KR101128465B1 - 마스크 스트레쳐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크의 특정 영역을 촬영하는 카메라 세트 및 카트의 설정 영역을 촬영하는 카메라 세트를 각각 이용하여 마스크의 스트레칭 상태를 확인하면서 스트레칭 공정을 실시할 수 있는 마스크 스트레처를 개시한다. 본 발명에 따른 마스크 스트레처는 마스크가 장착되는 카트의 저면에 형성된, 최적의 스트레칭이 이루어진 가상 마스크의 특정 영역과 대응하는 다수의 얼라인먼트 마크들을 각각 촬영하는 다수의 카메라를 구비한 제 2 카메라 세트; 기판의 특정 영역들에 각각 대응한 상태에서 수평 이동 가능한 상태로 장착된 다수의 카메라를 구비한 제 1 카메라 세트; 제 2 카메라 세트에서 전송된 얼라인먼트 마크들의 위치 정보 및 얼라인먼트 마크와 대응해야할 기판의 특정 영역에 대한 제 1 카메라 세트로부터의 위치 정보를 비교하고 그 결과에 따라 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
유기 전계 발광 소자, 마스크

Description

마스크 스트레쳐{Mask stretcher}
도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도.
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.
도 3은 유기 전계 발광 소자의 제조 공정에서 사용되는 일반적인 마스크의 평면도.
도 4는 도 3의 "A"부의 상세도.
도 5는 일반적인 스트레처의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 6은 카트의 어느 한 관통구 및 마스크의 어느 한 얼라인먼트 키를 도시한 부분 도면.
도 7은 본 발명에 따른 마스크 스트레처의 개략적인 구성도.
본 발명은 마스크 스트레처에 관한 것으로서, 2세트의 카메라를 이용하여 마스크의 스트레칭 상태를 관측하여 최적의 상태로 마스크를 스트레칭을 할 수 있도록 구성한 마스크 스트레처에 에 관한 것이다.
유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상이다. 이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자의 구조 및 제조 단계를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 유기 전계 발광 소자의 구성을 도시하고 있다.
유기 전계 발광 소자는 투명 기판(1) 상에 배열된 ITO층(2), ITO층(2) 상에 형성된 유기 전계 발광층(3; 이하 "유기 EL 층"이라 칭함), 유기 EL 층(3) 상에 형성된 금속층(4)으로 이루어진다.
이상과 같은 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조하는 각 단계를 도면을 통하여 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 글라스 기판(1) 상에 다수의 ITO층(2)을 형성하고, ITO층(2)의 일부(유기 EL층 및 금속층으로 이루어진 발광 영역)을 제외한 전체 영역에 절연막(4a)을 형성한다. 그 후, ITO층(2)을 가로지르는 형태로 다수의 격벽(5)을 형성하며, 이후 격벽(5)을 포함한 전체 구조 상부에 유기 EL층(3)과 금속층(4)을 순차적으로 형성한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 구조로 이루어진 다수의 소자 영역(이하, "액티브(active) 영역"이라 칭함)들이 글라스 기판(1) 상에 형성된다. 이후, 각 액티브 영역에서의 각 ITO층(2)과 금속층(4)에 대한 배선 공정, 캡 부착 공정을 거치게 되며, 최종적으로 개별 소자화를 위한 글라스 기판 절단 공정이 진행된다.
유기 전계 발광 소자의 제조 공정 중에서, 소정 면적의 글라스 기판 상에 한정된 각 액티브 영역 상에 R(red), G(green), B(blue) 계열의 유기 EL층을 형성하는 공정에서는 마스크(mask)가 이용된다.
도 3은 유기 전계 발광 소자의 제조 공정에서 사용되는 일반적인 마스크의 평면도이다.
글라스 기판의 전체 면적과 대응하는 규격의 마스크(10)에는 글라스 기판의 예정된 액티브 영역들과 각각 대응하는 다수의 그릴(grille)부(12)들이 형성되어 있다. 도 4는 도 3의 "A"부의 상세도로서, 어느 한 그릴부(12)의 세부적인 구성을 도시한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 그릴부(12)는 마스크 기본 부재(11)를 관통하여 형성된 다수의 그릴(12A-1 내지 12A-5; 패턴)로 이루어지며, 이 그릴(12A-1 내지 12A-5)은 일정 길이 및 폭을 가지며, 일정한 간격을 두고 서로 평행한 상태로 배치된다. 증착원에서 발생된 R, G, 또는 B 계열의 유기물 증착 재료 증기가 각 그릴(12A-1 내지 12A-5)을 통과하여 기판에 도달한다.
이와 같은 구성을 갖는 마스크(10)를 유기 EL층 형성 공정에 투입하기에 앞서 마스크(10)에 대한 스트레칭(stretching) 공정 및 프레임으로의 부착 공정을 실시한다.
