KR102009714B1 - 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법 - Google Patents

초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 OLED 마스크에 있어서, 인바 재질의 초미세 와이어를 그물 망 형태로 직조(길쌈:직물을 짜듯 엮음/ 1차 패턴 형성)한 뒤, 다중 다각망 형태의 시트를 구현하도록 하되, 상기 다중 다각망 시트는 마스크 프레임에 접합된 후 픽셀 형태의 모눈 중 각 R,G,B 픽셀에 해당하는 모눈을 제외하고 나머지 모눈에 대하여 전해도금을 통해 인바 도금층(구멍을 막음)이 적층되면서 목적한 최종 패턴(2차 패턴)을 형성하도록 하는 바, 이는 종전 박판형 마스크 시트 제조방법으로부터 발생된 각종 문제(금속게제물, 윤활유 침투, 압연시 웨이브 발생 및 재료의 조직 변화 등)를 해결함은 물론 초미세 픽셀의 구현이 가능하며 특히 EML 레이어를 기반으로 하는 R,G,B 증착방식을 대형 OLED TV에 적용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법{Manufacturing methods of net mask using Invar wire with electroplating system}
본 발명은 OLED 마스크에 있어서, 인바 재질의 초미세 와이어를 그물 망 형태로 직조(길쌈:직물을 짜듯 엮음/ 1차 패턴 형성)한 뒤, 다중 다각망 형태의 시트를 구현하도록 하되, 상기 다중 다각망 시트는 마스크 프레임에 접합된 후 픽셀 형태의 모눈 중 각 R,G,B 픽셀에 해당하는 모눈을 제외하고 나머지 모눈에 대하여 전해도금 또는 인바 박판 시트를 이용한 적층 방법을 통해 인바 도금층(구멍을 막음)이 적층되면서 목적한 최종 패턴(2차 패턴)을 형성하도록 하는 바, 이는 종전 박판형 마스크 시트 제조방법으로부터 발생된 각종 문제(금속게제물, 윤활유 침투, 압연시 웨이브 발생 및 재료의 조직 변화 등)를 해결함은 물론 초미세 픽셀의 구현이 가능하며 특히 EML 레이어를 기반으로 하는 R,G,B 증착방식을 대형 OLED TV에 적용(모바일 제품 및 대형 TV 제품에 적용)할 수 있는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법에 관한 것이다.
이에, 본 발명은 인바 재질의 초미세 와이어를 직조(길쌈)하여 R,G,B 각 픽셀의 모눈을 형성하도록 하는 바, 스펙 정밀화와 함께 유기물 증착시 이물화를 최소화함은 물론 쉐도우(Shadow) 현상을 방지하도록 형성(초미세 두께의 와이어에 유기물의 유입 각도를 형성(제작)할 수 있도록 함으로서, 초 박판 구현과 함께 증착시 효율을 극대화할 수 있으며, 기존 마스크와 거의 같은 형태의 유기물 유입 경사각(앵글)을 만듦으로서 증착시 발생할 수 있는 쉐도우(Shadow) 현상을 감소시키도록 함)되고, 종전 대비 불량을 현저하게 감소시킴으로서, 제품성이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 초미세 와이어의 가로 세로 배열을 다양하게 가변 적용할 수 있도록 형성되어 마스크 제작성과 활용성 및 적용성이 크게 확대되는 것을 특징으로 한다.
OLED(Organic Light Emitting Diode)는 유기 화합물에 전류를 흘릴 때 발광하는 현상을 디스플레이에 적용한 것으로 각광 받고 있다.
OLED는 LCD와 달리 백라이트를 필요로 하지 않고 RGB 각각이 물질의 자체적인 형광 또는 인광에 의한 발광으로 구현된다.
따라서 OLED 소자는 LCD에 비해 얇고 가벼운 구성을 취할 수 있으며 소비 전력도 절감할 수 있고, 액정을 사용하지 않기 때문에 액정의 트위스팅 작용 등에 따른 응답 시간의 지연이 없어 훨씬 빠른 응답 시간을 갖는 장점이 있다.
뿐만 아니라 OLED는 LCD 보다 넓은 시야각을 가지며 고휘도, 고순도 색상을 나타내고, 휘어짐 등의 유연성을 나타내어 응용분야가 광범위한 바, 이러한 OLED의 다양한 장점으로 인해 그 수요가 급증하고 있는 추세이다.
한편, 현재 휴대전화 화면용으로 각광 받고 있는 OLED는 평면 디스플레이의 대형화 요구에 부응하지 못하고 있는 실정으로, OLED의 대면적화의 어려움은 그 제조공정과 관계된다.
