KR102191388B1 - 마스크프레임 및 마스크조립체 - Google Patents

마스크프레임 및 마스크조립체 Download PDF

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Abstract

마스크프레임 및 마스크조립체가 개시된다. 본 발명의 마스크프레임은, 마스크시트가 고정되도록 이루어지는 마스크프레임으로서, 좌측에 구비되는 좌측프레임과, 우측에 구비되는 우측프레임과, 좌측프레임의 상단부분과 우측프레임의 상단부분을 서로 연결하는 상측프레임과, 좌측프레임의 하단부분과 우측프레임의 하단부분을 서로 연결하는 하측프레임을 포함하고, 상측프레임은, 좌우방향을 따라 직선 형태를 이루는 상부직선프레임; 및 마스크시트가 결합되는 것으로서, 상부직선프레임과 이격되고, 좌우대칭이며 상측으로 볼록하게 굽은 상부곡선프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 마스크프레임의 변형을 방지하고, 마스크시트의 처짐을 방지할 수 있으며, 마스크조립체의 위치를 수평과 수직으로 전환함에 있어서 변형을 방지할 수 있는 마스크프레임 및 마스크조립체를 제공할 수 있게 된다.

Description

마스크프레임 및 마스크조립체{Mask Frame and Mask Assembly}
본 발명은 마스크프레임 및 마스크조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소정의 패턴 또는 모양을 가지는 양극, 음극, 유기막 또는 픽셀 등이 기판상에 형성되도록 하는 마스크시트를 고정하는 마스크프레임 및 이를 포함하는 마스크조립체에 관한 것이다.
기판처리장치는, 반도체 제조용 웨이퍼, LCD 제조용 기판, OLED 제조용 기판 등을 제조하기 위하여 증착공정, 식각공정 등을 수행하는 장치로서 기판처리의 종류, 조건 등에 따라서 다양하게 구성될 수 있다.
기판처리장치 중 증착기는, 기판의 표면에 CVD, PVD, 증발증착 등을 이용하여 박막을 형성하는 장치를 말하고, 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 제조용 기판의 경우 증착물질을 증착함에 있어서, 유기물, 무기물, 금속 등을 증발시켜 기판 표면에 박막을 형성하는 공정이 이루어지고 있다.
증착물질을 증발시켜 박막을 형성하는 증착기는 증착용 기판이 로딩되는 증착챔버와, 증착챔버 내부에 설치되어 기판에 대하여 증착물질을 증발하도록 증착물질을 가열하여 증발시키는 소스를 포함하여, 이에 따라 증착물질이 증발되어 기판표면에 박막을 형성하는 기판처리가 이루어진다.
한편, 이러한 기판처리에서는, 증착 영역만 노출되도록 이루어지는 마스크를 기판 상측에 위치시킨 상태에서 이루어지며, 이에 따라 소정의 패턴 또는 모양을 가지는 양극, 음극, 유기막, 픽셀 등이 기판상에 형성될 수 있게 된다.
마스크는 통상, 사각틀 형태의 마스크 프레임에 결합되어 사용되는데, 마스크는 이동 및 사용과정에서 마스크의 처짐이 발생될 수 있고, 특히, 기판 및 마스크가 대형화됨에 따라 마스크의 처짐방지에 대한 필요성이 더욱 증가하고 있다.
