KR102180647B1 - 광학 마스크 - Google Patents

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KR102180647B1 KR1020140117103A KR20140117103A KR102180647B1 KR 102180647 B1 KR102180647 B1 KR 102180647B1 KR 1020140117103 A KR1020140117103 A KR 1020140117103A KR 20140117103 A KR20140117103 A KR 20140117103A KR 102180647 B1 KR102180647 B1 KR 102180647B1
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Abstract

본 발명은 고흡수율 영역과 저흡수율 영역으로 패터닝된 광열 변환 패턴층을 포함하는 광학 마스크를 제공한다. 더욱 상세하게는 고흡수율 영역들 사이에 저흡수율 영역이 배치되어 광열 변환 패턴층에서의 열 흡수 프로파일을 가우시안(Gaussian) 프로파일에서 사각형(rectangular) 프로파일로 개선시킬 수 있다.

Description

광학 마스크{OPTICAL MASK}
본 발명은 광학 마스크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 고흡수율 영역과 저흡수율 영역으로 패터닝된 광열 변환 패턴층을 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 일실시예에 따른 광학 마스크는, 투광성 베이스 기판; 반사 패턴층; 및 광열 변환 패턴층;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 반사 패턴층은 상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴층은 상기 투광성 베이스 기판의 타면 측에서 조사된 빛을 투과하는 절개부와 상기 빛을 반사하는 반사부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 광열 변환 패턴층은 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 역할을 한다. 상기 광열 변환 패턴층은 상기 반사 패턴층의 일면 상에 형성될 수 있다. 상기 광열 변환 패턴층은 상기 절개부와 중첩되는 영역 내에서 광 흡수율이 낮은 제1 영역과 상기 제1 영역에 비해 상대적으로 광 흡수율이 높은 제2 영역으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영역은 상기 제2 영역의 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 영역은 상기 반사부 상으로 연장 형성될 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 적외선-가시광선 영역에서 광 흡수율이 50% 이상일 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 광 흡수율 차이는 10% 이상 내지 40% 이하일 수 있다.
상기 일실시예에 따른 광학 마스크는 상기 광열 변환 패턴층에서 발생한 열을 단열시키는 투광성 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
상기 투광성 버퍼층은 상기 반사부의 일면과 상기 절개부를 통해 노출된 투광성 베이스 기판의 일면에 형성될 수 있다. 상기 투광성 반사층은 상기 반사 패턴층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재될 수 있다.
상기 일실시예에 따른 광학 마스크는, 상기 광열 변환 패턴층 상에 버퍼 패턴층을 더 포함할 수 있다.
상기 버퍼 패턴층은 상기 반사부와 중첩되는 영역에 격벽부들이 형성되어 있을 수 있다. 상기 격벽부들의 사이에는 개구부가 형성되어 있을 수 있고, 상기 개구부는 상기 절개부와 중첩되는 영역 내에 배치될 수 있다.
상기 일실시예에 따른 광학 마스크는, 상기 반사 패턴층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 광열 변환층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 광열 변환층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 굴절율 변화층을 더 포함할 수 있다.
상기 광열 변환층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어질 수 있다.
상기 굴절율 변화층은 인듐티탄산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 및 인듐갈륨아연산화물(IGZO)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속 산화물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 광학 마스크는, 투광성 베이스 기판; 광열 변환 패턴층; 및 투광성 단열 패턴층;을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 광열 변환 패턴층은 전술한 바와 같이, 입사된 빛을 열로 변환하는 역할을 할 수 있다. 상기 광열 변환 패턴층은 상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에 형성될 수 있다. 상기 광열 변환 패턴층은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역으로 구분될 수 있고, 상기 제2 영역의 사이에 상기 제1 영역이 배치될 수 있다.
상기 투광성 단열 패턴층은 상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에 형성될 수 있다. 상기 투광성 단열 패턴층은 상기 광열 변환 패턴층을 사이에 두고 양측면에 형성될 수 있다. 상기 투광성 단열 패턴층은 상기 광열 변환 패턴층에서 발생한 열을 단열하는 역할을 할 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 적외선-가시광선 영역에서 광 흡수율이 50% 이상일 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 광 흡수율 차이는 10% 이상 내지 40% 이하일 수 있다.
상기 다른 일실시예에 따른 광학 마스크는, 상기 광열 변환 패턴층 상에 버퍼 패턴층을 더 포함할 수 있다. 상기 버퍼 패턴층은 상기 단열 패턴층과 중첩되는 영역에 격벽부들이 형성되어 있을 수 있다. 개구부가 상기 격벽부들의 사이에 형성될 수 있다. 상기 개구부는 상기 광열 변환 패턴층과 중첩되는 영역 내에 배치될 수 있다. 상기 버퍼 패턴층은 상기 단열 패턴층으로부터 연장 형성될 수 있다.
상기 다른 일실시예에 따른 광학 마스크는, 상기 반사 패턴층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 광열 변환층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 광열 변환층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 굴절율 변화층을 더 포함할 수 있다.
상기 광열 변환층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어질 수 있다.
상기 굴절율 변화층은 인듐티탄산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 및 인듐갈륨아연산화물(IGZO)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속 산화물로 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 광열 변환 패턴층이 고흡수율 영역들 사이에 저흡수율 영역이 배치되도록 패턴화되어 광열 변환 패턴층에서의 열 흡수 프로파일을 가우시안(Gaussian) 프로파일에서 사각형(rectangular) 프로파일로 개선시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들에 따른 광학 마스크는 광열 변환 패턴층 내에서 균일한 온도 분포를 가지게 되어, 가우시안 테일(tail)이 사라질 수 있다.
