WO2023191486A1 - 증착 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2023191486A1
WO2023191486A1 PCT/KR2023/004163 KR2023004163W WO2023191486A1 WO 2023191486 A1 WO2023191486 A1 WO 2023191486A1 KR 2023004163 W KR2023004163 W KR 2023004163W WO 2023191486 A1 WO2023191486 A1 WO 2023191486A1
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WO
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hole
deposition mask
minimum diameter
manufacturing
diameter portion
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PCT/KR2023/004163
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English (en)
French (fr)
Inventor
김지환
이상윤
Original Assignee
스템코(주)
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    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • 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
    • H—ELECTRICITY
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    • H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the present invention relates to a deposition mask and a method of manufacturing the same, and more specifically, to a deposition mask used in the deposition process of a substrate such as OLED and a method of manufacturing the same.
  • a fine metal mask is a thin metal plate used to deposit pixels that emit three types of light: red, green, and blue in the OLED display manufacturing process. Since the fine metal mask plays a role in determining RGB organic material deposition and pixels, it acts as a factor in determining the resolution and yield of OLED display devices.
  • a fine metal mask has a hole formed by meeting a small hole that is relatively narrow from one side to the other side and a large hole that is relatively wide from the other side to one side.
  • Organic materials pass through the holes of the fine metal mask and are deposited on the substrate. At this time, the distance from one surface of the fine metal mask to the point where the small hole and the large hole meet (minimum diameter part of the hole) is defined as shadow height.
  • one side of the fine metal mask with small holes is placed adjacent to the substrate.
  • an organic material passes through a hole and is deposited on a substrate, some of the organic material is deposited outside the effective deposition area (light-emitting area) on the substrate, forming an ineffective area outside the effective deposition area.
  • the distance from the boundary of the deposition effective area to the outer boundary of the non-effective area is defined as shadow distance.
  • shadow distance the more pixels can be placed on the substrate by reducing the pitch of the hole.
  • the lower the shadow distance the higher the resolution of the OLED display can be.
  • shadow distance is correlated with shadow height, and the lower the shadow height, the lower the shadow distance.
  • Patent Document Korean Patent No. 1833234
  • the present invention is intended to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide a deposition mask with a low shadow height suitable for high-resolution implementation of an OLED display and a method of manufacturing the same.
  • a plate-shaped body made of metal; and a through hole penetrating the body, wherein the through hole includes: a small hole formed with a relatively narrow area from one side of the body to the other side; and a facing hole formed with a relatively large area from the other side of the body toward one side, and communicating with the small hole, wherein the minimum diameter portion of the through hole is formed at a point where the small hole and the large hole meet, and the minimum diameter portion of the through hole is formed at a point where the small hole and the large hole meet.
  • a deposition mask is provided in which the distance from one side to the minimum diameter portion is 1 ⁇ m or less.
  • one surface of the body may be additionally etched after the through hole is formed.
  • preparing a plate-shaped body made of metal includes a carding hole formed with a relatively narrow area from one side of the body toward the other side, and a facing hole formed with a relatively large area from the other side of the body toward one side and communicating with the carding hole, wherein the carding hole and the facing hole meet.
  • the distance from one side of the body to the minimum diameter portion is 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, and after the step of etching one side of the body, the minimum diameter portion from one side of the body is The distance to the part may be less than 1 ⁇ m.
  • the distance from one side of the body to the minimum diameter portion may be 0.
  • slimming one side of the body includes attaching a release film to one side of the body; Masking a filler on the other side of the body and the inside of the through hole; removing the release film from one side of the body; etching one side of the body; And it may include removing the filler.
  • the release film may have an Rz surface roughness that is greater than the Ra surface roughness.
  • the filler may include a photosensitive film.
  • the photosensitive film may have a thickness of 10 to 20 ⁇ m.
  • the step of slimming one side of the body may further include exposing the other side of the body to harden the photosensitive film between the step of removing the release film and the step of etching one side of the body.
  • the step of slimming one side of the body is to remove the photosensitive film overflowing on one side of the body through a developer between the step of exposing the other side of the body and the step of etching one side of the body.
  • the step of developing one side of the body may be further included.
  • the deposition mask and its manufacturing method according to the present invention make it possible to implement a low shadow height through additional etching of one side of the small hole side of the deposition mask, thereby minimizing the shadow distance to reduce the thickness of the deposited material.
  • the pitch can be narrowed and the resolution of OLED can be increased.
  • the deposition mask and its manufacturing method according to the present invention reduce the shadow effect size in organic deposits of the same resolution and size, thereby making it advantageous to expand the aperture area, thereby increasing the luminous efficiency of OLED. .
