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KR20220030437A - 마스크, 이의 제조 방법, 및 표시 패널 제조 방법 - Google Patents

마스크, 이의 제조 방법, 및 표시 패널 제조 방법 Download PDF

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KR20220030437A
KR20220030437A KR1020200110613A KR20200110613A KR20220030437A KR 20220030437 A KR20220030437 A KR 20220030437A KR 1020200110613 A KR1020200110613 A KR 1020200110613A KR 20200110613 A KR20200110613 A KR 20200110613A KR 20220030437 A KR20220030437 A KR 20220030437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mask
openings
frame
opening
unit
Prior art date
Application number
KR1020200110613A
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English (en)
Inventor
문영민
문민호
송승용
임성순
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP21192929.4A priority patent/EP3960895A1/en
Priority to CN202111010804.6A priority patent/CN114107891A/zh
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Priority to US18/158,679 priority patent/US11885006B2/en
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Abstract

마스크 어셈블리는 제1 개구부가 정의된 마스크 프레임, 및 복수의 제2 개구부들이 정의된 단위 마스크를 포함하고, 상기 제1 개구부는 상기 제2 개구부들 모두와 중첩한다.

Description

마스크, 이의 제조 방법, 및 표시 패널 제조 방법{MASK, METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND METHOD OF MANUFACTURING DISPLAY PANEL}
마스크, 이의 제조 방법, 및 표시 패널 제조 방법에 관한 것으로 상세하게는 금속 마스크, 이의 제조 방법, 및 마스크를 이용한 패널 제조 방법 에 관한 것이다.
표시 패널은 복수의 화소들을 포함한다. 화소들 각각은 트랜지스터와 같은 구동 소자 및 유기발광 다이오드와 같은 표시 소자를 포함한다. 표시 소자는 기판 상에 전극과 발광 패턴을 적층하여 형성될 수 있다.
발광 패턴은 소정의 영역에 형성되도록 관통부가 정의된 마스크를 이용하여 패터닝된다. 발광 패턴은 관통부에 의해 노출된 영역에 형성될 수 있다. 발광 패턴의 형상은 관통부의 형상에 따라 제어될 수 있다. 최근에는 발광 패턴을 포함하는 표시 패널의 생산 수율을 높이기 위하여, 대면적 마스크를 제조하는 설비 및 제조 방법에 관한 기술이 개발되고 있다.
본 발명은 대면적 표시 패널 제조에 이용되는 마스크를 제공하고, 신뢰성이 개선되고 비용이 절감될 수 있는 마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크는 제1 개구부가 정의된 마스크 프레임, 및 복수의 제2 개구부들이 정의된 단위 마스크를 포함하고, 상기 제1 개구부는 상기 제2 개구부들 모두와 중첩한다.
상기 단위 마스크는 복수로 구비되고, 상기 복수의 단위 마스크들은 상기 제1 개구부와 중첩할 수 있다.
상기 제1 개구부는 복수로 구비되고, 상기 단위 마스크는 복수로 구비되고, 상기 단위 마스크들은 상기 제1 개구부들에 각각 대응되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크는 상기 마스크 프레임과 상기 단위 마스크 사이에 배치된 중간 프레임을 더 포함하고, 상기 중간 프레임은 복수의 제3 개구부들을 포함하고, 상기 제1 개구부는 상기 제3 개구부들 모두와 중첩할 수 있다.
상기 제2 개구부들은 상기 제3 개구부들 중 어느 하나와 중첩할 수 있다.
상기 단위 마스크와 상기 마스크 프레임은 금속을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법은 제1 개구부가 정의된 마스크 프레임을 제공하는 단계, 상기 마스크 프레임 전면에 상기 제1 개구부와 중첩하는 복수의 제2 개구부들이 정의된 초기 단위 마스크를 제공하는 단계, 상기 초기 단위 마스크를 상기 마스크 프레임에 결합시켜 마스크 어셈블리를 형성하는 단계, 및 상기 초기 단위 마스크의 일부를 제거하여 상기 마스크 어셈블리로부터 마스크를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 초기 단위 마스크를 제공하는 단계에서, 상기 초기 단위 마스크는 다공성 척에 부착되어 상기 마스크 프레임 전면에 제공된다.
상기 마스크 프레임 전면은 중력 방향과 나란하게 제공될 수 있다.
상기 다공성 척은 복수로 제공될 수 있다.
상기 초기 단위 마스크의 일부를 제거하는 단계는 펄스 레이저를 이용할 수 있다.
