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KR100717805B1 - 증착 마스크 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 증착 마스크 조립체는 소정의 패턴을 갖는 슬롯이 형성된 증착 마스크, 및 증착 마스크의 슬롯이 형성된 영역에 대응하여 형성된 개구부를 구비하고, 그 일면에 증착 마스크를 부착하여 증착 마스크를 지지하는 마스크 프레임을 포함하며, 증착 마스크는 증착 마스크와 기판을 정렬하기 위한 얼라인 홈을 구비한다.
증착마스크, 유기발광표시장치, 유기발광다이오드, 정렬, 얼라인, 얼라인마크, 얼라인홈

Description

증착 마스크 조립체{VACUUM EAVAPORATION MASK ASSEMBLY}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착 마스크 조립체의 평면도이다.
도 2는 도 1의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 증착 마스크 조립체를 이용하여 유기 발광 표시 장치의 박막을 증착하는 것을 도시한 개략 단면도이다.
본 발명은 증착 마스크 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판과 정확하게 정렬되어 보다 정밀한 패턴의 박막, 특히 유기 발광 표시 장치의 박막을 형성할 수 있는 증착 마스크 조립체에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광형 표시 장치로서, 애노드 전극과 캐소드 전극을 통하여 주입된 전자와 정공이 유기물질에서 재결합(recombination)하여 여기자(exciton)을 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용한다.
따라서 유기 발광 표시 장치는 백라이트와 같은 별도의 광원이 요구되지 않 아 액정 표시 장치에 비해 소비 전력이 낮다. 또한, 광시야각 및 빠른 응답속도를 갖는 장점이 있어 차세대 표시 장치로서 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치의 발광 소자는 정공 주입 전극인 애노드 전극, 유기 박막, 및 전자 주입 전극인 캐소드 전극으로 이루어지고, 유기 박막이 적(Red; R), 녹(G; Green) 및 청(Blue; B)을 내는 각각의 유기 물질로 이루어져 풀 칼라(full color)를 구현한다.
유기 발광 표시 장치의 애노드 전극은 기판 상에 노광 및 에칭 공정을 포함하는 포토 리소그래피(photo lithography)에 의해 형성된다. 또한, 유기 박막과 캐소드 전극은 금속으로 이루어진 증착 마스크를 이용하여 애노드 전극이 형성된 기판에 증착되어 형성된다.
보다 구체적으로, 캐소드 전극 및 유기 박막은, 증착하고자 하는 패턴과 동일한 패턴의 슬롯이 형성된 증착 마스크를 마스크 프레임에 부착하고, 이를 기판의 패턴을 형성시킬 면에 부착한 후, 하부에 배치된 증착원의 증착 물질을 증발 또는 승화시켜 이를 기판에 증착시켜 형성된다.
이 경우, 기판에 정교한 패턴을 형성하기 위해서는 증착 마스크와 기판을 정확하게 정렬하여야 한다.
기판과 증착 마스크의 정렬여부를 확인하기 위해 기판의 상면에 얼라인 마크를 패터닝하고, 증착 마스크에는 이에 대응하는 얼라인 홀을 형성하며, 정렬 검사용 CCD 카메라(charge-coupled device camera)를 이용하여 이들이 서로 일치하는 지를 검사한다.
이때, 일반적으로 얼라인 홀에 대한 CCD 카메라의 인식 상태 향상을 위해 마스크 프레임의 얼라인 홀에 대응하는 위치에 CCD 광원 반사 방지용 홀을 형성하게 된다.
그런데 상기와 같이 증착 마스크에 얼라인 홀이 형성됨에 따라 세정 및 증착 공정 중에 얼라인 홀에 이물질이 유입되어 마스크 프레임과 증착 마스크 사이에 갭을 발생시키며, 이에 따라 정렬에 오차가 발생하게 된다.
또한, 마스크 프레임에 CCD 광원 반사 방지용 홀을 형성함에 따라 홀의 가공에 의한 표면 상태 불량에 따라 증착 마스크의 정렬이 불량해지고, 마스크 프레임의 강성이 저하된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 정렬이 양호한 증착 마스크와 강성이 저하되지 않은 마스크 프레임을 갖는 증착 마스크 조립체를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 증착 마스크 조립체는 소정의 패턴을 갖는 슬롯이 형성된 증착 마스크, 및 증착 마스크의 슬롯이 형성된 영역에 대응하여 형성된 개구부를 구비하고, 그 일면에 증착 마스크를 부착하여 증착 마스크를 지지하는 마스크 프레임을 포함하며, 증착 마스크는 증착 마스크와 기판을 정렬하기 위한 얼라인 홈을 구비한다.
이때, 얼라인 홈의 표면은 증착 마스크의 다른 부분의 표면보다 거칠기가 크 게 형성될 수 있다.
얼라인 홈은 증착 마스크의 가장자리에 구비될 수 있다.
얼라인 홈은 하프 에칭에 의해 형성될 수 있다.
이때, 기판은 유기 발광 표시 장치의 기판일 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착 마스크 조립체의 평면도이고, 도 2는 도 1의 부분 분해 사시도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 증착 마스크 조립체(100)는 소정의 패턴으로 복수개의 슬롯들(12)이 형성된 증착 마스크(10)와 증착 마스크(10)의 일면에 부착되는 마스크 프레임(20）을 포함한다.
마스크 프레임(20）은 증착 마스크(10)의 가장자리를 따라 부착되어 증착 마스크(10)를 지지한다． 즉, 마스크 프레임(20)은 그 중심 부분에 증착 마스크(10)의 슬롯들(12) 형성된 영역에 대응하는 개구부(22)를 갖는다.
