KR100971753B1 - 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크 조립체의 세정 후 단위 마스크와 프레임의 틈새 공간에 세정액이 남는 것을 최소화할 수 있는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체를 제공한다. 본 발명에 따른 마스크 조립체는 개구부를 둘러싸는 한 쌍의 제1 지지부와 한 쌍의 제2 지지부를 구비하는 프레임과, 적어도 하나의 패턴 개구부를 형성하며 인장력이 가해진 상태로 양단이 제1 지지부에 고정되는 복수의 단위 마스크를 포함한다. 제1 지지부는 단위 마스크가 고정되는 제1 기준면과, 제1 기준면으로부터 단위 마스크와 멀어지는 방향을 따라 제1 기준면과 높이 차이를 가지는 제2 기준면을 포함한다.
단위마스크, 패턴개구부, 프레임, 증착, 유기발광표시장치, 모기판

Description

평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체 {MASK ASSEMBLY FOR THIN FILM VAPOR DEPOSITION OF FLAT PANEL DISPLAY}
본 발명은 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장력이 가해진 복수의 단위 마스크를 고정 및 지지하여 단위 마스크와 함께 마스크 조립체를 구성하는 프레임에 관한 것이다.
최근들어 음극선관의 단점을 극복하여 경량화 및 소형화가 가능한 평판 표시장치가 각광을 받고 있다. 이러한 평판 표시장치의 대표적인 예로 유기발광 표시장치(organic light emitting display), 액정 표시장치(liquid crystal display) 및 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel) 등이 있다.
평판 표시장치, 특히 유기발광 표시장치를 제조하기 위해서는 특정 패턴을 가지는 전극과 발광층 등을 형성해야 하며, 이의 형성법으로 마스크 조립체를 이용한 증착법이 적용될 수 있다.
공지의 마스크 조립체는 개구부를 구비하는 프레임과, 길이 방향을 따라 인장력이 가해진 상태로 프레임에 나란히 고정되는 띠 모양의 단위 마스크들로 이루어진다. 단위 마스크는 용접에 의해 프레임에 고정되고, 단위 마스크가 고정되는 프레임의 윗면은 평평한 면으로 이루어진다.
단위 마스크는 모기판에 복수의 유기발광 표시장치를 제작할 수 있도록 복수의 패턴 개구부를 구비할 수 있다. 각 패턴 개구부는 하나의 표시장치에 대응하며, 표시장치에 형성할 전극 또는 발광층과 같은 모양으로 형성된다.
전술한 마스크 조립체를 이용하여 일정 시간 동안 증착 공정을 진행하면, 단위 마스크들과 프레임에도 유기 물질이 증착된다. 이로써 유기 물질을 세정으로 제거한 후 마스크 조립체를 다시 증착 공정에 투입하게 된다. 마스크 조립체의 세정은 세정액을 이용하여 마스크 조립체에 증착된 유기 물질을 제거한 다음 건조시키는 과정으로 이루어진다.
그런데 세정 과정에서 단위 마스크와 프레임 사이의 틈새 공간으로 세정액이 침투하여 건조 후에도 세정액이 제거되지 않고 남게 된다. 세정액에는 입자 형태의 유기 물질들이 포함되어 있으므로, 건조시 제거되지 않은 세정액에 의해 단위 마스크의 표면에는 굴곡(요철)이 형성될 수 있다.
따라서 증착을 위해 모기판이 단위 마스크들 위에 배치될 때, 단위 마스크에 형성된 굴곡에 의해 모기판과 단위 마스크의 밀착도가 떨어지므로 증착 정밀도가 저하되고, 모기판에 의해 눌린 굴곡 부위에서 세정액이 새어나와 증착 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 마스크 조립체의 세정 후 단위 마스크와 프레임의 틈새 공간에 세 정액이 남는 것을 최소화하여 단위 마스크의 굴곡 형성을 억제하며, 그 결과 증착 정밀도를 높이고 증착 불량을 최소화할 수 있는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체는 개구부를 둘러싸는 한 쌍의 제1 지지부와 한 쌍의 제2 지지부를 구비하는 프레임과, 적어도 하나의 패턴 개구부를 형성하며 인장력이 가해진 상태로 양단이 제1 지지부에 고정되는 복수의 단위 마스크를 포함하고, 제1 지지부는 단위 마스크가 고정되는 제1 기준면과, 제1 기준면으로부터 단위 마스크와 멀어지는 방향을 따라 제1 기준면과 높이 차이를 가지는 제2 기준면을 포함한다.