상기 펄스 레이저가 제공되는 영역은 상기 제2 개구부들과 상기 다공성 척 사이에 제공될 수 있다.
상기 펄스 레이저가 제공되는 영역은 상기 초기 단위 마스크와 상기 마스크 프레임이 결합된 영역과 상기 다공성 척 사이에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법은 상기 마스크 프레임과 상기 초기 단위 마스크 사이에 중간 프레임을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 초기 단위 마스크는 상기 중간 프레임의 전면에 제공되고 상기 중간 프레임에 결합될 수 있다
상기 다공성 척은 상기 제거되는 초기 단위 마스크의 일부와 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법은 작업 기판에 마스크를 제공하는 단계, 및 증착 물질로 작업 기판에 복수의 발광 패턴들을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 마스크는, 제1 개구부가 정의된 마스크 프레임, 및 상기 발광 패턴들에 각각 대응되는 복수의 제2 개구부들이 정의된 단위 마스크를 포함하고, 상기 제1 개구부는 상기 제2 개구부들 모두와 중첩한다.
상기 제1 개구부는 상기 작업 기판과 대응되는 면적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법은 상기 발광 패턴들을 형성하는 단계 이후에 상기 작업 기판을 복수의 표시 패널들로 절단하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 개구부는 복수로 구비되고, 성가 복수의 제1 개구부들은 상기 표시 패널들에 각각 대응되고,
상기 작업 기판은 상기 제1 개구부들과 전면적으로 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널 제조 방법은 상기 프레임과 상기 단위 마스크 사이에 배치되고 복수의 제3 개구부들이 정의된 중간 프레임을 제공하는 단계 및 상기 단위 마스크를 상기 중간 프레임에 결합시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제3 개구부들 중 하나의 제3 개구부는 상기 제2 개구부들에 중첩하고, 상기 제1 개구부는 상기 제3 개구부들에 중첩할 수 있다.
상기 단위 마스크 및 상기 마스크 프레임 중 적어도 어느 하나는 용융되어 접합될 수 있다.
상기 제1 개구부는 평면상에서 단일의 폐루프 형상을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 셀 단위의 단위 마스크를 포함하는 대면적 마스크 제조 시 중력에 의한 단위 마스크 쳐짐 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 마스크 제조 공정의 신뢰성이 개선될 수 있고, 고품질의 대면적 마스크가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 단위 마스크 지지를 위한 별도의 지지체들을 생략할 수 있다. 이에 따라, 마스크 제조 공정의 비용이 절감될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착설비의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 마스크의 사시도들이다.
도 4는 마스크의 사시도이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 제조 방법을 도시한 도면들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리의 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리의 도면들이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 척의 도면들이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합 된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)의 단면도이다. 본 실시예에서 표시 패널(DP)은 발광 표시 패널일 수 있다. 도 1은 복수의 화소들 중 하나에 대응하는 단면을 도시하였다. 본 명세서에서 화소는 적어도 하나의 트랜지스터 및 발광 소자를 포함한다. 도 1에는 화소 중 2 개의 트랜지스터(T1, T2)와 발광 소자(OLED)가 배치된 영역을 예시적으로 도시하였다.
도 1에 도시된 것과 같이, 표시 패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 회로 소자층(DP-CL) 상에 배치된 표시 소자층(DP-OLED), 및 표시 소자층(DP-OLED) 상에 배치된 절연층(TFL, 이하 상부 절연층으로 정의됨)을 포함한다.
베이스층(BL)은 합성수지층을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)의 제조시에 이용되는 지지기판 상에 합성수지층을 형성한다. 이후 합성수지층 상에 도전층 및 절연층 등을 형성한다. 지지기판이 제거되면 합성수지층은 베이스층(BL)에 대응한다.
회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함한다. 회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로 등을 포함한다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서 회로 소자층(DP-CL)은 버퍼층(BFL), 배리어층(BRL), 및 제1 내지 제7 절연층(10 내지 70)을 포함한다. 버퍼층(BFL), 배리어층(BRL), 및 제1 내지 제7 절연층(10 내지 70)은 무기막 및 유기막 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(BFL) 및 배리어층(BRL)은 무기막을 포함할 수 있다. 제5 내지 제7 절연층(50 및 70) 중 적어도 어느 하나는 유기막을 포함할 수 있다.
