KR102100296B1 - 분할 마스크 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내측에 개구부를 가지는 프레임과; 상기 프레임의 마주하는 제1측과 제2측에 형성되고 상기 개구부와 연통되는 홀과; 상기 프레임 상에 위치하며, 다수의 마스크 패턴을 가지는 다수의 분할 마스크와; 상기 홀에 삽입되며, 상기 다수의 분할 마스크 사이에 위치하는 다수의 차폐 마스크를 포함하는 분할 마스크 조립체이다.

Description

분할 마스크 조립체{Divided Mask Assembly}
본 발명은 증착 마스크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기발광다이오드 소자용 유기 발광층을 증착하는데 사용되는 증착 마스크가 분할로 이루어진 분할 마스크 조립체에 관한 것이다.
통상적으로, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)를 구비한 유기발광다이오드 표시장치(Organic light emitting display device, OLED)는 디지털 카메라나 비디오 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기 또는 스마트폰 등의 모바일 기기용 디스플레이 장치나 초박형 텔레비전, 초슬림 노트북, 태블릿 퍼스널 컴퓨터 또는 플렉서블 디스플레이 장치 등의 전자 전기 제품에 적용할 수 있어서 각광받고 있다.
특히 유기발광다이오드 표시장치는 능동 발광형 소자로서, 시야각이 넓고 콘트라스트비(contrast ratio)가 우수할 뿐만 아니라 응답 속도가 빠르다는 장점이 있어 차세대 표시장치로 주목 받고 있다.
유기발광다이오드 표시장치의 유기발광다이오드(E)는 투명한 절연 기판상에 소정 패턴으로 형성된 애노드(Anode) 전극과, 애노드 전극 상으로 형성된 유기 발광층과, 유기 발광층 상으로 형성된 캐소드(Cathode)전극을 포함하여 이루어진다.
여기서, 유기발광다이오드 표시장치의 각 전극들과, 유기 발광층을 포함한 유기발광다이오드(E)는 여러 가지 방법, 예컨대, 포토리소그래피법이나, 증착법에 의하여 형성시킬 수 있다.
포토리소그래피법은 기판 상의 일부 영역에 포토 레지스트를 도포하는 것에 의하여 습식으로 에칭하는 방법이다. 그러나, 포토리소그래피법은 포토 레지스트를 박리하는 과정에서 수분이 유기 발광층 등에 유입될 수 있다. 이에 따라, 완성된 유기발광다이오드 표시장치의 성능과 수명 특성을 현저하게 열화시킬 수 있다.
즉, 유기 발광층은 수분에 매우 취약하여 그 제조 과정과 제조 후에도 수분으로부터 철저히 격리시켜야 하는데, 포토레지스트 박리 과정과 식각 과정에서 수분에 노출되는 포토리소그래피 공정을 진행하다 보면 유기 발광층을 패터닝하는데 어려움이 따르고 있는 상황이다.
따라서, 상기 유기 발광층은 소정의 패턴을 가지는 마스크를 이용하여 진공 상태에서 유기 발광재료를 직접 증착하는 방법을 통해 형성하고 있다.
종래에는 유기 발광층을 증착하기 위한 마스크로, 프레임에 x 및 y 방향으로 인장력을 가하여 고정시킨 원장 마스크를 사용하였으나, 마스크 자체의 무게에 의해 처짐이 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 프레임에 고정되는 패턴 마스크를 다수 개의 단위 패턴 마스크로 분할하고, 분할된 각 단위 패턴 마스크를 인장력이 가해지도록 각 단위 패턴 마스크의 양단부를 프레임에 고정시킨 분할 마스크가 제안되었다.
그러나, 분할 마스크를 사용할 경우 분할된 각 단위 패턴 마스크 사이에 갭(gap)이 존재하게 되고, 갭(gap) 사이로 증착 불량이 발생하게 되어 이에 의해 화질 불량이 발생하게 된다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 각 단위 패턴 마스크 사이의 갭을 가리기 위한 차폐 마스크가 제안되었다.
이하 도 1을 참조하여, 종래의 차폐 마스크가 포함된 분할 마스크 조립체를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 분할 마스크 조립체는 프레임(10)과 다수의 분할 마스크(20)와, 다수의 차폐 마스크(30)로 이루어진다.
다수의 분할 마스크(20) 각각은 분할 마스크(20)의 길이 방향(y 방향)으로 다수의 마스크 패턴부(23)를 구비하고 있으며, 다수의 분할 마스크(20)는 마스크 패턴부(23)의 배열 방향(즉, y방향)으로 프레임(10)에 양단부가 지지된다.
