KR102186989B1 - 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법 - Google Patents

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Abstract

영구사용이 가능하여 재료비가 절감되고 생산성이 향상된 파인메탈마스크를 제조할 수 있는 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법이 제안된다. 본 발명에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법은 제조기판 상에 파인메탈마스크의 슬롯형상에 대응하는 절연부를 형성하는 단계; 절연부의 표면에 전도성층을 형성하는 단계; 제조기판 상에 전주도금공정으로 제1금속층을 형성하고 분리하여 예비몰드를 형성하는 단계; 및 예비몰드 상에 전주도금공정으로 제2금속층을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크 제조용 몰드를 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법{Manufacturing method of mold for fine metal mask}
본 발명은 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 영구사용이 가능하여 재료비가 절감되고 생산성이 향상된 파인메탈마스크를 제조할 수 있는 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법에 관한 것이다.
OLED(Organic Light Emitting Diodes) 소자는 감성화면구현, 고속응답속도, 자체발광, 박형제작, 저전력, 넓은 시야각 등의 특성을 지닐 뿐만 아니라 플렉시블(Flexible)한 기판OLED(Organic Light Emitting Diodes) 소자는 감성화면구현, 고속응답속도, 자체발광, 박형제작, 저전력, 넓은 시야각 등의 특성을 지닐 뿐만 아니라 플렉시블(Flexible)한 기판을 사용할 수 있으므로 디스플레이 분야 및 조명 분야에서 크게 각광 받고 있다.
OLED 소자는 유기물을 발광층으로 사용하며, 하부 전극과 상부 전극 사이에 여러 층의 유기물층을 성막하고, 하부 전극과 상부 전극 사이에 전압을 인가하면 전자와 정공이 음극과 양극으로부터 주입되어 유기물층에서 재결합하여 빛을 발생시키는 원리를 이용한다.
OLED 소자의 제조를 위해 투명 절연성 기판 상에 유기물 다층막을 증착할 때, 상기 기판의 소자 형성 영역 상에만 유기물 다층막을 증착하고, 기판의 나머지 영역 상에 다층막을 증착하지 않도록 하기 위해, 파인메탈마스크(Fine Metal Mask, FMM) 즉, 새도우 마스크(Shadow mask)를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 새도우 마스크는 OLED 소자의 품위와 전체 수율에 상당히 큰 영향을 미치므로 새도우 마스크의 중요성이 더욱 높아지고 있다.
파인메탈마스크는 유기물 다층막 증착공정 등에서 열 변형이 거의 없는 인바(INVAR) 합금을 압연하여 사용하고 있다. 이러한 파인메탈마스크는 주로 소형 OLED 디스플레이 장치 제작에 적용되고 있는데, 대형 디스플레이 제작용 글라스는 크기가 커지면 중앙부가 밑으로 쳐지기 때문에 파인메탈마스크와의 정렬에 문제가 있어 적용되지 못하고 있다.
또한, 해상도가 점차 높아짐에 따라 파인메탈마스크의 두께도 상대적으로 얇아져야 하지만 종래의 압연공정으로는 소정 두께 이상 얇아지는 것은 기술적으로 한계가 있다. 최근 전주도금 공정을 이용한 파인메탈마스크 제작이 진행되고 있으나, 파인메탈마스크 두께가 얇아짐에 따른 제작 공정상의 여러가지 어려움으로 인하여 상용화되고 있지 못한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 영구사용이 가능하여 재료비가 절감되고 생산성이 향상된 파인메탈마스크를 제조할 수 있는 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법은 제조기판 상에 파인메탈마스크의 슬롯형상에 대응하는 절연부를 형성하는 단계; 절연부의 표면에 전도성층을 형성하는 단계; 제조기판 상에 전주도금공정으로 제1금속층을 형성하고 분리하여 예비몰드를 형성하는 단계; 및 예비몰드 상에 전주도금공정으로 제2금속층을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크 제조용 몰드를 형성하는 단계;를 포함한다.
절연부는 감광성 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR) 및 포토레지스트(Photo Resist, PR) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
절연부는 상부표면에서 제조기판을 향하여 경사가 형성될 수 있다.
