KR20070062789A - 새도우 마스크 및 그 제작 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 새도우 마스크의 정밀성을 담보할 수 있을 뿐만 아니라, 새도우 마스크를 구성하는 부품들을 선택적으로 교체 가능하도록 할 수 있는 새도우 마스크 및 그 제작 장치에 관한 것으로서,
본 발명의 제 1 실시예에 따른 새도우 마스크는 공정 대상물인 기판에 상응하는 면적을 갖는 직사각형 형상의 개구부가 정의되어 있는 메인 트레이를 포함하여 구성되며, 상기 개구부와 공간적으로 접하는 메인 트레이의 내측면에 일정 간격을 두고 형성된 복수의 와이어 인입공과, 상기 와이어 인입공에 연결, 고정되고 상기 개구부의 공간 상에서 직교 방향으로 교차, 배치되어 복수의 미세 증착공을 정의하는 복수의 와이어와, 상기 메인 트레이의 외측면에 구비되어 상기 메인 트레이 내에 가로 또는 세로 방향으로 배치된 복수의 와이어와 연결되어 해당 와이어들을 선택적으로 인장시키는 역할을 수행하는 와이어 인장수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
새도우, 마스크, 트레이, 와이어

Description

새도우 마스크 및 그 제작 장치{Shadow mask and fabricating apparatus for the same}
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 새도우 마스크의 사시도.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 새도우 마스크의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 새도우 마스크 제작 장치의 구성도.
도 4는 새도우 마스크 제작 장치의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
110 : 메인 트레이 111 : 개구부
112 : 와이어 인입공 113 : 와이어
114 : 미세 증착공 115 : 기준 기판
116 : 와이어 인장수단 120 : 보조 트레이
121 : 보조 마스크 122 : 증착공
본 발명은 새도우 마스크 및 그 제작 장치에 관한 것으로서, 새도우 마스크의 정밀성을 담보할 수 있을 뿐만 아니라, 새도우 마스크를 구성하는 부품들을 선택적으로 교체 가능하도록 할 수 있는 새도우 마스크 및 그 제작 장치에 관한 것이다.
유기 EL 소자는 자발광형 표시소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트(contrast)가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시소자로서 주목을 받고 있다. 일반적으로, 유기 EL 소자는 투명한 절연기판 상에 일정한 패턴으로 형성된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 형성된 유기체로 이루어진 유기 발광층 및 상기 유기 발광층의 상면에 상기 제 1 전극과 교차되도록 형성된 제 2 전극으로 구성된다.
통상, 상기 제 1 전극은 포토리소그래피(photo lithography) 공정을 통해 형성되고, 상기 유기 발광층 및 제 2 전극은 진공 증착 공정을 이용하여 형성된다. 상기 진공 증착 공정은 유기 발광층 형성재료 또는 제 2 전극 형성재료가 소정의 진공 챔버 내에서 증착공이 구비된 마스크를 관통하여 기판 상에 증착되는 과정으로 진행된다.
한편, 상기 진공 증착 공정에서 유기발광층의 형성에 사용되는 마스크를 새도우 마스크(shadow mask)라 하는데, 상기 새도우 마스크를 통해 유기 발광층이 패터닝됨에 따라 상기 새도우 마스크는 정밀하게 제작되어야 한다.
종래 기술에 있어서, 새도우 마스크의 제작 방법은 소정의 박판을 포토리소 그래피 공정 및 식각 공정을 이용하여 제작하는 방법, 레이저를 이용하여 박막을 가공하는 방법 그리고 이온 증착을 통해 새도우 마스크를 제작하는 방법이 있다.
