KR102447388B1 - Oled용 마스크 프레임 및 제조 방법 - Google Patents

Oled용 마스크 프레임 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, OLED용 패턴 형성을 위한 증착 작업용 마스크가 인장된 후 상측에 접합되고, 중앙이 개구된 사각 형상의 OLED용 마스크 프레임에 있어서, 상측에 배치되며 상기 마스크가 탑재되는 탑재면과, 상기 마스크가 상기 탑재면에 접합되기 전, 상기 탑재면의 하측으로 이격되어 배치되고, 외측 가장자리에서 내측 가장자리로 진행하며 상향 경사지는 지지면을 포함하는 OLED용 마스크 프레임을 제공한다.
본 발명은, 인장된 마스크 원판이 접합되는 마스크 프레임의 지지면이 외측에서 내측으로 진행하며 상향 경사지게 형성하여, 인장된 마스크가 마스크 프레임의 탑재면에 접합되었을 때 마스크 프레임의 지지면이 수평을 이루도록 함으로써 증착 장비에 대한 탑재가 용이하게 이루어질 수 있다.

Description

OLED용 마스크 프레임 및 제조 방법{Mask frame and making method for OLED}
본 발명은 OLED용 마스크 프레임 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스크 프레임의 지지면이 탑재면에 소정 각도로 경사지게 형성되도록 하여 OLED용 마스크가 인장되어 접합되면 서로 평행을 이루도록 함으로써 후 증착 장비에 장착이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 OLED용 마스크 프레임 및 제조 방법에 관한 것이다.
오엘이디(OLED; Organic Light Emitting Diode)는 발광성(luminescent) 유기화합물을 전기적으로 여기시켜(excited) 발광시키는 자발광형 디스플레이를 말한다.
이러한 오엘이디는 낮은 전압에서 구동이 가능하고 박형화, 광시야각, 빠른 응답속도 등 LCD에서 문제로 지적되고 있는 결점을 해소할 수 있으며, 다른 디스플레이 소자에 비해 중형 이하에서는 TFT-LCD와 동등하거나 그 이상의 화질을 가질 수 있다는 점과 제조 공정이 단순하여 향후 가격 경쟁에서 유리하다는 등의 장점을 갖고 있다.
오엘이디 디스플레이 패널은 대면적의 투명 기판을 단위 영역별로 구분하여 복수의 오엘이디 디스플레이 패널들을 제조한 뒤, 각 단위 영역에 대한 에칭 및 스크랩과 같은 작업을 수행한다.
유기 발광 표시 장치의 전극들과 중간층은 여러 가지 방법으로 형성할 수 있는데, 이중 하나의 방법이 증착법이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조할 때에는, 형성하고자 하는 박막 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크 원판을 마스크 프레임에 조립하고, 마스크 원판에 박막의 원소재를 증착하여 소망하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 OLED용 마스크 프레임의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 a-a 선에 따른 선단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, OLED용 마스크 프레임(1)은 중앙이 개구된 사각형 프레임 형태로 형성됨을 알 수 있다.
여기서, 마스크 원판의 평탄도를 보장하기 위해 마스크 원판에 대하여 소정의 인장 압력을 인가하여 측방향으로 인장한 상태에서 마스크 원판을 마스크 프레임의 상부면에 접합한다. 이후, 마스크 원판이 접합된 마스크 프레임은 증착 장비에 장착되어 증착 작업을 수행한다.
도 3은 종래의 기술에 따른 마스크 프레임 상에 인장된 마스크가 접합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 소정의 인장 압력으로 인장된 마스크 원판(10)이 OLED용 마스크 프레임(1)에 접합되면, 마스크 원판(10)은 복원력에 의하여 수축되며, 마스크 프레임의 중앙 방향으로 상기 마스크 프레임을 당긴다. 이에 따라 상기 마스크 프레임은 서로 마주보는 내측부가 서로 내측으로 이동하며, 상기 마스크 프레임의 하부면을 일정각도 경사지게 변형시킨다.
한편, 상기 마스크 원판이 부착된 마스크 프레임은 OLED 증착을 위하여 OLED 증착장비에 하측면이 장착되는데, 이 경우 상기 마스크 프레임의 하측면이 변형되어 하부 외측이 들려져 하부 외측의 높이가 내측의 높이보다 높아지는 형태로 형성되는 경우, 상기 마스크 프레임을 OLED 증착장비에 장착 시 문제가 발생한다.
