KR20100073734A - 새도우 마스크의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광층의 형성시 이용되는 새도우 마스크의 형성시 그 보정을 통해 마스크 폐기 비용을 감소시키고 마스크 사용의 효율을 높이는 표시장치용 새도우 마스크의 제조 방법에 관한 것으로, 중앙에 액티브 영역과 그 외곽에 외곽 영역을 갖는 마스크 원판을 준비하는 단계와, 상기 마스크 원판의 외곽 영역에 복수개의 홀을 형성하는 단계와, 상기 마스크 원판을 타겟 플레이트 상에 장착시키며, 상기 홀이 타겟 플레이트에 구비된 타겟의 위치에 대응되도록 상기 마스크 원판을 인장시키는 단계와, 상기 마스크 원판을 인장 후, 상기 타겟과 인장된 마스크 원판의 홀의 정렬 정도를 확인하는 단계와, 상기 타겟과 마스크 원판의 홀의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여, 상기 마스크 원판 상에 더미 패턴을 형성하는 단계 및 상기 마스크 원판 상의 더미 패턴의 수축 현상에 의해 상기 오정렬된 부분의 타겟과 홀의 오정렬을 보상하여 새도우 마스크를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

새도우 마스크, 보정, 인장(tension), 타겟(target), 홀

Description

새도우 마스크의 제조 방법{Method of Manufacturing Shadow Mask for Display Device}

본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로 특히, 발광층의 형성시 이용되는 새도우 마스크의 형성시 그 보정을 통해 마스크 폐기 비용을 감소시키고 마스크 사용의 효율을 높이는 표시장치용 새도우 마스크의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.

이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션으로 고려되고 있다.

이러한 유기 발광 표시 장치에는, 유기 발광층의 형성이 필수적인데, 종래 그 형성을 위해 새도우 마스크(shadow mask)를 이용한 증착 방법이 이용되었다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 새도우 마스크를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 새도우 마스크의 제조 방법을 나타낸 개략도이다.

도 1과 같이, 그 외곽 영역에 복수개의 홀(22)을 구비한 마스크 원판(20)을 준비하고, 상기 홀(22)들이 대응되는 타겟(11)을 구비한 타겟 플레이트(10)을 안착시켜 상기 홀(22)의 위치가 상기 타겟(11) 지점으로 향하도록 상기 마스크 원판(20)이 늘어나는 인장력을 주어 새도우 마스크를 형성한다.

이와 같이 새도우 마스크의 형성시, 상기 인장력 인가 후 정밀도 측정 결과 타겟과 최종 홀과의 위치 차이가 발생하게 되며 해당 마스크 원판을 폐기를 하고, 다시 새도우 마스크를 새로 제작하였었다. 이 경우, 인장력의 인가 후 원 상태로의 복귀가 어려워 보정이 어렵고, 이로 인해 타겟과 구비된 홀의 미스얼라인이 발생한 경우 수율이 떨어지게 되어 이에 대한 개선이 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 종래의 새도우 마스크의 형성 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

새도우 마스크의 형성시, 상기 인장력 인가 후 정밀도 측정 결과 타겟과 최종 홀과의 위치 차이가 발생하게 되면 해당 마스크 원판을 폐기를 하고, 다시 새도우 마스크를 새로 제작한다. 이 경우, 인장력의 인가 후 원 상태로의 복귀가 어려워 보정이 어렵기 때문에 폐기한다. 따라서, 타겟과 구비된 홀의 미스얼라인이 발생한 경우 수율이 떨어지게 되고 이에 대한 개선이 요구되고 있는 실정이다.

이와 같이 종래 새도우 마스크 형성시 타겟과 마스크의 원판의 구비된 홀의 미스얼라인이 발생하는 이유는 장비에서 패턴을 직접 볼 수 없고 마스크 주위의 대표 홀만으로 인장력을 주므로, 마스크의 홀의 제작이 잘못 되었을 경우, 실패확률이 높고 이에 대한 리페어 수행이 불가한 점을 그 원인으로 추론할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발광층의 형성시 이용되는 새도우 마스크의 형성시 그 보정을 통해 마스크 폐기 비용을 감소시키고 마스크 사용의 효율을 높이는 표시장치용 새도우 마스크의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 새도우 마스크의 제조 방법은 중앙에 액티브 영역과 그 외곽에 외곽 영역을 갖는 마스크 원판을 준비하는 단계; 와, 상기 마스크 원판의 외곽 영역에 복수개의 홀을 형성하는 단계;와, 상기 마스크 원판을 타겟 플레이트 상에 장착시키며, 상기 홀이 타겟 플레이트에 구비된 타겟의 위치에 대응되도록 상기 마스크 원판을 인장시키는 단계;와, 상기 마스크 원판을 인장 후, 상기 타겟과 인장된 마스크 원판의 홀의 정렬 정도를 확인하는 단계;와, 상기 타겟과 마스크 원판의 홀의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여, 상기 마스크 원판 상에 더미 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 마스크 원판 상의 더미 패턴의 수축 현상에 의해 상기 오정렬된 부분의 타겟과 홀의 오정렬을 보상하여 새도우 마스크를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것에 그 특징이 있다.

