KR102217996B1 - 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법은 판형상의 금속시트를 준비하는 금속시트 준비 단계, 상기 금속시트의 양면에 감광층을 형성하는 감광층 형성 단계, 상기 금속시트에 형성된 감광층에 하나 이상의 에칭 패턴이 형성된 포토 마스크를 정합하여 노광하는 노광 단계, 현상액에 의해 상기 에칭 패턴에 대응하는 감광층을 제거하여 상기 금속시트에 하나 이상의 가공부를 형성하는 감광층 제거 단계, 및 상기 하나 이상의 가공부를 식각액에 의해 에칭하는 에칭 단계를 포함하고, 상기 에칭 단계 이전에, 상기 가공부보다 작은 크기의 하나 이상의 관통공을 상기 가공부에 형성하는 관통공 형성 단계를 더 포함한다.

Description

유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING METAL MASK FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPALY}
본 발명은 일반적으로 유기 발광 표시 장치 기술 분야에 관한 것으로, 구체적으로 높은 해상도의 유기 발광 표시 장치에 대응되는 메탈 마스크(metal mask)에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
근래 널리 제조되고 있는 유기 발광 표시 장치는, 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터(PC)용 모니터, 태블릿 PC, 스마트폰, 스마트워치 및 차량 계기판 등 디스플레이로서 널리 이용되고 있다. OLED는 빛을 내는 층이 유기 화합물로 이루어진 박막 발광 다이오드이다.
과거의 LCD 디스플레이 방식과 비교할 때, 유기 발광 표시 장치 기술에는 백라이트를 사용할 필요가 없으며, 유기 발광 표시 장치 기술은 자체 발광 특성을 가지고, 매우 얇은 유기 물질 필름 및 유리 기판이 사용되며, 전류가 흐를 때 유기물질은 빛을 발산하므로 유기 발광 표시 장치는 전력 사용량을 효과적으로 절약할 수 있고, 더 밝고 더 얇아질 수 있으며, 더 넓은 시야각을 제공하여, 또한 LCD보다 더 넓은 온도 변화 범위에서도 잘 견딜 수 있다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 기판 상에 유기 재료로 이루어진 여러 층의 박막을 음극과 양극이 싸고 있는 구조로 이루어져 있으며, 음극과 양극에 전압을 인가하면 전류가 흐르게 되면서 유기 박막 내에서 발광 현상이 발생하게 된다. 즉, 전류 주입에 의해 유기 분자가 여기 상태(excited state)로 들뜨게 되었다가 다시 원래의 기저 상태(ground state)로 돌아오면서 여분의 에너지를 빛으로 방출 하게 된다. 이와 같이, 여러 층의 유기 박막을 포함하고 있는 유기 발광 표시 장치를 형성하기 위해, 기판 전체에 걸쳐 유기 박막을 증착한다.
유기 발광 표시 장치 제조시 전극층, 유기 발광층, 절연막 등의 박막층을 적층하고 패터닝하는 박막 공정이 필요하다. 박막 공정은 각각 대응하는 개구부 패턴이 구비된 마스크 조립체를 이용하게 되며, 예컨대 화학적 기상증착(CVD, chemical vapor deposition), 스퍼터링(sputtering), 이온 플레이팅(ion plating), 진공 증착(evaporation) 등이 포함된다.
일반적인 유기물 증착장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 메탈 마스크(100), 마스크 프레임(200), 기판(300), 유기물 증착 용기(400) 및 진공 챔버(500)를 포함하며, 메탈 마스크(100)는 복수개의 패턴홀을 포함하며, 이 패턴홀은 기판 상에 형성될 패턴과 대응되도록 형성될 수 있다.
