KR20230041982A - 증착용마스크 - Google Patents

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KR20230041982A
KR20230041982A KR1020230032708A KR20230032708A KR20230041982A KR 20230041982 A KR20230041982 A KR 20230041982A KR 1020230032708 A KR1020230032708 A KR 1020230032708A KR 20230032708 A KR20230032708 A KR 20230032708A KR 20230041982 A KR20230041982 A KR 20230041982A
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조수현
황주현
김남호
노건호
박재석
손효원
이상범
임정룡
한태훈
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은 유기발광소자 등의 증착공정에 적용가능한 마스크 구조에 대한 것으로, 금속판의 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하며, 상기 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공 및 제2면공을 가지는 단위홀을 다수 포함하며, 서로 이웃하는 단위홀 들간의 제1면공 또는 제2면공의 크기편차가 임의의 단위홀간 크기 편차를 기준으로 2%~10% 이내로 조절하거나, 상기 제1면공의 중심과 상기 제2면공의 중심이 상기 제1면의 표면을 기준으로 상호 불일치하는 위치에 배치되는 증착마스크를 제공할 수 있도록 한다.

Description

증착용마스크{MASK FOR OLED}
본 발명의 실시예들은 유기발광소자 등의 증착공정에 적용가능한 마스크 구조에 대한 것이다.
유기 EL 발광소자로 이루어진 유기 EL 칼라 디스플레이등의 제조 공정에서는, 유기 재료로 이루어진 유기층이 진공 증착에 의해 형성되어 이때, 유기층의 패턴에 맞추어 재료를 투과시키기 위한 복수의 투과구멍이 설치된 증착용 마스크가 사용되고 있다. 일반적으로, 증착용 마스크를 구성하는 투과구멍의 경우, 금속 박막에 포토레지스트 막을 사용해 패턴 노광한 후 에칭을 베푸는 포토에칭법이나, 유리 원반에 원하는 패턴으로 전기 도금을 실시한 후 박리하는 전기주조법에 의해 형성할 수 있다.
종래의 증착 마스크는 통상 메탈 마스크(Metal mask)로 구현되며, 이는 증착을 위한 투과 구멍(Open Area)만을 정확하게 구현하는 것에 집중되어 있다. 그러나 이러한 방식으로는 증착의 효율과 증착이 이루어지지 않는 영역(Dead Space)을 줄이는 부분에서는 큰 효용을 보이지 못하고 있다.
본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 인접하는 증착용 단위홈들 사이의 균일도를 조절하여 증착 후 OLED 패널 등의 얼룩 방지 및 무아레(Morie)를 방지할 수 있는 구조의 증착용 마스크를 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 증착용 단위홈을 구성하는 1면공과 2면공의 중심의 위치를 어긋나게 배치하여 증착효율을 증대할 수 있으며 증착시 증착이 이루어지지 않는 부분(dead space)을 최소화할 수 있도록 하여, 대면적의 증착대상물의 경우에도 증착의 균일도를 높일 수 있는 증착용 마스크를 제공할 수 있도록 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명의 실시예에서는 두께를 가지는 금속판; 상기 금속판은 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하며, 상기 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공 및 제2면공을 가지는 단위홀을 다수 포함하며, 서로 이웃하는 단위홀 들간의 제1면공 또는 제2면공의 크기편차가 임의의 단위홀간 크기 편차를 기준으로 10% 이내인 증착용마스크를 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 두께(t)를 가지는 금속판; 상기 금속판은 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하며, 상기 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공 및 제2면공을 가지는 단위홀을 다수 포함하며, 상기 제1면공의 중심과 상기 제2면공의 중심이 상기 제1면의 표면을 기준으로 상호 불일치하는 위치에 배치되는 증착마스크를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인접하는 증착용 단위홈들 사이의 균일도를 조절하여 증착 후 OLED 패널 등의 얼룩 방지 및 무아레(Morie)를 방지할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 증착용 단위홈을 구성하는 1면공과 2면공의 중심의 위치를 어긋나게 배치하여 증착효율을 증대할 수 있으며 증착시 증착이 이루어지지 않는 부분(dead space)을 최소화할 수 있도록 하여, 대면적의 증착대상물의 경우에도 증착의 균일도를 높일 수 있는 장점도 구현된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크의 작용 상태를 도시한 개념도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크의 요부를 도시한 단면개념도이다.
도 3은 도 2의 구조에서 본 발명의 실시에에 따른 증착용 마스크의 제2면의 평면도이다.
도 4는 도 2의 구조에서 증착용 마스크의 제1면의 평면도를 도시한 것이다.
도 5는 도 4의 구조에서, 제2면에서 바라보는 제1면공과 제2면공의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1면공과 제2면공의 중심축의 배치 방식의 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 도 6에서의 제1면공의 중심을 정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 도 2에서 상술한 단위홀을 다수 포함하여 구성되는 본 발명의 제3실시예에 따른 증착용마스크의 단면구조를 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착용마스크의 단면구조를 도시한 개념도이다.
도 10은 도 9에서 제1면공과 제2면공이 연통하는 단위홀을 개념적으로 도시한 것이다.
도 11은 도 10의 제1면공이 구현되는 제1면 부분의 이미지이다.
도 12는 산술평균조도(Ra)를 설명하기 위한 이미지이며, 도 13은 10점 평균조도(Rz)를 설명하기 위한 이미지이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 직진도의 측정 및 정의를 설명하기 위한 이미지이다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 금속기판의 특징을 설명하기 위한 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
1. 제1실시예
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크의 작용 상태를 도시한 개념도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크의 요부를 도시한 단면개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크는, OLDE의 유기층의 형성을 구현하는 마크스 구조물로, 증착물질을 제공하는 증착 소스(S;Suorce) 글라스와 같은 기재(G) 상에 증착 타켓(T)을 구현할 수 있도록 한다. 이 경우, 상기 증착용 마스크(M;100)는 다수의 단위홀을 구비하는 구조로 구현되며, 상기 단위홈은 서로 다른 폭을 가지는 제1면공(110)과 제2면공(130)이 상호 연통하는 구조로 구현될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는, 도 2에 도시된 구조와 같이, 두께를 가지며 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하는 금속판을 구비하고, 상기 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공(110) 및 제2면공(130)을 가지는 단위홀을 다수 포함하여 구성된다. 이 경우, 제1면공(110) 및 제2면공(130)은 상호 연통되는 부분인 경계부(120)를 공유하여 연통된다. 이러한 단위홀은 다수 개가 마련되는 구조로 구현될 수 있으며, 특히 본 발명의 실시예에서는, 서로 이웃하는 단위홀 들간의 제1면공 또는 제2면공의 크기편차가 임의의 단위홀 간 크기 편차를 기준으로 10% 이내로 구현될 수 있도록 한다. 즉, 임의의 지점에서 하나의 단위홀의 제1면공 또는 제2면공을 기준으로, 인접하는 단위홀의 제1면공 또는 제2면공의 크기의 편차가 1%~10%이내에서 더 크거나 더 작게 구현되도록 할 수 있다. 이러한 인접홀의 크기의 편차는 더욱 바람직하게는 2%~8%의 범위에서 구현되도록 할 수 있다.
이 경우, 서로 이웃하는 하는 단위홀들 간의 크기 편차는, 상기 제1면공들간, 그리고 상기 제2면공들간에 상호 이웃하는 것들과의 직경의 차이를 기준으로 비교할 수 있다.
즉, 도 3은 도 2의 구조에서 본 발명의 실시에에 따른 증착용 마스크의 제2면의 평면도이며, 도 4는 도 2의 구조에서 증착용 마스크의 제1면의 평면도를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 제2면에 다수 구현되는 단위홀의 제2면공의 임의의 개체(이하, '기준홀'이라 한다.)의 수직방향의 직경(Cy)과 수평방향의 직경(Cx)를 측정하는 경우, 상기 기준홀에 인접하는 홀 들(도시된 도면에서는 총 6개) 간의 각각의 수직방향의 직경(Cy) 들간의 편차가 10% 이내로 구현될 수 있도록 한다.
또한, 상기 기준홀과 다른 인접홀의 수평방향의 직경(Cx)의 편차 역시 10% 이내로 구현될 수 있도록 한다. 즉, 하나의 기준홀의 인접홀들간의 크기 편차를 10% 이내의 범위로 구현하는 경우에는 증착의 균일도를 확보할 수 있게 하는 장점이 구현된다. 이러한 증착균일도를 향상할 수 있는 기준홀과 인접홀간의 크기 편차의 범위는 10%이내의 범주에서, 기준홀과 다른 인접홀의 수직방향의 직경(Cx)나 수평방향의 직경(Cx)의 편차가 바람직하게는 1%~10% 이내, 또는 2%~8% 이내로 구현하는 경우, 증착의 균일도는 더욱 높아지게 된다. 반대로, 모든 홀들의 크기가 동일하게 구현되는 경우에는 증착 후 OLED 패널에서 무아레(Morie) 발생율이 높아지게 되며, 상호 인접하는 홀간의 크기 편차가 기준홀을 기준으로 10%를 초과하는 정도로 구현되는 경우에는 증착 후의 OLED 패널에서 색얼룩의 발생율이 높아지게 된다.
이는 도 4의 금속판의 제1면에 구현되는 제1면공의 경우에도 동일하게 적용되는 기준으로, 임의의 기준이 되는 제1면공의 수직방향의 직경(By)과 수평방향의 직경(Bx)과 이웃하는 인접 홀간의 직경 대비의 편차율이 10% 이내로 구현될 수 있도록 한다. 나아가, 특히 바람직하게는, 상기 크기의 편차가 1%~10% 이내에서 더 크거나 더 작게 구현되도록 할 수 있다. 이러한 인접홀의 크기의 편차는 더욱 바람직하게는 2%~8%의 범위에서 구현되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 기준홀과 이웃하는 홀간의 크기 편차를 ±3㎛ 이내로 구현할 수 있도록 한다.
일예로, 도 3에서 기준홀의 수직방향 직경(Cy)가 36㎛ 이고, 이웃하는 홀의 직경이 33㎛ 또는 39㎛로 편차가 ±3㎛인 경우, 기준홀 대비 직경의 편차율은 8.3%로 기준홀을 기준으로 인접홀과 기준홀의 크기 편차가 10% 이내로 구현되어 증착효율이 높아지게 된다.
다른 예로, 도 3에서 기준홀의 수평방향 직경(Cx)이 125㎛인 경우, 이웃하는 홀의 직경이 122㎛ 또는 128㎛인 경우,기준홀 대비 직경의 편차율은 2.4%로 기준홀을 기준으로 인접홀과 기준홀의 크기 편차가 10% 이내로 구현되어 증착효율이 높아지게 된다.
도 5는 도 4의 구조에서, 제2면에서 바라보는 제1면공(110)과 제2면공(130)의 평면도로, 상술한 홀간의 크기 편차를 산정하는 경우, 홀의 외주면의 임의의 돌기를 고려하는 경우, 제2면공의 외주면에서 중심방향으로 돌출되는 돌기의 폭(Y1) 또는 높이(X1)의 최대값이 20um 이하로 구현될 수 있도록 함이 바람직하다. 이러한 돌출 돌기는 증착시 필연적으로 발생하는 불량 구조에 해당하며, 본 발명의 실시예에서는 이러한 돌출돌기를 20um 이하의 범위로 구현하여 증착의 균일도를 확보할 수 있도록 한다. 특히 본 발명의 실시예에서는 상술한 돌출 돌기를 11㎛이하, 나아가 6㎛이하로 구현할 수 있도록 한다.
2. 제2실시예
이하에서는, 도 1 내지 도 5에서 상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착용 마스크의 구조를 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1면공과 제2면공의 중심축의 배치 방식의 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
본 제2실시예의 구조는, 상술한 제1실시예의 특징을 동시에 구비할 수도 있음은 물론이다. 다만, 이하의 설명에서는, 제2실시예의 특징적인 구조가 독립적으로 구현되는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.
본 제2실시예에 따른 증착용 마스크는, 도 2 및 도 6에 도시된 것과 같이, 두께를 가지는 금속판을 구비하고, 이 금속판에 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공 및 제2면공을 가지는 단위홀을 다수 포함하는 구조인 점에서는, 제1실시예의 구조와 동일하다.
다만, 상기 제1면공(110)의 중심(F)과 상기 제2면공(130)의 중심(E)이 상기 제1면의 표면을 기준으로 상호 불일치하는 위치에 배치되는 점에서 특징이 있다. 즉, 제1면공과 제2면공의 중심이 상호 일치하지 않도록 어긋하게 배치되도록 한다.
본 발명의 제2실시예와 같이 제1면공과 제2면공의 중심이 상호 일치하지 않도록 어긋하게 배치되는 경우, 높은 증착의 균일도를 확보할 수 있게 되는 점에서 우월한 장점이 구현된다.
이는 도 6에 도시된 것과 같이, 다수의 단위홀을 구비하는 증착용 마스크와 이격되는 증착 소스원(S)에서 방출되는 방사 각도를 고려하면, 증착 소스원과 단위홀이 대응되는 위치가 모두 상이하게 되는바, 고른 증착 물질의 전달이 어려워지게 된다. 이에 본 발명에서는, 증착의 균일도를 향상하기 위해, 각 홀마다 제2면공과 제1면공의 중심축을 상호 어긋나게 구현되는 것을 포함시켜, 대면적의 기판 전면에 걸친 증착과정에서도 증착물질의 고른 전달을 구현할 수 있도록 하여 증착의 균일도를 높일 수 있도록 한다. 나아가, 증착의 두께를 두껍게 할 필요가 있는 경우에도, 이러한 구조는 증착 대상의 국부적인 영역이나 전면적에 효율적으로 증착 두께를 조절할 수 있도록 한다.
이러한 제1면공의 중심과 상기 제2면공의 중심의 상호 불일치하는 배치 구조는, 상기 금속판의 제1면 또는 제2면의 표면과 직교하는 가상의 수직선을 상기 제1면공의 중심 상에 세우거나, 상기 제2면공의 중심 상에 세우는 경우, 이 수직선이 두 개의 중심중 어느 하나만을 지나는 구조를 의미한다. 다른 의미로는 제1면공 또는 제2면공의 중심축이 상호 어긋하게 배치된다.
또한, 본 발명의 제2실시예에서 정의하는 제1면공의 중심과 상기 제2면공의 중심은, 제1면공 및 제2면공의 외주면이 원(circle) 또는 타원의 경우에는 그 중심을, 다각형의 경우 무게 중심을 의미한다.
또는, 도 6에 도시된 구조와 같이, 모서리 부분에 라운드 처리가 된 곡률구조를 가지는 경우의 면공에도 그 무게중심을 정할 수 있는 경우에는 그 무게 중심을 중심으로 한다.
나아가, 면공의 외각 부분에 곡률 처리된 모서리(본 발명의 실시예에서는, 첨부가 있는 경우에는 그 첨부를 모서리로 하고, 곡률을 가지는 에지부의 경우에는 '곡률'을 연결되는 주변의 곡률보다 곡률이 작아지는 경우를 모서리라고 정의한다.)가 구현되는 경우의 중심은, 곡률을 가지는 모서리가 n 개일 경우, n이 짝수이면 마주보는 모서리와 직선을 긋고, 이 그은 직선의 개수를 "K"라고 하면, 직선의 개수(K)가 3개이면, 3개의 직선이 만나는 점, K가 2개이면 2개의 직선이 만나는 점을 중심으로 원을 그려 이 원의 중심을 면공의 중심으로 한다.
또는, 모서리의 개수 n이 홀수이면, 모서리와 마주보는 변에 직선을 그리고, 이 직선의 개수를 "k"라고 하면, 직선의 개수(k)가 3개 또는 2개가 될 때까지 그리고, 이를 통해 각 직선이 만나는 지점을 면공의 중심으로 한다.
예를 들면, 도 7은 도 6에서의 제1면공(110)의 중심(F)를 정하는 방법을 설명하기 위한 예시도로, 라운딩 진 모서리 부분이 총 4개(짝수)인바, 곡률의 한 중앙점에서 마주하는 방향에 위치하는 다른 모서리의 중앙점으로 직선(b1, b2)을 각각 그으면 직선의 개수(K)는 2개로 이 2개의 직선이 만나는 점이 제1면공의 중심(F)으로 한다.
아울러, 제2면공(130)의 중심(E)도 동일한 방식으로 정하고, 이 각각의 중심(E, F)가 상호 어긋나게 배치되도록 단위홈을 구현한다. 특히, 도 6의 도면에서와 같이, 상기 제1면공의 중심(F)과 상기 제2면공의 중심(E) 사이의 거리(d)는, 상기 제2면공의 지름의 길이(A)의 90% 이하, 즉, 0.9A 이하로 구현할 수 있다.
나아가, 상기 제1면공의 중심(F)과 상기 제2면공의 중심(E) 사이의 거리(d)는 이 범위 내에서 바람직하게는, 상기 제2면공의 지름의 길이(A)의 50% 이하, 더욱 바람직하게는 0.1%~10% 이하, 0.2~8%이하, 또는 0.2~5% 이하로 구현할 수 한다. 이러한 중심축간의 거리가 어긋나는 정도가 상기 제2면공의 지름의 길이(A)의 90% 이하의 범위에서 구현될 수 있도록 하는 경우, 증착효율의 균일도를 더욱 높일 수 있게 한다.
이를 테면, 상기 제2면공의 지름의 길이(A)가 125㎛인 경우, 상기 제1면공의 중심(F)과 상기 제2면공의 중심(E) 사이의 거리(d)는 112.5㎛ 이하로 구현할 수 있다.
상술한 것과 같이, 증착마스크를 적용하는 증착작업에서는, 증착원(Source)과 마스크의 모든 단위홀들이 각각 수직방향 하부에 배치될 수는 없기 때문에, OLED에 대한 증착 균일도(Uniformity) 향상을 위해 단위홀마다 일정이상의 각도, 배면 높이 등이 필요하게 된다.
이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크를 적용하는 경우, 제1면공 및 제2면공의 배치 위치를 어긋나게(Miss Match) 구현하여 증착 효율을 증대할 수 있도록 할 수 있다. 나아가 이러한 배치 구조로 인해 증착시 데드스페이스(Dead Space)를 줄일 수 있고, 증착 두께를 두껍게 하거나 두꺼운 재료를 적용하여 증착시에도 높은 활용도로 적용이 가능하다. 왜냐하면, OLED 증착용 장비에서 대면적 증착시 인장력이 높아지게 되는 문제가 발생하게 되는데 이 경우, 본 발명의 제2실시예에 따른 제1면공 및 제2면공의 배치 위치를 어긋나게(Miss Match) 구현되는 단위홀 패턴을 이용할 경우 이러한 인장력을 고르게 분산할 수 있도록 하는바, OLED 증착 균일도(Uniformity)를 확보할 수 있게 한다.
3. 제3실시예
이하에서는 상술한 본 발명의 또 다른 실시예의 구조를 설명하기로 한다.
본 제3실시예에는 상술한 제1실시예 및 제3실시예에서 상술한 증착용 마스크의 특징부를 모두 적용할 수 있음은 물론이다. 다만, 이하의 설명에서는, 제3실시예의 특징적인 구조가 독립적으로 구현되는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.
도 8은 도 2에서 상술한 단위홀을 다수 포함하여 구성되는 본 발명의 제3실시예에 따른 증착용마스크의 단면구조를 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 증착용마스크는, 두께를 가지는 금속판을 구비하며, 상기 금속판은 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하고, 이 경우 상기 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연결되는 경계부(120)을 통해 연통하는 제1면공(110) 및 제2면공(130)을 가지는 단위홀을 다수 포함하여 구성된다.
특히 상기 단위홀은, 상기 제1면공의 상기 금속판의 두께 방향의 깊이와 상기 제2면공의 상기 금속판의 두께 방향의 깊이가 서로 상이하게 구현될 수 있다. 이 경우, 제1면공(110) 및 제2면공(130)은 상호 연통되는 부분인 경계부(120)의 최외각 돌출지점(A1~A21)을 기준으로, 증착이 구현되는 제2면공(130)이 배치되는 영역은 유효영역(AC)이라 하고, 그외 증착에 관여하지 않는 영역으로 제1면공(110) 및 제2면공(130)은 상호 연통되는 부분인 경계부(120)의 최외각돌출지점(A1, A21)의 바깥쪽 영역에 포함되는 제2면공이 배치되지 않는 영역은 비유효영역(NC)라고 정의한다.
즉, 도 8을 기준으로, 도 2를 참조하면, 도시된 구조에서 상기 유효영역(AC) 내의 단위홀들의 경우, 제1면공(110)의 경계부(120)까지의 깊이(b)가 상기 제2면공(130)의 경계부까지의 깊이(a) 보다 크게 구현될 수 있다. 또한, 전체적으로 상기 제2면공의 깊이(a)가 상기 금속판의 전체 두께(c)와의 관계의 비율이 1:(3~30)을 충족하는 범위를 가지도록 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예와 같이 서로 폭과 깊이가 다른 구조의 단위홀을 구현하는 경우, 상기 제2면공(130)의 깊이(a)가 증착의 두께를 조절할 수 있는 중요한 요인으로 작용하게 되는데, 상기 제면공(130)의 깊이(a)가 너무 깊어져서, 전체 기재의 두께(c)와의 관계에서 상술한 두께의 비율범위를 초과하게 되는 경우에는 유기물의 두께 변화가 커지게 되며, 이로 인해 증착이 되지 않는 영역(dead space;이하, '미증착 영역'이라 한다.)이 발생하게 되는 치명적인 문제가 발생하게 되며, 이러한 미증착 영역은 전체 OLED에서 유기물의 면적을 감소시키게 되어 수명을 감소시키는 원인으로 작용하게 된다.
따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 제2면공(130)의 깊이(a)와 상기 금속판의 두께(c)의 비율은 상술한 범위의 내에서 1:(3.5~12.5)를 충족할 수 있다. 더욱 바람직하게는 1:(4.5~10.5)의 비율을 충족하도록 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 비율 범위를 만족하는 상기 금속판의 두께(c)를 10㎛~50㎛로 구현할 수 있다. 상기 금속판의 두께가 10㎛ 미만으로 구현되는 경우에는 기재의 비틀림 정도가 커져 공정 컨트롤이 어려우며, 기재의 두께가 50㎛를 초과하는 경우에는 추후 증착시 미증착 영역(dead space)의 발생이 커져 OLED의 미세패턴(fine pattern)을 구현할 수 없게 된다. 특히 이 범위에서 상술한 기재의 두께(c)는 15㎛~40㎛의 두께를 충족하도록 구현할 수 있다. 나아가 더욱 바람직하게는 20㎛~30㎛로 구현할 수 있다.
아울러, 상기 금속판의 두께(c)에 대응하는 상기 제2면공의 깊이(a)는 0.1㎛~7㎛의 범위를 충족하도록 구현함이 바람직하다. 이는 상기 제2면공의 깊이(a)가 0.1㎛ 미만으로 구현하는 경우에는 홈의 구현이 어려우며, 상기 제2면공의 깊이(a)가 7㎛를 초과 초과시에는 추후 증착하는 경우 미증착영역(Dead Space)로 인해 OLED 미세(Fine) 패턴 형성이 어렵고, 유기물 면적이 감소되어 OLED수명을 감소시키는 원인이 된다. 특히, 상기 제2면공의 깊이(a)는 위 범위 내의 깊이 범위에서 1㎛~6㎛로 구현할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 2㎛~4.5㎛로 구현할 수 있다.
여기에 증착의 효율을 더욱 높이기 위해서 고려할 수 있는 요인으로는 증착물질이 유입되는 제1면공(110)의 내부면이 가지는 경사각을 고려할 수 있다. 이는 도 2에 도시된 것과 같이,
상기 경계부(120)의 최외측의 임의의 점(A1)과 상기 제1면의 제1면공(110)의 최외각의 임의의 지점(B1)을 연결하는 경사각(θ)이 20도~70도의 범위를 충족하도록 구현할 수 있다. 이는 유기물의 증착시 증착장비의 특성상 증착 소스가 포인트 소스를 사용하기 때문에, 위 경사각(slope angle)이 위 범위를 충족하여사 증착의 균일도를 확보할 수 있게 된다. 위 경사각의 범위를 초과하거나 벗어나게 되면, 미증착 영역의 발생율이 높아져 균일한 증착 신뢰도를 확보하기 어려워진다. 본 발명의 실시예에서 상기 경사각(θ)의 범위 내에서 구현가능할 바람직한 실시예로서, 상기 경사각(θ)은 30도~60도의 범위, 더욱 바람직하게는 32도 ~ 38도 또는 52도 ~ 58도 범위를 충족하도록 구현할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제2면공과 경계면을 공유하여 연통하는 구조의 제1면공의 구조는, 금속판의 중심부 방향으로 각각의 홈부의 폭이 좁아지는 구성을 가지는 것이 증착의 효율면에서 유리하며, 특히 바람직하게는, 상기 제2면공 또는 상기 제1면공의 내표면이 곡률을 가지는 구조로 구현될 수 있다. 이러한 곡률구조는 증착 물질의 투입 밀도를 조절하며, 단순한 슬로프의 구조에 비해 증착의 균일도를 향상시킬 수 있게 되는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제2면공의 상기 일면 상의 개구부의 폭(C)과 상기 경계부의 폭(A), 상기 제1면공의 상기 타면상의 개구부의 폭(B)은 B>C>A의 비율을 구비하도록 할 수 있으며, 이는 상술한 곡률 구조의 효용성과 같이, 증착 물질의 투입 밀도를 조절하며, 증착의 균일도를 향상시킬 수 있게 할 수 있다. 또한, 상기 제2면공의 상기 일면 상의 개구부의 폭(C)과 상기 경계부의 폭(A)의 길이의 차이(d=C-A)는 0.2㎛~14㎛의 범위를 충족하도록 구현할 수 있도록 한다.
즉, 제2면공의 상기 일면상의 최외각의 임의의 지점(C1)에서 상기 경계부의 최외각 임의의 지점(A1) 까지의 수직 거리(d1)은 0.1㎛~7㎛를 충족할 수 있도록 한다. 상기 수직거리 (d1)이 0.1㎛ 미만인 경우 홈의 구현이 어려우며, 7 ㎛초과시에 추후 증착 공정시에 미증착영역(Dead Space)로 인해 OLED 미세(Fine) 패턴 형성이 어렵고, 유기물 면적이 감소되어 OLED수명을 감소시키는 원인으로 작용하게 된다. 또한, 상기 수직거리(d1)의 수치 범위에서 구현가능한 바람직한 실시예로서는 상기 수직거리(d1)이 1㎛~6㎛로 구현하거나, 더욱 바람직하게는 2㎛~4.5 ㎛의 범위로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제2면공(or 제1면공)의 상기 일면 상의 개구부의 모서리부가 곡률을 가지는 구조로 구현할 수 있도록 한다.
도 5나 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 제2면공(110)의 상부 평면, 즉, 기재의 일면에 노출되는 개구 영역의 수평 단면형상을 고려하면, 직사각형 또는 정사각형 구조로 구현되며, 이 경우 각각의 모서리 부분에는 일정한 곡률을 가지도록 라운딩된 구조로 구현됨이 바람직하다.
특히, 상기 모서리부의 라운딩된 부분의 곡률을 연장하여 형성되는 가상의 원의 지름(R)이 5um~20um 범위에서 구현되는 경우에 증착면적을 더욱 넓힐 수 있게 된다. 첨부가 형성되는 모서리를 가지는 홈부의 형상은 증착을 원활하게 구현하기 어려우며, 미증착영역이 필연적으로 발생하게 되며, 라운딩된 구조에서 증착 효율이 높아지며, 특히 위 수치범위 내에 곡률에서 증착율이 가장 높고 균일하게 구현될 수 있게 된다. 지름이 5㎛ 미만에서는 곡률처리를 하지 않은 것과 큰 차이가 없게 되며, 20㎛를 초과하는 경우에는 오히려 증착율이 떨어지게 된다. 특히, 위에서 상술한 지름(R)의 범위 내에서의 바람직한 실시예로는 지름(R)이 7㎛ ~ 15㎛, 더욱 바람직하게는 8㎛ ~ 12㎛ 범위로 구현할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 기재의 상기 일면 또는 상기 타면의 표면 거칠기(Ra)는 2um 이하로 구현되는 것이 좋으며, 이는 유기물의 증착품질을 높일 수 있는 하나의 요인으로 작용할 수 있기 때문이다. 표면 거칠기가 크게 되면, 장착 물질이 홈부를 타고 이동하는데 저항이 발생하게 되며, 위 거칠기 이상으로 구현되는 경우, 원할한 증착이 어려워 미증착 영역이 발생하는 비율이 높아지게 된다.
4. 제4실시예
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착용 마스크를 제안한다. 상술한 제1실시예 내지 제3실시예의 기술적인 특징은 본 제4실시예에 적용될 수 있음은 물론이다. 다만, 본 설명에서는 제4실시예의 특징부가 독립적으로 구현되는 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.
본 제4실시예에서도, 증착용 마스크의 구성이 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하는 금속판을 구비하고, 상기 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공(110) 및 제2면공(130)을 가지는 단위홀을 다수 포함하여 구성되는 점에서는 동일하다.
다만, 도 9를 참조하면, 도 9는 상술한 도 8에서의 제3실시예의 구조와의 차이점은 단위홀이 배치되는 유효영역(AC)과 유효영역 외각의 비유효영역(NC)을 포함하는 증착용 마스크의 구조에서, 유효영역 내의 금속판의 두께가 상기 비유효영역(NC)의 금속판의 두께와 상이하게 구현될 수 있도록 하는 점에서 차이가 있다.
특히, 도 9를 참조하면, 제4실시예에서는, 상기 단위홀이 배치되는 유효영역의 금속판의 최대두께(h2)와 상기 유효영역 외각의 비유효영역의 금속판의 최대두께(h1)를 고려할 때, 상기 유효영역의 금속판의 최대두께(h2)가 상기 비유효영역의 금속판의 최대두께(h1) 보다 작게 구현될 수 있도록 한다. 이 경우, '유효영역의 금속판의 최대두께(h2)'란, 제2면공의 구현되는 제2면의 표면에서, 금속판의 두께 방향으로 돌출되는 금속판의 최대 돌출부분(이하, '돌출부'라 한다.;g1)의 두께들 중 최대 값으로 정의한다.
이 경우, 상기 비유효영역의 금속판의 최대두께(h1)은, 상기 유효영역의 금속판의 최대두께(h2)와의 관계에서 0.2h2<h1<1.0h2을 충족하도록 할 수 있다. 나아가, 이 범위 내에서 0.2h2<h1<0.9h2를 충족하도록 구현할 수 있다.
상기 비유효영역의 금속판의 최대두께(h1) 대비 상기 유효영역의 금속판의 최대두께(h2)가 20~100%의 두께를 가지도록 구현할 수 있으며, 이 범위 내에서 최대두께(h1)의 25~85%, 나아가 30~60%의 두께를 가지도록 형성할 수 있다. 일예로 비유효영역의 금속판의 최대두께(h1)를 30㎛로 하는 경우, 유효영역의 금속판의 최대두께(h2)는 6㎛~27㎛로, 또는 7.5㎛~25.5㎛, 또는 9㎛~18㎛의 범위로 구현할 수 있도록 한다.
이상이 수치 범위는 제1면공의 슬로프(경사각)을 조절하여 증찰효율을 높일 수 있으며, 유효영역의 높이를 낮추는 경우, 증착각도를 용이하게 확보 및 제어할 수 있게 되어 고해상도의 증착용마스크로 구현이 가능하다.
도 10은 도 9에서 제1면공과 제2면공이 연통하는 단위홀을 개념적으로 도시한 것이다. 상술한 것과 같이, 특히 이러한 증착각도를 확보하는 측면에서, 도 9 및 도 10을 참조하면, 제1면공 또는 제2면공의 금속판 표면상의 개구부의 일지점을 기준으로, 경계부까지의 임의의 지점을 연결하는 경사각을 고려할 때, 상기 개구부의 장축방향의 일 지점에서 경계부까지 구현되는 슬로프와 단축방향의 일 지점에서 경계부까지의 슬로프가 서로 상이하게 구현될 수 있도록 한다.
구체적으로는, 상기 금속판의 표면에 노출되는 상기 제1면공(110) 또는 상기 제2면공(130)의 개구부의 장축방향의 일 지점에서, 상기 제1면공 및 상기 제2면공의 경계부(120)의 임의의 일 지점까지의 제1경사각(θ1)과, 상기 금속판의 표면에 노출되는 상기 제1면공 또는 상기 제2면공의 개구부의 단축방향의 일 지점에서, 상기 제1면공 및 상기 제2면공의 경계부(120)의 일지점까지의 제2경사각(θ2)이 서로 상이하게 구현되게 된다. 즉, 동일한 제1면공이나 제2면공 내부면의 슬로프가 각각 다르게 구현되도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 특히 제1경사각(θ1)이 상기 제2경사각(θ2) 보다 작게 구현되도록 하며, 이 경우 상기 제1경사각(θ1)은 20°~80°의 범위로 구현될 수 있도록 한다. 이렇게 동일한 제2면공(또는 제1면공) 내부에서도 슬로프의 각도를 상이하게 구현하는 경우, 증착물의 균일도를 향상할 수 있게 되는 장점이 구현되게 된다.
또한, 본 제4실시예의 구조에서는, 도 9의 도면에서 상술한 유효영역의 첨부에 대항하는 상기 돌출부(g1) 지점에 곡률이 구현되는 구조로 형성할 수 있도록 한다. 이렇게, 유효영역의 첨부에 대항하는 상기 돌출부(g1) 지점에 곡률이 구현되게 되면, 증착시 증착물질이 제1면공을 통해 유입되는 증착물질이 인접하는 다른 영역으로 효율적으로 분산되어 유입이 될 수 있는바, 증착효율 및 증착균일도를 높일 수 있다. 이를 위해서는, 돌출부(g1) 지점에 형성되는 곡률은, 그 곡률반경(R)이 0.5㎛ 이상으로 구현되도록 한다. 곡률반경(R)이 0.5㎛ 미만으로 구현되는 경우에는 상술한 분산효율이 떨어지게 된다.
또한, 본 제4실시예의 구조에서는, 도 9의 도면에서 제시되는 비유효영역(NC) 부분에 상기 금속판의 두께방향으로 식각되는 인장력 조절패턴(HF)이 구현될 수 있도록 한다. 상기 인장력조절패턴(HF)은 금속판을 관통하지 않는 구조로 구현되는 홈패턴 구조(이하, '하프에칭영역'으로 정의한다.)로 구현될 수 있다.
상기 하프에칭영역은 금속판의 두께(h1) 보다 얇은 두께를 가지도록 구현될 수 있다. 이는 OLED 증착시에 장비에서 증착용 마스크 자체에 인장력을 가하게 되는데, 이 경우 인장력이 유효영역(Active 영역)에 집중되는 현상을 분산시켜 증착을 효율적으로 할 수 있고, 증착물질이 균일성을 갖도록 하는 기능을 수행한다.
특히, 상기 하프에칭영역의 경우, 금속판의 두께(h1) 대비 10%~100%의 두께를 가지도록 구현될 수 있다. 즉, 상기 하프에칭영역의 두께(h3)는, 상기 비유효영역의 금속판의 두께(h1)와의 관계에서, 0.1h1<h3<1.0h1의 관계를 충족하도록 구현될 수 있다. 금속판의 두께(h1) 대비 10%~100%의 두께 범주에서는 상기 하프에칭영역의 두께는 20%~80%, 또는 30%~70%로 구현할 수 있다.
일예로, 30㎛ 두께의 금속판의 경우, 하프에칭영역의 두께는 3㎛~27㎛의 두께(금속판의 두께(h1) 대비 10%~90%의 두께 범주)를 가질 수 있다. 나아가 더욱 슬림한 구조로 구현하여 인장력 분산효과를 구현하기 위해서는, 금속판 두께의 20%~80%인 6㎛~24㎛, 또는 금속판 두께의 30%~70%인 9㎛~21㎛의 범주로 구현할 수 있다.
도 11은 도 10의 제1면공이 구현되는 제1면 부분의 이미지이다. 도 11 및 도 10을 참조하면, 본 제4실시예의 구조에서 상술한 유효영역의 첨부에 대항하는 상기 돌출부(g1)에 대향하는 반대면인 상기 제1면 부분은 다수 개가 구현되게 되며, 이러한 제1면 부분의 높이를 서로 상이하게 구현하여 증착 공정시 증착의 피치를 줄일 수 있도록 구현할 수 있다. 즉, 도 11의 구조에서, Z1, Z2, Z3 지점의 높이를 서로 다르게 구현할 수 있도록 한다.
5. 제5실시예
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착용 마스크의 구조를 설명하기로 한다. 본 제5실시예의 구조는, 상술한 제1실시예 내지 제4실시예의 특징을 동시에 구비할 수도 있음은 물론이다. 다만, 이하의 설명에서는, 제5실시예의 특징적인 구조가 독립적으로 구현되는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.
도 2에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 증착용 마스크의 요부 단면도를 이용하여 제5실시예의 특징을 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 증착용마스크는 도 4에 도시된 구조와 같이, 두께를 가지며 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하는 금속판을 구비하고, 상기 제1면 및 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공(110) 및 제2면공(130)을 가지는 단위홀을 다수 포함하여 구성된다. 이 경우, 제1면공(110) 및 제2면공(130)은 상호 연통되는 부분인 경계부(120)를 공유하여 연통된다. 이러한 단위홀은 다수 개가 마련되는 구조로 구현될 수 있다.
특히, 이 경우 상기 증착용마스크에 구현되는 상기 단위홀은, 상기 제1면(112)의 표면조도인 제3조도(Ra3)가 가지는 조도 값 이하의 조도값을 가지도록 할 수 있다. 즉, 제3조도(Ra3)를 기준으로, 상기 제1내측면의 제1조도(Ra1)나 상기 제2면공의 내측면인 제2내측면(131)의 제2조도(Ra2) 값이 더 작게 형성될 수 있도록 한다.[Ra3≥(Ra2 or Ra1)]
나아가, 상기 제2면공의 내측면인 제2내측면(131)의 제2조도(Ra2)가 상기 제1면공(110)의 내측면인 제1내측면(111)의 제1조도(Ra1) 이상의 값을 가지도록 형성할 수 있다.[Ra2≥Ra1]
이는, 금속재질(Metal Mask)로 구현되는 본 증착용마스크의 표면에 조도가 일정량 이상이면 증착마스크제작시 증착을 위한 홀인 단위홀의 직진도(도 7의 라인 러프니스)에 영향을 주어 유기물 증착이 좋지 않으며, OLED등 유기물 증착후세정시에 세정력이 저하되어 증착마스크의 수명이 단축되게 된다.
본 실시예에서는, 상기 제1내측면의 산술평균조도(Ra1) 및 상기 제2내측면의 산술평균조도(Ra2)가 1.0㎛ 이하로 구현될 수 있도록 한다. 또는, 이 범위 내에서 상기 제1내측면, 상기 제2내측면, 상기 제1면의 산술평균조도(Ra)는 0.08~0.5㎛이하, 0.15~0.3㎛ 이하로 구현되는 경우 더욱 신뢰성 있는 증착효율을 구현할 수 있게 된다.
이 경우, 산술평균조도(Ra)는 도 12에 도시된 것과 같이, 중심선 표면 거칠기(Roughness Average, Ra), CLA(Center Line Average), AA(Arith Metic Average)라고도 표현하며, 한 기준길이 내의 표면의 산과 골의 높이와 깊이를 기준선을 중심으로 평균하여 얻어지는 값으로 정의한다. 즉, 도 5의 그래프와 같이, 거칠기를 측정하는 표면의 기준이 되는 기준선(중심선)을 기준으로, 거칠기의 정도를 표시하고, 이를 산술평균으로 구현한 것이다.
나아가, 본 발명의 실시예에서의 다른 측면에서는, 증착용 마스크에서의 상기 제1내측면, 상기 제2내측면, 상기 제1면 중 적어도 하나의 10점 평균조도(Rz)값이 3.0㎛ 이하로 구현될 수 있도록 한다. 나아가, 이 범위 내에서의 상기 제1내측면, 상기 제2내측면, 상기 제1면 중 적어도 하나의 10점 평균조도(Rz)값은 2.5 이하, 1.5~2.5 이하로 구현하여 더욱 신뢰성 있는 증착효율을 구현할 수 있다.
이 경우, '10점 평균조도(Rz)'는 도 13에 도시된 것과 같이, 거칠기의 측정 대상이 되는 표면의 기준표면의 기준선을 기준으로, 10개의 지점의 표면거칠기(Ten Point Height of Irregularities, Rz)를 의미한다.
나아가, 본 발명의 실시에에 따른 증착용마스크는, 도 2에서 상술한 단위홀의 외경의 라인러프니스(Line Roughness), 이른바 '단위홀의 직진도'가 1.5㎛로 구현될 수 있도록 한다. 단위홀의 외경의 라인러프니스(Line Roughness) 즉, 직진도란 측정하고자 하는 홀의 외경의 중심점에서 직선을 그어 기준선(중심선)으로 하고, 이 중심선을 기준으로 어느 한쪽방향으로 벗어난 척도로, 중심선에서 가장 멀리 벗어난 거리를 직진도로 표현한다.
본 발명의 실시예에서 이 직진도를 측정한 것을 도 14 내지 도 16을 들어 설명하기로 한다. 도 14 및 도 15은 도 2의 제1면공의 모습의 실제 이미지를 도시한 것으로, 이를 참조하면, 제1면공의 개구부의 단축과 장축을 각각, x, y라고 하고, 장축인 y축에 한해서 측정되어지는 y축의 총길이를 1/2로 구분하고, 그 중심을 y2라고 할 경우, y2로부터 좌우 1.5㎛, 총 3㎛ 범위에서 개구부의 외경 라인의 러프니스를 측정한다. 이 경우 측정하는 범위는 3㎛를 넘지 않도록 하며, 3㎛의 범위 내에서 직진도가 본 발명의 실시예에 따른 증착용마스크는 1.5㎛ 이하로 구현될 수 있도록 한다. 즉, 측정 범위 3㎛에서 직진도를 1.5㎛ 이하로 구현할 수 있도록 한다.
6. 제6실시예
이하에서는, 상술한 제1실시예 내지 제5실시예에 따른 증착용 마스크를 제조하는 데 이용되는 금속기판의 실시예를 설명하기로 한다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 금속기판의 특징을 설명하기 위한 개념도이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속기판은 두께를 가지는 베이스 금속판을 에칭 가공하여 증착용마스크를 제작하는 두께의 금속기판을 구현할 수 있도록 하며, 특히 금속기판이 국부개소 또는 전체적으로 비틀리는 현상을 최소화할 있는 금속기판을 구현할 수 있도록 한다.
이를 위해, 본 발명의 제1실시예에 따른 금속기판은, 도 17에 도시된 것과 같이, 전체적으로 일정 두께를 가지는 베이스 금속판에 대해, 샘플기판을 추출하고, 이 샘플기판(200)에 대해 에칭이 가해지는 에칭영역(210)과 미에칭영역(220)으로 구현될 수 있다.(이하에서는, 베이스 금속판에 대하여 에칭을 위해 채취한 기판을 '샘플기판'으로, 베이스 기판에서 채취한 기판 중 에칭을 가하지 않은 기판을 '단위기판'으로 정의한다.)
이 경우, 상기 베이스 금속판은 상기 두께방향에 대해 직교하고, 서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비한다. 이러한 베이스 금속판에 대해, 상기 베이스 금속판의 임의의 지점에 30mm*180mm(가로*세로)로 채취한 샘플기판(200)의, 양측말단에서 내측으로 10mm를 남기고(220부분) 그 내부에 대해 상기 두께의 2/3~1/2두께로 에칭한 에칭영역(210)을 구현하며, 이후, 상기 샘플기판을 수평대상면에 거치하는 경우, 에칭이 이루어진 샘플기판의 비틀림 지수(Hr)가 다음의 관계를 충족한다.
{식 1}
Hr = {(H1 - Ha)2 +(H2 - Ha)2 + (H3 - Ha)2 + (H4 - Ha )2}1/2
{식 2}
Ha = (H1 + H2 + H3 + H4 )/4
(Ha는 에칭된 샘플기판의 4개의 모서리가 수평대상면에서 이격되는 거리(H1, H2, H3, H4)의 평균 이격거리로 정의한다.)
구체적으로 도 1 및 도 17 및 도 18을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속기판의 특성을 설명하면 다음과 같다.
일반적으로, 도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 금속기판을 이용하여 제작되는 증착용 마스크는, OLDE의 유기층의 형성을 구현하는 마크스 구조물로, 증착물질을 제공하는 증착 소스(S;Suorce) 글라스와 같은 기재(G) 상에 증착 타켓(T)을 구현할 수 있도록 한다. 이 경우, 상기 증착용 마스크(M;100)는 다수의 단위홀을 구비하는 구조로 구현된다. 일반적으로, OLED 증착시 증착 균일도 향상을 위해서는, 증착용마스크가 균일한 상태로 증착 공정 동안 유지되어야 한다.
그러나, 기본적으로 증착용 마스크를 제작하기 위해 금속판을 에칭하는 경우, 두께가 매우 얇아지게 되며, 여기에 다수의 증착홀을 구현하게 되면, 제작되는 증착용마스크는 쉽게 비틀려지게 되어, 도 1과 같은 배치 구조에서 증착의 균일도를 확보할 수 없게 된다.
이에 본 발명의 실시예에서는, 금속판이나 금속판 에칭시에 발생하는 비틀림을 최소화할 수 있도록 하는 금속기판을 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 금속기판의 제조공정은, 베이스 금속판을 30mm X 180mm로 샘플기판을 채취한다.
이후, 상기 샘플기판에 대해 180mm 장축의 양쪽 10mm 남겨두고 ½~2/3 에칭한다. 이후, 에칭이 이루어진 샘플기판을 수평도가 확보된 평면, 이를 테면 정반과 같은 대상 위에 상기 샘플기판을 배치하는 경우, 정반의 수평대상면 기준면에서 상기 샘플기판의 네 모서리가 이격되는 높이인 H1, H2, H3, H4를 측정한다.
이 경우, 상기 샘플기판의 네 모서리가 이격되는 높이인 H1, H2, H3, H4가 '0' 이상인 경우, 이 상태를 샘플기판이 '비틀렸다(twist)'고 정의하며, 이러한 비틀림 정도를 상술한 식 1과 같은 지수화한 것을 비틀림 지수(Hr)로 정의한다.
따라서, 샘플기판의 비틀림 지수(Hr)가 커질수록 기판의 비틀림 정도가 심하게 되며, 본 발명이 실시예에서는, 베이스 금속판의 임의의 지점에서의 동일한 사이즈(30mm × 180mm)로 추출한 미에칭 샘플기판(이하, '단위기판'이라 한다.)과, 에칭을 가한 샘플기판의 비틀림 지수를 비교하는 경우, 에칭을 가한 샘플기판의 비틀림 지수가 미에칭 샘플기판의 비틀림 지수보다 크게 형성되게 된다.
즉, 상술한 상기 베이스 금속판의 임의의 지점에 대해 30mm×180mm(가로×세로)로 채취한 미에칭 샘플기판(단위기판)을 수평대상면에 거치하고, 상기 기판(T1)의 4개의 모서리 지점에 대해 얻어지는 상기 {식 1} 및 {식 2}에 따른 비틀림 지수(Hr(T1))가, 상기 베이스 금속판에서 채취하여 에칭을 가한 샘플기판(T2)의 비틀림 지수(Hr(T2) 이하로 구현할 수 있도록 하며, 이는 아래의 식으로 표현할 수 있다.
{식 3}
Hr(T1) ≤ Hr(T2)
특히, 본 발명의 실시예에서는, 이러한 상기 샘플기판의 비틀림 지수가 10 이하로 구현될 수 있다. 이를 테면, 베이스 기판의 두께가 20㎛ 인 경우, 샘플기판을 추출하여 에칭을 수행하고, 에칭을 수행한 샘플기판의 4 개의 모서리 부분이 수평면에 대해 10㎛ 이하를 구현하게 된다.
즉, 에칭이 가해진 상기 샘플기판의 비틀림 지수가 10 이하로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 0.2~7, 또는 0.5~5의 범위로 구현될 수 있다. 이러한 샘플기판의 비틀림 지수를 10 이하로 구현하면, 최종 증착용 마스크의 제조시 비틀림 현상을 방지할 수 있으며, OLED 증착시 좌우 편차가 줄어들어 증착균일도를 높일 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 샘플기판의 비틀림 지수를 10 이하로 구현하기 위해서는, 모재의 상태에서 금속기판을 구현하는 과정에서 냉각공정과 압연공정을 수행하는 것을 통해 형성할 수 있도록 한다. 일단 모재의 상태에서 10~20℃의 온도로 냉각공정을 진행하고, 이후 압연을 구현하는 경우, 원하는 두께의 금속판을 구현하기 위해 압연공정을 구현하게 되며, 이 경우 압연의 정도가 중요하며, 이 경우 압연율은 모재의 임의 지점의 단위부피(1mm3)의 2/3~1/5 비율로 구현될 수 있도록 한다.
도 18은 상술한 본 발명의 실시예에 따른 베이스 금속판(200)에서 샘플기판을 채취하고 에칭한 경우의 비틀림 지수를 설명하기 위한 도면으로, 도시된 것과 같이, 상기 샘플기판은 수평대상면(ST)에 대하여 4개의 모서리 부위가 떨어지게 되며, 이러한 이격거리(H1~H4)는 적어도 하나는 다른 길이를 가지게 된다. 즉, 샘플기판의 단축방향에서 인접하는 H1과 H2, 또는 H3 와 H4가 서로 상이할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 금속기판의 경우, 상기 금속기판의 에칭영역의 제1면과 제2면을 관통하며, 상호간에 연통하는 제1면공 및 제2면공을 가지는 단위홀을 다수 포함하는 증착용마스크로 구현될 수 있다. 특히, 이렇게 구현되는 증착용마스크는 마스크의 비틀림이 현저하게 감소하여 증착의 신뢰성을 구현할 수 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 증착용마스크
110: 제1면공
120: 경계부
130: 제2면공
200: 샘플기판
210: 에칭영역
220: 미에칭영역

Claims (19)

  1. 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대되는 제 2 면을 포함하는 금속판을 포함하고,
    상기 금속판은, 상기 제 1 면 상에 형성되는 제 1 면공, 상기 제 2 면 상에 형성되는 제 2 면공 및 상기 제 1 면공 및 상기 제 2 면공을 연통하는 경계부를 포함하는 복수의 단위홀을 포함하고,
    상기 제 1 면공의 폭은 상기 제 2 면공의 폭보다 크고,
    상기 금속판의 표면에 노출되는 상기 제 1 면공의 개구부의 장축방향의 일 지점에서 상기 경계부의 일 지점을 연결하는 가상의 선과 상기 제 1 면공의 장축 방향이 이루는 제 1 경사각은 상기 금속판의 표면에 노출되는 상기 제 1 면공의 개구부의 단축방향의 일 지점에서 상기 경계부의 일지점을 연결하는 가상의 선과 상기 단축 방향이 이루는 제 2 경사각의 크기와 서로 상이한 증착용 마스크. 증착용 마스크.
  2. 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대되는 제 2 면을 포함하는 금속판을 포함하고,
    상기 금속판은, 상기 제 1 면 상에 형성되는 제 1 면공, 상기 제 2 면 상에 형성되는 제 2 면공 및 상기 제 1 면공 및 상기 제 2 면공을 연통하는 경계부를 포함하는 복수의 단위홀을 포함하고,
    상기 제 1 면공의 폭은 상기 제 2 면공의 폭보다 크고,
    상기 금속판의 표면에 노출되는 상기 제 2 면공의 개구부의 장축방향의 일 지점에서 상기 경계부의 일 지점을 연결하는 가상의 선과 상기 제 2 면공의 장축 방향이 이루는 제 1 경사각은 상기 금속판의 표면에 노출되는 상기 제 2 면공의 개구부의 단축방향의 일 지점에서 상기 경계부의 일 지점을 연결하는 가상의 선과 상기 단축 방향이 이루는 제 2 경사각의 크기와 서로 상이한 증착용 마스크. 증착용 마스크.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 경사각은 상기 제 2 경사각보다 작은 증착용 마스크.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 경사각은 20도 내지 80도인 증착용 마스크.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 면공의 깊이와 상기 금속판 두께의 비율은 1:(3~30)을 만족하는 증착용 마스크.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 면공의 깊이와 상기 금속판 두께의 비율은 1:(3.5~10.5)을 만족하는 증착용 마스크.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 면공의 깊이와 상기 금속판 두께의 비율은 1:(4.5~10.5)을 만족하는 증착용 마스크.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2 면공의 깊이는 0.1㎛ 내지 7㎛인 증착용 마스크.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 면공의 폭과 상기 경계부의 폭의 차이(C-A)는 0.2㎛ 내지 14㎛인 증착용 마스크.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 면공의 모서리 또는 상기 제 2 면공의 모서리는 2.5㎛ 내지 10㎛의 곡률반경을 가지는 곡률을 가지는 증착용 마스크.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 면공의 중심과 상기 제 2 면공의 중심은 어긋나게 배치하는 증착용 마스크.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 면공의 중심과 상기 제 2 면공의 중심 사이의 거리는 상기 제 2 면공의 지름의 길이의 90% 이하인 증착용 마스크.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 면 및 상기 제 2 면 중 적어도 하나의 면의 표면 거칠기(Ra)는 2um 이하인 증착용 마스크.
  14. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 금속판은 상기 단위홀이 배치되는 유효 영역 및 상기 유효 영역 바깥의 비유효 영역을 포함하고,
    상기 유효 영역의 최대두께와 상기 비유효 영역의 최대두께는 다른 증착용 마스크.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 비유효영역의 최대두께(h2)은, 상기 유효영역의 금속판의 최대두께(h1)와의 관계에서 0.2h1<h2<1.0h1을 만족하는 증착용 마스크.
  16. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    인접하는 단위홀의 제 1 면공의 수평 방향 또는 수직 방향의 크기 편차는 2% 내지 8%인 증착용 마스크.
  17. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    인접하는 단위홀의 제 2 면공의 수평 방향 또는 수직 방향의 크기 편차는 2% 내지 8%인 증착용 마스크.
  18. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1 면공의 개구부의 장축 방향의 지점과 상기 제1 면공의 개구부의 단축방향의 지점은 서로 같은 높이에 위치하는 증착용 마스크.
  19. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제2 면공의 개구부의 장축 방향의 지점과 상기 제2 면공의 개구부의 단축방향의 지점은 서로 같은 높이에 위치하는, 증착용 마스크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190023652A (ko) * 2017-08-29 2019-03-08 엘지이노텍 주식회사 Oled 화소 증착을 위한 금속재의 증착용 마스크 및 이의 제조방법
KR102426268B1 (ko) * 2017-09-15 2022-07-27 엘지디스플레이 주식회사 표시장치와 그의 제조방법
KR20190059742A (ko) * 2017-11-23 2019-05-31 엘지이노텍 주식회사 증착용 마스크 및 이의 제조 방법
KR102640346B1 (ko) * 2018-07-12 2024-02-23 엘지이노텍 주식회사 Oled용 증착 마스크
CN115305439A (zh) * 2022-07-21 2022-11-08 浙江众凌科技有限公司 一种高强度金属遮罩
KR20240024480A (ko) * 2022-08-17 2024-02-26 엘지이노텍 주식회사 Oled 화소 증착을 위한 증착용 마스크
KR20240024587A (ko) * 2022-08-17 2024-02-26 엘지이노텍 주식회사 Oled 화소 증착을 위한 증착용 마스크
KR102610008B1 (ko) * 2022-08-18 2023-12-07 삼성디스플레이 주식회사 마스크 및 이를 이용한 표시 패널의 제조 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5295410A (en) * 1976-02-04 1977-08-11 Hitachi Ltd Air spring height control device for vehicles
JP2004055231A (ja) * 2002-07-17 2004-02-19 Dainippon Printing Co Ltd 有機ｅｌ素子製造に用いる真空蒸着用多面付けメタルマスク
JP2010174305A (ja) * 2009-01-28 2010-08-12 Sharp Corp 蒸着装置及び有機ｅｌ表示装置
KR101274718B1 (ko) * 2010-01-28 2013-06-12 엘지디스플레이 주식회사 증착마스크 및 그를 포함하는 마스크 어셈블리
KR102124040B1 (ko) * 2013-02-01 2020-06-29 삼성디스플레이 주식회사 박막 증착용 마스크, 이의 제조 방법, 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법
JP5641462B1 (ja) * 2014-05-13 2014-12-17 大日本印刷株式会社 金属板、金属板の製造方法、および金属板を用いてマスクを製造する方法

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