WO2024049055A1 - Oled 화소 증착을 위한 증착용 마스크 - Google Patents

Oled 화소 증착을 위한 증착용 마스크 Download PDF

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WO2024049055A1
WO2024049055A1 PCT/KR2023/012056 KR2023012056W WO2024049055A1 WO 2024049055 A1 WO2024049055 A1 WO 2024049055A1 KR 2023012056 W KR2023012056 W KR 2023012056W WO 2024049055 A1 WO2024049055 A1 WO 2024049055A1
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deposition
protrusion
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hole
deposition mask
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권학노
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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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass

Definitions

  • the embodiment relates to a deposition mask for OLED pixel deposition.
  • Display devices are applied to various devices.
  • the display device is applied to small devices such as smartphones or tablet PCs.
  • the display device is applied to large devices such as TVs, monitors, or public displays (PDs).
  • UHD ultra-high definition
  • PPI Matel Per Inch
  • Display devices are classified into LCD (Liquid Crystal Display) and OLED (Organic Light Emitting Diode) depending on the driving method.
  • the LCD is a display device driven using liquid crystal. Additionally, OLED is a display device driven using organic materials.
  • the OLED can express an infinite contrast ratio, has a response speed more than 1000 times faster than LCD, and has an excellent viewing angle. Accordingly, the OELD is attracting attention as a display device that can replace the LCD.
  • the OLED includes a light emitting layer.
  • the light-emitting layer includes an organic material.
  • the organic material is deposited on the substrate using a deposition mask.
  • the deposition mask may include an open mask (OM) or a fine metal mask (FMM).
  • OM open mask
  • FMM fine metal mask
  • a deposition pattern corresponding to the pattern formed on the deposition mask is formed on the substrate. As a result, the deposition pattern can serve as a pixel.
  • the open mask is a thin plate that forms a deposition pattern only at specific locations when manufacturing OLED.
  • the open mask is used in a deposition process to form a light emitting layer on the backplane after the display manufacturing process is completed.
  • the open mask is a mask that has no blocking area within the operating range of the display in order to deposit the front surface of the display. Therefore, the open mask is used when depositing a light-emitting layer with a light-emitting material of one color.
  • the pi metal mask includes ultrafine holes.
  • the process using the fine metal mask requires several stages of deposition. Therefore, the process requires precise alignment. Accordingly, the process using the fine metal mask is more difficult than the process using the open mask.
  • the fine metal mask is generally manufactured from an Invar alloy metal plate containing iron (Fe) and nickel (Ni). A through hole penetrating through one side and the other side of the metal plate is formed. The through hole is formed at a position corresponding to the pixel pattern. Accordingly, red, green, and blue organic materials can pass through the through-hole of the metal plate and be deposited on the substrate. As a result, a pixel pattern can be formed on the substrate.
  • the fine metal mask includes small holes formed on one side of the metal plate and large holes formed on the other side of the metal plate.
  • the small hole and the large hole are connected by a connection part, thereby forming the through hole.
  • the organic material is sprayed in the direction of the fine metal mask.
  • the organic material is deposited on the deposition substrate using the large hole as an inlet and the small hole as an outlet.
  • the deposition substrate and the fine metal mask are disposed adjacent to each other.
  • the fine metal mask and the deposition substrate may be in contact. Therefore, static electricity may be generated during the separation process. As a result, the fine metal mask may be damaged. Accordingly, in the related art, a separate spacer was placed between the fine metal mask and the deposition substrate.
  • the distance between the carding hole and the deposition surface of the deposition substrate increased due to the thickness of the spacer. Additionally, the deposition quality of the fine metal mask decreased due to the thickness deviation of the spacer.
  • Embodiments provide a mask for deposition with improved deposition efficiency and deposition quality.
  • a deposition mask includes a metal plate including a deposition region and a non-deposition region, the deposition region including at least one effective portion, the effective portion including a plurality of unit through holes and a plurality of protrusions; , the unit through hole is a small hole formed on the first surface of the metal plate; a facing hole formed on a second surface of the metal plate; and a connecting portion connecting the carding hole and the facing hole, wherein the protrusion is disposed between adjacent carding holes on the first surface.
  • a deposition mask includes protrusions.
  • the protrusion is disposed in a deposition area of the deposition mask.
  • the protrusion is disposed in an effective portion of the deposition area of the deposition mask where the organic material moves.
  • the protrusion is disposed on the first side of the metal plate on which the carding hole is formed.
  • the protrusion is formed integrally with the metal plate. That is, the protrusion includes the same material as the metal plate.
  • the protrusion can be formed simultaneously in the process of forming the small hole and the large hole. Therefore, process efficiency can be improved.
  • the protrusion When depositing an organic material on the deposition substrate, the protrusion is disposed between the deposition substrate and a deposition mask. Accordingly, the protrusion serves as a spacer.
  • the protrusion may have a set size.
  • the protrusion has a thickness and width within a set range. Accordingly, a decrease in deposition quality due to the protrusion can be prevented. Additionally, high-resolution pixel patterns can be formed.
  • the plurality of protrusions have a deviation within a set range. Accordingly, the distance deviation between the plurality of carding holes and the deposition substrate is reduced. Accordingly, a decrease in deposition quality due to the protrusion can be prevented.
  • the plurality of protrusions may be arranged in different sizes for each location.
  • the width of the protrusion may increase while extending from the edge of the effective portion to the central portion. That is, the width of the protrusion disposed at the edge of the effective portion is smaller than the width of the protrusion disposed at the center.
  • the central portion is a portion where many holes are distributed. Accordingly, the strength of the central portion may be small. Accordingly, a gap may be formed when attaching the deposition mask to the deposition substrate. Therefore, forming many protrusions in the central portion can prevent gaps. Additionally, the strength of the central portion is improved. Accordingly, the deposition reliability of the deposition mask can be improved.
  • the surface roughness of the protrusion may be greater than that of the metal plate. Accordingly, since the contact area of the protrusion increases, the width of the protrusion may be reduced. Accordingly, it is possible to prevent the size of the deposition mask from increasing due to the protrusion.
  • the protrusion may be formed of at least two layers.
  • the protrusion may include a first layer and a second layer on the first layer.
  • the second layer may include a material with low conductivity.
  • the second layer may include a non-conductive material. Accordingly, static electricity generated when the protrusion and the deposition substrate come into contact can be reduced. Accordingly, the deposition mask can be prevented from being damaged by the static electricity.
  • the area of the upper surface of the protrusion is smaller than the first surface. Accordingly, the contact area between the deposition substrate and the deposition mask may be reduced. Accordingly, static electricity generated when the deposition substrate and the protrusion come into contact can be reduced. Additionally, static electricity generated when separating the deposition substrate can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the combination of a deposition mask and a frame according to an embodiment.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of an organic material deposition apparatus including a deposition mask according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a deposition pattern being formed on a deposition substrate through a through hole of a deposition mask according to an embodiment.
  • Figure 4 is a top view of a deposition mask according to an embodiment.
  • Figures 5 to 8 are cross-sectional views taken along area A-A' of Figure 4.
  • the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
  • the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as “at least one (or more than one) of A, B, and C,” it can be combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, sequence, or order of the component.
  • a component when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to that other component, but also is connected to that component. It may also include cases where other components are 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between them.
  • “above” or “below” refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components.
  • top (above) or bottom (bottom), it can include the meaning of not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • the deposition mask described below is a fine metal mask (FMM) that can form an RGB pixel pattern on the deposition substrate by depositing red, green, and blue organic materials on the deposition substrate. . Additionally, the following description does not apply to the open mask (OM).
  • FMM fine metal mask
  • 1 to 3 are diagrams for explaining a process of depositing an organic material on a deposition substrate 300 using a deposition mask 100 according to an embodiment.
  • the organic material deposition apparatus includes a deposition mask 100, a mask frame 200, a deposition substrate 300, an organic material deposition container 400, and a vacuum chamber 500.
