KR102536253B1 - 박막 증착 장치 - Google Patents

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이경재
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 기판을 향해 증착 물질을 분사하는 증착원과, 기판과 증착원 사이에 배치되며, 기판을 향해 분사되는 증착 물질의 분사 경로를 개폐하는 차단부를 포함하고, 차단부는 셔터와, 셔터의 일측에 탈착 가능하도록 설치되되, 증착원과 마주보는 셔터의 하면의 전면을 감싸는 제1 방착판과, 셔터의 타측에 탈착 가능하도록 설치되되, 셔터 및 제1 방착판을 수용하여 제1 방착판을 셔터에 고정하는 제2 방착판을 포함하는 박막 증착 장치를 개시한다.

Description

박막 증착 장치{thin film deposition apparatus}
본 발명의 실시예들은 장치에 관한 것으로써, 더 상세하게는 박막 증착 장치에 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.
표시 장치에 증착되는 유기물이나 전극으로 사용되는 금속 등은 진공 분위기에서 해당 물질을 기판 상에 증착하여 박막을 형성하는 진공 증착법을 사용하여 제조된다. 진공 증착법은 진공챔버 내부에 유기 박막을 성막시킬 기판을 위치시키고, 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 증착용 마스크를 밀착시킨 후, 증착 소스를 이용하여 유기물을 증발 또는 승화시켜 기판에 증착시키는 방법으로 수행된다.
이와 같은 진공 증착법으로 기판에 박막을 형성하는 경우, 증착원에서 증착 물질의 기화를 순간적으로 실시 또는 중단하는 것을 불가능하다. 예를 들어, 히터를 통하여 증착 물질을 기화시키는 경우, 히터의 작동을 중단하더라도 히터가 갖고 있는 잔여 열 에너지가 증착 물질에 전달되므로, 증착 물질은 히터의 작동을 중단한 이후에도 소정 시간동안 더 기화될 수 있다. 이렇게 기화된 증착 물질이 기판에 증착되지 않도록 차단하기 위해, 기판과 증착원 사이에는 증착 물질의 분사 경로를 차단하는 셔터를 갖는 차단부를 구비할 수 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 실시예들의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
일반적으로 차단부는 본체인 셔터와, 증착 물질의 방사 경로를 차단할 경우 증착 물질이 증착되는 증착판이 서로 결합된 구조를 갖는다. 이때, 셔터와 증착판은 나사 결합으로 서로 체결되는데, 이러한 경우 증착판에 증착된 증착 물질을 세정할 목적으로 셔터로부터 증착판을 분리하기 위해서는, 증착판에 증착된 증착 물질을 제거하고 나사를 분리하는 작업이 요구되므로 작업 시간이 오래걸린다는 문제점이 있어왔다.
본 발명의 실시예들은 증착판을 셔터로부터 간편하게 분리하여, 분리 및 세정 작업에 필요한 작업 시간을 단축할 수 있는 박막 증착 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판을 향해 증착 물질을 분사하는 증착원과, 기판과 증착원 사이에 배치되며, 기판을 향해 분사되는 증착 물질의 분사 경로를 개폐하는 차단부를 포함하고, 차단부는 셔터와, 셔터의 일측에 탈착 가능하도록 설치되되, 증착원과 마주보는 셔터의 하면의 전면을 감싸는 제1 방착판과, 셔터의 타측에 탈착 가능하도록 설치되되, 셔터 및 제1 방착판을 수용하여 제1 방착판을 셔터에 고정하는 제2 방착판을 포함하는 박막 증착 장치를 개시한다.
본 실시예에 따르면, 증착원은 제1 방향을 따라 배열되는 복수개의 노즐을 포함하고, 차단부는 제1 방향을 따라 연장 형성되되, 기판과 복수개의 노즐 사이에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 차단부는 증착 물질의 분사 방향과 수직되는 방향으로 왕복 이동하여 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 차단부는 증착 물질의 분사 방향과 수직되는 방향과 평행한 축을 중심으로 회전하여 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 차단부는 제1 차단부와 제2 차단부를 포함하고, 제1 차단부는 증착원의 일측 상부에 배치되고, 제2 차단부는 증착원의 타측 상부에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 차단부 및 제2 차단부는 증착 물질의 분사 방향과 수직되는 방향을 따라 왕복 이동하여 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 차단부 및 제2 차단부는 반대되는 방향으로 이동하여 증착 물질의 분사 경로를 폐쇄할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 차단부와 제2 차단부는 증착 물질의 분사 방향과 수직되는 방향과 평행한 축을 중심으로 회전하여 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 차단부 및 제2 차단부는 서로 반대되는 방향으로 회전하여 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 방착판 및 제2 방착판은 스테인리스(SUS), 탄탈(tantalum) 및 몰리브덴(Molybdenum) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 방착판은 셔터를 수용하는 클립(clip) 형태일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명의 실시예들에 따르면, 셔터로부터 방착판을 간편하게 분리할 수 있는 박막 증착 장치를 구현할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 증착원 및 차단부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3a는 도 2의 증착원 및 차단부의 측면도이다.
