KR102144855B1 - 광학 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 투광성 베이스 기판; 상기 투광성 베이스 기판 상에 형성되고 상기 투광성 베이스 기판의 하부에서 조사된 빛을 투과하는 제1 절개부와 상기 빛을 반사하는 제1 반사부를 포함하는 제1 반사 패턴층; 및 상기 제1 반사 패턴층의 상부에 형성된 제2 반사 패턴층;을 포함하는 광학 마스크를 제공한다.
Description
본 발명은 광학 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 투광성 베이스 기판; 상기 투광성 베이스 기판 상에 형성되고 상기 투광성 베이스 기판의 하부에서 조사된 빛을 투과하는 제1 절개부와 상기 빛을 반사하는 제1 반사부를 포함하는 제1 반사 패턴층; 및 상기 제1 반사 패턴층의 상부에 형성된 제2 반사 패턴층;을 포함하는 광학 마스크에 관한 것이다.
일반적으로 유기 전계 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극 그리고 상기 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 개재된 유기막들을 포함한다. 상기 유기막들은 적어도 발광층을 포함하며, 상기 발광층 외에도 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층을 더욱 포함할 수 있다. 이러한 유기 전계 발광 소자는 유기막, 특히, 상기 발광층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기 전계 발광 소자와 저분자 유기 전계 발광 소자로 나뉘어진다.
이러한 유기 전계 발광 소자에 있어서, 풀칼라 유기 전계 발광 소자를 구현하기 위해서는 상기 발광층을 패터닝해야 하는데, 상기 발광층을 패터닝하기 위한 방법으로는 저분자 유기 전계 발광 소자의 경우 미세 패턴 마스크(fine metal mask)를 사용하는 방법이 있고, 고분자 유기 전계 발광 소자의 경우 잉크-젯 프린팅(ink-jet printing) 또는 레이저 열전사법(Laser Induced Thermal Imaging; 이하, LITI라 한다)이 있다.
이 중에서 상기 LITI는 상기 유기막을 미세하게 패터닝할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라, 상기 잉크-젯 프린팅이 습식공정인데 반하여 이는 건식공정이라는 장점이 있다.
이러한 LITI에 의한 고분자 유기막의 패턴 형성방법은 적어도 광원, 유기 전계 발광 소자 기판 즉, 소자 기판(또는 피전사 기판이라 함) 그리고 전사 기판을 필요로 하는데, 상기 전사 기판은 기재 필름, 광-열 변환층 및 유기막으로 이루어진 전사층 등으로 구성된다.
상기 소자 기판 상에 전사 기판에 형성되어 있는 유기막을 패터닝하는 것은 상기 광원에서 나온 빛이 상기 전사 기판의 광열 변환층에 흡수되어 열에너지로 변환되고, 상기 열에너지에 의해 상기 전사층을 이루는 유기막이 상기 소자 기판 상으로 전사되면서 수행된다.
본 발명은 광열변환 층 내의 온도 프로파일이 개선된 광학 마스크를 제공하고자 한다.
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 제1 실시예에 따른 광학 마스크는, 투광성 베이스 기판; 제1 절개부와 제1 반사부를 포함하는 제1 반사 패턴층; 제2 절개부와 제2 반사부를 포함하는 제2 반사 패턴층; 및 광열변환 패턴층;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 반사 패턴층은, 상기 투광성 베이스 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 반사 패턴층은 상기 투광성 베이스 기판의 하부에서 조사된 빛을 투과하는 제1 절개부와 상기 빛을 반사하는 제1 반사부를 포함할 수 있다.
상기 제2 반사 패턴층은, 상기 제1 절개부의 상부에 형성될 수 있다. 상기 제2 반사 패턴층은, 상기 제1 절개부의 제1 영역과 중첩(overlap)되는 제1 절개부와 상기 제1 영역을 제외한 상기 제1 절개부의 제2 영역과 중첩되는 제2 반사부를 포함할 수 있다.
