KR20140024977A - 유기 발광 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

각각 제1서브 픽셀, 제2서브 픽셀 및 제3서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 구비하고, 상기 각 서브 픽셀들 별로 독립되게 형성된 복수의 픽셀전극을 포함하는 기판과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 제1공통막과, 상기 제1방향으로 배열된 제1서브 픽섹들을 덮도록 형성되고 제1유기 발광막을 포함하는 복수의 제1라인과, 상기 제1방향으로 배열된 제2서브 픽섹들을 덮도록 형성되고 상기 제1유기 발광막과 다른 제2유기 발광막을 포함하는 복수의 제2라인과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성되고, 상기 제1 및 제2유기 발광막과 다른 제3유기 발광막을 포함하는 제2공통막과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 제3공통막과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 대향 전극을 포함하는 유기 발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

유기 발광 표시장치 및 그 제조방법{Flat panel display device and manufacturing method thereof}
유기 발광 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유기 발광 디스플레이 장치는 서로 대향된 전극들 사이에 발광층 및 이를 포함하는 중간층을 구비한다. 이때 상기 전극들 및 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 독립 증착 방식이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는, 유기층 등이 형성될 기판 면에, 형성될 유기층 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask: FMM)를 밀착시키고 유기층 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 유기층을 형성한다.
그러나, 이러한 파인 메탈 마스크를 이용하는 방법은 대형의 마더 글래스(mother-glass)를 사용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 대면적화하기에는 부적합하다는 한계가 있다. 왜냐하면, 대면적 마스크를 사용하면 자중에 의해 마스크의 휨 현상이 발생하는데, 이 휨 현상에 의한 패턴의 왜곡이 발생될 수 있기 때문이다. 이는 패턴에 고정세를 요하는 현 경향과도 배치되는 것이다.
더욱이, 기판과 파인 메탈 마스크를 얼라인하여 밀착시키고, 증착을 수행한 후, 다시 기판과 파인 메탈 마스크를 분리시키는 과정에서 상당한 시간이 소요되어, 제조 시간이 오래 걸리고 생산 효율이 낮다는 문제점이 존재하였다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 하나의 목적은 발광 효율 및 수명을 향상시키고, 생산성을 향상시킨 유기 발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 유기 발광 표시장치는, 각각 제1서브 픽셀, 제2서브 픽셀 및 제3서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 구비하고, 상기 각 서브 픽셀들 별로 독립되게 형성된 복수의 픽셀전극을 포함하는 기판과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 제1공통막과, 상기 제1방향으로 배열된 제1서브 픽섹들을 덮도록 형성되고 제1유기 발광막을 포함하는 복수의 제1라인과, 상기 제1방향으로 배열된 제2서브 픽섹들을 덮도록 형성되고 상기 제1유기 발광막과 다른 제2유기 발광막을 포함하는 복수의 제2라인과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성되고, 상기 제1 및 제2유기 발광막과 다른 제3유기 발광막을 포함하는 제2공통막과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 제3공통막과, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 대향 전극을 포함한다.
상기 제1공통막은 정공 주입수송물질을 포함할 수 있다.
상기 제3공통막은 전자 주입수송물질을 포함할 수 있다.
제1방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 서로 인접한 두 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 형성된 복수의 제3라인을 더 포함할 수 있다.
상기 제3라인들은 정공 주입수송물질을 포함할 수 있다.
상기 제1방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 어느 한 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 형성된 복수의 제4라인을 더 포함할 수 있다.
상기 제4라인들은 정공 주입수송물질을 포함할 수 있다.
상기 픽셀 전극은 상기 기판보다 굴절률이 큰 광투과성 도전성 산화물을 포함하고, 상기 기판과 상기 픽셀 전극 사이에 위치하고, 상기 픽셀 전극에서 상기 기판 쪽으로 상기 픽셀 전극보다 굴절률이 큰 제1층, 상기 제1층보다 굴절률이 작은 제2층, 및 상기 제2층보다 굴절률이 작은 제3층이 순차로 배치된 굴절변환층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1층의 두께는 상기 제2층의 두께보다 작고, 상기 제2층의 두께는 상기 제3층의 두께보다 작을 수 있다.
상기 제1층의 광투과율은 상기 제2층의 광투과율보다 작고, 상기 제2층의 광투과율은 상기 제3층의 광투과율보다 작을 수 있다.
상기 픽셀 전극의 굴절률은 상기 제1공통막, 제1라인, 제2라인, 제2공통막 및 제3공통막 중 적어도 하나의 굴절률보다 클 수 있다.
상기 픽셀 전극과 상기 굴절변환층 사이에 위치하는 반투과반사층을 더 포함할 수 있다.
다른 일 측면에 따른 유기 발광 표시장치의 제조방법은, 각각 제1서브 픽셀, 제2서브 픽셀 및 제3서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 구비하고, 상기 각 서브 픽셀들 별로 독립되게 형성된 복수의 픽셀전극을 포함하는 기판을 준비하는 단계와, 제1 공통형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 제1공통막을 형성하는 단계와, 제1 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제1서브 픽셀들을 덮도록 제1유기 발광막을 포함하는 복수의 제1라인들을 형성하는 단계와, 제2 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제2서브 픽셀들을 덮도록 상기 제1유기 발광막과 다른 제2유기 발광막을 포함하는 복수의 제2라인들을 형성하는 단계와, 제2 공통형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 상기 제1 및 제2유기 발광막과 다른 제3유기 발광막을 포함하는 제2공통막을 형성하는 단계와, 제3 공통형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 제3공통막을 형성하는 단계와, 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 대향 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1공통막은 정공 주입수송물질을 포함할 수 있다.
상기 제3공통막은 전자 주입수송물질을 포함할 수 있다.
제3 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 서로 인접한 두 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 복수의 제3라인들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3라인들은 정공 주입수송물질을 포함할 수 있다.
제4 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 어느 한 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 복수의 제4라인들을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제4라인들은 정공 주입수송물질을 포함할 수 있다.
연속적인 증착 공정을 통해 유기 발광막의 패터닝을 이룰 수 있어, 작업 속도가 크게 향상될 뿐 아니라, 증착 품질도 양호하게 유지할 수 있다.
마스크의 개수를 줄여 택타임 및 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
색상에 따른 발광 효율을 최적화할 수 있다.
픽셀 전극과 기판 계면에서 발생하는 전반사를 방지하여 광효율 감소를 방지할 수 있다.
또, 굴절률 변화에 따른 시야각 변화에 따른 색변환 차이를 줄일 수 있다.
굴절변환층이 트랜지스터의 게이트 절연막 및/또는 커패시터의 유전막으로 기능함으로써, 트랜지스터 및 커패시터의 소자 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 일부 평면을 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ의 단면의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ-Ⅰ의 단면의 다른 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 유기 발광 표시장치의 기판의 일 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 유기 발광 표시장치의 기판의 다른 일 예를 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 Ⅱ 부분의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 유기 발광 표시장치의 기판의 다른 일 예를 도시한 것이다.
도 8은 도 7의 Ⅲ 부분의 확대도이다.
도 9는 증착 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 시스템 구동의 평면도이다.
도 10은 도 9의 증착 장치의 증착부를 개략적으로 도시한 시스템 구성의 측면도이다.
도 11은 도 9의 증착부의 일 예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 증착부의 개략적인 단면도이다.
도 13은 증착 어셈블리의 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 13의 증착 어셈블리의 개략적인 측단면도이다.
도 15는 도 13의 증착 어셈블리의 개략적인 평단면도이다.
도 16은 증착 어셈블리의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 증착 어셈블리의 또 다른 일 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 패터닝 슬릿 시트에 패터닝 슬릿들이 등간격으로 형성되어 있는 모습을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 18의 패터닝 슬릿 시트를 이용하여 기판 상에 형성된 유기막을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시장치의 일부 평면을 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ의 단면의 일 예를 도시한 것이다. 도 1에서는 설명의 편의를 위하여, 도 2에 도시된 단면 중 제1픽셀 전극(251) 내지 제3픽셀 전극(253), 제2공통막(262) 및 제1라인(271) 내지 제3라인(273)만을 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 유기 발광 표시장치는 기판(2) 상에 형성된다.
상기 기판(2)은 복수의 픽셀(P)을 포함하는 데, 각 픽셀(P)은 서로 다른 색을 발광하는 복수의 서브픽셀들을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 따른 본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 픽셀(P)은 제2방향(D2)으로 서로 인접하게 배열된 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2) 및 제3서브 픽셀(SP3)을 포함한다. 상기 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2) 및 제3서브 픽셀(SP3)은 각각 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 서브 픽셀들일 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2) 및 제3서브 픽셀(SP3)이 화이트를 구현할 수 있는 다양한 색상 조합이 될 수 있다. 뿐만 아니라, 각 픽셀이 상기와 같이 세 개의 서브 픽셀만으로 이루어지는 것이 아니라, 화이트를 구현할 수 있는 복수개의 서브 픽셀들로 구성될 수 있다.
각 제1서브 픽셀들(SP1)에는 제1픽셀 전극(251)이 배치된다. 각 제2서브 픽셀들(SP2)에는 제2픽셀 전극(252)이 배치된다. 각 제3서브 픽셀들(SP3)에는 제3픽셀 전극(253)이 배치된다. 상기 제1픽셀 전극들(251) 내지 제3픽셀 전극들(253)은 각각 서로 독립된 아일랜드 형태를 갖는다.
상기 제1픽셀 전극들(251)은 도 1에서 볼 수 있듯이, 제2방향(D2)에 직각인 제1방향(D1)으로 서로 인접하게 배열된다. 상기 제2픽셀 전극들(252)은 도 1에서 볼 수 있듯이, 제1방향(D1)으로 서로 인접하게 배열된다. 상기 제3픽셀 전극들(253)은 도 1에서 볼 수 있듯이, 제1방향(D1)으로 서로 인접하게 배열된다. 제2방향(D2)을 따라 제1픽셀 전극(251), 제2픽셀 전극(252) 및 제3픽셀 전극(253)이 서로 인접하게 순차적으로 배열되고, 제2방향(D2)을 따라서는 이러한 제1픽셀 전극(251), 제2픽셀 전극(252) 및 제3픽셀 전극(253)의 조합이 순차 반복된다.
