KR20140106986A - 다중 노광과 도금에 의한 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법 - Google Patents

다중 노광과 도금에 의한 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법 Download PDF

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Abstract

포토레지스트 패턴 측벽의 형상을 제어함으로써 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 도금에 의해 최종적으로 얻어지는 새도우 마스크의 개구 측벽의 형상을 제어하여 개구 저면 방향의 유기발광디스플레이 기판상에 도포되는 유기발광재료의 균일한 도포가 이루어지도록 하고, 나아가 유기발광디스플레이 소자의 고해상도와 화질 개선을 달성하기 위한 새도우 마스크 제조방법, 그 새도우 마스크 및 이를 사용한 유기발광디스플레이 제조방법이 개시된다.

Description

다중 노광과 도금에 의한 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법 {method for producing shadow mask for OLED fabrication by multiple exposure and electroplating}
본 발명은 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법, 그 새도우 마스크 및 이를 사용한 유기발광디스플레이 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 다중 노광과 도금에 의한 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법 및 그 새도우 마스크에 관한 것이다.
최근 평면 디스플레이 분야에서는 비약적인 발전이 이루어지고 있는데, 특히 LCD(Liquid Crystal Display)를 선두로 하여 등장하기 시작한 평면 디스플레이는 CRT(Cathode Ray Tube)를 추월하여, 최근에는 PDP(Plasma Display Panel), VFD(Visual Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), LED(Light Emitting Diode), EL(Electroluminescence) 등의 디스플레이 소자가 치열한 각축을 벌이고 있는 상황이며, 각각 시인성, 색감 및 제조공정의 면에서 많은 개선이 이루어져, 그 응용분야를 넓혀가고 있다.
특히, 최근에는 표시장치의 대형화에 따른 공간 점유가 적은 평판 디스플레이 패널로서 유기발광디스플레이(OLED)(또는 유기발광다이오드)가 주목되고 있는데, 유기발광디스플레이는 유기 EL 디스플레이라고도 하며, 두께가 매우 얇을 뿐 아니라, 매트릭스 형태로 어드레스 할 수 있으며, 15V 이하의 낮은 전압으로도 구동이 가능한 장점을 가지고 있기 때문이다.
이와 같은 유기발광디스플레이 패널을 만드는데 있어서 유기물 증착 영역 및 제 2 전극을 형성하기 위해서는 일반적으로 새도우 마스크(shadow mask)가 사용되는데, 특히, 풀-컬러 유기발광디스플레이를 만들 경우에는 새도우 마스크를 사용하여 RGB 화소(픽셀) 영역들을 형성하고 있다. 이때, 새도우 마스크의 해상도는 제품의 해상도를 결정하게 되므로 해상도가 좋아야 함은 물론이고, 기판과 새도우 마스크의 정렬(align)이 매우 중요하게 된다.
종래기술로는 금속 시트에 포토레지스트(PR)을 도포하고, 마스크를 이용한(또는 노광기를 이용하여 마스크 없이 직접 패턴 형성) 노광 및 현상 공정에 의해 패턴을 형성한 후, 습식 식각(WET ETCHING)에 의하여 금속 시트에 패턴을 전사함으로써 새도우 마스크를 제조하는 방식이 널리 이용되어 왔다.
그러나, 습식 식각에 의한 방식은 식각의 등방성(isotropy)에 의해 식각 과정에서의 패턴 폭의 정밀한 제어가 곤란한 문제점이 있어, 고해상도의 패턴을 얻기 어려운 한계가 있어, 보다 고해상도의 패턴을 얻기 위하여 도금(electroplating)에 의한 새도우 마스크 제조 방식이 검토되고 있다.
도 1a 내지 도 1c는 새도우 마스크 형성을 위한 종래기술의 방법으로 얻어진 포토레지스트 패턴을 도금 공정에 그대로 적용한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a에 나타난 바와 같이, 마스크(14)를 사용한 노광을 할 경우, 도금용 기판(20) 상의 포토레지스트 막(12)에 대하여 소정의 패턴이 형성된 마스크(14)를 정렬하여 노광(exposure)을 진행한다.
