KR20090040618A - Deposition mask unit - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 패턴을 형성하기 위한 증착 마스크 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증착 마스크 유닛의 변형을 방지하기 위한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a deposition mask unit for forming a thin film pattern, and more particularly to a technique for preventing deformation of the deposition mask unit.
유기 전계 발광 소자는 자발광 표시 소자로서 양극과 음극 사이에 유기물로 구성된 발광층을 형성하고, 양 전극사이에 전류를 흘려줌으로써 발광층에서 빛을 발생시키는 원리를 이용한다. The organic electroluminescent device uses a principle of generating light in the light emitting layer by forming a light emitting layer composed of an organic material between an anode and a cathode as a self-luminous display device and flowing a current between both electrodes.
디스플레이 소자로서 유기 전계 발광 소자는 발광층을 단위 화소로 패터닝을 하여야 하며, 또한 단위화소에 대응되도록 전극층을 형성하여야 한다.As the display element, the organic electroluminescent element should pattern the light emitting layer into unit pixels and form an electrode layer so as to correspond to the unit pixel.
이때 액정표시장치 또는 플라즈마 표시장치와는 달리 유기물로된 발광층을 패터닝하기 위해서는 유기물이 손상되기 때문에 일반적으로 사용되는 포토 리소그라피 방법을 사용할 수 없다. In this case, unlike the liquid crystal display or the plasma display, in order to pattern the light emitting layer made of the organic material, since the organic material is damaged, the photolithography method which is generally used cannot be used.
발광층을 저분자 유기물로 사용하는 경우 저분자 유기물을 열 증착하여 박막 증착 마스크 패턴을 통과한 영역에 원하는 패턴을 형성하게 된다.When the light emitting layer is used as a low molecular weight organic material, a low molecular weight organic material is thermally deposited to form a desired pattern in a region passing through the thin film deposition mask pattern.
유기 전계 발광 소자의 대형화 또는 대량 생산을 위하여 증착 마스크의 대형화가 필수적인데, 이러한 경우 증차 마스크가 중력에 의해 처지는 현상이 발생되 고, 이를 극복하기 위하여 증착 패턴이 형성된 패턴 마스크를 인장하여 강도가 높은 프레임 마스크에 고정하는 방식의 인장 마스크(Tension Mask)를 사용하고 있다.The enlargement of the deposition mask is essential for the enlargement or mass production of the organic electroluminescent device. In this case, the phenomenon of the swelling of the swelling mask due to gravity occurs, and in order to overcome this, the high strength frame is obtained by stretching the pattern mask on which the deposition pattern is formed. The tension mask of the type fixed to a mask is used.
또한, 패턴 마스크를 한 장으로 사용하는 방식의 인장 마스크의 경우 응력에 의한 패턴 마스크의 뒤틀림이 발생하여 원하는 위치의 패턴에 오류가 발생하는 문제점이 있었다.In addition, in the case of the tensile mask of the method using the pattern mask as a sheet, there is a problem in that the distortion of the pattern mask caused by the stress occurs in the pattern of the desired position.
이를 극복하기 위하여 패턴 마스크를 복수의 단위 마스크로 분할하여 사용하는 분할 마스크 방식이 사용되기도 한다.In order to overcome this problem, a division mask method may be used in which a pattern mask is divided into a plurality of unit masks.
이러한 인장 마스크 방식의 경우 패턴 마스크의 처짐을 극복할 수 있고, 분할 마스크의 경우 패턴 마스크의 뒤틀림 문제를 극복할 수 있으나, 프레임 마스크에 내부 응력을 가지고 있는 패턴 마스크에 의해 하중이 가해지고, 이에 따른 토크에 의해 프레임 마스크가 휘어지는 문제점이 있다.In the case of the tensile mask method, the deflection of the pattern mask may be overcome, and in the case of the split mask, the distortion of the pattern mask may be overcome, but a load is applied by the pattern mask having an internal stress in the frame mask. There is a problem that the frame mask is bent by the torque.
