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KR20140077625A - 유기물 증착 장치 - Google Patents

유기물 증착 장치 Download PDF

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KR20140077625A
KR20140077625A KR1020120146634A KR20120146634A KR20140077625A KR 20140077625 A KR20140077625 A KR 20140077625A KR 1020120146634 A KR1020120146634 A KR 1020120146634A KR 20120146634 A KR20120146634 A KR 20120146634A KR 20140077625 A KR20140077625 A KR 20140077625A
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KR
South Korea
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chamber
region
plate
organic material
substrate
Prior art date
Application number
KR1020120146634A
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English (en)
Inventor
이재철
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020120146634A priority Critical patent/KR20140077625A/ko
Priority to US14/070,983 priority patent/US20140165914A1/en
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Abstract

챔버, 기판 지지부, 레일, 구동부, 플레이트 가열부 및 플레이트 냉각부를 포함하는 유기물 증착 장치가 제공된다. 상기 기판 지지부는 상기 챔버의 상부에 배치되고 기판을 지지한다. 상기 레일은 상기 기판 지지부 아래의 증착 영역과 대기 영역 사이에 연장된다. 상기 구동부는 상기 레일을 따라 유기물을 증발시키는 도가니를 이동시킨다. 상기 플레이트 가열부는 상기 대기 영역의 상부에 배치되는 상부 플레이트를 가열시킨다. 상기 플레이트 냉각부는 상기 대기 영역의 하부에 배치되는 하부 플레이트를 냉각시킨다.

Description

유기물 증착 장치{Apparatus for depositing organic material}
본 발명은 유기물 증착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부 오염을 최소화할 수 있는 유기물 증착 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극, 및 이들 사이에 개재된 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자를 구비하며, 상기 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 상기 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 상기 유기 발광층에서 결합하여 생성된 엑시톤(exiton)이 여기 상태(exited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛을 발생시키는 자발광형 표시 장치이다.
자발광형 표시 장치인 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트(contrast) 및 빠른 응답 속도 등의 고품위 특성으로 인해 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.
그러나, 유기 발광 표시 장치는 외부의 수분이나 산소 등에 의해 열화되는 특성을 가지므로, 외부의 수분이나 산소 등으로부터 유기 발광 소자를 보호하기 위하여 유기 발광 소자를 밀봉한다.
*유기 발광 표시 장치의 박형화 및/또는 플렉서블화를 위하여, 유기 발광 소자를 밀봉하는 수단으로 복수의 유기막과 무기막을 포함하는 복수의 박막으로 구성된 박막 봉지(TFE; thin film encapsulation)가 이용되고 있다. 이때, 박막 봉지의 유기막을 형성하기 위해, 유기물 증착 장치가 이용될 수 있다.
종래의 유기물 증착 장치에서 유기물 증착원이 고정되어 있고, 마스크와 기판이 유기물 증착원 위를 지나가면서 기판 상에 유기물이 증착된다. 기판이 증착원 위에 없는 경우에도 유기물은 계속 방출되어 유기물 증착 장치의 내부 벽에 증착되며, 이는 오염원이 될 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 내부 오염을 최소화할 수 있는 유기물 증착 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 유기물 증착 장치는 챔버, 기판 지지부, 레일, 구동부, 플레이트 가열부 및 플레이트 냉각부를 포함한다. 상기 기판 지지부는 상기 챔버의 상부에 배치되고 기판을 지지한다. 상기 레일은 상기 기판 지지부 아래의 증착 영역과 대기 영역 사이에 연장된다. 상기 구동부는 상기 레일을 따라 유기물을 증발시키는 도가니를 이동시킨다. 상기 플레이트 가열부는 상기 대기 영역의 상부에 배치되는 상부 플레이트를 가열시킨다. 상기 플레이트 냉각부는 상기 대기 영역의 하부에 배치되는 하부 플레이트를 냉각시킨다.
