WO2020013502A1 - 프레임 일체형 마스크의 제조 방법 및 oled 화소 형성용 마스크 - Google Patents

프레임 일체형 마스크의 제조 방법 및 oled 화소 형성용 마스크 Download PDF

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WO2020013502A1
WO2020013502A1 PCT/KR2019/007991 KR2019007991W WO2020013502A1 WO 2020013502 A1 WO2020013502 A1 WO 2020013502A1 KR 2019007991 W KR2019007991 W KR 2019007991W WO 2020013502 A1 WO2020013502 A1 WO 2020013502A1
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mask
frame
pattern
wrinkle
weld
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PCT/KR2019/007991
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이병일
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주식회사 티지오테크
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    • H10K71/233—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers by photolithographic etching

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a frame-integrated mask and a mask for forming an OLED pixel. More specifically, the method of manufacturing a frame-integrated mask that can make the mask integral with the frame, the alignment between the masks can be made clear by reducing the deformation of the mask during welding to improve the positional accuracy and A mask for forming an OLED pixel.
  • the electroplating method is to immerse the positive electrode and the negative electrode in the electrolytic solution, and to apply the power to electrodeposit the metal thin plate on the surface of the negative electrode, so that the ultra-thin plate can be manufactured and the mass production can be expected.
  • a fine metal mask (FMM) method of depositing an organic material at a desired position by closely attaching a thin metal mask to a substrate is mainly used.
  • the mask is manufactured in a stick form, a plate form, and the like, and then the mask is welded and fixed to the OLED pixel deposition frame.
  • Each mask may include a plurality of cells corresponding to one display.
  • several masks may be fixed to the OLED pixel deposition frame. In the process of fixing to the frame, each mask is tensioned to be flat. Adjusting the tension to make the entire part of the mask flat is a very difficult task.
  • QHD image quality is 500 ⁇ 600 pixel per inch (PPI), and the pixel size is about 30 ⁇ 50 ⁇ m. It has a resolution of.
  • the alignment error between each cell should be reduced to several ⁇ m, and the error beyond this may lead to product failure, resulting in very low yield. Therefore, there is a need for development of a technique for preventing deformation, such as knocking or twisting of a mask and making alignment clear, a technique for fixing a mask to a frame, and the like.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a frame-integrated mask, which is conceived to solve the above-mentioned problems of the prior art, which can form an integral structure of a mask and a frame.
  • an object of this invention is to provide the manufacturing method of the frame-integrated mask which markedly reduced manufacturing time and raised the yield significantly.
  • the above object of the present invention is a mask for forming an OLED pixel, comprising a mask cell in which a plurality of mask patterns are formed, and a dummy around the mask cell, wherein a plurality of welds are formed on at least a part of the dummy at intervals, respectively Is achieved by a mask for forming an OLED pixel, wherein an anti-wrinkle pattern is formed around a spaced interval at a welded portion of the.
  • the anti-wrinkle pattern may occupy at least a circumferential region that is concentric with the weld and has a larger diameter than the weld.
  • the anti-wrinkle pattern may include a plurality of unit anti-wrinkle patterns, and the unit anti-wrinkle pattern may have a shape of any one of a circle and an ellipse.
  • a plurality of unit anti-wrinkle patterns may be arranged at intervals in at least a circumferential region having a diameter concentric with the weld and having a larger diameter than the weld.
  • the anti-wrinkle pattern may include a plurality of unit anti-wrinkle patterns, and the unit anti-wrinkle pattern may have a shape including at least a portion of a circumference having a diameter larger than that of the weld and concentric with the weld.
  • One unit anti-wrinkle pattern includes at least a portion of a circumference concentric with a particular weld and having a diameter larger than that of the particular weld, and a circumference with a diameter concentric with the weld adjacent to the particular weld and larger than a neighboring weld. It may be a closed figure shape connecting at least a portion of the.
  • the pair of neighboring unit anti-wrinkle patterns may have a closed figure shape further including opposite and parallel sides.
  • the anti-wrinkle pattern includes a plurality of unit anti-wrinkle patterns, wherein the unit anti-wrinkle pattern includes at least a portion of a circumference having a first diameter concentric with the welded portion and having a first diameter larger than the welded portion, and a second diameter larger than the first diameter.
  • the branch may have a closed figure shape connecting at least a portion of the circumference.
  • the plurality of unit anti-wrinkle patterns may be disposed to be spaced apart from each other to surround one weld.
  • a plurality of buffer patterns may be further formed between the anti-wrinkle pattern and the mask pattern and have a width greater than that of the mask pattern.
  • the unit buffer pattern may be in the shape of one of a circle and an ellipse.
  • the above object of the present invention is a method of manufacturing a frame-integrated mask formed integrally with at least one mask and a frame for supporting the mask, comprising: (a) providing a frame having at least one mask cell area; (b) attaching a mask on the tray; (c) loading the tray onto the frame to correspond to the mask cell area of the frame; And (d) irradiating a welding part of the mask with a laser to bond the mask to the frame, wherein the mask includes a mask cell in which a plurality of mask patterns are formed, and a dummy around the mask cell, wherein the mask includes a plurality of masks in at least part of the dummy. Welds are formed at intervals, and the anti-wrinkle pattern is formed around each of the weld portions at predetermined intervals, thereby achieving the frame-integrated mask manufacturing method.
  • Step (b) may be a step corresponding to the mask cell area of the frame by attaching the mask on the tray and then loading the tray on the frame.
  • the anti-wrinkle pattern may occupy at least a circumferential region that is concentric with the weld and has a larger diameter than the weld.
  • a plurality of buffer patterns may be further formed between the anti-wrinkle pattern and the mask pattern and have a width greater than that of the mask pattern.
  • the mask and the frame can form an integrated structure.
  • the present invention when the mask is adhered to the frame, it is possible to prevent deformation of the mask and to reduce the deformation of the mask during welding, thereby improving positional accuracy.
  • 1 is a schematic view showing a conventional mask for OLED pixel deposition.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a process of adhering a conventional mask to a frame.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing that alignment errors between cells occur in the process of tensioning a conventional mask.
  • FIG. 4 is a front and side cross-sectional view showing a frame-integrated mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front and side cross-sectional view showing a frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of a frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of a frame according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic view showing the shape of a mask according to an embodiment of the present invention and a state in which a mask is attached on a tray.
  • FIG. 9 through 12 are schematic views illustrating a wrinkle prevention pattern of a mask according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a state in which a mask according to a comparative example is attached to a cell region of a frame.
  • 15 is a schematic diagram illustrating a state in which a mask is adhered to a cell region of a frame according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a schematic diagram showing a state in which a tray is loaded onto a frame according to a comparative example to correspond to a mask cell area of the frame.
  • 17 is a schematic diagram illustrating a process of bonding a mask to a cell region of a frame by loading a tray on a frame according to a comparative example, and an interface state between the mask and the tray.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a process of bonding a mask to a cell region of a frame by loading a tray onto a frame according to an embodiment of the present invention, and an interface state between the mask and the tray.
  • FIG. 19 is a schematic diagram illustrating a tray according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a state in which a tray is loaded onto a frame and a mask corresponds to a cell area of the frame according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a schematic diagram illustrating a process of sequentially bonding a mask to a cell region according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a process of lowering a temperature of a process region after attaching a mask to a cell region of a frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a schematic diagram illustrating an OLED pixel deposition apparatus using a frame-integrated mask according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional mask for depositing OLED pixels 10.
  • the conventional mask 10 may be manufactured in a stick type or a plate type.
  • the mask 10 shown in FIG. 1A is a stick type mask, and both sides of the stick may be welded and fixed to the OLED pixel deposition frame.
  • the mask 100 illustrated in FIG. 1B is a plate-type mask and may be used in a large area pixel forming process.
  • a plurality of display cells C are provided in the body (or mask film 11) of the mask 10.
  • One cell C corresponds to one display such as a smartphone.
  • a pixel pattern P is formed to correspond to each pixel of the display.
  • the pixel pattern P is formed in the cell C to have a resolution of 70 ⁇ 140. That is, a large number of pixel patterns P may be clustered to form one cell C, and a plurality of cells C may be formed in the mask 10.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a process of adhering the mask 10 to the frame 20.
  • 3 is a schematic view showing that alignment errors between cells occur in the process of tensioning the mask 10 (F1 to F2).
  • a stick mask 10 having six cells C: C1 to C6 shown in FIG. 1A will be described as an example.
  • the stick mask 10 should be flattened.
  • the stick mask 10 is unfolded by applying tensile forces F1 to F2 in the major axis direction of the stick mask 10.
  • the stick mask 10 is loaded onto the frame 20 having a rectangular frame shape.
  • the cells C1 to C6 of the stick mask 10 are positioned in the empty area of the frame 20 of the frame 20.
  • the frame 20 may be large enough so that the cells C1 to C6 of one stick mask 10 are located in an empty area inside the frame, and the cells C1 to C6 of the plurality of stick masks 10 are framed. It may also be large enough to fit inside the empty area.
  • the alignment of the mask cells C1 to C3 is not good.
  • the distances D1 to D1 ′′ and D2 to D2 ′′ may be different from each other or the patterns P may be skewed between the patterns P of the cells C1 to C3.
  • the stick mask 10 is a large area including a plurality of (eg, six) cells C1 to C6, and has a very thin thickness of several tens of micrometers, so that it is easily struck or warped by a load.
  • the minute error of the tensile force may cause an error in the extent that each cell (C1 ⁇ C3) of the stick mask 10 is extended or unfolded, and thus the distance (D1) between the mask pattern (P) ⁇ D1 ", D2-D2") cause a problem that becomes different.
  • the alignment error does not exceed 3 micrometers. It is preferable not to.
  • This alignment error between adjacent cells is referred to as pixel position accuracy (PPA).
  • the tensile force (F1 ⁇ F2) applied to the stick mask 10 can act inversely to the frame 20. That is, after the stick mask 10 is stretched by the tension force (F1 ⁇ F2) is connected to the frame 20 may be applied to the tension (tension) to the frame 20.
  • the tension may not be large, and thus may not have a large influence on the frame 20.
  • the tension may slightly change the frame 20. Thus, a problem may arise in that the alignment state is changed between the plurality of cells C to C6.
  • the present invention proposes a frame 200 and a frame integrated mask that allow the mask 100 to form an integrated structure with the frame 200.
  • the mask 100 integrally formed in the frame 200 may be prevented from being deformed or warped, and may be clearly aligned with the frame 200. Since the mask 100 does not apply any tensile force to the mask 100 when the mask 100 is connected to the frame 200, the tension may not be applied to the frame 200 after the mask 100 is connected to the frame 200. .
  • the manufacturing time for integrally connecting the mask 100 to the frame 200 may be significantly reduced, and the yield may be significantly increased.
  • FIG. 4 is a front view (FIG. 4 (a)) and a side cross-sectional view (FIG. 4 (b)) showing a frame-integrated mask according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is according to an embodiment of the present invention It is a front view (FIG. 5 (a)) and a side cross-sectional view (FIG. 5 (b)) which show a frame.
  • the frame integrated mask may include a plurality of masks 100 and one frame 200.
  • the plurality of masks 100 are bonded to the frame 200 one by one.
  • the rectangular mask 100 will be described as an example, but the masks 100 may be in the form of a stick mask having protrusions clamped at both sides before being bonded to the frame 200, and the frame 200. The protrusions can be removed after they have been adhered to.
  • a plurality of mask patterns P may be formed in each mask 100, and one cell C may be formed in one mask 100.
  • One mask cell C may correspond to one display such as a smartphone.
  • the mask 100 may be formed by electroforming.
  • the mask 100 may be an invar having a thermal expansion coefficient of about 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / ° C. and a super invar material of about 1.0 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. Since the mask 100 of this material has a very low coefficient of thermal expansion, there is little possibility that the pattern shape of the mask is deformed by thermal energy, and thus, the mask 100 may be used as a fine metal mask (FMM) or a shadow mask in high-resolution OLED manufacturing.
  • FMM fine metal mask
  • the mask 100 has a slightly larger thermal expansion coefficient than that of nickel (Ni) and nickel-cobalt (Ni-Co). It may be a material such as).
  • the thickness of the mask may be formed to about 2 to 50 ⁇ m.
  • the frame 200 is formed to bond the plurality of masks 100.
  • the frame 200 may include various edges formed in a first direction (eg, a horizontal direction) and a second direction (eg, a vertical direction) including an outermost edge. These various corners may define the area to which the mask 100 is to be bonded on the frame 200.
  • the frame 200 may include an edge frame portion 210 having a substantially rectangular shape and a rectangular frame shape.
  • the inside of the frame frame 210 may be hollow. That is, the frame frame 210 may include a hollow region (R).
  • the frame 200 may be made of a metal material such as Invar, Super Inbar, Aluminum, Titanium, etc., and may be made of Inbar, Super Invar, Nickel, or Nickel-Cobalt having the same thermal expansion coefficient as a mask in consideration of thermal deformation.
  • the materials may be applied to both the edge frame portion 210 and the mask cell sheet portion 220 which are components of the frame 200.
  • the frame 200 may include a plurality of mask cell regions CR and may include a mask cell sheet portion 220 connected to the edge frame portion 210.
  • the mask cell sheet part 220 may be formed by electroplating, or may be formed using another film forming process.
  • the mask cell sheet part 220 may be connected to the edge frame part 210 after forming a plurality of mask cell areas CR through laser scribing or etching on a flat sheet.
  • the mask cell sheet unit 220 may form a plurality of mask cell regions CR through laser scribing, etching, etc. after connecting the planar sheet to the edge frame unit 210.
  • a plurality of mask cell regions CR are formed in the mask cell sheet part 220, and then the connection to the edge frame part 210 is mainly assumed.
  • the mask cell sheet part 220 may include at least one of the edge sheet part 221 and the first and second grid sheet parts 223 and 225.
  • the edge sheet portion 221 and the first and second grid sheet portions 223 and 225 refer to respective portions partitioned from the same sheet, which are integrally formed with each other.
  • the edge sheet portion 221 may be substantially connected to the edge frame portion 210. Accordingly, the edge sheet part 221 may have a substantially rectangular shape and a rectangular frame shape corresponding to the edge frame part 210.
  • first grid sheet part 223 may extend in a first direction (horizontal direction).
  • the first grid sheet part 223 may be formed in a straight line shape and both ends thereof may be connected to the edge sheet part 221.
  • each of the first grid sheet portions 223 may be equally spaced apart.
  • the second grid sheet part 225 may be formed to extend in a second direction (vertical direction).
  • the second grid sheet part 225 may be formed in a straight line shape and both ends thereof may be connected to the edge sheet part 221.
  • the first grid sheet portion 223 and the second grid sheet portion 225 may vertically cross each other.
  • each of the second grid sheet portions 225 preferably has an equal interval.
  • the spacing between the first grid sheet portions 223 and the spacing between the second grid sheet portions 225 may be the same or different according to the size of the mask cell C.
  • the first grid sheet portion 223 and the second grid sheet portion 225 have a thin thickness in the form of a thin film, but the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction may be a rectangle, a square shape such as a parallelogram, a triangular shape, or the like. The edges, edges, and corners may be partially rounded.
  • the cross-sectional shape is adjustable in the process of laser scribing, etching and the like.
  • the thickness of the edge frame portion 210 may be thicker than the thickness of the mask cell sheet portion 220.
  • the edge frame part 210 may be formed to a thickness of several mm to several cm because it is responsible for the overall rigidity of the frame 200.
  • the mask cell sheet part 220 is thinner than the thickness of the edge frame part 210, but preferably thicker than the mask 100.
  • the mask cell sheet part 220 may have a thickness of about 0.1 mm to about 1 mm.
  • the widths of the first and second grid sheet parts 223 and 225 may be formed to about 1 to 5 mm.
  • a plurality of mask cell areas CR: CR11 to CR56 may be provided except for an area occupied by the edge sheet part 221 and the first and second grid sheet parts 223 and 225 in the planar sheet.
  • the mask cell region CR is an area occupied by the edge sheet portion 221 and the first and second grid sheet portions 223 and 225 in the hollow region R of the edge frame portion 210. Except for, it may mean an empty area.
  • the mask C may be used as a passage through which the pixels of the OLED are deposited through the mask pattern P.
  • FIG. As described above, one mask cell C corresponds to one display such as a smartphone.
  • Mask patterns P constituting one cell C may be formed in one mask 100.
  • one mask 100 may include a plurality of cells C, and each cell C may correspond to each cell region CR of the frame 200. It is necessary to avoid the large area mask 100, and the small area mask 100 provided with one cell C is preferable.
  • one mask 100 having a plurality of cells C may correspond to one cell region CR of the frame 200. In this case, for clear alignment, it may be considered to correspond to the mask 100 having a small number of cells C of about 2-3.
  • the frame 200 may include a plurality of mask cell regions CR, and each mask 100 may be bonded such that one mask cell C corresponds to the mask cell region CR.
  • Each mask 100 may include a mask cell C in which a plurality of mask patterns P are formed and a dummy (corresponding to a portion of the mask film 110 except for the cell C) around the mask cell C. have.
  • the dummy may include only the mask layer 110 or the mask layer 110 in which a predetermined dummy pattern having a similar shape to the mask pattern P is formed.
  • the mask cell C may correspond to the mask cell region CR of the frame 200, and part or all of the dummy may be attached to the frame 200 (mask cell sheet portion 220). Accordingly, the mask 100 and the frame 200 may form an integrated structure.
  • the frame is not manufactured by bonding the mask cell sheet portion 220 to the edge frame portion 210, the edge frame portion 210 in the hollow region (R) portion of the edge frame portion 210 ), A frame in which a grid frame (corresponding to the grid sheet portions 223 and 225) which is integral with one another can be used immediately.
  • the frame of this type also includes at least one mask cell region CR, and the mask integrated region may be manufactured by corresponding the mask 100 to the mask cell region CR.
