KR102453597B1 - 마스크 프레임 제조방법 - Google Patents

마스크 프레임 제조방법 Download PDF

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KR102453597B1 KR1020220017176A KR20220017176A KR102453597B1 KR 102453597 B1 KR102453597 B1 KR 102453597B1 KR 1020220017176 A KR1020220017176 A KR 1020220017176A KR 20220017176 A KR20220017176 A KR 20220017176A KR 102453597 B1 KR102453597 B1 KR 102453597B1
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Abstract

본 발명은 마스크 프레임 제조 방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 판형 구조를 갖는 모재로부터 제1 절단 공정을 진행하여 사각테 구조의 제1 프레임을 형성하는 단계; 상기 제1 프레임의 개구영역과 대응하고 절단된 모재로 분리된 절단재로부터 제2 절단 공정을 진행하여 제1 내지 제4 절단부재를 형성하는 단계; 상기 제1 내지 제4 절단부재들을 접합하여 제2 프레임을 형성하는 단계; 및 상기 제1 프레임 및 제2 프레임에 대해 각각 마스크 가공 공정을 진행하여 제1 마스크 프레임과 제2 마스크 프레임을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 효과가 있다.

Description

마스크 프레임 제조방법{Method for fabricating mask frame}
본 발명은 표시장치의 박막 증착용 마스크 프레임에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 압연판재를 절단하여 개구부를 갖는 마스크 프레임을 제작한 후, 남은 절단재를 가공하여 마스크 프레임을 추가적으로 제작할 수 있도록 한 마스크 프레임 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 영상 디스플레이를 위한 표시장치로 유기발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode), LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 평판형 표시장치가 널리 사용되고 있다. 본 명세서에서는 유기발광 표시장치(OLED)를 중심으로 발명을 설명하지만, 평판형 표시장치 분야에는 모두 적용될 수 있다.
유기발광 표시장치(OLED)는 유기물질의 전계발광 현상을 이용하여 자체 발광하는 표시장치로서, 전극으로부터 전자(electron)와 홀(hole)이 주입되고 이들이 여기상태를 거쳐 다시 재결합하는 과정에서 발광되는 원리를 이용한다.
유기발광 표시장치는 플렉시블(flexible) 기판 상에 유기물질 또는 무기물질을 박막 형태로 형성한 후, 패터닝하는 과정을 반복하는 방식으로 제조된다.
이와 같이, 유기발광 표시장치 제조 공정에서는 유기물질 또는 무기물질을 기판 상에 증착하기 위해 마스크 조립체를 사용한다. 마스크 조립체는 금속 시트에 개구영역들이 격자 구조로 형성된 메탈 마스크와 메탈 마스크를 지지하는 마스크 프레임을 포함한다. 메탈 마스크는 TV, PC, 스마트폰 등의 디스플레이와 대응되는 셀 영역 크기의 개구영역들이 형성된 오픈 메탈 마스크(OMM: Open Metal Mask)와 셀 영역 내의 각 화소 영역들과 대응되도록 미세 개구영역들이 형성된 미세 메탈 마스크(FFM: Fine Metal Mask)로 구분될 수 있다.
메탈 마스크는 얇은 금속 시트로 형성되기 때문에 고정 및 처짐 방지를 위해 마스크 프레임에 고정된다. 기판 상에 박막을 형성하는 방법은 유기물질 또는 무기물질을 메탈 마스크의 개구영역 또는 미세 개구영역에 통과시시켜 기판 상에 형성한다.
따라서, 마스크 프레임은 메탈 마스크의 개구영역들 또는 미세 개구영역들과 대응되는 영역에 개구부가 형성된 사각테 구조로 형성된다.
종래 기술에 따른 마스크 프레임은 특허문헌 1(대한민국 등록특허 10-0721564호(2007.05.17.))과 같이 니켈을 포함하는 압연판재를 사각테 구조로 절단하여 제조하거나 특허문헌 2(대한민국 공개특허 10-2016-0146105)와 같이 원주형 잉곳을 롤러를 이용하여 링(ring) 구조로 제조한 후, 이를 사각테 형태로 제조하는 단조 작업으로 제조될 수 있다.
하지만, 특허문헌 1과 같은 종래 기술은 압연판재에 직사각형 개구부를 갖도록 절단 공정을 진행하기 때문에 제조 시간은 비교적 빠르나 개구부와 대응되는 압연판재가 제거되기 때문에 소재 손실이 크다는 단점이 있다.
또한, 특허문헌 2와 같이, 가열된 원주형 잉곳을 단조 가공으로 마스크 프레임을 제조하는 경우는 원주형 잉곳을 롤러에 의한 단조 가공으로 링 구조를 제작한 후, 다시 내부 원형 개구부를 직사각형 형태로 단조 가공해야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고 공정에 오랜 시간이 소요되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 10-0721564호(2007.05.17.) 대한민국 공개특허 10-2016-0146105(2016.12.21.)
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 마스크 프레임 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 모재를 절단하여 제1 마스크 프레임을 위한 제1 프레임을 제조하고, 제1 프레임과 함께 모재로부터 분리된 절단재를 다시 복수의 절단부재로 분리한 후, 이를 접합하여 추가적으로 제2 마스크 프레임을 위한 제2 프레임을 제조할 수 있도록 한 마스크 프레임 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 모재로부터 분리된 절단재를 복수의 절단부재로 분리하고 이들이 접합되는 접합영역에서의 단면에 복수의 체결 패턴들을 형성하여 접합 공정으로 제조된 마스크 프레임의 수직 지지력과 수평 지지력을 강화시킨 마스크 프레임 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 복수의 절단부재들이 서로 접합되는 접합영역에 접합 가이드부를 배치하여 절단부재들이 접합하기 위해 조사하는 전자빔 강도가 접합영역에서 충분한 강도를 가지면서 균일하게 유지하도록 하여 접합 특성을 향상시킨 마스크 프레임 제조방버을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명 및 본 발명의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 판형 구조를 갖는 모재로부터 제1 절단 공정을 진행하여 사각테 구조의 제1 프레임을 형성하는 단계; 상기 제1 프레임의 개구영역과 대응하고 절단된 모재로 분리된 절단재로부터 제2 절단 공정을 진행하여 제1 내지 제4 절단부재를 형성하는 단계; 상기 제1 내지 제4 절단부재들을 접합하여 제2 프레임을 형성하는 단계; 및 상기 제1 프레임 및 제2 프레임에 대해 각각 마스크 가공 공정을 진행하여 제1 마스크 프레임과 제2 마스크 프레임을 제조하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법의 제2 프레임을 형성하는 단계는, 상기 제1 내지 제4 절단부재를 사각테 형태로 배치하는 단계; 상기 제1 내지 제4 절단부재들이 서로 마주하는 접합영역의 양측 가장자리에 각각 제1 및 제2 접합 가이드부를 배치하는 단계; 및 상기 제1 또는 제2 접합 가이드부에서부터 상기 접합영역을 따라 상기 제2 또는 제1 접합 가이드부까지 전자빔을 조사하여 상기 제1 내지 제4 절단부재들을 서로 접합하여 제2 프레임을 형성하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제1 내지 제4 절단부재들은 접합영역에서 서로 마주하는 단면들에 수평 지지력 강화를 위해 서로 체결될 수 있는 제1 체결부 및 제2 체결부가 형성되고, 상기 제1 체결부의 요철패턴과 상기 제2 체결부의 요철패턴으로 형성되고, 상기 제1 내지 제4 절단부재 각각의 가장자리 단면의 상측과 하측에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 상기 제1 내지 제4 절단부재들은 접합영역에서 서로 마주하는 단면들에 수직 지지력 강화를 위해 서로 체결될 수 있는 제3 체결부 및 제4 체결부가 형성되고, 상기 제3 체결부와 제4 체결부는 상기 제1 내지 제4 절단부재 각각의 가장자리 단면 중앙 영역에 형성되며, 상기 제1 및 제2 절단부재는 각각 세로축(Y축) 방향의 길이를 갖고, 상기 제3 및 제4 절단부재는 각각 가로축(X축) 방향의 길이와 양측 가장자리 영역에 세로축(Y축) 방향의 길이를 갖는 밴드부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 상기 제1 절단부재와 상기 제3 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제1 접합영역과 상기 제1 절단부재와 상기 제4 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제3 접합영역은 세로축(Y)에 평행하게 위치하고, 상기 제2 절단부재와 상기 제3 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제2 접합영역과 상기 