KR20220058443A - 증착 마스크 스틱 - Google Patents

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김경민
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에이피에스홀딩스 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱은, 제조하고자 하는 유기 발광 소자의 화소에 대응하는 패턴부 및 상기 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하는 마스크 본체부, 및 상기 마스크 본체부의 양 단부에 제공된 파지부를 포함하며, 상기 마스크 본체부에는 적어도 하나 이상의 얼라인 패턴이 제공되며, 상기 얼라인 패턴은 얼라인 홀 및 상기 얼라인 홀에 인접하여 제공된 반사 방지 패턴을 포함한다.

Description

증착 마스크 스틱{Fine metal mask stick}
본 발명은 금속 마스크에 관한 것으로 상세하게는 유기 발광 소자 제조용 증착 마스크 스틱에 관한 것이다.
유기 발광 디스플레이를 제조하는 공정에 있어서, 화소를 형성하기 위해 박막의 금속 마스크를 기판에 밀착시켜서 원하는 위치에 유기물을 증착하는 공정이 수행된다.
여기서, 박막의 금속 마스크는 내부에 증착을 위한 개구를 가지며 일 방향으로 길게 연장된 형상의 증착 마스크 스틱(deposition metal mask stick)의 형태로 제조된다. 스틱은 복수 개로 마련되어 프레임에 용접됨으로써 증착 마스크가 제조된다.
상기 증착 마스크 스틱을 프레임에 용접할 때, 증착 마스크 스틱을 프레임에 정렬한 후 용접이 수행된다.
본 발명은 증착 마스크 제작 공정 중 또는 그 공정 후 광학계를 이용한 검사/측정시의 불량을 최소화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱은, 제조하고자 하는 유기 발광 소자의 화소에 대응하는 패턴부 및 상기 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하는 마스크 본체부, 및 상기 마스크 본체부의 양 단부에 제공된 파지부를 포함하며, 상기 마스크 본체부에는 적어도 하나 이상의 얼라인 패턴이 제공되며, 상기 얼라인 패턴은 얼라인 홀 및 상기 얼라인 홀에 인접하여 제공된 반사 방지 패턴을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 얼라인 패턴은 상기 주변부 상에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 얼라인 홀은 상기 마스크 본체부의 상면으로부터 하면 방향으로 함몰된 오목부 또는 상기 마스크 본체부의 상면 및 하면을 관통하는 쓰루홀일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 얼라인 홀은 원형, 사각형, 및 십자형 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는 일체로 형성된 판상으로 제공되며, 상기 반사 방지 패턴은 상기 본체부의 적어도 일면으로부터 돌출되거나 함몰될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 방지 패턴은 적어도 하나의 방향으로 연장되되 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 다수 개의 선형 패턴 및 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰되되 닫힌 형상의 돌기 패턴 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 방지 패턴은 제1 방향으로 연장되되 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 다수 개의 제1 선형 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 방지 패턴은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되되 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 다수 개의 제2 선형 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 방지 패턴은 평면상에서 볼 때 닫힌 형상(closed shape)의 도형을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마스크 패턴은 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 방지 패턴은 레이저법 또는 에칭법으로 형성될 수 있다.
상술한 증착 마스크 스틱을 이용한 증착 마스크 제조 방법은, 상기 증착 마스크 스틱을 클램프로 파지하는 단계, 상기 클램프로 파지한 증착 마스크 스틱을 프레임에 배치하는 단계, 상기 증착 마스크 스틱과 상기 프레임의 정렬 여부를 검사하는 단계, 상기 증착 마스크 스틱을 상기 프레임에 접합하는 단계, 및 상기 파지부를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증착 마스크 스틱과 상기 프레임의 정렬 여부를 검사하는 단계는 광학계를 이용하여 상기 증착 마스크 스틱의 얼라인 패턴을 검사하는 단계일 수 있다.
상기 본체부는 상기 패턴부와 상기 파지부 사이에 제공된 접합부를 더 포함하며, 상기 접합부는 상기 프레임에 접합되는 증착 마스크 제조 방법.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접합하는 단계는 용접 또는 레이저법으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 증착 마스크 스틱을 프레임에 용접하거나, 증착 마스크 스틱이 용접된 후, 또는 최종적인 마스크를 검사 측정하는 경우, 광학계의 측정을 정확하고 용이하게 함으로써 마스크 제조시의 불량을 최소화한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱을 도시한 사시도이다.
도 2는 증착 마스크를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱에 있어서, 패턴부를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 일부를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 7은 마스크의 표면 일부를 촬상한 것으로서, 촬상한 영역의 표면을 나타낸 사진(50배율)이다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱에 있어서, 얼라인 홀과 반사 방지 패턴의 형상을 나타낸 것들이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패턴을 도시한 도면이다.
도 12은 클램프로 파지한 증착 마스크 스틱을 배치하는 모습을 도시한 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명은 유기 EL(Electro Luminescence)이나 유기 반도체 소자 등의 제조시, 유기 화합물의 증착 공정에 사용되는 증착 마스크 및 상기 증착 마스크에 사용되는 증착 마스크 스틱에 관한 것이다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 및 증착 마스크 스틱은 이와 같은 적용에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념에 상충하지 않는 이상 다양한 용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 증착 공정에서의 유기물은 일정 입사각의 가지며, 이를 기준으로 하여 제조하고자 하는 유기 발광 소자의 화소에 대응하는 관통홀을 갖는 증착 마스크가 필요하다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 증착 마스크는 파인 메탈 마스크 또는 쉐도우 마스크라고 지칭되는 마스크 또는, 그의 일부에 해당되는 마스크 스틱을 의미할 수 있다. 이러한 마스크 또는 마스크 스틱은 마스크 제작 공정 중에 또는 제작 후 증착공정에서 정밀성을 확보하고 평가하기 위해서는 검사/측정을 하게 된다. 예를 들어, 마스크 제작 공정 중에 증착 마스크 스틱이 프레임 상에 얼라인이 잘 되었는지 확인한다든지, 마스크 제조 후 증착 대상 기판 상에 마스크가 제대로 배치되었는지 등을 평가하는 검사/측정을 하게 된다. 상기 검사/측정은 주로 광학계를 이용하는 바, 이 과정에서 측정 대상의 측정 영역의 표면 조도가 낮아 반사도가 높은 경우 검사/측정이 어려울 뿐만 아니라 측정 오류가 발생할 수 있어 최종적인 마스크 불량 및/또는 증착 불량의 원인이 될 수 있다.
본 발명은 최종적인 증착 마스크 또는 증착 마스크를 이루는 다수개의 증착 마스크 스틱 중 적어도 하나의 표면 조도를 높임으로써 광학계를 이용한 검사/측정의 정확도를 높이는 것을 특징으로 한다. 검사/측정의 정확도를 높이는 경우 마스크 불량 및 증착 불량 등의 결함도 당연히 감소할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 선택적으로, 마스크 스틱의 표면을 선 검사하는 과정이 추가될 수 있다. 이 경우, 선 검사 결과를 기초로 하여, 소정 값 이상의 표면 조도를 갖도록, 마스크 스틱의 표면을 처리할 수도 있을 것이다.
이하에서는 먼저 증착 장치를 설명하고, 마스크 스틱 및 마스크를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크를 이용하여 대상물에 유기 화합물을 증착하는 증착 장치를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 증착 장치는 챔버(13) 내에 배치된 증착 재료(19)가 담긴 용기(17), 및 증착 마스크(10)를 포함할 수 있다.
챔버(13)는 그 내부가 진공으로 제공될 수 있으며, 이 경우, 그 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 펌프와 같은 배기 수단이 장착될 수 있다. 챔버(13) 내에는 증착을 하기 위한 대상물, 예를 들어, 기판(15)이 제공된다.
용기(17)는 유기 화합물과 같은 증착 재료(19)를 수용하는 것으로서 도가니 형태로 제공될 수 있다. 도면에서는 용기(17)만 개시되어 있으나, 용기(17)에는 증착 재료(19)를 용이하게 증착시키기 위한 히터가 장착될 수 있다. 히터는 용기를 가열함으로써 챔버(13) 내로 증착 재료를 증발 시킬 수 있다.
용기(17)는 기판(15)에 대향하도록 배치될 수 있으며 대상물 방향으로 오픈되어 있을 수 있다.
증착 마스크(10)는 프레임(11)과, 프레임(11)에 결합된 다수 개의 증착 마스크 스틱들(100)을 포함할 수 있다. 증착 마스크(10)에는 증발된 증착 재료(19)가 관통할 수 있는 개구들(113)이 형성되어 있다. 증착 마스크(10)는 증착 재료(19)를 부착시키는 대상물인 기판(15)에 대면하도록 증착 챔버(13) 내에 배치되되, 용기(17)와 기판(15) 사이에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 용기로부터 증발된 증착 재료들은 증착 마스크의 개구를 통해 기판의 표면에 부착된다. 이에 따라 증착 재료를 증착 마스크의 개구의 위치에 대응하는 패턴으로 기판의 표면 상에 성막할 수 있다.
도 2는 증착 마스크(10)를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 증착 마스크는 프레임(11)과, 프레임(11)에 접합되어 고정된 복수의 증착 마스크 스틱(100)을 포함한다.
프레임(11)은 평면 상에서 볼 때 내부에 빈 공간을 갖는 직사각 형상의 금속 프레임(11)으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 프레임(11)은 한 쌍의 서로 평행한 제1 변들과, 한쌍의 서로 평행한 제2 변들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 변들과 제2 변들은 서로 수직하게 배치될 수 있으며, 제1 변이 장변, 제2 변이 단변일 수 있다. 프레임(11)은 프레임(11)에 작용하는 압축력 또는 열에 의한 변형을 최소화하기 위해 강성이 큰 금속 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 스테리인리스 스틸 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 내부의 빈 공간은 이후 유기 물질 등이 증착될 부분에 대응한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱(100)은 일 방향으로 길게 연장된 막대 형상으로 제공된다. 이하에서, 증착 마스크 스틱(100)이 연장된 방향은 길이 방향(D1)으로 지칭하며, 길이 방향과 수직한 방향은 폭 방향(D2)으로 지칭한다.
증착 마스크 스틱(100)은 프레임(11)의 장변이나 단변 중 하나와 평행한 방향으로 순차적으로 프레임(11) 상에 배치될 수 있으며, 각 단부가 프레임에 접합되어 있다. 이때, 증착 마스크 스틱(100)의 접합부(130)는 프레임(11)과 중첩하는 영역에 대응하여 제공된다. 접합부(130)는 레이저나 용접을 통해 프레임(11)과 중첩하는 영역에서 프레임(11)에 접합된다. 증착 마스크 스틱(100)은 프레임(11)에 접합될 수 있으며, 증착 마스크 스틱(100)을 프레임(11)에 접합시키는 공정에서 클램프와 같은 파지 장비(이하에서는 클램프로 칭함)를 이용하여 인장하면서 프레임에 배치한다. 본 발명의 증착 마스크 스틱은 이 때 클램프로부터의 슬립 현상을 감소시키기 위한 것이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 증착 마스크 스틱을 먼저 설명하고, 이후 다수 개의 증착 마스크 스틱들을 이용하여 증착마스크를 제조하는 방법 및 이에 따라 제조된 증착 마스크에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱을 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱(100)은 일 방향(D1)으로 길게 연장된 막대 형상으로 제공된다.
증착 마스크 스틱(100)은 일 방향(D1)으로 연장된 마스크 본체부(110)와 상기 마스크 본체부(110)의 양 단부에 제공된 파지부(120)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체부(110) 및 파지부(120)는 분리되지 않는 일체로 제공될 수 있으며, 전체적으로 얇은 판상로 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 증착 마스크 스틱(100)은 다양한 재료로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 금속으로 이루어질 수 있다. 상기 증착 마스크 스틱(100)은 유기 물질 증착 공정 등의 공정 단계에서도 변형이 최소화되는 금속, 예를 들어 열팽창 계수가 낮은 물질, 예를 들어, 열팽창 계수가 낮은 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 증착 마스크 스틱(100)의 열팽창 계수는 최대한 낮은 것으로 제공됨에 더해, 증착하고자 하는 대상물의 열팽창 계수와 동일하거나, 동일하지는 않더라도 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 예를 들어, 증착하고자 하는 대상물이 증착하고자 하는 대상이 표시 장치의 기판에 해당하는 경우, 기판의 열팽창 계수와 증착 마스크의 열팽창 계수는 동등한 수준일 수 있다.
증착 재료를 기판에 증착하는 공정의 경우 챔버 내에서 고온으로 진행되는 경우가 많으며, 증착 공정이 수행되는 동안 증착 마스크나 기판 모두 가열된다. 이 때, 증착 마스크와 기판은 열팽창 계수에 따라 치수의 변화가 일어날 수 있는 바, 증착 마스크와 기판의 열팽창 계수의 차이가 있는 경우 서로 다른 치수 변화로 인한 형상 변화가 있을 수 있으며, 그 결과 기판 상에 증착 정밀도가 감소할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 기판의 열팽창 계수와 증착 마스크의 열팽창 계수는 동등한 수준일 경우, 이러한 치수 변화로 인한 형상 변화가 최대한 감소되거나 방지된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 열팽창 계수가 낮은 금속으로는 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금, 스테인레스 스틸(SUS), 인바(Invar) 등이 있을 수 있다. 인바는 철(Fe) 60질량% 내지 68질량%에 니켈(Ni) 32질량% 내지 40질량%, 예를 들어, 철 64질량%에 니켈 36%를 첨가하여 열팽창계수가 매우 작은 합금으로서, 정밀기계 또는 광학기계의 부품, 시계의 부품과 같이 온도 변화에 의해서 치수가 변하면 오차의 원인이 되는 기계에 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 증착 공정에서 증착 마스크나 기판의 온도가 고온에 달하지는 않은 경우에는 증착 마스크의 열팽창 계수와 기판의 계수와 동등한 값으로 하지 않아도 되며, 다양한 형태의 합금 재료를 사용할 수 있다.
본체부(110)는 길게 연장된 형태로서, 직사각 형상으로 제공될 수 있으며, 증착하고자 하는 형상에 대응하는 패턴부(111) 및 상기 패턴부(111)를 둘러싸는 주변부(119)가 제공된다. 패턴부(111)는 본체부의 긴 변을 따라 소정 간격을 두고 복수 개로 제공될 수 있다. 하나의 패턴부(111)는 표시 장치에 있어서의 표시 영역에 대응할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패턴부(111)가 여러 개 제공됨으로써 다수 개의 표시 영역을 동시에 형성할 수 있다. 그러나, 하나의 패턴부(111)가 하나의 표시 영역에 대응하지 않을 수도 있으며 다수 개의 패턴부(111)가 하나의 표시 영역에 대응할 수도 있음은 물론이다.
본체부(110)에는 증착 마스크를 얼라인하기 위한 적어도 하나의 얼라인 패턴(150)이 제공된다. 얼라인 패턴(150)은 이후 증착 마스크가 완성된 후 증착 대상 기판 상에 정확하게 증착 마스크를 배치하기 위한 것이다. 증착 마스크를 증착이 필요한 대상 기판 상에 정확하게 배치시켜야 원하는 화소에 원하는 증착 물질을 형성할 수 있는 바, 얼라인 패턴(150)을 통해 증착 대상 기판 상에 증착 마스크의 위치를 조절하게 된다.
얼라인 패턴(150)은 본체부(110) 중 주변부(119)에 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 패턴부(111)에 제공될 수도 있다. 또는, 얼라인 패턴(150)은 패턴부(111) 및 주변부(119) 모두에 제공될 수도 있다. 다만 얼라인 패턴(150)이 패턴부(111)에 제공되는 경우, 화소 영역, 즉 증착이 일어나는 영역에 영향을 미치지 않는 위치에 제공될 수 있다.
얼라인 패턴(150)은 단수 개, 또는 복수 개로 제공될 수 있다. 얼라인 패턴(150)이 복수 개인 경우, 이후 증착 단계에서 마스크의 위치를 정확히 배열할 수 있는 한도 내에서 다양한 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 얼라인 패턴(150)은 증착 마스크를 프레임에 배치하거나, 대상 기판에 배치시킬 때 사용될 수 있으며 얼라인 마크로서 기능할 수 있다. 그러나, 이는 일 예로서 설명된 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 얼라인 패턴(150)은 다양한 공정에서 사용될 수 있는 바, 증착 마스크 스틱을 프레임에 부착하는 공정, 프레임에 부착된 증착 마스크 스틱을 품질 검사기로 검사하는 공정, 상술한 증착기에 투입된 대상 기판과 증착 마스크를 얼라인하는 공정 등, 광학계를 사용하여 검사 및/또는 측정이 필요한 공정에서 다양하게 사용될 수 있다. 즉, 발명의 개념에서 벗어나지 않은 한도 내에서 특정 위치로의 배치가 필요한 다양한 공정에서 사용될 수 있다.
얼라인 패턴(150)에 대해서는 후술한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱(100)에 있어서, 패턴부(111)를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 4의 일부를 도시한 평면도이며, 도 6은 도 5의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 패턴부(111)는 다양한 형상으로 제공될 수 있으나 본 발명의 일 실시에에 따르면 대략적으로 직사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 패턴부(111)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 표시 장치가 원형으로 제공되는 경우 패턴부(111)의 형상도 원형으로 제공될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 증착 마스크 스틱(100)은 복수의 개구(113)를 포함할 수 있다.
상기 증착하고자 하는 형상은 증착 재료를 증착하고자 하는 대상에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 증착 재료를 증착하고자 하는 대상이 표시 장치의 기판에 해당하는 경우, 증착하고자 하는 형상은 화소(PX)의 형상에 대응하여 제공될 수 있다. 이 경우, 패턴부(111)는 증착 재료가 증착되기 위한 다수 개의 개구(113)를 가질 수 있으며 이러한 개구(113)는 화소(PX) 각각의 크기와 위치에 따라 다양하게 대응될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 개구(113)는 행과 열을 따라 규칙적으로 배열될 수 있다. 이러한 개구들(113)의 배열은 증착하고자 하는 대상에 따라 달라질 수 있으며, 화소(PX)가 행과 열을 따라 배열된 경우 이에 대응하는 개구들(113)도 행과 열을 따라 배열될 수 있다. 개구들(113)의 배열에 있어서, 개구들(113)은 화소(PX)의 피치와 실질적으로 일치하는 피치를 가질 수 있다.
여기서, 각 화소(PX)가 복수의 컬러 표시를 위한 것이라면, 증착 재료는 각 화소(PX)의 컬러에 대응하는 유기 물질일 수 있다. 예를 들어, 증착 재료는 적색 유기 발광 재료, 녹색 발광 재료, 및 청색 발광 재료일 수 있다. 이때, 각 컬러의 화소(PX)에 대응하는 마스크는 각각 달리 제공될 수 있으며, 각각의 증착 재료가 차례로 투입되어 각 컬러의 화소(PX)에 대응하는 증착 재료를 기판 상에 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 패턴부(111)의 단면을 살펴보면 개구(113)는 금속 시트의 상면과 하면을 관통하는 형태로 제공된다. 개구(113)는 금속 시트의 패턴 형성 방법에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 개구(113)는 식각액을 이용한 에칭으로 형성되거나, 레이저를 이용하여 형성되거나, 또는 전기 도금을 이용하여 형성될 수 있다. 각 개구(113)는 형성 방법에 따라 만들어진 측벽을 이루는 단면도 달라질 수 있다. 예를 들어, 식각액을 이용한 에칭으로 개구(113)를 형성하는 경우, 증착 마스크의 법선 방향으로 금속 시트의 일면에 제1 오목부가 에칭에 의해 형성되고, 증착 마스크의 법선 방향으로 타면에 제2 오목부가 형성되되, 제1 및 제2 오목부가 서로 접속되어 연통되도록 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 개구(113)는 레이저를 이용하여 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 개구(113) 각각은 금속 시트의 제1 면(111a)에 제공되는 제1 개구(113a), 금속 시트의 제1 면(111a)과 대향하는 제2 면(111b)에 제공되는 제2 개구(113b), 및 제1 개구(113a)와 제2 개구(113b)를 연결하는 내측면을 포함할 수 있다.
제2 개구(113b)는 금속 시트의 제1 면(111a)과 대향하는 제2 면(111b)에 제공될 수 있으며, 대향하는 제1 개구(113a)와 연통될 수 있다.
예를 들어, 금속 시트의 제1 면(111a)은 레이저 빔이 조사되어 가공이 시작되는 면일 수 있고, 제2 개구(113b)는 레이저 빔에 의해 제1 면(111a)부터 가공이 시작되어 레이저 빔이 금속 시트를 관통하면서 금속 시트의 제2 면(111b)에 형성되는 부분일 수 있다. 또한, 제1 개구(113a)는 증발원으로부터 증착물질(또는 증착가스)이 개구(113)로 진입하는 부분일 수 있고, 제2 개구(113b)는 개구(113) 내에서 상기 증착 물질이 토출되는 부분일 수 있다.
내측면은 제1 개구(113a)와 제2 개구(113b)를 연결할 수 있으며, 제1 개구(113a)와 제2 개구(113b)의 중심 위치 및/또는 크기 차이에 따라 그 경사각(또는 기울기)이 결정될 수 있다. 여기서, 내측면은 금속 시트의 제1 면(111a)과 제2 면(111b)을 연결하여, 개구(113) 내에서 상기 증착 물질의 흐름을 유도할 수 있다.
여기서, 복수의 개구(113)는 내측면이 대칭 또는 비대칭으로 경사진 하나 이상의 비대칭 개구(113)를 포함할 수 있다.
대칭 개구(113)는 내측면이 개구(113)의 중심을 기준으로 대칭으로 경사질 수 있으며 서로 대향하는 내측면의 경사각이 서로 동일할 수 있다.
비대칭 개구(113)는 내측면이 비대칭으로 경사질 수 있으며, 서로 대향하는 내측면이 비대칭일 수 있고, 서로 대향하는 내측면 간에 경사각이 서로 상이할 수 있다. 이를 통해 어느 한 측의 내측면은 증발원과의 거리 차에 따른 섀도우(Shadow) 발생을 방지 또는 억제할 수 있는 완만한 경사각을 가질 수 있으며, 섀도우 발생에 관여하지 않는 측의 내측면은 상대적으로 경사가 급하게 하여 금속 마스크의 체적을 늘릴 수 있고, 이에 따라 금속 마스크의 강성(rigidity)이 확보될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 습식 식각(Wet etching) 방식을 통하여 금속 시트에 개구(113)를 형성하는 경우, 내측면이 대칭을 이룰 수 있다. 또한 레이저를 이용하는 경우에도 내측면이 대칭을 이루도록 형성할 수 있다.
다만, 복수의 개구(113) 간에도 내측면의 경사각이 모두 동일한 경우, 500 PPI(Pixel Per Inch) 이상의 고해상도 패널을 만들기 위한 미세 금속 마스크(FMM)의 경우에 복수의 개구(113) 간의 간격(pitch)이 조밀해질 수 밖에 없고, 가공이 중첩되어 20㎛ 이하로 금속 시트의 두께가 얇아질 수 있으며, 금속 마스크의 강성이 저하될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 개구(113)의 내측면 경사각을 비대칭으로 제조하는 경우, 증발원과의 거리 차에 따라 증발원에 가까운 측의 내측면 경사각을 완만하게 조절할 수 있으며, 나머지 측의 내측면 경사각을 상대적으로 급하게 조절할 수 있다. 이 결과, 증발원과의 거리 차에 따른 섀도우 발생을 방지 또는 억제할 수 있는 동시에 금속 마스크의 체적을 늘려 금속 마스크의 강성을 확보할 수 있다. 이에, 고해상도 패널용 금속 마스크에 있어서도 20 ㎛ 이상으로 금속 시트의 두께를 유지할 수 있고, 금속마스크의 강성을 충분히 확보할 수 있다.
이에 따라, 증착 공정에서 유기물과 같은 증착 물질이 개구(113)를 통해 대상 기판 상에 증착되어 원하는 모양의 박막이 형성될 수 있다. 개구(113)는 형성하고자 하는 화소의 형상에 따라 다양하게 제공될 수 있는 바, 예를 들어, 개구(113)는 평면 상에서 볼 때 직사각형일 수 있다. 그러나, 이러한 개구(113)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며 원형을 비롯하여 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 개구(113)는 다양한 패터닝 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 개구(113)는 건식 및/또는 습식 식각 공정, 전주도금 공정, 레이저 패터닝 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수 개의 개구(113)는 대응하는 화소가 어떤 식으로 배치되느냐에 따라 화소들에 대응하여 패턴부(111) 내에 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 얼라인 패턴(150)은 본체부(110) 중 주변부(119)에 제공될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 패턴부(111)에 제공될 수도 있다. 그러나, 얼라인 패턴(150)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 또는, 얼라인 패턴(150)은 패턴부(111) 및 주변부(119) 모두에 제공될 수도 있다. 다만 얼라인 패턴(150)이 패턴부(119)에 제공되는 경우, 화소 영역, 즉 증착이 일어나는 영역에 영향을 미치지 않는 위치에 제공될 수 있다.
다시 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 있어서 패턴부에는 얼라인 패턴(150)이 1개 이상 제공될 수 있다. 이때, 얼라인 패턴(150)은 화소 영역, 즉 증착이 일어나는 영역에 영향을 미치지 않도록본 실시예에서는 얼라인 패턴(150)은 패턴부(111)의 가장자리, 예를 들어, 패턴부(111)가 사각 형상인 경우 꼭지점에 인접한 모서리 부분에 제공될 수 있다. 그러나, 상기 얼라인 패턴(150)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 위치에 제공될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 얼라인 패턴(150)에는 얼라인 마크로서 얼라인 홀(151)이 제공되며, 얼라인 홀(151) 주변의 마스크 상면에는 반사 방지 패턴(153)이 형성된다.
얼라인 홀(151)은 증착 마스크의 상하면을 관통하는 쓰루 홀의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 얼라인 홀(151)은 하프-에칭된 홀의 형태, 즉, 상면으로부터 하면 방향으로 함몰된 오목부의 형태를 가질 수도 있다. 얼라인 홀(151)은 패턴부(111) 내의 개구(113)를 형성하는 공정과 동일한 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 이 경우 단일 공정을 이용하여 얼라인 홀(151)과 개구(113)를 형성하므로 비용과 시간이 감소된다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 얼라인 홀(151)은 개구(113)를 형성하는 공정과 별도로 형성될 수도 있다.
평면 상에서 볼 때 얼라인 홀(151)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 얼라인 홀(151)은 원형으로 제공될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 얼라인 홀(151)은 원형, 사각형, 십자형, 등 다양한 형태가 될 수 있다.
반사 방지 패턴(153)은 광학계로부터의 광의 반사를 최소화하기 위한 것으로서, 다양한 형태로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사 방지 패턴(153)은 증착 마스크 스틱 또는 최종 증착 마스크의 적어도 일부 영역에 제공될 수 있다. 상기 일부 영역은 공정 중 또는 공정 이후 검사/측정 과정에서 광학계를 이용하여 검사/측정을 진행하기 위한 부분을 의미한다. 얼라인 패턴(150)에 있어서, 광학계를 이용하여 얼라인 홀(151)을 검사/측정하는 경우, 상기 얼라인 홀(151) 근처에서 광의 반사를 방지할 필요가 있다. 따라서, 이 경우, 반사 방지 패턴(153)이 제공되는 일부 영역이라 함은 얼라인 홀(151)을 둘러싼 영역을 의미할 수 있다. 즉, 반사 방지 패턴(153)은 얼라인 홀(151)의 주변에 제공되되, 얼라인 홀(151)이 제공된 영역을 제외한 소정 영역에 제공될 수 있다. 여기서 얼라인 홀(151)을 제공된 영역과 반사 방지 패턴(153) 사이에는 증착 마스크의 상면 일부가 노출될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 광학계로 검사하는 것이 얼라인 홀(151) 부분이 아니더라도 광학계를 이용하여 검사/측정을 수행하는 경우, 광의 반사를 막기 위한 반사 방지 패턴(153)이 형성될 수 있다.
반사 방지 패턴(153)은 거칠기를 증대시키기 위한 요철부로 제공될 수 있다. 이러한 요철부는 거칠기를 높임으로써 표면 조도를 높이는 한도에서 다양한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 요부와 철부의 표면으로부터의 높이 차이는 미세한 마이크로미터 수준부터 수 밀리미터 스케일까지 다양하게 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사 방지 패턴(153)은 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 특히, 반사 방지 패턴(153)은 요철부로 제공될 수 있으며, 그 요철부의 형상은 랜덤하게 또는 규칙적으로 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 요철부는 일 방향으로 길게 형성된 그루브형으로 제공될 수도 있으며, 평면 상에서 볼 때 미세한 원형, 타원형, 기타 유사한 닫힌 도형 형상을 갖는 돌기형으로 제공될 수도 있다.
상기 반사 방지 패턴(153)은 제조 방법에 따라 여러가지로 구현할 수 있다. 증착 마스크 스틱 제조 방법은, 에칭법, 레이저가공법, 전주법, 하이브리드법(앞의 조합)으로 구현할 수 있는 바, 반사 방지 패턴(153)은 상기 에칭법, 레이저가공법, 전주법, 하이브리드법(앞의 조합)으로 증착 마스크 스틱을 제조할 때 함께 형성될 수 있다. 또는 먼저 반사 방지 패턴(153)이 없는 마스크나 증착 마스크 스틱(이하 마스크)을 형성한 후, 별도의 공정으로 반사 방지 패턴(153)을 형성할 수 있다. 반사 방지 패턴(153)은 상술한 방법, 에칭, 레이저 가공, 전주, 하이브리드법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사 방지 패턴(153)이 제공된 영역은 얼라인 패턴(150)에 해당되며, 특히 얼라인 홀(151) 주변에 형성된다. 얼라인 패턴(150)은 주로 증착 마스크의 위치를 대상 기판과의 관계에서 정확히 배열하기 위한 것이다. 얼라인 패턴(150)에서의 반사 방지 패턴(153)은 증착 마스크의 얼라인이나 제조 공정 중의 품질 검사 등을 위해 검사/측정이 수행되는 경우, 반사율이 높거나 반사광이 광학계로 입사하여 측정이 어렵거나 안되는 경우를 방지하기 위해 제공된다. 만약, 반사 방지 패턴(153)이 없어 광의 반사율이 큰 경우 광을 이용한 측정에 오차가 있거나, 아예 측정이 되지 않을 수 있으며, 이 경우, 얼라인이나 검사가 불가능하여 증착 마스크를 폐기해야 할 수도 있다. 또한 폐기하지는 않더라도, 수차례 재시도를 할 경우에는 측정시간 손해와 잘못된 측정을 유발하여, 불량 유발에 직접적인 원인이 될 수 있다. 특히, 증착 마스크 스틱, 및 증착 마스크에 사용되는 소재는 금속 합금, 특히 인바 소재일 수 있으며, 이러한 소재는 금속 특유의 특징인 반사 특성을 갖는다. 이에 따라, 증착 마스크 스틱 및 증착 마스크는 표면 조도가 낮을 수 있으며, 이를 얼라인이나 검사시의 측정에 적합하도록 표면의 조도를 높일 필요가 있다.
이에, 본 발명에 있어서, 반사 방지 패턴(153)의 조도는 광학계의 오차를 유발하지 않을 정도로 설정될 수 있다. 이에 더해, 증착 마스크 스틱의 표면이 광학계의 오차를 유발할 정도의 조도를 갖는 경우, 증착 마스크를 제조하는 과정에서 광학계의 오차를 유발하지 않을 정도의 조도를 갖도록 표면을 추가적으로 처리할 수 있다. 다시 말해, 상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 마스크에 사용되는 금속 소재 차체에 대해서 표면 조도에 대한 조건을 확인하고, 표면 조도가 낮아서 빛의 반사도가 높을 경우, 이를 측정에 적합하도록 표면을 변경함으로써 마스크에 관한 불량을 감소시킬 수 있다. 이 경우, 상기 조도는 상술한 반사 방지 패턴(153) 제조 방법에 따라 여러가지로 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 반사 방지 패턴(153)의 면적은 광학계로 얼라인 패턴를 확인할 때 사용되는 광이 감지하는 영역과 같은 면적, 또는 그보다 더 큰 면적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 증착 마스크 스틱을 프레임에 붙이는 제작 공정 과정, 증착 마스크를 제작한 후에 품질을 측정하는 과정, 증착기에 투입된 증착 마스크에 대해서 증착하고자 하는 대상 기판(예를 들어 LTPS 기판)과 얼라인 하는 과정 등, 많은 과정에서 품질을 확인하기 위한 측정을 진행될 수 있으며, 이러한 측정 후 표면을 변경함으로써 이후 발생할 수 있는 결함을 방지한다. 예를 들어, 증착 마스크의 표면 조도 측정시, 상기 증착 마스크의 표면 조도가 소정 값보다 작은 경우에, 상기 마스크의 적어도 일부 영역에 반사 방지 패턴(153)이 형성되는 단계가 수행될 수 있다. 여기서, 소정 값의 표면 조도를 확보하지 못할 경우, 측정 산포를 고려하여 다양한 형태와 방법(예: 해칭)으로 거칠기를 조절 할 수 있다.
다음으로 상기 반사 방지 패턴(153)이 형성된 증착 마스크를 처리하는 단계가 수행된다. 증착 마스크를 처리하는 단계는 광학계를 이용하여 증착 마스크를 검사/측정하거나 증착 마스크를 얼라인하고 증착 마스크를 이용하여 대상에 증착을 수행하는 등을 포함한다.
결과적으로, 본 발명은 마스크를 제작하고 증착하는 과정에서 여러 품질 항목을 확인하기 위한 측정 과정에서 표면 조도에 의해서 측정이 어렵거나 불가능한 과정을 제거하기 때문에 원활한 검사/측정을 보장하며 검사/측정에서의 시간 손실을 최소화한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체부(110)는 이후 프레임에 접합되기 위한 접합부(130)가 더 제공된다. 접합부(130)는 본체부(110)의 양 단부, 즉, 파지부(120)에 인접한 부분에 제공된다. 접합부(130)의 위치, 면적, 및 형상은 이후 접합될 프레임의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
파지부(120)은 상기 본체부(110) 길이 방향(D1)의 양 단부로부터 외측 방향에 제공된다. 파지부(120)는 증착 마스크 스틱을 이후 프레임에 접합하는 등의 증착 마스크 스틱을 파지해야 하는 경우, 클램프와 같은 파지 도구를 이용하여 파지되는 부분이다.
파지부(120)는 본체부(110)의 길이 방향(D1)을 따라 일측에 제공된 제1 파지부(120a), 및 타측에 제공된 제2 파지부(120b)를 포함한다.
제1 및 제2 파지부(120a, 120b)는 상기 본체부(110)의 본체부(110)의 폭과, 제1 및 제2 파지부(120a, 120b)의 폭은, 실시예에 따라, 서로 같을 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 및 제2 파지부(120a, 120b)의 폭은 길이 방향(D1)을 따라 서로 동일한 것을 일 예로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 파지부(120a, 120b) 각각은 본체부(110) 외측 방향으로 연장된 적어도 2개의 블레이드(121)를 갖는다. 제1 파지부(120a)에는 2개의 블레이드(121)가 제공되되 상기 폭 방향(D2)으로 양 단부에 각각 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 상기 블레이드(121)는 상기 폭 방향(D2)으로 양 단부에 2개가 배치되고 폭 방향의 가운데 1개가 배치되는 식으로 3개가 제공될 수도 있다. 제2 파지부(120b) 또한 2개의 블레이드(121)가 제공될 수 있으며, 실시예에 따라 3개 이상의 블레이드(121)가 제공될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 파지부(120)가 클램프와 같은 장치에 파지되었을 경우, 본체부(110) 양측에서 외측 방향으로 인장력이 동일하게 작용할 수 있도록 제1 및 제2 파지부(120a, 120b)의 형상 및 블레이드(121)의 개수는 본체부(110)의 중심을 기준으로 서로 대칭될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 파지부(120)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 그 형상에 따라 블레이드(121)의 형상 또한 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 파지부(120)의 외측 단부측에 본체부(110) 방향으로 함몰된 오목부(RC)가 형성될 수 있으며, 그 오목부(RC)는 U자 형상으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 블레이드(121)는 U자 형의 상부 단부에 대응할 수 있다. 이때, 각 블레이드(121)는 본체부(110)로부터 외측 방향을 향할수록, 즉 본체부(110)의 연장 방향으로부터 멀어지는 방향으로 동일한 폭을 가질 수 있으나, 점점 더 작은 폭을 가질 수도 있다.
상기 증착 마스크 스틱은 프레임에 용접을 통해 부착될 수 있다. 상기 증착 마스크 스틱이 프레임에 용접될 때, 클램프와 같은 파지 장비(이하에서는 클램프로 칭함)를 이용하여 증착 마스크 스틱의 양 단부에 배치된 파지부를 잡고 양쪽 단부를 외측 방향으로 인장하면서 프레임에 배치하고, 그 상태에서 용접부에 용접을 진행한다. 증착 마스크 스틱의 프레임으로의 용접은 레이저를 이용하여 수행될 수 있다.
도 7은 마스크의 표면 일부를 촬상한 것으로서, 촬상한 영역의 표면을 나타낸 사진(50배율)이다. 도 7에 있어서, 마스크의 저부로부터 상부 방향으로 돌출된 정도에 따라 컬러로 표시되었으며, 붉은색으로 갈수록 돌출되었다는 것을 뜻한다.
도 7을 참조하면, 촬상한 영역의 표면은 거칠기가 있음을 확인할 수는 있는 바, 하기 표 1은 상기 촬상 영역에서의 표면 조도값(Sa, Sz, Str)을 나타낸 것이다. 여기서, Sa는 Arithmetical mean height (평균거칠기)이며, Sz는 Max. height (최대 높이)이며, Str은 Texture aspect ratio (방향의 강도를 숫자로 표현한 것, 0.3 미만의 Str은 (방향 측면에서) 이방성 표면을 의미하며, 0.5를 초과하는 Str은 등방성 표면을 의미한다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1을 참조하면, 표면조도(Sa) 측정 값들 중에서, 소정 값, 예를 들어, 0.047um의 경우, 광의 반사가 심해 광학계를 이용한 측정이 원활하지 않았다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱에 있어서, 얼라인 홀(151)과 반사 방지 패턴(153)의 형상을 나타낸 것들이다.
도 8a 내지 도 8g를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인 패턴(150)을 촬상한 것이다. 도시된 바와 같이, 본 얼라인 패턴(150)에는 얼라인 홀(151)이 제공되며, 얼라인 홀(151) 주변에 반사 방지 패턴(153)이 제공된다. 반사 방지 패턴(153)은 얼라인 홀(151)이 형성된 영역을 제외한 영역에 제공될 수 있으며, 얼라인 홀(151)과 바로 인접한 부분은 반사 방지 패턴(153)이 제공되지 않을 수도 있다. 즉 홀이 형성된 부분과 반사 방지 패턴(153)이 형성된 부분의 가장자리는 서로 이격되 수 있으며, 서로 이격된 부분은 마스크 표면이 외부로 노출될 수 있다. 상기 이격되어 외부로 노출된 마스크 표면은 광반사가 용이할 수 있으므로, 최대한 좁게 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 필요에 따라 외부로 노출된 마스크 표면으로부터의 광 반사를 이용하여 광학계 사용시 얼라인 홀(151) 부분과 홀을 제외한 부분을 명확하게 구분할 수 있게 할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패턴(153)은 다양한 형태로 제조될 수 있는 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패턴(153)은 랜덤하게 배치된 요철 형상으로 제공될 수 있으며, 또는 규칙성을 띈 요철 형상으로 제공될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패턴 중을 규칙성을 띈 요철의 경우를 도시한 도면으로서, 반사 방지 패턴은 소정 방향으로 연장되되 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 다수 개의 선형 패턴을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱에 있어서, 반사 방지 패턴이 선형 패턴으로 형성된 것을 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 방지 패턴은 다양한 방향으로 연장된 선형 패턴들((a), (b), (c), 및 (d)), 서로 다른 방향으로 연장되어 교차되는 선형 패턴들의 조합((e) 및 (f)), 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 반사 방지 패턴은 다양한 선형 패턴으로 형성되되, 파지부(120)의 블레이드(121)의 외측 연장 방향을 기준으로 볼 때, 경사지거나, 수직하거나, 수평하거나, 또는 수직/수평하게 교차하는 형태이거나, 경사진 상태로 교차하는 형태 등 다양하게 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱에 있어서, 반사 방지 패턴이 평면상에서 볼 때 닫힌 형상(closed shape)의 도형인 것을 도시한 것이다. 다시 말해, 도 10은 원, 타원, 다각형, 기타 등의 닫힌 형상을 갖는 요철부로 형성된 것을 도시한 것이다. 여기서, 원, 타원, 다각형, 기타 형상은 파지부의 일 면으로부터 돌출된 것일 수도 있고 일면으로부터 함몰된 것일 수도 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱에 있어서, 반사 방지 패턴이 평면상에서 볼 때 닫힌 형상(closed shape)의 도형이되, 그 크기나 배치가 다양하게 변형된 것을 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 반사 방지 패턴은 다양한 돌기형으로 형성되되, 크기가 서로 다른 원형이거나, 타원형과 비슷한 형태를 가지거나, 수직 수평 방향으로 행과 열을 따라 규칙적으로 배열되거나, 경사진 방향을 따라 행과 열을 이루며 배열되는 등 다양한 형태로 배열 될 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나, 서로 다른 크기의 패턴들이 규칙적으로 또는 불규칙적으로 혼합되어 배치될 수 있음은 물론이다.
상술한 구조를 갖는 증착 마스크 스틱은 증착 마스크를 만드는 데 사용된다.
도 12은 클램프로 파지한 증착 마스크 스틱을 배치하는 모습을 도시한 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 스틱(100)을 이용하여 마스크를 제조하는 방법은, 먼저 금속 시트를 준비하고, 상기 금속 시트를 가공하여 증착 마스크 스틱을 제조 한 후, 증착 마스크 스틱(100)을 클램프(CLP)로 파지하고, 클램프(CLP)로 파지한 증착 마스크 스틱(100)을 프레임(11)에 배치하고 상기 증착 마스크 스틱(100)을 상기 프레임(11)에 접합한 후, 상기 파지부(120)를 제거하는 단계를 포함한다.
먼저, 증착 마스크를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
증착 마스크를 제조하기 위해서는 먼저 금속 시트를 제조한다. 금속 시트는 상술한 바와 같은 열팽창계수가 작은 금속, 또는 이의 합금으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 금속 시트는 니켈을 포함하는 철 합금의 압연재를 이용하여 제조될 수 있다. 압연재는 50㎛, 또는 30㎛ 이하, 또는 그보다 작은 두께를 가질 수도 있다. 압연재는 니켈과 철의 합금일 수 있으며, 그 이외에 코발트 및 불순물 등의 다양한 추가적인 구성 요소를 포함할 수 있다.
압연재를 형성하기 위해서는 먼저 압연재를 구성하는 원재료가 준비되며, 원재료는 필요에 따라서 분쇄된 후, 용해로에서 용해된다. 용해 공정은 아크 방전 등의 기체 방전을 이용하여 각 원재료를 고온(예를 들어, 1500도 이상)에서 용해하여 혼합하는 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 용해 공정을 통해 금속 시트를 위한 모재를 얻을 수 있다. 실시예에 따라, 용해 공정은, 탈산, 탈수, 탈질소 등을 위해 알루미늄, 망간, 실리콘 등을 용해로에 투입하는 공정을 추가로 포함할 수 있다. 또한 용해 공정은, 대기압보다도 낮은 저압 상태에서, 아르곤 가스 등의 불활성 가스의 분위기 하에서 실시될 수 있다.
모재는 용해로로부터 취출된 후 연삭 공정이 실시될 수 있다. 연삭 공정을 통해 모재의 산화물 등의 피막이 제거될 수 있다. 연삭 공정은 그라인딩 샌딩, 압입법 등 다양한 방식으로 수행될 수 있으며 이를 통해 모재의 두께가 어느 정도는 일정하게 성형될 수 있다.
다음으로, 모재는 압연 공정을 통해 금속 시트로 제조된다. 압연 공정은 적어도 하나의 압연롤(예를 들어, 한쌍의 압연롤 또는 하나의 압연롤과 압연 플레이트) 을 이용하여 수행되며, 모재가 압연 롤에 의해 압연됨으로써 그 두께가 저감된다. 이로써 두께가 저감된 소정 정도의 금속 시트를 얻을 수 있다. 상기 금속 시트는 코어에 권취될 수 있다.
여기서 압연 공정은 열간 압연 공정, 냉간 압연 공정 등을 포함할 수 있다. 열간 압연 공정은 모재를 구성하는 철합금의 결정 배열을 변화시키는 온도 이상의 온도에서 모재를 가공하며, 냉간 압연 공정은 철합금의 결정 배열을 변화시키는 온도 이하의 온도에서 모재를 가공한다.
압연 공정에 있어서는, 압연 롤이 모재에 인가하는 압력의 정도, 압연 속도(예를 들어, 금속 시트의 반송 속도), 압연 롤의 직경 등을 조정함으로써 금속 시트의 두께 및 제조 속도를 조절할 수 있다.
압연이 수행된 후, 압연에 의해 금속 시트 내에 축적된 잔류 응력을 제거하는 공정이 수행된다. 이를 위해, 금속 시트에 열을 가하는 어닐 공정이 수행된다. 어닐 공정은 금속 시트를 반송 방향(긴 변 방향)으로 인장하면서 수행될 수 있으며, 배치식 또는 연속 어닐링 모두 가능하다. 어닐 공정을 실시함으로써, 잔류 왜곡이 어느 정도 제거된 금속 시트를 얻을 수 있다. 어닐 공정은 금속 시트의 두께나 압연 롤의 압력 등에 따라서 설정될 수 있으며, 예를 들어, 500℃ 내지 600℃의 온도 범위에서 30초 내지 90초 정도로 수행될 수 있다. 그러나, 어닐 공정의 온도와 시간은 이에 한정되는 것은 아니며 금속 시트의 상태에 따라 다양한 온도로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 어닐 공정은, 비환원 분위기나 불활성 가스 분위기에서 실시될 수 있다. 비환원 분위기는 수소 등의 환원성 가스를 포함하지 않는 분위기이며, 환원성 가스를 포함하지 않는다는 의미는 수소 등의 환원성 가스의 농도가 10％ 이하인 경우를 말한다. 불활성 가스분위기란, 아르곤 가스, 헬륨 가스, 질소 가스 등의 불활성 가스의 농도가 90％ 이상인 분위기이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 비환원 분위기나 불활성 가스 분위기에서 어닐 공정을 실시함으로써, 니켈 수산화물 등의 니켈 화합물이 금속 시트의 표면층에 생성되는 것이 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 어닐 공정 전에, 금속 시트를 세정하는 세정 공정이 실시될 수도 있는 바, 다양한 종류의 세정액, 예를 들어, 예를 들어 탄화수소계의 세정액을 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 어닐 공정은 배치식 또는 권취된 상태에서도 가능하다.
다음으로, 어닐 공정 후 금속 시트의 폭이 소정의 범위 내가 되도록, 압연 공정에 의해 얻어진 금속 시트의 폭 방향에 있어서의 양단을 각각 소정의 범위에 걸쳐 잘라내는 슬릿 공정이 수행될 수 있다. 슬릿 공정은 압연 공정에서 발생할 수 있는 크랙을 제거하기 위한 것이다. 이를 위해 슬릿 공정에서는 금속 시트의 일부를 잘라내게 된다.
본 발명의 일 실시 예에 있어서, 압연 공정, 어닐 공정 및 슬릿 공정 중 적어도 두 공정을 복수 회 반복할 수 있으며, 필요에 따라 그 순서를 일부 바꿀 수도 있다. 예를 들어, 슬릿 공정을 어닐 공정 전에 수행 할 수도 있다.
상기한 방식으로 제조된 금속 시트는 반송 장치에 의해, 가공 장치, 분리 장치로 차례로 반송된다. 가공 장치는 금속 시트를 가공하여 패턴부에 개구를 형성하는 패터닝 공정과 금속 시트를 증착 마스크 스틱으로 절단하는 절단 공정이 수행된다. 패터닝 공정은 식각액을 이용한 에칭 공정이나 레이저 공정을 이용하여 수행된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 패터닝 공정시 패턴부의 개구와 얼라인 패턴의 개구 및/또는 반사 방지 패턴을 동일 공정에서 동일 방법으로 형성할 수 있다. 또는 패터닝 공정시 패턴부 및 얼라인 패턴의 개구를 먼저 형성하고 얼라인 패턴(150)의 반사 방지 패턴을 나중에 형성할 수 있으며, 그 반대의 순서로 형성할 수도 있다.
절단 공정은 레이저를 이용하여 수행될 수 있으며, 이러한 절단 공정을 통해 증착 마스크 스틱 중간체가 제조된다.
증착 마스크 스틱 중간체는 이물 제거를 위해 세정된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 클램프를 이용하여 증착 마스크 스틱 중간체 및 증착 마스크 스틱을 파지하여 다양한 공정을 수행한다. 예를 들어, 증착 마스크 스틱 중간체는 클램프에 의해 파지되어 세정이 수행되며, 증착 마스크 스틱의 경우 클램프에 의해 파지되어 프레임에 접합되는 공정이 수행된다. 본 발명의 실시예에 따르면 클램프에 의해 파지될 때 증착 마스크 스틱 중간체 및/또는 증착 마스크 스틱이 미끄러지지 않도록 미끄럼 방지 패턴이 제공될 수 있다.
증착 마스크 스틱(100)은 상기한 방식으로 프레임(11)의 장변이나 단변 중 하나와 평행한 방향으로 순차적으로 프레임(11) 상에 놓인 후 접합된다.
이때, 상기 증착 마스크 스틱이 상기 프레임 상에 제대로 정렬되였는지의 여부가 검사될 수 있다. 이때, 상기 정렬 여부는 광학계를 이용하여 얼라인 패턴의 위치를 검사/측정하는 방식으로 수행될 수 있다.
여기서, 웨이브 발생이 최소화된 상태에서 접합부(130)를 프레임(11)에 접합한다. 이때, 증착 마스크 스틱(100)의 접합부(130)는 프레임(11)과 중첩하는 영역에 대응하여 제공된다. 접합부(130)는 레이저 용접을 통해 프레임(11)과 중첩하는 영역에서 프레임(11)에 접합된다.
용접 공정 시 레이저를 이용하여 접합부를 프레임에 접합시킬 수 있다. 레이저를 이용시 레이저는 YAG 레이저일 수 있으며, 이때 레이저 광의 스폿 직영은 0.05㎜ 내지 0.4㎜ 이하일 수 있다.
YAG 레이저 장치로는 YAG(이트륨 알루미늄 가닛)에 Nd(네오디뮴)를 첨가한 결정을 발진용 매질로서 구비한 것을 사용할 수 있다. 이 경우, YAG 레이저 장치에서 기본적으로 생성된 기본파에 더해 비선형 광학 결정에 순차적으로 통과시켜 생성된 고조파들을 이용하여 접합부를 접합할 수 있다. 증착 마스크 스틱(100)이 접합된 후 각 증착 마스크 스틱(100)의 파지부(120)가 제거된다.
다음으로 파지부(120)가 절단되어 제거된다. 파지부(120)는 필요한 증착 마스크 스틱(100)을 프레임(11)에 전부 부착한 후 한꺼번에 제거될 수도 있으나, 하나의 증착 마스크 스틱(100)을 접합한 후 양 단의 파지부(120)를 제거하는 방식으로 매 증착 마스크 스틱(100) 접합시마다 제거될 수도 있다. 특히, 파지부(120)의 폭이 본체부(110)의 폭보다 넓기 때문에 절단되지 않을 경우 다른 증착 마스크 스틱(100)과 서로 간섭될 수 있으므로, 하나의 증착 마스크 스틱(100)을 접합한 후 파지부(120)를 제거하고, 그 다음 증착 마스크 스틱(100)을 접합할 수 있다.
상기한 방식으로 프레임(11)에 다수 개의 증착 마스크 스틱(100)을 접합함으로써 복수의 증착 마스크 스틱(100) 및 프레임(11)으로 이루어진 증착 마스크를 완성한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 증착 마스크 11 : 프레임
13 : 챔버 15 : 기판
17 : 용기 19 : 증착 재료
100 : 증착 마스크 스틱 110 : 본체부
111 : 패턴부 111a : 제1 면
111b : 제2 면 113 : 개구
113a : 제1 개구 113b : 제2 개구
115 : 경사면 119 : 주변부
PX : 화소 120 : 파지부
120a : 제1 파지부 120b : 제2 파지부
121 : 블레이드 123 : 반사 방지 패턴
130 : 접합부 150 : 얼라인 패턴
151 : 얼라인 홀 153 : 반사 방지 패턴

Claims (15)

  1. 제조하고자 하는 유기 발광 소자의 화소에 대응하는 패턴부 및 상기 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하는 마스크 본체부; 및
    상기 마스크 본체부의 양 단부에 제공된 파지부를 포함하며,
    상기 마스크 본체부에는 적어도 하나 이상의 얼라인 패턴이 제공되며, 상기 얼라인 패턴은 얼라인 홀 및 상기 얼라인 홀에 인접하여 제공된 반사 방지 패턴을 포함하는 증착 마스크 스틱.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인 패턴은 상기 주변부 상에 제공되는 증착 마스크 스틱.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인 홀은 상기 마스크 본체부의 상면으로부터 하면 방향으로 함몰된 오목부 또는 상기 마스크 본체부의 상면 및 하면을 관통하는 쓰루홀인 증착 마스크 스틱.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인 홀은 원형, 사각형, 및 십자형 중 적어도 어느 하나인 증착 마스크 스틱.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 본체부는 일체로 형성된 판상으로 제공되며, 상기 반사 방지 패턴은 상기 본체부의 적어도 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 증착 마스크 스틱.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 반사 방지 패턴은 적어도 하나의 방향으로 연장되되 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 다수 개의 선형 패턴 및 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰되되 닫힌 형상의 돌기 패턴 중 적어도 하나를 갖는 증착 마스크 스틱.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 반사 방지 패턴은 제1 방향으로 연장되되 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 다수 개의 제1 선형 패턴을 포함하는 증착 마스크 스틱.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 반사 방지 패턴은 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되되 상기 일면으로부터 돌출되거나 함몰된 다수 개의 제2 선형 패턴을 포함하는 증착 마스크 스틱.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 반사 방지 패턴은 평면상에서 볼 때 닫힌 형상(closed shape)의 도형을 포함하는 증착 마스크 스틱.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크 패턴은 금속으로 이루어진 증착 마스크 스틱.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 반사 방지 패턴은 레이저법 또는 에칭법으로 형성되는 증착 마스크 스틱.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 따른 증착 마스크 스틱을 이용한 증착 마스크 제조 방법에 있어서,
    상기 증착 마스크 스틱을 클램프로 파지하는 단계;
    상기 클램프로 파지한 증착 마스크 스틱을 프레임에 배치하는 단계;
    상기 증착 마스크 스틱과 상기 프레임의 정렬 여부를 검사하는 단계;
    상기 증착 마스크 스틱을 상기 프레임에 접합하는 단계; 및
    상기 파지부를 제거하는 단계를 포함하는 증착 마스크 제조 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 증착 마스크 스틱과 상기 프레임의 정렬 여부를 검사하는 단계는 광학계를 이용하여 상기 증착 마스크 스틱의 얼라인 패턴을 검사하는 단계인 증착 마스크 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 패턴부와 상기 파지부 사이에 제공된 접합부를 더 포함하며, 상기 접합부는 상기 프레임에 접합되는 증착 마스크 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 접합하는 단계는 용접 또는 레이저법으로 수행되는 증착 마스크 제조 방법.




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