KR20030092790A - 증착용 마스크 프레임 조립체와 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 마스크 프레임 조립체와 이의 제조방법은 전기 주형법에 의해 제1금속을 전착하여 소정패턴의 슬롯들을 가지는 금속기재를 형성하고, 상기 금속 기재의 표면에 제2금속을 코팅하여 슬롯의 정밀도와 표면조도를 높인 코팅층을 형성하여 마스크를 제작하고, 상기 마스크를 인장력이 가하여지도록 프레임에 고정한다.

Description

증착용 마스크 프레임 조립체와 이의 제조방법{Mask frame assembly for an evaporation and method of manufacturing the same}

본 발명은 증착용 마스크 프레임 조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 증착용 마스크를 이루는 재질의 적층구조와 전착법에 의한 증착용 마스크를 제조방법이 개선된 것에 관한 것이다.

통상적으로 유기 전계발광 표시장치의 제조과정에서 유기막 또는 전극들의 증착에 이용되는 마스크는 도 1에 도시된 바와 같이 프레임(20)에 인장력이 가하여지도록 지지되는 것으로, 박판에 다수의 유기막 또는 전극들을 형성하기 위한 소정 패턴의 슬롯(11)들이 형성된 구조를 가진다.

이러한 마스크(10)를 제조하기 위해서는 에칭법에 의한 방법과 전기 주형법에 의한 방법이 있다.

상기 에칭에 의한 마스크(10)의 제조방법은 포토 레지스트법에 의해 슬롯(11)의 패턴을 가지는 레지스트 층을 박판에 형성하거나 슬롯(11)의 패턴을 가진 필름을 박판에 부착한 후 박판을 에칭(etching)하는 것이다. 그러나 에칭에 의한 마스크의 제조방법은 마스크가 대형화 되고 슬롯(11)의 패턴이 미세화 됨에 따라 폭 공차 및 슬롯(11) 가장자리의 공차를 정확하게 일치시킬 수 없는 문제점이 있다. 특히 박판을 에칭하여 마스크(10)를 제작하는 경우 박판이 오버 에칭이나 언더 에칭되는 경우 슬롯(11)의 규격을 균일하게 할 수 없었다.

한편, 상기 전기 주형법(electro forming)은 전기도금과 같은 조작으로 금속염 용액의 전기 분해에 의해서 모형(母型) 위에 금속을 전해에 의해 필요한 두께로 증착시킨 후 모형에서 박리하게 되면 모형과 요철이 반대인 전기 주조품이 되는데 이러한 원리를 이용하여 마스크를 제조하는 방법이다.

그런데, 상기 전기 주형법에 의해 마스크를 제조하기 위한 마스크의 재료는 니켈(Ni)과 코발트(Co)의 합금을 사용하게 되는데, 이 재료를 이용하는 경우 제조된 표면 거칠기 및 슬롯 패턴의 정밀도는 매우 높일 수 있으나 용접성이 좋지 않아 프레임과 용접시 마스크에 크랙이 발생하는 문제점이 있다. 즉, 상기 코발트는 타 금속과의 합금시 경도와 강도를 증가시키게 되므로 취성이 상대적으로 증가하여 도 2에 도시된 바와 같이 용접시 쉽게 크랙이 발생되는 문제점이 있다.

마스크와 프레임이 결합된 조립체의 예들이 일본 공개 특허공보2000-0060589호, 일본 공개 특허 공보 1999-0071583호, 일본 공개 특허공보 2000-12238호 등에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연성을 증가시켜 프레임과의 용접시 크랙의 발생을 억제할 수 있는 증착용 마스크 프레임 조립체와 이의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 마스크 프레임 조립체의 분리 사시도,

도 2는 코발트 함유 마스크와 프레임의 용접부위를 나타내 보인 사진

도 3은 본 발명에 따른 마스크 프레임 조립체의 분리 사시도,

도 4 및 도 5는 마스크의 일부를 발췌하여 도시한 일부절제 사시도,

도 6A 내지 도 6D 마스크의 제조방법을 단계별로 나타내 보인 도면,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증착용 마스크 프레임 조립체는 제1금속으로 이루어지며 증착을 위한 소정 패턴의 슬롯들이 형성된 금속기재와, 상기 금속기재의 표면에 제2금속으로 코팅되어 슬롯의 정밀도와 표면조도를 높인 코팅층을 포함하는 마스크와,

상기 마스크에 인장력이 가하여지도록 이를 지지하는 프레임을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1금속은 니켈로 이루어지며 그 두께는 28 내지 48㎛를 가진다. 그리고 상기 제2금속은 니켈과 코발트의 합금으로 이루어지며 두께는 2 내지 17㎛의 두께를 가진다.

