JP6309260B2 - 薄膜封止の製造装置及び薄膜封止の製造方法 - Google Patents

薄膜封止の製造装置及び薄膜封止の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、製造装置及び製造方法に係り、さらに詳細には、薄膜封止の製造装置及び薄膜封止の製造方法に関する。
移動性を基盤とする電子機器が広く使われている。移動用電子機器としては、携帯電話などの小型電子器機以外にも最近になってタブレットPCが広く使われている。
このような移動型電子機器は、多様な機能を支援するために、イメージまたは映像などの視覚情報をユーザに提供するためにディスプレイ装置を含む。最近、ディスプレイ装置を駆動するためのその他の部品が小型化するにつれて、ディスプレイ装置が電子器機で占める比重が段々と増加しつつあり、扁平な状態で所定の角度を持つように曲げられる構造も開発されている。
特に、ディスプレイ装置が前記のようにフレキシブルに形成される場合、ディスプレイ装置の寿命などを考慮してディスプレイ装置の発光部を複数層の薄膜で封止処理できる。この時、前記のような封止処理時に封止薄膜を形成し、封止薄膜は、有機層と無機層とを交互に積層して形成する。このような封止薄膜を形成する有機層及び無機層は、多様な方法でそれぞれ形成される。
韓国特許第10−1055688号公報
本発明の実施形態は、有機層及び無機層の形成厚さを調節でき、多様な薄膜設備の真空度を一定に保持する薄膜封止の製造装置及びその製造方法を提供する。
本発明の一側面は、ディスプレイ基板上にスパッタリング工程で第1無機層を形成する第1クラスタと、前記第1クラスタから移送された第1無機層上に、有機物蒸着工程で第1有機層を形成する第2クラスタと、前記第2クラスタから移送された第1有機層上に、化学気相蒸着工程またはプラズマ化学気相蒸着工程で第2無機層を形成する第3クラスタと、を備える薄膜封止の製造装置を提供する。
また、前記第1クラスタ、第2クラスタ及び第3クラスタは、それぞれ複数の工程チャンバを備える。
また、前記第1クラスタの工程チャンバ、前記第2クラスタの工程チャンバ及び前記第3クラスタの工程チャンバそれぞれは、一方向に順番が定められ、同順番の各工程チャンバで前記第1無機層、第1有機層及び前記第2無機層がそれぞれ形成される。
また、前記第1クラスタ、前記第2クラスタ及び前記第3クラスタのうち少なくとも一つは、マスクを保存するマスク保存チャンバを備える。
また、前記第3クラスタに連結されるように設けられ、前記第3クラスタから移送された第2無機層上に、有機物蒸着工程で第2有機層を形成する第4クラスタをさらに備える。
また、前記第4クラスタに連結されるように設けられ、前記第4クラスタから移送された第2有機層上に、化学気相蒸着工程またはプラズマ化学気相蒸着工程で第3無機層を形成する第5クラスタをさらに備える。
また、前記第2クラスタ及び前記第3クラスタは、交互に設けられる。
また、前記第1クラスタ及び前記第2クラスタは、下向き蒸着で前記第1無機層及び前記第1有機層をそれぞれ形成し、前記第3クラスタは、上向き蒸着で前記第2無機層を形成する。
また、前記第1クラスタと前記第2クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つをさらに備える。
また、前記移送チャンバは複数備えられ、前記各移送チャンバは前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、前記第1クラスタ及び前記第2クラスタに連結される。
また、前記ディスプレイ基板の移送時、前記第1クラスタと複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第2クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される。
また、前記第2クラスタと前記第3クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つをさらに備える。
また、前記移送チャンバは複数備えられ、前記各移送チャンバは、前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、それぞれ前記第2クラスタ及び前記第3クラスタに連結される。
また、前記ディスプレイ基板の移送時、前記第2クラスタと前記複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第3クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される。
また、外部から前記ディスプレイ基板を供給され、前記第1クラスタに前記ディスプレイ基板を供給するローディングクラスタをさらに備える。
また、前記第3クラスタに連結され、前記第3クラスタから移送されるディスプレイ基板を外部に搬出するアンローディングクラスタをさらに備える。
また、前記アンローディングクラスタは複数のアンローディングチャンバを備え、前記各アンローディングチャンバは、その内部に前記ディスプレイ基板が存在していないと判断されれば、前記アンローディングクラスタに進入した前記ディスプレイ基板を保存する。
また、前記第3クラスタと前記アンローディングクラスタとを連結し、前記第3クラスタから引き出される前記ディスプレイ基板を反転させるターンモジュールチャンバをさらに備える。
本発明の他の側面は、ディスプレイ基板上に第1無機層をスパッタリング工程で形成する段階と、前記第1無機層上に有機物蒸着工程で第1有機層を形成する段階と、前記第1有機層上に化学気相蒸着工程またはプラズマ化学気相蒸着工程で第2無機層を形成する段階と、を含む。
また、前記第1有機層を形成した後、前記ディスプレイ基板を反転させた後で前記第2無機層を形成する。
また、前記第1無機層、前記第1有機層及び前記第2無機層は、それぞれ複数の工程チャンバを備える第1クラスタ、複数の工程チャンバを備える第2クラスタ及び複数の工程チャンバを備える第3クラスタで形成される。
また、前記第1クラスタの工程チャンバ、前記第2クラスタの工程チャンバ及び前記第3クラスタの工程チャンバそれぞれは、一方向に順番が定められ、同順番の各工程チャンバで前記第1無機層、第1有機層及び前記第2無機層がそれぞれ形成される。
また、前記第1クラスタ、前記第2クラスタ及び前記第3クラスタのうち少なくとも一つは、マスクを保存するマスク保存チャンバを備える。
また、前記第1クラスタと前記第2クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つを通じて、前記第1クラスタから前記第2クラスタへ前記ディスプレイ基板を移送させる。
また、前記移送チャンバは複数備えられ、前記各移送チャンバは、前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、前記第1クラスタ及び前記第2クラスタに連結される。
また、前記ディスプレイ基板の移送時、前記第1クラスタと複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第2クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される。
また、前記第2クラスタと前記第3クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つを通じて、前記ディスプレイ基板を前記第2クラスタから前記第3クラスタへ移送させる。
また、前記移送チャンバは複数備えられ、前記各移送チャンバは、前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、それぞれ前記第2クラスタ及び前記第3クラスタに連結される。
また、前記ディスプレイ基板の移送時、前記第2クラスタと前記複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第3クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される。
また、前記第1有機層を形成する段階及び前記第2無機層を形成する段階は、互いに交互に複数回行われる。
また、前記第1無機層及び前記第1有機層は下向き蒸着で形成され、前記第2無機層は上向き蒸着で形成される。
また、前記第1無機層及び前記第1有機層を形成した後、前記ディスプレイ基板を反転させて前記第2無機層を形成する。
また、前記第1無機層の形成段階前に、ローディングクラスタを通じて外部から前記ディスプレイ基板を供給されて前記第1無機層が形成されるように、前記ディスプレイ基板を供給する段階をさらに含む。
また、前記第2無機層の形成段階後に、前記第2無機層が形成された前記ディスプレイ基板を、アンローディングクラスタを通じて外部に搬出する。
また、前記アンローディングクラスタは複数のアンローディングチャンバを備え、前記各アンローディングチャンバは、その内部に前記ディスプレイ基板が存在していないと判断されれば、前記アンローディングクラスタに進入した前記ディスプレイ基板を保存する。
また、前記アンローディングクラスタへの進入前に、前記ディスプレイ基板を反転させて前記アンローディングクラスタに供給する。
本発明の実施形態は、有機層及び無機層を積層する複数層の薄膜形成時に各層の厚さを制御でき、プラズマ化学気相蒸着の時空間分割真空制御方式により多様な薄膜工程設備の真空度を同じに維持することで、インライン方式のクラスタを形成できる。また、本発明の実施形態は、インライン方式のクラスタを形成することでスパッタリング、フラッシュ蒸着、及びPECVD工程をインラインで行える。
