KR102296919B1 - 박막봉지 제조장치 및 박막봉지 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막봉지 제조장치 및 그 제조방법을 개시한다. 제1 기판 및 제2 기판을 적재하는 제1 버퍼부와, 상기 제1 버퍼부와 연결되며 제1 증착챔버를 구비하는 제1 클러스터 및 상기 제1 클러스터와 연결되며, 제2 증착챔버를 구비하는 제2 클러스터를 포함하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 교번하면서 상기 제1 클러스터에 유입되고, 상기 제1 기판은 상기 제1 증착챔버에서 제1 증착물질이 증착되며, 상기 제2 기판은 상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질이 증착되는 박막봉지 제조장치를 제공한다.

Description

박막봉지 제조장치 및 박막봉지 제조방법{Thin film encapsulation manufacturing device and manufacturing method of thin film encapsulation}
본 발명은 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박막봉지 제조장치 및 박막봉지 제조방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 최근 들어 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이동형 전자 기기는 다양한 기능을 지원하기 위하여, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 디스플레이 장치를 포함한다. 최근, 디스플레이 장치를 구동하기 위한 기타 부품들이 소형화됨에 따라, 디스플레이 장치가 전자 기기에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 개발되고 있다.
특히 디스플레이 장치가 상기와 같이 플랙서블(Flexible)하게 형성되는 경우 디스플레이 장치의 수명 등을 고려하여 디스플레이 장치의 발광부를 다층의 박막으로 봉지처리 할 수 있다. 이때, 상기와 같은 봉지 처리 시 봉지박막을 형성하고 봉지박막은 유기층과 무기층을 교번하여 적층하여 형성할 수 있다. 이러한 봉지박막을 형성하는 유기층 및 무기층은 다양한 방법으로 각각 형성될 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 박막봉지 제조장치의 공정 시간을 최소화하여 생산능력이 향상된 박막봉지 제조장치 및 그의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 제1 기판 및 제2 기판을 적재하는 제1 버퍼부와, 상기 제1 버퍼부와 연결되며 제1 증착챔버를 구비하는 제1 클러스터 및 상기 제1 클러스터와 연결되며, 제2 증착챔버를 구비하는 제2 클러스터를 포함하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 교번하면서 상기 제1 클러스터에 유입되고, 상기 제1 기판은 상기 제1 증착챔버에서 제1 증착물질이 증착되며, 상기 제2 기판은 상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질이 증착되는 박막봉지 제조장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 기판은 상기 제1 클러스터에서 증착된 후에 상기 제2 클러스터를 통과하고, 상기 제2 기판은 상기 제1 클러스터를 통과한 후에 상기 제2 클러스터에서 증착될 수 있다.
또한, 상기 제1 증착챔버에서 상기 제1 증착물질의 증착공정이 정체되면 상기 제1 기판은 상기 제1 클러스터로 유입이 중지되고, 상기 제2 기판만 상기 제1 클러스터로 유입될 수 있다.
또한, 상기 제1 클러스터와 상기 제2 클러스터 사이에 설치되며, 상기 제1 클러스터를 통과한 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 적재하는 제2 버퍼부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질의 증착공정이 정체되면, 상기 제1 기판은 상기 제2 클러스터를 통과하고, 상기 제2 기판은 상기 제2 버퍼부에 적재될 수 있다.
또한, 상기 제1 증착챔버는 복수개로 구비되고 각각 독립적으로 클리닝 주기를 가지고 클리닝 될 수 있다.
또한, 상기 제1 증착챔버는, 적어도 하나 이상의 제1-a 증착챔버와, 상기 제1-a 증착챔버의 최초 클리닝 주기와 다른 최초 클리닝 주기를 가지는 나머지 제1-b 증착챔버를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제1-a 증착챔버의 클리닝 주기와 상기 제1-b 증착챔버의 각 클리닝 주기는 최초 클리닝 이후에 같아질 수 있다.
또한, 상기 제1 기판은, 증착공정이 진행되지 않은 제1 증착챔버 중 어느 하나의 증착챔버에 우선하여 증착공정이 완료된 상기 제1 증착챔버 중 다른 하나의 증착챔버에 들어갈 수 있다.
또한, 상기 제2 클러스터와 연결되며, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 어느 하나의 기판에 제2 증착물질을 증착하는 제3 증착챔버를 구비한 제3 클러스터와, 상기 제3 클러스터와 연결되며, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 다른 하나의 기판에 상기 제2 증착물질을 증착하는 제4 증착챔버를 구비한 제4 클러스터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 클러스터와 상기 제3 클러스터 사이에 설치되며, 상기 제1 증착물질이 증착된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 교번하면서 상기 제3 클러스터로 유입시키는 제3 버퍼부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 유기발광물질이 증착된 제1 기판 및 제2 기판을 저장하는 제1 버퍼부와, 상기 제1 버퍼부에 연결되며 복수개의 제1 증착챔버를 가지는 제1 클러스터와, 상기 제1 클러스터와 연결되며 복수개의 제2 증착챔버를 가지는 제2 클러스터를 구비하는 제1 클러스터 모듈 및 상기 제2 클러스터와 연결되며 복수개의 제3 증착챔버를 가지는 제3 클러스터와, 상기 제3 클러스터와 연결되며 복수개의 제4 증착챔버를 가지는 제4 클러스터를 구비하는 제2 클러스터 모듈을 포함하고, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 교번하면서 상기 제1 버퍼부에서 상기 제1 클러스터에 반입되고, 상기 제1 기판은 상기 제1 증착챔버에서 제1 증착물질이 증착되며, 상기 제2 기판은 상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질이 증착되는, 박막봉지 제조장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 어느 하나의 기판은 상기 제3 증착챔버에서 제 2 증착물질이 증착되고, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 다른 하나의 기판은 상기 제4 증착챔버에서 상기 제2 증착물질이 증착될 수 있다.
