KR20150044728A - 유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법 - Google Patents

유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 마스크 및 기판을 얼라인(Align)하여 홀딩하는 기판홀딩부와, 유기물을 원자화(atomization)시켜 상기 기판으로 유기물을 분사하는 유기물 소스부와, 상기 유기물 소스부와 상기 기판 사이에 배치되어 상기 유기물을 확산시키는 디퓨저부를 포함하는 유기물 증착 장치를 개시한다.

Description

유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법{Appratus of depositing organic material and method of depositing organic material}
본 발명은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법에 관한 것이다.
이동성을 기반으로 하는 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 패널을 포함한다. 최근, 표시 패널을 구동하기 위한 기타 부품들이 소형화됨에 따라, 표시 패널이 전자 기기에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추세이며, 평평한 상태에서 소정의 각도를 갖도록 구부릴 수 있는 구조도 연구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 유기물 증착 장치 및 유기물 증착 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 마스크 및 기판을 얼라인(Align)하여 홀딩하는 기판홀딩부와, 유기물을 원자화(atomization)시켜 상기 기판으로 유기물을 분사하는 유기물 소스부와, 상기 유기물 소스부와 상기 기판 사이에 배치되어 상기 유기물을 확산시키는 디퓨저부를 포함하는 유기물 증착 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기물 소스부 및 상기 디퓨저부와 연결되도록 설치되어 상기 유기물을 상기 유기물 소스부로부터 상기 디퓨저부로 안내하는 가이드부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 가이드부는 상기 유기물 소스부로부터 상기 디퓨저부로 이동하는 상기 유기물의 이동 경로를 외부와 단절시킬 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판에 분사된 유기물을 경화시키도록 자외선을 방출하는 자외선공급부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 자외선공급부는 선형 운동 가능하도록 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기물 소스부, 상기 자외선공급부, 상기 디퓨저부는 서로 동일한 속도로 선형 운동 가능할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디퓨저부에서 상기 기판으로 확산되는 상기 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차폐부는, 상기 디퓨저부와 상기 기판 사이 또는 상기 디퓨저부에 설치되어 상기 디퓨저부를 통과하는 상기 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐플레이트와, 상기 차폐플레이트와 연결되어 상기 차폐플레이트를 회동 운동시키는 회동구동부를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차폐부는, 상기 디퓨저부와 상기 기판 사이 또는 상기 디퓨저부에 설치되며, 길이가 가변하여 상기 디퓨저부를 통과하는 상기 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐막과, 상기 차폐막의 길이를 가변시키는 길이구동부를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 디퓨저부는 플레이트 형태로 형성되며, 상기 유기물이 통과하는 통과홀이 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판홀딩부의 일부, 상기 유기물 소스부 및 상기 디퓨저부가 내부에 설치되는 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내부의 압력을 제어하는 압력제어유닛을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기물 소스부에 설치되어 상기 유기물 소스부를 냉각시키는 소스냉각부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판홀딩부는, 상기 기판을 고정시키고, 상기 마스크와 상기 기판을 얼라인하는 얼리인부와, 상기 마스크를 자력으로 상기 마스크를 상기 기판에 밀착시키는 마그넷부를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판홀딩부는, 상기 기판과 마그넷부 사이에 설치되어 상기 기판을 냉각시키는 기판냉각부를 더 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판홀딩부는 상기 마스크 및 상기 기판을 선형 운동시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 유기물을 원자화(Atomization)하여 분사한 후 디퓨저부를 통과시켜 확산시키는 단계와, 확산된 상기 유기물을 합착된 마스크를 통하여 기판에 증착되는 단계와, 상기 유기물이 증착된 상기 기판 표면에 자외선을 조사하여 상기 유기물을 경화시키는 단계를 포함하는 유기물 증착 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기물을 경화시키기 전에 상기 디퓨저부의 일면을 차폐하여 상기 디퓨저부에 흡착된 유기물의 경화를 방지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판 또는 상기 유기물을 분사하는 유기물 소스부 중 하나는 상기 기판 또는 상기 유기물 소스부 중 다른 하나와 상대 운동 가능할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 기판과 마스크를 기판홀딩부에 장착하여 얼라인하는 단계와, 유기물을 원자화(Atomization) 분사한 후 디퓨저부를 통과시켜 확산시켜 확산된 상기 유기물을 상기 마스크를 통하여 상기 기판에 증착하면서, 상기 유기물이 증착된 상기 기판 표면에 자외선을 조사하여 상기 유기물을 경화시키는 단계를 포함하는 유기물 증착 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판 또는 상기 유기물을 분사하는 유기물 소스부 중 하나는 상기 기판 또는 상기 유기물 소스부 중 다른 하나와 상대 운동 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 유기물 증착 장치는 유기물의 균일한 도포가 가능하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기물 증착 장치를 통하여 제조된 표시 패널을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유기물 증착 장치의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 보여주는 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 유기물 증착 장치의 작동 상태를 보여주는 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 유기물 증착 장치의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 유기물 증착 장치의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 유기물 증착 장치의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 유기물 증착 장치를 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 유기물 증착 장치의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기물 증착 장치(100)를 보여주는 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 유기물 증착 장치(100)를 통하여 제조된 표시 패널(200)을 보여주는 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 유기물 증착 장치(100)의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 유기물 증착 장치(100)는 기판홀딩부(110), 유기물 소스부(120), 소스냉각부(130), 디퓨저부(141), 가이드부(142), 자외선공급부(143), 챔버(144), 소스지지부(160), 유기물공급부(170) 및 압력제어유닛(180)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 기판홀딩부(110)는 마스크(M) 및 마스크(M)가 설치된 기판(S)을 홀딩할 수 있다. 이때, 기판(S)은 후술할 발광부(220)가 복수개 설치되는 원장기판(미표기)을 포함할 수 있다. 또한, 기판(S)은 하나의 발광부(220)가 형성되는 후술할 기판(S)일 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판(S)은 상기 원장기판(S)인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
기판홀딩부(110)는 기판(S) 및 마스크(M)를 고정시키고, 마스크(M)와 기판(S)을 얼라인(Align)하는 얼라인부(111)를 구비할 수 있다. 이때, 얼라인부(111)는 마스크(M)와 기판(S)의 위치를 촬영한 후 마스크(M) 및 기판(S) 중 적어도 하나의 위치를 가변시켜 마스크(M)와 기판(S)을 얼라인할 수 있다.
기판홀딩부(110)는 마스크(M)를 자력으로 기판(S)에 고정시키는 마그넷부(112)를 구비할 수 있다. 이때, 마그넷부(112)는 마스크(M)를 기판(S) 측으로 끌어 당김으로써 마스크(M)를 기판(S)에 밀착시킬 수 있다.
기판홀딩부(110)는 기판(S)과 마그넷부(112) 사이에 설치되어 기판(S)을 냉각시키는 기판냉각부(113)를 구비할 수 있다. 이때, 기판냉각부(113)는 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 금속 재질로 형성될 수 있다. 특히 기판냉각부(113)의 내부에는 외부로부터 공급되는 냉매가 순환하도록 제 1 냉매순환유로(113a)가 형성될 수 있다.
상기와 같은 기판홀딩부(110)는 챔버(144) 내부에 선형 운동 가능하도록 설치될 수 있다. 또한, 기판홀딩부(110)는 챔버(144) 내부에 고정되도록 설치되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판홀딩부(110)가 챔버(144) 내부에 고정되도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 유기물 소스부(120)는 유기물을 원자화(Atomization)하여 기판(S)에 유기물을 분사할 수 있다. 이때, 유기물 소스부(120)는 유기물이 일시적으로 저장되는 도가니(121)를 구비할 수 있다. 이때, 도가니(121)는 금속 재질로 형성되어 후술할 압전소자(122)가 유기물에 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 도가니(121)는 서스(SUS) 재질 등으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 유기물 소스부(120)는 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다. 이때, 유기물 소스부(120)는 기판(S)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 길게 형성될 수 있다. 또한, 유기물 소스부(120)는 기판(S)의 크기와 동일하게 형성도리 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(120)가 한 개 구비되며, 기판(S)의 길이 방향 또는 폭 방향 중 한 방향으로 길게 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물 소스부(120)는 도가니(121)에 설치되어 도가니(121) 내부의 유기물에 진동에너지를 제공하는 압전소자(122)를 포함할 수 있다. 이때, 압전소자(122)는 외부로부터 전기에너지를 공급받아 초음파(Ultrasonic), 고주파(high frequency) 또는 초고주파(Megasonic)의 진동에너지를 생성할 수 있다.
