KR102322010B1 - 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 마스크와 프레임이 일체로 결합되어 기판에 증착될 증착 물질을 선택적으로 통과시키는 마스크 프레임 조립체에 있어서, 증착 물질을 통과시키는 증착 영역을 포함하는 마스크와, 베이스부와 베이스부로부터 돌출되도록 형성되어 마스크를 지지하는 지지부를 포함하는 프레임을 포함하고, 마스크의 모서리가 베이스부를 향하는 방향으로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임 조립체를 개시한다.
Description
본 발명의 실시예들은 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평탄 디스크플레이 중의 하나인 유기 발광 표시 장치는 능동 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 저전압으로 구동이 가능하며, 경량의 박형이면서 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다.
이러한 발광 소자는 발광층을 형성하는 물질에 따라 무기 발광 소자와 유기 발광 소자로 구분되는데, 유기 발광 소자는 무기 발광 소자에 비해 휘도, 응답속도 등의 특성이 우수하고, 컬러 디스플레이가 가능하다는 장점을 가지고 있어 최근 그 개발이 활발하게 진행되고 있다.
유기 발광 표시 장치는 유기막 및/또는 전극을 진공 증착법에 의해 형성한다. 그러나 유기 발광 표시 장치가 점차 고해상도화 함에 따라 증착 공정시 사용되는 마스크의 오픈슬릿(open slit)의 폭이 점점 좁아지고 있으며 그 산포 또한 점점 더 감소될 것이 요구되어지고 있다.
또한, 고해상도 유기 발광 표시 장치를 제작하기 위해서는 쉐도우 현상(shadow effect)을 줄이거나 없애는 것이 필요하다. 그에 따라, 기판과 마스크를 밀착시킨 상태에서 증착 공정을 진행하고 있으며, 기판과 마스크의 밀착도를 향상시키기 위한 기술의 개발이 대두되고 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 증착 영역을 포함하는 마스크와, 베이스부와 베이스부로부터 돌출되도록 형성되어 마스크를 지지하는 지지부를 포함하는 프레임을 포함하고, 마스크의 모서리가 베이스부를 향하도록 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임 조립체를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 증착 영역은, 외곽 영역이 지지부에 의해 지지되는 바디부와, 바디부에 형성되어 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 패턴부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 바디부의 외곽 영역의 모서리가 베이스부를 향하는 방향으로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 프레임은 지지부의 기판과 마주보는 면과 베이스부의 기판과 마주보는 면을 연결하도록 형성되며, 마스크를 지지하는 연결면을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 증착 영역은, 외곽 영역이 지지부에 의해 지지되는 바디부와, 바디부에 형성되어 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 패턴부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 바디부의 외곽 영역의 모서리가 연결면을 향하는 방향으로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 연결면에는 하나 이상의 오목부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 증착 영역은, 외곽 영역이 지지부에 의해 지지되는 바디부와, 바디부에 형성되어 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 패턴부를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 바디부의 외곽 영역의 모서리가 오목부를 향하는 방향으로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 베이스부와, 베이스부로부터 돌출되는 지지부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계와, 증착 물질을 통과시키는 증착 영역과 증착 영역에 연결되어 형성되는 잉여 영역을 포함하는 마스크를 준비하는 단계와, 프레임에 마스크를 정렬하는 단계와, 마스크와 프레임이 접하는 면의 반대측에서 몰드부로 마스크를 가압하여 마스크의 형상을 프레임의 형상에 대응하도록 변형시키는 단계와, 잉여 영역을 절삭하는 단계를 포함하는 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 프레임에 마스크를 정렬하는 단계는, 증착 영역과 잉여 영역이 접하는 경계면을 베이스부에 위치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 프레임은 지지부의 기판과 마주보는 면과 베이스부의 기판과 마주보는 면을 연결하도록 형성되며, 마스크를 지지하는 연결면을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 프레임에 마스크를 정렬하는 단계는, 증착 영역과 잉여 영역이 접하는 경계면을 연결면에 위치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 연결면에는 하나 이상의 오목부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 프레임에 마스크를 정렬하는 단계는, 증착 영역과 잉여 영역이 접하는 경계면을 오목부에 위치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 잉여 영역을 절삭하는 방법으로, 증착 영역과 잉여 영역의 경계면에 레이저 광을 조사하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 잉여 영역을 절삭하는 방법으로, 증착 영역과 잉여 영역의 경계면을 기계식 절단기(mechanical cutter)로 절삭하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 프레임에 마스크를 정렬하는 단계와 몰드부로 마스크를 가압하는 단계 사이에, 프레임과 마스크를 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 기판 및 마스크 프레임 조립체를 챔버 내부로 장입하는 단계와, 기판과 마스크 프레임 조립체를 정렬하는 단계와, 증착원으로부터 분사된 증착 물질을 마스크 프레임 조립체의 개구부를 통하여 기판에 증착시키는 단계를 포함하고, 마스크 프레임 조립체는, 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 증착 영역을 포함하는 마스크와, 베이스부와 상기 베이스부로부터 돌출되도록 형성되어 마스크를 지지하는 지지부를 포함하는 프레임을 포함하고, 마스크의 모서리가 베이스부를 향하도록 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 개시한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 기판과 마스크의 밀착성을 향상시켜 기판에 증착 물질을 정밀하게 증착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체를 나타내는 분해사시도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 1에 나타난 마스크 프레임 조립체를 이용하여 제조되는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 1에 나타난 마스크 프레임 조립체를 이용하여 제조되는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(10)를 나타내는 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 마스크 프레임 조립체(10)는 마스크(100)와 프레임(200)을 포함하며, 마스크(100)와 프레임(200)은 일체로 결합되어 기판(미도시)에 증착될 증착 물질을 선택적으로 통과시킬 수 있다.