광열 변환 패턴층 내의 균일한 온도 분포로 인해 상기 광열 변환 패턴층 상에 성막되는 유기물층의 전사 프로파일이 가우시안 테일(tail)이 사라진 사각형(rectangular) 프로파일을 나타낸다.
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 1은 유기 발광 표시 장치의 모식적인 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 도 1의 II-II'선에 따른 모식적인 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 표시 패널의 화소 회로도이다.
도 4은 도 1에 도시한 표시 패널의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크의 모식적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크에 빛을 조사하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크의 광열 변환 패턴층의 온도 프로파일이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크를 이용하여 트랜지스터 기판(TS)상에 유기층을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크의 모식적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크에 빛을 조사하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크를 이용하여 트랜지스터 기판(TS)상에 유기층을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 마스크의 모식적인 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크에 빛을 조사하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크를 이용하여 트랜지스터 기판(TS)상에 유기층을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 마스크의 모식적인 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 마스크의 모식적인 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광학 마스크의 모식적인 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. 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 및 도 2를 참고하면, 유기 발광 표시 장치(1000)는 이미지를 표시하는 표시 패널(200)과, 표시 패널(200)의 표시면 외측에 위치하는 커버 윈도우(100)와, 표시 패널(200)과 커버 윈도우(100) 사이에 위치하는 수지층(300)을 포함할 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치(1000)는 표시 패널(200)의 표시면에 부착된 터치 스크린 패널(400)과, 터치 스크린 패널(400)과 연결된 터치 스크린 회로 필름(500)을 포함할 수 있다.
표시 패널(200)은 표시 영역(DA)과 패드 영역(PA)을 구비한 기판(210)과, 기판(210) 상에 접합된 봉지 기판(212)을 포함할 수 있다. 기판(210)과 봉지 기판(212)은 유리 또는 고분자 필름 등으로 형성될 수 있다. 기판(210)의 표시 영역(DA)에는 복수의 신호선(스캔 라인들 및 데이터 라인들을 포함)과 복수의 화소가 위치하며, 패드 영역(PA)에는 복수의 신호선과 연결된 복수의 금속 배선(130)이 위치할 수 있다.
표시 패널(200)은 칩 온 글라스(chip on glass, COG) 방식으로 패드 영역(PA)에 실장된 제1 집적회로 칩(140)을 포함할 수 있다. 제1 집적회로 칩(140)은 스캔 구동부와 데이터 구동부 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 스캔 구동부는 스캔 라인들을 통해 복수의 화소로 스캔 신호를 공급하고, 데이터 구동부는 데이터 라인들을 통해 복수의 화소로 데이터 신호를 공급할 수 있다.
봉지 기판(212)은 기판(210)보다 작은 크기로 형성되며, 기판(210)의 표시 영역(DA)에 부착될 수 있다. 기판(210)과 봉지 기판(212)은 봉지 기판(212)의 가장자리를 따라 도포된 실런트(도시하지 않음)에 의해 일체로 접합될 수 있다.
봉지 기판(212)은 복수의 화소를 밀봉시켜 수분과 산소가 포함된 외부 대기로부터 복수의 화소를 보호할 수 있다. 봉지 기판(212) 대신 적어도 하나의 유기막과 적어도 하나의 무기막이 하나씩 교번으로 적층된 박막 봉지층이 구비될 수도 있다.
유기 발광 표시 장치(1000)는 표시 패널(200)에 제어 신호를 보내는 제어 회로가 형성된 인쇄 회로 기판(600)과, 표시 패널(200)과 인쇄 회로 기판(600)을 연결하는 메인 회로 필름(650)을 포함할 수 있다.
메인 회로 필름(650)은 패드 영역(PA)에 부착되어 금속 배선(130)들과 전기적으로 연결되며, 표시 패널(200)의 표시면 반대측을 향해 굽어 인쇄 회로 기판(600)이 표시 패널(200)의 표시면 반대측에 위치하도록 할 수 있다.
스캔 구동부와 데이터 구동부 중 다른 하나는 칩 온 필름(chip on film, COF)방식으로 메인 회로 필름(650)에 실장될 수 있다. 제1 집적회로 칩(150)은 칩 온 필름(chip on film, COF)방식으로 메인 회로 필름(650)에 실장된 스캔 구동부와 데이터 구동부 중 다른 하나일 수 있다.
기판(210)에 구비된 복수의 화소는 봉지 기판(212)을 향해 빛을 방출하며, 봉지 기판(212)의 외면이 표시 패널(200)의 표시면이 될 수 있다. 터치 스크린 패널(400)은 봉지 기판(212)의 외면에 부착되어 표시 영역(DA)과 중첩되고, 터치 스크린 회로 필름(500)은 터치 스크린 패널(400)의 전극들과 전기적으로 연결된다. 터치 스크린 회로 필름(500)은 패드 영역(PA)의 상부에 위치할 수 있다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(200)의 표시면 외측에 위치하여 외부 충격 및 스크래치 등으로부터 표시 패널(200)을 보호할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 유리 또는 투명 플라스틱과 같은 투명한 소재로 형성되며, 봉지 기판(212)과 패드 영역(PA) 모두를 커버할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 표시 영역(DA)에 대응하는 투광부(110)와, 투광부(110)의 외측에 위치하는 차광부(111)를 포함할 수 있다. 차광부(111)는 표시 패널(200)에서 이미지가 표시되지 않는 부분을 가리는 역할을 한다.
