KR102325208B1 - 도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치 - Google Patents

도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 불량발생률이 저감되고 균일한 품질의 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있도록 하는 도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 위하여, 베이스기판과, 상기 베이스기판 상에 배치되며 관통구 또는 상기 베이스기판으로부터 먼 방향의 면에 형성된 홈을 갖는 광열변환층과, 상기 베이스기판과 상기 광열변환층 사이에 개재되며 관통홀을 갖는 반사층을 구비하는, 도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치{Donor mask, method for manufacturing organic light-emitting display apparatus, and organic light-emitting display apparatus}
본 발명의 실시예들은 도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 불량발생률이 저감되고 균일한 품질의 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있도록 하는 도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기발광 디스플레이 장치는 디스플레이 영역에 유기발광 소자를 구비하는 디스플레이 장치로서, 유기발광 소자는 상호 대향된 화소전극 및 대향전극과, 화소전극과 대향전극 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 중간층을 구비한다.
이러한 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 시 발광층을 형성하는 방법으로 다양한 방법을 이용할 수 있는데, 예컨대 증착법 또는 잉크젯 프린팅법 등을 이용할 수 있다.
그러나 이러한 종래의 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에는, 발광층 등의 형성과정이 복잡하거나 제조가 계속됨에 따라 불량 발생률이 높아진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 불량발생률이 저감되고 균일한 품질의 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있도록 하는 도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 베이스기판과, 상기 베이스기판 상에 배치되며 관통구 또는 상기 베이스기판으로부터 먼 방향의 면에 형성된 홈을 갖는 광열변환층과, 상기 베이스기판과 상기 광열변환층 사이에 개재되며 관통홀을 갖는 반사층을 구비하는, 도너마스크가 제공된다.
상기 관통구 또는 상기 홈은 상기 관통홀을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성된 것일 수 있다.
이때, 상기 관통구 또는 상기 홈은 상기 관통홀 근방에 위치할 수 있다. 또는, 상기 관통구 또는 상기 홈은 상기 관통홀에 대응하도록 위치하되, 상기 관통홀 근방에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 복수개의 화소전극들이 형성된 기판을 준비하는 단계와, 베이스기판과 베이스기판 상에 배치되며 관통구 또는 베이스기판으로부터 먼 방향의 면에 형성된 홈을 갖는 광열변환층과 베이스기판과 광열변환층 사이에 개재되며 관통홀을 갖는 반사층을 구비하는 도너마스크를 준비하는 단계와, 도너마스크의 광열변환층 상에 전사층을 증착하는 단계와, 기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계와, 도너마스크의 전사층의 관통홀에 대응하는 부분을 기판 상의 복수개의 화소전극들 중 적어도 일부 상으로 전사하는 단계를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법이 제공된다.
한편, 복수개의 화소전극들 각각의 가장자리를 덮는 화소정의막을 형성하는 단계와, 화소정의막 상에 스페이서를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 얼라인하는 단계는, 스페이서가 광열변환층의 관통구 또는 홈에 대응하도록 기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계일 수 있다.
이때, 상기 얼라인하는 단계는, 스페이서의 적어도 일부가 광열변환층의 관통구 또는 홈 내에 위치한 전사층의 부분 상에 위치하도록 기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계일 수 있다.
또는, 상기 얼라인하는 단계는, 스페이서의 적어도 일부가 광열변환층의 관통구 또는 홈 내에 위치하도록 기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계일 수 있다.
한편, 관통구 또는 홈은 관통홀을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성된 것일 수 있다.
이때, 관통구 또는 홈은 관통홀 근방에 위치할 수 있다. 또는, 관통구 또는 홈은 관통홀에 대응하도록 위치하되, 관통홀 근방에 위치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 기판과, 상기 기판 상에 배치된 화소전극과, 상기 화소전극의 가장자리를 덮는 화소정의막과, 상기 화소정의막 상에 위치하며 상기 화소정의막보다 폭이 좁은 스페이서와, 상기 화소전극 상에 위치한 발광층과, 상기 발광층과 동일물질을 포함하며 상기 스페이서의 상기 화소전극 방향 측면 상에 위치한 더미발광층을 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 스페이서는 상기 화소전극을 둘러싸는 폐경로를 따라 연장된 것일 수 있다. 이때, 상기 스페이서는 상기 화소전극을 일주(一周)하는 것일 수 있다.