즉, 종래의 OLED 제조방식은 패터닝(patterning)된 얇은 금속 마스크(쉐도우 마스크라고도 함)를 이용하여 화소에 물질을 증착하는 쉐도우 마스크 방식이 있고, 양극으로 사용되는 ITO(Indium Tin Oxide) 위에 고분자 물질을 방울형태로 떨어뜨려 발광층을 형성하는 잉크젯 방식 및 레이저를 이용하여 고분자 물질이 코우팅된 도너막(donor film) 위에 코우팅된 저분자 또는 고분자 물질을 화소에 형성하는 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 방식이 있다.
참고로, 리티(LITI) 방식 외의 다른 제조방법은 니겔을 도금하여 패턴을 형성하는 전주도금 방식(Electro Formming)과 레이저를 이용하여 다이렉트로 금속판을 가공하여 패턴을 형성하는 방식 등이 있다.
상술한 OLED의 제조방법들 중 잉크젯 방식은 수명이 짧다는 문제가 있고, LITI 방식은 고해상도화됨에 따라 화소마다 레이저 처리를 해야 하므로 생산성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서 쉐도우 마스크 방식이 수명의 안정성과 생산성 측면에서 가장 널리 이용되고 있다.
그러나, 종래의 쉐도우 마스크는 두께가 두꺼울 경우 기판상에 증착되어야 할 물질이 쉐도우 마스크의 두께에 의해 가려지는 에지(edge) 부분과 가려지지 않는 중앙 부분에 증착되는 두께가 틀려 화소의 단면이 일정하지 않게 되는 문제를 일으킨다.
따라서 쉐도우 마스크의 두께는 일반적으로 50㎛ 미만이라야 하며 이러한 제한은 마스크 제작을 어렵게 하는 요인이 된다.
부연하건데, 특히 고해상도 제품으로 갈수록 금속 박판의 두께는 더욱 더 얇아져야 하는데 아주 얇은 금속 박판은 정밀 마스크 제작에 큰 어려움이 따른다.
또한, 종래의 제작방식에서 대면적으로 제작된 마스크는 마스크 프레임에 장착할 경우, 마스크가 아래로 쳐지는 현상이 발생하여 전체적으로 고해상도를 갖는 디스플레이에서 화소의 정밀한 배치를 어렵게 한다.
즉, OLED MASK 는 대면적으로 제작 되어야 경쟁력이 있는데, 대면적 제작은 정밀 마스크에 아주 큰 어려운 기술이다.
특히, 대형 TV 제품의 마스크를 만들 경우에는 대면적 금속 박판의 취급이 어렵고, 얇은 금속 철판의 변형이 심하며, 대면적으로 제작 되기 때문에 금속 철판이 아래로 처지는 현상이 심하게 발생되어 정밀하게 제작되어야 하는 마스크에서는 한계가 있는 실정이다.
이에, 미세한 금속 마스크는 기판에 대하여 정밀하게 얼라이닝(aligning) 하여야 하고, 기판과 마스크의 처짐 방지 기구를 설치하여야 하며, 증착도중 복사열에 의한 마스크의 팽창에 따른 냉각 기구를 필요로 하게된다.
이와 같이, 상술한 문제점으로부터 마스크 제작의 한계로 인한 고해상도 구현의 어려움이 발생하며, 마스크에 잔류하는 물질에 의한 선(Line) 불량, 다크 스팟(Dark Spot) 등의 소자 불량이 발생한다.
상술한 종래기술 사항에 대하여 부연설명을 하면 다음과 같다.
먼저, 기존의 파인 마스크는 이미 만들어진 재료를 이용하여 노광 공정을 통한 패턴을 형성하고, 에칭 공정을 통하여 최종 마무리 한다.
재료는 통상적으로 니켈 알로이를 사용한다. 니켈의 함유량은 약 36%이다.
금속 재료를 박판화하는 과정은 일반적으로 압연 공정을 사용한다.
금속을 주조한 후 열간 압연한 뒤 어느 정도 두께를 형성하고 최종적으로 압연 공정을 사용하여 최종 박판화 작업을 완료한다.
주조 공정에서는 진공로 및 전기로 등을 사용한다.
이 공정 중에서 순도에 따라 불순물이 발생되는데 이 불순물은 도 18에서 보는 바와 같이, 미세패턴을 형성하는 OLED METAL MASK의 불량 발생의 원인이 되고 이는 '금속게재물'이라고 칭한다.
