(57)【要約】【課題】光を部分的に照射するためのマスクを具備する封止装置及びこれを利用した表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】相互対向配置される第１基板と第２基板の縁に封止材を介在させて封止材に光を照射して第１基板及び第２基板を接合させることに使用される封止装置において、封止材が介在された第１基板と第２基板が装着されるステージ、ステージの一方の側に配置されて封止材に光が照射されるように封止材の形成位置に対応して透過部が形成されたマスク及びマスクの透過部を通じて封止材に光を照射する光ヘッドを含み、マスクの透過部には封止材に照射される光の照射量を調節するためのパターンが形成される。【選択図】図４ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互対向配置される第１基板と第２基板の縁に封止材を介在させて前記封止材に光を照射して第１基板及び第２基板を接合させるのに使用される封止装置において、
封止材が介在された第１基板と第２基板が装着されるステージと、
前記ステージの一方の側に配置されて、前記封止材に光が照射されるように前記封止材の形成位置に対応して透過部が形成されたマスクと、
前記マスクの透過部を通じて前記封止材に光を照射する光ヘッドを含み、
前記マスクの透過部には封止材に照射される前記光の照射量を調節するためのパターンが形成されたことを特徴とする封止装置。
【請求項２】
前記マスクの透過部は、パターンの形成密度が異なる複数の領域からなることを特徴とする請求項１記載の封止装置。
【請求項３】
前記透過部が中央の第１領域と前記第１領域両側の第２領域からなって、前記第１領域と第２領域の前記パターンの密度が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の封止装置。
【請求項４】
前記第１領域の前記パターンの密度が前記第２領域より高いことを特徴とする請求項３記載の封止装置。
【請求項５】
前記透過部が一方の側の第１領域と異なる一方の側の第２領域からなって、前記第１領域と第２領域の前記パターンの密度が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の封止装置。
【請求項６】
前記透過部が中央の第１領域、前記第１領域を含む第２領域及び前記２領域を含む第３領域からなって、前記第１領域、第２領域及び第３領域の前記パターンの密度が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の封止装置。
【請求項７】
前記第１領域、第２領域及び第３領域それぞれに互いに交差する線形態のパターンが形成されたことを特徴とする請求項６記載の封止装置。
【請求項８】
前記光がレーザまたは赤外線であることを特徴とする請求項１記載の封止装置。
【請求項９】
封止材を間に置いて第１基板と第２基板を対向配置してステージに装着する段階と、
前記封止材の形成位置に対応する部分に透過部が形成されて前記透過部に所定のパターンが形成されたマスクを位置させる段階と、
前記透過部に沿って光を照射して前記封止材を前記第１基板に接合させる段階を含み、
前記透過部に形成された前記パターンによって前記光の照射量が調節されることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記マスクの透過部はパターンの形成密度が異なる複数の領域からなることを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記透過部が中央の第１領域と前記第１領域両側の第２領域からなって、前記第１領域と第２領域の前記パターンの密度が互いに異なることを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１領域の前記パターンの密度が前記第２領域より高いことを特徴とする請求項１１記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記透過部が一方の側の第１領域と異なる一方の側の第２領域からなって、前記第１領域と第２領域の前記パターンの密度が互いに異なることを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記透過部が中央の第１領域、前記第１領域を含む第２領域及び前記２領域を含む第３領