그러나, 식각 공정을 이용하는 방법은 저비용으로 제작할 수 있고 양산성이 우수한 장점이 있지만 새도우 마스크의 정밀성이 담보되지 못하고, 레이저를 이용하는 방법은 제작 기간이 오래 걸리는 문제점이 있으며, 이온 증착 방법의 경우는 제작 비용이 높은 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 새도우 마스크의 정밀성을 담보할 수 있을 뿐만 아니라, 새도우 마스크를 구성하는 부품들을 선택적으로 교체 가능하도록 할 수 있는 새도우 마스크 및 그 제작 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 새도우 마스크는 공정 대상물인 기판에 상응하는 면적을 갖는 직사각형 형상의 개구부가 정의되어 있는 메인 트레이를 포함하여 구성되며, 상기 메인 트레이의 내측면에 일정 간격을 두고 형성된 복수의 와이어 인입공과, 상기 와이어 인입공에 연결, 고정되고 상기 개구부의 공간 상에서 직교 방향으로 교차, 배치되어 복수의 미세 증착공을 정의하는 복수의 와이어와, 상기 메인 트레이의 외측면에 구비되어 상기 메인 트레 이 내에 가로 또는 세로 방향으로 배치된 복수의 와이어와 연결되어 해당 와이어들을 선택적으로 인장시키는 역할을 수행하는 와이어 인장수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 새도우 마스크는 공정 대상물인 기판에 상응하는 면적을 갖는 직사각형 형상의 개구부가 정의되어 있는 메인 트레이를 포함하여 구성되며, 상기 메인 트레이 상에 상기 개구부의 공간을 가로지르는 형태로 구비되고, 직교 방향으로 교차, 배치되어 복수의 미세 증착공을 정의하는 복수의 와이어와, 상기 메인 트레이의 외측면에 구비되어 상기 메인 트레이 내에 가로 또는 세로 방향으로 배치된 복수의 와이어와 연결되어 해당 와이어들을 선택적으로 인장시키는 역할을 수행하는 와이어 인장수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 메인 트레이 상에 보조 트레이가 더 구비되고, 상기 보조 트레이 상에 증착물질이 증착될 영역과 증착되지 않을 영역을 구분하는 역할을 하는 증착공이 구비된 보조 마스크가 더 구비된다.
바람직하게는, 상기 가로 또는 세로 방향으로 일정 간격을 두고 형성된 와이어 인입공의 개수는 상기 가로 또는 세로 방향으로 배치된 와이어의 개수보다 많다.
본 발명에 따른 새도우 마스크 제작 장치는 상기 메인 트레이 상에 와이어를 공급하는 와이어 공급수단과, 상기 메인 트레이가 안착되는 스테이지를 제공하고 상기 메인 트레이 상에 공급된 와이어를 상기 메인 트레이 상에 용접하고 해당 와 이어를 절단하는 역할을 수행하는 와이어 용접 및 절단 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 스테이지는 가로 방향과 세로 방향으로 구비된 프레임에 의해 정의된 공간 내에 장착되며, 상기 가로 방향의 프레임 상에는 수직 지지대가 구비되고 상기 수직 지지대 상에는 고정 가이드 레일이 구비되고, 상기 고정 가이드 레일의 일측에는 고정 가이드 레일과 직교하는 방향으로 이동 가이드 레일이 구비되어, 상기 이동 가이드 레일이 상기 고정 가이드 레일을 따라 이동 가능하며, 상기 이동 가이드 레일의 일측에 와이어의 용접 및 절단을 수행하는 와이어 용접 및 절단 부재가 더 구비된다.
바람직하게는, 상기 와이어 용접 및 절단 부재의 일측에 와이어를 상기 메인 트레이 상에 압착하는 역할을 수행하는 압착 부재가 더 구비된다.
본 발명의 특징에 따르면, 직교 방향으로 교차하는 다수의 와이어를 형성시켜 미세 증착공들을 형성시키고, 와이어의 일단을 와이어 인장수단에 연결시켜 와이어가 처지는 현상을 방지함으로써 기판의 설계 변경에 용이하게 적용 가능하며 와이어의 선택적인 교체가 가능함에 따라 새도우 마스크의 유지, 관리가 용이하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 새도우 마스크 및 그 제작 장치를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 새도우 마스크의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 새도우 마스크의 사시도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 새도우 마스크는 크게 메인 트레이(Main tray)(110)와 보조 트레이(sub-tray)(120)의 조합으로 이루어진다.
상기 메인 트레이(110)에는 공정 대상물인 기판에 상응하는 면적을 갖는 직사각형 형상의 개구부(111)가 정의되어 있다. 또한, 상기 메인 트레이(110)의 하부에는 기준 기판(master glass) 안착공간이 구비된다. 여기서, 상기 기준 기판(master glass)(115)이란 후술하는 와이어(wire)(113)들의 정렬(alignment)시 기준이 되는 기판을 일컬으며, 상기 기판 기판은 상기 메인 트레이(110)와 선택적으로 착탈이 가능하다.
