KR20240028214A - Oled 화소 증착을 위한 증착용 마스크 - Google Patents

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이승헌
엄태인
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 증착용 마스크는, 증착 영역 및 비증착 영역을 포함하는 금속판을 포함하고, 상기 증착 영역은 적어도 하나의 유효부를 포함하고, 상기 유효부는 복수의 단위 관통홀을 포함하고, 상기 단위 관통홀은 상기 금속판의 제 1 면에 형성되는 소면공; 상기 금속판의 제 2 면에 형성되는 대면공; 및 상기 소면공과 상기 대면공을 연통하는 연통부를 포함하고, 상기 금속판의 제 1 방향으로 인접하는 단위 관통홀들 사이에는 리브가 배치되고, 상기 금속판의 제 2 방향으로 인접하는 단위 관통홀들 사이에는 아일랜드부가 배치되고, 상기 아일랜드부는 서로 이격하는 제 1 아일랜드부 및 제 2 아일랜드부를 포함하고, 상기 제 1 아일랜드부는 상기 리브와 접촉하고, 상기 제 2 아일랜드부는 상기 리브와 이격한다.

Description

OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크{DEPOSITION MASK FOR OLED PIXEL DEPOSITION}
실시예는 OLED 화소 증착을 위한 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 장치이다.
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 주목받고 있다.
OLED에서 발광층에 포함된 상기 유기물은 오픈 마스크(OM, Open Mask) 또는 파인 메탈 마스크(FMM, Fine Metal Mask)라 불리는 증착용 마스크에 의해 기판 상에 증착되고, 증착된 유기물은 증착용 마스크에 형성된 패턴과 대응되는 패턴으로 형성되어 화소의 역할을 수행할 수 있다.
상기 오픈마스크는 OLED 디스플레이 제조 시 특정 위치에만 증착이 되도록 하는 얇은 판으로서, 디스플레이 제조 과정에서 백플레인 (Backplane)이 완료된 후 그 위에 발광층을 형성하기 위한 증착공정에서 사용된다. 즉, 상기 오픈마스크는 디스플레이 전면을 증착하기 위해 디스플레이가 작동하는 범위 내에 가림 부위가 없는 개방(Open)된 마스크로서, 발광층을 한 가지 색깔의 발광물질로 증착하거나 EIL, HTL 등의 층을 증착할 때에도 활용한다.
반면에, 파인 메탈 마스크는 구현하는 발광층의 서브 픽셀(Sub-pixel)에 색깔을 달리하기 위해 사용하며, 이를 위해 초미세 홀(Hole)이 형성된다. 파인 메탈 마스크를 이용하는 공정은 여러 단계의 증착과정을 진행해야 하므로 정확한 정렬이 필요하여, 이에 따라, 오픈 마스크만을 활용하는 기술보다 난도가 높다.
OLED 디스플레이 발광층을 오픈 마스크를 활용하여 증착하는 경우 한 색깔만을 낼 수 있게 되므로 색구현을 위해 컬러필터(Color Filter, C/F)와 같은 별도의 층이 요구된다. 반면에, 파인 메탈 마스크를 활용하여 RGB 발광층이 만들어진 경우에는 별도의 컬러필터가 요구되지 않는다. 즉, 서브 픽셀에 파인 메탈 마스크를 활용하는 기술은 난이도가 높지만 오픈 마스크를 활용한 방식과 대비하여 빛을 차단하는 필터가 요구되지 않으므로 빛 효율이 좋다.
상기 파인 메탈 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.
한편, 상기 파인 메탈 마스크는 금속판의 일면에 소면공이 형성되고, 상기 금속판의 타면에 대면공을 형성한다. 상기 관통홀은 상기 소면공과 상기 대면공을 연결하는 연통부에 의해 연결된다.
상기 유기물은 상기 파인 메탈 마스크 방향으로 분사되고, 상기 대면공을 입구로 하고, 상기 소면공을 출구로 하여 증착 기판에 증착된다.
상기 파인 메탈 마스크는 복수의 관통홀을 포함한다. 따라서, 상기 복수의 관통홀의 형상 또는 크기가 균일하지 못하면 증착 신뢰성이 감소될 수 있다.
즉, 상기 파인 메탈 마스크의 단위 관통홀의 장축 방향 및 단축 방향의 크기와 그 형상에 따라서 관통홀 부근에서의 증착물질의 증착 두께가 불균일해져서 파인 메탈 마스크의 증착 신뢰성 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 증착용 마스크 및 이의 제조방법이 요구된다.
상기 증착용 마스크와 관련된 기술로서 한국공개공보 KR10-2020-0058072(2020.05.27)이 개시되어 있다.
실시예는 향상된 증착 효율 및 증착 신뢰성을 가지는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크를 제공하고자 한다.
자세하게, 실시예는 향상된 증착 효율을 가지는 OLED 화소 증착을 위한 파인 메탈 마스크(FMM)를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 증착용 마스크는, 증착 영역 및 비증착 영역을 포함하는 금속판을 포함하고, 상기 증착 영역은 적어도 하나의 유효부를 포함하고, 상기 유효부는 복수의 단위 관통홀을 포함하고, 상기 단위 관통홀은 상기 금속판의 제 1 면에 형성되는 소면공; 상기 금속판의 제 2 면에 형성되는 대면공; 및 상기 소면공과 상기 대면공을 연통하는 연통부를 포함하고, 상기 금속판의 제 1 방향으로 인접하는 단위 관통홀들 사이에는 리브가 배치되고, 상기 금속판의 제 2 방향으로 인접하는 단위 관통홀들 사이에는 아일랜드부가 배치되고, 상기 아일랜드부는 서로 이격하는 제 1 아일랜드부 및 제 2 아일랜드부를 포함하고, 상기 제 1 아일랜드부는 상기 리브와 접촉하고, 상기 제 2 아일랜드부는 상기 리브와 이격한다.
실시예에 따른 증착용 마스크는 적어도 하나의 제 2 아일랜드부를 포함한다.
상기 증착용 마스크는 연통부 방향으로 돌출되는 복수의 제 2 아일랜드부를 포함한다. 상기 제 2 아일랜드부는 증착용 마스크의 단위 관통홀의 형상 및 크기를 제어할 수 있다.
