KR20010062735A - 막 형성장치 및 막 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

막두께 분포에서 높은 균일성을 가진 막형성용 장치가 제공된다. 증착원은 길이방향을 가진 증착셀, 또는 다수의 증착셀이 형성될 때 사용되며, 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동하여 기판 위에 박막이 형성된다. 증착원을 길게 제작하여, 길이방향으로 막두께 분포의 균일성이 향상된다. 증착원이 이동하고, 막형성이 전체기판 위에서 이루어지며, 따라서 전체기판 위의 막두께 분포의 균일성이 향상될 수 있다.

Description

막 형성장치 및 막 형성 방법{Film formation apparatus and method for forming a film}
본 발명은 양극, 음극, 및 양극과 음극사이에 위치하는 발광물질, 특히 EL(Electro Luminescence)이 얻어지는 자가발광 유기물질(이하 유기EL물질로 지칭)로 구성되는 구조를 가진 EL소자를 제작하는 데 사용되는 막 형성용 장치 또는 방법에 관한 것이다.
패시브형(단순 매트릭스) 및 액티브형(액티브 매트릭스)의 두 가지 형태의 EL표시장치가 있고, 두 형태의 개발이 열정적으로 이루어지고 있다. 특히, 액티브 매트릭스 EL표시장치는 현재 주목을 받고 있다. 또한, 유기물질 및 무기물질이 EL소자의 발광층이 되는 EL물질로서 존재하며, 또한 유기물질은 저분자계(단량체)유기 EL물질 및 고분자계(중합체)유기 EL물질로 나누어진다. 두 물질은 활발하게 연구되어지고, 저분자계 유기 EL물질의 막은 주로 증착(蒸着)법에 의해 형성되지만, 고분자계 유기 EL물질의 막은 주로 도포(塗布)법에 의해 형성된다.
색 표시 EL표시장치를 제작하기 위해, 각 화소에서 다른 색을 발색하는 EL물질의 막을 형성하는 것이 필요하다. 하지만, 일반적으로 EL물질은 물 및 산소에 대해 약하고, 광 리소그래피에 의한 패턴닝이 이루어 질 수 없다. 따라서 패턴닝과 동시에 막을 형성하는 것이 필요하다.
가장 일반적인 방법은 막이 형성되는 기판 및 증착 원 사이에, 개구부를 가지며 금속판 또는 유리판으로 이루어진 마스크를 형성하는 방법이다. 이런 경우에, 증착원으로부터 기화된 EL물질은 오직 개구부를 통해서 선택적으로 막이 형성되며, 따라서 막 형성 및 패턴닝이 동시에 이루어지는 EL층 형성이 가능해진다.
통상적인 증착장치로, 하나의 증착원으로부터 방사상으로 날아 흩어지는 EL물질은 기판 위에 쌓여, 박막이 형성되며, 따라서 EL물질이 덮는 거리를 고려한 기판의 배치가 연구되어졌다. 예를 들어, 증착원으로부터 기판까지의 거리가 모두 같도록, 기판을 기판지지체 형태의 원추체에 고정하는 방법이 이루어진다.
하지만, 다수의 화소가 대형 기판에 형성되는 다중사면(斜面)의 처리를 적용할 때, 전술(前述)한 처리가 이루어지면 기판지지체는 극히 커지며, 이것은 막 형성장치의 본체가 커지게 한다. 또한, 기판은 단일 웨이퍼처리에 의해 이루어질 때는 평탄하고, 따라서 증착원으로부터의 거리는 기판상에서 다르게 되어 일정한 막 두께로 도포되는 것이 어렵게되는 문제점이 남는다.
또한, 만약 대형기판을 사용할 때 증착원 및 새도우 마스크 사이의 거리를 연장하지 않으면, 기화된 EL물질은 충분하게 퍼지지 않고, 전체 기판표면 위에 일정한 박막을 형성하는 것이 어렵게 된다. 이 거리를 유지하는 것이 또한 장치를 대형으로 만들게 한다.
