KR101097305B1 - 더미 슬릿부를 차단하는 차단부를 구비한 고정세 증착 마스크, 상기 고정세 증착 마스크를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법, 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 소자 - Google Patents
더미 슬릿부를 차단하는 차단부를 구비한 고정세 증착 마스크, 상기 고정세 증착 마스크를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법, 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 유기 발광 소자의 유기 발광층의 패턴을 형성하기 위한 고정세 증착 마스크로서, 상기 유기 발광층의 발광 영역의 패턴을 형성하는 복수 개의 개구 슬릿을 구비한, 복수 개의 성막 슬릿부와, 상기 성막 슬릿부의 외곽에 형성된 적어도 하나의 개구 슬릿을 구비한, 복수 개의 더미 슬릿부를 구비한 제 1 마스크; 및 상기 제 1 마스크에 인접되어 배치되며, 상기 더미 슬릿부가 형성된 길이 방향을 따라, 상기 복수 개의 더미 슬릿부에 대응되는 영역을 차단하는 복수 개의 차단부를 구비한 제 2 마스크;를 포함하는 고정세 증착 마스크를 제공한다.
Description
본 발명은 더미 슬릿부를 차단하는 차단부를 구비한 고정세 증착 마스크, 상기 고정세 증착 마스크를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법, 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 소자에 관한 것이다.
자발광 소자인 유기 발광 소자는 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점으로 차세대 평판 표시 장치로서 주목받고 있다. 이와 같은 유기 발광 소자는, 기판 상에 애노드 전극과 캐소드 전극, 그리고 두 전극 사이의 유기 발광층을 포함하는 유기막층을 구비함으로써 형성된다.
유기 발광 소자의 발광 영역을 형성하는 유기 발광층은, 수분에 취약하여 통상적인 포토리소그라피 방법으로 유기막층을 형성하는 것은 어렵기 때문에 증착 방법 등을 이용하여 형성되는데, 주로 발광 영역에 대응하는 소정의 패턴을 구비한 고정세 마스크(fine mask)가 사용된다.
도 1은 유기 발광 소자의 유기 발광층을 증착하기 위한 종래의 고정세 증착 마스크의 패턴을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ를 상세히 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 고정세 증착 마스크를 이용하여 기판 상에 형성된 유기 발광 소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
상기 도면들을 참조하면, 종래의 고정세 증착 마스크(10)는 기판(20) 상에 형성된 복수 개의 단위 유기 발광 소자(20A, 20B,..)의 발광 영역(21) 및 더미 픽셀 영역(22)에 대응하는, 복수 개의 단위 마스크 개구부(10A, 10B, 10C,...)를 구비한다.
고정세 증착 마스크(10)의 각 단위 마스크 개구부(10A, 10B, 10C,...)는 유기 발광 소자(20A, 20B,..)의 발광 영역(21)에 적어도 하나의 유기 발광층을 성막 할 수 있는 복수 개의 성막 슬릿을 구비한 성막 슬릿부(11)와, 성막 슬릿부(11)의 외곽부에 유기 발광 소자의 더미(dummy) 픽셀 영역(22)에 대응하는 복수 개의 더미 슬릿을 구비한 더미 슬릿부(12)를 구비한다.
유기 발광 소자의 해상도 증가에 따라, 유기 발광층(21)의 증착 공정 시에 각 컬러(R,G,B)별로 재료를 특정 픽셀에 도포하기 위해 사용되는 고정세 증착 마스크(10)의 리브(Rib) 폭은 점차 작아져야 하며, 그 산포 또한 지속적인 감소가 요구 된다. 이때 산포의 대부분이 단위 마스크 개구부(10A, 10B, 10C,...)의 외곽부에 집중되므로 성막 슬릿부(11) 외곽부에 더미 슬릿부(12)를 형성함으로써 실제 발광 영역에 대응되는 단위 마스크 개구부(10A, 10B, 10C,...)의 치수 산포를 감소시킨다. 또한 고정세 증착 마스크(10)의 인장 용접시에 발생하는 응력 집중에 의한 고정세 증착 마스크(10)의 변형을 상쇄하기 위해서도 이와 같은 더미 슬릿부(21)의 형성이 필요하다.
