JP2011127218A - 薄膜蒸着装置及びこれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板とマスクとの間の静電気を除去できる薄膜蒸着装置及びこれを利用した静電気除去方法を提供する。
【解決手段】基板１１０を支持するホルダー１０２と、基板の一面に対向するように配されるマスク１０３と、基板とマスクとの間に発生した静電気をマスクに電流を流して除去する静電気除去部１２０と、を備える薄膜蒸着装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板とマスクとの間の静電気を除去する薄膜蒸着装置及びこれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法に関する。

有機発光ディスプレイ装置は、視野角が広く、コントラストが高いだけでなく、応答速度が速いという、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）に無い特長を有し、次世代ディスプレイ装置として注目されている。

一般的に、有機発光ディスプレイ装置は、アノードとカソードとの間に発光層を挿入した積層型構造を有し、アノード及びカソードから注入される正孔及び電子が発光層で再結合して発光する原理により色相を具現している。しかし、このような構造では高効率発光を得難いため、それぞれの電極と発光層との間に電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層及び正孔注入層などの中間層を選択的にさらに挿入した構造も知られている。

また、有機発光ディスプレイ装置は、互いに対向した第１電極と第２電極との間に、発光層及びこれを含む中間層を備える。有機発光ディスプレイ装置が備えるこのような各電極及び中間層はいろいろな方法によって形成される。例えば蒸着を利用して有機発光ディスプレイ装置を製作する場合は、薄膜などが形成される基板面に、形成される薄膜などのパターンと同じパターンを持つファインメタルマスク（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ：ＦＭＭ）を密着させ、かつ薄膜などの材料を蒸着して所定パターンの薄膜を形成する。

大韓民国特許公開第２００７−００１６８７８号明細書 大韓民国特許第０２５７２１９号明細書 大韓民国特許公開第２００３−００４７２８４号明細書 特開２００５−２３５５６８号公報 大韓民国特許公開第２００４−００４２１６０号明細書 大韓民国特許公開第２００４−００６３３２６号明細書

しかし、薄膜蒸着工程において、基板とマスクとの間に静電気が発生し、前記静電気によって基板とマスクとが分離されずに基板の一部が割れる不良が発生するという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、マスクと基板との間の静電気を除去し、マスクと基板とが分離し難い現象を防止することが可能な、新規かつ改良された薄膜蒸着装置およびこれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、基板を支持するホルダーと、前記基板の一面に対向するように配されるマスクと、前記基板と前記マスクとの間の静電気を除去する静電気除去部と、を備える薄膜蒸着装置が提供される。

また、前記静電気除去部は、前記基板と前記マスクとの間に発生した静電気を前記マスクに電流を流して除去してもよい。

また、前記静電気除去部は、一定の時間間隔で前記マスクに前記電流を流してもよい。

また、前記静電気除去部は、前記マスクに電流を供給する電源と、前記電流量を調節する抵抗と、前記電源、前記抵抗、及び前記マスクと連結されて閉回路をなす電線と、を備えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、基板上に、互いに対向する第１電極及び第２電極と、前記第１電極及び第２電極の間に位置する有機層とを備える有機発光ディスプレイ装置の製造方法であって、前記基板の一面に対向するように配されたマスクを通じて前記基板上に前記有機層を蒸着する工程と、前記マスクと前記基板との間の静電気を除去する工程と、前記マスクと前記基板とを互いに離隔させる工程と、を含む薄膜蒸着装置の製造方法が提供される。

また、前記静電気除去工程は、前記マスクに電流を流して前記静電気を除去してもよい。

また、前記静電気除去工程は、一定の時間間隔で前記マスクに前記電流を流してもよい。

また、前記静電気除去工程は、前記マスク、前記マスクに電流を供給する電源、及び前記電流の量を調節する抵抗が閉回路をなして、前記マスクに電流を供給してもよい。

以上説明したように本発明によれば、マスクと基板との間の静電気を除去し、マスクと基板とが分離し難い現象を防止することができる。

本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着装置を概略的に示す断面図である。 図１に示されたマスクと静電気除去部とを概略的に示す斜視図である。 図１に図示された薄膜蒸着装置の作用を説明するための図である。 図１に図示された薄膜蒸着装置の作用を説明するための図である。 図１に図示された薄膜蒸着装置の作用を説明するための図である。 本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着装置を利用して製造された有機発光ディスプレイ装置の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態による薄膜蒸着装置１００を概略的に示す断面図である。図２は、図１に図示されたマスク１０３と静電気除去部１２０を概略的に示す斜視図である。