本発明の一実施形態による薄膜封止の製造装置を示す概念図である。 図1に示された薄膜封止の製造装置により製造されたディスプレイ基板を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による薄膜封止の製造装置を示す概念図である。 図3に示された薄膜封止の製造装置により製造されたディスプレイ基板を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による薄膜封止の製造装置を示す概念図である。 図5に示された薄膜封止の製造装置により製造されたディスプレイ基板を示す断面図である。
本発明は、添付した図面と共に詳細に後述される実施形態を参照すれば明らかになる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現され、但し、本実施形態は、本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。一方、本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数型は文言で特に言及しない限り複数型も含む。明細書で使われる“含む(comprises、comprising)”は、該言及された構成要素、段階、動作及び/または素子において、一つ以上の他の構成要素、段階、動作及び/または素子の存在または追加を排除しない。第1、第2などの用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。
図1は、本発明の一実施形態による薄膜封止の製造装置を示す概念図である。図2は、図1に示された薄膜封止の製造装置により製造されたディスプレイ基板を示す断面図である。
図1及び図2を参考にすれば、薄膜封止の製造装置100は、ローディングクラスタ110、第1移送チャンバP1、第1クラスタ120、第2移送チャンバP2、第2クラスタ130、第3移送チャンバP3、第1ターンモジュールチャンバT1、第3クラスタ140、第2ターンモジュールチャンバT2、第4移送チャンバP4及びアンローディングクラスタ150を備える。
ローディングクラスタ110は、外部からディスプレイ基板200を供給されて第1クラスタ120にディスプレイ基板200を供給できる。この時、ローディングクラスタ110は、外部からディスプレイ基板200を供給されて保存するローディングチャンバ112を備える。特に、ローディングチャンバ112は複数備えられ、複数のローディングチャンバ112は、それぞれディスプレイ基板200を保存する。また、ローディングクラスタ110は、ローディングチャンバ112と連結される第1搬送チャンバ111を備える。この時、複数のローディングチャンバ112は、第1搬送チャンバ111とそれぞれ連結されるように設けられる。
一方、第1移送チャンバP1は、ローディングクラスタ110と第1クラスタ120とを連結する。この時、第1移送チャンバP1は、ローディングクラスタ110から第1クラスタ120にディスプレイ基板200を移送させる。
第1クラスタ120は、第2搬送チャンバ121を備える。また、第1クラスタ120は第2搬送チャンバ121と連結され、スパッタリング工程を行う工程チャンバである第1スパッタリングチャンバ122を備える。この時、第1スパッタリングチャンバ122は複数備えられ、複数の第1スパッタリングチャンバ122は、それぞれ第2搬送チャンバ121に連結されるように形成される。特に、各第1スパッタリングチャンバ122は、第1無機層231をディスプレイ基板200上に蒸着する工程を行える。
第1クラスタ120は、前記の場合以外にもスパッタリング工程時に必要なマスクを保存する第1マスク保存チャンバ123を備える。この時、第1マスク保存チャンバ123は、マスクを保存してから自動で第1スパッタリングチャンバ122に供給する。
一方、第2移送チャンバP2は、第1クラスタ120と第2クラスタ130とを連結でき、第1クラスタ120のディスプレイ基板200を第2クラスタ130に移送させる。
第2クラスタ130は、第2移送チャンバP2を通じて移送されたディスプレイ基板200を一時的に保存する第3搬送チャンバ131を備える。また、第2クラスタ130は、第3搬送チャンバ131と連結されてモノマー蒸着する有機物蒸着工程を行う工程チャンバである第1モノマー蒸着チャンバ132を備える。この時、第1モノマー蒸着チャンバ132は複数備えられ、各第1モノマー蒸着チャンバ132は、放射状に第3搬送チャンバ131に連結される。特に第1モノマー蒸着チャンバ132では、第1無機層231上に第1有機層232を形成する。
第2クラスタ130は、各第1モノマー蒸着チャンバ132で必要なマスクを保存する第2マスク保存チャンバ133を備える。この時、第2マスク保存チャンバ133は、複数のマスクを保存してから各第1モノマー蒸着チャンバ132で必要なマスクを供給する。
一方、第2クラスタ130と第3クラスタ140との間には、第3移送チャンバP3及び第1ターンモジュールチャンバT1が設けられる。この時、第3移送チャンバP3は、第2クラスタ130から第1ターンモジュールチャンバT1にディスプレイ基板200を移送させ、第1ターンモジュールチャンバT1は、フリップチャンバ状に形成されてディスプレイ基板200を整列させつつ反転させる。特に、第1ターンモジュールチャンバT1は、第1クラスタ120及び第2クラスタ130で下向き蒸着を行った後で反転させて第3クラスタ140に供給することで、上向き蒸着を行えるようにディスプレイ基板200を用意する。
第3クラスタ140は、第1ターンモジュールチャンバT1と連結される第4搬送チャンバ141を備える。この時、第4搬送チャンバ141には、第2無機層233を積層する工程チャンバである第1化学気相チャンバ142を備える。特に、第1化学気相チャンバ142は複数備えられ、複数の第1化学気相チャンバ142は、第4搬送チャンバ141に放射状に互いに一定間隔離隔して設けられる。
前記のような第1化学気相チャンバ142上では、一般的な化学気相蒸着工程を通じて第2無機層233を形成するか、またはプラズマ化学気相蒸着工程を通じて第2無機層233を形成する。但し、以下では説明の便宜のために、第1化学気相チャンバ142の内部で一般的な化学気相蒸着工程を通じて第2無機層233を形成する場合を中心として詳細に説明する。
第3クラスタ140は、第4搬送チャンバ141と連結されるように設けられ、第1化学気相チャンバ142で必要なマスクを供給する第3マスク保存チャンバ143を備える。この時、第3マスク保存チャンバ143は、工程に必要なマスクを保存した後、工程が行われる各第1化学気相チャンバ142に供給する。
一方、前記のように形成される第3クラスタ140には第2ターンモジュールチャンバT2が連結される。特に、第2ターンモジュールチャンバT2は第4搬送チャンバ141に連結され、工程が完了したディスプレイ基板200を反転して移送させる。具体的に第2ターンモジュールチャンバT2は、前述した第1ターンモジュールチャンバT1と類似してフリップチャンバで形成される。
第2ターンモジュールチャンバT2には第4移送チャンバP4が連結される。第4移送チャンバP4は、薄膜封止工程の完了したディスプレイ基板200をアンローディングクラスタ150に移送させる。
アンローディングクラスタ150は、第5搬送チャンバ151を備える。また、アンローディングクラスタ150は、第5搬送チャンバ151に連結され、第5搬送チャンバ151から移送されるディスプレイ基板200を外部に搬出するアンローディングチャンバ152を備える。この時、アンローディングチャンバ152は複数備えられ、複数のアンローディングチャンバ152は、第5搬送チャンバ151に放射状に設けられる。
一方、以下では、薄膜封止の製造装置100を通じて薄膜封止工程を行う方法及びディスプレイ基板200の構造について詳細に説明する。
まず、ディスプレイ基板200を製造できる。具体的にディスプレイ基板200は、第1基板210、封止部230及び発光部220を備える。
第1基板210上に発光部220が形成される。この時、発光部220には薄膜トランジスタ(TFT)が備えられ、これらを覆うようにパッシベーション膜221が形成され、このパッシベーション膜221上に有機発光素子(OLED)228が形成される。
第1基板210はガラス材質を使えるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、プラスチック材を使っても、SUS、Tiのような金属材を使ってもよい。
第1基板210の上面には有機化合物及び/または無機化合物からなるバッファ層222がさらに形成されるが、SiOx(x≧1)、SiNx(x≧1)で形成されることができる。
このバッファ層222上に、所定のパターンで配列された活性層223が形成された後、活性層223がゲート絶縁層224によって埋め立てられる。活性層223はソース領域223a及びドレイン領域223cを持ち、その間にチャネル領域223bをさらに含む。この時、活性層223は非晶質シリコンで形成されるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、酸化物半導体で形成される。例えば、酸化物半導体は、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)カドミウム(Cd)、ゲルマニウム(Ge)、またはハフニウム(Hf)のような12、13、14族金属元素及びこれらの組み合わせから選択された物質の酸化物を含む。例えば、半導体で形成される活性層223は、G−I−Z−O[(In(Ga(ZnO)](a、b、cは、それぞれa≧0、b≧0、c>0の条件を満たす実数)を含む。但し、以下では、説明の便宜のために活性層223が非晶質シリコンで形成される場合を中心として詳細に説明する。
