KR20120140473A - 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 개시한다. 본 발명은개구부가 형성되며, 개구부를 둘러싸는 마스크 프레임;과, 마스크 프레임 상에 결합되는 마스크;와, 마스크를 지지하는 적어도 하나의 지지대;와, 지지대를 고정하는 복수의 고정부;를 포함하되, 증착용 기판의 처짐으로 인한 증착용 기판의 깨짐 현상을 방지할 수 있다.

Description

박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리{Mask frame assembly for thin film deposition}
본 발명은 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패턴 마스크가 처지는 것을 방지하기 위한 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리에 관한 것이다.
통상적으로, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)를 구비한 유기 발광 디스플레이 장치(Organic light emitting display device, OLED)는 디지털 카메라나, 비디오 카메라나, 캠코더나, 휴대 정보 단말기나, 스마트 폰 등의 모바일 기기용 디스플레이 장치나, 초박형 텔레비전이나, 초슬림 노트북이나, 태블릿 퍼스널 컴퓨터나, 플렉서블 디스플레등의 전자 전기 제품에 적용할 수 있어서 각광받고 있다.
유기 발광 디스플레이 장치는 애노우드와 캐소우드에 주입되는 정공과 전자가 유기 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노우드와 캐소우드 사이에 유기 발광층을 삽입한 적층형 구조이다.
그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 각각의 전극과 유기 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 이용하고 있다.
유기 발광 디스플레이 장치의 전극들과, 유기 발광층을 포함한 중간층은 여러 가지 방법, 예컨대, 포토리소그래피법이나, 증착법에 의하여 형성시킬 수 있다.
포토리소그래피법은 기판 상의 일부 영역에 포토 레지스트를 도포하는 것에 의하여 습식으로 에칭하는 방법이다. 그러나, 포토리소그래피법은 포토 레지스트를 박리하는 과정에서 수분이 유기 발광층 등에 유입될 수 있다. 이에 따라, 완성된 유기 발광 디스플레이 장치의 성능과 수명 특성을 현저하게 열화시킬 수 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 방법중 하나가 증착법이다. 증착법은 기판 상에 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 고정세 메탈 마스크(Fine Metal Mask, FMM)를 정렬하고, 박막의 원소재를 증착하여 소망하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.
증착용 마스크로는 마스크 프레임에 결합된 한 장의 마스크 안에 기판의 전면(全面)에 대응하는 박막 패턴이 전부 형성된 대형 마스크가 사용된다. 고정세 메탈 마스크가 대면적화되면 패턴 형성을 위한 에칭 오차도 커지고, 자중에 의한 중앙부의 처짐 현상도 심해진다.
이에 따라, 최근에는 마스크를 여러 개의 스틱(Stick) 형상으로 분할하여 제조한 다음에, 이를 마스크 프레임 부착하여서 사용하는 분할형 마스크가 사용되고 있다. 그러나, 분할형 마스크도 대면적 마스크에 비하여 상대적으로 약하기는 하지만, 처짐 현상은 여전히 발생할 수 있으므로, 마스크 프레임에 부착할 때에는 마스크를 길이 방향으로 팽팽하게 인장시킨 상태에서 마스크 프레임에 용접하게 된다.
그런데, 최근에는 유기 발광 디스플레이 장치가 대형화됨에 따라서, 마스크를 인장시킨 상태에서 마스크 프레임에 용접함에도 불구하고, 증착용 기판의 하중을 견디지 못하고, 중앙 부분이 처지면서 주변 부분에서는 증착용 기판과 마스크 프레임 사이에 간격이 발생하게 된다.
이에 따라, 섀도우(Shadow)를 유발하고, 또한, 중앙 부분이 처지면서 마스크가 끊어지는 문제가 발생하며, 계속적인 하중으로 인한 손상으로 인하여 소망하는 패턴 위치의 정확성이 감소하게 된다.
