KR101734901B1 - 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치 - Google Patents
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Abstract
유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치가 개시된다. 상기 롤투롤 장치는 공급롤에 권취되어 있는 기재를 일방향으로 공급하는 기재공급부; 상기 기재공급부의 후단에 위치하고, 상기 기재공급부로부터 공급되어 이동하는 기재의 일면을 향해 선형소스가 증착재료를 공급하여 소정의 길이 및 폭을 갖는 제1 하부 봉지막층을 증착하는 제1 하부 봉지막 증착부; 상기 제1 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 하부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 제1 하부 봉지막층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 유기소자층을 증착하는 유기소자 증착부; 및 상기 유기소자 증착부의 후단에 위치하고, 상기 유기소자 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 및 상기 유기소자층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 유기소자층을 덮는 제1 상부 봉지막층을 증착하는 제1 상부 봉지막 증착부를 포함하고, 상기 각각의 증착부는 하나 이상의 마스크를 포함하고, 상기 마스크는 상기 각각의 층이 증착될 때 상기 선형소스를 사이에 둔 마스크출발지점 및 마스크정지지점 사이의 마스크 이동구간 내에서 상기 선형소스 및 기재 사이를 지나도록 상기 기재를 따라 이동하며, 상기 마스크출발지점에서 출발하여 상기 마스크정지지점에서 정지하는 상기 마스크의 1회 이동동작은 소정의 시간 간격으로 반복된다.
Description
본 발명은 롤투롤 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치에 관한 것이다.
유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode)는 형광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜서 발광시키는 자발광형 디스플레이로 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형화가 용이하며, 광시야각, 빠른 응답 속도 등 액정디스플레이에 있어서 문제점으로 지적되는 것을 해결할 수 있는 차세대 디스플레이로 주목받고 있다. 유기 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기물로 이루어진 발광층을 구비하고 있다. 유기 전계 발광 소자는 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공수송층을 경유하여 발광층으로 이동되고, 전자는 캐소드 전극으로부터 전자 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되어서, 발광층에서 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 생성하게 된다.
이 여기자가 여기 상태에서 기저 상태로 변화됨에 따라, 발광층의 형광성 분자가 발광함으로써 화상을 형성하게 된다. 풀 컬러(full color)형 유기 전계 발광 소자의 경우에는 적(R), 녹(G), 청(B)의 삼색을 발광하는 화소(pixel)를 구비토록 함으로써 풀 컬러를 구현한다.
유기 발광 소자는 대기 조건에서 수분이나 산소 분자와 반응하여 쉽게 열화될 수 있다는 문제점이 있다. 이에, 공기 중의 분자들로부터 이와 같은 열화를 방지하기 위해, 딱딱한 커버 글라스를 사용하여 통상 유기 발광 소자를 봉지(encapsulation)하고 있다.
상기 봉지 공정은 소자의 내구성 향상을 위해 최근 유기 소자에서 반드시 필요한 과정이 되었다. 그러나 딱딱한 커버 글라스와 다량의 흡습제(desiccants)를 사용하는 종래의 봉지 기술은 커버 글라스의 비-유연성, 흡습제의 사용 및 롤투롤(roll-to-roll) 공정과의 비양립성과 같은 치명적인 단점을 가지고 있다.
이에 두께가 얇거나 플렉시블한 반도체 소자의 밀봉을 위한 박막 봉지 기술 및 봉지막이 제안되었다.
유기 소자의 밀봉을 위한 봉지막의 경우, 진공증착법, 원자층 증착법 또는 스핀 코팅법을 통해 알루미늄, 알루미나 등의 무기물 소재 또는 폴리비닐알코올, 파릴렌 등의 유기물 소재를 박막으로 형성하는 것이 일반적이다.
그러나 이러한 일반적인 봉지 기술은 봉지막 간의 계면이 존재하며, 일반적으로 봉지막 간의 계면을 접착 재료를 이용하여 밀봉하고 있으나, 이러한 방법으로는 봉지막 간의 계면의 완전한 밀봉이 어려웠다.
한편, 유기 소자를 롤투롤 공정으로 연속 생산하는 경우, 롤투롤 공정 중 유기 소자를 봉지하는 공정에서 봉지막 간의 계면의 밀봉을 위한 공정이 생략되어 있는 경우가 대부분이다.
본 발명은 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 공정에서 유기발광소자를 보호하는 상부 및 하부 봉지막의 증착에 이어서 상부 및 하부 봉지막 간의 계면을 밀봉하는 공정이 이루어질 수 있는 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 롤투롤 공정 중 제공되는 봉지막 간의 계면을 밀봉하는 공정을 통해 봉지막 간의 계면의 확실한 밀봉이 이루어질 수 있도록 한 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치는 공급롤에 권취되어 있는 기재를 일방향으로 공급하는 기재공급부; 상기 기재공급부의 후단에 위치하고, 상기 기재공급부로부터 공급되어 이동하는 기재의 일면을 향해 선형소스가 증착재료를 공급하여 소정의 길이 및 폭을 갖는 제1 하부 봉지막층을 증착하는 제1 하부 봉지막 증착부; 상기 제1 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 하부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 제1 하부 봉지막층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 유기소자층을 증착하는 유기소자 증착부; 및 상기 유기소자 증착부의 후단에 위치하고, 상기 유기소자 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 및 상기 유기소자층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 유기소자층을 덮는 제1 상부 봉지막층을 증착하는 제1 상부 봉지막 증착부를 포함하고, 상기 각각의 증착부는 하나 이상의 마스크를 포함하고, 상기 마스크는 상기 각각의 층이 증착될 때 상기 선형소스를 사이에 둔 마스크출발지점 및 마스크정지지점 사이의 마스크 이동구간 내에서 상기 선형소스 및 기재 사이를 지나도록 상기 기재를 따라 이동하며, 상기 마스크출발지점에서 출발하여 상기 마스크정지지점에서 정지하는 상기 마스크의 1회 이동동작은 소정의 시간 간격으로 반복되는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 장치는, 상기 제1 상부 봉지막 증착부의 후단에 배치되는 계면개선부를 더 포함하고, 상기 계면개선부는 상기 제1 하부 봉지막층 및 제1 상부 봉지막층의 계면을 향해 이온 빔을 인출하는 이온믹싱수단을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유기소자 증착부는, 원주 방향으로 다수 배열된 증착공간을 포함하는 드럼; 및 상기 각각의 증착공간 내에서 방사방향으로 증착재료를 공급하는 선형소스들을 포함하고, 상기 드럼은 고정되고, 상기 기재는 상기 드럼의 원주방향을 따라 이동하며, 상기 마스크는 상기 드럼의 원주방향으로 상기 기재를 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치는 공급롤에 권취되어 있는 기재를 일방향으로 공급하는 기재공급부; 상기 기재공급부의 후단에 위치하고, 상기 기재공급부로부터 공급되어 이동하는 기재의 일면을 향해 선형소스가 증착재료를 공급하여 소정의 길이 및 폭을 갖는 제1 하부 봉지막층을 증착하는 제1 하부 봉지막 증착부; 상기 제1 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 하부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 제1 하부 봉지막층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 하부 접착층을 증착하는 제1 접착층 증착부; 상기 제1 접착층 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 