KR102254376B1 - Producing method of mask - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마스크의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마스크의 제조 방법은, 전주 도금(Electroforming)으로 마스크(100)를 제조하는 방법으로서, (a) 전도성 기재(21)를 제공하는 단계, (b) 전도성 기재(21)를 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 전도성 기재(21)의 적어도 일면 상에 도금막(100)을 형성하는 단계, 및 (c) 도금막(100)을 열처리(H)하는 단계를 포함하고, (c) 단계에서, 전도성 기재(21)의 적어도 일부를 압착(F)하여 전도성 기재(F)를 평평하게 한 상태에서 도금막(100)을 열처리(H)하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method of manufacturing a mask. The method of manufacturing a mask according to the present invention is a method of manufacturing the mask 100 by electroforming, comprising: (a) providing a conductive substrate 21, (b) using the conductive substrate 21 as a cathode body. Forming a plated film 100 on at least one surface of the conductive substrate 21 by using as a (Cathode Body) and electroforming, and (c) heat treating the plated film 100 (H) Including, in step (c), characterized in that the heat treatment (H) of the plating film 100 in a state in which at least a portion of the conductive substrate 21 is compressed (F) to flatten the conductive substrate (F). .
Description
본 발명은 마스크의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전주 도금 방식으로 생성된 도금막에 열처리를 수행할 때 마스크의 박리, 변형 등을 방지할 수 있는 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a mask. More specifically, it relates to a method of manufacturing a mask capable of preventing peeling, deformation, etc. of the mask when heat treatment is performed on a plated film produced by the electroplating method.
최근에 박판 제조에 있어서 전주 도금(Electroforming) 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 전주 도금 방법은 전해액에 양극체, 음극체를 침지하고, 전원을 인가하여 음극체의 표면상에 금속박판을 전착시키므로, 극박판을 제조할 수 있으며, 대량 생산을 기대할 수 있는 방법이다.In recent years, research on an electroforming method in manufacturing a thin plate is being conducted. The electroplating method is a method of immersing an anode body and a cathode body in an electrolyte solution, and applying power to deposit a metal thin plate on the surface of the cathode body, so that an ultra-thin plate can be manufactured and mass production can be expected.
한편, OLED 제조 공정에서 화소를 형성하는 기술로, 박막의 금속 마스크(Shadow Mask)를 기판에 밀착시켜서 원하는 위치에 유기물을 증착하는 FMM(Fine Metal Mask) 법이 주로 사용된다.Meanwhile, as a technology for forming pixels in the OLED manufacturing process, a Fine Metal Mask (FMM) method is mainly used in which an organic material is deposited at a desired location by attaching a thin metal mask to a substrate.
도 1은 종래의 FMM(Fine Metal Mask) 제조 과정을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional FMM (Fine Metal Mask) manufacturing process.
도 1를 참조하면, 도금을 이용한 기존의 마스크 제조 방법은, 기판(4)[도 1의 (a)]을 준비하고, 기판(4) 상에 소정의 패턴을 가지는 PR(2)을 코팅한다[도 1의 (b)]. 이어서, 기판(4) 상에 도금을 수행하여 금속 박판(3)을 형성한다[도 1의 (c)]. 이어서, PR(2)을 제거하고[도 1의 (d)], 기판(4)으로부터 패턴(P)이 형성된 마스크(3)[또는, 금속 박판(3)]을 분리하여 제조를 완료한다.Referring to FIG. 1, in the conventional mask manufacturing method using plating, a substrate 4 (FIG. 1A) is prepared, and a
도 1과 같이 도금으로 생성한 금속 박판(3)은 압연으로 생성한 금속 박판에 비해 열팽창계수가 높다. 금속 박판을 FMM으로 사용할 때, 열팽창계수가 낮을수록 열에 대한 패턴의 변형이 줄어들어 고화질의 화소 공정을 수행할 수 있다. 따라서 도금으로 생성한 금속 박판(3)에 열처리(H)를 수행함으로써 열팽창계수를 낮출 수 있다. 하지만, 도 1의 (e)와 같이 열처리(H)를 수행하는 경우 기판(4) 상의 금속 박판(3)이 박리(3')되는 문제점이 있었다. 심지어는 박리(3')되어 찢어지거나, 잘게 부서지거나, 접히거나 주름이 생겨, 패턴(P') 형태가 불명확해지며, 제품으로 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다.As shown in FIG. 1, the
초고화질의 OLED 제조 공정에서는 수 ㎛의 미세한 정렬의 오차도 화소 증착의 실패로 이어 질 수 있으므로, 화소 증착 공정에서 열에 의한 변형을 방지할 수 있도록, 열팽창계수가 낮은 FMM을 제조하는 기술이 필요한 실정이다.In the ultra-high-definition OLED manufacturing process, even a minute alignment error of several µm can lead to pixel deposition failure.Therefore, it is necessary to manufacture an FMM with a low coefficient of thermal expansion to prevent deformation due to heat in the pixel deposition process. to be.