본 발명은 마스크를 지지하는 지지대와, 지지대를 고정하는 고정부를 설치하는 것에 의하여 증착용 기판으로 인한 마스크가 처지는 것을 방지하도록 구조가 개선된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리는,
개구부가 형성되며, 상기 개구부를 둘러싸는 마스크 프레임;
상기 마스크 프레임 상에 결합되는 마스크;
상기 마스크를 지지하는 적어도 하나의 지지대; 및
상기 지지대를 고정하는 복수의 고정부;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 상기 개구부를 가로질러 마스크 프레임에 대하여 일 방향으로 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 상기 마스크를 하부에서 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 양 단으로부터 적어도 1회 절곡되는 절곡부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 지지대의 절곡부에는 상기 고정부가 각각 위치하며, 적어도 하나의 체결부에 의하여 상기 지지대와 고정부는 서로 결합되며,
상기 고정부의 양 단은 마스크 프레임에 대하여 타 방향으로 배치되어서, 서로 대향되게 배치된 프레임에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 고정부는 상기 지지대의 절곡부에 대하여 대응되는 부분에 적어도 하나의 체결공이 형성되며,
상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 삽입되어서 상기 지지대의 절곡부에 형성된 결합홈에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 상기 지지대의 절곡부에 대하여 각각 대응되는 부분에 이격되게 복수개 형성되며,
상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 상기 지지대의 절곡부에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 이격되게 복수개 형성되며,
상기 체결부는 상기 체결공을 따라서 그 위치를 이동시켜서 상기 지지대의 절곡부에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 이격되게 상기 지지대의 개수보다 많게 형성되며,
상기 체결부는 지지대에 대하여 고정부가 대응되는 위치에 해당되는 체결공을 통하여 상기 지지대의 절곡부에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 하나의 대구경 형상으로 형성되며,
상기 체결부는 상기 체결공을 따라서 그 위치를 이동시켜서 상기 지지대의 절곡부에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 고정부의 양 단에 결합되는 프레임에는 상기 고정부에 대하여 지지대의 절곡부가 결합할 수 있는 공간과 대응되는 간격을 유지하는 간격 제어부가 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 간격 제어부는 상기 고정부의 절곡부에 결합되는 프레임의 두께를 다른 방향으로 서로 대향되게 배치된 프레임의 두께보다 두껍게 하여 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 고정부의 양 단에는 상기 간격 제어부와 대응되는 부분에 체결공이 더 형성되며,
상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 상기 간격 제어부에 형성된 결합홈에 결합된다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크는 길이 방향을 따라 증착용 패턴부가 이격되게 형성되고, 인접한 증착용 패턴부 사이에는 이들을 서로 연결시키는 리브가 형성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 지지대는 상기 개구부를 가로질러 마스크 프레임에 대하여 일방향으로 배치되어서 상기 마스크를 하부에서 지지하며, 상기 각 리브에 위치한다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크와 지지대는 서로 교차하는 방향으로 배치된다.
일 실시예에 있어서, 상기 마스크는 상기 마스크 프레임의 개구부를 가로질러 일 방향으로 배치된 적어도 하나의 분할 마스크를 포함한다.
이상과 같이, 본 발명의 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리는 증착용 기판의 처짐으로 인한 증착용 기판의 깨짐 현상을 방지할 수 있다.
둘째, 증착용 기판의 처짐으로 인한 기판의 주변부에서 마스크 프레임과 기판과의 간격 때문에 발생되는 섀도우 현상을 방지할 수 있다.
셋째, 증착용 기판의 처짐으로 인한 정렬 반복시 발생하는 손상에 의한 패턴 마스크의 덴트(dent) 현상을 감소시킬 수 있다.
넷째, 증착용 기판의 처짐으로 인한 하중으로 발생하는 패턴 위치의 정확성의 변화를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 마스크 프레임, 지지대, 고정부를 분리하여 도시한 사시도,
도 3은 도 1의 마스크 프레임, 지지대, 고정부를 결합하여 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고정부를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정부를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정부를 도시한 평면도,
도 7은 도 1의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 절개 도시한 마스크 프레임 어셈블리 상에 장착된 증착용 기판에 증착되는 상태를 개략적으로 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리를 이용하여 증착 형성된 유기 발광 디스플레이 장치의 개략적인 단면도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리(100)를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 마스크 프레임(110), 지지대(130), 고정부(140)를 분리하여 도시한 것이고, 도 3은 도 1의 마스크 프레임(110), 지지대(130), 고정부(140)를 결합하여 도시한 것이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 마스크 프레임 어셈블리(100)는 마스크 프레임(110), 복수의 마스크(120), 지지대(130), 및 고정부(140)를 포함한다.
