KR102490886B1 - 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치 - Google Patents

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    • H01L51/0001—
    • H01L51/0011—

Abstract

본 발명의 일 실시예는 프레임 상에 마스크를 인장 및 용접하는 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치에 있어서, 마스크를 일 방향으로 인장하는 인장부와, 마스크를 상기 프레임에 밀착시키며, 상부 하우징과, 상부 하우징과 유체 주입구를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 하부 하우징과, 유체 주입구의 하류 측에 설치되어 상부 하우징과 하부 하우징을 연결하고, 유체 주입구로 주입되는 유체를 마스크를 향해 분사하는 다공질 플레이트(porous plate)를 포함하는 가압부와, 마스크와 프레임을 용접하는 레이저 용접부를 포함하는 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치를 개시한다.

Description

박막 증착용 마스크 인장 용접 장치{Mask tension welding device for thin film deposition}
본 발명의 실시예들은 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 구비한 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display apparatus)는 스마트 폰, 태블릿 퍼스널 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 장치나, 데스크 탑 컴퓨터, 텔레비전, 옥외 광고판과 같은 전자 장치에 이용할 수 있다.
유기 발광 표시 장치의 박막은 증착 공정으로 형성할 수 있다. 패턴화된 박막은 기판 상에 형성되는 박막과 동일한 패턴을 갖는 증착용 마스크를 기판 상에 위치시키고, 그때, 박막의 원소재를 기판 상에 증착시키는 것에 의하여 형성할 수 있다. 증착용 마스크는 일반적으로 액자 형태의 프레임 상에서 인장되어, 그 양단이 레이저 용접을 통해 프레임과 결합된다. 이러한 레이저 용접 공정에서, 증착용 마스크와 프레임이 서로 밀착되도록 증착용 마스크의 양단을 가압하는 가압부재가 마련될 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
그러나, 가압부재로 증착용 마스크의 양단을 가압할 경우 국부적으로 마스크와 프레임 사이의 간격이 벌어지게 되어 마스크와 프레임의 용접 공정 시 용접 불량이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 상기 문제점을 해결하기 위한 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 프레임 상에 마스크를 인장 및 용접하는 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치에 있어서, 마스크를 일 방향으로 인장하는 인장부와, 마스크를 상기 프레임에 밀착시키며, 상부 하우징과, 상부 하우징과 유체 주입구를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 하부 하우징과, 유체 주입구의 하류 측에 설치되어 상부 하우징과 하부 하우징을 연결하고, 유체 주입구로 주입되는 유체를 마스크를 향해 분사하는 다공질 플레이트(porous plate)를 포함하는 가압부와, 마스크와 프레임을 용접하는 레이저 용접부를 포함하는 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 인장부는 마스크의 양 단부를 인장하여 프레임 상에 고정하는 마스크 인장 클램프일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 가압부는 프레임 상에 위치하는 마스크를 가압하며, 프레임과 마스크가 마주보는 면을 서로 밀착시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체 주입구를 통해 주입되는 유체를 이용하여 마스크의 양 단부를 가압할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 하부 하우징의 일 측면은 마스크의 양 단부를 가압할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 레이저 용접부는 하부 하우징과 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 마스크의 내측 또는 외측 방향의 마스크의 일면에 레이저를 조사할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체 주입구는 하부 하우징과 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 마스크의 내측 방향으로 유체를 인도하도록 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체 주입구는 하부 하우징과 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 마스크의 외측 방향으로 유체를 인도하도록 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상부 하우징 및 하부 하우징의 서로 마주보는 면은 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 다공질 플레이트는 유체 주입구로 주입되는 유체를 마스크를 향해 분사하도록 경사진 상태로 상부 하우징 및 하부 하우징을 연결하도록 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 가압부는 제1 가압부와 제2 가압부를 포함하며, 제1 가압부는 제1 상부 하우징과, 제1 상부 하우징과 제1 유체 주입구를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 제1 하부 하우징과, 제1 유체 주입구의 하류 측에 설치되어 제1 상부 하우징과 제1 하부 하우징을 연결하고, 제1 유체 주입구로 주입되는 유체를 마스크를 향해 분사하는 제1 다공질 플레이트를 포함하고, 제2 가압부는 제2 상부 하우징과, 제2 상부 하우징과 제2 유체 주입구를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 