이와 같은 고정세 증착 마스크(10)를 이용하여 형성된 각 유기 발광 소자는, 유기 발광층(21)과 더미 픽셀 영역(22) 상에 공통 전극으로서 캐소드 전극(23)이 형성되는데, 이때 캐소드 전극(23)은 더미 픽셀 영역(22) 외곽부의 캐소드 컨택 영역(23a)에서, 절연막(미도시)을 사이에 두고 캐소드 전극(23) 하부에 형성되어 캐소드 전극(23)에 전원을 공급하는 전극 전원 공급 라인(미도시)에 컨택홀(contact hole)(미도시)을 통하여 전기적으로 접촉한다.
한편, 유기 발광 소자 제작 시, 데드 스페이스(dead space)(D)의 축소에 대한 요구가 커짐에 따라, 안정적인 소자 발광을 위한 캐소드 컨택 영역(23a)의 확보가 점차 어려워지고 있다.
그런데, 이와 같은 데드 스페이스(dead space) 축소에 대한 요구를 충족시키기 위하여, 유기 발광 소자의 실제 발광 영역 이외의 패널 외곽의 마진을 축소하게 되면, 고정세 증착 마스크(10)의 설계 시 더미 슬릿부(12)가 배치될 수 있는 공간에 대한 제한이 발생한다. 이렇게 되면, 전술한 바와 같이 고정세 증착 마스크(10)의 리브(Rib) 폭의 산포 및 인장 용접 시에 발생할 수 있는 마스크(10) 변형을 막 기에 충분한 더미 슬릿부(12)가 확보되진 못함에 따라, 고정세 증착 마스크(10)의 불량 및 이로 제작한 유기 발광 소자의 불량이 야기될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 더미 슬릿부를 차단하는 차단부를 구비한 고정세 증착 마스크, 상기 고정세 증착 마스크를 이용한 유기 발광 소자의 제조 방법, 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 유기 발광 소자의 유기 발광층의 패턴을 형성하기 위한 고정세 증착 마스크로서, 상기 유기 발광층의 발광 영역의 패턴을 형성하는 복수 개의 개구 슬릿을 구비한, 복수 개의 성막 슬릿부와, 상기 성막 슬릿부의 외곽에 형성된 적어도 하나의 개구 슬릿을 구비한, 복수 개의 더미 슬릿부를 구비한 제 1 마스크; 및 상기 제 1 마스크에 인접되어 배치되며, 상기 더미 슬릿부가 형성된 길이 방향을 따라, 상기 복수 개의 더미 슬릿부에 대응되는 영역을 차단하는 복수 개의 차단부를 구비한 제 2 마스크;를 포함하는 고정세 증착 마스크를 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 마스크의 복수 개의 차단부는 인접한 더미 슬릿부 사이의 영역을 더 차단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 마스크의 복수 개의 차단부는 서로 분리되어 형성된 막대(stick) 모양일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2 마스크는, 상기 제 1 마스크의 복수 개의 성막 슬릿부에 대응되는 영역에 형성된 복수 개의 개구부를 더 포함하 고, 상기 제 2 마스크의 개구부와 차단부는 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 마스크의 더미 슬릿부의 슬릿의 개수는 조절 가능할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 복수 개의 더미 슬릿부 사이의 간격(W)은 조절 가능할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 고정세 증착 마스크는 금속 마스크일 수 있다.
또한 , 본 발명은 전술한 고정세 증착 마스크를 이용하여 유기 발광 소자의 유기 발광층을 형성하는 방법으로서, 상기 마스크 프레임에 고정하여 마스크 프레임 조립체를 형성하는 단계; 상기 마스크 프레임 조립체를 유기 발광 소자 형성용 기판에 인접시키는 단계; 및 상기 기판에 유기 발광물질을 증착하는 단계;를 포함하는 유기 발광 소자 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 고정세 증착 마스크의 제 2 마스크는, 제 1 마스크를 사이에 두고 상기 기판에 대향되는 방향에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 유기 발광 소자의 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 소자로서, 유기 발광층의 외곽에 직접 인접한 영역에, 공통 전극 접촉 영역이 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자를 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 공통 전극은 캐소드 전극일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 첫째, 차단부에 의해 더미 슬릿부를 통한 유기 발광 물질의 증착이 차단되므로, 종래의 더미 픽셀 영역을 공통 전극 컨택 영역으로 전용할 수 있어 공통 전극 컨택 영역이 확대된다. 따라서 유기 발광 소자에 안정적인 전원을 공급할 수 있어 유기 발광 소자의 품질을 향상시킬 수 있다.
