KR102209465B1 - 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 oled 증착용 메탈 마스크 - Google Patents

트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 oled 증착용 메탈 마스크 Download PDF

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Abstract

트림 라인의 돌출부에 의한 기판의 손상으로 공정 수율이 저하되는 것을 개선할 수 있는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크는 제1 면 및 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 가지며, 복수의 마스크 패턴이 배치된 마스크 셀 영역과, 상기 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트; 및 상기 더미 영역에 배치되며, 상기 마스크 셀 영역의 외측을 둘러싸는 트림 라인;을 포함하며, 상기 트림 라인은, 상기 마스크 시트의 제2 면으로부터 제1 면 방향으로 일부 두께가 제거된 제1 트림 라인과, 상기 마스크 시트의 제1 면 및 제2 면을 관통하는 제2 트림 라인을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크{METAL MASK FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEPOSITION MINIMIZING PROTRUSION OF TRIM LINE}
본 발명은 OLED 증착용 메탈 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트림 라인의 돌출부에 의한 기판의 손상으로 공정 수율이 저하되는 것을 개선할 수 있는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크에 관한 것이다.
근래 널리 제조되고 있는 유기발광 표시장치(OLED, Organic Light-Emitting Diode)는 TV, PC, 태블릿 PC, 스마트폰, 스마트워치, 차량 계기판 등에 구비되는 디스플레이 장치로서 널리 이용되고 있다. 이러한 OLED는 빛을 발광하는 발광층이 유기 화합물로 이루어진다.
OLED 제조 공정은 박막의 메탈 마스크를 기판에 밀착시켜서 원하는 위치에 유기물을 증착하는 방법이 주로 사용된다.
종래의 OLED 제조 공정에서는 메탈 마스크를 스틱 형태, 플레이트 형태 등으로 제조한 후, 메탈 마스크를 마스크 프레임 상에 용접하여 고정시키게 된다. 이후, 마스크 프레임에 용접된 메탈 마스크의 더미 영역을 트림 라인을 따라 절단하여 제거하게 된다.
그러나, 종래의 메탈 마스크는 마스크 프레임에 용접하고 트림 라인을 따라 절단하게 되면, 메탈 마스크의 두께가 너무 얇고 대면적이기 때문에 하중에 의해 메탈 마스크가 쳐지거나 뒤틀어질 수 있었다.
이때, 종래의 메탈 마스크가 자체 하중에 의해 휘어질 경우, 더미 영역에 배치되는 트림 라인에 존재하는 날카로운 돌출부가 기판과 접촉될 우려가 커진다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0830321호(2008.05.19. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 증착용 메탈 마스크 및 증착용 메탈 마스크를 이용한 표시장치용 화소 증착 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 트림 라인의 돌출부에 의한 기판의 손상으로 공정 수율이 저하되는 것을 개선할 수 있는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크는 제1 면 및 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 가지며, 복수의 마스크 패턴이 배치된 마스크 셀 영역과, 상기 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트; 및 상기 더미 영역에 배치되며, 상기 마스크 셀 영역의 외측을 둘러싸는 트림 라인;을 포함하며, 상기 트림 라인은, 상기 마스크 시트의 제2 면으로부터 제1 면 방향으로 일부 두께가 제거된 제1 트림 라인과, 상기 마스크 시트의 제1 면 및 제2 면을 관통하는 제2 트림 라인을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 마스크 시트는 상기 더미 영역에 배치되며, 플레이트 형태를 갖는 더미부; 상기 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 복수의 마스크 패턴을 둘러싸는 격자 구조로 배열되어 복수의 리브를 갖는 지지부; 및 상기 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 마스크 시트의 제1 면 및 제2 면을 관통하는 상기 복수의 마스크 패턴;을 포함한다.
여기서, 상기 더미부는 제1 두께를 갖고, 상기 지지부는 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는다.
상기 제1 트림 라인은 상기 더미 영역에 배치되며, 상기 마스크 셀 영역의 외측을 둘러싸도록 일정한 간격으로 이격 배치되고, 상기 제2 트림 라인은 상기 복수의 리브와 대응되는 위치에 일정한 간격으로 이격 배치된다.
아울러, 상기 제1 및 제2 트림 라인은 상기 복수의 마스크 패턴과 함께 형성된다.
상기 제1 트림 라인은 제1 간격으로 이격 배치되고, 상기 제2 트림 라인은 상기 제1 간격 보다 좁은 제2 간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 리브는 제1 방향으로 배열되는 제1 리브와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제2 리브를 갖고, 상기 제2 트림 라인은 상기 제1 및 제2 리브와 각각 대응되는 위치에만 배치된다.
상기 제1 트림 라인의 살대는 상기 더미부 두께의 10 ~ 45%의 두께를 갖는다.
상기 트림 라인은 상기 마스크 셀 영역으로부터 5 ~ 30mm 간격으로 이격된 위치에 배치된다.