그리고, 다수의 분할 마스크(20) 사이에 다수의 차폐 마스크(30)가 구비된다. 다시 말하면 다수의 차폐 마스크(30)는 프레임(10) 상면으로 형성된 홈(33)에 끼워져 구비되고, 다수의 분할 마스크(20)가 다수의 차폐 마스크(30)에 얹혀서 프레임(10)에 양단부가 지지된다. 이 때, 다수의 차폐 마스크(30)와 다수의 분할 마스크(20)는 같이 프레임(10)에 고정된다.
그러나, 종래의 분할 마스크 조립체는 유기발광다이오드 표시장치의 크기에 따라 다수의 분할 마스크(20)의 크기도 상이하게 되고 이에 다수의 차폐 마스크(30)의 위치도 변경되어야 한다. 여기서 다수의 차폐 마스크(30)의 위치를 변경하기 위해선 프레임(10)의 홈(33)의 간격을 다수의 분할 마스크(20)의 크기에 따라 가공해야만 한다.
즉, 종래의 분할 마스크 조립체는 유기발광다이오드 표시장치의 크기에 따라 홈(33)의 간격이 상이한 프레임(10)을 쓰는 것으로, 홈(33) 간격 별 프레임(10)의 제작 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기발광다이오드 표시장치의 크기에 상관없는 공용화가 가능한 분할 마스크 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 내측에 개구부를 가지는 프레임과; 상기 프레임의 마주하는 제1측과 제2측에 형성되고 상기 개구부와 연통되는 홀과; 상기 프레임 상에 위치하며, 다수의 마스크 패턴을 가지는 다수의 분할 마스크와; 상기 홀에 삽입되며, 상기 다수의 분할 마스크 사이에 위치하는 다수의 차폐 마스크를 포함하는 분할 마스크 조립체를 제공한다.
상기 홀은 상기 개구부의 길이방향을 따라 바(bar) 형태의 사각형인 것을 특징으로 한다.
더욱 상기 홀은 바(bar) 형태의 사각형에 제1홀과 상기 제1홀과 이격되는 제2홀을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 홀의 높이는 1.2㎜~1.3㎜ 인 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 다수의 패턴을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 패턴은 원형, 다이아몬드형, 육각형, 오각형, 사각형, 삼각형태 중 어느 하나일 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 원형의 상기 다수의 패턴은 원주율 1.2π~1.3π인 것을 특징으로 한다.
상기 홀은 상기 프레임 상부면으로부터 3㎜~4㎜ 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 분할 마스크 각각은 상기 마스크 패턴을 둘러싸는 테두리부를 포함하고, 상기 다수의 차폐 마스크는 상기 테두리부와 중첩되며, 상기 다수의 분할 마스크 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 홈을 프레임 상면에 가공하지 않고 프레임 측면에 홀(hole)로 가공하는 것으로 유기발광다이오드 표시장치의 크기에 상관없이 프레임의 공용화가 가능한 효과를 갖는다.
또한, 프레임의 공용화를 통해 프레임 제작 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 유기발광다이오드 소자용 분할 마스크 조립체를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 분할 마스크 조립체의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 분할 마스크 조립체의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 분할 마스크 조립체에 프레임의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 분할 마스크 조립체의 분해사시도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 분할 마스크 조립체는 프레임(100)과, 프레임(100) 상에 각각이 다수의 마스크 패턴(123)을 가지는 다수의 분할 마스크(120)와, 다수의 분할 마스크(120) 경계 하부에 구성된 다수의 차폐 마스크(130)를 포함하여 이루어진다.
프레임(100)은 증발원(미도시)으로부터 유기물질이 통과될 수 있는 개구부(G)와, y축 방향으로 프레임(100)의 마주보는 측면에 개구부(G)와 연통하며 형성된 바(bar)형태의 홀(133)을 포함한다.
홀(133)은 개구부(G)의 길이(l)와 대응되며, 프레임(100)의 상부면으로부터 제1높이(h1) 예를 들어 3㎜~4㎜만큼 이격되어 바(bar) 형태의 사각 홀로 프레임(100) 측면에 가공되어 구비된다. 여기서 바(bar) 형태의 사각 홀은 제2높이(h2) 예를 들어 1.2㎜~1.3㎜를 가지고 가공될 수 있다.
다수의 분할 마스크(120)는 다수의 분할 마스크(120)의 인장 방향(y방향)에 수직인 배열방향(x방향)을 따라 스트라이프(stripe) 형상으로 프레임(100)에 위치 할수 있다. 다수의 분할 마스크(120)는 전술한 바와 같이 프레임(100)의 개구부(G)를 한번에 덮는 하나의 큰 부재로 만들지 않고 복수의 스트라이프 형상으로 분할해서 형성한다.
이 때, 다수의 분할 마스크(120) 각각에는 인장 방향(y방향)으로 다수의 마스크 패턴(123)과 다수의 마스크 패턴(123)을 둘러싸는 테두리부(125)가 구비된다.