域からなって、前記第１領域、第２領域及び第３領域の前記パターンの密度が互いに異なることを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１領域、第２領域及び第３領域それぞれに互いに交差する線形態のパターンが形成されたことを特徴とする請求項１４記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記光がレーザまたは赤外線であることを特徴とする請求項９記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記表示装置は有機電界発光表示装置であることを特徴とする請求項９ないし１６のいずれか１項記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は封止装置及びこれを利用した表示装置の製造方法に関し、より詳細には、光を部分的に照射するためのマスクを具備する封止装置及びこれを利用した表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機電界発光表示装置は画素領域と非画素領域を提供する基板と、封止（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）のために基板と対向されるように配置されてエポキシのようなシーラント（ｓｅａｌａｎｔ）によって基板に合着される容器または基板で構成される。
【０００３】
基板の画素領域には走査ラインとデータラインの間にマトリックス方式で連結された複数の発光素子が形成され、発光素子はアノード電極及びカソード電極と、アノード電極及びカソード電極の間に形成されて正孔輸送層、有機発光層及び電子輸送層を含む有機薄膜層で構成される。
【０００４】
ところで、上記のように構成される発光素子は、有機物を含むので水素及び酸素に脆弱であり、カソード電極が金属材料で形成されるため、空気中の水気によって簡単に酸化されて電気的特性及び発光特性が劣化する。そこで、これを防止するために金属材質のカンやコップ形態で製作された容器や、硝子、プラスチックなどの基板に吸湿剤をパウダー形態で搭載させたり、フィルム形態で接着して外部から浸透する水気が除去されるようにする。
【０００５】
しかし、吸湿剤をパウダー形態で搭載させる方法は、工程が複雑になって材料及び工程単価が上昇して、表示装置の厚さが増加し全面発光には適用し難しい。また、吸湿剤をフィルム形態で接着する方法は水気を取り除くのに限界があって耐久性と信頼性が低く、量産には適用し難しい。
【０００６】
そこで、このような問題点を解決するためにフリットのような封止材を使用し、レーザを照射して封止材を接着させる方法が利用されている。
【０００７】
特許文献１にはレーザを利用したフリットフレーム封止方法について記載されている。
【０００８】
また、特許文献２にはレーザを利用してフリット層で上部基板と下部基板を合着させるパッケージング方法について記載されている。
【０００９】
しかし、上記のようにレーザを照射して封止材を基板に接着させる場合、レーザのエネルギーが図１のようなガウス曲線（Ｇａｕｓｓｉａｎ）分布を持つので、中央部Ｄ２と両側部Ｄ１及びＤ３のエネルギー差によって図２のように封止材と基板の接合状態が不良になる。図２は、封止材にレーザを照射した後、撮影した平面拡大写真で、封止材と基板の接合状態が明暗と色相の差で示される。すなわち、十分なエネルギーによって封止材と基板の接合が良好になる中央部は明るく、相対的に低いエネルギーによって封止材と基板の接合が不完全になった両側部は暗く示される。また、封止材が曲線に塗布される角部分においてもレーザの移動速度の差によって内側部より外側部にレーザが少なく照射されるから外側部の接合状態が不良になる。したがって、封止材と基板の界面接合状態が不良な部分に衝撃が加えられると、封止材が簡単に剥離して封止状態が破壊されうる。
【特許文献１】韓国特許出願公開第２００１−００８４３８０号明細書
