KR100783729B1 - OLED(Organic Light Emitting Diodes) Panel Fabrication process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판을 반송하는 반송 챔버와; 상기 반송 챔버의 외주부에 결합되어 형성되되, 상기 반송 챔버에서 제공되는 기판에 특정 물질을 증착하는 적어도 2개이상의 증착챔버; 상기 반송 챔버의 외주부에 게이트 밸브에 의하여 결합되어 형성되며, 상기 반송 챔버에 기판을 반입하거나 상기 반송 챔버로부터 기판을 반출하는 하나의 로드락 챔버를 포함하여 구성되되, 상기 증착챔버 중 적어도 하나는 기판에 무기물을 증착하는 무기물 증착 챔버이며, 적어도 다른 하나는 기판에 유기물을 증착하는 유기물 증착 챔버인 것을 특징으로 하는 올레드용 판넬(OLED Panel) 증착장치를 제공한다.The present invention provides a transfer chamber for transporting a substrate; At least two deposition chambers coupled to an outer circumference of the transfer chamber and configured to deposit a specific material on a substrate provided in the transfer chamber; Is formed by being coupled to the outer periphery of the transfer chamber by a gate valve, and comprises a load lock chamber for loading the substrate into or out of the transfer chamber, at least one of the deposition chamber An inorganic deposition chamber for depositing an inorganic material, and at least another one provides an OLED panel deposition apparatus for an organic material deposition chamber for depositing an organic material on a substrate.
올레드용 판넬(OLED Panel), 증착장치. OLED panel, deposition equipment.
Description
도 1은 종래의 유기물 증착장치 단면상세도 1 is a cross-sectional detail view of a conventional organic material deposition apparatus
도 2는 본 발명의 올레드용 판넬(OLED Panel) 증착장치 상세도 Figure 2 is a detailed view of the OLED panel deposition apparatus of the present invention
도 3은 본 발명의 무기증착챔버 상세도 Figure 3 is a detailed view of the inorganic vapor deposition chamber of the present invention
도 4는 본 발명의 유기증착챔버 상세도Figure 4 is a detailed view of the organic vapor deposition chamber of the present invention
도 5은 본 발명의 무기물 증착 상태도 5 is an inorganic deposition state diagram of the present invention
도 6은 본 발명의 유기물 증착 상태도 6 is an organic deposition state diagram of the present invention
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
종래의 유기물 증착 챔버(1), OLED용 증착장치(100), 반송챔버(110), 반송기구(112), 증착챔버(120), 로드락챔버(130), 무기물증착챔버(200), 무기물증착챔버본체(210), 기판탑재대(212,312), 샤워헤드(214,316), 무기물공급부(220), 무기물보관탱크(222), 연결관(224,234,324,334), 리간드제거가스공급부(230), 리간드제거가스보관탱크(232), 원격플라즈마발생장치(236), 게이트밸브(240), 유기물증착챔버(300), 유기물증착챔버본체(310), 유기물전구체공급부(320), 퍼징가스공급부(330), 퍼징가스보관탱크(322), 게이트밸브(340), o-ring(O), 힌지(H), 기판(S), 쉐도우마스크(M),Conventional organic material deposition chamber 1, OLED deposition apparatus 100, the
본 발명은 올레드용 기판에 티에프티(TFT)의 전도 채널용 무기박막, source/Drain doping 공정, 발광용 유기박막, 봉지(encapsulation)막 증착을 모두 수행할 수 있는 올레드용 판넬 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면, 기판을 반송하는 반송 챔버; 상기 반송 챔버의 외주부에 결합되어 형성되되, 상기 반송 챔버에서 제공되는 기판에 특정 물질을 증착하는 적어도 2개이상의 증착챔버; 상기 반송 챔버의 외주부에 게이트 밸브에 의하여 결합되어 형성되며, 상기 반송 챔버에 기판을 반입하거나 상기 반송 챔버로부터 기판을 반출하는 하나의 로드락 챔버를 포함하여 구성되되, 상기 증착챔버 중 적어도 하나는 기판에 무기물을 증착하는 무기물 증착 챔버이며, 적어도 다른 하나는 기판에 유기물을 증착하는 유기물 증착 챔버인 것을 특징으로 하는 올레드용 판넬 증착장치에 관한 것이다. The present invention relates to an OLED panel deposition apparatus capable of carrying out deposition of an inorganic thin film for a conductive channel of a TFT, a source / rain doping process, an organic thin film for emitting light, and an encapsulation film on an OLED substrate. As described in more detail, a conveyance chamber for conveying a substrate; At least two deposition chambers coupled to an outer circumference of the transfer chamber and configured to deposit a specific material on a substrate provided in the transfer chamber; Is formed by being coupled to the outer periphery of the transfer chamber by a gate valve, and comprises a load lock chamber for loading the substrate into or out of the transfer chamber, at least one of the deposition chamber An inorganic deposition chamber for depositing an inorganic material, and at least another one relates to a panel deposition apparatus for an OLED, characterized in that the organic deposition chamber for depositing an organic material on a substrate.
일반적으로 유기물 표시소자인 EL(Electro luminecence) 표시소자는 반도체 평면표시소자의 하나로서, 다른 평면표시소자와는 달리 완전 고체막으로 구성되어 발열 등이 제한적인 이상적인 구조를 가지고 있다. 또한 EL 표시소자는 자체 냉발광형이라는 장점으로 인하여 산업계에서의 수요가 증가하고 있는 평면표시소자이다.In general, the EL (Electro luminecence) display device, which is an organic display device, is one of the semiconductor flat display devices. Unlike other flat display devices, the EL display device is composed of a completely solid film and has an ideal structure in which heat generation is limited. In addition, the EL display device is a flat display device having an increasing demand in the industry due to its advantages of cold light emitting type.