제2 하부 하우징과, 제2 유체 주입구의 하류 측에 설치되어 제2 상부 하우징과 제2 하부 하우징을 연결하고, 제2 유체 주입구로 주입되는 유체를 마스크를 향해 분사하는 제2 다공질 플레이트를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 가압부의 제1 유체 주입구는 제1 하부 하우징과 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 마스크의 내측 방향으로 유체를 인도하도록 경사지고, 제2 가압부의 제2 유체 주입구는 제2 하부 하우징과 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 마스크의 외측 방향으로 유체를 인도하도록 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 상부 하우징 및 제1 하부 하우징의 서로 마주보는 면은 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2 상부 하우징 및 제2 하부 하우징의 서로 마주보는 면은 경사질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 다공질 플레이트는 제1 유체 주입구로 주입되는 유체를 마스크를 향해 분사하도록 경사진 형태로 제1 상부 하우징 및 제1 하부 하우징을 연결하도록 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제2 다공질 플레이트는 제2 유체 주입구로 주입되는 유체를 마스크를 향해 분사하도록 경사진 형태로 제2 상부 하우징 및 제2 하부 하우징을 연결하도록 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체는 기체일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체는 불활성 기체(inert gas) 또는 공기(air)일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 마스크에 가해지는 압력은 유체 주입구를 통해 다공질 플레이트에서 분사되는 유체의 압력으로 제어될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 유체의 압력은 마스크와 프레임이 용접되는 전체 영역에 걸쳐서 인가될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크와 프레임의 용접 공정에서, 마스크와 프레임 사이에 형성되는 간극을 제거하여 마스크와 프레임을 밀착할 수 있는 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치를 구현할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 마스크 프레임 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 마스크 프레임 어셈블리를 이용하여 기판 상에 증착층을 형성하는 모습을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 가압부를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 가압부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 가압부를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 가압부를 나타내는 단면도이다.
도 8은 비교예에 관한 마스크와 프레임이 밀착된 모습을 나타내는 확대도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 관한 마스크와 프레임이 밀착된 모습을 나타내는 확대도이다.
도 10은 도 3의 마스크 인장 용접 장치를 이용하여 표시 기판 상에 발광층을 증착한 유기 발광 표시 장치의 일 서브 픽셀을 나타내는 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 1은 마스크 프레임 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 마스크 프레임 어셈블리(100)는 프레임(110) 및 복수개의 분할 마스크(120)를 갖는 마스크(130)를 포함한다.
상기 프레임(110)은 개구(115)를 가지며, 개구(115)를 둘러싸는 복수개의 프레임(111 내지 114)를 포함한다. 상기 복수개의 프레임(111 내지 114)은 서로 연결될 수 있다.
상기 프레임(110)은 X축 방향으로 서로 마주보며, Y축 방향을 따라 연장되는 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)과, Y축 방향으로 서로 마주보며, X축 방향을 따라 연장되는 제3 프레임(113) 및 제4 프레임(114)을 포함한다. 제1 프레임(111), 제2 프레임(112), 제3 프레임(113) 및 제4 프레임(114)은 서로 연결되어 사각틀 형상의 프레임을 구성할 수 있다. 프레임(110)은 마스크(130)의 용접 시 변형이 작은 소재, 이를테면, 강성이 큰 금속으로 형성될 수 있다.
상기 프레임(110) 상에는 마스크(130)가 설치될 수 있다. 정밀한 증착 패턴을 위해서는 마스크(130)와, 마스크(130) 상에 설치되는 기판(140)과의 밀착성을 향상시키고, 또한 쉐도우를 줄여야 한다. 마스크(130)는 박판을 이용하여 제조될 수 있다. 마스크(130)의 소재로는 스테인리스 스틸, 인바(invat), 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등이 사용될 수 있다.
마스크(130)는 자중에 의하여 처지는 것을 방지하기 위하여 Y축 방향으로 서로 분리된 복수개의 분할 마스크(120)를 포함한다. 분할 마스크(120)는 스틱일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 마스크(130)의 폭이 마스크(130)의 인장 방향인 길이보다 작다면, 어느 하나의 구조에 한정되는 것은 아니다.
분할 마스크(120)는 인장 방향(X축 방향)과 교차하는 방향(Y축 방ㅎ야)으로 분리될 수 있다. 구체적으로, 복수개의 분할 마스크(120)는 제3 프레임(113) 및 제4 프레임(114) 사이에 연속적으로 배열되며, 각 분할 마스크(120)의 양 단은 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)에 용접 고정될 수 있다. 복수개의 분할 마스크(120)는 개구(115)를 덮을 수 있다.
