KR20120043571A - System and method for encapsulation of oled - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, OLED 박막 봉지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대기압에서 유기막 봉지 공정을 진행할 수 있어 유기막 봉지 공정시의 진공시스템이 필요 없고 모노머 사용 효율이 우수하며, 또한 모노머 물질이 기판 이외의 챔버 내벽 등의 다른 부분에 증착되지 않으므로 성막 후 무기막 공정을 위한 펌핑 시간을 단축시킬 수 있는 OLED 박막 봉지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an OLED thin film encapsulation system and a method thereof, and more particularly, an organic film encapsulation process can be performed at atmospheric pressure, so that a vacuum system is not required in the organic film encapsulation step, and monomer use efficiency is excellent. The present invention relates to an OLED thin film encapsulation system and method that can shorten the pumping time for an inorganic film process after film formation since the material is not deposited on other parts such as the chamber inner wall other than the substrate.
유기전계발광다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode, 이하 OLED라 함)는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비전력이 낮고, 자체 발광이므로 넓은 시야각을 제공하여 영상 표시 매체로서의 장점을 갖는다.Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) have a high response time with a response speed of 1ms or less, low power consumption, and self-luminescence, which provides a wide viewing angle. Have
이러한 OLED는 저온 제작이 가능하고 기존의 반도체 공정 기술과 유사한 방식으로 제조되며, 또한 패턴(pattern) 형성 공정, 박막 증착 공정, 그리고 봉지 공정 등의 그 제조 공정이 비교적 간단하므로 향후 차세대 표시장치로 주목받고 있다.These OLEDs can be manufactured at low temperature, manufactured in a similar manner to the existing semiconductor process technology, and their manufacturing processes such as pattern forming process, thin film deposition process, and encapsulation process are relatively simple, so they are attracting attention as the next generation display devices. I am getting it.
한편, OLED 박막 봉지 공정이란, 대기 중의 기체나 수분으로부터 OLED의 유기발광소자를 보호하기 위해 유기막 또는 무기막을 이용하여 유기발광소자의 둘레를 밀봉하는 공정이다.On the other hand, an OLED thin film encapsulation process is a process of sealing the circumference | surroundings of an organic light emitting element using an organic film or an inorganic film in order to protect the organic light emitting element of OLED from gas or moisture in air | atmosphere.
유기발광소자의 둘레를 따라 유기막 또는 무기막을 봉지하는 데 있어 필름을 이용한 부착법을 사용할 수도 있고, 증착물질을 이용한 증착법을 사용할 수도 있는데 보통은 후자의 방법이 사용된다.In order to encapsulate the organic film or the inorganic film along the circumference of the organic light emitting device, an adhesion method using a film may be used, or a deposition method using a deposition material may be used. The latter method is usually used.
이때, 유기막 또는 무기막 중에서 선택된 어느 단층막만을 사용하기도 하는데, 무기막으로만 형성된 단층막은, 막 성형속도가 느리고 막의 큰 스트레스로 인해서 일부 결함이 발생할 가능성이 높으며, 유기발광소자의 파티클과 결합되어 무기막에 핀홀 등과 같은 결함(defect)이 발생될 소지가 높다. 핀홀 등을 방치하면 핀홀 등을 통해 대기 중의 기체나 수분이 내부로 유입되어 유기발광소자의 수명을 단축시킬 수 있다.In this case, only a single layer selected from an organic layer or an inorganic layer may be used. A single layer layer formed only of an inorganic layer has a low film forming speed and a high possibility of some defects due to a large stress of the layer, and is combined with particles of an organic light emitting device. There is a high possibility that defects such as pinholes are generated in the inorganic film. If the pinhole is left unattended, gas or moisture in the atmosphere may be introduced into the pinhole to shorten the life of the organic light emitting device.
반면, 유기막만으로 형성된 단층막은, 성형이 용이하다는 이점이 있으나 유기막 자체적으로 수분을 함유할 수 있기 때문에 기체나 수분의 유입이 무기막에 비해 보다 잘 진행될 수 있다. 따라서 기체나 수분을 완벽하게 차단하기는 어렵다.On the other hand, the single layer film formed only of the organic film has the advantage of being easy to mold, but because the organic film itself may contain water, the inflow of gas or water may be better than that of the inorganic film. Therefore, it is difficult to completely block gas or moisture.
이에, 근자에 들어서는 유기막과 무기막을 교대로 다수 층 적층함으로써 기체나 수분의 유입으로부터 유기발광소자를 보호하는 OLED 박막 봉지 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Accordingly, research on OLED thin film encapsulation systems that protect organic light emitting devices from inflow of gas or moisture by stacking multiple layers of organic and inorganic layers alternately in recent years has been actively conducted.
이와 같은 봉지 시스템을 이용하여 OLED의 유기발광소자에 유기막을 증착시키고자 할 때는, 유기발광소자가 하부를 향하도록 OLED의 기판을 챔버 내부에 배치하고 이 기판을 향해 챔버 내부에 마련된 모노머 증착유닛(monomer depo-unit)이 증기 상태인 모노머를 분사시키는 과정을 수행하게 된다.When the organic film is deposited on the organic light emitting device of the OLED by using such an encapsulation system, the organic light emitting device is disposed inside the chamber so that the organic light emitting device faces downward, and the monomer deposition unit provided inside the chamber toward the substrate ( The monomer depo-unit) is sprayed with a monomer in a vapor state.
보다 상세하게 설명하면, 액체 상태인 모노머는 울트라 소닉 노즐(ultra sonic nozzle)을 통과하면서 기화되고 350℃ 정도로 가열된 경로를 따라 모노머 증착원 쪽으로 기화된 증기가 이동한다. 증착원은 공급된 모노머 증기를 기판으로 분사하는데, 기판에 증착되지 않은 물질은 챔버로 흘러가기 전에 외부로 방출하게 된다. 외부로의 방출은 그 하부에 연결된 터보 펌프(turbo pump)를 이용하는데, 모노머 증기는 상온 10-3 Torr 이하의 기압에서는 액화되지 않고 기체상태를 유지하는 특성이 있다.In more detail, the liquid monomer is vaporized while passing through an ultra sonic nozzle, and vaporized vapor moves toward the monomer deposition source along a path heated to about 350 ° C. The deposition source injects the supplied monomer vapor to the substrate, and the material not deposited on the substrate is released to the outside before flowing to the chamber. The discharge to the outside uses a turbo pump connected to the lower portion, the monomer vapor is characterized in that the gas phase does not liquefy at atmospheric pressure below 10 -3 Torr.
그런데, 종래의 OLED 박막 봉지 시스템 및 그 방법에 있어서는, 유기막 봉지방식이 진공증착 방식이므로 유기막 봉지를 위해서도 진공시스템이 필요하고 또한 물질의 사용효율이 10% 이하이므로 고가의 모노머 사용 효율이 낮으며, 기판 이외의 챔버에 흡착된 모노머 물질이 서서히 기화되므로 모노머 성막 이후에 기판을 다른 챔버로 이송하기 위한 베이스 압력으로의 펌핑에 많은 시간, 예를 들어 2세대 기판의 경우 최소 40분 이상, 즉 장시간이 소요되고, 모노머용 펌프(TMP)에 모노머 증착 물질이 축적되어 약 3개월가량 사용 후 펌프를 완전히 분해하여 점검(overhaul)하여야 하는 문제점이 있다.However, in the conventional OLED thin film encapsulation system and method thereof, since the organic film encapsulation method is a vacuum deposition method, a vacuum system is required for encapsulation of the organic film, and the use efficiency of the material is low because the use efficiency of the material is 10% or less. In addition, since the monomer material adsorbed in the chamber other than the substrate is gradually evaporated, a lot of time for pumping to the base pressure for transferring the substrate to another chamber after the deposition of the monomer, for example, at least 40 minutes for the second generation substrate, that is, It takes a long time, there is a problem that the monomer deposition material is accumulated in the pump for the monomer (TMP), and after about three months of use, the pump must be completely disassembled and overhauled.
