KR101784467B1 - 분할 마스크 및 그것을 이용한 마스크 프레임 조립체의 조립방법 - Google Patents

분할 마스크 및 그것을 이용한 마스크 프레임 조립체의 조립방법 Download PDF

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Abstract

분할 마스크와 그것을 이용한 마스크 프레임 조립체의 조립방법이 개시된다. 개시된 분할 마스크는 증착용 패턴이 마련된 스틱 본체 및, 스틱 본체로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장되며 스틱 본체의 폭보다 확장된 폭을 가지는 클램핑부를 구비한다. 이러한 구조에 의하면 마스크 프레임 조립체의 조립 시 확장된 클램핑부를 이용해 분할 마스크에 강한 인장력을 줄 수 있으므로, 웨이브를 발생을 억제하여 정밀한 마스크 프레임 조립체를 만들 수 있게 된다.

Description

분할 마스크 및 그것을 이용한 마스크 프레임 조립체의 조립방법{Mask stick and the assembling method for mask frame assembly using the same}
본 발명은 박막 증착에 사용되는 분할 마스크와, 그것을 이용한 마스크 프레임 조립체의 조립방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치들 중 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고, 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다. 그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 각각의 전극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 이용하고 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치의 전극들과, 발광층을 포함한 중간층은 여러 가지 방법에 의하여 형성시킬 수 있는데, 이중 하나의 방법이 증착법이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조하기 위해서는 기판 상에 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask, FMM)를 정렬하고, 박막의 원소재를 증착하여 소망하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.
이러한 파인 메탈 마스크가 대면적화되면 패턴 형성을 위한 에칭 오차도 커지고, 자중에 의한 중앙부의 처짐 현상도 심해지므로 최근에는 마스크를 여러 개의 스틱(stick) 형상으로 만든 후 프레임에 붙여서 사용하는 분할 마스크 타입이 선호되는 추세에 있다.
그런데, 이러한 분할 마스크도 최근의 대형 디스플레이 장치 수요에 대응하기 위해 그 길이가 약 1,840mm 수준으로 대형화되고 있어서, 각 분할 마스크마다 길이 방향으로 웨이브가 생기는 문제가 대두되고 있다. 즉, 각 분할 마스크의 길이가 길어짐에 따라 길이방향으로 팽팽한 상태를 유지하지 못하고 굴곡이 생기는 웨이브 형성 문제가 발생하는 것이다. 이렇게 되면 이러한 분할 마스크를 이용하여 정밀한 패턴을 증착해야 하는 증착 공정에서도 문제가 생기게 된다.
따라서, 이러한 분할 마스크의 웨이브 발생 문제를 억제시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 분할 마스크의 웨이브 발생을 억제할 수 있도록 개선된 분할 마스크와 그것을 이용한 마스크 프레임 조립체의 조립방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 분할 마스크는, 증착용 패턴이 마련된 스틱 본체; 및, 상기 스틱 본체로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장되며 상기 스틱 본체의 폭보다 확장된 폭을 가지는 클램핑부;를 구비한다.
여기서, 상기 스틱 본체와 상기 클램핑부 사이가 마스크 프레임 조립체의 프레임에 용접될 수 있다.
상기 클램핑부는 상기 프레임에 대한 용접 후 제거될 수 있다.
상기 클램핑부는 그 폭이 상기 스틱 본체 측으로부터 외측으로 나가면서 점차 넓어지는 확장부를 가진 Y자 형상일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 조립방법은, 증착용 패턴이 형성된 스틱 본체 및 상기 스틱 본체로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장되며 상기 스틱 본체의 폭보다 확장된 폭을 가지는 클램핑부가 각각 구비된 복수의 분할 마스크와, 그 복수의 분할 마스크가 접합될 프레임을 준비하는 단계; 및 상기 각 분할 마스크의 상기 클램핑부를 파지하여 인장력을 가하면서 상기 스틱 본체를 상기 프레임에 용접하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 용접이 완료된 분할 마스크의 클램핑부를 절단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 스틱 본체와 프레임의 용접 시, 상기 스틱 본체와 클램핑부 사이를 상기 프레임에 용접할 수 있다.
상기 클램핑부는 그 폭이 상기 스틱 본체 측으로부터 외측으로 나가면서 점차 넓어지는 확장부를 가진 Y자 형상일 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 분할 마스크를 사용하여 마스크 프레임 조립체를 조립하면 분할 마스크를 팽팽한 상태로 프레임에 결합시킬 수 있어서 웨이브를 감소시킬 수 있으며, 따라서 이를 증착 작업에 이용하면 보다 안정적이고 정밀한 패터닝이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분할 마스크의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 분할 마스크와 프레임이 결합된 마스크 프레임 조립체를 도시한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 마스크 프레임 조립체의 조립과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 실시예에 따른 분할 마스크(100)의 구조를 도시한 것으로, 이 분할 마스크(100) 여러 개가 프레임(200;도 2 참조)에 용접되어 마스크 프레임 조립체(300)를 형성하게 되며, 이 분할 마스크(100)는 예컨대 니켈, 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등으로 형성할 수 있다.
