KR20150024722A - 박막봉지 제조장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법 - Google Patents
박막봉지 제조장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 박막봉지 제조장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 발광부가 형성된 제 1 기판 상에 스퍼터링 공정으로 제 1 무기층을 형성하는 제 1 클러스터와, 상기 제 1 클러스터로부터 이송된 제 1 무기층 상에 유기물 증착 공정으로 제 1 유기층을 형성하는 제 2 클러스터와, 상기 제 1 클러스터와 상기 제 2 클러스터를 연결하며, 상기 제 1 무기층이 형성된 상기 제 1 기판을 비접촉 방식으로 냉각시켜 상기 제 1 클러스터에서 상기 제 2 클러스터로 이송시키는 제 1 연결 모듈과, 상기 제 2 클러스터로부터 이송된 제 1 유기층 상에 화학기상 증착 공정 또는 플라즈마 화학 기상 증착 공정으로 제 2 무기층을 형성하는 제 3 클러스터를 포함한다.
Description
본 발명은 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박막봉지 제조장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 최근 들어 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이동형 전자 기기는 다양한 기능을 지원하기 위하여, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 표시 장치를 포함한다. 최근, 표시 장치를 구동하기 위한 기타 부품들이 소형화됨에 따라, 표시 장치가 전자 기기에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 개발되고 있다.
특히 표시 장치는 수명 등을 고려하여 표시 장치의 발광부를 다층의 박막으로 봉지처리 할 수 있다. 이때, 상기와 같은 봉지 처리 시 형성되는 봉지박막에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 실시예들은 유기층과 무기층의 형성 두께를 조절 가능하며, 다양한 박막 설비의 진공도를 일정하게 유지하는 박막봉지 제조장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법을 제공하고자 한다.
일 측면에 따르면, 발광부가 형성된 제 1 기판 상에 스퍼터링 공정으로 제 1 무기층을 형성하는 제 1 클러스터와, 상기 제 1 클러스터로부터 이송된 제 1 무기층 상에 유기물 증착 공정으로 제 1 유기층을 형성하는 제 2 클러스터와, 상기 제 1 클러스터와 상기 제 2 클러스터를 연결하며, 상기 제 1 무기층이 형성된 상기 제 1 기판을 비접촉 방식으로 냉각시켜 상기 제 1 클러스터에서 상기 제 2 클러스터로 이송시키는 제 1 연결 모듈과, 상기 제 2 클러스터로부터 이송된 제 1 유기층 상에 화학기상 증착 공정 또는 플라즈마 화학 기상 증착 공정으로 제 2 무기층을 형성하는 제 3 클러스터를 포함하는 박막봉지 제조장치를 제공된다.
또한, 상기 제 1 연결 모듈은, 상기 디스플레이 기판과 이격되도록 설치되어 비접촉 방식으로 상기 제 1 기판을 냉각시키는 제 2 기판냉각유닛을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 2 기판냉각유닛은, 상기 제 1 기판과 이격되어 배치되는 제 2 냉각플레이트와, 상기 제 2 냉각플레이트와 연결되어 상기 제 2 냉각플레이트를 냉각시키는 제 2 냉각기를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 2 냉각플레이트 내부에는 상기 제 2 냉각기에 의하여 순환하는 제 2 냉매가 유동하는 제 2 냉매순환유로가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 냉각플레이트의 외면은 적어도 일부분이 흑체 코팅될 수 있다.
또한, 상기 제 1 클러스터는 일방향으로 순서가 정해지는 복수개의 제 1 공정 챔버를 구비하고, 상기 제 2 클러스터는 일방향으로 순서가 정해지는 복수개의 제 2 공정 챔버를 구비하며, 상기 제 3 클러스터는 일 방향으로 순서가 정해지는 복수개의 제 3 공정 챔버를 구비하고, 동일한 순서의 상기 각 제 1 공정 챔버, 상기 각 제 2 공정 챔버, 상기 각 제 3 공정 챔버에서 순차적으로 상기 제 1 무기층, 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층이 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 1 클러스터와 상기 제 1 연결 모듈 또는 상기 제 1 연결 모듈과 상기 제 2 클러스터는 서로 내부 압력이 동일하게 제어될 수 있다.
또한, 상기 제 2 클러스터와 상기 제 3 클러스터를 연결하며, 상기 제 2 클러스터에서 인출된 상기 제 1 기판을 상기 제 3 클러스터로 이송하는 제 2 연결 모듈을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 연결 모듈은, 상기 제 1 기판과 이격되도록 설치되어 비접촉 방식으로 상기 제 1 기판을 냉각시키는 제 3 기판냉각유닛을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 2 연결 모듈은, 상기 제 1 기판을 반전하여 상기 제 2 클러스터로부터 상기 제 3 클러스터로 이송할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 2 클러스터와 상기 제 2 연결 모듈 또는 상기 제 2 연결 모듈과 상기 제 3 클러스터는 내부 압력이 동일하게 제어될 수 있다.
또한, 상기 제 1 연결 모듈, 상기 제 2 클러스터 및 상기 제 3 클러스터는 반복하여 순차적으로 설치되어 상기 제 1 무기층 상에 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층을 교번하여 적층할 수 있다.
또한, 상기 제 1 클러스터 및 상기 제 2 클러스터는 하향 증착으로 상기 제 1 무기층 및 상기 제 1 유기층을 각각 형성하고, 상기 제 3 클러스터는 상향 증착으로 상기 제 2 무기층을 형성할 수 있다.
또한, 외부로부터 상기 제 1 기판을 공급받고, 상기 제 1 클러스터로 상기 제 1 기판을 공급하는 로딩클러스터를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 발광부가 형성된 제 1 기판 상에 제 1 무기층을 스퍼터링 공정으로 형성하는 단계와, 비접촉 방식인 복사를 통하여 상기 제 1 무기층이 형성된 상기 제 1 기판을 냉각시키는 단계와, 상기 제 1 무기층 상에 유기물 증착 공정으로 제 1 유기층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 유기층 상에 제 2 무기층을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 제 1 유기층을 형성하고 상기 제 1 기판을 반전시켜 상기 제 2 무기층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 유기층이 형성된 상기 제 1 기판을 비접촉식 방법으로 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 무기층, 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층은 각각 제 1 클러스터의 복수개의 제 1 공정챔버, 제 2 클러스터의 복수개의 제 2 공정챔버 및 제 3 클러스터의 복수개의 제 3 공정챔버에서 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수개의 제 1 공정 챔버, 상기 복수개의 제 2 공정 챔버 및 상기 복수개의 제 3 공정 챔버 각각은 순번이 정해지고, 상기 복수개의 제 1 공정 챔버, 상기 복수개의 제 2 공정 챔버, 상기 제 3 공정 챔버 중 동일한 순번의 상기 각 제 1 공정 챔버, 상기 각 제 2 공정 챔버, 상기 각 제 3 공정 챔버에서 상기 제 1 무기층, 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층이 각각 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 클러스터와 상기 제 2 클러스터는 상기 제 1 기판을 상기 제 1 클러스터로부터 상기 제 2 클러스터로 이송하는 제 1 연결 모듈로 연결되고, 상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 1 클러스터와 상기 제 1 연결 모듈 또는 상기 제 1 연결 모듈과 상기 제 2 클러스터는 서로 내부 압력이 동일하게 제어될 수 있다.
또한, 상기 제 2 클러스터와 상기 제 3 클러스터는 상기 제 1 기판을 상기 제 2 클러스터로부터 상기 제 3 클러스터로 이송하는 제 2 연결 모듈로 연결되고, 상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 2 클러스터와 상기 제 2 연결 모듈 또는 상기 제 2 연결 모듈과 상기 제 3 클러스터는 서로 내부 압력이 동일하게 제어될 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판을 냉각시키는 단계, 상기 제 1 유기층을 형성하는 단계 및 상기 제 2 무기층을 형성하는 단계는 반복하여 순차적으로 복수번 수행되어 상기 제 1 무기층 상에 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층을 교번하여 적층할 수 있다.
또한, 상기 제 1 무기층 및 상기 제 1 유기층은 하향 증착으로 형성되고, 상기 제 2 무기층은 상향 증착으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 무기층을 형성하는 단계 전에 로딩클러스터를 통하여 외부로부터 상기 제 1 기판을 공급받아 상기 제 1 무기층이 형성되도록 상기 제 1 기판을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기판은 상기 제 1 기판으로부터 이격되어 배치되는 제 2 기판냉각유닛을 통하여 냉각되고, 상기 제 2 기판냉각유닛은 상기 제 1 기판과 이격되어 배치되는 제 2 냉각플레이트와, 상기 제 2 냉각플레이트와 연결되어 상기 제 2 냉각플레이트를 냉각시키는 제 2 냉각기를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 2 냉각플레이트 내부에는 상기 제 2 냉각기에 의하여 순환하는 제 2 냉매가 유동하는 제 2 냉매순환유로가 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 유기층이 형성된 상기 제 1 기판을 비접촉 방식으로 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 무기막은 화학기상 증착 공정 또는 플라즈마 화학기상증착 공정으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 무기막을 형성하기 전에 상기 제 1 기판을 냉각시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들은 유기층 및 무기층을 적층 다층 박막형성시 각층의 두께를 제어할 수 있으며, 화학기상증착의 시공간 분할 진공 제어 방식을 통해 다양한 박막 공정 설비의 진공도를 동일하게 유지함으로서 인라인(In-line) 방식의 클러스터를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 인라인 방식의 클러스터를 형성함으로써 스퍼터링, 플래시 증착, 및 화학기승증착 공정을 인라인(in-line)으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막봉지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 박막봉지 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제 2 이송챔버를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제 2 이송챔버를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제 3 이송챔버를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 7은 도 6에 도시된 박막봉지 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 9는 도 8에 도시된 박막봉지 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 박막봉지 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제 2 이송챔버를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제 2 이송챔버를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제 3 이송챔버를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 7은 도 6에 도시된 박막봉지 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 9는 도 8에 도시된 박막봉지 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치를 보여주는 단면도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막봉지 제조장치(100)를 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1에 도시된 박막봉지 제조장치를 통하여 제조된 표시 장치(200)를 보여주는 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 제 2 이송챔버(P2)를 보여주는 평면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 제 2 이송챔버(P2)를 보여주는 단면도이다. 도 5는 도 1에 도시된 제 3 이송챔버(P3)를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 박막봉지 제조장치(100)는 로딩클러스터(110), 제 1 이송챔버(P1), 제 1 클러스터(120), 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(130), 제 2 연결 모듈(M2), 제 1 턴 모듈 챔버(T1)), 제 3 클러스터(140), 제 2 턴 모듈 챔버(T2), 제 4 이송챔버(P4) 및 언로딩클러스터(150)를 포함할 수 있다.
로딩클러스터(110)는 외부로부터 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 공급받아 제 1 클러스터(120)로 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 공급할 수 있다. 특히 제 1 기판(210)은 후술할 것과 같이 유기 발광 소자(OLED, Organic light-emitting device)를 구비한 발광부(220)가 형성된 상태에서 로딩클러스터(110)에 공급될 수 있다. 이때, 발광부(220) 상에는 후술할 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 형성된 상태일 수 있다.
상기와 같은 로딩클러스터(110)는 외부로부터 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 공급받아 저장하는 로딩챔버(112)를 구비할 수 있다. 특히 로딩챔버(112)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 로딩챔버(112)는 각각 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 저장할 수 있다. 또한, 로딩클러스터(110)는 로딩챔버(112)와 연결되는 제 1 반송챔버(111)를 포함할 수 있다. 이때, 복수개의 로딩챔버(112)는 제 1 반송챔버(111)와 각각 연결되도록 설치될 수 있다.
한편, 제 1 이송챔버(P1)는 로딩클러스터(110)와 제 1 클러스터(120)를 연결할 수 있다. 이때, 제 1 이송챔버(P1)는 로딩클러스터(110)로부터 제 1 클러스터(120)로 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 이송시킬 수 있다. 이때, 이송챔버(P1)는 제 1 기판냉각유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 제 1 기판냉각유닛은 로딩클러스터(110)로부터 제 1 클러스터(120)로 이송되는 제 1 기판(210)을 비접촉 방식으로 냉각시킬 수 있다.
상기 제 1 기판냉각유닛은 제 1 기판(210)으로부터 이격되도록 설치되는 제 1 냉각플레이트(미도시)와, 상기 냉각플레이트를 냉각시키는 제 1 냉각기(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제 1 냉각기는 상기 제 1 냉각플레이트 내부로 제 1 냉매가 순환시켜 상기 제 1 냉각플레이트의 표면온도를 하강시킬 수 있다. 이때, 상기와 같은 상기 제 1 기판냉각유닛은 후술할 제 2 기판냉각유닛(R2)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으며, 제 1 이송챔버(P1)에 구비되지 않을 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제 1 기판냉각유닛이 제 1 이송챔버(P1)에 구비되지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 클러스터(120)는 제 2 반송챔버(121)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 클러스터(120)는 제 2 반송챔버(121)와 연결되고, 스퍼터링 공정을 수행하는 제 1 공정챔버인 제 1 스퍼터링 챔버(122)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 스퍼터링 챔버(122)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 제 1 스퍼터링 챔버(122)는 각각 제 2 반송챔버(121)에 연결되도록 형성될 수 있다. 특히 각 제 1 스퍼터링 챔버(122)는 제 1 무기층(231)을 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210) 상에 증착하는 공정을 수행할 수 있다.
