KR20080054741A - 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체 및 이의제작방법 - Google Patents

유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체 및 이의제작방법 Download PDF

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KR20080054741A
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Abstract

본 발명은 프레임; 프레임 상에 형성된 하나 이상의 홈; 홈 내부에 부착된 철심; 및 프레임과 철심 상에 위치하며 철심을 기준으로 프레임 상에서 분할되어 부착된 마스크를 포함하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체로써, 대면적 크기의 유기전계발광소자를 제작할 때 증착의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있도록 텐션화된 대형 프레임 마스크 조립체를 제공한다.
유기전계발광소자, 프레임, 마스크

Description

유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체 및 이의 제작방법{Frame Mask Assembly for Organic Light Emitting Device and Method for Manufacturing the same}
도 1은 종래 프레임 마스크 조립체의 구조도.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체의 구조도.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체의 구조도.
도 3은 증착 장치 내에 배열된 프레임 마스크 조립체의 예시도.
도 4는 프레임 마스크 조립 방법에 따른 흐름도.
도 5는 도 4에 의해 제조된 프레임 마스크 조립체의 구조도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
210,410: 마스크 211,411: 개구부
212,412: 차단부 220,420: 프레임
250,450: 철심 H: 홈
본 발명은 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체 및 이의 제작방법에 관한 것이다.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다. 이들 중 유기전계발광표시장치는 유기전계발광소자를 이용한 것으로 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 낮은 소비 전력, 넓은 시야각 및 높은 콘트라스트(Contrast) 등의 특성으로 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
이러한 유기전계발광표시장치는 증착 챔버 내에서 기판 상의 원하는 위치에 박막을 증착하기 위해 기판을 마스킹할 수 있는 마스크를 이용하였다.
도 1은 종래 프레임 마스크 조립체의 구조도 이다.
도 1에 도시된 프레임 마스크 조립체(100)를 참조하면, 종래 마스크(110)에는 기판을 마스킹할 수 있는 개구부(111)와 차단부(112)가 형성되어 있다. 이러한 마스크(110)는 어느 한쪽 또는 양쪽 방향으로 텐션(T)(tension)을 가한 후 프레임(120)에 부착하여 사용하였다.
이와 같이 프레임 마스크 조립체(100)를 제작할 때, 프레임(120) 상에 부착되는 마스크(110)에 텐션(T)을 가하는 이유는, 면적이 넓은 마스크(110)를 프레임(120) 상에 부착할 때, 처지는 현상을 방지하기 위함이었다. 만약 프레임(120) 상에 부착된 마스크(110)가 처지게 되거나 개구부(111)가 삐뚤어지게 되면, 증착 챔버 내에서 기화된 소스는 원하는 부분에 증착될 수 없게 되어 기판 상의 원하는 위치에 박막을 형성하기 어렵게 되고, 이는 곧 소자의 불량을 유발하게 되는 문제가 되었다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대면적 크기의 유기전계발광소자를 제작할 때 증착의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있도록 텐션화된 대형 프레임 마스크 조립체 및 이의 제작방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 프레임; 프레임 상에 형성된 하나 이상의 홈; 홈 내부에 부착된 철심; 및 프레임과 철심 상에 위치하며 철심을 기준으로 프레임 상에서 분할되어 부착된 마스크를 포함하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체를 제공한다.
홈은, 철심의 직경과 일치할 수 있다.
철심은, 원통형 또는 다각형일 수 있다.
마스크는, 저온 질소 가스에 의해 상호 용접될 수 있다.
마스크는, 철심의 개수 n + 1개 또는 n × 2개의 비로 부착될 수 있다.
마스크는, 유기전계발광소자를 하나의 셀 단위로 증착할 수 있는 다수의 개구부와 차단부를 포함할 수 있다.
한편, 또 다른 측면에서 본 발명은, 프레임 상에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계; 홈의 내부에 철심을 부착하는 단계; 철심을 기준으로 프레임 상에서 분할되는 마스크를 저온 질소 가스를 이용하여 상호 접착하는 단계; 및 프레임과 철심 상에 마스크를 부착하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립 방법을 제공한다.
마스크 접착 단계에서, 용접 조건은 10 ~ 30℃ 정도를 유지할 수 있다.