  • FIGS. 4 and 5 may be provided.
  • 6 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of the frame 200 according to an embodiment of the present invention.
  • an edge frame unit 210 is provided.
  • the edge frame portion 210 may have a rectangular frame shape including the hollow area R.
  • a mask cell sheet part 220 is manufactured.
  • the mask cell sheet unit 220 may be manufactured by fabricating a planar sheet using pre-plating or other film forming process, and then removing the mask cell region CR through laser scribing or etching. have.
  • a description will be given of an example in which a mask cell region CR: CR11 to CR56 of 6 ⁇ 5 is formed.
  • the mask cell sheet part 220 may correspond to the edge frame part 210.
  • all sides of the mask cell sheet part 220 are stretched (F1 to F4) to flatten the mask cell sheet part 220 to the edge sheet part 221 to the border frame part 210. It can respond.
  • the mask cell sheet portion 220 may be grasped and tensioned at several points (for example, 1 to 3 points in FIG. 6B).
  • the mask cell sheet portion 220 may be stretched (F1, F2) not in all sides but in some lateral directions.
  • the edge cell part 221 of the mask cell sheet part 220 may be welded (W) and bonded. It is preferable to weld (W) all sides so that the mask cell sheet portion 220 can be firmly adhered to the edge frame portion 220. Welding (W) should be performed as close as possible to the edge of the edge frame portion 210 as much as possible to reduce the excited space between the edge frame portion 210 and the mask cell sheet portion 220 as much as possible to increase the adhesion.
  • the weld (W) portion may be generated in a line or spot form, and may have the same material as the mask cell sheet portion 220 and integrate the edge frame portion 210 and the mask cell sheet portion 220. It can be a medium to connect to.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of a frame according to another embodiment of the present invention.
  • the mask cell sheet part 220 having the mask cell area CR is first manufactured and adhered to the edge frame part 210.
  • the embodiment of FIG. After adhesion to 210, a mask cell region CR is formed.
  • the edge frame part 210 including the hollow area R is provided.
  • a flat sheet (a flat mask cell sheet portion 220 ′) may correspond to the edge frame portion 210.
  • the mask cell sheet portion 220 ′ is in a planar state in which the mask cell region CR is not yet formed.
  • all sides of the mask cell sheet part 220 ' may be stretched (F1 to F4) to correspond to the edge frame part 210 in a state where the mask cell sheet part 220' is flattened.
  • the mask cell sheet portion 220 ' may be grasped and tensioned at various points (for example, 1 to 3 points in FIG. 7A).
  • the mask cell sheet portion 220 ' may be stretched (F1, F2) not in all sides but in some lateral direction.
  • the edge portion of the mask cell sheet portion 220 ′ may be welded (W) and bonded. It is preferable to weld (W) all sides so that the mask cell sheet portion 220 ′ can be firmly adhered to the edge frame portion 220. Welding (W) should be performed as close as possible to the edge of the edge frame portion 210 as much as possible to reduce the excited space between the edge frame portion 210 and the mask cell sheet portion 220 'as much as possible to increase the adhesion.
  • the weld (W) portion may be generated in a line or spot shape, and may have the same material as the mask cell sheet portion 220 ′ and have an edge frame portion 210 and a mask cell sheet portion 220 ′. It can be a medium to connect the integrally.
  • a mask cell region CR is formed in a planar sheet (planar mask cell sheet portion 220 ′).
  • the mask cell region CR may be formed by removing the sheet of the mask cell region CR through laser scribing or etching.
  • a description will be given of an example in which a mask cell region CR: CR11 to CR56 of 6 ⁇ 5 is formed.
  • a portion welded to the edge frame portion 210 becomes the edge sheet portion 221, and five first grid sheet portions 223 and four second grids are formed.
  • the mask cell sheet part 220 having the sheet part 225 may be configured.
  • FIG 8 is a schematic view showing the shape of the mask 100 and the state in which the mask 100 is attached on the tray 50 according to an embodiment of the present invention.
  • a mask 100 having a plurality of mask patterns P may be provided.
  • the mask 100 may include a mask cell C on which a plurality of mask patterns P are formed and a dummy DM around the mask cell C.
  • FIG. The dummy DM corresponds to a portion of the mask layer 110 except for the cell C, and includes only the mask layer 110 or a mask layer 110 in which a predetermined dummy pattern having a shape similar to the mask pattern P is formed. It may include.
  • the dummy DM may be attached to the frame 200 (mask cell sheet part 220) in part or in whole of the dummy DM in correspondence to the edge of the mask 100. It is possible to manufacture a mask 100 of the Invar, Super Invar material by electroplating method.
  • the mother plate used as a cathode in electroplating is made of a conductive material.
  • a conductive material in the case of metal, metal oxides may be generated on the surface, impurities may be introduced during the metal manufacturing process, and in the case of the polycrystalline silicon substrate, inclusions or grain boundaries may exist, and the conductive polymer may be present.
  • a base material it is highly likely to contain an impurity, and strength. Acid resistance may be weak.
  • defects Elements that interfere with the uniform formation of an electric field on the surface of the substrate (or negative electrode body), such as metal oxides, impurities, inclusions, grain boundaries, etc., are referred to as "defects.” Due to the defect, a uniform electric field may not be applied to the cathode body of the above-described material, so that a part of the plating film (mask 100) may be unevenly formed.
  • Non-uniformity of the plating film and the plating film pattern may adversely affect the formation of the pixel in implementing a UHD-class or higher definition pixel.
  • QHD image quality is 500 ⁇ 600 pixel per inch (PPI), and the size of pixel is about 30 ⁇ 50 ⁇ m.
  • PPI pixel per inch
  • 4K UHD and 8K UHD high definition it is higher than 860 PPI and ⁇ 1600 PPI.
  • the micro display applied directly to the VR device, or the micro display used in the VR device aims at an ultra-high quality of about 2,000 PPI or more, and the size of the pixel reaches about 5 to 10 ⁇ m.
  • the pattern width of the FMM and shadow mask applied to this can be formed in a size of several to several tens of micrometers, preferably smaller than 30 micrometers, even a defect of several micrometers is large enough to occupy a large proportion of the pattern size of the mask. to be.
  • an additional process for removing metal oxides, impurities, and the like may be performed to remove the defects in the cathode material of the above-described material, and another defect such as etching of the anode material may be caused in this process. have.
  • the present invention can use a mother plate (or a negative electrode body) of a single crystal material.
  • a mother plate or a negative electrode body of a single crystal material.
  • it is preferable that it is a single crystal silicon material.
  • a high concentration doping of 10 19 / cm 3 or more may be performed on the single crystal silicon base plate. Doping may be performed on the entirety of the mother plate, or only on the surface portion of the mother plate.
  • metals such as Ti, Cu, Ag, carbon-based materials such as semiconductors such as GaN, SiC, GaAs, GaP, AlN, InN, InP, Ge, graphite, and graphene , such as CH 3 NH 3 PbCl 3, CH 3 NH 3 PbBr 3, CH3NH 3 PbI 3, SrTiO 3 , etc. page containing the perovskite single crystal ceramic, aircraft single crystal second heat-resistant alloy for components for a superconductor, such as (perovskite) structure Can be used.
  • Metal and carbon-based materials are basically conductive materials. In the case of a semiconductor material, high concentration doping of 1019 or more may be performed to have conductivity. In the case of other materials, the conductivity may be formed by performing doping or forming oxygen vacancies. Doping may be performed on the entirety of the mother plate, or only on the surface portion of the mother plate.
  • a uniform plating film (mask 100) can be generated due to the formation of a uniform electric field on all surfaces during electroplating.
  • the frame-integrated masks 100 and 200 manufactured through the uniform plating layer may further improve the image quality level of the OLED pixel.
  • process costs are reduced and productivity is improved.
  • the insulating portion can be formed only by oxidizing and nitriding the surface of the mother plate, if necessary. have.
  • the insulating portion may be formed using a photoresist. Electrodeposition of the plating film (mask 100) is prevented in the part in which the insulation part was formed, and a pattern (mask pattern P) is formed in a plating film.
  • the material of the mother plate of the present invention is not limited to the above-described single crystal material as long as it is within the range for reducing the defect of the negative electrode body.
  • the width of the mask pattern P may be smaller than 40 ⁇ m, and the thickness of the mask 100 may be about 2 to 50 ⁇ m. Since the frame 200 includes a plurality of mask cell regions CR: CR11 to CR56, the mask 100 having mask cells C11 to C56 corresponding to the mask cell regions CR11 to CR56, respectively. ) Can also be provided in plurality.
  • the mask 100 may be attached to the frame 200 by laser welding.
  • the laser L may be irradiated to the weld WP of the mask 100.
  • the welding part WP may refer to a target area capable of forming the welding bead WB by the irradiation of the laser L.
  • the weld part WP may correspond to at least a portion of the edge or dummy portion DM of the mask 100.
  • the plurality of welds WP are disposed at regular intervals in the dummy DM region of the mask 100, and the shape of the welds WP is approximately circular, but is not necessarily limited thereto. To reveal.
  • the mask 100 of the present invention is characterized in that the anti-wrinkle patterns 150 to 170 are formed around the weld portion WP.
  • the anti-wrinkle patterns 150 to 170 prevent the deformation of the periphery of the welded portion WP from being warped or shrunk during the process in which the laser L is irradiated onto the welded portion WP to form the weld bead WB. It is characterized in that (see Fig. 14 and 15).
  • the anti-wrinkle patterns 150 to 170 are similar to the holes formed in the dummy DM (or the edge portion) of the mask 100 similarly to the mask pattern P, and are formed in the process of forming the mask pattern P. The same can be formed.
  • the plating layer 110 may not be formed, such as the mask pattern P, in the pre-plating process of the mask 100, or may be a portion formed through the pattern forming process after the pre-plating of the mask 100.
  • the anti-wrinkle patterns 150 to 170 may be formed around the weld WP at predetermined intervals, and may be disposed to surround the weld WP as a whole, or may be disposed at both sides of the weld WP.
  • the anti-wrinkle patterns 150 to 170 are illustrated in a simple figure in FIG. 8A, but specific shapes according to various embodiments will be described later with reference to FIGS. 9 through 12.
  • the prepared mask 100 may be attached onto a tray 50 ′.
  • the electrodeposited mask 100 on the mother plate may be removed and attached on the tray 50 '.
  • an electrostatic force, a magnetic force, a vacuum, or the like may be used so that the mask 100 is unfolded and attached flat without wrinkles or wrinkles.
  • the tray 50 ′ may be a glass material through which the laser light L may pass.
  • 9 to 12 are schematic views illustrating anti-wrinkle patterns 150 to 170 of masks according to various embodiments of the present disclosure.
  • 9 to 12 are enlarged portions of part D of FIG. 8.
  • the mask cell C including the mask pattern P is shown on the right side for convenience of understanding, the pattern size and pattern of the anti-wrinkle patterns 150 to 170 and the buffer pattern 190 in contrast to the mask pattern P are shown. It should be noted that the arrangement position and the like are not limited to the illustration of FIGS. 9 to 12.
  • the anti-wrinkle patterns 150 to 170 may be formed around the welding portion WP spaced apart from each other.
  • the anti-wrinkle patterns 150 to 170 are concentric with the weld WP, and have a virtual circle having diameters R2 and R3 larger than the diameter R1 of the weld WP.
  • the area on the circumference of (AC) can be occupied.
  • the form occupying the area on the circumferences R2 and R3 having a diameter larger than the diameter R1 of the weld portion WP is, when the unit anti-wrinkle pattern is disposed on the circumference, the unit anti-wrinkle pattern It may be implemented by including itself.
  • the anti-wrinkle pattern 150 may include a plurality of unit anti-wrinkle patterns 151.
  • the plurality of unit anti-wrinkle patterns 151 may have a curvature such as a circle or an ellipse rather than a shape including angled edges.
  • the plurality of unit anti-wrinkle patterns 151 are spaced apart from each other, and a virtual circle AC having a diameter R2 larger than the diameter R1 of the weld portion WP and the concentric portion WPC and the weld portion WP. It can be arranged on the circumference of the.
  • the unit anti-wrinkle pattern 151 may be disposed in a single area around the weld portion WP, but may be disposed in double or triple.
  • a plurality of buffer patterns 190 may be further formed.
  • the buffer pattern 190 may be formed with a mutual gap between the anti-wrinkle pattern 150 and the mask pattern P.
  • FIG. The buffer pattern 190 may be disposed along an inner edge of the dummy DM area.
  • the buffer pattern 190 does not surround the weld portion WP, the buffer pattern 190 distributes stress, tension, and the like applied to the mask 100 film in a larger range. Thereby, it can have a width larger than the width of the mask pattern P, and can have a width larger than the wrinkle prevention pattern 150-170.
  • the buffer pattern 190 includes a plurality of unit buffer patterns 191 and 192, and the unit buffer patterns 191 and 192 may also have a curvature such as a circle or an ellipse rather than a shape including angled edges. Do.
  • the first unit buffer patterns 191 may be disposed on a horizontal axis passing through the middle of the pair of anti-wrinkle patterns 150.
  • the second unit buffer patterns 192 may be disposed on the same horizontal axis as the first unit buffer pattern 191, and may be further disposed on the horizontal axis passing through the middle of the pair of first unit buffer patterns 191. have.
  • the arrangement form is not necessarily limited thereto.
  • the anti-wrinkle pattern 160 may include a plurality of unit anti-wrinkle patterns 161.
  • the plurality of unit anti-wrinkle patterns 161 are spaced apart from each other, and a virtual circle AC having a diameter R2 larger than the diameter R1 of the weld portion WP and the concentric portion WPC and the weld portion WP. It may be a shape including at least a portion (162, 163) of the circumference of the. In other words, one unit anti-wrinkle pattern 161 is at least a portion 162 of the circumference having a diameter R2 concentric with the specific weld WP1 and larger than the specific weld WP1, and the specific weld WP1.
  • the unit wrinkle preventing pattern 161 may have a closed figure shape by further including edges 164 and 165 connecting them. Since the unit anti-wrinkle pattern 161 includes portions of the curvature 162 and 163 having a predetermined distance from the weld WP, the unit wrinkle prevention pattern 161 may easily disperse the stress, tension, and the like applied to the weld WP.
  • the anti-wrinkle pattern 160 ′ may include a plurality of unit anti-wrinkle patterns 161 ′.
  • the anti-wrinkle pattern 160 ′ according to the third embodiment may include portions of curvature 162 and 163 similar to the anti-wrinkle pattern 160 according to the second embodiment. However, in addition to the curvature portions 162 and 163 and the corners 164 and 165 connecting the curvatures 162 and 163, the closed figure may further include mutually opposite and parallel sides 166. Since the unit anti-wrinkle pattern 161 includes portions of the curvature 162 and 163 having a predetermined distance from the weld WP, the unit wrinkle prevention pattern 161 may easily disperse the stress, tension, and the like applied to the weld WP.
  • the anti-wrinkle pattern 170 according to the fourth embodiment may include a plurality of unit anti-wrinkle patterns 171.
  • the unit anti-wrinkle pattern 171 is at least a portion 172 of a virtual circumference having a first diameter R2 that is concentric with the weld WP and is larger than the diameter R1 of the weld WP, and the first It may have a shape including at least a portion 173 of an imaginary circumference having a second diameter R3 larger than the diameter R1.
  • the unit anti-wrinkle pattern 171 may have a closed figure shape by further including edges 174 and 175 connecting them in addition to at least portions 172 and 173 of the circumference.
  • the plurality of unit anti-wrinkle patterns 171 may be spaced apart from each other and may be arranged to surround one welded portion WP.
  • the unit anti-wrinkle pattern 171 may be disposed in a single area around the weld portion WP, but may be disposed in a double or triple manner.
  • the unit anti-wrinkle pattern 171 includes portions of curvature 172 and 173 having a predetermined distance from the weld WP, and is disposed to surround the weld WP, thereby distributing stress, tension, and the like applied to the weld WP. There is an advantage that is easy to make.
  • FIG. 13 is a plan view (FIG. 13A) of the mask 100 'according to the comparative example and a state in which the mask 100' according to the comparative example is attached on the tray 50 '(FIG. b)] and a side sectional view (FIG. 13 (c)).
  • 14 is a side sectional view showing the state in which the mask 100 according to the comparative example is adhered to the cell region CR of the frame 200 (FIG. 14A) and an enlarged plan view of E (FIG. 14B). ]to be.
  • the mask 100 ′ according to the comparative example which is contrasted with the mask 100 of the embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 8, has a plurality of mask patterns (or masks) formed in the mask cell (C). It includes P), and the dummy DM has no shape. Subsequently, referring to FIGS. 13B and 13C, the mask 100 ′ may be attached onto a tray 50 ′. The electrodeposited mask 100 on the mother plate may be removed and attached on the tray 50 '.
  • a part or all of the edge of the mask 100 may be attached to the frame 200 (the first grid sheet portion 223 or the second grid sheet portion 225).
  • the adhesion can be carried out by welding, preferably by laser welding. Laser welding should be performed as close to the edge of the frame 200 as possible to reduce the excitement space between the mask 100 and the frame 200 as much as possible to increase the adhesion.
  • the laser L When the laser L is irradiated onto the weld WP from the upper portion of the mask 100 ′, the laser L may melt a portion of the mask 100 ′ in the weld WP region. A portion of the mask 100 ′ may be melted to form a weld bead WB.
  • the welding bead WB may be a medium for integrally connecting the mask 100 ′ and the frame 200.
  • a tension T may be applied in which a periphery of the weld bead WB is contracted while the mask 100 ′ of the portion where the weld bead WB is formed is melted and solidified. Due to the contracted tension T, deformation 105 ′ such as wrinkles, distortions, and bleeding may occur around the weld bead WB. In addition, deformation 106 'such as wrinkles, warpage, etc. in the space between the weld bead WB and the mask cell C may occur. As a result, deformations 105 'and 106' occur due to the tension T, and the deformations 105 'and 106' cause the alignment between the mask pattern P and the cells C to be distorted. Can cause problems.