수지층(300)은 표시 패널(200)과 커버 윈도우(100) 사이에 위치하여 표시 패널(200)과 커버 윈도우(100)를 접합시킬 수 있다. 구체적으로, 수지층(300)은 터치 스크린 패널(400)과 커버 윈도우(100) 사이의 공간 전부와, 패드 영역(PA)과 커버 윈도우(100) 사이의 공간 전부 또는 일부를 채우도록 형성될 수 있다. 수지층(300)이 기판(210)과 같은 면적으로 형성되어 표시 패널(200)과 커버 윈도우(100) 사이의 공간을 완전히 채우는 경우 가장 우수한 접합 성능을 발휘할 수 있다.
수지층(300)은 자외선에 의해 경화되는 아크릴계 수지를 포함할 수 있다. 수지층(300)은 최초 액상 또는 페이스트 상태로 커버 윈도우(100)에 도포되며, 표시 패널(200)과 커버 윈도우(100)가 적층된 후 자외선에 의해 경화될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 표시 패널(200)의 화소 회로도이다. 도 4은 도 1에 도시한 표시 패널(200)의 모식적인 부분 확대 단면도이다.
도 3과 도 4을 참고하면, 화소는 유기 발광 다이오드(L1)와 구동 회로부(T1, T2, C1)를 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드(L1)는 화소 전극(255)과 유기 발광층(257) 및 공통 전극(256)을 포함할 수 있다. 구동 회로부(T1, T2, C1)는 적어도 2개의 박막 트랜지스터(스위칭 트랜지스터(T1) 및 구동 트랜지스터(T2))와 적어도 하나의 캐패시터(C1)를 포함할 수 있다.
화소 전극(255)과 공통 전극(256) 중 어느 하나는 전자 주입 전극이고, 다른 하나는 정공 주입 전극이다. 유기 발광층(255)으로 전자와 정공이 주입되면, 전자와 정공이 유기 발광층(255)에서 결합하여 여기자(exciton)를 생성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광이 이루어진다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL1)과 데이터 라인(DL1)에 연결되고, 스캔 라인(SL1)에 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터 라인(DL1)에서 입력되는 데이터 전압을 구동 트랜지스터(T2)로 전송한다. 캐패시터(C1)는 스위칭 트랜지스터(T1)와 전원 라인(VDD)에 연결되며, 스위칭 트랜지스터(T1)로부터 전송받은 전압과 전원 라인(VDD)에 공급되는 전압의 차이에 해당하는 전압을 저장한다.
구동 트랜지스터(T2)는 전원 라인(VDD)과 캐패시터(C1)에 연결되어 캐패시터(C1)에 저장된 전압과 문턱 전압의 차이의 제곱에 비례하는 출력 전류(IOLED)를 유기 발광 다이오드(L1)로 공급하고, 유기 발광 다이오드(L1)는 출력 전류(IOLED)에 비례하는 세기로 발광한다.
구동 트랜지스터(T2)는 반도체층(215), 게이트 전극(225)과 소스/드레인 전극(235)을 포함하며, 화소 전극(255)은 구동 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(235)에 연결될 수 있다. 화소 전극(255)은 빛을 반사시키는 금속막으로 형성되고, 공통 전극(173)은 빛을 투과시키는 투명 도전막으로 형성된다. 유기 발광층(255)에서 생성된 빛은 화소 전극(255)에서 반사되고, 공통 전극(256)과 봉지 기판(212)을 투과하여 표시 패널(200) 외부로 방출된다.
도 4를 참고하면, 표시 패널(200)은 기판(210), 반도체층(215), 버퍼층(220), 게이트전극(225), 게이트 절연막(230), 소스/드레인 전극(235), 층간절연막(240), 평탄화막(250), 화소정의막(260), 봉지 기판(212)를 포함할 수 있다. 봉지 기판(212) 상에는 터치 스크린 패널(400)이 배치될 수 있다.
버퍼층(220)은 기판(210)상에 형성될 수 있다. 버퍼층(220)은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 산질화막 또는 이들의 다중층으로 형성될 수 있다.
반도체층(215)은 버퍼층(220)의 상부에 비정질 실리콘을 증착하여 패터닝한 후 결정화시켜 형성될 수 있다.
게이트 절연막(230)은 반도체층(215) 상에 형성될 수 있다.
게이트전극(225)은 반도체층(215)과 대응되는 영역의 게이트 절연막(230)상에 형성될 수 있다. 게이트 절연막(230)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막,실리콘 산질화막 또는 이들의 다중층일 수 있다. 게이트전극(225)을 마스크로 하여 반도체층(215)에 도전성 불순물을 주입하여 소오스 영역(215c) 및 드레인 영역(215a)을 형성할 수 있다. 이 때, 소오스/드레인 영역들(215a, 215c) 사이에 채널 영역(215b)이 정의된다.
층간절연막(240)은 기판(210) 전면에 걸쳐 게이트전극(225)의 상부에 형성될 수 있다. 층간절연막(240)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 또는 이들의 다중층일 수 있다.
콘택홀(235a)은 게이트절연막(230)과 층간절연막(240)을 관통하여 형성될 수 있다. 콘택홀(235a)은 소오스/드레인 영역(215a, 215c)을 각각 노출시킬 수 있다.