따라서 현재 학계뿐만 아니라 일반산업에서의 연구 개발 분야 중에서도 EL표 시소자에 대한 개발 경쟁이 치열하게 전개되고 있다. 일반적으로 유기물질은 무기물질에 비해 디스플레이 소자로서 작은 구동전압, 높은 휘도 등의 많은 장점이 있어서, 차세대의 디스플레이 소자로서의 가능성과 응용 가능성을 세계적으로 인정받고 있는 상황이다. Therefore, the competition for the development of EL display devices is fiercely developed not only in academia but also in research and development in general industry. In general, organic materials have many advantages, such as small driving voltage and high luminance, as display devices, compared to inorganic materials. Therefore, the organic materials have a globally recognized potential and application potential as next-generation display devices.
이러한 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판을 제조하기 위해서는 기판 상에 TFT(Thin Film Transistor)를 형성하기 위한 무기물 증착 공정과 패터닝 공정이 반복적으로 이루어지고, 이후 발광 Cell을 구성하기 위한 유기물 증착이 이루어 진다. 그리고 나서 산소와 수분을 차폐하기 위한 봉지(encapsulation)막 증착 공정이 진행된다. In order to manufacture the organic light emitting diode (OLED) substrate, an inorganic material deposition process and a patterning process for forming a thin film transistor (TFT) are repeatedly performed on the substrate, and then an organic material deposition for forming a light emitting cell is performed. . Then, an encapsulation film deposition process is performed to shield oxygen and moisture.
종래의 경우 TFT(Thin Film Transister) 박막은, 진공 챔버 하부에 마련된 탑재대의 상부에 기판을 위치시킨 후 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정으로 이루어진다. 반면에 발광용 유기박막은, 진공 챔버의 상부에 마련된 탑재대 하부에 기판을 위치시킨 후 열 증착 방식으로 성막되어 진다. 따라서 전도 채널 형성용 박막과 발광용 유기 박막이 서로 다른 증착 공정에 의하여 이루어진다. 그런데 이렇게 각 박막이 서로 다른 방식에 의하여 증착되면, OLED용 증착장치를 하나의 증착 시스템으로 구성하지 못하고, 각각 다른 독립 장비에 의해 공정이 진행된다. 특히 종래의 PECVD, LPCVD 방식으로 증착된 실리콘은 박막트랜지스터 채널 형성시 as-depo 상태로 제작하는 경우 낮은 전자이동도 때문에 문제가 많으며 레이져 또는 Furnace 가열방식을 이용한 열처리를 할 경우에는 채널 형성층의 불균일한 특성 때문에 Panel의 uniformity 제어가 난해하며 무엇보다 대형TV를 목표로하는 대형화공정에서는 그 문제가 더욱 심각해지고 있으며 이로 인해 높은 비용의 추가 공정이 소요되고 있다.In the conventional case, a thin film (TFT) thin film is formed of a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process after placing a substrate on an upper portion of a mounting table provided under a vacuum chamber. On the other hand, the organic thin film for luminescence is formed by thermal evaporation after placing the substrate on the lower portion of the mounting table provided in the upper portion of the vacuum chamber. Therefore, the conductive channel forming thin film and the light emitting organic thin film are formed by different deposition processes. However, when each thin film is deposited in a different manner, the OLED deposition apparatus does not constitute a single deposition system, and the process is performed by different independent equipment. Particularly, silicon deposited by conventional PECVD and LPCVD methods is problematic due to low electron mobility when fabricated in as-depo state when forming a thin film transistor channel, and unevenness of the channel forming layer when heat treated using a laser or furnace heating method. Due to the characteristics, it is difficult to control the uniformity of the panel. Above all, the problem becomes more serious in the large-sized process targeting large TVs, which requires a high-cost additional process.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 올레드용 기판에 티에프티(TFT) 용 무기박막, 형광 및 인광재료를 포함하는 올레드의 각 기능별 유기박막, 봉지(encapsulation)막을 모두 균질하게 증착할 수 있는 올레드용 판넬 증착장치를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인것이다. In order to solve the above problems, the present invention homogeneously deposits an organic thin film and an encapsulation film for each function of an OLED including an inorganic thin film for TFT (TFT), fluorescent and phosphorescent materials on the OLED substrate. It is a technical problem to be achieved by the present invention to provide a panel deposition apparatus for an OLED.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중앙에 설치되며, 기판을 반송하는 반송 기구(112)(로봇)가 구비된 반송 챔버(110)와, 상기 반송 챔버의 외주부에 결합되어 형성되되, 상기 반송 챔버에서 제공되는 기판에 특정 물질을 증착하는 적어도 2개 이상의 증착챔버(120)와, 상기 반송 챔버(110)의 외주부에 게이트 밸브에 의하여 결합되어 형성되며, 상기 반송 챔버(110)에 기판을 반입하거나 상기 반송 챔버(110)로부터 기판을 반출하는 하나의 로드락 챔버(130)를 포함하여 구성되되, 상기 증착챔버(120) 중 적어도 하나는 기판에 무기물을 증착하는 무기물 증착 챔버(200)이며, 적어도 다른 하나는 기판에 유기물을 증착하는 유기물 증착 챔버(300)인 것을 특징으로 하는 올레드용 판넬 증착장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is installed in the center, the
본 발명의 무기물 증착 챔버는 내부를 진공분위기로 만들 수 있으며, 그 내부에 기판을 탑재할 수 있는 기판 탑재대가 마련되는 챔버 본체; 상기 챔버 본체의 외부에 마련되며, 상기 챔버 본체 내부로 무기물 기체를 공급하는 무기물 공급부; 상기 챔버 본체의 외부에 마련되며, 상기 챔버 본체 내부로 무기물 리간드 제거가스를 공급하는 리간드 제거가스 공급부;를 포함하여 구성되도록 함으로써, 결정화를 위한 레이져 어닐링 공정 없이 결정질 무기박막이 기판 상에 직접 형성되도록 한다.Inorganic deposition chamber of the present invention can be made into a vacuum atmosphere inside, the chamber body is provided with a substrate mount for mounting a substrate therein; An inorganic supply unit provided outside the chamber main body and supplying an inorganic gas into the chamber main body; A ligand removal gas supply unit provided outside the chamber body and supplying an inorganic ligand removal gas into the chamber body; such that the crystalline inorganic thin film is formed directly on the substrate without a laser annealing process for crystallization. do.
