KR102220552B1 - Oled 증착용 메탈 마스크 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR102220552B1 KR1020200085412A KR20200085412A KR102220552B1 KR 102220552 B1 KR102220552 B1 KR 102220552B1 KR 1020200085412 A KR1020200085412 A KR 1020200085412A KR 20200085412 A KR20200085412 A KR 20200085412A KR 102220552 B1 KR102220552 B1 KR 102220552B1
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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법은 OLED 증착용 원소재인 금속판을 준비하는 원소재 금속판 준비단계와, 상기 금속판의 상부면에 상부홈을 형성시키고, 상기 금속판의 하부면에 하부홈을 형성시키는 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계와, 상기 상부홈이 형성된 금속판의 상부면에 대하여 레이저 가공하여 상기 상부홈과 상기 하부홈을 연통시키는 금속판의 상부면 레이저 가공 단계를 포함한다.

Description

OLED 증착용 메탈 마스크 및 그의 제조방법{Deposition Metal Mask for OLED and Manufacturing Method of the same}
본 발명은 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시장치는 다양한 디바이스에 적용되어 사용되고 있다. 예를 들어, 표시장치는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 소형 디바이스뿐만 아니라, TV, 모니터, 퍼블릭 디스플레이(PD, Public Display) 등과 같은 대형 디바이스에 적용되어 이용되고 있다.
최근에는 500 PPI(Pixel Per Inch) 이상의 초고해상도 UHD(UHD, Ultra High Definition)에 대한 수요가 증가하고 있으며, 고해상도 표시장치가 소형 디바이스 및 대형 디바이스에 적용되고 있다. 이에 따라, 저전력 및 고해상도 구현을 위한 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
한편, 일반적으로 사용되는 표시장치는 구동 방법에 따라 크게 LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등으로 구분될 수 있다. LCD는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 구동되는 표시장치로 액정의 하부에는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 LED(Light Emitting Diode) 등을 포함하는 광원이 배치되는 구조이며, 광원 상에 배치되는 액정을 이용하여 광원으로부터 방출되는 빛의 양을 조절하여 구동되는 표시장치다.
보다 구체적으로, OLED는 유기물을 이용해 구동되는 표시장치는 별도의 광원이 요구되지 않고, 유기물이 자체가 광원의 역할을 수행하여 저전력으로 구동될 수 있다. 또한, OLED는 무한한 명암비를 표현할 수 있고, LCD보다 약 1000배 이상의 빠른 응답속도를 가지며 시야각이 우수하여 LCD를 대체할 수 있는 표시장치로 주목 받고 있다.
특히, OLED에서 발광층에 포함된 유기물은 파인 메탈 마스크(FMM, Fine Metal Mask)라 불리는 증착용 마스크에 의해 기판 상에 증착될 수 있고, 증착된 유기물은 증착용 마스크에 형성된 패턴과 대응되는 패턴으로 형성되어 화소의 역할을 수행할 수 있다.
또한, 증착용 마스크는 일반적으로 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함 하는 인바(Invar) 합금 금속판으로 이루어진다. 이때, 금속판의 일면 및 타면에는 일면과 타면을 관통하는 관통홀이 형성되며, 관통홀은 화소패턴과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 적색 (Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 등의 유기물은 금속판의 관통홀을 통과하여 기판 상에 증착될 수 있고, 기판 상에는 화소 패턴이 형성될 수 있다.
한편, FMM(Fine Metal Mask)를 이용한 OLED 증착은 Capa up을 위해 4.5세대에서 6세대로 증착기가 커짐에 따라, 증착용 마스크도 G4.5H에서 G6H로 커졌다.
그리고 증착용 마스크가 커짐에 따라 기존에 대응이 가능했던 G4.5H용 글라스 포토마스크(Glass photomask)가 필름 포토마스크(Film photomask)로 전환되고 있다. 이에 따라 필름 포토마스크의 상/하 미스매치와 필름 포토마스크의 변화량으로 인해, 패턴의 정밀도와 수율이 저하되는 문제점이 발생되고 있다.
또한, 증착용 마스크는 상부 에칭 및 하부 에칭을 통해 관통부를 형성시킨 경우, 관통부를 형성하는 증착용 마스크의 에지부가 날카로운 단면으로 형성됨에 따라, 증착시 분균일하게 증착되고, 치수 관리가 어려운 문제점을 지니고 있다.