다수의 마스크 패턴(120)은 전주(electro forming)법으로 형성하여 미세한 패터닝과 우수한 표면 평활성을 얻도록 할 수 있다. 물론 에칭법에 의해서도 제조될 수 있는데, 포토레지스트를 이용해 다수의 마스크 패턴(123)들과 동일한 패턴을 가지는 레지스트층을 박판에 형성하거나 패턴을 가진 필름을 박판에 부착한 후 박판을 에칭(etching)함으로써 제조할 수 있다.
여기서, 도 2에는 다수의 마스크 패턴(123)에 형성된 패턴 형상이 스트라이프 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 도트 형상, 슬릿 형상, 복수의 작은 패턴이 아닌 큰 사각형 형상 등 다양한 형상이 가능함은 물론이다. 이 때, 다수의 마스크 패턴(123) 각각은 하나의 표시패널에 대응한다.
그리고, 이러한 다수의 분할 마스크(120) 각각의 사이에는 다수의 차폐 마스크(130)가 구비된다.
조금 더 정확히 말하면, 다수의 차폐 마스크(130)는 다수의 분할 마스크(120)의 테두리부(125)와 중첩되는 형태로 프레임(100)의 홀(133)에 삽입되어 개구부(G)를 관통하며 다수의 분할 마스크(120) 각각의 사이에 구비된다.
이러한, 다수의 차폐 마스크(130)는 다수의 분할 마스크(120)와 동일한 재질로 형성될 수 있고, 그 너비는 다수의 분할 마스크(120) 각각의 간격(gap) 사이를 충분히 커버할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
전술한 프레임(100)과 다수의 분할 마스크(120)의 다수의 마스크 패턴(123)과, 다수의 차폐 마스크(130)를 통해 증발원(미도시)으로부터 공급되는 유기물질을 마더글라스(mother glass, 미도시)에 증착하여 유기발광층(미도시)을 형성하게 된다.
즉, 마더글라스(미도시)와 분할 마스크 조립체의 위치 정렬을 진행한 상태에서 유기물질을 증착하여 유기발광층(미도시)을 형성하게 된다.
이 때, 본 발명에 따른 분할 마스크 조립체는 홀(133)에 삽입되어 있는 다수의 차폐 마스크(130)를 유기물질이 증착되기 전 마더글라스(미도시)와 다수의 분할 마스크(120)에 위치 정렬이 되는 것에 있어서, 마더글라스(미도시)와 다수의 분할 마스크(120)의 위치에 대응되도록 조정하는 것이 가능하다.
다시 말해, 홀(133)을 바(bar) 형태로 개구부(G)에 연통되도록 형성한 것으로 인하여, 다수의 분할 마스크(120)가 위치 정렬되는 만큼 x축 방향으로 위치를 조정할 수 있는 것이다.
위치 조정 이후에는 홀(133)이 형성되지 않은 프레임(100)의 y축방향의 여분공간에서 고정이 이루어지게 된다.
순차적으로 설명하면, 프레임(100) 상부면에 마더글라스(미도시)와 대응되는 크기를 가진 다수의 분할 마스크(120)를 얹고, 다수의 분할 마스크(120)의 테두리부(125)에 대응되도록 다수의 차폐 마스크(130)가 홀(133)에 삽입된다. 이 때, 다수의 차폐 마스크(130)는 소정의 이격거리(d)를 가지고 프레임(100)의 개구부(G)를 가로질러 삽입된다.
다수의 분할 마스크(120)를 다시 한번 마더글라스(미도시)와 대응되도록 위치 정렬을 시키고, 이에 맞춰서 홀(133)에 삽입된 다수의 차폐 마스크(130)도 다수의 분할 마스크(120)에 대응되도록 위치 정렬을 시킨 후, 다수의 분할 마스크(120)를 프레임(100)의 상면의 지지대에 고정시키고, 다수의 차폐 마스크(130)를 홀(133)의 y축방향 하부에 여분공간에 다수의 분할 마스크(120)와 같은 접착방법을 통해 고정시켜 유기물질을 마더글라스(mother glass, 미도시)에 증착하게 된다.
전술한 바와 같이, 다수의 분할 마스크(120)와 다수의 차폐 마스크(130)는 프레임(100)에 고정되어야 하므로, 도시하지는 않았지만 다수의 분할 마스크(120) 단부에는 용접부(미도시)가 구비될 수 있으며, 다수의 차폐 마스크(130)에도 마찬가지고 단부에는 용접부(미도시)가 구비될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 분할 마스크 조립체는 프레임(100) 측면에 개구부(G)에 연통되는 홀(133)을 형성하고, 홀(133)에 다수의 차폐 마스크(130)를 삽입하고 위치를 조정하는 것으로, 증착하고자 하는 유기 발광층, 즉 유기발광다이오드 표시장치의 크기에 상관없이 프레임(100)의 공용화가 가능한 효과를 갖는다.