  • the deposition mask and its manufacturing method according to the present invention minimize shadow distance and reduce the unnecessary deposition area, thereby reducing organic material consumption.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a deposition mask according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing a state of use of a deposition mask according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flowchart of a deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing a body prepared in the body preparation step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing a state in which a through hole is formed in a body in the step of forming a through hole in the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a detailed flowchart of the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram showing a state in which a release film is attached to one surface of the body during the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a diagram showing a state in which the filler is masked during the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a diagram showing a state in which the release film is removed during the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a diagram showing a process of exposing the other side of the body during the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a diagram showing the process of developing one side of the body during the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 12 is a diagram showing a process of etching one side of the body during the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a deposition mask according to an embodiment of the present invention.
  • the deposition mask 100 according to an embodiment of the present invention can be used in the deposition process of an OLED substrate. More specifically, the deposition mask 100 according to an embodiment of the present invention is a fine metal mask (FMM) and has a low shadow height suitable for implementing high resolution (e.g., resolution of 500ppi or higher). can be provided.
  • FMM fine metal mask
  • the deposition mask 100 includes a body 110 and a through hole 120.
  • the body 110 is made of metal and has a plate shape.
  • the thickness of the body 110 may be 5 to 40 ⁇ m.
  • the body 110 may be made of invar material.
  • Invar is an alloy of iron (Fe) and nickel (Ni).
  • the body 110 may be manufactured by processing Invar material using a rolling method. Additionally, the body 110 can be adjusted to a thickness (for example, 10-20 ⁇ m) that meets the specifications required for each product through wet etching.
  • the through hole 120 penetrates the body 110.
  • a plurality of through holes 120 may be formed in the body 110 at predetermined intervals.
  • the through hole 120 is formed with a relatively narrow area from one side of the body 110 toward the other side, and the small hole 121 is formed with a relatively large area from the other side of the body 110 toward one side. ) and a facing hole (122) in communication with it.
  • the minimum diameter portion (R min ) of the through hole 120 is formed at a point where the small hole 121 and the large hole 122 meet.
  • the minimum diameter portion (R min ) of the through hole 120 is a portion that defines the shape of the through hole 120.
  • the through hole 120 may be formed by etching both sides of the deposition mask 100.
  • the carding hole 121 is formed by etching from one side of the body 110 to the other side, and the facing hole 122 is etched from the other side of the body 110 to the one side to communicate with the carding hole 121,
  • the minimum diameter portion (R min ) of the through hole 120 may be formed at a portion where the small hole 121 and the large hole 122 intersect.
  • an etching resist layer can be formed on one side and the other side of the body 110 using methods such as printing, coating, or laminating.
  • UV patterning may be performed with a photo mask in vacuum contact with one side and the other side of the body 110.
  • etching to form the through hole 120 may be performed.
  • the distance from one side of the body 110 to the minimum diameter portion (R min ) may be 1 ⁇ m or less. Furthermore, the distance from one side of the body 110 to the minimum diameter portion (R min ) may be 0. At this time, the distance from one side of the body 110 to the minimum diameter portion (R min ) of the through hole 120 may be defined as the shadow height (SH).
  • the deposition mask 100 in the deposition process, has one surface of the body 110 on which the small hole 121 is formed adjacent to the substrate G to be deposited. It is placed.
  • the deposit O e.g., organic material
  • the deposit O that is obliquely incident on the through hole 120 is deposited on the outside of the area where deposition is scheduled (light-emitting area) on the substrate G, and the deposit is deposited from the boundary of the scheduled deposition area to the outside of the scheduled deposition area.
  • the distance to the outer boundary of the invalid area may be defined as shadow distance (SD). Shadow height (SH) and shadow distance (SD) have a correlation with each other. Specifically, as the shadow height (SH) becomes smaller, the shadow distance decreases, thereby increasing the precision of the deposition process.
  • one surface of the body 110 may be additionally etched after the through hole 120 is formed.
  • one side of the body 110 may be the side on which the small hole 121, which will be described later, is formed among both sides of the body 110.
  • the deposition mask 100 according to an embodiment of the present invention may have a shadow height (SH) lowered through a process in which one surface of the body 110 is additionally etched after forming the through hole 120.
  • the shadow height (SH) before additional etching may be greater than 1 ⁇ m and less than or equal to 3 ⁇ m
  • the shadow height (SH) of the deposition mask 100 according to the present invention in which one side of the body is additionally etched may be less than or equal to 1 ⁇ m.
  • the deposition mask 100 according to the present invention may have a low shadow height (SH) of 0.1 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less. Additionally, in some cases, the shadow height (SH) may be 0. Therefore, when applying the deposition mask 100 according to the present invention to the deposition process of an OLED substrate, shadow distance (SD) can be minimized and high resolution can be achieved.
  • SH shadow height
  • SD shadow distance
  • the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention is for manufacturing the deposition mask 100 according to an embodiment of the present invention as described above.
  • Figure 3 is a flowchart of a deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the deposition mask manufacturing method includes preparing a plate-shaped body made of metal (S110), forming a through hole in the body (S120), and forming one side of the body. It includes a slimming step (S130). Each step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be examined in detail.
  • a plate-shaped body 11 made of metal is prepared (S110).
