KR20200082919A - 마스크 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 마스크의 제조방법은, 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 도전막을 형성하는 단계, 도금조에 도전막을 포함하는 기판을 배치하는 단계, 도전막 상에 도금막을 형성하는 단계, 및 기판 및 도전막을 도금막으로부터 분리하는 단계를 포함한다.

Description

마스크 및 이의 제조 방법{MASK AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 명세서는 마스크 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
표시장치들 중에서 전계발광 표시장치는 자체 발광형으로서, 시야각, 대조비 등이 우수하며, 별도의 백 라이트가 필요하지 않아 경량 박형이 가능하며, 소비전력이 유리한 장점이 있다. 예를 들면, 전계발광 표시장치 중 유기발광 표시장치는 직류 저전압 구동이 가능하고, 응답 속도가 빠르며, 제조 비용이 저렴한 장점이 있다.
전계발광 표시장치는 다수 개의 전계발광 다이오드를 포함할 수 있다. 전계발광 다이오드는, 애노드 전극, 애노드 전극 상에 형성되는 발광층, 및 발광층 위에 형성되는 캐소드 전극을 포함할 수 있다. 애노드 전극에 고전위 전압이 인가되고 캐소드 전극에 저전위 전압이 인가되면, 애노드 전극에서의 정공 및 캐소드 전극에서의 전자가 각각 발광층으로 이동된다. 발광층에서 정공과 전자가 결합할 때, 여기 과정에서 여기자(exciton)가 형성되고, 여기자로부터의 에너지로 인해 빛이 발생할 수 있다. 다수 개의 전계발광 다이오드의 발광층에서 발생하는 빛의 양을 전기적으로 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
전계발광 표시장치는 풀-컬러(full-color) 영상을 표시하기 위해 적색, 녹색, 및 청색 등의 발광층을 포함하는 발광소자를 포함할 수 있다. 전계발광 표시장치의 유기층은 패턴 발광층(patterned emission layer) 구조를 가질 수 있다. 패턴 발광층 구조의 전계발광 표시장치는 서로 다른 색을 발광하는 발광층이 각각의 화소 별로 분리된 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 적색의 광을 발광하기 위한 적색 유기 발광층, 녹색의 광을 발광하기 위한 녹색 유기 발광층, 및 청색의 광을 발광하기 위한 청색 유기 발광층이 각각, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 및 청색 서브 화소에 분리되어 구성될 수 있다. 각각의 유기 발광층들은 서브 화소 별로 개구된 마스크, 예를 들어, FMM(Fine Metal Mask)을 이용하여 각각의 발광 영역에 패턴 증착될 수 있다.
마스크는 노광 및 현상 공정에 의해 패턴을 형성한 후, 습식 식각(wet etching)에 의하여 금속 시트에 패턴을 전사함으로써 제조하는 방식이 널리 이용되어 왔다. 그러나, 습식 식각에 의한 방식은 식각의 등방성(isotropy)에 의해 식각 과정에서의 패턴 폭의 정밀한 제어가 어려워 고해상도의 패턴을 얻기 어려운 한계가 있다.
이에, 본 명세서의 발명자는 전기도금(electroplating)공정을 사용하여 전계발광 표시장치의 제조 과정에서 사용되는 마스크, 예를 들면, FMM을 형성하는 공정을 개발하였다. 전기도금공정은 기판 상에 배치된 시드패턴에 전류를 인가함으로써, 시드패턴 상에 도금막을 형성할 수 있다.
본 명세서의 발명자는 전기도금공정에 의해 형성된 마스크는 전류밀도 등의
차이로 인하여 시드패턴의 위치에 따라 도금막의 두께가 달라지는 문제점이 있음을 인식하였다.
이에, 본 명세서의 발명자는 여러 실험을 통하여 시드패턴인 도전막의 위치에 따라 도금막의 두께가 균일하게 유지될 수 있는 마스크를 발명하였다.
본 명세서가 해결하고자 하는 과제는 시드패턴인 도전막의 두께를 균일하게 유지하여 도금막의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 마스크를 제공하는 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크의 제조방법은, 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 도전막을 형성하는 단계, 도금조에 도전막을 포함하는 기판을 배치하는 단계, 도전막 상에 도금막을 형성하는 단계, 및 기판 및 도전막을 도금막으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크는, 복수의 셀 영역 내에 배치되며, 제1 도금막으로 이루어진 패턴영역 및 패턴영역을 둘러싸도록 배치되며, 제2 도금막으로 이루어진 보조영역을 포함한다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크는, 복수의 셀 영역을 포함하는 기판, 복수의 셀 영역 내에 배치되는 제1 도금막, 복수의 셀 영역의 외곽에 배치되는 제2 도금막, 및 복수의 셀 영역 사이에 배치되는 제3 도금막을 포함하며, 제2 도금막 및 제3 도금막 중 하나는 제1 도전막의 두께와 동일하게 되도록 구현된다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서는 도전막의 두께를 균일하게 하여 도전막 상에 배치되는 도금막의 두께의 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 명세서는 보조영역을 구성함으로써, 패턴영역의 위치에 따른 도금막의 두께의 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 명세서는 도전막의 폭이 다른 보조영역을 구성함으로써, 캐소드의 위치에 따른 도금막의 두께의 균일도를 향상시킬 수 있다.
본 명세서의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1a 내지 도 1d는 본 명세서의 실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 전기도금장치를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 명세서의 실시예에 따른 도금막의 두께 차이를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 명세서의 실시예에 따른 도금막의 두께를 측정한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 보조영역을 형성하는 공정을 도시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 도금막의 두께를 측정한 도면이다.
도 9는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크를 제조하는 공정을 설명하는 순서도이다.
도 10a 내지 도 10d는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 7c에 도시된 마스크를 이용하여 표시패널에 유기물을 증착하는 챔버를 도시한 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 오차 범위에 대한 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "상에", "상부에", "하부에", "옆에" 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, 예를 들면, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, "후에", 에 "이어서", "다음에", "전에" 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 간접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있는 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
"적어도 하나"는 연관된 구성요소의 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들면, "제1, 제2, 및 제3 구성요소의 적어도 하나"의 의미는 제1, 제2, 또는 제3 구성요소뿐만 아니라, 제1, 제2, 및 제3 구성요소의 두 개 이상의 모든 구성요소의 조합을 포함한다고 할 수 있다.
본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면 및 실시예를 통해 본 명세서의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1e는 본 명세서의 실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하기위한 평면도 및 단면도이다.
도금막을 형성하는 방식은 전기도금 및 화학도금일 수 있다. 전기도금은 도금액이 저장된 도금조에 기판을 담근 후에 전류를 흐르게 하여, 기판의 일정영역 또는 전체영역을 도금하는 방식일 수 있다. 화학도금은 기판을 도금조에 담근 후에 기판의 표면에 도금이 이루어지도록 할 수 있다.