그리고 상기 기판 탑재대에는, 기판 탑재대에 탑재된 기판의 온도를 조절할 수 있는 기판 온도 조절부가 더 마련되도록 함으로써, 기판의 온도를 무기물이 흡착되는데 적절한 온도를 유지하는 상태에서 무기물이 효율적으로 흡착되도록 한다. In addition, the substrate mount table may further include a substrate temperature controller configured to adjust the temperature of the substrate mounted on the substrate mount table so that the inorganic material may be efficiently adsorbed while maintaining an appropriate temperature for the inorganic material to be adsorbed. do.
이때 상기 무기물 기체는, Si(CmHn)x(m,n,x는 정수)의 구조식을 가지는 물질인 것이 바람직하다. At this time, the inorganic gas is preferably a material having a structural formula of Si (C m H n ) x (m, n, x is an integer).
그리고 무기물 리간드 제거가스는, 수소 라디칼(radical) 또는 수소 이온인 것이 바람직하다. The inorganic ligand removing gas is preferably hydrogen radicals or hydrogen ions.
본 발명의 유기물 증착챔버는 그 내부를 진공분위기로 만들 수 있으며, 그 내부에 기판을 탑재할 수 있는 기판 탑재대가 마련되는 챔버 본체; 상기 챔버 본체의 외부에 마련되며, 상기 챔버 본체 내부로 유기물 전구체를 공급하는 유기물 전구체 공급부; 상기 챔버 본체의 외부에 마련되며, 상기 챔버 본체 내부로 퍼징 가 스를 공급하는 퍼징가스 공급부;를 포함하여 구성되도록 함으로써, 무기물의 증착방식과 동일한 방식에 의하여 유기물이 증착되도록 한다. The organic material deposition chamber of the present invention can be made into a vacuum atmosphere therein, the chamber body is provided with a substrate mounting table for mounting the substrate therein; An organic precursor supply unit provided outside the chamber body and supplying an organic precursor to the chamber body; It is provided on the outside of the chamber body, the purging gas supply unit for supplying a purging gas into the chamber body; so that it is configured to include, the organic material is deposited by the same method as the deposition method of the inorganic material.
또한, 상기 기판 탑재대에는, 기판 탑재대에 탑재된 기판의 온도를 조절할 수 있는 기판 온도 조절부가 더 마련되도록 함으로써, 기판에 유기 단분자가 증착되기에 적절한 온도로 기판의 온도를 유지하면서 유기물을 증착할 수 있도록 한다. In addition, the substrate mounting stage is further provided with a substrate temperature control unit that can adjust the temperature of the substrate mounted on the substrate mounting table, by maintaining the temperature of the substrate at a temperature suitable for the organic single molecules are deposited on the substrate Allow for deposition.
그리고 상기 기판 탑재대의 상측에, 상기 유기물 전구체가 기판에 특정한 패턴을 가지며 증착되도록 하는 쉐도우 마스크를 재치시키는 쉐도우 마스크 재치부가 더 마련되도록 함으로써, 쉐도우 마스크가 유기물의 증착과정에서 휘어지는 현상이 발생하지 않도록 한다.In addition, a shadow mask mounting part for placing a shadow mask for allowing the organic precursor to be deposited with a specific pattern on the substrate is further provided on the substrate mount to prevent the shadow mask from bending during the deposition of the organic material. .
그리고 본 발명에서는, 상기 유기물 전구체 공급부는, 기화된 유기물 전구체를 이송가스와 함께 이송시켜 상기 챔버 본체 내부로 공급하도록 함으로써, 유기물 전구체가 필요한 양이 적정한 속도로 챔버 본체 내부로 공급되도록 한다.In the present invention, the organic precursor supply unit, by transporting the vaporized organic precursor together with the transfer gas to be supplied into the chamber body, so that the required amount of the organic precursor is supplied into the chamber body at an appropriate speed.
또한, 본 발명에서는 연직방향에서 소정 각도 기울어진 상태로 배치되는 적어도 4개의 챔버가 게이트 밸브에 의하여 병렬 연결되며, 상기 챔버 중 양 단의 챔버는 로드락 챔버이고, 양 로드락 챔버 사이의 챔버는 증착 챔버이되, 상기 증착챔버 중 적어도 하나는 기판에 무기물을 증착하는 무기물 증착 챔버이며, 적어도 다른 하나는 기판에 유기물을 증착하는 유기물 증착 챔버인 것을 특징으로 하는 올레드용 증착장치를 제공하여, 클러스터 타입뿐 만 아니라 인라인 타입으로 장치를 구 성할 수 있도록 한다.In addition, in the present invention, at least four chambers arranged in a state inclined at a predetermined angle in the vertical direction are connected in parallel by a gate valve, and chambers at both ends of the chambers are load lock chambers, and chambers between both load lock chambers are A deposition chamber, wherein at least one of the deposition chambers is an inorganic deposition chamber for depositing an inorganic material on a substrate, and at least the other is an organic deposition chamber for depositing an organic material on a substrate, thereby providing a deposition apparatus for an OLED. Allows you to configure the device as an inline type as well as a type.
