KR102308642B1

KR102308642B1 - 마스크 합착 장치 및 이를 포함하는 증착 장치

Info

Publication number: KR102308642B1
Application number: KR1020140174039A
Authority: KR
Inventors: 최창식
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2021-10-06
Also published as: KR20160068377A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판과 마스크를 합착하는 마스크 합착 장치로서, 마스크; 상기 마스크의 단부가 결합되는 마스크 프레임; 및 에어가 분사되는 에어공이 분포되며, 상기 기판을 향하여 에어를 분사하여 상기 기판을 부상시켜 상기 마스크에 합착시키는 에어 플레이트를 포함하는, 마스크 합착 장치를 제공한다.

Description

마스크 합착 장치 및 이를 포함하는 증착 장치{MASK ATTACHING DEVICE AND INK DEPOSITION DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 마스크 합착 장치 및 이를 포함하는 증착 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기판과 마스크를 균일하게 밀착시켜 합착시킬 수 있는 마스크 합착 장치 및 이를 포함하는 증착 장치에 관한 것이다.

최근 디스플레이 소자로 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED) 등 평판 표시 소자(Flat Panel Display)가 널리 이용되고 있다.

이러한 평판 표지 소자는 유리기판에 일정 패턴으로 금속층이나 유기층을 증착하는 증착공정 등 일련의 공정을 진행하여 제조된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(1)에 증착물질을 증착시키기 위한 사전 단계로서 기판(1)과 마스크(3)를 합착시키는 합착 과정을 거치는데, 기판(1)과 마스크(3)의 합착 과정은 챔버(미도시) 내에 기판(1)을 배치하고 일정 패턴이 형성된 마스크(3, mask)를 기판(1)에 대향하도록 위치시킨 후 기판(1)과 마스크(3)를 밀착시키는 것으로 이루어진다. 이러한 합착 과정 후 마스크(3)에 형성된 패턴에 의해 증착물질이 기판(1)의 일정 영역에만 도포되어 금속층이나 유기층이 증착된다.

금속층이나 유기층의 정밀한 증착을 위해서는 기판(1)과 마스크(3)의 밀착이 전면에 걸쳐 이루어져야 하는데, 기판(1)과 마스크(3)의 밀착이 전면에 걸쳐 균일하게 이루어지지 않는 경우 증착의 정밀도가 떨어질 우려가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1203171호(2012. 11. 14 등록)

본 발명은 기판과 마스크를 균일하게 밀착시켜 합착시킬 수 있는 마스크 합착 장치 및 이를 포함하는 증착 장치에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판과 마스크를 합착하는 마스크 합착 장치로서, 마스크; 상기 마스크의 단부가 결합되는 마스크 프레임; 및 에어가 분사되는 에어공이 분포되며 상기 기판을 향하여 상기 에어를 분사하여 상기 기판을 부상시켜 상기 마스크에 합착시키는 에어 플레이트를 포함하는, 마스크 합착 장치를 제공한다.

상기 마스크 프레임의 하측에는 상기 기판이 삽입되도록 단부를 따라 단차부가 형성될 수 있다.

상기 에어 플레이트에는 상기 에어가 분사되는 에어공이 분포되며, 상기 에어 플레이트의 단부에서 상기 에어 플레이트의 중앙으로 갈수록 상기 에어의 압력이 증가되도록 분사할 수 있다.

상기 에어공은, 상기 에어 플레이트의 단부에서 상기 에어 플레이트의 중앙으로 갈수록 상기 에어공의 크기가 감소할 수 있다.

상기 마스크 하부에 위치하며, 상기 마스크 프레임에 단부가 결합되는 절연플레이트를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판에 화소를 형성하는 증착 장치로서, 상기 기판이 이송되어 안착되는 챔버; 상기 챔버에 결합되어 상기 기판에 잉크를 분사하는 노즐; 상기 챔버 내에 배치되며, 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 마스크 합착 장치; 및 상기 노즐에는 (+) 전극이 연결되고 상기 마스크에는 (-) 전극이 연결되어, 상기 노즐 및 상기 마스크에 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함하는 증착 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 기판을 안정적으로 부상시키고 기판과 마스크를 균일하게 밀착시켜 합착시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 마스크 합착 장치의 작동 상태도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 장치를 포함하는 증착 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 장치의 절연 플레이트를 설명하기 위한 참고도이다.

