KR20160134528A - 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기막 증착 장치에 관한 것이다. 본 발명의 유기막 증착 장치는 줄 가열 방식을 이용한 유기막 증착 공정을 처리한다. 이를 위해 유기막 증착 장치는 2 개의 도너 기판을 이용하여 소자 기판에 유기막을 증착한다. 유기막 증착 장치는, 유기막이 코팅된 상기 제 1 도너 기판 또는 소자 기판이 투입되어, 도전막이 형성된 제 2 도너 기판과 마주보도록 안착되는 증착 장치;를 포함하되, 상기 증착 장치는, 유기막이 코팅된 상기 제 1 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하여 줄 열을 발생시켜서 상기 제 1 도너 기판에 코팅된 유기막을 상기 제 2 도너 기판 상에 증착시키고, 유기막이 증착된 상기 제 2 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하여 줄 열을 발생시켜서 상기 제 2 도너 기판에 증착된 유기막을 상기 소자 기판에 증착시킬 수 있다. 본 발명에 의하면, 줄 가열 방식으로 제 1 및 제 2 도너 기판을 이용하여 소자 기판에 유기막을 증착하고, 이를 반복 처리함으로써, 유기물의 손실을 줄일 수 있으며, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.

Description

유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치{AN APPARATUS, METHOD FOR DEPOSITING ORGANIC LAYER AND AN ORGANIC LAYER DEVICE}
본 발명은 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 증착된 유기막의 균일성을 확보하고, 유기물 손실을 줄이고, 공정 시간(TACT time)을 감소시켜서 생산성을 향상시키기 위하여, 2개의 도너 기판과 유기막 증착 공정을 이용하여 소자 기판에 유기막층을 증착하는 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치 중 유기 전계 발광 표시 장치는 응답 속도가 1 ms 이하로서 고속의 응답 속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로, 시야각에 문제가 없어서, 장치의 크기에 상관없이 동화상 표시 매체로서 장점이 있다. 또한, 저온 제작이 가능하고, 기존의 반도체 공정 기술을 바탕으로 제조 공정이 간단하므로 향후 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다. 또한 유기 전계 발광 표시 장치에 사용되는 유기막은 자체 발광을 하기 때문에 다층의 유기막을 전면 증착 후 상하단에 전계를 인가하면 OLED 조명 장치에 사용될 수 있다. OLED 조명은 기존의 LED 조명이 점광원인데 반하여 면광원이기 때문에 차세대 조명으로 지대한 관심을 받고 있다.
이러한 유기 전계 발광 표시 장치 및 OLED 조명 제조 공정 시 유기박막의 형성은 사용하는 재료와 공정에 따라 습식 공정을 사용하는 고분자형 소자와, 증착 공정을 사용하는 저분자형 소자로 크게 나눌 수 있다. 예를 들어, 고분자 또는 저분자 발광층의 형성 방법 중 잉크젯 프린팅 방법의 경우, 발광층 이외의 유기층들의 재료가 제한적이고, 기판 상에 잉크젯 프린팅을 위한 구조를 형성해야 하는 번거로움이 있다. 또한 증착 공정에 의해 발광층을 형성하는 경우, 별도의 금속 마스크를 사용하게 되는데, 금속 마스크는 평판 표시 장치가 대형화가 될수록 금속 마스크도 대형화가 되어야 하며, 이 때, 금속 마스크는 대형화가 될수록 처짐 현상이 발생하는 문제점이 있어, 대형 소자의 제작에 어려움이 있다.
한편, 줄 가열을 이용하여 유기 발광층을 형성하는 기술이 이미 공개되어 있다. 이 기술에서는 유기 발광층을 먼저, 도너 기판에 형성하고, 이어서 도너 기판과 소자 기판을 마주보도록 위치시킨 후, 도너 기판에 줄 열을 가열하여 도너 기판에 형성된 유기 발광층을 소자 기판으로 증착시킨다.
그러나 줄 가열을 이용하여 유기 발광층을 형성하는 기술은 도너 기판 또는 소자 기판을 반전해야 하는 등 불필요한 공정이 추가됨에 따라 공정 시간(TACT time)이 증가한다는 문제점이 있다.
국내 등록특허공보 제10-1405502호(공고일 2014년 06월 27일) 국내 등록특허공보 제10-1169002호(공고일 2012년 07월 26일) 국내 등록특허공보 제10-1169001호(공개일 2012년 07월 26일) 국내 공개특허공보 제10-2012-0129507호(공개일 2012년 11월 28일
본 발명의 목적은 줄 가열 방식을 이용한 유기막 증착 공정을 처리하기 위하여, 2개의 도너 기판을 이용하여 소자 기판에 유기막을 증착하는 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 증착된 유기막의 균일성을 확보하고, 유기물의 손실을 줄이기 위하여, 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 공정 시간을 단축시키기 위하여, 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 유기막 증착 장치는, 유기막이 코팅된 상기 제 1 도너 기판 또는 소자 기판이 투입되어, 도전막이 형성된 제 2 도너 기판과 마주보도록 안착되는 증착 장치;를 포함하되, 상기 증착 장치는, 유기막이 코팅된 상기 제 1 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하여 줄 열을 발생시켜서 상기 제 1 도너 기판에 코팅된 유기막을 상기 제 2 도너 기판 상에 증착시키고, 유기막이 증착된 상기 제 2 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하여 줄 열을 발생시켜서 상기 제 2 도너 기판에 증착된 유기막을 상기 소자 기판에 증착시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기막 증착 장치는, 상기 도전막이 형성된 제 1 도너 기판 상에 유기막을 코팅하는 코팅 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기막 증착 장치는, 상기 코팅 장치로부터 유기막이 증착된 상기 제 1 도너 기판을 받아서 상기 증착 장치로 투입하거나, 상기 증착 장치로부터 배출되는 상기 제 1 도너 기판을 받아들이는 로드락 챔버;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 증착 장치는, 증착 챔버; 상기 증착 챔버의 일측에 설치되어 상기 제 2 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지; 상기 증착 챔버의 타측에 설치되어 상기 제 1 도너 기판이 상기 제 2 도너 기판과 마주보도록 고정시키며 상,하강하는 고정부; 상기 제 1 도너 기판이 상기 제 2 도너 기판에 인접하거나 이격되도록 상기 고정부를 이동시키는 구동부; 및 상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하도록 하는 전원 공급 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 증착 장치는, 증착 챔버; 상기 증착 챔버 내의 일측에 설치되어 상기 제 1 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지; 상기 제 1 도너 기판과 대향되도록 위치하며, 제 2 도너 기판을 고정하여 상, 하강하도록 구비된 고정부; 상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판에 전계를 인가하기 위한 전원인가장치; 및 상기 고정부를 이동시키기 위한 구동부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 코팅 장치는, 상기 제 1 도너 기판이 수용되는 내부 공간을 형성하는 코팅 챔버; 상기 코팅 챔버의 하부에 설치되어 상기 제 1 도너 기판을 안착시키는 스테이지; 유기물을 공급하는 유기물 공급 장치; 및 상기 유기물 공급 장치로부터 유기물을 공급받아서, 상기 스테이지에 안착된 상기 제 1 도너 기판 상으로 유기물을 분사하여 상기 제 1 도너 기판 상에 유기막을 코팅하는 분사 헤드;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기막 증착 장치는, 상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하기 위하여, 상기 증착 챔버에 설치되는 측면 지지부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하면서 상기 소자 기판의 중앙 부위의 쳐짐을 방지하도록, 상기 증착 챔버에 상기 하부 스테이지 측면 상부로 돌출되어 말단 일부가 꺽여진 형태의 하부 지지부; 또는 상기 스테이지 상부에 하나 이상의 중앙 