그리고, 전기도금은 수직도금방식 및 수평도금방식이 있다. 수직도금방식은 기판을 도금조 내에 수직하게 배치한 상태에서 도금공정을 진행할 수 있다. 수평도금방식은 기판을 도금조 내에 수평하게 배치한 상태에서 도금공정을 진행할 수 있다. 여기서는 전기도금을 예로 들어 설명하며, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판(110) 상에 복수의 셀 영역(CELL) 내에서 그물 형상을 갖는 제1 도전막(122) 및 복수의 셀 영역의 외곽을 둘러싸는 제2 도전막(124)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 기판(110) 상에 형성되는 구성요소들을 지지하기 위한 기재일 수 있다. 기판(110)에 전류가 인가되지 않도록 하기 위하여 기판(110)은 절연 물질로 이루어질 수 있다. 기판(110) 상에는 복수의 전계발광 표시장치에 대응하는 복수의 셀 영역(CELL)이 배치될 수 있다. 복수의 셀 영역(CELL)은 전계발광 표시장치의 복수의 화소에 대응하는 복수의 개구부(150)를 포함하는 영역일 수 있다.
제1 도전막(122) 및 제2 도전막(124)은 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 도전막(122) 및 제2 도전막(124)은 추후 도금공정에서 시드층 또는 시드막일 수 있다.
제1 도전막(122)은 복수의 셀 영역(CELL) 내에서 복수의 개구부(150)를 정의할 수 있다. 제2 도전막(124)은 복수의 셀 영역(CELL)의 외곽을 둘러싸며 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 도전막(124)은 기판(110)의 전체영역에 메탈이 형성되는 영역일 수 있으며, 전체메탈영역일 수 있다. 예를 들면, 제1 도전막(122)은 패턴영역에 메탈이 형성되는 영역일 수 있으며, 패턴영역 또는 패턴메탈영역일 수 있다.
도 1c 및 도 1d를 참조하면, 제1 도전막(122) 및 제2 도전막(124)을 시드막으로 하여 도금공정을 수행하여 제1 도금막(142) 및 제2 도금막(144)을 형성할 수 있다.
제1 도전막(122) 및 제2 도전막(124) 상에 제1 도금막(142) 및 제2 도금막(144)을 형성하기 위한 도금공정을 수행한다. 도금공정은 금속물질로 이루어진 제1 도금막(142) 및 제2 도금막(144)을 형성할 수 있는 도금 방식이라면 설계에 따라 자유롭게 사용될 수 있으며, 본 명세서의 실시예에 따른 마스크의 제조 방법에서는 습식 도금 방식인 전기도금 방법을 이용할 수 있다. 전기도금 방법에 의한 도금 공정에서, 시드막으로서 제1 도전막(122) 및 제2 도전막(124)에 전류를 인가한다. 제1 도전막(122) 및 제2 도전막(124)에 전류가 흐르면서, 제1 도전막(122) 및 제2 도전막(124)의 표면에 제1 도금막(142) 및 제2 도금막(144)이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 도금막(142)은 제1 도전막(122) 상에 배치되고, 제2 도금막(144)은 제2 도전막(124) 상에 배치될 수 있다.
그리고, 기판(110), 및 제1 도전막(122)과 제2 도전막(124)을 제1 도금막(142) 및 제2 도금막(144)으로부터 분리한다. 예를 들면, 제1 도금막(142) 및 제2 도금막(144)이 기판(110), 및 제1 도전막(122)과 제2 도전막(124)과 분리될 수 있다.
도 1a 내지 도 1d에서 설명한 바와 같이, 도금공정을 거쳐 도금막을 포함하는 마스크가 제조될 수 있다. 그러나, 본 명세서의 발명자는 패턴영역의 중앙부와 패턴영역의 가장자리영역 사이의 단위면적당 도전막의 면적 차이로 인하여 도금막의 두께가 변한다는 것을 인식하였으며, 예를 들면, 전체메탈영역에서 패턴메탈영역으로 변경되는 영역에서 도전막의 면적 차이가 발생함을 인식하였다. 이에 대해서 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 전기도금장치를 도시한 도면이다.
도 2는 수평도금장치를 예로 들어 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 전기도금장치(500)는 기판(110), 스테이지(120), 캐소드(140), 애노드(190), 도금조(130), 분사 노즐(160), 구동부(170), 도금액(180), 전원 공급부(POWER), 및 제어부(CONTROL)를 포함할 수 있다.
도금조(130)는 내부에 도금액(180)이 충진되는 공간을 제공할 수 있다. 도금조(130)는 상부 방향으로 개방된 육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
스테이지(120)는 피도금체인 기판(110)을 지지하기 위한 기재일 수 있다. 스테이지(120)는 도금조(130) 내부에 배치되며 수평을 유지하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 스테이지(120)는 수평 방향(X축-Y축 방향)으로 배치될 수 있다. 스테이지(120)는 스테이지(120) 상에 배치되는 기판(130)의 표면이 도금액(180)의 표면과 평행해질 수 있도록 배치될 수 있다. 도 2에서는 도금액(180)이 액체임을 나타내기 위해 표면이 유동하는 것처럼 도시하였으며, 도금액(180)의 표면은 도금조(130)의 바닥면과 실질적으로 평행할 수 있다.
스테이지(120)는 막대 형상의 복수의 스테이지(120)가 특정 방향으로 이격되어 나열될 수도 있다. 예를 들어, 스테이지(120)는 Y축 방향으로 연장된 복수의 막대로 이루어지고, 복수의 막대는 X축 방향으로 평행하게 나열될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 스테이지(120)는 메쉬 형상으로 이루어질 수 있으며, 판 형상일 수 있다.
기판(110)은 피도금체로서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 전기도금장치(100)에 의하여, 기판(110)의 표면에 도금막이 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판(110) 상에는 도금공정에서 시드 역할을 하는 도전성 물질의 시드 패턴이 형성되고, 시드 패턴이 형성된 기판(110)은 스테이지(120) 상에 배치될 수 있다. 기판(110)은 도금조(130) 내부에서 수평 방향으로 배치될 수 있다. 이에, 도금조(130) 내에 도금액(180)이 충진된 경우, 기판(110)은의 표면이 도금액(180)의 표면과 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 기판(110)은 도체 또는 부도체일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서는 기판(110)과 시드 패턴이 별개의 구성요소인 것으로 설명하였으나, 기판(110)이 시드 패턴을 포함할 수도 있다.
수평도금방식으로 도금공정을 진행할 경우, 설비 부피를 최소화할 수 있다. 인라인(in-line) 공정을 사용하여 제조 공정을 수행하는 경우, 제조 대상물, 예를 들면, 기판은 수평 방향으로 이동하며 제조 공정이 수행된다. 이에, 전기도금장치가 수평도금방식으로 도금공정을 수행하는 경우, 기판은 수평 방향으로 배치된 상태에서 그대로 도금조 내에 투입될 수 있고, 도금공정이 완료된 후 도금조 외부로 기판을 꺼낸 후 그대로 세정 장비로 이동할 수 있다. 이에, 전기도금장치에서는 기판을 수평 방향에서 수직 방향으로 또는 수직 방향에서 수평 방향으로 회전시키기 위한 제조 설비가 불필요하므로, 설비 부피를 감소시킬 수 있다. 또한, 수직도금방식에서는 기판의 길이 방향으로 2배 이상의 크기를 갖도록 도금조가 구비되어야 하는 반면, 수평도금방식으로 도금공정을 수행하는 경우, 도금조(130)는 기판(110) 크기의 2배보다 훨씬 작은 크기로 구성될 수 있다. 이에, 수평도금장치는 도금조(130)의 크기를 감소시켜 설비 부피를 최소화할 수 있다.
