WO2022108152A1 - Oled 화소 증착을 위한 증착용 마스크 - Google Patents

Oled 화소 증착을 위한 증착용 마스크 Download PDF

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WO2022108152A1
WO2022108152A1 PCT/KR2021/015068 KR2021015068W WO2022108152A1 WO 2022108152 A1 WO2022108152 A1 WO 2022108152A1 KR 2021015068 W KR2021015068 W KR 2021015068W WO 2022108152 A1 WO2022108152 A1 WO 2022108152A1
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metal plate
deposition
deposition mask
region
roughness
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PCT/KR2021/015068
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장우영
강지훈
김해식
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엘지이노텍 주식회사
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/166—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using selective deposition, e.g. using a mask

Definitions

  • the embodiment relates to a deposition mask for OLED pixel deposition.
  • a display device is applied to and used in various devices.
  • the display device is applied and used not only in small devices such as smart phones and tablet PCs, but also in large devices such as TVs, monitors, and public displays (PDs).
  • PDs public displays
  • UHD Ultra-High Definition
  • PPI Matel Per Inch
  • high-resolution display devices are being applied to small devices and large devices. Accordingly, interest in technology for implementing low power and high resolution is increasing.
  • a generally used display device may be largely divided into a liquid crystal display (LCD) and an organic light emitting diode (OLED) according to a driving method.
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • the LCD is a display device driven by using liquid crystal, and has a structure in which a light source including a Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) or a Light Emitting Diode (LED) is disposed under the liquid crystal, and on the light source A display device driven by adjusting the amount of light emitted from the light source using the liquid crystal.
  • CCFL Cold Cathode Fluorescent Lamp
  • LED Light Emitting Diode
  • the OLED is a display device driven by using an organic material, and a separate light source is not required, and the organic material itself serves as a light source and can be driven with low power.
  • OLED is attracting attention as a display device that can replace LCD because it can express infinite contrast ratio, has a response speed of about 1000 times faster than LCD, and has excellent viewing angle.
  • the organic material included in the light emitting layer may be deposited on a substrate by a deposition mask called a fine metal mask (FMM), and the deposited organic material corresponds to a pattern formed on the deposition mask. It is formed in a pattern that can be used to function as a pixel.
  • the deposition mask is generally made of an Invar alloy metal plate containing iron (Fe) and nickel (Ni).
  • a through hole passing through the first surface and the other surface may be formed on one surface and the other surface of the metal plate, and the through hole may be formed at a position corresponding to the pixel pattern.
  • an organic material such as red, green, and blue may pass through the through hole of the metal plate to be deposited on the substrate, and a pixel pattern may be formed on the substrate.
  • the Invar alloy metal plate used for the deposition mask may be subjected to a rolling process to modify the thickness and surface of the metal plate, and thereafter, a through hole may be formed in the metal plate.
  • the rolling process is performed on the metal plate, as the stress distribution inside the metal plate is randomly changed and warped, a waviness may be formed on the surface of the metal plate. Accordingly, the length of the short axis direction of the metal plate is changed for each region, and the length of the long axis direction is also changed, so that the straightness of the metal plate may be reduced.
  • An embodiment is to provide a mask for deposition capable of controlling warpage and having improved deposition efficiency.
  • a deposition mask includes an iron-nickel alloy and includes a metal plate including a first surface and a second surface opposite to the first surface, wherein the metal plate is on the first surface of the metal plate. and a through-hole including a face-to-face hole and a face-to-face hole on the second surface, wherein the compressive stress of the first surface is greater than the compressive stress of the second surface, and the tensile stress of the second surface is the first surface greater than the tensile stress, the metal plate is bent in the direction of the second surface, and the height difference between the highest point and the lowest point of the first surface is 3 ⁇ m or less.
  • the deposition mask according to the embodiment may control residual stress inside the deposition mask.
  • the deposition mask according to the embodiment may control distribution and magnitude of compressive stress and tensile stress remaining inside the deposition mask.
  • the bending of the deposition mask may be controlled. That is, the deposition mask according to the embodiment can control the bending direction, the bending position, and the degree of bending of the deposition mask.
  • the deposition region of the deposition mask may be maintained flat so that the curvature is close to zero, and the non-deposition region may be maintained to be curved so that the curvature is greater than that of the deposition region.
  • the deposition mask according to the embodiment minimizes a gap between the deposition mask and the deposition substrate, thereby minimizing unevenness in deposition thickness, thereby improving deposition efficiency.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an organic material deposition apparatus to which a deposition mask according to an embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a contact relationship with a deposition substrate after a pretreatment process of a metal plate of a deposition mask.
  • 3 is a plan view for explaining a surface waveform of a deposition mask.
  • FIG. 4 is a view for explaining a pretreatment process of a metal plate of a deposition mask according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a view for explaining a shape after a pretreatment process of a metal plate of a deposition mask according to an embodiment.
  • FIG. 6 and 7 are views showing scanning electron microscope (SEM) pictures of the first side ( FIG. 6 ) and the second side ( FIG. 7 ) after the pretreatment process of the metal plate of the deposition mask according to the embodiment.
  • SEM scanning electron microscope
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a plan view of a deposition mask according to an embodiment.
  • the terminology used in the embodiments of the present invention is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention.
  • the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when it is described as "at least one (or one or more) of A and (and) B, C", it can be combined with A, B, and C. It may include one or more of all possible combinations.
  • a component when it is described that a component is 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also with the component It may also include a case of 'connected', 'coupled' or 'connected' due to another element between the other elements.
  • top (above) or bottom (below) is one as well as when two components are in direct contact with each other. Also includes a case in which another component as described above is formed or disposed between two components.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an organic material deposition apparatus to which a deposition mask according to an embodiment is applied.
  • the organic material deposition apparatus 1000 may include a deposition mask 1100 , a mask frame 1200 , a deposition substrate 1300 , an organic material deposition container 1400 , and a vacuum chamber 1500 . .
  • the deposition mask 1100 , the mask frame 1200 , the deposition substrate 1300 , and the organic material deposition container 1400 may be accommodated in the vacuum chamber 1500 . Accordingly, the deposition process through the deposition mask 1100 may be performed in a vacuum atmosphere.
  • the deposition substrate 1300 may be a substrate used for manufacturing a display device.
  • the deposition substrate 1300 may be a substrate for organic material deposition for OLED pixel patterns.
  • Organic patterns of red, green, and blue may be formed on the deposition substrate 1300 to form pixels having three primary colors of light. That is, an RGB pattern may be formed on the deposition substrate 1300 .
  • the deposition mask 1100 may be disposed on one surface of the deposition substrate 1300 .
  • the deposition mask 1100 may be disposed on a deposition surface on which an organic material is deposited among both surfaces of the deposition substrate 1300 , and may be fixed by the mask frame 1200 .
  • the organic material may pass through the through hole TH formed in the deposition mask 1100 to deposit the organic material forming the RGB pattern on the deposition surface of the deposition substrate 1300 .
