KR20200041840A - Producing method of mask integrated frame - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프레임 일체형 마스크의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마스크의 변형없이 안정적으로 지지 및 이동이 가능하고, 각 마스크 간의 얼라인(align)을 명확하게 할 수 있는 프레임 일체형 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a frame-integrated mask. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a frame-integrated mask capable of stably supporting and moving without deformation of a mask and clarifying alignment between each mask.
OLED 제조 공정에서 화소를 형성하는 기술로, 박막의 금속 마스크(Shadow Mask)를 기판에 밀착시켜서 원하는 위치에 유기물을 증착하는 FMM(Fine Metal Mask) 법이 주로 사용된다.As a technique for forming a pixel in an OLED manufacturing process, a FMM (Fine Metal Mask) method is used, in which a thin metal mask is closely adhered to a substrate to deposit an organic material at a desired location.
기존의 OLED 제조 공정에서는 마스크를 스틱 형태, 플레이트 형태 등으로 제조한 후, 마스크를 OLED 화소 증착 프레임에 용접 고정시켜 사용한다. 마스크 하나에는 디스플레이 하나에 대응하는 셀이 여러개 구비될 수 있다. 또한, 대면적 OLED 제조를 위해서 여러 개의 마스크를 OLED 화소 증착 프레임에 고정시킬 수 있는데, 프레임에 고정하는 과정에서 각 마스크가 평평하게 되도록 인장을 하게 된다. 마스크의 전체 부분이 평평하게 되도록 인장력을 조절하는 것은 매우 어려운 작업이다. 특히, 각 셀들을 모두 평평하게 하면서, 크기가 수 내지 수십 ㎛에 불과한 마스크 패턴을 정렬하기 위해서는, 마스크의 각 측에 가하는 인장력을 미세하게 조절하면서, 정렬 상태를 실시간으로 확인하는 고도의 작업이 요구된다.In the conventional OLED manufacturing process, the mask is manufactured in a stick form, a plate form, etc., and then the mask is welded and fixed to the OLED pixel deposition frame. In one mask, a plurality of cells corresponding to one display may be provided. In addition, several masks can be fixed to the OLED pixel deposition frame for large-area OLED manufacturing. In the process of fixing to the frame, each mask is tensioned to be flat. Adjusting the tensile force so that the entire part of the mask is flat is a very difficult task. In particular, in order to align the mask patterns having a size of only a few to several tens of µm while all cells are flattened, a high-level operation to check the alignment state in real time while finely adjusting the tensile force applied to each side of the mask is required. do.
그럼에도 불구하고, 여러 개의 마스크를 하나의 프레임에 고정시키는 과정에서 마스크 상호간에, 그리고 마스크 셀들의 상호간에 정렬이 잘 되지 않는 문제점이 있었다. 또한, 마스크를 프레임에 용접 고정하는 과정에서 마스크 막의 두께가 너무 얇고 대면적이기 때문에 하중에 의해 마스크가 쳐지거나 뒤틀어지는 문제점, 용접 과정에서 용접 부분에 발생하는 주름, 번짐(burr) 등에 의해 마스크 셀의 정렬이 엇갈리게 되는 문제점 등이 있었다.Nevertheless, in the process of fixing several masks to one frame, there was a problem in that alignment between the masks and between the mask cells did not work well. In addition, because the thickness of the mask film is too thin and large area in the process of welding and fixing the mask to the frame, the mask cell may be damaged or warped by a load, or wrinkles or burrs generated in the welding part in the welding process. There were problems such as misalignment.
초고화질의 OLED의 경우, 현재 QHD 화질은 500~600 PPI(pixel per inch)로 화소의 크기가 약 30~50㎛에 이르며, 4K UHD, 8K UHD 고화질은 이보다 높은 ~860 PPI, ~1600 PPI 등의 해상도를 가지게 된다. 이렇듯 초고화질의 OLED의 화소 크기를 고려하여 각 셀들간의 정렬 오차를 수 ㎛ 정도로 감축시켜야 하며, 이를 벗어나는 오차는 제품의 실패로 이어지게 되므로 수율이 매우 낮아지게 될 수 있다. 그러므로, 마스크가 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지하고, 정렬을 명확하게 할 수 있는 기술, 마스크를 프레임에 고정하는 기술 등의 개발이 필요한 실정이다.In the case of ultra-high-definition OLED, the current QHD image quality is 500 ~ 600 pixel per inch (PPI), and the pixel size reaches about 30 ~ 50㎛, and 4K UHD, 8K UHD high image quality is higher than ~ 860 PPI, ~ 1600 PPI, etc. It has the resolution of. As described above, the alignment error between each cell should be reduced to a few μm in consideration of the pixel size of the ultra-high quality OLED, and an error out of this may lead to product failure, so the yield may be very low. Therefore, there is a need to develop a technique that prevents deformation such as a mask being crushed or distorted, a technique for making alignment clear, and a technique for fixing a mask to a frame.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마스크를 변형없이 안정적으로 지지 및 이동이 가능하고, 마스크가 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지하고 정렬을 명확하게 할 수 있는 프레임 일체형 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, and the mask can be stably supported and moved without deformation, and the deformation of the mask can be prevented from being crushed or twisted, and the alignment can be made clear. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a frame-integrated mask.
또한, 본 발명은 제조시간을 현저하게 감축시키고, 수율을 현저하게 상승시킨 프레임 일체형 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a frame-integrated mask in which the production time is significantly reduced and the yield is significantly increased.
본 발명의 상기의 목적은, 복수의 마스크와 마스크를 지지하는 프레임이 일체로 형성된 프레임 일체형 마스크의 제조 방법으로서, (a) 마스크가 템플릿 상에 접착된 마스크 지지 템플릿을 준비하는 단계; (b) 적어도 하나의 마스크 셀 영역을 구비한 프레임을 준비하는 단계; (c) 적어도 하나의 마스크 셀 영역을 구비한 프레임이 포함된 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승시키는 단계; (d) 프레임 상에 템플릿을 로딩하여 마스크를 프레임의 마스크 셀 영역에 대응하는 단계; (e) 마스크의 용접부에 레이저를 조사하여 마스크를 프레임에 부착하는 단계; 및 (f) 프레임이 포함된 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강시키는 단계;를 포함하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention is a method of manufacturing a frame-integrated mask in which a plurality of masks and a frame supporting a mask are integrally formed, comprising: (a) preparing a mask support template in which a mask is adhered to a template; (b) preparing a frame having at least one mask cell region; (c) raising a temperature of a process region including a frame having at least one mask cell region to a first temperature; (d) loading a template on the frame to correspond the mask to the mask cell area of the frame; (e) attaching the mask to the frame by irradiating a laser to the welding portion of the mask; And (f) lowering the temperature of the process region including the frame to a second temperature. It is achieved by a method of manufacturing a frame-integrated mask.
마스크는 압연(rolling) 공정으로 제조된 금속 시트(sheet)로 구성되며, 템플릿은 마스크보다 열팽창계수가 클 수 있다. The mask is composed of a metal sheet manufactured by a rolling process, and the template may have a higher coefficient of thermal expansion than the mask.
(d) 단계 내지 (f) 단계를 반복하여 프레임의 모든 마스크 셀 영역에 복수의 마스크를 각각 부착할 수 있다.By repeating steps (d) to (f), a plurality of masks may be respectively attached to all mask cell regions of the frame.
임시접착부는 열을 가함에 따라 분리가 가능한 접착제 또는 접착 시트, UV 조사에 의해 분리가 가능한 접착제 또는 접착시트일 수 있다.The temporary adhesive portion may be an adhesive or adhesive sheet that can be separated by applying heat, or an adhesive or adhesive sheet that can be separated by UV irradiation.
제1 온도는 OLED 화소 증착 공정 온도보다 같거나 높은 온도이고, 제2 온도는 적어도 제1 온도보다 낮은 온도이며, 제1 온도는 25℃ 내지 60℃ 중 어느 하나의 온도이고, 제2 온도는 제1 온도보다 낮은 20℃ 내지 30℃ 중 어느 하나의 온도이며, OLED 화소 증착 공정 온도는 25℃ 내지 45℃ 중 어느 하나의 온도일 수 있다.The first temperature is a temperature equal to or higher than the OLED pixel deposition process temperature, the second temperature is at least a temperature lower than the first temperature, the first temperature is any one of 25 ° C to 60 ° C, and the second temperature is the first temperature. The temperature is any one of 20 ° C to 30 ° C lower than 1 temperature, and the OLED pixel deposition process temperature may be any one of 25 ° C to 45 ° C.
(c) 단계에서, 마스크가 고유의 열팽창 길이보다 크게 신장하고, 템플릿의 열팽창 길이와 동일하거나 적게 신장할 수 있다.In step (c), the mask stretches greater than the intrinsic thermal expansion length and may stretch or equal to or less than the thermal expansion length of the template.
(d) 단계에서, 마스크에 인장을 가하지 않고 템플릿의 위치 제어로만 템플릿 상의 마스크를 마스크 셀 영역에 대응할 수 있다.In step (d), the mask on the template may correspond to the mask cell region only by controlling the position of the template without applying tension to the mask.
(f) 단계에서 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강시키면, 프레임에 부착된 마스크가 수축되어 장력(tension)을 인가받을 수 있다.When the temperature of the process region is lowered to the second temperature in step (f), the mask attached to the frame is contracted to receive tension.
(e) 단계와 (f) 단계 사이에, 임시접착부에 열 인가, 화학적 처리, 초음파 인가, UV 인가 중 적어도 어느 하나를 수행하여, 마스크와 템플릿을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.Between steps (e) and (f), the temporary adhesive may further include a step of separating the mask and the template by performing at least one of heat application, chemical treatment, ultrasonic application, and UV application.
(a) 단계에서, 마스크는 측면 방향으로 인장력이 가해진 상태로 템플릿 상에 접착될 수 있다.In step (a), the mask may be adhered to the template with a tensile force applied in the lateral direction.
마스크는 압연(rolling) 또는 전주 도금(electroforming) 공정으로 제조된 금속 시트(sheet)로 구성될 수 있다.The mask may be composed of a metal sheet produced by a rolling or electroforming process.
(e) 단계 이후, 임시접착부에 열 인가, 화학적 처리, 초음파 인가, UV 인가 중 적어도 어느 하나를 수행하여, 마스크와 템플릿을 분리하며, 마스크로부터 템플릿이 분리되면, 마스크에 가해진 인장력이 프레임에 인가될 수 있다.After step (e), the temporary adhesive is subjected to at least one of heat application, chemical treatment, ultrasonic application, and UV application to separate the mask and the template, and when the template is separated from the mask, tensile force applied to the mask is applied to the frame Can be.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 마스크를 변형없이 안정적으로 지지 및 이동이 가능하고, 마스크가 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지하고 정렬을 명확하게 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, the mask can be stably supported and moved without deformation, and there is an effect of preventing deformation such as the mask being struck or twisted and clarifying the alignment.
또한, 본 발명에 따르면, 제조시간을 현저하게 감축시키고, 수율을 현저하게 상승시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect that can significantly reduce the manufacturing time, and significantly increase the yield.
도 1은 종래의 OLED 화소 증착용 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 2는 종래의 마스크를 프레임에 접착하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 종래의 마스크를 인장하는 과정에서 셀들간의 정렬 오차가 발생하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크를 나타내는 정면도 및 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 나타내는 정면도 및 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 8은 종래의 고해상도 OLED 형성을 위한 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 금속막을 압연(rolling) 방식으로 제조하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 금속막을 전주 도금(electroforming) 방식으로 제조하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿 상에 마스크를 합지하여 마스크 지지 템플릿을 제조하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 임시접착부를 나타내는 확대 단면 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지 템플릿을 프레임 상에 로딩하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿을 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 프레임에 접착한 후 마스크와 템플릿을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 프레임에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크를 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공정 영역의 온도를 상승시킨 후 템플릿을 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 20은 마스크의 열팽창계수의 차이에 따른 프레임의 접착 과정을 나타내는 개략 측단면도이다.
도 21은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크를 프레임에 접착하는 일련의 과정을 나타내는 개략 측단면도이다.
도 22는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크를 프레임에 접착한 후 마스크와 템플릿을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크를 이웃하는 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 24는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크를 이웃하는 프레임의 셀 영역에 접착한 후 마스크와 템플릿을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 25는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크를 프레임에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 26은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크를 프레임의 셀 영역에 접착한 후 공정 영역의 온도를 하강시키는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 27 내지 도 28은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크를 템플릿에 접착하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 29는 본 발명의 제3 실시예에 따른 템플릿을 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 30은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크를 프레임에 접착한 후 마스크와 템플릿을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 31은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크를 프레임의 셀 영역에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a conventional OLED pixel deposition mask.
2 is a schematic view showing a process of bonding a conventional mask to a frame.
3 is a schematic diagram showing that an alignment error occurs between cells in the process of stretching a conventional mask.
4 is a front view and a side cross-sectional view showing a frame-integrated mask according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view and a side cross-sectional view showing a frame according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a frame according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a frame according to another embodiment of the present invention.
8 is a schematic view showing a mask for forming a conventional high-resolution OLED.
9 is a schematic diagram showing a mask according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic view showing a process of manufacturing a mask metal film according to an embodiment of the present invention by rolling.
11 is a schematic view showing a process of manufacturing a mask metal film according to another embodiment of the present invention by electroforming.
12 is a schematic diagram showing a process of manufacturing a mask support template by laminating a mask on a template according to an embodiment of the present invention.
13 is an enlarged cross-sectional schematic diagram showing a temporary adhesive part according to an embodiment of the present invention.
14 is a schematic diagram showing a process of loading a mask support template on a frame according to an embodiment of the present invention.
15 is a schematic diagram showing a state in which a template is loaded on a frame according to an embodiment of the present invention to associate a mask with a cell region of the frame.
16 is a schematic view showing a process of separating a mask and a template after adhering a mask according to an embodiment of the present invention to a frame.
17 is a schematic diagram showing a state in which a mask according to an embodiment of the present invention is attached to a frame.
18 is a schematic diagram showing an OLED pixel deposition apparatus using an integrated frame mask according to an embodiment of the present invention.
19 is a schematic view showing a state in which a template is loaded on a frame after raising a temperature of a process region according to a second embodiment of the present invention, and a mask is mapped to a cell region of the frame.
20 is a schematic side cross-sectional view showing a process of bonding a frame according to a difference in thermal expansion coefficient of a mask.
21 is a schematic side cross-sectional view showing a series of processes for adhering a mask according to a second embodiment of the present invention to a frame.
22 is a schematic view showing a process of separating a mask and a template after adhering a mask according to a second embodiment of the present invention to a frame.
23 is a schematic diagram showing a state in which a mask according to a second embodiment of the present invention is associated with a cell region of a neighboring frame.
24 is a schematic diagram showing a process of separating a mask and a template after adhering a mask according to a second embodiment of the present invention to a cell region of a neighboring frame.
25 is a schematic diagram showing a state in which a mask according to a second embodiment of the present invention is attached to a frame.
26 is a schematic view showing a process of lowering the temperature of the process region after adhering the mask according to the second embodiment of the present invention to the cell region of the frame.
27 to 28 are schematic diagrams showing a process of adhering a mask according to a third embodiment of the present invention to a template.
29 is a schematic diagram showing a state in which a template is loaded on a frame according to a third embodiment of the present invention to associate a mask with a cell region of the frame.
30 is a schematic view showing a process of separating a mask and a template after adhering a mask according to a third embodiment of the present invention to a frame.
31 is a schematic diagram showing a state in which a mask according to a third embodiment of the present invention is attached to a cell region of a frame.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.For a detailed description of the present invention, which will be described later, reference is made to the accompanying drawings that illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. These examples are described in detail enough to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and properties described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or placement of individual components within each disclosed embodiment can be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions across various aspects, and length, area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those skilled in the art to easily implement the present invention.
도 1은 종래의 OLED 화소 증착용 마스크(10)를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional OLED
도 1을 참조하면, 종래의 마스크(10)는 스틱형(Stick-Type) 또는 판형(Plate-Type)으로 제조될 수 있다. 도 1의 (a)에 도시된 마스크(10)는 스틱형 마스크로서, 스틱의 양측을 OLED 화소 증착 프레임에 용접 고정시켜 사용할 수 있다. 도 1의 (b)에 도시된 마스크(100)는 판형(Plate-Type) 마스크로서, 넓은 면적의 화소 형성 공정에서 사용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
마스크(10)의 바디(Body)[또는, 마스크 막(11)]에는 복수의 디스플레이 셀(C)이 구비된다. 하나의 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응한다. 셀(C)에는 디스플레이의 각 화소에 대응하도록 화소 패턴(P)이 형성된다. 셀(C)을 확대하면 R, G, B에 대응하는 복수의 화소 패턴(P)이 나타난다. 일 예로, 셀(C)에는 70 X 140의 해상도를 가지도록 화소 패턴(P)이 형성된다. 즉, 수많은 화소 패턴(P)들은 군집을 이루어 셀(C) 하나를 구성하며, 복수의 셀(C)들이 마스크(10)에 형성될 수 있다.The
도 2는 종래의 마스크(10)를 프레임(20)에 접착하는 과정을 나타내는 개략도이다. 도 3은 종래의 마스크(10)를 인장(F1~F2)하는 과정에서 셀들간의 정렬 오차가 발생하는 것을 나타내는 개략도이다. 도 1의 (a)에 도시된 6개의 셀(C: C1~C6)을 구비하는 스틱 마스크(10)를 예로 들어 설명한다.2 is a schematic view showing a process of bonding the
도 2의 (a)를 참조하면, 먼저, 스틱 마스크(10)를 평평하게 펴야한다. 스틱 마스크(10)의 장축 방향으로 인장력(F1~F2)을 가하여 당김에 따라 스틱 마스크(10)가 펴지게 된다. 그 상태로 사각틀 형태의 프레임(20) 상에 스틱 마스크(10)를 로딩한다. 스틱 마스크(10)의 셀(C1~C6)들은 프레임(20)의 틀 내부 빈 영역 부분에 위치하게 된다. 프레임(20)은 하나의 스틱 마스크(10)의 셀(C1~C6)들이 틀 내부 빈 영역에 위치할 정도의 크기일 수 있고, 복수의 스틱 마스크(10)의 셀(C1~C6)들이 틀 내부 빈 영역에 위치할 정도의 크기일 수도 있다.Referring to (a) of FIG. 2, first, the
도 2의 (b)를 참조하면, 스틱 마스크(10)의 각 측에 가하는 인장력(F1~F2)을 미세하게 조절하면서 정렬을 시킨 후, 스틱 마스크(10) 측면의 일부를 용접(W)함에 따라 스틱 마스크(10)와 프레임(20)을 상호 연결한다. 도 2의 (c)는 상호 연결된 스틱 마스크(10)와 프레임의 측단면을 나타낸다.Referring to (b) of FIG. 2, after aligning while finely adjusting the tensile forces F1 to F2 applied to each side of the
도 3을 참조하면, 스틱 마스크(10)의 각 측에 가하는 인장력(F1~F2)을 미세하게 조절함에도 불구하고, 마스크 셀(C1~C3)들의 상호간에 정렬이 잘 되지 않는 문제점이 나타난다. 가령, 셀(C1~C3)들의 패턴(P)간에 거리(D1~D1", D2~D2")가 상호 다르게 되거나, 패턴(P)들이 비뚤어지는 것이 그 예이다. 스틱 마스크(10)는 복수(일 예로, 6개)의 셀(C1~C6)을 포함하는 대면적이고, 수십 ㎛ 수준의 매우 얇은 두께를 가지기 때문에, 하중에 의해 쉽게 쳐지거나 뒤틀어지게 된다. 또한, 각 셀(C1~C6)들을 모두 평평하게 하도록 인장력(F1~F2)을 조절하면서, 각 셀(C1~C6)들간의 정렬 상태를 현미경을 통해 실시간으로 확인하는 것은 매우 어려운 작업이다.Referring to Figure 3, despite the fine adjustment of the tensile force (F1 ~ F2) applied to each side of the
따라서, 인장력(F1~F2)의 미세한 오차는 스틱 마스크(10) 각 셀(C1~C3)들이 늘어나거나, 펴지는 정도에 오차를 발생시킬 수 있고, 그에 따라 마스크 패턴(P)간에 거리(D1~D1", D2~D2")가 상이해지게 되는 문제점을 발생시킨다. 물론, 완벽하게 오차가 0이 되도록 정렬하는 것은 어려운 것이지만, 크기가 수 내지 수십 ㎛인 마스크 패턴(P)이 초고화질 OLED의 화소 공정에 악영향을 미치지 않도록 하기 위해서는, 정렬 오차가 3㎛를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이렇게 인접하는 셀 사이의 정렬 오차를 PPA(pixel position accuracy)라 지칭한다.Therefore, the fine error of the tensile force (F1 ~ F2) may cause an error in the degree of stretching or unfolding each cell (C1 ~ C3) of the
이에 더하여, 대략 6~20개 정도의 복수의 스틱 마스크(10)들을 프레임(20) 하나에 각각 연결하면서, 복수의 스틱 마스크(10)들간에, 그리고 스틱 마스크(10)의 복수의 셀(C~C6)들간에 정렬 상태를 명확히 하는 것도 매우 어려운 작업이고, 정렬에 따른 공정 시간이 증가할 수밖에 없게 되어 생산성을 감축시키는 중대한 이유가 된다.In addition, while connecting the plurality of stick masks 10 of approximately 6 to 20 to one of the
한편, 스틱 마스크(10)를 프레임(20)에 연결 고정시킨 후에는, 스틱 마스크(10)에 가해졌던 인장력(F1~F2)이 프레임(20)에 역으로 작용할 수 있다. 즉, 인장력(F1~F2)에 의해 팽팽히 늘어났던 스틱 마스크(10)가 프레임(20)에 연결된 후에 프레임(20)에 장력(tension)을 작용할 수 있다. 보통 이 장력이 크지 않아서 프레임(20)에 큰 영향을 미치지 않을 수 있으나, 프레임(20)의 크기가 소형화되고 강성이 낮아지는 경우에는 이러한 장력이 프레임(20)을 미세하게 변형시킬 수 있다. 그리하면 복수의 셀(C~C6)들간에 정렬 상태가 틀어지는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, after the
이에, 본 발명은 마스크(100)가 프레임(200)과 일체형 구조를 이룰 수 있게 하는 프레임(200) 및 프레임 일체형 마스크를 제안한다. 프레임(200)에 일체로 형성되는 마스크(100)는 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형이 방지되고, 프레임(200)에 명확히 정렬될 수 있다. 마스크(100)가 프레임(200)에 연결될 때 마스크(100)에 어떠한 인장력도 가하지 않으므로, 마스크(100)가 프레임(200)에 연결된 후 프레임(200)이 변형될 정도의 장력을 가하지 않을 수 있다. 그리고, 마스크(100)를 프레임(200)에 일체로 연결하는 제조시간을 현저하게 감축시키고, 수율을 현저하게 상승시킬 수 있는 이점을 가진다.Accordingly, the present invention proposes a
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크를 나타내는 정면도[도 4의 (a)] 및 측단면도[도 4의 (b)]이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 나타내는 정면도[도 5의 (a)] 및 측단면도[도 5의 (b)]이다.Figure 4 is a front view showing a frame-integrated mask according to an embodiment of the present invention [Fig. 4 (a)] and side cross-sectional view [Fig. 4 (b)], Figure 5 according to an embodiment of the present invention It is a front view (FIG. 5 (a)) and a side cross-sectional view (FIG. 5 (b)) showing the frame.
도 4 및 도 5를 참조하면, 프레임 일체형 마스크는, 복수의 마스크(100) 및 하나의 프레임(200)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 복수의 마스크(100)들을 각각 하나씩 프레임(200)에 접착한 형태이다. 이하에서는, 설명의 편의상 사각 형태의 마스크(100)를 예로 들어 설명하나, 마스크(100)들은 프레임(200)에 접착되기 전에는 양측에 클램핑되는 돌출부를 구비한 스틱 마스크 형태일 수 있으며, 프레임(200)에 접착된 후에 돌출부가 제거될 수 있다.4 and 5, the frame-integrated mask may include a plurality of
각각의 마스크(100)에는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성되며, 하나의 마스크(100)에는 하나의 셀(C)이 형성될 수 있다. 하나의 마스크 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응할 수 있다.A plurality of mask patterns P may be formed in each
마스크(100)는 열팽창계수가 약 1.0 X 10-6/℃인 인바(invar), 약 1.0 X 10-7/℃ 인 슈퍼 인바(super invar) 재질일 수 있다. 이 재질의 마스크(100)는 열팽창계수가 매우 낮기 때문에 열에너지에 의해 마스크의 패턴 형상이 변형될 우려가 적어 고해상도 OLED 제조에서 있어서 FMM(Fine Metal Mask), 새도우 마스크(Shadow Mask)로 사용될 수 있다. 이 외에, 최근에 온도 변화값이 크지 않은 범위에서 화소 증착 공정을 수행하는 기술들이 개발되는 것을 고려하면, 마스크(100)는 이보다 열팽창계수가 약간 큰 니켈(Ni), 니켈-코발트(Ni-Co) 등의 재질일 수도 있다. 마스크(100)는 압연(rolling), 전주 도금(electroforming) 등으로 생성한 금속 시트(sheet)를 사용할 수 있으나, 열팽창계수를 고려하면 압연 공정으로 생성한 금속 시트를 사용하는 것이 바람직하다.The
프레임(200)은 복수의 마스크(100)를 접착시킬 수 있도록 형성된다. 프레임(200)은 최외곽 테두리를 포함해 제1 방향(예를 들어, 가로 방향), 제2 방향(예를 들어, 세로 방향)으로 형성되는 여러 모서리를 포함할 수 있다. 이러한 여러 모서리들은 프레임(200) 상에 마스크(100)가 접착될 구역을 구획할 수 있다.The
프레임(200)은 대략 사각 형상, 사각틀 형상의 테두리 프레임부(210)를 포함할 수 있다. 테두리 프레임부(210)의 내부는 중공 형태일 수 있다. 즉, 테두리 프레임부(210)는 중공 영역(R)을 포함할 수 있다. 프레임(200)은 인바, 슈퍼인바, 알루미늄, 티타늄 등의 금속 재질로 구성될 수 있으며, 열변형을 고려하여 마스크와 동일한 열팽창계수를 가지는 인바, 슈퍼 인바, 니켈, 니켈-코발트 등의 재질로 구성되는 것이 바람직하고, 이 재질들은 프레임(200)의 구성요소인 테두리 프레임부(210), 마스크 셀 시트부(220)에 모두 적용될 수 있다.The
이에 더하여, 프레임(200)은 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 구비하며, 테두리 프레임부(210)에 연결되는 마스크 셀 시트부(220)를 포함할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)는 마스크(100)와 마찬가지로 압연으로 형성되거나, 전주도금과 같은 그 외의 막 형성 공정을 사용하여 형성될 수도 있으나, 열팽창계수를 고려하면 압연 공정으로 형성한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 마스크 셀 시트부(220)는 평면의 시트(sheet)에 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 형성한 후, 테두리 프레임부(210)에 연결할 수 있다. 또는, 마스크 셀 시트부(220)는 평면의 시트를 테두리 프레임부(210)에 연결한 후, 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 형성할 수 있다. 본 명세서에서는 마스크 셀 시트부(220)에 먼저 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 형성한 후, 테두리 프레임부(210)에 연결한 것을 주로 상정하여 설명한다.In addition to this, the
마스크 셀 시트부(220)는 테두리 시트부(221) 및 제1, 2 그리드 시트부(223, 225) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 테두리 시트부(221) 및 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)는 동일한 시트에서 구획된 각 부분을 지칭하며, 이들은 상호간에 일체로 형성된다.The mask
테두리 시트부(221)가 실질적으로 테두리 프레임부(210)에 연결될 수 있다. 따라서, 테두리 시트부(221)는 테두리 프레임부(210)와 대응하는 대략 사각 형상, 사각틀 형상을 가질 수 있다.The
또한, 제1 그리드 시트부(223)는 제1 방향(가로 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 제1 그리드 시트부(223)는 직선 형태로 형성되어 양단이 테두리 시트부(221)에 연결될 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)가 복수의 제1 그리드 시트부(223)를 포함하는 경우, 각각의 제1 그리드 시트부(223)는 동등한 간격을 이루는 것이 바람직하다.In addition, the first
또한, 이에 더하여, 제2 그리드 시트부(225)가 제2 방향(세로 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 제2 그리드 시트부(225)는 직선 형태로 형성되어 양단이 테두리 시트부(221)에 연결될 수 있다. 제1 그리드 시트부(223)와 제2 그리드 시트부(225)는 서로 수직 교차될 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)가 복수의 제2 그리드 시트부(225)를 포함하는 경우, 각각의 제2 그리드 시트부(225)는 동등한 간격을 이루는 것이 바람직하다.In addition, in addition to this, the second
한편, 제1 그리드 시트부(223)들 간의 간격과, 제2 그리드 시트부(225)들 간의 간격은 마스크 셀(C)의 크기에 따라서 동일하거나 상이할 수 있다.Meanwhile, an interval between the first
제1 그리드 시트부(223) 및 제2 그리드 시트부(225)는 박막 형태의 얇은 두께를 가지지만, 길이 방향에 수직하는 단면의 형상은 직사각형, 평행사변형과 같은 사각형 형상, 삼각형 형상 등일 수 있고, 변, 모서리 부분이 일부 라운딩 될 수도 있다. 단면 형상은 레이저 스크라이빙, 에칭 등의 과정에서 조절 가능하다.The first
테두리 프레임부(210)의 두께는 마스크 셀 시트부(220)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 테두리 프레임부(210)는 프레임(200)의 전체 강성을 담당하기 때문에 수mm 내지 수cm의 두께로 형성될 수 있다.The thickness of the
마스크 셀 시트부(220)의 경우는, 실질적으로 두꺼운 시트를 제조하는 공정이 어렵고, 너무 두꺼우면 OLED 화소 증착 공정에서 유기물 소스(600)[도 18 참조]가 마스크(100)를 통과하는 경로를 막는 문제를 발생시킬 수 있다. 반대로, 두께가 너무 얇아지면 마스크(100)를 지지할 정도의 강성 확보가 어려울 수 있다. 이에 따라, 마스크 셀 시트부(220)는 테두리 프레임부(210)의 두께보다는 얇지만, 마스크(100)보다는 두꺼운 것이 바람직하다. 마스크 셀 시트부(220)의 두께는, 약 0.1mm 내지 1mm 정도로 형성될 수 있다. 그리고, 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)의 폭은 약 1~5mm 정도로 형성될 수 있다.In the case of the mask
평면의 시트에서 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)가 점유하는 영역을 제외하여, 복수의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)이 제공될 수 있다. 다른 관점에서, 마스크 셀 영역(CR)이라 함은, 테두리 프레임부(210)의 중공 영역(R)에서 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)가 점유하는 영역을 제외한, 빈 영역을 의미할 수 있다.A plurality of mask cell regions CR: CR11 to CR56 may be provided except for regions occupied by the
이 마스크 셀 영역(CR)에 마스크(100)의 셀(C)이 대응됨에 따라, 실질적으로 마스크 패턴(P)을 통해 OLED의 화소가 증착되는 통로로 이용될 수 있게 된다. 전술하였듯이 하나의 마스크 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응한다. 하나의 마스크(100)에는 하나의 셀(C)을 구성하는 마스크 패턴(P)들이 형성될 수 있다. 또는, 하나의 마스크(100)가 복수의 셀(C)을 구비하고 각각의 셀(C)이 프레임(200)의 각각의 셀 영역(CR)에 대응할 수도 있으나, 마스크(100)의 명확한 정렬을 위해서는 대면적 마스크(100)를 지양할 필요가 있고, 하나의 셀(C)을 구비하는 소면적 마스크(100)가 바람직하다. 또는, 프레임(200)의 하나의 셀 영역(CR)에 복수의 셀(C)을 가지는 하나의 마스크(100)가 대응할 수도 있다. 이 경우, 명확한 정렬을 위해서는 2-3개 정도의 소수의 셀(C)을 가지는 마스크(100)를 대응하는 것을 고려할 수 있다.As the cell C of the
프레임(200)은 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 구비하고, 각각의 마스크(100)는 각각 하나의 마스크 셀(C)이 마스크 셀 영역(CR)에 대응되도록 접착될 수 있다. 각각의 마스크(100)는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크 셀(C) 및 마스크 셀(C) 주변의 더미[셀(C)을 제외한 마스크 막(110) 부분에 대응]를 포함할 수 있다. 더미는 마스크 막(110)만을 포함하거나, 마스크 패턴(P)과 유사한 형태의 소정의 더미 패턴이 형성된 마스크 막(110)을 포함할 수 있다. 마스크 셀(C)은 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하고, 더미의 일부 또는 전부가 프레임(200)[마스크 셀 시트부(220)]에 접착될 수 있다. 이에 따라, 마스크(100)와 프레임(200)이 일체형 구조를 이룰 수 있게 된다.The
한편, 다른 실시예에 따르면, 프레임은 테두리 프레임부(210)에 마스크 셀 시트부(220)를 접착하여 제조하지 않고, 테두리 프레임부(210)의 중공 영역(R) 부분에 테두리 프레임부(210)와 일체인 그리드 프레임[그리드 시트부(223, 225)에 대응]을 곧바로 형성한 프레임을 사용할 수도 있다. 이러한 형태의 프레임도 적어도 하나의 마스크 셀 영역(CR)을 포함하며, 마스크 셀 영역(CR)에 마스크(100)를 대응시켜 프레임 일체형 마스크를 제조할 수 있게 된다.On the other hand, according to another embodiment, the frame is not manufactured by adhering the mask
이하에서는, 프레임 일체형 마스크를 제조하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, a process of manufacturing the frame-integrated mask will be described.
먼저, 도 4 및 도 5에서 상술한 프레임(200)을 제공할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임(200)의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.First, the
도 6의 (a)를 참조하면, 테두리 프레임부(210)를 제공한다. 테두리 프레임부(210)는 중공 영역(R)을 포함한 사각 틀 형상일 수 있다.Referring to (a) of FIG. 6, a
다음으로, 도 6의 (b)를 참조하면, 마스크 셀 시트부(220)를 제조한다. 마스크 셀 시트부(220)는 압연, 전주도금 또는 그 외의 막 형성 공정을 사용하여 평면의 시트를 제조한 후, 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 마스크 셀 영역(CR) 부분을 제거함에 따라 제조할 수 있다. 본 명세서에서는 6 X 5의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)을 형성한 것을 예로 들어 설명한다. 5개의 제1 그리드 시트부(223) 및 4개의 제2 그리드 시트부(225)가 존재할 수 있다.Next, referring to FIG. 6B, a mask
다음으로, 마스크 셀 시트부(220)를 테두리 프레임부(210)에 대응할 수 있다. 대응시키는 과정에서, 마스크 셀 시트부(220)의 모든 측을 인장(F1~F4)하여 마스크 셀 시트부(220)를 평평하게 편 상태로 테두리 시트부(221)를 테두리 프레임부(210)에 대응할 수 있다. 한 측에서도 여러 포인트[도 6의 (b)의 예로, 1~3포인트]로 마스크 셀 시트부(220)를 잡고 인장할 수 있다. 한편, 모든 측이 아니라, 일부 측 방향을 따라 마스크 셀 시트부(220)를 인장(F1, F2) 할 수도 있다.Next, the mask
다음으로, 마스크 셀 시트부(220)를 테두리 프레임부(210)에 대응하면, 마스크 셀 시트부(220)의 테두리 시트부(221)를 용접(W)하여 접착할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)가 테두리 프레임부(220)에 견고하게 접착될 수 있도록, 모든 측을 용접(W)하는 것이 바람직하다. 용접(W)은 테두리 프레임부(210)의 모서리쪽에 최대한 가깝게 수행하여야 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220) 사이의 들뜬 공간을 최대한 줄이고 밀착성을 높일 수 있게 된다. 용접(W) 부분은 라인(line) 또는 스팟(spot) 형태로 생성될 수 있으며, 마스크 셀 시트부(220)와 동일한 재질을 가지고 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220)를 일체로 연결하는 매개체가 될 수 있다.Next, when the mask
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임의 제조 과정을 나타내는 개략도이다. 도 6의 실시예는 마스크 셀 영역(CR)을 구비한 마스크 셀 시트부(220)를 먼저 제조하고 테두리 프레임부(210)에 접착하였으나, 도 7의 실시예는 평면의 시트를 테두리 프레임부(210)에 접착한 후에, 마스크 셀 영역(CR) 부분을 형성한다.7 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a frame according to another embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 6, the mask
먼저, 도 6의 (a)처럼, 중공 영역(R)을 포함한 테두리 프레임부(210)를 제공한다.First, as illustrated in (a) of FIG. 6, a
다음으로, 도 7의 (a)를 참조하면, 테두리 프레임부(210)에 평면의 시트[평면의 마스크 셀 시트부(220')]를 대응할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220')는 아직 마스크 셀 영역(CR)이 형성되지 않은 평면 상태이다. 대응시키는 과정에서, 마스크 셀 시트부(220')의 모든 측을 인장(F1~F4)하여 마스크 셀 시트부(220')를 평평하게 편 상태로 테두리 프레임부(210)에 대응할 수 있다. 한 측에서도 여러 포인트[도 7의 (a)의 예로, 1~3포인트]로 마스크 셀 시트부(220')를 잡고 인장할 수 있다. 한편, 모든 측이 아니라, 일부 측 방향을 따라 마스크 셀 시트부(220')를 인장(F1, F2) 할 수도 있다.Next, referring to (a) of FIG. 7, a flat sheet (the flat mask
다음으로, 마스크 셀 시트부(220')를 테두리 프레임부(210)에 대응하면, 마스크 셀 시트부(220')의 테두리 부분을 용접(W)하여 접착할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220')가 테두리 프레임부(220)에 견고하게 접착될 수 있도록, 모든 측을 용접(W)하는 것이 바람직하다. 용접(W)은 테두리 프레임부(210)의 모서리쪽에 최대한 가깝게 수행하여야 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220') 사이의 들뜬 공간을 최대한 줄이고 밀착성을 높일 수 있게 된다. 용접(W) 부분은 라인(line) 또는 스팟(spot) 형태로 생성될 수 있으며, 마스크 셀 시트부(220')와 동일한 재질을 가지고 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220')를 일체로 연결하는 매개체가 될 수 있다.Next, if the mask cell sheet portion 220 'corresponds to the
다음으로, 도 7의 (b)를 참조하면, 평면의 시트[평면의 마스크 셀 시트부(220')]에 마스크 셀 영역(CR)을 형성한다. 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 마스크 셀 영역(CR) 부분의 시트를 제거함에 따라 마스크 셀 영역(CR)을 형성할 수 있다. 본 명세서에서는 6 X 5의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)을 형성한 것을 예로 들어 설명한다. 마스크 셀 영역(CR)을 형성하게 되면, 테두리 프레임부(210)와 용접(W)된 부분이 테두리 시트부(221)가 되고, 5개의 제1 그리드 시트부(223) 및 4개의 제2 그리드 시트부(225)를 구비하는 마스크 셀 시트부(220)가 구성될 수 있다.Next, referring to FIG. 7B, a mask cell region CR is formed on a planar sheet (planar mask cell sheet portion 220 '). The mask cell region CR may be formed by removing the sheet of the mask cell region CR portion through laser scribing, etching, or the like. In this specification, description will be given taking an example in which 6
도 8은 종래의 고해상도 OLED 형성을 위한 마스크를 나타내는 개략도이다.8 is a schematic view showing a mask for forming a conventional high-resolution OLED.
고해상도의 OLED를 구현하기 위해 패턴의 크기가 줄어들고 있으며, 이를 위해 사용되는 마스크 금속막의 두께도 얇아질 필요가 있다. 도 8의 (a)와 같이, 고해상도의 OLED 화소(6)를 구현하려면, 마스크(10')에서 화소 간격 및 화소 크기 등을 줄여야 한다(PD -> PD'). 또한, 새도우 이펙트에 의한 OLED 화소(6)가 불균일하게 증착되는 것을 막기 위하여, 마스크(10')의 패턴을 경사지게 형성(14)할 필요가 있다. 하지만, 약 30~50 ㎛정도의 두께(T1)를 가져 두꺼운 마스크(10')에 패턴을 경사지게 형성(14)하는 과정에서, 미세한 화소 간격(PD') 및 화소 크기에 맞는 패터닝(13)을 하기 어렵기 때문에 가공 공정에서 수율이 나빠지는 원인이 된다. 다시 말해, 미세한 화소 간격(PD')을 가지고 경사지게 패턴을 형성(14)하기 위해서는 얇은 두께의 마스크(10')를 사용하여야 한다.In order to realize a high-resolution OLED, the size of the pattern is decreasing, and the thickness of the mask metal film used for this needs to be reduced. As shown in FIG. 8 (a), in order to implement a high-
특히, UHD 수준의 고해상도를 위해서는, 도 8의 (b)와 같이, 20㎛ 이하 정도의 두께(T2)를 가지는 얇은 마스크(10')를 사용하여야 미세한 패터닝을 할 수 있게 된다. 또한, UHD 이상의 초고해상도를 위해서는 10㎛ 정도의 두께(T2)를 가지는 얇은 마스크(10')의 사용을 고려할 수 있다.In particular, for high resolution of UHD level, as shown in FIG. 8 (b), it is possible to perform fine patterning by using a thin mask 10 'having a thickness T2 of about 20 µm or less. In addition, for ultra-high resolution of UHD or higher, the use of a thin mask 10 'having a thickness T2 of about 10 mu m may be considered.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 나타내는 개략도이다.9 is a schematic diagram showing a
마스크(100)는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크 셀(C) 및 마스크 셀(C) 주변의 더미(DM)를 포함할 수 있다. 압연 공정, 전주 도금 등으로 생성한 금속 시트로 마스크(100)를 제조할 수 있고, 마스크(100)에는 하나의 셀(C)이 형성될 수 있음은 상술한 바 있다. 더미(DM)는 셀(C)을 제외한 마스크 막(110)[마스크 금속막(110)] 부분에 대응하고, 마스크 막(110)만을 포함하거나, 마스크 패턴(P)과 유사한 형태의 소정의 더미 패턴이 형성된 마스크 막(110)을 포함할 수 있다. 더미(DM)는 마스크(100)의 테두리에 대응하여 더미(DM)의 일부 또는 전부가 프레임(200)[마스크 셀 시트부(220)]에 접착될 수 있다.The
마스크 패턴(P)의 폭은 40㎛보다 작게 형성될 수 있고, 마스크(100)의 두께는 약 5~20㎛로 형성될 수 있다. 프레임(200)이 복수의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)을 구비하므로, 각각의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)에 대응하는 마스크 셀(C: C11~C56)을 가지는 마스크(100)도 복수개 구비할 수 있다.The width of the mask pattern P may be smaller than 40 μm, and the thickness of the
마스크(100)의 일면(101)은 프레임(200)에 접촉하여 접착될 면이기 때문에 평평한 것이 바람직하다. 후술할 평탄화 공정으로 일면(101)이 평평해지면서 경면화 될 수 있다. 마스크(100)의 타면(102)은 후술할 템플릿(50)의 일면과 대향할 수 있다.The one
이하에서는, 마스크 금속막(110')을 제조하고, 이를 템플릿(50)에 지지시켜 마스크(100)를 제조하며, 마스크(100)가 지지된 템플릿(50)을 프레임(200) 상에 로딩하고 마스크(100)를 프레임(200)에 접착함에 따라 프레임 일체형 마스크를 제조하는 일련의 공정을 설명한다.Hereinafter, the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 금속막을 압연(rolling) 방식으로 제조하는 과정을 나타내는 개략도이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 금속막을 전주 도금(electroforming) 방식으로 제조하는 과정을 나타내는 개략도이다.10 is a schematic view showing a process of manufacturing a mask metal film according to an embodiment of the present invention by rolling. 11 is a schematic view showing a process of manufacturing a mask metal film according to another embodiment of the present invention by electroforming.
먼저, 마스크 금속막(110)을 준비할 수 있다. 일 실시예로서, 압연 방식으로 마스크 금속막(110)을 준비할 수 있다.First, the
도 10의 (a)를 참조하면, 압연 공정으로 생성한 금속 시트를 마스크 금속막(110')으로 사용할 수 있다. 압연 공정으로 제조된 금속 시트는 제조 공정상 수십 내지 수백 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 도 8에서 전술한 바와 같이, UHD 수준의 고해상도를 위해서는 20㎛ 이하 정도의 두께를 가지는 얇은 마스크 금속막(110)을 사용하여야 미세한 패터닝을 할 수 있고, UHD 이상의 초고해상도를 위해서는 10㎛ 정도의 두께를 가지는 얇은 마스크 금속막(110)을 사용하여야 한다. 하지만, 압연(rolling) 공정으로 생성한 마스크 금속막(110')은 약 25~500㎛ 정도의 두께를 가지므로, 두께가 더 얇게 해야할 필요가 있다.Referring to (a) of FIG. 10, a metal sheet produced by a rolling process may be used as the
따라서, 마스크 금속막(110')의 일면을 평탄화(PS)하는 공정을 더 수행할 수 있다. 여기서 평탄화(PS)는 마스크 금속막(110')의 일면(상면)을 경면화 하면서 동시에 마스크 금속막(110')의 상부를 일부 제거하여 두께를 얇게 감축시키는 것을 의미한다. 평탄화(PS)는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법으로 수행할 수 있고, 공지의 CMP 방법을 제한없이 사용할 수 있다. 또한, 화학적 습식 식각(chemical wet etching) 또는 건식 식각(dry etching) 방법으로 마스크 금속막(110')의 두께를 감축시킬 수 있다. 이 외에도 마스크 금속막(110')의 두께를 얇게 하는 평탄화가 가능한 공정을 제한없이 사용할 수 있다.Therefore, a process of flattening (PS) one surface of the
평탄화(PS)를 수행하는 과정에서, 일 예로 CMP 과정에서, 마스크 금속막(110') 상부면의 표면 조도(Ra)가 제어될 수 있다. 바람직하게는, 표면 조도가 더 감소하는 경면화가 진행될 수 있다. 또는, 다른 예로, 화학적 습식 식각 또는 건식 식각 과정을 진행하여 평탄화(PS)를 수행한 후, 이후에 별개의 CMP 공정 등의 폴리싱 공정을 더하여 표면 조도(Ra)를 감소시킬 수도 있다.In the process of performing the planarization (PS), for example, in the CMP process, the surface roughness R a of the upper surface of the
이처럼, 마스크 금속막(110')의 두께를 약 50㎛ 이하로 얇게 만들 수 있다. 이에 따라 마스크 금속막(110)의 두께는 약 2㎛ 내지 50㎛ 정도로 형성되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 두께는 약 5㎛ 내지 20㎛ 정도로 형성될 수 있다. 하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.As such, the thickness of the
도 10의 (b)를 참조하면, 도 10의 (a)와 마찬가지로, 압연 공정으로 제조한 마스크 금속막(110')에 대해서 두께를 감축시켜 마스크 금속막(110)을 제조할 수 있다. 다만, 마스크 금속막(110')은 후술할 템플릿(50) 상에 임시접착부(55)를 개재하여 접착된 상태에서 평탄화(PS) 공정이 수행되어 두께가 감축될 수도 있다.Referring to FIG. 10 (b), as in FIG. 10 (a), the
다른 실시예로서, 전주 도금 방식으로 마스크 금속막(110)을 준비할 수 있다.As another embodiment, the
도 11의 (a)를 참조하면, 전도성 기재(21)를 준비한다. 전주 도금(electroforming)을 수행할 수 있도록, 모판의 기재(21)는 전도성 재질일 수 있다. 모판은 전주 도금에서 음극체(cathode) 전극으로 사용될 수 있다.Referring to (a) of FIG. 11, a
전도성 재질로서, 메탈의 경우에는 표면에 메탈 옥사이드들이 생성되어 있을 수 있고, 메탈 제조 과정에서 불순물이 유입될 수 있으며, 다결정 실리콘 기재의 경우에는 개재물 또는 결정립계(Grain Boundary)가 존재할 수 있으며, 전도성 고분자 기재의 경우에는 불순물이 함유될 가능성이 높고, 강도. 내산성 등이 취약할 수 있다. 메탈 옥사이드, 불순물, 개재물, 결정립계 등과 같이 모판(또는, 음극체)의 표면에 전기장이 균일하게 형성되는 것을 방해하는 요소를 "결함"(Defect)으로 지칭한다. 결함(Defect)에 의해, 상술한 재질의 음극체에는 균일한 전기장이 인가되지 못하여 도금막(110)[또는, 마스크 금속막(110)]의 일부가 불균일하게 형성될 수 있다.As a conductive material, in the case of metal, metal oxides may be generated on the surface, impurities may be introduced in a metal manufacturing process, and in the case of a polycrystalline silicon substrate, inclusions or grain boundaries may exist, and a conductive polymer In the case of a substrate, there is a high likelihood that impurities are contained, and strength. Acid resistance may be vulnerable. Elements that prevent the electric field from being uniformly formed on the surface of the mother plate (or cathode body), such as metal oxides, impurities, inclusions, and grain boundaries, are referred to as "defects". Due to the defect, a uniform electric field is not applied to the cathode body of the above-described material, so that a part of the plating film 110 (or the mask metal film 110) may be formed non-uniformly.
UHD 급 이상의 초고화질 화소를 구현하는데 있어서 도금막 및 도금막 패턴[마스크 패턴(P)]의 불균일은 화소의 형성에 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 현재 QHD 화질의 경우는 500~600 PPI(pixel per inch)로 화소의 크기가 약 30~50㎛에 이르며, 4K UHD, 8K UHD 고화질의 경우는 이보다 높은 ~860 PPI, ~1600 PPI 등의 해상도를 가지게 된다. VR 기기에 직접 적용되는 마이크로 디스플레이, 또는 VR 기기에 끼워서 사용되는 마이크로 디스플레이는 약 2,000 PPI 이상급의 초고화질을 목표로 하고 있고, 화소의 크기는 약 5~10㎛ 정도에 이르게 된다. 이에 적용되는 FMM, 새도우 마스크의 패턴 폭은 수~수십㎛의 크기, 바람직하게는 30㎛보다 작은 크기로 형성될 수 있으므로, 수㎛ 크기의 결함조차 마스크의 패턴 사이즈에서 큰 비중을 차지할 정도의 크기이다. 또한, 상술한 재질의 음극체에서의 결함을 제거하기 위해서는 메탈 옥사이드, 불순물 등을 제거하기 위한 추가적인 공정이 수행될 수 있으며, 이 과정에서 음극체 재료가 식각되는 등의 또 다른 결함이 유발될 수도 있다.In realizing ultra-high-definition pixels of UHD level or higher, non-uniformity of the plating film and the plating film pattern (mask pattern P) may adversely affect the formation of pixels. For example, the current QHD image quality is 500 to 600 PPI (pixel per inch), and the pixel size reaches about 30 to 50㎛, and for 4K UHD and 8K UHD high image quality, higher than ~ 860 PPI and ~ 1600 PPI It has the same resolution. A micro display applied directly to a VR device, or a micro display used to be inserted into a VR device, aims to achieve an ultra-high quality of about 2,000 PPI or higher, and the pixel size reaches about 5 to 10 μm. Since the pattern width of the FMM and shadow mask applied to it can be formed to a size of several to several tens of µm, preferably less than 30 µm, even a defect of several µm in size takes up a large portion of the pattern size of the mask. to be. In addition, in order to remove defects in the cathode body of the above-described material, an additional process for removing metal oxide, impurities, etc. may be performed, and in this process, other defects such as etching of the cathode body material may be caused. have.
따라서, 본 발명은 단결정 재질의 모판(또는, 음극체)을 사용할 수 있다. 특히, 단결정 실리콘 재질인 것이 바람직하다. 전도성을 가지도록, 단결정 실리콘 재질의 모판에는 1019/cm3이상의 고농도 도핑이 수행될 수 있다. 도핑은 모판의 전체에 수행될 수도 있으며, 모판의 표면 부분에만 수행될 수도 있다.Therefore, the present invention can use a single crystal base plate (or a cathode body). In particular, it is preferably a single crystal silicon material. To have conductivity, a high concentration doping of 10 19 / cm 3 or more may be performed on the single crystal silicon base plate. Doping may be performed on the entire base plate, or may be performed only on the surface portion of the base plate.
한편, 단결정 재질로는, Ti, Cu, Ag 등의 금속, GaN, SiC, GaAs, GaP, AlN, InN, InP, Ge 등의 반도체, 흑연(graphite), 그래핀(graphene) 등의 탄소계 재질, CH3NH3PbCl3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbI3, SrTiO3 등을 포함하는 페로브스카이트(perovskite) 구조 등의 초전도체용 단결정 세라믹, 항공기 부품용 단결정 초내열합금 등이 사용될 수 있다. 금속, 탄소계 재질의 경우는 기본적으로 전도성 재질이다. 반도체 재질의 경우에는, 전도성을 가지도록 1019/cm3 이상의 고농도 도핑이 수행될 수 있다. 기타 재질의 경우에는 도핑을 수행하거나 산소 공공(oxygen vacancy) 등을 형성하여 전도성을 형성할 수 있다. 도핑은 모판의 전체에 수행될 수도 있으며, 모판의 표면 부분에만 수행될 수도 있다.On the other hand, as a single crystal material, metals such as Ti, Cu, Ag, GaN, SiC, GaAs, GaP, AlN, InN, InP, Ge and other semiconductors, graphite (graphite), graphene (graphene), etc. , CH 3 NH 3 PbCl 3, CH 3 NH 3 PbBr 3, CH 3 NH 3 PbI 3, SrTiO 3 , etc. page containing the perovskite (perovskite) superconductor single crystalline ceramic, aircraft single crystal second heat-resistant alloy for components for such structures Etc. can be used. In the case of metal and carbon-based materials, they are basically conductive materials. In the case of a semiconductor material, doping with a high concentration of 10 19 / cm 3 or more may be performed to have conductivity. For other materials, conductivity may be formed by performing doping or by forming oxygen vacancy. Doping may be performed on the entire base plate, or may be performed only on the surface portion of the base plate.
단결정 재질의 경우는 결함이 없기 때문에, 전주 도금 시에 표면 전부에서 균일한 전기장 형성으로 인한 균일한 도금막(110) 이 생성될 수 있는 이점이 있다. 균일한 도금막을 통해 제조하는 프레임 일체형 마스크(100, 200)는 OLED 화소의 화질 수준을 더욱 개선할 수 있다. 그리고, 결함을 제거, 해소하는 추가 공정이 수행될 필요가 없으므로, 공정비용이 감축되고, 생산성이 향상되는 이점이 있다.In the case of a single crystal material, since there are no defects, there is an advantage in that a
도 11의 (a)를 다시 참조하면, 다음으로, 전도성 기재(21)를 모판[음극체(Cathode Body)]로 사용하고, 양극체(미도시)를 이격되게 배치하여 전도성 기재(21) 상에 전주 도금으로 도금막(110)[또는, 마스크 금속막(110)]을 형성할 수 있다. 도금막(110)은 양극체와 대향하고 전기장이 작용할 수 있는 전도성 기재(21)의 노출된 상부면 및 측면 상에서 형성될 수 있다. 전도성 기재(21)의 측면에 더하여 전도성 기재(21)의 하부면의 일부에까지도 도금막(110)이 생성될 수도 있다.Referring back to Figure 11 (a), next, using a
다음으로, 도금막(110)의 테두리 부분을 레이저로 커팅(D)하거나, 도금막(110) 상부에 포토레지스트층을 형성하고 노출된 도금막(110)의 부분만을 식각하여 제거(D)할 수 있다. 이에 따라, 도 11의 (b)와 같이, 전도성 기재(21)로부터 도금막(110)을 분리할 수 있다.Next, the edge portion of the plated
한편, 도금막(110)을 전도성 기재(21)로부터 분리하기 전에, 열처리(H)를 수행할 수 있다. 본 발명은 마스크(100)의 열팽창계수를 낮춤과 동시에 마스크(100) 및 마스크 패턴(P)의 열에 의한 변형을 방지하기 위해, 전도성 기재(21)[또는, 모판, 음극체]로부터 도금막(110)을 분리 전에 열처리(H)를 수행하는 것을 특징으로 한다. 열처리는 300℃ 내지 800℃의 온도로 수행할 수 있다.On the other hand, before separating the plated
일반적으로 압연으로 생성한 인바 박판에 비해, 전주 도금으로 생성한 인바 박판이 열팽창계수가 높다. 그리하여 인바 박판에 열처리를 수행함으로써 열팽창계수를 낮출 수 있는데, 이 열처리 과정에서 인바 박판에 박리, 변형 등이 생길 수 있다. 이는, 인바 박판만을 열처리 하거나, 전도성 기재(21)의 상부면에만 임시로 접착된 인바 박판을 열처리 하기 때문에 발생하는 현상이다. 하지만, 본 발명은 전도성 기재(21)의 상부면뿐만 아니라 측면 및 하부면 일부에까지 도금막(110)을 형성하기 때문에, 열처리(H)를 하여도 박리, 변형 등이 발생하지 않는다. 다시 말해, 전도성 기재(21)와 도금막(110)이 긴밀히 접착된 상태에서 열처리를 수행하므로, 열처리로 인한 박리, 변형 등을 방지하고 안정적으로 열처리를 할 수 있는 이점이 있다.Generally, the thermal expansion coefficient of the invar thin plate produced by electroforming is higher than that of the inba thin plate produced by rolling. Thus, the thermal expansion coefficient can be lowered by performing heat treatment on the thin film of Invar, and peeling, deformation, etc. may occur on the thin film of Invar during this heat treatment. This is a phenomenon that occurs because only the Inba thin plate is heat treated or the Inba thin plate temporarily adhered only to the upper surface of the
압연 공정보다 전주 도금 공정으로 생성한 마스크 금속막(110)의 두께가 얇을 수 있다. 이에 따라, 두께를 감축하는 평탄화(PS) 공정을 생략할 수도 있으나, 도금 마스크 금속막(110')의 표면층의 조성, 결정구조/미세구조에 따라 에칭 특성이 다를 수 있으므로, 평탄화(PS)를 통해 표면 특성, 두께를 제어할 필요가 있다.The thickness of the
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿(50) 상에 마스크(100)를 합지하여 마스크 지지 템플릿을 제조하는 과정을 나타내는 개략도이다.12 is a schematic diagram showing a process of manufacturing a mask support template by laminating the
먼저, 복수의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크(100)를 준비할 수 있다. 도 9에서 상술한 마스크(100)를 준비할 수 있고, 마스크 패턴(P)은 리소그래피 공정을 이용한 식각, 레이저 식각 등을 이용한 공지의 패터닝 방법을 사용하여 형성할 수 있다.First, the
다음으로, 도 12의 (a)를 참조하면, 템플릿(template; 50)을 제공할 수 있다. 템플릿(50)은 마스크(100)가 일면 상에 부착되어 지지된 상태로 이동시킬 수 있는 매개체이다. 템플릿(50)의 일면은 평평한 마스크(100)를 지지하여 이동시킬 수 있도록 평평한 것이 바람직하다. 중심부(50a)는 마스크(100)의 마스크 셀(C)에 대응하고, 테두리부(50b)는 마스크 금속막(110)의 더미(DM)에 대응할 수 있다. 마스크(100)가 전체적으로 평평하게 부착될 수 있도록 템플릿(50)의 크기는 마스크(100)보다 동일하거나 큰 평판 형상일 수 있다.Next, referring to (a) of FIG. 12, a
템플릿(50)은 마스크(100)를 프레임(200)에 정렬시키고 접착하는 과정에서 비전(vision) 등을 관측하기 용이하도록 투명한 재질인 것이 바람직하다. 또한, 투명한 재질인 경우 레이저가 관통할 수도 있다. 투명한 재질로서 글래스(glass), 실리카(silica), 내열유리, 석영(quartz), 알루미나(Al2O3), 붕규산유리(borosilicate glass), 지르코니아(zirconia), 소다라임 글래스(soda-lime glass), 저철분 유리(low-iron glass) 등의 재질을 사용할 수 있다. 일 예로, 마스크(100)와의 열팽창계수를 고려하여, 템플릿(50)은 붕규산유리 중 우수한 내열성, 화학적 내구성, 기계적 강도, 투명성 등을 가지는 BOROFLOAT® 33 재질을 사용할 수 있다.The
한편, 템플릿(50)은 마스크 금속막(110)[또는, 마스크(100)]과의 계면 사이에서 에어갭(air gap)이 발생하지 않도록, 마스크 금속막(110)과 접촉하는 일면이 경면일 수 있다. 이를 고려하여, 템플릿(50)의 일면의 표면 조도(Ra)가 100nm 이하일 수 있다. 표면 조도(Ra)가 100nm 이하인 템플릿(50)을 구현하기 위해, 템플릿(50)은 웨이퍼(wafer)를 사용할 수 있다. 웨이퍼(wafer)는 표면 조도(Ra)가 약 10nm 정도이고, 시중의 제품이 많고 표면처리 공정들이 많이 알려져 있으므로, 템플릿(50)으로 사용할 수 있다. 템플릿(50)의 표면 조도(Ra)가 nm 스케일이기 때문에 에어갭이 없거나, 거의 없는 수준으로, 레이저 용접에 의한 용접 비드(WB)의 생성이 용이하여 마스크 패턴(P)의 정렬 오차에 영향을 주지 않을 수 있다.On the other hand, in the
본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿(50)은 마스크(100)/마스크 금속막(110)보다 열팽창계수가 클 수 있다. 일 예로, 마스크(100)/마스크 금속막(110)이 압연 공정으로 제조된 인바 시트를 사용할 경우를 상정하면, 마스크의 열팽창 계수는 약 1.0 X 10-6/℃이다. 그러므로, 템플릿(50)은 이보다 열팽창계수가 큰 재질을 사용할 수 있고, 열팽창계수가 약 2.0 X 10-6/℃ ~ 20.0 X 10-6/℃인 재질을 사용할 수 있다. 템플릿(50)의 열팽창계수가 너무 크면 마스크(100)와 템플릿(50)의 열에 대한 편차가 너무 커지게 되어 제어가 용이하지 않을 수 있다. 이를 고려하면, 상기 재질 중에서 웨이퍼(약 3.0 X 10-6/℃), 소다라임 글래스(soda-lime glass)(약 9 X 10-6/℃), 저철분 유리(low-rion glass)(약 8 X 10-6/℃), 붕규산 유리(borosilicate glass) 중 BOROFLOAT® 33(약 3.3 X 10-6/℃), 알루미나(약 4 X 10-6 ~ 11 X 10-6/℃), 지르코니아(약 10 X 10-6/℃) 등을 포함하는 템플릿(50)을 사용하는 것이 바람직하다. 열팽창계수에 따른 템플릿(50)과 마스크(100)의 거동에 대해서는 도 20 내지 도 22에서 후술한다.The
템플릿(50)은 템플릿(50)의 상부에서 조사하는 레이저(L)가 마스크(100)의 용접부(WP, 용접을 수행할 영역)에까지 도달할 수 있도록, 템플릿(50)에는 레이저 통과공(51)이 형성될 수 있다. 레이저 통과공(51)은 용접부(WP)의 위치 및 개수에 대응하도록 템플릿(50)에 형성될 수 있다. 용접부(WP)는 마스크(100)의 테두리 또는 더미(DM) 부분에서 소정 간격을 따라 복수개 배치되어 있으므로, 레이저 통과공(51)도 이에 대응하도록 소정 간격을 따라 복수개 형성될 수 있다. 일 예로, 용접부는 마스크(100)의 양측(좌측/우측) 더미(DM) 부분에 소정 간격을 따라 복수개 배치되어 있으므로, 레이저 통과공(51)도 템플릿(50)이 양측(좌측/우측)에 소정 간격을 따라 복수개 형성될 수 있다.The
레이저 통과공(51)은 반드시 용접부(WP)의 위치 및 개수에 대응될 필요는 없다. 예를 들어, 레이저 통과공(51) 중 일부에 대해서만 레이저(L)를 조사하여 용접을 수행할 수도 있다. 또한, 용접부(WP)에 대응되지 않는 레이저 통과공(51) 중 일부는 마스크(100)와 템플릿(50)을 정렬할 때 얼라인 마크를 대신하여 사용할 수도 있다. 만약, 템플릿(50)의 재질이 레이저(L) 광에 투명하다면 레이저 통과공(51)을 형성하지 않을 수도 있다.The laser through-
한편, 레이저(L)뿐만 아니라, 템플릿(50)의 상부에서 인가되어 마스크(100)의 용접부(WP)에 도달함에 따라 용접을 수행할 수 있는 범위 내라면 다른 형태의 에너지("용접 에너지"라 함)도 이용할 수 있다. 이 경우 레이저 통과공(51)은 통과공(51)으로 지칭할 수 있다.On the other hand, as well as the laser (L), it is applied from the upper portion of the
템플릿(50)의 일면에는 임시접착부(55)가 형성될 수 있다. 임시접착부(55)는 마스크(100)가 프레임(200)에 접착되기 전까지 마스크(100)[또는, 마스크 금속막(110)]이 임시로 템플릿(50)의 일면에 접착되어 템플릿(50) 상에 지지되도록 할 수 있다.A
임시접착부(55)는 열을 가함에 따라 분리가 가능한 접착제 또는 접착 시트(thermal release type), UV 조사에 의해 분리가 가능한 접착제 또는 접착시트(UV release type)를 사용할 수 있다.The
일 예로, 임시접착부(55)는 액체 왁스(liquid wax)를 사용할 수 있다. 액체 왁스는 반도체 웨이퍼의 폴리싱 단계 등에서 이용되는 왁스와 동일한 것을 사용할 수 있고, 그 유형이 특별히 한정되지는 않는다. 액체 왁스는 주로 유지력에 관한 접착력, 내충격성 등을 제어하기 위한 수지 성분으로 아크릴, 비닐아세테이트, 나일론 및 다양한 폴리머와 같은 물질 및 용매를 포함할 수 있다. 일 예로, 임시접착부(55)는 수지 성분으로 아크릴로나이트릴 뷰타디엔 고무(ABR, Acrylonitrile butadiene rubber), 용매 성분으로 n-프로필알코올을 포함하는 SKYLIQUID ABR-4016을 사용할 수 있다. 액체 왁스는 스핀 코팅을 사용하여 임시접착부(55) 상에 형성할 수 있다.As an example, the
액체 왁스인 임시접착부(55)는 85℃~100℃보다 높은 온도에서는 점성이 낮아지고, 85℃보다 낮은 온도에서 점성이 커지고 고체처럼 일부 굳을 수 있어, 마스크(100)와 템플릿(50)을 고정 접착할 수 있다.The temporary
본 발명은 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크(100)와 템플릿(50)을 각각 제조한 후에, 마스크(100)와 템플릿(50)을 합지함으로써 마스크 지지 템플릿을 제조하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the mask support template is manufactured by laminating the
도 12의 (b)를 참조하면, 템플릿(50) 상에 마스크(100)를 접착할 수 있다. 액체 왁스를 85℃이상으로 가열하고 마스크(100)를 템플릿(50)에 접촉시킨 후, 마스크(100) 및 템플릿(50)을 롤러 사이에 통과시켜 접착을 수행할 수 있다.Referring to (b) of FIG. 12, the
일 실시예에 따르면, 템플릿(50)에 약 120℃, 60초 동안 베이킹(baking)을 수행하여 임시접착부(55)의 솔벤트를 기화시키고, 곧바로, 마스크 금속막 라미네이션(lamination) 공정을 진행할 수 있다. 라미네이션은 임시접착부(55)가 일면에 형성된 템플릿(50) 상에 마스크(100)를 로딩하고, 약 100℃의 상부 롤(roll)과 약 0℃의 하부 롤 사이에 통과시켜 수행할 수 있다. 그 결과로, 마스크(100)가 템플릿(50) 상에서 임시접착부(55)를 개재하여 접촉될 수 있다.According to one embodiment, the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 임시접착부(55)를 나타내는 확대 단면 개략도이다. 또 다른 예로, 임시접착부(55)는 열박리 테이프(thermal release tape)를 사용할 수 있다. 열박리 테이프는 가운데에 PET 필름 등의 코어 필름(56)이 배치되고, 코어 필름(56)의 양면에 열박리가 가능한 점착층(thermal release adhesive; 57a, 57b)이 배치되며, 점착층(57a, 57b)의 외곽에 박리 필름/이형 필름(58a, 58b)이 배치된 형태일 수 있다. 여기서 코어 필름(56)의 양면에 배치되는 점착층(57a, 57b)은 상호 박리되는 온도가 상이할 수 있다.13 is an enlarged cross-sectional schematic view showing a temporary
일 실시예에 따르면, 박리 필름/이형 필름(58a, 58b)을 제거한 상태에서, 열박리 테이프의 하부면[제2 점착층(57b)]은 템플릿(50)에 접착되고, 열박리 테이프의 상부면[제1 점착층(57a)]은 마스크 금속막(110')에 접착될 수 있다. 제1 점착층(57a)과 제2 점착층(57b)은 상호 박리되는 온도가 상이하므로, 후술할 도 22에서 마스크(100)로부터 템플릿(50)을 분리할 때, 제1 점착층(57a)이 열박리 되는 열을 가함에 따라 마스크(100)는 템플릿(50) 및 임시접착부(55)로부터 분리가 가능해질 수 있다.According to one embodiment, in a state in which the release film /
위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지 템플릿은 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크(100)와 템플릿(50)을 각각 제조한 후에, 마스크(100)와 템플릿(50)을 임시접착부(55)를 개재하여 합지함으로써 제조를 완료할 수 있으므로, 제조 과정이 간단한 이점이 있다.As described above, the mask support template according to an embodiment of the present invention, after manufacturing the
프레임(200)이 복수의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)을 구비하므로, 각각의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)에 대응하는 마스크 셀(C: C11~C56)을 가지는 마스크(100)도 복수개 구비할 수 있다. 또한, 복수개의 마스크(100)의 각각을 지지하는 복수의 템플릿(50)을 구비할 수 있다.Since the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 지지 템플릿을 프레임 상에 로딩하는 과정을 나타내는 개략도이다.14 is a schematic diagram showing a process of loading a mask support template on a frame according to an embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 템플릿(50)은 진공 척(90)에 의해 이송될 수 있다. 진공 척(90)으로 마스크(100)가 접착된 템플릿(50) 면의 반대 면을 흡착하여 이송할 수 있다. 진공 척(90)은 x, y, z, θ축으로 이동되는 이동 수단(미도시)에 연결될 수 있다. 또한, 진공 척(90)은 템플릿(50)을 흡착하여 플립(flip)할 수 있는 플립 수단(미도시)에 연결될 수 있다. 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 진공 척(90)이 템플릿(50)을 흡착하여 플립한 후, 프레임(200) 상으로 템플릿(50)을 이송하는 과정에서도, 마스크(100)의 접착 상태 및 정렬 상태에는 영향이 없게 된다.14, the
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 템플릿을 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다. 도 15에는 하나의 마스크(100)를 셀 영역(CR)에 대응/접착하는 것이 예시되나, 복수의 마스크(100)를 동시에 각각 모든 셀 영역(CR)에 대응시켜서 마스크(100)를 프레임(200)에 접착하는 과정을 수행할 수도 있다.15 is a schematic diagram showing a state in which a template is loaded on a frame according to an embodiment of the present invention to associate a mask with a cell region of the frame. In FIG. 15, it is illustrated that one
다음으로, 도 15를 참조하면, 마스크(100)를 프레임(200)의 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수 있다. 템플릿(50)를 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 상에 로딩하는 것으로 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR)에 대응시킬 수 있다. 템플릿(50)/진공 척(90)의 위치를 제어하면서, 현미경을 통해 마스크(100)가 마스크 셀 영역(CR)에 대응하는지 살펴볼 수 있다. 템플릿(50)이 마스크(100)를 압착하므로, 마스크(100)와 프레임(200)은 긴밀히 맞닿을 수 있다.Next, referring to FIG. 15, the
한편, 하부 지지체(70)를 프레임(200) 하부에 더 배치할 수도 있다. 하부 지지체(70)는 프레임 테두리부(210)의 중공 영역(R) 내에 들어갈 정도의 크기를 가지고 평판 형상일 수 있다. 또한, 하부 지지체(70)의 상부면에는 마스크 셀 시트부(220)의 형상에 대응하는 소정의 지지홈(미도시)이 형성될 수도 있다. 이 경우 테두리 시트부(221) 및 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)가 지지홈에 끼워지게 되어, 마스크 셀 시트부(220)가 더욱 잘 고정될 수 있다.Meanwhile, the
하부 지지체(70)는 마스크(100)가 접촉하는 마스크 셀 영역(CR)의 반대면을 압착할 수 있다. 즉, 하부 지지체(70)는 마스크 셀 시트부(220)를 상부 방향으로 지지하여 마스크(100)의 접착과정에서 마스크 셀 시트부(220)가 하부 방향으로 처지는 것을 방지할 수 있다. 이와 동시에, 하부 지지체(70)와 템플릿(50)이 상호 반대되는 방향으로 마스크(100)의 테두리 및 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]를 압착하게 되므로, 마스크(100)의 정렬 상태가 흐트러지지 않고 유지될 수 있게 된다.The
이처럼, 템플릿(50) 상에 마스크(100)를 부착하고, 템플릿(50)을 프레임(200) 상에 로딩하는 것만으로 마스크(100)를 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하는 과정이 완료되므로, 이 과정에서 마스크(100)에 어떠한 인장력도 가하지 않을 수 있다.As described above, the
이어서, 마스크(100)에 레이저(L)를 조사하여 레이저 용접에 의해 마스크(100)를 프레임(200)에 접착할 수 있다. 레이저 용접된 마스크의 용접부 부분에는 용접 비드(WB)가 생성되고, 용접 비드(WB)는 마스크(100)/프레임(200)과 동일한 재질을 가지고 일체로 연결될 수 있다.Subsequently, the
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.16 is a schematic diagram showing a process of separating the
도 16을 참조하면, 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후, 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리(debonding)할 수 있다. 마스크(100)와 템플릿(50)의 분리는 임시접착부(55)에 열 인가(EP), 화학적 처리(CM), 초음파 인가(US), UV 인가(UV) 중 적어도 어느 하나를 통해 수행할 수 있다. 마스크(100)는 프레임(200)에 접착된 상태를 유지하므로, 템플릿(50)만을 들어올릴 수 있다. 일 예로, 85℃~100℃보다 높은 온도의 열을 인가(EP)하면 임시접착부(55)의 점성이 낮아지게 되고, 마스크(100)와 템플릿(50)의 접착력이 약해지게 되어, 마스크(100)와 템플릿(50)이 분리될 수 있다. 다른 예로, IPA, 아세톤, 에탄올 등의 화학 물질에 임시접착부(55)를 침지(CM)함으로서 임시접착부(55)를 용해, 제거 등의 방식으로 마스크(100)와 템플릿(50)이 분리될 수 있다. 다른 예로, 초음파를 인가(US)하거나, UV를 인가(UV)하면 마스크(100)와 템플릿(50)의 접착력이 약해지게 되어, 마스크(100)와 템플릿(50)이 분리될 수 있다.Referring to FIG. 16, after the
더 설명하면, 마스크(100)와 템플릿(50)의 접착을 매개하는 임시접착부(55)는 TBDB 접착소재(temporary bonding&debonding adhesive)이므로, 여러가지 분리(debonding) 방법을 사용할 수 있다.In more detail, the
일 예로, 화학적 처리(CM)에 따른 용매 디본딩(Solvent Debonding) 방법을 사용할 수 있다. 용매(solvent)의 침투에 의해 임시접착부(55)가 용해됨에 따라해 디본딩이 이루어질 수 있다. 이때, 마스크(100)에 패턴(P)이 형성되어 있으므로, 마스크 패턴(P) 및 마스크(100)와 템플릿(50)의 계면을 통해 용매가 침투될 수 있다. 용매 디본딩은 상온(room temperature)에서 디본딩이 가능하고 별도의 고안된 복잡한 디본딩 설비가 필요하지 않기 때문에 다른 디본딩 방법에 비해 상대적으로 경제적이라는 이점이 있다.As an example, a solvent debonding method according to chemical treatment (CM) may be used. Debonding may be performed as the temporary
다른 예로, 열 인가(EP)에 따른 열 디본딩(Heat Debonding) 방법을 사용할 수 있다. 고온의 열을 이용해 임시접착부(55)의 분해를 유도하고, 마스크(100)와 템플릿(50) 간의 접착력이 감소되면 상하 방향 또는 좌우 방향로 디본딩이 진행될 수 있다.As another example, a heat debonding method according to heat application (EP) may be used. Decomposition of the temporary
다른 예로, 열 인가(EP), UV 인가(UV) 등에 따른 박리 접착제 디본딩(Peelable Adhesive Debonding) 방법을 사용할 수 있다. 임시접착부(55)가 열박리 테이프인 경우에 박리 접착제 디본딩 방법으로 디본딩을 수행할 수 있으며, 이 방법은 열 디본딩 방법처럼 고온의 열처리 및 고가의 열처리 장비가 필요하지 않다는 점과 진행 프로세스가 상대적으로 단순한 이점이 있다.As another example, a peelable adhesive debonding method according to heat application (EP), UV application (UV), or the like may be used. When the temporary
다른 예로, 화학적 처리(CM), 초음파 인가(US), UV 인가(UV) 등에 따른 상온 디본딩(Room Temperature Debonding) 방법을 사용할 수 있다. 마스크(100) 또는 템플릿(50)의 일부(중심부)에 non-sticky 처리를 하면, 임시접착부(55)에 의해 테두리 부분만 접착이 될 수 있다. 그리고, 디본딩 시에는 테두리 부분에 용제가 침투하여 입시접착부(55)의 용해에 의해 디본딩이 이루어지게 된다. 이 방법은 본딩과 디본딩이 진행되는 동안 마스크(100), 템플릿(50)의 테두리 영역을 제외한 나머지 부분은 직접적인 손실이나 디본딩 시 접착소재 잔여물(residue)에 의한 결함 등이 발생하지 않는 이점이 있다. 또한 열 디본딩법과 달리 디본딩시 고온의 열처리 과정이 필요하지 않기 때문에 상대적으로 공정 비용을 감축할 수 있는 이점이 있다.As another example, a room temperature debonding method according to chemical treatment (CM), ultrasonic application (US), or UV application (UV) may be used. If a non-sticky treatment is performed on a part (center portion) of the
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.17 is a schematic diagram showing a state in which the
도 17을 참조하면, 하나의 마스크(100)는 프레임(200)의 하나의 셀 영역(CR) 상에 접착될 수 있다Referring to FIG. 17, one
프레임(200)의 마스크 셀 시트부(220)는 얇은 두께를 가지기 때문에, 마스크(100)에 인장력이 가해진 채로 마스크 셀 시트부(220)에 접착이 되면, 마스크(100)에 잔존하는 인장력이 마스크 셀 시트부(220) 및 마스크 셀 영역(CR)에 작용하게 되어 이들을 변형시킬 수도 있다. 따라서, 마스크(100)에 인장력을 가하지 않은 채로 마스크 셀 시트부(220)에 마스크(100)의 접착을 수행해야 한다. 본 발명은 템플릿(50) 상에 마스크(100)를 부착하고, 템플릿(50)을 프레임(200) 상에 로딩하는 것만으로 마스크(100)를 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하는 과정이 완료되므로, 이 과정에서 마스크(100)에 어떠한 인장력도 가하지 않을 수 있다. 그리하여, 마스크(100)에 가해진 인장력이 반대로 프레임(200)에 장력(tension)으로 작용하여 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]을 변형시키는 것을 방지할 수 있게 된다.Since the mask
종래의 도 1의 마스크(10)는 셀 6개(C1~C6)를 포함하므로 긴 길이를 가지는데 반해, 본 발명의 마스크(100)는 셀 1개(C)를 포함하여 짧은 길이를 가지므로 PPA(pixel position accuracy)가 틀어지는 정도가 작아질 수 있다. 예를 들어, 복수의 셀(C1~C6, ...)들을 포함하는 마스크(10)의 길이가 1m이고, 1m 전체에서 10㎛의 PPA 오차가 발생한다고 가정하면, 본 발명의 마스크(100)는 상대적인 길이의 감축[셀(C) 개수 감축에 대응]에 따라 위 오차 범위를 1/n 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 마스크(100)의 길이가 100mm라면, 종래 마스크(10)의 1m에서 1/10로 감축된 길이를 가지므로, 100mm 길이의 전체에서 1㎛의 PPA 오차가 발생하게 되며, 정렬 오차가 현저히 감소하게 되는 효과가 있다.The
한편, 마스크(100)가 복수의 셀(C)을 구비하고, 각각의 셀(C)이 프레임(200)의 각각의 셀 영역(CR)에 대응하여도 정렬 오차가 최소화되는 범위 내에서라면, 마스크(100)는 프레임(200)의 복수의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수도 있다. 또는, 복수의 셀(C)을 가지는 마스크(100)가 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수도 있다. 이 경우에도, 정렬에 따른 공정 시간과 생산성을 고려하여, 마스크(100)는 가급적 적은 수의 셀(C)을 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, if the
본 발명의 경우는, 마스크(100)의 하나의 셀(C)을 대응시키고 정렬 상태를 확인하기만 하면 되므로, 복수의 셀(C: C1~C6)을 동시에 대응시키고 정렬 상태를 모두 확인하여야 하는 종래의 방법[도 2 참조]보다, 제조시간을 현저하게 감축시킬 수 있다.In the case of the present invention, since only one cell C of the
즉, 본 발명의 프레임 일체형 마스크 제조 방법은, 6개의 마스크(100)에 포함되는 각각의 셀(C11~C16)을 각각 하나의 셀 영역(CR11~CR16)에 대응시키고 각각 정렬 상태를 확인하는 6번의 과정을 통해, 6개의 셀(C1~C6)을 동시에 대응시키고 6개 셀(C1~C6)의 정렬 상태를 동시에 모두 확인해야 하는 종래의 방법보다 훨씬 시간이 단축될 수 있다.That is, in the frame-integrated mask manufacturing method of the present invention, each cell C11 to C16 included in the six
또한, 본 발명의 프레임 일체형 마스크 제조 방법은, 30개의 셀 영역(CR: CR11~CR56)에 30개의 마스크(100)를 각각 대응시키고 정렬하는 30번의 과정에서의 제품 수득률이, 6개의 셀(C1~C6)을 각각 포함하는 5개의 마스크(10)[도 2의 (a) 참조]를 프레임(20)에 대응시키고 정렬하는 5번의 과정에서의 종래의 제품 수득률보다 훨씬 높게 나타날 수 있다. 한번에 6개씩의 셀(C)이 대응하는 영역에 6개의 셀(C1~C6)을 정렬하는 종래의 방법이 훨씬 번거롭고 어려운 작업이므로 제품 수율이 낮게 나타나는 것이다.In addition, in the method for manufacturing a frame-integrated mask of the present invention, the product yield in 30 processes of 30
한편, 도 12 단계에서 상술한 바와 같이, 라미네이션 공정으로 템플릿(50)에 마스크(100)를 접착할 때, 약 100℃의 온도가 마스크(100)에 가해질 수 있다. 이에 의해 마스크(100)에 일부 인장 장력이 걸린 상태로 템플릿(50)에 접착될 수 있다. 그 후, 마스크(100)가 프레임(200)에 접착되고, 템플릿(50)이 마스크(100)와 분리되면, 마스크(100)는 소정양 수축할 수 있다.On the other hand, as described above in step 12, when attaching the
각각의 마스크(100)들이 모두 대응되는 마스크 셀 영역(CR) 상에 접착된 후에 템플릿(50)과 마스크(100)들이 분리되면, 복수의 마스크(100)들이 상호 반대방향으로 수축되는 장력을 인가하기 때문에, 그 힘이 상쇄되어 마스크 셀 시트부(220)에는 변형이 일어나지 않게 된다. 예를 들어, CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)와 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100) 사이의 제1 그리드 시트부(223)는 CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 우측 방향으로 작용하는 장력과 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 좌측 방향으로 작용하는 장력이 상쇄될 수 있다. 그리하여, 장력에 의한 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에는 변형이 최소화되어 마스크(100)[또는, 마스크 패턴(P)]의 정렬 오차가 최소화 될 수 있는 이점이 있다.When the
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크(100, 200)를 이용한 OLED 화소 증착 장치(1000)를 나타내는 개략도이다.18 is a schematic diagram illustrating an OLED
도 18을 참조하면, OLED 화소 증착 장치(1000)는, 마그넷(310)이 수용되고, 냉각수 라인(350)이 배설된 마그넷 플레이트(300)와, 마그넷 플레이트(300)의 하부로부터 유기물 소스(600)를 공급하는 증착 소스 공급부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 18, the OLED
마그넷 플레이트(300)와 소스 증착부(500) 사이에는 유기물 소스(600)가 증착되는 유리 등의 대상 기판(900)이 개재될 수 있다. 대상 기판(900)에는 유기물 소스(600)가 화소별로 증착되게 하는 프레임 일체형 마스크(100, 200)[또는, FMM]이 밀착되거나 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 마그넷(310)이 자기장을 발생시키고 자기장에 의해 대상 기판(900)에 밀착될 수 있다.Between the
증착 소스 공급부(500)는 좌우 경로를 왕복하며 유기물 소스(600)를 공급할 수 있고, 증착 소스 공급부(500)에서 공급되는 유기물 소스(600)들은 프레임 일체형 마스크(100, 200)에 형성된 패턴(P)을 통과하여 대상 기판(900)의 일측에 증착될 수 있다. 프레임 일체형 마스크(100, 200)의 패턴(P)을 통과한 증착된 유기물 소스(600)는 OLED의 화소(700)로서 작용할 수 있다.The deposition
새도우 이펙트(Shadow Effect)에 의한 화소(700)의 불균일 증착을 방지하기 위해, 프레임 일체형 마스크(100, 200)의 패턴은 경사지게 형성(S)[또는, 테이퍼 형상(S)으로 형성]될 수 있다. 경사진 면을 따라서 대각선 방향으로 패턴을 통과하는 유기물 소스(600)들도 화소(700)의 형성에 기여할 수 있으므로, 화소(700)는 전체적으로 두께가 균일하게 증착될 수 있다.In order to prevent uneven deposition of the
마스크(100)는 화소 증착 공정 온도보다 높은 제1 온도 상에서 프레임(200)에 접착 고정되므로, 화소 증착을 위한 공정 온도로 상승시킨다고 하더라도, 마스크 패턴(P)의 위치에는 영향이 거의 없게 되며, 마스크(100)와 이에 이웃하는 마스크(100) 사이의 PPA는 3㎛를 초과하지 않도록 유지될 수 있다.Since the
도 19는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공정 영역의 온도를 상승시킨 후 템플릿을 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다. 도 19에는 하나의 마스크(100)를 셀 영역(CR)에 대응/접착하는 것이 예시되나, 복수의 마스크(100)를 동시에 각각 모든 셀 영역(CR)에 대응시켜서 마스크(100)를 프레임(200)에 접착하는 과정을 수행할 수도 있다. 이 경우, 복수개의 마스크(100)의 각각을 지지하는 복수의 템플릿(50)을 구비할 수 있다.19 is a schematic view showing a state in which a template is loaded on a frame after raising a temperature of a process region according to a second embodiment of the present invention, and a mask is mapped to a cell region of the frame. In FIG. 19, it is illustrated that one
다음으로, 도 19를 참조하면, 공정 영역의 온도를 상승(ET)시킨 후, 마스크(100)를 프레임(200)의 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수 있다. 본 발명은 마스크(100)를 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하는 과정에서, 마스크(100)에 어떠한 인장력도 가하지 않는 것을 특징으로 한다.Next, referring to FIG. 19, after raising (ET) the temperature of the process region, the
프레임(200)의 마스크 셀 시트부(220)는 얇은 두께를 가지기 때문에, 마스크(100)에 인장력이 가해진 채로 마스크 셀 시트부(220)에 접착이 되면, 마스크(100)에 잔존하는 인장력이 마스크 셀 시트부(220) 및 마스크 셀 영역(CR)에 작용하게 되어 이들을 변형시킬 수도 있다. 따라서, 마스크(100)에 인장력을 가하지 않은 채로 마스크 셀 시트부(220)에 마스크(100)의 접착을 수행해야 한다. 그리하여, 마스크(100)에 가해진 인장력이 반대로 프레임(200)에 장력(tension)으로 작용하여 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]을 변형시키는 것을 방지할 수 있게 된다.Since the mask
다만, 마스크(100)에 인장력을 가하지 않고 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에 접착시켜 프레임 일체형 마스크를 제조하고, 이 프레임 일체형 마스크를 화소 증착 공정에 사용할 때 한가지 문제가 발생할 수 있다. 약 25~45 ℃ 정도에서 수행되는 화소 증착 공정에서 마스크(100)가 소정 길이만큼 열팽창 하는 것이다. 인바 재질의 마스크(100)라고 하더라도, 화소 증착 공정 분위기를 형성하기 위한 10℃ 정도의 온도 상승에 따라 약 1~3 ppm 만큼의 길이가 변할 수 있다. 예를 들어, 마스크(100)의 총 길이가 500 mm 경우, 약 5~15 ㎛만큼의 길이가 늘어날 수 있다. 그러면, 마스크(100)가 자중에 의해 쳐지거나, 프레임(200)에서 고정된 상태에서 늘어나 뒤틀리는 등의 변형을 일으키면서 패턴(P)들의 정렬 오차가 커지는 문제점이 발생하게 된다.However, without applying a tensile force to the
따라서, 제2 실시예에 따른 본 발명은 상온이 아닌 이보다 높은 온도 상에서, 마스크(100)에 인장력을 가하지 않은 채로, 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하고 접착하는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서는 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킨 후에 마스크(100)를 프레임(200)에 대응하고 접착한다고 표현한다.Accordingly, the present invention according to the second embodiment is characterized in that it corresponds to and adheres to the mask cell region CR of the
"공정 영역"이라 함은 마스크(100), 프레임(200) 등의 구성 요소들이 위치하고, 마스크(100)의 접착 공정 등이 수행되는 공간을 의미할 수 있다. 공정 영역은 폐쇄된 챔버 내에 공간일 수도 있고, 개방된 공간일 수도 있다. 또한, "제1 온도"라 함은 프레임 일체형 마스크를 OLED 화소 증착 공정에 사용할 때, 화소 증착 공정 온도보다는 높거나 같은 온도를 의미할 수 있다. 화소 증착 공정 온도가 약 25~45℃인 것을 고려하면, 제1 온도는 약 25℃ 내지 60℃일 수 있다. 공정 영역의 온도 상승은, 챔버에 가열 수단을 설치하거나, 공정 영역 주변에 가열 수단을 설치하는 방법 등으로 수행할 수 있다. 또한, "제2 온도"라 함은 제1 온도보다 낮은 온도를 의미할 수 있다. 제1 온도가 약 25℃ 내지 60℃인 것을 고려하면, 제2 온도는 제1 온도보다 낮은 것을 전제로 약 20℃ 내지 30℃일 수 있고, 바람직하게, 제2 온도는 상온일 수 있다. 공정 영역의 온도 하강은, 챔버에 냉각 수단을 설치하거나, 공정 영역 주변에 냉각 수단을 설치하는 방법, 상온으로 자연 냉각하는 방법 등으로 수행할 수 있다.The term “process region” may mean a space in which components such as the
다시, 도 19를 참조하면, 프레임(200)이 포함된 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킨 후, 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR)에 대응시킬 수 있다. 또는, 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR)에 대응한 후에, 프레임(200)이 포함된 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킬 수도 있다.Referring again to FIG. 19, after raising (ET) the temperature of the process region including the
템플릿(50)을 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 상에 로딩하는 것으로 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR)에 대응시킬 수 있다.By loading the
이어서, 마스크(100)에 레이저(L)를 조사하여 레이저 용접에 의해 마스크(100)를 프레임(200)에 접착할 수 있다. 대응 및 접착 과정은 도 15와 동일하게 수행될 수 있다. Subsequently, the
한편, 위와 같이 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시키고, 마스크(100)에 직접적인 인장력을 가하지 않은 채 프레임(200)에 접착하는 과정에서도, 마스크(100)와 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]의 재질에 따른 열팽창계수의 차이에 따라 고려해야 할 점이 있다.On the other hand, in the process of raising the temperature of the process region to the first temperature (ET) as described above, and attaching to the
도 20은 마스크의 열팽창계수의 차이에 따른 프레임의 접착 과정을 나타내는 개략 측단면도이다. 도 20의 (a1)~(a3)는 전주 도금 공정으로 생성한 인바 마스크(100')를 마스크 셀 시트부(220)[프레임(200)] 상에 접착하는 과정을 나타내고, 도 20의 (b1)~(b3)는 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100")를 마스크 셀 시트부(220)[프레임(200)] 상에 접착하는 과정을 나타낸다.20 is a schematic side cross-sectional view showing a process of bonding a frame according to a difference in thermal expansion coefficient of a mask. 20 (a1) to (a3) show a process of bonding the invar mask 100 'generated by the electroforming process on the mask cell sheet part 220 (frame 200), and FIG. 20 (b1) ) to (b3) represent a process of bonding the
도 20의 (a1)을 참조하면, 전주 도금 공정으로 생성한 인바 마스크(100')를 마스크 셀 시트부(220) 상에 위치시킨다. 전주 도금 공정으로 생성한 인바 마스크(100')는 열팽창계수가 약 3.0 X 10-6/℃ 보다 큰 정도이다. 그리고, 압연 공정으로 생성한 인바 시트로 구성되는 마스크 셀 시트부(220)는 열팽창계수가 약 1.0 X 10-6/℃ 정도이다.Referring to (a1) of FIG. 20, the
다음으로, 도 20의 (a2)를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킬 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)는 인바 마스크(100')보다 열팽창계수가 작으므로 신장/팽창된 후 L1 만큼의 변위가 발생하는 반면, 인바 마스크(100')는 L1보다 3배 정도 큰 L2 만큼의 변위가 발생할 수 있다(L1 < L2). 이 상태에서 인바 마스크(100')를 마스크 셀 시트부(220)에 용접하여 용접 비드(WB)를 형성함에 따라 일체로 연결할 수 있다.Next, referring to (a2) of FIG. 20, the temperature of the process region may be increased (ET) to the first temperature. Since the mask
다음으로, 도 20의 (a3)를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강(LT)시킬 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)는 인바 마스크(100')보다 열팽창계수가 작으므로 수축/압축된 후 L1 만큼의 변위가 발생하여 원래 크기로 돌아가는 반면, 인바 마스크(100')는 L1보다 3배 정도 큰 L2 만큼의 변위가 발생하며 원래 크기로 돌아갈 수 있다. 이때, 인바 마스크(100')는 용접으로 마스크 셀 시트부(220)에 접착된 상태에서 보다 큰 변위로 수축/압축되기 때문에 주변의 마스크 셀 시트부(220)에 자체적으로 장력(TS)을 인가하게 된다. 인바 마스크(100')의 자체적인 장력(TS) 인가에 의해 더욱 팽팽한 상태로 마스크 셀 시트부(220) 상에 접착될 수 있다.Next, referring to (a3) of FIG. 20, the temperature of the process region may be lowered (LT) to the second temperature. Since the mask
전주 도금 공정으로 생성한 인바 마스크(100')와 비교를 위해 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100")의 경우를 설명한다.For comparison with the invar mask 100 'generated by the electroforming process, the case of the
도 20의 (b1)을 참조하면, 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100")를 마스크 셀 시트부(220) 상에 위치시킨다. 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100")는 열팽창계수가 약 1.0 X 10-6/℃ 정도이다. 그리고, 압연 공정으로 생성한 인바 시트로 구성되는 마스크 셀 시트부(220)는 인바 마스크(100")와 동일하게 열팽창계수가 약 1.0 X 10-6/℃ 정도이다.Referring to (b1) of FIG. 20, the
다음으로, 도 20의 (b2)를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킬 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)는 신장/팽창된 후 L1 만큼의 변위가 발생하고, 인바 마스크(100")도 마스크 셀 시트부(220)와 열팽창계수가 동일하므로, L1과 동일한 L2만큼의 변위가 발생할 수 있다(L1 = L2). 이 상태에서 인바 마스크(100")를 마스크 셀 시트부(220)에 용접하여 용접 비드(WB)를 형성함에 따라 일체로 연결할 수 있다.Next, referring to (b2) of FIG. 20, the temperature of the process region may be increased (ET) to the first temperature. Since the mask
다음으로, 도 20의 (b3)를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강(LT)시킬 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)와 인바 마스크(100")는 열팽창계수가 동일하므로 수축/압축된 후 각각 동일한 L1, L2 만큼의 변위가 발생하여 원래 크기로 돌아갈 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)와 인바 마스크(100")는 동일 변위로 수축/압축되기 때문에 인바 마스크(100")는 주변의 마스크 셀 시트부(220)에 장력을 인가하지 않게 된다. 따라서, 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100")의 경우는 마스크 셀 시트부(220)에 장력을 인가하지 않아 하중에 의해 쳐짐이 발생하여 마스크 패턴(P)의 정렬 오차가 발생할 수 있으므로, 팽팽한 상태로 마스크 셀 시트부(220) 상에 접착되는 방안이 필요하다. Next, referring to (b3) of FIG. 20, the temperature of the process region may be lowered (LT) to the second temperature. Since the thermal expansion coefficient of the mask
도 21은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)에 접착하는 일련의 과정을 나타내는 개략 측단면도이다. 도 21은 도 20의 (b1)~(b3)과 같이, 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100)를 압연 공정으로 생성한 인바 시트로 구성되는 마스크 셀 시트부(220)[프레임(200)]에 접착하는 과정을 나타낸다. 참고로, 도 21의 (a) 및 (b)는 도 19[도 23]에 대응하고, 도 21의 (c)는 도 22[도 24]에 대응하며, 도 21의 (d)는 도 25에 대응하는 것으로 이해될 수 있다.21 is a schematic side cross-sectional view showing a series of processes for adhering a
도 21의 (a)를 참조하면, 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100)가 접착 지지된 템플릿(50)을 마스크 셀 시트부(220) 상에 위치시킨다. 인바 마스크(100)와 템플릿(50)은 임시접착부(55)를 개재하여 접착된 상태이다. 템플릿(50)은 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100)보다 큰 열팽창계수를 가질 수 있다. 일 예로, 붕규산유리(BOROFLOAT® 33) 재질의 템플릿(50)의 열팽창계수는 약 3.0 X 10-6/℃ 정도이다. 그리고, 압연 공정으로 생성한 인바 시트로 구성되는 마스크 셀 시트부(220)는 인바 마스크(100)와 동일하게 열팽창계수가 약 1.0 X 10-6/℃ 정도이다.Referring to (a) of FIG. 21, the
다음으로, 도 21의 (b)를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킬 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)는 신장/팽창된 후 L1 만큼의 변위가 발생할 수 있다. 마스크(100)도 고유의 열팽창 길이만큼 신장/팽창하여 L1과 동일한 정도의 변위가 발생하여야 하나, 템플릿(50)에 접착되어 있기 때문에 이보다 크게 신장/팽창할 수 있다. 다시 말해, 마스크(100)보다 큰 열팽창계수를 가지는 템플릿(50)이 L1보다 큰 L2만큼의 변위를 발생시키고(L1 < L2), 템플릿(50)에 접착된 마스크(100)는 템플릿(50)이 L2만큼 신장/팽창하는 힘을 인장력처럼 인가받을 수 있다. 그리하여, 마스크(100)는 적어도 L1보다 크게 신장하고, L2와 동일하거나 적은 정도로 신장할 수 있게 된다. 이 상태에서 인바 마스크(100)를 마스크 셀 시트부(220)에 용접하여 용접 비드(WB)를 형성함에 따라 일체로 연결할 수 있다.Next, referring to (b) of FIG. 21, the temperature of the process region may be increased (ET) to the first temperature. After the mask
다음으로, 도 21의 (c)를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제1 온도로 유지(ET)한 상태에서, 템플릿(50)을 마스크(100)로부터 분리(debonding) 할 수 있다. 마스크(100)와 템플릿(50)의 분리는 임시접착부(55)에 열 인가(EP), 화학적 처리(CM), 초음파 인가(US), UV 인가(UV) 중 적어도 어느 하나를 통해 수행할 수 있다.Next, referring to (c) of FIG. 21, while maintaining the temperature of the process region at the first temperature (ET), the
마스크(100)가 템플릿(50)과 분리되면, L1보다 큰 L2만큼 변위가 발생한 마스크(100)는 템플릿(50)이 인가하는 인장력이 해제되므로, L1에 대응하는 정도로 더 수축/압축될 수 있다. 그러면서, 주변의 마스크 셀 시트부(220)에 자체적으로 장력(TS)을 인가하게 된다.When the
다음으로, 도 21의 (d)를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강(LT)시킬 수 있다. 자체적인 장력(TS)을 인가하는 상태로, 마스크(100)와 마스크 셀 시트부(220)는 각각 열수축 하여 원래 크기로 돌아갈 수 있다.Next, referring to (d) of FIG. 21, the temperature of the process region may be lowered (LT) to the second temperature. In a state in which its own tension (TS) is applied, the
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.22 is a schematic diagram showing a process of separating the
도 22를 참조하면, 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후, 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리(debonding)할 수 있다. 마스크(100)와 템플릿(50)의 분리는 임시접착부(55)에 열 인가(EP), 화학적 처리(CM), 초음파 인가(US), UV 인가(UV) 중 적어도 어느 하나를 통해 수행할 수 있다. 분리 과정은 도 16과 동일하게 수행될 수 있다. Referring to FIG. 22, after the
도 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크(100)를 이웃하는 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.23 is a schematic diagram showing a state in which the
도 23을 참조하면, 마스크(100)를 접착한 마스크 셀 영역(CR11)에 이웃하는 마스크 셀 영역(CR12)에 마스크(100)를 대응할 수 있다. 공정 영역의 온도는 도 19에서 제1 온도로 상승(ET) 시켰던 상태를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 23, the
템플릿(50)을 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 상에 로딩하는 것으로 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR12)에 대응시킬 수 있다. 템플릿(50)을 위치 제어하여 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR12)에 대응하는 방법은 도 19의 과정과 동일하다. 한편, 반드시 마스크 셀 영역(CR11)에 이웃하는 마스크 셀 영역(CR12)이 아닌 다른 마스크 셀 영역(CR)에 먼저 마스크(100)를 대응할 수도 있다.By loading the
이어서, 마스크(100)에 레이저(L)를 조사하여 레이저 용접에 의해 마스크(100)를 프레임(200)에 접착할 수 있다.Subsequently, the
도 24는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크(100)를 이웃하는 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 접착한 후 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.24 is a schematic view showing a process of separating the
도 24를 참조하면, 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후, 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리(debonding)할 수 있다. 마스크(100)와 템플릿(50)의 분리는 임시접착부(55)에 열 인가(EP), 화학적 처리(CM), 초음파 인가(US), UV 인가(UV) 중 적어도 어느 하나를 통해 수행할 수 있다. 마스크(100)는 프레임(200)에 접착된 상태를 유지하므로, 템플릿(50)만을 들어올릴 수 있다. 이는 도 22에서 상술한 바와 동일하다.Referring to FIG. 24, after the
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 프레임에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.25 is a schematic diagram showing a state in which a mask according to an embodiment of the present invention is attached to a frame.
다음으로, 도 25를 참조하면, 나머지 마스크 셀 영역(CR)에 마스크(100)를 대응하고, 접착하는 과정을 수행할 수 있다. 모든 마스크(100)는 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR) 상에 접착될 수 있다.Next, referring to FIG. 25, a process of matching and adhering the
한편, 모든 마스크 셀 영역(CR)에 마스크(100)를 대응하고 접착한 후에, 각각의 마스크(100)에 접착된 템플릿(50)들을 동시에 분리할 수도 있다.Meanwhile, after the
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 접착한 후 공정 영역의 온도를 하강(LT)시키는 과정을 나타내는 개략도이다.26 is a schematic diagram showing a process of lowering (LT) the temperature of the process region after adhering the
다음으로, 도 26을 참조하면, 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강(LT)시킨다. Next, referring to FIG. 26, the temperature of the process region is lowered (LT) to the second temperature.
공정 영역의 온도가 제2 온도로 하강(LT)되면, 마스크(100)는 소정 길이만큼 열수축 할 수 있다. 마스크(100)는 모든 측면 방향을 따라 등방성으로 열수축 할 수 있다. 다만, 마스크(100)는 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에 용접(W)으로 고정 연결되어 있으므로, 마스크(100)의 열수축은 주변의 마스크 셀 시트부(220)에 자체적으로 장력(TS)을 인가하게 된다. 마스크(100)의 자체적인 장력(TS) 인가에 의해 마스크(100)는 더욱 팽팽하게 프레임(200) 상에 접착될 수 있다.When the temperature of the process region is lowered (LT) to the second temperature, the
도 21에서 상술한 바와 같이, 마스크(100)와 템플릿(50)의 열팽창계수 차이에 의해, 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강(LT)시키기 전에도 장력(TS)이 인가될 수 있고, 온도를 하강(LT)시킨 후에 열수축에 의한 장력(TS)이 더 인가될 수 있다.As described above in FIG. 21, due to the difference in thermal expansion coefficient between the
또한, 각각의 마스크(100)들이 모두 대응되는 마스크 셀 영역(CR) 상에 접착된 후에 공정 영역의 온도가 제2 온도로 하강(LT)되므로, 모든 마스크(100)들이 동시에 열수축을 일으키게 되어 프레임(200)이 변형되거나 패턴(P)들이 정렬 오차가 커지는 문제가 방지될 수 있다. 더 설명하면, 장력(TS)이 마스크 셀 시트부(220)에 인가된다고 해도, 복수의 마스크(100)들이 상호 반대방향으로 장력(TS)을 인가하기 때문에, 그 힘이 상쇄되어 마스크 셀 시트부(220)에는 변형이 일어나지 않게 된다. 예를 들어, CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)와 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100) 사이의 제1 그리드 시트부(223)는 CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 우측 방향으로 작용하는 장력(TS)과 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 좌측 방향으로 작용하는 장력(TS)이 상쇄될 수 있다. 그리하여, 장력(TS)에 의한 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에는 변형이 최소화되어 마스크(100)[또는, 마스크 패턴(P)]의 정렬 오차가 최소화 될 수 있는 이점이 있다.In addition, since all of the
한편, 도 20의 (b1)~(b3)에서 상술한 바와 같이, 공정 영역의 온도를 제1, 2 온도로 제어하는 방법은 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100")를 팽팽한 상태로 마스크 셀 시트부(220) 상에 접착시키기 어려운 문제점이 있다. 그리고, 도 21에서 상술한 방법은 마스크(100)와 템플릿(50)의 열팽창계수의 차이를 이용하여 압연 공정으로 생성한 인바 마스크(100")를 팽팽한 상태로 마스크 셀 시트부(220) 상에 접착할 수는 있지만, 공정 영역을 제1 온도로 상승(ET)시키고 제2 온도로 하강(LT)시키기 위해서는, 가열하거나 냉각할 수 있는 히팅 장치/쿨링 장치를 구비해야 하는 번거로움이 발생한다. 이들 장치를 프레임 일체형 마스크의 제조 장치에 더 설치하기 위해서는 다른 장비와의 간섭을 고려해야 하고, 장치가 추가됨에 따른 원가 상승의 문제점이 발생한다. 게다가, 공정 영역을 히팅/쿨링 하는 과정에서 다른 장치에 열충격을 주는 악영향이 발생할 수 있는 문제점이 있다.On the other hand, as described above in (b1) to (b3) of FIG. 20, the method of controlling the temperature of the process region to the first and second temperatures is a mask cell in which the
이에, 제3 실시예에 따른 본 발명은 공정 영역을 가열하거나 냉각하지 않으면서, 동시에 마스크(100)를 프레임(200)에 접착하는 과정에서 마스크(100)에 직접적인 인장력을 가하지 않고 마스크(100)를 팽팽하게 프레임(200) 상에 접착할 수 있는 방안을 제안한다.Accordingly, the present invention according to the third embodiment does not apply a direct tensile force to the
도 27 내지 도 28는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크(100)를 템플릿(50)에 접착하는 과정을 나타내는 개략도이다.27 to 28 are schematic diagrams showing a process of adhering the
본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크 지지 템플릿은 마스크(100)가 측면 방향으로 인장력(F)이 가해진 상태로 템플릿(50) 상에 접착된 것을 특징으로 한다.The mask support template according to the third embodiment of the present invention is characterized in that the
도 27을 참조하면, 마스크 금속막 지지 템플릿을 제조하는 장치(40)는 본체(41), 상부 블록(42), 하부 블록(45), 인장 수단(46)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 27, an
본체(41)는 마스크(100)와 템플릿(50)이 접착되는 챔버 공간을 제공할 수 있다. 본체(41)는 펌프 등의 진공 형성 수단(미도시)에 연결되어 챔버 공간이 진공(VAC) 환경이 될 수 있다.The
상부 블록(42)은 챔버 공간의 상부에 배치될 수 있다. 상부 블록(42)은 상하로 이동할 수 있는 승강 수단(미도시)에 연결되어, 하한점에 위치할 때 하부 블록(45)과 접하게 될 수 있다. 상부 블록(42)의 하부에 템플릿(50)이 고정될 수 있다.The
하부 블록(45)은 상부 블록(42)과 대향되도록 챔버 공간의 하부에 배치될 수 있다. 하부 블록(45)은 고정된 상태일 수 있으나, 상부 블록(42)과 마찬가지로 상하로 이동할 수 있는 승강 수단(미도시)에 연결될 수도 있다. 하부 블록(45)의 상부에 마스크(100)가 고정될 수 있다. The
하부 블록(45) 상의 인장 수단(46)은 마스크(100)를 클램핑하여 측면 방향으로 인장력(F)을 인가할 수 있다. 인장 수단(46)은 마스크(100)의 일측 또는 양측을 클램핑할 수 있다. 인장 수단(46)의 인장력(F) 인가에 따라, 마스크(100)는 원래 길이보다 길어진 상태로 하부 블록(45) 상에 고정될 수 있다. 이때, 마스크(100)의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크 셀(C) 부분 및 더미(DM) 부분이 템플릿(50)에 얼라인이 된 상태로 고정될 수 있다.The tensioning means 46 on the
다음으로, 도 28의 (a)를 참조하면, 상부 블록(42)이 하강할 수 있다. 또는, 상부 블록(42) 및 하부 블록(45)이 상호 하강/상승할 수 있다. 이에 따라 상부 블록(42)의 하부에 고정된 템플릿(50)과 하부 블록(45)의 상부에 고정된 마스크(100)가 접촉할 수 있다.Next, referring to (a) of FIG. 28, the
임시접착부(55)에 의해 템플릿(50)과 마스크(100)가 접촉된 후에 상호 접착될 수 있다. 이때, 템플릿(50)과 마스크(100) 사이에 기포가 들어가는 것을 방지하기 위해 챔버 공간은 진공(VAC) 분위기를 유지하는 것이 바람직하다. After the
임시접착부(55)는 액체 왁스인 경우 챔버 공간을 85℃~100℃ 정도의 온도로 유지한 상태에서 상부 블록(42)과 하부 블록(45)을 압착하여 템플릿(50)과 마스크(100)의 접착을 수행할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 템플릿(50)에 약 120℃, 60초 동안 베이킹(baking)을 수행하여 임시접착부(55)의 솔벤트를 기화시키고, 상부 블록(42)과 하부 블록(45)을 압착하여 템플릿(50)과 마스크(100)의 접착을 수행할 수 있다.In the case of the liquid wax, the temporary
인장 수단(46)이 마스크(100)의 측면으로 인장력(F)을 가하는 것을 유지한 상태에서 템플릿(50)과 마스크(100)가 접착될 수 있다.The
마스크(100)의 측면에 클램핑 될 수 있는 여유 면적이 필요하므로, 마스크(100)는 템플릿(50)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 마스크(100)가 템플릿(50)에 접착된 후에는, 템플릿(50)의 바깥으로 돌출된 마스크(100)의 부분[더미(DM) 부분]을 커팅할 수 있다.Since an area that can be clamped on the side surface of the
그리하면, 도 28의 (b)와 같이 마스크 지지 템플릿이 제조될 수 있다. 템플릿(50)과 마스크(100)가 접착된 마스크 지지 템플릿을 본체(41)로부터 꺼낼 수 있다. 마스크(100)에 인장력(F)이 가해진 상태로 템플릿(50)이 접착 고정되었으므로, 인장 수단(46)이 클램핑을 해제하여도, 마스크(100)는 그 자체에 인장력(IT)을 보유한 상태로 템플릿(50) 상에 접착 고정될 수 있다. 이 잔존 인장력(IT)은 마스크(100)가 템플릿(50)과 분리되기 전까지 유지될 수 있다.Then, a mask support template may be manufactured as shown in FIG. 28 (b). The mask support template to which the
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 템플릿(50)을 프레임(200) 상에 로딩하여 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다. 도 19에는 하나의 마스크(100)를 셀 영역(CR)에 대응/접착하는 것이 예시되나, 복수의 마스크(100)를 동시에 각각 모든 셀 영역(CR)에 대응시켜서 마스크(100)를 프레임(200)에 접착하는 과정을 수행할 수도 있다. 이 경우, 복수개의 마스크(100)의 각각을 지지하는 복수의 템플릿(50)을 구비할 수 있다.19 is a schematic diagram showing a state in which the
다음으로, 도 19를 참조하면, 마스크(100)를 프레임(200)의 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수 있다.Next, referring to FIG. 19, the
이어서, 마스크(100)에 레이저(L)를 조사하여 레이저 용접에 의해 마스크(100)를 프레임(200)에 접착할 수 있다. 대응 및 접착 과정은 도 15와 동일하게 수행될 수 있다.Subsequently, the
도 30은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리하는 과정을 나타내는 개략도이다.30 is a schematic diagram showing a process of separating the
도 30을 참조하면, 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후, 마스크(100)와 템플릿(50)을 분리(debonding)할 수 있다. 마스크(100)와 템플릿(50)의 분리는 임시접착부(55)에 열 인가(ET), 화학적 처리(CM), 초음파 인가(US), UV 인가(UV) 중 적어도 어느 하나를 통해 수행할 수 있다. 마스크(100)는 프레임(200)에 접착된 상태를 유지하므로, 템플릿(50)만을 들어올릴 수 있다. 분리 과정은 도 16과 동일하게 수행될 수 있다.Referring to FIG. 30, after the
마스크(100)로부터 템플릿(50)이 분리되면, 마스크(100)가 프레임(200)[마스크 셀 시트부(220)]에 접착된 상태에서 소정량 수축할 수 있다. 도 28의 (b)에서 상술한 바와 같이, 마스크(100) 자체에 인장력(IT)을 보유한 상태에서 템플릿(50)이 분리되면 마스크(100)가 고유한 길이로 돌아가는 과정에서 수축하는 것이다. 이에 따라, 프레임(200)[마스크 셀 시트부(220)]에 장력(TS)을 인가하여 마스크(100)가 팽팽한 상태로 접착될 수 있다.When the
도 31은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다. 도 31에서는 모든 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 부착한 상태를 나타낸다. 하나씩 마스크(100)를 접착한 후 템플릿(50)을 분리할 수 있지만, 모든 마스크(100)를 접착한 후 모든 템플릿(50)을 분리할 수 있다.31 is a schematic diagram showing a state in which the
각각의 마스크(100)들이 모두 대응되는 마스크 셀 영역(CR) 상에 접착된 후에 템플릿(50)과 마스크(100)들이 분리되면, 복수의 마스크(100)들이 상호 반대방향으로 수축되는 장력(TS)을 인가하기 때문에, 그 힘이 상쇄되어 마스크 셀 시트부(220)에는 변형이 일어나지 않게 된다. 예를 들어, CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)와 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100) 사이의 제1 그리드 시트부(223)는 CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 우측 방향으로 작용하는 장력(TS)과 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 좌측 방향으로 작용하는 장력(TS)이 상쇄될 수 있다. 그리하여, 장력(TS)에 의한 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에는 변형이 최소화되어 마스크(100)[또는, 마스크 패턴(P)]의 정렬 오차가 최소화 될 수 있는 이점이 있다.When the
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.The present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments, as described above, but is not limited to the above embodiments and is varied by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit of the present invention. Modifications and modifications are possible. Such modifications and variations are to be regarded as falling within the scope of the invention and appended claims.
40: 마스크 금속막 지지 템플릿 제조 장치
41: 본체
42: 상부 블록
45; 하부 블록
46: 인장 수단
50: 템플릿(template)
51: 레이저 통과공
55: 임시접착부
70: 하부 지지체
100: 마스크
100': 전주 도금 공정으로 생성한 마스크
100": 압연 공정으로 생성한 마스크
110: 마스크 막, 마스크 금속막
200: 프레임
210: 테두리 프레임부
220: 마스크 셀 시트부
221: 테두리 시트부
223: 제1 그리드 시트부
225: 제2 그리드 시트부
1000: OLED 화소 증착 장치
C: 셀, 마스크 셀
CM: 화학적 처리
CR: 마스크 셀 영역
DM: 더미, 마스크 더미
ET: 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승
EP: 열 인가
L: 레이저
LT: 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강
R: 테두리 프레임부의 중공 영역
P: 마스크 패턴
US: 초음파 인가
UV: UV 인가
W: 용접
WB: 용접 비드
WP: 용접부40: mask metal film support template manufacturing apparatus
41: body
42: upper block
45; Lower block
46: tension means
50: template
51: laser through hole
55: temporary adhesive
70: lower support
100: mask
100 ': Mask created by electroplating process
100 ": mask produced by the rolling process
110: mask film, mask metal film
200: frame
210: border frame
220: mask cell sheet portion
221: border sheet portion
223: first grid sheet portion
225: second grid sheet portion
1000: OLED pixel deposition device
C: cell, mask cell
CM: chemical treatment
CR: mask cell area
DM: Dummy, mask dummy
ET: the temperature of the process zone is raised to the first temperature
EP: heat applied
L: laser
LT: the temperature in the process region is lowered to the second temperature
R: Hollow area of the border frame
P: mask pattern
US: ultrasonic approval
UV: UV applied
W: Welding
WB: welding bead
WP: Weld
Claims (12)
(a) 마스크가 템플릿 상에 접착된 마스크 지지 템플릿을 준비하는 단계;
(b) 적어도 하나의 마스크 셀 영역을 구비한 프레임을 준비하는 단계;
(c) 적어도 하나의 마스크 셀 영역을 구비한 프레임이 포함된 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승시키는 단계;
(d) 프레임 상에 템플릿을 로딩하여 마스크를 프레임의 마스크 셀 영역에 대응하는 단계;
(e) 마스크의 용접부에 레이저를 조사하여 마스크를 프레임에 부착하는 단계; 및
(f) 프레임이 포함된 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강시키는 단계;
를 포함하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.A method of manufacturing a frame-integrated mask in which a plurality of masks and a frame supporting the mask are integrally formed,
(a) preparing a mask support template with a mask adhered to the template;
(b) preparing a frame having at least one mask cell region;
(c) raising a temperature of a process region including a frame having at least one mask cell region to a first temperature;
(d) loading a template on the frame to correspond the mask to the mask cell area of the frame;
(e) attaching the mask to the frame by irradiating a laser to the welding portion of the mask; And
(f) lowering the temperature of the process region including the frame to a second temperature;
A method of manufacturing a frame-integrated mask comprising a.
마스크는 압연(rolling) 공정으로 제조된 금속 시트(sheet)로 구성되며, 템플릿은 마스크보다 열팽창계수가 큰, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
The mask is made of a metal sheet manufactured by a rolling process, and the template has a larger coefficient of thermal expansion than the mask, and the method of manufacturing the frame-integrated mask is provided.
(d) 단계 내지 (f) 단계를 반복하여 프레임의 모든 마스크 셀 영역에 복수의 마스크를 각각 부착하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
A method of manufacturing a frame-integrated mask, wherein steps (d) to (f) are repeated to attach a plurality of masks to all mask cell regions of the frame, respectively.
임시접착부는 열을 가함에 따라 분리가 가능한 접착제 또는 접착 시트, UV 조사에 의해 분리가 가능한 접착제 또는 접착시트인, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
The temporary adhesive portion is an adhesive or adhesive sheet that can be separated by applying heat, and an adhesive or adhesive sheet that can be separated by UV irradiation.
제1 온도는 OLED 화소 증착 공정 온도보다 같거나 높은 온도이고, 제2 온도는 적어도 제1 온도보다 낮은 온도이며,
제1 온도는 25℃ 내지 60℃ 중 어느 하나의 온도이고,
제2 온도는 제1 온도보다 낮은 20℃ 내지 30℃ 중 어느 하나의 온도이며,
OLED 화소 증착 공정 온도는 25℃ 내지 45℃ 중 어느 하나의 온도인, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
The first temperature is a temperature equal to or higher than the OLED pixel deposition process temperature, and the second temperature is at least a temperature lower than the first temperature,
The first temperature is any one of 25 ℃ to 60 ℃,
The second temperature is any one of 20 ° C to 30 ° C lower than the first temperature,
OLED pixel deposition process temperature is any one of 25 ℃ to 45 ℃, the method of manufacturing a frame-integrated mask.
(c) 단계에서, 마스크가 고유의 열팽창 길이보다 크게 신장하고, 템플릿의 열팽창 길이와 동일하거나 적게 신장하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
In step (c), the method of manufacturing a frame-integrated mask, wherein the mask extends greater than the intrinsic thermal expansion length and extends equal to or less than the thermal expansion length of the template.
(d) 단계에서, 마스크에 인장을 가하지 않고 템플릿의 위치 제어로만 템플릿 상의 마스크를 마스크 셀 영역에 대응하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
In step (d), the method of manufacturing a frame-integrated mask, wherein the mask on the template corresponds to the mask cell region without applying tension to the mask and only by controlling the position of the template.
(f) 단계에서 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강시키면, 프레임에 부착된 마스크가 수축되어 장력(tension)을 인가받는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
When the temperature of the process region is lowered to the second temperature in step (f), the mask attached to the frame contracts and receives tension, thereby producing a frame-integrated mask.
(e) 단계와 (f) 단계 사이에, 임시접착부에 열 인가, 화학적 처리, 초음파 인가, UV 인가 중 적어도 어느 하나를 수행하여, 마스크와 템플릿을 분리하는 단계
를 더 포함하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
Between step (e) and step (f), separating the mask and the template by performing at least one of heat application, chemical treatment, ultrasonic application, and UV application to the temporary adhesion part.
The method of manufacturing a frame-integrated mask further comprising a.
(a) 단계에서, 마스크는 측면 방향으로 인장력이 가해진 상태로 템플릿 상에 접착되는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.According to claim 1,
In step (a), the mask is adhered on the template in a state in which a tensile force is applied in the lateral direction, the method of manufacturing a frame-integrated mask.
마스크는 압연(rolling) 또는 전주 도금(electroforming) 공정으로 제조된 금속 시트(sheet)로 구성되는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.The method of claim 10,
The mask is made of a metal sheet produced by a rolling or electroforming process.
(e) 단계 이후, 임시접착부에 열 인가, 화학적 처리, 초음파 인가, UV 인가 중 적어도 어느 하나를 수행하여, 마스크와 템플릿을 분리하며,
마스크로부터 템플릿이 분리되면, 마스크에 가해진 인장력이 프레임에 인가되는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.The method of claim 10,
After step (e), the temporary adhesive is subjected to at least one of heat application, chemical treatment, ultrasonic application, and UV application to separate the mask and the template,
When the template is separated from the mask, a tensile force applied to the mask is applied to the frame.
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