한편, 상기 화소정의막과 상기 스페이서는 일체(一體)일 수 있다.
상기 더미발광층은 상기 화소정의막 상에까지 연장될 수 있다. 나아가, 상기 더미발광층과 상기 발광층은 일체(一體)일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 불량발생률이 저감되고 균일한 품질의 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있도록 하는 도너마스크, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법 및 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에 따른 제조공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 5는 비교예에 따른 제조방법에서 사용되는 도너마스크를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도너마스크의 일부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
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.
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.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 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.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에 따른 제조공정들을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
먼저 도 1에 도시된 것과 같이 백플레인을 준비한다. 여기서 백플레인이라 함은 적어도 기판(100)과, 기판(100) 상에 형성된 화소전극(210)과, 화소전극(210)의 중앙부를 포함한 적어도 일부를 노출시키도록 형성된 화소정의막(180)을 포함하는 것으로 이해할 수 있다. 이때 화소정의막(180)은 기판(100)을 중심으로 할 시 화소전극(210)보다 돌출된 형상을 가질 수 있다. 그리고 이러한 화소정의막(180) 상에는 스페이서(190)가 배치될 수 있다.
화소전극(210)은 (반)투명전극 또는 반사전극일 수 있다. (반)투명전극일 경우, 예컨대 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3 indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminium zinc oxide)로 형성될 수 있다. 반사전극일 경우에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 포함할 수 있다. 물론 화소전극(210)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능하다.
화소정의막(180)은 각 부화소들에 대응하는 개구, 즉 화소전극(210)의 중앙부 또는 화소전극(210) 전체가 노출되도록 하는 개구를 가짐으로써 화소를 정의하는 역할을 할 수 있다. 또한, 화소정의막(180)은 화소전극(210)의 단부와 화소전극(210) 상부의 대향전극(미도시) 사이의 거리를 증가시킴으로써 화소전극(210)의 단부에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
물론 백플레인은 필요에 따라 그 외의 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예컨대 도 1에 도시된 것과 같이 기판(100) 상에 박막트랜지스터(TFT)나 커패시터(Cap)가 형성될 수 있다. 그리고 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층으로 침투하는 것을 방지하기 위해 형성된 버퍼층(110), 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층과 게이트전극을 절연시키기 위한 게이트절연막(130), 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극/드레인전극과 게이트전극을 절연시키기 위한 층간절연막(150) 및 박막트랜지스터(TFT)를 덮으며 상면이 대략 평평한 평탄화막(170) 등이나 다른 구성요소들을 구비할 수 있다.
그리고 도 2에 도시된 것과 같은 도너마스크(300)를 준비한다. 도너마스크(300)는 베이스기판(310), 반사층(320) 및 광열변환층(330)을 가질 수 있다. 그리고 이러한 도너마스크(300) 상에 전사층(340)을 증착한다.
도너마스크(300)의 준비 및 전사층(340) 증착은, 물론 백플레인을 준비하기 전에 이루어질 수도 있고 그 이후에 이루어질 수도 있으며 또는 백플레인을 준비하는 것과 병행하여 이루어질 수도 있다.
베이스기판(310)은 도너마스크(300)의 전체적인 외형을 이루는 것으로서, 광열변환층(330)에 빛을 전달하기 위하여 글라스로 형성될 수 있다. 물론 경우에 따라서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)와 같은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌 및/또는 폴리스티렌으로 형성될 수도 있다.
광열변환층(330)은 플래쉬램프광이나 레이저빔이 조사될 시 이를 흡수하여 흡수한 플래쉬램프광이나 레이저빔의 에너지의 적어도 일부를 열로 변환시키는 층이다. 이러한 광열변환층(330)은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 있는 알루미늄이나 은과 같은 금속막이거나, 그러한 금속의 산화물/황화물막이거나, 카본 블랙이나 흑연 등을 포함하는 고분자 유기막 등일 수 있다. 광열변환층(330)은 도면에 도시된 것과 같이 베이스기판(310)에 대응하도록 형성될 수 있다.
