KR100671658B1

KR100671658B1 - 마스크 프레임 및 이를 사용한 마스크 고정방법

Info

Publication number: KR100671658B1
Application number: KR1020050000962A
Authority: KR
Inventors: 강희철; 김진규
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2007-01-19
Also published as: JP2006188752A; KR20060080480A; TW200629972A; US20060148368A1; TWI299238B; US7718031B2; JP4481240B2; CN1824824A

Abstract

본 발명은 대면적 유기전계 발광소자를 제조하기 위하여 패턴이 형성되어 있는 패턴형성부와 패턴형성부의 주위에 위치하는 테두리를 포함하는 마스크가 용접되어 고정되는 마스크 프레임에 관한 것으로서, 상기 패턴형성부에 대응하는 관통창과, 상기 테두리에 대응하는 받침부로 이루어지고, 상기 받침부에는 진공펌프에 연결되는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하므로, 마스크의 패턴형성부에 형성되어 있는 패턴을 손상시키지 않고 안전하게 마스크를 마스크 프레임에 고정시킬 수 있다.

구멍, 진공홈, 진공력, 진공펌프

Description

마스크 프레임 및 이를 사용한 마스크 고정방법{MASK FRAME AND METHOD FOR FIXING A MASK ON THE MASK FRAME}

도 1은 일반적인 유기전계 발광소자를 제조하기 위한 마스크의 장착상태를 개략적으로 나타낸 분해 사시도;

도 2는 패턴이 형성되어 있는 일반적인 마스크를 나타낸 평면도;

도 3은 중량바를 사용해서 마스크를 마스크 프레임에 고정시킨 상태를 나타내는 사시도;

도 4는 일반적인 마스크 프레임에 마스크가 용접되어 있는 상태를 나타낸 사시도;

도 5는 본 발명에 따른 마스크 프레임을 나타낸 사시도;

도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 마스크 프레임에 마스크를 용접하는 작업상태를 순차적으로 나타낸 사시도;

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 프레임을 나타낸 사시도;

도 8은 도 7의 마스크 프레임에 마스크가 압착된 상태를 선 I-I를 취하여 나타낸 단면도;

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크 프레임을 나타낸 사시도;

도 10은 도 9의 마스크 프레임에 마스크가 압착된 상태를 선 II-II를 취하여 나타낸 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

15, 25, 35 : 마스크 프레임

15a, 25a, 35a : 관통창

15b, 25b, 35b : 받침부

15c, 25c, 35c : 구멍

25e : 요홈

35d : 진공홈

17 : 진공펌프

A : 장력

W : 용접부위

본 발명은 유기전계 발광소자의 대면적 패턴영역에 유기물을 증착하기 위하여 사용되는 마스크가 용접되어 고정되는 마스크 프레임 및 마스크 고정방법에 관한 것이고, 더 상세하게 유기전계발광 디스플레이 장치의 대면적 유기전계 발광소자를 제조하기 위하여 유기물층을 증착할 때 사용되는 마스크를 용접하기 전에 패 턴의 손상없이 견고하게 지지할 수 있는 마스크 프레임 및 마스크 고정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 평판 디스플레이 중의 하나인 전계발광 디스플레이 장치는 발광층으로 사용하는 물질에 따라서 무기전계발광 디스플레이 장치와, 유기전계발광 디스플레이 장치로 구분되고, 유기전계발광 디스플레이 장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량의 박형이면서 시야각이 넓을 뿐만 아니라 응답속도 또한 빠르다는 장점을 구비하고 있다.

이러한 유기전계발광 디스플레이 장치의 유기전계 발광소자는 기판 상에 적층식으로 형성되는 양극, 유기물층 및 음극으로 구성된다. 상기 유기물층은 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛을 방출하는 유기 발광층의 유기물층을 포함하고, 또한 정공과 전자를 유기 발광층으로 원활하게 수송하여 발광효율을 향상시키기 위하여 상기 음극과 유기 발광층 사이에 전자 주입층과 전자 수송층의 유기물층을 개재시키면서 양극과 유기 발광층 사이에 정공 주입층과 정공 수송층의 유기물층을 개재시킨다.

상술된 구조로 이루어진 유기전계 발광소자는 일반적으로, 진공증착법, 이온 플레이팅법 및 스퍼터링법 등과 같은 물리기상 증착법 또는 가스 반응에 의한 화학기상 증착법으로 제작된다. 그리고, 이러한 방법들에 의해서 유기전계 발광소자를 제작할 때 상술된 유기물층들을 적절한 위치에 적층시키기 위하여 소정의 패턴이 형성되어 있는 마스크가 필요하고, 상기 마스크는 마스크 프레임에 외측으로 장력이 인가된 상태에서 고정 설치된다.

