KR20050033086A - 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체및, 그것을 이용한 박막 증착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 복수개의 단위 셀에 대응하는 패턴이 형성된 메인 마스크, 상기 메인 마스크에 형성된 개구에 대응하여 상기 메인 마스크상에 중첩되게 배치될 수 있으며, 아이콘 패턴들이 형성된 아이콘 마스크, 상기 메인 마스크에 대응하는 개구가 형성되어 있으며 상기 메인 마스크 및, 아이콘 마스크가 결합되는 마스크 프레임을 구비하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체 및, 그것을 이용한 박막 증착 방법이 제공된다.

Description

유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체 및, 그것을 이용한 박막 증착 방법{Mask frame assembly for depositing thin layer of organic electro luminescence device and deposition method using the same}

본 발명은 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀에 대응하는 패턴이 형성된 메인 마스크와 아이콘 패턴이 형성된 아이콘 마스크가 상호 분리된 상태로 구비되는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체에 관한 것이다.

전자 발광 소자는 능동 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다.

이러한 전자 발광 소자는 발광층을 형성하는 물질에 따라 무기 전자 발광 소자와 유기 전자 발광 소자로 구분되는데, 유기 전자 발광 소자는 무기 전자 발광 소자에 비해 휘도와 응답속도 등의 특성이 우수하고, 컬러 디스플레이가 가능하다는 장점을 가지고 있다.

이러한 유기 전자 발광소자는 투명한 절연기판 상에 소정 패턴으로 형성된 제1전극과, 상기 제1전극이 형성된 절연기판 상에 진공증착법에 의해 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층의 상면에서 상기 제1전극과 교차하는 방향으로 형성된 제2전극(캐소오드 전극)을 포함한다.

이와 같이 구성된 유기 전자 발광소자를 제작함에 있어서, 상기 제1전극은 ITO(indium tin oxide)로 이루어지는데, 이 ITO의 패턴닝은 포토리소그래피 법을 사용하여 염화제2철을 포함하는 식각액 중에서 습식 식각법으로써 패턴화 된다. 그러나 제2전극(캐소오드 전극)을 포토리소그래피법으로써 식각하면 레지스트를 박리하는 과정과, 제2전극을 식각하는 과정에서 수분이 유기 발광층과 제2전극의 경계면으로 침투하게 되므로 유기 전자 발광소자의 성능과 수명특성을 현저하게 열화시키는 문제점을 야기 시킨다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 유기 발광층을 이루는 유기 전자 발광재료와 제2전극을 이루는 재료를 증착법으로 형성하는 방법이 제안되었다.

이러한 증착법을 이용하여 유기 전자 발광소자를 제작하려면, 투명한 절연기판에 ITO 등의 재료로써 제1전극을 스퍼터링법 및 포토리소그래피법에 의해 스트라이프 패턴으로 형성한다. 그리고 제1전극이 형성된 투명기판에 유기 발광층을 적층하여 형성한 후에, 제2전극의 형성패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 유기 발광층에 밀착시킨 후 같은 제2전극 형성재료를 증착한다.

이러한 제조 과정에서 유기 발광층을 증착하기 위한 마스크와 이 마스크를 이용한 유기 전자 발광소자와 그 제조방법이 대한민국 공개 특허공보 2000-0060589호에 개시되어 있다.

여기에 개시된 증착을 위한 마스크는 박판의 본체에 상호 소정 간격 이격 되는 스트라이프 상의 슬롯이 형성된 구조를 가진다.

대한 민국 공개 특허 공보 1998-0071583호에 개시된 마스크는 금속 박판에 슬릿부와 브릿지부가 매쉬형상을 이룬다.

일본 공개 특허공보 2000-12238호에 개시되어 있는 마스크는 전극 마스크부와, 한 쌍의 단자 마스크부를 가지고 있다. 전극 마스크부는 캐소오드 전극 즉, 제2전극 사이의 갭에 해당하는 폭을 구비하고 상호 평행하게 설치되는 스트라이프 상의 마킹부와 복수개의 마킹부의 양단을 각각 연결하는 연결부를 구비한다.

도 1 에 도시된 것은 유기 발광층 박막의 대량 생산을 위한 마스크 조립체에 대한 개략적인 분리 사시도이다.

도면을 참조하면, 마스크 조립체는 마스크(11)와, 상기 마스크(11)에 결합되는 마스크 프레임(12)을 구비한다. 마스크 프레임(12)에는 개구(16)가 형성되며, 상기 개구(16)에 대응되도록 마스크(11)의 면적이 설정된다. 마스크(11)는 마스크 프레임(12)에 클립핑되며, 이때 마스크(11)에 인장력이 가해질 수도 있다.

마스크(11)상에는 다수의 단위 셀(15)이 형성되어 있으며, 다수의 단위 셀(15)은 미세 피치 패턴(13)과 아이콘 패턴(14)을 구비한다. 미세 피치 패턴(13)은 마스크를 천공하여 형성된 다수의 슬릿(slit)과, 슬릿들 사이에 존재하는 스트립(strip)을 구비한다. 또한 아이콘 패턴(14)은 특정의 캐릭터와 같은 소정의 형상으로써 마스크를 천공하여 형성된 것이다.