제1금속층 및 제2금속층은 두께가 50 내지 500㎛일 수 있다.
제1금속층 및 제2금속층은 제1금속층 및 제2금속층은 니켈(Ni), 철(Fe) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제조기판 상에 파인메탈마스크의 슬롯형상에 대응하는 절연부를 형성하는 단계; 절연부의 표면에 전도성층을 형성하는 단계; 제조기판 상에 전주도금공정으로 제1금속층을 형성하고 분리하여 예비몰드를 형성하는 단계; 예비몰드 상에 전주도금공정으로 제2금속층을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크 제조용 몰드를 형성하는 단계; 파인메탈마스크 제조용 몰드의 돌출부 상에 비전도성층을 형성하는 단계; 파인메탈마스크 제조용 몰드 상에 전주도금공정으로 제3금속층을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크를 형성하는 단계;를 포함하는 파인메탈마스크 제조방법이 제공된다.
제3금속층은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법에 따르면, 전주도금을 이용하여 예비몰드를 형성하고, 예비몰드에 다시 도금층을 형성하여 파인메탈마스크 제조용 몰드를 제작함으로써, 몰드를 영구사용하여 파인메탈마스크 제조공정비용이 감소되고, 신뢰성 높은 성능의 파인메탈마스크를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파인메탈마스크 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 본 실시예에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법에서는, 제조기판(110) 상에 파인메탈마스크의 슬롯형상에 대응하는 절연부(120)를 형성하는 단계; 절연부(120)의 표면에 전도성층(130)을 형성하는 단계; 제조기판(110) 상에 전주도금공정으로 제1금속층(140)을 형성하고 분리하여 예비몰드(140)를 형성하는 단계; 및 예비몰드(140) 상에 전주도금공정으로 제2금속층(150)을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)를 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법에 따라 제조된 파인메탈마스크 제조용 몰드는 OLED소자 제조용 파인메탈마스크를 제조하기 위한 몰드이다. OLED 소자의 제조공정에서, 투명 절연성 기판 상에 유기물 다층막을 증착하여 제조하는 유기 발광층의 형성은 다음과 같이 이루어진다. 즉, 소정 색상을 발광하는 유기 발광 물질을 포함하는 공급부로부터 소정의 서브 픽셀 영역에 파인메탈마스크의 개구부를 통해 선택적으로 공급하여 유기 발광층을 형성한다. 이 때, 유기 발광층이 형성되는 원리는 증발 증착(evaporation)인 것으로, 기화 상태로 유기 발광 물질을 공급하여 노출된 기판 상에 증착이 이루어지게 한다. 이 경우, 형성하고자 하는 유기 전계 발광 소자에 R, G, B 색상을 각각 발광하는 유기 발광층을 구비하고자 할 경우, 각각 해당 색상에 따른 별개의 공급부를 구비하여, 각 색상에 대해 유기 발광층의 형성 공정이 진행된다.
파인메탈마스크는 OLED소자 제조를 위하여 박판에 다수의 유기막 또는 전극들을 형성하기 위한 소정 패턴의 슬롯들이 형성된 구조를 가진다. 이러한 마스크를 제조하기 위한 방법으로는 에칭법에 의한 방법과 전기주형법에 의한 방법이 있다. 에칭에 의한 마스크 제조방법은 포토 레지스트법에 의해 슬롯의 패턴을 가지는 레지스트 층을 박판에 형성하거나 슬롯의 패턴을 가진 필름을 박판에 부착한 후 박판을 에칭(etching)하는 것이다. 그러나 에칭에 의한 마스크의 제조방법은 마스크가 대형화 되고 슬롯의 패턴이 미세화 됨에 따라 폭 공차 및 슬롯 가장자리의 공차를 정확하게 일치시킬 수 없는 문제점이 있다. 특히 박판을 에칭하여 마스크를 제작하는 경우 박판이 오버 에칭이나 언더 에칭되는 경우 슬롯의 규격을 균일하게 할 수 없었다.
