KR102493710B1 - 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 제1 면에 의하면, 파인 메탈 마스크에 있어서, 일정한 제1 두께(T1)로 패턴홀이 형성된 유효영역(110)과 비유효영역(120)을 구비하며, 전주도금을 위한 전기장을 차폐하기 위한 전기장 차폐부재(200)가 유효영역(110) 상에 위치된 상태에서 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 제2 두께(T2)를 갖도록 전주도금층으로 형성된 용접결합부(130)를 더 구비하는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크가 제공된다.

Description

변형방지를 위한 파인 메탈 마스크 및 그 제조방법{Fine metal mask preventing from the thermal deformation and manufacturing method thereof}
본 발명은 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 OLED 화소 증착을 위한 마스크에 있어서 박막 마스크의 패턴홀을 정밀하게 형성하여 고해상도 구현을 가능하게 하도록 함에 따라 마스크를 프레임에 용접시 발생되는 열변형이나 용접시의 변형을 방지할 수 있는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 관한 것이며, 이 때, 변형 방지를 위한 공정 작업과 정밀성을 보다 향상시킬 수 있는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치들 중 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고, 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다. 그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 각각의 전극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 이용하고 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치의 전극들과, 발광층을 포함한 중간층은 여러 가지 방법에 의하여 형성시킬 수 있는데, 이중 하나의 방법이 증착법이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조하기 위해서는 기판 상에 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask, FMM)를 정렬하고, 박막의 원소재를 증착하여 소망하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.
이러한 파인 메탈 마스크가 대면적화되면 패턴 형성을 위한 에칭 오차도 커지고, 자중에 의한 중앙부의 처짐 현상도 심해지므로 최근에는 마스크를 여러 개의 스틱(stick) 형상으로 만든 후 프레임에 붙여서 사용하는 분할마스크 타입의 마스크 프레임 조립체가 선호되는 추세에 있다. 이 분할 마스크를 사용하면 전체 마스크 프레임 조립체 중 일부 분할 마스크에 문제가 생길 경우 그 해당 분할 마스크만 교체하면 된다는 장점도 있다.
이러한 파인 메탈 마스크(FMM)는 패턴홀을 가진 패턴영역들이 연속적으로 배열된 유효영역을 구비한 스틱에 대하여 유효영역의 외측부분인 비유효영역에서 증착을 위한 프레임에 용접으로 결합된다.
그러나, 파인 메탈 마스크(FMM)는 고해상도를 위하여 박막으로 형성되기 때문에 프레임에 비유효영역도 유효영역과 동일한 두께로 형성되어 용접시 마스크가 변형되어 정렬이 정확히 이루어지지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 유효영역과 비유효영역을 가진 마스크에 있어서 유효영역을 비유효영역에 비하여 보다 얇은 두께로 식각하는 공정을 수행하고 있다. 그러나 이 경우 유효영역의 전면적에 대하여 식각이 균일하지 않게 되어 화질이 저하되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 정밀한 비유효영역의 두께 조절의 어려움으로 인하여 프레임에 대하여 비유효영역의 용접을 위한 인장 공정의 과정에서 패턴홀이 왜곡되는 문제점이 있다. 또는 후속 공정은 식각 과정을 거침으로 인하여 제조효율성이 낮은 문제점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 유효영역에 대하여 균일한 두께를 가지면서 정밀한 패턴을 유지하도록 함과 동시에 비유효영역에 대하여 유효영역보다 균일하게 두꺼운 두께를 가지도록 할 수 있는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 비유효영역과 유효영역의 두께차를 가지도록 함에 있어서 제조원가를 절감할 수 있는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 면에 의하면, 파인 메탈 마스크에 있어서, 일정한 제1 두께(T1)로 패턴홀이 형성된 유효영역(110)과 비유효영역(120)을 구비하며, 전주도금을 위한 전기장을 차폐하기 위한 전기장 차폐부재(200)가 유효영역(110) 상에 위치된 상태에서 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 제2 두께(T2)를 갖도록 전주도금층으로 형성된 용접결합부(130)를 더 구비하는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크가 제공된다.
