KR20170073789A - 마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조 장치 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 소자 기판 상에 형성되며 제1 화소와 제2 화소를 포함하는 복수개의 화소 중 상기 제1 화소에 증착 물질을 증착시키는 마스크 조립체에 있어서, 마스크 기판과, 마스크 기판 상에 적층되며, 제2 화소의 위치에 대응하는 개구부를 갖는 몰딩층과, 개구부에 탈부착이 가능하도록 설치되고, 탈착 시 제2 화소를 덮어 제2 화소를 향해 분사되는 증착 물질을 차단하는 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개시합니다.

Description

마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조 장치 및 표시 장치의 제조 방법{A mask assembly, apparatus and method for manufacturing a display apparatus using the same}
본 발명의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로써, 더 상세하게는 증착용 마스크의 크기에 구애받지 않고도 고해상도의 증착 패턴을 구현할 수 있는 마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조 장치 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 형성된다. 그러나 유기 발광 표시 장치가 점차 고해상화 됨에 때라 증착 공정 시 사용되는 마스크의 크기 또한 대형화가 요구되고 있으며, 또한 오픈 슬릿(open slit)의 폭이 점점 좁아지는 동시에 그 산포 또한 점점 더 감소될 것이 요구되고 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.
그러나 이러한 종래의 증착용 마스크는 그 크기가 대형화됨에 따라 별도의 프레임에 복수개로 분할되어 인장 용접되므로 그 제조 과정이 복잡하고, 또한 증착 패턴의 변형으로 인한 증착 불량을 방지하기 위해 주기적으로 교체해주어야 하는 불편함이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들은 마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조 장치 및 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 소자 기판 상에 형성되며 제1 화소와 제2 화소를 포함하는 복수개의 화소 중 상기 제1 화소에 증착 물질을 증착시키는 마스크 조립체에 있어서, 마스크 기판과, 마스크 기판 상에 적층되며, 제2 화소의 위치에 대응하는 개구부를 갖는 몰딩층과, 개구부에 탈부착이 가능하도록 설치되고, 탈착 시 제2 화소를 덮어 제2 화소를 향해 분사되는 증착 물질을 차단하는 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개시합니다.
본 실시예에 있어서, 마스크 기판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 몰딩층은 아크릴계 수지, 폴리이미드(PI), 벤조사이클로부텐(BCB), 비감광성 유기 물질층 및 비감광성 무기 물질층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 개구부는 서로 인접하는 복수개의 제2 화소의 위치에 대응하도록 연장되어 형성되고, 차단판은 탈착 시 서로 인접하는 복수개의 제2 화소를 덮도록 연장되어 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 차단판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 소자 기판은 제1 전극과, 제1 전극의 일부를 노출시키는 화소 정의막과, 화소 정의막에서 돌출되는 스페이서(spacer)를 포함하고, 차단판은 스페이서를 수용하는 수용홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 소자 기판은 제1 얼라인키를 포함하고, 마스크 조립체는 제1 얼라인키에 대응하는 제2 얼라인키를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 소자 기판 상에 형성되며 제1 화소와 제2 화소를 포함하는 복수개의 화소 중 제1 화소에 증착 물질을 증착시키는 표시 장치의 제조 장치에 있어서, 마스크 조립체와, 소자 기판의 상측에서 승강 가능하도록 배치되는 제1 자성부재와, 마스크 조립체의 하측에서 승강 가능하도록 배치되는 제2 자성부재를 포함하고, 마스크 조립체는, 마스크 기판과, 마스크 기판 상에 적층되며, 제2 화소의 위치에 대응하는 개구부를 갖는 몰딩층과, 개구부에 탈부착이 가능하도록 설치되고, 탈착 시 제2 화소를 덮어 제2 화소를 향해 분사되는 증착 물질을 차단하는 차단판을 포함하고, 제1 자성부재는 차단판을 개구부에서 제2 화소 측으로 끌어 당기며, 제2 자성부재는 차단판을 제2 화소에서 개구부 측으로 끌어당기는 표시 장치의 제조 장치를 개시합니다.
본 실시예에 있어서, 마스크 기판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 몰딩층은 아크릴계 수지, 폴리이미드(PI), 벤조사이클로부텐(BCB), 비감광성 유기 물질층 및 비감광성 무기 물질층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 개구부는 서로 인접하는 복수개의 제2 화소의 위치에 대응하도록 연장되어 형성되고, 차단판은 탈착 시 서로 인접하는 복수개의 제2 화소를 덮도록 연장되어 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 차단판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 소자 기판은 제1 전극과, 제1 전극의 일부를 노출시키는 화소 정의막과, 화소 정의막에서 돌출되는 스페이서(spacer)를 포함하고, 차단판은 스페이서를 수용하는 수용홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 소자 기판은 제1 얼라인키를 포함하고, 마스크 기판 및 몰딩층 중 하나 이상은 제1 얼라인키에 대응하는 제2 얼라인키를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 제1 전극 및 제1 전극의 일부를 노출시키는 화소 정의막이 형성된 소자 기판을 향해 증착 물질을 분사하여, 노출된 제1 전극 상에 증착 물질을 증착하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 제 화소와 제2 화소를 포함하는 소자 기판을 제공하는 단계와, 마스크 기판과, 마스크 기판 상에 적층되며, 제2 화소의 위치에 대응하는 개구부를 갖는 몰딩층과, 개구부에 탈부착이 가능하도록 설치되는 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 제공하는 단계와, 제2 화소를 향해 분사되는 증착 물질을 차단하도록 차단판을 제2 화소를 둘러싸는 화소 정의막에 설치하는 단계와, 노출된 제1 화소의 제1 전극 상에 증착 물질을 증착하는 단계와, 제2 화소로부터 차단판을 분리하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법을 개시합니다.
본 실시예에 있어서, 차단판을 제2 화소를 둘러싸는 화소 정의막에 설치하는 단계는, 제1 자성부재가 소자 기판의 상측으로 접근하여 차단판을 개구부로부터 제2 화소를 둘러싸는 화소 정의막 측으로 끌어 당기는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2 화소로부터 차단판을 분리하는 단계는, 제2 자성부재가 마스크 조립체의 하측으로 접근하여 차단판을 제2 화소로부터 개구부 측으로 끌어 당기는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 화소 및 제2 화소는 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나를 발광하는 유기 발광층을 포함하며, 증착 물질을 증착하는 단계는, 노출된 제1 화소의 제1 전극 상에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 상기 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 차단판을 제2 화소를 둘러싸는 화소 정의막에 설치하는 단계 이전에, 소자 기판과 마스크 조립체를 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 소자 기판은 제1 얼라인키를 포함하고, 마스크 조립체는 제1 얼라인키에 대응하는 제2 얼라인키를 포함하며, 소자 기판과 마스크 조립체의 정렬은 제1 얼라인키와 제2 얼라인키를 정렬함으로써 이루어질 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크의 크기에 제약을 받지 않고, 각 화소 별로 증착 물질의 증착을 제어할 수 있는 마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조 장치 및 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체와 증착 물질이 증착되는 소자 기판을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 차단판이 소자 기판의 제2 화소를 덮은 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 3은 도 1의 마스크 조립체를 이용하는 표시 장치의 제조 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 차단판이 제2 화소를 덮는 모습을 단계적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 8 내지 도 9는 도 1의 차단판이 제2 화소에서 분리되는 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
도 10은 도 1의 차단판이 제2 화소를 덮은 모습을 개략적으로 나타낸 투시 평면도이다.
