KR101102032B1 - 유기 전계발광표시소자의 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기장의 세기를 조절하여 기판과 마스크의 얼라인을 향상시킬 수 있는 유기 전계발광표시소자의 제조장치에 관한 것이다.

본 발명의 유기 전계발광표시소자의 제조장치는 소정 증착물이 증착되어지는 기판을 구비하는 챔버와; 상기 기판의 하부에 위치하여 상기 기판의 소정영역을 마스킹하는 마스크와; 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크와 반대방향에서 상기 마스크에 자기장을 인가하는 자석수단과; 상기 자석수단과 기판 사이에 위치하여 상기 자석수단의 자기장을 균일하게 상기 마스크에 인가되게 하는 금속판과; 상기 금속판과 상기 기판 사이에 위치하여 상기 자기장의 세기를 센싱하는 자기장감지센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 전계발광표시소자의 제조장치{APPARATUS FOR FABRICATING ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DISPLAY DEVICE}

도 1은 통상적인 유기 전계발광표시소자의 유기전계발광셀을 도시한 단면도이다.

도 2는 종래의 유기 전계발광표시소자의 유기물질 증착장치를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조장치를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 제조장치 및 방법을 이용하여 형성된 유기 전계발광표시소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

22,122 : 진공챔버 24, 124 : 용기

2,102 : 기판 30,130 : 유기물

170 : 자기장감지센서 45,145 : 마스크

52,152 : 알루미늄 플레이트 54,154 : 클램프

172 : 제어부 174 : 마그넷 조절유닛

본 발명은 유기 전계발광표시소자에 관한 것으로, 특히 자기장의 세기를 조절하여 기판과 마스크의 얼라인을 향상시킬 수 있는 유기 전계발광표시소자의 제조장치 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 표시 패널(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 유기 EL셀 구조를 도시한 단면도이다. 유기 EL셀은 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(10d) 및 정공수송층(10e)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. 이러한 유기EL표시소자의 발광 휘도는 소자의 양단에 걸리는 전압에 비례하는 것이 아니라 공급전류에 비례하므로 애노드전극(4)은 통상 정전류원에 접속된다.

이러한, 종래의 유기EL표시소자의 여러층 들은 증착장치를 이용한 진공 증착법 등에 의해 형성된다.

도 2는 종래의 증착장치를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 종래의 증착장치는 진공챔버(22)와, 진공챔버(22) 내부의 저면에 위치함과 아울러 증착물질(30) 등이 담긴 용기(24)와, 증착물질이 증착될 기판(2)과, 기판(2)의 원하는 영역을 마스킹하는 마스크(45)와, 기판(2)을 사이에 두고 마스크(45)의 반대방향에 위치하는 마그넷(50)과, 마그넷(50)과 기판(2) 사이에 위치하는 알루미늄 플레이트(52)와, 기판(2)의 좌우에 각각 위치하는 클램프 유닛(54)을 구비한다.

진공챔버(22)는 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 진공 상태가 되며, 내부의 압력이 조절된다. 용기(24)는 진공챔버(22)의 저면에 예를 들어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 유기물질이 수용된 복수개가 소정간격으로 이격되어 순차적으로 설치될 수 있다. 이러한, 각각의 용기(24)는 상부쪽에 분출구(34)가 있으며, 이 분출구(34)를 통해 기판(28) 상에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 구현하는 유기물질(30)이 증착된다.

마스크(45)는 기판(2) 하부에 위치하여 증착물질을 기판(2) 상의 원하는 영역에 형성될 수 있게 한다.

마그넷(50)은 기판(2)을 사이에 두고 마스크(45)와 반대방향에 위치하며 마스크(45)에 자기장을 공급하여 마스크(45)가 기판(2)의 반대방향으로 쳐지는 것을 방지하는 역할을 한다.

알루미늄 플레이트(52)는 기판(2)과 마그넷(50) 사이에 위치하여 마스크(45) 방향으로 인가되는 자기장이 특정 영역에 집중되지 않고 마스크(45) 전체에 균일하게 인가되게 하는 역할을 한다.