마스크(100)는 증착 물질을 통과시키는 증착 영역(110)과, 후술하겠으나 마스크 프레임 조립체(10)의 제조 과정에서 절삭될 잉여 영역(120)과, 마스크(100)와 프레임(200)을 결합하는 용접부(130)를 포함할 수 있다.
증착 영역(110)은 외곽 영역이 프레임(200)의 지지부(220)에 의해 지지되는 바디부(112)와, 바디부(112)에 홀(hole) 또는 슬릿(slit) 형상으로 형성되어 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 패턴부(111)를 포함할 수 있다.
증착 영역(110)은 프레임(200)의 개구부(230)에 대응하도록 배치되며, 패턴부(111)는 마스크(100)를 관통하는 증착용 패턴을 형성한다. 바디부(112)는 각 패턴부(111) 사이와, 증착 영역(110)의 외곽에 형성되어 증착원(미도시)으로부터 방사되는 증착 물질을 차단하는 역할을 수행한다. 따라서, 증착원으로부터 방사되는 증착 물질은 패턴부(111)를 통과하여 기판에 증착되며, 이는 패턴부(111)의 형상에 따라 기판에 증착되는 증착 물질의 배열도 달라질 수 있음을 의미한다.
즉, 패턴부(111)는 도 1에 나타난 바와 같이 스트라이프(stripe) 형태로 형성될 수 있으며, 뿐만 아니라 예컨데 복수개의 도트(dot) 형태로 형성될 수도 있다. 아울러, 도 1에 나타난 패턴부(111)의 개수나 위치 또한 일 예시로서, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다.
또한, 마스크(100)는 도 1에 나타난 바대로 하나의 큰 부재로 형성되어 프레임(200)에 결합될 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예컨데, 마스크(100)는 마스크(100)의 자중을 분산시키는 복수개의 스틱을 구비할 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 나타난 바와 같이 원장 형태의 마스크(100)를 중심으로 설명하기로 한다.
한편, 용접부(130)는 증착 영역(110)의 외곽에 형성되어 마스크(100)와 프레임(200)을 결합한다. 용접부(130)가 형성되는 방법, 즉 마스크(100)와 프레임(200)이 결합하는 방법에는 일반적으로 용접(welding) 방식이 있으며, 이 밖에도 전기주조법(electroforming) 및/또는 무전해도금(electroless plating) 등 여러가지 방법이 사용될 수 있다.
다음으로, 프레임(200)은 마스크(100)와 결합하여 마스크(100)를 지지하는 부재로, 베이스부(210)와, 베이스부(210)로부터 기판을 향하는 방향으로 돌출되도록 형성되는 지지부(220)와, 증착 물질을 통과시키는 개구부(230)를 포함한다.
프레임(200)은 금속 또는 합성수지 등으로 제조될 수 있으며, 도 1은 사각 형상으로 하나 이상의 개구부(230)를 갖도록 형성되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 예컨데 원형 또는 다각형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.
베이스부(210)는 프레임(200)의 본체가 되는 부재로, 프레임(200)에 돌출되도록 형성되는 지지부(220)와, 지지부(220)에 연결되는 마스크(100)를 지지한다.