상기 마스크 프레임(110)은 개구부(115)가 형성되며, 상기 개구부(115)를 둘러싸도록 프레임(111 내지 114)이 서로 연결되어서 형성된다.
즉, 상기 프레임(111 내지 114)은 X 방향을 따라 서로 대향되며, Y 방향을 따라 나란하게 배치된 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)과, Y 방향을 따라 서로 대향되며, X 방향을 따라 나란하게 배치된 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)을 포함한다. 상기 제 1 프레임(111), 제 2 프레임(112), 제 3 프레임(113), 및 제 4 프레임(114)은 서로 연결되어서 사각틀을 형성한다.
한편, 상기 마스크 프레임(110)은 마스크(120)가 용접시 변형이 작은 소재, 이를테면, 강성이 큰 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 마스크 프레임(110) 상에는 마스크(120)가 결합되어 있다. 상기 마스크(120)는 자중에 의하여 처지는 현상을 방지하기 위하여 하나의 대형 마스크보다는 Y 방향으로 분리된 복수의 분할 마스크(121)가 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 분할 마스크(121)는 스트라이프 형상이나, 분할 마스크(121)의 폭이 인장 방향인 길이 방향보다 작은 형상의 마스크라면 어느 하나의 형상에 한정되는 것은 아니다.
상기 분할 마스크(121)에는 길이 방향을 따라 이격되게 복수의 증착용 패턴부(122)가 형성되어 있다. 상기 증착용 패턴부(122)에는 다수의 슬릿(Slit)이 패턴화되어 있다. 상기 증착용 패턴부(122)는 전주(Electro formig) 법으로 형성하는 것에 의하여 미세한 패터닝과, 표면 평활성을 얻을 수 있다.
대안으로는, 상기 증착용 패턴부(122)는 에칭법이나, 레이저 가공 등에 의하여 제조될 수 있다. 에칭법에 의하여 제조될 경우, 상기 증착용 패턴부(122)는 포토 레지스트를 이용하여 상기 증착용 패턴부(122)와 동일한 패턴을 가지는 레지스트층을 박판에 형성하거나, 패턴을 가진 필름을 박판에 부착한 후 박판을 에칭하는 것에 의하여 형성할 수 있다.
상기 인접한 증착용 패턴부(122) 사이에는 리브(123)가 형성되어서, 인접한 증착용 패턴부(122)를 서로 연결시키고 있다.
상기 분할 마스크(121)의 양 단부에는 용접부(124)가 형성되어 있다. 상기 용접부(124)는 상기 프레임(110)에 용접되는 부분이다.
각각의 분할 마스크(121)는 상기 개구부(115)를 가로질러 X 방향으로 배치된다. 상기 분할 마스크(121)는 X 방향으로 소정의 인장력이 인가된 상태에서 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 대하여 용접부(124)가 용접된다. 이에 따라, 상기 마스크(120)는 상기 마스크 프레임(110)에 대하여 고정된다.
한편, 상기 마스크(120)를 이용하여 정밀도 높은 패터닝을 하기 위해서는 마스크(120)와, 상기 마스크(120)의 상부에 위치하는 기판(150)과의 밀착성을 높여 섀도우 현상을 줄여야 한다. 따라서, 상기 마스크(120)는 박판으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 마스크(120)의 소재로는 스테인레스 스틸, 인바(Invar), 니켈(Ni), 코발트(Co), 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등이 사용될 수 있다.
상기 지지대(130)는 상기 마스크(120)가 변형되는 것을 방지하기 위하여 설치된다. 상기 지지대(130)는 상기 개구부(115)를 가로질러 Y 방향으로 적어도 하나 배치된다. 상기 지지대(130)가 설치되는 방향은 상기 분할 마스크(120)가 배치된 방향에 대하여 교차하는 방향이다.