このような活性層223は、バッファ層222上に非晶質シリコン膜を形成した後、これを結晶化して多結晶質シリコン膜で形成し、この多結晶質シリコン膜をパターニングして形成する。前記活性層223は、駆動TFT(図示せず)、スイッチングTFT(図示せず)などのTFT種類によって、そのソース及びドレイン領域223a、223cが不純物によってドーピングされる。
ゲート絶縁層224の上面には、活性層223と対応するゲート電極225と、これを埋め立てる階間絶縁層226とが形成される。
そして、階間絶縁層226及びゲート絶縁層224にコンタクトホールを形成した後、階間絶縁層226上にソース電極227a及びドレイン電極227bを、それぞれソース領域223a及びドレイン領域223cにコンタクトされるように形成する。
一方、前記のようにソース/ドレイン電極227a、227bと同時に前記反射膜を形成するので、前記ソース/ドレイン電極227a、227bは、電気伝導性の良好な材料で光反射可能な厚さに形成されることが望ましい。Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca及びこれらの化合物などの金属材からなることが望ましい。
このように形成された前記薄膜トランジスタ及び前記反射膜の上部にはパッシベーション膜221が形成され、このパッシベーション膜221の上部に有機発光素子(OLED)228の画素電極228aが形成される。この画素電極228aは、パッシベーション膜221に形成されたビアホールH2によってTFTのドレイン電極227bにコンタクトされる。前記パッシベーション膜221は、無機物及び/または有機物、単層または2層以上に形成されるが、下部膜の折れ曲がりに関係なく、上面が平坦になるように平坦化膜で形成されもし、一方、下部に位置している膜の折れ曲がりに沿って折れ曲がるように形成される。そして、このパッシベーション膜221は、共振効果を奏するように透明絶縁体で形成されることが望ましい。
パッシベーション膜221上に画素電極228aを形成した後には、この画素電極228a及びパッシベーション膜221を覆うように画素定義膜229が有機物及び/または無機物によって形成され、画素電極228aが露出されるように開口される。
そして、少なくとも前記画素電極228a上に有機層228b及び対向電極228cが形成される。
画素電極228aはアノード電極の機能を行い、対向電極228cはカソード電極の機能を行うところ、もちろん、これら画素電極228aと対向電極228cとの極性は逆になってもよい。
画素電極228aは、仕事関数の高い材料で形成されるが、ITO、IZO、In2O3、及びZnOなどの透明導電体で形成される。
対向電極228cは、仕事関数の低いAg、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr、Li、Ca及びこれらの化合物などの金属材からなるが、Mg、Ag、Alなどで半透過反射膜になるように薄く形成し、光学的共振後に透光させる。
画素電極228aと対向電極228cとは、前記有機層228bによって互いに絶縁されており、有機層228bに互いに異なる極性の電圧を加えて有機発光層で発光を行わせる。
有機層228bは、低分子または高分子有機膜が使われる。低分子有機膜を使う場合、正孔注入層(HIL:Hole Injection Layer)、正孔輸送層(HTL:Hole Transport Layer)、有機発光層(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して形成され、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン(CuPc:copper phthalocyanine)、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−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)などを始めとして多様に適用できる。これら低分子有機膜は、真空蒸着法で形成される。この時、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層などは共通層であり、赤色、緑色、青色のピクセルに共通で適用される。よって、これら共通層は対向電極228cのように、全体ピクセルを覆うように形成される。
高分子有機膜の場合には、略正孔輸送層(HTL)及び有機発光層(EML)で備えられた構造を持ち、この時、前記正孔輸送層としてPEDOTを使い、有機発光層としてPPV(Poly−Phenylenevinylene)系及びポルリフルオレン系などの高分子有機物質を使い、これをスクリーン印刷やインクジェット印刷方法、ファインメタルマスク工程、レーザー熱転写工程などで形成する。
一方、前記のような有機発光層は多様な形態で形成される。例えば、青色有機発光層、緑有機発光層、赤色有機発光層をそれぞれのサブピクセルに形成し、一つの単位ピクセルを形成する。また、前記のように青色有機発光層、緑有機発光層、赤色有機発光層を形成する以外にも、他の色の有機発光層をサブピクセルに形成することもできる。特に、青色有機発光層、緑有機発光層、赤色有機発光層以外にも、青色有機発光層、緑有機発光層、赤色有機発光層を積層し、白色有機発光層をサブピクセルに形成して一つの単位ピクセルに形成することもできる。
それだけではなく、前述した実施形態では有機発光層において、各ピクセル別に別途の発光物質が形成された場合を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。有機発光層は、ピクセルの位置に関係なく全体ピクセルに共通に形成される。この時、有機発光層は、例えば、赤色、緑及び青色の光を放出する発光物質を含む層が垂直に積層または混合して形成される。もちろん、白色光を放出できるならば、他の色の組み合わせが可能であるということはいうまでもない。また、前記放出された白色光を所定のカラーに変換する色変換層やカラーフィルタをさらに備える。
この時、前記のような有機層228bは必ずしもこれに限定されるものではなく、多様な実施形態が適用できるということはいうまでもない。但し、以下では説明の便宜のために、青色有機発光層、緑有機発光層及び赤色有機発光層がサブピクセルに形成されて一つの単位ピクセルを形成する場合を中心として詳細に説明する。
一方、前記のように発光部220が形成された第1基板210を用意した後、第1基板210を薄膜封止の製造装置100に進入させて封止部230を形成する。この時、封止部230は前述したように、第1無機層231、第1有機層232及び第2無機層233を順次に積層して形成する。
具体的に、第1有機層232は高分子で形成され、望ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン及びポリアクリレートのうちいずれか一つで形成される単一膜または積層膜である。さらに望ましくは、第1有機層232はポリアクリレートで形成され、具体的には、ジアクリレート系モノマーとトリアクリレート系モノマーとを含むモノマー組成物が高分子化されたものを含む。前記モノマー組成物にモノーアクリレート系モノマーがさらに含まれる。また、前記モノマー組成物にTPOのような公知の光開始剤がさらに含まれるが、これに限定されるものではない。
第1無機層231及び第2無機層233は、金属酸化物または金属窒化物を含む単一膜または積層膜でありうる。具体的に、第1無機層231及び第2無機層233は、SiNx、Al、SiO、TiOのうちいずれか一つを含む。この時、第2無機層233は発光部220への透湿を防止するように形成される。
一方、発光部220と第1無機層231との間にLiFを含むハロゲン化金属層がさらに含まれる。前記ハロゲン化金属層は、第1無機層231をスパッタリング工程で形成する時に発光部220の損傷を防止する。
また、第1有機層232は、第2無機層233より面積が狭いことを特徴とする。この時、第1有機層232は、前記第2無機層233により完全に覆われることを特徴とする。
前記のような封止部230を形成する方法を調べれば、まず、発光部220が形成される第1基板210をローディングチャンバ112に装入する。この時、装入方法は多様な方法で行える。具体的に、カセットに発光部220が形成された第1基板210を積載した後、ローディングチャンバ112に前記カセットを装入する。また、外部のロボットアームなどの移送ユニットで、発光部220が形成された第1基板210をローディングチャンバ112に供給する。
一方、前記のように供給された第1基板210は、ローディングチャンバ112から第1搬送チャンバ111に供給される。この時、第1搬送チャンバ111にはロボットアームなどが設けられ、第1基板210を移動させる。特に、前記のようにローディングチャンバ112から第1搬送チャンバ111に第1基板210を移送させる場合、移送前にローディングチャンバ112と第1搬送チャンバ111との圧力が一致するように制御した後で移送させる。
前記のように第1搬送チャンバ111に移送された第1基板210は、再び第1搬送チャンバ111から第1移送チャンバP1に移送される。この時、第1基板210の移送時、第1搬送チャンバ111と第1移送チャンバP1との内部圧力が一定になるように制御される。
第1移送チャンバP1は、第1基板210を再び第1クラスタ120の第2搬送チャンバ121に移送させる。この時、第1基板210の移送時、第1移送チャンバP1と第2搬送チャンバ121との内部圧力は一定に維持される。