  • the mask 100 of the present invention can prevent the above problems as the anti-wrinkle patterns 150 to 170 and the buffer pattern 190 are formed.
  • 15 is a schematic diagram illustrating a state in which the mask 100 is adhered to the cell region CR of the frame 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the laser L may be irradiated onto the weld WP of the dummy DM (or the edge region) of the mask 100 from the upper portion of the mask 100.
  • a portion of the mask 100 may be melted to form a weld bead WB.
  • the welding bead WB may be a medium for integrally connecting the mask 100 and the frame 200 (or the edge sheet portion 221 and the first and second grid sheet portions 223 and 225). have.
  • a tension T may be applied in which the periphery of the weld bead WB is contracted while the mask 100 of the portion where the weld bead WB is formed is melted and solidified.
  • the contracted tension T applied around the welding bead WB may be dispersed in the anti-wrinkle patterns 150 to 170, respectively. Since the tension T is dispersed in the plurality of anti-wrinkle patterns 150 to 170, deformations 105 ′ such as wrinkles, distortions, and bleeds around the weld bead WB may be eliminated.
  • the contracted tension T applied in the space between the welding bead WB and the mask cell C may be distributed in the buffer patterns 190, respectively. Since the tension T is distributed in the plurality of buffer patterns 190, deformation 106 ′ such as wrinkles, warpage, etc. of the space between the welding bead WB and the mask cell C may be eliminated.
  • the deformations 105 'and 106' are eliminated by the plurality of anti-wrinkle patterns 150 to 170 and the buffer pattern 190, or are deformed only at a level at which the alignment of the mask pattern P is hardly affected. In the process of adhering the mask 100 to the frame 200, the alignment between the mask pattern P and the cells C may be maintained.
  • FIG. 16 is a plan view of a state in which the tray 50 'according to the comparative example is loaded on the frame 200 so that the mask 100' corresponds to the cell region CR of the frame 200 (FIG. 16A).
  • FIG. 16B a side sectional view
  • 17 shows a process of bonding the mask 100 'to the cell region CR of the frame 200 by loading the tray 50' on the frame 200 according to the comparative example, and the mask 100 and the tray 50.
  • a side cross-sectional view and a partially enlarged side cross-sectional view showing an interface state of ') are shown.
  • the mask 100 ′ may correspond to one mask cell region CR of the frame 200.
  • the mask 100 ' is loaded by inverting the tray 50' with the mask 100 'attached thereto and loading the tray 50' onto the frame 200 (or the mask cell sheet 220). It may correspond to the mask cell region CR.
  • the mask 100' is the tray 50 'and the frame 200 (or the mask cell sheet portion ( 220), which may be compressed by the tray 50 '.
  • the mask 100 ′ may be irradiated with the laser L to bond the mask 100 ′ to the frame 200 by laser welding.
  • the welding bead WB is generated in the welding portion WP of the laser welded mask, and the welding bead WB may be integrally connected with the same material as that of the mask 100 / frame 200.
  • the mask 100 and the frame 200 (or the edge sheet portion 221, the first and second grid sheet portions 223 and 225).
  • the press body (M) may further comprise a means for pressing the press body (M).
  • a through hole (MH) through which the laser (L) passes may be formed in the compressed body (M), and the laser (L) passes through the transparent tray (50 ') after passing through the through hole (MH) and the mask (100). Can be irradiated to the weld portion (area to be welded).
  • a fine air gap AG may exist on the interface between the tray 50' and the mask 100. Since the glass 50 'of the glass tray has a surface roughness Ra of about 20 to 30 ⁇ m, when the surface of the tray 50' is examined at a micrometer scale, there is a slight curvature. Accordingly, even when the mask 100 'is pressed, there may be a portion where the tray 50' and the mask 100 'are not in intimate contact with each other, and the compressive load is not transmitted well in this portion, so that the mask 100' and the frame are not. The 200 (or the edge sheet portion 221 and the first and second grid sheet portions 223 and 225) may also be in intimate contact.
  • the welding bead WB is well formed between the mask 100 'and the frame 200 by the laser L1 irradiation. Generated, and the mask 100 'and the frame 200 are integrally connected, so that welding can be performed well.
  • the welding bead between the mask 100 and the frame 200 is irradiated by the laser L2. WB) is not generated well, and as a result, welding is not performed well.
  • the present invention is characterized by providing a tray 50 that can be in close contact with the mask 100 without an air gap AG.
  • FIG. 18 shows a process of bonding the mask 100 to the cell region CR of the frame 200 by loading the tray 50 on the frame 200 according to an embodiment of the present invention, and the mask 100 and the tray.
  • a side cross-sectional view and a partially enlarged side cross-sectional view of the interface state of (50) are shown.
  • FIG. 19 is a plan view (FIG. 19A) and a rear view (FIG. 19B) showing the tray 50 according to the embodiment of the present invention.
  • 20 is a schematic diagram illustrating a state in which the tray 100 is loaded on the frame 200 and the mask 100 corresponds to the cell region CR of the frame 200 according to an embodiment of the present invention.
  • a mask 100 may be attached to a tray 50.
  • the electrodeposited mask 100 may be detached from the mother plate and attached to the tray 50.
  • the tray 50 is preferably flat in shape so that the mask 100 can be attached flat.
  • the tray 50 may have a flat plate shape larger than that of the mask 100 so that the mask 100 may be flatly attached to the entire surface.
  • An electrostatic force, magnetic force, vacuum, or the like may be used so that the mask 100 is unfolded and attached flat without wrinkles or wrinkles on one surface of the tray 50.
  • the method of using the electrostatic force is a method of inducing static electricity by rubbing the whole surface of the tray 50.
  • a voltage is applied to the transparent electrode disposed on the upper or lower surface of the tray 50, and when a voltage is applied to the mask 100, static electricity is induced to unfold the mask 100. It is a method of attaching to one surface of the tray 50 while having a predetermined adhesive force.
  • the magnetic force is a method of unfolding while grasping and moving the mask 100 by magnetic force using a plurality of magnets on the opposite side of the tray 50 on which the mask 100 is disposed.
  • the method of using the vacuum is a method of unfolding while grasping and moving the mask 100 using a vacuum device from one end to the other end of the mask 100 disposed on the tray 50.
  • the tray 50 of the present invention is characterized in that one surface in contact with the mask 100 is specular so that no air gap AG is generated between the interface with the mask 100.
  • the surface roughness Ra of one surface of the tray 50 may be 100 nm or less. Since the surface roughness Ra is about 20 to 30 ⁇ m in the glass tray 50 ′ described above with reference to FIG. 17, the presence of the air gap AG affects the alignment error of the mask pattern P having a ⁇ m scale. Is enough to give. However, the tray 50 of the present invention does not affect the alignment error of the mask pattern P to a level where the surface roughness Ra is nm scale and there is no or little air gap AG.
  • the tray 50 may use a wafer. Since the wafer has a surface roughness Ra of about 10 nm, many products on the market, and many surface treatment processes are known, the wafer is suitable for use as the tray 50. In addition, if the surface roughness (Ra) can satisfy the surface roughness (Ra) of 100nm or less, the tray 50 is made of glass, silica, heat-resistant glass, quartz, alumina (Al 2 O 3 ) may be used. The following description assumes the use of the wafer as the tray 50.
  • the surface roughness Ra is in intimate contact between the tray 50 having the 50 nm or less and the interface of the mask 100 without the air gap AG.
  • the laser welding may be performed by irradiating the laser L on the welding portion WP of the mask 100.
  • the tray 50 of the wafer material may be opaque to the laser (L) light.
  • the tray 50 of the present invention has a laser passing hole in the tray 50 so that the laser L irradiated from the upper portion of the tray 50 can reach the welded portion WP of the mask 100. 51) is formed.
  • the laser through hole 51 may be formed in the tray 50 to correspond to the position and the number of welds WP. Since a plurality of welding portions WP are disposed along a predetermined interval at edges or dummy DM portions of the mask 100, a plurality of laser passing holes 51 may also be formed along a predetermined interval to correspond thereto. For example, since a plurality of welding portions WP are disposed on both sides (left / right) dummy DM portions of the mask 100 at predetermined intervals, the laser passing holes 51 also have trays 50 on both sides (left / left). The right side may be formed in plural along a predetermined interval.
  • the laser through hole 51 does not necessarily correspond to the position and the number of welds. For example, welding may be performed by irradiating the laser L only to a part of the laser passing holes 51. In addition, some of the laser passing holes 51 which do not correspond to the welding part may be used in place of the alignment mark when the mask 100 and the tray 50 are aligned. If the material of the tray 50 is transparent to the laser light, the laser through hole 51 may not be formed.
  • the pressing body M is placed on the tray 50 so that the mask 100 and the frame 200 (or the edge sheet portion 221, the first and second grid sheet portions 223 and 225) come into close contact with each other. You can add more compression.
  • the weight of the press body (M) may further comprise a means for pressing the press body (M).
  • a through hole MH through which the laser L passes may be formed in the compressed body M, and a region where the through hole MH is formed may overlap with a region where the laser through hole 51 of the tray 50 is formed. Can be.
  • the laser L may pass through the laser through hole 51 of the tray 50 after passing through the through hole MH, and may be irradiated to the welding portion WP of the mask 100. Laser welding should be performed as close to the edge of the frame 200 as possible to reduce the excitement space between the mask 100 and the frame 200 as much as possible to increase the adhesion.
  • the tray 50 and the mask 100 can be brought into close contact with each other without the air gap AG, and the pressing process by the load of the upper pressing body M and the tray 50 itself is added to the tray 50 and the mask ( 100, the mask 100 and the frame 200 (or the edge sheet portion 221, the first and second grid sheet portions 223 and 225) may be in close contact with each other.
  • the welding bead WB may be well generated between the mask 100 and the frame 200 by the laser L irradiation.
  • the welding bead WB may be viewed as a part in which a part of the mask 100 is molten, has a spot or line shape, and is configured to integrally connect the mask 100 and the frame 200. As a result, welding can be performed well.
  • the mask 100 may correspond to one mask cell region CR of the frame 200.
  • the mask 100 is turned over by turning the tray 50 having the mask 100 attached thereon and loading the tray 50 onto the frame 200 (or the mask cell sheet 220). CR). While controlling the position of the tray 50, the microscope 100 may check whether the mask 100 corresponds to the mask cell region CR.
  • the tray 50 is loaded onto the frame 200 (or the mask cell sheet unit 220)
  • the mask 100 is the tray 50 and the frame 200 (or the mask cell sheet unit 220). While being disposed therebetween, it may be compressed by the tray 50.
  • the lower supporter 70 may be further disposed below the frame 200.
  • the lower supporter 70 may have a size enough to fit into the hollow region R of the frame rim 210 and may have a flat plate shape.
  • a predetermined support groove (not shown) corresponding to the shape of the mask cell sheet part 220 may be formed on the upper surface of the lower supporter 70. In this case, the edge sheet part 221 and the first and second grid sheet parts 223 and 225 are fitted into the support groove, so that the mask cell sheet part 220 may be more securely fixed.
  • the lower supporter 70 may compress the opposite surface of the mask cell region CR that the mask 100 contacts. That is, the lower supporter 70 may support the mask cell sheet part 220 in the upper direction to prevent the mask cell sheet part 220 from sagging in the lower direction during the bonding process of the mask 100. At the same time, the edge of the mask 100 and the frame 200 (or the mask cell sheet part 220) are pressed in a direction in which the lower support 70 and the tray 50 are opposite to each other, so that the mask 100 is pressed. The alignment state of the can be maintained without being disturbed.
  • the mask 100 is attached to the mask cell region CR of the frame 200 by simply attaching the mask 100 to the tray 50 and loading the tray 50 onto the frame 200. Since the process is completed, no tensile force is applied to the mask 100 in this process.
  • the mask cell sheet portion 220 of the frame 200 has a thin thickness
  • the tensile force remaining in the mask 100 is masked.
  • the cell sheet 220 and the mask cell region CR may act on the cell sheet 220 and may be modified. Therefore, adhesion of the mask 100 to the mask cell sheet part 220 should be performed without applying a tensile force to the mask 100.
  • the frame integrated mask is manufactured by attaching the mask 100 to the frame 200 (or the mask cell sheet 220) without applying a tensile force, and using the frame integrated mask in a pixel deposition process. May occur.
  • the mask 100 thermally expands by a predetermined length.
  • the length may be changed by about 1 to 3 ppm according to a temperature rise of about 10 ° C. for forming the pixel deposition process atmosphere. For example, when the total length of the mask 100 is 500 mm, a length of about 5 to 15 ⁇ m may be increased. Then, a problem arises in that the alignment error of the patterns P is increased while causing the deformation of the mask 100 by its own weight or by being stretched and twisted in a fixed state in the frame 200.
  • the present invention may correspond to and adhere to the mask cell region CR of the frame 200 without applying a tensile force to the mask 100 at a temperature higher than the normal temperature.
  • the mask 100 is expressed to correspond to and adhere to the frame 200.
  • the “process area” may refer to a space in which components such as the mask 100 and the frame 200 are located and an adhesion process of the mask 100 is performed.
  • the process region may be a space in a closed chamber or may be an open space.
  • “first temperature” may mean a temperature higher than or equal to the pixel deposition process temperature when the frame-integrated mask is used in the OLED pixel deposition process. Considering that the pixel deposition process temperature is about 25 to 45 ° C, the first temperature may be about 25 ° C to 60 ° C.
  • the temperature rise of the process region may be performed by providing a heating means in the chamber, or installing a heating means around the process region.
  • the temperature of the process region including the frame 200 may be raised to the first temperature (ET).
  • the mask 100 may correspond to the mask cell region CR after the temperature ET of the process region including the frame 200 is raised to the first temperature.
  • the temperature of the process region is increased to the first temperature after the masks 100 correspond to each mask cell region CR. (ET).
  • the mask 10 of FIG. 1 includes six cells C1 to C6, the mask 10 has a long length, whereas the mask 100 of the present invention has a short length including one cell C.
  • the degree of misalignment of the pixel position accuracy (PPA) can be reduced.
  • the length of the mask 10 including the plurality of cells C1 to C6, ... is 1 m, and a PPA error of 10 ⁇ m occurs in the entire 1 m
  • the mask 100 of the present invention According to the reduction of the relative length (corresponding to the reduction of the number of cells (C)) may be 1 / n of the above error range.
  • the length of the mask 100 of the present invention is 100mm, it has a length reduced by 1/10 at 1m of the conventional mask 10, the PPA error of 1 ⁇ m occurs in the entire 100mm length As a result, the alignment error is significantly reduced.
  • each cell (C) corresponding to each cell region (CR) of the frame 200 is within a range that the alignment error is minimized
  • the mask 100 may correspond to the plurality of mask cell regions CR of the frame 200.
  • the mask 100 having the plurality of cells C may correspond to one mask cell region CR.
  • the mask 100 has as few cells as possible.
  • the manufacturing time can be significantly reduced.
  • each cell C11 to C16 included in the six masks 100 corresponds to one cell region CR11 to CR16, respectively, and checks the alignment state.
  • the time can be much shorter than the conventional method of simultaneously matching six cells C1 to C6 and simultaneously confirming the alignment of the six cells C1 to C6.
  • the product yield in 30 steps of matching and aligning 30 masks 100 with 30 cell areas CR: CR11 to CR56, respectively results in six cells (C1).
  • 5 masks 10 (see FIG. 2 (a)) each comprising ⁇ C6) may appear much higher than the conventional product yield in five steps of matching and aligning the frame 20. Since the conventional method of aligning six cells C1 to C6 in a region corresponding to six cells C at a time is much more cumbersome and difficult, the product yield is low.
  • the mask 100 may be temporarily fixed to the frame 200 through a predetermined adhesive. Thereafter, the bonding step of the mask 100 may be performed.
  • FIG. 21 is a plan view (FIG. 21A) and a side cross-sectional view (FIG. 21 (A)) illustrating a process of sequentially bonding the mask 100 to the cell regions CR11 to CR56 according to an embodiment of the present invention. b)].
  • the mask 100 may be adhered to the mask cell region CR11 correspondingly, and then the mask 100 may be adhered to the mask cell region CR12 adjacent thereto. Although only two masks 100 are bonded to each other in FIG. 21, the masks 100 may be adhered to all the mask cell regions CR.
  • first grid sheet portion 223 On the upper surface of the first grid sheet portion 223 (or the second grid sheet portion 225), one edge of two neighboring masks 100 is adhered to each other (forming a welding bead WB).
  • the width and thickness of the first grid sheet portion 223 (or the second grid sheet portion 225) may be formed to about 1 to 5 mm, and to improve product productivity, the first grid sheet portion 223 [ Alternatively, it is necessary to reduce the width where the edges of the second grid sheet part 225 and the mask 100 overlap with each other as much as about 0.1 to 2.5 mm.
  • the mask cell sheet portion 220 (or the edge sheet portion 221, the first and second grid sheets) is applied. (223, 225) is not applied to the tension.
  • the remaining masks 100 may be sequentially corresponded to the remaining mask cells C, and the process of adhering to the frame 200 may be repeated. Since the mask 100 already adhered to the frame 200 may present a reference position, the time required to sequentially correspond the remaining masks 100 to the cell region CR and check the alignment state is significantly reduced. There is an advantage that can be. In addition, the pixel position accuracy (PPA) between the mask 100 adhered to one mask cell region and the mask 100 adhered to the mask cell region adjacent thereto does not exceed 3 ⁇ m, so that the alignment is very high. There is an advantage that a mask for forming an OLED pixel can be provided.
  • PPA pixel position accuracy
  • FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a process of lowering the temperature of the process region LT after attaching the mask 100 to the cell region CR of the frame 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the temperature of the process region may be lowered to the second temperature LT.
