KR20160049610A - 광학 패터닝 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
광학 패터닝 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
광학 패터닝 마스크가 제공된다.
일례로, 광학 패터닝 마스크는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 개구를 포함하는 반사층; 상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층; 상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성되되 상기 개구와 겹치는 위치에 형성되는 보호층; 상기 보호층이 노출되도록 상기 광 흡수층 상에 형성되는 뱅크층; 및 상기 보호층과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되, 상기 보호층의 두께는 상기 뱅크층의 두께보다 얇다.
일례로, 광학 패터닝 마스크는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 개구를 포함하는 반사층; 상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층; 상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성되되 상기 개구와 겹치는 위치에 형성되는 보호층; 상기 보호층이 노출되도록 상기 광 흡수층 상에 형성되는 뱅크층; 및 상기 보호층과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되, 상기 보호층의 두께는 상기 뱅크층의 두께보다 얇다.
Description
본 발명은 광학 패터닝 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기 발광 물질로 이루어진 유기 발광층을 구비하고 있다. 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 주입층 및 정공 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 이동되고, 전자는 캐소드 전극으로부터 전자 주입층과 전자 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 이동되어, 유기 발광층에서 전자와 정공이 재결합된다. 이러한 재결합에 의해 여기자(exiton)가 생성되며, 이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라 유기 발광층이 발광됨으로써 화상이 표시된다.
통상적으로, 유기 발광 표시 장치의 제조에 있어서, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등은 잉크젯 프린트 방법, 노즐 프린트 방법, 메탈 마스크를 이용한 증착 방법, 열 또는 레이저 등을 이용한 전사 방법에 의해 형성되고 있다.
한편, 열 또는 레이저 등을 이용한 전사 방법은 열 또는 레이저를 베이스 기판, 반사층, 단열층, 광 흡수층, 뱅크층 및 전사층을 포함하는 광학 패터닝 마스크에 조사하여 전사층의 전사 물질을 소정의 소자 기판에 전사시킴으로써 패턴층을 형성하게 하는 방법이다. 이러한 방법에 의해, 예를 들어 광학 패터닝 마스크의 전사층으로 제공된 유기 발광 물질층의 유기 발광 물질이 유기 발광 표시 장치의 기판 상에 전사되어, 유기 발광층이 형성될 수 있다.
패턴층의 형성 후에는, 광학 패터닝 마스크에 열 에너지 또는 O2 가스 에너지를 주입하여 광학 패터닝 마스크에 잔존하는 전사 물질이 제거되는 세정 공정이 수행된다. 이에 따라, 잔존하는 전사 물질이 제거된 광학 패터닝 마스크가 재사용될 수 있다.
그런데, O2 가스 에너지를 주입하여 광학 패터닝 마스크에 잔존하는 전사 물질을 제거하는 경우, 광학 패터닝 마스크의 전사 공정 후 노출된 광 흡수층이 O2 가스와 반응하여 손상될 수 있으며 광을 열로 변환하는 광 흡수층의 기능이 저하될 수 있다. 이로 인해, 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크를 이용하여 전사 공정을 수행하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하될 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 흡수층의 손상 및 광 흡수층의 기능 저하를 방지하여 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것을 줄일 수 있는 광학 패터닝 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광 흡수층의 손상 및 광 흡수층의 기능 저하를 방지하여 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것을 줄일 수 있는 광학 패터닝 마스크를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
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 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 개구를 포함하는 반사층; 상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층; 상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성되되 상기 개구와 겹치는 위치에 형성되는 보호층; 상기 보호층이 노출되도록 상기 광 흡수층 상에 형성되는 뱅크층; 및 상기 보호층과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되, 상기 보호층의 두께는 상기 뱅크층의 두께보다 얇다.
상기 보호층과 상기 뱅크층은 일체로 형성될 수 있다.
상기 보호층과 상기 뱅크층은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 뱅크층과 상기 보호층은 무기물로 형성될 수 있다.
상기 전사층 중 상기 개구와 겹치는 부분이 평평할 수 있다.
상기 전사층은 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 전사 경사부를 포함할 수 있다.
상기 단열층은 상기 광 흡수층과 접하는 상면 중 상기 개구와 겹치는 영역에 형성되는 홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학 패터닝 마스크는 상기 단열층과 상기 광 흡수층 사이에 배치되는 테이퍼층을 더 포함하며, 상기 테이퍼층은 상기 단열층 중 상기 개구와 겹치는 부분을 노출시키도록 형성되되, 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 테이퍼 경사부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크는 베이스 기판; 상기 베이스 기판 상에 형성되고, 개구를 포함하는 반사층; 상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층; 상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층; 상기 광 흡수층 상에 형성되는 보호층; 상기 보호층 상에 형성되되 상기 보호층 중 상기 개구와 겹치는 부분이 노출되도록 형성되는 뱅크층; 및 상기 보호층 중 상기 개구와 겹치는 영역과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되, 상기 보호층의 두께는 상기 뱅크층의 두께보다 얇다.
상기 보호층과 상기 뱅크층은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 보호층의 식각률과 뱅크층의 식각률이 서로 다를 수 있다.
상기 뱅크층과 상기 보호층은 무기물로 형성될 수 있다.
상기 전사층 중 상기 개구와 겹치는 영역이 평평할 수 있다.
상기 전사층은 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 전사 경사부를 포함할 수 있다.