도 3b 및 도 3c는 도 2의 차단부의 동작에 따른 작동예들을 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 2의 증착원 및 차단부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 도 4의 증착원 및 차단부의 측면도이다.
도 5b 및 도 5c는 도 4의 차단부의 동작에 따른 작동예들을 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 박막 증착 장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선을 따라 취한 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 증착원 및 차단부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 박막 증착 장치(100)는 증착원(110)과 차단부(120)를 포함할 수 있다.
증착원(110)은 히터(미도시)가 내장되는 도가니(111)의 내부에 증착 물질을 수납할 수 있다. 히터는 저항 가열식 히터일 수 있다. 증착 물질은 히터에 의해 가열되며, 증발되어 상측으로 확산되면서 기판(S)의 하면에 닿아 응축되어 증착될 수 있다.
증착원(110)에 수납되는 증착 물질은 승화 또는 기화되는 물질로써, 무기물, 금속 및 유기물 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 증착 물질이 유기물인 경우를 중심으로 구체적으로 설명하기로 한다.
상세히, 증착원(110)은 제1 방향(X축 방향)을 따라 배열되는 복수개의 노즐(112)을 포함할 수 있으며, 후술할 차단부(120) 또한 제1 방향을 따라 연장 형성되되, 기판(S)과 복수개의 노즐(112) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 노즐(112)은 도면에 나타난 바와 같이 일렬로 배치될 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 즉, 노즐(112)은 복수개의 열로 배치될 수도 있다. 또한, 도 2에 나타난 바와 같이, 노즐(112)은 원 형상으로 설치될 수 있으나, 이 밖에도 타원 및 다각형의 형상으로 설치될 수도 있다. 또한, 노즐(112)은 도면에 나타난 바와 같이 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 서로 상이한 간격으로 배치될 수도 있다.
차단부(120)는 기판(S)과 증착원(110) 사이에 배치되며, 기판(S)을 향해 분사되는 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수 있다. 즉, 차단부(120)는 폐쇄 시 증착원(110)에서 기판(S)을 향하는 증착 물질을 차단할 수 있으며, 개방 시에는 증착원(110)에서 기판(S)으로 분사되는 증착 물질을 통과시켜 기판(S)의 하면에 증착 물질을 증착시킬 수 있다. 또한, 차단부(120)는 개폐되는 정도를 조절함으로써, 기판(S)에 증착되는 증착 물질의 양을 조절하는 용도로 사용될 수도 있다.
상세히, 차단부(120)는 셔터(122)와, 셔터(122)의 일측에 탈착 가능하도록 설치되되, 증착원(110)과 마주보는 셔터(122)의 하면의 전면을 감싸는 제1 방착판(123)과, 셔터(122)의 타측에 탈착 가능하도록 설치되되, 셔터(122) 및 제1 방착판(123)을 수용하여 제1 방착판(123)을 셔터(122)에 고정하는 제2 방착판(124)을 포함할 수 있다. 셔터(122)와 제1 방착판(123) 및 제2 방착판(124)은 홀더(121)에 설치될 수 있다.
여기서, 제1 방착판(123)은 셔터(122)를 수용하는 클립(clip) 형태로 구비될 수 있다. 일 예시로, 도 2에 나타난 바와 같이 제1 방착판(123)의 상면은 셔터(122)를 수용하는 안쪽으로 일부가 절곡된 형태일 수 있다. 제1 방착판(123)의 상면 중 절곡된 부분과 제1 방착판(123)의 하면이 이루는 공간은 셔터(122)의 두께보다 약간 작게 형성될 수 있다. 즉, 제1 방착판(123)이 셔터(122)를 수용하는 공간은 셔터(122)보다 약간 작게 형성되어, 셔터(122)가 제1 방착판(123)에 수용될 경우 셔터(122)가 제1 방착판(123)으로부터 쉽게 빠져나오는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 클립 형태의 제1 방착판(123)을, ㄷ 형태의 제2 방착판(124)을 도시하나, 이는 본 발명의 실시예들 중 하나의 예시로써, 제1 방착판(123)과 제2 방착판(124) 중 하나 이상이 클립 형태로 형성될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 반대로, 제1 방착판(123)은 ㄷ 형태로, 제2 방착판(124)는 클립 형태로 형성될 수 있다.
한편, 제1 방착판(123)과 제2 방착판(124)이 모두 ㄷ 형태로 형성될 수도 있으나, 탈착의 편의를 위하여 도면에 나타난 바와 같이 제1 방착판(123)과 제2 방착판(124) 중 하나 이상이 클립 형상으로 형성됨이 바람직하다.
일반적으로, 증착 물질이 유기물일 경우 증착 공정이 이루어지는 챔버(130) 내부의 온도는 섭씨 300 내지 400도 까지 상승하므로, 제1 방착판(123) 및 제2 방착판(124)은 이러한 고온의 환경을 견딜 수 있는 소재로 제조되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 방착판(123) 및 제2 방착판(124)의 소재로는 스테인리스(SUS), 탄탈(tantalum) 및 몰리브덴(Molybdenum) 중 하나 이상이 사용될 수 있다.
증착원(110)과 차단부(120)는 챔버(130)의 내부에 설치될 수 있으며, 챔버(130)의 내부에는 증착원(110)으로부터 분사되는 증착 물질이 방해없이 기판(S)의 하면에 증착될 수 있도록 진공 상태를 유지하는 환경이 준비될 수 있다. 또한, 챔버(130)의 개구된 부분에는 게이트 밸브(131) 등이 설치되어 개구된 부분을 개페할 수 있다.
흡입부(140)는 챔버(130)와 연결되어, 챔버(130) 내부의 압력을 일정하게 유지시키는 기능을 수행할 수 있다. 흡입부(140)는 챔버(130)와 연결되는 연결배관(141) 및 연결배관(141)에 설치되는 펌프(142)를 포함할 수 있다.
비젼부(150)는 카메라를 포함할 수 있다. 이때, 비젼부(150)는 기판(S)과 마스크 프레임 조립체(미도시)의 위치를 촬영하여 기판(21)과 마스크 프레임 조립체의 정렬 시 필요한 데이터를 제공할 수 있다.
상기와 같은 박막 증착 장치(10)의 작동을 살펴보면, 우선 게이트 밸브(131)가 개방되어 챔버(130)를 개방시킬 수 있다. 이때, 흡입부(140)는 챔버(130) 내부의 압력을 대기압과 유사하도록 조절할 수 있다.
게이트 밸브(131)가 개방되면, 챔버(130) 외부에서 챔버(130) 내부로 기판(S) 및 마스크 프레임 조립체를 삽입할 수 있다. 이때, 기판(S) 및 마스크 프레임 조립체는 로봇암 또는 셔틀 등을 통하여 이동할 수 있다.
기판(S) 및 마스크 프레임 조립체가 챔버(130)의 내부로 진입하면, 게이트 밸브(131)를 작동시켜 챔버(130)를 폐쇄한 후 흡입부(140)가 작동하여 챔버(130) 내부의 압력을 거의 진공 상태로 유지시킬 수 있다. 또한, 증착원(110)에서는 증착 물질을 기화 또는 승화시켜 마스크 프레임 조립체를 통하여 증착 물질을 기판(S) 상에 증착할 수 있다. 이때, 증착 물질은 마스크(미도시) 상의 패턴홀(미도시)을 통과하여 기판(S) 상에 일정한 패턴으로 증착될 수 있다.
종래에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치(100)의 차단부(120)의 구성과는 다르게, 하나의 방착판(미도시)이 셔터(미도시)에 나사 결합된 형태의 차단부(미도시)를 사용해왔다.
종래의 이러한 차단부의 구성에 따르면, 증착 공정이 반복적으로 수행됨에 따라 방착판에는 증착 물질이 증착될 수 있다. 이렇게 증착 물질이 방착판 상에 증착된 상태로 증착 공정을 지속할 경우, 방착판에 증착된 증착 물질의 일부가 증착원을 향해 떨어질 수 있다.
즉, 셔터가 이동할 경우나, 방착판의 온도가 급변함에 따라 방착판에 부착된 증착 물질이 수축하거나 팽창할 경우 증착 물질은 방착판로부터 분리될 수 있다. 특히, 나사로 결합된 셔터와 방착판의 연결부위는 셔터나 방착판의 열팽창에 취약하여, 그 벌어진 틈새로 증착 물질이 유입 및 응고될 수도 있다.
이렇게 방착판으로부터 박리된 증착 물질은 증착 공정 시 챔버 내에서 오염원인 파티클로 작용하여 공정 불량을 야기할 수 있다. 특히, 혼성막 증착이나 다층막 공정에서 방착판에 증착된 증착 물질의 일부가 다른 증착물 또는 기타 오염 물질과 함께 증착원 내로 떨어져 증착원에 수용되는 증착 물질을 오염시키거나, 증착원의 노즐을 막을 수도 있다. 만약 방착판에서 떨어진 증착 물질이 증착원의 노즐을 막을 경우, 증착원 내부의 압력이 상승하여 증착원이 폭발할 위험성도 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 셔터로부터 방착판을 분리하여 주기적으로 세정하는 방법을 사용해왔다. 하지만, 셔터와 방착판을 분리하기 위해서는, 일예로 셔터와 방착판을 체결하고 있는 나사와 같은 체결부재를 먼저 분리해야했다.
하지만 이러한 체결부재 상에도 증착 물질이 증착된 상태이므로, 체결부재를 분리해내기 위해서는 먼저 체결부재 상에 증착된 증착 물질을 제거해야했다. 따라서, 종래에는 방착판을 세정하기 위해서는 방착판 상에 증착된 증착 물질을 제거하는 과정과, 나사를 분리하는 과정을 거쳐야 했으므로 작업 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치(100)는, 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 제1 방착판(123)과 제2 방착판(124)이 셔터(122)의 양측에 탈착 가능하도록 설치된 구성을 통하여, 간편하게 제1 방착판(123)과 제2 방착판(124)을 셔터(122)로부터 분리할 수 있으며, 이에 따라 신속하고 용이하게 차단부(120)를 세정할 수 있는 구조를 개시한다.
다음으로, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치(100)의 차단부(120)의 작동예들에 대해 설명하기로 한다.
도 3a는 도 2의 증착원 및 차단부의 측면도이고, 도 3b 및 도 3c는 도 2의 차단부의 동작에 따른 작동예들을 나타내는 측면도이다.
먼저 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 차단부(120)는 증착 물질의 분사 방향(Z축 방향)과 수직되는 방향(Y축 방향)으로 왕복 이동하여 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수 있다. 도면에는 차단부(120)가 Y축 방향으로 이동하는 것으로 나타나 있으나, 이에 한정되지 않으며, 차단부(120)는 증착 물질의 분사 방향(Z축 방향)과 수직되는 X축 방향을 따라 왕복 이동할 수도 있다.
한편, 도 3c를 참조하면, 차단부(120)는 증착 물질의 분사 방향(Z축 방향)과 수직되는 방향(X축 방향)과 평행한 축을 중심으로 회전하여 증착 물질의 분사 경로를 계패할 수도 있다. 즉, 도 3c은 차단부(120)가 X축과 평행한 축을 중심으로 시계 방향으로 회전하여, 증착 물질의 분사 경로를 개방하는 모습을 나타낸다. 도면에 나타나지는 않았으나, 이와 마찬가지로 차단부(120)가 반시계 방향으로 회전하는 경우에는 증착 물질의 분사 경로를 폐쇄할 수 있다.
도 4는 도 2의 증착원 및 차단부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 차단부(220)는 복수개가 구비될 수도 있다. 즉, 차단부(220)는 제1 차단부(220a)와 제2 차단부(220b)를 포함하고, 제1 차단부(220a)는 증착원(210)의 일측 상부(-Y, Z방향)에 배치되고, 제2 차단부(220b)는 타측 상부(+Y, Z방향)에 배치될 수 있다.
다음으로, 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차단부(220)의 작동예들에 대해 설명하기로 한다.
도 5a는 도 4의 증착원 및 차단부의 측면도이고, 도 5b 및 도 5c는 도 4의 차단부의 동작에 따른 작동예들을 나타내는 측면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제1 차단부(220a) 및 제2 차단부(220b)는 증착 물질의 분사 방향(Z축 방향)과 수직되는 방향(Y축 방향)을 따라 왕복 이동하되, 서로 반대되는 방향으로 이동하여 증착 물질의 분사 경로를 개페할 수 있다.