도 2는 도 1의 마스크 프레임 어셈블리를 이용하여 기판 상에 증착층을 형성하는 모습을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 마스크 프레임 어셈블리(100)를 이용하여 유기 발광 표시 장치의 유기 발광층이나 전극을 증착하기 위하여, 진공 챔버(201)가 마련될 수 있다.
진공 챔버(201)의 하부에는 증착원(202)이 위치하며, 증착원(202)의 상부에는 마스크 프레임 어셈블리(100)가 설치될 수 있다. 마스크 프레임 어셈블리(100)는 도 1에 나타난 복수개의 분할 마스크(120)를 포함할 수 있다. 분할 마스크(120)는 프레임(110) 상에 배치될 수 있다. 분할 마스크(120)의 상부에는 기판(140)이 배치될 수 있다. 마스크 어셈블리(100)의 가장자리에는 이들을 고정하기 위한 별도의 지지부재(203)가 더 포함될 수 있다.
기판(140) 상에 증착 물질이 증착되는 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 마스크 프레임 어셈블리(100)를 지지부재(203)에 고정하고, 분할 마스크(120)의 상부에 증착용 기판(140)을 위치시킨다. 이어서, 진공 챔버(201)의 하부에 위치하는 증착원(202)으로부터 증착 물질을 마스크 프레임 어셈블리(100)를 향하여 분사하게 되면, 분할 마스크(120)를 통과한 증착 물질은 기판(140)의 일면에 증착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기판(140) 상의 소망하는 위치에 증착 패턴을 형성하기 위하여, 프레임(110)에 대하여 분할 마스크(120)의 용접이 정밀하게 이루어질 필요성이 있다. 즉, 프레임(110)과 분할 마스크(120)가 용접되는 영역에서 프레임(110)과 분할 마스크(120) 사이에 빈 공간을 최대한 줄여 서로의 밀착력을 증가시켜야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 가압부를 나타내는 단면도이며, 도 5는 도 4의 가압부를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 관한 가압부를 나타내는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 가압부를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 프레임(310)은 사각형 형상의 액자와 같이 구성될 수 있다. 프레임(310)은 X축 방향으로 서로 마주보며, Y축 방향을 따라 연장되는 제1 프레임(311) 및 제2 프레임(312)과, Y축 방향으로 서로 마주보며, X축 방향을 따라 연장되는 제3 프레임(313) 및 제4 프레임(314)을 포함한다.
프레임(310) 상에는 Y축 방향으로 서로 분리된 복수개의 분할 마스크(320)가 설치된다. 분할 마스크(320)의 폭은 분할 마스크(320)의 인장 방향인 분할 마스크(320)의 길이보다 작을 수 있다.
분할 마스크(320) 상에는 소정 간격 이격되는 복수개의 증착 패턴부(321)가 배열될 수 있다. 증착 패턴부(321)는 증착시키고자 하는 기판 상의 증착층과 동일한 패턴일 수 있다. 또한, 이웃하는 증착 패턴부(321) 사이에는 리브(322)가 형성될 수 있다. 리브(322)는 분할 마스크(320)의 길이 방향으로 이웃하게 배열된 증착 패턴부(321)를 서로 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 프레임(310)과 분할 마스크(320)가 서로 용접되는 영역은 최외곽 증착 패턴부(325)와 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324) 사이에 형성될 수 있다.
분할 마스크(320)는 양 단부가 인장 방향(X축 방향)으로 인장되어 프레임(310)에 용접될 수 있다. 구체적으로, 분할 마스크(320)는 길이 방향의 제1 단부(323)와, 제1 단부(323)에 반대되는 제2 단부(324)를 인장하여, 제1 단부(323) 및 제2 단부(324)를 각각 제1 프레임(311) 및 제2 프레임(312)에 용접할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 프레임(310)에 대한 분할 마스크(320)의 용접을 용이하게 수행하기 위하여 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치(300)를 이용할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
박막 증착용 마스크 인장 용접 장치(300)는 인장부(330), 가압부(400), 및 레이저 용접부(340)를 포함한다.