즉, 금속을 주조하는 과정에서는 이 부분들이 필연적으로 발생할 수 밖에 없고, 이를 해결하기 위해서는 사용 면적을 줄여햐 하는데 현 인바 재료 공정에서는 이를 줄이는데 한계가 있다.
그리고, 마스크의 박판화 과정시에는 롤 압연기를 통하여 박판을 형성하게 되는데, 이때에는 윤활유(아브라이유) 등의 보조재를 사용하여 금속 표면을 보호하도록 형성된다.
이에, 상기 윤활유를 제거하기 위해서는 세정 공정을 거쳐야 하지만 금속 면에 깊숙이 침투된 윤활유 등은 제거되지 않는다.
이러한 윤활유 등은 시간이 지나면 보관상태 또는 사용상태에 따라 표면으로 분출되는 경구가 있다.
이러한 윤활유 등은 금속면에 잔류시 마스크 제작에 따른 에칭 공정에서 약액과 반응하여 부식 및 이물 등을 발생시키는 요인이 된다.
또한, 상기 박판화를 위한 압연 공정은 상하단 및 다단계의 롤러를 통하여 두께를 줄이게 된다.
이때, 압연 공정의 특징은 박판 금속을 만들기 위해서 필연적으로 사용되는데, 이러한 롤러를 사용하는 공정들은 금속 재료의 변화를 많이 가져오게 된다.
즉, 이러한 현상은 도 19에서와 같이, 금속 표면에 심한 웨이브를 발생시켜 마스크 공정 제작시 불량의 요인이 된다.
1. 대한민국 등록특허공보 제10-1986333호(2019.05.30. 등록)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 인바 재질의 초미세 와이어를 그물 망 형태로 직조(길쌈:직물을 짜듯 엮음/ 1차 패턴 형성)한 뒤, 다중 다각망 형태의 시트를 구현하도록 하되, 상기 다중 다각망 시트는 마스크 프레임에 접합된 후 픽셀 형태의 모눈 중 각 R,G,B 픽셀에 해당하는 모눈을 제외하고 나머지 모눈에 대하여 전해도금을 통해 인바 도금층(구멍을 막음)이 적층되면서 목적한 최종 패턴(2차 패턴)을 형성하도록 하는 바, 이는 종전 박판형 마스크 시트 제조방법으로부터 발생된 각종 문제(금속게제물, 윤활유 침투, 압연시 웨이브 발생 및 재료의 조직 변화 등)를 해결함은 물론 초미세 픽셀의 구현이 가능하며 특히 EML 레이어를 기반으로 하는 R,G,B 증착방식을 대형 OLED TV에 적용할 수 있는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이에, 본 발명은 인바 재질의 초미세 와이어를 직조(길쌈)하여 R,G,B 각 픽셀의 모눈을 형성하도록 하는 바, 스펙 정밀화와 함께 유기물 증착시 이물화를 최소화함은 물론 쉐도우(Shadow) 현상을 방지하도록 형성되고, 종전 대비 불량을 현저하게 감소시킴으로서, 제품성이 크게 향상되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 초미세 와이어의 가로 세로 배열을 다양하게 가변 적용할 수 있도록 형성되어 마스크 제작성과 활용성 및 적용성이 크게 확대되는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 인바 소재의 초미세 와이어(30~35㎛)를 설정된 간격에 따라 1차방향(가로 또는 세로)으로 배열한 뒤, 해당 1차방향에 직교되는 2차방향(가로 또는 세로)으로 인바 소재의 또 다른 초미세 와이어(30~35㎛)를 설정된 간격에 따라 배열하여 다중 다각망 시트를 이루도록 하면서 픽셀 형태의 모눈을 형성하도록 하는 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)와; 다중 다각망 시트에서 발생된 1,2차방향 초미세 와이어 간 크로스 겹침부(60~75㎛: 직조 또는 길쌈시 발생된 교차점)에 대하여 프레스 장치로 하여금 상하단을 눌러 두께가 최초 대비 1/2로 감소되도록 하거나 초미세 와이어(30~35㎛) 직경에 대응되도록 압착하는 두께 조절 프레스 단계(S200)와; 두께가 조절된 다중 다각망 시트에 대하여 인장기로 하여금 모눈의 스펙이 정밀하게 유지되도록 선인장 한 뒤, 인바 소재의 마스크 프레임에 융착수단(폴리곤 스캐너 레이저 용접, 저항, 도금)으로 하여금 접합하도록 하는 시트-프레임 간 접합단계(S300)와; 프레임에 접합된 다중 다각망 시트에 대하여 목적한 픽셀에 해당하는 모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착에 해당하는 픽셀 외의 나머지 모눈에 대하여 인바 소재로 구멍을 막아 목적하는 최종 패턴(R마스크, G마스크, B마스크 중 어느 하나)을 형성하도록 하는 2차 최종제품 패턴 형성단계(S400)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 초미세 와이어 두께는 가변이 가능하다.(두께 조절이 용이한 편이다.)
