KR20100117438A - 플렉서블 디스플레이 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 플렉서블 디스플레이(flexible display) 제조장치는 필름(film)형의 플렉서블 기판을 이용한 디스플레이를 제조함에 있어 롤-투-롤(roll to roll) 반송체계에서 섀도우 마스크(shadow mask)와 마그넷 플레이트(magnet plate)를 롤(roll) 형태로 적용함으로써 인라인(in-line)공정으로 공정의 연속성을 높이고 공정시간을 단축하기 위한 것으로, 롤-투-롤 방식의 반송체계로 박형 기판을 사용하여 제작하는 디스플레이 제조장치에 있어서, 롤 형태로 감긴 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트; 및 기판의 반송 방향에 대해 수직으로 배치되며 상기 섀도우 마스크가 감긴 내부에 위치하는 진공 증착장치를 포함하며, 상기 롤 형태의 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트는 기판의 상, 하부에 밀착되어 상기 기판의 반송 방향으로 원통 회전하는 것을 특징으로 한다.
플렉서블 디스플레이, 섀도우 마스크, 마그넷 플레이트, 롤 형태
Description
본 발명은 플렉서블 디스플레이 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름형의 플렉서블 기판을 이용한 디스플레이를 인라인공정으로 제조하기 위한 플렉서블 디스플레이 제조장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
이러한 평판표시장치 분야에서, 지금까지는 가볍고 전력소모가 적은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)가 가장 주목받는 디스플레이 소자였지만, 상기 액정표시장치는 발광소자가 아니라 수광소자이며 밝기, 명암비(contrast ratio) 및 시야각 등에 기술적 한계가 있기 때문에 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 디스플레이 소자에 대한 개발이 활발하게 전개되고 있다.
새로운 평판표시장치 중 하나인 유기전계발광소자는 자체발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각과 명암비 등이 우수하며 백라이트(backlight)가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르다는 장점이 있으며, 특히 제조비용 측면에서도 유리한 장점을 가지고 있다.
이와 같은 상기 유기전계발광소자의 제조공정에는 액정표시장치나 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel; PDP)과는 달리 증착 및 봉지(encapsulation) 공정이 공정의 전부라고 할 수 있기 때문에 제조공정이 매우 단순하다. 또한, 각 화소마다 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 가지는 액티브 매트릭스(active matrix)방식으로 유기전계발광소자를 구동하게 되면, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비 전력, 고정세 및 대형화가 가능한 장점을 가진다.
이하, 상기 유기전계발광소자의 기본적인 구조 및 동작 특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 기본 구조를 나타내는 회로도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 유기전계발광소자는 제 1 방향으로 배열된 게이트라인(2) 및 상기 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 서로 이격되도록 배열된 데이터라인(3)과 전원라인(4)을 포함하며, 상기 게이트라인(2)과 데이터라인(3)이 교차되어 하나의 화소 영역을 정의하게 된다.
이때, 상기 게이트라인(2)과 데이터라인(3)의 교차영역에는 어드레싱 구성요소(addressing element)인 스위칭 박막 트랜지스터(5)가 형성되어 있고, 상기 스위 칭 박막 트랜지스터(5)의 드레인전극(D)과 전원라인(4) 사이에는 스토리지 커패시터(6)가 형성되어 있으며, 상기 전원라인(4)과 유기전계발광 다이오드(8)의 양극 사이에는 전류 원 구성요소(current source element)인 구동 박막 트랜지스터(7)가 형성되어 있다.
상기 유기전계발광 다이오드(8)는 유기발광물질에 순방향으로 전류를 공급해 주면 정공을 제공하는 양극(anode electrode)과 전자를 제공하는 음극(cathode electrode) 사이의 p-n 접합(junction)부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하게 되는데, 이 경우에는 상기 전자와 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지를 가지게 되어 이때 발생하는 에너지 차이에 해당하는 빛을 방출하게 된다.
즉, 상기 유기전계발광소자의 화소는 기본적으로 게이트 구동전압인 화소 전압을 어드레싱(addressing)하기 위한 스위칭 박막 트랜지스터(5)와 상기 유기전계발광소자의 구동전류를 제어하기 위한 구동 박막 트랜지스터(7)로 구성되어 있으며, 이때 상기 화소 전압을 안정적으로 유지하기 위한 스토리지 커패시터(6)가 추가적으로 요구된다.
