KR100685810B1 - 유기 전계 발광 소자 제조 장치 - Google Patents

유기 전계 발광 소자 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인라인 방식으로 기판상에 유기 전계 발광 소자를 제조하되 상기 기판을 각각의 챔버로 이송될 때, 기판을 수직 또는 수평으로 유지하고, 반전 또는 회전 등과 같은 조작 없이 이송하면서 상향식, 하향식 또는 수직식으로 증착하도록 설계된 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조 장치는 기판상에 제1물질을 증착하는 제1증착 장치; 기판상에 제2물질을 증착하는 제2증착 장치; 기판상에 제3물질을 증착하는 제3증착 장치; 기판을 봉지하는 봉지 장치; 및 상기 기판을 상기 제1증착 장치에서 제2증착 장치로, 제2증착 장치에서 제3증착 장치로, 제3증착 장치에서 봉지 장치로 이송시켜주는 제1버퍼 장치, 제2버퍼 장치 및 제3버퍼 장치를 포함하여 이루어진 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조 장치는 기판을 다른 증착 장치로 이송할 때, 반전 또는 회전 등과 같은 조작이 없음으로서 제조 공정 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 전체 장치의 크기가 감소하고, 기판을 조작하는 공정이 줄어 듦으로서 기판에 손상을 입히는 공정을 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다.
인라인, 유기 전계 발광 소자

Description

유기 전계 발광 소자 제조 장치{Organic electroluminescence device manufacture apparatus}
도 1은 종래의 유기 전계 발광 소자 제조 장치의 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 수직형 유기 전계 발광 소자 제조 장치의 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 수직형 유기 전게 발광 소자 제조 장치의 이송 장치를 나타내는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
201 : 제1로드락 챔버 202 : 제1증착 장치
204 : 제2증착 장치 206 : 제3증착 장치
208 : 봉지 장치 210 : 기판
본 발명은 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인라인 방식으로 기판상에 유기 전계 발광 소자를 제조하되 상기 기판을 각각의 챔버로 이송될 때, 기판을 수직 또는 수평으로 유지하고, 반전 또는 회전 등과 같은 조작 없이 이송하면서 상향식, 하향식 또는 수직식으로 증착하도록 설계된 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 관한 것이다.
종래의 유기 전계 발광 소자를 형성하기 위해서는 여러 단계의 증착 공정을 거쳐야 하는데, 대표적으로는 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기막층을 증착하는 유기물 증착 장치, 금속을 증착하기 위한 스퍼터링 장치 및 절연막을 형성하기 위한 화학 기상 증착 장치이다. 또한, 증착 공정이 완료된 유기 전계 발광 소자의 기판은 외부 환경으로부터 유기 전계 발광 소자를 보호하기 위해 봉지 공정을 진행해야한다.
상기와 같은 여러 공정 들은 각각의 공정에 따라 여러 장치 들을 이용해야하는데 각각의 장치들은 여러 이유에 의해 다양한 증착 방법을 증착 공정을 진행한다. 즉, 유기물 증착 장치 및 스퍼터링 장치는 상향식 또는 수직형 증착 방법을 이용하고, 화학 기상 증착 장치는 하향식 증착 방법을 이용한다. 상기와 같은 이유로 종래에는 각각의 공정을 따로 분리하여 실시하였으나 공정 시간이 많이 걸리는 등의 문제점이 있어 도 1에서 보는 바와 같이 복수 개의 증착 챔버(101)를 이송 챔버(102)에 연결한 클러스터 방식을 개발하여 공정 시간을 단축하였다. 