【特許文献２】韓国特許出願公開第２００２−００５１１５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は封止材と基板の接合が均一になることができる封止装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は封止材と基板の均一な接合によって封止効果及び信頼性が向上することができる封止装置を利用した表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を果たすための本発明の一側面による封止装置は、相互対向配置される第１基板と第２基板の縁に封止材を介在させて前記封止材に光を照射して第１基板及び第２基板を接合させるのに使用される封止装置において、封止材が介在された第１基板と第２基板が装着されるステージと、前記ステージの一方の側に配置されて、前記封止材に光が照射されるように前記封止材の形成位置に対応して透過部が形成されたマスクと、前記マスクの透過部を通じて前記封止材に光を照射する光ヘッドを含み、前記マスクの透過部には封止材に照射される前記光の照射量を調節するためのパターンが形成されたことを特徴とする。
【００１３】
前記目的を果たすための本発明の他の一側面による封止装置を利用した表示装置の製造方法は、封止材を間に置いて第１基板と第２基板を対向配置してステージに装着する段階と、前記封止材の形成位置に対応する部分に透過部が形成されて前記透過部に所定のパターンが形成されたマスクを位置させる段階と、前記透過部に沿って光を照射して前記封止材を前記第１基板に接合させる段階とを含み、前記透過部に形成された前記パターンによって前記光の照射量が調節されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように本発明によれば、マスクの透過部に光の照射量を調節するためのパターンを形成するので、エネルギーの高い部分と移動速度の遅い部分の光照射量を選択的に減少させることで、均一なエネルギー分布によって封止材と基板の接合が均一になる。したがって、封止材と基板の接着力が強化されて水素及び酸素や水気の浸透が完全に遮られることができ、封止効果及び信頼性が向上して衝撃による表示装置の破損も効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。以下の実施例は当業者に本発明が充分に理解されるように提供されるもので、さまざまな形態に変形されることができ、本発明の範囲が次に記述される実施例に限定されるのではない。
【００１６】
図３は、本発明の望ましい実施例による封止装置を説明するための分解斜視図で、表示パネル２０が装着されるステージ１０、ステージ１０の一方の側に配置されて封止材４２０に対応する部分に透過部３４が形成されたマスク３０、透過部３４に沿って封止材４２０に光を照射する光ヘッド４０を含む。光ヘッド４０は、駆動手段によって透過部３４に沿って移動するように構成されて、光源から提供されたレーザなどの光をレンズを通じて所定の幅に照射する。
【００１７】
表示パネル２０は、有機電界発光素子が形成された支持基板１００、支持基板１００に対向するように配置される封止基板４００、そして有機電界発光素子を封止させるために支持基板１００と封止基板４００の間に介在された封止材４２０からなることができる。
【００１８】
マスク３０は、有機または石英のような透明基板と、透明基板にクロム（Ｃｒ）などで形成されたパターン３２からなり、クロムパターン３２によって表示パネル２０の封止材４２０に対応する部分に透過部３４が形成される。すなわち、有機電界発光素子に対応する部分にはクロムパターン３２が形成されて光が遮断されて、クロムパターン３２が形成されていない透過部３４を通じてのみ光が透過されることができる。
【００１９】
また、マスク３０の透過部３４には図４ａないし図４ｄのように光の透過量を調節するためのパターン３６ａないし３６ｇが形成される。
【００２０】
第１実施例では、透過部３４がパターンの形成密度の異なる複数の領域からなる。例えば、透過部３４を中央の第１領域３４ａ、第１領域３４ａを含んで第１領域３４ａより広い第２領域３４ｂ、そして第２領域３４ｂを含んで第２領域３４ｂより広い第３領域３４ｃで区分し、第１ないし第３領域３４ａないし３４ｃのそれぞれに互いに交差されるように線形態のパターン３６ａないし３６ｃを形成することができる。
【００２１】
この時、望ましくは透過部３４が直線からなる部分は図４ａのようにパターン３６ａないし３６ｃの配列によって第１領域３４ａ、第２領域３４ｂ及び第３領域３４ｃの手順にパターンの密度が高く形成し、曲線でなる角部分は図４ｂのように中央の第１領域３４ａを基準として内側の第２領域３４ｂ、及び／または第３領域３４ｃのパターンの密度が外側の第２領域３４ｂ及び第３領域３４ｃより高く形成する。このように、第１領域３４ａないし第３領域３４ｃのパターン３６ａないし３６ｃの密度をそれぞれ調節すれば第１領域３４ａないし第３領域３４ｃに透過する光の量をそれぞれ調節することができる。
