KR100700838B1

KR100700838B1 - 섀도우마스크 패턴 형성방법

Info

Publication number: KR100700838B1
Application number: KR1020050000960A
Authority: KR
Inventors: 김진규; 한상진; 강희철; 강유진; 김태형
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2007-03-27
Also published as: JP2006190655A; US20060158088A1; TW200629193A; TWI280533B; CN1824825A; JP4335865B2; US7765669B2; CN100523272C; KR20060080478A

Abstract

본 발명은 마스크 프레임에 외측의 인장력이 인가된 상태로 고정되는 마스크에 패턴을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 상기 마스크 시트의 하부에 상대적으로 큰 두께를 갖는 보조 시트를 위치시키는 단계와; 상기 마스크 시트와 보조 시트에 상기 인장력에 대응하는 장력을 인가하면서 상기 마스크 시트와 보조 시트를 함께 고정하는 단계와; 고정된 마스크 시트의 패턴형성부에 패턴을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하므로 패턴이 형성되는 동안 마스크에 외력이 균일하게 인가되어 마스크가 휘어지거나 삐뚤어지는 현상을 방지함으로써 고정도의 마스크 패턴을 얻을 수 있다.

인장력, 마스크 프레임, 보조 시트

Description

섀도우마스크 패턴 형성방법{METHOD FOR FORMING SHADOW-MASK PATTERN}

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

도 2는 종래 실시예에 따라서 마스크 시트에 패턴을 형성하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면;

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따라서 마스크 시트에 나선경로를 따라서 패턴을 형성하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면;

도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 마스크 시트에 패턴을 형성하는 과정을 나타낸 도면;

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 마스크 시트에 패턴을 형성하는 과정을 나타낸 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

13, 23, 33 : 마스크 시트

13a, 23a,33a : 패턴형성부

23c : 천공구멍

31 : 보조 시트

A : 외력

c, d, e : 패턴형성방향

본 발명은 유기전계 발광소자의 패턴영역에 유기물을 증착하기 위하여 사용되는 마스크의 패턴을 형성하기 위한 방법에 관한 것이고, 더 상세하게 유기전계발광 디스플레이 장치의 유기전계 발광소자를 제조하기 위하여 유기물층을 증착할 때 사용되는 마스크에 패턴이 형성되는 동안 인가되는 장력이 마스크의 패턴형성부에 균일하게 작용하여 패턴이 휘어지거나 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있는 섀도우마스크 패턴 형성방법에 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 있기 때문에 각광을 받고 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 전자 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. 이때, 마스크(3)는 화살표 A로 표시된 방향으로 인장력이 인가된 상태로 마스크 프레임(5)에 용접 등에 의해서 고정된다. 그리고, 유기물 증발원(미도시)로부터 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. 미설명 도면번호 3b는 패턴이 형성되지 않고 마스크 프레임(5)에 대한 용접작업이 수행되어 고정되는 고정부이다.

한편, 마스크 패턴은 마스크 시트(3')에 패턴형성장치(미도시)로 가공함으로 써 형성된다. 그리고, 마스크 시트(3')에 패턴을 형성하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이, 마스크 프레임에 고정시킬 때 패턴이 형성되어 있는 마스크에 인가되는 인장력에 대응하는 장력이 마스크 시트(3')에 인가된 상태에서 상기 패턴형성장치를 마스크 시트(3')의 패턴형성부(3a')에서 일측으로부터 타측을 향하는 방향, 예를 들어 화살표(c) 방향으로 이동시킴으로써 이루어진다.

상술된 방식으로 마스크 시트(3')에 패턴을 형성하는 경우에는 마스크 시트(3')에 인가되고 있는 장력에 의해서 인접하는 패턴들 사이의 강성이 약해진다. 결과적으로, 동일한 크기의 장력이 사방에서 인가되고 있는 마스크 시트(3')에 패턴을 형성하는 동안, 패턴이 먼저 형성된 부분은 강성이 약화되어 있으므로 마스크 전체적으로 강성의 분포가 불균일하게 되어 원하는 구조의 패턴을 얻을 수가 없게 된다.

즉, 마스크 시트에 있어서, 패턴이 먼저 형성된 부분에서의 강성과 패턴이 형성되지 않은 부분에서의 강성은 동일하지 못하고 이는 장력에 의해서 미리 형성형성되어 있는 패턴이 휘어지거나 삐뚤어지도록 야기시킨다. 특히, 박막 증착용 마스크 시트에 패턴을 형성하는 경우에는 상술된 바와 같이 패턴이 형성되는 동안 강성의 불균일 현상이 두드려지게 나타나서 원하는 형상의 패턴을 얻는 것이 어려워진다.