한편, 소스냉각부(130)는 유기물 소스부(120)에 설치될 수 있다. 이때, 소스냉각부(130)는 유기물 소스부(120) 및 압전소자(122) 중 적어도 하나의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 특히 소스냉각부(130)는 압전소자(122)의 작동 시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.
상기와 같은 소스냉각부(130)는 플레이트 형태로 형성되어 압전소자(122)와 인접하도록 설치될 수 있다. 이때, 소스냉각부(130)의 내부에는 외부로부터 유입된 냉매가 순환하는 제 2 냉매순환유로(130a)가 설치될 수 있다.
디퓨저부(141)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 이때, 디퓨저부(141)는 기판(S)의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 디퓨저부(141)는 유기물이 통과하는 통과홀(141a)이 형성될 수 있다. 상기와 같은 통과홀(141a)은 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 통과홀(141a)은 서로 일정간격 이격되어 형성될 수 있다.
한편, 가이드부(142)는 디퓨저부(141)와 유기물 소스부(120) 사이에 설치될 수 있다. 이때, 가이드부(142)는 디퓨저부(141)의 외면을 감싸도록 설치될 수 있으며, 유기물 소스부(120)를 외부로부터 완전히 차폐하도록 설치될 수 있다. 구체적으로 가이드부(142)는 유기물 소스부(120)로부터 분사된 유기물을 디퓨저부(141)로 안내할 수 있다. 또한, 가이드부(142)는 유기물 소스부(120)로부터 디퓨저부(141)로 이동하는 유기물의 이동 경로를 외부와 단절시킬 수 있다. 따라서 가이드부(142)는 유기물 소스부(120)에서 분사된 유기물이 가이드부(142) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
자외선공급부(143)는 기판(S)에 합착된 유기물에 자외선을 조사하여 경화시킬 수 있다. 이때, 자외선공급부(143)는 자외선을 외부로 방출하는 자외선램프(미표기)를 구비할 수 있다. 또한, 자외선공급부(143)는 디퓨저부(141) 일변의 길이 이상으로 형성될 수 있다. 특히 자외선공급부(143)는 기판(S) 일변의 길이 이상으로 형성될 수 있다.
자외선공급부(143)는 기판(S)과 상대 운동 가능할 수 있다. 또한, 자외선공급부(143)는 정지한 상태로 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 자외선공급부(143)가 챔버(144) 내부에 고정되도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
소스지지부(160)는 유기물 소스부(120)를 지지할 수 있다. 이때, 소스지지부(160)는 로봇암 형태로 형성될 수 있다. 특히 소스지지부(160)는 스카라로봇암(Scara robot arm) 형태로 형성될 수 있다. 이때, 소스지지부(160)는 작동에 따라서 길이가 가변하며, 유기물 소스부(120)의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 소스지지부(160)는 선형 운동 가능한 로봇 형태일 수 있다. 상기와 같은 소스지지부(160)는 상기에 한정되지 않으며 유기물 소스부(120)를 지지하는 형태의 모든 장치 및 모든 구조를 구비할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 소스지지부(160)는 스카라로봇암 형태로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물공급부(170)는 유기물을 저장하는 유기물저장부(171)를 구비할 수 있다. 또한, 유기물공급부(170)는 유기물저장부(171)의 유기물을 외부로 유동시키는 공급펌프(172)를 구비할 수 있다. 이때, 유기물공급부(170)는 유기물저장부(171)와 연결되어 유기물을 도가니(121)로 안내하는 유기물안내배관(173)을 구비할 수 있다.
상기와 같은 공급펌프(172)는 유기물안내배관(173)에 설치되어 유기물안내배관(173) 내부의 유기물을 유동시킬 수 있다. 또한, 유기물안내배관(173)은 유연하게 형성되어 소스지지부(160)의 작동 시 형상이 가변할 수 있다.
압력제어유닛(180)은 챔버(144)에 연결되는 흡입배관(181)과, 흡입배관(181)에 설치되는 진공펌프(182)를 구비할 수 있다. 이때, 진공펌프(182)는 작동에 따라 챔버(144) 내부의 압력을 제어할 수 있다.
한편, 상기와 같은 유기물 증착 장치(100)는 표시 패널(200)의 제조 시 후술할 박막 봉지층(230)을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 특히 유기물 증착 장치(100)는 박막 봉지층(230) 중 유기층을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 이하에서는 표시 패널(200)의 구조 및 제조방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
우선 표시 패널(200)은 원장기판(S)에 복수개의 발광부(220)를 형성한 후 박막 봉지층(230)을 형성하여 원장기판(S)을 분리하여 각각의 기판(210)으로 분리하여 제조될 수 있다. 또한, 표시 패널(200)은 하나의 기판(210)에 발광부(220)를 형성한 후 박막 봉지층(230)을 형성하여 제조될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 표시 패널(200)은 원장기판(S)에서 분리된 하나의 기판(210)을 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
구체적으로 표시 패널(200)은 기판(210), 발광부(220) 및 박막 봉지층(230)을 구비할 수 있다. 상기와 같은 표시 패널(200)의 제조방법을 살펴보면, 우선 기판(210) 상에 발광부(220)가 형성될 수 있다. 이때, 발광부(220)는 박막 트랜지스터(TFT)를 구비하고, 이들을 덮도록 형성되는 패시베이션막(221)을 구비하며, 이 패시베이션막(221) 상에 형성되는 유기 발광 소자(Organic light-emitting device, OLED)를 구비할 수 있다.
구체적으로 기판(210)은 유리 재질을 사용할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다.
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 다양한 물질을 함유하도록 형성할 수 있다. 예를들면 활성층(223)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(223)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서 활성층(223)은 유기 반도체 물질을 함유할 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 형성될 수 있다.
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. 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 화소 전극(228a) 상에 중간층(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)과 대향 전극(228c)은 상기 중간층(228b)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(228b)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(228b)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 이때, 중간층(228b)는 유기 발광층(organic emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(228b)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소는 복수의 부화소들로 이루어지는데, 복수의 부화소들은 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를들면 복수의 부화소들은 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소들을 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소들을 구비할 수 있다.
상기와 같은 복수의 부화소들은 각각 다양한 색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층(228b)을 구비할 수 있다. 예를들면 복수의 부화소들은 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층(228b)을 포함한다.
또 다른 예로서, 다양한 색을 방출하는 복수의 부화소들은 동일한 색, 예를들면 백색의 빛을 발광하는 유기 발광층을 구비하는 중간층(228b)을 포함하고, 백색의 빛을 소정의 컬러의 빛으로 변환하는 색변환층(color converting layer)이나, 컬러 필터를 포함할 수 있다.
상기 백색의 빛을 방출하는 중간층(228b)은 다양한 구조를 가질 수 있는데, 예를 들면 중간층(228b)은 적어도 적색 빛을 방출하는 발광 물질, 녹색 빛을 방출하는 발광 물질 및 청색 빛을 방출하는 발광 물질의 적층된 구조를 포함할 수 있다.
상기 백색의 빛을 방출하기 위한 또 다른 예로서, 중간층(228b)은 적어도 적색 빛을 방출하는 발광 물질, 녹색 빛을 방출하는 발광 물질 및 청색 빛을 방출하는 발광 물질의 혼합된 구조를 포함할 수 있다.
상기 적색, 녹색 및 청색은 하나의 예시로서, 본 실시예는 이에 한정되지 아니한다. 즉, 백색의 빛을 방출할 수 있다면 적색, 녹색 및 청색의 조합 외에 기타 다양한 색의 조합을 이용할 수 있음은 물론이다.
한편, 상기와 같은 박막 봉지층(230)은 복수의 무기층들을 포함하거나, 무기층 및 유기층을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(230)의 상기 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함할 수 있다. 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.
박막 봉지층(230)의 상기 무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
박막 봉지층(230) 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(230)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 다른 예로서, 박막 봉지층(230)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 박막 봉지층(230)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조 및 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 포함할 수도 있다.
박막 봉지층(230)은 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 박막 봉지층(230)은 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 제 2 유기층, 제 3 무기층을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 박막 봉지층(230)은 상기 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층, 상기 제 2 유기층, 제 3 무기층, 제 3 유기층, 제 4 무기층을 포함할 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)와 제 1 무기층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 제 1 무기층을 스퍼터링 방식으로 형성할 때 상기 유기 발광 소자(OLED)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제 1 유기층은 제 2 무기층 보다 면적이 좁게 할 수 있으며, 상기 제 2 유기층도 제 3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다.
다른 예로서, 제 1 유기층은 제 2 무기층에 의해 완전히 덮이도록 형성할 수 있으며, 상기 제 2 유기층도 제 3 무기층에 의해 완전히 덮이도록 형성할 수 있다.
