KR20220159525A - 마스크, 마스크 조립체 및 표시 장치의 제조장치 - Google Patents

마스크, 마스크 조립체 및 표시 장치의 제조장치 Download PDF

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KR20220159525A
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Abstract

본 발명은 표시 장치의 제조 시 정밀한 증착이 가능한 마스크, 마스크 조립체, 및 표시 장치의 제조장치를 위하여, 증착 물질을 통과시키는 복수의 증착 홀들을 구비한 증착 패턴부; 상기 증착 패턴부의 외측에 배치되는 더미 패턴부;를 포함하고, 상기 더미 패턴부는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체를 포함하는, 마스크, 마스크 조립체 및 표시 장치의 제조장치를 제공한다.

Description

마스크, 마스크 조립체 및 표시 장치의 제조장치{Mask, mask assembly, and apparatus for manufacturing a display apparatus}
본 발명은 마스크, 마스크 조립체 및 표시 장치의 제조장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 증착용 마스크, 이를 포함하는 마스크 조립체, 및 표시 장치의 제조장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 표시 장치 분야는 부피가 큰 음극선관(Cathode Ray Tube)을 대체하는, 얇고 가벼우며 대면적이 가능한 평판 표시 장치(Flat Panel Display Device)로 급속히 변화해 왔다. 평판 표시 장치에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display Device), 그리고 전기 영동 표시 장치(Electrophoretic Display Device) 등이 있다.
표시 장치 중 유기 발광 표시 장치는 화소전극, 대향전극 및 발광층을 구비하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함한다. 이 때, 상기 전극들 및 발광층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한가지 방법은 독립 증착 방식이다. 독립 증착 방식은 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)를 길이 방향으로 인장하여 마스크 프레임에 밀착시키고, 이러한 마스크를 통과한 증착 물질이 피증착표면에 증착되는 방식이다. 정밀한 증착을 위해서는, 마스크와 마스크 프레임이 서로 정확히 정렬되고 밀착될 필요가 있다.
그러나, 마스크는 그 길이 및/또는 폭에 비해 매우 얇은 두께를 가지므로, 마스크의 인장 시 내부 응력에 따라 마스크에 컬(curl) 및 주름 등이 형성될 수 있다. 마스크에 형성된 컬은 마스크와 마스크 프레임이 서로 정확히 정렬 및 부착되는 것을 방해할 수 있다. 또한, 마스크에 형성된 주름은 마스크와 마스크 프레임이 서로 밀착되는 것을 방해할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 컬 및 주름 등이 마스크에 형성되는 것을 줄일 수 있는 마스크, 마스크 조립체 및 표시 장치의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 증착 물질을 통과시키는 복수의 증착 홀들을 구비한 증착 패턴부; 상기 증착 패턴부의 외측에 배치되는 더미 패턴부;를 포함하고, 상기 더미 패턴부는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체를 포함하는, 마스크가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는, 평면 상에서 상기 증착 패턴부의 상기 복수의 증착 홀들과 상이한 형상을 갖는 복수의 더미 홀들을 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 증착 패턴부는 서로 상이한 평면 상의 형상을 갖는 제1 증착 홀 및 제2 증착 홀을 포함하며, 상기 제2 증착 홀은 상기 더미 패턴부의 상기 복수의 더미 홀 중 어느 하나의 더미 홀과 인접하도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2 증착 홀은, 평면 상에서 상기 제2 증착 홀과 상기 어느 하나의 더미 홀 사이의 폭이 일정하도록 상기 어느 하나의 더미 홀의 형상에 대응되는 형상을 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 증착 패턴부는 복수 개로 구비되며, 상기 더미 패턴부는 평면 상에서 서로 이웃하는 상기 증착 패턴부들 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는, 평면 상에서 상기 마스크의 종방향과 교차하는 단부와 상기 증착 패턴부 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 개구를 구비한 마스크 프레임; 및 상기 마스크 프레임 상에 배치되며, 상기 개구와 중첩하도록 배치되는 증착 패턴부 및 상기 증착 패턴부의 외측에 배치된 더미 패턴부를 구비한 마스크;를 포함하고, 상기 더미 패턴부는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체를 포함하는, 마스크 조립체가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는, 평면 상에서 상기 증착 패턴부의 상기 복수의 증착 홀들과 상이한 형상을 갖는 복수의 더미 홀들을 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 증착 패턴부는 서로 상이한 평면 상의 형상을 갖는 제1 증착 홀 및 제2 증착 홀을 포함하며, 상기 제2 증착 홀은 상기 더미 패턴부의 상기 복수의 더미 홀 중 어느 하나의 더미 홀과 인접하도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2 증착 홀은, 평면 상에서 상기 제2 증착 홀과 상기 어느 하나의 더미 홀 사이의 폭이 일정하도록 상기 어느 하나의 더미 홀의 형상에 대응되는 형상을 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부 각각을 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 증착 패턴부는 복수 개로 구비되되 제1 방향을 따라 배열되며, 상기 더미 패턴부는 복수 개의 상기 증착 패턴부들 중 서로 이웃하는 두 증착 패턴부들 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따르면, 디스플레이 기판이 내부에 배치되는 챔버; 상기 챔버 내부에 배치되며, 증착 물질을 상기 챔버 내부로 공급하는 증착원; 및 상기 디스플레이 기판과 상기 증착원 사이에 배치되며 상기 증착 물질을 통과시키는 마스크 조립체;를 포함하고, 상기 마스크 조립체는, 개구를 구비한 마스크 프레임; 및 상기 마스크 프레임 상에 배치되며, 상기 개구와 중첩하도록 배치되는 증착 패턴부 및 상기 증착 패턴부 외측에 배치된 더미 패턴부를 구비한 마스크;를 포함하고, 상기 더미 패턴부는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체를 포함하는, 표시 장치의 제조장치가 제공된다.