상기 광열변환 패턴층은, 상기 투광성 베이스 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 광열변환 패턴층은, 상기 제1 절개부 내의 상기 제1 영역에 배치될 수 있다. 상기 광열변환 패턴층은, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 역할을 한다.
상기 제2 반사부는 상기 제2 절개부의 끝단에서 상기 제1 절개부까지 하향 연장 형성된 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2 반사부는, 상기 곡면에 입사된 빛의 일부 또는 전부를 상기 광열변환 패턴층의 가장자리 영역에 입사하는 역할을 한다.
상기 제2 반사부는 가변 곡률을 가진 곡면 형상으로 형성되어 있을 수 있다.
상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부와 중첩되는 영역으로 연장 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 실시예의 광학 마스크는 제1 투광성 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 투광성 버퍼층은, 상기 투광성 베이스 기판과 상기 제2 반사부의 사이에 채워질 수 있다. 상기 제1 투광성 버퍼층의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다.
상기 제1 실시예의 광학 마스크는 제2 투광성 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 투광성 버퍼층은, 상기 제1 반사 패턴층과 상기 광열변환 패턴층의 사이에 개재될 수 있다. 상기 제2 투광성 버퍼층은, 상기 제1 반사부와 상기 제1 절개부를 덮고 있을 수 있다. 상기 제2 투광성 버퍼층의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다. 상기 제2 투광성 버퍼층은 열전도율이 1.5 W/m K이하인 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크는, 투광성 베이스 기판; 제1 절개부와 제2 반사부를 포함하는 제1 반사 패턴층; 및 돔 구조의 제2 반사부로 이루어진 제2 반사 패턴층; 및 광열변환 패턴층;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 반사 패턴층은, 전술한 바와 같이, 상기 투광성 베이스 기판 상에 형성될 수 있고, 상기 투광성 베이스 기판의 하부에서 조사된 빛을 투과하는 제1 절개부와 상기 빛을 반사하는 제1 반사부를 포함할 수 있다.
상기 제2 반사 패턴층은, 상기 제1 절개부의 상부에 형성될 수 있고, 상기 제1 절개부를 덮고 있는 돔 구조의 제2 반사부로 이루어질 수 있다.
상기 광열변환 패턴층은, 전술한 바와 같이, 상기 투광성 베이스 기판 상에 형성될 수 있고, 상기 제1 절개부 내의 상기 제1 영역에 중첩되도록 배치될 수 있으며, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 역할을 한다.
상기 제2 반사부는 반구형 돔 구조일 수 있다. 상기 제2 반사부는 곡면에 입사된 빛의 일부를 상기 광열변환 패턴층으로 반사시키는 역할을 한다. 곡면에 입사된 빛의 일부는 상기 제2 반사부를 투과할 수 있다.
상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부와 중첩되는 영역으로 연장 형성되어 있을 수 있다.
상기 제2 실시예의 광학 마스크는 상기 투광성 베이스 기판과 상기 제2 반사부의 사이에 채워진 제1 투광성 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 투광성 버퍼층의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다.
또한, 상기 제2 실시예의 광학 마스크는, 상기 제1 반사 패턴층과 상기 광열변환 패턴층의 사이에 개재되고 상기 제1 반사부와 상기 제1 절개부를 덮고 있는 제2 투광성 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 투광성 버퍼층의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다. 상기 제2 투광성 버퍼층은 열전도율이 1.5 W/m K이하인 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 광학 마스크는 빛이 진행하는 방향으로 제1 반사층 패턴의 상부에 제2 반사층 패턴을 형성하여 광열변환 패턴층을 지나 외부로 빠져 나가는 빛이 상기 제2 반사층 패턴에 반사되어 광열변환 패턴층의 가장자리 영역에 입사되도록 함으로써, 광열변환 패턴층 내의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 반사층 패턴이 존재하지 않는 경우 광열변환 패턴층 내의 온도 분포가 가우시안(Gaussian) 프로파일을 갖는 반면에, 상기 제2 반사층 패턴을 포함하는 본 발명의 실시예들에 따른 광학 마스크의 경우 광열변환 패턴층 내의 온도 분포가 가우시안 테일(tail)이 사라진 사각형(rectangular) 프로파일을 나타낼 수 있다.