도 11은 도 10의 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 10의 또 다른 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 13은 도 10의 또 다른 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 14는 도 13에 나타난 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 15는 도 13의 또 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 2에 나타난 차단판의 변형예를 나타낸 평면도이다.
도 17는 도 16에 나타난 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 18은 도 7에 나타난 표시 장치의 제조 장치를 통하여 제조된 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 19는 도 18의 V-V선을 따라 취한 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.
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 조립체와 증착 물질이 증착되는 소자 기판을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 차단판이 소자 기판의 제2 화소를 덮은 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 마스크 조립체(110)는 마스크 기판(111)과, 몰딩층(112)과, 차단판(113)을 포함할 수 있다.
마스크 조립체(110)는, 소자 기판(21)에 형성되며 제1 화소(DP)와 제2 화소(NDP)를 포함하는 화소(pixel) 중 제1 화소(DP)에 증착 물질을 증착시키는데 이용될 수 있다. 도 1에 나타난 소자 기판(21)은, 마스크 조립체(110)의 구성을 상세히 설명하기 위해 편의상 도 19를 참조하여 상세하게 후술할 표시 장치(20)의 구성요소들 중 일부만을 간략하게 나타낸 도면이다.
여기서, 제1 화소(DP)와 제2 화소(NDP)는 특정한 화소를 의미하지 않는다. 즉, 제1 화소(DP)는 후술할 차단판(113)에 의해 덮여지지 않아 증착 공정 시 증착 물질이 증착되는 일부 화소를 의미하며, 제2 화소(NDP)는 차단판(113)에 의해 덮여져 증착 공정 시 증착 물질이 증착되지 않는 다른 화소를 의미한다. 따라서, 하나의 차단판(113)은 일 증착 공정에서 제2 화소(NDP)를 덮을 수 있으며, 이후 연속적으로 수행되는 다른 증착 공정에서는 이전 증착 공정에서 제1 화소(DP)였던 화소를 덮도록 배치될 수도 있다. 즉, 하나의 특정 화소는 서로 다른 증착 공정에서 제1 화소(DP)가 될 수도 있고, 제2 화소(NDP)가 될 수도 있다.
마스크 기판(111)은 전도성(conductive) 물질로 구성될 수 있으며, 마스크 기판(111)의 가장자리에는 제1 얼라인키(AK1)가 형성될 수 있다. 제1 얼라인키(AK1)는 마스크 기판(111)을 관통하도록 형성될 수 있으며, 도면에 나타나지는 않았으나 몰딩층(112)이 마스크 기판(111)의 전면에 형성된 경우 몰딩층(112)을 관통하거나 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)을 함께 관통하도록 형성될 수도 있다.
한편, 제1 얼라인키(AK1)의 형성 위치는 마스크 기판(111)의 가장자리에 한정되는 것이 아니라, 소자 기판(21)에 형성되는 제2 얼라인키(AK2)와 대응하는 마스크 조립체(110)의 그 어떠한 위치에도 형성될 수 있다. 또한, 제1 얼라인키(AK1)는 마스크 기판(111) 또는 몰딩층(112)을 관통하는 대신 도 2에 나타난 화소 정의막(29)과 동일한 물질로도 구성되어 마스크 기판(111) 또는 몰딩층(112) 상에 형성될 수도 있다.
상세히, 이러한 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)는 서로 중첩되는 형상으로 각각 마스크 기판(111) 및 소자 기판(21)에 형성되어, 증착 공정 이전 및 증착 공정 수행 중에 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)를 정렬함으로써 마스크 기판(111)과 소자 기판(21)을 정렬하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)의 정렬을 통해, 후술할 차단판(113)은 제2 화소(NDP)를 정확하게 덮을 수 있을 수 있게 된다.
몰딩층(112)은 마스크 기판(111) 상에 적층되며, 아크릴계 수지, 폴리이미드(PI) 및 벤조사이클로부텐(BCB)과 같은 포토레지스트(photoresist)층 또는 비감광성 유기 물질층 또는 비감광성 무기 물질층으로 구성될 수 있다. 상세히, 몰딩층(112)은 소자 기판(21)의 제2 화소(NDP)에 대응하는 위치에 형성되는 개구부(112h)를 포함할 수 있다.
다음으로, 차단판(113)은 몰딩층(112)에 형성된 개구부(112h)에 탈부착이 가능하도록 설치될 수 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 차단판(113)은 탈착 시 제2 화소(NDP)를 덮어 제2 화소(NDP)를 향해 분사되는 증착 물질을 차단할 수 있다. 이러한 차단판(113)은 전도성(conductive) 물질로 구성되어, 후술할 제1 자성부재(30) 및 제2 자성부재(40)에 의해 끌어 당겨질 수 있다.
도 3은 도 1의 마스크 조립체를 이용하는 표시 장치의 제조 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 4 내지 도 7은 도 1의 차단판이 제2 화소를 덮는 모습을 단계적으로 나타내는 부분 단면도이며, 도 8 내지 도 9는 도 1의 차단판이 제2 화소에서 분리되는 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 표시 장치의 제조 장치(100)는 마스크 조립체(110), 챔버(120), 비젼부(130), 증착원(140) 및 흡입부(150)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 마스크 조립체(110)는 마스크 기판(111)과 몰딩층(112) 및 차단판(113)을 포함할 수 있으나, 도 3에는 증착 공정 시 제2 화소(NDP)를 덮기 위해 화소 정의막(29)에 설치되는 차단판(113) 만이 도시되어 있다. 차단판(113)이 제2 화소(NDP)를 덮도록 화소 정의막(29)에 설치되는 방법에 대해서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
챔버(120)는 내부에 증착을 위한 공간을 마련할 수 있으며, 일부가 개방되도록 형성될 수 있다. 즉, 챔버(120)에는 게이트 밸브(121) 등이 설치되어 개구된 부분을 개폐할 수 있다. 이러한 게이트 밸브(121)를 통해 전술한 마스크 조립체(110)가 챔버(120) 내부로 반입 및 반출될 수 있다.
비젼부(130)는 카메라를 포함할 수 있다. 이때, 비젼부(130)는 소자 기판(21)과 마스크 조립체(110)의 위치를 촬영하여 소자 기판(21)과 마스크 조립체(110)의 정렬 시 필요한 데이터를 제공할 수 있다.
증착원(140)은 소자 기판(21)과 대향하도록 배치될 수 있으며, 소자 기판(21)과 대향하도록 배치되는 증착원(140)의 일측은 개구되도록 형성될 수 있다. 또한, 증착원(140)은 증착 물질(DM)에 열을 가하는 히터(141)를 포함할 수 있다.
흡입부(150)는 챔버(120)와 연결되어 챔버(120)의 내부 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다. 이때, 흡입부(150)는 챔버(120)와 연결되는 연결배관(151) 및 연결배관(151)에 설치되는 펌프(152)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 표시 장치의 제조 장치(100)의 작동을 살펴보면, 우선 게이트 밸브(121)가 개방되어 챔버(120)를 개방시킬 수 있다. 이때, 흡입부(150)는 챔버(120)의 내부 압력을 대기압과 유사하도록 조절할 수 있다.