본 발명의 일 관점은 OLED 증착용 메탈 마스크에 의해 증착시 균일하게 증착됨에 따라 치수관리가 용이하고 신뢰성이 향상될 수 있는 OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법 및 그에 의해 제조된 OLED 증착용 메탈 마스크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 관점은 금속판의 상측 패턴과 하측 패턴의 미스매치가 방지되어 불량률이 감소되고, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법 및 그에 의해 제조된 OLED 증착용 메탈 마스크를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법은 OLED 증착용 원소재인 금속판을 준비하는 원소재 금속판 준비단계와, 상기 금속판의 상부면에 상부홈을 형성시키고, 상기 금속판의 하부면에 하부홈을 형성시키는 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계와, 상기 상부홈이 형성된 금속판의 상부면에 대하여 레이저 가공하여 상기 상부홈과 상기 하부홈을 연통시키는 금속판의 상부면 레이저 가공 단계를 포함한다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법에 있어서, 상기 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계는 상기 금속판의 양측에 레지스트를 라미네이팅하고, 노광 및 현상을 통해 상기 레지스트에 상부홈을 형성시키기 위한 상부홀 영역과 하부홈을 형성시키기 위한 하부홀 영역을 형성시키는 레지스트 라미네이팅 및 패터닝 단계와, 상기 상부홀 영역과 상기 하부홀 영역을 에칭하여 상기 상부홈과 상기 하부홈을 형성시키고, 잔류된 레지스트를 제거하는 1차 에칭 및 박리 단계를 포함한다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법에 있어서, 상기 상부홀 영역의 중심부와 상기 하부홀 영역의 중심부는 동축으로 위치되도록, 상기 상부홀 영역과 상기 하부홀 영역은 서로 대향되고, 상기 상부홀 영역은 상기 하부홀 영역에 비하여 넓게 형성될 수 있다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법에 있어서, 상기 상부홈의 깊이와 상기 하부홈의 깊이는 2~4 : 6~8의 비율로 형성될 수 있다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법에 있어서, 상기 금속판의 상부면 레이저 가공 단계는 동축으로 위치되는 상기 상부홈의 중심부와 상기 하부홈의 중심부를 기준으로 관통부에 대응되는 레이저 가공 영역에 대하여 레이저를 조사한다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법에 있어서, 상기 레이저 가공 영역에 대한 단면의 길이는 상기 하부홈에 대한 단면의 길이보다 작게 형성되고, 상기 하부홈에 대한 단면의 길이는 상기 상부홈에 대한 단면의 길이 보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법에 의해 제조된 OLED 증착용 메탈 마스크는 상부홈, 하부홈 및 레이저 관통부가 형성된 금속판이고, 상기 상부홈과 상기 하부홈은 상기 레이저 관통부에 의해 연통되고, 상기 관통부를 형성하는 상기 금속판의 내측 단면은 상기 레이저 관통부의 관통방향으로 연장된 측면 영역이 형성되고, 상기 레이저 관통부는 레이저를 조사하여 형성된다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크에 있어서, 상기 상부홈의 깊이는 상기 하부홈에 비하여 작게 형성되고, 상기 상부홈의 깊이와 상기 하부홈의 깊이는 2~4 : 6~8의 비율로 형성될 수 있다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크에 있어서, 상기 상부홈에 대한 단면의 길이는 10~15㎛이고, 상기 하부홈에 대한 단면의 길이는 5~10㎛이고, 상기 레이저 관통부의 길이는 3~5㎛로 형성될 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의하면 레이저에 빠르고 간편하게 OLED 증착용 메탈 마스크에 관통부를 형성시키고, 일정 두께를 갖는 관통부에 의해 증착시 균일하게 증착됨에 따라 치수관리가 용이하고 신뢰성이 향상되고, 금속판의 상측 패턴과 하측 패턴의 미스매치가 방지되어 불량률이 감소되고, 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법 및 그에 의해 제조된 OLED 증착용 메탈 마스크를 얻을 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법에 대한 기술사상을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 도 1은 본 발명에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법의 일실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시한 OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법에 있어서, 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3의 (d)에 도시한 레이저 가공 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 7은 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성단계의 세부단계를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 8은 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 타측 패터닝 단계에 대한 세부단계를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 9는 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 일측 패터닝 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 10은 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 타측 다이렉트 이미징 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 11은 도 8에 도시한 금속판의 타측 패터닝 단계에 있어서, 금속판의 타측 다이렉트 이미징 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계를 통해 제조된 OLED 증착용 메탈 마스크를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 13은 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계의 세부공정에 대한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 구성도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법에 대한 기술사상을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도시한 바와 같이, OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법(S1000)은 원소재 금속판 준비단계(S1100), 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계(S1200) 및 금속판의 상부면 레이저 가공단계(S1300)를 포함한다.
보다 구체적으로, 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계(S1200)는 금속판의 상부면 및 하부면에 각각 상부홈과 하부홈을 형성시키는 단계이다.