본 발명은 마스크 시트의 제2 면으로부터 제1 면 방향으로 일부 두께만이 제거되는 하프 식각 패턴 구조를 갖는 제1 트림 라인이 마스크 셀 영역의 외측을 둘러싸는 형태로 배치되고, 제1 및 제2 리브가 각각 위치하는 더미 영역에는 제2 트림 라인이 배치된다.
이에 따라, 본 발명은 제1 트림 라인이 배치되는 부분에는 날카로운 돌출부가 형성되지 않고, 제1 및 제2 리브와 대응되는 위치에 배치되는 제2 트림 라인 부분에만 날카로운 돌출부가 형성되어, 트림 라인의 돌출부를 최소화할 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명은 기판에 유기물을 증착하는 공정을 수행할 시, 트림 라인의 돌출부가 최소화되어 기판에 스크레치를 발생시킬 확률을 현저하게 감소시킬 수 있으므로, 기판 손상에 의한 공정 불량 감소로 공정 수율을 향상시킬 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 복수의 리브 및 제2 트림 라인과 대응되는 위치의 더미 영역에만 응력 완화 패턴을 더 배치하는 것에 의해, 복수의 리브 부분에 집중되는 인장력을 보다 더 완화시킬 수 있으므로, 마스크 시트의 변형이나 틀어짐을 원천적으로 보완할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도.
도 4는 OLED 증착용 메탈 마스크를 포함하는 유기물 증착 장치를 나타낸 모식도.
도 5는 도 4의 B 부분을 확대하여 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도.
도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도.
도 9a 및 도 9b는 도 7의 C 부분을 확대하여 나타낸 단면도들.
도 10은 본 발명의 일 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도.
도 11은 도 10의 Ⅹ-Ⅹ'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 단면도.
도 13는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도.
도 14는 도 13의 W-W'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 마스크 시트(20) 및 트림 라인(40)을 포함한다.
이때, 마스크 시트(20)는 제1 면(20a) 및 제1 면(20a)에 반대되는 제2 면(20b)을 갖는다. 이러한 마스크 시트(20)는 복수의 마스크 패턴(26)이 배치된 마스크 셀 영역(MA)과, 마스크 셀 영역(MA)의 외측에 배치된 더미 영역(DA)을 갖는다.
트림 라인(40)은 더미 영역(DA)에 배치되며, 마스크 셀 영역(MA)의 외측을 둘러싸도록 형성된다. 이러한 트림 라인(40)은 마스크 셀 영역(MA)과 인접한 더미 영역(DA)에 배치되어, 마스크 셀 영역(MA)과 더미 영역(DA)의 경계 역할을 하게 된다.
종래의 트림 라인(40)은 마스크 시트(20)의 제1 면(20a) 및 제2 면(20b)을 관통하도록 형성된다.
전술한 구성을 갖는 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 마스크 프레임에 용접하고 나서 트림 라인(40)을 따라 절단하게 된다.
그러나, 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 그 두께가 너무 얇고 대면적이기 때문에 하중에 의해 아래 방향으로 쳐지거나 뒤틀어질 수 있다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 트림 라인(40)에는 날카로운 돌출부(F)가 존재하게 된다. 트림 라인(40)은 마스크 셀 영역(MA)에 배치되는 복수의 마스크 패턴(26)과 동일 공정에서 동시에 형성될 수 있다.
즉, 트림 라인(40)은 화학적 에칭 방식인 포토리소그라피법에 의해 형성된다. 이러한 화학적 에칭, 특히 2-스텝(two-step) 에칭에 의해 트림 라인(40)을 형성하게 되면, 에칭 공정 상의 이유로 트림 라인(40)의 측면에는 날카로운 돌출부(F)가 형성될 수 밖에 없었다.
이러한 트림 라인(40)은 마스크 셀 영역(MA)의 네 측 가장자리를 둘러싸는 형태로 배치되기 때문에 날카로운 돌출부(F) 역시 더미 영역(DA)의 네 가장자리를 따라 배치되게 된다.
이때, OLED 증착용 메탈 마스크(1)가 자체 하중에 의해 휘어질 경우, 더미 영역(DA)에 배치되는 트림 라인(40)에 존재하는 날카로운 돌출부(F)가 기판과 접촉될 우려가 커진다.
도 4는 OLED 증착용 메탈 마스크를 포함하는 유기물 증착 장치를 나타낸 모식도이고, 도 5는 도 4의 B 부분을 확대하여 나타낸 단면도로, 이들을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크를 포함하는 유기물 증착 장치(10)는 OLED 증착용 메탈 마스크(1), 마스크 프레임(2), 유기물 증착 용기(3) 및 진공 챔버(4)를 포함할 수 있다.
OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 OLED 증착용 메탈 마스크가 이용될 수 있다.
이러한 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 마스크 프레임(2) 상에 배치되어 고정될 수 있다. 예를 들어, OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 일정한 인장력으로 인장을 실시한 후, 마스크 프레임(2) 상에 용접에 의하여 고정될 수 있다.