  • the metal material may be Invar, an alloy of iron (Fe) and nickel (Ni).
  • the body 11 can be adjusted to a thickness (for example, 10-20 ⁇ m) that meets the specifications required for each product through wet etching.
  • a small hole 12a is formed with a relatively narrow area from one side of the body 11 toward the other side, and a small hole 12a is formed with a relatively large area from the other side of the body 11 toward one side, It includes a large hole (12b) in communication with the small hole (12a), and a through hole (12) having a minimum diameter (R min ) is formed at the point where the small hole (12a) and the large hole (12b) meet ( S120).
  • a plurality of through holes 12 may be formed in the body 11 at predetermined intervals.
  • the through hole 12 may be formed by etching both sides of the body 11.
  • the carding hole 12a is formed by etching from one side of the body 11 to the other side, and the facing hole 12b is etched from the other side of the body 11 to the one side to communicate with the carding hole 12a.
  • a photosensitive resist layer is formed on one side and the other side of the body 11, and a photo mask is applied to one side and the other side of the body 11 in vacuum contact ( UV patterning can proceed under vacuum contact. After the development is completed, etching to form the through hole 12 may be performed.
  • the minimum diameter portion (R min ) of the through hole 12 is a portion that defines the shape of the through hole 12.
  • the distance from one side of the body 11 to the minimum diameter portion (R min ) of the through hole 12 can be defined as the shadow height (SH), and the lower the shadow height (SH), the more deposition takes place.
  • the resolution can be increased by reducing the shadow distance (SD) on the substrate.
  • the distance from one side of the body 11 to the minimum diameter portion (R min ) may be greater than 1 ⁇ m and less than or equal to 3 ⁇ m.
  • the distance from one side of the body 11 to the minimum diameter portion (R min ), that is, the shadow height (SH) may be 1 ⁇ m or less.
  • the shadow height SH may be 0.1 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less. Additionally, in some cases, the shadow height (SH) may be 0.
  • FIG. 6 is a detailed flowchart of the slimming step of the deposition mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the step of slimming one side of the body 11 includes the step of attaching a release film to one side of the body 11 (S131), the other side of the body 11 and the through hole 12.
  • the detailed steps of slimming one side of the body 11 (S130) will be described.
  • a release film (F) is attached to one surface of the body 11 (S131).
  • the release film (F) prevents the filling material masked on the other side of the body 11 and the inside of the through hole 12 from overflowing to one side of the body 11 and helps ensure an even shape.
  • the release film (F) may have different Rz surface roughness and Ra surface roughness. More specifically, the release film (F) may have an Rz surface roughness that is greater than the Ra surface roughness. In other words, the surface roughness of Rz can be formed to a level greater than that of Ra.
  • the release film (F) may have a surface roughness of Rz 10 ⁇ m or less and Ra 5 ⁇ m or less. More preferably, the release film (F) may have a surface roughness of Rz 1.5 ⁇ m or less and Ra 0.15 ⁇ m or less.
  • the filler P is masked on the other side of the body 11 and the inside of the through hole 12 (S132).
  • the filler P is hardened while filled in the through hole 12 and protects the inner peripheral surface of the through hole 12 from the etchant when one side of the body 11 is later etched.
  • the filler (P) may include a photosensitizer. More specifically, the filler (P) may be provided as a photosensitive film.
  • the photosensitive film may have a thickness of 10 to 20 ⁇ m.
  • the filler P for filling the through hole 12 is not limited to a photoresist, and may be any material that can protect the through hole when etching one side of the body 11.
  • the release film (F) is removed from one side of the body 11 (S133).
  • the filler (P) contains a photosensitizer, it is necessary to harden the filler (P) through exposure. At this time, the release film (F) is removed before proceeding with exposure.
  • the other side of the body 11 is exposed to light so that the filler P is hardened (S134).
  • the filler (P) is hardened through exposure.
  • the light source L may be a UV light source (UV curing).
  • UV curing UV curing
  • the filler P is hardened inside the through hole 12 and protects the inner peripheral surface of the through hole 12 from the etchant.
  • one side of the body 11 is developed (S135). Even if the filler (P) is masked with the release film (F) attached to one side of the body (11), the filler (P) is on one side of the body (11) outside the carding hole (121), that is, the body (11). ) may overflow. The filler P that overflows on one side of the body 11 acts as an obstacle to uniform etching of one side of the body 11. Therefore, one side of the body 11 is developed to remove the overflowed filler (P) through the developer (D).
  • one side of the body 11 is etched (S136).
  • a portion of the thickness of one side of the body 11 is uniformly removed by spraying or contacting the etchant E on one side of the body 11.
