KR20090053417A

KR20090053417A - 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체

Info

Publication number: KR20090053417A
Application number: KR1020070120266A
Authority: KR
Inventors: 성동영; 김화정
Original assignee: 삼성모바일디스플레이주식회사
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2009-05-27
Also published as: KR100903624B1

Abstract

본 발명은 증착 과정에서 모기판의 처짐과 단위 마스크들의 변형을 억제하여 증착 정밀도를 높일 수 있는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체를 제공한다. 본 발명에 따른 마스크 조립체는 개구부를 둘러싸는 한 쌍의 제1 지지부와 한 쌍의 제2 지지부를 구비하는 프레임과, 적어도 하나의 패턴 개구부를 형성하며 인장력이 가해진 상태로 양단이 제1 지지부에 고정되는 복수의 단위 마스크와, 프레임과 단위 마스크 사이에서 개구부를 가로지르며 위치하여 단위 마스크를 지지하는 적어도 하나의 지지대를 포함한다.

단위마스크, 프레임, 패턴개구부, 증착, 지지대, 유기발광표시장치, 모기판

Description

평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체 {MASK ASSEMBLY FOR THIN FILM VAPOR DEPOSITION OF FLAT PANEL DISPLAY}

본 발명은 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장력이 가해진 복수의 단위 마스크를 고정 및 지지하여 단위 마스크와 함께 마스크 조립체를 구성하는 프레임에 관한 것이다.

최근들어 음극선관의 단점을 극복하여 경량화 및 소형화가 가능한 평판 표시장치가 각광을 받고 있다. 이러한 평판 표시장치의 대표적인 예로 유기발광 표시장치(organic light emitting display), 액정 표시장치(liquid crystal display) 및 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel) 등이 있다.

평판 표시장치, 특히 유기발광 표시장치를 제조하기 위해서는 특정 패턴을 가지는 전극과 발광층 등을 형성해야 하며, 이의 형성법으로 마스크 조립체를 이용한 증착법이 적용될 수 있다.

공지의 마스크 조립체는 개구부를 구비하는 프레임과, 길이 방향을 따라 인장력이 가해진 상태로 양단이 프레임에 고정되는 띠 모양의 단위 마스크들로 이루어진다. 단위 마스크는 모기판에 복수의 유기발광 표시장치를 제작할 수 있도록 복 수의 패턴 개구부를 구비할 수 있다. 각 패턴 개구부는 하나의 표시장치에 대응하며, 표시장치에 형성할 전극 또는 발광층과 같은 모양으로 형성된다.

전술한 마스크 조립체는 증착 설비 내에 고정되고, 복수의 단위 마스크 위로 모기판이 놓인다. 이 상태에서 마스크 조립체 하부에 위치한 증착원으로부터 전극 재료 또는 발광층 재료가 증발하면, 패턴 개구부를 통해 모기판에 패턴 개구부와 동일한 형상으로 재료가 증착된다.

그런데 전술한 마스크 조립체에서는 단위 마스크의 중앙부가 프레임의 개구부 위에 떠 있는 상태에서 단위 마스크 위로 모기판이 바로 위치함에 따라, 증착 과정에서 복수의 단위 마스크는 모기판의 무게에 의해 눌리게 된다. 즉, 모기판은 자체 무게에 의해 중앙부가 아래로 처지며, 이 처짐에 의해 단위 마스크가 힘을 받아 변형될 수 있다.

단위 마스크의 변형은 모기판이 대형화 할수록 커지고, 증착 정밀도 저하로 이어져 증착 불량을 발생시키는 요인으로 작용한다.

본 발명은 증착 과정에서 모기판의 처짐과 단위 마스크들의 변형을 억제하여 증착 정밀도를 높일 수 있는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체는 개구부를 둘러싸는 한 쌍의 제1 지지부와 한 쌍의 제2 지지부를 구비하는 프레임과, 적어도 하나의 패턴 개구부를 형성하며 인장력이 가해진 상태로 양단이 제1 지지부에 고정되는 복수의 단위 마스크와, 프레임과 단위 마스크 사이에서 개구부를 가로지르며 위치하여 단위 마스크를 지지하는 적어도 하나의 지지대를 포함한다.

지지대는 단위 마스크와 직교하도록 양단이 제2 지지부에 고정될 수 있다. 지지대는 복수개로 구비될 수 있으며, 단위 마스크의 길이 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치할 수 있다.

패턴 개구부는 단위 마스크의 길이 방향을 따라 서로간 거리를 두고 복수개로 배치되고, 지지대는 패턴 개구부들 사이에 대응하여 위치할 수 있다. 지지대는 프레임과 같은 재질로 형성될 수 있다.

제2 지지부는 지지대를 수용하는 홈을 형성할 수 있으며, 홈의 깊이가 지지대의 두께와 동일하게 형성되어 지지대의 윗면과 프레임의 윗면이 같은 높이를 유지할 수 있다.

