KR20090052203A - 수직 증착형 마스크 제조장치 및 이를 이용한 수직 증착형마스크의 제조방법 - Google Patents

수직 증착형 마스크 제조장치 및 이를 이용한 수직 증착형마스크의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증착이 수행되는 기판이 대면적화 됨에 따라 상기 기판과 대응되는 대면적 마스크를 제작할 때, 마스크 무게에 의한 처짐 현상을 방지하기 위하여 마스크 시트와 마스크 프레임를 지면으로부터 수직 상태로 용접시킬 수 있는 수직 증착형 마스크 제조장치 및 이를 이용한 수직 증착형 마스크의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 수직 증착형 마스크 제조장치는, 마스크 시트를 인장시켜 고정하는 인장 유닛과; 상기 마스크 시트 및 상기 마스크 시트의 둘레 영역에 밀착되는 마스크 프레임을 접합하는 용접수단이 포함되며,
상기 인장 유닛은, 상기 마스크 시트를 지지하는 다수의 클램프와; 상기 다수의 클램프와 각각 연결되고, 상기 연결된 다수의 클램프에 인장력을 가하여 상기 클램프에 의해 고정된 마스크 시트를 평평하게 고정시키는 다수의 인장수단이 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

Description

수직 증착형 마스크 제조장치 및 이를 이용한 수직 증착형 마스크의 제조방법{Apparatus for fabricating mask of vertical deposition and Fabrication Method for making a mask of vertical deposition}
본 발명은 수직 증착형 마스크 제조장치 및 이를 이용한 수직 증착형 마스크의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 마스크의 처짐현상을 방지하기 위한 수직 증착형 마스크 제조장치 및 이를 이용한 수직 증착형 마스크의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 마스크는 발광 표시장치를 제조하는 과정 중 소정의 패턴을 갖는 층을 증착하는 경우에 사용된다. 즉, 유기막 등과 같은 층을 증착하는 경우 상기 증착이 이루어지는 기판 상에 특정 패턴의 개구부를 가지는 마스크를 이용하여 상기 개구부에 대응되는 특정 패턴의 층이 형성되는 것이다.
이 때, 상기 마스크는 상기 특정 패턴의 개구부 형상을 유지하기 위해 일정한 강도를 갖는 금속 재질로 구현되고, 상기 증착 공정은 마스크를 기판 상에 수평으로 위치시킨 뒤 이루어진다.
그러나, 이 경우 상기 마스크 자체의 무게에 의해 마스크 중앙부가 처질 수 있으며, 이는 상기 증착 공정시 기판 상에 증착되는 막의 패턴에 오차가 발생되는 원인이 된다.
이러한 문제점은 대면적 기판 증착시에 더욱 부각되는데, 이는 증착이 수행되는 기판의 크기가 증가함에 따라 이에 대응되는 마스크 크기 역시 증가되어, 마스크 자체 무게에 의한 마스크 중앙부 처짐 현상이 더욱 심해지기 때문이다.
도 1은 일반적인 마스크 시트와 마스크 프레임이 용접된 마스크를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 마스크의 처짐현상을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 마스크(10)는 소정 패턴의 개구부(12)가 형성된 마스크 시트(11)와 상기 마스크 시트(11)를 고정시키기 위한 마스크 프레임(13)으로 이루어진다.
이 때, 상기 마스크(10)는 상기 마스크 시트(11)와 마스크 프레임(13)을 마스크 제조장치를 통해 용접함으로써 제조된다.
즉, 상기 마스크 제조장치는 마스크 시트(11)의 가장자리 영역을 클램프(미도시)로 고정하고, 상기 클램프에 고정된 마스크 시트(11)를 마스크 프레임(13)에 접합시킨 후, 상기 접합된 영역을 용접하여 마스크를 제조한다.
종래의 경우 상기 마스크 제조장치는 상기 마스크 시트(11) 및 마스크 프레임(13)을 수평방향으로 위치시킨 뒤 용접을 수행하는데, 이에 의해 제조된 마스크(10)는 마스크 시트(11) 및 마스크 프레임(13)의 하중에 의해, 마스크(10)가 도 2에 도시된 바와 같이 지면 방향으로 처지게 된다.
이에 따라, 상기 마스크 시트(11)와 마스크 프레임(13) 사이의 용접선이 직 선(14)을 이루지 않고 곡선(15)을 이루게 되며, 이는 상기 마스크 프레임(13)에 의해 마스크 시트(11)를 지지하는 지점의 영역이 부분마다 달라지게 되는 원인이 되어, 상기 마스크 시트(11)에 형성된 개구부(12)의 위치가 기존에 설계한 영역에 형성되지 않는다.
이에 따라, 상기 마스크(10)를 이용하여 기판 상에 형성하는 박막 패턴이 균일하게 형성되지 않으며, 기판 상에 형성되는 박막의 위치가 기판의 설정한 위치에 형성되지 않는 문제점을 갖는다.
본 발명은 증착이 수행되는 기판이 대면적화 됨에 따라 상기 기판과 대응되는 대면적 마스크를 제작할 때, 마스크 무게에 의한 처짐 현상을 방지하기 위하여 마스크 시트와 마스크 프레임를 지면으로부터 수직 상태로 용접시킬 수 있는 수직 증착형 마스크 제조장치 및 이를 이용한 수직 증착형 마스크의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 수직 증착형 마스크 제조장치는, 마스크 시트를 인장시켜 고정하는 인장 유닛과; 상기 마스크 시트 및 상기 마스크 시트의 둘레 영역에 밀착되는 마스크 프레임을 접합하는 용접수단이 포함되며,
상기 인장 유닛은, 상기 마스크 시트를 지지하는 다수의 클램프와; 상기 다수의 클램프와 각각 연결되고, 상기 연결된 다수의 클램프에 인장력을 가하여 상기 클램프에 의해 고정된 마스크 시트를 평평하게 고정시키는 다수의 인장수단이 포함되어 구성된다.
