KR20030027443A - Mask apparatus of organic electro-luminescence and pixel patterning method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계발광소자의 제조장치에 관한 것으로, 특히 발광물질 증착용 메탈 마스크의 열팽창에 의한 영향을 최소화하여 일정한 패턴을 형성할 수 있도록 유기전계발광소자의 마스크장치 및 이를 이용한 화소 패터닝방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for manufacturing an organic light emitting display device, and more particularly, to a mask device of an organic light emitting display device and a pixel patterning method using the same so as to form a predetermined pattern by minimizing the effect of thermal expansion of a metal mask for emitting a light emitting material. It is about.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel) 및 일렉트로 루미네센스(Electro-Luminescence : 이하 "EL"라 함) 표시장치 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such flat panel displays include liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs"), field emission displays, plasma display panels, and electroluminescence (hereinafter referred to as "LCD"). Display device, etc.).
이와 같은 평판 표시장치의 표시품질을 높이고 대화면화를 시도하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 이들 중 EL 표시소자는 현재 각광을 받고있는 LCD 같은 수광 형태의 소자에 비하여 응답속도가 음극선관과 같은 수준으로 빠르다는 장점을 갖고 있으며, 낮은 직류구동전압, 초 박막화가 가능하기 때문에 벽걸이형, 휴대용으로 응용이 가능하다. 이러한, EL 표시소자는 재료 및 구조에 따라 무기 EL과 유기 EL로 나뉘어지며 전자 및 정공등이 형광물질을 여기 시킴으로써 스스로 발광하는 자발광소자이다.In order to increase the display quality of such a flat panel display device and to attempt to make a large screen, studies are being actively conducted. Among them, the EL display device has the advantage that the response speed is as fast as that of the cathode ray tube, compared to the light receiving type devices such as LCDs, which are currently being spotlighted. Application is possible. The EL display device is divided into an inorganic EL and an organic EL according to a material and a structure, and is a self-luminous device that emits itself by electrons and holes, etc. by exciting a fluorescent material.
도 1을 참조하면, EL 표시소자 중 유기 EL은 금속전극(42) 상에 형성되는 전자 주입층(43)과, 투명전극(48) 상에 형성되는 정공 주입층(47)과, 전자 주입층(43)과 발광층(45) 사이에 형성되는 전자 수송층(44)과, 정공 주입층(47)과 발광층(45) 사이에 형성되는 정공 수송층(46)을 구비한다.Referring to FIG. 1, an organic EL of the EL display elements includes an electron injection layer 43 formed on the metal electrode 42, a hole injection layer 47 formed on the transparent electrode 48, and an electron injection layer. The electron transport layer 44 formed between the 43 and the light emitting layer 45 and the hole transport layer 46 formed between the hole injection layer 47 and the light emitting layer 45 are provided.
금속전극(42)으로부터 발생된 전자는 전자 주입층(43) 및 전자 수송층(44)을 통해 발광층(45) 쪽으로 이동한다. 또한, 투명전극(48)으로부터 주입된 정공은 정공 주입층(47) 및 정공 수송층(48)을 통해 발광층(45) 쪽으로 이동한다. 이 때, 발광층(45)에서는 전자 수송층(44)과 정공 수송층(46)으로부터 공급되는 전자와 정공이 충돌하게 된다. 이에 따라, 발광층(45)에서는 전자 수송층(44)과 정공 수송층(46)으로부터 공급되는 전자와 정공이 재결합함으로써 발광한다.Electrons generated from the metal electrode 42 move toward the emission layer 45 through the electron injection layer 43 and the electron transport layer 44. In addition, holes injected from the transparent electrode 48 move toward the emission layer 45 through the hole injection layer 47 and the hole transport layer 48. At this time, in the light emitting layer 45, electrons and holes supplied from the electron transport layer 44 and the hole transport layer 46 collide with each other. Accordingly, the light emitting layer 45 emits light by recombination of electrons and holes supplied from the electron transporting layer 44 and the hole transporting layer 46.
