KR20160136492A - 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20160136492A
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지준모
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 프레임 및 상기 프레임에 부착되어 광이 조사될 수 있도록 개구부가 형성되며 제1면 및 상기 제1면과 대응되는 제2면을 포함하는 마스크 기재를 포함하고, 상기 마스크 기재의 외곽에는 용접부가 형성되며, 상기 제1면 및/또는 상기 제2면의 적어도 일부에는 하프 에칭부가 형성되는 마스크를 개시한다.

Description

마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{Mask and the method of manufacturing display device using the same}
본 발명은 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치와 같은 평판 표시 장치는 구동 특성상 박형화 및 플랙시블화가 가능하여 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 다만, 이 유기 발광 표시 장치는 산소나 수분의 침투에 의해 디스플레이부가 열화되는 특성이 있다. 따라서, 외부로부터의 산소나 수분 침투를 방지하기 위해 디스플레이부를 밀봉하여 보호해주는 봉지 구조를 필요로 한다.
근래에 이러한 봉지 구조로서, 유기막과 무기막이 교대로 적층된 다층막으로 디스플레이부를 덮어주는 박막봉지(Thin Film Encapsulation) 구조가 널리 채용되고 있다. 즉, 기판의 디스플레이부 위에 유, 무기막을 교번적으로 적층하여 봉지 구조를 구성하는 구조를 개시하고 있다.
다만, 박막봉지 구조에서 유기막을 적층하는 과정에서 증착된 유기막 형성 재료 중 일부가 미경화되는 문제가 발생하였다.
통상적으로 유기막을 형성함에 있어서 기판에 해당 막과 대응하는 마스크를 놓고 액체 상태의 모노머를 기상 증착한 후 자외선(UV)으로 경화시켜 폴리머를 형성하게 되는데, 이때 마스크로 가려진 부분으로 액체 상태의 모노머가 오버플로우(Overflow)되어 자외선이 제대로 조사되지 않아 미경화된 유기물이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 마스크 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예는 프레임 및 상기 프레임에 부착되어 광이 조사될 수 있도록 개구부가 형성되며 제1면 및 상기 제1면과 대응되는 제2면을 포함하는 마스크 기재를 포함하고, 상기 마스크 기재의 외곽에는 용접부가 형성되며, 상기 제1면 및/또는 상기 제2면의 적어도 일부에는 하프 에칭부가 형성되는 마스크를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 하프 에칭부는 상기 마스크 기재의 네 변의 가장자리를 따라 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하프 에칭부는 최외곽에 위치하는 개구부와 상기 용접부 사이에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하프 에칭부는 상기 마스크 기재의 모서리 부분에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하프 에칭부는 상기 용접부의 내측에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하프 에칭부는 상기 개구부를 제외한 상기 마스크 기재의 전면에 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 마스크는 박막 봉지를 형성하기 위한 유기막을 자외선으로 경화시키는데 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 기판 상에 디스플레이부를 형성하는 단계, 프레임 및 제1면 및 제2면을 포함하는 마스크 기재를 포함하고, 상기 제1면 및/또는 상기 제2면의 적어도 일부에 하프 에칭부가 형성되는 마스크를 준비하는 단계, 상기 마스크를 통해 유기막을 형성하는 단계, 무기막용 마스크를 준비하는 단계, 상기 무기막용 마스크를 통해, 형성된 상기 유기막을 모두 덮어주는 무기막을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 마스크를 준비하는 단계는, 상기 마스크 기재에 상기 하프 에칭부를 형성하는 단계 및 상기 프레임에 상기 마스크 기재를 용접하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디스플레이부는 유기 발광 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크의 유연성을 증대시켜 유기막 성막시 유기막 형성 재료의 미경화를 방지할 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터도 도출될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 마스크의 단면의 일 실시예의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 마스크의 단면의 다른 실시예의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2c는 도 1에 도시된 마스크의 단면의 또 다른 실시예의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 사용하여 표시 장치의 유기막을 성막하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 디스플레이부의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 이용해 제조된 표시 장치의 단면을 개략적으로 도시한 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.
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, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 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.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위"에 또는 "상"에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
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.