즉, 상부홈과 하부홈은 금속판의 상부면 레이저 가공단계(S1300)를 통해 레이저 관통부를 형성하기 위한 것이고, 상부홈과 하부홈은 서로 대향되도록 형성된다.
다음으로, 금속판의 상부면 레이저 가공단계(S1300)는 상부홈이 형성된 금속판의 상부면에 대하여 레이저 가공하여 상부홈과 하부홈은 연통시키는 단계이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법은 1차 에칭단계와 레이저 가공단계를 통해 빠르고 정확하게 레이저 관통부를 형성시킨다. 즉, 1차로 상부홈과 하부홈이 형성된 상태에서 상부면에 레이저를 조사하여 레이저 관통부를 형성하는 OLED 증착용 메탈 마스크의 가장자리 단면은 날카롭지 않고 측면영역이 형성된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크는 레이저 관통부의 측면영역을 통해 증착공정시 균일한 증착이 가능하고, 치수관리가 용이하게 된다.
도 2는 도 1은 본 발명에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법의 일실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도시한 바와 같이, OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법(S1000)은 원소재 금속판 준비단계(S1100), 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계(S1200) 및 금속판의 상부면 레이저 가공단계(S1300)를 포함하고, 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계(S1200)는 레지스트 라미네이팅 및 패터닝 단계(S1210), 1차 에칭 및 박리 단계(S1220)를 포함한다.
보다 구체적으로, 원소재 금속판 준비단계(S1100)는 OLED 증착용 메탈 마스크의 원소재인 금속판을 준비하는 단계이다.
레지스트 라미네이팅 및 패터닝 단계(S1210)는 금속판의 양측인 상부면 및 하부면에 각각 레지스트를 라미네이팅하고, 에칭을 위해 레지스트에 대하여 패터닝하는 단계이다. 이때, 레지스트는 드라이 필름 레지스트(DFR: dry film resist)가 채택될 수 있다.
또한, 패터닝 단계는 노광 및 현상을 통해 에칭영역에 대응되지 않는 영역의 레지스트를 잔류시키는 단계이다.
1차 에칭 및 박리 단계(S1220)는 레지스트를 통해 금속판의 상부면 및 하부면을 각각 에칭하여 상부홈과 하부홈을 형성시키고, 금속판의 양측에 잔존하는 레지스트를 제거한다.
이때, 상부홈과 하부홈은 서로 대향되도록 형성된다. 또한, 상부홈과 하부홈을 형성시키기 위해, 금속판의 상부면 및 하부면을 에칭할 경우 노즐의 압력강도 및 에칭시간을 조정하여 상부홈과 하부홈의 깊이를 조정할 수 있다.
다음으로, 금속판의 레이저 가공 단계(S1300)는 상부홈이 형성된 금속판의 상부면의 중심부를 레이저 가공하여, 금속판의 상부면에 형성된 상부홈과 금속판의 하부면에 형성된 하부홈을 연통시킨다.
도 3은 도 2에 도시한 OLED 증착용 메탈 마스크의 제조방법에 있어서, 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 도 3의 (a)는 레지스트 라미네이팅 및 패터닝 단계 중에서 금속판의 상면과 하면에 각각 레지스트를 라미네이팅하는 단계의 세부공정에 대한 구성도이다.
보다 구체적으로, 금속판(10)의 양측에 레지스트(20)를 라미네이팅한다.
이때, 레지스트(20)는 금속판(10)의 일측에 결합되는 상측 레지스트(20a)와, 금속판(10)의 하측에 결합되는 하측 레지스트(20b)를 포함한다.
도 3의 (b)는 레지스트 라미네이팅 및 패터닝 단계 중에서 패터닝 단계의 세부공정에 대한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 금속판(10)의 양측에 대하여 노광 및 현상을 통해 상측 레지스트(20a)와 하측 레지스트(20b)에 대하여 패터닝한다. 이에 따라, 상측 레지스트(20a)에는 상부홈을 형성시키기 위한 상부홀 영역(21a)이 형성되고, 하측 레지스트(20b)는 하부홈을 형성시키기 위한 하부홀 영역(21b)이 형성된다.
또한, 상부홀 영역(21a)과 하부홀 영역(21b)은 서로 대향되도록 형성된다. 즉, 상부홀 영역(21a)의 중심부(C1)는 하부홀 영역(21b)의 중심부(C2)는 동축으로 위치된다.
상부홀 영역(21a)은 하부홀 영역(21b)에 비하여 넓게 형성될 수 있다.
