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KR-102960366-B1 - Method for Manufacturing an OLED Deposition Mask Sheet by Pre-Reducing a Wave in a Master Sheet

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Abstract

본 발명은 원장 시트의 웨이브를 사전 저감하여 OLED 증착용 마스크 시트를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상세하게 본 발명에 따르면, 원장 시트에 대해 시트 웨이브 저감 단계를 수행함으로써, 원장 시트의 웨이브(wave)를 저감하고, 웨이브 편차를 소정 범위 이내로 감소시킨다. 이에, 라미네이팅, 노광, 현상, 에칭 등 일련의 후속 공정 간 셀 개구부가 사전 설계한 위치로부터 틀어지는 문제를 방지함으로써, 상기 마스크 시트가 적용된 마스크 조립체의 셀 위치 정밀도(CPA) 값을 기준값의 ±20 ㎛ 범위 내로 제어할 수 있게 된다. 이에 고정밀 제품, 베젤-리스(Bezel-less) 제품 또는 대형 디스플레이 제품 생산 등에 적합하다. 또한, 원장 시트의 웨이브 저감에 의해, 후속 공정 간 오차 발생이 감소되므로, 레이저 트리밍 등 종래 기술에 따른 후가공 공정을 생략하거나 단축시킬 수 있는 바, 공정의 경제성과 신뢰성을 동시에 향상시킬 수 있다.

Inventors

  • 김성태
  • 박상진
  • 이다슬

Assignees

  • 주식회사 핌스

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20260209

Claims (9)

  1. a) 원장 시트(10)의 사전 지정된 셀 개구부 영역(SP1) 내에 상기 셀 개구부 영역과 동일하거나 이보다 작은 크기의 저감 영역(SP2)을 설정하고, 상기 저감 영역에 복수의 웨이브 저감홀(11)을 형성하는 시트 웨이브 저감 단계(S100); b) 상기 웨이브 저감홀(11)이 형성된 시트(10a)에 제2 감광필름(20b)을 적층하는 제2 라미네이팅 단계(S200); c) 상기 시트(10a)의 상기 셀 개구부 영역(SP1)에 대응하는 위치가 개구된 제2 마스크 필름(30b)을 적층시키는 제2 정합 단계(S300); d) 상기 시트(10a)의 사전 지정된 셀 개구부 영역(SP1)에 대응되는 부분의 제2 감광필름(20b)이 제거되도록 노광을 수행하는 제2 노광 단계(S400); 및 e) 상기 제2 노광된 시트(10a)를 가공하여 셀 개구부(12)를 형성하는 셀 개구부 형성 단계(S500); 를 포함하는, OLED 증착용 마스크 시트 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시트 웨이브 저감 단계(S100)는, 원장 시트(10)에 제1 감광필름(20a)을 적층하는 제1 라미네이팅 단계(S110); 상기 제1 라미네이팅된 시트(10)의 상기 웨이브 저감홀(11)에 대응하는 위치가 개구된 제1 마스크 필름(30a)을 적층시키는 제1 정합 단계(S120); 상기 시트(10)의 상기 웨이브 저감홀(11)에 대응되는 부분의 제1 감광필름(20a)이 제거되도록 노광을 수행하는 제1 노광 단계(S130); 및 상기 제1 노광된 시트(10)를 가공하여 복수의 웨이브 저감홀(11)을 형성하는 웨이브 저감홀 형성 단계(S140); 를 포함하는, OLED 증착용 마스크 시트 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이브 저감홀(11)은 복수개가 격자 형태의 패턴을 형성하는, OLED 증착용 마스크 시트 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 웨이브 저감홀(11)은 습식 에칭 또는 레이저 가공을 통해 형성되는, OLED 증착용 마스크 시트 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 시트 웨이브 저감 단계(S100)에서 저감 영역(SP2)의 면적은 사전 지정된 셀 개구부 영역(SP1) 전체 면적 기준 70 내지 95 % 범위의 면적을 가지는, OLED 증착용 마스크 시트 제조방법.
  6. 제 1 항의 방법에 따라 준비된 OLED 증착용 마스크 시트로서, 상기 마스크 시트는 시트 단면의 웨이브 편차가 ±1.5 ㎜ 이내인, OLED 증착용 마스크 시트.
  7. 사각 틀 형상의 마스크 프레임을 준비하고, 상기 제 6 항의 마스크 시트를 인장시킨 후 상기 마스크 프레임에 접합하는 단계(S600)를 포함하는, OLED 증착용 마스크 조립체 제조방법.
  8. 제 7 항에 따라 제조되는 마스크 조립체로서, 상기 마스크 조립체는, 셀 위치 정밀도(CPA) 값이 기준값의 ±20 ㎛ 범위 내인, OLED 증착용 마스크 조립체.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 마스크 시트 또는 마스크 프레임은 인바 합금(Invar Alloy), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금(Ni Alloy), 니켈-코발트 합금(Ni-Co Alloy) 및 이들의 조합 중 선택되는 1종의 재질인, OLED 증착용 마스크 조립체.

