KR20170056079A - 마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크 조립체, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임에 인장력이 가해진 상태로 설치되는 마스크 시트를 포함하고, 상기 마스크 시트는, 일정한 패턴을 이루는 복수개의 개구부를 구비하는 패턴부를 포함하고, 상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께와 상이하다.

Description

마스크 조립체, 이를 이용한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법{A mask assembly, apparatus and method for manufacturing a display apparatus using the same}
본 발명의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 마스크 조립체, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로 하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 최근 들어 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이동형 전자 기기는 다양한 기능을 지원하기 위하여, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 표시장치를 포함한다. 최근, 표시장치를 구동하기 위한 기타 부품들이 소형화됨에 따라, 표시장치가 전자 기기에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 개발되고 있다.
종래의 마스크 시트를 사용하여 각 층을 형성하는 경우 마스크 시트의 개구부 부분이 변형됨으로써 각 층의 정밀한 패턴을 형성하지 못하는 것을 방지하도록 마스크 시트의 개구부 패턴 배열의 변형을 최소화하도록 본 발명의 실시예들은 마스크 조립체, 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임에 인장력이 가해진 상태로 설치되는 마스크 시트를 포함하고, 상기 마스크 시트는, 일정한 패턴을 이루는 복수개의 개구부를 구비하는 패턴부를 포함하고, 상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께와 상이한 마스크 조립체를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께보다 작을 수 있다.
본 실시에에 있어서, 상기 마스크 시트는, 상기 패턴부의 테두리 영역에 배치되며, 두께가 서로 상이한 적어도 한개 이상의 단차부를 구비한 단차부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부의 두께는 상기 단차부의 두께보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부와 상기 단차부는 다단지게 서로 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 단차부는 서로 연결되는 복수개 단차부를 구비하며, 상기 복수개의 단차부의 두께는 상기 패턴부로부터 멀어질수록 커질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 기판과 대향하도록 배치된 마스크 조립체와, 상기 마스크 조립체에 대향하도록 배치되는 증착원을 포함하고, 상기 마스크 조립체는, 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임에 인장력이 가해진 상태로 설치되는 마스크 시트를 포함하고, 상기 마스크 시트는, 일정한 패턴을 이루는 복수개의 개구부를 구비하는 패턴부를 포함하고, 상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께와 상이한 표시 장치의 제조장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 마스크 시트는, 상기 패턴부의 테두리 영역에 배치되며, 두께가 서로 상이한 적어도 한개 이상의 단차부를 구비한 단차부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부의 두께는 상기 단차부의 두께보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부와 상기 단차부는 다단지게 서로 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 단차부는 서로 연결되는 복수개 단차부를 구비하며, 상기 복수개의 단차부의 두께는 상기 패턴부로부터 멀어질수록 커질 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 챔버 내부에 기판 및 마스크 조립체를 장입시키는 단계와, 상기 기판과 상기 마스크 조립체를 정렬하는 단계와, 상기 마스크 조립체와 대향하도록 배치된 증착원에서 증착물질을 공급하여 상기 마스크 조립체를 통과시켜 상기 기판에 증착시키는 단계를 포함하고, 마스크 프레임과, 상기 마스크 프레임에 인장력이 가해진 상태로 설치되는 마스크 시트를 포함하고, 상기 마스크 시트는, 일정한 패턴을 이루는 복수개의 개구부를 구비하는 패턴부를 포함하고, 상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께와 상이한 표시 장치의 제조방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께보다 작게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 마스크 시트는, 상기 패턴부의 테두리 영역에 배치되며, 두께가 서로 상이한 적어도 한개 이상의 단차부를 구비한 단차부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부의 두께는 상기 단차부의 두께보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 패턴부와 상기 단차부는 다단지게 서로 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 단차부는 서로 연결되는 복수개 단차부를 구비하며, 상기 복수개의 단차부의 두께는 상기 패턴부로부터 멀어질수록 커질 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 정밀한 패턴으로 증착물질의 증착 패턴 구현이 가능하다. 또한, 본 바렴ㅇ의 실시예들에 관한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 정밀한 이미지 구현이 가능한 표시 장치의 제조가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예들에 관한 표시 장치의 제조장치 및 표시 장치의 제조방법은 마스크 시티를 마스크 프레임에 접착 시 마스크 시티의 개구부 패턴의 변형을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크 시트를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 마스크 시트의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 마스크 시트의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 마스크 조립체를 사용한 표시 장치의 제조장치를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 표시 장치의 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응-하는 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.
