KR102273049B1 - 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 개시한다. 본 발명은 개구가 형성되며, 개구를 둘러싸는 마스크 프레임;과, 마스크 프레임 상에 설치된 마스크;와, 개구를 가로질러 마스크를 지지하는 서포트;를 포함하되, 서포트는 서포트 바디와, 서포트 바디에 형성된 적어도 하나의 리브와, 리브 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부;를 포함한다.

Description

박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리{Mask frame assembly for thin film deposition}
본 발명은 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리에 관한 것이다.
통상적으로, 유기 발광 디스플레이 장치(organic light emitting display device)와 같은 디스플레이 장치는 스마트 폰, 태블릿 퍼스널 컴퓨터, 랩 탑, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전과 같은 전자/전기 제품에 이용할 수 있다.
디스플레이 장치에 형성되는 발광층은 다양한 방법으로 제조할 수 있다. 포토 리소그래피법은 기판 상의 일 영역에 포토 레지스트를 코팅하고, 습식으로 에칭하는 방법이다. 증착법은 기판 상에 형성되는 박막과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask, FMM)를 정렬하고, 박막의 원소재를 기판 상에 증착하는 방법이다.
본 발명의 실시예들은 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리는,
개구가 형성되며, 상기 개구를 둘러싸는 마스크 프레임;
상기 마스크 프레임 상에 설치된 마스크; 및
상기 개구를 가로질러 상기 마스크를 지지하는 서포트;를 포함하되,
상기 서포트는, 서포트 바디와, 상기 서포트 바디에 형성된 적어도 하나의 리브와, 상기 리브 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크는 상기 개구를 가로질러 제 1 방향으로 연장된 적어도 하나의 분할 마스크를 포함하며, 상기 서포트는 상기 분할 마스크와 교차하는 제 2 방향으로 연장된다.
일 실시예에 있어서, 상기 서포트는 상기 마스크와 마스크 프레임 사이에 배치되며, 상기 서포트 바디의 양 단부는 상기 마스크 프레임에 용접된다.
일 실시예에 있어서, 상기 패턴부는 상기 서포트 바디의 일 부분의 두께를 상기 리브의 두께보다 얇게 한다.
일 실시예에 있어서,상기 패턴부는 제 1 방향을 따라 이웃하는 한 쌍의 리브 사이에 적어도 하나 배열되며, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디에 연장된 하프 에칭된 영역이다.
일 실시예에 있어서, 상기 하프 에칭된 부분은 상기 마스크와 대향되는 서포트 바디의 윗면으로부터 서포트 바디의 아랫면을 향하여 에칭된다.
일 실시예에 있어서, 상기 패턴부는, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디의 중앙에 형성된 제 1 하프 에칭된 영역을 가지는 제 1 패턴부와, 제 1 방향을 따라 상기 서포트 바디의 양 가장자리에 형성된 제 2 하프 에칭된 영역을 가지는 제 2 패턴부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 하프 에칭된 영역은 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디에 연장되며, 상기 제 1 하프 에칭된 영역에는 복수의 돌기가 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 돌기가 형성된 서포트 바디의 두께는 상기 리브의 두께와 동일하다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 2 패턴부는 제 1 방향을 따라 이웃하는 한 쌍의 리브 사이에 배열되며, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바다에 연장된다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 하프 에칭된 영역을 가지는 제 1 패턴부 및 상기 제 2 하프 에칭된 영역을 가지는 제 2 패턴부는 상기 마스크와 대향되는 서포트 바디의 윗면으로부터 서포트 바디의 아랫면을 향하여 에칭된다.
일 실시예에 있어서, 상기 패턴부는 상기 서포트 바디을 관통하여 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 패턴부는 제 1 방향을 따라 이웃하는 한 쌍의 리브 사이에 적어도 하나 배열되며, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디에 연장되며, 상기 서포트 바디를 관통하는 쓰루 홀이다.
일 실시예에 있어서, 상기 리브의 윗면에는 상기 마스크의 아랫면이 직접적으로 접촉된다.
일 실시예에 있어서, 상기 분할 마스크에는 제 1 방향을 따라 이격되게 복수의 증착 패턴부가 형성되고, 인접한 증착 패턴부 사이에는 이들을 서로 연결시키는 마스크 리브가 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 서포트는 상기 마스크 리브에 위치한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크 프레임은, 제 1 방향으로 서로 대향되게 배치된 복수의 제 1 프레임과, 제 2 방향으로 서로 대향되게 배치된 복수의 제 2 프레임을 포함하며, 복수의 제 1 프레임과, 복수의 제 2 프레임은 서로 연결되어서, 개구를 둘러싸고 있다.