(0001) 대한민국등록특허 제10-1833234호(등록일: 2018.02.22) (0002) 대한민국등록특허 제10-1295354호(등록일: 2013.08.05)
본 발명의 목적은, 마스크프레임 및 마스크시트의 변형과, 마스크시트의 처짐을 방지할 수 있는 마스크프레임 및 마스크조립체를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 마스크시트가 고정되도록 이루어지는 마스크프레임으로서, 좌측에 구비되는 좌측프레임과, 우측에 구비되는 우측프레임과, 상기 좌측프레임의 상단부분과 상기 우측프레임의 상단부분을 서로 연결하는 상측프레임과, 상기 좌측프레임의 하단부분과 상기 우측프레임의 하단부분을 서로 연결하는 하측프레임을 포함하고, 상기 상측프레임은, 좌우방향을 따라 직선 형태를 이루는 상부직선프레임; 및 상기 마스크시트가 결합되는 것으로서, 상기 상부직선프레임과 이격되고, 좌우대칭이며 상측으로 볼록하게 굽은 상부곡선프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크프레임에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 마스크프레임에서, 상기 상부곡선프레임은 상기 상부직선프레임보다 위쪽, 아래쪽, 앞쪽 또는 뒤쪽에 위치하도록 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크프레임에서, 상기 상측프레임은, 좌우방향을 따라 직선 형태를 이루고 상기 상부직선프레임 및 상부곡선프레임과 이격되되, 상기 상부곡선프레임을 중심으로 상기 상부직선프레임의 반대쪽에 위치하는 상부직선보조프레임을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크프레임에서, 상기 상부곡선프레임은, 그 길이방향을 따라 단면이 일정하되, 원형파이프 또는 다각형파이프 형태로 이루어지거나, 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크프레임에서, 상기 상부곡선프레임은 티타늄으로 이루어지되, 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 이종의 소재 또는 재질로 이루어지고, 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임은 Fe-Ni 합금, 스테인리스강으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어지되, 서로 동종의 소재 또는 재질로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크프레임에서, 상기 상부곡선프레임은, 내부에 위치하는 내부층; 및 상기 내부층을 둘러싸며 상기 내부층과 결합되는 외부층을 포함하고, 상기 내부층은 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 이종의 소재 또는 재질로 이루어지고, 상기 외부층은 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 동종의 소재 또는 재질로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크프레임에서, 상기 상부곡선프레임에는, 상기 마스크시트를 고정결합시키는 고정스크류가 길이방향을 따라 반복형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크프레임은 좌우 및 상하대칭으로 이루어질 수 있다.
또한 상기 목적은, 좌우방향을 따라 배열되는 다수 개의 마스크시트; 및 상기 마스크시트가 고정되도록 이루어지는 마스크프레임으로서, 좌측에 구비되는 좌측프레임과, 우측에 구비되는 우측프레임과, 상기 좌측프레임의 상단부분과 상기 우측프레임의 상단부분을 서로 연결하고 상기 마스크시트의 상측이 결합되는 상측프레임과, 상기 좌측프레임의 하단부분과 상기 우측프레임의 하단부분을 서로 연결하고 상기 마스크시트의 하측이 결합되는 하측프레임을 포함하는 마스크프레임을 포함하고, 상기 상측프레임은, 좌우방향을 따라 직선 형태를 이루는 상부직선프레임; 및 상기 마스크시트가 결합되는 것으로서, 상기 상부직선프레임과 이격되고, 좌우대칭이며 상측으로 볼록하게 굽은 상부곡선프레임을 포함하며, 상기 마스크시트는 상기 상부곡선프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 마스크조립체에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 마스크조립체에서, 상기 상부곡선프레임은 상기 상부직선프레임보다 위쪽, 아래쪽, 앞쪽 또는 뒤쪽에 위치하고, 상기 상측프레임은, 좌우방향을 따라 직선 형태를 이루고 상기 상부직선프레임 및 상부곡선프레임과 이격되되, 상기 상부곡선프레임을 중심으로 상기 상부직선프레임의 반대쪽에 위치하는 상부직선보조프레임을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크조립체에서, 상기 상부곡선프레임은, 그 길이방향을 따라 단면이 일정하되, 원형파이프 또는 다각형파이프 형태로 이루어지거나, 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 마스크조립체에서, 상기 상부곡선프레임은 티타늄으로 이루어지되, 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 이종의 소재 또는 재질로 이루어지고, 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임은 Fe-Ni 합금, 스테인리스강으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어지되, 서로 동종의 소재 또는 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 마스크프레임의 변형을 방지하고, 마스크시트의 처짐을 방지할 수 있으며, 마스크조립체의 위치를 수평과 수직으로 전환함에 있어서 변형을 방지할 수 있는 마스크프레임 및 마스크조립체를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 마스크조립체 및 마스크프레임을 정면에서 바라본 도면,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크조립체 및 마스크프레임을 정면에서 바라본 도면,
도 3은 도 1에 도시된 마스크프레임의 일부 구성 및 이에 작용하는 하중을 설명하는 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 마스크프레임의 일부를 도시한 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 마스크프레임의 여러 단면 형상을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크프레임의 일부를 도시한 정면도,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크조립체의 일부를 도시한 사시도,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크조립체의 일부를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 2개의 실시예에 따른 마스크조립체(1) 및 마스크프레임(100)을 정면에서 바라본 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 2개의 실시예에 따른 마스크조립체(1) 및 마스크프레임(100)을 정면에서 바라본 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 마스크프레임(100)의 일부 구성 및 이에 작용하는 하중을 설명하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 마스크프레임(100)의 일부를 도시한 사시도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 마스크프레임(100)의 여러 단면 형상을 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 마스크프레임(100) 및 마스크조립체(1)의 기술적 특징에 대한 설명의 편의를 위하여, 마스크프레임(100), 마스크시트(200, 200a, 200b) 및 마스크조립체(1)가 개략적이고 일부가 과장되게 표현되어 있다. 본 발명에 따른 마스크프레임(100), 마스크조립체(1)는, 본 발명에서 설명되는 기술적 특징을 갖는 것으로서, 형상, 모양, 규격 등이 다양하게 이루어질 수 있음은 물론이다.