자세하게, 상기 단위 관통홀은 상기 제 2 아일랜드부에 의해 대면공의 내측면의 경사각도 및 소면공의 높이의 영역별 편차가 감소될 수 있다. 이에 따라, 하나의 단위 관통홀을 통해 증착되는 증착 물질의 두께는 상기 제 2 아일랜드부에 의해 균일해질 수 있다.
또한, 복수의 단위 관통홀을 통해 증착되는 증착 물질들의 두께 편차도 감소될 수 있다.
또한, 복수의 단위 관통홀들의 크기 및/또는 형상 균일성이 향상된다. 따라서, 복수의 단위 관통홀을 통해 형성되는 증착 패턴들의 크기 및/또는 형상이 균일해질 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크는 향상된 증착 효율 및 증착 신뢰성을 가
또한, 실시예에 따른 증착용 마스크는 대면공의 내측면의 경사각도, 대면공의 내측면의 곡률, 대면공의 높이 및 소면공의 높이 중 적어도 하나를 관통홀의 영역에 따라 제어할 수 있다. 즉, 내측면의 경사각도, 대면공의 내측면의 곡률, 대면공의 높이 및 소면공의 높이는 관통홀의 서로 다른 영역에서 다양한 크기로 제어될 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크의 사용환경에 따라, 상기 대면공 및 소면공의 형상 또는 크기를 다양하게 조절할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크는 향상된 증착 효율을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 증착용 마스크가 프레임에 결합되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 증착용 마스크가 포함된 유기물 증착 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 상기 증착용 마스크의 관통홀을 통해 증착 기판 상에 증착 패턴이 형성되는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 증착용 마스크의 유효부의 평면도를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 A-A' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 B-B' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 8은 도 5의 C-C' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 9는 실시예에 따른 증착용 마스크의 단위 관통홀의 확대도를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 실시예에 따른 증착용 마스크의 단위 관통홀의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 5의 D-D' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 13은 도 5의 E-E' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 14는 도 5의 F-F' 영역을 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 15는 실시예에 따른 증착용 마스크의 제조 방법을 도시한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하 도면들을 참조하여 실시예에 따른 증착용 마스크를 설명한다.
이하에서 설명하는 증착용 마스크는 증착 기판에 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 등의 유기물을 증착하여 상기 증착 기판 상에 RGB 화소 패턴을 형성할 수 있는 파인 메탈 마스크(FMM)이며, 오픈 마스크(OM)에 대해서는 이하의 설명이 적용되지 않는다.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 증착용 마스크(100)를 사용하여 증착 기판(300) 상에 유기 물질을 증착하는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기물 증착 장치는 증착용 마스크(100), 마스크 프레임(200), 증착 기판(300), 유기물 증착 용기(400) 및 진공 챔버(500)를 포함할한다.
상기 증착용 마스크(100)는 금속을 포함한다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크는 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함한다. 자세하게, 예를 들어, 상기 증착용 마스크는 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 인바 합금을 포함한다.
상기 증착용 마스크(100)는 증착을 위한 유효부에 형성되는 복수 개의 관통홀(TH)을 포함한다. 상기 증착용 마스크(100)는 복수 개의 관통홀(TH)들을 포함하는 증착용 마스크용 기판일 수 있다. 이때, 상기 관통홀은 기판 상에 형성될 패턴과 대응되도록 형성된다. 상기 증착용 마스크(100)는 증착 영역을 포함하는 유효부 이외의 비유효부를 포함할 수 있다.
상기 마스크 프레임(200)은 개구부(205)를 포함한다. 상기 증착용 마스크(100)의 복수 개의 관통 홀은 상기 마스크 프레임(200)의 개구부(205)와 대응되는 영역 상에 배치된다. 이에 따라, 상기 유기물 증착 용기(400)로 공급되는 유기 물질이 상기 증착 기판(300) 상에 증착된다. 상기 증착용 마스크(100)는 상기 마스크 프레임(200) 상에 배치되어 고정된다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 일정한 인장력으로 인장되고, 상기 마스크 프레임(200) 상에 용접에 의하여 고정된다.
예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 증착용 마스크(100)의 비유효부를 용접함에 따라, 상기 마스크 프레임(200)에 상기 증착용 마스크(100)를 고정한다. 그 다음으로, 상기 마스크 프레임(200)의 외부에 배치되는 상기 증착용 마스크(100)의 일부분은 절단 등의 방법으로 제거된다.
상기 마스크 프레임(200)은 증착용 마스크(100)가 용접될 때, 변형이 작은 소재, 이를테면, 강성이 큰 금속으로 제조된다.
상기 증착 기판(300)은 표시 장치의 제조에 사용되는 기판이다. 예를 들어, 상기 기판(300)은 OLED 화소 패턴용 유기물 증착을 위한 기판(300)이다. 상기 증착 기판(300) 상에는 빛의 3원색인 화소를 형성하기 위하여 적색(Red), 녹색(Greed) 및 청색(Blue)의 유기물 패턴이 형성된다. 즉, 상기 증착 기판(300) 상에는 RGB 패턴이 형성된다.
상기 유기물 증착 용기(400)는 도가니이다. 상기 도가니의 내부에는 유기 물질이 배치된다. 상기 유기물 증착 용기(400)는 진공 챔버(500) 내에서 이동한다. 즉, 상기 유기물 증착 용기(400)는 진공 챔버(500) 내에서 일 방향으로 이동한다. 예를 들어, 상기 유기물 증착 용기(400)는 진공 챔버(500) 내에서 증착용 마스크(100)의 폭 방향으로 이동한다. 즉, 상기 유기물 증착 용기(400)는 진공 챔버(500) 내에서 증착용 마스크(100)의 길이 방향과 수직한 방향으로 이동한다.
상기 진공 챔버(500) 내에서 상기 유기물 증착 용기(400)인 도가니에 열원 및/또는 전류가 공급됨에 따라, 상기 유기 물질은 상기 기판(100) 상에 증착된다.
