KR20230046289A - 증착용 마스크용 금속판의 잔류 응력 측정 방법 및 잔류 응력 특성이 개선된 증착용 마스크용 금속판 - Google Patents
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Abstract
실시예는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크의 제조에 사용되는 금속판의 잔류 응력 측정방법에 대한 것으로, 상기 금속판은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 포함하며, 상기 잔류 응력 측정방법은 상기 금속판에서 샘플 금속판을 추출하는 단계 및 상기 샘플 금속판의 잔류 응력을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 제 2 잔류 응력률은 0.06 이하이고, 상기 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 잔류 응력률보다 작으며, 상기 제 1 잔류 응력률은, 상기 제 1 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이고, 상기 제 2 잔류 응력률은, 상기 제 2 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률이며, 상기 잔류 응력률은, 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판 각각의 가로 방향의 일 끝단에서부터 50mm 이후의 150mm*30mm(가로*세로)의 영역의 두께가 상기 금속판 두께의 30% 내지 70%가 되도록 에칭하고, 에칭한 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 거치했을 때 하기 [수학식]을 충족한다.
또한, 실시예는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크의 제조에 사용되는 금속판에 대한 것으로, 상기 금속판의 두께는 30㎛이하 이고, 상기 금속판은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 가지고, 상기 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 제 2 잔류 응력률은 0.06 이하이고, 상기 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 잔류 응력률보다 작으며, 상기 제 1 잔류 응력률은, 상기 제 1 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이고, 상기 제 2 잔류 응력률은, 상기 제 2 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률이며, 상기 잔류 응력률은, 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판 각각의 가로 방향의 일 끝단에서부터 50mm 이후의 150mm*30mm(가로*세로)의 영역의 두께가 상기 금속판 두께의 30% 내지 70%가 되도록 에칭하고, 에칭한 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 거치했을 때 하기 [수학식]을 충족한다.
[수학식] 잔류 응력률 = H / L
(H: 상기 샘플 금속판의 에칭 영역이 상기 수평대의 상면으로부터 휘어져 올라가는 최대 높이, L: 상기 샘플 금속판 중 에칭 영역이 형성되는 가로 방향의 길이)
또한, 실시예는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크의 제조에 사용되는 금속판에 대한 것으로, 상기 금속판의 두께는 30㎛이하 이고, 상기 금속판은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 가지고, 상기 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 제 2 잔류 응력률은 0.06 이하이고, 상기 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 잔류 응력률보다 작으며, 상기 제 1 잔류 응력률은, 상기 제 1 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이고, 상기 제 2 잔류 응력률은, 상기 제 2 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률이며, 상기 잔류 응력률은, 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판 각각의 가로 방향의 일 끝단에서부터 50mm 이후의 150mm*30mm(가로*세로)의 영역의 두께가 상기 금속판 두께의 30% 내지 70%가 되도록 에칭하고, 에칭한 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 거치했을 때 하기 [수학식]을 충족한다.
[수학식] 잔류 응력률 = H / L
(H: 상기 샘플 금속판의 에칭 영역이 상기 수평대의 상면으로부터 휘어져 올라가는 최대 높이, L: 상기 샘플 금속판 중 에칭 영역이 형성되는 가로 방향의 길이)
Description
본 발명은 잔류 응력을 효율적으로 측정하여 휨 현상이 개선된 금속판 및 이를 이용한 증착용 마스크에 관한 것이다.
표시 장치는 다양한 디바이스에 적용되어 사용되고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 소형 디바이스뿐만 아니라, TV, 모니터, 퍼블릭 디스플레이(PD, Public Display) 등과 같은 대형 디바이스에 적용되어 이용되고 있다. 특히, 최근에는 500 PPI(Pixel Per Inch) 이상의 초고해상도 UHD(UHD, Ultra High Definition)에 대한 수요가 증가하고 있으며, 고해상도 표시 장치가 소형 디바이스 및 대형 디바이스에 적용되고 있다. 이에 따라, 저전력 및 고해상도 구현을 위한 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
일반적으로 사용되는 표시 장치는 구동 방법에 따라 크게 LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등으로 구분될 수 있다.
LCD는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 구동되는 표시 장치로 상기 액정의 하부에는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 LED(Light Emitting Diode) 등을 포함하는 광원이 배치되는 구조를 가지며, 상기 광원 상에 배치되는 상기 액정을 이용하여 상기 광원으로부터 방출되는 빛의 양을 조절하여 구동되는 표시 장치 이다.
또한, OLED는 유기물을 이용해 구동되는 표시 장치로, 별도의 광원이 요구되지 않고, 유기물이 자체가 광원의 역할을 수행하여 저전력으로 구동될 수 있다. 또한, OLED는 무한한 명암비를 표현할 수 있고, LCD보다 약 1000배 이상의 빠른 응답 속도를 가지며 시야각이 우수하여 LCD를 대체할 수 있는 표시 장치로 주목 받고 있다.
특히, OLED에서 발광층에 포함된 상기 유기물은 파인 메탈 마스크(FMM, Fine Metal Mask)라 불리는 증착용 마스크에 의해 기판 상에 증착될 수 있고, 증착된 상기 유기물은 상기 증착용 마스크에 형성된 패턴과 대응되는 패턴으로 형성되어 화소의 역할을 수행할 수 있다. 상기 증착용 마스크는 일반적으로 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 인바(Invar) 합금 금속판으로 제조된다. 이때, 상기 금속판의 일면 및 타면에는 상기 일면 및 상기 타면을 관통하는 관통홀이 형성되며 상기 관통홀은 화소 패턴과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 등의 유기물은 상기 금속판의 관통홀을 통과하여 기판 상에 증착될 수 있고, 기판 상에는 화소 패턴이 형성될 수 있다.
특히, 400 PPI 이상의 고해상도 패턴을 구현하기 위해 사용되는 증착용 마스크는 30㎛ 이하의 금속판이 요구되며 구현하고자 하는 PPI 값이 증가할수록 보다 얇은 두께의 금속판 및 정밀한 관통홀이 요구된다.
일반적으로 상기 금속판은 압연 공정을 통해 제조되고, 장축 및 단축을 포함하는 사각형 형태일 수 있다. 상기 금속판은 상기 압연 공정에 의해 잔류 응력(stress)을 포함할 수 있고, 상기 압연 공정 시 가해지는 힘이 클수록 상기 금속판에 포함되는 잔류 응력은 증가할 수 있다.
상기 잔류 응력에 의해 상기 금속판에는 휨 현상(Wave deformation)이 발생할 수 있고, 고해상도 구현을 위해 상기 금속판의 두께가 점점 얇아질수록 상기 금속판의 잔류 응력은 증가할 수 있다.
상기 잔류 응력에 의해 상기 금속판 상에 형성되는 관통홀의 크기 및 위치 등이 균일하지 못할 수 있다. 이에 따라, 상기 금속판으로 증착용 마스크를 제조할 경우 증착 불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 금속판으로 증착용 마스크를 제조할 경우, 상기 증착용 마스크의 휨 현상에 의해 얼라인 불량이 발생할 수 있다. 자세하게, 유기물 증착 시 상기 증착용 마스크는 증착 장치에 거치될 수 있다. 이때 상기 증착용 마스크의 휨 현상에 의해 기판과의 밀착성이 저하될 수 있다. 이에 따라 기판 상에 유기물이 균일하게 증착되지 않을 수 있고 인접한 유기물이 서로 혼색되어 증착 불량이 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해 상기 금속판의 모재인 베이스 금속판의 잔류 응력을 사전에 측정할 수 있다. 자세하게, 상기 베이스 금속판으로 샘플 금속판을 제작하여 잔류 응력을 측정할 수 있고 상기 베이스 금속판의 잔류 응력 특성을 파악할 수 있다.
종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 샘플 금속판의 일면 중 양 끝단 일부 영역을 제외한 영역을 하프 에칭하여 샘플 금속판을 제작하였다. 이어서, 상기 샘플 금속판을 평평한 수평대 상에 거치하여 상기 샘플 금속판의 휨 정도를 측정하여 잔류 응력을 측정하였다.
그러나, 고해상도 패턴을 구현하기 위한 금속판은 그 두께가 매우 얇기 때문에 상기 수평대 상에 세우기가 어렵다. 자세하게, 상기 금속판의 두께가 얇은 경우, 제조되는 샘플 금속판 역시 얇은 두께를 가지게 되며 이로 인해 상기 샘플 금속판의 측면이 상기 수평대의 상면과 마주하게 세우기가 매우 어렵다. 이에 따라, 두께가 얇은 금속판의 잔류 응력은 측정하기 매우 어려운 문제점이 있으며, 상기 금속판으로 제조된 증착용 마스크는 내부 응력에 의해 형성되는 관통홀의 균일도 특성 및 기판과의 밀착성이 저하될 수 있고, 증착 효율 감소 및 증착 불량 등의 문제가 발생할 수 있다.
실시예는 내부 응력에 의해 발생되는 휨 현상을 최소화할 수 있는 금속판 및 증착용 마스크를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 400PPI 이상의 고해상도 증착용 마스크 제조 시 사용되는 금속판의 잔류 응력을 효과적으로 측정할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. 자세하게, 실시예는 금속판의 두께와 무관하게 잔류 응력을 측정할 수 있는 측정방법을 제공하고자 한다.
또한, 내부 응력을 최소화하여 금속판 상에 형성되는 관통홀의 위치 및 형태 등의 균일도를 향상시켜 고해상도를 구현할 수 있고 증착 효율을 향상시킬 수 있는 증착용 마스크를 제공하고자 한다.
실시예는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크의 제조에 사용되는 금속판의 잔류 응력 측정방법에 대한 것으로, 상기 금속판은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 포함하며, 상기 잔류 응력 측정방법은 상기 금속판에서 샘플 금속판을 추출하는 단계 및 상기 샘플 금속판의 잔류 응력을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 제 2 잔류 응력률은 0.06 이하이고, 상기 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 잔류 응력률보다 작으며, 상기 제 1 잔류 응력률은, 상기 제 1 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이고, 상기 제 2 잔류 응력률은, 상기 제 2 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률이며, 상기 잔류 응력률은, 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판 각각의 가로 방향의 일 끝단에서부터 50mm 이후의 150mm*30mm(가로*세로)의 영역의 두께가 상기 금속판 두께의 30% 내지 70%가 되도록 에칭하고, 에칭한 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 거치했을 때 하기 [수학식]을 충족한다.
또한, 실시예는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크의 제조에 사용되는 금속판에 대한 것으로, 상기 금속판의 두께는 30㎛이하 이고, 상기 금속판은 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 가지고, 상기 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 제 2 잔류 응력률은 0.06 이하이고, 상기 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 잔류 응력률보다 작으며, 상기 제 1 잔류 응력률은, 상기 제 1 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이고, 상기 제 2 잔류 응력률은, 상기 제 2 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률이며, 상기 잔류 응력률은, 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판 각각의 가로 방향의 일 끝단에서부터 50mm 이후의 150mm*30mm(가로*세로)의 영역의 두께가 상기 금속판 두께의 30% 내지 70%가 되도록 에칭하고, 에칭한 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 거치했을 때 하기 [수학식]을 충족한다.
[수학식] 잔류 응력률 = H / L
(H: 상기 샘플 금속판의 에칭 영역이 상기 수평대의 상면으로부터 휘어져 올라가는 최대 높이, L: 상기 샘플 금속판 중 에칭 영역이 형성되는 가로 방향의 길이)
실시예에 따른 금속판은 0.06 이하의 잔류 응력률을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 금속판의 압연 방향의 잔류 응력률 및 압연 수직 방향의 잔류 응력률은 0.06 이하일 수 있다. 이에 따라, 내부 응력에 의해 상기 금속판에 휨 현상(wave deformation)이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 400 PPI 이상의 고해상도 증착용 마스크를 제조할 경우, 금속판은 30㎛ 이하의 두께가 요구된다. 그러나, 실시예는 상기 금속판의 두께와 무관하게 잔류 응력률을 측정할 수 있다. 즉, 고해상도 제조를 위한 금속판의 잔류 응력률을 효과적으로 측정할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 증착용 마스크는 잔류 응력률이 낮아 휨 현상이 최소화된 금속판으로 제조하기 때문에, 형성되는 관통홀의 위치 및 형태 등의 균일도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 400 PPI 이상의 고해상도 패턴을 정밀하게 구현할 수 있고, 유기물 증착 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 증착용 마스크의 원재인 금속판이 권취된 것을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 잔류 응력 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 금속판으로부터 제작되는 샘플 금속판을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 잔류 응력 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 증착용 마스크를 사용하여 기판 상에 유기 물질을 증착하는 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 8은 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도를 도시한 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 증착용 마스크의 유효부의 평면도를 도시한 도면이다.
도 10은 실시예에 따른 증착용 마스크의 유효부를 평면에서 바라본 현미경 이미지이다.
도 11은 실시예에 따른 증착용 마스크의 다른 평면도를 도시한 도면이다.
도 12는 도 8 또는 도 9의 A-A'의 단면도 및 B-B'의 단면도를 겹쳐서 도시한 도면이다.
도 13은 도 8 또는 도 9의 B-B' 방향에서의 단면도를 도시한 도면이다.
도 14는 실시예에 따른 증착용 마스크의 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 실시예에 따른 증착용 마스크를 통해 형성되는 증착 패턴을 도시한 도면들이다.
도 2는 종래의 잔류 응력 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 금속판으로부터 제작되는 샘플 금속판을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 잔류 응력 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 증착용 마스크를 사용하여 기판 상에 유기 물질을 증착하는 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 8은 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도를 도시한 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 증착용 마스크의 유효부의 평면도를 도시한 도면이다.
도 10은 실시예에 따른 증착용 마스크의 유효부를 평면에서 바라본 현미경 이미지이다.
도 11은 실시예에 따른 증착용 마스크의 다른 평면도를 도시한 도면이다.
도 12는 도 8 또는 도 9의 A-A'의 단면도 및 B-B'의 단면도를 겹쳐서 도시한 도면이다.
도 13은 도 8 또는 도 9의 B-B' 방향에서의 단면도를 도시한 도면이다.
도 14는 실시예에 따른 증착용 마스크의 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 15 및 도 16은 실시예에 따른 증착용 마스크를 통해 형성되는 증착 패턴을 도시한 도면들이다.
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.
또한, 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 도면들을 참조하여 실시예에 따른 금속판, 상기 금속판의 잔류 응력 측정방법 및 상기 금속판을 이용한 증착용 마스크를 설명한다.