반도체 및 디스플레이패널 등의 제조공정에서 피처리물인 웨이퍼 또는 기판의 고정 및 이동이 이루어지고, 대면적의 기판, 특히, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이패널을 이루는 대면적 기판의 고정 및 이송이 이루어질 수 있다.
기판이송장치는, 피처리물인 기판에 대하여, 에칭, CVD, 스퍼터링, 이온 주입, 에싱 및/또는 증발증착 등의 가공과정인 기판처리공정 또는 그러한 공정의 준비과정에서 기판을 고정 및 이송하도록 이루어지고, 기판이송장치의 일측에 본 발명의 마스크조립체(1)가 위치할 수 있다. 그리고 이러한 공정을 위한 기판처리장치는 마스크조립체(1)를 고정 및 이송시키는 마스크이송장치, 상술한 기판 이송장치, 프로세스 챔버 등을 포함하여 이루어진다.
기판이송장치는 기판과 함께 프로세스 챔버 내외부로, 또는 프로세스 챔버 내부에서 이동할 수 있고, 이때 기판은 수평상태 또한 수직상태로 놓여 이동할 수 있다.
마스크 이송장치는 마스크조립체(1)와 함께 프로세스 챔버 내외부로, 또는 프로세스 챔버 내부에서 이동할 수 있고, 이때 마스크조립체(1)는 수평상태 또한 수직상태로 놓여 이동할 수 있고, 수평상태와 수직상태가 서로 전환될 수 있다. 프로세스 챔버 내부에서 기판이 수평상태일 때 마스크조립체(1) 또한 수평상태이고, 기판이 수직상태일 때 마스크조립체(1) 또한 수직상태임은 물론이다.
이하에서는, 도 1 및 2에 도시된 마스크조립체(1)를 기준으로 상하방향(Y와 평행), 좌우방향(X와 평행)을 정하여 설명하도록 한다. 즉, 마스크조립체(1)가 수직방향으로 세워진 상태를 기준으로 방향을 정하여 설명하도록 한다. 다만, 이는 마스크조립체(1) 및 마스크프레임(100)의 설명을 위한 것이며, 본 발명에 따른 마스크조립체(1) 및 마스크프레임(100)이 반드시 수직방향으로 세워진 상태로 사용되어야 하는 것이 아님은 물론이다.
마스크조립체(1)에는 소정의 패턴 또는 모양을 이루는 관통구멍(210)이 구비되고, 마스크조립체(1)는 프로세스 챔버 내에서 일측 방향으로 이송될 수 있고, 기판 앞에 위치할 수 있다. 프로세스 챔버 내에서 증발된 증착물질이 이러한 관통구멍(210)을 통과한 후 기판에 안착됨으로써 기판 상에 소정의 패턴 또는 모양을 가지는 양극, 음극, 유기막 또는 픽셀 등이 형성되게 된다.
본 발명에 따른 마스크조립체(1)는 마스크프레임(100) 및 마스크시트(200, 200a, 200b)를 포함하여 이루어진다.
마스크시트(200, 200a, 200b)는 상기 관통구멍(210)이 형성되는 구성이며, 얇은 금속판 형태로 이루어질 수 있고, 또는 금속성의 박막으로 이루어질 수 있다. 마스크시트(200, 200a, 200b)의 두께는 수㎜에서 수십㎜로 이루어질 수 있고, 또는 수십㎛에서 수백㎛로 이루어질 수 있고, 구체적으로 200㎛로 이루어질 수 있으며, 또는 18㎛의 두께로 이루어질 수 있다. 마스크시트(200, 200a, 200b)의 관통구멍(210)은, 요구되는 조건에 따라 그 크기 및 모양 등이 다양하게 이루어질 수 있다.(도 2(a) 및 (b) 참조)
마스크시트(200)는 통상의 FMM(Fine Metal Mask)로 이루어질 수 있고, 마스크시트(200a)는 일측 방향으로 긴 스트립형태로 이루어질 수 있다.(도 1(a) 및 (b) 참조) 이때 다수 개의 마스크시트(200a)는 병렬로 배열되고 양측 단부(상하측 단부)가 마스크프레임(100)에 고정결합될 수 있다.
