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KR20120045865A - 유기층 증착 장치 - Google Patents

유기층 증착 장치 Download PDF

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KR20120045865A
KR20120045865A KR1020100107712A KR20100107712A KR20120045865A KR 20120045865 A KR20120045865 A KR 20120045865A KR 1020100107712 A KR1020100107712 A KR 1020100107712A KR 20100107712 A KR20100107712 A KR 20100107712A KR 20120045865 A KR20120045865 A KR 20120045865A
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KR
South Korea
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patterning
deposition source
deposition
slits
organic layer
Prior art date
Application number
KR1020100107712A
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English (en)
Inventor
박현숙
조창목
이윤미
장석락
Original Assignee
삼성모바일디스플레이주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to US13/244,391 priority patent/US8882922B2/en
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Abstract

본 발명은 일 측면은 패터닝 슬릿 시트가 처짐으로써 발생하는 패턴 쉬프트를 최소화할 수 있는 유기층 증착 장치를 제공한다.

Description

유기층 증착 장치{Apparatus for organic layer deposition}
본 발명은 유기층 증착 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기 발광 표시장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시장치는 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극 사이에 발광층 및 이를 포함하는 중간층을 구비한다. 이때 상기 전극들 및 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 독립 증착 방식이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 표시장치를 제작하기 위해서는, 박막 등이 형성될 기판 면에, 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask: FMM)를 밀착시키고 박막 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 박막을 형성한다.
그러나, 이러한 파인 메탈 마스크를 이용하는 방법은 5G 이상의 마더 글래스(mother-glass)를 사용하는 대면적화에는 부적합하다는 한계가 있다. 즉, 대면적 마스크를 사용하면 자중에 의해 마스크의 휨 현상이 발생되는 데, 이 휨 현상에 의한 패턴의 왜곡이 발생될 수 있기 때문이다. 이는 패턴에 고정세를 요하는 현 경향과 배치되는 것이다.
본 발명의 일 측면은 종래의 파인 메탈 마스크를 이용한 증착 방법의 한계를 극복하기 위한 것으로 대형 기판의 양산 공정에 더욱 적합하고, 패터닝 슬릿 시트가 처짐에 따라 발생하는 패턴 쉬프트와 섀도우를 방지할 수 있는 유기층 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기층 증착 장치는, 기판상에 유기층을 형성하기 위한 유기층 증착 장치에 있어서, 증착 물질을 방사하는 증착원과, 상기 증착원의 일 측에 배치되며, 제1 방향을 따라 복수 개의 증착원 노즐들이 형성된 증착원 노즐부와, 상기 증착원 노즐부와 대향되게 배치되고, 상기 제1 방향에 대해 수직인 제2방향을 따라 복수 개의 패터닝 슬릿들이 형성되는 패터닝 슬릿 시트를 구비하며, 상기 복수 개의 패터닝 슬릿들은 상기 패터닝 슬릿 시트 중앙에 형성된 중심 패터닝 슬릿, 상기 중심 패터닝 슬릿을 기준으로 좌측에 배치되는 복수 개의 좌측 패터닝 슬릿들, 및 상기 중심 패터닝 슬릿을 기준으로 우측에 배치되는 복수 개의 우측 패터닝 슬릿들로 이루어지며, 상기 좌측 패터닝 슬릿들과 상기 우측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿을 향하여 굴절되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 중심 패터닝 슬릿은 그 길이 방향이 상기 제1 방향과 평행할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 좌측 패터닝 슬릿들과 상기 우측 패터닝 슬릿들 각각은 상기 중심 패터닝 슬릿의 중심점을 향하여 굴절될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 패터닝 슬릿들 각각의 폭이 동일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 서로 이웃하는 상기 좌측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 동일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 서로 이웃하는 상기 우측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 동일할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 패터닝 슬릿들 사이의 간격이 서로 상이할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 좌측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 인접한 상기 좌측 패터닝 슬릿들 간의 간격이 가깝게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 우측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 인접한 상기 우측 패터닝 슬릿들 간의 간격이 가깝게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 패터닝 슬릿들 각각의 폭은 서로 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 패터닝 슬릿들 각각의 폭은 서로 상이할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 좌측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 상기 좌측 패터닝 슬릿의 폭이 작아지도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 우측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 상기 우측 패터닝 슬릿의 폭이 작아지도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 좌측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 서로 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 우측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 서로 동일하게 형성될 수 있다
본 발명에 있어서, 상기 증착원, 상기 증착원 노즐부 및 상기 패터닝 슬릿 시트는 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 증착원 및 상기 증착원 노즐부와 상기 패터닝 슬릿 시트는 상기 증착 물질의 이동 경로를 가이드 하는 연결 부재에 의해 결합되어 일체로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 연결 부재는 상기 증착원 및 상기 증착원 노즐부와 상기 패터닝 슬릿 시트 사이의 공간을 외부로부터 밀폐하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 증착원 노즐들은 소정 각도 틸트 되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 증착원 노즐들은 상기 제1 방향을 따라 형성된 두 열(列)의 증착원 노즐들을 포함하며, 상기 두 열(列)의 증착원 노즐들은 서로 마주보는 방향으로 틸트될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 증착원 노즐들은 상기 제1 방향을 따라 형성된 두 열(列)의 증착원 노즐들을 포함하며, 상기 두 열(列)의 증착원 노즐들 중 제1 측에 배치된 증착원 노즐들은 패터닝 슬릿 시트의 제2 측 단부를 바라보도록 배치되고, 상기 두 열(列)의 증착원 노즐들 중 제2 측에 배치된 증착원 노즐들은 패터닝 슬릿 시트의 제1 측 단부를 바라보도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 중심 패터닝 슬릿은 상기 증착원 노즐이 배열되는 상기 제1 방향에 대응될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 유기층 증착 장치에 따르면, 제조가 용이하고, 대형 기판 양산 공정에 용이하게 적용될 수 있으며, 제조 수율 및 증착 효율이 향상되고, 증착 물질의 재활용이 용이하며, 패턴 쉬프트나 섀도우 현상을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 포함하는 유기층 증착 시스템 구성도.