본 발명은 상술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으 로, 마스크 시트에 소정 구조의 패턴을 형성하는 동안 마스크 시트에 인가되는 인장력에 의해서 마스크 시트에 있어서 패턴의 형성유무에 따라 강성이 불균일해지는 현상을 방지함으로써 패턴이 휘어지거나 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있는 마스크 패턴을 형성하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 마스크 프레임에 인장력이 인가된 상태로 고정되는 고정부와 패턴이 형성되는 패턴형성부로 이루어진 마스크 시트에 패턴을 형성하는 방법으로, 상기 마스크 시트의 하부에 상기 마스크 시트보다 큰 두께를 갖는 보조 시트를 위치시키는 단계와; 상기 마스크 시트와 보조 시트에 상기 인장력에 대응하는 장력을 인가하면서 상기 마스크 시트와 보조 시트를 함께 고정하는 단계와; 고정된 마스크 시트의 패턴형성부에 패턴을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 패턴을 형성하는 단계는 상기 마스크 시트의 패턴형성부에 패턴형성 시작위치를 선정하는 단계와, 상기 패턴형성 시작위치에서 나선방향의 형성경로를 따라서 상기 패턴을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나선방향은 상기 마스크 시트의 패턴형성부의 중심에서 외부를 향하는 방향으로 이루어질 수 있으며, 상기 나선방향은 상기 마스크 시트의 패턴형성부의 외부에서 중심을 향하는 방향으로 이루어질 수도 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 그리고, 용어 '마스크 시트'는 패턴을 형성하기 위한 강판을 의미하고, 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, 본 발명에 따른 마스크 패턴 형성방법은 패턴을 형성하고자 하는 마스크 시트를 마스크 고정틀(미도시)에 고정시킨다. 이때, 마스크 시트에는 마스크 프레임에 용접 등을 통해서 고정시킬 때 인가되는 인장력에 대응하는 외력(A)이 인가된다. 이는, 마스크 프레임에 마스크를 고정시킬 때 인가되는 인장력에 의해서 마스크 패턴과 기판의 구조가 용이하게 정렬되도록 하기 위함이다.

이 후에, 마스크 고정틀에 고정된 마스크 시트에 워터젯 방식의 레이저 기구와 같은 패턴형성장치(미도시)를 사용하여 형성하고자 하는 패턴을 형성하여 유기전계 발광소자를 제조하기 위한 마스크를 제작한다. 이때, 상기 패턴형성장치의 사용자는 마스크 시트에 형성하고자 하는 패턴의 전체 구조를 파악한 후에 마스크 시트에 인가되고 있는 장력(A)이 균일해지도록 패턴형성 시작위치를 선정하고, 이로부터 거의 나선형상의 경로를 따라서 패턴형성장치가 이동하도록 하여 원하는 구조의 패턴을 형성한다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 패턴형성 시작위치가 마스크 시트(13)의 패턴형 성부(13a)의 중앙으로 선정된 경우에는, 사용자는 실선으로 표시된 패턴의 형성경로(d)를 따라서 상기 패턴형성장치가 이동하도록 프로그램을 설정한다. 이 후에, 상기 천공장치는 사용자가 설정한 프로그램에 의해서 패턴의 형성경로(d)를 따라 나선방향으로 이동하면서 마스크 시트(13)의 패턴형성부(13a)에 원하는 구조의 패턴을 형성한다.

이때, 마스크 시트(13)의 패턴형성부(13a)에 형성되는 패턴들을 중심으로 하여 외력(A)이 인가되는 위치까지의 거리는 거의 동일하게 유지되므로 마스크에 불균일한 장력의 분포가 형성되는 것을 방지하여 패턴이 휘어지거나 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있다.

마찬가지로, 도 3b에 도시한 바와 같이, 패턴형성 시작위치가 마스크 시트(13)의 패턴형성부(13a)의 일측 모서리로 선정된 경우에는, 사용자는 실선으로 표시된 패턴의 형성경로(e)를 따라서 상기 패턴형성장치가 이동하도록 프로그램을 설정한다. 이 후에, 상기 패턴형성장치는 사용자가 설정한 프로그램에 의해서 패턴의 형성경로(e)를 따라 나선방향으로 이동하면서 마스크 시트(3)의 패턴형성부(13a)에 원하는 구조의 패턴을 형성한다.

이때, 마스크 시트(13)의 패턴형성부(13a)에 형성되는 패턴들을 중심으로 하여 외력(A)이 인가되는 위치까지의 거리는 거의 동일하게 유지되므로 마스크 시트에 인가되는 장력의 분포가 불균일해지는 것을 방지하여 패턴이 휘어지거나 삐뚤어지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 마스크 시트(23)의 패턴형성부(23a)에 패턴을 형성하는 동안 마스크 시트에 인가되는 장력의 분포가 불균일해지는 것을 방지하기 위하여, 마스크 시트(23)의 용접부(23b)에 소정 크기의 슬릿 또는 홀과 같은 천공구멍(23c)을 미리 가공한다. 이 후에, 패턴형성장치를 사용하여 마스크 시트(23)의 패턴형성부(23a)에 원하는 형상의 패턴을 형성한다.

이때, 천공구멍(23c)은 마스크 시트(23)에 인가되는 장력이 패턴형성부(23b)에 작용하는 것을 완화시켜서 패턴형성부(23b)에 원하는 형상의 패턴이 원활하게 형성되도록 한다.