도 3의 (c)는 1차 에칭 및 박리 단계의 세부공정에 대한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 1차 에칭단계는 상측 레지스트(도 3b에 20a로 도시함)와 하측 레지스트(도 3b에 20b로 도시함)를 통해 금속판의 상부면 및 하부면을 각각 에칭하는 단계이다. 이를 통해 금속판(10)의 상부면에 상부홈(11)이 형성되고, 금속판(10)의 하부면에 하부홈(12)을 형성된다.
다음으로 박리 단계를 통해 상측 레지스트(도 3의 (b)에 20a로 도시함)와 하측 레지스트(도 3의 (b)에 20b로 도시함)를 제거한다.
이때, 상부홈(11)과 하부홈(12)은 서로 대향되도록 형성된다.
또한, 상부홈(11)과 하부홈(12) 형성을 위해 금속판의 상부면 및 하부면을 에칭할 경우, 금속판의 상부면과 하부면에 가하는 노즐의 압력강도 및 에칭시간을 조정하여 상부홈과 하부홈의 깊이를 조정할 수 있다.
즉, 상부홈 형성을 위한 에칭 방식과 하부홈 형성을 위한 에칭방식에 대하여 각각 노즐의 압력강도 및 에칭시간을 20~40 : 60~80의 비율로 설정하여 상부홈(11)의 깊이(T1)와 하부홈(12)의 깊이(T2)는 2~4 : 6~8의 비율로 형성시킬 수 있다.
이는, TFT Glass의 디자인 및 증착물 즉 증착 Layer를 고려한 것이다
도 3의 (d)는 금속판의 상부면 레이저 가공단계의 세부공정에 대한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 상부홈이 형성된 금속판의 상부면의 중심부를 레이저로 가공한다.
보다 구체적으로, 동축으로 위치되는 상부홈의 중심부와 하부홈의 중심부를 기준으로 레이저 관통부에 대응되는 레이저 가공 영역에 대하여 레이저(L)를 조사한다.
이때, 레이저의 세기 및 가공시간을 조정하여 레이저 관통부의 크기를 조정할 수 있다.
또한, 레이저 가공 영역에 대한 단면의 길이(D3)는 하부홈에 대한 단면의 길이(D2)보다 작게 형성되고, 하부홈에 대한 단면의 길이(D2)는 상부홈에 대한 단면의 길이(D1) 보다 작게 형성된다.
도 4는 도 3의 (d)에 도시한, 레이저 가공 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 레이저(100)를 이동시키면서 상부홈의 중심부와 하부홈의 중심부를 기준으로 레이저 관통부에 대응되는 영역에 대하여 레이저를 조사한다. 이때, 제어부(미도시)는 레이저(100)에 레이저 관통부(13)에 대한 위치정보를 전달하고, 레이저(100)는 레이저 관통부(13)에 대응되는 위치에서 레이저 가공을 수행한다.
또한, 레이저(100)는 이동되면서 순차적으로 관통부를 형성시킨다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 메탈 마스크를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, OLED 증착용 메탈 마스크인 금속판(10)은 전술한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법에 의해 제조된 것이다.
보다 구체적으로, 금속판(10)은 상부홈(11), 하부홈(12) 및 레이저 관통부(13)가 형성된다.
상부홈(11)과 하부홈(12)은 레이저를 조사하여 형성된 레이저 관통부(13)를 통해 연통되고, 레이저 관통부(13)를 형성하는 금속판의 내측 단면은 측면영역(13a)이 형성된다.
즉, 측면영역(13a)은 레이저 관통부(13)를 형성하는 금속판(10)의 내부벽면이고, 관통방향으로 연장된 소정의 길이(D4)를 갖도록 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따른, OLED 증착용 메탈 마스크는 측면영역(13a)에 의해 레이저 관통부를 형성하는 금속판의 내측 단면이 날카롭지 않게 형성된다.
전술한 바와 같이, 금속판(10)은 통해 증착되는 OLED 화소의 형상을 고려하여 상부홈(11)의 깊이(T1)는 하부홈(12)의 깊이(T2)에 비하여 작게 형성되고, 상부홈(11)의 깊이(T1)와 하부홈(12)의 깊이(T2)는 2~4 : 6~8의 비율로 형성시킬 수 있다.
상부홈에 대한 단면의 길이(D1)는 10~15㎛, 하부홈에 대한 단면의 길이(D2)는 5~10㎛, 레이저 관통부(13)의 길이(D3)는 3~5㎛로 형성될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도시한 바와 같이, 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계(S1200')는 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계(S1210') 및 금속판의 타측 패터닝 단계(S1220')를 포함한다.
