KR102216679B1 - 마스크 프레임 조립체 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR102216679B1
KR102216679B1 KR1020140122930A KR20140122930A KR102216679B1 KR 102216679 B1 KR102216679 B1 KR 102216679B1 KR 1020140122930 A KR1020140122930 A KR 1020140122930A KR 20140122930 A KR20140122930 A KR 20140122930A KR 102216679 B1 KR102216679 B1 KR 102216679B1
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks

Abstract

본 발명은 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법을 개시한다. 본 발명은, 개구부와 상기 개구부를 둘러싸는 지지부를 구비하는 프레임과, 상기 개구부에 대응하는 위치에 증착영역을 포함하는 마스크 및 상기 지지부에 회전가능하도록 설치되며, 상기 마스크와 연결되는 위치 고정부를 포함한다.

Description

마스크 프레임 조립체 및 그 제조방법{Mask frame assembly and the manufacturing method thereof}
본 발명의 실시예들은 박막의 증착에 사용되는 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 평탄 디스크플레이 중의 하나인 유기 발광 표시 장치는 능동 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 저전압으로 구동이 가능하며, 경량의 박형이면서 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어서 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다.
이러한 발광 소자는 발광층을 형성하는 물질에 따라 무기 발광 소자와 유기 발광 소자로 구분되는데, 유기 발광 소자는 무기 발광 소자에 비해 휘도, 응답속도 등의 특성이 우수하고, 컬러 디스플레이가 가능하다는 장점을 가지고 있어 최근 그 개발이 활발하게 진행되고 있다.
유기 발광 표시 장치는 유기막 및/또는 전극을 진공 증착법에 의해 형성한다. 그러나 유기 발광 표시 장치가 점차 고해상도화 함에 따라 증착 공정시 사용되는 마스크의 오픈슬릿(open slit)의 폭이 점점 좁아지고 있으며 그 산포 또한 점점 더 감소될 것이 요구되어지고 있다.
또한, 고해상도 유기 발광 표시 장치를 제작하기 위해서는 쉐도우 현상(shadow effect)을 줄이거나 없애는 것이 필요하다. 그에 따라, 기판과 마스크를 밀착시킨 상태에서 증착 공정을 진행하고 있으며, 기판과 마스크의 밀착도를 향상시키기 위한 기술의 개발이 대두되고 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 개구부와 상기 개구부를 둘러싸는 지지부를 구비하는 프레임과, 상기 개구부에 대응하는 위치에 증착영역을 포함하는 마스크 및 상기 지지부에 회전가능하도록 설치되며, 상기 마스크와 연결되는 위치 고정부를 포함하는 마스크 프레임 조립체를 제공한다.
또한, 상기 위치 고정부의 적어도 일부가 삽입되고, 상기 프레임에 결합하는 서포터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치 고정부는 복수개의 돌출부를 구비하고, 상기 복수개의 돌출부 중 어느 하나의 돌출부는 상기 마스크와 결합하고, 상기 복수개의 돌출부 중 다른 하나의 돌출부는 상기 서포터의 락킹홈에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 위치 고정부는 상기 지지부에 고정되는 샤프트 및 상기 샤프트에 삽입되고, 복수개의 돌출부를 가지는 휠을 구비할 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 샤프트를 중심으로 방사형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 위치 고정부는 상기 프레임을 따라 복수개 배치될 수 있다.
또한, 상기 서포터는 선형운동 가능할 수 있다.
또한, 상기 서포터는 상기 위치 고정부의 적어도 일부가 삽입되는 락킹홈이 형성된 베이스부와, 상기 베이스부와 상기 프레임 사이에 배치되는 탄성부 및 일부가 상기 프레임에 삽입되며 상기 베이스부와 상기 탄성부를 관통하는 고정부재를 구비할 수 있다.
또한, 상기 탄성부는 상기 서포터의 운동방향의 반대방향으로 반발력을 형성할 수 있다.
또한, 상기 락킹홈의 높이를 조절하면 상기 위치고정부가 회전하여 상기 마스크의 장력이 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 개구부와 상기 개구부를 둘러싸는 지지부를 구비하는 프레임과, 상기 개구부에 대응하는 위치에 증착영역을 포함하는 마스크와, 상기 프레임에 회전가능하도록 설치되며, 상기 마스크와 결합하는 위치 고정부 및 상기 프레임과 결합하고, 상하운동으로 상기 위치 고정부를 회전시키는 서포터를 포함하는 마스크 프레임 조립체를 제공한다.
또한, 상기 위치 고정부는 복수개의 돌출부를 구비하고, 상기 복수개의 돌출부 중 어느 하나의 돌출부는 상기 마스크와 결합하고, 상기 복수개의 돌출부 중 다른 하나의 돌출부는 상기 서포터에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 서포터는 상기 위치 고정부의 일부가 삽입되는 락킹홈이 형성된 베이스부와, 상기 베이스부와 상기 프레임 사이에 배치되는 탄성부 및 일부가 상기 프레임에 삽입되며 상기 베이스부 및 상기 탄성부를 관통하는 고정부재를 구비할 수 있다.
