KR20160005850A - 박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법 - Google Patents

박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법을 개시한다. 본 발명은, 기판상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서, 증착 물질을 방사하는 증착원과, 상기 증착원의 일 측에 배치되며, 복수 개의 증착원 노즐들이 형성되는 증착원 노즐부와, 상기 증착원과 대향되게 배치되고, 하나의 화소를 형성하는 복수개의 부화소에 각각 증착되는 상기 증착 물질이 통과하는 복수 개의 패터닝 슬릿이 형성되는 패터닝 슬릿 시트를 포함하고, 상기 복수 개의 상기 패터닝 슬릿은 제1 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제1 패터닝 슬릿, 제2 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제2 패터닝 슬릿 및 제3 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제3 패터닝 슬릿을 구비하고, 상기 증착 물질이 통과하는 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개는 상이하게 형성된다.

Description

박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법{Apparatus for thin layer deposition, and method for manufacturing of organic light emitting display apparatus using the same}
본 발명의 실시예들은 박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시 장치 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
유기 발광 디스플레이 장치는 서로 대향된 제1전극과 제2전극 사이에 발광층을 포함하는 중간층이 개재된 구성을 갖는다. 이때 제1전극, 제2전극 및 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 독립 증착 방식이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는, 중간층 등이 형성될 기판에 형성될 중간층 등의 패턴과 동일/유사한 패턴의 개구를 갖는 파인 메탈 마스크(FMM; fine metal mask)를 밀착시키고 중간층 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 중간층 등을 형성한다.
그러나, 이러한 파인 메탈 마스크를 이용하는 방법은 대형의 글라스를 사용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 대면적화하기에는 부적합하다는 한계가 있다. 왜냐하면, 대면적 마스크를 사용하면 자중에 의해 마스크의 휨 현상이 발생하는데, 이 휨 현상에 의한 패턴의 왜곡이 발생될 수 있기 때문이다. 이는 패턴에 고정세를 요하는 현 경향과도 배치되는 것이다.
더욱이, 기판과 파인 메탈 마스크를 얼라인하여 밀착시키고, 증착을 수행한 후, 다시 기판과 파인 메탈 마스크를 분리시키는 과정에서 상당한 시간이 소요되어, 제조 시간이 오래 걸리고 생산 효율이 낮다는 문제점이 존재하였다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명의 실시예들은 박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 기판상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서, 증착 물질을 방사하는 증착원과, 상기 증착원의 일 측에 배치되며, 복수 개의 증착원 노즐들이 형성되는 증착원 노즐부와, 상기 증착원과 대향되게 배치되고, 하나의 화소를 형성하는 복수개의 부화소에 각각 증착되는 상기 증착 물질이 통과하는 복수 개의 패터닝 슬릿이 형성되는 패터닝 슬릿 시트를 포함하고, 상기 복수 개의 상기 패터닝 슬릿은 제1 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제1 패터닝 슬릿, 제2 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제2 패터닝 슬릿 및 제3 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제3 패터닝 슬릿을 구비하고, 상기 증착 물질이 통과하는 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개는 상이하게 형성되는 박막 증착 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 증착 물질이 통과하는 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개는 상이하게 형성되도록 상기 제1 패터닝 슬릿의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 길이 중 적어도 2개는 서로 상이하게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 증착원 노즐부와 상기 패터닝 슬릿 시트 사이에 배치되어 상기 증착원으로부터 방사되는 상기 증착 물질 중 적어도 일부를 차단하는 보정판을 더 포함하고, 상기 보정판은 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 영역의 길이 중 적어도 2개는 서로 상이하게 형성되도록 상기 복수개의 패터닝 슬릿의 적어도 일부를 차폐할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 부화소는 적색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층, 상기 제2 부화소는 녹색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 상기 제3 부화소는 청색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층을 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역 길이는 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 패터닝 슬릿은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿은 서로 이격되도록 배치되고, 상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 중심으로부터 멀어질수록 길게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 패터닝 슬릿은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿은 서로 이격되도록 배치되고, 상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 중심으로부터 멀어질수록 길게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3 패터닝 슬릿은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿은 서로 이격되도록 배치되고, 상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 길게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 일단, 상기 제2 패너닝 슬릿의 통과 영역의 일단 및 상기 제3 패커닝 슬릿의 통과 영역의 일단 중 적어도 하나는 원호 또는 코사인 곡선의 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 각 패터닝 슬릿들의 통과 영역의 길이에 의해 상기 기판 상에 증착되는 증착 물질의 제어량이 제어될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보정판은 상기 제1 패터닝 슬릿의 적어도 일부 차폐하는 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부를 구비하며, 상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부는 서로 이격되도록 배치되고, 상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 짧게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보정판은 상기 제2 패터닝 슬릿의 적어도 일부 차폐하는 복수개의 제2 패터닝 슬릿 차폐부를 구비하며, 상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿 차폐부는 서로 이격되도록 배치되고, 상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿 차폐부는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 짧게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 보정판은 상기 제1 패터닝 슬릿의 적어도 일부 차폐하는 복수개의 제3 패터닝 슬릿 차폐부를 구비하며, 상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿 차폐부는 서로 이격되도록 배치되고, 상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿 차폐부는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 짧게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 하나는 상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 다른 하나에 대하여 상대적으로 이동가능할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 기판상에 박막을 형성하는 박막 증착 장치를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 기판이 상기 박막 증착 장치에 대하여 이격되도록 배치되는 단계와, 상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 하나는 상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 다른 하나에 대하여 상대적으로 이동하면서, 상기 박막 증착 장치에서 방사되는 증착 물질이 상기 기판 상에 증착되는 단계를 포함하고, 상기 증착 물질이 상기 기판 상에 증착되는 단계는, 하나의 화소를 형성하는 복수개의 부화소에 각각 증착되는 상기 증착 물질이 복수개의 패터닝 슬릿을 통과하여 증착되고, 상기 복수 개의 상기 패터닝 슬릿은 제1 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제1 패터닝 슬릿, 제2 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제2 패터닝 슬릿 및 제3 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제3 패터닝 슬릿을 구비하고, 상기 증착 물질이 통과하는 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개는 상이하게 형성되는 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 부화소는 적색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층, 상기 제2 부화소는 녹색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 상기 제3 부화소는 청색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층을 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성되거나 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 패터닝 슬릿, 상기 제2 패터닝 슬릿 및 상기 제3 패터닝 슬릿 중 적어도 하나는 복수개 구비되며, 복수개의 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 복수개의 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 복수개의 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 하나는 상기 패터닝 슬릿 시트의 중심으로부터 외곽으로 갈수록 커지도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 각 패터닝 슬릿들의 통과 영역의 길이에 의해 상기 기판 상에 증착되는 증착 물질의 제어량이 제어될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 관한 박막 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법은 생산성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치 중, 일 부화소를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 유기 발광 디스플레이 장치 중 각 화소의 높이를 상대적으로 비교한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 패터닝 슬릿 시트를 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착 장치를 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 보정판을 보여주는 평면도이다.
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.
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.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
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.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치 중, 일 부화소를 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1의 유기 발광 디스플레이 장치 중 각 화소의 높이를 상대적으로 비교한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 디스플레이 장치(100)은 제 1 기판(110) 및 발광부(미표기)를 포함할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(100)은 상기 발광부의 상부에 형성되는 박막 봉지층(E) 또는 제 2 기판(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 2 기판은 일반적인 디스플레이 장치에 사용되는 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 디스플레이 장치(100)이 박막 봉지층(E)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 기판(110) 상에 상기 발광부가 형성될 수 있다. 이때, 상기 발광부는 박막 트랜지스터(TFT) 이 구비되고, 이들을 덮도록 패시베이션막(170)이 형성되며, 이 패시베이션막(170) 상에 유기 발광 소자(180)가 형성될 수 있다.
이때, 제 1 기판(110)은 유리 재질을 사용할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않으며, 플라스틱재를 사용할 수도 있으며, SUS, Ti과 같은 금속재를 사용할 수도 있다. 또한, 제 1 기판(110)는 폴리이미드(PI, Polyimide)를 사용할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 기판(110)이 유리 재질로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 기판(110)의 상면에는 유기화합물 및/또는 무기화합물로 이루어진 버퍼층(120)이 더 형성되는 데, SiOx(x≥1), SiNx(x≥1)로 형성될 수 있다.
이 버퍼층(120) 상에 소정의 패턴으로 배열된 활성층(130)이 형성된 후, 활성층(130)이 게이트 절연층(140)에 의해 매립된다. 활성층(130)은 소스 영역(131)과 드레인 영역(133)을 갖고, 그 사이에 채널 영역(132)을 더 포함한다.
이러한 활성층(130)은 다양한 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(130)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다른 예로서 활성층(130)은 산화물 반도체를 함유할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(130)은 유기 반도체 물질을 함유할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 활성층(130)이 비정질 실리콘으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
이러한 활성층(130)은 버퍼층(120) 상에 비정질 실리콘막을 형성한 후, 이를 결정화하여 다결정질 실리콘막으로 형성하고, 이 다결정질 실리콘막을 패터닝하여 형성할 수 있다. 상기 활성층(130)은 구동 TFT(미도시), 스위칭 TFT(미도시) 등 TFT 종류에 따라, 그 소스 영역(131) 및 드레인 영역(133)이 불순물에 의해 도핑된다.
게이트 절연층(140)의 상면에는 활성층(130)과 대응되는 게이트 전극(150)과 이를 매립하는 층간 절연층(160)이 형성된다.
그리고, 층간 절연층(160)과 게이트 절연층(140)에 콘택홀(H1)을 형성한 후, 층간 절연층(160) 상에 소스 전극(171) 및 드레인 전극(172)을 각각 소스 영역(131) 및 드레인 영역(133)에 콘택되도록 형성한다.
이렇게 형성된 상기 박막 트랜지스터의 상부로는 패시베이션막(170)이 형성되고, 이 패시베이션막(170) 상부에 유기 발광 소자(OLED)의 화소 전극(181)이 형성된다. 이 화소 전극(181)은 패시베이션막(170)에 형성된 비아 홀(H2)에 의해 TFT의 드레인 전극(172)에 콘택된다. 상기 패시베이션막(170)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(170)은, 공진 효과를 달성할 수 있도록 투명 절연체로 형성되는 것이 바람직하다.
패시베이션막(170) 상에 화소 전극(181)을 형성한 후에는 이 화소 전극(181) 및 패시베이션막(170)을 덮도록 화소 정의막(190)이 유기물 및/또는 무기물에 의해 형성되고, 화소 전극(181)이 노출되도록 개구된다.
그리고, 적어도 상기 화소 전극(181) 상에 중간층(182) 및 대향 전극(183)이 형성된다.
화소 전극(181)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(183)은 캐소오드 전극의 기능을 하는 데, 물론, 이들 화소 전극(181)과 대향 전극(183)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.
화소 전극(181)과 대향 전극(183)은 상기 중간층(182)에 의해 서로 절연되어 있으며, 중간층(182)에 서로 다른 극성의 전압을 가해 유기 발광층에서 발광이 이뤄지도록 한다.
중간층(182)은 유기 발광층을 구비할 수 있다. 선택적인 다른 예로서, 중간층(182)은 유기 발광층(182d,organic emission layer)을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(182a,HIL:hole injection layer), 정공 수송층(182b,hole transport layer), 전자 수송층(182e,electron transport layer) 및 전자 주입층(182e,electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(182)이 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층(182c)을 더 구비할 수 있다. 이때, 기능층(182c)는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 기능층(182c)는 각 유기 발광층(182d)의 발광을 보조하는 발광 보조층(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 기능층(182c)는 발광 효율, 색순도 등을 높일 수 있는 보조층(미도시)을 구비할 수 있다. 이때, 보조층은 전공 수송층(182b)와 동일한 물질로 형성될 수 있다.
한편, 하나의 단위 화소(P)는 복수의 부화소(R,G,B)로 이루어지는데, 복수의 부화소(R,G,B)는 다양한 색의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소(R,G,B)는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 부화소(R,G,B)를 구비할 수 있고, 적색, 녹색, 청색 및 백색의 빛을 방출하는 부화소(미표기)를 구비할 수 있다.
상기와 같은 복수의 부화소(R,G,B)는 각각 다양한 색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층(182)을 구비할 수 있다. 예를 들면 복수의 부화소(R,G,B)는 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층(182)을 포함한다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 적색의 빛을 방출하는 부화소를 제1 부화소(R), 녹색의 빛을 방출하는 부화소를 제2 부화소(G) 및 청색의 빛을 방출하는 부화소를 제3 부화소(B)의 명칭을 사용하여 상세히 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 부화소(R)는 적색의 빛을 방출하는 제1 유기 발광층(182d-R)을 구비하는 제1 중간층(미표기), 제2 부화소(G)는 녹색의 빛을 방출하는 제2 유기 발광층(182d-G)을 구비하는 제2 중간층(미표기), 제3 부화소(B)는 청색의 빛을 방출하는 제3 유기 발광층(182d-B)을 구비하는 제3 중간층(미표기)을 각각 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 상기 제1 중간층, 상기 제2 중간층, 상기 제3 중간층은 각각 높이가 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 중간층, 상기 제2 중간층 및 상기 제3 중간층 중 적어도 2개의 높이는 상이하도록 형성될 수 있다. 특히 상기 제1 중간층의 높이는 상기 제2 중간층의 높이보다 크게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 중간층의 높이는 상기 제3 중간층의 높이보다 크게 형성될 수 있다. 이때, 상기와 같이 높이를 형성함으로써 각 부화소의 광학적인 두께를 보정할 수 있다.
상기와 같은 광학적인 두께를 보정하는 방법은 다양한 형태로 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 중간층 내지 상기 제3 중간층이 공통으로 공유하는 각 층의 높이를 서로 상이하게 형성하거나 제1 유기 발광층(182d-R) 내지 제3 유기 발광층(182d-B)의 하측 각각에 별도의 기능층(182c)을 형성시킬 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제1 중간층 내지 상기 제3 중간층이 공통으로 공유하는 기능층(182c)의 두께를 상이하게 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같은 박막 봉지층(E)은 복수의 무기층들을 포함하거나, 무기층 및 유기층을 포함할 수 있다.
박막 봉지층(E)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(E)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(E) 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 다른 예로서, 박막 봉지층(E)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 박막 봉지층(E)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(E)은 유기 발광 소자(OLED)의 상부로부터 순차적으로 제 1 무기층, 제 1 유기층, 제 2 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서, 박막 봉지층(E)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(E)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.
한편, 이하에서는 박막 증착 장치(미도시)를 통하여 중간층(182)을 형성하는 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착 장치를 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 패터닝 슬릿 시트를 보여주는 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 박막 증착 장치(200)는 증착원(210), 증착원 노즐부(220), 패터닝 슬릿 시트(250) 및 연결부재(235)를 포함한다.
여기서, 도 3 및 도 4에는 설명의 편의를 위해 챔버를 도시하지 않았지만, 도 3 및 도 4의 모든 구성은 적절한 진공도가 유지되는 챔버 내에 배치될 수 있다. 이는 증착 물질의 직진성을 확보하기 위함이다.
상세히, 증착원(210)에서 방출된 증착 물질(215)이 증착원 노즐부(220) 및 패터닝 슬릿 시트(250)를 통과하여 기판(110)에 원하는 패턴으로 증착되게 하려면, 기본적으로 챔버(미도시) 내부는 FMM(Fine matel mask) 증착 방법과 동일한 고진공 상태를 유지해야 한다. 또한 패터닝 슬릿 시트(250) 및 연결부재(235)의 온도가 증착원(210) 온도보다 충분히 낮아야(약 100°이하) 증착원 노즐부(220)와 패터닝 슬릿 시트(250) 사이의 공간을 고진공 상태로 유지할 수 있다. 이와 같이, 패터닝 슬릿 시트(250)의 온도가 충분히 낮으면, 원하지 않는 방향으로 방사되는 증착 물질(215)은 연결부재(235)의 면에 흡착되어서 고진공을 유지할 수 있기 때문에, 증착 물질 간의 충돌이 발생하지 않아서 증착 물질의 직진성을 확보할 수 있게 되는 것이다.
이러한 챔버(미도시) 내에는 피 증착체인 기판(110)이 배치된다. 기판(110)은 평판 표시장치용 기판이 될 수 있는 데, 다수의 평판 표시장치를 형성할 수 있는 대면적 기판이 적용될 수 있다.
여기서, 기판(110)이 박막 증착 장치(200)에 대하여 상대적으로 이동하면서 증착이 진행될 수 있다.
상세히, 기존 FMM 증착 방법에서는 FMM 크기가 기판 크기와 동일하게 형성되어야 하므로, 기판 사이즈가 증가할수록 FMM도 대형화되어야 한다. 그러나, 대형화된 FMM의 제작이 용이하지 않고, FMM을 인장하여 정밀한 패턴으로 얼라인(align) 하기도 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 박막 증착 장치(200)는, 박막 증착 장치(200)와 기판(110)이 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어질 수 있다. 다시 말하면, 박막 증착 장치(200)와 마주보도록 배치된 기판(110)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로 증착을 수행할 수 있다. 즉, 스캐닝(scanning) 방식으로 증착이 수행되는 것이다. 여기서, 도면에는 기판(110)이 챔버(미도시) 내에서 Y축 방향으로 이동하면서 증착이 이루어지는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 기판(110)은 고정되어 있고 박막 증착 장치(200) 자체가 Y축 방향으로 이동하면서 증착을 수행할 수 있다.
따라서, 박막 증착 장치(200)에서는 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(250)를 만들 수 있다. 즉, 박막 증착 장치(200)의 경우, 기판(110)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로, 즉 스캐닝(scanning) 방식으로 증착을 수행하기 때문에, 패터닝 슬릿 시트(250)의 X축 방향으로의 폭과 기판(110)의 X축 방향으로의 폭만 실질적으로 동일하게 형성되면, 패터닝 슬릿 시트(250)의 Y축 방향의 길이는 기판(110)의 길이보다 훨씬 작게 형성될 수 있다. 이와 같이, 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(250)를 만들 수 있기 때문에, 본 발명의 패터닝 슬릿 시트(250)는 그 제조가 용이하다. 즉, 패터닝 슬릿 시트(250)의 에칭 작업이나, 그 이후의 정밀 인장 및 용접 작업, 이동 및 세정 작업 등 모든 공정에서, 작은 크기의 패터닝 슬릿 시트(250)가 FMM 증착 방법에 비해 유리하다. 또한, 이는 디스플레이 장치가 대형화될수록 더욱 유리하게 된다.
이와 같이, 박막 증착 장치(200)와 기판(110)이 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어지기 위해서는, 박막 증착 장치(200)와 기판(110)이 일정 정도 이격될 수 있다.
한편, 챔버 내에서 상기 기판(110)과 대향하는 측에는, 증착 물질(215)이 수납 및 가열되는 증착원(210)이 배치될 수 있다. 증착원(210) 내에 수납되어 있는 증착 물질(215)이 기화됨에 따라 기판(110)에 증착이 이루어질 수 있다.
상세히, 증착원(210)은 그 내부에 증착 물질(215)이 채워지는 도가니(211)와, 도가니(211)를 가열시켜 도가니(211) 내부에 채워진 증착 물질(215)을 도가니(211)의 일 측, 상세하게는 증착원 노즐부(220) 측으로 증발시키기 위한 히터(212)를 구비할 수 있다.
증착원(210)의 일 측, 상세하게는 증착원(210)에서 기판(110)을 향하는 측에는 증착원 노즐부(220)가 배치될 수 있다. 그리고, 증착원 노즐부(220)에는, X축 방향을 따라서 복수 개의 증착원 노즐(221)들이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 증착원 노즐(221) 각각은 동일한 간격으로 형성될 수 있다. 증착원(210) 내에서 기화된 증착 물질(215)은 이와 같은 증착원 노즐부(220)를 통과하여 피 증착체인 기판(110) 쪽으로 향하게 된다.
한편, 증착원(210)과 기판(110) 사이에는 패터닝 슬릿 시트(250) 및 패터닝 슬릿 시트 프레임(255)이 더 구비될 수 있다. 패터닝 슬릿 시트 프레임(255)은 대략 창문 틀과 같은 형태로 형성되며, 그 내측에 패터닝 슬릿 시트(250)가 결합될 수 있다. 그리고, 패터닝 슬릿 시트(250)에는 X축 방향을 따라서 복수 개의 패터닝 슬릿(251)이 형성될 수 있다. 한 개의 증착 공간(S)에 대응되는 패터닝 슬릿(251)의 길이는 도 3에 도시된 바와 같이 동일하지 않을 수 있다. 이는 증착 박막의 두께 균일도를 향상시키면서 각 중간층(182)의 높이를 상이하게 증착하기 위한 것이다. 이에 관하여는 후술한다.
증착원(210) 내에서 기화된 증착 물질(215)은 증착원 노즐부(220) 및 패터닝 슬릿 시트(250)를 통과하여 피 증착체인 기판(110) 쪽으로 향할 수 있다. 이때, 상기 패터닝 슬릿 시트(250)는 종래의 파인 메탈 마스크(FMM) 특히 스트라이프 타입(stripe type)의 마스크의 제조 방법과 동일한 방법인 에칭을 통해 제작될 수 있다.
여기서, 박막 증착 장치(200)는 증착원 노즐(121)의 총 개수보다 패터닝 슬릿(151)의 총 개수가 더 많게 형성될 수 있다.
한편, 상술한 증착원(210)(및 이와 결합된 증착원 노즐부(220))과 패터닝 슬릿 시트(250)는 서로 일정 정도 이격되도록 형성될 수 있으며, 증착원(210)(및 이와 결합된 증착원 노즐부(220))과 패터닝 슬릿 시트(250)는 연결부재(235)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 즉, 증착원(210), 증착원 노즐부(220) 및 패터닝 슬릿 시트(250)가 연결부재(235)에 의해 연결되어 서로 일체로 형성될 수 있는 것이다. 여기서 연결부재(235)는 증착원 노즐(221)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 이동 경로를 가이드 할 수 있다. 도면에는 연결부재(235)가 증착원(210), 증착원 노즐부(220) 및 패터닝 슬릿 시트(250)의 좌우 방향으로만 형성되어 증착 물질의 X축 방향만을 가이드 하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 도시의 편의를 위한 것으로, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 연결부재(235)가 박스 형태의 밀폐형으로 형성되어 증착 물질의 X축 방향 및 Y축 방향 이동을 동시에 가이드 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 박막 증착 장치(200)는 기판(110)에 대하여 상대적으로 이동하면서 증착을 수행하며, 이와 같이 박막 증착 장치(200)가 기판(110)에 대하여 상대적으로 이동하기 위해서 패터닝 슬릿 시트(250)는 기판(110)으로부터 일정 정도 이격되도록 형성된다.
상세히, 종래의 FMM 증착 방법에서는 기판에 음영(shadow)이 생기지 않도록 하기 위하여 기판에 마스크를 밀착시켜서 증착 공정을 진행하였다. 그러나, 이와 같이 기판에 마스크를 밀착시킬 경우, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량 문제가 발생한다는 문제점이 존재하였다. 또한, 마스크를 기판에 대하여 이동시킬 수 없기 때문에, 마스크가 기판과 동일한 크기로 형성되어야 한다. 따라서, 디스플레이 장치가 대형화됨에 따라 마스크의 크기도 커져야 하는데, 이와 같은 대형 마스크를 형성하는 것이 용이하지 아니하다는 문제점이 존재하였다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(200)에서는 패터닝 슬릿 시트(250)가 피 증착체인 기판(110)과 소정 간격을 두고 이격되도록 배치되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 의해서 마스크를 기판보다 작게 형성한 후, 마스크를 기판에 대하여 이동시키면서 증착을 수행할 수 있게 됨으로써, 마스크 제작이 용이해지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 공정에서 기판과 마스크를 밀착시키는 시간이 불필요해지기 때문에, 제조 속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 패터닝 슬릿 시트(250)는 복수개의 패터닝 슬릿(251)을 구비할 수 있다. 이때, 복수개의 패터닝 슬릿(251)은 제1 부화소(R)를 형성하는 증착 물질이 통과하는 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 부화소(G)를 형성하는 증착 물질이 통과하는 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 부화소(B)를 형성하는 증착 물질이 통과하는 제3 패터닝 슬릿(251c)을 구비할 수 있다. 이때, 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)은 하나의 그룹을 형성할 수 있다. 특히 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b), 제3 패터닝 슬릿(251c)을 통과한 상기 증착 물질은 제1 부화소(R), 제2 부화소(G) 및 제3 부화소(B)를 형성함으로써 하나의 화소(P)를 형성할 수 있다.
상기 증착 물질은 상기에서 설명한 다양한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 증착 물질은 유기 발광층(182d)을 형성하는 물질일 수 있다. 또한, 상기 증착 물질은 기능층(182c)을 형성하는 물질일 수 있다. 이외에도 상기 증착 물질은 각 중간층(182)을 형성하는 각 층 중 박막 증착 장치(200)를 통하여 증착 가능한 모든 물질을 포함할 수 있다.
상기와 같은 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)은 상기 증착 물질이 통과하는 통과 영역이 형성될 수 있다. 이때, 제1 패터닝 슬릿(251a)에 형성되는 통과 영역은 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이 일 수 있다. 또한, 제2 패터닝 슬릿(251b)에 형성되는 통과 영역은 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이 일 수 있으며, 제3 패터닝 슬릿(251c)에 형성되는 통과 영역은 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이일 수 있다.
상기와 같은 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이, 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이 및 제3 패터닝 슬릿(251c)의 길이 중 적어도 2개는 서로 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이는 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이는 제3 패터닝 슬릿(251c)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이, 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이 및 제3 패터닝 슬릿(251c)의 길이 중 적어도 2개가 서로 상이하게 형성되는 경우 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)을 통과하는 상기 증착 물질의 양이 상이해질 수 있다. 구체적으로 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이는 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이보다 크므로 제1 패터닝 슬릿(251a)을 통과하는 상기 증착 물질의 양은 제2 패터닝 슬릿(251b)을 통과하는 상기 증착 물질의 양보다 클 수 있다. 또한, 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이는 제3 패터닝 슬릿(251c)의 길이보다 크므로 제2 패터닝 슬릿(251b)을 통과하는 상기 증착 물질의 양은 제3 패터닝 슬릿(251c)을 통과하는 상기 증착 물질의 양보다 클 수 있다. 이때, 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)의 길이는 각 슬릿을 통과하는 상기 증착 물질의 양을 제어할 수 있다. 따라서 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이, 제2 패터닝 슬릿(251b)의 길이 및 제3 패터닝 슬릿(251c)의 길이는 각 슬릿을 통과하는 상기 증착 물질의 양이 제1 패터닝 슬릿(251a)에서 가장 많고, 제2 패터닝 슬릿(251b)에서 중간 정도이며, 제3 패터닝 슬릿(251c)에서 가장 적도록 형성될 수 있다.
한편, 상기와 같은 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)은 상기에서 설명한 바와 같이 그룹을 형성하여 패터닝 슬릿 시트(250)에 구비될 수 있다. 이때, 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c) 사이의 간격은 각각 서로 동일할 수 있다. 또한, 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)은 각각 복수개 구비될 수 있다.
상기와 같은 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)의 양단 중 적어도 하나는 원호 또는 코사인 곡선의 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)은 서로 그 길이가 상이하며, 제1 패터닝 슬릿의 길이(y)는 중심부(x=0)에서 외곽부로 갈수록 그 길이가 커질 수 있다.
구체적으로 제1 패터닝 슬릿(251a)은 패터닝 슬릿 시트(250)의 중심에서 멀어질수록 그 길이가 길게 형성될 수 있다. 즉, 패터닝 슬릿 시트(250)의 중심에 가장 인접한 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이는 패터닝 슬릿 시트(250)에 형성된 복수개의 제1 패터닝 슬릿 중에서 길이가 가장 작으며, 패터닝 슬릿 시트(250)의 중심에 가장 인접한 제1 패터닝 슬릿(251a)으로부터 멀어질수록 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이는 길어진다.
상술한 바와 같은 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)은 증착원 노즐(도 3의 221 참조)로부터 패터닝 슬릿 시트(250) 쪽으로 이동하는 증착 물질 중 일부를 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 상세하게는, 박막 증착 장치(200)에 의하여 증착되는 증착막은 중앙 부분이 볼록한 형태를 이루기 때문에, 이를 균일하게 만들기 위해서는 중앙 부분으로 향하는 증착 물질 중 일부를 차단하여야 한다. 따라서, 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이를 상이하게 형성함으로써 증착 물질 중 일부를 차단할 수 있다. 이때, 패터닝 슬릿 시트(250)는 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이가 증착 공간(S)의 중심부에서 양단부로 갈수록 길어지는 형성되어 기 때문에 상대적으로 길이가 작은 중앙 부분에 대응하는 제1 패터닝 슬릿(251a)에서는 증착 물질이 적게 통과하게 되며, 상대적으로 길이가 긴 패터닝 슬릿 시트(250)의 단부에 대응하는 제1 패터닝 슬릿(251a)에서는 증착 물질이 많이 통과하게 된다. 이 경우, 증착되는 막 두께가 가장 얇은 부분, 일반적으로는 패터닝 슬릿 시트(250)의 양끝 부분의 막 두께가 전체 막 두께가 되도록 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이를 상이하게 형성할 수 있다.
이와 같이, 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)의 길이를 각각 상이하게 형성함으로써, 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막이 균일한 형태로 보정될 수 있다. 즉, 증착 물질이 많이 증착되는 부분은 패터닝 슬릿의 길이를 작게 하여 증착 물질이 적게 관통하게 하고, 증착 물질이 적게 증착되는 부분은 패터닝 슬릿의 길이를 크게 하여 전체적인 증착 물질의 두께가 균일하도록 증착량을 보정할 수 있다.
따라서 복수개의 제1 패터닝 슬릿(251a)에 의하여 기판에 증착된 박막의 균일도가 1~2% 오차 범위 이내로 균일하게 형성됨으로써, 제품 품질 및 신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같은 현상은 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)에서도 동일 또는 유사할 수 있다. 따라서 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)도 제1 패터닝 슬릿(251a)과 유사하도록 길이를 형성할 수 있다. 이때, 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)의 곡률 반경 또는 코사인 값은 상기에서 설명한 바와 같이 서로 상이하게 형성될 수 있다.
한편, 상기와 같은 박막 증착 장치(200)를 통하여 중간층(182)을 형성하는 방법을 살펴보면, 기판(110) 상에 각 층을 형성한 후 화소 전극(181) 상에 정공 주입층(182a), 정공 수송층(182b)을 형성한 후 상기 챔버 내부로 진입시킬 수 있다. 이후 도 3의 A방향으로 기판(110)을 이동시키면서 증착 물질을 패터닝 슬릿 시트(250)를 통하여 기판(110) 상에 증착시킬 수 있다.
상기와 같이 증착 물질이 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)을 통과하는 경우 기능층(182c)의 두께는 상이해질 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 제1 유기 발광층(182d-R)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께가 가장 크게 형성되고, 제2 유기 발광층(182d-G)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께는 중간 정도가 되며, 제3 유기 발광층(182d-B)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께가 가장 작게 형성될 수 있다. 또한, 패터닝 슬릿 시트(250)가 형성하는 제1 유기 발광층(182d-R)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께는 패터닝 슬릿 시트(250)의 전 영역을 걸쳐서 동일하며, 제2 유기 발광층(182d-G)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께 및 제3 유기 발광층(182d-B)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께의 두께도 패터닝 슬릿 시트(250)의 전 영역을 걸쳐서 동일하게 형성될 수 있다.
상기와 같이 제1 부화소(R) 내지 제3 부화소(B)의 기능층(182c)이 형성되면, 제1 유기 발광층(182d-R), 제2 유기 발광층(182d-G) 및 제3 유기 발광층(182d-B)을 형성할 수 있다. 이때, 제1 유기 발광층(182d-R), 제2 유기 발광층(182d-G) 및 제3 유기 발광층(182d-B)은 각각 서로 다른 마스크를 사용할 수 있으며, 증착하는 방법은 상기 기능층(182c)을 형성하는 방법과 유사하게 수행될 수 있다.
이후 각 유기 발광층(182d) 상에 전자 수송층(182e), 전자 주입층(182f) 등과 같은 다른 층을 적층하여 디스플레이 장치(100)를 제조할 수 있다.
상기와 같은 박막 증착 장치(200)를 통하여 디스플레이 장치(100)를 제조하는 경우 각 유기 발광층의 광학적인 두께를 보정할 수 있다. 특히 유기 발광층(182d)의 위치에 따른 중간층(182)의 두께를 신속하게 수행함으로써 제조 공정이 단순해지고 신속해질 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 증착 장치를 보여주는 사시도이다. 도 6은 도 5의 보정판을 보여주는 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 박막 증착 장치(300)는 증착원(310), 증착원 노즐부(320), 패터닝 슬릿 시트(350), 연결부재(335) 및 보정판(360)을 포함할 수 있다. 이때, 증착원(310), 증착원 노즐부(320) 및 연결부재(335)는 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
패터닝 슬릿 시트(350)는 패터닝 슬릿 시트 프레임(355)에 설치될 수 있다. 이때, 패터닝 슬릿 시트 프레임(355)은 상기에서 설명한 바와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
패터닝 슬릿 시트(350)는 복수개의 패터닝 슬릿(351)을 구비할 수 있다. 이때, 패터닝 슬릿(351)은 서로 동일한 크기로 형성될 수 있다. 또한, 복수개의 패터닝 슬릿(351)은 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
복수개의 패터닝 슬릿(351)은 각각 제1 부화소(R), 제2 부화소(G) 및 제3 부화소(B) 영역에 대응되도록 형성되는 제1 패터닝 슬릿(351a), 제2 패터닝 슬릿(351b) 및 제3 패터닝 슬릿(351c)을 구비할 수 있다.
보정판(360)은 패터닝 슬릿 시트(350)의 상면 또는 하면에 설치되어 패터닝 슬릿(351)의 적어도 일부분을 차폐시킬 수 있다. 이때, 보정판(360)은 패터닝 슬릿(351)의 적어도 일부분을 차폐시킴으로써 증착 물질이 통과하는 제1 패터닝 슬릿(351a)의 통과 영역, 제2 패터닝 슬릿(351b)의 통과 영역 및 제3 패터닝 슬릿(351c)의 통과 영역을 정의할 수 있다.
구체적으로 보정판(360)은 제1 패터닝 슬릿(351a)의 통과 영역을 정의하도록 제1 패터닝 슬릿(351a)의 적어도 일부를 차폐하는 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361)를 구비할 수 있다. 또한, 보정판(360)은 제2 패터닝 슬릿(351b)의 통과 영역을 정의하는 제2 패터닝 슬릿 차폐부(362) 및 제3 패터닝 슬릿(351c)의 통과 영역을 정의하는 제3 패터닝 슬릿 차폐부(363)를 구비할 수 있다.
이때, 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361), 제2 패터닝 슬릿 차폐부(362) 및 제3 패터닝 슬릿 차폐부(363)는 제1 패터닝 슬릿(351a)의 통과 영역의 길이, 제2 패터닝 슬릿(351b)의 통과 영역의 길이 및 제3 패터닝 슬릿(351c)의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개를 서로 상이하게 형성시킬 수 있다. 상기와 같은 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361), 제2 패터닝 슬릿 차폐부(362) 및 제3 패터닝 슬릿 차폐부(363)는 각 슬릿을 차폐함으로써 상기 도 3 및 도 4에서 설명한 제1 패터닝 슬릿(251a), 제2 패터닝 슬릿(251b) 및 제3 패터닝 슬릿(251c)와 동일하도록 제1 패터닝 슬릿(351a)의 통과 영역, 제2 패터닝 슬릿(351b)의 통과 영역 및 제3 패터닝 슬릿(351c)의 통과 영역을 형성할 수 있다.
상기와 같은 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361), 제2 패터닝 슬릿 차폐부(362) 및 제3 패터닝 슬릿 차폐부(363)는 하나의 그룹을 형성하며, 상기 그룹은 패터닝 슬릿 시트(350)의 길이에 대응하도록 복수개가 연결될 수 있다.
특히, 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361)는 패터닝 슬릿 시트(350)의 중심으로부터 외곽으로 갈수록 길이가 작아질 수 있다. 특히 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361)의 외면은 원호 또는 코사인 형태로 형성될 수 있다.
제2 패터닝 슬릿 차폐부(362) 및 제3 패터닝 슬릿 차폐부(363)는 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361)와 유사하게 형성될 수 있다. 이때, 제2 패터닝 슬릿 차폐부(362)의 길이는 제1 패터닝 슬릿 차폐부(361)의 길이보다 클 수 있으며, 제3 패터닝 슬릿 차폐부(363)의 길이는 제2 패터닝 슬릿 차폐부(362)의 길이보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 제1 패터닝 슬릿(351a)의 통과 영역은 제2 패터닝 슬릿(351b)의 통과 영역보다 크게 형성되며, 제2 패터닝 슬릿(351b)의 통과 영역은 제3 패터닝 슬릿(351c)의 통과 영역보가 크게 형성될 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성되는 박막 증착 장치(300)를 통하여 중간층(182)을 형성하는 방법은 상기에서 설명한 방법과 유사할 수 있다. 구체적으로 박막 증착 장치(300)를 기판(110)으로부터 이격시키도록 기판(110)을 챔버(미도시)에 장입한 후 기판(110)을 일방향으로 스캔하면서 증착 물질을 증착시킬 수 있다. 이때, 기판(110)에는 상기에서 설명한 것과 같이 다양한 층이 형성된 상태일 수 있다.
상기와 같이 상기 증착 물질을 증착시키는 경우 제1 패터닝 슬릿(351a), 제2 패터닝 슬릿(351b) 및 제3 패터닝 슬릿(351c)을 통과하는 상기 증착 물질의 양은 상기에서 설명한 바와 같이 상이할 수 있다. 이때, 적색인 제1 유기 발광층(182d-R)이 형성될 부분의 기능층(182c)이 가장 두껍게 증착되고, 녹색인 제2 유기 발광층(182d-G)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께가 중간 정도 증착되고, 청색인 제3 유기 발광층(182d-B)이 형성될 부분의 기능층(182c)의 두께가 가장 얇게 증착될 수 있다.
상기와 같이 제1 부화소(R), 제2 부화소(G) 및 제3 부화소(B) 부분의 각 기능층(182c)의 두께가 상이하게 형성된 후 각 유기 발광층(182d), 전자 수송층(182e), 전자 주입층(182f) 대향 전극(183)을 순차적으로 형성할 수 있다. 이후 대향 전극(183) 상에 박막 봉지층(E)을 형성하여 디스플레이 장치(100)의 제조를 완료할 수 있다.
따라서 박막 증착 장치(200) 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법은 기능층(182c)을 형성하기 위하여 별도의 마스크를 사용하지 않아도 되므로 제조 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 박막 증착 장치(200) 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법은 디스플레이 장치(100)의 전 영역에서 각 부화소에 형성되는 중간층(182)을 균일하게 형성할 수 있으므로 제품 품질 및 신뢰성을 확보할 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.
200,300: 박막 증착 장치
210,310: 증착원
220,320: 증착원 노즐부
250,350: 패터닝 슬릿 시트
251,351: 패터닝 슬릿
255,355: 패터닝 슬릿 시트 프레임
360: 보정판

Claims (20)

  1. 기판상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서,
    증착 물질을 방사하는 증착원;
    상기 증착원의 일 측에 배치되며, 복수 개의 증착원 노즐들이 형성되는 증착원 노즐부; 및
    상기 증착원과 대향되게 배치되고, 하나의 화소를 형성하는 복수개의 부화소에 각각 증착되는 상기 증착 물질이 통과하는 복수 개의 패터닝 슬릿이 형성되는 패터닝 슬릿 시트;를 포함하고,
    상기 복수 개의 상기 패터닝 슬릿은 제1 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제1 패터닝 슬릿, 제2 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제2 패터닝 슬릿 및 제3 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제3 패터닝 슬릿을 구비하고,
    상기 증착 물질이 통과하는 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개는 상이하게 형성되는 박막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착 물질이 통과하는 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개는 상이하게 형성되도록 상기 제1 패터닝 슬릿의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 길이 중 적어도 2개는 서로 상이하게 형성되는 박막 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착원 노즐부와 상기 패터닝 슬릿 시트 사이에 배치되어 상기 증착원으로부터 방사되는 상기 증착 물질 중 적어도 일부를 차단하는 보정판;을 더 포함하고,
    상기 보정판은 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 영역의 길이 중 적어도 2개는 서로 상이하게 형성되도록 상기 복수개의 패터닝 슬릿의 적어도 일부를 차폐하는 박막 증착 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부화소는 적색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층, 상기 제2 부화소는 녹색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 상기 제3 부화소는 청색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층을 구비하는 박막 증착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성되는 박막 증착 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역 길이는 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성되는 박막 증착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패터닝 슬릿은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿은 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 중심으로부터 멀어질수록 길게 형성되는 박막 증착 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 패터닝 슬릿은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿은 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 중심으로부터 멀어질수록 길게 형성되는 박막 증착 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 패터닝 슬릿은 복수개 구비되며, 상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿은 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 길게 형성되는 박막 증착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 일단, 상기 제2 패너닝 슬릿의 통과 영역의 일단 및 상기 제3 패커닝 슬릿의 통과 영역의 일단 중 적어도 하나는 원호 또는 코사인 곡선의 형상으로 형성되는 박막 증착 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 패터닝 슬릿들의 통과 영역의 길이에 의해 상기 기판 상에 증착되는 증착 물질의 제어량이 제어되는 박막 증착 장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 제1 패터닝 슬릿의 적어도 일부 차폐하는 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부;를 구비하며, 상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부는 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 복수개의 제1 패터닝 슬릿 차폐부는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 짧게 형성되는 박막 증착 장치.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 제2 패터닝 슬릿의 적어도 일부 차폐하는 복수개의 제2 패터닝 슬릿 차폐부;를 구비하며, 상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿 차폐부는 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 복수개의 제2 패터닝 슬릿 차폐부는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 짧게 형성되는 박막 증착 장치.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 제1 패터닝 슬릿의 적어도 일부 차폐하는 복수개의 제3 패터닝 슬릿 차폐부;를 구비하며, 상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿 차폐부는 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 복수개의 제3 패터닝 슬릿 차폐부는 중심으로부터 멀어질수록 길이가 짧게 형성되는 박막 증착 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 하나는 상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 다른 하나에 대하여 상대적으로 이동가능한 박막 증착 장치.
  16. 기판상에 박막을 형성하는 박막 증착 장치를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 기판이 상기 박막 증착 장치에 대하여 이격되도록 배치되는 단계; 및
    상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 하나는 상기 박막 증착 장치 또는 상기 기판 중 다른 하나에 대하여 상대적으로 이동하면서, 상기 박막 증착 장치에서 방사되는 증착 물질이 상기 기판 상에 증착되는 단계;를 포함하고,
    상기 증착 물질이 상기 기판 상에 증착되는 단계는,
    하나의 화소를 형성하는 복수개의 부화소에 각각 증착되는 상기 증착 물질이 복수개의 패터닝 슬릿을 통과하여 증착되고,
    상기 복수 개의 상기 패터닝 슬릿은 제1 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제1 패터닝 슬릿, 제2 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제2 패터닝 슬릿 및 제3 부화소를 형성하는 상기 증착 물질이 통과하는 제3 패터닝 슬릿을 구비하고,
    상기 증착 물질이 통과하는 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 2개는 상이하게 형성되는 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 부화소는 적색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층, 상기 제2 부화소는 녹색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 상기 제3 부화소는 청색의 빛을 방출하는 유기 발광층을 구비하는 중간층을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성되거나 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이는 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이보다 크게 형성되는 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 패터닝 슬릿, 상기 제2 패터닝 슬릿 및 상기 제3 패터닝 슬릿 중 적어도 하나는 복수개 구비되며,
    복수개의 상기 제1 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이, 복수개의 상기 제2 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 및 복수개의 상기 제3 패터닝 슬릿의 통과 영역의 길이 중 적어도 하나는 상기 패터닝 슬릿 시트의 중심으로부터 외곽으로 갈수록 커지도록 형성되는 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 각 패터닝 슬릿들의 통과 영역의 길이에 의해 상기 기판 상에 증착되는 증착 물질의 제어량이 제어되는 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법.
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