마스크(10)는 얇은 금속 박막(薄膜) 형태로 제조되며, 따라서 마스크(10)는 부분적으로 장력(tension)이 다르게 나타난다. 부분적으로 다른 장력을 갖는 마스크(10)를 이용하여 좁은 폭의 유기 EL층을 글라스 기판의 각 액티브 영역 상의 정 확한 위치에 형성하기 어려우며, 따라서 스트레칭 장치(stretcher)를 이용하여 마스크(10)를 잡아당겨 마스크(10)의 전체 면에 걸쳐 균일한 장력을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 그립퍼에 의하여 전체 면에 균일한 장력을 갖는 마스크(10)를 사각 프레임에 (용접) 고정시킨다. 이후 절단 예정선(L)을 따라서 절단 공정을 수행하여 그릴부가 형성되지 않은 기본 부재(11)의 외곽부를 제거하며, 이와 같은 공정에 의하여 구성된 마스크(10)를 이용한 유기 EL층 형성 공정을 진행한다.
상술한 바와 같은 마스크(10)의 스트레칭 공정에서, 마스크(10)의 각 에지에는 구동 수단에 연결된 다수의 그립퍼(gripper; 도시되지 않음)가 물려지며, 각 그립퍼는 도 3의 각 화살표 방향으로 마스크(10)를 잡아당기게 된다. 그립퍼를 이용한 마스크의 스트레칭 과정에서, 마스크가 설정된 상태로 스트레칭 되었는지를 확인하게 되며, 이 확인 단계에서 카메라 세트가 이용된다.
도 5는 일반적인 스트레처의 개략적인 구성을 도시한 도면, 도 6은 카트의 어느 한 관통구 및 마스크의 어느 한 얼라인먼트 키를 도시한 부분도면이다.
마스크(10)는 카트(C: cart) 상에 위치된 상태로 그립퍼(G)에 의하여 스트레칭되며, 카트(C)에는 다수의 관통부(C-1)가 형성된다. 카트(C)에 형성된 관통부(C-1)들은 최적으로 스트레칭된 상태의 가상 마스크의 특정 영역들에 각각 대응된다. 카메라 세트는 다수의, 예를 들어 9대의 카메라들(D)로 구성되어 있으며, 각 카메라(D)는 카트(C1)의 각 관통부(C-1)와 대응한다.
마스크(10)가 스트레칭되는 과정에서, 마스크(10)의 저면에 표시된 얼라인먼 트 마크(alignment mark)들이 카트(C)의 관통구들(C-1)과 각각 대응되면 각 얼라인먼트 마크는 카메라(D)에 의하여 촬영된다. 카메라(D)에 의하여 촬영된 모든 얼라인먼트 마크가 모니터에 디스플레이됨으로써 작업자는 마스크(10)가 적절하게 스트레칭 되었음을 판별할 수 있다.
그러나 이러한 판별 과정에서 마스크(10)의 저면에 표시된 얼라인먼트 마크들이 카트(C)의 관통구들(C-1)과 각각 대응될 때까지 마스크(10)의 스트레칭 상태를 확인할 수 없다. 예를 들어, 마스크(10)가 최적의 스트레칭 상태가 될 때까지 어느 정도 더 스트레칭 공정을 진행해야 할지를 판단할 수 없다.
이와는 반대로 마스크(10)가 설정된 범위를 넘어 스트레칭된 경우에도 카트(C)의 관통구(C-1)를 통하여 마스크(10)의 얼라인먼트 마크가 노출되지 않는다. 이러한 경우 마스크(10)의 스트레칭이 충분히 이루어지지 않은 것으로 잘못 판단하여 스트레칭 공정을 더 진행하게 되며, 따라서 마스크(10)를 과도하게 스트레칭시키는 문제점도 발생한다.
본 발명은 마스크의 스트레칭 과정에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마스크의 특정 영역을 촬영하는 카메라 세트 및 카트의 설정 영역을 촬영하는 카메라 세트를 각각 이용하여 마스크의 스트레칭 상태를 확인하면서 스트레칭 공정을 실시할 수 있는 마스크 스트레처를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 마스크 스트레처는 마스크가 장착되는 카트의 저면에 형성된, 최적의 스트레칭이 이루어진 가상 마스크의 특정 영역과 대응하는 다수의 얼라 인먼트 마크들을 각각 촬영하는 다수의 카메라를 구비한 제 2 카메라 세트; 기판의 특정 영역들에 각각 대응한 상태에서 수평 이동 가능한 상태로 장착된 다수의 카메라를 구비한 제 1 카메라 세트; 제 2 카메라 세트에서 전송된 얼라인먼트 마크들의 위치 정보 및 얼라인먼트 마크와 대응해야할 기판의 특정 영역에 대한 제 1 카메라 세트로부터의 위치 정보를 비교하고 그 결과에 따라 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
얻어진 정보에 기초한 제어부에 의한 구동부의 가동에 따라 마스크에 고정된 그립퍼들은 마스크의 외측 또는 내측으로 이동함으로써 마스크를 최적의 상태로 스트레칭한다. 한편, 마스크의 특정 영역들은 표면에 형성된 얼라인먼트 키들일 수 있으며, 또한 그릴부들중 어느 한 그릴일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 마스크 스트레처를 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 마스크 스트레처의 개략적인 구성도로서, 편의상 카트, 마스크 및 카메라 유니트만을 도시하였다. 한편, 전술한 바와 같이 마스크(10)는 카트(C) 상에 위치하며, 그 에지들에는 당김력을 제공하기 위한 다수의 그립퍼(20)들이 고정된다.
