KR20060051234A - 표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

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KR20060051234A
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도시바 마쯔시따 디스플레이 테크놀로지 컴퍼니, 리미티드
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Abstract

절연 기판(SUB)과 상기 절연 기판(SUB) 위에 형성되고 표시 소자(OLED)를 갖는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법으로서, 진공 속에서 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해 상기 절연 기판 위에 상기 구조체의 일부로서 패턴화된 층을 형성하는 공정과, 상기 패턴화된 층을 형성하기 전에 및/또는 형성하는 동안에, 금속 기판과 상기 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 적외선 흡수층을 포함하는 냉각판을, 상기 적외선 흡수층이 상기 절연 기판(SUB)과 마주 보도록, 배치함으로써 상기 절연 기판(SUB)을 냉각하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이 제공되었다.
표시 장치, 발광층, 냉각판, 성막, 온도 제어

Description

표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING DISPLAY}
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 방법으로 제조 가능한 표시 장치의 일례를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치에 채용 가능한 구조의 일례를 도시하는 단면도.
도 3은 도 2에 도시한 표시 소자에 채용 가능한 구조의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 양태에 따른 제조 장치를 개략적으로 도시하는 평면도.
도 5는 도 4에 도시한 제조 장치에서 이용 가능한 냉각 챔버의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 6은 도 4에 도시한 제조 장치에서 이용 가능한 성막 챔버의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도.
도 7은 도 6에 도시한 성막 챔버의 내부에 배치되는 장치들의 예를 개략적으로 도시하는 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
CC: 냉각 챔버
CE: 공통 전극
CH: 채널
CP1, CP2: 냉각판
CR: 도가니
DC1, DC2, DC3, DC4, DC5: 성막 챔버
EM: 증발 재료
EMT: 발광층
ET: 전자 수송층
HC: 가열 챔버
HLD1: 기판 홀더
HLD2: 냉각판 홀더
HT: 정공 수송층
IRAL1, IRAL2: 적외선 흡수층
LLC: 로드 로크 챔버
MS1, MS2: 금속 기판
OLED: 유기 EL 소자
ORG: 유기물층
RC1, RC2: 중계 챔버,
SI: 격벽 절연층
SUB: 절연 기판
TC1, TC2: 트랜스퍼 챔버
VR1, VR2: 진공 로봇
본 발명은, 표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것으로, 더 특정하게는, 진공 속에서 마스크를 이용한 기상 퇴적법(vapor deposition)에 의해 절연 기판 상에 패턴화된 층을 형성하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치의 제조에서, 진공 속에서 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 절연 기판상에 패턴화된 층이 형성되는 몇몇 경우가 있다. 예를 들면, 유기 EL(electroluminescent) 표시 장치의 제조에서는, 각각의 유기 EL 소자에 대응하는 개구를 갖는 마스크를 이용한 진공 증착법(vacuum evaporation)에 의해 유기 EL 소자의 유기물층을 형성하는 경우가 있다.
그런데, 수분의 존재는 유기 EL 소자의 수명을 현저하게 짧게 만든다. 따라서, 유기 EL 표시 장치의 제조에서는, 통상적으로, 유기물층의 성막에 앞서서 건조의 목적으로 절연 기판을 진공 속에서 가열한다. 계속해서, 진공을 파괴하지 않고서 유기물층을 성막한다.
이 방법에서는, 건조와 성막을 진공 속에서 연속하여 행한다. 이는 유기물층의 성막을 개시하기 전에 절연 기판을 충분히 냉각하는 것을 어렵게 한다. 그 결과, 유기물층은 열 팽창한 절연 기판상에 성막된다.
또한, 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 성막법에서는, 층을 형성하여야 할 기판을 가열할 필요가 원래 없다. 그러나, 실제로는 성막 전에 있어서의 기판 온도가 실온 정도였다고 하더라도, 성막 직후의 기판 온도는 예를 들면 70 ℃ 이상의 온도까지 도달하는 경우가 있다.
유기 EL 소자의 유기물층은 발광층(light-emitting layer) 외에 정공(hole) 수송층 및 전자 수송층을 포함할 수 있다. 또한, 유기 EL 표시 장치가 컬러 화상을 표시할 수 있도록 디자인된 경우에, 청색, 녹색, 적색을 발광하는 발광층들이 형성되는 몇몇 경우가 있다. 그 때문에, 유기물층을 형성하기 위해, 정공 수송층, 청색 발광층, 녹색 발광층, 적색 발광층, 및 전자 수송층을 순차적으로 성막해야 할 필요가 생길 때가 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 성막에 의해 기판 온도가 상승한다. 그 때문에, 유기물층을 형성하기 위한 성막을 복수 회 행하는 경우에, 성막 중에 기판 온도가 변화할 뿐만이 아니라 어떤 성막 공정에 의해서 상승한 기판 온도가 그 후에 행하는 성막 시의 기판 온도에 영향을 주기도 한다.
이상 설명한 대로, 어떤 층을 성막할 때의 기판 온도는, 그 층의 성막에 수반하여 발생하는 열과, 그 층의 성막을 개시하는 시점에 있어서의 기판 온도에 의해 영향을 받는다. 그렇기 때문에, 특히 유기물층에 다층 구조를 채용한 경우나 발광색이 상이한 복수 유형의 발광층을 형성한 경우에는, 성막 시의 기판 온도를 정확하게 관리하는 것이 어렵다.
절연 기판의 온도는 그 치수에 영향을 준다. 그 때문에, 성막 시의 기판 온도를 정확하게 관리할 수 없으면, 각각의 층을 설계된 위치에 더 이상 형성할 수 없게 된다. 절연 기판상에 형성되는 각각의 구성 요소의 위치 정밀도가 낮은 경우, 설계대로의 성능을 실현하는 것은 불가능하다.
본 발명의 목적은, 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해 성막이 실행될 때의 기판 온도를 정확하게 제어하여 각각의 층의 위치 정밀도를 향상시키는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따라서, 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 갖는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법으로서, 진공 속에서 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해 상기 절연 기판 위에 상기 구조체의 일부로서 패턴화된 층을 형성하는 공정과, 상기 패턴화된 층을 형성하기 전에 및/또는 형성하는 동안에 금속 기판과 상기 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 적외선 흡수층을 포함하는 냉각판을, 상기 적외선 흡수층이 상기 절연 기판과 마주 보도록, 배치함으로써 상기 절연 기판을 냉각하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제2 측면에 따라서, 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 갖는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법으로서, 진공 중에서, 상기 절연 기판과, 제1 금속 기판 및 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하는 제 1 냉각판을, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 절연 기판의 제1 주면과 마주 보도록 배치하는 공정과, 상기 상태에서, 제1 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 상기 절연 기판의 제2 주면 위에, 상기 구조체의 일부로서 제1 패턴화된 층을 형성하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 측면에 따라서, 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 갖는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법으로서, 진공 중에서 상기 절연 기판을 가열하는 공정과, 상기 절연 기판과, 제1 금속 기판과 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하는 제1 냉각판을, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 절연 기판과 마주 보도록, 배치함으로써, 진공 중에서 가열된 상기 절연 기판을 냉각하는 공정과, 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 냉각된 상기 절연 기판 위에, 상기 구조체의 일부로서 패턴화된 층을 형성하는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제4 측면에 따라서, 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 갖는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 장치로서, 상기 절연 기판이 반입되는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버 내에 배치되고, 상기 구조체의 일부인 패턴화된 층의 재료를 기화시켜 상기 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 주면에 상기 기화된 재료를 공급하는 재료 원과, 상기 재료 원과 상기 진공 챔버 내의 상기 절연 기판 사이에 배치되는 마스크와, 금속 기판 및 상기 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 절연 기판의 상기 주면에 상기 기화된 재료를 공급하기 전에 및/또는 공급하는 동안에 상기 적외선 흡수층이 상기 절연 기판과 마주 보도록 배치되는 냉각판을 포함하는 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 제5 측면에 따라서, 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 갖는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 장치로서, 상기 절연 기판이 반입되는 제1 진공 챔버와, 상기 제1 진공 챔버 내에 배치되고, 상기 구조체의 일부인 제1 패턴화된 층의 제1 재료를 기화시켜 상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 제1 주면에 상기 기화된 제1 재료를 공급하는 제1 재료 원과, 상기 제1 재료 원과 상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판 사이에 배치되는 제1 마스크와, 제1 금속 기판 및 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 제2 주 표면과 마주 보도록 배치되는 제1 냉각판을 포함하는 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 제6 측면에 따라서, 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 갖는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 장치로서, 상기 절연 기판이 반입되는 제1 진공 챔버와, 상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판을 가열하는 히터와, 상기 제1 진공 챔버로부터 반출된 상기 절연 기판이 반입되는 제2 진공 챔버와, 제1 금속 기판 및 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 제2 진공 챔버 내의 상기 절연 기판과 마주 보도록 배치되는 제1 냉각판과, 상기 제2 진공 챔버로부터 반출된 상기 절연 기판이 반입되는 제3 진공 챔버와, 상기 제3 진공 챔버 내에 배치되고, 상기 구조체의 일부인 패턴화된 층의 재료를 기화시켜 상기 제3 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 주면에 상기 기화된 재료를 공급하는 재료 원과, 상기 재료 원과 상기 제3 진공 챔버 내의 상기 절연 기판 사이에 배치되는 마스크를 포함하는 제조 장치가 제공된다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도면에 있어서, 동일한 참조 부호는 동일 또는 유사 기능을 갖는 구성 요소를 표시하고, 중복 설명은 하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 제조 가능한 표시 장치의 일례를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 1에는, 일례로서, 액티브 매트릭스형 유기 EL 표시 장치를 나타내고 있다.