접착층 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 하부 접착층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 하부 접착층 위에 상기 하부 접착층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 제2 하부 봉지막층을 증착하는 제2 하부 봉지막 증착부; 상기 제2 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제2 하부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제2 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제2 하부 봉지막층 위에 상기 제2 하부 봉지막층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 유기소자층을 증착하는 유기소자 증착부; 상기 유기소자 증착부의 후단에 위치하고, 상기 유기소자 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제2 하부 봉지막층 및 상기 유기소자층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제2 하부 봉지막층 위에 상기 유기소자층을 덮는 제1 상부 봉지막층을 증착하는 제1 상부 봉지막 증착부; 상기 제1 상부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 상부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 하부 접착층 및 상기 제1 상부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 하부 접착층 위에 상기 제1 상부 봉지막층을 덮는 상부 접착층을 증착하는 제2 접착층 증착부; 및 상기 제2 접착층 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제2 접착층 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 상부 접착층 및 상기 제1 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 상부 접착층을 덮는 제2 상부 봉지막층을 증착하는 제2 상부 봉지막 증착부를 포함하고, 상기 각각의 증착부는 하나 이상의 마스크를 포함하고, 상기 마스크는 상기 각각의 층이 증착될 때 상기 선형소스를 사이에 둔 마스크출발구간 및 마스크정지구간 사이에서 상기 선형소스 및 기재 사이를 지나도록 상기 기재를 따라 이동하며, 상기 마스크출발구간에서 출발하여 상기 마스크정지구간에서 정지하는 상기 마스크의 1회 이동동작은 소정의 시간 간격으로 반복되는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 장치는, 상기 제1 상부 봉지막 증착부 및 상기 제2 접착층 증착부의 사이에 배치되는 제1 계면개선부; 및 상기 제2 상부 봉지막 증착부의 후단에 배치되는 제2 계면개선부를 더 포함하고, 상기 제1 계면개선부는 상기 제2 하부 봉지막층 및 제1 상부 봉지막층의 계면을 향해 이온 빔을 인출하는 제1 이온믹싱수단을 포함하고, 상기 제2 계면개선부는 상기 제1 하부 봉지막층 및 제2 상부 봉지막층의 계면을 향해 이온 빔을 인출하는 제2 이온믹싱수단을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 유기소자 증착부는, 원주 방향으로 다수 배열된 증착공간을 포함하는 드럼; 및 상기 각각의 증착공간 내에서 방사방향으로 증착재료를 공급하는 선형소스들을 포함하고, 상기 드럼은 고정되고, 상기 기재는 상기 드럼의 원주방향을 따라 이동하며, 상기 마스크는 상기 드럼의 원주방향으로 상기 기재를 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치에 의하면, 롤투롤 공정에서 유기발광소자를 보호하는 상부 및 하부 봉지막의 증착에 이어서 상부 및 하부 봉지막 간의 계면을 밀봉하는 공정이 이루어질 수 있고, 롤투롤 공정 중 제공되는 봉지막 간의 계면을 밀봉하는 공정을 통해 봉지막 간의 계면의 확실한 밀봉이 이루어질 수 있으므로 투습 및 투산소 방지 효과가 우수해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유기발광소자의 제조 과정을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 유기발광소자의 제조 과정을 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 2 및 도 4에 도시된 유기소자 증착부의 다른 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유기발광소자의 제조 과정을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 유기발광소자의 제조 과정을 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 2 및 도 4에 도시된 유기소자 증착부의 다른 형태를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자는 기재(10), 기재(10)상에 증착되어 있는 제1 하부 봉지막층(20), 제1 하부 봉지막층(20)상에 제1 하부 봉지막층(20)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 증착되어 있는 유기소자층(30), 유기소자층(30)을 덮고 제1 하부 봉지막층(20)상에 증착되어 있는 제1 상부 봉지막층(40)을 포함한다. 이러한 유기발광소자의 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40)의 사이의 계면에는 혼합영역(50)이 형성되어 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자는 아래에서 설명되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치에 의해 제조된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치는, 기재공급부(110), 제1 하부 봉지막 증착부(120), 유기소자 증착부(130), 제1 상부 봉지막 증착부(140)를 포함한다.
기재공급부(110), 제1 하부 봉지막 증착부(120), 유기소자 증착부(130)는, 제1 상부 봉지막 증착부(140)는 소정의 압력을 갖는 진공 환경의 공정챔버 및 증착물질을 증착하기 위한 선형소스를 포함하고, 각각의 공정챔버의 내부에는 기재(10)를 이송하기 위한 롤러들이 설치된다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 기재공급부(110)를 구성하는 공정챔버를 제1 공정챔버(111), 제1 하부 봉지막 증착부(120)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제2 공정챔버(121) 및 제1 선형소스(122)로 명명하고, 유기소자 증착부(130)는 복수의 공정챔버 및 복수의 선형소스를 포함하도록 구성하며, 유기소자 증착부(130)를 구성하는 복수의 공정챔버를 제3 공정챔버(131), 제4 공정챔버(132), 제5 공정챔버(133)로 명명하고 복수의 선형소스를 제2 선형소스(134), 제3 선형소스(135), 제4 선형소스(136)로 명명하고, 제1 상부 봉지막 증착부(140)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제6 공정챔버(141) 및 제5 선형소스(142)로 명명하여 설명한다.
기재공급부(110)는 제1 공정챔버(111)의 내부에 위치한 공급롤을 포함하고, 공급롤에는 기재(10)가 권취되어 있다. 기재(10)는 공급롤에서 풀리면서 기재공급부(110)의 후단에 위치한 제1 하부 봉지막 증착부(120)로 공급된다.
제1 하부 봉지막 증착부(120)는 기재공급부(110)로부터 공급되어 이동하는 기재의 일면에 제1 하부 봉지막층을 증착한다. 기재공급부(110)로부터 공급된 기재(10)는 제1 하부 봉지막 증착부(120)의 제2 공정챔버(121)의 내부로 공급된다. 제2 공정챔버(121) 내에서 이동하는 기재(10)의 일면에 제1 선형소스(122)를 통해 제1 하부 봉지막층(20)이 증착된다. 제1 하부 봉지막층(20)은 기재(10)의 폭에 대응하는 폭 또는 기재(10)의 폭보다 작은 폭으로 증착될 수 있고, 정사각형 또는 직사각형의 패턴으로 증착될 수 있다. 제1 하부 봉지막층(20)은 금속산화물 및 질화물 계열 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 제1 하부 봉지막층(20)은 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어질 수 있다.