도 2는 도 1의 변형례를 도시한 시스템 구성도.
도 3은 정전척의 일 예를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 유기층 증착 장치의 개략적인 측단면도.
도 6은 도 4의 유기층 증착 장치의 개략적인 평단면도.
도 7은 패터닝 슬릿 시트이 처진 상태를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 8은 도 7의 I-I선을 따라 취한 단면도.
도 9는 패터닝 슬릿 시트가 처진 경우와 처지지 않은 경우의 유기층 형성 예상도.
도 10은 패터닝 슬릿 시트가 처진 경우, 기판 상에 형성되는 유기층을 나타내는 도면.
도 11은 패터닝 슬릿 시트의 일 변형예를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 12는 패터닝 슬릿 시트의 다른 변형예를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 13은 패터닝 슬릿 시트의 또 다른 변형예를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 16은 본 발명의 증착 장치를 이용하여 제조된 액티브 매트릭스형 유기 발광 표시장치를 나타내는 단면도.
이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 포함한 박막 증착 시스템 구성도이고, 도 2는 도 1의 변형례를 도시한 것이다. 도 3은 정전척(600)의 일 예를 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 시스템은 로딩부(710), 증착부(730), 언로딩부(720), 제1 순환부(610) 및 제2 순환부(620)를 포함한다.
로딩부(710)는 제1 래크(712)와, 도입로봇(714)과, 도입실(716)과, 제1 반전실(718)을 포함할 수 있다.
제1 래크(712)에는 증착이 이루어지기 전의 기판(500)이 다수 적재되어 있고, 도입로봇(714)은 상기 제1 래크(712)로부터 기판(500)을 잡아 제2 순환부(620)로부터 이송되어 온 정전척(600)에 기판(500)을 얹은 후, 기판(500)이 부착된 정전척(600)을 도입실(716)로 옮긴다.
도입실(716)에 인접하게는 제1반전실(718)이 구비되며, 제1 반전실(718)에 위치한 제1 반전 로봇(719)이 정전척(600)을 반전시켜 정전척(600)을 증착부(730)의 제1순환부(610)에 장착한다.
정전척(Electro Static Chuck, 600)은 도 3에서 볼 수 있듯이, 세라믹으로 구비된 본체(601)의 내부에 전원이 인가되는 전극(602)이 매립된 것으로, 이 전극(602)에 고전압이 인가됨으로써 본체(601)의 표면에 기판(500)을 부착시키는 것이다.
도 1에서 볼 때, 도입 로봇(714)은 정전척(600)의 상면에 기판(500)을 얹게 되고, 이 상태에서 정전척(600)은 도입실(716)로 이송되며, 제1 반전 로봇(719)이 정전척(600)을 반전시킴에 따라 증착부(730)에서는 기판(500)이 아래를 향하도록 위치하게 된다.
언로딩부(720)의 구성은 위에서 설명한 로딩부(710)의 구성과 반대로 구성된다. 즉, 증착부(730)를 거친 기판(500) 및 정전척(600)을 제2 반전실(728)에서 제2 반전로봇(729)이 반전시켜 반출실(726)로 이송하고, 반출로봇(724)이 반출실(726)에서 기판(500) 및 정전척(600)을 꺼낸 다음 기판(500)을 정전척(600)에서 분리하여 제2래크(722)에 적재한다. 기판(500)과 분리된 정전척(600)은 제2 순환부(620)를 통해 로딩부(710)로 회송된다.
그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(500)이 정전척(600)에 최초 고정될 때부터 정전척(600)의 하면에 기판(500)을 고정시켜 그대로 증착부(730)로 이송시킬 수도 있다. 이 경우, 예컨대 제1 반전실(718) 및 제1 반전로봇(719)과 제2 반전실(728) 및 제2 반전로봇(729)은 필요없게 된다.
증착부(730)는 적어도 하나의 증착용 챔버를 구비한다. 도 1에 따른 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 증착부(730)는 제1 챔버(731)를 구비하며, 이 제1 챔버(731) 내에 복수의 유기층 증착 장치들(100)(200)(300)(400)이 배치된다. 도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 챔버(731) 내에 제1 유기층 증착 장치(100), 제2 유기층 증착 장치(200), 제3 유기층 증착 장치(300) 및 제4 유기층 증착 장치(400)의 네개의 유기층 증착 장치들이 설치되어 있으나, 그 숫자는 증착 물질 및 증착 조건에 따라 가변 가능하다. 상기 제1 챔버(731)는 증착이 진행되는 동안 진공으로 유지된다.
또한, 도 2에 따른 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 상기 증착부(730)는 서로 연계된 제1 챔버(731) 및 제2 챔버(732)를 포함하고, 제1 챔버(731)에는 제1,2 유기층 증착 장치들(100)(200)가, 제2 챔버(732)에는 제3,4 유기층 증착 장치들(300)(400)이 배치될 수 있다. 이 때, 챔버의 수가 추가될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 1에 따른 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 기판(500)이 고정된 정전척(600)은 제1 순환부(610)에 의해 적어도 증착부(730)로, 바람직하게는 상기 로딩부(710), 증착부(730) 및 언로딩부(720)로 순차 이동되고, 상기 언로딩부(720)에서 기판(500)과 분리된 정전척(600)은 제2 순환부(620)에 의해 상기 로딩부(710)로 환송된다.
상기 제1 순환부(610)는 상기 증착부(730)를 통과할 때에 상기 제1 챔버(731)를 관통하도록 구비되고, 상기 제2 순환부(620)는 정전 척이 이송되도록 구비된다.
도 4는 본 발명의 유기층 증착 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 유기층 증착 장치의 개략적인 측면도이고, 도 6은 도 4의 유기층 증착 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치(100)는 증착원(110), 증착원 노즐부(120), 및 패터닝 슬릿 시트(150)를 포함한다.