또한, 상기 제1 기판은 상기 제1 클러스터에서 증착된 후에 상기 제2 클러스터를 통과하고, 상기 제2 기판은 상기 제1 클러스터를 통과한 후에 상기 제2 클러스터에서 증착될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은, 유기발광물질이 증착된 제1 기판 및 제2 기판을 제1 버퍼부에 적재하는 단계와, 상기 제1 버퍼부에서 상기 제1 기판을 제1 클러스터로 반출시킨 뒤에 상기 제2 기판을 상기 제1 클러스터에 반입시키는 단계와, 상기 제1 기판은 상기 제1 클러스터의 제1 증착챔버에서 제1 증착물질이 증착된 후 상기 제1 클러스터에서 반출되고, 상기 제2 기판은 상기 제1 클러스터를 통과하는 단계와, 상기 제1 클러스터를 반출된 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 제2 버퍼부에 적재하는 단계와, 상기 제2 버퍼부에서 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 제2 클러스터로 반출시키는 단계 및 상기 제2 기판은 상기 제2 클러스터의 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질이 증착된 후 상기 제2 클러스터에서 반출되고, 상기 제1 기판은 상기 제2 클러스터를 통과하는 단계를 포함하는 박막봉지 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 제1 버퍼부에서 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 반출하는 단계 이전에 상기 제1 증착챔버에서 증착공정이 정체되는지를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 증착챔버에서 증착공정이 정체되면 제1 버퍼부는 상기 제1 기판의 반출을 정지하고 상기 제2 기판만 반출할 수 있다.
또한, 상기 제2 버퍼부에서 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 반출하는 단계 이전에 상기 제2 증착챔버에서 증착공정이 정체되는지를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 증착챔버에서 증착공정이 정체되면 제2 버퍼부는 상기 제2 기판의 반출을 정지하고 상기 제1 기판만 반출할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면 박막봉지 제조장치 및 그의 제조방법은 클러스터에서의 기판의 정체를 줄여서 공정시간을 최소화하여 생산 능력을 향상할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막봉지 제조장치를 포함하는 증착장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1의 박막봉지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 3은 도 2의 박막봉지 제조장치를 이용한 박막증착 제조방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 4는 도 2의 박막봉지 제조장치에 투입되는 기판의 투입 간격과 생산시간의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 2의 박막봉지 제조장치에 투입되는 기판의 개수와 기판 대기시간을 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 7는 도 1에서 도시된 박막봉지 제조장치를 이용하여 제조된 기판을 보여주는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 또한, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막봉지 제조장치(20)를 포함하는 증착장치(1)를 보여주는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 증착장치(1)는 표시소자 증착장치(10)와 박막봉지 제조장치(20)를 구비할 수 있다. 표시소자 증착장치(10)는 박막봉지 제조장치(20)와 인라인(IN-LINE)으로 연결되어, 표시소자 증착장치(10)를 통과한 기판은 박막봉지 제조장치(20)로 반입될 수 있다.
표시소자 증착장치(10)는 유기발광 디스플레이 장치의 화소전극과 대향전극 사이에 개재되는 층들 중, 전 화소들에 있어서 일체(一體)로 형성되지 않고 패터닝되어 형성되는 층을 증착하는 장치이다. 예컨대 적색발광층, 녹색발광층 및 청색발광층 등을 증착하는 장치일 수 있다. 표시소자 증착장치(10)의 일단에는 기판이 반입되는 로딩부(2)를 구비할 수 있다.
박막봉지 제조장치(20)는 패터닝된 유기발광 표시소자의 상부에 전면에 일체로 봉지부(340)을 형성하는 장치이다.
박막봉지 제조장치(20)는 표시소자 증착장치(10)와 연결부(30)를 통해서 연결될 수 있다. 연결부(30)는 표시소자 증착된 기판이 연속적으로 박막 봉지층이 증착될 수 있도록 할 수 있다. 연결부(30)는 엔드 이펙터를 가진 이송로봇의 형태나 컨베이어 형태로 설치될 수 있다.
박막봉지 제조장치(20)는 박막공정이 마친 기판을 배출하는 언로딩부(3)를 구비할 수 있다. 제5 클러스터 모듈(25)에서 박막봉지 증착공정이 완료한 후에는 언로딩부(3)로 기판이 이동하여 외부로 배출할 수 있다. 표시소자는 수분 및 산소에 취약하기 때문에 증착장치(1)는 진공을 유지하면서 표시소자 증착 공정과 박막봉지 증착공정을 진행한다.
박막봉지 제조장치(20)는 복수개의 클러스터 모듈로 형성될 수 있다. 각 클러스터 모듈(21 내지 내지 25)은 각각 하나의 봉지층을 형성할 수 있다. 클러스터 모듈(20)의 개수는 특정개수에 한정되지 않으며, 디스플레이 장치에 사용목적 또는 기능에 따라 복수개로 구비하여 복수개의 유기층 또는 무기층을 형성할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 제1 클러스터 모듈(21) 내지 제5 클러스터 모듈(25)을 구비하여, 5개의 유기층 및 무기층을 형성하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
봉지부(340)의 배치는 클러스터 모듈에서 증착원으로 사용되는 증착물질에 결정되며, 특정 배치에 한정되지 않는다. 예를들어, 복수개의 유기층 및 무기층은 교번하면서 적층될 수 있으며, 연속적으로 무기층이 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 제1 무기층(341), 제1 유기층(342), 제2 무기층(343), 제2 유기층(344) 및 제3 무기층(345)이 순서대로 적층된 경우를 중심으로 설명하기로 한다.(도 7 참조)
제1 클러스터 모듈(21)은 기판에 제1 무기층(341)을 형성하고 제1 반송챔버(26)를 통해서 제2 클러스터 모듈(22)에 연결된다. 제2 클러스터 모듈(22)은 기판에 제1 유기층(342)을 형성하고 제2 반송챔버(27)를 통해서 제3 클러스터 모듈(23)에 연결된다. 제3 클러스터 모듈(23)은 기판에 제2 무기층(343)을 형성하고 제3 반송챔버(28)를 통해서 제4 클러스터 모듈(24)에 연결된다. 제4 클러스터 모듈(24)은 기판에 제1 유기층(344)을 형성하고 제4 반송챔버(29)를 통해서 제5 클러스터 모듈(25)에 연결된다. 제5 클러스터 모듈(25)은 기판에 제3 무기층(345)을 형성하고 언로딩부(3)를 통해서 발광부(330) 상에 봉지부(340)이 형성된 기판을 외부로 배출 할 수 있다.