이러한 광열변환층(330)은 베이스기판(310)으로부터 먼 방향의 면에 형성된 홈(330a)을 갖는다. 이에 따라 도너마스크(300)에 전사층(340)을 증착하게 되면, 전사층(340)의 베이스기판(310)으로부터 먼 방향의 면 역시 광열변환층(330)의 홈(330a)에 대응하는 홈을 갖게 된다.
반사층(320)은 베이스기판(310)과 광열변환층(330) 사이에 개재된다. 이 반사층(320)은 복수개의 관통홀(h)들을 갖는다. 이에 따라 반사층(320)은 관통홀(h)들에 대응하는 투과영역(TA)들과 그 이외의 부분에 대응하는 블록영역(BA)을 갖는다.
이와 같은 반사층(320)은 베이스기판(310) 상에 마스크를 이용해 복수개의 관통홀(h)들을 갖도록 형성하거나, 균일한 두께의 층을 형성한 후 그 일부를 제거하여 복수개의 관통홀(h)들을 형성하는 등의 방법을 통해 형성될 수 있다. 이러한 반사층(320)은 Ti, Al, Cu, Ag, Mo, 이들의 합금, CrN, TiAlCu 등을 이용해 형성할 수 있다. 또는, 반사층(320)은 TiOx, SiOx, SiCN 등으로 형성할 수도 있다.
전사층(340)은 광열변환층(330)에서 발생된 열에 의해 증발, 기화 또는 승화될 수 있는 층으로, 발광물질을 포함하는 층일 수 있다.
이와 같이 전사층(340)이 증착된 도너마스크(300)와 백플레인을 준비한 후, 도 2에 도시된 것과 같이 전사층(340)이 백플레인의 화소전극(210)과 화소정의막(180)을 바라보도록 도너마스크(300)를 배치한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 것과 같이 백플레인의 화소전극(210)과 화소정의막(180)이 하방(-z 방향)을 향하도록 배치하고, 백플레인의 하부에 도너마스크(300)를 배치한다. 물론 전사층(340)이 화소전극(210)과 화소정의막(180)을 바라보도록 한다면, 도너마스크(300)와 백플레인의 배치 위치는 바뀔 수도 있다.
이와 같이 백플레인과 도너마스크(300)를 배치하기에 앞서, 화소전극(210) 상에 또는 기판(100)의 전면(全面)에 정공주입층이나 정공수송층 등과 같은 층이 미리 형성되도록 할 수도 있다.
도 2에 도시된 것과 같이 백플레인과 도너마스크(300)를 배치할 시, 백플레인과 도너마스크(300)를 정확하게 얼라인할 필요가 있다. 즉, 도너마스크(300)의 반사층(320)의 투과영역(TA)이 백플레인의 사전설정된 부분에 대응하도록, 백플레인과 도너마스크(300)를 얼라인할 필요가 있다. 도 2에서는 도너마스크(300)의 전사층(340)이 적색광을 방출할 수 있는 발광물질을 포함하는 경우이기에, 도너마스크(300)의 반사층(320)의 관통홀(h)이 적색부화소(R)의 화소전극(210)에 대응하도록, 백플레인과 도너마스크(300)를 얼라인한 것으로 도시하고 있다.
이후, 도 3에 도시된 것과 같이 도너마스크(300)에 플래쉬램프나 레이저빔 발진기로 램프광이나 레이저빔을 조사하여, 도너마스크(300)의 전사층(340)의 일부를 백플레인으로 전사한다. 이때, 도너마스크(300)의 전면(全面)에 플래쉬램프나 레이저빔 발진기로 램프광이나 레이저빔을 조사하더라도, 램프광이나 레이저빔은 대부분 반사층(320)에 의해 차단되고 반사층(320)의 관통홀(h)에 대응하는 투과영역(TA)에서만 광열변환층(330)에 도달하게 된다. 이에 따라 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 투과영역(TA)에 대응하는 부분만 증발, 기화 또는 승화되어, 도 4에 도시된 것과 같이 적색부화소(R)의 화소전극(210)에만 적색발광층(220R)이 형성된다.
