KR20020095081A - 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소정의 패턴에 대응하는 개구를 가지는 마스크를 제 1전극층이 형성된 기판에 얼라인먼트하고 마스크와 기판을 분리 가능하게 부착하는 얼라인먼트실(alignment chamber)과, 마스크와 부착된 기판에 복수의 유기 재료층을 순차적으로 형성하는 복수의 진공처리실과, 부착된 마스크와 기판을 복수의 진공처리실 중 하나로 반송하여 복수의 진공처리실 사이에 이것을 순차적으로 반송하는 반송로보트를 가지는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치를 제공한다.

Description

유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치 및 방법{Apparatus and method for manufacturing an organic electroluminescence display}
본 발명은 유기 전계발광 표시장치를 위한 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.
유기 전계발광 소자는 유기재료로 이루어진 유기층을 애노드와 캐소드로 이루어진 전극 사이에 끼움으로서 구조된다. 전압이 이들 전극 사이에 인가되면, 전자와 정공은 캐소드와 애노드로부터 유기 전계발광 소자의 유기층에 주입되고, 이들 전자와 정공이 재결합되어 발광되는 것이 공지되어 있다.
이와 같은 유기 전계발광 소자에 있어서, 10V이하의 구동전압으로 예를 들면 수백∼수만 cd/㎡의 휘도가 얻어진다. 또한, 유기 전계발광 소자는 발광재료 즉 형광물질을 적절하게 선택함으로써 적당한 색채를 가지는 빛을 발광할 수 있다. 이러한 이유로, 유기 전계발광 소자를 이용하는 표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube) 표시장치 대신에 멀티-칼라(multi-colored) 또는 풀-칼라(full-colored) 표시장치와 같이 유망한 것으로 여겨지고 있다.
상기 기술된 유기층으로서, 정공주입층, 정공반송층, 발광층 및 전하주입층 등과 같이 3∼5개가 적층된 유기 재료층으로 구성된 유기층이 공지되어 있다. 각각의 유기 재료층은 처리실에서 유기재료를 증착함으로써 형성된다.
각각의 유기 재료층은 동일한 처리실내에서 증착될 수 있다. 구체적으로, 처리실 내에 설치되고 표시장치의 화소에 대응하는 개구를 가지는 마스크를 처리실내에 장착된 기판에 얼라인먼트하고, 유기 재료층에 대응하는 처리실에 설치된 복수의 가열용기에 다른 증착재료를 삽입하고, 이것들을 가열해서 재료를 증발시키는 것으로 이루어진다.
그러나, 상기 기술된 바와 같이 동일한 처리실에서 복수의 유기 재료층으로 이루어진 유기층을 형성하면, 유기층을 형성하는 공정의 순환시간이 상당히 길게 되고 유기 전계발광 소자를 이용하는 표시장치의 대량 생산이 어렵다는 단점이 있다.
즉, 동일한 처리실에서 복수의 유기 재료층으로 이루어지는 유기층을 형성할 때, 각각의 증착재료를 증착마다 가열할 필요가 있고, 원하는 온도까지 도달할 때까지 상당히 긴 시간이 필요하며, 증착원의 증발속도가 안정화될 때까지 상당히 긴 시간이 필요하게 된다. 이러한 이유로, 각 유기 재료층에 대한 증착을 개시하기 전의 대기시간은 길게 된다. 결과적으로, 유기층을 형성하는데 상당히 긴 시간이 걸린다.
한편, 항상 소정의 온도로 증착재료를 가열하고 증발속도를 안정화함으로써, 각 유기 재료층에 대해서 증착을 개시하기 전의 대기시간을 단축할 수 있다. 그러나, 하나의 증착원에 대응하는 유기 재료층을 증착하는 도중에는, 증착재료가 다른 증착원에서도 증발되므로, 재료손실을 피할 수 없게 된다. 유기 전계발광 소자에 이용되는 유기재료는 상당히 고가이므로, 유기층의 생산비용은 커지게 되고, 결과적으로 유기 전계발광 소자를 이용하는 표시장치의 대량생산은 어렵게 된다.
동일한 처리실내에서 유기층을 형성함으로써 발생되는 단점을 해소하기 위한 기술이 예를 들어 일본 미심사 특허공보 No.8-111285에 공개되고 있다.
상기 공보는 진공실 주위에 다른 유기 재료층의 증착을 위한 처리실을 설치하고 진공실을 통해서 처리실 사이에 기판을 반송하는 기술을 공개하고 있다.
유기 재료층의 증착을 다른 처리실로 분산화함으로써, 증착원을 가열하고 증착속도를 안정화하기 위한 대기시간을 상당히 단축할 수 있게 된다.
그러나, 유기 재료층의 증착을 다른 처리실로 분산화하면, 각각의 처리실마다 기판과 마스크 사이의 얼라인먼트 작업이 필요하게 된다. 이러한 이유로, 유기층을 형성하기 위한 공정의 순환시간을 충분히 단축할 수 없다. 또한, 얼라인먼트 작업 중에, 증착재료가 낭비되게 된다.
본 발명의 목적은 유기 전계발광 표시장치의 유기층을 형성하기 위한 공정의 순환시간을 단축할 수 있고 유기층을 형성하기 위해 사용된 유기재료의 불필요한 소비를 줄일 수 있는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유기 전계발광 표시장치의 유기층을 형성하기 위한 공정의 순환시간을 단축할 수 있고 유기층을 형성하기 위해 사용된 유기재료의 불필요한 소비를 줄일 수 있는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1관점에 따르면, 기판과, 소정의 패턴으로 상기 기판에 형성된 제 1전극층과, 소정의 패턴으로 상기 제 1전극층에 적층된 복수의 유기 재료층으로 이루어진 유기층과, 상기 유기층에 형성된 제 2전극층을 갖는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 소정의 패턴에 대응하는 개구를 가지는 마스크를 상기 제 1전극층이 형성된 기판에 얼라인먼트하고, 상기 마스크와 상기 기판을 분리 가능하게 부착하고, 복수의 진공처리실에서 상기 마스크에 부착된 상기 기판에 복수의 상기 유기 재료층을 순차 실행하고, 상기 진공처리실 사이를 상기 마스크와 상기 기판을 부착한 상태로 반송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2관점에 따르면, 기판과, 소정의 패턴으로 상기 기판에 형성된 제 1전극층과, 소정의 패턴으로 상기 제 1전극층에 축적된 복수의 유기 재료층으로 이루어진 유기층과 상기 유기층에 형성된 제 2전극층을 갖는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치에 있어서, 상기 소정의 패턴에 대응하는 개구를 가지는 마스크를 상기 제 1전극층이 형성된 기판에 얼라인먼트하고, 상기 마스크와 상기 기판을 분리 가능하게 부착하는 언라인먼트 기구와, 상기 마스크와 부착된 상기 기판에 상기 복수의 유기 재료층을 순차적으로 형성하기 위한 복수의 진공처리실과, 상기 부착된 마스크와 기판을 상기 복수의 진공처리실 중 하나로 반송하고 복수의 진공처리실 중에 순차적으로 반송하는 반송수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 있어서, 마스크와 기판이 얼라인먼트되어 부착되면, 양자는 부착상태로 복수의 진공처리실 중 하나에 장착된다. 이들 마스크와 기판이 장착된 진공처리장치는 유기층을 구성하는 복수의 유기 재료층의 적어도 1층을 형성할 수 있는 상태로 된다. 장착이 완료된 후에 유기 재료층이 형성된다.