본 발명의 목적은, 대기압에서 유기막 봉지 공정을 진행할 수 있어 유기막 봉지 공정시의 진공시스템이 필요 없고 모노머 사용 효율이 우수하며, 또한 모노머 물질이 기판 이외의 챔버 내벽 등의 다른 부분에 증착되지 않으므로 성막 후 무기막 공정을 위한 펌핑 시간을 단축시킬 수 있는 OLED 박막 봉지 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention that the organic film encapsulation process can be performed at atmospheric pressure, so that no vacuum system is required in the organic film encapsulation process, and the monomer use efficiency is excellent, and monomer materials are not deposited on other parts such as the chamber inner wall other than the substrate. Therefore, to provide an OLED thin film encapsulation system and method that can shorten the pumping time for the inorganic film process after film formation.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 전달하는 제1 트랜스퍼 챔버; 및 상기 제1 트랜스퍼 챔버로부터 상기 기판을 전달받아 대기압에서 상기 기판에 유기막을 봉지하는 대기압유기막봉지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a first transfer chamber for delivering a substrate; And an atmospheric pressure organic membrane encapsulation system for receiving the substrate from the first transfer chamber and encapsulating the organic layer on the substrate at atmospheric pressure.
여기서, 상기 대기압유기막봉지장치는, 대기압 상태의 유기막공정챔버; 상기 유기막공정챔버에 배치되어 상기 기판을 지지하는 지지본체; 및 상기 지지본체 상의 상기 기판에 상기 유기막으로서의 모노머를 도포하는 모노머 도포유닛을 포함할 수 있다.Here, the atmospheric pressure organic membrane encapsulation apparatus, the organic membrane process chamber in the atmospheric pressure state; A support body disposed in the organic film processing chamber to support the substrate; And it may include a monomer coating unit for applying the monomer as the organic film on the substrate on the support body.
상기 모노머 도포유닛은, 상기 기판에 슬릿 코팅(slit coating)으로 상기 모노머를 성막하는 슬릿 코터일 수 있다.The monomer coating unit may be a slit coater for forming the monomer by a slit coating on the substrate.
상기 슬릿 코터는, 단부 영역에 유기막 증착을 위한 유기물질이 토출되는 토출구가 형성되도록 상호간 소정의 이격간격을 가지고 결합되는 한 쌍의 제1 블록과 제2 블록; 상기 제1 및 제2 블록 중 어느 하나에 마련되며, 상기 제1 및 제2 블록 사이의 내부공간으로 상기 유기물질이 주입되는 유기물질 주입 라인; 상기 제1 및 제2 블록 중 어느 하나에 마련되며, 상기 유기물질이 토출되면서 상기 내부공간에서 발생된 가스(gas)가 방출되는 가스 방출 라인; 및 상기 제1 및 제2 블록 중 어느 하나에 결합되어 상기 토출구의 갭(gap)을 조절하는 갭 조절부재를 포함할 수 있다.The slit coater may include a pair of first and second blocks coupled to each other with a predetermined spacing so that discharge holes through which organic materials for organic film deposition are formed are formed in an end region; An organic material injection line provided in one of the first and second blocks and injecting the organic material into an internal space between the first and second blocks; A gas discharge line provided in one of the first and second blocks and discharging gas generated in the internal space while the organic material is discharged; And a gap adjusting member coupled to any one of the first and second blocks to adjust a gap of the discharge hole.
대기압 상태의 상기 대기압유기막봉지장치와 진공 상태의 상기 제1 트랜스퍼 챔버 사이에 배치되어 대기압과 진공을 치환하는 치환 챔버를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a substitution chamber disposed between the atmospheric pressure organic membrane encapsulation device in an atmospheric pressure state and the first transfer chamber in a vacuum state to replace atmospheric pressure and vacuum.
상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 마련되고 상기 기판이 로딩되는 로드락 챔버; 상기 기판에 무기막을 형성하는 무기막봉지장치; 및 상기 제1 트랜스퍼 챔버와 상기 무기막봉지장치 사이에 배치되어 상기 기판을 얼라인하는 얼라인 챔버를 더 포함할 수 있다.A load lock chamber provided on one surface of the first transfer chamber and loaded with the substrate; An inorganic film encapsulation device for forming an inorganic film on the substrate; And an alignment chamber disposed between the first transfer chamber and the inorganic film encapsulation device to align the substrate.
상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 배치되는 버퍼 챔버; 및 상기 버퍼 챔버를 사이에 두고 상기 제1 트랜스퍼 챔버와 대향 배치되는 추가의 제2 트랜스퍼 챔버를 더 포함할 수 있다.A buffer chamber disposed on one surface of the first transfer chamber; And an additional second transfer chamber disposed opposite the first transfer chamber with the buffer chamber therebetween.
상기 제2 트랜스퍼 챔버의 적어도 어느 일면에 배치되며, 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판이 언로딩되는 언로드락 챔버를 더 포함할 수 있다.The electronic device may further include an unload lock chamber disposed on at least one surface of the second transfer chamber and unloading the substrate on which the organic layer and the inorganic layer are alternately formed.
상기 제1 및 제2 트랜스퍼 챔버는 다각형의 구조를 가질 수 있다.The first and second transfer chambers may have a polygonal structure.
상기 로드락 챔버, 3개의 상기 대기압유기막봉지장치, 그리고 3개의 상기 무기막봉지장치는 8각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치될 수 있으며, 2개의 상기 언로드락 챔버는 6각형 구조를 갖는 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 선택된 외면에 배치될 수 있으며, 상기 버퍼 챔버는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면과 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 공용으로 배치될 수 있다.The load lock chamber, the three atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, and the three inorganic membrane encapsulation devices may be disposed on each side of the first transfer chamber having an octagonal structure, and the two unload lock chambers may be The second transfer chamber may have a rectangular structure, and may be disposed on a selected outer surface of the second transfer chamber, and the buffer chamber may be disposed in common on one surface of the first transfer chamber and on one surface of the second transfer chamber.
상기 로드락 챔버, 2개의 상기 대기압유기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 무기막봉지장치는 6각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치될 수 있으며, 1개의 상기 대기압유기막봉지장치, 1개의 상기 무기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 언로드락 챔버는 6각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치될 수 있으며, 상기 버퍼 챔버는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면과 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 공용으로 배치될 수 있다.The load lock chamber, the two atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, and the two inorganic membrane encapsulation devices may be disposed on each side of the first transfer chamber having a hexagonal structure, and the one atmospheric pressure organic membrane encapsulation device. And one inorganic membrane encapsulation device and two unload lock chambers may be disposed on each side of the first transfer chamber having a hexagonal structure, and the buffer chamber may be disposed on any one surface of the first transfer chamber. It may be disposed in common on either side of the second transfer chamber.
상기 로드락 챔버, 2개의 상기 대기압유기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 무기막봉지장치는 8각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치될 수 있으며, 1개의 상기 대기압유기막봉지장치, 1개의 상기 무기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 언로드락 챔버는 8각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치될 수 있으며, 상기 버퍼 챔버는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면과 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 공용으로 배치될 수 있다.The load lock chamber, the two atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, and the two inorganic membrane encapsulation devices may be disposed on each side of the first transfer chamber having an octagonal structure, and the one atmospheric pressure organic membrane encapsulation device. And one inorganic membrane encapsulation device and two unload lock chambers may be disposed on each side of the first transfer chamber having an octagonal structure, and the buffer chamber may include any one surface of the first transfer chamber and the It may be disposed in common on either side of the second transfer chamber.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 대기압 상태의 트랜스퍼 챔버; 상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하게 배치되며, 대기압과 진공을 치환하면서 기판이 로딩되는 로드락 치환 챔버; 상기 트랜스퍼 챔버로부터 상기 기판을 전달받아 대기압에서 상기 기판에 유기막을 봉지하는 대기압유기막봉지장치; 상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하게 배치되어 상기 기판에 무기막을 형성하는 무기막봉지장치; 대기압 상태의 상기 트랜스퍼 챔버와 진공 상태의 상기 무기막봉지장치 사이에 배치되어 대기압과 진공을 치환하고, 상기 기판을 얼라인시키는 얼라인 치환 챔버; 및 상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하게 배치되어 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판이 언로딩되는 언로딩 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템에 의해서도 달성된다.On the other hand, according to the present invention, the transfer chamber in the atmospheric pressure state; A load lock displacement chamber disposed adjacent to the transfer chamber, the substrate being loaded while replacing atmospheric pressure and vacuum; An atmospheric pressure organic film encapsulation device which receives the substrate from the transfer chamber and seals the organic film on the substrate at atmospheric pressure; An inorganic film encapsulation device disposed adjacent to the transfer chamber to form an inorganic film on the substrate; An alignment displacement chamber disposed between the transfer chamber in an atmospheric pressure state and the inorganic membrane encapsulation device in a vacuum state to replace atmospheric pressure and vacuum and align the substrate; And an unloading chamber disposed adjacent to the transfer chamber and unloading a substrate on which an organic film and an inorganic film are alternately formed.