  • the deposition mask 100 includes metal.
  • the deposition mask includes iron (Fe) and nickel (Ni).
  • the deposition mask includes an Invar alloy containing iron (Fe) and nickel (Ni).
  • the deposition mask 100 includes a plurality of through holes (TH).
  • the through hole is disposed in the effective portion.
  • the through hole is arranged to correspond to the pixel pattern to be formed on the deposition substrate.
  • the deposition mask 100 includes an ineffective portion other than an effective portion including a deposition area.
  • the mask frame 200 includes an opening 205.
  • the plurality of through holes are disposed in an area corresponding to the opening 205. Accordingly, the organic material supplied to the organic material deposition container 400 is deposited on the deposition substrate 300.
  • the deposition mask 100 is placed and fixed on the mask frame 200. For example, the deposition mask 100 is stretched with a constant tensile force. Additionally, the deposition mask 100 is welded and fixed on the mask frame 200.
  • the non-effective area of the deposition mask 100 is welded.
  • the deposition mask 100 is fixed on the mask frame 200. Subsequently, the portion protruding outside of the mask frame 200 is cut and removed.
  • the mask frame 200 includes metal with high rigidity. Thereby, deformation of the mask frame during the welding process is reduced.
  • the deposition substrate 300 is a substrate used when manufacturing a display device. For example, an OLED pixel pattern is formed on the deposition substrate 300. Organic patterns of red, green, and blue are formed on the deposition substrate 300 to form pixels of the three primary colors of light. That is, an RGB pattern is formed on the deposition substrate 300.
  • the organic material deposition vessel 400 is a crucible. An organic material is placed inside the crucible.
  • the organic material deposition vessel 400 moves within the vacuum chamber 500. That is, the organic material deposition vessel 400 moves in one direction within the vacuum chamber 500. For example, the organic material deposition container 400 moves in the width direction of the deposition mask 100 within the vacuum chamber 500.
  • a heat source and/or current is supplied to the organic material deposition vessel 400. Thereby, the organic material is deposited on the deposition substrate 300.
  • the deposition mask 100 includes a metal plate 10.
  • the metal plate includes a first side (1S) and a second side (2S).
  • the first surface 1S and the second surface 2S are opposite surfaces to each other.
  • the first surface 1S includes a carding hole V1.
  • the second surface 2S includes a facing hole V2.
  • a plurality of small holes V1 and a plurality of large holes V2 are formed on the first surface 1S and the second surface 2S, respectively.
  • the deposition mask 100 includes a through hole (TH).
  • the through hole (TH) is formed by a connection portion (CA) connecting the boundaries of the small hole (V1) and the large hole (V2).
  • the width of the large hole (V2) is larger than the width of the small hole (V1).
  • the width of the small hole V1 is measured on the first surface 1S of the deposition mask 100.
  • the width of the facing hole V2 is measured on the second surface 2S of the deposition mask 100.
  • the width of the connection portion (CA) has a set size.
  • the width of the connection portion (CA) may be 15 ⁇ m to 33 ⁇ m.
  • the width of the connection portion CA may be 19 ⁇ m to 33 ⁇ m.
  • the width of the connection portion (CA) may be 20 ⁇ m to 27 ⁇ m. If the width of the connection portion (CA) exceeds 33 ⁇ m, it is difficult to achieve a resolution of 500PPI or higher. Additionally, if the width of the connection portion CA is less than 15 ⁇ m, defects may occur during the deposition process.
  • the carding hole V1 faces the deposition substrate 300.
  • the carding hole V1 is disposed close to the deposition substrate 300. Accordingly, the small hole V1 has a shape corresponding to the deposition pattern DP.
  • the facing hole V2 faces the organic material deposition container 400. Accordingly, the organic material supplied from the organic material deposition container 400 can be accommodated in a wide area by the facing hole V2. Additionally, a fine pattern can be quickly formed on the deposition substrate 300 through the carding hole V1.
  • the organic material accommodated by the large hole (V1) is deposited on the deposition substrate 300 by the small hole (V1). Accordingly, one of red, green, or blue pixel patterns is formed on the deposition substrate 300. Then, repeat the above process. Accordingly, all red, green, or blue pixel patterns are formed on the deposition substrate 300.
  • the deposition mask 100 is disposed adjacent to the deposition substrate 300 to form a pixel pattern on the deposition substrate 300.
  • the deposition mask 100 and the deposition substrate 300 may be in contact. Accordingly, static electricity may be generated when the deposition mask 100 is separated. Accordingly, the deposition mask 100 may be damaged by the static electricity.
  • the shadow effect increased with the thickness of the spacer.
  • the shadow effect is a phenomenon in which organic materials spread during deposition. Accordingly.
  • the deposition efficiency of the deposition mask decreased.
  • the thickness deviation of the pixel pattern occurred due to the thickness deviation of the spacer.
  • Figure 4 is a plan view of a deposition mask 100 according to an embodiment.
  • the deposition mask 100 includes a deposition area (DA) and a non-deposition area (NDA).
  • DA deposition area
  • NDA non-deposition area
  • the deposition area DA is an area for forming a deposition pattern.
  • the deposition area DA includes a patterned area and a non-patterned area.
  • the pattern area is an area including a small hole (V1), a large hole (V2), a through hole (TH), and an island portion (IS).
  • the non-pattern area is an area that does not include the small hole (V1), the large hole (V2), the through hole (TH), and the island portion (IS).
  • the deposition area DA includes a plurality of effective areas AA capable of forming a plurality of deposition patterns. That is, the pattern area includes the plurality of effective areas (AA).
  • the effective area is an area of the deposition area DA where the small hole V1, the large hole V2, the through hole TH, and the island portion IS are formed. That is, the deposition mask 100 allows organic materials to move through the effective area AA.
  • the effective area AA may include a first effective area AA1 and a second effective area AA2.
  • the second effective area AA surrounds the first effective area AA1. Additionally, the area of the first effective area AA1 is larger than the area of the second effective area AA.
  • the deposition area DA includes a plurality of separation areas IA1 and IA2 included in one deposition mask 100.
  • Isolation areas IA1 and IA2 are disposed between adjacent effective areas.
  • the separation areas (IA1, IA2) are separation areas between a plurality of effective areas. Adjacent effective areas can be distinguished by the separation areas (IA1, IA2).
  • one deposition mask 100 can support a plurality of effective areas.
  • the non-deposition area is an area that is not involved in deposition.
  • the non-deposition area NDA includes frame fixing areas FA1 and FA2.
  • the frame fixing area is an area for fixing the deposition mask 100 to the mask frame 200. Additionally, the non-deposition area NDA may include half-etched portions HF1 and HF2 and an open portion.
  • the half-etched portions HF1 and HF2 distribute stress generated when the deposition mask 100 is stretched.
  • the open portion OA distributes stress generated when the deposition mask 100 is stretched. Accordingly, deformation of the deposition mask is reduced.
  • FIGS. 5 to 8 are cross-sectional views taken along area A-A' of Figure 4. That is, FIGS. 5 to 8 are cross-sectional views of a partial area of the effective portion of the deposition area DA.
  • the deposition mask 100 includes a metal plate 10.
  • the metal plate 10 includes a first surface 1S and a second surface 2S opposite to the first surface 1S.
  • the carding hole V1 is formed on the first surface 1S.
  • the facing hole V2 is formed in the second surface 2S.
  • the small hole (V1) and the facing hole (V2) are connected by a connection portion (CA). Accordingly, a plurality of through holes TH are formed in the metal plate 10.
  • a protrusion 600 is disposed on the first surface 1S.
  • the protrusion 600 may contact the first surface 1S.
  • the protrusion 600 may be formed integrally with the metal plate 10. Accordingly, the protrusion 600 may include the same material as the metal plate 10. That is, the protrusion 600 may include nickel-iron alloy.
  • the protrusion 600 may be formed during the process of forming the small hole V1 and the large hole V2.