이후, 베이크(bake), 현상(develop)을 거치면 도 1b에 나타난 바와 같이, 기판(20) 상의 원하는 위치에 포토레지스트 패턴(12)이 형성된다. 도 1a 내지 도 1b의 포토레지스트 패턴을 얻는 과정은 종래의 습식 식각을 통한 새도우 마스크 제조 방식의 경우와 차이가 없다.
그러나, 이러한 포토레지스트 패턴(12)을 이용하여 도금 공정을 진행하면 도 1c에 나타낸 바와 같이, 포토레지스트 패턴이 형성되지 않은 영역에 도금에 의한 금속 막(10)이 형성되는데, 그 형상은 포토레지스트 패턴의 형상에 의존하게 되므로, 도금 막(10)의 형성 이후, 포토레지스트 패턴(12) 및 기판(20)을 제거하면 수직한 측벽을 갖는 개구들이 형성된 새도우 마스크(10)가 얻어지게 된다.
도 2는 위의 종래기술과 동일한 노광공정을 진행하고, 도금을 통해 얻어진 새도우 마스크(10)를 유기발광디스플레이 제조 공정에 적용한 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a 내지 도 1c와 같이 종래기술의 노광공정을 그대로 사용하고 습식 식각을 단순히 도금 공정으로 대체하게 되면, 기존에 비해 고해상도의 패턴을 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 도금 공정에서는 새도우 마스크의 개구 측벽의 경사를 제어하기 곤란하여 측벽의 경사가 지나치게 수직하게 형성됨으로써 개구 하부의 일부 영역에서 개구 측벽에 의한 가려짐 효과가 발생하여 유기발광재료의 균일한 도포가 이루어지지 못하는 문제점이 발생하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이 개구의 측벽(11')의 경사가 지나치게 수직 형성되어 있다면 개구 하부의 기판(1)상 화소 영역(6')에 유기발광재료가 균일하게 도포되지 못하게 되는데, 그 이유는 도시된 바와 같은 유기물 소스(2)와의 위치 관계에 따라 일부 개구 하부에 대한 유기발광재료의 공급 경로(3)가 측벽에 의해 차폐됨으로써 해당 개구 측벽 바로 하부의 일정 영역(5)에는 유기발광재료가 원활하게 공급되지 못하는 현상이 발생하기 때문이다.
이러한 현상은 유기발광 디스플레이 소자의 화소 패턴의 정밀도를 저하시켜 고해상도를 얻는 것을 곤란하게 하여 화질의 저하로 이어지게 된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 포토레지스트 패턴 측벽의 형상을 제어함으로써 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 도금에 의해 최종적으로 얻어지는 새도우 마스크의 개구 측벽의 형상을 제어하여 개구 저면 방향의 유기발광디스플레이 기판상에 도포되는 유기발광재료의 균일한 도포가 이루어지도록 하고, 나아가 유기발광디스플레이 소자의 고해상도와 화질 개선을 달성하기 위한 것이다.
또한, 유기발광 디스플레이의 우수한 화소 균일도(uniformity)를 위해서는 새도우마스크 패턴의 균일도가 중요한데, 본 발명은 포토레지스트 패턴 측벽 형상을 원활히 제어하면서도 전면에 걸친 우수한 균일도와 재현성을 갖는 안정적인 공정을 구현하기 위한 것이다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시형태에 관한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조방법은, 도금용 기판 표면에 포토레지스트 막을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 막을 노광영역의 폭을 조정하여 n회(n≥2) 노광하는 단계; 상기 포토레지스트 막을 현상하여 패턴 측벽이 테이퍼 형상을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 포토레지스트 패턴에 의해 상기 도금용 기판상에 도금 공정을 진행함으로써 개구 측벽이 제어된 형상을 갖는 새도우 마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 노광하는 단계에서는 노광영역 폭이 조정된 n개의 마스크를 사용하여 n회 노광하는 방식을 적용할 수 있다.