제 1 클러스터(120)는 상기의 경우 이외에도 스퍼터링 공정 시 필요한 마스크를 저장하는 제 1 마스크 저장 챔버(123)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 마스크 저장 챔버(123)는 마스크를 저장하였다가 자동으로 제 1 스퍼터링 챔버(122)에 공급할 수 있다.
한편, 제 1 연결 모듈(M1)은 제 2 이송챔버(P2)를 구비할 수 있다. 이때, 제 2 이송챔버(P2)는 제 1 클러스터(120)와 제 2 클러스터(130)를 연결할 수 있으며, 제 1 클러스터(120)의 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 제 2 클러스터(130)로 이송시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 제 2 이송챔버(P2) 내부에는 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 이송시키는 제 2 셔틀(S2)을 구비할 수 있다. 제 2 셔틀(S2)은 제 2 이송챔버(P2) 내부를 선형 운동하면서 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 제 1 클러스터(120)로부터 제 2 클러스터(130)로 이송시킬 수 있다.
제 1 연결 모듈(M1)은 제 2 이송챔버(P2) 내부에 설치되는 제 2 기판냉각유닛(R2)을 포함할 수 있다. 제 2 기판냉각유닛(R2)은 제 2 셔틀(S2)로부터 일정 간격 이격되도록 설치될 수 있다. 구체적으로 제 2 기판냉각유닛(R2)은 제 2 이송챔버(P2) 내부에 설치되는 제 2 냉각플레이트(R2b)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 냉각플레이트(R2b)는 제 2 셔틀(S2)에 안착한 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)으로부터 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 특히 제 2 냉각플레이트(R2b)와 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210) 사이의 거리는 20mm이하일 수 있다. 이때, 제 2 냉각플레이트(R2b)와 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210) 사이의 거리가 20mm를 초과하는 경우에는 냉각효율이 급속도로 저하됨으로써 제 1 유기층(232)의 형성 제 1 유기층(232)의 품질에 영향을 미칠 수 있다.
상기와 같은 제 2 냉각플레이트(R2b)는 후술할 제 2 냉각기(R2a)에서 공급되는 제 2 냉매의 순환으로 인하여 냉각되며, 냉각된 제 2 냉각플레이트(R2b)는 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)과 열교환할 수 있다. 특히 제 2 냉각플레이트(R2b)는 금속 재질, 예를 들면, 구리 등으로 형성될 수 있다. 또한, 제 2 냉각플레이트(R2b) 표면에는 흑체 코팅이 수행될 수 있다. 이때, 흑체 코팅 물질은 그라파이트 및 지르코늄옥사이드 등을 포함할 수 있다. 이때, 제 2 냉각플레이트(R2b)는 상기에 한정되지 않으며, 복사 에너지를 흡수하는 흑체 형태를 포함한 모든 형태를 포함할 수 있다.
상기 제 2 냉매는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 특히 상기 제 2 냉매는 비활성 기체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 2 냉매는 헬륨, 아르곤, 이산화탄소, 질소 등을 포함할 수 있다.
제 2 냉각플레이트(R2b)의 면적은 제 1 기판(210)의 면적과 동일 또는 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 2 냉각플레이트(R2b)의 면적은 제 1 기판(210)의 면적 이상으로 형성될 수 있다. 이때, 제 2 냉각플레이트(R2b)는 제 1 기판(210)을 완전히 커버함으로써 제 2 냉각플레이트(R2b)와 제 1 기판(210) 사이의 열교환을 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 제 2 기판냉각유닛(R2)은 제 2 냉각플레이트(R2b)와 연결되는 제 2 냉각기(R2a)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 냉각기(R2a)는 제 2 냉매를 통하여 제 2 냉각플레이트(R2b)를 냉각시킬 수 있다. 특히 제 2 냉각플레이트(R2b) 내부에는 제 2 냉매가 순환하도록 제 2 냉매순환유로(R2c)가 형성될 수 있다. 구체적으로 제 2 냉매순환유로(R2c)는 제 2 냉각플레이트(R2b) 내부를 순환하여 제 2 냉각기(R2a)와 연결되는 공간일 수 있으며, 별도의 파이프가 제 2 냉각플레이트(R2b) 내부에 설치되는 것도 가능하다.
상기와 같은 제 2 기판냉각유닛(R2)은 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 제 2 기판냉각유닛(R2)은 서로 일정 간격 이격되도록 설치될 수 있다. 구체적으로 복수개의 제 2 냉각플레이트(R2b)는 서로 하나의 평면에 설치될 수 있으며, 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 각 제 2 냉각기(R2a)는 각 제 2 냉각플레이트(R2b)에 각각 연결되도록 설치되어 제 2 냉매를 제 2 냉각플레이트(R2b)로 공급하여 순환시킬 수 있다.
제 2 클러스터(130)는 제 2 이송챔버(P2)를 통하여 이송된 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 일시적으로 저장하는 제 3 반송챔버(131)를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 클러스터(130)는 제 3 반송챔버(131)와 연결되며 유기물 증착 공정을 수행하는 제 2 공정챔버인 제 1 모노머 증착 챔버(132)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 모노머 증착 챔버(132)는 복수개 구비될 수 있으며, 각 제 1 모노머 증착 챔버(132)는 방사형으로 제 3 반송챔버(131)에 연결될 수 있다. 특히 제 1 모노머 증착 챔버(132)에서는 제 1 무기층(231) 상에 제 1 유기층(232)을 형성할 수 있다. 상기와 같이 제 1 유기층(232)를 형성하는 유기물 증착 공정은 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 유기물 증착 공정은 플래시 증발 공정(Flash evaportation)을 포함할 수 있다.
제 2 클러스터(130)는 각 제 1 모노머 증착 챔버(132)에서 필요한 마스크를 저장하는 제 2 마스크 저장 챔버(133)를 구비할 수 있다. 이때, 제 2 마스크 저장 챔버(133)는 복수개의 마스크를 저장하였다가 각 제 1 모노머 증착 챔버(132)에서 필요한 마스크를 공급할 수 있다.
한편, 제 2 클러스터(130)와 제 3 클러스터(140) 사이에는 제 2 연결 모듈(M2)가 설치될 수 있다. 이때, 제 2 연결 모듈(M2)은 제 3 이송챔버(P3)와 제 1 턴 모듈 챔버(T1)를 구비할 수 있다. 이때, 제 3 이송챔버(P3)는 제 2 클러스터(130)로부터 제 1 턴 모듈 챔버(T1)로 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 이송시키고, 제 1 턴 모듈 챔버(T1)는 플립챔버(Flip chamber) 형태로 형성되어 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 언라인시키면서 반전시킬 수 있다. 특히 제 1 턴 모듈 챔버(T1)는 제 1 클러스터(120)와 제 2 클러스터(130)에서 하향 증착을 수행한 후 반전시켜 제 3 클러스터(140)에 공급함으로써 상향 증착을 수행할 수 있도록 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 준비할 수 있다. 여기서 하향 증착은 기판(210)에 형성된 발광부(220)가 각 챔버의 하면을 바라본 상태로 배치된 후 증착 물질을 각 챔버의 하측으로부터 상측으로 이동시켜 발광부(220) 상에 증착하는 공정을 의미한다. 반면, 상향 증착은 기판(210)에 형성된 발광부(220)가 각 챔버의 상면을 바라본 상태로 배치된 후 증착 물질을 각 챔버의 상측으로부터 하측으로 이동시켜 발광부(220) 상에 증착하는 공정을 의미한다.
제 2 연결 모듈(M2)은 제 2 클러스터(130)에서 인출되어 제 3 클러스터(140)로 이송되는 제 1 기판(210)을 냉각시키는 제 3 기판냉각유닛(R3)을 구비할 수 있다. 이때, 제 3 기판냉각유닛(R3)은 제 3 이송챔버(P3) 및 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 3 이송챔버(P3)에 제 3 기판냉각유닛(R3)이 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이때, 상기 제 3 기판냉각유닛(R3)과 제 3 이송챔버(P3)는 상기에서 설명한 제 2 기판냉각유닛(R2) 및 제 2 이송챔버(P2)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제 3 기판냉각유닛(R3)은 제 3 이송챔버(P3)의 제 3 셔틀(S3)에 안착되는 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)으로부터 일정 간격 이격되도록 설치되는 제 3 냉각플레이트(R3b)와, 제 3 냉각플레이트(R3b)와 연결되는 제 3 냉각기(R3a)를 구비할 수 있다. 이때, 제 3 냉각플레이트(R3b)와 제 3 냉각기(R3a)는 상기에서 설명한 제 2 냉각플레이트(R2b)와 제 2 냉각기(R2a)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 3 클러스터(140)는 제 1 턴 모듈 챔버(T1)와 연결되는 제 4 반송챔버(141)를 포함할 수 있다. 이때, 제 4 반송챔버(141)에는 제 2 무기층(233)을 적층하는 제 3 공정챔버인 제 1 화학기상 챔버(142)를 구비할 수 있다. 특히 제 1 화학기상 챔버(142)는 복수개 구비되며, 복수개의 제 1 화학기상 챔버(142)는 제 4 반송챔버(141)에 방사형으로 서로 일정 간격 이격되어 설치될 수 있다.
상기와 같은 제 1 화학기상 챔버(142) 상에서는 일반적인 화학기상증착 공정을 통하여 제 2 무기층(233)을 형성하거나 플라즈마 화학기상증착 공정을 통하여 제 2 무기층(233)을 형성할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 화학기상 챔버(142) 내부에서 일반적인 화학기상증착 공정을 통하여 제 2 무기층(233)을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 3 클러스터(140)는 제 4 반송챔버(141)와 연결되도록 설치되며, 제 1 화학기상 챔버(142)에서 필요한 마스크를 공급하는 제 3 마스크 저장 챔버(143)를 구비할 수 있다. 이때, 제 3 마스크 저장 챔버(143)는 공정에 필요한 마스크를 저장한 후 공정이 수행되는 각 제 1 화학기상 챔버(142)에 공급할 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성되는 제 3 클러스터(140)에는 제 2 턴 모듈 챔버(T2)가 연결될 수 있다. 특히 제 2 턴 모듈 챔버(T2)는 제 4 반송챔버(141)에 연결되어 공정이 완료된 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 반전하여 이송시킬 수 있다. 구체적으로 제 2 턴 모듈 챔버(T2)는 상기에서 설명한 제 1 턴 모듈 챔버(T1)와 유사하게 플립챔버로 형성될 수 있다.
제 2 턴 모듈 챔버(T2)에는 제 4 이송챔버(P4)가 연결될 수 있다. 제 4 이송챔버(P4)는 박막봉지 공정이 완료된 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 언로딩클러스터(150)로 이송시킬 수 있다.
언로딩클러스터(150)는 제 5 반송챔버(151)를 포함할 수 있다. 또한, 언로딩클러스터(150)는 제 5 반송챔버(151)에 연결되며, 제 5 반송챔버(151)로부터 이송되는 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 외부로 반출하는 언로딩챔버(152)를 포함할 수 있다. 이때, 언로딩챔버(152)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 언로딩챔버(152)는 제 5 반송챔버(151)에 방사형으로 설치될 수 있다.
한편, 이하에서는 박막봉지 제조장치(100)를 통하여 박막봉지 공정을 수행하는 방법 및 표시 장치(200)의 구조에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
이때, 표시 장치(200)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 표시 장치(200)는 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 표시 장치(200)가 유기 발광 표시 장치를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
우선 제 1 기판(210) 상에 발광부(220)가 형성될 수 있다. 이때, 발광부(220)는 박막 트랜지스터(TFT) 이 구비되고, 이들을 덮도록 패시베이션막(221)이 형성되며, 이 패시베이션막(221) 상에 유기 발광 소자(OLED)가 형성될 수 있다.
제 1 기판(210)은 유리 재질을 사용할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다.
제 1 기판(210)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(222)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(222) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(223)이 형성된 후, 활성층(223)이 게이트 절연층(224)에 의해 매립된다. 활성층(223)은 소스 영역(223a)과 드레인 영역(223c)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(223b)을 더 포함한다. 이때, 활성층(223)은 비정질 실리콘으로 형성될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들면, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 또는 하프늄(Hf) 과 같은 12, 13, 14족 금속 원소 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들면 반도체로 형성되는 활성층(223)은 G-I-Z-O[(In2O3)a(Ga2O3)b(ZnO)c](a, b, c는 각각 a≥0, b≥0, c＞0의 조건을 만족시키는 실수)을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(223)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(223)은 버퍼층(222) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(223)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(223a) 및 드레인 영역 (223c)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(224)의 상면에는 활성층(223)과 대응되는 게이트 전극(225)과 이를 매립하는 층간 절연층(226)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(226)과 게이트 절연층(224)에 콘택홀을 형성한 후, 층간 절연층(226) 상에 소스 전극(227a) 및 드레인 전극(227b)을 각각 소스 영역(223a) 및 드레인 영역(223c)에 콘택되도록 형성한다.