유기 재료층 중 적어도 하나를 형성한 후, 부착된 마스크와 기판은 진공처리실에서 언장착 되어 다른 진공처리실로 장착됨으로써 다른 유기 재료층이 적층될 수 있다. 동일한 유기 재료층을 형성하는 공정과 동일한 마스크와 기판의 반송은 유기층이 형성될 때까지 반복된다.
이와 같이, 본 발명에 있어서, 유기층을 구성하는 복수의 유기층의 형성은 복수의 진공처리장치로 분할되며 복수의 진공처리장치 사이의 기판의 반송은 마스크와 기판이 부착된 상태로 실행된다.
이러한 이유로, 마스크와 기판 사이의 얼라인먼트는 불필요하게 되며 얼라인먼트를 위한 시간은 줄어들게 된다.
본 발명의 다른 목적 및 특징은 첨부된 도면을 참조해서 이루어진 이후 바람직한 실시예로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 유기 전계발광 표시장치의 표시영역의 일반적인 구성의 주요 부분을 나타내는 본 발명이 적용된 유기 전계발광 표시장치의 일예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 유기 전계발광 표시장치의 표시영역의 일반적인 구성의 주요 부분을 나타내는 본 발명이 적용된 유기 전계발광 표시장치의 일예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 유기층의 구조의 일예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 유기층을 형성하기 전의 기판의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 마스크 및 기판에 마스크를 부착하는 부착도구의 구조의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 얼라인먼트실의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 증착처리실의 구성의 일예를 나타내는 단면도이다.
도 9는 얼라인먼트실의 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 10은 도 9에 계속해서 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 11은 도 10에 계속해서 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 12는 도 11에 계속해서 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 13은 도 12에 계속해서 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 14는 기판에 유기층을 형성하는 위치에 마스크를 얼라인먼트하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 13에 계속해서 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 16은 도 15에 계속해서 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 17은 부착된 기판과 증착처리실에 장착된 마스크의 상태를 나타내는 설명도이다.
도 18은 증착처리실에 있어서의 증착 상태를 나타내는 설명도이다.
도 19는 얼라인먼트실에 있어서의 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 나타내는 설명도이다.
도 20은 도 19에 계속해서 얼라인먼트 기구의 동작처리의 일예를 설명하는 도면이다.
도 21은 기판에 유기층을 형성하는 위치에 마스크를 얼라인먼트하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 22는 기판에 유기층을 형성하는 위치에 마스크를 얼라인먼트하는 상태를 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
1. 기판 40. 유기 전계발광 표시장치
45. 반송로보트 50. 장착부
51. 기판장착실 52. 전처리실
54. 얼라인먼트실 55. 반송작업실
56. 반송실 57. 도구장착실
60. 청색 유기층 형성부 61. 반송작업실
62, 63, 64. 증착처리실 70. 적색 유기층 형성부
이하, 바람직한 실시예를 첨부하는 도면을 참조해서 기술한다.
도 1 및 도 2는 본 발명이 적용된 유기 전계발광 표시장치의 일예를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 1은 유기 전계발광 표시장치의 표시영역의 주요 부분을 나타내는 단면도이며, 도 2는 유기 전계발광 표시장치의 표시영역의 일반적인 구성의 주요 부분을 나타내는 평면도이다. 도 1은 도 2의 A-A'선 방향을 따르는 단면도이다. 또한, 도 1 및 도 2에 나타낸 유기 전계발광 표시장치는 소위 액티브 매트리스형(active matrix type) 칼라 표시장치이다.
도 1의 표시장치는 기판(1), 복수의 박막 트랜지스터(2), 층간 절연층(7)을 통해서 트랜지스터(2)에 형성된 애노드 전극(10)과, 애노드 전극(10)에 형성되고 각각 녹색(G), 적색(R) 및 청색(B)을 발광하는 유기층(11G, 11R 및 11B)과, 유기층(11G, 113R 및 11B)에 형성된 캐소드 전극(12)과, 캐소드 전극(12)에 형성된 투명 도전막(16)과, 자외선 경화수지층(17)을 통해서 투명 도전막(16)에 고착된 기판(18)을 포함한다. 스스로 발광색을 발광하는 각각의 유기 전계발광 소자는 애노드 전극(10)과, 유기층(11G, 11R 또는 11B) 및 캐소드 전극(12)으로 구성된다.화소(PL)는 이들 유기 전계발광 소자 및 박막 트랜지스터(2)에 의해 구성된다. 유기층(11G, 11R 또는 11B)에서 발광된 빛은 캐소드 전극(12)측을 통과하고 기판(18)을 통해서 출력된다.
또한, 제 2에 나타낸 바와 같이, 화소(PL)는 맥트리스형으로 배열되는 반면에, 유기층(11G, 11R 및 11B)은 규칙적인 순서로 배열된다.
기판(1)은 절연성 재료로 형성된다. 예를 들면, 유리기판과 같은 경질부재 또는 폴라이미드 필름 또는 다른 플라스틱 재질과 같은 가소성 부재가 사용된다. 상기 유기 전계발광 소자에 의해 발광된 빛의 투과방향은 캐소드 전극(12)측으로 향하므로, 기판(1)이 투명재질일 필요는 없다.
박막트랜지스터(2)에 있어서, 기판(1)에 소정의 패턴으로 게이트 전극(3)이 형성되고, 게이트 절연층(5)을 통해서 폴리실리콘층(20)이 게이트 전극(3)에 형성된다. 또한, 이 폴리실리콘층(20)을 피복하도록 층간 절연막(4)이 형성된다.
또한, 소스영역(21)과 드레인영역(22)이 게이트 전극(3)측의 게이트 절연막(5)에 형성된다. 소스영역(21)과 드레인영역(22)은 층간 절연막(4)에 형성된 서술하지 않은 접속구멍을 통해서 배선(6)과 전기적으로 상호 접속된다.
층간 절연막(7)은 이들 배선(6)을 피복하도록 형성된다.
애노드 전극(10)은 화소(PL)에 대응하는 내부 절연막(7)에 형성된다.
애노드 전극(10)은 내부 절연막(7)의 배선(6) 위에 형성된 접속 구멍(8)을 통해서 배선(6)과 전기적으로 접속된다. 재료로서, 크롬(Cr), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 백금(Pt) 또는 금(Au)등과같이 반사율이 높고, 작업 함수가 큰 도전성 재료가 사용된다.
유기층(11G, 11R 및 11R)은 애노드 전극에 형성되며, 애노드 전극(10)의 주위를 피복하고 유기층(11G, 11R 및 11B)을 둘러싸도록 절연막(13)이 형성된다. 절연막(13)은 예를 들면 산화 실리콘으로 형성된다.
리브(rib)(14)는 이 절연막(13)에 형성된다. 도 2에 나타낸 바와 같이 리브(14)는 매트릭스형으로 각 화소(PL)사이에 배치되고 측벽을 가늘어지게 한다. 리브(14)는 유기층(11G, 11R 및 11B)을 층착에 의해 애노드 전극(10)에 형성하는데 사용된 마스크의 스페이서(spacer)로서 기능한다. 즉, 이것은 마스크와 애노드 전극(10) 사이의 거리를 규정하는 기능을 한다.