제1 기준면은 제2 기준면보다 개구부에 가깝게 위치할 수 있다. 제1 기준면에서 측정되는 제1 지지부의 두께는 제2 기준면에서 측정되는 제1 지지부의 두께보다 클 수 있으며, 제1 지지부는 제1 기준면과 제2 기준면의 반대쪽 면을 평평하게 형성할 수 있다.
제1 기준면은 제2 지지부와 같은 높이에 위치할 수 있으며, 제1 지지부는 하기 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.
Figure 112007084449628-pat00001
여기서, W1은 제1 지지부의 폭을 나타내고, W2는 제1 기준면의 폭을 나타낸다.
본 발명에 따른 박막 증착용 마스크 조립체는 제1 기준면과 제2 기준면 형성에 의해 단위 마스크와 프레임이 중첩되는 면적을 최소화하여 단위 마스크와 프레임 사이의 틈새 공간을 축소시킬 수 있다. 따라서 이 틈새 공간으로 세정액이 남는 것을 최소화하여 세정액에 의한 단위 마스크의 굴곡 형성을 억제할 수 있다.
그 결과, 증착을 위해 복수의 단위 마스크 위로 모기판을 배치할 때, 모기판과 단위 마스크의 밀착도가 향상되어 증착 정밀도를 높이고, 증착 과정에서 세정액이 새어나오지 않도록 하여 증착 불량을 예방할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 분해 사시도와 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 마스크 조립체의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 마스크 조립체(100)는 개구부(201)를 구비하는 프레임(20)과, 증착을 위한 복수의 패턴 개구부(401)를 구비하며 길이 방향을 따라 인장력이 가해진 상태로 프레임(20)에 나란히 고정되는 띠 모양의 단위 마스크들(40)을 포함한다.
프레임(20)은 단위 마스크(40)의 양단을 고정 및 지지하고, 개구부(201)를 통해 단위 마스크(40)에 구비된 패턴 개구부들(401)을 노출시킨다. 이때, 프레임(20)에는 단위 마스크(40)에 인가된 인장력에 의해 단위 마스크(40)의 길이 방향을 따라 압축력이 작용하므로, 프레임(20)은 압축력에 의한 변형이 일어나지 않도록 강성이 큰 금속 재료로 형성된다.
이와 같이 시트 모양의 마스크를 띠 모양의 단위 마스크(40)로 분할하여 프레임(20)에 고정시키는 구조에서는 패턴 정밀도가 우수한 단위 마스크(40)를 선별하여 사용할 수 있으므로 패턴 개구부(401)의 형상 오차를 줄일 수 있다. 그리고 증착 과정에서 일어날 수 있는 열팽창에 의한 단위 마스크(40)의 변형과 패턴 개구부(401)의 왜곡을 억제할 수 있으며, 단위 마스크(40)의 길이 방향을 따라 균일한 인장력이 가해지므로 단위 마스크(40)의 특정 부위에 변형량이 집중하는 것을 최소화할 수 있다.
단위 마스크(40)에 구비된 패턴 개구부(401)는 하나의 표시장치에 대응할 수 있으며, 마스크 조립체(100)는 단위 마스크(40)의 길이 방향 및 폭 방향을 따라 복수의 패턴 개구부(401)를 구비한다. 패턴 개구부(401)는 표시장치에 형성될 전극 또는 발광층과 동일한 모양으로 형성된다.
도 4는 상기 마스크 조립체를 이용한 평판 표시장치의 증착 과정을 나타낸 개략도이다.