홈 형성 단계에서, 홈은 철심의 직경과 일치하도록 형성할 수 있다.
마스크 부착단계에서, 마스크는 철심의 n + 1개 또는 n × 2개의 비로 부착할 수 있다.
마스크는, 유기전계발광소자를 하나의 셀 단위로 증착할 수 있는 다수의 개구부와 차단부를 포함할 수 있다.
< 일 실시예 >
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체의 구조도 이고, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체의 구조도 이다. 단, 도 2b에는 마스크는 생략하고 프레임과 철심만 도시 하였음을 참조한다.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 마스크 조립체(200)는, 프레임(220) 상에 하나 이상의 홈(H)이 형성된다. 그리고 철심(250)은 홈(H) 내부에 부착된다. 그리고 마스크(210)는 프레임(220)과 철심(250) 상에 위치하며 철심(250)을 기준으로 프레임(220) 상에서 분할되어 부착된다.
프레임(220)은 철재 등과 같은 금속을 이용하며, 사각형 형상을 이용하는 것 이 일반적이나 이에 한정되진 않는다.
홈(H)은 철심(250)의 직경과 일치하도록 형성되는데, 이는 프레임(220) 상에 철심(250)이 올려짐으로 인해 단차가 생기는 현상을 없애기 위함이다.
참고로, 홈(H)의 내부에 철심(250)을 부착할 때, 용접 등의 방법을 이용하여 부착하고 고정할 수 있으나 이에 한정되진 않는다. 다만, 철심(250)이 휘거나 구부러지지 않도록 고정하는 것이 매우 중요하다.
이때, 철심(250)은 원통형 또는 다각형 등 여러 가지를 사용할 수 있겠으나 철심(250)이 마스크(210)의 무게를 견딜 수 있도록 그 직경이 대략 5 mm 정도면 가능하다. 참고로, 이러한 철심(250)으로 사용될 수 있는 것은 흔히 피아노 줄이라 불리는 강 철심이면 가능하다.
마스크(210)는 유기전계발광소자를 하나의 셀 단위로 증착할 수 있는 다수의 개구부(211)와 차단부(212)를 포함할 수 있다.
마스크(210)를 프레임(220)과 철심(250) 상에 위치시킬 때는, 철심(250)을 기준으로 프레임(220) 상에서 분할되도록 위치시킨다. 여기서, 마스크(210)는 철심(250)의 개수 n + 1개 또는 n × 2개의 비로 부착된다.
만약 프레임(220) 상에 부착된 4개의 철심(250)이 평행하도록 위치되어 있다면, 마스크(210)는 철심(250)을 기준으로 5개로 분할될 수 있으며, 3개의 철심(250)이 평행하고 1개의 철심(250)이 이들과 교차되도록 위치되어 있다면, 마스크(210)는 철심(250)을 기준으로 8개로 분할되어 프레임(220) 상에 위치될 수 있다.
이와 같이 분할된 마스크(210)를 서로 부착할 때는, 마스크(210) 간에 겹치는 영역이 생기지 않도록 저온 질소 가스 용접 방법을 일례로 실시할 수 있다.
이 경우, 대략 10 ~ 30℃ 정도를 유지하며 용접을 가할 수 있는 조건으로 마스크(210)의 측면과 측면에 뒤틀림, 단차 또는 버(bur) 등이 발생하지 않도록 부착할 수 있으나 이에 한정되진 않는다.
또한, 마스크(210)를 프레임(220)과 철심(250) 상에 부착할 때는, 상하 또는 좌우 방향으로 텐션(Tension)을 가한 후 접착할 수 있는데, 이는 프레임(220)의 크기와, 프레임(220) 상에 부착될 마스크(210)의 개수 및 마스크(210)에 형성된 개구부(211) 등에 따라 텐션의 방향과 세기가 결정될 것이다.
일반적으로 유기전계발광소자를 제조할 때는 증착 챔버 내에 하나의 원판 기판을 넣고, 본 발명과 같은 프레임 마스크 조립체(200)를 소스 용기가 위치되어 있는 방향으로 배치하면, 마스크(210)에 형성된 개구부(211)와 차단부(212)에 의해 소스가 특정 부위 즉, 개구부(211)에 의해 노출된 기판 상에만 형성된다.
