KR100868854B1 - 마스크 지지판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 마스크 지지판은 형성하고자 하는 유기 EL 패널 사이즈를 가지며 마스크의 개구부를 통한 발광물질이 기판에 증착될 수 있도록 하는 다수의 홀들 및 발광물질 증착시 마스크의 떨림이 없도록 고정시키기 위한 마스크 고정부를 구비하여 하나의 기판에 다수의 패널을 형성할 수 있도록 해준다. 더욱이 마스크 지지판 하부에 바이메탈을 구비함으로써 증착 공정시 고온에 의해 마스크가 열팽창하는 것에 대응하여 마스크에 추가적으로 장력을 인가해줄 수 있도록 해준다.

Description

마스크 지지판{Mask supporting board}

도 1은 본 발명에 따른 마스크의 구조를 나타내는 도면,

도 2a는 본 발명에 따른 마스크 지지판의 일 실시예를 나타내는 도면,

도 2b는 마스크 지지판의 일부의 구조를 보다 상세하게 나타낸 상세도,

도 3a 내지 도 3c는 장력 인가장치의 구조를 보다 상세하게 나타내는 상세도,

도 4a 및 도 4b는 고온의 증착 공정 전·후 바이메탈에 의해 마스크에 장력이 인가되는 모습을 보여주는 도면,

도 5a는 마스크 지지판에 4개의 마스크가 고정 지지되어 설치된 모습을 보여주는 평면도,

도 5b는 도 5a의 라인 B-B를 따른 단면도,

도 5c는 도 5a의 라인 C-C를 따른 단면도,

본 발명은 유기 전자발광(Electro Luminescence : 이하, EL 이라 함) 재료 증착을 위한 마스크 지지판에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 하나의 기판에 다수 의 유기 EL 디스플레이 패널을 형성할 수 있는 마스크 지지판에 관한 것이다.

EL 소자는 자발 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시소자로써 주목받고 있다.

이러한 유기 EL 소자는 매우 얇고, 매트릭스 형태로 어드레스 할 수 있으며, 15V 이하의 낮은 전압으로도 구동이 가능한 장점이 있다.

또한, 유기 EL 소자는 넓은 시야각과 플라스틱과 같이 휠 수 있는(flexible) 투명기판 위에도 형성할 수 있어 차세대 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD)에 적합한 소자이며, 잘 알려진 LCD(Liquid Crystal Display)에 비해 백라이트(backlight)가 필요치 않으므로 전력 소모가 적은 장점도 있다.

그러나, 유기 EL 소자는 상술된 장점을 갖음에도 불구하고 제작시에 많은 어려움이 있는데 그 중 하나가 종래에는 기판에 유기 EL을 증착시키기 위해서는 하나의 패널 위에 하나의 슬릿 마스크를 일치시켜 진공중에서 증착함으로써 사이즈가 작은 제품을 다량으로 증착하기 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제가 있었다.

또한, 증착 공정이 고온의 상태에서 이루어지므로 얇은 금속 박막으로 이루어지는 마스크가 고온에 의해 열팽창되어 쳐지는 문제가 발생되나 증착 공정 중에 이러한 열팽창에 의한 마스크 쳐짐을 보상해줄 수 없는 문제가 있다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하나의 기판에 다수의 유기 EL 디스플레이 패널을 형성할 수 있으며, 고온에 의한 마스크의 열팽창 시 효율적으로 마스크에 장력을 인가해 줄 수 있도록 하는데 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 마스크 지지판은 형성하고자 하는 각 패널과 대응되는 다수의 홀을 갖는 지지판, 최소한 하나의 쌍을 이루어 상기 지지판의 양측에 위치하며 마스크에 양방향으로 장력을 인가하는 장력 인가부 및 지지판의 하부에 연결되어 장력 인가부를 고정시키는 장력 고정부를 구비한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 마스크의 구조를 나타내는 도면이다.

마스크(10)는 기판에 증착하고자 하는 패턴과 동일한 패턴의 슬릿이 형성된 직사각형 모양의 금속 박판으로 원하는 패턴의 슬릿이 형성된 유공부(有空部)와 그렇지 않은 무공부(無空部)로 이루어진다.

마스크(10)의 유공부(有空部)는 기판에 유기 EL 재료가 증착될 부분을 노출시키는 개구부 및 증착되지 않을 부분을 마스킹하는 마스킹부로 이루어져 기판위에 원하는 일정한 유기 EL 패턴을 형성할 수 있도록 해준다.

이러한 마스크(10)는 니켈, 철, 동, 알루미늄, 티탄, 금, 은 또는 이들의 함금으로 이루어진다.

도 2a는 본 발명에 따른 일 실시예로 4 ×4 마스크 지지판의 구조를 나타내는 도면이며, 도 2b는 마스크 지지판의 홀과 마스크 고정부의 구조를 보다 상세하게 나타낸 상세도이다.

마스크 지지판(20)은 기판이 장착되는 챔버(미도시)의 테이블에 고정 설치되며 기판과 마스크(10) 사이에 위치하여 마스크(10)를 지지 및 고정시켜 주기 위한 것으로, 하나의 기판에 원하는 사이즈의 다수(m ×n)개의 패널을 형성할 수 있는 다수의 홀(21)들 및 마스크(10)의 떨림을 방지하기 위한 마스크 고정부(22)를 구비한다.

다수의 홀(21)은 형성하고자 하는 패널의 사이즈를 가지며, 마스크(10)의 개구부 및 각 홀(21)을 통해 유기 EL 재료들이 기판에 증착된다.

마스크 고정부(22)는 도 2b와 같이 마스크(10)가 밀착될 마스크 지지판(20)의 영역상에 U자형으로 식각된 홈들로 이루어지며, 마스크(10)를 마스크 지지판(20)에 밀착시킬 때 마스크 고정부(22)의 이웃하는 두 홈에 의해 형성된 볼록 부분에 마스크(10) 유공부(有空部)의 개구부(이하, 개구부라 함)가 끼워지도록 하여 마스크(10)가 흔들리지 않고 고정되도록 한다.

장력 인가부(30)는 회전력을 이용하여 마스크(10)에 일정한 장력을 인가하기 위한 장치로, 각 마스크(10)에 대응되어 마스크 지지판(20)의 양 옆에 설치된다.

도 3a 내지 도 3c는 이러한 장력 인가장치(30)의 구조를 보다 상세하게 나타내는 상세도이다.

장력 인가부(30)는 회전 지지체(32)에 의해 지지되어 회전이 가능한 로울러(31)로 이루어진다.

이러한 로울러(31) 표면에는 마스크(10)를 삽입할 수 있는 홈(35)을 가지며 양 측면에는 로울러(31)가 한 방향으로만 회전이 가능하도록 하기 위한 톱니바퀴 모양의 래치기어(33)가 구비된다.

회전 지지체(32)에서 로울러(31)의 구동축이 관통하는 홀은 타원형으로 형성되어 로울러(31)가 좌우로 움직일 수 있도록 타원형으로 이루어진다. 이러한 구성이 필요한 이유는 후술된다.

도 3c는 도 3a의 A-A를 따른 단면도로, 로울러(31)의 홈(35)에 도 3c와 같이 마스크(10)를 끼운 후 로울러(31)를 회전시켜 마스크(10)에 장력을 인가한다.

또한, 로울러(31)의 회전에 의해 마스크(10)에 가해진 장력을 증착 공정시 계속 유지시키기 위해 로울러(31)를 고정시키기 위해 도 3b와 같이 로울러(31)의 양 측면에 부착된 래치(Ratch)기어(33)와 대응하여 로울러(31)가 한쪽 방향(장력을 인가하기 위한 방향)으로만 회전이 가능하도록 하는 폴(Pawl)(34a)을 갖는 로울러 고정부(34)가 구비된다.

래치기어(33)의 톱니수는 임의 조정이 가능하다.

로울러(31)의 고정을 해제하고자 하는 경우에는 폴을 점선(34b) 위치로 이동시키면 된다.

고온의 증착 공정시 마스크(10)는 얇은 금속 박판이므로 장력 인가부(30)에 의해 장력이 인가된 상태에서도 고온에 의해 쉽게 열팽창하여 아래로 쳐지는 경우가 발생하게 되는데 이를 조절하기 위해 도 4a와 같이 마스크 지지판(20)의 하부에 바이메탈(40)을 용접하여 부착하고 그 위에 로울러(31)와 로울러 고정부(34)가 설치된다.

이때, 바이메탈(40)은 상부에 열팽창 계수가 큰 금속을 두고 하부에 열팽창 계수가 작은 금속을 두어 고온의 증착 공정시 도 4b와 같이 바이메탈(40)이 아래 방향으로 휘어지도록 이루어진다.

바이메탈(40)이 아래 방향으로 휘어짐으로써 바이메탈(40)위에 설치된 로울러(31)도 장력 고정부(33, 34)에 의해 고정된 상태로 이동하게 되어 로울러(31)의 회전없이도 마스크(10)에 추가적으로 장력을 인가할 수 있게 되어 마스크(10)의 열팽창에 따른 장력저하를 방지하게 된다.

이와 같은 마스크 지지판(10)을 이용하여 다수개의 유기 EL 디스플레이 패널을 제작하는 공정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 5a는 4 ×4 마스크 지지판(10)에 4개의 마스크(10)가 고정 지지되어 설치된 모습을 보여주는 평면도이며, 도 5b 및 도 5c는 각각 도 5a의 라인 B-B 및 C-C를 따른 단면도이다.

종래와 같이 유기 EL을 증착하기 위해 하나의 패널에 하나의 마스크를 일치시켜 배치하지 않고 하나의 큰 기판에 다수의 패널을 형성할 수 있도록 다수개의 사각형 모양의 홀(21)이 일정 간격으로 구비된 마스크 지지판(20)을 기판과 마스크(10)사이에 배치한다.

이때, 각 홀(21)의 사이즈는 원하는 패널 사이즈로 제작되며 그 수도 제한되지 않는다.

4개의 마스크(10)가 각각 마스크 지지판(20)의 각 로(ROW)마다 설치되어 하나의 마스크(10)로 4개의 홀(21)들을 커버한다.

마스크(10)의 양단을 로울러(31)의 홈(35)에 끼우고 로울러(31)를 회전시켜 마스크(10)에 장력을 인가하여 개구부가 마스크 고정부(22)의 볼록 부분에 끼워지도록하여 도 5b 및 도 5c와 같이 마스크(10)가 쳐지거나 떨림없이 마스크 지지판(20)에 밀착 고정되도록 한다.

마스크(10)에 적정한 장력이 인가될 때까지 로울러(31)를 회전시키면 로울러(31)는 장력 고정부(34)에 의해 자동으로 고정되어 장력을 인가하기 위한 방향과 반대 방향으로는 회전되지 않아 가해진 장력이 유지된다.

마스크(10)에 일정한 장력이 가해져 마스크 지지판(20)에 밀착되면 증착소스(50)에 의해 기판의 기 설정된 영역 즉 마스크(10)에 형성된 패턴 슬릿을 통해 유기 EL 재료들이 기판에 순차적으로 증착된다.

그런데, 증착 공정은 고온 상태에서 이루어지므로 금속 박판으로 이루어진 마스크(10)는 장력 인가부(30)에 의해 장력이 인가된 상태이나 고온에 의한 열팽창 때문에 다소 팽창되어 아래로 쳐지는 현상이 발생하게 된다.

그러나, 고온에 의해 장력 인가부(30)가 설치된 바이메탈(40) 역시 아래 방향으로 휘어지게 된다.

이로 인해, 바이메탈(40) 위에 설치된 로울러(31) 자체가 바이메탈(40)의 휘어짐에 의해 도 4b와 같이 이동하게 되어 마스크(10)를 양쪽에서 당겨주게 됨으로써 마스크(10)에 장력이 인가된다.

이때, 회전 지지체(32)에서 로울러(31)의 중심축이 관통하는 홀이 타원형으로 이루어져 있기 때문에 로울러(31)가 고정부(34)에 의해 고정된 상태에서도 로울러(31) 자체가 이동이 가능하게 된다.

이로써, 고온의 증착 과정에 의한 마스크(10)의 쳐짐현상을 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 마스크 지지판을 이용함으로써 하나의 기판에 다수의 패널을 형성할 수 있으며, 더욱이 마스크 지지판에 바이메탈을 구비하여 고온 공정에 의한 마스크의 쳐짐을 효율적을 방지할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 형성하고자 하는 각 패널과 대응되는 다수의 홀을 갖는 지지판;

   최소한 하나의 쌍을 이루어 상기 지지판의 양측에 상대되게 위치하며, 마스크에 양방향으로 장력을 인가하는 장력 인가부; 및

   상기 지지판의 하부에 연결되어 상기 장력 인가부를 지지 및 고정시키는 장력 고정부를 구비하는 마스크 지지판.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 쌍으로 이루어진 장력 인가부는 서로 반대 방향으로 단방향 회전하여 마스크에 양방향으로 장력을 인가하는 것을 특징으로 하는 마스크 지지판.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 장력 인가부는 단방향 회전을 위한 래치기어를 적어도 일측에 갖는 로울러인 것을 특징으로 하는 마스크 지지판.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 장력 고정부는 온도 증가에 따라 하향되게 휘어지는 바이메탈인 것을 특징으로 하는 마스크 지지판.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지판은 발광물질 증착시 마스크의 떨림을 방지하기 위한 마스크 고정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 마스크 지지판.

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