KR20220046362A - 마스크의 제조 방법 및 마스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크의 제조 방법 및 마스크에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마스크 제조 방법은, 적어도 하나의 마스크 시트와 마스크 시트가 부착된 프레임을 포함하는 OLED 화소 형성용 마스크의 제조 방법으로서, (a) 복수의 개구 패턴이 형성된 마스크 시트가 접착된 지지판을 준비하는 단계; (b) 중공이 형성되고 마스크 시트보다 적어도 큰 면적을 가지는 서브 프레임 상에 마스크 시트의 일면을 대응시키는 단계; (c) 서브 프레임 상에 마스크 시트를 부착하는 단계; (d) 적어도 하나의 마스킹 영역을 포함하는 메인 프레임의 하나의 마스킹 영역 상에 서브 프레임을 대응시키는 단계; (e) 메인 프레임 상에 서브 프레임을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크의 제조 방법 및 마스크 {PRODUCING METHOD OF MASK AND MASK}
본 발명은 마스크의 제조 방법 및 마스크에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 대면적의 마스크 시트를 지지하고, 대면적의 마스크 시트의 개구 패턴의 얼라인(align)을 명확하게 할 수 있는 마스크의 제조 방법 및 마스크에 관한 것이다.
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.
기존의 OLED 제조 공정에서는 스틱 마스크를 제조한 후, 스틱 마스크를 OLED 화소 증착 프레임에 용접 고정시켜 사용하는데, 고정시키는 과정에서 스틱 마스크의 정렬이 잘 되지 않는 문제점이 있었다.
또한, OLED가 대면적이 되고 고해상도화 됨에 따라, 스틱 마스크의 두께가 점차 얇아지고 대면적이 되는 것이 요구되는 실정이다. 하지만, 프레임에 스틱 마스크를 용접 고정하는 과정에서 두께가 얇고 대면적인 스틱 마스크가 하중에 의해 쳐지게 되는 문제점이 있었다. 스틱 마스크가 쳐지는 것을 방지하기 위해 각 부분에서 인장을 수행하여 프레임에 용접하는 방법이 제안되었지만 대면적의 스틱 마스크의 각 부분이 뒤틀어지거나 주름지지 않게 미세하게 인장을 하는 것은 매우 어려운 공정이다.
또한, 고화질의 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, 대면적의 화소 공정에 사용할 수 있으면서도, 고화질의 화소 공정을 수행할 수 있는 마스크의 정렬 기술, 마스크 시트를 프레임에 고정하는 기술 등의 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대면적 OLED 제조시에도 마스크 시트 변형없이 안정적으로 지지하여 정렬을 용이하게 할 수 있는 마스크의 제조 방법 및 마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 대면적 OLED 제조 공정에서 고화질의 화소 공정을 수행할 수 있는 마스크의 제조 방법 및 마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, 적어도 하나의 마스크 시트와 마스크 시트가 부착된 프레임을 포함하는 OLED 화소 형성용 마스크의 제조 방법으로서, (a) 복수의 개구 패턴이 형성된 마스크 시트가 접착된 지지판을 준비하는 단계; (b) 중공이 형성되고 마스크 시트보다 적어도 큰 면적을 가지는 서브 프레임 상에 마스크 시트의 일면을 대응시키는 단계; (c) 서브 프레임 상에 마스크 시트를 부착하는 단계; (d) 적어도 하나의 마스킹 영역을 포함하는 메인 프레임의 하나의 마스킹 영역 상에 서브 프레임을 대응시키는 단계; (e) 메인 프레임 상에 서브 프레임을 부착하는 단계;를 포함하는, 마스크의 제조 방법에 의해 달성된다.
(a) 단계에서, 마스크 시트는 셀부 및 더미부를 포함하고, 더미부에 대응하는 지지판의 영역에 에너지 통과홀이 형성될 수 있다.
(b) 단계에서, 마스크 시트가 접착된 지지판을 이동하여, 지지판과 접착된 마스크 시트 일면에 대향하는 타면을 서브 프레임 상에 대응시킬 수 있다.
(c) 단계와 (d) 단계 사이에, 또는 (e) 단계 후에, 지지판을 마스크 시트로부터 분리할 수 있다.
(a) 단계에서, 마스크 시트는 임시접착부를 개재하여 지지판과 접착되고, 임시접착부에 열 인가, 화학적 처리, 초음파 인가, UV 인가 중 적어도 어느 하나를 통해 수행하여 지지판을 마스크 시트로부터 분리할 수 있다.
(d) 단계와 (e) 단계 사이에, 서브 프레임의 측면 바깥 방향으로 인장력을 가하고, 메인 프레임의 측면 안쪽 방향으로 인장력을 가할 수 있다.
(c) 단계에서 서브 프레임 상에 마스크 시트의 부착, 및 (e) 단계에서 메인 프레임 상에 서브 프레임의 부착은 레이저 용접을 사용할 수 있다.
마스크 시트는 전체적으로 사각 형상이고, 마스크 시트의 두 대각 꼭지점 사이의 길이는 적어도 10인치(inch)보다 크며, 두께는 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
서브 프레임의 두께는 100㎛ 내지 200㎛이고, 메인 프레임은 서브 프레임보다 두꺼울 수 있다.
그리고, 본 발명의 상기의 목적은, OLED 화소 형성용 마스크로서, 적어도 하나의 마스킹 영역을 포함하는 메인 프레임; 메인 프레임 상의 하나의 마스킹 영역 상에 부착된 서브 프레임; 및 서브 프레임 상에 부착된 복수의 개구 패턴이 형성된 마스크 시트;를 포함하고, 마스크 시트는 전체적으로 사각 형상이고, 마스크 시트의 두 대각 꼭지점 사이의 길이는 적어도 10인치(inch)보다 큰, 마스크에 의해 달성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 대면적 OLED 제조시에도 마스크 시트 변형없이 안정적으로 지지하여 정렬을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 대면적 OLED 제조 공정에서 고화질의 화소 공정을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 OLED 화소 증착용 마스크 시트를 나타내는 개략도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 화소 형성용 마스크의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 화소 형성용 마스크를 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
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.
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.
도 1은 종래의 OLED 화소 증착용 마스크 시트 시트(1)를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 마스크 시트(1)는 스틱형(Stick-Type) 또는 판형(Plate-Type)으로 제조될 수 있다. 도 1의 (a)에 도시된 마스크 시트(1)는 스틱형 마스크로서, 스틱의 양측을 OLED 화소 증착 프레임에 용접 고정시켜 사용할 수 있다. 도 1의 (b)에 도시된 마스크 시트(1)는 판형(Plate-Type) 마스크로서, 넓은 면적의 화소 형성 공정에서 사용될 수 있다.
마스크 시트(1)의 바디(Body)[또는, 마스크 막(2)]에는 복수의 디스플레이 셀(C)이 구비된다. 하나의 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응한다. 셀(C)에는 디스플레이의 각 화소에 대응하도록 개구 패턴(P)이 형성된다. 셀(C)을 확대하면 R, G, B에 대응하는 복수의 개구 패턴(P)이 나타난다. 일 예로, 셀(C)에는 70 X 140의 해상도를 가지도록 개구 패턴(P)이 형성된다. 즉, 수많은 화소 패턴(P)들은 군집을 이루어 셀(C) 하나를 구성하며, 복수의 셀(C)들이 마스크 시트(1)에 형성될 수 있다.
종래의 마스크 시트(1)는 스마트폰과 같이 작은 면적을 가지는 디스플레이의 화소 증착 공정에 사용하기 위해 복수의 셀(C)을 포함하기 마련이다. 마스크 시트 시트(1)의 양측을 인장하여 작은 면적의 셀(C) 단위로 정렬을 수행하면 화소 공정을 수행할 수 있다.
반면에, 대면적화 되는 OLED 디스플레이의 화소 증착 공정에는 상기 마스크 시트(1)를 사용하기 어렵다. 마스크 시트의 크기도 더 커질뿐만 아니라, 셀의 크기도 커지게 되며, 하나의 마스크 시트에 포함되는 셀도 하나 또는 2~3개 정도의 소수에 해당되게 된다.
두께가 얇고 대면적이 되는 마스크 시트는 하중에 의해 중앙 부분이 쳐지는 문제점이 있다. 이를 위해 각 부분을 인장하여 마스크 시트를 팽팽해지도록 시도할 수 있지만, 작은 크기의 마스크 시트가 아닌 대면적의 마스크 시트에서 각 부분의 인장력을 조절하여 프레임에 부착하는 것은 매우 어려운 공정일 뿐만 아니라, 대면적의 마스크 시트의 각 부분을 인장하는 장치를 연결하는 것도 수행하기 어려운 공정이다.
따라서, 본 발명은 마스크 시트(100)를 서브 프레임(200)에 부착하고 서브 프레임(200)을 이용하여 마스크 시트(100)를 메인 프레임(300)에 간접적으로 부착하는 것을 특징으로 한다. 서브 프레임(200)을 인장하여 대면적의 마스크 시트(100)를 팽팽하게 제어할 수 있고, 메인 프레임(300)이 서브 프레임(200)에도 반대 방향의 인장력을 작용하여 대면적의 마스크 시트(100)를 더욱 팽팽하게 제어할 수 있게 된다.
이를 위한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크(10)의 제조 방법은, 적어도 하나의 마스크 시트(100)와 마스크 시트(100)가 부착된 프레임(200, 300)을 포함하는 OLED 화소 형성용 마스크(10)의 제조 방법으로서, (a) 복수의 개구 패턴(P)이 형성된 마스크 시트(100)가 접착된 지지판(50)을 준비하는 단계, (b) 중공(210)이 형성되고 마스크 시트(100)보다 적어도 큰 면적을 가지는 서브 프레임(200) 상에 마스크 시트(100)의 일면을 대응시키는 단계, (c) 서브 프레임(200) 상에 마스크 시트(100)를 부착하는 단계, (d) 적어도 하나의 마스킹 영역(310, 320)을 포함하는 메인 프레임(300)의 하나의 마스킹 영역(310) 상에 서브 프레임(200)을 대응시키는 단계, (e) 메인 프레임(300) 상에 서브 프레임(200)을 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 화소 형성용 마스크의 제조 과정을 나타내는 개략도이다. 각 도면의 (a)는 개략 평면도, (b)는 개략 측단면도를 나타낸다.
먼저, 도 2를 참조하면, 복수의 개구 패턴(P)이 형성된 마스크 시트(100)가 접착된 지지판(50)을 준비할 수 있다.
도 2 (a1)을 참조하면, 마스크 시트(100)는 셀부(CG) 및 더미부(DG)를 포함할 수 있다. 셀부(CG)는 복수의 개구 패턴(P)이 형성된 부분으로서, 유기물 소스(600)를 마스킹하고 통과시키는 마스크 본연의 역할을 할 수 있다. 마스크 시트(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 시트(100)는 열팽창계수가 매우 낮기 때문에 열에너지에 의해 마스크의 패턴 형상이 변형될 우려가 적어 고해상도 OLED 제조에서 있어서 마스크로 사용될 수 있다. 이 외에, 최근에 온도 변화값이 크지 않은 범위에서 화소 증착 공정을 수행하는 기술들이 개발되는 것을 고려하면, 마스크 시트(100)는 이보다 열팽창계수가 약간 큰 니켈(Ni), 니켈-코발트(Ni-Co) 등의 재질일 수도 있다.
압연 공정, 전주 도금 등으로 생성한 금속 시트로 마스크 시트(100)를 제조할 수 있고, 마스크 시트(100)에는 하나 또는 2~3개의 소수의 셀부(CG)가 구비될 수 있다. 셀부(CG)는 하나의 디스플레이를 구성하는 단위로 이해될 수 있다. 더미부(DG)는 셀부(CG)을 제외한 부분에 대응할 수 있다. 마스크 시트(100)는 사각 형상일 수 있다. 사각 테두리의 일부에 약간의 돌출, 오목 형태, 라운딩진 형태 등을 포함하더라도 전체적으로 사각 형상이라면 무방하다.
특히, 본 발명의 마스크 시트(100)는 마스크 시트(100)의 두 대각 꼭지점 사이의 길이가 적어도 10인치(inch)보다 큰 것을 특징으로 한다. 또는, 개구 패턴(P)이 형성된 마스크 시트(100)의 셀부(CG)가 사각 형상의 영역이고, 셀부(CG)의 두 대각 꼭지점 사이의 길이(DS)가 적어도 10인치보다 큰 것을 특징으로 한다. 본 발명은 마스크(10)[도 7 및 도 8 참조]는 스마트폰 디스플레이같은 소형의 OLED 화소 공정보다는, 노트북, TV 등의 대면적 OLED 화소 공정에 사용하는 것을 목적으로 한다. 최근에는 노트북, TV 등의 대면적 OLED도 QHD, 4K UHD, 8K UHD 이상의 고화질을 요구하므로 이를 제조하기 위한 마스크(10)가 필요하게 된다. 다만, 스마트폰, AR/VR 용 디스플레이에 대비하면 초고화질까지는 요구하지 않으므로, 이에 사용되는 약 5~40㎛ 두께의 마스크 시트보다는 상대적으로 두께(T1)가 두꺼운 마스크 시트(100)를 사용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 마스크 시트(100)의 두께(T1)는 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
도 2 (a2)를 참조하면, 지지판(50)[또는, 백 플레이트(back plate)]을 제공할 수 있다. 지지판(50)은 마스크 시트(100)를 접착된 상태로 이동시켜 서브 프레임(200)에 대응시킬 수 있는 매개체이다. 지지판(50)의 일면은 평평한 마스크 시트(100)를 전체적으로 지지하여 이동시킬 수 있도록 마스크 시트(100)와 동일하거나 큰 면적을 가지는 평판 형상일 수 있다. 대면적의 평판 형상을 가지도록, 지지판(50)은 글래스(glass), 석영(quartz) 등의 재질을 사용할 수 있고, 마스크 시트(100)를 지지하는 강성을 가지도록 0.5mm 이상의 두께를 가질 수 있으나, 마스크 시트(100)를 지지할 수 있는 목적의 범위 내라면 이에 제한되지 않는다.
마스크 시트(100)의 더미부(DG)에 대응하는 지지판(50)의 영역 적어도 일부에는 에너지 통과홀(51)이 형성될 수 있다. 복수의 에너지 통과홀(51)이 약 1mm 이상의 간격을 이루며 형성될 수 있다. 에너지 통과홀(51)은 지지판(50)의 상부에서 조사하는 레이저(L)가 통과하는 구멍으로서, 레이저(L)가 마스크 시트(100) 및 서브 프레임(200)의 계면에 도달하여 용접점(W1)을 형성할 수 있게 된다[도 3 참조]. 마스크 시트(100)가 대면적인 점을 고려하면, 에너지 통과홀(51)은 지지판(50)의 네 테두리에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하다.
에너지 통과홀(51)은 반드시 용접점(W1) 형성 위치 및 개수에 대응될 필요는 없으며, 에너지 통과홀(51) 중 일부에 대해서만 레이저(L)를 조사하여 용접을 수행하고, 일부 마스크 시트(100)와 지지판(50)을 정렬할 때 얼라인 마크를 대신하여 사용할 수도 있다.
한편, 지지판(50)의 일면 또는 마스크 시트(100)의 일면에는 임시접착부(미도시)가 형성되어, 임시접착부를 개재하여 마스크 시트(100)와 지지판(50)이 접착될 수 있다. 임시접착부는 열을 가함에 따라 분리가 가능한 접착제 또는 접착 시트, UV 조사에 의해 분리가 가능한 접착제 또는 접착시트를 사용할 수 있다. 일 예로, 임시접착부는 액체 왁스(liquid wax)를 사용할 수 있다. 액체 왁스인 임시접착부 소정의 높은 온도에서는 점성이 낮아지고, 이보다 낮은 온도에서 점성이 커지고 고체처럼 일부 굳을 수 있어, 마스크 시트(100)와 지지판(50)을 고정 접착할 수 있다. 이 외에 지지판(50)과 마스크 시트(100)는 포토레지스트 등 소정의 접착력이 있는 물질을 개재하거나, 정전기력, 자기력 등을 이용하여 접착될 수도 있다.
또 한편, 개구 패턴(P)이 형성된 마스크 시트(100)를 지지판(50) 상에 접착할 수 있고, 지지판(50) 상에 개구 패턴(P)이 없는 마스크 시트(100)를 접착한 후에 식각 공정같은 개구 패턴(P) 형성 공정을 수행할 수도 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 마스크 시트(100)의 일면(하부면)을 서브 프레임(200) 상에 대응할 수 있다. 마스크 시트(100)는 지지판(50)에 접착되어 있으므로, 마스크 시트(100)가 접착된 지지판(50) 면의 반대 면을 진공 척(미도시) 등으로 흡착하여 이송할 수 있다. 진공 척은 x, y, z, θ축으로 이동되는 이동 수단(미도시)에 연결될 수 있다. 마스크 시트(100)는 지지판(50)에 접착되어 서브 프레임(200) 상으로 이송되므로, 이송되는 과정에서 마스크 시트(100)의 접착 상태, 정렬 상태, 펴진 상태 등은 영향을 받지 않는다. 지지판(50)을 이동하여, 지지판(50)과 접착된 마스크 시트(100) 일면(도 3에서 상부면)에 대향하는 타면(도 3에서 하부면)을 서브 프레임(200) 상에 대응시킬 수 있다.
서브 프레임(200)은 가운데에 빈 영역, 중공(210)이 형성될 수 있고, 마스크 시트(100)와 동일한 재질로 구성될 수 있다. 다만, 서브 프레임(200)은 마스크 시트(100)의 테두리/더미부(DG)와 부착되어 마스크 시트(100)의 강성을 보완함과 동시에 인장력을 마스크 시트(100)의 전체에 전달하는 역할을 해야 하므로, 마스크 시트(100)보다 두껍고 메인 프레임(300)보다는 얇은 것이 바람직하다. 예를 들어, 서브 프레임(200)의 두께(T2)는 약 100㎛ 내지 200㎛일 수 있다. 또한, 서브 프레임(200)의 크기는 마스크 시트(100)보다 큰 것이 바람직하다.
지지판(50)을 서브 프레임(200) 상에 로딩하는 것으로 마스크 시트(100)를 서브 프레임(200)에 대응시킬 수 있고, 지지판(50)이 마스크 시트(100)를 압착하므로, 마스크 시트(100)와 서브 프레임(200)은 긴밀히 맞닿을 수 있다.
이어서, 마스크 시트(100)에 레이저(L1)를 조사하여 레이저 용접에 의해 마스크 시트(100)를 서브 프레임(200)에 부착할 수 있다. 레이저(L1)는 지지판(50)의 에너지 통과홀(51)을 통과하여 마스크 시트(100)와 서브 프레임(200) 간에 용점접(W1)을 형성할 수 있다. 용접점(W1)은 마스크 시트(100)/서브 프레임(200)과 동일한 재질을 가지고 일체로 연결될 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 마스크 시트(100)로부터 지지판(50)을 분리할 수 있다. 마스크 시트(100)와 지지판(50)의 분리는 임시접착부에 열 인가, 화학적 처리, 초음파 인가, UV 인가 중 적어도 어느 하나를 통해 수행할 수 있다. 일 예로, 높은 온도의 열을 인가하여 임시접착부의 점성이 낮아지게 하고, 접착력이 약화되면 마스크 시트(100)와 지지판(50)을 분리할 수 있다. 다른 예로, 화학적 처리를 하거나, 초음파, UV를 인가하여 마스크 시트(100)와 지지판(50)의 접착력을 약화시켜 마스크 시트(100)와 지지판(50)을 분리할 수 있다.
한편, 도 4의 단계에서 마스크 시트(100)와 지지판(50)을 분리하지 않고, 도 6의 메인 프레임(300) 상에 서브 프레임(200)을 대응/부착하는 단계 후에 마스크 시트(100)로부터 지지판(50)을 분리할 수도 있다. 이 경우, 지지판(50)과 마스크 시트(100)가 접착되고, 마스크 시트(100)가 서브 프레임(200)에 부착된 연결체를 핸들링 할 수 있다. 지지판(50)을 이동시키는 것으로 메인 프레임(300) 상에 서브 프레임(200)을 대응할 수 있게 된다. 그리고, 메인 프레임(300)과 서브 프레임(200)이 용접 부착된 후에, 상기 분리 방법을 이용하여 지지판(50)을 마스크 시트(100)로부터 분리할 수도 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 서브 프레임(200)의 일면(하부면)을 메인 프레임(300) 상에 대응할 수 있다. 마스크 시트(100)는 서브 프레임(200)에 부착되어 있으므로, 서브 프레임(200)이 이송되는 과정에서 마스크 시트(100)의 접착 상태, 정렬 상태, 펴진 상태 등은 영향을 받지 않는다. 서브 프레임(200)을 이동하여, 마스크 시트(100)와 부착된 서브 프레임(200) 일면(도 5에서 상부면)에 대향하는 타면(도 5에서 하부면)을 메인 프레임(300) 상에 대응시킬 수 있다.
메인 프레임(300)은 가운데에 빈 영역인 마스킹 영역(310, 320)이 적어도 하나 이상 형성될 수 있고, 마스크 시트(100)/서브 프레임(200)과 동일한 재질로 구성될 수 있다. 서브 프레임(200)의 중공(210)과 메인 프레임(300)의 마스킹 영역(310, 320)은 OLED 화소 증착 공정에서 유기물 소스(600)[도 9 참조]가 마스크 시트(100)를 통과하기 전에 지나는 영역으로 사용될 수 있다. 메인 프레임(300)은 서브 프레임(200)을 상하 방향으로의 지지뿐만 아니라 측면 방향으로 인장력에 대한 지지까지 수행할 수 있도록 서브 프레임(200)보다 강성이 높을 필요가 있다. 이에 따라, 메인 프레임(300)은 서브 프레임(200)보다 두께(T3)가 두꺼운 것이 바람직하다.
메인 프레임(300)에 서브 프레임(200)을 부착하기 전에, 서브 프레임(200)에는 측면 바깥 방향으로 인장력(F1)을 가할 수 있다. 서브 프레임(200)의 측면 바깥 방향으로 인장력(F1)을 가하면 서브 프레임(200)에 부착된 마스크 시트(100)도 측면 바깥 방향으로 인장력을 작용 받아 보다 팽팽해질 수 있고, 대면적의 마스크 시트(100)라도 하중에 의한 쳐짐이 해소될 수 있다. 게다가, 마스크 시트(100)는 더미부(DG)에서 소정 간격으로 형성된 용접점(W1)에 의하여 테두리가 전체적으로 서브 프레임(200)에 부착된 상태이다. 이에 따라, 서브 프레임(200) 테두리의 전체에 대하여 측면 바깥 방향으로 인장력(F1)을 작용하지 않더라도 마스크 시트(100)의 전체 테두리에 균일하게 인장력이 전달될 수 있게 된다. 다시 말해, 서브 프레임(200) 테두리의 일부 포인트에 인장력(F1)을 작용하더라도, 마스크 시트(100)는 인장력(F1)이 가해진 일부 포인트에만 인장력이 작용하지 않고, 해당 포인트 주변을 따라 마스크 시트(100)의 테두리를 따라 균일하게 인장력이 분산될 수 있게 된다. 결국, 서브 프레임(200)을 매개로 하여 대면적 마스크 시트(100)의 테두리에 대한 균일하고 미세한 인장력 분포를 구현할 수 있게 된다.
이에 더하여, 메인 프레임(300)의 측면 안쪽 방향으로 인장력(F2) 가할 수 있다. 메인 프레임(300)은 서브 프레임(200)보다 강성이 크므로, 메인 프레임(300)에 소정의 인장력(F2)을 가한 상태에서 메인 프레임(300)과 서브 프레임(200)을 부착하게 되면, 부착 후에 메인 프레임(300)에 가해졌던 인장력(F2)이 측면 바깥 방향으로 반대 인장력을 작용할 수 있다. 이 때문에, 서브 프레임(200)을 더욱 측면 바깥 방향으로 인장할 수 있게 되고, 이 인장력이 대면적의 마스크 시트(100)에 전달되어 마스크 시트(100)가 더욱 팽팽한 상태를 유지할 수 있게 된다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 메인 프레임(300) 상에 서브 프레임(200)을 부착할 수 있다. 서브 프레임(200) 상에 레이저(L2)를 조사하여 레이저 용접에 의해 용접점(W2)을 형성함에 따라 서브 프레임(200)을 메인 프레임(300)에 부착할 수 있다. 또는, 메인 프레임(300)의 하부로부터 서브 프레임(200)과 메인 프레임(300)의 계면에 레이저(L2) 초점을 맞추어 조사하여 용접점(W2)을 형성함에 따라 부착을 수행할 수도 있다.
서브 프레임(200)과 메인 프레임(300)부착 후에 메인 프레임(300)에 가해졌던 인장력(F2)이 측면 바깥 방향으로 반대 인장력을 작용하므로, 서브 프레임(200)을 더욱 측면 바깥 방향으로 인장되고, 이에 따라 대면적의 마스크 시트(100)가 더욱 팽팽한 상태를 유지할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 메인 프레임(300)의 마스킹 영역(310, 320)에 대하여 서브 프레임(200)의 부착 공정을 반복하여 수행할 수 있다. 물론, 메인 프레임(300)이 하나의 마스킹 영역(310)만을 가진다면 도 6 단계로 공정이 완료될 수 있다. 이에 따라, 대면적의 마스크 시트(100)를 포함하는 마스크(10)의 제조를 완료할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크(100, 200)를 이용한 OLED 화소 증착 장치(1000)를 나타내는 개략도이다.
도 8을 참조하면, OLED 화소 증착 장치(1000)는, 마그넷(410)이 수용되고, 냉각수 라인(450)이 배설된 마그넷 플레이트(400)와, 마그넷 플레이트(400)의 하부로부터 유기물 소스(600)를 공급하는 증착 소스 공급부(500)를 포함한다.
마그넷 플레이트(400)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 마스크(10)가 밀착되거나 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 마그넷(410)이 자기장을 발생시키고 마스크(10)[또는, 마스크 시트(100)]가 자기장에 의해 대상 기판(900)에 밀착될 수 있다.
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 마스크(10)[또는, 마스크 시트(100)]에 형성된 패턴(P)을 통과하여 대상 기판(900)의 일측에 증착될 수 있다. 마스크(10)[또는, 마스크 시트(100)]의 패턴(P)을 통과한 증착된 유기물 소스(600)는 OLED의 화소(700)로서 작용할 수 있다.
새도우 이펙트(Shadow Effect)에 의한 화소(700)의 불균일 증착을 방지하기 위해, 개구 패턴(P)은 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.
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.
10: 마스크
50: 지지판
51: 에너지 통과홀
100: 마스크 시트
200: 서브 프레임
300: 메인 프레임
CG: 셀부
DG: 더미부
P: 개구 패턴
W1, W2: 용접점

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 마스크 시트와 마스크 시트가 부착된 프레임을 포함하는 OLED 화소 형성용 마스크의 제조 방법으로서,
    (a) 복수의 개구 패턴이 형성된 마스크 시트가 접착된 지지판을 준비하는 단계;
    (b) 중공이 형성되고 마스크 시트보다 적어도 큰 면적을 가지는 서브 프레임 상에 마스크 시트의 일면을 대응시키는 단계;
    (c) 서브 프레임 상에 마스크 시트를 부착하는 단계;
    (d) 적어도 하나의 마스킹 영역을 포함하는 메인 프레임의 하나의 마스킹 영역 상에 서브 프레임을 대응시키는 단계;
    (e) 메인 프레임 상에 서브 프레임을 부착하는 단계;
    를 포함하는, 마스크의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (a) 단계에서, 마스크 시트는 셀부 및 더미부를 포함하고, 더미부에 대응하는 지지판의 영역에 에너지 통과홀이 형성되는, 마스크의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (b) 단계에서, 마스크 시트가 접착된 지지판을 이동하여, 지지판과 접착된 마스크 시트 일면에 대향하는 타면을 서브 프레임 상에 대응시키는, 마스크의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (c) 단계와 (d) 단계 사이에, 또는 (e) 단계 후에, 지지판을 마스크 시트로부터 분리하는, 마스크의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    (a) 단계에서, 마스크 시트는 임시접착부를 개재하여 지지판과 접착되고,
    임시접착부에 열 인가, 화학적 처리, 초음파 인가, UV 인가 중 적어도 어느 하나를 통해 수행하여 지지판을 마스크 시트로부터 분리하는, 마스크의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    (d) 단계와 (e) 단계 사이에, 서브 프레임의 측면 바깥 방향으로 인장력을 가하고, 메인 프레임의 측면 안쪽 방향으로 인장력을 가하는, 마스크의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    (c) 단계에서 서브 프레임 상에 마스크 시트의 부착, 및 (e) 단계에서 메인 프레임 상에 서브 프레임의 부착은 레이저 용접을 사용하는, 마스크의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    마스크 시트는 전체적으로 사각 형상이고, 마스크 시트의 두 대각 꼭지점 사이의 길이는 적어도 10인치(inch)보다 크며, 두께는 50㎛ 내지 100㎛인, 마스크의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    서브 프레임의 두께는 100㎛ 내지 200㎛이고, 메인 프레임은 서브 프레임보다 두꺼운, 마스크의 제조 방법.
  10. OLED 화소 형성용 마스크로서,
    적어도 하나의 마스킹 영역을 포함하는 메인 프레임;
    메인 프레임 상의 하나의 마스킹 영역 상에 부착된 서브 프레임; 및
    서브 프레임 상에 부착된 복수의 개구 패턴이 형성된 마스크 시트;
    를 포함하고,
    마스크 시트는 전체적으로 사각 형상이고, 마스크 시트의 두 대각 꼭지점 사이의 길이는 적어도 10인치(inch)보다 큰, 마스크.
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