마스크시트(200)는 통상의 CMM(Common Metal Mask)로 이루어질 수 있다. 마스크시트(200b)는 통상의 오픈마스크(Open Mask) 형태로 이루어질 수 있고, 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.(도 2 (a) 및 (b) 참조) 이때 마스크시트(200b)의 4개의 테두리 부분은 좌측프레임(110), 우측프레임(120), 상측프레임(130) 및 하측프레임(140) 각각에 고정결합될 수 있다.
마스크프레임(100)은 마스크시트(200, 200a, 200b)보다 강도 또는 강성이 큰 소재로 이루어진다. 마스크프레임(100)은 인바(invar, Fe-Ni 합금) 또는 스테인리스강(stainless steel)으로 이루어질 수 있고, 또는 이를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 설명되는 '인바(invar)'는 구체적으로 Invar36으로 이루어질 수 있고, '스테인리스강'은 SUS430으로 이루어질 수 있다.
마스크프레임(100)은 좌측프레임(110), 우측프레임(120), 상측프레임(130) 및 하측프레임(140)을 포함하여 이루어지고, 전체적으로 사각형의 틀 형태로 이루어진다.
좌측프레임(110)은 마스크프레임(100)의 좌측을 이루며 상하방향(Y)으로 길게 이루어지고, 전체적으로 직선형태로 이루어질 수 있다. 좌측프레임(110)은 상하방향(Y)을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 좌측프레임(110)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 좌측프레임(110)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
우측프레임(120)은 마스크프레임(100)의 우측을 이루며 상하방향(Y)으로 길게 이루어지고, 전체적으로 직선형태로 이루어질 수 있다. 우측프레임(120)은 상하방향(Y)을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 우측프레임(120)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 우측프레임(120)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
좌측프레임(110)과 우측프레임(120)은 서로 평행하게 이루어질 수 있고, 모양, 크기 및 재질 등이 서로 동일하게 이루어질 수 있으며, 서로 대칭된 형태로 이루어질 수 있다.
상측프레임(130)은 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)의 각각의 상단을 서로 연결하고, 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)에 고정된다.
상측프레임(130)은 상부직선프레임(131)과 상부곡선프레임(132)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상부직선프레임(131)은 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 서로 연결하고 좌우방향(X)을 따라 직선 형태를 이룬다. 상부직선프레임(131)은 좌우방향(X)을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 상부직선프레임(131)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 상부직선프레임(131)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
상부직선프레임(131)은 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 동종 재질로 이루어질 수 있으며, Fe-Ni 합금, 스테인리스강 등으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어질 수 있고, 상측프레임(130)이 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 안정적이고 견고한 결합이 이루어지도록 한다.
상부곡선프레임(132)은 상부직선프레임(131)과 이격되어, 상부곡선프레임(132)과 상부직선프레임(131) 사이에는 공간이 마련된다. 상부곡선프레임(132)은 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 서로 연결하되, 상부직선프레임(131)과 같이 직선형태로 이루어지는 것이 아니고 곡선형태로 이루어진다. 특히 상부곡선프레임(132)은 상측(Y)을 향하여 볼록하게 굽은 형태로 이루어진다. 상부곡선프레임(132)은, 그 전체길이에 걸쳐 곡률이 일정하거나 곡률이 연속적으로 변하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상부곡선프레임(132)의 길이(L2)는 상부직선프레임(131)의 길이(L1)보다 길게 이루어진다.
상부곡선프레임(132)은 그 길이방향을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 상부곡선프레임(132)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 상부곡선프레임(132)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
상부곡선프레임(132)은, 내부에 위치하는 내부층(132a)과, 내부층(132a)을 둘러싸며 내부층(132a)과 결합되는 외부층(132b)으로 구분될 수 있다.
본 발명에 따른 마스크프레임(100)에서 상부곡선프레임(132)은 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 동종 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마스크프레임(100)에서 상부곡선프레임(132)은 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 이종 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)이 인바(Fe-Ni 합금), 스테인리스강으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어질 때, 상부곡선프레임(132)은 티타늄으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상측프레임(130)의 전체 무게를 줄이면서 강성을 증가시킬 수 있게 된다.
상부곡선프레임(132)은 용접에 의해 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)에 결합될 수 있다.
또한, 상부곡선프레임(132)이 내부층(132a)과 외부층(132b)으로 구분될 때, 내부층(132a)은 좌측프레임(110), 우측프레임(120) 및 상부직선프레임(131)과 이종의 소재 또는 재질로 이루어지고, 외부층(132b)은 좌측프레임(110), 우측프레임(120) 및 상부직선프레임(131)과 동종의 소재 또는 재질로 이루어질 수 있다.