지지부(220)는 전술한 바와 같이 마스크(100)를 지지하는 부재로, 마스크(100)와 접하도록 배치되는 안착면(221)과, 베이스부(210)의 기판을 마주보는 면을 연결하도록 형성되는 연결면(222)로 구성될 수 있으며, 연결면(222)은 기판과 마주보도록 오목하게 형성되는 오목부(223)를 포함할 수 있다.
연결면(222)은 지지부(220)의 외곽에 형성되는 단차로, 도면에 나타난 바와 같이 경사지도록 형성될 수도 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 예켠데 베이스부(210)와 실질적으로 수직을 이루도록 형성될 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 연결면(222)과 베이스부(210)가 소정의 각도를 이루도록 연결면(222)이 경사를 갖는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
증착 영역(110)의 모서리는 안착면(221)의 높이보다 베이스부(210)를 향하는 방향으로 더 낮은 높이에 위치하도록 형성된다(도 7 참조). 상세히, 용접부(130)는 지지부(220)의 안착면(221)에 배치되며, 용접부(130)보다 외곽에 위치하는 증착 영역(110)의 모서리가 베이스부(210)를 향하는 방향으로 절곡되도록 배치될 수 있다. 이때, 베이스부(210)를 향하는 방향으로 절곡되는 증착 영역(110)의 모서리는 연결면(222)에 접하도록 형성되며, 증착 영역(110)의 모서리는 오목부(223)에 절곡되도록 형성될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나 연결면(222)에는 오목부(223)가 형성되지 않을 수도 있다. 이때에도 증착 영역(110)의 모서리는 연결면(222)을 따라 베이스부(210)를 향하는 방향으로 절곡됨으로써 안착면(221)에 배치되는 마스크(100)보다 낮은 높이에 위치하도록 형성될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이 연결면(222)과 베이스부(210)가 이루는 각이 실질적으로 수직일 경우, 즉 지지부(220)가 베이스부(210)와 같이 사각형의 형상을 가질 경우에도 증착 영역(110)의 모서리는 베이스부(210)를 향하는 방향으로 절곡되도록 형성될 수 있다. 이때에도 연결면(222)에는 오목부(223)가 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 전술한 증착 영역(110)의 모서리는 또한 바디부(112)의 모서리를 의미한다. 이는 전술한 바와 같이, 증착 물질을 통과시키는 패턴부(111)는 증착 영역(110)의 모서리에 형성되지 않으므로, 증착 영역(110)의 뼈대를 의미하는 바디부(112)의 모서리가 곧 증착 영역(110)의 모서리를 의미하기 때문이다.
이렇게 증착 영역(110)의 모서리, 즉 바디부(112)의 외곽 영역의 모서리가 베이스부(210)를 향하는 방향으로 절곡되어 형성되는 이유는 다음과 같다.
후술할 잉여 영역(120)이 마스크 프레임 조립체(10)의 제조 공정에서 절삭될 경우, 마스크(100)의 절단면 상에는 버(burr)가 형성된다. 여기서, 버(burr)는 잉여 영역(120)이 절삭되는 과정에서 마스크(100)의 표면에서 돌출된 채 형성되는 마스크(100)의 잔여물을 일컫는다.
증착 물질을 기판에 증착시키는 공정에서 마스크(100)는 기판과 밀착하게 된다. 이때, 마스크(100)에 버(burr)가 형성되어 있는 채로 기판과 마스크(100)를 밀착시키면, 기판과 마스크(100) 사이에는 버(burr)의 높이만큼의 빈 공간이 형성된다. 이는, 기판과 마스크(100)가 버(burr)로 인해 완전히 밀착하지 못한다는 것을 의미한다.
만약 이렇게 증착 공정 중에 마스크(100)와 기판이 서로 밀착되어 있지 않을 경우에는, 증착 물질이 기판 상의 원하지 않았던 영역, 즉 데드 영역(dead zone)에 증착되어 디스플레이 제품의 생산성 및 픽셀의 정확성 저하를 초래할 수 있다.
이러한 현상을 일반적으로 쉐도우 현상(shadow effect)이라고 일컫는다. 대형화, 고해상도화가 요구되는 유기 발광 표시 장치를 제작하기 위해서는 이러한 쉐도우 현상을 줄이거나 없애는 것이 필요하다.
따라서, 쉐도우 현상을 줄이거나 없애기 위해서는 기판과 마스크(100)의 밀착도를 향상시킬 필요성이 있다. 즉, 마스크(100)의 제작 공정에서 형성되는 버(burr)를 기판과 접촉하지 않도록 마스크(100)를 제작할 필요가 있다.
