유기 전계발광 표시소자의 제조장치 document_id A220623010194

본 발명은 유기 전계발광 표시소자에 관한 것으로 특히, 마스크에 가해지는 스트레스를 균일하게 분산시켜 정확하고 신뢰성 있는 크기의 마스크를 형성할 수 있는 유기 전계발광 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 전계발광 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. 이들 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 뛰어나는 장점이 있다. 도 1은 일반적인 유기 EL 표시소자를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 유기 EL 표시소자는 기판(2) 상에 유기발광층(10)을 사이에 두고 서로 교차되게 형성된 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12) 등을 포함하는 유기 EL 어레이(15)와, 유기 EL 어레이(15)를 패키징하기 위한 캡(28)을 구비한다. 애노드 전극(4)은 기판(2) 상에 소정 간격으로 이격되어 복수개로 형성된다. 이러한 애노드 전극(4)이 형성된 기판(2) 상에는 EL셀(EL) 영역마다 개구부를 갖는 절연막(6)이 형성된다. 절연막(6) 상에는 그 위에 형성되어질 유기 발광층(10) 및 캐소드 전극(12)의 분리를 위한 격벽(8)이 위치한다. 격벽(8)은 애노드 전극(4)을 가로지르는 방향으로 형성되며, 상단부가 하단부보다 넓은 폭을 가지게 되는 역 테퍼(taper) 구조를 갖게 된다. 격벽(8)이 형성된 절연막(6) 상에는 유기화합물로 구성되는 유기 발광층(10)과 캐소드 전극(12)이 순차적으로 증착된다. 한편, 유기 EL 어레이(15)는 수분 및 산소에 의해 쉽게 열화되는 특성을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 유기 EL 어레이(15)가 형성된 기판(2)과 캡이(28)이 에폭시 수지와 같은 실런트(25)를 통해 합착되는 봉지(Encapsulation) 공정이 실시됨으로써 유기 EL 어레이(15)가 산소 및 수분 등으로 부터 보호된다. 캡(28)에는 유기 EL 어레이(15)와의 대향되는 면상에 위치하여 수분 및 산소를 흡수하는 게터(getter)(22)가 구비된다. 여기서, 게터(22)는 무기산화물 즉, 수분과 반응하여 수산기(OH)를 형성하는 산화칼슘(Cao) 및 산화바륨(BaO) 등이 이용된다. 이러한 유기 EL 표시소자는 도 2에 도시된 바와 같이 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12) 사이에 전압이 인가되면, 캐소드 전극(12)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(10a) 및 전자 수송층(10b)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동된다. 또한, 애노드 전극(4)으로 부터 발생된 정공은 정공 주입층(10e) 및 정공 수송층(10d)을 통해 발광층(10c) 쪽으로 이동한다. 이에 따라, 발광층(10c)에서는 전자 수송층(10b)과 정공 수송층(10b)으로부터 공급되어진 전자와 정공의 재결합으로 엑시톤(EXITON)이 형성되고, 이렇게 형성된 엑시톤은 다시 기저상태로 여기되면서 일정한 에너지의 빛을 애노드 전극(4)을 통하여 외부로 방출됨으로써 화상이 표시된다. 유기발광층(10) 내의 전자 주입층(10a), 전자 수송층(10b), 발광층(10c), 정공 수송층(10d) 및 정공 주입층(10e)은 진공 증착법 등에 의해 형성된다. 예컨대, 발광층(10c)은 그릴 마스크를 이용한 열증착 및 진공증착 공정에 의해 형성되다. 이때, 그릴 마스크는 별도의 공정에 의해 제작된 후 마스크 클램프 장치를 이용하여 사용자가 원하는 크기로 스트레칭된 후 마스크 프레임에 고정시켜 사용된다. 도 3은 종래의 유기 EL 표시소자의 제조장치로 마스크 스트레칭 장치의 일부를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 스트레칭 장치(30)는 마스크(60)의 장변 및 단변에 위치하여 마스크(60)를 물어주는 글리퍼(63)와, 마스크(60)를 스트레칭할 수 있도록 동력을 공급하는 동력 공급부(65)와, 동력 공급부(65)와 글리퍼(63) 사이에 위치하여 동력 공급부(65)에서 공급되는 동력을 글리퍼(63)로 전달하는 동력 전달부(69)를 구비한다. 마스크(60)는 유기 EL 표시소자의 발광층(10c) 형성시 이용되는 그릴 마스크로서 유효영역(60a)과, 비유효영역(60b)으로 정의된다. 마스크(60)의 유효영역(60a)에는 R, G, B 발광층의 형성을 위하여 유기발광물질을 선택적으로 투과시키기 위한 개구부를 가지는 어레이 영역(P1)이 다수 형성되고, 그 외곽에는 마스크(60) 스트레칭시 기준을 제공하는 다수의 포인트(61)가 형성된다. 즉, 사용자는 마스크(60)에 표시된 다수의 포인트(61)를 기준으로 마스크(60)의 스트레칭 정도를 설정한 후 이에 대응되는 크기의 힘으로 마스크(60)를 스트레칭시킨다. 비유효영역(60b)은 유효영역(60a)을 제외한 외곽영역으로써 글리퍼(63)에 물리게 되어 스트레칭시 가장 먼저 인장력을 받게 된다. 글리퍼(63)는 마스크(60)의 장변에는 예컨대 10개 정도 배치되고, 단변에는 예컨대 8개 정도 배치된다. 또한, 글리퍼(63)에는 마찰저항을 조정할 수 있는 조정나사가 장착되어 있다. 이러한 글리퍼(63)는 도 4에 도시된 바와 같이 마스크(60)와의 사이에 위치하는 조우(jaw)(75)를 구비한다. 하나의 글리퍼(63)에 2개의 조우(75)가 구비되며, 글리퍼(63)의 조우(75)가 실질적으로 마스크(60)와 접촉된다. 동력 공급부(65)는 상기 마스크(60)의 각 변에, 예컨대 3개씩 배치되도록 상기 동력 전달부(69)에 연결된 다수의 모터(66)와, 상기 모터(66)에 각각 연결되어 모터(66)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 볼 스크류 박스(67)로 구성되어 있다. 동력 전달부(69)는 복수 개의 파워트리 레버(71)에 의해 이루어지며, 각각의 파워트리 레버(71)는 다수의 핀(72)들의 조합으로 이루어진다. 이와 같이 마스크 스트레칭 장치는 글리퍼(63)가 핀(72)을 통해 파워트리 레버(71)와 체결되는 구조를 갖는데, 이러한 구조에서는 글리퍼(63)가 한 위치에 고정되어 있기 때문에 공정편차, 극소량의 설계오차 등에 의해 어느 하나의 조우(75)에 스트레스가 집중하는 경우 스트레스의 분산을 조정하는 것이 사실상 불가능하다. 이에 따라, 스트레스의 분산이 비대칭적으로 발생되어 마스크의 유효영역(60a)에 전달되는 인장력이 위치마다 많은 오차를 갖게 된다. 결국, 전체 마스크의 어레이 영역(P1)마다 스트레칭이 균일하게 일어나지 않는 문제가 발생된다. 뿐만 아니라, 마스크 스트레칭 장치는 글리퍼(63)가 손상 또는 파손되는 경우 교체작업이 어렵다는 단점도 있다.