도 1은 증착용 마스크의 원재인 금속판이 권취된 것을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 금속판(10)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속판(10)은 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 금속판(10)은 철(Fe), 니켈(Ni), 산소(O) 및 크롬(Cr)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속판(10)은 소량의 탄소(C), 규소(Si), 황(S), 인(P), 망간(Mn), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 구리(Cu), 은(Ag), 바나듐(V), 나이오븀(Nb), 인듐(In), 안티몬(Sb) 중 적어도 하나 이상의 원소를 더 포함할 수 있다. 상기 인바(Invar)는 철 및 니켈을 포함하는 합금으로 열팽창계수가 0에 가까운 저열팽창 합금이다. 즉, 상기 인바는 열팽창 계수가 매우 작기 때문에 마스크 등과 같은 정밀 부품, 정밀 기기에 이용되고 있다. 따라서, 상기 금속판(10)을 이용하여 제조되는 증착용 마스크는 향상된 신뢰성을 가질 수 있어 변형을 방지할 수 있고, 수명 또한 증가시킬 수 있다.
상기 금속판(10)은 상기 철을 약 60 중량% 내지 약 65 중량%만큼 포함할 수 있고, 상기 니켈을 약 35 중량% 내지 약 40 중량%만큼 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)에는 상기 철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함할 수 있고, 상기 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속판(10)은 탄소(C), 규소(Si), 황(S), 인(P), 망간(Mn), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 구리(Cu), 은(Ag), 바나듐(V), 나이오븀(Nb), 인듐(In), 안티몬(Sb) 중 적어도 하나 이상의 원소를 약 1 중량% 이하만큼 더 포함할 수 있다. 상기 금속판(10)의 성분, 함량, 중량%는, 상기 금속판(10)의 평면 상에서 특정 영역(a*b)을 선택하여, 상기 금속판(10)의 두께(t)에 해당하는 시편(a*b*t)을 샘플링하여 강산 등에 녹여 각 성분의 중량%를 조사하는 방법을 사용하여 확인할 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고 금속판의 조성을 확인할 수 있는 다양한 방법으로 조성의 중량%를 확인할 수 있다.
상기 금속판(10)은 냉간 압연 방식으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속판(10)은 용해, 단조, 열간 압연, 노멀라이징, 1차 냉간압연, 1차 어닐링, 2차 냉간압연 및 2차 어닐링 공정을 통해 제조할 수 있고 상기 공정들을 통해 약 30㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 또는, 상기 공정 이후에 추가 두께 감소 공정을 통해 상기 금속판(10)은 약 30㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 금속판(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 권취될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속판(10)은 냉간 압연 방식으로 제조할 수 있고, 권취롤 등을 이용하여 제조된 금속판(10)을 권취할 수 있다. 자세하게 상기 증착용 마스크(100)의 제조 공정은 롤투롤(Roll to Roll) 공정으로 진행할 수 있고, 권취된 상기 금속판(10)을 이용하여 상기 금속판(10)을 연속적으로 공급할 수 있다.
상기 금속판(10)은 사각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속판(10)은 장축 및 단축을 포함하는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)은 압연 방향(Rolling direction, RD)인 제 1 방향을 가질 수 있고, 상기 압연 방향과 교차하는 압연 수직 방향(Transverse Direction; TD)인 제 2 방향을 가질 수 있다. 상기 제 1 방향은 상기 금속판의 장축 방향과 대응될 수 있고, 상기 제 2 방향은 상기 금속판의 단축 방향과 대응될 수 있다.
상기 금속판(10)은 압연 공정으로 제조됨에 따라 상기 금속판(10)에는 휨 현상이 발생할 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)은 상기 압연 공정 과정에서 내부 응력을 포함할 수 있고, 상기 내부 응력 즉 잔류 응력에 의해 상기 금속판(10)에는 휨 현상 등이 발생할 수 있다.
상기 금속판(10)을 이용하여 상기 증착용 마스크(100)를 제조하는 데 있어, 상술한 잔류 응력은 중요한 인자가 될 수 있다. 따라서, 상기 증착용 마스크(100)를 제조하기 이전에 상기 금속판(10)의 잔류 응력을 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 자세하게, 상기 잔류 응력에 의해 상기 금속판(10)에는 휨 현상 등의 불량이 발생할 수 있고, 상기 불량에 의해 제조되는 증착용 마스크(100) 역시 불량이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 금속판(10)의 잔류 응력을 사전에 측정하는 것이 바람직할 수 있다.
도 2는 비교예에 따른 금속판의 잔류 응력 측정방법을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 비교예에 대해 먼저 설명한다.
도 2를 참조하면, 금속판의 잔류 응력을 측정하기 위해 금속판으로부터 추출한 샘플 금속판(15)을 준비할 수 있다. 상기 샘플 금속판(15)은 장축 및 단축을 가질 수 있고, 상기 장축 방향의 양 끝단으로부터 일정 거리 이내의 영역을 제외한 영역을 에칭하여 샘플 금속판(15)을 제조할 수 있다. 상기 에칭은 상기 샘플 금속판(15) 일면을 하프 에칭하는 것으로, 상기 하프 에칭은 상기 샘플 금속판(15)의 일면 두께가 상기 샘플 금속판(15) 전체 두께의 약 30% 내지 70%가 될 때까지 진행할 수 있다.
이어서, 상기 샘플 금속판(15)을 수평대 상에 배치하여 잔류 응력을 측정할 수 있다. 이때, 상기 수평대 상에 배치되는 상기 샘플 금속판(15)은 도 1(b)에 도시된 바와 같이 측면이 상기 수평대의 상면과 마주보게 배치될 수 있다.
상기와 같이 수평대 상에 배치된 샘플 금속판(15)에는 내부 응력에 의해 휨 현상(wave deformation)이 발생할 수 있고, 휨 정도를 측정한 데이터를 바탕으로 잔류 응력을 산출할 수 있다. 그러나, 상기 금속판의 두께가 얇은 경우 상술한 방법으로 잔류 응력을 정확하게 측정할 수 없다. 예를 들어, 400 PPI 이상의 고해상도 패턴을 구현하는 증착용 마스크는 약 30㎛ 이하의 두께를 가지는 금속판으로 제조하며, 상기 금속판이 상기와 같은 두께를 가질 측면이 수평대와 평행하게 배치할 수 없다. 즉, 상기 금속판의 두께가 얇을 경우, 그 두께에 의해 상기 수평대 상에 금속판을 세우기가 매우 어렵고 이에 따라 잔류 응력을 측정하는 것이 불가능할 수 있다.
그러나, 실시예는 금속판(10)의 두께에 무관하게 잔류 응력을 측정할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 금속판으로부터 제작되는 샘플 금속판을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 실시예에 따른 잔류 응력 측정방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 실시예에 따른 금속판의 잔류 응력 특성 및 측정방법을 설명한다. 도 3을 참조하면, 상기 금속판(10)은 400 PPI 이상의 고해상도 구현을 위한 증착용 마스크(100) 제조를 위한 금속판으로 약 30㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 금속판(10)은 모재인 베이스 금속판을 압연하는 단계로 형성할 수 있다. 상기 베이스 금속판은 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 베이스 금속판은 상기 철을 약 60 중량% 내지 약 65 중량%만큼 포함할 수 있고, 상기 니켈을 약 35 중량% 내지 약 40 중량%만큼 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 베이스 금속판은 상기 철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함할 수 있고, 상기 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함할 수 있다. 또한, 상기 베이스 금속판은 탄소(C), 규소(Si), 황(S), 인(P), 망간(Mn), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 구리(Cu), 은(Ag), 바나듐(V), 나이오븀(Nb), 인듐(In), 안티몬(Sb) 중 적어도 하나 이상의 원소를 약 1 중량% 이하만큼 더 포함할 수 있다. 즉, 베이스 금속판 및 상기 금속판(10)은 동일한 물질을 포함할 수 있다.
이어서, 상기 금속판(10)을 이용하여 샘플 금속판(15)을 형성하는 단계를 진행할 수 있다. 상기 샘플 금속판(15)을 이용하여 금속판(10)의 잔류 응력을 측정할 수 있다. 상기 샘플 금속판(15)은 상기 금속판(10)의 임의의 지점에서 채취한 샘플일 수 있다. 이때, 상기 샘플 금속판(15)은 상기 금속판(10)의 임의의 지점에서 채취한 적어도 하나의 샘플일 수 있고, 상기 적어도 하나의 샘플을 이용하여 잔류 응력을 측정할 수 있다.
상기 샘플 금속판(15)을 형성하는 단계는, 상기 금속판(10)에서 샘플 금속판(15)을 추출하는 단계 및 상기 샘플 금속판(15)을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 샘플 금속판(15)을 추출하는 단계는, 상기 금속판(10)의 임의의 지점에서 가로가 세로보다 큰 스트립 형태의 샘플 금속판을 추출하는 단계로, 제 1 방향으로 가로를 가지도록 추출한 제 1 샘플 금속판 및 제 2 방향으로 가로를 가지도록 추출한 제 2 샘플 금속판을 추출하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 상기 샘플 금속판(15)은 상기 금속판(10)의 압연 방향(RD)인 제 1 방향으로 추출한 제 1 샘플 금속판 및 상기 금속판(10)의 압연 수직 방향(TD)인 제 2 방향으로 추출한 제 2 샘플 금속판을 포함할 수 있다.
상기 샘플 금속판(15)은 약 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 샘플일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 방향의 길이는 약 200mm이고 제 2 방향의 길이는 30mm일 수 있다. 즉, 상기 제 1 샘플 금속판의 장축은 상기 압연 방향(RD)으로 연장될 수 있다. 또한, 상기 제 2 샘플 금속판의 제 1 방향의 길이는 약 30mm이고 제 2 방향의 길이는 약 200mm일 수 있다. 즉, 상기 제 2 샘플 금속판의 장축은 상기 압연 수직 방향(TD)으로 연장될 수 있다.
이어서, 상기 샘플 금속판(15)을 에칭하는 단계를 진행할 수 있다. 자세하게, 상기 샘플 금속판(15)을 에칭하는 단계는 상기 샘플 금속판(15)의 일면을 하프 에칭하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 상기 에칭하는 단계는 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판 각각의 일면을 하프 에칭하는 단계일 수 있다.
상기 샘플 금속판(15)을 에칭하는 단계는, 상기 샘플 금속판(15)의 가로 방향인 장축의 일 끝단에서부터 약 50mm까지의 영역은 남겨두고, 약 50mm 이후의 약 150mm*30mm(가로*세로)의 영역을 하프 에칭하는 단계일 수 있다. 또한, 상기 샘플 금속판(15)을 에칭하는 단계는, 상기 150mm*30mm 영역의 두께가 상기 금속판(10) 두께의 약 30% 내지 약 70%가 되도록 하프 에칭하는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 샘플 금속판의 잔류 응력을 측정하는 단계를 진행할 수 있다. 자세하게, 상기 잔류 응력을 측정하는 단계는 하프 에칭을 진행한 제 1 샘플 금속판 및 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력을 각각 측정하는 단계일 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 샘플 금속판(15)의 잔류 응력을 측정하는 단계는 상기 샘플 금속판(15)을 수평대 상에 거치하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 거치하는 단계는 하프 에칭을 거친 제 1 샘플 금속판 및 제 2 샘플 금속판 중 적어도 하나의 샘플 금속판(15)을 수평대 상에 배치하는 단계일 수 있다.
상기 샘플 금속판(15)은 일면 및 타면을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 샘플 금속판(15)은 하프 에칭이 진행된 일면 및 하프 에칭이 진행되지 않은 타면을 포함할 수 있다. 상기 샘플 금속판(15)을 거치하는 단계는 상기 샘플 금속판(15)의 타면이 상기 수평대의 상면과 마주보게 배치하는 단계일 수 있다.
이어서, 제 1 잔류 응력률 및 제 2 잔류 응력률을 측정할 수 있다. 상기 제 1 잔류 응력률은 상기 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이며, 상기 제 2 잔류 응력률은 상기 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률 일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 잔류 응력률은 상기 제 1 방향이 가로 방향인 약 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률일 수 있고, 상기 제 2 잔류 응력률은 상기 제 2 방향이 가로 방향인 약 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률일 수 있다. 상기 수평대 상에 거치된 상기 샘플 금속판(15)은 압연 공정에 의한 내부 응력으로 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 샘플 금속판(15)의 에칭 영역 중 적어도 하나의 일 끝단은 상기 수평대의 상면과 멀어지는 방향으로 휘어질 수 있다.
더 자세하게, 하프 에칭된 상기 샘플 금속판(15)의 일면 중 적어도 하나의 일 끝단은 상기 수평대의 상면과 이격되어 상기 샘플 금속판(15)의 중심 방향으로 휘어질 수 있다. 즉, 상기 샘플 금속판(15)의 일 끝단은 내부 응력에 위해 상기 수평대와 멀어지는 방향으로 휘어질 수 있고, 내부 응력의 크기에 따라 상기 일 끝단은 롤(Roll) 형태로 휘어질 수 있다.
즉, 상기 샘플 금속판(15)의 잔류 응력률은, 상기 샘플 금속판(15)의 하프 에칭된 영역이 상기 수평대의 상면으로부터 이격된 높이를 측정하여 산출할 수 있고, 하기 [수학식]을 만족할 수 있다.
[수학식]
잔류 응력률 = H / L
(H: 상기 샘플 금속판의 에칭 영역이 상기 수평대의 상면으로부터 휘어져 올라간 최대 높이, L: 상기 샘플 금속판 중 에칭 영역이 형성되는 가로 방향의 길이)
상술한 방법으로 샘플 금속판(15)의 잔류 응력률을 측정할 수 있다. 이때, 상기 잔류 응력률은 복수 개의 샘플 금속판(15)을 이용하여 구한 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률은 복수 개의 제 1 샘플 금속판을 상술한 방법으로 측정한 평균값으로부터 도출한 값일 수 있다. 또한, 상기 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률은 복수 개의 제 2 샘플 금속판을 상술한 방법으로 측정한 평균값으로부터 도출한 값일 수 있다. 즉, 상기 잔류 응력률은 평균 잔류 응력률일 수 있다.
상기 샘플 금속판(15)의 잔류 응력률은 약 0.06 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 샘플 금속판(15)의 잔류 응력률은 약 0.0333(5/150) 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 상기 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률은 약 0.06 이하일 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 상기 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률은 약 0.0333(5/150) 이하일 수 있다.