前記のように移送された第1基板210は、第2搬送チャンバ121から複数の第1スパッタリングチャンバ122のうち一つに装入される。この時、第1基板210が第1スパッタリングチャンバ122に装入される順序は、既定でありうる。例えば、複数の第1スパッタリングチャンバ122は、一方向に順番が定められる。また、各第1スパッタリングチャンバ122は、IDが付与される。この時、複数の第1スパッタリングチャンバ122の順序を定める方法は前記に限定されず、多様な方法に設定される。但し、以下では説明の便宜のために一方向に順番が定められる場合を中心として詳細に説明する。
前記のように順番が定められた第1スパッタリングチャンバ122には、第1基板210に付与されるIDなどによって第1基板210が装入される。特に第1基板210に付与されるIDと第1スパッタリングチャンバ122の順番とが一致するように、第1基板210が第1スパッタリングチャンバ122に進入する。
一方、前記のようにスパッタリング工程を通じて第1無機層231を形成する場合、スパッタリング工程に使われるマスクは、第1マスク保存チャンバ123からスパッタリング工程が行われる第1スパッタリングチャンバ122に移送される。この時、マスクは、複数の第1マスク保存チャンバ123のうち少なくとも一つにそれぞれ進入する。特にマスクを進入させる順序は、前述したように、スパッタリング工程が行われる第1スパッタリングチャンバ122に予め移送されもよく、第1基板210の進入前に移送させてもよい。また、前記に限定されず、マスクが第1基板210と同時に進入してもよい。
一方、第1基板210が第1スパッタリングチャンバ122に進入した後、第1スパッタリングチャンバ122は、発光部220上に第1無機層231を形成する。この時、第1無機層231は前述した通りであるので、詳細な説明は略する。
前記のように第1無機層231の形成が完了すれば、第1スパッタリングチャンバ122から第2搬送チャンバ121に第1基板210が移送される。この時、第1スパッタリングチャンバ122と第2搬送チャンバ121との圧力は同一になるように制御される。
第2搬送チャンバ121は、第1無機層231が形成された第1基板210を第2移送チャンバP2に移送させる。この時、移送する方法は、ロボットアームなどを通じて移送させる。特に第2搬送チャンバ121と第2移送チャンバP2とは、内部の圧力を同じに維持した状態で、第1基板210を第2搬送チャンバ121から第2移送チャンバP2に移送させる。
一方、前記のように移送された第1基板210は、第2クラスタ130に移送される。この時、第2移送チャンバP2と連結された第3搬送チャンバ131に第1基板210は移送され、第1基板210の移送時に第2移送チャンバP2と第3搬送チャンバ131との圧力は同じになるように維持される。
前記のように第3搬送チャンバ131に移送された第1基板210は、第3搬送チャンバ131から第1モノマー蒸着チャンバ132に移送される。この時、複数の第1モノマー蒸着チャンバ132のうち一つに第1基板210が移送される方法は、前述した複数の第1スパッタリングチャンバ122のうち一つに第1基板210が移送される方法と同様である。特に、複数の第1モノマー蒸着チャンバ132は、複数の第1スパッタリングチャンバ122と同順に順番が定められるように設定される。
第3搬送チャンバ131と第1モノマー蒸着チャンバ132とは、互いに同じ圧力を維持するように設定される。第1モノマー蒸着チャンバ132は、第1無機層231上に第1有機層232を形成する。具体的に、第1モノマー蒸着チャンバ132の内部に第1基板210が装入されれば、UVや熱を加える時に高分子化されるモノマー(単量体)及び光開始剤をフラッシュ蒸発器を通じて蒸着する。
前記過程が完了すれば、前記単量体が蒸着された面にUVまたは熱を加えて硬化させることで前記単量体を高分子化させ、ポリマー状の第1有機層232を形成する。特に、第1有機層232は前述した通りであるので、詳細な説明は略する。
この時、第1有機層232を形成するために使われるマスクの場合、第2マスク保存チャンバ133に保存された状態で第1モノマー蒸着チャンバ132に供給される。この時、第2マスク保存チャンバ133から第1モノマー蒸着チャンバ132にマスクを供給する方法は、前述した第1マスク保存チャンバ123から第1スパッタリングチャンバ122にマスクを供給する方法と類似しているため、詳細な説明は略する。
一方、前記のように第1無機層231上に第1有機層232を形成した後で第3搬送チャンバ131に移動した第1基板210は、再び第3搬送チャンバ131から第3移送チャンバP3に移送される。この時、第1基板210の移送時、第3搬送チャンバ131と第3移送チャンバP3との内部圧力が同一に制御される。
前記の過程が完了すれば、第3搬送チャンバ131から第1ターンモジュールチャンバT1に第1基板210を供給する。この時、第1ターンモジュールチャンバT1は、第1基板210を180°反転させる。具体的に、第1クラスタ120及び第2クラスタ130の場合、第1無機層231及び第1有機層232をそれぞれ下側から上側に蒸着物質を移動させて蒸着させる下向き蒸着方式であり、第3クラスタ140の場合、第2無機層233を上側から下側に蒸着物質を移動させて蒸着させる上向き蒸着方式であるため、上向き蒸着のために第1基板210を180°反転させる。
前記のように第1ターンモジュールチャンバT1で第1基板210を反転させた後、第4搬送チャンバ141に第1基板210を供給する。この時、第1ターンモジュールチャンバT1と第4搬送チャンバ141とは、互いに内部圧力が同じになるように形成される。
一方、第4搬送チャンバ141に移送された第1基板210は、再び第1化学気相チャンバ142に移送される。この時、第4搬送チャンバ141と第1化学気相チャンバ142とは、互いに内部圧力が同じになるように制御される。
前記のように第2無機層233が蒸着される場合、第1化学気相チャンバ142で必要なマスクは第3マスク保存チャンバ143から供給される。この時、第3マスク保存チャンバ143の動作は、第1マスク保存チャンバ123または第2マスク保存チャンバ133と類似しているため、詳細な説明は略する。
一方、前記のように第2無機層233の蒸着が完了すれば、第4搬送チャンバ141から第2ターンモジュールチャンバT2に封止部230が形成されたディスプレイ基板200を移送する。この時、第2ターンモジュールチャンバT2は、ディスプレイ基板200を再び180°反転させることで、元の状態に復帰させる。
前記のように元の状態に復旧された後、ディスプレイ基板200は、第2ターンモジュールチャンバT2から第4移送チャンバP4を通じて第5搬送チャンバ151に移送される。この時、第4移送チャンバP4から第5搬送チャンバ151に移送される時、第2ターンモジュールチャンバT2と第4移送チャンバP4との間の内部圧力を同じに維持した状態で移送した後、第4移送チャンバP4と第5搬送チャンバ151との内部圧力を同じに維持し、最終的に第5搬送チャンバ151に移送させる。
前記のような過程が完了すれば、発光部220での封止部230の形成を完了してディスプレイ基板200を製造する。前記のように製造されたディスプレイ基板200は、第5搬送チャンバ151からアンローディングチャンバ152に装入されて保管される。この時、第5搬送チャンバ151とアンローディングチャンバ152とは、互いに内部圧力が同じになるように制御された状態でディスプレイ基板200が移送される。
一方、前記のようにアンローディングチャンバ152に完成されたディスプレイ基板200を装入する方法は多様である。例えば、アンローディングチャンバ152に順序を既に設定して制御され、ランダムに選定された一つのアンローディングチャンバ152にディスプレイ基板200がいずれも装入されれば、他のアンローディングチャンバ152でディスプレイ基板200を保存するように制御されることもできる。また、アンローディングチャンバ152には一つのディスプレイ基板200が保存され、ディスプレイ基板200がないと判断されれば、ランダムにディスプレイ基板200を第5搬送チャンバ151から移送することもできる。
したがって、前記のような薄膜封止の製造装置100は、薄膜封止工程においてインライン状の作業を行えるため、薄膜封止工程にかかる時間を最適化する。
また、薄膜封止の製造装置100は、複数層薄膜封止の形成時に各層の厚さを制御でき、上向き成膜と下向き成膜とを同時に行えるため、複数層の薄膜封止を簡単に形成できる。
特に薄膜封止の製造装置100は、ローディングクラスタ110及びアンローディングクラスタ150を備えることで、一つのラインで薄膜封止を形成して生産性を高める。
図3は、本発明の他の実施形態による薄膜封止の製造装置300を示す概念図である。図4は、図3に示された薄膜封止の製造装置300により製造されたディスプレイ基板400を示す断面図である。
図3及び図4を参考にすれば、ローディングクラスタ(図示せず)、第1移送チャンバP1、第1クラスタ320、第2移送チャンバP2、第1ターンモジュールチャンバT1、第3移送チャンバP3、第2クラスタ330、第4移送チャンバP4、第2ターンモジュールチャンバT2、第5移送チャンバP5、第3クラスタ340、第6移送チャンバP6、第3ターンモジュールチャンバT3、第7移送チャンバP7、第4クラスタ360、第8移送チャンバP8、第4ターンモジュールチャンバT4、第9移送チャンバP9、第5クラスタ370、第10移送チャンバP10、第5ターンモジュールチャンバT5、第11移送チャンバP11及びアンローディングクラスタ(図示せず)を備える。
この時、第1移送チャンバP1ないし第11移送チャンバP11は、前記図1及び図2で説明した第1移送チャンバP1ないし第4移送チャンバP4と同一または類似して形成され、同一または類似した方法でディスプレイ基板400を移送させることができるため、以下では詳細な説明は略する。