분할 마스크(320)는 길이 방향(X축 방향)으로 인장될 수 있다. 분할 마스크(320)는 인장부(330)에 의하여 인장될 수 있다. 구체적으로, 분할 마스크(320)의 제1 단부(323) 및 제2 단부(324)는 인장된 상태로 제1 프레임(311) 및 제2 프레임(312) 상에 위치하게 된다. 인장부(330)는 분할 마스크(320)를 길이 방향으로 인장하여 프레임(310) 상에 고정시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 인장부(330)는 마스크 인장 클램프일 수 있다. 즉, 인장부(330)는 분할 마스크(320)의 제1 단부(323) 및 제2 단부(324)를 클램핑하여 분할 마스크(320)를 인장시킬 수 있다.
가압부(400)는 프레임(310)에 분할 마스크(320)를 밀착시킬 수 있다. 가압부(400)는 분할 마스크(320)의 제1 단부(323) 및 제2 단부(324)의 인접한 위치에 각각 설치될 수 있다. 구체적으로, 가압부(400)는 최외곽 증착 패턴부(325)와 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324) 사이에 형성될 수 있다.
상세히, 가압부(400)는 프레임(310) 상에 위치하는 분할 마스크(320)를 상부로부터 가압할 수 있다. 이에 따라, 프레임(310)과 분할 마스크(320)가 서로 마주보는 면이 밀착될 수 있다.
도 4를 참조하면, 가압부(400)는 상부 하우징(410), 하부 하우징(420), 다공질 플레이트(430) 및 유체 주입구(440)를 포함할 수 있다.
상부 하우징(410)과 하부 하우징(420)은 서로 소정 간격 이격되며, 다공질 플레이트(porous plate)(430)에 의해 서로 연결될 수 있다. 또한, 상부 하우징(410)과 하부 하우징(420) 사이의 공간에는 유체 주입구(440)가 형성될 수 있다. 도면에 나타나지는 않았으나, 유체 주입구(440)에는 외부에서 유체(F)를 공급하는 유체 공급부(미도시)가 연결될 수 있으며, 유체 공급부로부터 주입되는 유체(F)는 유체 주입구(440)를 따라 유동하여 다공질 플레이트(430) 측으로 인도될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 유체(F)는 기체일 수 있다. 구체적으로는, 유체(F)는 질소(N), 헬륨(He), 아르곤(Ar)과 같은 불활성 기체(inert gas) 또는 공기(air)일 수 있다. 대안으로는, 유체(F)는 레이저에 반응하지 않는 다른 기체일 수 있다.
상세히, 하부 하우징(420)의 일 측면은 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)의 일부를 가압할 수 있다. 또한, 다공질 플레이트(430)는 유체 주입구(440)로 주입되어 유체 주입구(440)를 따라 유동하는 유체(F)를 분할 마스크(320)를 향해 분사할 수 있다. 이렇게 다공질 플레이트(430)로부터 분사된 유체(F)는 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)를 가압할 수 있다.
따라서, 직접적인 접촉에 의해 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)를 가압하는 하부 하우징(420)과, 유체(F)를 분사하여 마스크(320)의 양 단부(323)(324)에 균일한 압력을 가할 수 있는 다공질 플레이트(430)를 이용함으로써, 프레임(310)과 분할 마스크(320)의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
한편, 다공질 플레이트(430)로부터 분할 마스크(320)를 향해 분사되는 유체(F)의 압력은 프레임(310)과 분할 마스크(320)가 용접되는 전체 영역에 걸쳐서 균일하게 인가될 수 있다. 또한, 유체(F)의 양을 조절하는 것에 의하여 분할 마스크(320)에 가해지는 압력을 제어할 수 있다. 이에 따라, 마스크 프레임(310)과 분할 마스크(320)가 서로 용접되는 영역에는 간극이 발생하지 않고, 서로 밀착되어 결합될 수 있다.
이렇게 프레임(310)과 분할 마스크(320)의 밀착력을 향상시켜 프레임(310)과 분할 마스크(320) 사이에 형성되는 간극을 제거하면, 프레임(310)과 분할 마스크(320)의 용접 공정에서 불량율을 낮출 수 있게 된다.
한편, 레이저 용접부(340)는 하부 하우징(420)과 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)가 서로 접촉하는 면을 기준으로 내측 또는 외측 방향의 분할 마스크(320)의 일면에 레이저를 조사할 수 있다.