일 실시예에 있어서, 제 1 방향은 마스크가 인장되어 마스크 프레임에 대하여 마스크의 양 단부가 용접되는 방향이고, 제 2 방향은 서포트가 인장되어 마스크 프레임에 대하여 서포트의 양 단부가 용접되는 방향이다.
일 실시예에 있어서, 제 1 방향은 상기 서포트의 폭 방향이고, 제 2 방향은 상기 서포트의 길이 방향이다.
본 발명의 일 측면에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리는 서포트에 남아 있는 이물질을 패턴부에 의하여 제거할 수 있다. 따라서, 서포트에 대한 마스크의 밀착 불량을 최소화시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터도 도출될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 일부 분리하여 도시한 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 서포트를 도시한 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서포트를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서포트를 도시한 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 이용하여 증착하는 것을 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 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. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리(100)를 일부 분리하여 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 상기 마스크 프레임 어셈블리(100)는 마스크 프레임(110)과, 상기 마스크 프레임(110)에 장착되는 마스크(130)를 포함한다.
상기 마스크 프레임(110)에는 개구(115)가 형성될 수 있다. 상기 개구(115)는 복수의 프레임(111 내지 114)에 의하여 둘러싸여 있다. 상기 복수의 프레임(111 내지 114)은 서로 연결될 수 있다.
복수의 프레임(111 내지 114)은 X 방향을 따라 서로 마주보며, Y 방향을 따라 나란하게 배치된 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)과, Y 방향을 따라 서로 마주보며, X 방향을 따라 나란하게 배치된 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)을 포함한다. 상기 제 1 프레임(111), 제 2 프레임(112), 제 3 프레임(113), 및 제 4 프레임(114)은 서로 연결된 사각틀이다.
상기 마스크 프레임(110)은 마스크(130)의 용접시 변형이 작은 물질, 예컨대, 강성이 큰 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 마스크(130)는 상기 마스크 프레임(110) 상에 결합될 수 있다.
정밀도가 높은 패터닝을 위하여, 상기 마스크(130)와, 상기 마스크(130) 상에 위치하는 증착용 기판(140)과의 밀착성을 높여서 섀도우 현상을 줄여야 한다. 상기 마스크(130)는 박판으로 형성할 수 있다. 상기 마스크(130)의 물질은 스테인레스 스틸, 인바(invar),니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등을 포함한다.
디스플레이 장치가 대형화되면, 상기 마스크(130)의 크기도 커지게 된다. 이에 따라, 상기 마스크(130)가 자중에 의하여 처지는 것을 방지하기 위하여, 상기 마스크(130)는 복수의 분할 마스크(120)를 포함한다.
또는, 제조 공정의 편의를 위하여, 하나의 대형 기판을 이용하여 소형의 디스플레이 장치를 복수개 제조할 수 있다. 이에 따라, 상기 분할 마스크(120)를 이용할 수 있다.
상기 분할 마스크(120)에는 복수의 증착 패턴부(121)가 형성될 수 있다. 상기 증착 패턴부(121)는 상기 분할 마스크(120)의 길이 방향으로 소정 간격 이격되게 배열될 수 있다.
상기 증착 패턴부(121)에는 복수의 슬릿(122)이 형성될 수 있다. 상기 증착 패턴부(121)는 도트형의 슬릿이나, 스트립 형상의 슬릿을 포함한다. 이웃하게 배치된 증착 패턴부(121) 사이에는 마스크 리브(123)가 형성될 수 있다. 상기 마스크 리브(123)는 이웃하는 증착 패턴부(121)를 서로 연결시킬 수 있다. 디스플레이가 형성되는 영역을 충분히 확보하기 위하여, 상기 마스크 리브(123)의 간격은 상기 분할 마스크(120)의 길이 방향을 따라서 상기 증착 패턴부(121)의 간격보다 좁게 형성될 수 있다.
대형 디스플레이 장치의 경우, 복수의 분할 마스크(120) 전체가 하나의 마스크로서 역할을 할 수 있다. 반면에, 소형 디스플레이 장치의 경우, 하나의 증착 패턴부(121)가 개별적인 디스플레이 장치에 대응될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스트라이프 형상의 분할 마스크(120)를 예를 들어 설명하나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 마스크(130)의 폭이 상기 마스크(130)의 인장 방향(X 방향)의 길이보다 작은 크기의 마스크라면, 어느 하나의 크기나, 형상이나, 구조에 한정되는 것은 아니다.
