KR20150078272A - 박막 증착용 마스크 프레임 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 단위 화면에 대응하는 증착용 패턴을 구비하는 복수의 분할마스크와 그 분할마스크들 사이의 틈새를 막아주는 블로킹스틱을 구비하며, 각 분할마스크는 복수의 부분마스크가 결합되어 단위 화면에 대응하는 증착용 패턴을 형성하는 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 개시한다.

Description

박막 증착용 마스크 프레임 조립체{Mask frame assembly for thin film deposition}

본 발명은 박막 증착용 마스크 프레임 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분할마스크를 사용하는 박막 증착용 마스크 프레임 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 화상을 구현할 수 있는 디스플레이 장치로서, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다. 그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 상기 두 전극 사이의 중간층으로서 상기 발광층과 함께 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 및 정공 주입층 등을 선택적으로 추가하여 이용하고 있다.

한편, 유기 발광 표시 장치의 전극들과 중간층은 여러 가지 방법으로 형성할 수 있는데, 이중 하나의 방법이 증착법이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조할 때에는, 형성하고자 하는 박막 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크 프레임 조립체를 기판 위에 정렬하고, 그 마스크 프레임 조립체를 통해 기판에 박막의 원소재를 증착하여 소망하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.

본 발명의 실시예들은 분할마스크를 사용하는 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 개구부가 형성된 프레임; 단위 화면에 대응하는 증착용 패턴을 구비하며, 상기 프레임에 양단부가 고정되어 상기 증착용 패턴이 상기 개구부에 위치되도록 배치되는 복수의 분할마스크; 및, 상기 복수의 분할마스크 사이의 틈새를 막아주도록 상기 프레임에 결합된 블로킹스틱;을 포함하며, 상기 각 분할마스크는 복수의 부분마스크가 결합되어 상기 단위 화면에 대응하는 증착용 패턴을 형성하도록 된 박막 증착용 마스크 프레임 조립체를 개시한다.

상기 부분마스크는 상기 증착용 패턴의 제1부분패턴을 구비한 제1부분마스크와, 상기 증착용 패턴의 제2부분패턴을 구비한 제2부분마스크를 구비할 수 있다.

상기 분할마스크와 상기 블로킹스틱은 일부 영역이 겹쳐지고, 그 겹쳐진 영역이 서로 용접으로 고정될 수 있다.

상기 용접된 부위의 상기 분할마스크와 상기 블로킹스틱에 각각 에칭홈이 형성될 수 있다.

상기 분할마스크와 상기 블로킹스틱의 상기 겹쳐진 영역에는 상호 형합되면서 주변과 수평을 이루게 하는 단차부가 각각 형성될 수 있다.

상기 프레임에는 상기 블로킹스틱의 단부가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 조립체는 부분마스크로 대형 화면에 대응하는 패턴을 용이하게 제작할 수 있으며 또한, 마스크 사이의 틈새에 의해 잘못된 증착이 이루어지는 문제도 블로킹스틱으로 억제할 수 있다. 따라서 이 마스크 프레임 조립체를 채용하면 안정적인 제품 생산을 보장할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체의 분리사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 마스크 프레임 조립체 중 하나의 분할마스크 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 마스크 프레임 조립체 중 블로킹스틱의 구조를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 마스크 프레임 조립체 중 분할마스크와 블로킹스틱의 접합 구조를 보인 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 마스크 프레임 조립체의 제조과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마스크 프레임 조립체를 도시한 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 박막 증착용 마스크 프레임 조립체의 구조를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 마스크 프레임 조립체는, 개구부(301)가 형성된 프레임(300)과, 그 프레임(300)에 양단부가 고정된 복수의 분할마스크(100)들, 그리고 각 분할마스크(100)들 사이에서 틈새를 막아주는 블로킹스틱(200)들을 구비하고 있다.

먼저, 상기 프레임(300)은 조립체의 외곽 틀을 형성하는 것으로, 중앙에 개구부(301)가 형성된 사각형 모양을 하고 있다. 이 프레임(300)의 서로 마주보는 한 쌍의 변에 상기 분할마스크(100)들 및 블로킹스틱(20)들의 양단부가 용접으로 고정된다.

상기 분할마스크(100)는 길쭉한 스틱 형상의 부재들로서, 상기 개구부(301) 안에 위치되는 증착용 패턴(110)이 형성되어 있으며 그 양단부는 상기한 바와 같이 프레임(300)에 용접된다. 이 분할마스크(100)를 상기 개구부(301)가 한번에 덮어지는 하나의 큰 부재로 만들지 않고 도면과 같이 복수의 스틱 형상으로 분할해서 부착하는 이유는, 유기 발광 표시 장치의 원장 기판을 제조하기 위한 증착용 패턴(110)들 간의 에칭 오차를 줄이는데 유리하기 때문이다. 즉, 원장 기판 전체를 커버할 수 있는 한 장의 마스크를 만들려면 그 안의 많은 증착용 패턴(110)을 형성할 때 각 패턴(110)들 간에 에칭 오차가 심해질 수 있으므로, 일정 폭의 스틱 형상으로 나눠서 만들어진 분할마스크(100) 여러 개를 프레임(300)에 붙여서 사용하는 것이다.

그런데, 최근에는 유기 발광 표시 장치의 화면이 점차 대형화되면서 마스크를 통해 증착해야 하는 단위 화면의 면적이 분할마스크(100) 하나의 폭 안에 다 들어가지 않는 현상이 생기고 있다. 즉, 상기한 에칭 오차 등을 방지하며 만들 수 있는 분할마스크(100)의 최대 폭은 150mm 정도인데, 이 폭 안에 7인치 이하의 화면에 대응하는 증착용 패턴(110)을 형성하는 데에는 문제가 없지만, 그 이상의 크기인 예컨대 14인치 화면에 대응하는 증착용 패턴(110)을 수용하려면 분할마스크(100)의 폭이 300mm 정도는 되어야 한다. 이를 해결하기 위해 만일 분할마스크(100)를 폭이 300mm가 되는 크기로 제작하려면 상기와 같이 에칭 오차가 커지는 문제가 다시 생기게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 각 분할마스크(100)들이 도 2에 도시된 바와 같이 단일체가 아니라 다시 복수의 부분마스크(111)(112)가 결합된 구조로 이루어져 있다. 즉, 제1부분패턴(110a)을 가진 제1부분마스크(111)와 제2부분패턴(110b)을 가진 제2부분마스크(112)가 인접한 단면끼리 접합되어 하나의 분할마스크(100)를 구성하게 되며, 이때 제1부분패턴(110a)과 제2부분패턴(110b)이 연결되어 단위 화면에 대응하는 증착용 패턴(110)이 형성된다. 도면에서는 두 개의 부분마스크(111)(112)가 한 분할마스크(100)를 구성하는 경우를 예시하였으나, 그 이상 개수의 부분마스크로 나눠서 분할마스크(100)를 구성할 수도 있음은 물론이다.

분할마스크(100)는 예컨대 니켈, 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등으로 형성할 수 있다.

이와 같이 복수개의 부분마스크(111)(112)를 접합하여 분할마스크(100)를 만들게 되면, 대형화된 단위 화면에 대응하는 증착용 패턴(110)을 쉽게 구현할 수 있으며, 또한 협폭의 부분마스크(111)(112)에 에칭으로 제1,2부분패턴(110a)(110b)을 먼저 형성하는 것이므로 대형 화면에 맞춘 광폭 부재의 에칭 시 생길 수 있는 에칭 오차의 부담도 작아진다.

상기 블로킹스틱(200)는 이러한 각 분할마스크(100) 사이마다 배치되어 그 틈새를 막아주고, 또한 분할마스크(100)가 처지지 않게 받쳐주는 역할도 한다. 즉, 블로킹스틱(200)은 길이방향의 양단부가 프레임(300)에 마련된 삽입홈(310)에 끼워져서 용접으로 고정되며, 폭방향의 단부는 인접한 분할마스크(100)와 겹쳐진 후 스폿 용접에 의해 결합된다. 도 1 내지 도 3에 도시된 참조부호 101과 201은 분할마스크(100)와 블로킹스틱(200)에 각각 형성된 에칭홈을 나타낸다. 이 에칭홈(101)(201)은 몸체의 절반 정도 두께로 에칭되어 얇아진 부위이며, 도 4에 도시된 바와 같이 이 에칭홈(101)(201) 부위끼리 스폿 용접으로 고정된다.

이와 같이 블로킹스틱(200)이 각 분할마스크(100) 사이에 배치되면 그 분할마스크(100)들 사이의 틈새로 의도하지 않은 오증착이 일어날 위험을 방지할 수 있다. 즉, 증착은 상기 분할마스크(100)에 형성된 증착용 패턴(110)을 통해서만 일어나야 하는데, 만일 이 블로킹스틱(200)이 없다면 분할마스크(100)들 사이의 틈새를 통해서도 증착이 일어나서 원장 기판에 엉뚱한 층이 형성될 수 있으며, 이럴 경우 해당 원장 기판은 불량 처리될 수밖에 없다.

그러나, 본 실시예와 같이 블로킹스틱(200)을 각 분할마스크(100) 사이마다 겹쳐지게 배치한 후 고정시키면 틈새가 사실상 없어지게 되므로, 분할마스크(100) 들 사이의 틈새를 통한 오증착은 일어나지 않게 된다. 따라서, 매우 안정적인 증착 공정이 구현될 수 있다. 블로킹스틱(200)도 분할마스크(100)와 마찬가지로 니켈, 니켈 합금, 니켈-코발트 합금 등으로 형성할 수 있다.

이와 같은 구조의 마스크 프레임 조립체는 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같은 공정을 통해 제조될 수 있다.

먼저, 도 5a와 같이 프레임(300)을 준비한 후, 그 프레임(300)에 형성된 삽입홈(310; 도 1 참조) 위치에 맞춰서 블로킹스틱(200)들을 다 용접하여 고정시킨다. 그리고, 이때 블로킹스틱(200)을 아주 강하게 인장시켜서 프레임(300)에 고정시키면, 이 블로킹스틱(200)이 분할마스크(100)를 받쳐줘서 처짐을 억제하는 효과도 얻을 수 있다. 즉, 분할마스크(100)는 증착용 패턴(110)이 변형되면 안 되기 때문에 프레임(300)에 용접 시 인장력을 가하는데 한계가 있지만, 블로킹스틱(200)는 마음껏 충분히 인장시킬 수 있다. 그러면 충분히 팽팽해진 블로킹스틱(200)이 분할마스크(100)가 자중으로 처지지 않게 떠받쳐주게 되어 마스크 프레임 조립체의 변형을 억제할 수 있게 된다.

이렇게 블로킹스틱(200)을 설치한 다음에는, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이 분할마스크(100)의 각 부분마스크(111)(112) 들을 하나씩 프레임(300)에 용접하여 고정시키면서 조립해나간다. 그리고, 분할마스크(100)와 블로킹스틱(200)이 겹쳐지는 영역의 상기 에칭홈(101)(201) 부위도 스폿 용접으로 결합시킨다.

그러면, 도 5d와 같이 프레임(300)의 개구부(301)이 분할마스크(100)와 블로킹스틱(200)으로 메워진 마스크 프레임 조립체가 만들어지며, 이것으로 유기 발광 표시 장치의 원장 기판에 대한 증착 작업을 진행하면 오증착의 위험이 없는 안정된 작업을 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예에서는 블로킹스틱(200)이 프레임(300)의 삽입홈(310)에 들어가서 도 4와 같이 분할마스크(100) 보다 상대적으로 낮은 위치에 배치되는 구조를 예시하였는데, 도 6과 같이 분할마스크(100)와 블로킹스틱(200)에 서로 형합되는 단차부(100a)(200a)를 형성해서 용접함으로써 주변과 수평이 되도록 구성할 수도 있다. 이렇게 하면 프레임(300)에 굳이 삽입홈(310; 도 1 참조)을 형성하지 않아도 된다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 분할마스크 110: 증착용 패턴
111,112: 부분마스크 200: 블로킹스틱
300: 프레임

Claims (6)

1. 개구부가 형성된 프레임;
   단위 화면에 대응하는 증착용 패턴을 구비하며, 상기 프레임에 양단부가 고정되어 상기 증착용 패턴이 상기 개구부에 위치되도록 배치되는 복수의 분할마스크; 및,
   상기 복수의 분할마스크 사이의 틈새를 막아주도록 상기 프레임에 결합된 블로킹스틱;을 포함하며,
   상기 각 분할마스크는 복수의 부분마스크가 결합되어 상기 단위 화면에 대응하는 증착용 패턴을 형성하도록 된 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부분마스크는 상기 증착용 패턴의 제1부분패턴을 구비한 제1부분마스크와, 상기 증착용 패턴의 제2부분패턴을 구비한 제2부분마스크를 구비하는 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 분할마스크와 상기 블로킹스틱은 일부 영역이 겹쳐지고, 그 겹쳐진 영역이 서로 용접으로 고정된 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 용접된 부위의 상기 분할마스크와 상기 블로킹스틱에 각각 에칭홈이 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 분할마스크와 상기 블로킹스틱의 상기 겹쳐진 영역에는 상호 형합되면서 주변과 수평을 이루게 하는 단차부가 각각 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 프레임에는 상기 블로킹스틱의 단부가 삽입되는 삽입홈이 형성된 박막 증착용 마스크 프레임 조립체.

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