KR102358267B1 - 마스크의 제조 방법 - Google Patents

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)의 일면 상에 차단부(70)를 배치하는 단계, 및 (c) 전도성 기재(21)를 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 전도성 기재(21)의 일면에 대향하는 타면 상에 도금막(100: 110, 120, 130)을 형성하는 단계를 포함하고, (c) 단계에서, 전도성 기재(21)의 타면, 측면 및 적어도 일면의 차단부(70)까지 도금막(100: 110, 120, 130)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크의 제조 방법 {PRODUCING METHOD OF MASK}

본 발명은 마스크의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전주 도금 방식을 이용하여 패턴을 가지는 마스크를 형성함과 동시에 마스크의 변형을 방지하고 얼라인(align)을 명확하게 할 수 있는 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

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.

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.

도 1은 종래의 FMM(Fine Metal Mask) 제조 과정을 나타내는 개략도이다.

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.

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.

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.

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.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 균일한 두께로 원하는 부분에 정확히 도금막을 형성할 수 있는 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 열처리를 통해 낮은 열팽창계수를 가지는 마스크를 제조할 수 있고, 열처리 과정에서 마스크의 박리를 방지하고, 마스크 패턴의 변형을 방지할 수 있는 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 상기의 목적은, 전주 도금(Electroforming)으로 마스크를 제조하는 방법으로서, (a) 전도성 기재를 제공하는 단계; (b) 전도성 기재의 일면 상에 차단부를 배치하는 단계; 및 (c) 전도성 기재를 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 전도성 기재의 일면에 대향하는 타면 상에 도금막을 형성하는 단계를 포함하고, (c) 단계에서, 전도성 기재의 타면, 측면 및 적어도 일면의 차단부까지 도금막을 형성하는, 마스크의 제조 방법에 의해 달성된다.

(b) 단계와 (c) 단계 사이에, 차단부 상에 흡착판을 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.

흡착판은 전도성 기재에 흡압을 인가하여 흡착판으로 당길 수 있다.

차단부는 탄성 재질일 수 있다.

차단부는 내부가 빈 링 형상이고, 링의 외주 공간까지 도금막이 형성될 수 있다.

차단부는 오링(O-ring)일 수 있다.

(d) 도금막을 열처리하는 단계; 및 (e) 전도성 기재로부터 도금막을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

열처리는 300℃ 내지 800℃로 수행할 수 있다.

(d) 단계와 (e) 단계 사이에, 도금막의 테두리 영역을 커팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

(f) 도금막에 마스크 패턴을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

(a) 단계에서, 전도성 기재의 타면 상에 패턴화된 절연부를 형성하고, (c) 단계에서, 절연부가 형성된 부분을 제외한 나머지 타면 상에서 도금막이 형성될 수 있다.

전도성 기재는 도핑된 단결정 실리콘 재질일 수 있다.

절연부는 포토레지스트, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 어느 하나의 재질일 수 있다.

절연부는 테이퍼 형상 또는 역테이퍼 형상을 가질 수 있다.

도금막은 인바(Invar) 또는 수퍼 인바(Super Invar) 재질일 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 균일한 두께로 원하는 부분에 정확히 도금막을 형성할 수 있는 효과가 있다.

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.

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 본 발명의 일 실시예에 따른 도금막의 형성 과정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금막의 형성 과정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.

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.

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.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 일체형 마스크(100, 200)를 이용한 OLED 화소 증착 장치(1000)를 나타내는 개략도이다.

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.

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.

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.

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(PP)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.

새도우 이펙트(Shadow Effect)에 의한 화소(700)의 불균일 증착을 방지하기 위해, FMM 마스크(100)의 패턴(PP)은 경사지게 형성(S)[또는, 테이퍼 형상(S)으로 형성]될 수 있다. 경사진 면을 따라서 대각선 방향으로 패턴(PP)을 통과하는 유기물 소스(600)들도 화소(700)의 형성에 기여할 수 있으므로, 화소(700)는 전체적으로 두께가 균일하게 증착될 수 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100: 100a, 100b)를 나타내는 개략도이다.

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.

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.

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.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도금막(100)의 형성 과정을 나타내는 개략도이다.

도 5의 (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 형성하는 것을 특징으로 한다.

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 부착력만으로는 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 부착력을 보강함에 따라, 열처리(H) 과정에서 전체 도금막(100)이 박리되지 않고, 전도성 기재(21)에 잘 고정부착될 수 있도록 하는 이점이 있다.

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.

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.

따라서, 본 발명은 단결정 재질의 모판(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.

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.

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.

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 부착될 수 있는 이점이 있다. 향상된 부착력으로 인해 열처리(H) 과정에서의 박리, 변형 등을 더욱 방지할 수 있다.

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.

다음으로, 도 5의 (b)를 참조하면, 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 수행하는 것을 특징으로 한다. 열처리는 300℃ 내지 800℃의 온도로 수행할 수 있다.