상기 분할 마스크(120)는 인장 방향(X 방향)에 대하여 교차하는 방향(Y 방향)을 따라 복수개 배열될 수 있다. 상기 분할 마스크(120)는 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 대하여 나란한 방향으로 연장되며, 상기 분할 마스크(120)의 양 단부는 인장력이 인가된 상태에서 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 고정될 수 있다.
상기 분할 마스크(120)의 양 단부는 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 대하여 스폿 용접에 의하여 고정되어서 용접점(124)을 형성할 수 있다. 상기 분할 마스크(120)는 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)에 대하여 나란한 방향(Y 방향)으로 연속적으로 배열되어서, 상기 개구(115)를 커버할 수 있다.
상기 마스크 프레임(110)과 분할 마스크(120) 사이에는 서포트(150)가 설치될 수 있다. 상기 서포트(150)는 상기 분할 마스크(120)가 처지는 것을 방지하기 위하여 설치된다. 상기 서포트(150)는 상기 분할 마스크(120)와 교차하는 방향(Y 방향)으로 배치될 수 있다.
상기 서포트(150)는 상기 개구(115)를 가로질러 Y 방향으로 연장될 수 있다. 상기 서포트(150)의 단부는 상기 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)에 대하여 스폿 용접에 의하여 고정되어서 용접점(159)을 형성할 수 있다. 상기 서포트(150)는 인장력이 인가된 상태에서 상기 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)에 고정될 수 있다.
상기 서포트(150)는 상기 분할 마스크(120)의 마스크 리브(123)와 대응되는 곳에 위치할 수 있다. 상기 서포트(150)의 윗면은 Y 방향으로 이웃하게 배치된 상기 마스크 리브(123)의 아랫면에 직접적으로 접촉한다.
증착을 위한 마스크 프레임 어셈블리(100)를 제조하는 과정에 있어서, 상기 서포트(150)에는 이물질이 묻을 수 있다. 상기 서포트(15)에 이물질이 묻게 되면, 상기 서포트(150)에 대한 분할 마스크(120)의 밀착이 원활하지 않게 된다. 결과적으로, 상기 분할 마스크(120) 상에 장착되는 증착용 기판(140)의 위치도 틀어지게 된다.
본 실시예에 있어서, 상기 서포트(150)에는 이물질을 제거할 수 있는 공간이 형성된다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 서포트(200)를 도시한 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 서포트(200)는 서포트 바디(201)와, 상기 서포트 바디(201)에 형성된 적어도 하나의 리브(202)와, 리브 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부(203)를 포함한다.
상기 서포트 바디(201)는 Y 방향을 따라 연장된 스틱 형상이다. 상기 서포트 바디(201)의 양 단부에는 마스크 프레임에 용접된 용접점(204)이 형성될 수 있다. 상기 용접점(204)은 상기 서포트 바디(201)의 양 단부에 형성되어 있지만, 서포트와 분할 마스크가 교차하는 부분에 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 서포트 바디(201)에는 복수의 리브(202)가 형성될 수 있다.
상기 리브(202)는 Y 방향을 따라 연장되며, X 방향을 따라 소정 간격 이격되게 배열될 수 있다. 이웃하게 배열된 리브(202) 사이에는 패턴부(203)가 형성될 수 있다. 상기 패턴부(203)는 상기 리브(202)와 두께를 다르게 하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 패턴부(203)는 상기 서포트 바디(201)의 일 부분의 두께를 상기 리브(202)의 두께보다 얇게 하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 패턴부(203)는 하프 에칭에 의하여 형성될 수 있다.
상기 리브(202)는 제 1 두께(t1)를 가질 수 있다. 상기 패턴부(203)는 제 2 두께(t2)를 가질 수 있다. 상기 패턴부(203)는 하프 에칭에 의하여 형성하므로, 상기 패턴부(203)의 두께(t2)는 상기 리브(202)의 두께(t1)보다 얇다. 일 실시예에 있어서, 상기 패턴부(203)의 두께(t2)는 상기 리브(202)의 두께(t1)의 1/2일 수 있다.
상기 패턴부(203)는 상기 서포트 바디(201)의 폭 방향(X 방향)을 따라 이웃하는 리브(202) 사이에 복수개 형성될 수 있다. 상기 패턴부(203)는 상기 서포트 바디(201)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 상기 서포트 바디(201)에 연장될 수 있다.
