KR20060114602A - 평판 표시소자용 마스크 장치 및 이를 이용한 마스크고정방법 - Google Patents

평판 표시소자용 마스크 장치 및 이를 이용한 마스크고정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크 프레임의 사용횟수를 증가시켜 편판 표시소자의 제조비용을 절감할 수 있는 평판 표시소자용 마스크 장치 및 이를 이용한 마스크 고정방법에 관한 것이다.
본 발명은 소정방향으로 스트레칭된 마스크와; 상기 스트레칭된 마스크를 고정 및 지지하기 위한 사각 틀 형태의 마스크 프레임을 구비하고, 상기 마스크 프레임은 상기 마스크와의 중첩영역 외곽에 소정 각도로 기울어진 경사면을 가지며 상기 마스크는 상기 마스크 프레임의 경사면에 용접되어 고정된다.

Description

평판 표시소자용 마스크 장치 및 이를 이용한 마스크 고정방법{APPARATUS MASK FOR FLAT DISPLAY DIVICE AND METHOD OF MASK FIXING USING THE SAME}
도 1은 종래의 유기 전계발광 표시소자의 하나의 픽셀을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 마스크 및 마스크 프레임의 정렬을 나타내는 도면.
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절취한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 장치를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마스크 장치를 나타내는 단면도.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 실시 예에 따른 마스크 고정방법을 설명하기 위한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
42,142 : 레이저 60,160 : 마스크
70,170 : 마스크 프레임 72, 172 : 상부면
76 : 단차 174 : 홈
176 : 경사면
본 발명은 마스크 프레임에 관한 것으로 특히, 마스크 프레임의 사용횟수를 증가시켜 평판 표시소자의 제조비용을 절감할 수 있는 평판 표시소자용 마스크 장치 및 이를 이용한 마스크 고정방법에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기 전계발광(Electro-Luminescence : 이하, EL이라 함) 표시소자 등이 있다.
이들 중 유기 EL 표시소자는 전자와 정공의 재결합으로 형광체를 발광시키는 자발광 소자로, 그 형광체로 무기 화합물을 사용하는 무기 EL과 유기 화합물을 사용하는 유기 EL로 대별된다. 이러한 EL 표시소자는 액정표시장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 발광소자에 비하여 응답속도가 음극선관과 같은 수준으로 빠르다는 장점을 갖고 있다. 또한, EL 표시소자는 저전압 구동, 자기발광, 박막형, 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 높은 콘트라스트 등의 많은 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.
도 1은 유기 EL 표시소자의 발광원리를 설명하기 위한 일반적인 유기 EL 셀 구조를 도시한 단면도이다. 유기 EL 셀은 애노드전극(4)과 캐소드전극(12) 사이에 위치하는 유기발광층(10)을 구비하고, 유기발광층(10)은 전자주입층(10a), 전자수송층(10b), 발광층(10c), 정공수송층(10d), 정공주입층(10e)을 구비한다.
애노드전극(4)과 캐소드전극(12) 사이에 전압을 인가하면, 캐소드전극(12)으로부터 발생된 전자는 전자주입층(10a) 및 전자수송층(10b)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 또한, 에노드전극(4)으로부터 발생된 정공은 정공주입층(10e) 및 정공수송층(10d)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(10c)에서는 전자수송층(10b)과 정공수송층(10d)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함에 의해 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 애노드전극(4)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시하게 된다.
한편, 종래의 유기 EL 표시소자의 박막들은 마스크를 이용한 열증착 및 진공증착 공정에 의해 형성되며, 이 때 이용되는 마스크는 별도의 공정에 의해 제작, 원하는 크기로 스트레칭 된 후 마스크 프레임에 고정되어 소정의 유기물 등을 형성하는 경우에 이용된다.
도 2는 마스크를 마스크 프레임에 고정시키기 위한 공정을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절취한 마스크가 마스크 프레임에 용접된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 마스크(60)는 유기물 등의 증착공정시 모기판 상의 다수의 유기 EL 표시소자들의 형성영역과 대응될 어레이영역(P1)과, 어레이영역(P1)을 제외한 영역으로써 마스크 프레임(70)과 중첩되는 비어레이영역(P2)으로 구분된다.
