KR20060118849A - 조립 가능한 마스크 프레임 - Google Patents

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KR20060118849A
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정석화
김석주
김상전
신성환
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Abstract

본 발명은 다양한 규격의 기판 및 마스크에도 적용할 수 있는 조립식 마스크 프레임을 개시한다. 본 발명에 따른 마스크 프레임은 양단에 연결 수단(돌출편 또는 요부)이 각각 형성된 다수의 중간 부재; 및 각 선단에는 중간 부재의 연결 수단과 대응하는 연결 수단(요부 또는 돌출편)이 형성되어 있는 다수의 연결 부재를 포함하되, 각 연결 부재는 일체화된 제 1 및 제 2 부재로 이루어져 있어 다수의 중간 부재가 다수의 연결 부재를 통하여 연결되어 마스크와 동일한 형상을 갖는다. 각 연결 부재의 제 1 및 제 2 부재는 직각을 이루며, 각 요부는 제 1 및 제 2 부재의 길이 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 마스크 프레임은 각 중간 부재와 이에 대응하는 연결 부재를 각각 클램핑하는 다수의 클램핑 수단을 더 포함한다.
유기 전계 발광 소자, 마스크 프레임

Description

조립 가능한 마스크 프레임{Mask frame}
도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도.
도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.
도 3은 유기 전계 발광 소자의 제조 공정에서 사용되는 일반적인 마스크의 평면도.
도 4는 유기 EL층 형성 공정을 진행하기 위하여 프레임, 마스크, 기판, 플레이트 및 마그네트를 배열시킨 상태를 도시한 개략적인 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 마스크 프레임의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 마스크 프레임의 평면도.
도 7은 도 6의 "B" 부분의 상세도.
본 발명은 마스크 프레임에 관한 것으로서, 특히 조립식으로 구성되어 다양한 규격의 기판 및 마스크에 적용할 수 있는 마스크 프레임에 관한 것이다.
유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에서 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하 고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상이다. 이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자의 구조 및 제조 단계를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 유기 전계 발광 소자는 투명 기판(1) 상에 배열된 ITO층(2), ITO층(2) 상에 형성된 유기 전계 발광층(3; 이하 "유기 EL 층"이라 칭함), 유기 EL 층(3) 상에 형성된 금속층(4)으로 이루어진다.
이상과 같은 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제조하는 각 단계를 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 글라스 기판(1) 상에 다수의 ITO층(2)을 형성하고, ITO층(2)의 일부(유기 EL층 및 금속층으로 이루어진 발광 영역)를 제외한 전체 영역에 절연막(4a)을 형성한다. 그 후, ITO층(2)을 가로지르는 형태로 다수의 격벽(5)을 형성하며, 이후 격벽(5)을 포함한 전체 구조 상부에 유기 EL층(3)과 금속층(4)을 순차적으로 형성한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 구조로 이루어진 다수의 소자 영역(이하, "액티브(active) 영역"이라 칭함)들이 글라스 기판(1) 상에 형성되며, 이후 각 액티브 영역에서의 각 ITO층(2)과 금속층(4)에 대한 배선 공정, 캡 부착 공정을 거치게 되며, 최종적으로 개별 소자화를 위한 글라스 기판 절단 공정이 진행된다.
유기 전계 발광 소자의 제조 공정 중에서, 글라스 기판 상에 한정된 각 액티브 영역 상에 R(red), G(green), B(blue) 계열의 유기 EL층을 형성하는 공정에서는 마스크(mask)가 이용된다.
도 3은 유기 전계 발광 소자의 제조 공정에서 사용되는 일반적인 그릴형 마스크의 평면도이다.
글라스 기판의 전체 면적과 대응하는 규격의 마스크(10)에는 글라스 기판의 예정된 액티브 영역들과 각각 대응하는 다수의 그릴(grille)부(12)들이 형성되어 있다. 각 그릴부(12)는 마스크 기본 부재(11)를 관통하여 형성된 다수의 그릴로 이루어지며, 증착원에서 발생된 R, G, 또는 B 계열의 유기물 증착 재료 증기가 각 그릴을 통과하여 기판에 도달한다.
이와 같은 구성을 갖는 마스크(10)를 유기 EL층 형성 공정에 투입하기에 앞서 마스크(10)에 대한 스트레칭(stretching) 공정 및 프레임으로의 부착 공정을 실시한다.
마스크(10)는 금속 박막(薄膜) 형태로 제조되며, 따라서 마스크(10)는 부분적으로 장력(tension)이 다르게 나타난다. 부분적으로 다른 장력을 갖는 마스크(10)를 이용하여 좁은 폭의 유기 EL층을 글라스 기판의 각 액티브 영역 상의 정확한 위치에 형성하기 어려우며, 따라서 스트레칭 장치(stretcher)를 이용하여 마스크(10)를 잡아당겨 전체 면에 걸쳐 균일한 장력을 갖도록 한다.