상기 서포트(200)는 상기 서포트 바디(201)의 아랫면에 해당되는 제 1 면(205)과, 상기 서포트 바디(201)의 윗면에 해당되는 제 2 면(206)과, 상기 패턴부(203)가 형성된 부분의 바닥면인 제 3 면(207)을 가진다.
상기 제 2 면(206)은 분할 마스크(도 1의 120)의 마스크 리브(123)의 아랫면에 직접적으로 접촉하는 부분이다. 하프 에칭된 제 3 면(207)은 상기 마스크(120)와 마주보는 서포트 바디(201)의 제 2 면(206)으로부터 상기 서포트 바디(201)의 제 1 면(205)을 향하여 소정 깊이 이루어질 수 있다.
상기 서포트(200)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 하프 에칭된 패턴부(203)가 형성되므로, 상기 서포트 바디(201)의 제 2 면(206)에 이물질이 묻더라도, 세정 공정에서 이물질은 제 2 면(206)으로부터 패턴부(203)의 공간으로 이동하는 것에 의하여 제거될 수 있다. 따라서, 서포트(200)와 분할 마스크(120) 사이의 밀착력이 향상될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서포트(300)를 도시한 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 서포트(300)는 서포트 바디(301)와, 상기 서포트 바디(301)에 형성된 적어도 하나의 리브(302)와, 상기 리브(302) 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부(303)(306)을 포함한다.
상기 서포트 바디(301)는 Y 방향을 따라 연장된 스틱 형상이다. 상기 서포트 바디(302)의 양 단부에는 마스크 프레임에 용접되는 용접점(307)이 형성될 수 있다. 상기 서포트 바디(302)는 인장력이 인가된 상태에서 용접될 수 있다.
상기 서포트 바디(301)에는 복수의 리브(302)가 형성될 수 있다. 상기 리브(302)는 Y 방향을 따라 서포트 바디(301)에 연장되며, X 방향을 따라 서포트 바디(301)에 소정 간격 이격되게 배열될 수 있다.
상기 패턴부(303)(306)는 상기 서포트 바디(301)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 상기 서포트 바디(301)의 중앙에 형성된 제 1 패턴부(303)와, 상기 서포트 바디(301)의 폭 방향(X 방향)을 따라 상기 서포트 바디(301)의 양쪽 가장자리에 형성된 제 2 패턴부(306)를 포함한다.
상기 제 1 패턴부(303)는 Y 방향을 따라 상기 서포트 바디(301)에 형성된 제 1 하프 에칭된 영역(304)을 포함한다. 상기 제 1 하프 에칭된 영역(304)에는 복수의 돌기(305)가 형성될 수 있다. 상기 돌기(305)는 상기 서포트 바디(301)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 소정 간격 이격되게 형성될 수 있다. 상기 돌기(305)는 직육면체 형상이다.
상기 리브(302)는 제 3 두께(t3)를 가질 수 있다. 상기 제 1 하프 에칭된 영역(304)은 제 4 두께(t4)를 가질 수 있다. 상기 제 1 하프 에칭된 영역(304)의 두께(t4)는 상기 리브(302)의 두께(t3)보다 얇다. 일 실시예에 있어서, 제 4 두께(t4)는 제 3 두께(t3)의 1/2일 수 있다. 상기 리브(302)의 두께는 상기 돌기(305)가 형성된 서포트 바디(301)의 두께와 동일할 수 있다.
상기 서포트(300)는 상기 서포트 바디(301)의 아랫면에 해당하는 제 1 면(308)과, 상기 서포트 바디(301)의 윗면에 해당하는 제 2 면(309)과, 상기 돌기(305)가 형성되는 중간면인 제 3 면(310)을 가진다. 상기 제 2 면(309)은 분할 마스크(도 1의 120)의 마스크 리브(123)의 아랫면이 직접적으로 접촉하는 부분이다.
상기 제 2 패턴부(306)는 상기 서포트 바디(301)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 형성된 제 2 하프 에칭된 영역에 대응된다. 제 2 패턴부(306)는 상기 서포트 바디(301)에 연장될 수 있다. 상기 제 2 패턴부(306)는 이웃하는 한 쌍의 리브(302) 사이에 배열될 수 있다.
상기 제 1 하프 에칭된 영역(304)을 가지는 제 1 패턴부(303)와, 제 2 하프 에칭된 영역을 가지는 제 2 패턴부(306)는 상기 마스크(도 1의 120)와 마주보는 상기 서포트 바디(301)의 제 2 면(309)으로부터 상기 서포트 바디(301)의 제 1 면(308)을 향하여 소정 깊이 이루어질 수 있다.