예컨대, 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)이 Fe-Ni 합금, 스테인리스강으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어질 때, 외부층(132b)은 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 동일한 소재로 이루어지고, 내부층(132a)은 티타늄으로 이루어질 수 있다.
따라서, 상측프레임(130)의 전체 무게를 줄이면서 강성을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 상부곡선프레임(132)은 외부층(132b)을 통하여 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 용접 등에 의해 결합됨으로써 마스크프레임(100)의 용이하고 안정적인 결합이 유지될 수 있다.
상부곡선프레임(132)은 상부직선프레임(131)보다 아래쪽(도 4(a) 참조), 앞쪽(도 4(b) 참조), 뒤쪽(도 4(c) 참조) 또는 위쪽(도 4(d) 참조)에 위치할 수 있다.
하측프레임(140)은 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)의 각각의 하단을 서로 연결하고, 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)에 고정된다.
하측프레임(140)은, 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 같이 하나의 프레임으로 이루어질 수 있고(도 1(a) 참조), 상측프레임(130)과 같이 2개의 프레임으로 이루어질 수 있다.(도 1(b) 참조)
하측프레임(140)이 하나의 프레임으로 이루어지는 경우, 하측프레임(140)은 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 서로 연결하고 좌우방향을 따라 직선 형태를 이룬다. 하측프레임(140)은 좌우방향을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 하측프레임(140)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 하측프레임(140)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
하측프레임(140)은 좌측프레임(110), 우측프레임(120) 및 상측프레임(130)과 동일한 소재 및 재질로 이루어질 수 있다.
하측프레임(140)이 2개의 프레임으로 이루어지는 경우 하측프레임(140)은 하부직선프레임(141)과 하부곡선프레임(142)을 포함하여 이루어질 수 있다.
하부직선프레임(141)은 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 서로 연결하고 좌우방향을 따라 직선 형태를 이룬다. 하부직선프레임(141)은 좌우방향을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 하부직선프레임(141)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 하부직선프레임(141)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
하부직선프레임(141)은 상부직선프레임(131)과 동일한 소재 및 재질로 이루어질 수 있다.
하부곡선프레임(142)은 하부직선프레임(141)과 이격되고, 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 서로 연결하되, 하부직선프레임(141)과 같이 직선형태로 이루어지는 것이 아니고 곡선형태로 이루어진다. 특히 하부곡선프레임(142)은 하측을 향하여 볼록하게 굽은 형태로 이루어진다.
하부곡선프레임(142)의 길이는 하부직선프레임(141)의 길이보다 길게 이루어진다.
하부곡선프레임(142)은 그 길이방향을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 하부곡선프레임(142)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 하부곡선프레임(142)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
하부곡선프레임(142)은 하부직선프레임(141)보다 위쪽, 아래쪽, 앞쪽 또는 뒤쪽에 위치할 수 있다.
하부곡선프레임(142)은 상부곡선프레임(132)과 동일한 구조, 소재 및 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 마스크프레임(100)은 상하 및 좌우 대칭된 형태로 이루어질 수 있다. 이에 따라 상측프레임(130)과 하측프레임(140)은 서로 대칭된 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 마스크조립체(1)에서 마스크시트(200, 200a, 200b)가 마스크프레임(100)에 결합될 때, 마스크시트(200, 200a, 200b)는 충분히 팽팽하게 당겨진 상태에서 결합되어야 함은 물론이다. 마스크시트(200, 200a, 200b)는 마스크프레임(100)에 결합됨에 있어서 용접에 의하여 결합될 수 있고, 볼트, 리벳 등과 같은 고정수단에 의하여 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 마스크조립체(1)에서 마스크시트(200, 200a, 200b)가 상측프레임(130)에 고정될 때, 마스크시트(200, 200a, 200b)의 상단 부분은 상측프레임(130) 중 상부곡선프레임(132)에 결합되고 상부직선프레임(131)에는 결합되지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 마스크조립체(1)에서 마스크시트(200, 200a, 200b)의 하단 부분은 하측프레임(140)에 고정된다.
또한, 본 발명에 따른 마스크조립체(1)에서 마스크시트(200, 200a, 200b)가 하측프레임(140)에 고정되고, 하측프레임(140)이 하부직선프레임(141)과 하부곡선프레임(142)을 포함하여 이루어질 때, 마스크시트(200, 200a, 200b)의 하단 부분은 하측프레임(140) 중 하부곡선프레임(142)에 결합되고 하부직선프레임(141)에는 결합되지 않는 것이 바람직하다.