이를 극복하기 위해 마스크(100)에 형성되는 버(burr)를 절삭하는 공정이 추가로 요구될 수가 있다. 하지만, 이러한 버(burr)를 절삭하는 공정은 추가적인 공정으로, 생산 능률의 저하 및 생산 단가의 상승을 유발할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(10)는 마스크(100)의 모서리가 베이스부(210)를 향하도록 형성되는 것을 일 특징으로 한다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 마스크(100)의 표면에 형성되는 버(burr)가 기판과 접촉하지 않도록 마스크(100)를 제조하는 방법을 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 마스크 프레임 조립체(10)의 제조 방법은 프레임(200)을 준비하는 단계와, 마스크(100)를 준비하는 단계와, 마스크(100)와 프레임(200)을 결합하는 단계와, 몰드부(50a)(50b)로 마스크(100)를 가압하는 단계 및 마스크(100)의 잉여 영역(120)을 절삭하는 단계를 포함할 수 있다. 프레임(200)을 준비하는 단계와 마스크(100)를 준비하는 단계에 대해서는 상기 서술한 마스크(100)와 프레임(200)을 제조하는 단계이므로 이에 대한 자세한 설명을 생략 또는 약술하기로 한다.
도 2를 참고하면, 마스크(100)의 바디부(112)의 외곽 영역은 지지부(220)의 안착면(221)에 접하도록 설치될 수 있다. 이때, 마스크(100)의 잉여 영역(120)은 프레임(200)과 접촉하지 않으며, 따라서 잉여 영역(120)은 프레임(200)의 베이스부(210)와 소정 간격 이격되어 배치되므로 잉여 영역(120)과 베이스부(210) 사이에는 소정의 빈 공간이 형성될 수 있다.
도 3을 참고하면, 마스크(100)는 프레임(200)에 용접부(130)를 통해 결합될 수 있다. 이러한 용접부(130)는 용접(welding) 방식으로 형성될 수 있으며, 이 밖에도 전기주조법(electroforming) 및/또는 무전해도금(electroless plating) 등 여러가지 방법으로 형성되어 마스크(100)와 프레임(200)을 결합할 수 있다. 이렇게 용접부(130)를 형성하여 마스크(100)와 프레임(200)을 결합하는 이유는 마스크 프레임 조립체(10)의 제조 공정에서 마스크(100)와 프레임(200)을 정밀하게 정렬한 채로 공정을 진행하기 위함이다.
다음으로, 도 4 내지 도 7을 참조하여 몰드부(50a)(50b)로 마스크(100)를 가압하는 단계 및 마스크(100)의 잉여 영역(120)을 절삭하는 단계를 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 마스크(100)와 프레임(200)이 서로 접하는 면의 반대측 방향에는 마스크(100)를 가압하기 위한 몰드부(50a)가 준비된다. 몰드부(50a)의 형상은 프레임(200)의 형상에 대응한다. 이는, 마스크(100)의 증착 영역(110)에 인접하는 몰드부(50a)의 안쪽 영역이 오목하도록 형성됨을 의미한다. 이렇게 오목하게 형성되는 몰드부(50a)의 안쪽 영역은 베이스부(210)로부터 돌출되어 형성되는 지지부(220)의 형상에 대응할 수 있다.
몰드부(50a)가 상기와 같은 형상을 갖는 이유는, 마스크(100)의 외곽 영역에 위치하는 잉여 영역(120)과, 증착 영역(110)의 외곽 영역을 가압하여 안착면(221), 연결면(222) 및 베이스부(210)의 형상에 대응하도록 마스크(100)의 외곽 영역을 변형시키기 위함이다.
도 5는 몰드부(50a)가 마스크(100)의 외곽 영역을 가압하여 마스크(100)의 외곽 영역을 변형시킨 모습을 나타낸다. 변형된 마스크(100)의 외곽 영역은 전술한 바와 같이 안착면(221)과, 연결면(222) 및 베이스부(210)의 형상에 대응하도록 변형된다.
도 6a와 도 6b는 마스크(100)의 잉여 영역(120)을 절삭하는 방법을 나타내는 도면이다. 먼저 도 6a는 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)에 레이저 조사부(60)에서 방사되는 레이저 광(L)을 조사하는 모습을 나타낸다.
여기서, 몰드부(도 4의 50a)의 가압력에 의해 그 외곽 영역이 변형된 마스크(100)의 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)은 연결면(222)에 형성되는 오목부(223)에 배치된다. 한편, 오목부(223)가 존재하지 않는 다른 변형예의 경우에는, 연결면(222)과 베이스부(210)가 이루는 각도에 따라 마스크(100)의 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)은 연결면(222)이나 베이스부(210) 상에 위치할 수도 있다.