도 1 내지 도 2는 인장 마스크를 사용하는 종래기술에 의한 증착 마스크 유닛을 도시한 것으로, 상기의 문제점을 설명하기 위한 것이다.1 to 2 show a deposition mask unit according to the prior art using a tensile mask, to illustrate the above problem.
종래의 증착 마스크 유닛(1000)은 개구부(1120)와 바디부(1110)로 구성된 프레임 마스크(1100)에 축방향으로 인장한 패턴 마스크(1200)를 거치한 후 용접등으로 접합하여 사용한다.The conventional
이때 패턴 마스크(1200)를 단위 패턴 마스크들로 분할하여 슬릿등의 개구부를 포함하는 하나의 단위 패턴들이 단위 패턴 마스크의 장축방향으로 하나씩 배열된 구조의 분할 마스크를 사용하면, 패턴 마스크의 뒤틀림을 방지할 수 있다.In this case, when the
이렇게 프레임 마스크(1100)의 일측면에 인장하여 응력이 있는 패턴 마스 크(1200)를 접합함으로써, 도 1의 A-A'선분을 따라 절단한 단면도인 도 2에서 도시한 바와 같이 프레임 마스크의 상부면에만 압축력(P)가 작용하게 되고 이에 따라 프레임 마스크를 구부리려고 하는 토크(M)가 발생된다.As shown in FIG. 2, which is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, by bonding the
이에 따라 증착 마스크 유닛(1000)을 장시간 사용하거나, 특히 증착 과정에서 발생되는 열에 의해 프레임 마스크(1100)의 탄성력이 약해지게 되면 압축력을 가하고 있는 패턴 마스크(1200)가 접합된 방향으로 프레임 마스크(1100)가 구부러지는 문제점이 있다.Accordingly, when the
프레임 마스크(1100)가 구부러지게 되면, 이에 따라 패턴 마스크의 패턴의 위치가 달라지고, 또한, 증착 마스크 유닛을 증착 장비에 거치할 때 증착 마스크 유닛과 증착 장비의 거치대와 간극이 발생하는 문제점이 있다.When the
또한, 단위 패턴 마스크(1200)들 사이에는 간극이 발생하며, 단위 패턴 마스크(1200)들과 프레임 마스크(1100)가 조립된 증착 마스크 유닛을 이용하여 증착하게 되면 원하는 패턴 마스크(1200)의 증착 패턴외에 단위 패턴 마스크(1200)들 사이의 간극에 대응되는 영역까지 패턴이 형성되는 문제점이 있다.In addition, a gap is generated between the
이를 극복하기 위하여, 국내공개특허 10-2003-0093959호에서는 단위 패턴 마스크들 사이의 간극에 대응되는 영역에 박막의 시트 부재를 추가하여 각극을 가리는 기술이 기재되어 있다.In order to overcome this problem, Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2003-0093959 describes a technique of covering an angular pole by adding a sheet member of a thin film to a region corresponding to a gap between unit pattern masks.
그러나, 시트 부재는 간극을 가려줄 수는 있으나, 패턴 마스크의 인장력에 의한 프레임 마스크의 뒤틀림을 방지할 수 없으며, 이를 위해서는 별도의 구성이 더 추가되어야 하는 문제점이 있다.However, the sheet member may cover the gap, but may not prevent distortion of the frame mask due to the tensile force of the pattern mask, and there is a problem that a separate configuration should be further added.
또한, 국내공개특허 10-2006-0055613호에서는 각각의 단위 패턴 마스크들을 인장하여 프레임 마스크에 조립하는 불편함을 해결하고, 또한 단위 패턴 마스크들 사이의 간극에 의한 문제점을 해결하기 위하여 단위 패턴 마스크의 패턴에 대응되는 개구부를 갖도록 리브가 형성된 오프 마스크를 사용하는 기술이 기재되어 있다.In addition, in Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0055613, in order to solve the inconvenience of assembling each of the unit pattern masks to the frame mask, and to solve the problem caused by the gap between the unit pattern masks, Techniques for using an off mask with ribs formed to have openings corresponding to patterns are described.