이때, OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 마스크 프레임(2)에 의해 고정되고, OLED 증착용 메탈 마스크(1) 상부에는 글라스 재질의 기판(S)이 배치된다.
여기서, OLED 증착용 메탈 마스크(1)의 제1 면이 기판(S)과 마주보도록 장착될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, OLED 증착용 메탈 마스크(1)의 제2 면이 기판(S)과 마주보도록 장착될 수도 있으며, 이 경우 트림 라인의 돌출부(F)도 OLED 증착용 메탈 마스크(1)의 제2 면에 배치되어 있을 수 있다.
유기물 증착 용기(3)는 마스크 프레임(2)과 이격된 하부에 장착된다. 이러한 유기물 증착 용기(3)의 내부에는 기판(S)에 증착하고자 하는 유기물이 채워진다.
이때, OLED 증착용 메탈 마스크(1), 마스크 프레임(2) 및 유기물 증착 용기(3)는 진공 챔버(4)의 내부에 각각 장착되어 있을 수 있다.
이에 따라, 유기물 증착 용기(3)에 채워진 유기물에 열을 가할 경우, 유기물 증착 용기(3)로부터 증발되는 유기물이 OLED 증착용 메탈 마스크(1)의 마스크 패턴을 통과하여 기판(S) 상의 원하는 위치에 증착될 수 있다.
그러나, 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 그 두께가 너무 얇고 대면적이기 때문에 하중에 의해 아래 방향으로 쳐지거나 뒤틀어질 수 있다.
이와 같이, OLED 증착용 메탈 마스크(1)가 자체 하중에 의해 아래 방향으로 휘어질 경우, 가장자리 부분이 위로 볼록한 형태로 변형될 수 있다. 이에 따라, 유기물을 증착하는 과정 중 트림 라인을 따라 절단된 OLED 증착용 메탈 마스크(1)의 절단면에 배치된 날카로운 돌출부(F)가 기판(S)에 스크레치를 입힐 수 있다.
이와 같이, OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 트림 라인을 따라 절단된 절단면에 전체적으로 날카로운 돌출부(F)가 존재하기 때문에 기판(S)에 스크레치를 발생시킬 가능성이 높아질 수 밖에 없다.
이에 따라, OLED 증착용 메탈 마스크(1)를 이용하여 기판(S)에 유기물을 증착하는 공정을 수행하게 되면, 기판(S)에 스크레치를 다량으로 발생시키게 되며 심각할 경우에는 글라스 재질의 기판(S)이 깨지는데 기인하여 공정 수율을 저하시키는 문제가 있었다.
(실시예)
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 트림 라인의 돌출부에 의한 기판의 손상으로 공정 수율이 저하되는 것을 개선할 수 있는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크를 제공한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도이고, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이며, 도 8은 도 6의 Ⅷ-Ⅷ'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크(100)는 마스크 시트(120) 및 트림 라인(140)을 포함한다.
마스크 시트(120)는 제1 면(120a) 및 제1 면(120a)에 반대되는 제2 면(120b)을 갖는다. 이때, 마스크 시트(120)는 SUS 300계열, SUS 400계열, Ni 합금 등의 재질이 이용될 수 있는데, 이는 유기물을 증착하는 공정의 고온 환경에서 메탈 마스크(100)의 변형을 최소화할 수 있는 효과가 있기 때문이다.
이러한 마스크 시트(120)는 복수의 마스크 패턴(126)이 배치된 마스크 셀 영역(MA)과, 마스크 셀 영역(MA)의 외측에 배치된 더미 영역(DA)을 갖는다.
여기서, 마스크 셀 영역(MA)에는 복수의 마스크 패턴(126)이 배치되고, 더미 영역(DA)에는 트림 라인(140)이 배치된다.
상술한 마스크 시트(120)는 더미부(122), 지지부(124) 및 복수의 마스크 패턴(126)을 갖는다.
마스크 시트(120)의 더미부(122)는 더미 영역(DA)에 배치되며, 플레이트 형태를 갖는다.
마스크 시트(120)의 지지부(124)는 마스크 셀 영역(MA)에 배치되며, 복수의 마스크 패턴(126)을 둘러싸는 격자 구조로 배열되어 복수의 리브(125)를 갖는다.
이때, 복수의 리브(125)는 제1 방향으로 배열되는 제1 리브(125a)와, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제2 리브(125b)를 가질 수 있다. 여기서, 제1 방향은 가로 방향일 수 있고, 제2 방향은 세로 방향일 수 있다.
복수의 마스크 패턴(126)은 마스크 셀 영역(MA)에 배치되며, 마스크 시트(120)의 제1 면(120a) 및 제2 면(120b)을 관통할 수 있다. 즉, 복수의 마스크 패턴(126)은 각 셀 별로 마스크 시트(120)의 제1 면(120a) 및 제2 면(120b)을 관통하도록 배치되어 있을 수 있다. 아울러, 복수의 마스크 패턴(126)은 각 셀 별로 마스크 시트(120)의 제1 면(120a) 및 제2 면(120b)의 일부만을 관통하도록 배치되어 있을 수도 있다.
이때, 더미부(122)는 제1 두께(t1)를 갖고, 지지부(124)는 제1 두께(t1)보다 두꺼운 제2 두께(t2)를 갖는다.
여기서, 제1 두께(t1)는 50 ~ 1,000㎛이고, 제2 두께(t2)는 0.1 ~ 1.5mm인 것이 바람직하다. 제1 두께(t1)가 50㎛ 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇아 메탈 마스크(100)를 제조하는 과정 중 핸들링에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 제1 두께(t1)가 1,000㎛를 초과할 경우에는 그 두께가 너무 두꺼워 트림 라인(140)을 따라 트리밍 공정을 수행하는데 어려움이 따를 수 있다.
여기서, 제2 두께(t2)가 0.1mm 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇아 마스크 시트(120)에 변형을 일으킬 수 있다. 반대로, 제2 두께(t2)가 1.5mm를 초과할 경우에는 치수 품질의 문제가 발생할 수 있다.
트림 라인(140)은 더미 영역(DA)에 배치되며, 마스크 셀 영역(MA)의 외측을 둘러싸도록 형성된다. 이때, 트림 라인(140)은 마스크 셀 영역(MA)과 인접한 더미 영역(DA)에 배치되어, 마스크 셀 영역(MA)과 더미 영역(DA)의 경계 역할을 하게 된다.
특히, 트림 라인(140)은 제1 트림 라인(142)과 제2 트림 라인(144)을 갖는다.
제1 트림 라인(142)은 마스크 시트(120)의 제2 면(120b)으로부터 제1 면(120a) 방향으로 일부 두께가 제거된다. 여기서, 제1 트림 라인(142)은 더미 영역(DA)에 배치된다. 이러한 제1 트림 라인(142)은 마스크 셀 영역(MA)의 외측을 둘러싸도록 일정한 간격으로 이격 배치된다.
제2 트림 라인(144)은 마스크 시트(120)의 제1 면(120a) 및 제2 면(120b)을 관통한다. 여기서, 제2 트림 라인(144)은 마스크 시트(120)의 복수의 리브(125)와 대응되는 위치에 일정한 간격으로 이격 배치된다.
이러한 제2 트림 라인(144)은 제1 리브(125a) 및 제2 리브(125b)가 위치하는 부분에만 선택적으로 배치되는 것이 보다 바람직한데, 이는 제1 및 제2 리브(125a, 125)가 위치하는 부분으로 인장력이 집중되므로 인장력을 완화시키는 것이 필요하기 때문이다. 이와 같이, 제1 및 제2 리브(125a, 125b)가 위치하는 부분에만 마스크 시트(120)의 제1 면(120a) 및 제2 면(120b)을 관통하는 제2 트림 라인(144)을 배치시키는 것에 의해 인장력이 집중되는 제1 및 제2 리브(125a, 125b)와 대응되는 위치에서의 인장력 완화로 마스크 시트(120)에 변형이 발생하는 것을 최소화시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 제1 트림 라인(142)은 하프톤 마스크를 이용한 선택적인 에칭 방식으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 트림 라인(142)은 마스크 시트(120)의 제2 면(120b)으로부터 제1 면(120a) 방향으로 일부 두께만이 제거되는 하프 식각 패턴 구조를 갖는다. 따라서, 제1 트림 라인(142)이 배치되는 부분에는 날카로운 돌출부가 형성되지 않고, 제2 트림 라인(144)이 배치되는 부분에만 날카로운 돌출부가 형성된다.
이와 같이, 본 발명에서는 마스크 셀 영역(MA)의 외측을 둘러싸는 더미 영역(DA)의 네 가장자리를 따라 제1 트림 라인(142)을 배치하고, 제1 및 제2 리브(125a, 125b)가 각각 위치하는 더미 영역(DA)에만 제2 트림 라인(144)을 배치하였다.
여기서, 제1 트림 라인(142)은 마스크 시트(120)의 제2 면(120b)으로부터 제1 면(120a) 방향으로 일부 두께만이 제거되는 하프 식각 패턴 구조를 갖기 때문에 마스크 시트(120)의 제1 면(120a)이 외부로 노출되지 않는 평탄한 구조를 갖게 된다. 이에 따라, 마스크 셀 영역(MA)의 네 측 가장자리를 둘러싸는 형태로 배치되는 제1 트림 라인(142)이 배치되는 부분에는 트림 라인(140)의 돌출부가 존재하지 않는다.
아울러, 제2 트림 라인(144)은 제1 및 제2 리브(125a, 125b)가 위치하는 더미 영역(DA)에만 선택적으로 배치된다. 따라서, 본 발명의 트림 라인(140)은 제2 트림 라인(144)이 배치되는 부분에만 트림 라인(140)의 돌출부가 배치되므로, 트림 라인(140)의 돌출부를 현저하게 감소시킬 수 있는 구조적인 이점을 갖는다.
이러한 제1 및 제2 트림 라인(142, 144)은 복수의 마스크 패턴(126)과 함께 형성된다. 즉, 제1 및 제2 트림 라인(142, 144)은 화학적 에칭 방식인 포토리소그라피법에 의해 복수의 마스크 패턴(126)과 동일 공정으로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 트림 라인(142)은 제1 간격으로 이격 배치되고, 제2 트림 라인(144)은 제1 간격 보다 좁은 제2 간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 제1 트림 라인(142)은 1 ~ 3mm의 간격으로 이격 배치되고, 제2 트림 라인(144)은 0.5 ~ 1.5mm의 간격으로 이격 배치된다. 제1 트림 라인(142)의 간격이 1mm 미만일 경우에는 이웃한 제1 트림 라인(142) 상호 간이 연결되는 문제를 유발할 수 있다. 반대로, 제1 트림 라인(142)의 간격이 3mm를 초과할 경우에는 간격이 너무 넓어 트림 라인(140)을 따라 트리밍을 수행하는데 과도한 힘을 필요로 하게 되므로 바람직하지 못하다.
제2 트림 라인(144)의 간격이 0.5mm 미만일 경우에는 제2 트림 라인(144)의 면적 증가로 트림 라인(140)의 돌출부 면적을 증가시키는 요인으로 작용할 수 있으므로 바람직하지 못하다. 반대로, 제2 트림 라인(144)의 간격이 1.5mm를 초과할 경우에는 제2 트림 라인(144)의 면적이 급격히 감소하여 트림 라인(140)을 따라 트리밍을 수행하는데 과도한 힘을 필요로 하게 되므로 바람직하지 못하다.
여기서, 트림 라인(140)은 마스크 셀 영역(MA)으로부터 5 ~ 30mm 간격으로 이격된 위치에 배치되는 것이 바람직한데, 이는 트림 라인(140)이 마스크 셀 영역(MA)으로부터 최소 5mm 간격으로는 이격되어야 트림 라인(140)의 설계 공정 상의 오차에 의한 불량을 미연에 방지하기 위함이다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크(100)는 마스크 시트(120)의 제2 면(120b)으로부터 제1 면(120a) 방향으로 일부 두께만이 제거되는 하프 식각 패턴 구조를 갖는 제1 트림 라인(142)이 마스크 셀 영역(MA)의 외측을 둘러싸는 형태로 배치되고, 제1 및 제2 리브(125a, 125b)가 각각 위치하는 더미 영역(DA)에는 제2 트림 라인(144)이 배치된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크(100)는 제1 트림 라인(142)이 배치되는 부분에는 날카로운 돌출부가 형성되지 않고, 제1 및 제2 리브(125a, 125b)와 대응되는 위치에 배치되는 제2 트림 라인(144) 부분에만 날카로운 돌출부가 형성되어, 트림 라인(140)의 돌출부를 최소화할 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크(100)는 기판에 유기물을 증착하는 공정을 수행할 시, 트림 라인(140)의 돌출부가 최소화되어 기판에 스크레치를 발생시킬 확률을 현저하게 감소시킬 수 있으므로, 기판 손상에 의한 공정 불량 감소로 공정 수율을 향상시킬 수 있게 된다.
이에 대해서는 이하 첨부된 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 9a 및 도 9b는 도 7의 C 부분을 확대하여 나타낸 단면도들이다. 이때, 도 9a는 트리밍 공정 전 상태를 나타낸 것이고, 도 9b는 트리밍 공정 후 상태를 나타낸 것이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 트림 라인을 따라 트리밍 공정을 수행하기 전 상태가 나타나 있다. 이때, 제1 트림 라인(142)은 마스크 시트의 제2 면(120b)으로부터 제1 면(120a) 방향으로 일부 두께만이 제거되는 하프 식각 패턴 구조를 갖는다. 이에 따라, 마스크 셀 영역의 네 측 가장자리를 둘러싸는 형태로 배치되는 제1 트림 라인(142)이 배치되는 부분에는 트림 라인의 돌출부가 존재하지 않는다.
이러한 제1 트림 라인(142)의 살대는 더미부(122) 두께의 10 ~ 45%의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 더미부(122)는 제1 두께(t1)를 갖고, 지지부(124)는 제1 두께(t1)보다 두꺼운 제2 두께(t2)를 가지며, 제1 트림 라인(142)의 살대는 제1 두께(t1)보다 얇은 제3 두께(t3)를 갖는다. 여기서, 제1 트림 라인(142)의 살대는 제1 트림 라인(142)과 대응되는 위치에 배치된 더미부(122)의 두께를 의미한다.