また、第1ターンモジュールチャンバT1ないし第5ターンモジュールチャンバT5は、前記図1及び図2で説明した第1ターンモジュールチャンバT1及び第2ターンモジュールチャンバT2と同一または類似して形成され、同一または類似した方法でディスプレイ基板400を整列または反転させて移送させることができるため、以下では詳細な説明は略する。
一方、前記ローディングクラスタ及び前記アンローディングクラスタの場合、前記図1及び図2で説明した通りに形成されるため、以下では詳細な説明は略する。また、前記ローディングクラスタ及び前記アンローディングクラスタは、薄膜封止の製造装置300に備えられるか、または備えられないため、以下では、説明の便宜のために前記ローディングクラスタ及び前記アンローディングクラスタのない場合を中心として詳細に説明する。
第1クラスタ320は、第2搬送チャンバ321、第1スパッタリングチャンバ322及び第1マスク保存チャンバ323を備える。この時、第1クラスタ320は、前記図1及び図2で説明した通りに、または類似して形成されるため、詳細な説明は略する。
また、第2クラスタ330は、第3搬送チャンバ331、第1モノマー蒸着チャンバ332及び第2マスク保存チャンバ333を備える。この時、第2クラスタ330は、前記図1及び図2で説明した通りに、または類似して形成されるため、詳細な説明は略する。
第3クラスタ340は、第4搬送チャンバ341、第1化学気相チャンバ342及び第3マスク保存チャンバ343を備える。この時、第3クラスタ340は、前記図1及び図2で説明した通りに、または類似して形成されるため、詳細な説明は略する。但し、以下では説明の便宜のために、第1化学気相チャンバ342では、プラズマ化学気相蒸着工程によって第2無機層433が形成される場合を中心として詳細に説明する。
一方、第4クラスタ360は、第6搬送チャンバ361、第2モノマー蒸着チャンバ362、及び第4マスク保存チャンバ363を備える。この時、第4クラスタ360は、第2無機層433上に第2有機層434を形成する。特に、第4クラスタ360は、第2クラスタ330と類似して形成され、第2有機層434は、第1有機層432と同様に形成されるため、詳細な説明は略する。
第5クラスタ370は、第7搬送チャンバ371、第2化学気相チャンバ372及び第5マスク保存チャンバ373を備える。この時、第5クラスタ370は、第2有機層434上に第3無機層435を形成する。特に、第5クラスタ370は、第3クラスタ340と類似して形成され、第3無機層435は、第2無機層433と同様に形成されるため、詳細な説明は略する。
一方、以下では、薄膜封止の製造装置300により薄膜封止工程を行う方法及びディスプレイ基板400の構造について詳細に説明する。
先ず、ディスプレイ基板400を製造する。具体的にディスプレイ基板400は、第1基板410、封止部430及び発光部420を備える。この時、第1基板410及び発光部420は、前記図1及び図2で説明した第1基板210及び発光部220と同一であるため、詳細な説明は略する。
一方、前記のように発光部420が形成された第1基板410を用意した後、第1基板410を薄膜封止の製造装置300に装入して封止部430を形成する。この時、封止部430は、少なくとも2つの無機層の間に少なくとも1つの有機層が挿入されたサンドイッチ構造を少なくとも一つ備える。また、封止部430は、少なくとも2つの有機層の間に少なくとも一つの無機層が挿入されたサンドイッチ構造を少なくとも一つ備える。
特に、封止部430は、前述したように第1無機層431、第1有機層432、第2無機層433、第2有機層434及び第3無機層435を順次に積層して形成する。
具体的に、第1有機層432及び第2有機層434は高分子で形成され、望ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン及びポリアクリレートのうちいずれか一つで形成される単一膜または積層膜でありうる。さらに望ましくは、第1有機層432及び第2有機層434は、ポリアクリレートで形成され、具体的には、ジアクリレート系モノマー及びトリアクリレート系モノマーを含むモノマー組成物が高分子化されたものを含む。前記モノマー組成物にモノーアクリレート系モノマーがさらに含まれる。また、前記モノマー組成物にTPOのような公知の光開始剤がさらに含まれるが、これに限定されるものではない。
第1無機層431ないし第3無機層435は、金属酸化物または金属窒化物を含む単一膜または積層膜である。具体的に、第1無機層431ないし第3無機層435は、SiNx、Al、SiO、TiOのうちいずれか一つを含む。この時、第3無機層435は、発光部420への透湿を防止するように形成される。
一方、発光部420と第1無機層431との間にLiFを含むハロゲン化金属層がさらに含まれる。前記ハロゲン化金属層は、第1無機層431をスパッタリング工程で形成する時、発光部420の損傷を防止する。
また、第1有機層432は、第2無機層433より面積が狭いことを特徴とし、第2有機層434も第3無機層435より面積が狭い。また、第1有機層432は、第2無機層433によって完全に覆われることを特徴とし、第2有機層434も第3無機層435によって完全に覆われる。
前記のような封止部430を形成する方法を説明すれば、薄膜封止の製造装置300の全体の真空度を5×10−4Pa以下に維持した後、各第1マスク保存チャンバ323ないし第5マスク保存チャンバ373内のマスクをそれぞれ第1スパッタリングチャンバ322、第1モノマー蒸着チャンバ332、第1化学気相チャンバ342、第2モノマー蒸着チャンバ362及び第2化学気相チャンバ372の内部にロボットアームを用いて移動させた後、各チャンバの内部に装着させる。
前記の過程が完了すれば、第1移送チャンバP1に発光部420が形成された第1基板410を装着した後、第2搬送チャンバ321と真空度同じに維持した後、ゲート弁を開放して第1基板410を第2搬送チャンバ321に移動させる。この時、第1基板410はロボットを使って移動させる。
一方、第2搬送チャンバ321と、第1無機層431を形成するスパッタリング工程を行う第1スパッタリングチャンバ322のうち一つの真空度が同一になれば、ゲート弁を開放して第1基板410を第1スパッタリングチャンバ322に移動させる。第1基板410は、既に装着されたマスクと基板ホルダとの間に装入した後、ビジョンの連結されたアライン器具によって第1基板410のマーク及びマスクの開放マークを活用して精密アラインを行った後、第1基板410とマスクとを合着する。
一方、第1スパッタリングチャンバ322の内部は、スパッタリング工程のための工程ガスを注入して真空度を1×10−1〜1×10−2Paに維持した後、カソードに電極を印加してプラズマ放電を形成する。この時、第1スパッタリングチャンバ322の内部で第1基板410またはカソードを移送しつつ成膜工程を行う。
前記の過程が進む間に第1無機層431の目標厚さに到逹すれば、第1基板410またはカソードを待ち領域に移動させた後で放電を止め、工程ガスの投入を中止した後で真空排気系のコンダクタンスを制御して真空度を第2搬送チャンバ321と同じになるように維持させる。この時、第1基板410及びマスクは脱着して第1基板410を吐出できる位置に移動させる。
前記の過程が完了すれば、第1基板410を第1スパッタリングチャンバ322から第2搬送チャンバ321に移動させる。また、第2搬送チャンバ321と第2移送チャンバP2との真空度が同一になれば、第1基板410を第2搬送チャンバ321から第2移送チャンバP2に移動させる。
第2移送チャンバP2と第1ターンモジュールチャンバT1との真空度が同一になれば、第1基板410を第1ターンモジュールチャンバT1に移動させ、第1ターンモジュールチャンバT1では第1基板410を180°回転させて、第1基板410の投入位置の変化を防止する。
一方、前記のように第1ターンモジュールチャンバT1の作動が完了すれば、第1ターンモジュールチャンバT1と第3移送チャンバP3との真空度が同じになるように制御し、第1基板410を第3移送チャンバP3に移動する。
この時、第3移送チャンバP3と第3搬送チャンバ331との真空度を同じに維持した後、ゲート弁を開放して第1基板410を第3搬送チャンバ331に移動させる。この時、第1基板410移動はロボットを活用する。
前記の過程が完了すれば、第3搬送チャンバ331と、第1有機層432を形成する有機物蒸着工程である複数の第1モノマー蒸着チャンバ332のうち一つの真空度が同一になれば、ゲート弁を開放して第1基板410を第1モノマー蒸着チャンバ332に移動する。この時、第1基板410は、既に装着されたマスクと基板ホルダとの間に装入した後、ビジョンの連結されたアライン器具によって第1基板410のマーク及びマスクの開放マークを活用して精密アラインを行った後、第1基板410とマスクとを合着する。
前記のように有機物蒸着工程が行われる第1モノマー蒸着チャンバ332の内部は、有機物蒸着工程のための工程でガス注入して真空度を1×10−1〜1×10−2Paに維持した後、蒸気化した有機物を受け入れている蒸発器のノズル部を開放する。この時、第1モノマー蒸着チャンバ332の内部では、第1基板410またはソース部を移送させつつ成膜及び硬化工程を行う。
特に、前述したように第1モノマー蒸着チャンバ332の内部に第1基板410が装入されれば、UVや熱を加える時に高分子化されるモノマー(単量体)及び光開始剤を、フラッシュ蒸発器を通じて蒸着する。
前記の過程が完了すれば、前記単量体の蒸着面にUVまたは熱を加えて硬化させることで前記単量体を高分子化させ、ポリマー形態の第1有機層432を形成する。
一方、前記の工程が進む間に、目標厚さに到逹すれば、第1基板410またはソース部を待ち領域に移動させた後、ノズル部を閉じて工程ガスの投入を中止した後、真空排気系のコンダクタンスを制御して第1モノマー蒸着チャンバ332の内部の真空度を第3搬送チャンバ331と同じに維持させる。この時、第1基板410及びマスクは脱着して第1基板410を吐出できる位置に移動させる。
前記のように真空度が同一になれば、第1基板410は、第1モノマー蒸着チャンバ332から第3搬送チャンバ331に移動する。また、第3搬送チャンバ331と第4移送チャンバP4との真空度が同一になれば、第1基板410を第3搬送チャンバ331から第4移送チャンバP4に移動させる。
一方、第4移送チャンバP4と第2ターンモジュールチャンバT2との真空度が同一になれば、第1基板410を第2ターンモジュールチャンバT2に移動させ、第2ターンモジュールチャンバT2では第1基板410を180°回転させて、第1基板410の投入位置の変化を防止する。
前記の過程が完了すれば、第2ターンモジュールチャンバT2と第5移送チャンバP5との真空度が同一になれば、第1基板410を第5移送チャンバP5に移動する。また、第5移送チャンバP5と第3クラスタ340との真空度を同じに維持した後、ゲート弁を開放して第1基板410を第3クラスタ340に移動させる。特に第1基板410は、第4移送チャンバP4から第4搬送チャンバ341に移動する。この時、第1基板410移動はロボットを活用する。
前記のように、第4搬送チャンバ341及び第2無機層433を形成するプラズマ化学気相蒸着(PECVD)工程を行う複数の第1化学気相チャンバ342のうち一つで、時空間分割方式を用いて真空排気系のコンダクタンスを制御して真空度が同一になれば、ゲート弁を開放して基板を第1化学気相チャンバ342に移動する。第1基板410は既に装着されたマスクと基板ホルダとの間に装入した後、ビジョンの連結されたアライン器具によって第1基板410のマーク及びマスクの開放マークを活用して精密アラインを行った後、第1基板410とマスクとを合着する。
次いで、高振空ポンプに連結されたコンダクタンス制御用弁を完全に閉じた後、プラズマ発生部で放電ガスであるArを注入して1〜200Paを維持した後、電源パワーを3〜5W/cmに上昇させてプラズマを発生させる。
この時、反応物質、反応ガス、及び移送ガスの供給を、プラズマ発生源を通じて供給して1〜200Paの圧力を合わせる。反応物質は、プラズマ領域に注入されてラジカルを形成する(SiN生成ガス:SiH/NH/N/H/Ar利用)。前記のような環境で成膜工程を行うる。この時、成膜速度は200nm/min以内に維持し、SiH(50〜500sccm)/NH(300〜2000sccm)/N(300〜2000sccm)のガスを連続供給する。
一方、前記のような工程を行って第2無機層433の目標厚さに到逹すれば、反応に寄与したガスの供給を中断した後、プラズマパワーを1W/cmに多段にかけて下降させる。次いで、第1基板410とマスクとは脱着して基板を吐出できる位置に移動させる。これと同時に、時分割空間制御により高振空ポンプに設けられたコンダクタンス制御用弁を開放した後、第1化学気相チャンバ342の真空度を第4搬送チャンバ341と同じに維持させる。この時、第1基板410は、第1化学気相チャンバ342から第4搬送チャンバ341に移動する。
一方、前記の過程が完了すれば、第4搬送チャンバ341と第6移送チャンバP6との真空度が同一になれば、第1基板410を第4搬送チャンバ341から第6移送チャンバP6に移動させる。
また、第6移送チャンバP6と第3ターンモジュールチャンバT3の真空度が同一になれば第1基板410を第3ターンモジュールチャンバT3に移動して、第3ターンモジュールチャンバT3では第1基板410を180°回転させて、第1基板410の投入位置が変化されることを防止する。
この時、第3ターンモジュールチャンバT3と第7移送チャンバP7との真空度が同一になれば、第1基板410を第7移送チャンバP7に移動する。また、第7移送チャンバP7と第6搬送チャンバ361との真空度を同じに維持した後、ゲート弁を開放して第1基板410を第6搬送チャンバ361に移動させる。この時、第1基板410の移動はロボットを活用する。
一方、第6搬送チャンバ361と、第2有機層434を形成する有機物蒸着工程である複数の第2モノマー蒸着チャンバ362のうち一つの真空度が同一になれば、ゲート弁を開放してディスプレイ基板200を第2モノマー蒸着チャンバ362に移動させる。この時、第2有機層434を形成する方法は、第1有機層432を形成する方法と類似しているため、詳細な説明は略する。
第2有機層434の目標厚さに到逹すれば、第1基板410またはソース部を待ち領域に移動させた後、ノズル部を閉じて工程ガスの投入を中止した後、真空排気系のコンダクタンスを制御して第2モノマー蒸着チャンバ362の真空度を第6搬送チャンバ361と同じに維持させる。この時、第1基板410とマスクとは脱着して第1基板410を吐出できる位置に移動させる。
一方、前記のような第1基板410は、第2モノマー蒸着チャンバ362から第6搬送チャンバ361に移動した後、第6搬送チャンバ361と第8移送チャンバP8との真空度が同一になれば、基板を第6搬送チャンバ361から第8移送チャンバP8に移動させる。
また第1基板410は、第8移送チャンバP8と第4ターンモジュールチャンバT4との真空度が同一になれば、第4ターンモジュールチャンバT4に移動し、第4ターンモジュールチャンバT4では第1基板410を180°回転させて、第1基板410の投入位置の変化を防止する。
また、前記の過程が完了すれば、第4ターンモジュールチャンバT4と第9移送チャンバP9との真空度が同一になれば、第1基板410を第9移送チャンバP9に移動させる。この時、第9移送チャンバP9と第7搬送チャンバ371との真空度を同じに維持した後、ゲート弁を開放して第1基板410を第7搬送チャンバ371に移動させる。この時、第1基板410移動はロボットを活用する。
一方、前記の過程が完了すれば、第7搬送チャンバ371と、第3無機層435を形成するプラズマ化学気相蒸着(PECVD)工程を行う複数の第2化学気相チャンバ372のうち一つで、時空間分割方式を用いて真空排気系のコンダクタンスを制御して真空度が同一になれば、ゲート弁を開放して第1基板410を第2化学気相チャンバ372に移動させる。この時、第1基板410及びマスクを整列した後で第3無機層435を形成する方法は、前述した第2無機層233を形成する方法と類似しているため、詳細な説明は略する。
一方、第3無機層435が目標厚さに到逹して工程が完了すれば、ディスプレイ基板400とマスクとは脱着してディスプレイ基板400を吐出できる位置に移動させる。これと同時に、時分割空間制御により高振空ポンプに設けられたコンダクタンス制御用弁を開放した後、第2化学気相チャンバ372の真空度を第7搬送チャンバ371と同じに維持させる。
前記の過程が完了すれば、ディスプレイ基板400を、第2化学気相チャンバ372から第7搬送チャンバ371に移動させる。また、第7搬送チャンバ371と第10移送チャンバP10との真空度が同一になれば、ディスプレイ基板400を第7搬送チャンバ371から第10移送チャンバP10に移動させる。
一方、前記の過程が完了すれば、第10移送チャンバP10から第5ターンモジュールチャンバT5にディスプレイ基板400を移送させ、第5ターンモジュールチャンバT5では、ディスプレイ基板400を180°回転させて整列した後、第11移送チャンバP11に移動させる。
この時、ユーザは、第11移送チャンバP11から吐出されるディスプレイ基板400を外部に移すことで作業を完了する。特に、第11移送チャンバP11の内部のディスプレイ基板400は、ロボットを通じて取り出される。
したがって、薄膜封止の製造装置300は、有機層及び無機層を積層する複数層薄膜の形成時に各層の厚さを制御でき、プラズマ化学気相蒸着の時空間分割真空制御方式により多様な薄膜工程設備の真空度を同じに維持することで、インライン方式のクラスタを形成する。また、薄膜封止の製造装置300は、インライン方式のクラスタを形成することでスパッタリング、フラッシュ蒸着、及びPECVD工程をインラインで行える。
図5は、本発明のさらに他の実施形態による薄膜封止の製造装置500を示す概念図である。図6は、図5に示された薄膜封止の製造装置500により製造されたディスプレイ基板200を示す断面図である。
図5及び図6を参考にすれば、ローディングクラスタ(図示せず)、第1移送チャンバP1、第1クラスタ520、第2移送チャンバP2、第1ターンモジュールチャンバT1、第3移送チャンバP3、第2クラスタ530、第4移送チャンバP4、第2ターンモジュールチャンバT2、第5移送チャンバP5、第3クラスタ540、第6移送チャンバP6、第3ターンモジュールチャンバT3、第7移送チャンバP7、第4クラスタ560、第8移送チャンバP8、第4ターンモジュールチャンバT4、第9移送チャンバP9、第5クラスタ570、第10移送チャンバP10、第5ターンモジュールチャンバT5、第11移送チャンバP11、第6クラスタ580、第12移送チャンバP12、第6ターンモジュールチャンバT6、第13移送チャンバP13、第7クラスタ590、第14移送チャンバP14、第7ターンモジュールチャンバT7、第15移送チャンバP15及びアンローディングクラスタ(図示せず)を備える。
この時、第1移送チャンバP1ないし第15移送チャンバP15は、前記図1及び図2で説明した第1移送チャンバP1ないし第4移送チャンバP4と同一または類似して形成され、同一または類似した方法でディスプレイ基板600を移送させられるため、以下では詳細な説明は略する。
また、第1ターンモジュールチャンバT1ないし第7ターンモジュールチャンバT7は、前記図1及び図2で説明した第1ターンモジュールチャンバT1及び第2ターンモジュールチャンバT2と同一または類似して形成され、同一または類似した方法でディスプレイ基板600を整列または反転させて移送させられるため、以下では詳細な説明は略する。
一方、前記ローディングクラスタ及び前記アンローディングクラスタの場合、前記図1及び図2で説明した通りに形成されるため、以下では詳細な説明は略する。また、前記ローディングクラスタ及び前記アンローディングクラスタは、薄膜封止の製造装置500に備えられるか、または備えられないため、以下では説明の便宜のために前記ローディングクラスタ及び前記アンローディングクラスタのない場合を中心として詳細に説明する。
第1クラスタ520は、第2搬送チャンバ521、第1スパッタリングチャンバ522及び第1マスク保存チャンバ523を備える。この時、第1クラスタ520は、前記図1及び図2で説明した通りに、または類似して形成されるため、詳細な説明は略する。
また、第2クラスタ530は、第3搬送チャンバ531、第1モノマー蒸着チャンバ532及び第2マスク保存チャンバ533を備える。この時、第2クラスタ530は、前記図1及び図2で説明した通りに、または類似して形成されるため、詳細な説明は略する。
第3クラスタ540は、第4搬送チャンバ541、第1化学気相チャンバ542及び第3マスク保存チャンバ543を備える。この時、第3クラスタ540は、前記図1及び図2で説明した通りに、または類似して形成されるため、詳細な説明は略する。但し、以下では説明の便宜のために、第1化学気相チャンバ542では、プラズマ化学気相蒸着工程によって第2無機層633が形成される場合を中心として詳細に説明する。
一方、第4クラスタ560は、第6搬送チャンバ561、第2モノマー蒸着チャンバ562及び第4マスク保存チャンバ563を備える。この時、第4クラスタ560は、第2無機層633上に第2有機層634を形成する。特に第4クラスタ560は、第2クラスタ530と類似して形成され、第2有機層634は、第1有機層632と同様に形成されるため、詳細な説明は略する。
第5クラスタ570は、第7搬送チャンバ571、第2化学気相チャンバ572及び第5マスク保存チャンバ573を備える。この時、第5クラスタ570は、第2有機層634上に第3無機層635を形成する。特に第5クラスタ570は、第3クラスタ540と類似して形成され、第3無機層635は、第2無機層233と同様に形成されるため、詳細な説明は略する。
一方、第6クラスタ580は、第8搬送チャンバ581、第3モノマー蒸着チャンバ582及び第6マスク保存チャンバ583を備える。この時、第6クラスタ580は、第3無機層635上に第3有機層636を形成する。特に第6クラスタ580は、第2クラスタ530と類似して形成され、第3有機層636は、第1有機層632と同様に形成されるため、詳細な説明は略する。
また、第7クラスタ590は、第9搬送チャンバ591、第3化学気相チャンバ592及び第7マスク保存チャンバ593を備える。この時、第7クラスタ590は、第3有機層636上に第4無機層637を形成する。特に第7クラスタ590は、第3クラスタ540と類似して形成され、第4無機層637は、第2無機層633と同様に形成されるため、詳細な説明は略する。
一方、以下では、薄膜封止の製造装置500により薄膜封止工程を行う方法、及びディスプレイ基板600の構造について詳細に説明する。
先ず、ディスプレイ基板600を製造できる。具体的にディスプレイ基板600は、第1基板610、封止部630及び発光部620を備える。この時、第1基板610及び発光部620は、前記図1及び図2で説明した第1基板210及び発光部220と同一であるため、詳細な説明は略する。
一方、前記のように発光部620が形成された第1基板610を用意した後、第1基板610を薄膜封止の製造装置500に進入させて封止部630を形成する。この時、封止部630は、少なくとも2つの無機層の間に少なくとも一つの有機層が挿入されたサンドイッチ構造を少なくとも一つ備える。また、封止部630は、少なくとも2つの有機層の間に少なくとも一つの無機層が挿入されたサンドイッチ構造を少なくとも一つ備える。
特に封止部630は、前述したように第1無機層631、第1有機層632、第2無機層633、第2有機層634、第3無機層635、第3有機層636及び第4無機層637を順次に積層して形成する。
具体的に、第1有機層632ないし第3有機層636は高分子で形成され、望ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、エポキシ、ポリエチレン及びポリアクリレートのうちいずれか一つで形成される単一膜または積層膜でありうる。さらに望ましくは、第1有機層632ないし第3有機層636はポリアクリレートで形成され、具体的には、ジアクリレート系モノマー及びトリアクリレート系モノマーを含むモノマー組成物が高分子化されたものを含む。前記モノマー組成物にモノーアクリレート系モノマーがさらに含まれる。また、前記モノマー組成物にTPOのような公知の光開始剤がさらに含まれるが、これに限定されるものではない。
第1無機層631ないし第4無機層637は、金属酸化物または金属窒化物を含む単一膜または積層膜でありうる。具体的に、第1無機層631ないし第4無機層637は、SiNx、Al、SiO、TiOのうちいずれか一つを含む。この時、第4無機層637は、発光部620への透湿を防止するように形成される。
一方、発光部620と第1無機層631との間に、LiFを含むハロゲン化金属層がさらに含まれる。前記ハロゲン化金属層は、第1無機層631をスパッタリング工程で形成する時、発光部620の損傷を防止する。
また、第1有機層632は、第2無機層633より面積の狭いことを特徴とし、第2有機層634も第3無機層635より面積が狭い。第3有機層636も第4無機層637より面積が狭い。
この時、第1有機層632は、第2無機層633によって完全に覆われることを特徴とし、第2有機層634も第3無機層635によって完全に覆われる。また、第3有機層636も第4無機層637によって完全に覆われる。
前記のような封止部630を形成する方法を調べれば、薄膜封止の製造装置500の全体の真空度を5×10−4Pa以下に維持した後、各第1マスク保存チャンバ523ないし第5マスク保存チャンバ573内のマスクを、それぞれ第1スパッタリングチャンバ522、第1モノマー蒸着チャンバ532、第1化学気相チャンバ542、第2モノマー蒸着チャンバ562及び第2化学気相チャンバ572の内部にロボットアームを用いて移動させた後、各チャンバ内部に装着させる。
前記の過程が完了すれば、発光部620上に第1無機層631、第1有機層632、第2無機層633、第2有機層634及び第3無機層635を形成する。この時、第1無機層631、第1有機層632、第2無機層633、第2有機層634及び第3無機層635を形成する方法は、前記図3及び図4で説明した通りであるため、詳細な説明は略する。
一方、前記の過程が完了すれば、第1基板610を、第10移送チャンバP10、第5ターンモジュールチャンバT5及び第11移送チャンバP11を経て第5クラスタ570から第6クラスタ580に装入する。
この時、第6クラスタ580では、第3有機層636を第3無機層635上に形成する。この時、第6クラスタ580の作動方法は、前述した第2クラスタ530及び第4クラスタ560の作動と類似しているため、詳細な説明は略する。
前記の過程が完了すれば、第12移送チャンバP12、第6ターンモジュールチャンバT6及び第13移送チャンバP13を通じて、第6クラスタ580から第7クラスタ590に第1基板610を移動させる。
この時、第7クラスタ590では、第3有機層636上に第4無機層637を形成する。特に第7クラスタ590は、プラズマ化学気相蒸着工程を通じて第4無機層637を形成する。前記のような場合、第7クラスタ590は、第3クラスタ540及び第5クラスタ570と類似して作動するため、詳細な説明は略する。
前記のように第4無機層637を形成した後、ディスプレイ基板600は、第7クラスタ590から第14移送チャンバP14、第7ターンモジュールチャンバT7及び第15移送チャンバP15を通じて外部に引き出される。
一方、前記のように形成される封止部630は、前記に限定されず、第1無機層631上に第1有機層632及び第2無機層633が交互に形成されることもできる。
したがって、薄膜封止の製造装置500は、有機層及び無機層を積層する複数層薄膜の形成時に各層の厚さを制御でき、プラズマ化学気相蒸着の時空間分割真空制御方式により多様な薄膜工程設備の真空度を同じに維持することで、インライン方式のクラスタを形成できる。また、薄膜封止の製造装置500は、インライン方式のクラスタを形成することでスパッタリング、フラッシュ蒸着、及びPECVD工程をインラインで行える。
たとえ本発明が前記述べた望ましい実施形態に関して説明されたとしても、発明の趣旨及び範囲を逸脱せずに多様な修正や変形が可能である。したがって、特許請求の範囲には本発明の趣旨に属する限り、これらの修正や変形を含む。
本発明は、薄膜封止の製造装置及び薄膜封止の製造方法関連の技術分野に好適にもちいられる。
100、300、500 薄膜封止の製造装置
120、320、520 第1クラスタ
130、330、530 第2クラスタ
140、340、540 第3クラスタ
200、400、600 ディスプレイ基板
210、410、610 第1基板
220、420、620 発光部
230、430、630 封止部

Claims (34)

  1. ディスプレイ基板上に、下向き蒸着によるスパッタリング工程で第1無機層を形成する第1クラスタと、
    前記第1クラスタから移送された第1無機層上に、下向き蒸着による有機物蒸着工程で第1有機層を形成する第2クラスタと、
    前記第2クラスタから移送された第1有機層上に、上向き蒸着による化学気相蒸着工程またはプラズマ化学気相蒸着工程で第2無機層を形成する第3クラスタと、を備える薄膜封止の製造装置。
  2. 前記第1クラスタ、第2クラスタ及び第3クラスタは、それぞれ複数の工程チャンバを備える請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  3. 前記第1クラスタの工程チャンバ、前記第2クラスタの工程チャンバ及び前記第3クラスタの工程チャンバそれぞれは、一方向に順番が定められ、同順番の各工程チャンバで前記第1無機層、第1有機層及び前記第2無機層がそれぞれ形成される請求項2に記載の薄膜封止の製造装置。
  4. 前記第1クラスタ、前記第2クラスタ及び前記第3クラスタのうち少なくとも一つは、マスクを保存するマスク保存チャンバを備える請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  5. 前記第3クラスタに連結されるように設けられ、前記第3クラスタから移送された第2無機層上に、有機物蒸着工程で第2有機層を形成する第4クラスタをさらに備える請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  6. 前記第4クラスタに連結されるように設けられ、前記第4クラスタから移送された第2有機層上に、化学気相蒸着工程またはプラズマ化学気相蒸着工程で第3無機層を形成する第5クラスタをさらに備える請求項5に記載の薄膜封止の製造装置。
  7. 前記第2クラスタ及び前記第3クラスタは、交互に設けられる請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  8. 前記第1クラスタと前記第2クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つをさらに備える請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  9. 前記移送チャンバは複数備えられ、
    前記各移送チャンバは前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、前記第1クラスタ及び前記第2クラスタに連結される請求項に記載の薄膜封止の製造装置。
  10. 前記ディスプレイ基板の移送時、前記第1クラスタと複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第2クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される請求項に記載の薄膜封止の製造装置。
  11. 前記第2クラスタと前記第3クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つをさらに備える請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  12. 前記移送チャンバは複数備えられ、
    前記各移送チャンバは、前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、それぞれ前記第2クラスタ及び前記第3クラスタに連結される請求項11に記載の薄膜封止の製造装置。
  13. 前記ディスプレイ基板の移送時、前記第2クラスタと前記複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第3クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される請求項12に記載の薄膜封止の製造装置。
  14. 外部から前記ディスプレイ基板を供給され、前記第1クラスタに前記ディスプレイ基板を供給するローディングクラスタをさらに備える請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  15. 前記第3クラスタに連結され、前記第3クラスタから移送される前記ディスプレイ基板を外部に搬出するアンローディングクラスタをさらに備える請求項1に記載の薄膜封止の製造装置。
  16. 前記アンローディングクラスタは複数のアンローディングチャンバを備え、
    前記各アンローディングチャンバは、その内部に前記ディスプレイ基板が存在していないと判断されれば、前記アンローディングクラスタに進入した前記ディスプレイ基板を保存する請求項15に記載の薄膜封止の製造装置。
  17. 前記第3クラスタと前記アンローディングクラスタとを連結し、前記第3クラスタから引き出される前記ディスプレイ基板を反転させるターンモジュールチャンバをさらに備える請求項15に記載の薄膜封止の製造装置。
  18. ディスプレイ基板上に、第1無機層を下向き蒸着によるスパッタリング工程で形成する段階と、
    前記第1無機層上に下向き蒸着による有機物蒸着工程で第1有機層を形成する段階と、
    前記第1有機層上に上向き蒸着による化学気相蒸着工程またはプラズマ化学気相蒸着工程で第2無機層を形成する段階と、を含む薄膜封止の製造方法。
  19. 前記第1有機層を形成した後、前記ディスプレイ基板を反転させた後で前記第2無機層を形成する請求項18に記載の薄膜封止の製造方法。
  20. 前記第1無機層、前記第1有機層及び前記第2無機層は、それぞれ複数の工程チャンバを備える第1クラスタ、複数の工程チャンバを備える第2クラスタ及び複数の工程チャンバを備える第3クラスタで形成される請求項18に記載の薄膜封止の製造方法。
  21. 前記第1クラスタの工程チャンバ、前記第2クラスタの工程チャンバ及び前記第3クラスタの工程チャンバそれぞれは、一方向に順番が定められ、同順番の各工程チャンバで前記第1無機層、第1有機層及び前記第2無機層がそれぞれ形成される請求項20に記載の薄膜封止の製造方法。
  22. 前記第1クラスタ、前記第2クラスタ及び前記第3クラスタのうち少なくとも一つは、マスクを保存するマスク保存チャンバを備える請求項20に記載の薄膜封止の製造方法。
  23. 前記第1クラスタと前記第2クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つを通じて、前記第1クラスタから前記第2クラスタへ前記ディスプレイ基板を移送させる請求項20に記載の薄膜封止の製造方法。
  24. 前記移送チャンバは複数備えられ、
    前記各移送チャンバは、前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、前記第1クラスタ及び前記第2クラスタに連結される請求項23に記載の薄膜封止の製造方法。
  25. 前記ディスプレイ基板の移送時、前記第1クラスタと複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第2クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される請求項24に記載の薄膜封止の製造方法。
  26. 前記第2クラスタと前記第3クラスタとの間に設けられる前記ディスプレイ基板を移送させる移送チャンバ、及び前記ディスプレイ基板の投入方向を整列するターンモジュールチャンバのうち少なくとも一つを通じて、前記ディスプレイ基板を前記第2クラスタから前記第3クラスタへ移送させる請求項25に記載の薄膜封止の製造方法。
  27. 前記移送チャンバは複数備えられ、
    前記各移送チャンバは、前記ターンモジュールチャンバの両側に設けられ、それぞれ前記第2クラスタ及び前記第3クラスタに連結される請求項26に記載の薄膜封止の製造方法。
  28. 前記ディスプレイ基板の移送時、前記第2クラスタと前記複数の移送チャンバのうち一つ、前記複数の移送チャンバのうち一つと前記ターンモジュールチャンバ、前記ターンモジュールチャンバと前記複数の移送チャンバのうち他の一つ、または前記複数の移送チャンバのうち他の一つと前記第3クラスタは、互いに内部圧力が同じになるように制御される請求項27に記載の薄膜封止の製造方法。
  29. 前記第1有機層を形成する段階及び前記第2無機層を形成する段階は、互いに交互に複数回行われる請求項18に記載の薄膜封止の製造方法。
  30. 前記第1無機層及び前記第1有機層を形成した後、前記ディスプレイ基板を反転させて前記第2無機層を形成する請求項18に記載の薄膜封止の製造方法。
  31. 前記第1無機層の形成段階前に、
    ローディングクラスタを通じて外部から前記ディスプレイ基板を供給されて前記第1無機層が形成されるように、前記ディスプレイ基板を供給する段階をさらに含む請求項18に記載の薄膜封止の製造方法。
  32. 前記第2無機層の形成段階後に、
    前記第2無機層が形成された前記ディスプレイ基板を、アンローディングクラスタを通じて外部に搬出する請求項18に記載の薄膜封止の製造方法。
  33. 前記アンローディングクラスタは複数のアンローディングチャンバを備え、
    前記各アンローディングチャンバは、その内部に前記ディスプレイ基板が存在していないと判断されれば、前記アンローディングクラスタに進入した前記ディスプレイ基板を保存する請求項32に記載の薄膜封止の製造方法。
  34. 前記アンローディングクラスタへの進入前に、前記ディスプレイ基板を反転させて前記アンローディングクラスタに供給する請求項32に記載の薄膜封止の製造方法。
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