이 유기 EL 표시 장치는 복수의 화소 PX를 포함하고 있다. 이들 화소 PX는, 예를 들면, 글래스 기판 등의 절연 기판 SUB 상에 매트릭스 형상으로 배치되어 있다.
기판 SUB 상에는, 주사 신호선 드라이버 YDR 및 영상 신호선 드라이버 XDR 이 또한 배열되어 있다.
기판 SUB 상에서는, 주사 신호선 드라이버 YDR에 접속된 주사 신호선 SL1 및 SL2 가 화소 PX로 된 매트릭스의 행 방향으로 연장하고 있다. 주사 신호선 드라이버 YDR가 이들 주사 신호선 SL1 및 SL2에 주사 신호를 전압 신호로서 공급한다.
또한, 기판 SUB 상에는 영상 신호선 드라이버 XDR에 접속된 영상 신호선 DL이 화소 PX로 된 매트릭스의 열 방향으로 연장하고 있다. 영상 신호선 드라이버 XDR가 이들 영상 신호선 DL에 영상 신호를 공급한다.
또한, 기판 SUB 상에는 전원선 PSL이 형성되어 있다.
각각의 화소 PX는 화소 회로와 표시 소자인 유기 EL 소자 OLED 를 포함하고 있다. 화소 회로는, 구동 제어 소자 DR와 다이오드 접속 스위치 SW1와 영상 신호 공급 제어 스위치 SW2와 출력 제어 스위치 SW3와 캐패시터 C를 포함하고 있다.
유기 EL 소자 OLED는, 상호 대향하는 양극 및 음극과 이들 사이에 흐르는 전류에 따라서 그 광학 특성이 변화하는 유기물층을 포함하고 있다. 여기서, 일례로서, 양극은 하부 전극으로서 형성되고, 음극은 유기물층을 개재하여 하부 전극과 대향하는 상부 전극으로서 형성된 것으로 한다.
구동 제어 소자 DR는, 예를 들면, 소스와 드레인과 채널이 다결정(polycrystalline) 반도체층 중에 형성된 박막 트랜지스터(이하, TFT 라고 지칭)이다. 여기서는, 일례로서, 구동 제어 소자 DR로서, 다결정 반도체층으로서 폴리실리콘 층을 갖는 p 채널 TFT을 사용하고 있다. 구동 제어 소자 DR의 소스는 전원선 PSL에 접속하고 있다. 또한, 전원선 PSL 상의 노드 ND1은 제1 전원 단자인 것을 주의하라.
다이오드 접속 스위치 SW1은 구동 제어 소자 DR의 드레인과 게이트 사이에 접속되어 있다. 다이오드 접속 스위치 SW1의 스위칭 동작은, 예를 들면, 주사 신호선 드라이버 YDR로부터 주사 신호선 SL2를 통하여 공급되는 주사 신호에 의해서 제어된다. 여기서는, 일례로서, 다이오드 접속 스위치 SW1로서 p 채널 TFT를 사용하고, 이 TFT의 게이트를 주사 신호선 SL2에 접속하고 있다.
영상 신호 공급 제어 스위치 SW2는 구동 제어 소자 DR의 드레인과 영상 신호선 DL 사이에 접속되어 있다. 여기서는, 일례로서, 영상 신호 공급 제어 스위치 SW2로서 p 채널 TFT을 사용하고, 이 TFT의 게이트는 주사 신호선 SL2에 접속하고 있다.
출력 제어 스위치 SW3과 표시 소자 OLED는, 구동 제어 소자 DR의 드레인과 제2 전원 단자 ND2 사이에서 직렬로 접속되어 있다. 본 실시예에서, 영상 신호 공급 제어 스위치 SW3로서 p 채널 TFT을 사용하고, 이 TFT의 게이트는 주사 신호선 SL1에 접속하고, 이 TFT의 소스 및 드레인은 구동 제어 소자 DR의 드레인과 표시 소자 OLED의 양극과 각각 접속하고 있다. 또한, 제2 전원 단자 ND2의 전위는 제1 전원 단자 ND1의 전위보다 낮다.
캐패시터 C의 한 쪽의 전극은, 구동 제어 소자 DR의 게이트에 접속되어 있다. 캐패시터 C는 기입 기간에 뒤이은 표시 기간에서 구동 제어 소자 DR의 게이트의 전위를 거의 일정하게 유지한다. 일례로서, 캐패시터 C는 일정 전위 단자 ND3와 구동 제어 소자 DR의 게이트 사이에 접속되어 있다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치에서 채택 가능한 구조의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 2에는 TFT로서 출력 제어 스위치 SW3 만을 그리고 있지만, 다이오드 접속 스위치 SW1 및 영상 신호 공급 제어 스위치 SW2 는 출력 제어 스위치 SW3과 마찬가지의 구조로 되어 있다. 또한, 구동 제어 소자 DR도 출력 제어 스위치 SW3과 거의 마찬가지의 구조로 되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 절연 기판 SUB의 일 주면 상에는, 언더코트층 UC가 형성되어 있다. 언더코트층 UC 로서는, 예를 들면, SiNx 층과 SiO2 층의 적층체 를 사용할 수 있다.
언더코트층 UC 상에는, 패터닝된 폴리실리콘층들이 반도체층 SC로서 배치되어 있다. 각각의 반도체층 SC 중에는, TFT의 소스 S 및 드레인 D가 서로로부터 이격하여 형성되어 있다. 반도체층 SC 중의 소스 S와 드레인 D 사이의 영역 CH는 채널로서 사용된다.
반도체층 SC 상에는 게이트 절연막 GI가 형성되어 있고, 이 게이트 절연막 GI 상에는 제1 도체 패턴들 및 절연막 I1가 순차적으로 형성되어 있다. 제1 도체 패턴들은, TFT의 게이트 G, 캐패시터 C의 제1 전극(도시 생략), 주사 신호선들 SL1 및 SL2, 및 이 소자들을 접속하는 배선들로서 이용한다. 절연막 I1는 층간 절연막 및 캐패시터 C의 유전체 층으로서 이용된다.
절연막 I1 상에는, 제2 도체 패턴들이 형성되어 있다. 제2 도체 패턴들은, 소스 전극 SE, 드레인 전극 DE, 캐패시터 C의 제2 전극(도시 생략), 영상 신호선들 DL, 전원선 PSL, 및 이 소자들을 접속하는 배선들로서 이용된다. 절연막 GI 및 I1에 형성된 관통 홀들의 위치에서, 소스 전극 SE 및 드레인 전극 DE는 TFT의 소스 S 및 드레인 D에 각각 접속되어 있다.
