KR102413445B1 - 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 oled 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 oled 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법 Download PDF

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투스텝 가공에 의한 에칭 불균일 및 변색 개선으로 에칭 품질 편차를 최소화할 수 있는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 상면 및 하면을 관통하는 복수의 마스크 패턴 홀이 배치된 마스크 셀 영역과, 상기 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트; 상기 마스크 시트 상면의 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 마스크 패턴 홀과 인접한 위치에 배치된 제1 식각 홈; 및 상기 마스크 시트 상면의 더미 영역에 배치되며, 상기 제1 식각 홈과 이격된 외측에 배치된 제2 식각 홈;을 포함하며, 상기 제1 식각 홈은 제1 깊이를 갖고, 상기 제2 식각 홈은 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법{METAL MASK FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEPOSITION WITH IMPROVED ETCHING QUALITY DEVIATION BY TWO-STEP PROCESSING AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투스텝 가공에 의한 에칭 불균일 및 변색 개선으로 에칭 품질 편차를 최소화할 수 있는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치는 다양한 디바이스에 적용되어 사용되고 있다. 이러한 표시장치는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 소형 디바이스뿐만 아니라, TV, 모니터, 퍼블릭 디스플레이(PD, Public Display) 등과 같은 대형 디바이스에 적용되고 있다.
최근, 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.
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.
반면, OLED는 유기물을 이용해 구동되는 표시장치로서, 별도의 광원이 요구되지 않고, 유기물 자체가 광원의 역할을 수행하여 저전력으로 구동될 수 있다. 또한, OLED는 무한한 명암비를 표현할 수 있고, LCD 보다 약 1,000배 이상의 빠른 응답속도를 가지며, 시야각이 우수하여 LCD를 대체할 수 있는 표시장치로 주목 받고 있다.
특히, OLED 표시장치에서 발광층에 포함된 유기물은 파인 메탈 마스크(FMM, Fine Metal Mask)라 불리는 OLED 증착용 메탈 마스크에 의해 기판 상에 증착될 수 있고, 증착된 유기물은 OLED 증착용 메탈 마스크에 형성된 마스크 패턴 홀과 대응되는 패턴으로 형성되어 화소의 역할을 수행할 수 있다.
또한, OLED 증착용 메탈 마스크는 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 인바(Invar) 합금 재질의 금속판으로 이루어질 수 있다. 이때, OLED 증착용 메탈 마스크의 일면 및 타면에는 마스크 패턴 홀이 형성되며, 마스크 패턴 홀은 화소패턴과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 적색 (Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 등의 유기물은 금속판의 마스크 패턴 홀을 통과하여 기판 상에 증착될 수 있고, 기판 상에는 화소 패턴이 형성될 수 있다.
이러한 OLED 증착용 메탈 마스크는 마스크 시트의 상면을 1차 에칭한 후, 마스크 시트의 하면을 2차 에칭하여 마스크 패턴 홀을 형성하는 투스텝 가공에 의해 형성되고 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1866382호(2018.06.12. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 유기발광다이오드 패널 제조용 파인 메탈 마스크가 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 투스텝 가공에 의한 에칭 불균일 및 변색 개선으로 에칭 품질 편차를 최소화할 수 있는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 상면 및 하면을 관통하는 복수의 마스크 패턴 홀이 배치된 마스크 셀 영역과, 상기 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트; 상기 마스크 시트 상면의 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 마스크 패턴 홀과 인접한 위치에 배치된 제1 식각 홈; 및 상기 마스크 시트 상면의 더미 영역에 배치되며, 상기 제1 식각 홈과 이격된 외측에 배치된 제2 식각 홈;을 포함하며, 상기 제1 식각 홈은 제1 깊이를 갖고, 상기 제2 식각 홈은 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는 10 ~ 30㎛이고, 상기 제2 식각 홈의 제2 깊이는 40 ~ 50㎛인 것이 바람직하다.
상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는 15 ~ 25㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 메탈 마스크는 상기 마스크 시트 하면의 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 마스크 패턴 홀과 대응되는 위치에 형성된 제3 식각 홈; 및 상기 마스크 시트 상면에 배치되며, 상기 제2 식각 홈 내에 형성된 지지 패턴;을 더 포함한다.