이러한, 광열변환 패턴층 내의 온도 분포는 상기 광열변환 패턴층 상에 성막되는 유기물층 또는 상기 돔 구조의 제2 반사부로 이루어진 상기 제2 반사층 패턴 상에 성막되는 유기물층의 전사 프로파일 또한 가우시안 테일(tail)이 사라진 사각형(rectangular) 프로파일이 되도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 광학 마스크는 광열변환 패턴층 내의 온도 분포 균일화를 통해 전사 패턴을 균일도(uniformity)를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크의 제조 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크에서의 빛의 경로를 모식적으로 도시하고 있다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크의 제조 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크에서의 빛의 경로를 모식적으로 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크에서의 빛의 경로를 모식적으로 도시하고 있다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크의 제조 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크에서의 빛의 경로를 모식적으로 도시하고 있다.
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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다.
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 1 내지 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크의 제조 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 1은 투광성 베이스 기판(10)을 준비하는 단계를 모식적으로 도시하고 있다.
투광성 베이스 기판(10)은 플래쉬 램프에서 출사된 빛, 텅스텐 할로겐 램프에서 조사된 빛, 또는 레이저 빔이 투과할 수 있는 광 투과성 기판일 수 있다. 투광성 베이스 기판(10)은 평판형 기판일 수 있다.
투광성 베이스 기판(10)은 광 투과성이 있는 기판이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 유리 기판, 석영 기판, 광 투광성이 우수한 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 투명성 고분자 물질로 이루어진 합성수지 기판으로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
광원에서 출사된 빛(도 9의 L1 참고)은 투광성 베이스 기판(10)을 통과하여 반사 패턴층에 도달할 수 있다.
광원은 레이저, 플래쉬 램프, 텅스텐 할로겐 램프를 포함할 수 있다. 광원은 투광성 베이스 기판(10)의 타면의 하부에 배치된다. 투광성 베이스 기판(10)의 일면은 반사 패턴층이 형성될 수 있다.
도 2는 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 제1 반사층(20)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
제1 반사층(20)은 광원에서 출사된 빛에 대한 반사율이 우수한 재료로 이루어질 수 있다. 제1 반사층(20)은 평판형 반사층일 수 있다.
일례로, 제1 반사층(20)은 알루미늄, 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄을 포함한 합금, 은을 포함한 합금, 산화인듐-산화주석으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 재료로 구성될 수 있다.
제1 반사층(20)은 투광성 베이스 기판(10)의 일면의 전부에 성막될 수 있다. 제1 반사층(20)은, 여러 가지 방법을 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면 스퍼터링법, 전자빔증착법, 진공증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
도 3은 도 2의 제1 반사층(20)의 일부를 제거하여 제1 반사 패턴층(20PL, 20PR, 20H)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
제1 반사 패턴층(20PL, 20PR, 20H)은 광원에서 출사된 빛을 반사하는 제1 반사부(20PL, 20PL)와 광원에서 출사된 빛이 투과되는 제1 절개부(20H)를 포함하여 구성될 수 있다.
광원에서 출사된 빛을 반사시키는 제1 반사부(20PL, 20PR)는 제1 반사층(20)과 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 제1 반사부(20PL, 20PR)은 평판형 반사부일 수 있다.
제1 절개부(20H)는 반사부(20PL, 20PR)의 사이의 영역으로서 투광성 베이스 기판(10)을 노출시키는 역할을 한다. 즉, 제1 절개부(20H)는 광원에서 출사된 빛이 투과하는 투과창의 역할을 할 수 있다.
제1 반사층(20)의 일부를 제거한 영역은 제1 절개부(20H)에 대응되고, 제1 절개부(20H)의 양측에는 제1 반사부(20PL, 20PL)이 배치된다. 제1 반사부(20PL)은 도면 상 제1 절개부(20H)의 좌측에 형성되고, 제1 반사부(20PR)은 도면 상 제1 절개부(20H)의 우측에 형성된다.
