KR101224452B1 - 바이메탈을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수율을 향상시킬 수 있는 바이메탈을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치에 관한 것이다.
본 발명은 기판이 로딩되고, 상기 기판 상부에 증착박막을 선택적으로 형성하기 위한 증착 마스크가 설치된 챔버와, 상기 챔버 내부에 설치되고, 서로 대향하는 방향의 흡착패드를 통해 상기 기판의 좌우측 배면에 각각 흡착되며, 외부로부터 인가되는 전압에 따라 서로 상반되는 방향으로 구부러져 상기 기판을 스트레칭하는 바이메탈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

바이메탈을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치{FABRICATING APPARATUS FOR FLAT DISPLAY DEVICE HAVING BIMETAL}
도 1은 통상적인 유기 전계발광 표시소자의 유기 전계발광 셀을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 유기 전계발광 표시소자의 유기물질 증착장치를 나타내는 단면도.
도 3은 종래의 마스크 및 마스크 프레임의 정렬을 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 Ⅰ-Ⅰ' 선을 따라 절취한 단면도.
도 5a 및 도 5c는 마스크의 변형과정을 설명하기 위하여 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계발광 표시소자의 유기물질 증착장치를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 바이메탈 흡착 위치를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 바이메탈 흡착 위치를 나타내는 도면.
도 9는 도 7에 도시된 Ⅱ-Ⅱ' 절취선을 따라 나타내는 단면도.
도 10a 및 도 10b는 기판의 스트레칭 동작을 설명하기 위하여 나타내는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
4 : 애노드전극 10 : 유기발광층
12 : 캐소드전극 22, 122 : 진공챔버
24, 124 : 용기 28, 128 : 기판
30, 130 : 유기물질 34, 134 : 분출구
36, 136 : 히터 38 : 플레이트
42 : 레이저 60, 160 : 마스크
70, 170 : 마스크 프레임 72 : 상부면
76 : 단차 200 : 바이메탈
210 : 흡착패드 220 : 전원공급부
본 발명은 평판 표시소자의 제조장치에 관한 것으로, 특히 수율을 향상시킬 수 있는 바이메탈(bimetal)을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치에 관한 것이다.
최근에는 음극 선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 감소시킬 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되어 상용되고 있다. 이러한 평판 표시장치들로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계 발광 표시소자(Electro Luminescence Display Device : 이하 "EL 표시소자"라 함) 등이 있다. 특히, EL 표시소자는 기본적으로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층으로 이루어진 유기 발광층의 양면에 전극을 붙인 형태로 이루어지며, 넓은 시야각, 고개구율, 고색도 등의 특징 때문에 차세대 평판 표시장치로서 주목받고 있다.
이러한 EL 표시소자는 사용하는 재료에 따라 크게 무기 EL 표시소자와 유기 EL 표시소자로 나뉘어진다. 이 중 유기 EL 표시소자는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 사이에 형성된 유기 EL 층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내기 때문에 무기 EL 표시소자에 비해 낮은 전압으로 구동 가능하다는 장점이 있다. 또한, 유기 EL 표시소자는 플라스틱같이 휠 수 있는(Flexible) 투명기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, PDP나 무기 EL 표시소자에 비해 10V 이하의 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 작으며, 색감이 뛰어나다.
도 1은 일반적인 유기 EL 표시소자의 발광원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 유기 EL 셀은 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12) 사이에 위치하는 유기 발광층(10)을 구비하고, 유기 발광층(10)은 전자 주입층(10a), 전자 수송층(10b), 발광층(10c), 정공 수송층(10d) 및 정공 주입층(10e)을 구비하는다.
이러한 구조를 갖는 유기 EL 셀의 동작특성을 살펴보면, 먼저 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12) 사이에 전압을 인가하면, 캐소드 전극(12)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(10a) 및 전자 수송층(10b)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 또한, 에노드 전극(4)으로부터 발생된 정공은 정공 주입층(10d) 및 정공 수송층(10e)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(10c)에서는 전자 수송층(10b)과 정공 수송층(10d)으로부터 공급되어진 전자와 정공이 충돌하여 재결합함에 의해 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 애노드 전극(4)을 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 한다.
유기 발광층(10)내의 여러층들은 증착장치를 이용한 진공 증착법 등에 의해 형성된다.