그러나, 상기 기술은 단위 패턴 마스크를 오픈 마스크에 용접한 후 패턴 마스크 유닛을 증착 마스크에 인장하여 거치한 후 용접을 하므로 공정이 복잡하며, 또한, 오픈 마스크 역시 인장되어야 하므로 단위 패턴 마스크와 동일한 또는 유시한 박판등의 인장가능한 재료 또는 두께로 형성하여야 하므로, 프레임 마스크의 뒤틀림을 방지할 수 없는 문제점이 있다.However, the above technique is complicated by the process of welding the unit pattern mask to the open mask and then mounting the pattern mask unit to the deposition mask, and then welding the same. Since it should be formed of a stretchable material or thickness such as a thin plate, there is a problem that can not prevent distortion of the frame mask.
이상에서 상술한 종래기술 및 문헌에서는 패턴 마스크의 처짐이나 패턴의 위치 오류를 방지하기 위한 기술들이 언급되어 있으나, 패턴 마스크를 인장하여 프레임 마스크에 거치하여 발생되는 프레임 마스크의 뒤틀림에 대한 문제점을 해결할 수 없다. In the above-described prior art and literature, techniques for preventing the deflection of the pattern mask or the positional error of the pattern are mentioned, but the problem of the distortion of the frame mask generated by placing the pattern mask on the frame mask can be solved. none.
본 발명의 목적은 인장된 패턴 마스크를 사용할 때 프레임 마스크의 구부러지는 문제점 및 단위 패턴 마스크들 사이의 간극의 문제점을 동시에 해결하기 위한 것이다.An object of the present invention is to simultaneously solve the problem of bending the frame mask and the gap between the unit pattern masks when using the tensioned pattern mask.
본 발명의 다른 목적은 프레임 마스크의 구부러짐을 방지함에 따라 패턴 마스크의 패턴의 위치가 달라지는 것을 방지하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to prevent the position of the pattern of the pattern mask is changed by preventing the bending of the frame mask.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 유닛은, 증착 패턴을 포함한 적어도 2개 이상의 단위 마스크; 및 상기 단위 마스크가 접합된 바디부 및 상기 단위 마스크의 장축 방향으로 형성되며, 상기 바디부에서 양단이 연결되는 적어도 하나 이상의 보강부재를 포함하는 프레임 마스크;를 포함한다.Deposition mask unit according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, at least two or more unit mask including a deposition pattern; And a frame mask formed in the longitudinal direction of the body mask to which the unit mask is bonded and the unit mask, and at least one reinforcing member connected at both ends of the body mask.
또한, 상기 보강부재는 상기 단위 마스크들 사이의 간극에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the reinforcing member is preferably formed to correspond to the gap between the unit masks.
또한, 상기 프레임 마스크는 상기 바디부와 상기 보강부재에 의해 구획되는 개구부를 더 포함하며, 상기 단위 마스크는 상기 개구부에 대응되도록 상기 바디부에 접합되는 것이 바람직하다.The frame mask may further include an opening partitioned by the body portion and the reinforcing member, and the unit mask may be bonded to the body portion to correspond to the opening portion.
또한, 상기 보강부재는 상기 바디부와 일체형으로 형성되어, 상기 바디부에서 연장되는 것이 바람직하다.In addition, the reinforcing member is formed integrally with the body portion, it is preferable to extend from the body portion.
또한, 상기 보강부재는 상기 바디부와 분리형으로 형성되어, 상기 바디부에 접합되는 것이 바람직하다.In addition, the reinforcing member is formed to be separated from the body portion, it is preferable to be bonded to the body portion.
또한, 상기 바디부는 상기 보강부재가 접합되는 영역에 요홈부를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the body portion preferably includes a recessed portion in the region to which the reinforcing member is bonded.
본 발명에 의하면, 인장된 패턴 마스크를 사용할 때 프레임 마스크의 구부러짐을 방지하고, 이에 따라 패턴 마스크의 패턴의 위치가 달라지는 것을 방지하는 효과가 있다.According to the present invention, when the tensioned pattern mask is used, bending of the frame mask is prevented, and accordingly, the position of the pattern of the pattern mask is prevented from changing.