제2 도체 패턴들 및 절연막 I1 상에는, 절연막 I2 및 제3 도체 패턴들이 순 차적으로 형성되어 있다. 절연막 I2는, 패시베이션막 및/또는 평탄화 층으로서 이용된다. 제3 도체 패턴들은 유기 EL 소자들 OLED의 화소 전극들 PE 로서 이용된다. 일례로서, 화소 전극 PE는 양극인 것으로 한다.
관통 홀이 화소 PX 마다 절연막 I2 내에 형성된다. 설치되어 있다. 이 관통 홀은 출력 제어 스위치 SW3의 소스 S에 접속된 소스 전극 SE에 도달한다. 각각의 화소 전극 PE는 이 관통 홀의 측벽들 및 저면을 피복하고 있어서, 소스 전극 SE를 통하여 출력 제어 스위치 SW3의 소스 S에 접속한다.
절연막 I2 상에는 격벽(partition) 절연층 SI가 형성되어 있다. 일례로서, 격벽 절연층 SI를 유기 절연층으로 구성하고 있다.
격벽 절연층 SI는 화소 전극들 PE의 위치들에서 관통 홀을 갖는다. 격벽 절연층 SI의 각각의 관통 홀 내에는, 발광층을 포함한 유기물층 ORG가 화소 전극 PE를 피복하고 있다. 발광층은, 예를 들면, 적색, 녹색, 또는 청색 발광성의 유기 화합물을 포함한 박막이다. 유기물층 ORG는, 이 발광층 외에, 예를 들면, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층, 전자 수송층, 및 정공 차단층 등을 더 포함할 수 있다. 저 분자 유기 화합물이 유기물층 ORG의 각각의 층에 사용된 경우, 이들 층들은, 예를 들면, 마스크를 이용한 진공 증착법에 의해 형성할 수 있다.
격벽 절연층 SI 및 유기물층 ORG 상에는 공통 전극 CE가 형성되어 있다. 공통 전극 CE는 절연막 I1, 절연막 I2 및 격벽 절연층 SI를 관통해 형성된 콘택트 홀(도시 생략)을 통하여, 노드 ND2를 제공하는 전극 배선에 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 공통 전극 CE는 음극인 것으로 한다.
각각의 유기 EL 소자 OLED는, 이들 화소 전극 PE, 유기물층 ORG, 및 공통 전극 CE로 구성되어 있다.
도 3은 도 2에 도시된 유기 EL 소자 OLED 에 채택 가능한 구조의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시하는 유기 EL 소자 OLED는, 양극인 화소 전극 PE와, 음극인 공통 전극 CE와, 이들 사이에 개재된 유기물층 ORG를 포함하고 있다.
유기물층 ORG는, 본 예에서는, 발광층 EMT와, 정공 수송층 HT와, 전자 수송층 ET를 포함하고 있다. 정공 수송층 HT는 발광층 EMT와 화소 전극 PE 사이에 개재하고 있다. 전자 수송층 ET는 발광층 EMT와 음극인 공통 전극 CE 사이에 개재하고 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 제조 장치에서 채택 가능한 냉각 챔버의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 6은 도 4의 제조 장치에서 채택 가능한 성막 챔버의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 7은 도 6의 성막 챔버의 내부에 배치되는 장치들의 예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 4에 도시한 제조 장치는 멀티 챔버 시스템을 포함하는 매엽식 장치이다. 이 제조 장치는, 로드 로크(load-lock) 챔버 LLC와, 트랜스퍼 챔버들 TC1 및 TC2와, 가열 챔버 HC와, 냉각 챔버 CC와, 성막 챔버 DC1 내지 DC5와, 중계 챔버 RC1을 포함하고 있다.
각 챔버에는, 진공 배기계(도시 생략)가 접속되어 있다. 제조 도중에, 로드 로크 챔버 LLC 이외의 챔버들은 진공에 유지된다.
로드 로크 챔버 LLC 내에는, 절연 기판 SUB가 재치되는 교환대(도시 생략)가 배치되어 있다. 또한, 로드 로크 챔버 LLC에는 일조의 게이트 밸브(도시 생략)가 부착되고 있다. 이들 게이트 밸브의 한 쪽을 통하여 로드 로크 챔버 LLC가 트랜스퍼 챔버 TC1에 접속되어 있다.
로드 로크 챔버 LLC에 부착된 다른 쪽의 게이트 밸브의 근방에는, 카세트 스테이션 등이 배치되어 있다. 이들 게이트 밸브들의 개폐 동작과 진공 배기계의 동작을 조합함으로써, 트랜스퍼 챔버 TC1을 대기에 개방하지 않고, 카세트 스테이션으로부터 트랜스퍼 챔버 TC1 내로 절연 기판 SUB를 반입할 수 있다.
트랜스퍼 챔버 TC1 내에는 진공 로봇 VR1이 배치되어 있다. 또한, 트랜스퍼 챔버 TC1에는 게이트 밸브들(도시 생략)을 통해 가열 챔버 HC, 냉각 챔버 CC, 성막 챔버 DC1 및 중계 챔버 RC1이 접속되어 있다. 진공 로봇 VR1은 트랜스퍼 챔버 TC1로부터 가열 챔버 HC, 냉각 챔버 CC, 성막 챔버 DC1 및 중계 챔버 RC1로의 절연 기판 SUB의 반출, 및 로드 로크 챔버 LLC, 가열 챔버 HC, 냉각 챔버 CC 및 성막 챔버DC1로부터 트랜스퍼 챔버 TC1로의 절연 기판 SUB의 반입을 행한다.
가열 챔버 HC에는 절연 기판 SUB를 유지하는 기판 홀더(도시 생략) 또는 절연 기판 SUB가 재치되는 재치대(도시 생략)와, 히터(도시 생략)가 배치되어 있다. 가열 챔버 HC 에서는, 진공 속에서 가열함으로써 절연 기판 SUB를 건조한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 냉각 챔버 CC 내에는, 냉각판 CP1과, 절연 기판 SUB를 유지하는 기판 홀더(도시 생략) 또는 절연 기판 SUB가 재치되는 재치대(도시 생략)가 배치되어 있다.
냉각판 CP1은, 금속 기판 MS1과, 금속 기판 MS1의 일 주면을 피복하고 금속 기판 MS1의 흡수율보다 높은 적외선 흡수율을 갖는 적외선 흡수층 IRAL1을 포함하고 있다.
냉각 챔버 CC 에서는, 적외선 흡수층 IRAL1이 절연 기판 SUB와 대향하도록 절연 기판 SUB의 근방에 냉각판 CP1을 위치시킨다. 이에 의해, 냉각판 CP1가 절연 기판 SUB가 방사하는 적외선을 흡수하도록 하여 절연 기판 SUB를 냉각한다.
전형적으로는, 냉각판 CP1은 금속 기판 MS1의 열을 냉각 챔버 CC의 외부로 방열하기 위한 구성을 갖는다. 예를 들면, 금속 기판 MS1의 내부에 또는 이것과 인접하여 유로(channel)를 형성하여 이 유로에 물과 같은 냉각액을 공급함으로써 금속 기판 MS1을 냉각하는 구성을 채용하여도 된다. 혹은, 양호한 열 전도체를 통하여 금속 기판 MS1의 열을 냉각 챔버 CC의 외부로 방열 가능한 구성을 채용하여도 된다.
절연 기판 SUB와 냉각판 CP1 간의 거리는 변경가능하게 해도 된다. 그와 같은 메커니즘을 설치하면, 절연 기판 SUB의 냉각 챔버 CC 내로의/로부터의 반입/반출을 용이하게 하는 것이나 냉각판 CP1에 의한 냉각 효과를 조절하는 것이 가능해 진다.