소오스/드레인 전극(235)은 콘택홀(235a)이 형성된 기판 상에 도전막을 적층한 후, 이를 패터닝하여 형성될 수 있다. 소오스/드레인 전극(235)들은 콘택홀(235a)을 통해 소오스/드레인 영역들(215a,215c)에 연결된다.
평탄화막(250)은 상기 기판 전면에 걸쳐 소오스/드레인 전극(235) 상부에 형성될 수 있다. 평탄화막(250)은 폴리이마이드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin) 및 아크릴레이트(acrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질로 형성할 수 있다.
평탄화막(250)에 소오스/드레인 전극(235)을 노출시키는 비아홀(245)을 형성할 수 있다. 비아홀(245)에 의해 노출된 소오스/드레인 전극(235)의 어느 하나는 평탄화막(250) 상에 형성된 화소 전극(255)과 연결된다.
화소 전극(255)은 일함수가 높은 ITO 또는 IZO로 이루어지며, 하부층에 Al, Al-Nd, Ag와 같은 고반사율의 특성을 갖는 금속으로 이루어진 반사막을 포함할 수 있다. 배면 발광인 경우, 반사막을 포함하지 않고, 투명 전도막인 ITO이나 IZO중에 하나로 이루어질 수 있다.
화소 전극(255) 상에 화소정의막(260)을 형성하여 패터닝하여 개구부를 형성한다. 화소정의막(250)은 복수의 화소를 구분하는 역할을 한다. 화소정의막(250)은 폴리이마이드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin) 및 아크릴레이트(acrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질로 형성할 수 있다.
도 3에 나타낸 화소 회로와 도 4에 나타낸 표시 패널(200)의 단면 구조는 하나의 예시일 뿐이며, 제1 실시예의 유기 발광 표시 장치(1000)는 전술한 예로 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크의 단면도를 모식적으로 도시하고 있다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크(2000)는 투광성 베이스 기판(2100), 반사 패턴층(2200), 투광성 버퍼층(2300) 및 광열 변환 패턴층(2400)을 포함하여 구성될 수 있다.
투광성 베이스 기판(2100)은 플래쉬 램프에서 출사된 빛, 텅스텐 할로겐 램프에서 조사된 빛, 또는 레이저 빔이 투과할 수 있는 광 투과성 기판일 수 있다. 투광성 베이스 기판(2100)은 평판형 기판일 수 있다.
투광성 베이스 기판(2100)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 6의 L1 참고)은 투광성 베이스 기판(2100)을 통과하여 반사 패턴층(2200)에 도달할 수 있다.
광원은 레이저, 플래쉬 램프, 텅스텐 할로겐 램프를 포함할 수 있다. 광원은 투광성 베이스 기판(2100)의 타면의 하부에 배치된다. 투광성 베이스 기판(2100)의 일면에는 반사 패턴층이 형성될 수 있다.
반사 패턴층(2200)은 투광성 베이스 기판(2100)의 일면 상에 형성될 수 있다. 반사 패턴층(2200)은 투광성 베이스 기판(2100)의 타면 측에서 조사된 빛을 투과하는 절개부(2201)와 반사부들(2002)을 포함하여 구성될 수 있다.
절개부(2201)는 반사부들(2202)의 사이에 형성될 수 있다. 절개부(2201)는 반사부들(2202)의 사이의 영역에서 투광성 베이스 기판(2100)을 노출시킬 수 있다. 즉, 절개부(2201)는 광원에서 출사된 빛이 투과하는 투과창의 역할을 할 수 있다.
반사부들(2202)은 투광성 베이스 기판(2100)의 타면 측에서 조사된 빛을 반사시키는 역할을 할 수 있다. 반사부들(2202)은 광원에서 출사된 빛에 대한 반사율이 우수한 재료로 이루어질 수 있다. 반사부들(2202)은 평판형 반사층일 수 있다. 일례로, 반사부들(2202)은 알루미늄, 금, 은, 백금, 구리, 알루미늄을 포함한 합금, 은을 포함한 합금, 산화인듐-산화주석으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 재료로 구성될 수 있다.
반사 패턴층(2200)은, 여러 가지 방법을 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면 스퍼터링법, 전자빔증착법, 진공증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
투광성 버퍼층(2300)은 광열 변환 패턴층(2400)에서 발생한 열에너지의 열확산을 방지하는 역할을 한다. 투광성 버퍼층(2300)은 반사부들(2202)의 일면과 절개부(2201)을 통해 노출된 투광성 베이스 기판(2100)의 일면에 형성될 수 있다. 투광성 버퍼층(2300)은 최상면은 평탄면일 수 있다.
투광성 버퍼층(2300)은 광투과율이 높고 열전도도가 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 광열 변환 패턴층(2400)과의 관계에서, 투광성 버퍼층(2300)은 광열 변환 패턴층(2400)에 비해 열전도율이 낮은 소재로 이루어질 수 있다. 일례로, 투광성 버퍼층(2300)의 열전도율은 1.5 W/m K이하일 수 있다.
투광성 버퍼층(2300)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, 광열 변환 패턴층(2400)과의 관계에서, 투광성 버퍼층(2300)은 광열 변환 패턴층(2400)에 비해 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
광열 변환 패턴층(2400)은 투광성 베이스 기판(2100), 절개부(2202) 및 투광성 버퍼층(2300)을 투과한 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 이를 열에너지로 변환하는 역할을 한다. 광열 변환 패턴층(2400)은, 여러 가지 방법을 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면 스퍼터링법, 전자빔증착법, 진공증착법 등에 의해 형성할 수 있다.
