KR101015841B1 - 마스크 프레임 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체는 개구부를 갖는 프레임, 프레임에 설치되어 프레임의 열 팽창을 유도하는 열 팽창 유도 장치, 프레임에 연결되어 프레임에 의해 지지되고, 개구부에 대응되는 위치에 패터닝 부를 구비하는 마스크를 포함한다. 여기서, 프레임은 금속 재질로 형성될 수 있다.

메탈 마스크, 프레임, 마스크 프레임 조립체, 처짐

Description

마스크 프레임 조립체 {MASK FRAME ASSEMBLY}

본 발명은 마스크 프레임 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치 제조에 사용되는 마스크 프레임 조립체에 관한 것이다.

증가하고 있는 대형 표시 장치에 대한 수요를 충족시키고, 표시 장치의 생산성 향상을 위하여 대형 기판 사용이 늘어나고 있는 추세이다.

이에 따라 표시 장치의 제조에 사용되는 메탈 마스크 역시 대형화 되고 있다. 그러나 메탈 마스크를 지지하는 프레임은 메탈 마스크의 외곽만을 지지해주고 있는 경우가 일반적이므로, 중력에 의해 메탈 마스크의 처짐이 발생하는 문제점이 있었다. 이와 같이 메탈 마스크의 처짐이 발생하게 되면, 마스크를 이용한 증착 단계에서 패턴의 정밀도를 향상시키기 어려운 문제가 있다.

따라서 메탈 마스크의 처짐을 방지하기 위한 기술로, 종래에는 메탈 마스크를 지지하는 프레임을 외측으로 가압하여 메탈 마스크를 사방으로 당기는 방법을 통해서 메탈 마스크의 처짐을 방지하는 방법이 알려져 있었다.

그러나 이러한 방법을 이용하여 메탈 마스크의 처짐을 방지하기 위해서는 프레임과 연결된 가압수단을 별도로 구비해야 할 뿐만 아니라, 프레임과 가압수단의 연결이 복잡하여 장치의 설치 및 관리가 용이하지 않았다. 또한, 메탈 마스크의 처짐을 효과적으로 방지하기 위한 가압 정도의 조절이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여 전자기적 열 팽창 장치를 구비한 마스크 프레임 조립체를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체는 ⅰ) 개구부를 갖는 프레임, ⅱ) 프레임에 설치되어 프레임의 열 팽창을 유도하는 하나 이상의 열 팽창 유도 장치, ⅲ) 프레임에 연결되어 프레임에 의해 지지되고, 상기 개구부에 대응되는 위치에 패터닝 부를 구비하는 마스크를 포함한다. 여기서, 프레임은 금속 재질로 형성될 수 있다.

그리고, 하나 이상의 열 팽창 유도 장치는 프레임과 전기적으로 연결되어 옴의 법칙을 이용하여 프레임의 열 팽창을 유도하는 장치일 수 있으며,

프레임의 주변에 자기장의 변화를 형성하여, 프레임 상에 유도 전류를 형성하고, 이를 이용하여 프레임의 열 팽창을 유도하는 장치 일 수 있다. 또한, 양 장치가 혼합된 장치일 수도 있다.

또한, 프레임은 장변 및 단변을 구비하고, 장변 또는 단변이 굴곡되어 형성될 수 있으며, 장변 및 단변이 동시에 굴곡되어 형성될 수 있다. 여기서, 프레임 에 형성된 곡률은 바깥쪽 또는 안쪽 곡률일 수 있다.

또한, 마스크는 상기 프레임의 열 팽창에 따라 프레임의 외측방향으로 팽창되도록 프레임 상에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체는 열 팽창 유도 장치를 통해서 프레임의 열 팽창을 유도하고, 이를 이용해서 마스크의 처짐을 방지한다. 따라서 마스크를 이용한 증착 과정에서 정밀한 패터닝이 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 열 팽창 유도 장치는 전자기적인 방법을 이용하여 열 팽창을 유도한다. 따라서 종래와 같은 복잡한 가압장치를 사용하지 않을 수 있어 프레임 조립체를 전체적으로 간소화 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 프레임의 재료 및 프레임에 흘려주거나 형성되는 전류를 조절하여 열 팽창 정도를 정밀하게 조절할 수 있다. 따라서 마스크의 처짐을 효과적으로 방지할 수 있으며, 가압 정도를 복잡하게 조절할 필요가 없다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다.

이하 도 1을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체(10)의 개략적인 구성을 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체(10)의 분리된 사시도를 나타낸다. 표시 장치의 제조 공정에는 프레임(100) 및 마스크(200)가 결합된 상태로 사용되나 도 1에서는 각각의 구조를 보다 명확하게 나타내기 위하여 분리된 상태로 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(10)는 프레임(100), 마스크(200) 및 열 팽창 유도 장치(300)을 포함한다.