게이트 밸브(121)가 개방되면, 챔버(120) 외부에서 챔버(120) 내부로 소자 기판(21) 및 마스크 조립체(110)를 반입시킬 수 있다. 이때, 소자 기판(21) 및 마스크 조립체(110)는 로봇암 또는 셔틀을 통하여 이동할 수 있다.
기판(21)과 마스크 조립체(110)가 챔버(120) 내부로 진입한 이후에는, 마스크 기판(111)과 소자 기판(21)에 각각 형성된 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)를 정렬하여 증착 공정을 준비할 수 있다. 그리고, 마스크 조립체(110)의 차단판(113)이 제2 화소(NDP)를 덮도록 화소 정의막(29)에 설치되는 공정을 수행한다. 여기서, 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)의 정렬은 증착 공정 시작 이전 뿐만 아니라 증착 공정 수행 중에도 실시될 수 있다.
여기서, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 도 3에 나타난 바와 같이 차단판(113)이 제2 화소(NDP)를 덮도록 제2 화소(NDP)를 둘러싸는 화소 정의막(29)에 설치되는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 마스크 조립체(110)는 소자 기판(21)의 하측에 배치되며, 소자 기판(21)의 상측에는 제1 자성부재(30)가 배치된다. 즉, 마스크 조립체(110)의 차단판(113)은 마스크 기판(111) 상의 몰딩층(112) 사이에 형성된 개구부(112h)에 보관된 상태로 챔버(120) 내부로 반입될 수 있다. 차단판(113)은 소자 기판(21)의 일면에 형성된 화소 정의막(29) 사이의 제2 화소(NDP)의 위치에 대응하도록 배치될 수 있다(도 4 참조).
다음으로, 소자 기판(21)은 마스크 조립체(110) 방향으로 이동하여 화소 정의막(29)이 차단판(113)에 맞닿는 위치까지 하강할 수 있다(도 5 참조). 여기서, 도면에 나타나지는 않았으나 소자 기판(21)은 제1 자성부재(30)와 마스크 조립체(110) 사이에서 소자 기판(210)을 승강 가능시키는 별도의 구동 수단(미도시)에 연결될 수 있다.
소자 기판(21)의 일면에 형성된 화소 정의막(29)이 차단판(113) 측으로 접근한 이후, 소자 기판(21)의 상측에 배치된 제1 자성부재(30)가 소자 기판(21) 측으로 접근할 수 있다(도 6 참조). 이렇게 제1 자성부재(30)가 소자 기판(21) 측으로 접근함에 따라, 제1 자성부재(30)는 전도성 물질로 구성되는 차단판(113)을 개구부(112h)에서 제2 화소(NDP) 측으로 끌어 당겨 차단판(113)을 화소 정의막(29)에 밀착시킬 수 있다.
다음으로, 제1 자성부재(30)와, 소자 기판(21) 및 소자 기판(21)의 화소 정의막(29)에 밀착된 차단판(113)은 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)으로부터 분리되 함께 상승하게 되며, 분리된 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)은 챔버(120) 외부로 반출될 수 있다(도 7 참조).
이후, 챔버(120)는 폐쇄되며, 도 3에 나타난 바와 같이 차단판(113)은 제1 자성부재(30)의 인력에 의해 화소 정의막(29)에 부착되어 제2 화소(NDP)를 덮은 상태로 증착 공정이 실시될 수 있다. 즉, 차단판(113)은 증착 공정 시 증착원(140)으로부터 분사되는 증착 물질(DM)이 제2 화소(NDP)에 증착되지 않도록 차단하는 역할을 수행할 수 있다.
다음으로, 차단판(113)은 증착 공정이 완료된 이후 제2 화소(NDP)로부터 분리될 수 있다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 증착 공정이 완료된 이후 챔버(120) 내부로 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)이 다시 반입될 수 있다. 이때, 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)의 하측에는 차단판(113)에 인력을 가하기 위한 제2 자성부재(40)가 배치될 수 있다. 제2 자성부재(40)는 증착 공정이 완료된 이후 마스크 기판(111)의 하측으로 접근하여 차단판(113)에 인력을 제공한다. 이때, 화소 기판(21)은 제1 자성부재(30)로부터 분리되어 제2 자성부재(40) 측으로 하강할 수 있다(도 8 참조).
소자 기판(21)의 하강으로 인해 차단판(133)이 마스크 기판(111) 상의 몰딩층(112) 사이에 형성된 개구부(112h)에 안착되고, 또한 제2 자성부재(40)가 마스크 기판(111)의 하측에 접근하면, 차단판(113)은 제2 자성부재(40) 측으로 끌어당겨질 수 있다. 이렇게 제2 자성부재(40)가 마스크 기판(111)의 하측에 접근하여 차단판(113)을 개구부(112h)에 안착시킨 상태에서, 마스크 기판(111)과 제2 자성부재(40)는 하강하여 차단판(113)을 소자 기판(21)으로부터 분리될 수 있다(도 9 참조).
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 마스크 조립체(110) 및 이를 포함하는 표시 장치의 제조 장치(100)를 이용하여 증착 공정을 수행하게 되면, 종래와 같이 쉐도우 마스크(shadow mask)를 별도로 구비하지 않고도 제2 화소(NDP)를 차단판(113)으로 차단한 상태에서 제1 화소(DP)에 증착 물질을 증착할 수 있다.
상세히, 종래 쉐도우 마스크는 증착 물질이 증착되는 소자 기판의 크기에 대응하도록 제작되어야 했다. 따라서, 소자 기판이 대형화될수록 대형 쉐도우 마스크가 필요하게 되었으며, 쉐도우 마스크가 대형화될수록 쉐도우 마스크는 그 자중으로 인해 증착원 측으로 처지는 문제점이 발생했다.
이러한 처짐 현상을 방지하기 위해 쉐도우 마스크는 하나의 소자 기판에 대응하는 하나의 원장 쉐도우 마스크가 아니라, 복수개로 분할되어 프레임에 인장 용접되는 분할 쉐도우 마스크로 구성되어 왔다. 하지만, 이러한 원장 또는 분할 쉐도우 마스크는 단가가 비싸고, 장시간 사용할 경우 증착 패턴에 변형이 발생하여 주기적으로 교체해주어야 하는 불편함이 있었다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체(110)를 이용하여 증착 공정을 수행할 경우, 간단한 공정으로 마스크 조립체(110)를 제조할 수 있고, 소자 기판의 크기와 상관없이 고해상도 표시 장치의 제작을 위한 증착 공정을 수행할 수 있으며, 또한 장시간 사용을 위해 주기적으로 차단판(113)을 세정해주면 되므로 비용을 획기적으로 절약할 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 17을 참조하여 차단판(113)의 다양한 변형예를 설명하기로 한다.