제2 절단부재와 상기 제4 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제4 접합영역은 세로축(Y)에 평행하게 위치하며, 상기 제1 내지 제4 접합영역에 위치하는 상기 제1 및 제2 절단부재의 접합면들과 상기 제3 및 제4 절단부재의 밴드부 접합면들은 가로축(X축)에 평행한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 상기 제1 및 제2 절단부재는 각각 세로축(Y축) 방향의 길이와 양측 가장자리 영역에 가로축(X축) 방향의 길이를 갖는 밴드부를 포함하고, 상기 제3 및 제4 절단부재는 각각 가로축(X축) 방향의 길이를 가지며, 상기 제1 절단부재의 밴드부와 상기 제3 절단부재에 의해 형성되는 제1 접합영역과 상기 제1 절단부재의 밴드부와 상기 제4 절단부재에 의해 형성되는 제3 접합영역은 가로축(X축)에 평행하게 위치하고, 상기 제2 절단부재의 밴드부와 상기 제3 절단부재에 의해 형성되는 제2 접합영역과 상기 제2 절단부재의 밴드부와 상기 제4 절단부재에 의해 형성되는 제4 접합영역은 가로축(X축)에 평행하게 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 상기 제1 내지 제4 접합영역에 위치하는 상기 제1 및 제2 절단부재의 밴드부 접합면들과 상기 제3 및 제4 절단부재의 접합면들은 세로축(Y축)에 평행하고, 상기 제1 내지 제4 절단부재가 서로 마주하는 접합영역에 위치한 상기 제1 내지 제4 절단부재의 접합면들은 가로축(X축) 또는 세로축(Y축)에 대해 소정의 경사각을 가지며, 상기 제1 내지 제4 절단부재가 서로 마주하는 접합영역은 가로축(X축) 또는 세로축(Y축)과 소정의 각도를 이루고, 상기 제1 및 제2 접합 가이드부는 상기 접합영역을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재를 절단하여 제1 마스크 프레임을 위한 제1 프레임을 제조하고, 제1 프레임과 함께 모재로부터 분리된 절단재를 다시 복수의 절단부재로 분리한 후, 이를 접합하여 추가적으로 제2 마스크 프레임을 위한 제2 프레임을 제조할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재로부터 분리된 절단재를 복수의 절단부재로 분리하고 이들이 접합되는 접합영역에서의 단면에 복수의 체결 패턴들을 형성하여 접합 공정으로 제조된 마스크 프레임의 수직 지지력과 수평 지지력을 강화시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 복수의 절단부재들이 서로 접합되는 접합영역에 접합 가이드부를 배치하여 절단부재들이 접합하기 위해 조사하는 전자빔 강도가 접합영역에서 충분한 강도를 가지면서 균일하게 유지하도록 하여 접합 특성을 향상시킨 효과가 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 마스크 프레임에 박막 증착용 미세 메탈 마스크가 조립된 미세 메탈 마스크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 마스크 프레임에 박막 증착용 오픈 메탈 마스크가 조립된 오픈 마스크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임의 제조 공정을 나타내는 플로챠트이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 수행하는 마스크 가공 공정을 나타내는 플로챠트이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체 제조 공정을 나타내는 플로챠트이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제1 절단 공정과 제2 절단 공정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 다른 마스크 프레임 제조 공정에서 제2 프레임 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 A 영역을 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정 중 전자빔 접합 공정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 사용되는 전자빔의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제조되는 제1 내지 제4 절단부재의 가장자리 영역의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따라 제1 내지 제4 절단부재 가장자리 단면 구조에 따라 수평 지지력과 수직 지지력이 증가하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 제1 내지 제4 절단부재의 가장자리 단면에 얼라인 부재가 형성된 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 내지 제4 절단부재의 가장자리 단면이 경사 구조로 형성되는 경우 수평 지지력과 수직 지지력이 증가하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제2 프레임 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제1 내지 제4 절단부재에 접합 가이드부가 일체로 형성된 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
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.
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 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 마스크 프레임에 박막 증착용 미세 메탈 마스크가 조립된 미세 메탈 마스크 조립체를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 마스크 프레임에 박막 증착용 오픈 메탈 마스크가 조립된 오픈 마스크 조립체를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기발광 표시장치(OLED)의 박막 형성을 위한 마스크 조립체는 미세 메탈 마스크 조립체(FMA)와 오픈 마스크 조립체(OMA)로 구분할 수 있다. 미세 메탈 마스크 조립체(FMA)와 오픈 마스크 조립체(OMA)는 각각 본 발명의 실시예에 따라 제조된 마스크 프레임(MF)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 미세 메탈 마스크 조립체(FMA)는, 복수의 스틱 마스크들로 구성된 미세 메탈 마스크(FMM)와, 미세 메탈 마스크(FMM)를 지지하는 지지 마스크(SM)와, 미세 메탈 마스크(FMM)와 지지 마스크(SM)를 고정 및 지지하는 마스크 프레임(MF)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 미세 메탈 마스크(FMM)는 유기발광 표시장치(OLED)의 디스플레이 영역에 배치되는 각각의 화소(Pixel)와 대응되는 미세 개구 패턴들(개구영역들)이 형성된 구조를 갖는다(미도시).
일반적으로 유기발광 표시장치(OLED)는 표시영역에 복수의 화소들이 배치되고, 각 화소 영역에는 자발광 소자인 유기발광 다이오드가 배치된다. 유기발광 다이오드는 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 유기발광층(EL), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 및 캐소드층(Cathod)을 포함한다. 또한, 특정 파장의 광을 발생시키는 유기발광층(EML)은 각 화소 영역에만 형성되고, 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 및 캐소드층(Cathod)은 기판의 셀 영역(표시영역) 전체에 형성된다.
따라서, 유기발광 표시장치의 유기발광층(EML)을 기판 상에 증착할 때는 도 1에 도시한 미세 개구 패턴들이 형성된 미세 메탈 마스크(FMM)를 사용하고, 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL) 및 캐소드층(Cathod)을 기판 상에 증착할 때는 도 2에 도시한 오픈 메탈 마스크(OMM)를 사용한다.
또한, 유기발광 표시장치는 단위 화소 영역을 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소로 구성하거나 RGB 화소에 선택적으로 추가 화소를 더 포함시켜 단위 화소 영역을 정의할 수 있다.
예를 들어, 휴대폰 등 특정 조건(크기, 사용환경 등)에서 사용되는 유기발광 표시장치는 사용자에게 보다 선명한 화질을 제공하기 위해 적색(R) 화소, 녹색(G) 화소 및 청색(B) 화소에 적색 프라임(R') 화소, 녹색 프라임(G') 화소를 더 포함시켜 단위 화소 영역을 정의할 수 있다. 따라서, 적색 프라임(R') 화소, 녹색 프라임(G') 화소에는 적색 프라임(R') 유기발광층과 녹색 프라임(G') 유기발광층이 추가적으로 증착될 수 있다.
여기서, 적색 프라임(R') 유기발광층 또는 녹색 프라임(G') 유기발광층은 색좌표상 적색(R)과 녹색(G) 영역을 기준으로 선택된 파장의 광을 발생하는 물질을 적색(R) 유기발광층 또는 녹색(G) 유기발광층에 도핑하는 방식으로 구현될 수 있다.
지지 마스크(SM)는 미세 메탈 마스크(FMM)의 처짐 등의 불량을 방지하기 위한 마스크(SM)로서, 미세 개구영역들과 대응되는 영역에 개구영역을 갖는 격자 구조로 형성된다.