이때, 상기 각각의 클램프와 인장수단 사이에는 상기 클램프의 인장력을 측정하는 인장력 측정수단이 더 구비될 수 있다. 여기서, 상기 인장력 측정수단은 상기 클램프의 인장력 변화를 감지하는 압전소자와; 상기 측정된 클램프의 인장력이 기 설정된 값과 상이할 경우 상기 인장수단에 공급되는 공압을 조절하는 전공 레귤레이터가 포함되어 구성될 수 있다.
또한, 상기 마스크 시트를 세워진 상태로 상기 인장 유닛에 이송하는 마스크 시트 수직 이송부가 더 포함되며, 상기 마스크 시트 수직 이송부는, 상기 마스크 시트를 이송하는 제 1캐리어와; 상기 제 1캐리어 상측에 위치하여 마스크 시트를 흡착하는 제 1흡착부재와; 상기 제 1캐리어를 상기 인장 유닛 방향으로 이동시키는 제 1가이드 레일과; 상기 제 1캐리어 및 제 1가이드 레일 사이에 결합되며, 상기 제 1캐리어를 90˚ 하강 및 상승시키는 제 1플레이트가 포함되어 구성될 수 있다. 또한, 상기 제 1플레이트 상에는 상기 제1 캐리어를 상기 인장 유닛 방향과 수직 방향으로 이동시키기 위한 제 2가이드 레일이 더 형성될 수 있으며, 상기 제1 흡착부재의 전면에는 상기 마스크 시트를 흡착시키는 적어도 하나 이상의 흡착구가 형성될 수 있다.
또한, 상기 마스크 프레임을 세워진 상태로 상기 인장 유닛에 이송하는 마스크 프레임 수직 이송부가 더 포함되며, 상기 마스크 프레임 수직 이송부는, 상기 마스크 프레임을 이송하는 제 2캐리어와; 상기 제 2캐리어 상측에 위치하여 마스크 프레임을 흡착하는 제 2흡착부재와; 상기 제 2캐리어를 상기 인장 유닛 방향으로 이동시키는 제1 가이드 레일과; 상기 제2 캐리어 및 제1 가이드 레일 사이에 결합되며, 상기 제 2캐리어를 90˚ 하강 및 상승시키는 제 2플레이트가 포함되어 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제 2플레이트 상에는 상기 제 2캐리어를 상기 인장 유닛 방향과 수직 방향으로 이동시키기 위한 제 3가이드 레일이 더 형성될 수 있으며, 상기 제1 가이드 레일은 마스크 수직 이송부의 하부면에서 마스크 프레임 수직 이송부의 하부면까지 평행한 한 쌍의 홈이 형성된 가이드로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 2흡착부재에는, 유리 기판을 흡착시키는 적어도 하나 이상의 흡착구와; 상기 유리 기판의 둘레에 마스크 프레임을 합착시키는 마스크 프레임 흡입부가 포함될 수 있다.
또한, 상기 유리 기판에는 마스크 시트와 마스크 프레임을 정렬시키기 위한 적어도 하나 이상의 얼라인 마크가 형성될 수 있으며, 상기 제 2흡착부재에는 상기 마스크 프레임 흡입부에 흡착된 마스크 프레임의 탈착을 방지하기 위해 다수의 마스크 프레임 고정블록이 더 구비될 수 있으며, 상기 마스크 프레임 고정블록 내부에는 상기 마스크 고정블록 외부로 돌출 가능한 실린더가 구비될 수 있다.
또한, 상기 용접수단은 레이저 용접기로 구현될 수 있으며, 상기 마스크 시트 수직 이송부 및 마스크 프레임 수직 이송부는 연결부재에 의해 연결되어 동시에 이동될 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크 시트와 마스크 프레임을 수직형 증착 장치를 이용하여 제조함으로써 마스크 시트 및 마스크 프레임의 처짐현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 마스크 시트 및 마스크 프레임의 수직 증착시 상기 마스크 시트가 휘어지는 것을 방지하기 위해 상기 마스크 시트을 인장시켜 고정시킴으로써, 대면적 기판에 적용되는 대면적 마스크를 휘어짐 없이 제조할 수 있다.
더 나아가 본 발명에 따라 제조된 마스크를 이용하여 기판 상에 박막들을 형성할 경우 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시 예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 의한 수직 증착형 마스크 제조장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 수직 증착형 마스크 제조장치(100)는, 마스크 시트를 수직으로 이송하는 마스크 시트 수직 이송부와; 상기 마스크 시트에 대응되는 마스크 프레임을 수직으로 이송하는 마스크 프레임 수직 이송부와, 상기 이송된 마스크 시트 및 마스크 프레임을 용접하여 마스크를 제조하는 마스크 제조부로 구성된다.
이 때, 상기 마스크 수직 이송부, 마스크 프레임 수직 이송부, 마스크 제조부는 도 3에 도시된 바와 같이 각각 마스크 수직 이송 영역(110), 마스크 프레임 수직 이송 영역(130), 마스크 제조 영역(120)에 위치한다.
도 3에 도시된 실시예의 경우 상기 마스크 제조 영역(120)은 마스크 수직 이송부(110) 및 마스크 프레임 수직 이송 영역(130) 사이 영역에 위치하며, 각 이송 영역(110, 130)에서 수직으로 이송되는 마스크 시트 및 마스크 프레임을 제공받아 이를 용접하는 공정을 수행한다.