상기 제1픽셀 전극들(251) 내지 제3픽셀 전극들(253)은 투명도전성산화물을 포함할 수 있다. 일 예로, 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 기판(2) 상에는 상기 제1픽셀 전극(251) 내지 제3픽셀 전극(253)을 모두 덮도록, 즉, 상기 모든 픽셀들(P)에 공통되도록 제1공통막(261)이 형성된다.
상기 제1공통막(261)은 정공 주입수송물질을 포함할 수 있다.
상기 제1공통막(261)은 도 2에서 볼 수 있듯이, 제1-1공통막(261a) 및 제1-2공통막(261b)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1-1공통막(261a)은 정공주입물질을 포함하는 정공주입층(HIL)이 될 수 있다. 상기 정공주입물질은, 구리프탈로시아닌 등의 프탈로시아닌 화합물 또는 스타버스트(Starburst)형 아민류인 TCTA, m-MTDATA, m-MTDAPB 등을 포함할 수 있다. 상기 제1-2공통막(261b)은 정공수송물질을 포함하는 정공수송층(HTL)이 될 수 있다. 상기 정공수송물질은, N,N'-비스(3-메틸페닐)- N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'-디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD)등을 포함할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만, 상기 제1-1공통막(261a)과 제1-2공통막(261b)의 사이에는 인터 레이어가 더 개재될 수 있다. 상기 인터 레이어는 정공주입물질 및/또는 정공수송물질을 포함할 수 있다.
상기 제1공통막(261) 상에는 상기 제1방향(D1)으로 배열되고 상기 제2방향(D2)으로 서로 인접한 제1서브 픽셀들(SP1) 및 제2서브 픽셀들(SP2)에 대응되는 영역을 덮도록 복수의 제3라인들(273)이 형성된다. 따라서 상기 제3라인들(273)은 그 제2방향(D2)에 따른 제3너비(W3)가 서로 인접한 제1서브 픽셀들(SP1) 및 제2서브 픽셀들(SP2)의 제2방향(D2)에 따른 너비에 대응되고, 제1방향(D1)을 따라 연장된 선형 구조를 갖는다.
상기 제3라인들(273)은 정공주입수송물질을 포함할 수 있다. 더욱 상세히, 상기 제3라인들(273)은 전술한 정공주입물질 및/또는 정공수송물질을 포함할 수 있다.
상기 실시예에서, 상기 제3라인들(273)은 제1서브 픽셀들(SP1) 및 제2서브 픽셀들(SP2)을 덮는 것이나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 설계되는 광 효율 및 소비 전력의 조건에 따라 상기 제3라인들(273)은 제1방향(D1)으로 배열된 제1서브 픽섹들(SP1), 제2서브 픽셀들(SP2) 및 제3서브 픽셀들(SP3) 중 서로 인접한 두 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 형성될 수 있다.
상기 각 제3라인(273) 상에는 상기 제1방향(D1)으로 배열된 제1서브 픽셀들(SP1)에 대응되는 영역을 덮도록 복수의 제1라인들(271)이 형성된다. 따라서 상기 제1라인들(271)은 그 제2방향(D2)에 따른 제1너비(W1)가 상기 제1서브 픽셀들(SP1)의 제2방향(D2)에 따른 너비에 대응되고, 제1방향(D1)을 따라 연장된 선형 구조를 갖는다.
상기 제1라인들(271)은 제1유기 발광 물질, 예컨대 적색광을 발광하는 적색 유기 발광물질을 포함하는 제1유기 발광막이 될 수 있다.
상기 각 제3라인(273) 상에는 상기 제1방향(D1)으로 배열된 제2서브 픽셀들(SP2)에 대응되는 영역을 덮도록 복수의 제2라인들(272)이 형성된다. 따라서 상기 제2라인들(272)은 그 제2방향(D2)에 따른 제2너비(W2)가 상기 제2서브 픽셀들(SP2)의 제2방향(D2)에 따른 너비에 대응되고, 제1방향(D1)을 따라 연장된 선형 구조를 갖는다. 따라서 상기 각 제3라인(273) 상에는 상기 제1방향(D1)을 따라 연장된 2개의 선인 제1라인(271) 및 제2라인(272)이 제2방향으로(D2)으로 나란하게 인접하여 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2에는 상기 제3너비(W3)가 제1너비(W1) 및 제2너비(W2)의 합보다 큰 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제3너비(W3)가 제1너비(W1) 및 제2너비(W2)의 합과 같거나 작을 수 있다.
상기 제2라인들(272)은 제1유기 발광 물질과 다른 제2유기 발광 물질, 예컨대 녹색광을 발광하는 녹색 유기 발광물질을 포함하는 제2유기 발광막이 될 수 있다.
상기 제1공통막(261)의 일부, 제3라인들(273)의 일부, 제1라인들(271) 및 제2라인들(272) 상에 상기 모든 픽셀들(P)에 공통되도록 제2공통막(262)이 형성된다.
상기 제2공통막(262)은 제1유기 발광 물질 및 제2유기 발광 물질과 다른 제3유기 발광 물질, 예컨대 청색광을 발광하는 청색 유기 발광물질을 포함하는 제3유기 발광막이 될 수 있다.
상기와 같은 유기 발광물질들은 호스트 물질과 도판트 물질을 포함할 수 있다.
상기 호스트 물질로는 트리스(8-히드록시-퀴놀리나토)알루미늄 (Alq3), 9,10-디(나프티-2-일)안트라센 (ADN), 2-Tert-부틸-9,10-디(나프티-2-일)안트라센 (TBADN), 4,4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)바이페닐 (DPVBi), 4,4'-비스(2,2-디(4-메틸페닐)-에텐-1-일)바이페닐 (p-DMDPVBi) 등이 사용될 수 있다.
상기 도판트 물질로는 DPAVBi (4,4'-비스[4-(디-p-톨일아미노)스티릴]비페닐), ADN (9,10-디(나프-2-틸)안트라센), TBADN (2-터트-부틸-9,10-디(나프티-2-일)안트라센) 등이 사용될 수 있다.
상기 제2공통막(262) 상에 상기 모든 픽셀들(P)에 공통되도록 제3공통막(263)이 형성된다.
상기 제3공통막(263)은 전자 주입수송물질을 포함할 수 있다. 전자 주입수송 물질로는 LiF, NaCl, CsF, Li2O, BaO, Liq, Alq3 등이 사용될 수 있다.
상기 제3공통막(263) 상에 상기 모든 픽셀들(P)에 공통되도록 대향 전극(254)이 형성된다.
상기 대향 전극(254)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Yb, Co, Sm 또는 Ca와 같은 금속으로 형성될 수 있다.
이처럼 제2공통막(262)이 제3유기 발광막을 포함하기 때문에, 제3유기 발광막을 패터닝할 필요가 없게 된다. 따라서 제3유기 발광막의 패터닝을 위해 필요한 마스크의 수를 줄일 수 있고, 오픈 마스크를 이용해 증착함으로써 공정을 보다 간단하게 할 수 있다.
제1서브 픽셀(SP1), 제2서브 픽셀(SP2) 및 제3서브 픽셀(SP3)에서 각 픽셀 전극들(251)(252)(253)과 대향 전극(254) 사이의 거리를 달리 함으로써 각 서브 픽셀에서의 발광 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다. 이는 후술하는 바와 같이 각 서브 픽셀에서 발광하는 광의 파장과 관련하여 광 공진을 일으킬 수 있는 거리가 되도록 할 수 있다.
상기 제3라인들(273)에 의해 제1서브 픽셀(SP1) 및 제2서브 픽셀(SP2)에서 각 픽셀 전극들(251)(252)과 대향 전극(254) 사이의 거리를 제3서브 픽셀(SP3)에서 제3픽셀 전극(253)과 대향 전극(254) 사이의 거리보다 두껍게 하여 광 효율을 향상시키도록 할 수 있다.
물론 제1라인들(271)과 제2라인들(272)의 두께도 서로 달리 하여 각 서브 픽셀들에서 최적의 광 효율을 얻을 수 있도록 할 수 있다.
도 3은 도 1의 ?-?의 단면의 다른 일 예를 도시한 것이다. 도 3에 따른 실시예에서는 도 2에 따른 실시예와 달리 상기 제1방향(D1)으로 배열된 제1서브 픽섹들(SP1)에 대응되는 영역을 덮도록 상기 제3라인(273)과 제1라인(271) 사이에 개재된 복수의 제4라인(274)을 더 포함한다. 상기 제4라인(274)은 제1라인(271)과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제4라인(274)은 정공주입수송물질을 포함할 수 있는 데, 더욱 상세히는 정공수송물질을 포함할 수 있다.
상기 제4라인(274)이 상기 제3라인(273)과 제1라인(271) 사이에 더 개재되도록 함으로써, 제1서브 픽셀(SP1)에서 제1픽셀 전극(251)과 대향 전극(254) 사이의 거리를 다른 서브 픽셀들보다 더 두껍게 할 수 있고, 이에 따라 광 효율을 향상시키도록 할 수 있다. 이러한 제4라인(274)의 배치에 따라 상기 제1라인(271)의 두께를 줄여 제1서브 픽셀(SP1)에서 소비 전력을 낮출 수 있다.
상기 제4라인(274)은 반드시 제3라인(273)과 제1라인(271) 사이에 개재될 필요는 없으며, 설계되는 광 효율 및 소비 전력의 조건에 따라 상기 제1방향(D1)으로 배열된 제1서브 픽섹들(SP1), 제2서브 픽셀들(SP2) 및 제3서브 픽셀들(SP3) 중 어느 한 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 실시예들에서 상기 기판(2)은 도 4에서 볼 수 있듯이, 복수의 구동 회로부들(22)을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 상기 기판(2)은 베이스 기판(21)과 그 위에 형성된 복수의 구동 회로부들(22)과, 구동 회로부들(22)을 덮는 절연막(23)과, 상기 절연막(23) 상에 형성된 제1픽셀 전극들(251) 내지 제3픽셀 전극들(253)과, 상기 제1픽셀 전극들(251) 내지 제3픽셀 전극들(253)의 가장자리를 덮도록 절연막(23) 상에 형성된 화소정의막(24)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 기판(21)은 글래스재, 플라스틱재, 또는 금속재로 형성될 수 있다.
