KR102149060B1 - 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 - Google Patents
유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102149060B1 KR102149060B1 KR1020180037431A KR20180037431A KR102149060B1 KR 102149060 B1 KR102149060 B1 KR 102149060B1 KR 1020180037431 A KR1020180037431 A KR 1020180037431A KR 20180037431 A KR20180037431 A KR 20180037431A KR 102149060 B1 KR102149060 B1 KR 102149060B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fine metal
- mask
- group
- metal mask
- mask substrate
- Prior art date
Links
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 97
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 101
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical group FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- FTMKAMVLFVRZQX-UHFFFAOYSA-N octadecylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCP(O)(O)=O FTMKAMVLFVRZQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 4
- CETXMCMQEXPPLV-UHFFFAOYSA-N 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CCC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F CETXMCMQEXPPLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910016909 AlxOy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910005084 FexOy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910020781 SixOy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- -1 phosphoric acid compound Chemical class 0.000 claims description 3
- VIFIHLXNOOCGLJ-UHFFFAOYSA-N trichloro(3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-heptadecafluorodecyl)silane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)CC[Si](Cl)(Cl)Cl VIFIHLXNOOCGLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 83
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 35
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 33
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 4
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000277 atomic layer chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 1
- MZFIXCCGFYSQSS-UHFFFAOYSA-N silver titanium Chemical compound [Ti].[Ag] MZFIXCCGFYSQSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L51/0011—
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
- H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
- C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
본 발명은 마스크 기재 및 상기 마스크 기재의 표면에서 증착면을 포함하는 영역에 옴니포빅 물질이 코팅되어 형성되는 나노쉴드층을 포함하며, 상기 마스크 기재는 표면에서 상기 증착면을 포함하는 영역에 요철 패턴이 형성되고, 상기 나노쉴드층은 상기 요철 패턴에 형성되거나, 상기 마스크 기재와 상기 나노쉴드층 사이에 형성되어 상기 마스크 기재와 나노쉴드층의 결합력을 증가시키는 계면층을 더 포함하는 파인 메탈 마스크를 개시한다.
Description
본 발명은 유기발광다이오드 패널용 기판 제조에 사용되는 파인 메탈 마스크에 관한 것이다.
파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask)는 마이크로미터 수준의 증착 홀이 일정 간격으로 형성된 금속 박판이다. 상기 파인 메탈 마스크는 유기발광다이오드 패널의 제조 공정에서 기판에 화소 패턴을 형성하는데 사용된다. 상기 파인 메탈 마스크는 기판에서 적색, 녹색, 청색의 발광 화소가 형성되는 위치에 대응되는 증착 홀을 통하여 유기물을 증착시킨다. 상기 파인 메탈 마스크를 사용하여 발광 화소를 증착하는 화소 증착 공정은 공정 수율과 밀접한 관계가 있다. 상기 파인 메탈 마스크는 반복적으로 진행되는 화소 증착 공정에서 기체화된 유기물이 표면에 잔류한다. 상기 파인 메탈 마스크의 증착 홀은 마이크로미터 수준의 미세 홀이므로 잔류하는 유기물에 의하여 형상이 변형되면서 화소 패턴의 형상을 변형시켜 화소 증착 공정의 효율을 저하시킬 수 있다.
상기 파인 메탈 마스크는 일정한 회수의 화소 증착 공정에 사용된 후에 잔류하는 유기물을 제거하기 위하여 세정한다. 상기 파인 메탈 마스크의 세정은 유기 용제를 사용하여 파인 메탈 마스크를 세정하는 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 상기 유기 용제를 사용하는 방법은 세정시 사용되는 유기 용제의 안전성 논란, 고가의 세정 설비등으로 인한 제품 생산 단가의 증가 또는 정밀 세정의 필요에 따른 세정 시간의 증가에 따른 전체 공정 시간의 증가와 같은 문제가 있다. 또한, 상기 유기 용제를 사용하는 방법은 세정 후에 표면에 유기 용제가 잔류하는 문제가 있다. 상기 파인 메탈 마스크의 표면에 잔존하는 유기 용제는 유기물의 증착률을 감소시켜 발광 화소의 특성과 유기 발광 다이오드 패널의 품질을 저하시킬 수 있다.
한편, 상기 파인 메탈 마스크의 세정 방법으로 레이저 또는 플라즈마를 이용한 건식 세정 방법등 다양한 방법이 제안되고 있다. 그러나 제안되는 방법들은 모두 파인 메탈 마스크의 세정 방법의 개선에 집중되고 있다.
본 발명은 마스크 기재의 표면에 나노쉴드층에 의한 옴니포빅 특성이 부여되어 유기물의 부착이 감소되고, 증착된 유기물의 세정이 용이한 파인 메탈 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 파인 메탈 마스크는 마스크 기재 및 상기 마스크 기재의 표면에서 증착면을 포함하는 영역에 옴니포빅 물질이 코팅되어 형성되는 나노쉴드층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마스크 기재는 표면에서 상기 증착면을 포함하는 영역에 요철 패턴이 형성되고 상기 요철 패턴에 상기 나노쉴드층이 형성될 수 있다. 상기 요철 패턴은 상기 마스크 기재의 표면으로부터 하부로 형성되는 홈 구조 또는 트렌치 구조로 형성되며, 상기 요철 패턴은 홈 구조를 갖는 도트 형상 패턴, 또는 트렌치 구조를 갖는 격자 형상 패턴, 벌집 형상 패턴 또는 스트라이프 형상 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 트렌치 구조는 연장 방향에 수직인 방향의 폭이 1nm ~ 100㎛이 되도록 형성되며, 상기 요철 패턴은 상기 트렌치 구조의 서로 이격되는 이격 거리가 10nm ~ 1,000㎛이 되도록 형성될 수 있다.