이하의 실시예에서, 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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 조립체를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 마스크 시트를 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 마스크 조립체(150)는 마스크 프레임(151), 마스크 시트(152) 및 보강부재(153)를 포함할 수 있다. 마스크 프레임(151)은 복수개의 프레임(미표기)이 서로 연결될 수 있다. 다른 실시예로써 마스크 프레임(151)는 하나의 플레이트 형태로부터 가공되는 것도 가능하다. 이때, 마스크 프레임(151)의 중앙 부분은 개구되도록 형성될 수 있다.
마스크 시트(152)는 플레이트 형태 또는 스틱(Stick) 형태로 형성되어 마스크 프레임(151)에 설치될 수 있다. 이때, 마스크 시트(152)가 플레이트 형태인 경우 마스크 시트(152)는 마스크 프레임(151)의 전면을 가리도록 마스크 프레임(151)에 설치될 수 있다. 다른 실시예로써 마스크 시트(152)가 스틱 형태인 경우 복수개의 마스크 시트(152)가 서로 인접하도록 마스크 프레임(151)에 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 마스크 시트(152)가 복수개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
마스크 시트(152)에는 복수개의 개구부(152-4)가 패턴을 형성하도록 하나의 그룹을 형성하는 패턴부(152-1)를 포함할 수 있다. 패턴부(152-1)의 영역은 하나의 표시 장치(미도시) 또는 하나의 표시 영역에 대응되도록 형성될 수 있다.
패턴부(152-1)의 두께는 마스크 시트(152)의 다른 부분의 두께와 상이하게 형성될 수 있다. 즉, 패턴부(152-1)의 두께는 마스크 시트(152)의 다른 부분의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 패턴부(152-1)의 두께, 마스크 시트(152)의 두께는 마스크 시트(152)의 길이 방향에 대해서 수직한 방향으로 측정될 수 있다. 특히 두께는 마스크 시트(152)의 장변과 단변에 모두 수직한 방향(예를 들면, 도 1의 Z방향)으로 측정될 수 있다.
상기와 같은 패턴부(152-1)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 패턴부(152-1)는 서로 이격되도록 마스크 시트(152)에 형성될 수 있다. 특히 복수개의 패턴부(152-1)는 마스크 시트(152)의 길이 방향(예를 들면, 도 1의 Y방향)으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기와 같은 패턴부(152-1)는 식각 또는 레이저 등을 통하여 형성될 수 있다. 구체적으로 일 실시예로써 패턴부(152-1)를 식각으로 형성하는 경우 패턴부(152-1)가 형성될 마스크 시트(152) 부분을 제외한 마스크 시트(152)의 다른 부분에 포토레지스트를 도포하고, 에칭액을 통하여 마스크 시트(152)를 식각할 수 있다. 이후 포토레지스트를 제거하고, 패턴부(152-1)의 개구부(152-4) 형상에 대응되도록 포토레지스트를 도포한 후 상기와 같은 작업을 수행하여 패턴부(152-1)의 개구부(152-4)를 형성할 수 있다.
다른 실시예로써 레이저를 통하여 패턴부(152-1)를 형성한 후 패턴부(152-1)의 개구부(152-4)를 레이저로 형성하는 것도 가능하다. 이때, 패턴부(152-1)가 아닌 마스크 시트(152)의 다른 부분 또는 개구부(152-4)가 아닌 패턴부(152-1) 부분에는 별도의 보호막 등이 배치되는 것도 가능하다.
또 다른 실시예로써 패턴부(152-1)는 식각시킨 후 개구부(152-4)는 레이저를 통하여 형성하는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 패턴부(152-1)는 레이저로 형성한 후 개구부(152-4)는 식각을 통하여 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같은 마스크 시트(152)는 인장력이 가해진 상태에서 마스크 프레임(151)에 고정될 수 있다. 이때, 마스크 시트(152)는 용접 등으로 마스크 프레임(151)에 고정될 수 있다.