마스크시트(200a)가 상하방향으로 긴 스트립형태로 이루어지고, 이러한 마스크시트(200a)가 좌우방향으로 반복하여 배열될 때, 마스크시트(200a)의 상단은 상부곡선프레임(132)에 고정결합된다.
마스크시트(200a)가 결합되는 지점에서 마스크시트(200a)에 의해 상부곡선프레임(132)에는 하측 방향으로 하중(F1)이 작용할 수 있으며, 상부곡선프레임(132)의 길이 전체에 걸쳐 하측 방향으로 하중(F1)이 작용할 수 있다.
이러한 하중(F1)이 지속적으로 작용하는 경우 상부곡선프레임(132)의 변형발생이 고려될 수 있다. 즉, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 도 3(a)와 비교할 때, 상부직선프레임(131)의 중간 부분과 상부곡선프레임(132)의 중간 부분의 간격이 벌어지는 형태의 변형발생이 고려될 수 있다. 이처럼, 만일 상부곡선프레임(132)의 변형이 발생하면 마스크프레임(100)의 변형뿐 아니라 마스크시트(200a)의 처짐 등이 발생하게 된다.
그러나 본 발명에 따른 마스크프레임(100)에서는, 상부곡선프레임(132)이 상측으로 볼록한 곡선형태로 이루어짐으로써 상부곡선프레임(132)에 작용하는 하중은 상부곡선프레임(132)의 길이방향을 따라 전달되므로, 상부곡선프레임(132)의 특정 부분, 예컨대 중간 부분의 변형(국부적인 변형)이 방지될 수 있으며, 마스크프레임(100)의 전체적인 변형 및 마스크시트(200a)의 처짐이 효과적으로 방지될 수 있다.
한편, 상부곡선프레임(132)의 길이 전체에 걸쳐 하측 방향으로 하중(F1)이 작용하는 경우, 상부곡선프레임(132)에는 그 길이방향을 따라 압축력이 작용할 수 있고, 상부곡선프레임(132)은 그 길이방향에서 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)을 밀면서 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)에 각각 하중(F2)을 가하게 된다. 즉, 좌측프레임(110)와 우측프레임(120)은 서로 멀어지는 방향으로 하중(F2)을 받게 된다.
그러나 상부곡선프레임(132)과 인접하여 상부직선프레임(131)이 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 연결하고 있으므로, 상부직선프레임(131)에는 길이방향을 따라 인장력이 작용하면서, 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 당기게 되며 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)에 각각 하중(F3)을 가하게 된다. 이에 따라, 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)의 변형, 또한 상부곡선프레임(132)의 변형을 방지하게 되며, 전체적으로 마스크프레임(100)의 변형이 효과적으로 방지되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크프레임(100)이 상하대칭된 형태로 이루어지는 경우, 하측프레임(140)에서도 상측프레임(130)과 동일하게 변형이 방지될 수 있으며, 마스크프레임(100)의 안정적인 형상유지가 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크프레임(100)의 일부를 도시한 정면도이다.
본 발명에 따른 마스크프레임(100) 및 마스크조립체(1)에서, 상측프레임(130)은 상부직선보조프레임(133)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 상측프레임(130)은 상부직선프레임(131), 상부곡선프레임(132) 및 상부직선보조프레임(133)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상부직선프레임(131) 및 상부곡선프레임(132)은 상술한 바와 동일하게 이루어질 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 마스크조립체(1)에서 마스크시트(200, 200a, 200b)가 상측프레임(130)에 고정될 때, 마스크시트(200, 200a, 200b)의 상단 부분은 상측프레임(130) 중 상부곡선프레임(132)에 결합되고 상부직선프레임(131) 및 상부직선보조프레임(133)에는 결합되지 않는 것이 바람직하다.
상부직선보조프레임(133)은, 좌우방향(X)을 따라 직선 형태를 이루고 상부직선프레임(131) 및 상부곡선프레임(132)과 이격되되, 상부곡선프레임(132)을 중심으로 상부직선프레임(131)의 반대쪽에 위치한다.
상부직선보조프레임(133)은 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 서로 연결하고 좌우방향(X)을 따라 직선 형태를 이룬다. 상부직선보조프레임(133)은 좌우방향(X)을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있고, 원형기둥, 다각형기둥 등의 형태로 이루어질 수 있다. 또한 상부직선프레임(131)은 원형파이프, 다각형파이프 등의 형태로 이루어질 수 있고, 그 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 등의 모양으로 이루어질 수 있다. 이러한 상부직선보조프레임(133)의 단면 형상은, 프레임의 중량을 감소시키면서 강도를 향상시키는데 유리하게 작용할 수 있다.