즉, 초미세 와이어의 35㎛ 두께 역시 조정이 가능하다. 예컨데, 초미세 와이어를 두 겹으로 올린 뒤 프레스로 눌러 35㎛ 가 유지되게 할 수도 있다.
참고로, 현재의 정밀 마스크는 초미세 박판으로 진화되고 있기 때문에 두께는 더욱 더 얇아질 가능성이 높다.
이에, 초미세 와이어 두께는 가변적인 형태로 제작될 수도 있는 것이 바람직하고, 두 겹(또는 그 이상)으로 적층한 뒤 눌러 다시 두께가 낮아 졌을 때에도 초미세 박판의 두께에 해당하는 와이어의 두께가 유지 되어야 한다.(참고로, 대략적으로는 20~25um 사이가 유지 되어야 한다.)
이에, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 다중 다각망 시트는 1차방향의 각 초미세 와이어를 기준으로 2차방향의 각 초미세 와이어가 지그재그 위 아래로 엮어 직조되거나 길쌈(직물을 짜는 공정)하면서 픽셀 형태의 모눈을 형성하도록 제조된다.
이때, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 초미세 와이어는 저면부에 상광하협의 각도가 형성되어 픽셀 모눈 형성시 유기물의 흡착에 따른 상향 유입시 원활한 진입이 유도되도록 형성된다.
이에, 상기 각도는 단면 형상이 역삼각형, 역사다리꼴형, 반구형 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 픽셀 형태의 모눈은 초미세 와이어의 1차방향(가로 또는 세로)과 직교되는 2차방향(가로 또는 세로)의 간격 조절에 따라 직사각형 또는 정사각형 또는 다각형 또는 원형 중 어느 하나의 크기나 넓이 또는 면적으로 가변 조정하여 픽셀을 패터닝할 수 있도록 형성된다.
이에, 상기 두께 조절 프레스 단계(S200)는 프레스 장치로 다중 다각망 시트의 상하단을 누름시 크로스 겹침부 외에 설정된 초미세 와이어의 기준 직경이 손상되지 않도록 가압하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시트-프레임 간 접합단계(S300)는 다중 다각망 시트를 선인장 한 후 텐션을 유지하면서 마스크 프레임에 접합하도록 형성된다.
이때, 상기 시트-프레임 간 접합단계(S300)의 융착수단은 폴리곤 스캐너 레이저 용접, 저항용접기, 도금접합 방법 중 어느 하나를 이용하여 접합하도록 형성된다.
이에, 상기 2차 최종제품 패턴 형성단계(S400)에서 목적하는 최종 패턴닝을 위해 설정된 모눈의 구멍을 막을 때에는 포토 리쏘그래피(Photo Lithograpy)를 이용한 전해도금 공정을 통해 구멍을 막아 목적하는 최종 패턴을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 전해도금 공정은 인바 소재가 준비된 원료탱크와 연결된 도금조에 다수개의 PR(Periodic reverse)이 구비된 전극판이 형성되어 투입된 도금대상의 다중 다각망 시트와 전기적으로 서로 통전되도록 형성되고, 상기 전극판 위에는 포토 리쏘그래피(Photo Lithograpy)에 의해 형성된 포토마스크가 배치되어 노광공정을 진행하면 포토마스크에 패터닝된 셀로 하여금 노출된 PR주변인 '모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착 구멍을 제외한 모눈 부분'에 인바 도금층이 설정된 두께(5~10㎛)로 적층되도록 하되, 이후, PR을 제거하면 '모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착에 필요한 모눈'은 그대로 구멍을 유지하게 되면서 목적하는 최종 패턴을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명은 인바 재질의 초미세 와이어를 그물 망 형태로 직조(길쌈:직물을 짜듯 엮음/ 1차 패턴 형성)한 뒤, 다중 다각망 형태의 시트를 구현하도록 하되, 상기 다중 다각망 시트는 마스크 프레임에 접합된 후 픽셀 형태의 모눈 중 각 R,G,B 픽셀에 해당하는 모눈을 제외하고 나머지 모눈에 대하여 전해도금을 통해 인바 도금층(구멍을 막음)이 적층되면서 목적한 최종 패턴(2차 패턴)을 형성하도록 하는 바, 이는 종전 박판형 마스크 시트 제조방법으로부터 발생된 각종 문제(금속게제물, 윤활유 침투, 압연시 웨이브 발생 및 재료의 조직 변화 등)를 해결함은 물론 초미세 픽셀의 구현이 가능하며 특히 EML 레이어를 기반으로 하는 R,G,B 증착방식을 대형 OLED TV에 적용할 수 있는 효과가 있다.
