JP2015001024A - 有機層蒸着装置及びそ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
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Abstract
【課題】有機層蒸着装置及びそ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。【解決手段】ローディング部200から移送された移動部430に固定された基板に有機層を蒸着する一つ以上の有機層蒸着アセンブリ100−1〜11とを含む蒸着部100と、ローディング部200と蒸着部100との間に配置され、基板上に有機層が蒸着される前に基板の位置情報を測定する計測部と、蒸着部100を通過しながら蒸着が完了した基板を移動部から分離させるアンローディング部300とを含む有機層蒸着装置1。【選択図】図1
Description
本発明は、有機層蒸着装置及びそれを利用した有機発光表示装置の製造方法に関する。
ディスプレイ装置のうち、有機発光ディスプレイ装置は、視野角が広く、かつコントラストにすぐれるだけではなく、応答速度が迅速であるという長所を有しており、次世代ディスプレイ装置として注目を集めている。
有機発光ディスプレイ装置は、互いに対向した第1電極及び第2電極の間に、発光層及びそれを含む中間層を具備する。このとき、前記電極及び中間層は、さまざまな方法によって形成されるが、そのうち1つの方法が独立蒸着方式である。蒸着方法を利用して、有機発光ディスプレイ装置を製作するためには、有機層などが形成される基板面に、形成される有機層などのパターンと同一のパターンを有するファイン・メタルマスク(FMM:fine metal mask)を密着させ、有機層などの材料を蒸着して所定パターンの有機層を形成する。
しかし、かようなファイン・メタルマスクを利用する方法は、大型のマザーガラス(mother-glass)を使用して、有機発光ディスプレイ装置を大面積化させるには不適であるという限界がある。なぜならは、大面積マスクを使用すれば、自重によって、マスクの反り現象が発生するが、その反り現象によるパターンの歪曲が生じうるからである。それは、パターンに高精細を要する現傾向とも背馳するのである。
さらに、基板とファイン・メタルマスクとを整列させて密着させ、蒸着を行った後、さらに基板とファイン・メタルマスクとを分離させる過程で、相当な時間が必要となり、製造時間が長くかかり、生産効率が低いという問題点が存在した。
前述の背景技術は、発明者が本発明の導出のために保有していたり、あるいは本発明の導出過程で習得した技術情報であり、必ずしも、本発明の出願前に一般公衆に公開された公知技術とする限りではない。
前述の背景技術は、発明者が本発明の導出のために保有していたり、あるいは本発明の導出過程で習得した技術情報であり、必ずしも、本発明の出願前に一般公衆に公開された公知技術とする限りではない。
本発明の主な課題は、製造が容易であり、大型基板量産工程に容易に適用され、蒸着工程中に、基板と有機層蒸着アセンブリとの精密な整列が可能な有機層蒸着装置、それを利用した有機発光表示装置の製造方法、及び有機発光表示装置を提供することである。
本発明の一実施形態による有機層蒸着装置は、基板を固定し、固定された前記基板と共に移動自在に形成された移動部と、前記基板が固定された前記移動部を、第1方向に移動させる第1移送部と、蒸着が完了し、前記基板が分離された前記移動部を、前記第1方向の反対方向に移動させる第2移送部と、を含む移送部;前記移動部に、前記基板を固定させるローディング部;真空に維持されるチャンバと、前記ローディング部から移送された前記移動部に固定された前記基板に有機層を蒸着する一つ以上の有機層蒸着アセンブリを含む蒸着部;前記ローディング部と、前記蒸着部との間に配置され、前記基板上に、前記有機層が蒸着される前に、前記基板の位置情報を測定する計測部;及び前記蒸着部を通過しながら蒸着が完了した前記基板を、前記移動部から分離させるアンローディング部;を含み、前記移動部は、前記第1移送部と、前記第2移送部との間を循環することが可能なように形成され、前記移動部に固定された前記基板は、前記第1移送部によって移動される間、前記有機層蒸着アセンブリと所定距離離隔されるように形成されてもよい。
前記位置情報は、前記基板が、前記第1方向に対してずれた程度及び前記基板までの距離でもある。
前記計測部は、前記基板が、前記第1方向に対してずれた程度を計測することができる撮影部と、前記基板までの距離を測定することができるギャップセンサ部と、を具備することができる。
前記計測部は、前記基板が、前記第1方向に対してずれた程度を計測することができる撮影部と、前記基板までの距離を測定することができるギャップセンサ部と、を具備することができる。
前記基板は、成膜基板とマスター基板とからなり、前記マスター基板は、前記成膜基板が前記移動部に固定され、前記蒸着部に投入されるに先立ち、前記移動部に固定され、前記蒸着部に投入されてもよい。
前記計測部は、前記成膜基板に先立ち、前記マスター基板が、前記第1方向に対してずれた程度及び前記マスター基板までの距離を測定し、前記マスター基板が前記蒸着部に投入された後、前記成膜基板が、前記第1方向に対してずれた程度及び前記成膜基板までの距離を測定することができる。
前記計測部は、前記成膜基板に先立ち、前記マスター基板が、前記第1方向に対してずれた程度及び前記マスター基板までの距離を測定し、前記マスター基板が前記蒸着部に投入された後、前記成膜基板が、前記第1方向に対してずれた程度及び前記成膜基板までの距離を測定することができる。
前記計測部は、前記マスター基板の前記第1方向に対してずれた程度と、前記成膜基板の前記第1方向に対してずれた程度とを比較し、前記マスター基板を基準にした前記成膜基板のずれ変化量を算出することができる。
前記成膜基板の前記ずれ変化量によって、前記蒸着部と前記成膜基板とを整列させることができる。
前記成膜基板の前記ずれ変化量によって、前記蒸着部と前記成膜基板とを整列させることができる。
前記計測部は、前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差を算出することができる。
前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差によって、前記成膜基板と、前記蒸着部との間隔を一定に維持するように、前記蒸着部の高さを制御することができる。
前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差によって、前記成膜基板と、前記蒸着部との間隔を一定に維持するように、前記蒸着部の高さを制御することができる。
前記薄膜蒸着アセンブリは、蒸着物質を放射する蒸着源と、前記蒸着源の一側に配置され、一つ以上の蒸着源ノズルが形成される蒸着源ノズル部と、前記蒸着源ノズル部と対向するように配置され、複数個のパターニングスリットが形成されるパターニングスリット・シートと、を含み、前記基板は、前記有機層蒸着装置と所定距離離隔されるように形成され、前記有機層蒸着装置に対して相対的に移動自在に形成され、前記蒸着源から放射された前記蒸着物質は、前記パターニングスリット・シートを通過し、前記基板上にパターンを形成しながら蒸着される。
前記薄膜蒸着アセンブリの前記パターニングスリット・シートは、前記第1方向または前記第2方向のうち少なくともいずれか1方向において、前記基板より小さく形成されてもよい。
前記蒸着源ノズル部には、第1方向に沿って1以上の蒸着源ノズルが形成され、前記パターニングスリット・シートには、前記第1方向に対して垂直である第2方向に沿って、複数個のパターニングスリットが形成されてもよい。
前記蒸着源ノズル部には、第1方向に沿って1以上の蒸着源ノズルが形成され、前記パターニングスリット・シートには、前記第1方向に対して垂直である第2方向に沿って、複数個のパターニングスリットが形成されてもよい。
本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置の製造方法は、基板上に有機層を形成する有機層蒸着装置を利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法において、ローディング部で、前記基板を移動部に固定させる段階と、前記基板が固定された移動部を、チャンバを貫くように設置された第1移送部を利用して、前記チャンバ内に移送する段階と、前記基板上に前記有機層が蒸着される前に、前記基板の位置情報を測定する段階と、前記チャンバ内に配置された有機層蒸着アセンブリと、前記基板が所定距離離隔された状態で、前記基板が、前記有機層蒸着アセンブリに対して相対的に移動しながら、前記有機層蒸着アセンブリから発散された蒸着物質が、前記基板に蒸着されて有機層が形成される段階と、アンローディング部で、蒸着が完了した前記基板を、前記移動部から分離させる段階と、前記基板と分離された前記移動部を、チャンバを貫くように設置された第2移送部を利用して、前記ローディング部に移送する段階と、を含んでもよい。