또한, 원하는 기판(4)의 상면 부분에만 금속 박판(3)이 도금되지 않고, 기판(4)의 측면, 후면 등에 불균일한 두께로 금속 박판(3)이 도금되는 문제점이 있었다.In addition, there is a problem in that the
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열처리를 통해 낮은 열팽창계수를 가지는 마스크를 제조할 수 있고, 열처리 과정에서 마스크의 박리, 변형 등을 방지할 수 있는 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and it is possible to manufacture a mask having a low coefficient of thermal expansion through heat treatment, and to prevent peeling and deformation of the mask during the heat treatment process. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a mask.
본 발명의 상기의 목적은, 전주 도금(Electroforming)으로 마스크를 제조하는 방법으로서, (a) 전도성 기재를 제공하는 단계; (b) 전도성 기재를 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 전도성 기재의 적어도 일면 상에 도금막을 형성하는 단계; 및 (c) 도금막을 열처리하는 단계를 포함하고, (c) 단계에서, 전도성 기재의 적어도 일부를 압착하여 전도성 기재를 평평하게 한 상태에서 도금막을 열처리하는, 마스크의 제조 방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention is a method of manufacturing a mask by electroforming, comprising the steps of: (a) providing a conductive substrate; (b) using a conductive substrate as a cathode body and forming a plated film on at least one surface of the conductive substrate by electroforming; And (c) heat-treating the plated film, and in step (c), at least a portion of the conductive substrate is compressed to heat-treat the plated film while the conductive substrate is flattened.
(b) 단계에서, 모판의 상부면, 측면 및 적어도 하부면의 일부 상에 도금막을 형성할 수 있다.In step (b), a plating film may be formed on the upper surface, the side surface, and at least a portion of the lower surface of the mother plate.
전도성 기재의 테두리 영역을 압착하여 도금막을 열처리할 수 있다.The plated film may be heat-treated by compressing the edge region of the conductive substrate.
열처리는 300℃ 내지 800℃로 수행할 수 있다.Heat treatment can be performed at 300 ℃ to 800 ℃.
(d) 전도성 기재로부터 도금막을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.(d) It may further include the step of separating the plating film from the conductive substrate.
(c) 단계와 (d) 단계 사이에, 도금막의 테두리 영역을 커팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.Between steps (c) and (d), it may further include cutting the edge region of the plating film.
(e) 도금막에 마스크 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.(e) forming a mask pattern on the plated layer may be further included.
(a) 단계에서, 전도성 기재의 일면 상에 패턴화된 절연부를 형성하고, (b) 단계에서, 절연부가 형성된 부분을 제외한 전도성 기재의 적어도 일면 상에서 도금막이 형성될 수 있다. In step (a), a patterned insulating portion may be formed on one surface of the conductive substrate, and in step (b), a plating film may be formed on at least one surface of the conductive substrate excluding the portion in which the insulating portion is formed.
전도성 기재는 도핑된 단결정 실리콘 재질일 수 있다.The conductive substrate may be a doped single crystal silicon material.
절연부는 포토레지스트, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 어느 하나의 재질일 수 있다.The insulating portion may be made of any one of photoresist, silicon oxide, and silicon nitride.
절연부는 테이퍼 형상 또는 역테이퍼 형상을 가질 수 있다.The insulating portion may have a tapered shape or an inverted tapered shape.
도금막은 인바(Invar) 또는 수퍼 인바(Super Invar) 재질일 수 있다.The plating film may be made of Invar or Super Invar.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 균일한 두께로 원하는 부분에 정확히 도금막을 형성할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, there is an effect of accurately forming a plated film on a desired portion with a uniform thickness.
또한, 본 발명에 따르면, 열처리를 통해 낮은 열팽창계수를 가지는 마스크를 제조할 수 있고, 열처리 과정에서 마스크의 박리를 방지하고, 마스크 패턴의 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, a mask having a low coefficient of thermal expansion can be manufactured through heat treatment, and there is an effect of preventing peeling of the mask and preventing deformation of the mask pattern during the heat treatment process.
도 1은 종래의 FMM(Fine Metal Mask) 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크를 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전주 도금 장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 5는 도금막을 열처리하는 과정에서 전도성 기재의 변형을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금막의 열처리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금막의 열처리 과정을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional FMM (Fine Metal Mask) manufacturing process.
2 is a schematic diagram showing an OLED pixel deposition apparatus using a frame-integrated mask according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing an electroplating apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a mask according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing deformation of a conductive substrate in a process of heat treatment of a plated film.