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 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(1000)를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2a는 도 1에 도시된 마스크(1000)의 일 실시예의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2b는 도 1에 도시된 마스크(1000)의 일 실시예의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2c는 도 1에 도시된 마스크(1000)의 일 실시예의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 마스크(1000)는 프레임(100) 및 프레임에 부착되는 마스크 기재(200)를 포함하여 형성될 수 있다.
프레임(100)은 마스크 기재(200)를 지지할 수 있는 역할을 하며 금속, 플라스틱 등의 재료로 구성될 수 있으며 물론 프레임(100)을 형성하는 재료가 한정되는 것은 아니다.
마스크 기재(200)는 철(Fe)-니켈(Ni) 합금인 인바(Invar)로 이루어질 수 있으나 물론 이에 한정되는 것은 아니다. 마스크 기재(200) 상에는 광이 조사될 수 있도록 2개 이상의 개구부(210)가 형성될 수 있다. 도 1에는 본 실시예에 따른 개구부(210)가 특정 규격과 특정 개수로 도시되어 있으나 개구부(210)의 규격 및 개수는 한정되지 않으며, 필요에 따라 변형하여 형성할 수 있음은 물론이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 마스크 기재(200)의 일면을 제1면(200a)이라 하고 제1면(200a)과 대응되는 면을 제2면(200b)이라 할 수 있다.
본 실시예에 따른 마스크(1000)에서 마스크 기재(200)는 용접에 의해서 프레임(100)에 부착될 수 있다. 즉, 마스크 기재(200)와 프레임(100)의 모서리를 따라서 외곽 부분을 용접하여 부착할 수 있다.
이에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 마스크 기재(200)의 외곽 부분에는 각 변을 따라서 용접부(230)가 형성될 수 있다. 상기 용접부(230)는 용접 라인 형태로 형성될 수 있다.
마스크 기재(200)를 프레임(100)에 부착시키기 위해 마스크 기재(200)의 둘레를 인장하여 프레임(100)에 용접할 수 있다. 즉, 마스크 기재(200)가 인장되어 프레임(100)에 용접부(230)를 따라 용접되고 결과적으로 마스크 기재(200)의 외곽부는 용접부(230)에 힘을 받아 유연성이 저하된다.
종래에는 박막을 증착 하는 과정에서 마스크 기재의 외곽 부분은 용접부에 의해 힘을 아래로 받게 되고 이에 따라 박막이 증착되는 기판과 마스크의 밀착력이 마스크의 외곽 부분에서 약해지게 되는 문제가 있었다. 또한, 상술한 바와 같이 마스크 기재의 외곽부의 유연성이 저하되는 문제가 있었다.
결과적으로 종래 마스크를 이용하여 유기막을 성막하는 경우에 마스크의 외곽부에서 마스크와 증착되는 기판과의 밀착력이 약해져서 액체 상태의 유기물이 기판과 마스크 사이 모세관 현상으로 인해 퍼짐이 발생하는 문제가 있었다. 상술한 바와 같이 기판과 마스크 사이로 오버플로우된 유기물은 polymerization 되는 단계에서 UV가 조사되지 않아 미경화되는 문제가 발생하게 되고 이러한 미경화된 유기물은 이후 불량을 야기시키게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 실시예에 따른 마스크(1000)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1면(200a) 및/또는 제2면(200b)의 적어도 일부에 형성되는 하프 에칭부(250)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 마스크(1000)는 하프 에칭부(250)가 도 1에 도시된 바와 같이 마스크 기재(200)의 네 변의 가장자리를 따라 형성될 수 있다. 하프 에칭부(250)의 형성 위치 및 형성 정도는 물론 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 마스크 기재(200)의 어디라도 형성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 하프 에칭부(250)는 마스크의 면에 상관 없이 형성될 수 있다. 즉, 하프 에칭부(250)는 마스크 기재(200)의 제1면(200a)에 형성되거나 제2면(200b)에 형성될 수 있다. 또한, 제1면(200a)과 제2면(200b) 모두에 형성될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(1000)의 단면은 도 2a에 도시된 바와 같이 제2면(200b)에 하프 에칭부(250)가 형성된 것으로 보고 설명한다. 상술한 바와 같이 본 발명 마스크의 하프 에칭부(250)가 제2면(200b)에 한정하여 형성되는 것이 아님은 물론이다.