상기 지지 패턴은 상기 제2 식각 홈 내에 적어도 하나 이상이 형성되고, 상기 지지 패턴의 표면은 상기 마스크 시트의 상면과 동일 선상에 배치된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법은 (a) 마스크 셀 영역과, 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트의 상면 및 하면에 제1 및 제2 마스크 패턴을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 및 제2 마스크 패턴을 이용한 1차 에칭으로 상기 마스크 시트 상면의 일부를 제1 깊이로 제거하여, 상기 마스크 시트의 상면에 제1 식각 홈을 형성하는 단계; (c) 상기 제1 및 제2 마스크 패턴을 제거한 후, 상기 제1 식각 홈이 형성된 마스크 시트 상면의 일부를 덮는 제3 마스크 패턴과 마스크 시트 하면의 일부를 덮는 제4 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 제3 및 제4 마스크 패턴을 이용한 2차 에칭으로 상기 마스크 시트 상면 및 하면의 일부를 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 제거하여, 상기 제1 식각 홈과 이격된 외측에 배치된 제2 식각 홈과, 상기 마스크 시트의 상면 및 하면을 관통하는 마스크 패턴 홀을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 식각 홈은 제1 깊이를 갖고, 상기 제2 식각 홈은 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는 10 ~ 30㎛로 형성하고, 상기 제2 식각 홈의 제2 깊이는 40 ~ 50㎛로 형성한다.
상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는 15 ~ 25㎛로 형성한다.
상기 (d) 단계에서, 상기 마스크 패턴 홀과 대응되는 위치에 제3 식각 홈과, 상기 마스크 시트 상면의 더미 영역에 배치되며, 상기 제2 식각 홈 내에 배치된 지지 패턴을 더 형성한다.
상기 (d) 단계 이후, (e) 상기 제2 식각 홈 및 마스크 패턴 홀이 형성된 마스크 시트의 상면 및 하면에 남겨진 제3 및 제4 마스크 패턴을 제거하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법은 1차 에칭 시 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈을 제1 깊이로 형성하고, 2차 에칭 시 제3 식각 홈과 함께 마스크 시트 상면의 가장자리 부분에 배치된 제2 식각 홈을 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 형성하는 이원화 방식을 적용하였다.
이와 같이, 본 발명에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법은 제1 식각 홈과 제2 식각 홈을 서로 상이한 공정에서 이원화하여 형성하는 것에 의해, 1차 에칭시 제2 식각 홈을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법은 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈만을 1차적으로 형성하는 것에 의해 에칭 면적을 감소시킬 수 있으므로, 낮은 식각 깊이 확보를 위한 공정 조건에 따른 에칭 불균일을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 변색 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법은 투스텝 가공에 의한 에칭 불균일 및 변색 개선으로 에칭 품질 편차를 최소화할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크의 가장자리 부분을 나타낸 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크의 가장자리 부분을 나타낸 평면도.
도 5는 도 4의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도.
도 6은 도 5의 B 부분을 확대하여 나타낸 확대 단면도.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법을 나타낸 공정 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 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크의 가장자리 부분을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 투스텝 가공에 의해 형성되는 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 마스크 시트(20), 제1 식각 홈(40), 제2 식각 홈(60) 및 제3 식각 홈(80)을 포함한다.
마스크 시트(20)는 상면(20a) 및 상면(20a)에 반대되는 하면(20b)을 갖는다. 이러한 마스크 시트(20)는 복수의 마스크 패턴 홀(25)이 배치된 마스크 셀 영역(MA)과, 마스크 셀 영역(MA)의 외측에 배치된 더미 영역(DA)을 갖는다.
제1 식각 홈(40)은 마스크 시트(20)의 상면(20a)에 배치되며, 마스크 패턴 홀(25)과 대응되는 위치에 배치되고, 제2 식각 홈(60)은 마스크 시트(20) 상면(20a)의 더미 영역(DA)에 배치되며, 제1 식각 홈(40)과 이격된 외측에 배치된다.
이러한 제2 식각 홈(60)은 제1 식각 홈(40)과 동일한 공정으로 습식 식각에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 식각 홈(60)은 제1 깊이(t1)와 실질적으로 동일한 제2 깊이(t2)를 갖는다. 제2 식각 홈(60) 내에는 지지 패턴(65)이 형성되어 있을 수 있다.