상기 지지대(130)에는 상기 마스크(120)를 하부에서 지지하도록 지지부(131)를 구비한다. 상기 지지부(131)는 스트립 형상이다. 상기 지지부(131)의 양 단부에는 절곡부(132)가 형성되어 있다.
상기 절곡부(132)는 상기 마스크(120)가 설치된 방향에 대하여 반대 방향인 아랫 방향으로 절곡되어 있다. 본 실시예에서는 상기 지지부(131)의 양 단부를 2회 절곡하는 것에 의하여 절곡부(132)를 형성하지만, 적어도 1회 절곡되어서 단차지게 형성되는 구조라면 어느 하나에 한정되는 것은 아니다. 상기 절곡부(132)에는 결합홈(133)이 형성되어 있다.
상기 지지대(130)는 상기 마스크(120)를 하부에서 지지시 각 분할 마스크(121)에 형성된 증착용 패턴부(122)를 차폐하지 않기 위하여 인접한 증착용 패턴부(122) 사이에 배열된 각 리브(123)에 위치하게 된다. 상기 지지부(131)는 Y 방향으로 동일선상에서 연속적으로 배열된 인접한 각 분할 마스크(121)의 리브(123)에 위치하게 된다.
상기 고정부(140)는 상기 지지대(130)를 고정하기 위하여 설치된다.
상기 고정부(140)는 상기 지지대(130)의 양 단부에 형성된 절곡부(132)에 각각 위치되어 있으며, 적어도 하나의 체결부(160)에 의하여 상기 지지대(130)에 결합된다. 상기 고정부(140)는 스트립 형상으로서, X 방향을 따라 배치된다. 상기 고정부(140)가 배치되는 방향은 상기 지지대(130)가 배치되는 방향에 대하여 교차하는 방향이다.
상기 고정부(140)에는 상기 절곡부(132)와 대응되는 부분에 체결공(141)이 형성된다. 상기 체결공(141)은 상기 고정부(140)의 길이 방향을 따라서, 상기 절곡부(132)와 대응되는 부분에 소정 간격 이격되게 복수게 형성되어 있다. 상기 체결부(160)는 상기 체결공(141)을 통과하여 상기 절곡부(132)에 형성된 결합홈(133)에 결합되는 것에 의하여 상기 고정부(140)에 대하여 지지대(130)를 고정하게 된다. 상기 체결부(160)로는 보울트나, 나사 등이 이용된다.
상기 고정부(140)의 양 단부는 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 각각 결합된다. 이때, 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에는 상기 고정부(140)에 대하여 지지대(130)를 결합시키기 위한 공간, 예컨대, 상기 절곡부(132)가 위치할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 이와 대응되는 두께를 가지는 간격 제어부(170)가 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 고정부(140)는 상기 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)의 하부에 Z 방향으로 소정 간격 이격되게 위치하고 있다. 상기 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)과, 고정부(140) 사이의 간격(g)은 상기 절곡부(132)가 위치할 수 있는 공간을 제공하고 있다. 이 때문에, 상기 제 1 프레임(111)의 양 단부와, 제 2 프레임(112)의 양 단부는 상기 간격(g)만큼의 두께를 유지하고 있어야 한다.
이를 위하여, 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)의 하부에는 간격 제어부(170)가 형성되어 있다. 상기 간격 제어부(170)는 상기 제 1 프레임(111)의 두께 및 제 2 프레임(112)의 두께를 상기 간격(g)이 유지할만큼 상기 제 3 프레임(113)의 두께 및 제 4 프레임(114)의 두께보다 두껍게 형성하는 것에 의하여 형성된다. 이렇게 서로 다른 두께를 가지는 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)과, 제 3 프레임(113) 및 제 4 프레임(114)은 프레스 가공 등에 의하여 제조 가능하다.
상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)의 양 단부 하부에는 결합홈(171이 형성되어 있다. 상기 결합홈(171)과 대응되는 지지대(140)에는 체결공(141)이 형성되어 있다.
이에 따라, 상기 절곡부(133)에 형성된 결합홈(133)에 대하여 고정부(140)에 형성된 체결공(141)의 위치를 정렬한 후, 체결부(160)에 의하여 체결되는 방식으로 고정부(140)에 대한 지지대(130)의 위치가 고정되고, 이와 동시에, 상기 고정부(140)의 양 단부도 체결부(160)에 의하여 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 위치가 고정된다.