  • the protrusion 600 may first be formed on the metal plate 10 through an etching process, and then the small hole and the large hole may be continuously formed in the same process step. Accordingly, process efficiency can be improved.
  • the protrusion 600 may be disposed between the carding holes V1.
  • the protrusion 600 may be disposed between adjacent carding holes.
  • the drawing shows one protrusion disposed between adjacent carding holes. However, the embodiment is not limited thereto. At least one protrusion 600 may be disposed between adjacent carding holes.
  • the protrusion 600 may serve as a spacer for the deposition mask 100.
  • the protrusion 600 may contact the deposition substrate 300.
  • the deposition mask 100 and the deposition substrate 300 do not come into direct contact. Therefore, when separating the deposition mask 100 and the deposition substrate 300 after depositing a pixel pattern, the deposition mask 100 can be prevented from being damaged by static electricity.
  • the protrusion 600 may have a thickness (T) and a width (W1) within a set range.
  • the thickness (T) of the protrusion 600 may be smaller than the height (h) of the carding hole (V1).
  • the thickness T of the protrusion 600 may be 50% or less, 40% or less, or 30% or less of the height (h) of the carding hole V1.
  • the thickness T of the protrusion 600 may be 25% to 50% of the height h of the carding hole V1.
  • the thickness (T) of the protrusion 600 It is difficult to form the thickness (T) of the protrusion 600 to be less than 25% of the height (h) of the carding hole (V1). As a result, the thickness deviation of the plurality of protrusions may increase. Accordingly, the deposition efficiency of the deposition mask may be reduced.
  • the thickness T of the protrusion 600 exceeds 50% of the height h of the carding hole V1
  • the distance between the carding hole V1 and the deposition substrate 300 increases. Accordingly, the shadow formed on the deposition substrate 300 may increase, thereby reducing deposition quality.
  • the shadow is the area where the organic material coming from the carding hole diffuses. The thickness of the shadow is smaller than the thickness of the pixel pattern to be deposited.
  • the thickness T of the protrusion 600 may be less than 3 ⁇ m.
  • the thickness (T) of the protrusion 600 may be 0.5 ⁇ m to less than 3 ⁇ m, 1 ⁇ m to 2.5 ⁇ m, or 1.5 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the maximum thickness of the protrusion 600 may be smaller than the maximum thickness of the carding hole. Additionally, the minimum thickness of the protrusion 600 may be smaller than the minimum thickness of the carding hole.
  • the size of the minimum and maximum thickness of the protrusion 600 and the thickness of the carding hole can be confirmed through comparison with the carding hole closest to the protrusion.
  • the width W1 of the protrusion 600 may be smaller than the pitch P of the carding hole V1.
  • the width W1 of the protrusion 600 is greater than the pitch P of the small hole V1
  • the size of the deposition mask increases to form the protrusion 600. Additionally, the number of carding holes may be reduced. Accordingly, the number of pixels formed on the deposition substrate decreases.
  • the width W1 of the protrusion 600 may be 10 ⁇ m or more. That is, the width W1 of the protrusion 600 may be 10 ⁇ m or more and may be smaller than the pitch P of the carding hole V1.
  • the deviation of the thickness T of the protrusions 600 may have a set range. In detail, the deviation of the thickness T of the protrusions 600 may be 20% or less. In detail, the deviation of the thickness T of the protrusions 600 may be 1% to 20% or 1.5% to 6%.
  • the deviation of the thickness T of the protrusions 600 exceeds 20%, the deviation of the distance between the small hole V1 and the deposition substrate 300 may increase. Accordingly, the width or thickness deviation of the pixel pattern deposited through each small hole V1 may increase. Accordingly, the deposition quality of the deposition marks may decrease.
  • the variation in thickness of the carding holes V1 may be 40% or less.
  • the deviation of the thickness of the carding holes V1 may be 1% to 40%, 1.2% to 20%, 1.5% to 10%, or 2% to 6%.
  • the thickness of the deposition pattern deposited through each carding hole V1 is not uniform. Accordingly, the deposition quality of the deposition marks may decrease.
  • the size of the protrusion 600 may vary depending on location.
  • the width of the protrusion 600 may vary depending on location.
  • the width of the protrusion 600 may vary while extending from the edge of the effective portion AA toward the center.
  • the width of the protrusion 600 may increase while extending from the edge of the effective portion AA toward the center. That is, the width of the protrusion 600 may increase while extending from the outside to the inside of the effective portion AA.
  • the width W1-1 of the protrusion adjacent to the effective part AA is formed to be smaller than the widths W1-2 and W1-3 of the protrusion far from the effective part AA. Accordingly, the width of the protrusion adjacent to the edge of the effective portion AA is small. Additionally, the width of the protrusion adjacent to the central portion of the effective portion AA is large.
  • the widths (W1-1, W1-2, W1-3) of the protrusions are 10 ⁇ m or more, larger than the width (W2) of the carding hole (V1), and the pitch (P) of the carding hole (V1) It can be smaller than
  • the width of the protrusion 600 increases as it extends from the edge of the effective portion AA toward the center. Accordingly, the contact area between the protrusion 600 and the deposition substrate 300 is reduced at the edge of the effective portion AA and the area adjacent thereto. In addition, the contact area between the protrusion 600 and the deposition substrate 300 increases in the central portion of the effective portion AA and an area adjacent thereto.
  • the deposition mask 100 can be easily separated.
  • the deposition mask 100 is separated from the edge to the center.
  • the edge of the effective portion AA has a small contact area
  • the deposition mask 100 can be separated with a small force. Therefore, the deposition mask 100 can be easily separated. Additionally, it is possible to prevent the deposition mask 100 from being damaged during the separation process.
  • the protrusion 600 may have a different surface roughness than the metal plate 10 .
  • the protrusion 600 includes a lower surface (BS) and an upper surface (TS).
  • the lower surface BS is a surface in contact with the metal plate 10.
  • the upper surface TS is opposite to the lower surface BS.
  • the top surface TS is a surface that contacts the deposition substrate when a pixel pattern is deposited on the deposition substrate through the deposition mask.
  • the surface roughness of the upper surface TS may be different from the surface roughness of the first surface 1S.
  • the surface roughness of the upper surface TS may be greater than that of the first surface 1S.
  • the top surface TS may include a plurality of patterns PA.
  • the top surface TS may include a concavo-convex pattern.
  • the contact area between the protrusion 600 and the deposition substrate 300 may increase. Accordingly, even if the width of the protrusion 600 is reduced, the contact area between the deposition substrate 300 and the protrusion 600 can be maintained.
  • the protrusion 600 may include a plurality of layers.
  • the protrusion 600 may include a first layer (L1) and a second layer (L2) on the first layer (L1).
  • the first layer (L1) is in contact with the first surface (1S) of the metal plate 10, and the second layer (L2) is in contact with the first layer (L1).
  • the first layer (L1) and the second layer (L2) may have different characteristics.
  • the first layer (L1) and the second layer (L2) may have different conductivities.
  • the conductivity of the first layer (L1) may be greater than the conductivity of the second layer (L2).
  • the second layer (L2) may be non-conductive.
  • the first layer (L1) may include a nickel-iron alloy
  • the second layer (L2) may include a metal with low conductivity
  • the second layer L2 may include an oxide layer.
  • the second layer (L2) may be formed by oxidizing the surface of the first layer (L1).
  • the first layer (L1) may include a nickel-iron alloy
  • the second layer (L2) may include a non-conductive material
  • the second layer (L2) may include a resin layer. That is, the first layer (L1) and the second layer (L2) may include different materials.
  • the contact surface of the protrusion 600 is made of an insulator or a material with low conductivity. Accordingly, static electricity generated between the protrusion 600 and the deposition substrate 300 can be prevented.
  • a deposition mask includes protrusions.
  • the protrusion is disposed in a deposition area of the deposition mask.
  • the protrusion is disposed in an effective portion of the deposition area of the deposition mask where the organic material moves.