  • one side of the body 11 may be etched by 1 to 3 ⁇ m. Accordingly, the distance from one side of the body 11 to the minimum diameter portion (R min ) of the through hole 12, that is, the shadow height (SH), is reduced. More specifically, after etching one side of the body 11, the distance from one side of the body 11 to the minimum diameter portion (R min ) may be 1 ⁇ m or less.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

증착 마스크 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크는, 금속 재질의 판형 몸체; 및 상기 몸체를 관통하는 관통홀;을 포함하고, 상기 관통홀은, 상기 몸체의 일면에서 타면을 향해 상대적으로 좁은 면적으로 형성된 소면공; 및 상기 몸체의 타면에서 일면을 향해 상대적으로 넓은 면적으로 형성되며, 상기 소면공과 연통되는 대면공;을 포함하고, 상기 소면공과 상기 대면공이 만나는 지점에 상기 관통홀의 최소 직경부가 형성되며, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 1㎛이하일 수 있다.

Description

증착 마스크 및 그 제조 방법
본 발명은 증착 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 OLED 등과 같은 기판의 증착 공정에 사용되는 증착 마스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)는 OLED 디스플레이 제조 공정에서 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 세 가지 빛을 발광하는 픽셀을 각각 증착하는 데에 사용되는 얇은 금속판이다. 파인 메탈 마스크는 RGB 유기물 증착과 화소를 결정하는 역할을 하기 때문에 OLED 디스플레이 장치의 해상도와 수율을 결정짓는 요소로 작용한다.
파인 메탈 마스크는 일면에서 타면 측으로 상대적으로 좁게 형성된 소면공과 타면에서 일면 측으로 상대적으로 넓게 형성된 대면공이 서로 만나 관통된 홀을 가진다. 유기물은 파인 메탈 마스크의 홀을 통과하여 기판에 증착된다. 이때, 파인 메탈 마스크의 일면에서 상기 소면공과 상기 대면공이 만나는 지점(홀의 최소 직경부)까지의 거리가 쉐도우 하이트(Shadow Height)로 정의된다.
OLED 픽셀의 증착 공정 진행 시 소면공이 형성된 파인 메탈 마스크의 일면이 기판과 인접하여 배치된다. 유기물이 홀을 통과하여 기판에 증착될 때, 일부 유기물은 기판 상 유효 증착 영역(발광 영역)의 외측에 증착되기도 하며, 유효 증착 영역의 외측으로 비유효 영역을 형성한다. 이와 관련하여, 증착 유효 영역의 경계로부터 비유효 영역의 외측 경계까지의 거리가 쉐도우 디스턴스(Shadow Distance)로 정의된다.
쉐도우 디스턴스가 낮을수록 홀의 피치(pitch)를 줄여 기판 상에 더 많은 픽셀을 배치할 수 있게 된다. 다시 말하면, 쉐도우 디스턴스가 낮을수록 OLED 디스플레이의 해상도를 높일 수 있다. 그런데 쉐도우 디스턴스는 쉐도우 하이트와 상관 관계를 가지며, 쉐도우 하이트가 낮을수록 쉐도우 디스턴스도 감소한다.
종래 파인 메탈 마스크는 일반적으로 인바(invar)를 압연하여 제조된다. 파인 메탈 마스크의 쉐도우 하이트를 낮추기 위해서는 파인 메탈 마스크의 두께를 줄여야 하는데, 두께 균일도, 개재물(inclusion), 주름 현상 등으로 인하여 압연 방식을 통해 금속판의 두께를 줄이는 데에는 한계가 있다. 이러한 이유로 인하여 파인 메탈 마스크의 쉐도우 하이트를 1㎛이하로 낮추는 것은 무척 어려운 과제로 여겨지고 있는 실정이다.
(특허문헌) 한국 등록특허 제1833234호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 OLED 디스플레이의 고해상도 구현에 적합하도록 낮은 쉐도우 하이트(Shadow Height)를 가지는 증착 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 위에 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 금속 재질의 판형 몸체; 및 상기 몸체를 관통하는 관통홀;을 포함하고, 상기 관통홀은, 상기 몸체의 일면에서 타면을 향해 상대적으로 좁은 면적으로 형성된 소면공; 및 상기 몸체의 타면에서 일면을 향해 상대적으로 넓은 면적으로 형성되며, 상기 소면공과 연통되는 대면공;을 포함하고, 상기 소면공과 상기 대면공이 만나는 지점에 상기 관통홀의 최소 직경부가 형성되며, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 1㎛이하인 증착 마스크가 제공된다.
이때, 상기 몸체의 일면은 상기 관통홀이 형성된 후 추가적으로 식각된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 금속 재질의 판형 몸체를 준비하는 단계; 상기 몸체의 일면에서 타면을 향해 상대적으로 좁은 면적으로 형성된 소면공 및 상기 몸체의 타면에서 일면을 향해 상대적으로 넓은 면적으로 형성되며 상기 소면공과 연통되는 대면공을 포함하고, 상기 소면공과 상기 대면공이 만나는 지점에 최소 직경부가 형성된 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리가 감소되도록 상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계;를 포함하는 증착 마스크 제조 방법이 제공된다.
이때, 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 이전, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 1㎛이상 3㎛이하이고, 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 이후, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 1㎛이하일 수 있다.
