KR100786843B1 - Fabrication method of vacuum eavaporation mask for organic light emission display device - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of a deposition mask for an organic light emitting display device is provided to generate an accurate pattern without a shadow by using the deposition mask of an accurate taper shape. A manufacturing method of a deposition mask for an organic light emitting display device includes the steps of: forming a photosensitive film on a substrate(S100); patterning the photosensitive film by the liquid immersion exposure and developing of the photosensitive film(S110); forming an electroplating layer on the patterned photosensitive film(S120); and separating the electroplating layer from the substrate(S130). The photosensitive film has a taper shape in the patterning step.

Description

유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법{FABRICATION METHOD OF VACUUM EAVAPORATION MASK FOR ORGANIC LIGHT EMISSION DISPLAY DEVICE} Method for manufacturing deposition mask of organic light emitting display device {FABRICATION METHOD OF VACUUM EAVAPORATION MASK FOR ORGANIC LIGHT EMISSION DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a deposition mask of an organic light emitting diode display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법을 나타낸 단면도이다. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a deposition mask of an organic light emitting diode display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 유기 발광 표시 장치의 박막을 증착하는 공정을 나타낸 개략도이다. 3 is a schematic diagram illustrating a process of depositing a thin film of an organic light emitting diode display.

본 발명은 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 발광 표시 장치의 박막 증착용 증착 마스크 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a deposition mask of an organic light emitting diode display, and more particularly, to a method of manufacturing a deposition mask for thin film deposition of an organic light emitting diode display.

유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치로서, 애노드 전극과 캐소드 전극을 통하여 주입된 전자와 정공이 유기물질에서 재결합(recombination)하여 여기자(exciton)을 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용한다. The organic light emitting diode display is a self-emission display apparatus, in which electrons and holes injected through the anode electrode and the cathode electrode are recombined in an organic material to form excitons, and a specific wavelength is determined by energy from the excitons formed. It takes advantage of the phenomenon that light occurs.

따라서 유기 발광 표시 장치는 백라이트와 같은 별도의 광원이 요구되지 않아 액정 표시 장치에 비해 소비 전력이 낮다. 또한, 광시야각 및 빠른 응답속도를 갖는 장점이 있어 차세대 표시 장치로서 주목 받고 있다. Therefore, the organic light emitting diode display does not require a separate light source such as a backlight, and thus has lower power consumption than the liquid crystal display. In addition, there is an advantage of having a wide viewing angle and a fast response speed attracts attention as a next-generation display device.

유기 발광 표시 장치의 발광 소자는 정공 주입 전극인 애노드 전극, 유기 박막, 및 전자 주입 전극인 캐소드 전극으로 이루어지고, 유기 박막이 적(Red; R), 녹(G; Green) 및 청(Blue; B)을 내는 각각의 유기 물질로 이루어져 풀 칼라(full color)를 구현한다. The light emitting device of the organic light emitting diode display includes an anode electrode which is a hole injection electrode, an organic thin film, and a cathode electrode which is an electron injection electrode, and the organic thin film includes red (R), green (G; Green), and blue (Blue; B) is made up of each organic material emitting B) to achieve full color.

유기 발광 표시 장치에서 애노드 전극은 기판 상에 노광 및 에칭 공정을 포함하는 포토 리소그래피(photo lithography)에 의해 형성된다. 또한, 유기 박막과 캐소드 전극은 금속으로 이루어진 패턴 마스크를 이용하여 애노드 전극이 형성된 기판 상에 증착되어 형성된다. In an organic light emitting display device, an anode is formed by photo lithography, which includes an exposure and etching process on a substrate. In addition, the organic thin film and the cathode electrode are formed by being deposited on a substrate on which the anode electrode is formed using a pattern mask made of metal.

이러한 유기 박막과 캐소드 전극의 미세한 패턴을 형성하기 위해서는 패턴 마스크의 슬롯 패턴이 매우 정교하여야 한다. 그러나 일반적으로, 패턴 마스크의 슬롯 패턴은 포토 리소그래피(photo lithography)에 의해 형성되므로 슬롯의 정밀도가 낮다. 따라서 이러한 패턴 마스크는 유기 발광 표시 장치의 유기 물질과 캐소드 전극의 미세한 패턴을 정교하게 형성하기 어려운 문제점이 있다. In order to form a fine pattern of the organic thin film and the cathode electrode, the slot pattern of the pattern mask must be very precise. However, in general, the slot pattern of the pattern mask is formed by photo lithography, so the precision of the slot is low. Accordingly, such a pattern mask has a problem in that it is difficult to precisely form a fine pattern of the organic material and the cathode of the organic light emitting display device.