보다 구체적으로, 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계(S1210')는 OLED 증착용 메탈 마스크의 원소재인 금속판의 상면에 상부홈을 형성시키고, 금속판의 하면에 하부홈을 형성시키기 위해 기준홀을 형성하는 단계이다. 즉, 기준홀은 금속판을 상면과 하면을 연통시키는 관통홀로 형성된다.
금속판의 타측 패터닝 단계(S1220')는 금속판의 하면에 하부홈을 형성시키는 단계이다.
이를 위해, 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계(S1220')를 통해 형성된 기준홀을 패터닝을 위한 기준원점으로 설정하고, 설계된 패턴에 따라 레이저 소스를 이용하여 노광 패터닝하고, 이를 이용하여 금속판의 하면에 하부홈을 형성시킨다.
이에 따라, 금속판은 상면에 상부홈을 형성시키면서, 하부홈 형성을 위한 패터닝의 기준홀이 형성되고, 금속판의 하면 패터닝시 기준홀을 통해 레이저 소스를 이용하여 패터닝한다.
이에 따라, 금속판의 하부 패터닝시 필름의 신축성에 따른 패터닝의 미스매칭이 방지되고, 레이저를 통해 보다 정확하고 효율적으로 OLED 증착용 메탈 마스크를 제조할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성단계의 세부단계를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도시한 바와 같이, 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계(S1210')는 제1 금속판 양측 레지스트 라미네이팅 단계(S1211'), 노광 단계(S1212'), 현상 단계(S1213') 및 에칭 및 박리단계(S1214')를 포함한다.
보다 구체적으로, 제1 금속판 양측 레지스트 라미네이팅 단계(S1211')는 OLED 증착용 메탈 마스크의 원소재인 금속판의 양측에 레지스트를 라미네이팅하는 단계이다.
이때, 레지스트는 드라이 필름 레지스트(DFR: dry film resist)가 채택될 수 있다.
다음으로, 노광 단계(S1212')는 금속판의 양측에 결합된 레지스트에 대하여 노광 패터닝 및 노광을 수행하는 단계이다. 이때, 노광 패터닝은 금속판의 일측에 대하여 설정된 패턴으로 패터닝하고, 금속판의 일측과 타측에 각각 설정홀에 대하여 패터닝한다.
현상 단계(S1213')는 노광 단계를 통해 패터닝된 레지스트에 대하여 현상하는 단계이다. 이에 따라, 금속판의 일측에는 상측 패턴 및 설정홀 이외의 영역에 레지스트가 잔존하고, 금속판의 타측에는 설정홀 이외의 영역에 레지스트가 잔존한다.
에칭 및 박리단계(S1214')는 에칭공정을 통해 금속판의 상면에 대하여 에칭하여 상부홈과 상부 기준홀을 형성시키고, 금속판의 하면에 대하여 에칭하여 하부 기준홀을 형성시킨다. 이때, 금속판의 일측 기준홀과 타측 기준홀이 연통되도록 기준홀을 형성시킨다.
다음으로 금속판의 양측에 잔존하는 레지스트를 제거한다.
도 8은 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 타측 패터닝 단계에 대한 세부단계를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도시한 바와 같이, 금속판의 타측 패터닝 단계(S1220')는 제2 금속판 양측 레지스트 라미네이팅 단계(S1221'), 금속판의 타측 다이렉트 이미징 단계(S1222'), 노광 단계(S1223'), 현상 단계(S1224') 및 에칭 및 박리단계(S1225')를 포함한다.
제2 금속판 양측 레지스트 라미네이팅 단계(S1221')는 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계(S1210')를 통해 상부홈 및 기준홀이 형성된 금속판의 상면 및 하면에 레지스트를 라미네이팅하는 단계이다.
다음으로, 금속판의 타측 다이렉트 이미징 단계(S1222')는 금속판의 하면에 레지스트에 반응하는 레이저 소스(laser source)인 레이저 빔을 이용하여 노광 패터닝을 형성시키는 단계이다.
이를 위해 기준홀을 가공의 원점으로 설정하고, 금속판의 하면에 대하여 레이저빔으로 노광을 위한 패터닝을 수행한다.
노광 단계(S1223')는 금속판의 하면 레지스트에 대하여 노광을 수행하는 단계이다.
현상 단계(S1224')는 타측 다이렉트 이미징 단계(S1222')를 통해 패터닝된 레지스트에 대하여 현상하는 단계이다. 이에 따라, 금속판의 타측에는 하측패턴 이외의 영역에 레지스트가 잔존한다.
에칭 및 박리단계(S1225')는 에칭을 통해 금속판의 하면을 에칭하여 하부홈을 형성시킨다. 그리고 금속판의 양측에 잔존하는 레지스트를 제거한다.