  • the organic material deposition vessel 1400 may be a crucible. An organic material may be disposed inside the crucible. As a heat source and/or current are supplied to the crucible, which is the organic material deposition vessel 1400 in the vacuum chamber 1500 , the organic material passes through the deposition mask 1100 to deposit the deposition substrate 1300 . It can be deposited on the surface.
  • 2 and 3 are diagrams for explaining an arrangement relationship between the deposition mask 1100 and the deposition substrate 1300 .
  • the deposition mask 1100 is disposed on the deposition surface of the deposition substrate 1300 , and the deposition mask 1100 is disposed in contact with the deposition surface of the deposition substrate 1300 .
  • the deposition mask 1100 may be formed by forming a plurality of through holes TH in the metal plate 100 including iron and nickel.
  • the deposition mask 1100 may be formed by forming a plurality of through holes TH formed through an etching process in the metal plate 100 including an Invar alloy including iron and nickel.
  • the metal plate 100 may include a first surface 101 and a second surface 102 opposite to each other.
  • a small face hole V1 may be formed in the first surface 101 of the metal plate 100
  • a large face hole V2 may be formed in the second surface 102 of the metal plate 100 .
  • the face-to-face hole V2 is disposed to face the organic material deposition vessel 1400, and thereby is a region into which the deposition material of the organic material deposition vessel 1400 is introduced, and the small-faced hole V1 is the face-to-face hole V2. ) may be a region through which the deposition material introduced from the inlet passes.
  • the small face hole V1 and the face face hole V2 may be formed to partially penetrate the metal plate 100 .
  • a depth of the small face hole V1 may be smaller than a depth of the large face hole V2 .
  • the small face holes V1 and the face holes V2 may be disposed at positions overlapping each other in the thickness direction of the metal plate 100 and may be formed to communicate with each other.
  • the metal plate 100 may have a plurality of through-holes TH formed by communicating with the face-to-face hole V1 and the face-to-face hole V2 .
  • the deposition mask 1100 may be disposed such that the small face hole V1 of the deposition mask 1100 contacts the deposition surface of the deposition substrate 1300 .
  • the metal plate 100 may be subjected to a pretreatment process for reducing the thickness and surface treatment of the metal plate 100 before forming the through hole TH. Accordingly, in the metal plate 100, the distribution of the stress remaining inside the metal plate, that is, tensile stress and compressive stress, is randomly changed by the pretreatment process, and the metal plate is bent by this stress distribution, and the surface of the metal plate is subjected to the pretreatment process A surface waveform formed by can be formed.
  • the thickness of the metal plate is reduced to a predetermined thickness, and the surface roughness of the first and second surfaces of the metal plate is changed.
  • this rolling process proceeds in one direction, the stress distribution inside the metal plate is irregularly changed by the pressure applied in the direction of the first surface and the second surface of the metal plate, and the metal plate becomes irregular due to this irregular residual stress distribution. As it was bent in the direction, a surface corrugation was formed on the surface of the metal plate.
  • the size of the long width and the short width of the metal plate may be changed by the surface undulation.
  • the size of the short width W1 or the long width W2 of the metal plate may be randomly changed for each region of the metal plate due to the surface waveform. That is, the size in the width direction of the metal plate and the size in the length direction of the metal plate may be randomly changed for each region of the metal plate due to the surface undulation. That is, the size of the short width W1 defined as the size in the width direction of the metal plate and the long width W2 defined as the size in the length direction of the metal plate according to the surface undulation may be randomly changed for each area of the metal plate.
  • the deposition mask 1100 and the deposition substrate 1300 are brought into contact with each other by the surface waveform formed on the deposition mask 1100, the deposition mask 1100 and The contact surfaces of the deposition substrate 1300 may not completely contact each other, and a gap g that does not contact each other may be formed in some regions due to the waviness of the deposition substrate 1300 and may be in contact with each other.
  • the distribution and size of the gap g may increase as the surface waveform increases.
  • the first through hole TH formed in the deposition mask 100 may be displaced from the deposition region to be deposited on the deposition substrate 300 , thereby reducing deposition efficiency after the deposition process. have.
  • the thickness of the organic material through the deposition region of the metal plate varies for each region, there is a problem in that the thickness of the organic material pattern deposited on the deposition substrate becomes non-uniform.
  • 4 and 5 are views for explaining the stress distribution inside the metal plate after pretreatment and pretreatment of the metal plate of the deposition mask according to the embodiment.
  • the metal plate 100 may be pre-processed before forming the through hole TH.
  • This pretreatment may be a process of reducing the thickness of the metal plate and increasing the surface roughness of the metal plate in order to manufacture a deposition mask.
  • the deposition mask according to the embodiment reduces the thickness of the metal plate 100 to a thickness that can be applied to the deposition mask by etching the first surface 101 or the second surface 102 of the metal plate 100 .
  • the deposition mask may etch the second surface 102 of the metal plate so that the metal plate 100 has a thickness of 30 ⁇ m or less. Accordingly, the first surface 101 of the metal plate 100 may maintain the Invar alloy surface, which is a raw material of the metal plate, as it is, and the second surface 102 may become an etching surface by etching. .
  • Figure 4 (a) is a cross-sectional view showing the internal stress distribution of the metal plate before the pretreatment process of the metal plate
  • Figure 4 (b) is a cross-sectional view showing the internal stress distribution of the metal plate after the pretreatment process of the metal plate.
  • the inside of the metal plate 100 is compressed symmetrically in the direction of the first surface 101 and the second surface 102 of the metal plate. Since it has the stress CS and the tensile stress TS, the metal plate 100 may be maintained in a flat state without being bent.
  • the The metal plate 100 may maintain a flat state without being bent in one direction or generating a separate surface wave form due to the compressive stress CS and the tensile stress TS.
  • a process of pre-treating the metal plate 100 may be performed.
  • a process of etching the first surface 101 or the second surface 102 of the metal plate 100 may be performed.
  • the thickness of the metal plate 100 may be reduced by etching the metal plate 100 in a direction from the second surface 102 to the first surface 101 .
  • the metal plate 100 applied to the deposition mask may be manufactured by etching and removing a thickness of 10% to 50% of the total thickness of the metal plate 100 .
  • the first surface and the second surface of the metal plate after etching Since the difference in stress remaining in the plane direction is not large, the metal plate cannot be bent in a desired direction.
  • the compressive stress CS remaining in the direction from the second surface 102 to the first surface 101 .
  • tensile stress (TS) can be removed.
  • the compressive stress remaining in the direction from the first surface 101 to the second surface 102 ( CS) and tensile stress TS may be maintained as the distribution of tensile stress and compressive stress before pre-processing the metal plate 100 .
  • the stress distribution of the metal plate may be changed compared to before the metal plate 100 is pretreated.
  • the compressive stress of the first surface 101 of the metal plate may be greater than the compressive stress of the second surface
  • the tensile stress of the second surface 102 is It may be greater than the tensile stress of the first surface.
