KR20180089925A - 마스크 어셈블리 - Google Patents

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KR20180089925A
KR20180089925A KR1020170014341A KR20170014341A KR20180089925A KR 20180089925 A KR20180089925 A KR 20180089925A KR 1020170014341 A KR1020170014341 A KR 1020170014341A KR 20170014341 A KR20170014341 A KR 20170014341A KR 20180089925 A KR20180089925 A KR 20180089925A
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이종대
강택교
공수철
전상헌
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 섀도우 불량을 개선할 수 있는 마스크 어셈블리에 관한 것으로, 중앙에 위치하는 개구 영역을 정의하는 마스크 프레임;상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되고 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 보조 부재; 및 상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되고 제1 측부 및 제2 측부를 갖는 복수의 분할 마스크;를 포함하고, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부는 하나 이상의 홈부를 갖는다.

Description

마스크 어셈블리{MASK ASSMBLY}
본 발명은 마스크 어셈블리에 관한 것으로, 특히 분할 마스크 유동에 의한 섀도우 불량을 개선할 수 있는 마스크 어셈블리에 대한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)는 빛을 방출하는 유기 발광 소자를 가지고 화상을 표시하는 자발광형 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치(liquid crystal display)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 상대적으로 작은 두께와 무게를 갖는다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 가지므로 휴대용 전자 기기의 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하여 색상을 구현하며, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다. 그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 각각의 전극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 이용하고 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치의 전극들 및 발광층을 포함한 중간층은 여러 가지 방법에 의하여 형성할 수 있는데, 그 중 하나의 방법이 증착법이다. 증착법을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조하기 위해 기판 상에 형성될 박막의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask; FMM)를 이용한다. 기판 상에 파인 메탈 마스크(FMM)가 정렬되고, 박막을 이루는 물질이 기판에 증착된다.
이때, 파인 메탈 마스크(FMM)를 이루는 분할 마스크가 유동되어 섀도우(shadow) 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분할 마스크의 유동에 의한 섀도우 불량을 개선할 수 있는 마스크 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리는, 중앙에 위치하는 개구 영역을 정의하는 마스크 프레임;상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되고 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 보조 부재; 및 상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되고 제1 측부 및 제2 측부를 갖는 복수의 분할 마스크;를 포함하고, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부는 하나 이상의 홈부를 갖는다.
홈부는 반원형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.
분할 마스크의 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부 중 적어도 하나는 상기 보조 부재와 접촉할 수 있다.
분할 마스크는 증착 패턴부, 상기 증착 패턴부에서 연장되어 상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되는 고정부를 포함할 수 있다.
홈부는 상기 복수의 보조 부재와 중첩하는 영역에 배치될 수 있다.
분할 마스크는 상기 복수의 보조 부재와 중첩하는 영역에 배치된 더미 패턴을 더 포함할 수 있다.
고정부는 가지부를 포함할 수 있다.
분할 마스크는 금속으로 이루어질 수 있다.
분할 마스크는 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar) 합금, 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
보조 부재는 상기 마스크 프레임과 일체일 수 있다.
본 발명에 다른 마스크 어셈블리는 다음과 같은 효과를 제공한다.
분할 마스크의 유동에 의한 섀도우 불량을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 마스크의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리를 이용하여 증착용 기판 상에 증착하는 것을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리를 이용하여 제조된 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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 마스크의 사시도이다.
마스크 어셈블리(10)는 마스크 프레임(100), 보조 부재(110) 및 복수의 분할 마스크(200)를 포함한다.
마스크 프레임(100)은 중앙에 위치하는 개구 영역(101)을 정의하며, 사각의 고리 형상일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 마스크 프레임(100)은 제1 방향(D1)을 따라 연장되고 서로 대향하는 두 프레임 및 제2 방향(D2)을 따라 연장되고 서로 대향하는 두 프레임이 연결된 사각의 고리 형태일 수 있다. 즉, 마스크 프레임(100)은 증착 대상물인 증착용 기판에 대응하여 사각 형태를 가질 수 있고, 증착용 기판의 증착 공정을 수행할 수 있도록 중앙에 사각형의 개구 영역(101)을 가질 수 있다.
보조 부재(110)는 마스크 프레임(100)의 양 단에 고정된다. 이때, 보조 부재(110)는 마스크 프레임(100) 상에 배치될 수 있다. 또는, 도 1에 도시된 바와 같이, 보조 부재(110)는 마스크 프레임(100)과 일체로 형성되어 마스크 프레임(100)과 동일 평면 상에 배치될 수도 있다.