본 발명에 대한 선행기술로는 공개특허 2015-0096590호를 예시할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마스크 프레임 상에서 인장된 마스크 원판이 접합되는 탑재면의 하측으로 배치되는 지지면이 외측에서 내측으로 진행하며 상향 경사지게 형성하여, 인장된 마스크가 탑재면에 접합되었을 때 마스크 프레임의 지지면과 탑재면이 서로 평행하도록 하는 OLED용 마스크 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, OLED용 패턴 형성을 위한 증착 작업용 마스크가 인장된 후 상측에 접합되고, 중앙이 개구된 사각 형상의 OLED용 마스크 프레임에 있어서, 상측에 배치되며 상기 마스크가 탑재되는 탑재면과, 상기 마스크가 상기 탑재면에 접합되기 전, 상기 탑재면의 하측으로 이격되어 배치되고, 외측 가장자리에서 내측 가장자리로 진행하며 상향 경사지는 지지면을 포함하는 OLED용 마스크 프레임을 제공한다.
상기 마스크가 상기 탑재면에 접합된 후, 상기 지지면은 상기 탑재면과 평행하게 형성될 수 있다.
상기 마스크 프레임은 외측 상면 테두리가 내측으로 오목하게 라운드지게 형성될 수 있다.
상기 마스크를 인장하는 압력은, 일단이 상기 마스크의 일변에 연결되는 인장 클램프를 통해 상기 마스크로 인가될 수 있다.
상기 마스크를 인장하는 압력은, 5 내지 15 kgf/m2 이고, 상기 지지면과 상기 탑재면이 이루는 각도는, 0.5 내지 1.5 °일 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, OLED용 패턴 형성을 위한 증착 작업용 마스크가 인장된 후 상측에 접합되며, 일부가 개구된 OLED용 마스크 프레임을 제조하는 OLED용 마스크 프레임 제조방법에 있어서, 상기 증착 작업용 마스크가 탑재되어 접합되는 탑재면을 형성하는 단계와, 상기 탑재면의 하측으로 이격되어 배치되는 지지면을 형성하되 상기 탑재면에 대하여 일정각도 경사지게 형성하는 단계를 포함하는 OLED용 마스크 프레임 제조방법을 제공한다.
상기 OLED용 마스크 프레임은, 중앙이 개구된 사각 형상으로 이루어지고, 상기 중앙을 기준으로 대칭하여 배치되는 상기 지지면은 상기 중앙을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 지지면과 상기 탑재면이 이루는 각도는 상기 마스크를 인장하는 압력에 기초하여 결정되고, 상기 지지면과 상기 탑재면이 이루는 각도(θ)는 다음 수식에 의하여 결정된다.
[수학식 1]
θ=A * P
θ : 상기 지지면과 상기 탑재면이 이루는 각도(°)
P : 상기 인장 클램프를 통해 인가되는 마스크 인장 압력(kgf/m2)
A : 비례 상수
상기 인장 압력이 기준압력보다 큰 경우, 상기 탑재면과 지지면이 이루는 각도를 증가시키고, 상기 인장 압력이 기준압력보다 작은 경우, 상기 탑재면과 지지면이 이루는 각도를 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 인장된 마스크 원판이 접합되는 마스크 프레임의 탑재면 하측으로 이격되어 배치되는 지지면이 외측 가장자리에서 내측으로 진행하며 상향 경사지도록 형성하여, 인장된 마스크가 탑재면에 접합되었을 때 마스크 프레임의 지지면이 탑재면과 수평을 이루도록 하고, 이에 따라 마스크가 접합된 마스크 프레임의 증착 장비에 대한 탑재가 용이하게 이루어질 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 마스크 프레임의 구성의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 a-a 선에 따른 선단면도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 마스크 프레임 상에 인장된 마스크가 접합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 선단면도이다.
도 6은 인장 클램프에 의한 마스크의 인장을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임과 마스크 원판의 접합을 나타내는 사시도이다.
도 8은 마스크 원판이 접합된 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임의 변형을 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 선단면도이다.