  • the compressive stress in the central region CA of the metal plate is greater than the compressive stress in the outer region OA of the metal plate, and the tensile stress in the outer region OA is It may be greater than the tensile stress of the central region CA.
  • the metal plate 100 has a property of being compressed in the direction from the first surface 101 to the second surface 102, and has a property of tensioning from the central region of the metal plate to the outer region.
  • the metal plate 100 has compressive stress and tensile stress in the first surface 101 , the second surface 102 , the central area CA, and the outer area OA. According to the distribution of , it may be bent in the direction of the second surface 102 . In detail, both ends of the metal plate 100 may be bent in the direction of the second surface 102 . That is, the metal plate 100 may be bent such that the curvature gradually increases from the central region to the outer region. In detail, in the metal plate 100 , the central area CA may be flat and the outer area OA may be curved.
  • the central region in which the deposition region is disposed is maintained flat so that the curvature is close to zero, and the outer region in which the deposition region is not disposed is maintained to be curved.
  • a gap according to a surface waveform in the deposition region may be minimized.
  • the first surface 101 of the metal plate may have a highest point HP and a lowest point LP. That is, the first surface 101 of the metal plate may have the highest point HP in the central area CA of the metal plate 100 and the lowest point LP in the outer area OA.
  • the height difference h between the highest point HP and the lowest point LP may be about 3 ⁇ m or less.
  • the curvature increases in the central region of the first surface 101 of the metal plate, and thus, the deposition
  • a gap region in which the deposition region of the metal plate disposed in the central region of the metal plate does not come into contact with the deposition substrate 1300 is increased, so that deposition efficiency may decrease.
  • the surface roughness of the first surface 101 and the surface roughness of the second surface 102 may be different from each other.
  • the etched surface of the surface of the metal plate 100 may have a smaller surface roughness than the non-etched surface. Accordingly, as described above, when the second surface 102 of the metal plate 100 is etched, the surface roughness of the first surface 101 may be greater than the surface roughness of the second surface 102 .
  • the arithmetic mean roughness Ra of the first surface 101 may be greater than the arithmetic mean roughness Ra of the second surface 102 .
  • the 10-point average roughness Rz of the first surface 101 may be greater than the 10-point average roughness Rz of the second surface 102 .
  • the arithmetic mean roughness Ra in the longitudinal direction of the metal plate of the first surface may be in the range of 0.05 ⁇ m to 0.5 ⁇ m
  • the arithmetic mean roughness Ra in the width direction may be in the range of 0.05 ⁇ m to 0.5 ⁇ m
  • the arithmetic mean roughness Ra in the longitudinal direction of the metal plate of the second surface may be in the range of 0.05 ⁇ m to 0.2 ⁇ m
  • the arithmetic mean roughness Ra in the width direction may be in the range of 0.1 ⁇ m to 0.5 ⁇ m.
  • the first surface may have substantially similar roughness in the longitudinal direction to the roughness in the width direction of the metal plate. Accordingly, the first surface is not textured on the surface.
  • the 10-point average roughness Rz in the longitudinal direction of the metal plate of the first surface may be in a range of 1.0 ⁇ m to 3.0 ⁇ m
  • the 10-point average roughness Rz in the width direction may be in a range of 1.0 ⁇ m to 3.0 ⁇ m
  • the 10-point average roughness (Rz) in the longitudinal direction of the metal plate of the second surface may be 0.2 ⁇ m to 1.0 ⁇ m
  • the arithmetic mean roughness Ra in the width direction may be 1.0 ⁇ m to 3.0 ⁇ m.
  • the second surface may have different roughness in the longitudinal direction and in the width direction of the metal plate. Accordingly, a texture may be formed on the surface of the second surface.
  • the difference between the arithmetic mean roughness Ra in the longitudinal direction and the arithmetic mean roughness Ra in the width direction on the first surface is the arithmetic mean roughness Ra in the longitudinal direction and the arithmetic mean roughness Ra in the width direction on the second surface. It may be smaller than the difference between the average roughness Ra.
  • the difference between the 10-point average roughness Rz in the longitudinal direction and the 10-point average roughness Rz in the width direction on the first surface is the 10-point average roughness Rz in the longitudinal direction on the second surface and the width It may be smaller than the difference of the 10-point average roughness Rz in the direction.
  • the first surface and the second surface may have different surface shapes according to the texture of the surface.
  • the surface roughness of the first surface 101 on which the small hole surface V1 is formed is the surface roughness of the second surface 102 on which the large hole surface V2 is formed. can be larger than
  • the arithmetic mean roughness Ra of the first surface 101 may be 1.2 times to 1.65 times the arithmetic mean roughness Ra of the second surface 102 .
  • the 10-point average roughness Rz of the first surface 101 may be 1.2 times to 1.65 times the 10-point average roughness Rz of the second surface 102 .
  • the arithmetic average roughness (Ra) or 10-point average roughness (Rz) of the first surface 101 is 1.65 times the arithmetic average roughness (Ra) or 10-point average roughness (Rz) of the second surface 102 .
  • Ra arithmetic average roughness
  • Rz 10-point average roughness
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a plan view of a deposition mask according to an embodiment.
  • the deposition mask 1100 may include a deposition area DA and a non-deposition area NDA.
  • the deposition area DA may be an area for forming a deposition pattern. That is, a deposition material may be deposited as a deposition substrate through the deposition mask through the deposition area DA.
  • the deposition mask 1100 may include a plurality of deposition areas DA.
  • the deposition area DA may include an effective portion and an ineffective portion.
  • the deposition area DA may include a plurality of effective portions in which a plurality of through-holes are formed to form a deposition pattern, and an ineffective view UA in which the through-holes are not formed.
  • a plurality of through-holes TH described above may be formed in the effective portion.
  • the plurality of effective parts may include a first effective part AA1 , a second effective part AA2 , and a third effective part AA3 , and may be spaced apart from each other by the separation areas IA1 and IA2 .
  • an effective portion of any one of a plurality of deposition regions included in the deposition mask 1100 may be for forming one display device.
  • a plurality of effective portions included in one deposition mask 1100 may be a part for forming one display device. Accordingly, one deposition mask 1100 may include a plurality of effective portions, and thus a plurality of display devices may be formed at the same time. Accordingly, the deposition mask 1100 according to the embodiment may improve process efficiency.
  • the non-deposition area NDA may be disposed on both sides of the deposition area DA in the longitudinal direction. That is, the non-deposition area NDA may be disposed outside the deposition area DA in the longitudinal direction.
  • the non-deposition area NDA may be an area not involved in deposition.
  • the non-deposition area NDA may include frame fixing areas FA1 and FA2 for fixing the deposition mask 1100 to the mask frame 1200 .
  • the non-deposition area NDA may include half-etched portions HF1 and HF2 , open portions OA1 and OA2 , and protrusions PA1 and PA2 .
  • the deposition area DA and the non-deposition area NDA may correspond to positions of the central area CA and the outer area OA of the metal plate 100 described above, respectively.