도 3을 참조하면, 상기 증착용 마스크(100)는 제 1 면(101) 및 상기 일면과 반대되는 제 2 면(102)이 정의되는 금속판(10)을 포함한다,
상기 금속판(10)의 상기 제 1 면(101)은 소면공(V1)을 포함하고, 상기 제 2 면(102)은 대면공(V2)을 포함한다. 예를 들어, 상기 금속판(10)의 제 1 면(101) 및 제 2 면(102) 각각에는 복수 개의 소면공(V1)들 및 복수 개의 대면공(V2)들을 포함한다.
또한, 상기 증착용 마스크(100)는 관통홀(TH)을 포함한다. 상기 관통홀(TH)은 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)의 경계가 연결되는 연통부(CA)에 의하여 연통된다.
상기 대면공(V2)의 폭은 상기 소면공(V1)의 폭보다 크다. 이때, 상기 소면공(V1)의 폭은 상기 증착용 마스크(100)의 제 1 면(101)에서 측정되고, 상기 대면공(V2)의 폭은 상기 증착용 마스크(100)의 제 2 면(102)에서 측정된다.
또한, 상기 연통부(CA)의 폭은 설정된 크기를 가진다. 자세하게, 상기 연통부(CA)의 폭은 15㎛ 내지 약 33㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 연통부(CA)의 폭은 19㎛ 내지 약 33㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 연통부(CA)의 폭은 20㎛ 내지 약 27㎛일 수 있다. 상기 연통부(CA)의 폭이 33㎛ 초과하면 500PPI 급 이상의 해상도를 구현하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 연통부(CA)의 폭이 15㎛ 미만인 경우에는 증착불량이 발생할 수 있다.
상기 소면공(V1)은 상기 증착 기판(300)을 향하여 배치된다. 상기 소면공(V1)은 상기 기판(300)과 가까이 배치된다. 이에 따라, 상기 소면공(V1)은 증착 물질, 즉 증착 패턴(DP)과 대응되는 형상을 가진다.
상기 대면공(V2)은 상기 유기물 증착 용기(400)를 향하여 배치된다. 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 증착 기판(300) 상에 미세한 패턴을 빠르게 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 대면공(V1)을 통해 수용되는 유기물질은 상기 소면공(V1)을 통해 상기 증착 기판(300)에 증착된다. 이에 따라, 상기 증착 기판(300) 상에는 적색, 녹색 또는 청색의 화소 패턴 중 어느 하나의 패턴이 형성된다. 이어서, 상기 공정을 반복하여, 상기 증착 기판(300) 상에 적색, 녹색 또는 청색의 화소 패턴을 모두 형성한다.
도 4는 실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 평면도를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 증착 영역(DA) 및 비증착 영역(NDA)을 포함한다.
상기 증착 영역(DA)은 증착 패턴을 형성하기 위한 영역이다. 상기 증착 영역(DA)은 패턴 영역 및 비패턴 영역을 포함한다. 상기 패턴 영역은 소면공(V1), 대면공(V2), 관통홀(TH) 및 아일랜드부(IS)를 포함하는 영역이고, 상기 비패턴 영역은 소면공(V1), 대면공(V2), 관통홀(TH) 및 아일랜드부(IS)를 포함하지 않는 영역이다. 상기 증착 영역(DA)은 상기 증착용 마스크의 길이 방향으로 상기 관통홀이 최초로 형성되는 지점에서 마지막으로 형성되는 지점까지의 영역으로 정의될 수 있다.
또한, 상기 증착 영역(DA)은 복수 개의 증착 패턴을 형성할 수 있는 복수 개의 유효부(AA1, AA2, AA3)를 포함한다. 상기 패턴 영역은 상기 복수 개의 유효부(AA1, AA2, AA3)를 포함한다.
상기 증착 영역(DA)은 하나의 증착용 마스크(100)에 포함된 복수의 분리 영역(IA1, IA2)을 포함한다. 인접한 유효부들 사이에는 분리 영역(IA1, IA2)이 배치된다. 상기 분리 영역(IA1, IA2)은 복수 개의 유효부 사이의 이격 영역이다. 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 비증착 영역(NDA)은 증착에 관여하지 않는 영역이다. 상기 비증착 영역(NDA)은 상기 증착용 마스크(100)를 마스크 프레임(200)에 고정하기 위한 프레임 고정영역(FA1, FA2)을 포함한다. 또한, 상기 비증착 영역(NDA)은 하프에칭부(HF1, HF2) 및 오픈부를 포함할 수 있다.
상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 증착용 마스크(100)를 인장할 때 응력을 분산시킬 수 있다.
또한, 상기 오픈부(OA)는 상기 증착용 마스크(100)를 인장할 때, 응력을 고르게 분산시킬 수 있다. 이에 따라, 증착용 마스크의 변형(wave deformation)을 감소시킬 수 있다.
한편, 앞서 설명하였듯이, 상기 증착용 마스크(100)는 유기 물질이 이동하는 통로를 형성하기 위해, 관통홀이 형성된다.
상기 관통홀은 소면공, 대면공 및 연통부에 의해 형성된다. 상기 금속판에는 복수의 관통홀이 형성된다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크는 유효부에 복수의 관통홀이 형성된다.
하나의 관통홀의 내부에서 장축 방향 및 단축 방향의 대면공의 내측면 각도, 소면공의 높이 또는 크기가 불균일하면, 관통홀을 통해 이동하는 증착 물질의 양 및 증착용 마스크와 증착 기판의 거리의 차이로 인해 증착 패턴의 두께가 불균일해질 수 있다.
또한, 상기 유기 물질이 이동되는 상기 복수의 관통홀의 형상 및/또는 크기가 불균일하면 상기 증착 기판에 증착되는 증착 패턴들의 크기 또는 형상의 편차가 커질 수 있다. 따라서, 상기 증착용 마스크의 증착 신뢰성이 감소될 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 증착 불균일을 해결할 수 있는 증착용 마스크를 설명한다.
이하 도 5 내지 도 14를 참조하여 실시예에 따른 증착용 마스크를 설명한다.
도 5 내지 도 14를 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 복수의 관통홀을 포함한다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(100)는 소면공(V1), 대면공(V2) 및 연통부(CA)에 의해 형성되는 단위 관통홀(UTH)을 포함한다. 상기 증착용 마스크(100)는 복수의 단위 관통홀(UTH)을 포함한다.