만약, 유기전계발광소자를 대면적 크기로 제작해야 한다면, 도 2b에 도시된 바와 같이 프레임(220) 상에 홈(H)을 다수개 형성하고, 홈(H)의 내부에 철심(250)을 다수개 부착한 후 마스크(210)를 철심(250)의 개수 n + 1개 또는 n × 2개의 비로 부착할 수 있다.
이에 따른 효과로는 얇은 철심(250)으로 마스크(210)가 처지는 현상이 일어나지 않도록 지지함과 동시에 프레임(220) 상에 마스크(210)를 안정적으로 부착할 수 있게 된다.
또한, 이와 같이 마스크(210)를 다수개로 분할하여 접착하게 되면 표시장치를 대면적 크기로 제작할 때, 마스크(210)의 정밀도가 떨어지는 문제를 해결할 수 있게 된다.
한편, 프레임(220) 상에 철심(250)이 상호 교차되도록 가로 방향(도면의 x축 방향)으로 추가하여 더 부착할 수도 있는데, 이때는 철심(250)이 교차하는 영역에 단차가 발생되지 않도록 추가되는 철심(250)은 절단하여 접착하는 방법을 제안할 수도 있다. 단, 추가된 철심(250)은 마스크(210)에 형성된 개구부가 없는 곳에 부착한다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 프레임 마스크 조립체가 증착 장치 내에 배열되어 사용되는 일례를 개략적으로 설명한다.
도 3은 증착 장치 내에 배열된 프레임 마스크 조립체의 예시도 이다.
도 3을 참조하면, 진공 챔버(370)가 도시되어 있다. 진공 챔버(370) 내의 하단에 위치된 용기(371)의 재료(S)는 가열 등에 의한 방법을 통해 진공 챔버(370) 내의 상부에 위치한 기판(377)에 증착된다.
진공 챔버(370) 내에서 재료(S)를 원하는 목표에 증착하기 위해 사용되는 프레임 마스크 조립체(200)는 기판(377)과 함께 배열된다.
배열된 기판(377)과 프레임 마스크 조립체(200)는 마그넷(373) 및 베이스 판(375)과 함께 지지대(379)에 의해 고정된다.
여기서, 마그넷(373)의 자력에 의해 프레임 마스크 조립체(200)는 마그넷(373)과 밀착되도록 기판(377)을 밀어올리게 된다.
이와 같이 배열된 프레임 마스크 조립체(200)에 의해 증착 챔버(370) 내에 위치하는 기판(377) 상에 원하는 박막을 형성할 수 있게 된다.
< 제조 방법 >
도 4는 프레임 마스크 조립 방법에 따른 흐름도이고, 도 5는 도 4에 의해 제조된 프레임 마스크 조립체의 구조도 이다.
도 4의 흐름도와 구조도를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 프레임 마스크 조립 방법은 다음과 같이 설명된다.
먼저, 프레임 상에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계(S402)를 실시한다.
여기서 사용되는 프레임(420)은 철재 등과 같은 금속을 이용하며, 사각형 형상을 이용하는 것이 일반적이나 이에 한정되진 않는다.
프레임(420) 상에 홈(H)을 형성할 때는 이후 홈(H) 내부에 부착할 철심(450)의 직경과 일치하도록 형성하여 프레임(420) 상에 철심(450)이 올려짐으로 인해 단차가 생기는 현상이 발생하지 않도록 한다.
이후, 홈의 내부에 철심을 부착하는 단계(S404)를 실시한다.
홈(H)의 내부에 철심(450)을 부착할 때는, 용접 등의 방법을 이용하여 부착하고 고정할 수 있으나 이에 한정되진 않는다. 다만, 철심(450)이 휘거나 구부러지지 않도록 고정하는 것이 매우 중요하다.
여기서 사용되는 철심(450)은 원통형 또는 다각형 등 여러 가지를 사용할 수 있겠으나 철심(450)이 마스크(410)의 무게를 견딜 수 있도록 그 직경이 대략 5 mm 정도면 가능하다. 참고로, 이러한 철심(450)으로 사용될 수 있는 것은 흔히 피아노 줄이라 불리는 강 철심이면 가능하다.
이후, 철심을 기준으로 프레임 상에서 분할되는 마스크를 저온 질소 가스를 이용하여 상호 접착하는 단계(S406)를 실시한다.