도 1에는 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)를 구성하는 제1 액티브(A1), 제2 액티브(A2), 제1 게이트(G1), 제2 게이트(G2), 제1 소스(S1), 제2 소스(S2), 제1 드레인(D1), 제2 드레인(D2)의 배치관계가 예시적으로 도시되었다. 본 실시예에서 제1 액티브(A1) 및 제2 액티브(A2)은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 제1 액티브(A1)는 폴리 실리콘 반도체를 포함하고, 제2 액티브(A2)는 금속 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 제1 소스(S1) 및 제1 드레인(D1)은 제1 액티브(A1)에 비해 도핑 농도가 큰 영역으로써, 전극의 기능을 갖는다. 제2 소스(S2) 및 제2 드레인(D2)은 금속 산화물 반도체를 환원시킨 영역으로써, 전극의 기능을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서 제1 액티브(A1) 및 제2 액티브(A2)가 서로 동일한 반도체 물질을 포함할 수 있고, 이때 회로 소자층(DP-CL)의 적층 구조는 더 단순해질 수 있다.
표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막(PDL) 및 발광소자(OLED)를 포함한다. 발광소자(OLED)는 유기발광 다이오드 또는 퀀텀닷 발광 다이오드일 수 있다. 애노드(AE)가 제7 절연층(70) 상에 배치된다. 화소 정의막(PDL)의 개구부(POP)는 애노드(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 화소 정의막(PDL)의 개구부(POP)는 발광영역(PXA)을 정의할 수 있다. 비발광영역(NPXA)은 발광영역(PXA)을 에워싸을 수 있다.
정공 제어층(HCL) 및 전자 제어층(ECL)은 발광영역(PXA)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 개구부(POP)에 대응하도록 패턴 형태로 제공될 수 있다. 막 형태의 정공 제어층(HCL) 및 전자 제어층(ECL) 대비 발광층은 다른 방식으로 증착될 수 있다. 소정의 형상을 갖는 발광층(EML)을 형성하기 위해 마스크 어셈블리가 사용될 수 있다.
정공 제어층(HCL)과 전자 제어층(ECL)은 오픈 마스크를 이용하여 복수 개의 화소들에 공통으로 형성될 수 있다. 발광층(EML)은 FMM(fine metal mask)이라 지칭되는 마스크를 이용하여 화소들에 따라 다르게 형성될 수 있다.
상부 절연층(TFL)이 배치된다. 상부 절연층(TFL)은 복수 개의 박막들을 포함할 수 있다. 복수 개의 박막들은 무기막 및 유기막을 포함할 수 있다. 상부 절연층(TFL)은 표시 소자층(DP-OLED)을 봉지하기 위한 절연층 및 출광효율을 향상시키기 위한 절연층 등을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착설비(DA)의 단면도이다. 본 실시예에 따른 증착설비(DA)는 도 1의 표시패널(DP), 특히 발광층(EML)의 증착 공정에 이용될 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착설비(DA)는 증착 챔버(CB), 고정부재(CM), 증착 챔버(CB)의 내측에 배치된 증착 소스(DS), 및 증착 챔버(CB)의 내측에 배치된 마스크(MSK)를 포함한다. 별도로 도시하지 않았으나, 증착설비(DA)는 인라인 시스템을 구현하기 위한 추가 기계장치를 더 포함할 수 있다.
증착 챔버(CB)는 증착조건을 진공으로 설정할 수 있다. 증착 챔버(CB)는 바닥면, 천장면, 및 측벽들을 포함할 수 있다. 증착 챔버(CB)의 바닥면은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 증착 챔버(CB)의 바닥면의 법선 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3) 각각 이 지시하는 방향으로써 정의되고, 동일한 도면 부호를 참조한다. 이하에서 표현되는 "평면 상에서"는 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한 면을 기준으로 설정된다.
고정부재(CM)는 증착 챔버(CB)의 내측에 배치되고, 증착 소스(DS) 상에 배치되며, 마스크(MSK)를 고정한다. 고정부재(CM)는 증착 챔버(CB)의 천장면에 설치될 수 있다. 고정부재(CM)는 마스크(MSK)를 홀딩하는 지그 또는 로봇암을 포함할 수 있다.
고정부재(CM)는 바디부(BD) 및 바디부(BD)에 결합된 자성체들(MM)을 포함한다. 바디부(BD)는 마스크(MSK)를 고정하기 위한 기본구조로써 플레이트를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 자성체들(MM)은 바디부(BD)의 내측에 배치되거나, 외측에 배치될 수 있다. 자성체들(MM)은 자기력으로 마스크(MSK)를 고정할 수 있다.
증착 소스(DS)는 증착 물질, 예컨대 발광물질을 증발시켜, 증착 증기로써 분출할 수 있다. 해당 증착 증기는 마스크(MSK)를 통과하여 소정의 패턴으로 작업기판(WS)에 증착된다.