다시 말하여, 투명전극(48)에 구동전압 및 전류가 인가되면 정공 주입층(47) 내의 정공과 전자 주입층(43) 내의 전자는 각각 발광층(45) 쪽으로 진행하여 발광층(45) 내에서 재결합하면서 이에 해당하는 에너지의 광을 방출하고 이렇게 발광층(45)으로부터 발생되는 가시광은 투명전극(48)을 통해 밖으로 빠져 나오게 되어 화상 또는 영상을 표시하게 된다.In other words, when a driving voltage and a current are applied to the transparent electrode 48, holes in the hole injection layer 47 and electrons in the electron injection layer 43 travel toward the light emitting layer 45, respectively, and recombine in the light emitting layer 45. While it emits light of energy corresponding to this, visible light generated from the light emitting layer 45 is drawn out through the transparent electrode 48 to display an image or an image.
이와 같은, 유기 EL의 투명전극(48)은 전자 빔 증착, 스퍼터링 증착, 화학 반응법 등에 의해 형성되고, 그 재료로는 산화 주석, 산화 아연, 산화 인듐, 산화주석인듐(Indium Tin Oxide; ITO) 등을 들 수 있으며 주로 ITO를 사용하게 된다.The transparent electrode 48 of the organic EL is formed by electron beam evaporation, sputtering evaporation, chemical reaction method, or the like, and the materials thereof include tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and indium tin oxide (ITO). And ITO mainly.
금속전극(42)은 저항 가열증착, 전자빔 증착, 스퍼터링 증착, 이온 플레이팅법 등에 의해 형성된다. 이 금속전극(42)은 투명전극(48)으로 ITO를 사용하는 경우에는 ITO가 양극의 기능을 하기 때문에 전자를 효율적으로 주입할 수 있는 음극의 기능이 요구된다.The metal electrode 42 is formed by resistance heating deposition, electron beam deposition, sputter deposition, ion plating, or the like. When the metal electrode 42 uses ITO as the transparent electrode 48, the function of the cathode capable of injecting electrons efficiently is required because the ITO functions as an anode.
따라서, 금속전극(48)의 재료로는 알칼리 금속 등의 일 함수가 낮은 금속을 사용하는 것도 가능하지만 전극의 안정성을 고려하면 백금, 금, 은, 구리, 철, 주석, 알루미늄, 마그네슘, 인듐 등의 금속 또는 이들 금속과 일 함수가 낮은 금속과의 합금 등을 사용하는 것이 바람직하다.Therefore, a metal having a low work function such as alkali metal may be used as the material of the metal electrode 48, but considering the stability of the electrode, platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, magnesium, indium, etc. It is preferable to use a metal or an alloy of these metals with a metal having a low work function.
또한, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 등의 형성방법은 저항 가열법, 전자 충격법 등의 진공증착법이 있으며, 일반적으로 저항 가열법이 주로 사용된다.In addition, as a method of forming a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer or the like, there are vacuum deposition methods such as a resistance heating method and an electron impact method, and a resistance heating method is generally used.
도 2를 참조하면, 종래의 발광 유기물질 증착장치는 진공챔버(1)와; 진공챔버(1) 내부에 저면에 설치되고 내부에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 유기물질(10)이 담긴 가열용기(2)와; 투명전극(5)이 형성된 유리기판(6)과; 가열용기(2)와 유리기판(6) 사이에 거리차를 두고 대면되게 설치되는 메탈 마스크(3)를 구비한다.2, a conventional light emitting organic material deposition apparatus includes a vacuum chamber (1); A heating vessel (2) installed at the bottom of the vacuum chamber (1) and containing light emitting organic materials (10) of red (R), green (G), and blue (B) therein; A glass substrate 6 on which the transparent electrode 5 is formed; It is provided with a metal mask (3) which is provided to face each other with a distance difference between the heating vessel (2) and the glass substrate (6).
진공챔버(1)는 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 진공된 상태가 되며, 내부의 압력이 조절된다.The vacuum chamber 1 is in a vacuumed state so that foreign matter does not flow from the outside, and the pressure inside is adjusted.