또한, 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 이후, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 0이 될 수 있다.
또한, 상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계는, 상기 몸체의 일면에 이형 필름을 부착하는 단계; 상기 몸체의 타면 및 상기 관통홀의 내부에 충전재를 마스킹하는 단계; 상기 몸체의 일면에서 상기 이형 필름을 제거하는 단계; 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계; 및 상기 충전재를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이형 필름은 Ra 표면 거칠기보다 큰 Rz 표면 거칠기를 가질 수 있다.
또한, 상기 충전재는 감광성 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감광성 필름은 10~20㎛의 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계는 상기 이형 필름을 제거하는 단계와 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 사이에, 상기 감광성 필름이 경화되도록 상기 몸체의 타면을 노광하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계는 상기 몸체의 타면을 노광하는 단계와 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 사이에, 상기 몸체의 일면으로 오버플로우된 상기 감광성 필름을 현상액을 통해 제거하기 위해 상기 몸체의 일면을 현상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 증착 마스크 및 그 제조 방법은 증착 마스크의 소면공 측 일면의 추가적인 식각을 통해 낮은 쉐도우 하이트(Shadow Height)를 구현할 수 있게 해주며, 이에 따라 쉐도우 디스턴스(Shadow Distance)를 최소화시켜 증착물의 피치(picth)를 좁히고 OLED의 해상도를 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 증착 마스크 및 그 제조 방법은 동일 해상도 및 동일 사이즈의 유기 증착물에서 쉐도우 효과 사이즈(Shadow Effect Size)를 축소시켜주며, 이에 따라 개구영역 확장이 유리해져 OLED의 발광 효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 증착 마스크 및 그 제조 방법은 쉐도우 디스턴스를 최소화시켜 불필요한 증착 면적을 축소시킴으로써 유기물 소모량을 절감할 수 있게 해준다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크의 사용 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법 중 몸체를 준비하는 단계에서 준비된 몸체를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법 중 관통홀을 형성하는 단계에서 몸체에 관통홀이 형성된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계의 세부 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계 중 몸체의 일면에 이형 필름이 부착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계 중 충전재가 마스킹된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계 중 이형 필름이 제거된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계 중 몸체의 타면을 노광하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계 중 몸체의 일면을 현상하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계 중 몸체의 일면을 식각하는 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크의 단면을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크(100)는 OLED 기판의 증착 공정에 사용될 수 있다. 더욱 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크(100)는 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)로서 고해상도(예를 들면, 500ppi 이상의 해상도)의 구현에 적합한 낮은 쉐도우 하이트(Shadow Height)를 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크(100)는 몸체(110) 및 관통홀(120)을 포함한다.
몸체(110)는 금속 재질로 이루어지며 판 형상을 가진다. 예를 들면, 몸체(110)의 두께는 5~40㎛일 수 있다. 더욱 상세하게, 몸체(110)는 인바(invar) 재질을 가질 수 있다. 인바는 철(Fe)과 니켈(Ni)의 합금이다.
몸체(110)는 인바 재질을 압연 방식으로 가공하여 제조될 수 있다. 또한, 몸체(110)는 습식 식각(etching)을 통해 제품별로 요구되는 규격에 맞는 두께(예를 들면, 10~20㎛)로 조절될 수 있다.
관통홀(120)은 몸체(110)를 관통한다. 관통홀(120)은 몸체(110)에 소정 간격으로 다수 개가 형성될 수 있다. 관통홀(120)은 몸체(110)의 일면에서 타면을 향해 상대적으로 좁은 면적으로 형성된 소면공(121) 및 몸체(110)의 타면에서 일면을 향해 상대적으로 넓은 면적으로 형성되며, 소면공(121)과 연통되는 대면공(122)을 포함한다. 또한, 소면공(121)과 대면공(122)이 만나는 지점에 관통홀(120)의 최소 직경부(Rmin)가 형성된다. 관통홀(120)의 최소 직경부(Rmin)는 관통홀(120)의 형상을 규정하는 부분이다.
관통홀(120)은 증착 마스크(100)의 양면을 식각하여 형성될 수 있다. 더욱 상세하게, 소면공(121)은 몸체(110)의 일면에서 타면 측으로 식각되어 형성되고, 대면공(122)은 몸체(110)의 타면에서 일면 측으로 식각되어 소면공(121)과 연통되며, 관통홀(120)의 최소 직경부(Rmin)는 소면공(121)과 대면공(122)이 교차하는 부분에 형성될 수 있다.
한편, 관통홀(120)의 형성을 위한 식각의 진행 전 몸체(110)의 일면과 타면에는 에칭 레지스트층을 인쇄, 코팅, 라미네이트 등의 공법으로 형성할 수 있으며, 감광성 레지스트층을 형성하는 경우에는 몸체(110)의 일면과 타면에 포토 마스크(Photo Mask)가 진공 접촉(Vacuum Contact)된 상태에서 UV 패터닝이 진행될 수 있다. 이후 현상이 완료된 후 관통홀(120)의 형성을 위한 식각이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 몸체(110)의 일면에서 최소 직경부(Rmin)까지의 거리는 1㎛이하일 수 있다. 더 나아가, 몸체(110)의 일면에서 최소 직경부(Rmin)까지의 거리는 0이 될 수도 있다. 이때, 몸체(110)의 일면에서 관통홀(120)의 최소 직경부(Rmin)까지의 거리는 쉐도우 하이트(SH)로 정의될 수 있다.