마스크 시트(152)를 마스크 프레임(151)에 고정시키는 경우 마스크 시트(152)는 인장력이 가해진 상태일 수 있다. 마스크 시트(152)의 패턴부(152-1) 부분이 다른 부분과 동일한 두께를 갖는 경우 마스크 시트(152)를 인장시킬 때, 패턴부(152-1)의 개구부(152-4)에 응력이 집중되어 개구부(152-4)에 크랙이 발생하거나 개구부(152-4) 사이의 거리가 서로 상이해짐으로써 개구부(152-4) 사이의 간격이 서로 불균일해질 수 있다. 그러나 상기와 같이 패턴부(152-1) 전체의 두께를 마스크 시트(152)의 다른 부분의 두께보다 작게 형성되는 경우 패턴부(152-1)의 개구부(152-4)에 응력이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라 마스크 시트(152)의 인장 시 마스크 시트(152)의 다른 부분보다 패턴부(152-1)에서 변형이 쉽게 발생함으로써 서로 인접하는 개구부(152-4) 사이의 거리가 균일하게 변형되어 서로 인접하는 개구부(152-4) 사이의 간격이 서로 유사하게 변할 수 있다. 따라서 상기와 같은 경우 복수개의 개구부(152-4)는 서로 인접하는 개구부(152-4) 사이의 거리가 초기보다 멀어질 수 있지만 서로 인접하는 개구부(152-4) 사이의 거리가 일정한 비율로 늘어남으로써 개구부(152-4)가 일정한 패턴 형태를 유지할 수 있다.
한편, 보강부재(153)는 마스크 프레임(151)에 설치되어 마스크 프레임(151)의 변형을 방지시킬 수 있다. 이때, 보강부재(153)는 마스크 프레임(151)의 내부에 설치될 수 있으며, 마스크 프레임(151)의 장변 방향 및 단변 방향 중 적어도 하나의 방향으로 마스크 프레임(151)에 설치될 수 있다.
상기와 같은 보강부재(153)는 별도의 플레이트 또는 바 등의 형태로 형성되어 마스크 프레임(151)에 설치될 수 있다. 다른 실시예로써 보강부재(153)는 격자 형태로 형성되어 마스크 프레임(151)과 마스크 시트(152) 사이에 설치되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 보강부재(153)가 바 형태로 형성되어 마스크 프레임(151)에 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
보강부재(153)는 서로 인접하는 마스크 시트(152) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 보강부재(153)는 서로 인접하는 마스크 시트(152) 사이로 증착물질이 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.
따라서 마스크 조립체(150)는 마스크 시트(152)를 마스크 프레임(151)에 설치 후에도 패턴부(152-1)의 개구부(152-4)의 패턴을 유지함으로써 증착물질을 기 설계된 패턴대로 증착하는 것이 가능하다.
도 4는 도 1에 도시된 마스크 시트의 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 4를 참고하면, 마스크 시트(152A)는 패턴 형태의 복수개의 개구부(152A-4)를 구비하는 패턴부(152A-1)와, 패턴부(152A-1)와 연결되는 단차부(152A-2)를 포함할 수 있다. 이때, 패턴부(152A-1)와 단차부(152A-2)는 마스크 시트(152A)의 다른 부분보다 두께가 작게 형성될 수 있다.
상기와 같은 패턴부(152A-1)와 단차부(152A-2)를 형성하는 방법은 다양할 수 있다. 구체적으로 일 실시예로써 마스크 시트(152A)는 상기에서 설명한 바와 같이 초기에 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 이후 마스크 시트(152A)의 상면에 포토레지스트를 배치할 수 있다. 이때, 포토레지스트는 패턴부(152A-1)를 제외한 마스크 시트(152A)의 전면에 배치될 수 있다.