마스크 프레임(70)은 사각 틀 형태로 제조되며 마스크(60)와 마주보는 면에는 소정의 단차(76)가 마련되고, 단차(76)에 의해 마스크(60) 방향으로 돌출된 마스크 프레임(70)의 상부면(72)은 마스크(60)의 비어레이영역(P2)과 중첩되며, 마스크(60)는 마스크 프레임(70)의 상부면(72)에 용접되어 마스크 프레임(70)에 고정된다.
이러한 구조를 가지는 마스크(60) 및 마스크 프레임(70)은 마스크(60)가 마스크 프레임(70) 상에서 스트레칭됨으로써 도 2와 같이 정렬된 후, 도 3에 도시된 바와 같이 마스크(60)의 비어레이영역(P2)과 마스크 프레임(70)의 상부면(72)이 접촉된 상태에서 레이저(42)를 이용하여 용접이 실시됨으로써 마스크(60)는 마스크 프레임(70)에 고정되게 된다. 정렬 및 용접을 통하여 마스크 프레임(70)에 고정된 마스크(60)는 모기판 상에 정렬되며 유기물 등이 마스크(60)를 통하여 선택적으로 투과됨으로써 유기발광층을 포함하는 다수의 박막들이 모기판 상에 형성된다.
이와 같이 마스크 프레임(70)에 고정된 마스크(60)를 이용하여 다수 번의 증착공정이 실시되게 되면 다수 번의 증착공정이 실시된 마스크(60)는 폐기된다. 하지만, 마스크 프레임(70)은 다수 번의 증착공정이 실시된 후 폐기되는 마스크(60)와는 달리 마스크(60)를 제거한 후 새로운 마스크와 용접되어 다른 증착공정에 사용되게 된다.
이 때, 새로운 마스크와의 용접 전에 마스크 프레임(70)은 이전 마스크(60)와의 용접에 의한 용접흔적을 제거하기 위한 연마(polishing)공정을 거치게 되는데 이 연마공정은 마스크 프레임(70)의 상부면(72) 전체에 실시된다. 즉, 마스크 프 레임(70)에는 레이저(42)에 의한 하나의 용접흔적만이 잔존함에도 불구하고 마스크 프레임(70)의 상부면(72) 전체가 연마됨으로써 마스크 프레임(70)의 상부면(72) 전체가 마모된다. 따라서, 마스크 프레임(70)은 상부면(72)의 마모로 인해 공정 상에서 요구되는 마스크 프레임(70)의 높이를 좌우하는 마스크 프레임(70)의 상부면(72)이 연마되어 마스크 프레임(70)은 그 수명이 단축되게 되며 이에 따라, 유기 EL 표시소자의 제조공정에서 마스크 프레임(70)을 자주 교체하여야 하는 문제가 발생 유기 EL 표시소자의 제조비용이 상승된다.
따라서, 본 발명의 목적은 마스크 프레임의 사용횟수를 증가시켜 평판 표시소자의 제조비용을 절감할 수 있는 마스크 프레임 및 이를 이용한 마스크 고정 및 스트레칭 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시소자용 마스크 장치는 소정방향으로 스트레칭된 마스크와; 상기 스트레칭된 마스크를 고정 및 지지하기 위한 사각 틀 형태의 마스크 프레임을 구비하고, 상기 마스크 프레임은 상기 마스크와의 중첩영역 외곽에 소정 각도로 기울어진 경사면을 가지며 상기 마스크는 상기 마스크 프레임의 경사면에 용접되어 고정된다.
상기 마스크를 새로운 마스크로 교체하기 위해 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에서 제거하는 경우, 상기 마스크 프레임의 경사면 상에 잔존하는 용접흔적은 연마공정에 의해 제거된다.
상기 마스크 프레임은 상기 마스크와의 중첩영역에 홈을 구비하고, 상기 홈은 상기 마스크 프레임의 세정공정 및 건조공정시 수분 및 열풍의 이동통로로 이용된다.
본 발명의 실시 예에 따른 마스크 고정방법은 소정방향으로 스트레칭된 마스크를 마련하는 단계와; 상기 마스크와의 중첩영역 외곽에서 소정 각도로 기울어진 경사면을 가지는 사각 틀 형태의 마스크 프레임을 마련하는 단계와; 상기 마스크와 상기 마스크 프레임을 정렬시키는 단계와; 상기 마스크 프레임의 경사면에 상기 마스크를 용접하여 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에 고정시키는 단계를 포함한다.