상기 단위 관통홀(UTH)은 제 1 방향(1D)의 제 1 폭(W1) 및 제 2 방향(2D)의 제 2 폭(W2)을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 방향(1D) 및 상기 제 2 방향(2D)은 상기 증착용 마스크(100)의 길이 방향 또는 폭 방향일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 제 1 방향(1D)은 상기 증착용 마스크(100)의 길이 방향으로 정의하고, 상기 제 2 방향(2D)은 상기 증착용 마스크(100)의 폭 방향으로 정의한다. 또한, 상기 폭의 크기는 대면공의 폭의 크기로 정의한다.
상기 제 1 폭(W1)과 상기 제 2 폭(W2)은 다른 크기를 가진다. 예를 들어, 상기 제 1 폭(W1)은 상기 제 2 폭(W2)보다 크다. 이에 따라, 상기 단위 관통홀(UTH)은 제 1 방향으로 장폭을 가지고, 제 2 방향으로 단폭을 가진다.
그러나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 단위 관통홀은 제 1 폭 및 제 2 폭의 크기가 동일 또는 유사할 수 있다.
복수의 단위 관통홀(UTH)들 사이에는 리브(RB) 및 아일랜드부(IS)가 배치된다. 여기서, 상기 리브(RB)는 상기 금속판(10)이 부분적으로 식각된 영역으로 정의된다. 또한, 상기 아일랜드부(IS)는 상기 금속판(10)이 식각되지 않는 영역으로 정의된다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 아일랜드부(IS)는 상기 금속판의 일면이 식각되지 않은 면으로 정의된다. 또한, 상기 리브(RB)는 상기 금속판(10)이 부분적으로 식각될 때 형성되는 2개의 면이 만나는 변 영역 또는 면 영역으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 리브(RB)는 상기 관통홀의 내측면(ES)들이 만나는 변(side) 또는 면(surface)일 수 있다. 상기 리브(RB)는 제 2 방향의 길이 방향으로 연장할 수 있다.
상기 리브(RB)는 상기 제 1 방향(1D)으로 인접하는 단위 관통홀(UTH)들 사이에 배치된다. 또한, 아일랜드부(IS)는 상기 제 2 방향(2D)으로 인접하는 단위 관통홀(UTH)들 사이에 배치된다.
상기 아일랜드부(IS)는 제 1 아일랜드부(IS1), 제 2 아일랜드부(IS2) 및 제 3 아일랜드부(IS3)를 포함한다. 상기 제 1 아일랜드부(IS1), 상기 제 2 아일랜드부(IS2) 및 상기 제 3 아일랜드부(IS3)는 연결된다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 제 1 아일랜드부(IS1)와 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 서로 이격한다. 또한, 상기 제 3 아일랜드부(IS3)는 상기 제 1 아일랜드부(IS1) 및 상기 제 2 아일랜드부(IS2)와 연결된다. 이에 따라, 상기 제 1 아일랜드부(IS1)와 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 상기 제 3 아일랜드부(IS3)에 의해 연결된다. 즉, 상기 제 1 아일랜드부(IS1)와 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 서로 접촉하지 않지만. 상기 제 3 아일랜드부(IS3)에 의해 연결될 수 있다.
상기 제 1 아일랜드부(IS1)는 인접하는 상기 단위 관통홀들(UTH1, UTH2) 사이에 배치된다. 자세하게, 상기 제 1 아일랜드부(IS1)는 상기 제 1 방향(1D)으로 인접하는 상기 단위 관통홀(UTH) 사이에 배치된다. 상기 제 1 아일랜드부(IS1)는 상기 리브(RB)와 접촉한다. 예를 들어, 인접하는 제 1 아일랜드부(IS1)는 상기 리브(RB)에 의해 연결된다. 이에 따라, 상기 제 2 방향(2D)을 기준으로 상기 제 1 아일랜드부(IS1)의 일 끝단은 상기 제 3 아일랜드부(IS3)과 연결되고, 상기 제 1 아일랜드부(IS1)의 타 끝단은 상기 리브(RB)와 연결된다.
상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 상기 단위 관통홀(UTH)의 연통부(CA) 방향으로 돌출되어 배치된다. 자세하게, 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 상기 제 3 아일랜드부(IS3)에서 상기 제 2 방향(2D)으로 돌출되어 배치된다. 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 상기 리브(RB)와 이격한다. 즉, 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 상기 리브(RB)와 접촉하지 않는다. 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 상기 제 3 아일랜드부(IS3)와 연결된다. 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 적어도 하나의 아일랜드부를 포함한다. 예를 들어, 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 복수의 아일랜드부를 포함한다.
상기 제 2 아일랜드부(IS)는 상기 관통홀의 내측면(ES)과 연결된다. 이에 따라, 상기 제 2 방향(2D)을 기준으로 상기 제 2 아일랜드부(IS2)의 일 끝단은 상기 제 3 아일랜드부(IS3)아 연결되고, 상기 제 2 아일랜드부(IS2)의 타 끝단은 상기 관통홀의 내측면(ES)과 연결된다.
상기 제 3 아일랜드부(IS3)는 인접하는 상기 단위 관통홀(UTH) 사이에 배치된다. 자세하게, 상기 제 3 아일랜드부(IS3)는 상기 제 2 방향(2D)으로 인접하는 상기 단위 관통홀(UTH) 사이에 배치된다. 상기 제 3 아일랜드부(IS3)는 상기 리브(RB)와 이격한다. 즉, 상기 제 3 아일랜드부(IS3)는 상기 리브(RB)와 접촉하지 않는다. 상기 제 3 아일랜드부(IS3)는 상기 제 1 아일랜드부(IS1) 및 상기 제 2 아일랜드부(I3)와 연결된다. 자세하게, 상기 제 2 방향(2D)을 기준으로 상기 제 3 아일랜드부(IS3)의 일 끝단은 상기 제 1 아일랜드부(IS1) 및 상기 제 2 아일랜드부(IS2)와 연결되고, 상기 제 3 아일랜드부(IS3)의 타 끝단은 상기 제 1 아일랜드부(IS1) 및 상기 제 2 아일랜드부(IS2)와 연결된다.