지지부가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 증착 장치는 복수개의 코팅 장치 및 상기 소자 기판을 상기 증착 장치로 로딩 및 언로딩하는 로딩 및 언로딩 장치와 서로 연결되는 클러스터 타입의 장비의 일부일 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 증착 장치는, 증착 챔버; 상기 증착 챔버 내의 일측에 설치되어 상기 제 2 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지; 상기 제 2 도너 기판과 대향되도록 위치하며, 제 1 도너 기판을 고정하여 상, 하강하도록 구비된 고정부; 상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판에 전계를 인가하기 위한 전원인가장치; 및 상기 고정부를 이동시키기 위한 구동부;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 증착 장치는, 증착 챔버; 상기 증착 챔버 내의 일측에 설치되어 상기 제 1 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지; 상기 제 1 도너 기판과 대향되도록 위치하며, 제 2 도너 기판을 고정하여 상, 하강하도록 구비된 고정부; 상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판에 전계를 인가하기 위한 전원인가장치; 및 상기 고정부를 이동시키기 위한 구동부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하기 위하여, 상기 증착 챔버에 측면 지지부가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하면서 상기 소자 기판의 중앙 부위의 쳐짐을 방지하도록, 상기 증착 챔버에 상기 스테이지 측면 상부로 돌출되어 말단 일부가 꺽여진 형태의 하부 지지부 또는 상기 스테이지 상부에 하나 이상의 중앙 지지부가 설치될 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 유기막 증착 방법은, 도전막이 형성된 제 1 도너 기판 상에 유기막을 코팅하는 단계; 유기막이 코팅된 제 1 도너 기판을 증착 장치로 투입하는 단계; 전원 공급 장치로부터 제 1 도너 기판으로 전원을 공급하여 제 1 도너 기판의 도전막에 전계를 인가하는 단계; 전계가 인가된 제 1 도너 기판에 코팅된 유기막이 제 2 도너 기판으로 전사되어 유기막이 증착되는 단계; 제 1 도너 기판을 증착 챔버로부터 배출하는 단계; 이송 장치를 이용하여 증착 장치로 소자 기판을 투입하는 단계; 전원 공급 장치로부터 제 2 도너 기판으로 전원을 공급하여 제 2 도너 기판의 도전막에 전계를 인가하는 단계; 전계가 인가된 제 2 도너 기판에 증착된 유기막이 소자 기판으로 전사되어 유기막이 증착되는 단계; 및 유기막이 증착된 소자 기판을 증착 장치로부터 배출하는 단계;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 유기막 장치는, 상기 유기막 증착 방법에 의해 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치은 2개의 도너 기판과 소자 기판을 이용하여 유기막 증착 공정을 처리함으로써, 증착된 유기막의 균일성을 확보하고, 유기물의 손실을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치은 2개의 도너 기판과 소자 기판을 이용하여 유기막 증착 공정을 처리함으로써, 대형 소자의 제작에 유리하며, 공정 시간을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치은 습식 공정으로 도너 기판 상에 유기막을 형성함으로써, 유기물의 손실을 줄일 수 있다.
또한 본 발명의 유기막 증착 장치와, 방법 및 유기막 장치은 코팅 챔버와 로드락 챔버 및 증착 챔버를 일련의 형태로 구성함으로써, 설비의 구현이 용이하고, 제조 비용을 절감할 수 있으며, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 줄 가열을 이용하는 유기막 증착 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 코팅 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 증착 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 증착 장치에서 고정부가 하강하여 제 1 도너 기판과 제 2 도너 기판이 일정거리 이격되어 배치되어 있는 구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 증착 장치에서 소자 기판이 이송 장치에 의하여 증착 챔버로 투입된 후 하강하여 제 2 도너 기판과 일정거리 이격되어 배치되어 있는 구성을 도시한 단면도이다.
도 6은 다른 일실시예에 따라 도 3에 도시된 증착 장치에서 증착 챔버 측면에 측면 지지부를 구비하는 구성을 도시한 단면도이다.
도 7은 또 다른 일실시예에 따라 도 3에 도시된 증착 장치에서 고정 스테이지에 구비된 지지부와 중앙 지지부를 구비하는 구성을 도시한 단면도이다.
도 8a는 도 7에 도시된 증착 장치에서 중앙 지지부의 일실시예를 도시한 평면도이다.
도 8b는 도 7에 도시된 증착 장치에서 중앙 지지부의 다른 일실시예를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 줄 가열을 이용하는 유기막 증착 방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 줄 가열을 이용하는 유기막 증착 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면 배치도이다.
도 11은 도 10에 도시된 코팅 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 증착 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 증착 장치에서 고정부가 하강하여 제 2 도너 기판과 제 1 도너 기판이 일정거리 이격되게 배치되고 1차 증착이 이루어지는 구성을 도시한 단면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 증착 장치에서 소자 기판이 이송 장치에 의하여 증착 챔버로 투입된 구성을 도시한 단면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 증착 장치에서 제 2 도너 기판이 하강하여 소자 기판과 일정거리 이격되게 배치되고, 2차 증착이 이루어지는 구성을 도시한 단면도이다.
도 16은 도 12에 도시된 증착 장치에서 제 1 도너 기판의 일례를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 17은 도 14에 도시된 증착 장치에서 제 2 도너 기판의 일례를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 줄 가열을 이용하는 유기막 증착 장치의 개략적인 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 코팅 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 증착 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 증착 장치에서 고정부가 하강하여 제 1 도너 기판과 제 2 도너 기판이 일정거리 이격되어 배치되어 있는 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 도 3에 도시된 증착 장치에서 소자 기판이 이송 장치에 의하여 증착 챔버로 투입된 후 하강하여 제 2 도너 기판과 일정거리 이격되어 배치되어 있는 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 다른 일실시예에 따라 도 3에 도시된 증착 장치에서 증착 챔버 측면에 측면 지지부를 구비하는 구성을 도시한 도면이고, 도 7은 또 다른 일실시예에 따라 도 3에 도시된 증착 장치에서 고정 스테이지에 구비된 지지부와 중앙 지지부를 구비하는 구성을 도시한 도면이고, 8a는 도 7에 도시된 증착 장치에서 중앙 지지부의 일실시예를 도시한 도면이고, 도 8b는 도 7에 도시된 증착 장치에서 중앙 지지부의 다른 일실시예를 도시한 도면들이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 유기막 증착 장치(100)는 대형의 유기 전계 발광 표시 소자(Organic Light Emitting Device : OLED) 및 OLED 조명 기판의 제작 시, 유기막의 균일성을 확보하고, 유기물의 손실을 줄이며, 공정 시간을 단축하기 위하여, 예를 들어, 유리, 세라믹 또는 플라스틱 재질의 제 1 및 제 2 도너 기판을 이용하여 소자 기판에 유기막을 증착하도록 줄 가열 방식의 유기막 증착 공정을 처리한다.