상기 단열층은 상기 광 흡수층과 접하는 상면 중 상기 개구와 겹치는 영역에 형성되는 홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학 패터닝 마스크는 상기 단열층과 상기 광 흡수층 사이에 배치되는 테이퍼층을 더 포함하며, 상기 테이퍼층은 상기 단열층 중 상기 개구와 겹치는 부분을 노출시키도록 형성되되, 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 테이퍼 경사부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다른과제를 해결하기 위한 본 발명의 또다른 실시예에 표시 장치의 제조 방법은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성되고 개구를 포함하는 반사층, 상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층, 상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층, 상기 광 흡수층 상에 형성되되 상기 개구와 겹치는 영역에 형성되는 보호층, 상기 보호층이 노출되도록 상기 광 흡수층 상에 형성되는 뱅크층, 및 상기 보호층과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되, 상기 보호층의 두께가 상기 뱅크층의 두께보다 얇은 광학 패터닝 마스크를 준비하는 단계; 상기 전사층이 표시 장치의 기판의 제1 전극과 대향하도록 상기 광학 패터닝 마스크의 상부에 상기 기판을 배치시키는 단계; 상기 베이스 기판의 하부에서 광을 조사하여 상기 반사층의 개구와 겹치는 상기 광 흡수층 및 상기 보호층 상에 위치하는 상기 전사층의 전사 물질을 상기 기판의 제1 전극에 전사시켜 유기 물질층을 형성하는 단계; 및 상기 뱅크층 상에 잔존하는 상기 전사층의 잔여 전사 물질을 제거하는 단계를 포함한다.
상기 전사층은 유기 발광 표시 장치의 발광층(organic light emitting layer: EML) 유기물, 정공 주입층(hole injection layer: HIL) 유기물, 정공 수송층(hole transport layer: HTL) 유기물, 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 유기물 및 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 유기물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기물을 포함할 수 있다.
상기 잔여 전사 물질을 제거하는 단계는 상기 뱅크층 상부에 O2 가스 에너지를 주입함으로써 수행될 수 있다.
상기 뱅크층과 상기 보호층은 무기물로 형성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크는 반사층의 개구와 겹치는 광 흡수층 상에 형성되는 보호층을 포함함으로써, 광학 패터닝 마스크를 이용한 전사 공정 후 뱅크층 상에 잔존하는 전사층의 잔여 전사 물질을 제거하기 위해 사용되는 애셔, 예를 들어 O2 가스가 광학 패터닝 마스크로부터 노출된 광 흡수층의 일부분과 접촉하여 반응하는 것을 차단할 수 있다.
이에 따라, 광 흡수층이 뱅크층 상에 잔존하는 전사층의 잔여 전사 물질을 제거하기 위해 사용되는 애셔와 반응하여 손상되는 것이 방지될 수 있으며, 광 흡수층의 기능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
따라서, 전사층의 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크를 재사용하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 2는 도 1의 반사층의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 8 내지 도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 14는 도 8 내지 도 13의 제조 방법에 의해 형성되는 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 반사층의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 8 내지 도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 14는 도 8 내지 도 13의 제조 방법에 의해 형성되는 유기 발광 표시 장치의 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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이고, 도 2는 도 1의 반사층의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(100)는 베이스 기판(110), 반사층(120), 단열층(130), 광 흡수층(140), 보호층(150), 뱅크층(160) 및 전사층(170)을 포함한다.
베이스 기판(110)은 램프 광 또는 레이저 광이 투과할 수 있는 광 투과성 기판일 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(110)은 유리 기판, 석영 기판, 광 투광성이 우수한 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리에폭시, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 투명성 고분자 물질로 이루어진 합성수지 기판 등일 수 있다. 베이스 기판(110)을 통과한 램프 광 또는 레이저 광은 광 흡수층(140)에 도달하여 광 흡수층(140)에서 열을 발생시킬 수 있다.
반사층(120)은 베이스 기판(110) 상에 형성되고, 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 개구(OP)를 포함한다. 반사층(120)은 베이스 기판(110)을 투과하는 램프 광 또는 레이저 광을 개구(OP)를 통해 광 흡수층(140)의 일부분에 선택적으로 제공할 수 있다. 광 흡수층(140)의 일부분은 광학 패터닝 마스크(100)를 이용하여 전사층(170)의 전사 물질을 소정의 기판에 전사시켜 형성하는 패턴층과 대응되는 부분일 수 있다. 반사층(120)에서 개구(OP)를 제외한 반사 영역은 베이스 기판(110)을 투과하는 램프 광 또는 레이저 광을 베이스 기판(110) 방향으로 반사시킨다.
반사층(120)은 램프 광 또는 레이저 광에 대한 반사율이 높은 물질, 예를 들어 알루미늄, 은, 금, 백금, 구리, 알루미늄을 포함한 합금, 은을 포함한 합금, 산화인듐-산화주석으로 구성된 군에서 선택되는 하나의 물질을 포함할 수 있다. 반사층(120)은 상기 물질을 스퍼터링, 전자빔 증착 방법 및 진공 증착 방법 등에 의해 증착하고, 증착된 물질을 패터닝하여 형성될 수 있다.
단열층(130)은 개구(OP)를 덮도록 반사층(120) 상에 형성된다. 단열층(130) 중 광 흡수층(140)과 접하는 상면은 평평할 수 있다. 단열층(130)은 반사층(120)에 의해 반사된 광의 일부가 열로 변환되어 반사층(120)에 남는 경우, 상기 열이 광 흡수층(140)에 전달되는 것을 차단한다. 또한, 단열층(130)은 개구(OP)를 통과하는 광이 광 흡수층(130)에서 열로 변환 후 상기 열이 베이스 기판(110) 방향으로 전달되는 것을 차단한다. 이를 위해, 단열층(130)은 열전도율이 낮은 물질로 형성되나, 반사층(120)의 개구(OP)를 통과하여 광 흡수층(140)에 제공되는 광을 통과시키기 위해 투광성을 가지는 물질로 형성되어야 한다. 예를 들어, 단열층(130)은 산화티탄, 산화규소, 질화 규소, 질화산화규소, 산화지르코늄, 탄화규소, 또는 유기 고분자 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니다. 단열층(130)은 상기 물질을 스퍼터링, 전자빔 증착 방법 및 진공 증착 방법 등에 의해 증착하여 형성될 수 있다.