이러한 증착 공정에 사용되는 마스크의 종류로는, 각 표시 장치의 표시 영역 내에서 위치에 따른 정밀 패터닝을 진행할 때 사용되는 파인 메탈 마스크(fine metal mask, FMM)와, 표시 영역 전체에 걸쳐서 공통층을 형성할 때 사용되는 오픈 마스크(open mask)가 있다. 예를 들어, 발광층과 같이 표시 영역 내의 정해진 화소 위치에만 정밀하게 증착 물질을 증착해야 하는 경우, 상기 파인 메탈 마스크가 사용된다. 반면, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 주입층, 정공 수송층과 같이 표시 영역 전체에 걸쳐서 증착 물질을 증착하는 경우, 그 전체 영역이 개방되어 있는 오픈 마스크가 사용된다.
일반적으로 오픈 메탈 마스크는, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속시트(10)에 포토레지스트 막(20, 감광층)을 형성하고 노광(photolithography) 기술을 사용하여 포토레지스트 패턴을 형성한 후 습식 에칭(wet etching)을 통해 금속시트에 패턴홀(13)을 형성함으로써 제조될 수 있다.
이와 같은 오픈 메탈 마스크를 이용하여 유기 발광 표시 장치에 유기발광층과, 캐소드 전극 및 보호층과 같은 공통층을 증착 형성할 수 있다.
공개특허 제10-2015-0017191호
한편, 공개특허 제10-2015-0017191호에는 습식 에칭을 이용한 메탈 마스크의 제작방법으로서, 얇은 금속시트의 양면에 감광층을 도포하고, 포토 마스크를 정합하여 노광하고, 이를 현상액에 담가 가공될 부분의 감광층을 제거하여 노출시킨 후, 식각액에 담가 노출된 부분을 화학적으로 가공하는 에칭공정이 개시되어 있다.
종래에 디스플레이 가장자리는 통상 베젤에 의해 감싸지므로, 디스플레이 가장자리에 대한 정밀도나 불량여부가 크게 문제되지 않았었다. 그러나 근래에는 예컨대 디스플레이의 베젤이 슬림해짐에 따라 디스플레이 가장자리에 대한 정밀도가 더욱 요구되고 있고, 이에 따라 대응하는 오픈 마스크 개구부에 대해 점점 더 높은 정밀도 및 균일도가 요구되고 있다.
그런데 종래의 에칭 공정에서는 에칭 초기에 넓은 면적의 금속시트에 식각액이 뿌려질 경우, 식각액이 순환되기 어려워 금속시트가 관통되기 전까지 일부 부분에 식각액들이 고이는 현상이 발생하며 이로 인하여 에칭공정의 정밀도 및 균일도가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로서, 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 에칭 공정에 있어서, 에칭의 정밀도 및 균일도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법으로서, 판형상의 금속시트를 준비하는 금속시트 준비 단계, 상기 금속시트의 양면에 감광층을 형성하는 감광층 형성 단계, 상기 금속시트에 형성된 감광층에 하나 이상의 에칭 패턴이 형성된 포토 마스크를 정합하여 노광하는 노광 단계, 현상액에 의해 상기 에칭 패턴에 대응하는 감광층을 제거하여 상기 금속시트에 하나 이상의 가공부를 형성하는 감광층 제거 단계, 상기 하나 이상의 가공부를 식각액에 의해 에칭하는 에칭 단계를 포함하고, 상기 에칭 단계 이전에, 상기 가공부보다 작은 크기의 하나 이상의 관통공을 상기 가공부에 형성하는 관통공 형성 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 1 실시형태는, 상기 관통공 형성 단계는, 상기 금속시트 준비 단계와 상기 감광층 형성 단계 사이에 행해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시형태는 , 상기 관통공 형성 단계는, 상기 노광 단계와 상기 감광층 제거 단계 사이에 행해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 3 실시형태는, 상기 관통공 형성 단계는, 상기 감광층 제거 단계와 상기 에칭 단계 사이에 행해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 관통공이 상기 가공부와 동일한 모양으로 상기 가공부의 중앙 부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 금속시트가 인바합금 또는 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 관통공이 레이저 가공 또는 펀칭 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 관통공이 습식 에칭 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 포토 마스크의 상기 에칭 패턴의 외각에는 하나 이상의 더미용 에칭 패턴을 갖고, 상기 감광층 제거 단계에서는, 상기 더미용 에칭 패턴에 대응되는 감광층을 제거하여, 상기 금속시트에 