가열용기(2)는 진공챔버(1)의 저면에 각각의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 발광 유기물질이 수용된 복수개가 소정간격 이격되어 순차적으로 설치될 수 있다.이러한, 각각의 가열용기(2)는 상부쪽에 개구부가 있으며, 이 개구부에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 유기물질(10)이 각각 수용된다.The heating vessel 2 may be sequentially installed on the bottom surface of the vacuum chamber 1 in which a plurality of red (R), green (G), and blue (B) light emitting organic materials are accommodated at predetermined intervals. Each heating vessel 2 has an opening at an upper side thereof, in which red (R), green (G) and blue (B) light emitting organic materials 10 are respectively accommodated.
또한, 가열용기(2)는 도시하지 않은 저항들 감싸여지게 된다. 이 저항들에 공급되는 전압에 의해 가열용기(2)에 수용된 발광 유기물질(10)이 승화된다.In addition, the heating vessel 2 is wrapped with resistance not shown. The light emitting organic material 10 contained in the heating vessel 2 is sublimed by the voltage supplied to these resistors.
유리기판(6)에는 상술한 바와 같은 전자 빔 증착, 스퍼터링 증착, 화학 반응법 등에 의해 투명전극(5)이 형성되어 있다.The transparent substrate 5 is formed on the glass substrate 6 by the electron beam deposition, the sputtering deposition, the chemical reaction method, or the like described above.
메탈 마스크(3)는 투명전극(5) 상에 일정한 패턴으로 발광 유기물질(10)이 증착되도록 하는 역할을 한다. 이를 위해 스테인레스 철, 구리 합금, 니켈 합금, 알루미늄 합금 등의 금속 재료, 공지된 수지 재료, 폴리비닐계, 폴리이미드계, 폴리스티렌계, 아크릴계, 노르볼락계, 실리콘계 등의 폴리머에 감광성을 부여한 감광성 수지 등의 재료로 제작된다. 이러한 메탈 마스크(3)에는 일정한 간격으로 많은 구멍인 슬롯(4)이 형성된다. 이 슬롯(4)은 일정한 간격으로 배열되어 메탈 마스크(3)에 형성된다.The metal mask 3 serves to deposit the light emitting organic material 10 in a predetermined pattern on the transparent electrode 5. For this purpose, photosensitive resins that provide photosensitivity to polymers such as metal materials such as stainless iron, copper alloys, nickel alloys, and aluminum alloys, known resin materials, polyvinyl, polyimide, polystyrene, acrylic, novolac, and silicone It is made of such materials. The metal mask 3 is formed with slots 4, which are many holes at regular intervals. These slots 4 are arranged at regular intervals and are formed in the metal mask 3.
이와 같은 발광 유기물질 증착장치의 증착공정을 설명하면, 발광 유기물질 증착장치는 진공챔버(1) 내에 설치된 가열용기(2)을 저항에 의해 가열하게 된다. 이는 가열용기(2)에 수용된 발광 유기물질(10)은 상온에서는 증발되지 않고 일정한 온도 대략 200℃에서 증발한다.Referring to the deposition process of the light emitting organic material deposition apparatus, the light emitting organic material deposition apparatus heats the heating vessel 2 installed in the vacuum chamber 1 by the resistance. This is because the light emitting organic material 10 contained in the heating vessel 2 does not evaporate at room temperature but evaporates at a constant temperature of approximately 200 ° C.
이에 따라, 가열된 가열용기(2)에서 증발되는 발광 유기물질(10)이 분자 또는 원자 상태로 증발되고, 유리기판(6)과 가열용기(2) 사이에 메탈 마스크(3)의 슬롯(4)을 통과한 발광 유기물질(10)만이 상대적으로 온도가 낮은 유리기판(6)의 투명전극(48) 상에 증착된다.Accordingly, the light emitting organic material 10 evaporated in the heated heating vessel 2 is evaporated in a molecular or atomic state, and the slot 4 of the metal mask 3 is disposed between the glass substrate 6 and the heating vessel 2. Only the light emitting organic material 10 having passed through is deposited on the transparent electrode 48 of the glass substrate 6 having a relatively low temperature.