이러한 제1 하부 봉지막층(20)의 증착은 물리 기상 증착법(PVD : Physical Vapor Deposition) 또는 화학 기상 증착법(CVD : Chemical Vapor Deposition) 또는 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD: Plasma Enhanced Chemical Vapor Depostion)의 진공 증착법으로 증착될 수 있다. 물리 기상 증착법을 이용하는 경우 스퍼터링(Sputtering) 방식이 이용될 수 있고, 이러한 경우 제1 선형소스(122)는 스퍼터링(Sputtering)이 가능한 형태로 구성될 수 있다. 화학 기상 증착법을 이용하는 경우 원자층 증착(Atomic Layer Deposition) 방식이 이용될 수 있고, 플라즈마 화학 기상 증착법을 이용하는 경우 글로우 방전(Glow Discharge), 고주파 플라즈마(RF Plasma), ECR 플라즈마(Electron-Cyclotron Resonance Plasma) 중 어느 하나의 플라즈마가 이용될 수 있다. 이러한 경우 제1 선형소스(122)는 원자층 증착 또는 플라즈마를 생성할 수 있는 형태로 구성될 수 있다.
유기소자 증착부(130)는 제1 하부 봉지막 증착부(120)를 지나서 이동하는 기재(10)의 제1 하부 봉지막층(20) 위에 유기소자층(30)을 증착한다. 유기소자층(30)은 제1 전극(31), 발광소자(32), 제2 전극(33)으로 구성된다.
제1 전극(31)은 캐소드 또는 애노드일 수 있다. 제1 전극(31)은 투명 전극, 반투명 전극 또는 반사 전극일 수 있으며, 산화인듐주석(ITO)을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전극(31)은 물리 기상 증착법을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 스퍼터링 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
제2 전극(33)은 캐소드 또는 애노드일 수 있다. 제2 전극(33)을 형성하는 금속으로는 낮은 일함수를 가지는 금속, 합금, 전기전도성 화합물 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 제2 전극(33)은 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 알루미늄-리튬(Al-Li), 칼슘(Ca), 마그네슘-인듐(Mg-In), 마그네슘-은(Mg-Ag)으로 이루어진 그룹 중 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(33)은 마그네슘-은(Mg-Ag)일 수 있다. 제2 전극(33)은 물리 기상 증착법을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(33)은 플라즈마 보조 물리 기상 증착원(Plasma Aided Vapor Deposition Source)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 플라즈마 보조 물리 기상 증착원에 대해서는 본원 특허의 발명자의 이전 등록 특허인, 대한민국 특허공보 10-1432514호가 참조된다.
발광소자(32)는 유기물로서, 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL)으로 이루어진다. 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층은 공지의 재료 및 공지의 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
이러한 유기소자층(30)을 증착하기 위해 유기소자 증착부(130)는 다수의 공정챔버 및 다수의 선형소스를 구비하여야 하며, 이를 위해 앞서 언급한 바와 같이 제3 공정챔버(131), 제4 공정챔버(132) 및 제5 공정챔버(133)를 포함할 수 있다. 제3 공정챔버(131)는 제1 전극(31)을 증착시키기 위한 진공환경을 제공할 수 있고, 제4 공정챔버(132)는 발광소자(32)를 증착시키기 위한 진공환경을 제공할 수 있고, 제5 공정챔버(133)는 제2 전극(33)을 증착시키기 위한 진공환경을 제공할 수 있다. 이러한 각각의 공정챔버(131, 132, 133) 내에는 선형소스가 위치하며, 앞서 언급한 바와 같이 선형소스로는 제2 선형소스(134), 제3 선형소스(135) 및 제4 선형소스(136)를 포함하고, 제2 선형소스(134)는 제3 공정챔버(131) 내에 위치할 수 있고, 제3 선형소스(135)는 제4 공정챔버(132) 내에 위치할 수 있고, 제4 선형소스(136)는 제5 공정챔버(133) 내에 위치할 수 있다.
이러한 경우, 제1 하부 봉지막 증착부(120)로부터 이송된 기재(10)는 유기소자 증착부(130)의 제3 공정챔버(131)의 내부로 공급된다. 제3 공정챔버(131) 내에서 제2 선형소스(134)에 의해 제1 하부 봉지막층(20)의 위로 제1 하부 봉지막층(20)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭을 갖는 제1 전극(31)이 증착되고, 이어서 기재(10)는 제4 공정챔버(132)의 내부로 공급되고 제4 공정챔버(132) 내에서 제3 선형소스(135)에 의해 제1 전극(31)의 길이 및 폭에 대응하는 길이 및 폭으로 발광소자(32)가 증착되고, 이어서 기재(10)는 제5 공정챔버(133)의 내부로 공급되고 제5 공정챔버(133) 내에서 제4 선형소스(136)에 의해 발광소자(32)의 길이 및 폭에 대응하는 길이 및 폭으로 제2 전극(33)이 증착될 수 있다.
제1 상부 봉지막 증착부(140)는 유기소자 증착부(130)를 지나서 이동하는 기재(10)의 유기소자층(30)을 덮도록 제1 하부 봉지막층(20) 위에 제1 상부 봉지막층(40)을 증착한다. 유기소자 증착부(130)로부터 이송된 기재(10)는 제1 상부 봉지막 증착부(140)의 제6 공정챔버(141)의 내부로 공급된다. 제6 공정챔버(141) 내에서 제5 선형소스(142)에 의해 유기소자층(30)을 덮도록 제1 하부 봉지막층(20) 위에 제1 상부 봉지막층(40)이 증착된다. 이러한 제1 상부 봉지막 증착부(140)에서 증착되는 제1 상부 봉지막층(40)의 재료는 제1 하부 봉지막층(20)과 같고, 증착 방법 역시 제1 하부 봉지막층(20)의 증착 방법과 같다.