한편, 상기 메인 트레이(110)의 내측면 정확히는, 상기 개구부(111)와 공간적으로 접하는 메인 트레이(110)의 내측면에는 다수의 와이어(wire) 인입공(112)이 일정 간격을 두고 형성되어 있으며, 상기 와이어 인입공(112)은 상기 메인 트레이(110)의 모든 내측면에 동일하게 구비된다. 상기 각각의 와이어 인입공(112)에는 와이어(113)가 연결, 고정되는데 이에 따라, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 다수의 와이어가 직교 방향으로 교차하는 형태를 갖는다. 참고로, 상기 와이어 인입공(112)은 상기 기준 기판(115)의 상부에 위치되는 것이 바람직하다.
다수의 와이어가 직교 방향으로 교차함에 따라 직교되는 와이어들에 의해 정사각형 또는 직사각형의 미세 증착공(114)들이 정의되는데 상기 미세 증착공(114)들을 통해 증착물질이 기판 상에 증착된다. 상기 미세 증착공(114)의 크기는 기판 상에 형성되는 유기 발광층 또는 제 2 전극의 기하학적 크기에 따라 선택적으로 가변시킬 수 있으며, 이를 위해 배치되는 와이어의 개수보다 많은 수의 와이어 인입 공(112)을 구비시켜 상기 미세 증착공(114)의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 상기 미세 증착공(114)의 크기는 상기 와이어의 직경에 의해서도 영향을 받을 수 있는데 상기 와이어의 직경은 1∼99㎛ 범위 내에서 사용될 수 있다. 상기 와이어들의 교차점은 추후 용접, 레이저 공정 등을 통해 접합시킴으로써 미세 증착공의 형태를 안정적으로 유지할 수도 있다.
상기 메인 트레이(110)의 외측면에는 와이어 인장수단(116)이 구비된다. 상기 와이어 인장수단(116)은 상기 메인 트레이(110) 내에 가로 또는 세로 방향으로 배치된 복수의 와이어와 연결되어 해당 와이어들을 인장시킴으로써 메인 트레이(110) 내의 와이어들이 쳐지는 현상을 방지하는 역할을 수행한다. 도 1에 있어서, 상기 와이어 인장수단(116)은 가로, 세로 방향의 일측에 각각 하나씩 구비되는 것을 도시하였으나 메인 트레이(110)의 모든 외측면에 구비될 수도 있다. 또한, 도면에 도시하지 않았지만 상기 와이어 인장수단(116)은 상기 메인 트레이(110)로부터 연장된 와이어를 감는 방식 등으로 해당 와이어들을 인장시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 도 1에 도시한 바와 같이 메인 트레이(110)의 내측면에 일정 간격을 두고 와이어 인입공(112)이 형성되고 상기 와이어 인입공(112)에 와이어들이 연결, 고정되는 방식을 제시하고 있으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 와이어 인입공(112)이 요구되지 않을 수도 있다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이 메인 트레이(110) 상에 와이어들이 개구부(111)를 가로지르는 형태로 구비되고, 와이어의 일단(117)이 상기 메인 트레이(110) 상에 용접 등을 통해 고정되는 방식으로 형성될 수 있다. 물론, 이 때의 경우에도 상기 와이어의 일단은 상기 와이어 인장수단(116)에 연결된다.
한편, 상기 메인 트레이(110)(main tray)의 상부에는 보조 트레이(sub-tray)(120)가 구비되는데 상기 보조 트레이(120)에는 보조 마스크(121)가 장착된다. 상기 보조 마스크(121)는 다수의 증착공(122)이 구비되는데 상기 보조 마스크(121)에 구비된 증착공(122)에 의해 증착될 영역과 증착되지 않을 영역이 구분된다. 도면에 도시하지 않았지만 상기 메인 트레이(110)와 보조 트레이(120)는 소정의 볼트를 통해 연결, 고정되며 볼트를 통해 체결 높이를 조절하여 보조 마스크(121)와 메인 트레이(110) 사이의 기밀도를 선택적으로 조절할 수 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 새도우 마스크의 제작 장치를 살펴보면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 따른 새도우 마스크 제작 장치의 구성도이고, 도 4는 새도우 마스크 제작 장치의 단면도이다. 참고로, 본 발명에 따른 새도우 마스크 제작 장치는 구체적으로, 메인 트레이 상에 와이어를 형성시키는 장치에 관한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 새도우 마스크 제작 장치는 크게 와이어 공급 수단(310), 와이어 용접 및 절단 수단으로 구성된다. 상기 와이어 공급 수단(310)은 메인 트레이(110) 상에 형성되는 와이어(311)를 공급하는 수단으로서 롤러 형태로 구성될 수 있다. 상기 와이어 용접 및 절단 수단은 상기 메인 트레이(110) 상에 공급된 와이어를 메인 트레이(110) 상에 용접하고 절단하는 역할을 수행한다. 상기 와이어 공급 수단(310)과 상기 와이어 용접 및 절단 수단 사이에는 와이어를 상기 와이어 용접 및 절단 수단에 안정적으로 공급하기 위해 와이어 가이드 부재(312)가 구비될 수 있다(도 4 참조).
