KR20160128529A - 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 기판 상에 증착되는 증착 물질을 통과시키는 마스크 프레임 조립체에 있어서, 개구부를 갖는 프레임과, 길이 방향의 양 단부가 프레임에 결합되는 마스크를 포함하며, 마스크는, 증착 물질을 통과시키는 복수개의 패턴홀이 형성되는 패턴부를 포함하며 제1 두께를 갖는 본체부와, 본체부의 양 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되며, 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 지지부를 포함하는 마스크 프레임 조립체를 개시한다.
Description
본 발명의 실시예들은 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평탄 디스플레이 중의 하나인 유기 발광 표시 장치는 능동 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 저전압으로 구동이 가능하며, 경량의 박형이면서 응답 속도가 바르다는 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 고해상화 됨에 따라 증착 공정 시 사용되는 마스크의 오픈 슬릿(open slit)의 폭이 점점 좁아지고 있으며, 그 산포 또한 점점 더 감소 될 것이 요구되고 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 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판 상에 증착되는 증착 물질을 통과시키는 마스크 프레임 조립체에 있어서, 개구부를 갖는 프레임과, 길이 방향의 양 단부가 프레임에 결합되는 마스크를 포함하며, 마스크는, 증착 물질을 통과시키는 복수개의 패턴홀이 형성되는 패턴부를 포함하며 제1 두께를 갖는 본체부와, 본체부의 양 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되며, 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 지지부를 포함하는 마스크 프레임 조립체를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 본체부의 모서리에는 적어도 하나의 제1 정렬키가 형성되고, 지지부의 모서리에는 적어도 하나의 제2 정렬키가 형성되며, 제1 정렬키와 제2 정렬키는 마스크의 길이 방향으로 서로 대응하도록 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 본체부와 지지부 사이에 형성되는 단차부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 단차부는 제1 두께보다 두껍고, 제2 두께보다 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 두께는 5um 내지 20um인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2 두께는 25um 내지 100um인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 마스크의 기판과 마주보는 면은 편평한 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시에는 증착 물질을 통과시키는 복수개의 패턴홀이 형성되는 패턴부를 포함하며 제1 두께를 갖는 본체부를 준비하는 단계와, 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 지지부를 준비하는 단계와, 본체부의 양 단부 측에 지지부를 정렬하는 단계와, 본체부와 지지부를 결합하는 단계를 포함하는 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 본체부와 지지부의 폭은 실질적으로 대응하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 본체부의 모서리에 적어도 하나의 제1 정렬키를 형성하고, 지지부의 모서리에 적어도 하나의 제2 정렬키를 형성하는 것을 특징으로 하며, 지지부를 정렬하는 단계는, 제1 정렬키와 제2 정렬키를 마스크의 길이 방향으로 서로 대응하도록 배열하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 지지부는 본체부보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 본체부의 양 단부에 지지부를 정렬하는 단계 이후에, 본체부와 지지부의 폭이 서로 실질적으로 대응하도록 지지부의 일부를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 지지부를 절단하는 단계는, 지지부에 고압의 물을 분사하는 워터젯(Water jet) 공법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 지지부를 절단하는 단계는, 지지부에 레이저를 조사함으로써 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 본체부와 지지부를 결합하는 단계 이후에, 본체부에 인접하는 지지부의 양 단의 소정 영역을 하프 에칭(half etching)하여 제1 두께보다 두껍고, 제2 두께보다 얇은 제3 두께를 갖는 단차부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 두께보다 두껍고, 제2 두께보다 얇은 제3 두께를 갖는 단차부를 준비하는 단계를 더 포함하고, 본체부의 양 단부 측에 지지부를 정렬하는 단계는, 본체부와 지지부 사이에 단차부를 정렬하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 본체부와 지지부를 결합하는 단계는, 본체부와 지지부는 단차부를 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 본체부와 지지부를 결합하는 단계는, 본체부와 지지부가 맞닿는 면에 레이저를 조사하여 본체부와 지지부를 용접하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 본체부와 지지부를 결합하는 단계는, 본체부와 단차부가 맞닿는 면과, 지지부와 단차부가 맞닿는 면에 레이저를 조사하여 본체부 및 지지부를 단차부의 양 단부에 각각 용접하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 유기막을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 유기막 또는 제2 전극은, 개구부를 갖는 프레임과, 길이 방향의 양 단부가 프레임에 결합되는 마스크를 포함하며, 마스크는, 증착 물질을 통과시키는 복수개의 패턴홀이 형성되는 패턴부를 포함하며 제1 두께를 갖는 본체부와, 본체부의 양 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되며, 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 지지부를 포함하는 마스크 프레임 조립체를 이용하여 증착되는, 표시 장치의 제조 방법.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고해상도 디스플레이 구현을 위하여 증착 물질을 통과시키는 마스크의 일부 영역의 두께를 얇게 구성하는 동시에, 프레임에 결합하는 마스크의 다른 영역의 두께를 두껍게 구성함으로써 마스크와 프레임 사이에 안정적인 용접 품질을 확보할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타난 마스크의 상면을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타난 마스크의 측면도이다.