도 9를 참조하면, 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)은 복수의 영역으로 구분된다. 자세하게, 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)은 상기 제 2 아일랜드부(IS2)에 의해 구분되는 복수의 영역으로 정의된다.
예를 들어, 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)은 제 1 영역(1A), 제 2 영역(2A) 및 제 3 영역(3A)을 포함한다. 즉, 상기 제 2 아일랜드부(IS2)는 복수의 제 2 아일랜드부를 포함하고, 이에 의해, 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)은 복수의 영역으로 정의된다.
도면에서는, 상기 2 아일랜드부(IS2)가 제 2-1 아일랜드부(IS2-1), 제 2-2 아일랜드부(IS2-2), 제 2-3 아일랜드부(IS2-3) 및 제 2-4 아일랜드부(IS2-4)를 포함하고, 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)은 제 1 영역(1A), 제 2 영역(2A) 및 제 3 영역(3A)을 포함하는 것을 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 상기 제 2 아이랜드부는 4개 미만 또는 4개 초과의 제 2 아일랜드부를 포함하고, 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)은 다른 수의 영역으로 정의될 수 있다.
상기 제 1 영역(1A)은 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)의 중앙 영역에 배치된다. 또한, 상기 제 3 영역(3A)은 상기 단위 관통홀(UTH1, UTH2)의 외곽 영역에 배치된다. 또한, 상기 제 2 영역(2A)은 상기 제 1 영역(1A) 및 상기 제 3 영역(3A) 사이에 배치된다. 이에 따라, 상기 제 1 영역(1A)과 인접하여 상기 제 1 방향(1D)으로 2개의 제 2 영역(2A)이 배치된다. 또한, 상기 제 2 영역(2A)과 인접하여 상기 제 1 방향(1D)으로 2개의 제 3 영역(3A)이 배치된다.
실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 제 2 아일랜드부(IS2)에 의해 단위 관통홀의 영역별 크기를 균일하게 할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 제 2 아일랜드부(IS2)에 의해 복수의 단위 관통홀들의 편차를 감소하고, 형상을 균일하게 할 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 제 2 아일랜드부(IS2)에 의해 단위 관통홀의 제 1 영역 내지 3 영역의 대면공의 내측면 경사각도의 편차 및 소면공의 높이 편차를 감소할 수 있다.
도 10 및 도 11은 제 2 아일랜드부의 유무에 따라 달라지는 대면공의 내측면 경사각도의 편차 및 소면공의 높이 편차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 상기 제 2 아일랜드부를 포함하지 않는 경우, 상기 단위 관통홀은 중앙 부분이 외곽 부분에 비해 상대적으로 많이 식각된다.
자세하게, 상기 대면공(V2)의 내측면(ES2)은 영역에 따라 식각 정도가 달라진다. 자세하게, 상기 관통홀을 형성하는 식각 공정에서 식각액이 외곽 부분보다 중앙 부분으로 집중되는 것에 의해, 단위 관통홀은 대면공의 내측면(ES2)들 중 중앙 부분의 식각 정도가 외곽 부분의 식각 정도보다 더 커질 수 있다.
따라서, 상기 관통홀의 중앙 영역에서는 대면공의 내측면(ES2)의 경사각도가 커지고, 상기 소면공의 내측면(ES1)의 높이(H)는 작아진다. 따라서, 상기 관통홀의 중앙 영역과 외곽 영역에서 대면공의 내측면의 경사각도의 편차가 커지고, 소면공의 내측면의 높이의 편차가 커진다.
따라서, 최종적으로 제조되는 단위 관통홀은 중앙 부분과 외곽 부분에서 경사각도 및 높이의 편차가 증가한다. 소면공의 높이를 6㎛ 이하로 제어하기 위해 외곽 부분을 6㎛ 이하로 제어할 때 중앙 부분은 소면공의 높이가 0에 가까워져서 증착 제품에 증착된 증착 물질과 증착용 마스크에 증착된 증착물질이 연결되어 증착 후 증착용 마스크 제거시 증착 물질이 탈막 될 수 있다. 반면에 중앙 부분의 소면공 높이를 6㎛ 이하로 제어 할 때 외곽 부분이 10㎛ 이상으로 형성되어 외곽 부분에서 증착 제품에 증착 물질이 증착되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 단위 관통홀의 중앙 부분에서는 증착 물질이 많이 들어오고, 외곽 부분에서는 증착 물질이 적게 들어올 수 있다. 또한, 단위 관통홀의 중앙 부분에서는 증착용 마스크와 증착 기판의 거리가 가깝고, 외곽 부분에서는 증착용 마스크와 증착 기판의 거리가 멀 수 있다. 이에 따라, 상기 단위 관통홀을 통해 증착 패턴을 형성할 때, 상기 단위 관통홀의 중앙 부분과 외곽 부분에서 두께 편차가 커지므로, 증착용 마스크의 증착 신뢰성이 감소할 수 있다.
또한, 복수의 단위 관통홀들을 통해 형성되는 증착 패턴들의 두께 편차가 증가하고, 증착 패턴들의 형상 및/또는 크기가 불균일해지므로, 증착용 마스크의 증착 신뢰성이 감소될 수 있다.
반면에, 도 11을 참조하면, 상기 제 2 아일랜드부(IS2)를 포함하는 경우, 상기 단위 관통홀의 편차 크기를 감소할 수 있고, 복수의 단위 관통홀들에 의해 형성되는 증착 패턴들의 형상 및/또는 크기의 불균일을 감소할 수 있다.
자세하게, 상기 대면공(V2)의 내측면(ES2) 및 상기 소면공(V1)의 내측면(ES1)은 상기 제 2 아일랜드부(IS2)에 의해 복수의 영역으로 구분될 수 있다.
상기 단위 관통홀은 상기 복수의 영역이 한번에 식각되지 않고, 개별적으로 식각되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 단위 관통홀의 각각의 영역에서는 상기 대면공(V2)의 내측면(ES2)의 경사각도의 편차가 감소하고, 상기 소면공(V1)의 내측면(ES1)의 높이 편차도 감소한다.
