KR100908232B1 - 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체 - Google Patents

유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스킹 패턴부의 대형화에 따른 증착 패턴의 왜곡을 줄이고, 증착 패턴들 간의 토탈 피치의 조정이 용이하며, 원하지 않은 위치에 증착되는 것을 방지할 수 있는 유기 전자 발광소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공하기 위한 것으로, 이를 위하여, 개구부가 형성된 프레임과, 상기 프레임에 인장력이 가하여지도록 양단부가 고정되고, 각각 단위 마스킹 패턴부를 가지며, 상호 소정의 폭으로 중첩되는 적어도 두 개의 단위 마스크 부재로 구비된 것으로, 상기 단위 마스크부재들의 적어도 중첩되는 부분에는, 그 중첩부의 두께가 실질적으로 단위 마스크 부재의 두께와 동일하도록 각각 인입부가 형성된 마스크를 포함하는 것을 특징으로하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공한다.
유기, EL, 증착막, 마스크

Description

유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체{Mask frame assembly for thin layer vacuum evaporation of organic electro luminescence device }
도 1은 종래 유기 전자 발광소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체의 분리 사시도,
도 2 및 도 3은 종래 마스크 프레임 조립체의 평면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전자 발광소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 도시한 분리 사시도,
도 5는 단위 마스크 부재의 인입부를 발췌하여 도시한 일부절제 사시도,
도 6 및 도 7은 인입부의 다른 실시예를 도시한 사시도,
도 8은 도 4에 따른 마스크 프레임 조립체의 일부를 나타내는 부분 파단 사시도,
도 9는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 도시한 분리 사시도,
도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 도시한 분리 사시도,
도 11은 도 10에 따른 마스크 프레임 조립체의 저면을 나타내는 부분 파단 사시도,
도 12는 도 10에 따른 마스크 프레임 조립체의 저면도,
도 13은 도 10에 따른 마스크 프레임 조립체의 측단면도,
도 14는 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 도시한 분리 사시도,
도 15는 기판에 유기막을 증착하기 위한 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도.
본 발명은 메탈 마스크에 관한 것으로, 더 상세하게는 유기 전자 발광 소자를 이루는 박막을 증착하기 위한 단일의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체에 관한 것이다.
유기 전자 발광 소자는 능동 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다.
이러한 유기 전자 발광 소자는 발광층을 형성하는 물질에 따라 무기 전자 발광 소자와 유기 전자 발광 소자로 구분되는데, 유기 전자 발광 소자는 무기 전자 발광 소자에 비해 휘도, 응답속도 등의 특성이 우수하고, 컬러 디스플레이가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
이러한 유기 전자 발광소자는 투명한 절연기판 상에 소정 패턴으로 형성된 제1전극과, 이 제1전극이 형성된 절연기판 상에는 진공증착법에 의해 형성된 유기 발광층과, 상기 유기 발광층의 상면에 형성되며 상기 제1전극과 교차하는 방향으로 캐소오드 전극층인 제2전극들을 포함한다.
이와 같이 구성된 유기 전자 발광소자를 제작함에 있어서, 상기 제1전극은 ITO(indium tin oxide)로 이루어지는데, 이 ITO의 패턴닝은 포토리소그래피 법을 사용하여 염화제2철을 포함하는 식각액 중에서 습식 식각법에 의해 패턴화 된다. 그러나 상기 캐소오드 전극인 제2전극 또한 포토리소그래피법을 이용하여 식각하게 되면 레지스트를 박리하는 과정과, 제2전극을 식각하는 과정에서 수분이 유기 발광층과 제2전극의 경계면으로 침투하게 되므로 유기 전자 발광소자의 성능과 수명특성을 현저하게 열화시키는 문제점을 야기 시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 유기 발광층을 이루는 유기 전자 발광재료와 제2전극을 이루는 재료를 증착하는 제조방법이 제안되었다.