또한, 프레임(100)의 공용화를 통해 크기별 프레임을 제작할 필요가 없어지므로, 전체적인 공정 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 분할 마스크 조립체에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 분할 마스크 조립체의 분해사시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 분할 마스크 조립체는 제1실시예와 비교하여, 홀(233)의 형태를 제1높이(h1) 예를 들어 1.2㎜~1.3㎜를 가지는 바(bar) 형태의 사각 홀에서 다수의 패턴으로 이루어지는 홀(233)로 가공하는 것이 차이점이다.
여기서 홀(233)을 이루는 다수의 패턴은 다수의 차폐 마스크(230)의 크기에 대응되는 형태로 가공될 수 있다. 도시한 바와 같이 원형의 다수의 패턴으로 홀(233)을 가공할 수 있으며, 이와는 상이한 다이아몬드형, 육각형, 오각형, 사각형, 삼각형 등으로 가공 될 수 있다.
홀(233)을 구성하고 있는 다수의 패턴이 원형이라고 가정하면, 이 때, 원형의 원주율은 1.2π~1.3π를 가지고 가공될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 다수의 차폐 마스크(230)의 x축 방향의 길이에 따라 다양하게 가공될 수 있다.
이처럼 홀(233)을 바(bar) 형태의 사각형이 아닌 다수의 패턴을 가지는 형태로 가공하는 제2실시예는 제1실시예에 비해 홀(233)이 가공되는 프레임(200) 측면의 강성을 확보할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
또한, 홀(233)의 각각의 홀 마다 다수의 차폐 마스크(233)를 유기발광층(미도시)의 크기에 대응하여 소정의 이격거리 만큼 삽입할 수 있는 것으로 프레임(200)의 공용화가 가능한 효과를 갖는다.
또한, 프레임(200)의 공용화를 통해 크기별 프레임을 제작할 필요가 없어지므로, 전체적인 공정 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
전술한 제1실시예 및 제2실시예와는 또 다른 형태로 이하 도 4를 참조하여 제3실시예에 따른 분할 마스크 조립체에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 분할 마스크 조립체에 프레임의 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 프레임은 제1실시예와 비교하여, 홀(333)의 형태를 1개의 바(bar)형태가 아닌 2개의 바(bar)형태인 홀(333)로 가공하는 것이 차이점이다.
이러한 홀(333)은 제1홀(333a)과 제2홀(333b)로 나누어지며, 제1홀과 제2홀(333a, 333b)로 나누는 것으로 인해 프레임(300)의 강성을 확보할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
G : 개구부 d : 차폐 마스크의 이격거리
h1 : 제1높이 h2 : 제2높이
100 : 프레임 120 : 분할 마스크
123 : 마스크 패턴 130 : 차폐 마스크
133 : 홀

Claims (11)

  1. 내측에 개구부를 가지는 프레임과;
    상기 프레임의 제 1 방향을 따라 마주하는 제1측과 제2측에 형성되고 상기 개구부와 연통되는 홀과;
    상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향을 따라 인접하여 상기 프레임 상에 위치하며, 다수의 마스크 패턴을 가지는 다수의 분할 마스크와;
    상기 홀에 삽입되며, 상기 제 2 방향을 따라 이격하여 상기 다수의 분할 마스크 사이에 위치하는 다수의 차폐 마스크를 포함하는 분할 마스크 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 개구부의 길이방향을 따라 바(bar) 형태의 사각형인 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 홀은 바(bar) 형태의 사각형에 제1홀과 상기 제1홀과 이격되는 제2홀을 갖는 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 홀의 높이는 1.2㎜~1.3㎜ 인 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 홀은 다수의 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수의 패턴은 원형, 다이아몬드형, 육각형, 오각형, 사각형, 삼각형태 중 어느 하나일 수 있는 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 원형의 상기 다수의 패턴은 원주율 1.2π~1.3π인 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀은 상기 프레임 상부면으로부터 3㎜~4㎜ 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 분할 마스크 각각은 상기 마스크 패턴을 둘러싸는 테두리부를 포함하고,
    상기 다수의 차폐 마스크는 상기 테두리부와 중첩되며, 상기 다수의 분할 마스크 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 분할 마스크 조립체.










  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1측과 제2측의 각각은 상기 홀 상하의 제1 및 제2부분과 상기 홀 좌우의 제3 및 제4부분을 포함하고, 상기 제1, 제2, 제3, 제4부분은 일체로 이루어지는 분할 마스크 조립체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 제 2 방향을 따라 마주하는 제3측과 제4측을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 방향에 수직한 제 3 방향을 따라 상기 제3측과 제4측의 각각은 상기 제1부분의 두께와 상기 홀의 높이의 합보다 큰 두께를 가지는 분할 마스크 조립체.









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