즉, 도 1을 참조하면, 기판(1)의 일면에 소정 구조의 유기물층(미도시)을 형성하기 위하여, 상기 유기물층의 구조에 대응하는 패턴이 형성되어 있는 패턴형성부(3a)를 갖는 마스크(3)는 마스크 프레임(5)에 고정된다. 그리고, 유기물 증착원(미도시)으로부터 화살표(B) 방향으로 공급되는 기상의 유기물질은 마스크 프레임(5)의 개구부(5a)와 마스크(3)의 패턴형성부(3a)를 통과하여 기판(1)에 증착하여 유기물층의 소정 구조를 형성한다.

도 2를 참조하면, 마스크(3)는 상술한 바와 같이 소정 형상의 패턴이 형성되어 있는 패턴형성부(3a)와, 상술된 마스크 프레임에 고정되는 테두리(3b)로 구분된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 마스크를 마스크 프레임에 용접하기 위해서는, 마스크(3)는 먼저 화살표 A로 표시된 방향으로 장력이 인가된 상태에서 마스크 프레임(5) 상에 위치된다. 그리고, 마스크(3) 위에 중량바(7)를 안착시켜서 마스크 프레임(5)에 마스크(3)를 일시적으로 고정시킨다. 이 후에, 마스크(3)의 테두리(3b)를 마스크 프레임(5)에 용접, 특히 점용접에 의한 용접부위(W)를 통해서 고정시킨다. 이러한 점용접 작업은 중량바(7)를 마스크(3) 위에서 이동시킨 후에 계속 수행된다.

그러나, 중량바(7)를 마스크(3) 상에 안착시키거나 또는 이동시키는 동안, 마스크(3)의 패턴형성부(3a)에 형성되어 있는 미세한 구조의 패턴은 중량바(7)에 의해서 손상될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 작업자는 중량바(7)를 신중하게 취급하여야 하며 이는 작업자의 작업부담을 가중시킨다.

또한, 상술된 바와 같이, 중량바(7)에 의해서 패턴이 손상되면 이러한 마스크는 유기전계 발광소자의 유기물층을 형성하기 위해서 사용될 수 없으므로 이를 폐기처분하거나 또는 정정작업을 수행하여야 하여야 하며 이는 생산원가의 상승을 초래하게 된다.

본 발명은 상술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 중량바 취급에 따른 패턴의 손상 또는 작업자의 작업부담을 해소할 수 있도록 소정 구조의 패턴이 패턴형성부에 형성되어 있는 마스크를 마스크 프레임에 용접하기 전에 고정시키기 위하여 중량바를 사용하는 대신에 패턴의 손상없이 마스크를 일시적으로 고정시킬 수 있는 구조를 갖는 마스크 프레임 및 이를 사용한 마스크 고정방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 마스크 프레임은 마스크의 패턴형성부에 대응하는 관통창과; 상기 패턴형성부 주위의 마스크 테두리에 대응하는 받침부를 포함하고, 상기 받침부에는 상기 마스크 테두리를 진공흡착할 수 있도록 상기 받침부를 관통하고 있는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 마스크 테두리가 진공흡착되는 상기 받침부의 일면에는 상기 구멍보다 큰 폭을 갖고 상기 구멍에 연결되는 요홈이 형성된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 마스크 고정방법은 소정 크기의 관통창과, 상기 관통창 주위의 받침부를 갖고, 상기 받침부를 관통하는 구멍이 형성되어 있는 마스크 프레임을 준비하는 단계와; 상기 관통창에 대응하는 패턴형성부와, 상기 받침부에 대응하는 테두리를 갖는 마스크를 상기 마스크 프레임 상에 안착하는 단계와; 상기 구멍을 통해서 공기를 배기하여 진공흡착력에 의해서 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에 밀착시키는 단계와; 상기 마스크의 테두리와 마스크 프레임의 받침부를 용접하여 고정시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 진공흡착력은 상기 구멍에 진공수단을 연결함으로써 형성된다.

더 바람직하게, 상기 진공수단은 진공펌프이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 그리고, 용어 '마스크'는 패턴이 형성되어 있는 강판을 의미하고, 용어 '마스크 패턴'은 마스크 시트에 형성되어 있는 패턴을 의미한다. 이와 같이, 본 발명을 설명함에 있어서 사용되는 특정용어는 설명의 편리성을 위하여 정의된 것이므로 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고 또한 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니될 것이다.

먼저, 도 5를 참조하면, 마스크 프레임(15)은 예를 들어 유기전계 발광소자의 유기물층을 형성하기 위하여 사용되는 마스크를 용접 등에 의해서 고정설치하기 위한 부재로서, 대체적으로 그 중앙부위에는 마스크의 패턴형성부에 대응하는 관통 창(15a)이 형성되고 관통창(15a)의 주위에는 상기 패턴형성부 주위의 테두리에 대응하는 받침부(15b)가 형성된다.

본 발명에 따르면, 받침부(15b)에는 받침부(15b)를 관통하고 있는 복수개의 구멍(15c)이 형성되어 있고, 구멍(15c)은 하기에 설명되는 바와 같이 마스크의 테두리를 마스크 프레임의 받침부에 진공흡착하도록 작용한다. 즉, 받침부(15b)의 배면(설명의 편의상 마스크의 테두리가 장착되는 면을 정면이라 하고 그 뒷면을 배면이라 함)에 노출되는 구멍(15c)에는 진공수단, 예를 들어 하기에 설명되는 진공펌프(17)가 연결된다. 따라서, 진공펌프(17)의 작동에 의해서 받침부(15b)의 정면측에 존재하는 외부공기는 구멍(15c)을 통하여 배기되고, 결과적으로 마스크 프레임 상에 안착된 마스크는 밀착된다.

도 7을 참조하면, 마스크 프레임(25)의 받침부(25b)의 정면에는 구멍(25c)에 연통하고 구멍(25c)의 직경보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 요홈(25e)이 제공될 수 있다. 이는 하기에 설명하는 바와 같이 마스크(3)의 테두리에 대한 진공 흡입력을 증대시키기 위함이다.

또한, 요홈(25e)의 구조는 인접하는 구멍(25c)들을 공기소통이 가능하게 서로 연결하는 트렌치 구조로 구성될 수 있다. 특히, 마스크 프레임(35)의 받침부(35b)의 정면에 형성된 트렌치 구조는 도 9에 도시된 바와 같이 구멍(35c)에 연통하면서 관통창(35a)을 둘러싸는 진공홈(35d)의 형태로 제공될 수 있다. 이는 마스크(3)의 테두리에 대해 진공 흡입력이 작용하는 면적을 증대시키기 위함이다.

이하, 본 발명에 따른 마스크 프레임에 마스크를 고정시키는 과정을 설명한다.

도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명에 따른 마스크 프레임(15)의 정면에는 소정 형상의 패턴이 형성되어 있는 마스크(3)가 안착되고, 마스크(3)에는 화살표(A) 방향으로 장력이 인가된다. 이때, 마스크(3)의 테두리(3b)는 마스크 프레임(15)의 받침부(15b) 상에 안착되어 구멍(15c)의 상부를 폐쇄시킨다.

그리고, 구멍(15c)의 하부에 진공수단, 예를 들어 진공펌프(17)를 연결시킨 후 진공펌프(17)를 가동시키면, 구멍(15c)의 내부에 존재하는 공기가 진공펌프(17) 측으로 배기되면서 마스크(3)의 테두리(3b)는 진공의 흡착력에 의해서 마스크 프레임(15)의 정면에 밀착된다. 이 후에, 용접장치(미도시)를 사용하여 마스크(3)의 테두리(3b)에 점용접작업을 수행함으로써 마스크(3)는 점용접 부위(W)에 의해서 마스크 프레임(15)에 고정된다.

상술된 바와 같이, 구멍(15c)을 통한 배기에 의해서 마스크(3)가 마스크 프레임(15)의 정면에 흡착되므로 마스크(3)의 패턴형성부(3a)에 형성되어 있는 패턴은 손상되지 않는다.

마찬가지로, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 프레임(25)에 있어서, 마스크 프레임(25)의 정면에 마스크(3)를 안착시킨다. 이때, 마스크 프레임(25)의 받침부(25b)에 형성된 요홈(25e)의 상부에는 마스크(3)의 테두리(3b)가 위치한다. 이 후에, 마스크 프레임(25)의 배면을 통해 노출되는 구멍(25c)에 진공펌프(17)를 연결시키고, 진공펌프(17)를 가동시키면 요홈(25e)과 구멍(25c)에 존재하는 공기가 진공펌프(17) 측으로 배기된다.

결과적으로, 공기가 배기되면서 형성되는 진공의 흡착력에 의해서 마스크(3)의 테두리(3b)는 마스크 프레임(25)의 받침부(25b)에 흡착된다. 특히, 진공의 흡착력이 작용하는 면적은 요홈(25e)에 의해서 증대되어 있으므로, 마스크(3)의 테두리(3b)는 마스크 프레임(25)의 받침부(25b)에 더 견고하게 밀착될 수 있다.

이러한 상태에서 용접장치를 사용하여 마스크(3)의 테두리(3b)에 점용접작업을 수행함으로써 마스크(3)는 점용접 부위에 의해서 마스크 프레임(25)에 고정된다.

또한, 도 9와 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크 프레임(25)에 있어서, 마스크 프레임(35)의 정면에 마스크(3)를 안착시킨다. 이때, 마스크 프레임(35)의 받침부(35b)에 형성된 진공홈(35d)의 상부에는 마스크(3)의 테두리(3b)가 위치한다. 이 후에, 마스크 프레임(25)의 배면을 통해 노출되는 구멍(35c)에 진공펌프(17)를 연결시키고, 진공펌프(17)를 가동시키면 진공홈(35d)과 구멍(35c)에 존재하는 공기가 진공펌프(17) 측으로 배기된다.

결과적으로, 공기가 배기되면서 형성되는 진공의 흡착력에 의해서 마스크(3)의 테두리(3b)는 마스크 프레임(35)의 받침부(35b)에 흡착된다. 특히, 진공의 흡착력이 작용하는 면적은 진공홈(35d)에 의해서 최대한으로 증대되어 있으므로, 마스크(3)의 테두리(3b)는 마스크 프레임(25)의 받침부(25b)에 더욱 견고하게 밀착될 수 있다.

이러한 상태에서 용접장치를 사용하여 마스크(3)의 테두리(3b)에 점용접작업 을 수행함으로써 마스크(3)는 점용접 부위에 의해서 마스크 프레임(35)에 고정된다.

결과적으로, 구멍을 통한 배기에 의해서 마스크(3)의 테두리(3b)와 마스크 프레임의 받침부 사이에 형성되는 진공의 흡착력에 의해서 마스크(3)는 마스크 프레임의 정면에 밀착되므로 마스크(3)의 패턴형성부(3a)에 형성되어 있는 패턴은 손상되지 않는다.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

본 발명에 따르면, 진공력에 의해 마스크를 마스크 프레임에 흡착시킨 후 점용접을 수행함으로써, 마스크의 패턴형성부에 형성되어 있는 패턴을 손상시키지 않고 안전하게 마스크를 마스크 프레임에 고정시킬 수 있다.

Claims

마스크의 패턴형성부에 대응하는 관통창과;

상기 패턴형성부 주위의 마스크 테두리에 대응하는 받침부를 포함하고,

상기 받침부에는 상기 마스크 테두리를 진공흡착할 수 있도록 상기 받침부를 관통하고 있는 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임.
제1항에 있어서,

상기 마스크 테두리가 진공흡착되는 상기 받침부의 일면에는 상기 구멍보다 큰 폭을 갖고 상기 구멍에 연결되는 요홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임.
제2항에 있어서,

상기 요홈은 인접하는 구멍들을 서로 연결하는 트렌치 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임.
제3항에 있어서,

상기 요홈은 상기 관통창의 주변을 둘러싸도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 프레임.
소정 크기의 관통창과, 상기 관통창 주위의 받침부를 갖고, 상기 받침부를 관통하는 구멍이 형성되어 있는 마스크 프레임을 준비하는 단계와;

상기 관통창에 대응하는 패턴형성부와, 상기 받침부에 대응하는 테두리를 갖는 마스크를 상기 마스크 프레임 상에 안착하는 단계와;

상기 구멍을 통해서 공기를 배기하여 진공흡착력에 의해서 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에 밀착시키는 단계와;

상기 마스크의 테두리와 마스크 프레임의 받침부를 용접하여 고정시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.
제5항에 있어서,

상기 진공흡착력은 상기 구멍에 진공수단을 연결함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.
제6항에 있어서,

상기 진공수단은 진공펌프인 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.
제5항에 있어서,

상기 용접을 수행하기 전에 상기 마스크에 인장력을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.
제5항에 있어서,

상기 마스크의 테두리가 진공흡착되는 상기 받침부의 일면에는 상기 구멍보다 큰 폭을 갖고 상기 구멍에 연결되는 요홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.
제9항에 있어서,

상기 요홈은 인접하는 구멍들을 서로 연결하는 트렌치 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.