도 2는 도 1의 박막봉지 제조장치(20)의 일부를 보여주는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 제1 클러스터 모듈(100)은 기판을 제1 클러스터(110)에 유입시키는 제1 버퍼부(101)와, 기판을 제2 클러스터(120)에 유입시키는 제2 버퍼부(102)와, 기판에 제1 증착물질을 증착하는 제1 클러스터(110) 및 제2 클러스터(120)와, 제1 클러스터(110)와 제2 클러스터(120)를 연결하는 제1 연결챔버(130)를 구비할 수 있다.
제1 버퍼부(101)는 일단이 연결부(30)와 연결되고 타단은 제1 클러스터(110)와 연결될수 있다. 제1 버퍼부(101)는 표시소자 증착장치(10)를 통과한 기판을 적재할 수 있다. 제1 버퍼부(101)는 유입된 기판을 제1 기판(A)과 제2 기판(B)으로 구분되도록 적재할 수 있다.
제1 버퍼부(101)는 제1 클러스터(110)로 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 교번하도록 유입시킬수 있다. 즉, 제1 버퍼부(101)는 제1 버퍼부(101)에서 제1 기판(A)을 제1 클러스터(110)로 유입된 후에 제2 기판(B)을 제1 클러스터(110)로 유입시킨다. 이후, 다시 제1 기판(A)을 제1 클러스터(110)로 연속적으로 유입시킨다. 제1 기판(A)은 제1 클러스터(110)에서 제1 증착물질이 증착되고, 제2 기판(B)은 제2 클러스터(120)에서 제1 증착물질이 증착될 수 있다.
또한, 제1 버퍼부(101)는 제1 증착챔버(111 내지 115)에서 증착공정이 정체되면 제1 기판(A)의 제1 클러스터(110)로의 유입을 중지하고, 제2 기판(B)만 제2 클러스터(120)로 유입하도록 할 수 있다.
제1 클러스터(110)는 제1 기판(A)에 제1 증착물질을 증착하여 제1 무기층(341)을 제1 기판(A)의 전면에 형성할 수 있다. 제1 클러스터(110)는 복수개의 제1 증착챔버(111 내지 115)와 제1 마스크 스탁챔버(116), 제1 트랜스퍼 챔버(117) 및 이송챔버(118)를 구비할 수 있다.
제1 증착챔버(111 내지 115)는 제1 트랜스퍼 챔버(117)의 외측에 설치되며, 복수 개로 구비할 수 있다. 제1 증착챔버(111 내지 115)의 개수는 특정개수에 한정되지 않으며, 설계자의 필요에 따라서 선택될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 5개의 챔버를 구비한 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
제1 증착챔버(111 내지 115)는 스퍼터링(sputtering) 공정, 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD), 원자층증착(atomic layer deposition, ALD)으로 제1 기판(A)에 제1 증착물질을 증착할 수 있다.
제1 마스크 스탁챔버(116)는 제1 증착챔버(111 내지 115)에 들어가는 각 마스크를 저장할 수 있다. 제1 마스크 스탁챔버(116)는 제1 트랜스퍼 챔버(117)의 외측에 설치되어, 제1 트랜스퍼 챔버(117)의 로봇암은 마스크를 제1 마스크 스탁챔버(116)에서 제1 증착챔버(111 내지 115)로 이동시킬 수 있다.
제1 트랜스퍼 챔버(117)는 제1 버퍼부(101), 제1 증착챔버(111 내지 115), 제1 마스크 스탁챔버(116) 및 이송챔버(118)와 연결된다. 제1 트랜스퍼 챔버(117)는 제1 기판(A)을 제1 버퍼부(101)에서 제1 증착챔버(111 내지 115)로 반입시킬 수 있다. 그리하여, 제1 기판(A)에는 제1 무기층(341)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 트랜스퍼 챔버(117)는 제2 기판(B)을 제1 버퍼부(101)에서 이송챔버(118)로 이동시켜서, 제2 기판(B)은 제1 클러스터(110)를 통과 할 수 있다.
제2 버퍼부(102)는 제1 연결챔버(130)와 제2 클러스터(120) 사이에 설치된다. 제2 버퍼부(102)는 제1 무기층(341)이 형성된 제1 기판(A)과, 제1 클러스터(110)를 통과한 제2 기판(B)을 적재할 수 있다. 또한, 제2 버퍼부(102)에서는 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 제2 클러스터(120)로 이동 시킬 수 있다.
또한, 제2 버퍼부(102)는 제2 증착챔버(121 내지 125)에서 증착공정이 정체되면 제1 기판(A)만 제2 클러스터(120)로 유입시키고, 제2 기판(B)은 제2 클러스터(120)로의 유입을 중지할 수 있다.
제2 클러스터(120)는 제2 기판(B)에 제1 증착물질을 증착하여 제1 무기층(341)을 제2 기판(B)의 전면에 형성할 수 있다. 제2 클러스터(120)는 복수개의 제2 증착챔버(121 내지 125)와 제2 마스크 스탁챔버(126), 제2 트랜스퍼 챔버(127) 및 이송챔버(128)를 구비할 수 있다. 다만, 제2 클러스터(120)의 각 구성요소는 전술한 제1 클러스터(110) 대응하는 각 구성요소와 동일 또는 유사한바, 자세한 설명은 생략 또는 약술 하기로 한다.
제1 클러스터(110)와 제2 클러스터(120)는 제1 연결챔버(130)를 통해서 연결될 수 있다. 제1 클러스터(110)의 이송챔버(118)를 통과한 제1 기판(A) 또는 제2 기판(B)은 제1 연결챔버(130)를 통과하여 제2 버퍼부(102)로 반입될 수 있다.
도 2는 제1 클러스터 모듈(100)을 개념적으로 보여주며, 제2 클러스터 모듈(22), 제3 클러스터 모듈(23), 제4 클러스터 모듈(24) 및 제5 클러스터 모듈(25)도 유사하게 형성될 수 있다.(도 1 참조)
도 3은 도 1의 박막봉지 제조장치(20)를 이용하여 박막봉지 제조방법을 보여주는 플로우 차트이다.
도 3 를 참조하면, 박막봉지 제조장치(20)를 이용하여 봉지층을 형성하는 방법을 설명할 수 있다.
유기발광물질이 증착된 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 제1 버퍼부로 적재할 수있다. 제1 기판(A)과 제2 기판(B)은 표시소자 증착장치(10)에서 이동되어 제1 버퍼부(101)에서 제1 기판(A)과 제2 기판(B)으로 구분되도록 적재될 수 있다.(S1)
제1 클러스터(110)의 공정이 정체되는지를 판단할 수 있다.(S2) 제1 클러스터(110)는 복수개의 제1 증착챔버(111 내지 115)를 가지고, 각 챔버 내부에서 제1 기판(A)에 제1 증착물질을 증착시킨다. 제1 클러스터(110)에 설치된 센서(미도시)는 각 챔버에서 증착공정의 완료 여부를 센싱할 수 있다.
제1 클러스터(110)는 제1 증착챔버(111 내지 115)에서 증착공정이 정체되지 않는다면, 제1 버퍼부(101)는 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 교번하도록 제1 클러스터(110)에 반입시킨다.(S3) 제1 기판(A)은 제1 트랜스퍼 챔버(117)에 의해서 제1 증착챔버(111 내지 115)로 들어가고, 증착이 완료된 제1 기판(A)은 제1 트랜스퍼 챔버(117)에 의해서 이송챔버(118)로 이동하여 제2 버퍼부(102)에 적재된다. 제2 기판(B)은 제1 트랜스 챔버에 의해서 제1 버퍼부(101)에서 바로 이송챔버(118)로 이동하여 제2 버퍼부(102)에 적재된다. 즉, 제1 클러스터(110)에 유입된 제1 기판(A)은 제1 증착챔버(111 내지 115)에서 제1 증착물질이 증착되어 제1 무기층(341)이 형성되나, 제2 기판(B)은 제1 클러스터(110)에서 증착을 진행하지 않으며, 제2 클러스터(120)로 이동한다.
제1 클러스터(110)의 공정이 정체된다면, 제1 버퍼부(101)는 제1 기판(A)은 반출하지 않고, 제2 기판(B)만 반출한다.(S30) 제2 기판(B)은 제1 클러스터(110)를 통과하여 제2 클러스터(120)로 이동한다. 즉, 제1 버퍼부(101)는 제1 증착챔버(111 내지 115)가 증착공정을 진행할 수 없으면, 제2 기판(B)만 제2 클러스터(120)로 유입시킬 수 있다. 이로 인해서, 제1 클러스터 모듈(100)에서의 증착 공정을 유연성 있게 할 수 있으며, 생산 능력을 최적화 할 수 있다.
제1 클러스터(110)에서 나온 제1 기판(A) 및 제2 기판(B)은 제2 버퍼부(102)에서 제1 기판(A)과 제2 기판(B)으로 구분되어 적재될 수 있다. 제1 기판(A)은 제1 클러스터(110)에서 증착되어 제1 무기층(341)이 형성되어 있으나, 제2 기판(B)은 제1 클러스터(110)에서 증착공정이 진행되지 않아, 봉지층이 미형성되어 있다.
제2 클러스터(120)는 제2 증착챔버(121 내지 125)에서 증착공정이 정체되는지를 판단할 수 있다.(S4) 제2 클러스터(120)는 복수개의 제2 증착챔버(121 내지 125)를 가지고, 각 챔버 내부에서 제2 기판(B)에 제1 증착물질을 증착시킨다. 제2 클러스터(120)에 설치된 센서(미도시)는 각 챔버에서 증착공정의 완료 여부를 센싱할 수 있다.
제2 클러스터(120)는 제2 증착챔버(121 내지 125)에서 증착공정이 정체되지 않는다면, 제2 버퍼부(102)는 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 교번하도록 제2 클러스터(120)에 반입시킨다.(S5) 제1 기판(A)은 제2 트랜스 챔버에 의해서 제2 버퍼부(102)에서 바로 이송챔버(128)로 이동하여 제1 클러스터 모듈(100)에서 반출된다. 제2 기판(B)은 제2 트랜스퍼 챔버(127)에 의해서 제2 증착챔버(121 내지 125)로 들어가고, 증착이 완료된 제2 기판(B)은 제2 트랜스퍼 챔버(127)에 의해서 이송챔버(128)로 제1 클러스터 모듈(100)에서 반출된다. 즉, 제2 클러스터(120)에 유입된 제1 기판(A)은 제2 클러스터(120)를 통과하고, 제2 기판(B)은 제2 증착챔버(121 내지 125)에서 제1 증착물질이 증착되어 제1 무기층(341)이 형성될 수 있다.
제2 클러스터(120)의 공정이 정체된다면, 제2 버퍼부(102)는 제1 기판(A)만 제2 클러스터(120)로 반출하고, 제2 기판(B)은 반출하지 않는다.(S50) 즉, 제1 기판(A)은 제2 클러스터(120)를 통과하여 제1 클러스터 모듈(100)에서의 공정을 완료하고, 제2 클러스터 모듈(22)로 진입할 수 있다. 제2 기판(B)은 제2 클러스터(120)의 정체가 해소되면 제2 클러스터(120)로 반입되어 증착 공정을 수행할 수 있다. 즉, 제2 버퍼부(102)는 제2 증착챔버(121 내지 125)이 공정을 진행할 수 없으면, 제1 기판(A)만 제1 클러스터 모듈(100)에서의 공정을 완료하고, 제2 클러스터 모듈(22)로 이동시킬 수 있다. 이로 인해서, 제1 클러스터 모듈(100)에서의 증착 공정을 유연성 있게 할 수 있으며, 생산 능력을 최적화 할 수 있다.
도 4는 도 1의 박막봉지 제조장치(20)에 투입되는 기판의 투입 간격과 생산시간의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 4에서 가로축의 기판 투입간격은 연결부(30)에서 표시소자 증착장치(10)에서 제1 클러스터 모듈(100)로 기판이 투입되는 시간간격을 의미한다. 연결부(30)에서 제1 제1 클러스터(110)로 기판이 투입되는 시간간격을 측정하여 구할 수 있다.
세로축의 생산공정시간(TACT TIME)는 제1 클러스터 모듈(100)에서의 증착공정시간을 의미한다. 제1 클러스터(110)로 유입된 기판이 제1 무기층(341)이 형성된후에 제1 클러스터 모듈(100)에서 반출될 때까지 걸린 시간이다. 이송챔버(118)나 제1 반송챔버(26)에서 통과하는 각 기판 사이의 시간간격을 측정하여 구할 수 있다.
제1 증착챔버(111 내지 115)에서 230초의 시간동안 증착공정이 진행되어 제1 증착물질을 증착하였다. 각 챔버는 3회의 증착공정을 진행한 후에 270초의 클리닝 고정을 수행하였다.
기준은 이상적인 생산공정시에 기판 투입간격과 생산공정시간과의 관계를 도시한 것이다. 이상적인 공정에서는 기판 투입간격과 생산공정시간이 일치하여 생산시간을 최소화하면서 생산량을 최대화 할 수 있다.
비교예는 하나의 클러스터를 사용하여 기판의 투입간격과 생산공정시간과의 관계를 도시한 것이다. 비교예에 따르며, 기판 투입간격이 약 90초 보다 짧은 경우에는 생산 공정시간이 기판투입간격보다 길게 형성되므로, 클러스터 내부에서 공정이 정체된다.
비교예에 따르면, 하나의 클러스터를 구비한 경우에는 산술적인 생산공정시간은 대략 66초 이고, 기판 투입 간격이 80초 이상인 경우에 동기화되어 기판 투입 간격과 생산 공정시간이 일치한다.
실험예는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 클러스터 모듈(100)을 사용하여 기판 투입간격과 생산공정시간과의 관계를 도시한 것이다. 실험예에 따르면, 기판투입 간격이 짧을 경우에는 기준과 소정의 차이가 있으나, 기판 투입 간격이 약 50초 이상인 경우에는 기판 투인 간격과 생산공정시간이 거의 일치하여 이상적인 생산 공정을 구현할 수 있다. 따라서, 제1 클러스터 모듈(100)은 제1 클러스터(110) 또는 제2 클러스터(120)에서 기판의 정체 없이 공정을 진행 할 수 있다.
도 5는 도 2의 박막봉지 제조장치(20)에 투입되는 기판의 개수와 기판 대기시간을 보여주는 그래프이다.
제1 클러스터(110)는 복수개의 제1 증착챔버(111 내지 115)를 구비하고, 각 챔버는 독립적으로 클리닝 할 수 있다. 제1 증착챔버(111 내지 115)는 증착 공정이 진행된 후에 챔버 내부나 마스크를 클리닝 할 필요가 있다. 따라서 제1 증착챔버(111 내지 115)는 최적화된 클리닝 주기를 가질 수 있다.
제1 증착챔버(111 내지 115)에서 동시에 모든 챔버가 클리닝 공정을 진행하게 된다면, 제1 클러스터(110)는 제1 증착물질을 증착할 수 없으므로 공정의 정체가 발생할 수 있다. 박막봉지 제조장치(20)는 클러스터 모듈이 연속적으로 연결되어 있는바, 제1 클러스터 모듈(100)에서 공정의 정체가 발생하면, 제1 클러스터 모듈(100) 이후의 공정에서 공정이 정체될 수 있다. 이로 인해서 박막봉지 제조공정의 전체 공정시간이 증가할 수 있다.
제1 증착챔버(111 내지 115)의 일부 챔버는 초기 클리닝 주기를 짧게 형성할 수 있다. 상세하게 제1 증착챔버(111 내지 115)는 제1 클리닝 주기를 가지면서, 제1 클러스터(110)는 제1 크리닝 주기가 도래하면 챔버를 클리닝 할 수 있다.
다만, 제1 증착챔버의 일부인 제1-a 증착챔버는 제1 클리닝 주기보다 짧은 제2 클리닝 주기를 최초 클리닝 주기로 가지고, 이후의 클리닝 주기는 제1 클리닝 주기를 가진다. 제1 증착챔버(111 내지 115)의 나머지인 제1-b 증착챔버는 제1 클리닝 주기를 가지도록 한다. 제1 증착챔버의 일부 챔버의 클리닝 주기를 나머지 챔버의 클리닝 주기와 다르게 형성함으로써, 제1 클러스터(110)에서 동시에 각 챔버가 클리닝주기에 도래하는 것을 방지하여 공정을 효율적으로 진행 할 수 있다.
도 5의 가로축은 제1 클러스터(110)로 유입되는 기판수 나타내고, 세로축은 각 기판을 46초의 시간간격으로 기판을 제1 클러스터(110) 투입시에 각 기판의 기판대기시간을 나타낸다.
비교예는 제1 클러스터(110)에서 모든 챔버의 최초 클리닝 주기를 제1 클리닝 주기로 동일하게 형성하는 경우를 나타낸 것이다. 즉, 제1 클러스터(110)의 모든 증착챔버가 3회의 증착공정 진행후에 클리닝공정을 진행하도록 설정하였다.비교예에서 기판의 투입개수가 대략 20개가 되는 경우에는 제1 기판 또는 제2 기판이 투입가능한 챔버가 없게 된다. 상세히, 제1 클러스터(110)와 제2 클러스터(120)의 각 챔버는 클리닝공정이 진행되거나, 증착공정이 진행되어 기판이 제1 클러스터 모듈(100)에 집입할 수 없다. 따라서, 기판은 제1 연결부(30)에서 대기하게 되므로, 생산 공정 시간이 93초로 급격하게 증가한다.
실험예는 제1 클러스터(110)에서의 증착챔버의 일부인 제1-a 증착챔버는 최초 클리닝 주기를 상기 제1 클리닝 주기로 형성하고, 제1-b 증착챔버는 최초 클리닝 주기를 제1 클리닝 주기보다 짧은 제2 클리닝 주기 형성한다. 이후, 제1-a 증착챔버 및 제1-b 증착챔버의 다음 클리닝 주기는 제1 클리닝 주기로 형성하였다.
상세히, 5개의 제1 증착챔버 중에서 제1-a 증착챔버는 2개로 설정하였다. 제1-a 증착 챔버의 첫번째 클리닝 주기는 2회 증착공정 후 클리닝하고, 이후에는 3회 증착공정 후 클리닝 하는 것으로 설정하였다. 3개의 제1-b 증착챔버는 클리닝 주기를 3회 증착공정 후 클리닝하는 것으로 일정하게 설정하였다.
실험예의 경우에는 최초 클리닝 주기를 다르게 설정함으로써, 동시에 모든 챔버가 클리닝 주기에 도달하지 않도록 할 수 있다. 최초 클리닝 주기를 다르게 설정하여 제1 클러스터 모듈(100)에서 연속적으로 증착공정을 진행할 수 있도록 하여 기판 대기시간을 최소화 할 수 있다.
박막봉지 제조장치(20) 및 그의 제조방법은 인라인으로 연결된 복수개의 클러스터를 형성하고, 기판을 교번하여 각 클러스터로 진입시킴으로서 생산공정시간을 최소화 할 수 있다.
박막봉지 제조장치(20) 및 그의 제조방법은 복수개의 클러스터 중 어느하나의 클러스터의 공정이 정체되면, 나머지 클러스터에서는 공정이 계속해서 진행되고, 정체된 클러스터는 공정이 완료된 기판을 반송만 하도록 유연하게 박막봉지 공정은 진행할 수 있다.
박막봉지 제조장치(20) 및 그의 제조방법은 증착챔버의 초기 클리닝 주기를 다르게 설정하여, 동시에 모든 증착챔버가 클리닝 주기에 도달하지 않도록 할 수 있다. 기판에 연속적으로 박막 봉지층이 형성되는바, 박막봉지 제조장치(20) 및 그의 제조방법은 기판의 대기시간 및 박막 봉지 공정 시간을 최소화 하여 생산능력을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치(20)를 보여주는 개념도이다.
도 6을 참조하면, 제2 클러스터 모듈(200)은 제1 클러스터 모듈(100)과 연결되어, 연속적으로 제1 기판(A) 및 제2 기판에 봉지층을 형성할 수 있다.
제2 클러스터 모듈(200)은 기판을 제3 클러스터(210)에 유입시키는 제3 버퍼부(201)와, 기판을 제4 클러스터(220)에 유입시키는 제4 버퍼부(202)와, 기판에 제1 증착물질을 증착하는 제3 클러스터(210) 및 제4 클러스터(220)와, 제3 클러스터(210)와 제4 클러스터(220)를 연결하는 제2 연결챔버(230)를 구비할 수 있다. 제2 클러스터 모듈(200)의 각 구성요소는 제1 클러스터 모듈(100)의 대응하는 각 구성요소와 동일 또는 유사한바, 이에 대한 설명은 생략 또는 약술하기로 한다.
제2 클러스터(120)의 이송챔버(128)는 제1 반송챔버(26)와 연결될 수 있다. 또한, 제1 반송챔버(26)는 제3 버퍼부(201)와 연결되어 제1 클러스터 모듈(100)과 제2 클러스터 모듈(200)은 연결될 수 있다.
제1 클러스터 모듈(100)에서 제1 기판(A) 및 제2 기판(B)은 제1 증착물질이 증착되어 제1 무기층(341)이 전면에 형성된다. 이후, 제1 기판(A) 제2 기판(B)은 제1 반송챔버(26)를 통하여 제3 버퍼부(201)로 반입된다.
제3 버퍼부(201)는 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 구분하도록 적재할 수 있다. 제3 버퍼부(201)는 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 교번하도록 제3 클러스터(210)로 유입시킬수 있다.
제4 버퍼부(202)는 제3 클러스터(210)를 통과한 제1 기판(A)과 제2 기판을 구분하도록 적재할 수 있다. 또한, 제4 버퍼부(202)는 제1 기판(A)과 제2 기판(B)을 교번하도록 제4 클러스터(220)로 유입시킬 수 있다.
제1 기판(A) 또는 제2 기판(B) 중 어느 하나의 기판는 제3 클러스터(210)의 제3 증착챔버(211 내지 215)에서 증착된다. 제3 트랜스퍼 챔버(217)가 제1 기판(A) 또는 제2 기판(B) 중 어느 하나의 기판을 제3 증착챔버(211 내지 215)에서 제2 증착물질이 증착되어, 제1 유기층(342)이 제1 기판(A) 또는 제2 기판(B) 중 어느 하나의 기판에 형성될 수 있다. 이후, 제1 기판(A) 또는 제2 기판(B) 중 어느 하나의 기판은 제2 연결챔버(230)와, 제4 클러스터(220)를 통과하여 제3 클러스터 모듈(23)로 이동할 수 있다.
제1 기판(A) 또는 제2 기판 중 다른 하나의 기판은 제3 클러스터(210)를 통과하여 제4 클러스터(220)로 진입한다. 제2 기판(B)은 제3 트랜스퍼 챔버(217)와 제2 연결챔버(230)를 통과하여 제4 클러스터(220)로 이동할 수 있다, 제1 기판(A) 또는 제2 기판 중 다른 하나의 기판은 제4 클러스터(220)의 제4 증착챔버(221 내지 225)에서 제2 증착물질이 증착되어 제1 유기층(342)을 형성할 수 있다.
박막봉지 제조장치(20) 및 그의 제조방법은 인라인으로 연결된 복수개의 클러스터를 형성하고, 기판을 교번하여 각 클러스터로 진입시킴으로서 생산공정시간을 최소화 할 수 있다.
박막봉지 제조장치(20) 및 그의 제조방법은 복수개의 클러스터 중 어느하나의 클러스터의 공정이 정체되면, 나머지 클러스터에서는 공정이 계속해서 진행되고, 정체된 클러스터는 공정이 완료된 기판을 반송만 하도록 유연하게 박막봉지 공정은 진행할 수 있다.
도 7는 도 1에서 도시된 박막봉지 제조장치를 이용하여 제조된 기판을 보여주는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 기판(300)은 제 1 기판(310), 봉지부(340) 및 발광부(330)를 포함할 수 있다.
기판(311) 상에 발광부(330)가 형성될 수 있다. 이때, 발광부(330)는 박막 트랜지스터(TFT) 이 구비되고, 이들을 덮도록 패시베이션막(322)이 형성되며, 이 패시베이션막(322) 상에 유기 발광 소자(OLED)가 형성될 수 있다.
기판(311)은 유리 재질을 사용할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다.
기판(311)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(312)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(312) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(313)이 형성된 후, 활성층(313)이 게이트 절연층(317)에 의해 매립된다. 활성층(313)은 소스 영역(314)과 드레인 영역(315)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(316)을 더 포함한다. 이때, 활성층(313)은 비정질 실리콘으로 형성될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들면, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면 반도체로 형성되는 활성층(313)은 G-I-Z-O[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c＞0의 조건을 만족시키는 실수)을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(313)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상™X히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(313)은 버퍼층(312) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(313)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 및 드레인 영역(314)(315)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(317)의 상면에는 활성층(313)과 대응되는 게이트 전극(318)과 이를 매립하는 층간 절연층(319)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(319)과 게이트 절연층(317)에 콘택홀을 형성한 후, 층간 절연층(319) 상에 소스 전극(320) 및 드레인 전극(321)을 각각 소스 영역(314) 및 드레인 영역(315)에 콘택되도록 형성한다.
한편, 상기에서와 같이 소스/드레인 전극(320)(321)과 동시에 상기 반사막을 형성하므로, 상기 소스/드레인 전극(320)(321) 은 전기 전도성이 양호한 재료로 광반사 가능한 두께로 형성되는 것이 바람직하다. Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 화합물 등의 금속재료로 구비됨이 바람직하다.
소스 전극(320)과, 드레인 전극(321) 상에는 패시베이션막(322)이 형성될 수 있다. 패시베이션막(322)은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물과 같은 무기층이나, 또는, 유기층으로 형성될 수 있다.
패시베이션막(322) 상에는 평탄화막(323)이 형성될 수 있다. 평탄화막(323)은 아크릴(acryl), 폴리이미드(polyimide), BCB(Benzocyclobutene) 등의 유기층을 포함한다.
이 패시베이션막(322) 상부에 유기 발광 소자(OLED)의 화소 전극(325)이 형성된다. 이 화소 전극(325)은 패시베이션막(322)과 평탄화막(323)에 형성된 비아 홀에 의해 TFT의 드레인 전극(320)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(322)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개층 이상으로 형성될 수 있는 데, 하부 막의 굴곡에 관계없이 상면이 평탄하게 되도록 평탄화막으로 형성될 수도 있는 반면, 하부에 위치한 막의 굴곡을 따라 굴곡이 가도록 형성될 수 있다. 그리고, 이 패시베이션막(322)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(322) 상에 화소 전극(325)을 형성한 후에는 이 화소 전극(325) 및 패시베이션막(322)을 덮도록 화소 정의막(324)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(325)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(325) 상에 유기층(326) 및 대향 전극(327)이 형성된다.
화소 전극(325)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(327)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(325)과 대향 전극(327)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(325)은 일함수가 높은 재료로 형성될 수 있는 데, ITO, IZO, In2O3, 및 ZnO 등의 투명 도전체로 형성될 수 있다.
대향 전극(327)은 일함수가 낮은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 화합물 등의 금속재로 구비될 수 있는 데, Mg, Ag, Al 등으로 반투과 반사막이 되도록 얇게 형성해, 광학적 공진 후에 광 투과되도록 한다.
화소 전극(325)과 대향 전극(327)은 상기 유기층(326)에 의해 서로 절연되어 있으며, 유기층(326)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
유기층(326)은 저분자 또는 고분자 유기층이 사용될 수 있다. 저분자 유기층을 사용할 경우, 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 유기 발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기층은 진공증착의 방법으로 형성된다. 이 때, 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 등은 공통층으로서, 적, 녹, 청색의 픽셀에 공통으로 적용될 수 있다. 따라서, 이들 공통층들은 대향 전극(327)과 같이, 전체 픽셀들을 덮도록 형성될 수 있다.
고분자 유기층의 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 유기 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이 때, 상기 홀 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 유기 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법, 파인 메탈 마스크 공정, 레이저 열전사 공정 등으로 형성할 수 있다.
한편, 상기와 같은 유기 발광층은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층을 각각의 서브 픽셀에 형성하여 하나의 단위 픽셀을 형성할 수 있다. 또한, 상기와 같이 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층을 형성하는 것 이외에도 다른 색의 유기 발광층을 서브 픽셀에 형성하는 것도 가능하다. 특히 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층 이외에도 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층를 적층하여 백색 유기 발광층을 서브 픽셀로 형성하여 하나의 단위 픽셀로 형성하는 것도 가능하다.
뿐만 아니라 상술한 실시예에서는 유기 발광층이 각 픽셀별로 별도의 발광 물질이 형성된 경우를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 유기 발광층은 픽셀의 위치에 관계 없이 전체 픽셀에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 발광층은 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
이때, 상기와 같은 유기층(326)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 적색 유기 발광층이 서브 픽셀로 형성되어 하나의 단위 픽셀을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같이 발광부(330)는 표시소자 증착장치(10)에 의해서 기판(311)에 형성되고, 이후, 박막봉지 제조장치(20)에 진입하여 봉지부(340)를 형성할 수 있다. 이때, 봉지부(340)는 상기에서 설명한 바와 같이 제1 무기층(341), 제 1 유기층(342), 제 2 무기층(343), 제2 유기층(344) 및 제3 무기층(345)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다.
구체적으로 제 1 유기층(342)과 제2 유기층(344)은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제 1 유기층(342)과 제2 유기층(344)은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니여 에폭시, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리아크릴레이트를 포함 할 수 있다.
제1 무기층(341), 제2 무기층(343) 및 제3 무기층(345)은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 제1 무기층(341), 제2 무기층(343) 및 제3 무기층(345)은 실리콘 옥사이드(SiO2), 실리콘 나이트 라이드(SiNx), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 티타늄 옥사이드(TiO2), 지르코늄 옥사이드(ZrOx), 징크 옥사이드(ZnO) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 최상층인 제3 무기층(345)은 발광부(330)에 대한 투습을 방지하도록 형성될 수 있다.