아울러, 제3 식각 홈(80)은 마스크 시트(20)의 하면(20b)에 배치되며, 마스크 패턴 홀(25)과 대응되는 위치에 배치된다. 이에 따라, 마스크 패턴 홀(25)은 제1 식각 홈(40) 및 제3 식각 홈(80)과 중첩된 위치에 배치되어 마스크 시트(20)의 상면(20a) 및 하면(20b)을 관통하도록 형성된다.
전술한 구성을 갖는 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 마스크 시트(20)의 상면(20a)을 1차적으로 가공하여 제1 식각 홈(40) 및 제2 식각 홈(60)을 동시에 형성하고, 마스크 시트(20)의 하면(20b)을 2차적으로 가공하여 제3 식각 홈(44)을 형성하는 투스텝(tow step) 가공에 의해 형성된다.
그러나, 일반적인 OLED 증착용 메탈 마스크(1)는 1차 가공으로 제1 식각 홈(40) 및 제2 식각 홈(60)을 동시에 형성할 때 낮은 압력 및 투입 시 식각액 상태에 따른 식각비의 차이로 인하여 마스크 시트(20) 상면(20a)의 중앙 부분에 위치하는 제1 식각 홈(40)과 마스크 시트(20) 상면(20a)의 가장자리 부분에 위치하는 제2 식각 홈(60) 간의 식각 깊이가 상이해지는 품질 편차가 발생하고 있다.
즉, 마스크 시트(20) 상면(20a)의 중앙 부분에 위치하는 제1 식각 홈(40)은 20㎛ 이하의 두께 확보가 필요하나, 마스크 패턴 홀(25)을 제외한 마스크 시트(20)의 대략 80% 이상이 제1 및 제2 식각 홈(40, 60)과 같은 하프 부로 구성되고 있어 1차 공정에서의 낮은 식각 깊이 확보를 위한 공정 조건에 따른 에칭 불균일 및 변색 발생으로 품질 편차가 발생하는 문제가 있었다.
이를 개선하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 1차 에칭 시 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈을 제1 깊이로 형성하고, 2차 에칭 시 제3 식각 홈과 함께 마스크 시트 상면의 가장자리 부분에 배치된 제2 식각 홈을 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 형성하는 이원화 방식을 적용하였다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 제1 식각 홈과 제2 식각 홈을 서로 상이한 공정에서 이원화하여 형성하는 것에 의해, 1차 에칭시 제2 식각 홈을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈만을 1차적으로 형성하는 것에 의해 에칭 면적을 감소시킬 수 있으므로, 낮은 식각 깊이 확보를 위한 공정 조건에 따른 에칭 불균일을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 변색 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
이에 대해서는, 이하 첨부된 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크의 가장자리 부분을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 절단하여 나타낸 단면도이며, 도 6은 도 5의 B 부분을 확대하여 나타낸 확대 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크(100)는 마스크 시트(120), 제1 식각 홈(140) 및 제2 식각 홈(160)을 포함한다.
마스크 시트(120)는 상면(120a) 및 하면(120b)을 관통하는 복수의 마스크 패턴 홀(125)이 배치된 마스크 셀 영역(MA)과, 마스크 셀 영역(MA)의 외측에 배치된 더미 영역(DA)을 갖는다. 이러한 마스크 시트(120)는 SUS 300계열, SUS 400계열, 인바(Invar), Ni 합금 등의 재질이 이용될 수 있는데, 이는 유기물을 증착하는 공정의 고온 환경에서 메탈 마스크(100)의 변형을 최소화할 수 있는 효과가 있기 때문이다.
마스크 패턴 홀(125)은 마스크 셀 영역(MA)에 배치되며, 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)을 관통한다. 즉, 마스크 패턴 홀(125)은 각 셀 별로 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)을 관통하도록 배치되어 있을 수 있다. 아울러, 마스크 패턴 홀(125)은 각 셀 별로 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)의 일부만을 관통하도록 배치되어 있을 수도 있다.