이때, 상기 유기전계발광소자는 유기전계발광 다이오드에서 발광된 빛의 진행방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉜다. 또한, 상기 유기전계발광소자에 사용되는 박막 트랜지스터는 액티브 채널로서의 역할을 수행하는 반도체 박막의 상태에 따라 비정질 실리콘 박막 트랜지스터와 다결정 실리콘 박막 트랜지스터로 구분될 수 있다.
상기 도 1은 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 적용한 유기전계발광소자를 나타내는 것으로, 이 경우 상기 박막 트랜지스터는 p 타입으로 구성되며, 그에 따라 도시된 바와 같이 상기 유기전계발광 다이오드의 양극은 구동 박막 트랜지스터(7)의 드레인전극(D)에 연결되도록 구성되며, 상기 전원라인(4)은 구동 박막 트랜지스터(7)의 소오스전극(S)에 연결되도록 구성된다.
도 2는 일반적인 유기전계발광소자의 발광구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 유기전계발광소자는 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(10) 상에 투명 산화물로 이루어진 양극(6)이 형성되며, 상기 양극(6) 위에는 순차적으로 정공수송층(12), 발광층(13), 전자수송층(14), 전자주입층(15) 및 음극(16)이 적층되어 있다.
상기 구조를 기반으로 유기전계발광소자는 양극(6)에서 주입되는 정공과 음극(16)에서 주입되는 전자가 각각의 수송을 위한 수송층(12, 14)을 경유하여 발광층(13)에서 결합한 후 낮은 에너지 준위로 이동하면서 상기 발광층(13)에서의 에너지 차에 해당하는 파장의 빛을 생성하게 된다.
이때, 백색광의 발광을 위하여 상기 발광층(13)은 더욱 구체적으로 적색발광층(13a), 녹색발광층(13b) 및 청색발광층(13c)으로 이루어지게 된다.
전술한 바와 같이 일반적인 백색광을 위한 유기전계발광소자는 투명한 양극이 형성된 투명 기판 상부에 열 증착된 정공주입층, 상기 정공주입층 상부에 증착된 정공수송층, 상기 정공수송층 상부에 증착된 발광층, 상기 발광층 상부에 증착된 전자수송층, 상기 전자수송층 상부에 증착된 전자주입층, 상기 전자주입층 상부 에 증착되는 음극으로 구성된다.
한편, 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 제조하기 위해 사용되는 스테인레스스틸(Stainless Steel; SUS)이나 플라스틱 필름 등은 기판의 휨 등으로 인해 롤-투-롤(roll to roll) 반송체계를 사용한 인라인(in-line)공정이 적합하다. 그리고, 상기 플렉서블 디스플레이에 적합한 고체소자인 상기 유기전계발광소자는 재료의 열화로 인해 포토(photolithography)공정이 어려워 섀도우 마스크(shadow mask) 방식에 의한 패터닝을 진행하게 된다. 즉, 상기 유기전계발광소자에 사용되는 유기물질은 포토공정에 의한 패터닝 및 습식식각 공정 시 심하게 손상을 받게된다.
도 3은 기존의 일괄(batch) 반송체계에서 섀도우 마스크를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 4는 일괄 반송체계에서 사용되는 섀도우 마스크 방식을 롤-투-롤 반송체계에 적용하여 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일괄 반송체계에서는 마스크 시트가 붙어 있는 섀도우 마스크(40) 및 기판(10)과의 밀착성을 높이기 위한 마그넷(55)이 구비된 마그넷 플레이트(magnet plate)(50)로 구성되어진 제조장치가 양산에 적용되고 있다.
이러한 일괄 반송체계에서 사용되는 섀도우 마스크 방식을 롤-투-롤 반송체계에 적용하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 필름형의 기판(10)이 각각의 존(zone)에 로딩되어 섀도우 마스크(40)와 마그넷 플레이트(50) 사이에 정렬된 상태에서 증발 원(evaporation source)(60)을 거쳐 준비영역으로 이동함에 따라 기 판(10)에 소정의 패턴을 형성하게 된다. 그후 상기 준비영역으로 이동한 섀도우 마스크(40)와 마그넷 플레이트(미도시)는 다시 정렬영역으로 원위치 한 후, 다음 존으로 기판(10)이 이동하여 후속공정을 진행하게 된다.