6 is a schematic diagram showing a heat treatment process of a plated film according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing a heat treatment process of a plated film according to another embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention described below refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other, but need not be mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all ranges equivalent to those claimed by the claims. In the drawings, similar reference numerals refer to the same or similar functions over various aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated and expressed for convenience.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those of ordinary skill in the art to easily implement the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크(100, 200)를 이용한 OLED 화소 증착 장치(1000)를 나타내는 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating an OLED
도 2를 참조하면, OLED 화소 증착 장치(1000)는, 마그넷(310)이 수용되고, 냉각수 라인(350)이 배설된 마그넷 플레이트(300)와, 마그넷 플레이트(300)의 하부로부터 유기물 소스(600)를 공급하는 증착 소스 공급부(500)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the OLED
마그넷 플레이트(300)와 소스 증착부(500) 사이에는 유기물 소스(600)가 증착되는 유리 등의 대상 기판(900)이 개재될 수 있다. 대상 기판(900)에는 유기물 소스(600)가 화소별로 증착되게 하는 프레임 일체형 마스크(100, 200)[또는, FMM(100)]이 밀착되거나 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 마그넷(310)이 자기장을 발생시키고 자기장에 의한 인력으로 프레임 일체형 마스크(100, 200)[또는, FMM(100)]가 대상 기판(900)에 밀착될 수 있다.A
일 예로, 마스크(100)는 대상 기판(900)에 밀착되기 전에 얼라인(align)이 필요하다. 하나의 마스크 또는 복수의 마스크는 프레임(200)에 결합될 수 있다. 프레임 일체형 마스크(100, 200)는 OLED 화소 증착 장치(1000) 내에 고정 설치될 수 있다. 본 발명에서는 셀(C) 개수가 1개인 복수의 마스크(100)를 프레임(200)에 결합하여 사용하는 것을 상정하여 설명한다.For example, the
증착 소스 공급부(500)는 좌우 경로를 왕복하며 유기물 소스(600)를 공급할 수 있고, 증착 소스 공급부(500)에서 공급되는 유기물 소스(600)들은 FMM 마스크(100)에 형성된 패턴(P)을 통과하여 대상 기판(900)의 일측에 증착될 수 있다. FMM 마스크(100)의 패턴을 통과한 증착된 유기물 소스(600)는 OLED의 화소(700)로서 작용할 수 있다.The deposition
새도우 이펙트(Shadow Effect)에 의한 화소(700)의 불균일 증착을 방지하기 위해, FMM 마스크(100)의 패턴(P)은 경사지게 형성(S)[또는, 테이퍼 형상(S)으로 형성]될 수 있다. 경사진 면을 따라서 대각선 방향으로 패턴(P)을 통과하는 유기물 소스(600)들도 화소(700)의 형성에 기여할 수 있으므로, 화소(700)는 전체적으로 두께가 균일하게 증착될 수 있다.In order to prevent non-uniform deposition of the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전주 도금 장치(10)를 나타내는 개략도이다. 도 3에는 평면 전주 도금 장치(10)를 도시하였지만, 본 발명은 도 3에 도시된 형태에 제한되지는 않으며 평면 전주 도금 장치, 연속 전주 도금 장치 등 공지의 전주 도금 장치에 모두 적용될 수 있음을 밝혀둔다.3 is a schematic view showing an
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전주 도금 장치(10)는, 도금조(11), 음극체(Cathode Body; 20), 양극체(Anode Body; 30), 전원공급부(40)를 포함한다. 이 외에, 음극체(20)를 이동시키기 위한 수단, 마스크(100)로 사용될 도금막(100)[또는, 금속 박판(100)]을 음극체(20)로부터 분리시키기 위한 수단, 커팅하기 위한 수단 등(미도시)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
도금조(11) 내에는 도금액(12)이 수용된다. 도금액(12)은 전해액으로서, 마스크(100)로 사용될 도금막(100)의 재료가 될 수 있다. 일 실시예로, 철니켈합금인 인바(Invar) 박판을 도금막(100)으로서 제조하는 경우, Ni 이온을 포함하는 용액 및 Fe 이온을 포함하는 용액의 혼합액을 도금액(12)으로 사용할 수 있다. 다른 실시예로, 철니켈코발트합금인 슈퍼 인바(Super Invar) 박판을 도금막(100)으로 제조하는 경우, 일 예로, Ni 이온을 포함하는 용액, Fe 이온을 포함하는 용액 및 Co 이온을 포함하는 용액의 혼합액을 도금액(12)으로 사용할 수도 있다. 이 외에도 목적하는 도금막(100)에 대한 도금액(12)을 제한없이 사용할 수 있으며, 본 명세서에서는 인바 박판(100)[또는, 인바 마스크(100)]을 제조하는 것을 주된 예로 상정하여 설명한다.The plating
도금액(12)이 외부의 도금액 공급수단(미도시)으로부터 도금조(11)로 공급될 수 있으며, 도금조(11) 내에는 도금액(12)을 순환시키는 순환 펌프(미도시), 도금액(12)의 불순물을 제거하는 필터(미도시) 등이 더 구비될 수 있다.The
음극체(20)는 일측이 평평한 평판 형상 등을 가지며, 도금액(12) 내에 음극체(20)의 일부 또는 전부가 침지될 수 있다. 도 3에는 음극체(20) 및 양극체(30)가 수직으로 배치되는 형태가 도시되어 있으나, 수평으로 배치될 수도 있으며, 이 경우에는 도금액(12) 내에 음극체(20)의 적어도 일부 또는 전부가 침지될 수 있다.The
양극체(30)는 음극체(20)와 대향하도록 소정 간격 이격 설치되고, 음극체(20)에 대응하는 일측이 평평한 평판 형상 등을 가지며, 도금액(12) 내에 양극체(30)의 전체가 침지될 수 있다. 양극체(30)는 티타늄(Ti), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 등과 같은 불용성 재료로 구성될 수 있다. 음극체(20)와 양극체(30)는 수cm 정도로 이격 설치될 수 있다.The
전원공급부(40)는 음극체(20)와 양극체(30)에 전기 도금에 필요한 전류를 공급할 수 있다. 전원공급부(40)의 (-) 단자는 음극체(20), (+) 단자는 양극체(30)에 연결될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100: 100a, 100b)를 나타내는 개략도이다.4 is a schematic diagram showing a mask 100 (100a, 100b) according to an embodiment of the present invention.