이를 위해 본 발명의 유기막 증착 장치(100)는 제 1 도너 기판(200) 상에 유기막을 코팅하기 위한 코팅 장치(110)와, 유기물이 코팅된 제 1 도너 기판(200)을 증착 장치(150)에 투입하거나 증착 장치(150)로부터 배출하기 위한 로드락 챔버(130)와, 줄 가열 방식을 이용하여 제 1 도너 기판(200) 상에 코팅된 유기막을 제 2 도너 기판(210)을 통해 소자 기판(220) 상으로 증착시키기 위한 증착 장치(150) 및, 유기막 증착 장치(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어하는 제어부(102)를 포함한다.
제어부(102)는 예를 들어, 노트북, 퍼스널 컴퓨터, 터치 패널 및 프로그램어블 로직 컨트롤러(PLC) 등으로 구비되고, 코팅 장치(110), 로드락 챔버(130) 및 증착 장치(150)를 제어하여 유기막 증착 장치(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 이러한 제어부(102)에 대한 내용은 도 9에서 상세히 설명한다.
또 본 발명의 유기막 증착 장치(100)에는 코팅 장치(110)와, 로드락 챔버(130) 및 증착 장치(150)들 사이에서 제 1 및 제 2 도너 기판(200, 210)을 이송하기 위한 이송 장치(미도시)가 구비된다. 이송 장치는 컨베이어, 이송 로봇 등이 포함될 수 있다.
또 유기막 증착 장치(100)에는 소자 기판(220) 상으로 유기막 증착이 완료된 제 1 도너 기판(200)으로부터 잔존하는 유기물을 제거하기 위한 습식 또는 건식 방식의 세정 장치(미도시됨)와, 세정된 제 1 도너 기판(200)을 건조하기 위한 건조 장치(미도시됨)가 더 구비될 수 있다.
여기서, 제 1 및 제 2 도너 기판 상에는 후속 증착 공정에서 줄 열을 발생할 수 있도록 하기 위하여 도전막이 형성되어 있다. 도전막은 예를 들어, 금속 또는 금속 합금으로 형성되며, 소자 기판 상으로 적층되어야 하는 유기막 패턴의 모양과 동일하게 형성된다. 이러한 도전막은 전극에 전계를 인가하여 줄 열을 발생시켜서, 발생된 줄 열을 통하여 유기막을 증발시켜 제 2 도너 기판 또는 소자 기판 상에 유기막을 증착하기 위한 것이다.
구체적으로 도 2를 참조하면, 코팅 장치(110)는 공정 시간 및 공정 비용을 줄일 수 있도록 하기 위하여, 예를 들어, 분사 헤드, 스핀 노즐 등을 이용한 습식 공정으로 유기막을 코팅한다. 이 실시예의 코팅 장치(110)는 코팅 챔버(112)와, 스테이지(116)와, 적어도 하나의 분사 헤드(118) 및 유기물 공급 장치(120)를 포함한다.
코팅 챔버(112)는 내부에 투입된 제 1 도너 기판(200) 상에 유기막을 코팅하는 내부 공간을 형성한다. 코팅 챔버(112)는 일측이 개폐되는 도어(114)와 타측이 로드락 챔버(130) 사이에서 개폐되는 제 1 도어(132)가 구비된다, 코팅 챔버(112)는 도어(114)를 통해 제 1 도너 기판(200)이 투입된다. 코팅 챔버(112)에는 하부에 제 1 도너 기판(200)이 안착되는 스테이지(116)가 배치되고, 상부에 분사 헤드(118)가 배치된다. 코팅 챔버(112)는 제 1 도어 기판(200) 상에 유기막을 코팅하기 위하여, 도어(114)와 로드락 챔버(130)의 제 1 도어(132)에 의해 밀폐되고, 내부에 질소 분위기를 형성한다.
스테이지(116)는 코팅 챔버(112)에 투입된 제 1 도너 기판(200)은 안착시킨다. 스테이지(116)는 대형의 제 1 도너 기판(200)이 안착, 고정되도록 예컨대, 진공척, 정전척 또는 석정반 등으로 구비된다.
분사 헤드(118)는 스프레이 타입으로 구비되어, 코팅 챔버(112) 내부에서 스테이지(116)에 안착된 제 1 도너 기판(200)의 표면에 유기물을 코팅하기 위해 유기물을 분사한다. 분사 헤드(116)는 제 1 도너 기판(200)의 크기에 대응하여, 제 1 도너 기판(200)의 상부에 적어도 하나가 구비된다.
그리고 유기물 공급 장치(120)는 분사 헤드(118)로 유기물을 공급한다. 또 코팅 장치(110)에는 제 1 도너 기판(200) 상에 유기막이 코팅되고 남은 유기물을 유기물 공급 장치(120)로 회수하기 위한 회수 장치(미도시됨)가 구비될 수 있다. 설명의 편의를 위해 분사 헤드를 이용한 스프레이 코팅 장치로 설명하였으나, 스핀 코팅 등 공지의 습식 공정에 의한 코팅 장치도 가능하다.
이러한 코팅 장치(110)는 코팅 챔버(112)에 제 1 도너 기판(200)이 투입되고, 스테이지(116)에 안착되면, 유기물 공급 장치(120)로부터 분사 헤드(118)로 유기물을 공급하고, 분사 헤드(118)으로부터 제 1 도너 기판(200) 상으로 유기물을 분사한다. 분사된 유기물은 제 1 도너 기판(200) 상에 적층되어 유기막이 코팅된다. 이 때, 제 1 도너 기판(200) 상에 코팅된 유기막은 제 1 도너 기판(200) 상에 형성된 도전막을 충분히 덮을 수 있을 정도의 두께이면 충분하다. 이는 후속 공정의 증착 장치(150)에서 제 1 도너 기판(200)의 전극에 인가되는 전계 인가 조건을 제어하여 소자 기판 (도 4의 220) 상에 증착되는 유기막의 두께를 조절할 수 있기 때문이다. 이렇게 유기막이 코팅된 제 1 도너 기판(200)은 이송 장치에 의해 로드락 챔버(130)로 이송된다.
로드락 챔버(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 일측에 구비되어 코팅 장치(110)로부터 제 1 도너 기판(200)을 받아들이는 제 1 도어(132)와, 타측에 구비되어 증착 장치로 제 1 도너 기판(200)을 투입하고, 증착 장치(150)로 제 1 도너 기판(200)을 투입하거나 증착 장치(150)로부터 배출하는 제 2 도어(134)를 포함한다. 따라서 로드락 챔버(130)는 유기막이 코팅된 제 1 도너 기판(200)을 증착 장치(150)로 투입하거나, 코팅된 유기막을 제 2 도너 기판(210)에 증착한 제 1 도너 기판(200)을 배출한다.
그리고 도 3 내지 도 5를 참조하면, 증착 장치(150)는 제 1 및 제 2 도너 기판을 이용하여 소자 기판에 유기막을 증착한다. 이 실시예의 증착 장치(150)는 증착 챔버(152)와, 고정 스테이지(154)와, 고정부(156)과, 구동부(158)와, 전원 공급 장치(160)를 포함한다.