도시된 바와 같이 본 실시예의 분할 마스크(100)는, 증착용 패턴(101)이 형성된 스틱 본체(110)와, 이 스틱 본체(110)의 양단부에 일체로 형성된 클램핑부(120)를 구비하고 있다.
상기 스틱 본체(110)는 프레임(200;도 2 참조)에 용접되어 증착 작업에 사용되는 마스크 프레임 조립체(300)를 형성하는 부위이고, 클램핑부(120)는 스틱 본체(110)를 프레임(200)에 용접할 때 팽팽한 장력을 부여하기 위해 달린 부위로서 조립 과정 중 제거된다. 참조부호 115는 스틱 본체(110)와 클램핑부(120) 사이의 경계 영역을 가리킨 것으로, 이 영역이 프레임(200)에 용접되는 접합부가 된다.
이와 같은 분할 마스크(100) 복수 개를 프레임(200)에 결합시키면, 도 2에 도시된 바와 같은 마스크 프레임 조립체(300)가 만들어진다. 각 분할 마스크(100)는 프레임(200)의 개구(201)에 증착용 패턴(101)이 위치하도록 배치된 상태에서 상기 접합부(115)가 용접됨으로써 고정되며, 클램핑부(120)는 점선으로 도시된 바와 같이 용접 후 제거된다.
한편, 상기 클램핑부(120)는 스틱 본체(110)로부터 길이방향을 따라 외측으로 나가면서 점차 폭이 넓어지는 확장부(121)를 가진 Y자 모양으로 형성되어 있다. 이러한 확장부(121)를 가진 클램핑부(120)는 분할 마스크(100)를 프레임(200)에 용접할 때 팽팽한 장력을 부여하는데 유리한 구조가 된다.
즉, 분할 마스크(100)를 프레임(200)에 용접할 때에는 인장기(미도시)로 분할 마스크(100) 양단의 클램핑부(120)를 파지하여 잡아당긴 상태에서 상기 접합부(115)를 프레임(200)에 용접하게 되는데, 이때 상기와 같은 확장부(121)를 가진 클램핑부(120)를 잡고 당기게 되면, 확장부(121)가 없는 구조에 비해 접촉 면적이 넓기 때문에 장력을 더 크게 줄 수 있게 된다. 그러면, 매우 강한 인장 상태에서 용접이 진행되므로, 분할 마스크(100)의 평탄도가 향상되어 웨이브가 크게 줄어들게 된다.
이와 같은 분할 마스크(100)를 이용한 마스크 프레임 조립체(300)의 조립과정은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같은 순서로 진행될 수 있다.
먼저, 상기 분할 마스크(100)와 프레임(200)을 준비한다. 상기 프레임(200)은 조립체의 외곽 틀을 형성하는 것으로, 중앙에 개구(201)가 형성된 사각형 모양을 하고 있다. 이 프레임(200)의 서로 마주보는 한 쌍의 변에 상기 분할 마스크(100)들의 접합부(115)가 용접으로 고정된다.
상기 분할 마스크(100)는 길쭉한 스틱 형상의 부재로서, 상기 개구부(201) 안에 위치되는 증착용 패턴(101)이 형성되어 있으며, 스틱 본체(110)와 클램핑부(120) 사이의 접합부(115)가 상기한 바와 같이 프레임(200)에 용접된다.
도 3a는 첫 번째 분할 마스크(100)를 프레임(200)에 결합시키는 과정을 도시한 것으로, 우선 해당 분할 마스크(100)의 양단에 있는 클램핑부(120)를 인장기(미도시)로 파지하여 바깥 쪽으로 팽팽하게 잡아당긴다. 그러면, 상기 분할 마스크(100)에는 팽팽한 인장력(T)이 가해지게 되는데, 전술한 바와 같이 상기 확장부(121)에 의해 넓어진 접촉 면적 때문에 더욱 강한 인장력(T)이 분할 마스크(100)에 가해지게 된다. 이에 따라 분할 마스크(100)의 스틱 본체(110)에는 웨이브가 대폭 줄어들어서 평탄도가 매우 향상된 상태가 된다. 이 상태에서 상기 접합부(115)를 프레임(200)에 용접하여 해당 분할 마스크(100)를 고정시킨다.
그리고, 이와 같이 용접이 완료된 후에는 도 3b에 도시된 바와 같이 접합부(115) 외측의 상기 클램핑부(120)를 절단하여 제거한다. 클램핑부(120)는 상기와 같이 폭이 넓어지는 확장부(121)를 구비하고 있어서, 그대로 둘 경우 인접한 다른 분할 마스크(100)의 클램핑부(120)와 서로 간섭이 될 수 있다. 따라서, 다음 분할 마스크(100)를 용접하기 전에 클램핑부(120)는 절단하여 제거한다.
이렇게 첫 번째 분할 마스크(100)가 용접 완료된 후에는, 도 3c에 도시된 바와 같이 두 번째 분할 마스크(100)의 용접을 같은 과정으로 진행한다. 즉, 인장기로 해당 분할 마스크(100)의 Y자 형상 클램핑부(120)를 잡아 인장력(T)을 가하고, 그 상태에서 접합부(115)를 프레임(200)에 용접시킨다. 이때에도 확장부(121)의 넓은 접촉 면적 때문에 강한 인장력(T)이 가해질 수 있으며, 따라서 웨이브가 크게 감소된 상태로 용접이 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 마찬가지로 용접이 완료된 후에는 도 3d에 도시된 바와 같이 접합부(115) 외측의 상기 클램핑부(120)를 절단하여 제거한다.
이와 같은 방식으로, 분할 마스크(100)를 하나씩 프레임(200)에 용접해나가면, 결국 도 2에 도시된 바와 같은 마스크 프레임 조립체(300)의 조립이 완료된다.
그러므로, 이와 같은 구성의 분할 마스크(100)를 이용하면, 마스크 프레임 조립체(300)의 조립 시 분할 마스크(100)에 매우 강한 인장력을 주면서 프레임(200)에 결합시킬 수 있기 때문에, 웨이브 형성을 억제하여 보다 정밀한 마스크 프레임 조립체(300)를 만들 수 있다.
실제로 웨이브를 측정해본 결과, 본 실시예와 같은 Y자 형상의 클램핑부(120)가 없는 기존의 경우에는 웨이브 높이가 19.5㎛ 정도였으나, Y자 형상의 클램핑부(120)가 있는 경우에는 웨이브 높이가 17.8㎛ 정도로 감소되어, 약 8.7%의 웨이브 개선 효과를 얻는 것으로 확인되었다. 따라서, 보다 정밀하고 안정적인 마스크 프레임 조립체(300)를 구현할 수 있다.
그리고, 상기 마스크 프레임 조립체(300)는 유기 발광막의 패터닝 공정을 포함한 각종 박막 증착용으로 사용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100...분할 마스크 101...증착용 패턴
110.. 스틱 본체 115.. 접합부
120.. 클램핑부 121 ..확장부
200...프레임 201...개구
300...마스크 프레임 조립체