본 실시예에 따르면, 상기 증착 패턴부는 서로 상이한 평면 상의 형상을 갖는 제1 증착 홀 및 제2 증착 홀을 포함하며, 상기 더미 패턴부는, 상기 제1 증착 홀 및 상기 제2 증착 홀과 상이한 평면 상의 형상을 갖는 더미 홀을 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 제2 증착 홀은 상기 더미 홀과 인접하도록 배치되며, 평면 상에서 상기 제2 증착 홀과 상기 더미 홀 사이의 폭이 일정하도록 상기 더미 홀의 형상에 대응되는 형상을 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상기 증착 패턴부는 복수 개로 구비되며, 상기 더미 패턴부는 평면 상에서 서로 이웃하는 상기 증착 패턴부들 사이에 위치할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크가 오그제틱(Auxetic) 구조체를 포함하는 더미 패턴부를 구비함으로써, 마스크의 인장 시 마스크에 컬 및 주름이 형성되는 것을 줄일 수 있다. 이러한 마스크를 포함하는 마스크 조립체를 이용하여, 정밀한 증착이 가능한 표시 장치의 제조장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치에 구비되는 마스크의 일부를 개략적으로 도시하는 확대 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크에 구비된 더미 패턴부의 구조를 보여주는 이미지이다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크에 구비된 더미 패턴부의 구조를 나타내는 확대 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 비교예에 따른 마스크에 인장력을 가한 경우 마스크의 변형을 보여주는 이미지들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크에 인장력을 가한 경우 마스크의 변형을 보여주는 이미지들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치에 구비되는 마스크의 일부를 개략적으로 도시하는 확대 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 이용하여 제조된 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 이용해 제조된 표시 장치를 개략적으로 도시하는 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.
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 사용되었다.
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 위에 또는 상에 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 진행될 수 있다.
본 명세서에서 “A 및/또는 B”은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치의 제조장치(1)는 챔버(11), 개폐부(12), 증착원(13), 제1 지지부(14), 제2 지지부(15), 자기력 생성부(16), 압력 조절부(17), 디스플레이 기판(DS) 및 마스크 조립체(1000)를 포함할 수 있다.
챔버(11)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 챔버(11)의 내부에는 디스플레이 기판(DS)이 배치될 수 있다. 챔버(11)의 내부 공간은 증착 공정을 위한 작업 공간일 수 있다. 이때 디스플레이 기판(DS)은 도 11을 참조하여 후술하는 표시 장치(2)를 제조하는 과정에 있는 표시 장치(2)의 일부일 수 있다.
챔버(11)의 일 측에는 디스플레이 기판(DS)이 통과할 수 있는 개구부가 배치될 수 있다. 즉, 디스플레이 기판(DS)은 챔버(11)의 상기 개구부를 통해 챔버(11)의 내부 공간으로 삽입되거나 반출될 수 있다. 이 때, 챔버(11)의 개구부에는 게이트 밸브 등을 포함하는 개폐부(12)가 배치되고, 따라서 상기 개구부가 선택적으로 개폐될 수 있다.
증착원(13)은 챔버(11) 내부에 배치될 수 있다. 증착원(13)은 증착 물질을 수납하며, 증착 물질을 챔버(11) 내부 공간으로 공급할 수 있다. 여기서 증착 물질은 디스플레이 기판(DS) 상에 소정의 패턴층(예컨대, 유기 패턴층)을 형성하는 물질일 수 있다. 증착원(13)은 증착 물질에 에너지(예를 들면, 열에너지, 빛에너지, 진동에너지 등)를 가하여 증착 물질을 기화시키거나 승화시킬 수 있다. 일 실시예로, 증착원(13)은 내부에 히터를 포함할 수 있으며, 히터의 작동에 의해 증착원(13) 내부의 증착 물질을 가열함으로써 증착 물질을 용융시키기거나 승화시킬 수 있다. 이러한 증착원(13)은 교체 가능할 수 있다. 이 때, 증착원(13)은 수납된 증착 물질이 소진되는 경우 새로운 증착원(13)로 교체될 수 있다.
제1 지지부(14)는 디스플레이 기판(DS)을 지지할 수 있다. 이 때, 제1 지지부(14)는 디스플레이 기판(DS)이 안착하여 디스플레이 기판(DS)을 지지하거나 디스플레이 기판(DS)의 일면을 흡착하거나 부착하여 디스플레이 기판(DS)을 지지할 수 있다. 예를 들면, 제1 지지부(14)는 챔버(11) 내부에 연결되는 프레임, 바 등을 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 지지부(14)는 디스플레이 기판(DS)을 파지하는 클램프를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 지지부(14)는 점착척이나 정전척을 포함하는 것도 가능하다. 이러한 경우 제1 지지부(14)는 자기력 생성부(16)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 지지부(14)는 디스플레이 기판(DS)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 지지부(14)는 UVW 스테이지를 포함할 수 있다.
제2 지지부(15)는 마스크 조립체(1000)를 지지할 수 있다. 이 때, 제2 지지부(15)는 전술한 제1 지지부(14)와 동일 또는 유사할 수 있으므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 제2 지지부(15)가 챔버(11) 내부에 연결되는 프레임을 포함하고, 마스크 조립체(1000)는 상기 프레임에 안착하여 지지되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1 지지부(14) 및 제2 지지부(15) 중 적어도 하나는 챔버(11) 내부에서 승강 및/또는 하강될 수 있다. 이러한 경우, 제1 지지부(14) 및 제2 지지부(15) 중 적어도 하나는 디스플레이 기판(DS)과 마스크 조립체(1000) 사이의 간격을 조절하는 것이 가능하다.
자기력 생성부(16)는 챔버(11)에 배치되어 마스크 조립체(1000)를 디스플레이 기판(DS)에 밀착시킬 수 있다. 이 때, 자기력 생성부(16)는 자기력을 생성하는 전자석 또는 영구자석 등을 포함할 수 있다.
압력 조절부(17)는 챔버(11)와 연결되어 챔버(11) 내부의 압력을 조절할 수 있다. 이 때, 압력 조절부(17)는 챔버(11)와 연결되는 배관과 배관에 배치되는 펌프를 포함할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 표시 장치의 제조장치(1)는 비젼부(미도시)를 포함할 수 있다. 비젼부는 챔버(11) 내측 또는 외측에 배치되어 마스크 조립체(1000) 및 디스플레이 기판(DS)의 위치를 촬영할 수 있다. 이때, 비젼부는 마스크 조립체(1000) 및 디스플레이 기판(DS) 중 적어도 하나의 얼라인마크 등을 촬영할 수 있다.