따라서, 기존 일괄 반송체계에서 사용되는 섀도우 마스크 방식을 롤-투-롤 반송체계에 적용하는 경우에는 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트를 포함한 셔틀(shuttle)이 다시 정렬 위치로 되돌아와야 하며, 정렬영역 및 여유 공간이 필요하여 장치 길이 및 공정 소요시간이 증가하게 된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 필름형 기판을 이용한 플렉서블 디스플레이를 제조함에 있어 섀도우 마스크를 이용한 패터닝 방식을 롤-투-롤 반송체계에 적용한 플렉서블 디스플레이 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적으로 상기의 롤-투-롤 반송체계에서 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트를 롤 형태로 적용함으로써 인라인공정으로 공정의 연속성을 높이고 공정시간을 단축한 플렉서블 디스플레이 제조장치를 제공하는데 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 플렉서블 디스플레이 제조장치는 롤-투-롤 방식의 반송체계로 박형 기판을 사용하여 제작하는 디스플레이 제조장치에 있어서, 롤 형태로 감긴 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트; 및 기판의 반송 방향에 대해 수직으로 배치되며 상기 섀도우 마스크가 감긴 내부에 위치하는 진공 증착장치를 포함하며, 상기 롤 형태의 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트는 기판의 상, 하부에 밀착되어 상기 기판의 반송 방향으로 원통 회전하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 제조장치는 롤-투- 롤 반송체계에서 섀도우 마스크를 이용한 패터닝 방식을 가능하게 한다.
이때, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 제조장치는 상기의 롤-투-롤 반송체계에서 인라인공정이 가능하도록 함으로써 장치 길이 및 공정 소요시간을 단축시킬 수 있으며, 롤 형태의 마그넷 플레이트를 이용하여 섀도우 마스크와 기판 사이의 밀착성을 높임으로써 패턴의 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 제조장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 식각정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
상기 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence: EL), 진공 형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다.
한편, 표시장치를 접거나 말아서 넣더라도 손상되지 않는 플렉서블 디스플레이가 디스플레이 분야의 새로운 기술로 떠오를 전망이다.
현재는 플렉서블 디스플레이 구현에 다양한 장애들이 존재하고 있지만, 기술개발과 함께 박막트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 액정표시장치, 유기전계 발광소자 및 전기영동디스플레이(Electrophoretic display)에 플렉서블 디스플레이 기술을 적용할 수 있을 것이다.
플렉서블 디스플레이는 두루말이 디스플레이로 불리는데, 플라스틱 등의 얇은 기판에 구현되어 종이처럼 접거나 말아도 손상되지 않는 것으로 차세대 디스플레이의 하나이며, 현재는 1㎜ 이하로 얇게 만들 수 있는 유기전계발광소자 및 액정표시소자가 유망하다.
유기전계발광소자는 소자 자체가 스스로 빛을 내기 때문에 어두운 곳이나 외부 빛이 들어올 때도 시인성이 좋으며, 모바일 디스플레이의 성능을 판가름하는 중요한 기준인 응답속도가 현존하는 디스플레이 가운데 가장 빠르기 때문에 완벽한 동영상을 구현할 수 있다.
또한, 유기전계발광소자는 초박형 디자인이 가능해 휴대폰 등 각종 모바일 기기를 슬림(slim)화할 수 있다.
이와 같이, 유기전계발광소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이를 구현하기 위해서는 플라스틱과 같은 유연한 기판을 사용하는 것이 필수적이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 제조장치를 이용하여 제작한 유기전계발광소자를 예를 들어 나타내는 단면도이다.
이때, 상기 도 5는 하부 발광방식으로 동작하는 유기전계발광소자의 하나의 서브 화소 영역을 예를 들어 나타내고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도면에 도시된 바와 같이, 플라스틱으로 이루어진 투명 기판(110) 상에는 반 도체층(120), 게이트전극(121) 및 소오스/드레인전극(122, 123)이 차례대로 형성되어 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 형성하고 있다.