도 4와 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED용 마스크 프레임의 구성과 OLED용 마스크 프레임 제조방법을 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 마스크 프레임(100)은 사각형 형태로 이루어지고, 중앙은 개구된 사각 형상으로 이루어짐을 알 수 있다.
따라서, 마스크 프레임(100)은 마스크 원판(10)의 가장자리 하부에서 마스크 원판(10)을 지지할 수 있다.
여기서, 마스크 프레임(100)의 상부면은 탑재면(112)이라 하고, 마스크 프레임(100) 상에서 탑재면(112)의 하부로 일정 거리 이격되어 배치되는 하부면은 지지면(114)이라 하기로 한다.
마스크 프레임(100)은 다음과 같은 마스크 프레임 제조 방법에 따라 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 마스크 프레임 제조 방법은 탑재면을 형성하는 단계와 지지면을 형성하는 단계를 포함한다.
탑재면을 형성하는 단계는 마스크 프레임(100)의 상부를 이루고, 증착 작업에 사용되는 마스크 원판(10)이 탑재된 후 접합되는 탑재면을 형성하는 단계이다.
여기서, 도면에 도시된 바와 같이 탑재면(112)은 평면 형태로서 수평으로 형성됨을 알 수 있다.
탑재면(112)에 탑재되어 접합되는 마스크 원판(10)은 소정의 인장 압력으로 인장된 상태에서 진행하며, 인장 클램프(20)의 배치 개수는 증가할 수 있다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 마스크 원판(10)의 단변 중앙으로는 단일개의 인장 클램프(20)가 배치되고, 단변 가장자리에는 2개의 인장 클램프(20)가 소정 간격으로 배치됨을 알 수 있다.
또한, 마스크 원판(10)의 장변 측에 인장 클램프(20)가 배치되되, 장변 중앙에서 장변 가장자리로 진행하며, 인장 클램프(20)의 배치 간격이 감소하고, 인장 클램프(20)의 배치 개수가 증가한다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 마스크 원판(10)의 장변 중앙으로는 제1 간격으로 2개의 인장 클램프(20)가 배치되고, 장변 가장자리에는 제1 간격보다 좁은 제2 간격으로 3개의 인장 클램프(20)가 배치됨을 알 수 있다.
여기서, 마스크 원판(10)의 각 변에 배치되는 인장 클램프(20)의 개수와 배치 간격은 도면에 도시된 바로 한정되지 않고 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
여기서, 인장 클램프(20)의 일단이 마스크 원판(10)의 일측에 연결된 후, 소정의 인장 압력으로 인장 클램프(20)를 당김으로써 마스크 원판(10)을 인장한다. 이때, 각각의 인장 클램프(20)를 통해 마스크 원판(10)으로 인가되는 인장 압력은 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
마스크를 인장하기 위해 각각의 인장 클램프(20)롤 통해 인가되는 압력은 5 내지 15 kgf/m2 일 수 있다.
마스크 원판(10)은 소정의 레이저를 이용하여 탑재면(112)에 용접될 수 있다.
한편, 마스크 프레임(100)의 외측 상면 테두리는 오목하게 형성될 수 있다. 즉, 탑재면(112)의 외측 가장자리에서 마스크 프레임(100)의 지지면(114)을 향하여 진행하는 마스크 프레임(100)의 측면은 상단부가 소정의 곡률을 갖는 오목한 곡면 형상으로 이루어질 수 있다.
지지면을 형성하는 단계는 마스크 프레임(100) 상에서 탑재면(112)의 하부로 일정 거리 이격되는 마스크 프레임(100)의 하부면을 이루고, 증착 장비에 장착된 후 마스크 프레임(100)의 배치 상태를 지지하는 지지면(114)을 형성하는 단계이다.
지지면(114)은 일측에서 타측으로 진행하며 경사지게 형성된다. 여기서, 지지면(114)의 일측은 마스크 프레임(100)의 외측 가장자리이고, 지지면(114)의 타측은 마스크 프레임(100)의 내측 가장자리로서, 지지면(114)은 일측에서 타측으로 진행하며 상향 경사지게 형성됨을 알 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지지면(114)은 타측의 높이가 높게 배치되어 상기 탑재면(112)에 대하여 상기 지지면(114)이 소정의 각도(θ)를 이룸을 알 수 있다.