즉, Y축 방향을 따라 제1 차단부(220a)는 우측으로, 제2 차단부(220b)는 좌측으로 이동함으로써 증착 물질의 분사 경로를 개방할 수 있으며, 반대로 제1 차단부(220a)가 좌측으로, 제2 차단부(220b)가 우측으로 이동하는 경우에는 증착 물질의 분사 경로를 폐쇄할 수 있다.
한편, 도 5c를 참조하면, 제1 차단부(220a)와 제2 차단부(220b)는 증착 물질의 분사 방향(Z축 방향)과 수직되는 방향(X축 방향)과 평행한 축을 중심으로 회전하되, 서로 반대되는 방향으로 회전하여 증착 물질의 분사 경로를 개폐할 수도 있다.
즉, 도 5c에 나타난 바와 같이 X축 방향과 평행한 축을 중심으로 제1 차단부(220a)는 시계 방향으로, 제2 차단부(220b)는 반시계 방향으로 회전함으로써 증착 물질의 분사 경로를 개방할 수 있다. 또한, X축 방향과 평행한 축을 중심으로 제1 차단부(220a)가 반시계 방향으로, 제2 차단부(220b)가 시계 방향으로 회전하는 경우에는 증착 물질의 분사 경로를 폐쇄할 수도 있다.
도 6은 도 2에 도시된 박막 증착 장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 평면도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII선을 따라 취한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 표시 장치(20)는 기판(21) 상에서 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 외곽에 위치하는 비표시 영역(미표기)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)에는 발광부(D)가 배치되고, 비표시 영역에는 전원 배선(미도시) 등이 배치될 수 있다. 또한, 비표시 영역에는 패드부(C)가 배치될 수 있다.
표시 장치(20)는 기판(21) 및 발광부(D)를 포함할 수 있다. 또한, 표시 장치(20)는 발광부(D)의 상부에 형성되는 박막 봉지층(E) 을 포함할 수 있다. 이때, 기판(21)은 플라스틱재를 사용할 수 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 기판(21)은 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(21)이 폴리이미드로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판(21) 상에는 발광부(D)가 형성될 수 있다. 이때, 발광부(D)에는 박막 트랜지스터(TFT)가 구비되고, 이들을 덮도록 패시베이션막(27)이 형성되며, 이 패시베이션막(27) 상에 유기 발광 소자(28)가 형성될 수 있다.
이때, 기판(21)은 유리 재질을 사용할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 기판(21)은 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(21)이 유리 재질로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판(21)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(22)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(22) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(23)이 형성된 후, 활성층(23)이 게이트 절연층(24)에 의해 매립된다. 활성층(23)은 소스 영역(23-1)과 드레인 영역(23-2)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(23-2)을 더 포함한다.
이러한 활성층(23)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(23)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(23)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(23)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(23)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(23)은 버퍼층(22) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(23)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(23-1) 및 드레인 영역(23-2)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(24)의 상면에는 활성층(23)과 대응되는 게이트 전극(25)과 이를 매립하는 층간 절연층(26)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(26)과 게이트 절연층(24)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(26) 상에 소스 전극(27-1) 및 드레인 전극(27-2)을 각각 소스 영역(23-1) 및 드레인 영역(23-2)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(27)이 형성되고, 이 패시베이션막(27) 상부에 유기 발광 소자(28, OLED)의 화소 전극(28-1)이 형성된다. 이 화소 전극(28-1)은 패시베이션막(27)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 TFT의 드레인 전극(27-2)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(27)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(27)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(27) 상에 화소 전극(28-1)을 형성한 후에는 이 화소 전극(28-1) 및 패시베이션막(27)을 덮도록 화소 정의막(29)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(28-1)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(28-1) 상에 중간층(28-2) 및 대향 전극(28-3)이 형성된다.
화소 전극(28-1)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(28-3)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(28-1)과 대향 전극(28-3)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(28-1)과 대향 전극(28-3)은 상기 중간층(28-2)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(28-2)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(28-2)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(28-2)은 유기 발광층(organic emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(28-2)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층(미도시)을 더 구비할 수 있다.
이때, 상기와 같은 중간층(28-2)은 상기에서 설명한 증착원(110)과, 차단부(120)를 포함하는 박막 증착 장치(100)를 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소는 복수의 부화소로 이루어지는데, 복수의 부화소는 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소를 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소(미표기)를 구비할 수 있다.
