KR20050083448A - 새도우 마스크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개구율이 우수할 뿐만 아니라, 좌우 장력 인가시에도 변형도가 매우 적은 구조를 가진 새도우 마스크를 개시하며, 본 발명에 따른 새도우 마스크는 단일 기판에 다수의 단위 패턴이 일정 간격을 두고 형성된다.

Description

새도우 마스크{Shadow mask}

본 발명은 평판 디스플레이 소자 제작시 사용되는 증착용 새도우 마스크에 관한 것으로, 특히 개구율이 우수할 뿐만 아니라 좌우 장력 인가시에도 변형도가 매우 적은 새도우 마스크에 관한 것이다.

최근 정보 통신 산업의 발달이 가속화됨에 따라 정보 디스플레이는 기존의 CRT 디스플레이로부터 평판 디스플레이로 비중이 점차 옮겨가고 있는 추세이다.

이러한 평판 디스플레이 중에서도, 저전압 구동, 자기 발광, 경량 박형, 광시야각 그리고 빠른 응답 속도 등의 장점을 가진 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자)가 차세대 평판 디스플레이중 하나로서 최근에 그 실용화 및 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다.

유기 EL 소자의 기본적인 구성은, 투명기판과, 상기 투명기판 상부에 스트라이프 형태로 일렬로 배열된 애노드(anode)와, 셀 영역에 해당하는 간격을 갖는 상태로 분리되어 형성된 절연층, 절연층 상에 형성된 격벽, 유기 전계발광층 및 캐소드(cathode) 전극인 금속 전극층이 증착된 구조로 이루어진다.

상기 유기 전계발광층은, 애노드로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 정공 수송층; 애노드와 캐소드로부터 공급된 정공과 전자의 재결합이 이루어지면서 발광이 일어나는 영역인 발광층; 및 캐소드로부터 공급되는 전자의 원활한 수송을 위한 전자 수송층이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 경우에 따라서는 소자 내에 정공 및 전자의 주입이 원활하게 하기 위한 정공 주입층 및 전자 주입층을 더 적층할 수 있다.

상기 유기 EL 소자를 제조하기 위해, 먼저 인듐 주석 산화물(ITO)이 증착된 투명 기판을 사진식각법(photolithography)을 이용하여 ITO 층을 스트라이프 형태로 패터닝(patterning) 하여 애노드를 제조한다. 그 후, 필요에 따라 패터닝된 ITO층 상에 절연층과 격벽을 사진식각법으로 적층 형성하고, 상기한 유기물층 및 금속 전극층을 순차적으로 전면 증착함으로서 소자의 형성이 완료된다.

상기와 같이 형성된 소자에 있어, 애노드와 캐소드의 교차점이 발광을 위한 하나의 유니트인 화소를 형성하고, 또한 상기 화소에 전압을 인가하기 위해 애노드와 캐소드는 예컨대, 패드(pad) 전극이 연결되어 있다. 따라서, 상기 패드 전극을 통한 시그날로 상기 화소가 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하여 풀칼라를 구현할 수 있다.

종래에는 풀칼라 구현을 위한 박막 증착시, 도 1과 같이, 각각의 단위 화소를 증착하기 위해, 이에 해당하는 마스크 홀(2)을 갖는 새도우 마스크를 사용하였다. 도 1과 같이, 예컨대, 각각의 화소의 적색(R) 부분에 해당하는 마스크 홀(2)을 갖는 새도우 마스크를 사용하여 우선 화소중 적색(8) 부분을 증착하고, 옆으로 마스크를 이동하여 다시 화소의 녹색(9) 부분을 증착하고, 이어서 청색(10) 부분을 증착하여 단위 화소를 형성하였다. 이 경우, 상하 마스크 홀(2) 사이의 간격, 소위, 마스크 브리지(mask bridge)(4)에 의해 개구율이 작아져, 도 2와 같이, 격벽(6) 상하 사이로 화소가 작게 형성된다(편의상, 좌측의 일 마스크 홀에 의해 형성된 단위 화소만을 도시). 따라서, 화소가 작게 형성되어 효율적인 풀칼라의 구현에 장해가 되고 있다.

또한 상기와 같은 문제점을 시정하기 위해, 도 3과 같이, 모든 열(line)의 화소의 적색(R) 부분에 해당하는 마스크 홀(12)을 갖는 소위 그릴(gril) 형태의 새도우 마스크를 사용하여 박막을 증착하고자 하였다. 그러나 이 경우는 개구율이 우수하여 격벽(6) 상하 사이에 화소가 크게 형성되나(도 4 참조), 마스크의 고정 및 이동시에 적용되는 좌우 장력에 의해 마스크 홀에 쉽게 변형이 일어나 마스크의 스트레칭시에 어려움이 있어, 화소의 형성에 문제점을 야기한다.