도 4는 제1 반사부(20PL, 20PR)와 제1 절개부(20H)를 통해 노출된 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 광열 변환층(30)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 것이다.
광열 변환층(30)은 투광성 베이스 기판(10)을 통과한 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 이를 열에너지로 변환하는 역할을 한다.
광열 변환층(30)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금 등 흡수율이 높은 금속재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 약 800nm 파장의 레이저 빔을 조사하는 경우, 광열 변환층(30)에 크롬(Cr)이나 몰리브덴(Mo)과 같은 저반사율 및 고융점의 금속이 사용될 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니다.
광열 변환층(30)은, 여러 가지 방법을 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면 스퍼터링법, 전자빔증착법, 진공증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
도 5는 광열 변환층(30)의 일부를 제거하여 광열변환 패턴층(30P)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
광열변환 패턴층(30P)은 제1 반사부(20PL, 20PR)의 사이의 영역에서 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 형성될 수 있다. 즉, 광열변환 패턴층(30P)은 제1 절개부(20H) 내에서 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 형성될 수 있다.
제1 절개부(20H)는 제1 영역과 제2 영역을 포함하여 구성될 수 있다. 광열변환 패턴층(30P)는 제1 절개부(20H)의 제1 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제1 영역은 광열변환 패턴층(30P)이 배치된 영역이다. 한편, 제2 영역은 광열변환 패턴층(30P)이 형성되지 않은 영역이다. 제2 영역에서 투광성 베이스 기판(10)은 잔존 제1 절개부(20HL, 20HR)를 통해 여전히 외부에 노출될 수 있다. 도면 상에서, 잔존 제1 절개부(20HL)은 제1 영역의 좌측의 제2 영역이고, 잔존 제1 절개부(20HR)은 제1 영역의 우측의 제2 영역이다.
도 6은 잔존 제1 절개부(20HL, 20HR)을 통해 외부에 노출된 투광성 베이스 기판(10)의 일면과 광열변환 패턴층(30P)의 일면에 제1 투광성 버퍼층(40)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
제1 투광성 버퍼층(40)은 측면과 상면이 볼록한 돔 구조일 수 있다. 제1 투광성 버퍼층(40)은 잔존 제1 절개부(20HL, 20HR)을 통해 노출된 투광성 베이스 기판(10)의 일면 및 광열변환 패턴층(30P)의 일면과 직접 접촉한 상태로 측면과 상면이 볼록한 돔 구조로 형성될 수 있다. 제1 투광성 버퍼층(40)은 투광성 베이스 기판(10)의 일면과 광열 변환 패턴층(30P)일면을 모두 덮고 있을 수 있다. 또한, 제1 투광성 버퍼층(40)은 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면을 덮고 있지 않을 수 있다. 즉, 제1 투광성 버퍼층(40)은 제1 절개부(도 3의 20H)와 중복되는 영역에서 돔 구조로 형성될 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니다.
제1 투광성 버퍼층(40)은 광원에서 출사된 빛을 투과할 수 있는 투과할 수 있는 재료로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 투광성 버퍼층(40)의 광 투과율은 80% 이상일 수 있다. 제1 투광성 버퍼층(40)은 잉크젯 프린팅, 임프리트법, 포토패터닝 등 다양한 방법을 통하여 제조할 수 있다.
도 7은 제1 투광성 버퍼층(40)의 일면에 제2 반사층(50)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 것이다.
제2 반사층(50)은 광원에서 출사된 빛에 대한 반사율이 우수한 재료로 이루어질 수 있다. 일례로, 제2 반사층(50)은 알루미늄, 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄을 포함한 합금, 은을 포함한 합금, 산화인듐-산화주석으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 재료로 구성될 수 있다.