복수의 보조 부재(110)들은 일정 간격으로 이격되어 배치된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 보조 부재(110)들은 제1 방향(D1)을 따라 연장되고 제2 방향(D2)을 따라 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 보조 부재(110)들은 제2 방향(D2)을 따라 연장되고 제1 방향(D1)을 따라 일정 간격으로 이격되어 배치될 수도 있다.
마스크 프레임(100) 상에 복수 개의 분할 마스크(200)가 서로 이격되어 배치된다. 이때, 복수 개의 분할 마스크(200)는 제 1 방향(D1)으로 인장력을 받으면서 마스크 프레임(100) 상에 고정된다. 이에 따라, 마스크 프레임(100)은 제 1 방향(D1)으로 인장력의 반작용인 압축력을 받게 된다. 또한, 마스크 프레임(100)은 복수 개의 분할 마스크(200)가 용접되어 고정될 때, 열에 의한 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 마스크 프레임(100)은 마스크 프레임(100)에 작용하는 압축력 또는 열에 의한 변형을 최소화하기 위하여, 강성이 큰 금속으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리(10)는 개구 영역(101)에 대응하는 크기의 단일 마스크를 포함하지 않고 복수 개의 분할 마스크(200)를 포함함으로써, 증착 공정 중에 발생하는 열에 의해 마스크가 변형되는 것을 방지하고, 마스크의 처짐 현상을 감소시킬 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 마스크 프레임(100) 상에 복수의 분할 마스크(200)가 배치될 수 있다. 분할 마스크(200)는 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar) 합금, 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 분할 마스크(200)는 증착 패턴부(213)를 가지는 중앙부(210), 증착 패턴부(213)가 위치하는 중앙부(210)로부터 연장되어 마스크 프레임(100)의 양 단에 고정되는 고정부(231, 232) 및 제1 방향(D1)을 따라 마스크 프레임(100) 또는 보조 부재(110)와 접촉하는 제1 측부(211) 및 제2 측부(212)를 포함할 수 있다.
복수 개의 분할 마스크(200)는 개구 영역(101)과 중첩하는 부분인 중앙부(210)에 증착 패턴부(213)를 갖는다. 증착 패턴부(213)는 증착 패턴(213a)을 포함할 수 있다. 증착 패턴(213a)은 각 분할 마스크(200)의 두께 방향으로 완전히 관통될 수 있고, 일부만 에칭하여 관통되지 않을 수도 있다. 증착 패턴(213a)은 표시 장치에 증착할 유기 박막의 패턴에 따라 스트립 형상, 도트 형상 등 다양한 형태로 변형이 가능하다.
분할 마스크(200)는 제1 측부(211) 및 제2 측부(212)를 갖는다. 이에 대하여는 도 3 내지 도 5를 참조하여 자세히 후술한다.
분할 마스크(200)는 제1 방향(D1)을 따라 개구 영역(101)을 가로질러 배치되고, 각 분할 마스크(200)는 마스크 프레임(100)의 양 단에 고정된다. 구체적으로, 각 분할 마스크(200)의 양 단에 배치된 고정부(231, 232)는 마스크 프레임(100)의 마주보는 양 단에 용접되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 용접은 점 용접(Spot Welding)일 수 있다. 점 용접은 복수 개의 용접 포인트를 설정하여 각각 용접함으로써, 용접 시 분할 마스크(200)의 변형을 최소화할 수 있다. 용접 포인트는, 예를 들어, 적어도 하나의 열(Column) 또는 지그재그(Zigzag) 형태로 이루어질 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이, 분할 마스크(200)는 제1 방향(D1)으로 마스크 프레임(100)에 인장력이 작용할 수 있으며, 이를 위해 분할 마스크(200)의 양 단에 배치된 고정부(231, 232)는 가지부를 가질 수 있다.
복수 개의 분할 마스크(200)는 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar) 합금, 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 분할 마스크에 대해 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이다.