이때, 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 투과영역(TA)에 대응하는 부분이 증발, 기화 또는 승화된 후, 대부분은 백플레인의 적색부화소(R)의 화소전극(210) 상에 증착되지만, 일부는 적색부화소(R)의 화소전극(210) 상에 증착되지 않고 다른 곳에 증착될 수 있다. 이는 전사층(340)이 증발, 기화 또는 승화된 후 방사 방향으로 퍼지면서 백플레인 쪽으로 향하기 때문이다. 특히 대면적의 유기발광 디스플레이 장치를 제조하거나 대면적의 모기판(mother glass)을 이용해 복수개의 유기발광 디스플레이 장치를 동시에 제조할 경우, 백플레인과 도너마스크(300) 사이의 간격이 벌어질 수도 있다. 이 경우 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 투과영역(TA)에 대응하는 부분이 증발, 기화 또는 승화된 후, 일부분은 백플레인의 적색부화소(R)의 화소전극(210)이 아닌 인접한 녹색부화소(G)나 청색부화소(B)의 화소전극(210) 상으로 향할 수 있다.
하지만 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법의 경우, 백플레인이 화소정의막(180) 상에 위치한 스페이서(190)를 갖는바, 적색부화소(R)의 화소전극(210)이 아닌 다른 곳으로 향하는 물질을 스페이서(190)를 통해 차단할 수 있다. 이에 따라 스페이서(190)의 화소전극(210) 방향의 측면(190a) 상에는 더미발광층(220R')이 형성된다.
특히 이러한 차단을 위해, 백플레인과 도너마스크(300)를 얼라인할 시, 백플레인의 스페이서(190)가 광열변환층(330)의 홈(330a)에 대응하도록 백플레인과 도너마스크(300)를 얼라인할 수 있다. 이에 따라 스페이서(190)의 도너마스크(300) 방향(-z 방향)의 적어도 일부가 광열변환층(330)의 홈(330a) 내에 위치한 전사층(340)의 부분 상에 위치하게 된다.
구체적으로, 전사층(340)의 베이스기판(310)으로부터 먼 방향의 면 역시 광열변환층(330)의 홈(330a)에 대응하는 홈을 갖게 되기에, 스페이서(190)의 도너마스크(300) 방향(-z 방향)의 적어도 일부가 그러한 전사층(340)의 홈 내에 위치하게 된다. 그 결과, 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 투과영역(TA)에 대응하는 부분이 증발, 기화 또는 승화된 후, 적색부화소(R)의 화소전극(210) 상에 증착되지 않고 다른 곳으로 향하는 일부를 스페이서(190)를 통해 확실하게 차단할 수 있다. 스페이서(190)의 도너마스크(300) 방향(-z 방향)의 적어도 일부가 그러한 전사층(340)의 홈 내에 위치하도록 하고 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 투과영역(TA)에 대응하는 부분이 증발, 기화 또는 승화되도록 하기 위해, 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h)과 중첩하지 않는다. 전술한 것과 같이 반사층(320)은 관통홀(h)들에 대응하는 투과영역(TA)들과 그 외의 부분에 대응하는 블록영역(BA)을 갖기 때문이다. 따라서 도 2 등에 도시된 것과 같이, 베이스기판(310)에 수직인 방향(z축 방향)에서 바라볼 시, 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h) 외의 부분과 중첩한다.
만일 도너마스크(300)의 광열변환층(330)이 홈(330a)을 갖지 않는다면, 즉 비교예에 따른 제조방법에서 사용되는 도너마스크(30)를 개략적으로 도시하는 단면도인 도 5에 도시된 것과 같이 도너마스크(30)가 베이스기판(31), 패터닝된 반사층(32) 및 홈이 없는 광열변환층(33)을 갖는다면, 전사층(34) 중 투과영역(TA)에 대응하는 부분이 증발, 기화 또는 승화된 후, 일부가 백플레인 상에 증착되지 않고 전사층(34) 상에 증착될 수 있다. 도 5에서는 이에 따라 전사층(34) 상에 잉여층(34a)이 형성된 것을 도시하고 있다.
도너마스크(300, 30)는 1회용이 아니라, 전사층(340, 34)의 일부분을 증발, 기화 또는 승화시켜 백플레인 상에 발광층을 증착한 후, 도너마스크(300, 30)에 다시 전사층(340, 30)을 증착하여 반복하여 사용하게 된다. 도 5에 도시된 비교예에 따른 제조방법에서 사용되는 도너마스크(30)의 경우 이와 같은 반복사용에 따라 잉여층(34a)의 높이가 점진적으로 높아지고, 그 결과 백플레인과 도너마스크(30)의 갭을 유지하는데 문제를 발생시키게 된다.