상기 샘플 금속판(15)의 잔류 응력률이 약 0.06을 초과하는 경우, 상기 금속판(10)에 휨 현상(wave deformation)이 발생할 수 있고, 상기 금속판을 이용하여 증착용 마스크(100)를 제조하는 과정에서 공정 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 금속판(10)으로 제조한 증착용 마스크(100)로 유기물을 증착할 경우 증착 불량이 발생할 수 있다. 자세하게, 상기 휨 현상에 의해 상기 증착용 마스크(100)에 형성되는 관통홀(TH)의 위치, 형상 등이 균일하지 못할 수 있어 증착 효율이 낮아질 수 있고 증착 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 금속판(10)의 잔류 응력률은 상술한 범위에 만족하는 것이 바람직하며, 상기 잔류 응력률은 0에 가까운 것이 보다 바람직하다. 즉, 상기 금속판(10)의 잔류 응력률이 상술한 범위를 벗어날 경우 증착용 마스크(100)를 제조하기 위한 금속판으로 부적합할 수 있다.
상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 압연 방향(RD)으로 연장되는 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률은 압연 수직 방향(TD)으로 연장되는 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률보다 작을 수 있다.
이 경우, 상기 제 1 샘플 금속판은 상기 제 2 방향으로 휘어질 수 있고, 상기 제 2 샘플 금속판은 상기 제 2 방향으로 휘어지는 경향이 있을 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 샘플 금속판에서 장축 방향으로 연장되는 두 모서리는 내부 응력에 의해 상기 제 1 샘플 금속판의 중심부 방향으로 휘어져 말리는 경향이 있을 수 있다. 또한, 상기 제 2 샘플 금속판에서 단축 방향으로 연장되는 두 모서리 중 에칭 영역에 위치한 한 모서리는 내부 응력에 의해 상기 제 2 샘플 금속판의 중심부 방향으로 휘어져 말리는 경향이 있을 수 있다.
상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 상기 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률 차이는 약 0.0333(5/150)일 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 상기 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률의 차이는 약 0.02(3/150)일 수 있다. 상기 잔류 응력률의 차이가 약 0.0333(5/150)을 초과하는 경우, 상기 금속판(10)의 압연 방향(RD)인 제 1 방향 또는 압연 수직 방향(TD)인 제 2 방향으로 휨 현상이 집중적으로 발생할 수 있고, 상기 금속판(10)으로 증착용 마스크(100)를 제조할 경우 공정 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률 및 제 2 잔류 응력률의 차이는 상술한 범위 이내인 것이 바람직할 수 있고, 상기 잔류 응력률의 차이가 0에 가까우며 그 차이가 작은 것이 보다 바람직할 수 있다.
그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고 상술한 잔류 응력률 범위 이내에서 상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률보다 클 수 있다. 또한, 상술한 잔류 응력률의 차이 범위 이내에서 상기 제 1 샘플 금속판의 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 샘플 금속판의 제 2 잔류 응력률보다 클 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 샘플 금속판은 상기 제 1 방향으로 휘어질 수 있고, 상기 제 2 샘플 금속판은 상기 제 1 방향으로 휘어지는 경향이 있을 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 샘플 금속판에서 단축 방향으로 연장되는 두 모서리 중 에칭 영역에 위치한 한 모서리는 상기 제 1 샘플 금속판의 중심부 방향으로 휘어져 말리는 경향이 있을 수 있다. 또한, 상기 제 2 샘플 금속판에서 장축 방향으로 연장되는 두 모서리는 상기 제 2 샘플 금속판의 중심부 방향으로 휘어져 말리는 경향이 있을 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)는 상기 금속판(10)을 롤투롤(Roll to Roll) 방식으로 공급하여 제조할 수 있다. 이때, 상기 금속판(10)은 상기 금속판(10)의 장축 방향으로 공급되며 상기 롤투롤 방식에 의해 상기 금속판의 장축 방향으로 일정량의 인장력이 가해지며 공급될 수 있다. 즉, 상기 금속판(10)의 압연 방향(RD)으로 인장력이 가해지며 공급될 수 있다.
또한, 상기 금속판(10) 상에 관통홀 등의 형성하는 증착용 마스크(100) 제조 공정에서, 상기 금속판(10)에는 상기 금속판(10)의 장축 방향으로 별도의 인장력이 더 가해질 수 있다. 즉, 상기 금속판(10)의 압연 방향(RD)으로 별도의 인장력이 더 가해질 수 있다.
이에 따라, 상기 금속판(10)은 압연 방향(RD)으로 인장될 수 있다. 따라서, 상기 금속판(10)의 압연 방향(RD)의 잔류 응력률은 상기 압연 수직 방향(TD)의 잔류 응력률보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)의 제 1 잔류 응력률은 상기 제 2 잔류 응력률보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 즉, 상기 금속판(10)에서 압연 방향(RD)인 제 1 방향으로 추출한 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률은 상기 압연 수직 방향(TD)인 제 2 방향으로 추출한 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률보다 작은 것이 바람직할 수 있다.
일례로, 상기 금속판(10)의 제 1 잔류 응력률이 상기 제 2 잔류 응력률보다 클 경우, 상기 금속판(10)의 제 1 방향으로 휨 현상이 많이 발생하여 변형이 많을 수 있다. 따라서, 롤투롤 방식으로 금속판(10)을 공급할 경우 상기 변형에 의해 공급되는 금속판(10)의 길이가 불균일 할 수 있다. 또한, 상기 금속판(10) 상에 관통홀 등을 형성하는 공정에서 상기 휨 현상에 의한 변형으로 형성되는 관통홀의 위치 및 형상 등의 균일도가 저하될 수 있다.
따라서, 금속판(10)의 제 1 잔류 응력률이 금속판(10)의 제 2 잔류 응력률보다 낮은 것이, 상기 제 1 잔류 응력률이 상기 금속판(10)의 제 2 잔류 응력률보다 높은 것보다 바람직할 수 있다. 이에 따라 증착용 마스크(100) 제조 공정에서 상기 금속판(10)을 압연 방향(RD)으로 인장하여도 균일하고 정밀한 패턴을 형성할 수 있다.
이하 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함하고, 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함하는 약 25㎛ 두께의 금속판으로부터 샘플 금속판을 추출하였다.
상기 샘플 금속판은 200mm*30mm(가로*세로)의 크기를 가지며, 상기 금속판의 압연 방향(RD)으로 제 1 샘플 금속판을 추출하였고, 상기 압연 수직 방향(TD)으로 제 2 샘플 금속판을 추출하였다.
상기 제 1 샘플 금속판의 가로 방향의 길이는 200mm이며, 상기 제 1 샘플 금속판의 가로 방향은 압연 방향(RD)일 수 있다. 또한, 상기 제 2 샘플 금속판의 가로 방향의 길이 200mm이며, 상기 제 2 샘플 금속판의 가로 방향은 압연 수직 방향(TD)일 수 있다.
이어서, 상기 샘플 금속판의 가로 방향의 일 끝단에서부터 50mm까지의 영역은 남겨두고, 50mm 이후의 영역인 150mm*30mm(가로*세로)영역을 하프 에칭하였다. 상기 하프 에칭은 상기 에칭 영역의 두께가 에칭이 진행되지 않은 영역의 두께의 약 30% 내지 약 70%가 될 때까지 진행하였다.
상기 하프 에칭 과정을 마친 샘플 금속판을 수평대 상에 배치하였다. 이때, 상기 샘플 금속판의 하프 에칭된 일면과 반대되는 타면이 상기 수평대의 상면과 마주하게 배치하였다.
상술한 방법으로 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판을 각각 3개씩 제조하였으며, 상기 수평대 상에 배치된 각각의 샘플 금속판의 끝단이 상기 수평대로부터 이격된 최대 높이를 측정하여 방향별 평균값을 도출하였으며, 상기 평균값을 바탕으로 잔류 응력률을 산출하였다.
실시예 2
철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함하고, 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함하는 약 25㎛ 두께의 금속판으로부터 샘플 금속판을 추출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 압연 방향(RD) 및 압연 수직 방향(TD) 방향 별로 3개씩의 샘플 금속판을 제조하였다.
이어서, 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 배치하고, 배치된 각각의 샘플 금속판의 끝단이 상기 수평대로부터 이격된 최대 높이를 측정하여 방향별 평균값을 도출하였으며, 상기 평균값을 바탕으로 잔류 응력률을 산출하였다.
실시예 3
철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함하고, 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함하는 약 30㎛ 두께의 금속판으로부터 샘플 금속판을 추출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 압연 방향(RD) 및 압연 수직 방향(TD) 방향 별로 3개씩의 샘플 금속판을 제조하였다.
이어서, 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 배치하고, 배치된 각각의 샘플 금속판의 끝단이 상기 수평대로부터 이격된 최대 높이를 측정하여 방향별 평균값을 도출하였으며, 상기 평균값을 바탕으로 잔류 응력률을 산출하였다.
실시예 4
철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함하고, 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함하는 약 20㎛ 두께의 금속판으로부터 샘플 금속판을 추출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 압연 방향(RD) 및 압연 수직 방향(TD) 방향 별로 3개씩의 샘플 금속판을 제조하였다.
이어서, 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 배치하고, 배치된 각각의 샘플 금속판의 끝단이 상기 수평대로부터 이격된 최대 높이를 측정하여 방향별 평균값을 도출하였으며, 상기 평균값을 바탕으로 잔류 응력률을 산출하였다.
비교예 1
철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함하고, 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함하는 약 30㎛ 두께의 금속판으로부터 샘플 금속판을 추출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 압연 방향(RD) 및 압연 수직 방향(TD) 방향 별로 3개씩의 샘플 금속판을 제조하였다.
이어서, 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 배치하고, 배치된 각각의 샘플 금속판의 끝단이 상기 수평대로부터 이격된 최대 높이를 측정하여 방향별 평균값을 도출하였으며, 상기 평균값을 바탕으로 잔류 응력률을 산출하였다.
비교예 2
철을 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함하고, 니켈을 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함하는 약 25㎛ 두께의 금속판으로부터 샘플 금속판을 추출하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 압연 방향(RD) 및 압연 수직 방향(TD) 방향 별로 3개씩의 샘플 금속판을 제조하였다.
이어서, 상기 샘플 금속판을 수평대 상에 배치하고, 배치된 각각의 샘플 금속판의 끝단이 상기 수평대로부터 이격된 최대 높이를 측정하여 방향별 평균값을 도출하였으며, 상기 평균값을 바탕으로 잔류 응력률을 산출하였다.
| 에칭 영역 150mm*30mm(가로*세로) |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | 비교예 2 | |
| 최대 이격 높이(mm) | |||||||
| 제1 샘플 금속판 (RD) | 샘플 1 | 1 | 8 | 2 | 3 | 6 | 12 |
| 샘플 2 | 1 | 5 | 4 | 4 | 5 | 17 | |
| 샘플 3 | 2 | 2 | 3 | 6 | 7 | 18 | |
| 평균값 | 1 | 5 | 3 | 4 | 6 | 16 | |
| 잔류 응력률 | 0.0066 | 0.0333 | 0.02 | 0.0266 | 0.04 | 0.1066 | |
| 제 2 샘플 금속판 (TD) | 샘플 1 | 4 | 4 | 5 | 14 | 9 | Roll |
| 샘플 2 | 4 | 8 | 4 | 6 | 13 | Roll | |
| 샘플 3 | 2 | 7 | - | 7 | 7 | Roll | |
| 평균값 | 3 | 6 | 5 | 9 | 10 | X | |
| 잔류 응력률 | 0.02 | 0.04 | 0.0333 | 0.06 | 0.0666 | 측정 불가 | |
상기 표 1을 참조하면, 두께가 얇은 금속판의 잔류 응력률을 측정할 수 있는 것을 알 수 있다. 자세하게, 약 30㎛ 이하의 두께를 가지는 금속판의 잔류 응력률을 측정할 수 있고, 약 20㎛ 두께를 가지는 금속판의 잔류 응력률을 측정할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 표 1을 참조하면, 실시예들 및 비교예들에 따른 샘플 금속판의 잔류 응력률은 압연 방향(RD)으로 연장되는 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이 압연 수직 방향(TD)으로 연장되는 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률보다 작은 것을 알 수 있다. 또한, 실시예들에 따른 샘플 금속판의 잔류 응력률은 0.06 이하인 것을 알 수 있다. 자세하게, 실시예들에 따른 제 1 샘플 금속판 및 제 2 샘플 금속판 각각의 잔류 응력률은 0.06 이하인 것을 알 수 있다. 즉, 실시예에 따른 금속판은 잔류 응력률이 낮기 때문에 휨 현상을 최소화할 수 있고, 상기 금속판을 이용하여 증착용 마스크를 제조할 경우, 상기 금속판 상에 관통홀의 위치 및 형상 등을 정밀하게 형성할 수 있다.
반면, 비교예 1의 경우, 압연 방향(RD)으로 연장되는 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률은 0.06 이하이지만, 압연 수직 방향(TD)으로 연장되는 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률은 0.06을 초과한다. 따라서, 비교예 1의 샘플 금속판은 상기 압연 수직 방향(TD)으로 휘어지는 경향이 있다. 또한, 비교예 2의 경우, 압연 방향(RD)으로 연장되는 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률은 0.06을 초과하고, 압연 수직 방향(TD)으로 연장되는 제 2 샘플 금속판은 상기 압연 수직 방향(TD)으로 휘어져 말려 측정이 불가하였다. 즉, 비교예들에 따른 금속판은 압연 방향(RD) 및 압연 수직 방향(TD)의 잔류 응력률 모두 크다. 특히, 상기 압연 수직 방향(TD)의 잔류 응력률이 매우 크기 때문에 비교예들의 금속판은 상기 압연 수직 방향(TD)으로 휘어지는 경향이 있다. 이에 따라, 비교예의 금속판을 이용하여 증착용 마스크를 제조할 경우 상기 금속판 상에 형성되는 관통홀의 위치 및 형상 등이 균일하지 못할 수 있다.
실시예는 압연 공정으로 얇게 제조한 금속판(10)의 잔류 응력을 효과적으로 측정할 수 있다. 자세하게, 약 30㎛ 이하의 두께의 금속판(10)의 잔류 응력을 측정할 수 있다. 더 자세하게, 금속판(10)의 두께에 영향을 받지 않고 잔류 응력을 측정할 수 있다.
또한, 상술한 방법으로 측정한 상기 금속판(10)은 약 0.06 이하의 잔류 응력률을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 금속판의 압연 방향(RD) 잔류 응력률 및 압연 수직 방향(TD) 잔류 응력률은 약 0.06 이하일 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 금속판(10)을 이용하여 보다 정밀한 패턴을 가지는 증착용 마스크(100)를 제조할 수 있다.
