KR20190051387A - 전력 공급용 지그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 공급용 지그에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지그는, 전주 도금(Electroforming)용 모판(Mother plate)에 전력을 공급하는 지그(Jig)로서, 모판(20)이 접촉되는 영역을 제공하는 접촉부(110), 접촉부(110)의 후면에 연결되는 지지부(150)를 포함하고, 접촉부(110)에는 안착홈(130)이 형성되어 모판(20)이 수용되며, 지지부(150)에는 모판(20)에 전력을 공급하는 적어도 하나의 전극부(160)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 공급용 지그 {JIG FOR POWER SUPPLYING}
본 발명은 전력 공급용 지그에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전주 도금 방식을 이용하여 마스크를 형성할 때, 모판 또는 음극체에 전력을 공급할 수 있는 전력 공급용 지그에 관한 것이다.
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.
최근에 이러한 FMM의 제조에 있어서, 전주 도금(Electroforming) 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 전주 도금 방법은 전해액에 양극체, 음극체를 침지하고, 전력을 인가하여 음극체의 표면상에 금속박판을 전착시키므로, 극박판을 제조할 수 있으며, 대량 생산을 기대할 수 있는 방법이다.
전주 도금 과정에서 음극체의 표면에 전력을 균일하게 인가하는 것은 매우 중요하게 고려된다. 음극체의 표면에 인가되는 전력의 세기에 따라서 박판의 두께가 달라지기 때문이다. FMM은 ㎛ 스케일의 두께를 가지기 때문에, 두께의 분포가 상이하게 나타나면 초고화질의 OLED 제조 공정에서 화소 증착에 악영향을 미칠 수 있다. 종래에는, 일반적으로 음극체의 테두리 부분으로부터 중심부 방향으로 전력을 인가받기 때문에 도금막의 테두리 부분이 더 두껍게 도금되고, 심지어 테두리 부분과 중심부의 전력 세기 차이로 인해 도금막에 뿌옇게 무늬가 발생되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전주 도금 과정에서 모판 전체에 균일하게 전력을 공급할 수 있는 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 모판 전체에 균일하게 전력을 공급하여 도금막 전체의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, 전주 도금(Electroforming)용 모판(Mother plate)에 전력을 공급하는 지그(Jig)로서, 모판이 접촉되는 영역을 제공하는 접촉부; 접촉부의 후면에 연결되는 지지부; 를 포함하고, 접촉부에는 안착홈이 형성되어 모판이 수용되며, 지지부에는 모판에 전력을 공급하는 적어도 하나의 전극부가 설치되는, 지그에 의해 달성된다.
접촉부는 모판보다 큰 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
모판이 안착홈에 수용될 때, 전극부가 모판의 후면에 접촉될 수 있다.
전극부는 스프링 형태 또는 탄성 핀 형태를 가질 수 있다.
전극부는 모판의 형성면에 수직한 방향으로 탄성하며 모판의 후면에 접촉될 수 있다.
접촉부는 중공의 테두리 형상을 가지고, 테두리에 단차가 형성되어 안착홈을 구성할 수 있다.
지지부에는 모판의 후면을 흡착하여 당기는 적어도 하나의 흡착부가 설치될 수 있다.
지지부의 테두리가 접촉부에 연결되고, 지지부의 중심에 수납홈이 형성되어 수납홈 내부에 흡착부가 배치될 수 있다.
지지부의 내부에는 일단은 흡착부와 연결되고 타단은 외부의 펌핑 시스템에 연결되는 펌핑 라인이 형성될 수 있다.
접촉부의 테두리에 전기장을 형성하는 보조 전극부가 설치될 수 있다.
모판 모서리 또는 모판 측면에 가해지는 전기장의 적어도 일부를 보조 전극부의 영역 상으로 분산시킬 수 있다.
보조 전극부의 면적, 형태 중 적어도 하나를 조절하여, 분산되는 전기장의 크기를 제어할 수 있다.
전극부는 모판에 수직한 방향으로 탄성하여, 모판과 지지부의 거리를 조절할 수 있다.
지지부의 일측에는 적어도 하나의 버스바가 연결될 수 있다.