또한, 각각의 리브(14)는 절연막(13)에서 돌출하는 절연재료층(14a)과 이 절연재료층(14a)의 상부에 형성된 도전성 재료층(14b)으로 구성된다.
절연재료층(14a)은 폴리아미드 등의 유기절연재료 또는 산화실리콘과 같은 유기절연재료로 구성된다.
도전성 재료층(14b)은 캐소드 전극(12)에 접속된 보조전극을 형성하며 알루미늄(Al) 또는 크롬(Cr)과 같이 비교적 낮은 저항의 도전성 재료로 형성된다.
도 3은 유기층(11G)의 구조의 일예를 나타내는 단면도이다. 이것은 유기층(11R 및 11B)에도 적용된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 유기층(11G)은 예를 들면 애노드 전극(10)에 형성된 정공 주입층(11a)과 이 정공 주입층(11a)에 적층된 정공 반송층(11b) 및 전자 반송층으로서 사용하는 정공 반송층(11b)에 적층된 발광층(11c)으로 구성된다.발광층(11c)은 캐소드 전극(12)으로 피복된다.
정공 주입층(11a)과 정공 반송층(11b) 및 발광층(11c)은 발광색에 대응하는 유기재료를 증착함으로써 소정의 두께로 형성된다.
정공 주입층(11a)의 유기재료서는, 예를 들면, m-MTDATA[4-4'-4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine]이 사용될 수 있다. 정공 주입층(11a)의 두께는 예를 들면 약 30㎚이다.
정공 반송층(11b)의 유기재료로서는, 예를 들면, α-NPD[4, 4-bis(N-1-naphthyl-N-phenylamino)biphenyl] 등이 사용될 수 있다. 정공 반송층(11b)의 유기재료의 두께는 예를 들면 약 20㎚이다.
발광층(11c)의 유기재료로서는, Alq3[tris(8-quinolinolato)알루미늄(Ⅲ)] 등이 사용될 수 있다. 발광층(11c)의 두께는 예를 들면 약 50㎚이다.
캐소드 전극(12)은 화소(PL)에 공통으로 형성되고, 리브(14)의 표면을 피복하고, 리브(14)의 상부를 구성하는 도전성 재료층(14b)과 접속된다. 또한, 캐소드 전극(12)은 유기층(11G, 11R 및 11B) 및 전열막(13)에 의해 애노드 전극(10)으로부터 절연된다.
이 캐소드 전극(12)은 마그네슘(Mg)-은(Ag) 합금과 같이 작업함수가 작고 투과성이 높은 금속 박막이 2유체(binary vapors)로부터의 증착에 의해 소정의 두께로 형성된다. 캐소드 전극(12)의 두께는 예를 들면 약 10㎚이다.
투명도전막(16)은 캐소드 전극(12)을 피복하도록 형성된다. 이 투명도전막(16)은 예를 들면 스퍼터링에 의해 소정의 두께로 형성된다. 이것을 형성하는 재료로서는, 인듐(In)- 아연(Zn)-산소(O)계 재료 등과 같이 상온에서 성형에 의해 양호한 도전성을 나타내는 재료가 사용될 수 있다. 투명도전막(16)의 두께는 예를 들면 약 200㎚이다.
기판(18)은 투명한 재료로 형성된다. 이것은 유기층(11G, 11R 및 11B)의 발광층(11c)에서 발산되고 투명층(16)을 통해서 기판에 입사하는 빛을 통과하게 한다. 예를 들면, 유리기판과 같은 경화부재 또는 폴리아미드 필름 또는 플라스틱 기판과 같은 가소성 부재가 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
유기 전계발광 표시장치(40)를 제조하는 장치는 상기 유기층(11G, 11R 및 11B), 캐소드 전극(12) 및 투명 도전막(16)을 형성한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 유기 전계발광 표시장치(40)는 장착부(50), 녹색 유기층 형성부(60), 적색 유기층 형성부(70), 청색 유기층 형성부(80) 및 전극 형성부(90)로 구성된다.
장착부(50)는 기판장착실(51), 전처리실(52), 마스크 장착실(53), 얼라인먼트실(alignment chamber)(54), 반송작업실(55), 반송실(56) 및 도구장착실(57)을 갖는다.
기판장착실(51), 전처리실(52), 마스크 장착실(53), 얼라인먼트실(54), 반송작업실(5), 반송실(56)은 내부를 배기하여 실제적으로는 진공 분위기로 할 수 있는 진공실로 구성된다. 또한, 기판장착실(51), 전처리실(52), 마스크 장착실(53),얼라인먼트실(54), 도구장착실(57) 및 반송실(56)은 게이트(Gt)를 통해서 투명작업실(55)의 주위에 연결된다. 게이트(Gt)는 도시하지 않은 게이트 밸브에 의해 개폐된다. 또한, 이들 게이트 밸브는 반송로보트(45)의 동작에 따라서 개폐되도록 제어된다.
기판장착실(51)은, 유기층(11G, 11R 및 11B), 캐소드 전극(12) 및 투명도전막(16)이 형성되어야 할 기판(1)에 장착될 수 있다.
기판장착실(51)은 소위 장착 락 챔버(load lock chamber)이다.
도 5는 기판장착실(51)에 장착되는 기판(1)의 구성의 주요부분을 나타내는 단면도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 스페서(spacer)로서 기능하고 있는 리브(14)가 기판(1) 위로 돌출한다. 또한, 리브(14)로 둘러싸인 애노드 전극(10)의 표면이 노출된다.
전처리실(52)은 도 5에 나타낸 상태로 기판(1)의 애노드 전극(10) 및 리브(14)의 표면을 처리한다. 예를 들면, 기판(1)의 표면은 산소 플라즈마로 처리된다.
마스크장착실(53)은 기판(1)에 얼라인먼트 되고 부착된(일체화된) 마스크에 장착된다. 마스크장착실(53)은 소위 장착 락 챔버이다.
도 6은 마스크 및 기판(1)에 마스크를 부착하기 위한 부착도구의 구조의 일예를 나타내는 사시도이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 마스크(200)는 직사각형의 외형을 갖는 판형 부재로 형성된다. 마스크(200)는 철 또는 니켈 등과 같은 자성체로 형성된다.
마스크(200)는 기판(1)의 치수보다는 큰 치수를 가지며 외부 프레임부(202)로 둘러싼 마스크부(201)에 있어서 유기층(11R, 11G 및 11B)의 패턴에 대응하는 복수의 개구로 형성된다. 마스크(200)는 유기층(11R, 11G 및 11B)의 형성을 위해 공통으로 사용될 수 있다.
즉, 유기층(11R, 11G 및 11B)은 기판(1)에 규칙으로 배치되므로, 마스크(200)와 기판(1) 사이의 얼라인먼트를 조정하여 기판(1)의 유기층(11R, 11G 및 11B)의 형성 위치에 마스크(200)의 개구를 위치하게 할 수 있다.
부착도구(100)는 기판(1)의 외형과 거의 동일한 치수를 가지는 자석 플레이트(101)와 이 자석 플레이트(101)의 끝에 연결된 손잡이부(102)를 포함한다.