또한, 본 발명에 의하면, 프레임 마스크의 구부러짐을 방지하고, 단위 패턴 마스크들 사이의 간극의 문제점을 동시에 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the bending of the frame mask and to simultaneously solve the problem of the gap between the unit pattern masks.
또한, 본 발명에 의하면, 프레임 마스크의 구부러짐을 방지함으로써 증착 마스크 유닛의 수명을 최대화하여 궁극에는 본 발명에 의한 증착 마스크 유닛을 사용하여 제조하는 제품의 제조비용을 낮추는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of maximizing the life of the deposition mask unit by preventing the bending of the frame mask and ultimately lowering the manufacturing cost of a product manufactured using the deposition mask unit according to the present invention.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 구체적으로 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 유닛의 사시도를 도시한 것 으로, 복수의 단위 마스크(2200)와 보강부재(2113)를 포함하는 프레임 마스크(2110)로 크게 구성된다.3 is a perspective view of a deposition mask unit according to an embodiment of the present invention, and is largely composed of a
단위 마스크(2200)는 니켈 또는 니켈 합금등의 금속 박판으로된 마스크 몸체(2210)에 패턴을 형성하기 위한 마스킹 패턴을 형성하여 증착 패턴(2220)을 형성한다.The
이때, 증착 패턴(2220)은 포토 리소그라피 방법 또는 레이저를 이용한 패턴 방법등으로 형성할 수 있으며, 마스크 몸체(2210)는 일반적으로 브라운관의 쉐도우 마스크로 널리 사용하는 인바(INVAR)를 사용하였다.In this case, the
프레임 마스크(2110)는 탄성계수가 높고, 열에 의한 변형이 낮은 물질을 사용하여 바디부(2111)와 바디부(2111)의 대응되는 양변에서 각각 연장되어 연결된 보강부재(2113) 및 바디부(2111)와 보강부재(2113)에 의해 구획되는 개구부(2112)로 구성된다.The
이때, 프레임 마스크(2110)는 바디부(2111), 보강부재(2113), 및 개구부(2112)로 구성되도록 주형에 의해 제작될 수 있으며, 또한, 하나의 원판에 개구부(2112)를 식각방법 또는 레이저를 이용하여 형성할 수도 있다.At this time, the
프레임 마스크(2110)의 보강부재(2113)는 바디부(2111)와 동일한 두께일 수 있으며, 또한, 바디부(2111)보다 두께가 작게 구성할 수도 있다. The reinforcing
이렇게 제작된 복수의 단위 마스크(2200)를 인장하여 프레임 마스크(2110)의 바디부(2111)에 거치한 후 용접등의 방법으로 단위 마스크(2200)와 프레임 마스크(2110)를 결합한다.The plurality of
이때, 단위 마스크(2200)는 프레임 마스크(2110)의 개구부(2112)에 대응되게 결합하며, 단위 마스크(2200)들 사이의 간극에는 프레임 마스크(2110)의 보강부재(2113)가 대응된다.In this case, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 마스크 유닛의 사시도를 도시한 것으로, 보강부재(2123)를 프레임 마스크(2120)의 바디부(2121)와 독립된 요소로 하여 조립하도록 구성하였다.4 is a perspective view of a deposition mask unit according to another embodiment of the present invention, and the reinforcing
단위 마스크(2200)는 도 3에서와 동일한 재질과 방법으로 제작하였다.The
프레임 마스크(2120)는 탄성계수가 높고, 열에 의한 변형이 낮은 물질을 사용하여 중앙부가 비어 있는 개구부(2122)가 있는 바디부(2121)를 형성하고, 바디부(2121)에 보강부재(2123)를 삽입하기 위한 복수의 요홈부(2124)를 형성한다.The
이때, 바디부(2121)에 포함된 요홈부(2124)는 주형에 의해 제작될 수 있으며, 또한 바디부(2121)를 형성한 후 식각방법 또는 레이저를 이용하여 형성할 수도 있다.In this case, the recess 2124 included in the
보강부재(2123)는 탄성계수가 높고, 열에 의한 변형이 낮은 물질을 사용하여 직선 바 형태로 제작하며, 바람직하게는 프레임 마스크(2120)의 재료와 동일한 재료를 사용하였다.The reinforcing