Description

원장 시트의 웨이브를 사전 저감하여 OLED 증착용 마스크 시트를 제조하는 방법{Method for Manufacturing an OLED Deposition Mask Sheet by Pre-Reducing a Wave in a Master Sheet} 본 발명은 원장 시트의 웨이브를 사전 저감하여 OLED 증착용 마스크 시트를 제조하는 방법에 관한 것이다. 일반적으로 알려진 평판 표시장치로는 액정 표시장치(LCD, Liquid Crystal Display Device)와 유기발광 표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display Device)가 있다. 이 중 OLED는 빛을 내는 층이 유기 화합물로 이루어진 박막 발광 다이오드이다. 일반적인 OLED 제조 과정은 전극층, 유기 발광층, 절연막 등 박막층을 적층하고 패터닝할 때, 각각 대응하는 패턴이 구비된 마스크 조립체를 이용하여 증착(evaporation) 공정을 수행하여 이루어진다. 증착 공정 중 OLED 기판에 기능적인 역할을 수행하는 유기물 공통층을 형성하는 공정은 오픈 메탈 마스크(Open Metal Mask, 이하 OMM이라 함)가 사용되며, 레드(R), 그린(G), 블루(B) 등 세 가지 빛을 발광하는 픽셀을 각각 증착하기 위한 RGB 증착 공정에서는 파인 메탈 마스크(Fine Metal Mask, 이하 FMM이라 함)가 사용된다. 증착 공정에 사용되는 마스크 조립체는 상대적으로 튼튼한 구조의 마스크 프레임 상에 상대적으로 얇은 금속 박막인 마스크 시트 내지 마스크 스틱이 접합된 구조를 가진다. 마스크 프레임은 약 5 내지 80 ㎜ 정도의 두께를 가지는 창틀 또는 문틀 형태의 프레임 구조이며 마스크 조립체의 모양을 안정적으로 유지시키기 위한 기능을 수행한다. 한편, 마스크 시트나 마스크 스틱은 약 0.01 내지 5.00 ㎜ 정도 두께를 가지는 박막 금속 시트 또는 스트립 상에, 증착 시 이용될 소정 패턴을 형성한 것이다. 일반적으로 마스크 조립체는 예를 들어 인바 합금(Invar-36 Alloy)과 같이 온도 변화에 따른 열팽창계수가 매우 작은 금속을 이용하여 제조된다. 나아가, 패턴의 정밀성이 크게 요구되지 않는 경우 비용 절감을 위해 마스크 프레임을 예컨대 SUS420과 같은 열에 강한 스테인레스 스틸을 이용하여 제작하는 경우도 있다. 하나의 예로 OLED 디스플레이 유기물 공통층 증착 공정에 사용되는 오픈 메탈 마스크(OMM) 조립체는 마스크 시트의 양면에 건식 감광성 필름(DFR)을 코팅하고, UV 노광을 수행한 다음, 현상, 습식 에칭(Wet Etching) 등 공정을 통해 마스크 시트 상에 패턴을 형성한 후, 인장한 상태로 마스크 프레임에 레이저 용접 방식으로 접합하여 제조될 수 있다. 오늘날 다양한 디자인에 대한 요구 및 디스플레이의 대형화 추세에 맞춰 보다 높은 정밀도를 가진 OLED 마스크 조립체가 요구되고 있다. 다만 종래 기술에 따르면 상술한 에칭, 인장 또는 접합 공정 등을 거쳐 마스크 조립체를 제조할 때, 공급받은 인바 합금 재질의 마스크 원장 시트(Master sheet) 자체가 가진 웨이브(wave)로 인해 노광, 현상, 에칭 등 후속 공정을 통해 가공되는 셀 개구부의 우수한 셀 위치 정밀도를 확보하기 곤란하고, 균일한 스펙의 제품을 생산하기 어려운 문제가 있었다. 