상세히, 증착원(110)에서 방출된 증착 물질(115)이 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(150)를 통과하여 기판(500)에 원하는 패턴으로 증착되게 하려면, 기본적으로 제1 챔버(731) 내부는 FMM 증착 방법과 동일한 고진공 상태를 유지해야 한다. 또한 패터닝 슬릿 시트(150)의 온도가 증착원(110) 온도보다 충분히 낮아야(약 100°이하) 한다. 왜냐하면, 패터닝 슬릿 시트(150)의 온도가 충분히 낮아야만 온도에 의한 패터닝 슬릿 시트(150)의 열팽창 문제를 최소화할 수 있기 때문이다.
이러한 제1 챔버(731) 내에는 피 증착체인 기판(500)이 배치된다. 상기 기판(500)은 평판 표시장치용 기판이 될 수 있는데, 다수의 평판 표시장치를 형성할 수 있는 마더 글라스(mother glass)와 같은 대면적 기판이 적용될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에서는, 기판(500)이 유기층 증착 장치(100)에 대하여 상대적으로 이동하면서 증착이 진행되는 것을 일 특징으로 한다.
상세히, 기존 FMM 증착 방법에서는 FMM 크기가 기판 크기와 동일하게 형성되어야 한다. 따라서, 기판 사이즈가 증가할수록 FMM도 대형화되어야 하며, 이로 인해 FMM 제작이 용이하지 않고, FMM을 인장하여 정밀한 패턴으로 얼라인(align) 하기도 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치(100)는, 유기층 증착 장치(100)와 기판(500)이 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어지는 것을 일 특징으로 한다. 다시 말하면, 유기층 증착 장치(100)와 마주보도록 배치된 기판(500)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로 증착을 수행하게 된다. 즉, 기판(500)이 도 6의 화살표 A 방향(제1 방향)으로 이동하면서 스캐닝(scanning) 방식으로 증착이 수행되는 것이다.
본 발명의 유기층 증착 장치(100)에서는 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(150)를 만들 수 있다. 즉, 본 발명의 유기층 증착 장치(100)의 경우, 기판(500)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로, 즉 스캐닝(scanning) 방식으로 증착을 수행하기 때문에, 패터닝 슬릿 시트(150)의 X축 방향 및 Y축 방향의 길이는 기판(500)의 길이보다 훨씬 작게 형성될 수 있는 것이다. 이와 같이, 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(150)를 만들 수 있기 때문에, 본 발명의 패터닝 슬릿 시트(150)는 그 제조가 용이하다. 즉, 패터닝 슬릿 시트(150)의 에칭 작업이나, 그 이후의 정밀 인장 및 용접 작업, 이동 및 세정 작업 등 모든 공정에서, 작은 크기의 패터닝 슬릿 시트(150)가 FMM 증착 방법에 비해 유리하다. 또한, 이는 디스플레이 장치가 대형화될수록 더욱 유리하게 된다.
한편, 챔버 내에서 상기 기판(500)과 대향하는 측에는, 증착 물질(115)이 수납 및 가열되는 증착원(110)이 배치된다. 상기 증착원(110) 내에 수납되어 있는 증착 물질(115)이 기화됨에 따라 기판(500)에 증착이 이루어진다.
상세히, 증착원(110)은 그 내부에 증착 물질(115)이 채워지는 도가니(112)와, 도가니(112)를 가열시켜 도가니(112) 내부에 채워진 증착 물질(115)을 도가니(112)의 일 측, 상세하게는 증착원 노즐부(120) 측으로 증발시키기 위한 냉각 블록(111)을 포함한다. 냉각 블록(111)은 도가니(112)로부터의 열이 외부, 즉, 제1챔버 내부로 발산되는 것을 최대한 억제하기 위한 것으로, 이 냉각 블록(111)에는 도가니(111)를 가열시키는 히터(미도시)가 포함되어 있다.
증착원(110)의 일측, 상세하게는 증착원(110)에서 기판(500)을 향하는 측에는 증착원 노즐부(120)가 배치된다. 그리고, 증착원 노즐부(120)에는, Y축 방향 즉 기판(500)의 스캔 방향을 따라서 복수 개의 증착원 노즐(121)들이 형성된다. 여기서, 상기 복수 개의 증착원 노즐(121)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 증착원(110) 내에서 기화된 증착 물질(115)은 이와 같은 증착원 노즐부(120)를 통과하여 피 증착체인 기판(500) 쪽으로 향하게 되는 것이다. 이와 같이, 증착원 노즐부(120) 상에 Y축 방향 즉 기판(500)의 스캔 방향을 따라서 복수 개의 증착원 노즐(121)들이 형성할 경우, 패터닝 슬릿 시트(150)의 각각의 패터닝 슬릿(151)들을 통과하는 증착 물질에 의해 형성되는 패턴의 크기는 증착원 노즐(121) 하나의 크기에만 영향을 받으므로(즉, X축 방향으로는 증착원 노즐(121)이 하나만 존재하는 것에 다름 아니므로), 음영(shadow)이 발생하지 않게 된다. 또한, 다수 개의 증착원 노즐(121)들이 스캔 방향으로 존재하므로, 개별 증착원 노즐 간 플럭스(flux) 차이가 발생하여도 그 차이가 상쇄되어 증착 균일도가 일정하게 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 증착원(110)과 기판(500) 사이에는 패터닝 슬릿 시트(150) 및 프레임(155)이 더 구비된다. 프레임(155)은 대략 창문 틀과 같은 형태로 형성되며, 그 내측에 패터닝 슬릿 시트(150)가 결합된다. 그리고, 패터닝 슬릿 시트(150)에는 X축 방향을 따라서 복수 개의 패터닝 슬릿(151)들이 형성된다. 증착원(110) 내에서 기화된 증착 물질(115)은 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(150)를 통과하여 피 증착체인 기판(500) 쪽으로 향하게 되는 것이다. 이때, 상기 패터닝 슬릿 시트(150)는 종래의 파인 메탈 마스크(FMM) 특히 스트라이프 타입(stripe type)의 마스크의 제조 방법과 동일한 방법인 에칭을 통해 제작될 수 있다. 이때, 증착원 노즐(121)들의 총 개수보다 패터닝 슬릿(151)들의 총 개수가 더 많게 형성될 수 있다.