  • the protrusion is disposed on the first side of the metal plate on which the carding hole is formed.
  • the protrusion is formed integrally with the metal plate. That is, the protrusion includes the same material as the metal plate.
  • the protrusion can be formed simultaneously in the process of forming the small hole and the large hole. Therefore, process efficiency can be improved.
  • the protrusion When depositing an organic material on the deposition substrate, the protrusion is disposed between the deposition substrate and a deposition mask. Accordingly, the protrusion serves as a spacer.
  • the protrusion may have a set size.
  • the protrusion has a thickness and width within a set range. Accordingly, a decrease in deposition quality due to the protrusion can be prevented. Additionally, high-resolution pixel patterns can be formed.
  • the plurality of protrusions have a deviation within a set range. Accordingly, the distance deviation between the plurality of carding holes and the deposition substrate is reduced. Accordingly, a decrease in deposition quality due to the protrusion can be prevented.
  • the plurality of protrusions may be arranged in different sizes for each location.
  • the width of the protrusion may increase while extending from the edge of the effective portion to the central portion. That is, the width of the protrusion disposed at the edge of the effective portion is smaller than the width of the protrusion disposed at the center.
  • the central portion is a portion where many holes are distributed. Accordingly, the strength of the central portion may be small. Accordingly, a gap may be formed when attaching the deposition mask to the deposition substrate. Therefore, forming many protrusions in the central portion can prevent gaps. Additionally, the strength of the central portion is improved. Accordingly, the deposition reliability of the deposition mask can be improved.
  • the surface roughness of the protrusion may be greater than that of the metal plate. Accordingly, since the contact area of the protrusion increases, the width of the protrusion may be reduced. Accordingly, it is possible to prevent the size of the deposition mask from increasing due to the protrusion.
  • the protrusion may be formed of at least two layers.
  • the protrusion may include a first layer and a second layer on the first layer.
  • the second layer may include a material with low conductivity.
  • the second layer may include a non-conductive material. Accordingly, static electricity generated when the protrusion and the deposition substrate come into contact can be reduced. Accordingly, the deposition mask can be prevented from being damaged by the static electricity.
  • the area of the upper surface of the protrusion is smaller than the first surface. Accordingly, the contact area between the deposition substrate and the deposition mask may be reduced. Accordingly, static electricity generated when the deposition substrate and the protrusion come into contact can be reduced. Additionally, static electricity generated when separating the deposition substrate can be reduced.

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Abstract

실시예에 따른 증착용 마스크는, 증착 영역 및 비증착 영역을 포함하는 금속판을 포함하고, 상기 증착 영역은 적어도 하나의 유효부를 포함하고, 상기 유효부는 복수의 단위 관통홀 및 복수의 돌출부를 포함하고, 상기 단위 관통홀은 상기 금속판의 제 1 면에 형성되는 소면공; 상기 금속판의 제 2 면에 형성되는 대면공; 및 상기 소면공과 상기 대면공을 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 제 1 면 상에서 인접하는 소면공들 사이에 배치된다.

Description

OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크
실시예는 OLED 화소 증착을 위한 증착용 마스크에 관한 것이다.
표시 장치는 다양한 디바이스에 적용된다. 예를 들어, 상기 표시 장치는 스마트폰 또는 태블릿 PC와 같은 소형 디바이스에 적용된다. 또는, 상기 표시 장치는 TV, 모니터 또는 퍼블릭 디스플레이(PD, Public Display)과 같은 대형 디바이스에 적용된다. 최근에는 500 PPI(Pixel Per Inch) 이상의 초고해상도 UHD(UHD, Ultra High Definition)에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라, 고해상도를 가지는 표시 장치가 소형 디바이스 및 대형 디바이스에 적용되고 있다.
표시 장치는 구동 방법에 따라서 LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diode)로 구분된다.
상기 LCD는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 구동되는 표시 장치이다. 또한, OLED는 유기물을 이용해 구동되는 표시 장치이다.
상기 OLED는 무한한 명암비를 표현할 수 있고, LCD보다 1000배 이상의 빠른 응답 속도를 가지며 시야각이 우수하다. 이에 따라, 상기 OELD는 상기 LCD를 대체할 수 있는 표시 장치로 주목 받고 있다.
상기 OLED는 발광층을 포함한다. 상기 발광층은 유기물을 포함한다. 상기 유기물은 증착용 마스크에 의해 기판 상에 증착된다. 상기 증착용 마스크는 오픈 마스크(OM, Open Mask) 또는 파인 메탈 마스크(FMM, Fine Metal Mask)를 포함할 수 있다. 상기 기판 상에는 증착용 마스크에 형성된 패턴과 대응되는 증착 패턴이 형성된다. 이에 의해, 상기 증착 패턴은 화소의 역할을 할 수 있다.
상기 오픈마스크는 OLED를 제조할 때, 특정 위치에만 증착 패턴을 형성하는얇은 판이다. 상기 오픈 마스크는 디스플레이 제조 과정에서 백플레인(Backplane)이 완료된 후 그 위에 발광층을 형성하는 증착공정에서 사용된다. 즉, 상기 오픈마스크는 디스플레이의 전면을 증착하기 위해 디스플레이가 작동하는 범위 내에서 가림 부위가 없는 마스크이다. 따라서, 상기 오픈 마스크는 한 가지 색깔의 발광물질로 발광층을 증착할 때 사용된다.
반면에, 파인 메탈 마스크는 발광층의 서브 픽셀(Sub-pixel)에 색깔을 달리하기 위해 사용한다. 따라서, 상기 파이 메탈 마스크는 초미세 홀(Hole)을 포함한다. 상기 파인 메탈 마스크를 이용하는 공정은 여러 단계의 증착 과정을 진행해야 한다. 따라서, 상기 공정은 정확한 정렬이 요구된다. 이에 따라, 상기 파인 메탈 마스크를 이용하는 공정은 오픈 마스크를 이용하는 공정보다 난이도가 높다.
상기 OLED의 발광층을 오픈 마스크에 의해 증착하는 경우 한가지 색의 발광층만이 형성된다. 따라서, 다양한 색의 구현을 위해 별도의 컬러필터(Color Filter, C/F)가 요구된다. 반면에, 상기 파인 메탈 마스크를 사용하는 경우 RGB 발광층을 형성할 수 있다. 따라서, 별도의 컬러필더가 요구되지 않는다. 즉, 상기 파인 메탈 마스크를 사용하는 기술은 난이도가 높다. 그러나, 오픈 마스크를 사용하는 방식과 대비하여 빛을 차단하는 필터가 요구되지 않으므로 빛 효율이 좋다.
상기 파인 메탈 마스크는 일반적으로 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 인바(Invar) 합금 금속판에 의해 제조된다. 상기 금속판의 일면 및 타면에는 상기 일면 및 상기 타면을 관통하는 관통홀이 형성된다. 상기 관통홀은 화소 패턴과 대응되는 위치에 형성된다. 이에 따라, 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 유기물은 상기 금속판의 관통홀을 통과하여 기판 상에 증착될 수 있다. 이에 의해, 상기 기판 상에는 화소 패턴이 형성될 수 있다.
한편, 상기 파인 메탈 마스크는 금속판의 일면에 형성되는 소면공 및 상기 금속판의 타면에 형성되는 대면공을 포함한다. 상기 관통홀은 상기 소면공과 상기 대면공은 연결부에 의해 연결된다, 이에 의해, 상기 관통홀이 형성된다.
상기 유기물은 상기 파인 메탈 마스크 방향으로 분사된다. 상기 유기물은 상기 대면공을 입구로 하고, 상기 소면공을 출구로 하여 상기 증착 기판 상에 증착된다.
이에 따라, 상기 증착 기판과 상기 파인 메탈 마스크는 인접하여 배치된다. 이때, 상기 파인 메탈 마스크와 증착 기판이 접촉할 수 있다. 따라서, 분리 공정 중에 정전기가 발생할 수 있다. 이에 의해, 상기 파인 메탈 마스크가 손상될 수 있다. 이에 따라, 종래에는 상기 파인 메탈 마스크와 상기 증착 기판 사이에 별도의 스페이서를 배치하였다.