손잡이부(102)의 일부분은 그 끝에서 돌출하도록 자석 플레이트(101)의 측면으로 연장한다. 이들 손잡이부(102)는 이후 기술되는 반송로보트(45)의 암(arm)에 의해 유지될 수 있다.
자석 플레이트(101)는 자력에 의해 마스크(200)를 흡착할 수 있다.
도 6에 있어서, 기판(1)의 비성막면(1a)측에 대향하는 자석 플레이트(101)의 표면은 기판(1)의 비성막면(1a)과 충분히 접촉하는 접촉면(101a)을 형성한다.
기판(1)과 마스크(200)는 기판(1)의 성막면(1b)을 마스크(200)에 대향시키고 양자를 얼라인먼트한 상태로 자석 플레이트(101)의 접촉면(101a)을 기판(1)의 비성막면(1a)과 접촉함으로써 부착(일체화)될 수 있다.
자석 플레이트(101)의 접촉면(101a)이 기판(1)의 비성막면(1a)과 접촉할 때,자성체로 형성된 마스크(200)는 기판(1)을 통해서 자석 플레이트(101)에 흡착된다.
또한, 마스크(200)의 마스크부(201)는 마스크부(201)의 슬랙(slack)없이 자력에 의해 성막면(1b)에 흡착된다.
도구장착실(57)은 상기 부착도구(100)에 장착된다. 도구장착실(57)은 장착 락 챔버이다.
반송 작업실(55)은 내부에 반송로보트(45)를 갖추고 있다. 이 반송로보트(45)는 수평방향으로 선회가능하게 연결된 복수의 암(45a,45b 및 45c)을 갖춘다. 또한, 암(45a)의 선단은 상기 기판(1), 마스크(200) 및 부착도구(100)를 유지할 수 있는 유지부(45d)를 갖추고 있다. 또한, 반송로보트(45)는 수직방향으로 복수의 암(45a, 45b 및 45c)을 승강할 수 있는 기구를 포함한다.
이 반송 로보트(45)가 제어됨으로써 기판(1), 마스크(200) 및 부착기구(100)를 반송한다.
얼라인먼트실(54)은 상기 기판(1)과 마스크(200) 사이의 얼라인먼트와 부착도구(100)를 이용하는 기판(1)과 마스크(200) 사이의 부착을 위한 얼라인먼트 기구를 갖춘다.
도 7은 얼라인먼트실(54)의 구조를 나타내는 도면이다. 이후 기술되는 얼라인먼트실(71 및 81) 및 기판/마스크 분리실(93)은 도 7에 나타낸 얼라인먼트 기구와 동일한 얼라인먼트 기구를 또한 포함한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 얼라인먼트실(54)은 구분벽(300) 내의 상부에 설치된 도구홀더(310)와, 이 도구홀더(314)의 양측에 설치된 마스크홀더(320)를 갖춘다.
도구홀더(310)는 하단부에 유지부(310a)를 갖춘다. 부착도구(100)의 손잡이부(102)는 이들 유지부(310a)에 의해 유지된다. 이 도구홀더(310)는 연결로드(connection rod)(311)를 통해서 구분벽(300)의 외부 위에 설치된 승강기구(330)와 연결된다.
이 승강기구(330)는 수직방향(Z-방향)으로 도구홀더(310)를 승강시킨다. 승강기구(330)는 예를 들면 서보모터, 전달기구 등으로 구성된다.
기판홀더(314)는 회전축(317)에 연결된 연결부(315)와, 이 연결부(315)의 양단부에 세워지는 복수의 지지부(316)를 갖추며, 지지부(316)의 선단에 의해 기판(1)의 성막면 주변을 지지할 수 있다. 지지부(316)는 도 6에 나타낸 마스크(200)의 마스크부(201)의 4개의 모서리에 형성된 구멍에 삽입될 수 있다.
기판홀더(314)에 연결된 회전축(317)은 구분벽(300)의 하부 외측에 설치된 이동/회전기구(340)에 연결된다.
이 이동/회전기구(340)는 기판홀더(314)를 회전축(317)을 중심으로 하는 회전방향(θ)으로 회전 가능하게 유지하고 Z-방향 및 Z-방향에 직각으로 삽입하는 X방향 및 Y방향으로 기판홀더(14)를 이동 가능하게 유지한다.
이동/회전기구(340)는 예를 들면 서보모터, 전달기구 등으로 구성된다.
마스크홀더(320)는 상기 마스크(200)의 하부면의 양단부를 지지할 수 있다. 각각의 마스크홀더(320)는 연결로드(321)를 통해서 승강기구(350)에 연결된다. 승강기구(350)는 마스크홀더(320)를 Z-방향으로 이동가능하게 유지한다. 승강기구(350)는 도 7에서는 분리해서 나타내었지만, 실제로는 하나의 기구이며 마스크홀더(320)를 동시에 승강시킨다.
반송실(56)은 얼라인먼트실(54)에 있어서 부착도구(100)에 의해 부착된 기판(1)과 마스크(200)를 녹색 유기층 형성부(60)에 장착하기 위한 장착 통로를 포함한다.
녹색 유기층 형성부(60)는 녹색 유기층(11G)을 형성한다. 이 녹색 유기층 형성부(60)는 반송작업실(61)과 복수의 증착처리실(62, 63 및 64)을 포함한다. 또한, 증착처리실(62, 63 및 64)은 게이트(Gt)를 통해서 반송작업실(61)의 주위에 연결된다.
상기 구성된 반송로보트(45)는 반송작업실(61)에 설치된다. 이 반송로보트(45)는 각 증착처리실(62, 63 및 64) 사이 및 적색 유기층 형성부(70)에 기판(1)과 마스크(200)를 반송한다.
증착처리실(62)은 유기층(11G)의 정공주입층(11b)을 형성한다.
증착처리실(62)은 유기층(11G)의 발광층(11c)을 형성한다.
도 8은 증착처리실(62, 63 및 64)의 구성의 일예를 나타내는 단면도이다.
이후 기술되는 적색 유기층 형성부(70)에 있어서의 증착처리실(73, 74 및 75) 및 이후 기술되는 청색 유기층 형성부(80)에 있어서의 증착처리실(83, 84 및 85)은 도 8에 나타낸 구성과 기본적으로 동일한 구성을 갖는다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 도구홀더(401)는 구분벽(400) 내부의 위쪽에 설치되며 기판(1)을 마스크(200)에 부착하는 부착도구(100)를 유지할 수 있다.
도구홀더(401)는 부착도구(100)의 손잡이부(102)를 그 하단부에 유지하는 유지부(401a)를 갖춘다.
또한, 도구홀더(401)는 회전축(402)과 연결된다. 회전축(402)은 구분벽(400)의 외측 상부에 설치된 회전기구(430)에 연결된다.
회전기구(430)는 증착시에 소정의 속도로 회전축(402)을 회전한다. 회전기구(430)는 예를 들면 서보모터, 전달기구 등으로 구성된다.
회전축(402)은 회전기구(430)에 의해 회전되며, 기판(1) 및 마스크(200)도 회전축(402) 주위를 회전한다.
구분벽(400) 아래에는 상기 기술된 유기재료로 구성된 증착재료(Vs)를 유지하는 가열용기(420)가 설치된다.