상기 목적을 달성하기 위한 마스크 프레임 조립체의 제조방법은

마스크의 패턴과 동일한 소정의 패턴을 가지는 전착용 플레이트를 이용하여 제2금속을 소정의 두께로 전기주형법에 의해 하부 코팅층을 전착하는 제1단계와,

상기 제2금속의 상면에 제2금속보다 연성을 가지는 제1금속을 전착하여 마스크를 제조하는 제2단계와,

상기 전착용 플레이트로부터 마스크를 분리하는 제3단계와,

상기 분리된 마스크에 인장력이 가하여지도록 프레임에 고정하는 제4단계를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

제2단계에 있어서, 마스크의 표면에 상부 코팅층을 형성하여 표면조도와 정밀도를 높이는 단계를 더 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 5에는 본 발명에 따른 증착용 마스크 프레임 조립체의 일 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 증착용 마스크 프레임 조립체(100)는 소정 패턴의 슬롯(111)이 형성된 마스크(110)와, 이 마스크(110)를 인장력이 가하여 지도록 지지되는 프레임(120)을 포함한다.

상기 마스크(110)는 연성을 가지는 제1금속인 니켈(Ni)로 이루어지며 증착을 위한 소정 패턴의 슬롯(111)들이 형성된 박판상의 금속기재(112)와, 상기 금속기재(112)의 표면에 정밀도와 표면조도를 높인 제2금속이 코팅되어 이루어진 코팅층(113)을 포함한다. 상기 제1금속은 순수 100%의 니켈로 이루어지나 이에 한정 되지 않고 전기 주형법에 의해 상기 슬롯을 가진 금속기재(112)를 제작할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 그리고 상기 금속기재(112)의 표면에 코팅된 코팅층(113)은 니켈(Ni)과 코발트(Co)의 합금으로 이루어지는데, 이 합금은 니켈 85 중량 %와 코발트 15중랑%로 이루어질 수 있다. 여기에서 상기 마스크를 이루는 금속기재(112)의 두께와 상기 코팅층(113)의 두께는 각각 28 내지 48㎛와 2 내지 17㎛를 갖도록 함이 바람직하다. 한편, 상기 금속기재는 철(Fe) 크롬(Cr) 니켈 (ni)을 주성분으로 하는 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 코팅층은 금속기재에 코발트를 함유한 합금으로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 증착용 마스크 프레임 조립체의 제조방법을 도 6A 내지 도 6D에 나타내 보였다.

상기 증착용 마스크의 제조는 전기 주형법을 이용한 것으로, 도면을 참조하면, 마스크(110)의 형상 즉, 마스크의 외형과 슬롯을 형성하기 스트립들과 대응되는 부위가 관통된 필름(201)이 부착된 전착용 플레이트(200)를 준비하는 제 1단계와, 상기 필름(201)이 부착된 전착용 플레이트(200)의 준비가 완료되면, 도 6A에 도시된 바와 같이 전기 주형법을 이용하여 상기 필름(201)에 의해 노출된 전착용 플레이트(200)에 제2금속을 이용하여 상기 코팅층(113)의 일부를 이루는 하부 코팅층(113a)을 5㎛ 정도로 전착 하는 제2단계를 수행한다.