이상적으로는 도너마스크(300, 30)와 백플레인을 밀착시키는 것이 바람직하다. 그러나 전술한 것과 같이 대면적의 유기발광 디스플레이 장치를 제조하거나 대면적의 모기판(mother glass)을 이용해 복수개의 유기발광 디스플레이 장치를 동시에 제조할 경우, 백플레인과 도너마스크(300) 사이의 간격이 벌어지게 된다. 백플레인에는 스페이서(190)가 존재하기에, 전사층의 물질이 백플레인 상에 증착되는 과정에서 사전설정된 화소전극이 아닌 다른 화소전극 상에 증착되는 것은 스페이서(190)를 통해 방지할 수 있다. 하지만 백플레인에 스페이서(190)가 존재한다 하더라도, 도 5에 도시된 것과 같이 도너마스크(30)의 광열변환층(33)에 홈이 존재하지 않는다면, 전사층의 물질이 백플레인 상에 증착되는 과정에서 일부가 전사층(34) 상에 재증착되거나 쌓여 잉여층(34a)이 형성되는 것을 방지할 수 없다.
그러나 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법의 경우, 홈(330a)이 형성된 광열변환층(330)을 갖는 도너마스크(300)를 이용한다. 이에 따라 전사층(340)의 베이스기판(310)으로부터 먼 방향의 면 역시 광열변환층(330)의 홈(330a)에 대응하는 홈을 갖게 되기에, 백플레인의 스페이서(190)의 도너마스크(300) 방향(-z 방향)의 적어도 일부가 그러한 전사층(340)의 홈 내에 위치하게 된다. 그 결과, 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 투과영역(TA)에 대응하는 부분이 증발, 기화 또는 승화된 후, 적색부화소(R)의 화소전극(210) 상에 증착되지 않고 다른 곳으로 향할 경우, 그러한 물질들이 전사층(340) 상에 안착하기 전에 스페이서(190)의 측면(190a) 상에 안착하도록 할 수 있다. 이에 따라 도 5에 도시된 것과 같은 잉여층(34a)이 전사층(34) 상에 형성되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 도너마스크(300)를 반복 사용하더라도 도너마스크(300)와 백플레인 사이의 갭 유지에 있어서 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.
이와 같이 적색발광층(220R)을 형성한 후, 도너마스크(300)를 교체하여 녹색발광층이나 청색발광층을 녹색부화소(G)나 청색부화소(B)의 화소전극(210) 상에 형성할 수 있다. 그리고 필요에 따라 전자주입층, 전자수송층 등을 형성하고, 적색부화소(R), 녹색부화소(G) 및 청색부화소(B)에 대응하는 대향전극을 형성함으로써, 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
한편, 필요에 따라서는 도너마스크(300)의 광열변환층(330)의 홈(330a)을 더욱 깊게 형성하여, 백플레인의 스페이서(190)의 적어도 일부가 광열변환층(330)의 홈(330a) 내에 위치하도록 할 수도 있다. 이를 통해 백플레인 상에 더욱 정확하게 발광층이 증착되도록 하고, 아울러 도너마스크(300)의 전사층(340) 상에서의 잉여층의 형성을 확실하게 방지할 수 있다.
한편, 전술한 것과 같이 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 반사층(320)의 관통홀(h)에 대응하는 부분은 증발, 기화 또는 승화된 후, 방사 방향으로 퍼지게 된다. 따라서 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h)을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성되도록 할 수 있다. 도 6에서는 광열변환층(330)의 홈(330a)이 반사층(320)의 각각의 관통홀(h)을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성된 것으로 도시하고 있다. 이 경우 도시된 것과 같이 (y축 방향으로) 인접한 관통홀(h)들 사이에서 광열변환층(330)의 홈(330a)이 공유되는 형상으로 홈(330a)이 형성될 수도 있다. 즉, 광열변환층(330)의 홈(330a)은 "H" 모양이 상하로 복수개 배치되되 서로 연결된 형상을 가질 수 있다.