제2 반사층(50)은 투광성 베이스 기판(10)의 일면의 전부에 성막될 수 있다. 제2 반사층(50)은, 여러 가지 방법을 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면 스퍼터링법, 전자빔증착법, 진공증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
도 7에서 제2 반사층(50)은 제1 투광성 버퍼층(40)의 돔 구조의 측면 곡면과 상면 곡면 및 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면에 모두 형성되어 있다. 그러나, 이로 제한되는 것은 아니고, 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면에 형성된 제1 투광성 버퍼층(40)은 제거될 수 있다. 즉, 제2 반사층(50)은 제1 투광성 버퍼층(40)의 측면 곡면과 상면 곡면에만 선택적으로 형성될 수 있다.
도 8은 제1 투광성 버퍼층(40)과 제2 반사층(50)의 일부를 제거하여 제1 투광성 버퍼 패턴층(40PL, 40PR, 40H)과 제2 반사 패턴층(50PL, 50PR, 50H)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
도 8을 참고하면, 제2 반사 패턴층(50PL, 50PR, 50H)은 제2 반사부(50PL 50PR)과 제2 절개부(50H)를 포함하여 구성될 수 있다. 제2 절개부(50H)는 제1 절개부(도 2의 20H 참고)의 제1 영역과 중첩되는 영역일 수 있다. 제2 반사부(50PL, 50PR)는 제1 절개부(도 2의 20H 참고)의 제2 영역과 중첩되는 영역에 형성될 수 있다.
제2 반사부(50PL)는 제2 절개부(50H)의 끝단에서 제1 절개부(도 2의 20H 참고)까지 좌하향 연장 형성된 곡면 형상을 가질 수 있다. 제2 반사부(50PR)은 제2 절개부(50H)의 끝단에서 제1 절개부(도 2의 20H 참고)까지 우하향 연장 형성된 곡면 형상을 가질 수 있다.
도 8에서 제2 반사부(50PL, 50PR)은 제1 투광성 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)의 곡면과 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면에 모두 형성되어 있다. 그러나, 이로 제한되는 것은 아니고, 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면에 형성된 제2 반사부(50PL, 50PR)은 제거될 수 있다. 즉, 제2 반사부(50PL, 50PR)은 제1 투광성 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)의 곡면에만 선택적으로 형성될 수 있다.
제1 투광성 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)의 곡면의 곡률은 일정하거나 또는 가변할 수 있다. 제2 반사부(50PL, 50PR)의 곡면의 곡률은 제1 투광성 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)의 곡면의 곡률에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 제2 반사부(50PL, 50PR)의 곡면은 곡률은 제1 투광성 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)의 곡면의 곡률에 따라 일정하거나 또는 가변할 수 있다
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크에서의 빛의 경로를 모식적으로 도시하고 있다.
도 9를 참고하면, 투광성 베이스 기판(10)의 하부에 배치된 광원에서 투광성 베이스 기판(10)으로 조사된 빛(L1, L2, L3)은 투광성 베이스 기판(10)을 투과하여 제1 반사 패턴층(20PL, 20PR, 20H)까지 도달한다. 제1 절개부(20H)에 도달한 빛(L1, L2) 중 광열변환 패턴층(30P)로 입사한 빛(L1)은 광열변환 패턴층(30P)에 흡수되어 열로 변환된다. 제1 절개부(20H)에 도달한 빛(L2)은 잔존 제1 절개부(20HL, 20HR)로 입사하여 제1 투광성 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)로 입사한 뒤, 제2 반사 패턴층(50PL, 50PR)에 반사되어 광열변환 패턴층(30P)의 가장자리 영역으로 입사된다. 광열변환 패턴층(30P)의 가장자리 영역은 잔존 제1 절개부(20HL, 20HR)과의 경계에 인접한 영역으로서, 광열변환 패턴층(30P)의 중앙부에 비해서 상대적으로 온도가 낮은 영역이다. 이는 광열변환 패턴층(30P)에서 발생한 열이 가장자리 영역에서 열 확산을 통해 대기로 방출되기 때문이다.
제2 반사부(50PL, 50PR)는 광열변환 패턴층(30P)의 가장자리 영역에 집중적으로 빛을 조사시킴으로써, 가장자리 영역의 열 손실을 보상하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크에 따르면, 광열 변환 패턴층(30P)의 온도 프로파일이 사각형(rectangular) 프로파일을 보인다.
