KR102223816B1 - 쉐도우 마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우 마스크 - Google Patents

쉐도우 마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우 마스크 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쉐도우마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우마스크에 관한 것으로서, 쉐도우마스크의 제조방법은 메탈 박판을 준비하는 단계; 상기 메탈 박판의 양 면 중, 적어도 어느 한쪽의 일 면에 버림 기판을 부착시키는 단계; 상기 메탈 박판과 상기 버림 기판을 미리 설정된 규격에 맞게 레이저로서 패터닝하는 단계; 및 상기 버림 기판을 분리하는 단계를 포함하거나, 또는 메탈 박판을 준비하는 단계; 상기 메탈 박판이 담길 수 있도록 일정 높이의 식각 액이 담긴 용기를 구비하는 단계; 상기 용기에 상기 메탈 박판을 담근 상태에서, 레이저에 의해 미리 설정된 규격에 맞게 패터닝하는 단계; 및 상기 식각 액에 의해 식각을 실시하는 단계를 포함할 수 있으며, 쉐도우마스크는 상기한 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

Description

쉐도우 마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우 마스크{Method for manufacturing of metal shadow mask, and metal shadow mask manufactured by thereof}
본 발명은 쉐도우마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우마스크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대면적 쉐도우마스크를 단위 쉐도우마스크로 절단하는 과정에서 레이저에 의해 절단하되, 쉐도우마스크의 전단 면에 버(Burr)가 발생되지 않도록 하는 쉐도우마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우마스크에 관한 것이다.
일반적으로, OLED(Organic Light Emitting Diode) 등과 같은 표시 장치의 제조 공정에 사용되는 쉐도우마스크는, 메탈 박판에 구멍을 뚫어 기판상에 선택적으로 OLED용 유기물을 성막하는 구조물이다.
이러한 쉐도우마스크는, 진공증착 공정을 수행함에 있어서, 중요한 부분을 차지하는 것으로서, 패턴이 필요한 부분은 증착을 시키고, 패턴이 필요 없는 부분은 막을 형성하여 증착이 되지 않도록 특정한 패턴막을 형성시키는 증착 공정에 제공된다.
도 1은 종래 기술에 따른 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 것으로서, 도 1 (a)에 도시된 바와 같이 메탈 박판(1) 상에 드라이 필름층(2)을 형성하고 도 1 (b)에 도시된 바와 같이 그 상부에 패턴층(3)을 형성시킨다.
그리고, 패턴층(3)이 형성된 상태에서 노광 공정과 현상 공정을 통해 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 드라이 필름층(2)에 쉐도우마스크의 패턴을 형성시키기 위하여 포토레지스트 패턴(4)을 형성시킨다.
쉐도우마스크의 패턴을 형성시키기 위한 포토레지스트 패턴(4)이 형성되면 에칭 공정을 통한 습식 식각(Wet etch)으로 메탈 박판(1) 상에서 포토레지스트 패턴(4)이 형성된 이외의 부분을 식각하여 쉐도우마스크의 패턴을 형성시키고, 포토레지스트 패턴(4)을 제거하면 상기 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 쉐도우마스크(5)의 제작이 완료된다.
이와 같은 에칭 공정을 통한 종래기술에 따른 쉐도우마스크의 제조방법은 에칭 공정으로 인한 인체 및 자연계 환경에 유해한 유해 물질이 배출되어 환경 오염에 큰 문제로 대두되고 있다.
상기와 같은 환경 오염을 제거하기 위한 종래기술로서 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 방법이 제안되었는데, 도 2는 종래기술에 따른 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 도시한다.
도 2를 참조하여 종래기술에 따른 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 살펴보면, 상기 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 메탈 박판(6)의 상부에 레이저 가공기(9)를 위치시키고, 레이저 가공기(9)를 통해 기 설정된 패턴의 형태에 따라 레이저 가공기(9)가 메탈 박판(6)을 가공하여 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 쉐도우마스크(7)가 제조된다.
그러나 이와 같은 레이저 가공을 통한 쉐도우마스크를 제조하는 방법에 의하면, 미세패턴의 가공시에 얇은 모재의 열변형이 발생되고 또한 패턴 가공시에 레이저 가공기의 움직임으로 모서리의 각짐 및 직진성에 대한 문제가 발생된다.