물론 도너마스크(300)의 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h) 근방에 위치하도록 할 필요가 있다. 구체적으로, 도너마스크(300)의 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h)에 대응하도록 위치하되, 관통홀(h) 근방에 위치하도록 할 필요가 있다. 관통홀(h)에 대응하는 전사층(340)의 부분이 증발, 기화 또는 승화되고, 그 일부가 관통홀(h)에 대응하는 전사층(340)의 부분 근방에서 잉여층이 될 수 있기 때문이다. 따라서 그러한 잉여층이 형성되는 것을 방지하기 위해, 도너마스크(300)의 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h)에 대응하도록 위치하되, 관통홀(h) 근방에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 것과 같은 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에 있어서 광열변환층(330)이 홈(330a)을 갖는 것으로 설명하였으나, 광열변환층(330)은 홈(330a)이 아니라 관통구를 가질 수도 있다. 즉, 상술한 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에 있어서, 사용하는 도너마스크의 광열변환층(330)은 광열변환층(330)을 관통하는 관통구를 가질 수 있다. 이 경우 반사층(320)의 일부는 광열변환층(330)의 관통구에 의해 노출될 수 있다. 물론 필요에 따라서 반사층(320)과 광열변환층(330) 사이에 단열층(미도시)을 개재시킬 수도 있는바, 이 경우에는 광열변환층(330)의 관통구에 의해 단열층의 일부가 노출될 수 있다.
지금까지 유기발광 디스플레이 장치의 제조방법에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상술한 것과 같은 제조방법에서 사용되는 도너마스크(300) 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도너마스크(300)는 도 2 내지 도 4 및 도 6에 도시된 것과 같이 베이스기판(310), 반사층(320) 및 광열변환층(330)을 가질 수 있다. 물론 광열변환층(330) 상에는 전사층(340)이 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.
베이스기판(310)은 도너마스크(300)의 전체적인 외형을 이루는 것으로서, 광열변환층(330)에 빛을 전달하기 위하여 글라스로 형성될 수 있다. 물론 경우에 따라서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET)와 같은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌 및/또는 폴리스티렌으로 형성될 수도 있다.
광열변환층(330)은 플래쉬램프광이나 레이저빔이 조사될 시 이를 흡수하여 흡수한 플래쉬램프광이나 레이저빔의 에너지의 적어도 일부를 열로 변환시키는 층이다. 이러한 광열변환층(330)은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 있는 알루미늄이나 은과 같은 금속막이거나, 그러한 금속의 산화물/황화물막이거나, 카본 블랙이나 흑연 등을 포함하는 고분자 유기막 등일 수 있다. 광열변환층(330)은 베이스기판(310)으로부터 먼 방향의 면에 형성된 홈(330a)을 갖는다.
반사층(320)은 복수개의 관통홀(h)들을 갖도록 패터닝된 형상을 갖는다. 이에 따라 반사층(320)은 관통홀(h)들에 대응하는 투과영역(TA)과, 그 이외의 차단영역(BA)을 갖는다. 반사층(320)은 도 2 등에 도시된 것과 같이 단일층 구조를 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 반사층(320)은 필요에 따라 다층구조를 가질 수도 있다. 예컨대 반사층(320)은 차단영역(BA)에 대응하는 광차단층(미도시)을 가질 수 있다. 광차단층은 광차단 성능이 우수한 금속이나 블랙매트릭스용 물질 등을 포함할 수 있다. 물론 반사층(320)은 이와 다른 구조를 취할 수도 있는데, 예컨대 금속층과 무기층의 다층구조를 취할 수도 있고, 무기층만의 다층구조일 수도 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 도너마스크(300)는 전술한 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치 제조방법에서 사용되어, 유기발광 디스플레이 장치들을 제조할 시 예컨대 적색발광층용 물질이 적색부화소(R)의 화소전극(210)이 아닌 다른 부화소의 화소전극 상에 증착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 아울러 이와 같은 본 실시예에 따른 도너마스크(300)는 유기발광 디스플레이 장치 제조 중에, 도너마스크(300)의 전사층(340)에서 증발, 기화 또는 승화된 물질이 다시 전사층(340)에 재증착되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있다. 이를 통해 불량을 최소화하고 균일한 품질의 유기발광 디스플레이 장치를 제조하는데 사용될 수 있으며 아울러 반복사용에도 불구하고 백플레인과의 갭 유지에 어려움이 없는 도너마스크를 구현할 수 있다.