이에, 본 발명은 인바 재질의 초미세 와이어를 직조(길쌈)하여 R,G,B 각 픽셀의 모눈을 형성하도록 하는 바, 스펙 정밀화와 함께 유기물 증착시 이물화를 최소화함은 물론 쉐도우(Shadow) 현상을 방지하도록 형성되고, 종전 대비 불량을 현저하게 감소시킴으로서, 제품성이 크게 향상되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 초미세 와이어의 가로 세로 배열을 다양하게 가변 적용할 수 있도록 형성되어 마스크 제작성과 활용성 및 적용성이 크게 확대되는 효과가 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 1차 다중 다각망 패턴 형성단계를 나타낸 예시도,
도 5 내지 도 6은 본 발명에 따른 두께 조절 프레스 단계를 나타낸 예시도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 다중 다각망 시트의 저면부에 각도가 형성된 것을 나타낸 예시도,
도 8은 본 발명에 따라 직조된 다양한 형태의 다중 다각망 시트를 나타낸 예시도,
도 9 내지 도 10은 본 발명에 따른 시트-프레임 간 접합단계를 나타낸 예시도,
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 앵글 제작용 플레이트의 다양한 실시예를 나타낸 예시도,
도 15 내지 도 17은 본 발명에 따른 2차 최종제품 패턴 형성단계를 나타낸 예시도,
도 18은 종래 박판형 마스크에서 검출된 금속게제물에 대한 예시도,
도 19는 종래 박판형 마스크에서 압연시 발생되는 표면 웨이브 현상을 나타낸 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명은 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100), 두께 조절 프레스 단계(S200), 시트-프레임 간 접합단계(S300) 및 2차 최종제품 패턴 형성단계(S400)가; 구성되어 이루어진다.
이에, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)는 인바 소재의 초미세 와이어(110: 30~35㎛)를 설정된 간격에 따라 1차방향(가로 또는 세로)으로 배열한 뒤, 해당 1차방향에 직교되는 2차방향(가로 또는 세로)으로 인바 소재의 또 다른 초미세 와이어(30~35㎛)를 설정된 간격에 따라 배열하여 다중 다각망 시트(100)를 이루도록 하면서 픽셀 형태의 모눈을 형성하도록 제조된다.
이때, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 다중 다각망 시트(100)는 1차방향의 각 초미세 와이어(110)를 기준으로 2차방향의 각 초미세 와이어가 지그재그 위 아래로 엮어 직조되거나 길쌈(직물을 짜는 공정)하면서 픽셀 형태의 모눈(120)을 형성하도록 제조된다.
또한, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 초미세 와이어는 저면부에 상광하협의 각도(140)가 형성되어 픽셀 모눈 형성시 유기물의 흡착에 따른 상향 유입시 원활한 진입이 유도되도록 형성된다.
이에, 상기 각도(140)는 단면 형상이 역삼각형, 역사다리꼴형, 반구형 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 초미세 와이어(110)에 대한 저면 각도(140) 성형시에는 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 앵글 제작용 플레이트의 각도 성형홈에 초미세 와이어를 삽입한 후 프레싱하여 각도를 성형하도록 형성된다.
이때, 초미세 와이어의 앵글 모양은 역삼각형, 역사다리꼴, 반구형 다양하게 실시할 수 있고, 트라이앵글, 펜타곤, 헥사곤, 서클 형태 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
다시 말해, 각도를 제작하는 방식은 여러 가지 모양이 각인 된 특수용 앵글 제작용 플레이트를 사용하여 위에서 눌러 주는 형태로 제작되어야 한다.
또한, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 픽셀 형태의 모눈은 초미세 와이어의 1차방향(가로 또는 세로)과 직교되는 2차방향(가로 또는 세로)의 간격 조절에 따라 직사각형 또는 정사각형 또는 다각형 또는 원형 중 어느 하나의 크기나 넓이 또는 면적으로 가변 조정하여 픽셀을 패터닝할 수 있도록 형성된다.