본 발명에 따른 마스크 스트레처는 마스크(10)가 장착되는 카트(30) 및 카메라 유니트를 포함한다. 카메라 유니트는 카트(30)의 상부에 설비된 제 1 카메라 세트(40), 카트(30)의 하부에 설비된 제 2 카메라 세트(50) 및 제 1 및 제 2 카메라 세트(40 및 50)에 연결된 제어부(60)를 포함한다. 또한, 제어부(60)는 각 그립퍼(20)에 동력을 공급하는 구동부(70)에 연결되어 있으며, 각 그립퍼(20)는 구동부(70)에 의하여 가동 여부 및 가동 방향이 제어된다.
제 1 카메라 세트(40)는 수평 (x-y) 이동 가능하게 설치된 다수의 카메라(41)들로 이루어지며, 제 2 카메라 세트(50)는 고정된 상태로 설치된 다수의 카메라(51)들로 이루어진다. 제 1 카메라 세트(40)의 카메라(41)들은 카트(30)에 장착된 마스크(10) 표면에, 제 2 카메라 세트(50)의 카메라(51)들은 카트(30)의 하부면에 각각 대응된다.
이와 같이 구성된 카메라 유니트를 포함하는 스트레처의 동작 과정 및 그 기능을 설명한다.
먼저, 카트(30) 상에 마스크(10)를 위치시킨 후, 마스크(10)의 각 에지에 다수의 그립퍼(20)들을 각각 설치시킨다. 제 2 카메라 세트(50)의 각 카메라(51)를 카트(30) 저면에 형성된 얼라인먼트 마크(M)들에 각각 대응시키고, 제 1 카메라 세트(40)의 카메라(41)들을 마스크(10) 표면에 대응시킨다.
한편, 카트(30) 저면에 형성된 얼라인먼트 마크(M)들은 이상적으로 스트레칭된 가상 마스크의 특정 부분에 대응하게 되며, 이 얼라인먼트 마크(M)들이 기준 마크의 역할을 수행한다. 제 2 카메라 세트(50)의 카메라(51)들이 카트의 얼라인먼트 마크(M)들을 촬영하여 그 신호를 제어부(60)로 전달하며, 제어부(60)는 이 신호를 통하여 각 얼라인먼트 마크(M)의 위치 정보(x-y 좌표 정보)를 판독한다.
구동부(70)의 작동에 따라 그립퍼(20)들이 마스크(10)를 잡아당겨 스트레칭 하는 과정에서, 제 1 카메라 세트(40)의 카메라(41)들은 이동하여 스트레칭에 따라 위치가 변화된 마스크 표면의 얼라인먼트 키들을 각각 촬영하며, 그 신호를 제어부(70)로 전달한다.
한편, 제 1 카메라 세트(40)의 카메라(41)들의 이동은 제어부(60)에 의하여 제어되는 별도의 구동부(도시되지 않음)에 의하여 이루어지며, 이 구동부는 그립퍼(20)를 이동시키는 구동부(70)와 대응되게 작동한다.
제어부(60)는 제 1 카메라 세트(40)의 카메라(41)들로부터 전송된, 마스크(10)의 얼라인먼트 키들과 관련된 신호를 통하여 각 얼라인먼트 키의 위치 정보(x-y 좌표 정보)를 판독한 후, 이 판독 결과를 제 2 카메라 세트(50)의 카메라(51)들로부터 얻어진 얼라인먼트 마크(M)의 위치 정보와 비교한다. 한편, 마스크(10)에 형성된 얼라인먼트 키들은 마스크에 대한 스트레칭 공정이 종료된 후 이상적으로 스트레칭된 가상 마스크의 특정 부분, 즉 카트(30)에 형성된 얼라인먼트 마크(M)에 대응하여야 할 얼라인먼트 키들이다.