또한, 상기 락킹홈의 높이를 조절하면 상기 위치 고정부가 회전하여 상기 마스크의 장력이 조절될 수 있다.
또한, 상기 탄성부는 상기 서포터는 운동방향의 반대방향으로 반발력을 형성할 수 있다.
또한, 상기 서포터는 상기 프레임의 외측에 상기 위치 고정부에 대응하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 프레임의 그루브에 복수의 돌출부를 구비한 위치 고정부를 설치하는 단계와, 상기 위치 고정부의 제1 돌출부와 마스크의 테두리부를 용접하여 결합하는 단계 및 상기 제1 돌출부와 다른 제2 돌출부를 서포터의 락킹홈에 삽입하여 상기 위치 고정부를 고정하는 단계를 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법을 제공한다.
또한, 상기 마스크를 교체하기 위해서 상기 제1 돌출부에 이웃하는 제3 돌출부를 교체되는 마스크의 테두리부와 결합하고, 상기 제2 돌출부에 이웃하는 제4 돌출부를 상기 락킹홈에 삽입하여 상기 위치 고정부를 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 서포터를 상하 운동으로 상기 위치 고정부를 회전시켜서 상기 마스크의 장력을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면 마스크 프레임 조립체, 그 제조 방법은 마스크의 교체시에 사이의 간격을 최소화 하여 기판에 유기 발광 소자를 정밀하게 형성할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A를 확대하여 도시한 부분단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 B를 확대하여 도시한 부분단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체를 이용하여 증착된 유기 발광 디스플레이 장치의 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(100)를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 단면도이며, 도 3은 도 2의 A를 확대하여 도시한 부분단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 마스크 프레임 조립체(100)는 프레임(110), 마스크(120) 및 위치 고정부(130)를 구비할 수 있다.
프레임(110)은 마스크(120)와 결합하여 마스크(120)가 지지될 수 있다. 프레임(110)은 증착물질이 통과할 수 있는 개구부와 개구부의 외측에 형성되는 지지부를 구비할수 있다. 프레임(110)은 금속 또는 합성수지 등으로 제조될 수 있으며, 사각 형상으로 하나 이상의 개구부를 갖도록 형성되어 있으나, 일 실시의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 원형 또는 육각형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 사각 형상의 지지부를 구비한 프레임(110)을 중심으로 설명하기로 한다.
프레임(110)은 마스크(120)의 테두리부(123)와 접촉하는 부분이다. 프레임(110)은 위치 고정부(130)가 설치되는 그루브(111)를 구비할 수 있다. 그루브(111)는 복수개로 구비될 수 있으며, 그 배치는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 그루브(111)는 프레임(110)의 각 변에 하나씩 형성되거나, 그루브(111)는 프레임(110)의 각 변에 복수개로 형성될 수 있다.
마스크(120)는 증착영역(121)과 증착영역(121)의 외측에 형성되는 테두리부(123)를 구비할 수 있다. 증착영역(121)은 증착용 패턴부(122)를 구비할 수 있다. 증착영역(121)은 프레임(110)의 개구부에 대응하도록 배치되어 상기 개구부를 통과한 증착물질이 증착용 패턴부(122)를 통과하여 기판에 증착할 수 있다.
증착용 패턴부(122)는 복수 개의 슬릿(slit)형상으로 형성된 마스킹 패턴이 구비된 것으로 도시되어 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 당업자라면 다양한 변형예가 가능함을 알 것이다. 즉, 증착용 패턴부(122)에는 전면 개방된 상태를 유지하는 마스킹 패턴이 구비되거나 도트(dot) 형상의 마스킹 패턴이 구비될 수 있다. 도 1에 도시된 증착용 패턴부(122)의 개수나 배치 위치, 형상은 일 예시로서, 본 발명은 이에 제한 되지 않는다. 예를 들어, 마스크(120)는 원장형태의 하나의 큰 부재로 형성되어 프레임(110)에 결합될 수 있다. 또한, 마스크(120)의 자중을 분산하기 위해 다수개의 스틱형태의 분할 마스크로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 원장 형태의 마스크(120)로 형성된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
위치 고정부(130)는 프레임(110)의 지지부에 회전 가능하도록 설치되며, 마스크(120)를 고정할 수 있다. 위치 고정부(130)는 프레임(110)의 지지부에 고정되는 샤프트(131)와, 샤프트(131)에 삽입되고, 복수개의 돌출부(133)를 가지는 휠(132)을 구비할 수 있다.