도 4는 도 2의 마스크의 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타난 마스크의 측면도이다.
도 6은 도 1의 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 7은 도 4의 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 도 7의 마스크 프레임 조립체 제조 방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 9는 도 1 또는 도 4에 나타난 마스크 프레임 조립체를 이용하여 제조되는 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타난 마스크의 상면을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2에 나타난 마스크의 측면도이다.
도 4는 도 2의 마스크의 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타난 마스크의 측면도이다.
도 6은 도 1의 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 7은 도 4의 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 8은 도 7의 마스크 프레임 조립체 제조 방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 9는 도 1 또는 도 4에 나타난 마스크 프레임 조립체를 이용하여 제조되는 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 조립체를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타난 마스크의 상면을 나타내는 평면도이며, 도 3은 도 2에 나타난 마스크의 측면도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 마스크 프레임 조립체(10)는 개구부(105)를 갖는 프레임(100)과 길이 방향의 양 단부가 프레임(100)에 결합되는 마스크(200)를 포함할 수 있다.
프레임(100)은 가운데에 중공 형상의 개구부(105)가 형성된 사각틀로, x축 방향으로 서로 이격되도록 배치되며, 상호 평행하기 배치되는 제1 지지부(101) 및 제2 지지부(102)와, y축 방향으로 서로 이격되도록 배치되며, 역시 상호 평행하게 배치되는 제3 지지부(103)와 제4 지지부(104)로 구성될 수 있다.
이러한 제1 지지부(101) 및 제2 지지부(102)는 제3 지지부(103) 및 제4 지지부(104)와 서로 연결되어 마스크 프레임 조립체(10)의 외곽 틀을 형성할 수 있다. 여기서, 도 1에 나타난 프레임(100)은 중앙에 사각 형상으로 하나의 개구부(105)를 갖는 형태이나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 예컨대 원형, 타원형 및 다각형의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 프레임(100)은 금속 또는 합성수지 등으로 제조될 수 있다.
한편, 제3 지지부(103)와 제4 지지부(104)는 각 마스크(200)에 대하여 평행한 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 프레임(100)에는 복수개의 마스크(200)가 제3 지지부(103) 및 제4 지지부(104)의 길이 방향으로 인장된 상태로 결합되므로, 프레임(100)은 충분한 강성을 지닌 소재로 제작되는 것이 바람직하며, 소정의 탄성력을 갖는 소재로 제작될 수도 있다.
마스크(200)는 복수개로 분할된 스틱형 마스크로써, 본체부(210)와 지지부(220)를 포함한다. 본체부(210)는 5um 내지 20um의 제1 두께(T1)를 가지며, 마스크(200)의 길이 방향, 즉 x축 방향을 따라 서로 이격되도록 배치되는 패턴부(211)를 포함하며, 패턴부(211)는 복수개의 패턴홀(212)을 포함할 수 있다. 증착 공정 시, 이러한 복수개의 패턴홀(212)을 통과한 증착 물질은 기판(미도시)에 증착되어, 기판에 증착 영역이 정의될 수 있다.
이러한 마스크(200)는 자성을 띤 박판(Thin film)으로서, 니켈 또는 니켈 합금으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 미세 패턴의 형성이 용이하고, 표면 거칠기가 우수한 니켈-코발트 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 마스크(200)는 에칭법에 의하여 제조될 수 있는데, 포토레지스트(photoresist)를 이용하여 각 패턴홀(212)과 동일한 패턴을 갖는 포토레지스트층을 박판에 형성하거나, 패턴홀(212)의 패턴을 갖는 필름을 박판에 부착한 이후에 박판을 에칭함으로써 제조할 수 있다. 또한, 마스크(200)는 전기 주조법(eletro-forming) 또는 무전해 도금법(Electroless plating)으로 제조될 수도 있다.