여기서, 상기 트랜스퍼 챔버는 직사각형의 배치 구조를 가질 수 있다.Here, the transfer chamber may have a rectangular arrangement structure.
상기 로드락 치환 챔버, 3개의 상기 대기압유기막봉지장치、6개의 상기 무기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 언로드락 챔버가 직사각형 형상의 상기 트랜스퍼 챔버의 각 면을 따라 배치될 수 있다.The load lock replacement chamber, three atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, six inorganic membrane encapsulation devices, and two unload lock chambers may be disposed along each side of the transfer chamber in a rectangular shape.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 대기압 상태의 유기막공정챔버로 인입시키는 단계; 및 상기 유기막공정챔버에서 상기 기판에 유기막을 봉지하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the object, according to the present invention, the step of introducing the substrate into the organic film processing chamber of atmospheric pressure; And encapsulating the organic film on the substrate in the organic film process chamber.
여기서, 상기 유기막을 봉지하는 단계는, 상기 기판에 슬릿 코팅(slit coating)으로 모노머를 도포하는 단계일 수 있다.Here, the encapsulation of the organic layer may be a step of applying a monomer to the substrate by a slit coating.
상기 기판을 상기 유기막공정챔버로 인입하기 전에 상기 기판을 로딩하는 단계; 및 상기 기판에 유기물을 봉지하는 단계 후에 상기 무기막을 봉지하는 단계를 더 포함할 수 있다.Loading the substrate before introducing the substrate into the organic film processing chamber; And encapsulating the inorganic layer after the encapsulation of the organic material in the substrate.
상기 무기막을 봉지하는 단계 전에 상기 기판을 얼라인하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include aligning the substrate before the sealing of the inorganic layer.
유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판을 언로딩하는 언로딩 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include an unloading step of unloading the substrate on which the organic layer and the inorganic layer are alternately formed.
본 발명에 따르면, 대기압에서 유기막 봉지 공정을 진행할 수 있어 유기막 봉지 공정시의 진공시스템이 필요 없고 모노머 사용 효율이 우수하며, 또한 모노머 물질이 기판 이외의 챔버 내벽 등의 다른 부분에 증착되지 않으므로 성막 후 무기막 공정을 위한 펌핑 시간을 단축시킬 수 있다.According to the present invention, the organic film encapsulation process can be performed at atmospheric pressure, so that no vacuum system is required in the organic film encapsulation process, and the monomer use efficiency is excellent, and since the monomer material is not deposited on other parts such as the inner wall of the chamber other than the substrate, After film formation, the pumping time for the inorganic film process can be shortened.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템 및 그 방법을 통해 유기막과 무기막이 교대로 10층 증착된 OLED의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이다.
도 3은 대기압유기막봉지장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이다.
도 7은 슬릿 코팅의 변형예이다.1 is a schematic structural diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a first exemplary embodiment of the present invention and an OLED in which 10 layers of organic and inorganic layers are alternately deposited through the method.
2 is a block diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of an atmospheric pressure organic membrane encapsulation device.
4 is a configuration diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a third exemplary embodiment of the present invention.
6 is a configuration diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
7 is a variant of the slit coating.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템 및 그 방법을 통해 유기막과 무기막이 교대로 10층 증착된 OLED의 개략적인 구조도이다.1 is a schematic structural diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a first exemplary embodiment of the present invention and an OLED in which 10 layers of organic and inorganic layers are alternately deposited through the method.
이 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템을 통해 제조된 OLED(1, Organic Light Emitting Diode, 유기전계발광다이오드)는, 기판(2)과, 기판(1) 상에 적층되는 유기발광소자(3)를 구비한다.Referring to this figure, an OLED (1, organic light emitting diode, OLED) manufactured through an OLED thin film encapsulation system according to an embodiment of the present invention is provided on a
기판(2)은 유리 기판이다. 유기발광소자(3)는 양극, 3층의 유기막(홀 수송층, 발광층, 전자 수송층), 음극의 적층 구조를 갖는다. 유기 분자는 에너지를 받으면(자, 여기 상태임), 원래의 상태(기저 상태)로 돌아오려고 하는데, 그때에 받은 에너지를 빛으로서 방출하려는 성질을 가진다. 유기발광소자(3)에서는 전압을 걸면 양극으로부터 주입된 홀(+)과 음극으로부터 주입된 전자(-)가 발광층 내에서 재결합하게 되고, 이때에 유기 분자를 여기해서 발광한다.The
이처럼 전압을 가하면 유기물이 빛을 발하는 특성을 이용하여 디스플레이하는 것이 OLED(1)인데, 유기발광소자(3) 상의 유기물에 따라 R(Red), G(Green), B(Blue)를 발하는 특성을 이용해 풀 칼라(Full Color)를 구현한다.In this way, OLED (1) is displayed by using the property that the organic material emits light when the voltage is applied, and the characteristics of emitting R (Red), G (Green), B (Blue) depending on the organic material on the organic light emitting device (3) It implements full color.
한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 유기발광소자(3)는 대기 중의 기체나 수분에 의해 쉽게 손상될 수 있기 때문에 그 수명 문제가 대두될 수 있는데, 이를 해결하기 위해 도 1처럼 유기막과 무기막을 교대로 다수 층 적층함으로써 기체나 수분의 유입으로부터 유기발광소자(3)를 보호하게 된다.On the other hand, as described above, since the organic
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템을 통해 총 10층의 유기막과 무기막이 교대로 적층되어 있다. 즉 유기발광소자(3)로부터 제1 유기막, 제1 무기막, 제2 유기막, 제2 무기막 ‥ 제5 유기막, 제5 무기막이 순서대로 또한 층별로 증착되어 있다.Referring to FIG. 1, a total of 10 organic layers and inorganic layers are alternately stacked through an OLED thin film encapsulation system according to an exemplary embodiment of the present invention. That is, the first organic film, the first inorganic film, the second organic film, the second inorganic film, the fifth organic film, and the fifth inorganic film are deposited from the organic
이를 자세히 살펴보면, 제1 무기막이 제1 유기막을 완전히 감싸는(봉지되는) 형태로, 이어 제2 유기막이 제1 무기막을 부분적으로 감싸는 형태로, 이어 제2 무기막이 제2 유기막을 완전히 감싸는 형태 등의 순서를 가지고 막이 증착되어 있는 것을 알 수 있다.In detail, the first inorganic layer completely surrounds (encapsulates) the first organic layer, and then the second organic layer partially surrounds the first inorganic layer, and then the second inorganic layer completely surrounds the second organic layer. It can be seen that the films are deposited in sequence.
다만, 도 1처럼 유기막과 무기막을 반복적으로 봉지하는 과정에서, 종래기술의 경우에는 특히 유기막을 진공 분위기 속에서 진행하여 왔다. 다시 말해, 종래기술은 유기막 봉지방식이 진공증착 방식이었다.However, in the process of repeatedly encapsulating the organic film and the inorganic film as shown in FIG. 1, in the case of the prior art, the organic film has been particularly carried out in a vacuum atmosphere. In other words, in the prior art, the organic film encapsulation method was a vacuum deposition method.