카트(30)의 각 얼라인먼트 키의 위치 정보 및 각 얼라인먼트 키와 대응해야할 마스크(10)의 얼라인먼트 마크(M)의 위치 정보와 비교한 후, 제어부(60)는 그 차이에 따라 그립퍼(20)들의 가동 여부를 결정한다.
예를 들어, 정상적인 스트레칭이 이루어졌을 경우에 카트(C)의 모든 얼라인먼트 마크(M)의 위치 좌표와 이에 대응해야할 마스크(10)의 모든 얼라인먼트 키의 위치 좌표가 일치해야 하나, 얼라인먼트 마크(M)의 위치 좌표와 얼라인먼트 키의 위치 좌표가 일치되지 않을 경우, 제어부(60)는 마스크(10)의 완전한 스트레칭이 이루어지지 않은 것으로 판단한다.
제어부(60)는 이 판단 결과 및 위치 좌표의 차이 정도에 기초하며 구동부(70)의 구동시간 및 구동 방향을 결정하고 그 신호를 구동부(70)로 전달한다. 구동부(70)는 제어부(60)의 신호에 따라 결정된 시간 동안 그립퍼(20)들을 x 방향 및 y 방향 또는 -x 방향 및 -y (여기서, "-" 부호는 마스크(10) 외측을 향하는 방향을 의미함)으로 이동시킴으로써 마스크의 스트레칭 또는 복원을 실시한다.
이러한 과정을 통하여 마스크(10)의 각 얼라인먼트 키의 위치 좌표가 각 얼라인먼트 키가 대응해야할 카트(C)의 얼라인먼트 마크(M)의 위치 좌표와 일치할 경우, 제어부(60)는 마스크(10)에 대한 정상적인 스트레칭이 이루어진 것으로 판단하여 구동부(70)의 가동을 중지시킨다.
이상과 같은 본 발명에 따른, 2개 카메라 세트를 구비한 마스크 스트레처는 한 카메라 세트의 카메라들에 의하여 얻어진 카트의 얼라인먼트 마크의 위치 정보와 다른 카메라 세트의 카메라들에 의하여 얻어진 마스크의 얼라인먼트 키의 위치 정보를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 그립퍼를 가동하는 구동부를 제어한다.
따라서 마스크의 모든 얼라인먼트 키들이 이상적으로 설정된 카트의 얼라인먼트 마크들에 각각 대응할 때까지 마스크에 대한 스트레칭을 실시할 수 있어 최적의 상태로 마스크를 스트레칭할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 마스크의 각 그릴부들의 그릴들이 기판의 설정된 영역 즉, 유기물 형성 예정 영역에 정확하게 일치될 때 가상 이상적인 스트레칭으로 간주될 수 있다. 이러한 조건을 고려할 때, 카트의 각 얼라인먼트 마크를 기판의 유기물 형성 예정 영역에 대응하도록 형성하고 또한 마스크에는 각 얼라인먼트 마크들을 형성하지 않고 가장 최적의 스트레칭 상태에서 카트의 얼라인먼트 마크들과 대응하여야 할 그릴부들의 그릴에 제 1 카메라 세트의 카메라들을 대응시킬 수 있다.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (3)

  1. 기판에 소정의 재료층을 형성하기 위하여 사용되는 마스크를 스트레칭시키는 마스크 스트레처에 있어서,
    마스크가 장착되는 카트의 저면에 형성된, 최적의 스트레칭이 이루어진 가상 마스크의 특정 영역과 대응하는 다수의 얼라인먼트 마크들을 각각 촬영하는 다수의 카메라를 구비한 제 2 카메라 세트;
    기판의 특정 영역들에 각각 대응한 상태에서 수평 이동 가능한 상태로 장착된 다수의 카메라를 구비한 제 1 카메라 세트; 및
    제 2 카메라 세트에서 전송된 얼라인먼트 마크들의 위치 정보 및 얼라인먼트 마크와 대응해야할 기판의 특정 영역에 대한 제 1 카메라 세트로부터의 위치 정보를 비교하고 그 결과에 따라 구동부를 제어하는 제어부를 포함하여,
    제어부에 의한 구동부의 가동에 따라 마스크에 고정된 그립퍼들이 마스크의 외측 또는 내측으로 이동하는 마스크 스트레처.
  2. 제 1 항에 있어서, 마스크의 특정 영역들은 표면에 형성된 얼라인먼트 키들인 마스크 스트레처.
  3. 제 1 항에 있어서, 마스크의 특정 영역들은 그릴부들의 어느 한 그릴인 마스크 스트레처.
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KR19990040641A (ko) * 1997-11-19 1999-06-05 구자홍 평면브라운관 제조용 마스크 스트레칭 장치 및 그방법
KR20050020922A (ko) * 2003-08-21 2005-03-04 이곤철 백-사이드 마스크 정렬이 가능한 노광장치

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