KR20190051388A - 모판으로부터 마스크를 분리하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모판으로부터 마스크를 분리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 마스크 분리 방법은, 전주 도금(Electroforming) 공정에서 모판(20)으로부터 마스크(100)를 분리하는 방법으로서, (a) 모판(20) 표면 상에 도금막(100)을 형성하는 단계, (b) 모판(20) 및 도금막(100)을 식각액(60)에 침지하여, 도금막(100) 테두리의 적어도 일부를 식각(E)하는 단계, 및 (c) 모판(20)으로부터 도금막(100)을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 모판으로부터 마스크를 분리하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전주 도금 방식을 이용하여 모판 상에 형성한 마스크를 마스크 패턴의 변형 없이 모판으로부터 분리할 수 있는 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(Peeling; 3')되는 문제점이 있었다. 심지어는 박리(3')되어 찢어지거나, 잘게 부서지거나, 접히거나 주름이 생겨, 패턴(P') 형태가 불명확해지는 문제점이 있었다.
기판(4)과 금속 박판(3) 사이에는 소정의 부착력이 존재한다. 기판(4)으로부터 금속 박판(3)을 분리하려면 외력을 가해야 한다. 하지만, 외력을 금속 박판(3)에 가하는 과정에서 금속 박판(3)이 인장되거나, 주름이 생기는 등으로 패턴(P') 형태가 불명확해지고, 패턴(P)의 정렬(align)이 어긋나는 문제점이 있었다.
초고화질의 OLED의 경우, 현재 QHD 화질은 500~600 PPI(pixel per inch)로 화소의 크기가 약 30~50㎛에 이르며, 4K UHD, 8K UHD 고화질은 이보다 높은 ~860 PPI, ~1600 PPI 등의 해상도를 가지게 된다. 이렇듯 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 필요하고, 금속 박판(3)을 기판(4)으로부터 분리하는데 최소한의 외력, 심지어는 외력을 가하지 않고 분리할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 최소한의 외력만으로 마스크를 모판으로부터 분리할 수 있는 마스크 분리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 마스크를 모판으로부터 분리할 때 마스크 패턴의 정렬 오차를 최소화하는 마스크 분리 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 마스크 분리 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, 전주 도금(Electroforming) 공정에서 모판으로부터 마스크를 분리하는 방법으로서, (a) 모판 표면 상에 도금막을 형성하는 단계; (b) 모판 및 도금막을 식각액에 침지하여, 도금막 테두리의 적어도 일부를 식각하는 단계; 및 (c) 모판으로부터 도금막을 분리하는 단계를 포함하는, 마스크 분리 방법에 의해 달성된다.
전주 도금(Electroforming)으로 마스크를 제조하는 방법으로서, (a) 전도성 기재를 제공하는 단계; (b) 전도성 기재의 일면 상에 패턴화된 절연부를 형성하여 모판(Mother Plate)을 제조하는 단계; (c) 모판을 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 모판 표면 상에 도금막을 형성하는 단계; (d) 도금막을 열처리하는 단계; 및 (e) 모판으로부터 도금막을 분리하는 단계를 포함하고, (c) 단계에서, 모판의 상부면 및 측면 상에 도금막을 형성하는, 마스크의 제조 방법에 의해 달성된다.
그리고, 본 발명의 상기의 목적은, 전주 도금(Electroforming) 공정에서 모판으로부터 마스크를 분리하는 방법으로서, (a) 전도성 기재를 제공하는 단계; (b) 전도성 기재의 일면 상에 패턴화된 절연부를 형성하여 모판(Mother Plate)을 제조하는 단계; (c) 모판을 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 모판 표면 상에 도금막을 형성하는 단계; (d) 모판 및 도금막을 식각액에 침지하여, 도금막 테두리의 적어도 일부를 식각하는 단계; 및 (e) 모판으로부터 도금막을 분리하는 단계를 포함하는, 마스크 분리 방법에 의해 달성된다.
모판의 상부면 및 측면 상에 도금막을 형성할 수 있다.
모판의 측면 상의 도금막을 식각하면 모판으로부터 도금막이 분리될 수 있다.
모판 및 도금막을 식각액에 침지할 때, 초음파 진동을 인가할 수 있다.
모판 상에 도금막을 형성한 후, 도금막을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
열처리는 300℃ 내지 800℃로 수행할 수 있다.
모판 및 도금막을 분리하기 전에, 초순수(DI water)에 침지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
초순수가 모판과 도금막 계면에 침투하여 모판과 도금막 사이의 부착력을 약화시킬 수 있다.