패터닝 슬릿 시트(150)는 패터닝 슬릿 시트(150)이 증착원(110)을 향하여 처지는 것을 방지할 수 있는 지지부(153)을 더 구비할 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.
한편, 상술한 증착원(110)(및 이와 결합된 증착원 노즐부(120))과 패터닝 슬릿 시트(150)는 서로 일정 정도 이격되도록 형성될 수 있으며, 증착원(110)(및 이와 결합된 증착원 노즐부(120))과 패터닝 슬릿 시트(150)는 제1 연결 부재(135)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 즉, 증착원(110), 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(150)가 제1연결 부재(135)에 의해 연결되어 서로 일체로 형성될 수 있는 것이다. 여기서 제1연결 부재(135)들은 증착원 노즐(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 이동 경로를 가이드 할 수 있다. 도면에는 제1 연결 부재(135)가 증착원(110), 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(150)의 좌우 방향으로만 형성되어 증착 물질의 X축 방향만을 가이드 하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 제1 연결 부재(135)가 박스 형태의 밀폐형으로 형성되어 증착 물질의 X축 방향 및 Y축 방향 이동을 동시에 가이드 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치(100)는 기판(500)에 대하여 상대적으로 이동하면서 증착을 수행하며, 이와 같이 유기층 증착 장치(100)가 기판(500)에 대하여 상대적으로 이동하기 위해서 패터닝 슬릿 시트(150)는 기판(500)으로부터 일정 정도 이격되도록 형성된다.
상세히, 종래의 FMM 증착 방법에서는 기판에 음영(shadow)이 생기지 않도록 하기 위하여 기판에 마스크를 밀착시켜서 증착 공정을 진행하였다. 그러나, 이와 같이 기판에 마스크를 밀착시킬 경우, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량 문제가 발생한다는 문제점이 존재하였다. 또한, 마스크를 기판에 대하여 이동시킬 수 없기 때문에, 마스크가 기판과 동일한 크기로 형성되어야 한다. 따라서, 디스플레이 장치가 대형화됨에 따라 마스크의 크기도 커져야 하는데, 이와 같은 대형 마스크를 형성하는 것이 용이하지 아니하다는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치(100)에서는 패터닝 슬릿 시트(150)가 피 증착체인 기판(500)과 소정 간격을 두고 이격되도록 배치되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 의해서 마스크를 기판보다 작게 형성한 후, 마스크를 기판에 대하여 이동시키면서 증착을 수행할 수 있게 됨으로써, 마스크 제작이 용이해지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 공정에서 기판과 마스크를 밀착시키는 시간이 불필요해지기 때문에, 제조 속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치의 패터닝 슬릿 시트에 형성된 패터닝 슬릿들의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
도 7은 패터닝 슬릿 시트이 처진 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 I-I선을 따라 취한 단면도이며, 도 9는 패터닝 슬릿 시트가 처진 경우와 처지지 않은 경우의 유기층 형성 예상도이다. 그리고, 도 10은 패터닝 슬릿 시트가 처진 경우, 기판 상에 형성되는 유기층을 나타내는 도면이다.
도 7 및 8을 참조하면, 패터닝 슬릿 시트(150)가 -Z축 방향으로 처진 것을 확인할 수 있다. 패터닝 슬릿 시트(150')는 지면에 평행이 되도록 XY평면 상에 배치되며, 기판(500)은 패터닝 슬릿 시트(150')와 이격되어 XY평면 상에서 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 패터닝 슬릿 시트(150')는 지면에 평행하게 배치되므로 중력에 의하여 지면을 향하여(-Z축 방향으로) 처지게 된다.
이와 같이 패터닝 슬릿 시트(150)이 지면을 향하여 처지게 되면, 패터닝 슬릿 시트(150')가 처지지 않고 지면에 평행하였을 때와는 다르게 증착원 노즐(121)에서 패터닝 슬릿 시트(150)까지의 거리가 달리지게 된다. 즉, 도 9는 처진 상태의 패터닝 슬릿 시트를 이용하여 형성된 유기층 패턴의 예상도이며, 도 9를 참조하면, 처지지 않은 상태의 패터닝 슬릿 시트(150')는 기판(500)과의 간격(S)을 유지되며, 증착원 노즐(121)에서 방출된 증착 물질은 경로(u)로 이동하고 패터닝 슬릿 시트(150')를 통과하여 기판(500) 상에 증착되어 유기층(150d')을 형성한다. 그러나, 패터닝 슬릿 시트(150)가 중력에 의해 처지게 되면, 패터닝 슬릿 시트(150)과 기판(500) 사이의 간격(S')이 상기 간격(S)보다 더 커지게 되며, 증착원 노즐(121)에서 방출된 증착 물질은 경로(v)를 따라 이동하고 패터닝 슬릿 시트(150)을 통하여 기판(500) 상에 유기층(150d)이 형성된다. 패터닝 슬릿 시트(150)에 의해 증착된 유기층(150d)은 상기 유기층(150d')보다 Y축으로 이동(P)되는 패턴 쉬프트 현상이 발생한다.