한편, 도 1 및 2는 5개의 패턴부(211)가 서로 이격되어 본체부(210)에 형성된 것으로 묘사되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도 1 및 도 2에 나타난 5개의 패턴부(211)는 본체부(210)에 형성될 수 있는 다양한 형태의 패턴부(211)의 일 예시로써, 패턴부(211)의 개수나 배치 위치, 형상은 다양하게 선택될 수 있다.
패턴부(211)에 형성되는 패턴홀(212) 또한, 전술한 패턴부(211)와 마찬가지로 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이 25개로 한정되지 않는다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 패턴홀(212)은 도트(dot) 형태를 갖는 마스킹 패턴으로 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도면에 나타난 패턴홀(212)의 개수나 배치 위치, 형상은 일 예시로써, 예를들어 패턴부(211)에는 전면 개방된 상태를 유지하는 마스킹 패턴이 구비되거나, 스프라이프(stripe) 형상의 마스크 패턴이 형성될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 마스크(200)의 본체부(210)는 5개의 패턴부(211)를 포함하고, 패턴부(211)에는 25개의 패턴홀(212)이 형성된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
한편, 마스크(200)는 도시되지는 않았으나, 복수개의 분할마스크 형태가 아닌 큰 부재 하나로 형성되어 하나의 마스크(200)가 프레임(100)의 개구부(105)를 모두 덮는 형태로 형성될 수도 있다. 그리고, 도 1은 설명의 편의 상 하나의 마스크(200)를 분해하여 도시하였으나, 실제 제조 완료 후에는 복수개의 마스크(200)는 개구부(105)를 모두 덮도록 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1에 나타난 바와 같이 복수개의 스틱 형태로 형성되는 마스크(200)를 중심으로 설명하기로 한다.
지지부(220)는 본체부(210)의 양 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되며, 본체부(210)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 25um 내지 100um의 제2 두께(T2)를 갖도록 형성될 수 있다. 지지부(220)에는 프레임(100)과 마스크(200)를 결합하는 용접부(221)가 형성될 수 있다. 도면에는 각 마스크(200) 하나에 하나의 용접부(221)가 형성된 모습을 나타내나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 예컨데 용접부(221)는 프레임(100)과 마스크(200)를 안정적으로 결합하기 위해 필요한 결합력을 유지하기 위한 개수, 즉 복수개가 형성될 수도 있다.
상세히, 지지부(220)는 프레임(100)과 결합되는 방향으로 형성된다. 즉, 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같이, 증착 공정 시 증착 물질이 증착되는 기판과 마주보는 마스크(200)의 상면은 편평하게 형성될 수 있다.
여기서, 지지부(220)의 제2 두께(T2)가 본체부(210)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 이유는 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 마스크(200)는 일반적으로 포토리소그라피 (photolithography) 공정으로 제작된다. 즉, 증착 물질을 통과시키는 패턴홀(212)은 마스크(200)의 모재에 패턴홀(212) 에 대응하는 패턴을 갖는 포토레지스트(photoresist)를 도포하고, 노광 및 현상 공정을 거침으로써 형성될 수 있다.
고해상도 디스플레이를 구현하기 위해서는, 이러한 패턴홀(212)은 필요에 따라 그 크기가 더 작게 형성될 필요성이 있다. 정밀한 패턴홀(212)의 형상을 획득하기 위해서는, 패턴홀(212)이 형성되는 마스크(200)의 본체부(210)의 두께를 얇게 준비하여야 한다. 하지만, 마스크(200)의 두께가 20um 이하로 얇아지게 되면, 프레임(100)에 마스크(200)를 인장하여 용접하는 공정에서 마스크(200)에 변형이나 파손이 발생하여 안정된 용접 품질을 보장할 수 없게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 마스크 프레임 조립체(10)는 본체부(210)보다 두꺼운 두께를 갖는 지지부(220)를 포함하는 마스크(200)를 제공한다. 이는, 프레임(100)과 마스크(200)의 용접 공정에서 실제로 프레임(100)에 결합되는 마스크(200)의 영역은 지지부(220)에 해당하는 영역으로, 고해상도 디스플레이 구현을 위해 패턴홀(212)이 형성되는 본체부(210)의 제1 두께(T1)는 얇게 형성되되, 프레임(100)에 결합되는 지지부(220)는 본체부(210)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 제2 두께(T2)를 갖도록 형성함으로써, 안정적인 프레임(100) 및 마스크(200)의 용접 품질을 보장할 수 있다.