상기 마스크 제조 영역(120)에 위치한 마스크 제조부는 마스크 시트와 마스크 프레임을 합착시키는 인장 유닛(125)을 구비한다. 상기 인장 유닛(125)은 상기 마스크 시트 및 마스크 프레임의 수직 증착시 상기 마스크 시트가 휘어지는 것을 방지하기 위해 상기 마스크 시트을 인장시켜 고정시킴으로써, 대면적 기판에 적용되는 대면적 마스크를 휘어짐 없이 제조하는 역할을 한다.
상기 인장 유닛(125)은 상기 마스크 시트를 지지하기 위한 다수의 클램프(122) 및 클램프(122)에 인장력을 가하는 인장수단(123)을 포함하여 구성된다.
상기 다수의 클램프(122)는 도 3에 도시된 바와 같이 지면에 대하여 수직 및 수평 방향으로 형성되고, 상기 마스크 시트의 가장자리 영역을 고정시킨다.
또한, 상기 다수의 인장수단(123)은 상기 각각의 클램프와 연결되는 것으로 상기 각각 연결된 다수의 클램프(122)들을 지지하고, 상기 연결된 다수의 클램프(122)에 인장력을 가하여 상기 클램프(122)에 의해 고정된 마스크 시트를 평평하게 고정시키는 역할을 한다. 즉, 상기 인장수단(123)은 클램프(122)에 인장력을 가하여 클램프(122)에 고정된 마스크 시트를 인장시킴으로써, 상기 마스크 시트가 휘어지는 것을 방지한다.
이 때, 상기 다수의 클램프(122) 및 인장수단(123)은 상기 인장 유닛(125)의 둘레에 형성된 프레임(121) 상에 형성된다.
또한, 상기 마스크 제조 영역(120)에는 상기 마스크 시트와 마스크 프레임을 용접하기 위한 용접수단(124)이 구비된다. 이 때, 상기 용접수단(124)은 일 실시예로서 레이저 용접기로 형성될 수 있다.
상기 용접수단(124)은 상기 인장 유닛(125)에 의해 인장되어 고정된 마스크 시트와, 상기 마스크 시트에 대응되는 마스크 프레임의 접합면을 용접하는 역할을 수행하며, 상기 용접수단(124)에 의한 용접은 상기 접합면에 대해 점용접 또는 연속적으로 용접이 이루어지는 씸 용접(seam welding)으로 수행될 수 있다.
상기 마스크 제조 영역(120)에 마스크 시트를 수직으로 이송시키는 마스크 시트 수직 이송부는 최초 마스크 시트 수직 이송 영역(110)에 위치하며, 이는 마스크 시트를 이송하는 제 1캐리어(113) 및 상기 제 1캐리어(113)의 이동을 용이하게 하기 위한 제 1가이드 레일(141)이 포함되어 구성된다. 이 때, 상기 제 1캐리어(113) 및 제 1가이드 레일(141)은 제 1플레이트(114)에 의해 서로 결합된다.
이 때, 상기 제 1가이드 레일(141)은 마스크 시트를 도 3에 도시된 바와 같이 좌, 우로 이송시키기 위한 레일로서 이는 마스크 시트 수직 이송 영역(110)에서 마스크 제조 영역(120)을 거쳐 마스크 프레임 수직 이송 영역(130)까지 연장되어 있다.
이에 상기 제 1가이드 레일(141)은 마스크 시트 수직 이송 영역(110)의 하부 단면에서 마스크 프레임 수직 이송 영역(130)의 하부 단면까지 평행한 한 쌍의 홈이 형성된 가이드로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1플레이트(114) 상에는 상기 제 1캐리어(113)를 전, 후 방향으로 이동시키기 위해 제 2가이드 레일(142)이 형성되며, 이는 상기 제 1캐리어(113)가 설치된 제 1플레이트(114)의 전면에서 후면까지 평행한 한 쌍의 홈이 형성된 가이드로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1캐리어(113)의 상측에는 마스크 시트를 수직으로 이송시키기 위해 이를 흡착하는 제 1흡착부재(111)가 더 구비되며, 상기 제 1흡착부재(111)의 전면에는 다수의 흡착구(112)가 형성되어, 마스크 시트를 제 1흡착부재(111)로 흡착시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1플레이트(114)의 좌측면 또는 우측면에 제 1볼스크류(117) 및 제 1모터(115)가 설치되어, 상기 제 1플레이트(114)를 좌, 우 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 제 1캐리어(113)의 전면 또는 후면에 제 2볼스크류(118) 및 제 2모터(116)가 설치되어, 제 1캐리어(113)를 전, 후 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 제 1모터(115)를 이용하여 제 1볼스크류(117)를 회전시킴에 따라 제 1플레이트(114)가 좌, 우 방향으로 이동된다. 또한, 제 2모터(116)를 이용하여 제 2볼스크류(118)을 회전시킴에 따라 제 1캐리어(113)가 전, 후 방향으로 이동된다.
상기 마스크 제조 영역(120)에 마스크 프레임을 수직으로 이송시키는 마스크 프레임 수직 이송부는 최초 마스크 프레임 수직 이송 영역(130)에 위치하며, 이는 마스크 프레임을 이송하는 제 2캐리어(137) 및 상기 제 2캐리어(137)의 이동을 용이하게 하기 위한 제 1가이드 레일(141)이 포함되어 구성된다. 이 때, 상기 제 2캐리어(137) 및 제 1가이드 레일(141)은 제 2플레이트(138)에 의해 서로 결합된다.