이때, 상기 소오스/드레인전극(122, 123)에는 전원라인(미도시)과 연결된 전원전극(130) 및 유기전계발광 다이오드(E)가 각각 연결되어 있다.
그리고, 상기 전원전극(130)과 대응하는 하부에는 절연체가 개재된 상태로 커패시터 전극(135)이 위치하여, 이들이 대응하는 영역은 스토리지 커패시터 영역을 구성한다. 또한, 상기 유기전계발광 다이오드(E) 이외의 박막 트랜지스터 영역 및 스토리지 커패시터 영역에 형성된 소자들은 어레이 소자(A)를 구성한다.
상기 유기전계발광 다이오드(E)는 유기전계 발광층(113)이 개재된 상태로 서로 대향된 제 1 전극(106) 및 제 2 전극(116)으로 구성된다. 이때, 상기 유기전계발광 다이오드(E)는 자체 발광된 빛을 외부로 방출시키는 발광 영역에 위치한다.
이때, 전술한 바와 같이 상기 박막 트랜지스터의 드레인전극(123)과 전기적으로 접속하는 제 1 전극(106)은 양극(anode)으로 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO)와 같은 투명도전성 물질이 사용되며, 상기 제 2 전극(116)은 음극(cathode)으로 일함수가 낮은 알루미늄(aluminum; Al) 등의 금속물질이 사용될 수 있다.
상기 구조를 기반으로 유기전계발광소자는 양극(106)에서 주입되는 정공과 음극(116)에서 주입되는 전자가 각각의 수송을 위한 수송층(미도시)을 경유하여 발광층(113)에서 결합한 후 낮은 에너지 준위로 이동하면서 상기 발광층(113)에서의 에너지 차에 해당하는 파장의 빛을 생성하게 된다.
이때, 상기 구조에서 발광 효율을 향상시키기 위해 양극(106)과 정공수송층 사이에 정공주입을 위한 버퍼층을 삽입하여 정공의 주입을 원활히 할 수 있으며, 또한 상기 발광층(113) 내부의 캐리어 밸런스(balance)를 맞추기 위하여 정공의 이동을 막아 발광층(113) 내부에서의 재결합 효율을 높이기 위한 정공저지층을 상기 발광층(113)과 전자수송층 사이에 삽입할 수도 있다.
전술한 구성을 갖는 유기전계발광소자의 유기 발광층은 진공 증착 프로세스를 이용하여 유기 발광물질이 기판상에 증착되어 유기층을 형성하는 것이 일반적이다.
이때, 상기 진공 증착 프로세스에서, 유기 발광층을 형성하는 유기 발광물질은 배출구를 갖는 증착 원에 놓여지고, 증착 원은 진공이 유지되는 챔버에서 가열되어 배출구를 통해 증발된 유기 발광물질을 방출하며, 방출된 유기 발광물질은 증착 원에서 떨어져 기판상에 증착되게 된다.
이와 같은 진공 증착 프로세스는 유기 발광층을 비롯하여 유기전계발광소자를 구성하는 각종 전극 및 절연층 등을 형성하는데 이용될 수 있다.