이와 같은 증착 공정 중 발광 유기물질(10)을 증발시키기 위하여 진공챔버(1) 내에서 가열용기(2)를 가열하게 되는데, 이 가열되는 열에 의한 복사에너지가 메탈 마스크(3)에 전달되어 메탈 마스크(3)의 온도가 증가하게 된다. 증가하는 메탈 마스크(3)의 온도로 인해 메탈 마스크(3)가 열팽창하게 된다. 이에 따라, 메탈 마스크(3)가 하방으로 처지는 문제점이 발생하게 된다.In order to evaporate the light emitting organic material 10 during the deposition process, the heating vessel 2 is heated in the vacuum chamber 1, and radiant energy of the heated heat is transferred to the metal mask 3 to provide a metal mask. The temperature of (3) is increased. The increasing temperature of the metal mask 3 causes the metal mask 3 to thermally expand. This causes a problem that the metal mask 3 sags downward.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 메탈 마스크(3)에는 도 3과 같이 장력이 가해진다.In order to solve this problem, tension is applied to the metal mask 3 as shown in FIG. 3.
도 3을 참조하면, 종래의 메탈 마스크(3)는 마스크 홀더(7)에 의해 고정된다. 즉, 메탈 마스크(3)의 상측 및 하측 중 어느 한측과 좌측 및 우측 중 어느 한측이 각각 마스크 홀더(7)에 소정 깊이로 물리게 되어 고정된다. 이 때, 메탈 마스크(3)에는 도시하지 않은 장치에 의해 소정의 장력이 인가된 상태에서 마스크 홀더(7)에 고정된다. 메탈 마스크(3)에 가해지는 장력은 마스크 홀더(7)에 물리지 않은 쪽에 가해지게 된다.Referring to FIG. 3, the conventional metal mask 3 is fixed by the mask holder 7. That is, any one of the upper side and the lower side of the metal mask 3 and any one of the left side and the right side are respectively fixed to the mask holder 7 by a predetermined depth. At this time, the metal mask 3 is fixed to the mask holder 7 in a state where a predetermined tension is applied by a device (not shown). The tension applied to the metal mask 3 is applied to the side which is not bitten by the mask holder 7.
이와 같이 메탈 마스크(3)에 장력을 가함으로써 메탈 마스크(3)의 열팽창에 의한 처짐을 방지할 수 있게 된다. 그러나 메탈 마스크(3)에 형성된 슬롯(4)들은 열팽창에 의해 상측과 하측 및 좌측과 우측 방향으로 이동이 발생하게 된다. 이 때문에 상온에서 설계/제작된 슬롯들(4)의 위치가 달라지게 되므로 투명전극(5) 상에 형성되는 발광 유기물질(10)이 설계된 패턴대로 증착되지 않아 패턴불량이 발생하게 된다. 따라서, 패턴불량으로 인해 유기전계발광소자의 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.By applying tension to the metal mask 3 as described above, sagging due to thermal expansion of the metal mask 3 can be prevented. However, the slots 4 formed in the metal mask 3 are moved upward and downward and left and right by thermal expansion. For this reason, since the positions of the slots 4 designed / manufactured at room temperature are changed, the light emitting organic material 10 formed on the transparent electrode 5 is not deposited according to the designed pattern, resulting in pattern defects. Therefore, a problem arises in that the quality of the organic light emitting device is degraded due to a pattern defect.
따라서, 본 발명의 목적은 발광물질 증착용 메탈 마스크의 열팽창에 의한 영향을 최소화하여 일정한 패턴을 형성할 수 있도록 유기전계발광소자의 마스크장치 및 이를 이용한 화소 패터닝방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a mask device of an organic light emitting display device and a pixel patterning method using the same so as to form a predetermined pattern by minimizing the effect of thermal expansion of a metal mask for depositing a light emitting material.
도 1은 유기전계발광소자를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing an organic light emitting display device.
도 2는 발광 유기물질의 증착장치를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a deposition apparatus of a light emitting organic material.
도 3은 종래의 메탈 마스크를 나타내는 사시도.3 is a perspective view showing a conventional metal mask.