상기 마스크를 상기 마스크 프레임에 고정시키는 단계는, 상기 마스크를 상기 마스크 프레임과 평행한 방향으로 1차 스트레칭하는 단계와; 상기 1차 스트레칭 된 마스크를 상기 마스크 프레임에 접착시키는 단계와; 상기 마스크 프레임에 고정된 상기 마스크를 상기 마스크 프레임의 경사면이 기울어진 각도와 평행한 각도로 2차 스트레칭하는 단계를 포함한다.
상기 마스크 고정방법은 새로운 마스크로의 교체를 위해 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에서 제거하는 단계와; 상기 기존의 마스크와 용접되었던 상기 마스크 프레임의 경사면 상에 위치하는 용접흔적을 연마하는 단계를 더 포함한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 및 도 6d를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에서 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자용 마스크 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자용 마스크 장치는 사각틀 형태의 마스크 프레임(170)과 마스크 프레임(170)에 고정되는 마스크(160)를 구비한다.
마스크(160)는 유기물 등의 증착공정시 모기판 상의 다수의 유기 EL 표시소자들이 형성될 영역과 대응되는 어레이영역(P1)과, 어레이영역(P1)을 제외한 영역 즉, 마스크 프레임(170)과 중첩되는 비어레이영역(P2)으로 구분된다.
마스크 프레임(170)은 사각 틀 형태로 제조되며, 마스크(160)의 비어레이영역(P2)과 중첩되는 영역의 외곽에 소정의 기울기를 가지는 경사면(176) 및 경사면(176)에 의해 마스크(160) 방향으로 돌출된 마스크 프레임(170)의 상부면(172)을 구비한다.
마스크(160)는 마스크 프레임(170) 상에서 스트레칭됨으로써 마스크 프레임(170) 상에서 마스크(160)의 어레이영역(P1)을 제외한 마스크(160)의 비어레이영역(P2)과 마스크 프레임(170)의 상부면(172) 및 마스크 프레임(170)의 경사면(176)과 접촉되도록 정렬되며 이 후, 마스크(160)가 접촉된 마스크 프레임(170)의 경사면(176)에 용접을 실시함으로써 마스크(160)는 마스크 프레임(170)에 고정된다.
이와 같은 정렬 및 용접을 통하여 마스크 프레임(170)에 고정된 마스크(160)는 모기판 상에 정렬되며 유기물 등이 마스크(160)를 통하여 선택적으로 투과됨으로써 유기발광층을 포함하는 다수의 박막들이 모기판 상에 형성된다.
마스크 프레임(170)에 고정된 마스크(160)를 이용하여 다수 번의 증착공정이 실시되면 다수 번의 증착공정이 실시된 마스크(160)는 폐기되며, 마스크 프레임(170)은 다수 번의 증착공정이 실시된 마스크(160)를 제거한 후 새로운 마스크와 용접되어 다른 증착공정에서 사용되게 된다.
여기서, 마스크 프레임(170)은 새로운 마스크를 마스크 프레임(170)에 고정시키기 위하여 이전 마스크(160)와의 용접흔적을 제거되어야 하며, 용접흔적은 용접이 실시된 마스크 프레임(170)의 경사면(172)에만 연마(polishing)공정을 실시함으로써 제거될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자의 마스크 장치는 공정 상에서 요구되는 마스크 프레임(170)의 높이를 좌우하는 마스크 프레임(170)의 상부면(172)을 연마하지 않음으로써 마스크 프레임(170)의 사용횟수를 증가시킬 수 있으며 이에 따라, 유기 EL 표시소자의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자용 마스크 장치는 전술한 실시 예와 비교하여 마스크 프레임(170)의 상부면(172)에 홈(174)을 더 구비한다.
이러한 홈(174)은 마스크 프레임(170)의 세정 및 건조 공정시 수분 및 열풍의 이동통로를 제공하며 그 결과, 마스크 프레임(170)의 건조 및 세정공정의 효율 을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 마스크 장치의 마스크 프레임(170)은 그 외곽영역에 경사면(176)이 형성되며, 마스크(160)를 마스크 프레임(170)의 경사면(176)에 용접시키기 위하여 마스크 프레임(170)의 상부면(172)을 거쳐 마스크 프레임(170)의 경사면(176)까지 중첩되도록 마스크(160)를 마스크 프레임(170)에 접촉시켜야 한다.