상기 요철 패턴은 상기 마스크 기재의 표면으로부터 상부로 돌출되는 돌기 구조로 형성되며, 상기 돌기 구조는 원기둥, 사각 기둥, 육각 기둥, 원뿔대, 사각뿔대 또는 육각뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 상기 요철 패턴은 에칭 공정에 의하여 불규칙한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층과 요철 패턴은 상기 마스크 기재의 표면에서 상기 증착면과 반대면인 대향면에 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 마스크 기재와 상기 나노쉴드층 사이에 형성되어 상기 마스크 기재와 나노쉴드층의 결합력을 증가시키는 계면층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 계면층은 TixOy, FexOy, AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy 및 ZrxOy로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속 산화물, 그래핀 또는 그래핀옥사이드을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 나노쉴드층은 0.1nm ~ 30㎛의 두께로 형성될 수 있다.
또한, 상기 옴니포빅 물질은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(1)로 표시되는 실란계 화합물을 포함할 수 있다.
구조식(1)
(여기서, n은 4 ~ 25이다.)
또한, 상기 옴니포빅 물질은 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane (HDF-S)일 수 있다.
또한, 상기 나노쉴드층은 TixOy, FexOy , AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy, ZrxOy, 그래핀 및 그래핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하여 형성되는 베이스 입자의 표면에 상기 실란계 화합물이 코팅되어 형성되는 옴니포빅 입자가 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 마스크 기재는 표면에 산화막이 형성되는 금속 재질이며, 상기 실란계 화합물의 실란기가 상기 마스크 기재의 표면에 존재하는 금속기(-M) 또는 산소기(-O)와 자기 결합되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 옴니포빅 물질은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(2)로 표시되는 인산계 화합물을 포함할 수 있다.
구조식(2)
(여기서, n은 4 ~ 25이다.)
또한, 상기 옴니포빅 물질은 Octadecylphosphonic acid (OD-PA) 또는 (1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodec-1-yl) phosphonic acid (HDF-PA)일 수 있다.
또한, 상기 나노쉴드층은 TixOy, FexOy , AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy, ZrxOy, 그래핀 및 그래핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하여 형성되는 베이스 입자의 표면에 상기 인산계 화합물이 코팅되어 형성되는 옴니포빅 입자가 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 마스크 기재는 표면에 산화막이 형성되는 금속 재질이며, 상기 인산계 화합물의 인산기가 상기 마스크 기재의 표면에 존재하는 금속기(-M) 또는 산소기(-O)와 자기 결합되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 마스크 기재는 인바(INVAR) 합금 또는 철(Fe) 합금으로 형성될 수 있다. 상기 마스크 기재는 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 은(Ag), 티타늄(Ti), 니켈 코발트 합금, 모넬 합금, 인코넬 및 듀플렉스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 마스크 기재는 인바(INVAR) 합금, 철(Fe), 합금스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 은(Ag), 티타늄(Ti), 니켈 코발트 합금, 모넬 합금, 인코넬 및 듀플렉스로 이루어진 군에서 선택되는 상대적으로 내부식성이 약한 금속 재질에 상대적으로 내부식성이 강한 금속 재질이 1층 또는 2층으로 코팅되어 형성될 수 있다.
본 발명의 파인 메탈 마스크는 표면에 나노쉴드층에 의한 옴니포빅 특성이 부여되므로 표면에 부착되는 유기물이 감소되며, 화소 증착 공정에 사용되는 회수가 증가되고 세정 주기가 길어지는 효과가 있다.
본 발명의 파인 메탈 마스크는 표면에 부착되는 유기물의 부착력이 감소되므로 세정 공정에서 유기물이 용이하게 제거되며, 세정 후 잔존하는 유기물의 양을 감소시키고 세정 시간을 단축시켜 세정 효율을 증가시키는 효과가 있다.
본 발명의 파인 메탈 마스크는 표면에 부착되는 유기물을 물로 세정 가능하므로 고가의 유기 용제와 세정 장비를 사용할 필요가 없으며 세정 비용을 감소시키는 효과가 있다.
본 발명의 파인 메탈 마스크는 마스크 기재의 표면에 에칭 공정 또는 레이저 가공에 의한 요철 패턴이 형성되므로 마스크 표면의 옴니포빅 특성이 증가되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노쉴드층을 구비하는 파인 메탈 마스크의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크의 부분적인 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크의 부분적인 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크에 형성되는 요철 패턴의 확대 사진이다.
도 6은 도 5의 요철 패턴의 표면에 나노쉴드층이 형성된 상태의 확대 사진이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벌집 형상 패턴으로 형성된 요철 패턴의 확대 사진이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 돌기 구조를 갖는 요철 패턴의 확대 사진이다.
도 9는 기존의 파인 메탈 마스크의 유기물 증착 전후의 사진이다.
도 10은 기존의 파인 메탈 마스크에 유기물이 증착된 후에 물로 세척하는 시간에 따른 세척 정도를 나타내는 사진이다.
도 11은 본 발명의 파인 메탈 마스크의 유기물 증착 전후의 사진이다.
도 12는 본 발명의 파인 메탈 마스크에 유기물이 증착된 후에 물로 세척하는 시간에 따른 세척 정도를 나타내는 사진이다.
도 13은 기존의 파인 메탈 마스크와 본 발명을 파인 메탈 마스크에 대하여 세척 시간에 따른 유기물의 잔류량을 측정하여 비교한 결과 그래프이다.
도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크의 부분적인 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크의 부분적인 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크에 형성되는 요철 패턴의 확대 사진이다.
도 6은 도 5의 요철 패턴의 표면에 나노쉴드층이 형성된 상태의 확대 사진이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벌집 형상 패턴으로 형성된 요철 패턴의 확대 사진이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 돌기 구조를 갖는 요철 패턴의 확대 사진이다.