이 때, 상기 제 1가이드 레일(141)은 설명한 바와 같이 마스크 시트 수직 이송 영역(110)의 하부 단면에서 마스크 프레임 수직 이송 영역(130)의 하부 단면까지 평행한 한 쌍의 홈이 형성된 가이드로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2플레이트(138) 상에는 상기 제 2캐리어(137)를 전, 후 방향으로 이동시키기 위해 제 3가이드 레일(143)이 형성되며, 이는 상기 제 2캐리어(137)가 설치된 제 2플레이트(138)의 전면에서 후면까지 평행한 한 쌍의 홈이 형 성된 가이드로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2캐리어(137)의 상측에는 마스크 프레임을 수직으로 이송시키기 위해 이를 흡착하는 제 2흡착부재(131)가 더 구비되며, 상기 제 2흡착부재(131)의 전면에는 다수의 흡착구(132)가 형성되어, 유리 기판(133)을 흡착시킨다. 상기 유리 기판(133)은 마스크 시트와 마스크 프레임을 얼라인 하기 위해 구비되는 것으로, 유리 기판(133)의 모서리에 적어도 두 개의 얼라인 마크(134)를 형성하여 마스크 시트와 마스크 프레임을 정렬시킬 수 있다.
제 2흡착부재(131)의 최외곽에는 마스크 프레임 흡입부(135)를 더 형성하여 유리 기판(133)의 둘레에 마스크 프레임을 합착시킨다. 또한, 제 2흡착부재(131)의 모서리에는 상기 마스크 프레임 흡입부(135)에 흡착된 마스크 프레임의 탈착을 방지하기 위해 적어도 3 개의 마스크 프레임 고정블록(136)을 더 구비한다. 도 3에 도시된 실시예에서는 설명의 편의상 제 2흡착부재(131)의 모서리 전 영역에 마스크 프레임 고정블록(136)을 설치한다.
상기 마스크 프레임 고정블록(136)은 마스크 프레임 흡입부(135) 상에 마스크 프레임이 흡착되면, 마스크 프레임 고정블록(136) 내부에 구비된 실린더(미도시)가 외부로 돌출됨으로써, 마스크 프레임이 마스크 프레임 흡입부(135)로부터 탈착되거나 이동되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 마스크 프레임 고정블록(136)은 마스크 프레임 흡입부(135)에 흡착된 마스크 프레임을 이중으로 지지하여, 마스크 프레임를 보다 안정적으로 지지한다.
또한, 상기 제 2플레이트(138)의 좌측면 또는 우측면에 제 3볼스크류(140) 및 제 3모터(139)가 설치되어, 제 2캐리어(137)를 좌, 우 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제 2캐리어(137)의 전면 또는 후면에도 제 4볼스크류(미도시) 및 제 4모터(미도시)를 설치하여, 제 2캐리어(137)를 전, 후 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 수직 증착형 마스크 제조장치를 나타내는 사시도이다.
단, 도 3과 중첩되는 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략토록 한다.
상기 도 4에 도시된 제 2실시예는 앞서 도 3에 도시된 실시예의 구성과 전체적으로 동일하나, 마스크 시트 수직 이송 영역(210) 내의 제 1플레이트(214)와 마스크 프레임 수직 이송 영역(230) 내의 제 2플레이트(238)가 연결부재(244)에 의해 서로 연결되어 좌, 우 이동이 동시에 진행된다는 점에서 그 차이가 있다.
즉, 상기 제 1플레이트(214)에 결합된 제 1캐리어(213) 및 제 2플레이트(238)에 결합된 제 2캐리어(237)는 일정한 간격으로 이격되어 동시에 이동된다.
일 예로 상기 제 1캐리어(213)에 의해 마스크 시트가 마스크 제조 영역(220)에 이송되면, 이와 동시에 상기 제 2캐리어(237)는 마스크 프레임 수직 이송 영역(230)에 위치하게 되고, 반대로 상기 제 제 2캐리어(237)에 의해 마스크 프레임이 마스크 제조 영역(220)에 이송되면, 이와 동시에 상기 제 1캐리어(213)는 마스크 시트 수직 이송 영역(210)에 위치하게 되는 것이다.
도 4의 경우에는 상기 제 2캐리어(238)에 의해 마스크 프레임이 마스크 제조 영역(220)에 이송되고, 상기 제 1캐리어(213)는 마스크 시트 수직 이송 영역(210)에 위치된 상태가 도시되어 있다.
이를 위해 상기 제 1플레이트(214)와 제 2플레이트(238)는 서로 연동되어 이동되기 때문에, 하나의 모터만을 이용하여 제 1플레이트(214)와 제 2플레이트(238)를 동시에 이동시킬 수 있다.
즉, 일 실시예로서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제 1플레이트(214)의 우측면에 형성된 제 1모터(235) 및 제 1볼스크류(217) 만을 이용하여 제 1플레이트(214)와 제 2플레이트(238)를 동시에 좌, 우로 이동시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2실시예에서는 상기 제 1 실시예보다 적은 수의 모터를 이용하기 때문에 보다 간단히 수직 증착형 마스크 제조장치를 형성할 수 있다.
도 5a 내지 도 5h는 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 수직 증착형 마스크 제조장치를 이용한 마스크의 제작방법을 나타내는 단계별 사시도이고, 도 6은 합착된 마스크 시트와 마스크 프레임의 단면도이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 마스크 제조 영역 내부로 마스크 시트(250)를 이송시키기 위해, 제 1흡착부재(211)를 구비한 제 1캐리어(213)를 마스크 시트 수직 이송 영역 전면에 위치하고 상면에 마스크 시트(250)가 위치한 제 1테이블(291) 측으로 이동시킨다.