이에 본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 마스크 홀을 두개 내지 수개의 화소에 걸쳐 형성할 경우, 개구율의 향상 뿐만 아니라 좌우 장력을 가할 경우도 변형이 발생하지 않음을 확인하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 상기의 종래 유기 EL 소자를 포함하는 평판 디스플레이 소자 형성에 사용되는 새도우 마스크의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 마스크의 변형없이 효율적으로 개구율을 향상시킬 수 있는 새도우 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 단일 기판에 다수의 단위 패턴이 일정 간격을 두고 형성된 새도우 마스크를 제공한다.

본 발명의 새도우 마스크는 종래의 각각의 단위 화소에 해당하는 각각의 마스크 홀을 갖는 새도우 마스크의 장점, 즉, 마스크 브리지에 의한 마스크 변형을 억제할 수 있는 장점 및 종래의 그릴 형태의 마스크에서 개구율이 향상되는 장점을 모두 가질 수 있다.

본 발명에 있어, 용어 "단위 패턴"은 일 단위 패턴의 크기가 두개 내지 수개, 바람직하게는 두개 내지 5개, 더욱 바람직하게는 두개 내지 3개의 화소 크기로 형성된 것을 말한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 통해 보다 상세히 설명하지만, 이들에 의해 본 발명의 범위가 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일예에 따른 새도우 마스크를 도시한 것으로, 상·하 두개의 화소를 새도우 마스크의 한개의 단위 패턴(102)을 통해 증착할 수 있다. 일단 상기 단위 패턴(102)을 통해 화소의 적색(108) 부분을 통상의 증착방법에 의해 증착한다. 상기 마스크에 있어 단위 패턴(102)이 두개의 화소의 크기로 형성되어 개구율이 향상되어, 도 6과 같이, 격벽(106) 상하 사이에 형성된 화소 간의 갭(B)이 줄어들어 화소를 크게 형성할 수 있고, 단위 패턴(102)간의 마스크 브리지(104)에 의해 좌우 장력 인가시에도 마스크 변형을 방지할 수 있다. 이와 같이 화소의 적색(108) 부분을 증착한 후, 마스크를 옆으로 이동하고 동일한 방법으로 화소의 녹색(109) 부분을 증착하고, 이어서 청색(110) 부분을 증착하여 풀칼라를 구현할 수 있는 화소를 형성한다(편의상, 좌측의 단위 패턴에 의해 형성되는 화소만을 도시).

도 7은 본 발명의 다른 일예에 따른 새도우 마스크를 도시한 것으로, 상·하 3개의 화소를 새도우 마스크의 한개의 단위 패턴(120)을 통해 증착할 수 있다. 이 경우, 도 8에서 알 수 있듯이, 개구율이 보다 향상되어 격벽(124) 상하의 화소간의 갭이 현저하게 줄어들어 화소를 크게 형성하여 발광효율을 개선할 수 있고, 단위 패턴(120)간의 마스크 브리지(122)에 의해 좌우 장력 인가시 마스크의 변형을 방지할 수 있다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 새도우 마스크는 개구율이 우수할 뿐만 아니라, 좌우 장력 인가시에도 변형도가 매우 적어, 평판 디스플레이 소자 제작시에 화소를 효율적으로 형성할 수 있다.

도 1은 통상의 새도우 마스크의 일예를 나타낸 개략 평면도,

도 2는 상기 새도우 마스크에 의해 형성된 화소의 형태를 나타낸 도면,

도 3은 통상의 새도우 마스크의 다른 일예를 나타낸 개략 평면도,

도 4는 상기 새도우 마스크에 의해 형성된 화소의 형태를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 일예에 따른 새도우 마스크의 개략 평면도,

도 6은 상기 새도우 마스크에 의해 형성된 화소의 형태를 나타낸 도면,

도 7은 본 발명의 다른 일예에 따른 새도우 마스크의 개략 평면도,

도 8은 상기 새도우 마스크에 의해 형성된 화소의 형태를 나타낸 도면.

Claims (3)

1. 단일 기판에 다수의 단위 패턴이 일정 간격을 두고 형성된 새도우 마스크.
2. 제1항에 있어서, 일 단위 패턴의 크기가 두개 내지 수개의 화소 크기로 형성된 새도우 마스크.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유기 전계 발광 소자의 박막 증착을 위한 마스크.