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.

이하, 본 발명에 따른 마스크 합착 장치 및 이를 포함하는 증착 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 장치(100)의 개략도이다.

도 3 내지 도 5에는 마스크 프레임(10), 단차부(11), 마스크(20), 개구부(32), 에어 플레이트(30), 에어공(31), 에어 공급부(33), 기판(40)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 마스크 합착 장치(100)는, 기판(40)과 마스크(20)를 합착하는 마스크 합착 장치(100)로서, 마스크(20), 마스크(20)의 단부가 결합되는 마스크 프레임(10), 에어가 분사되는 에어공(31)이 분포되며, 기판(40)을 향하여 에어를 분사하여 기판(40)을 부상시켜 마스크(20)에 합착시키는 에어 플레이트(30)를 포함하여, 기판(40)을 손상시키지 않고 기판(40)과 마스크(20)를 균일하게 밀착시켜 합착시킬 수 있다.

마스크(20)는 챔버(60, 도 6 참조) 내로 인입된 기판(40)의 상측에 기판(40)과 대향하도록 배치된다. 마스크(20)는 평판 상의 금속 재질로 이루어질 수 있다. 마스크(20)에는 일정한 패턴의 개구부(23)가 형성되어 상부에서 하부를 향해 분사된 증착물질이 개구부(23)를 통해 노출된 기판(40) 중 일부 영역에만 증착되며, 개구부(23)가 형성되지 않은 기판(40) 영역에는 증착물질이 증착되지 않는다. 이로써 증착물질이 일정한 패턴으로 기판(40)에 증착된다.

본 실시예에서 '상부에서 하부'란 도면상 위에서 아래로 향하는 방향을 의미한다.

마스크 프레임(10)은 마스크(20)의 단부가 결합된다. 마스크 프레임(10)은 평판형의 마스크(20) 둘레에 대응되도록 사각형의 틀 형상일 수 있으며, 마스크(20)의 단부가 마스크 프레임(10)에 결합되어 지지된다.

에어 플레이트(30)는 에어가 분사되는 에어공(31)이 분포되며, 기판(40)을 향하여 에어를 분사하여 기판(40)을 부상시켜 마스크(20)에 합착시킨다. 에어 플레이트(30)는 평판 형으로 기판(40) 하측에 기판(40)과 대향하도록 배치된다.

에어 플레이트(30)는 기판(40)의 면적과 동일 면적 이상으로 형성될 수 있으며, 표면에 복수의 에어공(31)을 구비하여 에어공(31)을 통해 분사된 에어를 이용하여 기판(40)을 부상시켜 기판(40)이 마스크(20)에 합착되도록 한다. 또한, 에어 플레이트(30)에는 에어 공급부(33)가 연결되어 펌프(미도시) 등을 통해 에어가 공급될 수 있다.

에어 플레이트(30)를 통해 기판(40)을 향해 분사된 에어는 기판(40)과 마스크(20)가 전면에 걸쳐 밀착되도록 기판(40)을 부상시켜 기판(40)과 마스크(20)를 균일하게 밀착시킬 수 있다.

한편, 마스크 프레임(10)의 하측에는 기판(40)이 삽입되도록 마스크 프레임(10)의 단부를 따라 단차부(11)가 형성될 수 있다. 기판(40)과 마스크(20)의 합착 과정에서 기판(40)과 마스크(20)의 얼라인(Align)이 이루어 져야 하는데, 마스크 프레임(10)의 둘레를 따라 형성되는 단차부(11)에 기판(40)이 안착되면서 기판(40)의 측면을 고정하여 마스크 프레임(10)에 결합된 마스크(20)와 기판(40)을 얼라인(Align)시킨다.