도 2는 종래기술에 따른 유기 EL 표시소자의 유기물질 증착장치를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 유기물질 증착장치는 진공챔버(22)와, 진공챔버(22) 내부의 저면에 위치되고, 그 내부에는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 적어도 어느 하나의 유기물질(30)이 담겨진 용기(24)와, 이 용기(24)를 가열시키기 위한 히터(36)와, 미도시된 애노드 전극, 격벽 및 절연막 등이 형성된 모기판(28)과, 모기판(28) 상에 유기 발광층이 형성될 영역과 대응되는 영역에 개구부를 가지는 마스크(60)와, 모기판(28)을 사이에 두고 마스크(60)와 대면되는 위치에 플레이트(38)와, 챔버(22) 내부의 벽면을 둘러싸로록 장착되는 방착판(50)을 구비하는다.
한편, 마스크(60)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 마스크 프레임(70)에 용접 체결된다. 여기서, 도 3은 마스크(6)와 프레임(70)에 체결된 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 마스크(60)는 유기물질 등의 증착공정시 모기판 상의 유기 발광층이 형성될 영역과 대응되는 영역에 개구부가 형성되는 어레이영역(P1)과, 어레이영역(P1)을 제외한 영역으로써 프레임(70)과 중첩되는 비어레이영역(P2)으로 구분된다.
마스크 프레임(70)은 사각 틀 형태로 제조되며 마스크(60)와 마주보는 면에는 소정의 단차(76)가 마련되고, 단차(76)에 의해 마스크(60) 방향으로 돌출된 마스크 프레임(70)의 상부면(72)은 마스크(60)의 비어레이영역(P2)과 중첩되며, 마스크(60)는 마스크 프레임(70)의 상부면(72)에 용접되어 마스크 프레임(70)에 고정된다.
이러한 구조를 가지는 마스크(60) 및 마스크 프레임(70)은 도 3과 같이 정렬된 후, 도 4와 같이 마스크(60)의 비어레이영역(P2)과 마스크 프레임(70)의 상부면(72)이 접촉된 상태에서 레이저(42)를 이용하여 용접이 실시됨으로써 마스크(60)는 마스크 프레임(70)에 고정 체결되게 된다. 정렬과 레이저를 이용한 용접을 통해 마스크 프레임(70)에 고정된 마스크(60)는 기판 상에 정렬되며 유기물질 등이 마스크(60)를 통하여 선택적으로 투과됨으로써 유기발광층 등이 기판 상에 형성된다.
이러한 마스크(60)는 도 5a와 같이 마스크 프레임(70)에 정렬된 후 마스크 스트레칭 장비(미도시)에 의해 스트레칭된다. 그러나, 이 때 마스크(60)는 스트레칭 완료 후 스트레칭하던 힘이 제거되어 도 5b에 도시된 바와 같이 마스크(60) 자 체의 복원력이 작용함으로 인하여 아래방향으로 처지게 되어 도 5c에 도시된 바와 같이 마스크(60) 상부에 안착되는 모기판(28) 또한 모기판(28)과 마스크(60) 사이에 작용하는 인력에 의해 아래방향으로 처지게 된다. 이 결과, 마스크(60)의 개구부와 기판(28) 상에 유기 발광층이 형성될 영역이 정확한 얼라인이 이루어지지 않아 유기 EL 표시소자는 그 수율이 떨어지게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 수율을 향상시킬 수 있는 바이메탈이 구비하는 평판 표시소자의 제조장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판이 로딩되고, 상기 기판 상부에 증착박막을 선택적으로 형성하기 위한 증착 마스크가 설치된 챔버와, 상기 챔버 내부에 설치되고, 서로 대향하는 방향의 흡착패드를 통해 상기 기판의 좌우측 배면에 각각 흡착되며, 외부로부터 인가되는 전압에 따라 서로 상반되는 방향으로 구부러져 상기 기판을 스트레칭하는 바이메탈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 바이메탈은 상기 기판의 각 모서리 부위에 각각 하나씩 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 흡착패드는 우레탄 재질 또는 테프론으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 바이메탈은 서로 다른 열팽창계수를 갖는 적어도 2개의 금속으로 이루 어지되, 상기 금속들 중 열팽창 계수가 높은 금속이 안쪽으로 위치되도록 상기 기판과 흡착된 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이메탈이 구비하는 평판 표시소자의 제조장치를 설명하기 위하여 일례로 나타내는 유기 EL 표시소자의 유기물질 증착장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 EL 표시소자의 증착장치는 진공챔버(122)와, 진공챔버(122) 내부의 저면에 위치되고, 그 내부에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 중 적어도 어느 하나의 유기물질(130)이 담긴 용기(124)와, 용기(124)를 가열시키기 위한 히터(136)와, 애노드 전극 등이 형성된 모기판(128)과, 흡착패드(200)를 통해 모기판(128)의 배면과 흡착되어 전원공급부(210)로부터 공급되는 전원전압에 따라 모기판(128)을 스트레칭하는 바이메탈(200)과, 기판(128) 상에 유기발광층이 형성될 영역과 대응되는 영역에 개구부를 가지는 마스크(160)와, 챔버(122) 내부의 벽면을 둘러싸로록 장착되는 방착판(150)을 포함한다.