한편, 도너마스크(300)의 전사층(340) 중 반사층(320)의 관통홀(h)에 대응하는 부분은 증발, 기화 또는 승화된 후, 방사 방향으로 퍼지게 된다. 따라서 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h)을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성되도록 할 수 있다. 도 6에서는 광열변환층(330)의 홈(330a)이 반사층(320)의 각각의 관통홀(h)을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성된 것으로 도시하고 있다. 이 경우 도시된 것과 같이 (y축 방향으로) 인접한 관통홀(h)들 사이에서 광열변환층(330)의 홈(330a)이 공유되는 형상으로 홈(330a)이 형성될 수도 있다. 즉, 광열변환층(330)의 홈(330a)은 "H" 모양이 상하로 복수개 배치되되 서로 연결된 형상을 가질 수 있다.
물론 도너마스크(300)의 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h) 근방에 위치하도록 할 필요가 있다. 구체적으로, 도너마스크(300)의 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h)에 대응하도록 위치하되, 관통홀(h) 근방에 위치하도록 할 필요가 있다. 관통홀(h)에 대응하는 전사층(340)의 부분이 증발, 기화 또는 승화되고, 그 일부가 관통홀(h)에 대응하는 전사층(340)의 부분 근방에서 잉여층이 될 수 있기 때문이다. 따라서 그러한 잉여층이 형성되는 것을 방지하기 위해, 도너마스크(300)의 광열변환층(330)의 홈(330a)은 반사층(320)의 관통홀(h)에 대응하도록 위치하되, 관통홀(h) 근방에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 것과 같은 도너마스크(300)에 있어서 광열변환층(330)이 홈(330a)을 갖는 것으로 설명하였으나, 광열변환층(330)은 홈(330a)이 아니라 관통구를 가질 수도 있다. 이 경우 반사층(320)의 일부는 광열변환층(330)의 관통구에 의해 노출될 수 있다. 물론 필요에 따라서 반사층(320)과 광열변환층(330) 사이에 단열층(미도시)을 개재시킬 수도 있는바, 이 경우에는 광열변환층(330)의 관통구에 의해 단열층의 일부가 노출될 수 있다.
지금까지 유기발광 디스플레이 장치 제조방법이나 도너마스크에 대해 설명하였지만, 그와 같은 방법을 통해 제조된 유기발광 디스플레이 장치 역시 본 발명의 범위에 속한다. 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 그 일부는 도 4에 도시된 것과 같은 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 4는, 녹색부화소(G)나 청색부화소(B)에서의 발광층, 그리고 기판(100)의 전면(全面) 대부분에 대응하도록 형성된 대향전극 등을 제외하고, 개략적으로 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치를 도시하는 단면도인 것으로 이해될 수 있다.
본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치는 화소전극(210)과, 이 화소전극(210)의 가장자리를 덮는 화소정의막(180)과, 화소정의막(180) 상에 위치하며 화소정의막(180)보다 폭이 좁은 스페이서(190)와, 발광층(220R)과, 더미발광층(220R')을 구비한다. 이때 발광층(220R)은 화소전극(210) 상에 위치하고, 더미발광층(220R')은 발광층(220R)과 동일물질을 포함하되, 발광층(220R)으로부터 이격되도록 스페이서(190)의 화소전극(210) 방향 측면(190a) 상에 위치한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우 스페이서(190)를 구비하기 때문에, 제조과정에서 발광층(220R) 형성용 물질이 예컨대 적색부화소(R)가 아닌 다른 부화소 상에 형성되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 아울러 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우, 스페이서(190)를 구비하기 때문에, 제조과정에서 사용되는 도너마스크(300)의 전사층(340) 상에 잉여층이 형성되지 않도록, 그러한 잉여층을 형성할 수 있는 물질이 스페이서(190)의 화소전극(210) 방향 측면(190a) 상에 증착되버리도록 할 수 있다. 이를 통해 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 제조에 있어서 도너마스크(300)를 반복 사용할 수 있도록 할 수 있다.