도 4는 본 발명에 따른 증착장치를 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing a deposition apparatus according to the present invention.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 상부 및 하부 그릴마스크를 나타내는 사시도.5A and 5B are perspective views illustrating upper and lower grill masks illustrated in FIG. 4.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명에 따른 메탈 마스크를 나타내는 사시도.6 is a perspective view showing a metal mask according to the present invention shown in FIG.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1, 21 : 진공챔버2, 22 : 가열용기1, 21: vacuum chamber 2, 22: heating vessel
3, 23 : 메탈 마스크4, 24 : 슬롯3, 23: metal mask 4, 24: slot
5, 35 : 투명전극6, 26 : 유리기판5, 35: transparent electrode 6, 26: glass substrate
7, 37 : 마스크 홀더10, 30 : 발광 유기물질7, 37: mask holder 10, 30: light emitting organic material
27 : 상부 그릴마스크28 : 하부 그릴마스크27: upper grill mask 28: lower grill mask
29 : 저항29: resistance
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 마스크장치는 각각 서로 다른 방향의 슬롯이 형성되고 상호 중첩되는 적어도 둘 이상의 마스크와, 상기 마스크 쪽으로 유기물질을 공급하는 유기소스와, 상기 중첩된 슬롯을 경유하여 유입되는 상기 유기물질이 증착되는 기판을 구비한다.In order to achieve the above object, the mask device of the organic light emitting device according to the present invention comprises at least two masks each having a slot in a different direction and overlap each other, an organic source for supplying an organic material toward the mask, and And a substrate on which the organic material flowing through the overlapping slots is deposited.
상기 유기소스를 가열하기 위한 가열원을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.Further comprising a heating source for heating the organic source.
상기 마스크는 제 1 방향으로 상기 슬롯이 다수 형성된 제 1 마스크와, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 상기 슬롯이 형성되는 제 2 마스크가 상호 중첩되는 것을 특징으로 한다.The mask may include a first mask in which a plurality of slots are formed in a first direction and a second mask in which the slot is formed in a second direction perpendicular to the first direction.
본 발명에 따른 유기전계발광소자의 패터닝방법은 적어도 둘 이상의 마스크 각각에 서로 다른 방향으로 형성된 슬롯을 중첩시키는 단계와, 상기 중첩된 상기 마스크의 슬롯 쪽으로 유기물질을 공급하는 단계와, 상기 중첩된 슬롯을 경유하여유입되는 상기 유기물질을 기판에 증착되게 하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of patterning an organic light emitting display device, the method comprising: overlapping slots formed in different directions on at least two masks, supplying an organic material toward the overlapping slots of the masks, And depositing the organic material introduced into the substrate through the substrate.
상기 유기물질을 가열하여 상기 마스크의 슬롯 쪽으로 공급하는 것을 특징으로 한다.The organic material is heated and supplied to the slot of the mask.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예의 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명 하기로 한다.A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 유기물질 증착장치는 진공챔버(21)와, 진공챔버(21) 내부에 저면에 설치되고 내부에 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 유기물질(30)이 담긴 가열용기(22)와, 투명전극(25)이 형성된 유리기판(26)과, 가열용기(22)와 유리기판(26) 사이에 거리차를 두고 대면되게 설치되어 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)로 나누어진 메탈 마스크(23)를 구비한다.Referring to FIG. 4, the light emitting organic material deposition apparatus according to the present invention includes a vacuum chamber 21 and a bottom surface inside the vacuum chamber 21 and include red (R), green (G), and blue (B) inside. The heating container 22 containing the light emitting organic material 30, the glass substrate 26 on which the transparent electrode 25 is formed, and the heating container 22 and the glass substrate 26 face each other with a distance difference. And a metal mask 23 divided into upper and lower grill masks 27 and 28.
진공챔버(21)는 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 진공된 상태가 되며, 내부의 압력이 조절된다.The vacuum chamber 21 is in a vacuumed state so that foreign matter does not flow from the outside, and the pressure inside is adjusted.
가열용기(22)는 진공챔버(21)의 저면에 각각의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 발광 유기물질이 수용된 복수개가 소정간격 이격되어 순차적으로 설치될 수 있다. 이러한, 각각의 가열용기(22)는 상부쪽에 개구부가 있으며, 이 개구부를 통해 가열용기(22)에 수용된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 발광 유기물질(30)이 증발하게 된다.The heating vessel 22 may be installed on the bottom surface of the vacuum chamber 21 in order that a plurality of red (R), green (G), and blue (B) light emitting organic materials are accommodated at predetermined intervals. Each of the heating vessels 22 has an opening at an upper side through which the red (R), green (G), and blue (B) light emitting organic materials 30 contained in the heating vessel 22 evaporate. Done.