마스크 프레임(MF)은 미세 메탈 마스크(FMM)의 미세 개구영역들과 대응되는 영역에 개구부(OP)를 갖는 사각 테 구조로 형성된다. 또한, 마스크 프레임(MF)은 사각 테 구조의 베이스 프레임(100)과, 베이스 프레임(100) 상에 소정의 높이로 돌출된 지지 프레임(150)을 포함할 수 있다. 지지 프레임(150)은 인장 공정이 완료된 오픈 메탈 마스크(OMM), 지지 마스크(SM), 미세 메탈 마스크(FMM)와 직접 접촉되는 영역으로서, 레이저 웰딩 공정에 의해 마스크와 마스크 프레임(MF)이 결합하는 영역이다.
또한, 도 2를 참조하면, 박막 증착용 오픈 마스크 조립체(OMA)는, 기판의 셀 영역과 대응되는 개구영역(OA)이 형성된 오픈 메탈 마스크(OMM)와, 오픈 메탈 마스크(OMM)를 고정 및 지지하는 마스크 프레임(MF)을 포함한다.
전술한 바와 같이, 박막 증착용 오픈 마스크 조립체(OMA)는 기판의 셀 영역 전면에 유기물질 또는 무기물질을 박막 형태로 형성할 때 사용된다.
이와 같이, 유기발광 표시장치(OLED) 제조 공정에는 오픈 마스크 조립체(OMA)와 미세 메탈 마스크 조립체(FMA)가 사용되고, 이들 조립체에는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 마스크 프레임(MF)이 사용된다.
본 발명의 실시예에 따라 제조된 마스크 프레임(MF)은 작업 특성상 화학물질 및 고온의 작업 환경에서 사용되기 때문에 니켈을 포함하는 합금소재인 인바(Invar: Fe-Ni)를 재료로 하여 제조된다.
보다 구체적으로, 마스크 프레임(MF)을 구성하는 재료는 니켈(Ni)과 철(Fe)을 주 재료로 하고 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 황(S), 인(P)을 포함할 수 있다. 또한, 마스크 프레임(MF)의 재료는 니켈(Ni) 함량은 중량비율로 35~40%, 철(Fe)은 55~64%로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임(MF) 제조 방법은 니켈(Ni)을 포함하는 합금 소재인 인바로 구성된 모재(MB)를 제공받은 후, 1차 절단 공정으로 제1 마스크 프레임(MF)을 제조한 후, 1차 절단 공정에서 남은 모재 일부(절단재)를 2차 절단 공정 및 접합 공정을 진행하여 추가적으로 제2 마스크 프레임(MF)을 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 마스크 프레임의 재료인 모재(MB)로부터 복수의 마스크 프레임을 제작하도록 하여 소재 손실을 최소화하였다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재를 절단하여 제1 마스크 프레임을 위한 제1 프레임을 제조하고, 제1 프레임과 함께 모재로부터 분리된 절단재를 다시 복수의 절단부재로 분리한 후, 이를 접합하여 추가적으로 제2 마스크 프레임을 위한 제2 프레임을 제조할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재로부터 분리된 절단재를 복수의 절단부재로 분리하고 이들이 접합되는 접합영역에서의 단면에 복수의 체결 패턴들을 형성하여 접합 공정으로 제조된 마스크 프레임의 수직 지지력과 수평 지지력을 강화시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 복수의 절단부재들이 서로 접합되는 접합영역에 접합 가이드부를 배치하여 절단부재들이 접합하기 위해 조사하는 전자빔 강도가 접합영역에서 충분한 강도를 가지면서 균일하게 유지하도록 하여 접합 특성을 향상시킨 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임의 제조 공정을 나타내는 플로챠트이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 수행하는 마스크 가공 공정을 나타내는 플로챠트이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 조립체 제조 공정을 나타내는 플로챠트이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 니켈(Ni)을 포함한 판형 구조의 모재를 제공하는 단계(S301)와, 모재를 사각 테 구조의 제1 프레임으로 절단하는 제1 절단 공정(S302)과, 제1 절단 공정에 따라 형성된 제1 프레임에 대해 도 4의 마스크 가공 공정을 진행하여 제1 마스크 프레임을 제조하는 단계(S303)와, 제1 절단 공정에서 제1 프레임을 분리하고 남은 절단재(CB)를 제공하는 단계(S304)와, 절단재(CB)를 절단하여 바(Bar) 형태의 복수의 절단부재를 형성하는 제2 절단 공정(S305)과, 절단부재들을 사각 테 구조로 얼라인 하는 단계(S306)와, 절단부재들을 서로 접합하여 사각 테 구조의 제2 프레임을 제조하는 전자빔 접합 공정(S307)과, 접합 공정으로 형성된 제2 프레임에 대해 도 4의 마스크 가공 공정을 진행하여 제2 마스크 프레임을 제조하는 단계(S308)를 포함한다.
도 3의 제1 마스크 프레임 제조 단계(S303)와 제2 마스크 프레임 제조 단계(S308)에서 수행하는 마스크 가공 공정은 다음과 같다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 가공 공정은 모재(MB) 또는 절단재(CB)로부터 사각 테 구조를 갖는 프레임(제1 또는 제2 프레임)이 제조되면, 제1 및 제2 프레임에 대한 열처리 공정을 진행한다(S401).
열처리 공정은 소둔 또는 풀림(annealing) 작업일 수 있다. 모재(MB)는 니켈(Ni)을 포함하는 합금으로써, 압연 강판으로 이루어져 있기 때문에 경화도가 높은 대신 가공성은 떨어진다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시한 마스크 프레임(MF)과 같이 제1 및 제2 프레임을 베이스 프레임(100)과 지지 프레임(150)으로 가공하기 위해서는 소둔 또는 풀림 공정을 진행해야 한다. 열처리 공정은 가열로에 제1 또는 제2 프레임을 650~900℃로 일정시간 가열하는 방식으로 이루어 질 수 있다. 제1 또는 제2 프레임에 열처리 공정이 진행되면 제1 또는 제2 프레임은 재결정 현상으로 인하여 경도가 낮아진다. 따라서, 제1 또는 제2 프레임의 경도가 낮아지면 상대적으로 가공성이 우수해져 다양한 형태로 가공 작업을 할 수 있다.
열처리 공정(S401)이 완료되면, 제1 또는 제2 프레임에 대해 제1 내지 제3 표면 가공 공정을 순차적으로 진행한다(S402, S403, S404).
제1 및 제2 표면 가공 공정(S402, S403)은 제1 또는 제2 프레임의 두께를 요구되는 두께로 가공하는 공정과 도 1 및 도 2에 도시한 마스크 프레임(MF)과 같이 특정 형상(베이스 프레임 및 지지 프레임)의 구조로 가공하는 것을 포함할 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 표면 가공 공정(S402, S403)에서는 제1 또는 제2 프레임에 대한 홀 가공, 단차 가공(베이스 프레임과 지지 프레임 사이의 단차) 및 포켓 가공(도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지지 프레임을 따라 일정한 간격으로 형성된 홈 구조)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 표면 가공 공정(S402, S403)은 MCT(Machining Center Tool)를 이용한 X축, Y축, Z축 방향의 가공 공정을 포함할 수 있다. 이것은 고정된 가공 방법이 아니기 때문에 3차원 가공이 가능한 장비일 경우에는 이를 적용하여 가공 공정을 수행할 수 있다.
제3 표면 가공 공정(S404)은 제1 또는 제2 프레임의 상면 및 하면 평탄도, 표면 반사도 및 표면 버어(Burr) 제거 공정을 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1 내지 제3 표면 가공 공정(S402, S403, S404)이 완료되면, 초음파 세정 공정(S405)과 기능 및 외관에 대한 검사 공정(S406)을 진행하여 최종 제1 또는 제2 마스크 프레임(MF)을 완성한다. 경우에 따라서는 세정 공정(S405) 전에 제1 또는 제2 프레임 표면에 제품의 특성 정보를 포함하는 식별 표시(ID) 또는 QR 코드를 형성하는 레이저 인쇄 공정을 진행할 수 있다.
도 3 및 도 4와 함께 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 도 3과 도 4의 공정에 따라 모재(MB)와 절단재(CB)로부터 제1 및 제2 마스크 프레임이 제조되면 제1 및 제2 마스크 프레임에 메탈 마스크를 체결하여 마스크 조립체를 제조한다.