둘째, 제 1 마스크의 더미 슬릿부를 유지하거나 늘릴 수 있기 때문에 단위 마스크부의 외곽에 집중되는 개구의 치수 산포를 완화할 수 있다.
셋째, 공통 전극 컨택 영역을 유지하는 경우에는 제 1 마스크의 인접하는 더미 슬릿부 사이의 간격을 줄임으로써 데드 스페이스를 줄일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 제 1 마스크 및 제 2 마스크를 포함한 고정세 증착 마스크의 개략적인 사시도 이고, 도 5는 제 2 마스크의 변형 예를 도시한 도면이고, 도 6은 유기 발광 소자 형성용 기판에 고정세 증착 마스크를 이용하여 증착하는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7 및 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고정세 증착 마스크를 이용하여 기판 상에 형성된 유기 발광 소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도들이다.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고정세 증착 마스크(100)는 서로 상하의 관계로 배치된 제 1 마스크(110) 및 제 2 마스크(120)를 구비한다.
제 1 마스크(110)는 유기 발광 소자의 패턴을 형성하는 복수 개의 단위 마스크부(110A, 110B, 110C,..)를 구비한다. 각 단위 마스크부(110A, 110B, 110C,..)는 유기 발광 소자의 유기 발광층(210)의 발광 영역의 패턴을 형성하는 복수 개의 개구 슬릿을 구비하는 복수 개의 성막 슬릿부(111)와, 성막 슬릿부의 외곽부에 형성되고 적어도 하나의 개구 슬릿을 구비하는 복수 개의 더미 슬릿부(112)를 포함한다.
한편, 상기 도면들에는 제 1 마스크(110)에 구비된 단위 마스크부(110A, 110B, 110C,..)의 개수가 9개로 도시되어 있지만, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예시로서 본 발명은 상기 도면에 도시된 단위 마스크부의 개수나 위치에 제한받는 것은 아니다.
제 2 마스크(120)는 제 1 마스크(110)에 인접하여 배치되며, 제 1 마스크(110)의 성막 슬릿부(111)에 대응되는 영역에 형성된 개구부(121)와, 더미 슬릿부(112)가 형성된 길이 방향을 따라 더미 슬릿부(112)에 대응되는 영역을 차단하는 차단부(122)를 구비한다.
도 4를 참조하면, 제 2 마스크(120)의 개구부(121)와 차단부(122)는, 제 1 마스크(110)의 복수 개의 성막 슬릿부(111) 및 더미 슬릿부(112)의 위치에 대응되도록, 복수 개의 개구부(121a, 121b, 121c) 및 차단부(122a, 122b, 122c, 122d)를 구비하며, 이들 개구부121a, 121b, 121c)와 차단부(122a, 122b, 122c, 122d)는 일 체로 형성된 하나의 마스크를 이룬다.
다만, 도 4에 도시된 제 2 마스크(120)의 형상은 본 발명의 일 실시 예로 도시된 것으로서 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 제 2 마스크(120')의 차단부(122')는 복수 개의 막대 모양의 차단 스틱(122a', 122b', 122c', 122d')이 서로 분리되어 구비되어 있다.
도 4 및 5에 도시된 제 2 마스크(120, 120')의 차단부(122, 122')는 일체로 형성되거나 또는 분리되어 형성되는 점에서 차이가 있지만, 차단부(122, 122')가 인접하는 더미 슬릿부들(112) 사이의 영역을 모두 차단하고 있다는 점에서 공통점이 있다. 따라서, 후술하겠지만 차단부(122, 122')가 더미 슬릿부(112)를 통한 유기 발광 물질의 증착을 차단하기 때문에, 유기 발광 소자의 제작에 있어서 캐소드 컨택 영역(230a)의 마진을 확대하거나 데드 스페이서(D')를 축소할 수 있는 것이다.
한편, 상기 실시 예들에서는 제 2 마스크(120)의 차단부(122, 122')가 인접하는 더미 슬릿부들(112) 사이의 영역을 모두 차단하고 있지만, 전술한 효과를 위해서는 제 2 마스크(120)의 차단부는 더미 슬릿부(112)가 형성된 영역에 대응되는 영역만 차단하여도 무방하다.