도 4에 나타난 레이저 용접부(340)는, 하부 하우징(420)과 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)가 서로 접촉하는 면의 내측 방향의 분할 마스크(320)의 일면에 레이저가 조사되는 모습을 나타낸다.
또한, 도 4에 나타난 유체 주입구(440)는 하부 하우징(420)과 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)가 서로 접촉하는 면을 기준으로 분할 마스크(320)의 내측 방향으로 유체(F)를 인도하도록 경사지게 형성될 수 있다. 이러한 형태로 유체 주입구(440)를 형성하기 위해, 상부 하우징(410)과 하부 하우징(420)의 서로 마주보는 면은 각각 경사지도록 형성될 수 있다.
아울러, 유체 주입구(440)의 하류 측에 설치되어 상부 하우징(410)과 하부 하우징(420)을 연결하는 다공질 플레이트(430) 또한 유체 주입구(440)를 통해 인도된 유체(F)를 분할 마스크(320)를 향해 분사하도록 경사진 상태로 상부 하우징(410) 및 하부 하우징(420)에 설치될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 유체 주입구(1440)는 하부 하우징(1420)과 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)가 서로 접촉하는 면을 기준으로 분할 마스크(1320)의 외측 방향으로 유체(F)를 인도하도록 경사지게 형성될 수 있다.
이러한 경우, 유체 주입구(1440)의 하류 측에 설치되어 상부 하우징(1410)과 하부 하우징(1420)을 연결하는 다공질 플레이트(1430) 또한 유체 주입구(1440)가 유체(F)를 분할 마스크(320) 측으로 인도하는 방향을 따라 경사진 상태로 상부 하우징(1410) 및 하부 하우징(1420)에 설치될 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 가압부(2400)는 제1 가압부(2400a)와 제2 가압부(2400b)를 포함할 수 있다.
제1 가압부(2400a)는 제1 상부 하우징(2410a)과, 제1 하우징(2410a)과 제1 유체 주입구(2440a)를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 제1 하부 하우징(2420a)과, 제1 유체 주입구(2440a)의 하류 측에 설치되어 제1 상부 하우징(2440a)과 제1 하부 하우징(2440a)을 연결하고, 제1 유체 주입구(2440a)로 주입되는 유체(F)를 분할 마스크(320)를 향해 분사하는 제1 다공질 플레이트(2430a)를 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제2 가압부(2400b) 또한 제2 상부 하우징(2410b)과, 제2 하우징(2410a)과 제2 유체 주입구(2440b를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 제2 하부 하우징(2420b)과, 제2 유체 주입구(2440b)의 하류 측에 설치되어 제2 상부 하우징(2440b)과 제2 하부 하우징(2440b)을 연결하고, 제2 유체 주입구(2440b)로 주입되는 유체(F)를 분할 마스크(320)를 향해 분사하는 제2 다공질 플레이트(2430b)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 유체 주입구(2440a)와 제2 유체 주입구(2440b)는 서로 대칭되도록 형성될 수 있다.
상세히, 제1 가압부(2400a)의 제1 유체 주입구(2440a)는 제1 하부 하우징(2420a)과 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)가 서로 접촉하는 면을 기준으로 분할 마스크(320)의 내측 방향으로 유체(F)를 인도하도록 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제1 유체 주입구(2440a)가 경사지게 형성되도록, 제1 상부 하우징(2410a)과 제1 하부 하우징(2420a)의 서로 마주보는 면 또한 경사지도록 형성될 수 있다.
한편, 제2 가압부(2400b)의 제2 유체 주입구(2440b)는 제2 하부 하우징(2420b)과 분할 마스크(320)의 양 단부(323)(324)가 서로 접촉하는 면을 기준으로 분할 마스크(320)의 외측 방향으로 유체(F)를 인도하도록 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제2 유체 주입구(2440b)가 경사지게 형성되도록, 제2 상부 하우징(2410b)과 제2 하부 하우징(2420b)의 서로 마주보는 면 또한 경사지도록 형성될 수 있다.
아울러, 제1 유체 주입구(2440a)의 하류 측에 설치되어 제1 상부 하우징(2410a)과 제1 하부 하우징(2420a)을 연결하는 제1 다공질 플레이트(2430a) 또한 제1 유체 주입구(2440a)를 통해 인도된 유체(F)를 분할 마스크(320)를 향해 분사하도록 경사진 상태로 제1 상부 하우징(2410a) 및 제1 하부 하우징(2420a)에 설치될 수 있다.