상기 유기물 증착 장치의 일 특징에 따르면, 상기 플레이트 냉각부는 상기 대기 영역의 적어도 세 측면에 배치되는 측부 플레이트를 냉각시킬 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 다른 특징에 따르면, 상기 하부 플레이트는 상기 증착 영역의 하부의 적어도 일부에 배치되도록 상기 증착 영역으로 연장될 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 챔버는 상기 기판 지지부가 배치되는 상부 영역과 상기 증착 영역과 상기 대기 영역을 포함하는 하부 영역을 구분하는 챔버 격벽을 포함할 수 있다. 상기 챔버 격벽은 상기 기판 지지부의 아래에 개구부를 포함할 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 개구부의 둘레에 오링에 의해 마스크가 장착될 수 있다. 상기 챔버 격벽과 상기 마스크의 사이는 밀폐될 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 챔버는 상기 상부 영역과 상기 하부 영역을 둘러싸는 챔버 외벽을 더 포함할 수 있다. 상기 챔버 격벽은 상기 챔버 외벽에 고정되어, 상기 챔버 격벽과 상기 챔버 외벽의 사이는 밀폐될 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 챔버 외벽 및 상기 챔버 격벽 중 적어도 하나를 가열하는 챔버 가열부를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 레일을 가열하는 레일 가열부를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 기판 지지부는 상기 기판을 냉각시키는 기판 냉각부를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구동부에 의해 상기 도가니와 함께 상기 레일을 따라 이동되는 경화용 램프를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 플레이트 가열부는 상기 상부 플레이트의 온도를 적어도 상기 유기물의 끓는점(boiling point) 이상으로 높일 수 있다.
상기 유기물 증착 장치의 또 다른 특징에 따르면, 상기 플레이트 냉각부는 상기 하부 플레이트의 온도를 적어도 상기 유기물의 어는점(freezing point) 이하로 낮출 수 있다.
본 발명의 유기물 증착 장치에 따르면, 유기물이 기판 외의 다른 부분에 증착되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 유기물의 사용량도 감소될 수 있으며, 유기물 증착 장치를 유지 및 보수하는데 필요한 자원을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 유기물 증착 장치를 일 방향에서 바라 본 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기물 증착 장치를 다른 방향에 바라 본 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 단면도 중에서 제2 영역(R2)을 개념적으로 도시한 단면이다.
도 4는 본 발명의 유기물 증착 장치에 포함될 수 있는, 일 예에 따른 상부 플레이트, 하부 플레이트 및 측부 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 유기물 증착 장치에 포함될 수 있는, 다른 예에 따른 상부 플레이트, 하부 플레이트 및 측부 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 유기물 증착 장치를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 F 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 아래에 제시되는 실시예들은 여러 다른 형태로 변형될 수 있고, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
*첨부된 도면들을 설명하면서 유사한 구성요소에 대해 유사한 참조 부호를 사용한다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 오로지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백히 다른 경우를 제외하고는 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 나열된 특징들의 존재를 특정하는 것이지, 하나 이상의 다른 특징들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서, 용어 "및/또는"은 열거된 특징들 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합들을 포함하기 위해 사용된다. 본 명세서에서, "제1", "제2" 등의 용어가 다양한 특징들을 설명하기 위하여 하나의 특징을 다른 특징과 구별하기 위한 의도로만 사용되며, 이러한 특징들은 이들 용어에 의해 한정되지 않는다. 아래의 설명에서 제1 특징이 제2 특징과 연결, 결합 또는 접속된다고 기재되는 경우, 이는 제1 특징과 제2 특징 사이에 제3 특징이 개재될 수 있다는 것을 배제하지 않는다. 또한, 제1 요소가 제2 요소 상에 배치된다고 기재될 때, 제3 요소가 제1 요소와 제2 요소 사이에 개재되는 것을 배제하지 않는다. 다만, 제1 요소가 제2 요소 상에 직접 배치된다고 기재될 때에는, 제3 요소가 제1 요소와 제2 요소 사이에 개재되는 것을 배제한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 유기물 증착 장치를 일 방향에서 바라 본 개략적인 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 유기물 증착 장치를 다른 방향에 바라 본 개략적인 단면도이다. 구체적으로, 도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 절취한 단면을 개략적으로 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기물 증착 장치(100)는 외벽(111)과 내부 격벽(112)을 포함하는 챔버(110)를 포함한다.