前記位置情報は、前記基板が、前記第1方向に対してずれた程度及び前記基板までの距離でもある。
前記基板は、成膜基板とマスター基板とからなり、前記マスター基板は、前記成膜基板に先立ち、前記チャンバ内に投入されてもよい。
前記位置情報測定段階は、前記マスター基板の位置情報を測定した後、前記成膜基板が前記移動部に固定され、前記チャンバに移動された後、前記成膜基板の位置情報を測定することができる。
前記基板は、成膜基板とマスター基板とからなり、前記マスター基板は、前記成膜基板に先立ち、前記チャンバ内に投入されてもよい。
前記位置情報測定段階は、前記マスター基板の位置情報を測定した後、前記成膜基板が前記移動部に固定され、前記チャンバに移動された後、前記成膜基板の位置情報を測定することができる。
前記有機層の形成段階は、前記マスター基板の位置情報と、前記成膜基板の位置情報とを比較し、前記有機層蒸着アセンブリと前記成膜基板とを整列する段階と、前記整列情報から、前記有機層蒸着アセンブリが、前記成膜基板に対して相対的に移動しながら、前記有機層蒸着アセンブリから発散された蒸着物質が、前記基板に蒸着されて有機層が形成される段階と、からなってもよい。
前記整列段階は、前記マスター基板の前記第1方向に対してずれた程度と、前記成膜基板の前記第1方向に対してずれた程度とを比較し、前記マスター基板を基準にした前記成膜基板のずれ変化量を算出し、前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差を算出する段階と、前記成膜基板の前記ずれ変化量によって、前記有機層蒸着アセンブリと前記成膜基板とを整列させ、前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差によって、前記成膜基板と、前記有機層蒸着アセンブリとの間隔を一定に維持するように、前記蒸着部の高さを制御する段階と、を含んでもよい。
前記チャンバ内部に、複数の薄膜蒸着アセンブリが具備され、各薄膜蒸着アセンブリによって、前記基板に連続的に蒸着が行われてもよい。
前記移動部は、前記第1移送部と、前記第2移送部との間を循環することができる。
前記第1移送部と前記第2移送部は、上下に並んで配置されてもよい。
前記移動部は、前記第1移送部と、前記第2移送部との間を循環することができる。
前記第1移送部と前記第2移送部は、上下に並んで配置されてもよい。
前記薄膜蒸着アセンブリは、蒸着物質を放射する蒸着源と、前記蒸着源の一側に配置され、一つ以上の蒸着源ノズルが形成された蒸着源ノズル部と、前記蒸着源ノズル部と対向するように配置され、複数個のパターニングスリットが配置されるパターニングスリット・シートと、を含み、前記蒸着源から放射された前記蒸着物質は、前記パターニングスリット・シートを通過し、前記基板上にパターンを形成しながら蒸着されてもよい。
前記薄膜蒸着アセンブリの前記パターニングスリット・シートは、前記第1方向または前記第2方向のうち少なくともいずれか1方向において、前記基板より小さく形成されてもよい。
前記薄膜蒸着アセンブリの前記パターニングスリット・シートは、前記第1方向または前記第2方向のうち少なくともいずれか1方向において、前記基板より小さく形成されてもよい。
本発明の実施形態によれば、製造が容易であり、大型基板の量産工程に容易に適用され、蒸着工程中に、基板と有機層蒸着装置との精密な整列が可能である有機層蒸着装置及びそれを利用した有機発光表示装置の製造方法を具現することができる。
以下、添付した図面を参照しつつ、本発明の実施形態について、本発明が属する技術で当業者が、容易に実施することができるように詳細に説明する。本発明は、さまざまに異なる形態に具現され、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着装置を概略的に図示したシステム構成の平面図であり、図2は、図1の有機層蒸着装置の蒸着部を概略的に図示したシステム構成の側面図である。
図1は、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着装置を概略的に図示したシステム構成の平面図であり、図2は、図1の有機層蒸着装置の蒸着部を概略的に図示したシステム構成の側面図である。
図1及び図2を参照すれば、本発明の一実施形態による有機層蒸着装置1は、計測部10、蒸着部100、ローディング部200、アンローディング部300及び移送部400を含む。
ローディング部200は、第1ラック212と、導入室214と、第1反転室218と、バッファ室219を含んでもよい。
第1ラック212には、蒸着が行われる前の基板2が多数積載されており、導入室214に具備された導入ロボットは、第1ラック212から基板2を取り、第2移送部420から移送されてきた移動部430に基板2を載せた後、基板2が付着した移動部430を第1反転室218に移す。
ローディング部200は、第1ラック212と、導入室214と、第1反転室218と、バッファ室219を含んでもよい。
第1ラック212には、蒸着が行われる前の基板2が多数積載されており、導入室214に具備された導入ロボットは、第1ラック212から基板2を取り、第2移送部420から移送されてきた移動部430に基板2を載せた後、基板2が付着した移動部430を第1反転室218に移す。
導入室214に隣接しては、第1反転室218が具備され、第1反転室218に位置した第1反転ロボットが移動部430を反転させ、移動部430を蒸着部100の第1移送部410に装着する。
図1で見るとき、導入室214の導入ロボットは、移動部430の上面に基板2を載せ、その状態で移動部430は、反転室218に移送され、反転室218の第1反転ロボットが反転室218を反転させることにより、蒸着部100では、基板2が下に向かって位置する。
図1で見るとき、導入室214の導入ロボットは、移動部430の上面に基板2を載せ、その状態で移動部430は、反転室218に移送され、反転室218の第1反転ロボットが反転室218を反転させることにより、蒸着部100では、基板2が下に向かって位置する。
アンローディング部300の構成は、前述のローディング部200の構成と反対に構成される。すなわち、蒸着部100を経た基板2及び移動部430を、第2反転室328で第2反転ロボットが反転させ、搬出室324に移送し、搬出ロボットが搬出室324から、基板2及び移動部430を取り出した後、基板2を移動部430から分離して第2ラック322に積載する。基板2と分離された移動部430は、第2移送部420を介して、ローディング部200に回送される。
しかし、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、基板2が移動部430に最初固定されるときから、移動部430の下面に基板2を固定させ、そのまま蒸着部100に移送させることもできる。その場合、例えば、第1反転室218の第1反転ロボットと、第2反転室328の第2反転ロボットは、不要になる。
計測部10は、ローディング部200と蒸着部100との間に配置され、基板2が蒸着部100に投入される前に、基板2の位置情報を測定することができる。すなわち、計測部10は、基板2までの距離、及び移動部430の移送方向に対して基板2がずれた程度を測定することができる。計測部10によって測定された基板2の位置情報を利用して、基板2と、有機層蒸着アセンブリ100−1,100−2,…,100−11との整列を行う。それについては後述する。
蒸着部100は、少なくとも1つの蒸着用チャンバ101を具備する。図1及び図2による本発明の一実施形態によれば、前記蒸着部100は、チャンバ101を具備し、そのチャンバ101内に、複数の有機層蒸着アセンブリ100−1,100−2,…,100−11が配置される。図1に図示された本発明の一実施形態によれば、前記チャンバ101内に、第1有機層蒸着アセンブリ100−1、第2有機層蒸着アセンブリ100−2〜第11有機層蒸着アセンブリ100−11の11個の有機層蒸着アセンブリが設置されているが、その数は、蒸着物質及び蒸着条件によって可変可能である。前記チャンバ101は、蒸着が進められる間、真空に維持される。
一方、図1による本発明の一実施形態によれば、前記基板2が固定された移動部430は、第1移送部410によって少なくとも蒸着部100で、望ましくは、前記ローディング部200、蒸着部100及びアンローディング部300に順次移動され、前記アンローディング部300で基板2と分離された移動部430は、第2移送部420によって、ローディング部200に送り戻される。
前記第1移送部410は、前記蒸着部100を通過するとき、前記チャンバ101を貫くように具備され、前記第2移送部420は、基板2が分離された移動部430を移送するように具備される。
ここで、本発明の一実施形態による有機層蒸着装置1は、第1移送部410と第2移送部420とが上下に形成され、第1移送部410を通過しながら、蒸着を終えた移動部430がアンローディング部300で基板2と分離された後、その下部に形成された第2移送部420を介して、ローディング部200に回送されるように形成されることにより、空間活用の効率が向上するという効果を得ることができる。