이 때, 상기 1 흡착부재(211)를 구비한 제 1캐리어(213)를 제 1테이블(291) 측으로 이동시키기 위해서는, 제 1모터(215)를 이용하여 제 1볼스크류(217)를 구동시켜, 상기 제 1캐리어(213)와 결합된 제 1플레이트(214)가 제 1가이드 레일(241)을 통해 마스크 시트 수직 이송 영역으로 이동된다.
이후, 제 2모터(216)를 이용하여 제 2볼스크류(218)를 구동시켜, 상기 제 1 캐 리어(213)를 제 2가이드 레일(242)을 통해 제 1테이블(291) 측으로 위치시킨다.
다음으로 도 5b를 참조하면, 상기 제 1테이블(291) 상면에 위치한 마스크 시트(250)를 제 1흡착부재(211)에 흡착시키기 위해, 제 1흡착부재(211)가 구비된 제 1캐리어(213)를 제 1테이블(291) 방향으로 90˚ 하강시킨다.
이 때, 상기 제 1캐리어(213)와 결합되는 상기 제 1플레이트(214)는 상기 제 1캐리어(213)를 90˚ 하강 및 상승시키는 동작도 수행한다.
다음으로 도 5c를 참조하면, 제 1흡착부재(211) 전면에 형성된 다수의 흡착부(212)를 이용하여 마스크 시트(250)를 제 1흡착부재(211)로 진공 흡입한 뒤, 상기 제 1캐리어(213)를 다시 90˚ 상승시킨다.
상기 제 1흡착부재(211)에 마스크 시트(250)가 흡착되고, 상기 제 1캐리어(213)가 90˚ 상승되면, 상기 마스크 시트(250)가 흡착된 제 1캐리어(213)를 마스크 제조 영역에 위치한 인장 유닛(225)으로 이송시키기 위해 일단 마스크 시트 수직 이송부(210) 후면으로 이동시킨다.
상기 마스크 시트(250)가 흡착된 제 1캐리어(213)를 마스크 시트 수직 이송부(210) 후면으로 이동시키기 위해서는 제 2모터(216)를 이용하여 제 2볼스크류(218)를 구동시켜, 상기 제 1캐리어(213)를 제 2가이드 레일(242)을 통해 제 1플레이트(214)의 후면으로 이동시킨다.
다음으로 도 5d를 참조하면, 상기 마스크 시트(250)가 흡착된 제 1캐리어(213)를 마스크 제조 영역에 위치한 인장 유닛(225)으로 이송시킨다.
이는 제 1모터(215)를 이용하여 제 1볼스크류(217)를 구동시켜, 제 1플레이 트(214)를 제 1가이드 레일(241)을 통해 이동시킨다. 이에 따라, 마스크 시트(250)를 다수의 클램프(222)가 형성된 인장 유닛(225)의 후면으로 위치시킬 수 있다. 이후, 제 2모터(216)를 이용하여 제 2볼스크류(218)를 구동시켜, 상기 제 1캐 리어(213)에 구비된 제 1흡착부재(211)에 흡착된 마스크 시트(250)을 제 2가이드 레일(242)을 통해 다수의 클램프(222) 사이로 위치시킨다.
이후, 상기 다수의 클램프(222)를 포함하는 인장 유닛(225)은 프레임(221) 후면에 형성된 실린더에 의해 프레임(221)의 외곽에서 내부로 이동된다. 상기 실린더에 의해 상기 다수의 클램프(222)가 마스크 시트(250)의 가장자리 영역으로 이동되면, 다수의 클램프(222) 사이에 마스크 시트(250)를 위치시켜, 이를 고정시킨다.
단, 상기 마스크 시트(250)가 다수의 클램프(222)에 의해 고정되는 경우, 상기 마스크 시트(250)가 흡착되었던 제 1흡착부재(211)로부터 상기 마스크 시트(250)는 탈착된다.
그 후, 인장수단(223)을 이용하여 다수의 클램프(222)에 의해 고정된 마스크 시트(250)를 프레임(221) 방향으로 인장시킨다. 이에 따라, 마스크 시트(250)를 클램프(222)에 평평한 형상으로 고정시킬 수 있다.
상기 다수의 클램프(222)에 마스크 시트(250)가 고정되면, 제 2모터(216)를 이용하여 제 1캐리어(213)를 인장 유닛(225)의 후면으로 이동시키고, 제 3모터(239)를 이용하여 제 2흡착부재(231)가 구비된 제 2캐리어(237)를 마스크 프레임(260)이 안착된 제 2테이블(292) 측으로 위치시킨다.
다음으로 도 5e를 참조하면, 마스크 프레임(260)을 제 2흡착부재(231)에 흡착시키기 위해 상기 제 2흡착부재(231)가 구비된 제 2캐리어(237)를 상기 마스크 프레임(260)이 상측에 안착된 제 2테이블(292)로 90˚ 하강시킨다.
이 때, 상기 제 2캐리어(237)와 결합되는 상기 제 2플레이트(238)는 상기 제 2캐리어(237)를 90˚ 하강 및 상승시키는 동작도 수행한다.
다음으로 도 5f를 참조하면, 제 2흡착부재(231)를 90˚ 하강시켜, 마스크 프레임 흡입부(235)에 마스크 프레임(260)이 흡착되면, 상기 제 2캐리어(237)를 다시 90˚ 상승시킨다.
이 후, 상기 제 2흡착부재(231)의 외곽에 형성된 다수의 마스크 프레임 고정블록(236)을 이용하여, 마스크 프레임(260)이 마스크 프레임 흡입부(235)로부터 탈착되거나 이동하는 것을 방지한다. 즉, 마스크 프레임 흡입부(235)에 마스크 프레임(260)이 흡착되면, 고정블록(236) 내부에 구비된 실린더가 고정블록(236) 외부로 돌출되어, 마스크 프레임(260)이 마스크 프레임 흡입부(235)로부터 탈착되거나 이동되는 것을 방지한다.