프레임(100)은 마스크를 지지할 수 있는 구조로서, 마스크의 패터닝 영역에는 개구부(110)가 형성되어, 패터닝이 방해하지 않으면서 마스크를 지지할 수 있도록 형성된다. 프레임(100)은 장변(120) 및 단변(130)을 구비한 직사각형 형태인 경우가 일반적이나, 마스크의 형상에 따라 마스크를 잘 지지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 정사각형, 타원형, 원형 등이 있다. 한편, 프레임(100)은 열 팽창 유도 장치(300)에 의해서 열 팽창이 잘 일어날 수 있도록 금속 재질로 형성되는 것이 좋다. 그러나, 열 전도 및 팽창이 일어날 수 있는 고분자 소재 등도 사용할 수 있다.

마스크(200)는 표시 장치의 패터닝을 위한 패턴부(220)를 포함한다. 마스크(200)의 중앙부에는 표시 장치 제조과정에서 필요한 증착 공정의 패터닝을 위한 패턴부(220)가 형성되고, 마스크의 외곽은 프레임(100)과 연결되어 프레임(100)에 의해서 지지된다. 패턴부(220)는 생산될 표시 장치 모듈의 크기 및 모양에 따라 다양한 형상을 가질 수 있으며, 패턴부(220)에는 패터닝을 위한 미세 패턴(미도시)이 형성된다. 이러한 미세 패턴을 가지는 마스크(200)를 이용하여 표시 장치의 제조 공정에서 다양한 패터닝을 수행할 수 있다. 일 예로 유기 발광 표시 장치의 경우 이러한 미세 패턴을 포함하는 마스크를 이용하여 유기 발광층 및 전극층의 패턴을 형성할 수 있다.

열 팽창 유도 장치(300)는 프레임(100)에 연결되어 프레임(100)의 열 팽창을 유도한다. 열 팽창 유도 장치(300)는 도 5 및 도 6에서 자세히 설명하기로 한다.

다음으로 도2 내지 도5를 이용하여, 종래 마스크 프레임 조립체의 문제점 및 본 발명에서의 해결방법을 설명한다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 프레임(100)의 단변(130)을 절단한 단면도이고, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 결합된 프레임(100) 및 마스크(200)를 절단한 단면도이다.

도 2 및 3을 참조하면, 마스크(200)가 대형화 됨에 따라 마스크(200)를 지지 하는 프레임(100)도 대형화되어 열 팽창 유도 장치(300, 도 1에 도시 이하 동일)에 의한 보정이 이루어지지 않는 경우 도 2와 같이 중력에 의해 프레임(100)의 처짐이 발생할 수 있다. 또한, 프레임(100)의 처짐에 따라, 도 3과 같이, 프레임(100)에 의해 지지되는 마스크(200)는 프레임(100)보다 더 많은 처짐이 발생할 수 있다. 이러한 마스크(200)의 처짐으로 인해 기판과 마스크(200)가 정확히 일치하지 않게 되면, 정밀한 패터닝이 이루어지지 못한다.

도 4는 열팽창 유도 장치(300)의 활성화를 통하여 도 2 및 도3에서의 문제점을 해결하는 과정을 개략적으로 나타낸다. 또한, 도5는 도 4의 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 열팽창 유도 장치(300)의 활성화를 통하여 프레임(100)이 외측방향으로 열 팽창 되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 프레임(100)에 연결된 마스크(200)역시 중력에 반대되는 방향(A)으로 펴지게 된다. 따라서 중력으로 인한 마스크(200)의 처짐을 상쇄시킬 수 있다. 이와 같이 마스크의 처짐을 방지하여 패터닝의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 한편, 본 발명에서는 이와 같이 프레임(100)의 열 팽창을 이용하여 마스크(200)를 펴지게 하는 방법을 이용하므로, 종래와 같이 프레임과 프레임의 가압을 위한 장치를 복잡한 방법으로 연결하지 않아도 되는 이점이 있다. 또한, 재료의 특성에 따라 적절한 정도로 팽창이 이루어지므로, 프레임 가압의 정도를 정밀하게 조절하는 별도의 장치 또는 방법이 필요하지 않은 이점이 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 및 제3실시예에 따른 프레임 마스크 조립체(20, 30)를 간략하게 나타내는 사시도이다. 도 6 및 도 7은 열 팽창 유도 장 치(310, 320)에 대한 자세한 설명을 위한 것으로, 나머지 구성은 도 1에서 도시한 제1실시예와 동일하며, 여기서는 설명을 생략한다.