하지만 하나의 증착 챔버(101)에서 다른 증착 챔버(101)로 기판(103)을 이송하기 위해 이송 챔버(102)에서 로봇 암(104)를 이용해야 할 뿐만 아니라 증착 챔버(101)간의 증착 방식 이 다른 경우에는 상기 기판(103)을 버퍼 챔버(105)로 이송한 후, 기판(103)을 반전하거나 회전해야함으로 공정 시간이 많이 걸리 뿐만 아니라 이송 방법이 복잡하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각각의 증착 장치를 수직형 또는 상향식 증착 방식으로 고정하고, 각각의 증착 장치를 버퍼 챔버로 연결한 인라인 방식의 유기 전계 발광 소자의 제조 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 기판상에 제1물질을 증착하는 제1증착 장치; 기판상에 제2물질을 증착하는 제2증착 장치; 기판상에 제3물질을 증착하는 제3증착 장치; 기판을 봉지하는 봉지 장치; 및 상기 기판을 상기 제1증착 장치에서 제2증착 장치로, 제2증착 장치에서 제3증착 장치로, 제3증착 장치에서 봉지 장치로 이송시켜주는 제1버퍼 장치, 제2버퍼 장치 및 제3버퍼 장치로 이루어진 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 기판상에 제1물질을 증착하는 제1증착 장치; 기판상에 제2물질을 증착하는 제2증착 장치; 기판상에 제3물질을 증착하는 제3증착 장치; 기판을 봉지하는 봉지 장치; 및 상기 기판을 상기 제1증착 장치에서 제2증착 장치로, 제2증착 장치에서 제3증착 장치로, 제3증착 장치에서 봉지 장치로 이송시켜주는 제1버퍼 장치, 제2버퍼 장치 및 제3버퍼 장치를 포함하며, 상기 기판을 수직으로 세운 상태에서 반전 또는 회전없이 상기 제1증착 장치, 제1버퍼 장치, 제2증착 장치, 제2버퍼 장치, 제3증착 장치, 제3버퍼장치 및 봉지 장치의 공정을 진행하는 것으로 이루어진 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 의해서도 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 일실시 예인 수직형 인라인 유기 전계 발광 소자 제조 장치의 단면도인 도 2를 참조하면, 수직형 인라인 유기 전계 발광 소자 제조 장치는 제1로드락(Load lock) 챔버(201), 제1증착 장치(202), 제1버퍼 장치(203), 제2증착 장치(204), 제2버퍼 장치(205), 제3증착 장치(206), 제3버퍼 장치(207), 봉지 장치(208) 및 제2로드락 챔버(209)가 순차적으로 배열되어 있다.
상기 제1로드락 챔버(201)는 외부 또는 다른 장치에서 기판(210)을 이송하여 본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 장입하기 위한 챔버이고, 상기 제2로드락 챔버(209)는 봉지까지 완료된 기판(210)을 외부 또는 다른 장치에 이송하기 위한 챔버이다. 따라서, 상기 제1로드락 챔버(201) 및 제2로드락 챔버(209)에는 로봇 암과 같은 이송 장치를 구비하고 있다.
상기 제1로드락 챔버(201)에 의해 이송되는 기판(210)은 적어도 유기 전계 발광 소자의 제1전극이 형성되어 있는 기판(210)이다. 또한 상기 기판(210)은 상기 제1전극에 신호를 주기 위한 박막트랜지스터 및 캐패시터와 같은 반도체 소자가 더 형성되어 있을 수 도 있다.
상기 제1증착 장치(202)는 유기물 증착 장치로서, 유기 전계 발광 소자의 제1전극이 형성된 기판(210)상에 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기막층을 증착하는 장치이다. 또한 상기 유기막층은 일반적으로 정공 주입층, 정공 이송층, 유기 발광층, 전자 이송층 및 전자 주입층으로 이루어진다. 이때, 상기 제1증착 장치(202)는 일반적으로 유기물 증발원을 구비하고 있어, 상기 유기물 증발원에서 발생하는 유기물 증기를 상기 기판(210)상에 증착함으로서 유기막층을 형성한다.
상기 제2증착 장치(204)는 스퍼터링 장치로서, 유기막층이 형성된 기판(210)상에 유기 전계 발광 소자의 제2전극을 형성하는 금속층을 형성하는 장치이다. 이때, 상기 제2증착 장치(204)는 타겟과 전극을 구비하고 있는데, 상기 타겟은 상기 금속층의 물질과 동일한 물질로 구성되어 있고, 상기 전극은 전원과 연결되어 있어 전압을 인가 받을 수 있게 되어 있다. 상기 전원에서 인가된 전압에 의해 스퍼터링 장치 내에 플라즈마가 발생하게 되고, 상기 플라즈마에 의해 타겟의 물질이 분리되어 상기 기판(210)상에 증착하게 된다.
상기 제3증착 장치(206)는 화학 기상 증착 장치로서, 상기 유기 전계 발광 소자의 제2전극이 형성된 기판(210)상에 절연막인 보호막을 형성하는 장치이다. 이때, 상기 절연막은 하부의 유기 전계 발광 소자를 보호하기 위해 형성된 절연막이 다. 이때, 상기 화학 기상 증착 장치는 플라즈마 발생 장치 및 샤워 헤드를 구비하고 있는데, 상기 플라즈마 발생 장치는 일반적으로 안테나가 이용되나 필요에 의해서는 전극판이 될 수도 있고, 코일과 같은 금속 도선으로 대신할 수 있다. 또한 상기 샤워 헤드는 상기 화학 기상 증착 장치 내부로 가스를 주입하는 역할을 하는 것으로 상기 절연막의 종류에 따라 주입되는 가스의 종류도 달라진다. 뿐만 아니라 상기 샤워 헤드 대신 일반적은 가스 주입구를 구비할 수 도 있다(즉, 상기 플라즈마 발생 장치 및 샤워 헤드는 상기 화학 기상 장치의 종류에 따라 결정된다.)