한편, 상기에서와 같이 소스 전극(227a) 및 드레인 전극(227b)과 동시에 상기 반사막을 형성하므로, 소스 전극(227a) 및 드레인 전극(227b)은 전기 전도성이 양호한 재료로 광반사 가능한 두께로 형성되는 것이 바람직하다. Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 화합물 등의 금속재료로 구비됨이 바람직하다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터와 상기 반사막의 상부로는 패시베이션막(221)이 형성되고, 이 패시베이션막(221) 상부에 유기 발광 소자(OLED)의 화소 전극(228a)이 형성된다. 이 화소 전극(228a)은 패시베이션막(221)에 형성된 비아 홀(미표기)에 의해 TFT의 드레인 전극(227b)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(221)은 무기물 및/또는 유기물, 단층 또는 2개층 이상으로 형성될 수 있는 데, 하부 막의 굴곡에 관계없이 상면이 평탄하게 되도록 평탄화막으로 형성될 수도 있는 반면, 하부에 위치한 막의 굴곡을 따라 굴곡이 가도록 형성될 수 있다. 그리고, 이 패시베이션막(221)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성될 수 있다.
패시베이션막(221) 상에 화소 전극(228a)을 형성한 후에는 이 화소 전극(228a) 및 패시베이션막(221)을 덮도록 화소 정의막(229)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(228a)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(228a) 상에 유기층(228b) 및 대향 전극(228c)이 형성된다.
화소 전극(228a)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(228c)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(228a)과 대향 전극(228c)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(228a)은 일함수가 높은 재료로 형성될 수 있는 데, ITO, IZO, In2O3, 및 ZnO 등의 투명 도전체로 형성될 수 있다.
대향 전극(228c)은 일함수가 낮은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 화합물 등의 금속재로 구비될 수 있는 데, Mg, Ag, Al 등으로 반투과 반사막이 되도록 얇게 형성해, 광학적 공진 후에 광 투과되도록 한다.
화소 전극(228a)과 대향 전극(228c)은 상기 유기층(228b)에 의해 서로 절연되어 있으며, 유기층(228b)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
유기층(228b)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 이때, 유기층(228b)는 저분자 또는 고분자 유기막이 사용될 수 있다. 저분자 유기막을 사용할 경우, 유기층(228b)은 유기 발광층(EML: Emission Layer) 이외에도 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기막은 진공증착의 방법으로 형성된다. 이 때, 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 등은 공통층으로서, 적, 녹, 청색의 픽셀에 공통으로 적용될 수 있다. 따라서, 이들 공통층들은 대향 전극(228c)과 같이, 전체 픽셀들을 덮도록 형성될 수 있다.
고분자 유기막의 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 유기 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이 때, 상기 홀 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 유기 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법, 파인 메탈 마스크 공정, 레이저 열전사 공정 등으로 형성할 수 있다.
한편, 상기와 같은 유기 발광층은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층을 각각의 서브 픽셀에 형성하여 하나의 단위 픽셀을 형성할 수 있다. 또한, 상기와 같이 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층을 형성하는 것 이외에도 다른 색의 유기 발광층을 서브 픽셀에 형성하는 것도 가능하다. 특히 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층 이외에도 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 적색 유기 발광층를 적층하여 백색 유기 발광층을 서브 픽셀로 형성하여 하나의 단위 픽셀로 형성하는 것도 가능하다.
뿐만 아니라 상술한 실시예에서는 유기 발광층이 각 픽셀별로 별도의 발광 물질이 형성된 경우를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 유기 발광층은 픽셀의 위치에 관계 없이 전체 픽셀에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 발광층은 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
이때, 상기와 같은 유기층(228b)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 실시예들이 적용될 수 있음은 물론이다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 청색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 적색 유기 발광층이 서브 픽셀로 형성되어 하나의 단위 픽셀을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같이 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 준비한 후 제 1 기판(210)을 박막봉지 제조장치(100)에 진입하여 봉지부(230)를 형성할 수 있다. 이때, 봉지부(230)는 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 무기층(231), 제 1 유기층(232) 및 제 2 무기층(233)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다.
구체적으로 제 1 유기층(232)은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제 1 유기층(232)은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 무기층(231) 및 제 2 무기층(233)은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 제 1 무기층(231) 및 제 2 무기층(233)은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 무기층(233)은 발광부(220)에 대한 투습을 방지하도록 형성될 수 있다.
한편, 발광부(220)와 제 1 무기층(231) 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제 1 무기층(231)을 스퍼터링 공정으로 형성할 때 발광부(220)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 유기층(232)은 제 2 무기층(233) 보다 면적이 좁은 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 제 1 유기층(232)은 상기 제 2 무기층(233)에 의해 완전히 뒤덮이는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 봉지부(230)를 형성하는 방법을 살펴보면, 우선 발광부(220)가 형성되는 제 1 기판(210)을 로딩챔버(112)에 장입할 수 있다. 이때, 장입하는 방법은 다양한 방법으로 할 수 있다. 구체적으로 카세트에 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 적재한 후 로딩챔버(112)에 상기 카세트를 장입할 수 있다. 또한, 외부의 로봇 암 등과 같은 이송 유닛으로 발광부(220)가 형성된 제 1 기판(210)을 로딩챔버(112)로 공급할 수 있다.
한편, 상기와 같이 공급된 제 1 기판(210)은 로딩챔버(112)로부터 제 1 반송챔버(111)로 공급될 수 있다. 이때, 제 1 반송챔버(111)에는 로봇 암 등이 설치되어 제 1 기판(210)을 이동시킬 수 있다. 특히 상기와 같이 로딩챔버(112)로부터 제 1 반송챔버(111)로 제 1 기판(210)을 이송시키는 경우 이송 전에 로딩챔버(112)와 제 1 반송챔버(111)의 압력을 일치하도록 제어한 후 이송시킬 수 있다.
상기와 같이 제 1 반송챔버(111)로 이송된 제 1 기판(210)은 다시 제 1 반송챔버(111)로부터 제 1 이송챔버(P1)로 이송될 수 있다. 이때, 제 1 기판(210)의 이송 시 제 1 반송챔버(111)와 제 1 이송챔버(P1)의 내부 압력이 일정하도록 제어될 수 있다.
제 1 이송챔버(P1)에 상기 제 1 기판냉각유닛이 설치되는 경우 제 1 이송챔버(P1) 내부로 진입한 제 1 기판(210)은 상기 제 1 기판냉각유닛에 의하여 비접촉 방식으로 냉각될 수 있다. 다만, 이하에서는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 제 1 기판냉각유닛이 설치되지 않으므로 제 1 기판(210)의 냉각없이 제 1 이송챔버(P1)를 통하여 제 1 클러스터(120)로 제 1 기판(210)이 공급되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 이송챔버(P1)는 제 1 기판(210)을 다시 제 1 클러스터(120)의 제 2 반송챔버(121)로 이송시킬 수 있다. 이때, 제 1 기판(210)의 이송 시 제 1 이송챔버(P1)와 제 2 반송챔버(121)의 내부 압력은 일정하게 유지될 수 있다.
상기와 같이 이송된 제 1 기판(210)은 제 2 반송챔버(121)로부터 복수개의 제 1 스퍼터링 챔버(122) 중 하나로 장입될 수 있다. 이때, 제 1 기판(210)이 제 1 스퍼터링 챔버(122)에 장입되는 순서는 기 설정될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제 1 스퍼터링 챔버(122)는 일방향으로 순번이 정해질 수 있다. 또한, 각 제 1 스퍼터링 챔버(122)는 아이디가 부여될 수 있다. 이때, 복수개의 제 1 스퍼터링 챔버(122)의 순서를 정하는 방법은 상기에 한정되지 않으며 다양한 방법으로 설정될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 일방향으로 순번이 정해지는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 순번이 정해진 제 1 스퍼터링 챔버(122)에는 제 1 기판(210)에 부여되는 아이디 등에 따라 제 1 기판(210)이 장입될 수 있다. 특히 제 1 기판(210)에 부여되는 아이디와 제 1 스퍼터링 챔버(122)의 순번이 일치하도록 제 1 기판(210)이 제 1 스퍼터링 챔버(122)에 진입할 수 있다.
한편, 상기와 같이 스퍼터링 공정을 통하여 제 1 무기층(231)을 형성하는 경우 스퍼터링 공정에 사용되는 마스크는 제 1 마스크 저장 챔버(123)로부터 스퍼터링 공정이 수행될 제 1 스퍼터링 챔버(122)로 이송될 수 있다. 이때, 마스크는 복수개의 제 1 마스크 저장 챔버(123) 중 적어도 하나에 각각 진입할 수 있다. 특히 마스크를 진입하는 순서는 상기에서 설명한 바와 같이 스터링 공정이 수행되는 제 1 스퍼터링 챔버(122)에 미리 이송되는 것도 가능하고, 제 1 기판(210)의 진입 전에 이송시키는 것도 가능하다. 또한, 상기에 한정되지 않으며, 마스크가 제 1 기판(210)과 동시에 진입하는 것도 가능하다.
한편, 제 1 기판(210)이 제 1 스퍼터링 챔버(122)에 진입한 후 제 1 스퍼터링 챔버(122)는 발광부(220) 상에 제 1 무기층(231)을 형성할 수 있다. 이때, 제 1 무기층(231)은 상기에서 설명한 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 제 1 무기층(231)의 형성이 완료되면, 제 1 스퍼터링 챔버(122)로부터 제 2 반송챔버(121)로 제 1 기판(210)이 이송될 수 있다. 이때, 제 1 스퍼터링 챔버(122)와 제 2 반송챔버(121)의 압력은 동일하도록 제어될 수 있다.
제 2 반송챔버(121)는 제 1 무기층(231)이 형성된 제 1 기판(210)을 제 2 이송챔버(P2)로 이송시킬 수 있다. 이때, 이송하는 방법은 로봇 암 등을 통하여 제 2 셔틀(S2)로 이송시킬 수 있다. 특히 제 2 반송챔버(121)와 제 2 이송챔버(P2)는 내부의 압력을 동일하게 유지한 상태에서 제 1 기판(210)을 제 2 반송챔버(121)로부터 제 2 이송챔버(P2)로 이송시킬 수 있다.
또한, 상기와 같이 제 1 기판(210)이 이송되는 동안, 제 2 이송챔버(P2) 내에서는 제 2 기판냉각유닛(R2)에 의하여 제 1 기판(210)이 냉각될 수 있다. 구체적으로 제 2 셔틀(S2)에 제 1 기판(210)이 안착되면, 제 2 냉각기(R2a)는 제 2 냉각플레이트(R2b)로 제 2 냉매를 순환시켜 제 2 냉각플레이트(R2b)를 냉각시킬 수 있다. 제 2 냉각플레이트(R2b)의 표면 온도가 낮아지면 온도가 높은 제 1 무기층(231), 발광부(220) 및 제 1 기판(210)에서 방출하는 복사 에너지가 제 2 냉각플레이트(R2b)에 도달하여 열교환됨으로써 제 1 기판(210)의 온도를 하강시킬 수 있다. 이때, 제 2 냉각기(R2a)는 상기와 같이 제 1 기판(210)이 제 2 이송챔버(P2) 내부로 진입하는 경우 작동하는 것도 가능하지만 지속적으로 제 2 냉매를 제 2 냉각플레이트(R2b)로 공급하는 것도 가능하다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 2 냉각기(R2a)는 제 1 기판(210)이 제 2 이송챔버(P2) 내부로 진입하는 경우에 작동하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기의 과정이 완료되면, 제 1 기판(210)은 제 2 클러스터(130)로 이송될 수 있다. 이때, 제 2 이송챔버(P2)와 연결된 제 3 반송챔버(131)로 제 1 기판(210)은 이송되고, 제 1 기판(210)의 이송 시 제 2 이송챔버(P2)와 제 3 반송챔버(131)의 압력은 동일하게 유지될 수 있다.
상기와 같이 제 3 반송챔버(131)로 이송된 제 1 기판(210)은 제 3 반송챔버(131)로부터 제 1 모노머 증착 챔버(132)로 이송될 수 있다. 이때, 복수개의 제 1 모노머 증착 챔버(132) 중 하나로 제 1 기판(210)이 이송되는 방법은 상기에서 설명한 복수개의 제 1 스퍼터링 챔버(122) 중 하나로 제 1 기판(210)이 이송되는 방법과 동일할 수 있다. 특히 복수개의 제 1 모노머 증착 챔버(132)는 복수개의 제 1 스퍼터링 챔버(122)와 동일한 순서로 순번이 정해지도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제 1 스퍼터링 챔버(122) 중 첫번째 순번인 제 1 스퍼터링 챔버(122)에서 제 1 무기층(231)이 형성된 경우, 복수개의 제 1 모노머 증착 챔버(132) 중 첫번째 순번인 제 1 모노머 증착 챔버(132)에서 제 1 유기층(232)이 형성될 수 있다.