상기와 같은 구성을 가진 마스크 프레임 조립체를 이용한 유기 발광층 박막의 증착을 개략적으로 설명하면, 진공 챔버(미도시)내에서 제 1 전극이 형성된 기판상에 마스크(11)를 밀착시킨 상태로 유기막 증착 용기로부터 증발되는 유기물을 상기 마스크의 미세 피치 패턴(13)과 아이콘 패턴(14)을 통과시켜서 기판(미도시)상에 소정의 형상으로 증착시키게 되는 것이다.

위에 설명된 바와 같은 마스크 프레임 조립체에서는 하나의 마스크(11)에 구비된 각 단위 셀(15)에 미세 피치 패턴(13)과 아이콘 패턴(14)이 동시에 형성됨으로써 제조 과정에서 다음과 같은 문제점이 발생한다. 대개의 경우, 화면의 크기가 동일할 경우에 미세 피치 패턴(13)의 설계는 변경되지 않지만, 아이콘 패턴(14)의 형상은 고객의 주문에 따라서 자주 변경되므로, 아이콘 패턴(14)이 변경될때마다 전체 마스크(11)를 신규로 제작하여야 한다. 따라서 제조 비용이 증가하고 납기가 지연된다. 또한 아이콘 패턴(14)이 동일한 경우에라도 아이콘의 컬러가 변경되는 경우에는 해당 컬러에 대응하는 마스크의 수가 증가하므로, 마찬가지의 문제점이 발생된다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 미세 피치 패턴이 형성된 마스크와 아이콘 패턴이 형성된 마스크가 상호 분리 상태로 구비된 마스크 프레임 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 미세 피치 패턴이 형성된 마스크와 아이콘 패턴이 형성된 마스크를 상호 분리 상태로 구비하는 마스크 프레임 조립체를 이용하여 유기 전자 발광 소자의 박막을 증착하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면,

복수개의 단위 셀에 대응하는 패턴이 형성된 메인 마스크,

상기 메인 마스크에 형성된 개구에 대응하여 상기 메인 마스크상에 중첩되게 배치될 수 있으며, 아이콘 패턴들이 형성된 아이콘 마스크,

상기 메인 마스크에 대응하는 개구가 형성되어 있으며 상기 메인 마스크 및, 아이콘 마스크가 결합되는 마스크 프레임을 구비하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체가 제공된다.

본 발명의 일 특징에 따르면,

상기 메인 마스크는 상기 마스크 프레임에 접합되고, 상기 아이콘 마스크는 상기 마스크 프레임에 해제 가능하게 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체가 제공된다.

또한 본 발명에 따르면,

단위 셀에 대응하는 패턴과 상기 패턴의 일측에 형성된 개구를 가지며 마스크 프레임에 접합된 메인 마스크를 준비하는 단계;

아이콘 패턴을 가지는 아이콘 마스크를 상기 메인 마스크의 개구에 대응하여 중첩 배치시켜서 상기 마스크 프레임에 해제 가능하게 결합시키는 단계;

상기 메인 마스크와 아이콘 마스크를 구비하는 마스크 프레임 조립체를 진공 챔버내에 설치하고, 상기 마스크 프레임의 일측에 기판을 밀착시킨 상태에서 유기물 형성 물질을 증발시켜서 상기 기판에 증착시키는 단계;를 구비하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 이용한 박막 증착 방법이 제공된다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예를 참조로 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2 에 도시된 것은 본 발명에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체에 대한 개략적인 분리 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 프레임 조립체는 각 단위 셀에 대응하는 패턴(23)이 형성된 메인 마스크(21)와, 상기 메인 마스크(21)에 형성된 개구(27)에 대응하여 상기 메인 마스크(21)상에 중첩되게 배치되며 아이콘 패턴(32)들이 형성된 아이콘 마스크(31)와, 상기 메인 마스크(21)에 대응하는 개구(26)가 형성되어 있으며 상기 마스크(21) 및, 아이콘 마스크(31)가 결합되는 마스크 프레임(22)을 구비한다.

메인 마스크(21)에는 복수개의 패턴(23)과 복수개의 개구(27)들이 형성되어 있다. 각 패턴(23)들은 단위 셀을 형성한다. 패턴(23)은 A 로 표시된 원내에 확대되어 도시된 바와 같이 메인 마스크(21)를 천공시켜서 형성된 복수개의 평행한 슬릿(35)들과 상기 슬릿(35)들 사이에 형성된 복수개의 스트립(36)으로 이루어진다. 슬릿(35)을 통해서 유기물이 기판에 증착될 수 있다. 메인 마스크(21)는 마스크 프레임(22)에 대하여 예를 들면 용접에 의해서 접합된다.