이에 따라, 상기 지지대(130)가 마스크(120)를 지지할 필요가 없을 경우에는 상기 체결부(160)를 해제하는 것에 의하여 상기 지지대(130)와, 고정부(140)를 상기 마스크 프레임(110)으로부터 분리시킬 수 있다.
본 실시예에서는 상기 간격 제어부(170)가 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)의 전체 두께를 증가시키는 것에 의하여 형성되지만, 상기 고정부(140)에 대하여 지지대(130)를 결합시키기 위하여 상기 절곡부(132)가 위치할 수 있는 공간을 제공한다면 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 간격 제어부(170)는 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)의 양 단부의 두께를 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)의 다른 부분의 두께보다 더 두껍게 하거나, 별도의 판상 부재를 마련하여서, 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)의 하부에 부착시키거나, 상기 고정부(140)의 양 단부를 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)이 배치된 방향으로 절곡하여 형성시킬 수 있는등 다양한 실시예가 가능하다 할 것이다.
한편, 상기 지지대(130)와 고정부(140)는 열적 변형을 최소화하기 위하여 동일한 소재로 형성하는 것이 바람직하다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 고정부의 변형된 실시예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 고정부(440)에는 복수의 체결공(441)이 형성되어 있다. 도 2의 체결공(141)이 지지대(도 2의 130)의 절곡부(132)와 대응되는 부분에만 선택적으로 형성되는 것과는 달리, 본 실시예의 체결공(441)은 상기 고정부(440)의 길이 방향을 따라서 상기 체결부(160)가 좌우로 이동할 수 있는 자유도를 가지고 형성되어 있다. 상기 체결공(441)은 횡단면이 직사각형의 형상을 가지고 있다.
이에 따라, 상기 지지대(130)의 절곡부(132)가 고정부(440)에 위치하게 되면, 상기 체결부(160)는 상기 체결공(441)을 따라서 좌우로 이동시켜서, 상기 절곡부(132)와 대응되는 위치에서 절곡부(132)에 형성된 결합홈(133)에 결합시키는 것에 의하여 상기 고정부(440)에 대하여 지지대(130)를 고정하게 된다.
한편, 상기 체결공(441)은 상기 간격 제어부(도 2의 171)에 형성된 결합홈(171)과 대응되는 곳에 위치하여서, 상기 체결부(160)에 의하여 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 대하여 고정부(440)를 고정함은 물론이다.
도 5를 참조하면, 고정부(540)에는 복수의 체결공(541)이 형성되어 있다. 상기 체결공(541)은 상기 고정부(540)의 길이 방향을 따라서 소정 간격 이격되게 복수개 형성되어 있다. 도 2의 체결공(141)이 지지대(130)의 절곡부(132)와 대응되는 부분에만 선택적으로 형성되는 것과는 달리, 본 실시예의 체결공(541)은 상기 지지대(130)의 개수보다 많게 상기 고정부(550)에 형성되어 있다.
이에 따라, 상기 지지대(130)의 절곡부(132)가 고정부(540)에 위치하게 되면, 상기 체결부(160)는 지지대(130)의 절곡부(132)와 대응되는 위치의 체결공(541)을 통하여 삽입시켜서 나사 결합하는 것에 의하여 상기 고정부(540)에 대하여 지지대(130)를 고정하게 된다.
한편, 상기 체결공(541)은 상기 간격 제어부(171)에 형성된 결합홈(171)과 대응되는 곳에 위치하여서, 상기 체결부(160)에 의하여 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 대하여 고정부(540)를 고정함은 물론이다.
도 6를 참조하면, 고정부(640)에는 복수의 체결공(641)이 형성되어 있다. 상기 체결공(641)은 상기 고정부(640)의 길이 방향을 따라서 하나의 대구경 형상으로 형성되어 있다.
이에 따라, 상기 지지대(130)의 절곡부(132)가 고정부(640)에 위치하게 되며, 상기 체결부(160)는 상기 체결공(641)을 따라서 좌우로 이동시켜서, 상기 절곡부(132)와 대응되는 위치에서 나사 결합하는 것에 의하여 상기 고정부(640)에 대하여 지지대(130)를 고정하게 된다.