이러한 유기전계발광소자의 제조에서, 예를 들어 원하는 패턴을 갖는 유기 발광층들이 다수일 경우 다수의 개구부 패턴을 갖는 마스크를 이용하는 섀도우 마스크 방식을 이용하게 된다. 즉, 다수의 개구부를 갖는 섀도우 마스크를 기판과 근접하여 위치시킨 후, 상기 유기 발광물질을 상기 섀도우 마스크 통해 기판에 증착시킴으로써 소정의 패턴형태로 다수의 이격하는 패턴을 갖는 유기 발광층을 형성할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예의 경우에는 필름형의 플렉서블 기판을 이용한 디스플레이를 제조함에 있어 롤-투-롤 반송체계에서 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트를 롤 형태로 적용함으로써 인라인공정으로 공정의 연속성을 높이고 공정시간을 단축시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤-투-롤 반송체계에서 롤 형태의 섀도우 마스크를 이용한 플렉서블 디스플레이 제조장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 제조장치는 롤-투-롤 반송체계에서 필름형의 플라스틱 기판(110)이 인라인공정으로 공정간 이동하면서, 예를 들어 유기전계발광소자의 발광층, 전극 및 절연층 등 각종 패턴을 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 제조장치는 롤-투-롤 반송체계에 적용되도록 섀도우 마스크(140)와 마그넷 플레이트(151)를 롤 형태로 기판(110) 상, 하부에 위치시키고, 진공 증착장치(160)는 상기 롤 형태의 섀도우 마스크(140) 내부 공간에 배치하여 기판(110)과 섀도우 마스크(140) 및 마그넷 플레이트(151)가 기판(110)의 반송 방향으로 같이 움직이도록 구성되어 있다. 이에 따라 인라인으로 움직이는 기판(110)과 섀도우 마스크(140) 사이의 밀착성이 높아지며, 기존과 같이 셔틀이 정렬 위치로 되돌아가야 할 필요가 없어 다음 공정과의 연속성을 높일 수 있어 패턴의 정밀도 및 장비길이와 공정 시간을 단축할 수 있게 된다.
여기서, 제 1 공정 내지 제 n 공정은 진공 증착장치로 예를 들어 유기전계발광소자의 발광층을 형성하기 위한 열 증발(thermal evaporation)장치를 구비할 수 있으며, 또는 각종 전극을 형성하기 위한 스퍼터를 구비하거나 절연층을 형성하기 위한 순간 증발(flash evaporation)장치를 구비할 수도 있다. 이때, 상기 진공 증착장치는 라인 타입의 증발 원(evaporation source) 또는 타겟 등을 적용할 수 있으며, 증착(deposition)될 부분을 제외하고 증착물에 의한 오염을 방지하기 위해 쉴드(shield)를 포함할 수 있다.
이때, 소정의 공정을 진행하기 전에 플라즈마 처리나 UV 오존 세정을 진행할 수 있고 공정 마지막에는 UV 경화공정을 진행할 수 있으며, 이와 같은 모든 공정은 인라인 형태로 진행되게 된다.
그리고, 롤-투-롤 방식의 반송체제에 적용되기 위해 박형의 플라스틱 기판(110)은 제 1 롤러(111)에 감겨 인라인공정에 사용되며, 롤 형태의 섀도우 마스크(140)와 마그넷 플레이트(151)는 각각 제 2 롤러(141) 및 제 3 롤러(151)에 감겨 서로 반대방향으로 원통 회전하게 된다. 여기서, 도면에는 롤 형태의 섀도우 마스크(140)와 마그넷 플레이트(151)를 각각 감기 위해 4개의 제 2 롤러(141)와 2개의 제 3 롤러(151)가 구비된 경우를 예를 들고 있으나, 본 발명이 상기 제 2 롤러(141) 및 제 3 롤러(151)의 개수에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 상기 도 6에 도시된 플렉서블 디스플레이 제조장치에 있어서, 섀도우 마스크에 의한 패터닝 방법을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
또한, 도 8은 상기 도 6에 도시된 플렉서블 디스플레이 제조장치에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 롤 형태의 섀도우 마스크를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 9는 상기 도 6에 도시된 플렉서블 디스플레이 제조장치에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 롤 형태의 마그넷 플레이트를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 롤-투-롤 방식의 반송체계로 박형 기판(110)을 사용하여 제작하는 플렉서블 디스플레이 제조장치에 있어, 롤 형태의 섀도우 마스크(140)는 반복된 패턴을 가지도록 일정 영역이 개구된 투과영역(145)을 구비하고 있으며, 자력을 띠는 마그넷(155)이 마그넷 플레이트(150)에 감겨 원통형을 이루고 있다.
이때, 기판(110)은 상기 롤 형태의 섀도우 마스크(140)와 마그넷 플레이트(150) 사이에 배치되어 자력에 의해 섀도우 마스크(140)와 밀착되어 같은 진행방향으로 반송되며, 진공 증착장치(160)는 기판(110)의 반송 방향에 대해 수직으로 배치되어 섀도우 마스크(140)가 감긴 내부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 섀도우 마스크(140)는 스테인레스스틸(Stainless Steel; SUS)이나 인바(invar) 등의 자성을 띠는 재질 중의 하나로 이루어질 수 있으며, 상기의 인바는 64％의 철과 36％의 니켈로 구성되어 열팽창계수가 매우 작은 철 합금을 의미한다.