  • the “second temperature” may mean a temperature lower than the first temperature. Considering that the first temperature is about 25 ° C. to 60 ° C., the second temperature may be about 20 ° C. to 30 ° C. provided that it is lower than the first temperature, and preferably, the second temperature may be room temperature.
  • the temperature drop in the process region may be performed by providing a cooling means in the chamber, installing a cooling means around the process region, naturally cooling to room temperature, or the like.
  • the mask 100 may heat shrink by a predetermined length.
  • the mask 100 may be thermally contracted isotropically along all lateral directions. However, since the mask 100 is fixedly connected to the frame 200 (or the mask cell sheet part 220) by welding, the thermal contraction of the mask 100 is itself tensioned with the surrounding mask cell sheet part 220. (TS) is applied. By applying a tension (TS) of the mask 100, the mask 100 may be more tightly bonded onto the frame 200.
  • the temperature of the process region is lowered to the second temperature (LT), so that all of the masks 100 cause thermal contraction at the same time.
  • the problem that the 200 is deformed or the patterns P are large in alignment error can be prevented.
  • the tension TS is applied to the mask cell sheet part 220
  • the plurality of masks 100 apply the tension TS in opposite directions, the force is canceled to the mask cell sheet part. Deformation does not occur at 220.
  • the first grid sheet portion 223 between the mask 100 attached to the CR11 cell region and the mask 100 attached to the CR12 cell region may move in the right direction of the mask 100 attached to the CR11 cell region.
  • the tension TS acting and the tension TS acting in the left direction of the mask 100 attached to the CR12 cell region may be canceled. Therefore, the deformation is minimized in the frame 200 (or the mask cell sheet part 220) due to the tension TS, thereby minimizing the alignment error of the mask 100 (or the mask pattern P). There is this.
  • FIG. 23 is a schematic diagram illustrating an OLED pixel deposition apparatus 1000 using frame integrated masks 100 and 200 according to an exemplary embodiment.
  • the OLED pixel deposition apparatus 1000 includes a magnet plate 300 in which a magnet 310 is accommodated and a coolant line 350 is disposed, and an organic material source 600 from a lower portion of the magnet plate 300. And a deposition source supply unit (500) for supplying ().
  • a target substrate 900 such as glass on which the organic source 600 is deposited may be interposed between the magnet plate 300 and the source deposition unit 500.
  • the frame-integrated masks 100 and 200 (or FMMs) for allowing the organic material 600 to be deposited pixel by pixel may be closely attached or very close to each other.
  • the magnet 310 may generate a magnetic field and may be in close contact with the target substrate 900 by the magnetic field.
  • the deposition source supply unit 500 may supply the organic source 600 while reciprocating the left and right paths, and the organic source 600 supplied from the deposition source supply unit 500 may have patterns P formed in the frame integrated masks 100 and 200. ) May be deposited on one side of the target substrate 900. The deposited organic source 600 passing through the pattern P of the frame-integrated masks 100 and 200 can act as the pixel 700 of the OLED.
  • the pattern of the frame-integrated masks 100 and 200 may be formed to be inclined S (or formed into a tapered shape S). . Since the organic sources 600 passing through the pattern in a diagonal direction along the inclined surface may also contribute to the formation of the pixel 700, the pixel 700 may be uniformly deposited as a whole.
  • the mask 100 is adhesively fixed to the frame 200 at a first temperature higher than the pixel deposition process temperature, even if the mask 100 is raised to the process temperature for pixel deposition, the position of the mask pattern P is hardly affected.
  • the PPA between the 100 and the neighboring mask 100 may be maintained not to exceed 3 ⁇ m.

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Abstract

본 발명은 프레임 일체형 마스크의 제조 방법 및 OLED 화소 형성용 마스크에 관한 것이다. 본 발명에 따른 프레임 일체형 마스크의 제조 방법은, 적어도 하나의 마스크(100)와 마스크(100)를 지지하는 프레임(200)이 일체로 형성된 프레임 일체형 마스크의 제조 방법으로서, (a) 적어도 하나의 마스크 셀 영역(CR)을 구비한 프레임(200)을 제공하는 단계, (b) 마스크(100)를 트레이(50) 상에 부착하는 단계. (c) 프레임(200) 상에 트레이(50)를 로딩하여 마스크(100)를 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하는 단계, 및 (d) 마스크(100)의 용접부(WP)에 레이저(L)를 조사하여 마스크(100)를 프레임(200)에 접착하는 단계를 포함하고, 마스크(100)는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크 셀(C), 및 마스크 셀(C) 주변의 더미(DM)를 포함하고, 더미(DM)의 적어도 일부에 복수의 용접부(WP)가 간격을 이루어 형성되며, 각각의 용접부(WP)에 소정 간격 이격된 주위에 주름 방지 패턴(150~170)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

프레임 일체형 마스크의 제조 방법 및 OLED 화소 형성용 마스크
본 발명은 프레임 일체형 마스크의 제조 방법 및 OLED 화소 형성용 마스크에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마스크를 프레임과 일체를 이루도록 할 수 있고, 용접 시 마스크의 변형을 감소시켜 위치정밀도를 향상시킴으로써 각 마스크 간의 얼라인(align)을 명확하게 할 수 있는 프레임 일체형 마스크의 제조 방법 및 OLED 화소 형성용 마스크에 관한 것이다.
최근에 박판 제조에 있어서 전주 도금(Electroforming) 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 전주 도금 방법은 전해액에 양극체, 음극체를 침지하고, 전원을 인가하여 음극체의 표면상에 금속박판을 전착시키므로, 극박판을 제조할 수 있으며, 대량 생산을 기대할 수 있는 방법이다.
한편, OLED 제조 공정에서 화소를 형성하는 기술로, 박막의 금속 마스크(Shadow Mask)를 기판에 밀착시켜서 원하는 위치에 유기물을 증착하는 FMM(Fine Metal Mask) 법이 주로 사용된다.
기존의 OLED 제조 공정에서는 마스크를 스틱 형태, 플레이트 형태 등으로 제조한 후, 마스크를 OLED 화소 증착 프레임에 용접 고정시켜 사용한다. 마스크 하나에는 디스플레이 하나에 대응하는 셀이 여러개 구비될 수 있다. 또한, 대면적 OLED 제조를 위해서 여러 개의 마스크를 OLED 화소 증착 프레임에 고정시킬 수 있는데, 프레임에 고정하는 과정에서 각 마스크가 평평하게 되도록 인장을 하게 된다. 마스크의 전체 부분이 평평하게 되도록 인장력을 조절하는 것은 매우 어려운 작업이다. 특히, 각 셀들을 모두 평평하게 하면서, 크기가 수 내지 수십 ㎛에 불과한 마스크 패턴을 정렬하기 위해서는, 마스크의 각 측에 가하는 인장력을 미세하게 조절하면서, 정렬 상태를 실시간으로 확인하는 고도의 작업이 요구된다.
그럼에도 불구하고, 여러 개의 마스크를 하나의 프레임에 고정시키는 과정에서 마스크 상호간에, 그리고 마스크 셀들의 상호간에 정렬이 잘 되지 않는 문제점이 있었다. 또한, 마스크를 프레임에 용접 고정하는 과정에서 마스크 막의 두께가 너무 얇고 대면적이기 때문에 하중에 의해 마스크가 쳐지거나 뒤틀어지는 문제점, 용접 과정에서 용접 부분에 발생하는 주름, 번짐(burr) 등에 의해 마스크 셀의 정렬이 엇갈리게 되는 문제점 등이 있었다.
초고화질의 OLED의 경우, 현재 QHD 화질은 500~600 PPI(pixel per inch)로 화소의 크기가 약 30~50㎛에 이르며, 4K UHD, 8K UHD 고화질은 이보다 높은 ~860 PPI, ~1600 PPI 등의 해상도를 가지게 된다. 이렇듯 초고화질의 OLED의 화소 크기를 고려하여 각 셀들간의 정렬 오차를 수 ㎛ 정도로 감축시켜야 하며, 이를 벗어나는 오차는 제품의 실패로 이어지게 되므로 수율이 매우 낮아지게 될 수 있다. 그러므로, 마스크가 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지하고, 정렬을 명확하게 할 수 있는 기술, 마스크를 프레임에 고정하는 기술 등의 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마스크와 프레임이 일체형 구조를 이룰 수 있는 프레임 일체형 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 마스크가 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지하고 정렬을 명확하게 할 수 있는 프레임 일체형 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제조시간을 현저하게 감축시키고, 수율을 현저하게 상승시킨 프레임 일체형 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 마스크를 프레임에 접착할 때, 마스크에 변형이 생기는 것을 방지하고 용접 시 마스크의 변형을 감소시켜 위치정밀도를 향상시키는 OLED 화소 형성용 마스크를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, OLED 화소 형성용 마스크로서, 복수의 마스크 패턴이 형성된 마스크 셀, 및 마스크 셀 주변의 더미를 포함하고, 더미의 적어도 일부에 복수의 용접부가 간격을 이루어 형성되며, 각각의 용접부에 소정 간격 이격된 주위에 주름 방지 패턴이 형성되는, OLED 화소 형성용 마스크에 의해 달성된다.
주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 적어도 원주 상의 영역을 점유할 수 있다.
주름 방지 패턴은 복수의 단위 주름 방지 패턴을 포함하고, 단위 주름 방지 패턴은 원형, 타원 중 어느 하나의 형상일 수 있다.
복수의 단위 주름 방지 패턴이, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 적어도 원주 상의 영역에 간격을 이루며 배치될 수 있다.
주름 방지 패턴은 복수의 단위 주름 방지 패턴을 포함하고, 단위 주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 원주의 적어도 일부를 포함하는 형상일 수 있다.
하나의 단위 주름 방지 패턴은, 특정 용접부와 동심(同心)이고 특정 용접부보다 큰 직경을 가지는 원주의 적어도 일부와, 특정 용접부에 이웃하는 용접부와 동심(同心)이고 이웃하는 용접부보다 큰 직경을 가지는 원주의 적어도 일부를 연결한 폐쇄 도형 형상일 수 있다.
이웃하는 한쌍의 단위 주름 방지 패턴은, 상호 대향하며 평행한 변을 더 포함하는 폐쇄 도형 형상일 수 있다.
주름 방지 패턴은 복수의 단위 주름 방지 패턴을 포함하고, 단위 주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 제1 직경을 가지는 원주의 적어도 일부와, 제1 직경보다 큰 제2 직경을 가지는 원주의 적어도 일부를 연결한 폐쇄 도형 형상일 수 있다.
복수의 단위 주름 방지 패턴이 하나의 용접부를 둘러싸도록 상호 간격을 이루며 배치될 수 있다.
주름 방지 패턴과 마스크 패턴 사이에 상호 간격을 이루도록 형성되며, 마스크 패턴의 폭보다 큰 폭을 가지는 복수의 버퍼 패턴을 더 포함할 수 있다.
단위 버퍼 패턴은 원형, 타원 중 어느 하나의 형상일 수 있다.
그리고, 본 발명의 상기의 목적은, 적어도 하나의 마스크와 마스크를 지지하는 프레임이 일체로 형성된 프레임 일체형 마스크의 제조 방법으로서, (a) 적어도 하나의 마스크 셀 영역을 구비한 프레임을 제공하는 단계; (b) 마스크를 트레이 상에 부착하는 단계; (c) 프레임 상에 트레이를 로딩하여 마스크를 프레임의 마스크 셀 영역에 대응하는 단계; 및 (d) 마스크의 용접부에 레이저를 조사하여 마스크를 프레임에 접착하는 단계를 포함하고, 마스크는 복수의 마스크 패턴이 형성된 마스크 셀, 및 마스크 셀 주변의 더미를 포함하고, 더미의 적어도 일부에 복수의 용접부가 간격을 이루어 형성되며, 각각의 용접부에 소정 간격 이격된 주위에 주름 방지 패턴이 형성되는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법에 의해 달성된다.
(b) 단계는, 마스크를 트레이 상에 부착한 후, 프레임 상에 트레이를 로딩하여 마스크를 프레임의 마스크 셀 영역에 대응하는 단계일 수 있다.
주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 적어도 원주 상의 영역을 점유할 수 있다.
주름 방지 패턴과 마스크 패턴 사이에 상호 간격을 이루도록 형성되며, 마스크 패턴의 폭보다 큰 폭을 가지는 복수의 버퍼 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 마스크와 프레임이 일체형 구조를 이룰 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마스크가 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형을 방지하고 정렬을 명확하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제조시간을 현저하게 감축시키고, 수율을 현저하게 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마스크를 프레임에 접착할 때, 마스크에 변형이 생기는 것을 방지하고 용접 시 마스크의 변형을 감소시켜 위치정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 OLED 화소 증착용 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 2는 종래의 마스크를 프레임에 접착하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 종래의 마스크를 인장하는 과정에서 셀들간의 정렬 오차가 발생하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크를 나타내는 정면도 및 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 나타내는 정면도 및 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 형태 및 마스크를 트레이 상에 부착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 여러 실시예에 따른 마스크의 주름 방지 패턴을 나타내는 개략도이다.
도 13은 비교예에 따른 마스크를 트레이 상에 부착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 14는 비교예에 따른 마스크를 프레임의 셀 영역에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 프레임의 셀 영역에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 16은 비교예에 따른 트레이를 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 17은 비교예에 따른 트레이를 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 접착하는 과정 및 마스크와 트레이의 계면 상태를 나타내는 개략도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이를 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 접착하는 과정 및 마스크와 트레이의 계면 상태를 나타내는 개략도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이를 나타내는 개략도이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이를 프레임 상에 로딩하여 마스크를 프레임의 셀 영역에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 순차적으로 셀 영역에 접착하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 프레임의 셀 영역에 접착한 후 공정 영역의 온도를 하강시키는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크를 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
<부호의 설명>
50: 트레이(tray)
51: 레이저 통과공
70: 하부 지지체
100: 마스크
110: 마스크 막
150, 160, 160', 170: 주름 방지 패턴
151, 161, 161', 171: 단위 주름 방지 패턴
190: 버퍼 패턴
191, 192: 단위 버퍼 패턴
200: 프레임
210: 테두리 프레임부
220: 마스크 셀 시트부
221: 테두리 시트부
223: 제1 그리드 시트부
225: 제2 그리드 시트부
1000: OLED 화소 증착 장치
C: 셀, 마스크 셀
CR: 마스크 셀 영역
DM: 더미, 마스크 더미
ET: 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승
L: 레이저
LT: 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강
M: 상부 압착체
R: 테두리 프레임부의 중공 영역
P: 마스크 패턴
TS: 장력
W: 용접
WB: 용접 비드
WP: 용접부
WPC: 용접부 중심점
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 OLED 화소 증착용 마스크(10)를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 마스크(10)는 스틱형(Stick-Type) 또는 판형(Plate-Type)으로 제조될 수 있다. 도 1의 (a)에 도시된 마스크(10)는 스틱형 마스크로서, 스틱의 양측을 OLED 화소 증착 프레임에 용접 고정시켜 사용할 수 있다. 도 1의 (b)에 도시된 마스크(100)는 판형(Plate-Type) 마스크로서, 넓은 면적의 화소 형성 공정에서 사용될 수 있다.
마스크(10)의 바디(Body)[또는, 마스크 막(11)]에는 복수의 디스플레이 셀(C)이 구비된다. 하나의 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응한다. 셀(C)에는 디스플레이의 각 화소에 대응하도록 화소 패턴(P)이 형성된다. 셀(C)을 확대하면 R, G, B에 대응하는 복수의 화소 패턴(P)이 나타난다. 일 예로, 셀(C)에는 70 X 140의 해상도를 가지도록 화소 패턴(P)이 형성된다. 즉, 수많은 화소 패턴(P)들은 군집을 이루어 셀(C) 하나를 구성하며, 복수의 셀(C)들이 마스크(10)에 형성될 수 있다.
도 2는 종래의 마스크(10)를 프레임(20)에 접착하는 과정을 나타내는 개략도이다. 도 3은 종래의 마스크(10)를 인장(F1~F2)하는 과정에서 셀들간의 정렬 오차가 발생하는 것을 나타내는 개략도이다. 도 1의 (a)에 도시된 6개의 셀(C: C1~C6)을 구비하는 스틱 마스크(10)를 예로 들어 설명한다.
도 2의 (a)를 참조하면, 먼저, 스틱 마스크(10)를 평평하게 펴야한다. 스틱 마스크(10)의 장축 방향으로 인장력(F1~F2)을 가하여 당김에 따라 스틱 마스크(10)가 펴지게 된다. 그 상태로 사각틀 형태의 프레임(20) 상에 스틱 마스크(10)를 로딩한다. 스틱 마스크(10)의 셀(C1~C6)들은 프레임(20)의 틀 내부 빈 영역 부분에 위치하게 된다. 프레임(20)은 하나의 스틱 마스크(10)의 셀(C1~C6)들이 틀 내부 빈 영역에 위치할 정도의 크기일 수 있고, 복수의 스틱 마스크(10)의 셀(C1~C6)들이 틀 내부 빈 영역에 위치할 정도의 크기일 수도 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 스틱 마스크(10)의 각 측에 가하는 인장력(F1~F2)을 미세하게 조절하면서 정렬을 시킨 후, 스틱 마스크(10) 측면의 일부를 용접(W)함에 따라 스틱 마스크(10)와 프레임(20)을 상호 연결한다. 도 2의 (c)는 상호 연결된 스틱 마스크(10)와 프레임의 측단면을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 스틱 마스크(10)의 각 측에 가하는 인장력(F1~F2)을 미세하게 조절함에도 불구하고, 마스크 셀(C1~C3)들의 상호간에 정렬이 잘 되지 않는 문제점이 나타난다. 가령, 셀(C1~C3)들의 패턴(P)간에 거리(D1~D1", D2~D2")가 상호 다르게 되거나, 패턴(P)들이 비뚤어지는 것이 그 예이다. 스틱 마스크(10)는 복수(일 예로, 6개)의 셀(C1~C6)을 포함하는 대면적이고, 수십 ㎛ 수준의 매우 얇은 두께를 가지기 때문에, 하중에 의해 쉽게 쳐지거나 뒤틀어지게 된다. 또한, 각 셀(C1~C6)들을 모두 평평하게 하도록 인장력(F1~F2)을 조절하면서, 각 셀(C1~C6)들간의 정렬 상태를 현미경을 통해 실시간으로 확인하는 것은 매우 어려운 작업이다.