제 3 반송챔버(131)와 제 1 모노머 증착 챔버(132)는 서로 동일한 압력을 설정될 수 있다. 제 1 모노머 증착 챔버(132)는 제 1 무기층(231) 상에 제 1 유기층(232)을 형성할 수 있다. 구체적으로 제 1 모노머 증착 챔버(132)의 내부로 제 1 기판(210)이 장입되면, UV나 열을 가할 때 고분자화될 수 있는 모노머(단량체, Monomer) 및 광개시제를 플래시 기화기(Flash evaporation)을 통해 증착할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 상기 단량체가 증착된 면에 UV 또는 열을 가하여 경화시킴으로써 상기 단량체를 고분자화시켜 폴리머(Polymer) 형태의 제 1 유기층(232)를 형성할 수 있다. 특히, 제 1 유기층(232)은 상기에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 제 1 유기층(232)을 형성하기 위하여 사용되는 마스크의 경우 제 2 마스크 저장 챔버(133)에 저장된 상태에서 제 1 모노머 증착 챔버(132)로 공급될 수 있다. 이때, 제 2 마스크 저장 챔버(133)로부터 제 1 모노머 증착 챔버(132)로 마스크를 공급하는 방법은 상기에서 설명한 제 1 마스크 저장 챔버(123)로부터 제 1 스퍼터링 챔버(122)로 마스크를 공급하는 방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 제 1 무기층(231) 상에 제 1 유기층(232)을 형성한 후 제 3 반송챔버(131)로 이동한 제 1 기판(210)은 다시 제 3 반송챔버(131)로부터 제 2 연결 모듈(M2)로 이송될 수 있다. 특히 제 1 기판(210)은 제 3 반송챔버(131)로부터 제 3 이송챔버(P3)로 이송될 수 있다. 이때, 제 1 기판(210)의 이송 시 제 3 반송챔버(131)와 제 3 반송챔버(131) 내부의 압력을 동일하게 제어될 수 있다.
제 3 반송챔버(131) 내부에는 상기 제 3 셔틀이 배치되어 제 1 기판(210)이 이송될 수 있다. 이때, 제 3 반송챔버(131) 내부에 설치된 상기 제 3 기판냉각유닛이 작동하여 제 1 기판(210)의 표면 온도를 하강시킬 수 있다. 이때, 상기 제 3 기판냉각유닛의 작동 방법은 제 2 기판냉각유닛(R2)의 작동 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기의 과정이 완료되면, 제 3 반송챔버(131)로부터 제 1 턴 모듈 챔버(T1)로 제 1 기판(210)을 공급할 수 있다. 이때, 제 1 턴 모듈 챔버(T1)는 제 1 기판(210)을 180도 반전시킬 수 있다. 구체적으로 제 1 클러스터(120)와 제 2 클러스터(130)의 경우 제 1 무기층(231) 및 제 1 유기층(232)을 각각 하측으로부터 상측으로 증착 물질을 이동시켜 증착시키는 하향 증착 방식이고 제 3 클러스터(140)의 경우 제 2 무기층(233)을 상측으로부터 하측으로 증착 물질을 이동시켜 증착시키는 상향 증착 방식이므로 상향 증착을 위하여 제 1 기판(210)을 180도 반전시킬 수 있다. 즉, 상기와 같이 제 1 기판(210)이 반전되는 경우, 제 1 기판(210) 상의 제 1 무기층(231)과 제 1 유기층(232)은 하측 방향을 향할 수 있다.
상기와 같이 제 1 턴 모듈 챔버(T1)에서 제 1 기판(210)을 반전시킨 후 제 4 반송챔버(141)로 제 1 기판(210)을 공급할 수 있다. 이때, 제 1 턴 모듈 챔버(T1)와 제 4 반송챔버(141)는 서로 내부 압력이 동일하게 형성될 수 있다.
한편, 제 4 반송챔버(141)로 이송된 제 1 기판(210)은 다시 제 1 화학기상 챔버(142)로 이송될 수 있다. 이때, 제 4 반송챔버(141)와 제 1 화학기상 챔버(142)는 서로 내부 압력이 동일하게 제어될 수 있다.
상기와 같이 제 2 무기층(233)이 증착되는 경우 제 1 화학기상 챔버(142)에서 필요한 마스크는 제 3 마스크 저장 챔버(143)로부터 공급될 수 있다. 이때, 제 3 마스크 저장 챔버(143)의 동작은 제 1 마스크 저장 챔버(123) 또는 제 2 마스크 저장 챔버(133)와 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 제 2 무기층(233)의 증착이 완료되면, 제 4 반송챔버(141)로부터 제 2 턴 모듈 챔버(T2)로 표시 장치(200)를 이송할 수 있다. 이때, 제 2 턴 모듈 챔버(T2)는 표시 장치(200)를 다시 180도 반전시킴으로써 원 상태로 복귀시킬 수 있다.
상기와 같이 원상태로 복구된 후 표시 장치(200)는 제 2 턴 모듈 챔버(T2)로부터 제 4 이송챔버(P4)를 통하여 제 5 반송챔버(151)로 이송될 수 있다. 이때, 제 4 이송챔버(P4)에서 제 5 반송챔버(151)로 이송될 때, 제 2 턴 모듈 챔버(T2)와 제 4 이송챔버(P4) 사이의 내부 압력을 동일하게 유지한 상태에서 이송한 후 제 4 이송챔버(P4)와 제 5 반송챔버(151)의 내부 압력을 동일하게 유지하여 최종적으로 제 5 반송챔버(151)로 이송시킬 수 있다.
상기와 같이 제조된 표시 장치(200)는 제 5 반송챔버(151)로부터 언로딩챔버(152)로 장입되어 보관될 수 있다. 이때, 제 5 반송챔버(151)와 언로딩챔버(152)는 서로 내부 압력이 동일하게 제어된 상태에서 표시 장치(200)가 이송될 수 있다.
한편, 상기와 같이 언로딩챔버(152)로 완성된 표시 장치(200)를 장입하는 방법은 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 언로딩챔버(152)에 순서를 기 설정하여 제어될 수 있으며, 무작위로 선정된 하나의 언로딩챔버(152)에 표시 장치(200)가 전부 장입되면, 다른 언로딩챔버(152)에서 표시 장치(200)를 저장하도록 제어되는 것도 가능하다. 또한, 언로딩챔버(152)에는 하나의 표시 장치(200)가 저장되며, 표시 장치(200)가 없는 것으로 판단되는 언로딩챔버(152)에 무작위로 표시 장치(200)를 제 5 반송챔버(151)로부터 이송하는 것도 가능하다.
따라서 상기와 같은 박막봉지 제조장치(100)는 박막봉지 공정에 있어서 인라인형태의 작업을 수행할 수 있으므로 박막봉지 공정에 소요되는 시간을 최적화할 수 있다.
또한, 박막봉지 제조장치(100)는 다층 박막봉지의 형성 시 각층의 두께를 제어할 수 있으며, 상향 성막과 하향 성막을 동시에 할 수 있으므로 다층의 박막봉지를 간편하게 형성할 수 있다.
특히 박막봉지 제조장치(100)는 로딩클러스터(110)와 언로딩클러스터(150)를 구비함으로써 하나의 라인으로 박막봉지를 형성하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 박막봉지 제조장치(100)는 각 공정 전에 제 1 기판(210)의 온도를 하강시킴으로써 각 공정에 따른 제 1 기판(210)의 온도 상승으로 인하여 발생하는 인자를 제거하여 신속하게 박막봉지를 형성할 수 있다.
뿐만 아니라 박막봉지 제조장치(100)는 제 1 유기층(232)을 성막하기 전에 제 1 기판(210)의 온도를 하강시킴으로써 성막 후 형성되는 제 1 유기층(232)의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치(300)를 보여주는 개념도이다. 도 7은 도 6에 도시된 박막봉지 제조장치(300)를 통하여 제조된 표시 장치(400)를 보여주는 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 박막봉지 제조장치(300)는 로딩클러스터(미도시), 제 1 이송챔버(P1), 제 1 클러스터(320), 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(330), 제 2 연결 모듈(M2), 제 3 클러스터(340)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(330), 제 2 연결 모듈(M2), 제 3 클러스터(340)는 반복하여 순차적으로 설치될 수 있다. 이때, 제 1 연결모듈(M1), 제 2 클러스터(330), 제 2 연결모듈(M2) 및 제 3 클러스터(340)는 하나의 유무기막 형성 모듈(S)을 형성할 수 있다. 상기와 같은 유무기막 형성 모듈(S)은 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 유무기막 형성 모듈(S)은 제 1 클러스터(320)에 연결되는 제 1 유무기막 형성 모듈(S1) 및 제 1 유무기막 형성 모듈(S1)과 연결되는 제 2 유무기막 형성 모듈(S2)을 구비할 수 있다.
상기와 같은 제 1 유무기막 형성 모듈(S1) 및 제 2 유무기막 형성 모듈(S2)은 순차적으로 제 1 유기막(432) 및 제 2 무기막(433)을 교번하여 형성함으로써 후술할 제 1 유기막(432), 제 2 무기막(433), 제 2 유기막(434) 및 제 3 무기막(435)을 형성할 수 있다.
상기 로딩클러스터, 제 1 유무기막 형성 모듈(S1)의 제 1 이송챔버(P1), 제 1 클러스터(320), 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(330), 제 2 연결 모듈(M2), 제 3 클러스터(340)는 순차적으로 연결될 수 있으며, 제 3 클러스터(340)에는 다시 제 2 유무기막 형성 모듈(S2)의 제 1 연결 모듈, 제 2 클러스터, 제 2 연결 모듈, 제 3 클러스터와 순차적으로 연결될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 혼동을 회피하기 위하여 제 3 클러스터(340)에 순차적으로 연결되는 제 2 유무기막 형성 모듈(S2)의 제 1 연결 모듈, 제 2 클러스터, 제 2 연결 모듈, 제 3 클러스터는 각각 제 3 연결 모듈(M3), 제 4 클러스터(360), 제 4 연결 모듈(M4), 제 5 클러스터(370)로 명칭을 변경하여 상세히 설명하기로 한다.
박막봉지 제조장치(300)는 상기 로딩클러스터, 제 1 이송챔버(P1), 제 1 클러스터(320), 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(330), 제 2 연결 모듈(M2), 제 3 클러스터(340), 제 3 연결 모듈(M3), 제 4 클러스터(360), 제 4 연결 모듈(M4), 제 5 클러스터(370), 제 10 이송챔버(P10), 제 5 턴 모듈 챔버(T5), 제 11 이송챔버(P11) 및 언로딩클러스터(미도시)를 포함할 수 있다.
이송챔버(P1)는 제 1 기판냉각유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 제 1 기판냉각유닛은 제 1 클러스터(320)로 이송되는 제 1 기판(410)을 비접촉 방식으로 냉각시킬 수 있다. 이때, 상기 제 1 기판냉각유닛은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제 1 기판냉각유닛이 제 1 이송챔버(P1)에 구비되지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 제 1 연결 모듈(M1) 및 제 2 연결 모듈(M2)은 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 연결 모듈(M1) 및 제 2 연결 모듈(M2)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 연결 모듈(M1)은 제 2 이송챔버(P2), 제 1 턴 모듈 챔버(T1), 제 3 이송챔버(P3)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 연결 모듈(M1)은 제 1 기판(410)을 비접촉 방식으로 냉각시키는 제 2 기판냉각유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2 기판냉각유닛은 제 2 이송챔버(P2), 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 및 제 3 이송챔버(P3) 중 적어도 하나에 설치될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 2 이송챔버(P2) 및 제 3 이송챔버(P3)에 상기 제 2 기판냉각유닛이 각각 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 상기 제 2 기판냉각유닛은 제 2 냉각플레이트(미도시)와, 제 2 냉각기(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제 2 냉각플레이트와 상기 제 2 냉각기는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 2 연결 모듈(M2)은 제 4 이송챔버(P4), 제 2 턴 모듈 챔버(T2) 및 제 5 이송챔버(P5)를 포함할 수 있다. 또한, 제 2 연결 모듈(M2)은 제 4 이송챔버(P4), 제 2 턴 모듈 챔버(T2) 및 제 5 이송챔버(P5) 중 적어도 하나에 설치되는 제 3 기판냉각유닛(미도시)을 포함할 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제 3 기판냉각유닛은 제 4 이송챔버(P4) 및 제 5 이송챔버(P5)에 각각 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 제 3 연결 모듈(M3)은 제 6 이송챔버(P6), 제 3 턴 모듈 챔버(T3) 및 제 7 이송챔버(P7)를 포함할 수 있다. 또한, 제 3 연결 모듈(M3)은 제 6 이송챔버(P6), 제 3 턴 모듈 챔버(T3) 및 제 7 이송챔버(P7) 중 적어도 하나에 설치되는 제 4 기판냉각유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 4 기판냉각유닛은 상기 제 2 기판냉각유닛과 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 4 연결 모듈(M4)은 제 8 이송챔버(P8), 제 4 턴 모듈 챔버(T4) 및 제 9 이송챔버(P9)를 포함할 수 있다. 또한, 제 4 연결 모듈(M4)은 제 8 이송챔버(P8), 제 4 턴 모듈 챔버(T4) 및 제 9 이송챔버(P9) 중 적어도 하나에 설치되는 제 5 기판냉각유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 제 5 기판냉각유닛은 상기 제 3 기판냉각유닛과 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 박막봉지 제조장치(300)는 상기 제 2 기판냉각유닛 내지 상기 제 5 기판냉각유닛은 선택적으로 포함할 수 있다. 특히 박막봉지 제조장치(300)는 상기 제 3 기판냉각유닛 및 상기 제 5 기판냉각유닛은 설치되지 않을 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 박막봉지 제조장치(300)가 상기 제 2 기판냉각유닛 내지 상기 제 5 기판냉각유닛을 모두 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같은 제 1 이송챔버(P1) 내지 제 11 이송챔버(P11)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 이송챔버(P1) 내지 제 4 이송챔버(P4)와 동일 또는 유사하게 형성되며, 동일 또는 유사한 방법으로 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 이송시킬 수 있으므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 내지 제 5 턴 모듈 챔버(T5)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 및 제 2 턴 모듈 챔버(T2)와 동일 또는 유사하게 형성되며, 동일 또는 유사한 방법으로 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 정렬하거나 반전시켜 이송시킬 수 있으므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 로딩클러스터와 상기 언로딩클러스터의 경우 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 것과 동일하게 형성되므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 로딩클러스터와 상기 언로딩클러스터는 박막봉지 제조장치(300)에 구비되거나 구비되지 않을 수 있으므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 로딩클러스터와 상기 언로딩클러스터가 없는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 클러스터(320)는 제 2 반송챔버(321), 제 1 스퍼터링 챔버(322) 및 제 1 마스크 저장 챔버(323)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 클러스터(320)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제 2 클러스터(330)는 제 3 반송챔버(331), 제 1 모노머 증착 챔버(332) 및 제 2 마스크 저장 챔버(333)를 구비할 수 있다. 이때, 제 2 클러스터(330)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 3 클러스터(340)는 제 4 반송챔버(341), 제 1 화학기상 챔버(342) 및 제 3 마스크 저장 챔버(343)를 구비할 수 있다. 이때, 제 3 클러스터(340)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 화학기상 챔버(342)에서는 플라즈마 화학기상증착 공정에 의하여 제 2 무기층(433)이 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 제 4 클러스터(360)는 제 6 반송챔버(361), 제 2 모노머 증착 챔버(362), 및 제 4 마스크 저장 챔버(363)를 구비할 수 있다. 이때, 제 4 클러스터(360)는 제 2 무기층(433) 상에 제 2 유기층(434)을 형성할 수 있다. 특히 제 4 클러스터(360)는 제 2 클러스터(330)와 동일 또는 유사하게 형성되며, 제 2 유기층(434)은 제 1 유기층(432)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 5 클러스터(370)는 제 7 반송챔버(371), 제 2 화학기상 챔버(372) 및 제 5 마스크 저장 챔버(373)를 구비할 수 있다. 이때, 제 5 클러스터(370)는 제 2 유기층(434) 상에 제 3 무기층(435)을 형성할 수 있다. 특히 제 5 클러스터(370)는 제 3 클러스터(340)와 동일 또는 유사하게 형성되며, 제 3 무기층(435)은 제 2 무기층(433)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 이하에서는 박막봉지 제조장치(300)를 통하여 박막봉지 공정을 수행하는 방법 및 표시 장치(400)의 구조에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
우선 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 제조할 수 있다. 구체적으로 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)은 제 1 기판(410) 및 발광부(420)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 기판(410) 및 발광부(420)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 기판(210) 및 발광부(220)과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 준비한 후 제 1 기판(410)을 박막봉지 제조장치(300)에 진입하여 봉지부(430)를 형성할 수 있다. 이때, 봉지부(430)는 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 봉지부(430)는 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다.