상기 서포트(300)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 서포트 바디(301)의 중앙과 양 가장자리에 하프 에칭된 복수의 제 1 패턴부(303) 및 제 2 패턴부(306)가 각각 형성되므로, 상기 제 2 면(309)에 묻어있는 이물질은 세정 공정에서 하프 에칭된 공간으로 제거될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 서포트(400)를 도시한 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 서포트(400)는 서포트 바디(401)와, 상기 서포트 바디(401)에 형성된 적어도 하나의 리브(402)와, 상기 리브(402) 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부(403)를 포함한다.
상기 서포트 바디(401)는 Y 방향을 따라 연장된 스틱 형상이다. 상기 서포트 바디(401)의 양 단부에는 마스크 프레임에 용접되는 용접점(404)이 형성될 수 있다. 상기 서포트 바디(401)는 길이 방향으로 인장력이 인가된 상태에서 용접될 수 있다.
상기 서포트 바디(401)에는 복수의 리브(402)가 형성될 수 있다. 상기 리브(402)는 Y 방향을 따라 상기 서포트 바디(401)에 연장되며, X 방향을 따라 상기 서포트 바디(401)에 소정 간격 이격되게 배열될 수 있다.
상기 서포트(400)는 상기 서포트 바디(401)의 아랫면에 해당하는 제 1 면(405)과, 상기 서포트 바디(401)의 윗면에 해당하는 제 2 면(406)을 가진다. 상기 제 2 면(406)은 분할 마스크(도 1의 120)의 마스크 리브(123)의 아랫면이 직접적으로 접촉하는 부분이다.
상기 패턴부(403)는 상기 서포트 바디(401)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 상기 서포트 바디(401)을 관통하여 형성할 수 있다. 상기 패턴부(403)는 Y 방향을 따라 상기 서포트 바디(401)에 연장되며, 상기 서포트 바디(401)를 관통하는 쓰루 홀(through hole)일 수 있다. 상기 패턴부(403)는 X 방향을 따라 이웃하는 한 쌍의 리브(402) 사이에 적어도 하나 배열될 수 있다.
상기 서포트(300)의 길이 방향(Y 방향)을 따라 상기 서포트 바디(301)에 쓰루 홀 형상의 패턴부(403)가 형성되므로, 상기 제 2 면(406)에 묻어있는 이물질은 세정 공정에서 상기 패턴부(403)를 통하여 제거될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리(500)를 이용하여 증착하는 것을 도시한 구성도이다.
일 실시예에 있어서, 디스플레이 장치는 유기 발광 디스플레이 장치(Organic light emitting display device, OLED)를 예를 들어 설명하나, 소정의 전원이 인가되어서 화상을 구현하는 디스플레이 장치, 예컨대, 액정 디스플레이 장치(Liquid crystal display device, LCD)나, 전계 방출 디스플레이 장치(Field emission display device, FED)나, 전자 종이 디스플레이 장치(Electronic paper display device, EPD) 등 어느 하나의 장치에 한정되는 것은 아니다.
도면을 참조하면, 상기 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리(500)는 유기 발광 디스플레이 장치의 유기 발광층과 같은 박막을 증착하기 위한 진공 챔버(500)가 마련되어 있다.
상기 진공 챔버(500) 내의 하부에는 증착원(570)이 위치할 수 있다. 상기 증착원(570) 상에는 마스크 프레임 어셈블리(510)가 설치될 수 있다. 마스크 프레임(502) 상에는 마스크(530)가 설치될 수 있다. 상기 마스크(530)에는 복수의 증착 패턴부(531)와, 이웃하는 증착 패턴부(531) 사이에 마스크 리브(532)가 형성될 수 있다. 상기 마스크(530) 상에는 증착용 기판(540)이 위치할 수 있다. 상기 증착용 기판(540) 상에는 마스크(530)가 증착용 기판(540)에 밀착할 수 있도록 자력을 발생시키는 마그넷(550)이 더 설치될 수 있다.
상기 마스크(530)의 아랫면에는 상기 마스크(530)가 처지는 것을 방지하기 위하여 서포트(580)가 설치될 수 있다. 상기 서포트(550)는 상기 마스크(530)의 마스크 리브(532)에 위치할 수 있다.