광열 변환 패턴층(2400)은 투광성 버퍼층(2300)의 일면 상에 형성될 수 있다. 상기 광열 변환 패턴층(2400)은 절개부(2202)와 중첩되는 영역 내에서 광 흡수율이 낮은 제1 영역(2402)과 상기 제1 영역(2402)에 비해 상대적으로 광 흡수율이 높은 제2 영역(2401)으로 구분될 수 있다.
제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)은 적외선-가시광선 영역에서 광 흡수율이 50% 이상일 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크(200)는 적외선-가시광선 영역에서 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)이 모두 열을 발생시킨다. 다시 말하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크(200)는 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)에서의 온도 분포를 균일하게 하고자 하는 것으로서, 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)의 흡수율이 선택적으로 온(on)/오프(off) 되지 않는다.
제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)은 각각 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금 등 흡수율이 높은 금속재료로 이루어질 수 있다.
제1 영역(2401)은 제2 영역(2402)의 사이에 배치될 수 있다.
기존의 광학 마스크의 광열 변환층은 광 흡수율이 동일한 하나의 물질로 이루어져 있었고, 투광성 버퍼층의 일면 상에 전면 형성되어 있었다. 반사 패턴층의 절개부를 통해 입사된 빛이 변환되어 광열변환층에서 발생한 열은 절개부와 중첩되는 영역 내의 중앙 영역과 가장자리 영역에서 불균일하였다. 구체적으로, 기존의 광열변환층의 온도 프로파일은 중앙 영역에서는 온도가 높아 볼록한 형상을 가지는 반면에, 가장자리 영역에서는 중앙 영역으로부터 서서히 온도가 감소하는 온도 구배를 보였다. 이러한 온도 프로파일은 가장자리 영역에서 열확산이 발생하기 때문인 것으로 예상된다.
가장자리 영역 또한 절개부와 중첩되는 영역으로서 유기물층을 전사시키기 위한 열이 필요한 영역이지만, 전술한 온도 프로파일로 인해 가장자리 영역에서는 유기물이 전사되기에 필요한 정도의 열을 발생시키지 못한다. 따라서, 결국, 가장자리 영역에서는 유기물이 전사되지 않는다. 즉, 유기물을 전사시킬 수 있는 온도를 가지는 중앙 영역에서만 유기물의 전사가 일어나게 되어,피전사 기판에 전사된 유기물 층의 두께가 얇아진다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크(2000)는 광학 변환 패턴층(2400)을 가장자리 영역에 고흡수율 영역이 배치하고, 중앙 영역에 저흡수율 영역이 배치되도록 패턴화하여 상기한 문제를 해결하였다.
저흡수율 영역인 제1 영역(2401)과 고흡수율 영역인 제2 영역(2402)의 광 흡수율 차이는 10% 이상 내지 40% 이하일 수 있다. 상기한 범위 내에서 광열 변환 패턴층(2400)의 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.
저흡수율 영역이 제1 영역(2401)과 고흡수율 영역인 제2 영역(2402) 상호 간의 광 흡수율 차이가 10% 미만이면, 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)에서 발생하는 열에너지의 차이가 크지 않을 수 있고, 저흡수율 영역이 제1 영역(2401)과 고흡수율 영역인 제2 영역(2402) 상호 간의 광 흡수율 차이가 40% 초과이면, 열에너지 차이가 너무 커서 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)에서 선택적으로 유기물의 전사가 일어날 수 있다.
도 5와 같이, 제2 영역(2402)은 반사부들(2202)와 중첩되는 영역으로 연장 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크(2000)에 빛을 조사하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크(2000)의 광열 변환 패턴층(2400)의 온도 프로파일이다.
도 6을 참고하면, 광열 변환 패턴층(2400)의 일면 상에 유기물층(2500)이 형성될 수 있다. 유기물층(2500)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 때, 피전사 기판(TS)은 유기 발광 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판일 수 있다. 유기물층(2500)의 일면과 대면하는 피전사 기판(TS)의 일면에는 화소를 구분하는 화소 정의막들(260)이 상호 이격되어 배열된 상태로 형성되어 있고, 화소 정의막들(2600)의 이격 공간으로 화소 전극(255)이 노출되어 있다. 화소 전극(255)의 일면은 유기물층(2500)의 유기물이 전사되는 영역으로서, 화전 전극(255)은 절개부(2201)와 중첩되도록 배치된다.
피전사 기판(TS)는 유기물층(2500)의 전사 프로파일 향상을 위해서 광학 마스크(2000)와의 간격을 최소화하는 것이 바람직하다. 따라서, 피전사 기판(TS)과 광학 마스크(2000)은 유기물층(2500)을 사이에 두고 서로 밀착되도록 배치되는 것이 바람직하다.
유기물층(2500)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 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.
광학 마스크(2000)의 하부에는 광원으로서 플래쉬 램프(FL)이 배치될 수 있다. 플래쉬 램프(FL)는 투광성 베이스 기판(2100)의 타면 전부에 빛(LS1)을 조사하고, 투광성 베이스 기판(2100)을 투과한 빛(LS1) 중에서 빛(LS2)는 반사 패턴층(2200)의 절개부(2201)을 투과하여 투광성 버퍼층(2300)에 입사되고, 투광성 버퍼층(2300)을 투과하여 절개부(2201)와 중첩되는 영역의 광열 변환 패턴층(2400)으로 입사될 수 있다.