그리고 도 6B에 도시된 바와 같이 하부 코팅층(113a)의 형성이 완료되면, 하부 코팅층(113a)의 상면에 상기 제2금속 보다 연성을 가지는 1금속인 니켈을 전착하여 마스크의 금속기재(112)를 형성하는 제 3단계를 수행한다. 여기에서 상기 금속기재(112)의 전착은 두께가 28 내지 48㎛ 이상의 두께를 갖도록 함이 바람직하다. 상술한 하부 코팅층(113a)과 금속기재(112)의 전착을 위한 전착은 마스크의 사용조건에 따라 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

상기 금속기재(112)층의 전착이 완료되면 이의 상면에 상기 제2금속을 이용하여 상부 코팅층(113b)을 형성하는 제4단계를 수행한다. 상기 상부 코팅층(113b)의 두께는 상기 하부 코팅층(113a)의 두께와 동일한 두께를 갖도록 형성함이 바람직하다.

상기와 같이 마스크의 제작을 위한 전착이 완료되면, 전착용 플레이트(200)로부터 마스크(110)를 분리하는 제5단계를 수행하고, 이 분리된 마스크를 프레임(120)에 인장력이 가하여지도록 지지하는 제6단계를 수행한다. 상기 제6단계에 있어서, 프레임(120)에 마스크를 고정하는 과정에서 마스크의 각 부위에 인장력이 균일하게 가하여지도록 하여 슬롯(111)의 변형이 이루어지지 않도록 함이 바람직하다.

상술한 바와 같은 제조방법에 의해 제조된 마스크 프레임 조립체는 마스크를 이루는 금속기재(112)가 상대적으로 연성이 좋은 니켈로 이루어져 있으므로 프레임(120)과의 용접시 용접부위가 깨어지는 것을 방지할 수 있으며, 금속기재의 외면에 코팅층(113)이 형성되어 있으므로 마스크(110)의 항복강도가 높으며, 나아가서는 마스크(110)에 형성된 슬롯(111)의 변형을 억제할 수 있다. 그리고 상기 금속기재(112)의 표면에 형성된 코팅층(113)은 마스크의 표면조도를 높여 슬롯의 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 마스크의 세정이 원활하게 이루어지도록 하다.

또한 상기와 같이 증착용 마스크를 전기 주형법에 의해 제작하는 경우 슬롯을 형성하는 스트립이 구형을 이루게 되므로 증착시 발생하는 섀도우 이펙트(shadow effect)를 줄일 수 있게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 증착용 마스크 프레임 조립체 및 이의 제조방법은 마스크와 프레임의 용접시 발생되는 크랙을 최소화 하고 항복강도를 높임으로써 마스크의 변형을 최소화 할 수 있는 이점을 가진다.

본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 사상적 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 그리고 설명되지는 않았으나 균등한 수단도 본 발명에 포함되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 증착용 마스크 프레임 조립체는 제1금속으로 이루어지며 증착을 위한 소정 패턴의 슬롯들이 형성된 금속기재와, 상기 금속판 기재의 표면에 제2금속이 코팅되어 슬롯의 정밀도와 표면조도를 높인 코팅층을 포함하는 섀도우마스크와,

   상기 섀도우마스크에 인장력이 가하여지도록 이를 지지하는 프레임을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 증착용 마스크 프레임 조립체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1금속은 니켈로 이루어지며 상기 제2금속은 니켈과 코발트의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착용 마스크 프레임 조립체.
3. 제2항에 있어서,

   상기 금속기재와 코팅층의 두께는 각각 두께는 28 내지 48㎛와 2 내지 17㎛인 것을 특징으로 하는 증착용 마스크 프레임 조립체.
4. 마스크의 패턴과 동일한 소정의 패턴을 가지는 전착용 플레이트를 이용하여 제2금속을 소정의 두께로 전기주형법에 의해 하부 코팅층을 전착하는 제1단계와,

   상기 제2금속의 상면에 제2금속보다 연성을 가지는 제1금속을 전착하여 마스크를 제조하는 제2단계와,

   상기 전착용 플레이트로부터 마스크를 분리하는 제3단계와,

   상기 분리된 마스크에 인장력이 가하여지도록 프레임에 고정하는 제4단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 증착용 마스크 프레임 조립체의 제조 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제2단계에 있어서, 전착이 완료된 마스크의 표면에 상부 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전착용 마스크 프레임 조립체의 제조방법.