나아가서 상기와 같은 종래기술에 따른 제조 방법에 의해 쉐도우마스크를 제작하는 경우에, 쉐도우마스크의 얇은 선폭과 얇은 간격으로 인하여 패턴을 유지하는 폭이 좁아져 쉐도우마스크의 패턴이 처짐 또는 휘는 현상이 발생되며, 특히 쉐도우마스크가 대형화될수록 이와 같은 현상은 더욱 커지게 되어 미세한 선폭을 갖는 쉐도우마스크의 제조가 어려워지는 문제점이 있었다.
또한, 식각에 의해 메탈 박판의 패터닝 공정을 수행하게 되는 경우, OLED용 기판의 사이즈가 커지게 되면서 식각에 필요한 장비도 커져야 되고, 투자 및 장비적 한계에 부딪치게 된다.
한편, 레이저 가공에 의하여 메탈 박판을 패터닝하는 공정을 수행하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 메탈 박판(10)의 전단 면(12) 양 단부 측에 레이저 절단에 의한 버(Burr)(14)가 발생되어 표시 장치와 척킹에 의한 밀착 시 상기 버(14)에 의해 표시 장치의 일 면에 스크래치 등의 손상을 입히게 되는 등의 문제점이 있었다.
한국공개특허 10-2016-0101675호(2016.08.25.) 한국공개특허 10-2017-0007705호(2017.01.19.)
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점들에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 레이저에 의하여 박막의 메탈 박판을 패터닝하여 정밀한 규격에 맞게 패터닝이 이루어지도록 하되, 레이저에 의한 패터닝 시 발생할 수 있는 버(Burr)의 발생 없이 매끈한 전단 면을 갖도록 패터닝 공정을 수행할 수 있는 쉐도우마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 쉐도우마스크의 제조방법은, (a) 메탈 박판을 준비하는 단계; (b) 상기 메탈 박판의 양 면 중, 적어도 어느 한쪽의 일 면에 버림 기판을 부착시키는 단계; (c) 상기 메탈 박판과 상기 버림 기판을 미리 설정된 규격에 맞게 레이저로서 패터닝하는 단계; 및 (d) 상기 버림 기판을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 (b) 단계에서, 상기 메탈 박판의 양 면 중, 표시 장치와 척킹에 의해 면 접촉이 이루어지는 일 면에만 버림 기판을 부착시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 쉐도우마스크의 제조방법은, (a) 메탈 박판을 준비하는 단계; (b) 상기 메탈 박판이 담길 수 있도록 일정 높이의 식각 액이 담긴 용기를 구비하는 단계; (c) 상기 용기에 상기 메탈 박판을 담근 상태에서, 레이저에 의해 미리 설정된 규격에 맞게 패터닝하는 단계; 및 (d) 상기 식각 액에 의해 식각을 실시하는 단계를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 쉐도우마스크의 제조방법에 의해 제조된 쉐도우마스크는, 상기한 쉐도우마스크의 제조방법에 의해 절단 공정을 수행하여 제조될 수 있다.
여기서, 상기 메탈 박판의 전단 면에는 버의 발생 없이 매끈한 면을 이룰 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 쉐도우마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우마스크에 의하면, 레이저에 의하여 박막의 메탈 박판이 절단되어 정밀한 규격에 맞게 절단이 이루어지되, 레이저에 의한 절단 시 발생할 수 있는 버(Burr)의 발생 없이 매끈한 전단 면을 갖는 쉐도우마스크가 제조됨에 따라 별도의 연마 공정을 수행하지 않아도 됨으로써, 제조 공정이 단순화되어 제조비용이 절감되고 작업성 및 생산성이 향상되는 효과가 제공될 수 있다.
또한, 메탈 박판을 레이저에 의해 정밀한 규격에 맞게 신속히 절단하는 공정을 수행할 수 있게 됨으로써, 규격의 오차 발생 우려가 불식되어 불량률을 줄일 수 있는 효과도 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 종래에 쉐도우마스크를 제조하는 공정을 순차적으로 도시한 공정도.
도 2는 종래에 쉐도우마스크를 제조하는 다른 공정을 순차적으로 도시한 공정도.