일반적으로 압연으로 생성한 인바 박판에 비해, 전주 도금으로 생성한 인바 박판이 열팽창계수가 높다. 그리하여 인바 박판에 열처리를 수행함으로써 열팽창계수를 낮출 수 있는데, 이 열처리 과정에서 인바 박판에 박리(3'), 변형 등이 생길 수 있음은 상술한 바 있다. 하지만, 본 발명은 전도성 기재(21)의 상부면뿐만 아니라 측면 및 하부면에도 도금막(100)을 형성하기 때문에, 전도성 기재(21)와 도금막(100)이 긴밀히 접착된 상태에서 열처리를 수행하므로, 열처리(H)를 하여도 박리, 변형 등이 발생하지 않는 이점이 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도금막(100')의 형성 과정을 나타내는 개략도이다. 도 6에서는 도 5와의 차이점에 대해서만 설명한다.

도 6의 (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.

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.

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.

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.

다음으로, 도 6의 (b)를 참조하면, 절연부(25)를 제거하면, 절연부(25)가 차지했던 공간(26) 부분이 마스크 패턴(P)이 될 수 있다.

다음으로, 도 6의 (c)를 참조하면, 도금막(100')[또는, 마스크(100)]을 전도성 기재(21)로부터 분리하기 전에, 열처리(H)를 수행할 수 있다.

도 6의 실시예는 전도성 기재(21)와 도금막(100')이 긴밀히 접착된 상태에서 열처리를 수행하므로, 절연부(25)가 차지하는 공간 부분에 형성된 마스크 패턴(P)의 형태가 일정하게 유지되고, 열처리로 인한 박리, 변형 등을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크(100)의 제조 과정을 나타내는 개략도이다. 도 7에서는 도 5의 실시예를 기초로 마스크(100)의 제조 과정을 설명하나, 도 6의 실시예를 적용할 수도 있다.

도 5 및 도 6에서 전도성 기재(21)의 상부면뿐만 아니라 측면 및 하부면의 적어도 일부까지 도금막(100: 110, 120, 130)을 생성할 수 있음을 상술한 바 있다. 하지만, 하부면의 적어도 일부까지 도금막(130)을 생성하는 과정에서, 도금액이 전도성 기재(21)의 하부면에 침투하는 정도를 제어하기가 어려운 문제점이 발생한다. 이에 따라, 전도성 기재(21)의 하부면에서 전착되는 도금막(130)의 면적, 두께 등이 불균일하게 되고, 불균일한 도금막(100)의 상태에서 열처리(H)를 하게 되면 도금막(100)의 특정 부분에 스트레스가 더 가해져 변형이 발생할 가능성이 높아지는 문제점이 있다.

이에 따라, 본 발명은 전도성 기재(21)의 일면 상에 차단부(70)를 배치하여, 전주 도금 과정에서 도금액이 차단부(70)까지만 진입하게 하는 것을 특징으로 한다. 그리하여, 전도성 기재(21)의 하부면에 도금되는 도금막(130)이 차단부(70)의 위치까지 명확하게 형성되도록 할 수 있다.

도 7의 (a) 및 (b)는 전도성 기재(21)의 일면 상에 흡착판(60)과 차단부(70)를 배치한 단면도 및 평면도이다. 설명의 편의상 평면도에서는 흡착판(60)의 도시를 생략하였다.

전도성 기재(21)의 일면 상에 차단부(70)를 배치할 수 있다. 전도성 기재(21) 상에서 기밀성을 가지고, 전도성 기재(21)에 손상을 가하지 않도록, 차단부(70)는 탄성 재질인 것이 바람직하다. 또한, 차단부(70)는 흡착판(60)에서 가하는 진공 흡압(V)을 전도성 기재(21)에 전달할 수 있도록, 중앙 내부가 빈 링 형상인 것이 바람직하다. 이를 고려하여 차단부(70)는 오링(O-ring)을 사용할 수 있다.

차단부(70) 상에 흡착판(60)을 더 연결할 수 있다. 흡착판(60) 상에 도금이 수행되지 않도록 절연 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 흡착판(60)은 차단부(70)를 사이에 두고 전도성 기재(21)를 당길 수 있도록, 적어도 차단부(70)보다는 큰 면적을 가지는 평판 형상인 것이 바람직하다.

흡착판(60)은 펌프 등과 같은 외부의 흡압 인가 수단(미도시)에 연결될 수 있다. 전도성 기재(21)에 대향하는 흡착판(60)의 일면에는 흡압(V)을 인가하는 복수의 흡압공이 형성될 수 있다. 흡착판(60)에서 전도성 기재(21)에 흡압(V)을 인가하면 전도성 기재(21)는 흡착판(60) 방향으로 당겨질 수 있다. 하지만, 흡착판(60)과 전도성 기재(21)의 사이에는 차단부(70)가 배치되므로, 차단부(70)를 매개하여 흡착판(60)과 전도성 기재(21)는 소정 간격 이격된 상태를 유지할 수 있다. 차단부(70)의 중앙 내부는 비어있는 상태이고, 흡착판(60) 및 전도성 기재(21)와의 관계에서 긴밀하게 실링될 수 있다.