한편, 각각의 제1 하부 봉지막 증착부(120), 유기소자 증착부(130) 및 제1 상부 봉지막 증착부(140)는 하나 이상의 마스크(200)를 포함한다. 마스크(200)는 각각의 증착부(120, 130, 140)를 구성하는 공정챔버들(121, 131, 132, 133, 141) 내에 위치하며, 각각의 공정챔버들(121, 131, 132, 133, 141) 내에서의 공정 즉, 제1 하부 봉지막층(20), 유기소자층(30) 및 제1 상부 봉지막층(40)이 증착될 때 각각의 공정챔버들(121, 131, 132, 133, 141) 내에 선정된, 각각의 선형소스(122, 134, 135, 136, 142)를 사이에 둔 마스크출발지점 및 마스크정지지점 사이의 마스크 이동구간 내에서 선형소스(122, 134, 135, 136, 142) 및 기재(10) 사이를 지나도록 기재(10)를 따라 이동하며, 마스크출발지점에서 출발하여 마스크정지지점에서 정지하는 마스크의 1회 이동동작은 소정의 시간 간격으로 반복된다. 여기서, 마스크출발지점은 마스크가 이동하는 시작 지점을 의미하고, 마스크정지지점은 마스크출발지점으로부터 이동하는 마스크가 정지하는 지점을 의미한다. 마스크출발지점은 기재(10)의 길이방향에서 선형소스의 앞에 위치하고, 마스크정지지점은 기재(10)의 길이방향에서 선형소스의 뒤에 위치한다. 일 예로, 마스크(200)는 하나일 수 있고, 이러한 경우 하나의 마스크(200)는 상기 마스크 이동구간을 왕복하도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 마스크(200)는 다수가 적층되어 있는 형태일 수 있고, 이러한 경우 최상단의 마스크(200)부터 마스크 이동구간을 이동하도록 구성될 수 있다.
이러한 마스크(200)가 선형소스 아래를 지나면 기재(10) 방향으로 증착재료의 공급이 차단되어 각 층의 미증착 영역이 형성되고, 마스크(200)가 마스크 이동구간을 수회 이동하는 시간 간격에 따라 제1 하부 봉지막층(20), 유기소자층(30) 및 제1 상부 봉지막층(40)의 증착길이가 결정된다. 예를 들어, 각 층(20, 30, 40)의 증착길이를 길게 하고자 하는 경우 마스크(200)가 마스크 이동구간을 이동하는 시간의 간격을 길게 할 수 있고, 각 층(20, 30, 40)의 증착길이를 짧게 하고자 하는 경우 마스크(200)가 마스크 이동구간을 이동하는 시간의 간격을 짧게 할 수 있다.
이와 같이 각 층(20, 30, 40)의 증착 길이는 마스크(200)에 의해 결정되며, 각 층(20, 30, 40)의 증착 폭은 각 층(20, 30, 40)에 증착되는 증착재료를 공급하는 각각의 선형소스에서 증착재료가 분사 또는 방출되는 폭을 조절하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 각각의 선형소스(122, 134, 135, 136)의 길이를 달리하여 각 층(20, 30, 40)의 증착 폭을 결정할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치는 계면개선부(150)를 더 포함한다.
계면개선부(150)는 제1 상부 봉지막 증착부(140)의 후단에 위치하고, 제1 상부 봉지막 증착부(140)를 지나서 이동하는 기재(10)의 제1 하부 봉지막층 및 제1 상부 봉지막층 사이의 계면에 혼합영역(50)을 형성시킨다. 이를 위해, 계면개선부(150)는 공정챔버(151) 및 이온믹싱수단(152)을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 계면개선부(150)의 공정챔버(151)를 제7 공정챔버(151)로 명명하여 설명한다.
제7 공정챔버(151)에는 제1 상부 봉지막 증착부(140)를 지나서 이동하는 기재(10)가 공급되며, 상기 혼합영역(50)을 형성하는 공정을 위한 진공 환경을 제공한다.
이온믹싱수단(152)은 제7 공정챔버(151)의 내부에 위치하고, 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40) 사이의 계면에 혼합영역(50)을 형성한다. 이온믹싱수단(152)은 선형 이온빔 소스로 구성될 수 있다. 예를 들면, 유도 결합형 플라즈마(inductively coupled plasma), 마이크로웨이브 플라즈마(microwave plasma), 글로우 방전(glow discharge), 아크 방전(arc didcharge), 클로우즈드 드리프트(closed drift) 이온빔 소스들이 이용될 수 있다. 이러한 경우, 선형 이온빔 소스는 제7 공정챔버(151) 내에서 제1 하부 봉지막층 및 제1 상부 봉지막층 사이의 계면을 향해 이온빔을 인출하도록 배치될 수 있다. 이러한 이온믹싱수단(152)은 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40) 사이의 계면을 허물어 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40)의 원자가 혼합되도록 하여 상기 혼합영역(50)을 형성한다.
이하에서는 이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치를 이용하여 유기발광소자를 제조하는 과정을 설명한다. 이하의 설명에서 마스크의 이동에 대한 설명은 마스크가 다수로 적층된 상태를 예시하여 설명하며, 적층된 각각의 마스크를 위로부터 순차적으로 제1, 제2 마스크로 명명하여 설명한다. 도 3은 도 1에 도시된 유기발광소자의 제조 과정을 나타낸 평면도이고, 이하의 설명에서는 도 2 및 도 3이 참조된다.
먼저, 기재공급부(110)의 권취롤로부터 기재(10)를 풀면서 제1 하부 봉지막 증착부(120) 방향으로 기재(10)를 공급한다. 공급된 기재(10)는 제1 하부 봉지막 증착부(120), 유기소자 증착부(130) 및 제1 상부 봉지막 증착부(140)를 연속하여 지나도록 공급된다.
기재(10)가 제1 하부 봉지막 증착부(120)를 지날 때, 제1 하부 봉지막 증착부(120)는 이동하는 기재(10)의 일면에 제1 선형소스(122)를 통해 증착재료를 공급하여 제1 하부 봉지막층(20)을 증착한다. 일 예로, 제1 하부 봉지막 증착부(120)는 원자층 증착 또는 스퍼터링 방법으로 산화알루미늄을 증착하여 제1 하부 봉지막층(20)을 형성할 수 있다. 이 과정에서 제1 하부 봉지막층(20)이 증착되는 동안에 마스크(200)는 마스크출발지점에서 출발하여 제1 선형소스(122) 및 기재(10)의 사이에서 기재(10)를 따라 이동하여 마스크정지지점에서 정지한다. 이에 의해, 기재(10)에는 미증착 영역이 형성되며, 미증착 영역의 시작 부분 즉, 제1 마스크(200)가 출발한 후 제1 선형소스(122)의 위 또는 아래를 지나는 시점에 제1 하부 봉지막 증착부(120)의 길이는 제한된다. 한편 제1 마스크(200)가 마스크 이동구간을 따라 이동하여 제1 선형소스(122)의 위치를 완전히 벗어나면 추가의 제1 하부 봉지막 증착부(120)가 이어서 증착된다. 추가의 제1 하부 봉지막 증착부(120)의 길이 역시 제2 마스크(200)가 출발한 후 제1 선형소스(122)의 위 또는 아래를 지나는 시점에 제한된다. 따라서, 제1 하부 봉지막층(20)의 길이는 마스크(200)가 마스크 이동구간을 수회 이동하는 시간 간격에 의해 결정된다.
기재(10)가 제1 하부 봉지막 증착부(120)를 지나서 기재(10)의 제1 하부 봉지막층(20)이 형성된 영역이 유기소자 증착부(130)를 지날 때,
유기소자 증착부(130)는 제1 하부 봉지막층(20) 상에 제1 하부 봉지막층(20)의길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 유기소자층(30)을 증착한다. 이때, 순차적으로 제2 선형소스(134)를 통해 제1 전극(31)을 증착하고, 제3 선형소스(135)를 통해 제1 전극(31) 위로 발광소자(32)를 증착하고, 제4 선형소스(136)를 통해 발광소자(32) 위로 제2 전극(33)을 증착한다. 일 예로, 제1 전극(31)은 스퍼터링 방법을 이용하여 산화인듐주석을 증착하고, 제2 전극(33)은 플라즈마 보조 물리 기상 증착원을 이용하여 마그네슘-은(Mg-Ag)을 증착할 수 있다. 발광소자(32)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)인 빛의 삼원색을 진공 열 증착 방법으로 증착될 수 있다.
유기소자층(30)을 증착하는 과정에서 유기소자층(30)의 증착 길이는 마스크(200)가 마스크 이동구간을 수회 이동하는 시간 간격에 의해 결정되고, 유기소자층(30)의 증착 폭은 제1 전극(31)을 증착하기 위한 제2 선형소스(134), 발광소자(32)를 증착하기 위한 제3 선형소스(135) 및 제2 전극(33)을 증착하기 위한 제4 선형소스(136)의 길이에 의해 결정된다. 유기소자 증착부(130)에서 마스크(200)가 이동하는 과정은 제1 하부 봉지막 증착부(120)에서 마스크(200)가 이동하는 과정과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
기재(10)가 유기소자 증착부(130)를 지나서 기재(10)의 유기소자층(30)이 형성된 영역이 제1 상부 봉지막 증착부(140)를 지날 때, 제1 상부 봉지막 증착부(140)는 유기소자층(30)을 덮도록 제5 선형소스(142)를 통해 제1 하부 봉지막층(20) 위에 제1 상부 봉지막층(40)을 증착한다.
일 예로, 원자층 증착 또는 스퍼터링 방법으로 산화알루미늄을 증착하여 제1 상부 봉지막층(40)을 형성할 수 있다.
제1 상부 봉지막층(40)을 증착하는 과정에서 제1 상부 봉지막층(40)의 증착 길이는 마스크(200)가 마스크 이동구간을 수회 이동하는 시간 간격에 의해 결정되고, 제1 상부 봉지막층(40)의 증착 폭은 제5 선형소스(142)의 길이에 의해 결정된다. 제1 상부 봉지막 증착부(140)에서 마스크(200)가 이동하는 과정은 제1 하부 봉지막 증착부(120)에서 마스크(200)가 이동하는 과정과 동일 또는 유사하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
기재(10)가 제1 상부 봉지막 증착부(140)를 지나서 기재(10)의 제1 상부 봉지막 증착부(140)가 형성된 영역이 계면개선부(150)를 지날 때, 계면개선부(150)는 이온믹싱수단(152)을 통해 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40) 사이의 계면을 향해 이온 빔을 인출한다. 이온 빔은 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40) 사이의 계면을 허물고, 이에 의해 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40) 사이의 계면에 혼합영역(50)이 형성된다.
이러한 과정을 통해 도 1에 도시된 유기발광소자가 완성된다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치를 이용하면, 유기발광소자를 제조하는 일련의 과정이 중단 없이 연속적으로 이루어져서 유기발광소자의 연속 제조가 가능하고, 이에 의해 생산량이 증가될 수 있다.
또한, 유기재료로 이루어진 유기소자층(30)이 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40)에 의해 덮여 보호되고, 제1 하부 봉지막층(20) 및 제1 상부 봉지막층(40) 사이의 계면이 개선되어 확실히 밀봉되므로 투습 및 투산소 방지 효과가 우수해질 수 있다.
제2 실시예
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자는 기재(10), 기재(10) 상에 증착되어 있는 제1 하부 봉지막층(20), 제1 하부 봉지막층(20) 상에 제1 하부 봉지막층(20)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 증착되어 있는 하부 접착층(30), 하부 접착층(30) 상에 하부 접착층(30)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 증착되어 있는 제2 하부 봉지막층(40), 제2 하부 봉지막층(40) 상에 제2 하부 봉지막층(40)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 증착되어 있는 유기소자층(50), 유기소자층(50)을 덮도록 제2 하부 봉지막층(40)상에 증착되어 있는 제1 상부 봉지막층(60), 제1 상부 봉지막층(60)및 제2 하부 봉지막층(40)을 덮도록 하부 접착층(30) 상에 증착되어 있는 상부 접착층(70), 상부 접착층(70)을 덮도록 제1 하부 봉지막층(20)상에 증착되어 있는 제2 상부 봉지막층(80)을 포함한다. 이러한 유기발광소자의 제2 하부 봉지막층(40) 및 제1 상부 봉지막층(60)의 사이의 계면에는 제1 혼합영역(91)이 형성되어 있고, 제1 하부 봉지막층(20) 및 제2 상부 봉지막층(80)의 사이의 계면에는 제2 혼합영역(92)이 형성되어 있다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자는 아래에서 설명되는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치에 의해 제조된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치는, 기재공급부(1110), 제1 하부 봉지막 증착부(1120), 제1 접착층 증착부(1130), 제2 하부 봉지막 증착부(1140), 유기소자 증착부(1150), 제1 상부 봉지막 증착부(1160), 제2 접착층 증착부(1170), 제2 상부 봉지막 증착부(1180)를 포함한다.
기재공급부(1110), 제1 하부 봉지막 증착부(1120), 제1 접착층 증착부(1130), 제2 하부 봉지막 증착부(1140), 유기소자 증착부(1150), 제1 상부 봉지막 증착부(1160), 제2 접착층 증착부(1170), 제2 상부 봉지막 증착부(1180)는 소정의 압력을 갖는 진공 환경의 공정챔버 및 증착물질을 증착하기 위한 선형소스를 포함하고, 각각의 공정챔버의 내부에는 기재(10)를 이송하기 위한 롤러들이 설치된다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 기재공급부(1110)를 구성하는 공정챔버를 제1 공정챔버(1111)로 명명하고, 제1 하부 봉지막 증착부(1120)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제2 공정챔버(1121) 및 제1 선형소스(1122)로 명명하고, 제1 접착층 증착부(1130)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제3 공정챔버(1131) 및 제2 선형소스(1132)로 명명하고, 제2 하부 봉지막 증착부(1140)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제4 공정챔버(1141) 및 제3 선형소스(1142)로 명명하고, 유기소자 증착부(1150)는 복수의 공정챔버 및 복수의 선형소스를 포함하도록 구성되며 이에 따라 유기소자 증착부(1150)를 구성하는 복수의 공정챔버를 제5 공정챔버(1151), 제6 공정챔버(1152), 제7 공정챔버(1153)로 명명하고 복수의 선형소스를 제4 선형소스(1154), 제5 선형소스(1155), 제6 선형소스(1156)로 명명하고, 제1 상부 봉지막 증착부(1160)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제8 공정챔버(1161) 및 제7 선형소스(1162)로 명명하고, 제2 접착층 증착부(1170)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제9 공정챔버(1171) 및 제8 선형소스(1172)로 명명하고, 제2 상부 봉지막 증착부(1180)를 구성하는 공정챔버 및 선형소스를 제10 공정챔버(1181) 및 제9 선형소스(1182)로 명명하여 설명한다.
기재공급부(1110)는 제1 공정챔버(1111)의 내부에 위치한 공급롤을 포함하고, 공급롤에는 기재(10)가 권취되어 있다. 기재(10)는 공급롤에서 풀리면서 기재공급부(1110)의 후단에 위치한 제1 하부 봉지막 증착부(1120)로 공급된다.
제1 하부 봉지막 증착부(1120)는 기재공급부(1110)의 후단에 위치하고, 기재공급부(1110)로부터 공급되어 이동하는 기재(10)의 일면을 향해 제1 선형소스(1122)가 증착재료를 공급하여 기재(10) 상에 소정의 길이 및 폭을 갖는 제1 하부 봉지막층(20)을 증착한다. 제1 하부 봉지막 증착부(1120)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치의 제1 하부 봉지막 증착부(1120)의 증착 방법 및 증착재료와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제1 접착층 증착부(1130)는 제1 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 제1 하부 봉지막 증착부(1120)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제3 공정챔버(1131) 내로 공급되고, 제3 공정챔버(1131) 내에 위치한 제1 하부 봉지막층(20) 상에 제2 선형소스(1132)가 증착재료를 공급하여 제1 하부 봉지막층(20) 위에 제1 하부 봉지막층(20)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 하부 접착층(30)을 증착한다. 일 예로, 하부 접착층(30)은 아크릴(Acryl)을 진공 열 증착 방법으로 증착할 수 있다. 이러한 경우, 제2 선형소스(1132)는 진공 열 증착이 가능하도록 구성될 수 있다.
제2 하부 봉지막 증착부(1140)는 제1 접착층 증착부(1130)의 후단에 위치하고, 제1 접착층 증착부(1130)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제4 공정챔버(1141) 내로 공급되고, 제4 공정챔버(1141) 내에 위치한 하부 접착층(30) 상에 제3 선형소스(1142)가 증착재료를 공급하여 하부 접착층(30) 위에 하부 접착층(30)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 제2 하부 봉지막층(40)을 증착한다. 제2 하부 봉지막 증착부(1140)는 제1 하부 봉지막 증착부(1120)의 증착 방법 및 증착재료와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
유기소자 증착부(1150)는 제2 하부 봉지막 증착부(1140)의 후단에 위치하고, 제2 하부 봉지막 증착부(1140)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제5 공정챔버(1151), 제6 공정챔버(1152) 및 제7 공정챔버(1153)를 순차적으로 지나며, 각각의 공정챔버(1151, 1152, 1153) 내에 위치한 제4 선형소스(1154), 제5 선형소스(1155) 및 제6 선형소스(1156)가 증착재료를 제공하여 제2 하부 봉지막층(40) 위에 제2 하부 봉지막층(40)의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 유기소자층(50)을 증착한다. 유기소자 증착부(1150)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자를 제조하기 위한 롤투롤 장치의 설명에서 설명된 유기소자 증착부(1150)의 증착 방법 및 증착재료와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제1 상부 봉지막 증착부(1160)는 유기소자 증착부(1150)의 후단에 위치하고, 유기소자 증착부(1150)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제8 공정챔버(1161) 내로 공급되고, 제8 공정챔버(1161) 내에 위치한 제2 하부 봉지막층(40) 및 유기소자층(50) 위에 제7 선형소스(1162)가 증착재료를 공급하여 제2 하부 봉지막층(40) 위에 유기소자층(50)을 덮는 제1 상부 봉지막층(60)을 증착한다. 제1 상부 봉지막 증착부(1160)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자를 제조하기 위한 롤투롤 장치의 설명에서 설명된 제1 하부 봉지막 증착부(120)의 증착 방법 및 증착재료와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제2 접착층 증착부(1170)는 제1 상부 봉지막 증착부(1160)의 후단에 위치하고, 제1 상부 봉지막 증착부(1160)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제9 공정챔버(1171) 내로 공급되고, 제9 공정챔버(1171) 내에 위치한 하부 접착층(30) 및 제1 상부 봉지막층(60) 상에 제8 선형소스가(1172) 증착재료를 공급하여 하부 접착층(30) 위에 제1 상부 봉지막층(60)을 덮는 상부 접착층(70)을 증착한다. 제2 접착층 증착부(1170)는 제1 접착층 증착부(1130)의 증착 방법 및 증착재료와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
제2 상부 봉지막 증착부(1180)는 제2 접착층 증착부(1170)의 후단에 위치하고, 제2 접착층 증착부(1170)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제10 공정챔버(1181) 내로 공급되고, 제10 공정챔버(1181) 내에 위치한 상부 접착층(70) 및 제1 하부 봉지막층(20) 상에 제9 선형소스(1182)가 증착재료를 공급하여 제1 하부 봉지막층(20) 위에 상부 접착층(70)을 덮는 제2 상부 봉지막층(80)을 증착한다. 제2 상부 봉지막 증착부(1180)는 제1 상부 봉지막 증착부(1160)의 증착 방법 및 증착재료와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 각각의 제1 하부 봉지막 증착부(1120), 제1 접착층 증착부(1130), 제2 하부 봉지막 증착부(1140), 유기소자 증착부(1150), 제1 상부 봉지막 증착부(1160), 제2 접착층 증착부(1170) 및 제2 상부 봉지막 증착부(1180)는 하나 이상의 마스크(1300)를 포함한다. 마스크(1300)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자를 제조하기 위한 롤투롤 장치의 설명에서 설명된 마스크(1300)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치는 제1 계면개선부(1190) 및 제2 계면개선부(1200)를 포함한다.
제1 계면개선부(1190)는 제1 상부 봉지막 증착부(1160) 및 제2 접착층 증착부(1170)의 사이에 위치하고, 공정챔버(1191) 및 제1 이온믹싱수단(1192)을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 계면개선부(1190)의 공정챔버(1191)를 제11 공정챔버(1191)로 명명하여 설명한다.
제11 공정챔버(1191)는 제1 상부 봉지막 증착부(1160)를 지나서 이동하는 기재(10)가 공급되며, 상기 제1 혼합영역(91)을 형성하는 공정을 위한 진공 환경을 제공한다.
제1 이온믹싱수단(1192)은 선형 이온빔 소스일 수 있다. 선형 이온빔 소스는 제1 상부 봉지막 증착부(1160)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제11 공정챔버(1191) 내에 위치하면 제2 하부 봉지막층(40) 및 제1 상부 봉지막층(60) 사이의 계면을 향해 이온빔을 인출하여 제1 혼합영역(91)을 형성시킨다.
제2 계면개선부(1200)는 제2 상부 봉지막 증착부(1180)의 후단에 위치하고, 공정챔버(1200) 및 제2 이온믹싱수단(1202)을 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 제2 계면개선부(1200)의 공정챔버(1201)를 제12 공정챔버(1201)로 명명하여 설명한다.
제11 공정챔버(1191)는 제2 상부 봉지막 증착부(1180)를 지나서 이동하는 기재(10)가 공급되며, 상기 제2 혼합영역(92)을 형성하는 공정을 위한 진공 환경을 제공한다.
제2 이온믹싱수단(1202)은 선형 이온빔 소스일 수 있다. 선형 이온빔 소스는 제2 상부 봉지막 증착부(1180)를 지나서 이동하는 기재(10)가 제12 공정챔버(1201) 내에 위치하면 제1 하부 봉지막층(20) 및 제2 상부 봉지막층(80) 사이의 계면을 향해 이온빔을 인출하여 제2 혼합영역(92)을 형성시킨다.
이러한 제1 계면개선부(1190) 및 제2 계면개선부(1200)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광소자를 제조하기 위한 롤투롤 장치의 계면개선부(150)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치를 이용하여 유기발광소자가 제조되는 과정을 간략히 설명한다. 도 6은 도 4에 도시된 유기발광소자의 제조 과정을 나타낸 평면도로서, 이하의 설명에서는 도 5 및 도 6이 참조된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치는, 순차적으로 제1 하부 봉지막층(20), 하부 접착층(30), 제2 하부 봉지막층(40), 유기소자층(50), 제1 상부 봉지막층(60)을 증착하고 제2 하부 봉지막층 및 제1 상부 봉지막층(60) 사이의 계면에 이온 빔을 제공하여 제1 혼합영역(91)을 형성하고, 다시 이어서 순차적으로 상부 접착층(70) 및 제2 상부 봉지막층(80)을 증착하고 제1 하부 봉지막층(20) 및 제2 상부 봉지막층(80) 사이의 계면에 이온 빔을 제공하여 제2 혼합영역(92)을 형성한다. 이러한 증착 과정에서 각각의 증착부(1120, 1130, 1140, 1150, 1160, 1170, 1180)에 포함된 마스크(1300)는 마스크 이동구간을 이동하여 각 층의 증착 길이를 결정하고, 각각의 증착부(1120, 1130, 1140, 1150, 1160, 1170, 1180)의 각 선형소스(1122, 1132, 1142, 1154, 1155, 1156, 1162, 1172, 1182)의 길이에 따라 각 층의 증착 폭이 결정된다.
이러한 과정을 통해 도 6에 도시된 유기발광소자가 완성된다.
이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치를 이용하면, 유기발광소자를 제조하는 일련의 과정이 중단 없이 연속적으로 이루어져서 유기발광소자의 연속 제조가 가능하고, 이에 의해 생산량이 증가될 수 있다.
또한, 유기소자층(50)을 제2 하부 봉지막층(40) 및 제1 상부 봉지막층(60)이 감싸고, 제2 하부 봉지막층(40) 및 제1 상부 봉지막층(60) 사이의 계면에 제1 혼합영역(91)이 형성되고, 추가적으로 제2 하부 봉지막층(40) 및 제1 상부 봉지막층(60)을 제1 하부 봉지막층(20) 및 제2 상부 봉지막층(80)이 감싸며, 제1 하부 봉지막층(20) 및 제2 상부 봉지막층(80) 사이의 계면에 제2 혼합영역(92)이 형성되는, 2중의 봉지막 처리 및 이온 빔을 통한 계면의 개선 구조에 의해 유기소자층(50)이 외부의 환경 즉, 대기의 수분이나 산소 분자로부터 완벽히 보호될 수 있다.
도 7은 도 2 및 도 4에 도시된 유기소자 증착부의 다른 형태를 설명하기 위한 도면이다.
한편, 본 발명의 각 실시예들에 포함된 유기소자 증착부는 원통 형태로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 도 7을 참조하면, 유기소자 증착부(130)는 드럼(2100) 및 드럼(2100) 내에 위치하는 선형소스들(2200)을 포함한다. 도시하지는 않았지만 드럼(2100) 및 선형소스들(2200)은 진공 환경을 제공하는 공정챔버 내에 수용될 수 있다.
드럼(2100)은 드럼(2100)의 원주 방향으로 배열된 다수의 증착공간(2110)을 포함한다. 증착공간(2110)은 선형소스들(2200)로부터 증착재료가 주입되는 공간이다. 증착공간(2110)은 드럼(2100)의 단면을 통해 볼 때 드럼(2100)의 중심부로부터 방사상으로 뻗어있다. 증착공간(2110)의 개수에는 특별한 제한은 없다.
선형소스들(2200)은 각각의 증착공간(2110) 내에서 방사방향으로 증착재료를 증착공간(2110) 내로 공급한다. 선형소스들(2200)은 제1 전극, 발광소자 및 제2 전극을 증착하거나, 발광소자를 증착하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 선형소스들(2200)은 발광소자를 증착하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 선형소스들(2200)은 각각 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 형광재료(Fluorescence) 또는 인광재료(Phosphorescence)가 증착되어 형성되는 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 전자주입층(EIL)을 증착할 수 있다.
이러한 경우, 드럼(2100)은 고정되고, 기재(10)는 드럼(2100)의 원주 방향을 따라 이동하며, 마스크(2300)는 드럼(2100)의 원주 방향으로 기재(10)를 따라 이동하도록 구성된다. 마스크(2300)는 드럼(2100)의 원주 방향을 따라 왕복한다.
이와 같이 유기소자 증착부가 원통 형태로 구성되면, 유기소자층(30)의 증착이 신속해질 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (6)
- 공급롤에 권취되어 있는 기재를 일방향으로 공급하는 기재공급부;
상기 기재공급부의 후단에 위치하고, 상기 기재공급부로부터 공급되어 이동하는 기재의 일면을 향해 선형소스가 증착재료를 공급하여 소정의 길이 및 폭을 갖는 제1 하부 봉지막층을 증착하는 제1 하부 봉지막 증착부;
상기 제1 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 하부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 제1 하부 봉지막층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 유기소자층을 증착하는 유기소자 증착부;
상기 유기소자 증착부의 후단에 위치하고, 상기 유기소자 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 및 상기 유기소자층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 유기소자층을 덮는 제1 상부 봉지막층을 증착하는 제1 상부 봉지막 증착부; 및
상기 제1 상부 봉지막 증착부의 후단에 배치되고, 상기 제1 하부 봉지막층 및 제1 상부 봉지막층의 계면을 향해 이온 빔을 인출하는 이온믹싱수단을 포함하는 계면개선부를 포함하고,
상기 각각의 증착부는 하나 이상의 마스크를 포함하고,
상기 마스크는 상기 각각의 층이 증착될 때 상기 선형소스를 사이에 둔 마스크출발지점 및 마스크정지지점 사이의 마스크 이동구간 내에서 상기 선형소스 및 기재 사이를 지나도록 상기 기재를 따라 이동하며,
상기 마스크출발지점에서 출발하여 상기 마스크정지지점에서 정지하는 상기 마스크의 1회 이동동작은 소정의 시간 간격으로 반복되며,
상기 증착부들에 의해 제조되는 유기발광소자는, 순차적으로, 기재, 제1 하부 봉지막층, 유기소자층, 상기 유기소자층 사방을 덮도록 상기 제1 하부 봉지막층 상에 증착되는 제1 상부 봉지막층이 증착되고,
서로 대면되어 증착된 제1 하부 봉지막층 대 제1 상부 봉지막층 간의 계면은 상기 계면개선부를 통해 혼합영역이 형성되어 밀봉되는,
유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유기소자 증착부는,
원주 방향으로 다수 배열된 증착공간을 포함하는 드럼; 및
상기 각각의 증착공간 내에서 방사방향으로 증착재료를 공급하는 선형소스들을 포함하고,
상기 드럼은 고정되고, 상기 기재는 상기 드럼의 원주방향을 따라 이동하며,
상기 마스크는 상기 드럼의 원주방향으로 상기 기재를 따라 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치. - 공급롤에 권취되어 있는 기재를 일방향으로 공급하는 기재공급부;
상기 기재공급부의 후단에 위치하고, 상기 기재공급부로부터 공급되어 이동하는 기재의 일면을 향해 선형소스가 증착재료를 공급하여 소정의 길이 및 폭을 갖는 제1 하부 봉지막층을 증착하는 제1 하부 봉지막 증착부;
상기 제1 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 하부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제1 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 제1 하부 봉지막층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 하부 접착층을 증착하는 제1 접착층 증착부;
상기 제1 접착층 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 접착층 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 하부 접착층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 하부 접착층 위에 상기 하부 접착층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 제2 하부 봉지막층을 증착하는 제2 하부 봉지막 증착부;
상기 제2 하부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제2 하부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제2 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제2 하부 봉지막층 위에 상기 제2 하부 봉지막층의 길이 및 폭보다 작은 길이 및 폭으로 유기소자층을 증착하는 유기소자 증착부;
상기 유기소자 증착부의 후단에 위치하고, 상기 유기소자 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 제2 하부 봉지막층 및 상기 유기소자층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제2 하부 봉지막층 위에 상기 유기소자층을 덮는 제1 상부 봉지막층을 증착하는 제1 상부 봉지막 증착부;
상기 제1 상부 봉지막 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제1 상부 봉지막 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 하부 접착층 및 상기 제1 상부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 하부 접착층 위에 상기 제1 상부 봉지막층을 덮는 상부 접착층을 증착하는 제2 접착층 증착부; 및
상기 제2 접착층 증착부의 후단에 위치하고, 상기 제2 접착층 증착부를 지나서 이동하는 기재의 상기 상부 접착층 및 상기 제1 하부 봉지막층 상에 선형소스가 증착재료를 공급하여 상기 제1 하부 봉지막층 위에 상기 상부 접착층을 덮는 제2 상부 봉지막층을 증착하는 제2 상부 봉지막 증착부를 포함하고,
상기 각각의 증착부는 하나 이상의 마스크를 포함하고,
상기 마스크는 상기 각각의 층이 증착될 때 상기 선형소스를 사이에 둔 마스크출발구간 및 마스크정지구간 사이에서 상기 선형소스 및 기재 사이를 지나도록 상기 기재를 따라 이동하며,
상기 마스크출발구간에서 출발하여 상기 마스크정지구간에서 정지하는 상기 마스크의 1회 이동동작은 소정의 시간 간격으로 반복되는 것을 특징으로 하는,
유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치. - 제4항에 있어서,
상기 장치는,
상기 제1 상부 봉지막 증착부 및 상기 제2 접착층 증착부의 사이에 배치되는 제1 계면개선부; 및
상기 제2 상부 봉지막 증착부의 후단에 배치되는 제2 계면개선부를 더 포함하고,
상기 제1 계면개선부는 상기 제2 하부 봉지막층 및 제1 상부 봉지막층의 계면을 향해 이온 빔을 인출하는 제1 이온믹싱수단을 포함하고,
상기 제2 계면개선부는 상기 제1 하부 봉지막층 및 제2 상부 봉지막층의 계면을 향해 이온 빔을 인출하는 제2 이온믹싱수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치. - 제4항에 있어서,
상기 유기소자 증착부는,
원주 방향으로 다수 배열된 증착공간을 포함하는 드럼; 및
상기 각각의 증착공간 내에서 방사방향으로 증착재료를 공급하는 선형소스들을 포함하고,
상기 드럼은 고정되고, 상기 기재는 상기 드럼의 원주방향을 따라 이동하며,
상기 마스크는 상기 드럼의 원주방향으로 상기 기재를 따라 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150153844A KR101734901B1 (ko) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020150153844A KR101734901B1 (ko) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101734901B1 true KR101734901B1 (ko) | 2017-05-12 |
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ID=58739906
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020150153844A KR101734901B1 (ko) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 유기발광소자 제조를 위한 롤투롤 장치 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101734901B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115124031A (zh) * | 2021-03-25 | 2022-09-30 | 电子科技大学 | 卷对卷制备系统及卷对卷制备方法 |
| WO2022260265A1 (ko) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 주식회사 로티 | 조명용 유기발광소자 및 그 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007180014A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-07-12 | Alps Electric Co Ltd | 発光装置およびその製造方法 |
| JP2014035848A (ja) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Nitto Denko Corp | 有機ｅｌ素子の製造装置及び製造方法 |
-
2015
- 2015-11-03 KR KR1020150153844A patent/KR101734901B1/ko active IP Right Grant
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