이러한 증착 방법을 이용하여 유기 전자 발광소자를 제작하기 위해서는 투명한 절연기판에 ITO등으로 이루어진 제1전극을 포토리소 그래피법 등으로 성막하여 스트라이프 상으로 형성한다. 그리고 제1전극이 형성된 투명기판에 유기 발광층을 적층하여 형성한 후 제2전극의 형성패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 유기 발광층에 밀착시키고 제2전극 형성재료를 증착하여 제2전극을 형성한다.
이러한 유기발광층 또는 캐소오드 전극인 제2전극을 증착하기 위한 마스크와 이 마스크를 이용한 유기 전자 발광소자와 그 제조방법이 대한민국 공개 특허공 보 2000-060589호에 개시되어 있다.
여기에 개시된 증착을 위한 마스크는 박판의 본체에 상호 소정 간격 이격 되는 스트라이프 상의 슬롯이 형성된 구조를 가진다.
대한 민국 공개 특허 공보 1998-0071583호에 개시된 마스크는 금속 박판에 슬릿부와 브릿지부가 매쉬형상을 이룬다.
일본 공개 특허공보 2000-12238호에 개시되어 있는 마스크는 전극 마스크부와, 한 쌍의 단자 마스크부를 가지고 있다. 전극 마스크부는 캐소오드 전극 즉, 제2전극 사이의 갭에 해당하는 폭을 구비하고 상호 평행하게 설치되는 스트라이프 상의 마킹부와 복수개의 마킹부의 양단을 각각 연결하는 연결부를 구비한다.
상술한 바와 같이 개시된 종래의 마스크들은 금속 박판에 스트라이프 상의 장공이 형성되어 있으므로 금속박판의 가장자리를 지지하는 프레임에 인장이 가하여지도록 지지된다 하여도 마스크의 자중에 의해 처지게 되어 기판에 밀착되지 못하게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 기판이 대형화 될수록 심하게 나타난다. 또한 캐소오드 증착 공정시 마스크에 가하여 지는 열에 의해 마스크가 팽창됨으로써 슬롯을 형성하는 스트립들의 자중에 의한 처짐은 커지게 된다.
대량 생산을 위한 마스크의 일 예를 도 1에 나타내 보였다.
도시된 바와 같이 하나의 금속박판(11)에 유기 전자 발광소자를 이루는 단위 기판을 복수개 증착 할 수 있도록 단위 마스킹 패턴부(12)들이 구비되어 있으며, 이 마스크는 프레임(20)에 인장력이 가하여지도록 고정된다.
이러한 종래의 마스크(10)는 대량생산을 위해 상대적으로 그 크기가 크므로 격자상의 프레임(20)에 고정시 균일하게 인장력이 가하여져 있다 하여도 상술한 바와 같은 자중에 의한 문제는 심화된다. 특히 대면적 금속 박판 마스크는 각 단위 마스킹 패턴부(12)에 형성된 슬롯(12a)의 너비를 설정된 공차 범위 내로 유지되도록 프레임(20)에 용접하여야 한다. 이때에 마스크의 처짐을 방지하기 위하여 각 방향으로 인장력을 가하게 되면, 상기 각 마스킹 패턴부(12)의 슬롯(12a) 피치에 왜곡이 발생되어 설정된 공차 범위로 맞추는 것이 불가능하다. 특히 마스크(10)의 특정 부위의 단위 마스킹 패턴부(12)의 슬롯이 변형되면 이와 이웃하는 모든 슬롯에도 힘이 가하여져 변형되므로 증착되는 기판에 대해 슬롯이 상대 이동됨으로써 설정된 패턴의 공차 범위를 벗어나게 된다. 이러한 현상은 마스크에 형성된 슬롯(12a)의 법선방향(슬롯의 길이 방향과 직교하는 방향)에서 문제가 된다.