도 9는 기존의 파인 메탈 마스크의 유기물 증착 전후의 사진이다.
도 10은 기존의 파인 메탈 마스크에 유기물이 증착된 후에 물로 세척하는 시간에 따른 세척 정도를 나타내는 사진이다.
도 11은 본 발명의 파인 메탈 마스크의 유기물 증착 전후의 사진이다.
도 12는 본 발명의 파인 메탈 마스크에 유기물이 증착된 후에 물로 세척하는 시간에 따른 세척 정도를 나타내는 사진이다.
도 13은 기존의 파인 메탈 마스크와 본 발명을 파인 메탈 마스크에 대하여 세척 시간에 따른 유기물의 잔류량을 측정하여 비교한 결과 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 파인 메탈 마스크에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노쉴드층을 구비하는 파인 메탈 마스크의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A에 대한 수직 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파인 메탈 마스크(100)는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 마스크 기재(110) 및 나노쉴드층(130)을 포함하여 형성된다.
상기 파인 메탈 마스크(100)는 전체적인 형상이 일반적으로 유기발광다이오드 패널의 기판 제조에 사용되는 파인 메탈 마스크의 형상으로 형성된다. 상기 파인 메탈 마스크(100)는 유기발광다이오드 패널의 기판 사양에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 파인 메탈 마스크(100)는 여기서 전체적인 형상이 한정되지 않는다.
상기 파인 메탈 마스크(100)는 유기발광다이오드 패널을 형성하는 기판의 상면에 안착되어 화소 증착 공정에 사용된다. 상기 파인 메탈 마스크(100)는 기판에 형성되는 픽셀에 대응되는 위치에 형성되는 증착 홀(101)을 포함한다. 상기 증착 홀은 유기물 소스에서 공급되는 유기물이 통과하여 기판에 증착되는데 필요한 경로를 제공한다. 상기 증착 홀은 상부 면적과 하부 면적이 동일한 형상으로 형성되거나, 상부 면적이 하부 면적보다 큰 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 증착 홀은 테이퍼(taper)진 형상으로 형성될 수 있다.
상기 파인 메탈 마스크(100)는 기판에 안착될 때 유기물이 공급되어 증착되며 기판과 대향하지 않는 증착면과, 증착면과 반대면이며 기판과 대향하는 면인 대향면을 구비하여 형성된다. 즉, 상기 파인 메탈 마스크(100)가 기판의 상면에 안착되는 경우를 기준으로 볼 때, 증착면은 상면이고, 대향면은 하면일 수 있다. 여기서, 상기 증착면은 증착 홀의 내측면을 포함할 수 있다. 상기 증착면은 마스크 기재의 표면에서 증착 홀(101) 사이의 영역을 포함할 수 있다.
상기 마스크 기재(110)는 증착 홀(101)에 대응되는 위치에 형성되는 기재 홀(미도시)을 포함하여 형성된다. 상기 마스크 기재(110)는 열팽창율이 작으며, 높은 내구성과 강도를 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 마스크 기재(110)는 인바(INVAR, 철과 니켈의 합금) 합금, 철(Fe) 합금, 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 은(Ag), 티타늄(Ti), 니켈 코발트 합금, 모넬 합금, 인코넬 및 듀플렉스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 마스크 기재(110)는 상기의 금속 재질에서 철 합금과 같이 상대적으로 내부식성이 약한 금속 재질에 상기의 금속 재질에서 상대적으로 내부식성이 강한 금속 재질이 1층 또는 2층으로 코팅되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 마스크 기재(110)는 상기에서 언급한 금속 재질에서 적어도 2종이 혼합되는 재질로 형성될 수 있다. 상기 마스크 기재(110)는 바람직하게는 인바(INVAR) 합금과 같이 표면에 산화막이 형성되는 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편, 상기 마스크 기재(110)는 필요한 경우에 열 또는 플라즈마 처리와 같은 별도의 처리 공정을 통하여 표면에 금속기(-M) 또는 산소기(-O)가 형성될 수 있다.
상기 마스크 기재(110)는 상기에서 설명한 바와 같이 파인 메탈 마스크(100)의 증착면에 대응되는 증착면과, 파인 메탈 마스크(100)의 대향면에 대응되는 대향면을 포함하여 형성된다.
상기 나노쉴드층(130)은 옴니포빅 특성을 갖는 옴니포빅 물질이 마스크 기재(110)의 표면에 직접 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층(130)은 옴니포빅 특성을 갖는 옴니포빅층으로 형성된다. 또한, 상기 나노쉴드층(130)은 베이스 입자에 옴니포빅 물질이 코팅된 옴니포빅 입자가 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층(130)은 마스크 기재(110)의 표면에서 증착면을 포함하는 영역에 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층(130)은 증착면과 대향면을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층(130)은 파인 메탈 마스크(100)의 표면에 옴니포빅 특성을 부여한다. 상기 옴니포빅 특성은 발수성(또는 소수성)과 발유성을 모두 갖는 특성을 의미하거나 발수성 또는 발유성만을 갖는 특성을 의미한다. 상기 나노쉴드층(130)은 증착 공정에서 파인 메탈 마스크(100)의 표면에 부착되는 유기물의 부착력을 감소시킨다. 상기 나노쉴드층(130)은 세정 공정에서 유기물이 마스크의 표면으로부터 용이하게 분리되도록 한다. 상기 나노쉴드층(130)은 유기물이 물에 의하여 세정될 수 있도록 한다. 상기 나노쉴드층(130)은 도 5(코팅전)와 도 6(코팅 후)에서 보는 바와 같이 투명하게 코팅되며, 마스크 기재(110)에 형성되는 요철 패턴이 그대로 보여질 수 있다.