샤프트(131)는 프레임(110)의 그루브(111)에 고정되어, 휠(132)의 회전축을 형성할 수 있다. 휠(132)은 외측으로 돌출되도록 형성된 복수개의 돌출부(133)를 구비할 수 있다. 돌출부(133)는 샤프트(131)의 중심으로부터 방사형으로 형성될 수 있다. 돌출부(133)의 개수는 특정개수에 한정되지 않으나, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 8개의 돌출부를 구비한 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 돌출부(133a)는 마스크(120)와 결합하고, 제1 돌출부(133a)와 인접한 제2 돌출부(133b)는 서포터(140)에 고정된다. 상세히, 마스크(120)의 테두리부(123)는 제1 돌출부(133a)와 용접공정 또는 전주공정 으로 결합할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서 용접공정으로 용접부(150)를 형성하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
위치 고정부(130)는 마스크(120)를 고정하고 서포터(140)에 의해 휠(132)의 회전이 제한 될 수 있다. 제1 돌출부(133a)는 샤프트(131)의 상부에 위치하고, 제2 돌출부(133b)는 서포터(140)의 락킹홈(145)에 대응하도록 위치한다. 용접부(150)는 제1 돌출부(133a)의 상부에 형성될 수 있는바, 용접공정 시에 작업자는 돌출부(133)의 추가적인 위치 제어 없이 프레임(110)에 마스크(120)를 고정할 수 있다.
위치 고정부(130)는 마스크(120)를 교체시에 다른 돌출부(133)로 마스크(120)를 고정할 수 있다. 예를들어, 마스크(120)를 제1 돌출부(133a)에서 분리한 뒤, 위치 고정부(130)를 회전시켜 제1 돌출부(133a)에 인접한 제3 돌출부(133c)에 새로운 마스크를 결합할 수 있다. 즉, 프레임(110)의 추가적인 연마공접이 필요없이 기존의 프레임(110) 및 위치 고정부(130)를 사용하여 마스크(120)를 교체할 수 있다.
위치 고정부(130)는 프레임(110)의 각변에 하나씩 배치되어 마스크(120)의 각 변을 고정할 수 있다. 원장 형태의 마스크(120)를 교체하는 경우, 마스크(120)의 각변에 대응하고 길게 제작된 위치 고정부(130)를 배치하여 마스크(120)를 프레임(110)에 용접하여 고정하는 공정 시간을 단축 할 수 있다.
위치 고정부(130)는 프레임(110)의 각변에 복수개로 배치되어 마스크(120)의 각변을 고정할 수 있다. 원장 형태의 마스크(120)를 교체하는 경우, 마스크(120)의 각 위치에 따라 처짐이나 장력이 다르게 발생하므로, 마스크(120)의 위치에 따라 장력을 조절하여 각각 돌출부(133)에 고정할 수 있다. 또한, 복수의 분할 마스크 중에서 결함있는 분할 마스크만 교할 경우 결함 있는 분할 마스크만 교체하여 생산성을 향상 시킬수 있다.
서포터(140)는 프레임(110)에 결합하며, 위치 고정부(130)의 적어도 일부가 삽입될 수 있다. 서포터(140)는 락킹홈(145)에 돌출부(133)를 삽입하여 위치 고정부(130)의 회전을 제한할 수 있다.
도 3를 검토하면, 마스크(120)는 용접부(150)에 의해서 위치 고정부(130)와 결합되나 용접부(150)의 결합력은 크지 않아 외력에 의해 위치 고정부(130)가 회전될 수 있다. 위치 고정부(130)의 회전하면, 마스크(120)는 양 단에 가해지는 장력이 변해서 변형이 가해질 수 있다. 제2 돌출부(133b)는 락킹홈(145)에 삽입되고 서포터(140)가 리벳, 나사 등의 결합부재(142)로 프레임(110)에 고정될 수 있다. 위치 고정부(130)는 용접부(150) 및 락킹홈(145)에 의해서 지지되는바 마스크(120)의 변형을 최소화 할 수 있다.
서포터(140)는 프레임(110)의 외측에 배치되어 외부의 이물질이 그루브(111)에 유입되지 않도록 할 수 있다. 또한 서포터(140)는 위치 고정부(130)의 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(100)는 다음의 방법으로 제조될 수 있다.
프레임(110)의 내부공간에 복수의 돌출부(133)를 구비한 위치 고정부(130)를 설치할 수 있다.(S1) 프레임(110)은 그루브(111)를 구비하고, 그루브(111)에 위치 고정부(130)를 설치할 수 있다. 위치 고정부(130)는 샤프트(131)와 휠(132)을 구비하고, 휠(132)은 샤프트(131)에 회전 가능하도록 삽입되고, 샤프트(131)는 그루브(111)의 측벽에 고정될 수 있다.