챔버(110)는 유기물 증착이 이루어지는 공간이며, 공정 분위기의 조절을 위해 진공 펌프(미 도시)와 같은 배기수단이 연결될 수 있다. 챔버(110)는 기판(130)을 지지하는 기판 지지부(120), 마스크(135) 및 유기물이 증발되는 도가니(150)를 모두 수용하며, 이들을 보호할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시되지는 않았지만, 챔버(110)는 기판(130) 및 도가니(150)의 출입을 위한 하나 이상의 출입구를 포함할 수 있다.
챔버(110)는 내부 격벽(112)에 의해 공간적으로 구분 되는 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(R1)은 기판이 위치하는 영역으로서, 상부 영역으로 지칭될 수 있다. 제2 영역(R2)은 증착될 유기물을 포함하는 도가니(150)가 위치하는 영역으로서, 하부 영역으로 지칭될 수 있다.
제2 영역(R2)은 대기 영역(S)과 증착 영역(D)으로 구분될 수 있다. 대기 영역(S)은 유기물이 안정적으로 증발되기 시작할 때까지 도가니(150)가 대기하는 영역이고, 증착 영역(D)은 유기물이 기판(130)에 증착되는 영역이다. 증착 영역(D)은 기판 지지부(120)의 아래쪽 영역으로 정의될 수 있다.
외벽(111)은 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)을 둘러싸는 벽을 지칭한다. 상술한 바와 같이, 외벽(111)에는 출입구가 형성될 수도 있고, 진공 펌프가 설치될 수도 있다.
내부 격벽(112)은 외벽(111)에 고정될 수 있다. 예컨대, 내부 격벽(112)은 외벽(111)과 일체로 형성될 수 있다. 내부 격벽(112)과 외벽(111) 사이는 밀폐될 수 있다. 그 결과, 제1 영역(R1)과 제2 영역(R2)은 완전히 공간적으로 구분될 수 있다. 즉, 제2 영역(R2)에서 발생한 오염원이 제1 영역(R1)으로 전달되지 않을 수 있다.
내부 격벽(112)은 기판 지지부(120) 아래에 개구부(112a)를 포함할 수 있다. 개구부(112a)는 마스크(135)에 의해 덮일 수 있다. 그에 따라, 도가니(150)가 증착 영역(D)에 위치할 경우, 유기물은 마스크(135)를 통해 선택적으로 기판(130)에 증착될 수 있다.
마스크(135)는 개구부(112a) 둘레의 내부 격벽(112)에 장착될 수 있다. 마스크(135)는 오링(137)을 이용하여 내부 격벽(112)에 고정될 수 있으며, 마스크(135)와 내부 격벽(112) 사이는 밀폐될 수 있다. 그 결과, 제2 영역(R2)에서 발생한 오염원은 마스크(135)의 슬릿을 통하지 않고서는 제1 영역(R1)으로 전달되지 않을 수 있다.
제1 영역(R1)에는 기판 지지부(120)가 배치될 수 있다. 기판 지지부(120)는 기판(130)을 지지할 수 있다. 기판 지지부(120)는 기판(130)과 마스크(135)를 정렬시킬 수 있다. 기판 지지부(120)는 기판(130)을 냉각시키기 위한 기판 냉각부(125)를 더 포함할 수 있다. 기판 냉각부(125)는 냉각 장치와 냉각 장치에 연결된 냉각 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 냉각 장치는 냉각 유체를 냉각 플레이트에 순환시킬 수 있으며, 상기 냉각 플레이트는 상기 냉각 유체가 흐를 수 있는 도관을 포함할 수 있다.
