KR20180013538A - 모판 제조방법 및 마스크 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모판 제조방법 및 마스크 제조 방법에 관한 것이다.

Description

모판 제조방법 및 마스크 제조 방법 {PRODUCING METHOD OF MOTHER PLATE AND PRODUCING METHOD OF MASK}

본 발명은 모판 제조방법 및 마스크 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 1 및 도 2는 종래의 FMM(Fine Metal Mask) 제조 과정을 나타내는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 기존의 마스크 제조 방법은, 마스크로 사용될 금속 박판(1)을 마련하고[도 1의 (a)], 금속 박판(1) 상에 PR(Photoresist; 2) 코팅 후 패터닝을 하거나, 패턴을 가지도록 PR(2) 코팅한 후[도 1의 (b)], 식각을 통해 패턴(P)을 가지는 마스크(3)를 제조하였다.

도 2를 참조하면, 도금을 이용한 기존의 마스크 제조 방법은, 기판(4)[도 2의 (a)]을 준비하고, 기판(4) 상에 소정의 패턴을 가지는 PR(2)을 코팅한다[도 2의 (b)]. 이어서, 기판(4) 상에 도금을 수행하여 금속 박판(3)을 형성한다[도 2의 (c)]. 이어서, PR(2)을 제거하고[도 2의 (d)], 기판(4)으로부터 패턴(P)이 형성된 마스크(3)[또는, 금속 박판(3)]을 분리한다[도 2의 (e)].

위와 같은 종래의 FMM 제조 과정은, 매번 기판에 PR을 코팅하고, 식각하는 공정이 수반되므로, 공정 시간, 비용이 증가하고, 생산성이 낮아지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 도금 공정만으로 패턴을 가지는 마스크를 제조할 수 있는, 모판의 제조 방법 및 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 모판을 반복적으로 재사용 할 수 있어 공정 시간, 비용을 감축시키고, 생산성을 향상시킬 수 있는 모판의 제조 방법 및 마스크의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 상기의 목적은, 전주 도금(Electroforming)에 사용되는 모판의 제조 방법으로서, 상기 모판에 소정의 패턴을 가지는 절연체를 성장시킨, 모판의 제조 방법에 의해 달성된다.

그리고, 본 발명의 상기의 목적은, 음극체(Cathode Body) 및 양극체(Anode Body) 사이에서 전주 도금(Electroforming) 방식으로 제조하는 마스크의 제조 방법으로서, 소정의 패턴을 가지는 절연체가 성장된 모판을 음극체로 사용하고, 상기 음극체의 절연체가 형성된 부분을 제외한 표면에서 도금막이 생성되는, 마스크의 제조 방법에 의해 달성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 도금 공정만으로 패턴을 가지는 마스크를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 음극체 몰드를 반복적으로 재사용 할 수 있어 공정 시간, 비용을 감축시키고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 FMM(Fine Metal Mask) 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FMM을 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OLED PIXEL과 FMM을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판 및 상기 모판을 사용하여 마스크를 제조하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모판의 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 하여 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 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FMM을 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.

도 3을 참조하면, OLED 화소 증착 장치는, 마그넷이 수용되고, 냉각수 라인이 배설된 마그넷 플레이트와, 하부에서 좌우로 이동하며 유기물 소스를 공급하는 증착 소스를 포함한다. 마그넷 플레이트와 증착 소스 사이에는 유기물이 증착되는 유리 등의 대상 기판이 개재되고, 대상 기판에는 FMM이 밀착되거나 매우 근접하도록 배치될 수 있다.

증착 소스에서 공급되는 유기물 소스들은 FMM 마스크에 형성된 패턴을 투과하여 대상 기판의 일측에 증착됨에 따라 화소가 증착될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 OLED PIXEL과 FMM을 나타내는 개략도이다.

도 4를 참조하면, 하나의 픽셀에는 R, G, B 셀이 각각 하나씩 위치한다. Stick 형 FMM에는 복수의 디스플레이 패턴이 형성되어 있고, 디스플레이 패턴을 확대하면 R, G, B에 대응하는 화소 패턴이 형성되어 있다. 여기서 디스플레이 패턴은 디스플레이 하나에 대응하는 패턴이며, 수많은 화소 패턴들이 군집을 이루어 디스플레이 패턴을 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 즉, Stick형 FMM에는 복수의 디스플레이에 동시에 화소 증착을 할 수 있는 패턴이 형성되어 있다. Stick형 FMM은 증착 프레임에 용접 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판 및 상기 모판을 사용하여 마스크를 제조하는 것을 나타내는 개략도이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 모판은 대면적 형성에 유리한 Poly Si을 사용할 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 않으며 모판 사이즈를 고려하여 Single Si을 사용할 수도 있다. 모판은 전주 도금(Electroforming)에서 후면에 저저항 금속층을 부착하거나, 도핑을 수행하여 저항을 낮춤에 따라서 음극체(Cathode)로 사용될 수 있다. 전주 도금을 수행하면 모판의 상부 표면에 인바(Invar) 등의 재질을 가지는 도금막이 전착될 수 있다.