상기 증착원(570)으로부터 증착 물질을 상기 마스크(530)를 향하여 분사하게 되면, 상기 마스크(540)에 형성된 증착패턴부(531)에 의하여 상기 증착용 기판(540)의 일면에는 소망하는 패턴을 가지도록 증착 물질이 증착된다.
상기와 같은 증착 패턴을 완성하기 위하여, 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리(500)는 세정 공정을 수행하게 된다. 세정 공정동안, 상기 서포트(580)에 묻어 있는 이물질들은 전술한 바 있는 서포트(580)에 형성된 패턴부를 통하여 용이하게 배출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 이용하여 증착된 유기 발광 디스플레이 장치(600)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(600)에는 표시 기판(611)이 마련되어 있다. 상기 표시 기판(611)은 유연성을 가지는 절연성 소재를 포함한다. 예컨대, 상기 표시 기판(611)은 글래스 기판일 수 있다.
대안으로는, 상기 표시 기판(611)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 표시 기판(611)은 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다.
상기 표시 기판(611) 상에는 배리어막(612)이 형성될 수 있다. 상기 배리어막(612)은 상기 표시 기판(611)의 상부면을 전체적으로 커버할 수 있다.
상기 배리어막(612)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(612)은 단일막으로 형성되거나, 다층막으로 적층될 수 있다.
상기 배리어막(612)은 산소와 수분을 차단하는 역할을 수행하고, 상기 표시 기판(611)을 통한 수분이나 불순물의 확산을 방지하고, 표시 기판(611)의 상부에 평탄한 면을 제공한다.
상기 배리어막(612) 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(Bottom gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다.
상기 배리어막(612) 상에는 반도체 활성층(613)이 형성될 수 있다. 상기 반도체 활성층(613)에는 N형이나, P형 불순물 이온을 도핑하는 것에 의하여 소스 영역(614)과, 드레인 영역(615)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(614)과, 드레인 영역(615) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않는 채널 영역(616)이다.
상기 반도체 활성층(613)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 폴리 실리콘(poly silicon)과 같은 무기 반도체나, 유기 반도체가 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 반도체 활성층(613)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(613) 상에는 게이터 절연막(617)이 증착될 수 있다. 상기 게이트 절연막(617)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물이나, 금속 산화물과 같은 무기막을 포함한다. 상기 게이트 절연막(617)은 단일층이나, 다중층의 구조일 수 있다.
상기 게이트 절연막(617) 상의 소정 영역에는 게이트 전극(618)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(618)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(618) 상에는 층간 절연막(619)이 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(619)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물 등과 같은 절연성 소재로 형성될 수 있다. 대안으로는, 상기 층간 절연막(619)은 절연성 유기막으로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(619) 상에는 소스 전극(620)과, 드레인 전극(621)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 게이트 절연막(617) 및 층간 절연막(619)에는 이들의 일부를 제거하는 것에 의하여 콘택 홀이 형성되고, 콘택 홀을 통하여 소스 영역(614)에 대하여 소스 전극(620)이 전기적으로 연결되고, 드레인 영역(615)에 대하여 드레인 전극(621)이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 소스 전극(620)과, 드레인 전극(621) 상에는 패시베이션막(622)이 형성될 수 있다. 상기 패시베이션막(622)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물과 같은 무기막이나, 또는, 유기막으로 형성될 수 있다.
상기 패시베이션막(622) 상에는 평탄화막(623)이 형성될 수 있다. 상기 평탄화막(623)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(625)과, 제 2 전극(627)과, 제 1 전극(625)과 제 2 전극(627) 사이에 개재되는 중간층(626)을 포함한다.
제 1 전극(625)은 콘택 홀을 통하여 상기 소스 전극(620)이나 드레인 전극(621)중 어느 한 전극에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 제 1 전극(625)은 픽셀 전극에 대응된다.
상기 제 1 전극(625)은 애노우드로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(625)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
이를테면, 상기 제 1 전극(625)이 투명 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(625)은 ITO, IZO, ZnO, In2O3 등을 포함한다. 상기 제 1 전극(625)이 반사형 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(625)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(623) 상에는 유기 발광 소자의 제 1 전극(625)의 가장자리를 덮도록 픽셀 정의막(Pixel define layer, PDL, 624)이 형성될 수 있다. 상기 픽셀 정의막(624)은 상기 제 1 전극(625)의 가장자리를 둘러싸는 것에 의하여 각 서브 픽셀의 발광 영역을 정의한다.
상기 픽셀 정의막(624)은 유기물이나, 무기물로 형성하게 된다.