모판은 전주 도금에서 음극체(Cathode Body)로 사용되고 전도성 재질일 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 전주 도금 과정에서 모판 전체에 균일하게 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 모판 전체에 균일하게 전력을 공급하여 도금막 전체의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FMM을 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전주 도금 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판을 지그에 로딩하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지그의 정면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지그의 후면 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지그의 부분 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지그의 측단면 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판과 전극부가 접촉하는 형태를 나타내는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판 상에 도금막이 형성되는 형태를 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도금막의 형태를 제어하는 것을 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 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 FMM(1)을 이용한 OLED 화소 증착 장치(2)를 나타내는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 OLED 화소 증착 장치(2)는, 마그넷(3a)이 수용되고, 냉각수 라인(3b)이 배설된 마그넷 플레이트(3)와, 마그넷 플레이트(3)의 하부로부터 유기물 소스(6)를 공급하는 증착 소스 공급부(5)를 포함한다.
마그넷 플레이트(3)와 소스 증착부(5) 사이에는 유기물 소스(6)가 증착되는 유리 등의 대상 기판(9)이 개재될 수 있다. 대상 기판(9)에는 유기물 소스(6)가 화소별로 증착되게 하는 FMM(1)이 밀착되거나 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 마그넷(3a)이 자기장을 발생시키고 자기장에 의한 인력으로 FMM(1)이 대상 기판(9)에 밀착될 수 있다.
스틱형(Stick-Type) 마스크[도 3의 (a) 참조], 플레이트형(Plate-Type) 마스크[도 3의 (b) 참조]는 대상 기판(9)에 밀착되기 전에 얼라인(align)이 필요하다. 하나의 마스크 또는 복수의 마스크는 프레임(8)에 결합될 수 있다. 프레임(8)은 OLED 화소 증착 장치(2) 내에 고정 설치되고, 마스크는 별도의 부착, 용접 공정을 거쳐 프레임(8)에 결합될 수 있다.
증착 소스 공급부(5)는 좌우 경로를 왕복하며 유기물 소스(6)를 공급할 수 있고, 증착 소스 공급부(5)에서 공급되는 유기물 소스(6)들은 FMM 마스크(1)에 형성된 패턴(PP)을 통과하여 대상 기판(9)의 일측에 증착될 수 있다. FMM 마스크(1)의 패턴을 통과한 증착된 유기물 소스(6)는 OLED의 화소(7)로서 작용할 수 있다.
새도우 이펙트(Shadow Effect)에 의한 화소(7)의 불균일 증착을 방지하기 위해, FMM 마스크(1)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(6)들도 화소(7)의 형성에 기여할 수 있으므로, 화소(7)는 전체적으로 두께가 균일하게 증착될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전주 도금 장치(10)를 나타내는 개략도이다. 도 2에는 평면 전주 도금 장치(10)를 도시하였지만, 본 발명은 도 2에 도시된 형태에 제한되지는 않으며 평면 전주 도금 장치, 연속 전주 도금 장치 등 공지의 전주 도금 장치에 모두 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 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(1)로 사용될 도금막(1)[또는, 금속 박판(1)]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(1)로 사용될 도금막(1)의 재료가 될 수 있다. 일 실시 예로, 철니켈합금인 인바(Invar) 박판을 도금막(1)으로서 제조하는 경우, Ni 이온을 포함하는 용액 및 Fe 이온을 포함하는 용액의 혼합액을 도금액(12)으로 사용할 수 있다. 다른 실시 예로, 철니켈코발트합금인 슈퍼 인바(Super Invar) 박판을 도금막(1)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. 인바 박판, 슈퍼 인바 박판은 OLED의 제조에 있어서 FMM(Fine Metal Mask), 새도우 마스크(Shadow Mask)로 사용되며, 전자빔을 형광체에 정확하게 유도할 수 있는 역할을 한다. 그리고, 인바 박판은 열팽창계수가 약 약 1.0 X 10-6/℃, 슈퍼 인바 박판은 열팽창계수가 약 1.0 X 10-7/℃ 정도로 매우 낮기 때문에 열에너지에 의해 마스크의 패턴 형상이 변형될 우려가 적어 고해상도 OLED 제조에서 주로 사용된다. 이 외에도 목적하는 도금막(1)에 대한 도금액(12)을 제한없이 사용할 수 있으며, 본 명세서에서는 인바 박판(1)[또는, 인바 마스크(1)]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 전부가 침지될 수 있다. 도 2에는 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.