본 발명에 따른 올레드용 증착장치는 클러스터(cluster) 타입으로 마련된다.The deposition apparatus for oled according to the present invention is provided in a cluster type.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙에 반송챔버(110)가 마련되고, 그 주위에 증착 챔버(120)와 로드락 챔버(130)가 배치되는 구조이다. That is, as shown in FIG. 2, the
이때 반송 챔버(110)는 그 외주부에 결합되어 마련되는 각 증착 챔버(120)에 기판을 반입시키고, 반출하는 역할을 한다. 따라서 이 반송 챔버(110)에는 기판을 반송을 위한 반송 기구(112)가 마련된다. 본 발명에서 이 반송 기구(112)는 로드락실(130)에 도입된 기판을 반출하여 특정한 증착 챔버로 반송할 수 있는 로봇으로 마련된다. 이렇게 반송 기구를 반송 로봇으로 마련하는 경우에는 기판의 반송을 신속하게 수행할 수 있는 장점이 있다. 이때 반송 로봇은 기판의 수평위치 및 수직위치를 변화시켜 반송한다. 반송로봇은 당분야에서 널리 알려진 기술이므로 본 발명에서는 구체적인 설명은 생략하기로 하였다.In this case, the
한편 증착 챔버가 도 3에 도시된 바와 같이, 기립형으로 마련되는 경우에는 이 반송 기구를 반송 로봇이 아니라 기립형 탑재대로 마련한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판을 탑재할 수 있는 탑재면이 마련된 탑재대를 형성시키고, 이 탑재대가 90ㅀ회동하여 기립할 수 있도록 하는 것이다. 이때 탑재대에 탑재된 기판(S)이 탑재대에서 이탈되지 않도록 단단히 고정시키는 고정수단(도면에 미도시)이 마련되어야 한다. 본 발명에서는 이 고정수단으로 정전척을 이용한다. 이렇게 기립형 탑재대로 마련하는 경우에는 증착 챔버가 기립되어 클린룸 내에서 차지하는 면적이 감소되는 장점이 있다. 이 탑재대는 증착 챔버 내에서 공정이 처리되는 동안에는 증착챔버의 일 측벽을 구성한다. On the other hand, when a vapor deposition chamber is provided in an upright type | mold as shown in FIG. 3, this conveyance mechanism is provided not by a carrying robot but by a standing type | mold mounting stand. That is, as shown in Fig. 4, a mounting table provided with a mounting surface on which a substrate can be mounted is formed, and the mounting table can be rotated 90 degrees to stand. At this time, the fixing means (not shown in the drawing) to securely secure the substrate (S) mounted on the mount so as not to be separated from the mount should be provided. In the present invention, an electrostatic chuck is used as this fixing means. In the case of providing the stand type as described above, the deposition chamber is standing up, and thus the area occupied in the clean room is reduced. This mount forms one sidewall of the deposition chamber while the process is being processed in the deposition chamber.
다음으로 로드락 챔버(130)는 올레드용 증착장치(100)가 외부와 연통하는 통로역할을 한다. 즉, 이 로드락 챔버(130)는 반송 챔버(110) 내로 처리가 진행될 새로운 기판을 반입하거나 처리가 완료된 기판을 반송 챔버로부터 반출하는 중간 통로 역할을 하는 것이다. 반송 챔버(110) 내부는 항상 진공 상태로 유지되므로 대기압 상태의 외부와 직접 연결될 수 없다. 따라서 이 로드락 챔버라는 완충 요소를 이용하여 능률적으로 외부와 연통하는 것이다. 이 로드락 챔버(130)는 그 내부를 진공 분위기와 대기압 분위기로 수시로 변화시키면서 외부 및 반송 챔버와 연통된다.Next, the
다음으로 증착챔버(120)는 반송 챔버(110)의 외주부에 결합되어 마련되며, 기판에 특정한 물질을 증착시키는 역할을 한다. 본 발명에서는 적어도 2개이상의 증착챔버를 배치시키며, 상기 증착챔버 중 적어도 하나는 기판에 무기물을 증착하는 무기물 증착 챔버이며, 적어도 다른 하나는 기판에 유기물을 증착하는 유기물 증착 챔버이다. 따라서 본 발명에 따른 올레드용 증착장치(100)는 무기물 뿐만아니라 유기물도 증착할 수 있는 장점이 있다. 이때 무기물 증착 챔버와 유기물 증착챔버는 교대로 배치되는 것이 무기물 및 유기물을 효과적으로 증착할 수 있어서 바람직하다. Next, the
그리고 본 발명에서는 무기물 증착 챔버(200)를, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 무기물증착챔버본체(210); 무기물 공급부(220); 리간드 제거가스 공급 부(230);를 포함하여 구성되도록 한다. 무기물증착챔버본체(210)는 무기물 증착 챔버의 본체를 이루는 구성요소이며, 그 내부를 진공분위기로 만들 수 있는 밀폐구조로 마련된다. 따라서 반송챔버와의 연결구도 밀폐될 수 있도록 게이트 밸브(240)에 의하여 차단된다. 그리고 이 무기물증착챔버본체(210)에는 챔버 본체 내부의 기체를 흡입하여 제거할 수 있는 진공 펌프(도면에 미도시)가 마련된다. 또한 이 무기물증착챔버본체(210) 내부 하측에는 기판 탑재대(212)가 마련된다. 이 기판 탑재대(212)는 챔버 본체 내에 반입된 기판을 탑재시키는 구성요소로서, 그 상부면에 기판을 탑재한 채로 증착 공정이 진행되도록 한다. 그리고 본 실시예에서는 이 기판 탑재대(212)에 기판 온도 조절부(도면에 미도시)가 더 마련되는 것이 바람직하다. 이 기판 온도 조절부는 기판 탑재대에 탑재된 기판의 온도를 조절하며, 기판의 온도는 기판에 무기물이 가장 효율적으로 증착될 수 있는 온도로 유지된다. 본 실시예에서는 이 기판 온도 조절부를 기판 탑재대 내부에 내재되는 전열선으로 구성한다.In the present invention, the