이러한 문제점을 해결하기 위해 미국 특허출원공개번호 제2002/0164534A1호는 금속 전주(電鑄, electro-forming)기술을 이용한 방식의 마스크 제작 방법을 개시하고 있다. In order to solve this problem, US Patent Application Publication No. 2002 / 0164534A1 discloses a method of manufacturing a mask using a metal electro-forming technique.

그런데 이러한 금속 전주기술을 이용한 방법은 기존의 금속 식각 방식에 비 해 우수한 정밀도 및 표면조도를 갖는 장점이 있으나, 마스크에 테이퍼를 형성하기 어려우므로 재료가 증착되지 않는 부분인 섀도우가 발생하는 문제점이 있다. By the way, the method using the metal pole technology has the advantage of having excellent precision and surface roughness compared to the conventional metal etching method, but since it is difficult to form a taper on the mask, there is a problem in that the shadow, which is a portion where the material is not deposited occurs .

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 우수한 정밀도 및 표면조도를 가지며, 테이퍼 형상의 단면을 가짐으로써 섀도우가 발생하지 않는 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a deposition mask of an organic light emitting display device having excellent precision and surface roughness, and having no tapered cross section so that no shadow occurs. have.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조 방법은 기판 위에 감광막을 형성하는 단계, 감광막을 액침 노광하고 현상하여 패터닝하는 단계, 패터닝된 감광막 위에 전주하여 도금층을 형성하는 단계, 및 도금층을 기판으로부터 분리하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing a deposition mask of an organic light emitting diode display according to the present invention comprises the steps of forming a photoresist film on a substrate, immersion exposure and development of the photoresist film, patterning, electroplating on the patterned photoresist to form a plating layer And separating the plating layer from the substrate.

이때, 패터닝하는 단계에서는 감광막이 테이퍼 형상을 가지도록 할 수 있다. At this time, in the patterning step, the photosensitive film may have a tapered shape.

도금층을 형성하는 단계는 전해액 속에 패터닝된 감광막이 형성된 기판과 전주 금속을 침지하는 단계, 및 기판에 음극을 연결하고, 전주 금속에 양극을 연결하여 전류를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. Forming the plating layer may include immersing the substrate and the electrode metal on which the patterned photoresist film is formed in the electrolyte, and connecting a cathode to the substrate, and connecting an anode to the electrode metal to apply a current.

또한, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법은 도금층의 사이에 남아있는 감광막을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the method of manufacturing a deposition mask of the organic light emitting diode display according to the present invention may further include removing a photoresist film remaining between the plating layers.

또한, 액침 노광에서 액침액으로 순수(純水)를 사용할 수 있다. In addition, pure water can be used as the liquid immersion liquid in the liquid immersion exposure.

이때, 증착 마스크는 유기 발광 표시 장치의 박막 증착용 마스크일 수 있다. In this case, the deposition mask may be a thin film deposition mask of the organic light emitting diode display.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크의 제조방법의 순서도이며, 도 2a 내지 도 2d는 공정도이다. 1 is a flowchart of a method of manufacturing a mask according to an embodiment of the present invention, Figures 2a to 2d is a process chart.

이하에서는 각 단계들에 대하여 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, each step will be described in detail.

먼저, 기판(10) 위에 감광막(20)을 형성(S100)한다. 이 경우, 감광막(20)이 형성되는 기판(10)은 예컨대 SUS 기판을 포함하는 전도성 금속판일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 감광막(20)은 양성 또는 음성의 감광막을 사용할 수 있다. First, the photosensitive film 20 is formed on the substrate 10 (S100). In this case, the substrate 10 on which the photoresist film 20 is formed may be, for example, a conductive metal plate including a SUS substrate, but is not limited thereto. In addition, the photosensitive film 20 may use a positive or negative photosensitive film.

다음으로 감광막(20)을 노광하고 현상하여 패터닝(S110)한다. 이 경우, 렌즈와 시료 사이에 높은 굴절률을 갖는 액체 즉, 액침액을 채워 노광하는 액침 노광(immersion lithography) 공정을 수행한다. Next, the photosensitive film 20 is exposed, developed, and patterned (S110). In this case, an immersion lithography process is performed in which a liquid having a high refractive index, that is, an immersion liquid, is filled between the lens and the sample.

일반적인 노광법에서 해상력 및 초점 심도는 아래의 식과 같이 나타낼 수 있다. In the general exposure method, the resolution and the depth of focus can be expressed by the following equation.