하나 이상의 더미용 가공부를 추가로 형성하며, 상기 에칭 단계에서는, 상기 하나 이상의 더미용 가공부를 식각액에 의해 에칭하여 상기 금속시트의 상기 하나 이상의 패턴홀의 외각에 하나 이상의 더미용 패턴홀을 추가로 형성하고, 상기 관통공 형성 단계에서는, 상기 하나 이상의 더미용 가공부가 형성되는 영역에 상기 더미용 가공부 보다 작은 하나 이상의 더미용 관통공을 추가로 형성하며, 상기 하나 이상의 더미용 패턴홀은 증착에 사용되지 않는 비액티브 영역인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 관통공 및 상기 더미용 관통공은, 습식 에칭 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 더미용 관통공은 상기 관통공 보다 작고, 상기 더미용 패턴홀은 상기 패턴홀 보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법은, 에칭 단계 이전에 관통공을 형성함 에칭 단계에서 식각액의 순환을 용이하게 할 수 있다.
또한, 에칭 단계에서 식각액의 순환을 용이하게 함으로써, 에칭 단계의 초기에 넓은 면적의 금속시트에 식각액이 뿌려질 경우, 식각액이 순환되기 어려워 금속시트가 관통되기 전까지 일부 부분에 식각액들이 고이는 현상을 억제하여, 에칭의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 관통공에 의해 에칭 단계의 초기에 식각액이 원활하게 순환되어, 에칭의 속도를 향상시킬 수 있다.
도 1 은 기판 상에 유기 물질을 증착하는 증착 장치를 설명하는 개념도이다.
도 2 는 종래의 일반적인 메탈 마스크 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 특징을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태의 제조방법의 과정을 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시형태의 제조방법의 흐름도이다.
도 6 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제조방법의 과정을 보여주는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태의 제조방법의 흐름도이다.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태의 제조방법의 과정을 보여주는 도면이다.
도 9 은 본 발명의 제 3 실시형태의 제조방법의 흐름도이다.
도 10 은 본 발명의 더미용 패턴홀을 추가하는 실시형태의 특징을 설명하기 위한 참고도이다.
도 11 은 본 발명의 더미용 패턴홀을 추가하는 실시형태의 특징을 설명하기 위한 평면도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예를 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태의 제조방법의 과정을 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시형태의 제조방법의 흐름도이다.
도 4 및 도 5 를 참조하면, 본 발명의 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법은, 금속시트 준비 단계(S101), 관통공 형성 단계(S102), 감광층 형성 단계(S103), 노광 단계(S104), 감광층 제거 단계(S105), 에칭 단계(S106), 잔여 감광층 제거 단계(S107) 순서로 행해지는 일련의 과정을 포함한다.
금속시트 준비 단계(S101)는 하나 오픈 마스크 시트(open mask sheet)로서 사용될 판형상의 금속시트(10)를 준비하는 단계이다. 금속시트(10)를 구성하는 재료는, 니켈, 혹은 철니켈 합금이고, 예를 들어, 30 질량％ 이상의 니켈을 함유하는 철니켈 합금, 그 중에서도, 36 질량％ 니켈과 64 질량％ 철의 합금을 주성분으로 하는, 즉 인바(Invar)인 것이 바람직하다. 36 질량％ 니켈과 64 질량％ 철의 합금을 주성분으로 하는 경우, 잔여분은 크롬, 망간, 탄소, 코발트 등의 첨가물을 함유한다. 인바는 구체적으로 Invar36으로 이루어질 수 있다. 금속시트(10)를 구성하는 재료가, 인바인 경우, 열팽창 계수는, 예를 들어, 1.2 ×10-6/℃ 정도이다. 이와 같은 열팽창 계수를 갖는 금속시트이면, 금속시트(10)로부터 제조되는 마스크에서의 열팽창에 의한 크기의 변화와, 유리 기판이나 폴리이미드 시트에서의 열팽창에 의한 크기의 변화가 동일한 정도이기 때문에, 증착 대상의 일례로서, 유리 기판이나 폴리이미드 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 금속시트(10)를 구성하는 재료는 스테인리스 강(SUS)일 수 있으며, 구체적으로 SUS430으로 이루어질 수 있다.