특히 봉지부(430)는 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 무기층(431), 제 1 유기층(432), 제 2 무기층(433), 제 2 유기층(434) 및 제 3 무기층(435)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다.
구체적으로 제 1 유기층(432) 및 제 2 유기층(434)은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제 1 유기층(432) 및 제 2 유기층(434)은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 무기층(431) 내지 제 3 무기층(435)은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 제 1 무기층(431) 내지 제 3 무기층(435)은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제 3 무기층(435)은 발광부(420)에 대한 투습을 방지하도록 형성될 수 있다.
한편, 발광부(420)와 제 1 무기층(431) 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제 1 무기층(431)을 스퍼터링 공정으로 형성할 때 발광부(420)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 유기층(432)은 제 2 무기층(433)보다 면적이 좁은 것을 특징으로 하며, 제 2 유기층(434)도 제 3 무기층(435)보다 면적이 좁을 수 있다. 또한, 제 1 유기층(432)은 제 2 무기층(433)에 의해 완전히 뒤덮이는 것을 특징으로 하며, 제 2 유기층(434)도 제 3 무기층(435)에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다.
상기와 같은 봉지부(430)를 형성하는 방법을 살펴보면, 박막봉지 제조장치(300)의 전체의 진공도를 5E-4 Pa 이하로 유지한 후 각 제 1 마스크 저장 챔버(323) 내지 제 5 마스크 저장 챔버(373)내의 마스크를 각각 제 1 스퍼터링 챔버(322), 제 1 모노머 증착 챔버(332), 제 1 화학기상 챔버(342), 제 2 모노머 증착 챔버(362) 및 제 2 화학기상 챔버(372) 내부로 로봇 암을 이용하여 이동시킨 후 각 챔버 내부에 장착시킨다.
상기의 과정이 완료되면, 제 1 이송챔버(P1)에 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 장착한 후 제 2 반송챔버(321)와 진공도를 동일하게 유지한 후 게이트(Gate) 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 2 반송챔버(321)로 이동시킨다. 이때 제 1 기판(410)은 로봇을 사용하여 이동시킬 수 있다. 이때, 발광부(420) 상에는 상기에서 설명한 것과 같이 스퍼터링 공정 시 발광부(420)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층(미도시)을 형성되거나 형성되지 않을 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위하여 발광부(420) 상에 상기 할로겐화 금속층이 형성되지 않고 제 1 무기층(413)을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
또한, 제 1 이송챔버(P1)에 상기 제 1 기판냉각유닛이 설치되는 경우 제 1 이송챔버(P1) 내부로 진입한 제 1 기판(410)은 상기 제 1 기판냉각유닛에 의하여 비접촉 방식으로 냉각될 수 있다. 다만, 이하에서는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 제 1 기판냉각유닛이 설치되지 않으므로 제 1 기판(410)의 냉각없이 제 1 이송챔버(P1)를 통하여 제 1 클러스터(320)로 제 1 기판(410)이 공급되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 제 2 반송챔버(321)와 제 1 무기층(431)을 형성하는 스퍼터링(Sputtering) 공정을 수행하는 제 1 스퍼터링 챔버(322) 중 하나의 진공도가 동일해지면 게이트(Gate) 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 1 스퍼터링 챔버(322)로 이동한다. 제 1 기판(410)은 기 장착된 마스크와 기판 홀더 사이로 장입 후 비젼이 연결된 얼라인 기구에 의해 제 1 기판(410) 마크와 마스크의 개방 마크를 활용하여 정밀 얼라인을 한 후, 제 1 기판(410)과 마스크를 합착한다.
한편, 제 1 스퍼터링 챔버(322) 내부는 스퍼터링 공정을 위한 공정 가스 주입하여 진공도를 1E-1 ~ 1E-2 Pa로 유지한 후 캐소드에 전극을 인가하여 플라즈마 방전을 형성한다. 이때, 제 1 스퍼터링 챔버(322) 내부에서 제 1 기판(410)을 이송하거나 캐소드를 이송하면서 성막 공정을 실시한다.
상기의 과정이 진행되는 동안 제 1 무기층(431)의 목표 두께에 도달하면 제 1 기판(410) 또는 캐소드를 대기영역으로 이동한 후 방전을 중지시키고 공정 가스의 투입을 중지한 후 진공 배기계의 컨덕턴스를 제어하여 진공도를 제 2 반송챔버(321)와 동일하게 유지시킨다. 이때 제 1 기판(410)과 마스크는 탈착을 하여 제 1 기판(410)을 토출할 수 있는 위치로 이동시킨다.
상기의 과정이 완료되면, 제 1 기판(410)을 제 1 스퍼터링 챔버(322)에서 제 2 반송챔버(321)로 이동시킨다. 또한, 제 1 기판(410)은 제 2 반송챔버(321)로부터 제 1 연결 모듈(M1)로 이송될 수 있다.
구체적으로 제 2 반송챔버(321)와 제 2 이송챔버(P2)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 2 반송챔버(321)에서 제 2 이송챔버(P2)로 이동시킨다.
이때, 상기 제 2 기판냉각유닛이 작동하여 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 냉각시킬 수 있다. 구체적으로 상기 제 2 냉각기에서 상기 제 2 냉각플레이트로 제 2 냉매를 순환시켜 상기 제 2 냉각플레이트를 냉각시키고, 냉각된 상기 제 2 냉각플레이트와 제 1 무기층(431), 발광부(420) 및 제 1 기판(410) 사이의 열교환을 통하여 제 1 기판(410)의 온도를 하강시킬 수 있다. 상기 제 2 냉각기의 작동은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 제 1 기판(410)의 장입 시 작동하거나 제 1 기판(410)의 장입이나 인출에 상관없이 계속해서 작동하는 상태일 수 있다.
상기와 같이 제 1 기판(410)의 냉각이 완료되면, 제 2 이송챔버(P2)와 제 1 턴 모듈 챔버(T1)의 진공도가 동일하도록 유지한 후 제 1 기판(410)을 제 1 턴 모듈 챔버(T1)로 이동하며, 제 1 턴 모듈 챔버(T1)에서는 제 1 기판(410)을 180도 회전시켜서, 제 1 기판(410)의 투입 위치가 변화되는 것을 방지한다.
한편, 상기와 같이 제 1 턴 모듈 챔버(T1)의 작동이 완료되면, 제 1 턴 모듈 챔버(T1)와 제 3 이송챔버(P3)의 진공도가 동일해지도록 제어하여 제 1 기판(410)을 제 3 이송챔버(P3)로 이동한다. 제 3 이송챔버(P3)의 상기 제 2 기판냉각유닛은 다시 한번 제 1 기판(410)을 냉각시킬 수 있다. 이때, 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 3 이송챔버(P3)와 제 3 반송챔버(331)의 진공도를 동일하게 유지한 후 게이트 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 3 반송챔버(331)로 이동시킨다. 이때 제 1 기판(410) 이동은 로봇을 활용한다.
상기의 과정이 완료되면, 제 3 반송챔버(331)와 제 1 유기층(432)을 형성하는 유기물 증착 공정인 복수개의 제 1 모노머 증착 챔버(332) 중 하나의 진공도가 동일해지면 게이트 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 1 모노머 증착 챔버(332)로 이동한다. 이때, 제 1 기판(410)은 기 장착된 마스크와 기판 홀더 사이로 장입 후 비젼이 연결된 얼라인 기구에 의해 제 1 기판(410) 마크와 마스크의 개방 마크를 활용하여 정밀 얼라인을 한 후, 제 1 기판(410)과 마스크를 합착한다.
상기와 같이 유기물 증착 공정이 수행되는 제 1 모노머 증착 챔버(332) 내부는 유기물 증착 공정을 위한 공정 가스 주입하여 진공도를 1E-1 ~ 1E-2 Pa로 유지한 후, 증기화된 유기물을 담고 있는 기화기의 노즐부를 개방한다.이때, 제 1 모노머 증착 챔버(332) 내부에서는 제 1 기판(410)을 이송하거나 소스부를 이송하면서 성막과 경화 공정을 실시한다.
특히 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 모노머 증착 챔버(332)의 내부로 제 1 기판(410)이 장입되면, UV나 열을 가할 때 고분자화될 수 있는 모노머(단량체, Monomer) 및 광개시제를 유기물 기화기(Flash evaporation)을 통해 증착할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 상기 단량체가 증착된 면에 UV 또는 열을 가하여 경화시킴으로써 상기 단량체를 고분자화시켜 폴리머(Polymer) 형태의 제 1 유기층(432)를 형성할 수 있다.
한편, 상기의 공정이 진행되는 동안, 목표 두께에 도달하면 제 1 기판(410) 또는 소스부를 대기영역으로 이동한 후 노즐부를 닫고 공정 가스의 투입을 중지한 후 진공 배기계의 컨덕턴스를 제어하여 제 1 모노머 증착 챔버(332) 내부의 진공도를 제 3 반송챔버(331)와 동일하게 유지시킨다. 이때 제 1 기판(410)과 마스크는 탈착을 하여 제 1 기판(410)을 토출할 수 있는 위치로 이동시킨다.
상기와 같이 진공도가 동일해지면, 제 1 기판(410)은 제 1 모노머 증착 챔버(332)에서 제 3 반송챔버(331)로 이동한다.또한, 제 1 기판(410)은 제 3 반송챔버(331)로부터 제 2 연결 모듈(M2)로 이동할 수 있다.
구체적으로 제 3 반송챔버(331)와 제 4 이송챔버(P4)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 3 반송챔버(331)에서 제 4 이송챔버(P4)로 이동시킨다. 제 1 기판(410)이 제 4 이송챔버(P4)에 진입하면, 상기 제 3 기판냉각유닛은 제 1 기판(410)을 냉각시킬 수 있다. 이때, 상기 제 3 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법은 상기에서 설명한 상기 제 2 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 4 이송챔버(P4)와 제 2 턴 모듈 챔버(T2)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 2 턴 모듈 챔버(T2)로 이동하며, 제 2 턴 모듈 챔버(T2)에서는 제 1 기판(410)을 180도 회전시켜서, 제 1 기판(410)의 투입 위치가 변화되는 것을 방지한다.
상기의 과정이 완료되면, 제 2 턴 모듈 챔버(T2)와 제 5 이송챔버(P5)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 5 이송챔버(P5)로 이동한다. 이때, 제 5 이송챔버(P5)의 상기 제 3 기판냉각유닛은 제 1 기판(410)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제 3 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법은 상기에서 설명한 상기 제 2 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 5 이송챔버(P5)와 제 3 클러스터(340)의 진공도를 동일하게 유지한 후 게이트 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 3 클러스터(340)로 이동시킨다. 특히 제 1 기판(410)은 제 4 이송챔버(P4)로부터 제 4 반송챔버(341)로 이동될 수 있다. 이때 제 1 기판(410) 이동은 로봇을 활용한다.