물론 잉여층을 형성할 수 있는 물질이 스페이서(190)의 측면(190a)에만 안착하는 것이 아니라, 화소정의막(180)의 일부 상에 안착할 수 있다. 이 경우, 도 4에 도시된 것과 같이 스페이서(190)의 측면(190a) 상의 더미발광층(220R')은 화소정의막(180) 상에까지 연장될 수 있다. 경우에 따라서는 도 7에 도시된 것과 같이 더미발광층(220R')과 발광층(220R)이 서로 연결된 일체(一體)일 수도 있다. 이 경우, 스페이서(190)의 측면(190a) 및/또는 화소정의막(180) 상의 더미발광층(220R')의 두께는, 화소전극(210) 상의 발광층(220R)의 두께보다 얇을 수 있다. 이는 더미발광층(220R')이 발광층(220R)을 형성하는 과정에서 일부 외곽으로 방사된 물질로 부수적으로 형성된 것이기 때문이다.
한편, 스페이서(190)가 화소전극(210)을 둘러싸는 폐경로를 따라 연장되도록 할 수 있다. 이는 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치를 제조할 시, 사용되는 도너마스크(300)의 전사층(340)이 증발, 기화 또는 승화된 후 방사 방향으로 퍼지면서 백플레인 쪽으로 향하기 때문이다. 따라서 방사 방향으로 퍼지는 물질을 차단하기 위해, 스페이서(190)가 화소전극(210)을 둘러싸는 폐경로를 따라 연장되도록 할 수 있다. 이때, 스페이서(190)가 화소전극(210)을 일주(一周)하도록 할 수 있다.
도 4 등에서는 화소정의막(180)과 스페이서가 구분되는 것처럼 도시하고 있으나, 필요에 따라서 화소정의막(180)과 스페이서(190)는 일체(一體)일 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판 110: 버퍼층
130: 게이트절연막 150: 층간절연막
170: 평탄화막 180: 화소정의막
190: 스페이서 210: 화소전극
220R': 더미발광층 220R: 발광층
300: 도너마스크 310: 베이스기판
320: 반사층 330: 광열변환층
340: 전사층

Claims (17)

  1. 베이스기판;
    상기 베이스기판에 대응하도록 상기 베이스기판 상에 배치되며, 상기 베이스기판으로부터 먼 방향의 면에 형성된 홈을 갖는, 광열변환층; 및
    상기 베이스기판과 상기 광열변환층 사이에 개재되며, 관통홀을 갖는, 반사층;
    을 구비하며,
    상기 베이스기판에 수직인 방향에서 바라볼 시, 홈은 상기 반사층의 상기 관통홀 외의 부분과 중첩하는, 도너마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 관통홀을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성된, 도너마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈은 상기 관통홀 근방에 위치한, 도너마스크.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 홈은 상기 관통홀에 대응하도록 위치하되, 상기 관통홀 근방에 위치한, 도너마스크.
  5. 복수개의 화소전극들이 형성된 기판을 준비하는 단계;
    베이스기판과, 베이스기판에 대응하도록 베이스기판 상에 배치되며 베이스기판으로부터 먼 방향의 면에 형성된 홈을 갖는 광열변환층과, 베이스기판과 광열변환층 사이에 개재되며 관통홀을 갖는 반사층을 구비하고, 베이스기판에 수직인 방향에서 바라볼 시 광열변환층의 홈이 반사층의 관통홀 외의 부분과 중첩하는, 도너마스크를 준비하는 단계;
    도너마스크의 광열변환층 상에 전사층을 증착하는 단계;
    기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계; 및
    도너마스크의 전사층의 관통홀에 대응하는 부분을 기판 상의 복수개의 화소전극들 중 적어도 일부 상으로 전사하는 단계;
    를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    복수개의 화소전극들 각각의 가장자리를 덮는 화소정의막을 형성하는 단계; 및
    화소정의막 상에 스페이서를 형성하는 단계;
    를 더 포함하고, 상기 얼라인하는 단계는, 스페이서가 광열변환층의 홈에 대응하도록 기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 얼라인하는 단계는, 스페이서의 적어도 일부가 광열변환층의 홈 내에 위치한 전사층의 부분 상에 위치하도록 기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 얼라인하는 단계는, 스페이서의 적어도 일부가 광열변환층의 홈 내에 위치하도록 기판과 도너마스크를 얼라인하는 단계인, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    홈은 관통홀을 둘러싸는 폐경로를 따라 형성된, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    홈은 관통홀 근방에 위치한, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    홈은 관통홀에 대응하도록 위치하되, 관통홀 근방에 위치한, 유기발광 디스플레이 장치 제조방법.
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