【００２２】
第２実施例として、図４ｃのように透過部３４を内側の第１領域３４ｄと外側の第２領域３４ｅで区分して、第１領域３４ｄ及び第２領域３４ｅのパターン３６ｄ及び３６ｅの密度を互いに異なるように形成することができる。
【００２３】
例えば、第１領域３４ｄ及び第２領域３４ｅそれぞれに線形態のパターン３６ｄ及び３６ｅを形成することができるが、この時第１領域３４ｄでのみパターン３６ｄ及び３６ｅが互いに交差されるようにして第１領域３４ｄのパターン３６ｄ及び３６ｅの密度を第２領域３４ｅより高くすれば第１領域３４ｄに透過する光の量が第２領域３４ｅに透過する光の量より少なくなる。
【００２４】
第３実施例として、図４ｄに示されたように透過部３４を中央の第１領域３４ｆと第１領域３４ｆの両側の第２領域３４ｇで区分して、第１領域３４ｆ及び第２領域３４ｇのパターン３６ｆ及び３６ｇの密度を互いに異なるように形成することができる。
【００２５】
例えば、第１領域３４ｆ及び第２領域３４ｇそれぞれに線形態のパターン３６ｆ及び３６ｇを形成することができるが、この時第１領域３４ｆでパターン３６ｆ及び３６ｇが互いに交差されるようにして第１領域３４ｆのパターン３６ｆ及び３６ｇの密度を第２領域３４ｇより高くすれば第１領域３４ｆに透過する光の量が第２領域３４ｇに透過する光の量より少なくなる。
【００２６】
上記実施例において、パターン３６ａないし３６ｇの形態、密度、線幅及び間隔は光の種類、エネルギー及び照射量によって選択されることができる。また、前記実施例ではパターン３６ａないし３６ｇが透過部３４の全体領域に形成された場合を説明したが、透過部３４の一部領域のみに選択的に形成されることもできる。例えば、レーザエネルギーの低い周辺領域にはパターンを形成せず、レーザエネルギーの高い中央部のみにパターンを形成することができる。
【００２７】
では、上記のように構成された本発明の封止装置を利用して有機電界発光表示装置を製造する方法を図５ａないし図５ｅを参照して説明する。
【００２８】
図５ａを参照すれば、画素領域１１０及び非画素領域１２０が定義された基板１００を準備する。画素領域１１０の基板１００には走査ライン１０４及びデータライン１０６の間にマトリックス方式で連結された複数の有機電界発光素子２００を形成し、非画素領域１２０の基板１００には画素領域１１０の走査ライン１０４及びデータライン１０６から延長された走査ライン１０４及びデータライン１０６、有機電界発光素子２００の動作のための電源供給ライン（図示せず）、そしてパッド１０８を通じて外部から提供された信号を処理して走査ライン１０４及びデータライン１０６に供給する走査駆動部３１０及びデータ駆動部３２０を形成する。
【００２９】
図６を参照すれば、本発明の一実施例による有機電界発光素子２００は、アノード電極２０８及びカソード電極２１１と、アノード電極２０８及びカソード電極２１１の間に形成された有機薄膜層２１０からなる。有機薄膜層２１０は正孔輸送層、有機発光層及び電子輸送層が積層された構造で形成され、正孔注入層と電子注入層がさらに含まれることができる。また、有機電界発光素子２００の動作を制御するためのスイッチングトランジスタと信号を維持させるためのキャパシタがさらに含まれることができる。ここで、有機電界発光素子２００の製造過程を図６を参照してより詳しく説明する。
【００３０】
まず、画素領域１１０及び非画素領域１２０の基板１００上にバッファー層２０１を形成する。バッファー層２０１は熱による基板１００の被害を防止して基板１００からイオンが外部に拡散することを遮断するためのもので、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）やシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）のような絶縁膜で形成する。
【００３１】
画素領域１１０のバッファー層２０１上にソース及びドレイン領域とチャンネル領域を提供する半導体層２０２を形成した後、半導体層２０２を含む画素領域１１０の全体上部面にゲート絶縁膜２０３を形成する。
【００３２】
