KR100705316B1

KR100705316B1 - 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100705316B1
Application number: KR1020050026297A
Authority: KR
Inventors: 탁윤흥; 박종현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2007-04-09
Also published as: KR20060104288A

Abstract

본 발명은 마스크 스트레칭의 정확성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 유기 전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치는 증착물을 선택적으로 투과시켜 기판 상에 박막을 형성시키기 위한 마스크와; 상기 마스크 주변에 배치되어 상기 마스크를 스트레칭시키는 스트레칭 장치와; 상기 마스크의 하부에 위치하며 상기 마스크의 스트레칭 정도의 기준을 제시하는 적어도 하나의 얼라인 마크가 마련된 기준 마스터와; 상기 마스크 상부에서 상기 마스크에 마련된 적어도 하나의 기준 포인트와 상기 얼라인 마크와의 정합여부를 판단하는 고정 카메라와; 상기 고정 카메라들의 시야영역을 제외하는 영역으로의 기준 포인트의 위치여부를 판단하는 이동 카메라를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CLAMPING MASK FOR ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DISPLAY DEVICE}

도 1은 종래의 유기 전계발광표시소자의 하나의 픽셀을 나타내는 도면이다.

도 2는 마스크가 마스크 클램핑 장치에 의해 스트레칭되는 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 마스크의 기준 포인트와 마스터의 얼라인 마크의 부정합을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에서의 마스크 클램핑 장치를 나타내는 평면도이다.

도 5는 본 발명에서의 마스크 스트레칭 공정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 5의 B영역을 확대하여 본원 발명에서의 이동 카메라의 역할을 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 7은 본 발명에 따른 마스크 클램핑 장치에 의해 형성된 마스크를 이용하여 형성된 유기 전계발광표시소자를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2,102 : 기판 4,104 : 애노드 전극

108 : 격벽 10,110 : 유기발광층

10c : 발광층 122,112 : 캐소드 전극

63,163 : 글리퍼 171 : 파워트리 레버

169 : 동력 전달부 167 : 볼 스크류 박스

166 : 모터 60,160 : 마스크

85,185 : 마스터 186 : 얼라인 마크

61,161 : 기준 포인트 195 : 고정 카메라

205 : 이동 카메라

본 발명은 유기 전계발광표시소자에 관한 것으로, 특히, 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시 장치들이 대두되고 있다. 이러한 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기 전계발광(Electro-Luminescence : 이하, EL이라 함)표시소자 등이 있다.

이들 중 유기EL표시소자는 전자와 정공의 재결합으로 형광체를 발광시키는 자발광 소자로, 그 형광체로 무기 화합물을 사용하는 무기 EL과 유기 화합물을 사용하는 유기 EL로 대별된다. 이러한 EL 표시소자는 액정표시장치와 같이 별도의 광원을 필요로 하는 수동형 발광소자에 비하여 응답속도가 음극선관과 같은 수준으로 빠르다는 장점을 갖고 있다. 또한, EL 표시소자는 저전압 구동, 자기발광, 박막형, 넓은 시야각, 빠른 응답속도, 높은 콘트라스트 등의 많은 장점을 가지고 있어 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.

도 1은 유기EL표시소자의 발광원리를 설명하기 위한 일반적인 유기EL셀 구조를 도시한 단면도이다. 유기EL셀은 애노드전극(4)과 캐소드전극(12) 사이에 위치하는 유기발광층(10)을 구비하고, 유기발광층(10)은 전자주입층(10a), 전자수송층(10b), 발광층(10c), 정공수송층(10d), 정공주입층(10e)을 구비한다.

애노드전극(4)과 캐소드전극(12) 사이에 전압을 인가하면, 캐소드전극(12)으로부터 발생된 전자는 전자주입층(10a) 및 전자수송층(10b)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 또한, 에노드전극(4)으로부터 발생된 정공은 정공주입층(10e) 및 정공수송층(10d)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(10c)에서는 전자수송층(10b)과 정공수송층(10d)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함에 의해 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 애노드전극(4)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 한다.

