KR101184066B1 - 평판 표시소자의 제조장치 - Google Patents

평판 표시소자의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제조비용을 절감시킴과 아울러 수율을 향상시킬 수 있는 평판 표시소자의 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 평판 표시소자의 제조장치는 다수의 박막들이 형성된 기판과; 상기 다수의 박막들을 보호하기 위한 캡과 상기 기판의 합착시에 상기 기판에 자외선을 조사하는 자외선 조사부와; 상기 기판과 상기 자외선 조사부 사이에 위치하며 상기 다수의 박막들이 형성된 영역과 대응되는 영역에 무기 절연물질로 형성되는 자외선 차단부를 가지는 마스크를 구비한다.

Description

평판 표시소자의 제조장치{FABRICATING APPARATUS FOR FLAT DISPLAY DEVICE}
도 1은 종래의 유기 전계발광 표시소자를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 종래 유기 전계발광 어레이가 형성된 기판과 캡의 합착을 나타내는 단면도.
도 3은 합착 공정 후에 휘어진 유기 전계발광 어레이가 형성된 기판을 타나내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계발광 표시소자의 제조장치를 나타내는 단면도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계발광 표시소자의 제조장치의 제조를 단계적으로 나타내는 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
2: 기판 4 : 애노드전극
6 : 절연막 7 : 게터
8 : 격벽 9, 109 : 캡
10 : 유기 발광층 11 : 반투성막
12 : 캐소드 전극 13, 113 : 실런트
15, 115 : 유기 전계발광 어레이 18, 118 : 캡 트레이
19, 119 : 푸싱장치 22, 122 : 쉴드
24, 124 : 큐어링 마스크 26, 126 : 마스크 홀더
본 발명은 평판 표시소자의 제조장치에 관한 것으로 특히, 제조비용을 절감시킴과 아울러 수율을 향상시킬 수 있는 평판 표시소자의 제조장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하, “LCD”라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, “PDP”라 함) 및 유기 전계발광(Electro-luminescence:이하, “EL”이라 함) 표시소자 등이 있다.
이들 중 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 이에 비하여, 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, “TFT”라 함)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있고, 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁은 특성이 있다.
이에 비하여, EL 표시소자는 발광층의 재료에 따라 무기 EL 표시소자와 유기 EL 표시소자로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 무기 EL 표시소자는 유기 EL 표시소자에 비하여 전력소모가 크고 고휘도를 얻을 수 없으며 R(Red), G(Green), B(Blue)의 다양한 색을 발광시킬 수 없다. 반면에, 유기 EL 표시소자는 수십 볼트의 낮은 직류 전압에서 구동됨과 아울러, 빠른 응답속도를 가지고, 고휘도를 얻을 수 있으며 R, G, B의 다양한 색을 발광시킬 수 있어 차세대 평판 디스플레이소자에 적합하다.
도 1은 종래 유기 EL 표시소자를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 유기 EL 표시소자는 기판(2) 상에 유기 발광층(10)을 사이에 두고 서로 교차되는 제1 전극(이하, “애노드 전극”이라 함)(4)과, 제2 전극(이하, “캐소드 전극”이라 함)(12) 등을 포함하는 유기 EL 어레이(15)와, 유기 EL 어레이(15)를 봉지하는 캡(9)을 구비한다.
유기 EL 어레이(15)의 애노드 전극(4)은 투명전극층으로써 기판(2) 상에 소정간격으로 이격되어 다수개 형성된다. 애노드 전극(4)이 형성된 기판(2) 상에는 유기 발광층(10)이 형성될 영역을 노출시키는 절연막(6)이 형성된다. 절연막(6) 상에는 유기 발광층(10) 및 캐소드 전극(12)의 분리를 위한 격벽(8)이 위치한다. 격벽(8)은 캐소드 전극(12)의 분리를 위하여 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지 게 되는 역 테퍼(taper)를 가진다. 유기 발광층(10)은 애노드 전극(4) 상에 정공수송층, 발광층 및 전자수송층이 적층되어 형성된다. 캐소드 전극(12)은 유기 발광층(10) 상에 애노드 전극(4)과 교차되도록 다수개 형성된다.
캡(9)은 봉지공정 또는 인캡슐레이션(Encapsulation)공정이 실시됨으로써 에폭시(Epoxy) 수지와 같은 실런트(13)를 통해 애노드 전극(4) 등의 유기 EL 어레이(15)가 형성된 기판(2)과 합착된다. 캡(9)에는 그 배면 중앙부에 수분 및 산소를 흡수하기 위한 게터(Getter : 7)가 충진되어 있고, 게터(7)를 고정시킴과 아울러 수분 및 산소 등이 드나들도록 반투성막(11)이 부착된다.