마스크(MSK)는 증착 챔버(CB)의 내측에 배치되고, 증착 소스(DS) 상에 배치되며, 작업기판(WS)을 지지한다. 작업기판(WS)은 유리기판 또는 플라스틱 기판을 포함할 수 있다. 작업기판(WS)은 베이스 기판 상에 배치된 고분자층을 포함할 수 있다. 표시패널의 제조공정의 후반부에서 베이스 기판은 제거될 수 있으며, 고분자층이 도 1의 베이스층(BL)에 해당할 수 있다.
마스크(MSK)는 단위 마스크(MS) 및 마스크 프레임(FM)을 포함한다. 단위 마스크(MS)는 복수로 제공되며, 각각 셀 단위 증착을 위한 마스크와 대응될 수 있다. 단위 마스크(MS)는 마스크 프레임(FM)에 결합되어 제공된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 마스크 어셈블리의 사시도들이다. 도 4는 마스크 어셈블리의 사시도이다. 도 3a에는 눕힌 상태의 마스크(MSK)를 도시하였고, 도 3b에는 하나의 단위 마스크(MS)를 마스크 프레임(FM)으로부터 분리하여 도시하였다. 도 4에는 세운 상태의 마스크(MSK)를 도시하였다. 이하, 도 3a 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 3a에 도시된 것과 같이, 마스크(MSK)는 마스크 프레임(FM) 및 복수의 단위 마스크들(MSK)을 포함한다. 마스크 프레임(FM)은 제1 방향(D1)으로 연장하는 단변들 및 제2 방향(D2)으로 연장하는 장변들을 갖는 사각형 형상을 가질 수 있다. 마스크 프레임(FM)은 제3 방향(D3)에서 정의되는 두께를 가진다. 제3 방향(D3)은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 의해 정의된 평면과 실질적으로 수직하게 교차하는 방향을 지시한다. 이하, 본 명세서에서 "평면상에서"의 의미는 제3 방향(D3)을 기준으로 바라본 상태를 의미할 수 있다.
마스크 프레임(FM)에는 복수의 셀 개구부들(COP)이 정의될 수 있다. 셀 개구부들(COP)은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2) 중 적어도 하나의 방향을 따라 이격되어 배열될 수 있다. 셀 개구부들(COP)은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따라 매트릭스(matrix) 배열을 가질 수 있다.
평면상에서, 셀 개구부들(COP) 각각은 사각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 셀 개구부(COP)는 제1 방향(DR1)을 따라 이격되고 제2 방향(DR2)을 따라 연장하는 2개의 장변들을 가질 수 있다. 셀 개구부(COP)는 제2 방향(DR2)을 따라 이격되고 제1 방향(DR1)으로 연장하는 2개의 단변들을 가질 수 있다. 제3 방향(DR3)을 기준으로, 셀 개구부들(COP)은 마스크 프레임(MF)을 관통하여 정의될 수 있다.
복수의 마스크들(MSK)은 마스크(MSK)는 마스크 프레임(FM) 상에 배치된다. 마스크들(MSK)은 평면상에서 서로 비 중첩하도록 배치된다. 마스크들(MSK)은 소정의 개수만큼 대응되는 셀 개구부들(COP)에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 하나의 셀 개구부(COP)에 4 개의 마스크들(MSK)이 배치된 것으로 예시적으로 도시되었다.
마스크(MSK)에는 셀 개구부(COP)와 중첩되는 영역에 복수의 개구부(OP)가 정의될 수 있다. 개구부(OP)는 실질적으로 상술한 발광층(EML: 도 1 참조)과 대응될 수 있다. 증착 물질은 개구부(OP)를 통해 작업 기판(WS)에 발광층(EML)으로 증착될 수 있다.