광열 변환 패턴층(2400)에 입사한 빛(LS2)은 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)에 입사되어 열로 변환된다. 도 7은 절개부(2201)와 중첩되는 투과영역(TP)에서의 온도 프로파일을 나타낸다.
투광성 베이스 기판(2100)을 투과한 빛(LS1) 중에서 빛(LS3)은 반사 패턴층(2200)의 반사부들(2202)에서 반사되어 플래쉬 램프(FL) 측을 향한다. 반사 패턴층(2200)의 반사부들(2202)과 중첩되는 영역을 비투과영역(NTP)으로 지칭할 수 있다.
도 7을 참고하면, 투과영역(TP)의 제1 영역(4201)과 제2 영역(4202)에서 온도 분포가 대략 평균 600 ℃ 에서 균일하게 나타나고, 제2 영역(4202)은 투과영역(TP)과 비투과영역(NTP)와의 경계에서 온도 프로파일이 평균 온도까지 대략 수직 상승하고 있다. 다시 말하면, 광열 변환 패턴층(2400)은 사각형(rectangular) 온도 프로파일을 나타내고 있다. 제2 영역(4202)에서 온도 프로파일이 대략 수직 상승함으로써 중앙 영역에서 서서히 온도 구배가 일어나는 가우시안 테일(tail)이 사라졌다. 또한, 투과영역(TP)의 거의 전 영역에서 균일한 온도 분포를 나타내고 있는 바, 유기물층의 두께가 설계치보다 얇아지는 문제를 개선할 수 있다.
반면에, 비투과영역(NTP)은 투과영역(TP)과 달리 온도가 서서히 감소하는 온도 구배를 보이고 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 마스크(2000)를 이용하여 트랜지스터 기판(TS)상에 유기층(2501)을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 6과 도 8을 함께 참고하면, 투과영역(TP)의 광열 변환 패턴층(2400)에서 발생한 열에 의해 투과영역(TP)의 유기물층(2500)은 승화되어 피전사 기판(TS)에 전사될 수 있다. 피전사 기판(TS)의 화소 전극(255)의 일면에는 유기물층(2501)이 형성된다. 이와 동시에, 투과영역(TP)의 유기물층(2500)은 유기물층(2501)에 대응하는 영역이 제거되어 광열 변환 패턴층(2400)을 노출시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크(2001)의 모식적인 단면도이다.
도 9를 참고하면, 광학 마스크(2001)은 버퍼 패턴층(2600)을 더 포함할 수 있다. 버퍼 패턴층(2600)은 상기 투과영역(TP)와 중첩되는 영역에 개구부(2601)가 형성되고 비투과영역(NTP)와 중첩되는 영역에 격벽부들(2602)이 형성될 수 있다.
광학 마스크(2001)은 버퍼 패턴층(2600)을 더 포함하는 점에서 도 5의 광학 마스크(2000)와 상이하다.
버퍼 패턴층(2600)은 유기물층(2500)이 투광영역(TP)에서만 집중적으로 피전사 기판(TS)에 전사될 수 있도록 하는 역할을 한다. 즉, 버퍼 패턴층(2600)의 격벽부들(2602)는 투과영역(TP)의 유기물층(2500)이 비투과영역(NTP)로 확산되지 않도록 하는 역할을 한다.
버퍼 패턴층(2600)은 투광성 버퍼층(2300)과 마찬자리로 광투과율이 높고 열전도도가 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 버퍼 패턴층(2600)의 열전도율은 1.5 W/m K이하일 수 있다.
버퍼 패턴층(2600)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.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크(2001)에 빛을 조사하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광학 마스크(2001)를 이용하여 트랜지스터 기판(TS)상에 유기물층을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 10과 도 11을 참고하면, 광학 마스크(2001)은 유기물층(2500)이 버퍼 패턴층(2600)의 일면 상에 형성되는 점에서 도 5의 광학 마스크(2000)과 상이하다. 따라서, 피전사 기판(TS)에 유기물층(2501)이 전사된 이후에, 광학 마스크(2001)은 버퍼 패턴층(2600)의 격벽부들(2602)의 일면에 전사되지 않은 유기물층(2500)이 잔존할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 마스크(2002)의 모식적인 단면도이다.
도 12를 참고하면, 광학 마스크(2002)는 광열 변환 패턴층(2400)과 투광성 버퍼층(2300)의 사이에 광열 변환층(2700)이 개재되어 있을 수 있다. 또한, 광열 변환층(2700)과 광열 변환 패턴층(2400)의 사이에 굴절율 변화층(2800)이 개재되어 있을 수 있다.
광열 변환층(2700)은 광 흡수율이 동일한 한 종류의 물질로만 이루어진 점에서 광 흡수율이 상이한 2 종류의 물질로 패턴화된 광열 변환 패턴층(2400)과 상이하다.
광열 변환층(2700)은 투광성 버퍼층(2300)의 일면 상에 형성될 수 있다. 광열 변환층(2700)은 투광성 베이스 기판(2100), 절개부(2202) 및 투광성 버퍼층(2300)을 투과한 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 이를 열에너지로 변환하는 역할을 한다.