그리고 본 발명에 따른 무기물 증착 챔버(200)에는 무기물증착챔버본체(210) 내부로 기상의 무기 화합물을 공급하는 무기물 공급부(220)가 마련된다. 이 무기물 공급부(220)는 무기물증착챔버본체(210)의 외부에 마련되어 무기물증착챔버본체(210)와 연결된다. 이 무기물 공급부(220)에는 무기물 보관 탱크(222)가 마련되고, 이 무기물 보관 탱크(222)는 무기물증착챔버본체(210)와 연결관(224)에 의하여 연결된다. 따라서 무기물 보관 탱크(222)에 보관되어 있는 무기 화합물이 기화되어 연결관(224)에 의하여 적절한 양이 무기물증착챔버본체(210)로 적절한 시기에 공급 된다. 무기물증착챔버본체(210) 내부 상측에는 이 탱크로부터 공급된 기상 무기 화합물이 무기물증착챔버본체(210) 내부로 균일하게 공급될 수 있도록 샤워헤드(214)가 마련되는 것이 바람직하다. In addition, the
또한, 리간드 제거가스 공급부(230)는 무기물증착챔버본체(210) 내부로 리간드 제거가스를 공급하는 구성요소이다. 본 발명에서는 이 리간드 제거가스 공급부(230)는 리간드 제거가스 보관 탱크(232), 연결관(234), 원격플라즈마 발생장치(236)로 구성된다. 리간드 제거가스 보관탱크(232)는 리간드 제거가스를 보관하고 있는 용기이며, 연결관(234)는 리간드 제거가스 보관탱크(232)와 무기물증착챔버본체(210)를 연결하는 경로이다. 그리고 원격 플라즈마 발생장치(236)은 연결관(234)의 중간 영역에 마련되며, 이 연결관(234)를 통과하는 리간드 제거가스를 활성화 시키는 역할을 한다. In addition, the ligand removal
한편 본 발명에서는 기상 무기 화합물은 기판에 증착될 수 있는 기체상이며, 리간드 제거가스는 기판에 증착된 무기물과 반응하여 무기물에 결합되어 있는 유기화합물 리간드를 제거하는 역할을 하는 반응가스이다. Meanwhile, in the present invention, the vapor phase inorganic compound is a gas phase that can be deposited on a substrate, and the ligand removing gas is a reaction gas that serves to remove the organic compound ligand bonded to the inorganic material by reacting with the inorganic material deposited on the substrate.
그리고 본 발명에서는 무기 화합물로 Si(CmHn)x(m,n,x는 정수)의 구조식을 가지는 실리콘 유기화합물을 사용하고, 상기 리간드 제거가스로는 수소 라디칼(radical) 또는 수소 이온을 사용한다. SiR4{여기서 R은 (CmHn)x의 구조식을 가지는 유기화합물}는 기판에 증착되는 경우 도 5b에 도시된 바와 같이, 실리콘 원자가 기판에 증착되고 유기물 리간드들은 반대 방향을 향한다. 이렇게 실리콘 화합물이 증착되고 나면 도 6c에 도시된 바와 같이, 리간드 제거가스를 챔버 내부로 공급하여, 실리콘에 결합되어 있는 유기화합물을 제거한다. In the present invention, a silicon organic compound having a structural formula of Si (C m H n ) x (m, n, x is an integer) is used as an inorganic compound, and hydrogen radicals or hydrogen ions are used as the ligand removing gas. do. When SiR 4 {wherein R is an organic compound having the structure of (C m H n ) x } is deposited on the substrate, as shown in FIG. 5B, silicon atoms are deposited on the substrate and the organic ligands face in the opposite direction. After the silicon compound is deposited in this way, as shown in FIG. 6C, the ligand removing gas is supplied into the chamber to remove the organic compound bound to the silicon.
본 발명에서는 이 리간드 제거가스로 수소가스를 한다. 이때 리간드 제거가스는 반응성이 강한 상태이어야 하므로, 리간드 제거가스 보관 탱크와 챔버 본체를 연결하는 연결관을 통과하는 수소가스가 이 원격 플라즈마 발생장치를 통과하면서 반응성이 강한 수소 라디칼 또는 수소이온으로 분해되어 챔버 본체로 공급된다. In this invention, hydrogen gas is used as this ligand removal gas. In this case, since the ligand removing gas must be highly reactive, the hydrogen gas passing through the connecting pipe connecting the ligand removing gas storage tank and the chamber body passes through the remote plasma generator and is decomposed into highly reactive hydrogen radicals or hydrogen ions. Supplied to the chamber body.
올레드(OLED) 유기물의 대표적인 재료중의 하나인 유기증착의 첫 번째 실시예로서 Alq3 증착의 경우에 있어서, (q: quinoline)Al의 유기전구체로서 TMA(Trimethylaluminum)를 사용하여 기판에 이송시킨 후 기판을 250°C 로 유지하면서 챔버 내부를 퍼징가스로 퍼징하고 이후 아래와 같은 In the case of Alq3 deposition, which is one of the representative materials of OLED organic materials, in the case of Alq3 deposition, the organic precursor of (q: quinoline) Al is transferred to a substrate using TMA (Trimethylaluminum) as an organic precursor. Purge the inside of the chamber with purging gas while maintaining the substrate at 250 ° C.