금속시트(10)는 얇은 금속판 형태로 이루어질 수 있고, 또는 금속성의 박막으로 이루어질 수 있고, 두께는 수㎜에서 수십㎜로 이루어질 수 있고, 또는 수십㎛에서 수백㎛로 이루어질 수 있다.
금속시트(10)는 증착 공정의 크기에 따라 소정의 크기로 재단된 후 표면에 이물질을 세정하여 준비될 수 있다.
관통공 형성 단계(S102)는 금속시트(10)에 형성될 하나 이상의 패턴홀(13)과 대응되는 위치의 중앙부를 관통하여 패턴홀(13)보다 작은 크기의 관통공(11)을 형성하는 단계이다.
상기 관통공(11)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 펀칭(punching) 가공이나 레이저(laser) 가공 등과 같은 기계적 가공 방식에 의해 형성될 수 있으며, 습식 에칭(wet etching) 가공 등과 같은 화학적 가공 방식에 의해 형성될 수 있다.
상기 관통공(11)의 모양은 특별히 한정되지 않으나, 메탈 마스크에 형성될 패턴홀(13)보다 작은 크기로 패턴홀(13)과 동일한 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관통공(11)이 습식 에칭 가공에 의해 형성되는 경우, 상기 관통공(11)은 도 5에 도시된 일련의 과정에 있어서, 관통공 형성 단계(S102)를 제외한, 금속시트 준비 단계(S101), 감광층 형성 단계(S103), 노광 단계(S104), 감광층 제거 단계(S105), 에칭 단계(S106), 잔여 감광층 제거 단계(S107)를 거쳐 형성될 수 있다.
감광층 형성 단계(S103)는 관통공(11)이 형성된 금속시트(10)의 양면에 포토레지스트 막과 같은 감광층(20)을 형성하는 단계이다.
감광층(20)은 필름 형태의 포토레지스트 필름(DPR, dry photo resist)을 부착하거나 액상의 포토레지스트(LPR, liquid photo resist)를 도포하여 형성할 수 있다. 또한, 감광층(20)은 일반적으로 포지티브형 포토레지스트가 사용되나, 변형례에 따라서는 네거티브형 포토레지스트도 사용될 수 있다.
노광 단계(S104)는 금속시트(10)의 양면에 형성된 감광층(20)에 메탈 마스크에 형성될 패턴홀(13)에 대응되는 에칭 패턴을 갖는 포토 마스크를 정합하고, 가시광선, 자외선(UV)광, 전자빔 및 X-선 등을 조사하여, 포토 마스크의 에칭 패턴을 통해 노출되는 감광층(20)에 화학적 변화를 일으키는 단계이다.
감광층 제거 단계(S105)는 노광 단계(S104)에서 빛이 조사되어 화학적 변화가 발생한 감광층(20)을 현상액에 의해 제거하여, 금속시트(10)가 감광층(20)으로부터 노출되어 메탈 마스크의 패턴홀(13)에 대응되는 가공부(12)를 형성하는 단계이다.
상기 현상액으로서는 수계의 현상액을 이용할 수도 있고, 유기 용매를 함유하는 현상액을 이용할 수도 있다.