도 4를 참고하면, 마스크 조립체(100)는 증착 설비 내의 프레임 홀더(12)에 고정되고, 복수의 단위 마스크(40) 위로 모기판(14)이 놓인다. 이 상태에서 증착 원(16)으로부터 전극 재료 또는 발광층 재료가 증발하면, 패턴 개구부(401, 도 1 참고)를 통해 모기판(14)에 패턴 개구부(401)와 동일한 형상으로 재료가 증착된다. 이와 같이 마스크 조립체(100)를 이용하여 한 장의 모기판(14)에 복수의 평판 표시장치, 일례로 복수의 유기발광 표시장치를 제작할 수 있다.
상기에서는 마스크 조립체(100)가 유기발광 표시장치의 전극과 발광층을 형성하는데 사용되는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 마스크 조립체(100)는 다른 평판 표시장치의 전극 등을 형성하는데 유효하게 적용될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예에서 프레임(20)은 개구부(201)를 사이에 두고 단위 마스크(40)의 길이 방향(도면의 y축 방향)을 따라 서로 마주하는 한 쌍의 제1 지지부(22)와, 개구부(201)를 사이에 두고 단위 마스크(40)의 폭 방향(도면의 x축 방향)을 따라 서로 마주하는 한 쌍의 제2 지지부(24)를 포함한다.
제1 지지부(22)와 제2 지지부(24)는 같은 길이로 형성되거나 다른 길이로 형성될 수 있다. 도 1과 도 2에서는 일례로 제1 지지부(22)가 제2 지지부(24)보다 큰 길이로 형성되어 제1 지지부(22)가 프레임(20)의 장변을 구성하고 제2 지지부(24)가 프레임(20)의 단변을 구성하는 경우를 도시하였다.
여기서, 단위 마스크(40)가 고정되는 제1 지지부(22)의 윗면은 소정의 단차를 가지는 형상으로 이루어져 단위 마스크(40)와 프레임(20)이 중첩되는 면적을 감소시킨다.
즉, 제1 지지부(22)의 윗면은 단위 마스크(40)가 고정되는 제1 기준면(221) 과, 제1 기준면(221)으로부터 단위 마스크(40)와 멀어지는 방향(도 1과 도 3의 z축 방향)을 따라 제1 기준면(221)과 높이 차이(h, 도 3 참고)를 가지는 제2 기준면(222)을 갖도록 형성된다. 그리고 제1 지지부(22)의 아랫면은 평평하게 형성된다. 이로써 제1 지지부(22)는 제1 기준면(221)에서 측정되는 두께가 제2 기준면(222)에서 측정되는 두께보다 크게 이루어진다.
제1 기준면(221)은 제2 기준면(222)보다 개구부(201)에 가깝게 위치하며, 제2 지지부(24)와 같은 높이를 유지한다. 이러한 구조는 일정한 두께를 가지는 프레임을 먼저 제작한 다음, 제1 지지부(22)의 바깥측 일부를 기계 가공으로 제거하여 완성할 수 있다. 제1 기준면(221)과 제2 기준면(222)의 높이 차이(h)는 수 mm 이내이므로, 제2 기준면(222)에서의 두께 감소가 프레임(20)의 강도 특성에 실질적인 영향을 미치지 않는다.
전술한 프레임(20) 구조를 기준으로 단위 마스크(40)는 양단이 제1 기준면(221)과 겹치도록 위치한 상태에서 용접 등에 의해 제1 기준면(221)에 고정되며, 제1 기준면(221)에 고정된 이후 단위 마스크(40)의 용접점 외측 부위가 절단되어 마스크 조립체(100)로 완성된다.
이와 같이 제1 지지부(22)보다 작은 폭을 가지는 제1 기준면(221)에 단위 마스크(40)가 용접으로 고정됨에 따라, 본 실시예의 마스크 조립체(100)는 단위 마스크(40)와 프레임(20)의 중첩 면적을 감소시켜 단위 마스크(40)와 프레임(20) 사이의 틈새 공간을 줄일 수 있다.
도 5는 도 3에 도시한 마스크 조립체의 부분 확대도이고, 도 6은 비교예의 마스크 조립체를 나타낸 부분 확대도이다.