따라서, 인장력(F1~F2)의 미세한 오차는 스틱 마스크(10) 각 셀(C1~C3)들이 늘어나거나, 펴지는 정도에 오차를 발생시킬 수 있고, 그에 따라 마스크 패턴(P)간에 거리(D1~D1", D2~D2")가 상이해지게 되는 문제점을 발생시킨다. 물론, 완벽하게 오차가 0이 되도록 정렬하는 것은 어려운 것이지만, 크기가 수 내지 수십 ㎛인 마스크 패턴(P)이 초고화질 OLED의 화소 공정에 악영향을 미치지 않도록 하기 위해서는, 정렬 오차가 3㎛를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이렇게 인접하는 셀 사이의 정렬 오차를 PPA(pixel position accuracy)라 지칭한다.
이에 더하여, 대략 6~20개 정도의 복수의 스틱 마스크(10)들을 프레임(20) 하나에 각각 연결하면서, 복수의 스틱 마스크(10)들간에, 그리고 스틱 마스크(10)의 복수의 셀(C~C6)들간에 정렬 상태를 명확히 하는 것도 매우 어려운 작업이고, 정렬에 따른 공정 시간이 증가할 수밖에 없게 되어 생산성을 감축시키는 중대한 이유가 된다.
한편, 스틱 마스크(10)를 프레임(20)에 연결 고정시킨 후에는, 스틱 마스크(10)에 가해졌던 인장력(F1~F2)이 프레임(20)에 역으로 작용할 수 있다. 즉, 인장력(F1~F2)에 의해 팽팽히 늘어났던 스틱 마스크(10)가 프레임(20)에 연결된 후에 프레임(20)에 장력(tension)을 작용할 수 있다. 보통 이 장력이 크지 않아서 프레임(20)에 큰 영향을 미치지 않을 수 있으나, 프레임(20)의 크기가 소형화되고 강성이 낮아지는 경우에는 이러한 장력이 프레임(20)을 미세하게 변형시킬 수 있다. 그리하면 복수의 셀(C~C6)들간에 정렬 상태가 틀어지는 문제가 발생할 수 있다.
이에, 본 발명은 마스크(100)가 프레임(200)과 일체형 구조를 이룰 수 있게 하는 프레임(200) 및 프레임 일체형 마스크를 제안한다. 프레임(200)에 일체로 형성되는 마스크(100)는 쳐지거나 뒤틀리는 등의 변형이 방지되고, 프레임(200)에 명확히 정렬될 수 있다. 마스크(100)가 프레임(200)에 연결될 때 마스크(100)에 어떠한 인장력도 가하지 않으므로, 마스크(100)가 프레임(200)에 연결된 후 프레임(200)이 변형될 정도의 장력을 가하지 않을 수 있다. 그리고, 마스크(100)를 프레임(200)에 일체로 연결하는 제조시간을 현저하게 감축시키고, 수율을 현저하게 상승시킬 수 있는 이점을 가진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크를 나타내는 정면도[도 4의 (a)] 및 측단면도[도 4의 (b)]이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임을 나타내는 정면도[도 5의 (a)] 및 측단면도[도 5의 (b)]이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 프레임 일체형 마스크는, 복수의 마스크(100) 및 하나의 프레임(200)을 포함할 수 있다. 다시 말해, 복수의 마스크(100)들을 각각 하나씩 프레임(200)에 접착한 형태이다. 이하에서는, 설명의 편의상 사각 형태의 마스크(100)를 예로 들어 설명하나, 마스크(100)들은 프레임(200)에 접착되기 전에는 양측에 클램핑되는 돌출부를 구비한 스틱 마스크 형태일 수 있으며, 프레임(200)에 접착된 후에 돌출부가 제거될 수 있다.
각각의 마스크(100)에는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성되며, 하나의 마스크(100)에는 하나의 셀(C)이 형성될 수 있다. 하나의 마스크 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응할 수 있다. 얇은 두께로 형성할 수 있도록, 마스크(100)는 전주도금(electroforming)으로 형성될 수 있다. 마스크(100)는 열팽창계수가 약 1.0 X 10 -6/℃인 인바(invar), 약 1.0 X 10 -7/℃ 인 슈퍼 인바(super invar) 재질일 수 있다. 이 재질의 마스크(100)는 열팽창계수가 매우 낮기 때문에 열에너지에 의해 마스크의 패턴 형상이 변형될 우려가 적어 고해상도 OLED 제조에서 있어서 FMM(Fine Metal Mask), 새도우 마스크(Shadow Mask)로 사용될 수 있다. 이 외에, 최근에 온도 변화값이 크지 않은 범위에서 화소 증착 공정을 수행하는 기술들이 개발되는 것을 고려하면, 마스크(100)는 이보다 열팽창계수가 약간 큰 니켈(Ni), 니켈-코발트(Ni-Co) 등의 재질일 수도 있다. 마스크의 두께는 약 2㎛ 내지 50㎛ 정도로 형성될 수 있다.
프레임(200)은 복수의 마스크(100)를 접착시킬 수 있도록 형성된다. 프레임(200)은 최외곽 테두리를 포함해 제1 방향(예를 들어, 가로 방향), 제2 방향(예를 들어, 세로 방향)으로 형성되는 여러 모서리를 포함할 수 있다. 이러한 여러 모서리들은 프레임(200) 상에 마스크(100)가 접착될 구역을 구획할 수 있다.
프레임(200)은 대략 사각 형상, 사각틀 형상의 테두리 프레임부(210)를 포함할 수 있다. 테두리 프레임부(210)의 내부는 중공 형태일 수 있다. 즉, 테두리 프레임부(210)는 중공 영역(R)을 포함할 수 있다. 프레임(200)은 인바, 슈퍼인바, 알루미늄, 티타늄 등의 금속 재질로 구성될 수 있으며, 열변형을 고려하여 마스크와 동일한 열팽창계수를 가지는 인바, 슈퍼 인바, 니켈, 니켈-코발트 등의 재질로 구성되는 것이 바람직하고, 이 재질들은 프레임(200)의 구성요소인 테두리 프레임부(210), 마스크 셀 시트부(220)에 모두 적용될 수 있다.
이에 더하여, 프레임(200)은 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 구비하며, 테두리 프레임부(210)에 연결되는 마스크 셀 시트부(220)를 포함할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)는 마스크(100)와 마찬가지로 전주도금으로 형성되거나, 그 외의 막 형성 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 마스크 셀 시트부(220)는 평면의 시트(sheet)에 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 형성한 후, 테두리 프레임부(210)에 연결할 수 있다. 또는, 마스크 셀 시트부(220)는 평면의 시트를 테두리 프레임부(210)에 연결한 후, 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 형성할 수 있다. 본 명세서에서는 마스크 셀 시트부(220)에 먼저 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 형성한 후, 테두리 프레임부(210)에 연결한 것을 주로 상정하여 설명한다.
마스크 셀 시트부(220)는 테두리 시트부(221) 및 제1, 2 그리드 시트부(223, 225) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 테두리 시트부(221) 및 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)는 동일한 시트에서 구획된 각 부분을 지칭하며, 이들은 상호간에 일체로 형성된다.
테두리 시트부(221)가 실질적으로 테두리 프레임부(210)에 연결될 수 있다. 따라서, 테두리 시트부(221)는 테두리 프레임부(210)와 대응하는 대략 사각 형상, 사각틀 형상을 가질 수 있다.
또한, 제1 그리드 시트부(223)는 제1 방향(가로 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 제1 그리드 시트부(223)는 직선 형태로 형성되어 양단이 테두리 시트부(221)에 연결될 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)가 복수의 제1 그리드 시트부(223)를 포함하는 경우, 각각의 제1 그리드 시트부(223)는 동등한 간격을 이루는 것이 바람직하다.
또한, 이에 더하여, 제2 그리드 시트부(225)가 제2 방향(세로 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 제2 그리드 시트부(225)는 직선 형태로 형성되어 양단이 테두리 시트부(221)에 연결될 수 있다. 제1 그리드 시트부(223)와 제2 그리드 시트부(225)는 서로 수직 교차될 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)가 복수의 제2 그리드 시트부(225)를 포함하는 경우, 각각의 제2 그리드 시트부(225)는 동등한 간격을 이루는 것이 바람직하다.
한편, 제1 그리드 시트부(223)들 간의 간격과, 제2 그리드 시트부(225)들 간의 간격은 마스크 셀(C)의 크기에 따라서 동일하거나 상이할 수 있다.
제1 그리드 시트부(223) 및 제2 그리드 시트부(225)는 박막 형태의 얇은 두께를 가지지만, 길이 방향에 수직하는 단면의 형상은 직사각형, 평행사변형과 같은 사각형 형상, 삼각형 형상 등일 수 있고, 변, 모서리 부분이 일부 라운딩 될 수도 있다. 단면 형상은 레이저 스크라이빙, 에칭 등의 과정에서 조절 가능하다.
테두리 프레임부(210)의 두께는 마스크 셀 시트부(220)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 테두리 프레임부(210)는 프레임(200)의 전체 강성을 담당하기 때문에 수mm 내지 수cm의 두께로 형성될 수 있다.
마스크 셀 시트부(220)의 경우는, 실질적으로 두꺼운 시트를 제조하는 공정이 어렵고, 너무 두꺼우면 OLED 화소 증착 공정에서 유기물 소스(600)[도 23 참조]가 마스크(100)를 통과하는 경로를 막는 문제를 발생시킬 수 있다. 반대로, 두께가 너무 얇아지면 마스크(100)를 지지할 정도의 강성 확보가 어려울 수 있다. 이에 따라, 마스크 셀 시트부(220)는 테두리 프레임부(210)의 두께보다는 얇지만, 마스크(100)보다는 두꺼운 것이 바람직하다. 마스크 셀 시트부(220)의 두께는, 약 0.1mm 내지 1mm 정도로 형성될 수 있다. 그리고, 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)의 폭은 약 1~5mm 정도로 형성될 수 있다.
평면의 시트에서 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)가 점유하는 영역을 제외하여, 복수의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)이 제공될 수 있다. 다른 관점에서, 마스크 셀 영역(CR)이라 함은, 테두리 프레임부(210)의 중공 영역(R)에서 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)가 점유하는 영역을 제외한, 빈 영역을 의미할 수 있다.
이 마스크 셀 영역(CR)에 마스크(100)의 셀(C)이 대응됨에 따라, 실질적으로 마스크 패턴(P)을 통해 OLED의 화소가 증착되는 통로로 이용될 수 있게 된다. 전술하였듯이 하나의 마스크 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응한다. 하나의 마스크(100)에는 하나의 셀(C)을 구성하는 마스크 패턴(P)들이 형성될 수 있다. 또는, 하나의 마스크(100)가 복수의 셀(C)을 구비하고 각각의 셀(C)이 프레임(200)의 각각의 셀 영역(CR)에 대응할 수도 있으나, 마스크(100)의 명확한 정렬을 위해서는 대면적 마스크(100)를 지양할 필요가 있고, 하나의 셀(C)을 구비하는 소면적 마스크(100)가 바람직하다. 또는, 프레임(200)의 하나의 셀 영역(CR)에 복수의 셀(C)을 가지는 하나의 마스크(100)가 대응할 수도 있다. 이 경우, 명확한 정렬을 위해서는 2-3개 정도의 소수의 셀(C)을 가지는 마스크(100)를 대응하는 것을 고려할 수 있다.
프레임(200)은 복수의 마스크 셀 영역(CR)을 구비하고, 각각의 마스크(100)는 각각 하나의 마스크 셀(C)이 마스크 셀 영역(CR)에 대응되도록 접착될 수 있다. 각각의 마스크(100)는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크 셀(C) 및 마스크 셀(C) 주변의 더미[셀(C)을 제외한 마스크 막(110) 부분에 대응]를 포함할 수 있다. 더미는 마스크 막(110)만을 포함하거나, 마스크 패턴(P)과 유사한 형태의 소정의 더미 패턴이 형성된 마스크 막(110)을 포함할 수 있다. 마스크 셀(C)은 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하고, 더미의 일부 또는 전부가 프레임(200)[마스크 셀 시트부(220)]에 접착될 수 있다. 이에 따라, 마스크(100)와 프레임(200)이 일체형 구조를 이룰 수 있게 된다.
한편, 다른 실시예에 따르면, 프레임은 테두리 프레임부(210)에 마스크 셀 시트부(220)를 접착하여 제조하지 않고, 테두리 프레임부(210)의 중공 영역(R) 부분에 테두리 프레임부(210)와 일체인 그리드 프레임[그리드 시트부(223, 225)에 대응]을 곧바로 형성한 프레임을 사용할 수도 있다. 이러한 형태의 프레임도 적어도 하나의 마스크 셀 영역(CR)을 포함하며, 마스크 셀 영역(CR)에 마스크(100)를 대응시켜 프레임 일체형 마스크를 제조할 수 있게 된다.
이하에서는, 프레임 일체형 마스크를 제조하는 과정에 대해 설명한다.
먼저, 도 4 및 도 5에서 상술한 프레임(200)을 제공할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임(200)의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 테두리 프레임부(210)를 제공한다. 테두리 프레임부(210)는 중공 영역(R)을 포함한 사각 틀 형상일 수 있다.
다음으로, 도 6의 (b)를 참조하면, 마스크 셀 시트부(220)를 제조한다. 마스크 셀 시트부(220)는 전주도금 또는 그 외의 막 형성 공정을 사용하여 평면의 시트를 제조한 후, 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 마스크 셀 영역(CR) 부분을 제거함에 따라 제조할 수 있다. 본 명세서에서는 6 X 5의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)을 형성한 것을 예로 들어 설명한다. 5개의 제1 그리드 시트부(223) 및 4개의 제2 그리드 시트부(225)가 존재할 수 있다.
다음으로, 마스크 셀 시트부(220)를 테두리 프레임부(210)에 대응할 수 있다. 대응시키는 과정에서, 마스크 셀 시트부(220)의 모든 측을 인장(F1~F4)하여 마스크 셀 시트부(220)를 평평하게 편 상태로 테두리 시트부(221)를 테두리 프레임부(210)에 대응할 수 있다. 한 측에서도 여러 포인트[도 6의 (b)의 예로, 1~3포인트]로 마스크 셀 시트부(220)를 잡고 인장할 수 있다. 한편, 모든 측이 아니라, 일부 측 방향을 따라 마스크 셀 시트부(220)를 인장(F1, F2) 할 수도 있다.
다음으로, 마스크 셀 시트부(220)를 테두리 프레임부(210)에 대응하면, 마스크 셀 시트부(220)의 테두리 시트부(221)를 용접(W)하여 접착할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220)가 테두리 프레임부(220)에 견고하게 접착될 수 있도록, 모든 측을 용접(W)하는 것이 바람직하다. 용접(W)은 테두리 프레임부(210)의 모서리쪽에 최대한 가깝게 수행하여야 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220) 사이의 들뜬 공간을 최대한 줄이고 밀착성을 높일 수 있게 된다. 용접(W) 부분은 라인(line) 또는 스팟(spot) 형태로 생성될 수 있으며, 마스크 셀 시트부(220)와 동일한 재질을 가지고 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220)를 일체로 연결하는 매개체가 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임의 제조 과정을 나타내는 개략도이다. 도 6의 실시예는 마스크 셀 영역(CR)을 구비한 마스크 셀 시트부(220)를 먼저 제조하고 테두리 프레임부(210)에 접착하였으나, 도 7의 실시예는 평면의 시트를 테두리 프레임부(210)에 접착한 후에, 마스크 셀 영역(CR) 부분을 형성한다.
먼저, 도 6의 (a)처럼, 중공 영역(R)을 포함한 테두리 프레임부(210)를 제공한다.
다음으로, 도 7의 (a)를 참조하면, 테두리 프레임부(210)에 평면의 시트[평면의 마스크 셀 시트부(220')]를 대응할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220')는 아직 마스크 셀 영역(CR)이 형성되지 않은 평면 상태이다. 대응시키는 과정에서, 마스크 셀 시트부(220')의 모든 측을 인장(F1~F4)하여 마스크 셀 시트부(220')를 평평하게 편 상태로 테두리 프레임부(210)에 대응할 수 있다. 한 측에서도 여러 포인트[도 7의 (a)의 예로, 1~3포인트]로 마스크 셀 시트부(220')를 잡고 인장할 수 있다. 한편, 모든 측이 아니라, 일부 측 방향을 따라 마스크 셀 시트부(220')를 인장(F1, F2) 할 수도 있다.
다음으로, 마스크 셀 시트부(220')를 테두리 프레임부(210)에 대응하면, 마스크 셀 시트부(220')의 테두리 부분을 용접(W)하여 접착할 수 있다. 마스크 셀 시트부(220')가 테두리 프레임부(220)에 견고하게 접착될 수 있도록, 모든 측을 용접(W)하는 것이 바람직하다. 용접(W)은 테두리 프레임부(210)의 모서리쪽에 최대한 가깝게 수행하여야 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220') 사이의 들뜬 공간을 최대한 줄이고 밀착성을 높일 수 있게 된다. 용접(W) 부분은 라인(line) 또는 스팟(spot) 형태로 생성될 수 있으며, 마스크 셀 시트부(220')와 동일한 재질을 가지고 테두리 프레임부(210)와 마스크 셀 시트부(220')를 일체로 연결하는 매개체가 될 수 있다.