모판 및 도금막을 식각액에 침지하기 전에, 적어도 도금막의 테두리 영역 상에 식각 패턴을 가지는, 절연부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
모판 및 도금막을 식각액에 침지하기 전에, 모판과 접하는 도금막 면의 반대면 상에, 프레임을 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
프레임은 중앙이 빈 폐쇄형 틀 형상을 가질 수 있다.
프레임은 도금막의 패턴 영역 외곽의 적어도 일부를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다.
프레임 내측의 도금막 상으로 식각액의 침투가 방지될 수 있다.
프레임은 접착부를 개재하여 도금막 상에 배치되고, 접착부는 적어도 두 금속의 합금을 포함할 수 있다.
접착부에 소정의 온도, 소정의 압력 중 적어도 어느 하나가 가해지면, 접착부의 적어도 일부가 고상(solid phase)에서 액상(liquid phase)으로 변하고, 접착부의 액상이 다시 고상으로 변하면서 도금막과 프레임을 접착할 수 있다.
전도성 기재는 도핑된 단결정 실리콘 재질일 수 있다.
절연부는 포토레지스트, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 어느 하나의 재질일 수 있다.
도금막은 인바(Invar) 또는 수퍼 인바(Super Invar) 재질일 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 최소한의 외력만으로 마스크를 모판으로부터 분리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 마스크를 모판으로부터 분리할 때 마스크 패턴의 정렬 오차를 최소화 할 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 실시 예에 따른 FMM을 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전주 도금 장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크의 모판으로부터의 분리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크의 모판으로부터의 분리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 FMM을 이용한 OLED 화소 증착 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전주 도금 장치를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크의 모판으로부터의 분리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크의 모판으로부터의 분리 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 실시 예에 따른 FMM(100)을 이용한 OLED 화소 증착 장치(200)를 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 일반적으로 OLED 화소 증착 장치(200)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 FMM(100)이 밀착되거나 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 마그넷(310)이 자기장을 발생시키고 자기장에 의한 인력으로 FMM(100)이 대상 기판(900)에 밀착될 수 있다.
스틱형(Stick-Type) 마스크[도 4의 (a) 참조], 플레이트형(Plate-Type) 마스크[도 4의 (b) 참조]는 대상 기판(900)에 밀착되기 전에 얼라인(align)이 필요하다. 하나의 마스크 또는 복수의 마스크는 프레임(800)에 결합될 수 있다. 프레임(800)은 OLED 화소 증착 장치(200) 내에 고정 설치되고, 마스크는 별도의 부착, 용접 공정을 거쳐 프레임(800)에 결합될 수 있다.
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 실시 예에 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 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(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 실시 예로, 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 실시 예로, 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. 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(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 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.
음극체(20)의 표면 상에 도금막(100)이 전착되고, 도금막(100)에 음극체(20)의 절연부(25)와 대응하는 패턴이 형성될 수 있다. 본 발명의 음극체(20)는 도금막(100)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.
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 실시 예에 따른 마스크(100: 100a, 100b)를 나타내는 개략도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 모판(20)[또는, 음극체(20)]을 포함하는 전주 도금 장치(10)를 사용하여 제조된 마스크(100: 100a, 100b)가 도시되어 있다. 도 4의 (a)에 도시된 마스크(100a)는 스틱형(Stick-Type) 마스크로서, 스틱의 양측 모서리 부분(101)을 인장하여 팽팽하게 한 후, OLED 화소 증착 프레임(800)에 용접 고정시켜 사용할 수 있다. 도 4의 (b)에 도시된 마스크(100b)는 판형(Plate-Type) 마스크로서, 넓은 면적의 화소 형성 공정에서 사용할 수 있고, 플레이트의 테두리를 OLED 화소 증착 프레임(800)에 용접 고정시켜 사용할 수 있다. 도 4의 (c)는 도 4의 (a) 및 (b)의 A-A' 확대 측단면도이다.
마스크(100: 100a, 100b)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 4의 (c) 참조]. 수많은 화소 패턴(PP)들은 군집을 이루어 디스플레이 패턴(DP) 하나를 구성하며, 복수의 디스플레이 패턴(DP)이 마스크(100: 100a, 100b)에 형성될 수 있다.
발명의 마스크(100)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(100)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 형상을 가지는 것이 바람직하며, 마스크(100)의 상부면이 대상 기판(900)[도 2 참조]에 밀착되므로, 마스크 패턴(PP)은 상부에서 하부로 갈수록 폭이 점점 넓어지는 형상인 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 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크(100)의 모판(20)으로부터의 분리 과정을 나타내는 개략도이다. 도 5의 (a) 내지 (c)는 마스크(100)의 제조 과정에 대응한다. 그리고, 도 5의 (d) 내지 (f)는 마스크(100)를 모판(20)으로부터 분리하는 과정에 대응한다.