또는, 상기 노광하는 단계에서는 마스크 없이 노광기에 설정된 노광영역 폭을 조정하여 n회 노광하는 방식을 적용할 수 있다.
나아가, 상기 노광하는 단계에서는 노광세기를 조정하여 n회 노광하는 방식을 적용할 수 있다.
한편, 상기 노광 이후 상기 현상 이전에 베이크(bake) 공정을 진행하는 단계를 더 포함하는 실시형태도 가능하다.
나아가, 상기 새도우 마스크 패턴의 상기 제어된 형상은 상기 새도우 마스크 패턴 개구의 제1면상의 폭이 상기 패턴 개구의 제2면상의 폭보다 큰 형상인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 한 측면에 의한 유기발광디스플레이용 새도우 마스크는, 도금용 기판 표면에 포토레지스트 막을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 노광 영역의 폭을 변화시켜 n회(n≥2) 노광하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 현상하여 패턴 측벽이 제어된 형상을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴에 의해 상기 도금용 기판상에 도금 공정을 진행함으로써 형성되고, 개구 측벽이 제어된 형상을 갖는 복수 개의 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 한 측면에 의한 유기발광디스플레이용 새도우 마스크는, 도금 막으로 된 판상의 금속 기재; 및 상기 기재상에 형성되며 유기발광디스플레이의 화소 배열 형성에 사용되는 하나 이상의 셀 패턴 영역을 포함하고, 상기 셀 패턴은 상기 판상의 금속 기재를 관통하는 복수개의 개구를 포함하며 상기 개구는 상기 화소 배열 형성을 위한 유기발광재료가 입사될 상기 판상의 제1면상의 개구 폭이 반대쪽 제2면상의 개구 폭에 비하여 넓은 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 또 다른 한 측면에 의한 유기발광디스플레이 제조방법은, 도금용 기판 표면에 포토레지스트 막을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 노광 영역의 폭을 변화시켜 n회(n≥2) 노광하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 현상하여 패턴 측벽이 기울기를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴에 의해 상기 도금용 기판상에 도금 공정을 진행함으로써 형성되고, 개구 측벽이 기울기를 갖는 복수 개의 패턴을 갖는 새도우 마스크를 이용하여 화소영역에 유기발광재료를 증착하는 것을 특징으로 한다.
나아가, 본 발명의 또 다른 한 측면에 의한 유기발광디스플레이 제조방법은, 도금 막으로 된 판상의 금속 기재 및 상기 기재상에 형성되며 유기발광디스플레이의 화소 배열 형성에 사용되는 하나 이상의 셀 패턴 영역을 포함하고, 상기 셀 패턴은 상기 판상의 금속 기재를 관통하는 복수개의 개구를 포함하며 상기 개구는 상기 화소 배열 형성을 위한 유기발광재료가 입사될 상기 판상의 제1면상의 개구 폭이 반대쪽 제2면상의 개구 폭에 비하여 넓은 유기발광디스플레이용 새도우 마스크의 상기 제2면과 유기발광디스플레이용 기판을 정렬하는 단계; 및 상기 유기발광디스플레이용 기판에 상기 새도우 마스크상의 상기 패턴 개구들을 관통하여 상기 유기발광재료를 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 다중 노광과 도금에 의한 유기발광 디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법에 의해 원하는 측벽 형상으로 제어된 고해상도의 새도우 마스크를 도금에 의해 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 새도우 마스크를 유기발광디스플레이 제조공정에 사용함으로써 측벽에 의한 증착 재료의 차폐효과를 경감할 수 있게 되어 유기발광디스플레이 소자의 해상도를 더욱 높이고 화질을 개선하는 것이 가능하게 된다.