에어 플레이트(30)는 에어 플레이트(30)의 단부에서 에어 플레이트(30)의 중앙으로 갈수록 에어의 압력이 증가되도록 분사할 수 있다. 기판(40)의 자중에 의해 기판(40)의 중앙부의 처짐이 증가하여 기판(40)과 마스크(20)가 균일하게 밀착되지 않는 경우가 있는데, 에어 플레이트(30)의 중앙으로 갈수록 에어의 압력이 증가되도록 분사하여 기판(40)의 중앙의 처짐 현상을 방지할 수 있다. 이러한 기판(40)의 중앙부의 처짐 현상은 대형 기판(40)의 경우 그 현상이 두드러지는데, 본 실시예의 경우 대형 기판(40)의 처짐 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 5를 참조하면, 에어공(31)은 에어 플레이트(30)의 단부에서 에어 플레이트(30)의 중앙으로 갈수록 에어공(31)의 크기가 감소할 수 있다. 기판(40)의 중앙으로 갈수록 에어공(31)의 에어 토출 면적을 작게 함으로써 분사 압력을 증가시키기 위함이다. 기판(40)의 중앙으로 갈수록 에어의 압력을 증가시키기 위해 에어공(31)을 개별적으로 제어하여 에어 압력을 조절할 수도 있으나, 본 실시예에 경우 에어공(31)의 토출 면적을 조절하여 간단한 구성으로 기판(40)의 중앙에 분사되는 에어 압력을 증가시킬 수 있다.

한편, 마스크(20) 하부에 위치하며, 마스크 프레임(10)에 단부가 결합되는 절연 플레이트(50, 도7 참조)를 더 포함할 수 있다. 절연 플레이트(50)는 절연 재질로 이루어지며, 마스크 프레임(10)과 결합되어 마스크(20) 하부에 배치된다.

잉크가 노즐(70)로부터 기판(40)을 향해 수직으로 토출되도록 노즐(70)과 마스크(20)에 전극을 연결하는 경우가 있다. 이러한 경우 기판(1)과 마스크(20)의 합착시 마스크(20)에 연결된 전극에 의해 공급된 전하가 금속 재질의 마스크(20)를 통해 기판(40)으로 전달되는데, 이러한 현상을 방지하기 위해 마스크 프레임(10)에 절연 플레이트(50)를 구비하여 전하가 기판(40)으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

절연 플레이트(50)에는 마스크(20)의 개구부(23)에 대응하는 개구부(53)가 형성될 수 있는데, 절연 플레이트(50)에 형성되는 개구부(53)는 마스크(20)의 개구부(23)를 통과한 잉크가 절연 플레이트(50)에 의해 차단되는 것을 방지하여 기판(40)에 마스크(20)의 개구부(23)의 패턴대로 잉크가 증착되도록 한다.(도 7 참조)

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 장치(100)를 포함하는 증착 장치의 개략도이다. 도 6에는 마스크 프레임(10), 마스크(20), 패턴, 에어 플레이트(30), 에어공(31), 에어 공급부(33), 기판(40), 절연 플레이트(50), 챔버(60), 노즐(70), 전압 인가부(80), 마스크 합착 장치(100)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증착 장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 절연 플레이트(50), 챔버(60), 노즐(70), 전압 인가부(80), 상술한 실시예에 따른 마스크 합착 장치(100)를 포함한다.

본 실시예에 따른 증착 장치는, 기판(40)에 화소를 형성하는 증착 장치로서, 기판(40)이 이송되어 안착되는 챔버(60), 챔버(60)에 결합되어 기판(40)에 잉크를 분사하는 노즐(70), 챔버(60) 내에 배치되는 마스크 합착 장치(100) 및 노즐(70)에는 (+) 전극이 연결되고 마스크(20)에는 (-) 전극이 연결되어, 노즐(70) 및 마스크(20)에 전압을 인가하는 전압 인가부(80)를 포함한다.

챔버(60)는 내부에 공간이 마련되며, 기판(40)이 이송되어 안착된다. 노즐(70)은 기판(40)에 대향하여 챔버(60) 상부에 결합되고, 기판(40)을 향해 잉크를 분사한다.

마스크 합착 장치(100)는 챔버(60) 내에 배치된다. 마스크(20)는 마스크 프레임(10)에 결합되어 챔버(60) 내부 공간 상측에 배치되며, 챔버(60)의 내부 공간 하측에는 에어 플레이트(30)가 배치된다.