상기 수계의 현상액을 이용함으로써 포지티브형의 레지스트 패턴이, 유기 용매를 함유하는 현상액을 이용함으로써 네가티브형의 레지스트 패턴이 얻어진다. 본 실시예에서는 수계의 현상액을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 수계의 현상액으로서는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 물, 염화나트륨 등의 무기염, 4급 암모늄염 등의 유기염 등을 용해시킨 수용액 등을 들 수 있다. 상기 수용액의 농도는 10질량% 이하인 것이 바람직하다. 알칼리성 수용액의 농도가 10질량%를 초과하면, 노광부도 현상액에 용해시키기 어려워지는 경우가 있다. 상기 수계의 현상액에는 유기 용매를 첨가할 수도 있다.
에칭 단계(S106)는 상기 감광층 제거 단계(S105)에서 형성된 금속시트(10)의 가공부(12)를 식각액에 의해 에칭하여, 패턴홀(13)을 형성하는 단계이다.
상기 에칭 단계(S106)은 습식 식각 공정에 의해 이루어지며, 사용되는 식각액은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 염화철을 포함하는 식각액을 사용하여, 약 45℃에서 진행될 수 있다. 또한, 예시로서, 상기 식각액은 FeCl3을 35 내지 45 중량% 포함할 수 있다.
에칭 단계(S106)에서는 식각액이 금속시트(10)의 양면에서 분사되며, 이때, 상기 관통공 형성 단계(S102)에서 형성한 관통공(11)에 의해 식각액이 원활하게 순환하게 되므로, 에칭 공정의 초기에 식각액이 순환되기 어려워 금속시트(10)의 가공부(12)가 관통되기 전까지 일부 부분에 식각액들이 고이는 현상을 억제하여, 에칭의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 관통공(11)에 의해 식각액이 원활하게 순환되어, 에칭의 속도를 향상시킬 수 있다.
잔여 감광층 제거 단계(S107)는 패턴홀(13)이 형성된 후 금속시트(10)에서 잔여 감광층을 제거하는 단계이다.
감광층, 즉 포토레지스트의 제거의 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 포토레지스트 박리액에 의해 제거될 수 있다.
또한, 포토레지스트 박리액 조성물은 특별히 제한되지 않으나, 아민, 용제류를 기반으로 하거나, 추가적으로 부식 방지제 등을 첨가제로 사용할 수 있다.
예를 들면, 포토레지스트를 제거하기 위한 박리액 조성물은 모노에탄올아민 등의 사슬형 아민, NMP, DMSO 등의 비양자성 용제 및/또는 글리콜계 양자성 용제를 포함할 수 있다. 즉, 포토레지스트 박리액 조성물은 주용매로 NMF(N-methylformamide), NMP(N-methylpyrrolidone) 등의 비양자성 용제가 사용될 수 있다.
다음으로, 도 6은 본 발명의 제 2 실시형태의 제조방법의 과정을 보여주는 도면이며, 도 7은 본 발명의 제 2 실시형태의 제조방법의 흐름도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법은, 금속시트 준비 단계(S201), 감광층 형성 단계(S202), 노광 단계(S203), 관통공 형성 단계(S204), 감광층 제거 단계(S205), 에칭 단계(S206), 잔여 감광층 제거 단계(S207)의 순서로 행해지는 일련의 과정을 포함한다.
즉, 본 발명의 제 2 실시형태의 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법은, 제 1 실시형태와 비교하여, 관통공 형성 단계(S204)가 노광 단계(S203)와 감광층 제거 단계(S205)의 사이에서 행하진다는 점에서 특징이 있다.
제 2 실시형태에 있어서의 금속시트 준비 단계(S201), 감광층 형성 단계(S202), 노광 단계(S203), 감광층 제거 단계(S205), 에칭 단계(S206), 잔여 감광층 제거 단계(S207)는 각각 제 1 실시형태의 금속시트 준비 단계(S101), 감광층 형성 단계(S103), 노광 단계(S104), 감광층 제거 단계(S105), 에칭 단계(S106), 잔여 감광층 제거 단계(S107)와 동일한 방식에 의해 행해진다.