성막 챔버 DC1은 본 예에서는 정공 수송층 HT를 성막하기 위한 진공 증착 챔버이다. 성막 챔버 DC1 내에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 퇴적될 박막의 재료인 증발 재료 EM(여기서는 정공 수송 재료)과, 이 증발 재료 EM을 수용한 도가니 (crucible) CR과, 마스크 MSK와, 냉각판 CP2가 배치되어 있다. 또한, 성막 챔버 DC1 내에는, 기판 홀더 HLD1 및 냉각판 홀더 HLD2가 배치되어 있다.
기판 홀더 HLD1은 절연 기판 SUB의 에지를 지지하고 있다. 기판 홀더 HLD1은 절연 기판 SUB를 그 피성막 면이 도가니 CR에 대향하도록 착탈 가능하게 유지한다. 또한, 본 예에서는, 기판 홀더 HLD1은 마스크 MSK를 유지하는 마스크 홀더로서도 기능한다.
도가니 CR은 그 자체가 전력이 공급됐을 때 발열하거나, 혹은 별도 설치한 저항 가열기 등의 발열체에 의해 가열된다. 도가니 CR을 승온시킴으로써 이것이 수용하고 있는 증발 재료 EM을 증발시킨다. 전형적으로는 기화한 증발 재료 EM을 절연 기판 SUB의 피성막면에 균일하게 공급하기 위해, 도가니 CR은 도시하지 않은 구동 기구에 의해서 절연 기판 SUB의 주면에 대략 평행한 방향으로, 예를 들면, 도 6에 있어서 화살표로 나타내는 방향으로 절연 기판 SUB에 대해 이동된다. 여기서는, 일례로서, 도가니 CR은 350 ℃에 가열하고, 도가니 CR에서 절연 기판 SUB까지의 거리는 약 500 mm 로 한다.
마스크 MSK는 도가니 CR과 절연 기판 SUB 사이이며 절연 기판 SUB의 근방 위치에 배치된다. 본 예에서는, 마스크 MSK는 유기물층들 ORG에 대응한 위치들에 개구들이 설치되어 있다.
냉각판 CP2는 금속 기판 MS2와, 금속 기판 MS2의 일 주면을 피복하며 금속 기판 MS2 보다도 적외선 흡수율이 높은 적외선 흡수층 IRAL2로 구성된다. 성막 챔버 DC1에서는, 적외선 흡수층 IRAL2가 절연 기판 SUB의 성막면의 반대편에 있는 면 과 대향하도록 냉각판 CP가 절연 기판 SUB 근방에 위치된다. 이에 의해, 절연 기판 SUB가 방사하는 적외선을 냉각판 CP2가 흡수함으로써 절연 기판 SUB를 냉각한다.
전형적으로는, 냉각판 CP2는 금속 기판 MS2의 열을 성막 챔버 DC1의 외부로 방열하기 위한 구성을 채택한다. 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 금속 기판 MS2의 내부에 또는 이것과 인접하여 유로를 설치하여 이 유로에 물 등의 냉각액을 흘리는 것에 의해 금속 기판 MS2를 냉각하는 구성을 채택하여도 된다. 혹은, 양호한 전도체를 통하여, 금속 기판 MS2의 열을 성막 챔버 DC1의 외부로 방열 가능한 구성을 채택하여도 된다.
냉각판 홀더 HLD2는 냉각판 CP2를 지지하고 있다. 냉각판 홀더 HLD2는 적외선 흡수층 IRAL2가 절연 기판 SUB와 마주 보도록 냉각판 CP2를 유지한다. 냉각판 홀더 HLD2에는 냉각판 CP2를 착탈 가능하게 유지하는 구성을 채택할 수 있다. 예를 들면, 냉각판 홀더 HLD2에 자석을 부착하고 자력을 이용하여 냉각판 CP2를 유지할 수 있다.
절연 기판 SUB와 냉각판 CP2 간의 거리는 변경될 수 있다. 예를 들면, 기판 홀더 HLD1 및 냉각판 홀더 HLD2 중의 적어도 한 쪽을 승강 가능하게 하더라도 좋다. 이런 메커니즘은 절연 기판 SUB의 성막 챔버 DC1 로의/로부터의 반입/반출을용이하게 하고 냉각판 CP2에 의한 냉각 효과를 조절할 수 있도록 한다.
중계 챔버 RC1은 트랜스퍼 챔버 TC1로부터 트랜스퍼 챔버 TC2로 절연 기판 SUB를 반송하기 위한 중계점이다. 중계 챔버 RC1 내에는, 예를 들면, 반송 테이블 이 설치되어 있다. 앞서 설명한 대로, 중계 챔버 RC1은 게이트 밸브를 통하여 트랜스퍼 챔버 TC1에 연결되어 있다. 또한, 중계 챔버 RC1은 게이트 밸브를 통해 트랜스퍼 챔버 TC2에 연결되어 있다. 이들 게이트 밸브들을 반드시 사용할 필요는 없다는 점을 주의하라.
트랜스퍼 챔버 TC2 내에는 진공 로봇 VR2가 배치되어 있다. 또한, 중계 챔버 RC1과 RC2 및 성막 챔버 DC2 내지 DC5가 게이트 밸브(도시 생략)를 통해 트랜스퍼 챔버 TC2에 접속되어 있다. 진공 로봇 VR2는 트랜스퍼 챔버 TC2로부터 성막 챔버 DC2 내지 DC5 및 중계 챔버 RC2 로의 절연 기판 SUB의 반출, 및 중계 챔버 RC1 과 성막 챔버 DC1 내지 DC5로부터 트랜스퍼 챔버 TC2로의 절연 기판 SUB의 반입을 행한다.
성막 챔버 DC2는, 본 예에서는, 청색 발광하는 발광층 EMT을 형성하기 위한 진공 증착 챔버이다. 성막 챔버 DC2는 성막 챔버 DC1와 거의 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 또한, 성막 챔버 DC2 내에는 성막 챔버 DC1에 관하여 설명한 것과 마찬가지의 장치가 배치되어 있다. 다만, 성막 챔버 DC2에서는, 청색을 발광하는 청색 발광성 유기 화합물이 증발 재료 EM으로서 사용된다. 또한, 성막 챔버 DC2에서는, 마스크 MSK로서, 유기물층들 ORG 중의 발광색이 청색인 것들에 대응하는 위치들에 개구가 설치되어 있는 마스크를 사용한다.
성막 챔버 DC3은, 본 예에서는, 녹색 발광하는 발광층 EMT를 형성하기 위한 진공 증착 챔버이다. 성막 챔버 DC3은 성막 챔버 DC1과 거의 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 또한, 성막 챔버 DC3 내에는, 성막 챔버 DC1에 관하여 설명한 것과 마 찬가지의 장치가 배치되어 있다. 다만, 성막 챔버 DC3에서는, 증발 재료 EM으로서, 녹색을 발광하는 녹색 발광성 유기 화합물을 사용한다. 또한, 성막 챔버 DC3에서는, 마스크 MSK로서, 유기물층들 ORG 중의 발광색이 녹색인 것들에 대응하는 위치들에 개구가 설치되어 있는 것을 사용한다.
성막 챔버 DC4는, 본 예에서는, 적색 발광하는 발광층 EMT를 형성하기 위한 진공 증착 챔버이다. 성막 챔버 DC4는 성막 챔버 DC1과 거의 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 또한, 성막 챔버 DC4 내에는, 성막 챔버 DC1에 관하여 설명한 것과 마찬가지의 장치가 배치되어 있다. 다만, 성막 챔버 DC4에서는, 증발 재료 EM으로서, 적색을 발광하는 적색 발광성 유기 화합물을 사용한다. 또한, 성막 챔버 DC4에서는, 마스크 MSK로서, 유기물층들 ORG 중의 발광색이 적색인 것들에 대응하는 위치들에 개구가 설치되어 있는 것을 사용한다.
성막 챔버 DC5는, 본 예에서는, 전자 수송층 ET를 형성하기 위한 진공 증착챔버이다. 성막 챔버 DC5는 성막 챔버 DC1과 거의 마찬가지의 구조를 갖고 있다. 또한, 성막 챔버 DC5 내에는, 성막 챔버 DC1에 관하여 설명한 것과 마찬가지의 장치가 배치되어 있다. 단, 성막 챔버 DC5에서는, 증발 재료 EM으로서, 전자 수송 재료를 사용한다.