위치 고정부(130)의 제1 돌출부(133a)와 마스크(120)의 테두리부(123)를 용접하여 결합할 수 있다.(S2) 마스크(120)를 프레임(110)의 상부에 배치하고, 제1 돌출부(133a)가 위치하는 영역을 용접하여 위치 고정부(130)와 마스크(120)를 연결할 수 있다.
제2 돌출부(133b)를 서포터(140)의 락킹홈(145)에 삽입하여 위치 고정부(130)의 회전을 제한 할 수 있다.(S3) 제2 돌출부(133b)는 락킹홈(145)에 삽입되고, 제1 돌출부(133a)는 마스크(120)에 연결되는바, 위치 고정부(130)는 회전이 제한 될 수 있다. 서포터(140)는 리벳, 나사 등의 결합부재(142)로 프레임(110)에 고정 될 수 있다.
마스크 프레임 조립체(100)를 재사용 하기 위해서 사용된 마스크를 위치 고정부(130)에서 분리하고, 용접되지 않은 다른 돌출부(133)와 교체되는 마스크에 고정할 수 있다.(S4) 서포터(140)를 프레임(110)에서 분리하고, 제1 돌출부(133a)와 마스크(120)를 분리하여 사용된 마스크(120)를 마스크 프레임 조립체(100)에서 분리할 수 있다. 이후 사용되지 않은 제3 돌출부(133c)를 교체되는 마스크에 용접공정으로 고정하고, 제4 돌출부(132d)를 락킹홈(145)에 삽입하여 마스크를 교체할 수 있다.
수회의 마스크 교체에 의해서 위치 고정부(130)의 돌출부(133)를 용접한 경우에는 휠(132)만 교체하거나, 휠(132)을 탈착하여 돌출부에 형성된 용접부위를 제거하여 재사용 할 수 있다.
마스크 조립체를 이용하여 수회의 증착공정을 실시된 후에는 증착도를 향상시키기 위해서 새로운 마스크로 교체 해야 한다. 종래에는 사용된 마스크를 제거한 뒤에 프레임을 연마하여 마스크 프레임을 재사용할 수 있었다. 그러나 용접부위만 연마하는 경우 프레임의 표면에 단차가 형성되어 마스크와 프레임 사이에 발생한 이격으로 증착의 정밀도가 감소될 수 있다. 마스크 프레임 전면에 대해서 연마 공정을 수행하는 경우에는 연마 공정의 시간이 증가하고, 연마로 인해 마스크 프레임의 내구성이 저하되었다.
마스크 프레임 조립체(100)는 위치 고정부(130)의 돌출부(133)의 변경하여 마스크(120)를 교체할 수 있어, 마스크 프레임 조립체(100)의 내구성을 향상 시키고, 생산성을 증가할 수 있다.
마스크 프레임 조립체(100)는 용접되는 위치가 쉽게 파악가능하여 마스크(120)를 프레임(110)에 결합하는 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(200)를 보여주는 단면도이고, 도 5a는 도 4의 B를 확대하여 도시한 부분단면도이고, 도 5b와 도 5c는 서포터(240)의 높이를 조절하여 마스크(220)의 장력 조절을 보여주는 부분단면도이다.
마스크 프레임 조립체(200)는 프레임(210), 마스크(220), 위치 고정부(230), 서포터(240) 및 용접부(250)를 구비할 수 있다. 프레임(210), 마스크(220) 위치 고정부(230) 및 용접부(250)는 상기 서술한 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(100)와 동일 또는 거의 유사한바 이에 대한 설명은 약술 또는 생략 하기로 한다.
서포터(240)는 프레임(210)의 지지부에 회전 가능하도록 설치되며, 프레임(210)의 높이 방향으로 이동할 수 있다. 서포터(240)는 베이스부(241), 탄성부(242) 및 고정부재(243)를 구비할 수 있다.
베이스부(241)는 위치 고정부(130)의 돌출부(133)가 삽입되어 위치 고정부(130)의 회전을 제한 할 수 있다. 제1 돌출부(133a)는 마스크(120)에 고정되고, 제2 돌출부(133b)는 베이스부(241)의 락킹홈(145)에 삽입되어 위치 고정부(130)의 회전을 제한 할 수 있다.
탄성부(242)는 베이스부(241)와 프레임(110) 사이에 배치되어 베이스부(241)에 반발력을 제공할 수 있다. 베이스부(241)는 고정부재(243)에 의해서 프레임(210)의 높이 방향으로 상하 운동할 수 있다. 탄성부(242)는 압축방향의 반대방향으로 반발력을 형성하는바, 탄성부(242)는 압축되면서 베이스부(241)에 반발력을 형성한다. 상기 반발력은 베이스부(241)의 높이를 미세하게 조절가능하도록 하여 마스크(220)의 장력을 미세하게 조절할 수 있다.