도 10은 도 1의 차단판이 제2 화소를 덮은 모습을 개략적으로 나타낸 투시 평면도이고, 도 11은 도 10의 변형예를 나타낸 평면도이며, 도 12는 도 10의 또 다른 변형예를 나타낸 평면도이고, 도 13은 도 10의 또 다른 변형예를 나타낸 평면도이고, 도 14는 도 13에 나타난 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 15는 도 13의 또 다른 변형예를 나타내는 평면도이고, 도 16은 도 2에 나타난 차단판의 변형예를 나타낸 평면도이고, 도 17는 도 16에 나타난 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 10은 도 1의 차단판(113)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮은 모습을 나타낸다. 여기서, 제2 화소(DP(R))는 적색을 발광하는 화소이며, 다른 제2 화소(NDP(B))는 청색을 발광하는 화소일 수 있다. 한편, 차단판(113)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(G))는 녹색을 발광하는 화소일 수 있다. 따라서, 차단판(113)은 적색과 청색을 발광하는 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮도록 배치되어, 소자 기판(21) 상에 녹색을 발광하는 제1 화소(DP(G))에만 증착 물질이 증착될 수 있도록 제1 화소(DP(G))는 열어두고, 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))는 덮을 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(G))와 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(G))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(113)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
도 11을 참조하면, 차단판(213)은 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))를 덮을 수 있다. 여기서, 제2 화소(NDP(G))는 녹색을 발광하는 화소이며, 다른 제2 화소(NDP(B))는 청색을 발광하는 화소일 수 있다. 한편, 차단판(213)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(R))는 적색을 발광하는 화소일 수 있다. 따라서, 차단판(213)은 녹색과 청색을 발광하는 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))를 덮도록 배치되어, 소자 기판(21) 상에 적색을 발광하는 제1 화소(DP(R))에만 증착 물질이 증착될 수 있도록 제1 화소(DP(R))는 열어두고, 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))는 덮을 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(R))와 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(R))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(113)이 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 개의 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
도 12를 참조하면, 차단판(313)은 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮을 수 있다. 여기서, 제2 화소(NDP(R))는 적색을 발광하는 화소이며, 다른 제2 화소(NDP(G))는 녹색을 발광하는 화소일 수 있다. 한편, 차단판(313)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(B))는 청색을 발광하는 화소일 수 있다. 따라서, 차단판(313)은 적색과 녹색을 발광하는 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮도록 배치되어, 소자 기판(21) 상에 청색을 발광하는 제1 화소(DP(B))에만 증착 물질이 증착될 수 있도록 제1 화소(DP(B))는 개방하고, 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))는 덮을 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(B))와 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(B))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(313)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
다음으로, 도 13은 차단판(413)이 서로 인접하는 복수개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮도록 연장되어 형성되는 모습을 나타낸다. 한편, 제1 화소(DP(B))는 차단판(413)에 의해 덮여지지 않은 개방 상태로 증착 물질에 노출될 수 있다.
도 14는 도 13에 나타난 차단판(413)이 마스크 조립체(410)에 형성된 모습을 나타낸다. 즉, 차단판(413)은 도 1에 나타난 바와 같이 하나의 화소만을 덮도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 도 14에 나타난 바와 같이 일 방향으로 연장된 스틱 형태로 형성될 수도 있다.
한편, 도 15를 참조하면 차단판(513)은 복수개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮을 수도 있다. 즉, 차단판(513)은 청색을 발광하는 두 개의 제2 화소(NDP(B))와, 적색을 발광하는 하나의 제2 화소(NDP(R))를 덮도록 스틱 형태로 형성될 수 있으며, 또한 적색을 발광하는 두 개의 제2 화소(NDP(R))와 청색을 발광하는 하나의 제2 화소(NDP(B))를 덮도록 스틱 형태로 형성될 수도 있다. 한편, 차단판(513)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(G))는 녹색을 발광하는 소자일 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(G))와 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(G))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(513)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 종류의 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
다음으로, 도 16 및 도 17은 화소 정의막(29) 상에 스페이서(SP)가 돌출된 경우, 스페이서(SP)를 수용하는 수용홀(813h)이 형성되는 차단판(613)을 나타낸다. 여기서, 스페이서(SP)는 각 화소 사이에 형성되는 화소 정의막(29) 상에서 돌출되도록 형성될 수 있다. 이러한 경우에도 도 13 내지 도 15에 나타난 차단판(413)(513)과 마찬가지로, 차단판(613)은 복수개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮도록 화소 정의막(29) 상에 배치될 수 있다.
도 18은 도 7에 나타난 표시 장치의 제조 장치를 통하여 제조된 표시 장치를 나타내는 평면도이고, 도 19는 도 18의 V-V선을 따라 취한 단면도이다.
도 18 및 도 19를 참고하면, 표시 장치(20)는 소자 기판(21) 상에서 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽에 비표시 영역이 정의할 수 있다. 표시 영역(DA)에는 발광부(D)가 배치되고, 비표시 영역에는 전원 배선(미도시) 등이 배치될 수 있다. 또한, 비표시 영역에는 패드부(C)가 배치될 수 있다.
표시 장치(20)는 소자 기판(21) 및 발광부(D)를 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(20)는 발광부(D)의 상부에 형성되는 박막 봉지층(E) 을 포함할 수 있다. 이때, 소자 기판(21)은 플라스틱재를 사용할 수 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 소자 기판(21)은 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 소자 기판(21)이 폴리이미드로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
소자 기판(21) 상에는 발광부(D)가 형성될 수 있다. 이때, 발광부(D)는 박막 트랜지스터(TFT) 이 구비되고, 이들을 덮도록 패시베이션막(27)이 형성되며, 이 패시베이션막(27) 상에 유기 발광 소자(28)가 형성될 수 있다.
이때, 소자 기판(21)은 유리 재질을 사용할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 소자 기판(21)은 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 소자 기판(21)이 유리 재질로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
소자 기판(21)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(22)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(22) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(23)이 형성된 후, 활성층(23)이 게이트 절연층(24)에 의해 매립된다. 활성층(23)은 소스 영역(23-1)과 드레인 영역(23-2)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(23-2)을 더 포함한다.
이러한 활성층(23)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(23)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(23)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(23)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(23)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(23)은 버퍼층(22) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(23)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(23-1) 및 드레인 영역(23-2)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(24)의 상면에는 활성층(23)과 대응되는 게이트 전극(25)과 이를 매립하는 층간 절연층(26)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(26)과 게이트 절연층(24)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(26) 상에 소스 전극(27-1) 및 드레인 전극(27-2)을 각각 소스 영역(23-1) 및 드레인 영역(23-2)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(27)이 형성되고, 이 패시베이션막(27) 상부에 유기 발광 소자(28, OLED)의 화소 전극(28-1)이 형성된다. 이 화소 전극(28-1)은 패시베이션막(27)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 TFT의 드레인 전극(27-2)에 콘택된다.
상기 패시베이션막(27)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개층 이상으로 형성될 수 있는 데, 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(27)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(27) 상에 화소 전극(28-1)을 형성한 후에는 이 화소 전극(28-1) 및 패시베이션막(27)을 덮도록 화소 정의막(29)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(28-1)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(28-1) 상에 중간층(28-2) 및 대향 전극(28-3)이 형성된다.
화소 전극(28-1)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(28-3)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(28-1)과 대향 전극(28-3)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(28-1)과 대향 전극(28-3)은 상기 중간층(28-2)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(28-2)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(28-2)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(28-2)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 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(28-2)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층(미도시)을 더 구비할 수 있다.
이때, 상기와 같은 중간층(28-2)은 상기에서 설명한 표시 장치의 제조 장치(미도시)를 통하여 형성될 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소는 복수의 부화소로 이루어지는데, 복수의 부화소는 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소를 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소(미표기)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 더욱 포함될 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 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 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, 상기 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 유기층은 제2 무기층 보다 면적이 좁게 할 수 있으며, 상기 제2 유기층도 제3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다.