상기와 같은 박막 봉지층(230) 중 유기층(제 1 유기층, 제 2 유기층, 제 3 유기층?)을 제조하는 경우 상기에서 설명한 바와 같이 유기물 증착 장치(100)를 이용할 수 있다.
구체적으로 유기물을 도가니(121)에 저장한 후 도가니(121)를 챔버(144) 내부에 설치할 수 있다. 이때, 도가니(121)에는 일정 시간 사용할 수 있는 유기물이 임시로 저장될 수 있다. 도가니(121)는 작업자가 직접 설치하는 것도 가능하지만 로봇 암 등에 의하여 교체되거나 설치되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 도가니(121)가 자동으로 교체되거나 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 작업이 진행되는 동안 기판(S) 및 마스크(M)가 챔버(144) 내부로 삽입되어 얼라인부(111)에 설치될 수 있다. 이때, 기판(S) 및 마스크(M)는 별도의 캐리어 또는 로봇 암 등을 통하여 챔버(144) 내부로 진입할 수 있다.
상기와 같은 기판(S)에는 상기에서 설명한 바와 같이 복수개의 발광부(220)가 형성된 상태일 수 있다. 또한, 발광부(220) 상에는 상기에서 설명한 박막 봉지층(230)의 일부가 형성된 상태일 수 있다.
한편, 상기와 같이 기판(S) 및 마스크(M)의 배치가 완료되면, 얼라인부(111)는 촬영된 이미지를 통하여 기판(S) 및 마스크(M)의 위치를 파악한 후 마스크(M)와 기판(S)을 얼라인할 수 있다. 이때, 마그넷부(112)는 마스크(M)를 기판(S)에 합착시킬 수 있다.
상기와 같이 마스크(M) 및 기판(S)의 배치가 완료되면, 압전소자(122)가 작동하여 진동에너지를 도가니(121) 내부의 유기물로 공급할 수 있다. 이때, 도가니(121) 내부의 유기물은 원자화되어 도가니(121)의 외부로 방출될 수 있다. 유기물은 가이드부(142)를 따라서 디퓨저부(141)로 안내될 수 있다.
상기와 같이 원자회된 유기물은 진동에너지로 인하여 경로가 가변할 수 있다. 즉, 원자화된 유기물의 진행 경로는 직선이 아닌 무질서할 수 있다. 따라서 원자화된 유기물은 이동 중에 가이드부(142) 내부에서 부분별로 불균일한 농도를 형성함으로써 원자화된 유기물을 그대로 기판(S)에 증착시키는 경우 기판(S)의 증착 균일도에 문제가 발생할 수 있다.
하지만 상기와 같이 가이드부(142)를 통하여 유기물 소스부(120)로부터 디퓨저부(141)로 안내된 유기물은 디퓨저부(141)를 통과하면서 농도가 균일해질 수 있다. 즉, 복수개의 통과홀(141a)로부터 유출되는 유기물의 농도는 서로 동일하거나 유사해질 수 있다.
디퓨저부(141)를 통과하는 유기물은 마스크(M)를 통과하여 기판(S)에 증착될 수 있다. 이때, 자외선공급부(143)가 작동하여 기판(S)에 증착된 유기물을 경화시킬 수 있다.
자외선공급부(143)는 다양하게 작동할 수 있다. 예를 들면, 자외선공급부(143)는 유기물 소스부(120)와 함께 작동할 수 있다. 특히 자외선공급부(143)는 유기물 소스부(120)가 작동하는 경우 작동을 시작하였다가 유기물 소스부(120)의 작동이 중지되는 경우 작동이 중지될 수 있다. 또한, 자외선공급부(143)는 유기물 소스부(120)의 작동이 완료되면 일정시간 작동하여 유기물을 경화시킬 수 있다. 자외선공급부(143)는 상기의 작동에 한정되는 것은 아니며 자외선공급부(143)의 작동 시간과 유기물 소스부(120)의 작동 시간이 적어도 일부분 겹치도록 작동하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(120)와 자외선공급부(143)가 동시에 작동되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같이 자외선공급부(143)가 작동하는 경우, 기판(S)에 증착된 유기물은 경화되어 유기층을 형성할 수 있다. 이때, 유기층은 상기에서 설명한 것과 같이 무기층 상에 형성되는 유기층일 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 유기층 상에 무기층을 형성할 수 있다. 이때, 무기층은 상기 제 1 무기층, 상기 제 2 무기층 및 상기 제 3 무기층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같이 상기 유기층이 형성된 후 기판(S)은 마스크(M)와 분리되어 챔버(144) 외부로 인출될 수 있다. 이때, 캐리어나 로봇 등을 통하여 기판(S)을 외부로 인출할 수 있다.
상기와 같은 작업이 진행되는 동안 챔버(144) 내부의 압력은 진공 상태 또는 상압 상태일 수 있다. 이때, 챔버(144) 내부의 압력이 진공 상태인 경우 압력제어유닛(180)을 통하여 챔버(144) 내부의 기체를 외부로 흡입하여 배출시킬 수 있다. 구체적으로 진공펌프(182)가 작동하면, 챔버(144) 내부의 기체는 흡입배관(181)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
한편, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안 유기물공급부(170)는 유기물을 도가니(121)로 내부로 지속적으로 공급할 수 있다. 구체적으로 도가니(121)에서 유기물이 증발하는 경우 공급펌프(172)가 작동하여 유기물저장부(171) 내부의 유기물을 유기물안내배관(173)을 통하여 도가니(121)로 공급할 수 있다.
상기와 같은 작업이 진행되는 동안 도가니(121) 내부에서는 유기물이 소진됨과 동시에 다시 채워질 수 있다. 이때, 공급펌프(172)의 작동은 도가니(121)의 내부의 유기물 양을 피드백 받거나 미리 설정된 시간 간격 등에 의하여 제어될 수 있다.
따라서 유기물 증착 장치(100) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 진동에너지를 통하여 분사함으로써 유기물이 열에 의하여 변성되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라 유기물 증착 장치(100) 및 유기물 증착 방법은 유기물의 성막 시 온도를 조절할 수 있으므로 유기물의 온도에 따른 성막 두께 등의 성막 특성을 제어할 수 있다.
또한, 유기물 증착 장치(100) 및 유기물 증착 방법은 유기물의 분사와 경화를 동시에 수행하는 경우 편평비(Aspect Ratio)가 높은 기판(S) 표면 돌출부의 유기물의 비성막 상태를 억제할 수 있다. 유기물 증착 장치(100) 및 유기물 증착 방법은 유기물 소스부(120)를 정지한 상태에서 증착을 수행하므로 유기물의 증착 후 발생하는 풋프린트(Footprint)를 저감시킬 수 있다.
아울러 유기물 증착 장치(100) 및 유기물 증착 방법은 유기물 증착 시 도가니(121) 내부로 지속적으로 유기물을 공급함으로써 유기물 증착 장치(100)의 설비 가동률 및 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기물 증착 장치(300)를 보여주는 단면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 유기물 증착 장치(300)의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 유기물 증착 장치(300)는 기판홀딩부(310), 유기물 소스부(320), 소스냉각부(330), 디퓨저부(341), 가이드부(342), 자외선공급부(343), 챔버(344), 소스지지부(360), 유기물공급부(370) 및 압력제어유닛(380)을 포함할 수 있다. 이때, 기판홀딩부(310), 유기물 소스부(320), 소스냉각부(330), 디퓨저부(341), 가이드부(342), 자외선공급부(343), 챔버(344), 소스지지부(360), 유기물공급부(370) 및 압력제어유닛(180)은 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 기판홀딩부(110), 유기물 소스부(120), 소스냉각부(130), 디퓨저부(141), 가이드부(142), 자외선공급부(143), 챔버(144), 소스지지부(360), 유기물공급부(370) 및 압력제어유닛(180)과 동일 또는 유사할 수 있다.
이때, 기판홀딩부(310)는 챔버(344)에 선형 운동 가능하거나 고정되도록 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판홀딩부(310)가 챔버(344)에 고정되어 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물 소스부(320)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 이때, 유기물 소스부(320)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(320)가 단수개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 유기물 소스부(320)는 선형 운동 가능하도록 설치될 수 있다. 또한, 유기물 소스부(320)는 챔버(344) 내부에 고정되도록 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(320)가 선형 운동 가능하도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
또한, 자외선공급부(343)는 자외선을 방출하는 자외선램프(미표기)를 구비할 수 있으며, 자외선공급부(343)는 챔버(344) 내부에 선형 운동 가능하거나 고정되도록 설치될 수 있다. 자외선공급부(343)는 가이드부(342) 또는 디퓨저부(341)에 고정되도록 설치될 수 있다. 자외선공급부(343)는 디퓨저부(341)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 길게 형성될 수 있다.