각 구동 회로부들(22)은 적어도 하나의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.
절연막(23) 및 화소정의막(24)은 유기막 및/또는 무기막을 포함할 수 있다.
도 4에 따른 기판(2)은 화상이 베이스 기판(21)의 반대방향으로 향하는 전면 발광형 유기 발광 표시장치에 적용될 수 있다.
도 5는 상기 기판(2)의 다른 일 예를 도시한 것으로, 화상이 베이스 기판(21)의 방향으로 향하는 배면 발광형 유기 발광 표시장치에 적용될 수 있다. 도 6은 도 5의 Ⅱ에 대한 확대도이다.
도 5에 따른 실시예에서, 상기 베이스 기판(21) 상에 트랜지스터의 활성층(221), 및 커패시터 하부 전극(225)이 형성된다. 상기 베이스 기판(21)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 구비될 수 있고, 베이스 기판(21) 상에는 베이스 기판(21)의 평활성과 불순 원소의 침투를 차단하기 위하여 SiO2 및/또는 SiNx 등을 포함하는 버퍼층(미도시)이 더 구비될 수 있다.
상기 활성층(221)은 은 폴리 실리콘(poly silicon)으로 구비될 수 있다. 이때, 폴리 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성될 수도 있다. 비정질 실리콘을 결정화하는 방법은 RTA(rapid thermal annealing)법, SPC(solid phase crystallzation)법, ELA(excimer laser annealing)법, MIC(metal induced crystallzation)법, MILC(metal induced lateral crystallzation)법, SLS(sequential lateral solidification)법 등 다양한 방법에 의해 결정화될 수 있다.
상기 활성층(221) 및 커패시터 하부 전극(225)을 덮도록 굴절변환층(234)이 형성된다.
상기 실시예에 따르면 픽셀 전극(251)과 베이스 기판(21) 사이의 굴절률의 차이에 따른 전반사를 방지하기 위하여 픽셀 전극(251)과 베이스 기판(21) 사이에 굴절변환층(234)을 위치시켰다. 상기 굴절변환층(234)은 트랜지스터의 게이트 절연막 및 커패시터의 유전막으로 기능한다.
상기 굴절률변환층(234) 상에는 투명도전성 산화물 및 금속을 포함하는 층이 순차 적층되고 패터닝되어, 픽셀 전극(251) 및 제1금속막(228), 제1,2게이트 전극(222)(223), 커패시터 상부전극(226) 및 제2금속막(227)이 동시에 형성된다.
픽셀 전극(251), 제1게이트 전극(222) 및 커패시터 상부전극(226)을 형성하는 투명 도전층물은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1금속막(228), 제2게이트 전극(223), 및 제2 금속막(227)을 형성하는 금속은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
다음으로, 층간절연막(235)이 적층되고, 층간절연막(235)을 패터닝한다. 이에 따라 제1금속막(228) 및 제2금속막(227)의 상부를 노출시킨다. 또한, 제1금속막(228), 활성층(221)의 일부를 노출시키는 콘택홀들을 형성한다.
다음으로, 층간절연막(235) 상에 소스 및 드레인 전극(224) 형성용 물질이 형성된다. 소스 및 드레인 전극(224) 형성용 물질은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편, 제1금속막(228) 및 제2금속막(227)은, 소스 및 드레인 전극(224) 형성용 물질과 함께 식각 공정에 의해 패터닝되어, 도 5에서 볼 수 있는 구조로 형성된다.
다음으로 화소정의막(24)을 형성하고, 픽셀 전극(251)의 상면을 노출시키는 개구를 형성한다.
한편, 상기 굴절변환층(234)은 도 6에서 볼 수 있듯이, 위로부터 제1층(231), 제2층(232) 및 제3층(233)이 차례로 적층된 구조를 갖는다.
베이스 기판(21)은 공기 보다 굴절률이 크기 때문에 베이스 기판(21)과 공기 사이 계면에서 전반사가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 투명 전극인 픽셀 전극(251)의 굴절률이 약 1.8 내지 2.2이고, 투명한 베이스 기판(21)의 굴절률은 약 1.5 정도이므로, 베이스 기판(21)의 굴절률이 픽셀 전극(251)의 굴절률보다 작기 때문에, 픽셀 전극(251)과 베이스 기판(21)의 계면에서 상당한 전반사가 일어날 수 있다.
제1층(231)은 픽셀 전극(251)보다 굴절률이 크다. 이에 따라 픽셀 전극(251)과 베이스 기판(21) 계면에서 발생하는 전반사를 방지함으로써 광효율 감소를 방지할 수 있기 때문이다. 따라서, 제1층(231)의 굴절률은 전술한 투명도전성산화물을 포함하는 픽셀 전극(251)의 굴절률인 약 1.8 내지 2.2 보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 조건을 만족시키는 제1층(231)의 재료로는 니오븀(niobium), 타이타늄(titanium), 탄탈륨(tantalum), 지르코늄(zirconium), 몰리브덴(molybdenum) 등의 산화물, 질화물 또는 산화질화물을 포함하는 물질 등에서 선택할 수 있다. 물론 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 제1층(231)은 상기 재료 이외에도 픽셀 전극(251)의 굴절률보다 큰 다양한 물질로 형성할 수 있다.
굴절변환층(234)의 제2층(232)은 제1층(231)보다 굴절률이 작고, 제3층(233)은 제2층(232)보다 굴절률이 작은 물질로 구성된다. 즉, 굴절변환층(234)은 전체적으로 픽셀 전극(251)에서 베이스 기판(21) 쪽으로 점차로 굴절률이 줄어든다. 따라서 굴절률 변화에 따른 유기 발광 표시 장치의 시야각 변화에 따른 색변환 차이를 줄일 수 있다.
한편, 굴절변환층(234)을 구성하는 제1층(231), 제2층(232) 및 제3(233)의 굴절률에 반비례하여, 굴절변환층(234)의 제1층(231)의 두께(d1)는 제2층(232)의 두께(d2)보다 작고, 제2층(232)의 두께(d2)는 제3층(233)의 두께(d3)보다 작게 형성할 수 있다. 또한, 굴절변환층(234)의 제1층(231)의 광투과율은 제2층(232)의 광투과율보다 작고, 제2층(232)의 광투과율은 제3층(233)의 광투과율보다 작게 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1층(231)의 두께(d1)가 약 20nm, 제2층(232)의 두께(d2)가 약 40nm, 제3층(233)의 두께(d3)가 약 60nm로 형성되는 등 다양한 조합이 가능하다. 그러나, 굴절변환층(234)의 전체 두께(Td)는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 굴절변환층(234)의 전체 두께(Td)가 너무 두꺼우면 광투과율이 나빠질 수 있기 때문이다.
굴절변환층(234)의 제2층(232) 및 제3층(233)은 각각 굴절률이 약 2.0 정도인 실리콘나이트라이드(SiNx) 및 굴절률이 약 1.5 정도인 실리콘옥사이드(SiO2)로 형성될 수 있다.
활성층(221)에 직접 접하는 제3층(233)을 실리콘옥사이드(SiO2)로 형성하여 트랜지스터의 채널 형성 시 발생할 수 있는 문턱전압(Vth)의 영향을 줄일 수 있다.
또한, 활성층(221)이 폴리실리콘으로 형성될 경우, 게이트 절연막으로 실리콘나이트라이드를 사용함으로써 트랜지스터의 특성을 향상시킬 수 있다. 이는 실리콘나이트라이드를 형성하는 공정에 수반되어 실란 가스로부터 공급되는 수소가 폴리실리콘으로 이루어진 활성층(221)의 결함 사이트(defect site)를 수소가 메움으로써 트랜지스터의 전자 이동도를 증가시키기 때문인 것으로 추정된다.
굴절변환층(234)은 트랜지스터의 게이트 절연막으로 기능하기 때문에 전체 두께는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 약 2~200nm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 너무 얇으면 누설전류가 증가하고, 너무 두꺼우면 소자 크기가 증가하기 때문이다.
상기 굴절변환층(234)은 또 커패시터 유전막으로 기능한다. 유전막으로 실리콘옥사이드만 사용하는 커패시터는 정전 용량을 키우기 위하여 유전막의 두께를 얇게 할 경우, 정전기 문제가 발생할 수 있는데, 실리콘 옥사이드보다 유전율이 큰 실리콘나이드라이드를 포함하는 제2층(232) 및 제1층(231)을 유전막으로 사용함으로써 상기 정전기 문제를 방지할 수 있고, 정전용량을 증가시킬 수 있다.
커패시터 하부전극(225)은 활성층(221)과 같이 폴리 실리콘으로 형성될 수 있다. 이때, 유전막으로 사용되는 실리콘나이트라이드를 형성하는 공정에 수반되어 실란 가스로부터 공급되는 수소가 폴리 실리콘으로 이루어진 커패시터 하부전극(225)의 결함 사이트(defect site)를 수소가 메꿈으로써, 커패시터(CAP1)의 결함을 치유할 수 있다.
한편, 굴절변환층(234)은 커패시터의 유전막으로 기능하기 때문에 전체 두께는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 약 2~200nm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 너무 얇으면 정전기가 발생할 수 있고, 너무 두꺼우면 소자 크기가 증가하기 때문이다.
도 7은 상기 기판(2)의 또 다른 일 예를 도시한 것으로, 화상이 베이스 기판(21)의 방향으로 향하는 배면 발광형 유기 발광 표시장치에 적용될 수 있다. 도 8은 도 7의 Ⅲ에 대한 확대도이다.
도 7 및 도 8에 따른 실시예는 도 5 및 도 6에 따른 실시예에 더하여, 픽셀 전극(251)과 굴절변환층(234)과의 사이에 반투과반사층(229)이 더 개재된다. 상기 반투과반사층(229)은 전술한 대향 전극과의 사이에서 유기 발광막으로부터 발산된 광을 공진시켜, 광효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 반투과반사층(229)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 또는 은 합금 등으로 형성될 수 있다. 은 합금으로는 은을 주된 원소로 하여 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu)를 더 포함할 수 있다.