포토레지스트가 배치되면, 마스크 시트(152A) 상에 에칭액을 분사하거나 에칭액에 마스크 시트(152A)를 삽입할 수 있다. 이때, 패턴부(152A-1)가 형성되지 않는 마스크 시트(152A) 배면에는 포토레지스트가 배치된 상태일 수 있다.
에칭액은 포토레지스트가 없는 마스크 시트(152A) 부분에 접촉하여 마스크 시트(152A)를 식각할 수 있다. 이때, 마스크 시트(152A)의 식각이 수행되는 두께는 에칭액과 마스크 시트(152A) 사이에 접촉하는 시간 등에 따라 상이해질 수 있다.
상기와 같이 마스크 시트(152A)의 식각이 수행되면, 패턴부(152A-1)는 마스크 시트(152A)의 다른 부분보다 두께가 작아질 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 포토레지스트는 마스크 시트(152A)에서 제거될 수 있다. 이후 단차부(152A-2) 및 패턴부(152A-1)를 제외한 마스크 시트(152A) 부분에 다시 포토레지스트를 도포하고 상기의 과정을 반복할 수 있다.
이러한 경우 패턴부(152A-1)는 2번 이상의 식각으로 인하여 패턴부(152A-1)의 두께가 초기보다 더 작아지고, 단차부(152A-2)도 마스크 시트(152A)의 다른 부분보다 두께가 작아질 수 있다. 따라서 단차부(152A-2)와 패턴부(152A-1)는 순차적으로 계단 형태로 형성될 수 있다. 즉, 단차부(152A-2)의 두께는 패턴부(152A-1)의 두께보다 크고, 단차부(152A-2)의 두께는 식각이 진행되지 않은 마스크 시트(152A)의 다른 부분의 두께보다 작을 수 있다.
다른 실시예로써 패턴부(152A-1)는 식각으로 형성되고, 단차부(152A-2)는 레이저로 형성되는 것도 가능하다. 이때, 레이저로 형성되는 방법은 단차부(152A-2)가 형성될 마스크 시트(152A) 부분에 레이저를 조사함으로써 단차부(152A-2)를 형성할 수 있다.
또 다른 실시예로써 패턴부(152A-1) 및 단차부(152A-2)가 모두 레이저로 형성되는 것도 가능하다. 이때, 패턴부(152A-1)의 두께와 단차부(152A-2)의 두께 등은 레이저를 마스크 시트(152A)에 조사하는 시간, 레이저의 세기 등에 의해 조절될 수 있다.
또 다른 실시예로써 패턴부(152A-1)는 레이저로 형성되고, 단차부(152A-2)는 에칭으로 형성되는 것도 가능하다. 이때, 레이저로 패턴부(152A-1)를 형성하는 것과 단차부(152A-2)를 에칭으로 형성되는 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 과정이 완료되면, 마스크 시트(152A)를 마스크 프레임(151A)에 배치하여 고정시켜 마스크 조립체(150A)를 제조할 수 있다. 이때, 마스크 시트(152A)를 마스크 프레임(151A)에 고정시키는 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 마스크 시트(152A)는 인장력이 가해진 상태에서 마스크 프레임(151A)에 설치될 수 있다. 이때, 패턴부(152A-1)와 단차부(152A-2)는 상기에서 설명한 것과 같이 인장력이 가해지면 개구부(152A-4)의 패턴 형태가 변하는 것을 저감시킬 수 있다. 특히 패턴부(152A-1)와 단차부(152A-2)는 서로 다단지게 형성됨으로써 인장력으로 인한 개구부(152A-4) 패턴 변화를 저감시킬 수 있다.
한편, 상기와 같은 단차부(152A-2)는 적어도 1개 이상 형성될 수 있다. 이때, 단차부(152A-2)가 복수개 구비되는 경우, 복수개의 단차부(152A-2)는 패턴부(152A-1)로부터 순차적으로 서로 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 복수개의 단차부(152A-2)의 두께는 패턴부(152A-1)로부터 멀어질수록 순차적으로 두껍게 형성될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 단차부(152A-2)가 2개인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 도 1에 도시된 마스크 시트의 또 다른 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 5를 참고하면, 마스크 시트(152B)는 패턴부(152B-1), 제1 단차부(152B-2) 및 제2 단차부(152B-3)를 포함할 수 있다. 이때, 패턴부(152B-1)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 단차부(152B-2)는 패턴부(152B-1)와 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 제2 단차부(152B-3)는 제1 단차부(152B-2)와 연결되도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 단차부(152B-2)의 두께와 제2 단차부(152B-3)의 두께는 서로 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 단차부(152B-2)의 두께는 제2 단차부(152B-3)의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 제1 단차부(152B-2)의 두께는 패턴부(152B-1)의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 패턴부(152B-1), 제1 단차부(152B-2) 및 제2 단차부(152B-3)는 순차적으로 두께가 커질 수 있다.
상기와 같은 패턴부(152B-1), 제1 단차부(152B-2) 및 제2 단차부(152B-3) 중 적어도 하나는 식각 및 레이저 중 적어도 하나를 통하여 형성될 수 있다.
상기와 같이 마스크 시트(152B)가 제조되면, 패턴부(152B-1), 제1 단차부(152B-2), 제2 단차부(152B-3)는 순차적으로 계단 형상을 형성할 수 있다. 이때, 패턴부(152B-1), 제1 단차부(152B-2), 제2 단차부(152B-3)는 마스크 시트(152B)의 길이 방향으로 순차적으로 형성될 수 있다. 이후 패턴부(152B-1)에는 복수개의 개구부(152B-4)를 패턴 형태로 형성할 수 있다.
상기와 같이 형성된 마스크 시트(152B)는 마스크 프레임(151B)에 인장력이 가해진 상태로 설치되어 마스크 조립체(150B)를 형성할 수 있다. 이때, 패턴부(152B-1), 제1 단차부(152B-2) 및 제2 단차부(152B-3)는 상기에서 설명한 것과 같이 마스크 시트(152B)의 인장 시 마스크 시트(152B)에 가해지는 힘의 일부를 저감시킬 수 있다. 특히 패턴부(152B-1), 제1 단차부(152B-2) 및 제2 단차부(152B-3)는 인장력이 가해지는 경우 일부 길이가 가변함으로써 개구부(152B-4)의 패턴이 초기와 상이해지는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 마스크 조립체를 사용한 표시 장치의 제조장치를 보여주는 단면도이다.
도 6을 참고하면, 표시 장치의 제조장치(100)는 마스크 조립체(150), 증착원(160), 기판지지부(120), 마스크조립체지지부(130), 흡입부(170), 비젼부(140) 및 챔버(110)를 포함할 수 있다.
마스크 조립체(150)는 마스크 프레임(151) 및 마스크 시트(152)를 포함할 수 있다. 이때, 마스크 시트(152)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 마스크 시트(152)가 도 1에 도시된 것과 동일한 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
증착원(160)은 내부에 증착물질이 수납될 수 있다. 이때, 증착물질은 승화 또는 기화하는 물질로 무기물, 금속 및 유기물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 증착물질이 유기물인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
증착원(160)은 마스크 프레임(151)과 대향하도록 배치될 수 있으며, 마스크 프레임(151)과 대향하도록 배치된 증착원(160) 부분은 개구되도록 형성될 수 있다. 또한, 증착원(160)은 증착물질에 열을 가하는 히터(160-1)를 포함할 수 있다.
기판지지부(120)는 기판(21)을 지지할 수 있다. 이때, 기판지지부(120)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판지지부(120)는 챔버(110) 내부에 배치되는 셔틀, 정전척, 점전척 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 챔버(110) 내부에 배치되는 별도의 지지프레임을 포함하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판지지부(120)가 별도의 지지프레임을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 기판(21)에는 증착물질이 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 영역에 증착될 수 있다. 이때, 상기와 같은 패턴부(152-1)는 마스크 시트(152)에 서로 이격되도록 형성될 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 기판(21)은 증착이 완료된 후 복수개로 분리되어 복수개의 표시 장치(미도시)를 형성할 수 있다. 다른 실시예로써 증착물질은 기판(21)의 전면에 증착되는 것도 가능하다. 이러한 경우 상기와 같은 패턴부(152-1)는 마스크 시트(152)의 전면에 걸쳐 형성될 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 기판(21)은 증착이 완료된 후 하나의 표시 장치(미도시)를 형성할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(21) 상에 증착물질이 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 영역에 증착되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
마스크조립체지지부(130)는 기판지지부(120)와 증착원(160) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 마스크조립체지지부(130)는 마스크 조립체(150)가 안착되어 지지될 수 있다. 이때, 마스크조립체지지부(130)는 마스크 조립체(150)의 변위를 작은 범위 내에서 가변시킴으로써 마스크 조립체(150)와 기판(21)을 정렬시킬 수 있다.
흡입부(170)는 챔버(110)와 연결되어 챔버(110) 내부의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있다. 이때, 흡입부(170)는 챔버(110)와 연결되는 연결배관(171) 및 연결배관(171)에 설치되는 펌프(172)를 포함할 수 있다.
비젼부(140)는 카메라를 포함할 수 있다. 이때, 비젼부(140)는 기판(21)과 마스크 조립체(150)의 위치를 촬영하여 기판(21)과 마스크 조립체(150)의 정렬 시 필요한 데이터를 제공할 수 있다.
챔버(110)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 일부가 개방되도록 형성될 수 있다. 이때, 챔버(110)의 개구된 부분에는 게이트 밸브(110-1) 등이 설치되어 개구된 부분을 개폐할 수 있다.
상기와 같은 표시 장치의 제조장치(100)의 작동을 살펴보면, 우선 게이트 밸브(110-1)가 개방되어 챔버(110)를 개방시킬 수 있다. 이때, 흡입부(170)는 챔버(110) 내부의 압력을 대기압과 유사하도록 조절할 수 있다.
게이트 밸브(110-1)가 개방되면, 챔버(110) 외부에서 챔버(110) 내부로 기판(21) 및 마스크 조립체(150)를 삽입할 수 있다. 이때, 기판(21) 및 마스크 조립체(150)는 로봇암 또는 셔틀 등을 통하여 이동할 수 있다.
기판(21) 및 마스크 조립체(150)가 챔버(110) 내부로 진입하면, 게이트 밸브(110-1)를 작동시켜 챔버(110)를 폐쇄한 후 흡입부(170)가 작동하여 챔버(110) 내부의 압력을 거의 진공 상태로 유지시킬 수 있다. 또한, 증착원(160)에서는 증착물질을 기화 또는 승화시켜 마스크 조립체(150)를 통하여 기판(21) 상에 증착될 수 있다. 이때, 증착물질은 마스크 시트(152) 상의 개구부(152-4)를 통과하여 기판(21) 상에 일정한 패턴으로 증착될 수 있다.
상기와 같은 마스크 시트(152)는 상기에서 설명한 것과 같이 패턴부(152-1)의 두께가 마스크 시트(152)의 다른 부분의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 이러한 경우 상기에서 설명한 것과 같이 마스크 시트(152)에 인장력이 가해지더라도 개구부(152-4)의 패턴 형태가 유지될 수 있으므로 증착물질은 균일한 패턴을 갖도록 기판(21) 상에 증착될 수 있다. 또한, 마스크 시트(152)가 패턴부(152-1)와 단차부(152-2)를 갖는 경우에도 상기와 동일 또는 유사하게 증착물질이 기판(21) 상에 증착될 수 있다.
따라서 표시 장치의 제조장치(100)는 기판(21) 상에 균일한 패턴으로 증착물질을 증착시키는 것이 가능하다. 또한, 표시 장치의 제조장치(100)는 기판(21) 상에 균일한 패턴으로 증착물질을 증착시킴으로써 성능이 우수한 표시 장치(미도시)를 제조하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라 표시 장치의 제조장치(100)는 반복하여 증착물질을 복수개의 기판(21) 상에 증착시키더라도 일정한 패턴으로 증착이 가능함으로써 상기 표시 장치의 제조 시 불량율을 최소화시킬 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 표시 장치의 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 평면도이다. 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 취한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 표시 장치(20)는 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 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, 기판(21)은 플라스틱재를 사용할 수 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 기판(21)는 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(21)이 폴리이미드로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판(21) 상에 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, 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, 기판(21)는 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(21)이 유리 재질로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
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 제조장치(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.
20: 표시 장치
21: 기판
100: 표시 장치의 제조장치
110: 챔버
120: 기판지지부
130: 마스크조립체지지부
140: 비젼부
150,150A,150B: 마스크 조립체
151,151A,151B: 마스크 프레임
152,152A,152B: 마스크 시트
153: 보강부재
160: 증착원
170: 흡입부

Claims (18)

  1. 마스크 프레임; 및
    상기 마스크 프레임에 인장력이 가해진 상태로 설치되는 마스크 시트;를 포함하고,
    상기 마스크 시트는, 일정한 패턴을 이루는 복수개의 개구부를 구비하는 패턴부;를 포함하고,
    상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께와 상이한 마스크 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께보다 작은 마스크 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 시트는,
    상기 패턴부의 테두리 영역에 배치되며, 두께가 서로 상이한 적어도 한개 이상의 단차부를 구비한 단차부;를 더 포함하는 마스크 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 패턴부의 두께는 상기 단차부의 두께보다 작은 마스크 조립체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 패턴부와 상기 단차부는 다단지게 서로 연결되는 마스크 조립체.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 단차부는 서로 연결되는 복수개 단차부를 구비하며,
    상기 복수개의 단차부의 두께는 상기 패턴부로부터 멀어질수록 커지는 마스크 조립체.
  7. 기판과 대향하도록 배치된 마스크 조립체; 및
    상기 마스크 조립체에 대향하도록 배치되는 증착원;을 포함하고,
    상기 마스크 조립체는,
    마스크 프레임; 및
    상기 마스크 프레임에 인장력이 가해진 상태로 설치되는 마스크 시트;를 포함하고,
    상기 마스크 시트는, 일정한 패턴을 이루는 복수개의 개구부를 구비하는 패턴부;를 포함하며,
    상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께와 상이한 표시 장치의 제조장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께보다 작은 표시 장치의 제조장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 마스크 시트는,
    상기 패턴부의 테두리 영역에 배치되며, 두께가 서로 상이한 적어도 한개 이상의 단차부를 구비한 단차부;를 더 포함하는 표시 장치의 제조장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 패턴부의 두께는 상기 단차부의 두께보다 작은 표시 장치의 제조장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 패턴부와 상기 단차부는 다단지게 서로 연결되는 표시 장치의 제조장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 단차부는 서로 연결되는 복수개 단차부를 구비하며,
    상기 복수개의 단차부의 두께는 상기 패턴부로부터 멀어질수록 커지는 표시 장치의 제조장치.
  13. 챔버 내부에 기판 및 마스크 조립체를 장입시키는 단계;
    상기 기판과 상기 마스크 조립체를 정렬하는 단계; 및
    상기 마스크 조립체와 대향하도록 배치된 증착원에서 증착물질을 공급하여 상기 마스크 조립체를 통과시켜 상기 기판에 증착시키는 단계;를 포함하고,
    마스크 프레임; 및
    상기 마스크 프레임에 인장력이 가해진 상태로 설치되는 마스크 시트;를 포함하고,
    상기 마스크 시트는, 일정한 패턴을 이루는 복수개의 개구부를 구비하는 패턴부;를 포함하며,
    상기 패턴부의 두께는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께와 상이한 표시 장치의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 패턴부는 상기 마스크 시트의 다른 부분의 두께보다 작게 형성된 표시 장치의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 마스크 시트는,
    상기 패턴부의 테두리 영역에 배치되며, 두께가 서로 상이한 적어도 한개 이상의 단차부를 구비한 단차부;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 패턴부의 두께는 상기 단차부의 두께보다 작은 표시 장치의 제조방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 패턴부와 상기 단차부는 다단지게 서로 연결되는 표시 장치의 제조방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 단차부는 서로 연결되는 복수개 단차부를 구비하며,
    상기 복수개의 단차부의 두께는 상기 패턴부로부터 멀어질수록 커지는 표시 장치의 제조방법.
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