한편, 하나의 마스크(MSK)는 하나의 셀 개구부(COP)와 프레임(FM) 중 셀 개구부(COP)의 주변부에 중첩하여 배치된다. 마스크(MSK)는 셀 개구부(COP)의 주변부를 통해 프레임(FM)에 접합될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
마스크들(MSK) 각각은 마스크 프레임(FM)에 비해 얇은 두께를 갖는 박판일 수 있다. 마스크(MSK)와 마스크 프레임(FM) 각각은 스테인리스 스틸(SUS), 인바(Invar) 합금, 니켈(Ni), 또는 코발트(Co) 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마스크(MSK)와 마스크 프레임(FM)은 인바(Invar) 합금을 포함할 수 있다. 다만, 마스크(MSK)와 마스크 프레임(FM)의 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(MSK)는 세워진 상태로 제조될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 마스크(MSK)는 단변이 제3 방향(D3)과 나란하도록 세워진 상태에서 제조될 수 있다. 즉, 도 4는 마스크(MSK)가 제조되는 상태 및 제조된 직후의 상태를 도시한 것으로 볼 수 있다. 또한, 마스크(MSK)는 도 4에 도시된 상태로 이동되거나 보관될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 마스크(MSK)를 이동이나 보관 상태와 동일한 세워진 상태(수직 상태)에서 형성함으로써, 제조 단계부터 이동 및 보관 단계 사이에서 발생될 수 있는 중력에 의한 마스크(MSK)의 변형이 감소될 수 있다. 이에 따라, 마스크(MSK) 제조 공정의 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리 제조 방법을 도시한 도면들이다. 도 5a 내지 도 5f에는 도 4에 도시된 하나의 셀 개구부(COP) 및 하나의 단위 마스크(MS)를 기준으로 제3 방향(DR3)을 따라 자른 단면에서의 도면들로 도시하였다. 이하, 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 5a에 도시된 것과 같이, 초기 단위 마스크(MS_I)가 화살표 방향을 따라 이동하여 마스크 프레임(FM) 상에 제공된다. 초기 단위 마스크(MS_I)는 다공성 척(PS)에 의해 이동될 수 있다. 초기 단위 마스크(MS_I)는 마스크(MSK)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 초기 단위 마스크(MS_I)는 세워진 상태에서 마스크(MSK)에 비해 제3 방향(D3)에서 더 긴 길이를 가질 수 있다.
다공성 척(PS)은 초기 단위 마스크(MS_I)의 전면(SF)에 접촉되어 초기 단위 마스크(MS_I)를 이동시킨다. 다공성 척(PS)은 진공 척(Vacuum chuck)일 수 있다. 본 발명에 따르면, 다공성 척(PS)을 이용함으로써, 수직 상태의 초기 단위 마스크(MS_I)가 용이하게 이동될 수 있다.
이후, 도 5b에 도시된 것과 같이, 초기 단위 마스크(MS_I)는 다공성 척(PS)에 의해 이동되어 마스크 프레임(FM)의 상면에 접촉한다. 초기 단위 마스크(MS_I)는 마스크 프레임(FM)에 접촉한 이후에도 다공성 척(PS)과의 결합이 유지되므로, 초기 단위 마스크(MS_I)가 중력에 의해 아래(제3 방향의 반대 방향)로 흘러내리는 현상이 방지될 수 있다.
이후, 도 5c에 도시된 것과 같이, 본딩기(DV1)를 이용하여 초기 단위 마스크(MS_I)를 마스크 프레임(FM)에 결합시킨다. 본딩기(DV1)는 용접기 또는 레이저 발진기일 수 있다. 본딩기(DV1)는 결합 라인(BL)을 따라 제1 빔(IJ1)을 초기 단위 마스크(MS_I)에 제공한다. 결합 라인(BL)은 셀 개구부(COP)의 외측에 정의되어 마스크 프레임(FM)과 중첩하는 위치에 정의될 수 있다.
제1 빔(IJ1)은 열선 또는 레이저선일 수 있다. 제1 빔(IJ1)에 의해 초기 단위 마스크(MS_I)와 마스크 프레임(FM) 중 적어도 하나의 일부가 용융됨으로써 초기 단위 마스크(MS_I)와 마스크 프레임(FM)이 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 초기 단위 마스크(MS_I)의 일부가 용융되어 본딩부(BP)를 형성함으로써, 초기 단위 마스크(MS_I)와 마스크 프레임(FM)이 결합된 실시예를 도시하였다. 본딩부(BP)는 금속 산화물을 포함할 수 있고, 금속은 초기 단위 마스크(MS_I)를 구성하는 재질일 수 있다.
이후, 도 5e 및 도 5f에 도시된 것과 같이, 마스크 어셈블리(MSA)의 초기 단위 마스크(MS_I)를 절단하여 마스크(MSK)를 형성한다. 초기 단위 마스크(MS_I) 절단은 절단기(DV2)가 이용될 수 있다. 절단기(DV2)는 제2 빔(IJ2)을 트리밍 라인(TL)을 따라 조사하여 초기 단위 마스크(MS_I)를 절단한다. 트리밍 라인(TL)은 본딩부(BP)와 다공성 척(PS)이 제공된 부분 사이의 영역에 정의될 수 있다. 초기 단위 마스크(MS_I)는 새로운 에지(EG)를 가진 단위 마스크(MS)로 형성될 수 있다.