이에, 상기 두께 조절 프레스 단계(S200)는 다중 다각망 시트에서 발생된 1,2차방향 초미세 와이어 간 크로스 겹침부(130: 60~75㎛: 직조 또는 길쌈시 발생된 교차점)에 대하여 프레스 장치로 하여금 상하단을 눌러 두께가 최초 대비 1/2로 감소되도록 하거나 초미세 와이어(30~35㎛) 직경에 대응되도록 압착된다.
이때, 상기 두께 조절 프레스 단계(S200)는 프레스 장치로 다중 다각망 시트의 상하단을 누름시 크로스 겹침부 외에 설정된 초미세 와이어의 기준 직경이 손상되지 않도록 가압하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 시트-프레임 간 접합단계(S300)는 두께가 조절된 다중 다각망 시트에 대하여 인장기로 하여금 모눈의 스펙이 정밀하게 유지되도록 선인장 한 뒤, 인바 소재의 마스크 프레임(200)에 융착수단(폴리곤 스캐너 레이저 용접, 저항, 도금)으로 하여금 접합하도록 형성된다.
이때, 상기 시트-프레임 간 접합단계(S300)는 다중 다각망 시트를 선인장 한 후 텐션을 유지하면서 마스크 프레임에 접합하도록 형성된다.
또한, 상기 시트-프레임 간 접합단계(S300)의 융착수단은 폴리곤 스캐너 레이저 용접, 저항용접기, 도금접합 방법 중 어느 하나를 이용하여 접합하도록 형성된다.
이에, 상기 2차 최종제품 패턴 형성단계(S400)는 프레임에 접합된 다중 다각망 시트에 대하여 목적한 픽셀에 해당하는 모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착에 해당하는 픽셀 외의 나머지 모눈에 대하여 인바 소재로 구멍을 막아 목적하는 최종 패턴(R마스크, G마스크, B마스크 중 어느 하나)을 형성하도록 이루어진다.
이때, 상기 모눈(모눈 중 구멍을 막아야 하는 구멍)을 막는 방법은 인바 박판 시트를 사용하여 막는 것도 가능하다.
즉, 막아야 하는 부분에 얇은 인바 시트를 상,하 배치시킨 뒤 레이저 용접을 통해 1차 고정을 한다.
그리고, 전체적인 고정은 도금 방식으로 텐션(인장)된 와이어와, 막음용 인바 박판 시트를 도금방식으로 고정하도록 형성된다.
이때, 상기 2차 최종제품 패턴 형성단계(S400)에서 목적하는 최종 패턴닝을 위해 설정된 모눈의 구멍을 막을 때에는 포토 리쏘그래피(Photo Lithograpy)를 이용한 전해도금 공정을 통해 도금층(300)으로 하여금 구멍을 막아 목적하는 최종 패턴을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 전해도금 공정은 인바 소재가 준비된 원료탱크와 연결된 도금조에 다수개의 PR(Periodic reverse)이 구비된 전극판이 형성되어 투입된 도금대상의 다중 다각망 시트와 전기적으로 서로 통전되도록 형성된다.
이에, 상기 전극판 위에는 포토 리쏘그래피(Photo Lithograpy)에 의해 형성된 포토마스크가 배치되어 노광공정을 진행하면 포토마스크에 패터닝된 셀로 하여금 노출된 PR주변인 '모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착 구멍을 제외한 모눈 부분'에 인바 도금층이 설정된 두께(5~10㎛)로 적층되도록 형성된다.
이후, PR을 제거하면 '모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착에 필요한 모눈'은 그대로 구멍을 유지하게 되면서 목적하는 최종 패턴을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.
다음은 본 발명에 따른 그물 패턴 마스크 제조방법에 대하여 보다 자세히 설명한다.
먼저, 본 발명은 인바 소재의 초미세 와이어를 가로 세로로 직조(길쌈)하듯이 엮어 그물(또는 네트나 스크린)형태의 픽셀을 형성하는 것으로, 이는 다중 다각망 시트를 이루는 1차 패턴에 해당한다.
이러한 직조식 다중 다각망 시트 1차 패턴은 종전의 압연식 박판 제조방법과 크게 상이한 것으로, 앞서 언급한 배경기술에서의 각종 문제들을 개선하는 효과가 있다.
다시 말해 초미세 와이어는 인바 재질로서, 와이어 직경은 약 35㎛ 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 초미세 와이어는 직조시 가로줄과 세로줄의 간격을 설정할 수 있는 것으로, 다양한 형태의 사각, 다각, 원형 등의 패턴을 구현할 수 있게 된다.