상기 나노쉴드층(130)은 마스크 기재(110)의 표면에 형성되는 산화막의 산소기 또는 금속기와 옴니포빅 물질이 자기 결합에 의하여 결합되면서 형성된다. 상기 나노쉴드층(130)은 붓칠 방법, 스프레이 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 잉크젯 코팅 방법 또는 디핑 방법에 의하여 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층(130)은 0.1nm ~ 30㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층(130)은 바람직하게는 1nm ~ 1㎛의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 나노쉴드층(130)은 두께를 특별히 한정될 필요없이 마스크 기재(110)의 표면에 옴니포빅 특성을 부여하는데 필요한 소정의 두께로 형성될 수 있다.
상기 옴니포빅 물질은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 실란계 화합물로 형성된다. 상기 나노쉴드층(130)은 전체가 실란계 화합물로 형성되거나, 일부가 실란계 화합물로 형성될 수 있다.
상기 실란계 화합물은 하기 구조식(1)으로 표시되는 화합물로 형성될 수 있다.
구조식(1)
(여기서, n은 4 ~ 25이다.)
또한, 상기 실란계 화합물은 삼염화 실란 자기결합 단분자막(trichlorosilane SAM)으로 형성될 수 있다. 상기 삼염화 실란 자기결합 단분자막은 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane (HDF-S)일 수 있다. 한편, 상기 실란계 화합물의 실란기는 대기중에서도 반응이 빠르므로, 바람직하게는 반응 속도를 제어하기 위하여 질소분위기에서 진행될 수 있다.
상기 나노쉴드층(130)은 실란계 화합물이 무수톨루엔과 같은 용매에 용해되어 요철 패턴의 표면에 코팅되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 실란계 화합물은 0.1 ∼ 10mM의 농도로 용매에 용해되며, 바람직하게는 1 ~ 3mM의 농도로 용매에 용해된다. 상기 실란계 화합물의 농도가 너무 낮으면 나노쉴드층(130)이 충분한 옴니포빅 특성을 갖지 않을 수 있다. 또한, 상기 실란계 화합물의 농도가 너무 높으면 불필요하게 옴니포빅 물질의 많이 사용되어 제조 비용이 증가될 수 있다.
상기 옴니포빅 물질은 CF(탄화불소) 또는 CH(탄화수소)를 포함하는 인산계 화합물로 형성될 수 있다. 상기 나노쉴드층(130)은 전체가 인산계 화합물로 형성되거나, 일부가 인산계 화합물로 형성될 수 있다.
상기 인산계 화합물은 하기 구조식(2)으로 표시되는 인산계 화합물로 형성될 수 있다.
구조식 (2)
(여기서, n은 4 ~ 25이다.)
또한, 상기 인산계 화합물은 포스폰산 자기결합 단분자막(phosphonic acid SAMs)으로 형성될 수 있다. 상기 포스폰산 자기결합 단분자막은 Octadecylphosphonic acid (OD-PA) 또는 (1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodec-1-yl) phosphonic acid (HDF-PA)일 수 있다. 한편, 상기 인산계 화합물의 인산기는 대기중에서 안정한 상태를 유지하므로 실란계 화합물과 달리 대기중에서 코팅 공정이 진행될 수 있다.
상기 나노쉴드층(130)은 인산계 화합물이 에탄올과 같은 알콜 용매에 용해되어 요철 패턴의 표면에 코팅되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 인산계 화합물은 0.1 ~ 10mM의 농도로 용매에 용해되며, 바람직하게는 바람직하게는 1 ~ 3mM의 농도로 용매에 용해된다. 상기 인산계 화합물의 농도가 너무 낮으면 나노쉴드층(130)이 충분한 옴니포빅 특성을 갖지 않을 수 있다. 또한, 상기 인산계 화합물의 농도가 너무 높으면 불필요하게 옴니포빅 물질의 많이 사용되어 제조 비용이 증가될 수 있다.
상기 옴니포빅 물질이 실란계 화합물인 경우에 실란계 화합물의 실란기가 마스크 기재(110)의 표면에 형성되는 금속기(-M) 또는 산소 이온기(-O)와 자기 결합에 의하여 배위결합되는 자기결합 단분자막(self-assembled monolayer)으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 옴니포빅 물질이 인산계 화합물인 경우에 인산기가 마스크 기재(110)의 표면에 형성되는 금속기(-M) 또는 산소 이온기(-O)와 자기 결합에 의하여 배위결합되는 자기결합 단분자막(self-assembled monolayer)으로 형성될 수 있다. 상기 옴니포빅 물질은 마스크 기재(110)의 표면에 존재하는 금속기 또는 산소 이온기와 공유 결합으로 결합되므로, 마스크 기재(110)와의 결합력이 우수하다.
상기 마스크 기재(110)는 상기에서도 언급한 바와 같이 바람직하게는 표면에 산화막이 형성될 수 있는 재질로 형성된다. 상기 마스크 기재(110)가 인바 합금으로 형성되는 경우에 표면에 산화막이 형성되므로, 실란계 화합물과 인산계 화합물은 산화막의 금속기 또는 산소기와 결합된다.