하프 에칭부(250)가 마스크 기재(200)에 형성됨에 따라 하프 에칭부(250)가 형성된 부분에서 마스크 기재(200)의 표면적이 넓어지게 된다. 또한, 마스크 기재(200)의 일부를 식각하여 하프 에칭부(250)를 형성함에 따라 마스크 기재(200)의 유연성을 증대시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 실시예에 따른 마스크(1000)는 도 1에 도시된 바와 같이 마스크 기재(200)의 네 변의 가장자리 다시 말해, 밀착력이 가장 떨어지는 부분인 용접부(230)와 최외곽에 위치한 개구부(210)의 사이에 하프 에칭부(250)가 형성될 수 있다.
즉, 밀착력이 떨어지는 마스크 기재(200)의 외곽부, 용접부(230)와 최외곽의 개구부(210) 사이에 하프 에칭부(250)가 형성됨에 따라 마스크 기재(200)의 유연성이 증대될 수 있고 마스크 기재(200)의 유연성이 증대됨에 따라 외곽 부에서 증착되는 대상인 기판(10)과 마스크(1000)의 밀착력이 향상될 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 평면을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 3에서, 도 1 내지 도 2c와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 3에 도시된 바와 같이 하프 에칭부(250)는 마스크 기재(200)의 모서리 부분에 형성될 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, 상기 하프 에칭부(250)는 마스크 기재(200)의 모서리 네 부분에 각각 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 마스크는 하프 에칭부(250)가 마스크 기재(200)의 모서리 부분에서 최외곽에 위치하는 개구부(210)와 용접부(230)의 사이에 형성될 수 있다.
본 실시예에서도 상술한 실시예에서와 마찬 가지로 제1면(200a)의 모서리 부분에만 형성될 수도 있고, 제2면(200b)의 모서리 부분에만 형성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 제1면(200a) 및 제2면(200b) 즉 양면의 모서리 부분에 모두 형성될 수도 있다.
마스크 기재(200)가 인장되어 프레임(100)에 용접되어 용접부(230)가 형성된다. 이에 마스크 기재(200)의 외곽부는 인장력을 받게 되고 용접부(230)에 힘을 받아 박막이 증착되는 기판(10, 도 5 참고)과 마스크의 밀착력이 마스크의 외곽 부분에서 약해질 우려가 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 마스크는 도 3에 도시된 바와 같이 마스크 기재(200)의 모서리 부분에 하프 에칭부(250)가 형성되어 유연성이 증대됨에 따라 기판(10, 도 5 참고)과 마스크의 밀착력이 향상되는 유리한 효과가 있다.
이에 따라, 기판(10, 도 5 참고)과 마스크 사이로 유기물이 오버플로우 되는 문제가 없으며 미경화된 유기물로 인하여 표시 장치의 불량이 발생하는 문제도 해소할 수 있다.
특히, 밀착력이 가장 약화되는 부분인 최외곽에 위치하는 개구부(210)와 용접부(230) 사이에 하프 에칭부(230)를 형성함에 따라 마스크 기재(200)의 유연성을 극대화할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 평면을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 4에서, 도 1 내지 도 2c와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 마스크는 도 4에 도시된 바와 같이 하프 에칭부(250)가 마스크 기재(200)의 전면에 형성될 수 있다.
하프 에칭부(250)가 마스크 기재(200)의 전면에 형성됨에 따라 마스크 기재(200)의 유연성이 전면적으로 증대될 수 있으며 이에 따라 박막이 증착되는 기판(10)과 마스크의 밀착력이 저하되는 문제를 해소할 수 있는 유리한 효과가 있다.
결과적으로, 유기물이 기판(10)과 마스크 사이로 퍼져서 미경화된 유기물로 인하여 불량이 발생하는 문제를 줄일 수 있는 유리한 효과가 있다.