그러나, 상기 스페이서의 두께에 의해 소면공과 상기 증착 기판의 증착면 사이의 거리가 증가하였다. 또한, 상기 스페이서의 두께 편차에 의해 파인 메탈 마스크의 증착 품질이 감소하였다.
따라서, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 증착용 마스크 및 이의 제조방법이 요구된다.
실시예는 향상된 증착 효율 및 증착 품질을 가지는 증착용 마스크를 제공한다.
실시예에 따른 증착용 마스크는, 증착 영역 및 비증착 영역을 포함하는 금속판을 포함하고, 상기 증착 영역은 적어도 하나의 유효부를 포함하고, 상기 유효부는 복수의 단위 관통홀 및 복수의 돌출부를 포함하고, 상기 단위 관통홀은 상기 금속판의 제 1 면에 형성되는 소면공; 상기 금속판의 제 2 면에 형성되는 대면공; 및 상기 소면공과 상기 대면공을 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 제 1 면 상에서 인접하는 소면공들 사이에 배치된다.
실시예에 따른 증착용 마스크는 돌출부를 포함한다. 상기 돌출부는 상기 증착용 마스크의 증착 영역에 배치된다. 상기 돌출부는 상기 증착용 마스크의 증착 영역 중 유기 물질이 이동하는 유효부에 배치된다.
상기 돌출부는 소면공이 형성되는 금속판의 제 1 면 상에 배치된다. 상기 돌출부는 상기 금속판과 일체로 형성된다. 즉, 상기 돌출부는 상기 금속판과 동일한 물질을 포함한다.
이에 따라, 상기 돌출부는 상기 소면공 및 대면공을 형성하는 공정에서 동시에 형성할 수 있다. 따라서, 공정 효율이 향상될 수 있다.
상기 증착 기판에 유기 물질을 증착 할 때, 상기 돌출부는 상기 증착 기판과 증착용 마스크 사이에 배치된다. 이에 따라, 상기 돌출부는 스페이서 역할을 한다.
따라서, 상기 증착 기판에 유기 물질을 증착할 때. 별도의 스페이서를 배치하는 공정이 생략될 수 있다.
상기 돌출부는 설정된 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부는 설정된 범위의 두께 및 폭을 가진다. 이에 따라, 상기 돌출부에 의한 증착 품질 감소를 방지할 수 있다. 또한, 고해상도의 화소 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 복수의 돌출부들은 설정된 범위의 편차를 가진다. 이에 따라, 복수의 소면공들과 증착 기판 사이의 거리 편차가 감소된다. 이에 따라, 상기 돌출부에 의한 증착 품질 감소가 방지될 수 있다.
또한, 복수의 돌출부들은 위치마다 다른 크기로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부의 폭은 상기 유효부의 가장자리에서 중앙부로 연장하면서 커질 수 있다. 즉, 상기 유효부의 가장자리에 배치되는 돌출부의 폭은 중앙부에 배치되는 돌출부의 폭보다 작다. 상기 중앙부는 홀이 많이 분포하는 부분이다. 따라서, 상기 중앙부의 강도는 작을 수 있다 이에 따라, 증착용 마스크를 증착 기판에 부착할 때 갭이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 중앙부에 돌출부를 많이 형성하면 갭을 방지할 수 있다. 또한, 상기 중앙부의 강도가 향상된다. 따라서, 증착용 마스크의 증착 신뢰성이 향상될 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크와 상기 증착 기판을 분리할 때, 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 분리 공정 중에 상기 증착용 마스크가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부의 표면조도는 금속판의 표면조도보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부의 접촉 면적이 증가되므로, 상기 돌출부의 폭이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부에 의해 증착용 마스크의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 적어도 2층으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부는 제 1 층 및 제 1 층 상의 제 2 층을 포함할 수 있다.
상기 제 2 층은 작은 전도성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 2 층은 비전도성 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부와 상기 증착 기판이 접촉할 때 발생하는 정전기가 감소될 수 있다. 따라서, 상기 증착용 마스크가 상기 정전기에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부의 상면의 면적은 상기 제 1 면보다 작게 형성된다. 따라서, 상기 증착 기판과 상기 증착 마스크의 접촉 면적이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 기판과 상기 돌출부가 접촉할 때 발생하는 정전기가 감소될 수 있다. 또한, 상기 증착 기판을 분리할 때 발생하는 정전기가 감소될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 증착용 마스크 및 프레임의 결합을 도시한 도면이다.
도 2는 실시예에 따른 증착용 마스크를 포함하는 유기물 증착 장치의 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 증착용 마스크의 관통홀에 의해 증착 기판 상에 증착 패턴이 형성되는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 증착용 마스크의 평면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 A-A' 영역을 절단한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하 도면들을 참조하여 실시예에 따른 증착용 마스크를 설명한다.
이하에서 설명하는 증착용 마스크는 증착 기판에 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 유기물을 증착하여 상기 증착 기판 상에 RGB 화소 패턴을 형성할 수 있는 파인 메탈 마스크(FMM)이다. 또한, 오픈 마스크(OM)에 대해서는 이하의 설명이 적용되지 않는다.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 증착용 마스크(100)를 사용하여 증착 기판(300) 상에 유기 물질을 증착하는 공정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기물 증착 장치는 증착용 마스크(100), 마스크 프레임(200), 증착 기판(300), 유기물 증착 용기(400) 및 진공 챔버(500)를 포함한다.
상기 증착용 마스크(100)는 금속을 포함한다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크는 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함한다. 자세하게, 상기 증착용 마스크는 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 인바 합금을 포함한다.
상기 증착용 마스크(100)는 복수의 관통홀(TH)을 포함한다. 상기 관통홀은 유효부에 배치된다. 상기 관통홀은 증착 기판 상에 형성될 화소 패턴과 대응되도록 배치된다. 상기 증착용 마스크(100)는 증착 영역을 포함하는 유효부 이외의 비유효 부를 포함한다.
상기 마스크 프레임(200)은 개구부(205)를 포함한다. 상기 복수의 관통홀은 상기 개구부(205)와 대응되는 영역 상에 배치된다. 이에 따라, 상기 유기물 증착 용기(400)로 공급되는 유기 물질이 상기 증착 기판(300) 상에 증착된다. 상기 증착용 마스크(100)는 상기 마스크 프레임(200) 상에 배치되어 고정된다. 예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)는 일정한 인장력으로 인장된다. 또한, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 마스크 프레임(200) 상에 용접되어 고정된다.
예를 들어, 상기 증착용 마스크(100)의 비유효 영역을 용접한다. 이에 의해, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 마스크 프레임(200) 상에 고정된다. 이어서, 상기 마스크 프레임(200)의 외부로 돌출되는 부분은 절단하여 제거한다.
상기 마스크 프레임(200)은 강성이 큰 금속을 포함한다. 이에 의해, 용접 공정 중에 상기 마스크 프레임의 변형이 감소된다.
상기 증착 기판(300)은 표시 장치를 제조할 때 사용하는 기판이다. 예를 들어, 상기 증착 기판(300) 상에는 OLED 화소 패턴이 형성된다. 상기 증착 기판(300) 상에는 빛의 3원색인 화소를 형성하기 위하여 적색(Red), 녹색(Greed) 및 청색(Blue)의 유기물 패턴이 형성된다. 즉, 상기 증착 기판(300) 상에는 RGB 패턴이 형성된다.
상기 유기물 증착 용기(400)는 도가니이다. 상기 도가니의 내부에는 유기 물질이 배치된다. 상기 유기물 증착 용기(400)는 상기 진공 챔버(500) 내에서 이동한다. 즉, 상기 유기물 증착 용기(400)는 진공 챔버(500) 내에서 일 방향으로 이동한다. 예를 들어, 상기 유기물 증착 용기(400)는 진공 챔버(500) 내에서 상기 증착용 마스크(100)의 폭 방향으로 이동한다.