전술한 바와 같이, 제2 반사부(50PL, 50PR)의 곡면의 곡률은 가변할 수 있다. 이는 제2 반사부(50PL, 50PR)의 곡면의 곡률을 변화시켜, 열손실이 발생하는 광열변환 패턴층(30P)의 가장자리 영역에 더 많은 빛을 조사할 수 있다.
도 8에 도시한 광학 마스크를 전사 기판으로 사용하여 유기물층(미도시)을 피전사 기판에 전사시킬 수 있다. 이 경우, 상기 유기물층(미도시)은 광열변환 패턴층(30P)의 일면 전부에 형성될 수 있다.
유기물층(미도시)은 유기물층(50)은 유기 발광 표시 장치에 포함되는 유기 물질층들, 즉, 발광층(organic light emitting layer: EML), 정공주입층(hole injection layer: HIL), 정공수송층(hole transport layer: HTL), 전자주입층(electron injection layer: EIL), 전자수송층(electron transport layer: ETL) 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 피전사 기판은 유기 발광 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판일 수 있다.
유기물층(미도시)은, 여러 가지 방법에 의해 형성할 수 있다. 일례로, 습식법인 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 잉크젯법, 딥 코트법, 캐스트법, 다이 코트법, 롤 코트법, 블레이드 코트법, 바 코트법, 그라비아 코트법, 또는 인쇄법 등을 사용할 수 있다. 또한 건식법인 진공증착법, 스퍼터링법 등을 사용할 수 있다.
한편, 제1 투광성 버퍼층(40)을 광 투과율과 열전도율이 모두 우수한 재료로 구성하는 경우, 도 7에 도시한 돔 구조의 제1 투광성 버퍼층(40) 및 제2 반사층(40)을 패터닝하지 않고, 유기물층을 피전사 기판에 전사시키는 전시 기판으로 사용할 수 있다. 이 경우, 유기물층은 제2 반사층(40)의 일면 전부에 성막될 수 있다. 다만, 광열변환 패턴층(30P)에서 발생한 열이 제2 반사층(40)의 일면 전부에 성막된 유기물층까지 균일하게 전달되어야 하는 바, 제1 투광성 버퍼층(40)의 돔 구조는 반구형 돔 구조인 것이 바람직하다.
도 10 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크의 제조 과정을 모식적으로 도시하고 있다.
투광성 베이스 기판(10)을 준비하고, 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 제1 반사 패턴층(20PL, 20PR, 20H)을 형성하는 과정은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같다.
도 10을 참고하면, 도 3에 도시한 제1 반사 패턴층(20PL, 20PR, 20H) 형성 단계 이후에, 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면과 제1 절개부(20H)를 통해 노출된 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 제2 투광성 버퍼층(60)을 형성할 수 있다.
도 10은 광열변환 패턴층(30P)을 형성하기 이전에 제2 투광성 버퍼층(60)을 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면과 제1 절개부(20H)를 통해 노출된 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 형성하는 점에서 도 3과 상이하다.
제2 투광성 버퍼층(60)은 광열변환 패턴층(30P)에서 발생한 열에너지의 열확산을 방지하는 역할을 한다. 제2 투광성 버퍼층(60)은 광투과율이 높고 열전도도가 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 광열변환 패턴층(30P)과의 관계에서, 제2 투광성 버퍼층(60)은 광열변환 패턴층(30P)에 비해 열전도율이 낮은 소재로 이루어질 수 있다. 일례로, 제2 투광성 버퍼층의 열전도율은 1.5 W/m K이하일 수 있다.
일례로, 제2 투광성 버퍼층(60)은 산화티탄, 산화규소, 질화산화규소, 산화지르코늄, 탄화규소, 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 또는 유기 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 광열변환 패턴층(30P)과의 관계에서, 제2 투광성 버퍼층(60)은 광열 변환층(40)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 제2 투광성 버퍼층(60)은 최상면을 평탄하게 형성할 수 있다.