이 가열용기(420)는 상단에 개구부(420a)를 갖춘다. 개구부(420a)를 개폐하는 셔터(440)는 이 개구부(420a) 위에 설치된다. 셔터(440)는 도시하지 않은 이동기구에 의해 개폐방향(C1 및 C2)으로 구동된다.
이 셔터(440)는 증착을 실행하지 않을 때 개구부(420a)를 폐쇄함으로써 유기재료의 불필요한 소비를 방지할 수 있도록 설치된다.
가열용기(420)내에는 유도코일(421)이 내장된다. 이 유도코일(421)은 교류전원(422)과 연결된다.
교류전원(422)으로부터 교류전류을 유도코일(421)에 공급함으로써, 가열용기(420) 자체는 유도코일(421)로부터 발생된 전자계에 의해 가열된다. 이것에 의해, 가열용기(420)에 수용된 증착재료(Vs)가 증발된다.
교류전원(422)은 공급전류를 조정함으로써 가열용기(420)의 온도를 제어할 수 있다.
적색 유기층 형성부(70)는 유기층(11R)을 형성한다. 이 적색 유기층 형성부(70)는 얼라인먼트실(71), 반송작업실(72) 및 복수의 증착처리실(73, 74 및 75)을 포함한다. 반송작업실(72) 및 증착처리실(73, 74 및 75)은 내부를 배기하고 실질적으로는 진공 분위기로 할 수 있는 진공실로 구성된다. 또한, 증착처리실(73, 74 및 75)은 게이트(Gt)를 통해서 반송작업실(72)의 주위에 연결된다.
얼라인먼트실(71)은 장착부(50)의 얼라인먼트실(54)과 동일한 언라인먼트 기구를 갖는다. 이 얼라인먼트실(71)은 얼라인먼트실(54)에 있어서 부착된 기판(1)과 마스크(200)를 분리하며, 기판(1)과 마스크(200)를 재조정하고, 부착도구(100)에 의해 기판(1)과 마스크(200)를 재부착 한다.
반송작업실(72)에는 상기 구성된 반송로보트(45)가 설치된다. 이 반송로보트(45)는 증착처리실(73, 74 및 75) 사이에 그리고 청색 유기층 형성부(80)로 기판(1)과 마스크(200)를 반송한다.
증착처리실(73)은 유기층(11R)의 정공주입층(11a)을 형성한다.
증착처리실(74)은 유기층(11R)의 정공반송층(11b)을 형성한다.
증착처리실(75)은 유기층(11R)의 발광층(11c)을 형성한다.
청색 유기층 형성부(80)는 유기층(11B)을 형성한다. 이 청색 유기층 형성부(80)는 얼라인먼트실(81), 반송작업실(82) 및 복수의 증착처리실(83, 84, 및 85)을 포함한다.
얼라인먼트실(81)은 적색 유기층 형성부(70)의 얼라인먼트실(71)과 동일한 언라인먼트 기구를 포함한다.
이 얼라인먼트실(81)은 얼라인먼트실(71)에 부착된 기판(1)과 마스크(200)를 분리하고, 기판(1)과 마스크(200)를 재조정하고 부착도구(100)에 의해 기판(1)과 마스크(20)를 재부착한다.
상기 구성된 반송로보트(45)는 반송작업실(82)에 설치된다. 이 반송로보트(45)는 증착처리실(83, 84 및 85) 사이에 그리고 전극 형성부(90)로 기판(1)과 마스크(200)를 반송할 수 있다.
증착처리실(83)은 유기층(11B)의 정공주입층(11a)을 형성한다.
증착처리실(84)은 유기층(11B)의 정공반송층(11b)을 형성한다.
증착처리실(85)은 유기층(11B)의 발광층(11c)을 형성한다.
전극 형성부(90)는 장착실(91), 반송작업실(92), 기판/마스크 분리실(93), 전극형성실(94), 스퍼터링실(95), 기판탈착실(96) 및 도구/마스크 탈착실(97)을 포함한다. 장착실(91), 반송작업실(92), 기판/마스크 분리실(93), 전극형성실(94), 스퍼터링실(95), 기판탈착실(96) 및 도구/마스크 탈착실(97)은 내부를 배기하여 실질적으로 진공 분위기로 할 수 있는 진공실로 구성된다.
또한, 장착실(91), 반송작업실(92), 기판/마스크분리실(93), 전극형성실(94), 스퍼터링실(95), 기판탈착실(96) 및 도구/마스크 탈착실(97)은 게이트(Gt)를 통해서 반송작업실(92)의 주위에 연결된다.
장착실(91)은 청색 유기층 형성부(80)에 있어서 유기층(11B)을 형성한 후 기판(1)과 마스크(200)를 반송작업실(92)에 장착할 수 있는 장착 통로를 포함한다.
기판/마스크 분리실(93)은 상기 얼라인먼트실(54, 71 및 81)과 동일한 얼라인먼트 기구를 포함한다. 이 기판/마스크 분리실(93)은 언라인먼트 기구에 의해 부착도구(100)에 의해 부착된 기판(1)과 마스크(200)를 분리한다.
전극 형성실(94)은 마스크(200)로부터 분리된 후 기판(1)에 상기 캐소드 전극(12)을 형성하기 위한 증착장치가 설치된다. 이 증착장치는 공지된 증착장치이므로, 증착장치에 대한 상세한 설명은 생략한다.
스퍼터링실(95)은 캐소드전극(12)이 형성된 후에 기판(1)에 스퍼터링에 의해 상기 투명도전막(16)을 형성한다. 스퍼터링실(95)에는 예를 들면 직류 스퍼터링장치가 설치된다. 직류 스퍼터링장치는 공지되어 있으므로, 직류 스퍼터링장치에 대한 상세한 설명은 생략한다.
기판 탈착실(96)은 투명도전막(16)이 형성된 후 기판(1)을 전극 형성부(90)에서 탈착하기 위한 진공실이다.
도구/마스크 탈착실(97)은 기판(1)에서 분리된 후에 마스크(200)와 부착도구(100)를 전극형성부(90)에서 탈착하기 위한 진공실이다.
투명작업실(92)은 상기 구성된 반송로보트(45)로 구성된다. 이 반송로보트(45)는 기판(1), 마스크(200) 및 부착도구(100)를 반송한다.
상기 제조장치(40)를 이용하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법을 설명한다.
우선, 도 5에 나타낸 상태에 있어서 필요한 기판(1)의 수가 미리 기판장착실(57)에 장착된다. 또한, 필요한 마스크의 수가 미리 마스크 장착실(53)에 장착된다. 또한, 필요한 부착도구의 수가 기구 장착실(57)에 장착된다.
반면, 각각의 녹색 유기층 형성부(60), 적색 유기층 형성부(70) 및 청색 유기층 형성부(80)의 가열용기(420)가 미리 가열되어 증착재료(Vs)의 온도는 일정한 증착속도로 증발되도록 제어된다. 가열용기(420)는 미리 셔터(440)에 의해 폐쇄된다. 또한, 각각의 녹색 유기층 형성부(60), 적색 유기층 형성부(70) 및 청색 유기층 형성부(80)에 있어서의 증발속도는 가장 두꺼운 층을 형성하는 증발실에서 막을 형성하는 시간에 따라서 제어되는 것이 바람직하다. 즉, 유기층 형성공정에 있어서의 순환시간은 가장 두꺼운 층을 형성하기 위한 시간에 의존한다.