도 2는 종래의 유기 EL 어레이가 형성된 기판과 캡의 합착을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 다수의 유기 EL 어레이(15)가 형성된 기판(2)의 하부에는 기판(2)과의 합착영역에 실런트(13)가 도포된 캡(9)이 안착되어 있는 캡 트레이(18)가 위치하게 되고, 캡 트레이(18)의 하부에는 캡(9)이 기판(2)과 밀착될 수 있도록 캡(9)을 밀어주는 푸싱장치(19)가 위치하게 된다.
기판(2)의 상부에는 기판(2) 상에 형성된 유기 EL 어레이(15)와 대응되도록 형성된 쉴드(Shield : 22)를 가지는 큐어링(Curing) 마스크(24)가 마스크 홀더(26)에 의해 고정되어 위치하게 된다. 큐어링 마스크(24)의 쉴드(22)는 몰리브덴(Mo) 등의 금속으로 형성되어 기판(2)과 캡(9)의 합착시 기판(2)에 조사되는 자외선(UV)에 유기 EL 어레이(15)가 노출되지 않게 함으로써 유기 EL 어레이(15)의 유기물질 등의 손상을 방지하는 역할을 한다.
이렇게 큐어링 마스크(24) 및 캡 트레이(18)가 기판(2)의 상하에 위치한 후 큐어링 마스크(24)와 기판(2)을 얼라인 함과 아울러 밀착시키고 푸싱장치(19)로 캡(9)을 가압하하게 되면 기판(2)과 캡(9)은 큐어링 마스크(24)의 소정영역을 투과한 자외선(UV)에 의해 실런트(13)가 경화됨으로써 합착된다. 이후, 스크라이빙 공정을 통하여 캡(9)과 합착된 다수의 유기 EL 어레이(15)들을 스크라이빙함으로써 유기 EL 표시소자는 완성된다.
그러나, 인캡슐레이션 공정이 수행되는 동안 기판(2)에는 실런트(13)의 경화를 위해 조사되는 자외선(UV)으로부터의 열에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 그 외곽부가 휘어지는 현상이 나타난다. 이러한 기판(2)의 휨은 열 전도도가 높은 몰리브덴(Mo) 등의 금속으로 형성되는 큐어링 마스크(24)의 쉴드(22)를 통하여 자외선(UV)에 의한 열이 기판(2)에 전도됨으로써 나타난다.
이와 같이 외곽부가 휘어진 기판(2)은 스크라이빙 테이블(20)에 바르게 안착되지 못하며, 스크라이빙 테이블(20)에 바르게 안착되지 못한 기판(2)을 스크라이빙하게 되면 스크라이빙에 의하여 휘어진 기판(2)의 외곽부에 형성된 유기 EL 표시소자는 불량이 되며 이 결과, 유기 EL 표시소자의 수율은 저하된다.
또한, 큐어링 마스크(24)의 쉴드(22)는 몰리브덴(Mo) 등의 금속으로 형성됨에 따라 다수 번의 스퍼터링 증착을 통하여 형성된다. 이로 인하여 유기 EL 표시소자는 그 제조비용이 상승하게 되는 문제를 가진다.
따라서, 본 발명의 목적은 제조비용을 절감시킴과 아울러 수율을 향상시킬 수 있는 평판 표시소자의 제조장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 평판 표시소자의 제조장치는 다수의 박막들이 형성된 기판과; 상기 다수의 박막들을 보호하기 위한 캡과 상기 기판의 합착시에 상기 기판에 자외선을 조사하는 자외선 조사부와; 상기 기판과 상기 자외선 조사부 사이에 위치하며 상기 다수의 박막들이 형성된 영역과 대응되는 영역에 무기 절연물질로 형성되는 자외선 차단부를 가지는 마스크를 구비한다.
상기 무기 절연물질은 산화 규소계(SiXOy) 화합물을 포함한다.
상기 자외선 차단부는 유색 물질을 더 포함한다.
상기 유색 물질은 흑색 안료 또는 유색 전극 물질 중 어느 하나이다.
상기 자외선 차단부는 스크린 프린트 방법으로 상기 마스크 상에 형성된다.
상기 자외선 차단부는 에폭시(Epoxy) 계열 또는 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 바인더(Binder)를 더 포함한다.