도 9는 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 일측 패터닝 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 9의 (a)는 제1 금속판 양측 레지스트 라미네이팅 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다. 도시한 바와 같이, 제1 금속판 양측 레지스트 라미네이팅 공정은 금속판(10')의 양측에 각각 레지스트(20')를 라미네이팅한다.
이때, 레지스트(20')는 금속판(10)의 상면에 결합되는 상측 레지스트(20a')와, 금속판(10')의 하면에 결합되는 하측 레지스트(20b')를 포함한다.
도 9의 (b)는 노광단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이고, 금속판(10')의 양측에 결합된 레지스트(20a', 20b')상에 노광 패터닝을 위한 노광용 포토 마스크(30a', 30b')를 배치하고 레지스트(20a', 20b')에 대한 노광을 실시한다.
보다 구체적으로, 노광용 포토 마스크(30a', 30b')는 상측 레지스트(20a') 상에 위치되는 상측 노광 마스크(30a')와 하측 레지스트(20b') 상에 위치되는 하측 노광 마스크(30b')를 포함한다.
상측 노광 마스크(30a')는 상부홈(도 8의 (d)에 11'로 도시함)과 기준홀(도 8의 (d)에 12'로 도시함)에 대응되도록 형성된다.
하측 노광 마스크(30b')는 기준홀(도 8의 (d)에 12'로 도시함)에 대응되도록 형성된다.
다음으로, 레지스트(20a', 20b')에 대하여 노광을 수행하여, 상측 레지스트(20a')는 상부홈과 기준홀에 대응되도록 노광 패터닝되고, 하측 레지스트(20b)는 기준홀에 대응되도록 노광 패터닝된다.
도 9의 (c)는 현상단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 노광 패터닝된 상측 레지스트(20a')에 대하여 현상공정을 통해 상부홈과 기준홀 이외의 영역을 잔존시키고, 하측 레지스트(20b')에 대하여 현상공정을 통해 기준홀 이외의 영역을 잔존시킨다.
이에 따라, 상측 레지스트(20a')에는 관통부인 상측 패턴 레지스트부(21a')와 상측 기준홀 레지스트부(22a')가 형성되고, 하측 레지스트(20b')에는 관통부인 하측 기준홀 레지스트부(22b')가 형성된다.
도 9의 (d)는 에칭 및 박리단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 에칭공정을 통해 금속판(10')의 상면에 상부홈(11')을 형성시키고, 상측 기준홀 레지스트부(22a')에 의한 금속판(10')의 상측 기준홀과 하측 기준홀 레지스트부(22b')에 의한 금속판(10')의 하측 기준홀을 형성시키고, 상측 기준홀과 하측 기준홀은 연통되어 기준홀(12')로 형성된다.
이때, 기준홀(12')은 레이저빔의 기준으로 설정하기 위해 금속판(10')의 양쪽 가장자리에 각각 형성되는 제1 기준홀(12a')과 제2 기준홀(12b')을 포함할 수 있다. 한편, 도 9의 (d)는 단면도를 도시한 것으로 기준홀이 2개 형성되어 있으나, 도 11에 도시한 바와 같이 실제로는 제1 기준홀(12a'), 제2 기준홀(12b'), 제3 기준홀(12c') 및 제4 기준홀(12d’)이 형성된다.
도 10은 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 타측 패터닝 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 11은 도 8에 도시한 금속판의 타측 패터닝 단계에 있어서, 금속판의 타측 다이렉트 이미징 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
보다 구체적으로, 도 10의 (a)는 제2 금속판 양측 레지스트 라미네이팅 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다. 도시한 바와 같이, 도 9의 (d)에 도시한 상부홈(11') 및 기준홀(12')이 형성된 금속판(10')의 양측에 타측 패터닝을 위한 레지스트를 라미네이팅하는 단계이다.
이때, 레지스트(20')는 금속판(10')의 일측에 결합되는 상측 레지스트(20a')와, 금속판(10')의 하측에 결합되는 하측 레지스트(20b')를 포함한다.
도 10의 (b)는 금속판의 타측 다이렉트 이미징 단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 기준홀(12')을 가공의 원점으로 설정하고, 레이저(100)로 하측 레지스트(20b')에 노광을 위한 패터닝을 수행한다.