제1 식각 홈(140)은 마스크 시트(120) 상면(120a)의 마스크 셀 영역(MA)에 배치되며, 마스크 패턴 홀(125)과 인접한 위치에 배치된다. 이러한 제1 식각 홈(140)은 마스크 시트(120) 상면(120a) 일부 두께를 제거하는 것에 의해, 제1 깊이(t1)를 갖는다.
제2 식각 홈(160)은 마스크 시트(120) 상면(120a)의 더미 영역(DA)에 배치되며, 제1 식각 홈(140)과 이격된 외측에 배치된다. 이러한 제2 식각 홈(160)은 마스크 시트(120) 상면(120a)의 더미 영역(DA)과 더불어, 마스크 셀 영역(MA)에도 더 배치될 수 있다.
본 발명에서, 제1 식각 홈(140)은 1차 에칭에 의해 형성되고, 제2 식각 홈(160)은 1차 에칭 이후에 실시되는 2차 에칭에 의해 형성된다. 이와 같이, 제1 식각 홈(140)과 제2 식각 홈(160)은 서로 상이한 공정에 의해 형성되어, 상호 간의 깊이가 상이하게 설계된다.
이때, 제1 식각 홈(140)은 제1 깊이(t1)를 갖고, 제2 식각 홈(160)은 제1 깊이(t1)보다 깊은 제2 깊이(t2)를 갖는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 제1 식각 홈(140)의 제1 깊이(t1)는 10 ~ 30㎛인 것이 바람직하고, 보다 더 바람직한 범위로는 15 ~ 25㎛를 제시할 수 있다. 아울러, 제2 식각 홈(160)의 제2 깊이(t2)는 40 ~ 50㎛인 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에서는 제1 식각 홈(140)과 제2 식각 홈(160)을 서로 상이한 공정에서 이원화하여 형성하는 것에 의해, 1차 에칭시 제2 식각 홈(160)을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있게 된다.
이 결과, 1차 에칭시 마스크 시트(120) 상면(120a)의 중앙 부분에 위치하는 제1 식각 홈(140)만을 형성하고, 제2 식각 홈(160)을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있으므로, 낮은 압력 및 투입 시 식각액 상태에 따른 식각비의 차이로 인한 품질 편차를 최소화할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 제1 식각 홈(140)과 제2 식각 홈(160)을 서로 상이한 공정에서 이원화하여 형성하는 것에 의해, 1차 에칭시 제2 식각 홈(160)을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명에서는 마스크 시트(120) 상면(120a)의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈(140)만을 1차적으로 형성하는 것에 의해 낮은 식각 깊이 확보를 위한 공정 조건에 따른 에칭 불균일을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 변색 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크(100)는 제3 식각 홈(180) 및 지지 패턴(165)을 더 포함한다.
제3 식각 홈(180)은 마스크 시트(120) 하면(120b)의 마스크 셀 영역(MA)에 배치되며, 마스크 패턴 홀(125)과 대응되는 위치에 형성된다. 여기서, 제3 에칭 홈(180)은 제2 깊이(t2)와 실질적으로 동일한 제3 깊이(t3)로 형성된다. 이러한 제3 식각 홈(180)은 제2 식각 홈(160)과 습식 식각에 의해 동시에 형성될 수 있다.
이때, 제1 식각 홈(140)은 마스크 시트(120)의 상면(120a)에 배치되며, 마스크 패턴 홀(125)과 대응되는 위치에 배치된다. 아울러, 제3 식각 홈(180)은 마스크 시트(120)의 하면(120b)에 배치되며, 마스크 패턴 홀(125)과 대응되는 위치에 배치된다. 이에 따라, 마스크 패턴 홀(125)은 제1 식각 홈(140) 및 제3 식각 홈(180)과 중첩된 위치에 배치되어 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)을 관통하도록 형성된다.