또한, 유기발광 디스플레이의 우수한 화소 균일도(uniformity)를 위해서는 새도우마스크 패턴의 균일도가 중요한데, 본 발명에 의해 포토레지스트 패턴 측벽 형상을 원활히 제어하면서도 전면에 걸친 우수한 균일도와 재현성을 갖는 안정적인 공정을 구현할 수 있게 된다.
도 1a 내지 도 1c는 새도우 마스크 제조를 위한 종래기술의 포토레지스트 패턴을 도금 공정에 그대로 적용한 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래기술과 동일한 노광공정을 진행하고, 도금을 통해 얻어진 새도우 마스크를 유기발광디스플레이 제조 공정에 적용한 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 새도우 마스크를 유기발광디스플레이 소자의 제조공정 중 유기발광재료의 증착 공정에 적용한 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 한 실시형태로서 네거티브PR을 이용한 테이퍼 개구 측벽을 갖는 새도우 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 또 다른 실시형태로서 포지티브PR을 이용한 테이퍼 개구 측벽을 갖는 새도우 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시형태로서 네거티브PR에 대해 노광기를 사용하여 노광하는 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시형태로서 포지티브PR에 대해 노광기를 사용하여 노광하는 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시형태로서 포토레지스트에 대해 다수 회 노광을 하여 새도우 마스크 측벽의 기울기를 원하는 형상으로 제어하는 실시형태를 나타내는 도면이다.
이하에서는, 본 발명의 다중 노광과 도금에 의한 유기발광 디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법, 그 새도우 마스크 및 이를 사용한 유기발광디스플레이 소자 제조방법의 예시적인 실시형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 새도우 마스크를 유기발광디스플레이 소자의 제조를 위한 유기발광재료의 증착 공정에 적용한 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
유기발광디스플레이 소자 제조를 위한 기판(1)으로는 유리나 또는 플라스틱 등의 유연성(flexible) 기판이 사용될 수 있으며, 증착 공정에서는 기판(1)상의 원하는 영역에 유기발광재료를 공급하기 위한 유기발광재료 소스(2)가 기판(1)의 전면에 이격 배치되며, 기판(1)과 유기발광재료 소스(2)의 사이에는 새도우 마스크(10)가 배치되는데, 새도우 마스크(10)에는 기판(1) 상의 화소 영역(6)에 유기발광재료 등을 증착 형성시키기 위한 소정의 개구 패턴이 형성된다.
본 발명의 새도우 마스크(10)는 도금에 의해 제조되는 것으로서, 패턴 개구(opening) 측벽(11)이 제어된 형상을 갖는 것을 특징으로 하며, 도 3에 예시된 바와 같이 개구 측벽(11)이 소정의 경사를 갖는 테이퍼(taper) 유사의 형상으로 되어 개구의 한쪽 방향 입구가 반대 방향의 입구보다 넓도록 형성되는 것일 수 있다.
이와 같이 제어된 테이퍼 형상의 측벽을 갖는 개구는, 위의 도 2에 도시된 유기발광재료 증착 공정에서의 개구 측벽(11)에 의한 유기발광재료 공급경로의 차폐 효과를 방지하여 개구 하부의 기판(1)상 화소 영역(6)상에 보다 균일하고 해상도 높은 유기발광재료의 도포가 가능하도록 한다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 한 실시형태(제1 실시형태)로서 네거티브PR을 이용한 테이퍼 개구 측벽을 갖는 새도우 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4f에 도시된 바와 같이, 도금 공정에서는 도금용 기판(20) 상의 포토레지스트 패턴(12')에 의해 가려지지 않은 개구 하부 노출 부분의 전계에 의해 금속 재료의 이온(ion)이 표면에 누적됨으로써 도금 막(10)이 형성되며, 형성 중의 도금 막(10)은 다시 그 자체가 도금용 기판(20)의 표면과 같은 역할을 하여 전계를 형성함으로써 그 상부에 계속하여 도금 막(10)이 성장되어 간다. 결과적으로 도금 막(10)의 성장 과정은 포토레지스트 패턴(12')에 의해 형성된 개구를 하부로부터 순차적으로 채우는 형태가 된다.