하프 에칭부(250)가 마스크 기재(200)에 전면적으로 형성되는 것은 본 발명의 일 실시예일뿐 상술한 바와 같이 하프 에칭부(250)의 형성 위치와 형성 정도는 한정되지 않는다. 즉, 마스크 기재(200)에 형성된다면 어느 부분에라도 형성될 수 있는 것이며 적어도 어느 한 부분에 하프 에칭부(250)가 형성된다면 본 발명의 일 실시예에 해당되는 것이라 할 수 있다.
본 실시예에 있어서도 역시 상술한 실시예에서와 마찬가지로 하프 에칭부(250)는 제1면(200a)에만 전면적으로 형성될 수도 있으며 제2면(200b)에만 전면적으로 형성될 수 있다. 또한, 제1면(200a) 및 제2면(200b) 모두에 전면적으로 형성될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 사용하여 표시 장치의 유기막을 성막하는 단계를 도시한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 디스플레이부의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 이용해 제조된 표시 장치의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7에서, 도 1 내지 도 2c와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 5에서는 설명의 편의를 위하여 도 2a에 도시된 실시예에 따른 마스크(1000)를 사용하여 유기막을 성막하는 방법을 설명하도록 한다. 본 발명 표시 장치의 제조 방법에 사용되는 마스크는 이에 한정되지 않음은 물론이다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 먼저 기판(10)의 상부에 디스플레이부(20)를 형성할 수 있다. 상기 디스플레이부(20)는 표시 영역에 픽셀들의 어레이가 형성될 수 있으며, 상기 픽셀들은 각각 박막 트랜지스터들과 상기 박막 트랜지스터에 의해 제어되는 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자는 스스로 발광하는 유기 발광 소자일 수 있다.
물론 본 실시예의 디스플레이부(20)가 유기 발광 소자를 포함하는 것에 한정되지는 않으나 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 디스플레이부(20)가 유기 발광 소자로 구성되는 경우에 한정하여 설명하도록 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 표시 장치는 기판(10)의 상부에 버퍼층(21)이 형성될 수 있다. 버퍼층(21)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하기 위한 베리어층, 및/또는 블록킹층으로 역할을 할 수 있다.
버퍼층(21)의 상부에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)의 반도체층(A)은 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물이 가능하다.
반도체층(A)이 형성된 후 반도체층(A)의 상부에는 게이트 절연막(23)이 기판(10) 전면(全面)에 형성될 수 있다. 게이트 절연막(23)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(23)은 반도체층(A)과 상부에 위치하는 게이트 전극(G)을 절연하는 역할을 한다.
상기 게이트 절연막(23)을 형성한 후 게이트 절연막(23)의 상부에 게이트 전극(G)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(G)은 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통하여 형성될 수 있다.
게이트 전극(G)의 물질은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(G)이 형성된 후 제1 층간 절연막(25)이 기판 전면(全面)에 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(25)은 무기물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 층간 절연막(25)은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연막(25)은 실리콘산화물(SiOx) 및/또는 실리콘질화물(SiNx) 등의 무기물로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 층간 절연막(25)은 SiOx/SiNy 또는 SiNx/SiOy의 이중 구조로 이루어질 수 있다.
제1 층간 절연막(25)의 상부에는 박막 트랜지스터의 소스 전극(S), 드레인 전극(D)이 배치될 수 있다.
상기 소스 전극(S), 드레인 전극(D)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)을 덮도록 기판(10) 전면(全面)에 비아층(27)이 형성된다. 비아층(27)의 상부에는 화소 전극(24)이 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 일 실시예에 따르면, 화소 전극(24)은 비아홀을 통해 드레인 전극(D)과 연결된다.
비아층(27)은 절연물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 비아층(27)은 무기물, 유기물, 또는 유/무기 복합물로 단층 또는 복수층의 구조로 형성될 수 있으며, 다양한 증착방법에 의해서 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 평탄화막(PL)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly phenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 비아층(27)의 상부에는 유기 발광 소자(OLED)가 구비된다. 유기 발광 소자(OLED)는 화소 전극(24), 유기 발광층을 포함하는 중간층(26), 및 대향 전극(28)을 포함한다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 화소 정의막(29)을 더 포함할 수 있다.