다음으로, 도 7의 (b)를 참조하면, 평면의 시트[평면의 마스크 셀 시트부(220')]에 마스크 셀 영역(CR)을 형성한다. 레이저 스크라이빙, 에칭 등을 통해 마스크 셀 영역(CR) 부분의 시트를 제거함에 따라 마스크 셀 영역(CR)을 형성할 수 있다. 본 명세서에서는 6 X 5의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)을 형성한 것을 예로 들어 설명한다. 마스크 셀 영역(CR)을 형성하게 되면, 테두리 프레임부(210)와 용접(W)된 부분이 테두리 시트부(221)가 되고, 5개의 제1 그리드 시트부(223) 및 4개의 제2 그리드 시트부(225)를 구비하는 마스크 셀 시트부(220)가 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)의 형태 및 마스크(100)를 트레이(50) 상에 부착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 복수의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크(100)를 제공할 수 있다. 마스크(100)는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성된 마스크 셀(C) 및 마스크 셀(C) 주변의 더미(DM)를 포함할 수 있다. 더미(DM)는 셀(C)을 제외한 마스크 막(110) 부분에 대응하고, 마스크 막(110)만을 포함하거나, 마스크 패턴(P)과 유사한 형태의 소정의 더미 패턴이 형성된 마스크 막(110)을 포함할 수 있다. 더미(DM)는 마스크(100)의 테두리에 대응하여 더미(DM)의 일부 또는 전부가 프레임(200)[마스크 셀 시트부(220)]에 접착될 수 있다. 전주도금 방식으로 인바, 슈퍼 인바 재질의 마스크(100)를 제조할 수 있다.
전주도금에서 음극체(cathode)로 사용하는 모판(mother plate)은 전도성 재질을 사용한다. 전도성 재질로서, 메탈의 경우에는 표면에 메탈 옥사이드들이 생성되어 있을 수 있고, 메탈 제조 과정에서 불순물이 유입될 수 있으며, 다결정 실리콘 기재의 경우에는 개재물 또는 결정립계(Grain Boundary)가 존재할 수 있으며, 전도성 고분자 기재의 경우에는 불순물이 함유될 가능성이 높고, 강도. 내산성 등이 취약할 수 있다. 메탈 옥사이드, 불순물, 개재물, 결정립계 등과 같이 모판(또는, 음극체)의 표면에 전기장이 균일하게 형성되는 것을 방해하는 요소를 "결함"(Defect)으로 지칭한다. 결함(Defect)에 의해, 상술한 재질의 음극체에는 균일한 전기장이 인가되지 못하여 도금막[마스크(100)]의 일부가 불균일하게 형성될 수 있다.
UHD 급 이상의 초고화질 화소를 구현하는데 있어서 도금막 및 도금막 패턴[마스크 패턴(P)]의 불균일은 화소의 형성에 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 현재 QHD 화질의 경우는 500~600 PPI(pixel per inch)로 화소의 크기가 약 30~50㎛에 이르며, 4K UHD, 8K UHD 고화질의 경우는 이보다 높은 ~860 PPI, ~1600 PPI 등의 해상도를 가지게 된다. VR 기기에 직접 적용되는 마이크로 디스플레이, 또는 VR 기기에 끼워서 사용되는 마이크로 디스플레이는 약 2,000 PPI 이상급의 초고화질을 목표로 하고 있고, 화소의 크기는 약 5~10㎛ 정도에 이르게 된다. 이에 적용되는 FMM, 새도우 마스크의 패턴 폭은 수~수십㎛의 크기, 바람직하게는 30㎛보다 작은 크기로 형성될 수 있으므로, 수㎛ 크기의 결함조차 마스크의 패턴 사이즈에서 큰 비중을 차지할 정도의 크기이다. 또한, 상술한 재질의 음극체에서의 결함을 제거하기 위해서는 메탈 옥사이드, 불순물 등을 제거하기 위한 추가적인 공정이 수행될 수 있으며, 이 과정에서 음극체 재료가 식각되는 등의 또 다른 결함이 유발될 수도 있다.
따라서, 본 발명은 단결정 재질의 모판(또는, 음극체)를 사용할 수 있다. 특히, 단결정 실리콘 재질인 것이 바람직하다. 전도성을 가지도록, 단결정 실리콘 재질의 모판에는 10 19/cm 3이상의 고농도 도핑이 수행될 수 있다. 도핑은 모판의 전체에 수행될 수도 있으며, 모판의 표면 부분에만 수행될 수도 있다.
한편, 단결정 재질로는, Ti, Cu, Ag 등의 금속, GaN, SiC, GaAs, GaP, AlN, InN, InP, Ge 등의 반도체, 흑연(graphite), 그래핀(graphene) 등의 탄소계 재질, CH 3NH 3PbCl 3, CH 3NH 3PbBr 3, CH3NH 3PbI 3, SrTiO 3 등을 포함하는 페로브스카이트(perovskite) 구조 등의 초전도체용 단결정 세라믹, 항공기 부품용 단결정 초내열합금 등이 사용될 수 있다. 금속, 탄소계 재질의 경우는 기본적으로 전도성 재질이다. 반도체 재질의 경우에는, 전도성을 가지도록 1019 이상의 고농도 도핑이 수행될 수 있다. 기타 재질의 경우에는 도핑을 수행하거나 산소 공공(oxygen vacancy) 등을 형성하여 전도성을 형성할 수 있다. 도핑은 모판의 전체에 수행될 수도 있으며, 모판의 표면 부분에만 수행될 수도 있다.
단결정 재질의 경우는 결함이 없기 때문에, 전주 도금 시에 표면 전부에서 균일한 전기장 형성으로 인한 균일한 도금막[마스크(100)]이 생성될 수 있는 이점이 있다. 균일한 도금막을 통해 제조하는 프레임 일체형 마스크(100, 200)는 OLED 화소의 화질 수준을 더욱 개선할 수 있다. 그리고, 결함을 제거, 해소하는 추가 공정이 수행될 필요가 없으므로, 공정비용이 감축되고, 생산성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 실리콘 재질, 또는 산화(Oxidation), 질화(Nitridation)에 의해 표면에 절연막을 형성할 수 있는 단결정 재질이라면, 필요에 따라 모판의 표면을 산화, 질화하는 과정만으로 절연부를 형성할 수 있는 이점이 있다. 절연부는 포토레지스트를 사용하여 형성할 수도 있다. 절연부가 형성된 부분에서는 도금막[마스크(100)]의 전착이 방지되어, 도금막에 패턴[마스크 패턴(P)]을 형성하게 된다.
한편, 본 발명의 모판의 재질은 음극체의 결함을 감축하는 범위 내에서라면 반드시 상술한 단결정 재질에 제한되지는 않음을 밝혀둔다.
마스크 패턴(P)의 폭은 40㎛보다 작게 형성될 수 있고, 마스크(100)의 두께는 약 2~50㎛로 형성될 수 있다. 프레임(200)이 복수의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)을 구비하므로, 각각의 마스크 셀 영역(CR: CR11~CR56)에 대응하는 마스크 셀(C: C11~C56)을 가지는 마스크(100)도 복수개 구비할 수 있다.
마스크(100)는 프레임(200)에 레이저 용접에 의해 접착될 수 있다. 레이저(L)가 마스크(100)의 용접부(WP)에 조사될 수 있다. 용접부(WP)는 레이저(L)의 조사에 의해 용접 비드(WB)를 형성할 수 있는 타겟 영역을 의미할 수 있다. 용접부(WP)는 마스크(100)의 테두리 또는 더미(DM) 부분에서 적어도 일부 영역에 해당할 수 있다. 이하에서는 복수의 용접부(WP)가 마스크(100)의 더미(DM) 영역에 일정한 간격을 가지고 배치되고, 용접부(WP)의 형태는 대략 원 형상인 것을 상정하여 설명하지만, 반드시 이에 제한되지는 않음을 밝혀둔다.
한편, 본 발명의 마스크(100)는 용접부(WP)의 주위에 주름 방지 패턴(150~170)이 형성된 것을 특징으로 한다. 주름 방지 패턴(150~170)은 용접부(WP)에 레이저(L)가 조사되어 용접 비드(WB)가 형성되는 과정에서 용접부(WP)의 주변이 뒤틀리거나, 수축되는 등으로 변형되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다[도 14 및 도 15 참조].
주름 방지 패턴(150~170)은 마스크 패턴(P)과 유사하게 마스크(100)의 더미(DM)[또는, 테두리부]에 형성된 홀(hole)과 같고, 마스크 패턴(P)의 형성 과정에서 동일하게 형성될 수 있다. 일 예로, 마스크(100)의 전주도금 과정에서 마스크 패턴(P)과 같이 도금막(110)이 형성되지 않는 부분이거나, 마스크(100)의 전주도금 후에 패턴 형성 공정을 거쳐 형성된 부분일 수 있다.
주름 방지 패턴(150~170)은 용접부(WP)에 소정 간격 이격된 주위에 형성되되, 전체적으로 용접부(WP)를 둘러싸도록 배치되거나, 용접부(WP)의 양 측에 배치될 수 있다. 설명의 편의상, 도 8의 (a)에는 주름 방지 패턴(150~170)을 단순한 도형으로 도시하였으나, 다양한 실시예에 따른 구체적인 형상은 도 9 내지 도 12를 통해 후술한다.
다음으로, 도 8의 (b) 및 (c)를 참조하면, 준비한 마스크(100)를 트레이(tray; 50') 상에 부착할 수 있다. 모판 상에서 전착된 마스크(100)를 떼어내어 트레이(50') 상에 부착할 수 있다. 트레이(50')의 일면 상에서 마스크(100)가 구김, 주름없이 평평하게 펼쳐져 부착되도록 정전기력, 자기력, 진공 등을 이용할 수 있다. 트레이(50')는 레이저 광(L)이 투과할 수 있는 글라스 재질일 수 있다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 여러 실시예에 따른 마스크의 주름 방지 패턴(150~170)을 나타내는 개략도이다. 도 9 내지 도 12는 도 8의 D 부분을 확대한 부분이다. 이해의 편의상 마스크 패턴(P)을 포함하는 마스크 셀(C)을 우측 부분에 도시하였으나, 마스크 패턴(P)과 대비되는 주름 방지 패턴(150~170), 버퍼 패턴(190)의 패턴 크기, 패턴 배치 위치 등은 도 9 내지 도 12의 도시 사항에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 주름 방지 패턴(150~170)은 용접부(WP)에 소정 간격 이격된 주위에 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 주름 방지 패턴(150~170)은 용접부(WP)와 동심(同心; WPC)이고, 용접부(WP)의 직경(R1)보다 큰 직경(R2, R3)을 가지는 가상의 원(AC)의 원주 상의 영역을 점유할 수 있다. 용접부(WP)의 직경(R1)보다 큰 직경을 가지는 원주(R2, R3) 상의 영역을 점유하는 형태는, 원주 상에 단위 주름 방지 패턴이 배치되는 경우, 원주의 일부를 단위 주름 방지 패턴이 그 자체로 포함하는 경우 등으로 구현될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 실시예에 따른 주름 방지 패턴(150)은 복수의 단위 주름 방지 패턴(151)을 포함할 수 있다. 마스크(100) 막에 가해지는 스트레스, 장력 등을 분산시키기 용이하도록, 복수의 단위 주름 방지 패턴(151)은 각진 모서리를 포함하는 형태보다는, 원형, 타원 등의 곡률을 가지는 형태인 것이 바람직하다.
복수의 단위 주름 방지 패턴(151)은 상호 간격을 가지고 배치되며, 용접부(WP)와 동심(WPC)이고 용접부(WP)의 직경(R1)보다 큰 직경(R2)을 가지는 가상의 원(AC)의 원주 상에 배치될 수 있다. 단위 주름 방지 패턴(151)은 용접부(WP)의 주위에 1중으로 배치될 수 있지만 2중, 3중으로 배치될 수도 있다.
주름 방지 패턴(150)에 더하여, 복수의 버퍼 패턴(190)이 더 형성될 수 있다. 버퍼 패턴(190)은 주름 방지 패턴(150)과 마스크 패턴(P) 사이에 상호 간격을 가지고 형성될 수 있다. 버퍼 패턴(190)은 대략 더미(DM) 영역의 내측 테두리를 따라 배치될 수 있다.
버퍼 패턴(190)은 용접부(WP)의 주변을 둘러싸는 것은 아니기 때문에, 보다 큰 범위에서 마스크(100) 막에 가해지는 스트레스, 장력 등을 분산시키는 역할을 한다. 이에 따라, 마스크 패턴(P)의 폭보다 큰 폭을 가질 수 있고, 주름 방지 패턴(150~170)보다도 큰 폭을 가질 수 있다. 버퍼 패턴(190)은 복수의 단위 버퍼 패턴(191, 192)을 포함하며, 단위 버퍼 패턴(191, 192)들도 각진 모서리를 포함하는 형태보다는, 원형, 타원 등의 곡률을 가지는 형태인 것이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, 제1 단위 버퍼 패턴(191)들은 한 쌍의 주름 방지 패턴(150)의 중간을 지나는 수평 축 상에 배치될 수 있다. 그리고 제2 단위 버퍼 패턴(192)들은 제1 단위 버퍼 패턴(191)과 동일한 수평 축 상에 배치되고, 한 쌍의 제1 단위 버퍼 패턴(191)의 중간을 지나는 수평 축 상에 더 배치될 수 있다. 그러나, 배치 형태는 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 10을 참조하면, 제2 실시예에 따른 주름 방지 패턴(160)은 복수의 단위 주름 방지 패턴(161)을 포함할 수 있다.
복수의 단위 주름 방지 패턴(161)은 상호 간격을 가지고 배치되며, 용접부(WP)와 동심(WPC)이고 용접부(WP)의 직경(R1)보다 큰 직경(R2)을 가지는 가상의 원(AC)의 원주를 적어도 일부(162, 163) 포함하는 형상일 수 있다. 다시 말해, 하나의 단위 주름 방지 패턴(161)은 특정 용접부(WP1)와 동심(WPC)이고 특정 용접부(WP1)보다 큰 직경(R2)을 가지는 원주의 적어도 일부(162)와, 특정 용접부(WP1)에 이웃하는 용접부(WP2)와 동심(WPC)이고 이웃하는 용접부(WP2)보다 큰 직경(R2)을 가지는 원주의 적어도 일부(163)를 포함하는 형상일 수 있다. 단위 주름 방지 패턴(161)은 원주의 적어도 일부(162, 163)에 더하여, 이들을 연결하는 모서리(164, 165)를 더 포함함에 따라 폐쇄 도형 형상을 가질 수 있다. 단위 주름 방지 패턴(161)은 용접부(WP)와 일정 간격을 가지는 곡률 일부(162, 163)를 포함하므로, 용접부(WP)에 가해지는 스트레스, 장력 등을 분산시키기 용이한 이점이 있다.
도 11을 참조하면, 제3 실시예에 따른 주름 방지 패턴(160')은 복수의 단위 주름 방지 패턴(161')을 포함할 수 있다.
제3 실시예에 따른 주름 방지 패턴(160')은 제2 실시예에 따른 주름 방지 패턴(160)과 유사하게, 곡률 일부(162, 163)를 포함할 수 있다. 다만, 곡률 일부(162, 163) 및 이들을 연결하는 모서리(164, 165)에 더하여, 상호 대향하며 평행한 변(166)을 더 포함하는 폐쇄 도형 형상일 수 있다. 단위 주름 방지 패턴(161)은 용접부(WP)와 일정 간격을 가지는 곡률 일부(162, 163)를 포함하므로, 용접부(WP)에 가해지는 스트레스, 장력 등을 분산시키기 용이한 이점이 있다.
도 12를 참조하면, 제4 실시예에 따른 주름 방지 패턴(170)은 복수의 단위 주름 방지 패턴(171)을 포함할 수 있다.
단위 주름 방지 패턴(171)은 용접부(WP)와 동심(WPC)이고 용접부(WP)의 직경(R1)보다 큰 제1 직경(R2)을 가지는 가상의 원주의 적어도 일부(172)와, 제1 직경(R1)보다 큰 제2 직경(R3)을 가지는 가상의 원주의 적어도 일부(173)를 포함하는 형상일 수 있다. 단위 주름 방지 패턴(171)은 원주의 적어도 일부(172, 173)에 더하여, 이들을 연결하는 모서리(174, 175)를 더 포함함에 따라 폐쇄 도형 형상을 가질 수 있다.
복수의 단위 주름 방지 패턴(171)은 상호 간격을 가지고, 하나의 용접부(WP)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 단위 주름 방지 패턴(171)은 용접부(WP)의 주위에 1중으로 배치될 수 있지만 2중, 3중으로 배치될 수도 있다. 단위 주름 방지 패턴(171)은 용접부(WP)와 일정 간격을 가지는 곡률 일부(172, 173)를 포함하고, 용접부(WP를 둘러싸도록 배치되므로, 용접부(WP)에 가해지는 스트레스, 장력 등을 분산시키기 용이한 이점이 있다.
도 13은 비교예에 따른 마스크(100')의 형태[도 13의 (a)] 및 비교예에 따른 마스크(100')를 트레이(50') 상에 부착한 상태의 평면도[도 13의 (b)]와 측단면도[도 13의 (c)]를 나타낸다. 도 14는 비교예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 접착한 상태를 나타내는 측단면도[도 14의 (a)] 및 E의 확대 평면도[도 14의 (b)]이다.
도 13의 (a)를 참조하면, 도 8에서 상술한 본 발명의 일 실시예의 마스크(100)와 대비되는, 비교예에 따른 마스크(100')는 마스크 셀(C)에 복수의 마스크 패턴(P)을 포함하고, 더미(DM)에는 별도의 패턴이 없는 형상이다. 이어서, 도 13의 (b) 및 (c)를 참조하면, 마스크(100')를 트레이(tray; 50') 상에 부착할 수 있다. 모판 상에서 전착된 마스크(100)를 떼어내어 트레이(50') 상에 부착할 수 있다.