채워진 도금 막은 새도우 마스크(10)를 형성하게 되므로, 도금에 의해 형성되는 새도우 마스크(10)의 개구 측벽 형상은 포토레지스트의 패턴 측벽 형상에 의해 결정되게 된다. 그러므로 새도우 마스크(10)의 개구 측벽(11) 형상을 제어하여, 예컨대 도 3과 같은 테이퍼 유사의 형상을 갖도록 하기 위해서는 포토레지스트 패턴의 측벽 형상을 제어하는 방법이 효과적일 수 있다.
도금용 기판(20)으로는 일반적으로 SUS(스테인레스) 등의 금속 시트나 ITO가 도포된 유리 기판 등이 사용될 수 있다. 그 상면에 포토레지스트(12)가 도포되며, 마스크(14)를 이용한 노광을 하거나, 또는 마스크 없이 노광영역 및 노광세기의 설정이 가능한 노광기(디지털 노광기 등)를 사용하는 방식에 의해(도시되지 않음) 노광을 하는 것도 가능하다.
포토레지스트(PR)는 포지티브(positive)PR과 네거티브(negative)PR의 두 가지 방식이 있는데, 포지티브PR은 노광 부분이 현상에 의해 제거되는 PR을 말하며, 네거티브PR은 노광 부분이 현상에 의해 잔류하는 특성을 갖는 PR을 말한다.
도 4a 내지 도 4f에 도시된 제1 실시형태에서는, 우선, 도 4a에 나타낸 바와 같이 기판(20)에 네거티브 포토레지스트(12) 막을 도포하며, 도 4b와 같이 넓은 폭의 노광영역 패턴(W)을 갖는 제1 마스크(14)에 의해 제1회 노광을 진행한다.
한편, 도 4c와 같이 좁은 폭의 노광영역 패턴(N)을 갖는 제2 마스크(14')에 의해 제2회 노광을 진행한다.
제1회 노광의 노광영역 패턴(W)의 폭과 제2회 노광의 노광영역 패턴(N)의 폭은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻도록, 필요에 따라 컴퓨터 시뮬레이션이나 실험을 통해 최적화될 수 있다. 양 패턴의 폭이 많이 차이가 날수록 패턴 측벽의 경사가 완만해 지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
여기서, 제1회 노광과 제2회 노광의 노광영역의 폭을 달리하면서, 그와 함께 광량이나 노출시간 등의 공정변수를 조정하여 노광세기를 다르게 조정할 수도 있다. 이때, 노광세기의 조정은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻을 수 있도록 필요에 따라 실험적으로 최적화될 수 있으며, 넓은 폭을 갖는 노광영역으로 진행되는 제1회 노광에 대하여 제2회 노광에 비해 노광세기가 낮도록 조정할수록 패턴 측벽의 경사가 완만해 지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
이후, 도 4d와 같이 포토레지스트의 베이크(bake) 공정과 현상 공정을 거치면 도 4e와 같이 제1회 노광 및 제2회 노광을 거친 부분이 잔류하게 되어 테이퍼 또는 테이퍼 유사 형상의 측벽을 갖는 포토레지스트 패턴(12')이 얻어지게 된다. 이때, 베이크 공정의 조건 설정 역시 최종적으로 얻어지는 포토레지스트 패턴(12')의 측벽 형상에 영향을 미칠 수 있으므로 필요에 따라 실험적으로 최적화될 수 있다.
이러한 포토레지스트 패턴(12')을 이용하여 도금 공정을 진행하면 도 4f에 개략적으로 예시한 바와 같이 제어된 형상, 예컨대 테이퍼 형상의 개구 측벽을 갖는 도금 막(10)이 얻어지며, 도금 공정 완료 후 포토레지스트 패턴(12')과 기판(20)을 제거하면 제어된 형상, 예컨대 테이퍼 형상의 개구 측벽을 갖는 본 발명의 새도우 마스크(10)가 최종적으로 얻어지게 된다. 얻어진 포토레지스트 패턴의 형상은 새도우 마스크 전면에 걸쳐 우수한 균일도(uniformity)와 재현성을 가져야 하는데, 본 발명에 의한 포토레지스트 형상 제어를 적용함으로써 이를 달성할 수 있다.