한편, 제 2 실시형태에 있어서, 관통공 형성 단계(S204)는 노광 단계(S203)와 감광층 제거 단계(S205)의 사이에서 행해지므로, 관통공(11)의 형성은 레이저 가공 방식에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제 2 실시형태는 관통공 형성 단계(S305)가 노광 단계(S203)와 감광층 제거 단계(S205)의 사이에서 행해지므로, 포토 마스크를 사용하는 노광 단계(S203)에 연속하여 관통공 형성 공정이 이루어져, 용이하게 정확한 위치에 관통공을 형성할 수 있으며, 또한, 동일한 스테이지에서 관통공(11)을 형성하는 것이 가능하다
또한, 제 2 실시형태 역시 상기 관통공(11)을 형성한 후, 에칭 단계(S306)가 행해지므로, 상기 관통공(11)에 의해 식각액이 원활하게 순환하게 되어, 에칭 공정의 초기에 식각액이 순환되기 어려워 금속시트(10)의 가공부(12)가 관통되기 전까지 일부 부분에 식각액들이 고이는 현상을 억제할 수 있으며, 에칭의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 관통공(11)에 의해 식각액이 원활하게 순환되어, 에칭의 속도를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 8은 본 발명의 제 3 실시형태의 제조방법의 과정을 보여주는 도면이며, 도 9은 본 발명의 제 3 실시형태의 제조방법의 흐름도이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 본 발명의 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법은, 금속시트 준비 단계(S301), 감광층 형성 단계(S302), 노광 단계(S303), 감광층 제거 단계(S304), 관통공 형성 단계(S305), 에칭 단계(S306), 잔여 감광층 제거 단계(S307)의 순서로 행해지는 일련의 과정을 포함한다.
즉, 본 발명의 제 3 실시형태의 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법은, 제 1 실시형태와 비교하여, 관통공 형성 단계(S305)가 감광층 제거 단계(S304)와 에칭 단계(S306)의 사이에서 행하진다는 점에서 특징이 있다.
제 3 실시형태에 있어서의 금속시트 준비 단계(S301), 감광층 형성 단계(S302), 노광 단계(S303), 감광층 제거 단계(S304), 에칭 단계(S306), 잔여 감광층 제거 단계(S307)는 각각 제 1 실시형태의 금속시트 준비 단계(S101), 감광층 형성 단계(S103), 노광 단계(S104), 감광층 제거 단계(S105), 에칭 단계(S106), 잔여 감광층 제거 단계(S107)와 동일한 방식에 의해 행해진다.
한편, 제 3 실시형태에 있어서, 관통공 형성 단계(S305)는 감광층 제거 단계(S304)와 에칭 단계(S306)의 사이에서 행해지므로, 관통공(11)의 형성은 레이저 가공 방식에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 제 3 실시형태는 관통공 형성 단계(S305)가 감광층 제거 단계(S304)와 에칭 단계(S306)의 사이에서 행해지므로, 동일한 스테이지에서 관통공(11)을 형성하는 것이 가능하다.
또한, 제 3 실시형태 역시 상기 관통공(11)을 형성한 후, 에칭 단계(S306)가 행해지므로, 상기 관통공(11)에 의해 식각액이 원활하게 순환하게 되어, 에칭 공정의 초기에 식각액이 순환되기 어려워 금속시트(10)의 가공부(12)가 관통되기 전까지 일부 부분에 식각액들이 고이는 현상을 억제할 수 있으며, 에칭의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 관통공(11)에 의해 식각액이 원활하게 순환되어, 에칭의 속도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 더미용 패턴홀을 추가하는 실시형태에 대해, 도 10, 11을 참조하여 설명한다.