이하에서는 자외선공급부(343)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세나 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 자외선공급부(343)가 디퓨저부(341)에 고정되도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
또한, 유기물공급부(370)는 유기물저장부(371), 공급펌프(372) 및 유기물안내유로(373)을 구비할 수 있다. 이때, 유기물저장부(371), 공급펌프(372) 및 유기물안내유로(373)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 유기물 소스부(320)가 선형 운동 가능한 경우 유기물 증착 장치(300)는 유기물 소스부(320)와 연결되어 유기물 소스부(320)를 선형 운동 시키는 제 1 선형구동부(390)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 제 1 선형구동부(390)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 선형구동부(390)는 유기물 소스부(320)와 연결되며 길이가 가변하는 제 1 샤프트(미도시) 및 상기 제 1 샤프트와 연결되어 상기 제 1 샤프트의 길이를 가변시키는 제 1 실린더(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 제 1 선형구동부(390)는 챔버(344)의 일방향으로 설치되는 제 1 슬라이딩부(미도시), 상기 제 1 슬라이딩부에 설치되어 유기물 소스부(320)와 연결되며, 상기 제 1 슬라이딩부를 슬라이딩하는 제 1 이동블럭(미도시) 및 상기 제 1 이동블럭을 선형 운동시키는 제 2 실린더(미도시)를 구비할 수 있다.
상기의 경우 이외에도 제 1 선형구동부(390)는 유기물 소스부(320)에 회전 가능하도록 설치되어 제 1 기어부(391), 챔버(344) 내부에 일방향으로 길게 형성되며, 제 1 기어부(391)가 안착하여 선형 운동하는 제 2 기어부(392) 및 제 1 기어부(391)와 연결되어 제 1 기어부(391)를 회전시키는 제 1 모터부(393)를 구비할 수 있다.
또한, 제 1 선형구동부(390)는 챔버(344) 내부에 설치되는 제 2 모터부(미도시), 상기 제 2 모터부의 회전축에 고정되도록 설치되는 제 3 기어부(미도시) 및 상기 제 3 기어부의 회전에 따라 선형 운동하며 유기물 소스부(320)와 결합하는 제 4 기어부(미도시)를 포함할 수 있다.
제 1 선형구동부(390)는 상기에 한정되지 않으며 다양하게 형성될 수 있다. 제 1 선형구동부(390)는 유기물 소스부(320)를 챔버(344) 내부에서 선형 운동시킬 수 있는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 선형구동부(390)가 제 1 기어부(391), 제 2 기어부(392) 및 제 1 모터부(393)를 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
압력제어유닛(380)은 흡입배관(381) 및 진공펌프(382)를 구비할 수 있다. 이때, 흡입배관(381) 및 진공펌프(382)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 형성되는 유기물 증착 장치(300)는 박막 봉지층(미도시) 중 유기층을 형성하기 위하여 이용될 수 있다. 구체적으로 유기물 증착 장치(300)는 상기 박막 봉지층을 형성하는 유기층 중 적어도 하나를 형성하기 위하여 이용될 수 있다.
우선 상기에서 설명한 바와 같이 기판(S) 및 마스크(M)를 챔버(344) 내부로 삽입한 후 얼라인하여 배치할 수 있다. 유기물 소스부(320)는 진동에너지를 통하여 유기물을 원자화시키고, 원자화된 유기물은 유기물 소스부(320)에서 가이드부(342)의 내부로 분사될 수 있다. 이때, 소스냉각부(330)는 유기물 소스부(320)의 온도 및 유기물의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 분사된 유기물은 가이드부(342) 내부를 통하여 디퓨저부(341)로 도달한 후 디퓨저부(341)의 통과홀(341a)을 통하여 균일한 농도로 분사될 수 있다. 유기물은 디퓨저부(341)를 통과한 후 마스크(M)를 통과하여 기판(S)에 증착될 수 있다. 이때, 기판냉각부(미표기)는 기판(S)의 온도를 제어함으로써 유기물의 성막 두께 등과 같은 성막 특성을 제어할 수 있다.
상기와 같은 작업이 진행되는 동안 자외선공급부(343)는 유기물 소스부(320)와 함께 작동하여 기판(S)에 증착된 유기물을 경화시킬 수 있다. 특히 자외선공급부(343)는 디퓨저부(341)의 테두리 부분에 배치됨으로써 디퓨저부(341)에서 분사되는 유기물의 경화를 방지할 수 있다.
상기와 같이 유기물 소스부(320)와 자외선공급부(343)를 통하여 유기물을 분사함과 동시에 경화하는 동안 제 1 선형구동부(390)는 유기물 소스부(320)를 선형 운동시킬 수 있다. 이때, 유기물 소스부(320)는 가이드부(342), 디퓨저부(341) 및 자외선공급부(343)와 연결되어 다같이 선형 운동할 수 있다.
구체적으로 제 1 모터부(393)가 제 1 방향으로 회전하는 경우 제 1 기어부(391)는 제 1 모터부(393)와 함께 회전하면서 제 2 기어부(392)의 표면을 따라 선형 운동할 수 있다. (도 5의 A방향)
반면 제 1 모터부(393)가 상기 제 1 방향과 반대 방향으로 회전하는 경우 제 1 기어부(391)는 상기와 반대로 제 2 기어부(392)의 표면을 따라 선형 운동할 수 있다.(도 5의 B방향)
상기와 같이 유기물 소스부(320)가 이동하는 경우 소스지지부(360)의 길이는 가변할 수 있다. 특히 소스지지부(360)가 로봇암 형태로 형성되는 경우 복수개의 로봇암의 위치가 유기물 소스부(320)의 위치에 따라 가변함으로써 소스지지부(360)는 유기물 소스부(320)의 선형 운동에 대응하도록 작동할 수 있다. 따라서 유기물 소스부(320)에 연결된 소스지지부(360)의 일단은 유기물 소스부(320)와 함께 선형 운동할 수 있다.
상기와 같은 작업이 진행되는 동안 압력제어유닛(380)은 챔버(344) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 압력제어유닛(380)의 작동 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안 유기물공급부(370)는 유기물을 유기물 소스부(320)로 공급할 수 있다. 이때, 유기물공급부(370)가 유기물을 유기물 소스부(320)에 공급하는 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서 유기물 증착 장치(300) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 기판(S) 상에 도포하면서 동시에 경화시킴으로써 기판(S) 상에 형성되는 편평비가 높은 구조물에 상기 유기물이 비성막되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유기물 증착 장치(300) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 진동에너지를 통하여 분사시킴으로써 유기물의 온도 상승으로 인한 성막 특성이 변하는 것을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라 유기물 증착 장치(300) 및 유기물 증착 방법은 작동 중에 유기물을 지속적으로 유기물 소스부(320)에 공급함으로써 설비의 가동시간을 증대시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 유기물 증착 장치(400)를 보여주는 단면도이다. 도 7은 도 6에 도시된 유기물 증착 장치(400)의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 유기물 증착 장치(400)는 기판홀딩부(410), 유기물 소스부(420), 차폐부(450), 소스냉각부(430), 디퓨저부(441), 가이드부(442), 자외선공급부(443), 챔버(444), 유기물공급부(470) 압력제어유닛(480) 및 승하강부(490)을 포함할 수 있다. 이때, 기판홀딩부(410), 유기물 소스부(420), 소스냉각부(430), 디퓨저부(441), 가이드부(442), 자외선공급부(443), 챔버(444) 및 압력제어유닛(480)은 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 기판홀딩부(110), 유기물 소스부(120), 소스냉각부(130), 디퓨저부(141), 가이드부(142), 자외선공급부(143), 챔버(144) 및 압력제어유닛(180)과 동일 또는 유사할 수 있다.
이때, 기판홀딩부(410)는 챔버(444)에 선형 운동 가능하거나 고정되도록 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판홀딩부(410)가 챔버(444)에 고정되어 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물 소스부(420)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 또한, 유기물 소스부(420)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(420)가 복수개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 유기물 소스부(420)는 선형 운동 가능하도록 설치될 수 있다. 또한, 유기물 소스부(420)는 챔버(444) 내부에 고정되도록 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(420)가 챔버(444) 내부에 고정되도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
또한, 자외선공급부(443)는 자외선을 방출하는 자외선램프(미표기)를 구비할 수 있으며, 자외선공급부(443)는 챔버(444) 내부에 선형 운동 가능하거나 고정되도록 설치될 수 있다. 이때, 이하에서는 자외선공급부(443)는 상기 도 1 내지 도 3에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세나 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 자외선공급부(443)가 챔버(444) 내부에서 선형 운동 가능하도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같이 자외선공급부(443)가 선형 운동 가능한 경우 유기물 증착 장치(400)는 제 2 선형구동부(460)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 선형구동부(460)는 자외선공급부(443)와 연결될 수 있다.
상기와 같은 제 2 선형구동부(460)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 2 선형구동부(460)는 자외선공급부(443)와 연결되며 길이가 가변하는 제 3 샤프트(미도시) 및 상기 제 3 샤프트와 연결되어 상기 제 3 샤프트의 길이를 가변시키는 제 3 실린더(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 제 2 선형구동부(460)는 챔버(444)의 일방향으로 설치되는 제 2 슬라이딩부(미도시), 상기 제 2 슬라이딩부에 설치되어 자외선공급부(443)와 연결되며, 상기 제 2 슬라이딩부를 슬라이딩하는 제 2 이동블럭(미도시) 및 상기 제 2 이동블럭을 선형 운동시키는 제 4 실린더(미도시)를 구비할 수 있다.
상기의 경우 이외에도 제 2 선형구동부(460)는 자외선공급부(443)에 회전 가능하도록 설치되어 제 5 기어부(461), 챔버(444) 내부에 일방향으로 길게 형성되며, 제 5 기어부(461)가 안착하여 선형 운동하는 제 6 기어부(462) 및 제 5 기어부(461)와 연결되어 제 5 기어부(461)를 회전시키는 제 3 모터부(463)를 구비할 수 있다.
또한, 제 2 선형구동부(460)는 챔버(444) 내부에 설치되는 제 4 모터부(미도시), 상기 제 4 모터부의 회전축에 고정되도록 설치되는 제 7 기어부(미도시) 및 제 7 기어부(미도시)의 회전에 따라 선형 운동하며 자외선공급부(443)와 결합하는 제 8 기어부(미도시)를 포함할 수 있다.
제 2 선형구동부(460)는 상기에 한정되지 않으며 다양하게 형성될 수 있다. 제 2 선형구동부(460)는 자외선공급부(443)를 챔버(444) 내부에서 선형 운동시킬 수 있는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 2 선형구동부(460)가 제 5 기어부(461), 제 6 기어부(462) 및 제 3 모터부(463)를 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 차폐부(450)는 길이가 가변하여 디퓨저부(441)를 통과하는 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐막(451)를 포함할 수 있다. 또한, 차폐부(450)는 차폐막(451)의 길이를 가변시키는 길이구동부(452)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 차폐막(451)는 막 형태로 형성될 수 있다. 또한, 길이구동부(452)는 차폐막(451)이 권취되거나 권출되는 차폐막저장부(453), 선형 운동하여 차폐막저장부(453)로부터 차폐막(451)을 권출시키는 선형운동부(454), 선형운동부(454)를 선형 운동시키는 제 3 선형구동부(455)를 포함할 수 있다.
차폐막저장부(453)는 차폐막(451)을 권취하거나 권출하는 제 1 롤러(453a) 및 제 1 롤러(453a)의 회전 시 제 1 롤러(453a)의 회전 방향의 반대 방향으로 복원력을 제공하는 제 1 복원부(453b)를 포함할 수 있다.
선형운동부(454)는 제 1 롤러(453a)와 동일 또는 유사하게 작동하는 제 2 롤러(미도시) 및 상기 제 2 롤러의 회전 방향의 반대 방향으로 복원력을 제공하는 제 2 복원부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 선형운동부(454)는 상기에 한정되지 않으며, 차폐막(451)의 일단을 고정시켜 선형 운동하는 고정블럭(미표기)을 구비할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 선형운동부(454)가 상기 고정블럭을 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 3 선형구동부(455)는 선형운동부(454)에 연결되는 제 5 샤프트(미도시)의 길이를 가변시키는 제 5 실린더(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 제 3 선형구동부(455)는 챔버(444) 내부에 설치되는 제 3 슬라이딩부(455a), 제 3 슬라이딩부(455a)에 안착하여 선형 운동하며 선형운동부(454)에 연결되는 제 3 이동블럭(455b) 및 제 3 이동블럭(455b)을 선형 운동시키는 제 6 실린더(455c)를 포함할 수 있다.
제 3 선형구동부(455)는 상기에 한정되지 않으며 다양하게 형성될 수 있다. 이때, 제 3 선형구동부(455)는 선형운동부(454)를 선형 운동시키는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 3 선형구동부(455)가 제 3 슬라이딩부(455a), 제 3 이동블럭(455b) 및 제 6 실린더(455c)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물공급부(470)는 유기물저장부(471), 공급펌프(472) 및 유기물안내유로(473)를 구비할 수 있다. 이때, 유기물저장부(471) 및 공급펌프(472)는 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
유기물안내유로(473)는 유기물 소스부(420)와 다양한 형태로 연결될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예로써 유기물안내유로(473)는 후술할 승하강부(490)를 통하여 유기물 소스부(420)와 연결될 수 있다. 또한, 다른 실시예로써 유기물안내유로(473)는 소스지지부(미도시)를 통하여 연결될 수 있다. 뿐만 아니라 또 다른 실시예로써 유기물안내유로(473)가 챔버(444) 내부에 별도로 설치되어 유기물 소스부(420)와 연결되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물안내유로(473)가 승하강부(490)를 통하여 유기물 소스부(420)에 연결되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 유기물안내유로(473)는 유기물 소스부(420)의 승하강에 따라서 길이 가변하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 유기물안내유로(473)는 유연한 재질의 튜브나 자바라 타입(zabara type)의 튜브 등과 같이 길이가 가변하는 형태로 형성될 수 있다. 이때, 유기물안내유로(473)는 상기에 한정되지 않으며 유기물 소스부(420)의 운동에 따라 유기물 소스부(420)와 공급펌프(472)의 연결을 유지하는 구조 및 형상을 모두 포함할 수 있다. 따라서 유기물안내유로(473)는 유기물 소스부(420)의 운동에 따라서 길이 가변함으로써 안정적으로 유기물 소스부(420)와 공급펌프(472)를 연결할 수 있다.
압력제어유닛(480)은 흡입배관(481) 및 진공펌프(482)를 구비할 수 있다. 이때, 흡입배관(481) 및 진공펌프(482)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 승하강부(490)는 유기물 소스부(420)와 연결되어 유기물 소스부(420)를 승하강시킬 수 있다. 승하강부(490)는 유기물 소스부(420)에 연결되어 유기물을 승하강시키는 승하강실린더(미표기)를 포함할 수 있다. 또한, 다른 실시예로써 유기물 소스부(420)와 연결되는 기어모듈(미도시)과 상기 기어모듈을 구동시켜 유기물 소스부(420)를 승하강시키는 승하강구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 상세한 설명은 위하여 승하강부(490)가 상기 승하강실린더를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 승하강부(490)가 상기 승하강실린더를 포함하는 경우 유기물안내유로(473)는 승하강실린더의 샤프트를 관통하도록 설치될 수 있다. 반면, 승하강부(490)가 상기 모터와 상기 기어모듈을 구비하는 경우 유기물안내유로(473)는 승하강부(490)와 별도로 형성되어 설치될 수 있다.
상기와 같은 유기물 증착 장치(400)는 유기물을 분사하여 기판(S)에 증착할 수 있다. 이때, 기판(S) 상에는 유기 발광 소자를 구비하는 발광부(미도시)가 형성된 상태일 수 있으며, 상기 발광부 상에 박막 봉지층(미도시)의 일부가 형성된 상태일 일 수 있다.
우선 기판(S)에 유기물을 증착하기 위하여 기판(S) 및 마스크(M)를 챔버(444) 내부로 삽입하여 얼라인한 후 유기물 소스부(420)를 통하여 유기물을 분사할 수 있다. 이때, 유기물 소스부(420)는 진동에너지를 유기물에 전달하여 유기물을 원자화시켜 외부로 분사할 수 있다.
상기와 같이 분사된 유기물은 가이드부(442)를 따라서 디퓨저부(441)로 이동할 수 있다. 이때, 가이드부(442)는 유기물 소스부(420)와 디퓨저부(441)를 완전히 감싸도록 배치됨으로써 유기물 소스부(420)에서 분사된 유기물이 전부 디퓨저부(441)를 통하여 기판(S)으로 도달할 수 있다. 상기와 같이 디퓨저부(441)를 통과한 유기물은 농도가 균일해진 상태에서 통과홀(441a)로부터 토출되어 기판(S)으로 유동할 수 있다.
한편, 상기와 같이 유기물이 디퓨저부(441)를 통하여 분사된 후 일정 시간이 경과하는 등의 기준값에 도달하면, 유기물 소스부(420)의 작동을 중지시키고 승하강부(490)를 작동시켜 유기물 소스부(420)를 챔버(444) 하측 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기와 같이 승하강부(490)가 작동하여 유기물 소스부(420)가 일정 높이에 도달하면, 차폐부(450)가 작동하여 디퓨저부(441)와 기판(S) 사이를 차단할 수 있다.
구체적으로 제 6 실린더(455c)가 작동하면, 제 3 이동블럭(455b)이 제 3 슬라이딩부(455a)를 따라서 선형 운동할 수 있다. 이때, 제 3 슬라이딩부(455a)는 기판(S)의 길이 방향 또는 폭 방향 중 하나의 방향으로 배치될 수 있다. 제 3 이동블럭(455b)은 선형운동부(454)를 선형 운동시키고, 선형운동부(454)의 이동에 따라서 차폐막(451)이 제 1 롤러(453a)로부터 권출될 수 있다. 이때, 제 1 복원부(453b)는 제 1 롤러(453a)의 회전 방향으로 복원력을 제공함으로써 차폐막(451)의 장력을 유지시킬 수 있다.
상기와 같이 차폐부(450)가 디퓨저부(441)를 차단시키면 차폐막(451)과 기판(S) 사이에서 자외선공급부(443)가 기판(S)의 길이 방향 또는 폭 방향 중 적어도 하나의 방향으로 선형 운동할 수 있다. 이때, 자외선공급부(443)는 차폐막(451)과 동일한 방향으로 선형 운동할 수 있다.
구체적으로 제 3 모터부(463)가 제 1 방향으로 회전하면, 제 5 기어부(461)가 회전하면서 제 6 기어부(462)의 표면을 이동할 수 있다. 이때, 자외선공급부(443)는 제 5 기어부(461)와 함께 이동할 수 있다.(도 7의 A방향)
또한, 제 3 모터부(463)가 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 회전하면, 제 5 기어부(461)는 회전하면서 제 6 기어부(462)의 표면을 이동할 수 있다. 이때, 자외선공급부(443)는 상기에서 설명한 반대 방향으로 이동할 수 있다.(도 7의 B방향)
상기와 같이 자외선공급부(443)는 선형 운동하면서 기판(S)의 유기물에 자외선을 조사하여 유기물을 경화시킬 수 있다. 이때, 자외선공급부(443)에서 방출된 자외선 일부는 마스크(M)에 차단되어 기판(S)의 원하는 부위의 유기물만을 경화시킬 수 있다. 상기와 같이 경화가 완료되면, 기판(S) 상에는 유기층이 형성될 수 있다.
이때, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안 압력제어유닛(480)은 챔버(444) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 압력제어유닛(480)의 작동 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안, 유기물은 유기물저장부(471)로부터 유기물 소스부(420)로 지속적으로 공급될 수 있다. 이때, 유기물공급부(470)의 작동 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서 유기물 증착 장치(400) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 분사 후 자외선을 통하여 경화시키는 경우 자외선이 디퓨저부(441) 측으로 조사되는 것을 방지함으로써 디퓨저부(441)에 잔존하는 유기물이 경화되는 것을 방지할 수 있다.
유기물 증착 장치(400) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 진동에너지를 통하여 분사시킴으로써 유기물의 온도 상승으로 인한 성막 특성이 변하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유기물 증착 장치(400) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 지속적으로 공급함으로써 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 유기물 증착 장치(500)를 보여주는 단면도이다. 도 9는 도 8에 도시된 유기물 증착 장치(500)의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 유기물 증착 장치(500)는 유기물 증착 장치(500)는 기판홀딩부(510), 유기물 소스부(520), 차폐부(550), 소스냉각부(530), 디퓨저부(541), 가이드부(542), 자외선공급부(543), 챔버(544), 유기물공급부(470), 압력제어유닛(580) 및 승하강부(590)를 포함할 수 있다. 이때, 기판홀딩부(510), 유기물 소스부(520), 소스냉각부(530), 디퓨저부(541), 가이드부(542), 자외선공급부(543), 챔버(544), 유기물공급부(470), 압력제어유닛(580) 및 승하강부(590)는 상기 도 6 및 도 7에서 설명한 기판홀딩부(410), 유기물 소스부(420), 소스냉각부(430), 디퓨저부(441), 가이드부(442), 자외선공급부(443), 챔버(444), 압력제어유닛(480) 및 승하강부(490)와 동일 또는 유사할 수 있다.
이때, 기판홀딩부(510)는 챔버(544)에 선형 운동 가능하거나 고정되도록 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 기판홀딩부(510)가 챔버(544)에 고정되어 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물 소스부(520)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 또한, 유기물 소스부(520)는 상기 도 6 내지 도 7에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(520)가 복수개 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 유기물 소스부(520)는 선형 운동 가능하도록 설치될 수 있다. 또한, 유기물 소스부(520)는 챔버(544) 내부에 고정되도록 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유기물 소스부(520)가 고정되도록 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물 증착 장치(500)는 자외선공급부(543)를 선형 운동시키는 제 2 선형구동부(560)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 선형구동부(560)는 상기 도 6 및 도 7에서 설명한 제 2 선형구동부(460)와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 차폐부(550)는 길이가 가변하여 디퓨저부(541)를 통과하는 유기물을 선택적으로 차페하는 차폐막(551)을 포함할 수 있다. 또한, 차폐부(550)는 차폐막(551)의 길이를 가변시키는 길이구동부(552)를 포함할 수 있다. 이때, 차폐막(551)은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 길이구동부(552)는 디퓨저부(541) 또는 가이드부(542) 중 하나에 설치될 수 있다. 구체적으로 길이구동부(552)는 차폐막(551)을 권취하거나 권출하는 차폐막저장부(553), 선형 운동하여 차폐막저장부(553)로부터 차폐막(551)을 권출시키는 선형운동부(554) 및 선형운동부(554)를 선형 운동시키는 제 4 선형구동부(555)를 구비할 수 있다.
차폐막저장부(553)는 제 1 롤러(미표기) 및 제 1 복원부(미도시)를 포함할 수 있다. 선형운동부(554)는 제 2 롤러(미도시) 및 제 2 복원부(미도시)를 포함하거나 고정블럭(미표기)을 포함할 수 있다. 이때 상기 제 1 롤러, 상기 제 1 복원부, 상기 제 2 롤러, 상기 제 2 복원부 및 상기 고정블럭은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 선형운동부(554)가 상기 고정블럭을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 4 선형구동부(555)는 선형운동부(554)에 연결되어 제 7 샤프트(미도시)의 길이를 가변시키는 제 7 실린더(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 제 4 선형구동부(555)는 디퓨저부(541) 또는 가이드부(542)에 설치되는 제 4 슬라이딩부(555a), 선형운동부(554)와 연결되어 제 4 슬라이딩부(555a)를 선형 운동하는 제 4 이동블럭(555b) 및 제 4 이동블럭(555b)을 선형운동시키는 제 8 실린더(555c)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 제 4 슬라이딩부(555a)는 디퓨저부(541)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 형성될 수 있다. 또한, 제 4 슬라이딩부(555a)는 레일 형태로 형성될 수 있으며, 제 4 이동블럭(555b)은 레일 형태의 제 4 슬라이딩부(555a)와 결합하여 선형 운동할 수 있다. 이때, 제 4 이동블럭(555b)은 선형운동부(554)와 일체로 형성될 수 있다.
이때, 제 4 선형구동부(555)는 상기에 한정되지 않으며, 선형운동부(554)를 선형 운동시키는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 4 선형운동부(554)는 제 4 슬라이딩부(555a), 제 4 이동블럭(555b) 및 제 8 실린더(555c)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
유기물공급부(570)는 유기물저장부(571), 공급펌프(572) 및 유기물안내유로(573)을 구비할 수 있다. 이때, 유기물저장부(571), 공급펌프(572) 및 유기물안내유로(573)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
압력제어유닛(580)은 흡입배관(581) 및 진공펌프(582)를 구비할 수 있다. 이때, 흡입배관(581) 및 진공펌프(582)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 유기물 증착 장치(500)의 작동을 살펴보면, 우선 기판(S) 및 마스크(M)를 챔버(544) 내부로 진입시켜 얼라인한 후 마스크(M)를 기판(S)에 합착시킬 수 있다. 이때, 기판(S) 상에는 상기에서 설명한 바와 같이 유기 발광 소자를 구비하는 발광부(미도시) 및 박막 봉지층(미도시)의 일부분이 형성된 상태일 수 있다.
상기와 같이 마스크(M)와 기판(S)의 배치가 완료되면, 유기물 소스부(520)에서 유기물에 진동에너지를 인가하여 유기물을 외부로 방출할 수 있다. 이때, 유기물은 가이드부(542) 내부를 통하여 디퓨저부(541)로 안내되고, 디퓨저부(541)의 통과홀(541a)를 통하여 균일한 농도로 분사될 수 있다. 상기와 같이 분사된 유기물은 마스크(M)를 통과하여 기판(S)에 증착할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 승하강부(590)가 작동하여 유기물 소스부(520)를 하강시킬 수 있다. 이때, 유기물 소스부(520), 가이드부(542), 디퓨저부(541) 및 차폐부(550)는 서로 연결되어 유기물 소스부(520)와 함께 하강할 수 있다.
한편, 상기와 같이 유기물 소스부(520)가 하강하는 동안 또는 하강한 후에 차폐부(550)가 작동하여 디퓨저부(541)의 통과홀(541a)을 차폐할 수 있다. 구체적으로 제 8 실린더(555c)가 작동하면 제 4 이동블럭(555b)이 제 4 슬라이딩부(555a)를 선형 운동하여 차폐막(551)이 디퓨저부(541)의 일면을 완전히 차폐할 수 있다.
상기와 같이 디퓨저부(541)의 차폐가 완료되면, 제 2 선형구동부(560)가 작동하여 자외선공급부(543)를 선형 운동시킬 수 있다. 이때, 기판(S)에 흡착된 유기물은 자외선공급부(543)에서 방출되는 자외선에 의하여 경화될 수 있다.
상기와 같은 자외선공급부(543)는 일회 선형 운동에 의하여 기판(S)의 모든 면에 흡착된 유기물을 경화시키도록 형성될 수 있다. 구체적으로 자외선공급부(543)의 길이는 기판(S)의 길이 또는 폭보다 크게 형성될 수 있다.
한편, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안 압력제어유닛(580)은 챔버(544) 내부의 압력을 제어면서 유기물공급부(570)는 유기물을 유기물 소스부(520)로 지속적으로 공급할 수 있다. 압력제어유닛(580)의 작동 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서 유기물 증착 장치(500) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 분사 후 자외선을 통하여 경화시키는 경우 자외선이 디퓨저부(541) 측으로 조사되는 것을 방지함으로써 디퓨저부(541)에 잔존하는 유기물이 경화되는 것을 방지할 수 있다.
유기물 증착 장치(500) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 진동에너지를 통하여 분사시킴으로써 유기물의 온도 상승으로 인한 성막 특성이 변하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유기물 증착 장치(500) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 지속적으로 공급함으로써 유기물 증착 공정을 장시간 지속할 수 있으므로 장비 가동률을 증대시키고 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기물 증착 장치(600)를 보여주는 단면도이다. 도 11은 도 10에 도시된 유기물 증착 장치(600)의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 유기물 증착 장치(600)는 기판홀딩부(610), 유기물 소스부(620), 차폐부(650), 소스냉각부(630), 디퓨저부(641), 가이드부(642), 자외선공급부(643), 챔버(644), 유기물공급부(670), 압력제어유닛(680) 및 승하강부(690)을 포함할 수 있다. 이때, 기판홀딩부(610), 유기물 소스부(620), 소스냉각부(630), 디퓨저부(641), 가이드부(642), 자외선공급부(643), 챔버(644), 유기물공급부(670), 압력제어유닛(680) 및 승하강부(690)는 상기 도 8 및 9에서 설명한 기판홀딩부(510), 유기물 소스부(520), 소스냉각부(530), 디퓨저부(541), 가이드부(542), 자외선공급부(543), 챔버(544), 유기물공급부(670), 압력제어유닛(580) 및 승하강부(590)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 유기물 증착 장치(600)는 자외선공급부(643)를 선형 운동시키는 제 2 선형구동부(660)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 선형구동부(660)는 상기 도 6 및 도 7에서 설명한 제 2 선형구동부(560)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 차폐부(650)는 디퓨저부(641)와 기판(S) 사이 또는 디퓨저부(641)에 설치되어 디퓨저부(641)를 통과하는 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐플레이트(651)를 포함할 수 있다. 또한, 차폐부(650)는 차폐플레이트(651)와 연결되어 차폐플레이트(651)를 회동 운동시키는 회동구동부(652)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 차폐플레이트(651)는 디퓨저부(641)와 기판(S) 사이로 진입하거나 챔버(644) 내부에서 회동 운동함으로써 디퓨저부(641)와 기판(S) 사이를 차폐할 수 있다. 또한, 차폐플레이트(651)는 디퓨저부(641)에 설치되어 통과홀(641a)을 차폐할 수 있다. 이때, 차폐플레이트(651)는 디퓨저부(641)에 하나가 설치될 수 있으며, 각 통과홀(641a)의 주변에 각각 설치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 차폐플레이트(651)가 복수개의 통과홀(641a) 각각의 주변에 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
회동구동부(652)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 회동구동부(652)는 모터를 포함할 수 있으며, 복수개의 링크와 실린더를 포함하는 것도 가능하다. 이때, 회동구동부(652)는 상기에 한정되지 않으며, 차폐플레이트(651)를 이동시키거나 회동시키는 모든 장치 및 구조를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 회동구동부(652)가 모터를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같이 형성되는 유기물 증착 장치(600)는 기판(S) 상에 유기물을 증착하기 위하여 이용될 수 있다. 이때, 기판(S) 상에는 유기 발광 소자를 구비하는 발광부(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 발광부 상에는 박막 봉지층(미도시)의 일부가 형성될 수 있다.
구체적으로 유기물을 증착하기 위하여 기판(S) 및 마스크(M)를 챔버(644) 내부로 진입한 후 얼라인하여 기판홀딩부(610)에 고정시킬 수 있다.
유기물 소스부(620)는 진동에너지를 유기물에 가해 원자화시킨 후 가이드부(642) 내부로 분사할 수 있다. 이때, 유기물은 다양한 경로로 움직일 수 있으며, 디퓨저부(641)를 통하여 균일한 농도로 분사될 수 있다. 상기와 같이 분사된 유기물은 마스크(M)를 통과하여 기판(S)에 증착될 수 있다. 이때, 기판냉각부(613)는 기판(S)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 상기와 같은 작업이 진행된 후 승하강부(690)는 유기물 소스부(620)를 하강시킬 수 있다. 이때, 가이드부(642) 및 디퓨저부(641)는 유기물 소스부(620)와 함께 하강할 수 있다.
상기와 같이 유기물 소스부(620)가 하강하는 동안 또는 하강한 후 차폐부(650)는 통과홀(641a)을 폐쇄할 수 있다. 구체적으로 회동구동부(652)가 작동하면 차폐플레이트(651)는 회동하여 통과홀(641a)을 폐쇄할 수 있다. 이때, 회동구동부(652)는 미리 설정된 기준값을 근거로 작동이 제어될 수 있다.
한편, 상기와 같이 통과홀(641a)이 폐쇄되면, 제 2 선형구동부(660)가 작동하여 자외선공급부(643)를 선형 운동시킬 수 있다. 이때, 자외선공급부(643)는 기판(S)의 길이 방향 또는 폭 방향으로 선형 운동하면서 기판(S)의 일 영역에 자외선을 조사하여 기판(S) 상의 유기물을 순차적으로 경화시킬 수 있다.
한편, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안 압력제어유닛(680)은 챔버(644) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 압력제어유닛(680)의 작동 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 작업이 진행되는 동안, 공급펌프(672)가 작동하여 유기물저장부(671)의 유기물을 유기물안내유로(673)를 통하여 유기물 소스부(620)로 공급할 수 있다. 이때, 유기물공급부(670)의 작동 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서 유기물 증착 장치(600) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 분사 후 자외선을 통하여 경화시키는 경우 자외선이 디퓨저부(641) 측으로 조사되는 것을 방지함으로써 디퓨저부(641)에 잔존하는 유기물이 경화되는 것을 방지할 수 있다.
유기물 증착 장치(600) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 진동에너지를 통하여 분사시킴으로써 유기물의 온도 상승으로 인한 성막 특성이 변하는 것을 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 유기물 증착 장치(700)를 보여주는 단면도이다. 도 13은 도 12에 도시된 유기물 증착 장치(700)의 작동 상태를 보여주는 작동도이다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 유기물 증착 장치(700)는 기판홀딩부(710), 유기물 소스부(720), 차폐부(750), 소스냉각부(730), 디퓨저부(741), 가이드부(742), 자외선공급부(743), 챔버(744), 유기물공급부(770), 압력제어유닛(780) 및 승하강부(790)을 포함할 수 있다. 이때, 기판홀딩부(710), 유기물 소스부(720), 차폐부(750), 소스냉각부(730), 디퓨저부(741), 가이드부(742), 자외선공급부(743), 챔버(744), 유기물공급부(770), 압력제어유닛(780) 및 승하강부(790)는 상기 도 10 및 11에서 설명한 기판홀딩부(610), 유기물 소스부(620), 차폐부(650), 소스냉각부(630), 디퓨저부(641), 가이드부(642), 자외선공급부(643), 챔버(644), 유기물공급부(670), 압력제어유닛(680) 및 승하강부(690)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 형성되는 유기물 증착 장치(700)는 박막 봉지층(미도시)의 유기층을 형성하는데 이용될 수 있다. 구체적으로 기판(S) 및 마스크(M)를 챔버(744) 내부로 삽입할 수 있다. 이때, 기판(S) 상에는 유기 발광 소자를 구비한 발광부(미도시)가 형성된 상태일 수 있으며, 상기 발광부 상에는 상기 박막 봉지층 일부가 형성된 상태일 수 있다.
상기와 같이 기판(S) 및 마스크(M)가 진입하면 기판홀딩부(710)는 기판(S) 및 마스크(M)를 정렬하여 고정시킬 수 있다. 또한, 유기물 소스부(720)는 진동에너지를 유기물에 공급하여 원자화시킨 후 가이드부(742) 내부로 분사할 수 있다.
가이드부(742) 내부의 유기물은 다시 디퓨저부(741)의 통과홀(741a)을 통하여 외부로 분사될 수 있다. 이때, 통과홀(741a)을 통과하는 유기물의 농도는 일정하게 유지될 수 있다. 유기물은 마스크(M)를 통과하여 기판(S)에 증착될 수 있다.
상기와 같은 과정이 완료되면, 승하강부(790)는 유기물 소스부(720)를 하강시킬 수 있다. 디퓨저부(741) 및 가이드부(742)는 유기물 소스부(720)와 함께 하강할 수 있다.
한편, 유기물 소스부(720)가 하강하는 동안 또는 하강한 후 차폐부(750)의 회동구동부(752)가 작동하여 차폐플레이트(751으로 통과홀(741a)을 폐쇄할 수 있다. 이때, 차폐부(750)의 작동 방법은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
통과홀(741a)이 폐쇄되면, 자외선공급부(743)는 기판(S)에 자외선을 조사할 수 있다. 이때, 자외선공급부(743)는 선형 운동하지 않으며, 기판(S)의 측면 부분에 설치되어 자외선을 조사할 수 있다. 특히 자외선공급부(743)는 기판(S)의 표면과 일정 각도를 형성하도록 틀어진 상태로 기판(S)에 자외선을 조사할 수 있다.
이때, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안 압력제어유닛(780)은 챔버(744) 내부의 압력을 제어할 수 있다. 압력제어유닛(780)의 작동 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기와 같은 작업이 진행되는 동안, 유기물저장부(771)의 유기물은 공급펌프(772)의 작동에 따라서 유기물안내유로(773)를 통하여 유기물 소스부(720)로 공급될 수 있다. 이때, 유기물공급부(770)의 작동 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서 유기물 증착 장치(700) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 분사 후 자외선을 통하여 경화시키는 경우 자외선이 디퓨저부(741) 측으로 조사되는 것을 방지함으로써 디퓨저부(741)에 잔존하는 유기물이 경화되는 것을 방지할 수 있다.
유기물 증착 장치(700) 및 유기물 증착 방법은 유기물을 진동에너지를 통하여 분사시킴으로써 유기물의 온도 상승으로 인한 성막 특성이 변하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유기물 증착 장치(700) 및 유기물 증착 방법은 증착 공정에 필요한 충분한 양의 유기물을 지속적으로 유기물 소스부(720)로 공급함으로써 작업 시간을 늘려주어 연속적으로 유기물 증착을 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100, 300, 400, 500, 600, 700 : 유기물 증착 장치
110, 310, 410, 510, 610, 710 : 기판홀딩부
120, 320, 420, 520, 620, 720 : 유기물 소스부
130, 330, 430, 530, 630, 730 : 소스냉각부
141, 341, 441, 541, 641, 741 : 디퓨저부
142, 342, 442, 542, 642, 742 : 가이드부
143, 343, 443, 543, 643, 743 : 자외선공급부
144, 344, 444, 544, 644, 744 : 챔버
170, 370, 470, 570, 670, 770 : 유기물공급부
171, 371, 471, 571, 671, 771 : 유기물저장부
172, 372, 472, 572, 672, 772 : 공급펌프
173, 373, 473, 573, 673, 773 : 유기물안내유로
180, 380, 480, 580, 680, 780 : 압력조절유닛

Claims (20)

  1. 마스크 및 기판을 얼라인(Align)하여 홀딩하는 기판홀딩부;
    유기물을 원자화(atomization)시켜 상기 기판으로 유기물을 분사하는 유기물 소스부; 및
    상기 유기물 소스부와 상기 기판 사이에 배치되어 상기 유기물을 확산시키는 디퓨저부;를 포함하는 유기물 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기물 소스부 및 상기 디퓨저부와 연결되도록 설치되어 상기 유기물을 상기 유기물 소스부로부터 상기 디퓨저부로 안내하는 가이드부;를 더 포함하는 유기물 증착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 유기물 소스부로부터 상기 디퓨저부로 이동하는 상기 유기물의 이동 경로를 외부와 단절시키는 유기물 증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판에 분사된 유기물을 경화시키도록 자외선을 방출하는 자외선공급부;를 더 포함하는 유기물 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 자외선공급부는 선형 운동 가능하도록 설치되는 유기물 증착 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 유기물 소스부, 상기 자외선공급부, 상기 디퓨저부는 서로 동일한 속도로 선형 운동 가능한 유기물 증착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디퓨저부에서 상기 기판으로 확산되는 상기 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐부;를 더 포함하는 유기물 증착 장치.
  8. 제 7 항에 있어서
    상기 차폐부는,
    상기 디퓨저부와 상기 기판 사이 또는 상기 디퓨저부에 설치되어 상기 디퓨저부를 통과하는 상기 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐플레이트; 및
    상기 차폐플레이트와 연결되어 상기 차폐플레이트를 회동 운동시키는 회동구동부;를 구비하는 유기물 증착 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 차폐부는,
    상기 디퓨저부와 상기 기판 사이 또는 상기 디퓨저부에 설치되며, 길이가 가변하여 상기 디퓨저부를 통과하는 상기 유기물을 선택적으로 차폐하는 차폐막; 및
    상기 차폐막의 길이를 가변시키는 길이구동부;를 구비하는 유기물 증착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 디퓨저부는 플레이트 형태로 형성되며, 상기 유기물이 통과하는 통과홀이 형성된 유기물 증착 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판홀딩부의 일부, 상기 유기물 소스부 및 상기 디퓨저부가 내부에 설치되는 챔버;를 더 포함하는 유기물 증착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 챔버에 연결되어 상기 챔버 내부의 압력을 제어하는 압력제어유닛;을 더 포함하는 유기물 증착 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기물 소스부에 설치되어 상기 유기물 소스부를 냉각시키는 소스냉각부;를 더 포함하는 유기물 증착 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판홀딩부는,
    상기 기판을 고정시키고, 상기 마스크와 상기 기판을 얼라인하는 얼리인부; 및
    상기 마스크를 자력으로 상기 마스크를 상기 기판에 밀착시키는 마그넷부;를 구비하는 유기물 증착 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판홀딩부는,
    상기 기판과 마그넷부 사이에 설치되어 상기 기판을 냉각시키는 기판냉각부;를 더 구비하는 유기물 증착 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판홀딩부는 상기 마스크 및 상기 기판을 선형 운동시키는 유기물 증착 장치.
  17. 유기물을 원자화(Atomization)하여 분사한 후 디퓨저부를 통과시켜 확산시키는 단계;
    확산된 상기 유기물을 합착된 마스크를 통하여 기판에 증착되는 단계; 및
    상기 유기물이 증착된 상기 기판 표면에 자외선을 조사하여 상기 유기물을 경화시키는 단계;를 포함하는 유기물 증착 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 유기물을 경화시키기 전에 상기 디퓨저부의 일면을 차폐하여 상기 디퓨저부에 흡착된 유기물의 경화를 방지하는 단계;를 더 포함하는 유기물 증착 방법.
  19. 기판과 마스크를 기판홀딩부에 장착하여 얼라인하는 단계; 및
    유기물을 원자화(Atomization) 분사한 후 디퓨저부를 통과시켜 확산시켜 확산된 상기 유기물을 상기 마스크를 통하여 상기 기판에 증착하면서, 상기 유기물이 증착된 상기 기판 표면에 자외선을 조사하여 상기 유기물을 경화시키는 단계;를 포함하는 유기물 증착 방법.
  20. 제 17 항 내지 상기 19 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 유기물을 분사하는 유기물 소스부 중 하나는 상기 기판 또는 상기 유기물 소스부 중 다른 하나와 상대 운동 가능한 유기물 증착 방법.
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