상기 더미 패턴은, 상기 타겟의 위치에 비해 상대적으로 인장력이 많이 가해진 부분에 대응하여 형성된다.

상기 더미 패턴을 형성하는 단계는, 상기 타겟과 마스크 원판의 홀의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여 상기 마스크 원판을 슬릿 형상으로 제거하여 형성하여 이루어진다.

상기 더미 패턴은 직사각형, 삼각형을 포함한 다각형의 형상 중 하나로 형성한다.

상기 더미 패턴은 마스크 원판의 홀을 슬릿 형상으로 제거하여 형성시, 그 폭을 2mm 이하로 하고, 그 길이는 최대 3cm로 하여 형성한다.

상기 더미 패턴 형성 후 상기 마스크 원판의 홀과 상기 타겟과의 정렬 정도를 3차원 측정하여 재확인하는 단계를 더 포함한다.

그리고, 상기 더미 패턴은 상기 타겟과 마스크 원판의 홀의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여 레이저로 조사하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 새도우 마스크의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

새도우 마스크 형성을 위한 인장시, 마스크 원판의 홀과 이 홀이 타겟으로 하는 지점과의 오차가 발생되었을 때, 특히 그 오차가 마스크의 원판측에 인장력을 많이 가해 일어날 경우, 인장력이 크게 발생된 부분에 인접하여 슬릿 형상의 더미 패턴을 형성한다. 이 때, 더미 패턴으로 인한 수축 현상이 발생하여 상기 마스크 원판의 원복 현상에 의해 정상 상태로 정렬될 수 있고, 이에 의해 마스크의 폐기량이 현저히 줄일 수 있다.

이로써, 새도우 마스크의 수율 향상을 꾀할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 표시 장치용 새도우 마스크의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 새도우 마스크의 제조시 마스크 스트레칭 시스템을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 새도우 마스크와 상기 마스크 스트레칭 시스템의 관계를 나타낸 개략 단면도이다.

본 발명의 새도우 마스크는 먼저 마스크 원판(100)을 준비시, 인장(tension) 공정을 고려하여 이를 실제 형성하고자 하는 새도우 마스크보다 작은 크기로 상기 마스크 원판(100)을 형성한다.

도 2 및 도 3과 같이, 본 발명의 새도우 마스크 제조시 이용되는 마스크 스트레칭 시스템은, 마스크 원판(100)이 안착되며, 각각 서로 소정 간격으로 이루어진 복수개의 타겟(미도시)을 구비한 타겟 플레이트 (미도시)가 있고, 상기 마스크 원판(100)의 네변에 상기 마스크 원판(100)을 잡아 외부 방향으로 늘려주는 마스크 그리퍼(mask gripper: 120)와, 상기 마스크 원판(100)에 구비된 홀(160)과 상기 타겟 플레이트의 타겟의 위치를 검출하는 CCD 카메라 (110)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 마스크 그리퍼(120)는 스테핑 모터(130)이 구동력에 의해 인장을 실시한다.

이러한 마스크 스트레칭 시스템은 상기 CCD 카메라 (110)로 마스크 홀(160)을 측정하여 상기 타겟까지의 홀 위치를 측정하고, 인장력 계산, 모터 이동을 반복하여 최종 목표치 타겟 좌표까지 인장하게 된다.

여기서, 상기 마스크 원판(100)의 인장시 상기 마스크 그리퍼(120)가 상기 마스크 원판(100)을 물 때 장변/단변의 물림량이 같고, 1차 인장 혹은 어레이 해제를 통해 마스크 원판의 전면을 평활하게 만튼 후 인장을 실시하게 된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 새도우 마스크의 제조시 인장 후 타겟에서 벗어난 상태와 이의 보정시를 나타낸 개략 평면도이다.