따라서 표시 장치(20)는 정밀한 패턴을 형성하는 중간층(28-2)을 구비하고, 중간층(28-2)이 정확한 위치에 증착되어 형성됨으로써 정밀한 이미지 구현이 가능하다. 또한, 표시 장치(20)는 반복적으로 중간층(28-2)을 증착하더라도 일정한 패턴을 형성함으로써 지속적인 생산에 따라 균일한 품질을 나타낸다.
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.
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 조립체와 증착 물질이 증착되는 소자 기판을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 차단판이 소자 기판의 제2 화소를 덮은 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 마스크 조립체(110)는 마스크 기판(111)과, 몰딩층(112)과, 차단판(113)을 포함할 수 있다.
마스크 조립체(110)는, 소자 기판(21)에 형성되며 제1 화소(DP)와 제2 화소(NDP)를 포함하는 화소(pixel) 중 제1 화소(DP)에 증착 물질을 증착시키는데 이용될 수 있다. 도 1에 나타난 소자 기판(21)은, 마스크 조립체(110)의 구성을 상세히 설명하기 위해 편의상 도 19를 참조하여 상세하게 후술할 표시 장치(20)의 구성요소들 중 일부만을 간략하게 나타낸 도면이다.
여기서, 제1 화소(DP)와 제2 화소(NDP)는 특정한 화소를 의미하지 않는다. 즉, 제1 화소(DP)는 후술할 차단판(113)에 의해 덮여지지 않아 증착 공정 시 증착 물질이 증착되는 일부 화소를 의미하며, 제2 화소(NDP)는 차단판(113)에 의해 덮여져 증착 공정 시 증착 물질이 증착되지 않는 다른 화소를 의미한다. 따라서, 하나의 차단판(113)은 일 증착 공정에서 제2 화소(NDP)를 덮을 수 있으며, 이후 연속적으로 수행되는 다른 증착 공정에서는 이전 증착 공정에서 제1 화소(DP)였던 화소를 덮도록 배치될 수도 있다. 즉, 하나의 특정 화소는 서로 다른 증착 공정에서 제1 화소(DP)가 될 수도 있고, 제2 화소(NDP)가 될 수도 있다.
마스크 기판(111)은 전도성(conductive) 물질로 구성될 수 있으며, 마스크 기판(111)의 가장자리에는 제1 얼라인키(AK1)가 형성될 수 있다. 제1 얼라인키(AK1)는 마스크 기판(111)을 관통하도록 형성될 수 있으며, 도면에 나타나지는 않았으나 몰딩층(112)이 마스크 기판(111)의 전면에 형성된 경우 몰딩층(112)을 관통하거나 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)을 함께 관통하도록 형성될 수도 있다.
한편, 제1 얼라인키(AK1)의 형성 위치는 마스크 기판(111)의 가장자리에 한정되는 것이 아니라, 소자 기판(21)에 형성되는 제2 얼라인키(AK2)와 대응하는 마스크 조립체(110)의 그 어떠한 위치에도 형성될 수 있다. 또한, 제1 얼라인키(AK1)는 마스크 기판(111) 또는 몰딩층(112)을 관통하는 대신 도 2에 나타난 화소 정의막(29)과 동일한 물질로도 구성되어 마스크 기판(111) 또는 몰딩층(112) 상에 형성될 수도 있다.
상세히, 이러한 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)는 서로 중첩되는 형상으로 각각 마스크 기판(111) 및 소자 기판(21)에 형성되어, 증착 공정 이전 및 증착 공정 수행 중에 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)를 정렬함으로써 마스크 기판(111)과 소자 기판(21)을 정렬하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)의 정렬을 통해, 후술할 차단판(113)은 제2 화소(NDP)를 정확하게 덮을 수 있을 수 있게 된다.
몰딩층(112)은 마스크 기판(111) 상에 적층되며, 아크릴계 수지, 폴리이미드(PI) 및 벤조사이클로부텐(BCB)과 같은 포토레지스트(photoresist)층 또는 비감광성 유기 물질층 또는 비감광성 무기 물질층으로 구성될 수 있다. 상세히, 몰딩층(112)은 소자 기판(21)의 제2 화소(NDP)에 대응하는 위치에 형성되는 개구부(112h)를 포함할 수 있다.
다음으로, 차단판(113)은 몰딩층(112)에 형성된 개구부(112h)에 탈부착이 가능하도록 설치될 수 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 차단판(113)은 탈착 시 제2 화소(NDP)를 덮어 제2 화소(NDP)를 향해 분사되는 증착 물질을 차단할 수 있다. 이러한 차단판(113)은 전도성(conductive) 물질로 구성되어, 후술할 제1 자성부재(30) 및 제2 자성부재(40)에 의해 끌어 당겨질 수 있다.
도 3은 도 1의 마스크 조립체를 이용하는 표시 장치의 제조 장치를 개략적으로 나타내는 개념도이고, 도 4 내지 도 7은 도 1의 차단판이 제2 화소를 덮는 모습을 단계적으로 나타내는 부분 단면도이며, 도 8 내지 도 9는 도 1의 차단판이 제2 화소에서 분리되는 모습을 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 표시 장치의 제조 장치(100)는 마스크 조립체(110), 챔버(120), 비젼부(130), 증착원(140) 및 흡입부(150)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 마스크 조립체(110)는 마스크 기판(111)과 몰딩층(112) 및 차단판(113)을 포함할 수 있으나, 도 3에는 증착 공정 시 제2 화소(NDP)를 덮기 위해 화소 정의막(29)에 설치되는 차단판(113) 만이 도시되어 있다. 차단판(113)이 제2 화소(NDP)를 덮도록 화소 정의막(29)에 설치되는 방법에 대해서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
챔버(120)는 내부에 증착을 위한 공간을 마련할 수 있으며, 일부가 개방되도록 형성될 수 있다. 즉, 챔버(120)에는 게이트 밸브(121) 등이 설치되어 개구된 부분을 개폐할 수 있다. 이러한 게이트 밸브(121)를 통해 전술한 마스크 조립체(110)가 챔버(120) 내부로 반입 및 반출될 수 있다.
비젼부(130)는 카메라를 포함할 수 있다. 이때, 비젼부(130)는 소자 기판(21)과 마스크 조립체(110)의 위치를 촬영하여 소자 기판(21)과 마스크 조립체(110)의 정렬 시 필요한 데이터를 제공할 수 있다.
증착원(140)은 소자 기판(21)과 대향하도록 배치될 수 있으며, 소자 기판(21)과 대향하도록 배치되는 증착원(140)의 일측은 개구되도록 형성될 수 있다. 또한, 증착원(140)은 증착 물질(DM)에 열을 가하는 히터(141)를 포함할 수 있다.
흡입부(150)는 챔버(120)와 연결되어 챔버(120)의 내부 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다. 이때, 흡입부(150)는 챔버(120)와 연결되는 연결배관(151) 및 연결배관(151)에 설치되는 펌프(152)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 표시 장치의 제조 장치(100)의 작동을 살펴보면, 우선 게이트 밸브(121)가 개방되어 챔버(120)를 개방시킬 수 있다. 이때, 흡입부(150)는 챔버(120)의 내부 압력을 대기압과 유사하도록 조절할 수 있다.
게이트 밸브(121)가 개방되면, 챔버(120) 외부에서 챔버(120) 내부로 소자 기판(21) 및 마스크 조립체(110)를 반입시킬 수 있다. 이때, 소자 기판(21) 및 마스크 조립체(110)는 로봇암 또는 셔틀을 통하여 이동할 수 있다.