이하 도면들을 참조하여 실시예에 따른 금속판으로 제조한 증착용 마스크를 설명한다.
도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 증착용 마스크(100)를 사용하여 기판(300) 상에 유기 물질을 증착하는 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 5는 실시예에 따른 증착용 마스크(100)가 포함된 유기물 증착 장치를 나타낸 도면이고, 도 6는 실시예에 따른 증착용 마스크(100)가 마스크 프레임(200) 상에 거치되기 위해 인장되는 것을 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 상기 증착용 마스크(100)의 복수 개의 관통홀을 통해 상기 기판(300) 상에 복수 개의 증착 패턴이 형성되는 것을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 유기물 증착 장치는 증착용 마스크(100), 마스크 프레임(200), 기판(300), 유기물 증착 용기(400) 및 진공 챔버(500)를 포함할 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)는 증착을 위한 유효부에 복수 개의 관통홀(TH)을 포함할 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)는 복수 개의 관통홀(TH)들을 포함하는 증착용 마스크용 기판일 수 있다. 이때, 상기 관통홀은 기판 상에 형성될 패턴과 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)는 증착 영역을 포함하는 유효부 이외의 비유효부를 포함할 수 있다.
상기 마스크 프레임(200)은 개구부를 포함할 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)의 복수 개의 관통홀은 상기 개구부와 대응되는 영역 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 유기물 증착 용기(400)로 공급되는 유기 물질이 상기 기판(300) 상에 증착될 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)는 상기 마스크 프레임(200) 상에 배치되어 고정될 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 일정한 인장력으로 인장되고, 상기 마스크 프레임(200) 상에 용접에 의하여 고정될 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)는 상기 증착용 마스크(100)의 최외곽에 배치된 가장자리에서, 서로 반대되는 방향으로 인장될 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)는 상기 증착용 마스크(100)의 길이 방향에서, 상기 증착용 마스크(100)의 일단 및 상기 일단과 반대되는 타단이 서로 반대되는 방향으로 잡아당겨질 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)의 일단과 상기 타단은 서로 마주보며 평행하게 배치될 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)의 일단은 상기 증착용 마스크(100)의 최외곽에 배치된 4개의 측면을 이루는 단부 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 약 0.1 kgf 내지 약 2 kgf의 인장력으로 인장될 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크는 0.4 kgf 내지 약 1.5 kgf의 인장력으로 인장되어 상기 마스크 프레임(200) 상에 고정될 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)의 응력은 감소될 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 증착용 마스크(100)의 응력을 감소시킬 수 있는 다양한 인장력으로 인장되어 상기 마스크 프레임(200) 상에 고정될 수 있다.
이어서, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 증착용 마스크(100)의 비유효부를 용접함에 따라, 상기 마스크 프레임(200)에 상기 증착용 마스크(100)를 고정할 수 있다. 그 다음으로, 상기 마스크 프레임(200)의 외부에 배치되는 상기 증착용 마스크(100)의 일부분은 절단 등의 방법으로 제거될 수 있다.
상기 기판(300)은 표시 장치의 제조에 사용되는 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(300)은 OLED 화소 패턴용 유기물 증착을 위한 기판(300)일 수 있다. 상기 기판(300) 상에는 빛의 3원색인 화소를 형성하기 위하여 적색(Red), 녹색(Greed) 및 청색(Blue)의 유기물 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 상기 기판(300) 상에는 RGB 패턴이 형성될 수 있다.
상기 유기물 증착 용기(400)는 도가니일 수 있다. 상기 도가니의 내부에는 유기 물질이 배치될 수 있다.
상기 진공 챔버(500) 내에서 상기 도가니에 열원 및/또는 전류가 공급됨에 따라, 상기 유기 물질은 상기 기판(100) 상에 증착될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 증착용 마스크(100)는 일면(101) 및 상기 일면과 반대되는 타면(102)을 포함할 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)의 상기 일면(101)은 소면공(V1)을 포함하고, 상기 타면은 대면공(V2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)의 일면(101) 및 타면(102) 각각은 복수 개의 소면공(V1)들 및 복수 개의 대면공(V2)들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 증착용 마스크(100)는 관통홀(TH)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(TH)은 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)의 경계가 연결되는 연통부에 의하여 연통될 수 있다.
또한, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 소면공(V1) 내의 제 1 에칭면(ES1)을 포함할 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)는 상기 대면공(V2) 내의 제 2 에칭면(ES2)을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(TH)은 상기 소면공(V1) 내의 제 1 에칭면(ES1) 및 상기 대면공(V2) 내의 제 2 에칭면(ES2)이 서로 연통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 소면공(V1) 내의 제 1 에칭면(ES1)은 하나의 대면공(V2) 내의 제 2 에칭면(ES2)과 연통하여 하나의 관통홀을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 관통홀(TH)의 수는 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)의 수와 대응될 수 있다.
상기 대면공(V2)의 폭은 상기 소면공(V1)의 폭보다 클 수 있다. 이때, 상기 소면공(V1)의 폭은 상기 증착용 마스크(100)의 일면(101)에서 측정되고, 상기 대면공(V2)의 폭은 상기 증착용 마스크(100)의 타면(102)에서 측정될 수 있다.
상기 소면공(V1)은 상기 기판(300)을 향하여 배치될 수 있다. 상기 소면공(V1)은 상기 기판(300)과 가까이 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 소면공(V1)은 증착 물질, 즉 증착 패턴(DP)과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 대면공(V2)은 상기 유기물 증착 용기(400)를 향하여 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 대면공(V2)은 상기 유기물 증착 용기(400)로부터 공급되는 유기물질을 넓은 폭에서 수용할 수 있고, 상기 대면공(V2)보다 폭이 작은 상기 소면공(V1)을 통해 상기 기판(300) 상에 미세한 패턴을 빠르게 형성할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 평면도를 도시한 도면이다. 도 8을 참조하여, 상기 증착용 마스크(100)를 보다 구체적으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 증착 영역(DA) 및 비증착 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
상기 증착 영역(DA)은 증착 패턴을 형성하기 위한 영역일 수 있다. 상기 증착 영역(DA)은 패턴 영역 및 비패턴 영역을 포함할 수 있다. 상기 패턴 영역은 소면공(V1), 대면공(V2), 관통홀(TH) 및 아일랜드부(IS)를 포함하는 영역일 수 있고, 상기 비패턴 영역은 소면공(V1), 대면공(V2), 관통홀(TH) 및 아일랜드부(IS)를 포함하지 않는 영역일 수 있다.
또한, 하나의 증착용 마스크(100)는 복수 개의 증착 영역(DA)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실시예의 상기 증착 영역(DA)은 복수 개의 증착 패턴을 형성할 수 있는 복수 개의 유효부(AA1, AA2, AA3)를 포함할 수 있다. 상기 패턴 영역은 상기 복수 개의 유효부((AA1, AA2, AA3))을 포함할 수 있다.
상기 복수의 유효부(AA1, AA2, AA3)는 제 1 유효부(AA1), 제 2 유효부(AA2) 및 제 3 유효부(AA3)를 포함할 수 있다. 여기서 하나의 증착 영역(DA)은 제 1 유효부(AA1), 제 2 유효부(AA2) 및 제 3 유효부(AA3) 중 어느 하나일 수 있다.
스마트 폰과 같은 소형 표시장치의 경우, 증착용 마스크(100)에 포함된 복수의 증착 영역 중 어느 하나의 유효부는 하나의 표시장치를 형성하기 위한 것일 수 있다. 이에 따라, 하나의 증착용 마스크(100)는 복수의 유효부를 포함할 수 있어, 여러 개의 표시장치를 동시에 형성할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 다르게, 텔레비전과 같은 대형 표시장치의 경우, 하나의 증착용 마스크(100)에 포함된 여러 개의 유효부가 하나의 표시장치를 형성하기 위한 일부일 수 있다. 이때, 상기 복수의 유효부는 마스크의 하중에 의한 변형을 방지하기 위한 것일 수 있다.
상기 증착 영역(DA)은 하나의 증착용 마스크(100)에 포함된 복수의 분리 영역(IA1, IA2)을 포함할 수 있다. 인접한 유효부 사이에는 분리 영역(IA1, IA2)이 배치될 수 있다. 상기 분리 영역(IA1, IA2)은 복수 개의 유효부 사이의 이격 영역일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 유효부(AA1) 및 상기 제 2 유효부(AA2)의 사이에는 제 1 분리 영역(IA1)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 유효부(AA2) 및 상기 제 3 유효부(AA3)의 사이에는 제 2 분리 영역(IA2)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 분리 영역(IA1, IA2)에 의해 인접한 유효 영역을 서로 구별할 수 있고, 하나의 증착용 마스크(100)가 복수의 유효 영역을 지지할 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)는 상기 증착 영역(DA)의 길이 방향의 양 측부에 비증착 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 상기 증착 영역(DA)의 수평 방향의 양 측에 상기 비증착 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)의 상기 비증착 영역(NDA)은 증착에 관여하지 않는 영역일 수 있다. 상기 비증착 영역(NDA)은 상기 증착용 마스크(100)를 마스크 프레임(200)에 고정하기 위한 프레임 고정영역(FA1, FA2)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 비증착 영역(NDA)은 하프에칭부(HF1, HF2) 및 오픈부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 증착 영역(DA)은 증착 패턴을 형성하기 위한 영역일 수 있고, 상기 비증착 영역(NDA)은 증착에 관여하지 않는 영역일 수 있다. 이때, 상기 증착용 마스크(100)의 상기 증착 영역(DA)에는 상기 금속판(10) 재질과 다른 표면 처리층을 형성할 수 있고, 상기 비증착 영역(NDA) 표면 처리층을 형성하지 않을 수 있다. 또는, 증착용 마스크(100)의 일면(101) 또는 타면(102) 중 어느 한 면에만 상기 금속판(10)의 재질과 다른 표면 처리층을 형성할 수 있다. 또는, 증착용 마스크(100)의 일면(101)의 일부분에만 상기 금속판(10)의 재질과 다른 표면 처리층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 증착용 마스크(100)의 일면(101) 및/또는 타면(102), 증착용 마스크(100)의 전체 및/또는 일부는 상기 금속판(10) 재질보다 식각 속도가 느린 표면처리층을 포함할 수 있어, 식각 팩터를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예의 증착용 마스크(100)는 미세한 크기의 관통홀을 높은 효율로 형성할 수 있다. 일례로, 실시예의 증착용 마스크(100)는 400PPI 이상의 해상도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 증착용 마스크(100)는 500PPI 이상의 높은 해상도를 가지는 증착 패턴을 높은 효율로 형성할 수 있다. 여기에서, 상기 표면 처리층은 상기 금속판(10)의 재질과 다른 원소를 포함하거나, 동일한 원소의 조성이 다른 금속 물질을 포함하는 것을 의미할 수 있다. 이와 관련하여서는 후술한 증착용 마스크의 제조 공정에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 비증착 영역(NDA)은 하프에칭부(HF1, HF2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)의 상기 비증착 영역(NDA)은 상기 증착 영역(DA)의 일측에 제 1 하프에칭부(HF1)를 포함할 수 있고, 상기 증착 영역(DA)의 상기 일측과 반대되는 타측에 제 2 하프에칭부(HF2)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 하프에칭부(HF1) 및 상기 제 2 하프에칭부(HF2)는 증착용 마스크(100)의 깊이 방향으로 홈이 형성되는 영역일 수 있다. 상기 제 1 하프에칭부(HF1) 및 상기 제 2 하프에칭부(HF2)는 증착용 마스크의 약 1/2 두께의 홈을 가질 수 있어, 증착용 마스크(100)의 인장시 응력을 분산시킬 수 있다. 또한, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 상기 증착용 마스크(100)의 중심을 기준으로 X축 방향으로 대칭 되거나 Y축방향으로 대칭 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이를 통해 양방향으로의 인장력을 균일하게 조절할 수 있다.
상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 반원 형상의 홈을 포함할 수 있다. 상기 홈은 상기 증착용 마스크(100)의 일면(101) 및 상기 일면(101)과 반대되는 타면(102) 중 적어도 하나의 면 상에 형성될 수 있다. 바람직하게, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 소면공(V1)과 대응되는 면 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 소면공(V1)과 동시에 형성될 수 있으므로 공정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 대면공(V2) 사이의 크기 차이에 의해 발생할 수 있는 응력을 분산시킬 수 있다. 그러나 실시예는 이에 제한되지 않고 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 사각형 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 하프에칭부(HF1) 및 상기 제 2 하프에칭부(HF2)는 직사각형 또는 정사각형 형상일 수 있다. 이에 따라 상기 증착용 마스크(100)는 효과적으로 응력을 분산시킬 수 있다.
또한, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 곡면 및 평면을 포함할 수 있다. 상기 제 1 하프에칭부(HF1)의 평면은 상기 제 1 유효부(AA1)와 인접하게 배치될 수 있고, 상기 평면은 증착용 마스크(100)의 길이 방향의 끝단과 수평하게 배치될 수 있다. 상기 제 1 하프에칭부(HF1)의 곡면은 증착용 마스크(100)의 길이 방향의 일단을 향해서 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 하프에칭부(HF1)의 곡면은 증착용 마스크(100)의 수직 방향 길이의 1/2 지점이 반원형상의 반지름과 대응되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 하프에칭부(HF2)의 평면은 상기 제 3 유효부(AA3)와 인접하게 배치될 수 있고, 상기 평면은 증착용 마스크(100)의 길이 방향의 끝단과 수평하게 배치될 수 있다. 상기 제 2 하프에칭부(HF2)의 곡면은 증착용 마스크(100)의 길이 방향의 타단을 향해서 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 하프에칭부(HF2)의 곡면은 증착용 마스크(100)의 수직 방향 길이의 1/2 지점이 반원형상의 반지름과 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 소면공(V1) 또는 대면공(V2)을 형성할 때 동시에 형성할 수 있다. 이를 통해 공정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 증착용 마스크(100)의 일면(101) 및 타면(102)에 형성되는 홈은 서로 어긋나게 형성할 수 있다. 이를 통해 하프에칭부(HF1, HF2)가 관통되지 않을 수 있다.
또한, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 4개의 하프에칭부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 짝수 개의 하프에칭부(HF1, HF2)를 포함할 수 있어 응력을 보다 효율적으로 분산할 수 있다.
또한, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 증착 영역(DA)의 비유효부(UA)에 더 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 증착용 마스크(100)의 인장시 응력을 분산시키기 위해서 비유효부(UA)의 전체 또는 일부에 분산되어 다수 개 배치될 수 있다.