여기서, 용접결합부(130)의 저면은 비유효영역(120)의 상면으로부터 전주도금에 의하여 형성되며, 유효영역(110)와 비유효영역(120) 사이의 경계를 기준으로 용접결합부(130)의 단부는 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 동일한 제1 두께(T1)를 가진 유효영역(110)과 비유효영역(120)으로 이루어진 마스크는 전주도금을 위한 도금액이 충진된 도금조(B) 내에 위치한 상태서 전기장 차폐부재(200)가 유효영역(110)에 대응하여 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제2 면에 의하면, 제1 전주도금에 의하여 동일한 제1 두께(T1)를 갖도록 패턴홀을 가진 유효영역(110)과 비유효영역(120)이 준비되는 제1 단계; 비유효영역(120)에 대응하는 면적을 가진 평판 형태의 전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치되는 제2 단계; 전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치된 상태에서 도금액(미도시)이 담겨져 있는 도금조(미도시) 내에서 비유효영역(120) 상에서 비유효영역(120)에 수직하게 전기장(E)이 인가되는 제3 단계; 및 비유효영역(120) 상에 전기장(E)이 인가됨으로써 비유효영역(120) 상에 서서히 유효영역(110)보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130a)이 제2 전주도금에 의하여 형성되도록 하는 제4 단계를 포함하는 파인 메탈 마스크의 제조방법이 제공된다.
여기서, 전기장 차폐부재(200)는 유효영역(110)으로부터 수직으로 조금씩 상승한 상태에서 유효영역(110)을 전기장(E)에 대하여 차폐하면서 계속적으로 전기장(E)이 비유효영역(120) 상에 인가되도록 하는 제5 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 유효영역(110) 상에는 전기장(E)이 차폐되어 전주도금층이 형성되지 않는 반면에, 비유효영역(120) 상에는 보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130b)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 전기장 차폐부재(200)는 유효영역(110)으로부터 수직으로 상승된 간격에 비례하여 전기장 차폐부재(200)의 양단부의 모서리면에서는 비유효영역(120)에 수직으로 인가된 전기장이 유효영역(110)과 비유효영역(120)의 경계면을 향하여 경사지게 유도되며, 그에 따라 비유효영역(120) 상에는 보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130b)이 형성될 때, 동시에 유효영역(110)과 비유효영역(120)의 경계면(140)을 향하여 경사지게 유도되는 전기장(E)에 의하여 상기 경계면(140)의 영역에서는 경사진 전주도금층(130b´)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 일정한 제1 두께(T1)로 패턴홀이 형성된 유효영역(110)과, 전주도금을 위한 전기장을 차폐하기 위한 전기장 차폐부재(200)가 유효영역(110) 상에 위치된 상태에서 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 제2 두께(T2)를 갖는 용접결합부(130)가 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 제3 면에 의하면, 제1 전주도금에 의하여 동일한 제1 두께(T1)를 갖도록 패턴홀을 가진 유효영역(110)과 비유효영역(120)이 준비되는 제1 단계; 비유효영역(120)에 대응하는 면적을 가진 평판 형태의 전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치되는 제2 단계; 전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치된 상태에서 도금액(미도시)이 담겨져 있는 도금조(미도시) 내에서 비유효영역(120) 상에서 비유효영역(120)에 수직하게 전기장(E)이 인가되는 제3 단계; 및 비유효영역(120) 상에 전기장(E)이 인가됨으로써 비유효영역(120) 상에 서서히 유효영역(110)보다 높은 제2 두께(T2)를 가진 전주도금층(130c)이 제2 전주도금에 의하여 형성되도록 하는 제4 단계를 포함하는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법이 제공된다.
여기서, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)를 구비함으로써, 유효영역(110)에 대하여 수직으로 인가된 전기장(E)에 의하여 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두께운 제2 두께(T2)의 전주도금층(130c)이 형성됨과 동시에, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)에 의하여 비유효영역(120)에 수직하게 유도된 전기장의 일부 전기장(E´)은 유효영역(110)과 비유효영역(120) 사이의 경계면(140)를 향하여 유도되며 그에 따라 경계면(140)을 향하여 경사진 전주도금층(130c´)이 동시에 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면 유효영역에 대하여 균일한 두께를 가지면서 정밀한 패턴을 유지하도록 함과 동시에 비유효영역에 대하여 유효영역보다 균일하게 두꺼운 두께를 가지도록 할 수 있으며, 비유효영역과 유효영역의 두께차를 가지도록 함에 있어서 제조원가를 절감할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 개략적인 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 있어서 비유효영역과 동일한 평면을 가진 유효영역을 포함하는 마스크이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조공정을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조공정을 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조공정을 나타낸 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 개략적인 사시도이며, 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 있어서 비유효영역과 동일한 평면을 가진 유효영역을 포함하는 마스크이며, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조공정을 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조공정을 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크(1000)에 의하면, 일정한 제1 두께(T1)로 패턴홀이 형성된 유효영역(110)과 비유효영역(120)을 구비하며, 전주도금을 위한 전기장을 차폐하기 위한 전기장 차폐부재(200)가 유효영역(110) 상에 위치된 상태에서 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 제2 두께(T2)를 갖도록 전주도금층으로 형성된 용접결합부(130)를 더 구비한다.
이 때, 용접결합부(130)의 저면은 비유효영역(120)의 상면으로부터 전주도금에 의하여 형성되며, 유효영역(110)와 비유효영역(120) 사이의 경계를 기준으로 용접결합부(130)의 단부는 경사지게 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 동일한 제1 두께(T1)를 가진 유효영역(110)과 비유효영역(120)으로 이루어진 마스크는 전주도금을 위한 도금액이 충진된 도금조(B) 내에 위치한 상태서 전기장 차폐부재(200)가 유효영역(110)에 대응하여 위치하도록 한다. 한편, 전주도금을 위한 전기장(E)은 도금조(B) 내에서 비유효영역(120)에 수직하게 인가된다. 유효영역(110)은 비록 전주도금을 위한 네거티브 전극이 유효영역(110)에 접합되더라도 유효영역(110) 상에 위치한 전기장 차폐부재(200)에 의하여 유효영역(110)으로 인가되는 전기장(E)은 차폐된다.
본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 동일한 제1 두께(T1)를 갖도록 전주도금에 의하여 형성된 패턴홀을 가진 유효영역(110)과 비유효영역(120)이 준비된다.
이후, 비유효영역(120)에 대응하는 면적을 가진 평판 형태의 전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치된다.
이후, 전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치된 상태에서 도금액(미도시)이 담겨져 있는 도금조(미도시) 내에서 비유효영역(120) 상에서 비유효영역(120)에 수직하게 전기장(E)이 인가된다.
이와 같이 비유효영역(120) 상에 전기장(E)이 인가됨으로써 비유효영역(120) 상에 서서히 유효영역(110)보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130a)이 형성되기 시작한다.
이후, 전기장 차폐부재(200)는 유효영역(110)으로부터 수직으로 조금씩 상승한 상태에서 유효영역(110)을 전기장(E)에 대하여 차폐하면서 계속적으로 전기장(E)이 비유효영역(120) 상에 인가된다.
그에 따라 유효영역(110) 상에는 전기장(E)이 차폐되어 전주도금층이 형성되지 않는 반면에, 비유효영역(120) 상에는 보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130b)이 형성된다. 이 때, 전기장 차폐부재(200)는 유효영역(110)으로부터 수직으로 상승된 간격에 비례하여 전기장 차폐부재(200)의 양단부의 모서리면에서는 비유효영역(120)에 수직으로 인가된 전기장이 유효영역(110)과 비유효영역(120)의 경계면을 향하여 경사지게 유도되며, 그에 따라 비유효영역(120) 상에는 보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130b)이 형성될 때, 동시에 유효영역(110)과 비유효영역(120)의 경계면(140)을 향하여 경사지게 유도되는 전기장(E)에 의하여 상기 경계면(140)의 영역에서는 경사진 전주도금층(130b´)이 형성된다.
이후, 계속적으로 전기장 차폐부재(200)는 유효영역(110)으로부터 수직으로 연속적 상승한 상태에서 유효영역(110)을 전기장(E)에 대하여 차폐하면서 계속적으로 전기장(E)이 비유효영역(120) 상에 인가된다.
그에 따라 유효영역(110) 상에는 전기장(E)이 차폐되어 전주도금층이 형성되지 않는 반면에, 비유효영역(120) 상에는 보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130c)이 형성된다. 이 때, 전기장 차폐부재(200)는 유효영역(110)으로부터 수직으로 상승된 간격에 비례하여 전기장 차폐부재(200)의 양단부의 모서리면에서는 비유효영역(120)에 수직으로 인가된 전기장이 유효영역(110)과 비유효영역(120)의 경계면을 향하여 경사지게 유도되며, 그에 따라 비유효영역(120) 상에는 보다 높은 두께를 가진 전주도금층(130c)이 형성될 때, 동시에 유효영역(110)과 비유효영역(120)의 경계면(140)을 향하여 경사지게 유도되는 전기장(E)에 의하여 상기 경계면(140)의 영역에서는 경사진 전주도금층(130c´)이 형성된다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 의하면, 일정한 제1 두께(T1)로 패턴홀이 형성된 유효영역(110)과, 전주도금을 위한 전기장을 차폐하기 위한 전기장 차폐부재(200)가 유효영역(110) 상에 위치된 상태에서 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두꺼운 제2 두께(T2)를 갖는 용접결합부(130)가 형성된다.
전순한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법에 의하면, 유효영역(110) 상에 위치한 전기장 차폐부재(200)를 상승시키면서 비유효영역(120) 상에 전주도금층(130c)을 가진 용접결합부(130)를 형성하고 있으나, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크에 의하면, 전기장 차폐부재(200)를 상승시키지 않으면서 제1 실시예와 동일한 용접결합부(130)를 형성하도록 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조공정을 나타낸 개략적인 단면도이다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법에 의하면, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)를 구비한다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법에 있어서 제1 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조번호로 나타내며 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제1 실시예와 달리 제2 실시예에 의하면, 전기장 차폐부재(200)의 저면은 유효영역(110)에 대하여 상승하지 않고 긴밀하게 당접된 상태에서 용접결합부(130)를 형성하기 위한 전주도금층(130c, 130c´)이 형성된다.
본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법에 의하면, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)를 구비함으로써, 유효영역(110)에 대하여 수직으로 인가된 전기장(E)에 의하여 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두께운 제2 두께(T2)의 전주도금층(130c)이 형성됨과 동시에, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)에 의하여 비유효영역(120)에 수직하게 유도된 전기장의 일부 전기장(E´)은 유효영역(110)과 비유효영역(120) 사이의 경계면(140)를 향하여 유도되며 그에 따라 경계면(140)을 향하여 경사진 전주도금층(130c´)이 동시에 형성된다.
100: 유효영역
120: 비유효영역
130: 용접결합부
140: 경계면
200: 전기장 차폐부재
210: 전기장 유도부

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  10. 제1 전주도금에 의하여 동일한 제1 두께(T1)를 갖도록 패턴홀을 가진 유효영역(110)과 비유효영역(120)이 준비되는 제1 단계;
    비유효영역(120)에 대응하는 면적을 가진 평판 형태의 전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치되는 제2 단계;
    전기장 차폐부재(200)가 비유효영역(120)에 긴밀하게 당접되어 위치된 상태에서 도금액(미도시)이 담겨져 있는 도금조(미도시) 내에서 비유효영역(120) 상에서 비유효영역(120)에 수직하게 전기장(E)이 인가되는 제3 단계; 및
    비유효영역(120) 상에 전기장(E)이 인가됨으로써 비유효영역(120) 상에 서서히 유효영역(110)보다 높은 제2 두께(T2)를 가진 전주도금층(130c)이 제2 전주도금에 의하여 형성되도록 하는 제4 단계를 포함하며,
    전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)를 구비하는 것을 특징으로 하는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)를 구비함으로써, 유효영역(110)에 대하여 수직으로 인가된 전기장(E)에 의하여 비유효영역(120) 상에 유효영역(110)의 제1 두께(T1)보다 두께운 제2 두께(T2)의 전주도금층(130c)이 형성됨과 동시에, 전기장 차폐부재(200)의 양단 모서리 부분은 유효영역(110)을 향하여 경사지도록 형성된 전기장 유도부(210)에 의하여 비유효영역(120)에 수직하게 유도된 전기장의 일부 전기장(E´)은 유효영역(110)과 비유효영역(120) 사이의 경계면(140)를 향하여 유도되며 그에 따라 경계면(140)을 향하여 경사진 전주도금층(130c´)이 동시에 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 변형방지를 위한 파인 메탈 마스크의 제조방법.
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