러 박막 증착 공정 이후, 자기력 인가부(50)에 가하는 전류의 양을 감소시키거나 제거하여 비드마스크(300)에 가해지는 자기력을 감소 또는 제거함으로써 비드마스크(300)가 표시기판(100)으로부터 보다 용이하게 분리되도록 할 수 있다. 다만 상술한 내용은 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
소스부(60)는 증착 물질을 표시기판(100)에 제공하는 역할을 하는 부분으로서, 그 형태에는 제한이 없다. 예컨대 소스부(60) 내부에 증착 물질을 보관하고 표시기판(100) 방향으로 개구부가 형성된 가열용기 및 가열용기에 열을 가하는 가열부를 포함할 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 형태로 본 발명의 소스부(60)를 구현할 수 있다고 할 것이다.
한편 도면에는 미도시 하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치(1)는 마스크 유닛(20)과 표시기판(100)을 상호 얼라인 시키는 얼라인부, 기판지지부(40) 또는 마스크 유닛(20)을 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다.
얼라인부는 비드마스크 지지부(200)에 형성되는 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 카메라부를 포함할 수 있으며, 경우에 따라 마스크 유닛(20)에 대한 상대적인 변위를 감지하는 변위센서를 더 포함할 수 있다. 카메라부에 의해 촬영된 영상정보, 그리고 변위센서로부터의 변위정보는 구동부의 제어에 이용될 수 있으며, 구동부는 기판지지부(40) 또는 마스크 유닛(20)을 이동시킴으로써 마스크 유닛(20)과 표시기판(100)의 얼라인 작업을 수행할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 마스크 유닛 중 바드마스크 지지부의 실시예들에 대한 개략적 구성을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비드마스크 지지부(200a)는, 비드마스크 지지부(200a)의 몸체를 이루는 플레이트(211) 및 플레이트 상에 형성된 돌출부(213)을 포함할 수 있다.
돌출부(213)는 비드마스크(300)에 형성된 고정홈(301)에 삽입됨으로써 비드마스크(300)를 고정 및 지지할 수 있다.
고정홈(301)에의 삽입을 용이하게 하기 위하여, 돌출부(213)의 상측 일부(215)는 하측에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 형상 또는 핀 형상으로 이루어질 수 있으며, 비드마스크(300)의 고정홈(301)은 돌출부의 상측 일부(215)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
즉, 돌출부(213)의 상측 일부(215)는 핀 형상으로 이루어지고, 비드마스크(300)에는 이와 대응되는 형상의 고정홈(301)이 형성되어 상술한 돌출부(213)의 상측 말단(215)이 삽입됨으로써, 비드마스크(300)는 비드마스크 지지부(200)에 고정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비드마스크 지지부(200b)는, 비드마스크 지지부(200b)의 몸체를 이루는 플레이트(231) 및 플레이트 상에 형성된 돌출부(233)을 포함할 수 있다.
돌출부(233)의 상부에는 비드마스크(300)가 안착되도록 오목홈(235)이 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 경우와는 달리 비드마스크(300) 자체에는 별도의 고정홈(도 2의 301)이 구비되지 않을 수 있으며, 비드마스크(300)의 일부와 대응되는 오목홈(235)이 돌출부(233)의 상부에 형성되고, 오목홈(235) 내에 비드마스크(300)가 안착될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비드마스크 지지부(200c)는 비드마스크 지지부(200c)의 몸체를 이루는 플레이트(251)를 포함하고, 플레이트(251)의 일면에는 비드마스크(300)가 안착되도록 오목홈(255)이 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 경우와는 달리 비드마스크 지지부(200c)는 별도의 돌출부(도 3의 233)을 포함하지 않을 수 있으며, 도 2에 도시된 경우와는 달리 비드마스크(300) 자체에는 별도의 고정홈(도 2의 301)이 구비되지 않을 수 있다. 오목홈(255)은 비드마스크(300)의 일부와 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 비드마스크(300)는 오목홈(255) 내에 안착됨으로써 비드마스크 지지부(200)에 고정될 수 있다.
다만, 도 2 내지 도 4의 설명에서 상술한 비드마스크 지지부의 구조는 하나의 예시일 뿐이며, 이외에도 비드마스크 지지부는 필요에 따라 다양한 형상으로 적절히 설계변경 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비드마스크의 개략적 구조를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 비드마스크(300a)는, 폴리머로 이루어진 코어부(311) 및 코어부(311) 외주면에 형성된 자성체층(313)을 포함할 수 있다.
코어부(311)를 형성하는 폴리머 재질에는 제한이 없다. 예컨대 폴리머 재질로서, 폴리스티렌(polystyrene) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자성체층(313)은 코어부(311)의 외주면을 감싸는 형태, 즉 쉘(shell) 형태로 형성될 수 있다.
자성체층(313)은 자성을 지닌 물질, 즉 자기장 안에서 자화하는 자성체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서 자성체는 자기장 내에서 자화하고 자기장이 제거되면 자화하지 않는 상자성체(paramagnetin substance)일 수 있다. 또는 외부에서 인가되는 자기장 내에서 자기장의 방향으로 자화된 후, 자기장이 제거되어도 자화가 일부 남아있는 강자성체(ferromagnetic substance)일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비드마스크의 개략적 구조를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 비드마스크(300b)는, 폴리머(333)와 자성체 입자(331)의 혼합물로 이루어질 수 있다.
폴리머(333)의 재질에는 제한이 없으며, 예컨대 도 5의 설명에서 상술한 바와 유사하게 폴리머 재질로서, 폴리스티렌(polystyrene) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 에폭시(epoxy) 수지 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
자성체 입자(331)은 자성을 지닌물질, 즉 자기장 안에서 자화하는 자성체로서, 강자성체 또는 상자성체 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 자성체 입자(331)는 폴리머 내에 균일하게 혼합됨으로써 외부에서 인가되는 자기장에 의해 자화될 수 있다.