광 흡수층(140)은 단열층(130) 상에 형성된다. 광 흡수층(140)은 베이스 기판(110), 반사층(120)의 개구(OP) 및 단열층(130)을 통과한 광을 흡수하여 열로 변환하는 광-열 변환층일 수 있다. 이러한 광 흡수층(140)은 열에 의해 광 흡수층(140) 상에 형성되는 전사층(170)의 전사 물질을 승화시켜 소정의 기판에 전사시킴으로써 패턴층을 형성하게 할 수 있다. 이때, 뱅크층(160)과 겹치는 전사층(170) 부분은 승화되지 않는다.
광 흡수층(140)은 낮은 광 반사율을 가지며 높은 광 흡수율을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광 흡수층(140)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 주석(Sn), 텅스텐(W) 혹은 이들을 포함하는 합금 등으로 형성될 수 있다. 다만, 이로 제한되는 것은 아니다. 광 흡수층(140)은 상기 물질을 스퍼터링, 전자빔 증착 방법 및 진공 증착 방법 등에 의해 증착하여 형성될 수 있다.
보호층(150)은 광 흡수층(140) 상에 형성되되 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 위치에 형성된다. 보호층(150)은 광학 패터닝 마스크(100)를 이용한 전사 공정 후 뱅크층(160) 상에 잔존하는 전사층(170)의 잔여 전사 물질을 제거하기 위해 사용되는 애셔, 예를 들어 O2 가스가 광학 패터닝 마스크(100)의 전사 공정 후 노출된 광 흡수층(140)의 일부분과 접촉하여 반응하는 것을 차단할 수 있다. 광 흡수층(140)은 금속 물질을 포함하여 형성되기 때문에 O2 가스와 접촉하는 경우 산화 반응으로 손상될 수 있으며. 이로 인해 광 흡수층(140)의 기능이 저하될 수 있다. 이에 따라, 보호층(150)은 O2 가스와 광 흡수층(140)이 접촉함으로 인해 광 흡수층(140)이 손상되고 광 흡수층(140)의 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 보호층(150)은 잔존하는 전사층(170)의 잔여 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크(100)를 이용하여 전사 공정을 수행하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것을 줄어들게 할 수 있다.
보호층(150)은 후술되는 뱅크층(160)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 보호층(150)은 상기 애셔, 예를 들어 O2 가스와 반응하지 않는 무기물, 예를 들어 산화규소, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화아연, 산화인듐주석, 산화주석, 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화크로, 질화규소, 질화 알루미늄, 질화갈륨 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
한편, 보호층(150)은 광학 패터닝 마스크(100)의 전사 공정 후 뱅크층(160) 상에 잔존하는 전사층(170)의 전사 물질을 제거시 광 흡수층(140)을 보호할 수 있되 광학 패터닝 마스크(100)의 전사 공정시 광 흡수층(140)의 열이 전사층(170)에 원할히 전달되도록, 뱅크층(160)보다 얇은 두께로 형성된다. 예를 들어, 뱅크층(160)은 약 1㎛ 이상일 수 있으며, 보호층(150)은 약 7nm 내지 약 50nm의 두께를 가질 수 있다.
보호층(150)은 뱅크층(160)의 형성시 함께 형성되어 뱅크층(160)과 일체로 형성될 수 있다. 이러한 보호층(150)과 뱅크층(160)은 포토리소그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 이때, 보호층(150)의 두께를 뱅크층(160)의 두께보다 얇게 하기 위해 수행되는 포토리소그래피 공정의 식각 공정은 건식 식각 공정이 선택될 수 있다.
뱅크층(160)은 보호층(150), 구체적으로 보호층(150)의 상면이 노출되도록 광 흡수층(140) 상에 형성된다. 즉, 뱅크층(160)은 반사층(120) 중 개구(OP) 이외의 반사 영역과 겹치는 영역에 형성된다. 뱅크층(160)은 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 광 흡수층(140) 상에 형성된 전사층(170)의 전사 물질이 광 흡수층(140)의 열에 의해 승화하여 소정의 기판의 정해진 위치에 전사될 때 정해진 위치 이외의 다른 영역으로 증착되는 것을 방지하는 가림막 역할을 할 수 있다. 이때, 뱅크층(160) 상에 형성된 전사층(170) 부분은 승화되지 않는다.
뱅크층(160)은 무기물, 예를 들어 산화규소, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화아연, 산화인듐주석, 산화주석, 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화크로, 질화규소, 질화 알루미늄, 질화갈륨 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
전사층(170)은 보호층(150)과 뱅크층(160) 상에 형성된다. 전사층(170)은 보호층(150)을 통해 전달되는 광 흡수층(140)의 열에 의해 승화되어 소정 기판에 전사되며, 뱅크층(160) 상에 형성된 부분은 소정 기판으로 전사되지 않는다. 여기서, 전사층(170) 중 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 부분은 평평할 수 있다.
전사층(170)은 소정 기판의 패턴층의 물질을 포함하는 전사 물질로 형성된다. 예를 들어, 전사층(170)은 표시 장치 중 유기 발광 표시 장치에 포함되는 유기 물질층의 유기물, 즉 발광층(organic light emitting layer: EML) 유기물, 정공 주입층(hole injection layer: HIL) 유기물, 정공 수송층(hole transport layer: HTL) 유기물, 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 유기물 및 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 유기물 중 어느 하나의 유기물을 포함할 수 있다.
전사층(170)은 습식법인 스핀 코팅 방법, 스프레이 코팅 방법, 잉크젯 프린팅 방법, 노즐 프린팅 방법, 딥 코팅 방법, 다이 코팅 방법, 롤 코팅 방법, 블레이드 코팅 방법, 바 코팅 방법, 또는 그라비아 코팅 방법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 전사층(170)은 진공 증착 방법, 스퍼터링 방법 등을 이용하여 형성될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(100)는 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 광 흡수층(140) 상에 형성되는 보호층(150)을 포함함으로써, 광학 패터닝 마스크(100)를 이용한 전사 공정 후 뱅크층(160) 상에 잔존하는 전사층(170)의 잔여 전사 물질을 제거하기 위해 사용되는 애셔, 예를 들어 O2 가스가 광학 패터닝 마스크(100)로부터 노출된 광 흡수층(140)의 일부분과 접촉하여 반응하는 것을 차단할 수 있다.