또한 웨이브가 존재하는 마스크 시트는 마스크 조립체로 제조 시, 기판과 완전한 밀착을 이루기도 어렵다. 관련하여 한국특허 10-2492133호 등에서는 셀 위치 정밀도 확보를 위해 마스크 시트의 인장과 접합 공정 사이, 접합 후 각각 레이저 트리밍 후가공을 수행하는 기술이 개시되나, 이러한 레이저 트리밍 후가공을 수행하더라도 원장 자체가 가진 웨이브가 해소되지 않는 이상 시트가 평탄하지 아니하므로 셀 개구부의 우수한 셀 위치 정밀도 확보가 어려우며, 나아가 기판과 완전한 밀착도 이루기 어렵다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 마스크 시트 제조방법의 단계를 나타낸 순서도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 마스크 시트 제조 과정을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 원장 시트의 웨이브를 저감하는 단계를 상세히 나타낸 도면이다. 도 4는 도 2의 4 부분의 절단면을 공정으로 나타낸 도면이다. 도 5는 도 3의 5 부분의 절단면을 공정으로 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일실시예 및 비교예에 따른 OLED 증착용 마스크 시트에서 시트 웨이브 저감 단계 유무에 따른 원장 시트의 웨이브 측정을 위한 시트 상의 지점을 개략적으로 도시한 것이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 시트 웨이브 저감 단계를 수행한 후 마스크 시트의 세로 방향에 따라 Y2 내지 Y7 지점에서 웨이브 편차를 측정한 결과 값이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 시트 웨이브 저감 단계를 수행한 후 마스크 시트의 세로 방향에 따라 Y1 및 Y8 지점에서 웨이브 편차를 측정한 결과 값이다. 도 9는 본 발명의 비교예에 따라 시트 웨이브 저감 단계를 수행하지 않은 원장 시트의 세로 방향에 따라 Y1 내지 Y8 지점에서 웨이브 편차를 측정한 결과 값이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다. 본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 한편, 본 발명의 명세서 및 청구범위 전반에서 사용되는 용어로서 "제1" 및 "제2" 등은 상호 구분을 위하여 임의로 사용된 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 명세서 및 청구범위 전반에서 사용되는 용어인 "웨이브(wave)"는 마스크 시트의 길이 방향 또는 폭 방향을 따라 발생하는 국부적 또는 전반적인 평탄도의 편차를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 오늘날 다양한 디자인에 대한 요구 및 디스플레이의 대형화 추세에 맞춰 보다 높은 정밀도의 마스크 조립체가 요구되고 있다. 종래 기술에 따르면 에칭, 인장 또는 접합 등 공정을 거쳐 마스크 조립체를 제조할 때, 당초 공급된 인바 합금 재질의 원장 시트가 가진 웨이브(또는 움)로 인해 셀 개구부 형성 시 우수한 셀 위치 정밀도 확보가 어려운 문제가 있었고, 형성된 셀 개구부의 균일성을 담보하기도 어려웠다. 