한편, 전기주형법(electro forming)은 에칭법에 의한 문제점이 해결되는 방식으로, 전기도금과 같은 조작으로 금속염 용액의 전기 분해에 의해서 모형(母型) 위에 금속을 전해에 의해 필요한 두께로 증착시킨 후 모형에서 박리하게 되면 모형과 요철이 반대인 전기 주조품이 되는데 이러한 원리를 이용하여 마스크를 제조하는 방법이다. 본 실시예에서는 파인메탈마스크 제조를 위해 전기주형법, 즉 전주도금법에 의해 금속층을 형성한다.
도 1을 참조하면, 제조기판(110) 상에 파인메탈마스크의 슬롯형상에 대응하는 절연부(120)를 형성한다. 제조기판(110)은 전기도금이 가능한 기판으로서, 예를 들어 도금층의 이형이 유리한 스테인레스 스틸 기판을 사용할 수 있다.
절연부(120)는 제조기판(110)의 표면에 형성되는 구조물로서, 파인메탈마스크의 슬롯을 형성하기 위한 것이다. 따라서, 절연부(120)는 파인메탈마스크의 슬롯형상에 대응하도록 형성된다. 절연부(120)는 감광성 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR) 및 포토레지스트(Photo Resist, PR) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 절연부(120)는 DFR 또는 PR을 식각하여 원하는 형상으로 제조기판(110) 상에 형성될 수 있다.
절연부(120)는 상부표면에서 제조기판(110)을 향하여 경사가 형성될 수 있다. 도 1을 참조하면, 절연부(120)는 사다리꼴 형상으로 구현되었는데, 이후 형성될 파인메탈마스크의 슬롯 형상이나 슬롯 내부의 경사 등을 고려하여 다르게 형성될 수 있다.
이후, 도 2와 같이 절연부(120)의 표면에 전도성층(130)을 형성한다. 전도성층(130)은 절연부(120)가 절연물질로 구성되어 있으므로 전주도금이 가능하도록 형성된다.
절연부(120) 표면에 전도성층(130)을 형성하면, 제조기판(110)의 표면에 전주도금공정으로 제1금속층(140)을 형성한다(도 3). 제1금속층(140)은 예비몰드를 형성하기 위한 것으로서, 제조기판(110)의 표면 형상을 복제하기 위한 것이다. 제조기판(110) 표면에 제1금속층(140)을 도금하고, 이를 분리하면 파인메탈마스크 제조용 몰드를 형성하기 위한 예비몰드(140)를 얻을 수 있다(도 4).
예비몰드(140) 상에 전주도금공정으로 제2금속층(150)을 형성하고 분리하면, 도 1에서의 절연부(120)가 형성된 제조기판(110)의 표면형상을 복제한 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)를 얻는다(도 5).
제1금속층(140) 및 제2금속층(150)은 두께가 50 내지 500㎛일 수 있다. 또한, 제1금속층(140) 및 제2금속층(150)은 니켈(Ni), 철(Fe) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파인메탈마스크 제조방법의 설명에 제공되는 도면들이다. 이하, 도 1내지 도 8을 참조하여 설명하기로 하되 전술한 설명은 생략한다.
본 실시예에 따르는 파인메탈마스크 제조방법에서는 제조기판(110) 상에 파인메탈마스크 슬롯(181)형상에 대응하는 절연부(120)를 형성하는 단계; 절연부(120)의 표면에 전도성층(130)을 형성하는 단계; 제조기판(110) 상에 전주도금공정으로 제1금속층(140)을 형성하고 분리하여 예비몰드(140)를 형성하는 단계; 예비몰드(140) 상에 전주도금공정으로 제2금속층(150)을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)를 형성하는 단계; 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)의 돌출부(160) 상에 비전도성층(170)을 형성하는 단계; 파인메탈마스크 제조용 몰드(150) 상에 전주도금공정으로 제3금속층(180)을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크(180)를 형성하는 단계;를 포함하는 파인메탈마스크 제조방법이 제공된다.
본 파인메탈마스크 제조방법에서는 먼저, 도 1내지 도 5를 참조하여 설명한 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)를 제작하고, 이를 이용하여 파인메탈마스크(180)를 제조한다.