또한, 상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 프레임 고정영역(FA1, FA2) 및/또는 프레임 고정영역(FA1, FA2)의 주변영역에도 형성될 수 있다. 이에 따라, 증착용 마스크(100)를 마스크 프레임(200)에 고정할 때, 및/또는 증착용 마스크(100)를 마스크 프레임(200)에 고정한 후에 증착물을 증착할 때에 발생하는 증착용 마스크(100)의 응력을 균일하게 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 증착용 마스크(100)가 균일한 관통홀을 가지도록 유지할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 복수 개의 하프에칭부를 포함할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 비증착 영역(NDA)에만 하프에칭부(HF1, HF2)를 포함하는 것으로 도시하였으나 이에 제한되지 않고 상기 증착 영역(DA) 및 상기 비증착 영역(NDA) 중 적어도 하나의 영역은 복수 개의 하프에칭부를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 증착용 마스크(100)의 응력을 균일하게 분산시킬 수 있다.
상기 비증착 영역(NDA)은 상기 증착용 마스크(100)를 상기 마스크 프레임(200)에 고정하기 위한 프레임 고정영역(FA1, FA2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증착 영역(DA)의 일측에 제 1 프레임 고정영역(FA1)을 포함할 수 있고, 상기 증착 영역(DA)의 상기 일측과 반대되는 타측에 제 2 프레임 고정영역(FA2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 프레임 고정영역(FA1) 및 상기 제 2 프레임 고정영역(FA2)은 용접에 의해서 마스크 프레임(200)과 고정되는 영역일 수 있다.
상기 프레임 고정영역(FA1, FA2)은 상기 비증착 영역(NDA)의 하프에칭부(HF1, HF2) 및 상기 하프에칭부(HF1, HF2)와 인접한 상기 증착 영역(DA)의 유효부의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 프레임 고정영역(FA1)은 상기 비증착 영역(NDA)의 제 1 하프에칭부(HF1) 및 상기 제 1 하프에칭부(HF1)와 인접한 상기 증착 영역(DA)의 제 1 유효부(AA1)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 프레임 고정영역(FA2)은 상기 비증착 영역(NDA)의 제 2 하프에칭부(HF2) 및 상기 제 2 하프에칭부(HF2)와 인접한 상기 증착 영역(DA)의 제 3 유효부(AA3)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 증착패턴부를 동시에 고정할 수 있다.
또한, 상기 증착용 마스크(100)는 수평 방향(X)의 양 끝단에 반원 형상의 오픈부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비증착 영역(NDA)은 오픈부를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 비증착 영역(NDA)은 수평 방향의 양 끝단에 각각 하나의 반원 형상의 오픈부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증착용 마스크(100)의 상기 비증착 영역(NDA)은 수평방향의 일측에는 수직 방향(Y)의 중심이 오픈된 오픈부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증착용 마스크(100)의 상기 비증착 영역(NDA)은 수평방향의 상기 일측과 반대되는 타측에는 수직 방향의 중심이 오픈된 오픈부를 포함할 수 있다. 즉, 증착용 마스크(100)의 양 끝단은 수직 방향 길이의 1/2 지점이 오픈부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 증착용 마스크(100)의 양 끝단은 말발굽과 같은 형태일 수 있다.
이때, 상기 오픈부의 곡면은 상기 하프에칭부(HF1, HF2)를 향할 수 있다. 이에 따라, 증착용 마스크(100)의 양 끝단에 위치한 오픈부는 상기 제 1 하프에칭부(HF1, HF2) 또는 제 2 하프에칭부(HF1, HF2)와 상기 증착용 마스크(100)의 수직 방향 길이의 1/2 지점에서 이격거리가 제일 짧을 수 있다.
또한, 상기 오픈부의 수직방향의 길이(h2)는, 상기 제 1 하프에칭부(HF1) 또는 상기 제 2 하프에칭부(HF2)의 수직방향의 길이(h1)와 대응될 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)를 인장하는 경우 응력이 고르게 분산될 수 있어 증착용 마스크의 변형(wave deformation)을 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 균일한 관통홀을 가질 수 있어, 패턴의 증착효율이 향상될 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 하프에칭부(HF1) 또는 상기 제 2 하프에칭부(HF2)의 수직방향의 길이(h1)는 상기 오픈부의 수직방향의 길이(h2)의 약 80% 내지 약 200%일 수 있다(h1:h2 = 0.8~2:1). 상기 제 1 하프에칭부(HF1) 또는 상기 제 2 하프에칭부(HF2)의 수직방향의 길이(h1)는 상기 오픈부의 수직방향의 길이(h2)의 약 90% 내지 약 150%일 수 있다(h1:h2 = 0.9~1.5:1). 상기 제 1 하프에칭부(HF1) 또는 상기 제 2 하프에칭부(HF2)의 수직방향의 길이(h1)는 상기 오픈부의 수직방향의 길이(h2)의 약 95% 내지 약 110%일 수 있다(h1:h2 = 0.95~1.1:1).
또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 하프에칭부는 증착 영역(DA)의 비유효부(UA)에 더 형성될 수 있다. 상기 하프에칭부는 증착용 마스크(100)의 인장시 응력을 분산시키기 위해서 비유효부(UA)의 전체 또는 일부에 분산되어 다수 개 배치될 수 있다.
또한, 하프에칭부(HF1, HF2)는 프레임 고정영역(FA1, FA2) 및/또는 프레임 고정영역(FA1, FA2)의 주변영역에도 형성될 수 있다. 이에 따라, 증착용 마스크(100)를 마스크 프레임(200)에 고정할 때, 및/또는 증착용 마스크(100)를 프레임에 고정한 후에 증착물을 증착할 때에 발생하는 증착용 마스크(100)의 응력을 균일하게 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 증착용 마스크(100)가 균일한 관통홀을 가지도록 유지할 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)는 길이 방향으로 이격된 복수 개의 유효부(AA1, AA2, AA3) 및 상기 유효부 이외의 비유효부(UA)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 증착 영역(DA)은 복수 개의 유효부(AA1, AA2, AA3) 및 상기 유효부(AA) 이외의 비유효부(UA)을 포함할 수 있다.
상기 유효부(AA1, AA2, AA3)는 상기 증착용 마스크(100)의 일면 상에 형성된 다수의 소면공(V1), 상기 일면과 반대되는 타면 상에 형성된 다수의 대면공(V2), 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)의 경계가 연결되는 연통부(CA)에 의해 형성되는 관통홀(TH)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유효부(AA1, AA2, AA3)는 복수 개의 상기 관통홀(TH)들 사이를 지지하는 아일랜드부(IS)를 포함할 수 있다.
상기 아일랜드부(IS)는 복수 개의 관통홀(TH) 중 인접한 관통홀(TH)들 사이에 위치할 수 있다. 즉, 상기 증착용 마스크(100)의 상기 유효부(AA1, AA2, AA3)에서 관통홀(TH) 이외의 영역은 아일랜드부(IS)일 수 있다.
상기 아일랜드부(IS)는 상기 증착 마스크의 유효부의 일면(101) 또는 타면(102)에서 식각되지 않은 부분을 의미할 수 있다. 자세하게, 상기 아일랜드부(IS)는 상기 증착용 마스크(100)의 유효부의 대면공(V2)이 형성된 타면(102)에서 관통홀(TH)과 관통홀(TH) 사이의 식각되지 않은 영역일 수 있다. 따라서 상기 아일랜드부(IS)는 상기 증착용 마스크(100)의 일면(101)과 평행하게 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 아일랜드부(IS)의 상부면은 상기 일면(101)과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 아일랜드부(IS)는 상기 증착용 마스크(100)의 타면(102)과 동일평면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 아일랜드부(IS)는 상기 증착용 마스크(100)의 타면(102)에서 비유효부의 적어도 일 부분과 두께가 동일할 수 있다. 자세하게, 상기 아일랜드부(IS)는 상기 증착용 마스크(100)의 타면(102)에서 비유효부 중 식각되지 않은 부분과 두께가 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)를 통해 서브 픽셀의 증착 균일성을 향상시킬 수 있다.
또는, 상기 아일랜드부(IS)는 상기 증착용 마스크(100)의 타면(102)과 평행한 평면에 배치될 수 있다. 여기에서, 평행한 평면이라는 것은 상기 아일랜드부(IS) 주위의 식각공정에 의해서 아일랜드부(IS)가 배치되는 증착용 마스크(100)의 타면과 비유효부 중 비식각된 증착용 마스크(100)의 타면의 높이 단차가 ± 1 ㎛ 이하인 것을 포함할 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)는 상기 유효부(AA1, AA2, AA3)의 외곽에 배치되는 비유효부(UA)를 포함할 수 있다. 상기 유효부(AA)는 복수 개의 관통홀들 중 유기물질을 증착하기 위한 최외곽에 위치한 관통홀들의 외곽을 연결하였을 때의 안쪽 영역일 수 있다. 상기 비유효부(UA)은 복수 개의 관통홀들 중 유기물질을 증착하기 위한 최외곽에 위치한 관통홀들의 외곽을 연결하였을 때의 바깥쪽 영역일 수 있다.
상기 비유효부(UA)은 상기 증착 영역(DA)의 유효부(AA1, AA2, AA3)를 제외한 영역 및 상기 비증착 영역(NDA)이다. 상기 비유효부(UA)은 유효부(AA1, AA2, AA3)의 외곽을 둘러싸는 외곽영역(OA1, OA2, OA3)을 포함할 수 있다.
상기 외곽영역(OA1, OA2, OA3)의 개수는 상기 유효부(AA1, AA2, AA3)의 개수와 대응될 수 있다. 즉, 하나의 유효부는 유효부의 끝단으로부터 수평방향 및 수직방향에서 각각 일정한 거리로 떨어진 하나의 외곽영역을 포함할 수 있다.
상기 제 1 유효부(AA1)는 제 1 외곽영역(OA1) 내에 포함될 수 있다. 상기 제 1 유효부(AA1)은 증착물질을 형성하기 위한 복수 개의 관통홀(TH)들을 포함할 수 있다. 상기 제 1 유효부(AA1)의 외곽을 둘러싸는 상기 제 1 외곽영역(OA1)은 복수 개의 관통홀을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 외곽영역(OA1)에 포함되는 복수 개의 관통홀은 상기 제 1 유효부(AA1)의 최외곽에 위치한 관통홀(TH)들의 에칭 불량을 감소시키기 위한 것이다. 이에 따라, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 유효부(AA1, AA2, AA3)에 위치한 복수 개의 관통홀들의 균일성을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 제조되는 증착패턴의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 유효부(AA1)의 관통홀(TH)의 형상은 상기 제 1 외곽영역(OA1) 관통홀(TH)의 형상과 서로 대응될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 유효부(AA1)에 포함된 관통홀(TH)의 균일성을 향상시킬 수 있다. 일례로, 상기 제 1 유효부(AA1)의 관통홀(TH)의 형상 및 상기 제 1 외곽영역(OA1) 관통홀의 형상은 원형일 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 상기 관통홀(TH)은 다이아몬드 패턴, 타원형 패턴 등 다양한 형상일 수 있다.
상기 제 2 유효부(AA2)는 제 2 외곽영역(OA2) 내에 포함될 수 있다. 상기 제 2 유효부(AA2)는 상기 제 1 유효부(AA1)와 서로 대응되는 형상일 수 있다. 상기 제 2 외곽영역(OA2)은 상기 제 1 외곽영역(OA1)과 서로 대응되는 형상일 수 있다.
상기 제 2 외곽영역(OA2)은 상기 제 2 유효부(AA2)의 최외곽에 위치한 관통홀로부터 수평방향 및 수직방향에 각각 두 개의 관통홀을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 외곽영역(OA2)은 상기 제 2 유효부(AA2)의 최외곽에 위치한 관통홀의 상부 및 하부의 위치에 각각 두 개의 관통홀이 수평방향으로 일렬로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 외곽영역(OA2)은 상기 제 2 유효부(AA2)의 최외곽에 위치한 관통홀의 좌측 및 우측에 각각 두 개의 관통홀이 수직방향으로 일렬로 배치될 수 있다. 상기 제 2 외곽영역(OA2)에 포함되는 복수 개의 관통홀은 유효부의 최외곽에 위치한 관통홀들의 에칭 불량을 감소시키기 위한 것이다. 이에 따라, 실시예에 따른 증착용 마스크는 유효부에 위치한 복수 개의 관통홀들의 균일성을 향상시킬 수 있고, 이를 통해 제조되는 증착패턴의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 제 3 유효부(AA3)는 제 3 외곽영역(OA3) 내에 포함될 수 있다. 상기 제 3 유효부(AA3)는 증착물질을 형성하기 위한 복수 개의 관통홀을 포함할 수 있다. 상기 제 3 유효부(AA3)의 외곽을 둘러싸는 상기 제 3 외곽영역(OA3)은 복수 개의 관통홀을 포함할 수 있다.
상기 제 3 유효부(AA3)는 상기 제 1 유효부(AA1)와 서로 대응되는 형상일 수 있다. 상기 제 3 외곽영역(OA3)은 상기 제 1 외곽영역(OA1)과 서로 대응되는 형상일 수 있다.
또한, 상기 유효부(AA1, AA2, AA3)에 포함된 관통홀(TH)은 상기 비유효부(UA)에 포함된 관통홀과 부분적으로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일레로, 상기 유효부(AA1, AA2, AA3)에 포함된 관통홀은 상기 비유효부(UA)의 에지부에 위치한 관통홀과 서로 다른 형상을 포함할 수 있다. 이에 따라, 증착용 마스크(100)의 위치에 따른 응력의 차이를 조절 할 수 있다.
도 9 및 도 10은 실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 유효뷰의 평면도를 도시한 도면이고, 도 11은 실시예에 따른 증착용 마스크의 다른 평면도를 도시한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 제 1 유효부(AA1), 상기 제 2 유효부(AA2) 및 상기 제 3 유효부(AA3) 중 어느 하나의 평면도일 수 있다. 또한, 상기 도 9 내지 도 11은 관통홀(TH)의 형상 및 상기 관통홀(TH) 간의 배열을 설명하기 위한 것으로, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 도면에 도시된 관통홀(TH)의 개수에 한정되지 않는다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 상기 증착용 마스크(100)는 복수 개의 관통홀(TH)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 관통홀(TH)들은 방향에 따라, 일렬로 배치되거나 서로 엇갈려서 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)들은 종축 및 횡축에서 일렬로 배치될 수 있고, 종축 또는 횡축에서 일렬로 배치될 수 있다.