도 2를 참조하면, 증착 공정에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크(100)는 소면공(121)이 형성된 몸체(110)의 일면이 증착의 대상이 되는 기판(G)에 인접하여 배치된다. 증착물 소스(S)에서 발산되는 증착물(O)(예를 들면, 유기물)은 소면공(121)에서 대면공(122) 방향으로 관통홀(120)을 가로질러 기판(G)에 도달할 수 있다. 관통홀(120)에 비스듬하게 입사된 증착물(O)은 기판(G) 상에 증착이 예정된 영역(발광 영역)의 외측에 증착되며, 증착 예정 영역의 경계에서 증착 예정 영역의 외측으로 증착물이 증착된 비유효 영역의 외측 경계까지의 거리가 쉐도우 디스턴스(Shadow Distance, SD)로 정의될 수 있다. 쉐도우 하이트(SH)와 쉐도우 디스턴스(SD)는 서로 상관 관계를 가진다. 구체적으로, 쉐도우 하이트(SH)가 작을수록 쉐도우 디스턴스(Shadow Distance)가 감소하여 증착 공정의 정밀도를 증가시킬 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에서, 몸체(110)의 일면은 관통홀(120)이 형성된 후 추가적으로 식각된 것일 수 있다. 이때, 몸체(110)의 일면은 몸체(110)의 양면 중 후술되는 소면공(121)이 형성된 측이 될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크(100)는 몸체(110)의 일면이 관통홀(120)의 형성 후 추가적으로 식각되는 과정을 통해 낮아진 쉐도우 하이트(SH)를 가질 수 있다. 예를 들면, 추가 식각 전의 쉐도우 하이트(SH)는 1㎛초과 3㎛이하이고, 몸체의 일면이 추가적으로 식각된 본 발명에 따른 증착 마스크(100)의 쉐도우 하이트(SH)는 1㎛이하일 수 있다.
예를 들면, 본 발명에 따른 증착 마스크(100)는 0.1㎛이상 1㎛이하의 낮은 쉐도우 하이트(SH)를 가질 수 있다. 또한, 경우에 따라 쉐도우 하이트(SH)는 0이 될 수도 있다. 따라서 OLED 기판의 증착 공정에 본 발명에 따른 증착 마스크(100)를 적용할 경우 쉐도우 디스턴스(SD)를 최소화시키고 고해상도를 구현할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법에 관해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법은 앞서 살펴본 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크(100)를 제조하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법은 금속 재질의 판형 몸체를 준비하는 단계(S110), 상기 몸체에 관통홀을 형성하는 단계(S120) 및 상기 몸체의 일면을 슬리밍(slimming)하는 단계(S130)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 각 단계에 관해 상세하게 살펴본다.
우선, 도 4에 나타난 바와 같이, 금속 재질의 판형 몸체(11)를 준비한다(S110). 이때, 금속 재질은 철(Fe)과 니켈(Ni)의 합금인 인바 재질이 될 수 있다. 또한, 몸체(11)는 습식 식각(etching)을 통해 제품별로 요구되는 규격에 맞는 두께(예를 들면, 10~20㎛)로 조절될 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체(11)의 일면에서 타면을 향해 상대적으로 좁은 면적으로 형성된 소면공(12a) 및 몸체(11)의 타면에서 일면을 향해 상대적으로 넓은 면적으로 형성되며 소면공(12a)과 연통되는 대면공(12b)을 포함하고, 소면공(12a)과 대면공(12b)이 만나는 지점에 최소 직경부(Rmin)가 형성된 관통홀(12)을 형성한다(S120). 관통홀(12)은 몸체(11)에 소정 간격으로 다수 개가 형성될 수 있다.
관통홀(12)은 몸체(11)의 양면이 식각되어 형성될 수 있다. 더욱 상세하게, 소면공(12a)은 몸체(11)의 일면에서 타면 측으로 식각되어 형성되고, 대면공(12b)은 몸체(11)의 타면에서 일면 측으로 식각되어 소면공(12a)과 연통될 수 있다. 한편, 관통홀(12)의 형성을 위한 식각의 진행 전 몸체(11)의 일면과 타면에는 감광성 레지스트층이 형성되고, 몸체(11)의 일면과 타면에 포토 마스크(Photo Mask)가 진공 접촉(Vacuum Contact)된 상태에서 UV 패터닝이 진행될 수 있다. 이후 현상이 완료된 후 관통홀(12)의 형성을 위한 식각이 수행될 수 있다.