절단기(DV2)는 제2 빔(IJ2)을 초기 단위 마스크(MS_I)에 제공하여 초기 단위 마스크(MS_I)의 일부를 제거할 수 있다면 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절단기(DV2)는 열 조사기, 광 조사기, 레이저 발진기 등 다양한 실시예를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 절단기(DV2)는 펄스 레이저 발진기일 수 있으며, 피코초 또는 펨토초 단위의 펄스 레이저 발진기를 포함한다. 이에 따라, 제2 빔(IJ2)은 펄스 레이저 빔일 수 있다.
발명에 따르면, 미세 펄스 레이저를 제2 빔(IJ2)으로 조사함으로써, 초기 단위 마스크(MS_I)에 발생될 수 있는 이물(burr)이나 초기 단위 마스크(MS_I)의 변형을 최소화시킬 수 있다. 이에 따라, 마스크(MSK)에 접촉되는 작업 기판(WS: 도 2 참조)과의 갭(gap)을 최소화할 수 있어 공정 오차율이 낮아질 수 있다. 또한, 마스크(MSK)와의 접촉으로 인한 작업 기판(WS)의 손상이 방지될 수 있다.
한편, 제2 빔(IJ2)의 파장 대역은 어느 하나에 제한됨이 없이 다양하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 제2 빔(IJ2)의 파장 대역이 약 500nm인 경우 인바 재질의 초기 마스크 프레임(MSK_I)의 절단 효율이 높게 나타날 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 절단기(DV2)와 초기 단위 마스크(MS_I) 사이에 스캐너가 배치될 수 있다. 스캐너를 통과한 제2 빔(IJ2)은 제3 방향(D3)에서 이격된 두 개의 트리밍 라인들 각각에 동시에 조사될 수 있다. 이에 따라, 초기 단위 마스크(MS_I)의 절단 시간이 단축될 수 있다. 스캐너는 단수 또는 복수로 제공될 수 있으며 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 어셈블리의 도면들이다. 도 6a에는 마스크 어셈블리(MSA1)를 눕힌 상태를 도시하였고, 도 6b에는 마스크 어셈블리(MSA1)가 세워진 상태를 도시하였다. 도 6b에 도시된 단계는 도 5b와 대응될 수 있다. 이하, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 6a에 도시된 것과 같이, 마스크 어셈블리(MSA1)는 마스크 프레임(FM1), 중간 프레임(MF), 및 복수의 초기 단위 마스크들(MS_I1)을 포함할 수 있다. 초기 마스크 어셈블리(MSA1)는 초기 마스크와 마스크 프레임이 접촉한 상태의 결합체를 의미할 수 있다.
마스크 프레임(FM1)에는 하나의 개구부(OP_F1)가 형성될 수 있다. 도 3a에 도시된 마스크 프레임(FM: 도 3a 참조)과 달리 마스크 프레임(FM1)에 하나의 개구부(OP_F1)만 정의되므로, 마스크 프레임(FM1)의 제작 공정이 단순화될 수 있다.
중간 프레임(MF)은 초기 단위 마스크들(MS_I1)과 마스크 프레임(FM1) 사이에 배치된다. 중간 프레임(MF)은 복수의 개구부들(OP_W)을 포함할 수 있다. 개구부들(OP_W)은 셀 단위와 대응될 수 있으며, 도 3a에 도시된 셀 개구부(COP)와 대응될 수 있다.
초기 단위 마스크들(MS_I1)은 중간 프레임(MF)에 배치된다. 초기 단위 마스크들(MS_I1)은 개구부들(OP_W)에 각각 대응되어 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 중간 프레임(MF)을 더 포함함으로써, 마스크 프레임(FM1)의 개구부(OP_F1) 형상을 단순화시킬 수 있다. 중간 프레임(MF)이나 초기 단위 마스크들(MS_I1)은 마스크 프레임(FM1)에 비해 상대적으로 얇은 두께로 제공될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상대적으로 용이한 가공성을 가진 중간 프레임(MF)에 복수의 개구부들(OP_W)을 형성함으로써, 상대적으로 두꺼운 두께를 가진 마스크 프레임(FM1)의 형상을 단순화시킬 수 있다.
도 6b를 참조하면, 마스크 프레임(FM1) 전면에 중간 프레임(MF)이 배치되고, 그 전면에 초기 단위 마스크(MS_I1)가 배치된다. 초기 단위 마스크(MS_I1)는 다공성 척(PS1, PS2)에 결합되어 중간 프레임(MF)에 접촉되도록 제공된다.