이를 위해, 가열용기(22)에는 수용된 발광 유기물질(30)을 승화시키기 위한저항(29)이 감싸이게 된다. 이 저항(29)은 외부로부터 전압을 공급받아 가열용기(22)를 가열하게 된다.To this end, the heating vessel 22 is wrapped with a resistor 29 for subliming the received light emitting organic material 30. The resistor 29 receives a voltage from the outside to heat the heating vessel 22.
유리기판(26)에는 상술한 바와 같은 전자 빔 증착, 스퍼터링 증착, 화학 반응법 등에 의해 투명전극(25)이 형성되어 있다.The transparent substrate 25 is formed on the glass substrate 26 by electron beam deposition, sputtering deposition, chemical reaction, or the like as described above.
메탈 마스크(23)는 투명전극(25) 상에 일정한 패턴으로 발광 유기물질(30)이 증착되도록 하는 역할을 한다. 이를 위해 스테인레스 철, 구리 합금, 니켈 합금, 알루미늄 합금 등의 금속 재료, 공지된 수지 재료, 폴리비닐계, 폴리이미드계, 폴리스티렌계, 아크릴계, 노르볼락계, 실리콘계 등의 폴리머에 감광성을 부여한 감광성 수지 등의 재료로 제작된다.The metal mask 23 serves to deposit the light emitting organic material 30 in a predetermined pattern on the transparent electrode 25. For this purpose, photosensitive resins that provide photosensitivity to polymers such as metal materials such as stainless iron, copper alloys, nickel alloys, and aluminum alloys, known resin materials, polyvinyl, polyimide, polystyrene, acrylic, novolac, and silicone It is made of such materials.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 메탈 마스크(23)는 상하 방향으로 긴 슬롯(24a)이 다수개 형성된 상부 그릴마스크(27)와, 좌우 방향을 긴 슬롯(24b)이 다수개 형성된 하부 그릴마스크(28)를 구비한다.5A and 5B, the metal mask 23 according to the present invention includes an upper grill mask 27 in which a plurality of long slots 24a are formed in the vertical direction, and a plurality of slots 24b in the left and right directions. A lower grill mask 28 is formed.
상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)는 서로 다른 방향으로 형성된 각각의 슬롯(24)이 중첩되어 종래와 같은 슬롯(4)과 같이 일정한 패턴 형상을 가지게 된다. 다시 말하여, 상하로 슬롯(24a)이 형성된 상부 그릴마스크(27)와 좌우로 슬롯(b)이 형성된 하부 그릴마스크(28)를 직교되게 중첩시키게 되면, 도 6에서와 같이 각각의 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 서로 공통적으로 중첩된 슬롯(24)이 형성된다.The upper and lower grill masks 27 and 28 have respective slots 24 formed in different directions to overlap each other to have a predetermined pattern shape as in the conventional slot 4. In other words, when the upper grill mask 27 in which the slots 24a are formed up and down and the lower grill mask 28 in which the slots b are formed right and left overlap each other, as shown in FIG. Slots 24 common to each other of the grill masks 27 and 28 are formed.
슬롯(24)이 형성된 메탈 마스크(23)는 유리기판(26) 상에 형성된 투명전극층(25)의 파괴를 막기 위해 일정 간격을 유지하고, 가열용기(22)에서 발광유기물질이 증발될 때 원뿔각을 이룬 형태의 직선 운동을 하기 때문에 메탈 마스크(23)에 가려서 증착이 안되는 곳이 생기는데 메탈 마스크(23)와 유리기판(25)의 간격이 커지면 이런 현상도 커지게 된다. 이에 따라, 메탈 마스크(23)는 두께가 매우 얇은 것을 사용하게 된다.The metal mask 23 having the slot 24 formed thereon is spaced apart to prevent destruction of the transparent electrode layer 25 formed on the glass substrate 26, and is formed when the light emitting organic material is evaporated from the heating vessel 22. Since the linear motion of the shape of the horn is covered, the place where the deposition is not covered by the metal mask 23 occurs, and this phenomenon becomes larger as the distance between the metal mask 23 and the glass substrate 25 increases. As a result, the metal mask 23 uses a very thin one.