또한, 상기의 마그넷(155)은 시트(sheet) 형태의 고무(rubber) 마그넷을 사용할 수 있으며, 진공 증착장치(160)의 전원, 가스 라인 및 급수 라인 등의 연결부위들은 챔버 벽면을 통해 섀도우 마스크(140)의 외곽으로 연결되어진다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 기본 구조를 나타내는 회로도.
도 2는 일반적인 유기전계발광소자의 발광구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 일괄 반송체계에서 섀도우 마스크를 이용하여 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 일괄 반송체계에서 사용되는 섀도우 마스크 방식을 롤-투-롤 반송체계에 적용하여 패턴을 형성하는 방법을 개략적으로 나타내는 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 제조장치를 이용하여 제작한 유기전계발광소자를 예를 들어 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롤-투-롤 반송체계에서 롤 형태의 섀도우 마스크를 이용한 플렉서블 디스플레이 제조장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 7은 상기 도 6에 도시된 플렉서블 디스플레이 제조장치에 있어서, 섀도우 마스크에 의한 패터닝 방법을 개략적으로 나타내는 평면도.
도 8은 상기 도 6에 도시된 플렉서블 디스플레이 제조장치에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 롤 형태의 섀도우 마스크를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 9는 상기 도 6에 도시된 플렉서블 디스플레이 제조장치에 있어서, 본 발명의 실시예에 따른 롤 형태의 마그넷 플레이트를 개략적으로 나타내는 평면도.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **
110 : 기판 106 : 양극
111,141,151 : 롤러 112 : 정공수송층
113 : 발광층 116 : 음극
140 : 섀도우 마스크 145 : 투과영역
150 : 마그넷 플레이트 155 : 마그넷
160 : 진공 증착장치
Claims (9)
- 롤-투-롤 방식의 반송체계로 박형 기판을 사용하여 제작하는 디스플레이 제조장치에 있어서,롤 형태로 감긴 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트; 및기판의 반송 방향에 대해 수직으로 배치되며 상기 섀도우 마스크가 감긴 내부에 위치하는 진공 증착장치를 포함하며, 상기 롤 형태의 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트는 기판의 상, 하부에 밀착되어 상기 기판의 반송 방향으로 원통 회전하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 반복된 패턴을 가지도록 일정 영역이 개구된 투과영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 마그넷 플레이트는 자력을 띠는 마그넷이 감겨 원통형을 이루는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 진공 증착장치는 열 증발장치, 스퍼터 또는 순간 증발장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 진공 증착장치는 라인 타입의 증발 원 또는 타겟 등을 적용할 수 있으며, 증착될 부분을 제외하고 증착물에 의한 오염을 방지하기 위해 쉴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 박형의 기판은 제 1 롤러에 감겨 인라인공정에 사용되며, 롤 형태의 섀도우 마스크와 마그넷 플레이트는 각각 제 2 롤러 및 제 3 롤러에 감겨 서로 반대방향으로 원통 회전하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 섀도우 마스크는 스테인레스스틸(Stainless Steel; SUS)이나 인바(invar) 등의 자성을 띠는 재질 중의 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 마그넷 플레이트는 시트 형태의 고무 마그넷이 감겨 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 진공 증착장치의 전원, 가스 라인 및 급수 라인 등의 연결부위들은 챔버 벽면을 통해 섀도우 마스크의 외곽으로 연결되어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 제조장치.