도 14의 (a)를 참조하면, 마스크(100)의 테두리의 일부 또는 전부를 프레임(200)[제1 그리드 시트부(223) 또는 제2 그리드 시트부(225)]에 접착할 수 있다. 접착은 용접으로 수행될 수 있고, 바람직하게는 레이저 용접으로 수행될 수 있다. 레이저 용접은 프레임(200)의 모서리쪽에 최대한 가깝게 수행하여야 마스크(100)와 프레임(200) 사이의 들뜬 공간을 최대한 줄이고 밀착성을 높일 수 있게 된다.
마스크(100')의 상부에서 레이저(L)를 용접부(WP)에 조사하면 레이저(L)가 용접부(WP) 영역의 마스크(100') 일부를 용융시킬 수 있다. 마스크(100')의 일부가 용융되어 용접 비드(bead; WB)를 형성할 수 있다. 그리고, 용접 비드(WB)가 마스크(100') 및 프레임(200)을 일체로 연결하는 매개체가 될 수 있다.
이때, 용접 비드(WB)가 형성된 부분의 마스크(100')가 용융된 후 응고되는 과정에서 용접 비드(WB) 주변이 수축되는 텐션(T)이 가해질 수 있다. 이러한 수축되는 텐션(T)에 의해 용접 비드(WB) 주변에는 주름, 뒤틀림, 번짐 등과 같은 변형(105')이 발생할 수 있다. 또한, 용접 비드(WB)와 마스크 셀(C) 사이 공간에서의 주름, 뒤틀림 등의 변형(106')이 발생할 수 있다. 결국, 텐션(T)에 의해 변형(105', 106')이 발생하고, 이러한 변형(105', 106')에 의해, 결국 마스크 패턴(P) 및 셀(C)들간의 정렬 상태가 틀어지게 되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 마스크(100)는 주름 방지 패턴(150~170) 및 버퍼 패턴(190)이 형성됨에 따라 위 문제를 방지할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 접착한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 15의 (a)를 참조하면, 마스크(100)의 상부에서 레이저(L)를 마스크(100)의 더미(DM)[또는, 테두리 영역]의 용접부(WP)에 조사할 수 있다. 마스크(100)의 일부가 용융되어 용접 비드(bead; WB)를 형성할 수 있다. 그리고, 용접 비드(WB)가 마스크(100) 및 프레임(200)[또는, 테두리 시트부(221), 및 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)]을 일체로 연결하는 매개체가 될 수 있다.
이때, 용접 비드(WB)가 형성된 부분의 마스크(100)가 용융된 후 응고되는 과정에서 용접 비드(WB) 주변이 수축되는 텐션(T)이 가해질 수 있다. 용접 비드(WB) 주변에 가해지는 수축되는 텐션(T)은 주름 방지 패턴(150~170)들에 각각 분산될 수 있다. 텐션(T)이 복수의 주름 방지 패턴(150~170)에 분산되기 때문에 용접 비드(WB) 주변의 주름, 뒤틀림, 번짐 등과 같은 변형(105')이 없어질 수 있다.
또한, 용접 비드(WB)와 마스크 셀(C) 사이 공간에서 가해지는 수축되는 텐션(T)은 버퍼 패턴(190)들에 각각 분산될 수 있다. 텐션(T)이 복수의 버퍼 패턴(190)에 분산되기 때문에 용접 비드(WB)와 마스크 셀(C) 사이 공간의 주름, 뒤틀림 등과 같은 변형(106')이 없어질 수 있다.
위와 같이, 복수의 주름 방지 패턴(150~170) 및 버퍼 패턴(190)에 의해 변형(105', 106')이 없어지거나, 마스크 패턴(P)의 정렬에 거의 영향이 없는 수준에서만 변형되므로, 마스크(100)를 프레임(200)에 접착하는 과정에서 마스크 패턴(P) 및 셀(C)들간의 정렬 상태를 유지할 수 있게 된다.
도 16은 비교예에 따른 트레이(50')를 프레임(200) 상에 로딩하여 마스크(100')를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 대응시키는 상태의 평면도[도 16의 (a)] 및 측단면도[도 16의 (b)]를 나타낸다. 도 17은 비교예에 따른 트레이(50')를 프레임(200) 상에 로딩하여 마스크(100')를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 접착하는 과정 및 마스크(100)와 트레이(50')의 계면 상태를 나타내는 측단면도 및 부분 확대 측단면도를 나타낸다.
도 16의 (a) 및 (b)를 참조하면, 마스크(100')를 프레임(200)의 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수 있다. 마스크(100')가 상부에 부착된 트레이(50')를 뒤집고, 트레이(50')를 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 상에 로딩하는 것으로 마스크(100')를 마스크 셀 영역(CR)에 대응시킬 수 있다. 트레이(50')가 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 상에 로딩되면, 마스크(100')는 트레이(50')와 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 사이에 배치되면서, 트레이(50')에 의해 압착될 수 있다
도 17을 참조하면, 마스크(100')에 레이저(L)를 조사하여 레이저 용접에 의해 마스크(100')를 프레임(200)에 접착할 수 있다. 레이저 용접된 마스크의 용접부(WP)에는 용접 비드(WB)가 생성되고, 용접 비드(WB)는 마스크(100)/프레임(200)과 동일한 재질을 가지고 일체로 연결될 수 있다.
한편, 트레이(50')에 의해 마스크(100')를 압착하는 것 외에도, 마스크(100)와 프레임(200)[또는, 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)]이 더욱 긴밀하게 맞닿도록, 트레이(50')의 상부에서 압착체(M)에 압착을 더 할 수 있다. 압착체(M)의 무게에 의한 하중 외에도 압착체(M)를 누르는 수단을 더 구비할 수 있다. 압착체(M)에는 레이저(L)가 통과하는 투과공(MH)이 형성될 수 있고, 레이저(L)는 투과공(MH)을 지난 후 투명한 트레이(50')를 통과하여 마스크(100)의 용접부(용접을 수행할 영역)에 조사될 수 있다.
하지만, 위와 같은 트레이(50') 및 압착체(M)의 하중에도 불구하고, 트레이(50')와 마스크(100)의 계면 상에는 미세한 에어갭(air gap; AG)이 존재할 수 있다. 글라스 재질의 트레이(50')는 표면 조도(Ra)가 약 20~30㎛이기 때문에 마이크로미터 스케일에서 트레이(50')의 표면을 살펴보면 미세한 굴곡이 있기 마련이다. 이에 따라, 마스크(100')를 압착해도 트레이(50')와 마스크(100')가 긴밀히 맞닿지 않는 부분이 있을 수 있고, 이 부분에서는 압착 하중이 잘 전달되지 않아 마스크(100')와 프레임(200)[또는, 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)]도 긴밀히 맞닿지 않게 될 수 있다.
트레이(50')와 마스크(100')가 에어갭(AG)이 없이 긴밀히 맞닿는 부분에서는, 레이저(L1) 조사에 의해 마스크(100')와 프레임(200) 사이에서 용접 비드(WB)가 잘 생성되고, 마스크(100')와 프레임(200)을 일체로 연결하여, 결과적으로 용접이 잘 수행될 수 있다. 하지만, 트레이(50')와 마스크(100) 사이에 에어갭(AG)이 존재하여 긴밀히 맞닿지 않는 부분에서는, 레이저(L2) 조사에 의해 마스크(100)와 프레임(200) 사이에서 용접 비드(WB)가 잘 생성되지 않게 되고, 결과적으로 용접이 잘 수행되지 않는 문제점이 나타난다.
따라서, 본 발명은 마스크(100)와 에어갭(AG) 없이 긴밀히 맞닿을 수 있는 트레이(50)를 제공하는 것을 특징으로 한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이(50)를 프레임(200) 상에 로딩하여 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 접착하는 과정 및 마스크(100)와 트레이(50)의 계면 상태의 측단면도 및 부분 확대 측단면도를 나타낸다. 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이(50)를 나타내는 평면도[도 19의 (a)] 및 배면도[도 19의 (b)]이다. 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이(50)를 프레임(200) 상에 로딩하여 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 대응시키는 상태를 나타내는 개략도이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 트레이(tray; 50) 상에 마스크(100)가 부착될 수 있다. 모판 상에서 전착된 마스크(100)를 떼어내어 트레이(50) 상에 부착할 수 있다. 트레이(50)는 마스크(100)를 평평하게 부착할 수 있도록, 평판 형상인 것이 바람직하다. 마스크(100)가 전체적으로 평평하게 부착될 수 있도록 트레이(50)의 크기는 마스크(100)보다 큰 평판 형상일 수 있다.
트레이(50)의 일면 상에서 마스크(100)가 구김, 주름없이 평평하게 펼쳐져 부착되도록 정전기력, 자기력, 진공 등을 이용할 수 있다. 정전기력을 이용하는 방법은 대전체를 트레이(50) 일면에 문질러서 정전기를 유도하는 방법이다. 또한, 정전기력을 이용하는 방법은 트레이(50)의 상부면 또는 하부면 상에 배치한 투명전극에 전압을 인가하고, 마스크(100)에도 전압을 인가하면 정전기가 유도되어 마스크(100)가 평평하게 펼쳐지면서 소정의 부착력을 가지고 트레이(50)의 일면에 부착되는 방법이다. 자기력을 이용하는 방법은 마스크(100)가 배치된 트레이(50) 면의 반대면에서 복수의 자석을 이용하여 자기력으로 마스크(100)를 잡아 이동하면서 펼치는 방법이다. 진공을 이용하는 방법은 트레이(50)에 배치된 마스크(100)의 일단에서 타단까지 진공 장치를 이용하여 마스크(100)를 잡아 이동하면서 펼치는 방법이다.
특히, 본 발명의 트레이(50)는 마스크(100)와의 계면 사이에서 에어갭(AG)이 발생하지 않도록, 마스크(100)와 접촉하는 일면이 경면인 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 트레이(50)의 일면의 표면 조도(Ra)가 100nm 이하일 수 있다. 도 17에서 상술한 일반적인 글라스 재질의 트레이(50')는 표면 조도(Ra)가 약 20~30㎛이기 때문에, 에어갭(AG)의 존재가 ㎛ 스케일인 마스크 패턴(P)의 정렬 오차에 영향을 줄 정도이다. 하지만, 본 발명의 트레이(50)는 표면 조도(Ra)가 nm 스케일이기 때문에 에어갭(AG)이 없거나, 거의 없는 수준으로 마스크 패턴(P)의 정렬 오차에 영향을 주지 않게 된다.
표면 조도(Ra)가 100nm 이하인 트레이(50)를 구현하기 위해, 트레이(50)는 웨이퍼(wafer)를 사용할 수 있다. 웨이퍼(wafer)는 표면 조도(Ra)가 약 10nm 정도이고, 시중의 제품이 많고 표면처리 공정들이 많이 알려져 있으므로, 트레이(50)로 사용하기 적절하다. 이 외에도, 표면을 미세 경면 가공하여 표면 조도(Ra)가 100nm 이하를 만족할 수 있다면, 트레이(50)는 글래스(glass), 실리카(silica), 내열유리, 석영(quartz), 알루미나(Al 2O 3) 등의 재질을 사용할 수도 있다. 이하에서는 웨이퍼를 트레이(50)로 사용하는 것을 상정하여 설명한다.
도 18의 확대 부분을 참조하면, 표면 조도(Ra)가 50nm 이하인 트레이(50)와 마스크(100)의 계면 사이에는 에어갭(AG) 없이 긴밀하게 접촉된 것을 확인할 수 있다. 마스크(100)의 용접부(WP)에 레이저(L)를 조사하여 레이저 용접을 수행할 수 있다.
한편, 웨이퍼 재질의 트레이(50)는 레이저(L) 광에 불투명할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 트레이(50)는, 트레이(50)의 상부에서 조사하는 레이저(L)가 마스크(100)의 용접부(WP)에까지 도달할 수 있도록, 트레이(50)에는 레이저 통과공(51)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 19의 (a), (b)를 참조하면, 레이저 통과공(51)은 용접부(WP)의 위치 및 개수에 대응하도록 트레이(50)에 형성될 수 있다. 용접부(WP)는 마스크(100)의 테두리 또는 더미(DM) 부분에서 소정 간격을 따라 복수개 배치되어 있으므로, 레이저 통과공(51)도 이에 대응하도록 소정 간격을 따라 복수개 형성될 수 있다. 일 예로, 용접부(WP)는 마스크(100)의 양측(좌측/우측) 더미(DM) 부분에 소정 간격을 따라 복수개 배치되어 있으므로, 레이저 통과공(51)도 트레이(50)이 양측(좌측/우측)에 소정 간격을 따라 복수개 형성될 수 있다.
레이저 통과공(51)은 반드시 용접부의 위치 및 개수에 대응될 필요는 없다. 예를 들어, 레이저 통과공(51) 중 일부에 대해서만 레이저(L)를 조사하여 용접을 수행할 수도 있다. 또한, 용접부에 대응되지 않는 레이저 통과공(51) 중 일부는 마스크(100)와 트레이(50)을 정렬할 때 얼라인 마크를 대신하여 사용할 수도 있다. 만약, 트레이(50)의 재질이 레이저(L) 광에 투명하다면 레이저 통과공(51)을 형성하지 않을 수도 있다.
마스크(100)와 프레임(200)[또는, 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)]이 더욱 긴밀하게 맞닿도록, 트레이(50) 상에는 압착체(M)가 압착을 더 할 수 있다. 압착체(M)의 무게에 의한 하중 외에도 압착체(M)를 누르는 수단을 더 구비할 수 있다. 압착체(M)에는 레이저(L)가 통과하는 투과공(MH)이 형성될 수 있고, 투과공(MH)의 형성 영역은 트레이(50)의 레이저 통과공(51)의 형성 영역과 중첩될 수 있다. 레이저(L)는 투과공(MH)을 지난 후 트레이(50)의 레이저 통과공(51)을 통과하여 마스크(100)의 용접부(WP)에 조사될 수 있다. 레이저 용접은 프레임(200)의 모서리쪽에 최대한 가깝게 수행하여야 마스크(100)와 프레임(200) 사이의 들뜬 공간을 최대한 줄이고 밀착성을 높일 수 있게 된다.
트레이(50)와 마스크(100)가 에어갭(AG)이 없이 긴밀히 맞닿을 수 있고, 상부 압착체(M)와 트레이(50) 자체의 하중에 의한 압착이 더해져서 트레이(50)와 마스크(100), 마스크(100)와 프레임(200)[또는, 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)]이 더욱 긴밀히 맞닿을 수 있다. 이에 따라, 레이저(L) 조사에 의해 마스크(100)와 프레임(200) 사이에서 용접 비드(WB)가 잘 생성될 수 있다. 용접 비드(WB)는 마스크(100)의 일부가 용융된 부분으로 볼 수 있고, 스팟(spot) 또는 라인(line)의 형상을 가지며, 마스크(100)와 프레임(200)을 일체로 연결하도록 매개하여, 결과적으로 용접이 잘 수행될 수 있다.
다음으로, 도 20의 (a) 및 (b)를 참조하면, 마스크(100)를 프레임(200)의 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수 있다. 마스크(100)가 상부에 부착된 트레이(50)를 뒤집고, 트레이(50)를 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 상에 로딩하는 것으로 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR)에 대응시킬 수 있다. 트레이(50)의 위치를 제어하면서, 현미경을 통해 마스크(100)가 마스크 셀 영역(CR)에 대응하는지 살펴볼 수 있다. 트레이(50)가 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 상에 로딩되면, 마스크(100)는 트레이(50)와 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)] 사이에 배치되면서, 트레이(50)에 의해 압착될 수 있다.
한편, 하부 지지체(70)를 프레임(200) 하부에 더 배치할 수도 있다. 하부 지지체(70)는 프레임 테두리부(210)의 중공 영역(R) 내에 들어갈 정도의 크기를 가지고 평판 형상일 수 있다. 또한, 하부 지지체(70)의 상부면에는 마스크 셀 시트부(220)의 형상에 대응하는 소정의 지지홈(미도시)이 형성될 수도 있다. 이 경우 테두리 시트부(221) 및 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)가 지지홈에 끼워지게 되어, 마스크 셀 시트부(220)가 더욱 잘 고정될 수 있다.
하부 지지체(70)는 마스크(100)가 접촉하는 마스크 셀 영역(CR)의 반대면을 압착할 수 있다. 즉, 하부 지지체(70)는 마스크 셀 시트부(220)를 상부 방향으로 지지하여 마스크(100)의 접착과정에서 마스크 셀 시트부(220)가 하부 방향으로 처지는 것을 방지할 수 있다. 이와 동시에, 하부 지지체(70)와 트레이(50)가 상호 반대되는 방향으로 마스크(100)의 테두리 및 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]를 압착하게 되므로, 마스크(100)의 정렬 상태가 흐트러지지 않고 유지될 수 있게 된다.
본 발명은 트레이(50) 상에 마스크(100)를 부착하고, 트레이(50)를 프레임(200) 상에 로딩하는 것만으로 마스크(100)를 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하는 과정이 완료되므로, 이 과정에서 마스크(100)에 어떠한 인장력도 가하지 않는 것을 특징으로 한다.
프레임(200)의 마스크 셀 시트부(220)는 얇은 두께를 가지기 때문에, 마스크(100)에 인장력이 가해진 채로 마스크 셀 시트부(220)에 접착이 되면, 마스크(100)에 잔존하는 인장력이 마스크 셀 시트부(220) 및 마스크 셀 영역(CR)에 작용하게 되어 이들을 변형시킬 수도 있다. 따라서, 마스크(100)에 인장력을 가하지 않은 채로 마스크 셀 시트부(220)에 마스크(100)의 접착을 수행해야 한다. 그리하여, 마스크(100)에 가해진 인장력이 반대로 프레임(200)에 장력(tension)으로 작용하여 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]을 변형시키는 것을 방지할 수 있게 된다.