상기 제 2흡착부재(231)에 마스크 프레임(260)이 흡착되고, 상기 제 2캐리어(237)가 90˚ 상승되면, 상기 마스크 프레임(260)이 흡착된 제 2캐리어(237)를 마스크 제조 영역에 위치한 인장 유닛(225)으로 이송시키기 위해 일단 마스크 프레임 수직 이송 영역(230)의 후면으로 이동시킨다.
상기 제 2흡착부재(231)를 통해 마스크 프레임(260)이 흡착된 제 2캐리어(237)를 마스크 프레임 수직 이송 영역의 후면으로 이동시키기 위해서는 제 3모 터(239)를 이용하여 제 3볼스크류를 구동시켜 상기 제 2캐리어(237)를 제 3가이드 레일(243)을 통해 이동시킨다.
다음으로 도 5g를 참조하면, 제 1모터(215)를 이용하여 상기 제 2캐리어(237)를 인장 유닛(225)에 구비된 클램프(222)의 후면으로 이동시킨다. 이때, 제 1흡착부재(211)가 구비된 제 1캐리어(213)는 제 2캐리어(237)와 연동되어 상기 제 2캐리어(237)가 이동됨과 동시에 마스크 시트 수직 이송 영역으로 이동된다.
이후, 제 3모터(239)를 이용하여 상기 제 2캐리어(237)를 인장 유닛(225) 측으로 이동시킴으로써, 상기 다수의 클램프(222)에 의해 고정된 마스크 시트(250)와 상기 제 2흡착부재(231)에 의해 흡착된 마스크 프레임(260)을 접촉시킨다.
이때, 마스크 프레임(260)은 단차를 가지고 있어, 마스크 시트(250)를 지지하는 클램프(222)와 접촉되는 것을 방지한다. 즉, 본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 클램프(222)에 고정된 마스크 시트(250)와 접하는 마스크 프레임(260)의 접합면(270)을 상기 클램프(222)의 내측에 형성되도록 하여, 상기 클램프(222)에 의해 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260) 사이의 이격 공간이 형성되는 것을 방지한다.
또한, 마스크 프레임(260)과 마스크 시트(250)를 보다 용이하게 정렬시키기 위해, 마스크 프레임(260) 후면에 배치된 유리 기판(233)에 형성된 얼라인 마크(234)를 마스크 시트(250)에 형성된 얼라인 홀(251)의 중앙영역에 위치시킨다.
또한, 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260) 사이의 이격 공간을 완전히 제거하기 위해 마스크 시트(250) 전면에 자석(미도시)을 배치한다. 이는 금속 물 질로 형성된 마스크 프레임(260)과 자석 사이에 자력을 발생시켜 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260) 사이의 공간을 제거한다.
이와 같은 방법에 의해 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260)이 정렬되면, 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260) 사이의 이격 공간이 제거하여 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260)을 용접수단(224)에 의해 용접시킨다.
상기 용접은 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260)의 접합면(270)에 수행되고, 이러한 용접은 일 예로 점 용접으로 이루어질 수 있다. 상기 점 용접은 도시된 → 방향과 같이 마스크 시트(250)와 인접한 접합면(270)에서 마스크 프레임(260)과 인접한 접합면(270) 방향으로 실시할 수 있다. 이는 용접시 열 팽창에 의한 마스크 프레임(260) 및 마스크 시트(250)의 변화를 최소화하기 위한 것이다.
이와 같은 방법에 따라, 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260)이 일체형으로 형성된 마스크(290)를 제조한다. 또한, 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260)의 용접이 수행되면, 마스크 프레임 고정블록(236) 내부에 구비된 실린더를 외부로 돌출시켜 마스크(290)가 제 2흡착부재(231)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
마지막으로 도 5h를 참조하면, 마스크 시트(250)와 마스크 프레임(260)을 용접하여 마스크(290)를 제조하면, 마스크 시트를 고정한 클램프(222)로부터 마스크 시트(250)로부터 탈착시킨다. 이후, 제 3모터(239)를 이용하여 제 2캐리어(237)를 상기 클램프(222)가 구비된 인장 유닛(225) 후면으로 이동시킨다.
이후, 제 2캐리어(237)를 마스크 프레임 수직 이송 영역(230)으로 이동시킨다. 또한, 제 3모터(239)를 이용하여 제 2캐리어(237)를 마스크 프레임 수직 이송 영역의 전면으로 이송시킨다. 이후, 상기 제 2캐리어(237)가 마스크 프레임 수직 이송 영역(230)으로 이동되면, 마스크 프레임 고정블록(236)으로부터 돌출된 실린더를 고정블록(236) 내측면으로 이동시킨다.
그리고, 마스크 프레임 수직 이송 영역(230)의 하단부에 구비된 프레임용 로더(280)를 이용하여, 마스크(290)를 마스크 프레임 흡입부(235)로부터 탈착시키고, 최종적으로 상기 마스크(290)를 수직 증착형 마스크 제조장치의 외부로 이송시킨다.
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 수직 증착형 마스크 제조장치를 나타내는 사시도이다.