도 3은 도 2의 공정에 의해 형성된 전단 면을 개략적으로 도시한 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패터닝 공정의 순서도.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패터닝 공정과, 이 패터닝 공정에 의해 형성되는 전단 면을 개략적으로 도시한 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패터닝 공정의 순서도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패터닝 공정과, 이 패터닝 공정에 의해 형성되는 전단 면을 개략적으로 도시한 부분 단면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패터닝 공정의 순서도.
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패터닝 공정과, 이 패터닝 공정에 의해 형성되는 전단 면을 개략적으로 도시한 부분 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들에 따른 쉐도우마스크의 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 쉐도우마스크를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
<제1 실시 예>
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패터닝 공정의 순서도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패터닝 공정과, 이 패터닝 공정에 의해 형성되는 전단 면을 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 패터닝 공정은, 패터닝 공정을 수행하고자 하는 메탈 박판을 준비(S100)하고, 이 메탈 박판의 일 면에 버림 기판을 부착(S110)시킨 후, 레이저를 이용하여 규격에 맞는 치수로 패터닝 공정(S120)을 수행함으로써, 일 측면에 전단 면을 형성할 수 있다.
이 때, 레이저에 의한 패터닝 공정에 의해 메탈 박판(100)과 부착된 버림 기판(110)의 전단 면(102,112) 단부에는 버(Burr)(104.114)가 발생되는바, 메탈 박판(100)으로부터 버(114)가 발생된 버림 기판(110)을 분리시키게 되면, 메탈 박판(100)의 전단 면(102)은 버의 발생 없이 매끈한 상태의 전단 면을 형성하게 된다.
이 때, 메탈 박판(100)의 전단 면(102) 중, 버림 기판(110)이 부착되었던 일 면에는 버가 발생되지 않지만, 별도로 버림 기판이 부착되지 않았던 타 면에는 버(104)가 발생될 수 있다.
여기서, 버림 기판(110)이 부착되었던 일 면은 표시 장치와 척킹에 의해 밀착되어 면 접촉이 이루어지는 면이고, 버림 기판(110)이 부착되지 않았던 타 면은 표시 장치와 척킹에 의해 밀착되지 않는 면이므로, 표시 장치와 척킹에 의해 밀착되어 면 접촉이 이루어지는 일 면에만 버가 발생되지 않도록 버림 기판(110)을 부착시킨 후 레이저에 의해 패터닝 공정을 수행할 수 있다.
이와 같이, 메탈 박판(100)의 일 면 즉, 표시 장치와 척킹에 의해 면 접촉을 이루게 되는 일 면에 버림 기판(110)을 부착시킨 후, 레이저에 의해 패터닝 공정을 수행하게 되면, 버림 기판(110)의 전단 면에 버(114)가 발생될 뿐, 메탈 박판(100)에서 표시 장치와 면 접촉을 이루게 되는 일 면에는 버가 발생되지 않음으로써, 표시 장치 등에 스크래치 등을 발생시킬 우려가 불식될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시 예에 따르면 종래에서와 같이 식각에 의해 메탈 박판을 패터닝시키지 않고 레이저에 의해 버의 발생 없이 신속하면서도 정밀한 치수에 맞는 규격으로 패터닝시킬 수 있게 됨으로써, 그 패터닝 공정이 간소화되어 전체적인 쉐도우마스크의 제조 공정이 줄어들게 됨은 물론 정밀도 또한 크게 향상될 수 있다.
<제2 실시 예>
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패터닝 공정의 순서도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패터닝 공정과, 이 패터닝 공정에 의해 형성되는 전단 면을 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 패터닝 공정은, 패터닝 공정을 수행하고자 하는 메탈 박판을 준비(S200)하고, 이 메탈 박판(200)의 양 면에 각각 제1 버림 기판(210) 및 제2 버림 기판(220)을 부착시킨 후, 레이저를 이용하여 규격에 맞는 치수로 패터닝(S220) 공정을 수행함으로써, 일 측면에 전단 면을 형성할 수 있다.