  • the deposition area DA may correspond to the central area CA of the metal plate 100 .
  • the non-deposition area NDA may correspond to the outer area OA of the metal plate 100 .
  • the deposition area DA may be flat and the non-deposition area NDA may be curved.
  • both ends of the deposition mask 1100 may be bent.
  • both ends of the deposition mask 1100 may be bent in the direction of the facing hole. That is, the deposition mask 1100 may be bent in the face-to-face hole direction to gradually increase in curvature while extending from the deposition area DA to the non-deposition area NDA.
  • the deposition area DA of the deposition mask 1100 is maintained flat so that the curvature is close to zero, and the non-deposition area NDA maintains the shape of the deposition mask so that it is curved, so that the deposition mask When 1100 and the deposition substrate 1300 are brought into contact, a phenomenon in which the deposition region and the deposition substrate 1300 are lifted can be minimized.
  • the deposition mask according to the embodiment may control residual stress inside the deposition mask.
  • the deposition mask according to the embodiment may control the distribution and size of compressive stress and tensile stress remaining inside the deposition mask.
  • the bending of the deposition mask may be controlled. That is, the deposition mask according to the embodiment can control the bending direction, the bending position, and the degree of bending of the deposition mask.
  • the deposition region of the deposition mask may be maintained flat so that the curvature is close to zero, and the non-deposition region may be maintained to be curved so that the curvature is greater than that of the deposition region.
  • the deposition mask according to the embodiment minimizes a gap between the deposition mask and the deposition substrate, thereby minimizing unevenness in deposition thickness, thereby improving deposition efficiency.
  • a separate tensile process for reducing the surface waveform of the deposition mask may be omitted.

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Abstract

실시예에 따른 증착용 마스크는, 철-니켈 합금을 포함하고, 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대되는 제 2 면을 포함하는 금속판을 포함하고, 상기 금속판은, 상기 금속판의 제 1 면 상의 소면공 및 상기 제 2 면 상의 대면공을 포함하는 관통홀을 포함하고, 상기 제 1 면의 압축 응력은 상기 제 2 면의 압축응력보다 크고, 상기 제 2 면의 인장응력은 상기 제 1 면의 인장응력보다 크고, 상기 금속판은 상기 제 2 면 방향으로 휘어지고, 상기 제 1 면의 최고점과 최저점의 높이 차이는 3㎛ 이하이다.

Description

OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크
실시예는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크에 관한 것이다.
표시 장치는 다양한 디바이스에 적용되어 사용되고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 소형 디바이스뿐만 아니라, TV, 모니터, 퍼블릭 디스플레이(PD, Public Display) 등과 같은 대형 디바이스에 적용되어 이용되고 있다. 특히, 최근에는 500 PPI(Pixel Per Inch) 이상의 초고해상도 UHD(UHD, Ultra High Definition)에 대한 수요가 증가하고 있으며, 고해상도 표시 장치가 소형 디바이스 및 대형 디바이스에 적용되고 있다. 이에 따라, 저전력 및 고해상도 구현을 위한 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
일반적으로 사용되는 표시 장치는 구동 방법에 따라 크게 LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등으로 구분될 수 있다.
LCD는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 구동되는 표시 장치로 상기 액정의 하부에는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 LED(Light Emitting Diode) 등을 포함하는 광원이 배치되는 구조를 가지며, 상기 광원 상에 배치되는 상기 액정을 이용하여 상기 광원으로부터 방출되는 빛의 양을 조절하여 구동되는 표시 장치이다.
또한, OLED는 유기물을 이용해 구동되는 표시 장치로, 별도의 광원이 요구되지 않고, 유기물이 자체가 광원의 역할을 수행하여 저전력으로 구동될 수 있다. 또한, OLED는 무한한 명암비를 표현할 수 있고, LCD보다 약 1000배 이상의 빠른 응답 속도를 가지며 시야각이 우수하여 LCD를 대체할 수 있는 표시 장치로 주목받고 있다.
특히, OLED에서 발광층에 포함된 상기 유기물은 파인 메탈 마스크(FMM, Fine Metal Mask)라 불리는 증착용 마스크에 의해 기판 상에 증착될 수 있고, 증착된 상기 유기물은 상기 증착용 마스크에 형성된 패턴과 대응되는 패턴으로 형성되어 화소의 역할을 수행할 수 있다. 상기 증착용 마스크는 일반적으로 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 인바(Invar) 합금 금속판으로 제조된다. 이때, 상기 금속판의 일면 및 타면에는 상기 일면 및 상기 타면을 관통하는 관통홀이 형성되며 상기 관통홀은 화소 패턴과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이에 따라, 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 등의 유기물은 상기 금속판의 관통홀을 통과하여 기판 상에 증착될 수 있고, 기판 상에는 화소 패턴이 형성될 수 있다.
한편, 증착용 마스크에 사용되는 인바 합금 금속판은 금속판의 두께 및 표면을 개질하기 위해 압연 공정을 거친 후, 금속판에 관통홀을 형성할 수 있다.
이때, 금속판에 압연 공정을 진행하는 경우, 금속판 내부의 응력 분포가 랜덤하게 변화하면서 휘어짐에 따라 금속판의 표면에 표면파형(waviness)이 형성될 수 있다. 이에 의해 금속판의 단축 방향의 길이가 영역마다 변화되고, 장축 방향의 길이도 변화되어 금속판의 직진성이 감소될 수 있다.
따라서, 웨이브니스가 발생된 증착용 마스크를 이용하여 증착 대상물에 증착할 때 관통홀들이 원하고자 하는 위치에서 벗어나거나, 증착 대상물의 증착 영역에 유기 물질의 두께가 얇게 증착되어 얼룩으로 작용하는 문제점이 있다.
따라서, 상기 금속판의 압연 공정에 따른 금속판의 휨 및 이에 따른 표면 파형을 제어할 수 있는 새로운 증착용 마스크가 요구된다.
실시예는 휘어짐을 제어할 수 있고, 향상된 증착 효율을 가지는 증착용 마스크를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 증착용 마스크는, 철-니켈 합금을 포함하고, 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대되는 제 2 면을 포함하는 금속판을 포함하고, 상기 금속판은, 상기 금속판의 제 1 면 상의 소면공 및 상기 제 2 면 상의 대면공을 포함하는 관통홀을 포함하고, 상기 제 1 면의 압축 응력은 상기 제 2 면의 압축응력보다 크고, 상기 제 2 면의 인장응력은 상기 제 1 면의 인장응력보다 크고, 상기 금속판은 상기 제 2 면 방향으로 휘어지고, 상기 제 1 면의 최고점과 최저점의 높이 차이는 3㎛ 이하이다.
실시예에 따른 증착용 마스크는 증착용 마스크의 내부의 잔류 응력을 제어할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 증착용 마스크는 증착용 마스크의 내부에 잔류하는 압축 응력 및 인장 응력의 분포 및 크기를 제어할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크의 휨을 제어될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크의 휘어지는 방향 및 휘어지는 위치, 휘어지는 정도를 제어할 수 있다.