반투과반사층(229)은 50 내지 200Å의 두께로 형성할 수 있다. 반투과반사층(229)의 두께가 50Å보다 얇으면 반사율이 떨어지기 때문에 반사전극인 대향 전극과의 사이에서 광학적 공진을 이루기 어렵고, 두께가 200Å보다 두꺼우면 투과율이 떨어지기 때문에 광 효율이 오히려 떨어질 수 있다.
상기 반투과반사층(229)은 제1게이트 전극(222)과 굴절변환층(234)의 사이 및 커패시터 상부전극(226)과 굴절변환층(234)의 사이에도 개재될 수 있다.
다른 구성요소는 전술한 도 5 및 도 6에 따른 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시장치를 제조할 수 있는 증착 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성의 평면도이고, 도 10은 도 9의 증착 장치의 증착부를 개략적으로 도시한 시스템 구성의 측면도이다.
상술한 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예와 같은 기판(2)을 도 9 및 도 10의 시스템에 투입하여 증착 공정을 수행함으로써, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예들과 같은 유기 발광 표시장치를 형성할 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 증착 장치(1)는 증착부(100), 로딩부(200), 언로딩부(300) 및 이송부(400)를 포함한다.
로딩부(200)는 제1 래크(212)와, 도입실(214)과, 제1 반전실(218)과, 버퍼실(219)을 포함할 수 있다.
제1 래크(212)에는 증착이 이루어지기 전의 기판이 다수 적재되어 있고, 도입실(214)에 구비된 도입로봇(미도시)은 제1래크(212)로부터 기판을 잡아 제2이송부(420)로부터 이송되어 온 이동부(430)에 기판을 얹는다. 기판이 부착된 이동부(430)는 제1 반전실(218)로 옮겨진다.
도입실(214)에 인접하게는 제1 반전실(218)이 구비되며, 제1 반전실(218)에 위치한 제1 반전 로봇이 이동부(430)를 반전시켜 이동부(430)를 증착부(100)의 제1 이송부(410)에 장착한다.
도 9에서 볼 때, 도입실(214)의 도입 로봇은 이동부(430)의 상면에 기판을 얹게 되고, 이 상태에서 이동부(430)는 반전실(218)로 이송되며, 반전실(218)의 제1 반전 로봇이 기판을 반전시킴에 따라 증착부(100)에서는 기판이 아래를 향하도록 위치하게 된다.
언로딩부(300)의 구성은 위에서 설명한 로딩부(200)의 구성과 반대로 구성된다. 즉, 증착부(100)를 거친 기판과 이동부(430)를 제2 반전실(328)에서 제2 반전 로봇이 반전시켜 반출실(324)로 이송하고, 반출 로봇이 반출실(324)에서 기판과 이동부(430)을 꺼낸 다음, 기판을 이동부(430)에서 분리하여 제2 래크(322)에 적재한다. 기판과 분리된 이동부(430)는 제2 이송부(420)를 통해 로딩부(200)로 회송된다.
그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기판이 이동부(430)에 최초 고정될 때부터 이동부(430)의 하면에 기판을 고정시켜 그대로 증착부(100)로 이송시킬 수도 있다. 이 경우, 예컨대 제1 반전실(218)의 제1 반전 로봇과 제2 반전실(328)의 제2 반전 로봇은 필요 없게 된다.
증착부(100)는 적어도 하나의 증착용 챔버(101)를 구비한다. 도 9 및 도 10에 따르면, 상기 증착부(100)는 챔버(101)를 구비하며, 이 챔버(101) 내에 복수의 증착 어셈블리들(100-1)(100-2)...(100-8)이 배치된다. 도 9에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 챔버(101) 내에 제1 증착 어셈블리(100-1), 제2 증착 어셈블리(100-2)를 포함하여 제8 증착 어셈블리(100-8)의 8개의 증착 어셈블리들이 설치되어 있는 데, 그 숫자는 증착 물질 및 증착 조건에 따라 가변 가능하다. 상기 챔버(101)는 증착이 진행되는 동안 진공으로 유지된다.
한편, 도 9 및 도 10에 따른 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판이 고정된 이동부(430)는 제1 이송부(410)에 의해 적어도 증착부(100)로, 바람직하게는 상기 로딩부(200), 증착부(100) 및 언로딩부(300)로 순차 이동되고, 상기 언로딩부(300)에서 기판과 분리된 이동부(430)는 제2 이송부(420)에 의해 로딩부(200)로 환송된다.
상기 제1 이송부(410)는 상기 증착부(100)를 통과할 때에 상기 챔버(101)를 관통하도록 구비되고, 상기 제2 이송부(420)는 기판(2)이 분리된 이동부(430)를 이송하도록 구비된다.
여기서, 상기 증착 장치(1)는 제1 이송부(410)와 제2 이송부(420)가 상하로 형성되어, 제1 이송부(410)를 통과하면서 증착을 마친 이동부(430)가 언로딩부(300)에서 기판(2)과 분리된 후, 그 하부에 형성된 제2 이송부(420)를 통해 로딩부(200)로 회송되도록 형성됨으로써, 공간 활용의 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 9의 증착부(100)는 각 증착 어셈블리들(100-1)...(100-8)의 일 측에 증착원 교체부(190)를 더 포함할 수 있다. 도면에는 자세히 도시되지 않았지만, 증착원 교체부(190)는 카세트 형식으로 형성되어, 각각의 증착 어셈블리들(100-1)...(100-8)로부터 외부로 인출되도록 형성될 수 있다. 따라서, 증착 어셈블리들(100-1)...(100-8)의 증착원(도 11의 110 참조)의 교체가 용이해질 수 있다.
한편, 도 9에는 로딩부(200), 증착부(100), 언로딩부(300) 및 이송부(400)로 구성된 증착 장치를 구성하기 위한 일련의 세트(set)가 나란히 두 세트가 구비된 것으로 도시되어 있다. 이 경우, 두 개의 증착 장치(1) 사이에는 패터닝 슬릿 시트 교체부(500)가 더 구비될 수 있다. 즉, 두 개의 증착 장치(1) 사이에 패터닝 슬릿 시트 교체부(500)를 구비하여, 두 개의 증착 장치(1)가 패터닝 슬릿 시트 교체부(500)를 공동으로 사용하도록 함으로써, 각각의 증착 장치(1)가 패터닝 슬릿 시트 교체부(500)를 구비하는 것에 비하여 공간 활용의 효율성을 향상시킬 수 있는 것이다.
도 9 및 도 10에서 각각의 증착 어셈블리들(100-1)...(100-8)은 도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 각 막들을 형성하기 위한 것이다.
예컨대, 제1증착 어셈블리(100-1)는 제1-1공통막(261a)를 형성하고, 제2증착 어셈블리(100-2)는 제1-2공통막(261b)을 형성한다. 제3증착 어셈블리(100-3)는 제3라인들(273)을 형성하고, 제4증착 어셈블리(100-4)는 제1라인들(271)을 형성하며, 제5증착 어셈블리(100-5)는 제2라인들(272)을 형성한다. 제6증착 어셈블리(100-6)는 제2공통막(262)을 형성하고, 제7증착 어셈블리(100-7)는 제3공통막(263)을 형성하며, 제8증착 어셈블리(100-8)는 대향 전극(254)을 형성한다. 상기 대향 전극(254)은 도 9 및 도 10에 도시된 증착 어셈블리들(100-1)...(100-8)이 아닌 다른 증착 장치를 이용해 형성될 수 있다.
상기 제1-1공통막(261a), 제1-2공통막(261b), 제2공통막(262), 제3공통막(263) 및 대향 전극(254)은 모든 픽셀들에 공통되도록 형성되는 막이므로, 상기 제1증착 어셈블리(100-1), 제2증착 어셈블리(100-2), 제6증착 어셈블리(100-6), 제7증착 어셈블리(100-7) 및 제8증착 어셈블리(100-8)는 공통된 막을 형성하기 위한 공통형 증착 어셈블리가 된다. 이 공통형 증착 어셈블리는 후술하는 마스크 슬릿 시트(도 11의 130 참조)가 모든 픽셀들에 오픈된 형태의 개구를 갖는다. 도 9 및 도 10에 도시된 실시예와 같이 이러한 공통형 증착 어셈블리는 각 공통막의 개수에 맞춰 구비될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 동일 물질을 증착하기 위한 공통형 증착 어셈블리는 반복적으로 사용 가능하다.
상기 제3라인들(273), 제1라인들(271) 및 제2라인들(272)은 라인상으로 패터닝된 것이므로, 제3증착 어셈블리(100-3), 제4증착 어셈블리(100-4) 및 제5증착 어셈블리(100-5)는 라인형 증착 어셈블리가 된다. 이 라인형 증착 어셈블리는 후술하는 마스크 슬릿 시트(도 11의 130 참조)가 형성되는 각 라인의 너비에 대응되는 너비의 개구 패턴을 갖는다.
만일 도 3에 대한 실시예를 적용할 경우에는, 제4라인들(274)을 형성하기 위한 라인형 증착 어셈블리를 더 구비하여야 할 것이다.
도 11은 도 9 및 도 10의 증착부의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 증착부의 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 11 및 도 12에는 상기 증착부(100)의 라인형 증착 어셈블리인 제3증착 어셈블리(100-3)를 나타내었다.
이하에서는 전체적인 증착부(100)의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
챔버(101)는 속이 빈 상자 형상으로 형성되며, 그 내부에 제3증착 어셈블리(100-3)와 이송부(400)가 수용된다. 이를 다른 측면에서 설명하면, 지면에 고정되도록 풋(foot)(102)이 형성되고, 풋(102) 상에 하부 하우징(103)이 형성되고, 하부 하우징(103)의 상부에 상부 하우징(104)이 형성된다. 그리고, 챔버(101)는 하부 하우징(103) 및 상부 하우징(104)을 모두 내부에 수용하도록 형성된다. 이때 하부 하우징(103)과 챔버(101)의 연결부는 밀봉처리되어 챔버(101) 내부가 외부와 완전히 차단되도록 할 수 있다. 이와 같이 하부 하우징(103)과 상부 하우징(104)이 지면에 고정된 풋(102) 상에 형성됨으로써, 챔버(101)가 수축/팽창을 반복하더라도 하부 하우징(103)과 상부 하우징(104)은 고정된 위치를 유지할 수 있으며, 따라서 하부 하우징(103)과 상부 하우징(104)이 증착부(100) 내에서 일종의 기준 프레임(reference frame)의 역할을 수행할 수 있는 것이다.