이와 같이 그립퍼에 의하여 전체 면에 균일한 장력을 갖는 마스크(10)를 프레임에 (용접) 고정시킨다. 이후 절단 예정선(L)을 따라서 절단 공정을 수행하여 그릴부(12)가 형성되지 않은 기본 부재(11)의 외곽부를 제거하며, 이와 같은 공정에 의하여 구성된 마스크(10)를 이용한 유기 EL층 형성 공정을 진행한다.
도 4는 유기 EL층 형성 공정을 진행하기 위하여 마스크 프레임, 마스크, 기판, 플레이트 및 마그네트를 배열시킨 상태를 도시한 개략적인 단면도로서, 마스크(10)가 고정된 프레임(20) 상에 기판(30)을 위치시키고 기판(30) 상부에 플레이트(40)를 설치한다. 또한, 플레이트(40) 상부에 마그네트(50)를 설치한 상태에서 유기 EL층 증착 공정을 진행한다.
한편, 위에서 언급한 각 부재들은 서로 밀착된 상태를 유지하나, 도 4에서는 각 부재를 구분하기 위하여 분리된 상태로 나타내었다.
프레임(20)의 중앙부의 개구(21), 마스크(10)의 패턴(그릴)을 통과한 유기 EL 재료 증기는 기판(30) 표면에 증착되며, 이 과정에서 마그네트(50)의 자력이 프레임(20) 및 마스크(10)에 작용함으로써 기판(30)과 프레임(20)은 마스크(10)를 사이에 두고 플레이트(40)에 밀착된 상태를 유지하게 된다. 따라서 기판(30) 표면에는 마스크(10)의 패턴과 동일한 패턴의 증착막이 형성될 수 있다.
이와 같은 용도로 사용되는 마스크 프레임(20)의 구체적인 구성을 각 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 4에 도시된 마스크 프레임(20)의 평면도로서, 단일 부재로 이루어진 마스크 프레임(20)은 전체적으로 도 3에 도시된 마스크(10)의 형상과 동일한 사각 형상을 가지며, 그 중앙부에는 유기 EL 재료 증기가 통과하는 사각 개구(21)가 형성되어 있다.
미설명부호 "R"은 각 모서리부에 형성된 요부, "r"은 마스크(10)가 용접, 고정되는 라인을 각각 나타낸다.
이와 같이 구성된 마스크 프레임(20)은 그 규격이 변화될 수 없기 때문에 단일 규격의 마스크(10) 및 기판(30)에 대해서만 사용할 수 있으며, 따라서 그 적용 범위가 한정될 수 밖에 없다.
즉, 기판(30)에 대한 증착 공정을 위하여 마스크(10) 및 기판(30)에 맞는 규격의 마스크 프레임(20)을 준비해야만 하며, 따라서 다양한 규격의 기판(30)에 대한 증착 공정을 진행하기 위해서는 각 기판(30) 및 마스크(10)의 규격과 일치하는 다양한 규격의 마스크 프레임(20)들을 제작할 수 밖에 없다.
본 발명은 마스크를 고정하는 마스크 프레임이 갖고 있는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 규격의 기판 및 마스크에도 적용할 수 있는 조립식 마스크 프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 마스크 프레임은 양단에 체결 수단(돌출편 또는 요부)이 각각 형성된 다수의 중간 부재; 및 각 선단에는 중간 부재의 체결 수단과 대응하는 체결 수단(요부 또는 돌출편)이 형성되어 있는 다수의 연결 부재를 포함하되, 각 연결 부재는 일체화된 제 1 및 제 2 부재로 이루어져 있어 다수의 중간 부재가 다수의 연결 부재를 통하여 연결되어 마스크와 동일한 형상을 갖는다.
각 연결 부재의 제 1 및 제 2 부재는 직각을 이루며, 각 요부는 제 1 및 제 2 부재의 길이 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 마스크 프레임은 각 중간 부재와 이에 대응하는 연결 부재를 각각 클램핑하는 다수의 클램핑 수단을 더 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 마스크 프레임을 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 마스크 프레임의 평면도로서, 본 발명에 따른 마스크 프레임(100)은 다수의 중간 부재(101) 및 다수의 연결 부재(102)를 포함한다.
각 중간 부재(101)의 상부면은 마스크(도 3 및 도 4의 10)의 하부면이 밀착되는 평면이며, 그 양단에는 연결 수단인 소정의 길이의 돌출편(101A)이 형성되어 있다.
각 연결 부재(102)의 상부면 역시 마스크의 하부면이 밀착되는 평면이며, 서로 수직을 이루고 일체화된 제 1 및 제 2 부재(102-1 및 102-2)로 이루어진다. 또한 제 1 및 제 2 부재(102-1 및 102-2)의 각 선단에는 연결 수단인 소정 깊이의 요부(102-1A 및 102-2A)가 형성되어 있다.