상기 탑재면과 상기 지지면이 이루는 각도는 다음 수식에 의하여 결정될 수 있다.
Figure 112020142666900-pat00001
θ : 상기 지지면과 탑재면이 이루는 각도(°)
P : 마스크 인장 압력
A : 비례 상수
상기와 같이, 마스크 원판(10)에 대한 인장 압력과 지지면(114)과 탑재면(112)이 이루는 각도는 마스크 원판(10)이 마스크 프레임(100)에 접합되기 전에 마스크 원판(10)에 인가되는 인장 압력을 기초하여 결정된다.
마스크 원판(10)에 인가되는 인장 압력에 대하여 소정의 기준값을 설정한 후, 설정된 기준값에 대응하여 탑재면과 지지면이 이루는 각도를 설정한다.
이때, 마스크 원판(10)에 인가되는 인장 압력이 기준값보다 크게 설정되면, 이에 대응하여 탑재면과 지지면이 이루는 각도를 기준 각도 보다 크게 설정하고, 마스크 원판(10)에 인가되는 인장 압력이 기준값보다 작게 설정되면, 이에 대응하여 탑재면과 지지면이 이루는 각도를 기준 각도 보다 작게 설정한다.
마스크 원판(10)을 인장하는 인장 압력이 기준값보다 증가하면, 상기 탑재면과 상기 지지면이 이루는 각도를 증가시키고, 상기 마스크를 인장하는 인장 압력이 기준값보다 감소하면, 상기 탑재면과 상기 지지면이 이루는 각도를 감소시켜 형성한다.
이를 보다 상세히 설명하기로 한다.
인장 클램프(20) 각각을 통해 기준값 10kgf/m2 의 인장 압력으로 인장되는 상태에서 탑재면(112)에 접합되는 마스크 원판(10)은 탑재면과 지지면이 이루는 각도가 1.0°로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 인장 클램프(20) 각각을 통해 15kgf/m2 의 인장 압력으로 인장되는 상태에서 탑재면(112)에 접합되는 마스크 원판(10)은 탑재면과 지지면이 이루는 각도가 1.5°로 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 인장 클램프(20) 각각을 통해 5kgf/m2 의 인장 압력으로 인장되는 상태에서 탑재면(112)에 접합되는 마스크 원판(10)은 탑재면과 지지면이 이루는 각도가 0.5°로 설정되는 것이 바람직하다.
상기와 같이. 인장 클램프(20)를 통해 마스크 원판(10)로 인가되는 인장 압력은 5 내지 15 kgf/m2 일 수 있다. 그리고, 탑재면(112)과 지지면(114)이 이루는 각도는 0.5 내지 1.5 °일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임과 마스크 원판의 접합을 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 마스크 프레임(100)의 외측 상면 테두리는 내측으로 오목하게 라운드지게 형성되며, 상기 마스크 프레임(100)의 상부로는 마스크 원판(10)이 용접 접합됨을 알 수 있다.
도면의 복잡함을 피하기 위하여, 마스크 원판(10)을 인장하는 인장 클램프의 도시는 생략하였다.
도면에서 화살표는 마스크 원판(10)에 대하여 소정의 인장 압력이 인가되어 인장이 이루어지는 방향을 나타낸다.
마스크 원판(10)에 연결되는 인장 클램프는 마스크 원판(10)의 각 변으로 연결되어, 마스크 원판(10)의 각 변에 직교하는 방향으로 인장 압력을 인가하므로, 각 인장 클램프의 인장 압력의 합력은 마스크 원판(10)의 중심에서 꼭지점 방향으로 인가될 수 있다.
우선, 마스크 프레임(100)에 결합되는 마스크 원판(10)은 소정의 가로, 세로 길이를 갖는 직사각형 프레임 형태로 이루어진다. 그리고, 마스크 원판(10) 상에는 소정의 개구부(12)가 매트릭스 형태로 복수로 형성될 수 있다. 개구부의 형태와 개수는 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
도 8은 마스크 원판이 접합된 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임의 변형을 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 인장된 마스크 원판(10)의 가장자리는 마스크 프레임(100)의 탑재면(112)에 접합된다.