도 11은 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면에 광열 변환층(30)을 성막하는 단계가 모식적으로 도시되어 있다.
도 11은 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면에 광열 변환층(30)을 성막하는 점에서, 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면과, 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 광열 변환층(30)을 형성하는 도 4와 상이하다.
도 12는 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면에 광열변환 패턴층(30P)을 형성하는 단계가 모식적으로 도시되어 있다.
도 12는 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면에 광열변환 패턴층(30P)을 성막하는 점에서, 제1 반사부(20PL, 20PR)의 사이의 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 광열변환 패턴층(30P)을 형성하는 도 5와 상이하다.
도 13은 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면과 광열변환 패턴층(30P)의 일면에 돔 구조의 제1 버퍼층(40)을 형성하는 단계가 모식적으로 도시되어 있다.
도 13은 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면과 광열변환 패턴층(30P)의 일면에 돔 구조의 제1 버퍼층(40)을 형성하는 점에서, 제1 반사부(20PL, 20PR)의 사이의 투광성 베이스 기판(10)의 일면과 광열변환 패턴층(30P)의 일면에 돔 구조의 제1 버퍼층(40)을 형성하는 도 6과 상이하다.
도 14는 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면과 돔 구조의 제1 버퍼층(40)의 일면에 제2 반사층(50)을 형성하는 단계가 모식적으로 도시되어 있다.
도 14는 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면과 돔 구조의 제1 버퍼층(40)의 일면에 제2 반사층(50)을 형성하는 점에서 제1 반사부(20PL, 20PR)의 일면과 제1 반사부(20PL, 20PR)의 사이의 돔 구조의 제1 버퍼층(40)의 일면에 제2 반사층(50)을 형성하는 도 7과 상이하다.
도 15는 제1 영역과 중첩되는 영역에서 돔 구조의 제1 버퍼층(40)과 제2 반사층(50)의 일부를 제거하여 제1 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)과 제2 반사부(50PL, 50PR)을 형성하는 단계가 모식적으로 도시되어 있다.
도 15는 제1 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)의 사이 또는 제2 반사부(50PL, 50PR)의 사이에서 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면에 형성된 광열변환 패턴층(30P)을 노출시키는 점에서 제1 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)의 사이 또는 제2 반사부(50PL, 50PR)의 사이에서 투광성 베이스 기판(10)의 일면에 형성된 광열변환 패턴층(30P)을 노출시키는 도 8과 상이하다.
도 16은 광원에서 조사된 빛(L1, L2)이 투광성 베이스 기판(10)을 통과하고 제2 투광성 버퍼층(60)을 거쳐 광열변환 패턴층(30P)에 흡수되거나, 또는 잔존 제1 절개부(20HL, 20HR)을 거쳐 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면에 형성된 제1 버퍼 패턴층(40PL, 40PR)을 통과한 후 제2 반사부(50PL, 50PR)에 반사되어 제2 투광성 버퍼층(60)의 일면에 형성된 광열변환 패턴층(30P)로 입사하는 광 경로를 보인다는 점에서 제2 투광성 버퍼층(60)을 거치지 않는 도 9의 광 경로와 상이하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 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.