기판 냉각부(125)는 기판(130)의 온도를 낮춤으로써, 도가니(150)로부터 증발된 유기물이 기판(130)에 증착되는 비율을 높일 수 있다. 그 결과, 유기물의 소모량을 감소시킬 수 있다.
챔버(110)은 챔버(110)를 가열하는 챔버 가열부(115)를 더 포함할 수 있다. 챔버 가열부(115)는 챔버(110)의 내부 온도를 조절할 수 있다. 챔버 가열부(115)는 챔버(110)의 외벽(111) 및 내부 격벽(112)을 가열할 수 있다. 그 결과, 도가니(150)로부터 증발된 유기물이 외벽(111) 및 내부 격벽(112)에 증착되지 않게 할 수 있다. 챔버 가열부(115)는 외벽(111) 또는 내부 격벽(112)만을 가열할 수도 있다.
제2 영역(R2)에는 대기 영역(S)과 증착 영역(D) 사이에 연장되는 레일(140)이 배치될 수 있다. 레일(140) 상에는 레일(140)을 따라 도가니(150)를 이동시키기 위한 구동부(145)가 배치될 수 있다. 도가니(150)는 구동부(145) 상에 배치될 수 있다. 도가니(150)는 구동부(145)에 의해 레일(140)을 따라 대기 영역(S)과 증착 영역(D) 사이를 이동할 수 있다. 상술한 바와 같이, 도가니(150)는 유기물을 안정적으로 증발시킬 수 있을 때까지 대기 영역(S)에서 대기할 수 있다. 유기물이 안정적으로 증발되게 되면, 도가니(150)는 증착 영역(D)으로 이동하여, 기판(130)에 유기물을 증착할 수 있다.
레일(140)은 막대 형상일 수 있으며, 도 2에는 원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이는 예시적이며, 다른 형상, 예컨대, 직사각형 또는 정사각형 단면을 가질 수도 있다.
구동부(145)는 레일 가열부(147)를 더 포함할 수 있다. 레일 가열부(147)는 레일(140)을 가열할 수 있다. 레일(140)이 가열됨에 딸, 레일(140)에 유기물이 증착되는 것이 방지될 수 있다. 레일(140)은 유기물의 끓는점보다 높은 온도로 가열될 수 있다.
도가니(150)는 내부에 유기물을 수용할 수 있다. 도가니(150)는 유기물을 증발시키기 위한 유기물 가열부(미 도시)를 포함할 수 있으며, 유기물 가열부에 의해 유기물은 끓는점보다 높은 온도로 가열되며, 증발하게 된다. 유기물은 자외선에 의해 경화될 수 있다. 도가니(150)에 인접하여 경화용 램프(155)가 배치될 수 있다. 경화용 램프(155)는 구동부(145) 상에 배치되고, 구동부(145)에 의해 도가니(150)와 함께 증착 영역(D)과 대기 영역(S) 사이를 왕복할 수 있다.
대기 영역(S)의 상부에는 상부 플레이트(160)가 배치될 수 있다. 상부 플레이트(160)는 플레이트 가열부(162)에 의해 가열될 수 있다. 상부 플레이트(160)는 적어도 유기물의 끓는점으로 가열될 수 있다. 상부 플레이트(160)는 유기물의 끓는점보다 높은 온도로 가열될 수 있다. 상부 플레이트(160)는 내부 격벽(112)에 설치될 수 있다. 상부 플레이트(160)가 유기물의 끓는점보다 높은 온도로 가열되면, 도가니(150)로부터 증발된 유기물 증기는 상부 플레이트(160)에 증착되지 않을 수 있다. 유기물 증기는 상부 플레이트(160)를 따라 수평으로 이동하게 되며, 예컨대 내부 기류에 의해 아래로 추락할 수 있다.
대기 영역(S)의 하부에는 하부 플레이트(170)가 배치될 수 있다. 또한, 대기 영역(S)의 측부에는 측부 플레이트(175)가 배치될 수 있다. 도가니(150) 및 구동부(145)가 증착 영역(D)으로 이동할 수 있도록 대기 영역(S)의 한 면에는 측부 플레이트(175)가 배치되지 않을 수 있다. 하부 플레이트(170)는 플레이트 냉각부(172)에 의해 냉각될 수 있다. 또한, 측부 플레이트(175)도 플레이트 냉각부(172)에 의해 냉각될 수 있다. 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)는 적어도 유기물의 어는점으로 냉각될 수 있다. 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)는 유기물의 어는점보다 낮은 온도로 냉각될 수 있다. 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)는 챔버(110)의 외벽(111)에 설치될 수 있다.
하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)가 유기물의 어는점보다 낮은 온도로 냉각됨에 따라, 유기물 증기는 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)에서 포집될 수 있다. 플레이트 냉각부(172)는 크라이오 냉동 펌프를 포함할 수 있다. 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)는 극 저온으로 냉각될 수 있다. 다른 예에 따르면, 플레이트 냉각부(172)는 칠러(chiller)를 포함할 수 있다. 칠러에 의해 냉각된 유체는 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175) 내에 형성된 도관을 통해 흐를 수 있다.
도 3은 도 2의 단면도 중에서 제2 영역(R2)을 개념적으로 도시한 단면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 구동부(145)에 의해 도가니(150)는 대기 영역(S)에 위치될 수 있다. 도가니(150)는 유기물이 안정적으로 증발하기 시작할 때까지, 즉, 일정한 양의 유기물이 증발할 때까지 내부의 유기물을 가열할 수 있다. 유기물은 액체 상태일 수 있으며, 가열에 의해 기화되어 유기물 증기(152)로 상태가 바뀔 수 있다. 도가니(150)는 서서히 유기물 증기(152)를 배출할 수 있으며, 배출된 유기물 증기(152)는 대기 영역(S)의 상부로 분사될 수 있다. 대기 영역(S)의 상부에 가열된 상부 플레이트(160)가 없을 경우, 유기물 증기는 내부 격벽(112)에 증착될 수 있다. 유기물은 수백 마이크로 미터 또는 수 밀리 미터의 두께로 증착될 수 있으며, 박리가 발생할 경우, 오염 파티클이 될 수 있다.
본 발명에 따라, 대기 영역(S)의 상부에 상부 플레이트(160)를 배치시키고, 플레이트 가열부(162)를 이용하여 상부 플레이트(160)를 유기물의 끓는점보다 높은 온도로 가열할 경우, 유기물 증기(152)는 상부 플레이트(160)에 증착되지 않을 수 있다. 상부 플레이트(160)에 증착되지 못한 유기물 증기(152)는 주변으로 확산하게 된다. 그 결과, 상부 플레이트(160)가 유기물로 인해 오염되는 것을 방지할 수 있다.
주변으로 확산된 유기물 증기(152)는 냉각된 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)에 의해 포집될 수 있다. 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)가 없을 경우, 주변으로 확산된 유기물 증기는 챔버(110)의 제2 영역(R2) 전체로 퍼지게 되며, 챔버(110) 전체를 오염시킬 수 있다.
냉각된 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)로 인하여, 챔버(110)의 제2 영역(R2) 내에 온도 차이가 발생한다. 그 결과, 냉각된 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)와 이의 주변 사이에 압력 차이가 발생하고, 유기물 증기는 냉각된 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)로 이동하게 되며, 유기물의 어는점보다 낮은 온도로 냉각된 하부 플레이트(170) 및 측부 플레이트(175)와 접촉한 유기물 증기(152)는 고체 상태로 응결된다.
또한, 레일(140)도 레일 가열부(147)에 의해 가열될 수 있다. 레일(140)에 유기물이 증착될 경우, 구동부(145)는 도가니(150)를 원활하게 대기 영역(S)과 증착 영역(D) 사이를 이동시킬 수 없다. 레일(140)도 유기물의 끓는점보다 높은 온도로 가열됨에 따라, 유기물 증기(152)는 레일(140)에 증착되지 않을 수 있다.