이처럼 유기막 봉지방식을 진공증착 방식으로 적용하게 되면, 앞서도 기술한 바와 같이, 유기막 봉지를 위해서도 진공시스템이 필요하고 또한 물질의 사용효율이 10% 이하이므로 고가의 모노머 사용 효율이 낮으며, 기판 이외의 챔버에 흡착된 모노머 물질이 서서히 기화되므로 모노머 성막 이후에 기판을 다른 챔버로 이송하기 위한 베이스 압력으로의 펌핑에 많은 시간, 예를 들어 2세대 기판의 경우 최소 40분 이상이 소요되고, 모노머용 펌프(TMP)에 모노머 증착 물질이 축적되어 약 3개월가량 사용 후 펌프를 완전히 분해하여 점검(overhaul)하여야 하는 등의 다양한 문제점이 야기된다.When the organic film encapsulation method is applied in a vacuum deposition method as described above, a vacuum system is required for the organic film encapsulation, and the use efficiency of the monomer is low because the use efficiency of the material is 10% or less, and the substrate Since the monomer material adsorbed in the other chamber is gradually evaporated, pumping to the base pressure for transferring the substrate to another chamber after the film deposition takes a long time, for example, at least 40 minutes for the second generation substrate, The monomer deposition material accumulates in the pump (TMP), causing various problems such as the need to completely disassemble and overhaul the pump after about three months of use.
이에, 본 실시예에서는 진공증착 방식에 의해 진행되어 왔던 유기막 봉지방식을 대기압 분위기 속에서 진행시킴으로써 종래기술에서 나타나는 다양한 문제점을 해소하고 있다.Thus, in the present embodiment, the organic film encapsulation method, which has been advanced by the vacuum deposition method, is performed in an atmospheric pressure atmosphere to solve various problems in the prior art.
본 실시예의 OLED 박막 봉지 시스템에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The OLED thin film encapsulation system of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이고, 도 3은 대기압유기막봉지장치의 개략적인 구성도이다.2 is a configuration diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a first embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic configuration diagram of an atmospheric pressure organic membrane encapsulation device.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 OLED 박막 봉지 시스템은, 기판(2, 도 1 참조)을 전달하는 제1 트랜스퍼 챔버(111, TRANSFER CHAMBER)와, 제1 트랜스퍼 챔버(111)로부터 기판(2)을 진공 분위기가 아닌 대기압에서 기판(2)에 유기막을 봉지하는 대기압유기막봉지장치(140)를 포함한다.Referring to these drawings, the OLED thin film encapsulation system of the present embodiment includes a
제1 트랜스퍼 챔버(111)는 그 둘레 방향을 따라 기판(2)을 전달하는 역할을 한다. 제1 트랜스퍼 챔버(111)의 내부는 진공 분위기로 형성될 수 있다.The
이처럼 제1 트랜스퍼 챔버(111)가 기판(2)을 전달할 수 있도록, 제1 트랜스퍼 챔버(111)의 내부에는 제1 기판 핸들링 로봇(110a)이 마련된다. 제1 기판 핸들링 로봇(110a)은 해당 위치에서 회전 및 전후진이 가능한 다관절 아암을 구비한 로봇으로 적용될 수 있다.As such, the first
본 실시예의 경우, 제1 트랜스퍼 챔버(111)는 8각형 구조를 가지며, 각 외면에 서로 다른 종류의 챔버(121~123,125)들이 마련된다.In the present embodiment, the
이에 대해 설명하면, 8각형 구조의 제1 트랜스퍼 챔버(111)의 일면에는 기판(2)이 로딩되는 로드락 챔버(121)가 마련된다. 로드락 챔버(121)를 기준으로 시계 방향을 따라 제1 트랜스퍼 챔버(111)에 이웃되게 치환 챔버(122), 얼라인 챔버(123), 치환 챔버(122), 버퍼 챔버(125), 얼라인 챔버(123), 얼라인 챔버(123) 및 치환 챔버(122)가 배치된다.In this regard, a
즉 제1 트랜스퍼 챔버(111)의 둘레 방향을 따라 상호 이격된 위치에 3개의 치환 챔버(122)가 마련되고 치환 챔버(122)들 사이에 역시 3개의 얼라인 챔버(123)가 마련되며, 남은 면에 버퍼 챔버(125)가 마련된다. 물론, 이러한 배치 구조는 하나의 예일 뿐 도면의 형상과 구조에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.That is, three
로드락 챔버(121)는 기판(2)이 제1 트랜스퍼 챔버(111) 쪽으로 로딩되는 챔버이다. 로드락 챔버(121)는 시스템의 외측에 배치된 별도의 이송 로봇(미도시)에 의해 외부로부터 증착 대상의 기판(2)이 인입되면 그 내부의 환경을 제1 트랜스퍼 챔버(111)와 실질적으로 동일한 온도와 압력, 그리고 진공으로 조성한다.The
이러한 로드락 챔버(121)는 상하 방향을 따라 단층의 구조를 가질 수도 있고, 혹은 2개 이상의 복층 구조를 가질 수 있다. 후장의 경우가 단위 시간당 많은 생산량을 이끌어낼 수 있는 구조에 해당한다.The
치환 챔버(122)는 대기압 상태의 대기압유기막봉지장치(140)와 진공 상태의 제1 트랜스퍼 챔버(111) 사이에 배치되어 대기압과 진공을 치환하는 역할을 한다. 즉 기판(2)이 제1 트랜스퍼 챔버(111) 쪽에서 치환 챔버(122)로 전달될 때는 치환 챔버(122)가 진공 분위기를 유지하지만, 제1 트랜스퍼 챔버(111)와 치환 챔버(122) 사이의 게이트 밸브가 닫히면 치환 챔버(122) 내에 형성되었던 진공이 해제된다. 이 상태에서 치환 챔버(122)와 대기압유기막봉지장치(140) 사이의 게이트 밸브가 열리면서 기판(2)이 대기압 상태인 대기압유기막봉지장치(140) 쪽으로 인도된다. 본 실시예의 경우, 치환 챔버(122)가 3개 마련되고 있으므로 이에 대응되게 대기압유기막봉지장치(140) 역시 3개 마련된다. 대기압유기막봉지장치(140)에 대해서는 후술한다.The
얼라인 챔버(123)는 치환 챔버(122)와 이웃되게 제1 트랜스퍼 챔버(111)의 외면에 배치된다. 본 실시예의 경우, 하나의 얼라인 챔버(123)는 다른 것들과 떨어져 있고 두 개의 얼라인 챔버(123)는 이웃되어 있는데 이 역시 하나의 예에 불과할 뿐 이의 구조에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다.The
얼라인 챔버(123)는 기판(2)에 무기막을 형성하는 무기막봉지장치(130)와 제1 트랜스퍼 챔버(111) 사이에 배치된다.The
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 유기막과 무기막은 번갈아가면서 봉지되어야 하므로 본 실시예의 OLED 박막 봉지 시스템에는 대기압유기막봉지장치(140) 외에 기판(2)에 무기막을 형성하는 무기막봉지장치(130)가 마련된다. 특히, 유기막과 무기막은 번갈아가면서 봉지된다는 점을 감안할 때, 대기압유기막봉지장치(140)와 무기막봉지장치(130)는 같은 개수로 마련되나 유기막 봉지 시간과 무기막 봉지 시간에 상당한 차이가 있을 경우에는 시간이 많이 소요되는 쪽의 장치 개수가 더 많을 수도 있을 것이다. 이는 선택사항이다.As described with reference to FIG. 1, since the organic film and the inorganic film should be alternately encapsulated, the OLED thin film encapsulation system of the present embodiment includes an inorganic film encapsulation device for forming an inorganic film on the
본 실시예에서 무기막봉지장치(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 소위 스퍼터(sputter)라 하는 장비에 의해 진행된다.In the present embodiment, the inorganic