이에 따라, 광 흡수층(140)이 뱅크층(160) 상에 잔존하는 전사층(170)의 잔여 전사 물질을 제거하기 위해 사용되는 애셔와 반응하여 손상되는 것이 방지될 수 있으며, 광 흡수층(140)의 기능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
따라서, 전사층(170)의 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크(100)를 재사용하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(200)는 베이스 기판(110), 개구(OP)를 포함하는 반사층(120), 단열층(130), 테이퍼층(240), 광 흡수층(250), 보호층(260), 뱅크층(160) 및 전사층(270)을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(200)는 도 1의 광학 패터닝 마스크(100)와 비교하여 테이퍼층(240)을 포함하며 광 흡수층(250), 보호층(260) 및 전사층(270)만 다를 뿐 유사하다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(200)에서는 테이퍼층(240), 광 흡수층(250), 보호층(260) 및 전사층(270)에 대해 중점적으로 설명한다.
테이퍼층(240)은 단열층(130)과 광 흡수층(250) 사이에 배치되며, 단열층(130) 중 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 부분을 노출시키도록 형성되되 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 테이퍼 경사부(240a)를 포함한다. 테이퍼 경사부(240a)는 전사층(270) 중 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분이 경사진 형태를 가지게 할 수 있다.
테이퍼층(240)은 산화규소와 같은 무기물 또는 폴리이미드와 같은 유기물로 형성될 수 있다. 테이퍼층(240)은 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다.
광 흡수층(250)은 도 1의 광 흡수층(140)과 유사하다. 다만, 광 흡수층(250)은 테이퍼층(240)의 테이퍼 경사부(240a)에 의해, 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 흡수 경사부(250a)를 포함한다.
보호층(260)은 도 1의 보호층(150)과 유사하다. 다만, 보호층(260)은 광 흡수층(250)의 흡수 경사부(250a)에 의해, 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 보호 경사부(260a)를 포함한다.
전사층(270)은 도 1의 전사층(170)과 유사하다. 다만, 전사층(270)은 보호층(260)의 보호 경사부(260a)에 의해, 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 전사 경사부(270a)를 포함한다.
전사 경사부(270a)의 전사 물질은 흡수 경사부(250a)의 열에 의해 가열되어 승화될 수 있다. 이때 전사 경사부(270a)의 전사 물질은 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 전사층(270) 중 평평한 부분(전사층(270) 중 가장 낮은 위치에 위치하는 부분)과 기울어진 상태의 전사 경사부(270a)로부터 수직 방향으로 승화되어 소정의 기판에 패턴층이 형성될 영역에 볼록한 가우시안 형태로 증착된다. 이에 따라, 전사 경사부(270a)의 전사 물질은 상기 평평한 부분의 전사 물질이 상기 평평한 부분으로부터 수직방향으로 승화되어 소정의 기판에 패턴층이 형성될 영역에 중앙부가 볼록한 가우시안 형태로 증착되어 불균일한 두께를 가질 수 있는 패턴층이 평평하고 균일한 두께를 가지게 할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(200)는 보호층(260)을 포함함으로써, 전사층(270)의 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크(200)를 재사용하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(200)는 테이퍼부(240a)를 가지는 테이퍼층(240)를 포함함으로써, 전사층(270) 중 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 전사 경사부(270a)가 형성되게 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(200)는 개구(OP)와 겹치는 전사층(270)의 전사 물질을 승화시켜 소정의 기판에 전사시킴으로써 패턴층을 형성할 때, 패턴층이 전체적으로 평평한 형태를 가지며 균일한 두께를 가지게 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(300)는 베이스 기판(110), 개구(OP)를 포함하는 반사층(120), 단열층(330), 광 흡수층(340), 보호층(260), 뱅크층(160) 및 전사층(270)을 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(300)는 도 3의 광학 패터닝 마스크(200)와 비교하여 단열층(330) 및 광 흡수층(340)만 다를 뿐 유사하다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(300)에서는 단열층(330) 및 광 흡수층(340)에 대해 중점적으로 설명한다.
단열층(330)은 도 3의 단열층(130)과 유사하다. 다만, 단열층(330)은 광 흡수층(340)과 접하는 상면 중 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 영역에 형성되는 홈(g)을 포함한다. 홈(g)의 단면 형상은 역사다리꼴 형상일 수 있다. 이러한 홈(g)에 의해, 단열층(330)의 상면 중 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 경사면(330a)이 형성될 수 있다.
광 흡수층(340)은 도 3의 광 흡수층(250)과 유사하다. 다만, 광 흡수층(340)은 단열층(330)의 경사면(330a)에 의해, 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 흡수 경사부(340a)를 포함한다. 또한, 광 흡수층(340)은 단열층(330)의 상면 전체와 접촉한다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(300)는 보호층(260)을 포함함으로써, 전사층(270)의 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크(300)를 재사용하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(300)는 흡수 경사면(330a)을 가지는 광 흡수층(330)를 포함함으로써, 전사층(270) 중 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 전사 경사부(270a)가 형성되게 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(300)는 개구(OP)와 겹치는 전사층(270)의 전사 물질을 승화시켜 소정의 기판에 전사시킴으로써 패턴층을 형성할 때, 패턴층이 전체적으로 평평한 형태를 가지며 균일한 두께를 가지게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(400)는 베이스 기판(110), 개구(OP)를 포함하는 반사층(120), 단열층(130), 광 흡수층(140), 보호층(450), 뱅크층(460) 및 전사층(170)을 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(400)는 도 1의 광학 패터닝 마스크(100)와 비교하여 보호층(450) 및 뱅크층(460)만 다를 뿐 유사하다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(400)에서는 보호층(450) 및 뱅크층(460)에 대해 중점적으로 설명한다.