패턴 쉬프트 현상이 발생하는 하는 경우, 도 10에서 보는 바와 같이, 패터닝 슬릿 시트(150)의 중앙에 위치한 패터닝 슬릿을 통과하여 형성되는 유기층(150a)을 기준으로 그 좌측에 형성된 유기층들(150c)과 우측에 형성된 유기층들(15b)은 처진 패터닝 슬릿(150)의 영향으로 외곽으로 절곡된 형태가 된다. 또한, 패터닝 슬릿 시트(150)의 중심에서 외곽 방향(-X축 방향 또는 +X축 방향)으로 갈수록 증착원 노즐(121)에서 패터닝 슬릿 시트(150)까지의 입사각이 커지게 되므로 유기층들(150c 또는 150b) 사이의 거리가 커지게 디는 문제점이 있다. 패터닝 슬릿 시트가 처지는 것을 방지하기 위해 패터닝 슬릿 시트(150)을 프레임(155)에 부착할 때, 인장력을 강화하여 패터닝 슬릿 시트(150)와 프레임(155)을 접합시킬 수 있으나, 패터닝 슬릿 시트(150)가 커짐에 따라 중력에 의한 패터닝 슬릿 시트(150)의 처짐을 완전히 해소할 수 없다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층 증착 장치에서는 패터닝 슬릿 시트(150)의 처짐 현상을 상쇄하기 위해 패터닝 슬릿들(151)을 변형한다. 도 11을 참조하면, 복수 개의 패터닝 슬릿들(151a, 151b, 151c)은 중심 패터닝 슬릿(151a), 좌측 패터닝 슬릿들(151b), 및 우측 패터닝 슬릿들(151c)로 이루어지며, 좌측 패터닝 슬릿들(151b)과 우측 패터닝 슬릿들(151c)은 중심 패터닝 슬릿(151a)을 향하여 절곡되는 형성을 갖는다. 이는 도 10에 도시된 유기층의 형태와 반대되는 형상이다. 즉, 도 10은 직선 형태의 패터닝 슬릿들로 이루어진 패터닝 슬릿 시트가 중력에 의해 처진 경우에 상기 패터닝 슬릿 시트를 통해 증착되는 유기층의 형상이며, 도 10에서는 유기층(150a)을 중심으로 유기층들(150c)과 유기층들(150b)이 외부를 향하여(-X축 방향 및 X축 방향) 절곡되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층 증착 장치에서의 패터닝 슬릿 시트(150)는 좌측 패터닝 슬릿들(151b)과 우측 패터닝 슬릿들(151c)이 중심 패터닝 슬릿(151a)을 향하여 절곡된다. 이와 같이 패터닝 슬릿들의 형상을 변형함으로써 패터닝 슬릿 시트(150)가 처짐으로써 발생되는 패턴 쉬프트 현상을 감소시킬 수 있다.
여기서, 중심 패터닝 슬릿(151a)은 패터닝 슬릿 시트(150) 중앙에 형성된 것으로서, 중심 패터닝 슬릿(151a)의 길이는 증착원 노즐(121)이 배열되는 방향과 대응된다. 중심 패터닝 슬릿(151a)은 증착원 노즐(121)의 직상방에 배치되므로 중심 패터닝 슬릿(151a)을 통해 형성되는 유기층이 패턴 쉬프트가 발생하지 않는다.
좌측 패터닝 슬릿들(151b)은 중심 패터닝 슬릿(151a)을 기준으로 좌측(-X축 방향)에 배치된 것이며, 우측 패터닝 슬릿들(151c)은 중심 패터닝 슬릿(151a)을 기준으로 우측(X축 방향)에 배치된 것이다.
좌측 패터닝 슬릿들(151b) 각각은 그것들의 중심 부분에서 중심 패터닝 슬릿(151a)의 중심점(O)을 향하여 절곡되며, 우측 패터닝 슬릿들(151c) 각각은 그것들의 중심 부분에서 중심 패터닝 슬릿(151a)의 중심점(O)을 향하여 절곡될 수 있다.
좌측 패터닝 슬릿들(151b) 사이의 거리(t1, t2)는 서로 동일하며, 우측 패터닝 슬릿들(151c) 사이의 거리(t3)도 동일할 수 있다.
패터닝 슬릿들 각각의 폭은 동일하다. 좌측 패터닝 슬릿들(151b) 각각의 폭(w3)은 모두 동일하며, 우측 패터닝 슬릿들(151c) 각각의 폭(w2)도 동일하다. 또한, 좌측 패터닝 슬릿들(151b)의 폭(w3)과 우측 패터닝 슬릿들(151c)의 폭(w2)이 동일할 수 있다. 또한, 중심 패터닝 슬릿(151a)의 폭(w1), 좌측 패터닝 슬릿들(151b)의 폭(w3), 및 우측 패터닝 슬릿들(151c)의 폭(w2)은 모두 동일할 수 있다.
도 12는 패터닝 슬릿 시트의 다른 변형예를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 12를 참조하면, 패터닝 슬릿 시트(450)는 중심 패터닝 슬릿(451a), 좌측 패터닝 슬릿들(451b), 및 우측 패터닝 슬릿들(451c)을 구비할 수 있다. 좌측 패터닝 슬릿들(451b)과 우측 패터닝 슬릿들(451c) 각각의 중심 부분은 중심 패터닝 슬릿(451a)의 중심점(O)을 향하여 절곡될 수 있다.
패터닝 슬릿들(451b, 451c) 사이의 간격이 서로 상이할 수 있다. 즉, 좌측 패터닝 슬릿들(451b)은 중심 패터닝 슬릿(451a)에서 멀어질수록, 인접한 좌측 패터닝 슬릿들(451b) 사이의 간격(t'1, t'2, t'3, t'4)은 가깝게 형성될 수 있다. 또한, 우측 패터닝 슬릿들(451c)은 중심 패터닝 슬릿(451a)에서 멀어질수록, 인접한 우측 패터닝 슬릿들(451c) 사이의 간격은 가깝게 형성될 수 있다.
패터닝 슬릿들(451a, 451b, 451c) 각각의 폭은 서로 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 좌측 패터닝 슬릿들(451b) 각각의 폭은 서로 동일하며, 우측 패터닝 슬릿(451c) 각각의 폭(w'2, w'3)을 서로 동일하다. 또한, 좌측 패터닝 슬릿들(451b) 각각의 폭(w'4), 우측 패터닝 슬릿(451c) 각각의 폭(w'2, w'3), 및 중심 패터닝 슬릿(451a)의 폭(w'1)은 서로 동일할 수 있다.
도 13는 패터닝 슬릿 시트의 또 다른 변형예를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 13을 참조하면, 패터닝 슬릿 시트(550)는 중심 패터닝 슬릿(551a), 좌측 패터닝 슬릿들(551b), 및 우측 패터닝 슬릿들(551c)을 구비할 수 있다. 좌측 패터닝 슬릿들(551b)과 우측 패터닝 슬릿들(551c) 각각의 중심 부분은 중심 패터닝 슬릿(551a)의 중심점(O)을 향하여 절곡될 수 있다.