따라서, 본 발명의 마스크 조립체 제조 공정은 도 3에 도시한 공정에 따라 모재(MB)로부터 제1 프레임(F-1)을 형성하고, 제1 프레임(F-1)에 대해 도 4의 마스크 가공 공정에 따라 제1 마스크 프레임을 제조하는 단계(S501)와, 도 3에 도시한 공정에 따라 절단재(CB)로부터 제2 프레임(F-2)을 형성하고, 제2 프레임(F-2)에 대해 도 4의 마스크 가공 공정에 따라 제2 마스크 프레임을 제조하는 단계(S502)와, 제1 마스크 프레임 상에 지지 마스크(SM)를 체결하는 단계(S503)와, 지지 마스크(SM)가 체결된 제1 마스크 프레임 상에 미세 메탈 마스크(FMM)를 체결하여 도 1의 미세 메탈 마스크 조립체(FMA)를 제조하는 단계(S504)와, 제2 마스크 프레임 상에 오픈 메탈 마스크(OMM)를 체결하여 도 2의 오픈 마스크 조립체(OMA)를 제조하는 단계(S505)를 포함한다.
제1 마스크 프레임 상에 지지 마스크(SM)와 미세 메탈 마스크(FMM)를 체결하는 공정과, 제2 마스크 프레임 상에 오픈 메탈 마스크(OMM)를 체결하는 공정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 마스크 프레임은 도 1에 도시한 바와 같이, 베이스 프레임(100)과 지지 프레임(150)을 포함한다. 따라서, 지지 마스크(SM)의 가장자리 둘레는 지지 프레임(150) 상면에 체결되는데, 체결전 인장 공정을 진행한다. 인장 공정은 지지 마스크(SM) 전영역에 소정의 텐션이 유지되도록 가장자리 둘레를 외측 방향으로 늘리는 공정이다. 지지 마스크(SM)는 금속시트로 제작되기 때문에 표면에서 처짐 불량 등이 발생될 수 있다. 인장 공정은 지지 마스크(SM)가 제1 마스크 프레임에 체결될 때, 제1 마스크 프레임의 개구부(OP)와 대응되는 영역에서 발생될 수 있는 처짐 등의 불량을 방지하는 기능을 한다.
전술한 바와 같이, 지지 마스크(SM)에 대한 인장 공정이 완료되면 레이저 용접(Lasor welding) 공정에 따라 지지 마스크(SM)의 가장자리 영역과 지지 프레임(150)의 상면이 체결된다.
이와 같이, 제1 마스크 프레임 상에 지지 마스크(SM)가 체결되면 계속해서 미세 메탈 마스크(FMM)에 대해 인장 공정 및 레이저 용접 공정을 진행하여 제1 마스크 프레임 상에 체결하여 미세 메탈 마스크 조립체(FMA)를 완성한다.
다음으로, 제2 마스크 프레임 상에는 오픈 메탈 마스크(OMM)를 체결하는데, 오픈 메탈 마스크(OMM)도 금속시트로 제조되기 때문에 인장 공정과 레이저 용접 공정을 진행하여 제2 마스크 프레임의 지지 프레임(150) 상면에 체결한다. 제2 마스크 프레임 상에 오픈 메탈 마스크(OMM)가 체결되면 오픈 마스크 조립체(OMA)가 완성된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재를 절단하여 제1 마스크 프레임을 위한 제1 프레임을 제조하고, 제1 프레임과 함께 모재로부터 분리된 절단재를 다시 복수의 절단부재로 분리한 후, 이를 접합하여 추가적으로 제2 마스크 프레임을 위한 제2 프레임을 제조할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재로부터 분리된 절단재를 복수의 절단부재로 분리하고 이들이 접합되는 접합영역에서의 단면에 복수의 체결 패턴들을 형성하여 접합 공정으로 제조된 마스크 프레임의 수직 지지력과 수평 지지력을 강화시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 복수의 절단부재들이 서로 접합되는 접합영역에 접합 가이드부를 배치하여 절단부재들이 접합하기 위해 조사하는 전자빔 강도가 접합영역에서 충분한 강도를 가지면서 균일하게 유지하도록 하여 접합 특성을 향상시킨 효과가 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제1 절단 공정과 제2 절단 공정을 나타내는 도면이다.
도 3과 함께 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 니켈(Ni) 합금으로 제조된 판형 구조의 모재(MB)에 대해 제1 절단 공정을 진행하여 제1 마스크 프레임을 제조한다. 이후, 모재(MB)를 절단하고 남은 절단재(CB)에 대해 제2 절단 공정을 진행하여 제2 마스크 프레임을 제조한다. 즉, 종래 기술에서는 모재(MB)로부터 제1 마스크 프레임을 제조한 후 남은 절단재(CB)는 폐기하거나 마스크 프레임 제조에 사용하지 않아 재료 손실이 큰 단점이 있었다.
하지만, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 모재(MB)로부터 두 개 이상의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 줄인 효과가 있다.
도면에 도시한 바와 같이, 모재(MB)가 제공되면 제1 마스크 프레임을 제조하기 위해 제1 절단 공정을 진행한다. 제1 절단 공정을 진행하기 위해 모재(MB) 표면에는 컷팅 라인(CL)이 형성되고, 컷팅 라인(CL)을 따라 워터젯 절단 방식 등을 이용하여 모재(MB)를 절단한다.
제1 절단 공정에 의해 모재(MB)로부터 사각 테 구조의 제1 프레임(F-1)이 획득된다. 또한, 제1 프레임(F-1)과 함께 도 6a에 되시된 바와 같이, 제1 프레임(F-1)의 중앙 개구영역과 대응되는 절단재(CB)가 분리된다. 제1 프레임(F-1)은 전술한 도 4의 마스크 가공 공정에 따라 열처리 공정, 제1 내지 제3 표면 가공 공정, 세정 공정 및 검사 공정을 진행하여 제1 마스크 프레임으로 제조된다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 도 6b에 도시한 바와 같이, 절단재(CB)로부터 제2 마스크 프레임을 제조한다. 절단재(CB)는 모재(MB)와 같이 판형 구조로 되어 있지만 제1 절단 공정을 진행하고 남은 모재(MB)의 일부분이기 때문에 모재(MB)보다는 면적이 작다.
따라서, 절단재(CB)를 이용하여 제2 마스크 프레임을 제1 마스크 프레임과 동일한 크기나 비슷한 크기로 제작하기 위해서는 세부적인 절단 작업이 요구된다. 예를 들어, 마스크 프레임은 세로 길이가 가로 길이보다 긴 직사각형 테 구조로 형성되기 때문에 절단재(CB)로부터 한번의 절단 공정에 의해 제1 마스크 프레임의 세로 길이 및 가로 길이와 동일한 프레임을 획득하기 어렵다.
본 발명의 마스크 프레임 제조방법은 절단재(CB)를 복수의 절단부재들(CP1, CP2, CP3, CP4)로 절단한 후, 이를 전자빔 접합 공정에 의해 접합하는 방식으로 제2 마스크 프레임을 제조한다.
전술한 바와 같이, 절단재(CB)는 제1 마스크 프레임의 개구영역과 대응되는 모재(MB)의 부분이기 때문에 한번의 절단 공정으로 제1 마스크 프레임의 세로 방향 길이와 같은 2개를 동일한 바(bar)를 획득할 수 없다. 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 제1 마스크 프레임의 내측 세로 길이와 동일한 길이의 절단부재 한쌍과 세로 길이 일부를 보완하면서 제1 마스크 프레임의 가로 길이와 동일한 길이를 갖는 절단부재 한쌍을 획득한 후, 이들을 접합하여 마스크 프레임을 제조한다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 절단 공정에 의해 절단재(CB)로부터 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)를 획득하면, 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 길이는 제1 마스크 프레임의 내측 세로 길이와 대응된다. 즉, 모재(MB)의 절단 영역을 고려하면 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 길이는 제1 마스크 프레임의 내측 세로 길이보다 약간 작은 길이를 갖는다.