중계 챔버 RC2는 트랜스퍼 TC2로부터 후단의 진공 챔버(도시 생략), 예를 들면, 공통 전극 CE를 형성하기 위한 진공 챔버로 절연 기판 SUB를 반송하기 위한 중계점이다. 중계 챔버 RC2 내에는, 예를 들면, 운반 테이블이 배치되어 있다. 앞서 설명한 대로, 중계 챔버 RC2는 게이트 밸브를 통해 트랜스퍼 챔버 TC2에 연결되어 있다. 또한, 중계 챔버 RC2는 게이트 밸브를 통해 후단의 진공 챔버에 연결되어 있다. 또한, 이들 게이트 밸브들을 사용하는 것이 항상 필요한 것은 아니다.
도 4의 제조 장치를 이용하는 표시 장치의 제조가 이하에서 설명된다. 우선, 절연 기판 SUB 상에 격벽 절연층 SI 및 그 아래에 있는 구조를 형성한다. 일례로서, 400 mm × 500 mm의 글래스 기판이 절연 기판 SUB로서 사용된다.
격벽 절연층 SI 등을 형성한 절연 기판 SUB는 카세트(도시 생략)에 수용된다. 이 카세트는 앞서 설명한 카세트 스테이션에 배치된다.
카세트 스테이션에는, 예를 들면, 3축 회전 아암형(triaxial rotary-arm-type) 반송 로봇이 배치되어 있다. 카세트에 수용된 절연 기판 SUB는 이 반송 로봇을 이용하여, 도 4에 도시된 제조 장치 내로 반송된다.
즉, 로드 로크 챔버 LLC와 트랜스퍼 챔버 TC1 사이의 게이트 밸브를 폐쇄한 채로, 카세트 스테이션측에 위치한 로드 로크 챔버 LLC의 게이트 밸브를 개방한다. 이때, 로드 로크 챔버 LLC 이외의 각각의 챔버는 진공 상태로 하고 있다.
이후, 카세트에 수용된 절연 기판 SUB가, 3축 회전 아암형 반송 로봇을 이용하여, 로드 로크 챔버 LLC 내의 반송 테이블 상에 배치된다. 다음 순서로, 카세트 스테이션 측에 위치한 로드 로크 챔버 LLC의 게이트 밸브가 폐쇄되고, 로드 로크 챔버 LLC에 연결된 진공 배기계를 이용하여 로드 로크 챔버 LLC 를 배기한다.
로드 로크 챔버 LLC의 내부가 진공이 된 후, 로드 로크 챔버 LLC와 트랜스퍼 챔버 TC1 사이의 게이트 밸브를 개방하고, 진공 로봇 VR1을 이용하여 절연 기판 SUB를 로드 로크 챔버 LLC로부터 트랜스퍼 챔버 TC1 내로 반입한다. 그 후, 로드 로크 챔버 LLC와 트랜스퍼 챔버 TC1 사이의 게이트 밸브를 폐쇄한다.
다음으로, 트랜스퍼 챔버 TC1과 가열 챔버 HC 사이의 게이트 밸브를 개방하고, 절연 기판 SUB를 트랜스퍼 챔버 TC1로부터 가열 챔버 HC 내로 반송한다. 트랜스퍼 챔버 TC1과 가열 챔버 HC 사이의 게이트 밸브를 폐쇄한 후, 가열 챔버 HC 내에 배치한 히터를 이용하여 절연 기판 SUB를 가열한다. 이에 의해, 절연 기판 SUB를 건조시킨다.
절연 기판 SUB를 충분히 건조한 후, 트랜스퍼 챔버 TC1과 가열 챔버 HC 사이의 게이트 밸브를 개방하고, 절연 기판 SUB를 가열 챔버 HC로부터 트랜스퍼 챔버 TC1 내로 반출한다. 이후, 트랜스퍼 챔버 TC1과 가열 챔버 HC 사이의 게이트 밸브를 폐쇄하고, 트랜스퍼 챔버 TC1과 냉각 챔버 CC 사이의 게이트 밸브를 개방한다. 이후, 절연 기판 SUB를 트랜스퍼 챔버 TC1로부터 냉각 챔버 CC 내로 반송하고, 트랜스퍼 챔버 TC1과 냉각 챔버 CC 사이의 게이트 밸브를 폐쇄한다.
냉각 챔버 CC에서, 냉각판 CP1 및 절연 기판 SUB는 냉각판 CP1의 적외선 흡수층 IRAL1이 절연 기판 SUB의 한 주면과 마주 보도록 배치된다. 본 실시예에서, 냉각판 CP1은, 도 7에 도시한 금속 기판 MS2와 마찬가지의 수냉 기구를 갖고 구리로 이루어지는 금속 기판 MS1 상에, 접착제를 통하여, 폴리에틸렌을 주성분으로 하고 파장 5 내지 22 ㎛ 의 적외선을 70％ 흡수하는 두께 0.1 ㎜ 의 적외선 흡수층 IRAL1을 접착함으로써 획득된다.
앞서 설명한 대로, 냉각판 CP1의 적외선 흡수층 IRAL1은 금속 기판 MS1과 비교하여 적외선 흡수율이 보다 높다. 따라서, 냉각판 CP1은 금속 기판 MS1 만으로 이루어지는 냉각판과 비교하여 절연 기판 SUB가 방사하는 적외선을 보다 효율적으로 흡수한다.
또한, 적외선 흡수층 IRAL1은 (도시하지 않은) 접착제 층을 개재하여 금속 기판 MS1에 접착하고 있다. 그 때문에, 적외선 흡수층 IRAL1과 접착제층 사이 및 금속 기판 MS1과 접착제층 사이에, 미세한 간극은 거의 존재하지 않는다. 그렇기 때문에, 적외선 흡수층 IRAL1의 열은 빠르게 금속 기판 MS1로 열전도 된다.
따라서, 금속 기판 MS1의 열을 냉각 챔버 CC의 외부로 방열할 수 있는 구성을 채택하면, 냉각판 CP1은 높은 냉각 능력을 항상 유지한다. 즉, 절연 기판 SUB를 고속으로 잘 냉각할 수 있다.
냉각 효율의 관점에서는, 냉각판 CP1과 절연 기판 SUB 사이의 거리는 가능한 한 짧게 하는 것이 유리하다. 단, 냉각판 CP1과 절연 기판 SUB를 접촉시켰다고 하더라도, 적외선 흡수층 IRAL1과 절연 기판 SUB 사이에는 미세한 간극이 다수 존재하기 때문에, 냉각판 CP1로부터 절연 기판 SUB 로의 열전도는 거의 기대할 수 없다. 즉, 냉각판 CP1을 절연 기판 SUB에서 분리시킨 경우에도, 냉각판 CP1과 절연 기판 SUB 사이의 거리가 충분히 짧으면 냉각판 CP1과 절연 기판 SUB를 접촉시킨 경우와 거의 동등한 냉각 효율이 얻어진다.
따라서, 냉각판 CP1과 절연 기판 SUB 사이의 거리는, 전형적으로는, 0 내지 100 ㎜의 범위로 한다. 본 예에서는, 냉각판 CP1과 절연 기판 SUB 사이의 거리는 1 ㎜에 설정한다.
냉각 챔버 CC에서는, 절연 기판 SUB의 온도를, 예를 들면 약 70 ℃ 이상의 온도로부터 약 40 ℃ 이하의 온도가 되도록 식힌다. 냉각판 CP1에 적외선 흡수층 IRAL1을 설치하지 않은 경우, 절연 기판 SUB를 70 ℃ 에서 30 ℃ 까지 냉각하는 데에는, 약 500초의 시간을 요한다. 대조적으로, 냉각판 CP1에 적외선 흡수층 IRAL1을 설치하면, 이 냉각을 약 160초 내에 완료할 수 있다.