상부직선보조프레임(133)은 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 동종 재질로 이루어질 수 있으며, Fe-Ni 합금, 스테인리스강으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어질 수 있고, 상측프레임(130)이 좌측프레임(110) 및 우측프레임(120)과 안정적이고 견고한 결합이 이루어지도록 한다.
그리고, 상부곡선프레임(132)과 인접하여 상부직선프레임(131) 및 상부직선보조프레임(133)이 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)을 연결하고 있으므로, 상부직선프레임(131) 및 상부직선보조프레임(133)에는 길이방향을 따라 인장력이 작용하면서, 좌측프레임(110)과 우측프레임(120)의 변형, 또한 상부곡선프레임(132)의 변형을 방지하게 되며, 전체적으로 마스크프레임(100)의 변형이 더욱 효과적으로 방지되게 된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크조립체(1)의 일부를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마스크조립체(1)의 일부를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 마스크프레임(100) 및 마스크조립체(1)는 고정스크류(300a, 300b)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
고정스크류(300a, 300b)는 통상의 볼트 등의 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 마스크프레임(100) 및 마스크조립체(1)에서, 상부곡선프레임(132)에는 마스크시트(200, 200a, 200b)를 고정결합시키는 고정스크류(300a, 300b)가 길이방향을 따라 반복형성될 수 있다.
고정스크류(300a)는 마스크시트(200, 200a, 200b)의 제1 체결구멍(220)을 관통한 후 마스크프레임(100)(특히, 상부곡선프레임(132))의 제2 체결구멍(135)에 체결되면서, 마스크시트(200, 200a, 200b)를 마스크프레임(100) 상에 고정시키도록 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 마스크프레임(100) 및 마스크조립체(1)는 고정스크류(300b) 및 연결브라켓(400)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 고정스크류(300b)는 통상의 볼트 등의 형태로 이루어질 수 있다.
연결브라켓(400)은 마스크시트(200, 200a)의 단부에 고정되고, 고정스크류(300b)와 함께 마스크시트(200, 200a)와 마스크프레임(100)(특히, 상부곡선프레임(132))의 결합을 매개한다.
연결브라켓(400)은 상부곡선프레임(132)의 길이방향을 따라 그 단면이 일정하게 이루어질 수 있으며, 구체적으로 단면이 ㄷ자(U자) 형태로 이루어질 수 있고, 그 내부에 상부곡선프레임(132)이 수용되거나 삽입될 수 있다.
연결브라켓(400)의 고정부(410)는 편평한 판 형태로 이루어지며, 마스크시트(200, 200a)의 단부에 고정된다. 연결브라켓(400)의 고정부(410)와 마스크시트(200, 200a)는 용접 등의 방법으로 서로 고정될 수 있다. 연결브라켓(400)의 고정부(410)는 전후방향(Z)을 기준으로 마스크시트(200, 200a)와 상부곡선프레임(132) 사이에 개재되는 형태를 이루며, 상부곡선프레임(132)에 밀착될 수 있다.
연결브라켓(400)의 절곡부(420)는 고정부(410)에서 직각 형태로 절곡될 수 있다.
고정스크류(300b)는 연결브라켓(400)의 절곡부(420)를 관통한 후 상부곡선프레임(132)에 나사결합될 수 있다.
고정스크류(300b)가 상부곡선프레임(132)에 나사결합되는 정도를 조정함으로써, 도 9(a)의 상태에서 도 9(b)의 상태로 변경될 수 있다. 즉, 상부곡선프레임(132)을 상대로 마스크시트(200, 200a)의 상단 부분을 위쪽(Y)으로 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 마스크시트(200, 200a)가 충분히 인장된 상태에서 마스크프레임(100)에 고정되도록 할 수 있으며, 마스크시트(200, 200a)의 처짐 등을 보상할 수 있다.