마스크 프레임(100)의 외주측은 마스크 원판(10)의 인장 압력에 의해 당겨지며 들어올려져, 지지면(114)이 상기 탑재면과 수평을 이루게 됨을 알 수 있다.
상기와 같이, 지지면(114)이 수평을 이룸으로써, 마스크 원판(10)이 접합된 마스크 프레임(100)이 증착 장비에 대한 장착이 용이하게 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 인장된 마스크 원판이 접합되는 마스크 프레임의 지지면이 외측에서 내측으로 진행하며 상향 경사지게 형성하여, 인장된 마스크가 마스크 프레임의 탑재면에 접합되었을 때 마스크 프레임의 지지면이 수평을 이루도록 함으로써 증착 장비에 대한 탑재가 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 100: 마스크 프레임 10: 마스크 원판
112: 탑재면 114: 지지면

Claims (10)

  1. OLED용 패턴 형성을 위한 증착 작업용 마스크가 인장된 후 상측에 접합되고, 중앙이 개구된 사각 형상의 OLED용 마스크 프레임에 있어서,
    상측에 배치되며 상기 마스크가 탑재되는 탑재면과,
    상기 탑재면과 일정거리 이격되어 배치되며, 하측면을 형성하고, 상기 마스크가 상기 탑재면에 접합되기 전, 상기 탑재면의 하측으로 이격되어 배치되고, 외측 가장자리에서 내측 가장자리로 진행하며 상향 경사지는 지지면을 포함하는 OLED용 마스크 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스크가 상기 탑재면에 접합된 후,
    상기 지지면은 상기 탑재면과 평행하게 형성되는 OLED용 마스크 프레임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마스크 프레임의 외측 상면 테두리는,
    내측으로 오목하게 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 OLED용 마스크 프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마스크를 인장하는 압력은,
    일단이 상기 마스크의 일변에 연결되는 인장 클램프를 통해 상기 마스크로 인가되는 OLED용 마스크 프레임.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마스크를 인장하는 압력은, 5 내지 15 kgf/m2 이고,
    상기 지지면과 상기 탑재면이 이루는 각도는, 0.5 내지 1.5 °인 OLED용 마스크 프레임.
  6. OLED용 패턴 형성을 위한 증착 작업용 마스크가 인장된 후 상측에 접합되며, 일부가 개구된 OLED용 마스크 프레임을 제조하는 OLED용 마스크 프레임 제조방법에 있어서,
    상기 OLED용 마스크 프레임 상측에, 상기 증착 작업용 마스크가 탑재되어 접합되는 탑재면을 형성하는 단계와,
    상기 OLED용 마스크 프레임의 하측으로, 상기 탑재면의 하측으로 이격되어 배치되는 지지면을 형성하되 상기 탑재면에 대하여 일정각도 경사지게 형성하는 단계를 포함하는 OLED용 마스크 프레임 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 OLED용 마스크 프레임은,
    중앙이 개구된 사각 형상으로 이루어지고,
    상기 중앙을 기준으로 대칭하여 배치되는 상기 지지면은 상기 중앙을 향하여 상향 경사지게 형성되는 OLED용 마스크 프레임 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탑재면과 상기 지지면이 이루는 각도는,
    상기 증착 작업용 마스크가 상기 OLED용 마스크 프레임에 접합되기 전에 상기 증착 작업용 마스크로 인가되는 인장 압력에 기초하여 결정되는 OLED용 마스크 프레임 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 탑재면과 상기 지지면이 이루는 각도(θ)는,
    다음의 [수학식 1]에 의하여 결정되는 OLED용 마스크 프레임 제조방법.
    [수학식 1]
    θ=A * P
    θ : 상기 지지면과 상기 탑재면이 이루는 각도(°)
    P : 인장 클램프를 통해 인가되는 마스크 인장 압력(kgf/m2)
    A : 비례 상수
  10. 제8항에 있어서,
    상기 인장 압력이 기준압력보다 큰 경우, 상기 탑재면과 지지면이 이루는 각도를 증가시키고, 상기 인장 압력이 기준압력보다 작은 경우, 상기 탑재면과 지지면이 이루는 각도를 감소시키는 OLED용 마스크 프레임 제조방법.
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