또한, 상기 제3증착 장치(206)는 기상 증착 장치 또는 스핀 코팅 장치 등과 같은 방법으로 절연막인 보호막을 형성하는 장치일 수도 있다. 즉, 유기물 또는 무기물 증발원을 가열하여 증기를 형성한 후, 이를 기판상에 증착하여 기판상에 보호막을 형성하는 기상 증착 장치와 액체 상태 또는 슬러리 상태의 유기물 또는 무기물을 기판상에 코팅하여 보호막을 형성하는 스핀 코팅 장치일 수도 있다.
상기 봉지 장치(208)는 유기 전계 발광 소자의 거의 마지막 공정인 봉지 공정을 위한 장치로서, 상기 기판의 소정 영역상에 접착제를 바르고 상기 접착제를 이용하여 봉지 기판 또는 봉지 캔으로 상기 기판을 봉지하는 장치이다. 이때, 상기 봉지 장치(208)는 봉지 기판 또는 봉지 캔을 이용하지 않고 상기 기판(210)상에 두꺼운 봉지 물질을 증착하여 상기 기판(210)을 봉지할 수 있다. 이때, 봉지 물질은 아크릴과 같은 고분자 물질 뿐만 아니라 산화막 또는 질화막을 이용할 수 있다.
상기 제1버퍼 챔버(203), 제2버퍼 챔버(205) 및 제3버퍼 챔버(206)는 각기 연결되어 있는 장치로부터 또는 장치로 기판(210)을 이송하기 위한 버퍼 챔버들로 서, 종래에는 상기 버퍼 챔버들은 상기 기판(210)을 이송되어질 장치의 방식과 맞게 하기 위해 상기 기판(210)을 회전 또는 반전을 하였으나, 본 발명에서는 도 3a 및 도 3b에서 보는 바와 같이 두 개의 챔버(301a, 301b)의 사이에 버퍼 챔버(302)의 챔버에는 로봇 암(303)으로 상기 기판(210)을 이송(도 3a를 참조)시키거나, 로봇 암(303)과 도로레(304)로 상기 기판(210)을 이송(도 3b를 참조)시킬 수 있는 이송 자치를 구비하고 있다. 상기 도르레(304)는 두 개의 챔버(301a, 301b) 및 버퍼 챔버(302)에 고정되어 있고, 상기 기판(210)이 자연스럽게 미끄러져 갈 수 있도록 회전을 한다. 이때 도 3b에서의 경우에는 기판(210)의 하부가 기판에 접촉함으로 캐리어(305)를 부착하여 기판(210)을 보호하도록 할 수 있다.
따라서, 상기 상기 제1버퍼 챔버(203), 제2버퍼 챔버(205) 및 제3버퍼 챔버(206)는 상기 기판(210)을 단순히 이동시켜 주는 역할만 하게 된다.
따라서, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 것을 정리하면, 상기 기판(210)을 수직으로 세운 상태에서 반전 또는 회전없이 제1증착 장치, 제1버퍼 장치, 제2증착 장치, 제2버퍼 장치, 제3증착 장치, 제3버퍼장치 및 봉지 장치의 공정을 진행함으로서, 유기 전계 발광 소자의 제1전극이 형성된 기판(210)상에 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기막층, 유기 전계 발광 소자의 제2전극, 보호막층 및 봉지 기판을 인라인 공정으로 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예들로서, 상향식 또는 하향식 유기 전계 발광 소자 제조 장치를 설계할 수 있는데, 이는 기판(210)을 수직으로 세우지 않고 수평으로 눕힌 후, 유기 전계 발광 소자 제조 장치에 장입하여 진행하면 된다. 다만, 상기 제1 증착 장치, 제2증착 장치, 제3증착 장치 및 봉지 장치 내에 기판이 하부에 위치하냐 상부에 위치하느야만 다를뿐 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 다른 구조적 특징 및 공정적인 특징은 상기 수직형 유기 전계 발광 소자 제조 장치와 동일 하다.