이 때, 레이저에 의한 패터닝 공정에 의해 메탈 박판(200)의 양 면에 각각 부착된 제1 버림 기판(210) 및 제2 버림 기판(220)의 전단 면(212,222) 단부에는 버(Burr)(214,2224)들이 발생되는바, 메탈 박판(200)으로부터 각각 버(214,224)들이 발생된 제1 버림 기판(210) 및 제2 버림 기판(220)을 분리(S230)시키게 되면, 메탈 박판(200)의 전단 면(202)은 버의 발생 없이 매끈한 상태의 전단 면을 형성하게 된다.
이와 같이, 메탈 박판(200)의 양 면 즉, 표시 장치와 척킹에 의해 면 접촉을 이루게 되는 일 면과 이 일 면의 타 면에 각각 제1 버림 기판(210) 및 제2 버림 기판(220)을 부착시킨 후, 레이저에 의해 패터닝 공정을 수행하게 되면, 제1 버림 기판(210) 및 제2 버림 기판(220)의 전단 면(212,222)에만 버(214,224)가 발생될 뿐, 메탈 박판(200)의 전단 면(202)에는 버가 발생되지 않음으로써, 표시 장치 등에 스크래치 등을 발생시킬 우려가 불식될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따르면 종래에서와 같이 식각에 의해 메탈 박판을 패터닝시키지 않고 레이저에 의해 버의 발생 없이 신속하면서도 정밀한 치수에 맞는 규격으로 절단시킬 수 있게 됨으로써, 그 패터닝 공정이 간소화되어 전체적인 쉐도우마스크의 제조 공정이 줄어들게 됨은 물론 정밀도 또한 크게 향상될 수 있다.
<제3 실시 예>
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패터닝 공정의 순서도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패터닝 공정과, 이 패터닝 공정에 의해 형성되는 전단 면을 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 패터닝 공정은, 패터닝 공정을 수행하고자 하는 메탈 박판을 준비(S300)하고, 일정 높이의 식각 액이 담긴 용기를 구비한 후, 이 용기에 메탈 박판을 투입(S310)한 다음, 레이저를 이용하여 규격에 맞는 치수로 패터닝 공정을 수행함과 아울러 식각(S320)이 동시에 이루어지도록 함으로써, 일 측면에 전단 면을 형성할 수 있다.
따라서, 레이저에 의한 패터닝 공정에 의해 메탈 박판(300)의 전단 면(302)이 형성될 때, 식각이 동시에 이루어지게 됨에 따라 전단 면(302)의 양 측에는 버가 발생되지 않고 식각에 의해 전단 면의 모서리 부위는 전단 면 방향으로 경사지도록 식각 면(304)이 형성되는바, 메탈 박판(300)의 전단 면(302)에는 버가 발생되지 않음으로써, 표시 장치 등에 스크래치 등을 발생시킬 우려가 불식될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제3 실시 예에 따르면 레이저에 의해 패터닝 공정을 수행할 때, 동시에 식각에 의해 버 발생 부분을 식각시키게 됨으로써, 신속하면서도 정밀한 치수에 맞는 규격으로 패터닝시킬 수 있게 되는바, 그 패터닝 공정이 간소화되어 전체적인 쉐도우마스크의 제조 공정이 줄어들게 됨은 물론 정밀도 또한 크게 향상될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<제1 실시 예>
100 : 메탈 박판 102 : 전단 면
104 : 버 110 : 버림 기판
112 : 전단 면 114 : 버
<제2 실시 예>
200 : 메탈 박판 202 : 전단 면
210 : 제1 버림 기판 212 : 전단 면
214 : 버 220 : 제2 버림 기판
222 : 전단 면 224 : 버
<제3 실시 예>
300 : 메탈 박판 302 : 전단 면
304 : 식각 면 310 : 용기
320 : 식각액

Claims (5)

  1. (a) 메탈 박판을 준비하는 단계;
    (b) 상기 메탈 박판의 양 면에 각각 제1 버림 기판 및 제2 버림 기판을 부착시키는 단계;
    (c) 상기 메탈 박판과 상기 제1 버림 기판 및 제2 버림 기판을 미리 설정된 규격에 맞게 레이저로서 패터닝하는 단계; 및
    (d) 상기 제1 버림 기판 및 제2 버림 기판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쉐도우마스크의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
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