먼저 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 증착용 마스크(100)는 복수 개의 관통홀(TH)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 복수 개의 관통홀(TH)은 원형 형상일 수 있다. 자세하게, 상기 관통홀(TH)은 수평 방향의 직경(Cx)과 수직 방향의 직경(Cy) 값을 가질 수 있고, 상기 관통홀(TH)의 수평 방향의 직경(Cx)과 수직 방향의 직경(Cy) 값은 서로 대응될 수 있다.
상기 관통홀(TH)들은 방향에 따라 일렬로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)들은 종축 및 횡축에서 일렬로 배치될 수 있다.
자세하게, 제 1 관통홀(TH1) 및 제 2 관통홀(TH2)은 횡축에서 일렬로 배치될 수 있고, 제 3 관통홀(TH1) 및 제 4 관통홀(TH4)은 종축에서 일렬로 배치될 수 있다.
또한, 제 1 관통홀(TH1) 및 제 3 관통홀(TH3)은 종축에서 일렬로 배치될 수 있고, 제 2 관통홀(TH2) 및 제 4 관통홀(TH4)은 횡축에서 일렬로 배치될 수 있다.
즉, 관통홀(TH)들이 종축 및 횡축에서 각각 일렬로 배치되는 경우에는, 종축 및 횡축과 모두 교차하는 방향인 대각 방향으로 인접한 두 개의 관통홀(TH)들 사이에 아일랜드부(IS)가 위치할 수 있다. 즉, 서로 대각선 방향에 위치한 두 개의 인접한 관통홀(TH)들 사이에는 아일랜드부(IS)가 위치할 수 있다.
예를 들어, 제 1 관통홀(TH1) 및 제 4 관통홀(TH4)의 사이에는 아일랜드부(IS)가 배치될 수 있다. 또한, 제 2 관통홀(TH2) 및 제 3 관통홀(TH3)의 사이에는 아일랜드부(IS)가 배치될 수 있다. 인접한 두 관통홀을 가로지르는 횡축을 기준으로 약 +45도 전후의 경사각 방향 및 약 -45도 전후의 경사각 방향에 아일랜드부(IS)가 각각 위치할 수 있다. 여기에서, 약 ±45 전후의 경사각 방향은 횡축과 종축 사이의 대각 방향을 의미할 수 있고, 상기 대각 방향의 경사각은 횡축 및 종축의 동일 평면에서 측정한 것일 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 실시예에 따른 다른 증착용 마스크(100)는 복수 개의 관통홀을 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 관통홀은 타원형 형상일 수 있다. 자세하게, 상기 관통홀(TH)의 수평 방향의 직경(Cx)과 수직 방향의 직경(Cy)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 관통홀의 수평 방향의 직경(Cx)은 수직 방향의 직경(Cy)보다 클 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 관통홀은 장방형 형상이거나 8각형 형상이거나 라운드진 8각형 형상일 수 있다.
상기 관통홀(TH)들은 종축 또는 횡축 중 어느 하나의 축에서 일렬로 배치되고, 다른 하나의 축에서 엇갈려서 배치될 수 있다.
자세하게, 제 1 관통홀(TH1) 및 제 2 관통홀(TH2)은 횡축에서 일렬로 배치될 수 있고, 제 3 관통홀(TH1) 및 제 4 관톨홀(TH4)은 제 1 관통홀(TH1) 및 제 2 관통홀(TH2)과 각각 종축에서 엇갈려서 배치될 수 있다.
상기 관통홀(TH)들이 종축 또는 횡축 중 어느 하나의 방향으로 일렬로 배치되고, 다른 하나의 방향으로 엇갈려서 배치되는 경우에는, 종축 또는 횡축 중 다른 하나의 방향으로의 인접한 두 개의 관통홀(TH1, TH2)들 사이에 아일랜드부(IS)가 위치할 수 있다. 또는, 서로 인접하게 위치한 세 개의 관통홀(TH1, TH2, TH3)들 사이에 아일랜드부(IS)가 위치할 수 있다. 인접한 세 개의 관통홀(TH1, TH2, TH3)들 중 두 개의 관통홀(TH1, TH2)들은 일렬로 배치되는 관통홀이며, 나머지 하나의 관통홀(TH3)은 상기 일렬 방향과 대응되는 방향의 인접한 위치에서, 상기 두 개의 관통홀(TH1, TH2) 사이의 영역에 배치될 수 있는 관통홀을 의미할 수 있다. 제 1 관통홀(TH1), 제 2 관통홀(TH2) 및 제 3 관통홀(TH3)의 사이에는 아일랜드부(IS)가 배치될 수 있다. 또는, 제 2 관통홀(TH2), 제 3 관통홀(TH3) 및 제 4 관통홀(TH4)의 사이에는 아일랜드부(IS)가 배치될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)에서 임의의 어느 하나의 관통홀인 기준홀의 수평 방향의 직경(Cx)과 수직 방향의 직경(Cy)를 측정하는 경우, 상기 기준홀에 인접하는 관통홀(TH)들 간의 각각의 수평 방향의 직경(Cx)들 간의 편차와, 수직 방향의 직경(Cy)들 간의 편차는 약 2% 내지 약 10% 로 구현될 수 있다. 즉, 하나의 기준홀의 인접한 관통홀들 간의 크기 편차가 약 2% 내지 약 10% 로 구현하는 경우에는 증착의 균일도를 확보할 수 있다. 예를 들어, 상기 기준홀과 상기 인접한 관통홀들 간의 크기 편차는 약 4% 내지 약 9% 일 수 있다. 예를 들어, 상기 기준홀과 상기 인접한 관통홀들 간의 크기 편차는 약 5% 내지 약 7%일 수 있다. 예를 들어, 상기 기준홀과 상기 인접한 관통홀들 간의 크기 편차는 약 2% 내지 약 5% 일 수 있다. 상기 기준홀과 상기 인접한 관통홀들 간의 크기 편차가 약 2% 미만인 경우에는, 증착 후 OLED 패널에서 무아레 발생율이 높아질 수 있다. 상기 기준홀과 상기 인접한 관통홀들 간의 크기 편차가 약 10%를 초과하는 경우, 증착 후의 OLED 패널에서 색 얼룩의 발생율이 높아질 수 있다. 상기 관통홀 직경의 평균편차는 ±5㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀 직경의 평균편차는 ±3㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀 직경의 평균편차는 ±1㎛일 수 있다. 실시예는 상기 기준홀과 상기 인접한 관통홀들 간의 크기 편차를 ±3㎛ 이내로 구현함에 따라, 증착 효율을 향상시킬 수 있다.
도 9 내지 도 11의 아일랜드부(IS)는 유효부(AA)의 대면공(V2)이 형성되는 증착용 마스크(100)의 타면에서 관통홀(TH)들 사이의 식각되지 않은 면을 의미할 수 있다. 자세하게, 아일랜드부(IS)는 증착용 마스크의 유효부(AA)에서, 대면공 내에 위치한 제 2 에칭면(ES2) 및 관통홀(TH)을 제외한 식각되지 않은 증착용 마스크(100)의 타면일 수 있다. 실시예의 증착용 마스크(100)는 400PPI 이상, 자세하게 400PPI 내지 800PPI 이상의 해상도를 가지는 고해상도 내지 초고해상도의 OLED 화소 증착을 위한 것일 수 있다.
예를 들어, 실시예의 증착용 마스크(100)는 400PPI 이상의 해상도를 가지는 Full HD(High Definition)의 고해상도를 가지는 증착 패턴을 형성하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 실시예의 증착용 마스크(100)는 수평방향 및 수직방향에서의 화소수가 1920*1080 이상이고, 400PPI 이상인 OLED 화소 증착을 위한 것일 수 있다. 즉, 실시예의 증착용 마스크(100)에 포함된 하나의 유효부는 해상도 1920*1080 이상의 픽셀 수를 형성하기 위한 것일 수 있다.
예를 들어, 실시예의 증착용 마스크(100)는 500PPI 이상의 해상도를 가지는 QHD(Quad High Definition)의 고해상도를 가지는 증착 패턴을 형성하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 실시예의 증착용 마스크(100)는 수평방향 및 수직방향에서의 화소수가 2560*1440 이상이고, 530 PPI 이상인 OLED 화소 증착을 위한 것일 수 있다. 실시예의 증착용 마스크(100)를 통해, 인치당 픽셀수는 5.5인치 OLED 패널을 기준으로 530 PPI 이상일 수 있다. 즉, 실시예의 증착용 마스크(100)에 포함된 하나의 유효부는 해상도 2560*1440 이상의 픽셀 수를 형성하기 위한 것일 수 있다.
예를 들어, 실시예의 증착용 마스크(100)는 700PPI 이상의 해상도를 가지는 UHD(Ultra High Definition)의 초고해상도를 가지는 증착 패턴을 형성하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 실시예의 증착용 마스크(100)는 수평방향 및 수직방향에서의 화소수가 3840*2160 이상이고, 794 PPI 이상의 OLED 화소 증착을 위한 UHD(Ultra High Definition)급 해상도를 가지는 증착 패턴을 형성하기 위한 것일 수 있다.
상기 관통홀(TH)의 직경은 상기 연통부(CA) 사이의 폭일 수 있다. 자세하게, 상기 관통홀(TH)의 직경은 소면공(V1) 내의 에칭면의 끝단과 대면공(V2) 내의 에칭면의 끝단이 만나는 지점에서 측정할 수 있다. 상기 관통홀(TH)의 직경의 측정 방향은 수평방향, 수직방향, 대각 방향 중 어느 하나일 수 있다. 수평방향에서 측정된 상기 관통홀(TH)의 직경은 33㎛ 이하일 수 있다. 또는, 수평방향에서 측정된 상기 관통홀(TH)의 직경은 33㎛ 이하일 수 있다. 또는, 상기 관통홀(TH)의 직경은 수평방향, 수직방향, 대각 방향에서 각각 측정한 값의 평균 값일 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 QHD급 해상도를 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)의 직경은 약 15㎛ 내지 약 33㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)의 직경은 약 19㎛ 내지 약 33㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)의 직경은 약 20㎛ 내지 약 27㎛일 수 있다. 상기 관통홀(TH)의 직경이 약 33㎛ 초과인 경우에는 500PPI 급 이상의 해상도를 구현하기 어려울 수 있다. 한편, 상기 관통홀(TH)의 직경이 약 15㎛ 미만인 경우에는 증착불량이 발생할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 수평방향에서 복수 개의 관통홀 중 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격(pitch)은 약 48㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 수평방향에서 복수 개의 관통홀(TH) 중 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격(pitch)은 약 20㎛ 내지 약 48㎛일 수 있다. 예를 들어, 수평방향에서 복수 개의 관통홀(TH) 중 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격(pitch)은 약 30㎛ 내지 약 35㎛일 수 있다. 여기에서, 상기 간격은 수평방향에서 두 개의 인접한 제 1 관통홀(TH1)의 중심과 제 2 관통홀(TH2)의 중심 사이의 간격(P1)을 의미할 수 있다. 이와 다르게, 상기 간격은 수평방향에서 두 개의 인접한 제 1 아일랜드부의 중심과 제 2 아일랜드부의 중심 사이의 간격(P2)을 의미할 수 있다. 여기에서, 아일랜드부(IS)의 중심은 수평방향 및 수직방향에서 인접한 네 개의 관통홀(TH)들 사이의 비식각된 타면에서의 중심일 수 있다. 예를 들어, 아일랜드부(IS)의 중심은 수평방향에서 인접한 두 개의 제 1 관통홀(TH1) 및 제 2 관통홀(TH2)을 기준으로, 상기 제 1 관통홀(TH1)과 수직방향에서 인접한 제 3 관통홀(TH3) 및 상기 제 2 관통홀(TH2)과 수직방향에서 인접한 제 4 관통홀(TH4) 사이의 영역에 위치한 하나의 아일랜드부(IS)의 에지를 잇는 횡축과 에지를 잇는 종축이 교차하는 지점을 의미할 수 있다.
또한, 도 11을 참조하면, 수평방향에서 복수 개의 관통홀 중 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격(pitch)은 약 48㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 수평방향에서 복수 개의 관통홀(TH) 중 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격(pitch)은 약 20㎛ 내지 약 48㎛일 수 있다. 예를 들어, 수평방향에서 복수 개의 관통홀(TH) 중 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격(pitch)은 약 30㎛ 내지 약 35㎛일 수 있다. 여기에서, 상기 간격은 수평방향에서 두 개의 인접한 제 1 관통홀(TH1)의 중심과 제 2 관통홀(TH2)의 중심 사이의 간격(P1)을 의미할 수 있다. 또한, 상기 간격은 수평방향에서 두 개의 인접한 제 1 아일랜드부의 중심과 제 2 아일랜드부의 중심 사이의 간격(P2)을 의미할 수 있다. 여기에서, 아일랜드부(IS)의 중심은 하나의 관통홀과 수직 방향에서 인접한 두 개의 관통홀 사이의 비식각된 타면에서의 중심일 수 있다. 또는, 여기에서, 아일랜드부(IS)의 중심은 두 개의 관통홀과 수직 방향에서 인접한 하나의 관통홀 사이의 비식각된 타면에서의 중심일 수 있다. 즉, 아일랜드부(IS)의 중심은 인접한 세 개의 관통홀 사이의 비식각된 타면에서의 중심이며, 인접한 세 개의 관통홀이란 그 중심을 이었을 때 삼각형 형상을 형성할 수 있는 것을 의미할 수 있다.
상기 관통홀(TH)의 직경의 측정 방향과 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격의 측정 방향은 동일할 수 있다. 상기 관통홀(TH)의 간격은 수평 방향 또는 수직 방향으로 인접한 두 개의 관통홀(TH) 사이의 간격을 측정한 것일 수 있다.
즉, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 400PPI 이상의 해상도를 가지는 OLED 화소를 증착할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 관통홀(TH)의 직경이 약 33um 이하이고, 상기 관통홀(TH) 간의 간격(pitch)이 약 48um 이하임에 따라, 500PPI 이상의 해상도를 가지는 OLED 화소를 증착할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)를 사용하여 QHD급 해상도를 구현할 수 있다.
상기 관통홀(TH)의 직경 및 상기 관통홀(TH) 간의 간격은 녹색 서브 픽셀을 형성하기 위한 크기일 수 있다. 예를 들어, 상기 관통홀(TH)의 직경은 녹색(G) 패턴을 기준으로 측정할 수 있다. 상기 녹색(G) 패턴은 시각을 통한 인식률이 낮으므로 적색(R) 패턴 및 청색(B) 패턴보다 많은 수가 요구되며, 상기 관통홀(TH)들 사이의 간격이 적색(R) 패턴 및 청색(B) 패턴보다 좁을 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)는 QHD 디스플레이 픽셀을 구현하기 위한 OLED 증착용 마스크일 수 있다.