이에 따라, 증착용 마스크의 증착 영역은 곡률이 0에 가깝도록 평평하게 유지하고, 비증착 영역은 증착 영역보다 곡률이 크도록 휘어지게 유지할 수 있다.
따라서, 상기 증착용 마스크와 상기 증착 기판을 접촉할 때, 상기 증착용 마스크의 증착 영역과 상기 증착 기판이 들뜨는 것을 최소화할 수 있다.
이에 의해, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크와 상기 증착 기판의 갭을 최소화하여 이에 따른 증착 두께의 불균일을 최소화하여 증착 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 증착용 마스크가 적용된 유기물 증착 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 증착용 마스크의 금속판의 전처리 공정 후 증착 기판과의 접촉 관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 증착용 마스크의 표면 파형을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 실시예에 따른 증착용 마스크의 금속판의 전처리 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 증착용 마스크의 금속판의 전처리 공정 이후의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 실시예에 따른 증착용 마스크의 금속판의 전처리 공정 이후 제 1 면(도 6) 및 제 2 면(도 7)의 주사전자현미경(SEM) 사진을 도시한 도면이다.
도 8은 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 실시예에 따른 증착용 마스크를 설명한다.
도 1은 실시에에 따른 증착용 마스크가 적용되는 유기물 증착 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 유기물 증착 장치(1000)는 증착용 마스크(1100), 마스크 프레임(1200), 증착 기판(1300), 유기물 증착 용기(1400) 및 진공 챔버(1500)를 포함할 수 있다.
상기 증착용 마스크(1100), 상기 마스크 프레임(1200), 상기 증착 기판(1300) 및 상기 유기물 증착 용기(1400)는 상기 진공 챔버(1500) 내에 수용될 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)를 통한 증착 공정은 진공 분위기에서 진행될 수 있다.
상기 증착 기판(1300)은 표시 장치의 제조에 사용되는 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 증착 기판(1300)은 OLED 화소 패턴용 유기물 증착을 위한 기판일 수 있다. 상기 증착 기판(1300) 상에는 빛의 3원색인 화소를 형성하기 위하여 적색(Red), 녹색(Greed) 및 청색(Blue)의 유기물 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 상기 증착 기판(1300) 상에는 RGB 패턴이 형성될 수 있다.
상기 증착용 마스크(1100)는 상기 증착 기판(1300)의 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(1100) 상기 증착 기판(1300)의 양면 중 유기물질이 증착되는 증착면 상에 배치되고, 마스크 프레임(1200)에 의해 고정될 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)에 형성되는 관통홀(TH)을 통해 유기 물질이 통과되어 상기 증착 기판(1300)의 증착면에 RGB 패턴을 형성하는 유기 물질이 증착될 수 있다.
상기 유기물 증착 용기(1400)는 도가니일 수 있다. 상기 도가니의 내부에는 유기 물질이 배치될 수 있다. 상기 진공 챔버(1500) 내에서 상기 유기물 증착 용기(1400)인 도가니에 열원 및/또는 전류가 공급됨에 따라, 상기 유기 물질은 상기 증착용 마스크(1100)를 통과하여 상기 증착 기판(1300)의 증착면 상에 증착될 수 있다.
도 2 및 도 3은 상기 증착용 마스크(1100)와 상기 증착 기판(1300)의 배치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 증착용 마스크(1100)는 상기 증착 기판(1300)의 증착면 상에 배치되고, 상기 증착용 마스크(1100)는 상기 증착 기판(1300)의 증착면과 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 증착용 마스크(1100)는 철 및 니켈을 포함하는 금속판(100)에 복수의 관통홀(TH)을 형성하여 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(1100)는 철 및 니켈을 포함하는 인바 합금을 포함하는 금속판(100)에 에칭 공정을 통해 형성되는 복수의 관통홀(TH)을 형성하여 형성될 수 있다.
자세하게, 상기 금속판(100)은 서로 반대되는 제 1 면(101) 및 제 2 면(102)을 포함할 수 있다. 상기 금속판(100)의 상기 제 1 면(101)에는 소면공(V1)이 형성되고, 상기 금속판(100)의 상기 제 2 면(102)에는 대면공(V2)이 형성될 수 있다.
상기 대면공(V2)은 상기 유기물 증착 용기(1400)와 마주보며 배치되고, 이에 의해 상기 유기물 증착 용기(1400)의 증착 물질이 유입되는 영역이고, 상기 소면공(V1)은 상기 대면공(V2)으로부터 유입된 증착물질이 통과되는 영역일 수 있다.
상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)은 상기 금속판(100)을 부분적으로 관통하며 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소면공(V1)의 깊이는 상기 대면공(V2)의 깊이보다 작을 수 있다. 또한, 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)은 상기 금속판(100)의 두께 방향으로 서로 중첩되는 위치에 배치되고, 서로 연통되며 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 금속판(100)에는 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)이 연통되어 형성되는 복수의 관통홀(TH)이 형성될 수 있다.
상기 증착용 마스크(1100)는 상기 증착용 마스크(1100)의 소면공(V1)이 상기 증착 기판(1300)의 증착면과 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기 금속판(100)은 상기 관통홀(TH)을 형성하기 전에 상기 금속판(100)의 두께감소 및 표면처리를 위한 전처리 공정이 진행될 수 있다. 이에 따라, 상기 금속판(100)은 전처리 공정에 의해 금속판의 내부에 잔류되는 응력 즉, 인장 응력 및 압축 응력의 분포가 랜덤하게 변화되고 이러한 응력 분포에 의해 금속판이 휘어지면서, 금속판의 표면에는 전처리 공정에 의해 형성되는 표면 파형이 형성될 수 있다.
종래에는 상기 금속판(100)을 두개의 롤러 사이에 삽입하는 압연 공정을 통해 상기 금속판의 두께를 일정 두께로 감소하고, 금속판의 제 1 면 및 제 2 면의 표면 조도를 변화시켰다. 그러나, 이러한 압연 공정은 일 방향으로 진행되므로, 금속판의 제 1 면 및 제 2 면 방향으로 인가되는 압력에 의해 상기 금속판 내부의 응력 분포가 불규칙하게 변화되고, 이러한 불규칙한 잔류 응력 분포에 의해 금속판이 불규칙한 방향으로 휘어지게 되어 금속판의 표면에는 표면 파형이 형성되었다.