전술한 바와 같이, 분할 마스크(200)는 제1 측부(211) 및 제2 측부(212)를 가지며, 제1 측부(211) 및 제2 측부(212)는 서로 대향하여 배치된다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제1 측부(211) 및 제2 측부(212)는 하나 이상의 홈부(211a, 212a, 211b, 212b, 211c, 212c)를 갖는다. 홈부(211a, 212a, 211b, 212b, 211c, 212c)는 제1 및 제2 측부(211, 212)에서 상기 복수의 보조 부재(110)와 중첩하는 영역에 배치될 수 있다. 즉, 분할 마스크(200)의 제1 및 제2 측부(211,212)가 보조 부재(110)와 접촉하는 영역에 홈부(211a, 212a, 211b, 212b, 211c, 212c)가 위치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 홈부(211a, 212a)는 반원 형상으로 이루어질 수 있으며, 일정한 크기 및 간격을 가지고 배치될 수 있다. 예를 들어, 홈부(211a, 212a)는 10㎛ 내지 50㎛의 직경을 가질 수 있으며, 복수의 홈부(211a, 212a)들은 10㎛ 내지 30㎛의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 홈부(211b, 212b)는 사각 형상으로 이루어질 수 있으며, 일정한 크기 및 간격을 가지고 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 홈부(211c, 212c)는 삼각 형상으로 이루어질 수 있으며, 일정한 크기 및 간격을 가지고 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 측부(211) 및 제2 측부(212) 중 적어도 하나는 보조 부재(110)와 접촉할 수 있다. 이때, 홈부(211a, 212a, 211b, 212b, 211c, 212c)에 의해 분할 마스크(200)의 유동이 억제되어 섀도우(shadow) 불량을 개선할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분할 마스크에 대해 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이다.
도 6은 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 분할 마스크는 더미 패턴(250)을 더 포함할 수 있다. 더미 패턴(250)은 증착 패턴(213a)과 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 더미 패턴(250)은 증착 패턴(213a)과 다른 형상 및 크기를 가질 수도 있다. 이때, 더미 패턴(250)은 분할 마스크(200)와 보조 부재(110) 및 마스크 프레임(100)이 중첩하는 영역에 배치될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리를 이용하여 증착용 기판 상에 증착하는 과정을 상세히 설명한다. 도 7을 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리를 이용하여 증착용 기판 상에 증착하는 것을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 마스크 어셈블리(10)은 유기 발광 표시 장치의 유기 발광층이나 전극을 증착하기 위하여 진공 챔버(400) 내에 배치된다.
진공 챔버(400)의 하부에는 증착원(401)이 위치하며, 증착원(401)의 상부에는 마스크 어셈블리(10)가 배치될 수 있다. 마스크 어셈블리(10)는 도 1에 도시된 분할 마스크(200)를 포함할 수 있다. 분할 마스크(200)는 마스크 프레임(100) 상에 배치될 수 있다. 분할 마스크(200)의 상부에는 증착용 기판(300)이 배치될 수 있다.
증착원(401)은 내부에 유기 물질을 포함하는 가열 용기(crucible) 형태로서, 열로 유기 물질을 증발시켜 증착용 기판(300)에 증착시킬 수 있다. 증착 공정 장비는 유기 물질을 가열시키기 위한 히터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 히터는 증착원(401)의 양측에 구비되어, 증착원(401)을 가열하여 증착원(401) 내에 담겨있는 유기 물질을 가열하여 승화시키는 역할을 한다.
진공 챔버(400)는 증착 공정이 진행되는 공간을 제공한다. 진공 챔버(400)는 증착 공정 시 진공 챔버(400) 내부를 진공 상태로 유지하도록 TMP(Turbo Molecular Pump)와 같은 진공 펌프(미도시)와 연결된다. 진공 챔버(400)는 내부의 벽면을 둘러싸도록 배치된 방착판(미도시)을 더 포함할 수 있다. 방착판은 증착원(401)으로부터 분출되는 유기 물질 중 증착용 기판(300)에 증착되지 않는 유기 물질이 진공 챔버(400) 내부 벽면에 흡착되는 것을 방지한다.
별도의 지지 부재(402)는 마스크 어셈블리(10)의 가장자리에서 마스크 어셈블리(10)를 고정할 수 있다.
증착용 기판(300) 상에 증착 물질이 증착되는 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 마스크 어셈블리(10)를 지지 부재(402) 상에 고정하고, 고정된 마스크 어셈블리(10) 상에 증착용 기판(300)을 배치한다.