광열 변환층(2700)은, 여러 가지 방법을 사용해서 형성할 수 있다. 예를 들면 스퍼터링법, 전자빔증착법, 진공증착법 등에 의해 형성할 수 있다. 광열 변환층(2700)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금 등 흡수율이 높은 금속재료로 이루어질 수 있다.
광열 변환 패턴층(2400)과의 관계에서, 광열 변환층(2700)은 빛이 투과할 수 있는 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다.
굴절율 변화층(2800)은 광열 변환층(2700)을 투과한 빛이 광열 변환 패턴층(2400)을 향하도록 굴절율을 변환시키는 역할을 할 수 있다. 굴절율 변화층(2800)을 투과한 빛의 일부는 광열 변환 패턴층(2700)의 타면에 전반사되어 광열 변환층(2700)에 재입사될 수 있다.
굴절율 변화층(2800)에 의해 광열 변환 패턴층(2700)으로 굴절된 빛과 광열 변환층(2700)에 재입사한 빛은 각각 광열 변환 패턴층(2700)과 광열 변환층(2700)에 흡수되어 열로 변환될 수 있다. 이렇게 변환된 열은 투과영역(TP)내의 광열 변환 패턴층(2400)의 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다.
굴절율 변화층(2800)을 구성하는 물질이 특별히 제한되는 것은 아니지만, 일례로 투광성의 금속 산화물일 수 있고, 그 예로, 인듐티탄산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 및 인듐갈륨아연산화물(IGZO)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 들 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 마스크(2002)에 빛을 조사하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광학 마스크(2002)를 이용하여 트랜지스터 기판(TS)상에 유기물층을 형성하는 과정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 플래쉬 램프(FL)에서 조사된 빛(LS1)은 투과영역(TP)에서 투광성 베이스 기판(2100), 절개부(2201), 투광성 버퍼층(2300), 광열 변환층(2700), 굴절율 변화층(2800), 및 광열 변환 패턴층(2400)을 투과해 유기물층(2500)에 입사된다.
빛(LS2)가 투과영역(TP)에서 광열 변환층(2700)과 굴절율 변화층(2800)을 경유하여 광열 변환 패턴층(2400)에 입사하는 점에서 도 6과 상이하다.
전술한 바와 같이, 빛(LS2)은 광열 변환층(2700)에서 일부가 열로 변환되고, 일부가 굴절율 변화층(2800)에 입사되어 광열 변환 패턴층(2400)으로 향하게 되어 광열 변환 패턴층(2400)의 제1 영역(2401)과 제2 영역(2402)의 온도 프로파일을 사각형(rectangular) 프로파일로 개선시킬 수 있다.
도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광학 마스크(2003)의 모식적인 단면도이다.
도 15를 참고하면, 광학 마스크(2003)은 투광성 버퍼층(2300)이 반사 패턴층(2200)과 광열 변환 패턴층(2400)의 사이에 개재되어 있지 않은 점에서 도 5의 광학 마스크(2000)과 상이하다.
다시 말하면, 광학 마스크(2003)는 반사 패턴층(2200)의 일면에 광열 변환 패턴층(2400)이 형성되어, 절개부(2201)에 의해 노출된 투광성 베이스 기판(2100)의 일면에 광열 변환 패턴층(2400)이 형성될 수 있다.
도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광학 마스크(2004)의 모식적인 단면도이다.
도 16을 참고하면, 광학 마스크(2004)는 투광성 베이스 기판(2100)의 일면에 단열 패턴층(2300)과 광열 변환 패턴층(2400)이 형성되어 있고, 단열 패턴층(2300)의 사이에 광열 변환 패턴층(2400)이 형성되어 있는 점에서, 도 5의 광학 마스크(2000)과 상이하다.
광학 마스크(2004)는 광열 변환 패턴층(2400) 자체를 패터닝하여 투광성 베이스 기판의 일면에 형성한 점에서 도 5의 광학 마스크(2000)와 상이하다. 또한, 광학 마스크(2004)는 광열 변환 패턴층(2400)의 양측에 단열 패턴층(2300)을 형성한 점에서 도 5의 광학 마스크(2000)와 상이하다.
단열 패턴층(2300)은 투광성 버퍼층과 동일하게 광열 변환 패턴층(2400)의 측면 가장자리에서 열이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 단열 패턴층(2300)은 전술한 투광성 버퍼층과 동일한 물질로 이루어질 수 있고, 투광성 버퍼층과 실질적으로 동일한 역할을 한다.
투광성 베이스 기판(2100)의 일면에 광열 변환 패턴층(2400)이 패터닝되어 형성되어 있으므로, 반사 패턴층(2200)을 사용하여 투광영역(TP)과 비투과영역(NTP)을 구분하지 않아도, 플래쉬 램프(FL)에서 조사된 빛(LS1)은 광열 변환 패턴층(2400)에서만 열로 변환될 수 있다.
도시하지는 않았지만, 경우에 따라서는, 단열 패턴층(2300)이 투광성 베이스 기판(2100)의 일면 전부에 형성되고, 일면에는 광열 변환 패턴층(2400)이 수용되는 홈이 구비될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광학 마스크(2005)의 모식적인 단면도이다.
도 17을 참고하면, 광학 마스크(2005)는 광열 변환 패턴층(2400)은 투과영역(TP)에서 저흡수율 영역(2401), 중간 흡수율 영역(2403), 고흡수율 영역(2401)의 구분될 수 있다.
광열 변환 패턴층(2400)이 광 흡수율이 서로 다른 3 종류의 물질로 패터닝된 점에서 도 5의 광학 마스크(2000)와 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.