半導体層２０２上部のゲート絶縁膜２０３上にゲート電極２０４を形成する。この時、画素領域１１０にはゲート電極２０４と連結される走査ライン１０４が形成されて、非画素領域１２０には画素領域１１０の走査ライン１０４から延長される走査ライン１０４及び外部から信号の提供を受けるためのパッド１０８が形成されるようにする。ゲート電極２０４、走査ライン１０４及びパッド１０８はモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属、またはこれらの金属の合金や積層構造で形成することができる。
【００３３】
ゲート電極２０４を含む画素領域１１０の全体上部面に層間絶縁膜２０５を形成する。そして層間絶縁膜２０５とゲート絶縁膜２０３をパターニングして半導体層２０２のソース及びドレイン領域が露出するようにコンタクトホールを形成し、コンタクトホールを通じてソース及びドレイン領域と連結されるようにソース電極２０６ａ及びドレイン電極２０６ｂを形成する。この時、画素領域１１０にはソース電極２０６ａ及びドレイン電極２０６ｂと連結されるデータライン１０６が形成されて、非画素領域１２０には画素領域１１０のデータライン１０６から延長されるデータライン１０６及び外部から信号の提供を受けるためのパッド１０８が形成されるようにする。
【００３４】
ソース電極２０６ａ及びドレイン電極２０６ｂ、データライン１０６及びパッド１０８はモリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属、またはこれらの金属の合金や積層構造で形成することができる。
【００３５】
画素領域１１０の全体上部面に平坦化層２０７を形成して表面を平坦化させる。そして平坦化層２０７をパターニングしてソース電極２０６ａまたはドレイン電極２０６ｂの所定部分が露出するようにビアホールを形成し、ビアホールを通じてソース電極２０６ａまたはドレイン電極２０６ｂと連結されるアノード電極２０８を形成する。
【００３６】
アノード電極２０８の一部領域が露出されるように平坦化層２０７上に画素定義膜２０９を形成した後、露出したアノード電極２０８上に有機薄膜層２１０を形成して、有機薄膜層２１０を含む全体上部面にカソード電極２１１を形成する。
【００３７】
図５ｂ及び図５ｃを参照すれば、画素領域１１０を封止させるための封止基板４００を準備し、封止基板４００の周辺部に沿って封止材４２０を形成する。封止基板４００としては硝子のように透明な物質からなる基板を使うことができ、封止材４２０としては有機バインダーと熱膨脹係数を減少させるためのフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）などが含まれたフリット（ｆｒｉｔ）などを使うことができる。例えば、ペースト状態のフリットを封止基板４００の周辺部に沿って塗布した後、焼成させて水気や有機バインダーをとり除く。
【００３８】
次の図５ｄ及び図５ｅに示されたように、基板１００上部に封止基板４００を対向するように配置した後、封止材３２０によって有機電界発光素子２００が封止されるようにする。
【００３９】
封止材３２０が介在された状態で相互対向するように配置された基板１００と封止基板４００を封止装置のステージ１０上に装着し、その上部にマスク３０を位置させる。この時、封止材４２０の形成位置にマスク３０の透過部３４が対応するようにマスク３０を装着する。
【００４０】
次に、マスク３０の透過部３４に沿って光ヘッド４０を移動させながら透過部３４を通じて封止材４２０にレーザを照射すればレーザエネルギーによって封止材４２０が溶融されて基板１００と封止基板４００が相互接合されるが、この時マスク３０の透過部３４に形成されたパターン３６ａないし３６ｇによってレーザの照射量が均一になる。
【００４１】
すなわち、エネルギーの高いレーザ中央部Ｄ２に対応する部分の封止材４２０に照射されるレーザの量は、透過部３４の第１領域３４ａに形成されたパターン３６ａないし３６ｃによって多く減少される反面、相対的にエネルギーの低いレーザの両側部Ｄ１及びＤ３に対応する部分の封止材４２０に照射されるレーザの量は第２領域３４ｂ及び第３領域３４ｃに形成されたパターン３６ｂ及び３６ｃによって相対的に少なく減少されるので、封止材４２０と基板１００の接合が全体的に均一になる（図４ａ参照）。
【００４２】
また、封止材４２０が曲線で形成された角部分ではレーザの移動速度の早い第１領域３４ｄと第１領域３４ｄ内側の第２領域３４ｂ及び第３領域３４ｃに形成されたパターン３６ａないし３６ｃの密度が第１領域３４ｄ外側の第２領域３４ｂ及び第３領域３４ｃに形成されたパターン３６ｂ及び３６ｃの密度より高いから、照射されるレーザの量がたくさん減少されて均一な界面接合を成すことができる（図４ｂ参照）。