클램프 유닛(54)은 기판(2)의 좌우측에 위치하여 기판(2)의 위치를 조절함과 아울러 기판(2)과 마스크(45)를 정위치시키는 역할을 한다.

이와 같은 유기물 증착장치의 동작과정을 간단히 설명하면, 글램프 유닛(54)에 의해 기판(2)과 마스크(45)가 정위치 된 후 마그넷(50)의 자기장이 알루미늄 플레이트(52)에 의해 균일하게 퍼지게 된 후 기판(2)을 경유하여 마스크(45)에 공급된다. 이에 따라, 마스크(45)가 기판(2) 상에 고정된다. 이후, 유기물(30)이 담긴 용기(24)가 히터에 의해 가열됨으로써 유기물(30)이 승화되어 마스크(45)를 통해 노출된 기판(2) 상에 증착된다.

한편, 이러한 종래의 증착장치는 마그넷(50)의 자기장의 세기가 고정되어 있으므로 정확한 힘으로 마스크(45)를 기판(2) 상에 고정시킬 수 없는 문제가 있다. 즉, 지나치게 강한 자기장으로 마그넷(45)을 기판(2)에 접촉시키거다 충분한 자기장이 공급되지 않는 등 절적하게 자기장을 조절할 수 없으므로 기판(2)과 마스크(45)의 얼라인의 정확성이 저하되는 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명의 목적은 자기장의 세기를 조절하여 기판과 마스크의 얼라인을 향상시킬 수 있는 유기 전계발광표시소자의 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조장치는 소정 증착물이 증착되어지는 기판을 구비하는 챔버와; 상기 기판의 하부에 위치하여 상기 기판의 소정영역을 마스킹하는 마스크와; 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크와 반대방향에서 상기 마스크에 자기장을 인가하는 자석수단과; 상기 자석수단과 기판 사이에 위치하여 상기 자석수단의 자기장을 균일하게 상기 마스크에 인가되게 하는 금속판과; 상기 금속판과 상기 기판 사이에 위치하여 상기 자기장의 세기를 센싱하는 자기장감지센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 자석수단을 승강시켜 상기 기판과 상기 자석수단 사이의 거리를 조절하는 자석수단조절유닛과; 상기 자기장감지센서에 의해 센싱된 값에 따라 상기 자석수단조절유닛을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 자기장을 이용하여 기판 상에 유기물을 증착하는 단계를 포함하는 유기 전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 자기장을 이용하여 기판 상에 유기물을 증착하는 단계는 상기 자기장을 발생하는 자석수단과 상기 기판 사이에 자기장을 감지하는 단계와; 상기 자기장의 세기에 따라 상기 기판과 상기 자석수단 사이의 간격을 제어하는 단계와; 상기 자석수단에 의해 발생되는 자기장을 이용하여 상기 기판을 사이에 두고 상기 자석수단의 반대방향에 위치하는 마스크를 상기 기판에 고정시키는 단계와; 상기 마스크를 통해 노출되는 기판 상에 상기 유기물을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기판과 상기 자석수단 사이의 간격을 제어하는 단계는, 상기 자기장의 세기에 따라 상기 자석수단을 승강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

이하, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 유기 EL표시소자의 제조장치 즉, 유기물 증착장치를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 종래의 증착장치는 진공챔버(122)와, 진공챔버(122) 내부의 저면에 위치함과 아울러 증착물질(130) 등이 담긴 용기(124)와, 증착물질이 증착될 기판(102)과, 기판(102)의 원하는 영역을 마스킹하는 마스크(145)와, 기판(102)을 사이에 두고 마스크(145)의 반대방향에 위치하는 마그넷(150)과, 마그넷(150)과 기판(102) 사이에 위치하는 알루미늄 플레이트(152)와, 기판(102)의 좌우에 각각 위치하는 클램프 유닛(154)과, 알루미늄 플레이트(152)와 기판(102) 사이에 위치하는 자기장감지센서(170)와, 마그넷(150)의 승강(상하운동)시키는 마그넷조절유닛(174)을 구비한다.

진공챔버(122)는 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 진공 상태가 되며, 내부의 압력이 조절된다. 용기(124)는 진공챔버(122)의 저면에 예를 들어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 유기물질이 수용된 복수개가 소정간격으로 이격되어 순차적으로 설치될 수 있다. 이러한, 각각의 용기(124)는 상부쪽에 분출구(134)가 있으며, 이 분출구(134)를 통해 기판(102) 상에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 구현하는 유기물질(130)이 증착된다.

마스크(145)는 기판(102) 하부에 위치하여 증착물질을 기판(102) 상의 원하는 영역에 형성될 수 있게 한다.

마그넷(150)은 기판(102)을 사이에 두고 마스크(145)와 반대방향에 위치하여 마스크(145)에 자기장을 공급하여 마스크(145)가 기판(102)의 반대방향으로 쳐지는 것을 방지하는 역할을 한다.

알루미늄 플레이트(152)는 기판(102)과 마그넷(150) 사이에 위치하여 마스크(145) 방향으로 인가되는 자기장이 특정 영역에 집중되지 않고 마스크(145) 전체에 균일하게 인가되게 하는 역할을 한다.

클램프 유닛(154)은 기판(102)의 좌우측에 위치하여 기판(102)의 위치를 조절함과 아울러 기판(102)과 마스크(145)를 정위치시키는 역할을 한다.

마그넷 조절유닛(174)은 마그넷(150)의 상부에 위치하여 마그넷(150)을 승강시켜 마그넷(150)과 기판(102) 사이에 거리를 조절하는 역할을 한다.

자기장 감지센서(170)는 기판(102)과 알루미늄 플레이트(152) 사이에 위치하여 마그넷(150)의 자기장을 감지하여 제어부(172) 예를 들어, 가우스미터 컨트롤러에 전달하는 역할을 한다. 제어부(172)는 감지된 값에 따라 마그넷조절유닛(174)을 제어함으로써 마그넷(150)과 기판(102) 사이의 거리를 조절하는 역할을 한다. 이에 따라, 자기장을 감지함과 아울러 기판(102)과 마그넷(150) 간의 거리가 조절됨으로써 마스크(145)에 적절한 크기의 자기장이 공급될 수 있게 된다.

예를 들어, 클램프 유닛(154)에 의해 기판(102)과 마스크(145)가 정위치 된 후 마그넷(150)의 자기장이 알루미늄 플레이트(152)에 의해 균일하게 퍼지게 된 후 기판(102)을 경유하여 마스크(145)에 공급된다. 이 때, 자기장 센서(170)는 자기장의 세기를 감지하고 감지된 값은 제어부(172)에 나타나게 된다. 이후, 제어부(172)는 감지된 값이 필요이상으로 높은 수치인 경우 마그넷 조절유닛(174)을 제어하고 마그넷(150)을 기판(102)에서 멀리 위치시키게 된다. 이때, 자기장감시센서(170)에 감지된 값이 사용자가 원하는 자기장의 세기이거나 또는 마스크(145)를 기판(102) 상에 고정시킬 수 있는 값으로 판단되는 때에 마그넷(150)과 기판(102) 사이의 거리가 확정된다. 이에 따라, 세기가 조절된 자기장이 마스크(145)에 인가됨으로써 마스크(145)가 기판(102) 상에 정확하게 고정될 수 있게 된다. 그 결과, 기판(102)과 마스크(145)의 얼라인이 적절히 이루어 질 수 있게 된다.

이하, 도 4에 도시된 순서도를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL표시소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

소정 증착물이 증착되어지는 기판(102)의 하부에 기판(102)의 소정영역을 마스킹하는 마스크(145)를 위치시키고, 기판(102)을 사이에 두고 상기 마스크(145)와 반대방향에서 마스크(145)에 자기장을 인가하는 마그넷(150)을 위치시킨다.(S2)

이후, 마그넷(150)에서 자기장이 발생되고 자기장은 기판(102)과 마그넷(150) 사이에 위치하는 알루미늄 플레이트(152) 및 기판(102)을 경유하여 마스크(145)에 인가되게 된다.

여기서, 알루미늄 플레이트(152)와 기판(102) 사이에 위치하는 자기장감지센서(170)를 이용하여 자기장의 세기를 감지한다. 이와 동시에 감지된 자기장의 세기에 따라 상기 기판(102)과 상기 마그넷(150)의 사이의 간격이 조절된다.(S4) 여기서, 감지된 자기장을 인식하는 제어부(172)가 마그넷(150)의 승강운동을 조절하는 마그넷 조절유닛(174)을 제어함으로서 마그넷(150)과 기판(102) 사이의 거리가 조절된다. 이에 따라, 마스크(145)에 인가되는 자기장의 세기를 조절할 수 있게 된 다. 이와 같이 조절된 자기장을 이용하여 기판(102)을 사이에 두고 상기 마그넷(150)의 반대방향에 위치하는 마스크(145)를 기판(102) 상에 고정시킨다.(S6) 이후, 유기물(130)이 담긴 용기(124)가 히터에 의해 가열됨으로써 유기물(130)이 승화되어 마스크(145)를 통해 노출된 기판(102) 상에 증착된다.(S8)

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 증착장치를 이용하여 형성된 유기 전계발광표시소자를 간단하게 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 유기 EL표시소자는 기판(102) 상에 제1 전극(또는 애노드전극)(104)과 제2 전극(또는 캐소드전극)(112)이 서로 교차하는 방향으로 형성된다.

애노드전극(104)은 기판(102) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 이러한 애노드전극(104)이 형성된 기판(102) 상에는 EL셀(E) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(106)이 형성된다. 절연막(106) 상에는 그 위에 형성되어질 유기발광층(110) 및 캐소드전극(112)의 분리를 위한 격벽(108)이 위치한다. 격벽(108)은 애노드전극(104)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 역 테퍼(taper) 구조를 갖게 된다. 격벽(108)이 형성된 절연막(106) 상에는 유기화합물로 구성되는 유기발광층(110)과 캐소드전극(112)이 순차적으로 전면 증착된다. 유기발광층(110)은 절연막 상에 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계발광표시소자의 제조장치는 마그넷과 기판 사이에 위치하여 마그넷에서 발생되는 자기장의 세기를 감지하는 자기장감지센서를 구비한다. 이 감지된 자기장의 세기에 따라 기판과 마그넷 사이의 간격을 조절함으로써 기판을 사이에 두고 마그넷과 반대방향에 위치하는 마스크에 적절한 크기의 자기장이 인가될 수 있게 된다. 이에 따라, 마스크가 기판 상의 정위치에 고정될 수 있게 됨으로써 기판과 마스크의 얼라인이 향상된다.

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 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (4)

1. 소정 증착물이 증착되어지는 기판을 구비하는 챔버와;

   상기 기판의 하부에 위치하여 상기 기판의 소정영역을 마스킹하는 마스크와;

   상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크와 반대방향에서 상기 마스크에 자기장을 인가하는 자석수단과;

   상기 자석수단과 기판 사이에 위치하여 상기 자석수단의 자기장을 균일하게 상기 마스크에 인가되게 하는 금속판과;

   상기 금속판과 상기 기판 사이에 위치하여 상기 자기장의 세기를 감지하는 자기장감지센서와;

   상기 자석수단을 승강시켜 상기 기판과 상기 자석수단 사이의 거리를 조절하는 자석수단조절유닛과;

   상기 자기장감지센서에 의해 센싱된 값에 따라 상기 자석수단조절유닛을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광표시소자의 제조장치.
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