음극체(20)의 표면 상에 도금막(1)이 전착되고, 도금막(1)에 음극체(20)의 절연부(25)와 대응하는 패턴이 형성될 수 있다. 본 발명의 음극체(20)는 도금막(1)의 생성 과정에서 패턴까지 형성할 수 있으므로, 음극체(20)를 "모판"(Mother Plate; 20) 또는 "몰드"라고 표현하고 병기하여 사용한다. 모판(20)[또는, 음극체(20)] 표면의 구체적인 구성은 후술한다. 본 발명의 지그(Jig; 100)는 모판(20)[또는, 음극체(20)]의 일면에 접촉되어 전력을 공급할 수 있으나, 반드시 이에 제한되지는 않으며 양극체(30)에도 접촉될 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 있고, 전원공급부(40)와 음극체(20)[또는, 양극체(30)]의 사이에 지그(100)가 개재될 수 있다. 예를 들어 지그(100)의 버스바(190)가 전원공급부(40)에 연결되고, 전원공급부(40)에서 공급되는 전원이 버스바(190)를 통해 지그(100)로 전달될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크(1: 1a, 1b)를 나타내는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 모판(20)[또는, 음극체(20)]을 포함하는 전주 도금 장치(10)를 사용하여 제조된 마스크(1: 1a, 1b)가 도시되어 있다. 도 3의 (a)에 도시된 마스크(1a)는 스틱형(Stick-Type) 마스크로서, 스틱의 양측을 OLED 화소 증착 프레임(8)에 용접 고정시켜 사용할 수 있다. 도 3의 (b)에 도시된 마스크(1b)는 판형(Plate-Type) 마스크로서, 넓은 면적의 화소 형성 공정에서 사용할 수 있고, 플레이트의 테두리를 OLED 화소 증착 프레임(8)에 용접 고정시켜 사용할 수 있다. 도 3의 (c)는 도 3의 (a) 및 (b)의 A-A' 확대 측단면도이다.
마스크(1: 1a, 1b)의 바디(Body)에는 복수의 디스플레이 패턴(DP)이 형성될 수 있다. 디스플레이 패턴(DP)은 스마트폰 등의 디스플레이 하나에 대응하는 패턴이다. 디스플레이 패턴(DP)을 확대하면 R, G, B에 대응하는 복수의 화소 패턴(PP)을 확인할 수 있다. 화소 패턴(PP)들은 측부가 기울어진 형상, 테이퍼(Taper) 형상을 가질 수 있다[도 3의 (c) 참조]. 수많은 화소 패턴(PP)들은 군집을 이루어 디스플레이 패턴(DP) 하나를 구성하며, 복수의 디스플레이 패턴(DP)이 마스크(1: 1a, 1b)에 형성될 수 있다.
마스크(1)는 별도의 패터닝 공정을 거칠 필요 없이, 곧바로 복수의 디스플레이 패턴(DP) 및 화소 패턴(PP)을 가지며 제조될 수 있다. 다시 말해, 전주 도금 장치에서 모판(20)[또는, 음극체(20)]의 표면에 전착되는 도금막(1)은 디스플레이 패턴(DP) 및 화소 패턴(PP)이 형성되면서 전착될 수 있다. 이하에서, 디스플레이 패턴(DP) 및 화소 패턴(PP)은 마스크 패턴으로 혼용되어 사용될 수 있다.
마스크 패턴(PP)은 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점점 넓어지거나, 점점 좁아지는 형상을 가지는, 대략 테이퍼 형상(S)을 가지는 것이 바람직하며, 마스크(1)의 상부면이 대상 기판(9)[도 1 참조]에 밀착되므로, 마스크 패턴(PP)은 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점점 넓어지는 형상(S)인 것이 더 바람직하다.
패턴 폭은 수 내지 수십㎛의 크기, 바람직하게는 30㎛보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 마스크 패턴(PP)은 절연부(25)에 의해 도금막(20)의 생성이 방지됨에 따라 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판(20)을 지그(100)에 로딩하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 4를 참조하면, 모판(20: 21, 25)의 적어도 일면 상에 도금막(1)을 형성할 수 있다. 전주 도금(electroforming)을 수행할 수 있도록, 모판(20)의 기재(21)는 전도성 재질일 수 있다. 모판(20)은 전주 도금에서 음극체(cathode) 전극으로 사용될 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 모판(20)[또는, 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(1)의 일부가 불균일하게 형성될 수 있다.