상기 옴니포빅 입자는 베이스 입자의 표면에 옴니포빅 물질이 코팅되어 형성된다. 상기 옴니포빅 입자는 직접 마스크 기재(110)의 표면에 코팅되어 나노쉴드층(130)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 옴니포빅 입자는 별도의 고분자 수지가 혼합되어 마스크 기재(110)의 표면에 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 옴니포빅 입자는 옴니포빅 물질이 실란계 화합물인 경우에 실란계 화합물의 실란기가 베이스 입자의 표면에 형성되는 금속기(-M) 또는 산소 이온기(-O)와 자기 결합에 의하여 배위결합되는 자기결합 단분자막(self-assembled monolayer)으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 옴니포빅 입자는 옴니포빅 물질이 인산계 화합물인 경우에 인산기가 베이스 입자의 표면에 형성되는 금속기(-M) 또는 산소 이온기(-O)와 자기 결합에 의하여 배위결합되는 자기결합 단분자막(self-assembled monolayer)으로 형성될 수 있다. 상기 옴니포빅 물질은 베이스 입자의 표면에 존재하는 금속기 또는 산소 이온기와 공유 결합으로 결합되므로, 마스크 기재(110)와의 결합력이 우수하다. 한편, 상기 베이스 입자는 플라즈마 처리를 통하여 표면에 금속기(-M) 또는 산소기(-O)를 형성할 수 있다.
상기 베이스 입자는 TixOy, FexOy , AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy 및 ZrxOy로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질 또는 이들의 혼합물을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 베이스 입자는 그래핀 또는 그래핀옥사이드을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 베이스 입자는 내부식성이 있는 니켈, 알루미늄, 스테인레스 스틸과 같은 금속 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 베이스 입자는 1 ~ 200nm의 입경으로 형성될 수 있다. 상기 베이스 입자의 입경이 너무 작으면, 분산이 어려우며 표면에 균일하게 옴니포빅 물질이 코팅되기 어렵다. 또한, 상기 베이스 입자의 크기가 너무 크면 나노쉴드층(130)을 균일한 두께로 형성하기 어렵다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크의 부분적인 수직 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크(200)는, 도 1 및 도 3을 참조하면, 마스크 기재(110)와 계면층(220) 및 나노쉴드층(130)을 포함하여 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크(200)는 도 2의 실시예 대비하여 계면층(220)이 추가되어 형성된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크(200)는 마스크 기재(110)와 나노쉴드층(130)이 동일 또는 유사하게 형성된다. 따라서, 이하에서는 계면층(220)을 중심으로 설명한다.
상기 마스크 기재(110)는 표면에 산화막이 형성되지 않는 금속 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 마스크 기재(110)는 내부식성이 우수한 니켈(Ni) 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 마스크 기재(110)는 모넬 합금, 인코넬, 텅스텐, 은 티타늄, 몰리브덴, 듀플렉스과 같은 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 계면층(220)은 금속 산화물로 형성될 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물은 TixOy, FexOy, AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy 및 ZrxOy로 이루어 진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속 산화물을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층(220)은 그래핀, 그래핀옥사이드를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 계면층(220)은 바람직하게는 나노 두께를 갖는 나노 박막층으로 형성될 수 있다. 상기 계면층(220)은 상기와 같은 물질의 나노 입자가 포함된 코팅액이 디핑 코팅, 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅에 의하여 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 계면층(220)은 산화물로 형성되는 경우에 스퍼터링, 원자막증착(Atomic Layer Deposition), 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition), 전자빔증착(E-beam Deposition)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 계면층(220)은 그래핀으로 형성되는 경우에 그래핀막을 별도의 기판에서 성장시킨 후에, 마스크 기재(110)의 표면에 이전(transfer)되어 형성된다. 또한, 상기 계면층(220)은 마스크 기재(110)의 표면에 금속 씨드(seed)의 박막이 형성된 후 그래핀이 성장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층(220)을 그래핀으로 형성하는 경우에 전사 방식을 이용하여 마스크 기재(110)의 표면에 그래핀을 형성시킬 수 있다. 상기 계면층(220)은 표면에 금속기 또는 산소기를 추가로 형성시키기 위하여 열 또는 플라즈마 처리와 같은 별도의 처리를 할 수 있다.
상기 계면층(220)은 마스크 기재(110)의 표면에서 증착면을 포함하는 영역에 코팅되어 형성된다. 상기 계면층(220)은 마스크 기재(110)의 표면에서 증착면과 대향면에 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 계면층(220)은 마스크 기재(110)에서 나노쉴드층(130)이 형성되어야 하는 영역을 포함하는 표면에 형성될 수 있다. 상기 계면층(220)은 마스크 기재(110)의 표면과 나노쉴드층(130)의 결합력을 증가시킨다. 또한, 상기 계면층(220)은 나노쉴드층(130)이 마스크 기재(110)로부터 분리 또는 박리되는 것을 감소시켜 나노쉴드층(130)의 수명을 연장시킨다.
다음은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크의 부분적인 수직 단면도이다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크에 형성되는 요철 패턴의 확대 사진이다. 도 6은 도 5의 요철 패턴의 표면에 나노쉴드층이 형성된 상태의 확대 사진이다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벌집 형상 패턴으로 형성된 요철 패턴의 확대 사진이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 돌기 구조를 갖는 요철 패턴의 확대 사진이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크(300)는, 도 1 및 도 4 내지 도 8을 참조하면, 마스크 기재(310) 및 나노쉴드층(130)을 포함하여 형성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크(300)는 도 2의 실시예 대비하여 마스크 기재(310)의 구조에 차이가 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파인 메탈 마스크(300)는 나노쉴드층(130)이 동일 또는 유사하게 형성된다. 따라서, 이하에서는 상기 마스크 기재(310)에서 차이가 있는 부분을 중심으로 설명한다.
상기 마스크 기재(310)는 표면에 요철 패턴(311)이 형성된다. 상기 요철 패턴(311)은 마스크 기재(310)의 표면에서 증착면을 포함하는 영역에 형성된다. 상기 요철 패턴(311)은 대향면을 포함하는 영역에 더 형성될 수 있다. 상기 요철 패턴(311)은 적어도 유기물이 부착되는 영역을 포함하는 표면에 형성될 수 있다. 상기 요철 패턴(311)은 마스크 기재(310)에서 나노쉴드층(130)이 형성되어야 하는 영역을 포함하는 표면에 형성될 수 있다. 한편, 상기 마스크 기재(310)는 요철 패턴(311)이 형성된 후에 도 3의 실시예에 따른 계면층이 추가로 형성되고 계면층에 나노쉴드층(130)이 코팅될 수 있다. 상기 요철 패턴(311)은 상면에 코팅되는 나노쉴드층(130)의 옴니포빅 특성을 더욱 증가시킨다.