이때, 금속판(10')의 기준홀(12')은 하측 레지스트(20b')에 의해 커버되어 있으나, 화이트 백라이트(화살표 L로 도시함)에 의해 기준홀(12')의 위치가 확인된다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 기준홀(12')은 제1 기준홀(12a'), 제2 기준홀(12b'), 제3 기준홀(12c') 및 제4 기준홀(12d')로 이루어지고, 레이저(100')는 제1 기준홀(12a'), 제2 기준홀(12b'), 제3 기준홀(12c') 및 제4 기준홀(12d')의 중심점(C)을 시작점으로 설정하고, 노광을 위한 하부 패턴에 대한 레이저 빔 패터닝을 수행할 수 있다.
한편, 금속판의 타측에 형성된 제1 기준홀(12a'), 제2 기준홀(12b'), 제3 기준홀(12c') 및 제4 기준홀(12d)'은 경화될 수 있다.
도 10의 (c)는 노광단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
보다 구체적으로, 노광단계는 상측 레지스트(20a')에 대하여 노광 패터닝 공정을 수행한다. 이때, 상측 레지스트(20a')를 경화시킬 수 있다.
도 10의 (d)는 현상단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 노광 패터닝된 하측 레지스트(20b')에 대하여 현상공정을 통해 하측 패턴 이외의 영역을 잔존시키고, 하측 레지스트(20b')에는 하측 패턴 레지스트부(24b')가 형성된다.
도 10의 (e)는 에칭 및 박리단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 에칭공정을 통해 금속판(10')의 하면에 하부홈(13')이 형성된다.
금속판(10')의 양측에 잔존하는 레지스트(20a', 20b')를 제거한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계를 통해 제조된 OLED 증착용 메탈 마스크를 개략적으로 도시한 구성도이다.
보다 구체적으로, 금속판(10')은 상부홈(11'), 기준홀(12') 및 하부홈(13')이 형성된 하프면적을 갖는 OLED 증착용 메탈 마스크로 형성된다.
기준홀(12')은 상부홈(11')이 형성된 금속판의 상면과 하부홈(13')이 형성된 상기 금속판의 하면을 연통하도록 형성된다.
또한, 금속판(10)은 통해 증착되는 OLED 화소의 형상을 고려하여 상부홈(11')의 깊이(T3)는 하부홈(13')의 깊이(T4')에 비하여 작게 형성된다.
또한, 상부홈(11')의 깊이(T3)와 하측 패턴의 깊이(T4)는 2~4 : 6~8의 비율로 형성시킬 수 있다.
이는, TFT Glass의 디자인 및 증착물 즉 증착 Layer를 고려한 것이다.
도 13는 도 6에 도시한 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계에 있어서, 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계의 세부공정에 대한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 13의 (a)는 노광단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이고, 금속판(10')의 양측에 결합된 레지스트(20a', 20b')상에 노광 패터닝을 위한 노광 마스크(30a', 30b')를 배치하고, 레지스트(20a', 20b')에 대한 노광을 실시한다.
보다 구체적으로, 노광 마스크(30a', 30b')는 상측 레지스트(20a')에 결합되는 상측 노광 마스크(30a')와 하측 레지스트(20b')에 결합되는 하측 노광 마스크(30b')를 포함한다.
상측 노광 마스크(30a')는 기준홀 이외의 영역에 대응되도록 형성되고, 상부홈에 대응되는 영역에는 하프 마스크 영역(30a'')이 형성된다.
하측 노광 마스크(30b')는 기준홀 이외의 영역에 대응되도록 형성된다.
이때, 하프 마스크 영역(30a”)에 형성된 관통부의 크기(H2)는 기준홀을 형성하기 위해 상측 노광 마스크(30a') 및 하측 노광 마스크(30b')에 형성된 관통부의 크기(H1) 보다 작게 형성될 수 있다.
다음으로, 레지스트(20a', 20b')에 대하여 노광을 수행하여, 상측 레지스트(20a')에는 상부홈과 기준홀에 대응되도록 노광 패터닝되고, 하측 레지스트(20b)에는 기준홀에 대응되도록 노광 패터닝된다.
도 13의 (b)는 현상단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 노광 패터닝된 상측 레지스트(20a')에 대하여 현상공정을 통해 상측 패턴에 대응되는 영역에는 하프 패턴 레지스트부(21a'')가 형성되고, 상측 기준홀 레지스트부(22a')가 형성되고, 하측 레지스트(20b')에는 하측 기준홀 레지스트부(22b')가 형성된다.
도 13의 (c)는 에칭 및 박리단계의 세부공정을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 에칭공정을 통해 금속판(10/)의 일측에 상측 패턴(11”)을 형성시키고, 상측 기준홀 레지스트부(22a')에 의한 금속판(10')의 상측 기준홀과 하측 기준홀 레지스트부(22b')에 의한 금속판(10')의 하측 기준홀을 형성시키고, 상측 기준홀과 하측 기준홀은 연통되어 기준홀(12')로 형성된다.