이어서, 진공 챔버(400)의 하부에 위치하는 증착원(401)은 증착 물질을 증착용 기판(300)을 향하여 분사한다. 구체적으로, 증착원(401)에 전원이 인가되면, 증착 물질이 담겨져 있는 증착원(401)이 가열되고, 이에 따라 증착 물질이 가열 및 승화되어 마스크 어셈블리(10)를 향하여 분사된다. 이때, 진공 챔버(400) 내부는 높은 진공도 및 높은 온도로 유지된다.
증착 물질이 분사되면, 분할 마스크(200)에 형성된 증착 패턴부(도 1의 213)에 의하여 증착용 기판(300)의 일면에 증착 물질이 증착된다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치에 대해 상세히 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널은 스위칭 박막트랜지스터(미도시), 구동 박막트랜지스터(20), 축전 소자(80) 및 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(610)를 포함하는 복수 개의 화소를 갖는다. 유기 발광 소자(610)는 상대적으로 낮은 온도에서 증착이 가능하고, 저전력, 높은 휘도 등의 이유로 플렉시블 표시 장치에 주로 적용될 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 표시 패널은 복수의 화소를 통해 화상을 표시한다.
또한, 하나의 화소에 두 개의 박막트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 하나의 축전 소자(capacitor)가 배치된 것이 첨부 도면에 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 화소는 셋 이상의 박막트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 구비할 수도 있으며, 별도의 배선을 더 포함하여 다양한 구조를 가질 수 있다.
표시 패널은 기판(510), 기판(510) 상에 배치된 게이트 라인(551)과, 게이트 라인(551)과 절연 교차되는 데이터 라인(571) 및 공통 전원 라인(572)을 포함할 수 있다. 일반적으로 하나의 화소는 게이트 라인(551), 데이터 라인(571) 및 공통 전원 라인(572)을 경계로 정의될 수 있지만, 화소가 전술한 정의에 한정되는 것은 아니다. 화소는 블랙 매트릭스 또는 화소 정의막에 의하여 정의될 수 있다.
기판(510)은 유연성을 가지는 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판(510)은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에테르설폰(Polyethersulphone, PES), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate, PEN), 폴리아릴레이트(Polyarylate, PAR), 유리섬유 강화플라스틱(Fiber glass reinforced plastic, FRP) 등의 고분자 물질로 이루어질 수 있다. 또는, 기판(510)은 글래스 기판일 수 있다. 기판(510)은 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다.
기판(510) 상에 버퍼층(520)이 배치된다. 버퍼층(520)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(520)은 질화규소(SiNx)막, 산화규소(SiO2)막, 산질화규소(SiOxNy)막 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 그러나, 버퍼층(520)은 반드시 필요한 것은 아니며, 기판(510)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(520) 상에 스위칭 반도체층(미도시) 및 구동 반도체층(532)이 배치된다. 스위칭 반도체층(미도시) 및 구동 반도체층(532)은 다결정 규소막, 비정질 규소막, 및 IGZO(Indium-Galuim-Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)와 같은 산화물 반도체 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 구동 반도체층(532)이 다결정 규소막으로 형성되는 경우, 구동 반도체층(532)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(535)과, 채널 영역(535)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(536) 및 드레인 영역(537)을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 이러한 불순물은 박막트랜지스터의 종류에 따라 달라진다. 본 발명의 일 실시예에서 구동 박막트랜지스터(20)로 P형 불순물을 사용한 PMOS 구조의 박막트랜지스터가 사용되었으나, 구동 박막트랜지스터(20)가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 구동 박막트랜지스터(20)로 NMOS 구조 또는 CMOS 구조의 박막트랜지스터도 모두 사용될 수 있다.
스위칭 반도체층(미도시) 및 구동 반도체층(532) 위에 게이트 절연막(540)이 배치된다. 게이트 절연막(540)은 테트라에톡시실란(TetraEthylOrthoSilicate, TEOS), 질화 규소(SiNx) 및 산화 규소(SiO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 게이트 절연막(540)은 40nm의 두께를 갖는 질화규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막 구조를 가질 수 있다.