즉, 연결면(222)과 베이스부(210)가 이루는 각이 실질적으로 수직일 경우에는 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)은 베이스부(210) 상에 위치할 수 있으며, 소정의 각을 이루는 경우에는 연결면(222) 상에 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)이 위치할 수 있다.
이렇게 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)이 연결면(222)이나 오목부(223), 또는 베이스부(210)에 위치하는 것은, 전술한 바와 같이 이후 잉여 영역(120)의 절삭 과정에서 마스크(100) 표면에서 돌출되어 형성되는 버(burr)를 마스크(100)가 기판과 마주보는 면보다 낮은 위치에 배치함으로써 기판에 버(burr)가 접촉하지 않도록 하기 위함이다.
마스크(100)의 잉여 영역(120)은 도 6b에 나타난 바와 같이 기계식 절단기(mechanical cutter)(70)로 절삭될 수도 있다. 상기 레이저 광(L)과 마찬가지로, 기계식 절단기(70)는 마스크(100)의 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)을 절삭하며, 이때 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)은 연결면(222)에 형성되는 오목부(223) 상에 위치할 수 있다. 이러한 경우, 몰드부(50b)는 기계식 절단기(70)를 수용하는 수용홈(55)을 포함할 수 있다.
한편, 연결면(222)에 오목부(223)가 형성되어 있지 않은 경우에도, 상기 레이저 조사부(60)의 레이저 광(L)과 기계식 절단기(70)는 마스크(100)의 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)을 절삭할 수 있음은 물론이다. 또한, 연결면(222)과 베이스부(210)가 이루는 각이 실질적으로 수직일 경우에도, 상기 레이저 조사부(60)의 레이저 광(L)과 기계식 절단기(70)는 마스크(100)의 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)을 절삭할 수 있다.
결과적으로, 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)을 레이저 조사부(60)의 레이저 광(L)과 기계식 절단기(70)로 절삭하게되면, 증착 영역(110)의 외곽 영역을 마스크(100)가 기판과 마주보는 면보다 낮은 위치, 다시 말하면 연결면(222)을 따라 베이스부(210)로 절곡되는 방향으로 위치킬 수 있다. 이는, 이후 증착 공정에서 마스크(100)와 기판의 밀착성을 향상시킬 수 있으며, 결과적으로 전술한 바와 같이 쉐도우 현상을 개선하여 디스플레이 제품의 불량을 개선하고 불필요한 공정을 생략하여 비용을 절감할 수 있다.
이와 같이 몰드부(50a)(50b)로 인해 변형된 마스크(100)의 잉여 영역(120)을 레이저 광(L)이나 기계식 절단기(70)로 절삭하게 되면, 본 발명의 일 실시예인 마스크 프레임 조립체(10)가 완성된다.
도 7은 상기 마스크 프레임 조립체(10)의 제조 방법에 따라 제조된 마스크 프레임 조립체(10)의 일 예시를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 마스크(100)의 모서리부, 즉 증착 영역(110)의 외곽 영역이 연결면(222)에 형성되는 오목부(223)에 절곡되도록 형성될 수 있다. 이는, 몰드부(50a)(50b)의 마스크(100) 가압 단계에서 증착 영역(110)과 잉여 영역(120)의 경계면(B)을 연결면(222) 상에, 상세하게는 연결면(222)에 형성된 오목부(223) 상에 위치시켜 절삭시킴으로써 얻을 수 있는 마스크(100)의 형상이다.
이때, 베이스부(210) 측으로 절곡되어 연결면(222) 상에 접하도록 배치되는 증착 영역(110)의 외곽 영역에는 잉여 영역(120)의 절삭 공정에서 형성되는 버(burr)가 존재할 수 있다. 이러한 버(burr)는 증착 공정에서 기판과 접하는 마스크(100)의 높이보다 낮은 위치, 상세히, 도 1 내지 도 4에 나타난 마스크(100)와 프레임(200) 사이의 빈 공간에 위치하게 되므로, 증착 공정 시 마스크(100)가 기판에 접촉하는 경우 버(burr)의 존재에도 불구하고 마스크(100)가 기판에 밀착할 수 있게된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(10)는 증착 공정 시 기판과의 간격을 최소화시켜 밀착성을 향상됨으로써 정밀한 증착 공정을 수행할 수 있다.