스퍼터(Sputter)는 스퍼터링 방식으로 기판(2)에 무기막을 증착(성막)하는 장치이다. 대기압유기막봉지장치(140)와 달리 진공 상태에서 가스를 주입하며, 한편에는 재료 물질인 타겟을 두고 반대쪽에는 무기막 증착 대상의 기판(2)을 두고 둘 사이에 전압을 인가하되 직류(DC)와 라디오 주파수(rf), 중간주파수(mf)의 방식으로 증착 공정을 진행한다. 전압이 인가되면 가스가 이온화되고 전압에 의해 가속되며 타겟에 부딪히게 된다. 이때 타겟의 재료가 튀어나와서 반대쪽에 있는 기판(2)에 붙어 성장하게 되면서 무기막이 만들어진다. 산소, 질소 등의 반응성 기체를 첨가하여 반응성 스퍼터링을 하여 산화물과 질화물 박막을 제조하기도 한다.Sputter is a device for depositing (filming) an inorganic film on the
전술한 바와 같이, 제1 트랜스퍼 챔버(111)는 8각형의 구조를 가지며, 그 외면 중 일면에는 하나의 로드락 챔버(121)가, 나머지 면들 중 6개에는 치환 챔버(122)와 얼라인 챔버(123)가 3개씩 배치되므로 하나의 면이 남는다. 남은 면에는 버퍼 챔버(125)가 배치된다. 버퍼 챔버(125)는 용어 그대로 유기막과 무기막의 증착이 완료된 기판(미도시)이 언로딩되기 위해 대기하는 장소이다.As described above, the
본 실시예의 경우, 버퍼 챔버(125)를 사이에 두고 제1 트랜스퍼 챔버(111)의 반대쪽에는 제1 트랜스퍼 챔버(111)와 대향 배치되는 추가의 제2 트랜스퍼 챔버(112)가 마련된다.In the present embodiment, an additional
그 내부에 제2 기판 핸들링 로봇(110b)이 배치되어 있고 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판을 전달한다는 점에서 제2 트랜스퍼 챔버(112)는 제1 트랜스퍼 챔버(111)와 실질적으로 동일한 구조와 기능을 갖는다. 다만, 본 실시예의 경우, 제1 트랜스퍼 챔버(111)가 8각형의 구조를 가지고 있는 반면 제2 트랜스퍼 챔버(112)는 6각형의 구조를 갖는다는 외형적인 면에서의 차이점만이 존재한다.The
이러한 제2 트랜스퍼 챔버(112)의 외면에 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판이 언로딩되는 언로드락 챔버(124)가 마련된다. 본 실시예의 경우, 제2 트랜스퍼 챔버(112)의 외면 두 곳에 언로드락 챔버(124)가 마련되나 이의 개수와 위치는 공정 상황에 맞게 적절하게 변경될 수 있다.The unload
한편, 대기압유기막봉지장치(140)는 제1 트랜스퍼 챔버(111)로부터 전달된 기판(2)에 유기막을 봉지하는 역할을 한다. 본 실시예의 대기압유기막봉지장치(140)는 유기막의 봉지 공정을 진공 분위기가 아닌 대기압에서 진행하고 있다는 점에서 종래와 커다란 차이점을 형성한다.Meanwhile, the atmospheric pressure organic
이처럼 대기압에서 유기막 봉지 공정을 진행하게 되면, 유기막 봉지 공정시의 진공시스템이 필요 없고 모노머 사용 효율이 우수하며, 또한 모노머 물질이 기판(2) 이외의 챔버 내벽 등의 다른 부분에 증착되지 않으므로 성막 후 무기막 공정을 위한 펌핑 시간을 단축시킬 수 있는 등의 다양한 이점이 생긴다.As such, when the organic film encapsulation process is performed at atmospheric pressure, no vacuum system is required in the organic film encapsulation process, the monomer use efficiency is excellent, and since the monomer material is not deposited on other parts such as the inner wall of the chamber other than the
이러한 대기압유기막봉지장치(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 대기압 상태의 유기막공정챔버(141)와, 유기막공정챔버(141)에 배치되어 기판(2)을 지지하는 지지본체(142)와, 지지본체(142) 상의 기판(2)에 유기막으로서의 모노머를 도포하는 모노머 도포유닛(150)을 구비한다. 본 실시예에서 모노머 도포유닛(150)은 기판(2)에 슬릿 코팅(slit coating)으로 모노머를 성막하는 슬릿 코터(150)로 적용된다.As shown in FIG. 3, the atmospheric pressure organic
슬릿 코터(150)에 대한 하나의 실시예를 도 3을 참조하여 알아보면 다음과 같다. 물론, 도 3의 구조와 그에 따른 설명은 실시 가능한 하나의 예에 불과할 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다.An embodiment of the
슬릿 코터(150)는 단부 영역에 유기막 증착을 위한 유기물질이 토출되는 토출구(150a)가 형성되도록 상호간 소정의 이격간격을 가지고 결합되는 한 쌍의 제1 및 제2 블록(151,152)을 구비한다.The
본 실시예의 경우 2개의 제1 및 제2 블록(151,152)을 가지고 슬릿 코터(150)를 제조하고 있기 때문에, 블록(block)의 개수를 3개 또는 4개 이상으로 만들고, 이 중에서 토출구(미도시)의 갭 조절과 관련된 블록을 별도의 액추에이터로 이동시키면서 토출구의 갭을 조절하여 왔던 기존 기술에 비해 간단하고도 단순한 구조를 가질 수 있다.In the present embodiment, since the
제1 및 제2 블록(151,152)은 상호 결합될 경우, 측면 투영 시 실질적으로 사각 블록 구조를 갖도록 마련될 수 있으며, 토출구(150a) 영역만이 전방으로 돌출된 전반적인 사다리꼴 블록 구조를 가질 수 있다.When the first and
즉 제1 및 제2 블록(151,152)의 결합에 의해 형성되는 토출구(150a)) 영역은 다른 표면보다 일정 길이 더 돌출된 구조를 갖는데, 토출구(150a) 영역의 돌출된 형상은 확대도시한 바와 같이 절두 삼각 단면 형상을 갖는다. 이처럼 토출구(150a) 영역의 돌출된 형상이 절두 삼각 단면 형상을 가짐으로써 세밀한 현상액 도포 작업이 진행될 수 있다.That is, the area of the
물론, 도면과 달리 토출구(150a) 영역의 돌출된 형상을 절두 삼각 단면 형상이 아닌 일반 삼각 단면 형상을 갖도록 형성해도 무방하지만, 이럴 경우 뾰족한 끝 부분이 쉽게 파손될 우려가 있고, 또는 뾰족한 부분으로 인한 안전사고 발생 등의 빌미를 제공할 수도 있으므로 본 실시예에서는 그 끝을 가공하여 절두 삼각 단면 형상으로 제조하고 있는 것이다.Of course, unlike the drawings, the protruding shape of the
제1 블록(151)에는 제1 및 제2 블록(151,152) 사이의 내부공간(150b)으로 유기물질이 주입되는 유기물질 주입 라인(153)과, 주입된 유기물질이 토출구(150a)를 통해 토출되면서 내부공간(150b)에서 발생된 가스(gas)가 방출되는 가스 방출 라인(154)이 마련된다. 물론, 도면과 달리 유기물질 주입 라인(153)과 가스 방출 라인(154)이 제2 블록(152)에 마련되어도 무방하다.In the
유기물질 주입 라인(153)에 의해 유기물질이 주입되는 내부공간(150b)은 토출구(150a) 쪽으로 갈수록 그 부피가 점진적으로 작아지는 형태로 마련된다. 따라서 다량의 유기물질이 토출구(150a) 쪽으로 집중될 수 있으며, 이에 따라 유기물질의 와류 발생으로 인해 토출구(150a)로 유기물질이 잘 토출되지 않는 현상을 예방할 수 있다.The
그리고 유기물질 주입 라인(153) 및 가스 방출 라인(154)의 주변에는 다수의 오링(O/R, O-Ring)이 마련되어 슬릿 코터(150)가 주변 구조물에 결합될 때 유기물질 주입 라인(153) 및 가스 방출 라인(154) 영역의 누수를 방지한다.In addition, a plurality of O-Rs (O / R) are provided around the organic
제2 블록(152)에는 토출구(150a)의 갭(gap) 조절을 위한 갭 조절부재(156)가 마련된다. 제2 블록(152)에는 토출구(150a)에 인접된 위치에서 유기물질이 토출되는 방향에 교차되는 방향으로 절취되는 절취부(155)가 형성된다. 절취부(155)는 갭 조절부재(156)의 조절을 위해 사용자가 접근되는 공간으로 활용된다.The
이러한 구성에 의해, 갭 조절부재(156)를 이용하여 토출구(150a)의 갭(gap)을 미리 세팅해 놓은 상태에서 기판(2)이 유기막공정챔버(141) 내로 유입되어 지지본체(142) 상에 지지된다. 이때는 종래와 달리 유기막공정챔버(141)의 내부를 진공으로 형성시킬 필요가 없으며, 대기압 하에서 그대로 진행된다. 기판(2)이 자리를 잡고 나면 유기물질 주입 라인(153)을 통해 주입된 유기물질이 토출구(150a)를 통해 토출되면서 기판(2) 상에 유기막을 형성하게 된다.With this configuration, the
이러한 구성을 갖는 OLED 박막 봉지 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.An OLED thin film encapsulation method having such a configuration will be described below.