본 발명에 의한 박막 증착용 마스크 조립체에서는 증착 과정에서 모기판이 복수의 단위 마스크 위에 배치될 때 지지대가 복수의 단위 마스크와 모기판을 아래에서 받쳐 지지함에 따라, 증착 과정에서 모기판의 자중에 의한 처짐과 이에 따른 단위 마스크들의 변형을 억제할 수 있다. 따라서 정밀한 증착을 가능하게 하여 증착 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 분해 사시도와 평면도이고, 도 3은 도 2의 I-I선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 마스크 조립체의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 마스크 조립체(100)는 개구부(201)를 구비하는 프레임(20)과, 증착을 위한 복수의 패턴 개구부(401)를 구비하며 길이 방향을 따라 인장력이 가해진 상태로 프레임(20)에 나란히 고정되는 띠 모양의 단위 마스크들(40)과, 프레임(20)과 단위 마스크들(40) 사이에서 개구부(201)를 가로지르며 위치하는 지지대(60)를 포함한다.

프레임(20)은 단위 마스크(40)의 양단을 고정 및 지지하고, 개구부(201)를 통해 단위 마스크(40)에 구비된 패턴 개구부들(401)을 노출시킨다. 이때, 프레임(20)에는 단위 마스크(40)에 인가된 인장력에 의해 단위 마스크(40)의 길이 방향을 따라 압축력이 작용하므로, 프레임(20)은 압축력에 의한 변형이 일어나지 않도록 강성이 큰 금속 재료로 형성된다.

프레임(20)은 개구부(201)를 사이에 두고 단위 마스크(40)의 길이 방향(도면의 y축 방향)을 따라 서로 마주하는 한 쌍의 제1 지지부(22)와, 개구부(201)를 사이에 두고 단위 마스크(40)의 폭 방향(도면의 x축 방향)을 따라 서로 마주하는 한 쌍의 제2 지지부(24)를 포함한다. 단위 마스크(40)는 용접 등의 방법으로 양단이 제1 지지부(22)에 고정된다.

제1 지지부(22)와 제2 지지부(24)는 같은 길이로 형성되거나 다른 길이로 형성될 수 있다. 도 1과 도 2에서는 일례로 제1 지지부(22)가 제2 지지부(24)보다 큰 길이로 형성되어 제1 지지부(22)가 프레임(20)의 장변을 구성하고, 제2 지지부(24)가 프레임(20)의 단변을 구성하는 경우를 도시하였다.

이와 같이 시트 모양의 마스크를 띠 모양의 단위 마스크(40)로 분할하여 프레임(20)에 고정시키는 구조에서는 패턴 정밀도가 우수한 단위 마스크(40)를 선별하여 사용할 수 있으므로 패턴 개구부(401)의 형상 오차를 줄일 수 있다. 그리고 증착 과정에서 일어날 수 있는 열팽창에 의한 단위 마스크(40)의 변형과 패턴 개구부(401)의 왜곡을 억제할 수 있으며, 단위 마스크(40)의 길이 방향을 따라 균일한 인장력이 가해지므로 단위 마스크(40)의 특정 부위에 변형량이 집중하는 것을 최소화할 수 있다.

단위 마스크(40)에 구비된 패턴 개구부(401)는 하나의 표시장치에 대응할 수 있으며, 각 패턴 개구부(401)는 표시장치에 형성될 전극 또는 발광층과 같은 모양으로 형성된다. 이와 같이 마스크 조립체(100)가 단위 마스크(40)의 길이 방향 및 폭 방향을 따라 복수의 패턴 개구부(401)를 구비함에 따라, 하나의 마스크 조립체(100)를 이용하여 모기판에 복수의 표시장치를 동시에 제작할 수 있다.

지지대(60)는 복수의 단위 마스크(40) 하부에서 프레임(20)의 개구부(201)를 가로지르며 위치하여 개구부(201) 위에 떠 있는 단위 마스크(40)의 중앙 부위를 받 쳐 지지한다. 이를 위해 지지대(60)는 양단이 제2 지지부(24)에 고정되어 복수의 단위 마스크(40)와 직교한다.

지지대(60)는 강성이 큰 재료, 일례로 프레임(20)과 동일한 금속으로 형성될 수 있다. 프레임(20)과 지지대(60)가 같은 재료로 형성되면 같은 열팽창 특성을 보이기 때문에 열팽창 특성 차이에 의한 변형을 예방할 수 있다.

지지대(60)는 하나 또는 복수개로 구비되며, 원형, 사각형 또는 기타 형상의 단면을 갖도록 형성된다. 복수의 지지대(60)가 구비되는 경우 이들은 단위 마스크(40)의 길이 방향(도면의 y축 방향)을 따라 서로간 거리를 두고 위치한다. 또한, 지지대(60)는 패턴 개구부들(401) 사이에 위치하여 증착 과정에서 패턴 개구부(401)를 가리지 않도록 한다.

도 1에서는 일례로 사각 단면 형상을 가지는 2개의 지지대(60)가 구비되는 경우를 도시하였으나, 지지대(60)의 단면 형상과 개수는 도시한 예에 한정되지 않는다.