이러한 표면 파형에 의해 상기 금속판의 장폭 및 단폭의 크기가 변화될 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 상기 표면 파형에 의해 상기 금속판의 단폭(W1) 또는 및 장폭(W2)의 크기가 금속판의 영역마다 랜덤하게 변화될 수 있다. 즉, 상기 표면 파형에 의해 상기 금속판의 폭 방향의 크기 및 상기 금속판의 길이방향의 크기가 금속판의 영역마다 랜덤하게 변화될 수 있다. 즉, 상기 표면 파형에 의해 상기 금속판의 폭 방향의 크기로 정의되는 단폭(W1) 및 상기 금속판의 길이 방향의 크기로 정의되는 장폭(W2)의 크기가 금속판의 영역마다 랜덤하게 변화될 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)에 형성되는 표면파형(waviness)에 의해 상기 증착용 마스크(1100)와 상기 증착 기판(1300)을 접촉시킬 때 도 2와 같이 상기 증착용 마스크(1100)와 상기 증착 기판(1300)의 접촉면은 완전히 접촉되지 않고, 상기 표면파형(waviness)에 의해 일부 영역에 서로 접촉되지 않는 갭(g)이 형성되며 접촉될 수 있다. 이러한 갭(g)의 분포 및 크기는 상기 표면 파형이 커질수록 커질 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)에 형성된 제 1 관통홀(TH)이 상기 증착 기판(300)에서 증착하고자 하는 증착 영역과 어긋나게 배치될 수 있고, 이에 의해 증착 공정 후 증착 효율이 저하될 수 있다. 또한, 금속판의 증착 영역을 통한 유기 물질의 두께가 영역마다 달라지므로, 증착 기판에 증착되는 유기물 패턴의 두께가 불균일해지는 문제점이 있었다.
따라서, 이하에서는 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 증착용 마스크를 설명하고자 한다.
도 4 및 도 5는 실시예에 따른 증착용 마스크의 금속판의 전처리 및 전처리 후 금속판 내부의 응력 분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 금속판(100)은 관통홀(TH)을 형성하기 전에 전처리가 진행될 수 있다. 이러한 전처리는 증착용 마스크를 제조하기 위해 금속판의 두께를 감소하고 금속판의 표면 조도를 증가시키는 공정일 수 있다.
실시에에 따른 증착용 마스크는 상기 금속판(100)의 제 1 면(101) 또는 제 2 면(102)을 에칭함으로써, 상기 금속판(100)의 두께를 증착용 마스크에 적용될 수 있는 두께로 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 증착용 마스크는 상기 금속판의 제 2 면(102)을 에칭하여 상기 금속판(100)의 두께를 30㎛ 이하의 두께로 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 금속판(100)의 상기 제 1 면(101)은 상기 금속판의 원소재인 인바 합금면이 그대로 유지될 수 있고, 상기 제 2 면(102)은 에칭에 의해 에칭면이 될 수 있다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크의 금속판(100)은 전처리 공정 이후에도 응력 분포가 균일하게 유지되는 것을 알 수 있다.
도 4(a)는 금속판의 전처리 공정 이전의 금속판의 내부 응력 분포를 도시한 단면도이고, 도 4(b)는 금속판의 전처리 공정 이후의 금속판의 내부 응력 분포를 도시한 단면도이다.
도 4(a)를 참조하면, 상기 금속판(100)을 전처리 하기 이전에는 상기 금속판(100)의 내부는 상기 금속판의 제 1 면(101)과 상기 제 2 면(102) 방향에서 서로 대칭되는 압축 응력(CS) 및 인장 응력(TS)을 가지므로, 상기 금속판(100)은 휘어지지 않고 평평한 상태로 유지될 수 있다.
즉, 상기 금속판(100)의 내부에 잔류하는 압축 응력(CS) 및 인장 응력(TS)이 금속판(100)의 제 1 면 방향 및 제 2 면 방향의 내부에서 서로 대칭되는 양으로 잔류하므로, 상기 금속판(100)은 압축 응력(CS) 및 인장 응력(TS)에 의해 일 방향으로 휘어지거나 별도의 표면 파형이 생기지 않고 평평한 상태를 유지할 수 있다.
이어서, 도 4(b)를 참조하면, 상기 금속판(100)을 전처리하는 공정이 진행될 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(100)의 제 1 면(101) 또는 제 2 면(102)을 에칭하는 공정이 진행될 수 있다.
예를 들어, 상기 금속판(100)을 상기 제 2 면(102)에서 상기 제 1 면(101) 방향으로 에칭하여 상기 금속판(100)의 두께를 감소할 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(100)의 전체 두께에 대해 10% 내지 50%의 두께를 에칭하여 제거함으로써, 상기 증착용 마스크에 적용되는 금속판(100)을 제조할 수 있다.
상기 금속판(100)의 전체 두께에 대해 10% 미만의 두께로 에칭하거나, 상기 금속판(100)의 전체 두께에 대해 50% 초과의 두께로 에칭하는 경우 에칭 이후에 상기 금속판의 제 1 면 및 제 2 면 방향에 잔류하는 응력 차이가 크지 않아, 상기 금속판을 원하고자 하는 방향으로 휘어지게 할 수 없다.
상기 금속판(100)을 상기 제 2 면(102)에서 상기 제 1 면(101) 방향으로 에칭하는 경우, 상기 제 2 면(102)에서 상기 제 1 면(101) 방향으로 잔류하던 압축 응력(CS) 및 인장 응력(TS)은 제거될 수 있다.
그러나, 상기 제 1 면(101)에서 상기 제 2 면(102) 방향으로는 별도의 힘이 작용하지 않으므로, 상기 제 1 면(101)에서 상기 제 2 면(102) 방향으로 잔류하던 압축 응력(CS) 및 인장 응력(TS)은 상기 금속판(100)을 전처리 하기 전의 인장 응력 및 압축 응력의 분포로 그대로 유지될 수 있다.
이에 따라, 상기 금속판(100)을 전처리한 이후, 상기 금속판의 응력 분포는 상기 금속판(100)을 전처리하기 이전과 비교하여 변화될 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(100)을 전처리한 이후에는, 상기 금속판의 상기 제 1 면(101)의 압축 응력은 상기 제 2 면의 압축응력보다 클 수 있고, 상기 제 2 면(102)의 인장응력은 상기 제 1 면의 인장응력보다 클 수 있다.
또한, 상기 금속판(100)을 전처리한 이후에는, 상기 금속판의 중앙 영역(CA)의 압축 응력은 상기 금속판의 외곽 영역(OA)의 압축 응력보다 크고, 상기 외곽 영역(OA)의 인장 응력은 상기 중앙 영역(CA)의 인장 응력보다 클 수 있다.
이에 따라, 상기 금속판(100)은 상기 제 1 면(101)에서 상기 제 2 면(102) 방향으로 압축되는 성질을 가지게 되고, 상기 금속판의 중앙 영역에서 상기 외곽 영역으로는 인장하는 성질을 가지게 될 수 있다.