유기막이 무기막보다 먼저 봉지된다고 가정하면, 우선 로드락 챔버(121)를 통해 제1 트랜스퍼 챔버(111) 내로 증착 대상의 기판(2)이 로딩된다. 제1 트랜스퍼 챔버(111) 내에 배치된 제1 기판 핸들링 로봇(110a)이 기판(2)을 전달받아 치환 챔버(122)로 전달한다.Assuming that the organic film is encapsulated before the inorganic film, first, the
치환 챔버(122)에서는 제1 트랜스퍼 챔버(111) 쪽에 형성되어 있던 진공을 대기압으로 치환한 후, 대기압유기막봉지장치(140)로 전달한다.In the
기판(2)이 대기압유기막봉지장치(140)의 유기막공정챔버(141) 내로 유입되어 지지본체(142) 상에 지지되면, 유기물질 주입 라인(153)을 통해 주입된 유기물질이 토출구(150a)를 통해 토출되면서 기판(2) 상에 유기막을 형성하게 된다. 이때, 발생되는 가스는 가스 방출 라인(154)을 통해서 외부로 방출된다. 한편, 이와 같은 유기막 증착 공정 시 유기막공정챔버(141)의 내부는 진공을 형성할 필요 없이 대기압 하에서 그대로 진행된다.When the
유기막 봉지 공정이 완료되면 기판이 치환 챔버(122)를 통해 제1 트랜스퍼 챔버(111) 내로 전달되고, 이어 제1 트랜스퍼 챔버(111) 내의 제1 기판 핸들링 로봇(110a)이 유기막 증착이 완료된 기판(미도시)을 얼라인 챔버(123)로 전달한다.When the organic film encapsulation process is completed, the substrate is transferred into the
얼라인 챔버(123) 내에 도달된 기판은 얼라인 챔버(123) 내에서 얼라인 과정이 진행된 다음, 스퍼터 장비인 무기막봉지장치(130)로 전달되어 이 곳에서 유기막 상에 무기막이 봉지된다. 이때는 대기압유기막봉지장치(140)와 달리 진공 분위기 속에서 봉지 공정이 진행된다.The substrate reached in the
무기막 공정까지 완료되면, 다시 대기압유기막봉지장치(140)를 통해 무기막 상에 유기막이 봉지되는 등 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 유기막과 무기막을 반복적으로 봉지하게 된다.When the inorganic membrane process is completed, the organic membrane is encapsulated again on the inorganic membrane through the atmospheric pressure organic
다음, 모든 봉지 공정이 완료된 후, 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판은 버퍼 챔버(125)를 거쳐 제2 트랜스퍼 챔버(112)로 향한 다음, 제2 기판 핸들링 로봇(110b)에 의해 언로드락 챔버(124)로 언로딩된다. 이러한 과정은 다수의 기판에 의해 병렬적으로 진행된다.Next, after all of the encapsulation processes are completed, the substrate on which the organic film and the inorganic film are alternately formed is directed to the
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예의 OLED 박막 봉지 시스템 및 그 방법에 따르면, 종래와 달리 대기압에서 유기막 봉지 공정을 진행할 수 있어 유기막 봉지 공정시의 진공시스템이 필요 없고 모노머 사용 효율이 우수하며, 또한 모노머 물질이 기판 이외의 챔버 내벽 등의 다른 부분에 증착되지 않으므로 성막 후 무기막 공정을 위한 펌핑 시간을 단축할 수 있게 된다.According to the OLED thin film encapsulation system and method of the present embodiment having the structure and operation as described above, the organic film encapsulation process can be carried out at atmospheric pressure, unlike the conventional method, there is no need for a vacuum system in the organic film encapsulation process, and the monomer use efficiency is excellent. In addition, since the monomer material is not deposited on other parts such as the inner wall of the chamber other than the substrate, the pumping time for the inorganic film process after film formation can be shortened.
한편, 도 2의 시스템 구조는 제조사의 클린 룸(clean room) 조건, 혹은 생산량 등에 따라 얼마든지 설계 변경될 수 있는데, 이에 대해 도 4 내지 도 6을 참조하여 간략하게 설명하도록 한다.Meanwhile, the system structure of FIG. 2 may be changed in design depending on the manufacturer's clean room condition or production amount, which will be briefly described with reference to FIGS. 4 to 6.
도 4 내지 도 6과 관련해서는 배치 구조에 대해서만 기술할 뿐 그 구성의 구체적인 역할은 제1 실시예를 참조하도록 한다.4 to 6, only the arrangement structure will be described, and the specific role of the configuration will be referred to the first embodiment.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이다.4 is a configuration diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 4의 제2 실시예의 경우, OLED 박막 봉지 시스템은 6각형 구조의 제1 트랜스퍼 챔버(211)와 5각형 구조의 제2 트랜스퍼 챔버(212)를 적용하고 있다.In the second embodiment of FIG. 4, the OLED thin film encapsulation system employs a
이러한 경우, 로드락 챔버(121), 2개의 대기압유기막봉지장치(140), 그리고 2개의 무기막봉지장치(130)는 6각형 구조를 갖는 제1 트랜스퍼 챔버(211)의 5개의 면에 배치된다. 그리고 1개의 대기압유기막봉지장치(140), 1개의 무기막봉지장치(130), 그리고 2개의 언로드락 챔버(124)는 5각형 구조를 갖는 제2 트랜스퍼 챔버(212)의 4개의 면에 배치된다. 이때, 버퍼 챔버(125)는 제1 트랜스퍼 챔버(211)의 남은 한 면과 제2 트랜스퍼 챔버(212)의 남은 한 면에 공용으로 배치된다.In this case, the
치환 챔버(122)가 제1 및 제2 트랜스퍼 챔버(211,212)와 대기압유기막봉지장치(140) 사이에 배치되고, 얼라인 챔버(123)가 제1 및 제2 트랜스퍼 챔버(211,212)와 무기막봉지장치(130) 사이에 배치되는 구조는 전술한 실시예와 동일하다.The
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이다.5 is a configuration diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 5의 제3 실시예의 경우, OLED 박막 봉지 시스템은 8각형 구조의 제1 및 제2 트랜스퍼 챔버(311,312)를 적용하고 있다.In the third embodiment of FIG. 5, the OLED thin film encapsulation system employs first and
이러한 경우, 로드락 챔버(121), 2개의 대기압유기막봉지장치(140), 그리고 2개의 무기막봉지장치(130)는 8각형 구조를 갖는 제1 트랜스퍼 챔버(311)의 5개의 면에 배치된다. 그리고 1개의 대기압유기막봉지장치(140), 1개의 무기막봉지장치(130), 그리고 2개의 언로드락 챔버(124)는 8각형 구조를 갖는 제2 트랜스퍼 챔버(512)의 4개의 면에 배치된다. 이때, 버퍼 챔버(125)는 제1 트랜스퍼 챔버(311)의 일면과 제2 트랜스퍼 챔버(312)의 일면에 공용으로 배치된다.In this case, the
도 5의 경우에도, 치환 챔버(122)가 제1 및 제2 트랜스퍼 챔버(211,212)와 대기압유기막봉지장치(140) 사이에 배치되고, 얼라인 챔버(123)가 제1 및 제2 트랜스퍼 챔버(211,212)와 무기막봉지장치(130) 사이에 배치되며, 이의 구조는 전술한 실시예와 동일하다.Also in FIG. 5, the
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 OLED 박막 봉지 시스템의 구성도이다.6 is a configuration diagram of an OLED thin film encapsulation system according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
본 실시예의 경우에는 전술한 실시예들과는 다르게 직사각형의 배치 구조를 갖는 트랜스퍼 챔버(411)를 개시하고 있다. 이러한 트랜스퍼 챔버(411)는 전술한 실시예들과 달리 대기압 상태를 유지한다.In the present embodiment, unlike the above-described embodiments, a
트랜스퍼 챔버(411)의 단변 일측에는 대기압과 진공을 치환하면서 기판이 로딩되는 로드락 치환 챔버(421)가 마련되고, 트랜스퍼 챔버(411)의 단변 타측과 장변의 일 영역에는 한 쌍의 언로드락 챔버(424)가 마련된다.One side of the
본 실시예에서 적용되는 로드락 치환 챔버(421)는 로딩의 기능 외에 대기압과 진공을 치환하는 기능을 겸한다. 언로드락 챔버(424)는 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판이 언로딩되는 챔버로서 그 기능은 전술한 바와 같다.The load
트랜스퍼 챔버(411)의 장변 일측에는 5개의 얼라인 치환 챔버(423)가 마련되고, 얼라인 치환 챔버(423)들에는 각각 스퍼터로서의 무기막봉지장치(430)가 연결된다. 얼라인 치환 챔버(423)들은 대기압 상태의 트랜스퍼 챔버(411)와 진공 상태의 무기막봉지장치(430) 사이에 배치되어 대기압과 진공을 치환하고, 기판을 얼라인시키는 역할을 한다.Five
트랜스퍼 챔버(411)의 장변 타측에는 하나의 얼라인 치환 챔버(423)와 무기막봉지장치(430)의 양측으로 3개의 대기압유기막봉지장치(440)가 마련된다. 대기압유기막봉지장치(440)는 대기압 상태의 트랜스퍼 챔버(411)로부터 기판을 그대로 전달받아 대기압에서 기판에 유기막을 봉지하는 역할을 한다. 3개의 대기압유기막봉지장치(440)와 달리 본 실시예에서 무기막봉지장치(430)는 6개가 마련된다.On the other side of the long side of the
이와 같은 구조가 적용되더라도 종래와 달리 대기압에서 유기막 봉지 공정을 진행할 수 있어 유기막 봉지 공정시의 진공시스템이 필요 없고 모노머 사용 효율이 우수하며, 또한 모노머 물질이 기판 이외의 챔버 내벽 등의 다른 부분에 증착되지 않으므로 성막 후 무기막 공정을 위한 펌핑 시간을 단축할 수 있게 된다.Even if such a structure is applied, the organic film encapsulation process can be performed at atmospheric pressure unlike in the prior art, so that a vacuum system is not required in the organic film encapsulation process, and the monomer use efficiency is excellent. Since it is not deposited on, it is possible to shorten the pumping time for the inorganic film process after film formation.
도 7은 슬릿 코팅의 변형예이다.7 is a variant of the slit coating.
도 3을 참조하여 설명한 제1 실시예의 슬릿 코터(150)는 비단 제1 실시예뿐만 아니라 제2 내지 제4 실시예에도 적용될 수 있다.The
이 경우, 슬릿 코터(250)의 구조는 도 3의 구조에서 벗어나 도 7과 같은 구조를 가질 수 있다. 즉 중앙의 토출구(250a)가 형성된 마치 사다리꼴의 블록 구조를 가질 수 있다. 결과적으로 제1 내지 제4 실시예에 적용될 수 있는 슬릿 코터(150,250)는 도 3 및 도 7의 형상에서 벗어나 다양하게 변형이 가능할 것이다.In this case, the
물론, 경우에 따라서는 슬릿 코팅 방식 외에 스프레이 코팅(spray coating) 방식이 적용될 수도 있다. 다만, 스프레이 코팅 방식에서는 패터닝(pattering)이 어렵기 때문에 별도의 새도 마스크(shadow mask)가 사용되어야 할 것이다.Of course, in some cases, a spray coating method may be applied in addition to the slit coating method. However, in the spray coating method, since patterning is difficult, a separate shadow mask should be used.
뿐만 아니라 스프레이 코팅 방식 외에도 노즐 코팅(nozzzle coating) 방식, 스크린 프린팅(screen printing) 방식, 잉크 젯 프린팅(ink jet printing) 방식 등이 적용될 수 있다.In addition to the spray coating method, a nozzle coating method, a screen printing method, an ink jet printing method, and the like may be applied.
전술한 실시예에서는 무기막봉지장치를 스퍼터라 하여 설명하였으나 이는 하나의 예일 뿐 화학기상증착장치(CVD), 물리적기상증착장치(PVD), ALD, EVAPORATOR 등 무기막을 형성시킬 수만 있다면 다양한 장비들이 사용될 수 있다. 따라서 무기막봉지장치가 스퍼터에 한정되어서는 아니 된다.In the above-described embodiment, the inorganic membrane encapsulation device has been described as a sputter, but this is only one example. Various equipments may be used as long as the inorganic membrane can be formed such as chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), ALD, EVAPORATOR, etc. Can be. Therefore, the inorganic membrane encapsulation device is not limited to the sputter.
또한 전술한 실시예에서는 트랜스퍼 챔버를 5각, 6각 및 8각 정도로 소개하였으나 적용이 가능한 범위 내에서 5각, 6각 및 8각을 제외한 나머지 다각 구조로 트랜스퍼 챔버를 제작하여도 무방하다.In addition, in the above-described embodiment, the transfer chamber is introduced as about 5, 6, and 8 angles, but the transfer chamber may be manufactured with a polygonal structure except for 5, 6, and 8 angles within the applicable range.
전술한 실시예에서는 모노머 도포유닛을 슬릿 코팅(slit coating)으로 모노머를 성막하는 슬릿 코터라 하여 설명하였지만 슬릿 코터 외에 오프-셋 프린팅(off-set printing), 잉크-젯 프린팅(ink-jet printing) 등의 다양한 방법이 적용될 수도 있다.In the above-described embodiment, the monomer coating unit is described as a slit coater for depositing monomers by slit coating. However, in addition to the slit coater, off-set printing and ink-jet printing are performed. Various methods such as may be applied.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, such modifications or variations will have to be belong to the claims of the present invention.
110a : 제1 기판 핸들링 로봇 110b : 제2 기판 핸들링 로봇
111 : 제1 트랜스퍼 챔버 112 : 제2 트랜스퍼 챔버
121 : 로드락 챔버 122 : 치환 챔버
123 : 얼라인 챔버 124 : 언로드락 챔버
125 : 버퍼 챔버 130 : 무기막봉지장치
140 : 대기압유기막봉지장치 141 : 유기막공정챔버
142 : 지지본체 150 : 모노머 도포유닛110a: first
111: first transfer chamber 112: second transfer chamber
121: load lock chamber 122: replacement chamber
123: alignment chamber 124: unload lock chamber
125: buffer chamber 130: inorganic film sealing device
140: atmospheric pressure organic membrane encapsulation device 141: organic membrane process chamber
142: support body 150: monomer coating unit
Claims (20)
상기 제1 트랜스퍼 챔버로부터 상기 기판을 전달받아 대기압에서 상기 기판에 유기막을 봉지하는 대기압유기막봉지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.A first transfer chamber for transferring a substrate; And
And an atmospheric pressure organic film encapsulation device for receiving the substrate from the first transfer chamber and encapsulating the organic film on the substrate at atmospheric pressure.
상기 대기압유기막봉지장치는,
대기압 상태의 유기막공정챔버;
상기 유기막공정챔버에 배치되어 상기 기판을 지지하는 지지본체; 및
상기 지지본체 상의 상기 기판에 상기 유기막으로서의 모노머를 도포하는 모노머 도포유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 1,
The atmospheric pressure organic membrane sealing device,
An organic film processing chamber at atmospheric pressure;
A support body disposed in the organic film processing chamber to support the substrate; And
And a monomer coating unit for coating the monomer as the organic film on the substrate on the support body.
상기 모노머 도포유닛은, 상기 기판에 슬릿 코팅(slit coating)으로 상기 모노머를 성막하는 슬릿 코터인 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 2,
The monomer coating unit is an OLED thin film encapsulation system, characterized in that the slit coater for forming the monomer by a slit coating on the substrate.
상기 슬릿 코터는,
단부 영역에 유기막 증착을 위한 유기물질이 토출되는 토출구가 형성되도록 상호간 소정의 이격간격을 가지고 결합되는 한 쌍의 제1 블록과 제2 블록;
상기 제1 및 제2 블록 중 어느 하나에 마련되며, 상기 제1 및 제2 블록 사이의 내부공간으로 상기 유기물질이 주입되는 유기물질 주입 라인;
상기 제1 및 제2 블록 중 어느 하나에 마련되며, 상기 유기물질이 토출되면서 상기 내부공간에서 발생된 가스(gas)가 방출되는 가스 방출 라인; 및
상기 제1 및 제2 블록 중 어느 하나에 결합되어 상기 토출구의 갭(gap)을 조절하는 갭 조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 3,
The slit coater,
A pair of first and second blocks coupled to each other with a predetermined spacing so as to form discharge holes through which organic materials for organic film deposition are discharged in an end region;
An organic material injection line provided in one of the first and second blocks and injecting the organic material into an internal space between the first and second blocks;
A gas discharge line provided in one of the first and second blocks and discharging gas generated in the internal space while the organic material is discharged; And
And a gap adjusting member coupled to any one of the first and second blocks to adjust a gap of the discharge hole.