지지 패턴(165)은 마스크 시트(120) 상면(120a)에 배치되며, 제2 식각 홈(160) 내에 형성된다. 이러한 지지 패턴(165)은 제2 식각 홈(160) 내에 적어도 하나 이상이 형성된다. 이때, 지지 패턴(165)이 복수개로 형성될 시, 복수의 지지 패턴(165) 상호 간은 일정한 간격으로 이격 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 지지 패턴(165)의 표면은 마스크 시트(120)의 상면(120a)과 동일 선상에 배치되도록 설계하는 것이 바람직한데, 이는 지지 패턴(165)의 표면과 마스크 시트(120)의 상면(120a)이 동일 선상에 배치되어야 OLED 증착용 메탈 마스크(100)를 이용한 증착 공정시 메탈 마스크(100) 상에 안착되는 글래스 기판을 안정적으로 지지할 수 있기 때문이다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 1차 에칭 시 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈을 제1 깊이로 형성하고, 2차 에칭 시 제3 식각 홈과 함께 마스크 시트 상면의 가장자리 부분에 배치된 제2 식각 홈을 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 형성하는 이원화 방식을 적용하였다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 제1 식각 홈과 제2 식각 홈을 서로 상이한 공정에서 이원화하여 형성하는 것에 의해, 1차 에칭시 제2 식각 홈을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈만을 1차적으로 형성하는 것에 의해 에칭 면적을 감소시킬 수 있으므로, 낮은 식각 깊이 확보를 위한 공정 조건에 따른 에칭 불균일을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 변색 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크는 투스텝 가공에 의한 에칭 불균일 및 변색 개선으로 에칭 품질 편차를 최소화할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 마스크 셀 영역(MA)과, 마스크 셀 영역(MA)의 외측에 배치된 더미 영역(DA)을 갖는 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)에 제1 및 제2 마스크 패턴(M1, M2)을 형성한다.
여기서, 제1 마스크 패턴(M1)은 마스크 시트(120) 상면(120a)의 제1 식각 홈 형성 영역을 제외한 전체를 덮도록 형성한다. 아울러, 제2 마스크 패턴(M2)은 마스크 시트(120)의 하면(120b) 전체를 덮도록 형성한다.
이러한 제1 및 제2 마스크 패턴(M1, M2)은 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b) 전체를 덮도록 형성되는 제1 및 제2 마스크층(미도시)을 선택적인 노광 및 현상하는 공정을 실시하는 것에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스크 시트(120) 상면(120a)의 제1 식각 홈 형성 영역만이 외부로 노출된다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 마스크 패턴(M1, M2)을 이용한 1차 에칭으로 마스크 시트(120) 상면(120a)의 일부를 제1 깊이로 제거하여, 마스크 시트(120)의 상면(120a)에 제1 식각 홈(140)을 형성한다.
본 단계에서, 1차 에칭은 습식 식각이나 건식 식각이 이용될 수 있으나, 이 중 습식 식각을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
이때, 제1 식각 홈(140)은 상대적으로 낮은 제1 깊이를 갖는다. 보다 구체적으로, 제1 식각 홈(140)의 제1 깊이는 10 ~ 30㎛인 것이 바람직하고, 보다 더 바람직한 범위로는 15 ~ 25㎛를 제시할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 1차 에칭 시 마스크 시트(120) 상면(120a)의 중앙 부분에 위치하는 제1 식각 홈(140)만을 형성하게 된다. 이 결과, 1차 에칭시 마스크 시트(120)의 중앙 부분에 위치하는 제1 식각 홈(140)만을 형성하고, 제2 식각 홈을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있으므로, 낮은 압력 및 투입 시 식각액 상태에 따른 식각비의 차이로 인한 품질 편차를 최소화할 수 있게 된다.
다음으로, 제1 식각 홈(140)이 형성된 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)에 남겨진 제1 및 제2 마스크 패턴(M1, M2)을 제거한다.
여기서, 제1 및 제2 마스크 패턴(M1, M2)은 스트립 액을 분사하는 스트립 공정에 의해 제거될 수 있다.
이러한 제1 및 제2 마스크 패턴(M1, M2)의 제거로, 마스크 시트(120) 상면(120a) 및 하면(120b) 전체가 외부로 노출된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1 식각 홈(140)이 형성된 마스크 시트(120) 상면(120a)의 일부를 덮는 제3 마스크 패턴(M3)과 마스크 시트(120) 하면(120b)의 일부를 덮는 제4 마스크 패턴(M4)을 형성한다.