10: 투광성 베이스 기판
20: 제1 반사층
20PL, 20PR: 제1 반사 패턴층
30: 광열 변환층
30P: 광열변환 패턴층
40: 제1 투광성 버퍼층
40PL, 40PR: 제1 투광성 버퍼 패턴층
50: 제2 반사층
50PL, 50PR: 제2 반사 패턴층
60: 제2 투광성 버퍼층
20: 제1 반사층
20PL, 20PR: 제1 반사 패턴층
30: 광열 변환층
30P: 광열변환 패턴층
40: 제1 투광성 버퍼층
40PL, 40PR: 제1 투광성 버퍼 패턴층
50: 제2 반사층
50PL, 50PR: 제2 반사 패턴층
60: 제2 투광성 버퍼층
Claims (18)
- 투광성 베이스 기판;
상기 투광성 베이스 기판 상에 형성되고 상기 투광성 베이스 기판의 하부에서 조사된 빛을 투과하는 제1 절개부와 상기 빛을 반사하는 제1 반사부를 포함하는 제1 반사 패턴층;
상기 제1 절개부의 상부에 형성되고 상기 제1 절개부의 제1 영역과 중첩(overlap)되는 제2 절개부와 상기 제1 영역을 제외한 상기 제1 절개부의 제2 영역과 중첩되는 제2 반사부를 포함하는 제2 반사 패턴층; 및
상기 투광성 베이스 기판 상에 형성되고, 상기 제1 절개부 내의 상기 제1 영역에 배치되며, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 광열변환 패턴층;
을 포함하는 광학 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 상기 제2 절개부의 끝단에서 상기 제1 절개부까지 하향 연장 형성된 곡면 형상으로 형성되어 있고,
상기 곡면에 입사된 빛의 일부 또는 전부는 상기 광열변환 패턴층의 가장자리 영역에 입사하는 광학 마스크. - 제2 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 가변 곡률을 가진 곡면 형상으로 형성되어 있는 광학 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부와 중첩되는 영역으로 연장 형성되어 있는 광학 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 투광성 베이스 기판과 상기 제2 반사부의 사이에 채워진 투광성 버퍼층을 더 포함하는 광학 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 반사 패턴층과 상기 광열변환 패턴층의 사이에 개재되고 상기 제1 반사부와 상기 제1 절개부를 덮고 있는 투광성 버퍼층을 더 포함하는 광학 마스크. - 제6 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 상기 제2 절개부의 끝단에서 상기 제1 절개부까지 하향 연장 형성된 곡면 형상으로 형성되어 있고,
상기 곡면에 입사된 빛의 일부 또는 전부는 상기 광열변환 패턴층의 가장자리 영역에 입사하는 광학 마스크. - 제7 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 가변 곡률을 가진 곡면 형상으로 형성되어 있는 광학 마스크. - 제6 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부와 중첩되는 영역으로 연장 형성되어 있는 광학 마스크. - 제6 항에 있어서,
상기 투광성 베이스 기판과 상기 제2 반사부의 사이에 채워진 투광성 버퍼층을 더 포함하는 광학 마스크. - 투광성 베이스 기판;
상기 투광성 베이스 기판 상에 형성되고 상기 투광성 베이스 기판의 하부에서 조사된 빛을 투과하는 제1 절개부와 상기 빛을 반사하는 제1 반사부를 포함하는 제1 반사 패턴층;
상기 제1 절개부의 상부에 형성되어 상기 제1 절개부를 덮고 있는 돔 구조의 제2 반사부로 이루어진 제2 반사 패턴층; 및
상기 투광성 베이스 기판 상에 형성되고, 상기 제1 절개부 내의 상기 제1 영역에 배치되며, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 광열변환 패턴층;
을 포함하는 광학 마스크. - 제11 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 반구형 돔 구조이고,
곡면에 입사된 빛의 일부를 상기 광열변환 패턴층으로 반사시키고 일부를 투과시키는 광학 마스크. - 제11 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부와 중첩되는 영역으로 연장 형성되어 있는 광학 마스크. - 제11 항에 있어서,
상기 투광성 베이스 기판과 상기 제2 반사부의 사이에 채워진 투광성 버퍼층을 더 포함하는 광학 마스크. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 반사 패턴층과 상기 광열변환 패턴 층의 사이에 개재되고 상기 제1 반사부와 상기 제1 절개부를 덮고 있는 투광성 버퍼층을 더 포함하는 광학 마스크. - 제15 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 반구형 돔 구조이고,
곡면에 입사된 빛의 일부를 상기 광열변환 패턴층으로 반사시키고 일부를 투과시키는 광학 마스크. - 제16 항에 있어서,
상기 제2 반사부는 상기 제1 반사부와 중첩되는 영역으로 연장 형성되어 있는 광학 마스크. - 제16 항에 있어서,
상기 투광성 베이스 기판과 상기 제2 반사부의 사이에 채워진 투광성 버퍼층을 더 포함하는 광학 마스크.
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