KR102000711B1 - 기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법 - Google Patents

기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 증착 공정을 효율적으로 진행할 수 있고 증착막 특성을 용이하게 향상하는 기판에 박막을 증착하기 위한 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 상측 부재 및 상기 상측 부재와 결합하는 측면 부재를 구비하는 본체부, 상기 측면 부재의 일측을 향하도록 배치되는 수용부, 상기 수용부에 배치되고 상기 기판을 장착하도록 형성된 스테이지, 상기 측면 부재에 배치되어 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제1 주입부, 상기 상측 부재에 배치되어 상기 상측 부재와 상기 측면 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제2 주입부, 상기 상측 부재의 일면에 배치되는 코일부 및 상기 코일부에 연결되는 전원부를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하는 기상 증착 장치를 제공한다.

Description

기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법{Vapor deposition apparatus and method for manufacturing organic light emitting display apparatus}
본 발명은 기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 증착 공정을 효율적으로 진행할 수 있고 증착막 특성을 용이하게 향상할 수 있는 기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자, 표시 장치 및 기타 전자 소자 등은 복수의 박막을 구비한다. 이러한 복수의 박막을 형성하는 방법은 다양한데 그 중 기상 증착 방법이 하나의 방법이다.
기상 증착 방법은 박막을 형성할 원료로서 하나 이상의 기체를 사용한다. 이러한 기상 증착 방법은 화학적 기상 증착(CVD:chemical vapor deposition), 원자층 증착(ALD:atomic layer deposition) 기타 다양한 방법이 있다.
한편, 표시 장치들 중, 유기 발광 표시 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극 사이에 유기 발광층을 구비하는 중간층을 포함하고, 그 외에 하나 이상의 다양한 박막을 구비한다. 이때 유기 발광 표시 장치의 박막을 형성하기 위하여 증착 공정을 이용하기도 한다.
그러나, 유기 발광 표시 장치가 대형화되고 고해상도를 요구함에 따라 대면적의 박막을 원하는 특성으로 증착하기가 용이하지 않다. 또한 이러한 박막을 형성하는 공정의 효율성을 향상하는데 한계가 있다.
본 발명은 증착 공정을 효율적으로 진행할 수 있고 증착막 특성을 용이하게 향상할 수 있는 기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 기판에 박막을 증착하기 위한 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 상측 부재 및 상기 상측 부재와 결합하는 측면 부재를 구비하는 본체부, 상기 측면 부재의 일측을 향하도록 배치되는 수용부, 상기 수용부에 배치되고 상기 기판을 장착하도록 형성된 스테이지, 상기 측면 부재에 배치되어 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제1 주입부, 상기 상측 부재에 배치되어 상기 상측 부재와 상기 측면 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제2 주입부, 상기 상측 부재의 일면에 배치되는 코일부 및 상기 코일부에 연결되는 전원부를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하는 기상 증착 장치를 개시한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 주입부는 상기 측면 부재의 일측 및 이와 마주보는 타측에 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 측면 부재와 상기 수용부 사이에 배치되고 직류 전원에 연결된 슬릿부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 수용부는 배기부를 구비하고, 상기 배기부는 상기 스테이지의 하부에 위치할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 측면 부재에 배치되고 상기 제1 주입부와 이격되도록 형성된 배기 포트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고, 상기 배기 포트는 상기 제1 주입부의 일단보다 상기 상측 부재에 더 가깝게 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 코일부를 덮도록 상기 코일부의 면 중 상기 기판을 향하는 방향에 형성된 커버부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 커버부는 절연물로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 측면 부재에 배치되는 절연 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고, 상기 절연 부재는 상기 제1 주입부의 일단과 중첩되지 않도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 기판 상에 원하는 패턴으로 증착하기 위한 개구부를 구비하는 마스크를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 상측 부재 및 상기 측면 부재는 서로 결합 및 분리가 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 기판에 박막을 증착하기 위하여 복수의 모듈, 수용부 및 스테이지를 구비하는 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 상기 복수의 모듈 각각은, 상측 부재 및 상기 상측 부재와 결합하는 측면 부재를 구비하는 본체부, 상기 측면 부재에 배치되어 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제1 주입부, 상기 상측 부재에 배치되어 상기 상측 부재와 상기 측면 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제2 주입부 및 상기 상측 부재의 일면에 배치되는 코일부 및 상기 코일부에 연결되는 전원부를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 복수의 모듈 전체에 대응하도록 형성되고, 상기 스테이지는 상기 수용부에 배치되어 상기 기판을 장착하도록 형성된 것을 특징으로 하는 기상 증착 장치를 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 기판이 상기 스테이지에 장착된 상태에서 상기 기판을 상기 수용부 내에서 이동하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복수의 모듈들은 일 방향으로 나란하게 배치되고, 상기 구동부는 상기 기판을 상기 일 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 구동부는 상기 기판을 왕복 운동할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 수용부는 배기부를 구비하고, 상기 배기부는 상기 스테이지의 하부에 위치할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복수 모듈은 각각 상기 측면 부재와 상기 수용부 사이에 배치되고 직류 전원에 연결된 슬릿부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복수 모듈 각각의 상기 제1 주입부는 상기 측면 부재의 일측 및 이와 마주보는 타측에 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복수 모듈 각각은 상기 측면 부재에 배치되고 상기 제1 주입부와 이격되도록 형성된 배기 포트를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고, 상기 배기 포트는 상기 제1 주입부의 일단보다 상기 상측 부재에 더 가깝게 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복수 모듈 각각은 상기 코일부를 덮도록 상기 코일부의 면 중 상기 기판을 향하는 방향에 형성된 커버부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 커버부는 절연물로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복수 모듈 각각은 상기 측면 부재에 배치되는 절연 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고, 상기 절연 부재는 상기 제1 주입부의 일단과 중첩되지 않도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 기판 상에 원하는 패턴으로 증착하기 위한 개구부를 구비하는 마스크를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 복수의 모듈 각각은 서로 결합 및 분리가 가능하고, 상기 복수의 모듈 각각의 상기 상측 부재 및 상기 측면 부재는 서로 결합 및 분리가 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 복수의 모듈, 수용부 및 스테이지를 구비하는 기상 증착 장치를 이용하여 기판 상에 형성되고, 적어도 제1 전극, 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 제2 전극을 구비하는 박막을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 복수의 모듈 각각은, 상측 부재 및 상기 상측 부재와 결합하는 측면 부재를 구비하는 본체부, 상기 측면 부재에 배치되어 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제1 주입부, 상기 상측 부재에 배치되어 상기 상측 부재와 상기 측면 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제2 주입부 및 상기 상측 부재의 일면에 배치되는 코일부 및 상기 코일부에 연결되는 전원부를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하고, 상기 수용부는 상기 복수의 모듈 전체에 대응하도록 형성되고, 상기 스테이지는 상기 수용부에 배치되어 상기 기판을 장착하도록 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 박막을 형성하는 단계는, 상기 스테이지에 상기 기판을 장착하는 단계 및 상기 스테이지에 상기 기판을 장착한 상태에서 상기 기판을 이동하면서 상기 복수 모듈 각각의 상기 제1 주입부 및 상기 제2 주입부를 통하여 상기 기판을 향하도록 기체를 주입하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법을 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 박막을 형성하는 단계는 상기 제2 전극 상에 배치되는 봉지층을 형성하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 박막을 형성하는 단계는 절연막을 형성하는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 박막을 형성하는 단계는 도전막을 형성하는 것일 수 있다.
본 발명에 관한 기상 증착 장치 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법은 증착 공정을 효율적으로 진행할 수 있고 증착막 특성을 용이하게 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 의하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면 기상 증착 장치(100)는 본체부(130), 수용부(120), 스테이지(105), 제1 주입부(141), 제2 주입부(142) 및 플라즈마 발생부(190)를 포함한다. 또한 본체부(130)는 측면 부재(131) 및 상측 부재(132)를 구비한다. 플라즈마 발생부(190)는 코일부(191) 및 전원부(192)를 포함한다.
상측 부재(132) 및 측면 부재(131)는 소정의 공간을 한정하도록 배치된다. 측면 부재(131)는 속이 빈 기둥과 같은 형태인데, 예를들면 측면 부재(131)는 속이빈 원기둥과 같은 형태이다. 측면 부재(131)의 상부에 상측 부재(132)가 배치된다. 이를 통하여 상측 부재(132)와 측면 부재(131)사이에는 소정의 공간이 제공된다. 즉 측면 부재(131)내측 공간을 상측 부재(132)가 덮고 있는 형태이다.
측면 부재(131)와 상측 부재(132)는 결합 및 분리가 가능하도록 형성되는데, 구체적인 예로서 측면 부재(131)와 상측 부재(132)의 결합 시 플랜지 및 링을 이용할 수 있다.
상측 부재(132) 및 측면 부재(131)를 분리하여 상측 부재(132) 및 측면 부재(131)를 포함한 기상 증착 장치(100)의 전체에 대한 점검 및 세정 등이 용이해진다.
제1 주입부(141)는 측면 부재(131)에 배치된다. 제1 주입부(141)의 일단은 측면 부재(131)의 외부로 연결되어 기체를 공급받고 제1 주입부(141)의 타단은 측면 부재(131)와 상측 부재(132)사이의 공간을 향하도록 형성되어 제1 주입부(141)를 통하여 측면 부재(131)와 상측 부재(132)사이의 공간으로 기체를 주입한다. 이 때 측면 부재(131)의 양측에서 기체를 주입하도록 제1 주입부(141)는 측면 부재(131)의 일측 및 이와 마주보는 타측에 배치되는 것이 바람직하다.
이 때 측면 부재(131)의 일측 및 타측에 배치된 각각의 제1 주입부(141)는 서로 동일한 기체를 주입할 수도 있고 서로 상이한 기체를 주입할 수도 있다.
제2 주입부(142)는 상측 부재(132)에 배치된다. 제2 주입부(142)는 상측 부재(132)의 중심부에 배치되는 것이 바람직하나 상측 부재(132)의 전체 영역에 필요에 따라 원하는 위치에 원하는 개수로 형성될 수 있다. 제2 주입부(142)를 통하여 상측 부재(132)하부로 기체를 주입하고, 결과적으로 상측 부재(132)와 측면 부재(131)사이로 기체를 주입하게 된다.
플라즈마 발생부(190)는 코일부(191) 및 전원부(192)를 구비한다. 구체적으로 코일부(191)는 상측 부재(132)의 하부에 배치되고 전원부(192)에 연결된다. 전원부(192)는 고주파(RF) 전력을 코일부(191)에 인가하고, 코일부(191)는 일종의 유도 코일로서 기체를 플라즈마 상태로 변환시킨다. 구체적으로 제2 주입부(142)를 통하여 공급된 기체를 플라즈마 상태로 여기할 수 있다. 또한 제2 주입부(142)를 통하여 공급된 기체를 이용하여 플라즈마를 발생한 후 이러한 플라즈마를 통하여 제1 주입부(141)를 통하여 공급된 기체를 플라즈마 상태로 여기할 수도 있다. 또한 코일부(191)는 직접적으로 제1 주입부(141)를 통하여 공급된 기체를 플라즈마 상태로 여기할 수도 있다.
코일부(191)상에는 커버부(160)가 배치된다. 커버부(160)는 절연 물질로 형성된다. 커버부(160)는 코일부(191)가 플라즈마 등으로 손상되는 것을 방지한다. 물론 커버부(160)는 제2 주입부(142)와 중첩되지 않도록 형성된다. 즉 제2 주입부(142)는 커버부(160)를 관통하도록 형성된다.
측면 부재(131)의 내측면에 대응하도록 절연 부재(170)가 형성된다. 절연 부재(170)는 측면 부재(131)의 내측면을 보호하고 플라즈마의 효율적 생성 및 유지를 용이하게 한다. 절연 부재(170)는 제1 주입부(141)와 중첩되지 않도록 형성된다. 구체적으로 측면 부재(131)와 상측 부재(132)사이의 공간을 향하는 제1 주입부(141)의 일단과 중첩되지 않도록 절연 부재(170)를 배치한다. 절연 부재(170)는 쿼츠(Quartz)를 이용하여 형성하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
측면 부재(131)에는 배기 포트(180)가 형성된다. 배기 포트(180)는 펌프(미도시)와 연결되고, 이를 통하여 측면 부재(131)와 상측 부재(132)사이의 공간에 잔존하는 기상 증착 공정 중 발생하는 불필요한 기체를 배기한다. 배기 포트(180)는 측면 부재(131)의 상단에 배치된다. 즉, 제1 주입부(141)는 측면 부재(131)와 상측 부재(132) 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하는데, 이러한 제1 주입부(141)의 일단보다 상측 부재(132)에 가깝도록 배기 포트(180)가 배치된다.
*수용부(120)는 본체부(130)를 향하도록 배치된다. 구체적으로 수용부(120)는 측면 부재(131)의 일측에 배치된다. 수용부(120)는 하부에 배기부(121)를 구비한다. 배기부(121)는 기체를 배기하는 출구로서, 배기를 용이하게 하도록 펌프에 연결되는 것이 바람직하다.
스테이지(105)는 수용부(120)내에 배치되고 특히 배기부(121)상부에 배치된다. 스테이지(105)에는 기판(101)이 배치된다. 구체적으로 스테이지(105)의 상면에 기판(101)이 장착된다.
스테이지(105)에 기판(101)을 장착한 후 고정하도록 고정 수단(미도시)이 배치될 수 있다. 고정 수단(미도시)은 클램프, 압력 수단, 접착물질 기타 다양한 종류일 수 있다.
기판(101)상에 마스크(110)가 배치된다. 마스크(110)는 소정의 형태로 형성된 개구부(미도시)를 구비하는데, 이러한 개구부는 기판(101)에 형성될 박막의 패턴에 대응하는 형태를 갖는다.
본체부(130)와 수용부(120)사이, 구체적으로 측면 부재(131)와 수용부(120)사이에 슬릿부(151)가 배치된다. 슬릿부(151)는 직류 전원(150)에 연결된다. 슬릿부(151)는 코일부(191)를 통하여 측면 부재(131)와 상측 부재(132)사이의 공간에서 발생한 플라즈마의 특성을 향상한다. 즉 플라즈마가 균일한 특성으로 갖고 기판(101)을 향하도록 하고 기판(101)에 형성되는 박막의 특성을 향상하고 박막 형성 공정의 효율성을 향상한다.
본 실시예의 기상 증착 장치(100)의 동작에 대하여 간략하게 설명하도록 한다.
스테이지(105)에 기판(101)을 장착한다. 그리고 원하는 패턴의 개구부(미도시)를 갖는 마스크(110)를 기판(101)상에 배치한다.
그리고 나서 제1 주입부(141)을 통하여 소스 기체를 주입한다. 이 때 소스 기체는 측면 부재(131)와 상측 부재(132)사이의 공간으로 주입된다. 또한 소스 기체는 슬릿부(151)를 통하여 수용부(120)내에 배치된 기판(101)을 향한다.
구체적인 예로 소스 기체는 알루미늄(Al) 원자를 함유하는 기체일 수 있다.
소스 기체가 기판(101)의 상면에 흡착한다. 그리고 나서 배기부(121)를 통한 배기 공정을 진행하고 나면 기판(101)의 상면에 소스 기체의 단일층의 원자층 또는 복수층의 원자층이 형성된다. 즉, 알루미늄(Al)원자의 단일층 또는 복수층이 형성된다. 이 때 배기 공정은 퍼지 기체를 이용하여 형성할 수 있다. 퍼지 기체는 제2 주입부(142)를 통하여 주입될 수 있다. 또한 측면 부재(131)에 형성된 배기 포트(180)를 이용하여 공정 진행 후 잔존하는 소스 기체 및 퍼지 기체를 용이하게 제거할 수 있다. 특히 배기 포트(180)를 측면 부재(131)의 상단에 위치하도록 하여 상측 부재(132)부근의 잔존 기체를 용이하게 배기할 수 있다.
그리고 나서 제2 주입부(142)를 통하여 반응 기체를 주입한다. 제2 주입부(142)를 통하여 주입된 반응 기체는 플라즈마 발생부(190)에 의하여 플라즈마로 여기된다. 그리고 플라즈마로 여기된 상태의 반응 기체 성분은 측면 부재(131)와 상측 부재(132)사이의 공간을 지나서 슬릿부(151)를 통과하여 기판(101)방향으로 이동한다. 구체적인 예로 반응 기체는 산소(O) 원자를 함유하는 기체일 수 있다.
플라즈마로 여기된 상태의 반응 기체는 기판(101)의 상면에 흡착한다. 그리고 나서 배기부(121)를 통한 배기 공정을 진행하고 나면 기판(101)의 상면에 반응 기체의 단일층의 원자층 또는 복수층의 원자층이 형성된다. 즉, 산소 원자의 단일층 또는 복수층이 형성된다. 이 때 배기 공정은 이 때 배기 공정은 퍼지 기체를 이용하여 형성할 수 있다. 퍼지 기체는 제2 주입부(142)를 통하여 주입될 수 있다. 또한 측면 부재(131)에 형성된 배기 포트(180)를 이용하여 공정 진행 후 잔존하는 소스 기체 및 퍼지 기체를 용이하게 제거할 수 있다.
이를 통하여 기판(101)의 상면에 소스 기체의 성분 및 반응 기체의 성분으로 구성된 단일층의 원자층 또는 복수층의 원자층이 형성된다. 즉, 알루미늄 산화막(AlxOy, x 및 y는 공정 조건에 따라 제어 가능)이 형성된다. 본 실시예에서는 알루미늄 산화막을 형성하는 공정을 개시하였으나 이는 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 산화막을 포함한 다양한 절연막 및 도전막을 형성하는 공정에 적용될 수 있음은 물론이다.
본 실시예의 기상 증착 장치(100)의 동작의 또 다른 구체적인 예는 다음과 같다.
제1 주입부(141)를 통하여 소스 기체 및 반응 기체가 주입될 수 있다. 그리고 제2 주입부(142)에서 플라즈마 발생을 위한 별도의 플라즈마 기체가 주입될 수 있다. 즉 먼저 제1 주입부(141)를 통하여 소스 기체를 주입할 때 이와 동시에 또는 그 전에 제2 주입부(142)에서 별도의 플라즈마 기체를 주입하여 플라즈마 발생부(190)를 이용하여 플라즈마를 발생한다. 이러한 플라즈마는 기판(101)방향으로 이동하고 소스 기체를 여기시킨다. 그리고 나서 제1 주입부(141)를 통하여 반응 기체를 주입할 때도 플라즈마 발생부(190)에서 발생한 플라즈마가 반응 기체를 여기시킨다. 이 때 소스 기체와 반응 기체의 혼합을 방지하도록 소스 기체와 반응 기체는 각각 다른 제1 주입부(141)를 통하여 주입되도록 한다. 즉, 측면 부재(131)의 일측에 배치된 제1 주입부(141)를 통하여 소스 기체가 주입되도록 하고 이와 마주보는 타측에 배치된 제1 주입부(141)를 통하여 반응 기체가 주입되도록 한다.
본 실시예의 기상 증착 장치(100)의 동작의 또 다른 구체적인 예는 다음과 같다.
기상 증착 장치(100)를 이용하여 실리콘 산화막(SiO2)과 같은 박막을 화학 기상 증착 방법으로 형성할 수 있다. 이 때 제1 주입부(141)는 실란 가스를 주입하고, 제2 주입부(142)는 산소를 공급한다. 또한 제2 주입부(142)를 통하여 아르곤과 같은 불활성 기체를 주입한다. 물론 산소를 주입 시 제2 주입부(142)를 이용하지 않고 제1 주입부(141)중 실란 가스를 주입하지 않는 제1 주입부(141)를 이용하여 주입하는 것도 물론 가능하다.
그러나 이러한 공정은 본 실시예의 기상 증착 장치(100)의 구체적인 예 중 하나일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 기상 증착 장치(100)는 다양한 방법으로 기상 증착 공정을 진행할 수 있다.
본 실시예의 기상 증착 장치(100)는 본체부(130)가 상측 부재(132) 및 측면 부재(131)를 구비하여, 측면 부재(131) 및 상측 부재(132)를 통하여 기체를 주입한다. 즉 상측 부재(132)와 측면 부재(131)사이에 정의되는 공간에 기체를 주입하고, 이와 동시에 이러한 공간 내에 플라즈마가 발생하도록 하여 기상 증착 장치(100)의 공간을 효율적으로 이용하면서 기판(101)에 박막을 형성하기 위한 기상 증착 공정을 진행할 수 있다.
특히, 상측 부재(132)와 측면 부재(131)는 일체로 형성되지 않고 분리가 가능하여 반복된 기상 증착 공정을 통한 기상 증착 장치(100)의 오염 및 손상을 용이하게 점검하여 세정 및 수리가 가능하다.
또한 기판(101)이 배치되는 수용부(120)를 본체부(130)와 별도로 배치하여 기판(101)이 원하지 않는 불순 기체에 의하여 오염되는 것을 방지한다. 특히 수용부(120)의 하부에 배기부(121)를 형성하여 배기 공정을 용이하게 한다.
또한 측면 부재(131)에 배기 포트(180)를 형성하여 배기부(121)를 통하여 배기 되지 않고 잔존하는 불순 기체를 용이하게 제거한다. 이를 통하여 기판(101)에 형성되는 박막의 특성을 향상한다.
또한 본체부(130)와 수용부(120)사이에 직류 전원(150)에 연결된 슬릿부(151)를 배치하여 플라즈마 발생부(190)에 의하여 발생한 플라즈마가 효율적으로 유지되도록 하고 플라즈마에 의하여 기체들이 효과적으로 여기되고 플라즈마의 물리적 특성이 균일하도록 하여 기판(101)에 형성되는 박막의 균일성 및 치밀도 등 물리적 특성을 향상한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 관한 기상 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면 기상 증착 장치(500)는 복수의 모듈(A, B, C), 수용부(520), 스테이지(505), 마스크(510) 및 구동부(515)를 포함한다. 복수의 모듈(A, B, C)각각은 본체부(130, 230, 330), 제1 주입부(141, 241, 341), 제2 주입부(142, 242, 342), 플라즈마 발생부(190, 290, 390), 슬릿부(151, 251, 351) 및 배기 포트(190, 290, 380)를 포함한다.
모듈(A)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
모듈(A)는 본체부(130), 제1 주입부(141), 제2 주입부(142) 및 플라즈마 발생부(190)를 포함한다. 또한 본체부(130)는 측면 부재(131) 및 상측 부재(132)를 구비한다. 플라즈마 발생부(190)는 코일부(191) 및 전원부(192)를 포함한다.
코일부(191)상에는 커버부(160)가 배치된다. 측면 부재(131)의 내측면에 대응하도록 절연 부재(170)가 형성된다. 측면 부재(131)에는 배기 포트(180)가 형성된다. 배기 포트(180)는 펌프(미도시)와 연결된다.
본체부(130)와 수용부(120)사이, 구체적으로 측면 부재(131)와 수용부(120)사이에 슬릿부(151)가 배치된다.
모듈(A)의 각 부재들은 전술한 실시예에서 설명한 바와 같다. 즉 모듈(A)의 각 부재의 참조 번호와 동일한 참조 번호를 갖는 도 1의 부재들은 도 2의 부재와 동일한 부재이므로 구체적인 설명은 생략한다.
모듈(B) 및 모듈(C)의 구성도 모듈(A)와 동일하므로 구체적인 구성에 대한 설명은 생략한다.
모듈(A), 모듈(B) 및 모듈(C)는 일 방향으로 나란하게 배열된다. 즉 도 2의 X 축 방향으로 순서대로 배열된다. 도 2에는 세 개의 모듈이 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 원하는 대로 모듈의 수를 정할 수 있다.
수용부(520)는 모듈(A, B, C) 전체에 대응하도록 형성된다. 즉 수용부(520)는 모듈(A, B, C)의 측면 부재(131, 231, 331)에 대응하도록 측면 부재(131, 231, 31)의 일측에 배치된다. 수용부(520)는 하부에 배기부(521)를 구비한다. 배기부(521)는 기체를 배기하는 출구로서, 배기를 용이하게 하도록 펌프에 연결되는 것이 바람직하다.
스테이지(505)는 수용부(520)내에 배치된다. 스테이지(505)에는 기판(501)이 배치된다. 구체적으로 스테이지(505)의 상면에 기판(501)이 장착된다.
스테이지(505)에 기판(501)을 장착한 후 고정하도록 고정 수단(미도시)이 배치될 수 있다. 고정 수단(미도시)은 클램프, 압력 수단, 접착물질 기타 다양한 종류일 수 있다.
기판(501)상에 마스크(510)가 배치된다. 마스크(510)는 소정의 형태로 형성된 개구부(미도시)를 구비하는데, 이러한 개구부는 기판(501)에 형성될 박막의 패턴에 대응하는 형태를 갖는다.
구동부(515)는 기판(501)이 스테이지(505)에 장착된 상태에서 기판(501)을 일 방향으로 이동한다. 즉, 구동부(570)는 기판(501)을 도 2의 X축 방향과 평행한 화살표 방향(M)으로 이동한다. 이 때 구동부(570)는 기판(501)을 X 축 방향으로 왕복 운동할 수 있다.
본 실시예의 기상 증착 장치(100)는 구동부(515)를 이용하여 기판(501)을 이동하면서 복수의 모듈(A, B, C)에서 순차적으로 기상 증착 공정을 통한 박막을 형성할 수 있다. 이를 통하여 원하는 두께의 박막을 기판(501)에 용이하게 형성할 수 있다.
특히 구동부(515)를 X축 방향으로 왕복 운동하도록 하여 모듈(A, B, C)의 순서대로 또는 그 역순으로 공정을 용이하게 진행할 수 있다. 즉 모듈(A), 모듈(B), 모듈(C), 모듈(B), 모듈(A), 모듈(B), 모듈(C) 등의 순서대로 공정을 진행할 수 있다. 이 때 각 모듈의 상측 부재 및 측면 부재 사이의 공간을 향하도록 기체가 주입되어 기판(101)의 이동 방향에 상관없이 원하는 기상 증착 공정을 용이하게 진행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 의하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 구체적으로 도 3은 전술한 본 발명의 기상 증착 장치(100, 500)를 이용하여 제조된 유기 발광 표시 장치를 도시한다.
도 3을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(10:organic light emitting display apparatus)는 기판(30) 상에 형성된다. 기판(30)은 글래스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다. 기판(30)상에는 기판(30)상부에 평탄면을 제공하고, 기판(30)으로 수분 및 이물이 침투하는 것을 방지하도록 절연물을 함유하는 버퍼층(31)이 형성되어 있다.
버퍼층(31)상에는 박막 트랜지스터(40(TFT:thin film transistor))와, 캐패시터(50)와, 유기 발광 소자(60:organic light emitting device)가 형성된다. 박막 트랜지스터(40)는 크게 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스/드레인 전극(43)을 포함한다. 유기 발광 소자(60)는 제1 전극(61), 제2 전극(62) 및 중간층(63)을 포함한다.
구체적으로 버퍼층(31)의 윗면에는 소정 패턴으로 형성된 활성층(41)이 배치된다. 활성층(41)은 p형 또는 n형의 도펀트가 주입된 반도체 물질을 함유할 수 있다. 활성층(41)상부에는 게이트 절연막(32)이 형성된다. 게이트 절연막(32)의 상부에는 활성층(41)과 대응되도록 게이트 전극(42)이 형성된다. 게이트 전극(42)을 덮도록 층간 절연막(33)이 형성되고, 층간 절연막(33) 상에 소스/드레인 전극(43)이 형성되는 데, 활성층(41)의 소정의 영역과 접촉되도록 형성된다. 소스/드레인 전극(43)을 덮도록 패시베이션층(34)이 형성되고, 패시베이션층(34)상부에는 박막트랜지스터(40)의 평탄화를 위하여 별도의 절연막을 더 형성할 수도 있다.
패시베이션층(34)상에 제1 전극(61)을 형성한다. 제1 전극(61)은 드레인 전극(43)과 전기적으로 연결되도록 형성한다. 그리고, 제1 전극(61)을 덮도록 화소정의막(35)이 형성된다. 이 화소정의막(35)에 소정의 개구(64)를 형성한 후, 이 개구(64)로 한정된 영역 내에 유기 발광층을 구비하는 중간층(63)을 형성한다. 중간층(63)상에 제 2 전극(62)을 형성한다.
제2 전극(62)상에 봉지층(70)을 형성한다. 봉지층(70)은 유기물 또는 무기물을 함유할 수 있고, 유기물과 무기물을 교대로 적층한 구조일 수 있다.
봉지층(70)은 본 발명의 기상 증착 장치(100, 200)를 이용하여 형성할 수 있다. 즉 제2 전극(62)이 형성된 기판(30)을 기상 증착 장치(100, 500)의 스테이지(105, 505)에 장착하여 기상 증착 공정을 진행하여 봉지층(70)을 형성할 수 있다.
그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 유기 발광 표시 장치(10)의 버퍼층(31), 게이트 절연막(32), 층간 절연막(33), 패시베이션층(34) 및 화소 정의막(35) 등 기타 절연막을 본 발명의 기상 증착 장치로 형성할 수도 있다.
또한 활성층(41), 게이트 전극(42), 소스 전극 및 드레인 전극(43), 제1 전극(61), 중간층(63) 및 제2 전극(62)등 기타 다양한 박막을 본 발명의 기상 증착 장치로 형성하는 것도 물론 가능하다.
이 때 도 2의 기상 증착 장치(500)를 이용할 경우 원하는 두께의 절연막 기타 도전막, 특히 봉지층(70)과 같이 전극에 비하여 두껍게 형성할 필요가 있는 절연막을 신속하게 형성할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 500: 기상 증착 장치
101, 501: 기판
110, 510: 마스크
120, 520: 수용부
121, 521: 배기부
105, 505: 스테이지
130, 230, 330: 본체부
131, 231, 331: 측면 부재
132, 232, 332: 상측 부재
141, 241, 341: 제1 주입부
142, 242, 342: 제2 주입부
190, 290, 390: 플라즈마 발생부
191, 291, 391: 코일부
192, 292, 392: 전원부
151, 251, 351: 슬릿부
180, 280, 380: 배기 포트

Claims (29)

  1. 기판에 박막을 증착하기 위한 기상 증착 장치에 관한 것으로서,
    상측 부재 및 상기 상측 부재와 결합하는 측면 부재를 구비하는 본체부;
    상기 본체부의 적어도 일 영역과 중첩되도록 상기 본체부를 향하게 배치되는 수용부;
    상기 수용부에 배치되고 상기 기판을 장착하도록 형성된 스테이지;
    상기 측면 부재에 배치되어 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제1 주입부;
    상기 상측 부재에 배치되어 상기 상측 부재와 상기 측면 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제2 주입부;
    상기 상측 부재의 일면에 배치되는 코일부 및 상기 코일부에 연결되는 전원부를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하고,
    상기 제1 주입부 및 제2 주입부를 제어하여 원자층 증착 방법 및 화학적 증착 방법을 선택적으로 진행하여 박막을 증착하고,
    상기 플라즈마 발생부와 상기 스테이지의 사이에 배치되고 전원에 연결된 슬릿부를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 주입부는 상기 측면 부재의 일측 및 이와 마주보는 타측에 배치되는 기상 증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 수용부는 배기부를 구비하고,
    상기 배기부는 상기 스테이지의 하부에 위치하는 기상 증착 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 측면 부재에 배치되고 상기 제1 주입부와 이격되도록 형성된 배기 포트를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고,
    상기 배기 포트는 상기 제1 주입부의 일단보다 상기 상측 부재에 더 가깝게 배치되는 기상 증착 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 코일부를 덮도록 상기 코일부의 면 중 상기 기판을 향하는 방향에 형성된 커버부를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 커버부는 절연물로 형성된 기상 증착 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 측면 부재에 배치되는 절연 부재를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고,
    상기 절연 부재는 상기 제1 주입부의 일단과 중첩되지 않도록 형성된 기상 증착 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 원하는 패턴으로 증착하기 위한 개구부를 구비하는 마스크를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 상측 부재 및 상기 측면 부재는 서로 결합 및 분리가 가능하도록 형성된 기상 증착 장치.
  12. 기판에 박막을 증착하기 위하여 복수의 모듈, 수용부 및 스테이지를 구비하는 기상 증착 장치에 관한 것으로서, 상기 복수의 모듈 각각은,
    상측 부재 및 상기 상측 부재와 결합하는 측면 부재를 구비하는 본체부;
    상기 측면 부재에 배치되어 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제1 주입부;
    상기 상측 부재에 배치되어 상기 상측 부재와 상기 측면 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제2 주입부; 및
    상기 상측 부재의 일면에 배치되는 코일부 및 상기 코일부에 연결되는 전원부를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하고,
    상기 수용부는 상기 복수의 모듈 전체에 대응하도록 형성되고, 상기 스테이지는 상기 수용부에 배치되어 상기 기판을 장착하도록 형성되고,
    상기 제1 주입부 및 제2 주입부를 제어하여 원자층 증착 방법 및 화학적 증착 방법을 선택적으로 진행하여 박막을 증착하고,
    상기 플라즈마 발생부와 상기 스테이지의 사이에 배치되고 전원에 연결된 슬릿부를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 기판이 상기 스테이지에 장착된 상태에서 상기 기판을 상기 수용부 내에서 이동하는 구동부를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈들은 일 방향으로 나란하게 배치되고,
    상기 구동부는 상기 기판을 상기 일 방향과 평행한 방향으로 이동하는 기상 증착 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 기판을 왕복 운동하는 기상 증착 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 수용부는 배기부를 구비하고,
    상기 배기부는 상기 스테이지의 하부에 위치하는 기상 증착 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 복수 모듈 각각의 상기 제1 주입부는 상기 측면 부재의 일측 및 이와 마주보는 타측에 배치되는 기상 증착 장치.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 복수 모듈 각각은 상기 측면 부재에 배치되고 상기 제1 주입부와 이격되도록 형성된 배기 포트를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고,
    상기 배기 포트는 상기 제1 주입부의 일단보다 상기 상측 부재에 더 가깝게 배치되는 기상 증착 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 복수 모듈 각각은 상기 코일부를 덮도록 상기 코일부의 면 중 상기 기판을 향하는 방향에 형성된 커버부를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  21. 제20 항에 있어서,
    상기 커버부는 절연물로 형성된 기상 증착 장치.
  22. 제12 항에 있어서,
    상기 복수 모듈 각각은 상기 측면 부재에 배치되는 절연 부재를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 제1 주입부는 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간을 향하도록 형성된 일단을 구비하고,
    상기 절연 부재는 상기 제1 주입부의 일단과 중첩되지 않도록 형성된 기상 증착 장치.
  24. 제12 항에 있어서,
    상기 기판 상에 원하는 패턴으로 증착하기 위한 개구부를 구비하는 마스크를 더 포함하는 기상 증착 장치.
  25. 제12 항에 있어서,
    상기 복수의 모듈 각각은 서로 결합 및 분리가 가능하고,
    상기 복수의 모듈 각각의 상기 상측 부재 및 상기 측면 부재는 서로 결합 및 분리가 가능하도록 형성된 기상 증착 장치.
  26. 복수의 모듈, 수용부 및 스테이지를 구비하는 기상 증착 장치를 이용하여 기판 상에 적어도 제1 전극, 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 제2 전극을 구비하는 박막을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제조하는 방법에 관한 것으로서,
    상기 복수의 모듈 각각은,
    상측 부재 및 상기 상측 부재와 결합하는 측면 부재를 구비하는 본체부;
    상기 측면 부재에 배치되어 상기 측면 부재와 상기 상측 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제1 주입부;
    상기 상측 부재에 배치되어 상기 상측 부재와 상기 측면 부재 사이의 공간으로 하나 이상의 기체를 주입하는 제2 주입부; 및
    상기 상측 부재의 일면에 배치되는 코일부 및 상기 코일부에 연결되는 전원부를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하고,
    상기 수용부는 상기 복수의 모듈 전체에 대응하도록 형성되고, 상기 스테이지는 상기 수용부에 배치되어 상기 기판을 장착하도록 형성된 것을 특징으로 하고,
    상기 박막을 형성하는 단계는, 상기 스테이지에 상기 기판을 장착하는 단계; 및
    상기 스테이지에 상기 기판을 장착한 상태에서 상기 기판을 이동하면서 상기 복수 모듈 각각의 상기 제1 주입부 및 상기 제2 주입부를 통하여 상기 기판을 향하도록 기체를 주입하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 주입부 및 제2 주입부를 제어하여 원자층 증착 방법 및 화학적 증착 방법을 선택적으로 진행하여 박막을 증착하는 것을 포함하고,
    상기 플라즈마 발생부와 상기 스테이지의 사이에 배치되고 전원에 연결된 슬릿부를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 박막을 형성하는 단계는 상기 제2 전극 상에 배치되는 봉지층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
  28. 제26 항에 있어서,
    상기 박막을 형성하는 단계는 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
  29. 제26 항에 있어서,
    상기 박막을 형성하는 단계는 도전막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
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