상술한 제 1 내지 제 3 실시형태에서는, 에칭 단계 이전에, 가공부(12)보다 작은 크기의 하나 이상의 관통공(11)을 상기 가공부(12)가 형성되는 영역 내에 형성하는 관통공 형성 단계를 행하고, 상기 관통공(11)이 형성된 상기 하나 이상의 가공부(12)를 식각액에 의해 에칭하여 상기 금속시트에 하나 이상의 패턴홀(13)을 형성함에 따라, 관통공을 형성하지 않고 에칭하는 종래 기술에 비해 미리 형성된 관통공(11)에 의해 에칭과정에서 식각액이 원활하게 순환하여, 에칭의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 도 10과 같이, 관통공(11)을 형성하여 증착에 사용되는 액티브 영역인 복수의 패턴홀(13)을 형성하는 과정에서는, 복수의 패턴홀(13) 중 최외각 패턴홀(13)의 금속시트의 바깥측 부분은 금속시트의 내측(즉, 다른 패턴홀(13)과 인접하는 측) 보다 상대적으로 에칭과정에서 식각액의 흐름이 원활하지 않아, 개선할 여지가 있다.
본 발명의 더미용 패턴홀을 추가하는 실시형태에서는 도 11과 같이, 금속시트의 상기 하나 이상의 패턴홀의 외각에 증착에 사용되지 않는 비액티브 영역인 하나 이상의 더미용 패턴홀(13a)을 추가로 형성하여, 액티브 영역의 패턴홀(13) 전체에서 균일하게 식각액의 흐름을 원활하게 한다.
구체적으로, 본 발명의 더미용 패턴홀을 추가하는 실시형태에서는, 상기 제 1 내지 제 3 실시형태의 제조 방법에 있어서, 상기 포토 마스크의 상기 에칭 패턴의 외각에는 하나 이상의 더미용 에칭 패턴을 갖고, 상기 감광층 제거 단계에서는, 상기 더미용 에칭 패턴에 대응되는 감광층을 제거하여, 상기 금속시트(10)에 하나 이상의 더미용 가공부를 추가로 형성하며, 상기 에칭 단계에서는, 상기 하나 이상의 더미용 가공부를 식각액에 의해 에칭하여 상기 금속시트(10)의 상기 하나 이상의 패턴홀의 외각에 하나 이상의 더미용 패턴홀(13a)을 추가로 형성하고, 상기 관통공 형성 단계에서는, 상기 하나 이상의 더미용 가공부가 형성되는 영역에 상기 더미용 가공부보다 작은 하나 이상의 더미용 관통공(11a)을 추가로 형성될 수 있다.
상기 더미용 패턴홀을 추가하는 실시형태의 제조방법에 의해, 제조된 금속시트(10)에는 증착에 사용되는 액티브 영역인 패턴홀(13)과 패턴홀(13)의 외각에 형성되고 증착에 사용되지 않는 비액티브 영역인 더미용 패턴홀(13a)이 형성되며, 중간 단계에서 형성되는 더미용 관통공(11a)에 의해 복수의 패턴홀(13) 중 더미용 관통공(11a) 측의 패턴홀(13)이 에칭되는 과정에서, 식각액의 흐름을 패턴홀(13) 전체에 걸쳐 균일하게 할 수 있다.
한편, 더미용 관통공(11a)은 관통공(11) 보다 작을 수 있으며, 그에 따라 더미용 패턴홀(13a)은 패턴홀(13)보다 작을 수 있고, 그에 따라, 금속시트의 비액티브 영역을 작게하여 공간 효율을 높일 수 있다.
상기 더미용 관통공(11a)은 관통공(11)과 동일하게 레이저 가공, 펀칭 가공 또는 습식 에칭 가공에 의해 형성될 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.