여기서, 각 중간 부재(101)의 돌출편(101A)은 중간 부재의 길이 방향으로 형성되며, 또한 각 연결 부재(102)의 각 요부(102-1A 및 102-2A)는 제 1 및 제 2 부재(102-1 및 102-2)의 길이 방향으로 형성된다. 따라서 각 돌출편(101A)은 대응하는 요부(102-1A 및 102-2A)에 큰 무리 없이 삽입될 수 있다.
한편, 다수의 중간 부재(101)는 서로 다른 다양한 길이를 가지며, 따라서 작업자는 기판 및 마스크의 규격에 따라 적절한 길이의 중간 부재(101)를 선택하여 프레임을 조립, 사용할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따른 마스크 프레임(100)의 사용 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판 및 마스크의 규격에 맞추어 적절한 길이의 중간 부재(101)를 선정하며, 선택된 중간 부재(101)의 양단을 어느 한 연결 부재(102)의 제 1 부재(102-1) 선단 및 또다른 연결 부재(102)의 제 2 부재(102-2) 선단에 각각 대응시킨다. 이후, 중간 부재(101)의 양단에 형성된 돌출편(101A)을 각 연결 부재(102)의 제 1 부재(102-1) 및 제 2 부재(102-2)에 형성된 요부(102-1A 및 102-2A)에 각각 삽입시킴으로써 2개의 연결 부재(102)와 하나의 중간 부재(101)가 연결된다.
이후, 위와 같은 방법으로 도 6에 도시된 바와 같이 4개의 연결 부재(102)와 4개의 중간 부재(101)를 서로 연결함으로써 사각형의 마스크 프레임(100)이 형성된다.
위에서 설명한 바와 같이, 각 중간 부재(101)의 각 종단에 형성된 돌출편(101A)을 연결 부재(102)의 각 요부(102-1A 및 102-2A)에 각각 삽입함으로써 마스크 프레임(100)을 구성하는 다수의 부재(101 및 102)는 흔들림 없이 그 형상을 유지할 수 있다.
한편, 돌출편(101A)과 요부(102-1A 및 102-2A)로 이루어진 연결 수단에 더하여 다수의 클램핑 수단을 구성함으로써 4개의 연결 부재(102)와 4개의 중간 부재(101)의 연결 상태를 더욱 견고하게 할 수 있다.
도 7은 도 6의 "B" 부분의 상세도로서, 연결 부재(102)와 중간 부재(101)에 형성된 어느 한 클램핑 수단을 도시하고 있다. 각 클램핑 수단은 연결 부재(102)의 선단부 외측에 회전 가능하게 장착된 클램핑 고리(102B) 및 중간 부재(101) 선단부 외측에 장착된 클램핑 핀(101B)으로 이루어진다.
중간 부재(101)의 돌출편(101A)을 연결 부재(102)의 요부(102-2A)에 삽입시킨 상태에서 클램핑 고리(102B)를 회전시켜 클램핑 핀(101B)에 끼움으로써 외력, 특히 중간 부재(101)의 길이 방향으로 외력이 작용하는 경우에도 중간 부재(101)와 연결 부재(102)의 연결 상태는 해제되지 않는다.
도 7에서는 도 6의 "B" 부분에만 클램핑 수단을 구성한 상태를 도시하고 있으나, 중간 부재(101)와 연결 부재(102)가 대응하는 모든 부분에 클램핑 수단을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7에서는 중간 부재(101)에 클램핑 핀(101B)이, 그리고 연결 부재(102)에 클램핑 고리(102B)가 형성되어 있음을 도시하고 있으나, 그 반대로 중간 부재(101)에 클램핑 고리를, 연결 부재(102)에 클램핑 핀을 형성하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
도 6에 도시된 마스크 프레임(100)의 중간 부재(101)와 연결 부재(102) 상부면에는 전술한 바와 같이 마스크(도 4의 10)가 용접, 고정된다. 증착 공정이 종료된 후, 마스크를 마스크 프레임(100)에서 제거하며, 새로운 마스크를 고정하기 위하여 중간 부재(101)와 연결 부재(102)의 표면(상부면)을 평탄화 처리(예를 들어, 그라인딩)하게 된다. 따라서, 새로운 중간 부재를 연결 부재(102)에 조립할 때, 중간 부재(101)와 연결 부재(102) 사이에 높이차(단차)가 발생할 수 있다.
중간 부재(101)와 연결 부재(102) 사이에 높이차(단차)가 발생될 경우, 마스크 프레임 표면에 고정된 마스크에 변형, 즉 그릴부(도 3의 12)의 변형이 일어날 수 있으며, 이 변형은 기판 표면에 정확한 증착막 형성에 방해 요인으로 작용한다. 이를 방지하기 위하여 연결 부재(102)와 조립하기 앞서 중간 부재(101)의 높이를 조정하는 것이 바람직하다.
한편, 위의 도 6에서는 각 중간 부재(101)가 단일 부재로 이루어져 있음을 도시하고 있으나, 하나의 중간 부재를 다수의 단위 부재로 구성할 수 있다. 이 경우, 다수의 단위 부재를 조립하여 기판 및 마스크의 규격에 맞는 단일의 중간 부재를 구성하고, 이와 같이 조립된 중간 부재와 연결 부재(102)를 조립하여 도 6에 도시된 바와 같은 형상의 마스크 프레임을 구성한다. 물론, 각 단위 부재의 양단에는 다른 단위 부재와의 결합을 위하여 돌출편 및 요부가 구성되어 있다.
이상과 같은 본 발명은 다수의 연결 부재 및 서로 다른 규격(길이)을 갖는 다수의 중간 부재만을 이용하여 다양한 규격의 마스크 프레임을 조립할 수 있다. 따라서 기판 및 마스크의 규격이 다양하게 변화할지라도 중간 부재만을 교체함으로서 기판 및 마스크의 규격에 따른 마스크 프레임을 조립하여 사용할 수 있으며, 기판 및 마스크의 규격 변화에 따라 새로운 마스크를 일일이 제작할 필요가 없다.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (8)

  1. 패터닝된 증착막 형성용 마스크가 고정되는 마스크 프레임에 있어서,
    양단에 연결 수단이 각각 형성된 다수의 중간 부재; 및
    각 선단에는 중간 부재의 연결 수단과 대응하는 연결 수단이 형성되어 있는 다수의 연결 부재를 포함하되, 각 연결 부재는 일체화된 제 1 및 제 2 부재로 이루어져 있어 다수의 중간 부재가 다수의 연결 부재를 통하여 연결되어 마스크와 동일한 형상을 갖는 마스크 프레임.
  2. 제 1 항에 있어서, 각 중간 부재에 형성된 연결 수단은 양단에서 연장된 돌출편이며, 각 연결 부재에 형성된 연결 수단은 중간 부재의 돌출편이 삽입되는 요부인 마스크 프레임.
  3. 제 1 항에 있어서, 각 연결 부재에 형성된 연결 수단은 양단에서 연장된 돌출편이며, 각 중간 부재에 형성된 연결 수단은 연결 부재의 돌출편이 삽입되는 요부인 마스크 프레임.
  4. 제 1 항에 있어서, 각 연결 부재의 제 1 및 제 2 부재는 직각을 이루며, 각 요부는 제 1 및 제 2 부재의 길이 방향으로 형성되어 있는 마스크 프레임.
  5. 제 1 항에 있어서, 각 중간 부재는 서로 결합 가능한 구조를 갖는 다수의 단위 부재로 이루어진 마스크 프레임.
  6. 제 1 항에 있어서, 각 중간 부재와 이에 대응하는 연결 부재를 각각 클램핑하는 다수의 클램핑 수단을 더 포함하는 마스크 프레임.
  7. 제 6 항에 있어서, 각 클램핑 수단은
    각 연결 부재의 선단부 외측에 회전 가능하게 장착된 클램핑 고리; 및
    이에 대응하는 중간 부재의 선단부 외측에 장착된 클램핑 핀으로 이루어져 중간 부재와 연결 부재가 연결된 상태에서 클램핑 고리를 클램핑 핀에 끼움으로써 외력이 작용하는 경우에도 중간 부재와 연결 부재의 연결 상태를 유지시키는 마스크 프레임.
  8. 제 6 항에 있어서, 각 클램핑 수단은
    각 중간 부재의 선단부 외측에 회전 가능하게 장착된 클램핑 고리; 및
    이에 대응하는 연결 부재 부재의 선단부 외측에 장착된 클램핑 핀으로 이루어져 중간 부재와 연결 부재가 연결된 상태에서 클램핑 고리를 클램핑 핀에 끼움으로써 외력이 작용하는 경우에도 중간 부재와 연결 부재의 연결 상태를 유지시키는 마스크 프레임.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100823943B1 (ko) * 2007-07-31 2008-04-22 주식회사 에닉스 유기 ｅｌ 평판 디스플레이 제작공정에 사용되는 다모델 대응 증착용 원장및 분할 마스크의 정렬 및 고정장치 및 이를 이용한 다모델 마스크조립체 제조방법과 이로부터 제조된 분할타입 일체형 마스크 조립체
CN107452659A (zh) * 2016-05-31 2017-12-08 上海微电子装备（集团）股份有限公司 分体式承版台
KR20180006301A (ko) * 2016-07-08 2018-01-17 캐논 톡키 가부시키가이샤 마스크 지지체, 성막 장치 및 성막 방법

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