기판(21)과 마스크 조립체(110)가 챔버(120) 내부로 진입한 이후에는, 마스크 기판(111)과 소자 기판(21)에 각각 형성된 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)를 정렬하여 증착 공정을 준비할 수 있다. 그리고, 마스크 조립체(110)의 차단판(113)이 제2 화소(NDP)를 덮도록 화소 정의막(29)에 설치되는 공정을 수행한다. 여기서, 제1 얼라인키(AK1)와 제2 얼라인키(AK2)의 정렬은 증착 공정 시작 이전 뿐만 아니라 증착 공정 수행 중에도 실시될 수 있다.
여기서, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 도 3에 나타난 바와 같이 차단판(113)이 제2 화소(NDP)를 덮도록 제2 화소(NDP)를 둘러싸는 화소 정의막(29)에 설치되는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 마스크 조립체(110)는 소자 기판(21)의 하측에 배치되며, 소자 기판(21)의 상측에는 제1 자성부재(30)가 배치된다. 즉, 마스크 조립체(110)의 차단판(113)은 마스크 기판(111) 상의 몰딩층(112) 사이에 형성된 개구부(112h)에 보관된 상태로 챔버(120) 내부로 반입될 수 있다. 차단판(113)은 소자 기판(21)의 일면에 형성된 화소 정의막(29) 사이의 제2 화소(NDP)의 위치에 대응하도록 배치될 수 있다(도 4 참조).
다음으로, 소자 기판(21)은 마스크 조립체(110) 방향으로 이동하여 화소 정의막(29)이 차단판(113)에 맞닿는 위치까지 하강할 수 있다(도 5 참조). 여기서, 도면에 나타나지는 않았으나 소자 기판(21)은 제1 자성부재(30)와 마스크 조립체(110) 사이에서 소자 기판(210)을 승강 가능시키는 별도의 구동 수단(미도시)에 연결될 수 있다.
소자 기판(21)의 일면에 형성된 화소 정의막(29)이 차단판(113) 측으로 접근한 이후, 소자 기판(21)의 상측에 배치된 제1 자성부재(30)가 소자 기판(21) 측으로 접근할 수 있다(도 6 참조). 이렇게 제1 자성부재(30)가 소자 기판(21) 측으로 접근함에 따라, 제1 자성부재(30)는 전도성 물질로 구성되는 차단판(113)을 개구부(112h)에서 제2 화소(NDP) 측으로 끌어 당겨 차단판(113)을 화소 정의막(29)에 밀착시킬 수 있다.
다음으로, 제1 자성부재(30)와, 소자 기판(21) 및 소자 기판(21)의 화소 정의막(29)에 밀착된 차단판(113)은 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)으로부터 분리되 함께 상승하게 되며, 분리된 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)은 챔버(120) 외부로 반출될 수 있다(도 7 참조).
이후, 챔버(120)는 폐쇄되며, 도 3에 나타난 바와 같이 차단판(113)은 제1 자성부재(30)의 인력에 의해 화소 정의막(29)에 부착되어 제2 화소(NDP)를 덮은 상태로 증착 공정이 실시될 수 있다. 즉, 차단판(113)은 증착 공정 시 증착원(140)으로부터 분사되는 증착 물질(DM)이 제2 화소(NDP)에 증착되지 않도록 차단하는 역할을 수행할 수 있다.
다음으로, 차단판(113)은 증착 공정이 완료된 이후 제2 화소(NDP)로부터 분리될 수 있다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 증착 공정이 완료된 이후 챔버(120) 내부로 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)이 다시 반입될 수 있다. 이때, 마스크 기판(111)과 몰딩층(112)의 하측에는 차단판(113)에 인력을 가하기 위한 제2 자성부재(40)가 배치될 수 있다. 제2 자성부재(40)는 증착 공정이 완료된 이후 마스크 기판(111)의 하측으로 접근하여 차단판(113)에 인력을 제공한다. 이때, 화소 기판(21)은 제1 자성부재(30)로부터 분리되어 제2 자성부재(40) 측으로 하강할 수 있다(도 8 참조).
소자 기판(21)의 하강으로 인해 차단판(133)이 마스크 기판(111) 상의 몰딩층(112) 사이에 형성된 개구부(112h)에 안착되고, 또한 제2 자성부재(40)가 마스크 기판(111)의 하측에 접근하면, 차단판(113)은 제2 자성부재(40) 측으로 끌어당겨질 수 있다. 이렇게 제2 자성부재(40)가 마스크 기판(111)의 하측에 접근하여 차단판(113)을 개구부(112h)에 안착시킨 상태에서, 마스크 기판(111)과 제2 자성부재(40)는 하강하여 차단판(113)을 소자 기판(21)으로부터 분리될 수 있다(도 9 참조).
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 마스크 조립체(110) 및 이를 포함하는 표시 장치의 제조 장치(100)를 이용하여 증착 공정을 수행하게 되면, 종래와 같이 쉐도우 마스크(shadow mask)를 별도로 구비하지 않고도 제2 화소(NDP)를 차단판(113)으로 차단한 상태에서 제1 화소(DP)에 증착 물질을 증착할 수 있다.
상세히, 종래 쉐도우 마스크는 증착 물질이 증착되는 소자 기판의 크기에 대응하도록 제작되어야 했다. 따라서, 소자 기판이 대형화될수록 대형 쉐도우 마스크가 필요하게 되었으며, 쉐도우 마스크가 대형화될수록 쉐도우 마스크는 그 자중으로 인해 증착원 측으로 처지는 문제점이 발생했다.
이러한 처짐 현상을 방지하기 위해 쉐도우 마스크는 하나의 소자 기판에 대응하는 하나의 원장 쉐도우 마스크가 아니라, 복수개로 분할되어 프레임에 인장 용접되는 분할 쉐도우 마스크로 구성되어 왔다. 하지만, 이러한 원장 또는 분할 쉐도우 마스크는 단가가 비싸고, 장시간 사용할 경우 증착 패턴에 변형이 발생하여 주기적으로 교체해주어야 하는 불편함이 있었다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체(110)를 이용하여 증착 공정을 수행할 경우, 간단한 공정으로 마스크 조립체(110)를 제조할 수 있고, 소자 기판의 크기와 상관없이 고해상도 표시 장치의 제작을 위한 증착 공정을 수행할 수 있으며, 또한 장시간 사용을 위해 주기적으로 차단판(113)을 세정해주면 되므로 비용을 획기적으로 절약할 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 17을 참조하여 차단판(113)의 다양한 변형예를 설명하기로 한다.