한편 도면에는 미도시하였으나, 비드마스크는 도 5의 구조와 도 6의 구조를 혼합한 형태를 가질 수 있다. 예컨대 비드마스크는 코어부(도 5의 311) 내부에 자성체 입자(도 6의 331)가 균일하게 혼합되고, 코어부(도 5의 311) 외부에 자성체층(도 5의 313)이 형성된 형태로 이루어질 수도 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비드마스크의 개략적 구조를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 비드마스크(300c)는 도 5 및 도 6에 도시된 구조와는 달리, 하나의 코어부(351)로 형성될 수 있다.
코어부(351)는 자성체로 이루어질 수 있으며, 자성체는 강자성체 또는 상자성체 일 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 도 5 및 도 6의 설명에서 상술한 바와 같다.
또한 코어부(351)는 그 자체가 N극 및 S극의 극성을 구비한 영구자석(permanent magnet)으로 이루어질 수도 있다. 영구자석을 이루는 물질에는 그 제한이 없으며, 예컨대 네오디움 자석, 페라이트 자석, 알니코 자석, 사마륨코발트 자석 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치 제조방법의 흐름을 도시한 것이고, 도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치의 제조공정 예시를 개략적으로 도시한 공정단계별 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치 제조방법은, 일면에 컨택홀 및 컨택홀 내에 형성된 컨택을 포함하는 표시기판을 준비하고(S10), 컨택홀 내에 비드마스크를 장착하고(S30), 기판 상에 유기물을 증착하여 유기층을 형성하고(S50), 기판에서 비드마스크를 분리하는 것(S70)을 포함할 수 있으며, 비드마스크를 분리한 후 기판 상에 도전층을 형성하여 도전층과 컨택을 전기적으로 접속시키는 것을 더 포함할 수 있다.
이하 도 9 내지 도 12를 참조하여, 각 단계에 대한 구체적인 내용을 설명하며, 비드마스크가 자성체를 포함하는 경우와 영구자석으로 이루어진 경우를 나누어 설명한다. 한편, 이하에서는 마스크 유닛이 도 2에 도시된 구조로 형성된 경우를 예시로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
비드마스크가 자성체를 포함하는 경우, 각 단계는 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 컨택홀(180) 및 컨택홀(180) 내에 형성된 컨택전극(140)을 포함하는 표시기판(100)을 준비하고(도 8의 S10), 표시기판(100)을 기판지지부(40)에 파지한다.
표시기판(100)은 기판(110) 및 기판(110) 상에 형성된 컨택홀(180), 컨택홀(180) 내에 형성된 컨택전극(140)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 절연 기판을 포함할 수 있다. 상기 절연 기판은 투명한 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 절연 기판은 불투명 재질로 이루어지거나, 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다. 더 나아가, 상기 절연 기판은 가요성 기판일 수 있다. 도면에는 미도시하였으나, 기판은 절연 기판 상에 형성된 다른 구조물들을 더 포함할 수 있다. 상기 다른 구조물들의 예로는 배선, 전극, 절연막 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
컨택전극(140)은 기판(110)에 형성된 컨택홀(180) 내에 형성될 수 있다. 컨택전극(140)은 일측이 전압강하를 방지하기 위한 보조전극배선(도면 미도시)과 전기적으로 연결되고, 타측은 컨택홀(180) 방향으로 노출될 수 있다. 컨택전극(140) 형성물질에는 제한이 없으며, 예컨대 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li,,Ca, LiF/Ca, LiF/Al 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판지지부(40)는 기판고정수단을 포함할 수 있으며, 기판고정수단은 기판지지부(40)에 표시기판(100)을 고정함으로써 공정 진행중에 표시기판(100)에 발생할 수 있는 흔들림 또는 움직임을 억제할 수 있다.
이후 표시기판(100)과 마스크 유닛(200a, 300)을 얼라인(align) 할 수 있으며, 보다 구체적으로 표시기판(100)의 컨택홀(180)과 비드마스크(300)를 상호 얼라인(align)할 수 있다.
얼라인(align) 과정은 도 1의 설명에서 상술한 얼라인부 및 구동부에 의해 수행될 수 있다. 예컨대 얼라인부의 카메라부에 의해 촬영된 비드마스크 지지부(200a)의 얼라인 마크 영상정보, 그리고 얼라인부의 변위센서로부터 획득한 마스크 유닛(200a, 300)의 변위정보는 구동부의 제어에 이용될 수 있으며, 구동부는 기판지지부(40) 또는 마스크 유닛(20)을 이동시킴으로써 마스크 유닛(20)과 표시기판(100)의 얼라인 작업을 수행할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 표시기판(100)의 컨택홀(180)과 비드마스크(300)간의 얼라인 작업은 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 기술을 통해 이루어질 수 있다고 할 것이다.
이후 비드마스크(300)을 표시기판(100)의 컨택홀(180) 내에 안착시킨다. 예컨대 전자석을 포함하는 자기력 인가부(50)에 전류를 인가하여 자기력을 발생시킨다. 비드마스크(300)는 자성체를 포함하는 바, 전자석을 포함하는 자기력 인가부(50)에 의해 인력(A)을 받게 되고, 이에 따라 비드마스크(300)는 비드마스크 지지부(200)로부터 보다 용이하게 분리되어 컨택홀(180) 내에 안착될 수 있다.
한편, 비드마스크 지지부(200a)가 전자석을 포함하는 경우, 비드마스크 지지부(200a)에는 얼라인 과정에서 이미 전류가 인가되어 자기력이 발생된 상태일 수 있다. 즉, 마스크 유닛(200a, 300)의 이동과정 및 상술한 얼라인 과정에서 비드마스크(300)의 움직임을 방지하기 위해 비드마스크 지지부(200a)는 전류 인가에 따라 자화된 상태일 수 있고, 이에 따라 비드마스크 지지부(200a)와 비드마스크(300) 사이에는 이미 인력이 발생된 상태일 수 있다.