【００４３】
これと同様に、図４ｃ及び図４ｄの実施例の場合にもパターン３６ｄないし３６ｇの密度によってレーザ照射量が全体的に均一になって接合が全体的に均一になる。
【００４４】
一方、上記実施例では封止材４２０が画素領域１１０のみを封止させるように形成された場合を説明したが、これに限らず走査駆動部３１０を含むように形成することができる。この場合、封止基板４００の大きさも変更されなければならない。また、封止材４２０を封止基板４００に形成した場合を説明したが、これに限らず基板１００に形成することができ、封止材４２０を基板１００に接合させるためにレーザを使用したが、赤外線のような他の光源を使用することができる。
【００４５】
以上添付した図面を参照して本発明について詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】レーザのエネルギー分布を示したグラフである。
【図２】従来方法による封止材と基板の接合状態を示した拡大写真である。
【図３】本発明による封止装置を説明するための分解斜視図である。
【図４ａ】本発明の第１実施例によるマスクを説明するための平面図である。
【図４ｂ】本発明の第１実施例によるマスクを説明するための平面図である。
【図４ｃ】本発明の第２実施例によるマスクを説明するための平面図である。
【図４ｄ】本発明の第３実施例によるマスクを説明するための平面図である。
【図５ａ】本発明の封止装置を利用した有機電界発光表示装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図５ｂ】本発明の封止装置を利用した有機電界発光表示装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図５ｃ】本発明の封止装置を利用した有機電界発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５ｄ】本発明の封止装置を利用した有機電界発光表示装置の製造方法を説明するための平面図である。
【図５ｅ】本発明の封止装置を利用した有機電界発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図５ａの有機電界発光素子を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  ステージ
２０  表示パネル
３０  マスク
３２  クロムパターン
３４  透過部
３４ａ、３４ｄ、３４ｆ  第１領域
３４ｂ、３４ｅ、３４ｇ  第２領域
３４ｃ  第３領域
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ、３６ｇ  パターン
４０  光ヘッド
１００  支持基板
１０４  走査ライン
１０６  データライン
１０８  パッド
１１０  画素領域
１２０  非画素領域
２００  有機電界発光素子
２０１  バッファー層
２０２  半導体層
２０３  ゲート絶縁膜
２０４  ゲート電極
２０５  層間絶縁膜
２０６ａ  ソース電極
２０６ｂ  ドレイン電極
２０７  平坦化層
２０８  アノード電極
２０９  画素定義膜
２１０  有機薄膜層
２１１  カソード電極
３１０  走査駆動部
３２０  データ駆動部
４００  封止基板
４２０  封止材
【図１】
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【図３】
2008123977.tif 000004
【図４ａ】
2008123977.tif 000005
【図４ｂ】
2008123977.tif 000006
【図４ｃ】
2008123977.tif 000007
【図４ｄ】
2008123977.tif 000008
【図５ａ】
2008123977.tif 000009
【図５ｂ】
2008123977.tif 000010
【図５ｃ】
2008123977.tif 000011
【図５ｄ】
2008123977.tif 000012
【図５ｅ】
2008123977.tif 000013
【図６】
2008123977.tif 000014
【図２】
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