마지막으로, 몸체(11)의 일면에서 최소 직경부(Rmin)까지의 거리가 감소되도록 몸체(11)의 일면을 슬리밍(slimming)한다(S130). 관통홀(12)의 최소 직경부(Rmin)는 관통홀(12)의 형상을 규정하는 부분이다. 전술한 바와 같이, 몸체(11)의 일면에서 관통홀(12)의 최소 직경부(Rmin)까지의 거리는 쉐도우 하이트(SH)로 정의될 수 있으며, 쉐도우 하이트(SH)가 낮을수록 증착이 이루어지는 기판 상의 쉐도우 디스턴스(SD)가 줄어들어 해상도를 증가시킬 수 있다. 몸체(11)의 일면을 슬리밍함으로써 몸체(11)의 일면에서 타면측으로 소정 두께가 제거된다. 이에 따라 몸체(11)의 일면에서 관통홀(12)의 최소 직경부(Rmin)까지의 거리 즉, 쉐도우 하이트(SH)가 감소하게 된다.
구체적으로, 몸체(11)의 일면을 슬리밍하는 단계(S130) 이전, 몸체(11)의 일면에서 최소 직경부(Rmin)까지의 거리는 1㎛초과 3㎛이하일 수 있다. 또한, 몸체(11)의 일면을 슬리밍하는 단계(S130) 이후, 몸체(11)의 일면에서 최소 직경부(Rmin)까지의 거리 즉, 쉐도우 하이트(SH)는 1㎛이하일 수 있다. 예를 들면, 몸체(11)의 일면을 슬리밍하는 단계(S130) 이후, 쉐도우 하이트(SH)는 0.1㎛이상 1㎛이하가 될 수 있다. 또한, 경우에 따라 쉐도우 하이트(SH)는 0이 될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 제조 방법의 슬리밍 단계의 세부 순서도이다.
도 6을 참조하면, 몸체(11)의 일면을 슬리밍하는 단계(S130)는 몸체(11)의 일면에 이형 필름을 부착하는 단계(S131), 몸체(11)의 타면 및 관통홀(12)의 내부에 충전재를 마스킹하는 단계(S132), 몸체(11)의 일면에서 이형 필름을 제거하는 단계(S133), 몸체(11)의 타면을 노광하는 단계(S134), 몸체(11)의 일면을 현상하는 단계(S135) 및 몸체(11)의 일면을 식각하는 단계(S136)를 포함할 수 있다. 몸체(11)의 일면을 슬리밍하는 단계(S130)의 세부 단계에 관해 설명한다.
우선, 도 7에 나타난 바와 같이, 몸체(11)의 일면에 이형 필름(F)을 부착한다(S131). 이형 필름(F)은 몸체(11)의 타면 및 관통홀(12)의 내부에 마스킹되는 충전재가 몸체(11)의 일면 측으로 오버플로우(overflow)되는 것을 막고, 형상이 고르게 나올 수 있게 도와준다.
이때, 이형 필름(F)의 표면 거칠기가 클 경우 관통홀(12)에 채워져 몸체(11)의 일면 측에 도달하는 충전재에 엠보싱 형상이 발생되며, 이것은 추후 몸체(11)의 일면의 균일한 식각을 방해하는 원인이 될 수 있다.
따라서 이형 필름(F)은 낮은 표면 거칠기를 가지는 것이 바람직하다. 이때, 이형 필름(F)은 Rz 표면 거칠기와 Ra 표면 거칠기가 상이할 수 있다. 더욱 상세하게, 이형 필름(F)은 Ra 표면 거칠기보다 큰 Rz 표면 거칠기를 가질 수 있다. 다시 말하면, Rz의 표면 거칠기가 Ra의 표면 거칠기보다 더 큰 수준으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 이형 필름(F)은 Rz 10㎛ 이하, Ra 5㎛이하의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 더욱 바람직하게, 이형 필름(F)은 Rz 1.5㎛ 이하, Ra 0.15㎛이하의 표면 거칠기를 가질 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 몸체(11)의 타면 및 관통홀(12)의 내부에 충전재(P)를 마스킹한다(S132). 충전재(P)는 관통홀(12)에 채워진 상태에서 경화되고 추후 몸체(11)의 일면을 식각할 때 관통홀(12)의 내주면을 식각액으로부터 보호한다. 이때, 충전재(P)는 감광제를 포함할 수 있다. 더욱 상세하게, 충전재(P)는 감광성 필름으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 감광성 필름은 10~20㎛의 두께를 가질 수 있다. 여기서, 관통홀(12)을 충전하기 위한 충전재(P)는 감광제로 한정되는 것은 아니며, 몸체(11)의 일면을 식각할 때 관통홀을 보호할 수 있는 임의의 소재가 될 수도 있다.