図１及び２を参照すれば、本発明の一実施形態による薄膜蒸着装置１００は、チャンバー１０１、ホルダー１０２、マスク１０３、蒸着源１０４、及び静電気除去部１２０を備える。以下、各構成について説明する。

チャンバー１０１は、その内部にホルダー１０２、マスク１０３、蒸着源１０４、及び静電気除去部１２０が配され、薄膜蒸着工程が行われる。チャンバー１０１の内部は、薄膜蒸着工程によって真空度が維持される。

チャンバー１０１内には、基板１１０を固定させるためのホルダー１０２が配される。ホルダー１０２は、薄膜蒸着工程中に基板１１０をチャンバー１０１内で固定させる。図１に示したように、ホルダー１０２は、基板１１０の中央部に薄膜が蒸着されるように基板１１０のエッジを支持する。被蒸着体である基板１１０は、平板表示装置用基板でもよいし、複数の平板表示装置を形成できるマザーガラスのような大面積基板でもよい。

図１に示すように、チャンバー１０１内において、基板１１０と対向する側には、蒸着源１０４が配される。蒸着源１０４は、その内部に蒸着物質（図示せず）を収納しており、蒸着物質を加熱させることができる。蒸着源１０４内で加熱された蒸着物質は、気化して基板１１０の一面に蒸着し、薄膜を形成する。

マスク１０３は、基板１１０と蒸着源１０４との間に配され、マスク１０３に設けられた複数の開口部（図示せず）に沿って、薄膜のパターンを決定できる。すなわち、蒸着源１０４で気化した蒸着物質は、マスク１０３の開口部を通過して基板１１０の一面に蒸着して薄膜を形成する。ここで、基板１１０とマスク１０３との間の間隔が大きくなるほどシャドー現象が発生するので、これを防止するために基板１１０とマスク１０３との間をなるべく密着させる。マスク１０３の開口部には、複数のスリットが形成されたマスキングパターンが備えられるか、またはドット状のマスキングパターンが備えられるなど多様な変形が可能である。

静電気除去部１２０は、基板１１０とマスク１０３との間の静電気を除去する。ここで、マスク１０３及び基板１１０は、所定の位置に薄膜を蒸着させるために頻繁な整列作業を経るようになる。また、基板１１０が有機発光ディスプレイ装置用基板の場合には、赤色、緑色、青色を発光する有機層を基板上に蒸着するので、それぞれの色相によって異なるマスクを利用せねばならず、異なるマスクを使用する度に整列作業を経るようになる。このような基板１１０とマスク１０３との間の整列作業は、マスク１０３と基板１１０との間の配置を異ならせつつ行われるが、この場合、マスク１０３と基板１１０とが数回接触してから分離される過程を経る。これにより、マスク１０３と基板１１０との間に静電気が発生し、前記静電気によって基板１１０とマスク１０３とが分離されずに基板１１０の一部が割れる不良が発生する。

上記現象について、図３及び図４を参照して説明する。マスク１０３と基板１１０との間の整列または相異なるマスク１０３の入れ替えによって、図３に示したように、マスク１０３、基板１１０、薄膜１０７の間に静電気が発生して、マスク１０３、基板１１０、及び薄膜１０７が互いに接触して、基板１１０とマスク１０３とがさらに密着される。次いで、薄膜蒸着が終わった後、図４に示したように、基板１１０を持ち上げて基板１１０をマスク１０３から分離するが、静電気により基板１１０の一部がマスク１０３と分離されない場合に、基板１１０が割れるか、または蒸着された薄膜１０７の一部が基板１１０から離れるという問題が発生する。

したがって、本発明の一実施形態では図５に示したように、静電気除去部１２０がマスク１０３に連結され、静電気除去部１２０が基板１１０とマスク１０３との間の静電気を除去する。これにより、基板１１０とマスク１０３とを分離する過程で発生しうる基板１１０の割れ現象を防止できる。静電気除去部１２０は、一例として、マスク１０３に電流を供給する電源１０５、前記電流の量を調節する抵抗１０６、及び電源１０５と抵抗１０６とマスク１０３とを連結して閉回路を設ける導電線１０７を備える。また、マスク１０３に流す電流は、一定の時間間隔で断続的に流してもよい。

静電気除去部１２０は、図２に示したように、マスク１０３の側部に配されることが望ましい。マスク１０３の上下面には、蒸着源１０４から放出された蒸着物質が通過して基板１１０上に蒸着されるためである。