각각의 마스크(100)에는 복수의 마스크 패턴(P)이 형성될 수 있다. 도 4에서는 복수의 셀(C)을 포함하는 스틱형(Stick-Type) 마스크(100a), 판형(Plate-Type) 마스크(100b)가 도시되나, 본 발명의 마스크(100)는 하나의 셀(C), 또는 소수의 셀(C)을 포함하는 것이 바람직하다. 도 4의 (c)는 마스크(100)의 측단면도이다.A plurality of mask patterns P may be formed on each
하나의 마스크 셀(C)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응할 수 있다. 셀(C)을 확대하면 R, G, B에 대응하는 복수의 마스크 패턴(P)[또는, 화소 패턴(P)]을 확인할 수 있다. 마스크 패턴(P)들은 측부가 기울어진 형상, 테이퍼(Taper) 형상을 가질 수 있다. 수많은 마스크 패턴(P)들은 군집을 이루어 셀(C)[또는, 디스플레이 패턴] 하나를 구성할 수 있다.One mask cell C may correspond to one display such as a smartphone. When the cell C is enlarged, a plurality of mask patterns P (or pixel patterns P) corresponding to R, G, and B can be identified. The mask patterns P may have an inclined side portion and a tapered shape. A number of mask patterns P may be clustered to form one cell C (or display pattern).
얇은 두께로 형성할 수 있도록, 마스크(100)는 전주도금(electroforming)으로 형성될 수 있다. 마스크(100)는 열팽창계수가 약 1.0 X 10-6/℃인 인바(invar), 약 1.0 X 10-7/℃ 인 슈퍼 인바(super invar) 재질일 수 있다. 이 재질의 마스크(100)는 열팽창계수가 매우 낮기 때문에 열에너지에 의해 마스크의 패턴(P) 형상이 변형될 우려가 적어 고해상도 OLED 제조에서 있어서 FMM(Fine Metal Mask), 새도우 마스크(Shadow Mask)로 사용될 수 있다. 이 외에, 최근에 온도 변화값이 크지 않은 범위에서 화소 증착 공정을 수행하는 기술들이 개발되는 것을 고려하면, 마스크(100)는 이보다 열팽창계수가 약간 큰 니켈(Ni), 니켈-코발트(Ni-Co) 등의 재질일 수도 있다. 마스크 패턴(P)의 폭은 40㎛보다 작게 형성될 수 있고, 마스크(100)의 두께는 약 2~50㎛로 형성될 수 있다.In order to form a thin thickness, the
도 5는 도금막(100)을 열처리(H)하는 과정에서 전도성 기재(21)의 변형을 나타내는 개략도이다.5 is a schematic diagram showing the deformation of the
도 5의 (a)를 참조하면, 전도성 기재(21)를 음극체(Cathode Body)[또는, 모판]로 사용하고, 음극체 표면 상에 전주 도금으로 도금막(100: 110, 120, 130)을 형성할 수 있다. 도금막(100)은 전도성 기재(21)의 상부면(110)에만 형성할 수도 있으나, 접착력을 강하게 하기 위해 측면(120) 및 하부면(130)에까지 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5A, the
그리고, 도금막(100)[또는, 마스크(100)]을 전도성 기재(21)로부터 분리하기 전에, 열처리(H)를 수행할 수 있다. 본 발명은 마스크(100)의 열팽창계수를 낮춤과 동시에 마스크(100) 및 마스크 패턴(P)의 열에 의한 변형을 방지하기 위해, 전도성 기재(21)로부터 분리 전에 열처리(H)를 수행할 수 있다. 열처리는 300℃ 내지 800℃의 온도로 수행할 수 있다.In addition, before separating the plating film 100 (or the mask 100) from the
일반적으로 압연으로 생성한 인바 박판에 비해, 전주 도금으로 생성한 인바 박판이 열팽창계수가 높다. 그리하여 인바 박판에 열처리를 수행함으로써 열팽창계수를 낮출 수 있다.In general, compared to the Invar sheet produced by rolling, the Invar sheet produced by electroplating has a higher coefficient of thermal expansion. Thus, by performing heat treatment on the Invar thin plate, the coefficient of thermal expansion can be lowered.
하지만, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 고온의 열처리(H) 과정에서 전도성 기재(21)가 평평한 상태를 유지하지 못하고 휘어지는(21->21') 경우가 발생한다. 도 5의 (b)처럼, 전도성 기재(21')가 휘어지게 되면, 도금막(100)과 전도성 기재(21')의 면 사이에 공극(V)이 생기므로, 도금막(100)이 박리되거나, 주름이 생기는 등의 변형이 발행하는 문제점이 있다. 또는, 열처리(H) 과정의 중간에 전도성 기재(21')가 휘어져 도금막(100)이 박리, 변형됨에 따라 도금막(100)에 균일한 열처리(H)가 진행되지 않게 되는 문제점도 있다.However, as shown in (b) of FIG. 5, a case in which the
따라서, 본 발명은 전도성 기재(21) 상에 접착된 도금막(100)이 변형되지 않고 안정적으로 열처리(H) 될 수 있도록, 열처리(H) 공정동안 전도성 기재(21)를 평평한 상태로 유지하는 것을 특징으로 한다.Therefore, the present invention maintains the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금막(100)의 열처리 과정을 나타내는 개략도이다.6 is a schematic diagram showing a heat treatment process of the plated
도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명은 전도성 기재(21)를 음극체(Cathode Body)[또는, 모판]로 사용하고, 음극체 표면 상에 전주 도금으로 도금막을 형성할 때, 전도성 기재(21)의 상부면과 측면의 전부 및 하부면의 적어도 일부 상에 도금막(100: 110, 120, 130)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 6A, the present invention uses the
도 1을 통해 상술한 바와 같이, 종래의 도금과정에서 금속 박판(3)은 기판(4)의 상부면에만 형성되어 있기 때문에, 열처리(H)를 수행하는 경우에 금속 박판(3)이 박리(3')될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 본 발명은 전도성 기재(21)의 상부면에 도금막(110)을 형성하고, 추가로 전도성 기재(21)의 측면 및 하부면에 도금막(120, 130)을 형성하여 도금막(110)과 일체를 이루도록 할 수 있다. 전도성 기재(21)와 상부의 도금막(110) 사이의 접착력만으로는 열처리(H) 과정에서 인가되는 응력을 견디기 어려울 수 있다. 따라서, 측면과 하부면의 도금막(120, 130)이 전도성 기재(21)의 측면과 하부면에서 전도성 기재(21)와의 접착력을 보강함에 따라, 열처리(H) 과정에서 전체 도금막(100)이 박리되지 않고, 전도성 기재(21)에 잘 고정접착될 수 있도록 하는 이점이 있다.As described above with reference to FIG. 1, since the
전도성 기재(21)는 전도성 재질일 수 있다. 전도성 재질로서, 메탈의 경우에는 표면에 메탈 옥사이드들이 생성되어 있을 수 있고, 메탈 제조 과정에서 불순물이 유입될 수 있으며, 다결정 실리콘 기재의 경우에는 개재물 또는 결정립계(Grain Boundary)가 존재할 수 있으며, 전도성 고분자 기재의 경우에는 불순물이 함유될 가능성이 높고, 강도. 내산성 등이 취약할 수 있다. 메탈 옥사이드, 불순물, 개재물, 결정립계 등과 같이, 기재(21)의 표면에 전기장이 균일하게 형성되는 것을 방해하는 요소를 "결함"(Defect)으로 지칭한다. 결함(Defect)에 의해, 상술한 재질의 음극체에는 균일한 전기장이 인가되지 못하여 도금막(100)의 일부가 불균일하게 형성될 수 있다.The
UHD 급 이상의 초고화질 화소를 구현하는데 있어서 마스크 금속막 및 마스크 금속막 패턴[마스크 패턴(P)]의 불균일은 화소의 형성에 악영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 현재 QHD 화질의 경우는 500~600 PPI(pixel per inch)로 화소의 크기가 약 30~50㎛에 이르며, 4K UHD, 8K UHD 고화질의 경우는 이보다 높은 ~860 PPI, ~1600 PPI 등의 해상도를 가지게 된다. VR 기기에 직접 적용되는 마이크로 디스플레이, 또는 VR 기기에 끼워서 사용되는 마이크로 디스플레이는 약 2,000 PPI 이상급의 초고화질을 목표로 하고 있고, 화소의 크기는 약 5~10㎛ 정도에 이르게 된다. 이에 적용되는 FMM, 새도우 마스크의 패턴 폭은 수~수십㎛의 크기, 바람직하게는 30㎛보다 작은 크기로 형성될 수 있으므로, 수㎛ 크기의 결함조차 마스크의 패턴 사이즈에서 큰 비중을 차지할 정도의 크기이다. 또한, 상술한 재질의 음극체에서의 결함을 제거하기 위해서는 메탈 옥사이드, 불순물 등을 제거하기 위한 추가적인 공정이 수행될 수 있으며, 이 과정에서 음극체 재료가 식각되는 등의 또 다른 결함이 유발될 수도 있다.In implementing ultra-high definition pixels of the UHD level or higher, non-uniformity of the mask metal layer and the mask metal layer pattern (mask pattern P) may adversely affect the formation of the pixel. For example, in the case of current QHD quality, the size of the pixel reaches about 30-50㎛ at 500~600 PPI (pixel per inch), and in the case of 4K UHD and 8K UHD high quality, ~860 PPI, ~1600 PPI, which is higher. It has the same resolution. Micro-displays directly applied to VR devices, or micro-displays inserted into VR devices, aim for ultra-high quality of about 2,000 PPI or higher, and the size of pixels reaches about 5 to 10 μm. The pattern width of the FMM and shadow mask applied to this can be formed in a size of several to several tens of µm, preferably smaller than 30 µm, so that even defects of several µm can occupy a large proportion of the pattern size of the mask. to be. In addition, in order to remove the defects in the cathode material of the above-described material, an additional process for removing metal oxide, impurities, etc. may be performed, and in this process, another defect such as etching of the cathode material may be caused. have.