도 5의 (a)를 참조하면, 모판(20: 21, 25) 상에 전주 도금으로 도금막(100)을 형성할 수 있다. 구체적인 과정을 살펴보면 아래와 같다.
먼저, 전도성 기재(21)를 준비한다. 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(100)의 일부가 불균일하게 형성될 수 있다.
UHD 급 이상의 초고화질 화소를 구현하는데 있어서 도금막(100) 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(100)[또는, 마스크(100)]이 생성될 수 있는 이점이 있다. 균일한 도금막(100)을 통해 제조하는 FMM(100)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, 도금막(100)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(PP)을 형성할 수 있다.
다음으로, 전도성 기재(21)의 적어도 일면 상에 패턴화(26)된 절연부(25)를 형성할 수 있다. 절연부(25)는 기재(21)의 일면 상에 돌출되도록(양각으로) 형성한 부분으로서, 도금막(100)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 후술할 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.
후술할 전주 도금 과정에서 기재(21)의 노출된 표면으로부터 도금막(100)이 형성되고, 절연부(25)가 배치된 영역에서는 도금막(100)의 생성이 방지되어 패턴(PP)이 형성될 수 있다. 전도성 기재(21) 및 패턴화(26)된 절연부(25)를 포함하는 모판(20)은 도금막(100)의 생성 과정에서 패턴까지 형성할 수 있으므로, 몰드, 음극체로 병기될 수 있다.
다음으로, 모판(20)을 음극체(Cathode Body)로 사용하여, 모판(20)의 표면 상에 도금막(100)을 형성할 수 있다. 모판(20)[및 지지부(30)]을 음극체로서 사용하고, 이에 대향하는 양극체(미도시)를 준비한다. 양극체(미도시)는 도금액(미도시)에 침지되어 있고, 모판(20)은 전부 또는 일부가 도금액(미도시)에 침지되어 있을 수 있다.
절연부(25)가 절연 특성을 가지므로, 절연부(25)와 양극체 사이에서는 전기장이 형성되지 않거나, 도금이 수행되기 어려운 정도의 미약한 전기장만이 형성된다. 따라서, 모판(20)의 상부면에서 절연부(25)에 대응하는 부분은 도금막(100)이 생성되지 않고, 도금막(100)의 패턴, 홀(Hole) 등을 구성한다. 다시 말해, 패턴화(26)된 절연부(25) 각각은 마스크(100)의 R, G, B에 대응하는 마스크 패턴(PP)을 형성할 수 있다.
도금막(110)은 절연부(25)의 패턴(26) 내의 공간에 채워지며 전착되므로, 마스크 패턴(PP)의 측단면의 형상은 대략 테이퍼 형상 또는 역테이퍼 형상으로 기울어지게 형성될 수 있고, 기울어진 각도는 약 45° 내지 65°일 수 있다.
그리고, 기재(21)의 노출된 측면으로부터 도금막(120)이 전착되면서 두꺼워질 수 있다. 기재(21)의 측면 전부에 도금막(120)이 형성되지 않도록 소정의 절연부를 모판(20) 측면에 배치할 수 있다.
기재(21)의 노출된 상부 표면으로부터 도금막(110)이 전착되면서 두꺼워지기 때문에, 절연부(25)의 상단을 넘기 전까지만 도금막(110)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 절연부(25)의 두께보다 도금막(100)의 두께가 더 작을 수 있다.
도금막(100)은 모판(20)의 상부면(110)에만 형성할 수도 있으나, 모판(20)의 상부면(110) 및 측면(120) 상에 형성하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 모판(20)의 상부면에서 절연부(25)가 형성된 부분을 제외한 전도성 기재(21)가 노출된 면에서 전주 도금으로 도금막(110)을 형성하고, 동시에, 모판(20)[전도성 기재(21)]의 측면에서 전주 도금으로 도금막(120)을 형성할 수 있다.
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 모판(20)의 상부면에 도금막(110)을 형성하고, 추가로 모판(20)의 측면에 도금막(120)을 형성하여 도금막(110)과 일체를 이루도록 할 수 있다. 모판(20)과 상부의 도금막(110) 사이의 부착력만으로는 열처리(H) 과정에서 인가되는 응력을 견디기 어려울 수 있다. 따라서, 측면의 도금막(120)이 모판(20) 측면에서 모판(20)과의 부착력을 보강함에 따라, 열처리(H) 과정에서 전체 도금막(100)이 박리되지 않고, 모판(20)에 잘 고정부착될 수 있도록 하는 이점이 있다.