한편, 종래의 유기 EL표시소자의 발광층(10c)은 그릴마스크를 이용한 열증착 및 진공증착 공정에 의해 형성되며, 이때 이용되는 그릴마스크는 별도의 공정에 의해 제작된 후 마스크 클램프장치를 이용하여 사용자와 원하는 크기로 스트레칭 된 후 마스크 프레임에 고정되어 발광층(10c) 형성시 이용된다.

도 2는 마스크 글램핑 장치에 의한 마스크의 스트레칭 공정을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 마스크(60)가 소정의 시스템에 로딩된 후 상하 운동에 의해 마스크(60)가 마스크(60)를 스트레칭 시키기 위한 글리퍼(63)가 위치하는 영역에 정렬된다. 이후, 글리퍼(63)가 전진하여 마스크(60)를 물게 된다.

이후, 마스크(60)에 마련된 다수의 포인트(61)와 마스크(60) 하부에 위치하는 마스터(master)(85)를 이용하여 마스크(60)를 스트레칭시킨 후 카메라로 얼라인 여부를 판별한 후 마스크(60)의 위치를 보정하여 마스터(85)를 기준으로 마스크(60)를 정위치에 정렬시킨다.

이를 도 3을 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

마스터(85)에는 그의 외곽에 위치하여 마스크(60)의 스트레칭 정도의 기준을 제시하는 얼라인 마크(86)를 구비한다. 즉, 마스크(60)를 스트레칭하는 경우 마스터(85)의 얼라인 마크(86)에 마스크(60)의 다수의 기준 포인트(61)가 대응되도록 마스크(60)를 스트레칭시킨다.

이후 마스크(60)의 상단에 위치하는 카메라(95)로 마스크(60)의 기준 포인트(61)와 마스터(85)의 얼라인 마크(86)가 정합되는 경우 스트레칭을 중단하게 된다. 여기서, 카메라(95)의 수는 예를 들어, 기준 포인트(61) 또는 마스터(85)에 마련된 얼라인 마크(86)의 수와 동일하게 마련된다. 이러한, 각각의 카메라(95)는 자기가 담당하는 기준 포인트(61)와 얼라인 마크(86)의 정위치를 판단하게 된다.

이러한 종래의 각각의 카메라(95)들은 고정되게 위치하고 소정의 시야영역(A) 만을 관찰할 수 있게 된다. 즉, 각 카메라(95)들은 그의 시야영역(A)에 들어오는 기준 포인트(61) 및 얼라인 마크(86)의 위치만을 비교 및 판단하여 오차가 확인되는 경우 마스크(60)를 보정시켜 정확한 얼라인을 실시할 수 있게 된다.

그러나, 마스터(85)의 얼라인 마크(86)와 마스크(60)의 기준 포인트(61)의 공차가 큰 경우가 발생되어 도 3에서와 같이 마스크(60)의 기준 포인트(61)가 카메라(95)의 시야영역(A)을 벗어나는 경우(도 3에서의 B영역) 종래의 고정카메라(95)라에 의해 오차정도를 확인할 수 없는 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 마스크 스트레칭의 정확성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치는 증착물을 선택적으로 투과시켜 기판 상에 박막을 형성시키기 위한 마스크와; 상기 마스크 주변에 배치되어 상기 마스크를 스트레칭시키는 스트레칭 장치와; 상기 마스크의 하부에 위치하며 상기 마스크의 스트레칭 정도의 기준을 제시하는 적어도 하나의 얼라인 마크가 마련된 기준 마스터와; 상기 마스크 상부에서 상기 마스크에 마련되는 적어도 하나의 기준 포인트와 상기 얼라인 마크와의 정합여부를 판단하는 고정 카메라와; 상기 고정 카메라들의 시야영역을 제외하는 영역으로의 기준 포인트의 위치여부를 판단하는 이동 카메라를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 적어도 하나의 기준 포인트는 상기 마스크 스트레칭이 완료된 후 상기 얼라인 마크와 서로 마주보게 정렬된 것을 특징으로 한다.