캐소드(140)는 기판(130)의 양측에 배치되어, 기판(130)에 전류를 인가한다. 예를 들면, 캐소드(140)는 기판(110)에 배치된 시드 패턴에 전류를 인가할 수 있다. 이에, 캐소드(140)와 애노드(190) 사이의 전기 흐름을 통해 기판(110)의 표면에 도금막이 형성될 수 있다. 캐소드(140)는 도금조(130)의 내부에 배치되어 기판(130)의 양측과 접촉될 수 있다. 캐소드(140)는 기판(130)의 양측에서 기판(130)이 움직이지 않도록 고정시킬 수도 있다. 예를 들면, 캐소드(140)는 기판(110)의 양측을 파지하도록 클램프 형태로 이루어 질 수도 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 캐소드(140)에 의해 기판(110)이 완전히 고정될 수 있는 경우, 스테이지(120)는 생략될 수도 있다.
애노드(190)는 기판(110)의 상부에 이격되어 배치되어, 기판(110)에 전류를 인가한다. 애노드(190)는 구동부(170)에 의해 X축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
분사 노즐(160)은 기판(110)을 향해 하부 방향으로 도금액(180)을 분사한다. 분사 노즐(160)은 애노드(190)에 인접하도록 배치될 수 있다. 분사 노즐(160)은 애노드(190)와 결합될 수 있고, 애노드(190)와 함께 X축 방향으로 이동할 수 있다. 분사 노즐(160)은 기판(110)의 상부에서 도금액(180)을 공급함으로써, 도금조(130) 내부의 도금액(180)의 순환을 돕고 도금액(180)의 농도를 일정하게 유지할 수 있다. 분사 노즐(160)은 기판(110)의 표면을 따라 Y축 방향으로 복수개가 배치될 수 있다. 복수의 분사 노즐(160)이 이용됨에 따라, 전기도금 공정 시 도금액(180)이 빠르게 공급될 수 있다. 또한, 분사 노즐(160)은 애노드(190)의 이동 방향인 X축 방향을 기준으로 기판(110)의 일면에만 배치될 수 있고, 양면에 배치될 수도 있다. 또한, 분사 노즐(160)은 분사 방향 및 각도를 조절할 수 있도록, 회전 가능하도록 배치될 수도 있다.
도금액(180)은 도금조(130)에 충진될 수 있다. 전원 공급부(POWER)는 캐소드(140) 및 애노드(190)와 전기적으로 연결되어 전류를 인가한다. 예를 들면, 전원 공급부(POWER)는 캐소드(140)와 애노드(190) 사이에 정전류가 흐르도록 캐소드(140) 및 애노드(190)에 전압을 인가할 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 전기도금장치 및 전기도금방법을 통해 제조되는 대상물인 마스크의 경우, 상온이 아닌 가열된 환경에서 유기층을 증착하는데 사용될 수 있다. 마스크는, 예를 들어, 인바(Invar) 등과 같은 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 전기도금장치가 인바를 도금하는데 사용되는 경우, 도금액(180)은 황산니켈(NiSO4) 무수화물, 염화니켈(NiCl2) 등을 이용한 니켈 이온, 황산철(FeSO4) 무수화물 등을 이용한 철 이온 소스, 붕산 등의 pH 조절제, 광택제, 스트레스 완화제, 안정제 등의 첨가제가 혼합된 용액일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서는 도금막이 인바로 구성되는 것을 가정하여 설명하며, 도금막을 구성하는 물질이 이에 제한되는 것은 아니다.
전원 공급부(POWER)는 애노드(190)에 직류 전압(DC)과 같은 정전압을 인가하고, 캐소드(140)에 교류 전압(AC)을 인가할 수 있다. 여기서 교류 전압은 정현파, 펄스파 또는 삼각파와 같은 다양한 형상의 파형일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(CONTROL)는 전원 공급부(POWER)와 연결되어 전원 공급부(POWER)로부터 캐소드(140)와 애노드(190)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다.
따라서, 캐소드(140)는 기판(110)에 배치된 시드패턴에 전류를 인가할 수 있다. 이에, 캐소드(140)와 애노드(190) 사이의 전기 흐름을 통해 기판(110)의 표면에 도금막이 형성될 수 있다. 캐소드(140)와 인접하게 배치된 도금막인 경우에는 전류밀도가 증가하게 되므로, 도금막의 두께가 두꺼워지게 된다. 그리고, 캐소드와 먼 셀 영역의 중앙부는 전류밀도가 낮아지게 되므로, 도금막의 두께가 얇아지게 된다. 수평도금방식을 예로 설명하였으나, 수직도금방식에서도 전류밀도의 차이에 따른 도금면적의 차이가 발생할 수 있다. 이에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 명세서의 실시예에 따른 도금막의 두께 차이를 설명하는 도면이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 도금공정은 기판(110)의 상하에 캐소드(140)를 배치하여 진행할 수 있다. 도 3b는 도 3a의 a-a'의 도금막의 두께를 도시한 것이며, 도 3c는 도 3a의 b-b'의 도금막의 두께를 도시한 것이다. 도 3b 및 도 3c는 도금막의 기준두께가 10μm인 경우를 예로 들어 설명하며, 이 두께가 본 명세서의 실시예를 한정하는 것은 아니다. 도 3b 및 도 3c에서 도금막의 기준두께가 10μm인 t10을 기준으로 하여 수치가 작을수록 얇게 형성됨을 의미한다.
도 3b를 참조하면, 패턴영역의 제1 도전막(122) 상에 제1 도금막(142)이 형성된다. 패턴영역의 중앙영역의 제1 도금막(142)의 두께는 예를 들면, 도금막의 기준두께인 10μm인 t10으로 형성된다. 패턴영역의 가장자리영역의 제1 도금막(142)의 두께는 t8로 형성된다. t8은 기준두께인 10μm보다 작게 형성됨을 의미한다. 패턴영역의 중앙영역의 도금막보다 패턴영역의 가장자리영역의 도금막의 두께가 작게 형성됨을 알 수 있다. 이는 도금공정 시에 단위면적당 도전막의 면적이 패턴영역의 중앙영역보다 패턴영역의 가장자리영역이 넓으므로, 가장자리영역의 도전막의 두께가 얇아지게 되어 도금막의 두께가 얇아지기 때문이다.
도 3c를 참조하면, 패턴영역의 제1 도전막(122) 상에 제1 도금막(142)이 형성된다. 패턴영역의 중앙영역의 제1 도금막(142)의 두께는 t7으로 형성된다. 패턴영역의 가장자리영역의 제1 도금막(142)의 두께는 t5로 형성된다. 패턴영역의 중앙영역의 도금막보다 패턴영역의 가장자리영역의 도금막의 두께가 작게 형성됨을 알 수 있다. 이는 도금공정 시에 단위면적당 도전막의 면적이 패턴영역의 중앙영역보다 패턴영역의 가장자리영역이 넓으므로, 가장자리영역의 도전막의 두께가 얇아지게 되어 도금막의 두께가 얇아지기 때문이다. 도 3b의 패턴영역의 중앙영역 및 도 3c의 패턴영역의 중앙영역을 비교하면, 도 3b의 도금막의 두께는 t10이고 도 3c의 도금막의 두께는 t7로 얇아짐을 알 수 있다. 도금공정 진행 시에, 도 3b는 캐소드와 가까운 영역이므로 저항이 낮아지게 되고, 전류밀도가 증가하게 되어 도금막의 두께가 두꺼워지게 된다. 도 3c는 캐소드와 먼 영역은 저항이 높아지게 되고, 전류밀도가 낮아지게 되어 도금막의 두께가 얇아지게 된다. 도 3b의 패턴영역의 가장자리영역 및 도 3c의 가장자리영역을 비교하면, 도 3b의 도금막의 두께는 t8이고 도 3c의 도금막의 두께는 t5로 얇아짐을 알 수 있다. 도금공정 진행 시에, 도 3b는 캐소드와 가까운 영역이므로 저항이 낮아지게 되고, 전류밀도가 증가하게 되어 도금막의 두께가 두꺼워지게 된다. 도 3c는 캐소드와 먼 영역은 저항이 높아지게 되고, 전류밀도가 낮아지게 되어 도금막의 두께가 얇아지게 된다.
도 4은 본 명세서의 실시예에 따른 도금막 두께를 측정한 도면이다.
도 4에서 세로축은 도금막의 두께(μm)이며, 가로축은 도 1c의 C-C'의 영역을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 도금막의 두께가 9.9μm에서 8.4μm로 변함을 알 수 있다. 예를 들면, 패턴메탈영역 또는 패턴영역의 중앙영역의 도금막의 두께는 9.9μm일 수 있고, 패턴메탈영역 또는 패턴영역의 가장자리영역에 있는 도금막의 두께는 8.4μm일 수 있다. 예를 들면, 제1 도금막(142)의 패턴영역의 중앙영역의 두께는 9.9μm이며, 제1 도금막(142)의 가장자리영역의 두께는 8.4μm일 수 있다. 따라서, 패턴영역 내에서의 도금막의 두께는 약 15%의 두께 편차가 발생함을 알 수 있었다. 셀 영역 또는 하나의 패널 내에서의 도금막의 두께는 약 15%의 두께 편차가 발생함을 알 수 있었다.
도금막의 두께는 단위면적당 전류밀도(Ampere per Square Deci-Meter; ASD)에 영향을 받게 되며, 전류밀도는 도전막의 면적과 도금의 위치에 따른 저항의 차이로 발생할 수 있다. 도 3에서 설명한 바와 같이, 도금공정 시에 캐소드와 가까운 부분은 도금막의 두께가 두꺼워지고, 캐소드와 먼 부분은 도금막의 두께가 얇아진다. 그리고, 패턴영역의 중앙영역보다 패턴영역의 가장자리영역의 도금막의 두께가 얇아진다. 이는 도금공정 시에 단위면적당 도전막의 면적이 패턴영역의 중앙영역보다 패턴영역의 가장자리영역이 넓으므로 도금막의 두께가 얇아진다. 예를 들면, 캐소드를 상하로 연결하여 도금공정을 진행할 경우, 캐소드와 가까운 영역은 저항이 낮아지게 되고, 전류밀도가 증가하게 되어 도금막의 두께가 두꺼워질 수 있다. 그리고, 캐소드와 먼 영역은 저항이 높아지게 되고, 전류밀도가 낮아지게 되어 도금막의 두께가 얇아질 수 있다. 따라서, 전류밀도가 높은 셀 영역의 외곽부, 예를 들면 제2 도금막과, 전류밀도가 낮은 중앙부, 예를 들면 제1 도금막과의 사이에는 도금막 두께의 차이가 발생할 수 있다. 이에 본 명세서의 발명자는 도금 위치에 따라 도금막의 면적을 균일하게 유지할 수 있는 새로운 구조의 마스크를 발명하였다. 이에 대해서 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 같이, 도금막의 두께가 도금위치별로 달라지는 문제점을 해결하기 위해서, 최종마스크를 제조한 후, 예를 들면, 프레임에 마스크를 용접한 후에 도금막의 주변에 더미패턴을 배치할 수 있다. 레이저가공 등의 공정으로 더미패턴을 형성할 경우, 도금막의 변형이 발생할 수 있으며, 도금막의 변형으로 인하여 마스크의 위치 정밀도가 변화되어 마스크의 불량을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 마스크의 변형 및 마스크의 위치 정밀의 변화로 인하여 발광층 증착 시 증착이 되는 기판의 패턴과 마스크의 홀 위치가 달라지게 되므로, 발광층이 미증착 및 부분증착이 되거나, 원하지 않는 발광층에 증착되는 문제점이 발생한다. 이에 본 명세서의 발명자는 도금막의 두께를 균일하게 하기 위한 여러 실험을 하였다. 도금막 형성 후에 도금막의 두께를 균일하게 하는 것은 도금막의 변형으로 인하여 마스크의 불량이 발생하므로, 이를 해결하기 위하여, 도금막의 시드막인 도전막의 두께를 균일하게 하기 위한 여러 실험을 하였다. 예를 들면, 도전막이 도금공정에 의하여 도금막으로 형성되므로, 도금막의 시드막인 도전막의 두께를 균일하게 형성할 경우, 도전막 상에 형성되는 도금막의 두께를 균일하게 할 수 있는 것에 착안하였다. 이에, 본 명세서의 발명자는 여러 실험을 통하여 도전막의 두께를 균일하게 유지하여 도전막 상에 형성되는 도금막의 두께를 균일하게 할 수 있는 새로운 구조의 마스크를 발명하였다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 기판(210) 상에는 복수의 전계발광 표시장치에 대응하는 복수의 셀 영역(CELL)이 배치될 수 있다. 셀 영역(CELL)은 전계발광 표시장치의 복수의 화소에 대응하는 복수의 개구부(250)를 포함하는 영역일 수 있다.
기판(210)은 기판(210) 상에 형성되는 구성요소들을 지지하기 위한 기재일 수 있다. 기판(210)에 전류가 인가되지 않도록 하기 위하여 기판(210)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
기판(210) 상에는 패턴영역(b) 및 보조영역(c)이 배치될 수 있다. 보조영역(c)은 패턴영역(b)의 도전막 상에 배치되는 도금막의 두께를 균일하게 하기 위해 배치될 수 있다. 예를 들면, 보조영역(c)은 패턴영역(b)을 둘러싸는 영역일 수 있다. 보조영역(c)은 패턴영역(b)을 제외한 영역일 수 있다. 예를 들면, 보조영역(c)은 더미영역일 수 있으며, 용어에 한정되는 것은 아니다. 패턴영역(b)은 개구부일 수 있으며, 용어에 한정되는 것은 아니다.
제1 방향은 가로방향(X방향)일 수 있고, 제2 방향은 세로방향(Y방향)일 수 있다. 보조영역(c)은 제1 방향의 변 및 제2 방향의 변을 따라 배치될 수 있다. 예를 들면, 보조영역(c)은 복수의 셀 영역(CELL)을 둘러싸도록 제1 방향 및 제2 방향으로 연장하도록 배치될 수 있다.
보조영역(c)에는 제2 도전막(224) 및 제3 도전막(226)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 도전막(224) 및 제3 도전막(226)이 형성되는 영역은 보조영역(c)일 수 있다. 보조영역(c)의 제2 도전막(224)은 복수의 셀 영역(CELL)들을 둘러싸도록 배치된 도전막일 수 있다. 예를 들면, 제2 도전막(224)은 복수의 셀 영역(CELL)에 인접하게 제1 방향을 따라 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 도전막(224)은 복수의 셀 영역(CELL)의 제1 방향의 변을 따라 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 도전막(224)은 복수의 셀 영역(CELL)의 제1 방향으로 연장하도록 배치될 수 있다.
보조영역(c)의 제3 도전막(226)은 복수의 셀 영역(CELL)들 사이에 위치하는 도전막일 수 있다. 예를 들면, 제3 도전막(226)은 복수의 셀 영역(CELL)에 인접하게 제2 방향을 따라 배치될 수 있다. 예를 들면, 제3 도전막(226)은 복수의 셀 영역(CELL)의 제2 방향의 변을 따라 배치되며, 복수의 셀 영역(CELL)을 분리할 수 있다. 예를 들면, 제3 도전막(226)은 복수의 셀 영역(CELL) 중 제1 방향으로 인접하게 배치된 복수의 셀 영역(CELL) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제3 도전막(226)은 복수의 셀 영역(CELL) 중 제1 방향으로 인접하게 배치된 복수의 셀 영역(CELL) 사이에 제2 방향의 변을 배치될 수 있다.
패턴영역(b)에는 제1 도전막(222)이 배치될 수 있다. 패턴영역(b)은 복수의 셀(CELL) 영역 내에서 개구부(250)를 포함할 수 있다.
패턴영역(b)의 제1 도전막(222)은 복수의 셀 영역(CELL) 내에서 그물 형상을 가질 수 있다. 제1 도전막(222)은 복수의 셀 영역(CELL) 내에서 전계발광 표시장치의 복수의 화소에 대응하는 복수의 개구부(250)를 정의할 수 있다. 제1 도전막(222)은 복수의 셀 영역(CELL) 내에서 메쉬(mesh) 형상을 가질 수 있다.
제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 추후 도금공정에서 시드층 또는 시드막일 수 있다. 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 동일물질로 이루어질 수 있다. 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 시드막으로서, 전류가 흐를 수 있는 도전성 물질인 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 몰리브덴(Mo) 위에 배치된 ITO(ITO/Mo), 또는 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi) 위에 배치된 구리(Cu), 및 구리 위에 배치된 ITO(ITO/Cu/MoTi) 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 증착(sputtering) 공정으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 압연(Rolling) 공정 등 다양한 제조 공정이 사용될 수 있다.
도 5b는 도 5a의 (1)영역을 도시한 것이다. 도 5c는 도 5a의 (2)영역을 도시한 것이다. 도 5b 및 도 5c에서 점선으로 표시한 영역은 패턴영역(b)이며, 패턴영역(b)을 제외한 영역은 보조영역(c)을 나타낸다. 패턴영역(b)의 홀(33h) 및 보조영역(c)의 홀(35h)은 도전막(222, 224, 226)이 없는 영역을 구분하기 위해서 도시한 것이다. 패턴영역 및 보조영역의 도전막의 상면에는 도금공정을 거쳐 도금막이 형성되는 부분일 수 있다.
도 5b를 참조하면, (1)영역에서 패턴영역(b) 및 보조영역(c)은 캐소드와의 거리가 동일하므로, 패턴영역(b)과 보조영역(c)의 도금막의 두께 차이는 발생되지 않는다. 그러나, 도 3 및 도 4에서 설명한 바와 같이, X축 방향 또는 제1 방향의 패턴영역(b)의 중앙영역과 가장자리영역에서의 도금막의 두께 편차가 발생한다. 따라서, 보조영역(c)을 추가함으로써, 패턴영역(b)의 중앙영역 및 가장자리영역의 도전막의 면적 및 전류밀도를 유사하게 만들 수 있으므로, 도금막의 두께 차이를 감소시킬 수 있다. 보조영역을 더 구성함으로써, 전류밀도를 증가시켜 도금막의 두께를 증가시킬 수 있고, (2)영역보다 넓은 폭(w2)을 갖는 도전막의 보조영역으로 인하여 전류밀도가 덜 증가하게 되므로, 도금막의 두께가 덜 증가하여 (2)영역의 도금막의 두께와 유사해질 수 있다.
도 5c를 참조하면, (1)영역과 비교하여 (2)영역의 보조영역(c)의 도전막 폭(w3)을 좁게 형성할 수 있다. (2)영역은 캐소드로부터 먼 영역이므로, 도금막의 두께가 얇아지게 된다. 따라서, 전류밀도를 높이기 위해서 도전막의 폭을 좁게 형성하여 도전막의 면적을 감소시킬 수 있다. 패턴영역(b)의 배선에는 유기물이 증착되는 영역으로 홀(33h)의 크기가 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 동일하게 유지되어야 하므로, 패턴영역(b)의 도전막의 폭 및 도금막의 두께가 동일하게 유지되어야 한다. 패턴영역(b)의 도전막의 폭이 변경될 경우 도금공정 후에 도금막의 두께가 동일하더라도 홀(33h)의 크기가 변동되어 원하는 유기층이 증착될 수 없으므로, 전계발광 표시장치의 수율이 저하될 수 있다. 따라서, X축방향의 도금막의 두께의 균일성을 향상시키기 위해서 보조영역(c)을 구성하고, Y축방향의 도금막의 두께의 균일성을 향상시키기 위해서 보조영역(c)의 도전막의 폭을 조절할 수 있다. 예를 들면, 패턴영역(b)의 도전막의 두께 차이에 따라 패턴영역의 주변에 보조영역을 구성할 수 있다. 보조영역에 의하여 패턴영역의 중앙영역과 가장자리영역에 있는 도전막의 비율이 유사하거나 동일해질 수 있다. 다른 예로는, 캐소드로부터의 위치에 따라 보조영역의 폭을 조절할 수 있다. 예를 들면, 캐소드로부터 먼 영역에 있는 보조영역은 도전막의 폭을 좁게 구성하고, 캐소드로부터 먼 영역에 있는 보조영역은 도전막의 폭을 넓게 구성하여 전류밀도를 맞출 수 있다. 보조영역이 형성되는 영역은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 내용에 한정되는 것은 아니다.
따라서, 도금막의 시드막인 도전막에, 도전막 또는 도금막의 위치에 따른 보조영역을 형성하고, 보조영역의 도전막의 폭을 조절하여 도금막의 두께를 균일하게 유지할 수 있으므로, 균일한 도금막의 두께에 의하여 마스크의 위치 정밀도가 향상될 수 있다.
도 6a 내지 도 6f는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 보조영역을 형성하는 공정을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 기판(210) 위에 보조영역에 형성되는 물질(21)을 형성하고, 보조영역에 형성되는 물질(21) 상에 포토레지스트(25)를 형성하고, 사진식각공정(Photolithography)에 의하여 보조영역의 도전막을 형성할 수 있다. 포토레지스트(25)는 광의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화되는 감광성 수지일 수 있으며, 포토레지스트를 노광 및 현상하여 패턴이 얻어질 수 있다. 포토레지스트는 포지티브형 포토레지스트(Positive Photoresist)와 네거티브형 포토레지스트(Negative photoresist)로 분류될 수 있다. 포지티브형 포토레지스트는 노광으로 노광부의 현상액에 대한 용해성이 증가되는 포토레지스트를 말하며, 포지티브형 포토레지스트를 현상하면 노광부가 제거된 패턴이 얻어진다. 네거티브형 포토레지스트는 노광으로 노광부의 현상액에 대한 용해성이 크게 저하되는 포토레지스트를 말하며, 네거티브형 포토레지스트를 현상하면 비노광부가 제거된 패턴이 얻어진다. 도 6c 및 도 6d에 도시된 바와 같이, 마스크(M)를 배치하여 광(L)을 조사한 후에 현상공정을 진행한다. 도 6e 및 도 6f에 도시된 바와 같이, 보조배선에 형성되는 물질(21)을 에칭하고, 포토레지스트(25)를 스트립한 후에 보조영역의 도전막(224, 226)을 형성할 수 있다. 마스크(M)의 위치를 조절하여 보조영역의 도전막(224, 226)의 폭을 조절할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크의 제조방법을 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 기판(210) 상에는 패턴영역(b) 및 보조영역(c)이 배치될 수 있다.
기판(210) 상에는 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 형성될 수 있다. 예를 들면, 패턴영역(b)에는 제1 도전막(222)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 보조영역(c)에는 제2 도전막(224) 및 제3 도전막(226)이 형성될 수 있다. 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 추후 도금공정에서 시드층 또는 시드막일 수 있다. 예를 들면, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 추후 도금공정에서 도금막으로 형성될 수 있다. 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 동일물질로 이루어질 수 있다. 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 시드막으로서, 전류가 흐를 수 있는 도전성 물질인 금속물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)은 몰리브덴(Mo) 위에 배치된 ITO(ITO/Mo), 또는 몰리브덴-티타늄 합금(MoTi) 위에 배치된 구리(Cu), 및 구리 위에 배치된 ITO(ITO/Cu/MoTi) 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7c 및 도 7d를 참조하면, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)을 시드막으로 하여 도금공정을 수행하여 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 형성한다.
제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226) 상에 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 형성하기 위한 도금공정을 수행한다. 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)은 동일물질로 이루어질 수 있다. 도금공정은 금속물질로 이루어진 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 형성할 수 있는 도금 방식이라면 설계에 따라 자유롭게 사용될 수 있으며, 본 명세서의 실시예에 따른 마스크의 제조 방법에서는 습식 도금 방식인 전기도금방식을 이용할 수 있다. 예를 들면, 전기도금방식은 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)이 형성된 기판(210)을 도금조 내에 수직하게 배치한 상태에서 도금 공정을 진행하는 수직도금 방식과 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)이 형성된 기판(210)을 도금조 내에 수평하게 배치한 상태에서 도금 공정을 진행하는 수평도금 방식 모두 사용이 가능하다.
전기도금방식에 의한 도금 공정에서, 시드막으로서 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)에 전류를 인가한다. 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)에 전류가 흐르면서, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)의 표면에 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)이 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1 도금막(242)은 제1 도전막(222) 상에 형성되고, 제2 도금막 (244)은 제2 도전막 상에 형성되고, 제3 도금막(246)은 제3 도전막(226) 상에 형성될 수 있다. 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)은 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)의 측면을 둘러싸도록 도금되므로, 제1 도금막(242) 사이에 형성되는 개구부의 크기는 제1 도전막(222) 사이에 형성되는 개구부(250)의 크기보다 작을 수 있다.
그리고, 기판(210), 및 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)을 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)으로부터 분리한다. 예를 들면, 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)이 기판(210), 및 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)과 분리될 수 있다.
다음으로, 기판(210), 및 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)으로부터 분리된 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)과 프레임을 용접한다. 예를 들면, 분리된 도금막은 인장공정, 예를 들면 4면의 인장공정을 거친 후에 프레임에 용접될 수 있다. 프레임에 용접된 도금막(242, 244, 246)은 본 명세서의 실시예에 따른 마스크(200)로 사용될 수 있다.
다른 예로는, 기판, 및 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 프레임에 용접한 후에 기판을 제거하여 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크(200)로 사용될 수 있다.
다른 예로는, 프레임에 용접되기 전 단계인, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)을 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)으로부터 분리된 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)이 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크(200)로 사용될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 도금막의 두께를 측정한 도면이다.
도 8a는 도 5a 내지 도 5c를 적용한 경우의 도 8b의 H-H'에 따른 도금막의 두께를 측정한 것이다. 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 도금막의 두께는 하나의 셀 영역에서 3개의 포인트를 측정하고 5개의 셀 영역을 측정하였다. 예를 들면, 도 8b에서 3개의 포인트인 P1, P2, 및 P3를 측정하였다. 도 8a를 참조하면, 셀 영역 내에서 도금막의 두께별 편차는 5%이내임을 알 수 있다. 예를 들면, 패턴영역의 중앙영역과 가장자리영역에서의 도금막의 두께별 편차는 5%이내임을 알 수 있다. 예를 들면, 도 4와 비교하여 도금막의 두께는 10%이상의 두께 편차가 감소함을 알 수 있다. 따라서, 보조영역에 의하여 도금막의 두께가 균일하게 유지됨을 알 수 있다. 이에 의해, 기판의 전체영역에서 도금막의 두께가 균일하게 유지될 수 있다.
도금막의 두께는 현미경, X선 형광분석기(X-ray fluorescence; XRF), 집속이온빔(Focus Ion Beam; FIB)/주사전자현미경(Scanning Electron Microscope; SEM) 등으로 측정할 수 있으며, 이 측정방법에 한정되는 것은 아니다. 현미경으로 측정할 경우에는 기판 상에 배치되는 도금막의 길이 또는 두께를 측정할 수 있다. 기판이 유리로 형성되는 경우에는 도전막 및 도금막을 구분하기가 용이하여 현미경으로 측정하는 것이 가능하다. 도금막의 두께는 도 3b 및 도 3c에 도시한 바와 같이 현미경으로 측정할 수 있다. 도 3b 및 도 3c에서는 도전막 위에 형성되는, 예를 들면, 세로방향의 도금막의 두께를 도시하였으며, 이에 한정하지 않고 도전막의 옆에 형성되는, 예를 들면, 가로방향의 도금막의 두께를 측정할 수도 있다. 패턴이 없는 영역은 XRF장비를 이용하여 측정하고, X-ray 파장의 투입 및 반사를 통하여 재질이 변경되는 지점에서의 파장의 변화를 감지하여 두께를 측정할 수 있다. FIB/SEM은 도금막의 단면을 잘라 측정하는 방법이다. 본 명세서에서는 현미경으로 측정하고, FIB/SEM을 이용하여 도금막의 두께를 확인하였다.
도 9는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크를 제조하는 공정을 설명하는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 기판 위에 패턴영역 및 보조영역을 형성하는 단계를 진행한다(S110). 패턴영역 및 보조영역에는 도전막이 형성될 수 있다. 보조영역은 도 6에서 설명한 방법으로 형성할 수 있다. 다음으로, 도금조에 기판을 배치한다(S120). 예를 들면, 도전막 및 보조영역을 포함한 기판을 도금조에 배치한다. 도금공정을 수행하여 도전막 및 보조영역 상에 도금막을 형성한다(S130). 다음으로, 도금막과 프레임을 용접하는 단계를 진행한다(S140). 그리고, 도금막을 기판으로부터 분리하여 최종 마스크를 제조할 수 있다(S150).
도 10a 내지 도 10d는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크를 제조하는 공정을 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 도 9에서 설명한 도금막을 기판으로부터 분리하는 공정을 도시한 도면이다.
도 10a를 참조하면, 오픈메탈마스크시트(60)에 프레임(50)을 용접한다. 오픈메탈마스크시트(Open Metal Mask Sheet)(60)를 프레임(50)에 용접하는 방법은 레이저(W) 등을 이용하여 진행할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, Nd-Yag(neodymium-yttrium aluminum garnet) 레이저를 포함한 다양한 종류의 파이버(fiber) 레이저에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(210)의 제2 도금막(244) 및 제3 도금막(246)은 오픈메탈마스크시트(60)에 의해 가려질 수 있다. 오픈메탈마스크시트(60)는 오픈마스크시트일 수 있으며, 용어에 한정되는 것은 아니다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 오픈메탈마스크시트(60)에 프레임(50)이 용접된 오픈메탈마스크(Open Metal Mask)(70)와, 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 얼라인할 수 있다. 얼라인하는 공정은 생략될 수도 있다. 오픈메탈마스크(70)는 오픈마스크 또는 프레임일 수 있으며, 용어에 한정되는 것은 아니다. 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)은 오픈메탈마스크(70)와 얼라인하기 전에 원하는 형태로 절단하는 공정을 더 포함할 수 있다. 절단공정에 의하여, 원하는 영역의 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)으로 형성할 수 있다. 절단된 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)이 오픈메탈마스크(70)와 얼라인될 수 있다.
도 10c에 도시된 바와 같이, 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)과 오픈메탈마스크(70)는 레이저(W) 등을 이용하여 용접한다. 예를 들면, Nd-Yag(neodymium-yttrium aluminum garnet) 레이저를 포함한 다양한 종류의 파이버(fiber) 레이저에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로는, 도 10b에서 설명한 바와 같이, 절단된 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)이 오픈메탈마스크(70)와 레이저 등을 이용하여 용접될 수 있다.
도 10d에 도시한 바와 같이, 기판(210)을 화살표 방향으로 반전시켜 기판(210) 제거함으로써, 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 포함한 마스크를 제조한다. 다른 예로는, 기판을 반전시키지 않고 기판을 제거하여 마스크를 제조할 수 있다.
FMM 마스크를 여러 개의 스틱(Stick) 형태로 분할하여 제조한 후, 이들을 얇은 두께로 인장시켜 프레임에 용접하는 방식으로 FMM 마스크를 제조할 수 있다. 예를 들면, 도금막을 기판으로부터 분리한 후에 인장 및 용접하는 방식으로 FMM 마스크를 제조한다. 이렇게 구성할 경우, 마스크의 두께가 얇아지면, 마스크의 인장 시에 인접한 스틱에 슬립(slip) 현상이 발생되고, 슬립 현상이 발생하면 초정밀한 마스크를 제작할 수 없는 문제점이 생긴다. 그리고, 마스크의 인장 시간 및 용접 시간으로 인하여 하나의 증착용 마스크를 제작하는데 24시간 이상의 시간이 소요된다. 따라서, 기판과 프레임을 먼저 용접한 후에 기판을 분리하는 인장-프리 공정을 진행하여, 인장으로 인한 마스크의 변형을 방지할 수 있으며, FMM 마스크의 제조시간을 단축시킬 수 있다. 이에 한정하지 않고, 다른 방법으로 마스크를 제조할 수 있다.
다른 예로는, 기판(210), 및 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)을, 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)으로부터 분리한 후에 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)과 프레임(50)을 용접할 수 있다. 프레임(50)이 용접된 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)은 본 명세서의 실시예에 따른 마스크로 사용될 수 있다.
다른 예로는, 프레임과 오픈메탈마스크시트가 용접된 오픈메탈마스크에, 도금막을 포함한 기판(210)을 용접할 수 있다. 다음으로, 기판(210) 및 도전막을 도금막으로부터 분리하여 본 명세서의 실시예에 따른 마스크로 사용될 수 있다.
다른 예로는, 프레임에 용접되기 전 단계인, 제1 도전막(222), 제2 도전막(224), 및 제3 도전막(226)을 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)으로부터 분리된 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)이 본 명세서의 실시예에 따른 마스크로 사용될 수 있다.
다른 예로는, 기판, 및 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 프레임에 용접한 후에 기판을 제거하여 본 명세서의 다른 실시예에 따른 마스크(200)로 사용될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크(200)는 도금막 및 프레임(50)을 포함할 수 있다. 기판(210) 및 도전막을 도금막으로부터 분리하는 단계를 거쳐, 분리된 도금막과 프레임(50)이 용접될 수 있다. 다른 예로는, 분리된 도금막을 프레임에 용접하기 어려우므로, 프레임에 오픈마스크를 용접하고, 용접된 오픈마스크와 도금막을 용접할 수 있다.
프레임(50)은 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)과 결합되어 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)을 지지할 수 있도록, 제2 도금막(244) 및/또는 제3 도금막(246)이 배치될 수 있는 크기로 형성될 수 있다. 또는, 제2 도금막(244) 및/또는 제3 도금막(246)이 배치될 수 있는 크기보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들면, 프레임(50)은 제2 도금막(244) 및/또는 제3 도금막(246)을 따라 연장된 형상을 가지며, 제2 도금막(244) 및/또는 제3 도금막(246)의 일 부분과 접촉되도록 배치될 수 있다.
프레임(50)과 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)의 용접 공정은 제2 도금막(244)의 영역에서 이루어질 수 있다. 다른 예로는, 프레임(50)과 제1 도금막(242), 제2 도금막(244), 및 제3 도금막(246)의 용접 공정은 제2 도금막(244) 및 제3 도금막(246)의 영역에서 이루어질 수 있다. 용접 공정은 Nd-Yag(neodymium-yttrium aluminum garnet) 레이저를 포함한 다양한 종류의 파이버(fiber) 레이저에 의해 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 11은 도 7c에 도시된 마스크를 이용하여 표시패널에 유기물을 증착하는 챔버를 도시한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(90) 내에 증착 유닛(80) 및 증착 유닛(80) 하부에 증착원(30)이 배치된다. 지지축(81)에 의해 지지되는 증착 유닛(80)은 지지대(85), 지지대(85) 상에 배치되는 마스크(200), 마스크(200) 상에 배치되어 유기물이 증착되는 기판(210), 기판(210) 상에 배치되어 증착과정에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각 플레이트(83), 냉각 플레이트(83) 상에 배치되어 마스크(100)의 처짐을 저감시키는 마그넷 플레이트(82)를 포함할 수 있다.
진공 챔버(90) 하부에 배치된 증착원(30) 내에 수용된 소스(31)는 가열되어 기화 또는 승화될 수 있다. 증착원(30)으로부터 기화 또는 승화된 소스(31)는 기판(210)의 하부에 배치된 마스크(200)에 형성된 복수의 개구부(270)를 통하여 기판(210) 상에 선택적으로 증착될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크 및 이의 제조방법은 아래와 같이 설명될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크의 제조방법은, 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 도전막을 형성하는 단계, 도금조에 도전막을 포함하는 기판을 배치하는 단계, 도전막 상에 도금막을 형성하는 단계, 및 기판 및 도전막을 도금막으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 형성되는 도전막은 금속물질로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 도전막을 형성하는 단계는 보조영역의 도전막의 폭을 다르게 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 기판 및 도전막을 도금막으로부터 분리하는 단계는, 오픈마스크시트를 프레임에 로딩하여 오픈마스크를 제조하는 단계, 오픈마스크와 기판을 용접하는 단계, 및 기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 기판 및 도전막을 도금막으로부터 분리하는 단계는, 프레임과 기판을 용접하는 단계, 및 기판을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 기판 및 도전막을 도금막으로부터 분리하는 단계 이후에 도금막과 프레임을 용접하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 도전막 상에 도금막을 형성하는 단계는 애노드 및 캐소드에 전류를 인가하는 전기도금에 의해 이루어지질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 도금막을 형성하는 단계는 캐소드에서 멀어질수록 보조영역의 도금막의 폭을 다르게 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크는, 복수의 셀 영역 내에 배치되며, 제1 도금막으로 이루어진 패턴영역 및 패턴영역을 둘러싸도록 배치되며, 제2 도금막으로 이루어진 보조영역을 포함한다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 도금막은 패턴영역의 중앙영역과 패턴영역의 가장자리영역에 배치되며, 보조영역은 패턴영역의 중앙영역과 패턴영역의 가장자리영역의 제1 도금막의 두께가 동일하게 되도록 구현될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 도금막의 폭은 제2 도금막의 폭과 다를 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 보조영역은 패턴영역을 제외한 영역에 배치될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 도금막과 제2 도금막은 동일물질로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 마스크는, 복수의 셀 영역을 포함하는 기판, 복수의 셀 영역 내에 배치되는 제1 도금막, 복수의 셀 영역의 외곽에 배치되는 제2 도금막, 및 복수의 셀 영역 사이에 배치되는 제3 도금막을 포함하며, 제2 도금막 및 제3 도금막 중 하나는 제1 도전막의 두께와 동일하게 되도록 구현된다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 셀 영역 내에서 제1 도전막의 두께가 동일하도록 제2 도전막 및 제3 도전막이 배치될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 셀 영역 내에서 제1 도전막의 두께가 동일하도록 제2 도전막 및 제3 도전막 중 하나의 폭이 다르도록 배치될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 도금막, 제2 도금막, 및 제3 도금막은 동일물질로 이루어질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 명세서의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200: 마스크
500: 전기도금장치
110, 210: 기판
122, 124, 222, 224, 226: 도전막
142, 144, 242, 244, 246: 도금막
150, 250, 270: 개구부
50: 프레임

Claims (17)

  1. 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 도전막을 형성하는 단계;
    도금조에 상기 도전막을 포함하는 상기 기판을 배치하는 단계;
    상기 도전막 상에 도금막을 형성하는 단계; 및
    상기 기판 및 상기 도전막을 상기 도금막으로부터 분리하는 단계를 포함하는, 마스크의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 형성되는 도전막은 금속물질로 이루어지는, 마스크의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 패턴영역 및 보조영역 상에 도전막을 형성하는 단계는 상기 보조영역의 도전막의 폭을 다르게 형성하는 단계를 포함하는, 마스크의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 도전막을 상기 도금막으로부터 분리하는 단계는,
    오픈마스크시트를 프레임에 로딩하여 오픈마스크를 제조하는 단계;
    상기 오픈마스크와 상기 기판을 용접하는 단계; 및
    상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는, 마스크의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 도전막을 상기 도금막으로부터 분리하는 단계는,
    프레임과 상기 기판을 용접하는 단계; 및
    상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는, 마스크의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 도전막을 상기 도금막으로부터 분리하는 단계 이후에
    상기 도금막과 프레임을 용접하는 단계를 더 포함하는, 마스크의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전막 상에 도금막을 형성하는 단계는 애노드 및 캐소드에 전류를 인가하는 전기도금에 의해 이루어지는, 마스크의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도금막을 형성하는 단계는 상기 캐소드에서 멀어질수록 상기 보조영역의 도금막의 폭을 다르게 형성하는 단계를 포함하는, 마스크의 제조방법.
  9. 복수의 셀 영역 내에 배치되며, 제1 도금막으로 이루어진 패턴영역; 및
    상기 패턴영역을 둘러싸도록 배치되며, 제2 도금막으로 이루어진 보조영역을 포함하는, 마스크.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 도금막은 상기 패턴영역의 중앙영역과 상기 패턴영역의 가장자리영역에 배치되며, 상기 보조영역은 상기 패턴영역의 중앙영역과 상기 패턴영역의 가장자리영역의 제1 도금막의 두께가 동일하게 되도록 구현되는, 마스크.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 도금막의 폭은 상기 제2 도금막의 폭과 다른, 마스크.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 보조영역은 상기 패턴영역을 제외한 영역에 배치되는, 마스크.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 도금막과 상기 제2 도금막은 동일물질로 이루어진, 마스크.
  14. 복수의 셀 영역을 포함하는 기판;
    상기 복수의 셀 영역 내에 배치되는 제1 도금막;
    상기 복수의 셀 영역의 외곽에 배치되는 제2 도금막; 및
    상기 복수의 셀 영역 사이에 배치되는 제3 도금막을 포함하며,
    상기 제2 도금막 및 상기 제3 도금막 중 하나는 상기 제1 도금막의 두께와 동일하게 되도록 구현된, 마스크.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 셀 영역 내에서 상기 제1 도금막의 두께가 동일하도록 상기 제2 도금막 및 상기 제3 도금막이 배치되는, 마스크.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 셀 영역 내에서 상기 제1 도전막의 두께가 동일하도록 상기 제2 도전막 및 상기 제3 도전막 중 하나의 폭이 다르도록 배치되는, 마스크.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 도금막, 상기 제2 도금막, 및 상기 제3 도금막은 동일물질로 이루어진, 마스크.
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