보강부재(2123)의 길이는 바디부(2121)에 거치할 때 바디부(2121)의 외곽 폭보다는 작고, 바디부(2121)의 개구부(2122)측인 바디부(2121)의 내측 폭 보다는 크게 제작하며, 바람직하게는 바디부(2121)의 외곽 폭 길이와 내측 폭 길이의 합의 절반으로 제작하였다.The length of the reinforcing
보강부재(2123)의 높이는 바디부(2121) 높이보다 작고, 바디부(2121)의 구부러짐을 지탱할 수 있는 높이를 확보하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 바디부(2121) 높이의 절반으로 제작하였다.The height of the reinforcing
보강부재(2123)의 폭은 단위 마스크(2200)들 사이의 간극보다는 크게 하고, 단위 마스크(2200)의 증착 패턴(2220)을 침범하지 않을 정도로 작게 형성하도록 제작하였다.The reinforcing
보강부재(2123)의 형상에 따라 프레임 마스크(2120)의 요홈부(2124)는 바디부(2121)의 내측부에 보강부재(2123)의 개수에 대응되게 형성한다.According to the shape of the reinforcing
이때, 요홈부(2124)의 깊이는 보강부재(2123)의 높이보다 적어도 크거나 같도록 형성함으로써, 이후 단위 마스크(2200)를 거치할 때 보강부재(2123)가 프레임 마스크(2120)의 바디부(2121)보다 도출되지 않도록 구성한다.At this time, the depth of the recess 2124 is formed to be at least greater than or equal to the height of the reinforcing
복수의 요홈부(2124)가 형성된 프레임 마스크(2120)에 복수의 보강부재(2123)를 요홈부(2124)에 각각 거치시킨 후 결합하게 된다.The plurality of reinforcing
이때, 보강부재(2123)를 요홈부(2124)에 결합하는 방법은 용접등의 체결방법일 수 있으며, 또한, 마스크 프레임(2120)의 바디부(2121) 및/또는 보강부재(2123)에 자력을 형성한 후 자성에 의해 체결할 수도 있다.In this case, the method of coupling the reinforcing
이렇게 제작된 복수의 단위 마스크(2200)를 인장하여 프레임 마스크(2120)의 바디부(2121)에 거치한 후 용접등의 방법으로 단위 마스크(2200)와 프레임 마스크(2120)를 결합한다.The plurality of
이때, 단위 마스크(2200)는 프레임 마스크(2120)의 보강부재(2123)들 사이에 대응되게 결합하며, 단위 마스크(2200)들 사이의 간극에는 프레임 마스크(2120)의 보강부재(2123)가 대응된다.In this case, the
이에 따라, 단위 마스크(2200)의 응력에 의해 프레임 마스크(2110, 2120)에 전달되는 압축력과 하중의 편차에 의해 발생되는 토크가 유발하는 프레임 마스크(2110, 2120) 바디부(2111, 2121)의 구부러지는 정도는, 보강부재(2113, 2123)에 의해 분산되어 프레임 마스크(2110, 2120)의 구부러짐을 최소화하는 효과가 있다.Accordingly, the
도 1은 종래 기술에 의한 증착 마스크 유닛의 사시도이다.1 is a perspective view of a deposition mask unit according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 의한 증착 마스크 유닛에 작용하는 하중 분포도이다.2 is a load distribution diagram acting on the deposition mask unit according to the prior art.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 마스크 유닛의 사시도이다.3 is a perspective view of a deposition mask unit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 마스크 유닛의 사시도이다.4 is a perspective view of a deposition mask unit according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
2110, 2120 : 프레임 마스크,2110, 2120: frame mask,
2111, 2121 : 바디부,2111, 2121: body part,
2112, 2122 : 개구부,2112, 2122: openings,
2113, 2123 : 보강부재,2113, 2123: reinforcement member,
2124 : 요홈부,2124: groove,
2200 : 단위 마스크,2200: unit mask,
2210 : 마스크 몸체,2210: the mask body,
2220 : 증착 패턴.2220: deposition pattern.
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