도 6을 참조하면, 전술한 제 1 마스크(110)와 제 2 마스크(120)를 포함하는 고정세 증착 마스크(100)를 마스크 프레임(F)에 인장 및 고정한다. 이와 같이 형성된 마스크 프레임 조립체를 유기 발광 소자 형성용 기판(200)에 인접시키고, 증착 챔버(미도시)에서 유기 발광 물질(미도시)을 증착한다. 이때, 제 2 마스크(120)는 제 1 마스크(110)를 사이에 두고 유기 발광 소자 형성용 기판(200)에 대향되는 방향에 배치되는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 도 4의 증착 마스크(100)를 이용하여, 도 6의 방법으로 기판(200) 상에 형성된 인접한 유기 발광 소자(200A, 200B)의 일부가 개략적으로 도시되어 있다.
유기 발광 소자(200A, 200B)는 유기 발광 물질이 증착된 유기 발광층(210)과, 상기 유기 발광층(210)을 덮도록 공통 전극(220)이 구비된다.
유기 발광층(210)은 적어도 세 개의 고정세 증착 마스크(100)에 의해 컬러별로 성막된다. 상기 도면에는 세 개의 컬러(적색, 녹색, 청색)를 이용하여 성막된 발광층(210R, 210G, 210B)이 도시되어 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 유기 발광층(210)은 다른 컬러로 구성될 수 있으며, 구성되는 컬러의 개수가 다르거나 각 패턴의 크기가 다를 수 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
그리고, 유기 발광층(210)의 외곽에 직접 인접한 영역에는, 상기 공통 전극(220)이 절연막(미도시)을 사이에 두고 공통 전극(220)에 전원을 공급하는 전극 전원 공급 라인(미도시)에 컨택홀(미도시)을 통하여 전기적으로 접촉할 수 있는 공통 전극 컨택 영역(230a)이 형성된다. 이때, 상기 공통 전극(220)은 캐소드 전극으로 형성할 수 있다.
전술한 종래의 고정세 증착 마스크(10)를 이용하여 형성된 유기 발광 소자(20A, 20B)(도 3참조)와 본 실시 예에 따른 고정세 증착 마스크(100)를 이용하여 형성된 유기 발광 소자(200A,200B) 를 비교하면, 제 2 마스크(120)의 차단부(122)에 의해 더미 슬릿부(112)를 통한 유기 발광 물질의 증착이 차단되므로, 종래의 더미 픽셀 영역(A)을 모두 공통 전극 컨택 영역(230a)으로 전용할 수 있기 때문에, 결과적으로 공통 전극 컨택 영역(23a=>230a)이 확대된다.
따라서 본 실시 예에 따르면, 공통 전극 컨택 영역의 확대로 인하여 유기 발광 소자에 안정적인 전원을 공급할 수 있어 유기 발광 소자의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 마스크의 더미 슬릿부를 유지할 수 있기 때문에 단위 마스크부의 외곽에 집중되는 개구의 치수 산포를 완화할 수 있다. 물론, 상기 도면들에는 단위 더미 슬릿부를 구성하는 슬릿의 개수가 2개인 경우를 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않음은 물론이다. 만약 슬릿의 개수를 더 늘린다면 상술한 치수 산포를 더욱 줄일 수 있음은 물론이다.
이하, 전술한 실시 예(도 7 참조)와 비교하여, 도 8에 도시된 유기 발광 소자를 설명한다.
상기 도면에는 기판(200') 상에 형성된 인접한 유기 발광 소자(200A', 200B')의 일부가 개략적으로 도시되어 있다. 유기 발광 물질이 증착된 유기 발광층(210')과, 상기 유기 발광층(210')을 덮도록 공통 전극(220')이 구비되지만, 공통 전극 컨택 영역(230a)은 종래의 증착 마스크를 이용하여 형성된 유기 발광 소자(20A, 20B)의 경우와 유사하다. 그러나, 공통 전극 컨택 영역(230a)을 유지하는 대신에, 제 1 마스크(110)의 인접하는 더미 슬릿부(112) 사이의 간격(W')을 줄임으 로써 데드 스페이스(D')를 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 유기 발광 소자의 유기 발광층을 증착하기 위한 종래의 고정세 증착 마스크의 패턴을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ를 상세히 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 고정세 증착 마스크를 이용하여 기판 상에 형성된 유기 발광 소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 제 1 마스크 및 제 2 마스크를 포함한 고정세 증착 마스크의 개략적인 사시도 이다.
도 5는 제 2 마스크의 변형 예를 도시한 도면이다.
도 6은 유기 발광 소자 형성용 기판에 고정세 증착 마스크를 이용하여 증착하는 모습을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7 및 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고정세 증착 마스크를 이용하여 기판 상에 형성된 유기 발광 소자의 일부를 개략적으로 도시한 평면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 간략한 설명>
100: 고정세 증착 마스크 110: 제 1 마스크
110A, 110B, 110C: 단위 마스크부 111: 성막 슬릿부
112: 더미 슬릿부 120: 제 2 마스크
121: 개구부 122, 122a,122b, 122c, 122d: 차단부
200, 200': 기판 210, 210': 유기 발광층
220, 220': 공통 전극 230a, 230a': 공통 전극 컨택 영역
D: 데드 스페이스 F: 마스크 프레임
Claims (11)
- 유기 발광 소자의 유기 발광층의 패턴을 형성하기 위한 고정세 증착 마스크로서,상기 유기 발광층의 발광 영역의 패턴을 형성하는 복수 개의 개구 슬릿을 구비한 복수 개의 성막 슬릿부와, 상기 성막 슬릿부의 외곽에 형성된 적어도 하나의 개구 슬릿을 구비한 복수 개의 더미 슬릿부를 구비한 제 1 마스크; 및상기 제 1 마스크에 인접되어 배치되며, 상기 더미 슬릿부가 형성된 길이 방향을 따라, 상기 복수 개의 더미 슬릿부에 대응되는 영역을 차단하는 복수 개의 차단부를 구비한 제 2 마스크;를 포함하는 고정세 증착 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 마스크의 복수 개의 차단부는 인접한 더미 슬릿부 사이의 영역을 더 차단하는 것을 특징으로 하는 고정세 증착 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 마스크의 복수 개의 차단부는 서로 분리되어 형성된 막대(stick) 모양인 것을 특징으로 하는 고정세 증착 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 마스크는, 상기 제 1 마스크의 복수 개의 성막 슬릿부에 대응되는 영역에 형성된 복수 개의 개구부를 더 포함하고, 상기 제 2 마스크의 개구부와 차단부는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 고정세 증착 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 마스크의 더미 슬릿부의 슬릿의 개수는 조절 가능한 것을 특징으로 하는 고정세 증착 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수 개의 더미 슬릿부 사이의 간격(W)은 조절 가능한 것을 특징으로 하는 고정세 증착 마스크.
- 제 1 항에 있어서,상기 고정세 증착 마스크는 금속 마스크인 것을 특징으로 하는 고정세 증착 마스크.
- 유기 발광층의 발광 영역의 패턴을 형성하는 복수 개의 개구 슬릿을 구비한 복수 개의 성막 슬릿부와, 상기 성막 슬릿부의 외곽에 형성된 적어도 하나의 개구 슬릿을 구비한 복수 개의 더미 슬릿부를 구비한 제 1 마스크; 및 상기 제 1 마스크에 인접되어 배치되며, 상기 더미 슬릿부가 형성된 길이 방향을 따라, 상기 복수 개의 더미 슬릿부에 대응되는 영역을 차단하는 복수 개의 차단부를 구비한 제 2 마스크;를 포함하는 고정세 증착 마스크를 마스크 프레임에 고정하여 마스크 프레임 조립체를 형성하는 단계;상기 마스크 프레임 조립체를 유기 발광 소자 형성용 기판에 인접시키는 단계; 및상기 기판에 유기 발광물질을 증착하는 단계;를 포함하는 유기 발광 소자 제조 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 고정세 증착 마스크의 제 2 마스크는, 제 1 마스크를 사이에 두고 상기 기판에 대향되는 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자의 제조 방법.
- 제 8 항의 제조 방법에 의해 제조된 유기 발광 소자로서,유기 발광층의 외곽에 직접 인접한 영역에, 공통 전극 접촉 영역이 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
- 제 10 항에 있어서,상기 공통 전극은 캐소드 전극인 것을 특징으로 하는 유기 발광 소자.
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