UHD 급 이상의 초고화질 화소를 구현하는데 있어서 도금막(1) 및 도금막 패턴(PP)의 불균일은 화소의 형성에 악영향을 미칠 수 있다. FMM, 새도우 마스크의 패턴 폭은 수 내지 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 실리콘 재질의 기재(21)를 사용할 수 있다. 전도성을 가지도록, 기재(21)는 1019 이상의 고농도 도핑이 수행될 수 있다. 도핑은 기재(21)의 전체에 수행될 수도 있으며, 기재(21)의 표면 부분에만 수행될 수도 있다.
도핑된 단결정 실리콘의 경우는 결함이 없기 때문에, 전주 도금 시에 표면 전부에서 균일한 전기장 형성으로 인한 균일한 도금막(1)[또는, 마스크(1)]이 생성될 수 있는 이점이 있다. 균일한 도금막(1)을 통해 제조하는 FMM(1)은 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 측면도 상면과 마찬가지로 개재물 또는 결정립계가 없이 균일한 표면 상태를 가지므로, 기재(21)의 일면(상면, 측면 등) 상에 형성된 도금막(1)이 표면 결함 없이 기재(21)에 더욱 잘 부착될 수 있는 이점이 있다. 향상된 부착력으로 인해 도금막의 후속 열처리 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(1)의 전착을 방지하는 역할을 하여 도금막(1)의 패턴(PP)을 형성할 수 있다.
전도성 기재(21)의 적어도 일면 상에 패턴화(26)된 절연부(25)가 형성될 수 있다. 절연부(25)는 기재(21)의 일면 상에 돌출되도록(양각으로) 형성된 부분으로서, 도금막(1)의 생성을 방지하도록, 절연 특성을 가질 수 있다. 이에 따라, 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(1)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 기재(21)의 노출된 표면으로부터 도금막(1)이 형성되고, 절연부(25)가 배치된 영역에서는 도금막(1)의 생성이 방지되어 패턴(PP)이 형성될 수 있다. 전도성 기재(21) 및 패턴화(26)된 절연부(25)를 포함하는 모판(20)은 도금막(1)의 생성 과정에서 패턴(PP)까지 형성할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 모판(20)을 음극체(20)로 사용하여 전주 도금을 수행하기 위해서 지그(100) 상에 로딩할 수 있다. 본 발명의 지그(100)는 전원공급부(40)[도 2 참조]로부터 전력을 공급받아 모판(20)에 전달하는 역할을 할 수 있고, 모판(20)의 전면적에 균일하게 전력을 공급할 수 있는 것을 특징으로 한다.
지그(100)는 접촉부(110) 및 지지부(150)를 포함할 수 있다. 접촉부(110)는 모판(20)이 접촉되는 영역을 제공한다. 그리고, 지지부(150)는 접촉부(110)의 후면에 연결되어 지그(100)의 하우징으로서 기능할 수 있다. 모판(20)은 접촉부(110)에 형성된 안착홈(130)[도 7 참조] 부분에 수용된 상태로, 지지부(150)에 설치된 전극부(160)가 모판(20)의 후면에 전력을 인가할 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 지그(100)의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지그(100)의 정면 사시도, 도 6은 후면 사시도, 도 7은 부분 확대도, 도 8은 측단면 부분 확대도를 나타낸다.
접촉부(110)는 전체적으로 대략 판 형상을 가지고, 모판(20)이 접촉되는 영역을 제공한다. 접촉부(110)는 모판(20)보다 큰 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 접촉부(110)는 모판(20)의 후면에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 모판(20)의 후면이 사각 형상이면, 접촉부(110)도 전체적으로 사각 판 형상을 가질 수 있지만, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
접촉부(110)는 중앙 부분이 뚫린 테두리 형상을 가질 수 있다. 중공 부분을 전극부(160), 흡착부(170)가 통과하여 모판(20)의 후면과 접촉할 수 있다. 중공의 형태도 모판(20)의 후면에 대응하는 형상을 가질 수 있지만, 모판(20)이 접촉부(110)에 안착, 수용될 수 있도록, 중공은 모판(20)의 후면보다는 작은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.