상기 기준 포인트의 위치여부에 대한 판단 결과에 따라 상기 마스크의 위치를 보정시키기 위한 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 방법은 증착물을 선택적으로 투과시켜 기판 상에 박막을 형성시키기 위한 마스크를 마련하는 단계와; 상기 마스크의 스트레칭 정도의 기준을 제시하는 얼라인 마크를 구비하는 기준 마스터를 상기 마스크 하부에 정렬시키는 단계와; 상기 마스크를 스트레칭시켜 상기 마스크에 마련되는 기준 포인트를 상기 얼라인 마크의 위치로 정합시키는 단계와; 상기 마스크 상부에서 상기 얼라인 마크에 대응되게 위치하는 고정 카메라를 이용하여 상기 마스크의 기준 포인트와 상기 얼라인 마크의 정합여부를 판단하는 단계와; 이동 카메라를 이용하여 상기 고정 카메라들의 시야영역을 제외하는 영역으로의 상기 기준 포인트의 위치여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준 포인트와 상기 얼라인 마크의 정합여부의 판단 결과에 따라 상기 마스크의 스트레칭 정도를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기준 포인트의 위치여부에 대한 판단 결과에 따라 상기 마스크의 스트레칭 정도를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL표시소자의 제조장치 즉, 마스크 클램핑 장치의 일부를 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 마스크 클램핑 장치(130)는 마스크(160)의 장변 및 단변에 위치하여 상기 마스크(160)를 물어주는 글리퍼(163)와, 마스크(160)를 스트레칭할 수 있도록 동력을 공급하는 동력공급부(165)와, 상기 동력공급부(165)와 글리퍼(163) 사이에 위치하여 상기 동력공급부(165)에서 공급되는 동력을 글리퍼(163)로 전달하는 동력전달부(169)를 구비한다. 이러한, 마스크 클램핑 장치(130)는 클램프 다이(미도시)에 의해 지지된다.

글리퍼(163)는 마스크(60)의 장변에 예를 들어, 10개 정도 배치되고, 단변에는 예를 들어, 8개 정도 배치된다. 또한, 글리퍼(163)에는 글리퍼(163)의 마찰저항을 조정할 수 있는 조정나사가 장착되어 있다.

동력공급부(165)는 상기 마스크(160)의 각 변에 예를 들어, 3개씩 배치되도록 상기 동력전달부(169)에 연결된 다수의 모터(166)와, 상기 모터(166)에 각각 연결되어 모터(166)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼 스크류 박스(167)로 구성되어 있다.

동력전달부(169)는 다수의 파워트리(power tree) 레버(171)의 결합에 의해 이루어지며, 각각의 파워트리 레버(171)는 다수의 브렌치(branch)(172)들의 조합으로 이루어진다.

마스크(160)는 유기 EL표시소자의 발광층 형성시 이용되는 그릴 마스크로써 유효영역(160a)과 유효영역(160a)을 제외한 비유효영역(160b)을 구비한다. 마스크(160)의 유효영역(160a)에는 R,G,B를 구현하기 위한 발광층의 형성영역을 선택적으로 투과시키는 어레이영역(P1)이 다수 형성되고, 유효영역(160a)에서의 외곽에는 마스크(160) 스트레칭시 기준을 제공하는 다수의 포인트(161)가 형성된다.

이러한, 마스크(160)의 하단에는 도 5에 도시된 바와 같이 마스터(185)가 위치하게 되고, 마스크(160)의 상단에는 그의 위치가 고정되는 다수의 고정카메라(195)와 위치가 이동가능한 이동카메라(205)가 정렬된다.

마스터(185)에는 그의 외곽에 위치하여 마스크(160)의 스트레칭 정도의 기준을 제시하는 적어도 하나 이상의 얼라인 마크(186)를 구비한다.

고정 카메라(195)들은 마스크(160)의 스트레칭시 자기가 담당하는 시야여역에서의 마스크(160)의 기준 포인트(161)와 마스터(185)의 얼라인 마크(186) 간의 정합여부를 판별하는 역할을 한다.