보호층(450)은 도 1의 보호층(150)과 유사하다. 다만, 보호층(450)은 광 흡수층(140) 상에 전면적으로 형성된다. 또한, 보호층(450)은 후술하는 뱅크층(460)과 다른 물질로 형성된다. 즉, 보호층(450)은 뱅크층(460)의 식각률과 다른 식각률을 가진다. 이에 따라, 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 보호층(450)의 부분을 노출하도록 배치되는 뱅크층(460)을 포토리소그래피 공정 중 복잡한 공정 조건을 가지는 건식 식각 공정 대신 간단하게 식각액을 이용한 습식 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.
보호층(450)은 뱅크층(460)의 형성 물질의 식각률과 상이한 물질로 형성되되, 광학 패터닝 마스크(400)의 전사 공정 후 뱅크층(460) 상에 잔존하는 전사층(170)의 전사 물질을 제거하기 위해 사용되는 애셔, 예를 들어 O2 가스와 반응하지 않는 무기물, 예를 들어 산화규소, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화아연, 산화인듐주석, 산화주석, 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화크로, 질화규소, 질화 알루미늄 및 질화갈륨 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 이때, 보호층(450)은 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 보호층(450)의 부분을 노출하도록 뱅크층(460)을 형성시 선택되는 식각액에 식각되지 않는 물질로 선택되어야 한다.
뱅크층(460)은 도 1의 뱅크층(160)과 유사하다. 다만, 뱅크층(460)의 저면이 보호층(450)의 상면과 접촉한다. 뱅크층(460)은 보호층(450)의 형성 물질의 식각률과 상이한 물질로 형성되되, 산화규소, 산화갈륨, 산화알루미늄, 산화아연, 산화인듐주석, 산화주석, 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화크로, 질화규소, 질화 알루미늄 및 질화갈륨 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다. 이때, 뱅크층(460)은 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 보호층(450)의 부분을 노출하도록 형성될 때 선택되는 식각액에 식각되는 물질로 형성되어야 한다. 예를 들어, 보호층(450)은 산화인듐주석으로 형성되고, 뱅크층(460)이 산화규소로 형성될 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(400)는 보호층(450)을 포함함으로써, 전사층(170)의 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크(400)를 재사용하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(400)는 보호층(450)과 뱅크층(460)을 서로 다른 물질로 형성함으로써, 뱅크층(450)의 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)는 베이스 기판(110), 개구(OP)를 포함하는 반사층(120), 단열층(130), 테이퍼층(240), 광 흡수층(250), 보호층(550), 뱅크층(460) 및 전사층(270)을 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)는 도 5의 광학 패터닝 마스크(400)와 비교하여 테이퍼층(240)을 포함하며 광 흡수층(250), 보호층(550) 및 전사층(270)만 다를 뿐 유사하다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)에서는 테이퍼층(240), 광 흡수층(250), 보호층(550) 및 전사층(270)에 대해 중점적으로 설명한다.
테이퍼층(240) 및 광 흡수층(250)은 도 3에서 상세히 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
보호층(550)은 도 5의 보호층(450)과 유사하다. 다만, 보호층(550)은 광 흡수층(250)의 흡수 경사부(250a)에 의해, 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 보호 경사부(550a)를 포함한다. 또한, 보호층(550)은 광 흡수층(250)의 상면 전체와 접촉한다.
전사층(270)은 도 3에서 상세히 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
상기와 같이 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)는 보호층(550)을 포함함으로써, 전사층(270)의 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크(500)를 재사용하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)는 보호층(550)과 뱅크층(460)을 서로 다른 물질로 형성함으로써, 뱅크층(460)의 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)는 테이퍼부(240a)를 가지는 테이퍼층(540)를 포함함으로써, 전사층(270) 중 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 전사 경사부(270a)가 형성되게 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(500)는 개구(OP)와 겹치는 전사층(270)의 전사 물질을 승화시켜 소정의 기판에 전사시킴으로써 패턴층을 형성할 때, 패턴층이 전체적으로 평평한 형태를 가지며 균일한 두께를 가지게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(600)는 베이스 기판(110), 개구(OP)를 포함하는 반사층(120), 단열층(330), 광 흡수층(340), 보호층(650), 뱅크층(460) 및 전사층(270)을 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(600)는 도 5의 광학 패터닝 마스크(400)와 비교하여 단열층(330), 광 흡수층(340), 보호층(650) 및 전사층(270)만 다를 뿐 유사하다. 이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(600)에서는 단열층(330), 광 흡수층(340), 보호층(650), 및 전사층(270)에 대해서 중점적으로 설명한다.
단열층(330) 및 광 흡수층(340)은 도 4에서 구체적으로 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
보호층(650)은 도 5의 보호층(450)과 유사하다. 다만, 보호층(650)은 광 흡수층(340)의 경사부(340a)에 의해, 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 보호 경사부(650a)를 포함한다. 또한, 보호층(650)은 광 흡수층(350)의 상면 전체와 접촉한다.
전사층(270)은 도 3에서 상세히 설명되었으므로, 중복된 설명은 생략한다.
상기와 같이 본 발명의 따른 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(600)는 보호층(650)을 포함함으로써, 전사층(270)의 잔존하는 전사 물질을 제거한 광학 패터닝 마스크(600)를 재사용하는 경우 전사 물질의 전사 효율이 저하되는 것이 줄어들 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(600)는 보호층(650)과 뱅크층(460)을 서로 다른 물질로 형성함으로써, 뱅크층(460)의 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(600)는 흡수 경사면(330a)을 가지는 광 흡수층(330)를 포함함으로써, 전사층(270) 중 개구(OP)의 가장자리부와 겹치는 부분에 전사 경사부(270a)가 형성되게 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크(600)는 개구(OP)와 겹치는 전사층(270)의 전사 물질을 승화시켜 소정의 기판에 전사시킴으로써 패턴층을 형성할 때, 패턴층이 전체적으로 평평한 형태를 가지며 균일한 두께를 가지게 할 수 있다.