100 : 메탈 마스크
200 : 마스크 프레임
300 : 기판
400 : 유기물 증착 용기
500 : 진공 챔버
10 : 금속시트
11 : 관통공
12 : 가공부
13 : 패턴홀
20 : 감광층(포토레지스트)
S101 : 금속시트 준비 단계
S102 : 관통공 형성 단계
S103 : 감광층 형성 단계
S104 : 노광 단계
S105 : 감광층 제거 단계
S106 : 에칭 단계
S107 : 잔여 감광층 제거 단계
S201 : 금속시트 준비 단계
S202 : 감광층 형성 단계
S203 : 노광 단계
S204 : 관통공 형성 단계
S205 : 감광층 제거 단계
S206 : 에칭 단계
S207 : 잔여 감광층 제거 단계
S301 : 금속시트 준비 단계
S302 : 감광층 형성 단계
S303 : 노광 단계
S304 : 감광층 제거 단계
S305 : 관통공 형성 단계
S306 : 에칭 단계
S307 : 잔여 감광층 제거 단계

Claims (12)

  1. 유기 발광 표시 장치용 메탈 마스크의 제조방법으로서,
    판형상의 금속시트를 준비하는 금속시트 준비 단계;
    상기 금속시트의 양면에 감광층을 형성하는 감광층 형성 단계;
    상기 금속시트에 형성된 감광층에 하나 이상의 에칭 패턴이 형성된 포토 마스크를 정합하여 노광하는 노광 단계;
    현상액에 의해 상기 에칭 패턴에 대응하는 감광층을 제거하여 상기 금속시트에 하나 이상의 가공부를 형성하는 감광층 제거 단계;
    상기 하나 이상의 가공부를 식각액에 의해 에칭하여 상기 금속시트에 하나 이상의 패턴홀을 형성하는 에칭 단계를 포함하고,
    상기 에칭 단계 이전에, 상기 가공부보다 작은 크기의 하나 이상의 관통공을 상기 가공부가 형성되는 영역 내에 형성하는 관통공 형성 단계를 더 포함하고,
    상기 관통공 형성 단계는, 상기 금속시트 준비 단계와 상기 감광층 형성 단계 사이에 행해지거나, 또는 상기 노광 단계와 상기 감광층 제거 단계 사이에 행해지는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통공은 상기 가공부와 동일한 모양으로 상기 가공부의 중앙 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속시트는 인바합금 또는 스테인레스 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통공은, 레이저 가공 또는 펀칭 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통공은, 습식 에칭 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 포토 마스크의 상기 에칭 패턴의 외각에는 하나 이상의 더미용 에칭 패턴을 갖고,
    상기 감광층 제거 단계에서는, 상기 더미용 에칭 패턴에 대응되는 감광층을 제거하여, 상기 금속시트에 하나 이상의 더미용 가공부를 추가로 형성하며,
    상기 에칭 단계에서는, 상기 하나 이상의 더미용 가공부를 식각액에 의해 에칭하여 상기 금속시트의 상기 하나 이상의 패턴홀의 외각에 하나 이상의 더미용 패턴홀을 추가로 형성하고,
    상기 관통공 형성 단계에서는, 상기 하나 이상의 더미용 가공부가 형성되는 영역에 상기 더미용 가공부 보다 작은 하나 이상의 더미용 관통공을 추가로 형성하며,
    상기 하나 이상의 더미용 패턴홀은 증착에 사용되지 않는 비액티브 영역인 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 관통공 및 상기 더미용 관통공은, 레이저 가공 또는 펀칭 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 관통공 및 상기 더미용 관통공은, 습식 에칭 가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 더미용 관통공은 상기 관통공 보다 작고,
    상기 더미용 패턴홀은 상기 패턴홀 보다 작은 것을 특징으로 하는 메탈 마스크 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030025815A (ko) * 2001-09-20 2003-03-29 세이코 엡슨 가부시키가이샤 마스크와 그 제조 방법, 일렉트로루미네선스 장치와 그제조 방법 및 전자 기기
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