이에 따라, 도 5를 참조하면, 상기 금속판(100)은 상기 제 1 면(101), 상기 제 2 면(102), 상기 중앙 영역(CA), 상기 외곽 영역(OA)의 압축 응력 및 인장 응력의 분포에 따라, 상기 제 2 면(102) 방향으로 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(100)의 양 끝단은 상기 제 2 면(102) 방향으로 휘어질 수 있다. 즉, 상기 금속판(100)은 상기 중앙 영역에서 상기 외곽 영역으로 가면서 점차적으로 곡률이 커지도록 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 금속판(100)은 상기 중앙 영역(CA)은 평평하고, 상기 외곽 영역(OA)은 휘어지는 형상으로 변화될 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)에서 증착 영역이 배치되는 중앙 영역은 곡률이 0에 가깝도록 평평하게 유지하고, 증착 영역이 배치되지 않는 외곽 영역은 휘어지게 유지함으로서, 상기 증착용 마스크(1100)와 상기 증착 기판(1300)을 접촉할 때, 증착 영역에서의 표면 파형에 따른 갭을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 금속판(100)이 일 방향으로 휘어짐에 따라, 상기 금속판의 제 1 면(101)은 최고점(HP)과 최저점(LP)을 가질 수 있다. 즉, 상기 금속판의 제 1 면(101)은 상기 금속판(100)의 중앙 영역(CA)에서 최고점(HP)을 가질 수 있고, 상기 외곽 영역(OA)에서 최저점(LP)을 가질 수 있다.
이때, 상기 최고점(HP)과 상기 최저점(LP) 높이 차이(h)는 약 3㎛ 이하일 수 있다. 상기 최고점(HP)과 상기 최저점(LP) 높이 차이(h)가 3㎛을 초과하는 경우, 상기 금속판의 상기 제 1 면(101)의 중앙 영역에서 곡률이 커지게 되고, 이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)와 상기 증착 기판(1300)을 접촉할 때, 상기 금속판의 중앙 영역에 배치되는 금속판의 증착 영역이 상기 증착 기판(1300)과 접촉되지 않는 갭 영역이 증가되어 증착 효율이 저하될 수 있다.
한편, 상기 금속판(100)은 상기 제 1 면(101)의 표면 조도와 상기 제 2 면(102)의 표면 조도가 다를 수 있다.
자세하게, 상기 금속판(100)의 표면 중 에칭이 진행된 면이 에칭이 진행되지 않은 면보다 표면 조도가 작을 수 있다. 이에 따라, 앞서 설명한 것과 같이 상기 금속판(100)의 제 2 면(102)을 에칭하는 경우, 상기 제 1 면(101)의 표면 조도는 상기 제 2 면(102)의 표면 조도보다 클 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 면(101)의 산술 평균 조도(Ra)는 상기 제 2 면(102)의 산술 평균 조도(Ra)보다 클 수 있다. 또한, 상기 제 1 면(101)의 10점 평균 조도(Rz)는 상기 제 2 면(102)의 10점 평균 조도(Rz)보다 클 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 면의 상기 금속판의 길이 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.05㎛ 내지 0.5㎛이고, 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.05㎛ 내지 0.5㎛일 수 있다. 또한, 상기 제 2 면의 상기 금속판의 길이 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.05㎛ 내지 0.2㎛이고, 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.1㎛ 내지 0.5㎛일 수 있다.
즉, 도 6에 도시되어 있듯이. 상기 제 1 면은 금속판의 길이 방향의 조도와 폭 방향의 조도가 거의 유사할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 면은 표면에 결이 형성되지 않는다.
또한, 상기 제 1 면의 상기 금속판의 길이 방향의 10점 평균 조도(Rz)는 1.0㎛ 내지 3.0㎛이고, 폭 방향의 10점 평균 조도(Rz)는 1.0㎛ 내지 3.0㎛일 수 있다. 또한, 상기 제 2 면의 상기 금속판의 길이 방향의 10점 평균 조도(Rz)는 0.2㎛ 내지 1.0㎛이고, 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 1.0㎛ 내지 3.0㎛일 수 있다.
즉, 도 7에 도시되어 있듯이. 상기 제 2 면은 금속판의 길이 방향의 조도와 폭 방향의 조도가 다를 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 면은 표면에 결이 형성될 수 있다.
즉, 상기 제 1 면에서의 길이 방향의 산술 평균 조도(Ra)와 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)의 차이는 상기 제 2 면에서의 길이 방향의 산술 평균 조도(Ra)와 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)의 차이보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제 1 면에서의 길이 방향의 10점 평균 조도(Rz)와 폭 방향의 10점 평균 조도(Rz)의 차이는 상기 제 2 면에서의 길이 방향의 10점 평균 조도(Rz)와 폭 방향의 10점 평균 조도(Rz)의 차이보다 작을 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 면과 상기 제 2 면은 표면의 결에 따른 표면 형상이 상이할 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)는 상기 소공면(V1)이 형성되는 상기 제 1 면(101)의 표면 조도가 상기 대공면(V2)이 형성되는 상기 제 2 면(102)의 표면조도보다 더 클 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 면(101)의 산술 평균 조도(Ra)는 상기 제 2 면(102)의 산술 평균 조도(Ra)에 대해 1.2배 내지 1.65배일 수 있다. 또한, 상기 제 1 면(101)의 10점 평균 조도(Rz)는 상기 제 2 면(102)의 10점 평균 조도(Rz)에 대해 1.2배 내지 1.65배일 수 있다
상기 제 1 면(101)의 산술 평균 조도(Ra) 또는 10점 평균 조도(Rz)는 상기 제 2 면(102)의 산술 평균 조도(Ra) 또는 10점 평균 조도(Rz)에 대해 1.65배를 초과하는 경우, 상기 제 1 면(101)과 상기 제 2 면(102)의 표면 조도의 차이에 의해 상기 제 1 면(101)과 상기 제 2 면(102)의 포토레지트스 밀착력 차이가 증가하여 상기 제 1 면(101)과 상기 제 2 면(102)의 에칭 균일성이 저하될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 앞서 설명한 전처리된 금속판이 적용되는 증착용 마스크를 설명한다.
도 8은 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 증착용 마스크(1100)는 증착 영역(DA) 및 비증착 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
상기 증착 영역(DA)은 증착 패턴을 형성하기 위한 영역일 수 있다. 즉, 상기 증착 영역(DA)을 통해 중착 물질이 상기 증착용 마스크를 통해 증착 기판으로 증착될 수 있다.
상기 증착용 마스크(1100)는 복수의 증착 영역(DA)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 증착 영역(DA)은 유효부 및 비유효부를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 증착 영역(DA)은 복수 개의 관통홀이 형성되어 증착 패턴을 형성할 수 있는 복수 개의 유효부 및 관통홀이 형성되지 않는 비유효뷰(UA)를 포함할 수 있다. 상기 유효부에는 앞서 설명한 복수의 관통홀(TH)들이 형성될 수 있다.
상기 복수의 유효부는 제 1 유효부(AA1), 제 2 유효부(AA2) 및 제 3 유효부(AA3)를 포함할 수 있으며, 이격영역(IA1, IA2)에 의해 서로 이격될 수 있다.