따라서, 본 발명은 단결정 재질의 기재(21)(또는, 음극체)를 사용할 수 있다. 특히, 단결정 실리콘 재질인 것이 바람직하다. 전도성을 가지도록, 단결정 실리콘 재질의 모판에는 1019/cm3이상의 고농도 도핑이 수행될 수 있다. 도핑은 모판의 전체에 수행될 수도 있으며, 모판의 표면 부분에만 수행될 수도 있다. 일 예로, 단결정 재질의 기재(21)는 실리콘 웨이퍼일 수 있다.Accordingly, in the present invention, the substrate 21 (or a cathode body) made of a single crystal material can be used. In particular, it is preferably made of single crystal silicon. In order to have conductivity, a high-concentration doping of 10 19 /cm 3 or more may be performed on the mother plate made of single crystal silicon. Doping may be performed on the entire parent plate, or may be performed only on the surface portion of the parent plate. For example, the
한편, 단결정 재질로는, Ti, Cu, Ag 등의 금속, GaN, SiC, GaAs, GaP, AlN, InN, InP, Ge 등의 반도체, 흑연(graphite), 그래핀(graphene) 등의 탄소계 재질, CH3NH3PbCl3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbI3, SrTiO3 등을 포함하는 페로브스카이트(perovskite) 구조 등의 초전도체용 단결정 세라믹, 항공기 부품용 단결정 초내열합금 등이 사용될 수 있다. 금속, 탄소계 재질의 경우는 기본적으로 전도성 재질이다. 반도체 재질의 경우에는, 전도성을 가지도록 1019 이상의 고농도 도핑이 수행될 수 있다. 기타 재질의 경우에는 도핑을 수행하거나 산소 공공(oxygen vacancy) 등을 형성하여 전도성을 형성할 수 있다. 도핑은 모판의 전체에 수행될 수도 있으며, 모판의 표면 부분에만 수행될 수도 있다.Meanwhile, as a single crystal material, metals such as Ti, Cu, and Ag, semiconductors such as GaN, SiC, GaAs, GaP, AlN, InN, InP, Ge, and carbon-based materials such as graphite and graphene , CH 3 NH 3 PbCl 3, CH 3
단결정 재질의 경우는 결함이 없기 때문에, 전주 도금 시에 표면 전부에서 균일한 전기장 형성으로 인한 균일한 도금막(100)이 생성될 수 있는 이점이 있다. 균일한 마스크 금속막을 통해 제조하는 프레임 일체형 마스크(100, 200)는 OLED 화소의 화질 수준을 더욱 개선할 수 있다. 그리고, 결함을 제거, 해소하는 추가 공정이 수행될 필요가 없으므로, 공정비용이 감축되고, 생산성이 향상되는 이점이 있다.Since there are no defects in the case of a single crystal material, there is an advantage in that a
또한, 단결정 실리콘 재질의 기재(21)의 측면 및 하면도 상면과 마찬가지로 개재물 또는 결정립계가 없이 균일한 표면 상태를 가지므로, 측면, 하면 및 상면 상에 형성된 도금막(100: 110, 120, 130)이 표면 결함 없이 기재(21)에 더욱 잘 접착될 수 있는 이점이 있다. 향상된 접착력으로 인해 열처리(H) 과정에서의 박리, 변형 등을 더욱 방지할 수 있다.In addition, the side and bottom surfaces of the
또한, 실리콘 재질의 기재(21)를 사용함에 따라서, 필요에 따라 기재(21)의 표면을 산화(Oxidation), 질화(Nitridation)하는 과정만으로 절연부(25)를 형성할 수 있는 이점이 있다. 절연부(25)는 도금막(100)의 전착을 방지하는 역할을 하여 도금막(100)의 패턴(P)을 형성할 수 있다.In addition, as the
다음으로, 도 6의 (b)를 참조하면, 전도성 기재(21)의 적어도 일부를 압착(F)하여 전도성 기재(21)를 평평하게 할 수 있다. 후술할 열처리(H) 과정에서 열에 의해 전도성 기재(21)에 휨(21->21')이 발생할 수 있으므로, 물리적으로 힘을 가하여 전도성 기재(21)에 휨이 발생하는 것을 방지하는 것이다.Next, referring to FIG. 6B, at least a portion of the
전도성 기재(21)의 양면을 압착(F)하는 방식으로 휨이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 공지의 압착 수단(80)을 제한없이 사용할 수 있으며, 특히, 전도성 기재(21)로 웨이퍼를 사용하는 경우에 반도체 공정에서 사용하는 압착 수단(80)을 채용할 수도 있다.It is possible to prevent the occurrence of warpage by pressing (F) both sides of the
압착 수단(80)은 전도성 기재(21)의 테두리 영역을 압착(F)할 수 있다. 전도성 기재(21)의 테두리 영역, 즉, 도금막(100)의 테두리 영역(111을 제외한 115, 120, 130 부분)을 압착(F)하여 도금막(100)의 테두리 영역 부분에 스크래치 등의 손상이 발생한다고 하더라도 마스크(100)의 품질에는 영향을 주지 않는다. 이러한 테두리 영역 부분(115, 120, 130)은 나중에 커팅되어 제거될 부분이고, 실질적으로 마스크(100)로 사용되는 도금막(100)의 부분은 테두리보다 내측 영역(111)에 해당하기 때문에, 압착 수단(80)으로 전도성 기재(21)의 테두리 영역을 압착(F)하는 것이 바람직하다. 하지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 도금막(100)에 악영향을 미치지 않는 범위 내라면, 압착 수단(80)은 전도성 기재(21)의 적어도 일부 또는 전체 영역을 압착(F)할 수도 있다.The pressing means 80 may press (F) the edge region of the