이에 따라, 상기 단위 관통홀 복수의 영역들의 상기 대면공(V2)의 내측면(ES2)의 경사각도의 편차도 감소하고, 상기 소면공(V1)의 내측면(ES1)의 높이(H) 편차도 감소한다.
바람직하게 상기 단위 관통홀 복수의 영역들의 상기 대면공(V2)의 내측면(ES2)의 경사각도의 편차는 20도 이하, 10도 이하, 5도 이하, 2도 이하로 감소시킬 수 있고, 상기 소면공(V1) 및/또는 상기 대면공(V2)의 내측면(ES)의 높이(H) 편차는 5㎛ 이하, 4㎛ 이하, 3㎛ 이하, 2㎛ 이하, 1㎛ 이하로 감소시킬 수 있다
따라서, 최종적으로 제조되는 단위 관통홀은 중앙 부분과 외곽 부분에서 상기 대면공(V2)의 내측면(ES2)의 경사각도의 편차 및 상기 소면공(V1)의 내측면(ES1)의 높이 편차가 감소한다. 이에 따라, 상기 단위 관통홀을 통해 증착 패턴을 형성할 때, 상기 단위 관통홀의 중앙 부분과 외곽 부분에서 두께 편차가 감소되므로, 증착 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 복수의 단위 관통홀들을 통해 형성되는 증착 패턴들의 두께 편차도 감소하고, 증착 패턴들의 형상 및/또는 크기가 균일해지므로, 증착용 마스크의 증착 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 상기 제 2 아일랜드부에 의해 단위 관통홀의 내측면의 형상, 크기를 다양하게 형성할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)는 소면공(V1)의 내측면의 높이 및 대면공(V2)의 내측면의 경사각도를 영역마다 다양한 크기로 형성할 수 있다.
도 12 내지 도 14는 상기 단위 관통홀의 제 1 영역 내지 제 3 영역의 단면도를 도시한 도면이다. 제 1 영역은 상기 제 1 방향을 기준으로, 상기 단위 관통홀의 중앙 영역이고, 상기 제 3 영역은 상기 단위 관통홀의 외곽 영역이고, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역과 상기 제 3 영역의 사이 영역이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 상기 대면공의 제 1 영역(1A)은 상기 제 1 방향(1D)으로 제 2-1 내측면(ES2-1)을 포함한다. 또한, 상기 소면공의 제 1 영역(1A)은 상기 제 1 방향(1D)으로 제 1-1 내측면(ES1-1)을 포함한다.
또한, 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)은 곡률을 가진다. 또한, 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)은 제 1 경사각도(θ1)를 가진다. 또한, 상기 대면공의 제 1 영역(1A)의 대면공은 제 2-1 높이(H2-1)를 가진다. 또한, 상기 제 1 영역(1A)의 소면공은 제 1-1 높이(H1-1)를 가진다.
상기 대면공의 제 2 영역(2A)은 상기 제 1 방향(1D)으로 제 2-2 내측면(ES2-2)을 포함한다. 또한, 상기 소면공의 제 2 영역(2A)은 상기 제 1 방향(1D)으로 제 1-2 내측면(ES1-2)을 포함한다.
또한, 상기 제 2-2 내측면(ES2-2)은 곡률을 가진다. 또한, 상기 제 2-2 내측면(ES2-2)은 제 2 경사각도(θ2)를 가진다. 또한, 상기 대면공의 제 2 영역(2A)의 대면공은 제 2-2 높이(H2-2)를 가진다. 또한, 상기 제 2 영역(2A)의 소면공은 제 1-2 높이(H1-2)를 가진다.
상기 대면공의 제 3 영역(3A)은 상기 제 1 방향(1D)으로 제 2-3 내측면(ES2-3)을 포함한다. 또한, 상기 소면공의 제 3 영역(3A)은 상기 제 1 방향(1D)으로 제 1-3 내측면(ES1-3)을 포함한다.
또한, 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)은 곡률을 가진다. 또한, 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)은 제 3 경사각도(θ3)를 가진다. 또한, 상기 대면공의 제 3 영역(3A)의 대면공은 제 2-3 높이(H2-3)를 가진다. 또한, 상기 제 3 영역(3A)의 소면공은 제 1-3 높이(H1-3)를 가진다.
여기서, 상기 대면공(V2)의 경사각도는 상기 연통부(CA)의 일단과 대면공(V2)의 일단을 연장하는 가상의 선과 연통부(CA)의 연장선이 이루는 예각의 각도로 정의된다. 또한, 상기 대면공의 높이는 상기 연통부(CA)에서 상기 아일랜드부(IS3)까지의 수직 방향 높이로 정의된다. 또한, 상기 소면공(V1)의 높이는 상기 연통부(CA)에서 상기 제 1 면까지의 수직 방향 높이로 정의된다. 또한, 상기 대면공의 내측면의 곡률은 상기 대면공의 내측면이 휘어진 정도를 의미하는 것으로서, 곡률반경(um)의 역수로 정의된다.
상기 제 2-1 내측면(ES2-1), 상기 제 2-2 내측면(ES2-2) 및 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)은 서로 다른 경사각도를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2-1 내측면(ES2-1), 상기 제 2-2 내측면(ES2-2) 및 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)은 서로 다른 곡률을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1-1 내측면(ES1-1), 상기 제 1-2 내측면(ES1-2) 및 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)은 서로 다른 높이를 가질 수 있다
도 12 내지 도 14를 참조하면, 상기 제 3 경사각도(θ3)는 상기 제 1 경사각도(θ1) 및 상기 제 2 경사각도(θ2)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 2 경사각도(θ2)는 상기 제 1 경사각도(θ1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 대면공의 내측면은 외곽 영역에서 중앙 영역으로 가면서 경사각도가 작아질 수 있다.
또한, 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률은 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 곡률 및 상기 제 2-@ 내측면(ES2-2)의 곡률보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 2-2 내측면(ES2-2)의 곡률은 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 곡률보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 대면공의 내측면은 외곽 영역에서 중앙 영역으로 가면서 곡률이 작아질 수 있다.