스마트폰과 같은 소형 표시 장치의 경우, 증착용 마스크(1100)에 포함된 복수의 증착 영역 중 어느 하나의 유효부는 하나의 표시장치를 형성하기 위한 것일 수 있다. 또는 텔레비전과 같은 대형 표시 장치의 경우, 하나의 증착용 마스크(1100)에 포함된 여러 개의 유효부가 하나의 표시장치를 형성하기 위한 일부일 수 있다. 이에 따라, 하나의 증착용 마스크(1100)는 복수의 유효부를 포함할 수 있어, 여러 개의 표시장치를 동시에 형성할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 증착용 마스크(1100)는 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 비증착 영역(NDA)은 상기 증착 영역(DA)의 길이 방향의 양 측부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 비증착 영역(NDA)은 상기 증착 영역(DA)의 길이 방향의 외측에 배치될 수 있다.
상기 비증착 영역(NDA)은 증착에 관여하지 않는 영역일 수 있다. 상기 비증착 영역(NDA)은 상기 증착용 마스크(1100)를 마스크 프레임(1200)에 고정하기 위한 프레임 고정영역(FA1, FA2)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 비증착 영역(NDA)은 하프에칭부(HF1, HF2), 오픈부(OA1, OA2) 및 돌출부(PA1, PA2)를 포함할 수 있다.
상기 증착 영역(DA)와 상기 비증착 영역(NDA)는 앞서 설명한 상기 금속판(100)의 중앙 영역(CA)과 상기 외곽 영역(OA)의 위치와 각각 대응될 수 있다. 자세하게, 상기 증착 영역(DA)은 상기 금속판(100)의 중앙 영역(CA)과 대응될 수 있다. 또한, 상기 비증착 영역(NDA)은 상기 금속판(100)의 외곽 영역(OA)과 대응될 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)는 상기 증착 영역(DA)은 평평하고, 상기 비증착 영역(NDA)은 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(1100)의 양 끝단은 휘어질 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(1100)의 양 끝단은 상기 대면공 방향으로 휘어질 수 있다. 즉, 상기 증착용 마스크(1100)는 상기 증착 영역(DA)에서 상기 비증착 영역(NDA)으로 연장하면서 점차적으로 곡률이 커지도록 상기 대면공 방향으로 휘어질 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크(1100)의 증착 영역(DA)은 곡률이 0에 가깝도록 평평하게 유지되고, 비증착 영역(NDA)은 휘어지도록 증착용 마스크의 형상을 유지함으로서, 상기 증착용 마스크(1100)와 상기 증착 기판(1300)을 접촉할 때, 증착 영역이 상기 증착 기판(1300)과 들뜨는 현상을 최소화할 수 있다.
실시예에 따른 증착용 마스크는 증착용 마스크의 내부의 잔류 응력을 제어할 수 있다. 자세하게, 실시예에 따른 증착용 마스크는 증착용 마스크의 내부에 잔류하는 압축 응력 및 인장 응력의 분포 및 크기를 제어할 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크의 휨을 제어될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크의 휘어지는 방향 및 휘어지는 위치, 휘어지는 정도를 제어할 수 있다.
이에 따라, 증착용 마스크의 증착 영역은 곡률이 0에 가깝도록 평평하게 유지하고, 비증착 영역은 증착 영역보다 곡률이 크도록 휘어지게 유지할 수 있다.
따라서, 상기 증착용 마스크와 상기 증착 기판을 접촉할 때, 상기 증착용 마스크의 증착 영역과 상기 증착 기판이 들뜨는 것을 최소화할 수 있다.
이에 의해, 실시예에 따른 증착용 마스크는 상기 증착용 마스크와 상기 증착 기판의 갭을 최소화하여 이에 따른 증착 두께의 불균일을 최소화하여 증착 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 증착용 마스크를 형성한 후, 상기 증착용 마스크의 표면 파형을 감소하기 위한 별도의 인장 공정을 생략할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 철-니켈 합금을 포함하고, 제 1 면 및 상기 제 1 면과 반대되는 제 2 면을 포함하는 금속판을 포함하고,
    상기 금속판은,
    상기 금속판의 제 1 면 상의 소면공 및 상기 제 2 면 상의 대면공을 포함하는 관통홀을 포함하고,
    상기 제 1 면의 압축 응력은 상기 제 2 면의 압축응력보다 크고,
    상기 제 2 면의 인장응력은 상기 제 1 면의 인장응력보다 크고,
    상기 금속판의 끝단은 상기 제 2 면 방향으로 휘어지고,
    상기 제 1 면의 최고점과 최저점의 높이 차이는 3㎛ 이하인 증착용 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속판의 중앙 영역의 압축 응력은 상기 금속판의 외곽 영역의 압축 응력보다 크고,
    상기 외곽 영역의 인장 응력은 상기 중앙 영역의 인장 응력보다 큰 증착용 마스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 면의 산술 평균 조도는 상기 제 2 면의 산술 평균 조도 보다 큰 증착용 마스크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 면의 10점 평균 조도는 상기 제 2 면의 10점 평균 조도 보다 큰 증착용 마스크..
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속판은 상기 금속판의 중앙 영역에서 외곽 영역으로 연장하면서 곡률이 증가하는 증착용 마스크.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 금속판은 증착 영역 및 상기 증착 영역의 외측에 배치되는 비증착 영역을 포함하고,
    상기 소면공 및 상기 대면공은 상기 증착 영역에 배치되고,
    상기 증착 영역에서 상기 비증착 영역으로 연장하면서 곡률이 증가하는 증착용 마스크.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 면에서의 길이 방향의 산술 평균 조도와 폭 방향의 산술 평균 조도의 차이는 상기 제 2 면에서의 길이 방향의 산술 평균 조도와 폭 방향의 산술 평균 조도의 차이보다 작은 증착용 마스크.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 면에서의 길이 방향의 10점 평균 조도와 폭 방향의 10점 평균 조도의 차이는 상기 제 2 면에서의 길이 방향의 10점 평균 조도와 폭 방향의 10점 평균 조도의 차이보다 작은 증착용 마스크
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 면의 상기 금속판의 길이 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.05㎛ 내지 0.5㎛이고, 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.05㎛ 내지 0.5㎛이고,
    상기 제 2 면의 상기 금속판의 길이 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.05㎛ 내지 0.2㎛이고, 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 0.1㎛ 내지 0.5㎛이고,
    상기 제 1 면의 상기 금속판의 길이 방향의 10점 평균 조도(Rz)는 1.0㎛ 내지 3.0㎛이고, 폭 방향의 10점 평균 조도(Rz)는 1.0㎛ 내지 3.0㎛이고,
    상기 제 2 면의 상기 금속판의 길이 방향의 10점 평균 조도(Rz)는 0.2㎛ 내지 1.0㎛이고, 폭 방향의 산술 평균 조도(Ra)는 1.0㎛ 내지 3.0㎛인 증착용 마스크.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 대면공은 증착 물질이 유입되는 영역이고, 상기 소면공은 상기 대면공으로부터 유입된 증착물질이 통과되는 영역인 증착용 마스크.
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