상기 와이어 용접 및 절단 수단은 세부적으로, 가로 방향의 프레임(321)을 구비한다. 상기 가로 방향의 프레임(321)의 의해 소정의 공간이 정의되는데 상기 공간 내에 소정의 스테이지(도시하지 않음)가 구비되고 상기 스테이지 내에 메인 트레이(110)가 안착된다.
상기 가로 방향의 프레임(321) 상에는 수직 지지대(322)가 구비되고 상기 수직 지지대(322) 상에는 고정 가이드 레일(323)이 장착된다. 이에 따라, 상기 수직 지지대(322) 상에는 두 개의 고정 가이드 레일(323)이 평행하게 배치된다. 한편, 상기 고정 가이드 레일(323)의 일측에는 고정 가이드 레일(323)과 직교하는 방향으로 배치되는 이동 가이드 레일(324)이 연결된다. 상기 이동 가이드 레일(324)은 상기 고정 가이드 레일(323)을 따라 수평 이동이 가능하다.
상기 이동 가이드 레일(324)의 일측에는 와이어 용접 및 절단 부재가 장착된다. 상기 와이어 용접 및 절단 부재는 와이어를 용접하거나 절단할 수 있는 부재로서 구체적으로 레이저 용접 장치가 이용될 수 있다. 상기 레이저 용접 장치는 상기 이동 가이드 레일(324) 상에서 수직 이동이 가능하다. 전술한 바에 의하면 상기 레이저 용접 장치가 장착된 이동 가이드 레일(324)이 상기 고정 가이들 레일 상에서 수평 이동이 가능함에 따라, 궁극적으로 상기 레이저 용접 장치는 상기 스테이지 상의 제반 영역으로 이동이 가능하게 된다. 한편, 상기 레이저 용접 장치의 일측에는 용접 과정을 원활하게 진행하기 위해서 와이어를 메인 트레이(110) 상에 압착시 킬 수 있는 압착 부재(326)가 더 구비될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 새도우 마스크 제작 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 와이어 공급 수단(310)으로부터 상기 와이어 용접 및 절단 수단의 스테이지 상으로 와이어가 공급된다. 이 때, 상기 와이어는 상기 스테이지 상의 메인 트레이(110)와 접촉하지 않고 상기 메인 트레이(110)와 상부로 소정 거리 이격된 채로 공급된다.
상기 스테이지 상의 메인 트레이(110) 상에 와이어가 공급되면 상기 와이어 용접 및 절단 부재(325) 즉, 레이저 용접 장치는 용접이 수행될 부위의 와이어 상으로 이동된다. 이와 같은 상태에서, 상기 레이저 용접 장치의 일측에 장착되어 있는 압착 부재(326)는 레이저 용접 장치로부터 하강 이동하여 상기 와이어를 상기 메인 트레이(110)와 압착시킨다. 그런 다음, 상기 레이저 용접 장치를 이용하여 상기 압착 부재(326)에 의해 압착된 지점의 전단 또는 후단을 용접한다. 한편, 상기 메인 트레이(110) 상의 와이어의 일단 즉, 상기 용접된 부분의 반대쪽 와이어는 도면에 도시하지 않았지만 와이어 인장수단(116)에 연결된다.