그러나, 상술한 마스크 스트레칭 시스템을 이용하여 상기 마스크 원판(100)의 일차 인장시 정상적인 인장도 발생하겠지만, 경우에 따라 마스크 원판(100)의 홀의 위치가 잘못되었되거나 일부 영역의 인장력 과다가 발생하여 도 4a와 같이 마 스크 원판(100)의 액티브 영역(150)이 두 코너부 양측으로 치우치어 정상적인 사각형이 아닌 평행사변형과 같이 왜곡이 발생하는 경우가 있다. 이러한 경우 본 발명에 있어서는 도 4b와 같이, 인장력 과다가 발생된 부분에 대응되어 상기 마스크 원판(100)에 더미 패턴(140)을 형성하여, 상기 더미 패턴(140)으로 인한 상기 마스크 원판(100)의 수축 현상을 유도하여 상기 액티브 영역(150)의 정상 위치로 복귀를 꾀한다.

본 발명의 새도우 마스크의 형성 방법에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 새도우 마스크 형성시 일차 인장 후 인장된 새도우 마스크의 각 지점과 타겟과의 관계를 나타낸 3차원 데이터이며, 도 6a는 본 발명의 새도우 마스크 형성시, 일차 인장 후 비정렬 발생시 이의 보정 방법을 나타낸 3차원 데이터이며, 도 6b는 도 6a의 보정 후 새도우 마스크의 각 지점과 타겟과의 관계를 나타낸 3차원 데이터이다.

도 5과 같이, 중앙에 액티브 영역(AA: 150)과 그 외곽에 외곽 영역을 갖는 마스크 원판(100)을 준비한다.

여기에, 인장을 위해 상기 마스크 원판(100)의 외곽 영역에 복수개의 홀(160)을 형성한다.

이어, 도 2에 구비된 마스크 스트레칭 시스템 내에 구비된 타겟을 소정 간격 이격하여 구비한 타겟 플레이트에, 상기 마스크 원판(100)을 장착시킨다.

이어, 상기 홀(160)이 타겟 플레이트에 구비된 타겟의 위치에 대응되도록 상 기 마스크 원판(100)을 인장시킨다.

이어, 상기 마스크 원판(100)을 인장 후, 상기 타겟과 인장된 마스크 원판의 홀의 정렬 정도를 확인한다. 이러한 위치 정밀도 측정은 3차원 데이터로 측정하는 것으로, X(가로), Y(세로), Z(높이)에서의 상기 타겟과의 비교를 측정할 수 있다.

도 5와 같이, 상기 타겟과 마스크 원판(100)의 홀(160)의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 마스크 원판(100) 상에 더미 패턴(140)을 형성한다. 이 경우, 상기 더미 패턴(140)은, 상기 타겟의 위치에 비해 상대적으로 인장력이 많이 가해진 부분에 대응하여 형성된다.

여기서, 상기 더미 패턴의 형상은 마스크 원판(100)을 슬릿 형상으로 제거하여 형성는 것으로, 형성 부위에서 완전히 상기 마스크 원판(100)을 관통하도록 뚫어 형성하고, 레이저로 조사하여 형성이 가능하다.

그리고, 상기 더미 패턴(140)의 형상은 도시된 직사각형에 한하지 않고 삼각형 등의 나머지 다각형으로도 형성 가능하다. 이러한 더미 패턴(140)의 형상은 상기 인장력이 과다 발생된 영역의 위치 및 그 정도로 고려하여 정한다.

그러나, 상기 더미 패턴은 마스크 원판의 홀을 슬릿 형상으로 제거하여 형성시, 상기 마스크 원판(100)이 울어버리는 것을 방지하기 위해 그 폭을 2mm 이하로 하고, 그 길이는 최대 3cm로 하여 형성한다.

여기서, 상기 마스크 원판(100)의 인장 후에는 일차적으로 상기 마스크 원판(100)을 마스크 프레임(mask frame)에 용접을 시켜놓은 상태로, 더미 패턴(140)과 같이 슬릿 형성시 해당 부위의 인장력이 약해져 중시쪽으로 상기 마스크의 원 판(100)이 이동하려는 성질을 갖는다.

도 6b와 같이, 상기 마스크 원판(100) 상의 더미 패턴(140)의 수축 현상에 의해 상기 오정렬된 부분의 타겟과 홀(160)의 오정렬을 보상하여, 상기 홀(160)과 타겟이 일치하는 새도우 마스크를 형성한다.