도 6은 옴의 법칙을 이용한 열 팽창 유도 장치(310)를 구비한 본 발명의 제2실시예에 따른 프레임 마스크 조립체(20)의 사시도를 간략하게 나타낸다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 열 팽창 유도 장치(310)는 프레임(100)과 전기적으로 연결되어, 프레임(100)으로 전류를 흘려주는 역할을 한다. 프레임(100)은 금속 등의 도전 물질로 형성되므로 열 팽창 유도 장치(310)에서 흘려준 전류는 프레임을 타고 흐르면서 V×I에 해당되는 에너지를 열로 방출한다. 프레임은(100)은 전도체로 전류뿐 아니라 열도 잘 전도될 수 있도록 하므로, 프레임(100) 전체적으로 고르게 열이 전달된다. 따라서 프레임(100)은 모든 방향으로 고르게 팽창된다. 도 7은 자기장을 이용한 열 팽창 유도 장치(320)를 구비한 본 발명의 제3 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체(30)의 사시도를 간략하게 나타낸다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 열 팽창 유도 장치(320)는 프레임(100)과 직접 전기적으로 연결되진 않지만, 프레임(100)주변에 자기장 변화를 유발하여 프레임(100)에 유도 전류를 발생 시키는 역할을 한다. 발생된 유도 전류는 프레임(100)을 타고 흐르면서 V×I에 해당되는 에너지를 열로 방출한다. 따라서 자기장의 변화를 통해서 결과적으로 프레임(100)의 열 팽창을 유도할 수 있다.

한편, 본원의 제2 및 제3 실시예에서는 전류 또는 자기장을 이용한 열 팽창 유도 장치(310, 320)만을 기재하였으나, 전류 및 자기장을 동시에 이용한 열 팽창 유도 장치를 이용하여 프레임의 열 팽창을 유도할 수도 있다. 또한, 도 1, 도 6 및 도 7에서는 열 팽창 유도 장치(300, 310, 320)가 프레임(100)의 한쪽 변에만 설치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 각각의 변을 따라 2방향 또는 4방향에 설치될 수도 있다.

다음으로 도 8 내지 도 11을 이용하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체를 설명한다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체는 프레임(101, 103, 105, 107)의 어느 변이 곡률지게 형성되도록 하여 프레임(101, 103, 105, 107)의 열 팽창을 보다 적절하게 유도한다. 다른 구성요소는 앞서 설명한 제1 실시예 내지 제3 실시예의 그것과 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.

도 8 및 도 9는 단변이 곡률지게 형성된 프레임(101, 103)의 평면도를 간략하게 도시하고, 도 10 및 도 11은 장변이 곡률지게 형성된 프레임(105, 107)을 간략하게 도시한다.

이와 같이 프레임에 굴곡을 형성하여 프레임의 열 팽창을 적절히 유도할 수 있는데, 도 8 및 도 10과 같이 프레임의 장, 단변을 볼록한 형태로 형성하여, 프레임(101, 105)의 적절한 열 팽창을 유도할 수도 있으며, 반대로 도 9 및 도 11과 같이 프레임의 장, 단변을 오목한 형태가 되도록 형성하여 프레임(103, 107)의 적절한 열 팽창을 유도할 수도 있다. 여기서 프레임의 장, 단변이 갖는 곡률의 형상 및 반경은 프레임(101, 103, 105, 107)의 재료에 따라서 다양하게 형성될 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 프레임의 장변 및 단변이 동시에 곡률지게 형성될 수 있으며, 각 변의 곡률 방향은 혼합되어 적용될 수 있다. 예로 장변 은 프레임 내부를 향하도록 곡률 져 형성되고, 단변은 프레임 외부를 향하도록 곡률 져 형성되는 것을 들 수 있다.

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 제1실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 대략적인 사시도이다.

도 2는 통상의 마스크 프레임 조립체에 있어, 프레임의 처짐을 나타내는 대략적인 단면도이다.

도 3은 통상의 마스크 프레임 조립체에 있어, 마스크의 처짐을 나타내는 대략적인 단면도이다.

도 4는 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체에 있 어, 열 팽창 유도 장치에 의해 마스크가 팽창하는 과정을 대략적으로 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 대략적인 사시도이다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 대략적인 사시도이다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 변형예에 따른 마스크 프레임 조립체의 프레임을 간략히 도시한 도면이다.

Claims (7)

1. 개구부를 갖는 프레임,

   상기 프레임에 설치되어 상기 프레임의 열 팽창을 유도하는 열 팽창 유도 장치, 및

   상기 프레임에 연결되어 상기 프레임에 의해 지지되고, 상기 개구부에 대응되는 위치에 패터닝 부를 구비하는 마스크

   를 포함하고,

   상기 열 팽창 유도 장치는,

   상기 프레임과 전기적으로 연결되어 옴의 법칙을 이용하여 프레임의 열 팽창을 유도하는 마스크 프레임 조립체.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 프레임은 장변 및 단변을 구비하고,

   상기 장변 또는 단변이 곡률의 형상을 가지는 마스크 프레임 조립체.
4. 제1항에 있어서,

   상기 프레임은 금속 재질인 마스크 프레임 조립체.
5. 제3항에 있어서,

   상기 곡률은 바깥쪽 또는 안쪽 곡률인 마스크 프레임 조립체.
6. 제1항에 있어서,

   상기 마스크는 상기 프레임의 열 팽창에 따라 상기 프레임의 외측 방향으로 팽창되도록 상기 프레임 상에 연결된 마스크 프레임 조립체.
7. 삭제

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