도 10은 도 1의 차단판이 제2 화소를 덮은 모습을 개략적으로 나타낸 투시 평면도이고, 도 11은 도 10의 변형예를 나타낸 평면도이며, 도 12는 도 10의 또 다른 변형예를 나타낸 평면도이고, 도 13은 도 10의 또 다른 변형예를 나타낸 평면도이고, 도 14는 도 13에 나타난 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 15는 도 13의 또 다른 변형예를 나타내는 평면도이고, 도 16은 도 2에 나타난 차단판의 변형예를 나타낸 평면도이고, 도 17는 도 16에 나타난 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
먼저, 도 10은 도 1의 차단판(113)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮은 모습을 나타낸다. 여기서, 제2 화소(DP(R))는 적색을 발광하는 화소이며, 다른 제2 화소(NDP(B))는 청색을 발광하는 화소일 수 있다. 한편, 차단판(113)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(G))는 녹색을 발광하는 화소일 수 있다. 따라서, 차단판(113)은 적색과 청색을 발광하는 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮도록 배치되어, 소자 기판(21) 상에 녹색을 발광하는 제1 화소(DP(G))에만 증착 물질이 증착될 수 있도록 제1 화소(DP(G))는 열어두고, 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))는 덮을 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(G))와 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(G))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(113)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
도 11을 참조하면, 차단판(213)은 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))를 덮을 수 있다. 여기서, 제2 화소(NDP(G))는 녹색을 발광하는 화소이며, 다른 제2 화소(NDP(B))는 청색을 발광하는 화소일 수 있다. 한편, 차단판(213)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(R))는 적색을 발광하는 화소일 수 있다. 따라서, 차단판(213)은 녹색과 청색을 발광하는 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))를 덮도록 배치되어, 소자 기판(21) 상에 적색을 발광하는 제1 화소(DP(R))에만 증착 물질이 증착될 수 있도록 제1 화소(DP(R))는 열어두고, 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))는 덮을 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(R))와 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(R))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(113)이 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 개의 제2 화소(NDP(G))(NDP(B))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
도 12를 참조하면, 차단판(313)은 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮을 수 있다. 여기서, 제2 화소(NDP(R))는 적색을 발광하는 화소이며, 다른 제2 화소(NDP(G))는 녹색을 발광하는 화소일 수 있다. 한편, 차단판(313)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(B))는 청색을 발광하는 화소일 수 있다. 따라서, 차단판(313)은 적색과 녹색을 발광하는 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮도록 배치되어, 소자 기판(21) 상에 청색을 발광하는 제1 화소(DP(B))에만 증착 물질이 증착될 수 있도록 제1 화소(DP(B))는 개방하고, 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))는 덮을 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(B))와 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(B))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(313)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
다음으로, 도 13은 차단판(413)이 서로 인접하는 복수개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮도록 연장되어 형성되는 모습을 나타낸다. 한편, 제1 화소(DP(B))는 차단판(413)에 의해 덮여지지 않은 개방 상태로 증착 물질에 노출될 수 있다.
도 14는 도 13에 나타난 차단판(413)이 마스크 조립체(410)에 형성된 모습을 나타낸다. 즉, 차단판(413)은 도 1에 나타난 바와 같이 하나의 화소만을 덮도록 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 도 14에 나타난 바와 같이 일 방향으로 연장된 스틱 형태로 형성될 수도 있다.
한편, 도 15를 참조하면 차단판(513)은 복수개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮을 수도 있다. 즉, 차단판(513)은 청색을 발광하는 두 개의 제2 화소(NDP(B))와, 적색을 발광하는 하나의 제2 화소(NDP(R))를 덮도록 스틱 형태로 형성될 수 있으며, 또한 적색을 발광하는 두 개의 제2 화소(NDP(R))와 청색을 발광하는 하나의 제2 화소(NDP(B))를 덮도록 스틱 형태로 형성될 수도 있다. 한편, 차단판(513)으로 덮여지지 않은 제1 화소(DP(G))는 녹색을 발광하는 소자일 수 있다.
여기서, 설명의 편의를 위해 각각의 제1 화소(DP(G))와 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 모두 증착 물질이 증착된 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 화소(DP(G))에 가장 먼저 증착 물질을 증착하기 위해 차단판(513)이 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))를 덮을 경우, 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))에는 증착 물질이 증착되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 두 종류의 제2 화소(NDP(R))(NDP(B))들 중 하나의 화소에만 증착 물질이 증착된 상태일 수도 있다.
다음으로, 도 16 및 도 17은 화소 정의막(29) 상에 스페이서(SP)가 돌출된 경우, 스페이서(SP)를 수용하는 수용홀(813h)이 형성되는 차단판(613)을 나타낸다. 여기서, 스페이서(SP)는 각 화소 사이에 형성되는 화소 정의막(29) 상에서 돌출되도록 형성될 수 있다. 이러한 경우에도 도 13 내지 도 15에 나타난 차단판(413)(513)과 마찬가지로, 차단판(613)은 복수개의 제2 화소(NDP(R))(NDP(G))를 덮도록 화소 정의막(29) 상에 배치될 수 있다.
도 18은 도 7에 나타난 표시 장치의 제조 장치를 통하여 제조된 표시 장치를 나타내는 평면도이고, 도 19는 도 18의 V-V선을 따라 취한 단면도이다.
도 18 및 도 19를 참고하면, 표시 장치(20)는 소자 기판(21) 상에서 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽에 비표시 영역이 정의할 수 있다. 표시 영역(DA)에는 발광부(D)가 배치되고, 비표시 영역에는 전원 배선(미도시) 등이 배치될 수 있다. 또한, 비표시 영역에는 패드부(C)가 배치될 수 있다.
표시 장치(20)는 소자 기판(21) 및 발광부(D)를 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(20)는 발광부(D)의 상부에 형성되는 박막 봉지층(E) 을 포함할 수 있다. 이때, 소자 기판(21)은 플라스틱재를 사용할 수 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 소자 기판(21)은 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 소자 기판(21)이 폴리이미드로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
소자 기판(21) 상에는 발광부(D)가 형성될 수 있다. 이때, 발광부(D)는 박막 트랜지스터(TFT) 이 구비되고, 이들을 덮도록 패시베이션막(27)이 형성되며, 이 패시베이션막(27) 상에 유기 발광 소자(28)가 형성될 수 있다.
이때, 소자 기판(21)은 유리 재질을 사용할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 소자 기판(21)은 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 소자 기판(21)이 유리 재질로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
소자 기판(21)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(22)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(22) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(23)이 형성된 후, 활성층(23)이 게이트 절연층(24)에 의해 매립된다. 활성층(23)은 소스 영역(23-1)과 드레인 영역(23-2)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(23-2)을 더 포함한다.
이러한 활성층(23)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(23)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(23)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(23)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(23)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(23)은 버퍼층(22) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(23)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(23-1) 및 드레인 영역(23-2)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(24)의 상면에는 활성층(23)과 대응되는 게이트 전극(25)과 이를 매립하는 층간 절연층(26)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(26)과 게이트 절연층(24)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(26) 상에 소스 전극(27-1) 및 드레인 전극(27-2)을 각각 소스 영역(23-1) 및 드레인 영역(23-2)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(27)이 형성되고, 이 패시베이션막(27) 상부에 유기 발광 소자(28, OLED)의 화소 전극(28-1)이 형성된다. 이 화소 전극(28-1)은 패시베이션막(27)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 TFT의 드레인 전극(27-2)에 콘택된다.
상기 패시베이션막(27)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개층 이상으로 형성될 수 있는 데, 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(27)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(27) 상에 화소 전극(28-1)을 형성한 후에는 이 화소 전극(28-1) 및 패시베이션막(27)을 덮도록 화소 정의막(29)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(28-1)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(28-1) 상에 중간층(28-2) 및 대향 전극(28-3)이 형성된다.
화소 전극(28-1)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(28-3)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(28-1)과 대향 전극(28-3)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(28-1)과 대향 전극(28-3)은 상기 중간층(28-2)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(28-2)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(28-2)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(28-2)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 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(28-2)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층(미도시)을 더 구비할 수 있다.