R1: 메칠,에칠, 1~10의 탄소기를 함유하는 화합물;R1: methyl, ethyl, the compound containing 1-10 carbon groups;
적절한 radical R1 과 결합된 quinoline 유도체를 제2의 전구체로 챔버 내부에 이송하여 TMA와 반응을 유도하면, Alq3가 기판상에서 증착과 합성이 동시에 이루어지게 된다.When a quinoline derivative combined with a suitable radical R1 is transferred into the chamber as a second precursor to induce reaction with TMA, Alq3 is simultaneously deposited and synthesized on the substrate.
다음으로 본 발명에 따른 유기물 증착 챔버(300)는 도 2 및 도4에 도시된 바와 같이, 유기물증착챔버본체(310); 유기물 전구체 공급부(320); 퍼징가스 공급부(330);를 포함하여 구성된다. 여기서 유기물증착챔버본체(310)는 유기물 증착 챔 버의 본체를 이루는 것으로 그 내부에 진공분위기를 형성할 수 있는 구조를 가진다. 따라서 반송 챔버와 연결되는 개구부에는 게이트 밸브(340)가 마련된다. 그리고 유기물증착챔버본체(310) 내부 하측에는 기판을 탑재할 수 있는 탑재면을 가지는 기판 탑재대(312)가 마련된다. 기판은 이 기판 탑재대(312)에 탑재된 상태로 공정이 진행된다. 이 기판 탑재대(312)에도 무기물 증착챔버(200)에서와 마찬가지로 상기 기판 탑재대(312)에 탑재된 기판(S)의 온도를 조절할 수 있는 기판 온도 조절부(도면에 미도시)가 더 마련되는 것이 바람직하다. Next, the organic
또한, 본 발명에 따른 유기물 증착 챔버(300)에는 유기물증착챔버본체(310) 내부로 유기물 전구체를 공급하는 유기물 전구체 공급부(320)가 마련된다. 이 유기물 전구체 공급부(320)는 유기물증착챔버본체(310)의 외부에 마련되어 유기물증착챔버본체(310)와 연결된다. 이 유기물 전구체 공급부(320)에는 2개 이상의 유기물 보관 퍼징가스보관탱크(322)가 마련된다. 이 유기물 전구체 공급부(320)는 기판에 증착될 최종 목표 유기물을 그대로 공급하는 것이 아니라, 2개 이상의 적절한 전구체 형태로 나누어서 각각 공급하여 증착시킨 후 결합시켜 목표 유기물이 최종적으로 기판에 증착되도록 한다. 따라서 각 유기물 전구체 퍼징가스보관탱크(322)는 각 유기물 전구체를 보관하고 있으며, 기체상으로 챔버 본체에 공급한다. 그리고 퍼징가스는 기판에 증착된 유기물 전구체와 반응하여 유기물 전구체가 목표 유기물이 되도록 한다. 그리고 유기물 퍼징가스보관탱크(322)와 유기물증착챔버본체(310)는 양자를 연결하는 연결관(324)에 의하여 연결되며, 유기물증착챔버본체(310) 내부 상측에는 유기물 전구체가 균일하게 공급되도록 하기 위한 샤워헤드(316)가 마련된 다. 그리고 유기물 전구체 공급부(320)에는 이송가스가 공급되어 유기물 전구체와 함께 챔버 본체로 공급되는 것이 유기물 전구체를 적절한 속도로 챔버 본체에 공급할 수 있어서 바람직하다. In addition, the organic
다음으로 유기물 증착 챔버(300)에는 퍼징가스 공급부(330)가 마련된다. 이 퍼징가스 공급부(330)는 유기물증착챔버본체(310) 내부로 퍼징가스를 공급하는 구성요소로서, 퍼징가스를 보관하고 있는 퍼징가스 보관 탱크(332) 및 퍼징가스 보관 탱크(332)를 유기물증착챔버본체(310)에 연결하는 연결관(334)로 구성된다. Next, the purge
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.
실시예 1Example 1
제1공정(준비공정 및 무기물증착공정)1st process (preparation process and inorganic material deposition process)
먼저 올레드용 판넬(OLED Panel) 기판(S)을 로드락 챔버(130)를 통하여 반송 챔버내(110)로 기판(S)을 반입함과 동시에, 반송 챔버(110)의 반송기구(112)로 무기물 증착챔버(200)에 기판(S)을 반입시킨 후에, 기판(S)이 무기물 증착 챔버(200) 내의 기판 탑재대(212)에 탑재되면 무기물 증착챔버(200)와 반송 챔버(110) 사이의 연결구를 닫고, First, the OLED panel substrate S is loaded into the
무기물 증착을 시작하는데, 무기물공급부(220)에서 무기물 기체를 무기물증착챔버본체(210) 내부로 공급하며, (이때 기판 탑재대에 탑재된 기판은 무기물이 증착되기에 적합한 온도로 유지된다.) 무기물이 기판에 증착되고 나면, 무기물증착챔버(210)에 마련되어 있는 진공 챔버를 가동시켜 남은 무기물 기체를 배출하거나, 퍼징 가스를 무기물증착챔버본체(210) 내부로 주입하여 무기물증착챔버본체(210) 내부의 무기물 기체를 제거한 다음, 리간드 제거가스를 무기물증착챔버본체(210)로 공급하여 실리콘 원자와 결합되어 있는 유기화합물을 제거하여 원자층 단위의 실리콘 박막을 기판(S) 상에 증착 배향 한 후에, 무기물증착챔버본체(210) 내부의 수소 가스 및 유기화합물 기체를 제거하기 위한 펌핑 내지는 퍼징 작업이 진행되며, Initiating inorganic deposition, the
제2공정(유기물증착공정), 2nd process (organic deposition process),
상기와 같이, 무기물증착공정이 끝나며, 무기물증착챔버(200)에서 반송 챔버내(110)로 기판(S)을 반입함과 동시에, 반송 챔버(110)의 반송기구(112) 유기물증착챔버(300)에 기판(S)을 반입시킨 후에, 기판(S)이 유기물 증착 챔버(300) 내의 기판 탑재대(312)에 탑재되면 유,무기물 증착챔버와 반송 챔버 사이의 연결구를 닫고,As described above, the inorganic vapor deposition process is completed, the substrate (S) is brought into the
유기물증착챔버본체(310) 내부로 반입된 기판(S)을 기판탑재대(312)에 탑재된 후, 쉐도우마스크(M)를 쉐도우 마스크 재치부에 마련하고, 이 쉐도우마스크(M)는 유기물증착챔버(300) 상벽에 마련된 광학 CCD카메라와 이에 연결된 모니터를 통해 그 위치가 측정되고, 측정된 위치가 기판(S)과 일치되지 않는 경우에는 쉐도우마스크(M) 재치부를 구동시켜 쉐도우마스크(M)를 정렬한 다음, 유기물 전구체(트리메칠알루미늄TMA(Trimethylaluminum)) 공급부를 가동시켜 유기물 전구체(트리메칠 알루미늄TMA(Trimethylaluminum))를 유기물증착챔버본체(310) 내부로 공급하며, (이때 기판 탑재대에 탑재되어 있는 기판을 250°C 로 유지한다.) 공급된 유기물 전구체(트리메칠알루미늄TMA(Trimethylaluminum))가 기판(S)에 증착된 후 퍼징가스를 유기물증착챔버본체(310) 내부로 공급하여 유기물 전구체(트리메칠알루미늄TMA(Trimethylaluminum))가 특정한 유기물로 전환되도록 하고, 유기물 전구체(트리메칠알루미늄TMA(Trimethylaluminum))를 유기물증착챔버본체(310) 내부로 공급하여 첫번째 유기물과 결합되도록 하고, 다시 퍼징가스를 공급하여 두번째 유기물 전구체( After mounting the substrate (S) carried into the organic material deposition chamber body 310 on the substrate mounting table 312, the shadow mask (M) is provided in the shadow mask mounting portion, the shadow mask (M) is an organic material deposition The position is measured by an optical CCD camera provided on the upper wall of the
R1: 메칠,에칠, 1~10의 탄소기를 함유하는 화합물)가 적절한 radical R1 과 결합된 quinoline 유도체를 제2의 전구체로 유기물증착챔버본체(310) 내부에 이송하여 TMA와 반응을 유도하면, Alq3가 기판(S)상에서 증착되도록 하여 올레드용(OLED Panel)판넬을 제조하였다. R1: methyl, ethyl, and a compound containing 1 to 10 carbon groups) transfers a quinoline derivative combined with an appropriate radical R1 to the organic vapor deposition chamber body 310 as a second precursor to induce a reaction with TMA. Was deposited on the substrate (S) to prepare an OLED panel.
실시예 2(봉지막 증착공정)Example 2 (encapsulation film deposition process)
기판(S)을 무기물증착챔버(200)에 반입시킨 후, SiR4를 무기물증착챔버(200) 내부로 공급하여 증착시킨 후, 소소 라디칼이나 수소이온을 무기물증착챔버(200) 내부로 공급하여 실리콘 원자와 결합되어 있는 유기화합물을 제거한 다음, 기판(S) 상에 원자층 단위의 실리콘 박막이 증착시킨 후에, 무기물증착챔버(200) 내에 질소가스를 공급하여 SiNx 박막을 형성시키며, 상기 기판(S)을 유기물증착챔버(300)로 옮겨 다이머 형태의 피루렌(parylene)을 690℃ 까지 승온시켜 모노머 구조로 변환한 후, 변환된 피루렌(parylene) 유기소스를 기판(S)으로 이송시키며 피루렌(parylene)박막을 형성시키며, 이러한 SiNx/ Parylene 증착과정을 반복하여 봉지막증착(encapsulation layer)을 완성시켜, 필요하다면 상기와 같은 공정을 반복하여, 하나의 장치로 유,무기물 및 봉지막 증착시킨 올레드용 판넬(OLED Panel)을 제조하였다.After bringing the substrate S into the
이하 본 발명을 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 종래의 유기물 증착장치 단면상세도, 도 2는 본 발명의 올레드용 판넬(OLED Panel) 증착장치 상세도, 도 3은 본 발명의 무기증착챔버 상세도, 도 4는 본 발명의 유기증착챔버 상세도, 도5은 본 발명의 무기물 증착 상태도, 도6은 본 발명의 유기물 증착 상태도를 도시한 것이며, 종래의 유기물 증착 챔버(1), OLED용 증착장치(100), 반송챔버(110), 반송기구(112), 증착챔버(120), 로드락챔버(130), 무기물증착챔버(200), 무기물증착챔버본체(210), 기판탑재대(212,312), 샤워헤드(214,316), 무기물공급부(220), 무기물보관탱크(222), 연결관(224,234,324,334), 리간드제거가스공급부(230), 리간드제거가스보관탱크(232), 원격플라즈마발생장치(236), 게이트밸브(240), 유기물증착챔버(300), 유기물증착챔버본체(310), 유기물전구체공급부(320), 퍼징가스공급부(330), 퍼징가스보관탱크(322), 게이트밸 브(340), o-ring(O), 힌지(H), 기판(S), 쉐도우마스크(M)를 나타낸 것임을 