도 8은 도 1에 나타난 마스크 프레임 조립체를 이용하여 제조되는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 유기 발광 디스플레이 장치(300)에는 기판(311)이 마련되어 있다. 기판(311)은 유연성을 가지는 절연성 소재를 포함한다. 예컨데, 기판(311)은 글래스 기판일 수 있다. 또한, 기판(311)은 폴리이미드(polyimide, PI)나, 폴리 카보네이트(polycarbonate, PC)나, 폴리 에테르 설폰(polyethersulphone, PES)이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephtalate, PET)나, 폴리에틸렌 나프탈레이트(poluethylenenaphtalate, PEN)나, 폴리아릴레이트(poluarylate, PAR)나, 유리섬유 강화 플라스틱(fiber glass reinforced plastic, FRP) 등의 고분자 소재로 이루어질 수 있다. 기판(311)은 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다.
기판(311) 상에는 배리어막(312)이 형성될 수 있다. 배리어막(312)은 기판(311)의 상부면을 전체적으로 커버할 수 있도록 형성될 수 있다. 배리어막(312)은 무기막이나, 유기막을 포함할 수 있다. 배리어막(312)은 단일막으로 형성되거나, 다층막으로 적층될 수 있다. 예를 들면, 배리어막(312)은 단일막으로 형성되거나, 다층막으로 적층될 수 있다. 예를 들면, 배리어막(312)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiON), 알루미늄 옥사이드(AlO), 알루미늄나이트라이드(AlON) 등의 무기물이나, 아크릴 폴리이미드, 폴리에스테르 등의 유기물 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
배리어막(312)은 산소와 수분을 차단하는 역할을 수행하고, 기판(311)을 통한 수분이나 불순물의 확산을 방지하고, 기판(311)의 상부에 평탄한 면을 제공한다. 배리어막(312) 상에는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)가 형성될 수 있다. 도 8에 나타난 박막 트랜지스터는 탑 게이트(top gate) 방식의 박막 트랜지스터를 예시하나, 바텀 게이트(bottom gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다.
배리어막(312) 상에는 반도체 활성층(313)이 형성될 수 있다. 반도체 활성층(313)에는 N형이나, P형 불순물 이온을 도핑하는 것에 의하여 소스 영역(314)과, 드레인 영역(315)이 형성될 수 있다. 소스 영역(314)과, 드레인 영역(315) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않는 채널 영역(316)이다.
반도체 활성층(313)은 폴리 실리콘으로 형성될 경우에는 아몰퍼스 실리콘을 형성하고, 이를 결정화시키는 것에 의하여 폴리 실리콘으로 변화시킬 수 있다. 또한, 반도체 활성층(313)은 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예컨대, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf)과 같은 4, 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.
반도체 활성층(313) 상에는 게이트 절연막(317)이 증착될 수 있다. 게이트 절연막(317)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물이나, 금속 산화물과 같은 무기막을 포함한다. 게이트 절연막(317)은 단일층이나, 다중층의 구조일 수 있다.
게이트 절연막(317) 상의 소정 영역에는 게이트 전극(318)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(318)은 Au, Ag, Cu, Ni,Pt, Pd, Al, Mo, Cr 등의 단일막이나, 다층막을 포함하거나, Al:Nd, Mo:W와 같은 함금을 포함할 수 있다.
게이트 전극(318) 상에는 층간 절연막(319)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(319)은 실리콘 산화물이나, 길리콘 질화물과 같은 절연성 소재로 형성돌 수 있다. 또한, 상기 층간 절연막(319)은 절연성 유기막으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(319) 상에는 소스 전극(320)과, 드레인 전극(321)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 게이트 절연막(317) 및 층간 절연막(319)에는 이들의 일부를 제거하는 것에 의하여 콘택 홀이 형성되고, 콘택 홀을 통하여 소스 영역(314)에 대하여 소스 전극(320)이 전기적으로 연결되고, 드레인 영역(315)에 대하여 드레인 전극(321)이 전기적으로 연결될 수 있다.
소스 전극(320)과, 드레인 전극(321)상에는 패시베이션막(322)이 형성될 수 있다. 패시베이션막(322)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물과 같은 무기막이나, 또는, 유기막으로 형성될 수 있다.
패시베이션막(322) 상에는 평탄화막(323)이 형성될 수 있다. 평탄화막(323)은 아크릴(acryl), 폴리이미드(pilyimide), BCB(Benzocyclobutene) 등의 유기막을 포함한다.
박막 트랜지스터 상부에는 유기 발광 소자(OLED)가 형성될 수있다. 유기 발과 소자(OLED)는 제1 전극(325)과, 제2 전극(327)과, 제1 전극(325)과 제2 전극(327) 사이에 개재되는 중간층(326)을 포함한다.