패터닝 슬릿들(551b, 551c) 각각의 폭은 서로 상이할 수 있다. 즉, 우측 패터닝 슬릿들(451c)은 중심 패터닝 슬릿(451a)에서 멀어질수록 우측 패터닝 슬릿들(551c)의 폭(w"2, w"3, w"4)은 점점 작아지도록 형성될 수 있다. 또한, 좌측 패터닝 슬릿들(551b)은 중심 패터닝 슬릿(551a)에서 멀어질수록 좌측 패터닝 슬릿들(551b)의 폭은 점점 작아지도록 형성될 수 있다.
좌측 패터닝 슬릿들(551b) 사이의 간격(t"1, t"2, t"3)은 서로 동일하게 형성될 수 있으며, 우측 패터닝 슬릿들(551c) 사이의 간격은 서로 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 좌측 패터닝 슬릿들(551b) 사이의 간격(t"1, t"2, t"3)과 우측 패터닝 슬릿들(551c) 사이의 간격은 동일할 수 있다.
도 14는 본 발명의 유기층 증착 장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기층 증착 장치(100')는 증착원(110), 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(150)를 포함한다. 여기서, 증착원(110)은 그 내부에 증착 물질(115)이 채워지는 도가니(112)와, 도가니(112)를 가열시켜 도가니(112) 내부에 채워진 증착 물질(115)을 증착원 노즐부(120) 측으로 증발시키기 위한 냉각 블록(111)을 포함한다. 한편, 증착원(110)의 일 측에는 증착원 노즐부(120)가 배치되고, 증착원 노즐부(120)에는 Y축 방향을 따라서 복수 개의 증착원 노즐(121)들이 형성된다. 한편, 증착원(110)과 기판(500) 사이에는 패터닝 슬릿 시트(150) 및 프레임(155)이 더 구비되고, 패터닝 슬릿 시트(150)에는 X축 방향을 따라서 복수 개의 패터닝 슬릿(151)들이 형성된다. 그리고, 증착원(110) 및 증착원 노즐부(120)와 패터닝 슬릿 시트(150)는 제2연결 부재(133)에 의해서 결합된다.
본 실시예에서는, 증착원 노즐부(120)에 형성된 복수 개의 증착원 노즐(121)들이 소정 각도 틸트(tilt)되어 배치된다는 점에서 도 3에 도시된 유기층 증착 장치와 구별된다. 상세히, 증착원 노즐(121)은 두 열의 증착원 노즐(121a)(121b)들로 이루어질 수 있으며, 상기 두 열의 증착원 노즐(121a)(121b)들은 서로 교번하여 배치된다. 이때, 증착원 노즐(121a)(121b)들은 XZ 평면상에서 소정 각도 기울어지도록 틸트(tilt)되어 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 증착원 노즐(121a)(121b)들이 소정 각도 틸트되어 배치되도록 한다. 여기서, 제1 열의 증착원 노즐(121a)들은 제2 열의 증착원 노즐(121b)들을 바라보도록 틸트되고, 제2 열의 증착원 노즐(121b)들은 제1 열의 증착원 노즐(121a)들을 바라보도록 틸트될 수 있다. 다시 말하면, 왼쪽 열에 배치된 증착원 노즐(121a)들은 패터닝 슬릿 시트(150)의 오른쪽 단부를 바라보도록 배치되고, 오른쪽 열에 배치된 증착원 노즐(121b)들은 패터닝 슬릿 시트(150)의 왼쪽 단부를 바라보도록 배치될 수 있는 것이다.
이와 같은 구성에 의하여, 기판의 중앙과 끝 부분에서의 성막 두께 차이가 감소하게 되어 전체적인 증착 물질의 두께가 균일하도록 증착량을 제어할 수 있으며, 나아가서는 재료 이용 효율이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
도 15는 본 발명의 유기층 증착 장치의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기층 증착 장치(100")는 도 4 내지 도 6에서 설명한 유기층 증착 장치가 복수 개 구비되는 것을 일 특징으로 한다. 다시 말하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치는, 적색 발광층(R) 재료, 녹색 발광층(G) 재료, 청색 발광층(B) 재료가 한꺼번에 방사되는 멀티 증착원(multi source)을 구비할 수 있는 것이다.
상세히, 본 실시예는 제1 유기층 증착 장치(100), 제2 유기층 증착 장치(200) 및 제3 유기층 증착 장치(300)를 포함한다. 이와 같은 제1 유기층 증착 장치(100), 제2 유기층 증착 장치(200) 및 제3 유기층 증착 장치(300) 각각의 구성은 도 3 내지 도 5에서 설명한 유기층 증착 장치와 동일하므로 여기서는 그 상세한 설명은 생략하도록 한다.
여기서, 제1 유기층 증착 장치(100), 제2 유기층 증착 장치(200) 및 제3 유기층 증착 장치(300)의 증착원에는 서로 다른 증착 물질들이 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 유기층 증착 장치(100)에는 적색 발광층(R)의 재료가 되는 증착 물질이 구비되고, 제2 유기층 증착 장치(200)에는 녹색 발광층(G)의 재료가 되는 증착 물질이 구비되고, 제3 유기층 증착 장치(300)에는 청색 발광층(B)의 재료가 되는 증착 물질이 구비될 수 있다.
즉, 종래의 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에서는, 각 색상별로 별도의 챔버와 마스크를 구비하는 것이 일반적이었으나, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 이용하면, 하나의 멀티 소스로 적색 발광층(R), 녹색 발광층(G) 및 청색 발광층(B)을 한꺼번에 증착할 수 있는 것이다. 따라서, 유기 발광 디스플레이 장치의 생산 시간이 획기적으로 감소하는 동시에, 구비되어야 하는 챔버 수가 감소함으로써, 설비 비용 또한 현저하게 절감되는 효과를 얻을 수 있다.