증착 마스크(10)는 스테인레스 스틸， 니켈 등의 얇은 금속판에 에칭 등의 방법으로 슬롯들(12)의 패턴을 형성함으로써 제작될 수 있다.
이러한 구조의 증착 마스크(10) 및 마스크 프레임(20)을 포함하는 증착 마스크 조립체(100)에 있어서， 복수의 슬롯들(12）이 형성된 증착 마스크(10)를 이용하여 기판에 원하는 패턴의 막을 증착시키기 위해서는 전술한 바와 같이 기판과 증착 마스크(10)가 정렬을 이루고 있어야 한다．
기판과 증착 마스크(10)의 정렬 상태는 기판 상면의 소정 위치에 패턴된 얼라인 마크와 그에 대응되는 증착 마스크(10)의 얼라인 홈(14）에 의해 이루어 진다.
즉， 기판의 얼라인 마크와 증착 마스크(10)의 얼라인 홈(14）이 일직선상으로 배열되어 있는지의 여부를 측정함으로써， 이들 기판과 증착 마스크(10)의 정렬 상태를 검사하는 것이다． 그 측정은 상기한 얼라인 마크의 수직 방향 상부에 배치된 CCD 카메라를 이용하여 이루어진다.
이하에서는 상기한 얼라인 홈(14)의 구조에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 확대 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 증착 마스크(10)에 형성된 얼라인 홈(14)은 증착 마스크(10)가 소정의 깊이로 파여진 형상으로 이루어 진다.
얼라인 홈(14)은 증착 마스크(10)를 하프 에칭(half etching)함으로써 형성될 수 있는데, 증착 마스크(10)를 하프 에칭함으로써 상기한 얼라인 홈의 표면(14a)은 거칠게 형성된다. 즉, 증착 마스크(10)의 다른 부분의 표면(10a)보다 큰 표면 거칠기를 갖게 된다.
이와 같이 하프 에칭된 얼라인 홈(14)을 CCD 카메라가 인식하여 기판과 증착 마스크(10)를 정렬시키게 된다.
이하에서는 이에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 증착 마스크 조립체를 기판에 정렬하고, 증 착을 실시하는 것을 나타낸 개략 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이， 기판(30)의 상부에는 얼라인 마크(32)가 형성된다. 전술한 바와 같이, 기판(30)의 얼라인 마크(32)와 증착 마스크(10)의 얼라인 홈(14)을 서로 수직 방향에 일치시킴으로써 기판(30)과 증착 마스크(10)를 정렬한다.
기판의 상부에 위치하는 CCD 카메라(50)에서 방사된 빛은 얼라인 마크(32)를 지나 증착 마스크(10)의 표면에서 반사된다. 이때, 전술한 바와 같이 얼라인 홈(14)의 표면은 증착 마스크(10)의 다른 부분의 표면보다 표면 거칠기가 크게 형성되므로 CCD 카메라(50)에서 방사된 빛을 난반사 시킨다.
이에 따라 얼라인 마크(32)와 얼라인 홈(14)가 서로 일치하는 경우, 얼라인 홈(14)의 표면이 CCD 카메라(50)에서 검게 보이게 된다. 이와 같은 방법으로 기판(30)과 증착 마스크(14)의 정렬 여부를 확인할 수 있다.
이와 같이 형성되는 증착 마스크 조립체(100)를 이용하여 유기 전계 발광 표시장치의 박막 즉, 적, 녹, 청색의 유기 발광막을 증착하기 위해서는 진공챔버(미도시)에 설치된 유기막 증착 용기(crucible;40)와 대응되는 측에 증착 마스크 조립체(100)를 설치하고 이의 상부에 박막이 형성될 기판(30)을 장착한다.
그리고 그 상부에는 마스크 프레임(20)에 지지된 증착 마스크(10)를 마그네트 유니트를 구동시켜 기판(30)에 밀착시킨다. 이 상태에서 유기막 증착 용기(40)의 작동으로 이에 장착된 유기물이 기화되어 기판(30)에 증착하게 된다.
이 경우, 얼라인 홈(14)이 증착 마스크(10)를 관통하지 않고, 하프 에칭된 상태로 형성되므로 증착 마스크(10)의 세정 또는 기타 공정 중에 마스크 프레임(20)과 증착 마스크(10) 사이에 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 종래 기술과 같이 마스크 프레임(20)에 CCD 카메라(50)의 광원 반사 방지를 위한 홀을 형성할 필요가 없으므로, 이로 인한 마스크 프레임(20)의 강성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 증착 마스크 조립체에 의하면, 증착 마스크의 세정 등의 공정 시에 이물질이 증착 마스크와 마스크 프레임의 사이로 유입되는 것을 방지하면서, 기판과 증착 마스크를 정렬할 수 있다.
또한, 마스크 프레임에 별도의 홈을 형성하지 않음으로써 마스크 프레임의 강성을 유지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 소정의 패턴을 갖는 슬롯이 형성된 증착 마스크; 및
    상기 증착 마스크의 상기 슬롯이 형성된 영역에 대응하여 형성된 개구부를 구비하고, 그 일면에 상기 증착 마스크를 부착하여 상기 증착 마스크를 지지하는 마스크 프레임
    을 포함하며,
    상기 증착 마스크는 상기 증착 마스크와 기판을 정렬하기 위한 얼라인 홈을 구비하는 증착 마스크 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인 홈의 표면은 상기 증착 마스크의 다른 부분의 표면보다 거칠기가 큰 증착 마스크 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인 홈은 상기 증착 마스크의 가장자리에 구비되는 증착 마스크 조립체.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 얼라인 홈은 하프 에칭에 의해 형성되는 증착 마스크 조립체.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은 유기 발광 표시 장치의 기판인 증착 마스크 조립체.
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