탄성부(242)는 반발력을 형성하는 재료 또는 형태로 형성되며 특정 재료 또는 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 와이어, 실리콘, 고무 등의 소재로 형성될 수 있다. 또한, 스프링, 실린더, 스틱 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 와이어로 제작된 스프링을 중심으로 설명하기로 한다.
고정부재(243)는 베이스부(241) 및 탄성부(242)를 프레임(210)에 고정시킬 수 있다. 고정부재(243)는 베이스부(241) 및 탄성부(242)를 관통하고, 고정부재(243)의 일부는 프레임(210)에 삽입되어 프레임(210)에 고정될 수 있다. 고정부재(243)는 나사 또는 볼트 형태로 형성되어 프레임(210)에 삽입되는 깊이에 따라서 베이스부(241)의 높이를 조절 할 수 있다.
마스크(220)는 자중에 의해서 일부가 쳐지거나, 마스크(220)에 가해지는 장력의 차이로 인해서 마스크(220)의 표면이 균일하게 평평하지 않게 형성될 수 있다. 마스크(220)의 표면이 울퉁불퉁하게 형성되면 마스크(220)의 증착 패턴이 변형되어 증착의 정밀도가 떨어진다.
위치 고정부(230)와 서포터(240)를 이용하여 마스크(220)의 장력을 조절하여 마스크(220)의 표면을 플랫하게 형성하는 방법 다음과 같이 설명할 수 있다.
위치 고정부(230)의 제1 돌출부(233a)는 마스크(220)의 테두리부와 용접되고, 위치 고정부(230)의 제2 돌출부(233b)는 서포터(240)의 락킹홈(245)에 삽입될 수 있다. 고정부재(243)의 높이를 조절하면, 락킹홈(245)의 높이가 조절되고, 이는 휠(232)이 소정 각도 회전되어서 마스크(220)에 가해진 장력을 증가하거나, 줄일수 있다.
도 5b를 참고하면, 프레임(210)에 삽입되는 깊이를 증가하면 고정부재(243)는 아래 방향으로 이동한다. 고정부재(243)는 베이스부(241)를 지지하는바, 고정부재(243)의 이동에 따라 베이스부(241)가 아래로 이동하고, 베이스부(241)의 외측에 형성된 락킹홈(245)도 아래로 이동한다. 즉, 탄성부(242)의 높이가 d1에서 d2로 줄어들어 락킹홈(245)의 높이도 낮아진다. 이때, 락킹홈(245)에 삽입된 제2 돌출부(233b)는 아래방향으로 힘을 받을수 있다. 즉, 휠(232)은 반시계방향(CCW)으로 토크를 받아 소정 각도(θ1)로 회전하고, 제1 돌출부(233a)에 용접된 마스크(220)는 외측방향으로 힘을 받게 된다. 즉, 서포터(240)의 아래방향으로 이동하면, 위치 고정부(230)는 소정 각도(θ1) 회전하여, 마스크(220)를 잡아 당겨서 마스크(220)에 가해지는 장력을 크게 할 수 있다.
도 5c를 참고하면, 프레임(210)에 삽입되는 깊이를 줄이면 고정부재(243)는 윗 방향으로 이동한다. 고정부재(243)는 베이스부(241)를 지지하는바, 고정부재(243)의 이동에 따라 베이스부(241)가 위로 이동하고, 베이스부(241)의 외측에 형성된 락킹홈(245)도 위로 이동한다. 즉, 탄성부(242)의 높이가 d1에서 d3로 증가하여 락킹홈(245)의 높이도 상승한다.이때, 락킹홈(245)에 삽입된 제2 돌출부(233b)는 윗방향으로 힘을 받을수 있다. 즉, 휠(232)은 시계방향(CW)으로 토크를 받아 소정 각도(θ2)로 회전하고, 제1 돌출부(233a)에 용접된 마스크(220)는 내측방향으로 힘을 받게 된다. 즉, 서포터(240)의 윗방향으로 이동하면, 위치 고정부(230)는 소정 각도(θ2) 회전하여, 마스크(220)에 가해지는 장력을 줄일 수 있다.
마스크 프레임 조립체(200)는 위치 고정부(230)의 돌출부(233)의 변경하여 마스크(220)를 교체할 수 있어, 마스크 프레임 조립체(200)의 내구성을 향상 시키고, 생산성을 증가할 수 있다.
마스크 프레임 조립체(200)는 용접되는 위치가 쉽게 파악가능하여 마스크(220)를 프레임(210)에 결합하는 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
마스크 프레임 조립체(200)는 마스크(220)에 가해지는 장력을 조절하여 기판에 증착물질이 정확하게 증착될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체(100)를 이용하여 증착된 유기 발광 디스플레이 장치(300)의 일 서브 픽셀을 도시한 단면도이다.