또한, 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이는 상기 제 1-2 내측면(ES1-2)의 높이 및 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 1-2 내측면(ES1-2)의 높이는 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 소면공의 내측면은 외곽 영역에서 중앙 영역으로 가면서 높이가 커질 수 있다.
그러나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 대면공의 내측면의 경사각도, 곡률, 높이 및 상기 소면공의 높이는 영역에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 제 1 경사각도(θ1)는 상기 제 2 경사각도(θ2) 및 상기 제 3 경사각도(θ3)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 2 경사각도(θ2)는 상기 제 3 경사각도(θ3)보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 대면공의 내측면은 외곽 영역에서 중앙 영역으로 가면서 경사각도가 커질 수 있다.
또한, 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 곡률은 상기 제 2-2 내측면(ES2-2)의 곡률 및 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 2-2 내측면(ES2-2)의 곡률은 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 대면공의 내측면은 외곽 영역에서 중앙 영역으로 가면서 곡률이 커질 수 있다.
또한, 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이는 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이 및 상기 제 1-2 내측면(ES1-2)의 높이보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 1-2 내측면(ES1-2)의 높이는 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 소면공의 내측면은 외곽 영역에서 중앙 영역으로 가면서 내측면의 높이가 작아질 수 있다.
또는, 상기 제 2 경사각도(θ2)는 상기 제 1 경사각도(θ1) 및 상기 제 3 경사각도(θ3)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 1 경사각도(θ1) 및 상기 제 3 경사각도(θ3)는 동일할 수 있다. 또는, 상기 제 1 경사각도(θ1) 및 상기 제 3 경사각도(θ3)는 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 경사각도(θ1)는 상기 제 3 경사각도(θ3)보다 클 수 있다. 또는, 상기 제 3 경사각도(θ3)는 상기 제 1 경사각도(θ1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 대면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 경사각도가 커지다가 작아질 수 있다.
또한, 상기 제 2-2 내측면(ES2-2)의 곡률은 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 곡률 및 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 2-1 내측면(ES1)의 곡률 및 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률은 동일할 수 있다. 또는, 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 곡률 및 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률은 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 곡률은 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률보다 클 수 있다. 또는, 상기 제 2-3 내측면(ES2-3)의 곡률은 상기 제 2-1 내측면(ES2-1)의 곡률보다 클 수 있다. 이에 따라, 대면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 내측면의 곡률이 커지다가 작아질 수 있다.
또한, 또는, 상기 제 1-2 내측면(ES1-2)의 높이는 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이 및 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이 및 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이는 동일할 수 있다. 또는, 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이 및 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이는 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이는 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이보다 클 수 있다. 또는, 상기 제 1-3 내측면(ES1-3)의 높이는 상기 제 1-1 내측면(ES1-1)의 높이보다 클 수 있다. 이에 따라, 소면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 내측면의 곡률이 커지다가 작아질 수 있다.
상기 제 2 아일랜드부가 없는 경우, 식각 공정에 의해 대면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 경사각도가 작아지고, 곡률이 커지고 형상으로만 형성될 수 있었다. 또한, 소면공은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 높이가 커지는 형상으로만 형성될 수 있었다.
그러나, 실시예에 따른 증착용 마스크는 제 2 아일랜드부에 의해 상기 대면공의 내측면의 식각 정도를 영역마다 제어할 수 있다. 따라서, 상기와 같이 상기 대면공의 내측면의 경사각도, 곡률 및 소면공의 높이를 다양한 예로 구현할 수 있다.
따라서, 상기 증착용 마스크는 제 1 방향을 기준을, 상기 대면공 및 소면공의 위치에 따라 대면공의 내측면의 경사각도, 내측면의 곡률, 대면공의 높이 및 소면공의 높이를 다양한 예로 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크의 사용 환경에 따라 대면공이 형상, 대면공의 크기 및 소면공의 크기 중 적어도 하나를 다양한 크기 또는 형상으로 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 소면공의 높이 편차를 줄이기 위해 상기 대면공의 내측면의 경사각도를 조절할 필요가 있다. 이때 중앙 영역의 소면공의 높이가 외곽 영역 대비 너무 낮아 증착 물질의 탈막 현상이 발생 할 때 중앙 영역의 대면공의 각도를 작게 형성함으로써 중앙 영역의 소면공의 높이를 높일 수 있다. 또한 상기 유기물 증착 장치의 조건에 따라 단위 관통홀의 외곽 영역의 증착 물질이 적게 형성되어 증착 물질의 광 효율이 적을 경우 상기 단위 관통홀의 외곽 영역의 대면공의 각도를 높이거나 소면공의 높이를 줄임으로 이해 외곽 영역에 증착되는 증착 물질의 높이를 높여 증착 물질의 광 효율을 향상 시킬수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크는 향상된 증착 효율 및 단위 관통홀에 대응 하는 단위 증착 영역의 증착 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따른 증착용 마스크는 복수의 제 2 아일랜드부를 포함한다.
상기 증착용 마스크는 연통부 방향으로 돌출되는 복수의 제 2 아일랜드부를 포함한다. 상기 제 2 아일랜드부는 단위 관통홀의 형상 및 크기를 제어한다. 즉, 상기 제 2 아일랜드부에 의해 상기 단위 관통홀의 형상은 영역마다 균일해질 수 있다. 또한, 상기 제 2 아일랜드부에 의해 상기 단위 관통홀은 복수 영역들의 대면공의 내측면의 경사각도의 편차 및 소면공의 높이의 편차가 감소될 수 있다. 또한, 복수의 단위 관통홀들은 형상 및 크기가 균일해질 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크는 단위 관통홀을 통해 형성되는 증착 패턴의 두께 균일도를 향상시킬 수 있다. 또한, 실시예에 따른 증착용 마스크는 복수의 단위 관통홀을 통해 형성되는 증착 패턴의 두께 균일도 및 형상 균일도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 증착용 마스크는 향상된 증착 효율 및 증착 신뢰성을 가진다.
도 15는 실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 제조 방법을 도시한 도면들이다.
도 15를 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 제조 방법은 금속판(10)을 준비하는 단계, 상기 금속판(10) 상에 포토레지스트층을 배치하여 관통 홀을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트층을 제거하여 상기 관통 홀을 포함하는 증착용 마스크(100)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 증착용 마스크(100)를 제조하기 위한 기초 자재인 상기 금속판(10)을 준비한다(S410).