냉각된 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)의 위치 및 크기는 상부 플레이트(160)로 인해 주변으로 확산하는 유기물 증기(152)를 포집할 수 있도록 결정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 유기물 증착 장치에 포함될 수 있는, 일 예에 따른 상부 플레이트, 하부 플레이트 및 측부 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 하부 플레이트(170)는 대기 영역(S)의 하부에 배치되고, 증착 영역(D)의 하부의 일부에도 배치될 수 있다. 즉, 하부 플레이트(170)는 대기 영역(S)을 넘어 증착 영역(D)까지 연장될 수 있다. 도가니(150)가 증착 영역(D)을 이동하는 도중에도 유기물 증기가 배출될 수 있으며, 이의 효과적인 포집을 위해 증착 영역(D)과 대기 영역(S) 사이의 레일(140)의 하부에도 하부 플레이트(170)가 배치될 수 있다.
상부 플레이트(160)는 대기 영역(S)의 상부에 배치될 수 있다.
측부 플레이트(175)는 대기 영역(S)의 세 측면에 배치될 수 있다. 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)는 도시된 바와 같이 직접 접촉할 수 있다. 다른 예에 따르면, 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)는 일체로 형성될 수도 있다. 측부 플레이트(175)는 도 3에 도시된 바와 같이, 일체로 형성될 수도 있고, 3개의 측부 플레이트(175)로 구성될 수도 있다. 그러나, 측부 플레이트(175) 및 하부 플레이트(170)는 하나의 플레이트 냉각부에 의해 냉각될 수 있다.
측부 플레이트(175)와 하부 플레이트(170)는 포집된 유기물의 제거를 위해, 탈착 가능하게 챔버에 설치될 수 있다.
도 4에서는 측부 플레이트(175)의 상단이 상부 플레이트(160)로부터 상당히 이격되는 것으로 도시되지만, 이는 예시적이며, 상부 플레이트(160)의 면적, 챔버 내의 전체 공간, 및 사용하는 유기물의 종류 등을 고려하여 측부 플레이트(175)의 높이가 결정될 수 있다. 측부 플레이트(175)의 상단이 상부 플레이트(160)보다 아래에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 측부 플레이트(175)의 상단은 상부 플레이트(160)보다 위에 위치할 수도 있다.
도 1 및 도 2에서는 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175)가 모두 포함된 실시예가 도시되었지만, 다른 실시예들에 따르면, 하부 플레이트(170)와 측부 플레이트(175) 중 어느 하나만 존재할 수도 있다. 또한, 챔버 가열부(115), 플레이트 가열부(162), 및 플레이트 냉각부(172)가 박스의 형태로 챔버(110)의 바깥에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 이는 예시적이다. 필요에 따라, 다양한 종류의 가열 장치나 냉각 장치가 사용될 수 있으며, 사용되는 장치의 종류에 따라 다양한 위치에 존재할 수 있다. 예컨대, 플레이트 가열부(162)는 상부 플레이트(160)에 직접 배치될 수 있다. 또한, 플레이트 냉각부(172)도 하부 플레이트(170)에 배치되거나, 챔버(110)의 내부에 배치될 수도 있다. 레일 가열부(147)의 위치도 예시적이며, 가열 장치의 종류에 따라 다른 위치에 다른 형태로 존재할 수 있다.
도 5는 본 발명의 유기물 증착 장치에 포함될 수 있는, 다른 예에 따른 상부 플레이트, 하부 플레이트 및 측부 플레이트를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 상부 플레이트(160)와 하부 플레이트(170)는 도 4의 상부 플레이트(160) 및 하부 플레이트(170)와 실질적으로 동일하므로 반복하여 설명하지 않는다.