본 발명에 따른 마스크프레임(100) 및 마스크조립체(1)는 상하대칭된 형태로 이루어질 수 있고, 상술한 고정스크류(300a, 300b) 및 연결브라켓(400)은 상하대칭된 형태로 하부곡선프레임(142) 상에 구비될 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마스크프레임(100) 및 마스크조립체(1)에 의하면, 마스크프레임(100)의 변형을 방지하고, 마스크시트(200, 200a, 200b)의 처짐을 방지할 수 있으며, 마스크조립체(1)의 위치를 수평과 수직으로 전환함에 있어서 변형을 방지할 수 있는 마스크프레임(100)을 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 마스크조립체 100 : 마스크프레임
110 : 좌측프레임 120 : 우측프레임
130 : 상측프레임 131 : 상부직선프레임
132 : 상부곡선프레임 132a : 내부층
132b : 외부층 133 : 상부직선보조프레임
140 : 하측프레임 141 : 하부직선프레임
142 : 하부곡선프레임
200, 200a, 200b : 마스크시트 210 : 관통구멍
300a, 300b : 고정스크류 400 : 연결브라켓

Claims (12)

  1. 마스크시트가 고정되도록 이루어지는 마스크프레임으로서, 좌측에 구비되는 좌측프레임과, 우측에 구비되는 우측프레임과, 상기 좌측프레임의 상단부분과 상기 우측프레임의 상단부분을 서로 연결하는 상측프레임과, 상기 좌측프레임의 하단부분과 상기 우측프레임의 하단부분을 서로 연결하는 하측프레임을 포함하고,
    상기 상측프레임은,
    좌우방향을 따라 직선 형태를 이루는 상부직선프레임; 및
    상기 마스크시트가 결합되는 것으로서, 상기 상부직선프레임과 이격되고, 좌우대칭이며 상측으로 볼록하게 굽은 상부곡선프레임을 포함하고,
    상기 상부곡선프레임은 상기 상부직선프레임보다 위쪽, 아래쪽, 앞쪽 또는 뒤쪽에 위치하고,
    상기 상측프레임은,
    좌우방향을 따라 직선 형태를 이루고 상기 상부직선프레임 및 상부곡선프레임과 이격되되, 상기 상부곡선프레임을 중심으로 상기 상부직선프레임의 반대쪽에 위치하는 상부직선보조프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부곡선프레임은, 그 길이방향을 따라 단면이 일정하되, 원형파이프 또는 다각형파이프 형태로 이루어지거나, 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 중 어느 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크프레임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부곡선프레임은 티타늄으로 이루어지되, 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 이종의 소재로 이루어지고,
    상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임은 Fe-Ni 합금, 스테인리스강으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어지되, 서로 동종의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부곡선프레임은,
    내부에 위치하는 내부층; 및
    상기 내부층을 둘러싸며 상기 내부층과 결합되는 외부층을 포함하고,
    상기 내부층은 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 이종의 소재로 이루어지고,
    상기 외부층은 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 동종의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크프레임.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부곡선프레임에는, 상기 마스크시트를 고정결합시키는 고정스크류가 길이방향을 따라 반복형성되는 것을 특징으로 하는 마스크프레임.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    좌우 및 상하대칭인 것을 특징으로 하는 마스크프레임.
  7. 좌우방향을 따라 배열되는 다수 개의 마스크시트; 및
    상기 마스크시트가 고정되도록 이루어지는 마스크프레임으로서, 좌측에 구비되는 좌측프레임과, 우측에 구비되는 우측프레임과, 상기 좌측프레임의 상단부분과 상기 우측프레임의 상단부분을 서로 연결하고 상기 마스크시트의 상측이 결합되는 상측프레임과, 상기 좌측프레임의 하단부분과 상기 우측프레임의 하단부분을 서로 연결하고 상기 마스크시트의 하측이 결합되는 하측프레임을 포함하는 마스크프레임을 포함하고,
    상기 상측프레임은,
    좌우방향을 따라 직선 형태를 이루는 상부직선프레임; 및
    상기 마스크시트가 결합되는 것으로서, 상기 상부직선프레임과 이격되고, 좌우대칭이며 상측으로 볼록하게 굽은 상부곡선프레임을 포함하며,
    상기 마스크시트는 상기 상부곡선프레임에 결합되고,
    상기 상부곡선프레임은 상기 상부직선프레임보다 위쪽, 아래쪽, 앞쪽 또는 뒤쪽에 위치하고,
    상기 상측프레임은,
    좌우방향을 따라 직선 형태를 이루고 상기 상부직선프레임 및 상부곡선프레임과 이격되되, 상기 상부곡선프레임을 중심으로 상기 상부직선프레임의 반대쪽에 위치하는 상부직선보조프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부곡선프레임은, 그 길이방향을 따라 단면이 일정하되, 원형파이프 또는 다각형파이프 형태로 이루어지거나, 단면이 ㄱ자(L자), ㄷ자(U자), H자 중 어느 하나의 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크조립체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 상부곡선프레임은 티타늄으로 이루어지되, 상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임과 이종의 소재로 이루어지고,
    상기 좌측프레임, 우측프레임 및 상부직선프레임은 Fe-Ni 합금, 스테인리스강으로 이루어지거나 또는 이를 포함하여 이루어지되, 서로 동종의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마스크조립체.
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