상기와 같이 제 4 반송챔버(341)와 제 2 무기층(433)을 형성하는 플라즈마 화학기상증착(PECVD) 공정을 수행하는 복수개의 제 1 화학기상 챔버(342) 중 하나에서 시공간 분할 방식을 이용하여 진공배기계의 컨덕턴스를 제어를 통해 진공도가 동일해지면 게이트 밸브를 개방하여 기판을 제 1 화학기상 챔버(342)로 이동한다. 제 1 기판(410)은 기 장착된 마스크와 기판 홀더 사이로 장입 후 비젼이 연결된 얼라인 기구에 의해 제 1 기판(410) 마크와 마스크의 개방 마크를 활용하여 정밀 얼라인을 한 후, 제 1 기판(410)과 마스크를 합착한다.
이후 고진공 펌프에 연결된 컨덕턴스 제어용 밸브를 완전히 닫은 후 플라즈마 발생부에서 방전가스인 Ar을 주입하여 1~200 Pa 를 유지한 후 전원 파워를 3~5W/cm2으로 상승시켜 플라즈마를 발생시킨다.
이때, 반응물질, 반응가스, 및 이송 가스 공급을 플라즈마 발생원을 통해 공급하여1 ~200 Pa의 압력을 맞춘다.반응 물질은플라즈마 영역으로 주입되어 라디칼(radical)을 형성한다. (SiN 생성 가스: SiH4/NH3/N2/H2/Ar 이용). 상기와 같은 환경에서 성막 공정을 실시한다. 이때, 성막 속도는200nm/min이내로 유지하며 SiH4(50-500sccm사이)/NH3(300-2000sccm)/N2(300-2000sccm)의 가스를연속 공급한다.
한편, 상기와 같은 공정을 수행하여 제 2 무기층(433)의 목표 두께에 도달하면 반응에 기여한 가스의 공급을 중단한 후 플라즈마 파워를 1 W/cm2으로 다단에 거쳐 하강한다. 그 후 제 1 기판(410)과 마스크는 탈착을 하여 기판을 토출할 수 있는 위치로 이동시킨다. 이와 동시에 시분할 공간제어를 통해 고진공 펌프에 설치된 컨덕턴스 제어용 밸브를 개방한 후 제 1 화학기상 챔버(342)의 진공도를 제 4 반송챔버(341)와 동일하게 유지시킨다. 이때, 제 1 기판(410)은 제 1 화학기상 챔버(342)에서 제 4 반송챔버(341)로 이동한다.
한편, 상기의 과정이 완료되면, 제 1 기판(410)은 제 4 반송챔버(341)에서 제 3 연결 모듈(M3)로 이동할 수 있다. 구체적으로 제 4 반송챔버(341)와 제 6 이송챔버(P6)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 4 반송챔버(341)에서 제 6 이송챔버(P6)로 이동시킨다. 제 6 이송챔버(P6) 내부의 상기 제 4 기판냉각유닛에 의하여 제 1 기판(410)의 온도는 하강할 수 있다. 이때, 상기 제 4 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법은 상기에서 설명한 상기 제 2 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 6 이송챔버(P6)와 제 3 턴 모듈 챔버(T3)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 3 턴 모듈 챔버(T3)로 이동하며, 제 3 턴 모듈 챔버(T3)에서는 제 1 기판(410)을 180도 회전시켜서, 제 1 기판(410)의 투입 위치가 변화되는 것을 방지한다.
이때, 제 3 턴 모듈 챔버(T3)와 제 7 이송챔버(P7)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 7 이송챔버(P7)로 이동한다. 특히 제 7 이송챔버(P7)로 제 1 기판(410)이 장입되면, 상기 제 4 기판냉각유닛을 통하여 제 1 기판(410)의 온도를 하강시킬 수 있다. 이때, 제 7 이송챔버(P7)의 상기 제 4 기판냉각유닛 작동 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 7 이송챔버(P7)와 제 6 반송챔버(361)의 진공도를 동일하게 유지한 후 게이트 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 6 반송챔버(361)로 이동시킨다. 이때 제 1 기판(410) 이동은 로봇을 활용한다.
한편, 제 6 반송챔버(361)와 제 2 유기층(434)을 형성하는 유기물 증착 공정인 복수개의 제 2 모노머 증착 챔버(362) 중 하나의 진공도가 동일해지면 게이트 밸브를 개방하여 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 제 2 모노머 증착 챔버(362)로 이동시킨다. 이때, 제 2 유기층(434)을 형성하는 방법은 제 1 유기층(432)을 형성하는 방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 2 유기층(434)의 목표 두께에 도달하면 제 1 기판(410) 또는 소스부를 대기영역으로 이동한 후 노즐부를 닫고 공정 가스의 투입을 중지한 후 진공 배기계의 컨덕턴스를 제어하여 제 2 모노머 증착 챔버(362)의 진공도를 제 6 반송챔버(361)와 동일하게 유지시킨다. 이때 제 1 기판(410)과 마스크는 탈착을 하여 제 1 기판(410)을 토출할 수 있는 위치로 이동시킨다.
한편, 상기와 같은 제 1 기판(410)은 제 2 모노머 증착 챔버(362)에서 제 6 반송챔버(361)로 이동한 후 제 6 반송챔버(361)와 제 4 연결 모듈(M4)로 이동할 수 있다.
구체적으로 제 6 반송챔버(361)와 제 8 이송챔버(P8)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 6 반송챔버(361)에서 제 8 이송챔버(P8)로 이동시킨다.이때, 제 8 이송챔버(P8)의 상기 제 5 기판냉각유닛은 제 1 기판(410)을 냉각시킬 수 있다. 상기 제 5 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법은 상기에서 설명한 상기 제 2 기판냉각유닛이 제 1 기판(410)을 냉각시키는 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 1 기판(410)은 제 8 이송챔버(P8)와 제 4 턴 모듈 챔버(T4)의 진공도가 동일해지면 제 4 턴 모듈 챔버(T4)로 이동하며, 제 4 턴 모듈 챔버(T4)에서는 제 1 기판(410)을 180도 회전시켜서, 제 1 기판(410)의 투입 위치가 변화되는 것을 방지한다.
또한, 상기의 과정이 완료되면, 제 4 턴 모듈 챔버(T4)와 제 9 이송챔버(P9)의 진공도가 동일해지면 제 1 기판(410)을 제 9 이송챔버(P9)로 이동시킨다. 이때, 제 9 이송챔버(P9)의 상기 제 5 기판냉각유닛은 제 1 기판(410)을 냉각시킬 수 있으며, 제 1 기판(410)의 냉각 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 1 기판(410)의 냉각이 완료되면, 제 9 이송챔버(P9)와 제 7 반송챔버(371)의 진공도를 동일하게 유지한 후 게이트 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 7 반송챔버(371)로 이동시킨다. 이때 제 1 기판(410) 이동은 로봇을 활용한다.
한편, 상기의 과정이 완료되면, 제 7 반송챔버(371)와 제 3 무기층(435)을 형성하는 플라즈마 화학기상증착(PECVD) 공정을 수행하는 복수개의 제 2 화학기상 챔버(372) 중 하나에서 시공간 분할 방식을 이용하여 진공배기계의 컨덕턴스를 제어를 통해 진공도가 동일해지면 게이트 밸브를 개방하여 제 1 기판(410)을 제 2 화학기상 챔버(372)로 이동시킨다. 이때, 제 1 기판(410)과 마스크를 정렬한 후 제 3 무기층(435)을 형성하는 방법은 상기에서 설명한 제 2 무기층(233)을 형성하는 방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 3 무기층(435)이 목표 두께에 도달하여 공정이 완료되면, 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)과 마스크는 탈착을 하여 발광부(420)가 형성된 제 1 기판(410)을 토출할 수 있는 위치로 이동시킨다. 이와 동시에 시분할 공간제어를 통해 고진공 펌프에 설치된 컨덕턴스 제어용 밸브를 개방한 후 제 2 화학기상 챔버(372)의 진공도를 제 7 반송챔버(371)와 동일하게 유지시킨다.
상기의 과정이 완료되면, 표시 장치(400)를 제 2 화학기상 챔버(372)로부터 제 7 반송챔버(371)로 이동시키다. 또한, 제 7 반송챔버(371)와 제 10 이송챔버(P10)의 진공도가 동일해지면 표시 장치(400)를 제 7 반송챔버(371)로부터 제 10 이송챔버(P10)로 이동시킨다.
한편, 상기의 과정이 완료되면, 제 10 이송챔버(P10)에서 제 5 턴 모듈 챔버(T5)로 표시 장치(400)를 이송시키고, 제 5 턴 모듈 챔버(T5)에서는 표시 장치(400)를 180도 회전시켜 정렬한 후 제 11 이송챔버(P11)로 이동시킬 수 있다.
이때, 사용자는 제 11 이송챔버(P11)로부터 토출되는 표시 장치(400)를 외부로 옮김으로써 작업을 완료할 수 있다. 특히 제 11 이송챔버(P11) 내부의 표시 장치(400)는 로봇을 통하여 취출될 수 있다.
따라서 박막봉지 제조장치(300)는 유기층 및 무기층을 적층 다층 박막형성시 각층의 두께를 제어할 수 있으며, 플라즈마 화학기상증착의 시공간 분할 진공 제어 방식을 통해 다양한 박막 공정 설비의 진공도를 동일하게 유지함으로서 인라인(In-line) 방식의 클러스터를 형성할 수 있다. 또한, 박막봉지 제조장치(300)는 인라인 방식의 클러스터를 형성함으로써 스퍼터링, 유기물 증착, 및 PECVD 공정을 인라인(in-line)으로 할 수 있다.
또한, 박막봉지 제조장치(300)는 각 공정 전에 제 1 기판(410)의 온도를 하강시킴으로써 각 공정에 따른 제 1 기판(410)의 온도 상승으로 인하여 발생하는 인자를 제거하여 신속하게 박막봉지를 형성할 수 있다.
뿐만 아니라 박막봉지 제조장치(300)는 제 1 유기층(432), 제 2 무기층(433), 제 2 유기층(434), 제 3 무기층(435)을 성막하기 전에 제 1 기판(410)의 온도를 하강시킴으로써 성막 후 형성되는 제 제 1 유기층(432), 제 2 무기층(433), 제 2 유기층(434), 제 3 무기층(435)의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막봉지 제조장치(500)를 보여주는 개념도이다. 도 9는 도 8에 도시된 박막봉지 제조장치(500)를 통하여 제조된 표시 장치(600)를 보여주는 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 박막봉지 제조장치(500)는 로딩클러스터(미도시), 제 1 이송챔버(P1), 제 1 클러스터(520), 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(530), 제 2 연결 모듈(M2), 제 3 클러스터(540)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(530), 제 2 연결 모듈(M2), 제 3 클러스터(540)는 반복하여 순차적으로 설치될 수 있다. 이때, 제 1 연결모듈(M1), 제 2 클러스터(530), 제 2 연결모듈(M2) 및 제 3 클러스터(540)는 하나의 유무기막 형성 모듈(S)을 형성할 수 있다. 상기와 같은 유무기막 형성 모듈(S)은 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 유무기막 형성 모듈(S)은 제 1 클러스터(520)에 연결되는 제 1 유무기막 형성 모듈(S1) 및 제 1 유무기막 형성 모듈(S1)과 연결되는 제 2 유무기막 형성 모듈(S2)을 구비할 수 있다. 또한, 복수개의 유무기막 형성 모듈(S)은 제 2 유무기막 형성 모듈(S2)에 연결되는 제 3 유무기막 형성 모듈(S3)을 구비할 수 있다.
상기와 같은 제 1 유무기막 형성 모듈(S1), 제 2 유무기막 형성모듈(S2) 및 제 3 유무기막 형성 모듈(S3)은 순차적으로 제 1 유기막(632) 및 제 2 무기막(633)을 교번하여 형성함으로써 후술할 제 1 유기막(632), 제 2 무기막(633), 제 2 유기막(634), 제 3 무기막(635), 제 3 유기막(636) 및 제 4 무기막(637)을 형성할 수 있다.
상기와 같이 형성되는 박막봉지 제조장치(100)는 상기 로딩클러스터, 제 1 유기막 형성 모듈(S)의 제 1 이송챔버(P1), 제 1 클러스터(520), 제 1 연결 모듈(M1), 제 2 클러스터(530), 제 2 연결 모듈(M2), 제 3 클러스터(540)는 순차적으로 연결될 수 있으며, 제 3 클러스터(540)에는 다시 제 2 유기막 형성 모듈(S2)의 제 1 연결 모듈, 제 2 클러스터, 제 2 연결 모듈, 제 3 클러스터와 순차적으로 연결될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 혼동을 회피하기 위하여 제 3 클러스터(540)에 순차적으로 연결되는 제 2 유기막 형성 모듈(S2)의 제 1 연결 모듈, 제 2 클러스터, 제 2 연결 모듈, 제 3 클러스터는 각각 제 3 연결 모듈(M3), 제 4 클러스터(560), 제 4 연결 모듈(M4), 제 5 클러스터(570)로 명칭을 변경하여 상세히 설명하기로 한다.