특히 각 단위 마스킹 패턴부(12)의 왜곡시 박막 증착을 위한 기판에 형성되어 있는 단위 전극 패턴들과 각 단위 마스킹 패턴부(12)들 사이에 설정된 절대 위치의 어긋남에 따른 누적치(이하 토탈 피치라 약칭함)가 커지게 되어 기판의 단위 전극 패턴들에 정확한 적, 청, 녹색의 유기막들을 형성할 수 없는 문제점이 있다. 한편, 대형화된 금속박판에 형성된 단위 마스킹 패턴부(12)의 피치조정과 토탈 피치의 조정은 극히 제한적인 부분에서만 가능하므로 마스크(10)를 대형화 하는데 한계가 있다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이 단일의 원판 마스크(10)를 프레임(20)에 고정하는 경우 마스크(10)에 가하여지는 인장력에 의해 상기와 같은 단일 원판 마스크의 각 변에서 인장력을 가하여 프레임(20)에 고정하는 경우 마스크(10)의 인장력 에 의해 프레임(20)의 양측의 지지바(21)가 내측으로 만곡되고, 프레임의 상하부를 이루는 상하부 지지바(22)가 상하 방향으로 볼록하게 굴곡 변형되어 변형이 발생되거나 도 3에 도시된 바와 같이 양측의 지지바(21)가 외측으로 볼록하게 굴곡되고, 프레임의 상하부를 이루는 상하부 지지바(22)가 내측으로 만곡된다.
이는 마스크(10)에 균일하게 인장력을 가하여 프레임(20)과 용접한다하여도 단위마스크의 변형과 기판에 형성된 단위 전극패턴들과의 어긋남에 대한 상기 토탈 피치의 조정을 더욱 어렵게 한다.
마스크의 열팽창으로 인하여 슬롯을 형성하는 스트립들의 크립(creep)변형의 문제점을 해결하기 위한 마스크는 일본 공개 특허 공보 2001-247961호에 개시되어 있다.
개시된 마스크는 기판상에 증착에 의한 패터닝 막을 형성할 때에 사용되는 증착용 마스크로서 다수의 제 1개구부를 구획한 격벽을 갖는 마스크부와, 상기 각각의 개구 면적이 상기 각 제 1개구부의 개구면적 보다 작은 여러개의 제2개구부를 갖고, 상기 여러개의 제 2개구부가 상기 마스크부의 상기 각 제1개구부 상에 배치된 자성자료를 포함하는 스크린부을 구비한다.
또한 일본 공개 특허 공보 2001-273979호에는 자성체 마스크의 구조가 개시되어 있으며, 일본 공개 특허 공보 2001-254169호에는 피 증착물에 밀착되어 증착 부분을 마스킹 하는 것으로, 증착영역에 대응하는 마스크 패턴이 형성된 증착마스크 프레임은 프레임 두께에 비하여 소정의 치수를 지지하기 어려운 미세한 간극과 미세 패턴부를 포함하는 마스크 패턴을 구비하고, 상기 마스크 패턴의 미 세 패턴부가 미세 리브에 의해 지지된 구조를 가진다.
상술한 바와 같은 마스크는 프레임에 지지된 마스크가 자성체로 이루어져 피 증착물과 밀착될 수 있도록 하고 있으나 마스크의 자중 및 마스크의 인장에 따른 스트립들 사이의 피치가 변화하게 되며 마스크 및 프레임의 내부 응력에 의해 토탈 피치 변화 발생 등의 근본적인 문제점을 해결할 수는 없다.
이 밖에도 패턴 개구부의 열변형을 막고, 정밀도를 향상시키기 위한 것으로, 일본 공개 특허 공보 2002-235165 및 미국 등록 특허 US 3,241,519가 있고, 대형 디스플레이의 패턴을 위해 단일의 프레임 및 마스크에 복수개의 유닛 패턴을 형성한 마스크가 유럽 공개 특허 공보 EP 1,209,522 A2에 개시되어 있고, 이와 비슷한 마스크들이 미국 공개 특허 공보 US 2002/0025406 A1에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 마스크들 역시 상술한 바와 같은 문제들을 안고 있다.