마찬가지로, 제2 유체 주입구(2440b)의 하류 측에 설치되어 제2 상부 하우징(2410b)과 제2 하부 하우징(2420b)을 연결하는 제2 다공질 플레이트(2430b) 또한 제2 유체 주입구(2440b)를 통해 인도된 유체(F)를 분할 마스크(320)를 향해 분사하도록 경사진 상태로 제2 상부 하우징(2410b) 및 제2 하부 하우징(2420b)에 설치될 수 있다.
도 8은 비교예에 관한 마스크와 프레임이 밀착된 모습을 나타내는 확대도이고, 도 9는 본 발명의 실시예들에 관한 마스크와 프레임이 밀착된 모습을 나타내는 확대도이다.
먼저 도 8을 참조하면, 비교예에 따른 프레임(801)과 마스크(802)가 서로 밀착되는 면에는 가압이 제대로 이루어지지 않아 간극(803)이 발생할 수 있다. 이에 따라, 용접 불량이 발생할 수 잇다.
이에 비하여, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시에 따른 제1 프레임(311)과 분할 마스크(320) 상에는 유체(F)가 제1 프레임(311)을 가압하게 된다. 이러한 유체(F)는 분할 마스크(320)가 제1 프레임(311)에 밀착할 때까지 압력을 가하게 된다.
또한, 분할 마스크(320)가 제1 프레임(311)에 밀착된 이후에는 화살표로 표시한 바와 같이 제1 프레임(311)에 수직 방향으로 용접되는 전체 영역에 걸쳐 균일한 압력을 인가하게 된다. 이에 따라, 제1 프레임(311)과 분할 마스크(320)가 서로 밀착되는 면에는 간극이 발생하지 않고, 따라서 용접 불량이 발생하지 않는다.
도 10은 도 3의 마스크 인장 용접 장치를 이용하여 표시 기판 상에 발광층을 증착한 유기 발광 표시 장치의 일 서브 픽셀을 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 표시 기판(1101)을 포함한다. 상기 표시 기판(1101)은 유연성을 가지는 절연성 소재나, 강성을 가지는 절연성 소재로 제조될 수 있다. 상기 표시 기판(1101)은 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다.
상기 표시 기판(1101) 상에는 배리어막(1102)이 형성될 수 있다. 상기 배리어막(1102)은 상기 표시 기판(1101)의 상부면을 전체적으로 커버할 수 있다. 상기 배리어막(1102)은 무기막이나, 유기막을 포함한다.
상기 배리어막(1102) 상에는 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)가 형성될 수 있다. 상기 배리어막(1102) 상에는 반도체 활성층(1103)이 형성될 수 있다. 상기 반도체 활성층(1103)에는 N형 불순물 이온이나, P형 불순물 이온을 도핑하는 것에 의하여 소스 영역(1104)과, 드레인 영역(1105)이 형성될 수 있다. 상기 소스 영역(1104)과, 드레인 영역(1105) 사이의 영역은 불순물이 도핑되지 않는 채널 영역(1106)이다.
상기 반도체 활성층(1103) 상에는 게이트 절연막(1107)이 증착될 수 있다. 상기 게이트 절연막(1107)은 실리콘 옥사이드나, 실리콘 나이트라이드나, 금속 산화물과 같은 무기막을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연막(1107)은 단일층, 또는, 복층의 구조일 수 있다.
상기 게이트 절연막(1107) 상의 소정 영역에는 게이트 전극(1108)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(1108)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo, Cr 등의 단일막, 또는, 다층막을 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극(1108)은 Al:Nd, Mo:W 와 같은 합금을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(1108) 상에는 층간 절연막(1109)이 형성될 수 있다. 상기 층간 절연막(1109)은 실리콘 옥사이드나, 실리콘 나이트라이드 등과 같은 무기막, 또는, 유기막을 포함할 수 있다.