이 경우, 도면에는 자세히 도시되지 않았지만, 제1 유기층 증착 장치(100), 제2 유기층 증착 장치(200) 및 제3 유기층 증착 장치(300)의 패터닝 슬릿 시트들은 서로 일정 정도 오프셋(offset)되어 배치됨으로써, 그 증착 영역이 중첩되지 아니하도록 할 수 있다. 다시 말하면, 제1 유기층 증착 장치(100)가 적색 발광층(R)의 증착을 담당하고, 제2 유기층 증착 장치(200)가 녹색 발광층(G)의 증착을 담당하고, 제3 유기층 증착 장치(300)가 청색 발광층(B)의 증착을 담당할 경우, 제1 유기층 증착 장치(100)의 패터닝 슬릿(151)과 제2 유기층 증착 장치(200)의 패터닝 슬릿(251)과 제3 유기층 증착 장치(300)의 패터닝 슬릿(351)이 서로 동일 선상에 위치하지 아니하도록 배치됨으로써, 기판상의 서로 다른 영역에 각각 적색 발광층(R), 녹색 발광층(G), 청색 발광층(B)이 형성되도록 할 수 있다.
여기서, 적색 발광층(R)의 재료가 되는 증착 물질과, 녹색 발광층(G)의 재료가 되는 증착 물질과, 청색 발광층(B)의 재료가 되는 증착 물질은 서로 기화되는 온도가 상이할 수 있으므로, 상기 제1 유기층 증착 장치(100)의 증착원(110)의 온도와 상기 제2 유기층 증착 장치(200)의 증착원의 온도와 상기 제3 유기층 증착 장치(300)의 증착원의 온도가 서로 다르도록 설정되는 것도 가능하다 할 것이다.
한편, 도면에는 유기층 증착 장치가 세 개 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치는 유기층 증착 장치를 다수 개 구비할 수 있으며, 상기 다수 개의 유기층 증착 장치 각각에 서로 다른 물질들을 구비할 수 있다. 예를 들어, 유기층 증착 장치를 다섯 개 구비하여, 각각의 유기층 증착 장치에 적색 발광층(R), 녹색 발광층(G), 청색 발광층(B) 및 적색 발광층의 보조층(R')과 녹색 발광층의 보조층(G')을 구비할 수 있다.
이와 같이, 복수 개의 유기층 증착 장치를 구비하여, 다수 개의 유기층을 한번에 형성할 수 있도록 함으로써, 제조 수율 및 증착 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제조 공정이 간단해지고 제조 비용이 감소하는 효과를 얻을 수 있다.
도 16은 본 발명의 증착 장치를 이용하여 제조된 액티브 매트릭스형 유기 발광 표시장치의 단면을 도시한 것이다.
도 16은 참조하면, 상기 액티브 매트리스형의 유기 발광 표시 장치는 기판(30) 상에 형성된다. 상기 기판(30)은 투명한 소재, 예컨대 글래스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다. 상기 기판(30)상에는 전체적으로 버퍼층과 같은 절연막(31)이 형성되어 있다.
상기 절연막(31) 상에는 도 15에서 볼 수 있는 바와 같은 TFT(40)와, 커패시터(50)와, 유기 발광 소자(60)가 형성된다.
상기 절연막(31)의 윗면에는 소정 패턴으로 배열된 반도체 활성층(41)이 형성되어 있다. 상기 반도체 활성층(41)은 게이트 절연막(32)에 의하여 매립되어 있다. 상기 활성층(41)은 p형 또는 n형의 반도체로 구비될 수 있다.
상기 게이트 절연막(32)의 윗면에는 상기 활성층(41)과 대응되는 곳에 TFT(40)의 게이트 전극(42)이 형성된다. 그리고, 상기 게이트 전극(42)을 덮도록 층간 절연막(33)이 형성된다. 상기 층간 절연막(33)이 형성된 다음에는 드라이 에칭등의 식각 공정에 의하여 상기 게이트 절연막(32)과 층간 절연막(33)을 식각하여 콘택 홀을 형성시켜서, 상기 활성층(41)의 일부를 드러나게 한다.
그 다음으로, 상기 층간 절연막(33) 상에 소스/드레인 전극(43)이 형성되는 데, 콘택 홀을 통해 노출된 활성층(41)에 접촉되도록 형성된다. 상기 소스/드레인 전극(43)을 덮도록 보호막(34)이 형성되고, 식각 공정을 통하여 상기 드레인 전극(43)의 일부가 드러나도록 한다. 상기 보호막(34) 위로는 보호막(34)의 평탄화를 위해 별도의 절연막을 더 형성할 수도 있다.
한편, 상기 유기 발광 소자(60)는 전류의 흐름에 따라 적,녹,청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하기 위한 것으로서, 상기 보호막(34)상에 제 1 전극(61)을 형성한다. 상기 제 1 전극(61)은 TFT(40)의 드레인 전극(43)과 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 제 1 전극(61)을 덮도록 화소정의막(35)이 형성된다. 이 화소정의막(35)에 소정의 개구(64)를 형성한 후, 이 개구(64)로 한정된 영역 내에 유기 발광막(63)을 형성한다. 유기 발광막(63) 위로는 제 2 전극(62)을 형성한다.
상기 화소정의막(35)은 각 화소를 구획하는 것으로, 유기물로 형성되어, 제 1 전극(61)이 형성되어 있는 기판의 표면, 특히, 보호막(34)의 표면을 평탄화한다.
상기 제 1 전극(61)과 제 2 전극(62)은 서로 절연되어 있으며, 유기 발광막(63)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 발광이 이뤄지도록 한다.
상기 유기 발광막(63)은 저분자 또는 고분자 유기물이 사용될 수 있는 데, 저분자 유기물을 사용할 경우 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기물은 도 1 내지 도 16에서 볼 수 있는 증착 장치 및 증착 소스 유닛(10)을 이용하여 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.
먼저, 화소정의막(35)에 개구(64)를 형성한 후, 이 기판(30)을 도 1과 같이 챔버(20)내로 이송한다. 그리고, 제1증착 소스(11)와 제2증착 소스(12)에 목표 유기물을 수납한 후, 증착한다. 이 때, 호스트와 도펀트를 동시에 증착시킬 경우에는 제1증착 소스(11)와 제2증착 소스(12)에 각각 호스트 물질과 도펀트 물질을 수납하여 증착토록 한다.