게이트 절연막(540) 위에 구동 게이트 전극(555)을 포함하는 게이트 배선이 배치된다. 게이트 배선은 게이트 라인(551), 제 1 축전판(558) 및 그 밖의 배선을 더 포함한다. 그리고 구동 게이트 전극(555)은 구동 반도체층(532)의 적어도 일부, 특히 채널 영역과 중첩되도록 배치된다. 구동 게이트 전극(555)은 구동 반도체층(532) 형성과정에서 구동 반도체층(532)의 소스 영역(536)과 드레인 영역(537)에 불순물이 도핑될 때 채널 영역에 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
구동 게이트 전극(555)과 제 1 축전판(558)은 동일한 층에 배치되며, 실질적으로 동일한 금속으로 만들어진다. 구동 게이트 전극(555)과 제 1 축전판(558)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
게이트 절연막(540) 상에 구동 게이트 전극(555)을 덮는 층간 절연막(560)이 배치된다. 층간 절연막(560)은 게이트 절연막(540)과 마찬가지로, 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx) 또는 테트라에톡시실란(TEOS) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
층간 절연막(560) 상에 구동 소스 전극(576) 및 구동 드레인 전극(577)을 포함하는 데이터 배선이 배치된다. 데이터 배선은 데이터 라인(571), 공통 전원 라인(572), 제 2 축전판(578) 및 그 밖에 배선을 더 포함한다. 그리고 구동 소스 전극(576) 및 구동 드레인 전극(577)은 게이트 절연막(540) 및 층간 절연막(560)에 형성된 접촉 구멍을 통하여 구동 반도체층(532)의 소스 영역(536) 및 드레인 영역(537)과 각각 연결된다.
이와 같이, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 스위칭 반도체층(미도시), 스위칭 게이트 전극(미도시), 스위칭 소스 전극(미도시) 및 스위칭 드레인 전극(미도시)을 포함하며, 구동 박막트랜지스터(20)는 구동 반도체층(532), 구동 게이트 전극(555), 구동 소스 전극(576) 및 구동 드레인 전극(577)을 포함한다. 박막트랜지스터(20)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 전문가가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다.
또한, 축전 소자(80)는 층간 절연막(560)을 사이에 두고 배치된 제 1 축전판(558)과 제 2 축전판(578)을 포함한다.
도시되지 않았지만, 스위칭 박막트랜지스터는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극은 게이트 라인(551)에 연결된다. 스위칭 소스 전극은 데이터 라인(571)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극은 스위칭 소스 전극으로부터 이격 배치되며, 제 1 축전판(558)과 연결된다.
구동 박막트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(610)의 발광층(612)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극(611)에 인가한다. 구동 게이트 전극(555)은 제 1 축전판(558)과 연결된다. 구동 소스 전극(576) 및 제 2 축전판(578)은 각각 공통 전원 라인(572)과 연결된다. 구동 드레인 전극(577)은 컨택홀을 통해 유기 발광 소자(610)의 화소 전극(611)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막트랜지스터는 게이트 라인(551)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동하여 데이터 라인(571)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(572)으로부터 구동 박막트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막트랜지스터로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(610)로 흘러 유기 발광 소자(610)가 발광하게 된다.
층간 절연막(560) 상에 배치된 데이터 라인(571), 공통 전원 라인(572), 구동 소스 전극(576) 및 구동 드레인 전극(577), 제 2 축전판(578) 등과 같이 동일층으로 패턴된 데이터 배선을 덮는 평탄화막(565)이 배치된다.
평탄화막(565)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자(610)의 발광 효율을 높이기 위해, 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다. 평탄화막(565)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(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 만들어질 수 있다.
평탄화막(565) 상에 유기 발광 소자(610)의 화소 전극(611)이 배치된다. 화소 전극(611)은 평탄화막(565)에 형성된 컨택홀을 통하여 구동 드레인 전극(577)과 연결된다.
평탄화막(565) 상에 화소 전극(611)의 적어도 일부를 드러내어 화소 영역을 정의하는 화소정의막(590)이 배치된다. 화소 전극(611)은 화소정의막(590)의 화소 영역에 대응하도록 배치된다. 화소정의막(590)은 폴리아크릴계(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 만들어질 수 있다.
화소 영역 내의 화소 전극(611) 상에 발광층(612)이 배치되고, 화소정의막(590) 및 발광층(612) 상에 공통 전극(613)이 배치된다. 발광층(612)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 화소전극(611)과 발광층(612) 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL) 및 정공 수송층(Hole Transporting Layer, HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있고, 발광층(612)과 공통 전극(613) 사이에 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다.
화소 전극(611) 및 공통 전극(613)은 투과형 전극, 반투과형 전극 및 반사형 전극 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
투과형 전극 형성을 위하여 투명 도전성 산화물(TCO; Transparent Conductive Oxide)이 사용될 수 있다. 투명한 도전성 산화물(TCO)로, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등이 있다.