상기 자외선 차단부는 400 ~ 500℃ 온도로 소성되어 상기 마스크 상에 경화된다.
상기 자외선 차단부는 100㎛ 이상 10㎜ 이하의 두께로 상기 마스크 상에 형 성된다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 5c를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자의 제조장치를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 유기 EL 표시소자의 제조장치는 유기 발광층을 사이에 두고 서로 교차되는 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함하는 다수의 유기 EL 어레이(115)가 형성된 기판(102)과, 기판(102) 하부에 위치하는 캡 트레이(118)와, 기판(102)의 상부에 위치하는 큐어링(Curing) 마스크(124)와, 캡 트레이(118)의 하부에 위치하는 푸싱장치(119)를 구비한다.
캡 트레이(118)에는 마스크 홀더(126)에 의해 고정되며 기판(102)과의 합착영역에 실런트(113)가 도포된 캡(109)이 안착된다.
푸싱장치(119)는 캡(109)이 기판(102)과 밀착될 수 있도록 캡(9)을 밀어준다.
큐어링 마스크(124)는 기판(102) 상에 형성된 유기 EL 어레이(115)와 대응되는 영역에 무기 절연물질로 형성되는 쉴드(Shield : 122)를 가지며, 마스크 홀더(126)에 의해 고정되어 기판(102) 상부에 위치한다.
큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)는 기판(102)과 캡(109)의 합착시 기판(102) 에 조사되는 자외선(UV)에 유기 EL 어레이(115)가 노출되지 않게 함으로써 유기 EL 어레이(115)의 유기물질 등의 손상을 방지하는 역할을 한다.
또한, 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)는 열 전도도가 낮은 무기 절연물질로 형성되어 기판(102)과 캡(109)의 합착시 조사되는 자외선(UV)에 의하여 기판(102)의 온도가 상승하는 것을 방지한다. 따라서, 기판(102)은 그 외곽부가 조사되는 자외선(UV)에 의하여 휘어지는 것이 방지된다.
이렇게 큐어링 마스크(124) 및 캡 트레이(118)가 기판(102)의 상하에 위치한 후 큐어링 마스크(124)와 기판(102)을 얼라인 함과 아울러 밀착시키고 푸싱장치(119)로 캡(109)을 가압하하게 되면 기판(102)과 캡(109)은 큐어링 마스크(124)의 소정영역을 투과한 자외선(UV)에 의해 실런트(113)가 경화됨으로써 합착된다. 이후, 스크라이빙 공정을 통하여 캡(109)과 합착된 다수의 유기 EL 어레이(115)들을 스크라이빙함으로써 유기 EL 표시소자는 완성된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자의 제조장치는 종래 몰리브덴(Mo) 등으로 형성하던 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)를 무기 절연물질로 형성함에 따라 기판(102)과 캡(109)의 합착시 조사되는 자외선(UV)에 의하여 기판(102)의 온도가 상승하는 것을 방지하여 기판(102)의 외곽부가 조사되는 자외선(UV)에 의하여 기판(102)이 휘어지는 것을 방지한다. 이 결과, 유기 EL 표시소자는 기판(102)이 스크라이빙 테이블에 바르게 안착되고 스크라이빙됨으로써 종래 기판(102)의 외곽부에 형성되던 유기 EL 표시소자의 불량을 방지하여 그 수율이 향상된다.
본 발명의 실시 예에 따른 큐어링 마스크(124)는 석영(SiO2)으로 형성되며, 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)는 산화 규소계(SiXOy) 화합물로 큐어링 마스크(124) 상에 형성된다. 즉, 큐어링 마스크(124)와 쉴드(122)는 서로 간에 유사 원소인 규소(Si)를 포함한다. 따라서, 큐어링 마스크(124) 상부에 산화 규소계(SiXOy) 화합물로 형성되는 쉴드(122)는 종래 몰리브덴(Mo)과 같은 금속 성분으로 형성되는 경우보다 큐어링 마스크(124)와의 접합 특성이 향상되어 계면 분리되지 않는 장점을 가지며, 이에 따라, 큐어링 마스크(124)를 반영구적으로 사용할 수 있어 유기 EL 표시소자의 제조비용을 절감시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)는 조사되는 자외선(UV)을 보다 효과적으로 차단하기 위하여 유색 안료 또는 유색 전극물질과 같은 유색 물질을 더 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명의 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)는 효과적인 자외선(UV) 차단을 위하여 100㎛ 이상 10㎜ 이하의 두께로 형성된다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시 예에 따른 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)는 무기 절연물질로 형성됨에 따라, 다수 번의 스퍼터링 등의 증착공정을 사용하지 않고 한 번의 스크린 프린트 방법으로 큐어링 마스크(124) 상에 형성된다.