상기 요철 패턴(311)은 바람직하게는 에칭 공정 또는 레이저 가공으로 형성된다. 상기 요철 패턴(311)은 마스크 기재(310)의 표면으로부터 하부로 형성되는 홈 구조 또는 트렌치 구조로 형성된다. 따라서, 상기 마스크 기재(310)는, 도 4를 참조하면, 요철 패턴(311)이 형성되는 영역이 요철 패턴(311)이 형성되지 않은 영역에 대비하여 두께가 얇을 수 있다. 상기 요철 패턴(311)은 레이저 가공에 의하여 규칙적으로 반복되는 패턴 또는 불규칙한 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 요철 패턴(311)은 UV 레이저 및 펄스 레이저를 포함하는 다양한 종류의 레이저로 형성될 수 있다. 상기 레이저는 요철 패턴(311)의 폭과 깊이등에 따른 가공량을 고려하여 다양한 파장대의 레이저 또는 다양한 주파수를 갖는 레이저를 사용할 수 있다. 상기 레이저는 파워와 반복 회수를 조절하여 요철 패턴(311)의 폭과 깊이등을 조절할 수 있다.
또한, 상기 요철 패턴(311)은 건식 에칭(dry etching) 공정 또는 습식 에칭(wet etching) 공정에 의하여 형성될 수 있다. 상기 에칭에 의하여 요철 패턴(311)을 형성하는 경우에 에칭 용액, 시간 및 가스를 조절하여 요철 패턴(311)의 폭과 깊이등의 형상을 조절할 수 있다. 상기 에칭 공정에 의하여 형성되는 경우에, 요철 패턴(311)은 평면 형상 또는 폭과 깊이가 일정하지 않는 불규칙한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 요철 패턴(311)은 레이저 가공으로 형성되는 경우에 바람직하게는 규칙적으로 반복되는 패턴 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 요철 패턴(311)은 홈 구조를 갖는 복수 개의 도트 형상이 반복되는 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 도트 형상은 원형 또는 삼각형, 사각형, 또는 육각형과 같은 다각형일 수 있다. 또한, 상기 요철 패턴(311)은 트렌치 구조를 갖는 복수 개의 라인이 평행하게 반복되는 스트라이프 형상 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 요철 패턴(311)은 트렌치 구조를 갖는 복수 개의 라인이 서로 교차되는 격자 형상 패턴 또는 벌집 형상 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 요철 패턴(311)은 격자 형상 패턴 또는 벌집 형상 패턴의 내부에 추가로 원형 또는 사각 형상의 도트 형상이 형성될 수 있다. 상기 홈 구조는 수직 단면이 사각 형상을 갖도록 형성된다. 상기 트렌치 구조는 연장 방향에 수직인 수직 단면이 사각 형상을 갖도록 형성된다. 상기 홈 구조 또는 트렌치 구조는 수직 단면이 호 형상 또는 V자 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 홈 구조 또는 트렌치 구조는 직경 또는 폭이 1nm ~ 100㎛이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 요철 패턴(311)은 홈 또는 트렌치가 서로 이격되는 이격 거리가 10nm ~ 1,000㎛이 되도록 형성될 수 있다. 상기 요철 패턴(311)은 직경 또는 폭과 이격 거리가 너무 작으면 균일한 가공이 어렵다. 상기 요철 패턴(311)은 직경 또는 폭과 이격 거리가 너무 크면 나노쉴드층(130)과의 결합력 또는 옴니포빅 특성 증가에 대한 영향이 작게 된다. 상기 트렌치 구조는 10nm ~ 100㎛의 깊이로 형성될 수 있다.
상기 요철 패턴(311)은, 마스크 기재(310)의 표면으로부터 상부로 돌출되는 돌기 구조가 반복되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 돌기 구조는 마스크 기재(310)의 표면에서 돌기 구조를 제외한 나머지 영역이 에칭 또는 레이저 가공에 의하여 식각되면서 형성된다. 상기 돌기 구조는 원기둥, 사각 기둥, 육각 기둥, 원뿔대, 사각뿔대 또는 육각뿔대와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 돌기 구조는 폭 또는 직경이 10nm ~ 500㎛이 되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 돌기 구조는 이격되는 이격 거리가 10nm ~ 1000㎛이 되도록 형성될 수 있다. 상기 돌기 구조는 폭, 직경 또는 이격 거리가 너무 작으면 균일한 가공이 어렵다. 상기 돌기 구조는 폭, 직경 또는 이격 거리가 너무 크면 나노쉴드층(130)과의 결합력 또는 옴니포빅 특성 증가에 대한 영향이 작게 된다. 상기 돌기 구조는 10nm ~ 100㎛의 높이로 형성될 수 있다.
다음은 본 발명의 실시예에 따른 파인 메탈 마스크의 평가 결과에 대하여 설명한다.
도 9는 기존의 파인 메탈 마스크의 유기물 증착 전후의 사진이다. 도 10은 기존의 파인 메탈 마스크에 유기물이 증착된 후에 물로 세척하는 시간에 따른 세척 정도를 나타내는 사진이다. 도 11은 본 발명의 파인 메탈 마스크의 유기물 증착 전후의 사진이다. 도 12는 본 발명의 파인 메탈 마스크에 유기물이 증착된 후에 물로 세척하는 시간에 따른 세척 정도를 나타내는 사진이다. 도 13은 기존의 파인 메탈 마스크와 본 발명을 파인 메탈 마스크에 대하여 세척 시간에 따른 유기질의 잔류량을 측정하여 비교한 결과 그래프이다.