(해상력) = k1·(λ/NA)(Resolution) = k 1 (λ / NA)

(초점 심도) = ±k2·λ/AN2 (Depth of focus) = ± k 2 · λ / AN 2

여기서, λ는 노광 광원의 파장, NA는 투영 렌즈의 개구수, k1 및 k2는 프로세스에 관계되는 계수이다. Is the wavelength of the exposure light source, NA is the numerical aperture of the projection lens, and k1 and k2 are coefficients related to the process.

액침 노광의 경우, λ0를 노광광의 공기 중에서의 파장으로 하고, n을 공기에 대한 액침액의 굴절률, θ를 광선의 수속 반각으로 하고, NA0=sinθ를 렌즈의 개구수라 하면, 액침된 경우, 해상력 및 초점 심도는 다음의 식으로 나타낼 수 있다. In the case of immersion exposure, when λ 0 is the wavelength in the air of exposure light, n is the refractive index of the immersion liquid with respect to air, θ is the convergence half-angle of the light beam, and NA 0 = sinθ is the numerical aperture of the lens. The resolution, depth of focus, and depth of focus can be expressed by the following equation.

(해상력) = k1·(λ0/n)/NA0 (Resolution) = k 1 (λ 0 / n) / NA 0

(초점 심도) = ±k2·(λ0/n)/NA0 2 (Depth of focus) = ± k 2 (λ 0 / n) / NA 0 2

이와 같이, 액침에 의해 파장이 1/n의 노광 파장을 사용하는 것과 등가가 된다. 즉, 동일한 NA의 투영 광학계의 경우, 액침에 의해 초점 심도를 n배로 할 수 있다. 이와 같이, 액침 노광을 이용함으로써 해상력을 높이게 된다. In this manner, the liquid immersion is equivalent to using an exposure wavelength of 1 / n. That is, in the case of the projection optical system of the same NA, the depth of focus can be n times by immersion. In this way, the resolution is increased by using the liquid immersion exposure.

상기한 액침 노광은 미리 준비된 포토마스크를 감광막(20) 위에 배치한 후, 일정한 파장을 갖는 빛을 조사하여 수행된다. The immersion exposure is performed by arranging a photomask prepared in advance on the photosensitive film 20 and then irradiating light having a predetermined wavelength.

테이퍼 형상의 증착 마스크를 제작하기 위해 노광은 감광막(20)에 대하여 비스듬한 방향으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 액침액의 굴절률에 의해 전반사가 일어나지 않으므로 빛이 감광막(20)의 내부까지 조사될 수 있다. Exposure may be made in an oblique direction with respect to the photosensitive film 20 to fabricate a tapered deposition mask. In this case, since total reflection does not occur due to the refractive index of the immersion liquid, light may be irradiated to the inside of the photosensitive film 20.

한편, 이러한 액침액으로는 순수(純水)를 사용할 수 있으나, 본 발명이 여기 에 한정되는 것은 아니다. On the other hand, pure water (純水) can be used as such an immersion liquid, but the present invention is not limited thereto.

노광 후, 현상액을 사용하여 선택적으로 감광막(20)을 식각함으로써 정밀한 패터닝된 감광막(30)의 형상을 구현한다. 도 2b는 노광 및 현상을 수행한 상태를 나타낸 단면도이다. After exposure, the patterned photosensitive film 30 is precisely formed by selectively etching the photosensitive film 20 using a developer. 2B is a cross-sectional view illustrating a state in which exposure and development are performed.

도 2b에서 보는 바와 같이, 패터닝된 감광막(30)은 비스듬히 조사된 빛에 의해 테이퍼 형상을 갖게 된다. As shown in FIG. 2B, the patterned photoresist 30 has a tapered shape due to obliquely irradiated light.

다음으로, 패터닝된 감광막(30)에 금속을 전기 도금층(40)을 형성(S120)한다. 도 2c는 도금층(40)이 형성된 상태의 단면도이다. Next, an electroplating layer 40 of metal is formed on the patterned photoresist 30 (S120). 2C is a cross-sectional view of the plating layer 40 formed.

도시한 바와 같이, 도금층(40)은 상기한 패터닝된 감광막(30)과 반대 형상의 패턴을 갖게 된다. As shown, the plating layer 40 has a pattern opposite to the patterned photosensitive film 30.

이러한 도금층(40)은 전해액 속에 패터닝된 감광막(30)이 형성된 기판(10)과 전주 금속을 침지하고, 기판(10)에 음극을 연결하고, 전주 금속에 양극을 연결하여 전류를 인가함으로써 형성될 수 있다. The plating layer 40 may be formed by immersing the substrate 10 and the electrode metal on which the patterned film 30 is patterned in the electrolyte, connecting the cathode to the substrate 10, and connecting the anode to the electrode metal to apply current. Can be.