도 5와 도 6을 참고하면, 제1 지지부(22)의 윗면이 제1 기준면(221)과 제2 기준면(222)으로 구분되는 본 실시예의 마스크 조립체(100)에서는 제1 지지부(22')의 윗면이 제1 기준면과 제2 기준면의 구분 없이 평평하게 형성되는 비교예의 마스크 조립체(100')보다 단위 마스크(40)와 프레임(20) 사이의 틈새 공간을 효과적으로 감소시키고 있음을 확인할 수 있다.
따라서 본 실시예의 마스크 조립체(100)는 증착 공정 후 마스크 조립체(100)에 증착된 유기 물질을 세정 및 건조하는 과정에서 단위 마스크(40)와 프레임(20) 사이의 틈새 공간에 세정액이 남는 것을 최소화하며, 세정액에 의해 단위 마스크(40)의 표면에 굴곡(요철)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
그 결과, 증착을 위해 복수의 단위 마스크(40) 위로 모기판(14, 도 4 참고)을 배치할 때, 모기판(14)과 단위 마스크(40)의 밀착도가 향상되어 증착 정밀도가 높아지고, 증착 과정에서 세정액이 새어나오지 않도록 하여 증착 불량을 예방할 수 있다.
본 실시예의 마스크 조립체(100)에서 제1 지지부(22)의 폭(W1, 도 5 참고)에 대한 제1 기준면(221)의 폭(W2, 도 5 참고) 비율은 0.2 내지 0.4로 설정될 수 있으며, 특히 0.3으로 설정될 수 있다.
상기 비율이 0.2보다 작으면, 단위 마스크(40)와 프레임(20) 사이의 용접 품질이 저하되어 용접 부위에서 단위 마스크(40)가 돌출될 수 있다. 이 돌출 부위에 의해 증착 과정에서 모기판(14)과 단위 마스크(40)의 밀착도가 저하되어 증착 정밀 도가 낮아질 수 있다. 상기 비율이 0.4보다 크면, 단위 마스크(40)와 프레임(20) 사이의 틈새 공간을 축소시키는 효과가 미비해지므로 제2 기준면(222) 형성으로 인한 효과를 얻기 힘들어진다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 마스크 조립체를 이용한 평판 표시장치의 증착 과정을 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 3에 도시한 마스크 조립체의 부분 확대도이다.
도 6은 비교예의 마스크 조립체를 나타낸 부분 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>
100: 마스크 조립체 20: 프레임
201: 개구부 22: 제1 지지부
221: 제1 기준면 222: 제2 기준면
24: 제2 지지부 40: 단위 마스크
401: 패턴 개구부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 개구부를 둘러싸는 한 쌍의 제1 지지부와 한 쌍의 제2 지지부를 구비하는 프레임; 및
    적어도 하나의 패턴 개구부를 형성하며 인장력이 가해진 상태로 양단이 상기 제1 지지부에 고정되는 복수의 단위 마스크
    를 포함하고,
    상기 제1 지지부는 상기 단위 마스크가 고정되는 제1 기준면과, 상기 제1 기준면으로부터 상기 단위 마스크와 멀어지는 방향을 따라 상기 제1 기준면과 높이 차이를 가지는 제2 기준면을 포함하며,
    상기 제1 기준면에서 측정되는 상기 제1 지지부의 두께가 상기 제2 기준면에서 측정되는 상기 제1 지지부의 두께보다 크며,
    상기 제1 기준면이 상기 제2 기준면보다 상기 개구부에 가깝게 위치하며,
    상기 제1 지지부가 하기 조건을 만족하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
    Figure 712010002348334-pat00009
    여기서, W1은 상기 제1 지지부의 폭을 나타내고, W2는 상기 제1 기준면의 폭을 나타낸다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 지지부는 상기 제1 기준면과 상기 제2 기준면의 반대쪽 면을 평평하게 형성하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 기준면이 상기 제2 지지부와 같은 높이에 위치하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프레임은 직사각형 형상이며,
    상기 한 쌍의 제1 지지부가 상기 프레임의 장변을 형성하고, 상기 한 쌍의 제2 지지부가 상기 프레임의 단변을 형성하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
  6. 삭제
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