이때, 상기와 같은 중간층(28-2)은 상기에서 설명한 표시 장치의 제조 장치(미도시)를 통하여 형성될 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소는 복수의 부화소로 이루어지는데, 복수의 부화소는 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소를 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소(미표기)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 더욱 포함될 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 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 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, 상기 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 유기층은 제2 무기층 보다 면적이 좁게 할 수 있으며, 상기 제2 유기층도 제3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다.
따라서 표시 장치(20)는 정밀한 패턴을 형성하는 중간층(28-2)을 구비하고, 중간층(28-2)이 정확한 위치에 증착되어 형성됨으로써 정밀한 이미지 구현이 가능하다. 또한, 표시 장치(20)는 반복적으로 중간층(28-2)을 증착하더라도 일정한 패턴을 형성함으로써 지속적인 생산에 따라 균일한 품질을 나타낸다.
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.

Claims (20)

  1. 소자 기판 상에 형성되며 제1 화소와 제2 화소를 포함하는 복수개의 화소 중 상기 제1 화소에 증착 물질을 증착시키는 마스크 조립체에 있어서,
    마스크 기판;
    상기 마스크 기판 상에 적층되며, 상기 제2 화소의 위치에 대응하는 개구부를 갖는 몰딩층; 및
    상기 개구부에 탈부착이 가능하도록 설치되고, 탈착 시 상기 제2 화소를 덮어 상기 제2 화소를 향해 분사되는 상기 증착 물질을 차단하는 차단판;을 포함하는, 마스크 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크 기판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 하는, 마스크 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 몰딩층은 아크릴계 수지, 폴리이미드(PI), 벤조사이클로부텐(BCB), 비감광성 유기 물질층 및 비감광성 무기 물질층 중 하나 이상을 포함하는, 마스크 조립체.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 개구부는 서로 인접하는 복수개의 상기 제2 화소의 위치에 대응하도록 연장되어 형성되고,
    상기 차단판은 탈착 시 서로 인접하는 복수개의 상기 제2 화소를 덮도록 연장되어 형성되는, 마스크 조립체.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차단판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 하는, 마스크 조립체.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 소자 기판은 제1 전극과, 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 화소 정의막과, 상기 화소 정의막에서 돌출되는 스페이서(spacer)를 포함하고,
    상기 차단판은 상기 스페이서를 수용하는 수용홀을 포함하는, 마스크 조립체.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 소자 기판은 제1 얼라인키를 포함하고,
    상기 마스크 조립체는 상기 제1 얼라인키에 대응하는 제2 얼라인키를 포함하는, 마스크 조립체.
  8. 소자 기판 상에 형성되며 제1 화소와 제2 화소를 포함하는 복수개의 화소 중 상기 제1 화소에 증착 물질을 증착시키는 표시 장치의 제조 장치에 있어서,
    마스크 조립체;
    상기 소자 기판의 상측에서 승강 가능하도록 배치되는 제1 자성부재; 및
    상기 마스크 조립체의 하측에서 승강 가능하도록 배치되는 제2 자성부재;를 포함하고,
    상기 마스크 조립체는, 마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 적층되며, 상기 제2 화소의 위치에 대응하는 개구부를 갖는 몰딩층과, 상기 개구부에 탈부착이 가능하도록 설치되어, 탈착 시 상기 제2 화소를 덮어 상기 제2 화소를 향해 분사되는 상기 증착 물질을 차단하는 차단판을 포함하고,
    상기 제1 자성부재는 상기 차단판을 상기 개구부에서 상기 제2 화소 측으로 끌어 당기며,
    상기 제2 자성부재는 상기 차단판을 상기 제2 화소에서 상기 개구부 측으로 끌어당기는, 표시 장치의 제조 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 마스크 기판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 몰딩층은 아크릴계 수지, 폴리이미드(PI), 벤조사이클로부텐(BCB), 비감광성 유기 물질층 및 비감광성 무기 물질층 중 하나 이상을 포함하는, 표시 장치의 제조 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 개구부는 서로 인접하는 복수개의 상기 제2 화소의 위치에 대응하도록 연장되어 형성되고,
    상기 차단판은 탈착 시 서로 인접하는 복수개의 상기 제2 화소를 덮도록 연장되어 형성되는, 표시 장치의 제조 장치.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 차단판은 전도성(conductive) 물질인 것을 특징으로 하는, 표시 장치의 제조 장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 소자 기판은 제1 전극과, 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 화소 정의막과, 상기 화소 정의막에서 돌출되는 스페이서(spacer)를 포함하고,
    상기 차단판은 상기 스페이서를 수용하는 수용홀을 포함하는, 마스크 조립체.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 소자 기판은 제1 얼라인키를 포함하고,
    상기 마스크 기판 및 상기 몰딩층 중 하나 이상은 상기 제1 얼라인키에 대응하는 제2 얼라인키를 포함하는, 표시 장치의 제조 장치.
  15. 제1 전극 및 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 화소 정의막이 형성된 소자 기판을 향해 증착 물질을 분사하여, 노출된 상기 제1 전극 상에 상기 증착 물질을 증착하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    제1 화소와 제2 화소를 포함하는 소자 기판을 제공하는 단계;
    마스크 기판과, 상기 마스크 기판 상에 적층되며, 상기 제2 화소의 위치에 대응하는 개구부를 갖는 몰딩층과, 상기 개구부에 탈부착이 가능하도록 설치되는 차단판을 포함하는 마스크 조립체를 제공하는 단계;
    상기 제2 화소를 향해 분사되는 상기 증착 물질을 차단하도록 상기 차단판을 상기 제2 화소를 둘러싸는 상기 화소 정의막에 설치하는 단계;
    노출된 상기 제1 화소의 상기 제1 전극 상에 상기 증착 물질을 증착하는 단계; 및
    상기 제2 화소로부터 상기 차단판을 분리하는 단계;를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 차단판을 상기 제2 화소를 둘러싸는 상기 화소 정의막에 설치하는 단계는,
    제1 자성부재가 상기 소자 기판의 상측으로 접근하여 상기 차단판을 개구부로부터 상기 제2 화소를 둘러싸는 상기 화소 정의막 측으로 끌어 당기는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 제2 화소로부터 상기 차단판을 분리하는 단계는,
    제2 자성부재가 상기 마스크 조립체의 하측으로 접근하여 상기 차단판을 상기 제2 화소로부터 상기 개구부 측으로 끌어 당기는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 화소 및 상기 제2 화소는 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나를 발광하는 유기 발광층을 포함하며,
    상기 증착 물질을 증착하는 단계는,
    상기 노출된 상기 제1 화소의 상기 제1 전극 상에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 어느 하나의 상기 유기 발광층을 형성하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 차단판을 상기 제2 화소를 둘러싸는 상기 화소 정의막에 설치하는 단계 이전에,
    상기 소자 기판과 상기 마스크 조립체를 정렬하는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 소자 기판은 제1 얼라인키를 포함하고,
    상기 마스크 조립체는 상기 제1 얼라인키에 대응하는 제2 얼라인키를 포함하며,
    상기 소자 기판과 상기 마스크 조립체의 정렬은 상기 제1 얼라인키와 상기 제2 얼라인키를 정렬함으로써 이루어지는, 표시 장치의 제조 방법.
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