다시, 도 5의 (a)를 참조하면, 전주 도금 과정에서 역테이퍼 형상을 가지는 절연부(25)가 배치된 영역에서는 도금막(100)의 생성이 방지되고, 전도성 기재(21)의 노출된 상면 및 측면에 도금막(100: 110, 120)이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5의 (b)를 참조하면, 절연부(25)를 제거하면, 절연부(25)가 차지했던 공간 부분이 마스크 패턴(PP)이 될 수 있다.
다음으로, 도 5의 (c)를 참조하면, 도금막(100)[또는, 마스크(100)]을 모판(20)[또는, 전도성 기재(21)]으로부터 분리하기 전에, 열처리(H)를 수행할 수 있다. 본 발명은 마스크(100)의 열팽창계수를 낮춤과 동시에 마스크(100) 및 마스크 패턴(PP)의 열에 의한 변형을 방지하기 위해, 모판(20)으로부터 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, 모판(20)[또는, 전도성 기재(21)]의 상부면뿐만 아니라 측면에도 도금막(100)을 형성하면, 열처리(H)를 하여도 박리, 변형 등이 발생하지 않는다. 모판(20)과 도금막(100)이 긴밀히 접착된 상태에서 열처리를 수행하므로, 모판(20)의 절연부(25)가 차지하는 공간 부분에 형성된 마스크 패턴(PP)의 형태가 일정하게 유지되고, 열처리로 인한 박리, 변형 등을 방지할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 도 5의 (d1) 및 (d2)를 참조하면, 도금막(100)의 상부에 절연부(50)를 형성할 수 있다. 절연부(50) 중에서, 도금막(100)의 테두리 영역 상의 절연부(50)는 식각 패턴(C)을 가질 수 있다. 테두리 영역은 모판(20)의 측면에 형성된 도금막(120) 뿐만 아니라, 모판(20)의 상부면에 형성된 도금막(110)에서 실제 마스크(100)로 사용될 부분을 제외한 나머지 더미 영역을 의미할 수 있다.
식각 패턴(C)은 좁은 폭으로 트렌치 형상[도 5의 (d1)]을 가질 수도 있고, 도금막(100)의 외곽을 모두 노출시키는 단차 형상[도 5의 (d2)]를 가질 수도 있다. 이후 공정에서 식각 패턴(C)으로 식각액(60)이 진입하여 도금막(100)을 식각할 수 있다. 그리하면, 도 4의 (a)에 도시된 마스크(100a)처럼 스틱의 양측 모서리 부분(101)이 인장 가능하도록 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5의 (e)를 참조하면, 모판(20) 및 도금막(100)을 식각액(60)에 침지할 수 있다. 식각액(60)은 도금막(100)을 선택적으로 식각할 수 있는 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 식각액(60)은 식각 패턴(C)으로 진입, 및/또는 노출된 도금막(100)의 측면(120)에 진입하여 도금막(100)의 테두리 영역을 식각(E)하여 제거할 수 있다.
도금막(100)의 테두리 영역이 제거되면, 모판(20)은 도금막(100)의 부착력이 매우 약하거나, 거의 부착되지 않은 상태가 될 수 있다. 즉, 모판(20)과 도금막(100)의 부착을 보강하는 측면의 도금막(120)이 제거되므로, 모판(20)은 도금막(100) 사이의 부착력이 약화될 수 있다. 한편, 도금막(100)의 테두리 영역을 식각할 때, 초음파 진동을 인가하면 모판(20)과 도금막(100) 사이의 부착력이 더욱 약화될 수 있다.
이후에, 도금막(100) 상에 잔존하는 절연부(50)를 제거하는 공정을 더 수행할 수 있다.
다음으로, 도 5의 (f)를 참조하면, 도금막(100)을 모판(20)으로부터 분리할 수 있다. 도 5의 (e) 단계에서, 도금막(100)의 테두리 영역이 제거되어 모판(20)과 도금막(100) 사이의 부착력이 약화된 상태이므로, 도금막(100)은 아주 적은 외력만으로도 모판(20)으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 도금막(100)의 분리에 최소한의 외력만이 필요하므로, 분리 과정에서 도금막(100)의 패턴(PP) 형태에 악영향을 미치는 것이 방지되며, 패턴(PP)이 정렬 상태를 잘 유지할 수 있게 된다.
한편, 도 5의 (e) 단계 이후, 식각액(E)을 세척하기 위해서, 모판(20) 및 도금막(100)을 초순수(DI water)에 침지할 수 있다. 식각액(60)과 유사하게, 초순수는 식각액(E)을 세척하면서, 동시에 모판(20) 및 도금막(100)의 계면에 침투하여 모판(20)과 도금막(100) 사이의 부착력을 더 약화시킬 수 있다.