나아가 위 문제를 해결하기 위한 레이저 트리밍 등 후가공 공정이 강제되었다. 또한, 웨이브가 완전히 해소되지 않은 상태로 가공된 마스크 시트가 인장되어 프레임에 접합된 마스크 조립체의 경우, 기판과 밀착을 이루기 어려워 쉐도우 현상을 일으키거나 기판 손상을 일으키는 문제가 존재하였다. 이에 본 발명자들은 원장 시트에 사전 지정된 셀 개구부 영역과 동일하거나 이보다 작은 크기의 저감 영역을 설정하고, 상기 저감 영역 내에 복수의 웨이브 저감홀을 형성하여, 원장 시트가 가진 웨이브를 저감하고 웨이브 편차를 감소시키는 경우, 라미(라미네이팅), 노광, 현상, 에칭 등 일련의 후속 공정 간 셀 개구부가 사전 설계한 위치로부터 틀어지는 문제를 방지하고, 이를 통해 마스크 시트의 셀 위치 정밀도(CPA) 값을 소정 범위 내로 제어할 수 있는 점 및 레이저 트리밍 등 종래 기술에 따른 후가공 공정을 생략하거나 단축시킬 수 있는 점을 실험을 통하여 확인하고 본 발명을 완성하였다. [마스크 시트 제조방법] 도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 OLED 증착용 마스크 시트 제조 방법은 a) 원장 시트(10)의 사전 지정된 셀 개구부 영역(SP1) 내에 상기 셀 개구부 영역과 동일하거나 이보다 작은 크기의 저감 영역(SP2)을 설정하고, 상기 저감 영역에 복수의 웨이브 저감홀(11)을 형성하는 시트 웨이브 저감 단계(S100), b) 상기 웨이브 저감홀(11)이 형성된 시트(10a)에 제2 감광필름(20b)을 적층하는 제2 라미네이팅 단계(S200), c) 상기 시트(10a)의 상기 셀 개구부 영역(SP1)에 대응하는 위치가 개구된 제2 마스크 필름(30b)을 적층시키는 제2 정합 단계(S300), d) 상기 시트(10a)의 사전 지정된 상기 셀 개구부 영역(SP1)에 대응되는 부분의 제2 감광필름(20b)이 제거되도록 노광을 수행하는 제2 노광 단계(S400) 및 e) 상기 제2 노광된 상기 시트(10a)를 가공하여 셀 개구부(12)를 형성하는 셀 개구부 형성 단계(S500)를 포함할 수 있다. 본 발명의 원장 시트(10)는 인장된 후 마스크 프레임(40)에 접합되는 마스크 시트 원자재로서 제품의 규격이나 요구 디자인에 따라 다양한 소재가 사용될 수 있다. 한편 본 발명에서 원장 시트는 인바 합금(Invar Alloy), 스테인레스 스틸(SUS), 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금(Ni Alloy), 니켈-코발트 합금(Ni-Co Alloy) 및 이들의 조합 중 선택되는 1종의 재질일 수 있고, 상세하게는 인바 합금 재질일 수 있다. 한편 후술하는 마스크 프레임(40) 또한 이와 같은 재질로 구비될 수 있다. 시트 웨이브 저감 단계(S100) 시트 웨이브 저감 단계는 본 발명의 핵심 공정 중 하나로서, 원장 시트(10)의 사전 지정된 셀 개구부 영역(SP1) 내에 상기 셀 개구부 영역과 동일하거나 이보다 작은 크기의 저감 영역(SP2)을 설정하고, 상기 저감 영역에 복수의 웨이브 저감홀(11)을 형성하는 단계이다. 본 발명의 인바 합금 재질의