절연 기판 SUB가 충분히 냉각된 후, 트랜스 챔버 TC1과 냉각 챔버 CC 사이의 게이트 밸브를 개방하고, 진공 로봇 VR1을 이용하여 절연 기판 SUB를 냉각 챔버 CC로부터 트랜스퍼 챔버 TC1 내로 반출한다. 이후, 트랜스퍼 챔버 TC1과 냉각 챔버CC 사이의 게이트 밸브를 폐쇄하고, 트랜스퍼 챔버 TC1과 성막 챔버 DC1 사이의 게이트 밸브를 개방한다. 그 후, 진공 로봇 VR1을 이용하여 절연 기판 SUB를 트랜스퍼 챔버 TC1로부터 성막 챔버 DC1 내로 반송하고, 트랜스퍼 챔버 TC1과 성막 챔버DC1 사이의 게이트 밸브를 폐쇄한다.
성막 챔버 DC1에서는, 기판 홀더 HLD1은 절연 기판 SUB의 성막면이 하방을 향하도록 절연 기판 SUB를 붙들고 있다. 냉각판 홀더 HLD2는 냉각판 CP2의 적외선 흡수층 IRAL2가 절연 기판 SUB의 상면과 마주 보도록 냉각판 CP를 붙들고 있다. 일례로서, 냉각판 CP2에 대해서 냉각판 CP1과 마찬가지의 구조를 채택한다. 또한,냉각판 CP2와 절연 기판 SUB 사이의 거리는 냉각판 CP1과 절연 기판 SUB 사이의 거리에 관하여 설명한 것과 마찬가지로 설정된다.
도가니 CR는 절연 기판 SUB의 하방에 위치한다. 도가니 CR는 자신이 수용하고 있는 증발 재료 EM, 즉 본 예에서는 정공 수송 재료가 증발하는 데 충분한 온도까지 가열한다. 예를 들면, 도가니 CR는 350 ℃ 까지 가열된다. 또한, 도가니 CR 는 절연 기판 SUB에 대략 평행한 방향을 따라 일정 속도로 이동된다. 예를 들면, 도가니 CR는 절연 기판 SUB의 한 쪽에서 다른 쪽까지 약 100초에 걸쳐서 이동된다.
기화한 증발 재료 EM은, 마스크 MSK의 개구들을 통과하여, 도가니 CR과 대향하는 절연 기판 SUB의 면 상에 퇴적된다. 이에 의해, 증발 재료 EM의 열은 절연 기판 SUB에 전도된다. 또한, 도가니 CR가 방사하는 적외선이 마스크 MSK의 개구들을 통과하여 절연 기판 SUB에 의해 흡수된다.
냉각판 CP의 적외선 흡수층 IRAL2는 절연 기판 SUB가 방사하는 적외선을 효율적으로 흡수한다. 적외선 흡수층 IRAL2가 흡수한 열은 냉각판 CP1에 대해 설명한 것과 마찬가지로 성막 챔버 DC1의 외부로 빠르게 방열된다.
이상 설명한 대로, 절연 기판 SUB에는 증발에 의해 열 에너지가 공급되지만,절연 기판 SUB가 방출하는 적외선은 성막 챔버 DC1의 외부로 빠르게 방열된다. 또한, 냉각 챔버 CC에 의해 절연 기판 SUB가 충분히 냉각되기 때문에, 증발을 개시하는 시점에 있어서의 절연 기판 SUB의 온도는 충분히 낮다. 따라서, 막 형성이 성막 챔버 DC1에서 수행되는 동안, 절연 기판 SUB의 온도를, 예를 들면, 약 40℃ 이하의 비교적 좁은 온도 범위 내에 제어할 수 있다. 즉, 성막이 수행될 때는 언제나, 절연 기판 SUB의 온도가 변동하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 마스크 MSK는, 절연 기판 SUB와는 달리, 성막 챔버 DC1 내에서 반복하여 및 연속적으로 사용된다. 따라서, 성막이 수행될 때는 언제나, 마스크 MSK의 온도가 변동하지 않는다.
그에 따라, 성막이 수행될 때는 언제나, 마스크 MSK 에 대한 절연 기판 SUB 가 상대적인 치수가 변동하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 정공 수송층 HT의 위치를 고 정밀도로 형성할 수 있다.
정공 수송층 HT가 이렇게 형성된 후, 트랜스퍼 챔버 TC1과 성막 챔버 DC1 사이의 게이트 밸브를 개방하고, 진공 로봇 VR1을 이용하여, 절연 기판 SUB를 성막 챔버 DC1로부터 트랜스퍼 챔버 TC1 내로 반출한다. 이후, 트랜스퍼 챔버 TC1과 성막 챔버 DC1 사이의 게이트 밸브를 폐쇄하고, 트랜스퍼 챔버 TC1과 중계 챔버 RC1 사이의 게이트 밸브를 개방한다. 그 후, 진공 로봇 VR1을 이용하여, 절연 기판 SUB를 트랜스퍼 챔버 TC1로부터 중계 챔버 RC1 내로 반송하고, 트랜스퍼 챔버 TC1과 중계 챔버 RC1 사이의 게이트 밸브를 폐쇄한다.
다음으로, 중계 챔버 RC1과 트랜스퍼 챔버 TC2 사이의 게이트 밸브를 개방한다. 그 후, 절연 기판 SUB를 중계 챔버 RC1로부터 트랜스퍼 챔버 TC2 내로 반송하고, 중계 챔버 RC1과 트랜스퍼 챔버 TC2 사이의 게이트 밸브를 폐쇄한다.
다음으로, 정공 수송층 HT 에 대하여 설명한 것과 거의 마찬가지의 방법에 의해, 성막 챔버 DC2에 있어서의 청색 발광층 EMT의 성막, 성막 챔버 DC3에 있어서의 녹색 발광층 EMT의 성막, 성막 챔버 DC4에 있어서의 적색 발광층 EMT의 성막, 성막 챔버 DC5에 있어서의 전자 수송층 ET의 성막을 순차적으로 실시한다.
절연 기판 SUB는 성막 챔버 DC1로부터 트랜스퍼 챔버 TC1로 반출한 시점에 충분히 냉각되어 있다. 또한, 성막 챔버 DC2 내지 DC5의 각각에서는, 성막 챔버 DC1과 마찬가지로, 절연 기판 SUB가 방출하는 적외선은 챔버 외부로 빠르게 방열된다. 또한, 성막 챔버 DC2 내지 DC5에서는, 성막 챔버 DC1과 마찬가지로, 성막 시 의 마스크 MSK의 온도가 성막마다 변동하는 것은 없다.
그렇기 때문에, 성막 챔버 DC2 내지 DC5에서, 성막 챔버 DC1과 마찬가지로, 마스크 MSK 에 대한 절연 기판 SUB가 상대적인 치수가 성막마다 변동하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 청색 발광층 EMT, 녹색 발광층 EMT, 적색 발광층 EMT 및 전자 수송층 ET를 높은 위치 정밀도로 형성하는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이 하여 유기물층 ORG를 형성한 후, 절연 기판 SUB를 트랜스퍼 챔버 TC2로부터 중계 챔버 RC2로 반송한다. 그 후, 공통 전극 CE 등의 성막을 실시하여, 도 1 및 도 2에 도시하는 표시 장치를 완성한다.
상기와 같이, 본 방법에 따르면 성막 시의 절연 기판 SUB의 온도를 정확하게 관리할 수 있다. 그 때문에, 정공 수송층 HT, 청색 발광층 EMT, 녹색 발광층 EMT, 적색 발광층 EMT 및 전자 수송층 ET를 높은 위치 정밀도로 형성할 수 있다. 따라서, 설계대로의 성능을 실현할 수 있다.
다음으로, 냉각판 CP1 및 CP2에 사용 가능한 재료 등에 대하여 설명한다.
금속 기판 MS1 및 MS2의 재료로서는, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 철, 은, 듀랄루민, 스테인레스강 또는 황동 등의 금속 또는 합금을 사용할 수 있다. 금속 기판 MS1 및 MS2는 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2로 피복하는 면들이 대략 평탄하면 임의의 형상을 가져도 된다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2는 금속 기판 MS1 및 MS2와 비교하여 적외선 흡수율이 보다 높으면 어떠한 재료로 구성하여도 된다. 예를 들면, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료로서, 수지 등의 유기물이나 금속 산화물 등의 무기 화합물 을 사용할 수 있다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료로서 사용 가능한 유기물로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene) 및 이들 을 주성분으로 한 수지가 있다. 또한, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료로서 사용 가능한 무기 화합물로서는, 예를 들면, 알루미나, 석영, 질화 규소, 질화 알루미늄, 및 탄화 규소 등의 세라믹스를 들 수 있다. 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료로서 무기 화합물을 사용하는 경우 무기 화합물은 수지 중에 분산하여 사용할 수 있다. 즉, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료로서는 수지와 무기 화합물의 혼합물을 사용할 수도 있다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료로서는, 파장 5 ㎛ 내지 22 ㎛의 적외선에 대한 흡수율이 2% 이상의 것을 사용하여도 된다. 그와 같은 재료로서는, 예를 들면, 글래스 등가 있다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료가 유기물을 포함하고 있는 경우, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2는, 용액 도포법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 재료로서 무기 화합물을 사용하는 경우, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2는, 예를 들어, 용액 도포법, 기상 퇴적법, 도금 법, 표면 산화법 등을 이용하여 형성할 수 있다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2는 단독으로 취급할 수 있는 시트들 또는 필름들이어도 된다. 이 경우, 적외선 흡수층 IRAL1은 접착제를 이용하여 금속 기판 MS1에 접착하더라도 좋다. 유사하게, 적외선 흡수층 IRAL2는 접착제를 이용하여 금속 기판 MS2에 접착하더라도 좋다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 두께는, 예를 들면, 1 ㎜ 이하라도 된다. 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2가 두꺼우면, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2로부터 금속 기판 MS1 및 MS2로의 각각의 열전도가 방해받을 수 있다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 두께는, 예를 들면, 50 nm 이상이어도 된다. 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2가 얇으면, 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 열화에 기인한 기능 저하가 발생하기 쉽다. 또한, 얇은 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2는 성막하거나 취급하는 것이 어렵다.
적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2는 이들과 비교하여 적외선 투과율이 보다 높은 보호층으로 피복하여도 된다. 보호층으로서 물리적 및 화학적 안정성이 충분히 우수한 것을 사용하면 적외선 흡수층 IRAL1 및 IRAL2의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 냉각판을 절연 기판에 밀착시킬 필요가 있고 적외선 흡수층이 점착성이 있는 재료로 만들어진 경우, 냉각판과 절연 기판이 접착하여 기판을 반송할 수 없게 되지만, 보호층이 이 접착을 방지한다. 보호층에 사용 가능한 재료로서는, 예를 들면, 플루오르화 바륨(barium fluoride), 탈륨 브로모클로라이드(thallium bromochloride), 탈륨 브로모이오다이드(thallium bromoiodide), 브롬화 칼륨, 염화 칼륨, 염화 나트륨, 요오드화 세슘(cesium iodide), 셀레늄화 아연(zinc selenide)을 들 수 있다.
상기 실시예에서는, 절연 기판 SUB의 냉각에 냉각판 CP1 및 CP2를 이용했다. 냉각판 CP1 및 CP2에 의한 냉각 효과를 향상시키기 위해서, 절연 기판 SUB의 성막 면의 반대쪽 면 위에, 절연 기판 SUB와 비교하여 적외선 방사율이 보다 높은 적외선 방사층을 설치해도 된다.
적외선 방사층으로서는, 예를 들면, 무기 화합물은 수지 중에 분산하여 획득된 재료를 사용할 수 있다. 이 무기 화합물로서는, 예를 들면, CuO, Fe2O3, CrO2, MnO2 등의 단 주기형 주기표의 6족 내지 8족 원소의 산화물이나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이들 무기 화합물을 혼합하여 사용한 경우, 방출 가능한 적외선의 파장 범위가 넓어지게 된다.
적외선 방사층은, 예를 들면, 용액 도포법을 이용하여 절연 기판 SUB 상에 형성할 수 있다. 적외선 방사층은 단독으로 취급할 수 있는 시트 또는 필름일 수 있다. 이 경우, 적외선 방사층은 접착제를 이용하여 절연 기판 SUB에 접착될 수 있다. 적외선 방사층은, 필요하면, 성막 챔버 DC5에 있어서의 성막을 완료한 후에, 절연 기판 SUB에서 제거하여도 된다.
절연 기판 SUB에 적외선 방사층을 설치하는 대신에, 적외선 흡수율이 높은 절연 기판 SUB를 사용할 수 있다. 예를 들면, 절연 기판 SUB로서, 적외선 방사층에 관하여 전술한 무기 화합물을 첨가한 유리 기판을 사용하여도 된다.
상기 실시예에서는, 성막 챔버 DC1 내지 DC5의 모두에 냉각판 CP2를 배치했지만, 성막 챔버 DC1 내지 DC5의 모두에 냉각판 CP2을 배치하지 않아도 된다. 예를 들면, 성막 챔버 DC5에 반입되는 절연 기판 SUB가 충분히 냉각되어 있는 경우, 성막 챔버 DC5에서의 성막 시에 있어서의 절연 기판 SUB의 온도 변화가 냉각판 CP2 가 없어도 충분히 작으면, 성막 챔버 DC5 내에 냉각판 CP2을 배치하지 않아도 된다.
상기 실시예에서는, 냉각판 CP1을 수용한 냉각 챔버 CC를 설치했지만, 냉각 챔버 CC는 설치하지 않더라도 좋다. 예를 들면, 성막 챔버 DC1에서 성막을 개시하기 전에 성막 챔버 DC1 내에 배치한 냉각판 CP1로 절연 기판 SUB를 충분히 냉각할 수 있으면, 냉각 챔버 CC는 생략할 수 있다.
상기 실시예에서는, 유기물층 ORG를 3층 구조로 하고 발광색이 다른 세종류의 발광층 EMT을 형성하기 위해, 5개의 성막 챔버 DC1 내지 DC5를 설치했다. 그러나, 전자 수송층 ET나 정공 수송층 HT을 생략하는 경우에는, 이 층을 형성하기 위한 성막 챔버 DC1 또는 DC5는 생략할 수 있다. 또한, 발광층 EMT로서 1종의 발광층 EMT만을 형성하는 경우에는, 성막 챔버 DC2 내지 DC4 중의 두개를 생략할 수 있다.
상기 실시예에서는, 절연 기판 SUB를 건조시킬 목적으로 가열 챔버 HC를 설치했지만, 가열 챔버 HC는 다른 목적으로 이용할 수도 있다. 예를 들면, 가열 챔버 HC는 유기물층 ORG을 구성하고 있는 각 박막의 리플로우에 이용할 수 있다. 이 경우, 통상적으로, 가열 챔버 HC는 리플로우를 행하는 대상인 박막을 형성하는 성막 챔버의 근방에 배치한다.
상기 실시예에서는, 본 발명을 진공 증착법에 의해서 성막을 행하는 제조 장치에 적용했지만, 본 발명은 다른 기상 퇴적법에 의해서 성막을 행하는 제조 장치에 적용하여도 된다. 예를 들면, 본 발명은, 스퍼터링법에 의해서 성막을 행하는 제조 장치에 적용하여도 된다.
상기 실시예에서는, 본 발명을 멀티 챔버 시스템을 포함하는 매엽식 제조 장치에 적용했지만, 본 발명은 다른 제조 장치에 적용하여도 된다. 예를 들면, 본 발명은, 인 라인형 배치식(in-line batch type)의 제조 장치에 적용하여도 된다.