예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 적색(R), 제 1 녹색(G1), 청색(B) 및 제 2 녹색(G2) 중 적어도 하나의 서브 픽셀을 증착하기 위한 것일 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(100)는 적색(R) 서브 픽셀을 증착하기 위한 것일 수 있다. 또는, 상기 증착용 마스크(100)는 청색(B) 서브 픽셀을 증착하기 위한 것일 수 있다. 또는, 상기 증착용 마스크(100)는 제 1 녹색(G1) 서브 픽셀 및 제 2 녹색(G2) 서브 픽셀을 동시에 형성하기 위한 것일 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 픽셀 배열은 '적색(R)-제 1 녹색(G1)-청색(B)-제 2 녹색(G2)' 순(RGBG)으로 배치될 수 있다. 이 경우 적색(R)-제 1 녹색(G1)이 하나의 픽셀(RG)을 이룰 수 있고, 청색(B)-제 2 녹색(G2)가 다른 하나의 픽셀(BG)을 이룰 수 있다. 이와 같은 배열의 유기 발광 표시 장치에서는, 적색 발광 유기물 및 청색 발광 유기물 보다 녹색 발광 유기물의 증착 간격이 더 좁아지기 때문에, 본 발명과 같은 형태의 증착용 마스크(100)가 필요할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 관통홀(TH)의 직경이 수평방향에서 약 20㎛ 이하일 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 UHD급 해상도를 구현할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 상기 관통홀(TH)의 직경이 약 20㎛ 이하이고, 상기 관통홀 간의 간격이 약 32㎛ 이하임에 따라, 800PPI 급의 해상도를 가지는 OLED 화소를 증착할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 증착 마스크를 사용하여 UHD급 해상도를 구현할 수 있다.
상기 관통홀의 직경 및 상기 관통홀 간의 간격은 녹색 서브 픽셀을 형성하기 위한 크기일 수 있다. 상기 증착용 마스크는 UHD 디스플레이 픽셀을 구현하기 위한 OLED 증착 마스크일 수 있다.
도 12는 도 9 또는 도 10의 A-A' 방향에서의 단면과 B-B' 방향에서의 단면 사이의 높이 단차와 크기를 설명하기 위해 각각의 단면을 겹쳐서 도시한 도면이다.
먼저 A-A' 방향에서의 횡단면을 설명한다. 상기 A-A'방향은 수직 방향에서 인접한 두 개의 제 1 관통홀(TH1) 및 제 3 관통홀(TH3) 사이의 중심 영역을 가로지르는 횡단면이다. 즉, 상기 A-A'방향에서의 횡단면은 관통홀(TH)을 포함하지 않을 수 있다.
상기 A-A'방향에서의 횡단면은 대면공 내의 식각면(ES2) 및 대면공 내의 식각면(ES2)들 사이에 식각되지 않은 증착용 마스크의 타면인 아일랜드부(IS)가 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 아일랜드부(IS)는 증착용 마스크의 식각되지 않은 일면과 평행한 면을 포함할 수 있다. 또는, 상기 아일랜드부(IS)는 증착용 마스크(100)의 식각되지 않은 타면과 동일하거나 평행한 면을 포함할 수 있다.
다음으로 B-B 방향에서의 횡단면을 설명한다. 상기 B-B'방향은 수평 방향에서 인접한 두 개의 제 1 관통홀(TH1) 및 제 2 관통홀(TH2) 각각의 중심을 가로지르는 횡단면이다. 즉, 상기 B-B'방향에서의 횡단면은 복수 개의 관통홀(TH)을 포함할 수 있다.
상기 B-B'방향에서의 인접한 제 3 관통홀(TH3)과 제 4 관통홀(TH4) 사이에 하나의 리브(RB)가 위치할 수 있다. 제 4 관통홀(TH4) 및 제 4 관통홀과 수평방향에서 인접하되, 제 3 관통홀(TH3)과 반대방향에 위치한 제 5 관통홀 사이에는 다른 하나의 리브(RB)가 위치할 수 있다. 상기 하나의 리브 및 상기 다른 하나의 리브 사이에는 하나의 관통홀(TH)이 위치할 수 있다. 즉, 수평방향에서 인접한 두 개의 리브(RB) 사이에는 하나의 관통홀(TH)이 위치할 수 있다.
또한, 상기 B-B'방향에서의 횡단면은 대면공 내의 식각면(ES2), 및 인접한 대면공 내의 식각면(ES2)들이 서로 연결되는 영역인 리브(RB)가 위치할 수 있다. 여기에서 리브(RB)는 인접한 두 개의 대면공들의 경계가 연결되는 영역일 수 있다. 상기 리브(RB)는 식각면이기 때문에, 상기 아일랜드부(IS)보다 두께가 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 아일랜드부(IS)의 폭은 약 2㎛ 이상일 수 있다. 즉, 상기 타면에서 에칭되지 않고 남아있는 부분의 상기 타면과 평행한 방향으로의 폭이 약 2㎛ 이상일 수 있다. 하나의 아일랜드부(IS)의 일단과 타단의 폭이 약 2㎛ 이상인 경우, 증착용 마스크(100)의 전체 체적을 증가시킬 수 있다. 이러한 구조의 증착용 마스크(100)는 유기물 증착 공정 등에서 부여되는 인장력에 대하여 충분한 강성을 확보하도록 하며, 관통홀의 균일도를 유지하는데 유리할 수 있다.
도 13은 도 9 또는 도 10의 B-B' 방향에서의 단면도를 도시한 도면이다. 도 13을 이용하여 상기 B-B' 방향에서의 횡단면과 도 8에 따른 유효 영역의 리브(RB) 및 상기 리브(RB)들 사이의 관통홀(TH)을 설명한다.
도 13을 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 식각에 의한 관통홀이 형성되는 유효부(AA)에서의 두께와 식각되지 않은 비유효부(UA)에서의 두께가 서로 다를 수 있다. 자세하게, 리브(RB)의 두께는 식각되지 않은 비유효부(UA)에서의 두께보다 작을 수 있다.
실시예예 따른 증착용 마스크(100)는 비유효부(UA)의 두께가 유효부(AA1, AA2, AA3)의 두께보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 비유효부(UA) 내지 비증착 영역(NDA)의 최대 두께가 약 30㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 비유효부(UA) 내지 비증착 영역(NDA)의 최대 두께가 약 25㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 실시예의 증착 마스크는 비유효부 내지 비증착 영역의 최대 두께가 약 15㎛ 내지 약 25㎛일 수 있다. 실시예에 따른 증착 마스크의 비유효부 내지 비증착 영역의 최대 두께가 약 30㎛를 초과하는 경우에는 상기 증착용 마스크(100)의 원재인 금속판(10)의 두께가 두꺼워지기 때문에 때문에 미세한 크기의 관통홀(TH)을 형성하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 증착용 마스크(100)의 비유효부(UA) 내지 비증착 영역(NDA)의 최대 두께가 약 15㎛ 미만인 경우에는 금속판의 두께가 얇기 때문에 균일한 크기의 관통홀을 형성하기 어려울 수 있다.
상기 리브(RB)의 중심에서 측정된 최대 두께(T3)는 약 15㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 리브(RB)의 중심에서 측정된 최대 두께(T3)는 약 7㎛ 내지 약 10㎛ 일 수 있다. 예를 들어, 상기 리브(RB)의 중심에서 측정된 최대 두께(T3)는 약 6㎛ 내지 약 9㎛ 일 수 있다. 상기 리브(RB) 의 중심에서 측정된 최대 두께(T3)가 약 15㎛를 초과하는 경우 500 PPI 급 이상의 고해상도를 가지는 OLED 증착 패턴을 형성하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 리브(RB)의 중심에서 측정된 최대 두께(T3)가 약 6㎛ 미만인 경우에는 증착패턴의 균일한 형성이 어려울 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)의 소면공의 높이(H1)는 상기 리브(RB)의 중심에서 측정된 최대 두께(T3)의 약 0.2배 내지 약 0.4배일 수 있다. 일례로, 상기 리브(RB)의 중심에서 측정된 최대 두께(T3)는 약 7㎛ 내지 약 9㎛이고, 상기 증착용 마스크(100)의 일면 및 상기 연통부 사이의 높이(H1)는 약 1.4㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)의 소면공의 높이(H1)는 약 3.5㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 소면공(V1)의 높이는 약 0.1㎛ 내지 약 3.4㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)의 소면공(V1)의 높이는 약 0.5㎛ 내지 약 3.2㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)의 소면공(V1)의 높이는 약 1㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 여기에서, 높이는 증착용 마스크(100)의 두께 측정 방향, 즉 깊이 방향에서 측정할 수 있고, 증착용 마스크(100)의 일면으로부터 연통부까지의 높이를 측정한 것일 수 있다. 자세하게, 도 8 내지 도11의 평면도에서 상술한 수평방향(x방향)과 수직방향(y방향)과 각각 90도를 이루는 z축 방향에서 측정한 것일 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)의 일면 및 상기 연통부 사이의 높이가 약 3.5㎛ 초과인 경우에는 OLED 증착시 증착 물질이 관통홀의 면적보다 큰 영역으로 퍼지는 쉐도우 효과(shadow effect)에 따른 증착 불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 증착용 마스크(100)의 소면공(V1)이 형성되는 일면에서의 공경(W1)과 소면공(V1)과 대면공(V2) 사이의 경계인 연통부에서의 공경(W2)은 서로 유사하거나 서로 다를 수 있다. 상기 증착용 마스크(100)의 소면공(V1)이 형성되는 일면에서의 공경(W1)은 연통부에서의 공경(W2)보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)의 일면에서의 공경(W1)과 상기 연통부에서의 공경(W2)의 차이는 약 0.01㎛ 내지 약 1.1㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크의 일면에서의 공경(W1)과 상기 연통부에서의 공경(W2)의 차이는 약 0.03㎛ 내지 약 1.1㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크의 일면에서의 공경(W1)과 상기 연통부에서의 공경(W2)의 차이는 약 0.05㎛ 내지 약 1.1㎛일 수 있다.
상기 증착용 마스크(100)의 일면에서의 공경(W1)과 상기 연통부에서의 공경(W2)의 차이가 약 1.1㎛보다 큰 경우에는 쉐도우 효과에 의한 증착 불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 증착용 마스크(100)의 상기 일면과 반대되는 타면에 위치한 상기 대면공(V2)의 일단(E1) 및 상기 소면공(V1)과 대면공(V2) 사이의 연통부의 일단(E2)을 잇는 경사각(θ1)은 40도 내지 55도 일 수 있다. 이에 따라, 400 PPI급 이상, 자세하게 500 PPI급 이상의 고해상도의 증착패턴을 형성할 수 있는 동시에, 증착용 마스크(100)의 타면상에 아일랜드부(IS)가 존재할 수 있다.
도 14는 실시예예 따른 증착용 마스크(100)의 제조 공정을 도시한 도면이다.
실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 제조 방법은 금속판(10)을 준비하는 단계, 상기 금속판(10) 상에 포토레지스트층을 배치하여 관통홀(TH)을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트층을 제거하여 상기 관통홀(TH)을 포함하는 증착용 마스크(100)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속판(10)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속판(10)은 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 금속판(10)은 철(Fe), 니켈(Ni), 산소(O) 및 크롬(Cr)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 금속판(10)은 소량의 탄소(C), 규소(Si), 황(S), 인(P), 망간(Mn), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 구리(Cu), 은(Ag), 바나듐(V), 나이오븀(Nb), 인듐(In), 안티몬(Sb) 중 적어도 하나 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.
상기 금속판(10)에는 상기 철이 약 60 중량% 내지 약 65 중량%만큼 포함될 수 있고, 상기 니켈은 약 35 중량% 내지 약 40 중량%만큼 포함될 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)에는 상기 철이 약 63.5 중량% 내지 약 64.5 중량%만큼 포함될 수 있고, 상기 니켈은 약 35.5 중량% 내지 약 36.5 중량%만큼 포함될 수 있다. 또한, 상기 금속판(10)은 탄소(C), 규소(Si), 황(S), 인(P), 망간(Mn), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 구리(Cu), 은(Ag), 바나듐(V), 나이오븀(Nb), 인듐(In), 안티몬(Sb) 중 적어도 하나 이상의 원소를 약 1 중량% 이하만큼 더 포함할 수 있다. 상기 금속판(10)의 성분, 함량, 중량%는, 상기 금속판(10)의 평면 상에서 특정 영역(a*b)을 선택하여, 상기 금속판(10)의 두께(t)에 해당하는 시편(a*b*t)을 샘플링하여 강산 등에 녹여 각 성분의 중량%를 조사하는 방법을 사용하여 확인할 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않고 금속판의 조성을 확인할 수 있는 다양한 방법으로 조성을 중량%를 조사할 수 있다.
상기 금속판(10)은 냉간 압연 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속판(10)은 용해, 단조, 열간 압연, 노멀라이징, 1차 냉간압연, 1차 어닐링, 2차 냉간압연 및 2차 어닐링 공정을 통해 형성될 수 있고 상기 공정들을 통해 약 30㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 또는, 상기 금속판(10)은 상기 공정 이후에 추가 두께 감소 공정을 통해 약 30㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(10)을 준비하는 단계는 목표로 하는 금속판(10)의 두께에 따라 두께 감소 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 두께 감소 단계는 상기 금속판(10)을 압연 및/또는 에칭하여 두께를 감소하는 단계일 수 있다.
예를 들어, 400PPI 이상의 해상도를 구현하기 위한 증착용 마스크를 제조하기 위해서는 약 30㎛ 두께의 금속판(10)이 요구될 수 있고, 500PPI 이상의 해상도를 구현하기 위한 증착용 마스크를 제조하기 위해서는 약 20㎛ 내지 약 30㎛ 두께의 금속판(10)이 요구될 수 있고, 800PPI 이상의 해상도를 구현할 수 있는 증착용 마스크를 제조하기 위해서는 약 15㎛ 내지 약 20㎛ 두께의 금속판(10)이 요구될 수 있다.
또한, 상기 금속판(10)을 준비하는 단계는 표면 처리 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 자세하게, 인바와 같은 니켈 합금은 식각 초기에 식각 속도가 빠를 수 있어 소면공(V1)의 식각 팩터가 저하될 수 있다. 또한, 대면공(V2) 형성을 위한 에칭 시, 에칭액의 사이드 에칭에 의해 상기 대면공(V2) 형성을 위한 포토레지스트층이 박리될 수 있다. 이에 따라 미세한 크기의 관통홀을 형성하기 어려울 수 있고, 상기 관통홀을 균일하게 형성하기 어려워 제조 수율이 저하될 수 있다.