이하, 스크린 프린트 방법을 이용하여 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)를 형성하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 석영(Si) 등으로 형성되는 큐어링 마스크(124) 상부에 도 5a와 같이 유기 EL 어레이가 형성될 영역과 대응되는 영역에 형성된 개구부((140)를 가지는 스크린 마스크(150)에 산화 규소계(SiXOy) 화합물을 포함하는 무기 절연물질(122a)을 고루 도포한다.
그런 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 스크린 마스크(150)을 사이에 두고 큐어링 마스크(124)를 무기 절연물질(122a)이 도포된 면과 반대면에 정렬시킨다. 그 후, 스크린 마스크(150) 상에 도포된 무기 절연물질(122a)을 스퀴지로 밀어서 스크린 마스크(150) 상에 형성된 개구부(140)를 통하여 큐어링 마스크(124) 상에 무기 절연물질(122a)을 인쇄하면 도 5c와 같이 큐어링 마스크(124) 상에 쉴드(122)가 형성된다.
이 후, 쉴드(122)가 형성된 큐어링 마스크(124)는 400 ~ 500℃의 온도로 소성되어 쉴드(122)는 큐어링 마스크(124) 상에 경화된다.
여기서, 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)는 스크린 프린트 방법으로 큐어링 마스크(124) 상에 형성되기 위하여 에폭시(Epoxy) 계열 또는 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 바인더(Binder)를 더 포함한다. 이러한 바인더는 큐어링 마스크(124)가 400 ~ 500℃의 온도로 소성될 때 모두 휘발된다.
이와 같이 스크린 프린트 방법을 이용하여 큐어링 마스크(124) 상에 쉴드(122)를 형성하게 되면 한 번의 공정으로 큐어링 마스크(124) 상에 쉴드(122)를 형성할 수 있다. 따라서, 종래 큐어링 마스크(124)의 쉴드(122)를 몰리브덴(Mo) 등의 금속 물질로 형성하기 위하여 행하던 다수 번의 스퍼터링 공정을 제거할 수 있 음으로 인하여 유기 EL 표시소자의 제조비용은 절감된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자의 제조장치는 큐어링 마스크의 쉴드를 무기 절연물질로 형성함에 따라 기판과 캡의 합착시 조사되는 자외선(UV)에 의하여 기판의 온도가 상승하는 것을 방지하여 기판의 외곽부가 조사되는 자외선(UV)에 의하여 기판이 휘어지는 것을 방지한다. 이 결과, 유기 EL 표시소자는 기판이 스크라이빙 테이블에 바르게 안착되어 스크라이빙됨으로써 유기 EL 표시소자의 불량을 방지하여 그 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자의 제조장치는 스크린 프린트 방법을 이용하여 큐어링 마스크 상에 쉴드를 형성함으로써 한 번의 공정으로 큐어링 마스크 상에 쉴드를 형성할 수 있다. 이 결과, 종래 큐어링 마스크의 쉴드를 몰리브덴(Mo) 등의 금속 물질로 형성하기 위하여 행하던 다수 번의 스퍼터링 공정을 제거할 수 있음으로 제조비용을 절감할 수 있다.
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 (8)

  1. 다수의 박막들이 형성된 기판과;
    상기 다수의 박막들을 보호하기 위한 캡과 상기 기판의 합착시에 상기 기판에 자외선을 조사하는 자외선 조사부와;
    상기 기판과 상기 자외선 조사부 사이에 위치하며 상기 다수의 박막들이 형성된 영역과 대응되는 영역에 무기 절연물질로 형성되는 자외선 차단부를 가지는 마스크를 구비하며,
    상기 자외선 차단부는 유색 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기 절연물질은 산화 규소계(SiXOy) 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 제조장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유색 물질은 흑색 안료 또는 유색 전극 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 차단부는 스크린 프린트 방법으로 상기 마스크 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 제조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 자외선 차단부는 에폭시(Epoxy) 계열 또는 아크릴레이트(Acrylate) 계열의 바인더(Binder)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 제조장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 자외선 차단부는 400 ~ 500℃ 온도로 소성되어 상기 마스크 상에 경화되는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 제조장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 차단부는 100㎛ 이상 10㎜ 이하의 두께로 상기 마스크 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 표시소자의 제조장치.
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