여기서, 제3 두께(t3)가 제2 두께(t2)의 10% 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇은 관계로 에칭 과정에서 오버 에칭이 발생할 경우 마스크 시트의 제1 면(120a)이 외부로 노출되어 돌출부가 형성될 우려가 있다. 반대로, 제3 두께(t3)가 제2 두께(t2)의 45%를 초과할 경우에는 과도한 두께 설계로 트림 라인을 따라 트리밍을 수행하는 과정 중 과도한 힘을 필요로 할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
아울러, 도 9b에 도시된 바와 같이, 트림 라인을 따라 트리밍 공정을 수행한 후, 더미부(122)는 지지부(124)로부터 물리적으로 떨어져 나가 제거된다. 이때, 하프 식각 패턴 구조의 제1 트림 라인(142)은, 단면 상으로 볼 때, 아치 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이, 아치 형상으로 제1 트림 라인(142)을 설계해야 트림 라인을 따라 트리밍 공정을 수행할 시, 제1 트림 라인(142)의 살대 부분에 응력이 집중되어 물리적으로 트림 라인을 손쉽게 떼어낼 수 있기 때문이다.
이 결과, 제1 트림 라인(142)은 물리적인 힘 또는 레이저 커팅에 의해 순간적으로 뜯어져 제거되기 때문에 에칭 방식과 달리 제1 트림 라인(142)의 절단된 측면에는 돌출부가 존재하지 않게 된다. 이에 따라, 제1 트림 라인(142)의 절단면은 날카로운 돌출부 없이 매끄러운 단면을 가지므로, 유기물 증착 공정 시 기판 손상을 최소화할 수 있는 구조적인 이점을 갖는다.
여기서, 제2 트림 라인에는 날카로운 돌출부가 존재하기는 하나, 제2 트림 라인은 제1 및 제2 리브와 대응되는 위치에만 일부 배치되어 있기 때문에 트림 라인 전체의 돌출부는 최소화될 수 있게 된다.
(변형예)
도 10은 본 발명의 일 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도이고, 도 11은 도 10의 Ⅹ-Ⅹ'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크(200)는 마스크 시트(220), 트림 라인(240) 및 응력 완화 패턴(260)을 포함한다. 여기서, 마스크 시트(220) 및 트림 라인(240)은, 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 따른 마스크 시트(120) 및 트림 라인(140)과 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하도록 한다.
즉, 본 발명의 일 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크(200)는, 본 발명의 실시예와 달리, 응력 완화 패턴(260)이 더 배치된다.
이러한 응력 완화 패턴(260)은 더미 영역(DA)에 배치되며, 제2 트림 라인(244)과 이격된 외측에 배치된다. 즉, 응력 완화 패턴(260)은 복수의 리브(225) 및 제2 트림 라인(244)과 대응되는 위치의 더미 영역(DA)에 배치된다.
이때, 응력 완화 패턴(260)은 마스크 시트(220)의 제1 면(220a) 및 제2 면(220b)을 관통하도록 형성된다. 여기서, 응력 완화 패턴(260)은 복수의 마스크 패턴(226) 및 제1 및 제2 트림 라인(242, 244)과 함께 형성된다. 즉, 응력 완화 패턴(260)은 화학적 에칭 방식인 포토리소그라피법에 의해 복수의 마스크 패턴(226) 및 제1 및 제2 트림 라인(242, 244)과 동일 공정으로 형성될 수 있다.
이러한 응력 완화 패턴(260)은, 평면상으로 볼 때, 사각형, 삼각형, 오각형 및 원형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있으며, 이 중 사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다. 응력 완화 패턴(260)은 제1 및 제2 리브(225a, 225b)의 폭과 대응되는 면적 내에 적어도 하나 이상을 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 일 변형예에서는 복수의 리브(225) 및 제2 트림 라인(244)과 대응되는 위치의 더미 영역(DA)에만 응력 완화 패턴(260)을 더 배치하는 것에 의해, 복수의 리브(225) 부분에 집중되는 인장력을 보다 더 완화시킬 수 있으므로, 마스크 시트(220)의 변형이나 틀어짐을 원천적으로 보완할 수 있게 된다.
아울러, 응력 완화 패턴(260)은 트림 라인(240)을 따라 트리밍을 수행하는 과정시 복수의 마스크 패턴(226) 및 지지부(224)로부터 더미부(222)를 떼어내어 제거하는 것을 보다 수월하게 보조하는 역할을 한다.
한편, 도 12는 본 발명의 다른 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 단면도로, 도 10과 연계하여 설명하도록 한다.
도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크(200)는 응력 완화 패턴(260)이 하프 식각 패턴 구조를 갖는 것을 제외하고는, 본 발명의 변형예와 실질적으로 동일한 구성을 갖는바, 중복 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하도록 한다.
본 발명의 다른 변형예에 따른 응력 완화 패턴(260)은 더미 영역(DA)에 배치되며, 제2 트림 라인(244)과 이격된 외측에 배치된다. 즉, 응력 완화 패턴(260)은 복수의 리브(225) 및 제2 트림 라인(244)과 대응되는 위치의 더미 영역(DA)에 배치된다.
