KR20180034571A

KR20180034571A - 소형 개구 증착용 마스크

Info

Publication number: KR20180034571A
Application number: KR1020187005575A
Authority: KR
Inventors: 즈링 웨이; 루쥔 자오; 타오 양
Original assignee: 쿤 샨 파워 스텐실 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2015-08-22
Filing date: 2016-08-17
Publication date: 2018-04-04
Also published as: TW201708937A; JP2018525529A; WO2017032248A1; CN105154822A; TWM540402U; TWI591425B

Abstract

소형 개구 마스크판(30)은 마스크층(42)과 마스크 지지층(41)의 이층 구조를 포함하며, 마스크층(42)은 마스크 개구(420) 어레이로 형성되는 개구 유닛을 구비하고, 마스크 지지층(41)은 서포팅 윈도우(410) 어레이로 형성되는 윈도우 유닛을 구비하며, 마스크층(42)과 마스크 지지층(41) 사이는 밀착 결합된다. 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구(420)의 어레이 방식은 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우(410) 어레이 방식과 동일하며, 마스크 개구(420)는 서포팅 윈도우(410)와 일일이 대응되고, 또한 각각의 마스크 개구(420)는 상응하는 서포팅 윈도우(410) 내부에 설치되며; 마스크 개구(420)의 개구 크기는 대응되는 서포팅 윈도우(410)의 개구 크기보다 작고, 마스크층(42)의 두께는 마스크 지지층(41)의 두께보다 크지 않다.

Description

소형 개구 증착용 마스크

본 발명은 디스플레이 패널 제작 업종에 속하며, OLED 디스플레이 패널 제작 과정에 응용되는 증착용 마스크에 관한 것으로서, 구체적으로는 소형 개구 증착용 마스크에 관한 것이다.

유기 전계 발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED)는 자발광이며, 배광원이 필요 없고, 대비도가 높으며, 두께가 얇고, 시야각이 넓으며, 반응속도가 빠르고, 플렉시블 패널에 응용 가능하며, 사용 온도 범위가 넓고, 구조 및 제조 과정이 비교적 단순하다는 등의 우수한 특성을 동시에 구비하여, 차세대 평면 디스플레이의 신흥 응용 기술로 인정받고 있다.

OLED 생산 과정에서 가장 중요한 부분은 매트릭스 구동 요구에 따라 유기층을 기판에 증착시켜, 핵심이 되는 발광 디스플레이 유닛을 형성하는 것이다. OLED는 일종의 고체 재료로서, 고정밀 코팅 기술의 발전은 OLED의 제품화를 제약하는 관건이다. 현재 이 작업의 완수는 주로 진공증착 또는 진공 열증발(VTE) 방법을 이용하며, 이는 진공 캐비티 내에 위치하는 유기물 분자를 약하게 가열(증발)하여, 이러한 분자들이 박막 형식으로 온도가 비교적 낮은 기판에 응집되도록 하는 것이다. 이러한 과정에서 OLED 발광 디스플레이 유닛의 정밀도에 적합한 고정밀 마스크판이 매개체로써 필요하다.

도 1은 OLED 증착용 마스크판의 구조도로서, 마스크 패턴(10)을 구비한 마스크판(11)을 프레임(12)에 고정시키며, 그 중 마스크판(11), 프레임(12)은 모두 금속재료이다. 도 2는 도 1 중 A-A 방향의 단면 확대도로서, 20은 마스크부이고, 21은 유기재료를 증착 시 기판에 형성되는 박막이 통과되는 개구이다. 마스크판(11)은 일반적으로 에칭 공정을 통해 제조되는 금속 박판이므로, 마스크 패턴(10)을 구성하는 마스크부(20)와 개구(21)의 크기는 금속 박판 자체의 두께(h)(h는 일반적으로 30㎛ 이상)와 공정의 제약으로 인해, 최종적인 OLED 제품의 해상도가 제한적이다. 다시 말해, 개구(21)의 폭의 크기(d1)를 추가적으로 축소시키기가 매우 어려우며(현재 d1이 30㎛ 미만인 개구는 제작하기가 매우 어렵다), 설사 매우 작게 만들 수 있더라도, 종횡비가 비교적 큰 개구는 또한 고품질의 증착 과정을 만족시킬 수 없다. 따라서, 업계 내에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안이 매우 시급하다.

이를 감안하여, 본 발명은 이상의 문제를 효과적으로 극복할 수 있는 소형 개구 증착용 마스크판을 제공하며, 구체적인 기술방안은 다음과 같다.

소형 개구 증착용 마스크판에 있어서, 상기 마스크판은 마스크층과 마스크 지지층의 2층 구조를 포함하며, 상기 마스크층은 마스크 개구가 어레이로 형성되는 개구 유닛을 구비하고, 상기 마스크 지지층은 서포팅 윈도우가 어레이로 형성되는 윈도우 유닛을 구비하며, 상기 마스크층과 상기 마스크 지지층 사이는 밀착 결합되고; 상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구의 어레이 방식과 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 어레이 방식은 동일하며, 상기 마스크 개구와 상기 서포팅 윈도우는 일일이 대응되고, 또한 각각의 상기 마스크 개구는 상응하는 상기 서포팅 윈도우 내부에 설치되며; 상기 마스크 개구의 개구 크기는 서로 대응되는 상기 서포팅 윈도우의 개구 크기보다 작고, 상기 마스크층의 두께는 상기 마스크 지지층의 두께보다 크지 않다.

본 발명에서, 마스크판의 증착 효과를 최종적으로 결정하는 것은 마스크층의 마스크 개구의 개구 품질에 있으며, 상대적으로 얇은 마스크층에는 품질이 보다 우수한 마스크 개구(즉 제작된 마스크 개구의 가장자리가 가지런한 것)를 설치할 수 있고, 비교적 작은 종횡비를 구비하며(즉 마스크층의 두께와 개구 크기의 비율이 작다), 본 발명에서, 상기 마스크층의 두께 범위는 2~20㎛이고; 상기 마스크 지지층의 두께 범위는 20~60㎛이다.

본 발명의 바람직한 선택으로서, 상기 마스크층의 두께는 5㎛, 8㎛, 12㎛, 15㎛ 또는 18㎛이고; 상기 마스크 지지층의 두께는 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛ 또는 50㎛이다.

일 실시예에서, 상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구와 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 개구 형상은 모두 직사각형이고, 상기 마스크층 상의 상기 마스크 개구의 변의 길이 칫수 범위는 15~40㎛이다.

또 다른 약간의 실시예에서, 상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구와 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 개구 형상은 모두 정육각형 또는 팔각형이고, 상기 마스크층 상의 상기 마스크 개구의 변의 길이 칫수 범위는 10~30㎛이다.

상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구와 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 개구 형상은 모두 원형일 수 있으며, 상기 마스크층 상의 상기 마스크 개구의 직경 칫수 범위는 15~45㎛이다.

또한, 상기 마스크판을 구성하는 마스크층의 재질은 유기재료이다.

또한, 상기 마스크 지지층을 구성하는 재질은 금속 재료이며, 스테인리스강, 인바(invar) 합금 또는 기타 니켈 기반 합금인 것이 바람직하다.

본 특허의 배경 기술 중 종래 기술에 대한 설명에 따르면, 종래의 마스크판의 구성 재질은 전부 금속 합금이며, 본 발명은 종래의 마스크판과 전혀 다른 기술 방안을 제시하였다. 본 발명의 소형 개구 증착용 마스크판은 다음과 같은 장점을 지닌다: 금속 마스크 지지층의 작용을 지니므로, 마스크판을 구성하는 유기 마스크층을 매우 얇게 제작할 수 있으며, 이와 같이 마스크층의 마스크 개구가 비교적 작은 종횡비를 지니도록 보장하는 전제하에, 추가적으로 개구의 폭을 더욱 줄일 수 있으며, 따라서 형성되는 최종 마스크판은 해상도가 더욱 높은 OLED 제품을 증착 형성할 수 있다.

본 발명의 상기 및/또는 추가적인 방면 및 장점은 아래의 묘사에서 일부가 제공될 것이고, 일부는 아래의 묘사로부터 명확해지거나, 또는 본 발명의 실천을 통해 이해될 것이다.

본 발명의 상기 및/또는 추가적인 방면 및 장점은 이하 첨부도면을 결합한 실시예에 대한 묘사를 통해 명확해지고 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술의 OLED 증착용 마스크의 구조 설명도이다.
도 2는 도 1 중 A-A 방향의 단면 확대도이다.
도 3은 본 발명의 소형 개구 증착용 마스크의 실시예 1의 전체도이다.
도 4는 도 3 중 I 부분의 확대도이다.
도 5는 도 4 중 B-B 방향의 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 구조의 반대면 설명도이다.
도 7은 본 발명과 관련된 마스크의 실시예 2의 설명도이다.
도 8은 본 발명과 관련된 마스크의 실시예 3의 설명도이다.
도 9는 본 발명의 소형 개구 증착용 마스크를 이용하여 유기재료를 증착하는 설명도이다.

이하 본 발명의 실시예를 상세히 설명하며, 상기 실시예의 예시는 첨부 도면에 도시하였다. 그 중 시종 동일하거나 또는 유사한 부호로 동일하거나 유사한 소자 또는 동일하거나 유사한 기능을 갖는 소자를 표시하였다. 이하 참고 도면을 통해 묘사되는 실시예는 예시적인 것으로, 단지 본 발명을 해석하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

본 발명의 묘사에서, "상", "하", "저부", "상부", "전", "후", "내", "외", "가로", "세로" 등이 지시하는 방위 또는 위치 관계는 첨부도면에 도시된 방위 또는 위치 관계를 바탕으로 한 것이며, 단지 본 발명의 묘사의 편의와 단순화를 위한 것으로서, 지칭하는 장치 또는 소자가 반드시 특정한 방위, 및 특정한 방위 구조와 조작을 구비하여야 함을 지시하거나 암시하는 것이 아님을 이해하여야 하며, 따라서 본 발명을 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에서 다루는 소형 개구 증착용 마스크판을 설명한다. 도 3은 본 발명의 소형 개구 증착용 마스크판의 실시예 1의 전체도이고; 도 4는 도 3 중 I 부분의 확대도이며; 도 5는 도 4 중 B-B 방향의 단면도이고; 도 6은 도 4에 도시된 구조의 반대면도이며; 도 7은 본 발명과 관련된 마스크판의 실시예 2의 설명도이고; 도 8은 본 발명과 관련된 마스크판의 실시예 3의 설명도이다.

실시예 1

도 3에 도시된 바와 같이, 마스크판(30)에 어레이 형식의 마스크 패턴이 설치되며, 그 구체적인 구조는 도 4, 도 5, 도 6에 도시된 바와 같다. 본 실시예에서, 마스크판(30)은 마스크층(42)과 마스크 지지층(41)의 2층 구조를 포함하며, 마스크층(42)은 마스크 개구(420)가 어레이로 형성된 개구 유닛(개구 유닛은 즉 한 세트의 긴밀하게 배열된 마스크 개구이다)을 구비하고, 마스크 지지층(41)은 서포팅 윈도우(410)가 어레이로 형성된 윈도우 유닛(윈도우 유닛이란 즉 한 세트의 밀착 배열된 서포팅 윈도우이다)을 구비한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 마스크층(42)과 마스크 지지층(41) 사이는 밀착 결합된다. 도 4, 도 6에 도시된 바와 같이, 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구(420)의 어레이 방식과 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우(410)의 어레이 방식은 동일하며, 마스크 개구(420)와 서포팅 윈도우(410)는 일일이 대응되고, 또한 각각의 마스크 개구(420)는 상응하는 서포팅 윈도우(410) 내부에 설치되며(즉 마스크 개구(420)의 가장자리가 서포팅 윈도우(410)의 가장자리로 둘러싸인 영역 내에 위치한다); 마스크 개구(420)의 개구 크기는 서로 대응되는 서포팅 윈도우(410)의 개구 크기보다 작고, 마스크층의 두께(h2)는 상기 마스크 지지층(41)의 두께(h1)보다 크지 않다.

본 발명에서, 마스크판의 증착 효과를 최종적으로 결정하는 것은 마스크층(42)의 마스크 개구(420)의 개구 품질에 있으며, 상대적으로 얇은 마스크층(42)에는 품질이 보다 우수한 마스크 개구(420)(즉 제작된 마스크 개구의 가장자리가 가지런한 것)를 설치할 수 있고, 또한 비교적 작은 종횡비를 구비하며(즉 마스크층의 두께와 개구 크기의 비율이 작다), 비교적 작은 종횡비는 후속되는 유기재료를 증착하기에 유리하다. 또한, 마스크판을 구성하는 마스크 지지층(41)상의 서포팅 윈도우(410)는 비교적 큰 개구 크기를 가지므로, 후속되는 유기재료의 증착에 미치는 영향이 작고, 상대적으로 비교적 두꺼운(마스크층의 두께와 비교하여) 마스크 지지층(41)은 안정적인 지지시트의 역할을 제공할 수 있으며, 또한 자체의 두께 문제로 인해 후속되는 유기재료의 증착에 영향을 미칠 우려가 없다.

본 발명에서, 마스크층(42)의 두께(h2) 범위는 2~20㎛이고; 마스크 지지층(41)의 두께(h1) 범위는 20~60㎛이다.

본 발명의 바람직한 선택으로서, 본 발명의 약간의 실시예에서 마스크층(42)의 두께(h2)는 구체적으로 5㎛, 8㎛, 12㎛, 15㎛ 또는 18㎛으로 설계할 수 있고; 마스크 지지층(41)의 두께(h1)는 구체적으로 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛ 또는 50㎛으로 설계할 수 있다.

본 실시예에서, 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구(420)와 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우(410)의 개구 형상은 모두 직사각형(바람직하게는 정사각형)이고, 마스크층(42)상의 마스크 개구(420)의 변의 길이 칫수(d2) 범위는 15~40㎛이다. 본 실시예를 구성하는 개구 유닛(또는 윈도우 유닛)은 모두 마스크 개구(또는 서포팅 윈도우) 어레이로 구성되며, 구체적으로는 도 4 또는 도 6을 참조한다.

본 발명에서, 마스크판(30)을 구성하는 마스크층(42)의 재질은 유기재료이고, 상기 유기재료는 막형성 성능을 구비하며, 또한 형성되는 막층은 일정한 항파괴 강도를 지닌다. 바람직하게는, 상기 유기재료는 포토레지스트 또는 기타 감광성능을 지닌 유기재료이다.

또한, 본 발명 중 마스크 지지층(41)을 구성하는 재질은 금속 재료로서, 일반적으로 스테인리스강, 인바(invar) 합금 또는 기타 니켈 기반 합금을 사용하며, 비교적 작은 열팽창 계수를 지닌 인바 합금 시트인 것이 바람직하다.

실시예 2

본 실시예에서, 실시예 1과 다른 점은 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구(420)와 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우(410)의 개구 형상이 모두 정육각형 또는 팔각형이고, 그 중 마스크층(42)상의 마스크 개구(420)의 변의 길이 칫수 범위가 10~30㎛이라는데 있다. 도 7은 유닛의 마스크 개구(420)와 서포팅 윈도우(410)의 개구 형상이 모두 정육각형인 설명도이다(여기서 팔각형 예시는 생략한다).

실시예 3

본 실시예에서, 실시예 1과 다른 점은 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구(420)와 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우(410)의 개구 형상이 모두 원형이고, 그 중 마스크층(42)상의 마스크 개구(420)의 직경 칫수 범위가 15~45㎛이라는데 있다. 도 8은 유닛의 마스크 개구(420)와 서포팅 윈도우(410)의 개구 형상이 모두 원형인 설명도이다.

구체적으로 설명하면, 본 발명을 통해 제작되는 마스크판의 유기재료 증착효과를 최종적으로 결정하는 것은 마스크층(42)의 마스크 개구(420)이며, 마스크층은 유기재질의 특성을 지니므로 비교적 용이하게 "경박"화를 구현할 수 있다. "가벼운(輕)" 특성을 지니므로, 그 하방에 위치하는 마스크 지지층(41)이 마스크를 지지하기 용이하고; "얇은(薄)" 특징은 그 위에 설치되는 개구 구조(42)가 비교적 용이하게 소형 칫수의 개구 설계를 구현할 수 있게 한다.

도 9는 본 발명의 자성 마스크판을 이용하여 유기재료를 증착하는 설명도로서, 밀봉 챔버에서, 프레임(12)에 장착된 마스크판(30)을 프레임(12)을 통해 고정기구(91)에 고정시킨 후, 마스크판(30) 상부에 증착할 기판(90)을 설치하고, 하부에 유기 증착원(92)을 설치한다. 유기 증착원(92) 중의 유기재료는 증발을 통해 챔버 내부로 확산되고, 확산되는 유기재료는 마스크판(30)의 서포팅 윈도우와 마스크 개구를 통과한 후 기판(90)에 증착되어 유기발광층을 형성한다. 일반적인 기판의 배면에 자성 흡착장치가 설치된다.

본 발명의 마스크판은 종래의 마스크판의 자성을 구비한 금속층 구조를 보유하므로, 이후의 응용 과정에서, 기판 배면의 자성 흡착 장치에 의해 흡착될 수 있어 마스크판의 처짐량을 추가적으로 감소시킬 수 있다.

이상의 실시예에 공개한 마스크판은 모두 하나의 완전체 구조이며, 즉 하나의 완전한 마스크판 제품에 본 발명의 상기 마스크판을 하나만 구비한 것이나, 실제 응용 과정에서, 하나의 완전한 마스크판 제품은 다수의 마스크판을 이어붙여 형성하는 방식을 선택할 수 있다. 본 회의 PCT 단계에서 보충해야 할 내용

본 발명에서 언급된 임의의 "하나의 실시예", "실시예", "도식적 실시예" 등은 상기 실시예를 결합하여 묘사되는 구체적인 구성부재, 구조 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미한다. 본 명세서의 각 부분 중의 상기 도식적인 표현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 임의의 실시예를 결합하여 구체적인 구성부재, 구조 또는 특징을 묘사 시, 기타 실시예를 결합하여 이러한 구성부재, 구조 또는 특징을 구현하여도 모두 본 분야의 기술 범위 내에 속한다는 점에 유의한다.

본 발명의 다수의 도식적인 실시예를 참조하여 본 발명의 구체적인 실시방식에 대해 상세한 묘사를 하였으나, 본 분야의 기술자는 다양한 기타 개선과 실시예를 설계할 수 있으며, 이러한 개선과 실시예는 본 발명 원리의 정신과 범위 내에 속한다는 점을 반드시 이해하여야 한다. 구체적으로, 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 전술한 공개, 도면 및 청구항 범위 내에서 부품 및/또는 종속 조합 구성의 배치 방면에 합리적인 변형과 개선을 실시할 수 있다. 부품 및/배치 방면의 변형과 개선 이외에, 그 범위는 첨부되는 청구항 및 등가물로 한정된다.

10: 개구 유닛으로 구성되는 마스크 패턴 11: 마스크판
12: 프레임 20: 마스크부
21: 유기재료 증착 시의 마스크 개구
30: 본 발명의 마스크판 41: 마스크 지지층
42: 마스크층 90: 기판
91: 마스크판 어셈블리를 고정하는 고정기구 92: 유기증착원
410: 서포팅 윈도우 420: 마스크 개구
A-A: 단면 d1: 개구(21)의 폭 칫수
h: 마스크판의 두께 I: 확대할 영역
d2: 직사각형 마스크 개구(420)의 변 길이 칫수
B-B: 단면 h1: 마스크 지지층(41)의 두께
h2: 마스크층(42)의 두께

Claims

마스크층과 마스크 지지층의 2층 구조를 포함하며, 상기 마스크층은 마스크 개구가 어레이로 형성되는 개구 유닛을 구비하고, 상기 마스크 지지층은 서포팅 윈도우가 어레이로 형성되는 윈도우 유닛을 구비하는 소형 개구 증착용 마스크판에 있어서,
상기 마스크층과 상기 마스크 지지층 사이는 밀착 결합되고; 상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구의 어레이 방식과 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 어레이 방식은 동일하며, 상기 마스크 개구와 상기 서포팅 윈도우는 일일이 대응되고, 또한 각각의 상기 마스크 개구는 상응하는 상기 서포팅 윈도우 내부에 설치되며; 상기 마스크 개구의 개구 크기는 서로 대응되는 상기 서포팅 윈도우의 개구 크기보다 작고, 상기 마스크층의 두께는 상기 마스크 지지층의 두께보다 크지 않은,
소형 개구 증착용 마스크판.
제1항에 있어서,
상기 마스크층의 두께 범위는 2~20㎛이고; 상기 마스크 지지층의 두께 범위는 20~60㎛인, 소형 개구 증착용 마스크판.
제2항에 있어서,
상기 마스크층의 두께는 5㎛, 8㎛, 12㎛, 15㎛ 또는 18㎛이고; 상기 마스크 지지층의 두께는 25㎛, 30㎛, 35㎛, 40㎛, 45㎛ 또는 50㎛인, 소형 개구 증착용 마스크판.
제1항에 있어서,
상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구와 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 개구 형상은 모두 직사각형이고, 상기 마스크층 상의 상기 마스크 개구의 변의 길이 칫수 범위는 15~40㎛인, 소형 개구 증착용 마스크판.
제1항에 있어서,
상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구와 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 개구 형상은 모두 정육각형 또는 팔각형이고, 상기 마스크층 상의 상기 마스크 개구의 변의 길이 칫수 범위는 10~30㎛인, 소형 개구 증착용 마스크판.
제1항에 있어서,
상기 개구 유닛을 구성하는 마스크 개구와 상기 윈도우 유닛을 구성하는 서포팅 윈도우의 개구 형상은 모두 원형이고, 상기 마스크층 상의 상기 마스크 개구의 직경 칫수 범위는 15~45㎛인, 소형 개구 증착용 마스크판.
제1항에 있어서,
상기 마스크판을 구성하는 마스크층의 재질은 유기재료인, 소형 개구 증착용 마스크판.
제1항에 있어서,
상기 마스크 지지층의 재질은 스테인리스강, 인바(invar) 합금 또는 기타 니켈 기반 합금인, 소형 개구 증착용 마스크판.