이와 같은 발광 유기물질 증착장치의 증착공정을 설명하면, 발광 유기물질 증착장치는 진공챔버(21) 내에 설치된 가열용기(22)를 저항(29)에 의해 가열하게 된다. 이는 가열용기(22)에 수용된 발광 유기물질(30)은 상온에서는 증발되지 않고 일정한 온도 대략 200℃에서 증발한다.Referring to the deposition process of the light emitting organic material deposition apparatus, the light emitting organic material deposition apparatus heats the heating vessel 22 installed in the vacuum chamber 21 by the resistor 29. This is because the light emitting organic material 30 contained in the heating vessel 22 does not evaporate at room temperature but evaporates at a constant temperature of approximately 200 ° C.
이에 따라, 가열된 가열용기(22)에서 증발되는 발광 유기물질(30)이 분자 또는 원자 상태로 증발되고, 유리기판(26)과 가열용기(22) 사이에 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 공통적인 구멍에 의해 형성된 슬롯(24)을 통과한 발광 유기물질(30)만이 상대적으로 온도가 낮은 유리기판(26)의 투명전극(25) 상에 증착된다.Accordingly, the light emitting organic material 30 evaporated in the heated heating vessel 22 is evaporated in a molecular or atomic state, and the upper and lower grill masks 27 and 28 between the glass substrate 26 and the heating vessel 22. Only the light emitting organic material 30 having passed through the slot 24 formed by the common hole of) is deposited on the transparent electrode 25 of the relatively low temperature glass substrate 26.
이와 같은 증착 공정 중 발광 유기물질(30)을 증발시키기 위하여 진공챔버(21) 내에서 가열용기(22)를 가열하게 되는데, 이 가열되는 열에 의한 복사에너지가 메탈 마스크(23)에 전달되어 메탈 마스크(23)의 온도가 증가하게 된다. 증가하는 메탈 마스크(23)의 온도로 인해 메탈 마스크(23)가 열팽창하게 된다. 이러한 열팽창은 상하 또는 좌우 방향으로 길게 한 줄로 형성된 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)에 형성된 구멍의 길이 방향으로만 발생하게 된다. 이렇게 길이 방향의 열팽창이 발생하더라도 서로 독립적으로 겹쳐서 슬롯(24)이 형성되므로슬롯(24) 자체의 위치변동은 발생하지 않게 된다.In order to evaporate the light emitting organic material 30 during the deposition process, the heating vessel 22 is heated in the vacuum chamber 21. Radiant energy of the heated heat is transferred to the metal mask 23 to provide a metal mask. The temperature of (23) is increased. The increasing temperature of the metal mask 23 causes the metal mask 23 to thermally expand. Such thermal expansion occurs only in the longitudinal direction of the holes formed in the upper and lower grill masks 27 and 28 formed in one row in the vertical and horizontal directions. Thus, even if the thermal expansion occurs in the longitudinal direction, since the slot 24 is formed to overlap each other independently, the positional change of the slot 24 itself does not occur.
따라서, 메탈 마스크(23)는 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28) 두 장을 서로 직교되게 중첩되어 슬롯(24)이 형성되므로 열팽창에 의해 슬롯(24)의 위치변동이 발생하지 않게 된다.Therefore, the metal mask 23 is formed by overlapping two upper and lower grill masks 27 and 28 at right angles to each other so that the slot 24 is formed so that the positional change of the slot 24 does not occur due to thermal expansion.
이와 같이, 열팽창에 의한 영향이 메탈 마스크(23)에는 전혀 없으므로 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)에 가해지는 장력은 메탈 마스크(23)의 처짐이 발생하지 않도록 최소의 장력만 가하게 된다. 이에 따라, 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)를 고정시키기 위한 마스크 홀더(37)의 구조를 경량화 할 수 있다.As described above, since the influence of thermal expansion is not present in the metal mask 23, the tension applied to the upper and lower grill masks 27 and 28 is applied only to the minimum tension so that the deflection of the metal mask 23 does not occur. Accordingly, the structure of the mask holder 37 for fixing the upper and lower grill masks 27 and 28 can be reduced in weight.