증착 챔버(152)는 로드락 챔버(130)로부터 투입된 제 1 도너 기판(200)으로부터 제 2 도너 기판(210) 상으로 줄 가열 방식을 이용하여 유기막을 증착하고, 제 2 도너 기판(210)으로부터 소자 기판(220) 상으로 줄 가열 방식을 이용하여 유기막을 증착하는 내부 공간을 형성한다. 증착 챔버(152)는 일측에 제 1 도너 기판(200)이 투입, 배출되는 로드락 챔버(130)의 제 2 도어(134)가 배치되고, 타측에 소자 기판(220)이 투입 및 배출되는 도어(162)가 구비된다.
또한, 하부에는 제 2 도너 기판(210)을 고정하도록 구비된 고정 스테이지(154)가 구비되어 제 2 도너 기판(210)이 상기 고정 스테이지(154) 상에 고정되어 위치한다.
한편, 증착 챔버(152)는 제 1 도너 기판(200)이 투입되면, 로드락 챔버(130)의 제 2 도어(134)와 도어(162)에 의해 내부 공간을 진공 분위기로 형성한다. 증착 챔버(152)에서는 하부에 고정 스테이지(154) 상에 제 2 도너 기판(210)이 고정되어 위치한 상태에서, 상부에 제 1 도너 기판(200)이 고정되는 고정부(156)가 제 1 도너 기판(200)가 제 2 도너 기판 사이가 최소한의 일정거리(d)만큼 이격되어 배치되도록 승,하강한다. 이러한 증착 챔버(152)는 제 2 도어(134)와 도어(162)에 의해 밀폐된다.
고정 스테이지(154)는 증착 챔버(152)의 하부에 구비되어 제 2 도너 기판(210)이 안착되어 고정된다. 이 때, 제 2 도너 기판(210)은 본 발명에 따른 줄 가열을 이용한 유기막 증착 공정 진행 시, 제 1 도너 기판(200)에 코팅된 유기막을 소자 기판(220) 상에 증착시키기 위한 매개체로서의 역할을 한다.
고정부(156)는 증착 챔버(152)의 상부에 구비되어 로드락 챔버(130)로부터 투입되는 제 1 도너 기판(200)을 고정시키도록 하부 말단 일부가 꺽여진 형태로 되어 있으며, 유기막 증착 공정을 처리하기 위하여 제 1 도너 기판(200)가 제 2 도너 기판(210) 사이가 최소한의 일정한 거리를 유지하도록 구동부(158)에 의해 승,하강한다.
이때, 고정부(156)는 앞서 설명한 바와 같은, 제 1 도너 기판(200)이 걸쳐질 수 있도록 하부 말단 일부가 꺽여진 형태에 한정되는 것은 아니고, 제 1 도너 기판(200)을 고정하여 승,하강할 수 있으면, 특정 형태로 한정되지 않으며, 정전척과 같은 척을 사용하여 제 1 도너 기판(200)을 상부로부터 고정할 수도 있다.
제 1 도너 기판(200)으로부터 제 2 도너 기판(210)으로 유기막 증착 공정이 완료되면, 제 1 도너 기판(200)은 승강한 후 제 2 도어(134)를 통하여 증착 챔버(152)로부터 배출되어 제 1 도어(132)를 통하여 다시 코팅 장치(112)로 투입된다.
제 1 도너기판(200)이 증착 챔버(152)로부터 배출되면, 소자 기판(220)은 증착 챔버(152)의 도어(162)로부터 이송 장치(170)에 의하여 증착 챔버(152)로 투입된 후 이송 장치(170)에 의하여 하강하여 유기막이 증착되어 있는 제 2 도너 기판(210)과 최소한의 일정거리(d)를 유지하도록 위치한다. 이송 장치(170)로는 로봇팔과 같은 통상의 이송 장치를 사용할 수 있다.
이때, 제 2 도너 기판(210)과 소자 기판(220) 사이의 최소한 거리(d)를 정확히 유지하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 증착 챔버(152) 측면에 측면 지지부(164)를 구비할 수 있다.
또한, 대면적의 소자 기판(220)의 경우에는 기판의 중심부의 쳐짐을 발생할 수 있으므로 지지부를 도 7에 도시된 바와 같이, 증착 챔버(152) 하부에 고정되고, 하부 스테이지(154) 측면 상부로 돌출되어 말단 일부가 꺽여진 형태의 하부 지지부(166)를 구비할 수도 있다. 이때, 고정 스테이지(154) 상부에는 하나 이상의 중앙 지지부(168)를 구비할 수 있다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 중앙 지지부(168)는 제 2 도너 기판(210)이 위치하는 영역 이외에 설치되며, 연속적인 형태의 돌출부로서 구비될 수도 있지만, 핀셋 형태로 이격되어 다수개 설치될 수도 있다.
구동부(158)는 증착 챔버(152)의 상부에 결합되고, 제어부(102)의 제어를 받아서 제 1 도너 기판이 고정된 고정부(156)와 소자 기판(220) 이송용 이송 장치(170)를 상하로 이동시킨다.
그리고 전원 공급 장치(160)는 제 1 도너 기판(200) 또는 제 2 도너 기판(210)의 전극으로 전계를 인가하기 위해 전원을 공급한다. 이를 위해 전원 공급 장치(160)는 제 1 및 제 2 도너 기판(200, 210) 상에 형성된 도전막과 접촉하여 전계를 인가한다. 이 때, 전계 인가 조건은 도전막의 저항, 길이, 두께 등 다양한 요소들에 의해 결정될 수 있다. 이 실시예에서 인가되는 전류는 직류이거나 교류일 수 있으며, 전계 인가는 약 1 Kw/㎠ 내지 1,000 Kw/㎠ 이고, 전계의 1 회 인가 시간은 약 1/1,000,000 ~ 100 초 이내일 수 있다.
이러한 증착장치(150)는 도 3에 도시된 바와 같이 먼저, 유기막이 코팅된 제 1 도너 기판(200)이 로드락 챔버(130)로부터 증착 챔버(152)로 투입되면, 제 1 도너기판(200)을 고정부(156)에 위치시킨 후 고정시킨다. 증착 장치(150)는 고정부(156)에 고정된 제 1 도너 기판(200)을 구동부(158)에 의해 고정 스테이지(154)에 위치한 제 2 도너 기판(210)에 인접하도록 하강하여 일정거리만큼 이격되어 위치한 후, 전원 공급 장치(160)로부터 제 1 도너 기판(200)으로 전원을 공급하여 제 1 도너 기판(200)에 전계를 인가한다. 이에 제 1 도너 기판(200) 상에 코팅된 유기막은 줄 가열되어 제 2 도너 기판(210) 상으로 유기막을 증착시킨다. 즉, 제 1 도너 기판(200)에 전계를 인가하면, 제 1 도너 기판(200) 상에 형성된 도전막에서 줄 열이 발생하고, 발생된 줄 열은 제 1 도너 기판(200) 상부에 형성된 유기막에 전달되고, 전달된 줄 열에 의하여 도전막이 있는 부분에 형성된 유기막이 증발하여 제 2 도너 기판(210)으로 전사되어 제 2 도너 기판(210) 상에 유기막이 증착된다.
또 증착 장치(150)는 제 2 도너 기판(210) 상에 유기막이 증착되면, 구동부(158)에 의해 고정부(156)을 상승시켜 제 2 도너 기판(210)과 제 1 도너 기판(200)을 이격시킨 후, 제 1 도너 기판(200)을 로드락 챔버(130)로 배출한다.
이 공정이 끝나면, 증착 장치(150)는 도 5에 도시된 바와 같이, 도어(162)를 통하여, 소자 기판(220)이 증착 챔버(152)로 이송 장치(170)에 의하여 투입된 후, 하강하여 제 2 도너 기판(210)과 일정간격을 유지하도록 위치한다.
또 증착 장치(150)는 전원 공급 장치(160)로부터 제 2 도너 기판(210)으로 전원을 공급하여 제 2 도너 기판(210)에 전계를 인가하고, 이를 통해 제 2 도너 기판(210) 상에 증착된 유기막을 소자 기판(220) 상으로 전사하여 소자 기판(220)에 유기막을 증착한다. 여기서도 제 2 도너 기판(210)에 전계를 인가하면, 제 2 도너 기판(210) 상에 형성된 도전막에 줄 열이 발생하고, 발생된 줄 열은 제 2 도너 기판(210) 상부에 형성된 유기막에 전달되며, 이를 통해 제 2 도너 기판(210)의 도전막이 있는 부분에 형성된 유기막이 증발하여 소자 기판(220) 상에 유기막이 증착되어, 하나의 소자 기판(220)에 대한 줄 가열에 의한 유기막 증착 공정이 완료된다.
이어서 증착 장치(150)는 이송 장치(170)에 의하여 유기막이 증착된 소자 기판(220)을 상승시킨 후 증착 챔버(152)로부터 배출하고, 로드락 챔버(130)를 통해 다른 하나의 제 1 도너 기판(200)을 투입하여, 상술한 유기막 증착 공정을 반복 처리한다. 또 증착 장치(150)로부터 유기막 증착 공정이 완료되어 배출된 제 1 도너 기판(200)은 세정 장치 및 건조 장치를 통해 세정 및 건조된다.
이 실시예에서는 증착 장치(150)에 제 1 도너 기판(200) 또는 소자 기판(220)을 증착 챔버(152) 상부의 고정부(156) 또는 이송 장치(170)에 의하여 고정되어 이동하고, 제 2 도너 기판(210)을 고정 스테이지(155)에 배치하는 구성으로 설명하고 있지만, 제 1 도너 기판(200) 또는 소자 기판(220)과 제 2 도너 기판(210)이 상호 마주보는 구성이라면, 다양한 형태로 변경 및 변형 가능하다.
또한 이 실시예에서는 제 1 도너 기판(200) 또는 소자 기판(220)을 상하로 이동시켜서 제 2 도너 기판과 인접하게 구동시켰으나, 다른 예로서, 제 2 도너 기판(210)을 이동시켜서 제 1 도너 기판(200) 또는 소자 기판(220)에 인접시킬 수도 있음은 자명하다 하겠다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 유기막 증착 장치(100)는 줄 가열 방식으로 제 1 및 제 2 도너 기판(200, 210)을 이용하여 소자 기판(220)에 유기막을 증착하고, 이를 반복 처리함으로써, 유기물의 손실을 줄일 수 있으며, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
계속해서 도 9는 본 발명에 따른 줄 가열을 이용하는 유기막 증착 방법을 나타내는 순서도이다. 이 순서는 유기막 증착 장치(100)가 처리하는 줄 가열을 이용한 유기막 증착 공정으로, 유기막 증착 장치(100)의 제어부(102)의 제어를 받아서 처리된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 유기막 증착 장치(100)는 먼저, 단계 S300에서 코팅 장치(110)는 도전막이 형성된 제 1 도너 기판(200) 상에 유기막을 코팅한다. 이 실시예에서는 분사 헤드(118)를 통해 제 1 도너 기판(200) 상에 유기물을 공급하여 유기막을 코팅한다. 유기막이 코팅된 제 1 도너 기판(200)은 이송 장치를 이용하여 로드락 챔버(130)로 이송된다.
단계 S310에서 로드락 챔버(130)로부터 유기막이 코팅된 제 1 도너 기판(200)을 증착 장치(150)로 투입한다. 투입된 제 1 도너 기판(200)은 고정 스테이지(154)에 안착된 제 2 도너 기판(210)과 마주보도록 고정부(156)에 고정 배치된다. 그리고 제 1 도너 기판(200)이 제 2 도너 기판(210)에 인접되게 구동부(158)를 통해 고정부(156)를 고정 스테이지(154) 방향으로 이동시킨다.
단계 S320에서 전원 공급 장치(160)로부터 제 1 도너 기판(200)으로 전원을 공급하여 제 1 도너 기판(200)의 도전막에 전계를 인가한다. 단계 S330에서 전계가 인가된 제 1 도너 기판(200)에 코팅된 유기막이 제 2 도너 기판(210)으로 전사되어 유기막이 증착된다. 단계 S340에서 제 2 도너 기판(210)에 유기막이 증착되면, 제 1 도너 기판을 로드락 챔버로 이송하여 배출한다.
단계 S350에서 이송 장치를 이용하여 증착 장치(150)로 이송장치(170)에 의하여 소자 기판(220)을 투입한다. 이 때, 투입된 소자 기판(220)은 고정 스테이지(154)에 안착된 제 2 도너 기판(210)과 마주보도록 고정 배치된다. 그리고 소자 기판(220)이 제 2 도너 기판(210)에 인접되게 구동부(158)를 제어하여 이송장치(170)를 고정 스테이지(154) 방향으로 이동시킨다.
단계 S360에서 전원 공급 장치(160)로부터 제 2 도너 기판(210)으로 전원을 공급하여 제 2 도너 기판(200)의 도전막에 전계를 인가한다. 단계 S370에서 전계가 인가된 제 2 도너 기판(210)에 증착된 유기막이 소자 기판(220)으로 전사되어 유기막이 증착된다. 이어서 단계 S380에서 유기막이 증착된 소자 기판(220)을 증착 장치(150)로부터 배출한다.
그리고 로드락 챔버(130)를 통해 다른 하나의 제 1 도너 기판(200)을 투입하여, 상술한 유기막 증착 공정 단계(S300 ~ S380)들을 반복 처리한다.
본 발명은 상술된 유기막 증착 방법에 의해 제조되는 유기막, 유기 발광 소자, 유기 발광 패널 등을 포함하는 유기막 장치를 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 줄 가열을 이용하는 유기막 증착 장치의 개략적인 구성을 도시한 평면 배치도이고, 도 11은 도 10에 도시된 코팅 장치의 구성을 도시한 단면도이고, 도 12는 도 10에 도시된 증착 장치의 구성을 도시한 단면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 증착 장치에서 고정부가 하강하여 제 2 도너 기판과 제 1 도너 기판이 일정거리 이격되게 배치되고 1차 증착이 이루어지는 구성을 도시한 단면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 증착 장치에서 소자 기판이 이송 장치에 의하여 증착 챔버로 투입된 구성을 도시한 단면도이고, 도 15는 도 14에 도시된 증착 장치에서 제 2 도너 기판이 하강하여 소자 기판과 일정거리 이격되게 배치되고, 2차 증착이 이루어지는 구성을 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도 10 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 유기 발광 소자의 인라인 제조 시스템(300)은 유기물이 코팅된 제 1 도너 기판(200)을 증착 장치(150)에 투입하거나 증착 장치(150)로부터 배출하기 위한 로드락 챔버(130)(이송 장치 또는 트랜스퍼 모듈)을 중심으로 제 1 도너 기판(200) 상에 유기막을 코팅하기 위한 복수개의 코팅 장치(110) 및 줄 가열 방식을 이용하여 제 1 도너 기판(200) 상에 코팅된 유기막을 제 2 도너 기판(210)을 통해 소자 기판(220) 상으로 증착시키기 위한 증착 장치(150)가 방사선 상으로 형성되어 소자 기판(220)의 경로가 방사선 상으로 왕복 운동되는 일명, 클러스터(cluster) 타입의 장비일 수 있다.
*여기서, 증착 장치(150)는 복수개의 코팅 장치(110) 및 상기 소자 기판(220)을 증착 장치(150)로 로딩 및 언로딩하는 로딩 및 언로딩 장치와 서로 연결되는 클러스터 타입 장비의 일부일 수 있다.
또 본 발명의 유기 발광 소자의 인라인 제조 시스템(300)에는 코팅 장치(110)와, 로드락 챔버(130) 및 증착 장치(150)들 사이에서 제 1 및 제 2 도너 기판(200, 210)을 이송하기 위한 이송 장치(미도시)가 구비된다. 이송 장치는 롤러나 벨트나 체인이나 와이어 등을 이용하는 컨베이어 장치, 이송 아암, 이송 로봇 등이 적용될 수 있다.
구체적으로 도 11을 참조하면, 코팅 장치(110)는 공정 시간 및 공정 비용을 줄일 수 있도록 하기 위하여, 예를 들어, 적어도 하나의 분사 헤드(118) 및 유기물 공급 장치(120)을 갖는 스프레이 장치와, 코팅 챔버(112)와, 경화 장치(119) 및 도너 기판 이송 장치(117)를 포함한다.
여기서, 도너 기판 이송 장치(117)는 신장 및 신축이 가능한 다단 이송암이 설치될 수 있다. 그러나, 이에 반드시 국한되지 않고 롤러나 벨트나 체인이나 와이어 등을 이용하는 컨베이어 장치, 이송 아암, 이송 로봇 등이 적용될 수 있다.
코팅 챔버(112)는 내부에 투입된 제 1 도너 기판(200) 상에 유기막(1)을 코팅하는 내부 공간을 형성한다. 코팅 챔버(112)는 일측이 개폐되는 도어(114)와 타측이 로드락 챔버(130) 사이에서 개폐되는 제 1 도어(132)가 구비된다, 코팅 챔버(112)는 도어(114)를 통해 제 1 도너 기판(200)이 투입된다. 코팅 챔버(112)에는 하부에 제 1 도너 기판(200)이 안착되는 도너 기판 이송 장치(117)가 배치되고, 상부에 전후진 구동 장치에 의해 왕복운동을 할 수 있는 분사 헤드(118)가 배치된다. 코팅 챔버(112)는 제 1 도어 기판(200) 상에 유기막(1)을 코팅하기 위하여, 도어(114)와 로드락 챔버(130)의 제 1 도어(132)에 의해 밀폐되고, 내부에 질소 분위기를 형성한다.
도너 기판 이송 장치(117)는 코팅 챔버(112)에 투입된 제 1 도너 기판(200)이 안착되는 안착대가 설치될 수 있다. 이러한 안착대는 대형의 제 1 도너 기판(200)이 안착, 고정되도록 예컨대, 진공척, 정전척 또는 석정반 등으로 구비된다.
분사 헤드(118)는 스프레이 타입으로 구비되어, 코팅 챔버(112) 내부에서 안착대에 안착된 제 1 도너 기판(200)의 표면에 유기막(1)을 코팅하기 위해 유기물을 분사한다. 이러한 분사 헤드(116)는 스프레이 노즐 이외에도 잉크젯 방식의 노즐도 적용될 수 있다.
그리고 유기물 공급 장치(120)는 분사 헤드(118)로 유기물을 공급한다. 또 코팅 장치(110)에는 제 1 도너 기판(200) 상에 유기막(1)이 코팅되고 남은 유기물을 유기물 공급 장치(120)로 회수하기 위한 회수 장치(미도시됨)가 구비될 수 있다. 설명의 편의를 위해 분사 헤드를 이용한 스프레이 코팅 장치로 설명하였으나, 스핀 코팅 등 공지의 습식 공정에 의한 코팅 장치도 가능하다.
또 경화 장치(119)는 유기물과 휘발성 매체가 혼합된 혼합물에서 휘발성 매체를 휘발시켜서 제 1 도너 기판(200) 상의 유기막(1)을 경화시키기 위한 것으로서, 베이크 플레이트나 광조사 장치가 적용될 수 있다.
이러한 코팅 장치(110)는 코팅 챔버(112)에 제 1 도너 기판(200)이 투입되고, 스테이지(116)에 안착되면, 유기물 공급 장치(120)로부터 분사 헤드(118)로 유기물을 공급하고, 분사 헤드(118)으로부터 제 1 도너 기판(200) 상으로 유기물을 분사한다. 분사된 유기물은 제 1 도너 기판(200) 상에 적층되어 유기막(1)이 코팅된다. 이어서, 유기막(1)이 코팅된 제 1 도너 기판(200)은 도너 기판 이송 장치(117)에 의해 진공 환경을 구현할 수 있는 로드락 챔버(130)를 거쳐서 증착 장치(150)로 이송된다.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 증착 장치(150)는 제 1 도너 기판(200) 및 제 2 도너 기판(210)을 이용하여 소자 기판(220)에 유기막(1)을 증착한다. 이 실시예의 증착 장치(150)는 증착 챔버(152)와, 고정 스테이지(154)와, 고정부(156)과, 구동부(158)와, 전원 공급 장치(160)를 포함한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 증착 챔버(152)는 로드락 챔버(130)로부터 투입된 제 1 도너 기판(200)으로부터 제 2 도너 기판(210) 상으로 줄 가열 방식을 이용하여 유기막(1)을 증착하고, 제 2 도너 기판(210)으로부터 소자 기판(220) 상으로 줄 가열 방식을 이용하여 유기막(1)을 증착하는 내부 공간을 형성한다. 증착 챔버(152)는 일측에 제 1 도너 기판(200)이 투입, 배출되는 로드락 챔버(130)의 제 2 도어(134)가 배치되고, 타측에 소자 기판(220)이 투입 및 배출되는 도어(162)가 구비된다.
또한, 상부에는 제 2 도너 기판(210)을 고정하도록 구비된 고정부(156)가 구비되어 제 1 도너 기판(200)이 고정 스테이지(154) 상에 고정되어 위치한다.
한편, 증착 챔버(152)는 제 1 도너 기판(200)이 투입되면, 로드락 챔버(130)의 제 2 도어(134)와 도어(162)에 의해 내부 공간을 진공 분위기로 형성한다. 증착 챔버(152)에서는 하부에 고정 스테이지(154) 상에 제 1 도너 기판(200)이 리프트 핀(L)에 안착된 상태에서 액추에이터(A)에 의해 승하강할 수 있는 패드(P)와 전기적으로 접촉될 수 있도록 도 13에 도시된 바와 같이, 리프트 핀(L)이 하강되어 상기 제 1 도너 기판(200)이 상기 전원 공급 장치(160)와 전기적으로 연결되고, 상부에 제 2 도너 기판(210)이 고정되는 고정부(156)가 제 2 도너 기판(210)과 제 1 도너 기판(200) 사이가 최소한의 일정거리(d)만큼 이격되어 배치되도록 승,하강한다. 이러한 증착 챔버(152)는 제 2 도어(134)와 도어(162)에 의해 밀폐된다.
고정 스테이지(154)는 증착 챔버(152)의 하부에 구비되어 리프트 핀(L)이 하강하면 제 1 도너 기판(200)이 안착되어 고정된다. 이 때, 제 2 도너 기판(210)은 본 발명에 따른 줄 가열을 이용한 유기막 증착 공정 진행 시, 제 1 도너 기판(200)에 코팅된 유기막(1)을 소자 기판(220) 상에 증착시키기 위한 매개체로서의 역할을 한다.
고정부(156)는 증착 챔버(152)의 상부에 구비되어 제 2 도너 기판(210)을 고정시키고, 상기 제 2 도너 기판(210)이 패드(P)를 통해 상기 전원 공급 장치(160)와 전기적으로 연결될 수 있도록 볼트나 나사 등으로 상기 제 2 도너 기판(210)과 착탈 가능하게 조립된다.
또, 고정부(156)는 유기막 증착 공정을 처리하기 위하여 제 1 도너 기판(200)과 제 2 도너 기판(210) 사이가 최소한의 일정한 거리를 유지하도록 구동부(158)에 의해 승,하강한다.
이때, 고정부(156)는 정전척이나 진공척이나 마그넷과 같은 척을 사용하여 제 2 도너 기판(210)을 상부에 고정할 수 있다.
이어서, 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 도너 기판(200)으로부터 제 2 도너 기판(210)으로 유기막 증착 공정이 완료되면, 제 1 도너 기판(200)은 제 2 도어(134)를 통하여 증착 챔버(152)로부터 배출되어 제 1 도어(132)를 통하여 다시 코팅 장치(112)로 투입된다.
이어서, 도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 도너기판(200)이 증착 챔버(152)로부터 배출되면, 소자 기판(220)은 증착 챔버(152)의 도어(162)로부터 소자 기판 이송 장치(170)에 의하여 증착 챔버(152)로 투입될 수 있다.
이어서, 도 15에 도시된 바와 같이, 소자 기판(220)은 유기막(1)이 증착되어 있는 제 2 도너 기판(210)과 최소한의 일정거리(d)를 유지하도록 위치한다. 이 때, 구동부(158)는 증착 챔버(152)의 상부에 결합되고, 제어부(102)의 제어를 받아서 제 2 도너 기판(210)이 고정된 고정부(156)를 상하로 이동시킨다.
이어서, 전원 공급 장치(160)로부터 제 2 도너 기판(210)으로 전원을 공급하여 제 2 도너 기판(210)에 전계를 인가하고, 이를 통해 제 2 도너 기판(210) 상에 증착된 유기막을 소자 기판(220) 상으로 전사하여 소자 기판(220)에 유기막을 증착한다.
이 실시예에서는 증착 장치(150)에 제 1 도너 기판(200) 또는 소자 기판(220)을 증착 챔버(152) 하부에 배치하고, 제 2 도너 기판(210)을 상부에 배치하는 구성으로 설명하고 있지만, 제 1 도너 기판(200) 또는 소자 기판(220)과 제 2 도너 기판(210)이 상호 마주보는 구성이라면, 다양한 형태로 변경 및 변형 가능하다.
또한 이 실시예에서는 제 2 도너 기판(210)을 상하로 이동시켜서 제 1 도너 기판(200) 또는 소자 기판(220)과 인접하게 구동시켰으나, 다른 예로서, 제 1 도너 기판(210) 또는 소자 기판(220)을 이동시켜서 인접시킬 수도 있음은 자명하다 하겠다. 한편, 도시하지 않았지만, 각 장치들 사이에 필요에 따라 소자 기판(220) 또는 도너 기판(200)(210)들을 반전시킬 수 있는 반전 장치가 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 유기 발광 소자의 인라인 제조 시스템(100)(300)은 줄 가열 방식으로 제 1 및 제 2 도너 기판(200, 210)을 이용하여 소자 기판(220)에 유기막을 증착하고, 이를 반복 처리함으로써, 유기물의 손실을 줄일 수 있으며, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 16은 도 12에 도시된 증착 장치에서 제 1 도너 기판의 일례를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상술된 유기막(1)을 증착하기 위한 제 1 도너 기판(200)은 제 1 베이스층(201)과, 상기 제 1 베이스층(201)에 형성되고, 제 1 유기물(1-1)이 1차 용액 코팅될 수 있는 제 1 전열층(203) 및 상기 제 1 전열층(203)에 전계가 인가될 수 있도록 상기 제 1 베이스층(201)에 형성되고, 상기 제 1 전열층(203)과 전기적으로 연결되는 제 1 전도층(202)이 형성될 수 있다.
예컨대, 제 1 전도층(202)과 제 1 전열층(203)은 모두 도전막의 일종으로서, 제 1 전도층(202)은 도전성이 우수한 구리, 알루미늄, 백금, 금 성분 등이 포함되어 제 1 전열층(203)에 전류를 균일하게 분산시켜서 전달하는 역할 또는 단자의 역할을 할 수 있다.
또한, 예컨대, 제 1 전열층(203)은 전열성이 우수한 니켈, 크롬, 탄소, 석영 등의 성분이 포함되어 제 1 전도층(202)으로부터 전류를 공급받아서 이를 저항열 에너지로 변환시키는 역할을 할 수 있다.
따라서, 제 1 전열층(203)이 줄열에 의해 일시에 가열되고, 이를 통해서 코팅된 유기막(1)이 제 2 도너 기판(210)에 면상으로 증착될 수 있다.
도 17은 도 14에 도시된 증착 장치에서 제 2 도너 기판의 일례를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 상술된 유기막(1)을 증착하기 위한 제 2 도너 기판(210)은 제 2 베이스층(211)과, 상기 제 2 베이스층(211)에 형성되고, 상기 제 1 도너 기판(200)에 전계가 인가되어 상기 제 1 도너 기판(200)에 1차 용액 코팅된 상기 제 1 유기물(1-1)이 2차 증착될 수 있도록 상기 제 1 전열층(203)과 대응되는 제 2 전열층(213) 및 상기 제 2 전열층(213)에 전계가 인가될 수 있도록 상기 제 2 전열층(213)과 전기적으로 연결되는 제 2 전도층(212)이 형성될 수 있다.
예컨대, 제 2 전도층(212)과 제 2 전열층(213)은 모두 도전막의 일종으로서, 제 2 전도층(212)은 도전성이 우수한 구리, 알루미늄, 백금, 금 성분 등이 포함되어 제 2 전열층(213)에 전류를 균일하게 분산시켜서 전달하는 역할 또는 단자의 역할을 할 수 있다.
또한, 예컨대, 제 2 전열층(213)은 전열성이 우수한 니켈, 크롬, 탄소, 석영 등의 성분이 포함되어 제 2 전도층(212)으로부터 전류를 공급받아서 이를 저항열 에너지로 변환시키는 역할을 할 수 있다.
따라서, 제 2 전열층(213)이 줄열에 의해 일시에 가열되고, 이를 통해서 1차 증착된 유기막(1)이 소자 기판(220)에 면상으로 2차 증착될 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 줄 가열을 이용한 유기막 증착 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
100 : 유기막 증착 장치
102 : 제어부
110 : 코팅 장치
130 : 로드락 챔버
150 : 증착 장치
200, 210 : 도너 기판
220 : 소자 기판

Claims (15)

  1. 유기막이 코팅된 상기 제 1 도너 기판 또는 소자 기판이 투입되어, 도전막이 형성된 제 2 도너 기판과 마주보도록 안착되는 증착 장치;를 포함하되,
    상기 증착 장치는,
    유기막이 코팅된 상기 제 1 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하여 줄 열을 발생시켜서 상기 제 1 도너 기판에 코팅된 유기막을 상기 제 2 도너 기판 상에 증착시키고, 유기막이 증착된 상기 제 2 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하여 줄 열을 발생시켜서 상기 제 2 도너 기판에 증착된 유기막을 상기 소자 기판에 증착시키는, 유기막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전막이 형성된 제 1 도너 기판 상에 유기막을 코팅하는 코팅 장치;
    를 더 포함하는, 유기막 증착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅 장치로부터 유기막이 증착된 상기 제 1 도너 기판을 받아서 상기 증착 장치로 투입하거나, 상기 증착 장치로부터 배출되는 상기 제 1 도너 기판을 받아들이는 로드락 챔버;를 더 포함하는, 유기막 증착 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착 장치는,
    증착 챔버;
    상기 증착 챔버의 일측에 설치되어 상기 제 2 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지;
    상기 증착 챔버의 타측에 설치되어 상기 제 1 도너 기판이 상기 제 2 도너 기판과 마주보도록 고정시키며 상,하강하는 고정부;
    상기 제 1 도너 기판이 상기 제 2 도너 기판에 인접하거나 이격되도록 상기 고정부를 이동시키는 구동부; 및
    상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판의 도전막으로 전계를 인가하도록 하는 전원 공급 장치;를 포함하는, 유기막 증착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착 장치는,
    증착 챔버;
    상기 증착 챔버 내의 일측에 설치되어 상기 제 1 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지;
    상기 제 1 도너 기판과 대향되도록 위치하며, 제 2 도너 기판을 고정하여 상, 하강하도록 구비된 고정부;
    상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판에 전계를 인가하기 위한 전원인가장치; 및
    상기 고정부를 이동시키기 위한 구동부;를 포함하는, 유기막 증착 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 장치는,
    상기 제 1 도너 기판이 수용되는 내부 공간을 형성하는 코팅 챔버;
    상기 코팅 챔버의 하부에 설치되어 상기 제 1 도너 기판을 안착시키는 스테이지;
    유기물을 공급하는 유기물 공급 장치; 및
    상기 유기물 공급 장치로부터 유기물을 공급받아서, 상기 스테이지에 안착된 상기 제 1 도너 기판 상으로 유기물을 분사하여 상기 제 1 도너 기판 상에 유기막을 코팅하는 분사 헤드;를 포함하는, 유기막 증착 장치.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하기 위하여, 상기 증착 챔버에 설치되는 측면 지지부;를 더 포함하는, 유기막 증착 장치.
  8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하면서 상기 소자 기판의 중앙 부위의 쳐짐을 방지하도록, 상기 증착 챔버에 상기 하부 스테이지 측면 상부로 돌출되어 말단 일부가 꺽여진 형태의 하부 지지부 또는 상기 스테이지 상부에 하나 이상의 중앙 지지부가 설치되는, 유기막 증착 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 증착 장치는 복수개의 코팅 장치 및 상기 소자 기판을 상기 증착 장치로 로딩 및 언로딩하는 로딩 및 언로딩 장치와 서로 연결되는 클러스터 타입 장비의 일부인, 유기막 증착 장치.
  10. 증착 챔버;
    상기 증착 챔버 내의 일측에 설치되어 상기 제 2 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지;
    상기 제 2 도너 기판과 대향되도록 위치하며, 제 1 도너 기판을 고정하여 상, 하강하도록 구비된 고정부;
    상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판에 전계를 인가하기 위한 전원인가장치; 및
    상기 고정부를 이동시키기 위한 구동부;를 포함하는, 증착장치.
  11. 증착 챔버;
    상기 증착 챔버 내의 일측에 설치되어 상기 제 1 도너 기판이 안착되는 고정 스테이지;
    상기 제 1 도너 기판과 대향되도록 위치하며, 제 2 도너 기판을 고정하여 상, 하강하도록 구비된 고정부;
    상기 제 1 도너 기판 또는 상기 제 2 도너 기판에 전계를 인가하기 위한 전원인가장치; 및
    상기 고정부를 이동시키기 위한 구동부;를 포함하는, 증착장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하기 위하여, 상기 증착 챔버에 설치되는 측면 지지부;를 더 포함하는, 증착 장치.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 증착 챔버 내로 투입된 상기 소자 기판을 지지하면서 상기 소자 기판의 중앙 부위의 쳐짐을 방지하도록, 상기 증착 챔버에 상기 스테이지 측면 상부로 돌출되어 말단 일부가 꺽여진 형태의 하부 지지부 또는 상기 스테이지 상부에 하나 이상의 중앙 지지부가 설치되는, 증착 장치.
  14. 도전막이 형성된 제 1 도너 기판 상에 유기막을 코팅하는 단계;
    유기막이 코팅된 제 1 도너 기판을 증착 장치로 투입하는 단계;
    전원 공급 장치로부터 제 1 도너 기판으로 전원을 공급하여 제 1 도너 기판의 도전막에 전계를 인가하는 단계;
    전계가 인가된 제 1 도너 기판에 코팅된 유기막이 제 2 도너 기판으로 전사되어 유기막이 증착되는 단계;
    제 1 도너 기판을 증착 챔버로부터 배출하는 단계;
    이송 장치를 이용하여 증착 장치로 소자 기판을 투입하는 단계;
    전원 공급 장치로부터 제 2 도너 기판으로 전원을 공급하여 제 2 도너 기판의 도전막에 전계를 인가하는 단계;
    전계가 인가된 제 2 도너 기판에 증착된 유기막이 소자 기판으로 전사되어 유기막이 증착되는 단계; 및
    유기막이 증착된 소자 기판을 증착 장치로부터 배출하는 단계;
    를 포함하는, 유기막 증착 방법.
  15. 제 14 항의 유기막 증착 방법에 의해 제조되는 유기막 장치.
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