이러한 유기 발광막을 형성한 후에는 제2전극(62)을 역시 동일한 증착 공정으로 형성할 수 있다.
한편, 상기 제 1 전극(61)은 애노우드 전극의 기능을 하고, 상기 제 2 전극(62)은 캐소오드 전극의 기능을 할 수 있는 데, 물론, 이들 제 1 전극(61)과 제 2 전극(62)의 극성은 반대로 되어도 무방하다. 그리고, 제 1 전극(61)은 각 화소의 영역에 대응되도록 패터닝될 수 있고, 제 2 전극(62)은 모든 화소를 덮도록 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극(61)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는 데, 투명전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 및 이들의 화합물 등으로 반사층을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 투명전극층을 형성할 수 있다. 이러한 제1전극(61)은 스퍼터링 방법 등에 의해 성막된 후, 포토 리소그래피법 등에 의해 패터닝된다.
한편, 상기 제 2 전극(62)도 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는 데, 투명전극으로 사용될 때에는 이 제 2 전극(62)이 캐소오드 전극으로 사용되므로, 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물이 유기 발광막(63)의 방향을 향하도록 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등으로 보조 전극층이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 그리고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 위 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg, 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다. 이 때, 증착은 전술한 유기 발광막(63)의 경우와 마찬가지의 방법으로 행할 수 있다.
본 발명은 이 외에도, 유기 TFT의 유기막 또는 무기막 등의 증착에도 사용할 수 있으며, 기타, 다양한 소재의 성막 공정에 적용 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
30: 기판 31: 절연막
32: 게이트 절연막 33: 층간 절연막
34: 보호막 35: 화소 정의막
40: TFT 50: 커패시터
60: 유기 발광 소자 61: 제1 전극
62: 제2 전극 63: 유기 발광막
64: 개구
100, 200, 300, 400: 유기층 증착 장치
500: 기판 600: 정전척
610: 제1 순환부 620: 제2 순환부
710: 로딩부 712: 제1래크
718: 제1반전실 719: 제1반전 로봇
722: 제2래크 726: 반출실
728: 제2반전실 729: 제2반전 로봇
730: 증착부 731: 제1챔버
732: 제2챔버

Claims (23)

  1. 기판상에 유기층을 형성하기 위한 유기층 증착 장치에 있어서,
    증착 물질을 방사하는 증착원;
    상기 증착원의 일 측에 배치되며, 제1 방향을 따라 복수 개의 증착원 노즐들이 형성된 증착원 노즐부; 및
    상기 증착원 노즐부와 대향되게 배치되고, 상기 제1 방향에 대해 수직인 제2방향을 따라 복수 개의 패터닝 슬릿들이 형성되는 패터닝 슬릿 시트;을 구비하며,
    상기 복수 개의 패터닝 슬릿들은 상기 패터닝 슬릿 시트 중앙에 형성된 중심 패터닝 슬릿, 상기 중심 패터닝 슬릿을 기준으로 좌측에 배치되는 복수 개의 좌측 패터닝 슬릿들, 및 상기 중심 패터닝 슬릿을 기준으로 우측에 배치되는 복수 개의 우측 패터닝 슬릿들로 이루어지며,
    상기 좌측 패터닝 슬릿들과 상기 우측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿을 향하여 굴절되도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중심 패터닝 슬릿은 그 길이 방향이 상기 제1 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 패터닝 슬릿들과 상기 우측 패터닝 슬릿들 각각은 상기 중심 패터닝 슬릿의 중심점을 향하여 굴절되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 슬릿들 각각의 폭이 동일한 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    서로 이웃하는 상기 좌측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 동일한 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    서로 이웃하는 상기 우측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 동일한 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 슬릿들 사이의 간격이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 좌측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 인접한 상기 좌측 패터닝 슬릿들 간의 간격이 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 우측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 인접한 상기 우측 패터닝 슬릿들 간의 간격이 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 패터닝 슬릿들 각각의 폭은 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 슬릿들 각각의 폭은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 좌측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 상기 좌측 패터닝 슬릿의 폭이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 우측 패터닝 슬릿들은 상기 중심 패터닝 슬릿에서 멀어질수록, 상기 우측 패터닝 슬릿의 폭이 작아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 좌측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 우측 패터닝 슬릿들 사이의 간격은 서로 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 증착원, 상기 증착원 노즐부 및 상기 패터닝 슬릿 시트는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 증착원 및 상기 증착원 노즐부와 상기 패터닝 슬릿 시트는 상기 증착 물질의 이동 경로를 가이드 하는 연결 부재에 의해 결합되어 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 연결 부재는 상기 증착원 및 상기 증착원 노즐부와 상기 패터닝 슬릿 시트 사이의 공간을 외부로부터 밀폐하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치
  19. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 증착원 노즐들은 소정 각도 틸트 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수 개의 증착원 노즐들은 상기 제1 방향을 따라 형성된 두 열(列)의 증착원 노즐들을 포함하며, 상기 두 열(列)의 증착원 노즐들은 서로 마주보는 방향으로 틸트되어 있는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 복수 개의 증착원 노즐들은 상기 제1 방향을 따라 형성된 두 열(列)의 증착원 노즐들을 포함하며,
    상기 두 열(列)의 증착원 노즐들 중 제1 측에 배치된 증착원 노즐들은 패터닝 슬릿 시트의 제2 측 단부를 바라보도록 배치되고,
    상기 두 열(列)의 증착원 노즐들 중 제2 측에 배치된 증착원 노즐들은 패터닝 슬릿 시트의 제1 측 단부를 바라보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 중심 패터닝 슬릿은 상기 증착원 노즐이 배열되는 상기 제1 방향에 대응되는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 패터닝 슬릿 시트는 상기 증착원을 향하여 처지는 것을 특징으로 하는 유기층 증착 장치.
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