여기서, 도금 막(10)의 재료로는 다양한 금속 재료가 사용 가능하며, 예컨대 열팽창계수가 적절하도록 소정의 합금 비율(니켈 약 36 중량%)로 조정된 Fe와 Ni합금(관용명칭으로 '인바' 또는 'Invar'라 함)을 사용할 수 있다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 또 다른 실시형태(제2 실시형태)로서 포지티브PR을 이용한 테이퍼 개구 측벽을 갖는 새도우 마스크의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(20)상에 포지티브 포토레지스트(12) 막을 도포하며, 도 5b와 같이 넓은 폭의 노광영역 패턴(W)을 갖는 제1 마스크(14)에 의해 제1회 노광을 진행한다.
한편, 도 5c와 같이 좁은 폭의 노광영역 패턴(N)을 갖는 제2 마스크(14')에 의해 제2회 노광을 진행한다.
이후, 도 5d와 같이 포토레지스트의 베이크(bake) 공정과 현상 공정을 거치면, 도 5e와 같이 제1회 노광 및 제2회 노광을 거친 부분이 제거되게 되어(포지티브PR의 특성) 원하는 소정 형상, 예컨대 테이퍼나 테이퍼 유사 형상의 측벽을 갖는 포토레지스트 패턴(12')이 얻어지게 된다.
제1회 노광의 노광영역 패턴(W)의 폭과 제2회 노광의 노광영역 패턴(N)의 폭은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻도록, 필요에 따라 컴퓨터 시뮬레이션이나 실험을 통해 최적화될 수 있다. 양 패턴의 폭이 많이 차이가 날수록 패턴 측벽의 경사가 완만해지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
여기서, 제1회 노광과 제2회 노광의 노광영역의 폭을 달리하면서, 그와 함께 광량이나 노출시간 등의 공정변수를 조정하여 노광세기를 다르게 조정할 수도 있다. 이때, 노광세기의 조정은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻을 수 있도록 필요에 따라 실험적으로 최적화될 수 있으며, 넓은 폭을 갖는 노광영역으로 진행되는 제1회 노광에 대하여 제2회 노광에 비해 노광세기가 낮도록 조정할수록 패턴 측벽의 경사가 완만해지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
이러한 포토레지스트 패턴(12')을 이용하여 도금 공정을 진행하면 도 5f에 나타난 바와 같이 원하는 소정 형상, 예컨대 테이퍼 형상의 측벽을 갖는 도금 막(10)이 얻어지며, 도금 공정 완료 후 포토레지스트 패턴(12')과 기판(20)을 제거하면 테이퍼(또는 테이퍼 유사 형상의) 개구 측벽을 갖는 본 발명의 새도우 마스크(10)가 얻어지게 된다.
상술한 제1실시형태와 비교하면 제2실시형태의 새도우 마스크는 측벽의 기울기가 상하 반대로 되어 있는(MIRROR 이미지 형태) 차이가 있는데, 유기발광재료 증착 공정에서는 유기발광재료 소스를 향한 방향의 개구 폭이 반대쪽 개구 폭보다 넓어야 하므로, 제2 실시형태의 경우에는 상하를 뒤집어 도 1과 같이 유기발광재료 소스 방향의 개구가 폭이 넓도록 배치하여, 제1실시형태와 마찬가지로 증착 공정에 새도우 마스크로 사용이 가능하게 된다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시형태로서 네거티브PR에 대하여 노광기를 사용하여 노광하는 제3 실시형태를 나타낸다.