여기서, 마스크(410)는 유기전계발광소자를 하나의 셀 단위로 증착할 수 있는 다수의 개구부(411)와 차단부(412)를 포함한다.
이와 같은 마스크(410)는 철심(450)을 기준으로 프레임(420) 상에서 분할되도록 위치시킨다. 여기서, 마스크(410)는 철심(450)의 개수 n + 1 또는 n × 2개의 비로 부착된다.
만약, 프레임(420) 상에 부착된 4개의 철심(450)이 평행하도록 위치되어 있다면, 마스크(410)는 철심(450)을 기준으로 5개로 분할될 수 있으며, 3개의 철심(450)이 평행하고 1개의 철심(450)이 이들과 교차되도록 위치되어 있다면, 마스크(410)는 철심(450)을 기준으로 8개로 분할되어 프레임(420) 상에 위치될 수 있다.
분할된 마스크(410)를 서로 부착할 때는, 마스크(410) 간에 겹치는 영역이 생기지 않도록 저온 질소 가스 용접 방법을 일례로 실시할 수 있다.
이 경우, 대략 10 ~ 30℃ 정도를 유지하며 용접을 가할 수 있는 조건으로 마스크(410)의 측면과 측면에 뒤틀림, 단차 또는 버(bur) 등이 발생하지 않도록 부착 할 수 있으나 이에 한정되진 않는다.
이후, 프레임과 철심 상에 마스크를 부착하는 단계(S408)를 실시한다.
마스크(410)를 프레임(420)과 철심(450) 상에 부착할 때는, 상하 또는 좌우 방향으로 텐션(T)(Tension)을 가한 후 접착할 수 있는데, 이는 프레임(420)의 크기와, 프레임(420) 상에 부착될 마스크(410)의 개수 및 마스크(410)에 형성된 개구부(411) 등에 따라 텐션의 방향과 세기가 결정될 것이다.
이상 본 발명은 대면적 크기의 유기전계발광소자를 제작할 때 증착의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있도록 텐션화된 대형 프레임 마스크 조립체 및 이의 제작방법을 제공하는 효과가 있다.
이에 따라, 유기전계발광소자는 박막 형성에 따른 소자의 불량문제를 해결할 수 있으며, 소자의 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모 든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은, 대면적 크기의 유기전계발광소자를 제작할 때 증착의 정밀도 및 균일도를 향상시킬 수 있도록 텐션화된 대형 프레임 마스크 조립체 및 이의 제작방법을 제공하는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 프레임;
    상기 프레임 상에 형성된 하나 이상의 홈;
    상기 홈 내부에 부착된 철심; 및
    상기 프레임과 상기 철심 상에 위치하며 상기 철심을 기준으로 상기 프레임 상에서 분할되어 부착된 마스크를 포함하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홈은,
    상기 철심의 직경과 일치하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 철심은,
    원통형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 마스크는,
    저온 질소 가스에 의해 상호 용접된 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 마스크는,
    상기 철심의 개수 n + 1 또는 n × 2개의 비로 부착되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 마스크는,
    유기전계발광소자를 하나의 셀 단위로 증착할 수 있는 다수의 개구부와 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체.
  7. 프레임 상에 하나 이상의 홈을 형성하는 단계;
    상기 홈의 내부에 철심을 부착하는 단계;
    상기 철심을 기준으로 상기 프레임 상에서 분할되는 마스크를 저온 질소 가스 용접을 이용하여 상호 접착하는 단계; 및
    상기 프레임과 상기 철심 상에 마스크를 부착하는 단계를 포함하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 마스크 접착 단계에서,
    상기 용접 조건은 10 ~ 30℃ 정도를 유지하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 홈 형성 단계에서,
    상기 홈은 상기 철심의 직경과 일치하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 마스크 부착단계에서,
    상기 마스크는 상기 철심의 개수 n + 1개 또는 n × 2개의 비로 부착하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 마스크는,
    유기전계발광소자를 하나의 셀 단위로 증착할 수 있는 다수의 개구부와 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립 방법.
KR1020060127247A 2006-12-13 2006-12-13 유기전계발광소자용 프레임 마스크 조립체 및 이의제작방법 KR20080054741A (ko)

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