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 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)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.
또한, 상기 금속판(10)을 준비하는 단계(S410)는 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 관통 홀 각각의 소면공(V1)의 식각 팩터가 저하될 수 있다. 또한, 관통 홀의 대면공(V2) 형성을 위한 에칭 시, 에칭액의 사이드 에칭에 의해 상기 대면공(V2) 형성을 위한 포토 레지스트층이 박리될 수 있다. 이에 따라 미세한 크기의 관통 홀을 형성하기 어려울 수 있고, 상기 관통 홀을 균일하게 형성하기 어려워 제조 수율이 저하될 수 있다.
따라서, 상기 금속판(10)의 표면 상에 성분, 함량, 결정구조 및 부식속도를 달리하는 표면 개질을 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 관통 홀(TH)을 형성하는 단계가 진행될 수 있다.
이를 위해, 상기 금속판(10)의 일면 상에 관통 홀의 소면공(V1)을 형성하기 위해 상기 금속판(10)의 일면 상에 제 1 포토 레지스트층(PR1)을 배치할 수 있다. 상기 제 1 포토레지스트층(PR1)을 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, 패턴화된 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㎛ 두께의 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 두께는 약 10㎛ 내지 약 15㎛일 수 있다.
상기 제 1 홈을 형성하는 단계(S430)는, 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 관통 홀(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 제 2 포토레지스트층(PR2)을 배치할 수 있다. 이어서, 상기 제 2 포토레지스트층(PR2)을 노광 및 현상하여 상기 금속판(10)의 타면 상에 패턴화된 제 2 포토레지스트층(PR2)이 배치할 수 있다(S440). 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 관통 홀을 형성할 수 있다.
상기 관통 홀을 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 관통 홀(TH)을 형성하는 단계일 수 있다.
이와 다르게, 상기 관통 홀(TH)을 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 관통 홀(TH)을 형성하는 단계일 수 있다.
이와 또 다르게, 상기 관통 홀(TH)을 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 관통 홀(TH)을 형성하는 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 제 1 포토레지스트층(PR1) 및 상기 제 2 포토레지스트층(PR2)을 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 관통 홀(TH)을 포함하는 증착용 마스크(100)를 형성하는 단계를 거쳐 증착용 마스크(100)가 형성될 수 있다.
상기 단계들을 거쳐 형성된 증착용 마스크(100)는 상기 금속판(10)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 금속판(10)과 동일한 조성의 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 증착용 마스크(100)의 아일랜드부(IS)는 상술한 표면 처리층을 포함할 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 (18)

  1. 증착 영역 및 비증착 영역을 포함하는 금속판을 포함하고,
    상기 증착 영역은 적어도 하나의 유효부를 포함하고,
    상기 유효부는 복수의 단위 관통홀을 포함하고,
    상기 단위 관통홀은 상기 금속판의 제 1 면에 형성되는 소면공; 상기 금속판의 제 2 면에 형성되는 대면공; 및 상기 소면공과 상기 대면공을 연통하는 연통부를 포함하고,
    상기 금속판의 제 1 방향으로 인접하는 단위 관통홀들 사이에는 리브가 배치되고,
    상기 금속판의 제 2 방향으로 인접하는 단위 관통홀들 사이에는 아일랜드부가 배치되고,
    상기 아일랜드부는 서로 이격하는 제 1 아일랜드부 및 제 2 아일랜드부를 포함하고,
    상기 제 1 아일랜드부는 상기 리브와 접촉하고,
    상기 제 2 아일랜드부는 상기 리브와 이격하는 증착용 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 아일랜드부 및 상기 제 2 아일랜드부와 연결되는 제 3 아일랜드부를 더 포함하고,
    상기 제 3 아일랜드부는 상기 제 1 방향으로 연장하는 증착용 마스크.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 아일랜드부는 상기 제 3 아일랜드부에서 상기 연통부 방향으로 돌출되는 증착용 마스크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 아일랜드부의 일 끝단은 상기 제 3 아일랜드부와 연결되고, 타 끝단은 상기 리브와 연결되고,
    상기 제 2 아일랜드부의 일 끝단은 상기 제 3 아일랜드부와 연결되고, 타 끝단은 상기 단위 관통홀의 내측면과 연결되는 증착용 마스크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 아일랜드부는 복수 개를 포함하는 증착용 마스크.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 대면공의 내측면은 상기 제 2 아일랜드부에 의해 구분되는 제 1 영역, 제 2 영역 및 제 3 영역을 포함하고,
    상기 제 1 영역은 상기 대면공의 내측면의 중앙 영역에 배치되고,
    상기 제 3 영역은 상기 대면공의 내측면의 외곽 영역에 배치되고,
    상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역 및 상기 제 3 영역 사이에 배치되는 증착용 마스크.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 대면공의 내측면의 경사각도는 다른 증착용 마스크.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 대면공의 내측면의 곡률은 다른 증착용 마스크.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 대면공의 높이는 다른 증착용 마스크.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 소면공의 높이는 다른 증착용 마스크.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 대면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 내측면의 경사각도가 커지는 증착용 마스크.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 대면공의 내측면의 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 상기 소면공의 높이가 작아지는 증착용 마스크.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 대면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 대면공의 높이가 커지는 증착용 마스크.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 대면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 내측면의 곡률이 커지는 증착용 마스크.
  15. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 단위 관통홀은 제 1 방향의 폭으로 정의되는 제 1 폭 및 제 2 방향의 폭으로 정의되는 제 2 폭을 포함하고,
    상기 제 1 폭의 크기와 상기 제 2 폭의 크기는 다른 증착용 마스크.
  16. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 대면공의 높이 편차는 5㎛ 이하인 증착용 마스크.
  17. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 소면공의 높이 편차는 5㎛ 이하인 증착용 마스크.
  18. 제 6항에 있어서,
    상기 대면공의 내측면은 중앙 영역에서 외곽 영역으로 가면서 내측면의 경사각도 편차는 20도 이하인 증착용 마스크.
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