다만, 마스크(100)에 인장력을 가하지 않고 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에 접착시켜 프레임 일체형 마스크를 제조하고, 이 프레임 일체형 마스크를 화소 증착 공정에 사용할 때 한가지 문제가 발생할 수 있다. 약 25~45℃ 정도에서 수행되는 화소 증착 공정에서 마스크(100)가 소정 길이만큼 열팽창 하는 것이다. 인바 재질의 마스크(100)라고 하더라도, 화소 증착 공정 분위기를 형성하기 위한 10℃ 정도의 온도 상승에 따라 약 1~3 ppm 만큼의 길이가 변할 수 있다. 예를 들어, 마스크(100)의 총 길이가 500 mm 경우, 약 5~15㎛만큼의 길이가 늘어날 수 있다. 그러면, 마스크(100)가 자중에 의해 쳐지거나, 프레임(200)에서 고정된 상태에서 늘어나 뒤틀리는 등의 변형을 일으키면서 패턴(P)들의 정렬 오차가 커지는 문제점이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상온이 아닌 이보다 높은 온도 상에서, 마스크(100)에 인장력을 가하지 않은 채로, 프레임(200)의 마스크 셀 영역(CR)에 대응하고 접착할 수 있다. 본 명세서에서는 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킨 후에 마스크(100)를 프레임(200)에 대응하고 접착한다고 표현한다.
"공정 영역"이라 함은 마스크(100), 프레임(200) 등의 구성 요소들이 위치하고, 마스크(100)의 접착 공정 등이 수행되는 공간을 의미할 수 있다. 공정 영역은 폐쇄된 챔버 내에 공간일 수도 있고, 개방된 공간일 수도 있다. 또한, "제1 온도"라 함은 프레임 일체형 마스크를 OLED 화소 증착 공정에 사용할 때, 화소 증착 공정 온도보다는 높거나 같은 온도를 의미할 수 있다. 화소 증착 공정 온도가 약 25~45℃인 것을 고려하면, 제1 온도는 약 25℃ 내지 60℃일 수 있다. 공정 영역의 온도 상승은, 챔버에 가열 수단을 설치하거나, 공정 영역 주변에 가열 수단을 설치하는 방법 등으로 수행할 수 있다.
다시, 도 13을 참조하면, 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR)에 대응한 후에, 프레임(200)이 포함된 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킬 수 있다. 또는, 프레임(200)이 포함된 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킨 후에, 마스크(100)를 마스크 셀 영역(CR)에 대응시킬 수도 있다. 도면에는 하나의 마스크(100)만을 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응시킨 것이 도시되어 있지만, 마스크 셀 영역(CR)마다 마스크(100)들을 대응시킨 후에 공정 영역의 온도를 제1 온도로 상승(ET)시킬 수도 있다.
종래의 도 1의 마스크(10)는 셀 6개(C1~C6)를 포함하므로 긴 길이를 가지는데 반해, 본 발명의 마스크(100)는 셀 1개(C)를 포함하여 짧은 길이를 가지므로 PPA(pixel position accuracy)가 틀어지는 정도가 작아질 수 있다. 예를 들어, 복수의 셀(C1~C6, ...)들을 포함하는 마스크(10)의 길이가 1m이고, 1m 전체에서 10㎛의 PPA 오차가 발생한다고 가정하면, 본 발명의 마스크(100)는 상대적인 길이의 감축[셀(C) 개수 감축에 대응]에 따라 위 오차 범위를 1/n 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 마스크(100)의 길이가 100mm라면, 종래 마스크(10)의 1m에서 1/10로 감축된 길이를 가지므로, 100mm 길이의 전체에서 1㎛의 PPA 오차가 발생하게 되며, 정렬 오차가 현저히 감소하게 되는 효과가 있다.
한편, 마스크(100)가 복수의 셀(C)을 구비하고, 각각의 셀(C)이 프레임(200)의 각각의 셀 영역(CR)에 대응하여도 정렬 오차가 최소화되는 범위 내에서라면, 마스크(100)는 프레임(200)의 복수의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수도 있다. 또는, 복수의 셀(C)을 가지는 마스크(100)가 하나의 마스크 셀 영역(CR)에 대응할 수도 있다. 이 경우에도, 정렬에 따른 공정 시간과 생산성을 고려하여, 마스크(100)는 가급적 적은 수의 셀(C)을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 경우는, 마스크(100)의 하나의 셀(C)을 대응시키고 정렬 상태를 확인하기만 하면 되므로, 복수의 셀(C: C1~C6)을 동시에 대응시키고 정렬 상태를 모두 확인하여야 하는 종래의 방법[도 2 참조]보다, 제조시간을 현저하게 감축시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 프레임 일체형 마스크 제조 방법은, 6개의 마스크(100)에 포함되는 각각의 셀(C11~C16)을 각각 하나의 셀 영역(CR11~CR16)에 대응시키고 각각 정렬 상태를 확인하는 6번의 과정을 통해, 6개의 셀(C1~C6)을 동시에 대응시키고 6개 셀(C1~C6)의 정렬 상태를 동시에 모두 확인해야 하는 종래의 방법보다 훨씬 시간이 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 프레임 일체형 마스크 제조 방법은, 30개의 셀 영역(CR: CR11~CR56)에 30개의 마스크(100)를 각각 대응시키고 정렬하는 30번의 과정에서의 제품 수득률이, 6개의 셀(C1~C6)을 각각 포함하는 5개의 마스크(10)[도 2의 (a) 참조]를 프레임(20)에 대응시키고 정렬하는 5번의 과정에서의 종래의 제품 수득률보다 훨씬 높게 나타날 수 있다. 한번에 6개씩의 셀(C)이 대응하는 영역에 6개의 셀(C1~C6)을 정렬하는 종래의 방법이 훨씬 번거롭고 어려운 작업이므로 제품 수율이 낮게 나타나는 것이다.
한편, 마스크(100)를 프레임(200)에 대응한 후, 프레임(200)에 소정의 접착제를 개재하여 마스크(100)를 임시로 고정할 수도 있다. 이후에, 마스크(100)의 접착 단계를 진행할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 순차적으로 셀 영역(CR: CR11~CR56)에 접착하는 과정을 나타내는 평면도[도 21의 (a)] 및 측단면도[도 21의 (b)] 이다.
도 21을 참조하면, 마스크 셀 영역(CR11)에 마스크(100)를 대응하여 접착한 후, 이에 이웃하는 마스크 셀 영역(CR12)에 마스크(100)를 대응하여 접착할 수 있다. 도 21에는 2개의 마스크(100)만 접착한 것이 도시되어 있으나, 모든 마스크 셀 영역(CR)에 마스크(100)를 대응하여 접착할 수 있다.
제1 그리드 시트부(223)[또는, 제2 그리드 시트부(225)]의 상면에 두 개의 이웃하는 마스크(100)의 일 테두리가 각각 접착[용접 비드(WB) 형성]된 형태가 나타난다. 제1 그리드 시트부(223)[또는, 제2 그리드 시트부(225)]의 폭, 두께는 약 1~5mm 정도로 형성될 수 있고, 제품 생산성 향상을 위해, 제1 그리드 시트부(223)[또는, 제2 그리드 시트부(225)]와 마스크(100)의 테두리가 겹치는 폭을 약 0.1~2.5mm 정도로 최대한 감축시킬 필요가 있다.
마스크(100)에 인장력을 가하지 않은 채로 마스크 셀 시트부(220) 상에 용접(LW)을 수행하므로, 마스크 셀 시트부(220)[또는, 테두리 시트부(221), 제1, 2 그리드 시트부(223, 225)]에는 장력이 가해지지 않는다.
하나의 마스크(100)를 프레임(200)에 접착한 후, 나머지 마스크(100)들을 나머지 마스크 셀(C)에 순차적으로 대응시키고, 프레임(200)에 접착하는 과정을 반복할 수 있다. 이미 프레임(200)에 접착된 마스크(100)가 기준 위치를 제시할 수 있으므로, 나머지 마스크(100)들을 셀 영역(CR)에 순차적으로 대응시키고 정렬 상태를 확인하는 과정에서의 시간이 현저하게 감축될 수 있는 이점이 있다. 그리고, 하나의 마스크 셀 영역에 접착된 마스크(100)와 이에 이웃하는 마스크 셀 영역에 접착된 마스크(100) 사이의 PPA(pixel position accuracy)가 3㎛를 초과하지 않게 되어, 정렬이 명확한 초고화질 OLED 화소 형성용 마스크를 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)를 프레임(200)의 셀 영역(CR)에 접착한 후 공정 영역의 온도를 하강(LT)시키는 과정을 나타내는 개략도이다.
다음으로, 도 22를 참조하면, 공정 영역의 온도를 제2 온도로 하강(LT)시킬 수 있다. "제2 온도"라 함은 제1 온도보다 낮은 온도를 의미할 수 있다. 제1 온도가 약 25℃ 내지 60℃인 것을 고려하면, 제2 온도는 제1 온도보다 낮은 것을 전제로 약 20℃ 내지 30℃일 수 있고, 바람직하게, 제2 온도는 상온일 수 있다. 공정 영역의 온도 하강은, 챔버에 냉각 수단을 설치하거나, 공정 영역 주변에 냉각 수단을 설치하는 방법, 상온으로 자연 냉각하는 방법 등으로 수행할 수 있다.
공정 영역의 온도가 제2 온도로 하강(LT)되면, 마스크(100)는 소정 길이만큼 열수축 할 수 있다. 마스크(100)는 모든 측면 방향을 따라 등방성으로 열수축 할 수 있다. 다만, 마스크(100)는 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에 용접으로 고정 연결되어 있으므로, 마스크(100)의 열수축은 주변의 마스크 셀 시트부(220)에 자체적으로 장력(TS)을 인가하게 된다. 마스크(100)의 자체적인 장력(TS) 인가에 의해 마스크(100)는 더욱 팽팽하게 프레임(200) 상에 접착될 수 있다.
또한, 각각의 마스크(100)들이 모두 대응되는 마스크 셀 영역(CR) 상에 접착된 후에 공정 영역의 온도가 제2 온도로 하강(LT)되므로, 모든 마스크(100)들이 동시에 열수축을 일으키게 되어 프레임(200)이 변형되거나 패턴(P)들이 정렬 오차가 커지는 문제가 방지될 수 있다. 더 설명하면, 장력(TS)이 마스크 셀 시트부(220)에 인가된다고 해도, 복수의 마스크(100)들이 상호 반대방향으로 장력(TS)을 인가하기 때문에, 그 힘이 상쇄되어 마스크 셀 시트부(220)에는 변형이 일어나지 않게 된다. 예를 들어, CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)와 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100) 사이의 제1 그리드 시트부(223)는 CR11 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 우측 방향으로 작용하는 장력(TS)과 CR12 셀 영역에 부착된 마스크(100)의 좌측 방향으로 작용하는 장력(TS)이 상쇄될 수 있다. 그리하여, 장력(TS)에 의한 프레임(200)[또는, 마스크 셀 시트부(220)]에는 변형이 최소화되어 마스크(100)[또는, 마스크 패턴(P)]의 정렬 오차가 최소화 될 수 있는 이점이 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크(100, 200)를 이용한 OLED 화소 증착 장치(1000)를 나타내는 개략도이다.
도 23을 참조하면, OLED 화소 증착 장치(1000)는, 마그넷(310)이 수용되고, 냉각수 라인(350)이 배설된 마그넷 플레이트(300)와, 마그넷 플레이트(300)의 하부로부터 유기물 소스(600)를 공급하는 증착 소스 공급부(500)를 포함한다.
마그넷 플레이트(300)와 소스 증착부(500) 사이에는 유기물 소스(600)가 증착되는 유리 등의 대상 기판(900)이 개재될 수 있다. 대상 기판(900)에는 유기물 소스(600)가 화소별로 증착되게 하는 프레임 일체형 마스크(100, 200)[또는, FMM]이 밀착되거나 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 마그넷(310)이 자기장을 발생시키고 자기장에 의해 대상 기판(900)에 밀착될 수 있다.
증착 소스 공급부(500)는 좌우 경로를 왕복하며 유기물 소스(600)를 공급할 수 있고, 증착 소스 공급부(500)에서 공급되는 유기물 소스(600)들은 프레임 일체형 마스크(100, 200)에 형성된 패턴(P)을 통과하여 대상 기판(900)의 일측에 증착될 수 있다. 프레임 일체형 마스크(100, 200)의 패턴(P)을 통과한 증착된 유기물 소스(600)는 OLED의 화소(700)로서 작용할 수 있다.
새도우 이펙트(Shadow Effect)에 의한 화소(700)의 불균일 증착을 방지하기 위해, 프레임 일체형 마스크(100, 200)의 패턴은 경사지게 형성(S)[또는, 테이퍼 형상(S)으로 형성]될 수 있다. 경사진 면을 따라서 대각선 방향으로 패턴을 통과하는 유기물 소스(600)들도 화소(700)의 형성에 기여할 수 있으므로, 화소(700)는 전체적으로 두께가 균일하게 증착될 수 있다.
마스크(100)는 화소 증착 공정 온도보다 높은 제1 온도 상에서 프레임(200)에 접착 고정되므로, 화소 증착을 위한 공정 온도로 상승시킨다고 하더라도, 마스크 패턴(P)의 위치에는 영향이 거의 없게 되며, 마스크(100)와 이에 이웃하는 마스크(100) 사이의 PPA는 3㎛를 초과하지 않도록 유지될 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (15)

  1. OLED 화소 형성용 마스크로서,
    복수의 마스크 패턴이 형성된 마스크 셀, 및 마스크 셀 주변의 더미를 포함하고,
    더미의 적어도 일부에 복수의 용접부가 간격을 이루어 형성되며,
    각각의 용접부에 소정 간격 이격된 주위에 주름 방지 패턴이 형성되는, OLED 화소 형성용 마스크.
  2. 제1항에 있어서,
    주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 적어도 원주 상의 영역을 점유하는, OLED 화소 형성용 마스크.
  3. 제2항에 있어서,
    주름 방지 패턴은 복수의 단위 주름 방지 패턴을 포함하고,
    단위 주름 방지 패턴은 원형, 타원 중 어느 하나의 형상인, OLED 화소 형성용 마스크.
  4. 제3항에 있어서,
    복수의 단위 주름 방지 패턴이, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 적어도 원주 상의 영역에 간격을 이루며 배치되는, OLED 화소 형성용 마스크.
  5. 제2항에 있어서,
    주름 방지 패턴은 복수의 단위 주름 방지 패턴을 포함하고,
    단위 주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 원주의 적어도 일부를 포함하는 형상인, OLED 화소 형성용 마스크.
  6. 제5항에 있어서,
    하나의 단위 주름 방지 패턴은, 특정 용접부와 동심(同心)이고 특정 용접부보다 큰 직경을 가지는 원주의 적어도 일부와, 특정 용접부에 이웃하는 용접부와 동심(同心)이고 이웃하는 용접부보다 큰 직경을 가지는 원주의 적어도 일부를 연결한 폐쇄 도형 형상인, OLED 화소 형성용 마스크.
  7. 제6항에 있어서,
    이웃하는 한쌍의 단위 주름 방지 패턴은, 상호 대향하며 평행한 변을 더 포함하는 폐쇄 도형 형상인, OLED 화소 형성용 마스크.
  8. 제2항에 있어서,
    주름 방지 패턴은 복수의 단위 주름 방지 패턴을 포함하고,
    단위 주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 제1 직경을 가지는 원주의 적어도 일부와, 제1 직경보다 큰 제2 직경을 가지는 원주의 적어도 일부를 연결한 폐쇄 도형 형상인, OLED 화소 형성용 마스크.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 단위 주름 방지 패턴이 하나의 용접부를 둘러싸도록 상호 간격을 이루며 배치되는, OLED 화소 형성용 마스크.
  10. 제1항에 있어서,
    주름 방지 패턴과 마스크 패턴 사이에 상호 간격을 이루도록 형성되며, 마스크 패턴의 폭보다 큰 폭을 가지는 복수의 버퍼 패턴을 더 포함하는, OLED 화소 형성용 마스크.
  11. 제10항에 있어서,
    단위 버퍼 패턴은 원형, 타원 중 어느 하나의 형상인, OLED 화소 형성용 마스크.
  12. 적어도 하나의 마스크와 마스크를 지지하는 프레임이 일체로 형성된 프레임 일체형 마스크의 제조 방법으로서,
    (a) 적어도 하나의 마스크 셀 영역을 구비한 프레임을 제공하는 단계;
    (b) 마스크를 프레임의 마스크 셀 영역에 대응하는 단계; 및
    (c) 마스크의 용접부에 레이저를 조사하여 마스크를 프레임에 접착하는 단계
    를 포함하고,
    마스크는 복수의 마스크 패턴이 형성된 마스크 셀, 및 마스크 셀 주변의 더미를 포함하고, 더미의 적어도 일부에 복수의 용접부가 간격을 이루어 형성되며, 각각의 용접부에 소정 간격 이격된 주위에 주름 방지 패턴이 형성되는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    (b) 단계는, 마스크를 트레이 상에 부착한 후, 프레임 상에 트레이를 로딩하여 마스크를 프레임의 마스크 셀 영역에 대응하는 단계인, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    주름 방지 패턴은, 용접부와 동심(同心)이고 용접부보다 큰 직경을 가지는 적어도 원주 상의 영역을 점유하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    주름 방지 패턴과 마스크 패턴 사이에 상호 간격을 이루도록 형성되며, 마스크 패턴의 폭보다 큰 폭을 가지는 복수의 버퍼 패턴을 더 포함하는, 프레임 일체형 마스크의 제조 방법.
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