단, 도 7에 도시된 실시예는 앞서 도 3 및 도 4를 통해 설명한 제 1 및 제 2실시예와 비교할 때, 인장 유닛의 구조가 다소 변경된 점 이외에는 모두 동일하다. 이에 따라 설명의 편의상 도 3 및 도 4와 중첩되는 구성요소에 대해서는 그 설명을 생략토록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 3실시예에 의한 수직 증착형 마스크 제조장치의 인장 유닛은 마스크 시트를 지지하는 다수의 클램프(322)와 인장수단(323) 사이에 클램프(322)의 인장력을 측정하는 인장력 측정수단(324)이 더 구비됨을 특징으로 한다.
상기 인장력 측정수단(324)은 상기 인장수단(323)에서 공급되는 공압에 의한 인장력을 측정하여, 클램프(322)로 전달되는 인장력을 측정하는 역할을 한다.
이 때, 상기 인장력 측정수단(324)은 상기 클램프(322)의 인장력의 변화를 감지하는 압전소자(미도시)와, 상기 측정된 클램프의 인장력이 기 설정된 값과 상이할 경우 상기 인장수단(323)에 공급되는 공압을 조절하는 전공 레귤레이터(미도시)가 포함되어 구성된다.
즉, 상기 인장력 측정수단(324)은 클램프(322)의 인장력이 변하게 되면 인장력 측정수단(324) 내부에 내장된 압전소자가 변화를 일으켜, 여기에서 발생된 전류를 통해 인장력의 크기를 알 수 있게 한다.
상기 인장력 측정수단(324)에 의해 측정된 클램프(322)의 인장력이 설정된 값과 다르게 측정되면, 전공 레귤레이터에서 인장수단(323)에 공급되는 공압을 조절하여 클램프(322)의 인장력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 클램프(322)의 인장력이 설정된 인장력 보다 작게 나타나면, 인장수단(323)에 공급되는 공압을 증가시켜 인장력을 크게 조절하고, 클램프(322)의 인장력이 설정된 인장력 보다 크면 나타나면, 인장수단(323)에 공급되는 공압을 감소시켜 인장력을 작게 조절한다.
앞서 설명한 제 1 내지 제 3실시예에 의한 수직 증착형 마스크 제조장치를 통해 제조된 마스크는 OLED(Organic Light Emitting Display Device), LCD(Liquid Crystal Display), FED(Field Emission Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), 및 VFD(Vacuum Fluorescent Display)에 적용될 수 있음을 당업자에게 자명하다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한 정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 일반적인 마스크 시트와 마스크 프레임이 용접된 마스크를 나타내는 사시도.
도 2는 마스크의 처짐현상을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수직 증착형 마스크 제조장치를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수직 증착형 마스크 제조장치를 나타내는 사시도.
도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수직 증착형 마스크 제조장치를 이용한 마스크의 제작방법을 나타내는 단계별 사시도.
도 6은 합착된 마스크 시트와 마스크 프레임의 단면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수직 증착형 마스크 제조장치를 나타내는 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
111 : 제 1흡착부재 112 : 흡착구
113 : 제 1캐 리어 114 : 제 1플레이트
115 : 제 1모터 116 : 제 2모터
117 : 볼스크류 121 : 프레임
122 : 클램프 123 : 인장수단
124 : 용접기 131 : 제 2흡착부재
132 : 흡착구 133 : 유리 기판
134 : 얼라인 마크 135 : 마스크 프레임 흡입부
136 : 마스크 프레임 고정블록 137 : 제 2캐리어
138 : 제 2플레이트

Claims (19)

  1. 마스크 시트를 인장시켜 고정하는 인장 유닛과; 및
    상기 마스크 시트 및 상기 마스크 시트의 둘레 영역에 밀착되는 마스크 프레임을 접합하는 용접수단이 포함되며,
    상기 인장 유닛은,
    상기 마스크 시트를 지지하는 다수의 클램프와;
    상기 다수의 클램프와 각각 연결되고, 상기 연결된 다수의 클램프에 인장력을 가하여 상기 클램프에 의해 고정된 마스크 시트를 평평하게 고정시키는 다수의 인장수단이 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 클램프와 인장수단 사이에는 상기 클램프의 인장력을 측정하는 인장력 측정수단이 더 구비됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인장력 측정수단은,
    상기 클램프의 인장력 변화를 감지하는 압전소자와; 상기 측정된 클램프의 인장력이 기 설정된 값과 상이할 경우 상기 인장수단에 공급되는 공압을 조절하는 전공 레귤레이터가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장 치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크 시트를 세워진 상태로 상기 인장 유닛에 이송하는 마스크 시트 수직 이송부가 더 포함되며,
    상기 마스크 시트 수직 이송부는,
    상기 마스크 시트를 이송하는 제 1캐리어와;
    상기 제 1캐리어 상측에 위치하여 마스크 시트를 흡착하는 제 1흡착부재와;
    상기 제 1캐리어를 상기 인장 유닛 방향으로 이동시키는 제 1가이드 레일과;