도금막(100)과 모판(20)을 분리하면, 도금막(100)이 생성된 부분은 마스크(100)[또는, 마스크 바디]를 구성하고, 도금막(100)이 생성되지 않은 부분은 디스플레이 패턴(DP), 화소 패턴(PP)[또는, 마스크 패턴]을 구성할 수 있다[도 4 참조].
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크(100)의 모판(20)으로부터의 분리 과정을 나타내는 개략도이다. 도 6의 (a) 내지 (c)는 마스크(100)의 제조 과정에 대응하며, 도 5의 (a) 내지 (c)와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다. 그리고, 도 6의 (d) 내지 (f)는 마스크(100)를 모판(20)으로부터 분리하는 과정에 대응한다.
도 6의 (d)를 참조하면, 도금막(100) 상에 프레임(70)을 배치할 수 있다. 프레임(70)은 모판(20)과 접하는 도금막(100) 면의 반대면 상, 즉, 도 6의 (d)에서 도금막(100)의 상부면에 배치할 수 있다. 프레임(70)은 도금막(100)과 동일한 재질을 가질 수 있으며, 중앙이 빈 폐쇄형 틀 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 프레임(70)은 도금막(100)의 형태에 대응하는 사각 틀 형상을 가져, 도금막(100)의 패턴 영역(MR) 외곽의 일부를 둘러싸는 형상을 가질 수 있다. 여기서, 패턴 영역(MR)은 마스크 패턴(PP)이 배치되는 영역으로 실제로 마스크(100)로 기능하는 부분을 의미하고, 더미 영역(DR)은 마스크(100)의 나머지 영역을 의미할 수 있다.
프레임(70)은 접착부(EA)를 개재하여 도금막(100) 상에 배치될 수 있다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 접착부(EA)의 두께 및 폭이 다소 과장되게 도시되었음을 밝혀두며, 실제로 접착부(EA)가 개재된 부분은 거의 돌출되지 않고 도금막(100)과 프레임(30)을 연결하는 부분일 수 있다.
접착부(EA)는 프레임(70)과 도금막(100)을 접착시키는 접착 물질들이 사용될 수 있는데, 특히, 적어도 두 금속의 합금을 포함하는 접착 물질인 것이 바람직하다. 구체적으로, 접착부(EA)는 적어도 두 금속의 합금 형태를 가지고, 유테틱(eutectic point) 포인트를 가질 수 있다. 즉, 접착부(EA)는 적어도 두 개의 고상(solid phase)을 포함하고, 특정 온도/압력의 유테틱 포인트에서는 두 개의 금속 고상이 모두 액상(liquid phase)이 될 수 있다. 그리고, 유테틱 포인트를 벗어나면 다시 두 개의 금속 고상이 될 수 있다. 이에 따라, 고상 -> 액상 -> 고상의 상변화를 통해 접착제로서의 역할을 수행할 수 있게 된다.
접착부(EA)는 2가지 금속의 합금 형태를 가질 수 있다. 이 경우, In, Bi, Sn, Au 중 어느 하나로 선택되는 제1 금속, 및 In, Bi, Sn, Ag, Cu, Zn, Bi, Sb, Ge 중 어느 하나로 선택되고, 제1 금속과 상이한 제2 금속을 포함할 수 있다.
또한, 접착부(EA)는 3가지 금속의 합금 형태를 가질 수 있다. 이 경우, In, Bi, Sn, Au 중 어느 하나로 선택되는 제1 금속, In, Bi, Sn, Ag, Cu, Zn, Bi, Sb, Ge 중 어느 하나로 선택되고, 제1 금속과 상이한 제2 금속, 및 Bi, Sn, Ag, Cu, Cd, 중 어느 하나로 선택되고, 제1 금속 및 제2 금속과 상이한 제3 금속을 포함할 수 있다.
또한, 접착부(EA)는 4가지 금속의 합금 형태를 가질 수 있다. 이 경우, In, Bi, Sn, Au 중 어느 하나로 선택되는 제1 금속, In, Bi, Sn, Ag, Cu, Zn, Bi, Sb, Ge 중 어느 하나로 선택되고, 제1 금속과 상이한 제2 금속, Bi, Sn, Ag, Cu, Cd, 중 어느 하나로 선택되고, 제1 금속 및 제2 금속과 상이한 제3 금속, 및 Cu, Sb 중 어느 하나로 선택되고, 제1 금속, 제2 금속 및 제3 금속과 상이한 제4 금속을 포함할 수 있다.