예컨데, 가로줄의 와이어를 먼저 특정 간격으로 형성하고, 이후 세로줄의 와이어를 특정 간격으로 설정하면서 모눈의 형상과 넓이 등을 특정할 수 있도록 형성된다.
즉, 가로줄을 먼저 형성하고 세로줄은 도면 및 기타 요구 사항에 따라 간격의 변경이 가능(가로줄은 고정된 상태이고, 세로줄만 변경하면서 도면 변경 및 양산화 요구에 대응 가능함)하다. 다시 말해, 해당 와이어 간 간격은 요구하는 도면에 따라 수시로 변경이 가능하다.
한편, 상기와 같이 초미세 와이어로 인해 직조된 다중 다각망 시트는 가로 세로 크로스 겹침부에 기준 와이어의 2배에 해당하는 두께가 형성되는데, 이 부분의 두께를 기준 와이어의 두께로 줄이기 위하여 상하단을 프레스 또는 기타 눌러주는 기구 장치를 이용하여 압착을 한다.
또한, 초미세 와이어로 픽셀이 형성된 모눈에는 아래 방향에서 유기물의 유입이 원활하도록 각도가 형성되도록 해야한다.
즉, 와이어 자체를 성형할 때 일면부가 각도가 있도록 제작하거나 단면이 원형인 와이어를 상하 틀에 넣고 누름시 상면부는 일자 면이되고, 하면부는 모눈 부분으로 유기물의 유입이 원활한 넓은 각도가 이루어지도록 형성된다.(즉, 역설적으로 와이어의 단면은 상광하협의 경사각이 형성되고, 모눈 자체의 단면은 위가 좁고 아래가 넓어 유기물의 유입이 원활하도록 형성된다.)
또한, 본 발명은 다중 다각화 모양의 패턴으로 전체 면적을 형성하는 것으로, 전체 크기는 마스크 프레임에 따라 좌우할 수 있기 때문에 크기 및 모양 등은 비교적 자유롭게 구현할 수 있다.
한편, 본 발명은 다중 다각화 모양의 1차 패턴 후 텐션을 유지한 형태에서 마스크 프레임에 고정되어야 하는데, 이때 다중 다각망 시트를 마스크 프레임에 접합할 때는 평행도 부분이 중요하기 때문에 측정이 가능한 인장 설비(위치 제어 및 인장력 가감 기능이 구비된 인장 설비)를 이용하여 진행한다.
즉, 인장기에 의해 선 인장된 다중 다각망 시트는 레이저 방식을 이용하면서 마스크 프레임에 접합하도록 형성된다.
이에, 사용하는 스캐너는 속도를 최대한 올릴 수 있는 폴리곤 스캐너 스캐너를 사용한다.
즉, 마스크 프레임 부분에 홈 없이도 인장 클램프 안쪽 영역에 용접할 수 있는 방법이 레이저 스캔 방식을 이용한 방법이다.
이후, 1차 패터닝된 다중 다각망 시트는 2차 패턴을 형성하여 최종 제품을 구현해야 한다.
이때, 1차 패턴부의 재질이 인바 재료이기 때문에 2차 상부에 패턴 형성시 사용되는 재료도 인바로 하여야 한다.
1차 하단부의 패턴 부분이 와이어 형태로 되어 있기 때문에 상단부와 붙는 면적이 굉장히 좁아 2차 패턴 형성시에는 도금방법을 이용한다.
즉, 도금 방법은 접합된 형태의 한 구조로 외부 충격 및 열적 변화 등에 강하다. 이는 다중 구조로 되어 있지만 접합 형태로 붙어 있기 때문이다.
이에, 도금으로 패턴을 형성하는 기술은 기본적으로 포토 리쏘그래피(Photo Lithograpy) 기술과 도금 기술을 결합한 형태이다. 미세한 패턴의 금속 박막 형성에 많이 사용한다.
정리하면 본 발명은 초미세 와이어를 통해 그물(네트)이나 스크린을 짜 1차 패턴을 형성하고, 이를 마스크 프레임에 선인장 후 접합한 뒤 도금 방법을 통해 2차 패턴을 형성함으로서, R,G,B 마스크(3장)를 각각 제작하도록 형성된다.
이는 마스크의 정밀화, 안정화가 크게 향상되고 특히 대형 TV를 제작할 수 있는 특징이 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 ... 다중 다각망 시트 110 ... 초미세 와이어
120 ... 모눈 130 ... 크로스 겹침부
140 ... 각도 200 ... 마스크 프레임
300 ... 도금층

Claims (10)

  1. 인바 소재의 초미세 와이어(110: 30~35㎛)를 설정된 간격에 따라 가로 또는 세로의 1차방향으로 배열한 뒤, 해당 1차방향에 직교되는 2차방향으로 인바 소재의 또 다른 초미세 와이어(30~35㎛)를 설정된 간격에 따라 배열하여 다중 다각망 시트(100)를 이루도록 하면서 픽셀 형태의 모눈(120)을 형성하도록 하는 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)와; 다중 다각망 시트에서 발생된 1,2차방향 초미세 와이어 간 크로스 겹침부(130: 60~75㎛)에 대하여 프레스 장치로 하여금 상하단을 눌러 두께가 최초 대비 1/2 또는 1/2 이상으로 감소되도록 하거나 초미세 와이어(30~35㎛) 직경에 대응되도록 압착하는 두께 조절 프레스 단계(S200)와; 두께가 조절된 다중 다각망 시트에 대하여 인장기로 하여금 모눈의 스펙이 정밀하게 유지되도록 선인장 한 뒤, 인바 소재의 마스크 프레임(200)에 융착수단으로 하여금 접합하도록 하는 시트-프레임 간 접합단계(S300)와; 마스크 프레임(200)에 접합된 다중 다각망 시트(100)에 대하여 목적한 픽셀에 해당하는 모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착에 해당하는 픽셀 외의 나머지 모눈에 대하여 인바 소재로 구멍을 막아 목적하는 최종 패턴을 형성하도록 하는 2차 최종제품 패턴 형성단계(S400)가; 구성되어 이루어진 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법에 있어서,
    상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 다중 다각망 시트 형성시에는 1차방향의 각 초미세 와이어를 기준으로 2차방향의 각 초미세 와이어가 지그재그 위 아래로 엮어 직조되거나 길쌈하면서 픽셀 형태의 모눈을 형성하도록 형성되고,
    상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 초미세 와이어는 저면부에 상광하협의 각도(140)가 형성되어 픽셀 모눈 형성시 유기물의 흡착에 따른 상향 유입시 원활한 진입이 유도되도록 하되, 상기 초미세 와이어에 대한 저면 각도 성형시에는 앵글 제작용 플레이트의 각도 성형홈에 초미세 와이어를 삽입한 후 프레싱하여 각도를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 각도(140)는 단면 형상이 역삼각형, 역사다리꼴형, 반구형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 1차 다중 다각망 패턴 형성단계(S100)에서 픽셀 형태의 모눈은 초미세 와이어의 1차방향과 직교되는 2차방향의 간격 조절에 따라 직사각형 또는 정사각형 또는 다각형 또는 원형 중 어느 하나의 크기나 넓이 또는 면적으로 가변 조정하여 픽셀을 패터닝할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 두께 조절 프레스 단계(S200)는 프레스 장치로 다중 다각망 시트의 상하단을 누름시 크로스 겹침부 외에 설정된 초미세 와이어의 기준 직경이 손상되지 않도록 가압하는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 시트-프레임 간 접합단계(S300)는 다중 다각망 시트를 선인장 한 후 텐션을 유지하면서 마스크 프레임에 접합하도록 하는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 시트-프레임 간 접합단계(S300)의 융착수단은 폴리곤 스캐너 레이저 용접, 저항용접기, 도금접합 방법 중 어느 하나를 이용하여 접합하도록 하는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 2차 최종제품 패턴 형성단계(S400)에서 목적하는 최종 패턴닝을 위해 설정된 모눈의 구멍을 막을 때에는 포토 리쏘그래피(Photo Lithograpy)를 이용한 전해도금 공정을 통해 도금층(300)으로 하여금 구멍을 막아 목적하는 최종 패턴을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 전해도금 공정은
    인바 소재가 준비된 원료탱크와 연결된 도금조에 다수개의 PR(Periodic reverse)이 구비된 전극판이 형성되어 투입된 도금대상의 다중 다각망 시트와 전기적으로 서로 통전되도록 형성되고, 상기 전극판 위에는 포토 리쏘그래피(Photo Lithograpy)에 의해 형성된 포토마스크가 배치되어 노광공정을 진행하면 포토마스크에 패터닝된 셀로 하여금 노출된 PR주변인 '모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착 구멍을 제외한 모눈 부분'에 인바 도금층(300)이 설정된 두께(5~10㎛)로 적층되도록 하되, 이후, PR을 제거하면 '모눈 중 각 R,G,B 유기물 증착에 필요한 모눈'은 그대로 구멍을 유지하게 되면서 목적하는 최종 패턴을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 초미세 와이어를 이용한 다중 다각망 구조의 네트 마스크 제조방법.
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