Claims (10)

  1. 증착용 패턴이 마련된 스틱 본체; 및,
    상기 스틱 본체로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장되며 상기 스틱 본체의 폭보다 확장된 폭을 가지는 클램핑부;를 구비하고,
    상기 클램핑부는 상기 스틱 본체와 같은 폭에서 시작하여 상기 스틱 본체 측으로부터 외측으로 나가면서 그 폭이 끝단까지 연속적으로 점차 넓어지는 Y자 형상이며 그 내부에 개구부가 없는 분할 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스틱 본체와 상기 클램핑부 사이가 마스크 프레임 조립체의 프레임에 용접되는 분할 마스크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 클램핑부는 상기 프레임에 대한 용접 후 제거되는 분할 마스크.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 증착용 패턴이 형성된 스틱 본체 및 상기 스틱 본체로부터 길이방향을 따라 외측으로 연장되며 상기 스틱 본체의 폭보다 확장된 폭을 가지는 클램핑부가 각각 구비된 복수의 분할 마스크와, 그 복수의 분할 마스크가 접합될 프레임을 준비하는 단계; 및
    상기 각 분할 마스크의 상기 클램핑부를 파지하여 인장력을 가하면서 상기 스틱 본체를 상기 프레임에 용접하는 단계;를 포함하고,
    상기 클램핑부는 상기 스틱 본체와 같은 폭에서 시작하여 상기 스틱 본체 측으로부터 외측으로 나가면서 그 폭이 끝단까지 연속적으로 점차 넓어지는 Y자 형상이며 그 내부에 개구부가 없는 마스크 프레임 조립체의 조립방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 용접이 완료된 분할 마스크의 클램핑부를 절단하는 단계;를 더 포함하는 마스크 프레임 조립체의 조립방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스틱 본체와 프레임의 용접 시, 상기 스틱 본체와 클램핑부 사이를 상기 프레임에 용접하는 마스크 프레임 조립체의 조립방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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