하지만, 제1 마스크 프레임의 가로 길이는 세로 길이에 비해 짧기 때문에 절단재(CB)로부터 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)를 획득한 후, 남은 판형 구조에서 다양하게 획득할 수 있다. 따라서, 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)는 제1 마스크 프레임의 가로 프레임과 대응되는 부분으로써 제1 마스크 프레임의 가로 프레임과 동일한 길이로 획득될 수 있다. 아울러, 본 발명의 마스크 프레임 제조방법은 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 길이가 제1 마스크 프레임의 내측 세로 길이보다 약간 짧은 점을 고려하여 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)의 가장자리가 세로 방향으로 절곡된 구조를 갖는다.
이와 같이, 절단재(CB)로부터 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)가 획득되면 도 3에서 설명한 전자빔 접합 공정을 진행하여 제2 프레임(F-2)을 제조한다. 제2 프레임(F-2)이 제조되면 도 4에서 설명한 마스크 가공 공정을 진행하여 제2 마스크 프레임을 제조한다.
복수개의 절단부재들을 접합하여 제2 프레임(F-2)을 제조하는 전자빔 접합 공정은 아래 도 7 내지 도 10을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 다른 마스크 프레임 제조 공정에서 제2 프레임 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 7의 A 영역을 확대한 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정 중 전자빔 접합 공정을 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 사용되는 전자빔의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 마스크 프레임 제조방법은 제1 절단 공정에 의해 모재(MB)로부터 제1 프레임(F-1)을 제조하고, 제1 프레임(F-1)을 도 4에서 설명한 마스크 가공 공정에 따라 제1 마스크 프레임을 제조한다. 또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조방법은, 제1 프레임(F-1)을 제조하고 남은 절단재(CB)에 대해 제2 절단 공정과 전자빔 접합 공정을 진행하여 제2 프레임(F-2)을 제조한다. 제2 프레임(F-2)은 도 4의 마스크 가공 공정에 따라 제2 마스크 프레임으로 제조한다.
도 6b에서 설명한 바와 같이, 절단재(CB)는 모재(MB)의 면적보다 작기 때문에 제1 마스크 프레임과 동일한 크기의 마스크 프레임 또는 유사한 크기의 마스크 프레임을 제조하기 위해 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)로 절단한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제2 프레임(F-2)은 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)로 구성될 수 있다. 도면에서는 직사각형 테 구조의 마스크 프레임을 제조하기 위해 절단재(CB)를 4개의 절단부재들로 절단하였지만, 이것은 고정된 것이 아니다. 따라서, 경우에 따라서 4개보다 많거나 적은 개수로 절단부재를 제조한 후, 이를 전자빔 접합 공정으로 접합하여 제2 프레임(F-2)을 제조할 수 있다. 여기서는 4개의 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)를 접합하여 제2 마스크 프레임을 제조하는 방법을 중심으로 설명한다.
또한, 제2 프레임(F-2)의 평면도에서 제1 또는 제2 절단부재(CP1, CP2)의 길이 방향과 평행한 축을 Y축 또는 세로축으로 명명하고, Y축과 수직한 축을 X축 또는 가로축으로 명명한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 도 7의 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)가 배치된 도면에서 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)의 두께 방향, X축과 Y축이 이루는 평면과 수직한 방향을 Z축으로 명명할 수 있다(도 13 참조).
전술한 바와 같이, 절단재(CB)로부터 세로 길이는 제1 마스크 프레임의 내측 세로 길이보다 약간 짧은 2개의 절단부재를 획득해야 하기 때문에 절단재(CB)의 세로축(Y축)과 평행한 방향으로 제2 절단 공정을 진행하여 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)를 제조한다.
다만, 절단재(CB)의 Y축 방향과 평행하지 않고 Y축 또는 X축과 소정의 경사각을 갖도록 절단할 경우, 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 길이보다 긴 절단부재를 획득할 수 있다. 하지만, 동일한 길이의 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)와 가로축(X축)과 평행한 한쌍의 가로 방향 절단부재를 면적이 줄어든 절단재(CB)로부터 획득(제조)해야 하기 때문에 Y축 방향과 평행한 방향으로 절단하여 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)를 획득하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)가 절단재(CB)로부터 획득되면 절단재(CB)는 모재(MB)로부터 절단된 절단재(CB)보다 가로 길이가 짧은 직사각형 판형 구조가 된다. 하지만, 가로 방향의 절단부재 길이는 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2) 보다 짧기 때문에 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)가 제거된 절단재(CB)로부터 쉽게 획득될 수 있다.
즉, 제1 또는 제2 마스크 프레임은 직사각형 테 구조를 갖기 때문에 세로축 방향의 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)가 획득되면 남은 절단재(CB)의 면적이 가로축 방향의 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)의 면적 보다 넓어 손쉽게 획득될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 절단재(CB)로부터 제2 절단 공정에 의해 제조된(획득된) 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)는 Y축 방향의 제1길이(L1)와 X축 방향의 제1폭(W1)을 갖고, 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)는 X축 방향의 제3길이(L3)와 Y축 방향의 제2폭(W2)을 갖는다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)는 가장자리 영역이 X축 방향에서 Y축 방향으로 절곡되는 밴드부(BP)를 구비한다. 밴드부(BP)는 Y축 방향으로 제2길이(L2)와 X축 방향의 제1폭(W1)을 갖는다. 즉, 밴드부(BP)의 폭은 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 제1폭(W1)과 동일한 폭을 갖는다. 또한, 밴드부(BP)의 제2길이(L2)는 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 제1길이(L1)와 함께 제1 마스크 프레임의 세로축 길이와 대응되기 때문에 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 세로축 방향의 길이를 보완하는 역할을 한다.
따라서, 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)들은 서로 접합되어 제2 프레임(F-2)을 형성하기 때문에 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)을 가질 수 있다. 이들 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)은 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 길이 방향(Y축 방향)과 평행한 방향에 위치한다. 즉, 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 가장자리 영역에 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)이 형성된다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조방법은, 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)에 각각 한쌍의 접합 가이드부(CCP1, CCP2)가 배치된다. 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)에 각각 배치되고, 각 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치된다. 즉, X축에 평행한 방향으로 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)가 배치된다. 하지만, 이것은 고정된 것이 아니다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)이 X축(가로축)과 평행한 방향에 형성될 경우에는 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 Y축(세로축) 방향과 평행한 하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)이 X축 또는 Y축과 소정의 경사각을 갖도록 형성될 경우에는 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 서로 마주하지 않을 수 있다. 즉, 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)의 양측 가장자리 단면이 소정의 경사면을 이룰 경우에는 접합영역들은 X축 또는 Y 축을 기준으로 소정의 경사각을 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 절단재(CB)로부터 제조된 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP)가 직사각형 테 구조를 갖도록 배치한 후, 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)에 전자빔 접합 공정을 진행하여 4개의 절단부재들을 접합한다.
도 7의 A 영역을 확대한 도 8을 참조하면, 제1 절단부재(CP1)의 가장자리 단면 영역과 제3 절단부재(CP3)의 밴드부(BP) 가장자리 단면이 서로 마주하도록 배치된다. 제1 절단부재(CP1)와 제3 절단부재(CP3)의 밴드부(BP)가 마주하는 영역에는 제1 접합영역(FCA-1)이 형성되고, 제1 접합영역(FCA-1)은 X축(가로축)과 평행하게 형성된다. 즉, 제1 접합영역(FCA-1)에 위치한 제1 절단부재(CP1)의 접합면과 제3 절단부재(CP3)의 밴드부(BP) 접합면은 Y축에 대해서는 수직하게 형성된다.
제1 접합영역(FCA-1)의 양측 가장자리 영역에는 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)가 배치되어 있다. 전자빔 접합 공정은 제1 접합영역(FCA-1)의 일측 가장자리에서부터 타측 가장자리까지 전자빔을 조사하는 방식으로 진행된다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 전자빔 접합 공정은 전지빔건(BG)으로부터 조사되는 전자빔이 제1 접합영역(FCA-1)을 따라 좌우 이동하며 제1 절단부재(CP1)와 제3 절단부재(CP3)를 접합하는 방식으로 진행될 수 있다.
특히, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 제1 절단부재(CP1)와 제3 절단부재(CP3)를 접합할 때, 전자빔을 제1 및 제3 절단부재(CP1, CP3)에 조사하지 않고 제1 접합 가이드부(CCP1) 또는 제2 접합 가이드부(CCP2)에 먼저 조사한다.
왜냐하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 전자빔 접합 공정에 사용되는 전자빔은 전자빔을 조사하는 제1시점(t1)에서 소정의 시간(t2) 후에 접합을 위한 빔강도에 도달하기 때문이다. 도면에 도시된 바와 같이, 전자빔을 제1시점(t1)에 조사하였다면 접합 공정에 필요한 전자빔 강도는 제2시점(t2)에 도달하는 것을 볼 수 있다. 마찬가지로 전자빔 조사가 완료되는 시점이 제4시점(t4)이라면 접합을 위한 빔강도는 그보다 앞선 제3시점(t3)까지 유지되고 제3시점(t3)과 제4시점(t4) 사이에서는 빔강도는 순차적으로 감소한다.
이와 같이, 전자빔 접합 공정에서 사용되는 전자빔의 특성을 고려하여 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 제1 및 제3 절단부재(CP1, CP3)를 접합할 때, 전자빔을 제1 접합 가이드부(CCP1) 또는 제2 접합 가이드부(CCP2)에서부터 제1 접합영역(FCA-1)으로 조사하여 절단부재들이 견고하게 접합될 수 있도록 하였다. 또한, 도 8을 중심으로 설명하였지만, 제2 프레임(F-1)을 구성하는 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)들의 접합영역인 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)에 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재를 절단하여 제1 마스크 프레임을 위한 제1 프레임을 제조하고, 제1 프레임과 함께 모재로부터 분리된 절단재를 다시 복수의 절단부재로 분리한 후, 이를 접합하여 추가적으로 제2 마스크 프레임을 위한 제2 프레임을 제조할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재로부터 분리된 절단재를 복수의 절단부재로 분리하고 이들이 접합되는 접합영역에서의 단면에 복수의 체결 패턴들을 형성하여 접합 공정으로 제조된 마스크 프레임의 수직 지지력과 수평 지지력을 강화시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 복수의 절단부재들이 서로 접합되는 접합영역에 접합 가이드부를 배치하여 절단부재들이 접합하기 위해 조사하는 전자빔 강도가 접합영역에서 충분한 강도를 가지면서 균일하게 유지하도록 하여 접합 특성을 향상시킨 효과가 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제조되는 제1 내지 제4 절단부재의 가장자리 영역의 단면 구조를 도시한 도면이다. 도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따라 제1 내지 제4 절단부재 가장자리 단면 구조에 따라 수평 지지력과 수직 지지력이 증가하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 모재(MB)로부터 제1 마스크 프레임을 제조하고, 모재(MB)에서 남은 절단재(CB)로부터 제2 마스크 프레임을 제조한다.
제2 마스크 프레임은 절단재(CB)를 복수의 절단부재들로 절단한 후, 절단부재들을 도 7에 도시한 방식으로 접합하여 제조된다. 따라서, 제2 마스크 프레임은 제1 마스크 프레임과 같이 모재(MB)를 사각형 테 구조로 직접 절단하여 제조하는 것에 비해 접합 영역에서의 수평 지지력 또는 수직 지지력이 제1 마스크 프레임보다 떨어질 수 있다.
이러한 점을 개선하기 위해 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)의 가장자리 단면에 각각 제1 및 제2 체결부(JP1, JP2)와 제3 및 제4 체결부(JP3, JP4)를 형성하였다.
제1 및 제2 체결부(JP1, JP2)는 도면에 도시된 바와 같이, 수평 지지력을 강화시키기 위해 절단부재의 단면의 상측과 하측에 각각 형성되고, 제3 및 제4 체결부(JP3, JP4)는 수직 지지력을 강화시키기 위해 절단부재의 단면 중앙 영역에 각각 형성된다.
도 7과 함께 도 11을 참조하면, 제1 절단부재(CP1)의 양측 가장자리는 제3 절단부재(CP3)의 일측 가장자리 및 제4 절단부재(CP4)의 일측 가장자리와 각각 마주한다. 또한, 제2 절단부재(CP2)의 양측 가장자리는 제3 절단부재(CP3)의 타측 가장자리 및 제4 절단부재(CP4)의 타측 가장자리와 각각 마주한다. 따라서, 도 11에 도시된 제1 내지 제4 체결부(JP1, JP2, JP3, JP4)는 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4) 중 어느 하나와 이와 마주하는 절단부재들의 각 단면에 선택적으로 형성될 수 있다.
여기서는 도 7의 A영역과 대응되는 제1 절단부재(CP1)의 상측 가장자리와 제3 절단부재(CP3)의 일측 가장자리로 가정하고 설명한다. 제1 절단부재(CP1)의 상측 가장자리 단면에는 제1 체결부(JP1)가 형성된다. 제1 체결부(JP1)는 제1 절단부재(CP1)의 가장자리 단면을 중심으로 상측과 하측(Z축 방향)에 형성될 수 있다. 또한, 제1 체결부(JP1)는 수평방향의 외력을 지지하기 위해 가로 방향(X축 방향)과 평행한 방향의 요철 패턴으로 구성될 수 있다.
또한, 제3 절단부재(CP3)의 일측 가장자리 단면에는 제1 체결부(JP1)와 체결될 수 있는 제2 체결부(JP2)가 형성된다. 제2 체결부(JP2)는 제1 체결부(JP1)와 체결되어 수평 지지력 개선하기 때문에 제1 체결부(JP1)와 서로 마주하는 위치에 형성된다.
도 12를 참조하면, 제1 체결부(JP1)의 요철패턴은 제1 절단부재(CP1)의 길이 방향으로 돌출된 철부와 들어간 요부가 반복되는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 제2 체결부(JP2)의 요철패턴은 제1 체결부(JP1)의 요철패턴과 서로 체결될 수 있도록 제3 절단부재(CP3)의 밴드부(BP)의 가장자리 단면에서 세로축 방향(Y축 방향 또는 제1 절단부재(CP1)의 길이 방향)으로 요철패턴이 형성될 수 있다.
따라서, 제1 절단부재(CP1)의 가장자리 단면에 형성된 제1 체결부(JP1)와 제3 절단부재(CP3)의 가장자리 단면(밴드부 단면)에 형성된 제2 체결부(JP2)는 서로 체결된다. 따라서, 제1 및 제3 절단부재(CP1, CP3)는 제1 접합영역(FCA-1)에서 X축 방향(가로 방향)의 수평 지지력이 강화된다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 전자빔 접합 공정으로 제조된 제2 마스크 프레임의 수직 지지력을 강화시키기 위해 제1 절단부재(CP1)의 상측 가장자리 단면과 제3 절단부재(CP3)의 일측 가장지리 단면에 각각 제3 체결부(JP3)와 제4 체결부(JP4)를 형성한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제3 및 제4 체결부(JP3, JP4)는 절단부재의 길이 방향으로 돌출된 고정돌기와 절단부재의 길이 방향으로 함몰된 고정홈 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제3 체결부(JP3)는 제1 절단부재(CP1)의 일측 단면의 상측과 하측에 형성된 제1 체결부(JP1) 사이 또는 제2 체결부(JP2) 사이, 즉, 제1 절단부재(CP1)의 일측 단면 중앙에 제1 절단부재(CP1)의 길이 방향으로 돌출된 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제3 체결부(JP3)와 서로 마주하도록 제3 절단부재(CP3)의 마주하는 일측 단면의 상측과 하측에 형성된 제2 체결부(JP2) 사이 또는 제1 체결부(JP1) 사이, 즉, 제3 절단부재(CP3)의 일측 단면 중앙에 제1 절단부재(CP1)의 길이 방향(Y축 방향 또는 세로 방향)으로 함몰될 구조로 형성될 수 있다.
제3 체결부(JP3)와 제4 체결부(JP4)는 제1 및 제2 체결부(JP1, JP2)와 같이, 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4) 중 어나 하나와 이와 마주하는 절단부재들의 각 단면에 선택적으로 형성될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제1 절단부재(CP1)의 단면 중앙에는 제3 체결부(JP3)가 형성되어 있고, 제3 절단부재(CP3)의 단면 중앙에는 제4 체결부(JP4)가 형성되어 서로 체결된다.
제1 절단부재(CP1)와 제3 절단부재(CP3)에 각각 형성된 제3 체결부(JP3)와 제4 체결부(JP4)는 제1 및 제3 절단부재(CP1, CP3)의 두께 방향(Z축 방향)을 따라 수직 지지력을 강화시킨다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재를 절단하여 제1 마스크 프레임을 위한 제1 프레임을 제조하고, 제1 프레임과 함께 모재로부터 분리된 절단재를 다시 복수의 절단부재로 분리한 후, 이를 접합하여 추가적으로 제2 마스크 프레임을 위한 제2 프레임을 제조할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재로부터 분리된 절단재를 복수의 절단부재로 분리하고 이들이 접합되는 접합영역에서의 단면에 복수의 체결 패턴들을 형성하여 접합 공정으로 제조된 마스크 프레임의 수직 지지력과 수평 지지력을 강화시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 복수의 절단부재들이 서로 접합되는 접합영역에 접합 가이드부를 배치하여 절단부재들이 접합하기 위해 조사하는 전자빔 강도가 접합영역에서 충분한 강도를 가지면서 균일하게 유지하도록 하여 접합 특성을 향상시킨 효과가 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따라 제1 내지 제4 절단부재의 가장자리 단면에 얼라인 부재가 형성된 구조를 도시한 도면이다. 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 내지 제4 절단부재의 가장자리 단면이 경사 구조로 형성되는 경우 수평 지지력과 수직 지지력이 증가하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참고하면, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 모재(MB)로부터 제1 및 제2 마스크 프레임을 제조한다. 제2 마스크 프레임은 절단재(CB)를 복수의 절단부재로 절단한 후, 이들을 전자빔 접합 공정을 이용하여 제조한다. 따라서, 절단된 절단부재들이 전자빔에 의해 접합되기 위해서는 무엇보다도 접합 전 두 절단부재들의 가장자리 단면들이 서로 정밀하게 얼라인되어야 한다. 이를 위해 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 절단부재들에 각각 형성되는 제1 내지 제4 체결부(JP1, JP2, JP3, JP4)에 추가적으로 제1 및 제2 얼라인부(AP1, AP2)를 형성하였다.
제1 절단부재(CP1)의 일측 단면은 상측과 하측(Z축 방향)에 제1 체결부(JP1)가 형성되고, 단면 중앙에는 제3 체결부(JP3)가 형성된다. 또한, 제1 절단부재(CP1)는 일측 단면의 대각선 모서리 영역에 한쌍의 제1 얼라인부(AP1)가 배치되고, 제3 절단부재(CP3)는 제1 얼라인부(AP1)와 마주하도록 제2 얼라인부(AP2)가 형성된다. 따라서, 제2 얼라인부(AP2)는 제3 절단부재(CP3)의 일측 단면 중 대각선 모서리 영역에 한쌍이 배치된다.
따라서, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은 전자빔을 이용하여 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)를 접합할 때, 1차적으로 절단부재의 단면에 형성된 제1 얼라인부(AP1)와 제2 얼라인부(AP2)를 체결하여 접합될 절단부재들이 서로 얼라인되도록 한다. 그런 다음, 2차적으로 전자빔 접합 공정을 진행하여 두 절단부재를 서로 접합한다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임의 제조 방법은 절단재(CB)로부터 절단된 복수의 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)의 가장자리 단면을 Y축 방향(세로축 방향) 또는 X축 방향(가로축 방향)에 대해 소정의 경사각을 갖도록 형성할 수 있다. 이와 같이, 서로 마주하는 절단부재들의 단면이 경사면을 가질 경우, 특정 방향에서의 지지력을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 도 15를 참조하면, 하측에 배치된 절단부재가 제3 절단부재(CP3)라 하고 상측에 배치된 절단부재가 제1 절단부재(CP1)라고 한다면 접합영역(FCA)은 가로축(X축) 또는 세로축(Y축)과 소정의 경사각을 갖는다.
이와 같이, 접합영역(FCA)가 가로축(X축) 또는 세로축(Y축)과 경사를 이루게 되면 접합영역(FCA)에 위치한 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)의 접합면들도 가로축(X축) 또는 세로축(Y축)과 소정의 경사각을 이루게 된다. 즉, 접합영역(FCA)에 위치한 접합면들(절단부재의 가장자리 접합면 또는 밴드부의 가장자리 접합면)은 경사면을 갖는다.
또한, 접합영역(FCA)이 가로축(X축) 또는 세로축(Y축)에 대해 소정의 경사각을 갖게 되면 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 X축 또는 Y축에 대해 서로 마주하지 않고 소정의 경사각을 갖도록 배치된다. 즉, 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)를 잇는 가상 기준선은 X축 또는 Y축과 경사각을 갖는다.
또한, 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 접합영역(FCA)의 양측 가장자리에 위치하여 접합영역(FCA)을 사이에 두고 서로 마주하는 구조를 갖는다.
이와 같이 접합영역(FCA)이 가로축(X축)에 대해 소정의 경사각을 갖는 경우에는 수평 방향의 외력에 대한 지지력이 강화될 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 만약 제1 절단부재(CP1)와 제3 절단부재(CP3)의 단면이 각각 Z축(절단부재의 두께 방향)에 대해 소정의 경사각을 갖는 경사면이 형성된다면 수직 방향의 외력에 대한 지지력이 강화될 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제2 프레임 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조 공정에서 제1 내지 제4 절단부재에 접합 가이드부가 일체로 형성된 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 다른 마스크 프레임 제조 방법은, 모재(MB)로부터 제1 마스크 프레임을 제조하고, 절단재(CB)로부터 복수의 절단부재를 제조한 후, 이들을 접합하여 제2 프레임(F-2)을 제조한다. 제2 프레임(F-2)이 제조되면 도 4의 마스크 가공 공정을 진행하여 제2 마스크 프레임을 제조한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 프레임(F-2)은 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)로 구성될 수 있다. 도 7과 달리, 절단재(CB)로부터 밴드부(BP)를 갖는 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)를 제조하고, 계속해서 절단재(CB)로부터 X축(가로축) 방향의 길이를 갖는 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)를 제조한다.
이와 같이, 절단재(CB)로부터 제2 절단 공정에 의해 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)가 제조되면 이들을 얼라인 한 다음, 접합 공정 및 마스크 가공 공정을 진행하여 제2 마스크 프레임을 제조한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)는 가장자리 영역에 밴드부(BP)가 형성되고, 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)는 X축 길이 방향만 갖는 바(Bar) 구조로 형성된다.
제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)는 Y축 방향의 제1길이(L1)와 X축 방향의 제1폭(W1)을 갖는다. 또한, 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 가장자리에 형성된 밴드부(BP)들은 각각 X축 방향의 절곡된 구조로 형성되고 X축 방향의 제2길이(L2)와 제2폭(W2)을 갖는다. 또한, 제3 및 제4 절단부재(CP3, CP4)는 각각 X축 방향의 제3길이(L3)와 Y축 방향의 제2폭(W2)을 갖는다.
따라서, 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)들의 접합 영역인 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)은 도 7과 달리 X축과 평행한 방향에 위치한다. 즉, 제1 및 제2 절단부재(CP1, CP2)의 밴드부(BP) 가장자리 단면 영역에 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)이 형성된다. 즉, 제1 접합영역(FCA-1)에 위치한 제1 절단부재(CP1)의 밴드부(BP) 접합면과 제3 절단부재(CP3)의 접합면은 X축에 대해서는 수직하게 형성된다.
또한, 본 발명의 마스크 프레임 제조방법은, 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)에 각각 한쌍의 접합 가이드부(CCP1, CCP2)가 배치된다. 즉, 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 제2 프레임(F-2)의 개구부 영역과 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)의 외측에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 제1 접합영역(FCA-1)에서 제1 절단부재(CP1)의 밴드부(BP) 및 제3 절단부재(CP3)를 사이에 두고 양측에 배치될 수 있다.
마찬가지 방식으로 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 제2 접합영역(FCA-2)에서 제2 절단부재(CP2)의 밴드부(BP) 및 제3 절단부재(CP3)를 사이에 두고 양측, 제3 접합영역(FCA-3)에서 제1 절단부재(CP1)의 밴드부(BP) 및 제4 절단부재(CP4)를 사이에 두고 양측 및 제4 접합영역(FCA-4)에서 제2 절단부재(CP2)의 밴드부(BP) 및 제4 절단부재(CP4)를 사이에 두고 양측에 배치될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)에 각각 배치되고, 각각 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)을 사이에 두고 서로 마주하도록 배치된다. 즉, 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)이 도 7과 도 16과 같이 X축에 평행하거나 Y축에 평행하거나 X축 또는 Y축에 소정의 경사각을 갖도록 형성되는 경우 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 X축 또는 Y축에 평행하게 서로 마주하거나 X축 또는 Y축에 대해 소정의 경사각을 가지면서 서로 마주할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 마스크 프레임 제조 방법은, 절단재(CB)로부터 제조된 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP)가 직사각형 테 구조를 갖도록 배치한 후, 제1 내지 제4 접합영역(FCA-1, FCA-2, FCA-3, FCA-4)에 전자빔 접합 공정을 진행하여 4개의 절단부재들을 접합한다.
또한, 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 도 17에 도시한 바와 같이, 절단부재들의 접합 영역에서 절단부재와 일체로 형성될 수 있다.
제1 절단부재(CP1)의 일측 가장자리 단면과 제3 절단부재(CP3)의 일측 가장자리 단면이 서로 마주하고, 제2 접합영역(FCA-2)을 형성한다면, 제1 접합 가이드부(CCP1)는 제1 절단부재(CP1)와 일체로 형성될 수 있다. 또한, 제2 접합 가이드부(CCP2)는 제3 절단부재(CP3)와 일체로 형성될 수 있다.
도 17의 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 도 7 및 도 16의 실시예들에 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)의 양측 가장자리 영역에 제1 또는 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)가 일체로 형성될 수 있다.
일체로 형성된 제1 및 제2 접합 가이드부(CCP1, CCP2)는 전자빔 접합 공정으로 제1 내지 제4 절단부재(CP1, CP2, CP3, CP4)들이 서로 접합된 후, 제거될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 압연판재로 구성된 모재로부터 복수의 마스크 프레임을 제조할 수 있도록 하여 재료 손실을 최소화한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재를 절단하여 제1 마스크 프레임을 위한 제1 프레임을 제조하고, 제1 프레임과 함께 모재로부터 분리된 절단재를 다시 복수의 절단부재로 분리한 후, 이를 접합하여 추가적으로 제2 마스크 프레임을 위한 제2 프레임을 제조할 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 모재로부터 분리된 절단재를 복수의 절단부재로 분리하고 이들이 접합되는 접합영역에서의 단면에 복수의 체결 패턴들을 형성하여 접합 공정으로 제조된 마스크 프레임의 수직 지지력과 수평 지지력을 강화시킨 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마스크 프레임 제조방법은, 복수의 절단부재들이 서로 접합되는 접합영역에 접합 가이드부를 배치하여 절단부재들이 접합하기 위해 조사하는 전자빔 강도가 접합영역에서 충분한 강도를 가지면서 균일하게 유지하도록 하여 접합 특성을 향상시킨 효과가 있다.
또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (13)

  1. 판형 구조를 갖는 모재로부터 제1 절단 공정을 진행하여 사각테 구조의 제1 프레임을 형성하는 단계;
    상기 제1 프레임의 개구영역과 대응하고 절단된 모재로 분리된 절단재로부터 제2 절단 공정을 진행하여 제1 내지 제4 절단부재를 형성하는 단계;
    상기 제1 내지 제4 절단부재를 접합하여 제2 프레임을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 프레임 및 제2 프레임에 대해 각각 마스크 가공 공정을 진행하여 제1 마스크 프레임과 제2 마스크 프레임을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 프레임을 형성하는 단계는,
    상기 제1 내지 제4 절단부재를 사각테 형태로 배치하는 단계;
    상기 제1 내지 제4 절단부재의 가장자리 단면들이 서로 마주하는 각각의 접합영역의 양측 가장자리에 제1 및 제2 접합 가이드부를 배치하는 단계; 및
    상기 제1 또는 제2 접합 가이드부에서부터 상기 접합영역을 따라 상기 제2 또는 제1 접합 가이드부까지 전자빔을 조사하여 상기 제1 내지 제4 절단부재를 서로 접합하여 제2 프레임을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 내지 제4 절단부재 중 서로 마주하는 단면들 중 하나의 단면에는 상측과 하측에 복수의 요철패턴으로 구성된 제1 체결부가 형성되고, 다른 하나의 단면에는 상기 제1 체결부와 체결되어 접합되는 절단부재들의 수평 지지력을 강화하는 요철패턴으로 구성된 제2 체결부가 형성되며,
    상기 제1 체결부가 형성된 절단부재의 단면 중앙에는 돌출된 고정돌기들로 구성된 제3 체결부가 형성되고, 상기 제3 체결부와 대응되는 상기 제2 체결부가 형성된 절단부재의 단면에는 상기 제3 체결부와 체결되어 접합되는 절단부재들의 수직 지지력을 강화하는 함몰된 고정홈들로 구성된 제4 체결부가 형성되며,
    상기 제1 체결부가 형성된 절단부재의 단면에는 단면의 대각선 방향의 두 모서리 영역에 제1 얼라인부가 형성되고, 상기 제1 얼라인부와 대응되는 상기 제2 체결부가 형성된 절단부재의 단면에는 상기 제1 얼라인부와 체결되어 접합되는 절단부재들 간의 접합 얼라인을 맞추도록 제2 얼라인부가 형성된,
    마스크 프레임 제조 방법.
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  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 절단부재는 각각 세로축(Y축) 방향의 길이를 갖고,
    상기 제3 및 제4 절단부재는 각각 가로축(X축) 방향의 길이와 양측 가장자리 영역에 세로축(Y축) 방향의 길이를 갖는 밴드부가 형성된,
    마스크 프레임 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절단부재와 상기 제3 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제1 접합영역과 상기 제1 절단부재와 상기 제4 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제3 접합영역은 세로축(Y)에 평행하게 위치하고,
    상기 제2 절단부재와 상기 제3 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제2 접합영역과 상기 제2 절단부재와 상기 제4 절단부재의 밴드부에 의해 형성되는 제4 접합영역은 세로축(Y)에 평행하게 위치하는,
    마스크 프레임 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 접합영역에 위치하는 상기 제1 및 제2 절단부재의 접합면들과 상기 제3 및 제4 절단부재의 밴드부 접합면들은 가로축(X축)에 평행한,
    마스크 프레임 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 절단부재는 각각 세로축(Y축) 방향의 길이와 양측 가장자리 영역에 가로축(X축) 방향의 길이를 갖는 밴드부를 포함하고,
    상기 제3 및 제4 절단부재는 각각 가로축(X축) 방향의 길이를 갖는,
    마스크 프레임 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 절단부재의 밴드부와 상기 제3 절단부재에 의해 형성되는 제1 접합영역과 상기 제1 절단부재의 밴드부와 상기 제4 절단부재에 의해 형성되는 제3 접합영역은 가로축(X축)에 평행하게 위치하고,
    상기 제2 절단부재의 밴드부와 상기 제3 절단부재에 의해 형성되는 제2 접합영역과 상기 제2 절단부재의 밴드부와 상기 제4 절단부재에 의해 형성되는 제4 접합영역은 가로축(X축)에 평행하게 위치하는,
    마스크 프레임 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 접합영역에 위치하는 상기 제1 및 제2 절단부재의 밴드부 접합면들과 상기 제3 및 제4 절단부재의 접합면들은 세로축(Y축)에 평행한,
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