이에 따라, 종래 마스크(160)를 마스크 프레임(170)의 상부면(172)에 용접시키던 것과는 다른 방법으로 마스크(160)를 마스크 프레임(170)의 경사면(172)에 용접 고정하여야 한다.
이러한 본 발명의 마스크 프레임(170)에 마스크(160)를 고정하는 방법을 도 6a 내지 6d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6a를 참조하면, 마스크(160)를 마스크 프레임(170) 상에 정렬시킨 후, 마스크 프레임(170)의 상부면(172)과 평행한 방향으로 모기판의 유기 EL 표시소자들이 형성된 영역과 마스크(160)의 어레이영역(P1)이 대응되도록 마스크(160)를 1차 스트레칭한다.
이 후, 모기판 상에 유기 EL 표시소자들이 형성된 영역과 마스크(160의 어레이영역(P1)이 대응되도록 마스크(160)가 스크레칭되면 도 6b와 같이, 마스크(160)를 마스크 프레임(170)에 접촉시킨다.
그런 다음, 도 6c에 도시된 바와 같이 마스크(160)를 마스크 프레임(170)의 경사면(176)과 평행한 방향으로 2차 스트레칭하며, 2차 스트레칭에 의해 마스크(160)의 비어레이영역(P2)이 마스크 프레임(170)의 경사면(176)에 접촉되게 되면 도 6d와 같이 마스크 프레임(170)의 경사면(176)에 레이저(142)를 조사하여 마스크(160)를 마스크 프레임(170)에 용접함으로써 마스크(160)를 마스크 프레임(170) 상에 고정시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판 표시소자용 마스크 장치 및 마스크 고정방법은 마스크 프레임의 외곽영역에 형성된 경사면에 마스크를 용접하여 마스크를 마스크 프레임에 고정함으로써 마스크 프레임에서 마스크를 제거할 때 마스크 프레임의 경사면만을 연마할 뿐 마스크 프레임의 상부면은 연마하지 않음으로 마스크 프레임의 사용횟수를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 평판 표시소자의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (6)

  1. 소정방향으로 스트레칭된 마스크와;
    상기 스트레칭된 마스크를 고정 및 지지하기 위한 사각 틀 형태의 마스크 프레임을 구비하고,
    상기 마스크 프레임은 상기 마스크와의 중첩영역 외곽에 소정 각도로 기울어진 경사면을 가지며 상기 마스크는 상기 마스크 프레임의 경사면에 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자용 마스크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크를 새로운 마스크로 교체하기 위해 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에서 제거하는 경우, 상기 마스크 프레임의 경사면 상에 잔존하는 용접흔적은 연마공정에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자용 마스크 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 프레임은 상기 마스크와의 중첩영역에 홈을 구비하고,
    상기 홈은 상기 마스크 프레임의 세정공정 및 건조공정시 수분 및 열풍의 이동통로로 이용되는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자용 마스크 장치.
  4. 소정방향으로 스트레칭된 마스크를 마련하는 단계와;
    상기 마스크와의 중첩영역 외곽에서 소정 각도로 기울어진 경사면을 가지는 사각 틀 형태의 마스크 프레임을 마련하는 단계와;
    상기 마스크와 상기 마스크 프레임을 정렬시키는 단계와;
    상기 마스크 프레임의 경사면에 상기 마스크를 용접하여 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 마스크를 상기 마스크 프레임에 고정시키는 단계는,
    상기 마스크를 상기 마스크 프레임과 평행한 방향으로 1차 스트레칭하는 단계와;
    상기 1차 스트레칭 된 마스크를 상기 마스크 프레임에 접착시키는 단계와;
    상기 마스크 프레임에 고정된 상기 마스크를 상기 마스크 프레임의 경사면이 기울어진 각도와 평행한 각도로 2차 스트레칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 고정방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    새로운 마스크로의 교체를 위해 상기 마스크를 상기 마스크 프레임에서 제거하는 단계와;
    상기 기존의 마스크와 용접되었던 상기 마스크 프레임의 경사면 상에 위치하 는 용접흔적을 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스크 고정 방법.
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