한편, 마스크(200)의 본체부(210)와 지지부(220)는 별도의 부재로 각각 제조되어, 본체부(210)와 지지부(220)가 맞닿는 면에 레이저를 조사하여 서로를 결합할 수 있다.
이때, 본체부(210)와 지지부(220)를 x축 방향으로 용이하게 정렬하기 위하여, 본체부(210)의 모서리에는 적어도 하나의 제1 정렬키(230)가 형성되고, 지지부(220)의 모서리에는 적어도 하나의 제2 정렬키(240)가 형성될 수 있다. 이러한 제1 정렬키(230)와 제2 정렬키(240)는 마스크(200)의 길이 방향, 즉 x축 방향으로 서로 대응하도록 배열되며, 제1 정렬키(230)와 제2 정렬키(240)의 위치를 모니터링 함으로써 본체부(210)와 지지부(220)를 정밀하게 정렬할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 나타난 제1 정렬키(230)와 제2 정렬키(240)는 증착 공정 시 기판과 마주보는 마스크(200)의 상면에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 정렬키(230)와 제2 정렬키(240)는 마스크(200)의 상면의 반대측인 마스크(200)와 프레임(100)이 접하는 면 측에 형성될 수도 있으며, 또한 지지부(220)를 관통하도록 형성될 수도 있다. 즉, 제1 정렬키(230)와 제2 정렬키(240)는 도면에 나타나는 형상이나 위치에 한정되지 않고, 본체부(210)와 지지부(220)의 결합 공정에서 서로를 용이하게 정렬하기 위한 그 어떠한 형상이나 위치에도 형성될 수 있다.
도 4는 도 2의 마스크의 다른 실시예를 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 4에 나타난 마스크의 측면도이다.
도 4에 도시된 마스크(300)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 관한 마스크(200)와 비교했을 때, 단차부(350)를 제외한 나머지 구성요소들은 모두 동일하므로, 여기서는 단차부(350)에 대해 자세히 설명하기로 한다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 관한 마스크(300)의 본체부(310), 지지부(320), 제1 정렬키(330), 제2 정렬키(340)와 패턴부(311), 패턴홀(312)은 도 1 내지 도 3에 나타난 본 발명의 일 실시예에 관한 마스크(200)의 본체부(210), 지지부(220), 제1 정렬키(230), 제2 정렬키(240), 그리고 패턴부(211) 및 패턴홀(212)과 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 단차부(350)는 본체부(310)의 제1 두께(T1)보다 두껍고, 지지부(320)의 제2 두께(T2)보다 얇은 두께(T3)를 갖도록 형성된다. 이러한 단차부(350)는 본체부(310)와 지지부(320) 사이의 두께 차이를 완화하기 위해 본체부(310)와 지지부(320) 사이에 형성되는 구성요소이다.
즉, 전술한 바와 같이 본체부(310)와 지지부(320)는 작게는 1.25배, 크게는 20배의 두께 차이를 갖도록 형성되므로, 만약 본체부(310)와 지지부(320)의 두께 차이가 20배 가까이 날 경우, 제1 두께(T1)보다 두껍고, 제2 두께(T2)보다 얇은 두께(T3)를 갖는 단차부(350)를 본체부(310)와 지지부(320) 사이에 설치함으로써 본체부(310)와 지지부(320)의 급격한 두께 차이로 인해 마스크(200)의 전체적인 강성이 약화되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 1의 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(10)는 다음과 같이 제조된다.
먼저, 증착 물질을 통과시키는 복수개의 패턴홀(212)이 형성되는 패턴부(211)를 포함하여, 제1 두께(T1)를 갖는 본체부(210)를 준비한다(S601). 다음으로, 제1 두께(T1)보다 두꺼운 제2 두께(T2)를 갖는 지지부(220)를 준비한다(S602). 이때, 본체부(210)와 지지부(220)는 실질적으로 동일한 폭을 갖도록 형성된다. 그리고, 본체부(210)의 양 단부 측에 2개의 지지부(220)를 각각 정렬한다(S603). 다음으로, 본체부(210)와 지지부(220)가 맞닿는 면에 레이저를 조사하여 본체부(210)와 지지부(220)를 용접(S604)한다. 이렇게 마스크(200)를 제조한 이후에, 마스크(200)의 양 단부를 프레임(100)에 결합(S605)함으로써 마스크 프레임 조립체(10)가 제조된다.