도 7의 (c) 및 (d)는 전도성 기재(21)의 일면 상에 흡착판(60)과 차단부(70)를 배치한 상태에서 도금막(100: 110, 120, 130)을 형성한 것을 나타내는 단면도 및 평면도이다.

도 3 및 도 5에서 상술한 바와 같이, 전도성 기재(21), 흡착판(60) 및 차단부(70)의 구조체를 도금액에 침지한 후 전주 도금을 수행할 수 있다. 도 7을 기준으로, 전도성 기재(21)의 하부면, 측면 및 상부면에서 차단부(70)의 외주 부분까지는 노출된 부분이다. 이 부분에는 전기장이 작용하고, 차단부(70)의 외주 부분까지 도금액이 침투하여 도금막(100)이 생성될 수 있다. 다만, 차단부(70)와 전도성 기재(21) 및 흡착판(60)이 긴밀하게 실링되어 있어, 차단부(70) 중앙 내부까지는 도금액이 침투할 수 없다.

따라서, 도금막(130)은 정확하게 차단부(70)의 외주 부분까지만 생성되고, 차단부(70)와 전도성 기재(21) 사이 틈으로 인해 균일한 두께를 가지도록 생성될 수 있다. 다시 말해, 도금막(130)은 일정한 폭(W)과 두께를 가지며 전착될 수 있다. 이에 따라, 균일한 도금막(100)의 상태에서 열처리(H)를 수행하여도, 도금막(100)의 특정 부분에 스트레스가 더 가해지지 않고, 결국 변형이 발생하지 않으면서 열팽창계수를 낮춘 도금막(100)을 제조할 수 있다.

도금막(100)을 제조한 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 영역과 테두리 영역으로 분리된 상태로 전도성 기재(21) 상에 부착될 수 있다. 이어서, 커팅 후 도금막(110) 부분만 분리하여 마스크로 사용할 수 있다.

한편, 도금막(100)을 제조한 후 또는 커팅 후 도금막(110) 부분만 분리한 후, 식각 공정을 수행하여 마스크 패턴(P)을 형성함에 따라 마스크로서 사용할 수도 있다.

위와 같이, 본 발명은 전주 도금 공정에서 차단부(70)까지만 도금막(130)이 생성되므로, 균일한 두께로 원하는 부분에 정확히 도금막(100)을 형성할 수 있는 효과가 있다. 또한, 열처리(H)를 통해 낮은 열팽창계수(CTE)를 가지는 마스크(100)를 제조할 수 있고, 열처리(H) 과정에서 마스크(100)의 박리를 방지하고, 마스크 패턴(P)의 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 변형이 일어나지 않도록 열처리 하므로, OLED의 FMM의 패턴을 미세하게 형성할 수 있는 효과가 있다.

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.

10: 전주 도금 장치
21: 전도성 기재
25: 절연부
60: 흡착판
70: 차단부
100: 마스크, 도금막
200: 프레임
1000: 200: OLED 화소 증착 장치
C: 셀
P: 마스크 패턴, 화소 패턴
V: 흡압 인가

Claims (15)

1. 전주 도금(Electroforming)으로 마스크를 제조하는 방법으로서,
   (a) 전도성 기재를 제공하는 단계;
   (b) 전도성 기재의 일면 상에 차단부를 배치하는 단계; 및
   (c) 전도성 기재를 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 전도성 기재의 일면에 대향하는 적어도 타면 상에 도금막을 형성하는 단계
   를 포함하고,
   (b) 단계와 (c) 단계 사이에, 차단부 상에 흡착판을 연결하고, 흡압을 인가하여 전도성 기재를 흡착판으로 당기며,
   (c) 단계에서, 차단부 내부는 차단부, 흡착판 및 전도성 기재에 의해 폐쇄되어, 전도성 기재의 타면, 측면 및 적어도 일면의 차단부까지 도금막이 형성되는, 마스크의 제조 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   차단부는 탄성 재질인, 마스크의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,
   차단부는 내부가 빈 링 형상이고, 링의 외주 공간까지 도금막이 형성되는, 마스크의 제조 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   (d) 도금막을 열처리하는 단계; 및
   (e) 전도성 기재로부터 도금막을 분리하는 단계
   를 더 포함하는, 마스크의 제조 방법.
8. 제7항에 있어서,
   열처리는 300℃ 내지 800℃로 수행하는, 마스크의 제조 방법.
9. 제7항에 있어서,
   (d) 단계와 (e) 단계 사이에, 도금막의 테두리 영역을 커팅하는 단계를 더 포함하는, 마스크의 제조 방법.
10. 제7항에 있어서,
    (f) 도금막에 마스크 패턴을 형성하는 단계
    를 더 포함하는, 마스크의 제조 방법.
11. 제1항에 있어서,
    (a) 단계에서, 전도성 기재의 타면 상에 패턴화된 절연부를 형성하고,
    (c) 단계에서, 절연부가 형성된 부분을 제외한 나머지 타면 상에서 도금막이 형성되는, 마스크의 제조 방법.
12. 제1항에 있어서,
    전도성 기재는 도핑된 단결정 실리콘 재질인, 마스크의 제조 방법.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제

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