이러한 경우, 비드마스크(300)를 기판(100)의 컨택홀에 장착하는 과정에서는 비드마스크 지지부(200a)에 인가되는 전류를 감소시키거나 제거하여 비드마스크(300)와 비드마스크 지지부(200a) 사이의 인력을 제거할 수 있다. 비드마스크(300)와 자기력 인가부(50) 사이의 인력에 의해 비드마스크(300)가 보다 용이하게 컨택홀(180)내에 안착되도록 하기 위함이다.
이후 비드마스크 지지부(200a)를 이동시키고, 도 10에 도시된 바와 같이 유기물을 기판(100) 상에 증착하여 유기층(160)을 형성할 수 있다(도 8의 S30).
증착 과정에서 자기력 인가부(50)에는 전류를 공급함으로써 비드마스크(300)에 자기력(인력)을 계속 전달할 수 있으며, 이에 따라 증착 과정에서 비드마스크(300)와 표시기판(100)의 상호 들뜸을 방지하고 비드마스크(300)를 표시기판(100)에 밀착할 수 있다. 이에 따라 컨택홀(180) 내에 유기층(160)이 형성되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
유기층(160)은 유기발광 표시장치에서의 공통층일 수 있다. 예컨대 유기층(160)은 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
유기층(160)의 형성 방법에는 제한이 없다. 예컨대 소스부(60)로부터 제공되는 증착 물질을 표시기판(100) 상에 증착하는 방식으로 이루어질 수 있다. 이외에도 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법이 이용될 수 있으며, 이외에도 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅 또는 레이저를 이용한 열전사 방식 등이 이용될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 방법을 통해 유기층(140) 증착이 수행될 수 있다고 할 것이다.
비드마스크(300)를 표시기판(100)의 컨택홀(180) 내에 장착하고 유기물을 증착하여 유기층(160)을 형성하는 바, 컨택전극(140) 상에는 유기물이 증착되지 않거나 컨택전극(140) 측면 일부에만 유기물이 증착된다. 따라서, 레이저 등을 이용하여 컨택전극(140) 상부의 유기물을 제거하는 공정을 수행하지 않아도 되는 이점이 존재한다. 또한 레이저를 이용하지 않음에 따라 유기물 제거 과정에서 발생 가능한 유기층(160)의 손상을 방지할 수 있는 이점이 존재하며, 추가적으로 고가의 레이저 장비를 이용하지 않음에 따라 제조비용을 절감하는 효과도 갖게 된다.
이후 도 11에 도시된 바와 같이 표시기판(100)에서 비드마스크(300)를 분리한다(도 8의 S70).
구체적으로 비드마스크 지지부(200a)와 비드마스크(300)를 얼라인한다. 그리고 마스크 인가부(50)에 인가되는 전류를 감소시키거나 제거하여 비드마스크(300)와 마스크 인가부(50) 사이의 인력을 감소시키거나 제거시킴으로써 비드마스크(300)와 표시기판(100)을 보다 용이하게 분리할 수 있다.
이후 도 12에 도시된 바와 같이 표시기판(100)상에 도전층(170)을 형성하면, 컨택홀(180)의 컨택전극(140) 상에는 유기층(160)이 형성되지 않은 부분이 존재하게 되는 바, 별도의 추가적 공정을 진행하지 않고도 컨택전극(160)과 도전층(170)을 전기적으로 접속시킨 표시장치를 얻을 수 있게 된다.
도전층(170)은 표시장치의 공통전극일 수 있으며, 도전층(170)의 형성방법에는 제한이 없다. 예컨대 스퍼터링법, E-beam 증착법, 열증착법 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 기술을 통해 도전층(170)을 형성할 수 있다고 할 것이다.
상술한 본 발명의 표시장치 제조방법에 따르면, 제조과정에서 컨택홀(180)내의 컨택전극(140) 상부에 유기층(160)이 형성되지 않는다. 따라서 도전층(170)을 컨택전극(140)에 접속시키기 위하여 레이저 등을 이용하여 별도로 유기층(160)을 제거하는 공정이 불요함에 따라 공정효율성이 향상되는 이점을 갖는다. 또한 유기층(160) 일부를 제거하는 공정이 필요하지 않음에 따라 유기층(160)의 손상을 방지할 수 있는 이점이 존재하며, 추가적으로 고가의 레이저 장비를 이용하지 않음에 따라 제조비용을 절감하는 효과도 갖게 된다.
비드마스크가 N극 및 S극을 갖는 영구자석으로 이루어진 경우, 각 단계는 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 컨택홀(180) 및 컨택홀(180) 내에 형성된 컨택전극(140)을 포함하는 표시기판(100)을 준비하고(도 8의 S10), 표시기판(100)을 기판지지부(40)에 파지한다.
이후 표시기판(100)과 마스크 유닛(200a, 300)을 얼라인(align) 할 수 있으며, 보다 구체적으로 표시기판(100)의 컨택홀(180)과 비드마스크(300)를 상호 얼라인(align)할 수 있다.
이후 비드마스크(300)을 표시기판(100)의 컨택홀(180) 내에 안착시킨다. 예컨대 전자석을 포함하는 자기력 인가부(50)에 전류를 인가하여 자기력을 발생시킨다. 이때 비드마스크(300) 중 표시기판(100)을 향하는 부분이 N극을 갖는 경우, 자기력 인가부(50) 중 표시기판(100)을 향하는 면은 S극을 갖도록 전자기 유도될 수 있다. 이에 따라 자기력 인가부(50)의 S극과 비드마스크(300)의 N극 사이에는 인력(A)이 발생하게 되고, 비드마스크(300)는 비드마스크 지지부(200)로부터 보다 용이하게 분리되어 컨택홀(180) 내에 안착될 수 있다.