아래 [표 1]은 접착부(EA)를 구성할 수 있는 물질들의 예시이다.
| Element 1 and Wt% | Element 2 and Wt% | Element 3 and Wt% | Element 4 and Wt% | Solidus ℃ | liquidus ℃ | ||||
| In | 44 | Sn | 42 | Cd | 14 | 93 | 93 | ||
| In | 51.5 | Bi | 32 | Sn | 16.5 | 95 | 95 | ||
| In | 52 | Sn | 48 | 120 | 122 | ||||
| Bi | 57 | Sn | 42 | Ag | 1 | 138 | 140 | ||
| Bi | 57 | Sn | 43 | 139 | 139 | ||||
| In | 97 | Ag | 3 | 144 | 144 | ||||
| In | 100 | 156 | 156 | ||||||
| Sn | 88.5 | In | 8 | Ag | 3 | Cu | 0.5 | 195 | 201 |
| Sn | 91.2 | Zn | 8.8 | 199 | 199 | ||||
| Sn | 93.5 | Bi | 5 | Ag | 1.5 | 200 | 225 | ||
| Sn | 93.3 | Ag | 3.1 | Bi | 3.1 | Cu | 0.5 | 209 | 212 |
| Sn | 92 | Bi | 4.7 | Ag | 3.3 | 210 | 215 | ||
| Sn | 96.3 | Ag | 2.5 | Cu | 0.7 | Sb | 0.5 | 210 | 216 |
| Sn | 95 | In | 5 | 215 | 222 | ||||
| Sn | 96.5 | Ag | 3 | Cu | 0.5 | 217 | 218 | ||
| Sn | 95.5 | Ag | 3.9 | Cu | 0.6 | 217 | 218 | ||
| Sn | 96 | Ag | 3.5 | Cu | 0.5 | 217 | 218 | ||
| Sn | 96.5 | Ag | 3.5 | 221 | 221 | ||||
| Sn | 95 | Ag | 5 | 221 | 240 | ||||
| Sn | 99.3 | Cu | 0.7 | 227 | 227 | ||||
| Sn | 97 | Cu | 3 | 227 | 300 | ||||
| Sn | 100 | 232 | 232 | ||||||
| Sn | 97 | Sb | 3 | 232 | 240 | ||||
| Sn | 65 | Ag | 25 | Sb | 10 | 233 | 233 | ||
| Au | 80 | Sn | 20 | 278 | 278 | ||||
| Au | 79 | Sn | 21 | 278 | 290 | ||||
| Au | 78 | Sn | 22 | 280 | 303 | ||||
| Au | 88 | Ge | 12 | 356 | 356 | ||||
다시, 도 6의 (d)를 참조하면, 도금막(100)과 프레임(70) 사이에 접착부(EA)를 매개로 하고, 접착부(EA)의 금속들이 고상에서 액상으로 변하기 위한 소정의 온도, 압력을 가할 수 있다. 접착부(EA)를 구성하는 금속에 따라서 적절한 온도, 압력을 선택할 수 있고, 소정의 온도, 압력의 인가 하에서, 접착부(EA)의 금속들이 고상에서 녹으면서 액상으로 변할 수 있다. 이후, 소정의 온도/압력의 인가를 해제하면, 액상의 접착부(EA)가 다시 고상의 접착부(EA)로 변하면서 도금막(100)과 프레임(70)을 접착시킬 수 있다. 즉, 도금막(100)과 프레임(70)을 접착하는 고체의 유테틱 접착부(EA)로서 기능할 수 있게 된다.
금속을 포함하는 접착부(EA)[또는, 유테틱 접착부(EA)]는 일반적인 유기 접착제와 다르게 휘발성 유기물을 전혀 포함하고 있지 않다. 따라서, 프레임(70)과 마스크(100)가 일체된 프레임 일체형 마스크를 OLED 화소 증착 장치(200)에 설치하여 화소 증착 공정을 수행할 때, 유기 접착제의 휘발성 유기물질이 공정 가스와 반응하여 OLED의 화소에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 유기 접착제 자체에 포함된 유기물질 등의 아웃 가스가 OLED 화소 증착 장치(200)의 챔버를 오염시키거나 불순물로서 OLED 화소에 증착되는 악영향을 방지할 수 있게 된다.
또한, 접착부(EA)가 도금막(100)과 프레임(70)을 접착시킨 상태에서 금속 고상으로 남아 있으므로, OLED 유기물 세정액에 의해서 세정되지 않고 내식성을 가질 수 있게 된다. 그리하여, 프레임 일체형 마스크를 반복하여 OLED 화소 공정에 사용하여도 접착부(EM)가 접착 기능을 유지할 수 있게 된다.