마스크를 사용하지 않고(mask-less) 노광 영역 및 세기의 설정이 가능한 노광기(예컨대, 디지털 노광기)에 의한 노광 공정을 통하여서도 다수 회의 노광을 진행한다면 상술한 제1 및 제2 실시형태와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
가령, 네거티브PR의 경우, 도 6a에 도시한 바와 같이 제1노광 시에는 폭이 넓은 제1영역(S1)에 대해 노광이 이루어지도록 노광기를 제어하고, 도 6b와 같이 제2노광 시에는 폭이 좁은 제2영역(S2)에 대해 노광이 이루어지도록 노광기를 제어한다면 상술한 제1실시형태의 경우와 유사한 효과를 얻을 수 있다.
제1영역(S1)의 폭과 제2영역(S2)의 폭은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻도록, 필요에 따라 컴퓨터 시뮬레이션이나 실험을 통해 최적화될 수 있다. 양 패턴의 폭이 많이 차이가 날수록 패턴 측벽의 경사가 완만해지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
여기서, 제1회 노광과 제2회 노광의 노광영역의 폭을 달리하면서, 그와 함께 광량 또는 노출시간 등의 공정변수를 조정하여 노광세기를 다르게 조정할 수도 있다. 이때, 노광세기의 조정은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻을 수 있도록 필요에 따라 실험적으로 최적화될 수 있으며, 넓은 폭을 갖는 노광영역으로 진행되는 제1회 노광에 대하여 제2회 노광에 비해 노광세기가 낮도록 조정할수록 패턴 측벽의 경사가 완만해지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시형태로서 포지티브PR에 대하여 노광기를 사용하여 노광하는 실시형태를 나타낸다.
포지티브PR을 사용하는 경우에도 도 7a에 나타난 바와 같이 제1노광 시에는 폭이 넓은 제1영역(T1)에 대해 노광이 이루어지도록 노광기를 제어하고, 도 7b에 나타난 바와 같이 제2노광 시에는 폭이 좁은 제2영역(T2)에 대해 노광이 이루어지도록 노광기를 제어한다면 상술한 제2실시형태의 경우와 유사한 효과를 얻을 수 있다.
제1영역(T1)의 폭과 제2영역(T2)의 폭은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻도록, 필요에 따라 컴퓨터 시뮬레이션이나 실험을 통해 최적화될 수 있다. 양 패턴의 폭이 많이 차이가 날수록 패턴 측벽의 경사가 완만해지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
여기서, 제1회 노광과 제2회 노광의 노광영역의 폭을 달리하면서, 그와 함께 광량 또는 노출시간 등의 공정 변수를 조정하여 노광세기를 다르게 조정할 수도 있다. 이때, 노광세기의 조정은 최종적으로 원하는 패턴 측벽 형상을 얻을 수 있도록 필요에 따라 실험적으로 최적화될 수 있으며, 넓은 폭을 갖는 노광영역으로 진행되는 제1회 노광에 대하여 제2회 노광에 비해 노광세기가 낮도록 조정할수록 패턴 측벽의 경사가 완만해지는 경향이 나타난다(즉, 측벽이 보다 기울어진 상태).
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시형태로서 포토레지스트에 대하여 다수 회의 노광을 수행하여 새도우 마스크 측벽의 기울기를 원하는 형상으로 제어하는 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
위에서 살펴본 실시형태들은 2회의 노광을 진행하는 구성이었으나, 본 발명의 실시형태는 일반적인 n회(n은 2 이상의 정수)의 노광을 진행하는 구성으로 확장이 가능하며, 이와 같이 다수회의 노광을 진행할 경우, 각 노광 시의 노광영역을 조정하거나 필요에 따라 노광세기를 조정하여 보다 정밀한 패턴 기울기의 제어가 가능하게 된다.
가령, 도 8a에 나타낸 바와 같이 노광영역을 조정한 다수회의 노광을 통해 도금용 기판(20)상에서 각각 측벽 기울기가 각각 a, b, c인 3개의 영역을 갖도록 포토레지스트 패턴(12') 형상을 제어할 수도 있으며, 이러한 포토레지스트 패턴(12')을 이용하여 도금을 수행하면 도 9b와 같이 개구 측벽 형상이 보다 정밀하게 제어된 새도우 마스크(10)를 얻게 된다.