따라서, 상기 금속판(10)의 표면 상에 성분, 함량, 결정구조 및 부식속도를 달리하는 표면개질을 위한 표면 처리층을 배치할 수 있다. 여기에서, 표면 개질이란 식각 팩터를 향상시키기 위하여 표면에 배치되는 다양한 물질로 이루어진 층을 의미할 수 있다.
즉, 상기 표면 처리층은 상기 금속판(10)의 표면 상에 빠른 식각을 저지하기 위한 층으로 상기 금속판(10)보다 식각 속도가 느린 배리어층일 수 있다. 상기 표면 처리층은 상기 금속판(10)과 결정면 및 결정구조가 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 표면 처리층은 상기 금속판(10)과 서로 다른 원소를 포함함에 따라, 결정면 및 결정구조가 서로 다를 수 있다.
예를 들어, 동일한 부식환경에서 상기 표면 처리층은 상기 금속판(10)과 부식 전위가 다를 수 있다. 예를 들어, 동일한 온도의 동일한 에칭액에 동일 시간 처리하였을 때, 상기 표면 처리층은 상기 금속판(10)과 부식전류 내지 부식전위가 서로 다를 수 있다.
상기 금속판(10)은 일면 및/또는 양면, 전체 및/또는 유효영역에 표면 처리층 내지 표면 처리부를 포함할 수 있다. 상기 표면 처리층 내지 표면 처리부는 상기 금속판(10)과 서로 다른 원소를 포함하거나, 부식 속도가 느린 금속 원소를 상기 금속판(10)보다 큰 함량으로 포함할 수 있다.
이어서, 상기 금속판(10)에 포토레지스트층을 배치하여 관통홀을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 상기 관통홀을 형성하는 단계는 상기 금속판(10)의 일면 상에 소면공(V1) 형성을 위한 제 1 홈을 형성하는 단계 및 상기 금속판(10)의 타면 상에 대면공(V2) 형성을 위한 제 2 홈을 형성하여 관통홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 금속판(10)의 일면 상에 소면공(V1)을 형성하기 위해 상기 금속판(10)의 일면 상에 포토레지스트층을 배치할 수 있다. 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 금속판(10)의 일면 상에 패턴화된 제 1 포토레지스트층(PR1)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 금속판의 일면 상에 오픈부를 포함하는 제 1 포토레지스트층(PR1)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 금속판(10)의 일면과 반대되는 타면 상에는 식각을 저지하기 위한 코팅층 또는 필름층과 같은 식각 저지층이 배치될 수 있다.
이어서, 상기 제 1 포토레지스트층(PR1)의 오픈부를 하프 에칭하여 상기 금속판(10)의 일면 상에 제 1 홈을 형성할 수 있다. 상기 제 1 포토레지스트층(PR1)의 오픈부는 식각액 등에 노출될 수 있어, 상기 금속판(10)의 일면 중 상기 제 1 포토레지스트층(PR1)이 배치되지 않은 오픈부에서 에칭이 일어날 수 있다.
상기 제 1 홈을 형성하는 단계는 약 20㎛ 내지 약 30㎛ 두께(T1)의 상기 금속판(10)을 약 1/2 두께가 될 때까지 에칭하는 단계일 수 있다. 이 단계를 통해 형성된 제 1 홈의 깊이는 약 10㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 즉, 이 단계 후에 형성된 제 1 홈의 중심에서 측정한 상기 금속판의 두께(T2)는 약 10㎛ 내지 약 15㎛일 수 있다.
상기 제 1 홈을 형성하는 단계는, 이방성 에칭 또는 세미-부가 공법(semi additive process, SAP)으로 홈을 형성하는 단계일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 포토레지스트층(PR1)의 오픈부를 하프 에칭하기 위하여 이방성 에칭 또는 세미 부가 공법을 사용할 수 있다. 이에 따라, 하프 에칭을 통해 형성된 제 1 홈은 등방성 에칭보다 깊이 방향으로의 식각 속도(b 방향)가 사이드 에칭(a 방향)의 속도보다 빠를 수 있다.
상기 소면공(V1)의 식각 팩터는 2.0 내지 3.0일 수 있다. 예를 들어, 소면공(V1)의 식각 팩터는 2.1 내지 3.0일 수 있다. 예를 들어, 소면공(V1)의 식각 팩터는 2.2 내지 3.0일 수 있다. 여기에서, 식각 팩터는 식각된 소면공의 깊이(B)/소면공 상의 아일랜드부(IS)에서 연장되어 관통홀(TH)의 중심방향으로 돌출된 포토레지스트층의 폭(A)(Etching Factor = B/A)을 의미할 수 있다. 상기 A는 상기 하나의 면공 상에 돌출된 포토레지스트층 일측의 폭 및 상기 일측과 반대되는 타측의 폭의 평균 값을 의미한다.
이어서, 상기 금속판(10)의 상기 타면 상에 대면공(V2)을 형성하기 위해 상기 금속판(10)의 타면 상에 포토레지스트층을 배치할 수 있다. 상기 포토레지스트층을 노광 및 현상하여 상기 금속판(10)의 타면 상에 패턴화된 제 2 포토레지스트층(PR2)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 금속판(10)의 타면 상에 오픈부를 포함하는 제 2 포토레지스트층(PR2)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 금속판(10)의 일면 상에는 식각을 저지하기 위한 코팅층 또는 필름층과 같은 식각 저지층이 배치될 수 있다.
상기 제 2 포토레지스트층(PR2)의 오픈부는 식각액 등에 노출될 수 있어, 금속판(10)의 타면 중 상기 제 2 포토레지스트층(PR2)이 배치되지 않은 오픈부에서 에칭이 일어날 수 있다. 상기 금속판(10)의 타면은 이방성 에칭 또는 등방성 에칭에 의하여 에칭될 수 있다.
상기 제 2 포토레지스트층(PR2)의 오픈부를 에칭함에 따라, 상기 금속판(10)의 일면 상의 제 1 홈은 대면공(V2)과 연결되어 관통홀(TH)을 형성할 수 있다.
상기 관통홀을 형성하는 단계는, 상기 소면공(V1) 형성을 위한 제 1 홈을 형성하는 단계 이후에 상기 대면공(V2) 형성을 위한 제 2 홈을 형성하는 단계가 진행되어 상기 관통홀(TH)을 형성하는 단계일 수 있다.
이와 다르게, 상기 관통홀을 형성하는 단계는, 상기 대면공(V2) 형성을 위한 제 2 홈을 형성하는 단계 이후에 상기 소면공(V1) 형성을 위한 제 1 홈을 형성하는 단계가 진행되어 상기 관통홀(TH)을 형성하는 단계일 수 있다.
이와 또 다르게, 상기 관통홀을 형성하는 단계는, 상기 소면공(V1) 형성을 위한 제 1 홈을 형성하는 단계 및 상기 대면공(V2) 형성을 위한 제 2 홈을 형성하는 단계가 동시에 진행되어 상기 관통홀(TH)을 형성하는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 포토레지스트층을 제거하여, 상기 일면 상에 형성된 대면공(V2), 상기 일면과 반대되는 타면 상에 형성된 소면공(V1), 상기 대면공(V2) 및 상기 소면공(V1)의 경계가 연결되는 연통부에 의해 형성되는 관통홀(TH)을 포함하는 증착용 마스크(100)를 형성하는 단계를 거쳐 증착용 마스크(100)가 형성될 수 있다.
상기 증착용 마스크(100) 상기 금속판(10)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100) 중 표면 에칭이 진행되지 않은 영역은 상기 금속판(10)의 표면과 동일한 조성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 아일랜드부(IS)는 상술한 표면 처리층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계들을 거쳐 형성된 증착용 마스크(100)는 리브(RB) 중심에서의 최대 두께가 에칭을 거치지 않은 비유효부(UA)에서의 최대 두께보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 리브(RB) 중심에서의 최대 두께는 약 15㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 리브(RB) 중심에서의 최대 두께는 약 10㎛ 미만일 수 있다. 그러나, 증착용 마스크(100)의 비유효부(UA)에서의 최대 두께는 약 20㎛ 내지 약 30㎛ 일 수 있고, 약 15㎛ 내지 약 25㎛일 수 있다. 즉, 상기 증착용 마스크(100)의 비유효부(UA)에서의 최대 두께는 상기 금속판(10)을 준비하는 단계에서 준비된 금속판(10)의 두께와 대응될 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)는 약 30㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
도 15 및 도 16은 실시예에 따른 증착용 마스크를 통해 형성되는 증착 패턴을 나타내는 도면들이다.
도 15를 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 소면공(V1)이 형성된 증착용 마스크(100)의 일면 및 연통부 사이의 높이(H1)가 약 3.5㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 높이(H1)는 약 0.1㎛ 내지 약 3.4㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 높이(H1)는 약 0.5㎛ 내지 약 3.2㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 높이(H1)는 약 1㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)의 일면과 증착 패턴이 배치되는 기판 사이의 거리가 가까울 수 있어 쉐도우 효과에 따른 증착 불량을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)를 이용하여 R, G, B 패턴 형성 시, 인접한 두 패턴 사이의 영역에 서로 다른 증착 물질이 증착되는 불량을 방지할 수 있다. 자세하게, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 패턴들이 좌측부터 R, G, B 순으로 형성될 경우, 상기 R 패턴 및 상기 G 패턴 사이의 영역에 쉐도우 효과로 R 패턴 및 G 패턴이 증착되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 잔류 응력률이 0.06 이하인 금속판으로 제조할 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(100)는 압연 방향(RD)의 잔류 응력률 및 압연 수직 방향(TD)의 잔류 응력률이 0.06 이하인 금속판으로 제조할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(100) 제조 시 상기 금속판(10)에 휨 현상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 상기 금속판(10) 상에 소면공(V1), 대면공(V2) 및 관통홀(TH)을 균일하고 정밀하게 형성할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 사전에 잔류 응력을 측정한 금속판으로 제조함에 따라 400 PPI 이상의 고해상도 패턴, 나아가 800 PPI 이상의 고해상도 패턴을 정밀하게 구현할 수 있고, 상기 증착용 마스크(100)를 이용하여 기판(300) 상에 유기물 증착 시, 상기 유기물의 증착 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- OLED 화소 증착을 위한 증착 마스크용 금속판에 있어서,
상기 금속판은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 인바(Invar)이고,
상기 금속판의 두께는 30㎛이하이고,
상기 금속판은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 포함하고,
상기 금속판의 상기 제1 방향으로 추출한 제1 잔류 응력률 및 상기 제2 방향으로 추출한 제2 잔류 응력률은 0.06 이하이고,
상기 제1 잔류 응력률은 상기 제2 잔류 응력률보다 작으며,
상기 제1 잔류 응력률은, 상기 제1 방향이 장축인 제1 샘플 금속판의 잔류 응력률이고,
상기 제2 잔류 응력률은, 상기 제2 방향이 장축인 제2 샘플 금속판의 잔류 응력률이며,
상기 제1 잔류 응력률은 복수 개의 제1 샘플 금속판에 대한 평균 잔류 응력률이며, 상기 제2 잔류 응력률은 복수 개의 제2 샘플 금속판에 대한 평균 잔류 응력률이고,
상기 잔류 응력률은, 상기 제1, 제2 샘플 금속판의 각각의 가로 방향의 두께가 상기 금속판 두께의 30% 내지 70%가 되도록 에칭되고, 에칭된 상기 제1 샘플 금속판의 크기와 상기 제2 샘플 금속판의 크기는 동일하며, 에칭된 상기 제1, 제2 샘플 금속판을 수평대 상에 거치했을 때 하기 [수학식 1]을 충족하는, 증착 마스크용 금속판.
[수학식 1]
잔류 응력률 = H/L
(H: 상기 제1, 제2 샘플 금속판의 에칭 영역이 상기 수평대의 상면으로부터 휘어져 올라가는 최대 높이, L: 상기 제1, 제2 샘플 금속판 중 에칭 영역이 형성되는 가로 방향의 길이) - 제1항에 있어서,
상기 제 1 잔류 응력률은, 상기 제 1 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 1 샘플 금속판의 잔류 응력률이고,
상기 제 2 잔류 응력률은, 상기 제 2 방향이 가로 방향인 200mm*30mm(가로*세로) 크기의 임의의 제 2 샘플 금속판의 잔류 응력률인, 증착 마스크용 금속판. - 제2항에 있어서,
상기 잔류 응력률은, 상기 제 1 샘플 금속판 및 상기 제 2 샘플 금속판 각각의 가로 방향의 일 끝단에서부터 50mm 이후의 150mm*30mm(가로*세로)의 영역의 두께가 상기 금속판 두께의 30% 내지 70%가 되도록 에칭된 증착용 마스크용 금속판. - 제1항에 있어서,
상기 제1 잔류 응력률 및 상기 제2 잔류 응력률은 0.0333 이하인, 증착 마스크용 금속판. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 잔류 응력률 및 상기 제2 잔류 응력률의 차이는 0.0333 이하인, 증착 마스크용 금속판. - 제5항에 있어서,
상기 제1 잔류 응력률 및 상기 제2 잔류 응력률의 차이는 0.02 이하인, 증착 마스크용 금속판. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 잔류 응력률은 3 개의 제1 샘플 금속판에 대한 평균 잔류 응력률이며,
상기 제2 잔류 응력률은 3 개의 제1 샘플 금속판에 대한 평균 잔류 응력률인,
증착 마스크용 금속판. - 제7항에 있어서,
상기 복수개의 제1 샘플 금속판에 대한 제1 잔류 응력률은 0.0066 내지 0.0333인, 증착 마스크용 금속판. - 제7항에 있어서,
상기 복수개의 제2 샘플 금속판에 대한 제2 잔류 응력률은 0.02 내지 0.0333인, 증착 마스크용 금속판. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
상기 제1 방향은 압연 방향(Rolling Direction; RD)이고, 상기 제2 방향은 압연 수직 방향(Transverse Direction; TD)인, 증착 마스크용 금속판.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230040662A KR20230046289A (ko) | 2017-11-21 | 2023-03-28 | 증착용 마스크용 금속판의 잔류 응력 측정 방법 및 잔류 응력 특성이 개선된 증착용 마스크용 금속판 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170155670A KR102517596B1 (ko) | 2017-11-21 | 2017-11-21 | 증착용 마스크용 금속판의 잔류 응력 측정 방법 및 잔류 응력 특성이 개선된 증착용 마스크용 금속판 |
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