이때, 응력 완화 패턴(260)은 마스크 시트(220)의 제2 면(220b)으로부터 제1 면(220a) 방향으로 일부 두께가 제거된다. 여기서, 응력 완화 패턴(260)은 복수의 마스크 패턴(226) 및 제1 및 제2 트림 라인(242, 244)과 함께 형성된다. 즉, 응력 완화 패턴(260)은 화학적 에칭 방식인 포토리소그라피법에 의해 복수의 마스크 패턴(226) 및 제1 및 제2 트림 라인(242, 244)과 동일 공정으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 변형예에 따른 응력 완화 패턴(260)은 마스크 시트(220)의 제2 면(220b)으로부터 제1 면(220a) 방향으로 일부 두께만이 제거되는 하프 식각 패턴 구조를 갖기 때문에 마스크 시트(220)의 제1 면(220a)이 외부로 노출되지 않는 평탄한 구조를 갖게 된다.
이때, 본 발명의 다른 변형예는 복수의 리브(225) 및 제2 트림 라인(244)과 대응되는 위치의 더미 영역(DA)에만 하프 식각 패턴 구조의 응력 완화 패턴(260)이 더 배치된다. 이 결과, 본 발명의 다른 변형예는, 본 발명의 실시예에 비하여, 복수의 리브(225) 부분에 집중되는 인장력을 보다 더 완화시킬 수 있으므로, 마스크 시트(220)의 변형이나 틀어짐을 최소화할 수 있게 된다.
이때, 본 발명의 다른 변형예는 더미 영역(DA)에 배치되는 응력 완화 패턴(260)이 마스크 시트(220)의 제1 면(220a) 및 제2 면(220b)을 관통하는 것이 아니라, 일부 두께만이 선택적으로 제거된 구조이므로, 일 변형예에 비하여, 더미부(222)의 강도 확보가 가능하여 트리밍 공정시 큰 힘을 필요로 하지 않는다.
한편, 도 13는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 나타낸 평면도이고, 도 14는 도 13의 W-W'선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크(300)는 더미 영역(DA)의 모서리 부분에 강도 보강층(380)을 더 배치시킨 것을 제외하고는, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한 본 발명의 일 변형예와 실질적으로 동일한 구성을 갖는바, 중복 설명은 생략하고 차이점 위주로 설명하도록 한다.
본 발명의 또 다른 변형예에서는 더미 영역(DA)의 모서리 부분에 강도 보강층(380)이 더 배치된다.
이러한 강도 보강층(380)은 마스크 시트(320)의 제1 면(320a) 및 제2 면(320b)에 각각 배치된다. 이때, 강도 보강층(380)은 더미 영역(DA)의 네 모서리 부분에 각각 배치되어, 강도를 보강하는 역할을 한다.
이에 따라, 본 발명의 또 다른 변형예는 더미 영역(DA)의 네 모서리 부분에 강도 보강층(380)이 더 형성되는 것에 의해, OLED 증착용 메탈 마스크(300)의 변형이나 뒤틀림에 취약한 최외곽 가장자리 부분에서의 강도 확보가 가능해질 수 있다. 이 결과, OLED 증착용 메탈 마스크(300)의 사이즈가 증가하더라도 네 모서리 부분에는 강도 보강층(380)이 추가 배치되어 있으므로 최외곽 가장자리 부분이 변형되거나 뒤틀리는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
이러한 강도 보강층(380)은 에폭시 수지 20 ~ 40 중량%, 알루미나 10 ~ 30 중량% 및 나머지 용매로 조성되는 강도 보강 조성물을 스프레이 방식으로 코팅하고, 경화시키는 것에 의해 형성될 수 있다.
에폭시 수지는 크레졸(cresol) 노볼락(Novorack)형 에폭시 수지, 페놀 노볼락(Novorack)형 에폭시 수지, 비스페놀형 에폭시 수지 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있다.
이러한 에폭시 수지의 첨가량이 강도 보강 조성물 전체 중량의 20 중량% 미만일 경우에는 접합력 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 에폭시 수지의 첨가량이 강도 보강 조성물 전체 중량의 40 중량%를 초과할 경우에는 상대적으로 알루미나의 첨가량이 감소하여 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다.
알루미나는 강도를 보강하기 위해 첨가된다. 이러한 알루미나는 1 ~ 5㎛의 평균 입경을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 알루미나의 첨가량이 강도 보강 조성물 전체 중량의 10 중량% 미만일 경우에는 강도 확보가 어려울 수 있다. 반대로, 알루미나의 첨가량이 30 중량%를 초과할 경우에는 에폭시 수지가 상대적으로 적어져 접합력이 약화될 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
이러한 강도 보강 조성물은 2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진 1 ~ 3 중량%를 더 포함할 수 있다. 2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진은 접착력을 강화시키는 역할을 한다. 2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진의 첨가량이 1 중량% 미만일 경우에는 접착력 향상 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 2,4-디페닐-6-(2-히드록시-4-에톡시페닐)-1,3,5-트리아진의 첨가량이 3 중량%를 초과할 경우에는 과도하게 다량 첨가되는데 기인하여 강도를 저하시킬 우려가 있다.