본체부(210)의 모서리에는 적어도 하나의 제1 정렬키(230)가 형성될 수 있으며, 지지부(220)의 모서리에는 적어도 하나의 제2 정렬키(240)가 형성될 수 있다. 제1 정렬키(230)와 제2 정렬키(240)는 본체부(210)의 양 단부 측에 지지부(220)를 정렬하는 단계(S603)에서 제1 정렬키(230)와 제2 정렬키(240)를 마스크(200)의 길이 방향으로 서로 대응하도록 배열함으로써, 본체부(210)와 지지부(220)를 정확하게 정렬(S603) 및 결합(S604)되게 한다.
한편, 지지부(220)는 본체부(210)보다 큰 폭을 갖도록 형성될 수도 있다. 이러한 경우에는, 본체부(210)와 지지부(220)를 정렬(S603)한 이후에, 본체부(210)와 지지부(220)의 폭이 서로 실질적으로 대응하도록 지지부(220)의 일부를 절단하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이러한 지지부(220)의 절단 공정은, 지지부(220)의 고압의 물을 분사하는 워터젯(Water jet) 공법이나, 지지부(220)의 절단면에 레이저를 조사하는 일반적인 레이저 절단 공법을 이용하여 수행될 수 있다.
도 7은 도 4의 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 8은 도 7의 마스크 프레임 조립체 제조 방법의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
먼저 도 7을 참조하면, 도 4에 도시된 마스크(300)는 다음과 같이 제조될 수 있다.
먼저, 제1 두께(T1)를 갖는 본체부(310)를 준비하는 단계(S701), 제2 두께(T2)를 갖는 지지부(320)를 준비하는 단계(S702), 본체부(310)와 지지부(320)를 정렬하는 단계(S703) 및 본체부(310)와 지지부(320)를 결합하는 단계(S704) 및 마스크(300)와 프레임(100)을 결합하는 단계(S706)는 도 6에 나타난 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(10)의 제조 방법과 동일하므로 여기서는 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 나타난 마스크(300)는 도 1 내지 도 3에 나타난 마스크(200)에 단차부(350)가 추가적으로 형성된다. 이러한 단차부(350)는 본체부(310)와 지지부(320)를 결합하는 단계(S704) 이후에, 본체부(310)에 인접하는 지지부(320)의 양 단의 소정 영역을 하프 에칭(Half etching)하여, 본체부(310)의 제1 두께(T1)보다 두껍고, 지지부(320)의 제2 두께(T2)보다 얇은 두께(T3)를 갖도록 형성된다(S705).
한편 도 8을 참조하면, 단차부(350)는 지지부(320)의 소정 영역을 하프 에칭하는 방법 대신 본체부(310) 및 지지부(320)와 구별되는 별도의 부재로 준비될 수도 있다.
즉, 제1 두께(T1)를 갖는 본체부(310)와, 제2 두께(T2)를 갖는 지지부(320)를 준비(S801, S802)하는 동시에, 제1 두께(T1)보다 두껍고 제2 두께(T2)보다 얇은 제3 두께(T3)를 갖는 단차부(350)를 준비한다. 그리고, 본체부(310)의 양 단부 측에 지지부(320)를 정렬할 때, 그 사이에 단차부(350)를 정렬하고(S804), 본체부(310)와 단차부(350), 그리고 지지부(320)를 차례대로 결합(S805)하여 마스크(300)를 제조할 수 있다. 이때, 본체부(310)와 단차부(350)가 맞닿는 면과, 단차부(350)와 지지부(320)가 맞닿는 면에 레이저를 조사함으로써 서로 연결될 수 있다.
도 9는 도 1 또는 도 4에 나타난 마스크 프레임 조립체를 이용하여 제조되는 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 표시 장치(400)는 기판(410) 및 표시부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 포시 장치(400)는 상기 표시부의 상부에 형성되는 박막 봉지층(E) 또는 봉지 기판(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 봉지 기판은 일반적인 디스플레이 장치에 사용되는 것과 동일 또는 유사하므로 여기서 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치(400)가 박막 봉지층(E)을 포함하는 경우를 중심으로 상세하게 설명하기로 한다.
기판(410)에 상기 표시부가 형성될 수 있다. 이때, 상기 표시부는 박막 트렌지스터(TFT)를 구비하고, 이들을 덮도록 패시베이션막(470)이 형성되며, 이 패시베이션막(470) 상에 유기 발광 소자(480)가 형성될 수 있다.
이때, 기판(410)은 유리 재질을 사용할 수 있는데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti와 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 기판(410)은 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(410)이 유리 재질로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판(410)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(420)이 더 형성되는데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(420) 상에 소정의 패턴으로 배열되는 활성층(430)이 형성된 후, 활성층(430)이 게이트 절연층(440)에 의해 매립된다. 활성층(430)은 소스 영역(431)과 드레인 영역(433)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(422)을 더 포함한다.
이러한 활성층(430)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(430)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(430)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(430)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(430)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세 설명하기로 한다.
이러한 활성층(430)은 버퍼층(420) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결졍화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(430)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(431) 및 드레인 영역(433)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(440)의 상면에는 활성층(430)과 대응되는 게이트 전극(450)과 이를 매립하는 층간 절연층(460)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(460)과 게이트 절연층(440)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(460) 상에 소스 전극(471) 및 드레인 전극(472)을 각각 소스 영역(431) 및 드레인 영역(433)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(470)이 형성되고, 이 패시베이션막(470) 상부에 유기 발광 소자(OLED)의 화소 전극(481)이 형성된다. 이 화소 전극(481)은 패시베이션막(470)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 TFT의 드레인 전극(472)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(470)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개층 이상으로 형성될 수 있는데, 하부 막의 굴곡에 관계없이 상면이 평탄하게 되도록 평탄화막으로 형성될 수도 있는 반면, 하부에 위치한 막의 굴곡을 따라 굴곡이 가도록 형성될 수 있다. 그리고, 이 패시베이션막(470)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(470) 상에 화소 전극(481)을 형성한 후에는 이 화소 전극(481) 및 패시베이션막(470)을 덮도록 화소 정의막(490)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(481)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(481) 상에 중간층(482) 및 대향 전극(483)이 형성된다.
화소 전극(481)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(483)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(481)과 대향 전극(483)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(481)과 대향 전극(483)은 상기 중간층(482)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(482)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(482)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(482)은 유기 발광층(Organic emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL: hole injection layer), 정공 수송층(Hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 ?? 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소(P)는 복수의 부화소(R, G, B)로 이루어지는데, 복수의 부화소(R, G, B)는 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소(R, B, B)는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소(R, B, B)를 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소(미도시)를 구비할 수 있다.
한편, 상기와 같은 박막 봉지층(E)은 복수의 무기층들을 포함하거나, 무기층 및 유기층을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E)의 상기 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함할 수 있다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 봉지층(E)의 상기 무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E) 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조 및 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 포함할 수도 있다.
박막 봉지층(E)은 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 상기 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층, 제3 유기층, 제4 무기층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)와 제1 무기층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제1 무기층을 스퍼터링 방식으로 형성할 때 상기 유기 발광 소자(OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제1 유기층의 면적은 제2 무기층의 면적보다 좁게 형성될 수 있으며, 제2 무기층 또한 제3 무기층의 면적보다 좁은 면적을 갖도록 형성될 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 210, 310: 본체부