한편, 상기 패턴형성장치에 의해서 마스크 시트(23)의 패턴형성부(23a)에 패턴을 형성할 때, 마스크 시트(23)에 인가되는 장력(A)이 균일해지도록 패턴형성 시작위치를 선정하고, 이로부터 거의 나선형상의 경로를 따라서 패턴형성장치가 이동하도록 하여 원하는 구조의 패턴을 형성한다. 이때, 상기 나선형상의 경로는 도 3a에 나타낸 바와 같이 패턴형성부(23a)의 중심으로부터 외측으로 향하거나 또는 도 3b에 나타낸 바와 같이 패턴형성부(23a)의 일측 모서리로부터 중심을 향하도록 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 패턴을 형성하는 동안 마스크 시트에 인가되는 장력의 분포가 불균일해지는 것을 방지하기 위하여, 패턴을 형성하고자 하는 마스크 시트(33)의 하부에 상기 마스크 시트(33)보다 두꺼운 두께의 보조 시트(31)를 위치시킨 후, 화살표(A) 방향을 향하는 장력을 이들에게 인가한다. 그리고, 상기 패턴형성장치에 의해서 마스크 시트(33)의 패턴형성부(33a)에 소정의 패턴을 형성한다.

상술된 바와 같이, 패턴형성장치에 의해서 패턴이 형성되는 동안, 마스크 시트(33)에서의 장력 분포가 불균일해져도 이러한 장력 분포의 불균일도는 보조 시트(31)에 의해서 보상되며, 궁극적으로 마스크 시트(33)에 원하는 구조의 마스크 패턴을 형성할 수 있다.

한편, 상기 패턴형성장치에 의해서 보조 시트(31)의 상부에 위치하는 마스크 시트(33)에 패턴을 형성할 때, 마스크 시트(33)에 인가되는 장력(A)이 균일해지도록 패턴형성 시작위치를 선정하고, 이로부터 거의 나선형상의 경로를 따라서 패턴형성장치가 이동하도록 하여 원하는 구조의 패턴을 형성한다. 이때, 상기 나선형상의 경로는 도 3a에 나타낸 바와 같이 패턴형성부(33a)의 중심으로부터 외측으로 향하거나 또는 도 3b에 나타낸 바와 같이 패턴형성부(33a)의 일측 모서리로부터 중심을 향하도록 이루어진다.

한편, 마스크 시트(13, 23, 33)의 재질은 예를 들어 니켈원소를 함유하고 있는 인바 또는 니켈원소와 크롬원소를 함유하고 있는 엘린바와 같은 스테인리스 스틸계 재질로 제작된다. 대표적인 스테인리스 스틸계 재질은 SUS 304, SUS 430 및 SUS 304 + SUS 430으로 이루어진 그룹에서 어느 하나로 선택될 수 있다. 그리고, 마스크 시트의 재질은 상대적으로 작은 열팽창계수와 자성에 의해 자화가능한 특성 을 구비하고 있어야 있으면 더 바람직하다.

또한, 마스크 시트의 패턴형성부에 형성되는 패턴의 형태는 도트형태 또는 스트라이프 형태로 이루어질 수 있거나 또는 이들이 혼합되어 있는 형태로도 이루어질 수 있다.

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, 외력이 인가되고 있는 상태로 고정되어 있는 마스크 시트에 소정의 패턴을 형성시킬 때 패턴이 형성되는 동안 마스크 시트에 인가되는 장력의 분포가 균일하게 형성될 수 있도록 구성함으로써 마스크 패턴이 휘어지거나 삐뚤어지는 현상을 방지하여 고정도의 마스크 패턴을 얻을 수 있다.

Claims

마스크 프레임에 인장력이 인가된 상태로 고정되는 고정부와 패턴이 형성되는 패턴형성부로 이루어진 마스크 시트에 패턴을 형성하는 방법으로,

상기 마스크 시트의 하부에 상기 마스크 시트보다 큰 두께를 갖는 보조 시트를 위치시키는 단계와;

상기 마스크 시트와 보조 시트에 상기 인장력에 대응하는 장력을 인가하면서 상기 마스크 시트와 보조 시트를 함께 고정하는 단계와;

고정된 마스크 시트의 패턴형성부에 패턴을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 패턴 형성방법.
제1항에 있어서,

상기 패턴을 형성하는 단계는 상기 마스크 시트의 패턴형성부에 패턴형성 시작위치를 선정하는 단계와, 상기 패턴형성 시작위치에서 나선방향의 형성경로를 따라서 상기 패턴을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 패턴 형성방법.
제2항에 있어서,

상기 나선방향은 상기 마스크 시트의 패턴형성부의 중심에서 외부를 향하는 방향으로 이루어진 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 패턴 형성방법.
제2항에 있어서,

상기 나선방향은 상기 마스크 시트의 패턴형성부의 외부에서 중심을 향하는 방향으로 이루어진 것을 특징으로 하는 섀도우마스크 패턴 형성방법.