챔버(60) 내부로 인입된 기판(40)은 에어 플레이트(30)에 대향하도록 안착되며, 기판(40)의 하측에는 위치하는 에어 플레이트(30)를 통해 분사되는 에어에 의해 기판(40)이 부상되어 마스크(20)와 합착된다. 챔버(60) 내부에는 에어 플레이트(30)에 에어를 공급하기 위한 에어 공급부(33)가 결합될 수 있다.

전압 인가부(80)는 노즐(70)에 (+) 전극을 연결하고 마스크(20)에는 (-) 전극을 연결하여 노즐(70) 및 마스크(20)에 전압을 인가한다. 노즐(70) 및 마스크(20)는 금속 재질로 형성되므로, 노즐(70)에 전기적으로 연결되는 (+) 전극에 의해 노즐(70) 내부의 잉크는 (+) 전하를 띠게 되고 노즐(70)과 반대되는 전극이 연결된 마스크(20)는 (-) 극성을 띠게 된다.

이러한 전위차에 의해 노즐(70)로부터 마스크(20)로 향하는 전기장이 형성되며, 전기장에 의해 노즐(70) 내부로부터 분사되는 (+) 극성을 띠는 잉크는 직진성을 가지고 마스크(20)로 분사되어 마스크(20)의 패턴화된 개구부(23)를 통해 기판(40)에 증착된다.

한편, 본 실시예에 따른 증착 장치는, 마스크(20) 하부에 위치하며 마스크 프레임(10)에 단부가 결합되는 절연 플레이트(50)를 더 포함할 수 있다. 절연 플레이트(50)는 절연 재질로 이루어지며, 마스크 프레임(10)과 결합되어 마스크(20) 하부에 배치된다. 절연 플레이트(50)는 마스크(20)에 연결된 (-) 전극에 의해 기판(40)으로부터 전류가 흐르는 것을 방지한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 합착 장치(100)의 절연 플레이트(50)를 설명하기 위한 참고도로서, 도 7을 참조하면, 절연 플레이트(50)에는 마스크(20)의 개구부(23)에 대응하는 개구부(53)가 형성될 수 있다. 절연 플레이트(50)에 형성되는 개구부(53)는 마스크(20)의 개구부(23)를 통과한 잉크가 절연 플레이트(50)에 의해 차단되는 것을 방지하여 기판(40)에 마스크(20)의 개구부(23)의 패턴대로 잉크가 증착되도록 한다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

10: 마스크 프레임 11: 단차부
20: 마스크 23, 53: 개구부
30: 에어 플레이트 31: 에어공
33: 에어 공급부 40: 기판
50: 절연 플레이트 60: 챔버
70: 노즐 80: 전압 인가부
100: 마스크 합착 장치

Claims

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기판에 화소를 형성하는 증착 장치로서,
상기 기판이 이송되어 안착되는 챔버와;
상기 챔버에 결합되어 상기 기판에 잉크를 분사하는 노즐과;
상기 챔버 내에 배치되며, 상기 기판과 마스크를 합착하는 마스크 합착 장치; 및
상기 노즐에는 (+) 전극이 연결되고 상기 마스크에는 (-) 전극이 연결되어, 상기 노즐 및 상기 마스크에 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함하되,
상기 마스크 합착 장치는,
상기 기판의 상측에 대향하여 배치되며, 일정 패턴의 개구부가 형성되는 마스크와;
상기 마스크의 단부가 결합되는 마스크 프레임과;
상기 마스크 하부에 위치하며, 상기 마스크의 개구부와 대응되는 개구부가 형성되고 상기 마스크 프레임에 단부가 결합되는 절연 플레이트와;
에어가 분사되는 에어공이 분포되며, 상기 기판을 향하여 상기 에어를 분사하여 상기 기판을 부상시켜 상기 마스크에 합착시키는 에어 플레이트를 포함하며,
상기 기판이 삽입됨에 따라 상기 기판과 상기 마스크가 얼라인되도록 상기 마스크 프레임의 하측에는 단부를 따라 단차부가 형성되고,
상기 에어 플레이트는, 상기 에어 플레이트의 단부에서 상기 에어 플레이트의 중앙으로 갈수록 상기 에어의 압력이 증가되도록 분사하며,
상기 에어공은, 상기 에어 플레이트의 단부에서 상기 에어 플레이트의 중앙으로 갈수록 상기 에어공의 크기가 감소하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
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