상기 유기물 증착 용기(400)에는 열원 및/또는 전류가 공급된다. 이에 의해, 상기 유기 물질은 상기 증착 기판(300) 상에 증착된다.
도 3을 참조하면, 상기 증착용 마스크(100)는 금속판(10)을 포함한다. 상기 금속판은 제 1 면(1S) 및 제 2 면(2S)을 포함한다. 상기 제 1 면(1S) 및 상기 제 2 면(2S)은 서로 반대되는 면이다.
상기 제 1 면(1S)은 소면공(V1)을 포함한다. 상기 제 2 면(2S)은 대면공(V2)을 포함한다. 예를 들어, 상기 제 1 면(1S) 및 상기 제 2 면(2S)에는 각각 복수의 소면공(V1)들 및 복수의 대면공(V2)들이 형성된다.
또한, 상기 증착용 마스크(100)는 관통홀(TH)을 포함한다. 상기 관통홀(TH)은 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)의 경계가 연결되는 연결부(CA)에 의해 형성된다.
상기 대면공(V2)의 폭은 상기 소면공(V1)의 폭보다 크다. 상기 소면공(V1)의 폭은 상기 증착용 마스크(100)의 제 1 면(1S)에서 측정된다. 상기 대면공(V2)의 폭은 상기 증착용 마스크(100)의 제 2 면(2S)에서 측정된다.
또한, 상기 연결부(CA)의 폭은 설정된 크기를 가진다. 자세하게, 상기 연결부(CA)의 폭은 15㎛ 내지 33㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 연결부(CA)의 폭은 19㎛ 내지 33㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 연결부(CA)의 폭은 20㎛ 내지 27㎛일 수 있다. 상기 연결부(CA)의 폭이 33㎛ 초과하면 500PPI 급 이상의 해상도를 구현하기 어렵다. 또한, 상기 연결부(CA)의 폭이 15㎛ 미만인 경우에는 증착 공정 중 불량이 발생할 수 있다.
상기 소면공(V1)은 상기 증착 기판(300)과 마주본다. 상기 소면공(V1)은 상기 증착 기판(300)과 가까이 배치된다. 이에 따라, 상기 소면공(V1)은 증착 패턴(DP)과 대응되는 형상을 가진다.
상기 대면공(V2)은 상기 유기물 증착 용기(400)과 마주본다. 이에 따라, 상기 유기물 증착 용기(400)로부터 공급되는 유기물질은 상기 대면공(V2)에 의해 넓은 폭에서 수용될 수 있다. 또한, 상기 소면공(V1)을 통하여 상기 증착 기판(300) 상에 미세한 패턴을 빠르게 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 대면공(V1)에 의해 수용되는 유기물질은 상기 소면공(V1)에 의해 상기 증착 기판(300)에 증착된다. 이에 따라, 상기 증착 기판(300) 상에는 적색, 녹색 또는 청색의 화소 패턴 중 어느 하나의 패턴이 형성된다. 이어서, 상기 공정을 반복한다. 이에 따라, 상기 증착 기판(300) 상에 적색, 녹색 또는 청색의 화소 패턴이 모두 형성된다.
한편, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 증착 기판(300) 상에 화소 패턴을 형성하기 위해 상기 증착 기판(300)과 인접하여 배치된다. 이때, 상기 증착용 마스크(100)와 상기 증착 기판(300)이 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)를 분리할 때 정전기가 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마스크(100)가 상기 정전기에 의해 손상될 수 있다.
종래에는 상기 증착용 마스크와 상기 증착 기판 사이에 스페이서를 배치하였다. 그러나, 상기 스페이서의 두께에 의해 쉐도우 효과가 증가하였다. 상기 쉐도우 효과는 증착시 유기물질이 퍼지는 현상이다. 이에 따라. 상기 증착용 마스크의 증착 효율이 감소하였다. 또한, 상기 스페이서의 두께 편차에 의해 화소 패턴의 두께 편차가 발생하였다.
이하에서는, 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 증착용 마스크를 설명한다.
도 4는 실시예에 따른 증착용 마스크(100)의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 증착용 마스크(100)는 증착 영역(DA) 및 비증착 영역(NDA)을 포함한다.
상기 증착 영역(DA)은 증착 패턴을 형성하기 위한 영역이다. 상기 증착 영역(DA)은 패턴 영역 및 비패턴 영역을 포함한다. 상기 패턴 영역은 소면공(V1), 대면공(V2), 관통홀(TH) 및 아일랜드부(IS)를 포함하는 영역이다. 또한, 상기 비패턴 영역은 소면공(V1), 대면공(V2), 관통홀(TH) 및 아일랜드부(IS)를 포함하지 않는 영역이다.
또한, 상기 증착 영역(DA)은 복수 개의 증착 패턴을 형성할 수 있는 복수의 유효 영역(AA)을 포함한다. 즉, 상기 패턴 영역은 상기 복수 개의 유효 영역(AA)을 포함한다. 상기 유효 영역은 상기 증착 영역(DA) 중 상기 소면공(V1), 상기 대면공(V2), 상기 관통홀(TH) 및 상기 아일랜드부(IS)가 형성되는 영역이다. 즉, 상기 증착용 마스크(100)는 상기 유효 영역(AA)을 통해 유기 물질이 이동할 수 있다.
상기 유효 영역(AA)은 제 1 유효 영역(AA1) 및 제 2 유효 영역(AA2)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 유효 영역(AA)은 상기 제 1 유효 영역(AA1)을 둘러싼다. 또한, 상기 제 1 유효 영역(AA1)의 면적은 상기 제 2 유효 영역(AA)의 면적보다 크다.
상기 증착 영역(DA)은 하나의 증착용 마스크(100)에 포함된 복수의 분리 영역(IA1, IA2)을 포함한다. 인접한 유효 영역들 사이에는 분리 영역(IA1, IA2)이 배치된다. 상기 분리 영역(IA1, IA2)은 복수 개의 유효 영역 사이의 이격 영역이다. 상기 분리 영역(IA1, IA2)에 의해 인접한 유효 영역을 구분할 수 있다. 또한, 하나의 증착용 마스크(100)가 복수의 유효 영역을 지지할 수 있다.
상기 비증착 영역(NDA)은 증착에 관여하지 않는 영역이다. 상기 비증착 영역(NDA)은 프레임 고정영역(FA1, FA2)을 포함한다. 상기 프레임 고정 영역은 상기 증착용 마스크(100)를 마스크 프레임(200)에 고정하기 위한 영역이다. 또한, 상기 비증착 영역(NDA)은 하프에칭부(HF1, HF2) 및 오픈부를 포함할 수 있다.
상기 하프에칭부(HF1, HF2)는 증착용 마스크(100)를 인장할 때 발생하는 응력을 분산한다.
또한, 상기 오픈부(OA)는 상기 증착용 마스크(100)를 인장할 때 발생하는 응력을 분산한다. 이에 따라, 증착용 마스크의 변형이 감소된다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 A-A' 영역을 절단한 단면도이다. 즉, 도 5 내지 도 8은 상기 증착 영역(DA)의 유효부의 일부 영역을 절단한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 증착용 마스크(100)는 금속판(10)을 포함한다. 상기 금속판(10)은 제 1 면(1S) 및 상기 제 1 면(1S)과 반대되는 제 2 면(2S)을 포함한다. 상기 제 1 면(1S)에는 상기 소면공(V1)이 형성된다. 상기 제 2 면(2S)에는 상기 대면공(V2)이 형성된다. 상기 소면공(V1)과 상기 대면공(V2)은 연결부(CA)에 의해 연결된다. 이에 따라, 상기 금속판(10)에는 복수의 관통홀(TH)들이 형성된다.