한편, 비드마스크 지지부(200a)가 전자석을 포함하는 경우, 비드마스크 지지부(200a)에도 자기력이 발생될 수 있다. 예컨대, 비드마스크(300) 중 표시기판(100)을 향하는 부분이 N극을 갖는 경우, 비드마스크(300) 중 비드마스크 지지부(200a)를 향하는 부분은 S극을 갖게 된다. 이때 비드마스크 지지부(200a)에 전류를 인가하여 비드마스크 지지부(200a) 중 비드마스크(300) 을 향하는 면을 S극을 갖도록 전자기 유도할 수 있다.
이에 따라 비드마스크 지지부(200a)의 S극과 비드마스크(300)의 S극 사이에는 척력(B)이 발생하게 되고, 비드마스크(300)는 비드마스크 지지부(200)로부터 보다 용이하게 분리되어 컨택홀(180) 내에 안착될 수 있다.
상술한 전자기 유도는 자기력 인가부(50) 및 비드마스크 지지부(200a) 중 어느 하나에만 수행되는 것도 가능하며, 양 구성 모두에 수행되는 것도 가능하다.
이후 비드마스크 지지부(200a)를 이동시키고, 도 10에 도시된 바와 같이 유기물을 표시기판(100) 상에 증착하여 유기층(160)을 형성할 수 있다(도 8의 S30).
증착 과정에서 자기력 인가부(50)에는 전류를 공급함으로써 비드마스크(300)에 자기력(인력)을 계속 전달할 수 있으며, 이에 따라 증착 과정에서 비드마스크(300)와 표시기판(100)의 상호 들뜸을 방지하고 비드마스크(300)를 표시기판(100)에 밀착할 수 있다. 이에 따라 컨택홀(180) 내부 및 컨택전극(140) 상부에 유기층(160)이 형성되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
유기층(160)에 대한 구체적 설명은 비드마스크(300)가 자성체를 포함하는 경우와 동일한 바, 생략한다.
이후 도 11에 도시된 바와 같이 표시기판(100)에서 비드마스크(300)를 분리한다(도 8의 S70).
구체적으로 비드마스크 지지부(200a)와 비드마스크(300)를 얼라인한다. 그리고 마스크 인가부(50)에 인가되는 전류를 감소시키거나 제거하여 비드마스크(300)와 마스크 인가부(50) 사이의 인력을 감소시키거나 제거시킴으로써 비드마스크(300)와 표시기판(100)을 분리할 수 있다.
또는 비드마스크(300) 중 표시기판(100)을 향하는 부분이 N극을 갖는 경우, 전자기 유도를 통해 자기력 인가부(50) 중 표시기판(100)을 향하는 면에 N극을 형성할 수 있다. 이에 따라 자기력 인가부(50)와 비드마스크(300) 사이에 척력(C)을 발생시킴으로써 비드마스크(300)를 표시기판(100)으로부터 보다 용이하게 분리할 수 있게 된다.
한편, 비드마스크 지지부(200a)가 전자석을 포함하는 경우, 비드마스크 지지부(200a)에도 자기력이 발생될 수 있다. 예컨대, 비드마스크(300) 중 표시기판(100)을 향하는 부분이 N극을 갖는 경우, 비드마스크(300) 중 비드마스크 지지부(200a)를 향하는 부분은 S극을 갖게 된다. 이때 비드마스크 지지부(200a)에 전류를 인가하여 비드마스크 지지부(200a) 중 비드마스크(300) 을 향하는 면을 N극을 갖도록 전자기 유도할 수 있다.
이에 따라 비드마스크 지지부(200a)의 N극과 비드마스크(300)의 S극 사이에는 인력(D)이 발생하게 되고, 비드마스크(300)는 표시기판(100) 으로부터 보다 용이하게 분리되어 비드마스크 지지부(200a)에 안착될 수 있다.
상술한 전자기 유도는 자기력 인가부(50) 및 비드마스크 지지부(200a) 중 어느 하나에만 수행되는 것도 가능하며, 양 구성 모두에 수행되는 것도 가능하다.
이후 도 12에 도시된 바와 같이 표시기판(100) 상에 도전층(170)을 형성하면, 컨택홀(180)의 컨택전극(140) 상에는 유기층(140)이 형성되지 않은 부분이 존재하게 되는 바, 별도의 추가적 공정을 진행하지 않고도 컨택전극(140)과 도전층(170)을 전기적으로 접속시킨 표시장치를 얻을 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 표시장치 제조방법에 따르면, 제조과정에서 컨택홀(180)내의 컨택전극(140) 상부에 유기층(160)이 형성되지 않는다. 따라서 도전층(170)을 컨택전극(140)에 접속시키기 위하여 레이저 등을 이용하여 별도로 유기층(160)을 제거하는 공정이 불요함에 따라 공정효율성이 향상되는 이점, 갖는다. 또한 유기층(160) 일부를 제거하는 공정이 필요하지 않음에 따라 유기층(140)의 손상을 방지할 수 있는 이점, 추가적으로 고가의 레이저 장비를 이용하지 않음에 따라 제조비용을 절감하는 효과도 갖게 됨은 상술한 바와 같다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적 구조를 도시한 단면도이고, 도 14는 종래 표시장치 중 컨택전극 부분를 확대 도시한 단면도, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 중 컨택전극 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 표시장치(10)는, 기판(110), 화소정의막(120), 제1전극(130), 컨택전극(140), 발광층(150), 유기층(160) 및 제2전극(170)을 포함하는 유기발광 표시장치(organic light emitting diode display)일 수 있다.
제1 전극(130)이 형성되는 기판(110)은 절연 기판을 포함할 수 있다. 상기 절연 기판은 투명한 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 절연 기판은 불투명 재질로 이루어지거나, 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다. 더 나아가, 상기 절연 기판은 가요성 기판일 수 있다.