마스크 조립체(1000)는 디스플레이 기판(DS)과 증착원(13) 사이에 배치될 수 있다. 마스크 조립체(1000)는 마스크 프레임(1100) 및 마스크(1200)를 포함할 수 있다. 마스크(1200)는 일 방향으로 인장된 상태로 마스크 프레임(1100)에 고정될 수 있다. 마스크(1200)는 적어도 하나 이상의 패턴홀을 포함할 수 있다.
상기와 같은 표시 장치의 제조장치(1)의 작동을 살펴보면, 압력 조절부(17)가 챔버(11) 내부의 기압을 대기압과 동일하거나 유사하게 유지한 상태에서 개폐부(12)를 개방하여 디스플레이 기판(DS) 및 마스크 조립체(1000)를 챔버(11) 내부로 삽입할 수 있다. 이때, 디스플레이 기판(DS) 및 마스크 조립체(1000) 중 적어도 하나는 챔버(11) 외부에 배치된 별도의 로봇암 또는 챔버(11)에 삽입되거나 반출되는 셔틀 등을 통하여 이동할 수 있다.
디스플레이 기판(DS)과 마스크 조립체(1000)를 각각 제1 지지부(14) 및 제2 지지부(15) 상에 배치한 후 마스크 조립체(1000) 및 디스플레이 기판(DS)의 위치를 비젼부(미도시)로 감지하여 이들을 정렬할 수 있다. 이후 디스플레이 기판(DS)과 마스크 조립체(1000)를 서로 근접시킨 다음, 자기력 생성부(16)로 마스크 조립체(1000)와 디스플레이 기판(DS)을 서로 밀착시킬 수 있다.
증착원(13)에서 증착 물질이 방출되면, 증착 물질은 마스크 조립체(1000)의 마스크(1200)에 구비된 홀을 통과하여 디스플레이 기판(DS)에 증착될 수 있다. 이를 통해, 디스플레이 기판(DS) 상에 소정의 패턴이 형성될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 기판(DS)에 증착된 증착 물질은 후술하는 발광층(222, 도 12 참조) 등과 같은 유기층을 형성할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 디스플레이 기판(DS)을 챔버(11) 외부로 반출하거나 챔버(11)의 다른 곳으로 이동시켜 디스플레이 기판(DS) 상에 또 다른 층을 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 마스크 조립체(1000)는 마스크 프레임(1100) 및 마스크 프레임(1100) 상에 배치되는 마스크(1200)를 포함할 수 있다.
마스크 프레임(1100)은 증착 물질이 통과할 수 있는 개구(1150)를 구비하며, 개구(1150)를 형성하는 복수의 서브-프레임들을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 마스크 프레임(1100)은 서로 마주보는 제1 서브-프레임(1110)과 제2 서브-프레임(1120), 및 제3 서브-프레임(1130)과 제4 서브-프레임(1140)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브-프레임(1110)과 제2 서브-프레임(1120)은 마스크(1200)의 종방향인 x 방향으로 상호 이격되되, 마스크(1200)의 종방향과 교차하는 방향(즉, 횡방향)인, y 방향으로 연장될 수 있다. 제3 서브-프레임(1130)과 제4 서브-프레임(1140)은 y 방향으로 상호 이격되며, x 방향으로 연장될 수 있다. 제1 서브-프레임(1110)은 제3 서브-프레임(1130), 및 제4 서브-프레임(1140)과 연결될 수 있고, 제2 서브-프레임(1120)은 제3 서브-프레임(1130), 및 제4 서브-프레임(1140)과 연결될 수 있다.
이처럼, 마스크 프레임(1100)은 도 2에 도시된 바와 같이 평면 상에서 사각형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 마스크 프레임(1100)은 삼각형, 오각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 마스크 프레임(1100)의 개구(1150)는 일 예로 평면 상의 사각형의 형상을 가질 수 있다. 다른 예로, 상기 개구(1150)는 삼각형, 오각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
마스크 프레임(1100)은 가로 또는 세로 길이에 비해 매우 얇은 두께를 가질 수 있다. 두께가 너무 두꺼우면 마스크 조립체(1000)를 이용한 증착 공정에서 증착 물질이 마스크(1200)를 통과하는 것을 제한하게 된다. 반대로, 두께가 너무 얇으면 마스크(1200)를 지지하기 위한 강성을 확보하기 어려울 수 있다. 따라서, 마스크 프레임(1100)은 상기한 점들을 고려하여 적절한 두께를 가질 수 있다.
또한, 마스크 프레임(1100)은 예컨대 금속으로 제조될 수 있다. 예컨대, 마스크 프레임(1100)은 용접에 대해 변형이 크지 않은 금속으로 제조될 수 있다.
비록 도 2에는 도시되지 않았으나, 마스크 프레임(1100)에는 지지스틱이 구비될 수 있다. 지지스틱은 후술할 마스크(1200)의 증착 패턴부(AP, 도 3 참조) 이외의 영역과 중첩될 수 있다. 지지스틱은 예컨대 y 방향으로 연장되어 제3 서브-프레임(1130) 및/또는 제4 서브-프레임(1140)과 연결될 수 있다. 지지스틱은 사전 설정된 영역에만 증착 물질이 증착되도록 일부 영역에서 증착 물질을 차단하는 역할을 할 수 있다. 또한, 지지스틱은 마스크(1200)의 자중에 의한 휨 현상을 방지할 수 있으며, 마스크 프레임(1100)을 지지하는 역할을 할 수 있다.
마스크 프레임(1100)은 마스크(1200)를 지지할 수 있다. 일 실시예로, 마스크(1200)는 종방향, 즉 x 방향으로 인장된 상태에서 마스크 프레임(1100) 상에 고정될 수 있다.
마스크(1200)는 예컨대 스테인리스 스틸, 인바(invar), 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등으로 제조될 수 있다. 이러한 재질들은 열평창계수가 낮으므로, 마스크 조립체(1000)의 제조 공정 중에 열에 의한 마스크 프레임(MF)의 변형을 최소화할 수 있다.