측부 플레이트(175a)는 대기 영역(S)의 네 측면에 배치될 수 있다. 다만, 대기 영역(S)과 증착 영역(D) 사이에 배치되는 측부 플레이트(175a)는 레일(140)이 지나가고, 레일(140)을 따라 구동부(145) 및 도가니(150)가 지나갈 수 있도록 도시된 바와 같이 출입 통로를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 측부 플레이트(175a)의 상단은 상부 플레이트(160)의 높이까지 연장될 수 있다. 다른 예에 따르면, 측부 플레이트(175a)의 상단은 상부 플레이트(160)보다 높이 연장될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 유기물 증착 장치를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 F의 확대도이다.
구체적으로 도 6 및 도 7은 전술한 유기물 증착 장치(100)를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 도시한다.
유기 발광 표시 장치(10:organic light emitting display apparatus)는 기판(30) 상에 형성될 수 있다. 기판(30)은 글래스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다.
기판(30) 상에는 버퍼층(31)이 형성될 수 있다. 버퍼층(31)은 기판(30) 상부에 평탄면을 제공하고, 기판(30)방향으로 수분 및 이물이 침투하는 것을 방지하도록 절연물을 함유할 수 있다.
버퍼층(31) 상에는 박막 트랜지스터(40)(TFT, thin film transistor)와, 커패시터(50)와, 유기 발광 소자(60)(organic light emitting device)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(40)는 크게 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스/드레인 전극(43)을 포함할 수 있다. 유기 발광 소자(60)는 제1 전극(61), 제2 전극(62) 및 중간층(63)을 포함할 수 있다. 커패시터(50)는 제1 커패시터 전극(51) 및 제2 커패시터 전극(52)을 포함할 수 있다.
구체적으로 버퍼층(31)의 윗면에는 소정 패턴으로 형성된 활성층(41)이 배치될 수 있다. 활성층(41)은 실리콘과 같은 무기 반도체 물질, 유기 반도체 물질 또는 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있고, p형 또는 n형의 도펀트를 주입하여 형성될 수 있다.
활성층(41) 상부에는 게이트 절연막(32)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(32)의 상부에는 활성층(41)과 대응되도록 게이트 전극(42)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(32)의 상부에는 제1 커패시터 전극(51)이 형성될 수 있고, 게이트 전극(42)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
게이트 전극(42)을 덮도록 층간 절연막(33)이 형성되고, 층간 절연막(33) 상에 소스/드레인 전극(43)이 형성되는데, 활성층(41)의 소정의 영역과 접촉되도록 형성될 수 있다. 절연막(33) 상에는 제2 커패시터 전극(52)이 형성될 수 있고, 소스/드레인 전극(43)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
소스/드레인 전극(43)을 덮도록 패시베이션층(34)이 형성되고, 패시베이션층(34)의 상부에는 박막 트랜지스터(40)의 평탄화를 위하여 별도의 절연막이 더 형성될 수도 있다.
패시베이션층(34) 상에 제1 전극(61)이 형성될 수 있다. 제1 전극(61)은 소스/드레인 전극(43)중 어느 하나와 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1 전극(61)을 덮도록 화소 정의막(35)이 형성될 수 있다. 이 화소 정의막(35)에 소정의 개구(64)를 형성한 후, 이 개구(64)로 한정된 영역 내에 유기 발광층을 구비하는 중간층(63)이 형성될 수 있다. 중간층(63) 상에 제2 전극(62)이 형성될 수 있다.
제2 전극(62) 상에 봉지층(70)이 형성될 수 있다. 봉지층(70)은 유기막과 무기막을 교대로 적층한 구조일 수 있다.