여기서, 서브 픽셀들은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)와, 유기 발광 소자(OLED)를 가진다. 상기 박막 트랜지스터는 반드시 도 6의 구조로만 가능한 것은 아니며, 그 수와 구조는 다양하게 변형가능하다.
도면을 참조하면, 유기 발광 디스플레이 장치(300)에는 기판(311)이 마련되어 있다. 상기 기판(311)은 유연성을 가지는 절연성 소재를 포함한다. 예컨대, 상기 기판(311)은 글래스 기판일 수 있다.
대안으로는, 상기 기판(311)은 또하폴리이미드(Polyimide, PI)나, 폴리 카보네이트(Polycarbonate, PC)나, 폴리 에테르 설폰(Polyethersulphone, PES)이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)나, 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate, PEN)나, 폴리아릴레이트(Polyarylate, PAR)나, 유리섬유 강화플라스틱(Fiber glass reinforced plastic, FRP) 등의 고분자 소재로 이루어질 수 있다.
상기 기판(311)은 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다.
상기 기판(311) 상에는 배리어막(312)이 형성될 수 있다. 상기 배리어막(312)은 상기 기판(311)의 상부면을 전체적으로 커버할 수 있다.
상기 배리어막(312)은 무기막이나, 유기막을 포함한다. 이를테면, 상기 배리어막(612)은 실리콘 옥사이드(SiOx), 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiON), 알루미늄 옥사이드(AlO), 알루미늄나이트라이드(AlON) 등의 무기물이나, 아크릴, 폴리이미드, 폴리에스테르 등의 유기물 중에서 선택된 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 배리어막(312)은 단일막으로 형성되거나, 다층막으로 적층될 수 있다.
상기 배리어막(312)은 산소와 수분을 차단하는 역할을 수행하고, 상기 기판(311)을 통한 수분이나 불순물의 확산을 방지하고, 기판(311)의 상부에 평탄한 면을 제공한다.
상기 배리어막(312) 상에는 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)가 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 탑 게이트(Top gate) 방식의 박막 트랜지스터를 예시하나, 바텀 게이트(Botton gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 배리어막(312) 상에는 반도체 활성층(613)이 형성될 수 있다. 상기 반도체 활성층(313)에는 N형이나, P형 불순물 이온을 도핑하는 것에 의하여 소스 영역(314)과, 드레인 영역(315)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(314)과, 드레인 영역(315) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않는 채널 영역(316)이다.
상기 반도체 활성층(313)은 폴리 실리콘으로 형성될 경우에는 아몰퍼스 실리콘을 형성하고, 이를 결정화시키는 것에 의하여 폴리 실리콘으로 변화시킬 수 있다.
대안으로는, 상기 반도체 활성층(313)은 산화물 반도체로 형성될 수 있다.
예컨대, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf)과 같은 4, 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다.
상기 반도체 활성층(313) 상에는 게이트 절연막(317)이 증착될 수 있다. 상기 게이트 절연막(317)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물이나, 금속 산화물과 같은 무기막을 포함한다. 상기 게이트 절연막(317)은 단일층이나, 다중층의 구조일 수 있다.
상기 게이트 절연막(317) 상의 소정 영역에는 게이트 전극(318)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(318)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo, Cr 등의 단일막이나, 다층막을 포함하거나, Al:Nd, Mo:W 와 같은 합금을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(318) 상에는 층간 절연막(319)이 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(319)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물 등과 같은 절연성 소재로 형성될 수 있다. 대안으로는, 상기 층간 절연막(319)은 절연성 유기막으로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(319) 상에는 소스 전극(320)과, 드레인 전극(321)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 게이트 절연막(317) 및 층간 절연막(319)에는 이들의 일부를 제거하는 것에 의하여 콘택 홀이 형성되고, 콘택 홀을 통하여 소스 영역(314)에 대하여 소스 전극(320)이 전기적으로 연결되고, 드레인 영역(315)에 대하여 드레인 전극(321)이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 소스 전극(320)과, 드레인 전극(321) 상에는 패시베이션막(322)이 형성될 수 있다. 상기 패시베이션막(322)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물과 같은 무기막이나, 또는, 유기막으로 형성될 수 있다.
상기 패시베이션막(322) 상에는 평탄화막(323)이 형성될 수 있다. 상기 평탄화막(323)은 아크릴(acryl), 폴리이미드(polyimide), BCB(Benzocyclobutene) 등의 유기막을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터의 상부에는 유기 발광 소자(OLED)가 형성될 수 있다.
상기 유기 발광 소자(OLED)는 제 1 전극(325)과, 제 2 전극(327)과, 제 1 전극(325)과 제 2 전극(327) 사이에 개재되는 중간층(326)을 포함한다.
제 1 전극(325)은 콘택 홀을 통하여 상기 소스 전극(320)이나 드레인 전극(321)중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 제 1 전극(325)은 픽셀 전극에 대응된다.