次に、本発明の一実施形態による薄膜蒸着装置を利用して製造された有機発光ディスプレイ装置について図６を参照して説明する。図６には、薄膜蒸着装置を利用して製造されたアクティブマトリックス（ＡＭ）型有機発光ディスプレイ装置における一つの副画素を図示する。図６に示す副画素は、少なくとも一つのＴＦＴと自発光素子であるＥＬ素子（例えば、ＯＬＥＤ）とを有する。ただし、前記ＴＦＴは、必ずしも図６に図示された構造のみで可能なものではなく、その数及び構造は多様に変形可能である。これらのＡＭ型有機電界発光表示装置をさらに詳細に説明すれば、次の通りである。

図６から分かるように、基板３２０上にバッファ層３３０が形成されており、このバッファ層３３０の上部にＴＦＴが備えられる。前記ＴＦＴは、半導体活性層３３１と、この半導体活性層３３１を覆うように形成されたゲート絶縁膜３３２と、ゲート絶縁膜３３２の上部のゲート電極３３３とを持つ。このゲート電極３３３を覆うように層間絶縁膜３３４が形成され、層間絶縁膜３３４の上部にソース及びドレイン電極３３５が形成される。このソース及びドレイン電極３３５は、ゲート絶縁膜３３２及び層間絶縁膜３３４に形成されたコンタクトホールにより、活性層３３１のソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接触する。一方、前記ソース／ドレイン電極３３５に、有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）のアノード電極になる第１電極層３２１が連結される。前記第１電極層３２１は平坦化膜３３７の上部に形成されており、この第１電極層３２１を覆うように画素定義膜３３８が形成される。そして、この画素定義膜３３８に所定の開口部を形成した後、ＯＬＥＤの有機層３２６が形成され、これらの上部に共通電極として第２電極層３２７が蒸着される。

前記ＯＬＥＤの有機層３２６のうち有機発光層は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を備え、フルカラーを具現できる。各色相の有機発光層は、前述した薄膜蒸着装置により形成される。各色相の有機発光層は、それぞれ別途のマスクを利用して形成され、有機発光層が蒸着された後には、前術した薄膜蒸着装置の静電気除去部により基板とマスクとの間の静電気を除去し、基板とマスクとを分離する。

このような有機発光ディスプレイ装置は、外部の酸素及び水分の浸透を遮断するため、密封される。以上説明した本発明の実施形態によるＯＬＥＤは一例であり、その構造は多様に変形可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、有機発光ディスプレイ装置関連の技術分野に適用可能である。

１０１ チャンバー
１０２ ホルダー
１０３ マスク
１０４ 蒸着源
１１０ 基板
１２０ 静電気除去部

Claims (8)

1. 基板を支持するホルダーと、
   前記基板の一面に対向するように配されるマスクと、
   前記基板と前記マスクとの間の静電気を除去する静電気除去部と、
   を備えることを特徴とする薄膜蒸着装置。
2. 前記静電気除去部は、前記基板と前記マスクとの間に発生した静電気を前記マスクに電流を流して除去することを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
3. 前記静電気除去部は、一定の時間間隔で前記マスクに前記電流を流すことを特徴とする請求項２に記載の薄膜蒸着装置。
4. 前記静電気除去部は、
   前記マスクに電流を供給する電源と、
   前記電流量を調節する抵抗と、
   前記電源、前記抵抗、及び前記マスクと連結されて閉回路をなす電線と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
5. 基板上に、互いに対向する第１電極及び第２電極と、前記第１電極及び第２電極の間に位置する有機層とを備える有機発光ディスプレイ装置の製造方法であって、
   前記基板の一面に対向するように配されたマスクを通じて前記基板上に前記有機層を蒸着する工程と、
   前記マスクと前記基板との間の静電気を除去する工程と、
   前記マスクと前記基板とを互いに離隔させる工程と、
   を含むことを特徴とする有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
6. 前記静電気除去工程は、前記マスクに電流を流して前記静電気を除去することを特徴とする請求項５に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
7. 前記静電気除去工程は、一定の時間間隔で前記マスクに前記電流を流すことを特徴とする請求項６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
8. 前記静電気除去工程は、前記マスク、前記マスクに電流を供給する電源、及び前記電流の量を調節する抵抗が閉回路をなして、前記マスクに電流を供給することを特徴とする請求項６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
   
   

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