상기 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1: 유기발광디스플레이용 기판
2: 유기발광재료 소스
6: 유기발광재료 증착 영역
10: 새도우 마스크
11: 패턴 개구 측벽
12: 포토레지스트
14: 포토 마스크
20: 도금용 기판

Claims (10)

  1. 도금용 기판 표면에 포토레지스트 막을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트 막을 노광영역의 폭을 조정하여 n회(n≥2) 노광하는 단계;
    상기 포토레지스트 막을 현상하여 패턴 측벽이 제어된 형상을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트 패턴에 의해 상기 도금용 기판상에 도금 공정을 진행함으로써 개구 측벽이 제어된 형상을 갖는 새도우 마스크 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노광하는 단계는 노광영역 폭이 조정된 n개(n≥2)의 마스크를 사용하여 n회(n≥2) 노광하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노광하는 단계는 마스크 없이 노광기에 설정된 노광영역 폭을 조정하여 n회(n≥2) 노광하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광하는 단계는 노광세기를 조정하여 n회(n≥2) 노광하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광 이후 상기 현상 이전에 베이크(bake) 공정을 진행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 새도우 마스크 패턴의 상기 제어된 형상은 상기 새도우 마스크 패턴 개구의 제1면상의 폭이 상기 패턴 개구의 제2면상의 폭보다 큰 형상인 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크 제조 방법.
  7. 도금용 기판 표면에 포토레지스트 막을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 노광 영역의 폭을 변화시켜 n회(n≥2) 노광하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 현상하여 패턴 측벽이 제어된 형상을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴에 의해 상기 도금용 기판상에 도금 공정을 진행함으로써 형성되고, 개구 측벽이 제어된 형상을 갖는 복수 개의 패턴을 갖는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크.
  8. 도금 막으로 된 판상의 금속 기재; 및
    상기 기재상에 형성되며 유기발광디스플레이의 화소 배열 형성에 사용되는 하나 이상의 셀 패턴 영역을 포함하고,
    상기 셀 패턴은 상기 판상의 금속 기재를 관통하는 복수개의 개구를 포함하며 상기 개구는 상기 화소 배열 형성을 위한 유기발광재료가 입사될 상기 판상의 제1면상의 개구 폭이 반대쪽 제2면상의 개구 폭에 비하여 넓은 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이용 새도우 마스크.
  9. 도금용 기판 표면에 포토레지스트 막을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 노광 영역의 폭을 변화시켜 n회(n≥2) 노광하는 단계, 상기 포토레지스트 막을 현상하여 패턴 측벽이 기울기를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴에 의해 상기 도금용 기판상에 도금 공정을 진행함으로써 형성되고, 개구 측벽이 기울기를 갖는 복수 개의 패턴을 갖는 새도우 마스크를 이용하여 화소영역에 유기발광재료를 증착하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이 제조방법.
  10. 도금 막으로 된 판상의 금속 기재 및 상기 기재상에 형성되며 유기발광디스플레이의 화소 배열 형성에 사용되는 하나 이상의 셀 패턴 영역을 포함하고, 상기 셀 패턴은 상기 판상의 금속 기재를 관통하는 복수개의 개구를 포함하며 상기 개구는 상기 화소 배열 형성을 위한 유기발광재료가 입사될 상기 판상의 제1면상의 개구 폭이 반대쪽 제2면상의 개구 폭에 비하여 넓은 유기발광디스플레이용 새도우 마스크의 상기 제2면과 유기발광디스플레이용 기판을 정렬하는 단계; 및
    상기 유기발광디스플레이용 기판에 상기 새도우 마스크상의 상기 패턴 개구들을 관통하여 상기 유기발광재료를 공급하는 단계를 포함하는 유기발광디스플레이 제조방법.
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