상기 제 1 전극(325)은 애노우드로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(325)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
이를테면, 상기 제 1 전극(325)이 투명 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(325)은 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 포함한다. 상기 제 1 전극(325)이 반사형 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(325)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성하고, 이후, 상기 반사막의 상부에 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 형성할 수 있다.
상기 평탄화막(323) 상에는 유기 발광 소자의 제 1 전극(325)의 가장자리를 덮도록 픽셀 정의막(Pixel define layer, PDL, 324)이 형성될 수 있다. 상기 픽셀 정의막(324)은 상기 제 1 전극(325)의 가장자리를 둘러싸는 것에 의하여 각 서브 픽셀의 발광 영역을 정의한다.
상기 픽셀 정의막(324)은 유기물이나, 무기물로 형성하게 된다.
이를테면, 상기 픽셀 정의막(324)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 벤조사이클로부텐, 아크릴 수지, 페놀 수지 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성할 수 있다. 상기 픽셀 정의막(324)은 단일막으로 형성되거나, 다중막으로 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극(325) 상에는 상기 픽셀 정의막(324)의 일부를 에칭하는 것에 의하여 노출된 영역에 중간층(326)이 형성될 수 있다. 상기 중간층(626)은 증착 공정에 의하여 형성시킬 수 있다.
상기 중간층(326)은 저분자 유기물이나, 고분자 유기물로 이루어질 수 있다.
상기 중간층(326)은 유기 발광층(Emissive layer, EML, 330)을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 상기 중간층(326)는 유기 발광층을 구비하고, 그 외에, 정공 주입층(Hole injection layer, HIL, 328), 정공 수송층(Hole transport layer, HTL, 329), 전자 수송층(Electron transport layer, ETL, 331), 전자 주입층(Electron injection layer, EIL, 332)중 적어도 어느 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 상기 중간층(326)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
상기 중간층(326) 상에는 제 2 전극(327)을 형성할 수 있다. 상기 제 2 전극(327)은 커먼 전극에 대응된다. 상기 제 2 전극(327)은 제 1 전극(325)과 마찬가지로 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극(325)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성시에 각 서브 픽셀의 개구와 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 반면에, 상기 제 2 전극(327)은 투명 전극이나, 반사형 전극을 디스플레이부 상에 전면 증착할 수 있다. 대안으로는, 상기 제 2 전극(327)은 전면 증착 대신에 특정한 패턴으로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 제 1 전극(325)과, 제 2 전극(327)은 위치가 서로 반대로 하여 적층될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 제 1 전극(325)과, 제 2 전극(327)은 중간층(326)에 의하여 서로 절연되어 있다. 상기 제 1 전극(325) 및 제 2 전극(327)에 전압이 인가되면, 상기 중간층(326)에서 가시광이 발광하여 사용자가 인식할 수 있는 화상이 구현된다.
유기 발광 소자의 상부에는 밀봉부(340, Encapsulation)가 형성될 수 있다. 상기 밀봉부(340)는 외부의 수분이나 산소 등으로부터 중간층(326) 및 다른 박막을 보호하기 위하여 형성되는 것이다.
상기 밀봉부(340)는 유기막이나, 무기막이 각각 적어도 한 층 적층된 구조일 수 있다.
예컨대, 상기 밀봉부(340)는 에폭시, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트 등과 같은 적어도 하나의 유기막(341)(342)과, 실리콘 옥사이드(SiO2), 실리콘 나이트 라이드(SiNx), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 티타늄 옥사이드(TiO2), 지르코늄 옥사이드(ZrOx), 징크 옥사이드(ZnO) 등과 같은 적어도 하나의 무기막(643)(644)(645)이 적층된 구조일 수 있다.
상기 밀봉부(340)는 유기막(341)(342)이 적어도 1층이고, 무기막(343)(344)(345)이 적어도 2층의 구조를 가질 수 있다. 상기 밀봉부(340)중 외부로 노출된 최상층(345)은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기막으로 형성시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 200: 마스크 프레임 조립체 110, 210: 프레임
120, 220: 마스크 130, 230: 위치 고정부
132, 232: 휠 133, 233: 돌출부
133a: 제1 돌출부 133b: 제2 돌출부
133c: 제3 돌출부 140, 240: 서포터
145, 245: 락킹홈 150, 250: 용접부
241: 베이스부 242: 탄성부
243: 고정부재

Claims (19)

  1. 개구부와 상기 개구부를 둘러싸는 지지부를 구비하는 프레임;
    상기 개구부에 대응하는 위치에 증착영역을 포함하는 마스크; 및
    상기 지지부에 회전가능하도록 설치되며, 복수개의 돌출부들을 구비하고, 상기 마스크와 연결되는 위치 고정부; 및
    상기 위치 고정부의 적어도 일부가 삽입되고, 상기 프레임에 결합하는 서포터;를 포함하고,
    상기 복수개의 돌출부 중 어느 하나의 돌출부는 상기 마스크와 결합하고, 상기 복수개의 돌출부 중 다른 하나의 돌출부는 상기 서포터의 락킹홈에 삽입되는, 마스크 프레임 조립체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 개구부와 상기 개구부를 둘러싸는 지지부를 구비하는 프레임;
    상기 개구부에 대응하는 위치에 증착영역을 포함하는 마스크; 및
    상기 지지부에 회전가능하도록 설치되며, 상기 마스크와 연결되는 위치 고정부;를 포함하고, 상기 위치 고정부는,
    상기 지지부에 고정되는 샤프트; 및
    상기 샤프트가 삽입되고, 복수개의 돌출부를 가지는 휠을 구비하는, 마스크 프레임 조립체.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 샤프트를 중심으로 방사형으로 형성된, 마스크 프레임 조립체.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 위치 고정부는 상기 프레임을 따라 복수개 배치되는, 마스크 프레임 조립체.