도 4는 상기 마스크 조립체를 이용한 평판 표시장치의 증착 과정을 나타낸 개략도이다.

도 4를 참고하면, 프레임(20)은 증착 설비 내의 프레임 홀더(12)에 고정되고, 복수의 단위 마스크(40) 위로 모기판(14)이 놓인다. 이 상태에서 증착원(16)으로부터 전극 재료 또는 발광층 재료가 증발하면, 패턴 개구부(401, 도 1 참조)를 통해 모기판(14)에 패턴 개구부(401)와 동일한 형상으로 재료가 증착된다. 이와 같이 마스크 조립체(100)를 이용하여 한 장의 모기판(14)에 복수의 평판 표시장치, 일례로 복수의 유기발광 표시장치를 제작할 수 있다.

이러한 증착 과정에서 모기판(14)은 프레임(20)의 개구부(201) 위에 떠 있는 단위 마스크들(40) 위에 직접 놓이기 때문에 모기판(14)의 무게에 의해 단위 마스크(40)가 눌리게 된다. 이때, 본 실시예의 마스크 조립체(100)에서는 지지대(60)가 복수의 단위 마스크(40)를 지지하므로, 모기판(14)의 자중에 의한 처짐과 이에 따른 단위 마스크들(40)의 변형을 억제할 수 있으며, 그 결과 증착 정밀도를 높일 수 있다.

상기에서는 마스크 조립체(100)가 유기발광 표시장치의 전극과 발광층을 형성하는데 사용되는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않으며, 마스크 조립체(100)는 다른 평판 표시장치의 전극 등을 형성하는데 유효하게 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 II-II선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 마스크 조립체의 단면도이다.

도 5와 도 6을 참고하면, 본 실시예의 마스크 조립체(101)는 프레임(20)의 제2 지지부(24)가 지지대(60)에 대응하는 홈(26)을 형성하며, 지지대(60)가 이 홈(26)에 끼워지는 구조를 제외하고 전술한 제1 실시예의 마스크 조립체(100)와 동일한 구조로 이루어진다. 제1 실시예와 같은 부재에 대해서는 같은 인용부호를 사용한다.

홈(26)의 깊이는 지지대(60)의 두께와 실질적으로 동일하여 지지대(60)가 제 2 지지부(24)에 고정된 이후 지지대(60)의 윗면과 제2 지지부(24)의 윗면이 같은 높이를 유지하도록 한다.

이와 같이 지지대(60)가 제2 지지부(24)의 홈(26)에 끼워지는 구조에서는 프레임(20) 위로 복수의 단위 마스크(40)가 고정될 때, 지지대(60)가 설치된 부위로 단위 마스크(40)가 상승하지 않고 자신의 길이 방향을 따라 평행을 유지할 수 있다. 따라서 증착 과정에서 복수의 단위 마스크(40) 위로 모기판(14)이 놓일 때, 단위 마스크(40)와 모기판(14)의 밀착성을 높여 증착 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 분해 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 평면도이다.

도 3은 도 2의 I-I선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 마스크 조립체의 단면도이다.

도 4는 도 2에 도시한 마스크 조립체를 이용한 평판 표시장치의 증착 과정을 나타낸 개략도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체의 분해 사시도이다.

도 6은 도 5의 II-II선을 기준으로 절개한 단면을 나타낸 마스크 조립체의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명>

100, 101: 마스크 조립체 20: 프레임

22: 제1 지지부 24: 제2 지지부

26: 홈 40: 단위 마스크

401: 패턴 개구부 60: 지지대

Claims

개구부를 둘러싸는 한 쌍의 제1 지지부와 한 쌍의 제2 지지부를 구비하는 프레임;

적어도 하나의 패턴 개구부를 형성하며 인장력이 가해진 상태로 양단이 상기 제1 지지부에 고정되는 복수의 단위 마스크; 및

상기 프레임과 상기 단위 마스크 사이에서 상기 개구부를 가로지르며 위치하여 상기 단위 마스크를 지지하는 적어도 하나의 지지대

를 포함하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
제1항에 있어서,

상기 지지대는 상기 단위 마스크와 직교하도록 양단이 상기 제2 지지부에 고정되는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
제2항에 있어서,

상기 지지대가 복수개로 구비되며, 상기 단위 마스크의 길이 방향을 따라 서로간 거리를 두고 위치하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
제2항에 있어서,

상기 패턴 개구부가 상기 단위 마스크의 길이 방향을 따라 서로간 거리를 두 고 복수개로 배치되고, 상기 지지대가 상기 패턴 개구부들 사이에 대응하여 위치하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
제1항에 있어서,

상기 지지대가 상기 프레임과 같은 재질로 형성되는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
제2항에 있어서,

상기 제2 지지부가 상기 지지대를 수용하는 홈을 형성하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.
제6항에 있어서,

상기 홈의 깊이가 상기 지지대의 두께와 동일하게 형성되어 상기 지지대의 윗면과 상기 프레임의 윗면이 같은 높이를 유지하는 평판 표시장치의 박막 증착용 마스크 조립체.