한편, 상기와 같은 박막 봉지층(E)은 복수의 무기층들을 포함하거나, 무기층 및 유기층을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E)의 상기 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함할 수 있다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
박막 봉지층(E)의 상기 무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E) 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조 및 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 포함할 수도 있다.
박막 봉지층(E)은 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 상기 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 상기 제2 유기층, 제3 무기층, 제3 유기층, 제4 무기층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)와 제1 무기층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제1 무기층을 스퍼터링 방식으로 형성할 때 상기 유기 발광 소자(OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제1 유기층은 제2 무기층 보다 면적이 좁게 할 수 있으며, 상기 제2 유기층도 제3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다.
따라서 표시 장치(20)는 정밀한 패턴을 형성하는 중간층(28-2)을 구비하고, 중간층(28-2)이 정확한 위치에 증착되어 형성됨으로써 정밀한 이미지 구현이 가능하다. 또한, 표시 장치(20)는 반복적으로 중간층(28-2)을 증착하더라도 일정한 패턴을 형성함으로써 지속적인 생산에 따라 균일한 품질을 나타낸다.
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.
100: 박막 증착 장치 121: 홀더
110: 증착원 122: 셔터
111: 도가니 123: 제1 방착판
112: 노즐 124: 제2 방착판
120: 차단부

Claims (14)

  1. 기판을 향해 증착 물질을 분사하는 증착원; 및
    상기 기판과 상기 증착원 사이에 배치되며, 상기 기판을 향해 분사되는 상기 증착 물질의 분사 경로를 개폐하는 차단부;를 포함하고,
    상기 차단부는 셔터와, 상기 셔터의 일측에 탈착 가능하도록 설치되되, 상기 증착원과 마주보는 상기 셔터의 하면의 전면을 감싸는 제1 방착판과, 상기 셔터의 타측에 탈착 가능하도록 설치되되, 상기 셔터 및 상기 제1 방착판을 수용하여 상기 제1 방착판을 상기 셔터에 고정하는 제2 방착판을 포함하고,
    상기 제1 방착판은 상기 셔터를 수용하는 클립(clip) 형태인, 박막 증착 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 증착원은 제1 방향을 따라 배열되는 복수개의 노즐을 포함하고,
    상기 차단부는 상기 제1 방향을 따라 연장 형성되되, 상기 기판과 상기 복수개의 노즐 사이에 배치되는, 박막 증착 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 증착 물질의 분사 방향과 수직되는 방향으로 왕복 이동하여 상기 증착 물질의 상기 분사 경로를 개폐하는, 박막 증착 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 증착 물질의 분사 방향과 수직되는 방향과 평행한 축을 중심으로 회전하여 상기 증착 물질의 상기 분사 경로를 개폐하는, 박막 증착 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차단부는 제1 차단부와 제2 차단부를 포함하고,
    상기 제1 차단부는 상기 증착원의 일측 상부에 배치되고, 상기 제2 차단부는 상기 증착원의 타측 상부에 배치되는, 박막 증착 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 차단부 및 상기 제2 차단부는 상기 증착 물질의 분사 방향과 수직되는 방향을 따라 왕복 이동하여 상기 증착 물질의 상기 분사 경로를 개폐하는, 박막 증착 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 차단부 및 상기 제2 차단부는 서로 반대되는 방향으로 이동하여 상기 증착 물질의 상기 분사 경로를 폐쇄하는, 박막 증착 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 차단부와 상기 제2 차단부는 상기 증착 물질의 상기 분사 경로와 수직되는 방향과 평행한 축을 중심으로 회전하여 상기 증착 물질의 상기 분사 경로를 개폐하는, 박막 증착 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 차단부 및 상기 제2 차단부는 서로 반대되는 방향으로 회전하여 상기 증착 물질의 상기 분사 경로를 개폐하는, 박막 증착 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 방착판 및 상기 제2 방착판은 스테인리스(SUS), 탄탈(tantalum) 및 몰리브덴(Molybdenum) 중 하나 이상을 포함하는, 박막 증착 장치.
  11. 삭제
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 방착판은 상기 셔터를 수용하는 ㄷ 형태인, 박막 증착 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 방착판은 상기 셔터 및 상기 제1 방착판을 수용하는 클립(clip) 형태인, 박막 증착 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 방착판은 상기 셔터 및 상기 제1 방착판을 수용하는 ㄷ 형태인, 박막 증착 장치.
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