제1 전극(325)은 콘택 홀을 통하여 소스 전극(320)이나 드레인 전극(321) 중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되어 잇다. 제1 전극(325)은 픽셀 전극에 대응된다.
제1 전극(325)은 에노우드로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 제1 전극(325)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
이를 테면, 제1 전극(325)이 투면 전극으로 사용시, 제1 전극(325)은 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 포함한다. 제1 전극(325)이 반사형 전극으로 사용시, 제1 전극(325)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성하고, 이후, 상기 반사막의 상부에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 형성할 수 있다.
평탄화막(323) 상에는 유기 발광 소자의 제1 전극(325)의 가장자리를 덮도록 픽셀 정의막(pixel define layer, PDL, 324)이 형성될 수 있다. 픽셀 정의막(324)은 제1 전극(325)의 가장자리를 둘러싸는 것에 의하여 각 서브 픽셀의 발광 영역을 정의한다.
픽셀 정의막(324)은 유기물이나, 무기물로 형성하게 된다. 이를테면, 상기 픽셀 정의막(324)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 벤조사이클로부텐, 아크릴 수지, 페놀 수지 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성할 수 있다. 픽셀 정의막(324)은 단일막으로 형성되거나, 다중막을 형성할 수 있다.
제1 전극(325) 상에는 픽셀 정의막(324)의 일부를 에칭하는 것에 의하여 노출된 영역에 중간층(326)이 형성될 수 있다. 중간층(326)은 증착 공정에 의하여 형성시킬 수 있다.
중간층(326)은 저분자 유기물이나, 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 중간층(326)은 유기 발광층(emissive layer, EML)을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(326)은 유기 발광층을 구비하고, 그 외에, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 전자 주입층(electron injection layer EIL) 중 적어도 어느 하나를 더 구비할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 중간층(326)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
중간층(326) 상에는 제2 전극(327)을 형성할 수 있다. 제2 전극(327)은 커먼 전극에 대응된다. 제2 전극(327)은 제1 전극(325)과 마찬가지로 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성할 수 있다.
제1 전극(325)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성 시에 각 서브 픽셀의 개구와 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 반면에, 제2 전극(327)은 투명 전극이나, 반사형 전극을 디스플레이부 상에 전면 증착할 수 있다. 대안으로는, 제2 전극(327)은 전면 증착 대신에 특정한 패턴으로 형성될 수 있음은 물론이다. 제1 전극(325)과, 제2 전극(327)은 위치가 서로 반대로 하여 적층될 수 있음은 물론이다.
한편, 제1 전극(325)과, 제2 전극(327)은 중간층(326)에 의하여 서로 절연되어 있다. 제1 전극(325) 및 제2 전극(327)에 전압이 인가되면, 중간층(326)에서 가시광이 발광하여 사용자가 인식할 수 있는 화상이 구현된다.
유기 발광 소자의 상부에는 밀봉부(340, encapsulation)가 형성될 수 있다. 상기 밀봉부(340)는 외부의 수분이나 산소 등으로부터 중간층(326) 및 다른 박막을 보호하기 위하여 형성되는 것이다.
밀봉부(340)는 유기막이나, 무기막이 각각 적어도 한 층 적층된 구조일 수 있다. 예컨데, 밀봉부(340)는 에폭시, 폴리이미드, 폴리에틸렌체레프팔레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴라아크릴레이트 등과 같은 적어도 하나의 유기막(314, 342)과, 실리콘 옥사이드(SiO2), 실리콘 나이트 라이드(SiNx), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 티타늄 옥사이드(TiO2), 지르코늄 옥사이드(ZrOx), 징크 옥사이드(ZnO) 등과 같은 적어도 하나의 무기막(343, 344, 345)이 적층된 구조일 수 있다.