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101307096B1 (ko) * | 2012-08-09 | 2013-09-11 | 주식회사 야스 | 박막소자를 유연 기판에 제작하는 롤투롤 증착기의 기판 홀딩 장치 |
| CN103650641A (zh) * | 2011-08-12 | 2014-03-19 | 日东电工株式会社 | 有机el元件的制造方法和制造装置 |
| KR101419347B1 (ko) * | 2012-10-15 | 2014-07-15 | 주식회사 에스에프에이 | 라미네이트 장치 |
| KR101448045B1 (ko) * | 2012-12-28 | 2014-10-15 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 유기발광소자 제조용 유기물 증착장치 |
| KR101461037B1 (ko) * | 2012-02-29 | 2014-11-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 전계 발광 소자의 제조 장치 및 방법 |
| US8936956B2 (en) | 2013-05-27 | 2015-01-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Substrate moving unit for deposition, deposition apparatus including the same, method of manufacturing organic light-emitting display apparatus by using the deposition apparatus, and organic light-emitting display apparatus manufactured by using the method |
| US9496524B2 (en) | 2012-07-10 | 2016-11-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic layer deposition apparatus, method of manufacturing organic light-emitting display apparatus using the same, and organic light-emitting display apparatus manufactured using the method |
| US9496317B2 (en) | 2013-12-23 | 2016-11-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of manufacturing organic light emitting display apparatus |
| US9724725B2 (en) | 2015-01-21 | 2017-08-08 | Samsung Display Co., Ltd. | Deposition apparatus and deposition method using the same |
| US10211421B2 (en) | 2015-12-21 | 2019-02-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Flexible film structure, method of manufacturing the same, and flexible display device including the same |
| KR20190085713A (ko) * | 2018-01-11 | 2019-07-19 | 임우빈 | 조명용 유기발광소자 제조 방법 및 그 제조 장치 |
| WO2020196965A1 (ko) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 임우빈 | 조명용 유기발광소자 제조 방법 및 그 제조 장치 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4180318B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2008-11-12 | 大日本印刷株式会社 | スクリーン印刷方法 |
-
2009
- 2009-04-24 KR KR1020090036199A patent/KR101553942B1/ko active IP Right Grant
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103650641A (zh) * | 2011-08-12 | 2014-03-19 | 日东电工株式会社 | 有机el元件的制造方法和制造装置 |
| KR101461037B1 (ko) * | 2012-02-29 | 2014-11-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 전계 발광 소자의 제조 장치 및 방법 |
| US9496524B2 (en) | 2012-07-10 | 2016-11-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic layer deposition apparatus, method of manufacturing organic light-emitting display apparatus using the same, and organic light-emitting display apparatus manufactured using the method |
| US10431779B2 (en) | 2012-07-10 | 2019-10-01 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic layer deposition apparatus, method of manufacturing organic light-emitting display apparatus using the same, and organic light-emitting display apparatus manufactured using the method |
| KR101307096B1 (ko) * | 2012-08-09 | 2013-09-11 | 주식회사 야스 | 박막소자를 유연 기판에 제작하는 롤투롤 증착기의 기판 홀딩 장치 |
| KR101419347B1 (ko) * | 2012-10-15 | 2014-07-15 | 주식회사 에스에프에이 | 라미네이트 장치 |
| KR101448045B1 (ko) * | 2012-12-28 | 2014-10-15 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 유기발광소자 제조용 유기물 증착장치 |
| US8936956B2 (en) | 2013-05-27 | 2015-01-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Substrate moving unit for deposition, deposition apparatus including the same, method of manufacturing organic light-emitting display apparatus by using the deposition apparatus, and organic light-emitting display apparatus manufactured by using the method |
| US9496317B2 (en) | 2013-12-23 | 2016-11-15 | Samsung Display Co., Ltd. | Method of manufacturing organic light emitting display apparatus |
| US9724725B2 (en) | 2015-01-21 | 2017-08-08 | Samsung Display Co., Ltd. | Deposition apparatus and deposition method using the same |
| US10211421B2 (en) | 2015-12-21 | 2019-02-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Flexible film structure, method of manufacturing the same, and flexible display device including the same |
| KR20190085713A (ko) * | 2018-01-11 | 2019-07-19 | 임우빈 | 조명용 유기발광소자 제조 방법 및 그 제조 장치 |
| WO2020196965A1 (ko) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 임우빈 | 조명용 유기발광소자 제조 방법 및 그 제조 장치 |
| CN113574695A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-10-29 | 任友彬 | 照明用有机发光元件制造方法及其制造装置 |
| CN113574695B (zh) * | 2019-03-28 | 2024-06-28 | 罗提株式会社 | 照明用有机发光元件制造方法及其制造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101553942B1 (ko) | 2015-09-17 |
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