도 6을 참조하면, 두 장의 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)가 겹쳐진 메탈 마스크(23)는 마스크 홀더(37)에 의해 고정된다. 즉, 메탈 마스크(23)의 상측 및 하측 중 어느 한측과 좌측 및 우측 중 어느 한측이 각각 마스크 홀더(37)에 소정 깊이로 물리게 되어 고정된다. 이 때, 메탈 마스크(23)는 도시하지 않은 장치에 의해 열팽창에 의한 처짐이 발생하지 않은 최소의 장력이 인가된 상태에서 마스크 홀더(37)에 고정된다. 메탈 마스크(23)에 가해지는 최소의 장력은 마스크 홀더(37)에 물리지 않은 쪽에 가해지게 된다.Referring to FIG. 6, the metal mask 23 having the two upper and lower grill masks 27 and 28 overlapped with each other is fixed by the mask holder 37. That is, any one of the upper side and the lower side of the metal mask 23 and any one of the left side and the right side are respectively fixed to the mask holder 37 by a predetermined depth and fixed. At this time, the metal mask 23 is fixed to the mask holder 37 in a state where a minimum tension in which deflection due to thermal expansion does not occur is applied by a device (not shown). The minimum tension applied to the metal mask 23 is applied to the side not bitten by the mask holder 37.
열팽창에 의한 메탈 마스크(23) 즉, 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 처짐을 방지할 수 있는 최소의 장력은 수학식 1에 의해 결정된다.The minimum tension that can prevent sagging of the metal mask 23, that is, the upper and lower grill masks 27 and 28 by thermal expansion, is determined by Equation (1).
수학식 1에 있어서, ε는 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28) 각각에 인가되는최소의 장력이고, α는 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 열팽창 계수이며, ΔΤ는 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 내부 온도변화이다.In Equation 1, ε is the minimum tension applied to each of the upper and lower grill masks 27 and 28, α is the thermal expansion coefficient of the upper and lower grill masks 27 and 28, and ΔΤ is the upper and lower grilles. Internal temperature changes of the masks 27 and 28.
이와 같이, 메탈 마스크(23)의 가해지는 장력(ε)은 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 내부 온도변화 및 각각의 열팽창 계수에 따라 달리지게 된다.As such, the applied tension ε of the metal mask 23 varies depending on the internal temperature change of the upper and lower grill masks 27 and 28 and the respective thermal expansion coefficients.
상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 내부 온도변화에 따른 최소장력(ε)을 표 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The minimum tension ε according to the internal temperature change of the upper and lower grill masks 27 and 28 will be described with reference to Table 1 as follows.
표 1에 있어서, 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)의 재질이 철 또는 스테인레스일 경우 온도변화가 50℃일 경우 상부 및 하부 그릴마스크(27, 28)에 가해지는 최소장력(ε)은 0.06% 스트레인이면 되고, 이 경우 열팽창에 의한 슬롯(24)의 이동 및 열팽창에 의한 처짐을 방지할 수 있다.In Table 1, when the materials of the upper and lower grill masks 27 and 28 are iron or stainless steel, the minimum tension ε applied to the upper and lower grill masks 27 and 28 when the temperature change is 50 ° C is 0.06. What is necessary is just a% strain, in this case, the movement of the slot 24 by thermal expansion, and sagging by thermal expansion can be prevented.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광소자의 마스크장치는 서로 다른 방향으로 슬롯이 형성된 적어도 2장의 마스크를 중첩시킴으로써, 온도 상승에 따른 열팽창이 최소화되어 일정한 화소를 패터닝할 수 있게 된다. 또한, 열팽창의 영향을 최소화하여 마스크에 인가되는 장력이 감소되어 마스크 홀더의 무게를 줄일 수 있다.As described above, in the mask device of the organic light emitting device according to the present invention, by overlapping at least two masks having slots formed in different directions, thermal expansion due to a temperature rise is minimized, thereby making it possible to pattern certain pixels. In addition, the tension applied to the mask is reduced by minimizing the effect of thermal expansion, thereby reducing the weight of the mask holder.
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.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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