도면에는 미도시하였으나, 기판(110)은 절연 기판 상에 형성된 다른 구조물들을 더 포함할 수 있다. 상기 다른 구조물들의 예로는 배선, 전극, 절연막 등을 들 수 있다. 본 실시예에 따른 표시장치(10)가 능동형 유기 발광 표시장치일 경우, 기판(110)은 절연 기판 상에 형성된 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 복수의 박막 트랜지스터 중 적어도 일부의 드레인 전극은 제1 전극(130)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(130)은 유기발광소자의 애노드 또는 캐소드 전극일 수 있다. 제1 전극(130)이 애노드 전극일 경우, 제2 전극(170)은 캐소드 전극이 될 수 있다. 이하에서는 제1전극(130)이 애노드 전극인 경우를 예시로 설명하나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 제1 전극(130)이 캐소드 전극이고, 제2 전극(170)이 애노드 전극일 수도 있다.
애노드 전극으로 사용되는 제1 전극(130)은 일함수가 높은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 표시장치(10)가 배면 발광형 표시장치일 경우, 제1 전극(120)은 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 물질이나, 이들의 적층막으로 형성될 수 있다. 표시장치(10)가 전면 발광형 표시장치일 경우, 제1 전극(130)은 은 일함수가 낮은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대 제1전극(130)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li,,Ca, LiF/Ca, LiF/Al 등을 포함할 수 있으며, 반사전극일 수 있다.
컨택전극(140)은 기판(110)에 형성된 컨택홀(180) 내에 형성될 수 있다. 컨택전극(140)은 제1전극(130)과 동시에 형성될 수 있으며, 제1전극(130)과 별도의 공정을 통해 형성되는 것도 가능하다. 컨택전극(140) 형성물질에는 제한이 없으며, 예컨대 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li,,Ca, LiF/Ca, LiF/Al 등을 포함할 수 있다. 컨택전극(140)은 제1전극(120)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 상이한 물질로 형성되는 것도 가능하다.
컨택전극(140)은 일측이 제2전극(170)의 전압강하를 방지하는 보조전극배선(도면 미도시)과 전기적을 연결되고, 타측이 제2전극(170)과 직접 접촉할 수 있다.
제1전극(130)이 형성된 기판(110) 상에는 화소 정의막(120)이 형성된다. 화소 정의막(120)은 화소의 경계에 배치되어 각 화소를 구분할 수 있다. 또, 화소 정의막(130)은 발광층(150)의 배치 공간을 제공하는 개구부를 정의할 수 있다. 제1 전극(120)은 화소 정의막(120)의 개구부에 의해 노출되지만, 측부가 화소 정의막(120) 측으로 연장되어 부분적으로 화소 정의막(120)과 오버랩될 수도 있다. 화소 정의막(120)과 제1 전극(130)이 오버랩된 영역에서 이들의 위치 관계는 기판(110)을 기준으로 화소 정의막(120)이 제1 전극(130)의 상부에 위치할 수 있다.
화소 정의막(120)은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 화소 정의막(120)은 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene; BCB), 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리아마이드(poly amaide; PA), 아크릴 수지 및 페놀수지 등으로부터 선택된 적어도 하나의 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 화소 정의막(120)은 SiO2, SiNx, Al2O3, CuOx, Tb4O7, Y2O3, Nb2O5, Pr2O3 등과 같은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수도 있다.
화소 정의막(120)의 개구부에 의해 노출된 제1 전극(130) 상에는 제1 유기층(161)이 형성될 수 있다. 제1 유기층(161)은 제1 전극(130)과 제2 전극(170) 사이에서 전자 또는 정공의 주입이나 수송을 돕는 역할을 할 수 있다. 제1 전극(130)이 애노드 전극일 경우, 제1 유기층(161)은 정공의 주입이나 수송에 관계되는 막일 수 있다. 예를 들어, 제1 유기층(161)은 정공 주입층 또는 정공 수송층을 단독으로 포함하거나, 정공 주입층과 정공 수송층의 적층막을 포함할 수 있다.
상기 정공 주입층은 예컨대, 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버스트(Starburst)형 아민류인 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB 등으로 형성될 수 있다.
상기 정공 수송층은 N,N'-비스(3-메틸페닐)- N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD)등으로 형성될 수 있다.
제1 유기층(161)은 화소 정의막(120)의 상부면으로 연장될 수 있다. 제1 유기층(161)은 각 화소별로 분리될 수도 있지만, 도 13에 도시된 것처럼, 표시장치(10) 전체에 걸쳐 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 유기층(140)은 화소의 구별과 무관한 공통층으로 형성될 수 있다.
제1 유기층(161)이 공통층으로 형성되는 경우, 제1유기층(161)은 표시장치(10) 전체에 걸쳐 균일한 막두께를 가질 수 있다. 제1 유기층(161)의 막두께 균일도는 화소 정의막(120)의 두께, 다시 말하면 화소 정의막(120)의 저면으로부터 상부면까지의 거리와 유관할 수 있다. 화소 정의막(120)의 두께가 너무 크면, 제1 유기층(161)을 형성시 균일한 막두께를 확보하기가 어렵다. 이러한 관점에서, 화소 정의막(120)의 두께는 약 1㎛ 이하로 조절될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 유기층(161)을 공통층으로 형성시, 컨택홀(180) 내에는 도 1 내지 도 12의 설명에서 상술한 비드마스크를 컨택홀(180) 내에 장착한 후 제1유기층(161)을 이루는 증착 물질을 표시장치(10)의 전체에 증착함으로써 제1유기층(161)을 형성할 수 있다. 즉, 제1유기층(161)의 형성 과정에서 컨택홀(180)내에 비드마스크를 배치하는 바, 컨택홀(180) 및 컨택전극(140) 상에는 제1유기층(161)이 증착되지 않는다.
제1 유기층(161) 상에는 발광층(150)이 배치된다. 발광층(150)은 화소 정의막(120)의 개구부 내에서 제1 전극(130)과 오버랩되도록 배치될 수 있다.