화소 전극(24) 및/또는 대향 전극(28)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 투명 전극으로 구비될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 구비될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 투명막을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소 전극(24) 또는 대향 전극(28)은 ITO/Ag/ITO 구조를 가질 수 있다.
화소 전극(24), 중간층(26), 대향 전극(28)은 유기 발광 소자(OLED, organic light emitting device)를 이루게 된다. 유기 발광 소자(OLED)의 화소 전극(24)과 대향 전극(28)에서 주입되는 정공과 전자는 중간층(26)의 유기 발광층에서 결합하면서 빛이 발생할 수 있다.
중간층(26)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(26)은 유기 발광층(emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(26)은 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
중간층(26) 상에는 대향 전극(28)이 형성된다. 대향 전극(28)는 화소 전극(24)과 전계를 형성하여, 중간층(26)에서 광이 방출될 수 있게 한다. 화소 전극(24)은 화소 마다 패터닝될 수 있으며, 대향 전극(28)은 모든 화소에 걸쳐 공통된 전압이 인가되도록 형성될 수 있다.
화소 전극(24)은 애노드 전극, 대향 전극(28)은 캐소드 전극으로 기능할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 화소 전극(24)이 캐소드 전극, 대향 전극(28)이 애노드 전극으로 기능할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 기판(10)의 상부에 유기 발광 소자(OLED)를 포함하는 디스플레이부(20)를 형성한 후 디스플레이부(20)를 밀봉시키기 위한 박막 봉지부(30)를 형성할 수 있다.
박막 봉지부(30)는 유기막(31)과 무기막(33)으로 이루어질 수 있으며 도 5에는 먼저 유기막(31)을 성막하는 단계가 개략적으로 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 디스플레이부(20)가 형성된 기판(10) 상에 상기 디스플레이부(20)를 덮도록 액체 상태의 모노머(31a)를 증착한 후 자외선으로 경화시켜 폴리머를 형성하는 과정에서, 본 실시예에 따른 마스크(1000)에는 하프 에칭부(250)가 형성되어 마스크의 유연성이 증대되며 이로 인하여 기판(10)과의 밀착력이 저하되어 액체 상태의 모노머(31a)가 기판(10)과 마스크(1000) 사이로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
즉, 마스크(1000)에 가려진 부분으로 모노머(31a)가 오버플로우되어 UV 광을 조사받지 못해 미경화 상태로 남는 문제를 방지할 수 있고 도 6에 도시된 바와 같이 원하는 영역에 경화된 상태의 유기막(31)을 형성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(10), 기판의 상부에 구비되는 디스플레이부(20), 상기 디스플레이부(20)를 밀봉하여 외부의 수분 또는 산소로부터 보호하는 박막 봉지부(30)를 포함하여 형성될 수 있다.
박막 봉지부(30)는 디스플레이부(20)를 직접 덮는 유기막(31)과 상기 유기막(31)을 덮어주는 무기막(33)을 구비할 수 있다. 도 7에는 유기막(31)과 무기막(33)의 이중 구조만을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 이층 이상의 다중 구조로 형성할 수 있음은 물론이다.
상기 무기막(33)은 산소나 수분의 침투를 견고히 막아주는 역할을 할 수 있고, 상기 유기막(31)은 무기막(33)의 스트레스를 흡수하여 유연성을 부여하는 역할을 할 수 있다.
상기 무기막(33)은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일수 있다. 구체적으로, 상기 무기막들은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 유기막(31)은 고분자로 형성되며, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일수 있다. 예컨대, 상기 유기막들은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 유기막들은 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 광개시제가 더 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 박막 봉지부(30)를 유기막(31)과 무기막(33)이 교번적으로 적층된 구조로 형성함에 따라 산소 및 수분의 침투 방지와 유연성 확보를 동시에 얻을 수 있다
도 7에 도시된 표시 장치는 다음과 같은 공정을 통해 제조될 수 있다.