한편, 상기 체결공(641)은 상기 간격 제어부(171)에 형성된 결합홈(171)과 대응되는 곳에 위치하여서, 상기 체결부(160)에 의하여 상기 제 1 프레임(111) 및 제 2 프레임(112)에 대하여 고정부(640)를 고정함은 물론이다.
도 7은 도 1의 Ⅶ-Ⅶ 선을 따라 절개 도시한 마스크 프레임 어셈블리(100) 상에 장착된 증착용 기판(150)에 증착되는 상태를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 마스크 프레임 어셈블리(100)를 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치의 유기 발광층이나, 캐소우드를 증착하기 위해서는 진공 챔버(700)가 마련된다. 상기 진공 챔버(700) 의 하부에는 증착원(710)이 위치하며, 상기 증착원(710)의 상부에는 마스크 프레임 어셈블리(100)가 설치된다. 상기 마스크(120)의 상부에는 기판(150)이 위치하고 있다. 상기 마스크 프레임 어셈블리(100)의 가장자리에는 이들을 고정하기 위한 별도의 지지부재(720)가 더 포함될 수 있다.
상기 기판(150)의 소망하는 위치에 증착 물질이 증착되는 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 마스크 프레임 어셈블리(100)를 지지부재(720)에 고정하고, 상기 마스크(120)의 상부에 기판(150)을 위치시킨다. 상기 기판(150)은 상기 마스크(120)에 대하여 간격없이 위치하거나, 별도의 간격제어부재에 의하여 상기 마스크(120)에 대하여 소정 간격 이격되게 위치시킬 수 있다.
이어서, 상기 진공 챔버(700)의 하부에 위치하는 증착원(710)으로부터 증착 물질을 상기 마스크 프레임 어셈블리(100)를 향하여 분사하게 되면, 상기 마스크(120)에 형성된 증착용 패턴부(도 1의 122)에 의하여 상기 기판(150)의 일면에는 소망하는 패턴을 가지도록 증착 물질이 증착된다.
이때, 증착 공정중, 상기 기판(150)의 무게로 인하여, 상기 기판(150)의 중앙부가 상기 증착원(710) 방향으로 휘어질 수 있는데, 상기 기판(150)을 지지하는 마스크(120)의 하부는 지지대(130)에 의하여 지지되고, 상기 지지대(130)는 고정부(140)에 결합되고, 상기 고정부(140)는 간격 제어부(170)에 결합되어서, 그 위치를 정하고 있으므로, 상기 기판(120)에 인가되는 하중은 상기 지지대(130)에 의하여 분산되어서, 기판(150)의 파손 및 마스크(120)의 변형을 미연에 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리(100)를 이용하여 증착 형성된 유기 발광 디스플레이 장치(800)의 부화소(sub pixel)의 일 예를 도시한 것이다.
여기에서, 부화소들은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)와, 유기 발광 소자(OLED)를 가진다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 반드시 도 8의 도시된 구조로만 가능한 것은 아니며, 그 수와 구조는 다양하게 변형가능하다.
도면을 참조하면, 기판(801) 상에는 버퍼층(802)이 형성되어 있다. 상기 기판(801)은 글래스나, 플라스틱으로 이루어진다. 상기 버퍼층(802) 상에는 소정 패턴의 반도체 활성층(803)이 형성되어 있다. 상기 반도체 활성층(803) 상부에는 게이트 절연막(804)이 형성되어 있고, 상기 게이트 절연막(804) 상부의 소정 영역에는 게이트 전극(805)이 형성되어 있다.
상기 게이트 전극(805)은 박막 트랜지스터 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다. 상기 게이트 전극(805) 상부에는 층간 절연막(806)이 형성되어 있고, 콘택 홀을 통하여 소스 전극(807) 및 드레인 전극(808)이 각각 반도체 활성층(803)의 소스 영역(809) 및 드레인 영역(810)에 접하도록 형성되어 있다.