발광층(150)의 상면은 화소 정의막(120)의 상부면보다 낮게 위치할 수 있다. 즉, 발광층(150)을 기준으로 화소 정의막(120)의 상부면은 상측으로 돌출될 수 있다.
발광층(150)은 적색 발광층(151), 녹색 발광층(153), 청색 발광층(155) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 빛을 고유하게 내는 고분자 또는 저분자 유기물질이나 고분자/저분자 혼합물질로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 발광층(150)은 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 호스트 물질로는 트리스(8-히드록시-퀴놀리나토)알루미늄 (Alq3), 9,10-디(나프티-2-일)안트라센 (AND), 3-Tert-부틸-9,10-디(나프티-2-일)안트라센 (TBADN), 4,4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)-4,4'-디메틸페닐(DPVBi), 4,4'-비스Bis(2,2-디페닐-에텐-1-일)-4,4'-디메틸페닐 (p-DMDPVBi), Tert(9,9-디아릴플루오렌)s(TDAF), 2-(9,9'-스피로비플루오렌-2-일)-9,9'-스피로비플루오렌 (BSDF), 2,7-비스(9,9'-스피로비플루오렌-2-일)-9,9'-스피로비플루오렌 (TSDF), 비스(9,9-디아릴플루오렌)s (BDAF), 4,4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)-4,4'-디-(tert-부틸)페닐 (p-TDPVBi), 1,3-비스(카바졸-9-일)벤젠 (mCP), 1,3,5-트리스(카바졸-9-일)벤젠(tCP), 4,4',4"-트리스(카바졸-9-일)트리페닐아민 (TcTa), 4,4'-비스(카바졸-9-일)비페닐 (CBP), 4,4'-비스Bis(9-카바졸일)-2,2'-디메틸-비페닐 (CBDP), 4,4'-비스(카바졸-9-일)-9,9-디메틸-플루오렌 (DMFL-CBP), 4,4'-비스(카바졸-9-일)-9,9-비스bis(9-페닐-9H-카바졸)플루오렌 (FL-4CBP), 4,4'-비스(카바졸-9-일)-9,9-디-톨일-플루오렌 (DPFL-CBP), 9,9-비스(9-페닐-9H-카바졸)플루오렌 (FL-2CBP) 등이 사용될 수 있다.
상기 도판트 물질로는 DPAVBi (4,4'-비스[4-(디-p-톨일아미노)스티릴]비페닐), ADN (9,10-디(나프-2-틸)안트라센), TBADN (3-터트-부틸-9,10-디(나프-2-틸)안트라센) 등이 사용될 수 있다.
발광층(150) 상에는 제2 유기층(163)이 형성될 수 있다. 제2 유기층(163)은 제1 전극(130)과 제2 전극(190) 사이에서 전자 또는 정공의 주입이나 수송을 돕는 역할을 할 수 있다. 제2 전극(170)이 캐소드 전극일 경우, 제2 유기층(163)은 전자의 주입이나 수송에 관계되는 막일 수 있다. 예를 들어, 제2 유기층(163)는 전자 수송층 또는 전자 주입층을 단독으로 포함하거나, 전자 수송층과 전자 주입층의 적층막을 포함할 수 있다.
상기 전자 수송층은, 예를 들면 퀴놀린 유도체, 특히 트리스(8-퀴놀리노레이트)알루미늄(Alq3), TAZ(3-(4-비페닐일)-4-페닐-5-(4-tert-부틸페닐)-1,2,4-트리아졸) 등의 물질로 형성될 수 있다.
상기 전자 주입층은, 예를 들면 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq 등의 물질로 형성될 수 있다.
제2 유기층(163)은 화소 정의막(120)의 측면 및 상부면으로 연장될 수 있다. 제2 유기층(163)은 각 화소별로 분리될 수도 있지만, 도 13에 도시된 것처럼, 표시장치(10) 전체에 걸쳐 일체형으로 형성될 수 있다. 즉, 제2 유기층(163)은 화소의 구별과 무관한 공통층으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 유기층(163)은 생략될 수도 있다.
제2 유기층(163)을 공통층으로 형성시, 컨택홀(180) 내에는 도 1 내지 도 12의 설명에서 상술한 비드마스크를 컨택홀(180) 내에 장착한 후 제2유기층(163)을 이루는 증착 물질을 표시장치(10)의 전체에 증착함으로써 제2유기층(163)을 형성할 수 있다. 즉, 제2유기층(163)의 형성 과정에서 컨택홀(180)내에 비드마스크를 배치하는 바, 컨택홀(180) 및 컨택전극(140) 상에는 제2유기층(163)이 증착되지 않는다.
제2유기층(163) 및 컨택전극(140) 상에는 제2 전극(170)이 형성된다. 제2 전극(170)은 표시장치(10)의 전면에 증착되어 공통전극을 이룰 수 있다. 제2전극(170)은 캐소드 전극으로 사용될 수 있으며, 표시장치(10)가 제2전극(170) 쪽으로 화상이 구현되는 전면 발광형인 경우, 제2전극(163)은 투명전극일 수 있다. 투명전극을 이루는 제2전극(163)은, ITO, IZO, ZnO, 및 In2O3 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 제2전극(163)은 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착하여 반투명 금속막을 형성하고, 반투명 금속막 상에 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전성 물질을 증착한 이층 구조로 이루어질 수도 있다. 일함수가 낮은 도전성 물질은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li,,Ca, LiF/Ca, LiF/Al 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
특히, 본 발명에 따르면 제1유기층(161) 또는 제2유기층(163) 형성시 도 1 내지 도 12의 설명에서 상술한 비드마스크를 컨택홀(180) 내에 장착하고 제1유기층(161) 및 제2유기층(163)을 형성하는 바, 이후 제2전극(170) 형성 전에 컨택홀(180) 내의 유기층(161, 163)을 제거할 필요가 없다. 따라서, 종래 레이저 등을 이용하여 유기층(160)을 제거하던 경우와는 구조상의 차이점이 발생한다.