접촉부(110)에는 단차가 형성될 수 있다. 접촉부(110)의 외측 테두리(120)와 내측 테두리(130)는 서로 단차를 이루고, 내측 테두리(130)가 안착홈(130)을 구성할 수 있다. 안착홈(130)에 모판(20)이 수용될 수 있도록, 안착홈(130)은 모판(20)의 크기와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 접촉부(110)의 외측 테두리(120), 내측 테두리(130)의 적어도 하나는 외부의 전원공급부(40)로부터 전력을 공급받을 수 있다. 그리하여, 후술할 전극부(160)와는 별도로 보조 전극부로서 기능할 수 있다. 보조 전극부로서 기능할 경우 접촉부(110)는 전도성 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 자세한 사항은 도 10에서 후술한다.
지지부(150)는 접촉부(110)의 후면에 연결될 수 있다. 구체적으로 접촉부(110)의 안착홈(130)인 내측 테두리(130) 부분이 지지부(150)에 연결될 수 있다. 지지부(150)는 내부에 빈 영역이 형성될 수 있다. 즉, 지지부(150)의 중심부는 수납홈(155)이 형성되고, 지지부(150)의 테두리(151)가 접촉부(110)[또는, 내측 테두리(130)]에 연결될 수 있다.
지지부(150)의 테두리(151) 부분에는 전극부(160)가 설치될 수 있다. 모판(20)의 전체 면적에 균일하게 전력을 공급할 수 있도록, 전극부(160)는 복수개가 일정한 간격을 이루며 설치되는 것이 바람직하다.
전극부(160)는 모판(20)의 후면에 접촉하는 접촉전극(161) 및 외부의 전원공급부(40)에 연결되어 전력을 공급받아 접촉전극(161)으로 전달하는 단자(165)를 포함할 수 있다. 전극부(160)는 전도성의 금속 재질로서, SUS, Cu 등을 사용할 수 있다.
접촉전극(161)은 탄성 구조를 가질 수 있다. 도 9를 더 참조하면, 구체적으로, 접촉전극(161)은 모판(20)이 안착홈(130)에 로딩될 때, 로딩되는 방향에 반대 방향으로 힘을 가하면서 모판(20)의 후면을 지지할 수 있는 탄성 구조를 가질 수 있다. 즉, 접촉전극(161)은 모판(20)의 형성면에 수직한 방향으로 탄성하며 모판(20)에 접촉될 수 있다. 그리하여, 모판(20)이 안착홈(130)에 수용될 때, 모판(20)의 후면에 복수의 전극부(160)들이 긴밀하게 접촉할 수 있게 된다.
탄성 구조의 일 예로, 도 5 내지 도 8에는 탄성 핀 형태의 접촉전극(161)이 도시되어 있다. 접촉전극(161)은 전도성의 금속 재질로서 소정의 탄성력을 가지며, 모판(20)의 후면 형성방향에 소정 각도를 가지도록 기울어진 방향으로 연장되는 탄성 핀 형태를 가질 수 있다.
도 9의 (a)를 참조하면, 접촉전극(161)의 단부는 모판(20)의 형성면에 수직한 방향으로 탄성할 수 있다. 다음으로, 도 9의 (b)를 참조하면, 모판(20)이 안착홈(130)에 수용될 때, 모판(20)의 하중에 의해 접촉전극(161)이 눌리게 되면서 모판(20)의 후면에 전극부(160)가 긴밀히 접촉할 수 있고, 모판(20)이 안착홈(130)에서 분리될 때, 전극부(160)는 원래 형태로 복귀할 수 있다. 하지만, 탄성 구조는 반드시 이 형태로 제한되지는 않으며, 스프링 형태 등 공지의 형태를 채용할 수 있다.
수납홈(155)은 접촉부(110)에 수용되는 모판(20)의 후면과 지지부(150)의 사이에서 소정의 빈 공간을 제공한다. 이 빈 공간에는 적어도 하나의 흡착부(170)가 배치될 수 있다. 모판(20)의 전체 면적을 균일하게 흡착할 수 있도록, 흡착부(170)는 복수개가 일정한 간격을 이루며 설치되는 것이 바람직하다. 흡착부(170)는 모판(20)을 흡착하면서 모판(20)에 손상을 입히지 않는 연성 재질을 포함할 수 있다.