상기 층간 절연막(1109) 상에는 소스 전극(1110)과, 드레인 전극(1111)이 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 게이트 절연막(1107) 및 층간 절연막(1109)에는 이들을 선택적으로 제거하는 것에 의하여 콘택 홀이 형성되고, 콘택 홀을 통하여 소스 영역(1104)에 대하여 소스 전극(1110)이 전기적으로 연결되고, 드레인 영역(1105)에 대하여 드레인 전극(1111)이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 소스 전극(1110)과, 드레인 전극(1111) 상에는 보호막(1112, 패시베이션막 및/또는 평탄화막)이 형성될 수 있다. 상기 보호막(1112)은 실리콘 옥사이드나, 실리콘 나이트라이드와 같은 무기막, 또는, 아크릴(acryl), 폴리이미드(polyimide), BCB(Benzocyclobutene) 등의 유기막을 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터의 상부에는 유기 발광 소자(OLED)가 형성될 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)는 상기 보호막(1112) 상에 형성된다. 상기 유기 발광 소자(OLED)는 제 1 전극(1113), 유기 발광층을 포함하는 중간층(1122), 및 제 2 전극(1115)을 포함한다.
제 1 전극(1113)은 애노우드로 기능하는 것으로서, 다양한 도전성 소재로 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극(1113)은 투명 전극이나, 반사형 전극으로 형성될 수 있다. 이를테면, 상기 제 1 전극(1113)이 투명 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(1113)은 투명 도전막을 포함한다. 상기 제 1 전극(1113)이 반사형 전극으로 사용시, 상기 제 1 전극(1113)은 반사막과, 상기 반사막 상에 형성된 투명 도전막을 포함한다.
픽셀 정의막(1114)은 상기 보호막(1112) 및 상기 제 1 전극(1113)의 일부를 커버한다. 상기 픽셀 정의막(1114)은 상기 제 1 전극(1113)의 가장자리를 둘러싸는 것에 의하여 각 서브 픽셀의 발광 영역을 한정한다. 상기 제 1 전극(1113)은 서브 픽셀마다 패터닝될 수있다. 상기 픽셀 정의막(1114)은 유기막, 또는, 무기막으로 형성할 수 있다. 상기 픽셀 정의막(1114)은 단일막, 또는, 다중막으로 구성될 수 있다.
상기 제 1 전극(1113) 상에는 상기 픽셀 정의막(1114)의 일부를 에칭하여 노출되는 영역에 중간층(1122)이 형성될 수 있다. 상기 중간층(1122)은 증착 공정에 의하여 형성될 수 있다. 상기 중간층(1122)은 도 3의 마스크 인장 용접 장치(300)에 의하여 제조된 분할 마스크(320)의 증착 패턴부(321)를 통하여 증착된 증착 물질에 의하여 패턴화될 수 있다.
상기 중간층(1122)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 상기 중간층(1122)은 유기 발광층(emissive layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL), 전자 주입층(electron injection layer, EIL)중 적어도 어느 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예에서는 이에 한정되지 않고, 상기 중간층(1122)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
상기 제 2 전극(1115)은 상기 중간층(1122) 상에 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극(1115)은 캐소우드로 기능할 수 있다. 상기 제 2 전극(1115)은 투명 전극, 또는, 반사형 전극을 포함한다. 예컨대, 상기 제 2 전극(1115)이 투명 전극으로 사용시, 상기 제 2 전극(1115)은 금속막과, 상기 금속막 상에 형성된 투명 도전막을 포함한다. 상기 제 2 전극(1115)이 반사형 전극으로 사용시, 상기 제 2 전극(1115)은 금속막을 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 기판(1101) 상에는 복수의 서브 픽셀을 형성할 수 있으며, 각 서브 픽셀별로 적색, 녹색, 청색, 또는, 백색의 색을 구현할 수 있다. 그러나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
상기 유기 발광 소자의 상부에는 밀봉 기판(1116)이 형성될 수 있다. 상기 밀봉 기판(1116)은 외부의 수분이나 산소 등으로부터 중간층(1122) 및 다른 박막을 보호하기 위하여 형성된다. 상기 밀봉 기판(1116)은 강성을 가지는 글래스나, 고분자 수지나, 유연성을 가지는 필름일 수 있다. 상기 밀봉부(1116)는 유기 발광 소자 상에 유기막(1117)(1119)과 무기막(1118)이 교대로 적층하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 유기막(1117)(1119)과 무기막(1118)은 각각 적어도 하나를 포함한다.
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.
310: 프레임 410: 상부 하우징
320: 분할 마스크 420: 하부 하우징
330: 인장부 430: 다공질 플레이트
340: 레이저 용접부 440: 유체 주입구
400: 가압부

Claims (20)

  1. 프레임 상에 마스크를 인장 및 용접하는 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치에 있어서,
    상기 마스크를 일 방향으로 인장하는 인장부;
    상기 마스크를 상기 프레임에 밀착시키며,
    상부 하우징과, 상기 상부 하우징과 유체 주입구를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 하부 하우징과, 상기 유체 주입구의 하류 측에 설치되어 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징을 연결하고, 상기 유체 주입구로 주입되는 유체를 상기 마스크를 향해 분사하는 다공질 플레이트(porous plate)를 포함하는 가압부; 및
    상기 마스크와 상기 프레임을 용접하는 레이저 용접부;를 포함하고,
    상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징의 서로 마주보는 면은 경사진, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 인장부는 상기 마스크의 양 단부를 인장하여 상기 프레임 상에 고정하는 마스크 인장 클램프인, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가압부는 상기 프레임 상에 위치하는 상기 마스크를 가압하며, 상기 프레임과 상기 마스크가 마주보는 면을 서로 밀착시키는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 주입구를 통해 주입되는 유체를 이용하여 상기 마스크의 양 단부를 가압하는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 일 측면은 상기 마스크의 양 단부를 가압하는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 레이저 용접부는 상기 하부 하우징과 상기 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 상기 마스크의 내측 또는 외측 방향의 상기 마스크의 일면에 레이저를 조사하는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 유체 주입구는 상기 하부 하우징과 상기 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 상기 마스크의 내측 방향으로 상기 유체를 인도하도록 경사진, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 유체 주입구는 상기 하부 하우징과 상기 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 상기 마스크의 외측 방향으로 상기 유체를 인도하도록 경사진, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 다공질 플레이트는 상기 유체 주입구로 주입되는 상기 유체를 상기 마스크를 향해 분사하도록 경사진 상태로 상기 상부 하우징 및 상기 하부 하우징을 연결하도록 설치되는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    가압부는 제1 가압부와 제2 가압부를 포함하며,
    상기 제1 가압부는 제1 상부 하우징과, 상기 제1 상부 하우징과 제1 유체 주입구를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 제1 하부 하우징과, 상기 제1 유체 주입구의 하류 측에 설치되어 상기 제1 상부 하우징과 상기 제1 하부 하우징을 연결하고, 상기 제1 유체 주입구로 주입되는 유체를 상기 마스크를 향해 분사하는 제1 다공질 플레이트를 포함하고,
    상기 제2 가압부는 제2 상부 하우징과, 상기 제2 상부 하우징과 제2 유체 주입구를 가운데 두고 소정 간격 이격되는 제2 하부 하우징과, 상기 제2 유체 주입구의 하류 측에 설치되어 상기 제2 상부 하우징과 상기 제2 하부 하우징을 연결하고, 상기 제2 유체 주입구로 주입되는 유체를 상기 마스크를 향해 분사하는 제2 다공질 플레이트를 포함하는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 가압부의 상기 제1 유체 주입구는 상기 제1 하부 하우징과 상기 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 상기 마스크의 내측 방향으로 상기 유체를 인도하도록 경사지고,
    상기 제2 가압부의 상기 제2 유체 주입구는 상기 제2 하부 하우징과 상기 마스크의 양 단부가 서로 접촉하는 면을 기준으로 상기 마스크의 외측 방향으로 상기 유체를 인도하도록 경사진, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 상부 하우징 및 상기 제1 하부 하우징의 서로 마주보는 면은 경사진, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 상부 하우징 및 상기 제2 하부 하우징의 서로 마주보는 면은 경사진, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 다공질 플레이트는 상기 제1 유체 주입구로 주입되는 상기 유체를 상기 마스크를 향해 분사하도록 경사진 형태로 상기 제1 상부 하우징 및 상기 제1 하부 하우징을 연결하도록 설치되는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 다공질 플레이트는 상기 제2 유체 주입구로 주입되는 상기 유체를 상기 마스크를 향해 분사하도록 경사진 형태로 상기 제2 상부 하우징 및 상기 제2 하부 하우징을 연결하도록 설치되는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 유체는 기체인, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 유체는 불활성 기체(inert gas) 또는 공기(air)인, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 마스크에 가해지는 압력은 상기 유체 주입구를 통해 상기 다공질 플레이트에서 분사되는 상기 유체의 압력으로 제어되는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 유체의 압력은 상기 마스크와 상기 프레임이 용접되는 전체 영역에 걸쳐서 인가되는, 박막 증착용 마스크 인장 용접 장치.
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