도 14는 종래 표시장치 중 컨택전극 부분를 확대 도시한 단면도로서, 보다 구체적으로는 레이저를 이용하여 유기층을 제거한 표시장치의 컨택전극 부분을 확대도시한 단면도이다. 그리고 도 15는 비드마스크를 이용하여 제조한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 중 도 13에 도시된 컨택전극 부분(C)을 확대 도시한 단면도이다.
도 14를 참조하면, 종래 표시장치는 컨택전극(940) 상부에 공통층으로서 유기층(960)이 증착되는 바, 레이저 가공을 통해 컨택전극(940) 상부의 유기층(960)을 제거하고, 공통전극(970)을 증착하여 컨택전극(940)과 공통전극(970)을 전기적으로 연결하게 된다.
컨택전극(940) 상의 유기층(960)을 제거하는 과정에서 레이저에 의해 컨택전극(940) 상부면 일부도 에칭되며, 따라서 컨택전극(940)의 수평성분 중 공통전극(970)과 맞닻는 부분(E)의 두께(D2)는, 그 이외 부분의 두께(D1)와 상이하게 형성된다. 보다 구체적으로, 컨택전극(940)의 수평성분 수평성분(940a) 중 공통전극(970)과 맞닻는 부분(E)을 중앙부 및 단부로 구분할 때, 중앙부 두께(D2)는, 단부의 두께(D1)보다 작게 형성된다. 여기서 단부란 공통전극의 수평성분이 공통전극(970) 및 유기층(960)과 맞닿는 부분의 경계를 의미한다.
또한, 컨택전극(940)의 수평성분 중 공통전극(970)과 맞닻는 부분(E)의 표면거칠기(941)는, 균일하게 형성되지 않는다. 보다 구체적으로. 컨택전극(940)의 수평성분(940a) 중 공통전극(970)과 맞닿는 부분(E)을 중앙부 및 단부로 구분할 때, 중앙부의 표면거칠기(941a) 및 단부에서의 표면거칠기(941b)가 서로 상이하게 형성된다.
반면, 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 유기층(160)의 형성시 컨택전극(140)의 상부에 비드마스크를 배치하고 유기층(160)을 형성하게 되는 바, 컨택전극(140) 상부에는 유기층(160)이 증착되지 않는다. 따라서, 종래의 표시장치와는 달리 제조과정에서 레이저를 이용하여 컨택전극(140) 상부의 유기층(160)을 제거하는 공정이 수행되지 않는다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 도 14에 도시된 경우와는 달리 컨택전극(140)의 수평성분 중, 공통전극인 제2전극(170)과 ?닿는 부분의 두께는 실질적으로 동일하게 형성된다. 보다 구체적으로, 컨택전극(140)의 수평성분(140a) 중 제2전극(170)과 맞닿는 부분(F)을 중앙부 및 단부로 구분할 때, 중앙부 두께와, 단부의 두께는 실질적으로 동일한 값(D3)을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 도 14에 도시된 경우와는 달리 컨택전극(140)의 수평성분(140a) 중 제2전극(170)과 맞닻는 부분(F)의 표면거칠기(141)는, 실질적으로 균일하게 형성된다. 보다 구체적으로. 컨택전극(140)의 수평성분 중 제2전극(170)과 맞닻는 부분(F)을 중앙부 및 단부로 구분할 때, 중앙부의 표면거칠기(141a) 및 단부에서의 표면거칠기(141b)는 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1 : 박막 증착 장치 20 : 마스크 유닛
200: 비드마스크 지지부 300: 비드마스크
40 :기판지지부 50 : 자기장 인가부
10 : 표시장치 100: 표시기판
110: 기판 120: 회소 정의막
130: 제1전극 140: 컨택전극
150: 발광층 160: 유기층
170: 제2전극 180: 컨택홀

Claims (38)

  1. 플레이트를 포함하는 비드마스크 지지부;
    상기 비드마스크 지지부 상에 배치되고, 박막 증착시 표시장치의 컨택홀에 삽입되어 상기 컨택홀을 마스킹하고 박막 증착 이후 상기 컨택홀에서 분리되도록 구성된 비드마스크;
    를 포함하는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비드마스크는,
    폴리머 재질로 이루어진 코어부 및 상기 코어부 외주면에 형성된 자성체층을 포함하는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비드마스크는,
    영구자석을 포함하는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비드마스크는 자성체를 포함하는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비드마스크 지지부는,
    전자석을 포함하는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비드마스크 지지부는,
    상기 플레이트 상에 형성된 돌출부를 더 포함하는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비드마스크는,
    상기 돌출부가 삽입되는 고정홈을 더 포함하는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 비드마스크 지지부는 상기 돌출부 상에 형성된 오목홈을 포함하고,
    상기 비드마스크는 상기 오목홈에 안착되는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비드마스크 지지부는 상기 플레이트 상에 형성된 오목홈을 포함하고,
    상기 비드마스크는 상기 오목홈에 안착되는 표시장치의 박막 증착용 마스크 유닛.
  10. 표시기판을 지지하는 기판지지부;
    상기 기판지지부 일측에 배치되고, 상기 표시기판의 컨택홀을 마스킹하기 위한 비드마스크를 포함하는 마스크 유닛;
    상기 기판지지부 타측에 배치되고, 상기 비드마스크에 대하여 선택적으로 자기력을 가하는 자기력 인가부;
    상기 마스크 유닛 일측에 배치되어 증착 물질을 상기 표시기판으로 제공하는 소스부를 포함하고,
    상기 비드마스크는 박막 증착시 상기 컨택홀에 삽입되어 상기 컨택홀을 마스킹하고 박막 증착 이후 상기 컨택홀에서 분리되도록 구성된 표시장치용 박막 증착 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 마스크 유닛은,
    상기 비드마스크를 지지하는 플레이트를 구비한 비드마스크 지지부를 더 포함하는 표시장치용 박막 증착 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비드마스크 지지부는,
    상기 플레이트 상에 형성된 돌출부를 더 포함하는 표시장치용 박막 증착 장치
  13. 제12항에 있어서,
    상기 비드마스크는,
    상기 돌출부가 삽입되는 고정홈을 더 포함하는 표시장치용 박막 증착 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 비드마스크 지지부는 상기 돌출부 상에 형성된 오목홈을 포함하고,
    상기 비드마스크는 상기 오목홈에 안착되는 표시장치용 박막 증착 장치.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 비드마스크는,
    폴리머 재질로 이루어진 코어부 및 상기 코어부 외주면에 형성된 자성체층을 포함하는 표시장치용 박막 증착 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 비드마스크는,
    영구자석을 포함하는 표시장치용 박막 증착 장치
  18. 제10항에 있어서,
    상기 비드마스크는 자성체를 포함하는 표시장치용 박막 증착 장치
  19. 제10항에 있어서,
    상기 마스크 유닛 및 상기 자기력 인가부 중 적어도 어느 하나는 전자석을 포함하는 표시장치용 박막 증착 장치.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 기판지지부와 상기 자기력 인가부는 일체로 형성된 표시장치용 박막 증착 장치.
  21. 일면에 컨택홀 및 상기 컨택홀 내에 형성된 컨택전극을 포함하는 표시기판을 준비하고,
    상기 컨택홀 내에 비드마스크를 삽입하고,
    상기 표시기판 및 상기 비드마스크 상에 유기층을 형성하고,
    상기 표시기판에서 상기 비드마스크 및 상기 유기층 중 상기 비드마스크 상에 형성된 부분을 분리하는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 비드마스크는 자성체를 포함하는 표시장치 제조방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 컨택홀 내에 상기 비드마스크를 삽입하는 것은,
    상기 표시기판 일면 상에 비드마스크 지지부 및 상기 비드마스크 지지부 상에 배치된 상기 비드마스크를 위치시키고,
    상기 비드마스크와 상기 컨택홀을 얼라인하고,
    상기 표시기판 타면에 배치된 자기력 인가부에 자기력을 유도하여 상기 비드마스크와 상기 자기력 인가부 사이에 인력을 발생시키는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 컨택홀 내에 상기 비드마스크를 삽입하는 것은,
    상기 비드마스크 지지부에 기 유도한 자기력을 감소시키거나 제거하는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 기판에서 상기 비드마스크를 분리하는 것은,
    상기 자기력 인가부에 유도한 자기력을 감소시키거나 제거하는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 비드마스크 상에 상기 비드마스크 지지부를 위치시키고,
    상기 비드마스크 지지부에 자기력을 유도하여 상기 비드마스크와 상기 비드마스크 지지부 사이에 인력을 발생시키는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 비드마스크 지지부 및 상기 자기력 인가부 중 적어도 어느 하나는 전자석을 포함하는 표시장치 제조방법.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 비드마스크는 영구자석을 포함하는 표시장치 제조방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 컨택홀 내에 상기 비드마스크를 삽입하는 것은,
    상기 표시기판 일면 상에 비드마스크 지지부 및 상기 비드마스크 지지부 상에 배치된 상기 비드마스크를 위치시키고,
    상기 비드마스크와 상기 컨택홀을 얼라인하고,
    상기 표시기판 타면에 배치된 자기력 인가부에 자기력을 유도하여 상기 비드마스크와 상기 자기력 인가부 사이에 인력을 발생시키는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 컨택홀 내에 상기 비드마스크를 삽입하는 것은,
    상기 비드마스크 지지부에 기 유도된 자기력을 감소시키거나 제거하는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 컨택홀 내에 상기 비드마스크를 삽입하는 것은,
    상기 비드마스크 지지부에 자기력을 유도하여 상기 비드마스크와 상기 비드마스크 지지부 사이에 척력을 발생시키는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 표시기판에서 상기 비드마스크를 분리하는 것은,
    상기 자기력 인가부에 기 유도한 자기력을 감소시키거나 제거하는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  33. 제29항에 있어서,
    상기 표시기판에서 상기 비드마스크를 분리하는 것은,
    상기 비드마스크 상에 상기 비드마스크 지지부를 위치시키고,
    상기 비드마스크 지지부에 자기력을 유도하여 상기 비드마스크와 상기 비드마스크 지지부 사이에 인력을 발생시키는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  34. 제29항에 있어서,
    상기 기판에서 상기 비드마스크를 분리하는 것은,
    상기 자기력 인가부에 자기력을 유도하여 상기 자기력 인가부와 상기 비드마스크 사이에 척력을 발생시키는 것을 포함하는 표시장치 제조방법.
  35. 제29항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기력 인가부 및 상기 비드마스크 지지부 중 적어도 어느 하나는 전자석을 포함하는 표시장치 제조방법.
  36. 제21항에 있어서,
    상기 비드마스크를 분리하는 것 이후에,
    상기 표시기판 상에 도전층을 증착하여 상기 컨택전극과 상기 도전층을 전기적으로 연결시키는 것을 더 포함하는 표시장치 제조방법.
  37. 기판 상에 형성된 제1전극 및 컨택홀;
    상기 제1전극을 부분적으로 노출하는 화소정의막;
    상기 컨택홀 내에 형성된 컨택전극;
    상기 제1전극 상에 형성된 발광층;
    상기 발광층 및 상기 화소정의막 상에 형성된 유기층;
    상기 유기층 상부 및 상기 상기 컨택홀 내에 형성되어 상기 컨택전극과 전기적으로 연결되는 제2전극; 을 포함하고,
    상기 컨택전극 중 상기 제2전극과 접촉하는 접촉영역의 두께 또는 표면거칠기는 균일한 표시장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 컨택전극의 일측은 상기 제2전극과 직접 접촉하고, 상기 컨택전극의 타측은 보조전극배선과 전기적으로 연결된 표시장치.
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