100: 프레임 211, 311: 패턴부
101: 제1 지지부 212, 312: 패턴홀
102: 제2 지지부 220, 320: 지지부
103: 제3 지지부 221: 용접부
104: 제4 지지부 230, 330: 제1 정렬키
105: 개구부 240, 340: 제2 정렬키
200, 300: 마스크 350: 단차부
100: 프레임 211, 311: 패턴부
101: 제1 지지부 212, 312: 패턴홀
102: 제2 지지부 220, 320: 지지부
103: 제3 지지부 221: 용접부
104: 제4 지지부 230, 330: 제1 정렬키
105: 개구부 240, 340: 제2 정렬키
200, 300: 마스크 350: 단차부
Claims (20)
- 기판 상에 증착되는 증착 물질을 통과시키는 마스크 프레임 조립체에 있어서,
개구부를 갖는 프레임; 및
길이 방향의 양 단부가 상기 프레임에 결합되는 마스크;를 포함하며,
상기 마스크는,
상기 증착 물질을 통과시키는 복수개의 패턴홀이 형성되는 패턴부를 포함하며, 제1 두께를 갖는 본체부와,
상기 본체부의 양 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되며, 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 지지부를 포함하는, 마스크 프레임 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 본체부의 모서리에는 적어도 하나의 제1 정렬키가 형성되고,
상기 지지부의 모서리에는 적어도 하나의 제2 정렬키가 형성되며,
상기 제1 정렬키와 상기 제2 정렬키는 상기 마스크의 길이 방향으로 서로 대응하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 본체부와 상기 지지부 사이에 형성되는 단차부를 더 포함하는, 마스크 프레임 조립체. - 제3 항에 있어서,
상기 단차부는 상기 제1 두께보다 두껍고, 상기 제2 두께보다 얇은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 두께는 5 내지 20um인 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 두께는 25 내지 100um인 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 제1 항에 있어서,
상기 마스크의 상기 기판과 마주보는 면은 편평한 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체. - 증착 물질을 통과시키는 복수개의 패턴홀이 형성되는 패턴부를 포함하며, 제1 두께를 갖는 본체부를 준비하는 단계;
상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 지지부를 준비하는 단계;
상기 본체부의 양 단부 측에 상기 지지부를 정렬하는 단계; 및
상기 본체부와 상기 지지부를 결합하는 단계;를 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 본체부와 상기 지지부의 폭은 실질적으로 대응하는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 본체부의 모서리에 적어도 하나의 제1 정렬키를 형성하고,
상기 지지부의 모서리에 적어도 하나의 제2 정렬키를 형성하는 것을 특징으로 하며,
상기 지지부를 정렬하는 단계는,
상기 제1 정렬키와 상기 제2 정렬키를 상기 마스크의 길이 방향으로 서로 대응하도록 배열하는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 지지부는 상기 본체부보다 큰 폭을 갖는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제11 항에 있어서,
상기 본체부의 양 단부에 상기 지지부를 정렬하는 단계 이후에,
상기 본체부와 상기 지지부의 폭이 서로 실질적으로 대응하도록 상기 지지부의 일부를 절단하는 단계를 더 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 지지부를 절단하는 단계는,
상기 지지부에 고압의 물을 분사하는 워터젯(Water jet) 공법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제12 항에 있어서,
상기 지지부를 절단하는 단계는,
상기 지지부에 레이저를 조사함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 본체부와 상기 지지부를 결합하는 단계 이후에,
상기 본체부에 인접하는 상기 지지부의 양 단의 소정 영역을 하프 에칭(half etching)하여 상기 제1 두께보다 두껍고, 상기 제2 두께보다 얇은 제3 두께를 갖는 단차부를 형성하는 단계를 더 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 두께보다 두껍고, 상기 제2 두께보다 얇은 제3 두께를 갖는 단차부를 준비하는 단계를 더 포함하고,
상기 본체부의 양 단부 측에 상기 지지부를 정렬하는 단계는,
상기 본체부와 상기 지지부 사이에 상기 단차부를 정렬하는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 본체부와 상기 지지부를 결합하는 단계는,
상기 본체부와 상기 지지부는 상기 단차부를 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 본체부와 상기 지지부를 결합하는 단계는,
상기 본체부와 상기 지지부가 맞닿는 면에 레이저를 조사하여 상기 본체부와 상기 지지부를 용접하는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 제17 항에 있어서,
상기 본체부와 상기 지지부를 결합하는 단계는,
상기 본체부와 상기 단차부가 맞닿는 면과, 상기 지지부와 상기 단차부가 맞닿는 면에 레이저를 조사하여 상기 본체부 및 상기 지지부를 상기 단차부의 양 단부에 각각 용접하는 것을 특징으로 하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법. - 기판 상에 서로 대향된 제1 전극과 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비된 유기막을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
상기 유기막 또는 상기 제2 전극은,
개구부를 갖는 프레임과, 길이 방향의 양 단부가 상기 프레임에 결합되는 마스크를 포함하며, 상기 마스크는 복수개의 패턴홀이 형성되는 패턴부가 상기 마스크의 길이 방향을 따라 서로 이격되도록 복수개 형성되며, 제1 두께를 갖는 본체부와, 상기 본체부의 양 단부에서 외측으로 연장되도록 형성되며, 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 지지부를 포함하는 마스크 프레임 조립체를 이용하여 증착되는, 표시 장치의 제조 방법.
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