따라서, 본 발명의 유기 전계 발광 소자 제조 장치는 기판을 다른 증착 장치로 이송할 때, 반전 또는 회전 등과 같은 조작이 없음으로서 제조 공정 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 전체 장치의 크기가 감소하고, 기판을 조작하는 공정이 줄어 듦으로서 기판에 손상을 입히는 공정을 획기적으로 줄일 수 있다는 효과가 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (34)

  1. 기판상에 제1물질을 증착하는 제1증착 장치;
    기판상에 제2물질을 증착하는 제2증착 장치;
    기판상에 제3물질을 증착하는 제3증착 장치;
    기판을 봉지하는 봉지 장치; 및
    상기 기판을 상기 제1증착 장치에서 제2증착 장치로, 제2증착 장치에서 제3증착 장치로, 제3증착 장치에서 봉지 장치로 이송시켜주는 제1버퍼 장치, 제2버퍼 장치 및 제3버퍼 장치를 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1증착 장치로 기판을 이송하는 제1로드락 장치 및 상기 봉지 장치에서 기판을 이송하는 제2로드락 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1로드락 장치 및 제2로드락 장치는 기판의 이송 장치를 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 적어도 유기 전계 발광 장치의 제1전극이 형성된 기판임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1증착 장치는 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기물을 증착하는 유기물 증착 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1증착 장치는 유기물 증발원을 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2증착 장치는 적어도 유기 전계 발광 소자의 제2전극을 증착하는 스 퍼터링임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2증착 장치는 타겟 및 전극을 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3증착 장치는 적어도 절연막을 증착하는 화학 기상 증착 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3증착 장치는 플라즈마 발생 장치 및 샤워 헤드를 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3증착 장치는 기상 증착 장치 또는 스핀 코팅 장치임을 특징으로 하 는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지 장치는 상기 기판을 봉지 기판으로 봉지하는 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지 장치는 상기 기판상에 봉지층을 형성하는 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판을 수평으로 세운 상태에서 반전 또는 회전없이 제1증착 장치, 제1버퍼 장치, 제2증착 장치, 제2버퍼 장치, 제3증착 장치, 제3버퍼장치 및 봉지 장치의 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1증착 장치, 제2증착 장치, 제3증착 장치 및 봉지 장치는 상향식 장치, 하향식 장치 및 수직형 중 어느 하나임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 전계 발광 소자 제조 장치는 기판 이송 장치를 구비하고 있음을 특징으로하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치는 로보트 암을 이용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치는 도르레 및 로보트 암을 이용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  19. 기판상에 제1물질을 증착하는 제1증착 장치;
    기판상에 제2물질을 증착하는 제2증착 장치;
    기판상에 제3물질을 증착하는 제3증착 장치;
    기판을 봉지하는 봉지 장치; 및
    상기 기판을 상기 제1증착 장치에서 제2증착 장치로, 제2증착 장치에서 제3증착 장치로, 제3증착 장치에서 봉지 장치로 이송시켜주는 제1버퍼 장치, 제2버퍼 장치 및 제3버퍼 장치를 포함하며,
    상기 기판을 수직으로 세운 상태에서 반전 또는 회전없이 상기 제1증착 장치, 제1버퍼 장치, 제2증착 장치, 제2버퍼 장치, 제3증착 장치, 제3버퍼장치 및 봉지 장치의 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1증착 장치로 기판을 이송하는 제1로드락 장치 및 상기 봉지 장치에서 기판을 이송하는 제2로드락 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제1로드락 장치 및 제2로드락 장치는 기판의 이송 장치를 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판은 적어도 유기 전계 발광 장치의 제1전극이 형성된 기판임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1증착 장치는 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기물을 증착하는 유기물 증착 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1증착 장치는 유기물 증발원을 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 제2증착 장치는 적어도 유기 전계 발광 소자의 제2전극을 증착하는 스 퍼터링임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  26. 제 19 항에 있어서,
    상기 제2증착 장치는 타겟 및 전극을 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 제3증착 장치는 적어도 절연막을 증착하는 화학 기상 증착 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  28. 제 19 항에 있어서,
    상기 제3증착 장치는 플라즈마 발생 장치 및 샤워 헤드를 구비하고 있음을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  29. 제 19 항에 있어서,
    상기 제3증착 장치는 기상 증착 장치 또는 스핀 코팅 장치임을 특징으로 하 는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  30. 제 19 항에 있어서,
    상기 봉지 장치는 상기 기판을 봉지 기판으로 봉지하는 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  31. 제 19 항에 있어서,
    상기 봉지 장치는 상기 기판상에 봉지층을 형성하는 장치임을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  32. 제 19 항에 있어서,
    상기 유기 전계 발광 소자 제조 장치는 기판 이송 장치를 구비하고 있음을 특징으로하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치는 로보트 암을 이용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 기판 이송 장치는 도르레 및 로보트 암을 이용하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자 제조 장치.
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