KR100700840B1 - 섀도우마스크 부착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섀도우마스크 부착방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 연직으로 배치된 마스크 프레임 상에 섀도우마스크를 인접시켜 인장력을 가한 상태에서 마스크 프레임에 용접을 하여 부착함으로써, 연직방향으로의 처짐을 미리 반영하여 마스크 부착 후 패턴변형을 방지하고 정렬여부를 미리 확인할 수 있도록 된 섀도우마스크 부착방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 섀도우마스크 부착방법은 마스크 프레임을 연직배치하는 단계; 및 섀도우마스크를 상기 마스크 프레임 상에 부착시키는 단계;로 이루어진다.

본 발명에 따른 섀도우마스크 부착방법에 의하여, 연직방향으로의 처짐을 미리 반영하여 마스크 부착 후 패턴변형을 방지하고 정렬여부를 미리 확인할 수 있다.

섀도우마스크, 마스크 프레임, 마스크 용접

Description

섀도우마스크 부착방법{Welding method for shadow-mask}

도 1은 일반적인 섀도우마스크가 도시된 도면,

도 2는 일반적인 섀도우마스크를 이용하여 금속배선이 형성된 표시소자 기판에 증착물질을 증착하는 과정이 도시된 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 마스크 프레임이 연직배치되는 단계가 도시된 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 인접되는 단계가 도시된 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 고정되는 단계가 도시된 도면,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 접합되는 단계가 도시된 도면,

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 인접되는 단계가 도시된 도면,

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 고정되는 단계가 도시된 도면,

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 접합되는 단계가 도시된 도면,

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 접합된 상태로 패턴 형성되는 단계가 도시된 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10... 섀도우마스크, 11... 차단영역,

12... 투과영역, 20... 마스크 프레임,

30... 기판, 50... 자석,

70... 인장시스템, 72... 고정부재,

90... 용접기, L/W...레이저-워터젯,

W... 용접부.

본 발명은 섀도우마스크 부착방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 연직으로 배치된 마스크 프레임 상에 섀도우마스크를 인접시켜 인장력을 가한 상태에서 마스크 프레임에 용접을 하여 부착함으로써, 연직방향으로의 처짐을 미리 반영하여 마스크 부착 후 패턴변형을 방지하고 정렬여부를 미리 확인할 수 있도록 된 섀도우마스크 부착방법에 관한 것이다.

일반적으로, 진공상태에서 박막을 증착하는 진공증착법은 반도체 및 표시소자 분야 등에서 널리 사용된다.

이러한 진공증착법을 위해서는 증착이 이루어지는 기판 상에 특정한 패턴을 가지는 섀도우마스크(shadow-mask)를 이용하여 상기 섀도우마스크에 의해 엄폐된 부분 이외에만 증착이 이루어지도록 하는 것이다.

그러나, 상기 섀도우마스크는 얇은 두께를 가진 금속판 형태이므로 상기 기판에 정렬시 가장자리만을 지지하면서 상기 기판에 밀착하게 되는데, 이때 상기 섀도우마스크의 중앙부는 지지수단없이 그 가장자리만으로 지지되므로 완전밀착이 이루어지지 않게된다. 특히, 기판을 연직방향으로 지지시에는 중앙부 자체의 중량에 의하여 하방으로 처지는 현상이 발생하여 증착공정시 패턴 오차가 발생하는 문제가 발생한다. 이러한 문제점은 대면적의 기판 증착시에 더욱 부각되게 된다.

도 1은 일반적인 섀도우마스크가 도시된 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 섀도우마스크(10)는 차단영역(11)과, 기판(미도시)의 증착영역과 대응되는 투과영역(12)의 패턴을 형성하여 구성된다.

도 2는 일반적인 섀도우마스크를 이용하여 금속배선이 형성된 표시소자 기판에 증착물질을 증착하는 과정이 도시된 도면이다.

도 2를 참조하면, 표시소자는 상호 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선(32) 및 데이터 배선(31)과, 게이트 배선(32) 및 데이터 배선(31)의 교차지점에 위치된 박막트랜지스터로 구성된다.

각 화소영역(33)에는 증착물질이 증착되는데, 도시된 바와 같이 상기 어레이 배선과 구동소자가 구성된 기판(30)의 일면이 하향되도록 하고 기판(30)의 하부에 섀도우마스크(10)를 위치시킨다. 이러한 상태에서 증착공정을 통하여 각 화소영역(33)에 박막을 형성하게 된다.