또한, 유럽 공개 특허 공보 EP 1,229,144 A2에는 복수개의 마스크를 각 마스크에 대응되는 개구부가 형성되어 있는 단일의 프레임에 의해 지지하는 마스크 프레임 조립체가 개시되어 있으나, 각 마스크 사이의 간격이 좁히는 데에 한계가 있어 증착이 이루어질 기판의 낭비가 심하게 되고, 마스크의 조립 또한 복잡하며, 대형 디스플레이의 패턴 형성에는 사용할 수 없는 한계가 있다.
한편, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 한국특허 출원번호 2001-76490호로 마스크 프레임 조립체를 출원하였다.
상기 마스크는 길이 방향으로 적어도 하나의 단위 마스킹 패턴부가 형성된 적어도 두 개의 단위 마스크를 구비한다. 이러한 마스크는 단위 마스크에 단위 마 스킹 패턴부가 형성되어 있으므로 대형의 단일 마스크 패턴부를 가지는 경우 상술한 바와 같은 마스크의 적용이 용이하지 않다. 또한, 각 단위 마스크 사이의 틈으로의 유기막 증착이 발생하게 되어 유기물의 손실 등이 야기되었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 마스킹 패턴부의 대형화에 따른 증착 패턴의 왜곡을 줄일 수 있으며, 증착 패턴들 간의 토탈 피치의 조정이 용이한 유기 전자 발광소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 단위 마스크 부재 사이의 틈으로 원하지 않은 위치에 유기물 또는 전극을 이루는 알루미늄이 증착되는 것을 방지할 수 있어 대형화된 단일의 마스킹 패턴이 가능하고, 마스크와 프레임의 외력 또는 내부 응력에 의한 추가적인 토탈 피치 변화를 최소화 할 수 있는 유기 전자 발광소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 단일의 대형 마스킹 패턴부가 외부의 충격에 의해 발생하는 하울링 현상을 줄일 수 있는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 개구부가 형성된 프레임과, 상기 프레임에 인장력이 가하여지도록 양단부가 고정되고, 각각 단위 마스킹 패턴부를 가지며, 상호 소정의 폭으로 중첩되는 적어도 두 개의 단위 마스크 부재로 구 비된 것으로, 상기 단위 마스크부재들의 적어도 중첩되는 부분에는, 그 중첩부의 두께가 실질적으로 단위 마스크 부재의 두께와 동일하도록 각각 인입부가 형성된 마스크를 포함하는 것을 특징으로하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 단위 마스크 부재의 인입부는 소정의 폭을 가지며 길이 방향으로 하프 에칭되어 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 단위 마스크 부재의 인입부는 경사지거나 단차지게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 인입부의 폭은 실질적으로 상기 단위 마스크 부재의 두께와 동일하거나 넓게 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 인입부의 폭은 30 내지 100㎛로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 단위 마스크 부재들의 상호 중첩되는 부분의 폭은 10㎛ 내지 70㎛ 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크는 상기 단위 마스크 부재들의 각 단위 마스킹 패턴부에 의해 단일의 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비되거나, 각 단위 마스킹 패턴부각 각각 독립된 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비될 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 목적을 달성하기 위하여, 개구부가 형성된 프레임과, 상기 프레임에 인장력이 가하여지도록 양단부가 고정되고, 각각 단위 마스킹 패턴 부를 가지며, 상호 소정 간격 이격되는 적어도 두 개의 단위 마스크 부재로 구비된 것으로, 상기 단위 마스크부재들 사이의 이격된 틈이 별도의 시트부재에 의해 차폐되도록 형성된 마스크를 포함하는 것을 특징으로하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 시트부재는 그 양단부가 상기 프레임에 접합 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 시트부재의 너비는 상기 단위 마스크 부재 사이의 상호 이격된 틈 이상이고, 서로 인접한 단위 마스크 부재의 인접한 단위 마스킹 패턴부 사이의 거리 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 마스크는 상기 단위 마스크 부재들의 각 단위 마스킹 패턴부에 의해 단일의 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비되거나, 각 단위 마스킹 패턴부가 각각 독립된 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체의 일 실시예를 도 4에 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체는 프레임(30)과, 이 프레임(30)에 인장력이 가하여지도록 양단부가 지지되는 단위 마스크 부재(110)(110')들이 중첩되도록 설치되어 형성된 마스크(100)로 대 별된다.
상기 프레임(30)은 상호 평행하게 설치되는 제1지지부(31)(32)와, 각 제1지지부(31)(32)의 단부와 연결되어 격자상의 개구부(33)를 형성하는 제2지지부(34)(35)를 포함한다. 상기 제2지지부(34)(35)는 단위 마스크 부재(110(110')와 나란한 방향으로 설치되는 것으로 탄성력을 가지는 재질로 형성함이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1지지부(31)(32) 및 제2지지부(34)(35)가 일체로 형성될 수도 있다.
프레임(30)은 후술하는 단위 마스크부재(110)(110')들에 가하여지는 인장력을 충분히 제공할 수 있는 강성을 가져야 하며 피 증착물과 마스크의 밀착시 간섭을 일으키지 않은 구조이면 어느 것이나 가능하다.
상기 마스크(100)는 프레임(30)에 인장력이 가하여지도록 그 양단부가 지지되고, 각각 단위 마스킹 패턴부(150)(150')를 갖는 복수개의 단위 마스크부재(110)(110')들로 이루어지는데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 단위 마스크 부재(110)(110')들은 상호간에 그 가장자리가 중첩되어 단위 마스크 부재의 면적보다 큰 하나의 마스킹 패턴부(200)를 형성할 수 있다.
상기 단위 마스크부재(110)(110')들은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 스립 상의 박판으로 이루어지며, 그 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 단위 마스킹 패턴부들(150)(150')이 형성된다. 상기 단위 마스크부재(110)(110')는 스트립 상으로 한정되지는 않는다.
이 단위 마스킹 패턴부(150)(150')는 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 단위 마 스크부재(110)(110')를 이루는 박판에 도트 또는 슬릿(120)(120')들이 형성되어 이루어진다. 상기 마스킹 패턴부(150)(150')는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 증착 하고자 하는 패턴에 따라 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.
그리고 상기 단위 마스크부재(110)(110')의 상호 중첩되는 부위의 두께는 단위 마스크 부재(110)(110')의 두께와 실질적으로 동일하도록 대응되는 부위에 각각 그 길이 방향으로 인입부(130)(130')가 형성된다. 상기 단위 마스크 부재(110)(110')의 인입부(130)(130')는 도 5에 도시된 바와 같이 복합 곡율을 가지는 파상을 이루며 경사지게 형성되거나 도 6에 도시된 바와 같이 경사를이루도록 형성될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 인입부(130)(130')가 서로 대칭되는 곡면으로 형성될 수 있다.
이러한 단위 마스크 부재(110(110')의 인입부(130)(130')는 하프 에칭에 의해 상기 단위 마스크 부재(110)(110')의 대략 절반 정도의 두께로 에칭되어 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 또한, 이러한 인입부(130)(130')는 서로 인접한 단위 마스크 부재들(110)(110')의 인입부(130)(130')의 형상이 서로 대칭이 되도록 함으로써, 이들을 겹쳤을 때에, 도 5 내지 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 겹쳐진 중첩부의 두께가 실질적으로 상기 단위 마스크 부재들(110)(110')의 두께와 동일하게 될 수 있다.