또한, 제2 유기층(344)은 제3 무기층(345) 보다 면적이 좁은 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 제 2 유기층(344)은 제 2 무기층(343)에 의해 완전히 뒤덮이는 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 증착장치
10: 표시소자 증착장치
20: 박막봉지 제조장치
30: 연결부
100: 제1 클러스터 모듈
101: 제1 버퍼부
102: 제2 버퍼부
110: 제1 클러스터
120: 제2 클러스터
200: 제2 클러스터 모듈

Claims (17)

  1. 제1 기판 및 제2 기판을 적재하는 제1 버퍼부;
    상기 제1 버퍼부와 연결되며 제1 증착챔버를 구비하는 제1 클러스터; 및
    상기 제1 클러스터와 연결되며, 제2 증착챔버를 구비하는 제2 클러스터;를 포함하고,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 교번하면서 상기 제1 클러스터에 유입되고, 상기 제1 기판은 상기 제1 증착챔버에서 제1 증착물질이 증착되며, 상기 제2 기판은 상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질이 증착되고,
    상기 제1 증착챔버는 복수개로 구비되고 각각 독립적으로 클리닝 주기를 가지고 클리닝 되며,
    상기 제1 증착챔버는,
    적어도 하나 이상의 제1-a 증착챔버와,
    상기 제1-a 증착챔버의 최초 클리닝 주기와 다른 최초 클리닝 주기를 가지는 나머지 제1-b 증착챔버를 구비하는, 박막봉지 제조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 제1 클러스터에서 증착된 후에 상기 제2 클러스터를 통과하고, 상기 제2 기판은 상기 제1 클러스터를 통과한 후에 상기 제2 클러스터에서 증착되는, 박막봉지 제조장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 증착챔버에서 상기 제1 증착물질의 증착공정이 정체되면 상기 제1 기판은 상기 제1 클러스터로 유입이 중지되고, 상기 제2 기판만 상기 제1 클러스터로 유입되는, 박막봉지 제조장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 클러스터와 상기 제2 클러스터 사이에 설치되며, 상기 제1 클러스터를 통과한 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판을 적재하는 제2 버퍼부;를 더 포함하는, 박막봉지 제조장치.
  5. 제1 기판 및 제2 기판을 적재하는 제1 버퍼부;
    상기 제1 버퍼부와 연결되며 제1 증착챔버를 구비하는 제1 클러스터;
    상기 제1 클러스터와 연결되며, 제2 증착챔버를 구비하는 제2 클러스터; 및
    상기 제1 클러스터와 상기 제2 클러스터 사이에 설치되는 제2 버퍼부;
    를 구비하고,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 교번하면서 상기 제1 클러스터에 유입되고, 상기 제1 기판은 상기 제1 증착챔버에서 제1 증착물질이 증착되며, 상기 제2 기판은 상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질이 증착되고,
    상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질의 증착공정이 정체되면, 상기 제1 기판은 상기 제2 클러스터를 통과하고, 상기 제2 기판은 상기 제2 버퍼부에 적재되는, 박막봉지 제조장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-a 증착챔버의 클리닝 주기와 상기 제1-b 증착챔버의 각 클리닝 주기는 최초 클리닝 이후에 같아지는, 박막봉지 제조장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판은,
    증착공정이 진행되지 않은 제1 증착챔버 중 어느 하나의 증착챔버에 우선하여 증착공정이 완료된 상기 제1 증착챔버 중 다른 하나의 증착챔버에 들어가는, 박막봉지 제조장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 클러스터와 연결되며, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 어느 하나의 기판에 제2 증착물질을 증착하는 제3 증착챔버를 구비한 제3 클러스터;
    상기 제3 클러스터와 연결되며, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 다른 하나의 기판에 상기 제2 증착물질을 증착하는 제4 증착챔버를 구비한 제4 클러스터;를 더 포함하는, 박막봉지 제조장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 클러스터와 상기 제3 클러스터 사이에 설치되며, 상기 제1 증착물질이 증착된 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판을 교번하면서 상기 제3 클러스터로 유입시키는 제3 버퍼부;를 더 포함하는, 박막봉지 제조장치.
  12. 유기발광물질이 증착된 제1 기판 및 제2 기판을 저장하는 제1 버퍼부;
    상기 제1 버퍼부에 연결되며 복수개의 제1 증착챔버를 가지는 제1 클러스터와, 상기 제1 클러스터와 연결되며 복수개의 제2 증착챔버를 가지는 제2 클러스터를 구비하는 제1 클러스터 모듈; 및
    상기 제2 클러스터와 연결되며 복수개의 제3 증착챔버를 가지는 제3 클러스터와, 상기 제3 클러스터와 연결되며 복수개의 제4 증착챔버를 가지는 제4 클러스터를 구비하는 제2 클러스터 모듈;을 포함하고,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판은 교번하면서 상기 제1 버퍼부에서 상기 제1 클러스터에 반입되고, 상기 제1 기판은 상기 제1 증착챔버에서 제1 증착물질이 증착되며, 상기 제2 기판은 상기 제2 증착챔버에서 상기 제1 증착물질이 증착되고,
    상기 제1 증착챔버는 복수개로 구비되고 각각 독립적으로 클리닝 주기를 가지고 클리닝 되며,
    상기 제1 증착챔버는,
    적어도 하나 이상의 제1-a 증착챔버와,
    상기 제1-a 증착챔버의 최초 클리닝 주기와 다른 최초 클리닝 주기를 가지는 나머지 제1-b 증착챔버를 구비하는, 박막봉지 제조장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 어느 하나의 기판은 상기 제3 증착챔버에서 제 2 증착물질이 증착되고, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 중 다른 하나의 기판은 상기 제4 증착챔버에서 상기 제2 증착물질이 증착되는, 박막봉지 제조장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 제1 클러스터에서 증착된 후에 상기 제2 클러스터를 통과하고, 상기 제2 기판은 상기 제1 클러스터를 통과한 후에 상기 제2 클러스터에서 증착되는, 박막봉지 제조장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
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