상기 제 1 면(1S) 상에는 돌출부(600)가 배치된다. 상기 돌출부(600)는 상기 제 1 면(1S)과 접촉할 수 있다. 상기 돌출부(600)는 금속판(10)과 일체로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부(600)는 상기 금속판(10)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 돌출부(600)는 니켈-철 합금을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 돌출부(600)는 상기 소면공(V1) 및 상기 대면공(V2)을 형성하는 공정 중에 형성될 수 있다. 예를 들어, 식각 공정에 의해 상기 금속판(10)에 상기 돌출부(600)를 먼저 형성한 후, 동일한 공정 단계에서 소면공 및 대면공을 연속하여 형성할 수 있다. 이에 따라, 공정 효율이 향상될 수 있다.
상기 돌출부(600)는 상기 소면공(V1) 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부(600)는 인접하는 소면공들 사이에 배치될 수 있다. 도면에서는 인접하는 소면공들 사이에 하나의 돌출부가 배치되는 것을 도시하였다. 그러나, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 상기 돌출부(600)는 인접하는 소면공들 사이에 적어도 하나 이상 배치될 수 있다.
상기 돌출부(600)는 증착용 마스크(100)의 스페이서 역할을 할 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(100)를 통해 증착 기판(300)에 화소 패턴을 형성할 때, 상기 돌출부(600)는 상기 증착 기판(300)과 접촉할 수 있다.
따라서, 상기 증착용 마스크(100)와 상기 증착 기판(300)이 직접 접촉되지 않는다. 따라서, 화소 패턴을 증착한 후 상기 증착용 마스크(100)와 상기 증착 기판(300)을 분리할 때 상기 증착용 마스크(100)가 정전기에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부(600)와 상기 증착 기판(300)만이 접촉된다. 따라서, 상기 증착용 마스크(100)와 상기 증착 기판(300)의 접촉 면적이 감소된다. 따라서, 상기 증착용 마스크(100)와 상기 증착 기판(300)을 분리할 때 발생하는 정전기를 감소 할 수 있다.
상기 돌출부(600)는 설정된 범위의 두께(T) 및 폭(W1)을 가질 수 있다.
상기 돌출부(600)의 두께(T)는 상기 소면공(V1)의 높이(h)보다 작을 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부(600)의 두께(T)는 상기 소면공(V1)의 높이(h)의 50% 이하, 40% 이하, 30% 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출부(600)의 두께(T)는 상기 소면공(V1)의 높이(h)의 25% 내지 50%일 수 있다.
상기 돌출부(600)의 두께(T)가 상기 소면공(V1)의 높이(h)의 25% 미만으로 형성하는 공정은 어렵다. 이에 의해, 복수의 돌출부들의 두께 편차가 증가할 수 있다. 따라서, 증착용 마스크의 증착 효율이 감소될 수 있다.
상기 돌출부(600)의 두께(T)가 상기 소면공(V1)의 높이(h)의 50% 초과로 형성되면 상기 소면공(V1)과 상기 증착 기판(300) 사이의 거리가 증가한다. 이에 따라, 상기 증착 기판(300)에 형성되는 쉐도우가 증가하여 증착 품질이 감소될 수 있다. 여기서, 쉐도우는 소면공에서 나오는 유기 물질이 확산되는 영역이다. 상기 쉐도우의 두께는 증착하고자 하는 화소 패턴의 두께보다 작다.
예를 들어, 상기 돌출부(600)의 두께(T)는 3㎛ 미만일 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부(600)의 두께(T)는 0.5㎛ 내지 3㎛ 미만, 1㎛ 내지 2.5㎛ 또는 1.5㎛ 내지 2㎛일 수 있다.
또한, 상기 돌출부(600)의 최대 두께는 상기 소면공의 최대 두께보다 작을 수 있다. 또한, 상기 돌출부(600)의 최소 두께는 상기 소면공의 최소 두께보다 작을 수 있다.
상기 돌출부(600)의 최소 두께, 최대 두께와 소면공의 두께의 크기는 상기 돌출부와 가장 인접하는 소면공과의 비교를 통해 확인할 수 있다.
상기 돌출부(600)의 폭(W1)은 상기 소면공(V1)의 피치(P)보다 작을 수 있다.
상기 돌출부(600)의 폭(W1)이 상기 소면공(V1)의 피치(P)보다 크면 상기 돌출부(600)를 형성하기 위해 증착용 마스크의 크기가 증가한다. 또한, 소면공의 수가 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 기판에 형성되는 픽셀의 수가 감소한다.
예를 들어, 상기 돌출부(600)의 폭(W1)은 10㎛ 이상일 수 있다. 즉, 상기 돌출부(600)의 폭(W1)은 10㎛ 이상이고, 상기 소면공(V1)의 피치(P)보다 작을 수 있다.
상기 돌출부(600)들의 두께(T)의 편차는 설정된 범위를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부(600)들의 두께(T)의 편차는 20% 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부(600)들의 두께(T)의 편차는 1% 내지 20% 또는 1.5% 내지 6%일 수 있다.
상기 돌출부(600)들의 두께(T)의 편차가 20%를 초과하면, 상기 소면공(V1)과 상기 증착 기판(300) 사이의 거리의 편차가 증가할 수 있다. 이에 따라, 각각의 소면공(V1)을 통해 증착되는 화소 패턴의 폭 또는 두께 편차가 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 증착용 마크스의 증착 품질이 감소할 수 있다.
또한, 상기 소면공(V1)들의 두께의 편차는 40% 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 소면공(V1)들의 두께의 편차는 1% 내지 40%, 1.2% 내지 20%, 1.5% 내지 10% 또는 2% 내지 6%일 수 있다.
상기 소면공(V1)들의 두께의 편차가 40%를 초과하는 경우, 각각의 소면공(V1)을 통해 증착되는 증착 패턴의 두께가 균일해지지 않는다. 이에 따라, 상기 증착용 마크스의 증착 품질이 감소할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 돌출부(600)의 크기는 위치마다 다를 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부(600)의 폭은 위치마다 다를 수 있다.
예를 들어, 상기 돌출부(600)의 폭은 상기 유효부(AA)의 가장자리에서 중앙부 방향으로 연장하면서 달라질 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부(600)의 폭은 상기 유효부(AA)의 가장자리에서 중앙부 방향으로 연장하면서 커질 수 있다. 즉, 상기 돌출부(600)의 폭은 상기 유효부(AA)의 외측에서 내측 방향으로 연장하면서 커질 수 있다.
이에 따라, 상기 유효부(AA)와 인접한 돌출부의 폭(W1-1)은 상기 유효부(AA) 와 먼 돌출부의 폭(W1-2, W1-3)보다 작게 형성된다. 이에 따라, 상기 유효부(AA)의 가장자리와 인접한 돌출부의 폭은 작다. 또한, 상기 유효부(AA)의 중앙부와 인접한 돌출부의 폭은 크다.
이때, 상기 돌출부의 폭(W1-1, W1-2, W1-3)들은 10㎛ 이상이고, 상기 소면공(V1)의 폭(W2)보다 크고, 상기 소면공(V1)의 피치(P)보다 작을 수 있다.
상기 돌출부(600)의 폭은 상기 유효부(AA)의 가장자리에서 중앙부 방향으로 연장하면서 커진다. 따라서, 상기 유효부(AA)의 가장자리 및 이와 인접한 영역에서는 상기 돌출부(600)와 상기 증착 기판(300)의 접촉 면적이 작아진다. 또한, 상기 유효부(AA)의 중앙부 및 이와 인접한 영역에서는 상기 돌출부(600)와 상기 증착 기판(300)의 접촉 면적이 커진다..
따라서, 상기 증착용 마스크(100)를 통해 상기 증착 기판(300)에 화소 패턴을 형성한 후, 상기 증착용 마스크(100)를 용이하게 분리할 수 있다. 자세하게, 상기 증착용 마스크(100)는 가장자리에서 중앙부 방향으로 분리된다. 이때, 상기 유효부(AA)의 가장자리는 접촉 면적이 작으므로, 상기 증착용 마스크(100)를 작은 힘으로 분리할 수 있다. 따라서, 상기 증착용 마스크(100)를 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 분리 공정 중 증착용 마스크(100)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 돌출부(600)는 상기 금속판(10)과 다른 표면 조도를 가질 수 있다.
상기 돌출부(600)는 하부면(BS) 및 상부면(TS)을 포함한다. 상기 하부면(BS)은 상기 금속판(10)과 접촉하는 면이다. 상기 상부면(TS)은 상기 하부면(BS)과 반대되는 면이다. 상기 상부면(TS)은 상기 증착용 마스크를 통해 증착 기판에 화소 패턴을 증착 할 때, 상기 증착 기판과 접촉하는 면이다.
상기 상부면(TS)의 표면조도는 상기 제 1 면(1S)의 표면조도와 다를 수 있다. 자세하게, 상기 상부면(TS)의 표면조도는 상기 제 1 면(1S)의 표면조도보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 상부면(TS)은 복수의 패턴(PA)을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 상부면(TS)은 요철 패턴을 포함할 수 있다.
상기 상부면(TS)의 표면조도가 크므로, 상기 돌출부(600)와 상기 증착 기판(300)의 접촉 면적이 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부(600)의 폭이 감소되어도, 상기 증착 기판(300)과 상기 돌출부(600)의 접촉 면적이 유지될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 돌출부(600)는 복수의 층을 포함할 수 있다.
상기 돌출부(600)는 제 1 층(L1) 및 상기 제 1 층(L1) 상의 제 2 층(L2)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 층(L1)은 상기 금속판(10)이 제 1 면(1S)과 접촉하고, 상기 제 2 층(L2)은 상기 제 1 층(L1)과 접촉한다.
상기 제 1 층(L1)과 상기 제 2 층(L2)은 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 층(L1)과 상기 제 2 층(L2)은 서로 다른 전도성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 층(L1)의 전도성은 상기 제 2 층(L2)의 전도성보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 층(L2)은 비전도성일 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 층(L1)은 니켈-철 합금을 포함하고, 상기 제 2 층(L2)은 전도성이 작은 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 층(L2)은 산화층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 층(L2)은 상기 제 1 층(L1)의 표면을 산화하여 형성될 수 있다.
또는, 상기 제 1 층(L1)은 니켈-철 합금을 포함하고, 상기 제 2 층(L2)은 비전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 층(L2)은 수지층을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 층(L1)과 상기 제 2 층(L2)은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 돌출부(600)와 상기 증착 기판(300)을 분리할 때 발생하는 정전기를 방지할 수 있다. 상기 정전기는 도체와 도체의 마찰력에 의해 발생한다. 따라서, 상기 돌출부(600)의 접촉면을 부도체 또는 전도성이 작은 물질로 형성한다. 이에 따라, 상기 돌출부(600)와 상기 증착 기판(300) 사이에서 발생하는 정전기를 방지할 수 있다.
실시예에 따른 증착용 마스크는 돌출부를 포함한다. 상기 돌출부는 상기 증착용 마스크의 증착 영역에 배치된다. 상기 돌출부는 상기 증착용 마스크의 증착 영역 중 유기 물질이 이동하는 유효부에 배치된다.
상기 돌출부는 소면공이 형성되는 금속판의 제 1 면 상에 배치된다. 상기 돌출부는 상기 금속판과 일체로 형성된다. 즉, 상기 돌출부는 상기 금속판과 동일한 물질을 포함한다.
이에 따라, 상기 돌출부는 상기 소면공 및 대면공을 형성하는 공정에서 동시에 형성할 수 있다. 따라서, 공정 효율이 향상될 수 있다.
상기 증착 기판에 유기 물질을 증착 할 때, 상기 돌출부는 상기 증착 기판과 증착용 마스크 사이에 배치된다. 이에 따라, 상기 돌출부는 스페이서 역할을 한다.
따라서, 상기 증착 기판에 유기 물질을 증착할 때. 별도의 스페이서를 배치하는 공정이 생략될 수 있다.
상기 돌출부는 설정된 크기를 가질 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부는 설정된 범위의 두께 및 폭을 가진다. 이에 따라, 상기 돌출부에 의한 증착 품질 감소를 방지할 수 있다. 또한, 고해상도의 화소 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 복수의 돌출부들은 설정된 범위의 편차를 가진다. 이에 따라, 복수의 소면공들과 증착 기판 사이의 거리 편차가 감소된다. 이에 따라, 상기 돌출부에 의한 증착 품질 감소가 방지될 수 있다.
또한, 복수의 돌출부들은 위치마다 다른 크기로 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부의 폭은 상기 유효부의 가장자리에서 중앙부로 연장하면서 커질 수 있다. 즉, 상기 유효부의 가장자리에 배치되는 돌출부의 폭은 중앙부에 배치되는 돌출부의 폭보다 작다. 상기 중앙부는 홀이 많이 분포하는 부분이다. 따라서, 상기 중앙부의 강도는 작을 수 있다 이에 따라, 증착용 마스크를 증착 기판에 부착할 때 갭이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 중앙부에 돌출부를 많이 형성하면 갭을 방지할 수 있다. 또한, 상기 중앙부의 강도가 향상된다. 따라서, 증착용 마스크의 증착 신뢰성이 향상될 수 있다.
이에 따라, 상기 증착용 마스크와 상기 증착 기판을 분리할 때, 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 분리 공정 중에 상기 증착용 마스크가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부의 표면조도는 금속판의 표면조도보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부의 접촉 면적이 증가되므로, 상기 돌출부의 폭이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부에 의해 증착용 마스크의 크기가 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 적어도 2층으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 돌출부는 제 1 층 및 제 1 층 상의 제 2 층을 포함할 수 있다.
상기 제 2 층은 작은 전도성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 또는, 상기 제 2 층은 비전도성 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 돌출부와 상기 증착 기판이 접촉할 때 발생하는 정전기가 감소될 수 있다. 따라서, 상기 증착용 마스크가 상기 정전기에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 돌출부의 상면의 면적은 상기 제 1 면보다 작게 형성된다. 따라서, 상기 증착 기판과 상기 증착 마스크의 접촉 면적이 감소될 수 있다. 이에 따라, 상기 증착 기판과 상기 돌출부가 접촉할 때 발생하는 정전기가 감소될 수 있다. 또한, 상기 증착 기판을 분리할 때 발생하는 정전기가 감소될 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. 증착 영역 및 비증착 영역을 포함하는 금속판을 포함하고,
    상기 증착 영역은 적어도 하나의 유효부를 포함하고,
    상기 유효부는 복수의 단위 관통홀 및 복수의 돌출부를 포함하고,
    상기 단위 관통홀은 상기 금속판의 제 1 면에 형성되는 소면공; 상기 금속판의 제 2 면에 형성되는 대면공; 및 상기 소면공과 상기 대면공을 연결하는 연결부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 제 1 면 상에서 인접하는 소면공들 사이에 배치되는 증착용 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 금속판과 일체로 형성되는 증착용 마스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부의 두께는 상기 소면공의 높이보다 작은 증착용 마스크.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 돌출부의 두께는 0.5㎛ 내지 3㎛ 미만인 증착용 마스크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부의 폭은 상기 소면공의 폭보다 크고, 상기 소면공의 피치보다 작은 증착용 마스크.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 돌출부의 폭은 10㎛ 이상인 증착용 마스크.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부의 편차는 1% 내지 5% 미만인 증착용 마스크.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 유효부의 가장자리에서 중앙부로 연장하면서 폭이 커지는 증착용 마스크.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부의 표면조도는 상기 제 1 면의 표면조도보다 큰 증착용 마스크.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출부는 제 1 층 및 상기 제 1 층 상의 제 2 층을 포함하고,
    상기 제 2 층의 전도성은 상기 제 1 층의 전도성보다 작은 증착용 마스크.
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