먼저, 디스플레이부(20)가 형성된 기판(10) 상에 마스크를 설치할 수 있다. 이 마스크는 프레임 및 제1면 및 제2면을 포함하는 마스크 기재를 포함하고, 상기 제1면 및/또는 상기 제2면의 적어도 일부에 하프 에칭부가 형성될 수 있다. 또한 상기 마스크 기재에는 자외선을 포함한 광이 조사되는 개구부가 2개 이상 형성될 수 있으며 상기 하프 에칭부는 식각 공정에 의해 요철 형상으로 마스크 기재의 표면에 형성될 수 있다.
다음으로, 유기막 재료를 증착시키게 되는데, 유기막 재료인 폴리아크릴레이트 등의 폴리머는 바로 증착시키는 것이 어렵기 때문에, 액상의 모노머로 만들어서 증착시킨 후 자외선을 조사하여 폴리머로 중합시킬 수 있다.
따라서, 먼저 디스플레이부(20)를 덮도록 액상의 모노머(31a, 도 5 참고)를 증착하게 된다. 이후, 자외선을 조사하면 상기 마스크에 의해 개구부를 통하여 자외선이 조사되어 상기 액상 모노머(31a)가 폴리머로 중합되면서 유기막(31)이 형성될 수 있다. 이 때, 하프 에칭부가 형성된 마스크에 의해 유기막(31)을 형성함에 따라 마스크의 유연성이 증대되고 마스크의 외곽 부분에서 기판(10)에의 밀착력이 향상되므로 액상 모노머(31a)가 기판(10)과 마스크 사이로 퍼지는 현상을 방지할 수 있다.
이어서, 무기막용 마스크를 기판(10)에 설치하고 무기막 재료를 스퍼터링하여 유기막(31) 상부에 무기막(33)을 형성할 수 있다. 이 때, 무기막(33)은 유기막(31) 전체를 덮어줄 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 박막 봉지부(30)의 외곽은 방습성이 우수한 무기막(33)이 덮고 있고, 유기막(31)은 미경화된 부분 없이 형성되어 외부로 노출되지 않게 되므로, 매우 견고한 박막 봉지부(30)가 구현될 수 있고 결과적으로 표시 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10: 기판
20: 디스플레이부
30: 박막 봉지부
31: 유기막
33: 무기막
100: 프레임
200: 마스크 기재
200a: 제1면
200b: 제2면
210: 개구부
230: 용접부
250: 하프 에칭부
1000: 마스크

Claims (10)

  1. 프레임; 및
    상기 프레임에 부착되어 광이 조사될 수 있도록 개구부가 형성되며 제1면 및 상기 제1면과 대응되는 제2면을 포함하는 마스크 기재;를 포함하고,
    상기 마스크 기재의 외곽에는 용접부;가 형성되며,
    상기 제1면 및/또는 상기 제2면의 적어도 일부에는 하프 에칭부;가 형성되는 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하프 에칭부는 상기 마스크 기재의 네 변의 가장자리를 따라 형성되는 마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하프 에칭부는 최외곽에 위치하는 개구부와 상기 용접부 사이에 형성되는 마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하프 에칭부는 상기 마스크 기재의 모서리 부분에 형성되는 마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하프 에칭부는 상기 용접부의 내측에 형성되는 마스크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하프 에칭부는 상기 개구부를 제외한 상기 마스크 기재의 전면에 형성되는 마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마스크는 박막 봉지를 형성하기 위한 유기막을 자외선으로 경화시키는데 사용되는 마스크.
  8. 기판 상에 디스플레이부를 형성하는 단계;
    프레임 및 제1면 및 제2면을 포함하는 마스크 기재를 포함하고, 상기 제1면 및/또는 상기 제2면의 적어도 일부에 하프 에칭부가 형성되는 마스크를 준비하는 단계;
    상기 마스크를 통해 유기막을 형성하는 단계;
    무기막용 마스크를 준비하는 단계;
    상기 무기막용 마스크를 통해, 형성된 상기 유기막을 모두 덮어주는 무기막을 형성하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마스크를 준비하는 단계는,
    상기 마스크 기재에 상기 하프 에칭부(250)를 형성하는 단계; 및
    상기 프레임에 상기 마스크 기재를 용접하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 유기 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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