일 실시예로, 마스크(1200)의 폭은 개구(1150)의 폭 보다 작을 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이 마스크(1200)의 y 방향의 폭은 개구(1150)의 y 방향의 폭 보다 작을 수 있다. 이러한 마스크(1200)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 복수 개의 마스크(1200)들은 제3 서브-프레임(1130) 및 제4 서브-프레임(1140) 사이에 연속적으로 배열될 수 있다. 각 마스크(1200)는 제1 서브-프레임(1110) 및 제2 서브-프레임(1120)에 용접 고정될 수 있다. 복수 개의 마스크(1200)들은 마스크 프레임(1100)의 개구(1150)를 덮을 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예로, 마스크(1200)는 마스크(1200)의 종방향(즉, ±x 방향)으로 배열된 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2) 및 제3 영역(AR3)을 포함할 수 있다. 제1 영역(AR1)은 마스크(1200)의 중앙에 위치하며, 마스크 프레임(1100)의 개구(1150)와 중첩하는 영역일 수 있다.
제2 영역(AR2)은 마스크(1200)의 종방향에 따른 양측 단부(EP)에 위치할 수 있다. 제2 영역(AR2)은 마스크(1200)의 인장을 위해 예컨대 클램프에 의해 파지되는 영역일 수 있다. 또는, 제2 영역(AR2)은 마스크(1200)의 인장을 위해 점착척이나 정전척에 의해 고정(chucking)되는 영역일 수 있다. 일부 실시예로, 마스크(1200)의 제2 영역(AR2)은, 마스크(1200)가 마스크 프레임(1100)에 고정된 이후 절단되어 제거될 수 있다.
제3 영역(AR3)은 제1 영역(AR1)과 제2 영역(AR2) 사이에 위치하며, 마스크(1200)와 마스크 프레임(1100)이 서로 연결되는 영역일 수 있다. 예컨대, 제3 영역(AR3)은 마스크 프레임(1100)의 제1 서브-프레임(1110) 또는 제2 서브-프레임(1120)에 용접 고정되어 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크(1200)는 제1 영역(AR1)에 배치된 증착 패턴부(AP) 및 더미 패턴부(DP)를 포함할 수 있다. 적어도 마스크(1200)의 증착 패턴부(AP)는 마스크 프레임(1100)의 개구(1150)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 마스크(1200)의 증착 패턴부(AP)는 증착 물질을 통과시키는 복수의 증착 홀(AH)들을 구비할 수 있다. 따라서, 증착 공정에서, 증착 물질은 마스크 프레임(1100)의 개구(1150) 및 마스크(1200)의 증착 홀(AH)을 통과한 후 디스플레이 기판(DS) 상에 도달할 수 있고, 이를 통해 디스플레이 기판(DS)의 소정의 영역에만 증착될 수 있다.
일 실시예로, 증착 패턴부(AP)는 복수 개로 구비될 수 있다. 복수의 증착 패턴부(AP)들은 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있으며, 예컨대 마스크(1200)의 종방향(즉, x 방향)을 따라 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 증착 패턴부(AP)들은 제1 증착 패턴부(AP1), 제2 증착 패턴부(AP2), ?? , 및 제n 증착 패턴부(APn)를 포함할 수 있다. 여기서, n은 자연수이다.
증착 패턴부(AP)는 도 3에 도시된 바와 같이 평면 상에서 사각형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예컨대, 증착 패턴부(AP)는 삼각형, 오각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 증착 패턴부(AP)는 후술할 표시 장치(2, 도 11 참조)의 표시 영역(DA, 도 11 참조)의 형상에 대응할 수 있다.
더미 패턴부(DP)는 증착 패턴부(AP)의 외측에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 더미 패턴부(DP)는 평면 상에서 증착 패턴부(AP)를 전체적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 증착 패턴부(AP)가 복수 개로 구비되는 경우, 더미 패턴부(DP)는 증착 패턴부(AP)들 각각을 전체적으로 둘러싸도록 배치될 수 있다. 일 실시예로, 더미 패턴부(DP)는 증착 패턴부(AP)와 평면 상에서 서로 맞닿을 수 있다.
도 3에서는 더미 패턴부(DP)의 y 방향에 따른 폭이 증착 패턴부(AP)의 에지와 마스크(1200)의 에지 사이의 간격보다 작게 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 더미 패턴부(DP)의 y 방향에 따른 폭은 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 더미 패턴부(DP)의 y 방향에 따른 폭이 증착 패턴부(AP)의 에지와 마스크(1200)의 에지 사이 간격과 동일할 수 있다. 이 경우, 더미 패턴부(DP)의 에지와 마스크(1200)의 에지가 평면 상에서 서로 일치하는 것으로 이해할 수 있다.
더미 패턴부(DP)는 오그제틱 구조체를 포함할 수 있으며, 이를 위한 복수의 더미 홀(DH)들을 구비할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 후술한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치에 구비되는 마스크의 일부를 개략적으로 도시하는 확대 평면도이며, 도 3의 마스크의 IV영역에 대응할 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크에 구비된 더미 패턴부의 구조를 보여주는 이미지이다. 도 5는 종방향에 따른 인장력이 인가된 경우의 더미 패턴부의 횡방향으로의 변위를 보여준다.
도 4를 참조하면, 마스크(1200)의 증착 패턴부(AP)는 복수의 증착 홀(AH)들을 포함할 수 있다. 복수의 증착 홀(AH)들은 사전 정의된 영역(즉, 증착 영역)에만 증착되도록 증착 물질을 통과시키는 관통홀일 수 있다. 따라서, 각 증착 홀(AH)은 상기 증착 영역에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 증착 홀(AH)은 평면 상에서 사각형의 형상을 가질 수 있다. 또는, 증착 홀(AH)은 삼각형, 오각형 등의 다각형, 원형, 타원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크(1200)의 더미 패턴부(DP)는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱(Auxetic) 구조체를 포함할 수 있다. 부재에 종방향의 인장력을 가하면, 종방향 및 횡방향에 따른 변형이 나타난다. 이 때, 종방향의 변형률 및 횡방향의 변형률 사이의 음의 비율을 푸아송 비(Poission's Ratio)로 정의한다. 일반적인 부재는 종방향의 변형률 및 횡방향의 변형률 각각의 부호가 서로 상이하므로, 양의 푸아송 비를 갖는다. 즉, 종방향의 인장력이 가해지면, 종방향으로의 신장 및 횡방향으로의 수축이 일어난다.