본 평가에서 마스크 기재는 모두 인바 합금을 사용하였다. 다만, 본 평가는 세정 정도를 평가하기 위한 것이므로, 증착 홀이 형성되지 않는 평판을 사용하였다. 본 평가에서 나노쉴드층은 CF(탄화불소)를 포함하는 인산계 화합물을 옴니포빅 물질로 사용하여 형성하였다. 또한, 본 평가에서는 마스크 기재의 표면에 격자 형상의 요철 패턴을 형성하고 나노쉴드층을 형성하였다. 본 평가에서는 세정제로 물을 사용하였다. 일반적으로 파인 메탈 마스크의 세정을 위한 세정제로는 상대적으로 세정력이 강한 유기 용매가 사용되고 있으나, 본 평가에서는 상대적으로 세정력이 약하지만 환경 및 인체에 무해한 물을 사용하여 세정력에 대한 비교 평가를 보다 명확하게 하였다. 세정은 유기물이 증착된 마스크를 물에 넣은 후 소니케이션(sonication)을 하는 방식으로 진행하였다. 세정 시간에 따른 세정 정도를 평가하기 위하여 적정한 세정 시간 간격으로 사진을 찍었다. 또한, 파인 메탈 마스크의 중량을 측정하여 세척에 따른 잔존 유기물의 양을 측정하였다. 세정 시간에 따른 잔존 유기물의 양은 세정 전의 초기 값을 기준(100%)로 하고 세정 시간에 따라 감소되는 질량을 측정하여 잔존율을 평가하였다. 여기서 초기 값은 파인 메탈 마스크의 증착전의 질량과 증착 후의 질량을 측정하고 그 차이 값을 산출하여 결정하였다.
기존의 파인 메탈 마스크는, 도 9에서 보는 바와 같이, 형광 물질인 유기물이 증착되기 전에 회색이며, 증착된 후에 노란색을 띄는 것을 확인할 수 있다.
기존의 파인 메탈 마스크는, 도 11에서 보는 바와 같이, 세정 시간이 150초가 되더라도 세정이 거의 진행되지 않아 색상이 노란색을 띄고 있는 것을 볼 수 있다. 기존의 파인 메탈 마스크는 38분이 경과한 후 노란색이 거의 없어지고 있으나 표면에 아직도 유기물이 잔존하는 것을 볼 수 있다. 기존의 파인 메탈 마스크는, 도 13에서 보는 바와 같이 세정 시간이 경과하더라도 잔존 유기물의 양이 감소되지 않는 것을 볼 수 있다.
본 발명의 파인 메탈 마스크는, 도 10에서 보는 바와 같이, 유기물이 증착되기 전에 회색이며, 증착된 후에 노란색을 띄는 것을 확인할 수 있다. 이는 기존의 파인 메탈 마스크의 경우와 동일하다.
본 발명의 파인 메탈 마스크는, 도 11에서 보는 바와 같이, 세정 시간이 경과함에 따라 노란색이 사라지고 회색이 진해지는 것을 볼 수 있다. 본 발명의 파인 메탈 마스크는 150초가 경과된 후에 노란색은 모두 사라지고 회색을 띄고 있는 것을 볼 수 있다. 따라서, 본 발명의 파인 메탈 마스크는 150초가 경과되는 경우에 증착된 유기물이 모두 세정된 것을 알 수 있다. 본 발명의 파인 메탈 마스크는 도 13에서 보는 바와 같이 세정 시간이 경과하면서 잔존 유기물의 양이 감소되며, 150초 후에 잔존 유기물의 양이 0이 되는 것을 볼 수 있다. 한편, 본 발명의 파인 메탈 마스크는 물에 대한 접촉각이 150도로 측정되어 옴니포빅 특성을 가지고 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 파인 메탈 마스크는 물을 세정제로 하는 경우에도 150초 세정 후에도 증착된 유기물이 모두 세정되는 것을 알 수 있다. 한편, 본 발명의 파인 메탈 마스크는 세정력이 강한 유기 용매를 사용하는 경우에 더 빠른 시간에 세정되는 것을 확인할 수 있었다.
100, 200, 300: 파인 메탈 마스크
101: 증착홀
110, 310: 마스크 기재 220: 계면층
130: 나노쉴드층 311: 요철 패턴
101: 증착홀
110, 310: 마스크 기재 220: 계면층
130: 나노쉴드층 311: 요철 패턴
Claims (15)
- 증착홀을 구비하는 파인 메탈 마스크로서,
마스크 기재 및
상기 마스크 기재의 표면에서 증착면을 포함하는 영역에 옴니포빅 물질이 코팅되어 형성되는 나노쉴드층을 포함하며,
상기 마스크 기재는 표면에서 상기 증착면을 포함하는 영역에 요철 패턴이 형성되고,
상기 나노쉴드층은 상기 요철 패턴에 형성되며,
상기 증착면은 상기 마스크 기재의 표면에서 상기 증착홀 사이의 영역을 포함하며,
상기 요철 패턴은 상기 마스크 기재의 표면이 에칭 또는 레이저 가공되어 형성되며,
상기 마스크 기재는 상기 요철 패턴이 형성되는 영역이 상기 요철 패턴이 형성되지 않는 영역에 대비하여 두께가 얇은 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 요철 패턴은 상기 마스크 기재의 표면으로부터 하부로 형성되는 홈 구조 또는 트렌치 구조로 형성되며,
상기 요철 패턴은 홈 구조를 갖는 도트 형상 패턴, 또는 트렌치 구조를 갖는 격자 형상 패턴, 벌집 형상 패턴 또는 스트라이프 형상 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 요철 패턴은 에칭 공정에 의하여 불규칙한 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 나노쉴드층과 요철 패턴은 상기 마스크 기재의 표면에서 상기 증착면과 반대면인 대향면에 더 형성되는 것을 하는 파인 메탈 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 마스크 기재와 상기 나노쉴드층 사이에 형성되어 상기 마스크 기재와 나노쉴드층의 결합력을 증가시키는 계면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 6 항에 있어서,
상기 계면층은 TixOy, FexOy, AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy 및 ZrxOy로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속 산화물, 그래핀 또는 그래핀옥사이드를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 옴니포빅 물질은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(1)로 표시되는 실란계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크.