한편, 상기 단위 마스크 부재(110)(110')의 인입부(130)(130')의 폭(W1)은 30 내지 100㎛로 형성함이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 이러한 인입부(130)(130')의 폭(W1)은 상기 인입부(130)(130')의 마스킹 패턴부(150)(150')의 슬롯(120)(120')의 패턴 및 슬롯(120)(120')들 사이의 피치를 감안하여 조정할 수 있는데, 바람직하게는 50㎛로 형성함이 바람직하다. 그리고 상기 인접하는 단위 마스크 부재(110)(110')들의 상호 중첩되는 부분의 폭(W2)은 10㎛ 내지 70㎛ 로 함이 바람직하다. 상기 중첩된 부분의 폭(W2)은 단위 마스크 부재(110)(110')들의 열팽창 및 단위 마스크 부재(110)(110')들에 가하여지는 인장력과 토탈 피치를 감안하여 적절하게 조절할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 단위 마스크 부재(110)(110')들은 인장력이 가하여진 상태에서 그 양단부가 프레임의 제1지지부재(31)(32)에 각각 고정되는데, 이 때에 상기 단위 마스크 부재(110)(110')들의 프레임에 대한 고정은 점용접 또는 심용접, 야그 레이저 용접(yag laser welding) 등에 의해 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 그리고 마스크의 외곽에 위치되는 단위 마스크부재(110')는 도 8에 도시된 바와 같이 제2지지부(35 또는 34)를 따라 그 가장자리가 용접될 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따르면, 각각 단위 마스킹 패턴부(150)(150')를 갖는 단위 마스크 부재(110)(110')들에 의해 마스크(100)를 형성함으로써 증착 과정에서 일어날 수 있는 열팽창에 의한 변형 및 패턴의 왜곡 현상을 방지할 수 있다. 즉, 각 단위 마스크 부재(110)(110')들이 도 4에서 볼 때, Y 방향으로 인장력이 가하여진 상태에서 프레임(30)에 고정되므로 상대적으로 각 부위에 균일한 인장력이 가하여지게 되고, 특정부위에 변형량이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 단위 마스크 부재(110)(110')들이 상호 중첩되도록 함으로써, 각 단위 마스크 부재(110)(110')들 사이로의 증착이 이루어지지 않도록 할 수 있고, 이에 따라, 각 단위 마스킹 패턴부(150)(150')가 하나의 큰 마스킹 패턴부(200)를 형성하도록 하여 대면적 디스플레이의 증착이 가능하게 된다.
그리고 상술한 바와 같이 단위 마스크 부재들의 중첩되는 부분에 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같은 인입부(130(130')들이 형성되어 있으므로 중첩되는 부위가 두꺼워지는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 단일의 마스킹 패턴부(200)가 왜곡되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 상기 인입부(130)(130')의 폭(W1)이 50㎛로 형성되고 그 중첩되는 폭(W2)이 30㎛로 될 경우에, 이는 유기 전자 발광소자의 유기막 패턴의 피치범위 내이므로, 단일의 마스킹 패턴부(200)의 형성이 충분히 가능하게 된다.
또한, 단일의 대형 마스크의 경우에는 내부의 마스킹 패턴부의 슬롯들의 토탈 피치는 대형 마스크의 가장자리로부터 가하여지는 인장력에 의해 조정할 수 밖에 없으나, 본 발명의 마스크(100)는 복수의 단위 마스크 부재(110)(110')들로 이루어져 있으므로 토탈 피치의 조정이 용하다. 특히 프레임에 독립적으로 단위 마스크들을 설치할 수 있어 토탈 피치를 단위 마스크 별로 조정 가능하다.
이상, 설명한 것은 단위 마스크 부재들의 단위 마스킹 패턴부가 단일의 마스킹 패턴부를 형성하는 경우를 설명한 것이나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 도 9에서 볼 수 있듯이, 각각의 단위 마스크 부재들(110)(110')이 개별적인 단위 마스킹 패턴부(150)(150')를 가지며, 이 단위 마스킹 패턴부(150)(150')들은 각각 별도의 유기 전자 발광 소자의 패터닝을 할 수 있는 독립된 마스킹 패턴부가 되도록 할 수도 있음은 물론이다.
다음으로, 도 10은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 나타내는 것이다. 이하에서는 전술한 실시예와 구별되는 차이점을 중심으로 설명토록 한다.
도 10에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체는 전술한 실시예와는 달리 각 단위 마스크 부재(110)(110')들이 서로 중첩되지 않고, 소정 간격 이격되어 프레임(30)에 고정된다. 따라서, 각 단위 마스크 부재(110)(110')들의 사이에는 도 11에서 볼 수 있듯이, 서로 이격된 틈(111)이 존재하게 된다. 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따르면, 이 틈(111)이 별도의 시트부재(160)에 의해 차폐되도록 한다.