모판 상에서, 화소 패턴 및 디스플레이 패턴에 대응하는 부분에는 실리콘 옥사이드 재질의 절연부(Fox) 또는 절연체가 형성될 수 있다. 전주 도금 시에, 모판은 음극체로 작용하여 음극체의 표면 상에 도금막이 전착될 수 있다. 다만, 절연부가 형성된 부분을 제외한 모판의 표면 상에서는 도금막이 전착될 수 있고, 절연부가 형성된 부분 상에서는 도금막이 전착되지 않는다. 그리하여, 화소 패턴 및 디스플레이 패턴과 동일한 형태의 패턴을 가지는 도금막 또는 FMM을 제조할 수 있다.

도 5의 (b)를 참조하면, 절연체가 형성된 부분 상에서는 도금막 또는 마스크가 전착되지 않고, 모판의 나머지 부분에서만 마스크가 전착되어, 전주 도금 후에 마스크와 모판만을 분리함에 따라 패턴을 가지는 마스크를 제조하는 과정이 도시되어 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판의 제조 과정을 나타내는 개략도이다. 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모판의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.

도 6을 참조하면, 모판을 제조하는 방법으로는, 1단계로, Si 기판 상에 Nitride 박막층을 형성한다. 이때, Si 기판과 Nitride 박막층 사이에는 실리콘 옥사이드 박막층을 형성하거나, Si 기판의 상부를 Oxidation 할 수 있다.

2단계로, Nitride 박막층의 일부를 에칭하여 패터닝한다. 에칭되어 패터닝되는 부분은 추후에 디스플레이 패턴 및 화소 패턴에 대응할 수 있다.

3 단계로, Oxidation을 수행하면 Nitride 박막층 사이에서는 실리콘 옥사이드가 성장되지 않지만, Nitride 박막층이 존재하지 않는, 에칭된 부분에서는 실리콘 옥사이드가 성장하게 된다.

4 단계로, Nitride 박막층을 제거하면 실리콘 옥사이드 절연부를 포함하는 모판이 제조될 수 있다.

도 7을 참조하면, 모판을 제조하는 다른 방법으로는, 1단계로, Si 기판 상에 Nitride 박막층을 형성한다. 이때, Si 기판과 Nitride 박막층 사이에는 실리콘 옥사이드 박막층을 형성하거나, Si 기판의 상부를 Oxidation 할 수 있다.

2 단계로, Nitride 박막층의 일부를 에칭하여 패터닝한다. 이에 더하여, Si 기판 상부의 소정 두께만큼을 같이 에칭할 수 있다. 에칭되어 패터닝되는 부분은 추후에 디스플레이 패턴 및 화소 패턴에 대응할 수 있다.

3 단계로, Oxidation을 수행하면 Nitride 박막층 사이에서는 실리콘 옥사이드가 성장되지 않지만, Nitride 박막층이 존재하지 않는, 에칭된 부분에서는 실리콘 옥사이드가 성장하게 된다. 다만, Si 기판 상부가 소정 두께만큼 에칭되어 있으므로, 실리콘 옥사이드가 성장하여도 Si 기판 상부면 위로 많이 돌출되지는 않을 수 있다.

4 단계로, Nitride 박막층을 제거하면 실리콘 옥사이드 절연부를 포함하는 모판이 제조될 수 있다.

위와 같이, 본 발명은 전주 도금 공정에서 도금막을 형성하는 공정만으로 디스플레이 패턴 및 화소 패턴을 가지는 FMM을 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한, 절연부를 포함하는 모판을 몰드와 같이 반복적으로 재사용 할 수 있어 공정 시간, 비용을 감축시키고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 절연부 패턴을 미세하게 형성할 수 있으므로, 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.

Claims (2)

1. 전주 도금(Electroforming)에 사용되는 모판의 제조 방법으로서,
   상기 모판에 소정의 패턴을 가지는 절연체를 성장시킨, 모판의 제조 방법.
2. 음극체(Cathode Body) 및 양극체(Anode Body) 사이에서 전주 도금(Electroforming) 방식으로 제조하는 마스크의 제조 방법으로서,
   소정의 패턴을 가지는 절연체가 성장된 모판을 음극체(Cathode Body)로 사용하고,
   상기 음극체의 절연체가 형성된 부분을 제외한 표면에서 도금막이 생성되는, 마스크의 제조 방법.

Images