특히, 봉지층(70)은 무기막(71) 및 유기막(72)을 구비하고, 무기막(71)은 복수의 무기막(71a, 71b, 71c)을 구비하고, 유기막(72)은 복수의 유기막(72a, 72b, 72c)을 구비할 수 있다. 이때, 유기물 증착 장치(100)를 이용하여 유기막(72)의 복수의 유기막(72a, 72b, 72c)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제2 전극(62)과 제1 무기막(71a)이 형성된 기판(30)을 챔버(110)의 제1 영역(R1) 내에 배치한 후, 구동부(145)를 이용하여 도가니(150)를 증착 영역(D)으로 이동시킴으로써, 유기막(72a)이 형성될 수 있다. 다시 제2 무기막(71b)을 형성한 후, 유기물 증착 장치(100)를 이용하여 제2 유기막(72b)이 형성될 수 있다. 또한, 다시 제3 무기막(71c)을 형성한 후, 유기물 증착 장치(100)를 이용하여 제3 유기막(72c)이 형성될 수 있다.
본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 유기 발광 표시 장치(10) 내의 예컨대, 패시베이션층(34), 화소 정의막(35), 및 중간층(63)와 같은 다른 유기막들도 본 발명의 유기물 증착 장치(100)로 형성할 수도 있다.
또한, 본 실시예의 유기물 증착 장치(100)를 이용하여 유기 발광 표시 장치(10) 외에 액정 표시 장치에 구비된 박막 또는 기타 다양한 표시 장치에 구비된 박막을 형성할 수 있다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양한 용도의 유기 박막을 유기물 증착 장치(100)를 이용하여 형성할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
R1: 제1 영역 R2: 제2 영역
D: 증착 영역 S: 대기 영역
10: 유기 발광 표시 장치 100: 유기물 증착 장치
110: 챔버 111: 외벽
112: 내부 격벽 115: 챔버 가열부
120: 기판 지지부 125: 기판 냉각부
130: 기판 135: 마스크
137: 오링 140: 레일
145: 구동부 147: 레일 가열부
150: 도가니 152: 유기물 증기
155: 경화용 램프 160: 상부 플레이트
162: 플레이트 가열부 170: 하부 플레이트
172: 플레이트 냉각부 175, 175a: 측부 플레이트

Claims (12)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 상부에 배치되고 기판을 지지하는 기판 지지부;
    상기 기판 지지부 아래의 증착 영역과 대기 영역 사이에 연장된 레일;
    상기 레일을 따라 유기물을 증발시키는 도가니를 이동시키는 구동부;
    상기 대기 영역의 상부에 배치되는 상부 플레이트를 가열시키는 플레이트 가열부; 및
    상기 대기 영역의 하부에 배치되는 하부 플레이트를 냉각시키는 플레이트 냉각부를 포함하는 유기물 증착 장치
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트 냉각부는 상기 대기 영역의 적어도 세 측면에 배치되는 측부 플레이트를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트는 상기 증착 영역의 하부의 적어도 일부에 배치되도록 상기 증착 영역으로 연장되는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 기판 지지부가 배치되는 상부 영역과 상기 증착 영역과 상기 대기 영역을 포함하는 하부 영역을 구분하는 챔버 격벽을 포함하고,
    상기 챔버 격벽은 상기 기판 지지부의 아래에 개구부를 포함하는 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 개구부의 둘레에 오링에 의해 마스크가 장착되며, 상기 챔버 격벽과 상기 마스크의 사이는 밀폐되는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 상부 영역과 상기 하부 영역을 둘러싸는 챔버 외벽을 더 포함하고,
    상기 챔버 격벽은 상기 챔버 외벽에 고정되어, 상기 챔버 격벽과 상기 챔버 외벽의 사이는 밀폐되는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 챔버 외벽 및 상기 챔버 격벽 중 적어도 하나를 가열하는 챔버 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 레일을 가열하는 레일 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 지지부는 상기 기판을 냉각시키는 기판 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부에 의해 상기 도가니와 함께 상기 레일을 따라 이동되는 경화용 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트 가열부는 상기 상부 플레이트의 온도를 적어도 상기 유기물의 끓는점(boiling point) 이상으로 높이는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트 냉각부는 상기 하부 플레이트의 온도를 적어도 상기 유기물의 어는점(freezing point) 이하로 낮추는 것을 특징으로 하는 유기물 증착 장치.
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