이하, 바이메탈(200)을 제외한 다른 구성요소는 일반적인 구성요소로서, 설명의 편의를 위해 그에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 바이메탈(200)에 한하여 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 바이메탈(200)은 모기판128)의 좌우측 배면의 중앙부에 각각 하나씩 배치되거나, 모기판(128)의 각 모서리 부위에 각각 하나씩 배치된다. 각 바이메탈(200)은 전원공급부(210)로부터 전원을 공급받아 동작한다.
이러한 바이메탈(200)은 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 2개 이상의 금속 혹은 합금으로 이루어진 물체로서, 각각의 금속(200a, 200b)은 다른 열팽창 계수를 가진다. 또한 각 금속은 그 접촉면이 단단하게 결합되어서 한 단위를 이룬다. 바이메탈(200)은 열이 가해지면 열팽창 계수가 낮은 금속(200b)이 열팽창계수가 높은 금속(200a) 방향으로 구부러지는 특성을 갖는다. 이는 각 금속(200a, 200b)의 열팽창 계수의 차이 때문이다. 냉각되면 반대방향으로 구부러진다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 열팽창 계수가 높은 금속(200a)이 안쪽으로 서로 대향하는 방향으로 위치되도록 바이메탈(200)을 모기판(128) 상에 위치시킨다. 이렇게 위치된 바이메탈(200)은 흡착패드(210)에 의해 모기판(128)과 흡착 결합된다. 이때, 흡착패드(210)는 우레탄 재질 또는 테프론 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 바이메탈(200)의 스트레칭 동작에 대해 설명한다.
먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이 모기판(128)이 챔버(122) 내부로 로딩된 후 마스크(160, 도 6참조) 상부에 안착되면, 흡착패드(210)를 통해 바이메탈(200)을 모기판(128)의 배면에 흡착시킨다. 이런 상태에서 도 10b에 도시된 바와 같이 전원공급부(210)로부터 소정 전압을 바이메탈(200)로 공급하면, 전원공급부(210)로부터 제공된 전기에너지는 바이메탈(200)에서 열에너지로 전환되고, 이열에너지에 의해 모기판(128)의 좌우측에 각각 설치된 바이메탈(200)은 서로 상반된 방향으로 구부러지게 되어 모기판(128)의 스트레칭이 이루어진다. 이러한 작용은 전술한 바와 같이 바이메탈(200)이 서로 다른 열팽창계수를 갖는 금속(200a, 200b)으로 이루어져 있기 때문이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이메탈을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치는 바이메탈을 이용하여 모기판을 스트레칭함으로써 기판과 마스크의 얼라인이 향상되며, 얼라인이 향상된 기판과 마스크를 통하여 기판 상에 박막물질 등이 바르게 증착되므로 인하여 평판 표시소자의 패터닝 불량을 방지, 평판 표시소자의 수율은 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. 애노드 전극이 형성된 기판이 로딩되고, 상기 기판 상부에 증착박막을 선택적으로 형성하기 위한 증착 마스크가 설치된 챔버와,
    상기 챔버 내부에 설치되고, 서로 대향하는 방향의 흡착패드를 통해 상기 기판의 좌우측 배면에 각각 흡착되며, 외부로부터 인가되는 전압에 따라 서로 상반되는 방향으로 구부러져 상기 기판을 스트레칭하는 바이메탈을 구비하고,
    상기 바이메탈은 상기 기판의 각 모서리 부위에 각각 하나씩 설치된 것을 특징으로 하는 바이메탈을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착패드는 우레탄 재질 또는 테프론으로 형성된 것을 특징으로 하는 바이메탈을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이메탈은 서로 다른 열팽창계수를 갖는 적어도 2개의 금속으로 이루어지되, 상기 금속들 중 열팽창 계수가 높은 금속이 안쪽으로 위치되도록 상기 기 판과 흡착된 것을 특징으로 하는 바이메탈을 구비하는 평판 표시소자의 제조장치.
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