구조식(1)
또는
(여기서, n은 4 ~ 25이다.) - 제 1 항에 있어서,
상기 옴니포빅 물질은 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane (HDF-S)인 것을 특징으로 파인 메탈 마스크. - 제 8 항에 있어서,
상기 나노쉴드층은 TixOy, FexOy , AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy, ZrxOy, 그래핀 및 그래핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 베이스 입자의 표면에 상기 실란계 화합물이 코팅되어 형성되는 옴니포빅 입자가 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 8 항에 있어서,
상기 마스크 기재는 표면에 산화막이 형성되는 금속 재질이며,
상기 실란계 화합물의 실란기가 상기 마스크 기재의 표면에 존재하는 금속기(-M) 또는 산소기(-O)와 자기 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 1 항에 있어서,
상기 옴니포빅 물질은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(2)로 표시되는 인산계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크.
구조식(2)
또는
(여기서, n은 4 ~ 25이다.) - 제 1 항에 있어서,
상기 옴니포빅 물질은 Octadecylphosphonic acid (OD-PA) 또는 (1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodec-1-yl) phosphonic acid (HDF-PA)인 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 12 항에 있어서,
상기 나노쉴드층은 TixOy, FexOy , AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy, ZrxOy, 그래핀 및 그래핀옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 베이스 입자의 표면에 상기 인산계 화합물이 코팅되어 형성되는 옴니포빅 입자가 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크. - 제 12 항에 있어서,
상기 마스크 기재는 표면에 산화막이 형성되는 금속 재질이며,
상기 인산계 화합물의 인산기가 상기 마스크 기재의 표면에 존재하는 금속기(-M) 또는 산소기(-O)와 자기 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 파인 메탈 마스크.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180037431A KR102149060B1 (ko) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180037431A KR102149060B1 (ko) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170042283A Division KR101866382B1 (ko) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180111692A KR20180111692A (ko) | 2018-10-11 |
| KR102149060B1 true KR102149060B1 (ko) | 2020-08-28 |
Family
ID=63864934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180037431A KR102149060B1 (ko) | 2018-03-30 | 2018-03-30 | 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102149060B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111534791B (zh) * | 2020-04-10 | 2021-03-09 | 常州高光半导体材料有限公司 | 一种延长掩膜版使用寿命、改善蒸镀质量的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100692860B1 (ko) * | 2005-06-02 | 2007-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 평판 표시소자용 마스크 장치 및 이를 이용한 제조방법 |
| KR102160695B1 (ko) * | 2013-05-10 | 2020-09-29 | 삼성디스플레이 주식회사 | 마스크 |
| KR101546084B1 (ko) * | 2013-08-06 | 2015-08-20 | 경기대학교 산학협력단 | 방오성을 갖는 표면 구조층 |
-
2018
- 2018-03-30 KR KR1020180037431A patent/KR102149060B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20180111692A (ko) | 2018-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101866382B1 (ko) | 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 | |
| TWI623631B (zh) | 沉積遮罩及其製造方法 | |
| US9606095B2 (en) | Method of preparing graphene nanoribbon arrays and sensor comprising the same | |
| US20200199754A1 (en) | Self-cleanable transparent conductive surface/film | |
| Li et al. | Vertically aligned and ordered hematite hierarchical columnar arrays for applications in field-emission, superhydrophilicity, and photocatalysis | |
| US20170022607A1 (en) | Structure provided with carbon film and method for forming carbon film | |
| WO2008045114A9 (en) | Method for fabricating nanostructures | |
| WO2010115178A1 (en) | Superhydrophobic surface and method of forming same | |
| KR102149060B1 (ko) | 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크 | |
| CN101026078A (zh) | 离子注入装置 | |
| TWI708414B (zh) | 用於製造有機發光二極體面板的精細金屬遮罩 | |
| Taleb et al. | Electrochemical synthesis using a self-assembled Au nanoparticle template of dendritic films with unusual wetting properties | |
| JP2019210496A (ja) | 有機発光ダイオードパネル製造用ファインメタルマスク | |
| KR101620786B1 (ko) | 초소수성 표면 형성 방법 | |
| EP1560958A2 (en) | Dispersed growth of nanotubes on a substrate | |
| Sychugov et al. | Sub-10 nm crystalline silicon nanostructures by electron beam induced deposition lithography | |
| Hönes et al. | “Nickel nanoflowers” with surface-attached fluoropolymer networks by C, H insertion for the generation of metallic superhydrophobic surfaces | |
| KR20140046165A (ko) | 초발수성 금속 표면 제조 방법 | |
| Ng et al. | Atomic layer deposition of TiO2 nanostructures for self-cleaning applications | |
| CN110551971A (zh) | 用于制造有机发光二极管面板的精细金属掩模 | |
| KR101042385B1 (ko) | 고밀도 미세 패턴 형성 방법 | |
| KR102651680B1 (ko) | 금속판, 및 이를 이용한 oled 패널 | |
| CN107658271A (zh) | 一种防污基板及其制备方法 | |
| Saeed et al. | Si nanowires-holes arrays with enhanced wettability | |
| KR20110047098A (ko) | 친수/발수 패터닝 유리기판 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |