KR20220012970A - 마스크 프레임 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마스크 프레임 어셈블리를 개시한다. 본 발명은, 복수개의 개구부와 상기 각 개구부 사이에 배치되는 부분을 갖는 프레임과, 상기 프레임에 결합되며 복수개의 슬릿을 갖는 패턴부 및 상기 패턴부의 사이에 배치되며, 상기 각 개구부 사이에 배치되는 상기 프레임 부분에 안착하여 고정되며, 상기 패턴부와 상기 패턴부 사이에 배치되는 부분은 일체로 형성된 고분자필름을 구비하고, 상기 고분자필름은 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아릴 에티르 케톤, 리퀴드 크리스탈 폴리머 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 프레임과 상기 고분자필름 사이에 개재되어 상기 프레임과 상기 고분자필름을 점착시키는 점착층을 더 구비하고, 상기 점착층은 실리콘일 수 있다.

Description

마스크 프레임 어셈블리{Mask frame assembly}
본 발명의 실시예들은 마스크 프레임 어셈블리에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기판상에 증착 물질을 증착하기 위한 마스크 프레임 어셈블리에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 디스플레이 장치는 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극 사이에 발광층 및 이를 포함하는 중간층을 구비한다. 이때 상기 전극들 및 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 독립 증착 방식이다. 독립 증착 방법을 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는, 유기층 등이 형성될 기판 면에, 형성될 유기층 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask: FMM)를 밀착시키고 유기층 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 유기층을 형성한다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 마스크 프레임 어셈블리를 제공한다.
본 실시예에 있어서, 복수개의 개구부와 상기 각 개구부 사이에 배치되는 부분을 갖는 프레임과, 상기 프레임에 결합되며 복수개의 슬릿을 갖는 패턴부 및 상기 패턴부의 사이에 배치되며, 상기 각 개구부 사이에 배치되는 상기 프레임 부분에 안착하여 고정되며, 상기 패턴부와 상기 패턴부 사이에 배치되는 부분은 일체로 형성된 고분자필름을 구비하고, 상기 고분자필름은 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아릴 에티르 케톤, 리퀴드 크리스탈 폴리머 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 프레임과 상기 고분자필름 사이에 개재되어 상기 프레임과 상기 고분자필름을 점착시키는 점착층을 더 구비하고, 상기 점착층은 실리콘인, 마스크 프레임 어셈블리를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 프레임은 금속으로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 개구부는 상기 패턴부에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 마스크 프레임 어셈블리는 초정밀 증착 패터닝이 가능하고, 아울러 기판이나 마스크 처짐에 의한 증착막 두께 왜곡 현상을 개선하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 마스크 프레임 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 마스크 프레임 어셈블리의 측면단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 마스크 프레임 어셈블리를 나타내는 측면단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 5a는 글라스 상에 고분자용액을 코팅하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 5b는 고분자용액을 건조 및 경화하여 고분자필름을 형성하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 5c는 고분자필름에 프레임을 결합하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 5d는 글라스를 고분자필름에서 탈착하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 5e는 고분자필름에 슬릿을 가공하는 단계를 나타내는 도면이다.
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 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 “바로 상에” 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 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.
또한, 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 본 발명의 일 실시예에 관한 마스크 프레임 어셈블리를 나타내는 분해사시도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리(10)는 프레임(100)과 고분자필름(200)을 구비한다.
도 1에 나타난 프레임(100)은 금속으로 제조될 수 있으며, 사각 형상으로 하나 이상의 개구부(110)를 갖도록 형성되어 있으나, 일 실시의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 원형 또는 육각형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.
고분자필름(200)은 프레임(100)의 개구부(110)에 대응하는 패턴부(210a)를 가지며, 패턴부(210a)에는 증착 공정 시 증착물을 통과시키는 복수개의 슬릿(210b)이 형성되어 있다. 각 패턴부(210a) 사이에 배치되는 고분자필름(200) 부분은 각 개구부(110) 사이에 배치된 프레임(100) 부분에 안착할 수 있다.
고분자필름(200)은 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리페닐렌설파이드(poly phenylene sulfide, PPS), 폴리아릴 에테르 케톤(polyether etherketone, PEEK) 또는 리퀴드 크리스탈 폴리머(liquid crystal polymer)와 같은 고분자 물질로 형성될 수 있다. 상술한 재료들은 고성능 플라스틱으로써, 내열성이 뛰어나며 저온에서 고온까지 특성의 변화가 적고, 내화학성과 내마모성도 강해 열악한 환경에서 안정적인 성능 유지가 가능한 물질이다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예의 고분자필름(200)을 제조하는데 사용되는 폴리이미드는 3ppm/℃ 이하의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)를 갖는데, 이는 500℃ 이상의 온도에서도 정밀한 증착 공정이 가능함을 의미한다.
고분자필름(200)은 고분자용액(200a)을 글라스(50)(도 5a 내지 도 5d 참조) 상에 얇게 도포하여 건조 및 경화시킴으로써 제조된다. 일반적인 증착 공정에서, 이러한 고분자필름(200)은 디스플레이 기판(미도시)을 가운데 두고 정전척(미도시)에 의해 당겨짐으로써 디스플레이 기판에 밀착하게 된다.
이때, 고분자필름(200)의 두께는 10~50μm가 적당하다. 만약 고분자필름(200)의 두께가 필요 이상으로 지나치게 얇으면, 정전척에 의해 디스플레이 기판과 밀착될 때 고분자필름(200)이 찢어지거나 형태가 변형될 수도 있다. 반대로, 고분자필름(200)의 두께가 필요이상으로 지나치게 두꺼우면, 고분자필름(200) 자체의 무게로 인해 디스플레이 기판과 완전히 밀착하지 못하게 되며, 이는 증착 시 고분자필름(200)의 슬릿(210b)이 정의하는 영역 이외의 영역에까지 증착물질이 도달하는 섀도우(shadow) 현상과, 증착막 두께 왜곡현상을 일으키게 된다. 따라서, 고분자필름(200)은 증착 공정을 수행하는데 적절한 두께로 형성되어야 하며, 즉 상술한 바와 같이 10~50μm의 두께로 고분자필름(200)을 제작하게 되면 파손이나 변형 또는 처짐 현상 없이 대면적의 기판에도 초정밀한 증착 패터닝이 가능하다.
이하, 도 2를 참조하여 마스크 프레임 어셈블리(10)를 구성하는 프레임(100)과 고분자필름(200)의 결합구조에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 도 1의 마스크 프레임 어셈블리의 측면단면도이다.
도 2를 참조하면, 마스크 프레임 어셈블리(10)는 프레임(100)의 개구부(110)와 고분자필름(200)의 패턴부(210a)가 대응되도록 정렬된다. 프레임(100)과 고분자필름(200)은 여러가지 방식으로 결합될 수 있는데, 도 2에 나타난 마스크 프레임 어셈블리(10)는 고분자필름(200)이 건조 및 경화되는 동안 프레임(100)을 고분자필름(200)에 결합한 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 마스크 프레임 어셈블리를 나타내는 측면단면도이다.
도 3을 참조하면, 마스크 프레임 어셈블리(10)는 프레임(100)과 고분자필름(200) 사이에 점착층(300)을 더 구비하여, 프레임(100)과 고분자필름(200)을 점착한 상태를 나타낸다. 점착층(300)의 재료로 바람직하게는 실리콘을 사용할 수 있다.
일반적으로 반복적으로 유기물 증착 공정을 수행하다 보면 마스크 프레임 어셈블리(10) 상에 유기물이 누적되어 잔류하게 된다. 이렇게 마스크 프레임 어셈블리(10) 상에 유기물이 누적된 채 계속해서 유기물 증착 공정을 수행하면, 상술한 섀도우 현상이나 증착막 두께 왜곡현상이 일어난다. 이때, 실리콘으로 프레임(100)과 고분자필름(200)을 결합하게 되면 프레임(100)과 고분자필름(200)의 탈부착이 용이해지므로 프레임(100)으로부터 고분자필름(200)을 신속하게 탈부착함으로써 효율적인 유기물 증착 공정을 수행할 수 있게 된다.
이하, 도 4 및 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리(10)의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리의 제조방법을 나타내는 순서도이며, 도 5a는 글라스 상에 고분자용액을 코팅하는 단계를 나타내는 도면이고, 도 5b는 고분자용액을 건조 및 경화하여 고분자필름을 형성하는 단계를 나타내는 도면이며, 도 5c는 고분자필름에 프레임을 결합하는 단계를 나타내는 도면이고, 도 5d는 글라스를 고분자필름에서 탈착하는 단계를 나타내는 도면이며, 도 5e는 고분자필름에 슬릿을 가공하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 마스크 프레임 어셈블리(10)의 제조방법은 글라스(50) 상에 고분자용액(200a)을 코팅하는 단계(S401)와, 고분자용액(200a)을 건조 및 경화하는 단계(S402)와, 고분자필름(200) 상에 프레임(100)을 결합하는 단계(S403)와, 글라스(50)를 탈착하는 단계(S404)와, 고분자필름(200)의 패턴부(210a)에 복수개의 슬릿(210b)을 가공하는 단계(S405)를 포함할 수 있다.
고분자용액(200a)을 코팅하는 단계(S401)에서, 고분자용액(200a)의 재료로써 상술한 바와 같이 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아릴 에테를 케톤 또는 리퀴드 크리스탈 폴리머와 같은 고분자 물질을 사용할 수 있다.
글라스(50)에 고분자용액(200a)을 코팅한 뒤(S401)(도 5a참조), 고분자용액(200a)을 건조 및 경화(S402)하면 고분자필름(200)이 글라스(50) 상에 형성된다(도 5b 참조).
글라스(50) 상에 형성된 고분자필름(200)에 프레임(100)을 결합하는 단계(S403)는 바람직하게는 두 가지 방식으로 구현될 수 있다.
먼저, 프레임(100)은 고분자용액(200a)이 완전하게 건조되기 이전에 프레임(100)을 고분자용액(200a)에 결합시킬 수 있는데, 도 5c는 이러한 방식으로 프레임(100)과 고분자필름(200)이 결합된 형태를 나타내는 도면이다.
이와는 다르게, 프레임(100) 상에 도포된 고분자용액(200a)이 완전히 건조 및 경화되어 고분자필름(200)이 된 이후, 도 3에 나타난 바와 같이 고분자필름(200) 상에 점착층(300)을 도포하고, 다시 점착층(300)에 프레임(100)을 결합하는 방식으로 프레임(100)과 고분자필름(200)을 결합할 수도 있다. 이러한 점착층(300)의 재료로는 실리콘이 사용될 수 있으며, 이에 대해서는 상술한 바가 있으므로 여기에서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
이렇게 프레임(100)과 고분자필름(200)이 서로 결합한 뒤에는, 글라스(50)를 탈착하여 고분자필름(200)의 패턴부(210a)에 슬릿(210b)을 형성할 준비를 한다(S404).
마지막으로, 글라스(50)가 탈착되고 나면, 고분자필름(200) 상에 슬릿(210b)을 형성하게 된다(S405). 이때, 고분자필름(200)의 슬릿(210b)은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 레이저로 패터닝 하는 방법이나 노광(light exposure) 방식으로 슬릿(210b)을 형성하는 방법이 바람직하다.
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.
10: 마스크 프레임 어셈블리 200a: 고분자용액
100: 프레임 210a: 패턴부
110: 개구부 210b: 슬릿
200: 고분자필름 300: 점착층

Claims (3)

  1. 복수개의 개구부와 상기 각 개구부 사이에 배치되는 부분을 갖는 프레임; 및
    상기 프레임에 결합되며 복수개의 슬릿을 갖는 패턴부 및 상기 패턴부의 사이에 배치되며, 상기 각 개구부 사이에 배치되는 상기 프레임 부분에 안착하여 고정되며, 상기 패턴부와 상기 패턴부 사이에 배치되는 부분은 일체로 형성된 고분자필름; 을 구비하고,
    상기 고분자필름은 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아릴 에티르 케톤, 리퀴드 크리스탈 폴리머 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 프레임과 상기 고분자필름 사이에 개재되어 상기 프레임과 상기 고분자필름을 점착시키는 점착층을 더 구비하고, 상기 점착층은 실리콘인, 마스크 프레임 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임은 금속으로 이루어진, 마스크 프레임 어셈블리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 패턴부에 대응하는 위치에 형성되는, 마스크 프레임 어셈블리.
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