KR20230014356A - 새도우 마스크 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
새도우 마스크 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 기판에 전도성 기재를 형성하는 단계와; 상기 전도성 기재에 마스크 패턴에 상응하여 도금 레지스트를 형성하는 단계와; 전주 도금을 실행하여 상기 도금 레지스트 이외 영역의 상기 전도성 기재에 도금을 수행하여 마스크 시트를 형성하는 단계와; 상기 전도성 기재가 노출되도록 상기 베이스 기판을 식각하여 마스크 프레임을 형성하는 단계와; 상기 마스크 시트의 하면이 노출되도록 상기 전도성 기재를 식각하는 단계를 포함하는, 새도우 마스크 제조 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 새도우 마스크 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전도성 기재가 적층된 베이스 기판의 전도성 기재에 전주 도금으로 마스크 시트를 형성한 후 베이스 기판을 식각하여 마스크 프레임을 형성함으로써 마스크 시트의 찢어짐이나 구겨짐을 방지할 수 있는 새도우 마스크 제조 방법에 관한 것이다.
유기 전계 발광소자(Organic Luminescence Emitting Device: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다. 이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두되고 있다.
유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열증착방법으로 기판 상에 증착하게 된다.
진공열증착법은 진공의 챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 새도우 마스크(shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발원의 도가니를 가열하여 도가니에서 증발되는 증착입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.
최근 OLED 디스플레이가 고 해상도로 발전하면서 이를 구현하기 위한 새도우 마스크의 마스크 패턴도 초소형으로 가공해야 한다. 최근에는 전주 도금(Electroforming)으로 금속 박판에 패턴을 형성하여 새도우 마스크를 제조하는 기술이 개발되고 있다.
그런데, 전주 도금에 의해 매우 얇은 마스크 시트를 형성한 후에는 전극으로 사용되었던 전도성 기재에서 마스크 시트를 분리하는 과정을 거쳐야 하는데, 마스크 시트가 매우 얇아 분리 과정에서 마스크 시트가 찢어지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 마스크 시트 분리 후에는 마스크 시트를 인장하여 마스크 프레임에 부착하는 과정을 거쳐야 되는데 마스크 시트가 매우 얇아 핸들링하기가 어렵고 인장과정에서 찢어지거나 뒤틀리는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 전도성 기재가 적층된 베이스 기판의 전도성 기재에 전주 도금으로 마스크 시트를 형성한 후 베이스 기판을 식각하여 마스크 프레임을 형성함으로써 전주 도금을 이용한 마스크의 제조 과정에서 마스크 시트의 찢어짐이나 구겨짐을 방지할 수 있는 새도우 마스크 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 기판에 전도성 기재를 형성하는 단계와; 상기 전도성 기재에 마스크 패턴에 상응하여 도금 레지스트를 형성하는 단계와; 전주 도금을 실행하여 상기 도금 레지스트 이외 영역의 상기 전도성 기재에 도금을 수행하여 마스크 시트를 형성하는 단계와; 상기 전도성 기재가 노출되도록 상기 베이스 기판을 식각하여 마스크 프레임을 형성하는 단계와; 상기 마스크 시트의 하면이 노출되도록 상기 전도성 기재를 식각하는 단계를 포함하는, 새도우 마스크 제조 방법이 제공된다.
상기 마스크 시트를 형성하는 단계 이후에, 상기 도금 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크 프레임을 형성하는 단계 이전에, 상기 마스크 시트에 식각 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전도성 기재를 형성하는 단계는, 상기 베이스 기판에 전도성 금속을 스퍼터링 방식으로 증착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판은, 실리콘 기판, 유리 기판 및 수정 기판 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 마스크 시트를 형성하는 단계는, 니켈(Ni) 이온과 철(Fe) 이온을 포함하는 도금액을 사용함으로써 철니켈 합금으로 상기 마스크 시트가 형성되거나, 니켈(Ni) 이온, 철(Fe) 이온과 코발트(Co) 이온을 포함하는 도금액을 사용함으로써 철니켈코발트 합금으로 상기 마스크 시트가 형성될 수 있다.
상기 전도성 기재는, 구리(Cu)를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
상기 전도성 기재를 식각하는 단계는, 암모니아를 포함하는 에칭액 또는 염화철을 포함하는 에칭액으로 상기 구리를 포함하는 재질의 상기 전도성 기재를 식각함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전도성 기재가 적층된 베이스 기판의 전도성 기재에 전주 도금으로 마스크 시트를 형성한 후 베이스 기판을 식각하여 마스크 프레임을 형성함으로써 전주 도금을 이용한 마스크의 제조 과정에서 마스크 시트의 찢어짐이나 구겨짐을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 새도우 마스크 제조 방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 새도우 마스크 제조 방법의 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 새도우 마스크 제조 방법의 흐름도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 새도우 마스크 제조 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 새도우 마스크 제조 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 새도우 마스크 제조 방법의 흐름도이다.
도 1 및 도 2에는, 베이스 기판(12), 전도성 기재(14), 도금 레지스트(16), 음각 패턴(18), 도금조(20), 도금액(22), 양극체(24), 마스크 시트(26), 마스크 패턴(28), 마스크 프레임(30)이 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 새도우 마스크 제조 방법은, 베이스 기판(12)에 전도성 기재(14)를 형성하는 단계와; 전도성 기재(14)에 마스크 패턴(28)에 상응하여 도금 레지스트(16)를 형성하는 단계와; 전주 도금을 실행하여 도금 레지스트(16) 이외 영역의 전도성 기재(14)에 도금을 수행하여 마스크 시트(26)를 형성하는 단계와; 전도성 기재(14)가 노출되도록 베이스 기판(12)을 식각하여 마스크 프레임(30)을 형성하는 단계와; 마스크 시트(26)의 하면이 노출되도록 전도성 기재(14)를 식각하는 단계를 포함한다.
전주 도금은 전기 도금을 이용하여 제품을 제작하는 방법으로서, 마스터의 표면에 일정 두께가 얻어 지기까지 전기 분해에 의해 금속을 도금한 후 마스터에서 분리하여 마스터의 표면과 반대 형상의 제품을 얻는 방법을 말한다.
본 실시예는 베이스 기판(12)의 일면에 형성된 전도성 기재(14)에 도금 레지스트(16)를 형성하고 이를 마스터로 하여 여기에 전기 도금을 실시하여 마스크 시트(26)를 형성하고, 마스크 시트(26) 하면의 베이스 기판(12)과 전도성 기재(14)의 일부를 식각하여 마스크 프레임(30)을 형성함으로써 새도우 마스크를 제작한다.
종래에는 전주 도금을 이용하여 마스크 시트를 형성하고 마스터에서 분리한 후 이를 마스크 프레임에 부착하여 마스크를 제조하였는데, 마스크 시트의 분리 및 마스크 프레임으로의 부착 과정에서 마스크 시트의 찢어짐이나 구겨짐이 발생하였다. 이에 본 실시예에서는 마스크 시트(26)의 분리 없이 베이스 기판(12)의 일부를 식각하여 마스크 프레임(30)을 형성함으로써 이와 같은 문제점을 해결하였다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 새도우 마스크 제조 방법을 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(12)에 전도성 기재(14)를 형성한다(S100).
베이스 기판(12)은, 전주 도금에 따라 마스크 시트(26)가 형성된 후 식각에 따라 마스크 프레임(30)을 형성하기 위한 기판으로서, 실리콘, 유리, 석영 등으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 베이스 기판(12)으로 고순도 실리콘으로 이루어진 실리콘 기판이 사용되었다.
한편, 베이스 기판(12)으로 광 투과성의 유리 기판, 석영(quartz) 기판을 사용할 수 있는데, 베이스 기판(12)이 광 투과성의 유리, 석영으로 구성된 경우 새도우 마스크 하부에서 레이저광의 조사 등이 가능하다.
전도성 기재(14)는 도금조(20)에서 음극체(cathod body) 역할을 하는 것으로서 음극(-) 단자가 연결된다. 전도성 기재(14)로는, 구리(Cu), 스테인리스 스틸(SUS) 등의 이용될 수 있는데, 본 실시예에서는 구리(Cu)를 베이스 기판(12)의 표면에 형성하여 전도성 기재(14)로 사용하였다.
전도성 기재(14)는 전도성 금속을 스퍼터링 방식에 의해 베이스 기판(12)의 표면에 증착함으로써 형성될 수 있다. 전주 도금이 이루어지는 전도성 기재(14)의 면은 매우 평평한 평면을 가져야 한다.
다음에, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 전도성 기재(14)에 마스크 패턴(28)에 상응하여 도금 레지스트(16)를 형성한다(S200). 도금 레지스트(16)는 전기 분해에 의한 금속 도금이 이루어지지 않는 곳으로서, 도금 레지스트(16)의 이외의 전도성 기재(14)에 금속 도금이 이루어진다.
도 2의 (b)를 참조하면, 전도성 기재(14)에 포토 레지스트를 도포한 한 일정 패턴이 형성되는 포토 마스크를 배치하고 노광을 수행하여 전도성 기재(14)에 도금 레지스트(16)를 형성한다. 도금 레지스트(16) 사이에 형성된 음각 패턴(18)에는 도금이 진행되며, 도금 레지스트(16)에 의해 도금이 저지된 부분은 새도우 마스크의 패턴이 된다.
다음에, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 전주 도금을 실행하여 도금 레지스트(16) 이외 영역의 전도성 기재(14)에 도금을 수행하여 마스크 시트(26)를 형성한다(S300).
전주 도금은 도금액(22)이 채워진 도금조(20)에서 이루어지는데 상술한 전도성 기재(14)에 음극(-) 단자를 연결하고, 전도성 기재(14)에 대향하여 배치되는 양극체(24)(anode body)에 양극(+) 단자를 연결하여 전원을 공급하면, 도금조(20) 내의 도금액(22)에 있던 금속 이온이 전도성 기재(14)의 도금 레지스트(16)의 이외 영역에 도금이 이루어진다.
도금액(22)은 형성하고자 하는 도금막 즉, 마스크 시트(26)의 재질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 철니켈 합금인 인바(invar) 박판의 도금막을 형성하고자 하는 경우 니켈(Ni) 이온과 철(Fe) 이온을 포함하는 도금액(22)을 사용하고, 철니켈코발트 합금인 슈퍼 인바(super invar) 박판의 도금막을 형성하고자 하는 경우에는 니켈(Ni) 이온, 철(Fe) 이온과 코발트(Co) 이온을 포함하는 도금액(22)을 사용한다. 본 실시예에서는 철니켈 합금인 인바(invar) 박판의 도금막을 형성하는 경우를 중심으로 설명한다.
종래에는 인바(invar) 합금을 얇게 압연한 후 패턴을 형성하여 마스크 시트(26)로 이용하였으나, 본 실시예에서는 인바 합금을 도금으로 얇게 형성함으로써 보다 얇고 정밀한 마스크 패턴(28)을 갖는 마스크 시트(26)를 제조할 수 있다. 인바 합금은 열팽창계수가 약 1.0 x 10-6 m/cm/℃ 정도로서 매우 낮기 때문에 진공열을 가하는 고온에서도 신축이 적어 고해상도 OLED 제조에 적합하다.
도금막의 두께는 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 도금 레지스트(16)의 두께 보다 작게 도금을 실시한다.
도금조(20)에서 도금이 완료되면 도금이 이루어진 도금체를 도금조(20)에서 꺼내어 도 2의 (e)에 도시된 바와 같이, 도금 레지스트(16)를 제거한다.
다음에, 도 2의 (g)에 도시된 바와 같이, 전도성 기재(14)의 하면이 노출되도록 베이스 기판(12)을 식각하여 마스크 프레임(30)을 형성한다(S400).
마스크 프레임(30)은 전주 도금에 의해 형성된 얇은 박판 형태의 마스크 시트(26)를 지지하기 위한 것으로서, 마스크 시트(26) 하부의 베이스 기판(12)을 제거하여 형성한다.
마스크 프레임(30)의 형성 영역에 에칭 레지스트(미도시)를 형성하고, 베이스 기판(12)을 식각하여 마스크 프레임(30)을 형성한다.
본 실시예에 따르면 베이스 기판(12)이 실리콘 기판으로 형성되어 있어 수산화 칼륨(KOH) 용액 등으로 습식 식각을 수행하여 베이스 기판(12)을 이루는 실리콘 기판을 식각할 수 있다. 이때 식각액이 베이스 기판(12) 면에 대해서 접촉되도록 구성한다.
한편, 베이스 기판(12)의 식각 과정에서 상면에 형성되는 금속성의 마스크 시트(26)의 손상이 발생할 수 있으므로, 본 단계의 수행 전에 도 2의 (f)에 도시된 바와 같이, 마스크 시트(26)에 식각 보호층(27)을 형성할 수 있다.
식각 보호층(27)은 베이스 기판(12)에 대한 식각 과정에서 마스크 시트(26)의 손상을 보호하기 위한 것으로서, 폴리머 등의 물질을 마스크 시트(26)에 코팅하거나 식각액이 마스크 시트(26)에 접촉할 수 없도록 지그 형태로 마스크 시트(26)을 커버하도록 구성할 수 있다. 베이스 기판(12)의 식각 후에는 식각 보호층(27)은 제거할 수 있다.
다음에, 도 2의 (h)에 도시된 바와 같이, 마스크 시트(26)의 하면이 노출되도록 전도성 기재(14)를 식각한다(S500).
베이스 기판(12)이 식각되면서 마스크 시트(26) 하면의 전도성 기재(14)가 노출되는데, 노출된 전도성 기재(14)를 식각하여 마스크 시트(26)의 하면을 노출시켜 마스크를 완성한다.
금속성의 전도성 기재(14)에 대한 식각이 진행되는 동안 금속성의 마스크 시트(26)도 식각될 수 있기 때문에 마스크 시트(26)에 대한 식각을 방지할 필요가 있다. 따라서, 마스크 시트(26)에 대해 전도성 기재(14)에 대해서만 선택적으로 식각할 수 있는 식각액의 선택이 필요하다.
실험에 따르면 암모니아를 포함하는 에칭액 또는 염화철을 포함하는 에칭액으로 구리 성분의 전도성 기재(14)를 식각하는 경우 인바의 식각이 거의 진행되지 않음을 알게 되었다.
이에 따라, 본 실시예에서는 전도성 기재(14)로서 구리(Cu)를 선택하고 마스크 시트(26)로서 철니켈 합금인 인바(invar)를 선택하였으며, 암모니아를 포함하는 에칭액 또는 염화철을 포함하는 에칭액으로 구리 성분의 전도성 기재(14)를 식각함으로써 인바의 식각을 방지하였다.
상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
12: 베이스 기판 14: 전도성 기재
16: 도금 레지스트 18: 음각 패턴
20: 도금조(20) 22: 도금액
24: 양극체 26: 마스크 시트
27: 식각 보호층 28: 마스크 패턴
30: 마스크 프레임
16: 도금 레지스트 18: 음각 패턴
20: 도금조(20) 22: 도금액
24: 양극체 26: 마스크 시트
27: 식각 보호층 28: 마스크 패턴
30: 마스크 프레임
Claims (8)
- 베이스 기판에 전도성 기재를 형성하는 단계와;
상기 전도성 기재에 마스크 패턴에 상응하여 도금 레지스트를 형성하는 단계와;
전주 도금을 실행하여 상기 도금 레지스트 이외 영역의 상기 전도성 기재에 도금을 수행하여 마스크 시트를 형성하는 단계와;
상기 전도성 기재가 노출되도록 상기 베이스 기판을 식각하여 마스크 프레임을 형성하는 단계와;
상기 마스크 시트의 하면이 노출되도록 상기 전도성 기재를 식각하는 단계를 포함하는, 새도우 마스크 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 마스크 시트를 형성하는 단계 이후에,
상기 도금 레지스트를 제거하는 단계를 더 포함하는, 새도우 마스크 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 마스크 프레임을 형성하는 단계 이전에,
상기 마스크 시트에 식각 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 새도우 마스크 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전도성 기재를 형성하는 단계는,
상기 베이스 기판에 전도성 금속을 스퍼터링 방식으로 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 새도우 마스크 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판은,
실리콘 기판, 유리 기판 및 수정 기판 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 새도우 마스크 제조 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 마스크 시트를 형성하는 단계는,
니켈(Ni) 이온과 철(Fe) 이온을 포함하는 도금액을 사용함으로써 철니켈 합금으로 상기 마스크 시트가 형성되거나, 니켈(Ni) 이온, 철(Fe) 이온과 코발트(Co) 이온을 포함하는 도금액을 사용함으로써 철니켈코발트 합금으로 상기 마스크 시트가 형성되는 것을 특징으로 하는, 새도우 마스크 제조 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 전도성 기재는,
구리(Cu)를 포함하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 새도우 마스크 제조 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 전도성 기재를 식각하는 단계는,
암모니아를 포함하는 에칭액 또는 염화철을 포함하는 에칭액으로 상기 구리를 포함하는 재질의 상기 전도성 기재를 식각함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는, 새도우 마스크 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020210095601A KR20230014356A (ko) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | 새도우 마스크 제조 방법 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230014356A true KR20230014356A (ko) | 2023-01-30 |
Family
ID=85106109
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| KR (1) | KR20230014356A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180001666A (ko) | 2016-06-24 | 2018-01-05 | 에이피시스템 주식회사 | 전주도금법을 이용한 미세 금속 마스크 제조방법 |
-
2021
- 2021-07-21 KR KR1020210095601A patent/KR20230014356A/ko unknown
Patent Citations (1)
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