또한, 접착부(EM)가 두가지 이상의 금속을 포함하고 있으므로, 유기 접착제에 비해서 동일한 금속 재질인 도금막(100), 프레임(70)과 높은 접착성을 가지고 연결될 수 있다. 즉, 인바 등의 금속 재질인 도금막(100)/프레임(70)간에 표면에서의 결합력이 높다. 게다가 금속 재질이므로, 열에 의한 손상이나 열변형률(열팽창계수)이 낮은 이점이 있다.
다음으로, 도 6의 (e)를 참조하면, 모판(20) 및 도금막(100)/프레임(70)을 식각액(60)에 침지할 수 있다. 식각액(60)은 도금막(100)을 선택적으로 식각할 수 있는 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 식각액(60)은 노출된 도금막(100)의 상부면(110), 측면(120)에 진입하여 도금막(100)의 테두리 영역을 식각(E)하여 제거할 수 있다.
이때, 프레임(70)은 식각액(60)에 전부 침지하지 않는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 프레임(70)은 도금막(100)의 패턴 영역(MR) 외곽의 일부를 둘러싸는 형상을 가지고, 프레임(70)과 도금막(100)이 접착부(EA)에 의해 긴밀하게 접착되어 있으므로, 프레임(70) 내측으로는 식각액(60)이 들어오지 않는다. 따라서, 프레임(70) 내측의 도금막(100) 상으로는 식각액(60)의 침투가 방지되며, 이에 따라 도금막(100)의 패턴 영역(MR)의 마스크 패턴(PP)들이 식각액(60)에 의해 손상되지 않고 패턴 형태를 유지할 수 있게 된다.
도금막(100)의 테두리 영역이 제거되면, 모판(20)은 도금막(100)의 부착력이 매우 약하거나, 거의 부착되지 않은 상태가 될 수 있다. 즉, 모판(20)과 도금막(100)의 부착을 보강하는 측면의 도금막(120)이 제거되므로, 모판(20)은 도금막(100) 사이의 부착력이 약화될 수 있다. 한편, 도금막(100)의 테두리 영역을 식각할 때, 초음파 진동을 인가하면 모판(20)과 도금막(100) 사이의 부착력이 더욱 약화될 수 있다.
이후에, 도금막(100) 상에 잔존하는 절연부(50)를 제거하는 공정을 더 수행할 수 있다.
다음으로, 도 6의 (f)를 참조하면, 도금막(100)을 모판(20)으로부터 분리할 수 있다. 도 6의 (e) 단계에서, 도금막(100)의 테두리 영역이 제거되어 모판(20)과 도금막(100) 사이의 부착력이 약화된 상태이므로, 도금막(100)은 아주 적은 외력만으로도 모판(20)으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 특히, 도금막(100)은 프레임(70)과 부착되어 있으므로, 프레임(70)을 들어올리는 것만으로도 모판(20)과 도금막(100)을 쉽게 분리할 수 있다. 도금막(100)의 분리에 최소한의 외력만이 필요하므로, 분리 과정에서 도금막(100)의 패턴(PP) 형태에 악영향을 미치는 것이 방지되며, 패턴(PP)이 정렬 상태를 잘 유지할 수 있게 된다. 그리고, 도금막(100)은 프레임(70)에 부착 지지되어 있으므로, 패턴(PP)의 정렬 상태는 그대로 유지될 수 있다.
한편, 도 6의 (e) 단계 이후, 식각액(E)을 세척하기 위해서, 모판(20) 및 도금막(100)을 초순수(DI water)에 침지할 수 있다. 식각액(60)과 유사하게, 초순수는 식각액(E)을 세척하면서, 동시에 모판(20) 및 도금막(100)의 계면에 침투하여 모판(20)과 도금막(100) 사이의 부착력을 더 약화시킬 수 있다.
도금막(100)과 모판(20)을 분리하면, 도금막(100)이 생성된 부분은 마스크(100)[또는, 마스크 바디]를 구성하고, 도금막(100)이 생성되지 않은 부분은 디스플레이 패턴(DP), 화소 패턴(PP)[또는, 마스크 패턴]을 구성할 수 있다[도 4 참조]. 이 경우, 마스크(100)는 프레임(70)로 부착되어 있는 상태이므로, 프레임 일체형 마스크로서 사용할 수 있다.