여기서, 제3 마스크 패턴(M3)은 마스크 시트(120) 상면(120a)의 지지 패턴 형성 영역과 제1 식각 홈(140)의 일부를 덮도록 형성한다. 아울러, 제4 마스크 패턴(M4)은 마스크 시트(120) 하면(120b)의 제2 식각 홈 형성 영역을 제외한 전체를 덮도록 형성한다.
이러한 제3 및 제4 마스크 패턴(M3, M4)은 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b) 전체를 덮도록 형성되는 제1 및 제2 마스크층(미도시)을 선택적인 노광 및 현상하는 공정을 실시하는 것에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스크 시트(120) 상면(120a)의 제2 식각 홈 형성 영역과 마스크 패턴 홀 형성 영역이 외부로 노출된다. 아울러, 마스크 시트(120) 하면(120b)의 제2 식각 홈 형성 영역이 외부로 노출된다.
다음으로, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제3 및 제4 마스크 패턴(M3, M4)을 이용한 2차 에칭으로 마스크 시트(120) 상면(120a) 및 하면(120b)의 일부를 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 제거하여, 제1 식각 홈(140)과 이격된 외측에 배치된 제2 식각 홈(160)과, 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)을 관통하는 마스크 패턴 홀(125)을 형성한다.
이러한 2차 에칭은 1차 에칭과 마찬가지로 습식 식각이나 건식 식각이 이용될 수 있으나, 이 중 습식 식각을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
본 단계에서, 마스크 시트(120)의 하면(120b)에서 마스크 패턴 홀(125)과 대응되는 위치에 배치된 제3 식각 홈(180)과, 마스크 시트(120)의 상면(120a)에서 제2 식각 홈(160) 내에 배치된 지지 패턴(165)을 더 형성한다.
여기서, 마스크 패턴 홀(125)은 제1 식각 홈(140) 및 제3 식각 홈(180)과 중첩된 위치에 배치되어 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)을 관통하도록 형성된다.
지지 패턴(165)은 제2 식각 홈(160) 내에 적어도 하나 이상이 형성된다. 이때, 지지 패턴(165)이 복수개로 형성될 시, 복수의 지지 패턴(165) 상호 간은 일정한 간격으로 이격 배치되도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 단계에서, 제2 식각 홈(160)은 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 것이 바람직하다. 이때, 제2 식각 홈(160)의 제2 깊이는 40 ~ 50㎛인 것이 바람직하다. 아울러, 제3 식각 홈(180)은 제2 식각 홈(160)의 제2 깊이와 실질적으로 동일한 제3 깊이를 갖는다.
이와 같이, 본 발명에서, 제1 식각 홈(140)은 1차 에칭에 의해 형성되고, 제2 식각 홈(160)은 1차 에칭 이후에 실시되는 2차 에칭에 의해 형성된다.
즉, 본 발명에서는 제1 식각 홈(140)과 제2 식각 홈(160)을 서로 상이한 공정에서 이원화하여 형성하는 것에 의해, 1차 에칭시 제2 식각 홈(160)을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있게 된다.
이 결과, 1차 에칭시 마스크 시트(120) 상면(120a)의 중앙 부분에 위치하는 제1 식각 홈(140)만을 형성하고, 제2 식각 홈(160)을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있으므로, 낮은 압력 및 투입 시 식각액 상태에 따른 식각비의 차이로 인한 품질 편차를 최소화할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에서는 마스크 시트(120) 상면(120a)의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈(140)만을 1차적으로 형성하는 것에 의해 낮은 식각 깊이 확보를 위한 공정 조건에 따른 에칭 불균일을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 변색 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 식각 홈(160) 및 마스크 패턴 홀(125)이 형성된 마스크 시트(120)의 상면(120a) 및 하면(120b)에 남겨진 제3 및 제4 마스크 패턴(도 10의 M3, M4)을 제거한다.