또한, 이하에서는 설명의 혼동을 회피하기 위하여 제 5 클러스터(570)에 순차적으로 연결되는 제 3 유기막 형성 모듈(S3)의 제 1 연결 모듈, 제 2 클러스터, 제 2 연결 모듈, 제 3 클러스터는 각각 제 5 연결 모듈(M5), 제 6 클러스터(580), 제 6 연결 모듈(M6), 제 7 클러스터(590)로 명칭을 변경하여 상세히 설명하기로 한다.
구체적으로 박막봉지 제조장치(500)는 상기 로딩클러스터, 제 1 이송챔버(P1), 제 1 클러스터(520), 제 1 연결 모듈(M1,제 2 이송챔버(P2), 제 1 턴 모듈 챔버(T1), 제 3 이송챔버(P3)), 제 2 클러스터(530), 제 2 연결 모듈(M2,제 4 이송챔버(P4), 제 2 턴 모듈 챔버(T2), 제 5 이송챔버(P5)), 제 3 클러스터(540), 제 3 연결 모듈(M3,제 6 이송챔버(P6), 제 3 턴 모듈 챔버(T3), 제 7 이송챔버(P7)), 제 4 클러스터(560), 제 4 연결 모듈(M4,제 8 이송챔버(P8), 제 4 턴 모듈 챔버(T4), 제 9 이송챔버(P9)), 제 5 클러스터(570), 제 5 연결 모듈(M5,제 10 이송챔버(P10), 제 5 턴 모듈 챔버(T5), 제 11 이송챔버(P11)), 제 6 클러스터(580), 제 6 연결 모듈(M6,제 12 이송챔버(P12), 제 6 턴 모듈 챔버(T6), 제 13 이송챔버(P13)), 제 7 클러스터(590), 제 14 이송챔버(P14), 제 7 턴 모듈 챔버(T7), 제 15 이송챔버(P15) 및 언로딩클러스터(미도시)를 포함할 수 있다.
이때, 이송챔버(P1)는 제 1 기판냉각유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 제 1 기판냉각유닛은 제 1 클러스터(520)로 이송되는 제 1 기판(610)을 비접촉 방식으로 냉각시킬 수 있다. 이때, 상기 제 1 기판냉각유닛은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제 1 기판냉각유닛이 제 1 이송챔버(P1)에 구비되지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 제 1 연결 모듈(M1)은 및 제 2 연결 모듈(M2)은 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 연결 모듈(M1) 및 제 2 연결 모듈(M2)과 유사하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제 1 연결 모듈(M1)은 제 2 이송챔버(P2), 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 및 제 3 이송챔버(P3)을 구비할 수 있다. 또한, 제 2 연결 모듈(M2)은 제 4 이송챔버(P4), 제 2 턴 모듈 챔버(T2) 및 제 5 이송챔버(P5)을 구비할 수 있다.
제 1 연결 모듈(M1)은 제 1 기판(610)을 비접촉 방식으로 냉각시키는 제 2 기판냉각유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 또한, 제 2 연결모듈(M2)은 제 3 기판냉각유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 다만, 이하에서는 제 2 연결 모듈(M2)은 상기 제 3 기판냉각유닛을 구비하지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기 제 2 기판냉각유닛은 제 2 이송챔버(P2), 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 및 제 3 이송챔버(P3) 중 적어도 하나에 설치될 수 있으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 2 이송챔버(P2) 및 제 3 이송챔버(P3)에 상기 제 2 기판냉각유닛이 각각 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 상기 제 2 기판냉각유닛은 제 2 냉각플레이트(미도시)와 제 2 냉각기(미도시)를 구비하며, 상기 제 2 냉각플레이트와 상기 제 2 냉각기는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 3 연결 모듈(M3) 및 제 5 연결 모듈(M5)은 제 1 연결 모듈(M1)과 동일 또는 유사하게 형성되며, 제 4 연결 모듈(M4) 및 제 6 연결 모듈(M6)은 제 2 연결 모듈(M2)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.
구체적으로 제 3 연결 모듈(M3)은 제 6 이송챔버(P6), 제 3 턴 모듈 챔버(T3) 및 제 7 이송챔버(P7)을 구비할 수 있다. 제 4 연결 모듈(M4)은 제 8 이송챔버(P8), 제 4 턴 모듈 챔버(T4) 및 제 9 이송챔버(P9)를 구비할 수 있다. 또한, 제 5 연결 모듈(M5)은 제 10 이송챔버(P10), 제 5 턴 모듈 챔버(T5) 및 제 11 이송챔버(P11)를 구비할 수 있다. 제 6 연결 모듈(M6)은 제 12 이송챔버(P12), 제 6 턴 모듈 챔버(T6) 및 제 13 이송챔버(P13)을 구비할 수 있다.
제 3 연결 모듈(M3)은 제 4 기판냉각유닛(미도시)을 구비하며, 제 5 연결 모듈(M5)은 제 6 기판냉각유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 제 4 기판냉각유닛과 상기 제 6 기판냉각유닛은 상기 제 2 기판냉각유닛과 동일 또는 유사하게 형성되므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 1 이송챔버(P1) 내지 제 15 이송챔버(P15)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 이송챔버(P1) 내지 제 4 이송챔버(P4)와 동일 또는 유사하게 형성되며, 동일 또는 유사한 방법으로 발광부(620)가 형성된 제 1 기판(610)을 이송시킬 수 있으므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 내지 제 7 턴 모듈 챔버(T7)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 턴 모듈 챔버(T1) 및 제 2 턴 모듈 챔버(T2)와 동일 또는 유사하게 형성되며, 동일 또는 유사한 방법으로 발광부(620)가 형성된 제 1 기판(610)을 정렬하거나 반전시켜 이송시킬 수 있으므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 로딩클러스터와 상기 언로딩클러스터의 경우 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 것과 동일하게 형성되므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 로딩클러스터와 상기 언로딩클러스터는 박막봉지 제조장치(500)에 구비되거나 구비되지 않을 수 있으므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 로딩클러스터와 상기 언로딩클러스터가 없는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 클러스터(520)는 제 2 반송챔버(521), 제 1 스퍼터링 챔버(522) 및 제 1 마스크 저장 챔버(523)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 클러스터(520)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제 2 클러스터(530)는 제 3 반송챔버(531), 제 1 모노머 증착 챔버(532) 및 제 2 마스크 저장 챔버(533)를 구비할 수 있다. 이때, 제 2 클러스터(530)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 3 클러스터(540)는 제 4 반송챔버(541), 제 1 화학기상 챔버(542) 및 제 3 마스크 저장 챔버(543)를 구비할 수 있다. 이때, 제 3 클러스터(540)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 화학기상 챔버(542)에서는 플라즈마 화학기상증착 공정에 의하여 제 2 무기층(633)이 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 제 4 클러스터(560)는 제 6 반송챔버(561), 제 2 모노머 증착 챔버(562) 및 제 4 마스크 저장 챔버(563)를 구비할 수 있다. 이때, 제 4 클러스터(560)는 제 2 무기층(633) 상에 제 2 유기층(634)을 형성할 수 있다. 특히 제 4 클러스터(560)는 제 2 클러스터(530)와 유사하게 형성되며, 제 2 유기층(634)은 제 1 유기층(632)과 동일하게 형성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 5 클러스터(570)는 제 7 반송챔버(571), 제 2 화학기상 챔버(572) 및 제 5 마스크 저장 챔버(573)를 구비할 수 있다. 이때, 제 5 클러스터(570)는 제 2 유기층(634) 상에 제 3 무기층(635)을 형성할 수 있다. 특히 제 5 클러스터(570)는 제 3 클러스터(540)와 유사하게 형성되며, 제 3 무기층(635)은 제 2 무기층(233)과 동일하게 형성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 6 클러스터(580)는 제 8 반송챔버(581), 제 3 모노머 증착 챔버(582) 및 제 6 마스크 저장 챔버(583)를 구비할 수 있다. 이때, 제 6 클러스터(580)는 제 3 무기층(635) 상에 제 3 유기층(636)을 형성할 수 있다. 특히 제 6 클러스터(580)는 제 2 클러스터(530)와 유사하게 형성되며, 제 3 유기층(636)은 제 1 유기층(632)과 동일하게 형성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제 7 클러스터(590)는 제 9 반송챔버(591), 제 3 화학기상 챔버(592) 및 제 7 마스크 저장 챔버(593)를 구비할 수 있다. 이때, 제 7 클러스터(590)는 제 3 유기층(636) 상에 제 4 무기층(637)을 형성할 수 있다. 특히 제 7 클러스터(590)는 제 3 클러스터(540)와 유사하게 형성되며, 제 4 무기층(637)은 제 2 무기층(633)과 동일하게 형성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 이하에서는 박막봉지 제조장치(500)를 통하여 박막봉지 공정을 수행하는 방법 및 발광부(620)가 형성된 제 1 기판(610)의 구조에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
우선 발광부(620)가 형성된 제 1 기판(610)을 제조할 수 있다. 구체적으로 발광부(620)가 형성된 제 1 기판(610)은 제 1 기판(610) 및 발광부(620)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 기판(610) 및 발광부(620)는 상기 도 1 및 도 2에서 설명한 제 1 기판(210) 및 발광부(220)와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 발광부(620)가 형성된 제 1 기판(610)을 준비한 후 제 1 기판(610)을 박막봉지 제조장치(500)에 진입하여 봉지부(630)를 형성할 수 있다. 이때, 봉지부(630)는 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 봉지부(630)는 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다.
특히 봉지부(630)는 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 무기층(631), 제 1 유기층(632), 제 2 무기층(633), 제 2 유기층(634), 제 3 무기층(635), 제 3 유기층(636) 및 제 4 무기층(637)을 순차적으로 적층하여 형성할 수 있다.
구체적으로 제 1 유기층(632) 내지 제 3 유기층(636)은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제 1 유기층(632) 내지 제 3 유기층(636)은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 무기층(631) 내지 제 4 무기층(637)은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 제 1 무기층(631) 내지 제 4 무기층(637)은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제 4 무기층(637)은 발광부(620)에 대한 투습을 방지하도록 형성될 수 있다.
한편, 발광부(620)와 제 1 무기층(631) 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제 1 무기층(631)을 스퍼터링 공정으로 형성할 때 발광부(620)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 유기층(632)은 제 2 무기층(633)보다 면적이 좁은 것을 특징으로 하며, 제 2 유기층(634)도 제 3 무기층(635)보다 면적이 좁을 수 있다. 제 3 유기층(636)도 제 4 무기층(637)보다 면적이 좁을 수 있다.
이때, 제 1 유기층(632)은 제 2 무기층(633)에 의해 완전히 뒤덮이는 것을 특징으로 하며, 제 2 유기층(634)도 제 3 무기층(635)에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다. 또한, 제 3 유기층(636)도 제 4 무기층(637)에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다.
상기와 같은 봉지부(630)를 형성하는 방법을 살펴보면, 박막봉지 제조장치(500)의 전체의 진공도를 5E-4 Pa 이하로 유지한 후 각 제 1 마스크 저장 챔버(523) 내지 제 5 마스크 저장 챔버(573)내의 마스크를 각각 제 1 스퍼터링 챔버(522), 제 1 모노머 증착 챔버(532), 제 1 화학기상 챔버(542), 제 2 모노머 증착 챔버(562) 및 제 2 화학기상 챔버(572) 내부로 로봇 암을 이용하여 이동시킨 후 각 챔버 내부에 장착시킨다.
상기의 과정이 완료되면, 발광부(620) 상에 제 1 무기층(631), 제 1 유기층(632), 제 2 무기층(633), 제 2 유기층(634) 및 제 3 무기층(635)을 순차적으로 형성할 수 있다. 이때, 제 1 무기층(631), 제 1 유기층(632), 제 2 무기층(633), 제 2 유기층(634) 및 제 3 무기층(635)을 형성하는 방법은 상기 도 6 및 도 7에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이때, 제 1 무기층(631)을 형성하기 전에 발광부(620) 상에는 상기에서 설명한 것과 같이 스퍼터링 공정 시 발광부(620)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층(미도시)을 형성되거나 형성되지 않을 수 있다. 다만 이하에서는 설명의 편의를 위하여 발광부(620) 상에 상기 할로겐화 금속층이 형성되지 않고 제 1 무기층(631)을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
또한, 제 1 이송챔버(P1)에 상기 제 1 기판냉각유닛이 설치되는 경우 제 1 이송챔버(P1) 내부로 진입한 제 1 기판(610)은 상기 제 1 기판냉각유닛에 의하여 비접촉 방식으로 냉각될 수 있다. 다만, 이하에서는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 제 1 기판냉각유닛이 설치되지 않으므로 제 1 기판(610)의 냉각없이 제 1 이송챔버(P1)를 통하여 제 1 클러스터(520)로 제 1 기판(610)이 공급되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 제 1 무기층(631)을 형성한 후 제 1 연결 모듈(M1)로 이송되는 제 1 기판(610)은 상기 제 2 기판냉각유닛에 의하여 온도를 하강한 후 제 2 클러스터(530)로 이송되어 제 1 유기층(632)이 형성될 수 있다. 구체적으로 제 2 이송챔버(P2) 및 제 3 이송챔버(P3)를 통과하는 제 1 기판(610)은 제 2 이송챔버(P2) 및 제 3 이송챔버(P3) 각각에 설치되는 상기 제 2 기판냉각유닛의 작동에 따라 온도가 하강할 수 있다. 이때, 상기 제 2 기판냉각유닛의 작동방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제 3 클러스터(540)에서 제 1 유기층(632) 상에 제 2 무기층(633)을 형성한 후 제 1 기판(610)은 제 3 클러스터(540)로부터 제 3 연결 모듈(M3)로 이동할 수 있다. 이때, 제 3 연결 모듈(M3)에 구비되는 상기 제 4 기판냉각유닛에 의하여 제 1 기판(610)의 온도가 하강한 상태에서 제 4 클러스터(560)로 공급될 수 있다. 상기 제 4 기판냉각유닛의 작동 방법은 상기에서 설명한 상기 제 2 기판냉각유닛의 작동방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 이송된 제 1 기판(610) 상에는 제 4 클러스터(560)에서 제 2 유기층(634)을 형성한 후 제 4 연결 모듈(M4)을 거쳐 제 5 클러스터(570)로 이동하여 제 3 무기층(635)을 형성할 수 있다.
한편, 상기의 과정이 완료되면, 제 1 기판(610)을 제 5 클러스터(570)로부터 제 5 연결 모듈(M5)을 통하여 제 6 클러스터(580)로 이송할 수 있다. 구체적으로 제 10 이송챔버(P10), 제 5 턴 모듈 챔버(T5) 및 제 11 이송챔버(P11)를 거쳐 제 5 클러스터(570)로부터 제 6 클러스터(580)로 장입할 수 있다. 특히 제 1 기판(610)은 제 5 연결 모듈(M5)을 통과하는 동안, 제 10 이송챔버(P10) 및 제 11 이송챔버(P11)에 각각 설치되는 상기 제 6 기판냉각유닛을 통하여 냉각된 후 제 6 클러스터(580)로 공급될 수 있다. 이때, 상기 제 6 기판냉각유닛의 작동 방법은 상기 제 2 기판냉각유닛의 작동 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 6 클러스터(580)에서는 제 3 유기층(636)을 유기물 증착 공정을 통하여 제 3 무기층(635) 상에 형성할 수 있다. 이때, 제 6 클러스터(580)가 작동하는 방법은 상기에서 설명한 제 2 클러스터(530)와 제 4 클러스터(560)의 작동과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기의 과정이 완료되면, 제 12 이송챔버(P12), 제 6 턴 모듈 챔버(T6) 및 제 13 이송챔버(P13)를 통하여 제 6 클러스터(580)로부터 제 7 클러스터(590)로 제 1 기판(610)을 이동시킬 수 있다.
이때, 제 7 클러스터(590)에서는 제 3 유기층(636) 상에 제 4 무기층(637)을 형성할 수 있다. 특히 제 7 클러스터(590)는 플라즈마 화학기상증착 공정을 통하여 제 4 무기층(637)을 형성할 수 있다. 상기와 같은 경우 제 7 클러스터(590)는 제 3 클러스터(540) 및 제 5 클러스터(570)와 유사하게 작동하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 제 4 무기층(637)을 형성한 후 발광부(620)가 형성된 제 1 기판(610)은 제 7 클러스터(590)에서 제 14 이송챔버(P14), 제 7 턴 모듈 챔버(T7) 및 제 15 이송챔버(P15)를 통하여 외부로 인출될 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성되는 봉지부(630)는 상기에 한정되지 않으며, 제 1 무기층(631) 상에 제 1 유기층(632) 및 제 2 무기층(633)이 교번하여 형성되는 것도 가능하다.
따라서 박막봉지 제조장치(500)는 유기층 및 무기층을 적층 다층 박막형성시 각층의 두께를 제어할 수 있으며, 플라즈마 화학기상증착의 시공간 분할 진공 제어 방식을 통해 다양한 박막 공정 설비의 진공도를 동일하게 유지함으로서 인라인(In-line) 방식의 클러스터를 형성할 수 있다. 또한, 박막봉지 제조장치(500)는 인라인 방식의 클러스터를 형성함으로써 스퍼터링, 유기물 증착, 및 PECVD 공정을 인라인(in-line)으로 할 수 있다.
박막봉지 제조장치(500)는 각 공정 전에 제 1 기판(610)의 온도를 하강시킴으로써 각 공정에 따른 제 1 기판(610)의 온도 상승으로 인하여 발생하는 인자를 제거하여 신속하게 박막봉지를 형성할 수 있다.
뿐만 아니라 박막봉지 제조장치(500)는 제 1 유기층(632) 내지 제 3 유기층(636)을 성막하기 전에 제 1 기판(610)의 온도를 하강시킴으로써 성막 후 형성되는 제 1 유기층(632) 내지 제 3 유기층(636)의 품질을 향상시킬 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100, 300, 500 : 박막봉지 제조장치
120, 320, 520 : 제 1 클러스터
130, 330, 530 : 제 2 클러스터
140, 340, 540 : 제 3 클러스터
200, 400, 600 : 표시 장치
210, 410, 610 : 제 1 기판
220, 420, 620 : 발광부
230, 430, 630 : 봉지부
120, 320, 520 : 제 1 클러스터
130, 330, 530 : 제 2 클러스터
140, 340, 540 : 제 3 클러스터
200, 400, 600 : 표시 장치
210, 410, 610 : 제 1 기판
220, 420, 620 : 발광부
230, 430, 630 : 봉지부
Claims (29)
- 발광부가 형성된 제 1 기판 상에 스퍼터링 공정으로 제 1 무기층을 형성하는 제 1 클러스터;
상기 제 1 클러스터로부터 이송된 제 1 무기층 상에 유기물 증착 공정으로 제 1 유기층을 형성하는 제 2 클러스터;
상기 제 1 클러스터와 상기 제 2 클러스터를 연결하며, 상기 제 1 무기층이 형성된 상기 제 1 기판을 비접촉 방식으로 냉각시켜 상기 제 1 클러스터에서 상기 제 2 클러스터로 이송시키는 제 1 연결 모듈; 및
상기 제 2 클러스터로부터 이송된 제 1 유기층 상에 화학기상 증착 공정 또는 플라즈마 화학 기상 증착 공정으로 제 2 무기층을 형성하는 제 3 클러스터;를 포함하는 박막봉지 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 연결 모듈은,
상기 디스플레이 기판과 이격되도록 설치되어 비접촉 방식으로 상기 제 1 기판을 냉각시키는 제 2 기판냉각유닛;을 구비하는 박막봉지 제조장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 기판냉각유닛은,
상기 제 1 기판과 이격되어 배치되는 제 2 냉각플레이트;
상기 제 2 냉각플레이트와 연결되어 상기 제 2 냉각플레이트를 냉각시키는 제 2 냉각기;를 구비하는 박막봉지 제조장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 냉각플레이트 내부에는 상기 제 2 냉각기에 의하여 순환하는 제 2 냉매가 유동하는 제 2 냉매유로가 형성되는 박막봉지 제조장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 냉각플레이트의 외면은 적어도 일부분이 흑체 코팅된 박막봉지 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터는 일방향으로 순서가 정해지는 복수개의 제 1 공정 챔버를 구비하고,
상기 제 2 클러스터는 일방향으로 순서가 정해지는 복수개의 제 2 공정 챔버를 구비하며,
상기 제 3 클러스터는 일 방향으로 순서가 정해지는 복수개의 제 3 공정 챔버를 구비하고,
동일한 순서의 상기 각 제 1 공정 챔버, 상기 각 제 2 공정 챔버, 상기 각 제 3 공정 챔버에서 순차적으로 상기 제 1 무기층, 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층이 각각 형성되는 박막봉지 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 1 클러스터와 상기 제 1 연결 모듈 또는 상기 제 1 연결 모듈과 상기 제 2 클러스터는 서로 내부 압력이 동일하게 제어되는 박막봉지 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 클러스터와 상기 제 3 클러스터를 연결하며, 상기 제 2 클러스터에서 인출된 상기 제 1 기판을 상기 제 3 클러스터로 이송하는 제 2 연결 모듈;을 더 포함하는 박막봉지 제조장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 연결 모듈은,
상기 제 1 기판과 이격되도록 설치되어 비접촉 방식으로 상기 제 1 기판을 냉각시키는 제 3 기판냉각유닛;을 구비하는 박막봉지 제조장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 연결 모듈은,
상기 제 1 기판을 반전하여 상기 제 2 클러스터로부터 상기 제 3 클러스터로 이송하는 박막봉지 제조장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 2 클러스터와 상기 제 2 연결 모듈 또는 상기 제 2 연결 모듈과 상기 제 3 클러스터는 내부 압력이 동일하게 제어되는 박막봉지 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 연결 모듈, 상기 제 2 클러스터 및 상기 제 3 클러스터는 반복하여 순차적으로 설치되어 상기 제 1 무기층 상에 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층을 교번하여 적층하는 박막봉지 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터 및 상기 제 2 클러스터는 하향 증착으로 상기 제 1 무기층 및 상기 제 1 유기층을 각각 형성하고, 상기 제 3 클러스터는 상향 증착으로 상기 제 2 무기층을 형성하는 박막봉지 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
외부로부터 상기 제 1 기판을 공급받고, 상기 제 1 클러스터로 상기 제 1 기판을 공급하는 로딩클러스터;를 더 포함하는 박막봉지 제조장치. - 발광부가 형성된 제 1 기판 상에 제 1 무기층을 스퍼터링 공정으로 형성하는 단계;
비접촉 방식인 복사를 통하여 상기 제 1 무기층이 형성된 상기 제 1 기판을 냉각시키는 단계;
상기 제 1 무기층 상에 유기물 증착 공정으로 제 1 유기층을 형성하는 단계; 및
상기 제 1 유기층 상에 제 2 무기층을 형성하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법 - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 유기층을 형성하고 상기 제 1 기판을 반전시켜 상기 제 2 무기층을 형성하는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 유기층이 형성된 상기 제 1 기판을 비접촉식 방법으로 냉각시키는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 무기층, 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층은 각각 제 1 클러스터의 복수개의 제 1 공정챔버, 제 2 클러스터의 복수개의 제 2 공정챔버 및 제 3 클러스터의 복수개의 제 3 공정챔버에서 형성되는 표시 장치의 제조방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 복수개의 제 1 공정 챔버, 상기 복수개의 제 2 공정 챔버 및 상기 복수개의 제 3 공정 챔버 각각은 순번이 정해지고, 상기 복수개의 제 1 공정 챔버, 상기 복수개의 제 2 공정 챔버, 상기 제 3 공정 챔버 중 동일한 순번의 상기 각 제 1 공정 챔버, 상기 각 제 2 공정 챔버, 상기 각 제 3 공정 챔버에서 상기 제 1 무기층, 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층이 각각 형성되는 표시 장치의 제조방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 1 클러스터와 상기 제 2 클러스터는 상기 제 1 기판을 상기 제 1 클러스터로부터 상기 제 2 클러스터로 이송하는 제 1 연결 모듈로 연결되고,
상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 1 클러스터와 상기 제 1 연결 모듈 또는 상기 제 1 연결 모듈과 상기 제 2 클러스터는 서로 내부 압력이 동일하게 제어되는 표시 장치의 제조방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 2 클러스터와 상기 제 3 클러스터는 상기 제 1 기판을 상기 제 2 클러스터로부터 상기 제 3 클러스터로 이송하는 제 2 연결 모듈로 연결되고,
상기 제 1 기판의 이송 시 상기 제 2 클러스터와 상기 제 2 연결 모듈 또는 상기 제 2 연결 모듈과 상기 제 3 클러스터는 서로 내부 압력이 동일하게 제어되는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 기판을 냉각시키는 단계, 상기 제 1 유기층을 형성하는 단계 및 상기 제 2 무기층을 형성하는 단계는 반복하여 순차적으로 복수번 수행되어 상기 제 1 무기층 상에 상기 제 1 유기층 및 상기 제 2 무기층을 교번하여 적층하는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 무기층 및 상기 제 1 유기층은 하향 증착으로 형성되고, 상기 제 2 무기층은 상향 증착으로 형성되는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 무기층을 형성하는 단계 전에
로딩클러스터를 통하여 외부로부터 상기 제 1 기판을 공급받아 상기 제 1 무기층이 형성되도록 상기 제 1 기판을 공급하는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 기판은 상기 제 1 기판으로부터 이격되어 배치되는 제 2 기판냉각유닛을 통하여 냉각되고,
상기 제 2 기판냉각유닛은,
상기 제 1 기판과 이격되어 배치되는 제 2 냉각플레이트;
상기 제 2 냉각플레이트와 연결되어 상기 제 2 냉각플레이트를 냉각시키는 제 2 냉각기;를 구비하는
표시 장치의 제조방법. - 제 25 항에 있어서,
상기 제 2 냉각플레이트 내부에는 상기 제 2 냉각기에 의하여 순환하는 제 2 냉매가 유동하는 제 2 냉매순환유로가 형성되는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 유기층이 형성된 상기 제 1 기판을 비접촉 방식으로 냉각시키는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 무기막은 화학기상 증착 공정 또는 플라즈마 화학기상증착 공정으로 형성되는 표시 장치의 제조방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 무기막을 형성하기 전에 상기 제 1 기판을 냉각시키는 단계;를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
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