다음으로, 도 9에 나타난 바와 같이, 몸체(11)의 일면에서 이형 필름(F)을 제거한다(S133). 충전재(P)가 감광제를 포함할 경우 노광을 통해 충전재(P)를 경화시킬 필요가 있다. 이때, 노광의 진행 전 이형 필름(F)을 제거한다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 충전재(P)가 경화되도록 몸체(11)의 타면을 노광한다(S134). 충전재(P)는 노광을 통해 경화된다. 노광 시 광원(L)은 UV 광원이 될 수 있다(UV 큐어링). 노광을 통해 충전재(P)는 관통홀(12)의 내부에서 경화되어 관통홀(12)의 내주면을 식각액으로부터 보호한다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 몸체(11)의 일면을 현상한다(S135). 몸체(11)의 일면에 이형 필름(F)이 부착된 상태에서 충전재(P)의 마스킹이 이루어지더라도 몸체(11)의 일면으로 충전재(P)가 소면공(121) 외측 즉, 몸체(11)의 일면상으로 오버플로우(overflow)될 수 있다. 몸체(11)의 일면으로 오버플로우된 충전재(P)는 몸체(11)의 일면의 균일한 식각에 방해 요인으로 작용한다. 따라서 오버플로우된 충전재(P)를 현상액(D)을 통해 제거하기 위해 몸체(11)의 일면을 현상한다.
다음으로, 도 12에 나타난 바와 같이, 몸체(11)의 일면을 식각한다(S136). 더욱 상세하게, 몸체(11)의 일면에 식각액(E)을 분사 또는 접촉시켜서 몸체(11)의 일면 측 두께의 일부를 균일하게 제거한다. 예를 들어, 몸체(11)의 일면은 1~3㎛ 식각될 수 있다. 이에 따라 몸체(11)의 일면에서 관통홀(12)의 최소 직경부(Rmin)까지의 거리 즉, 쉐도우 하이트(SH)가 감소하게 된다. 더욱 상세하게, 몸체(11)의 일면에 대한 식각이 이루어진 후 몸체(11)의 일면에서 최소 직경부(Rmin)까지의 거리는 1㎛이하가 될 수 있다.
마지막으로, 관통홀(12)에 충진된 충전재(P)를 제거한다. 이에 따라 증착물이 관통홀(12)을 통과할 수 있는 상태가 된다.
본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예들에 의해 제한되지 아니한다. 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 금속 재질의 판형 몸체; 및
    상기 몸체를 관통하는 관통홀;을 포함하고,
    상기 관통홀은,
    상기 몸체의 일면에서 타면을 향해 상대적으로 좁은 면적으로 형성된 소면공; 및
    상기 몸체의 타면에서 일면을 향해 상대적으로 넓은 면적으로 형성되며, 상기 소면공과 연통되는 대면공;을 포함하고,
    상기 소면공과 상기 대면공이 만나는 지점에 상기 관통홀의 최소 직경부가 형성되며,
    상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 1㎛이하인 증착 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체의 일면은 상기 관통홀이 형성된 후 추가적으로 식각된 증착 마스크.
  3. 금속 재질의 판형 몸체를 준비하는 단계;
    상기 몸체의 일면에서 타면을 향해 상대적으로 좁은 면적으로 형성된 소면공 및 상기 몸체의 타면에서 일면을 향해 상대적으로 넓은 면적으로 형성되며 상기 소면공과 연통되는 대면공을 포함하고, 상기 소면공과 상기 대면공이 만나는 지점에 최소 직경부가 형성된 관통홀을 형성하는 단계; 및
    상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리가 감소되도록 상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계;를 포함하는 증착 마스크 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 이전, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 1㎛이상 3㎛이하이고,
    상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 이후, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 1㎛이하인 증착 마스크 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 이후, 상기 몸체의 일면에서 상기 최소 직경부까지의 거리는 0인 증착 마스크 제조 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계는,
    상기 몸체의 일면에 이형 필름을 부착하는 단계;
    상기 몸체의 타면 및 상기 관통홀의 내부에 충전재를 마스킹하는 단계;
    상기 몸체의 일면에서 상기 이형 필름을 제거하는 단계;
    상기 몸체의 일면을 식각하는 단계; 및
    상기 충전재를 제거하는 단계를 포함하는 증착 마스크 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이형 필름은 Ra 표면 거칠기보다 큰 Rz 표면 거칠기를 가지는 증착 마스크 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전재는 감광성 필름을 포함하는 증착 마스크 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 감광성 필름은 10~20㎛의 두께를 가지는 증착 마스크 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계는 상기 이형 필름을 제거하는 단계와 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 사이에,
    상기 감광성 필름이 경화되도록 상기 몸체의 타면을 노광하는 단계를 더 포함하는 증착 마스크 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 몸체의 일면을 슬리밍하는 단계는 상기 몸체의 타면을 노광하는 단계와 상기 몸체의 일면을 식각하는 단계 사이에,
    상기 몸체의 일면으로 오버플로우된 상기 감광성 필름을 현상액을 통해 제거하기 위해 상기 몸체의 일면을 현상하는 단계를 더 포함하는 증착 마스크 제조 방법.
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