위와 같이, 본 발명은 최소한의 외력만으로 마스크(100)를 모판(20)으로부터 분리할 수 있으며, 이에 따라, 마스크 패턴(PP)의 정렬 오차를 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 도금막(100)을 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
20: 모판
21: 전도성 기재
25, 50: 절연부
60: 식각액
70: 프레임
100: 마스크, 새도우 마스크, FMM(Fine Metal Mask), 도금막
110: 모판 상부면에 형성되는 도금막
120: 모판 측면에 형성되는 도금막
200: OLED 화소 증착 장치
C: 식각 패턴
DP: 디스플레이 패턴
E: 식각
EA: 접착부
PP: 화소 패턴, 마스크 패턴
20: 모판
21: 전도성 기재
25, 50: 절연부
60: 식각액
70: 프레임
100: 마스크, 새도우 마스크, FMM(Fine Metal Mask), 도금막
110: 모판 상부면에 형성되는 도금막
120: 모판 측면에 형성되는 도금막
200: OLED 화소 증착 장치
C: 식각 패턴
DP: 디스플레이 패턴
E: 식각
EA: 접착부
PP: 화소 패턴, 마스크 패턴
Claims (19)
- 전주 도금(Electroforming) 공정에서 모판으로부터 마스크를 분리하는 방법으로서,
(a) 모판 표면 상에 도금막을 형성하는 단계;
(b) 모판 및 도금막을 식각액에 침지하여, 도금막 테두리의 적어도 일부를 식각하는 단계; 및
(c) 모판으로부터 도금막을 분리하는 단계
를 포함하는, 마스크 분리 방법. - 전주 도금(Electroforming) 공정에서 모판으로부터 마스크를 분리하는 방법으로서,
(a) 전도성 기재를 제공하는 단계;
(b) 전도성 기재의 일면 상에 패턴화된 절연부를 형성하여 모판(Mother Plate)을 제조하는 단계;
(c) 모판을 음극체(Cathode Body)로 사용하고, 전주 도금(Electroforming)으로 모판 표면 상에 도금막을 형성하는 단계;
(d) 모판 및 도금막을 식각액에 침지하여, 도금막 테두리의 적어도 일부를 식각하는 단계; 및
(e) 모판으로부터 도금막을 분리하는 단계
를 포함하는, 마스크 분리 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
모판의 상부면 및 측면 상에 도금막을 형성하는, 마스크 분리 방법. - 제3항에 있어서,
모판의 측면 상의 도금막을 식각하면 모판으로부터 도금막이 분리되는, 마스크 분리 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
모판 및 도금막을 식각액에 침지할 때, 초음파 진동을 인가하는, 마스크 분리 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
모판 상에 도금막을 형성한 후, 도금막을 열처리하는 단계
를 더 포함하는, 마스크 분리 방법. - 제6항에 있어서,
열처리는 300℃ 내지 800℃로 수행하는, 마스크 분리 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
모판 및 도금막을 분리하기 전에, 초순수(DI water)에 침지하는 단계를 더 포함하는, 마스크 분리 방법. - 제8항에 있어서,
초순수가 모판과 도금막 계면에 침투하여 모판과 도금막 사이의 부착력을 약화시키는, 마스크 분리 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
모판 및 도금막을 식각액에 침지하기 전에,
적어도 도금막의 테두리 영역 상에 식각 패턴을 가지는, 절연부를 형성하는 단계를 더 포함하는, 마스크 분리 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
모판 및 도금막을 식각액에 침지하기 전에,
모판과 접하는 도금막 면의 반대면 상에, 프레임을 배치하는 단계
를 더 포함하는, 마스크 분리 방법. - 제11항에 있어서,
프레임은 중앙이 빈 폐쇄형 틀 형상을 가지는, 마스크 분리 방법. - 제11항에 있어서,
프레임은 도금막의 패턴 영역 외곽의 적어도 일부를 둘러싸는 형상을 가지는, 마스크 분리 방법. - 제11항에 있어서,
프레임 내측의 도금막 상으로 식각액의 침투가 방지되는, 마스크 분리 방법. - 제11항에 있어서,
프레임은 접착부를 개재하여 도금막 상에 배치되고,
접착부는 적어도 두 금속의 합금을 포함하는, 마스크 분리 방법. - 제15항에 있어서,
접착부에 소정의 온도, 소정의 압력 중 적어도 어느 하나가 가해지면, 접착부의 적어도 일부가 고상(solid phase)에서 액상(liquid phase)으로 변하고, 접착부의 액상이 다시 고상으로 변하면서 도금막과 프레임을 접착하는, 마스크 분리 방법. - 제2항에 있어서,
전도성 기재는 도핑된 단결정 실리콘 재질인, 마스크 분리 방법. - 제2항에 있어서,
절연부는 포토레지스트, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 중 어느 하나의 재질인, 마스크 분리 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
도금막은 인바(Invar) 또는 수퍼 인바(Super Invar) 재질인, 마스크 분리 방법.
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