다음으로, 기판장착실(57)의 게이트 밸브를 개방하고 기판장착실(57)내의 기판(1)을 반송로보트(45)에 의해 전처리실(52)에 장착한다.
전처리실(52)은 산소 플라즈마를 이용해서 예를 들면 400sccm, 고주파 전력 50W 및 처리시간 120초의 조건하에서 기판(1)을 처리한다.
반면에, 이 산소 플라즈마를 완료하기 전에, 도 9에 나타낸 바와 같이, 도구장착실(57)의 부착도구는 반송로보트(45)의 홀더(45d)에 의해 유지되고 얼라인먼트실(54)에 장착된다.
도 9에 있어서, 게이트(Gt)를 통해서 얼라인먼트실(54)에 장착된 부착도구(100)의 손잡이부(102)는 도구홀더(310)의 홀더위치(310a)에 의해 유지될수 있도록 위치된다.
또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 도구홀더(310)는 승강기구(330)에 의해 소정의 위치까지 상승된다. 도구홀더(310)의 상승에 의해, 부착도구(100)는 반송로보트(45)의 홀더(45d)로부터 분리되어 부착도구(100)가 도구홀더(310)에 의해 유지된다.
또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 부착도구(100)를 얼라인먼트실(54)로 반송한 후에, 반송로보트(45)는 마스크 장착실(53)의 마스크(200)를 얼라인먼트실(54)에 장착한다.
마스크(200)의 장착위치는 부착도구와 마스크 홀더(320) 사이에 있다.
이 상태에서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 마스크 홀더(320)는 승강기구(350)에 의해 소정의 위치까지 상승된다. 마스크 홀더(320)의 상승에 의해 마스크(200)는 반송로보트(45)의 홀더에서 분리되고 마스크 홀더(320)에 의해 유지된다.
다음에, 부착도구(100)가 도구홀더(310)에 의해 유지되고 마스크(200)가 마스크 홀더(320)에 의해 유지된 상태에서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 전처리실(52)에 있어서 표면 처리가 종료되는 기판(1)은 반송로보트(45)에 의해 얼라인먼트실(54)에 장착된다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 기판(1)을 얼라인먼트실(54)에 장착하기 전에, 마스크 홀더(320)는 소정의 위치까지 낮아지고 부착도구(100)와 마스크(200) 사이에 기판(1)이 간섭하지 않는 공간이 형성된다.
다음에, 도 13에 나타낸 바와 같이, 기판홀더(314)는 이동/회전기구(340)에 의해 소정의 위치까지 상승된다. 기판홀더(314)의 상승에 의해 기판(1)은 반송로보트(45)의 홀더(45d)로부터 분리되고 지지부(316)에 의해 유지된다.
이러한 이유로, 부착도구(100)는 도구홀더(310)에 의해 유지되고, 마스크(200)는 마스크 홀더(320)에 의해 유지되고, 기판(1)은 기판 홀더(314)에 의해 유지된다.
다음에, 상기 상태에서 이동/회전기구(340)에 의해 기판(1)의 θ방향 의 회전위치 및 X방향, Y방향의 위치를 조정함으로써 기판(1)과 마스크(200)가 얼라인먼트 된다. 이 얼라인먼트 작업은 예를 들면 도시하지 않은 촬상장치에 의해 촬영된 마스크(200)와 기판(1)의 화상처리에 의해 얻어진 마스크(200)에 대해서 기판(1)의 위치 및 자세 정보에 의거한다.
또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 기판(1)에 형성되는 유기층(11G)의 형성위치에 마스크(200)의 개구(200h)가 위치되도록 얼라인먼트가 실행된다.
기판(1)과 마스크(200) 사이의 얼라인먼트 작업이 종료한 후, 도 15에 나타낸 바와 같이, 마스크 홀더(320)는 마스크 홀더(320)를 소정의 위치까지 상승시켜 기판(1)과 마스크(200)를 접촉시키고 기판(1)을 마스크(200) 상에 배치하게 한다.
이러한 상태로부터, 도 16에 나타낸 바와 같이, 마스크 홀더(320)를 또한 상승시키고 기판(1)과 부착도구(100)를 접촉시킨다. 이러한 이유로, 마스크(200)는 자석판(101)의 자력에 의해 자석판(101)에 흡착됨으로써 마스크(200)와 기판(1)은 부착되고 얼라인먼트가 유지된다.
또한, 마스크(200)와 기판(1)의 부착에 의해, 도 14에 나타낸 바와 같이, 마스크(200)가 손잡이(14)의 상부와 부착되어 마스크(200)와 애노드 전극(10) 사이의 거리는 일정하게 유지된다.
다음에, 도 16에 나타낸 바와 같이, 부착된 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)가 마스크 홀더(320)에 의해 유지된 상태에서, 반송로보트(45)의 홀더(45d)는 마스크(200) 아래에 삽입된다. 또한, 마스크 홀더(320)를 하강시킴으로써, 부착된 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)는 도구홀더(310)에 의해 유지된다. 이러한 상태에서, 도구홀더(310)를 소정의 위치까지 하강시킴으로써, 부착된 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)는 반송로보트(45)의 홀더(45d)에 위치된다.
다음에, 반송로보트(56)의 홀더(45d)에 위치된 부착되어 있는 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)는 반송실(56)로 반송된다.
다음에, 반송실(56)로 반송된 부착된 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)는 반송작업실(61)에 설치된 증착처리실(62)로 반송된다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 게이트(Gt)를 통해서 증착처리실(62)의 구분벽(400) 내로 반송된 부착되어 있는 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)는 반송로보트(5)의 유지부(45)를 소정의 위치가지 하강시킴으로써 도구홀더(401)에 의해 유지된다.
기판(1)과 마스크(200)가 도구홀더(401)에 의해 유지된 후, 도 18에 나타낸 바와 같이, 도구홀더(401)는 소정의 회전속도로 회전되며 셔터(440)는 증착을 위해 개방되어 유기층(11G)의 정공주입층(11a)을 소정의 두께로 형성한다. 정공주입층(11a)을 형성하는 시간은 증착속도로 결정된다.
또한, 기판(1)과 마스크(200)를 회전시킴으로써, 정공주입층(11a)은 균일한 두께로 형성된다.
정공주입층(11a)을 형성한 후에, 상기와 같은 동일한 처리가 이루어져 부착된 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)를 반송작업실(61)에 설치된 반송로보트(45)에 의해 증착처리실(63)로 반송하고, 유기층(11G)의 정공반송층(11b)을 형성한다.
유기층(11G)의 발광층(11c)은 동일한 방법으로 증착처리실(64)에 형성된다.
결과적으로, 기판(1)의 애노드 전극(10)에 적층된 정공주입층(11a), 정공반송층(11b) 및 발광층(11c)으로 구성된 유기층(11G)이 형성된다.
다음에, 유기층(11G)으로 형성된 기판(1)은 마스크(200)에 부착된 상태로 적색 유기층 형성부(70)의 얼라인먼트실(71)로 반송된다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 부착도구(100)에 의해 부착된 기판(1)과 마스크(200)는 반송로보트(45)의 홀더(45d)에 의해 얼라인먼트실(71)에 장착된 후, 마스크 홀더(320)를 소정의 위치까지 상승시켜 마스크(200)를 홀더(45d)에서 분리시키고 마스크 홀더(320)로 이들을 유지하게 한다.
다음에, 도 20에 나타낸 바와 같이, 도구홀더(310)는 소정의 위치까지 상승된다. 이 도구홀더를 상승시킴으로써, 부착도구(100)만이 기판(1)과 마스크(200)에서 분리된다.
부착도구(100)만이 기판(1)과 마스크(200)에서 분리된 상태로부터, 기판 홀더(314)는 소정의 위치까지 상승된다. 기판 홀더(314)의 상승으로 인해, 기판(1)과 마스크(200)는 분리된다.
이러한 이유로, 부착도구(100)는 도구홀더(310)에 의해 유지되며, 마스크는 마스크 홀더(320)에 의해 유지되고, 기판(1)은 기판 홀더(314)에 의해 유지된다.
이러한 상태로부터, 도 15 및 도 16을 참조해서 설명한 동작과 동일하게, 기판(1)과 마스크(200)가 재조정된다.
얼라인먼트실(71)에 있어서, 도 21에 나타낸 바와 같이, 마스크(200)의 개구(200h)가 기판(1)에 형성되는 유기층(11R)의 형성위치에 위치되도록 얼라인먼트가 실행된다.
얼라인먼트가 종료한 후, 도 15 및 도 16을 참조해서 설명한 동작과 동일하게 사용되어 기판(1)과 마스크(200)를 부착도구(100)에 의해 재부착되고 부착된 상태에서 기판(1)과 마스크(200)를 증착처리실(73, 74 및 75)에 순차적으로 반송하고 유기층(11R)의 정공주입층(11a), 정공반송층(11b) 및 발광층(11c)을 형성한다.
유기층(11R)을 형성한 후, 부착된 기판(1) 및 마스크(200)는 얼라인먼트실(81)로 반송되며, 얼라인먼트실(71)에 있어서의 동작과 동일하게, 기판(1)과 마스크(200)는 부착도구(100)에 의해 재부착되어 얼라인먼트 된다.
얼라인먼트실(81)에 있어서, 도 21에 나타낸 바와 같이, 기판(1)에 형성되는 유기층(11R)의 형성위치에 마스크(200)의 개구(200h)가 위치되도록 얼라인먼트가 실행된다.
얼라인먼트를 완료한 후, 도 15 및 도 16을 참조해서 동일한 처리가 실행되고 부착도구(100)에 의해 기판(1)과 마스크(200)를 재부착하고 부착된 기판(1)과 마스크(200)를 증착처리실(83, 84 및 85)에 순차적으로 반송하여 유기층(11B)의 정공주입층(11a), 정공반송층(11b) 및 발광층(11c)을 형성한다.
유기층(11B)을 형성한 후, 부착된 기판(1)과 마스크(200)는 전극 형성부(90)로 반송된다.
전극 형성부(90)에 있어서, 부착된 기판(1)과 마스크(200)는 우선 기판/마스크 분리실(93)에 장착된다.
기판/마스크 분리실(93)에 있어서, 부착된 기판(1)과 마스크(200)가 분리된다. 기판/마스크 분리실(93)은 얼라인먼트실(81) 등과 동일한 언라인먼트 기구를 설치한다. 소정의 처리에 의해 이 언라인먼트 기구를 동작시킴으로써, 부착도구(100), 기판(1) 및 마스크(200)를 분리할 수 있다.
기판(1)과 마스크(200)를 분리한 후, 기판(1)은 전극 형성부(94)에 부착되는 반면에, 부착도구(100) 및 마스크(200)는 도구/마스크 탈착실(97)로 반송된다.
전극 형성부(94)에 있어서, 캐소드(12)는 증착에 의해 형성된다. 구체적으로, 예를 들면 마스네슘(Mg) 및 은(Ag)의 공증착(co-deposition)에 의해, Mg-Ag함금으로 이루어진 캐소드 전극(12)이 형성된다. 막두께는 예를 들면 10nm이다. 또한, Mg 와 Ag 사이의 막 형성속도 비율은 예를 들어 9:1로 된다.
다음에, 기판(1)의 유기층(11G, 11R 및 11B)에 캐소드 전극(12)을 형성한 후에, 기판(1)은 스퍼터링실(95)에 장착되고, 투명도전막(16)이 캐소드 전극(12)에 형성된다. 막 형성조건은 다음과 같다. 예를 들어 스퍼터링 가스로서 아르곤(Ar)과 산소(02)의 혼합가스(체적비 Ar/02=1000)를 이용해서, 압력을 약 0.3Pa로 하고, 직류 스퍼터링장치의 출력을 40W로 한다.
투명도전막(16)을 형성한 후, 기판(1)은 기판탈착실(96)에 장착된다. 기판탈착실(96)로 반송된 기판(1)은 기판탈착실(96)에서 탈착되고, 자외선 경화수지층(17)을 거쳐서 기판(18)에 고착된다. 이것에 의해, 유기 전계발광 표시장치의 조립이 완료된다.
또한, 기판/마스크 분리실(93)에서 있어서 분리된 마스크(200) 및 부착도구(100)는 도구/마스크 착탈실(97)로 반송된다.
도구/마스크 착탈실(97)에 장착된 마스크(200) 및 부착도구(100)는 도구/마스크 착탈실(97)에서 찰탈되어 재사용 된다.
재사용 전에 마스크(200)에 결함이 없는지를 검사함으로써, 결함이 있는 마스크(200)의 재사용을 피하고 불량품의 유기 전계발광 표시장치가 제조되는 것을 방지할 수 있다.
상기 기술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 복수의 유기층으로 이루어진 유기층(11G, 11R 및 11B)의 형성을 다른 증착처리실 중에서 분할함으로서, 증착을 위해 사용된 유기 재료의 낭비를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 기판(1)과 마스크(200)가 얼라인먼트 되어 부착된 상태로 복수의 유기 재료층이 연속해서 형성되기 때문에, 각각의 증착실에서 얼라인먼트를 위한 시간은 불필요하게 되므로, 순환시간은 단축될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 각각의 증착실에는 언라인먼트 기구가 불필요하기 때문에, 설비 비용을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따르면, 기판(1)마다 마스크(200)를 이용하기 대문에, 다른 형태의 유기 전계발광 표시장치를 동일한 조립라인에서 제조할 수 있게 된다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시예에 있어서, 단일 증착원이 증착실에 설치되고 하나의 유기재료층만이 하나의 증착실에 형성되는 구성이 사용되었지만, 복수의 증착원이 증착실에 설치되고 복수의 유기재료층이 하나의 증착실에 형성되는 구성도 사용할 수 있다.