여기서, 제3 및 제4 마스크 패턴은 스트립 액을 분사하는 스트립 공정에 의해 제거될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법이 종료될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법은 1차 에칭 시 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈을 제1 깊이로 형성하고, 2차 에칭 시 제3 식각 홈과 함께 마스크 시트 상면의 가장자리 부분에 배치된 제2 식각 홈을 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 형성하는 이원화 방식을 적용하였다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법은 제1 식각 홈과 제2 식각 홈을 서로 상이한 공정에서 이원화하여 형성하는 것에 의해, 1차 에칭시 제2 식각 홈을 형성하지 않음으로써 낮은 식각 깊이를 확보하기 위한 에칭 면적을 감소시킬 수 있게 된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법은 마스크 시트 상면의 중앙 부분에 배치된 제1 식각 홈만을 1차적으로 형성하는 것에 의해 낮은 식각 깊이 확보를 위한 공정 조건에 따른 에칭 불균일을 최소화할 수 있으며, 이로 인한 변색 발생을 미연에 방지할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법은 투스텝 가공에 의한 에칭 불균일 및 변색 개선으로 에칭 품질 편차를 최소화할 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 상면 120b : 마스크 시트의 하면
125 : 마스크 패턴 홀 140 : 제1 식각 홈
160 : 제2 식각 홈 180 : 제3 식각 홈
MA : 마스크 셀 영역 DA : 더미 영역

Claims (10)

  1. 상면 및 하면을 관통하는 복수의 마스크 패턴 홀이 배치된 마스크 셀 영역과, 상기 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트;
    상기 마스크 시트 상면의 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 마스크 패턴 홀과 인접한 위치에 배치된 제1 식각 홈; 및
    상기 마스크 시트 상면의 더미 영역에 배치되며, 상기 제1 식각 홈과 이격된 외측에 배치된 제2 식각 홈;을 포함하며,
    상기 제1 식각 홈은 제1 깊이를 갖고, 상기 제2 식각 홈은 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는 10 ~ 30㎛이고,
    상기 제2 식각 홈의 제2 깊이는 40 ~ 50㎛인 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는
    15 ~ 25㎛인 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메탈 마스크는
    상기 마스크 시트 하면의 마스크 셀 영역에 배치되며, 상기 마스크 패턴 홀과 대응되는 위치에 형성된 제3 식각 홈; 및
    상기 마스크 시트 상면에 배치되며, 상기 제2 식각 홈 내에 형성된 지지 패턴;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지 패턴은
    상기 제2 식각 홈 내에 적어도 하나 이상이 형성되고, 상기 지지 패턴의 표면은 상기 마스크 시트의 상면과 동일 선상에 배치된 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크.
  6. (a) 마스크 셀 영역과, 마스크 셀 영역의 외측에 배치된 더미 영역을 갖는 마스크 시트의 상면 및 하면에 제1 및 제2 마스크 패턴을 형성하는 단계;
    (b) 상기 제1 및 제2 마스크 패턴을 이용한 1차 에칭으로 상기 마스크 시트 상면의 일부를 제1 깊이로 제거하여, 상기 마스크 시트의 상면에 제1 식각 홈을 형성하는 단계;
    (c) 상기 제1 및 제2 마스크 패턴을 제거한 후, 상기 제1 식각 홈이 형성된 마스크 시트 상면의 일부를 덮는 제3 마스크 패턴과 마스크 시트 하면의 일부를 덮는 제4 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 제3 및 제4 마스크 패턴을 이용한 2차 에칭으로 상기 마스크 시트 상면 및 하면의 일부를 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이로 제거하여, 상기 제1 식각 홈과 이격된 외측에 배치된 제2 식각 홈과, 상기 마스크 시트의 상면 및 하면을 관통하는 마스크 패턴 홀을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 식각 홈은 제1 깊이를 갖고, 상기 제2 식각 홈은 상기 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는 10 ~ 30㎛로 형성하고,
    상기 제2 식각 홈의 제2 깊이는 40 ~ 50㎛로 형성하는 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 식각 홈의 제1 깊이는
    15 ~ 25㎛로 형성하는 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 마스크 시트의 하면에서 마스크 패턴 홀과 대응되는 위치에 배치된 제3 식각 홈과, 상기 마스크 시트의 상면에서 제2 식각 홈 내에 배치된 지지 패턴을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후,
    (e) 상기 제2 식각 홈 및 마스크 패턴 홀이 형성된 마스크 시트의 상면 및 하면에 남겨진 제3 및 제4 마스크 패턴을 제거하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투스텝 가공에 의한 에칭 품질 편차를 개선한 OLED 증착용 메탈 마스크 제조 방법.
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