대기압 상태의 상기 대기압유기막봉지장치와 진공 상태의 상기 제1 트랜스퍼 챔버 사이에 배치되어 대기압과 진공을 치환하는 치환 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 1,
And a substitution chamber disposed between the atmospheric pressure organic membrane encapsulation device in an atmospheric pressure state and the first transfer chamber in a vacuum state to replace atmospheric pressure and vacuum.
상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 마련되고 상기 기판이 로딩되는 로드락 챔버;
상기 기판에 무기막을 형성하는 무기막봉지장치; 및
상기 제1 트랜스퍼 챔버와 상기 무기막봉지장치 사이에 배치되어 상기 기판을 얼라인하는 얼라인 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 1,
A load lock chamber provided on one surface of the first transfer chamber and loaded with the substrate;
An inorganic film encapsulation device for forming an inorganic film on the substrate; And
And an alignment chamber arranged between the first transfer chamber and the inorganic film encapsulation device to align the substrate.
상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 배치되는 버퍼 챔버; 및
상기 버퍼 챔버를 사이에 두고 상기 제1 트랜스퍼 챔버와 대향 배치되는 추가의 제2 트랜스퍼 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 6,
A buffer chamber disposed on one surface of the first transfer chamber; And
And an additional second transfer chamber facing said first transfer chamber with said buffer chamber interposed therebetween.
상기 제2 트랜스퍼 챔버의 적어도 어느 일면에 배치되며, 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판이 언로딩되는 언로드락 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 7, wherein
And an unload lock chamber disposed on at least one surface of the second transfer chamber and unloading a substrate on which an organic film and an inorganic film are alternately formed.
상기 제1 및 제2 트랜스퍼 챔버는 다각형의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 8,
And the first and second transfer chambers have a polygonal structure.
상기 로드락 챔버, 3개의 상기 대기압유기막봉지장치, 그리고 3개의 상기 무기막봉지장치는 8각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치되며,
2개의 상기 언로드락 챔버는 6각형 구조를 갖는 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 선택된 외면에 배치되며,
상기 버퍼 챔버는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면과 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 공용으로 배치되는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.10. The method of claim 9,
The load lock chamber, the three atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, and the three inorganic membrane encapsulation devices are disposed on each side of the first transfer chamber having an octagonal structure,
The two unload lock chambers are arranged on a selected outer surface of the second transfer chamber having a hexagonal structure,
The buffer chamber is an OLED thin film encapsulation system, characterized in that disposed on any one surface of the first transfer chamber and any one surface of the second transfer chamber.
상기 로드락 챔버, 2개의 상기 대기압유기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 무기막봉지장치는 6각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치되며,
1개의 상기 대기압유기막봉지장치, 1개의 상기 무기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 언로드락 챔버는 6각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치되며,
상기 버퍼 챔버는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면과 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 공용으로 배치되는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.10. The method of claim 9,
The load lock chamber, the two atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, and the two inorganic membrane encapsulation devices are disposed on each side of the first transfer chamber having a hexagonal structure,
One atmospheric pressure organic membrane encapsulation device, one inorganic membrane encapsulation device, and two unload lock chambers are disposed on each side of the first transfer chamber having a hexagonal structure,
The buffer chamber is an OLED thin film encapsulation system, characterized in that disposed on any one surface of the first transfer chamber and any one surface of the second transfer chamber.
상기 로드락 챔버, 2개의 상기 대기압유기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 무기막봉지장치는 8각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치되며,
1개의 상기 대기압유기막봉지장치, 1개의 상기 무기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 언로드락 챔버는 8각형 구조를 갖는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 각 면에 배치되며,
상기 버퍼 챔버는 상기 제1 트랜스퍼 챔버의 어느 일면과 상기 제2 트랜스퍼 챔버의 어느 일면에 공용으로 배치되는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.10. The method of claim 9,
The load lock chamber, the two atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, and the two inorganic membrane encapsulation devices are disposed on each side of the first transfer chamber having an octagonal structure,
One atmospheric pressure organic membrane encapsulation device, one inorganic membrane encapsulation device, and two unload lock chambers are disposed on each side of the first transfer chamber having an octagonal structure,
The buffer chamber is an OLED thin film encapsulation system, characterized in that disposed on any one surface of the first transfer chamber and any one surface of the second transfer chamber.
상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하게 배치되며, 대기압과 진공을 치환하면서 기판이 로딩되는 로드락 치환 챔버;
상기 트랜스퍼 챔버로부터 상기 기판을 전달받아 대기압에서 상기 기판에 유기막을 봉지하는 대기압유기막봉지장치;
상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하게 배치되어 상기 기판에 무기막을 형성하는 무기막봉지장치;
대기압 상태의 상기 트랜스퍼 챔버와 진공 상태의 상기 무기막봉지장치 사이에 배치되어 대기압과 진공을 치환하고, 상기 기판을 얼라인시키는 얼라인 치환 챔버; 및
상기 트랜스퍼 챔버에 이웃하게 배치되어 유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판이 언로딩되는 언로딩 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.Transfer chamber at atmospheric pressure;
A load lock displacement chamber disposed adjacent to the transfer chamber, the substrate being loaded while replacing atmospheric pressure and vacuum;
An atmospheric pressure organic film encapsulation device which receives the substrate from the transfer chamber and seals the organic film on the substrate at atmospheric pressure;
An inorganic film encapsulation device disposed adjacent to the transfer chamber to form an inorganic film on the substrate;
An alignment displacement chamber disposed between the transfer chamber in an atmospheric pressure state and the inorganic membrane encapsulation device in a vacuum state to replace atmospheric pressure and vacuum and align the substrate; And
And an unloading chamber disposed adjacent to the transfer chamber and unloading a substrate on which an organic film and an inorganic film are alternately formed.
상기 트랜스퍼 챔버는 직사각형의 배치 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 13,
And said transfer chamber has a rectangular arrangement structure.
상기 로드락 치환 챔버, 3개의 상기 대기압유기막봉지장치、6개의 상기 무기막봉지장치, 그리고 2개의 상기 언로드락 챔버가 직사각형 형상의 상기 트랜스퍼 챔버의 각 면을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 시스템.The method of claim 14,
The load lock replacement chamber, the three atmospheric pressure organic membrane encapsulation devices, the six inorganic membrane encapsulation devices, and the two unload lock chambers are arranged along each side of the transfer chamber in a rectangular shape. Encapsulation system.
상기 유기막공정챔버에서 상기 기판에 유기막을 봉지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 방법.Introducing the substrate into the organic film processing chamber at atmospheric pressure; And
And encapsulating the organic film on the substrate in the organic film processing chamber.
상기 유기막을 봉지하는 단계는, 상기 기판에 슬릿 코팅(slit coating)으로 모노머를 도포하는 단계인 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 방법.The method of claim 16,
Sealing the organic film, the OLED thin film encapsulation method, characterized in that the step of applying a monomer to the substrate by a slit coating (slit coating).
상기 기판을 상기 유기막공정챔버로 인입하기 전에 상기 기판을 로딩하는 단계; 및
상기 기판에 유기물을 봉지하는 단계 후에 상기 무기막을 봉지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 방법.The method of claim 16,
Loading the substrate before introducing the substrate into the organic film processing chamber; And
And encapsulating the inorganic film after the step of encapsulating the organic material in the substrate.
상기 무기막을 봉지하는 단계 전에 상기 기판을 얼라인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 방법.The method of claim 18,
And aligning the substrate before the sealing of the inorganic film.
유기막 및 무기막이 교대로 형성된 기판을 언로딩하는 언로딩 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 박막 봉지 방법.The method of claim 16,
And an unloading step of unloading the substrate on which the organic film and the inorganic film are alternately formed.
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