다음으로, 도 6의 (c)를 참조하면, 도금막(100)[또는, 마스크(100)]에 열처리(H)를 수행할 수 있다. 전도성 기재(21)는 압착 수단(80)에 의해 압착(F)되어 평평한 상태를 유지하기 대문에, 열처리(H) 과정에서 전도성 기재(21)에 변형이 생기지 않고, 도금막(100)과 긴밀한 접촉 상태를 유지할 수 있다. 게다가 도금막(100)이 전도성 기재(21)의 상부면뿐만 아니라 측면 및 하부면에도 형성되기 때문에, 더욱 긴밀한 접촉 상태를 유지하면서 열처리(H)를 통해 열팽창 계수가 낮아지게 되는 이점이 있다.Next, referring to FIG. 6C, a heat treatment (H) may be performed on the plating film 100 (or the mask 100). Since the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금막(100')의 열처리 과정을 나타내는 개략도이다. 도 7에서는 도 6과의 차이점에 대해서만 설명한다.7 is a schematic diagram showing a heat treatment process of the plated
도 7의 (a)를 참조하면, 본 발명은 절연부(25)가 상부에 형성된 전도성 기재(21)를 음극체(Cathode Body)[또는, 모판]로 사용하고, 음극체 표면 상에 전주 도금으로 도금막을 형성할 때, 전도성 기재(21)의 상부면과 측면의 전부 및 하부면의 적어도 일부 상에 도금막(100': 110, 120, 130)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 다시 말해, 전도성 기재(21)의 상부면에서 절연부(25)가 형성된 부분을 제외한 전도성 기재(21)가 노출된 면에서 전주 도금으로 도금막(110)을 형성하고, 동시에, 전도성 기재(21)의 측면 및 하부면에서 전주 도금으로 도금막(120, 130)을 형성하는 것을 특징으로 한다.Referring to Figure 7 (a), the present invention uses the
절연부(25)는 포토레지스트, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다. 절연부(25)는 프린팅 법 등을 이용하여 포토레지스트를 형성할 수 있다. 또는, 절연부(25)는 기재(21) 상에 증착 등의 방법으로 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 형성할 수 있고, 기재(21)를 베이스로 하여 산화(Thermal Oxidation), 열 질화(Thermal Nitiridation) 방법을 사용할 수도 있다. 절연부(25)는 도금막(100')보다는 두껍도록 약 5㎛ ~ 20㎛의 두께를 가질 수 있다.The insulating
절연부(25)는 테이퍼 형상 또는 역테이퍼 형상을 가지는 것이 바람직하다. 포토레지스트를 사용하여 테이퍼 형상 또는 역테이퍼 형상의 패턴을 형성할 때에는 다중 노광 방법, 영역마다 노광 강도를 다르게 하는 방법 등을 사용할 수 있다.It is preferable that the insulating
전주 도금 과정에서 역테이퍼 형상을 가지는 절연부(25)가 배치된 영역에서는 도금막(100')의 생성이 방지되고, 전도성 기재(21)의 노출된 상면, 측면 및 하부면의 적어도 일부에 도금막(100': 110, 120, 130)이 형성될 수 있다.In the electroplating process, the formation of the
다음으로, 도 7의 (b)를 참조하면, 절연부(25)를 제거하면, 절연부(25)가 차지했던 공간(26) 부분이 마스크 패턴(P)이 될 수 있다.Next, referring to FIG. 7B, when the insulating
다음으로, 도 7의 (c)를 참조하면, 전도성 기재(21)의 적어도 일부를 압착(F)하여 전도성 기재(21)를 평평하게 할 수 있다. 압착(F)을 위해 압착 수단(80)을 사용할 수 있다. 도 6의 (b) 단계와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.Next, referring to (c) of FIG. 7, at least a portion of the
다음으로, 도 7의 (d)를 참조하면, 도금막(100')을 전도성 기재(21)로부터 분리하기 전에, 열처리(H)를 수행할 수 있다. 전도성 기재(21)는 압착 수단(80)에 의해 압착(F)되어 평평한 상태를 유지하기 대문에, 열처리(H) 과정에서 전도성 기재(21)에 변형이 생기지 않고, 도금막(100)과 긴밀한 접촉 상태를 유지할 수 있다.Next, referring to (d) of FIG. 7, before separating the
도 7의 실시예는 전도성 기재(21)와 마스크 패턴(P)이 형성된 도금막(100')이 긴밀히 접착된 상태에서 열처리를 수행하므로, 절연부(25)가 차지하는 공간 부분에 형성된 마스크 패턴(P)의 형태가 일정하게 유지되고, 열처리(H)로 인한 박리, 변형 등을 방지할 수 있는 이점이 있다.In the embodiment of FIG. 7, since heat treatment is performed in a state in which the
도금막(100)의 열처리(H)를 완료한 후, 도금막(100)을 전도성 기재(21)로부터 분리하기 위해 도금막(100)의 테두리 영역을 커팅할 수 있다. 커팅은 칼, 레이저 등의 커팅 수단을 제한없이 사용할 수 있고, 식각 공정을 수행할 수도 있다. 커팅 후에, 도금막(100)은 내부 영역(111)과 테두리 영역(115, 120, 130)으로 분리된 상태로 전도성 기재(21) 상에 접착될 수 있다. 이어서, 커팅 후 도금막(111) 부분만 분리하여 마스크로 사용할 수 있다.After the heat treatment (H) of the plated
한편, 도금막(100)을 제조한 후 또는 커팅 후 도금막(111) 부분만 분리한 후, 식각 공정을 수행하여 마스크 패턴(P)을 형성함에 따라 마스크로서 사용할 수도 있다.Meanwhile, after the
위와 같이, 본 발명은 열처리(H)를 통해 낮은 열팽창계수(CTE)를 가지는 마스크(100)를 제조할 수 있고, 열처리(H) 과정에서 전도성 기재(21)의 변형을 방지함과 동시에, 도금막(100)과 긴밀한 접촉을 유지하도록 하여 도금막(100)의 박리를 방지하고, 마스크 패턴(P)의 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can manufacture the
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.Although the present invention has been illustrated and described with reference to a preferred embodiment as described above, it is not limited to the above embodiment, and within the scope not departing from the spirit of the present invention, various It can be transformed and changed. Such modifications and variations should be viewed as falling within the scope of the present invention and the appended claims.