한편, 상부 하우징(104)의 내부에는 제3증착 어셈블리(100-3)와 이송부(400)의 제1 이송부(410)가 형성되고, 하부 하우징(103)의 내부에는 이송부(400)의 제2 이송부(420)가 형성되는 것으로 기술할 수 있다. 그리고, 이동부(430)가 제1 이송부(410)와 제2 이송부(420) 사이를 순환 이동하면서 연속적으로 증착이 수행되는 것이다.
이하에서는 제3증착 어셈블리(100-3)의 상세 구성에 대하여 설명한다.
제3 증착 어셈블리(100-3)는 증착원(110), 증착원 노즐부(120), 패터닝 슬릿 시트(130), 차단 부재(140), 제1 스테이지(150), 제2 스테이지(160), 촬영 부재(170), 센서(180) 등을 포함한다. 여기서, 도 11 및 도 12의 모든 구성은 적절한 진공도가 유지되는 챔버(101) 내에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 증착 물질의 직진성을 확보하기 위함이다.
상세히, 증착원(110)에서 방출된 증착 물질(115)이 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(130)를 통과하여 기판(2)에 원하는 패턴으로 증착되게 하려면, 기본적으로 챔버(미도시) 내부는 FMM 증착 방법과 동일한 고진공 상태를 유지해야 한다. 또한 패터닝 슬릿 시트(130)의 온도가 증착원(110) 온도보다 충분히 낮아야 한다. 왜냐하면, 패터닝 슬릿 시트(130)의 온도가 충분히 낮아야만 온도에 의한 패터닝 슬릿 시트(130)의 열팽창 문제를 최소화할 수 있기 때문이다.
이러한 챔버(101) 내에는 피 증착체인 기판(2)이 배치된다. 상기 기판(2)은 다수의 유기 발광 표시장치를 형성할 수 있는 마더 글라스(mother glass)와 같은 40인치 이상의 대면적 기판이 적용될 수 있다.
여기서, 기판(2)이 제3증착 어셈블리(100-3)에 대하여 상대적으로 이동하면서 증착이 진행된다.
상기 제3증착 어셈블리(100-3)는, 제3증착 어셈블리(100-3)와 기판(2)이 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어지는 것을 일 특징으로 한다. 다시 말하면, 제3증착 어셈블리(100-3)와 마주보도록 배치된 기판(2)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로 증착을 수행하게 된다. 즉, 기판(2)이 도 3의 화살표 A 방향으로 이동하면서 스캐닝(scanning) 방식으로 증착이 수행되는 것이다. 여기서, 도면에는 기판(2)이 챔버(미도시) 내에서 Y축 방향으로 이동하면서 증착이 이루어지는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 기판(2)은 고정되어 있고 제3증착 어셈블리(100-3) 자체가 Y축 방향으로 이동하면서 증착을 수행하는 것도 가능하다 할 것이다.
따라서, 상기 제3증착 어셈블리(100-3)에서는 종래의 FMM(Fine Metal Mask) 방식에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(130)를 만들 수 있다. 즉, 상기 제3증착 어셈블리(100-3)의 경우, 기판(2)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로, 즉 스캐닝(scanning) 방식으로 증착을 수행하기 때문에, 패터닝 슬릿 시트(130)의 X축 방향 및 Y축 방향의 길이 중 적어도 한 방향의 길이는 기판(2)의 길이보다 훨씬 작게 형성될 수 있는 것이다. 이와 같이, 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(130)를 만들 수 있기 때문에, 본 발명의 패터닝 슬릿 시트(130)는 그 제조가 용이하다. 즉, 패터닝 슬릿 시트(130)의 에칭 작업이나, 그 이후의 정밀 인장 및 용접 작업, 이동 및 세정 작업 등 모든 공정에서, 작은 크기의 패터닝 슬릿 시트(130)가 FMM 방법에 비해 유리하다. 또한, 이는 디스플레이 장치가 대형화될수록 더욱 유리하게 된다.
이와 같이, 제3증착 어셈블리(100-3)와 기판(2)이 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어지기 위해서는, 제3증착 어셈블리(100-3)와 기판(2)이 일정 정도 이격되는 것이 바람직하다. 이에 대하여는 뒤에서 상세히 기술하기로 한다.
한편, 챔버 내에서 상기 기판(2)과 대향하는 측에는, 증착 물질(115)이 수납 및 가열되는 증착원(110)이 배치된다. 상기 증착원(110) 내에 수납되어 있는 증착 물질(115)이 기화됨에 따라 기판(2)에 증착이 이루어진다.
상세히, 증착원(110)은 그 내부에 증착 물질(115)이 채워지는 도가니(111)와, 도가니(111)를 가열시켜 도가니(111) 내부에 채워진 증착 물질(115)을 도가니(111)의 일 측, 상세하게는 증착원 노즐부(120) 측으로 증발시키기 위한 히터(112)를 포함한다.
증착원(110)의 일 측, 상세하게는 증착원(110)에서 기판(2)을 향하는 측에는 증착원 노즐부(120)가 배치된다. 여기서, 상기 증착 어셈블리는 공통층과 패턴층을 증착하는 데 있어서 증착원 노즐(121)이 서로 상이하게 형성될 수도 있다. 즉, 도면에는 도시되지 않았지만, 패턴층을 형성하기 위한 증착원 노즐부에는 Y축 방향 즉 기판(2)의 스캔 방향을 따라서 복수 개의 증착원 노즐(121)들이 형성될 수 있다. 이에 따라, X축 방향으로는 증착원 노즐(121)이 하나만 존재하도록 증착원 노즐(121)을 형성함으로써, 음영(shadow)의 발생을 크게 감소시킬 수 있는 것이다. 반면, 공통층을 형성하기 위한 증착원 노즐부에는 X축 방향을 따라서 복수 개의 증착원 노즐(121)들이 형성될 수 있다. 이에 의해 공통층의 두께 균일도를 향상시킬 수 있는 것이다.
한편, 증착원(110)과 기판(2) 사이에는 패터닝 슬릿 시트(130)가 더 구비된다. 패터닝 슬릿 시트(130)는 대략 창문 틀과 같은 형태로 형성되는 프레임(135)을 더 포함하며, 패터닝 슬릿 시트(130)에는 X축 방향을 따라서 복수 개의 패터닝 슬릿(131)들이 형성된다. 증착원(110) 내에서 기화된 증착 물질(115)은 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(130)를 통과하여 피 증착체인 기판(2) 쪽으로 향하게 되는 것이다. 이때, 상기 패터닝 슬릿 시트(130)는 종래의 파인 메탈 마스크(FMM) 특히 스트라이프 타입(stripe type)의 마스크의 제조 방법과 동일한 방법인 에칭을 통해 제작될 수 있다. 이때, 증착원 노즐(121)들의 총 개수보다 패터닝 슬릿(131)들의 총 개수가 더 많게 형성될 수도 있다.
여기서, 상술한 증착원(110) 및 이와 결합된 증착원 노즐부(120))과 패터닝 슬릿 시트(130)는 서로 일정 정도 이격되도록 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제3증착 어셈블리(100-3)는 기판(2)에 대하여 상대적으로 이동하면서 증착을 수행하며, 이와 같이 제3증착 어셈블리(100-3)가 기판(2)에 대하여 상대적으로 이동하기 위해서 패터닝 슬릿 시트(130)는 기판(2)으로부터 일정 정도 이격되도록 형성된다.
상세히, 종래의 FMM 증착 방법에서는 기판에 음영(shadow)이 생기지 않도록 하기 위하여 기판에 마스크를 밀착시켜서 증착 공정을 진행하였다. 그러나, 이와 같이 기판에 마스크를 밀착시킬 경우, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량 문제가 발생한다는 문제점이 존재하였다. 또한, 마스크를 기판에 대하여 이동시킬 수 없기 때문에, 마스크가 기판과 동일한 크기로 형성되어야 한다. 따라서, 디스플레이 장치가 대형화됨에 따라 마스크의 크기도 커져야 하는데, 이와 같은 대형 마스크를 형성하는 것이 용이하지 아니하다는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 제3증착 어셈블리(100-3)에서는 패터닝 슬릿 시트(130)가 피 증착체인 기판(2)과 소정 간격을 두고 이격되도록 배치되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 의해서 마스크를 기판보다 작게 형성한 후, 마스크를 기판에 대하여 이동시키면서 증착을 수행할 수 있게 됨으로써, 마스크 제작이 용이해지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 공정에서 기판과 마스크를 밀착시키는 시간이 불필요해지기 때문에, 제조 속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 상부 하우징(104) 내에서의 각 구성요소의 구체적인 배치는 다음과 같다.
먼저, 상부 하우징(104)의 바닥 부분에는 상술한 증착원(110) 및 증착원 노즐부(120)가 배치된다. 그리고, 증착원(110) 및 증착원 노즐부(120)의 양측에는 안착부(104-1)가 돌출 형성되며, 안착부(104-1) 상에는 제1 스테이지(150), 제2 스테이지(160) 및 상술한 패터닝 슬릿 시트(130)가 차례로 형성된다.
여기서, 제1 스테이지(150)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하도록 형성되어, 패터닝 슬릿 시트(130)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 얼라인 하는 기능을 수행한다. 즉, 제1 스테이지(150)는 복수 개의 액츄에이터를 구비하여, 상부 하우징(104)에 대하여 제1 스테이지(150)가 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하도록 형성되는 것이다.
한편, 제2 스테이지(160)는 Z축 방향으로 이동 가능하도록 형성되어, 패터닝 슬릿 시트(130)를 Z축 방향으로 얼라인하는 기능을 수행한다. 즉, 제2 스테이지(160)는 복수 개의 액츄에이터를 구비하여, 제1 스테이지(150)에 대하여 제2 스테이지(160)가 Z축 방향으로 이동하도록 형성되는 것이다.
한편, 제2 스테이지(160) 상에는 패터닝 슬릿 시트(130)가 형성된다. 이와 같이, 패터닝 슬릿 시트(130)가 제1 스테이지(150) 및 제2 스테이지(160) 상에 형성되어 패터닝 슬릿 시트(130)가 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동 가능하도록 형성됨으로써, 기판(2)과 패터닝 슬릿 시트(130) 간의 얼라인, 특히 리얼타임 얼라인(real-time align)을 수행할 수 있는 것이다.
나아가 상부 하우징(104), 제1 스테이지(150) 및 제2 스테이지(160)는 증착원 노즐(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 동시에 수행할 수 있다. 즉, 상부 하우징(104), 제1 스테이지(150) 및 제2 스테이지(160)에 의해 증착 물질의 경로가 밀폐되어 증착 물질의 X축 방향 및 Y축 방향 이동을 동시에 가이드 할 수도 있다.
한편, 패터닝 슬릿 시트(130)와 증착원(110) 사이에는 차단 부재(140)가 더 구비될 수도 있다. 상세히, 기판(2)의 테두리 부분에는 각종 전극 및/또는 배선 패턴이 형성되어, 향후 제품 검사용 또는 제품 제작시 단자로 활용하기 위한 영역이 존재한다. 만약 이 영역에 유기물이 성막이 될 경우, 전극 및/또는 배선 패턴이 제 역할을 하기 어렵게 되며, 따라서 이와 같은 기판(2)의 테두리 부분은 유기물 등이 성막되지 않아야 하는 비성막 영역이 되어야 한다. 그러나 상술한 바와 같이, 상기 박막 증착 장치에서는 기판(2)이 박막 증착 장치에 대하여 이동하면서 스캐닝(scanning) 방식으로 증착이 수행되므로, 기판(2)의 비성막 영역에 유기물 증착을 방지하는 것이 용이하지 않았다. 도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 차단 부재(140)는 서로 이웃한 두 개의 플레이트로 구성될 수 있다.
기판(2)이 제3증착 어셈블리(100-3)를 통과하지 아니할 때에는, 차단 부재(140)가 증착원(110)을 가림으로써, 증착원(110)에서 발산된 증착 물질(115)이 패터닝 슬릿 시트(130)에 묻지 않도록 한다. 이 상태에서 기판(2)이 제3증착 어셈블리(100-3)로 진입하기 시작하면, 증착원(110)을 가리고 있던 전방의 차단 부재(140)가 기판(2)의 이동과 함께 이동하면서 증착 물질의 이동 경로가 오픈되어, 증착원(110)에서 발산된 증착 물질(115)이 패터닝 슬릿 시트(130)를 통과하여 기판(2)에 증착된다. 한편, 기판(2) 전체가 제3증착 어셈블리(100-3)를 통과하면, 후방의 차단 부재(140)가 기판(2)의 이동과 함께 이동하면서 증착 물질의 이동 경로를 다시 폐쇄하여 증착원(110)을 가림으로써, 증착원(110)에서 발산된 증착 물질(115)이 패터닝 슬릿 시트(130)에 묻지 않도록 한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 이송부(400)는 제1 이송부(410)와, 제2 이송부(420)와, 이동부(430)를 포함한다.
제1 이송부(410)는 제3증착 어셈블리(100-3)에 의해 기판(2) 상에 유기막이 증착될 수 있도록, 캐리어(431) 및 이와 결합된 정전 척(432)을 포함하는 이동부(430)와, 이동부(430)에 부착되어 있는 기판(2)을 인라인(in-line)으로 이송하는 역할을 수행한다. 이와 같은 제1 이송부(410)는 코일(411), 가이드부(412), 상면 자기부상 베어링, 측면 자기부상 베어링, 갭 센서를 포함한다.
제2 이송부(420)는 증착부(100)을 통과하면서 1회의 증착이 완료된 후 언로딩부(300)에서 기판(2)이 분리된 이동부(430)를 로딩부(200)로 회송하는 역할을 수행한다. 이와 같은 제2 이송부(420)는 코일(421), 롤러 가이드(422) 및 차징 트랙(charging track)(423)을 포함한다.
이동부(430)는 제1 이송부(410) 및 제2 이송부(420)를 따라 이송되는 캐리어(431)와, 캐리어(431)의 일 면상에 결합되며 기판(2)이 부착되는 정전 척(432)을 포함한다.
이하에서는 이송부(400)의 각 구성요소에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 이동부(430)의 캐리어(431)에 대해 상세히 설명한다.
캐리어(431)는 본체부(431a), LMS 마그넷(Linear motor system Magnet)(431b), CPS 모듈(Contactless power supply Module)(431c), 전원부(431d) 및 가이드 홈을 포함한다.
본체부(431a)는 캐리어(431)의 기저부를 이루며, 철과 같은 자성체로 형성될 수 있다. 이와 같은 캐리어(431)의 본체부(431a)와 자기부상 베어링과의 척력에 의하여 캐리어(431)가 가이드부(412)에 대해 일정 정도 이격된 상태를 유지할 수 있다.
본체부(431a)의 양측면에는 가이드 홈이 형성될 수 있으며, 이와 같은 가이드 홈 내에는 가이드부(412)의 가이드 돌기가 수용될 수 있다.
본체부(431a)의 진행방향의 중심선을 따라 마그네틱 레일(431b)이 형성될 수 있다. 본체부(431a)의 마그네틱 레일(431b)과 후술할 코일(411)이 결합하여 리니어 모터를 구성할 수 있으며, 이와 같은 리니어 모터에 의하여 캐리어(431)가 A방향으로 이송될 수 있는 것이다.
본체부(431a)에서 마그네틱 레일(431b)의 일 측에는 CPS 모듈(431c) 및 전원부(431d)가 각각 형성될 수 있다. 전원부(431d)는 정전 척(432)이 기판(2)을 척킹(chucking)하고 이를 유지할 수 있도록 전원을 제공하기 위한 일종의 충전용 배터리이며, CPS 모듈(431c)은 전원부(431d)를 충전하기 위한 무선 충전 모듈이다. 제2 이송부(420)에 형성된 차징 트랙(charging track)(423)은 인버터(inverter)(미도시)와 연결되어, 캐리어(431)가 제2 이송부(420) 내에서 이송될 때, 차징 트랙(charging track)(423)과 CPS 모듈(431c) 사이에 자기장이 형성되어 CPS 모듈(431c)에 전력을 공급한다. 그리고, CPS 모듈(431c)에 공급된 전력은 전원부(431d)를 충전하게 되는 것이다.
한편, 정전척(Electro Static Chuck, 432)은 세라믹으로 구비된 본체의 내부에 전원이 인가되는 전극이 매립된 것으로, 이 전극에 고전압이 인가됨으로써 본체의 표면에 기판(2)을 부착시키는 것이다.
다음으로, 이동부(430)의 구동에 대해 상세히 설명한다.
본체부(431a)의 마그네틱 레일(431b)과 코일(411)이 결합하여 구동부를 구성할 수 있다. 여기서, 구동부는 리니어 모터(Linear Motor)일 수 있다. 리니어 모터는 종래의 미끄럼 안내 시스템에 비하여 마찰 계수가 작고 위치 오차가 거의 발생하지 않아 위치 결정도가 매우 높은 장치이다. 상술한 바와 같이, 리니어 모터는 코일(411)과 마그네틱 레일(431b)로 이루어질 수 있으며, 마그네틱 레일(431b)이 캐리어(431) 상에 일렬로 배치되고, 코일(411)은 마그네틱 레일(431b)과 마주보도록 챔버(101) 내의 일 측에 다수 개가 일정 간격으로 배치될 수 있다. 이와 같이 이동 물체인 캐리어(431)에 코일(411)이 아닌 마그네틱 레일(431b)이 배치되므로 캐리어(431)에 전원을 인가하지 않아도 캐리어(431)의 구동이 가능해질 수 있다. 여기서, 코일(411)은 ATM 상자(atmosphere box) 내에 형성되어 대기 상태에 설치되고, 마그네틱 레일(431b)은 캐리어(431)에 부착되어 진공인 챔버(101) 내에서 캐리어(431)가 주행할 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 제1 이송부(410) 및 이동부(430)에 대해 상세히 설명한다.
도 12를 참조하면, 제1 이송부(410)는 기판(2)을 고정하고 있는 정전 척(432) 및 이를 이송하는 캐리어(431)를 이동시키는 역할을 수행한다. 여기서, 제1 이송부(410)는 코일(411), 가이드부(412), 상면 자기부상 베어링, 측면 자기부상 베어링, 갭 센서를 포함한다.
코일(411)과 가이드부(412)는 각각 상부 하우징(104)의 내부면에 형성되며, 이중 코일(411)은 상부 하우징(104)의 상측 내부면에 형성되고, 가이드부(412)는 상부 하우징(104)의 양측 내부면에 형성된다.
가이드부(412)는 캐리어(431)가 일 방향으로 이동되도록 가이드하는 역할을 수행한다. 이때, 가이드부(412)는 증착부(100)를 관통하도록 형성된다.
측면 자기부상 베어링은 캐리어(431)의 양 측면에 대응되도록 가이드부(412) 내에 각각 배치된다. 측면 자기부상 베어링은 캐리어(431)와 가이드부(412) 사이의 간격을 발생시켜, 캐리어(431)가 이동할 때 가이드부(412)와 접촉되지 않고 비접촉 방식으로 가이드부(412)를 따라 이동하도록 하는 역할을 한다. 즉, 좌측의 측면 자기부상 베어링과 자성체인 캐리어(431) 사이에 발생하는 척력과, 우측의 측면 자기부상 베어링과 자성체인 캐리어(431) 사이에 발생하는 척력이 서로 평형을 이루면서 캐리어(431)와 가이드부(412) 사이의 간격을 발생시키는 동시에 그 간격을 일정하게 유지하는 것이다.
한편, 상부 자기부상 베어링은 캐리어(431)의 상부에 위치하도록 가이드부(412) 내에 각각 배치된다. 상부 자기부상 베어링은 캐리어(431)가 가이드부(412)에 접촉하지 않고 이들과 일정한 간격을 유지하면서 가이드부(412)를 따라 이동하도록 하는 역할을 한다. 즉, 상부 자기부상 베어링과 자성체인 캐리어(431) 사이에 발생하는 척력과 중력이 서로 평행을 이루면서 캐리어(431)와 가이드부(412) 사이의 간격을 발생시키는 동시에 그 간격을 일정하게 유지하는 것이다.
가이드부(412)는 갭 센서를 더 구비할 수 있다. 갭 센서는 캐리어(431)와 가이드부(412) 사이의 간격을 측정할 수 있다. 또한, 측면 자기부상 베어링의 일 측에도 갭 센서가 배치될 수 있다. 측면 자기부상 베어링에 배치된 갭 센서는 캐리어(431)의 측면과 측면 자기부상 베어링 사이의 간격을 측정할 수 있다.
갭 센서에 의해 측정된 값에 따라 자기부상 베어링의 자기력이 변경되어 캐리어(431)와 가이드부(412) 사이의 간격이 실시간으로 조절될 수 있다. 즉, 자기부상 베어링과 갭 센서를 이용한 피드백 제어에 의해 캐리어(431)의 정밀 이동이 가능하다.
다음으로, 제2 이송부(420) 및 이동부(430)에 대해 상세히 설명한다.
다시 도 12를 참조하면, 제2 이송부(420)는 언로딩부(300)에서 기판이 분리되고 난 이후의 정전 척(432) 및 이를 이송하는 캐리어(431)를 다시 로딩부(200)로 이동시키는 역할을 수행한다. 여기서, 제2 이송부(420)는 코일(421), 롤러 가이드(422), 차징 트랙(charging track)(423)을 포함한다.
상세히, 코일(421), 롤러 가이드(422) 및 차징 트랙(423)은 각각 하부 하우징(103)의 내부면에 형성되며, 이 중 코일(421)과 차징 트랙(423)은 하부 하우징(103)의 상측 내부면에 형성되고, 롤러 가이드(422)는 하부 하우징(103)의 양측 내부면에 형성된다. 여기서, 코일(421)은 제1 이송부(410)의 코일(411)과 마찬가지로 ATM 상자(atmosphere box) 내에 형성될 수 있다.
한편, 캐리어(431)의 본체부(431a)의 마그네틱 레일(431b)과 코일(421)이 결합하여 구동부를 구성할 수 있으며, 여기서 구동부는 리니어 모터(Linear Motor)일 수 있다. 이와 같은 리니어 모터(Linear Motor)에 의해서 캐리어(431)가 도 3의 A방향의 반대 방향을 따라 이동할 수 있다.
한편, 롤러 가이드(422)는 캐리어(431)가 일 방향으로 이동되도록 가이드하는 역할을 수행한다. 이때, 롤러 가이드(422)는 증착부(100)를 관통하여 형성된다.
결과적으로, 제2 이송부(420)는 기판에 유기물을 증착하는 단계가 아닌, 비어있는 캐리어(431)를 회송하는 단계이기 때문에, 제1 이송부(410)에 비해 위치 정밀도가 크게 요구되지 아니한다. 따라서, 높은 위치 정밀도가 요구되는 제1 이송부(410)에는 자기 부상을 적용하여 위치 정밀도를 확보하고, 상대적으로 낮은 위치 정밀도가 요구되는 제2 이송부(420)에는 종래의 롤러 방식을 적용하여 제조 단가를 낮추고 증착 장치의 구성을 간결하게 하는 것이다. 물론, 도면에는 도시되지 않았지만, 제2 이송부(420)에도 제1 이송부(410)와 마찬가지로 자기 부상을 적용하는 것도 가능하다 할 것이다.
한편, 증착 장치(1)의 제3증착 어셈블리(100-3)는 얼라인(align)을 위한 카메라(170) 및 센서를 더 구비할 수 있다. 상세히, 카메라(170)는 패터닝 슬릿 시트(130)의 프레임(135)에 형성된 제1마크(미도시)와 기판(2)에 형성된 제2 마크(미도시)를 실시간으로 얼라인할 수 있다. 여기서, 카메라(170)는 증착이 진행중인 진공 챔버(101) 내에서 원활한 시야 확보를 할 수 있도록 구비된다. 이를 위해, 카메라(170)는 카메라 수용부(171) 내에 형성되어 대기 상태에 설치될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 기판(2)과 패터닝 슬릿 시트(130)가 일정 정도 이격되어 있는바, 하나의 카메라(170)를 이용하여, 서로 다른 위치에 있는 기판(2)까지의 거리와 패터닝 슬릿 시트(130)까지의 거리를 함께 측정하여야 한다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치(1)의 제3증착 어셈블리(100-3)는 센서를 구비할 수 있다. 여기서, 센서는 공초점 센서(Confocal sensor)일 수 있다. 공초점 센서는 고속으로 회전하는 스캐닝 미러(scanning mirror)를 이용하여 레이저 빔으로 측정 대상을 스캐닝하고 레이저 빔에 의해 발광된 형광 또는 반사광선을 이용하여 측정대상까지의 거리를 측정할 수 있다. 공초점 센서는 서로 다른 매질 사이의 경계면을 감지하여 거리를 측정할 수 있다.
이와 같이 카메라(170) 및 센서를 구비하여, 실시간으로 기판(2)과 패터닝 슬릿 시트(130) 간의 간격을 측정하는 것이 가능해지고 따라서 실시간으로 기판(2)과 패터닝 슬릿 시트(130)를 얼라인하는 것이 가능해짐으로써, 패턴의 위치 정밀도가 더욱 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 제1증착 어셈블리(100-1), 제2증착 어셈블리(100-2), 제4증착 어셈블리(100-4) 내지 제8증착 어셈블리(100-8)는 제3증착 어셈블리(100-3)와 패터닝 슬릿 시트(130)의 개구 패턴과 도가니(111)에 수용되는 물질 외에는 나머지 구성요소는 동일하게 형성될 수 있다.
도 13은 다른 일 실시예에 따른 증착 어셈블리를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 증착 어셈블리의 개략적인 측단면도이고, 도 15는 도 13의 증착 어셈블리의 개략적인 평단면도이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 증착 어셈블리는 증착원(110), 증착원 노즐부(120), 차단판 어셈블리(130) 및 패터닝 슬릿 시트(150)를 포함한다.
여기서, 증착원(110)은 그 내부에 증착 물질(115)이 채워지는 도가니(111)와, 도가니(111)를 가열시켜 도가니(111) 내부에 채워진 증착 물질(115)을 증착원 노즐부(120) 측으로 증발시키기 위한 히터(112)를 포함한다. 한편, 증착원(110)의 일 측에는 증착원 노즐부(120)가 배치되고, 증착원 노즐부(120)에는 X축 방향을 따라서 복수 개의 증착원 노즐(121)들이 형성된다.
한편, 증착원 노즐부(120)의 일 측에는 차단판 어셈블리(134)가 구비된다. 상기 차단판 어셈블리(134)는 복수 개의 차단판(133)들과, 차단판(133)들 외측에 구비되는 차단판 프레임(132)을 포함한다. 상기 복수 개의 차단판(133)들은 X축 방향을 따라서 서로 나란하게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 차단판(133)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 차단판(133)들은 도면에서 보았을 때 YZ평면을 따라 연장되어 있고, 바람직하게는 직사각형으로 구비될 수 있다. 이와 같이 배치된 복수 개의 차단판(133)들은 증착원 노즐부(120)와 패터닝 슬릿(130) 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간(S)으로 구획한다. 즉, 상기 증착 어셈블리는 상기 차단판(133)들에 의하여, 도 15에서 볼 수 있듯이, 증착 물질이 분사되는 각각의 증착원 노즐(121) 별로 증착 공간(S)이 분리된다. 이와 같이, 차단판(133)이 증착원 노즐부(120)와 패터닝 슬릿 시트(130) 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간(S)으로 구획함으로써, 하나의 증착원 노즐(121)로부터 배출되는 증착 물질은 다른 증착원 노즐(121)로부터 배출된 증착 물질들과 혼합되지 않고, 패터닝 슬릿(131)을 통과하여 기판(2)에 증착되는 것이다. 즉, 상기 차단판(133)들은 각 증착원 노즐(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않고 Z축 방향으로 직진하도록 증착 물질의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다.
이와 같이, 차단판(131)들을 구비하여 증착 물질의 직진성을 확보함으로써, 기판에 형성되는 음영(shadow)의 크기를 대폭적으로 줄일 수 있으며, 따라서 증착 어셈블리와 기판(2)을 일정 정도 이격시키는 것이 가능해진다.
한편, 증착원(110)과 기판(2) 사이에는 패터닝 슬릿 시트(130)가 더 구비된다. 패터닝 슬릿 시트(130)는 전술한 바와 같으므로 상세한 설명은 생략한다.
도 16은 상기 증착 어셈블리의 또 다른 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 16에 도시된 실시예에 관한 증착 어셈블리는 증착원(110), 증착원 노즐부(120), 제1 차단판 어셈블리(134), 제2 차단판 어셈블리(138), 패터닝 슬릿 시트(130)를 포함한다. 여기서, 증착원(110), 증착원 노즐부(120), 제1 차단판 어셈블리(134) 및 패터닝 슬릿 시트(130)의 상세한 구성은 전술한 도 13에 따른 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 제1 차단판 어셈블리(134)의 일 측에 제2 차단판 어셈블리(138)가 구비된다는 점에서 전술한 실시예와 구별된다.
상세히, 상기 제2 차단판 어셈블리(138)는 복수 개의 제2 차단판(136)들과, 제2 차단판(136)들 외측에 구비되는 제2 차단판 프레임(137)을 포함한다. 상기 복수 개의 제2 차단판(136)들은 X축 방향을 따라서 서로 나란하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 제2 차단판(136)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 제2 차단판(136)은 도면에서 보았을 때 YZ평면과 나란하도록, 다시 말하면 X축 방향에 수직이 되도록 형성된다.
이와 같이 배치된 복수 개의 제1 차단판(133) 및 제2 차단판(136)들은 증착원 노즐부(120)와 패터닝 슬릿 시트(130) 사이의 공간을 구획하는 역할을 수행한다. 즉, 상기 제1 차단판(133) 및 제2 차단판(136)에 의하여, 증착 물질이 분사되는 각각의 증착원 노즐(121) 별로 증착 공간이 분리되는 것을 일 특징으로 한다.
여기서, 각각의 제2 차단판(136)들은 각각의 제1 차단판(133)들과 일대일 대응하도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 각각의 제2 차단판(136)들은 각각의 제1 차단판(133)들과 얼라인(align) 되어 서로 나란하게 배치될 수 있다. 즉, 서로 대응하는 제1 차단판(133)과 제2 차단판(136)은 서로 동일한 평면상에 위치하게 되는 것이다. 도면에는, 제1 차단판(133)의 길이와 제2 차단판(136)의 X축 방향의 폭이 동일한 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 패터닝 슬릿(131)과의 정밀한 얼라인(align)이 요구되는 제2 차단판(136)은 상대적으로 얇게 형성되는 반면, 정밀한 얼라인이 요구되지 않는 제1 차단판(133)은 상대적으로 두껍게 형성되어, 그 제조가 용이하도록 하는 것도 가능하다 할 것이다.
도 17은 상기 증착 어셈블리의 또 다른 일 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 증착 어셈블리는 증착원(110), 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(130)를 포함한다. 여기서, 증착원(110), 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(130)의 상세한 구성은 전술한 도 13에 따른 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 본 실시예에서는 증착원(110) 및 증착원 노즐부(120)와 패터닝 슬릿 시트(130)는 연결 부재(139)에 의해서 결합된다.
도 18은 이상 설명한 바와 같은 증착 장치에서 패터닝 슬릿 시트에 패터닝 슬릿들이 등 간격으로 형성되어 있는 모습을 나타내는 도면이고, 도 19는 도 18의 패터닝 슬릿 시트를 이용하여 기판상에 형성된 유기막을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 18 및 도 19에는 패터닝 슬릿(131)들이 등간격으로 배치된 패터닝 슬릿 시트(130)가 도시되어 있다. 즉, 도 18에서 l1 = l2 = l3 = l4의 관계가 성립한다.
이 경우, 증착 공간(S)의 중심선(C)을 지나는 증착 물질의 입사 각도는 기판(2)에 거의 수직이 된다. 따라서, 따라서 패터닝 슬릿(131a)을 통과한 증착 물질에 의하여 형성되는 유기막(P1)은 그 음영(shadow)의 크기는 최소가 되며, 우측 음영(SR1)과 좌측 음영(SL1)이 대칭을 이루도록 형성된다.
그러나, 증착 공간(S)의 중심선(C)으로부터 멀리 배치된 패터닝 슬릿을 지나는 증착 물질의 임계 입사 각도(θ)는 점점 커지게 되어서, 가장 끝 부분의 패터닝 슬릿(131e)을 지나는 증착 물질의 임계 입사 각도(θ)는 약 55°가 된다. 따라서, 증착 물질이 패터닝 슬릿(131e)에 대해 기울어져서 입사하게 되고, 패터닝 슬릿(131e)을 통과한 증착 물질에 의하여 형성된 유기막(P5)은 그 음영(shadow)의 크기가 최대가 되며, 특히 좌측 음영(SR5)이 우측 음영(SR5)보다 더 길게 형성된다.
즉, 증착 물질의 임계 입사 각도(θ)가 커짐에 따라 음영(shadow)의 크기도 커지게 되며, 특히 증착 공간(S)의 중심선(C)로부터 먼 쪽의 음영(shadow)의 크기가 커지게 된다. 그리고, 증착 물질의 임계 입사 각도(θ)는 증착 공간(S)의 중심부로부터 패터닝 슬릿까지의 거리가 멀수록 커지게 된다. 따라서, 증착 공간(S)의 중심선(C)으로부터 패터닝 슬릿까지의 거리가 먼 유기막일수록 음영(shadow)의 크기가 커지게 되며, 특히 유기막의 양단부의 음영(shadow) 중 증착 공간(S)의 중심선(C)으로부터 먼 쪽의 음영(shadow)의 크기가 더 커지게 되는 것이다.
즉, 도 19에서 보았을 때, 증착 공간(S)의 중심선(C)을 기준으로 왼쪽에 형성된 유기막들은 좌측 빗변이 우측 빗변보다 더 길도록 형성되며, 증착 공간(S)의 중심선(C)을 기준으로 오른쪽에 형성된 유기막들은 우측 빗변이 좌측 빗변보다 더 길도록 형성된다.
또한, 증착 공간(S)의 중심선(C)을 기준으로 왼쪽에 형성된 유기막들은, 왼쪽에 형성된 유기막일수록 좌측 빗변의 길이가 더 길게 형성되며, 증착 공간(S)의 중심선(C)을 기준으로 오른쪽에 형성된 유기막들은, 오른쪽에 형성된 유기막일수록 우측 빗변의 길이가 더 길게 형성된다. 그리고, 결과적으로 증착 공간(S) 내에 형성된 유기막들은 증착 공간(S)의 중심선을 기준으로 대칭을 이루도록 형성될 수 있다.
이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
패터닝 슬릿(131b)을 통과하는 증착 물질들은 θb의 임계 입사각으로 패터닝 슬릿(131b)을 통과하게 되고, 이 경우 패터닝 슬릿(131b)을 통과한 증착 물질에 의하여 형성된 유기막(P2)의 좌측 음영(shadow)은 SL2의 크기로 형성된다. 마찬가지로, 패터닝 슬릿(131c)을 통과하는 증착 물질들은 θc의 임계 입사각으로 패터닝 슬릿(131c)을 통과하게 되고, 이 경우 패터닝 슬릿(131c)을 통과한 증착 물질에 의하여 형성된 유기막(P3)의 좌측 음영(shadow)은 SL3의 크기로 형성된다. 마찬가지로, 패터닝 슬릿(131d)을 통과하는 증착 물질들은 θd의 임계 입사각으로 패터닝 슬릿(131d)을 통과하게 되고, 이 경우 패터닝 슬릿(131d)을 통과한 증착 물질에 의하여 형성된 유기막(P4)의 좌측 음영(shadow)은 SL4의 크기로 형성된다. 마지막으로, 패터닝 슬릿(131e)을 통과하는 증착 물질들은 θe의 임계 입사각으로 패터닝 슬릿(131e)을 통과하게 되고, 이 경우 패터닝 슬릿(131e)을 통과한 증착 물질에 의하여 형성된 유기막(P5)의 좌측 음영(shadow)은 SL5의 크기로 형성된다.
여기서, θb < θc < θd < θe의 관계가 성립하므로, 각각의 패터닝 슬릿들을 통과한 유기막들의 음영(shadow) 크기 사이에는, SL1 < SL2 < SL3 < SL4 < SL5 의 관계가 성립하게 된다.
이러한 유기막 패턴은 도 1 내지 도 3에 따른 실시예에서 제1라인들(271) 내지 제4라인들(274)에도 모두 나타나게 될 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 각각 제1서브 픽셀, 제2서브 픽셀 및 제3서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 구비하고, 상기 각 서브 픽셀들 별로 독립되게 형성된 복수의 픽셀전극을 포함하는 기판;
    상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 제1공통막;
    상기 제1방향으로 배열된 제1서브 픽섹들을 덮도록 형성되고 제1유기 발광막을 포함하는 복수의 제1라인;
    상기 제1방향으로 배열된 제2서브 픽섹들을 덮도록 형성되고 상기 제1유기 발광막과 다른 제2유기 발광막을 포함하는 복수의 제2라인;
    상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성되고, 상기 제1 및 제2유기 발광막과 다른 제3유기 발광막을 포함하는 제2공통막;
    상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 제3공통막; 및
    상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 형성된 대향 전극;을 포함하는 유기 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1공통막은 정공 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3공통막은 전자 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제1방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 서로 인접한 두 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 형성된 복수의 제3라인을 더 포함하는 유기 발광 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3라인들은 정공 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 어느 한 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 형성된 복수의 제4라인을 더 포함하는 유기 발광 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제4라인들은 정공 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 픽셀 전극은 상기 기판보다 굴절률이 큰 광투과성 도전성 산화물을 포함하고,
    상기 기판과 상기 픽셀 전극 사이에 위치하고, 상기 픽셀 전극에서 상기 기판 쪽으로 상기 픽셀 전극보다 굴절률이 큰 제1층, 상기 제1층보다 굴절률이 작은 제2층, 및 상기 제2층보다 굴절률이 작은 제3층이 순차로 배치된 굴절변환층을 더 포함하는 유기 발광 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1층의 두께는 상기 제2층의 두께보다 작고, 상기 제2층의 두께는 상기 제3층의 두께보다 작은 유기 발광 표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1층의 광투과율은 상기 제2층의 광투과율보다 작고, 상기 제2층의 광투과율은 상기 제3층의 광투과율보다 작은 유기 발광 표시장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 픽셀 전극의 굴절률은 상기 제1공통막, 제1라인, 제2라인, 제2공통막 및 제3공통막 중 적어도 하나의 굴절률보다 큰 유기 발광 표시장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 픽셀 전극과 상기 굴절변환층 사이에 위치하는 반투과반사층을 더 포함하는 유기 발광 표시장치.
  13. 각각 제1서브 픽셀, 제2서브 픽셀 및 제3서브 픽셀을 포함하는 복수의 픽셀을 구비하고, 상기 각 서브 픽셀들 별로 독립되게 형성된 복수의 픽셀전극을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
    제1 공통형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 제1공통막을 형성하는 단계;
    제1 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제1서브 픽셀들을 덮도록 제1유기 발광막을 포함하는 복수의 제1라인들을 형성하는 단계;
    제2 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제2서브 픽셀들을 덮도록 상기 제1유기 발광막과 다른 제2유기 발광막을 포함하는 복수의 제2라인들을 형성하는 단계;
    제2 공통형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 상기 제1 및 제2유기 발광막과 다른 제3유기 발광막을 포함하는 제2공통막을 형성하는 단계;
    제3 공통형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 제3공통막을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 픽셀들에 공통되도록 대향 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1공통막은 정공 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3공통막은 전자 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제3 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 서로 인접한 두 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 복수의 제3라인들을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제3라인들은 정공 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
  18. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제4 라인형 증착 어셈블리와 상기 기판이 이격된 상태에서, 서로 상대적으로 이동하면서 상기 이동 방향으로 배열된 제1서브 픽섹들, 제2서브 픽셀들 및 제3서브 픽셀들 중 어느 한 줄의 서브 픽셀들을 덮도록 복수의 제4라인들을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제4라인들은 정공 주입수송물질을 포함하는 유기 발광 표시장치의 제조방법.
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