밀봉부(340)는 유기막(341, 342)이 적어도 1층이고, 무기막(343, 344, 345)이 적어도 2층의 구조를 가질 수 잇다. 밀봉부(340) 중 외부로 노출된 최상층(345)은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기막으로 형성시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 마스크 프레임 조립체 130: 용접부
60: 레이저 조사부 200: 프레임
70: 기계식 절단기 210: 베이스부
100: 마스크 220: 지지부
110: 증착 영역 221: 안착면
111: 패턴부 222: 연결면
112: 바디부 223: 오목부
120: 잉여 영역 230: 개구부
60: 레이저 조사부 200: 프레임
70: 기계식 절단기 210: 베이스부
100: 마스크 220: 지지부
110: 증착 영역 221: 안착면
111: 패턴부 222: 연결면
112: 바디부 223: 오목부
120: 잉여 영역 230: 개구부
Claims (19)
- 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 증착 영역을 포함하는 마스크; 및
베이스부와, 상기 베이스부로부터 돌출되도록 형성되어 상기 마스크를 지지하는 지지부를 구비하는 프레임;을 포함하되,
상기 마스크의 모서리가 상기 베이스부를 향하도록 절곡되어 형성되며,
상기 프레임은 상기 마스크와 마주보는 상기 지지부의 면과, 상기 마스크와 마주보는 상기 베이스부의 면을 서로 연결하도록 형성되며, 상기 마스크를 지지하는 연결면을 더 포함하는 마스크 프레임 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 증착 영역은,
외곽 영역이 상기 지지부에 의해 지지되는 바디부와,
상기 바디부에 형성되어 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 패턴부를 포함하는, 마스크 프레임 조립체. - 제2 항에 있어서,
상기 바디부의 상기 외곽 영역의 모서리가 상기 베이스부를 향하는 방향으로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 삭제
- 삭제
- 제2 항에 있어서,
상기 바디부의 상기 외곽 영역의 모서리가 상기 연결면을 향하는 방향으로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 연결면에는 하나 이상의 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 제7 항에 있어서,
상기 증착 영역은,
외곽 영역이 상기 지지부에 의해 지지되는 바디부와,
상기 바디부에 형성되어 증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 패턴부를 포함하는, 마스크 프레임 조립체. - 제8 항에 있어서,
상기 바디부의 상기 외곽 영역의 모서리가 상기 오목부를 향하는 방향으로 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 베이스부와, 상기 베이스부로부터 돌출되는 지지부를 포함하는 프레임을 준비하는 단계;
증착 물질을 통과시키는 증착 영역과 상기 증착 영역에 연결되어 형성되는 잉여 영역을 포함하는 마스크를 준비하는 단계;
상기 프레임에 상기 마스크를 정렬하는 단계;
상기 마스크와 상기 프레임이 접하는 면의 반대측에서 몰드부로 상기 마스크를 가압하여 상기 마스크의 형상을 상기 프레임의 형상에 대응하도록 변형시키는 단계;
상기 잉여 영역을 절삭하는 단계;를 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 프레임에 상기 마스크를 정렬하는 단계는,
상기 증착 영역과 상기 잉여 영역이 접하는 경계면을 상기 베이스부에 위치시키는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제10항 에 있어서,
상기 프레임은 상기 지지부의 기판과 마주보는 면과 상기 베이스부의 기판과 마주보는 면을 연결하도록 형성되며, 상기 마스크를 지지하는 연결면을 더 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 프레임에 상기 마스크를 정렬하는 단계는,
상기 증착 영역과 상기 잉여 영역이 접하는 경계면을 상기 연결면에 위치시키는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 연결면에는 하나 이상의 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제14 항에 있어서,
상기 프레임에 상기 마스크를 정렬하는 단계는,
상기 증착 영역과 상기 잉여 영역이 접하는 경계면을 상기 오목부에 위치시키는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 잉여 영역을 절삭하는 방법으로,
상기 증착 영역과 상기 잉여 영역의 경계면에 레이저 광을 조사하는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 잉여 영역을 절삭하는 방법으로,
상기 증착 영역과 상기 잉여 영역의 경계면을 기계식 절단기(mechanical cutter)로 절삭하는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 프레임에 상기 마스크를 정렬하는 단계와 상기 몰드부로 상기 마스크를 가압하는 단계 사이에,
상기 프레임과 상기 마스크를 결합하는 단계를 더 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 기판 및 마스크 프레임 조립체를 챔버 내부로 장입하는 단계;
상기 기판과 상기 마스크 프레임 조립체를 정렬하는 단계; 및
증착원으로부터 분사된 증착 물질을 마스크 프레임 조립체의 개구부를 통하여 상기 기판에 증착시키는 단계;를 포함하고,
상기 마스크 프레임 조립체는,
증착 물질을 통과시키는 하나 이상의 증착 영역을 포함하는 마스크; 및
베이스부와, 상기 베이스부로부터 돌출되도록 형성되어 상기 마스크를 지지하는 지지부를 구비하는 프레임;을 포함하되,
상기 마스크의 모서리가 상기 베이스부를 향하도록 절곡되어 형성되며,
상기 프레임은 상기 마스크와 마주보는 상기 지지부의 면과, 상기 마스크와 마주보는 상기 베이스부의 면을 서로 연결하도록 형성되며, 상기 마스크를 지지하는 연결면을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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