10: 전주 도금 장치
21: 전도성 기재
25: 절연부
80: 압착 수단
100: 마스크, 도금막
200: 프레임
1000: 200: OLED 화소 증착 장치
C: 셀
F: 전도성 기재 압착
P: 마스크 패턴, 화소 패턴
V: 공극10: electroplating device
21: conductive substrate
25: insulation
80: crimping means
100: mask, plated film
200: frame
1000: 200: OLED pixel deposition apparatus
C: cell
F: Pressing the conductive substrate
P: mask pattern, pixel pattern
V: void
Claims (12)
(a) 전도성 기재를 준비하는 단계;
(b) 전도성 기재를 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 전도성 기재의 상부면, 측면 및 적어도 하부면의 일부 상에 도금막을 형성하는 단계; 및
(c) 도금막을 열처리하는 단계
를 포함하고,
(b) 단계에서, 전도성 기재의 상부면, 측면 및 적어도 하부면의 일부 상에 일체화되어 연결된 도금막을 형성하여 전도성 기재와 도금막의 접착 면적을 증가시키고,
(c) 단계에서, 전도성 기재의 적어도 일부를 압착하여 전도성 기재를 평평하게 한 상태에서 도금막을 열처리하는, 마스크의 제조 방법.As a method of manufacturing a mask by electroforming,
(a) preparing a conductive substrate;
(b) using a conductive substrate as a cathode body, and forming a plating film on a portion of the upper surface, the side surface, and at least the lower surface of the conductive substrate by electroforming; And
(c) heat-treating the plated film
Including,
In step (b), an upper surface, a side surface, and at least a portion of the lower surface of the conductive substrate are integrally connected to form a plating film to increase the adhesion area between the conductive substrate and the plating film
In step (c), at least a portion of the conductive substrate is compressed to heat-treat the plated film while the conductive substrate is flattened.
전도성 기재의 테두리 영역을 압착하여 도금막을 열처리하는, 마스크의 제조 방법.The method of claim 1,
A method of manufacturing a mask in which a plated film is heat-treated by compressing an edge region of a conductive substrate.
(d) 전도성 기재로부터 도금막을 분리하는 단계
를 더 포함하는, 마스크의 제조 방법.The method of claim 1,
(d) separating the plating film from the conductive substrate
The method of manufacturing a mask further comprising a.
(c) 단계와 (d) 단계 사이에, 도금막의 테두리 영역을 커팅하는 단계를 더 포함하는, 마스크의 제조 방법.The method of claim 5,
Between (c) and (d) steps, further comprising the step of cutting the edge region of the plated film, the manufacturing method of the mask.
(e) 도금막에 마스크 패턴을 형성하는 단계
를 더 포함하는, 마스크의 제조 방법.The method of claim 6,
(e) forming a mask pattern on the plated film
The method of manufacturing a mask further comprising a.
(a) 단계에서, 전도성 기재의 일면 상에 패턴화된 절연부를 형성하고,
(b) 단계에서, 절연부가 형성된 부분을 제외한 전도성 기재의 적어도 일면 상에서 도금막이 형성되는, 마스크의 제조 방법. The method of claim 1,
In step (a), forming a patterned insulating portion on one side of the conductive substrate,
In step (b), a plating film is formed on at least one surface of the conductive substrate excluding the portion in which the insulating portion is formed, a method of manufacturing a mask.
전도성 기재는 도핑된 단결정 실리콘 재질인, 마스크의 제조 방법.The method of claim 1,
The conductive substrate is a doped single crystal silicon material, a method of manufacturing a mask.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180120432A KR102254376B1 (en) | 2018-10-10 | 2018-10-10 | Producing method of mask |
Applications Claiming Priority (1)
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