상기 더미 패턴 형성 후 상기 마스크 원판(100)의 홀(160)과 상기 타겟과의 정렬 정도를 3차원 측정하여 재확인하는 과정을 거쳐 타겟과 마스크 원판(100)의 홀이 정상적으로 얼라인 되었는지를 확인하고, 그 정도에 따라 추가적인 인장을 가하거나 혹은 별도의 더미 패턴의 형성도 가능할 것이다.

한편, 상술한 실시예에서는 상기 더미 패턴(140)이 슬릿 형상으로 마스크 원판의 소정 부분을 제거하여 형성하였으나, 경우에 따라 해당 부위에 금속층이나 추가적인 물질층을 더 형성하여 이에 의해 응축이나 신장에 의한 효과로 인한 보정을 고려해볼 수도 있을 것이다.

또한, 이와 같이 형성된 새도우 마스크를 이용하여, 유기 발광 표시 소자의 발광층 형성과 같이 기상화에 의한 진공 증착 공정을 진행할 수 있을 것으로, 보정에 의해 새도우 마스크의 전반적인 수율을 향상시켜 유기 발광 표시 소자와 같은 표시 장치 형성시 공정시의 비용을 상당 부분 감소시킬 수 있을 것이다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 종래의 새도우 마스크의 제조 방법을 나타낸 개략도

도 2는 본 발명의 새도우 마스크의 제조시 마스크 스트레칭 시스템을 나타낸 사시도

도 3은 본 발명의 새도우 마스크와 상기 마스크 스트레칭 시스템의 관계를 나타낸 개략 단면도

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 새도우 마스크의 제조시 인장 후 타겟에서 벗어난 상태와 이의 보정시를 나타낸 개략 평면도

도 5는 본 발명의 새도우 마스크 형성시 일차 인장 후 인장된 새도우 마스크의 각 지점과 타겟과의 관계를 나타낸 3차원 데이터

도 6a는 본 발명의 새도우 마스크 형성시, 일차 인장 후 비정렬 발생시 이의 보정 방법을 나타낸 3차원 데이터

도 6b는 도 6a의 보정 후 새도우 마스크의 각 지점과 타겟과의 관계를 나타낸 3차원 데이터

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 마스크 원판 110 : CCD 카메라

120 : 마스크 그리퍼 130 : 스테핑 모터

140 : 더미 패턴 150 : 액티브 영역

160 : 홀

Claims (7)

1. 중앙에 액티브 영역과 그 외곽에 외곽 영역을 갖는 마스크 원판을 준비하는 단계;

   상기 마스크 원판의 외곽 영역에 복수개의 홀을 형성하는 단계;

   상기 마스크 원판을 타겟 플레이트 상에 장착시키며, 상기 홀이 타겟 플레이트에 구비된 타겟의 위치에 대응되도록 상기 마스크 원판을 인장시키는 단계;

   상기 마스크 원판을 인장 후, 상기 타겟과 인장된 마스크 원판의 홀의 정렬 정도를 확인하는 단계;

   상기 타겟과 마스크 원판의 홀의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여, 상기 마스크 원판 상에 더미 패턴을 형성하는 단계; 및

   상기 마스크 원판 상의 더미 패턴의 수축 현상에 의해 상기 오정렬된 부분의 타겟과 홀의 오정렬을 보상하여 새도우 마스크를 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 더미 패턴은, 상기 타겟의 위치에 비해 상대적으로 인장력이 많이 가해진 부분에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 제조 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 더미 패턴을 형성하는 단계는,

   상기 타겟과 마스크 원판의 홀의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여 상기 마스크 원판을 슬릿 형상으로 제거하여 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 제조 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 더미 패턴은 직사각형, 삼각형을 포함한 다각형의 형상 중 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 제조 방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 더미 패턴은 마스크 원판의 홀을 슬릿 형상으로 제거하여 형성시, 그 폭을 2mm 이하로 하고, 그 길이는 최대 3cm로 하여 형성하는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 제조 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 더미 패턴 형성 후 상기 마스크 원판의 홀과 상기 타겟과의 정렬 정도를 3차원 측정하여 재확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 제조 방법.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 더미 패턴은 상기 타겟과 마스크 원판의 홀의 오정렬이 발생된 부분에 대응하여 레이저로 조사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크의 제조 방법.

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