지지부(150)의 내부에는 일단은 흡착부(170)와 연결되고 타단은 외부의 펌프 등과 같은 펌핑 시스템에 연결되는 펌핑 라인(180)이 형성될 수 있다. 펌핑 라인(180)으로부터 흡압이 인가됨에 따라, 흡착부(170)는 모판(20)의 후면을 흡착하여 지지부(150) 측으로 당길 수 있다. 그리하여, 전주 도금 과정에서 도금액이 모판(20)과 지지부(150)의 사이로 침투하여 장치를 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
지지부(150)의 일측에는 적어도 하나의 버스바(190)가 연결될 수 있다. 버스바(190)는 예를 들어, Cu에 PVC, teflon 등을 코팅한 재질일 수 있고, 일 방향으로 길게 연장형성 될 수 있다. 그리고, 지지부(150)에 연결된 반대 단부는 외부의 전력 공급부(40)에 고정하거나 걸 수 있도록, 갈고리 형태로 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모판(20) 상에 도금막(1)이 형성되는 형태를 나타내는 개략도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도금막의 형태를 제어하는 것을 나타내는 개략도이다.
도 10의 (a)를 참조하면, 모판(20: 21, 25)을 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 모판 표면 상에 전주 도금으로 도금막(1)을 형성할 때, 모판(20)의 상부면과 측면 상에 도금막(1)을 형성할 수 있다. 전주 도금 과정에서 역테이퍼 형상을 가지는 절연부(25)가 배치된 영역에서는 도금막(1)의 생성이 방지되고, 전도성 기재(21)의 노출된 상면 및 측면에 도금막(1)이 형성될 수 있다. 모판(20)이 안착홈(130)에 수용되고, 흡착부(170)가 모판(20)의 후면은 당기므로, 도금액이 모판(20)의 후면에는 침투하지 못하여 모판(20)의 후면에는 도금막(1)의 생성이 방지될 수 있다.
전극부(160)가 모판(20)에 전력을 공급하는 것과는 별도로, 접촉부(110)의 외측 테두리(120), 내측 테두리(130)의 적어도 하나는 외부의 전원공급부(40)로부터 전력을 공급받아 보조 전극부로서 기능할 수 있다. 또는 별도의 보조 전극부(105)를 접촉부(110)에 설치할 수도 있다. 도 11은 설명의 편의상 보조 전극부(105)와 접촉부(110)를 구분지어 도시한다.
도 11의 (a)를 참조하면, 모판(20) 상부에는 전기장(E)이 생성되며, 전기장(E)의 특성상 모판(20)의 모서리에 더 많은 전기장(E)이 집중될 수 있다. 이 경우에, 도금막(1)이 두께가 균일하게 형성되지 않고, 모판(20)의 모서리 부분에서만 두껍게 도금막(1)이 형성되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 모판(20)의 모서리, 측면 등으로 가해지는 전기장(E)의 일부를 분산시킬 필요가 있다. 도 11의 (b)와 같이, 보조 전극부(105)를 모판(20) 주위로 배치하면, 모판(20)의 모서리, 측면 등으로 가해지는 전기장(E)의 일부가 분산(E')될 수 있다. 전기장(E')의 분산 결과로, 모판(20)의 모서리 부분에서만 두껍게 도금막(1)이 형성되는 문제를 방지할 수 있고, 도금막(1)의 두께 균일도를 향상시킬 수 있다.
보조 전극부(105)가 접촉부(110) 상에 설치되는 위치, 면적 등을 조절하여, 분산되는 전기장(E')의 값을 제어함에 따라 모판(20)의 모서리 부분에서 형성되는 도금막(1)의 두께를 제어할 수 있다. 또는, 접촉부(110)가 그 자체로 전력을 공급받아 보조 전극부로서 기능하는 경우는, 접촉부(110)의 표면 일부를 절연 테이프 등으로 커버하여 전기장(E)이 가해지는 위치, 면적 등을 조절할 수 있고, 분산되는 전기장(E')의 값을 제어함에 따라 모판(20)의 모서리 부분에서 형성되는 도금막(1)의 두께를 제어할 수 있다.
한편, 도 10의 (b)를 참조하면, 모판(20: 21, 25)을 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 모판 표면 상에 전주 도금으로 도금막(1)을 형성할 때, 모판(20)의 상부면, 측면 및 하부면의 일부 상에 도금막(1')을 형성할 수 있다.
모판(20)은 안착홈(130)에 완전히 수용되지 않고 일부 플로팅 된 상태로 전극부(160)와 흡착부(170)에 의해 지지될 수 있다. 플로팅 된 공간을 통해 도금액이 침투하여 모판(20)의 하부면에 도금막(1')이 더 형성될 수 있다. 플로팅 간격은 전극부(160)가 모판에 수직한 방향으로 신축되는 정도에 따라 조절될 수 있다. 또한 플로팅 간격에 대응하도록 흡착부(170)의 높낮이 위치도 조절될 수 있다. 이 외에, 플로팅 간격을 형성하기 위해, 모판(20)과 지그(100) 사이에 소정의 스페이스 부재가 더 개재될 수도 있다.