상기 시트부재(160)는 상기 단위 마스크 부재(110)(110')와 동일한 재질로 형성될 수 있는 데, 그 너비는 상기 틈(111)이상이 되도록 하여 틈(111)을 차폐하기에 충분하도록 하는 것이 바람직하고, 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 인접한 단위 마스크 부재(110)(110')의 서로 인접한 단위 마스킹 패턴부(150)(150') 사이의 거리 이하, 즉, 각 단위 마스킹 패턴부(150)(150')의 패턴 피치 간격 이하인 것이 바람직하다. 이는 상기 시트부재(160)가 상기 틈(111)을 차폐하되, 각 패턴부의 슬릿을 가리지 않도록 하기 위한 것이다.
이러한 시트부재(160)는 도 11 및 도 13에서 볼 수 있듯이, 그 양단(161)이 프레임에 접합 고정되는 데, 단위 마스크 부재(110)(110')와 나란하게 접합된다. 즉, 도 13에서 볼 수 있듯이, 단위 마스크 부재(110)(110')가 접합되는 제1지지부(31)(32)에 시트부재(160)의 단부가 야그 레이저 용접(yag laser welding) 등에 의해 용접되도록 할 수 있다.
이렇게 시트부재(160)는 프레임에만 접합이 되므로, 이 시트부재(160)가 단위 마스크 부재들의 패턴 정밀도에 어떠한 영향도 미치지 않게 된다. 또한, 상기 시트부재(160)에 의해 단위 마스크 부재(110)(110')사이의 틈(111)을 차폐함에 따라 불필요한 개소에 증착이 이루어지는 것을 방지하고, 도 10에서 볼 수 있는 것처럼, 단일의 큰 마스킹 패턴부(200)를 형성할 수 있게 된다.
물론, 도 14와 같이, 각 단위 마스크 부재(110)(110')들이 각각 독립된 마스킹 패턴부를 형성하도록 할 수도 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 유기 전자 발광소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체는 도 15에서 볼 수 있는 바와 같은 증착장치에 장착되어 증착을 행하게 된다.
도면을 참조하면, 마스크(100)를 이용하여 유기 전자 발광소자의 박막 즉, 적, 녹, 청색의 유기막 또는 캐소오드층 등을 증착하기 위해서는 진공챔버(201)의 내부에 설치된 유기막 증착 용기(crucible ;202)와 대응되는 측에 마스크 프레임 조립체을 설치하고 이의 상부에 박막이 형성될 기판(300)을 장착한다. 그리고 그 상부에는 프레임(30)에 지지된 마스크(100)를 기판(300)에 밀착시키기 위한 마그네트 유니트(400)를 구동시켜 상기 마스크(100)가 기판(300)에 밀착되도록 한다.
이 상태에서 상기 유기막 증착용기(202)의 작동으로 이에 장착된 유기물 또 는 캐소오드 형성물질이 증발하여 기판(300)에 증착하게 된다. 이 과정에서 상기 마스크(100)는 자중에 의해 처짐 현상과 약간의 열팽창이 이루어지는데, 상기 마스크(100)는 단일의 마스크부재(100)(110')들로 이루어져 있어, 전술한 바와 같이, 부분적인 심한 변형 및 단일 패턴의 왜곡을 방지할 수 있게 된다. 즉, 단위 마스크(110)는 도 4, 도 9, 도 10 및 도 14에 도시된 바와 같이, 스트립 상으로 Y 방향으로 인장력이 가하여진 상태에서 프레임(30)에 고정되어 있으므로 상대적으로 각 부위에 균일한 인장력이 가하여지게 되고, 특정부위에 변형량이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 상술한 바와 같이 프레임에 고정되는 단위 마스크 부재들은 상술한 바와 같이, 서로 인입부가 중첩되도록 하거나, 시트부재에 의해 그 틈이 차폐되도록 함으로써, 원하지 않은 위치에 증착이 이루어지는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 대형화된 단일의 마스킹 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 다수의 단위 마스킹 패턴부를 가지는 단위 마스크 부재를 이용해 토탈 피치를 조정하므로, 토탈 피치를 단위 마스크 별로 조정할 수 있어, 그 조정이 보다 용이해진다. 또한, 단위 마스크 부재 사이의 틈을 차폐하기 위한 수단으로 인해 각 단위 마스크 부재들의 정렬이 어긋나거나, 마스크의 슬릿의 정렬이 어긋날 염려가 없어 패턴 정밀도의 향상을 더욱 가능하게 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 유기 전자 발광 소자의 박막 형성용 마스크 프레임 조립체는 프레임에 설치되는 마스크를 단위 마스크 부재로 분할 함으로써, 마스킹 패턴부의 토탈 피치 정밀도 및 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있고, 열변형 등에 의한 패턴의 왜곡을 줄일 수 있다.
또한, 단위 마스크 부재들을 상호 중첩되도록 하거나, 그 틈을 별도의 시트부재로 차폐함으로써, 사용자가 원하지 않는 위치에 증착이 이루어지는 것을 방지하고, 단일의 마스킹 패턴부를 형성할 수 있는 등 대면적의 디스플레이에 대한 증착이 가능하다.
단위 마스크 부재들의 상호 중첩되는 부분에 인입부를 형성함으로써 그 두께를 일정하게 할 수 있어 단위 마스킹 패턴부의 왜곡 없이 대형의 단일 마스킹 패턴부를 형성할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 개구부가 형성된 프레임; 및
    상기 프레임에 인장력이 가하여지도록 양단부가 고정되고, 각각 단위 마스킹 패턴부를 가지며, 상호 소정의 폭으로 중첩되는 적어도 두 개의 단위 마스크 부재로 구비된 것으로, 상기 단위 마스크부재들의 중첩되는 부분에는, 그 중첩부의 두께가 상기 단위 마스크 부재의 두께와 동일하도록 각각 인입부가 형성된 마스크;를 포함하는 것을 특징으로하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단위 마스크 부재의 인입부는 소정의 폭을 가지며 길이 방향으로 하프 에칭되어 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전자 발광 표시소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단위 마스크 부재의 인입부는 경사지거나 단차지게 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인입부의 폭은 상기 단위 마스크 부재의 두께와 동일하거나 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인입부의 폭은 30 내지 100㎛로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  6. 제 4항에 있어서,
    단위 마스크 부재들의 상호 중첩되는 부분의 폭은 10㎛ 내지 70㎛ 인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 박막증착용 마스크 프레임 조립체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 단위 마스크 부재들의 각 단위 마스킹 패턴부에 의해 단일의 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 박막증착용 마스크 프레임 조립체.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 각 단위 마스크 부재들의 각 단위 마스킹 패턴부는 각각 독립된 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 박막증착용 마스크 프레임 조립체.
  9. 개구부가 형성된 프레임; 및
    상기 프레임에 인장력이 가하여지도록 양단부가 고정되고, 각각 단위 마스킹 패턴부를 가지며, 상호 소정 간격 이격되는 적어도 두 개의 단위 마스크 부재로 구비된 것으로, 상기 단위 마스크부재들 사이의 이격된 틈이 별도의 시트부재에 의해 차폐되도록 형성된 마스크;를 포함하는 것을 특징으로하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 시트부재는 그 양단부가 상기 프레임에 접합 고정된 것을 특징으로 하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 시트부재의 너비는 상기 단위 마스크 부재 사이의 상호 이격된 틈 이상이고, 서로 인접한 단위 마스크 부재의 인접한 단위 마스킹 패턴부 사이의 거리이하인 것을 특징으로 하는 유기 전자 발광 소자의 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 단위 마스크 부재들의 각 단위 마스킹 패턴부에 의해 단일의 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 박막증착용 마스크 프레임 조립체.
  13. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 각 단위 마스크 부재들의 각 단위 마스킹 패턴부는 각각 독립된 마스킹 패턴부를 형성하도록 구비된 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표 시소자의 박막증착용 마스크 프레임 조립체.
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