개구(27)들은 열을 지어 배치된 패턴(23)들의 사이에 형성되어 있다. 개구(27)가 형성되는 위치는 도 1 에 도시된 아이콘 패턴(14)이 배치되는 위치에 대응한다. 메인 마스크(21)에 형성되는 개구(27)들은 아이콘 마스크(31)가 그에 대응되었을 때, 아이콘 마스크(31)를 통한 유기물의 증착에 간섭하지 않도록 형성되는 것이다.

개구(27)들에는 도면에 도시된 바와 같이 아이콘 마스크(31)가 대응하게 된다. 아이콘 마스크(31)에는 도면에 도시된 바와 같이 다수의 아이콘 패턴(32)들이 형성되어 있다. 아이콘 패턴(32)들은 각각의 패턴(23)에 대응하도록 형성된다. 아이콘 마스크(31)는 메인 마스크(21)의 개구(27)에 대응되도록 배치되며, 그 양단부가 마스크 프레임(2)의 클립핑 지점(33)에서 분리 가능하게 클립핑된다. 클립핑(clipping)은 다양한 방법에 의해서 이루어질 수 있으며, 예를 들면 고정력이 보장되는 집게등에 의해서 이루어질 수 있다. 도면에는 단지 하나의 아이콘 마스크(31) 만이 도시되어 있으나, 마스크(27)에 형성된 다수의 개구(27)에 대응하여 다수의 아이콘 마스크(31)가 구비된다.

아이콘 마스크(31)에 형성되는 아이콘 패턴(32)은 설계상의 목적에 따라서 또는 고객의 요청에 따라서 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어서 모델의 변경이 필요할 경우에는 메인 마스크(21) 전체를 변경시킬 필요 없이 아이콘 마스크(31)만을 교체하여도 그러한 모델 변경에 대응할 수 있다. 또한 아이콘 패턴(32)의 컬러를 구현 및, 컬러의 변경에 대응하기 위하여 레드, 블루, 그린의 증착을 위한 아이콘 마스크들을 구비할 수 있다.

도 3 에 도시된 것은 본 발명에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크를 이용하여 유기막을 형성하는 것을 개략적으로 도시한 설명도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 프레임 조립체(100)는 진공 챔버(미도시)내에 설치된 거치대(150) 상에 고정된다. 유기 전자 발광소자의 레드, 그린, 블루의 박막을 증착하기 위해서는 진공챔버의 내부에 설치된 유기막 증착 용기(crucible ;202)와 대응되는 측에 마스크 프레임 조립체(100)를 설치하고 그 상부에 박막이 형성될 기판(300)을 장착한다. 기판(300)은 마스크(100)를 기판(300)에 밀착시키기 위한 마그네트 유니트(400)에 의해 가압됨으로써 상기 마스크(100)가 기판(300)에 밀착된다.

이 상태에서 상기 유기막 증착용기(202)의 작동으로 유기물 형성물질이 증발하여 기판(300)에 증착하게 된다. 증발된 유기물 형성 물질은 메인 마스크(21)에 형성된 패턴과 아이콘 마스크(31)에 형성된 아이콘 패턴을 통해서 기판(300)상에 증착된다.

본 발명에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체는 메인 마스크와 아이콘 마스크가 별도로 구비됨으로써, 아이콘 패턴의 변경시에 아이콘 마스크만을 설계 제작하는 것으로써 생산 체제에 대응할 수 있으며, 따라서 비용과 시간이 절감될 수 있다. 또한 고객의 요청에 즉각적으로 대응할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1 은 통상적인 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체의 분리 사시도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체의 분리 사시도이다.

도 3 은 도 2 에 도시된 마스크 프레임 조립체를 이용한 박막 증착 방법.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

21. 메인 마스크 22. 마스크 프레임

23. 미세 피치 패턴 27. 개구

31. 아이콘 마스크 32. 아이콘 패턴

36. 스트립 35. 슬릿

Claims (3)

1. 복수개의 단위 셀에 대응하는 패턴이 형성된 메인 마스크,

   상기 메인 마스크에 형성된 개구에 대응하여 상기 메인 마스크상에 중첩되게 배치될 수 있으며, 아이콘 패턴들이 형성된 아이콘 마스크,

   상기 메인 마스크에 대응하는 개구가 형성되어 있으며 상기 메인 마스크 및, 아이콘 마스크가 결합되는 마스크 프레임을 구비하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메인 마스크는 상기 마스크 프레임에 접합되고, 상기 아이콘 마스크는 상기 마스크 프레임에 해제 가능하게 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
3. 단위 셀에 대응하는 패턴과 상기 패턴의 일측에 형성된 개구를 가지며 마스크 프레임에 접합된 메인 마스크를 준비하는 단계;

   아이콘 패턴을 가지는 아이콘 마스크를 상기 메인 마스크의 개구에 대응하여 중첩 배치시켜서 상기 마스크 프레임에 해제 가능하게 결합시키는 단계;

   상기 메인 마스크와 아이콘 마스크를 구비하는 마스크 프레임 조립체를 진공 챔버내에 설치하고, 상기 마스크 프레임의 일측에 기판을 밀착시킨 상태에서 유기물 형성 물질을 증발시켜서 상기 기판에 증착시키는 단계;를 구비하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 이용한 박막 증착 방법.