위와 같이, 모판(20)의 상부면 뿐만 아니라, 측면 또는 측면/하부면에도 도금막(1, 1')을 형성하여 모판(20)과 도금막(1, 1')의 부착력을 보강함에 따라, 도금막의 열처리 과정에서 전체 도금막(1, 1')이 박리되지 않고, 모판(20)에 잘 고정부착될 수 있는 이점이 있다.
위와 같이, 본 발명의 지그(100)는 안착홈(130)에 모판(20)을 수용하므로, 모판(20)이 안정적으로 지지되고, 모판(20)의 전체 면적에 대응하도록 복수의 전극부(160)가 배치되므로, 전주 도금 과정에서 모판(20) 전체에 균일하게 전력을 공급할 수 있는 효과가 있다. 또한, 모판(20) 전체에 균일하게 전력을 공급하여 도금막(10) 전체의 두께 균일도를 향상시킬 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.
1: 마스크, 새도우 마스크, FMM(Fine Metal Mask), 도금막
2: OLED 화소 증착 장치
10: 전주 도금 장치
20: 모판
21: 전도성 기재
25: 절연부
100: 지그(Jig)
105: 보조 전극부
110: 접촉부
120: 접촉부 외측 테두리
130: 접촉부 내측 테두리, 안착홈
150: 지지부
160: 전극부
170: 흡착부
190: 버스바
DP: 디스플레이 패턴
PP: 화소 패턴, 마스크 패턴

Claims (15)

  1. 전주 도금(Electroforming)용 모판(Mother plate)에 전력을 공급하는 지그(Jig)로서,
    모판이 접촉되는 영역을 제공하는 접촉부;
    접촉부의 후면에 연결되는 지지부;
    를 포함하고,
    접촉부에는 안착홈이 형성되어 모판이 수용되며,
    지지부에는 모판에 전력을 공급하는 적어도 하나의 전극부가 설치되는, 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    접촉부는 모판보다 큰 면적을 가지도록 형성되는, 지그.
  3. 제1항에 있어서,
    모판이 안착홈에 수용될 때, 전극부가 모판의 후면에 접촉되는, 지그.
  4. 제3항에 있어서,
    전극부는 스프링 형태 또는 탄성 핀 형태를 가지는, 지그.
  5. 제3항에 있어서,
    전극부는 모판의 형성면에 수직한 방향으로 탄성하며 모판의 후면에 접촉되는, 지그.
  6. 제1항에 있어서,
    접촉부는 중공의 테두리 형상을 가지고, 테두리에 단차가 형성되어 안착홈을 구성하는, 지그.
  7. 제1항에 있어서,
    지지부에는 모판의 후면을 흡착하여 당기는 적어도 하나의 흡착부가 설치되는, 지그.
  8. 제7항에 있어서,
    지지부의 테두리가 접촉부에 연결되고, 지지부의 중심에 수납홈이 형성되어 수납홈 내부에 흡착부가 배치되는, 지그.
  9. 제7항에 있어서,
    지지부의 내부에는 일단은 흡착부와 연결되고 타단은 외부의 펌핑 시스템에 연결되는 펌핑 라인이 형성되는, 지그.
  10. 제1항에 있어서,
    접촉부의 테두리에 전기장을 형성하는 보조 전극부가 설치되는, 지그.
  11. 제10항에 있어서,
    모판 모서리 또는 모판 측면에 가해지는 전기장의 적어도 일부를 보조 전극부의 영역 상으로 분산시키는, 지그.
  12. 제11항에 있어서,
    보조 전극부의 면적, 형태 중 적어도 하나를 조절하여, 분산되는 전기장의 크기를 제어하는, 지그.
  13. 제1항에 있어서,
    전극부는 모판에 수직한 방향으로 탄성하여, 모판과 지지부의 거리를 조절하는, 지그.
  14. 제1항에 있어서,
    지지부의 일측에는 적어도 하나의 버스바가 연결되는, 지그.
  15. 제1항에 있어서,
    모판은 전주 도금에서 음극체(Cathode Body)로 사용되고 전도성 재질인, 지그.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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