ここで、本発明の一実施形態による有機層蒸着装置1は、第1移送部410と第2移送部420とが上下に形成され、第1移送部410を通過しながら、蒸着を終えた移動部430がアンローディング部300で基板2と分離された後、その下部に形成された第2移送部420を介して、ローディング部200に回送されるように形成されることにより、空間活用の効率が向上するという効果を得ることができる。
一方、図1の蒸着部100は、各有機層蒸着アセンブリ100−1の一側に、蒸着源交替部190をさらに含んでもよい。図面には、詳細には図示されていないが、蒸着源交替部190は、カセット形式で形成され、それぞれの有機層蒸着アセンブリ100−1から外部に引き出されるように形成されてもよい。従って、有機層蒸着アセンブリ100−1の蒸着源110(図3)の交替が容易になる。
一方、図1には、ローディング部200、蒸着部100、アンローディング部300及び移送部400から構成された有機層蒸着装置を構成するための一連のセット(set)が、並んで2セットが具備されていると図示されている。すなわち、図1の上側と下側とに、全てで2つの有機層蒸着装置1が具備されていると理解することができる。その場合、2つの有機層蒸着装置1の間には、パターニングスリット・シート交替部500がさらに具備されてもよい。すなわち、2つの有機層蒸着装置1の間に、パターニングスリット・シート交替部500を具備し、2つの有機層蒸着装置1に、パターニングスリット・シート交替部500を共同で使用させることにより、それぞれの有機層蒸着装置1がパターニングスリット・シート交替部500を具備するところに比べ、空間活用の効率性を向上させることができるのである。
図3は、図1の蒸着部を概略的に図示した斜視図であり、図4は、図3の蒸着部の概略的な断面図である。
まず、図3及び図4を参照すれば、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着装置1の蒸着部100は、一つ以上の有機層蒸着アセンブリ100−1と、移送部400とを含む。
以下では、全体的な蒸着部100の構成について説明する。
まず、図3及び図4を参照すれば、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着装置1の蒸着部100は、一つ以上の有機層蒸着アセンブリ100−1と、移送部400とを含む。
以下では、全体的な蒸着部100の構成について説明する。
チャンバ101は、中空のボックス状に形成され、その内部に、一つ以上の有機層蒸着アセンブリ100−1と、移送部400とが収容される。これについて他の側面から説明すれば、地面に固定されるように、フット(foot)102が形成され、フット102上に、下部ハウジング103が形成され、下部ハウジング103の上部に、上部ハウジング104が形成される。そして、チャンバ101は、下部ハウジング103及び上部ハウジング104をいずれも内部に収容するように形成される。そのとき、下部ハウジング103とチャンバ101との連結部は、密封処理され、チャンバ101の内部が外部と完全に遮断される。そのように、下部ハウジング103と上部ハウジング104とが、地面に固定されたフット102上に形成されることにより、チャンバ101が収縮/膨脹を反復したとしても、下部ハウジング103と上部ハウジング104は、固定された位置を維持することができ、従って、下部ハウジング103と上部ハウジング104とが、蒸着部100内で、一種の基準フレーム(reference frame)の役割を行うことができるのである。
一方、上部ハウジング104の内部には、有機層蒸着アセンブリ100−1と、移送部400の第1移送部410とが形成され、下部ハウジング103の内部には、移送部400の第2移送部420を形成することができる。そして、移動部430が、第1移送部410と第2移送部420との間を循環移動しながら、連続的に蒸着が行われるのである。
以下では、有機層蒸着アセンブリ100−1の詳細構成について説明する。
それぞれの有機層蒸着アセンブリ100−1は、蒸着源110、蒸着源ノズル部120、パターニングスリット・シート130、遮断部材140、第1ステージ150、第2ステージ160などを含む。ここで、図3及び図4の全ての構成は、適切な真空度が維持されるチャンバ101内に配置されることが望ましい。それは、蒸着物質の直進性を確保するためである。
それぞれの有機層蒸着アセンブリ100−1は、蒸着源110、蒸着源ノズル部120、パターニングスリット・シート130、遮断部材140、第1ステージ150、第2ステージ160などを含む。ここで、図3及び図4の全ての構成は、適切な真空度が維持されるチャンバ101内に配置されることが望ましい。それは、蒸着物質の直進性を確保するためである。
詳細には、蒸着源110から放出された蒸着物質115が、蒸着源ノズル部120及びパターニングスリット・シート130を通過し、基板2に所望のパターンに蒸着されるためには、基本的に、チャンバ101の内部は、ファイン・メタルマスク(FMM)蒸着方法と同一の高振空状態を維持しなければならない。また、パターニングスリット・シート130の温度が、蒸着源110の温度より十分に低くなければならない。なぜならば、パターニングスリット・シート130の温度が十分に低ければ、温度によるパターニングスリット・シート130の熱膨脹問題を最小化することができるからである。
かようなチャンバ101内には、被蒸着体である基板2が配置される。前記基板2は、平板表示装置用基板にもなるが、多数の平板表示装置を形成することができるマザーガラス(mother-glass)のような40インチ以上の大面積基板が適用されてもよい。
ここで、本発明の一実施形態では、基板2が有機層蒸着アセンブリ100−1に対して相対的に移動しながら蒸着が進められることを一特徴とする。
ここで、本発明の一実施形態では、基板2が有機層蒸着アセンブリ100−1に対して相対的に移動しながら蒸着が進められることを一特徴とする。
詳細には、既存のファイン・メタルマスク蒸着方法では、ファイン・メタルマスクのサイズが、基板サイズと同一に形成されなければならない。従って、基板サイズが増大するほど、ファイン・メタルマスクも大型化されなければならず、それにより、ファイン・メタルマスクの製作が容易ではなく、ファイン・メタルマスクを引っ張り、精密なパターンに整列させるのも、容易ではないという問題点が存在した。
かような問題点を解決するために、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着アセンブリ100−1は、有機層蒸着アセンブリ100−1と基板2とが互いに相対的に移動しながら、蒸着が行われることを一特徴とする。言い換えれば、有機層蒸着アセンブリ100−1と対向するように配置された基板2が、Y軸方向に沿って移動しながら、連続的に蒸着が行われる。すなわち、基板2が図3の矢印A方向に移動しながら、スキャニング(scanning)方式で、蒸着が行われるのである。ここで、図面には、基板2がチャンバ101内で、Y軸方向に移動しながら、蒸着が行われると図示されているが、本発明の思想は、それに制限されるものではなく、基板2は、固定されており、有機層蒸着アセンブリ100−1自体がY軸方向に移動しながら、蒸着を行うことも可能であろう。
従って、本発明の有機層蒸着アセンブリ100−1では、従来のファイン・メタルマスクに比べ、はるかに小さくパターニングスリット・シート130を設けることができる。すなわち、本発明の有機層蒸着アセンブリ100−1の場合、基板2がY軸方向に沿って移動しながら、連続的に、すなわち、スキャニング方式で蒸着を行うので、パターニングスリット・シート130のX軸方向及びY軸方向の長さのうち少なくとも一方向の長さは、基板2の長さよりはるかに小さく形成されてもよい。そのように、従来のファイン・メタルマスクに比べ、はるかに小さくパターニングスリット・シート130を設けることができるので、本発明のパターニングスリット・シート130は、その製造が容易である。すなわち、パターニングスリット・シート130のエッチング作業、その後の精密引っ張り作業及び溶接作業、並びに移動作業及び洗浄作業など全ての工程で、小サイズのパターニングスリット・シート130がファイン・メタルマスク蒸着方法に比べて有利である。また、それは、ディスプレイ装置が大型化されるほどさらに有利になる。
このように、有機層蒸着アセンブリ100−1と基板2とが互いに相対的に移動しながら蒸着が行われるためには、有機層蒸着アセンブリ100−1と基板2とが一定距離離隔されていることが望ましい。これについては、後で詳細に記述する。
一方、チャンバ101内で、前記基板2と対向する側には、蒸着物質115が収納及び加熱される蒸着源110が配置される。前記蒸着源110内に収納されている蒸着物質115が気化されることによって、基板2に蒸着が行われる。
一方、チャンバ101内で、前記基板2と対向する側には、蒸着物質115が収納及び加熱される蒸着源110が配置される。前記蒸着源110内に収納されている蒸着物質115が気化されることによって、基板2に蒸着が行われる。
詳細には、蒸着源110は、その内部に蒸着物質115が充填されるルツボ111と、ルツボ111を加熱させ、ルツボ111の内部に充填された蒸着物質115を、ルツボ111の一側、詳細には、蒸着源ノズル部120側に蒸発させるためのヒータ112と、を含む。
蒸着源110の一側、詳細には、蒸着源110で基板2を向く側には、蒸着源ノズル部120が配置される。ここで、本発明による有機層蒸着アセンブリは、共通層とパターン層とを蒸着するところにあり、蒸着源ノズルが互いに異なって形成されてもよい。
蒸着源110の一側、詳細には、蒸着源110で基板2を向く側には、蒸着源ノズル部120が配置される。ここで、本発明による有機層蒸着アセンブリは、共通層とパターン層とを蒸着するところにあり、蒸着源ノズルが互いに異なって形成されてもよい。
一方、蒸着源110と基板2との間には、パターニングスリット・シート130がさらに具備される。パターニングスリット・シート130は、ほぼ窓枠のような形態によって形成されるフレーム135(図5)をさらに含み、パターニングスリット・シート130には、X軸方向にそって、複数個のパターニングスリット131が形成される。蒸着源110内で気化された蒸着物質115は、蒸着源ノズル部120、及びパターニングスリット・シート130を通過して、被蒸着体である基板2側に向かうのである。そのとき、前記パターニングスリット・シート130は、従来のファイン・メタルマスク、特に、ストライプ・タイプ(stripe type)のマスクの製造方法と同一の方法であるエッチングを介して製作されてもよい。そのとき、蒸着源ノズル121の総個数より、パターニングスリット131の総個数がさらに多く形成されてもよい。
ここで、前述の蒸着源110、それと結合された蒸着源ノズル部120及びパターニングスリット・シート130は、互いに一定距離離隔されるように形成される。
前述のように、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着アセンブリ100−1は、基板2に対して相対的に移動しながら蒸着を行い、そのように、有機層蒸着アセンブリ100−1が基板2に対して相対的に移動するために、パターニングスリット・シート130は、基板2から一定距離離隔されるように形成される。
前述のように、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着アセンブリ100−1は、基板2に対して相対的に移動しながら蒸着を行い、そのように、有機層蒸着アセンブリ100−1が基板2に対して相対的に移動するために、パターニングスリット・シート130は、基板2から一定距離離隔されるように形成される。
詳細には、従来のファイン・メタルマスク蒸着方法では、基板に陰影(shadow)を生じさせないために、基板にマスクを密着させて蒸着工程を進めた。しかし、そのように、基板にマスクを密着させる場合、基板とマスクとの接触による不良問題が発生するという問題点が存在した。また、マスクを基板に対して移動させることができないので、マスクを基板と同一サイズに形成しなければならない。従って、ディスプレイ装置が大型化されることによって、マスクの大きさも大きくならなければならないが、かような大型マスクを形成するのが容易ではないという問題点が存在した。
かような問題点を解決するために、本発明の一実施形態に係わる有機層蒸着アセンブリ100−1では、パターニングスリット・シート130が、被蒸着体である基板2と、所定間隔をおいて離隔されるように配置される。
かような本発明によって、マスクを基板より小さく形成した後、マスクを基板に対して移動させながら蒸着を行うことができ、マスク製作が容易になるという効果を得ることができる。また、基板とマスクとの接触による不良を防止するという効果を得ることができる。また、工程で、基板とマスクとを密着させる時間が不要になるので、製造速度が向上するという効果を得ることができる。
かような本発明によって、マスクを基板より小さく形成した後、マスクを基板に対して移動させながら蒸着を行うことができ、マスク製作が容易になるという効果を得ることができる。また、基板とマスクとの接触による不良を防止するという効果を得ることができる。また、工程で、基板とマスクとを密着させる時間が不要になるので、製造速度が向上するという効果を得ることができる。
次に、上部ハウジング104内での各構成要素の具体的な配置は、次の通りである。
まず、上部ハウジング104の底部分には、前述の蒸着源110及び蒸着源ノズル部120が配置される。そして、蒸着源110及び蒸着源ノズル部120の両側には、載置部104−1が突設され、載置部104−1上には、第1ステージ150、第2ステージ160、及び前述のパターニングスリット・シート130が順に形成される。
まず、上部ハウジング104の底部分には、前述の蒸着源110及び蒸着源ノズル部120が配置される。そして、蒸着源110及び蒸着源ノズル部120の両側には、載置部104−1が突設され、載置部104−1上には、第1ステージ150、第2ステージ160、及び前述のパターニングスリット・シート130が順に形成される。
ここで、第1ステージ150は、X軸方向及びY軸方向に移動自在に形成され、パターニングスリット・シート130を、X軸方向及びY軸方向に整列させる機能を行う。すなわち、第1ステージ150は、複数個のアクチュエータを具備し、上部ハウジング104に対して、第1ステージ150がX軸方向及びY軸方向に移動するように形成されるのである。
一方、第2ステージ160は、Z軸方向に移動自在に形成され、パターニングスリット・シート130をZ軸方向に整列する機能を行う。すなわち、第2ステージ160は、複数個のアクチュエータを具備し、第1ステージ150に対して、第2ステージ160がZ軸方向に移動するように形成されるのである。
一方、第2ステージ160上には、パターニングスリット・シート130が形成される。そのように、パターニングスリット・シート130が、第1ステージ150及び第2ステージ160上に形成され、パターニングスリット・シート130がX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に移動自在に形成されることにより、基板2とパターニングスリット・シート130との整列を行うことができるのである。
さらには、上部ハウジング104、第1ステージ150及び第2ステージ160は、蒸着源ノズル121を介して排出される蒸着物質が分散しないように、蒸着物質の移動経路をガイドする役割を同時に行うことができる。すなわち、上部ハウジング104、第1ステージ150及び第2ステージ160によって、蒸着物質の経路が密閉され、蒸着物質のX軸方向移動及びY軸方向移動を同時にガイドすることもできる。
一方、パターニングスリット・シート130と蒸着源110との間には、遮断部材140がさらに具備されてもよい。詳細には、基板2のエッジ部分には、アノード電極またはカソード電極のパターンが形成され、その後の製品検査のため、または製品製作時に端子として活用するための領域が存在する。もしその領域に有機物が成膜されている場合、アノード電極またはカソード電極が正しく役割を行うことができず、従って、かような基板2のエッジ部分は、有機物などが成膜されてはならない非成膜領域にならなければならない。しかし、前述のように、本発明の薄膜蒸着装置では、基板2が薄膜蒸着装置に対して移動しながら、スキャニング方式で蒸着が行われるので、基板2の非成膜領域にへの有機物蒸着防止が容易ではなかった。
そのように、基板2の非成膜領域に有機物が蒸着されることを防止するために、本発明の一実施形態に係わる薄膜蒸着装置では、基板2のエッジ部分に、別途の遮断部材140がさらに具備されてもよい。図面には詳細に図示されていないが、遮断部材140は、互いに隣接する2つのプレートで構成され、基板2の移動方向と垂直に形成されてもよい。
基板2が有機層蒸着アセンブリ100−1を通過しないときには、遮断部材140が蒸着源110を覆い隠すことにより、蒸着源110から発散された蒸着物質115を、パターニングスリット・シート130に付着させない。その状態で、基板2が有機層蒸着アセンブリ100−1に進入し始めれば、蒸着源110を覆い隠していた前方の遮断部材140が、基板2の移動と共に移動しながら、蒸着物質の移動経路がオープンされ、蒸着源110から発散された蒸着物質115が、パターニングスリット・シート130を通過して基板2に蒸着される。一方、基板2全体が、有機層蒸着アセンブリ100−1を通過すれば、後方の遮断部材140が、基板2の移動と共に移動しながら、蒸着物質の移動経路を再び閉鎖して蒸着源110を覆い隠すことにより、蒸着源110から発散された蒸着物質115を、パターニングスリット・シート130に付着させない。
かような遮断部材140によって、基板2の非成膜領域が覆い隠されることにより、別途の構造物なしも、簡便に基板2の非成膜領域に有機物が蒸着されることが防止される効果を得ることができる。
以下では、被蒸着体である基板2を移送する移送部400について詳細に説明する。図3及び図4を参照すれば、移送部400は、第1移送部410と、第2移送部420と、移動部430とを含む。
以下では、被蒸着体である基板2を移送する移送部400について詳細に説明する。図3及び図4を参照すれば、移送部400は、第1移送部410と、第2移送部420と、移動部430とを含む。
第1移送部410は、有機層蒸着アセンブリ100−1によって、基板2上に有機層が蒸着されるように、キャリア431、及びそれと結合された静電チャック432を含む移動部430と、移動部430に付着している基板2とを、インライン(in-line)に移送する役割を行う。
第2移送部420は、蒸着部100を通過しながら、1回の蒸着が完了した後、アンローディング部300で、基板2が分離された移動部430を、ローディング部200に回送する役割を行う。かような第2移送部420は、コイル421、ローラガイド422及びチャージング・トラック(charging track)423を含む。
移動部430は、第1移送部410及び第2移送部420によって移送されるキャリア431と、キャリア431の一面上に結合されて基板2が付着する静電チャック432と、を含む。
以下では、移送部400の各構成要素についてさらに詳細に説明する。
以下では、移送部400の各構成要素についてさらに詳細に説明する。
まず、移動部430のキャリア431について詳細に説明する。
キャリア431は、本体部431a、LMS(linear motion system)マグネット431b、CPS(contactless power supply)モジュール431c、電源部431d及びガイド溝(431e)を含む。
キャリア431は、本体部431a、LMS(linear motion system)マグネット431b、CPS(contactless power supply)モジュール431c、電源部431d及びガイド溝(431e)を含む。
本体部431aは、キャリア431の基底部をなし、鉄のような磁性体から形成されてもよい。かようなキャリア431の本体部431aと、磁気浮上ベアリング431fとの磁気力によって、キャリア431がガイド部412に対して、一定距離離隔された状態を維持することができる。
本体部431aの両側面には、ガイド溝(431e)が形成され、かようなガイド溝内には、ガイド部412のガイド突起が収容されてもよい。
本体部431aの進行方向の中心線に沿って、マグネチック・レール431bが形成されてもよい。本体部431aのマグネチック・レール431bと、後述するコイル411とが結合し、リニアモータを構成することができ、かようなリニアモータによって、キャリア431がA方向に移送される。
本体部431aの進行方向の中心線に沿って、マグネチック・レール431bが形成されてもよい。本体部431aのマグネチック・レール431bと、後述するコイル411とが結合し、リニアモータを構成することができ、かようなリニアモータによって、キャリア431がA方向に移送される。
本体部431aで、マグネチック・レール431bの一側には、CPSモジュール431c及び電源部431dがそれぞれ形成される。電源部431dは、静電チャック432が基板2をチャッキング(chucking)し、それを維持することができるように、電源を提供するための一種の充電用バッテリであり、CPSモジュール431cは、電源部431dを充電するための無線充電モジュールである。詳細には、後述する第2移送部420に形成されたチャージング・トラック423は、インバータ(図示せず)と連結され、キャリア431が第2移送部420内に移送されるとき、チャージング・トラック423と、CPSモジュール431cとの間に磁場が形成され、CPSモジュール431cに電力を供給する。そして、CPSモジュール431cに供給された電力は、電源部431dを充電するのである。
一方、静電チャック432は、セラミックスによって具備された本体の内部に、電源が印加される電極が埋め込まれたものであり、その電極に高電圧が印加されることにより、本体の表面に基板2を付着させるのである。
次に、移動部430の駆動について詳細に説明する。
次に、移動部430の駆動について詳細に説明する。
本体部431aのマグネチック・レール431bと、コイル411とが結合し、駆動部を構成することができる。ここで、駆動部は、リニアモータでもある。リニアモータは、従来の摺動案内システムに比べて摩擦係数が小さく、位置誤差がほぼ発生せず、位置決定度が非常に高い装置である。前述のように、リニアモータは、コイル411とマグネチック・レール431bとからなり、マグネチック・レール431bが、キャリア431上に一列に配置され、コイル411は、マグネチック・レール431bと対向するように、チャンバ101内の一側に、多数個が一定間隔で配置される。そのように、移動物体であるキャリア431に、コイル411ではないマグネチック・レール431bが配置されるので、キャリア431に電源を印加せずとも、キャリア431の駆動が可能にもなる。ここで、コイル411は、ATMボックス(atmosphere box)内に形成され、大気状態に設置され、マグネチック・レール431bは、キャリア431に付着し、真空であるチャンバ101内で、キャリア431が走行することができるのである。
一方、本発明の一実施形態による有機層蒸着装置1の有機層蒸着アセンブリ100−1は、整列のためのカメラ170をさらに具備することができる。詳細には、カメラ170は、パターニングスリット・シート130に形成された第1マークM1(図6)と、基板2に形成された第2マークM2(図6)とをリアルタイムで整列させることができる。ここで、カメラ170は、蒸着が進行中である真空チャンバ101内で、円滑な視野確保を行うことができるように具備される。そのために、カメラ170は、カメラ収容部171内に形成されて大気状態に設置されてもよい。
一方、本発明の一実施形態による有機層蒸着装置1は、基板2の位置情報を測定する計測部10(図2)をさらに具備することができる。
計測部10は、ローディング部200と蒸着部100との間に配置され、基板2が蒸着部100に投入される前に、基板2の位置情報を測定することができる。基板2の位置情報は、基板2までの距離と、基板2のずれた程度とを意味する。図5を参照して説明すれば、次の通りである。
計測部10は、ローディング部200と蒸着部100との間に配置され、基板2が蒸着部100に投入される前に、基板2の位置情報を測定することができる。基板2の位置情報は、基板2までの距離と、基板2のずれた程度とを意味する。図5を参照して説明すれば、次の通りである。
図5は、計測部10と、パターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…とを概略的に示す概略図である。図5を参照すれば、計測部10は、ギャップセンサ部11及び撮影部12を具備することができる。
ギャップセンサ部11は、静電チャック432の下部に配置された基板2の下部に配置され、基板2の下部面までの距離を測定することができる。
撮影部12は、静電チャック432の下部に配置された基板2の下部に配置され、静電チャック432の移送方向に対して、基板2がずれた程度を測定することができる。
ギャップセンサ部11は、静電チャック432の下部に配置された基板2の下部に配置され、基板2の下部面までの距離を測定することができる。
撮影部12は、静電チャック432の下部に配置された基板2の下部に配置され、静電チャック432の移送方向に対して、基板2がずれた程度を測定することができる。
計測部10で測定される基板2の位置情報は、基板2が、有機層蒸着アセンブリのパターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…上を移動するとき、基板2と、パターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…とを整列させるのに利用されてもよい。
図6及び図7は、マスター基板2aと、パターニングスリット・シート130との整列過程を示す概略図である。
図6及び図7は、マスター基板2aと、パターニングスリット・シート130との整列過程を示す概略図である。
マスター基板2aは、成膜基板2b(図8)がローディングされて蒸着部100に投入される前にローディングされ、計測部10によって、マスター基板2aの位置情報が計測される。マスター基板2aが、ローディング部200によって静電チャック432にチャッキングされるとき、図6に図示されているように、マスター基板2aは、静電チャック432の移送方向A(図5)に対して、反時計回り方向にθ°ほどずれている。計測部10は、マスター基板2aが蒸着部100に投入される前、すなわ、ちマスター基板2aがパターニングスリット・シート130上に移送される前、マスター基板2aのずれ程度を測定する。
その後、図7に図示されているように、パターニングスリット・シート130は、計測部10で測定されたマスター基板2aのずれ程度(θ)ほど反時計回り方向に移動され、マスター基板2aと整列される。マスター基板2aと、パターニングスリット・シート130との整列は、マスター基板2aに形成されたマークM2と、パターニングスリット・シート130に形成されたマークM1とが一致することを確認することによって分かる。マスター基板2aに形成されたマークM2と、パターニングスリット・シート130に形成されたマークM1は、図4のカメラ170によって観測される。
図8ないし図10は、成膜基板と、パターニングスリット・シートとの整列過程を示す概略図である。
マスター基板2a、が蒸着部100に投入された後には、成膜基板2bがローディングされ、蒸着部100に投入される前に、計測部10によって、成膜基板2bの位置情報を計測することができる。
マスター基板2a、が蒸着部100に投入された後には、成膜基板2bがローディングされ、蒸着部100に投入される前に、計測部10によって、成膜基板2bの位置情報を計測することができる。
成膜基板2bは、図8に図示されているように、静電チャック432の移送方向Aに対して、反時計回り方向にθ’ほどずれて、静電チャック432にチャッキングされる。計測部10は、成膜基板2bのずれ程度を計測することができる。計測部10は、成膜基板2bが投入される前に投入されたマスター基板2aのずれ程度(θ)と、成膜基板2bのずれ程度(θ’)とを比較し、その差を演算する。
成膜基板2bとマスター基板2aとのずれ差(θ’−θ)ほどパターニングスリット・シート130が反時計回り方向(場合によっては、時計回り方向)に移動し、成膜基板2bとパターニングスリット・シート130とが整列される。かような整列は、図9及び図10に図示されているように、成膜基板2bがパターニングスリット・シート130上を移動する間にも続けて行われる。
成膜基板2bとパターニングスリット・シート130との整列は、成膜基板2bに形成されたマークM2と、パターニングスリット・シート130に形成されたマークM1とが一致することを確認することによって、知ることができる。成膜基板2bに形成されたマークM2と、パターニングスリット・シート130に形成されたマークM1は、図4のカメラ170によって観測されてもよい。
図11は、マスター基板までの距離を測定する過程を示す概略図である。
マスター基板2aは、成膜基板2bがローディングされ、蒸着部100に投入されるまでローディングされ、前述のように、計測部10によって、マスター基板2aのずれ程度が計測され、またマスター基板2aまでの距離が計測される。
マスター基板2aは、成膜基板2bがローディングされ、蒸着部100に投入されるまでローディングされ、前述のように、計測部10によって、マスター基板2aのずれ程度が計測され、またマスター基板2aまでの距離が計測される。
その後、マスター基板2aがパターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…上を移動する間、それぞれのパターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…からマスター基板2aまでの間隔が測定される。
図12は、成膜基板2bまでの距離を測定する過程を示す概略図である。
マスター基板2aが蒸着部100に投入された後には、成膜基板2bがローディングされ、前述のように蒸着部100に投入される前に、計測部10によって、成膜基板2bのずれた程度が計測され、また図12に図示されているように、成膜基板2bまでの距離が計測される。
図12は、成膜基板2bまでの距離を測定する過程を示す概略図である。
マスター基板2aが蒸着部100に投入された後には、成膜基板2bがローディングされ、前述のように蒸着部100に投入される前に、計測部10によって、成膜基板2bのずれた程度が計測され、また図12に図示されているように、成膜基板2bまでの距離が計測される。
計測部10は、マスター基板2aまでの距離と、成膜基板2bまでの距離とを比較し、その差を演算する。
マスター基板2aまでの距離と、成膜基板2bまでの距離との差を利用して、それぞれパターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…と、成膜基板2bとの間隔が一定に維持されるように、パターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…が整列される。
マスター基板2aまでの距離と、成膜基板2bまでの距離との差を利用して、それぞれパターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…と、成膜基板2bとの間隔が一定に維持されるように、パターニングスリット・シート130−1,130−2,130−3,…が整列される。
さらに詳細には、図13ないし図16を利用して、説明すれば次の通りである。
図13ないし図16は、成膜基板とパターニングスリット・シートとの間隔を整列させる工程を示す概略図である。
図13ないし図16は、成膜基板とパターニングスリット・シートとの間隔を整列させる工程を示す概略図である。
図13のように、成膜基板2bがパターニングスリット・シート130上に移送される前には、計測部10によって、マスター基板2aまでの距離と、成膜基板2bまでの距離との差が求められ、それによって、パターニングスリット・シート130の移動量が決まる。
図14のように、成膜基板2bがパターニングスリット・シート130上に進入すれば、パターニングスリット・シート130は、前記移動量によって移動され、成膜基板2bと、パターニングスリット・シート130との間隔が一定に維持される。
図14のように、成膜基板2bがパターニングスリット・シート130上に進入すれば、パターニングスリット・シート130は、前記移動量によって移動され、成膜基板2bと、パターニングスリット・シート130との間隔が一定に維持される。
その後、図15及び図16のように、成膜基板2bがパターニングスリット・シート130上を移送する間も、成膜基板2bとパターニングスリット・シート130との間隔が一定に維持されるよう、にパターニングスリット・シート130が移動される。
図17は、本発明のさらに他の一実施形態による有機層蒸着アセンブリを概略的に図示した斜視図である。
図17は、本発明のさらに他の一実施形態による有機層蒸着アセンブリを概略的に図示した斜視図である。
図17を参照すれば、本発明の他の一実施形態による有機層蒸着アセンブリ900は、蒸着源910、蒸着源ノズル部920及びパターニングスリット・シート950を含む。
ここで、蒸着源910は、その内部に蒸着物質915が充填されるルツボ911と、ルツボ911を加熱させ、ルツボ911内部に充填された蒸着物質915を、蒸着源ノズル部920側に蒸発させるためのヒータ912と、を含む。一方、蒸着源910の一側には、蒸着源ノズル部920が配置され、蒸着源ノズル部920には、蒸着源ノズル921が形成される。一方、蒸着源910と基板2との間には、パターニングスリット・シート950及びフレーム955がさらに具備され、パターニングスリット・シート950には、X軸方向に沿って、複数個のパターニングスリット951が形成される。そして、蒸着源910、蒸着源ノズル部920及びパターニングスリット・シート950は、連結部材935によって結合される。
ここで、蒸着源910は、その内部に蒸着物質915が充填されるルツボ911と、ルツボ911を加熱させ、ルツボ911内部に充填された蒸着物質915を、蒸着源ノズル部920側に蒸発させるためのヒータ912と、を含む。一方、蒸着源910の一側には、蒸着源ノズル部920が配置され、蒸着源ノズル部920には、蒸着源ノズル921が形成される。一方、蒸着源910と基板2との間には、パターニングスリット・シート950及びフレーム955がさらに具備され、パターニングスリット・シート950には、X軸方向に沿って、複数個のパターニングスリット951が形成される。そして、蒸着源910、蒸着源ノズル部920及びパターニングスリット・シート950は、連結部材935によって結合される。
本実施形態は、前述の実施形態に比べて蒸着源ノズル部920に具備された蒸着源ノズル921の配置が異なっているが、それについて詳細に説明する。
蒸着源910の一側、詳細には、蒸着源910から基板2に向かう側には、蒸着源ノズル部920が配置される。そして、蒸着源ノズル部920には、蒸着源ノズル921が形成される。蒸着源910内で気化された蒸着物質915は、かような蒸着源ノズル部920を通過し、被蒸着体である基板2(図3)側に向かう。その場合、X軸方向において、蒸着源ノズル921が複数個具備されているとすれば、各蒸着源ノズル921とパターニングスリット951との距離がそれぞれ異なり、そのとき、パターニングスリット951と距離が遠い蒸着源ノズル921から発散された蒸着物質によって、陰影が発生する。従って、本発明のように、X軸方向には蒸着源ノズル921が一つだけ存在するように蒸着源ノズル921を形成することにより、陰影の発生を大きく減少させることができるのである。
蒸着源910の一側、詳細には、蒸着源910から基板2に向かう側には、蒸着源ノズル部920が配置される。そして、蒸着源ノズル部920には、蒸着源ノズル921が形成される。蒸着源910内で気化された蒸着物質915は、かような蒸着源ノズル部920を通過し、被蒸着体である基板2(図3)側に向かう。その場合、X軸方向において、蒸着源ノズル921が複数個具備されているとすれば、各蒸着源ノズル921とパターニングスリット951との距離がそれぞれ異なり、そのとき、パターニングスリット951と距離が遠い蒸着源ノズル921から発散された蒸着物質によって、陰影が発生する。従って、本発明のように、X軸方向には蒸着源ノズル921が一つだけ存在するように蒸着源ノズル921を形成することにより、陰影の発生を大きく減少させることができるのである。
図18は、本発明の有機層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型有機発光ディスプレイ装置の断面を図示したものである。
図18を参照すれば、前記アクティブマットレス型の有機発光ディスプレイ装置は、基板2上に形成される。前記基板2は、透明な素材、例えばガラス材、プラスチック材、または金属材から形成されてもよい。前記基板2上には、全体的にバッファ層のような絶縁膜51が形成されている。
図18を参照すれば、前記アクティブマットレス型の有機発光ディスプレイ装置は、基板2上に形成される。前記基板2は、透明な素材、例えばガラス材、プラスチック材、または金属材から形成されてもよい。前記基板2上には、全体的にバッファ層のような絶縁膜51が形成されている。
前記絶縁膜51上には、TFT(thin film transistor)と、有機発光素子(OLED)とが形成される。
前記絶縁膜51の上面には、所定パターンに配列された半導体活性層52が形成されている。前記半導体活性層52は、ゲート絶縁膜53によって埋め込まれている。前記活性層52は、p型またはn型の半導体として具備される。
前記絶縁膜51の上面には、所定パターンに配列された半導体活性層52が形成されている。前記半導体活性層52は、ゲート絶縁膜53によって埋め込まれている。前記活性層52は、p型またはn型の半導体として具備される。
前記ゲート絶縁膜53の上面には、前記活性層52と対応するところに、TFTのゲート電極54が形成される。そして、前記ゲート電極54を覆うように、層間絶縁膜55が形成される。前記層間絶縁膜55が形成された後には、ドライエッチングなどのエッチング工程によって、前記ゲート絶縁膜53と層間絶縁膜55とをエッチングし、コンタクトホールを形成し、前記活性層52の一部を露出させる。
その次に、前記層間絶縁膜55上に、ソース/ドレイン電極56,57が形成されるが、コンタクトホールを介して露出された活性層52に接触されるように形成される。前記ソース/ドレイン電極56,57を覆うように、保護膜58が形成され、エッチング工程を介して、前記ドレイン電極57の一部が露出される。前記保護膜58上には、保護膜58の平坦化のために、別途の絶縁膜59をさらに形成することもできる。
一方、前記有機発光素子(OLED)は、電流の流れによって、赤色、緑色、青色の光を発光し、所定の画像情報を表示するためのものとして、前記保護膜58上に、第1電極61を形成する。前記第1電極61は、TFTのドレイン電極57と電気的に連結される。
そして、前記第1電極61を覆うように、画素定義膜60が形成される。その画素定義膜60に、所定の開口を形成した後、その開口で限定された領域内に、発光層を含む有機層62を形成する。そして、有機層62上には、第2電極63を形成する。
そして、前記第1電極61を覆うように、画素定義膜60が形成される。その画素定義膜60に、所定の開口を形成した後、その開口で限定された領域内に、発光層を含む有機層62を形成する。そして、有機層62上には、第2電極63を形成する。
前記画素定義膜60は、各画素を区画するものであり、有機物から形成され、第1電極61が形成されている基板の表面、特に、絶縁膜59の表面を平坦化する。
前記第1電極61と第2電極63は、互いに絶縁されており、発光層を含む有機層62に互いに異なる極性の電圧を加えて発光が行われる。
前記第1電極61と第2電極63は、互いに絶縁されており、発光層を含む有機層62に互いに異なる極性の電圧を加えて発光が行われる。
前記発光層を含む有機層62は、低分子または高分子の有機物が使用されるが、低分子有機物を使用する場合、正孔注入層(HIL:hole injection layer)、正孔輸送層(HTL:hole transport layer)、発光層(EML:emission layer)、電子輸送層(ETL:electron transport layer)、電子注入層(EIL:electron injection layer)などが、単一あるいは複合の構造に積層されて形成され、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン(CuPc)、N,N−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン(NPB)、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)などを含めて多様に適用可能である。
ここで、前記発光層を含む有機層62は、前記有機層蒸着装置1(図1)によって蒸着されてもよい。すなわち、蒸着物質を放射する蒸着源、蒸着源の一側に配置されて複数個の蒸着源ノズルが形成される蒸着源ノズル部、及び蒸着源ノズル部と対向するように配置され、複数個のパターニングスリットが形成されるパターニングスリット・シートを含む有機層蒸着装置が、非蒸着用基板と所定距離離隔されるように配置された後、有機層蒸着装置1(図1)及び基板2(図1)のうちいずれか一方が他方に対して相対的に移動しながら、有機層蒸着装置1(図1)から放射される蒸着物質が基板2(図1)上に蒸着されるのである。
かような有機発光膜を形成した後には、第2電極63も、同一の蒸着工程で形成することができる。
一方、前記第1電極61は、アノード電極の機能を行い、前記第2電極63は、カソード電極の機能を行うことができるが、それら第1電極61と第2電極63との極性は、反対になっても差し支えないということは、言うまでもない。そして、第1電極61は、各画素の領域に対応されるようにパターニングされ、第2電極63は、全ての画素を覆うように形成される。
一方、前記第1電極61は、アノード電極の機能を行い、前記第2電極63は、カソード電極の機能を行うことができるが、それら第1電極61と第2電極63との極性は、反対になっても差し支えないということは、言うまでもない。そして、第1電極61は、各画素の領域に対応されるようにパターニングされ、第2電極63は、全ての画素を覆うように形成される。
前記第1電極61は、透明電極または反射型電極として具備されてもよいが、透明電極として使用されるときには、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、ZnOまたはIn2O3によって具備され、反射型電極として使用されるときには、Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、及びそれらの化合物などで反射層を形成した後、さらにITO、IZO、ZnOまたはIn2O3で透明電極層を形成することができる。かような第1電極61は、スパッタリング法などによって成膜された後、フォトリソグラフィ法などによってパターニングされる。
一方、前記第2電極63も、透明電極または反射型電極として具備されてもよいが、透明電極として使用されるときには、その第2電極63がカソード電極として使用されるので、仕事関数が小さい金属、すなわち、Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg、及びそれらの化合物が、発光層を含む有機層62側に向かうように蒸着された後、その上に、ITO、IZO、ZnOまたはIn2O3などで補助電極層やバス電極ラインを形成することができる。そして、反射型電極として使用されるときには、前述のLi、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg、及びそれらの化合物を全面蒸着して形成する。そのとき、蒸着は、前述の発光層を含む有機層62の場合と同様の方法で行うことができる。
本発明は、それ以外にも、有機TFTの有機層または無機膜の蒸着にも使用することができ、その他、多様な素材の成膜工程に適用可能である。
本明細書では、本発明について、限定された実施形態を中心に説明したが、本発明の範囲内で、多様な実施形態が可能である。また、説明してはいないにしても、均等な手段もまた、本発明にそのまま結合されるものとすることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって決まらなければならないのである。
本明細書では、本発明について、限定された実施形態を中心に説明したが、本発明の範囲内で、多様な実施形態が可能である。また、説明してはいないにしても、均等な手段もまた、本発明にそのまま結合されるものとすることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって決まらなければならないのである。
本発明の有機層蒸着装置及びそれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
1 有機層蒸着装置
100 蒸着部
200 ローディング部
300 アンローディング部
400 移送部
100 蒸着部
200 ローディング部
300 アンローディング部
400 移送部
Claims (20)
- 基板を固定し、固定された前記基板と共に移動自在に形成された移動部と、前記基板が固定された前記移動部を、第1方向に移動させる第1移送部と、蒸着が完了し、前記基板が分離された前記移動部を、前記第1方向の反対方向に移動させる第2移送部と、を含む移送部と、
前記移動部に、前記基板を固定させるローディング部と、
真空に維持されるチャンバと、前記ローディング部から移送された前記移動部に固定された前記基板に有機層を蒸着する一つ以上の有機層蒸着アセンブリと、を含む蒸着部と、
前記ローディング部と、前記蒸着部との間に配置され、前記基板上に前記有機層が蒸着される前に、前記基板の位置情報を測定する計測部と、
前記蒸着部を通過しながら、蒸着が完了した前記基板を、前記移動部から分離させるアンローディング部と、を含み、
前記移動部は、前記第1移送部と、前記第2移送部との間を循環することが可能なように形成され、
前記移動部に固定された前記基板は、前記第1移送部によって移動される間、前記有機層蒸着アセンブリと所定距離離隔されるように形成されることを特徴とする有機層蒸着装置。 - 前記位置情報は、前記基板が、前記第1方向に対してずれた程度、及び前記基板までの距離であることを特徴とする請求項1に記載の有機層蒸着装置。
- 前記計測部は、
前記基板が、前記第1方向に対してずれた程度を計測することができる撮影部と、
前記基板までの距離を測定することができるギャップセンサ部と、を具備することを特徴とする請求項2に記載の有機層蒸着装置。 - 前記基板は、成膜基板とマスター基板とからなり、
前記マスター基板は、前記成膜基板が前記移動部に固定され、前記蒸着部に投入されるに先立ち、前記移動部に固定され、前記蒸着部に投入されることを特徴とする請求項1に記載の有機層蒸着装置。 - 前記計測部は、前記成膜基板に先立ち、前記マスター基板が、前記第1方向に対してずれた程度、及び前記マスター基板までの距離を測定し、前記マスター基板が前記蒸着部に投入された後、前記成膜基板が、前記第1方向に対してずれた程度、及び前記成膜基板までの距離を測定することを特徴とする請求項4に記載の有機層蒸着装置。
- 前記計測部は、前記マスター基板の前記第1方向に対してずれた程度と、前記成膜基板の前記第1方向に対してずれた程度とを比較し、前記マスター基板を基準にした前記成膜基板のずれ変化量を算出することを特徴とする請求項5に記載の有機層蒸着装置。
- 前記成膜基板の前記ずれ変化量によって、前記蒸着部と前記成膜基板とを整列させることを特徴とする請求項6に記載の有機層蒸着装置。
- 前記計測部は、前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差を算出することを特徴とする請求項5に記載の有機層蒸着装置。
- 前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差によって、前記成膜基板と、前記蒸着部との間隔を一定に維持するように、前記蒸着部の高さを制御することを特徴とする請求項8に記載の有機層蒸着装置。
- 前記薄膜蒸着アセンブリは、
蒸着物質を放射する蒸着源と、
前記蒸着源の一側に配置され、一つ以上の蒸着源ノズルが形成される蒸着源ノズル部と、
前記蒸着源ノズル部と対向するように配置され、複数個のパターニングスリットが形成されるパターニングスリット・シートと、を含み、
前記基板は、前記有機層蒸着装置と所定距離離隔されるように形成され、前記有機層蒸着装置に対して相対的に移動自在に形成され、
前記蒸着源から放射された前記蒸着物質は、前記パターニングスリット・シートを通過し、前記基板上にパターンを形成しながら蒸着されることを特徴とする請求項1に記載の有機層蒸着装置。 - 前記薄膜蒸着アセンブリの前記パターニングスリット・シートは、前記第1方向または前記第2方向のうち少なくともいずれか1方向において、前記基板より小さく形成されることを特徴とする請求項10に記載の有機層蒸着装置。
- 前記蒸着源ノズル部には、第1方向に沿って1以上の蒸着源ノズルが形成され、
前記パターニングスリット・シートには、前記第1方向に対して垂直である第2方向に沿って、複数個のパターニングスリットが形成されることを特徴とする請求項10に記載の有機層蒸着装置。 - 基板上に有機層を形成する有機層蒸着装置を利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法において、
ローディング部で、前記基板を移動部に固定させる段階と、
前記基板が固定された移動部を、チャンバを貫くように設置された第1移送部を利用して、前記チャンバ内に移送する段階と、
前記基板上に前記有機層が蒸着される前に、前記基板の位置情報を測定する段階と、
前記チャンバ内に配置された有機層蒸着アセンブリと、前記基板が所定距離離隔された状態で、前記基板が、前記有機層蒸着アセンブリに対して相対的に移動しながら、前記有機層蒸着アセンブリから発散された蒸着物質が、前記基板に蒸着されて有機層が形成される段階と、
アンローディング部で、蒸着が完了した前記基板を、前記移動部から分離させる段階と、
前記基板と分離された前記移動部を、チャンバを貫くように設置された第2移送部を利用して、前記ローディング部に移送する段階と、を含む有機発光ディスプレイ装置の製造方法。 - 前記位置情報は、前記基板が、前記第1方向に対してずれた程度、及び前記基板までの距離であることを特徴とする請求項13に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
- 前記基板は、成膜基板とマスター基板とからなり、
前記マスター基板は、前記成膜基板に先立ち、前記チャンバ内に投入されることを特徴とする請求項13に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。 - 前記位置情報測定段階は、
前記マスター基板の位置情報を測定した後、前記成膜基板が前記移動部に固定され、前記チャンバに移動された後、前記成膜基板の位置情報を測定することを特徴とする請求項15に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。 - 前記有機層の形成段階は、
前記マスター基板の位置情報と、前記成膜基板の位置情報とを比較し、前記有機層蒸着アセンブリと前記成膜基板とを整列する段階と、
前記整列情報から前記有機層蒸着アセンブリが、前記成膜基板に対して相対的に移動しながら、前記有機層蒸着アセンブリから発散された蒸着物質が、前記基板に蒸着されて有機層が形成される段階と、を含むことを特徴とする請求項16に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。 - 前記整列段階は、
前記マスター基板の前記第1方向に対してずれた程度と、前記成膜基板の前記第1方向に対してずれた程度とを比較し、前記マスター基板を基準にした前記成膜基板のずれ変化量を算出し、前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差を算出する段階と、
前記成膜基板の前記ずれ変化量によって、前記有機層蒸着アセンブリと前記成膜基板とを整列させ、前記マスター基板までの距離と、前記成膜基板までの距離との差によって、前記成膜基板と、前記有機層蒸着アセンブリとの間隔を一定に維持するように、前記蒸着部の高さを制御する段階と、を含むことを特徴とする請求項17に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。 - 前記薄膜蒸着アセンブリは、
蒸着物質を放射する蒸着源と、
前記蒸着源の一側に配置され、一つ以上の蒸着源ノズルが形成された蒸着源ノズル部と、
前記蒸着源ノズル部と対向するように配置され、複数個のパターニングスリットが配置されるパターニングスリット・シートと、を含み、
前記蒸着源から放射された前記蒸着物質は、前記パターニングスリット・シートを通過し、前記基板上にパターンを形成しながら蒸着されることを特徴とする請求項13ないし18のうち、いずれか1項に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。 - 前記薄膜蒸着アセンブリの前記パターニングスリット・シートは、前記第1方向または前記第2方向のうち少なくともいずれか1方向において、前記基板より小さく形成されることを特徴とする請求項19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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