이를테면, 상기 픽셀 정의막(624)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 벤조사이클로부텐, 아크릴 수지, 페놀 수지 등과 같은 유기물이나, SiNx와 같은 무기물로 형성할 수 있다. 상기 픽셀 정의막(624)은 단일막으로 형성되거나, 다중막으로 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극(625) 상에는 상기 픽셀 정의막(624)의 일부를 에칭하는 것에 의하여 노출된 영역에 중간층(626)이 형성될 수 있다. 상기 중간층(626)은 증착 공정에 의하여 형성시킬 수 있다.
상기 중간층(626)은 저분자 유기물이나, 고분자 유기물로 이루어질 수 있다.
상기 중간층(626)은 유기 발광층(Emissive layer, EML, 630)을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 상기 중간층(626)는 유기 발광층을 구비하고, 그 외에, 정공 주입층(Hole injection layer, HIL, 628), 정공 수송층(Hole transport layer, HTL, 629), 전자 수송층(Electron transport layer, ETL, 631), 전자 주입층(Electron injection layer, EIL, 632)중 적어도 어느 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 상기 중간층(626)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
상기 중간층(626) 상에는 제 2 전극(627)을 형성할 수 있다. 상기 제 2 전극(627)은 커먼 전극에 대응된다. 상기 제 2 전극(627)은 제 1 전극(625)과 마찬가지로 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성할 수 있다.
상기 제 1 전극(626)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성시에 각 서브 픽셀의 개구와 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 반면에, 상기 제 2 전극(627)은 투명 전극이나, 반사형 전극을 디스플레이부 상에 전면 증착할 수 있다. 대안으로는, 상기 제 2 전극(627)은 전면 증착 대신에 특정한 패턴으로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 제 1 전극(625)과, 제 2 전극(627)은 위치가 서로 반대로 하여 적층될 수 있음은 물론이다.
상기 제 1 전극(625)과, 제 2 전극(627)은 중간층(626)에 의하여 서로 절연되어 있다. 상기 제 1 전극(625) 및 제 2 전극(627)에 전압이 인가되면, 상기 중간층(626)에서 가시광이 발광하여 사용자가 인식할 수 있는 화상이 구현된다.
유기 발광 소자의 상부에는 밀봉 기판(640, encapsulation substrate)이 형성될 수 있다. 상기 밀봉 기판(640)은 외부의 수분이나 산소 등으로부터 중간층(626) 및 다른 박막을 보호하기 위하여 형성되는 것이다.
상기 밀봉 기판(640)은 유기막이나, 무기막이 각각 적어도 한 층 적층된 구조일 수 있다. 예컨대, 상기 밀봉 기판(640)은 에폭시, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트 등과 같은 적어도 하나의 유기막(641)(642)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 밀봉 기판(640)은 유기막(641)(642)이 적어도 1층이고, 무기막(643)(644)(645)이 적어도 2층의 구조를 가질 수 있다. 상기 밀봉 기판(640)중 외부로 노출된 최상층(645)은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기막으로 형성시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100...마스크 프레임 어셈블리 110...마스크 프레임
120...분할 마스크 121...증착 패턴부
123...마스크 리브 124...용접점
130...마스크 150...서포트
200...서포트 201...서포트 바디
202...리브 203...패턴부
204...용접점

Claims (20)

  1. 개구가 형성되며, 상기 개구를 둘러싸는 마스크 프레임;
    상기 마스크 프레임 상에 설치된 마스크; 및
    상기 개구를 가로질러 상기 마스크를 지지하는 서포트;를 포함하되,
    상기 서포트는, 서포트 바디와, 상기 서포트 바디에 형성된 적어도 하나의 리브와, 상기 리브 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부;를 포함하고,
    상기 마스크는 상기 개구를 가로질러 제1 방향으로 연장된 적어도 하나의 분할 마스크를 포함하며,
    상기 서포트는 상기 분할 마스크와 교차하는 제2 방향으로 연장되고,
    상기 패턴부는 상기 서포트 바디의 일 부분의 두께를 상기 리브의 두께보다 얇게 하며,
    상기 패턴부는, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디의 중앙에 형성된 제 1 하프 에칭된 영역을 가지는 제 1 패턴부와, 제 1 방향을 따라 상기 서포트 바디의 양 가장자리에 형성된 제 2 하프 에칭된 영역을 가지는 제 2 패턴부를 포함하고,
    상기 제 1 하프 에칭된 영역은 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디에 연장되며, 상기 제 1 하프 에칭된 영역에는 복수의 돌기가 형성되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서포트는 상기 마스크와 마스크 프레임 사이에 배치되며,
    상기 서포트 바디의 양 단부는 상기 마스크 프레임에 용접된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴부는 제 1 방향을 따라 이웃하는 한 쌍의 리브 사이에 적어도 하나 배열되며, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디에 연장된 하프 에칭된 영역인 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하프 에칭된 부분은 상기 마스크와 대향되는 서포트 바디의 윗면으로부터 서포트 바디의 아랫면을 향하여 에칭된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌기가 형성된 서포트 바디의 두께는 상기 리브의 두께와 동일한 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 패턴부는 제 1 방향을 따라 이웃하는 한 쌍의 리브 사이에 배열되며, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디에 연장된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 하프 에칭된 영역을 가지는 제 1 패턴부 및 상기 제 2 하프 에칭된 영역을 가지는 제 2 패턴부는 상기 마스크와 대향되는 서포트 바디의 윗면으로부터 서포트 바디의 아랫면을 향하여 에칭된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  12. 개구가 형성되며, 상기 개구를 둘러싸는 마스크 프레임;
    상기 마스크 프레임 상에 설치된 마스크; 및
    상기 개구를 가로질러 상기 마스크를 지지하는 서포트;를 포함하되,
    상기 서포트는, 서포트 바디와, 상기 서포트 바디에 형성된 적어도 하나의 리브와, 상기 리브 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부;를 포함하고,
    상기 마스크는 상기 개구를 가로질러 제 1 방향으로 연장된 적어도 하나의 분할 마스크를 포함하며,
    상기 서포트는 상기 분할 마스크와 교차하는 제 2 방향으로 연장되고,
    상기 패턴부는 상기 제 1 방향으로 서로 이격되도록 복수개로 구비되며,
    상기 복수의 패턴부 각각은 상기 제 2 방향으로 연속적으로 연장되고,
    상기 패턴부는 상기 서포트 바디을 관통하여 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 패턴부는 제 1 방향을 따라 이웃하는 한 쌍의 리브 사이에 적어도 하나 배열되며, 제 2 방향을 따라 상기 서포트 바디에 연장되며, 상기 서포트 바디를 관통하는 쓰루 홀인 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 리브의 윗면에는 상기 마스크의 아랫면이 직접적으로 접촉된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 분할 마스크에는 제 1 방향을 따라 이격되게 복수의 증착 패턴부가 형성되고, 인접한 증착 패턴부 사이에는 이들을 서로 연결시키는 마스크 리브가 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 서포트는 상기 마스크 리브에 위치하는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 프레임은, 제 1 방향으로 서로 대향되게 배치된 복수의 제 1 프레임과, 제 2 방향으로 서로 대향되게 배치된 복수의 제 2 프레임을 포함하며, 복수의 제 1 프레임과, 복수의 제 2 프레임은 서로 연결되어서, 개구를 둘러싸는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  18. 제 1 항에 있어서,
    제 1 방향은 마스크가 인장되어 마스크 프레임에 대하여 마스크의 양 단부가 용접되는 방향이고, 제 2 방향은 서포트가 인장되어 마스크 프레임에 대하여 서포트의 양 단부가 용접되는 방향인 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서,
    제 1 방향은 상기 서포트의 폭 방향이고, 제 2 방향은 상기 서포트의 길이 방향인 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  20. 개구가 형성되며, 상기 개구를 둘러싸는 마스크 프레임;
    상기 마스크 프레임 상에 설치된 마스크; 및
    상기 개구를 가로질러 상기 마스크를 지지하는 서포트;를 포함하되,
    상기 서포트는, 서포트 바디와, 상기 서포트 바디에 형성된 적어도 하나의 리브와, 상기 리브 사이에 형성되며, 공간을 가지는 적어도 하나의 패턴부;를 포함하고,
    상기 마스크는 상기 개구를 가로질러 제 1 방향으로 연장된 적어도 하나의 분할 마스크를 포함하며,
    상기 서포트는 상기 분할 마스크와 교차하는 제 2 방향으로 연장되고,
    상기 패턴부는 상기 제 1 방향으로 서로 이격되도록 복수개로 구비되며,
    상기 복수의 패턴부 각각은 상기 제 2 방향으로 연속적으로 연장되고,
    상기 패턴부는 상기 서포트 바디의 일 부분의 두께를 상기 리브의 두께보다 얇게 한 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
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