다음으로, 도금층(40)을 기판(10)으로부터 분리하고, 도금층(40) 사이에 잔류하는 감광막을 제거(S130)한다. 이 경우, 도금층(40)은 증착 마스크(50)를 구성하게 된다. 도 2d는 테이퍼 형상을 갖는 증착 마스크(50)가 형성된 상태의 단면도이다. Next, the plating layer 40 is separated from the substrate 10, and the photosensitive film remaining between the plating layers 40 is removed (S130). In this case, the plating layer 40 constitutes the deposition mask 50. 2D is a cross-sectional view of a deposition mask 50 having a tapered shape.

다음으로, 제조된 증착 마스크(50)를 검사하여 불량여부를 판단하게 된다(S140).Next, by inspecting the manufactured deposition mask 50 it is determined whether the defect (S140).

한편, 도 3은 증착 장치(200)를 도시한 개략도이다. 상술한 바와 같이 제조 된 증착 마스크(50)는 증착 장치(200)에 장착되어 증착을 행하게 된다. 3 is a schematic diagram showing the deposition apparatus 200. The deposition mask 50 manufactured as described above is mounted on the deposition apparatus 200 to perform deposition.

도면을 참조하면, 증착 마스크(50)를 이용하여 유기 발광 표시 장치의 박막을 증착하기 위해서는 진공챔버(미도시)에 설치된 증착 용기(crucible, 210)와 대응되는 측에 증착 마스크(50)를 설치하고 이의 상부에 박막이 형성될 유기 발광 표시 장치의 기판(220)을 장착한다. Referring to the drawings, in order to deposit a thin film of an organic light emitting display device using the deposition mask 50, a deposition mask 50 is installed on a side corresponding to a deposition container 210 installed in a vacuum chamber (not shown). The substrate 220 of the organic light emitting diode display on which the thin film is to be formed is mounted.

그리고 그 상부에는 마스크 프레임(220)에 지지된 증착 마스크(50)를 유기 발광 표시 장치의 기판(220)에 밀착시키기 위한 마그네트 유니트(240)를 구동시켜 증착 마스크(50)가 유기 발광 표시 장치의 기판(220)에 밀착되도록 한다. In addition, the magnet mask 240 for driving the deposition mask 50 supported on the mask frame 220 to adhere to the substrate 220 of the organic light emitting diode display device is driven on the upper portion of the organic light emitting diode display device. It is in close contact with the substrate 220.

이 상태에서 증착 용기(210)의 작동으로 이에 장착된 증착 물질이 기화되어 유기 발광 표시 장치의 기판(220)에 증착된다. In this state, the deposition material attached thereto is vaporized by the operation of the deposition container 210 and deposited on the substrate 220 of the organic light emitting diode display.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

전술한 바와 같이 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조 방법에 의해 전주 도금과 액침노광 기술을 사용함으로써 정밀한 테이퍼 형상을 갖는 증착 마스크가 제공된다. 이에 따라 정밀하고 섀도우가 발생하지 않는 패턴이 형성될 수 있다.As described above, a deposition mask having a precise tapered shape is provided by using electroplating and immersion exposure techniques by the deposition mask manufacturing method of the organic light emitting display device of the present invention. As a result, a precise and shadow-free pattern may be formed.

Claims (4)

기판 위에 감광막을 형성하는 단계;Forming a photoresist film on the substrate; 상기 감광막을 액침 노광하고 현상하여 패터닝하는 단계;Immersing, developing and patterning the photosensitive film; 상기 패터닝된 감광막 위에 전기 도금층을 형성하는 단계; 및 Forming an electroplating layer on the patterned photoresist; And 상기 도금층을 상기 기판으로부터 분리하는 단계Separating the plating layer from the substrate 를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법.Deposition mask manufacturing method of an organic light emitting display device comprising a. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 패터닝하는 단계에서는 상기 감광막이 테이퍼 형상을 가지도록 하는 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법.The patterning method of claim 1, wherein the photosensitive layer has a tapered shape in the patterning step. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 도금층을 형성하는 단계는,Forming the plating layer, 전해액 속에 상기 패터닝된 감광막이 형성된 기판과 전주 금속을 침지하는 단계; 및 Immersing the substrate and the electroplating metal on which the patterned photoresist film is formed in an electrolyte; And 상기 기판에 음극을 연결하고, 상기 전주 금속에 양극을 연결하여 전원을 인가하는 단계Connecting a cathode to the substrate and connecting the anode to the pole metal to apply power; 를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법.Deposition mask manufacturing method of an organic light emitting display device comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 도금층의 사이에 남아있는 감광막을 제거하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 증착 마스크 제조방법.The method of claim 1, further comprising removing the photoresist remaining between the plating layers.
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