알 수 있다.1 is a cross-sectional detail view of a conventional organic material deposition apparatus, Figure 2 is a detailed view of the OLED panel deposition apparatus of the present invention, Figure 3 is a detailed view of the inorganic deposition chamber of the present invention, Figure 4 is an organic of the present invention FIG. 5 is a detailed view of the deposition chamber, and FIG. 5 is a view showing the inorganic deposition state of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing the organic deposition state of the present invention. The conventional organic material deposition chamber 1, the OLED deposition apparatus 100, and the transfer chamber ( 110, the conveying
구조를 살펴보면 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이, 중앙에 설치되며, 기판을 반송을 위한 반송 기구(112)(로봇)가 구비된 반송챔버(110)와, 상기 반송챔버(110)의 주위에 증착 챔버(120) 및 외부와 연통하는 통로역할을 하는 로드락 챔버(130)가 배치되는 올레드용 판넬 증착장치의 구조인 것이다. Looking at the structure, as shown in Figures 2 to 4, is installed in the center, the conveying
상기 무기물 증착 챔버(200)를, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 무기물증착챔버본체(210)와; 상기 무기물증착챔버본체(210)과 연결된 무기물 공급부(220) 및 리간드 제거가스 공급부(230)와, 상기 무기물증착챔버본체(210)는 내부를 진공분위기로 만들 수 있는 밀폐구조이며, 반송챔버(110)와의 연결시 밀폐될 수 있도록 개폐되는 게이트 밸브(240)와, 상기 무기물증착챔버본체(210)에는 챔버 본체 내부의 기체를 흡입하여 제거할 수 있는 진공 펌프(도면에 미도시)와, 상기 무기물증착챔버본체(210) 내부 하측설치 되며 기판 온도조절부가 구비된 기판 탑재대(212)와,The inorganic
상기 무기물증착챔버본체(210) 내부로 기상의 무기 화합물을 공급하는 무기물 공급부(220)는 무기물증착챔버본체(210)의 외부에 마련되어 연결관(224)에 의해 무기물증착챔버본체(210)와 연결되며, 상기 연결관(224)의 끝단부에 설치된 무기물 보관 탱크(222)와, 상기 연결관(224)에 의하여 기화된 적절한 양이 무기물증착챔버본체(210) 내측 상부에 균일하게 공급되는 샤워헤드(214)로 구성되어 있으며, The inorganic
상기 리간드 제거가스 공급부(230)는 연결관(234)의 끝단에 설치된 리간드 제거가스 보관 탱크(232)와, 상기 연결관(234)의중간부에 설치된 원격플라즈마 발생장치(236)로 구성된 구조인 것이다.The ligand removal
상기 유기물 증착 챔버(300)는 도 2 및 도4에 도시된 바와 같이, 유기물증착챔버본체(310)와, 상기 유기물증착챔버본체(310)의 외부에 설치되며, 연결관(324,334)에 의해 연결된 유기물전구체 및 퍼징가스를 공급하는 유기물 전구체 공급부(320) 및 퍼징가스 공급부(330)와,As shown in FIGS. 2 and 4, the organic
상기 유기물증착챔버본체(310)는 내부를 진공분위기로 만들 수 있는 밀폐구조이며, 반송챔버(110)와의 연결시 밀폐될 수 있도록 개폐되는 게이트 밸브(340)와, 상기 유기물증착챔버본체(310)에는 챔버 본체 내부의 기체를 흡입하여 제거할 수 있는 진공 펌프(도면에 미도시)와, The organic material deposition chamber body 310 is a sealed structure that can be made inside the vacuum atmosphere, the
상기 유기물증착챔버본체(310) 내부 하측설치 되며 기판 온도조절부가 구비된 기판 탑재대(312)와,A substrate mounting table 312 installed below the organic material deposition chamber body 310 and provided with a substrate temperature control unit;
상기 유기물증착챔버본체(310)의 내부 상측에 설치된 유기물 전구체가 균일하게 공급되도록 하기 위한 샤워헤드(316)와,A
상기 유기물 전구체 공급부(320)는 유기물증착챔버본체(310)의 외부에 마련되어 끝단부에 연결관(324)에 의해 연결된 2개 이상의 유기물 보관 탱크(322)와, The organic
상기 퍼징가스 공급부(330)는 연결관(334)에 의해 퍼징가스 보관 탱크(332) 유기물증착챔버본체(310)에 연결된 퍼징가스 보관탱크(332)로 구성된 구조인 것이다.The purging
본 발명은 유기물 증착 챔버와 무기물 증착 챔버를 모두 구비하고 있으므로, 하나의 증착장치에 의하여 유기물과 무기물을 모두 증착할 수 있는 장점이 있다.Since the present invention includes both an organic deposition chamber and an inorganic deposition chamber, there is an advantage in that both organic and inorganic materials can be deposited by one deposition apparatus.
구체적으로는 전도채널 형성용 무기박막, 발광용 유기박막, 봉지막 등을 모두 증착시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 올레드 기판을 제조함에 있어서, 제조 시스템을 일원화할 수 있으며, 현재 (Thermal Evaporator) 증착방식에서 나타나는 유리기판 처짐과 쇄도우마스크(shadow mask) 처짐현상을 방지할 수 있으며, 클린룸내에서 차지하는 면적을 대폭 감소 시킬 수 있는 장점이 있다. Specifically, the inorganic thin film for forming the conductive channel, the organic thin film for emitting light, and the encapsulation film may be deposited. Therefore, in manufacturing all-red substrate, it is possible to unify the manufacturing system, to prevent the glass substrate deflection and shadow mask deflection phenomenon appearing in the current (Thermal Evaporator) deposition method, the area occupied in the clean room There is an advantage that can greatly reduce the.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |