KR20140101610A - 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법

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KR20140101610A
KR20140101610A KR1020130014976A KR20130014976A KR20140101610A KR 20140101610 A KR20140101610 A KR 20140101610A KR 1020130014976 A KR1020130014976 A KR 1020130014976A KR 20130014976 A KR20130014976 A KR 20130014976A KR 20140101610 A KR20140101610 A KR 20140101610A
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furnace
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Abstract

본 발명은 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 증착 장치는 챔버, 상기 챔버 내에 위치하고 기판이 장착되는 기판 장착부 및 상기 기판상에 박막을 형성하는 스퍼터부를 포함하고, 상기 스퍼터부는, 서로 대향하여 배치된 제1 타겟부와 제2 타겟부를 포함하고, 상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부에는 한 쌍의 타겟이 각각 장착되며, 상기 한 쌍의 타겟 사이에는 아르곤 가스가 직접 유입될 수 있다. 이에 의해, 플라즈마가 보다 효과적이고, 안정적으로 형성될 수 있다.

Description

증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법{Deposition apparatus and manufacturing method of organic light emitting display using the same}
본 발명은 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 대향하는 한 쌍의 타겟을 구비한 스퍼터부를 포함하는 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 그리고 이들 사이에 형성되어 있는 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자를 구비하며, 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 유기 발광층에서 결합하여 생성된 엑시톤(exiton)이 여기 상태(exited state)로부터 기저 상태(ground state)로 떨어지면서 빛을 발생시키는 자발광형 표시 장치이다.
자발광형 표시 장치인 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 불필요하므로 저전압으로 구동이 가능하고 경량의 박형으로 구성할 수 있으며, 넓은 시야각, 높은 콘트라스트(contrast) 및 빠른 응답 속도 등의 고품위 특성으로 인해 차세대 표시 장치로 주목받고 있다. 다만, 유기 발광 표시 장치는 외부의 수분이나 산소 등에 의해 열화되는 특성을 가지므로, 외부의 수분이나 산소 등으로부터 유기 발광 소자를 보호하기 위하여 유기 발광 소자를 밀봉하여야 한다.
최근에는, 유기 발광 표시 장치의 박형화 및/또는 플렉서블화를 위하여, 유기 발광 소자를 밀봉하기 위해 박막의 봉지층이 이용되고 있고, 이러한 박막의 봉지층을 형성하기 위한 하나의 방법으로 스퍼터링이 사용될 수 있다.
스퍼터링은 TFT LCD나, 유기 전계 발광 표시 장치 등의 평판 표시장치, 또는 각종 전자 디바이스 제작 공정의 성막 공정에서 대표적으로 사용되는 방법으로, 광범위한 응용범위를 가진 건식 프로세스 기술로 알려져 있다. 그러나, 스퍼터링은 타겟과 전하를 띤 입자 간의 지속적인 충돌로 인하여 타겟의 온도가 상승하여 지속적인 성막이 유지되기 어렵고, 아르곤 가스 등과 같은 불활성 가스가 챔버의 외곽에서 유입되므로, 아르곤 가스가 박막 내로 미량 침투할 수 있게 되어, 형성되는 박막의 성질에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 목적은, 증착 효율이 향상된 스퍼터링 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 증착장치는, 챔버, 상기 챔버 내에 위치하고 기판이 장착되는 기판 장착부 및 상기 기판상에 박막을 형성하는 스퍼터부를 포함하고, 상기 스퍼터부는, 서로 대향하여 배치된 제1 타겟부와 제2 타겟부를 포함하고, 상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부에는 한 쌍의 타겟이 각각 장착되며, 상기 한 쌍의 타겟 사이에는 아르곤 가스가 직접 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스퍼터부는, 상기 제1 타겟부 및 상기 제2 타켓부의 모서리와 접하고 서로 대향하는 제1 측부와 제2 측부 및, 상기 제1 타겟부, 상기 제2 타켓부, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부와 수직한 면인 저면부를 포함하고, 상기 아르곤 가스는, 상기 제1 측부, 상기 제2 측부 및 상기 저면부 중 적어도 어느 하나에 형성된 유입홀을 통해 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 타겟부는, 상기 제1 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제1 냉각로를 포함하고, 상기 제2 타겟부는, 상기 제2 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제2 냉각로를 포함하며, 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로는 서로 분리되어, 서로 독립적으로 냉각수가 순환할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 측부에는 제3 냉각로가 형성되고, 상기 제2 측부에는 제4 냉각로가 형성되며, 및 상기 저면부에는 제5 냉각로가 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로는 서로 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로에는 상기 제1 냉각로 및 상기 제2 냉각로와 독립적으로 냉각수가 순환할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 어느 하나는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 어느 하나와 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 나머지 두 개는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 나머지 하나와 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부 각각은, 상기 타겟의 배면 가장자리에 배치된 자계 발생부를 더 포함하고, 상기 제1 타겟부의 상기 자계 발생부와 상기 제2 타겟부의 상기 자계 발생부의 자극은 서로 반대로 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스퍼터부는 상기 챔버의 외부에 위치할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 한 쌍의 타겟은 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 저 액상 온도 물질은, 주석 플로오르인산염 유리(tin fluorophosphates glass), 칼코겐 유리(chalcogenide glass), 아텔루산염 유리(tellurite glass), 붕산염 유리(borate glass) 및 인산염유리(phosphate glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 증착장치는, 챔버, 상기 챔버 내에 위치하고 기판이 장착되는 기판 장착부 및 상기 기판상에 박막을 형성하는 스퍼터부를 포함하고, 상기 스퍼터부는, 상부가 개방된 직육면체 형상으로, 서로 대향하여 배치된 제1 타겟부와 제2 타겟부를 포함하며, 상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부에는 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함하는 한 쌍의 타겟이 서로 마주보도록 각각 장착되고, 상기 한 쌍의 타겟 사이에는 아르곤 가스가 직접 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 저 액상 온도 물질은, 주석 플로오르인산염 유리(tin fluorophosphates glass), 칼코겐 유리(chalcogenide glass), 아텔루산염 유리(tellurite glass), 붕산염 유리(borate glass) 및 인산염유리(phosphate glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스퍼터부는, 상기 제1 타겟부 및 상기 제2 타켓부의 모서리와 접하고 서로 대향하는 제1 측부와 제2 측부 및, 상기 제1 타겟부, 상기 제2 타켓부, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부와 수직한 면인 저면부를 포함하고, 상기 아르곤 가스는, 상기 제1 측부, 상기 제2 측부 및 상기 저면부 중 적어도 어느 하나에 형성된 유입홀을 통해 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 타겟부는, 상기 제1 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제1 냉각로를 포함하고, 상기 제2 타겟부는, 상기 제2 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제2 냉각로를 포함하며, 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로는 서로 분리되어, 서로 독립적으로 냉각수가 순환할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 측부에는 제3 냉각로가 형성되고, 상기 제2 측부에는 제4 냉각로가 형성되며, 및 상기 저면부에는 제5 냉각로가 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로는 서로 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로에는 상기 제1 냉각로 및 상기 제2 냉각로와 독립적으로 냉각수가 순환할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 어느 하나는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 어느 하나와 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 나머지 두 개는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 나머지 하나와 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스퍼터부는 상기 챔버의 외부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은, 기판 상에 디스플레이부를 형성하는 단계, 상기 기판을 챔버 내에 위치시키는 단계 및 상기 디스플레이부를 밀봉하는 봉지막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 봉지막을 형성하는 단계는, 서로 대향하는 한 쌍의 타겟을 이용한 스퍼터링에 의하며, 상기 한 쌍의 타겟은 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함하고, 상기 스퍼터링시 상기 한 쌍의 타겟 사이로 아르곤 가스가 직접 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스퍼터링은, 상기 한 쌍의 타겟이 서로 마주보도록 각각 장착된 제1 타겟부와 제2 타겟부, 상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부의 모서리와 접하고 서로 대향하는 제1 측부와 제2 측부 및, 상기 상기 제1 타겟부, 상기 제2 타켓부, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부와 수직한 면인 저면부를 포함하는 스퍼터부에 의해 수행되고, 상기 아르곤 가스는 상기 제1 측부, 상기 제2 측부 및 상기 저면부 중 적어도 어느 하나에 형성된 유입홀을 통해 상기 한 쌍의 타겟 사이로 직접 유입될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스퍼터링시, 상기 한 쌍의 타겟은 서로 독립적으로 냉각될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 한 쌍의 타겟은 상기 챔버 외부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 증착장치는, 한 쌍의 타겟 사이로 아르곤 가스가 직접 유입됨에 따라 플라즈마가 보다 효과적이고, 안정적으로 형성될 수 있다.
또한, 스퍼터링시, 서로 대향하는 한 쌍의 타겟이 각자 독립적으로 냉각되므로 냉각 효율이 향상되어, 아킹의 발생 없이 안정적으로 스퍼터링이 지속될 수 있다.
또한, 본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터도 도출될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 증착 장치의 스퍼터부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 스퍼터부의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 냉각에 따른 타겟의 상태를 도시하는 도이다.
도 5는 도 1의 증착 장치의 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 유기 발광 표시 장치의 디스플레이부의 일부를 확대하여 도시한 확대도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 스퍼터링 장치의 스퍼터부를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 스퍼터부의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터링 장치(100A)는, 챔버(110), 챔버(110) 내에 위치하고 기판(S)이 안착되는 기판 안착부(120), 기판(S) 상에 박막을 형성하는 스퍼터부(200)를 포함할 수 있다.
챔버(110)는, 스퍼터부(200)와 기판 안착부(120) 등의 구성 요소들을 수용하며, 진공 펌프(미도시)와 연결됨으로써 그 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다.
기판 안착부(120)는, 기판(S)을 장착하고, 챔버(110) 내부로 기판(S)을 이송할 수 있으며, 기판(S)이 스퍼터부(200)와 대향하도록 지지할 수 있다.
스퍼터부(200)는, 스퍼터링에 의해 기판(S) 상에 박막을 형성한다. 스퍼터부(200)는 서로 대향하여 배치된 제1 타겟부(201)와 제2 타겟부(202)를 포함할 수 있다. 제1 타겟부(201)와 제2 타겟부(202)에는 한 쌍의 타겟(210)이 서로 마주보도록 각각 장착되며, 한 쌍의 타겟(210) 사이에는 아르곤(Ar) 가스가 직접 유입된다.
한편, 한 쌍의 타겟(210)과 제1 타겟부(201) 및 제2 타겟부(202)는 전원 공급 라인을 통하여, DC 전원과 같은 전원 공급 수단(미도시)과 전기적으로 연결된다. 그러나, 전원 공급 수단(미도시)은 DC 전원에 한정되지는 않고 직류 오프셋 전압 형성을 이용하는 RF 전원을 사용할 수도 있고, DC 펄스 전원을 사용할 수도 있다.
이와 같이 한 쌍의 타겟(210)과 제1 타겟부(201) 및 제2 타겟부(202) 사이에 전원이 공급되면, 서로 대향하는 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(도 3의 270)에서 방전이 발생하고, 이로 인해 아르곤 가스가 이온화됨으로써 플라즈마가 생성된다.
한편, 본 발명에 의하면, 아르곤 가스가 한 쌍의 타겟(210) 사이에 직접 유입되므로, 플라즈마를 안정적으로 형성하고, 아르곤 가스가 기판(S) 상에 형성되는 박막으로의 충돌 및 침투를 방지하여, 아르곤 가스가 박막 특성에 영향을 미치는 것을 배제할 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여, 스퍼터부(200)에 관하여 보다 자세히 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 스터퍼부(200)는 상부가 개방된 직육면체 형상을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 스퍼터부(200)는 서로 대향하여 배치된 제1 타겟부(201)와 제2 타겟부(202), 상기 제1 타겟부(201) 및 상기 제2 타켓부(202)의 모서리와 접하고 서로 대향하는 제1 측부(203)와 제2 측부(204) 그리고, 상기 제1 타겟부(201), 상기 제2 타켓부(202), 상기 제1 측부(203) 및 상기 제2 측부(204)와 수직한 면인 저면부(205)를 포함하여, 상부에는 개구(206)가 형성될 수 있다.
제1 타겟부(201)와 제2 타켓부(202) 각각은, 타겟(210)과, 애노드의 기능을 수행하는 쉴드부(220)와, 자계를 발생시키기 위한 자계 발생부(215)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 타겟부(201)는 제1 냉각로(231)을 포함하고, 제2 타겟부(202)는 제2 냉각로(235)을 각각 포함함으로써, 한 쌍의 타겟(210)을 서로 독립적으로 냉각시킬 수 있다.
타겟(210)은 기판(S) 상에 형성하고자 하는 물질로 이루어진다. 본 발명에 의하면, 타겟(210)은 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 타겟(210)은 주석 플로오르인산염 유리(tin fluorophosphates glass), 칼코겐 유리(chalcogenide glass), 아텔루산염 유리(tellurite glass), 붕산염 유리(borate glass) 및 인산염유리(phosphate glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이와 같은 타겟(210)을 이용하여 형성되는 박막은 후술하는 유기 발광 표시 장치(도 6의 10)의 봉지층(도 6의 500)을 형성한다.
쉴드부(220)는 타겟(210)의 전방 가장자리에 배치되며, 접지됨으로써 애노드(Anode)의 기능을 수행할 수 있다. 쉴드부(220)는 타겟(210)과 약간 이격 되어 위치하고, 표면이 스터퍼링 되지 않도록 가공될 수 있다.
자계 발생부(215)는 타겟(210)의 배면 가장자리에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 자계 발생부(215)는 페라이트계, 네오듐계(예를 들면, 네오듐(neodium), 철, 붕소(boron) 등) 자석이나 사마륨(samarium) 코발트계 자석 등의 강자성체로 이루어질 수 있으며, 타겟(210)의 외주를 따라 배치될 수 있다. 또한, 자계 발생부(215)는 타겟(210)의 배면에 위치하고, 절연체로 형성된 블록 본체(240)에 삽입되어 고정될 수 있다.
한편, 제1 타겟부(201)의 자계 발생부(215)와 제2 타겟부(202)의 자계 발생부(215)의 자극은 서로 반대로 배치된다. 이에 의해, 한 쌍의 타겟(210)을 연결하는 자계가 형성되고, 플라즈마의 영역을 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(270)으로 제한할 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 한 쌍의 타겟(210) 각각의 후면에는 요크 플레이트(Yoke plate, 미도시)가 위치할 수 있다. 요크 플레이트(미도시)는 자계 발생부(215)에 의해 형성된 자계가 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(270)에서 균일하게 분포할 수 있도록 한다. 이와 같은 요크 플레이트(미도시)는 자계 발생부(215)에 의해 자성을 가질 수 있는 재질, 예를 들어, 철, 코발트, 니켈 및 이들의 합금 중 어느 하나를 포함하여 강자성체로 이루어질 수 있다.
한편, 스퍼터링은 캐소드의 기능을 하는 한 쌍의 타겟(210)에 전원을 인가하고, 불활성 가스인 아르곤 가스 등을 주입함으로써 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 한 쌍의 타겟(210)에 음의 전원을 인가하면, 서로 대향하는 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(270)에서 방전이 발생하고, 방전에 의해 생성된 전자가 아르곤 가스와 충돌함으로써 아르곤 이온을 생성하여 플라즈마가 발생한다. 이때, 아르곤 가스는 외부 탱크(미도시)와 연결된 유입 배관(222)을 경유하여 유입홀(221)을 통해 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(270)으로 직접 유입된다.
본 실시예에서는, 유입홀(221)이 저면부(205)에 형성된 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 도면에 도시하지는 않았으나, 유입홀(221)은 저면부(205) 대신 제1 측부(203) 및/또는 제2 측부(204)에 형성될 수 있다. 또한, 유입홀(221)은 저면부(205)와 함께 제1 측부(203) 및/또는 제2 측부(204)에도 형성될 수 있다. 즉, 유입홀(221)은 제1 측부(203), 제2 측부(204) 및 저면부(205) 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있다.
이와 같이, 스퍼터링시 아르곤 가스가 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(270)으로 직접 유입되면, 플라즈마가 보다 효과적이고, 안정적으로 형성될 수 있으며, 아르곤 가스가 기판(S) 상에 형성되는 박막의 내부로 침투하여 박막의 내부 응력이 증가하는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 아르곤 가스와 기판(S) 상에 형성되는 박막과의 충돌을 방지함으로써, 아르곤 가스가 박막 성장 구조 등과 같은 박막 특성에 영향을 미치는 것을 배제할 수 있다.
한편, 스퍼터링시 발생한 플라즈마는 자기장 발생부(215)에 의해 발생된 자계에 의해 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(270) 내에 구속되며, 플라즈마 내의 전자, 음이온, 양이온 등의 전하를 띤 입자는 자기력선을 따라 한 쌍의 타겟(210) 사이를 왕복 운동함으로써, 한 쌍의 타겟(210) 사이의 공간(270) 내에 형성된 플라즈마 내에 구속된다. 또한, 어느 하나의 타겟(210)에서 스퍼터링된 입자들 중 높은 에너지를 가진 입자 역시 반대편 타겟(210)으로 가속되어, 타겟(210)면과 수직하게 위치하는 기판(S)에 아무런 영향을 주지 않고, 비교적 낮은 에너지를 갖는 중성 입자의 확산에 의하여 기판(S) 상에 박막 형성이 진행될 수 있다. 따라서, 높은 에너지를 갖는 입자의 충돌에 의한 기판(S)의 손상을 방지할 수 있다.
다만, 타겟(210)은 플라즈마 내의 이온들과의 반복적인 충돌로 인하여 온도가 상승하게 된다. 보통, 타겟(210)의 표면에는 질소, 산소, 탄화수소 등과 같은 반응성 기체가 남아있을 수 있다. 이와 같은 반응성 기체가 잔존한 상태에서 타겟(210)의 온도가 상승하면, 타겟(210)의 표면에서 부가적인 화학반응이 발생하여 화합물이 형성될 수 있으며, 형성된 화합물은 스퍼터링의 속도를 감소시키고 및 아크의 발생 원인이 될 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해 스퍼터링시 한 쌍의 타겟(210)을 냉각시킬 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 스퍼터부(200)는, 한 쌍의 타겟(210)을 냉각시키기 위해, 제1 타겟부(201)가 제1 냉각로(231)를 포함하고, 제2 타겟부(202)가 제2 냉각로(235)를 포함한다. 제1 냉각로(231)와 제2 냉각로(235)는 서로 분리되어, 서로 독립적으로 냉각수가 순환함으로써, 한 쌍의 타겟(210)을 서로 독립적으로 냉각시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 냉각로(231)에는 냉각수를 유입시키기 위한 제1 유입관(232)과 순환된 냉각수를 배출하기 위한 제1 유출관(234)이 연결되고, 제2 냉각로(235)에는 제1 냉각로(231)와는 별도로 제2 유입관(236)과 제2 유출관(238)이 연결될 수 있다. 이와 같이, 제1 냉각로(231)와 제2 냉각로(235)로 별도의 냉각수가 공급되면, 가열된 한 쌍의 타겟(210)의 온도를 효과적으로 낮출 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 제1 측부(203)에는 제3 냉각로(미도시)가 형성되고, 제2 측부(204)에는 제4 냉각로(미도시)가 형성되며, 저면부(205)에는 제5 냉각로(미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 제3 냉각로(미도시), 제4 냉각로(미도시) 및 제5 냉각로(미도시)는 서로 연결되되, 제3 냉각로(미도시), 제4 냉각로(미도시) 및 제5 냉각로(미도시)에는 상기 제1 냉각로(231) 및 상기 제2 냉각로(235)와 독립적으로 냉각수가 순환할 수 있다. 즉, 스퍼터부(200)에는 3개의 냉각 순환로가 형성되어, 한 쌍의 타겟(210)을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 제3 냉각로(미도시), 제4 냉각로(미도시) 및 제5 냉각로(미도시) 중 어느 하나는 제1 냉각로(231)와 제2 냉각로(235) 중 어느 하나와 연결되고, 제3 냉각로(미도시), 제4 냉각로(미도시) 및 제5 냉각로(미도시) 중 나머지 두 개는 제1 냉각로(231)와 제2 냉각로(235) 중 나머지 하나와 연결되어, 스퍼터부(200)에는 2개의 독자적인 냉각 순환로가 형성될 수도 있다.
예를 들어, 제1 냉각로(231)로 냉각수가 유입되고, 유입된 냉각수는 제1 측면에 형성된 제3 냉각로(미도시)를 경유하여 하나의 냉각 순환로를 형성하고, 제2 냉각로(232)로 유입된 냉각수는 제2 측면에 형성된 제4 냉각로(미도시)와 저면부(205)에 형성된 제5 냉각로(미도시)를 경유함으로써, 다른 하나의 냉각 순환로를 형성할 수 있다. 이때, 상술한 제1 냉각로(231)에 연결된 제1 유출관(234)은 제3 냉각로(미도시)에 연결되도록 형성되고, 제2 냉각로(235)에 연결된 제2 유출관(238)은 제5 냉각로(미도시)에 연결되도록 형성될 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 스퍼터부(200)는 다양한 냉각 순환로를 가지도록 구성될 수 있다. 그러나, 한 쌍의 타겟(210)을 각각 냉각 시키기 위한 제1 냉각로(231)과 제2 냉각로(235)는 서로 분리되고, 유입되는 냉각수는 타겟(210)의 효과적인 냉각을 위해 제1 냉각로(231) 및 제2 냉각로(235)로 유입이 되면서 순환되어야 한다.
하기의 표 1은 스퍼터부(200)에 3개의 냉각 순환로가 형성된 경우와, 1개의 냉각 순환로가 형성된 경우, 각각의 상태에서 스퍼터링 진행시 타겟의 상태를 나타내며, 도 4는 표 1에 따른 타겟의 상태를 도시하는 도이다. 여기서, 비교예 1은, 제1 냉각로(231)로 냉각수가 유입되어, 제3 냉각로(미도시), 제4 냉각로(미도시) 및 제5 냉각로(미도시)를 경유하여, 제2 냉각로(235)를 통해 배출되는 냉각 순환로가 형성된 것을 의미한다. 또한, 도 4의 (A)는 실시예 1의 타겟 상태를 도시하고, 도 4의 (B)는 비교예 1의 타겟 상태를 도시하고 있다. 또한, 사용된 타겟(210)은 20-80 중량%의 주석(Sn), 2-20중량%의 인(P), 3-20중량%의 산소(O) 및 10-36중량%의 플로오르(F)를 포함하는 주석 플로오르인산염 유리로 형성되었다.
Figure pat00001
상기 표 1 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 타겟(210)이 독립적으로 냉각되지 않는 비교예 1의 경우는, 스퍼터링시 방전 전압과 타겟(210)의 온도가 상승함에 따라, 타겟의 표면에 화합물이 형성되고, 이와 같은 상태에서, 연속 성막시 아킹(Arcing)이 발생하였다. 이에 반해, 실시예 1의 경우는 한 쌍의 타겟(210)이 각각 냉각됨에 따라, 냉각 효율이 향상되기 때문에, 타겟(210)의 상태가 양호하고, 아킹의 발생 없이 안정적으로 스퍼터링이 지속되었다. 따라서, 연속적인 성막이 가능한바, 증착 효율이 향상될 수 있다. 또한, 구체적으로 기재하지는 않았지만, 실시예 1은 비교예 1에 비해 방전전압이 약 30% 감속하고 안정적으로 유지되었다.
도 5는 도 1의 스퍼터링 장치의 변형예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5의 스퍼터링 장치(100B)는 챔버(110), 챔버(110) 내에 위치하고 기판(S)이 안착되는 기판 안착부(120), 기판(S) 상에 박막을 형성하는 스퍼터부(200)를 포함할 수 있다. 챔버(110), 기판 안착부(120) 및 스퍼터부(200)는 도 1 내지 도 3에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로, 반복하여 설명하지 않는다.
도 5의 스퍼터링 장치(100B)에는 스퍼터부(200)가 챔버(110)의 외부에 위치한다. 예를 들어, 스퍼터부(200)의 상단 개구는 챔버(110)의 하단에 형성된 개구와 연결될 수 있다. 이와 같이, 스퍼터부(200)가 챔버(110)의 외부에 위치하면, 스퍼터부(200)의 탈부착이 용이하게 되며, 타겟(210)의 교체에 따른 작업 시간을 보다 줄일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 7은 도 6의 유기 발광 표시 장치의 디스플레이부의 일부를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(10)는 기판(S), 기판(S) 상에 형성된 디스플레이부(300) 및 디스플레이부(300)를 밀봉하는 봉지층(500)을 포함할 수 있다.
기판(S)은 글래스 재질로 형성될 수 있으며, 유기 발광 표시 장치(10)에 연성을 부가하기 위해 아크릴, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 미라르(mylar) 등과 같은 플라스틱 재료로 형성될 수도 있다. 또한, 기판(S)의 상면에는 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하기 위한 베리어층 및/또는 버퍼층과 같은 절연층(302)이 형성될 수 있다.
디스플레이부(300)는 도 7에 도시된 바와 같이, 기판(S) 상에 형성된, 구동 TFT(M1) 및 유기 발광 소자(OLED)를 구비할 수 있다. 한편, 도 7은 디스플레이부(300)의 일 예로 전면 발광형을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 디스플레이부(300)는 후면 발광형 또는 도 7에 도시된 구성과 다른 다양한 구성을 가질 수 있다.
구동TFT(M1)의 활성층(307)은 반도체 재료에 의해 형성되고, 이를 덮도록 게이트 절연막(303)이 위치할 수 있다. 활성층(307)은 아모퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘과 같은 무기재 반도체나, 유기 반도체가 사용될 수 있다.
게이트 절연막(303) 상에는 게이트 전극(308)이 구비되고, 이를 덮도록 층간 절연막(304)이 형성된다. 그리고, 층간 절연막(304) 상에는 소스/드레인 전극(309)이 구비되며, 이를 덮도록 패시베이션막(305) 및 화소 정의막(306)이 순차로 구비된다.
이러한 게이트 전극(308), 소스/드레인 전극(309)은 Al, Mo, Au, Ag, Pt/Pd, Cu 등의 금속으로 형성될 수 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 금속이 분말상으로 포함된 수지 페이스트를 도포할 수도 있으며, 전도성 고분자를 사용할 수도 있다.
그리고, 게이트 절연막(303), 층간 절연막(304), 패시베이션막(305), 및 화소 정의막(306)은 절연체로 구비될 수 있는 데, 단층 또는 복수층의 구조로 형성되어 있고, 유기물, 무기물, 또는 유/무기 복합물로 형성될 수 있다.
한편, 스위칭 TFT 및 스토리지 커패시터는 비록 도면에 도시하지 않았으나, 상술한 구동 TFT(M1)와 동일한 공정으로 형성될 수 있다. 다만, 상술한 구동 TFT(M1)의 적층 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조의 TFT가 모두 적용 가능하다.
유기 발광 소자(OLED)는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, 구동 TFT(M1)의 소스/드레인 전극(309) 중 어느 한 전극에 연결된 화소 전극(310)과, 전체 화소를 덮도록 구비된 대향 전극(312), 및 이들 화소 전극(310)과 대향 전극(312)의 사이에 배치되어 발광하는 유기 발광막(311)으로 구성될 수 있다.
봉지층(500)은 디스플레이부(300)를 전체적으로 덮도록 형성되어, 외부의 습기 및 산소가 디스플레이부(300)로 침투하는 것을 방지한다.
봉지층(300)은 글래스 재질로 형성될 수 있고, 이에 의해 외부의 습기 및 산소의 침투를 효과적으로 방지할 수 있다. 구체적으로, 봉지층(300)은 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지층(300)은 주석 플로오르인산염 유리(tin fluorophosphates glass), 칼코겐 유리(chalcogenide glass), 아텔루산염 유리(tellurite glass), 붕산염 유리(borate glass), 인산염유리(phosphate glass) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여, 유기 발광 표시 장치(10)의 제조방법을 간략하게 설명한다.
유기 발광 표시 장치(10)는 기판(S) 상에 디스플레이부(300)를 형성하는 단계, 기판(S)을 챔버(110) 내에 위치시키는 단계와 디스플레이부(300)를 밀봉하는 봉지막(500)을 형성하는 단계를 거쳐 형성할 수 있다.
디스플레이부(300)는 상술한 구성을 가질 수 있을 뿐 아니라, 공지된 다양한 유기발광 디스플레이가 적용될 수 있으므로, 이의 구체적인 제조 방법은 생략한다.
봉지층(500)은 서로 대향하는 한 쌍의 타겟(210)을 포함하는 스퍼터부(200)를 이용한 스퍼터링에 의해 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 타겟(210)은 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함하며, 스퍼터링시 한 쌍의 타겟(210) 사이로는 불활성 가스인 아르곤 가스가 직접 유입될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 스퍼터링시, 한 쌍의 타겟(210)은 서로 독립적으로 냉각됨으로써, 아킹의 발생 없이 안정적으로 스퍼터링이 수행될 수 있다.
이와 같이 형성된 봉지층(300)은 글래스 재질로 형성되기 때문에, 단일막으로 형성되어도 수분 및 산소의 침투 차단력이 우수하여, 유기 발광 표시 장치(10)의 수명을 증대시킬 수 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치(10)의 봉지층(500)은 도 5에서 도시하고 설명한 증착 장치(100B)를 이용하여 형성할 수도 있다. 이와 같은 경우는, 스퍼터부(도 5의 200)가 챔버(도 5의 110)의 외부에 위치함에 따라, 한 쌍의 타겟(도 5의 210)은 역시 챔버(도 5의 110) 외부에 위치하게 된다. 따라서, 스퍼터부(도 5의 200)의 탈부착이 용이하게 되며, 타겟(도 5의 210)의 교체에 따른 작업 시간을 보다 줄일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10: 유기 발광 표시 장치 100A, 100B: 증착장치
110: 챔버 200: 스퍼터부
201: 제1 타겟부 202: 제2 타겟부
210: 타겟 215: 자계 발생부
220: 쉴드부 221: 유입홀
231: 제1 냉각로 235: 제2 냉각로

Claims (22)

  1. 챔버;
    상기 챔버 내에 위치하고 기판이 장착되는 기판 장착부; 및
    상기 기판상에 박막을 형성하는 스퍼터부;를 포함하고,
    상기 스퍼터부는, 서로 대향하여 배치된 제1 타겟부와 제2 타겟부를 포함하고, 상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부에는 한 쌍의 타겟이 각각 장착되며, 상기 한 쌍의 타겟 사이에는 아르곤 가스가 직접 유입되는 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스퍼터부는, 상기 제1 타겟부 및 상기 제2 타켓부의 모서리와 접하고 서로 대향하는 제1 측부와 제2 측부 및, 상기 제1 타겟부, 상기 제2 타켓부, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부와 수직한 면인 저면부를 포함하고,
    상기 아르곤 가스는, 상기 제1 측부, 상기 제2 측부 및 상기 저면부 중 적어도 어느 하나에 형성된 유입홀을 통해 유입되는 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 타겟부는, 상기 제1 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제1 냉각로를 포함하고,
    상기 제2 타겟부는, 상기 제2 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제2 냉각로를 포함하며,
    상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로는 서로 분리되어, 서로 독립적으로 냉각수가 순환하는 증착 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 측부에는 제3 냉각로가 형성되고, 상기 제2 측부에는 제4 냉각로가 형성되며, 상기 저면부에는 제5 냉각로가 형성된 증착 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로는 서로 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로에는 상기 제1 냉각로 및 상기 제2 냉각로와 독립적으로 냉각수가 순환하는 증착 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 어느 하나는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 어느 하나와 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 나머지 두 개는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 나머지 하나와 연결된 증착 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부 각각은, 상기 타겟의 배면 가장자리에 배치된 자계 발생부를 더 포함하고,
    상기 제1 타겟부의 상기 자계 발생부와 상기 제2 타겟부의 상기 자계 발생부의 자극은 서로 반대로 배치된 증착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 스퍼터부는 상기 챔버의 외부에 위치하는 증착 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 한 쌍의 타겟은 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함하는 증착 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 저 액상 온도 물질은, 주석 플로오르인산염 유리(tin fluorophosphates glass), 칼코겐 유리(chalcogenide glass), 아텔루산염 유리(tellurite glass), 붕산염 유리(borate glass) 및 인산염유리(phosphate glass) 중 적어도 하나를 포함하는 증착 장치.
  11. 챔버;
    상기 챔버 내에 위치하고 기판이 장착되는 기판 장착부; 및
    상기 기판상에 박막을 형성하는 스퍼터부;를 포함하고,
    상기 스퍼터부는, 상부가 개방된 직육면체 형상으로, 서로 대향하여 배치된 제1 타겟부와 제2 타겟부를 포함하며,
    상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부에는 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함하는 한 쌍의 타겟이 서로 마주보도록 각각 장착되고,
    상기 한 쌍의 타겟 사이에는 아르곤 가스가 직접 유입되는 증착 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 저 액상 온도 물질은, 주석 플로오르인산염 유리(tin fluorophosphates glass), 칼코겐 유리(chalcogenide glass), 아텔루산염 유리(tellurite glass), 붕산염 유리(borate glass) 및 인산염유리(phosphate glass) 중 적어도 하나를 포함하는 증착 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 스퍼터부는, 상기 제1 타겟부 및 상기 제2 타켓부의 모서리와 접하고 서로 대향하는 제1 측부와 제2 측부 및, 상기 제1 타겟부, 상기 제2 타켓부, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부와 수직한 면인 저면부를 포함하고,
    상기 아르곤 가스는, 상기 제1 측부, 상기 제2 측부 및 상기 저면부 중 적어도 어느 하나에 형성된 유입홀을 통해 유입되는 증착 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 타겟부는, 상기 제1 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제1 냉각로를 포함하고,
    상기 제2 타겟부는, 상기 제2 타겟부에 장착된 상기 타겟을 냉각 시키기 위한 제2 냉각로를 포함하며,
    상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로는 서로 분리되어, 서로 독립적으로 냉각수가 순환하는 증착 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 측부에는 제3 냉각로가 형성되고, 상기 제2 측부에는 제4 냉각로가 형성되며, 및 상기 저면부에는 제5 냉각로가 형성된 증착 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로는 서로 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로에는 상기 제1 냉각로 및 상기 제2 냉각로와 독립적으로 냉각수가 순환하는 증착 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 어느 하나는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 어느 하나와 연결되고, 상기 제3 냉각로, 상기 제4 냉각로 및 상기 제5 냉각로 중 나머지 두 개는 상기 제1 냉각로와 상기 제2 냉각로 중 나머지 하나와 연결된 증착 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 스퍼터부는 상기 챔버의 외부에 위치하는 증착 장치.
  19. 기판 상에 디스플레이부를 형성하는 단계;
    상기 기판을 챔버 내에 위치시키는 단계; 및
    상기 디스플레이부를 밀봉하는 봉지막을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 봉지막을 형성하는 단계는,
    서로 대향하는 한 쌍의 타겟을 이용한 스퍼터링에 의하며, 상기 한 쌍의 타겟은 저 액상 온도(Low liquidus temperature) 물질을 포함하고, 상기 스퍼터링시 상기 한 쌍의 타겟 사이로 아르곤 가스가 직접 유입되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 스퍼터링은, 상기 한 쌍의 타겟이 서로 마주보도록 각각 장착된 제1 타겟부와 제2 타겟부, 상기 제1 타겟부와 상기 제2 타겟부의 모서리와 접하고 서로 대향하는 제1 측부와 제2 측부 및, 상기 상기 제1 타겟부, 상기 제2 타켓부, 상기 제1 측부 및 상기 제2 측부와 수직한 면인 저면부를 포함하는 스퍼터부에 의해 수행되고,
    상기 아르곤 가스는 상기 제1 측부, 상기 제2 측부 및 상기 저면부 중 적어도 어느 하나에 형성된 유입홀을 통해 상기 한 쌍의 타겟 사이로 직접 유입되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 스퍼터링시, 상기 한 쌍의 타겟은 서로 독립적으로 냉각되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 한 쌍의 타겟은 상기 챔버 외부에 위치하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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