이때, 상부홈(11")은 하프 패턴 레지스트부(21a'')에 의해 형성되고, 상측 기준홀 레지스트부(22a')에 의한 상측 기준홀이 형성되고, 하측 기준홀 레지스트부(22b')에 의해 하측 기준홀이 형성된다.
이에 따라 상부홈(11")의 깊이(T3)는 상측 기준홀 레지스트부(22a')에 의한 기준홀 형성 깊이(T5)에 비하여 작고, 하측 기준홀 레지스트부(22b')에 의해 하측 기준홀의 깊이(T6)는 상측 기준홀 레지스트부(22a')에 의한 기준홀 형성 깊이(T5)와 동일하여 상측 기준홀과 하측 기준홀은 연동되어 기준홀(12')이 형성된다.
상기한 바와 같이 이루어짐에 따라, 금속판의 상면과 금속판의 하면을 동시에 에칭할 경우에도, 하부홈의 깊이(도 11에 T4로 도시함)를 상부홈(11")의 깊이(T3)의 깊이보다 크게 형성시킬 수 있고, 이는 하프 마스트 영역(30a'')의 범위 및 형상에 따라 조절 가능하게 된다.
즉, 기준홀 형성을 위한 관통부의 크기(도 12의 (a)에 H1으로 도시함)와 하프 마스트 영역(30a')의 관통부의 크기(도 12의 (c)에 H2로 도시함)를 조정하여 현상을 통해 잔존하는 레지스트의 영역을 조정할 수 있고, 이를 통해 에칭에 따라 식각되는 정도를 조정할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 금속판
10': 금속판
11: 상부홈
12: 하부홈
13: 관통부
13a: 측면영역
20: 레지스트
30: 보호층
32: 보호필름
31: 수지층
20a', 20b': 레지스트
30a', 30b': 마스크

Claims (9)

  1. OLED 증착용 원소재인 금속판을 준비하는 원소재 금속판 준비단계;
    상기 금속판의 상부면에 상부홈을 형성시키고, 상기 금속판의 하부면에 하부홈을 형성시키는 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계; 및
    상기 상부홈이 형성된 금속판의 상부면에 대하여 레이저 가공하여 상기 상부홈과 상기 하부홈을 연통시키는 금속판의 상부면 레이저 가공 단계를 포함하고,
    상기 금속판의 상부면 및 하부면 1차 에칭단계는 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성 단계와 금속판의 타측 패터닝 단계를 포함하고,
    상기 금속판의 일측 패터닝 및 기준홀 형성단계는
    상기 금속판의 양측에 레지스트를 라미네이팅하고, 노광 및 현상을 통해 상기 금속판의 상부면에 상부홈 영역과 상기 금속판의 상면과 하면을 관통하는 기준홀 영역을 상기 금속판의 가장자리에 형성시키고, 에칭 및 박리단계를 통해 상부홈과 기준홀을 형성시키고,
    상기 금속판의 타측 패터닝 단계는 상기 금속판의 양측에 레지스트를 라미네이팅하고, 상기 금속판의 하면은 상기 기준홀을 가공의 원점으로 설정하고, 상기 금속판 하면 레지스트에 반응하는 레이저 소스를 이용하여 상기 금속판 하면의 레지스트에 노광 패터닝을 형성시키고, 노광 패터닝된 상기 금속판의 하면에 현상을 통해 하부홈 영역을 형성시키고, 에칭 및 박리단계를 통해 상기 금속판의 하면에 하부홈을 형성시키고,
    상기 금속판의 상부면 레이저 가공 단계는
    동축으로 위치되는 상기 상부홈의 중심부와 상기 하부홈의 중심부를 기준으로 관통부에 대응되는 레이저 가공 영역에 대하여 레이저를 조사하여 레이저 관통부를 형성시키고, 상기 레이저 관통부를 형성하는 금속판의 내측 단면은 평평한 측면영역이 형성된
    OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부홈 영역의 중심부와 상기 하부홈 영역의 중심부는 동축으로 위치되도록, 상기 상부홈 영역과 상기 하부홈 영역은 서로 대향되고,
    상기 상부홈 영역은 상기 하부홈 영역에 비하여 넓게 형성된
    OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부홈의 깊이와 상기 하부홈의 깊이는 2~4 : 6~8의 비율로 형성된
    OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 가공 영역에 대한 단면의 길이는 상기 하부홈에 대한 단면의 길이보다 작게 형성되고, 상기 하부홈에 대한 단면의 길이는 상기 상부홈에 대한 단면의 길이 보다 작게 형성
    OLED 증착용 메탈 마스크 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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