그러나, 부재가 오그제틱 구조체를 포함하는 경우, 일반적인 부재와 달리 종방향의 변형률 및 횡방향의 변형률 각각의 부호가 서로 동일할 수 있다. 즉, 오그제틱 구조체는 음의 푸아송 비를 가진다. 오그제틱 구조체를 포함한 부재에 종방향의 인장력을 가하면, 종방향뿐만 아니라 횡방향으로도 신장이 일어날 수 있다.
도 5를 참조하면, 이러한 오그제틱 구조체를 구비한 더미 패턴부(DP)에 종방향(즉, ±x 방향)의 인장력을 가한 경우에, 더미 패턴부(DP)의 횡방향(즉, ±y 방향)의 변형이 나타난다. 구체적으로, ±x 방향으로의 인장력이 가해짐에 따라, 더미 패턴부(DP)의 좌측 부분이 -y 방향으로 변위되고 우측 부분이 +y 방향으로 변위되어, 더미 패턴부(DP)가 전체적으로 ±y 방향으로 신장됨을 알 수 있다. 이러한 더미 패턴부(DP)의 오그제틱 구조체는 더미 패턴부(DP)에 구비된 복수의 더미 홀(DH)들에 의해 기인할 수 있다.
일 실시예로, 마스크(1200)의 더미 패턴부(DP)는 평면 상에서 증착 패턴부(AP)의 복수의 증착 홀(AH)과 상이한 형상을 갖는 복수의 더미 홀(DH)들을 구비할 수 있다. 일 예로, 각 더미 홀(DH)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 모래시계 형상을 가질 수 있다. 즉, 각 더미 홀(DH)은 대략 등변사다리꼴 형상과 역 등변사다리꼴 형상이 서로 하나의 모서리에서 만나 형성된 형상을 가질 수 있다. 또한, 더미 홀(DH) 중 일부는 위치에 따라 역 등변사다리꼴 형상을 가질 수도 있다.
이러한 더미 홀(DH)은 서로 교차하는 제1 리브(R1) 및 제2 리브(R2)에 의해 형성되는 것으로 이해할 수 있다. 제1 리브(R1)는 전체적으로 x 방향으로 연장되되, 지그재그로 연장될 수 있다. 즉, 제1 리브(R1)는 서로 소정의 각도를 이루는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 제1 부분과 제2 부분이 x 방향을 따라 교번적으로 배열되어 형성될 수 있다. 제2 리브(R2)는 y 방향으로 연장될 수 있다.
더미 패턴부(DP)에 ±x 방향의 인장력이 가해지면, 제1 리브(R1)가 일직선이 되도록 펴지는 경향이 있다. 즉, 제1 리브(R1)의 제1 부분과 제2부분 사이의 각도에 변화가 생길 수 있다. 이에 따라, 제2 리브(R2)는 ±y 방향으로 변위될 수 있다. 이러한 거동의 결과로, 더미 패턴부(DP)는 전체적으로 오그제틱 구조체를 갖게 된다.
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크에 구비된 더미 패턴부의 구조를 나타내는 확대 평면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 더미 패턴부(DP)의 더미 홀(DH)은 다양한 방향으로 연장되는 리브들에 의해 형성될 수 있다. 서로 교차하는 리브들은 소정의 각도를 가질 수 있다. 도 5의 더미 패턴부(DP)와 유사하게, 더미 패턴부(DP)에 ±x 방향의 인장력이 가해지면, 서로 교차하는 리브들 사이의 각도가 변화하게 된다. 이에 따라 일부 리브들이 ±y 방향으로 변위될 수 있다. 이러한 거동의 결과로, 더미 패턴부(DP)는 전체적으로 오그제틱 구조체를 갖게 된다.
한편, 도 6a 및 도 6b에 도시된 더미 패턴부(DP)의 오그제틱 구조체는 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체라면 어떠한 구조라도 채택될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 비교예에 따른 마스크에 인장력을 가한 경우 마스크의 변형을 보여주는 시뮬레이션 이미지들이다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크에 인장력을 가한 경우 마스크의 변형을 보여주는 시뮬레이션 이미지들이다. 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b는 동일한 조건 하에서 진행한 시뮬레이션의 결과를 보여준다.
우선 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 비교예의 마스크(1200-C)는 오그제틱 구조체를 포함하지 않는다. 대체로 마스크(1200-C)는 그 길이 및/또는 폭에 비해 매우 얇은 두께를 가질 수 있다. 따라서, 마스크(1200-C)를 일 방향(예컨대, ±x 방향)으로 인장하면, 내부 응력에 따라 의도하지 않게 상기 마스크(1200-C)에 컬(curl) 및/또는 주름이 형성될 수 있다. 상기 컬 및 주름은 마스크(1200-C)가 상기 인장 방향(즉, ±x 방향)에 수직한 두께 방향(예컨대, ±z 방향)으로 부분적으로 변위된 것을 의미할 수 있다.
전술한 바와 같이, 마스크(1200-C)에 형성된 컬은 마스크(1200-C)와 마스크 프레임(1100, 도 2 참조)이 서로 정확히 정렬 및 부착되는 것을 방해할 수 있다. 또한, 마스크(1200-C)에 형성된 주름은 마스크(1200-C)와 마스크 프레임(1100)이 서로 밀착되는 것을 방해할 수 있다. 이러한 마스크(1200-C)를 포함하는 마스크 조립체(1000, 도 2 참조)를 이용하면, 증착 불량이 발생할 수 있다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(1200)는 전술한 오그제틱 구조체를 포함함으로써 컬 및 주름의 발생이 감소될 수 있다. 도 7a의 비교예의 마스크(1200)의 경우 z 방향에 따른 최대 변위량이 0.027 μm인 반면, 도 8a의 마스크(1200)는 z 방향에 따른 최대 변위량이 0.014μm으로 나타난다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크(1200)의 인장 시, 마스크(1200)의 z 방향에 따른 최대 변위량이 비교예 대비 약 48.3%만큼 감소함을 확인할 수 있다.
이와 같이, 마스크(1200)에 컬 및 주름이 형성되는 것을 감소함으로써, 궁극적으로 정밀한 증착이 가능한 마스크 조립체(1000) 및 표시 장치의 제조장치(1)를 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치에 구비되는 마스크의 일부를 개략적으로 도시하는 확대 평면도이다. 앞서 도 4를 참조하여 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략하며, 이하 차이점 위주로 설명한다.
도 9를 참조하면, 마스크(1200)의 증착 패턴부(AP)는 서로 상이한 평면 상의 형상을 갖는 제1 증착 홀(AH) 및 제2 증착 홀(AH)을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 제2 증착 홀(AH)은 더미 패턴부(DP)의 복수의 더미 홀(DH)들 중 어느 하나의 더미 홀(DH)과 인접하도록 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 증착 홀(AH)은 증착 패턴부(AP)의 최외측에 배치될 수 있다. 제2 증착 홀(AH)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 복수의 제2 증착 홀(AH)들은 증착 패턴부(AP)의 최외측에서 증착 패턴부(AP)의 에지를 따라 배열될 수 있다. 증착 패턴부(AP)와 더미 패턴부(DP)는 평면 상에서 서로 접하므로, 제2 증착 홀(AH)은 어느 하나의 더미 홀(DH)과 인접할 수 있다.
일 실시예로, 제2 증착 홀(AH)은, 평면 상에서 상기 제2 증착 홀(AH)과 어느 하나의 더미 홀(DH) 사이의 폭(w)이 일정하도록 상기 어느 하나의 더미 홀(DH)의 형상에 대응되는 형상을 구비할 수 있다. 즉, 서로 인접한 제2 증착 홀(AH)과 더미 홀(DH) 사이의 폭(w)이 일정할 수 있다.
상기와 같은 제2 증착 홀(AH)의 형상 및 배치를 통해, 더미 패턴부(DP)와 증착 패턴부(AP)의 경계 부근에서, 더미 패턴부(DP)의 더미 홀(DH)을 형성하는 리브(R)의 두께를 균일하게 형성할 수 있다. 이를 통해, 보다 균일하고 양호한 더미 패턴부(DP)의 오그제틱 구조체를 형성할 수 있고, 따라서 마스크(1200)에 형성될 수 있는 컬(curl) 및/또는 주름을 최소화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 앞서 도 3를 참조하여 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략하며, 이하 차이점 위주로 설명한다.
도 10을 참조하면, 마스크(1200)의 더미 패턴부(DP)는 평면 상에서 증착 패턴부(AP)를 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 일 실시예로, 더미 패턴부(DP)는 증착 패턴부(AP)는 서로 이웃하는 증착 패턴부(AP)들 사이에 위치할 수 있다. 즉 이웃하는 증착 패턴부(AP)들 사이의 이격 영역에 더미 패턴부(DP)가 위치할 수 있다. 이를 통해, 증착 패턴부(AP)의 점유 영역을 최대화시키기 위해 더미 패턴부(DP)의 점유 영역을 최소화 시킴과 동시에, 컬 및 주름 발생을 최소화시킬 수 있다. 이는 마스크(1200)의 제3 영역(AR3)으로부터 멀어질수록, 또는 마스크(1200)의 중앙 영역으로 갈수록 마스크(1200)의 컬 및 주름 발생에 취약함을 고려한 것이다.
일 실시예로, 마스크(1200)의 더미 패턴부(DP')는 마스크(1200)의 종방향(예컨대, x 방향)과 교차하는 단부(EP)와 증착 패턴부(AP) 사이에 위치할 수 있다. 이 경우, 더미 패턴부(DP')는 평면 상에서 마스크(1200)의 종방향(x방향)에 교차하는 횡방향(y방향)으로 연장된 직사각형 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예로, 상기 더미 패턴부(DP')는 제1 영역(AR1)에 위치하되, 증착 패턴부(AP)의 외측에 인접하여 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 더미 패턴부(DP')는, 증착 패턴부(AP) 중 마스크(1200)의 양측 단부(EP)에 가장 가까운 제1 증착 패턴부(AP1) 또는 제n 증착 패턴부(APn)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 비록 도 10에는 도시되지 않았으나, 다른 실시예로서 상기 더미 패턴부(DP')는 제2 영역(AR2) 및/또는 제3 영역(AR3)에도 위치할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 이용하여 제조된 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(2)는 표시영역(DA) 및 표시영역(DA)의 외측에 위치한 주변영역(PA)을 포함할 수 있다. 표시 장치(2)는 표시영역(DA)에 2차원적으로 배열된 복수의 화소(PX)들의 어레이를 통해 이미지를 제공할 수 있다.
화소(PX)는 표시영역(DA)에 배치된 발광소자(Light emitting element)가 빛을 방출하는 영역으로 정의될 수 있다. 각 화소(PX)는 소정의 색상의 빛을 방출할 수 있다. 예컨대, 화소(PX)는 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출할 수 있거나 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 또한, 표시영역(DA)에는 상기 발광소자를 구동하는 화소회로가 배치될 수 있다.
주변영역(PA)은 이미지를 제공하지 않는 영역으로서, 표시영역(DA)을 전체적으로 또는 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 주변영역(PA)에는 화소회로에 전기적 신호나 전원을 제공하기 위한 드라이버, 배선 등이 배치될 수 있다. 주변영역(PA)에는 전자소자나 인쇄회로기판 등이 전기적으로 연결될 수 있는 패드부가 배치될 수 있다.
한편, 표시 장치(2)는 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 이용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(2)는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)에 이용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(2)는 자동차의 계기판, 및 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(room mirror display), 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 표시 화면으로 이용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조장치를 이용해 제조된 표시 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이며, 도 11의 XII-XII'선을 따라 취한 표시 장치의 단면에 대응될 수 있다.
도 12를 참조하면, 표시 장치(2)는 기판(100), 화소회로층(PCL), 표시층(DISL), 봉지층(300)의 적층 구조를 포함할 수 있다.
기판(100)은 고분자 수지를 포함하는 베이스층 및 무기층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 고분자 수지를 포함하는 베이스층과 무기절연층의 배리어층을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 순차적으로 적층된 제1 베이스층(101), 제1 배리어층(102), 제2 베이스층(103), 및 제2 배리어층(104)을 포함할 수 있다. 제1 베이스층(101)과 제2 베이스층(103)은 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenene napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 또는/및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 등을 포함할 수 있다. 제1 배리어층(102)과 제2 배리어층(104)은 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 및/또는 실리콘나이트라이드와 같은 무기절연물을 포함할 수 있다. 기판(100)은 플렉서블 특성을 가질 수 있다.
기판(100) 상에는 화소회로층(PCL)이 배치될 수 있다. 화소회로층(PCL)은 화소회로(PC)를 포함할 수 있다. 도 12는 일 예로서 화소회로(PC)의 일부의 단면을 도시한다. 화소회로(PC)는 적어도 하나의 박막트랜지스터(TFT) 및 적어도 하나의 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 화소회로층(PCL)은 화소회로(PC)뿐만 아니라 화소회로(PC)를 구성하는 각 요소들 아래 또는/및 위에 배치되는 버퍼층(111), 제1 게이트절연층(112), 제2 게이트절연층(113), 층간절연층(114), 제1 평탄화절연층(115) 및 제2 평탄화절연층(116)을 포함할 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(100)의 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100) 상에 평탄면을 제공할 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 실리콘나이트라이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 물질을 포함하는 단일 층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다.
버퍼층(111) 상의 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(Act)을 포함하며, 반도체층(Act)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 반도체층(Act)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 반도체층(Act)은 채널영역(C) 및 채널영역(C)의 양측에 각각 배치된 드레인영역(D) 및 소스영역(S)을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 채널영역(C)과 중첩할 수 있다.
게이트전극(GE)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
반도체층(Act)과 게이트전극(GE) 사이의 제1 게이트절연층(112)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2 게이트절연층(113)은 상기 게이트전극(GE)을 덮도록 구비될 수 있다. 제2 게이트절연층(113)은 상기 제1 게이트절연층(112)과 유사하게 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2 게이트절연층(113) 상부에는 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(Cst2)이 배치될 수 있다. 상부 전극(Cst2)은 그 아래의 게이트전극(GE)과 중첩할 수 있다. 이 때, 제2 게이트절연층(113)을 사이에 두고 중첩하는 게이트전극(GE) 및 상부 전극(Cst2)은 스토리지 커패시터(Cst)를 형성할 수 있다. 즉, 게이트전극(GE)은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(Cst1)으로 기능할 수 있다.
이와 같이, 스토리지 커패시터(Cst)와 박막트랜지스터(TFT)가 중첩되어 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스토리지 커패시터(Cst)는 박막트랜지스터(TFT)와 중첩되지 않도록 형성될 수도 있다.
상부 전극(Cst2)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
층간절연층(114)은 상부 전극(Cst2)을 덮을 수 있다. 층간절연층(114)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등을 포함할 수 있다. 층간절연층(114)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 각각 층간절연층(114) 상에 위치할 수 있다. 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 각각 그 하부의 절연층들에 형성된 컨택홀을 통해 드레인영역(D) 및 소스영역(S)과 연결될 수 있다. 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 평탄화절연층(115)은 드레인전극(DE) 및 소스전극(SE)을 덮을 수 있다. 제1 평탄화절연층(115) 상에는 컨택메탈(CM)이 배치될 수 있다. 컨택메탈(CM)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 제2 평탄화절연층(116)은 제1 평탄화절연층(115) 상에 배치될 수 있고, 컨택메탈(CM)을 덮을 수 있다.
제1 평탄화절연층(115) 및 제2 평탄화절연층(116)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다.
전술한 구조의 화소회로층(PCL) 상에는 표시층(DISL)이 배치될 수 있다. 표시층(DISL)은 발광소자로서 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)를 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 화소전극(210), 중간층(220), 및 대향전극(230)의 적층 구조를 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 예컨대, 적색, 녹색, 또는 청색 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 발광영역을 통해 빛을 방출하며, 발광영역을 화소(PX)로 정의할 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(210)은 제2 평탄화절연층(116) 및 제1 평탄화절연층(115)에 형성된 컨택홀들과 제1 평탄화절연층(115) 상에 배치된 컨택메탈(CM)을 통해 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결될 수 있다.
화소전극(210)은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐징크산화물(IZO; indium zinc oxide), 징크산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크산화물(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(210)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(210)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다.
화소전극(210) 상에는 화소전극(210)의 중앙부를 노출하는 홀(117H)을 갖는 화소정의막(117)이 배치될 수 있다. 화소정의막(117)은 유기절연물 및/또는 무기절연물을 포함할 수 있다. 홀(117H)은 유기발광다이오드(OLED)에서 방출되는 빛의 발광영역을 정의할 수 있다. 예컨대, 홀(117H)의 크기/폭이 발광영역의 크기/폭에 해당할 수 있다. 따라서, 화소(PX)의 크기 및/또는 폭은 해당하는 화소정의막(117)의 홀(117H)의 크기 및/또는 폭에 의존할 수 있다.
중간층(220)은 화소전극(210)에 대응되도록 형성된 발광층(222)을 포함할 수 있다. 발광층(222)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다. 또는, 발광층(222)은 무기 발광물질을 포함하거나, 양자점을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 중간층(220)은 발광층(222)의 아래와 위에 각각 배치되는 제1 기능층(221) 및 제2 기능층(223)을 포함할 수 있다. 제1 기능층(221)은 예컨대, 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)을 포함하거나, 홀 수송층 및 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2 기능층(223)은 발광층(222) 위에 배치되는 구성요소로서, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제1 기능층(221) 및/또는 제2 기능층(223)은 후술할 대향전극(230)과 마찬가지로 기판(100)을 전체적으로 커버하도록 형성되는 공통층일 수 있다.
대향전극(230)은 화소전극(210) 상에 배치되며, 화소전극(210)과 중첩할 수 있다. 대향전극(230)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 대향전극(230)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(230)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 대향전극(230)은 기판(100)을 전체적으로 커버하도록 일체로 형성될 수 있다.
봉지층(300)은 표시층(DISL) 상에 배치되고 표시층(DISL)을 커버할 수 있다. 봉지층(300)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함하며, 일 실시예로서 도 12는 봉지층(300)이 순차적으로 적층된 제1 무기봉지층(310), 유기봉지층(320) 및 제2 무기봉지층(330)을 포함하는 것을 도시하고 있다.
제1 무기봉지층(310) 및 제2 무기봉지층(330)은 알루미늄산화물, 티타늄산화물, 탄탈륨산화물, 하프늄산화물, 징크산화물, 실리콘산화물, 실리콘질화물, 실리콘산질화물 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 유기봉지층(320)은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기봉지층(320)은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다. 유기봉지층(320)은 모노머를 경화하거나, 폴리머를 도포하여 형성할 수 있다. 유기봉지층(320)은 투명성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1의 표시 장치의 제조장치(1)를 이용하여 표시 장치(2)에 구비되는 소정의 패턴층을 정밀하게 형성할 수 있다. 예컨대, 발광층(222)의 형성에 도 1의 표시 장치의 제조장치(1)가 이용될 수 있다.
지금까지 표시 장치(2)가 발광소자로서, 유기발광다이오드(OLED)를 포함하는 것을 설명하지만, 본 발명의 표시 장치(2)는 유기물을 포함하는 소정의 패턴층을 포함하는 한, 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 표시 장치(2)는 무기 발광 다이오드를 포함하는 발광 표시 장치, 즉 무기 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display)일 수 있다. 또 다른 실시예로서, 표시 장치(2)는 양자점 발광 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Display)일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
1: 표시 장치의 제조장치
1000: 마스크 조립체
1100: 마스크 프레임
1200: 마스크
2: 표시 장치
AP: 증착 패턴부
AH: 증착 홀
DP: 더미 패턴부
DH: 더미 홀

Claims (20)

  1. 증착 물질을 통과시키는 복수의 증착 홀들을 구비한 증착 패턴부;
    상기 증착 패턴부의 외측에 배치되는 더미 패턴부;를 포함하고,
    상기 더미 패턴부는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체를 포함하는, 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더미 패턴부는, 평면 상에서 상기 증착 패턴부의 상기 복수의 증착 홀들과 상이한 형상을 갖는 복수의 더미 홀들을 구비하는, 마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증착 패턴부는 서로 상이한 평면 상의 형상을 갖는 제1 증착 홀 및 제2 증착 홀을 포함하며, 상기 제2 증착 홀은 상기 더미 패턴부의 상기 복수의 더미 홀 중 어느 하나의 더미 홀과 인접하도록 배치되는, 마스크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 증착 홀은, 평면 상에서 상기 제2 증착 홀과 상기 어느 하나의 더미 홀 사이의 폭이 일정하도록 상기 어느 하나의 더미 홀의 형상에 대응되는 형상을 구비한, 마스크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 전체적으로 둘러싸는, 마스크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 부분적으로 둘러싸는, 마스크.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 증착 패턴부는 복수 개로 구비되며,
    상기 더미 패턴부는 평면 상에서 서로 이웃하는 상기 증착 패턴부들 사이에 위치하는, 마스크.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 더미 패턴부는, 평면 상에서 상기 마스크의 종방향과 교차하는 단부와 상기 증착 패턴부 사이에 위치하는, 마스크.
  9. 개구를 구비한 마스크 프레임; 및
    상기 마스크 프레임 상에 배치되며, 상기 개구와 중첩하도록 배치되는 증착 패턴부 및 상기 증착 패턴부의 외측에 배치된 더미 패턴부를 구비한 마스크;를 포함하고,
    상기 더미 패턴부는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체를 포함하는, 마스크 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 증착 패턴부는 복수의 증착 홀들을 구비하며,
    상기 더미 패턴부는, 평면 상에서 상기 증착 패턴부의 상기 복수의 증착 홀들과 상이한 형상을 갖는 복수의 더미 홀들을 구비하는, 마스크 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 증착 패턴부는 서로 상이한 평면 상의 형상을 갖는 제1 증착 홀 및 제2 증착 홀을 포함하며, 상기 제2 증착 홀은 상기 더미 패턴부의 상기 복수의 더미 홀 중 어느 하나의 더미 홀과 인접하도록 배치되는, 마스크 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 증착 홀은, 평면 상에서 상기 제2 증착 홀과 상기 어느 하나의 더미 홀 사이의 폭이 일정하도록 상기 어느 하나의 더미 홀의 형상에 대응되는 형상을 구비한, 마스크 조립체.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 전체적으로 둘러싸는, 마스크 조립체.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 부분적으로 둘러싸는, 마스크 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 증착 패턴부는 복수 개로 구비되되 제1 방향을 따라 배열되며,
    상기 더미 패턴부는 복수 개의 상기 증착 패턴부 중 서로 이웃하는 두 증착 패턴부들 사이에 위치하는, 마스크 조립체.
  16. 디스플레이 기판이 내부에 배치되는 챔버;
    상기 챔버의 내부에 배치되며, 증착 물질을 상기 챔버의 내부로 공급하는 증착원; 및
    상기 디스플레이 기판과 상기 증착원 사이에 배치되며 상기 증착 물질을 통과시키는 마스크 조립체;를 포함하고,
    상기 마스크 조립체는,
    개구를 구비한 마스크 프레임; 및
    상기 마스크 프레임 상에 배치되며, 상기 개구와 중첩하도록 배치되는 증착 패턴부 및 상기 증착 패턴부의 외측에 배치된 더미 패턴부를 구비한 마스크;를 포함하고,
    상기 더미 패턴부는 음의 포아송 비를 갖는 오그제틱 구조체를 포함하는, 표시 장치의 제조장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 증착 패턴부는 서로 상이한 평면 상의 형상을 갖는 제1 증착 홀 및 제2 증착 홀을 포함하며,
    상기 더미 패턴부는, 상기 제1 증착 홀 및 상기 제2 증착 홀과 상이한 평면 상의 형상을 갖는 더미 홀을 구비하는, 표시 장치의 제조장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 증착 홀은 상기 더미 홀과 인접하도록 배치되며, 평면 상에서 상기 제2 증착 홀과 상기 더미 홀 사이의 폭이 일정하도록 상기 더미 홀의 형상에 대응되는 형상을 구비한, 표시 장치의 제조장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 전체적으로 둘러싸는, 표시 장치의 제조장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 증착 패턴부는 복수 개로 구비되며,
    상기 더미 패턴부는 평면 상에서 상기 증착 패턴부를 부분적으로 둘러싸되, 서로 이웃하는 상기 증착 패턴부들 사이에 위치하는, 표시 장치의 제조장치.
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