예를 들어, 형성시간이 상당히 긴 유기재료층이 존재하면, 이 유기층재료에 대해서는 단일 증착원을 설치하여 형성시간이 긴 유기재료층만을 형성하고 다른 유기재료층에 대해서는 복수의 증착원을 설치하여 형성시간이 짧은 유기재료층을 복수 형성함으로써, 순환시간이 길게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 3개가 축적된 유기재료층으로 이루어진 유기층의 경우를 참조해서 설명하였지만, 그 이상이 축적된 유기재료층으로 이루어진 유기층에 본 발명을 적용함으로써, 생산성 및 유기층의 소비량의 관점에서 더 큰 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 실시예에 있어서, 각 실(chamber)에 있어서의 작업이 다른 실에 있어서의 작업에 영향을 주지 않을 때에는, 게이트(Gt)에 의해 각 실이 구분될 필요는 없다.
또한, 각 실의 배치는 클러스터 배치에 한정되는 것은 아니다. 작업 순서에 따라서 직선 배치, U-형 배치 또는 다른 바람직한 배치를 선택할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유기 전계발광 표시장치의 유기층을 형성하는 공정의 순환시간을 단축할 수 있기 때문에, 유기 전계발광 표시장치의 대량생산이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 유기층을 형성하는데 사용된 유기재료의 낭비를 억제함으로써, 유기 전계발광 표시장치의 생산비용을 줄일 수 있다.
본 발명은 설명을 목적으로 하여 선택한 구체적인 실시예에 따라서 기술되었지만, 발명의 기본적인 개념과 범위로부터 벗어나지 않는 한 이 분야에 숙련된자들에 의해 다양한 변경이 이루어질 수 있는 것은 당연하다.

Claims (19)

  1. 기판과, 소정의 패턴으로 상기 기판에 형성된 제 1전극층과, 소정의 패턴으로 상기 제 1전극층에 적층된 복수의 유기 재료층으로 이루어진 유기층과, 상기 유기층에 형성된 제 2전극층을 갖는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 소정의 패턴에 대응하는 개구를 가지는 마스크를 상기 제 1전극층이 형성된 기판에 얼라인먼트하고,
    상기 마스크와 상기 기판을 분리 가능하게 부착하고,
    복수의 진공처리실에 있어서 상기 마스크와 부착된 상기 기판에 복수의 상기 유기 재료층을 순차적으로 형성하고,
    상기 진공처리실 사이로 상기 마스크와 상기 기판을 부착한 상태로 반송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각각의 유기 재료층이 다른 진공처리실에서 형성되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 유기 재료층을 형성하는 유기 재료를 공급하는 증착원을 상기 기판 및상기 마스크가 상기 진공처리실에 장착될 때 소정의 증발속도로 유기 재료를 공급할 수 있는 상태로 상기 진공처리실에 설치하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 진공처리실에 연결되는 진공반송실을 통해서 상기 마스크와 상기 기판을 반송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    자성체 및 자석으로 형성된 마스크를 이용해서 상기 마스크와 상기 기판을 부착하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판의 비성막면측과 충분히 접촉하는 접촉면이 제공된 상기 판형 자석 사이에 상기 기판을 끼우고 상기 자석의 자력으로 상기 마스크와 상기 기판을 부착하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유기층을 형성한 후 상기 마스크와 상기 기판을 분리하고 상기 유기층을 피복하도록 상기 제 2전극을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판을 분리하고 상기 부착된 마스크와 기판을 증기 분위기에서 반송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 유기층은 발광색과 다르게 규칙적으로 배열된 적어도 제 1 및 제 2유기층을 포함하고, 복수의 유기층을 포함하는 상기 단계는 상기 제 1 및 제 2유기층을 형성하는데 공통으로 사용할 수 있는 마스크와 상기 기판을 부착함으로써 상기 제 1유기층을 형성하는 단계와, 상기 마스크와 상기 기판을 분리함으로써 상기 제 2유기층을 형성하는 단계와 이들 사이의 얼라인먼트를 변경하는 단계와 상기 제 1유기층을 형성한 후 다시 이들을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2유기층을 형성한 후 상기 마스크와 상기 기판을 분리하는 단계와 진공처리실에서 상기 제 1 및 제 2유기층을 피복하도록 상기 제 2전극층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 방법.
  11. 기판과, 소정의 패턴으로 상기 기판에 형성된 제 1전극층과, 소정의 패턴으로 상기 제 1전극층에 축적된 복수의 유기 재료층으로 이루어진 유기층과 상기 유기층에 형성된 제 2전극층을 갖는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치에 있어서,
    상기 소정의 패턴에 대응하는 개구를 가지는 마스크를 상기 제 1전극층이 형성된 기판에 얼라인먼트 하고, 상기 마스크와 상기 기판을 분리 가능하게 부착하는 언라인먼트 기구와,
    상기 마스크와 부착된 상기 기판에 상기 복수의 유기 재료층을 순차적으로 형성하기 위한 복수의 진공처리실과,
    상기 부착된 마스크와 기판을 상기 복수의 진공처리실 중 하나로 반송하고 복수의 진공처리실 중에 순차적으로 반송하는 반송수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 진공처리실은 각각 상기 복수의 유기 재료층의 1층만을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  13. 상기 복수의 진공처리실은 각각 유기 재료층을 형성하는 유기 재료를 공급하는 증착원을 갖추는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 진공실을 연결하는 진공반송실을 더 포함하고,
    상기 반송수단은 상기 진공반송실에 배열되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 기판과 상기 마스크를 부착하기 위한 부착도구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 마스크는 자성체로 형성되며,
    상기 부착도구는 상기 기판의 비성막면측을 충분히 접촉하는 접촉면을 갖추고, 적어도 판형 자석으로 형성된 접촉면을 가지며 상기 마스크와 상기 자석에 자력에 의해 상기 마스크와 부착된 상기 접촉면 사이에 끼워진 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 유기층은 발광색과 다르게 규칙적으로 배열된 적어도 제 1 및 제 2유기층을 포함하고,
    상기 장치는,
    상기 제 1 및 제 2유기층을 형성하는데 공통으로 사용할 수 있는 마스크를 상기 제 1전극층이 형성된 기판에 얼라인먼트 하고 상기 마스크와 사이 기판을 분리가능하게 부착하는 제 1언라인먼트 기구와,
    상기 마스크와 부착된 상기 기판에 상기 유기층을 순차적으로 형성하는 복수의 제 1진공처리실과,
    상기 제 1유기층이 형성된 상기 기판과 상기 마스크를 분리하고, 이들 사이의 얼라인먼트를 상기 제 2유기층을 형성하는 위치로 변경하고, 이들을 재차 분리가능하게 부착하는 제 2언라인먼트 기구와,
    상기 마스크와 재차 부착된 상기 기판에 상기 제 2유기층을 순차적으로 형성하는 복수의 제 2진공처리실을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제 2유기층을 형성한 후 상기 마스크와 상기 기판을 분리하는 분리기구와,
    상기 제 1 및 제 2유기층을 피복하도록 상기 마스크에서 분리한 상기 기판에 상기 제 2전극층을 형성하는 진공실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 마스크를 지지할 수 있는 마스크 지지부재와,
    상기 기판을 지지할 수 있는 기판 지지부재와,
    상기 부착도구를 지지할 수 있는 부착도구 지지부재와,
    상기 지지부재 사이의 상대위치를 변경하는 이동기구를 포함하고,
    상기 지지부재의 상대위치를 변경함으로써 상기 부착도구에 의해 상기 마스크와 상기 기판이 얼라인먼트 되며 상기 마스크와 기판이 부착 및/또는 분리되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시장치를 제조하는 장치.
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