추가의 이점 및 변형이 당업자에 의해 쉽게 이뤄질 수 있다. 따라서, 광의의 의미에서의 본 발명은 여기 보이고 설명된 특정 상세 사항 및 대표적 실시예들에만 제한되지는 않는다. 그에 따라, 청구범위 및 균등물에 의해 규정되는 일반적 발명 개념의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 본 발명에 대해 여러 변형들이 이뤄질 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의한 성막 시의 기판 온도를 보다 정확하게 관리할 수가 있어서 이들 박막의 위치 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (21)

  1. 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 포함하는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법으로서,
    진공 속에서 마스크를 이용한 기상 퇴적법(vapor deposition)에 의해, 상기 절연 기판 위에 상기 구조체의 일부로서 패턴화된 층을 형성하는 공정과,
    상기 패턴화된 층을 형성하기 전에 및/또는 형성하는 동안에, 금속 기판과 상기 금속 기판의 주면(main surface)을 피복하고 상기 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 적외선 흡수층을 포함하는 냉각판을, 상기 적외선 흡수층이 상기 절연 기판과 마주 보도록 배치함으로써 상기 절연 기판을 냉각하는 공정
    을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적외선 흡수층은 수지 및/또는 금속 산화물로 이루어지는 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기상 퇴적법은 진공 증착법(vacuum evaporation) 또는 스퍼터링법인 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉각판과 상기 절연 기판이 서로 떨어져 있도록 상기 냉각판이 배치되는 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 표시 소자는 유기 EL 소자이고, 상기 패턴화된 층은 상기 유가 EL 소자의 일부인 표시 장치의 제조 방법.
  6. 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 포함하는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법으로서,
    진공 중에서, 상기 절연 기판과, 제1 금속 기판 및 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하는 제1 냉각판을, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 절연 기판의 제1 주면과 마주 보도록 배치하는 공정과,
    상기 상태에서, 제1 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 상기 절연 기판의 제2 주면 위에, 상기 구조체의 일부로서 제1 패턴화된 층을 형성하는 공정
    을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 패턴화된 층을 형성한 후에, 진공 중에서 제2 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 상기 절연 기판의 상기 제2 주면 위에 상기 구조체의 일부로서 제2 패턴화된 층을 형성하는 공정을 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 패턴화된 층을 형성한 후에, 진공 중에서, 상기 절연 기판과, 제2 금속 기판 및 상기 제2 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제2 금속 기판보다 적외선 흡수율이 높은 적외선 흡수층을 포함하는 제2 냉각판을, 상기 제2 적외선 흡수층이 상기 절연 기판의 상기 제1 주면과 마주 보도록 배치하는 공정과,
    상기 상태에서, 제2 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 상기 절연 기판의 상기 제2 주면 위에 상기 구조체의 일부로서 제2 패턴화된 층을 형성하는 공정
    을 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  9. 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 포함하는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법으로서,
    진공 중에서 상기 절연 기판을 가열하는 공정과,
    진공 중에서, 상기 절연 기판과, 제1 금속 기판 및 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하는 제1 냉각판을, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 절연 기판과 마주 보도록 배치함으로써, 상기 가열된 상기 절연 기판을 냉각하는 공정과,
    진공 중에서, 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 상기 냉각된 상기 절연 기판 위에 상기 구조체의 일부로서 패턴화된 층을 형성하는 공정
    을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 패턴화된 층을 형성하는 공정은,
    진공 중에서, 상기 절연 기판과, 제2 금속 기판 및 상기 제2 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제2 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제2 적외선 흡수층을 포함하는 제2 냉각판을, 상기 제2 적외선 흡수층이 상기 절연 기판의 제1 주면과 마주 보도록 배치하는 공정과,
    상기 상태에서, 상기 마스크를 이용한 기상 퇴적법에 의해, 상기 절연 기판의 제2 주면 위에, 상기 패턴화된 층을 형성하는 공정
    을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 절연 기판을 가열하는 공정은 상기 절연 기판을 건조시키는 공정을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  12. 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 포함하는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 장치로서,
    상기 절연 기판이 반입되는 진공 챔버와,
    상기 진공 챔버 내에 배치되고, 상기 구조체의 일부인 패턴화된 층의 재료를 기화시켜 상기 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 주면에 상기 기화된 재료를 공급하는 재료원(material source)과,
    상기 재료원과 상기 진공 챔버 내의 상기 절연 기판 사이에 배치되는 마스크와,
    금속 기판 및 상기 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 금속 기판보다도 적외 선 흡수율이 높은 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 절연 기판의 상기 주면에 상기 기화된 재료를 공급하기 전에 및/또는 공급하는 동안에 상기 적외선 흡수층이 상기 절연 기판과 마주 보도록 배치되는 냉각판
    을 포함하는 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적외선 흡수층은 수지 및/또는 금속 산화물로 이루어지는 제조 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 진공 챔버, 상기 재료원 및 상기 마스크는 진공 증착 시스템 또는 스퍼터링 시스템을 구성하는 제조 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 냉각판은 상기 냉각판과 상기 절연 기판이 서로 떨어지도록 배치되는 제조 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 표시 소자는 유기 EL 소자이고, 상기 패턴화된 층은 상기 EL 소자의 일부인 제조 장치.
  17. 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 포함하는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 장치로서,
    상기 절연 기판이 반입되는 제1 진공 챔버와,
    상기 제1 진공 챔버 내에 배치되고, 상기 구조체의 일부인 제1 패턴화된 층의 제1 재료를 기화시켜 상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 제1 주면에 상기 기화된 제1 재료를 공급하는 제1 재료원과,
    상기 제1 재료원과 상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판 사이에 배치되는 제1 마스크와,
    제1 금속 기판 및 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 제2 주면과 마주 보도록 배치되는 제1 냉각판
    을 포함하는 제조 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 진공 챔버에 연결되고, 상기 제1 진공 챔버로부터 반출된 상기 절연 기판이 반입되는 제2 진공 챔버와,
    상기 제2 진공 챔버 내에 배치되고, 상기 구조체의 일부인 제2 패턴화된 층의 제2 재료를 기화시켜 상기 제2 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 상기 제1 주면에 상기 기화된 제2 재료를 공급하는 제2 재료원과,
    상기 제2 재료원과 상기 제2 진공 챔버 내의 상기 절연 기판 사이에 배치되는 제2 마스크
    를 더 포함하는 제조 장치.
  19. 제18항에 있어서, 제2 금속 기판 및 상기 제2 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제2 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제2 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 제2 적외선 흡수층이 상기 제2 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 상기 제2 주 표면과 마주 보도록 배치되는 제2 냉각판
    을 더 포함하는 제조 장치.
  20. 절연 기판과 상기 절연 기판 위에 형성되고 표시 소자를 포함하는 구조체를 포함하는 표시 장치를 제조하는 장치로서,
    상기 절연 기판이 반입되는 제1 진공 챔버와,
    상기 제1 진공 챔버 내의 상기 절연 기판을 가열하는 히터와,
    상기 제1 진공 챔버로부터 반출된 상기 절연 기판이 반입되는 제2 진공 챔버와,
    제1 금속 기판 및 상기 제1 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제1 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제1 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 제1 적외선 흡수층이 상기 제2 진공 챔버 내의 상기 절연 기판과 마주 보도록 배치되는 제1 냉각판과,
    상기 제2 진공 챔버로부터 반출된 상기 절연 기판이 반입되는 제3 진공 챔버와,
    상기 제3 진공 챔버 내에 배치되고, 상기 구조체의 일부인 패턴화된 층의 재 료를 기화시켜 상기 제3 진공 챔버 내의 상기 절연 기판의 주면에 상기 기화된 재료를 공급하는 재료원과,
    상기 재료원과 상기 제3 진공 챔버 내의 상기 절연 기판 사이에 배치되는 마스크
    를 포함하는 제조 장치.
  21. 제20항에 있어서, 제2 금속 기판 및 상기 제2 금속 기판의 주면을 피복하고 상기 제2 금속 기판보다도 적외선 흡수율이 높은 제2 적외선 흡수층을 포함하고, 상기 제2 적외선 흡수층이 상기 제3 진공 챔버 내의 상기 절연 기판과 마주 보도록 배치되는 제2 냉각판
    을 더 포함하는 제조 장치.
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