그러나, 최근에 요구되고 있는 대면적의 표시소자에서는 상기 섀도우마스크가 대면적으로 갈수록 상기 섀도우마스크의 중량에 기인한 휘어짐 현상이 발생하여 상기 섀도우마스크의 중앙부위로 갈수록 상기 섀도우마스크와 상기 기판과의 간격이 커지게 되어 패턴의 정확성을 확보하기가 어려운 문제점이 발생되었다.

더우기, 상기된 문제점은 연직배치되어 증착이 이루어지는 공정 상에서 더욱 부각되게 된다. 상술된 종래의 상기 섀도우마스크는 마스크 프레임 상에 수평으로 용접되며, 상기 마스크 프레임 상에 용접된 상기 섀도우마스크를 연직으로 배치시에는 그 자체 중량으로 인하여 하향으로 처짐현상이 발생되며 이는 상기 기판이 대면적화되어질수록 더욱 가중되어진다. 이로인하여 상기 섀도우마스크 상의 패턴 또한 변형이 발생되어 패턴의 정확성이 감소되는 것이다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연직으로 배치된 마스크 프레임 상에 섀도우마스크를 인접시켜 인장력을 가한 상태에서 마스크 프레임에 용접을 하여 부착함으로써, 연직방향으로의 처짐을 미리 반영하여 마스크 부착 후 패턴변형을 방지하고 정렬여부를 미리 확인할 수 있도록 된 섀도우마스크 부착방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 섀도우마스크 부착방법은 마스크 프레임을 연직배치하는 단계; 및 섀도우마스크를 상기 마스크 프레임 상에 부착시키는 단계;로 이루어진다.

또한, 상기 섀도우마스크를 상기 마스크 프레임 상에 부착시키는 단계는 상기 섀도우마스크를 상기 마스크 프레임 상에 인접시키는 단계; 상기 섀도우마스크에 외력을 가하는 단계; 및 상기 마스크 프레임 상에 외력이 가해진 상기 섀도우마스크를 접합시키는 단계;로 이루어진다.

여기서, 상기 섀도우마스크에 가해진 외력은 전단인장력으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 섀도우마스크를 상기 마스크 프레임 상에 부착시키는 접합은 용접으로 이루어지는 것이 바람직하다.

더 바람직하게는, 상기 용접은 다수의 점용접으로 이루어진다.

또한, 상기 마스크 프레임을 연직배치하는 단계는 상기 섀도우마스크에 패턴을 형성하는 전단계가 더 포함되어 이루어질 수 있다.

또한, 상기 섀도우마스크를 상기 마스크 프레임 상에 부착시키는 단계는 상기 섀도우마스크에 패턴을 형성하는 후단계가 더 포함되어 이루어질 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 섀도우마스크 부착방법의 바 람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 마스크 프레임이 연직배치되는 단계가 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 인접되는 단계가 도시된 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 고정되는 단계가 도시된 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 접합되는 단계가 도시된 도면이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 섀도우마스크(10)를 지지하도록 구성되는 마스크 프레임(20)은 연직배치된다. 이후, 투과영역(12) 및 차단영역(11)으로 구분되어져 패턴이 형성된 섀도우마스크(10)가 마스크 프레임(20) 상에 부착되게 된다.

섀도우마스크(10)가 마스크 프레임(20) 상에 부착되는 단계는 섀도우마스크(10)를 마스크 프레임(20) 상에 인접시키는 단계, 섀도우마스크(10)에 외력을 가하는 단계 및 마스크 프레임(20) 상에 외력이 가해진 섀도우마스크(10)를 접합시키는 단계로 이루어진다.

패턴이 형성된 섀도우마스크(10)는 연직배치된 마스크 프레임(20) 상에 인접되어 마스크 프레임(20)에 정합되어 배치된다. 이후, 섀도우마스크(10)는 인장시스템(70)에 의해 외력이 가해지게 된다. 인장시스템(70)에 의해 섀도우마스크(10)에 가해지는 외력은 전단인장력(F)으로 이루어지므로, 섀도우마스크(10)는 그 평판상 의 전단 방향으로 인장되게 된다. 평판상의 전단 방향으로 인장되어진 섀도우마스크(10)는 인장시스템(70)의 다수의 고정부재(72)에 의해서 인장되어진 상태로 고정되어진다. 이후, 섀도우마스크(10)는 고정되어진 상태로 마스크 프레임(20) 상에 접합되어진다. 즉, 고정되어진 상태의 섀도우마스크(10)는 용접기(90)에 의해서 용접된다. 본 실시예가 도시된 도면에서는 레이저 용접기(90)가 도시되어 있으며, 이 레이저 용접기(90)에 의해서 섀도우마스크(10)는 마스크 프레임(20) 상에 점용접으로 접합되어진다.

상술된 섀도우마스크(10)는 마스크 프레임(20)이 연직배치되기 이전에 패턴이 형성되는 단계를 통하여 차단영역(11) 및 투과영역(12)의 패턴이 형성되어지며, 이 섀도우마스크(10) 상에 패턴이 형성되어지는 방법은 공지된 기술에 의한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 인접되는 단계가 도시된 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 고정되는 단계가 도시된 도면이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 접합되는 단계가 도시된 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 섀도우마스크 부착방법의 섀도우마스크가 마스크 프레임 상에 접합된 상태로 패턴 형성되는 단계가 도시된 도면이다.

섀도우마스크(10)를 지지하도록 구성되는 마스크 프레임(20)은 연직배치된다(도 3 참조). 이후 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 섀도우마스크(10)가 마스크 프레임(20) 상에 부착되게 된다.

섀도우마스크(10)가 마스크 프레임(20) 상에 부착되는 단계는 섀도우마스크(10)를 마스크 프레임(20) 상에 인접시키는 단계, 섀도우마스크(10)에 외력을 가하는 단계 및 마스크 프레임(20) 상에 외력이 가해진 섀도우마스크(10)를 접합시키는 단계로 이루어진다.

패턴이 형성된 섀도우마스크(10)는 연직배치된 마스크 프레임(20) 상에 인접되어 마스크 프레임(20)에 정합되어 배치된다. 이후, 섀도우마스크(10)는 인장시스템(70)에 의해 외력이 가해지게 된다. 인장시스템(70)에 의해 섀도우마스크(10)에 가해지는 외력은 전단인장력(F)으로 이루어지므로, 섀도우마스크(10)는 그 평판상의 전단 방향으로 인장되게 된다. 평판상의 전단 방향으로 인장되어진 섀도우마스크(10)는 인장시스템(70)의 다수의 고정부재(72)에 의해서 인장되어진 상태로 고정되어진다. 이후, 섀도우마스크(10)는 고정되어진 상태로 마스크 프레임(20) 상에 접합되어진다. 즉, 고정되어진 상태의 섀도우마스크(10)는 용접기(90)에 의해서 용접된다. 본 실시예가 도시된 도면에서는 레이저 용접기(90)가 도시되어 있으며, 이 레이저 용접기(90)에 의해서 섀도우마스크(10)는 마스크 프레임(20) 상에 점용접으로 접합되어진다.

이후, 외력에 의해 인장된 상태로 점용접(W)으로 연직배치되어 있는 마스크 프레임(20) 상에 부착된 섀도우마스크(10)에는 일정한 형상을 갖춘 투과영역(12) 즉, 패턴이 형성되게 된다. 섀도우마스크(10) 상에 패턴을 형성하기 위하여 레이저 가공이 적용된다. 레이저는 속성상 재질이 얇을수록 가공성이 뛰어나며, 레이저 가공시 투과영역(12) 사이 간격이 10 ㎛ 이하의 가공도 가능하고, 투과영역(12) 크기도 10 ㎛ 이하가 가능하여 투과영역(12)의 집적화가 가능하다는 장점이 있다.

바람직하게는, 레이저의 광특성을 개선하고 레이저 가공시 발생되는 고온의 열로 인한 피가공재의 열적손상을 방지하도록 하기 위하여 레이저-워터젯 가공(L/W)으로 이루어진다. 레이저-워터젯 가공(L/W)은 기 공지된 기술이며 고압으로 물을 분사시에 그 심부에 레이저가 같이 분사되도록 하는 기술로써, 고압의 물분사로 인하여 레이저의 광특성이 개선되도록하며, 레이저로 인하여 발생되는 고열을 물로써 냉각시켜주는 효과가 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.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 섀도우마스크 부착방법에 의하여, 연직방향으로의 처짐을 미리 반영하여 마스크 부착 후 패턴변형을 방지하고 정렬여부를 미리 확인할 수 있다.

Claims (7)

1. 섀도우마스크에 패턴을 형성하는 단계;

   마스크 프레임을 바닥면에 대해 수직으로 배치하는 단계;

   상기 섀도우마스크를 상기 마스크 프레임 전면에 인접시키는 단계;

   상기 섀도우마스크에 전단 방향으로 인장력을 가하는 단계;

   상기 섀도우마스크가 인장된 상태에서 상기 마스크프레임과 용접시키는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직증착용 섀도우마스크 부착방법.
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3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 용접은 다수의 점용접으로 이루어지는 섀도우마스크 부착방법.
6. 삭제
7. 삭제

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