  7. 개구부와 상기 개구부를 둘러싸는 지지부를 구비하는 프레임;
    상기 개구부에 대응하는 위치에 증착영역을 포함하는 마스크;
    상기 지지부에 회전가능하도록 설치되며, 상기 마스크와 연결되는 위치 고정부; 및
    상기 위치 고정부의 적어도 일부가 삽입되고, 상기 프레임에 대하여 선형운동 가능하도록 결합하는 서포터;
    를 포함하는, 마스크 프레임 조립체.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 서포터는,
    상기 위치 고정부의 적어도 일부가 삽입되는 락킹홈이 형성된 베이스부;
    상기 베이스부와 상기 프레임 사이에 배치되는 탄성부; 및
    일부가 상기 프레임에 삽입되며 상기 베이스부와 상기 탄성부를 관통하는 고정부재;를 구비하는, 마스크 프레임 조립체.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 탄성부는 압축방향의 반대방향으로 반발력을 형성하는, 마스크 프레임 조립체.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 락킹홈의 높이를 조절하면 상기 위치고정부가 회전하여 상기 마스크의 장력이 조절되는, 마스크 프레임 조립체.
  11. 개구부와 상기 개구부를 둘러싸는 지지부를 구비하는 프레임;
    상기 개구부에 대응하는 위치에 증착영역을 포함하는 마스크;
    상기 프레임에 회전가능하도록 설치되며, 상기 마스크와 결합하는 위치 고정부; 및
    상기 프레임과 결합하고, 상기 프레임에 대한 상하운동으로 상기 위치 고정부를 회전시키는 서포터;를 포함하는, 마스크 프레임 조립체.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 위치 고정부는 복수개의 돌출부를 구비하고,
    상기 복수개의 돌출부 중 어느 하나의 돌출부는 상기 마스크와 결합하고, 상기 복수개의 돌출부 중 다른 하나의 돌출부는 상기 서포터에 삽입되는, 마스크 프레임 조립체.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 서포터는,
    상기 위치 고정부의 일부가 삽입되는 락킹홈이 형성된 베이스부;
    상기 베이스부와 상기 프레임 사이에 배치되는 탄성부; 및
    일부가 상기 프레임에 삽입되며 상기 베이스부 및 상기 탄성부를 관통하는 고정부재;를 구비하는, 마스크 프레임 조립체.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 락킹홈의 높이를 조절하면 상기 위치 고정부가 회전하여 상기 마스크의 장력이 조절되는, 마스크 프레임 조립체.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 탄성부는 압축방향의 반대방향으로 반발력을 형성하는, 마스크 프레임 조립체.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 서포터는 상기 프레임의 외측에 상기 위치 고정부에 대응하도록 배치되는, 마스크 프레임 조립체.
  17. 프레임의 그루브에 복수의 돌출부를 구비한 위치 고정부를 설치하는 단계;
    상기 위치 고정부의 상기 복수의 돌출부 중의 제1 돌출부와 마스크의 테두리부를 용접하여 결합하는 단계; 및
    상기 복수의 돌출부 중의 상기 제1 돌출부와 다른 제2 돌출부를 서포터의 락킹홈에 삽입하여 상기 위치 고정부를 고정하는 단계;를 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 마스크를 교체하기 위해서 상기 제1 돌출부에 이웃하는 제3 돌출부를 교체되는 마스크의 테두리부와 결합하고, 상기 제2 돌출부에 이웃하는 제4 돌출부를 상기 락킹홈에 삽입하여 상기 위치 고정부를 고정하는 단계;를 더 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 서포터의 상기 프레임에 대한 상하 운동으로 상기 위치 고정부를 회전시켜서 상기 마스크의 장력을 조절하는 단계;를 더 포함하는, 마스크 프레임 조립체 제조 방법.
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