반투과형 전극 및 반사형 전극 형성을 위하여 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 구리(Cu)와 같은 금속 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다. 이때, 반투과형 전극과 반사형 전극은 두께로 결정된다. 일반적으로, 반투과형 전극은 약 200nm 이하의 두께를 가지며, 반사형 전극은 300nm 이상의 두께를 가진다. 반투과형 전극은 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지지만 저항이 커지고, 두께가 두꺼워질수록 빛의 투과율이 낮아진다.
또한, 반투과형 및 반사형 전극은 금속 또는 금속의 합금으로 된 금속층과 금속층상에 적층된 투명 도전성 산화물(TCO)층을 포함하는 다층구조로 형성될 수 있다.
공통 전극(613) 상에 박막 봉지층(650)이 배치된다. 박막 봉지층(650)은 하나 이상의 무기막(651, 653, 655) 및 하나 이상의 유기막(652, 654)을 포함한다. 또한, 박막 봉지층(650)은 무기막(651, 653, 655)과 유기막(652, 654)이 교호적으로 적층된 구조를 갖는다. 이때, 무기막(651)이 최하부에 배치된다. 즉, 무기막(651)이 유기 발광 소자(610)와 가장 가깝게 배치된다.
박막 봉지층(650)은 3개의 무기막(651, 653, 655)과 2개의 유기막(652, 654)을 포함하고 있으나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
무기막(651, 653, 655)은 Al2O3, TiO2, ZrO, SiO2, AlON, AlN, SiON, Si3N4, ZnO, 및 Ta2O5 중 하나 이상의 무기물을 포함하여 형성된다. 무기막(651, 653, 655)은 화학증착(chemical vapor deposition, CVD)법 또는 원자층 증착(atomic layer depostion, ALD)법을 통해 형성된다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 무기막(651, 653, 655)은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.
유기막(652, 654)은 고분자(polymer) 계열의 소재로 만들어진다. 여기서, 고분자 계열의 소재는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드, 및 폴리에틸렌 등을 포함한다. 또한, 유기막(652, 654)은 열증착 공정을 통해 형성된다. 그리고, 유기막(652, 654)을 형성하기 위한 열증착 공정은 유기 발광 소자(610)를 손상시키지 않는 온도 범위 내에서 진행된다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 유기막(652, 654)은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.
박막의 밀도가 치밀하게 형성된 무기막(651, 653, 655)이 주로 수분 또는 산소의 침투를 억제한다. 대부분의 수분 및 산소는 무기막(651, 653, 655)에 의해 유기 발광 소자(610)로의 침투가 차단된다.
박막 봉지층(850)은 10㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 표시 패널의 전체적인 두께가 매우 얇게 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 마스크 프레임 200: 분할 마스크
210: 중앙부 211: 제1 측부
212: 제2 측부
211a, 211b, 211c, 212a, 212b, 212c: 홈부
213: 증착 패턴부 213a: 증착 패턴
231, 232: 고정부 250: 더미 패턴

Claims (10)

  1. 중앙에 위치하는 개구 영역을 정의하는 마스크 프레임;
    상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되고 일정 간격으로 이격되어 배치되는 복수의 보조 부재; 및
    상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되고 제1 측부 및 제2 측부를 갖는 복수의 분할 마스크;를 포함하고,
    상기 제1 측부 및 상기 제2 측부는 하나 이상의 홈부를 갖는 마스크 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈부는 반원형 및 다각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 마스크 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분할 마스크의 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부 중 적어도 하나는 상기 보조 부재와 접촉하는 마스크 어셈블리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분할 마스크는 증착 패턴부, 상기 증착 패턴부에서 연장되어 상기 마스크 프레임의 양 단에 고정되는 고정부를 포함하는 마스크 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 홈부는 상기 복수의 보조 부재와 중첩하는 영역에 배치된 마스크 어셈블리.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 분할 마스크는 상기 복수의 보조 부재와 중첩하는 영역에 배치된 더미 패턴을 더 포함하는 마스크 어셈블리.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정부는 가지부를 포함하는 마스크 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분할 마스크는 금속으로 이루어진 마스크 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 분할 마스크는 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar) 합금, 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 중 어느 하나로 이루어진 마스크 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 부재는 상기 마스크 프레임과 일체인 마스크 어셈블리.
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