상기 소스 전극(807) 및 드레인 전극(808) 상부에는 SiO2, SiNx 등으로 이루어진 패시베이션막(811)이 형성되어 있다. 상기 패시베이션막(811) 상부에는 아크릴(acryl), 폴리 이미드(polyimide), BCB(Benzocyclobutene) 등의 유기 물질로 된 평탄화막(812)이 형성되어 있다.
상기 평탄화막(812) 상부에는 유기 발광 소자의 애노우드가 되는 화소 전극(813)이 형성되고, 이를 덮도록 유기물로 된 화소 정의막(Pixel Define Layer, PDL, 814)이 형성되어 있다. 상기 화소 정의막(814)에는 소정의 개구를 형성한 후에 화소 정의막(814)의 상부 및 개구가 형성되어서 외부로 노출된 화소 전극(813)의 상부에 유기막(814)이 형성되어 있다. 상기 유기막(814)은 발광층을 포함한 것이 된다. 본 발명은 반드시 이와 같은 구조로 한정되는 것은 아니며, 다양한 유기 발광 장치의 구조가 그대로 적용될 수 있음은 물론이다.
유기 발광 소자(OLED)는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로서, 박막 트랜지스터의 소스 전극(807)에 연결되어, 이로부터 플러스 전원을 공급받는 제 1 전극인 화소 전극(810)과, 전체 화소를 덮도록 구비되어 마이너스 전원을 공급하는 제 2 전극인 대향 전극(815), 및 이들 화소 전극(813)과 대향 전극(815) 사이에 배치되어 발광하는 유기막(814)을 포함한다.
상기 화소 전극(813)과 대향 전극(815)은 유기막(814)에 의하여 서로 절연되어 있으며, 유기막(814)에 서로 다른 극성의 전압을 가하여 유기막(814)에서 발광이 이뤄지도록 한다.
상기 화소 전극(815)은 애노우드의 기능을 하고, 대향 전극(813)은 캐소우드의 기능을 한다. 물론, 이들 화소 전극(813)과 대향 전극(815)의 극성은 반대가 되어도 무방하다.
상기 화소 전극(813)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다.
투명 전극으로 사용될 경우, ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 경우, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3를 형성할 수 있다.
상기 대향 전극(815)도 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다.
투명 전극으로 사용될 경우, 상기 대향 전극(815)이 캐소우드로 사용되므로, 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물이 유기막(814)의 방향을 향하도록 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 반사형 전극으로 사용될 경우, 위 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.
한편, 상기 화소 전극(813)은 상기 투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성시에 각 부화소의 개구 형태에 대응되는 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 대향 전극(815)은 상기 투명 전극 또는 반사형 전극을 디스플레이 영역 전체에 전면 증착하여 형성할 수 있다. 그러나, 상기 대향 전극(815)은 반드시 전면 증착될 필요는 없으며, 다양한 패턴으로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 화소 전극(813)과 대향 전극(815)은 서로 위치가 반대로 적층될 수 있음은 물론이다.
상기 유기막(814)은 저분자 또는 고분자 유기막이 사용될 수 있다.
저분자 유기막을 사용할 경우, 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 이용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기막은 진공증착의 방법으로 형성된다.
고분자 유기막을 사용할 경우, 대개 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)을 포함한다. 홀 수송층으로는 PEDOT를 사용하고, 발광층으로는 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법 등으로 형성할 수 있다.
이와 같은 유기막은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다.
100...마스크 프레임 어셈블리 110...마스크 프레임
111...제 1 프레임 112...제 2 프레임
113...제 3 프레임 114...제 4 프레임
120...마스크 121...분할 마스크
122...증착용 패턴부 123...리브
124...용접부 130...지지대
131...지지부 132...절곡부
133...결합홈 140...고정부
141...체결공 150...기판
160...체결부 170...간격 제어부

Claims (23)

  1. 개구부가 형성되며, 상기 개구부를 둘러싸는 마스크 프레임;
    상기 마스크 프레임 상에 결합되는 마스크;
    상기 마스크를 지지하는 적어도 하나의 지지대; 및
    상기 지지대를 고정하는 복수의 고정부;를 포함하는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 개구부를 가로질러 마스크 프레임에 대하여 일 방향으로 배치되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 마스크를 하부에서 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 양 단으로부터 적어도 1회 절곡되는 절곡부를 포함하는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지대의 절곡부에는 상기 고정부가 각각 위치하며, 적어도 하나의 체결부에 의하여 상기 지지대와 고정부는 서로 결합되며,
    상기 고정부의 양 단은 마스크 프레임에 대하여 타 방향으로 배치되어서, 서로 대향되게 배치된 프레임에 결합된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 지지대의 절곡부에 대하여 대응되는 부분에 적어도 하나의 체결공이 형성되며,
    상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 삽입되어서 상기 지지대의 절곡부에 형성된 결합홈에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 상기 지지대의 절곡부에 대하여 각각 대응되는 부분에 이격되게 복수개 형성되며,
    상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 상기 지지대의 절곡부에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 이격되게 복수개 형성되며,
    상기 체결부는 상기 체결공을 따라서 그 위치를 이동시켜서 상기 지지대의 절곡부에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 이격되게 상기 지지대의 개수보다 많게 형성되며,
    상기 체결부는 지지대에 대하여 고정부가 대응되는 위치에 해당되는 체결공을 통하여 상기 지지대의 절곡부에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 체결공은 상기 고정부의 길이 방향을 따라 하나의 대구경 형상으로 형성되며,
    상기 체결부는 상기 체결공을 따라서 그 위치를 이동시켜서 상기 지지대의 절곡부에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 고정부의 양 단에 결합되는 프레임에는 상기 고정부에 대하여 지지대의 절곡부가 결합할 수 있는 공간과 대응되는 간격을 유지하는 간격 제어부가 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 간격 제어부는 상기 고정부의 절곡부에 결합되는 프레임의 두께를 다른 방향으로 서로 대향되게 배치된 프레임의 두께보다 두껍게 하여 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정부의 양 단에는 상기 간격 제어부와 대응되는 부분에 체결공이 더 형성되며,
    상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 상기 간격 제어부에 형성된 결합홈에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크는 길이 방향을 따라 증착용 패턴부가 이격되게 형성되고, 인접한 증착용 패턴부 사이에는 이들을 서로 연결시키는 리브가 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 개구부를 가로질러 마스크 프레임에 대하여 일방향으로 배치되어서 상기 마스크를 하부에서 지지하며, 상기 각 리브에 위치하는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 마스크와 지지대는 서로 교차하는 방향으로 배치된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크 프레임은 일방향으로 서로 대향되게 배치된 복수의 제 1 프레임과, 타방향으로 서로 대향되게 배치된 복수의 제 2 프레임을 포함하며,
    상기 복수의 제 1 프레임과 복수의 제 2 프레임은 서로 연결되어서, 개구부를 둘러싸게 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 개구부를 가로질러 복수의 제 1 프레임과 나란한 방향으로 배치되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 지지대의 양 단부는 적어도 1회 절곡되는 절곡부를 포함하며,
    상기 절곡부에는 상기 고정부가 각각 위치하며,
    적어도 하나의 체결부에 의하여 상기 지지대와 고정부는 서로 결합되며,
    상기 고정부의 양 단은 복수의 제 1 프레임에 각각 고정된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 지지대의 절곡부에 대하여 대응되는 부분에 체결공이 형성되며,
    상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 삽입되어서 상기 지지대의 절곡부에 형성된 결합홈에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 제 1 프레임에는 상기 고정부에 대하여 지지대의 절곡부가 결합할 수 있는 공간과 대응되는 간격을 유지하는 간격 제어부가 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 간격 제어부는 복수의 제 1 프레임의 두께를 복수의 제 2 프레임의 두께보다 두껍게 하여 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 고정부의 양 단에는 상기 간격 제어부와 대응되는 부분에 체결공이 더 형성되며,
    상기 체결부는 상기 체결공을 통하여 상기 간격 제어부에 형성된 결합홈에 결합되는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 마스크 프레임의 개구부를 가로질러 일 방향으로 배치된 적어도 하나의 분할 마스크를 포함하는 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리.
KR1020110060229A 2011-06-21 2011-06-21 박막 증착용 마스크 프레임 어셈블리 KR101833234B1 (ko)

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