이하, 상술한 본 발명의 실시예들의 광학 패터닝 마스크를 이용하여 표시 장치를 제조하기 위한 예시적인 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 8 내지 도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 패터닝 마스크를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 8을 참조하면, 먼저 베이스 기판(110), 베이스 기판(110) 상에 형성되고 개구(OP)를 포함하는 반사층(120), 개구(OP)를 덮도록 반사층(120) 상에 형성되는 단열층(130), 단열층(130) 상에 형성되는 광 흡수층(140), 광 흡수층(140) 상에 형성되되 개구(OP)와 겹치는 영역에 형성되는 보호층(150), 보호층(150)이 노출되도록 광 흡수층 상에 형성되는 뱅크층(160), 및 보호층(150)과 뱅크층(160) 상에 형성되는 전사층(170)을 포함하되, 보호층(150)의 두께가 뱅크층(160)의 두께보다 얇은 광학 패터닝 마스크(100)를 준비한다. 광학 패터닝 마스크(100)에 대해서는 앞에서 상세히 설명하였으므로, 중복된 설명은 생략한다. 도 8에서는 도 1의 광학 패터닝 마스크(100)가 준비되는 것으로 도시되었지만, 도 3 내지 도 7의 광학 패터닝 마스크(200, 300, 400, 500, 600, 700)가 준비될 수 있다.
이어서, 도 9를 참조하면, 광학 패터닝 마스크(100)의 전사층(170)이 표시 장치, 예를 들어 유기 발광 표시 장치(10)의 기판(11)의 제1 전극(E1)과 대향하도록, 광학 패터닝 마스크(100)의 상부에 유기 발광 표시 장치(10)의 기판(11)을 배치시킨다. 광학 패터닝 마스크(100)의 전사층(170)은 예를 들어 유기물을 포함한다. 제1 전극(E1)은 기판(11) 상에 각 화소를 구획하는 화소 정의막(12)의 개구부(POP)를 통해 노출된다.
이어서, 도 10을 참조하면, 베이스 기판(110)의 하부에서 광(light)을 조사하여 반사층(120)의 개구(OP)와 겹치는 광 흡수층(140) 및 보호층(150) 상에 위치하는 전사층(170)의 전사 물질을 유기 발광 표시 장치(10)의 제1 기판(11)의 제1 전극(E1) 상에 전사시켜 유기 물질층, 예를 들어 발광층(EML)을 형성한다. 여기서, 전사층(170)은 유기 발광 표시 장치의 발광층(organic light emitting layer: EML) 유기물을 포함할 수 있다.
구체적으로, 광은 베이스 기판(110)의 하부에서 조사되며, 조사된 광은 베이스 기판(110)을 투과하고 반사층(120)의 개구(OP)를 통해 단열층(130)을 투과한 후 광 흡수층(140)에 흡수된다. 반사층(120) 중 개구(OP)를 제외한 반사 영역은 베이스 기판(110)을 투과하는 광을 반사하여 베이스 기판(110) 방향으로 반사시킨다. 광 흡수층(140)에 흡수된 광은 열로 변환되고, 열은 보호층(150)을 통해 전사층(170)으로 전달되어 전사층(170)의 발광층 유기물을 승화시켜 유기 발광 표시 장치(10)의 제1 기판(11)의 제1 전극(E1) 상에 증착시킨다. 이에 따라, 도 11과 같이 유기 발광 표시 장치(10)의 제1 기판(11)의 제1 전극(E1) 상에 발광층(EML)이 형성된다.
이어서, 도 12를 참조하면, 발광층(EML)의 형성 후 뱅크층(160) 상부에, O2 가스 에너지를 주입하여 뱅크층(160) 상에 잔존하는 전사층(170)의 전사 물질을 제거한다. 이때, 보호층(150)은 O2 가스 에너지로부터 광 흡수층(150)을 보호할 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 뱅크층(160) 상부에 잔존하는 전사층(170)의 전사 물질을 제거된 광학 패터닝 마스크(100)는 재사용될 수 있다.
한편, 도 11에서는, 광학 패터닝 마스크(100)를 이용하여 유기 발광 표시 장치(10)의 제1 기판(11)의 제1 전극(E1) 상에 발광층(EML)이 형성되는 것을 도시하였으나, 정공 주입층(도 12의 HIL), 정공 수송층(도 12의 HTL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 어느 하나를 형성할 수도 있다. 이 경우, 전사층(160)은 정공 주입층(hole injection layer: HIL) 유기물, 정공 수송층(hole transport layer: HTL) 유기물, 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 유기물 및 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 유기물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기물을 포함할 수 있다.
이하 광학 패터닝 마스크(100)를 이용하여 제조되는 표시 장치, 예를 들어 유기 발광 표시 장치(100)의 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 14는 도 8 내지 도 13의 제조 방법에 의해 형성되는 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 유기 발광 표시 장치(10)는 기판(11), 반도체층(AP), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 게이트 절연막(13), 층간 절연막(14), 평탄화막(15) 화소 정의막(12), 제1 전극(E1), 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 및 제2 전극(E2)을 포함한다.
기판(11)은 투명한 절연성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(11)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 형성될 수 있다. 기판(11)은 평탄한 판상일 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면 기판(11)은 외력에 의하여 용이하게 구부러질 수 있는 재질로 형성될 수도 있다. 기판(11)은 기판(11) 상에 배치된 타 구성들을 지지할 수 있다.
반도체층(AP)은 기판(11)의 상부에 배치될 수 있다. 반도체층(AP)은 비정질 규소막 또는 다결정 규소막으로 형성될 수 있다. 반도체층(AP)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역, 채널 영역의 양 측에 배치되고 p+ 도핑되어 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)과 각각 접촉하는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 반도체층(AP)에 도핑되는 불순물은 붕소(B)를 포함하는 P형 불순물일 수 있으며, 예를 들어, B2H6 등이 불순물로서 사용될 수 있다. 반도체층(AP)에 도핑되는 불순물의 종류는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
게이트 절연막(13)은 반도체층(AP)의 상부에 배치될 수 있다. 게이트 절연막(13)은 게이트 전극(GE)과 반도체층(AP)을 상호 절연시킬 수 있다. 게이트 절연막(13)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.
게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(13)의 상부에 배치될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 반도체층(AP)의 적어도 일부 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. 게이트 전극(GE)에 인가되는 전압에 의하여, 반도체층(AP)이 도전성 또는 비도전성을 갖는지 여부가 제어될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(GE)에 상대적으로 높은 전압이 인가되는 경우, 반도체층(AP)이 도전성을 가져, 드레인 전극(DE) 및 소스 전극(SE)이 상호 전기적으로 연결되도록 할 수 있으며, 게이트 전극(GE)에 상대적으로 낮은 전압이 인가되는 경우, 반도체층(AP)이 비도전성을 가져, 드레인 전극(DE) 및 소스 전극(SE)이 상호 절연되도록 할 수 있다.
층간 절연막(14)은 게이트 전극(GE)의 상부에 배치될 수 있다. 층간 절연막(14)은 게이트 전극(GE)을 커버하여, 게이트 전극(GE)을 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)과 절연시킬 수 있다. 층간 절연막(14)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 등으로 형성될 수 있다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 층간 절연막(14)의 상부에 배치될 수 있다. 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 층간 절연막(14)과 게이트 절연막(13)을 관통하여 형성된 관통홀을 통하여 각각 반도체층(AP)과 연결될 수 있다.
소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 게이트 전극(GE) 및 반도체층(AP)은 박막 트랜지스터(TR)를 형성할 수 있으며, 박막 트랜지스터(TR)는 게이트 전극(GE)에 인가되는 전압에 따라, 소스 전극(SE)에 전달되는 신호를 드레인 전극(DE)에 전달할지 여부를 결정할 수 있다.
평탄화막(15)은 층간 절연막(14), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상부에 형성될 수 있다. 평탄화막(15)은 평탄화막(15)의 상부에 배치되는 발광층(EML)의 발광 효율을 높이기 위하여 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상부의 단차를 없애고 평탄한 면을 형성할 수 있다.
평탄화막(15)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly phenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
평탄화막(15)에는 비아홀이 형성될 수 있으며, 비아홀을 통하여 제1 전극(E1)은 드레인 전극(DE)과 접촉하여, 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(E1)은 평탄화막(15)의 상부 및 발광층(EML)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 전극(E1)은 비아홀을 통하여 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결되어, 드레인 전극(DE)에 인가된 신호를 발광층(EML)의 하부에 전달할 수 있다.
제1 전극(E1)은 반사형 도전 물질, 투명 도전 물질, 또는 반 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사형 도전 물질로는 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화 리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등이 사용될 수 있고, 투명 도전 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3 (Indium Oxide) 등이 사용될 수 있고, 반투명형 도전 물질로는 마그네슘(Mg) 및 은(Ag) 중 하나 이상을 포함한 공증착 물질 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 물질이 사용될 수 있다.
화소 정의막(12)은 평탄화막(15)의 상부에 배치될 수 있다. 화소 정의막(12)은 유기 발광 표시 장치(10)에 포함되는 복수의 화소를 각 화소로 구획할 수 있으며, 개구부(POP)를 포함할 수 있다. 개구부(POP)를 통하여 제1 전극(E1)은 화소 정의막(12)의 상부로 노출될 수 있다. 개구부(POP) 내의 제1 전극(E1) 상부에는 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)이 배치될 수 있다.
정공 주입층(HIL)은 화소 정의막(12)의 개구부(POP)를 통해 노출되는 제1 전극(E1) 상에 형성되되, 화소 정의막(12)을 모두 덮도록 형성될 수도 있다. 정공 주입층(HIL)은 제1 전극(E1)과 정공 수송층(HTL) 사이의 에너지 장벽을 낮추는 완충층으로써 제1 전극(E1)으로부터 제공되는 정공이 정공 수송층(HTL)으로 용이하게 주입되게 하는 역할을 한다. 정공 주입층(130)은 유기 화합물, 예를 들어 MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine), CuPc(copper phthalocyanine) 또는 PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiphene, polystyrene sulfonate) 등으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
정공 수송층(HTL)은 정공 주입층(EIL) 상에 형성된다. 정공 수송층(HTL)은 정공 주입층(HIL)을 통해 제공받는 정공을 발광층(EML)으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 정공 수송층(HTL)은 유기 화합물, 예를 들어 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-bi-phenyl-4,4'-diamine) 또는 NPB(N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine)등으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
발광층(EML)은 정공 수송층(HTL) 상에 형성된다. 발광층(EML)은 제1 전극(E1)에서 제공되는 정공과 제2 전극(E2)에서 제공되는 전자를 재결합시켜 광을 방출한다. 보다 상세히 설명하면, 발광층(EML)에 정공 및 전자가 제공되면 정공 및 전자가 결합하여 엑시톤을 형성하고, 이러한 엑시톤이 여기 상태로부터 기저 상태로 변화면서 광을 방출시킨다. 이러한 발광층(EML)은 적색을 방출하는 적색 발광층, 녹색을 방출하는 녹색 발광층, 및 청색을 방출하는 청색 발광층을 포함할 수 있다.
전자 수송층(ETL)은 발광층(EML) 상에 형성되며, 제2 전극(E2)에서 제공받은 전자를 발광층(EML)으로 전달하는 역할을 한다. 이러한 전자 수송층(ETL)은 유기 화합물, 예를 들어 Bphen(4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)), BAlq, Alq3 (Tris(8-quinolinorate)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), TPBI 등의 재료를 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 주입층(EIL)은 전자 수송층(ETL) 상에 형성되며, 전자 수송층(ETL)과 제2 전극(E2) 사이의 에너지 장벽을 낮추는 완충층으로써 제 2 전극(E2)로부터 제공되는 전자가 전자 수송층(ETL)으로 용이하게 주입되게 하는 역할을 한다. 이러한 전자 주입층(EIL)은 예를 들어, LiF 또는 CsF 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(E2)은 정공 주입층(EIL)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 전극(E2)은 제1 전극(E1)과 동일한 재질로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에 의하면, 제2 전극(E2)은 유기 발광 표시 장치(10)에 포함된 복수의 화소들에 배치되는 공통전극일 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 제2 전극(E2)은 정공 주입층(EIL)의 상부 및 화소 정의막(12)의 상부 전면에 배치될 수도 있다. 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 흐르는 전류에 따라 발광층(EML)의 발광이 제어될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 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.
100, 200, 300, 400, 500, 600: 광학 패터닝 마스크
110: 베이스 기판 120: 반사층
130, 330: 단열층 140, 250, 340: 광 흡수층
150, 260, 450, 550, 650: 보호층 160, 460: 뱅크층
170, 270: 전사층
110: 베이스 기판 120: 반사층
130, 330: 단열층 140, 250, 340: 광 흡수층
150, 260, 450, 550, 650: 보호층 160, 460: 뱅크층
170, 270: 전사층
Claims (20)
- 베이스 기판;
상기 베이스 기판 상에 형성되고, 개구를 포함하는 반사층;
상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층;
상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 형성되되 상기 개구와 겹치는 위치에 형성되는 보호층;
상기 보호층이 노출되도록 상기 광 흡수층 상에 형성되는 뱅크층; 및
상기 보호층과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되,
상기 보호층의 두께는 상기 뱅크층의 두께보다 얇은 광학 패터닝 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 보호층과 상기 뱅크층은 일체로 형성되는 광학 패터닝 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 보호층과 상기 뱅크층은 동일한 물질로 형성되는 광학 패터닝 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 뱅크층과 상기 보호층은 무기물로 형성되는 광학 패터닝 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 전사층 중 상기 개구와 겹치는 부분이 평평한 광학 패터닝 마스크. - 제1 항에 있어서,
상기 전사층은 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 전사 경사부를 포함하는 광학 패터닝 마스크. - 제6 항에 있어서,
상기 단열층은 상기 광 흡수층과 접하는 상면 중 상기 개구와 겹치는 영역에 형성되는 홈을 포함하는 광학 패터닝 마스크. - 제6 항에 있어서,
상기 단열층과 상기 광 흡수층 사이에 배치되는 테이퍼층을 더 포함하며,
상기 테이퍼층은 상기 단열층 중 상기 개구와 겹치는 부분을 노출시키도록 형성되되, 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 테이퍼 경사부를 포함하는 광학 패터닝 마스크. - 베이스 기판;
상기 베이스 기판 상에 형성되고, 개구를 포함하는 반사층;
상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층;
상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 형성되는 보호층;
상기 보호층 상에 형성되되 상기 보호층 중 상기 개구와 겹치는 부분이 노출되도록 형성되는 뱅크층; 및
상기 보호층 중 상기 개구와 겹치는 영역과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되,
상기 보호층의 두께는 상기 뱅크층의 두께보다 얇은 광학 패터닝 마스크. - 제9 항에 있어서,
상기 보호층과 상기 뱅크층은 서로 다른 물질로 형성되는 광학 패터닝 마스크. - 제9 항에 있어서,
상기 보호층의 식각률과 뱅크층의 식각률이 서로 다른 광학 패터닝 마스크. - 제9 항에 있어서,
상기 뱅크층과 상기 보호층은 무기물로 형성되는 광학 패터닝 마스크. - 제9 항에 있어서,
상기 전사층 중 상기 개구와 겹치는 영역이 평평한 광학 패터닝 마스크. - 제9 항에 있어서,
상기 전사층은 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 전사 경사부를 포함하는 광학 패터닝 마스크. - 제14 항에 있어서,
상기 단열층은 상기 광 흡수층과 접하는 상면 중 상기 개구와 겹치는 영역에 형성되는 홈을 포함하는 광학 패터닝 마스크. - 제14 항에 있어서,
상기 단열층과 상기 광 흡수층 사이에 배치되는 테이퍼층을 더 포함하며,
상기 테이퍼층은 상기 단열층 중 상기 개구와 겹치는 부분을 노출시키도록 형성되되, 상기 개구의 가장자리부와 겹치는 부분에 경사진 형태를 가지는 테이퍼 경사부를 포함하는 광학 패터닝 마스크. - 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성되고 개구를 포함하는 반사층, 상기 개구를 덮도록 상기 반사층 상에 형성되는 단열층, 상기 단열층 상에 형성되는 광 흡수층, 상기 광 흡수층 상에 형성되되 상기 개구와 겹치는 영역에 형성되는 보호층, 상기 보호층이 노출되도록 상기 광 흡수층 상에 형성되는 뱅크층, 및 상기 보호층과 상기 뱅크층 상에 형성되는 전사층을 포함하되, 상기 보호층의 두께가 상기 뱅크층의 두께보다 얇은 광학 패터닝 마스크를 준비하는 단계;
상기 전사층이 표시 장치의 기판의 제1 전극과 대향하도록 상기 광학 패터닝 마스크의 상부에 상기 기판을 배치시키는 단계;
상기 베이스 기판의 하부에서 광을 조사하여 상기 반사층의 개구와 겹치는 상기 광 흡수층 및 상기 보호층 상에 위치하는 상기 전사층의 전사 물질을 상기 기판의 제1 전극에 전사시켜 유기 물질층을 형성하는 단계; 및
상기 뱅크층 상에 잔존하는 상기 전사층의 잔여 전사 물질을 제거하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 전사층은 유기 발광 표시 장치의 발광층(organic light emitting layer: EML) 유기물, 정공 주입층(hole injection layer: HIL) 유기물, 정공 수송층(hole transport layer: HTL) 유기물, 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 유기물 및 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 유기물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기물을 포함하는 광학 패터닝 마스크를 이용한 표시 장치의 제조 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 잔여 전사 물질을 제거하는 단계는 상기 뱅크층 상부에 O2 가스 에너지를 주입함으로써 수행되는 표시 장치의 제조 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 뱅크층과 상기 보호층은 무기물로 형성되는 표시 장치의 제조 방법.
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