2100: 투광성 베이스 기판
2200: 반사 패턴층
2300: 투광성 버퍼층
2400: 광열 변환 패턴층
2500: 유기물층
2600: 버퍼 패턴층
2700: 광열 변환층
2800: 투과율 변화층

Claims (17)

  1. 투광성 베이스 기판;
    상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에 형성되고 상기 투광성 베이스 기판의 타면 측에서 조사된 빛을 투과하는 절개부와 상기 빛을 반사하는 반사부를 포함하는 반사 패턴층;
    상기 반사 패턴층 상에 형성되고, 상기 절개부와 중첩되는 영역 내에서 광 흡수율이 낮은 제1 영역과 상기 제1 영역에 비해 상대적으로 광 흡수율이 높은 제2 영역으로 구분되며, 상기 제2 영역의 사이에 상기 제1 영역이 배치되고, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 광열 변환 패턴층; 및
    상기 광열 변환 패턴층에서 발생한 열을 단열시키는 투광성 버퍼층으로서, 상기 반사 패턴층과 상기 광열 변환 패턴층 사이에 개재되고, 최상면이 평탄면인 투광성 버퍼층을 포함하는 광학 마스크.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 반사부 상으로 연장 형성되는 광학 마스크.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 적외선-가시광선 영역에서 광 흡수율이 50% 이상인 광학 마스크.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어진 광학 마스크.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 광 흡수율 차이는 10% 이상 내지 40% 이하인 광학 마스크.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 투광성 버퍼층은 상기 반사부의 일면과 상기 절개부를 통해 노출된 투광성 베이스 기판의 일면에 형성되는 광학 마스크.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광열 변환 패턴층 상에 버퍼 패턴층을 더 포함하고,
    상기 버퍼 패턴층은 상기 제1 반사부와 중첩되는 영역에 격벽부들이 형성되어 있고 상기 격벽부들의 사이에 개구부가 형성되어 있으며, 상기 개구부는 상기 제1 절개부와 중첩되는 영역 내에 배치되는 광학 마스크.
  8. 투광성 베이스 기판;
    상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에 형성되고 상기 투광성 베이스 기판의 타면 측에서 조사된 빛을 투과하는 절개부와 상기 빛을 반사하는 반사부를 포함하는 반사 패턴층;
    상기 반사 패턴층 상에 형성되고, 상기 절개부와 중첩되는 영역 내에서 광 흡수율이 낮은 제1 영역과 상기 제1 영역에 비해 상대적으로 광 흡수율이 높은 제2 영역으로 구분되며, 상기 제2 영역의 사이에 상기 제1 영역이 배치되고, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 광열 변환 패턴층;
    상기 반사 패턴층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 광열 변환층; 및
    상기 광열 변환층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 굴절율 변화층을 포함하는 광학 마스크.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 광열 변환층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어지고,
    상기 굴절율 변화층은 인듐티탄산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO) 및 인듐갈륨아연산화물(IGZO)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 금속 산화물로 이루어진 광학 마스크.
  10. 투광성 베이스 기판;
    상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에 배치되되, 상기 투광성 베이스 기판의 적어도 일부를 노출하는 투광성 단열 패턴층; 및
    상기 단열 패턴층이 노출하는 상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에서 상기 단열 패턴층과 동일층에 배치되고, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 광열 변환 패턴층을 포함하되,
    상기 광열 변환 패턴층은,
    광 흡수율이 낮은 제1 영역 및 상기 제1 영역에 비해 상대적으로 광 흡수율이 높은 제2 영역으로 구분되며,
    상기 제1 영역은 상기 단열 패턴층과 이격 배치되고,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 상기 단열 패턴층 사이에 배치되고,
    상기 단열 패턴층은 상기 광열 변환 패턴층에서 발생한 열을 단열하는 광학 마스크.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 적외선-가시광선 영역에서 광 흡수율이 50% 이상인 광학 마스크.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어진 광학 마스크.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 광 흡수율 차이는 10% 이상 내지 40% 이하인 광학 마스크.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 광열 변환 패턴층 상에 버퍼 패턴층을 더 포함하고,
    상기 버퍼 패턴층은 상기 단열 패턴층과 중첩되는 영역에 격벽부들이 형성되어 있고 상기 격벽부들의 사이에 개구부가 형성되어 있으며, 상기 개구부는 상기 광열 변환 패턴층과 중첩되는 영역 내에 배치되는 광학 마스크.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 버퍼 패턴층은 상기 단열 패턴층으로부터 연장 형성된 광학 마스크.
  16. 투광성 베이스 기판;
    상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에 형성되고, 광 흡수율이 낮은 제1 영역과 상기 제1 영역에 비해 상대적으로 광 흡수율이 높은 제2 영역으로 구분되며, 상기 제2 영역의 사이에 상기 제1 영역이 배치되고, 입사된 빛을 흡수하여 열로 변환하는 광열 변환 패턴층;
    상기 투광성 베이스 기판의 일면 상에서 상기 광열 변환 패턴층을 사이에 두고 양측면에 형성되고, 상기 광열 변환 패턴층에서 발생한 열을 단열하는 투광성 단열 패턴층;
    상기 투광성 베이스 기판과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 광열 변환층; 및
    상기 광열 변환층과 상기 광열 변환 패턴층의 사이에 개재된 굴절율 변화층을 포함하는 광학 마스크.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 광열 변환층은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 이루어지고,
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