이때, 강도 보강층(380)은 30 ~ 60㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 강도 보강층(380)의 두께가 30㎛ 미만일 경우에는 그 두께가 너무 얇아 충분한 강도 확보에 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 강도 보강층(380)의 두께가 60㎛를 초과할 경우에는 강도 보강층(380)이 형성된 위치에 오히려 너무 과도한 응력이 집중되어 마스크 시트(320)에 변형을 유발할 수 있으므로, 바람직하지 못하다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명은 마스크 시트의 제2 면으로부터 제1 면 방향으로 일부 두께만이 제거되는 하프 식각 패턴 구조를 갖는 제1 트림 라인이 마스크 셀 영역의 외측을 둘러싸는 형태로 배치되고, 제1 및 제2 리브가 각각 위치하는 더미 영역에는 제2 트림 라인이 배치된다.
이에 따라, 본 발명은 제1 트림 라인이 배치되는 부분에는 날카로운 돌출부가 형성되지 않고, 제1 및 제2 리브와 대응되는 위치에 배치되는 제2 트림 라인 부분에만 날카로운 돌출부가 형성되어, 트림 라인의 돌출부를 최소화할 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명은 기판에 유기물을 증착하는 공정을 수행할 시, 트림 라인의 돌출부가 최소화되어 기판에 스크레치를 발생시킬 확률을 현저하게 감소시킬 수 있으므로, 기판 손상에 의한 공정 불량 감소로 공정 수율을 향상시킬 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 복수의 리브 및 제2 트림 라인과 대응되는 위치의 더미 영역에만 응력 완화 패턴을 더 배치하는 것에 의해, 복수의 리브 부분에 집중되는 인장력을 보다 더 완화시킬 수 있으므로, 마스크 시트의 변형이나 틀어짐을 원천적으로 보완할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 메탈 마스크 120 : 마스크 시트
120a : 마스크 시트의 제1 면 120b : 마스크 시트의 제2 면
122 : 더미부 124 : 지지부
126 : 마스크 패턴 140 : 트림 라인
142 : 제1 트림 라인 144 : 제2 트림 라인
MA : 마스크 셀 영역 DA : 더미 영역

Claims (9)

  1. 제1 면 및 상기 제1 면에 반대되는 제2 면을 가지며, 복수의 마스크 패턴이 배치된 마스크 셀 영역과, 상기 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트;
    상기 더미 영역에 배치되며, 상기 마스크 셀 영역의 외측을 둘러싸는 트림 라인; 및
    상기 더미 영역에 배치되며, 제2 트림 라인과 이격된 외측에 배치된 응력 완화 패턴;을 포함하며,
    상기 마스크 시트는 상기 더미 영역에 배치되며, 플레이트 형태를 갖는 더미부; 상기 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 복수의 마스크 패턴을 둘러싸는 격자 구조로 배열되어 복수의 리브를 갖는 지지부; 및 상기 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 마스크 시트의 제1 면 및 제2 면을 관통하는 상기 복수의 마스크 패턴;을 포함하고,
    상기 트림 라인은, 상기 마스크 시트의 제2 면으로부터 제1 면 방향으로 일부 두께가 제거된 제1 트림 라인과, 상기 마스크 시트의 제1 면 및 제2 면을 관통하는 제2 트림 라인을 가지며,
    상기 제1 트림 라인은 상기 더미 영역에 배치되며, 상기 마스크 셀 영역의 외측을 둘러싸도록 일정한 간격으로 이격 배치되고, 상기 제2 트림 라인은 상기 복수의 리브와 대응되는 위치에 일정한 간격으로 이격 배치되며,
    상기 제1 트림 라인은 1 ~ 3mm의 제1 간격으로 이격 배치되고, 상기 제2 트림 라인은 상기 제1 간격 보다 좁은 0.5 ~ 1.5mm의 제2 간격으로 이격 배치되고,
    상기 응력 완화 패턴은 상기 마스크 시트의 제1 면 및 제2 면을 관통하도록 형성되며, 상기 복수의 리브 및 제2 트림 라인과 대응되는 위치의 더미 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 더미부는 제1 두께를 갖고,
    상기 지지부는 상기 제1 두께보다 두꺼운 제2 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 트림 라인은
    상기 복수의 마스크 패턴과 함께 형성된 것을 특징으로 하는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 리브는 제1 방향으로 배열되는 제1 리브와, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 제2 리브를 갖고,
    상기 제2 트림 라인은 상기 제1 및 제2 리브와 각각 대응되는 위치에만 배치되는 것을 특징으로 하는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 트림 라인의 살대는
    상기 더미부 두께의 10 ~ 45%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 트림 라인은
    상기 마스크 셀 영역으로부터 5 ~ 30mm 간격으로 이격된 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 트림 라인의 돌출부를 최소화시킨 OLED 증착용 메탈 마스크.
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