이때, 결합 라인(BL1)과 트리밍 라인(TL1)은 다공성 척(PS1, PS2)과 마스크 개구부들(OP) 사이에 정의될 수 있다. 이후, 용접 등을 통해 결합 라인(BL1)을 따라 중간 프레임(FM)과 초기 단위 마스크(MS_I1)가 결합되고, 트리밍 라인(TL1)을 따라 절단되어 마스크로 형성되기 전까지 초기 단위 마스크(MS_I1)는 다공성 척(PS1, PS2)에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라, 마스크 어셈블리 제조 공정에서 발생될 수 있는 중력에 의한 초기 단위 마스크(MS_I1) 쳐짐 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 수직 상태에서 마스크 어셈블리(MSA1)를 제조할 수 있으므로, 초기 단위 마스크들(MS_I1)의 중력에 따른 쳐짐 방지를 위해 마스크 프레임(FM1)에 결합시키는 별도의 초기 단위 마스크들(MS_I1) 지지용 지지 스틱들이 생략될 수 있다. 이에 따라, 공정이 단순화되고 공정 비용이 절감될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 마스크 어셈블리의 도면들이다. 도 7a에는 초기 마스크 어셈블리(MSA2)를 눕힌 상태를 도시하였고, 도 7b에는 초기 마스크 어셈블리(MSA2)가 세워진 상태를 도시하였다. 도 7b에 도시된 단계는 도 5b와 대응될 수 있다. 이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 7a에 도시된 것과 같이, 초기 단위 마스크(MS_I2)는 4 개의 인장부들을 포함할 수 있다. 초기 단위 마스크(MS_I2)는 개구부들(OP)에 대하여 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따라 돌출된 인장부들을 포함한다. 인장부들은 중간 프레임(MF)과 접촉하는 부분들일 수 있다.
도 7b에 도시된 것과 같이, 인장부들은 중간 프레임(MF)의 개구부(OP_W)의 가장 자리에 배치된다. 인장부들은 4 개의 다공성 척들(PS1, PS2, PS3, PS4)에 의해 각각 결합되어 중간 프레임(MF)을 향해 이동될 수 있다. 본 발명에 따르면, 4 개의 인장부들을 포함하고, 이에 대응되는 다공성 척들(PS1, PS2, PS3, PS4)에 의해 지지됨으로써, 마스크 어셈블리 제조 공정이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 수직 상태에서 마스크 어셈블리를 제조할 수 있으므로, 중력에 따른 쳐짐 방지를 위해 마스크 프레임(FM1)에 결합시키는 별도의 지지 스틱들이 생략될 수 있다. 이에 따라, 공정이 단순화되고 공정 비용이 절감될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 척의 도면들이다. 도 8a에는 다공성 척(PS)의 사시도를 도시하였고, 도 8b에는 다공성 척(PS)의 단면도를 도시하였고, 도 8c에는 다공성 척(PS)의 배면도를 도시하였다. 이하, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 8a에 도시된 것과 같이, 다공성 척(PS)은 결합부(CTP) 및 연결부(CNP)를 포함할 수 있다. 결합부(CTP)는 초기 마스크와 결합되는 부분으로, 배면에 초기 마스크와 접촉하는 접촉면(CTS)을 제공한다. 연결부(CNP)는 결합부(CTP)에 연결되어 결합부(CTP)를 X방향(DX), Y방향(DY), 및 Z방향(DZ)으로 이동시킨다.
도 8b 및 도 8c에 도시된 것과 같이, 결합부(CTP)는 바디부(IH) 및 접촉부(RB)를 포함할 수 있다. 바디부(IH)는 복수의 미세 홀들(MH) 및 내부 공간(SP)을 제공한다. 내부 공간(SP)은 연결부(CNP)의 홀(HH)과 연결될 수 있다. 미 도시된 제어부를 통해 진공을 발생시키면, 다공성 척(PS) 외부의 공기는 미세 홀(MH)을 통해 유입되어 내부 공간(SP)을 거쳐 연결부(CN)을 홀(HH)로 이동된다. 이에 따라, 초기 마스크는 접촉면(CTS)에 밀착되어 결합될 수 있다.
한편, 다공성 척(PS)은 접촉부(RB)를 더 포함할 수 있다. 접촉부(RB)는 미세 홀들(MH)과 대응되는 홀들을 포함할 수 있다. 다공성 척(PS)의 접촉면(CTS)은 실질적으로 접촉부(RB)에 의해 제공될 수 있다. 접촉부(RB)는 연성을 가진 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접촉부(RB)는 폴리머나 고무 등을 포함할 수 있다. 이에 따라, 접촉면(CTS)에 접촉하는 초기 마스크의 물리적 손상을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
MS: 단위 마스크 MSK: 마스크
WS: 작업 기판 MSA: 마스크 어셈블리
FM: 마스크 프레임 PS: 다공성 척

Claims (20)

  1. 제1 개구부가 정의된 마스크 프레임; 및
    복수의 제2 개구부들이 정의된 단위 마스크를 포함하고,
    상기 제1 개구부는 상기 제2 개구부들 모두와 중첩하는 마스크.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 단위 마스크는 복수로 구비되고,
    상기 복수의 단위 마스크들은 상기 제1 개구부와 중첩하는 마스크.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 개구부는 복수로 구비되고,
    상기 단위 마스크는 복수로 구비되고,
    상기 단위 마스크들은 상기 제1 개구부들에 각각 대응되어 배치된 마스크.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크 프레임과 상기 단위 마스크 사이에 배치된 중간 프레임을 더 포함하고,
    상기 중간 프레임은 복수의 제3 개구부들을 포함하고,
    상기 제1 개구부는 상기 제3 개구부들 모두와 중첩하는 마스크.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 개구부들은 상기 제3 개구부들 중 어느 하나와 중첩하는 마스크.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 단위 마스크와 상기 마스크 프레임은 금속을 포함하는 마스크.
  7. 제1 개구부가 정의된 마스크 프레임을 제공하는 단계;
    상기 마스크 프레임 전면에 상기 제1 개구부와 중첩하는 복수의 제2 개구부들이 정의된 초기 단위 마스크를 제공하는 단계;
    상기 초기 단위 마스크를 상기 마스크 프레임에 결합시켜 마스크 어셈블리를 형성하는 단계; 및
    상기 초기 단위 마스크의 일부를 제거하여 상기 마스크 어셈블리로부터 마스크를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 초기 단위 마스크를 제공하는 단계에서, 상기 초기 단위 마스크는 다공성 척에 부착되어 상기 마스크 프레임 전면에 제공되는 마스크 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 마스크 프레임 전면은 중력 방향과 나란하게 제공되는 마스크 제조 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 다공성 척은 복수로 제공되는 마스크 제조 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 초기 단위 마스크의 일부를 제거하는 단계는 펄스 레이저를 이용하는 마스크 제조 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저가 제공되는 영역은 상기 제2 개구부들과 상기 다공성 척 사이에 제공되는 마스크 제조 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 펄스 레이저가 제공되는 영역은 상기 초기 단위 마스크와 상기 마스크 프레임이 결합된 영역과 상기 다공성 척 사이에 제공되는 마스크 제조 방법.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 마스크 프레임과 상기 초기 단위 마스크 사이에 중간 프레임을 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 초기 단위 마스크는 상기 중간 프레임의 전면에 제공되고 상기 중간 프레임에 결합되는 마스크 제조 방법.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 다공성 척은 상기 제거되는 초기 단위 마스크의 일부와 결합된 마스크 제조 방법.
  15. 작업 기판에 마스크를 제공하는 단계; 및
    증착 물질로 작업 기판에 복수의 발광 패턴들을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 마스크는,
    제1 개구부가 정의된 마스크 프레임; 및
    상기 발광 패턴들에 각각 대응되는 복수의 제2 개구부들이 정의된 단위 마스크를 포함하고,
    상기 제1 개구부는 상기 제2 개구부들 모두와 중첩하는 표시 패널 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 개구부는 상기 작업 기판과 대응되는 면적을 가진 표시 패널 제조 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 발광 패턴들을 형성하는 단계 이후에 상기 작업 기판을 복수의 표시 패널들로 절단하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 개구부는 복수로 구비되고,
    성가 복수의 제1 개구부들은 상기 표시 패널들에 각각 대응되고,
    상기 작업 기판은 상기 제1 개구부들과 전면적으로 중첩하는 표시 패널 제조 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 프레임과 상기 단위 마스크 사이에 배치되고 복수의 제3 개구부들이 정의된 중간 프레임 제공하는 단계; 및
    상기 중간 프레임과 상기 단위 마스크를 결합시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 제3 개구부들 중 하나의 제3 개구부는 상기 제2 개구부들에 중첩하고,
    상기 제1 개구부는 상기 제3 개구부들에 중첩하는 표시 패널 제조 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    상기 단위 마스크 및 상기 마스크 프레임 중 적어도 어느 하나는 용융되어 접합된 표시 패널 제조 방법.
  20. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 개구부는 평면상에서 단일의 폐루프 형상을 갖는 표시 패널 제조 방법.
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