이와 같은 방식을 통해 가로 방향 또는 세로 방향으로 일정 간격을 두고 와이어를 메인 트레이(110) 상에 장착시킬 수 있다. 물론, 각각의 와이어의 메인 트레이(110)로의 장착시 상기 레이저 용접 장치는 상기 이동 가이드 레일(324) 및 고정 가이드 레일(323)을 통해 최적의 위치로 이동 가능하게 된다. 최종적으로, 직교하는 방향으로 교차되도록 와이어를 모두 장착시킨 상태에서 상기 와이어의 교차점들에 대해 추가적인 용접 공정을 적용시킬 수도 있다.
덧붙여, 본 발명에 따른 새도우 마스크 제작 장치는 도 2의 와이어 인입공(112)이 요구되지 않는 메인 트레이(110)뿐만 아니라 도 1의 와이어 인입공(112)이 형성된 메인 트레이(110)에도 동일하게 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 새도우 마스크 및 그 제작 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
직교 방향으로 교차하는 다수의 와이어를 형성시켜 미세 증착공들을 형성시키고, 와이어의 일단을 와이어 인장수단에 연결시켜 와이어가 처지는 현상을 방지함으로써 기판의 설계 변경에 용이하게 적용 가능하며 와이어의 선택적인 교체가 가능함에 따라 새도우 마스크의 유지, 관리가 용이하게 된다.

Claims (7)

  1. 공정 대상물인 기판에 상응하는 면적을 갖는 직사각형 형상의 개구부가 정의되어 있는 메인 트레이를 포함하여 구성되며,
    상기 개구부와 공간적으로 접하는 메인 트레이의 내측면에 일정 간격을 두고 형성된 복수의 와이어 인입공;
    상기 와이어 인입공에 연결, 고정되고 상기 개구부의 공간 상에서 직교 방향으로 교차, 배치되어 복수의 미세 증착공을 정의하는 복수의 와이어;
    상기 메인 트레이의 외측면에 구비되어 상기 메인 트레이 내에 가로 또는 세로 방향으로 배치된 복수의 와이어와 연결되어 해당 와이어들을 선택적으로 인장시키는 역할을 수행하는 와이어 인장수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크.
  2. 공정 대상물인 기판에 상응하는 면적을 갖는 직사각형 형상의 개구부가 정의되어 있는 메인 트레이를 포함하여 구성되며,
    상기 메인 트레이 상에 상기 개구부의 공간을 가로지르는 형태로 구비되고, 직교 방향으로 교차, 배치되어 복수의 미세 증착공을 정의하는 복수의 와이어;
    상기 메인 트레이의 외측면에 구비되어 상기 메인 트레이 내에 가로 또는 세로 방향으로 배치된 복수의 와이어와 연결되어 해당 와이어들을 선택적으로 인장시 키는 역할을 수행하는 와이어 인장수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 메인 트레이 상에 보조 트레이가 더 구비되고, 상기 보조 트레이 상에 증착물질이 증착될 영역과 증착되지 않을 영역을 구분하는 역할을 하는 증착공이 구비된 보조 마스크가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가로 또는 세로 방향으로 일정 간격을 두고 형성된 와이어 인입공의 개수는 상기 가로 또는 세로 방향으로 배치된 와이어의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 새도우 마스크.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항의 메인 트레이를 제작하는 새도우 마스크 제작 장치에 있어서,
    상기 메인 트레이 상에 와이어를 공급하는 와이어 공급수단;
    상기 메인 트레이가 안착되는 스테이지를 제공하고 상기 메인 트레이 상에 공급된 와이어를 상기 메인 트레이 상에 용접하고 해당 와이어를 절단하는 역할을 수행하는 와이어 용접 및 절단 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크 제작 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스테이지는 가로 방향으로 구비된 프레임에 의해 정의된 공간 내에 장착되며,
    상기 가로 방향의 프레임 상에는 수직 지지대가 구비되고 상기 수직 지지대 상에는 고정 가이드 레일이 구비되고, 상기 고정 가이드 레일의 일측에는 고정 가이드 레일과 직교하는 방향으로 이동 가이드 레일이 구비되어, 상기 이동 가이드 레일이 상기 고정 가이드 레일을 따라 이동 가능하며,
    상기 이동 가이드 레일의 일측에 와이어의 용접 및 절단을 수행하는 와이어 용접 및 절단 부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크 제작 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 와이어 용접 및 절단 부재의 일측에 와이어를 상기 메인 트레이 상에 압착하는 역할을 수행하는 압착 부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 새도우 마스크 제작 장치.
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