    상기 제 1캐리어 및 제 1가이드 레일 사이에 결합되며, 상기 제 1캐리어를 90˚ 하강 및 상승시키는 제 1플레이트가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1플레이트 상에는 상기 제1 캐리어를 상기 인장 유닛 방향과 수직 방향으로 이동시키기 위한 제 2가이드 레일이 더 형성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 흡착부재의 전면에는 상기 마스크 시트를 흡착시키는 적어도 하나 의 흡착구가 형성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 마스크 시트 수직 이송부 및 마스크 프레임 수직 이송부를 연결시키며 상기 마스크 시트 수직 이송부 및 마스크 프레임 수직 이송부를 동시에 이동되게 하는 연결부재를 더 포함하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크 프레임을 세워진 상태로 상기 인장 유닛에 이송하는 마스크 프레임 수직 이송부가 더 포함되며,
    상기 마스크 프레임 수직 이송부는,
    상기 마스크 프레임을 이송하는 제 2캐리어와;
    상기 제 2캐리어 상측에 위치하여 마스크 프레임을 흡착하는 제 2흡착부재와;
    상기 제 2캐리어를 상기 인장 유닛 방향으로 이동시키는 제 1가이드 레일과;
    상기 제 2캐리어 및 제 1가이드 레일 사이에 결합되며, 상기 제 2캐리어를 90˚ 하강 및 상승시키는 제 2플레이트가 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2플레이트 상에는 상기 제 2캐리어를 상기 인장 유닛 방향과 수직 방향으로 이동시키기 위한 제 3가이드 레일이 더 형성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 가이드 레일은 마스크 수직 이송부의 하부면에서 마스크 프레임 수직 이송부의 하부면까지 평행한 한 쌍의 홈이 형성된 가이드로 형성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2흡착부재에는,
    유리 기판을 흡착시키는 적어도 하나의 흡착구와;
    상기 유리 기판의 둘레에 마스크 프레임을 합착시키는 마스크 프레임 흡입부가 포함됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 유리 기판에는 마스크 시트와 마스크 프레임을 정렬시키기 위한 적어도 하나의 얼라인 마크가 형성됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 마스크 시트 수직 이송부 및 마스크 프레임 수직 이송부를 연결시키며 상기 마스크 시트 수직 이송부 및 마스크 프레임 수직 이송부를 동시에 이동되게 하는 연결부재를 더 포함하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 제 2흡착부재에는 상기 마스크 프레임 흡입부에 흡착된 마스크 프레임의 탈착을 방지하기 위해 다수의 마스크 프레임 고정블록이 더 구비됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 마스크 프레임 고정블록 내부에는 상기 마스크 고정블록 외부로 돌출 가능한 실린더가 구비됨을 특징으로 하는 수직 증착형 마스크 제조장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 용접수단은 레이저 용접기인 수직 증착형 마스크 제조장치.
  17. 제 1흡착부재가 구비된 제 1캐리어를 마스크 시트 수직 이송 영역에 위치시키는 단계;
    상기 제 1캐리어를 90˚ 하강시켜 제 1테이블 상에 위치된 마스크 시트를 상기 제 1흡착부재에 흡착시키는 단계;
    상기 제 1캐리어를 90˚ 상승시킨 후, 상기 제 1흡착부재에 흡착된 마스크 시트를 마스크 제조 영역에 위치한 인장 유닛의 후면으로 이송시키는 단계;
    상기 인장 유닛에 마스크 시트를 인장시켜 고정시키는 단계;
    상기 마스크 시트 후면에 마스크 프레임을 부착시키기 위해 제 2흡착부재가 구비된 제 2캐리어를 마스크 프레임 수직 이송 영역으로 이송시키는 단계;
    상기 제 2캐리어를 90˚ 하강시켜 제 2테이블 상에 위치된 마스크 프레임을 상기 제 2흡착부재에 흡착시키는 단계;
    상기 제 2캐리어를 90˚ 상승시킨 후, 상기 제 2흡착부재에 흡착된 상기 마스크 프레임을 상기 마스크 제조 영역에 위치한 마스크 시트의 후면으로 이송시키는 단계; 및
    상기 마스크 시트의 후면에 이송된 상기 마스크 프레임과 상기 마스크 시트의 접합면을 용접시키는 단계
    를 포함하는 수직 증착형 마스크의 제조방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 인장 유닛에 마스크 시트를 인장시켜 고정시키는 단계는
    다수의 클램프에 의해 상기 마스크 시트의 가장자리를 고정시킨 후, 상기 인장 유닛의 인장수단을 이용하여 상기 마스크 시트를 인장시키는 수직 증착형 마스크의 제조방법.
  19. 마스크 시트를 인장시켜 고정하는 인장 유닛;
    상기 마스크 시트를 세워진 상태로 상기 인장 유닛에 이송하는 마스크 시트 수직 이송부;
    마스크 프레임을 세워진 상태로 상기 인장 유닛에 이송하는 마스크 프레임 수직 이송부; 및
    상기 마스크 시트 및 상기 마스크 시트의 둘레 영역에 밀착되는 마스크 프레임을 접합하는 용접수단이 포함되며,
    상기 인장 유닛은,
    상기 마스크 시트를 지지하는 다수의 클램프와;
    상기 다수의 클램프와 각각 연결되고, 상기 연결된 다수의 클램프에 인장력을 가하여 상기 클램프에 의해 고정된 마스크 시트를 평평하게 고정시키는 다수의 인장수단이 포함되며,
    상기 마스크 시트 수직 이송부는,
    상기 마스크 시트를 이송하는 제 1캐리어와;
    상기 제 1캐리어 상측에 위치하여 마스크 시트를 흡착하는 제 1흡착부재와;
    상기 제 1캐리어를 상기 인장 유닛 방향으로 이동시키는 제 1가이드 레일과;
    상기 제 1캐리어 및 제 1가이드 레일 사이에 결합되며, 상기 제 1캐리어를 90˚ 하강 및 상승시키는 제 1플레이트가 포함되며,
    상기 마스크 프레임 수직 이송부는,
    상기 마스크 프레임을 이송하는 제 2캐리어와;
    상기 제 2캐리어 상측에 위치하여 마스크 프레임을 흡착하는 제 2흡착부재와;
    상기 제 2캐리어를 상기 인장 유닛 방향으로 이동시키는 제 1가이드 레일과;
    상기 제 2캐리어 및 제 1가이드 레일 사이에 결합되며, 상기 제 2캐리어를 90˚ 하강 및 상승시키는 제 2플레이트가 포함되는 수직 증착형 마스크 제조장치.
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