KR20140145886A - 박막 증착용 마스크 및 그것을 이용한 박막 증착 방법 - Google Patents

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Abstract

증착 패턴의 변형이 가능한 마스크 및 그것을 이용한 박막 증착 방법이 개시된다. 개시된 마스크는 프레임에 설치되어 증착 패턴을 형성하는 패턴바 및, 패턴바를 움직여서 증착 패턴을 변형시키는 패턴변형기구를 구비한다. 이러한 구조에 의하면 증착 패턴을 변형시키면서 하나의 마스크로 여러 규격의 제품을 생산할 수 있게 되며, 따라서 마스크의 제작과 관리 및 교체작업 등의 부담이 줄고 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.

Description

박막 증착용 마스크 및 그것을 이용한 박막 증착 방법 {Mask for thin film deposition and the thin film deposition method using the same}
본 발명은 박막 증착용 마스크와 그것을 이용한 박막 증착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증착 패턴의 변형이 가능한 마스크 및 그것을 이용한 박막 증착 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치들 중 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고, 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라, 응답 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다.
유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다. 그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 각각의 전극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 이용하고 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치의 전극들과, 발광층을 포함한 중간층은 여러 가지 방법에 의하여 형성시킬 수 있는데, 이중 하나의 방법이 증착법이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조하기 위해서는 기판 상에 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 정렬하고, 박막의 원소재를 증착하여 소망하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.
그런데, 최근에는 다양한 규격의 유기 발광 표시 장치가 요구되고 있기 때문에, 이에 대응하려면 마스크 역시 각 규격마다 적어도 하나씩이 구비되어 있어야 한다. 즉, 지금까지의 마스크는 증착을 위한 패턴이 고정되어 있어서 이미 정해진 한 개의 패턴에만 대응할 수 있기 때문에, 제품 규격이 달라지면 그에 맞는 마스크를 구비하고 있다가 교체해서 사용해야 하는 것이다.
이러다 보니 마스크 제작과 관리 및 교체 등에 상당한 부담이 따르게 되며, 이것이 생산성을 낮추고 원가를 상승시키는 한 요인이 되고 있다. 따라서, 보다 원활하고 편리한 증착 작업을 구현하기 위해서는 이러한 단점을 해소시킬 수 있는 적절한 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 다양한 패턴에 대응할 수 있도록 개선된 마스크 및 그것을 이용한 박막 증착 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 박막 증착용 마스크는, 프레임; 상기 프레임에 설치되어 증착 패턴을 형성하는 패턴바; 및, 상기 패턴바를 움직여서 상기 증착 패턴을 변형시키는 패턴변형기구;를 포함한다.
상기 패턴변형기구는, 상기 패턴바를 상기 프레임에 대해 회전가능하게 지지하는 회전지지부와, 상기 회전지지부에 지지된 상기 패턴바를 원하는 각도로 회전시키는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터는 미세전자기계시스템(MEMS)를 포함할 수 있다.
상기 패턴바는 상기 프레임에 제1방향으로 배치된 제1패턴바와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 상기 프레임에 배치된 제2패턴바를 포함할 수 있다.
상기 패턴바는 상기 증착 패턴을 형성하는 부위의 단면이 사각형상일 수 있다.
상기 패턴변형기구는, 상기 패턴바를 상기 프레임에 대해 슬라이딩 이동가능하게 지지하는 슬라이딩지지부와, 상기 슬라이딩지지부에 지지된 상기 패턴바를 원하는 위치로 슬라이딩 이동시키는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터는 미세전자기계시스템(MEMS)를 포함할 수 있다.
상기 패턴바는 상기 프레임에 제1방향으로 배치된 제1패턴바와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 상기 프레임에 배치된 제2패턴바를 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터는 상기 제1패턴바와 상기 제2패턴바 중 적어도 하나를 구동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 박막 증착 방법은, 프레임에 증착 패턴을 형성하는 패턴바가 설치된 마스크를 준비하는 단계; 상기 패턴바를 움직여서 상기 증착 패턴을 변형시키는 단계; 및, 상기 변형된 증착 패턴으로 증착을 수행하는 단계;를 포함한다.
상기 증착 패턴의 변형 시에는 상기 패턴바를 원하는 각도만큼 회전시킬 수 있다.
상기 증착 패턴의 변형 시에는 상기 패턴바를 원하는 거리만큼 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 박막 증착용 마스크 및 그 제조방법에 의하면, 증착 패턴을 변화시키면서 다양한 패턴에 대응할 수 있게 되므로, 하나의 마스크로 여러 규격의 제품을 생산할 수 있게 되며, 따라서 마스크의 제작과 관리 및 교체작업 등의 부담이 줄고 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크의 평면 구조를 묘사한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1에 도시된 마스크의 증착 패턴 변형 과정을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 마스크의 증착 패턴 변형 과정을 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크(100)를 도시한 것이고, 도 2는 그 마스크(100)의 평면 구조를 도시한 것이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 실시예의 마스크(100)는 프레임(120)과, 그 프레임(120)에 양단부가 고정된 복수의 패턴바(110)들을 구비하고 있다.
상기 프레임(120)은 마스크(100)의 외곽 틀을 형성하는 것으로, 중앙에 개구부가 형성된 사각형 모양을 하고 있다. 이 프레임(120)의 서로 마주보는 한 쌍의 변에 상기 패턴바(110)들의 양단부가 지지되어 있으며, 이 패턴바(110)에 의해 마스크(100)의 증착 패턴이 형성된다. 즉, 상기 패턴바(110)는 제1방향으로 배치된 제1패턴바(111)와, 그와 수직되는 제2방향으로 배치된 제2패턴바(112)로 구성되어 있어서, 이들이 서로 교차하며 격자 모양의 증착 패턴을 형성하게 된다.
그리고, 이 제1,2패턴바(111)(112)를 포함한 패턴바(110)들은 프레임(120)에 고정되어 있는 것이 아니라, 이하에 설명되는 패턴변형기구(130)에 의해 원하는 각도만큼 회전할 수 있도록 설치되어 있다.
즉, 각 패턴바(110)는 베어링과 같은 회전지지부(131)에 의해 프레임(120)에 회전가능하게 지지되어 있으며, 필요 시 원하는 각도만큼 회전할 수 있도록 액츄에이터(132)와 연결되어 있다. 이 액츄에이터(132)로는 예컨대 미세전자기계시스템(MEMS: micro electromechanical system) 등이 사용될 수 있으며, 그 외에도 패턴바(110)를 회전시킬 수 있는 구동원은 모두 채용이 가능하다.
그리고, 이렇게 패턴바(110)가 회전하면, 그 패턴바(110)들에 의해 형성되는 개구의 간격 즉, 피치가 바뀌면서 증착 패턴이 변하게 된다. 도 3a 및 도 3b는 이와 같이 패턴바(110)의 회전에 따라 마스크(100)의 증착 패턴이 변하는 과정을 묘사한 것이다. 일단, 각 패턴바(110)는 증착 패턴을 형성하는 부위의 단면이 원형이 아닌 사각형상으로 되어 있다. 따라서, 회전을 하게 되면 인접 패턴바(110)와의 간격 즉, 피치가 조금씩 변하게 된다.
도 3a는 패턴바(110)들이 회전하기 전의 상태를 도시한 것인데, 이때에는 패턴의 피치가 d1을 유지하게 된다. 따라서, 이 상태로 증착을 진행하면, 기판(10) 상에 마스크(100)의 d1 피치에 해당하는 증착 패턴에 맞춰서 박막(11)이 형성된다.
이 상태에서 패턴변형기구(130)를 가동하여 패턴바(110)를 약간 회전시키면, 도 3b와 같이 패턴의 피치가 d1에서 d2로 변하게 된다. 그러면, 기판(10)에 형성되는 박막(12)도 마스크(100)의 d2 피치에 해당하는 증착 패턴에 맞춰서 형성된다.
이와 같은 구조의 마스크(100)를 이용한 박막 증착 과정을 정리하면 다음과 같다.
우선, d1 피치의 증착 패턴으로 기판(10)에 박막(11)을 형성하고자 할 때에는, 도 3a와 같이 패턴바(110)가 회전하지 않은 상태 즉, d1의 피치가 유지되는 상태로 마스크(100)를 증착 챔버 내에 설치한다. 이 상태에서 증착원(400)을 가동하여 증착을 개시하면, 마스크(100)의 d1 피치의 증착 패턴을 따른 박막(11)이 기판(10) 상에 형성된다. 따라서, 이 상태에서는 d1 피치의 규격의 박막(11)을 계속해서 증착할 수 있다.
이후, d2 피치의 증착 패턴에 따른 박막(12)을 형성하고자 할 때에는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 패턴변형기구(130)를 가동하여 패턴바(110) 들을 약간 회전시킨다. 그러면, 패턴의 피치가 d1에서 d2로 바뀌게 되며, 이 상태로 증착원(400)을 가동하여 증착을 수행하면 d2 피치의 증착 패턴에 따른 박막(12)이 기판(10)에 형성된다.
이와 같은 방식으로 증착 패턴을 변형시키면서 증착을 진행하면, 하나의 마스크(100)로 여러 규격의 박막을 증착할 수 있게 되며, 따라서 마스크(100)의 사용 효율이 크게 향상될 수 있다. 따라서 마스크(100)의 제작과 관리 및 교체작업 등의 부담이 줄고 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
한편, 상기한 실시예에서는 패턴바(110)가 회전하면서 증착 패턴이 변하는 구조를 예시하였는데, 도 4의 다른 실시예처럼 패턴바(210)가 슬라이딩 이동하면서 증착 패턴이 변하도록 마스크(200)를 구성할 수도 있다.
즉, 도 4에 도시된 다른 실시예의 마스크(200)는, 프레임(220)에 서로 수직으로 교차하는 제1패턴바(211)와 제2패턴바(212)를 움직일 수 있게 설치한 점에서는 전술한 실시예의 구성과 같은데, 이 패턴바(210)들이 회전이 아닌 직선방향으로 왕복 슬라이딩하면서 증착 패턴이 변하도록 구성되어 있다.
이를 위해 프레임(220)에는 각 패턴바(210)들을 슬라이딩 가능하게 지지하는 슬라이딩지지부(231)가 마련되어 있고, 액츄에이터(232)는 필요 시 이 슬라이딩지지부(231)에 지지된 패턴바(210)들을 원하는 위치로 슬라이딩 이동시킨다. 이 액츄에이터(132)로는 예컨대 미세전자기계시스템(MEMS: micro electromechanical system) 등이 사용될 수 있으며, 그 외에도 패턴바(110)를 슬라이딩 이동시킬 수 있는 구동원은 모두 채용이 가능하다.
그리고, 이렇게 패턴바(210)가 슬라이딩 이동하면, 그 패턴바(210)들에 의해 형성되는 개구의 간격 즉, 피치가 바뀌면서 증착 패턴이 변하게 된다. 도 5a 및 도 5b는 이와 같이 패턴바(210)의 이동에 따라 마스크(200)의 증착 패턴이 변하는 과정을 묘사한 것이다.
도 5a는 패턴변형기구(230)가 가동되면서 제1패턴바(211)들이 이동하는 과정을 도시한 것인데, 이렇게 하면 제1패턴바(211)들 간의 피치가 변하면서 그 변형된 증착 패턴에 맞춰서 박막이 형성될 수 있다.
그리고, 도 5b는 패턴변형기구(230)가 가동되면서 제2패턴바(212)들이 이동하는 과정을 도시한 것인데, 이렇게 하면 제2패턴바(211)들 간의 피치가 변하면서 그 변형된 증착 패턴에 맞춰서 박막이 형성될 수 있다.
물론, 제1,2패턴바(211)(212)를 함께 슬라이딩시키며 패턴을 변형시킬 수도 있다.
이와 같은 구조의 마스크(200)를 이용한 박막 증착 과정을 정리하면 다음과 같다.
우선, 제1패턴바(211)의 피치를 조정하여 증착을 진행하고자 할 때에는 도 5a에 도시된 바와 같이 제1패턴바(211)의 피치가 조정된 마스크(200)를 증착 챔버 내에 설치한다. 이 상태에서 증착을 개시하면, 제1패턴바(211)의 피치가 조정된 마스크(200)의 증착 패턴을 따라 박막이 형성된다.
이후, 제2패턴바(212)의 피치를 조정하여 증착을 진행하고자 할 때에는 도 5b에 도시된 바와 같이 제2패턴바(212)의 피치가 조정된 마스크(200)를 증착 챔버 내에 설치한다. 이 상태에서 증착을 개시하면, 제2패턴바(212)의 피치가 조정된 마스크(200)의 증착 패턴을 따라 박막이 형성된다.
따라서, 이렇게 증착 패턴을 변형시키면서 증착을 진행하면, 전술한 실시예와 마찬가지로 하나의 마스크(200)로 여러 규격의 박막을 증착할 수 있게 되며, 따라서 마스크(200)의 사용 효율이 크게 향상될 수 있다. 따라서 마스크(200)의 제작과 관리 및 교체작업 등의 부담이 줄고 생산성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
그리고, 상기한 마스크(100)(200)는 유기 발광막의 패터닝 공정을 포함한 각종 박막 증착용으로 사용될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 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.
100,200:마스크 110,210:패턴바
111,211:제1패턴바 112,212:제2패턴바
120,220:프레임 130,230:패턴변형기구
400...증착원

Claims (12)

  1. 프레임;
    상기 프레임에 설치되어 증착 패턴을 형성하는 패턴바; 및,
    상기 패턴바를 움직여서 상기 증착 패턴을 변형시키는 패턴변형기구;를 포함하는 박막 증착용 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴변형기구는,
    상기 패턴바를 상기 프레임에 대해 회전가능하게 지지하는 회전지지부와,
    상기 회전지지부에 지지된 상기 패턴바를 원하는 각도로 회전시키는 액츄에이터를 포함하는 박막 증착용 마스크.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 미세전자기계시스템(MEMS)를 포함하는 박막 증착용 마스크.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴바는 상기 프레임에 제1방향으로 배치된 제1패턴바와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 상기 프레임에 배치된 제2패턴바를 포함하는 박막 증착용 마스크.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 패턴바는 상기 증착 패턴을 형성하는 부위의 단면이 사각형상인 박막 증착용 마스크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴변형기구는,
    상기 패턴바를 상기 프레임에 대해 슬라이딩 이동가능하게 지지하는 슬라이딩지지부와,
    상기 슬라이딩지지부에 지지된 상기 패턴바를 원하는 위치로 슬라이딩 이동시키는 액츄에이터를 포함하는 박막 증착용 마스크.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 미세전자기계시스템(MEMS)를 포함하는 박막 증착용 마스크.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 패턴바는 상기 프레임에 제1방향으로 배치된 제1패턴바와, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 상기 프레임에 배치된 제2패턴바를 포함하는 박막 증착용 마스크.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 제1패턴바와 상기 제2패턴바 중 적어도 하나를 구동시키는 박막 증착용 마스크.
  10. 프레임에 증착 패턴을 형성하는 패턴바가 설치된 마스크를 준비하는 단계;
    상기 패턴바를 움직여서 상기 증착 패턴을 변형시키는 단계; 및,
    상기 변형된 증착 패턴으로 증착을 수행하는 단계;를 포함하는 박막 증착 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 증착 패턴의 변형 시에는 상기 패턴바를 원하는 각도만큼 회전시키는 박막 증착 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 증착 패턴의 변형 시에는 상기 패턴바를 원하는 거리만큼 슬라이딩 이동시키는 박막 증착 방법.
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