이동 카메라(205)는 고정 카메라(195)와는 달리 마스크(160) 상에서 이동가능하게 마련되어 고정카메라(195)의 시야영역 이외의 영역을 관찰하게 된다.

즉, 마스크(160) 스트레칭시 고정카메라(195)는 자기의 시야영역에 기준 포인트(161)가 들어오는 경우 기준 포인트(161)와 마스터(185)의 얼라인 마크(186)와의 정합여부를 판단하고 이 결과를 제어부(도시하지 않음)에 전달한다. 이 후, 제어부가 마스크(160)의 위치를 보정시킴으로써 마스크(160)의 기준 포인트가 정위치되어 마스크(160)가 정확하게 스트레칭 된다. 이와 달리, 이동카메라(205)는 도 6에 도시된 바와 같이 마스크(160)의 기준 포인트(61)가 고정카메라(195)들이 담당하는 시야영역에서 벗아나는 경우 벗어난 기준 포인트(161)의 위치를 인지 및 판단한다. 이와 같이 판단된 기준 포인트(161)의 위치는 제어부에 전달되고 제어부는 마스크(160)의 위치를 보정시킴으로써 마스크(160)가 정확하게 스트레칭 된다.

이와 같이, 본 발명에서의 마스크 클램핑 장치는 기준 포인트(161)들의 위치를 파악할 수 있는 고정 카메라(195) 이외에 고정 카메라(195)의 시야영역 이외의 영역에서의 기준 포인트(161)의 위치를 파악할 수 있는 이동카메라(205)를 구비한다. 이에 따라, 마스크(160)의 기준 포인트(161) 및 마스터(185)의 얼라인 마크(186)의 위치간에 오차가 크게 발생되는 경우에도 마스크(160)의 스트레칭에 대한 보정이 가능할 수 있게 된다. 그 결과, 마스크(160)의 스트레칭의 정확성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 도 4 내지 6에 도시된 마스크 클램핑 장치(130)를 이용하여 마스크의 클램핑 동작 및 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마스크(160)가 소정의 시스템에 로딩된 후 상하 운동에 의해 글리퍼(163)가 위치하는 영역에 정렬된다. 이후, 글리퍼(163)가 전진하여 마스크(160)를 클램핑하고, 모터(166)가 구동되어 모터(166)의 회전운동이 볼 스크류 박스(167)에 의하여 직선운동으로 변환되어 동력이 동력전달부(169)를 경유하여 글리퍼(163)에 전달된다.

이때, 모터(166)의 동력을 전달받은 동력전달부(169)가 후진되면 글리퍼(163)가 후진되고, 그에 따라 글리퍼(163)가 마스크(160)를 클램핑함으로써 마스크(160)가 스트레칭 된다. 이때, 마스크(160)는 마스크(160)의 기준 포인트(161)가 그의 하부에 위치하는 마스터(185)의 얼라인 마크(186)와 정합될때가지 스트레칭되게 된다.

여기서, 고정 카메라(195)는 그의 시야영역에서의 기준 포인트(161)와 얼라인 마크(186)와의 정합여부를 관할하게 되고, 이동 카메라(205)는 고정 카메라(195)의 시야영역을 벗어나는 영역에 기준 포인트(161)가 스트레칭 되는 경우 벗어난 영역에의 기준 포인트(161)의 위치를 관할하게 된다. 이에 따라, 마스크(160)의 기준 포인트(161)의 위치와 마스터(185)의 얼라인 마크(186)와의 위치간에 오차가 발생되는 경우 마스크(160)의 스트레칭에 대한 보정이 용이하게 실시될 수 있게 된다.

이와 같이, 스트레칭된 마스크(160)는 마스크 프레임에 고정되어 상기 마스터(185)로 이용된 기판 상에 소정 증착물의 증착을 위해 이용된다.

이와 같이 형성된 마스크(160)는 유기 EL표시소자의 박막 형성시 이용된다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 중 적어도 어느 하나를 구현하는 발광영역 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 노출시켜 유기물질을 소정의 기판 상에 형성되게 한다.

도 7은 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조장치를 이용하여 형성된 유기 EL표시소자를 나타내는 사시도이다.

도 7에 도시된 유기 EL표시소자는 기판(102) 상에 제1 전극(또는 애노드전 극)(104)과 제2 전극(또는 캐소드전극)(112)이 서로 교차하는 방향으로 형성된다.

제1 전극(104)은 기판(102) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 제1 전극(104)이 형성된 기판(102) 상에는 EL셀(EL) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(미도시)이 형성된다. 절연막 상에는 그 위에 형성되어질 유기발광층(110) 및 제2 전극(112)의 분리를 위한 격벽(108)이 위치한다. 격벽(108)은 제2 전극(104)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 오버행(overhang) 구조를 갖게 된다. 격벽(108)이 형성된 절연막 상에는 유기화합물로 구성되는 유기발광층(110)과 제2 전극(112)이 순차적으로 전면 증착된다. 유기발광층(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 정공주입층(10e), 정공수송층(10d), 발광층(10c), 전자수송층(10b) 및 전자주입층(10a)이 적층되어 형성된다.

여기서, 유기발광층의 발광층(10c)은 본 발명에서의 제조장치를 이용하여 스트레칭된 마스크(160)를 이용하여 R,G,B 각각의 발광층을 순차적으로 형성시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치 및 방법은 고정 카메라의 시야영역 이외의 영역에서의 기준 포인트의 위치를 파악할 수 있는 이동카메라를 구비한다. 이에 따라, 마스크의 기준 포인트 및 마스터의 얼라인 마크의 위치간에 오차가 크게 발생되는 경우에도 마스크의 스트레칭에 대한 보정이 가능할 수 있게 된다. 그 결과, 마스크의 스트레칭의 정확성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

증착물을 선택적으로 투과시켜 기판 상에 박막을 형성시키기 위한 마스크와;

상기 마스크 주변에 배치되어 상기 마스크를 스트레칭시키는 스트레칭 장치와;

상기 마스크의 하부에 위치하며 상기 마스크의 스트레칭 정도의 기준을 제시하는 적어도 하나의 얼라인 마크가 마련된 기준 마스터와;

상기 마스크 상부에서 상기 마스크에 마련된 적어도 하나의 기준 포인트와 상기 얼라인 마크와의 정합여부를 판단하는 고정 카메라와;

상기 고정 카메라들의 시야영역을 제외하는 영역으로의 기준 포인트의 위치여부를 판단하는 이동 카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 적어도 하나의 기준 포인트는 상기 마스크 스트레칭이 완료된 후 상기 얼라인 마크와 서로 마주보게 정렬된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 기준 포인트의 위치여부에 대한 판단 결과에 따라 상기 마스크의 위치 를 보정시키기 위한 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 장치.
증착물을 선택적으로 투과시켜 기판 상에 박막을 형성시키기 위한 마스크를 마련하는 단계와;

상기 마스크의 스트레칭 정도의 기준을 제시하는 얼라인 마크를 구비하는 기준 마스터를 상기 마스크 하부에 정렬시키는 단계와;

상기 마스크를 스트레칭시켜 상기 마스크에 마련되는 기준 포인트를 상기 얼라인 마크의 위치로 정합시키는 단계와;

상기 마스크 상부에서 상기 얼라인 마크에 대응되게 위치하는 고정 카메라를 이용하여 상기 마스크의 기준 포인트와 상기 얼라인 마크의 정합여부를 판단하는 단계와;

이동 카메라를 이용하여 상기 고정 카메라들의 시야영역을 제외하는 영역으로의 상기 기준 포인트의 위치여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 기준 포인트와 상기 얼라인 마크의 정합여부의 판단 결과에 따라 상기 마스크의 스트레칭 정도를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 기준 포인트의 위치여부에 대한 판단 결과에 따라 상기 마스크의 스트레칭 정도를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자용 마스크의 클램핑 방법.