도 5에서와 같이 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)를 제작하면, 이를 이용하여 파인메탈마스크(180)를 형성한다. 도 6을 참조하면, 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)의 돌출부(160), 즉 제조기판(110) 상에 파인메탈마스크 슬롯(181)형상에 대응되도록 형성되었던 절연부(120)의 형상이 복제된 돌출부(160) 상에 비전도성층(170)이 형성된다(도 6).
비전도성층(170)은 파인메탈마스크 제조용 몰드(150) 중 돌출부(160) 부분에만 형성된다. 이에 따라 후속공정에서 파인메탈마스크 슬롯(181)이 돌출부(160)의 비전도성층(170)에 의해 도금층이 형성되지 않게 되어 파인메탈마스크 슬롯(181) 형성이 용이하다.
돌출부(160)에 비전도성층(170)이 형성된 파인메탈마스크 제조용 몰드(150) 상에 전주도금공정으로 제3금속층(180)을 형성하면, 비전도성층(170)으로 인하여 돌출부(160)에는 도금층이 형성되지 않고, 돌출부(160) 사이에만 제3금속층(180)이 형성된다. 따라서, 돌출부(160) 형상의 파인메탈마스크 슬롯(181)이 형성된다(도 7).
이후, 파인메탈마스크 제조용 몰드(150)로부터 제3금속층(180)을 분리시키면 도 8과 같이 원하는 파인메탈마스크 슬롯(181) 형상을 갖는 파인메탈마스크(180)를 얻는다.
파인메탈마스크(180)를 제조하기 위한 제3금속층(180)은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함할 수 있다. 파인메탈마스크(180)에 사용되는 금속은 후공정인 유기물 증착공정에서의 고온 변형에 내구성을 갖기 위하여 열팽창률이 매우 적은 것이 바람직하다. 제3금속층(180)은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함할 수 있는데, 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 소위 인바(Invar)합금은 철과 니켈의 비율에 따라 매우 낮은 열팽창률을 나타낸다. 제3금속층(180)은 두께가 5내지 30㎛일 수 있다.
본 실시예에 따른 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법에서는 절연부를 형성하고 바로 도금공정을 수행하여 파인메탈마스크와 절연부가 함께 제조기판으로부터 분리되어 파인메탈마스크로부터 다시 절연부를 제거하는 공정을 생략하고, 절연부에 해당하는 돌출부를 도금공정에 의한 금속으로 형성할 수 있어서, 파인메탈마스크 제조용 몰드를 반영구적으로 사용할 수 있어 경제적인 공정수행이 가능하다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
110 제조기판
120 절연부
130 전도성층
140 예비몰드
150 파인메탈마스크 제조용 몰드
160 돌출부
170 비전도성층
180 파인메탈마스크
181 파인메탈마스크 슬롯

Claims (7)

  1. 제조기판 상에 파인메탈마스크의 슬롯형상에 대응하는 절연부를 형성하는 단계;
    절연부의 표면에 전도성층을 형성하는 단계;
    제조기판 상에 전주도금공정으로 제1금속층을 형성하고 분리하여 예비몰드를 형성하는 단계;
    예비몰드 상에 전주도금공정으로 제2금속층을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크 제조용 몰드를 형성하는 단계;
    파인메탈마스크 제조용 몰드의 돌출부 상에 비전도성층을 형성하는 단계;
    파인메탈마스크 제조용 몰드 상에 전주도금공정으로 제3금속층을 형성하고 분리하여 파인메탈마스크를 형성하는 단계;를 포함하는 파인메탈마스크 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    절연부는 감광성 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR) 및 포토레지스트(Photo Resist, PR) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파인메탈마스크 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    절연부는 상부표면에서 제조기판을 향하여 경사가 형성된 것을 특징으로 하는 파인메탈마스크 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1금속층 및 제2금속층은 두께가 50 내지 500㎛인 것을 특징으로 하는 파인메탈마스크 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제1금속층 및 제2금속층은 니켈(Ni), 철(Fe) 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 파인메탈마스크 제조방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    제3금속층은 철(Fe) 및 니켈(Ni)을 포함하는 것을 특징으로 하는 파인메탈마스크 제조방법.
KR1020190055881A 2019-05-13 2019-05-13 파인메탈마스크 제조용 몰드 제조방법 KR102186989B1 (ko)

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