본 발명은 전술한 문제의 관점에서 구성되고, 본 발명의 목적은 높은 처리율로 일정한 막두께 분포를 가진 박막을 형성할 수 있는 막 형성장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 본 발명의 막형성 장치를 사용하여 막 형성방법을 제공하는 것이다.
도 1은 증착 원의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 증착 실의 구조를 나타낸 도면,
도 3은 증착 실의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 막 형성장치의 구조를 나타낸 도면,
도 5는 막 형성장치의 구조를 나타낸 도면,
도 6은 막 형성장치의 구조를 나타낸 도면,
도 7은 막 형성장치의 구조를 나타낸 도면,
도 8은 막 형성장치의 구조를 나타낸 도면,
본 발명에서 길이방향의 증착셀(cell)(증착을 위한 박막물질이 위치하는 부분), 또는 다수의 증착셀을 형성하는 증착원이 본 발명에서 사용된다. 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동하여, 박막이 형성된다. "길이방향"은 길고 얇은 장방형, 길고 얇은 타원형, 또는 선형이라는 것을 나타낸다. 처리가 일거(一擧)에 이루어지기 때문에 길이방향의 길이가 본 발명을 위한 기판의 한 측의 길이보다 긴 것이 바람직하다. 구체적으로, 300㎜에서 1200㎜(전형적으로 600㎜ 및800㎜사이)의 길이가 될 수도 있다.
본 발명의 증착원 및 기판사이의 위치관계는 도 1A 내지 도 1C에 나타난다. 도 1A는 상면도이고, 도 1B는 도 1A의 선A-A'를 따라 자른 횡단면도이며, 도 1C는 도 1A의 선B-B'를 따라 자른 횡단면도이다. 도 1A 내지 도 1C에서 공통부호가 사용된다는 것을 주목하자.
도 1A에 나타낸 대로, 새도우 마스크(102)는 기판(101)밑에 위치하고, 또한 다수의 증착셀(103)이 일직선으로 정렬된 장방형 증착원(104)이 새도우 마스크(102)밑에 위치한다. 본 명세서에서, 기판은 기판 및 기판에 형성된 박막을 포함한다. 또한, 기판표면은 박막이 형성된 기판표면을 나타낸다는 것을 주목하자.
증착원(104)의 길이방향의 길이는 기판(101)의 한측의 길이보다 길고, 화살표로 나타낸 방향(증착원(104)의 길이방향에 수직인 방향)으로 증착원(104)을 이동하기 위한 기구를 비치한다. 이때 증착원(104)을 이동하여, 박막이 기판의 전체표면에 형성될 수 있다. 길이방향의 길이가 기판의 한 측의 길이보다 짧을 때, 박막은 다수의 주사를 반복하여 형성될 수도 있다. 또한, 같은 박막의 적층이 증착원(104)을 반복적으로 이동하여 형성될 수도 있다.
각각의 증착셀(103)에 의해 기화된 박막물질이 상방(上方)으로 산란되고, 새도우 마스크(102)에 형성된 개구부(도면에 나타내지 않음)를 통해, 기판(101)에 쌓인다. 따라서 기판(101)에 박막이 선택적으로 형성된다. 하나의 증착셀(103)로부터 산란되는 박막물질로 막이 형성되는 영역은 인접한 증착셀(103)로부터 산란되는 박막물질로 막을 형성하는 영역과 중첩된다. 막이 형성되는 영역을 상호 중첩하여,막이 장방형 영역으로 형성된다. 박막의 막두께의 균일성은 본 발명으로 정렬된 다수의 증착셀을 가진 증착원을 사용하고, 종래의 점(點)으로부터의 방사 대신에 선(線)으로부터의 방사에 의해 크게 향상될 수 있다. 또한, 기판 밑의 장방형 증착원을 이동하여 높은 처리율로 막형성이 이루어질 수 있다.
부가적으로, 본 발명에서 증착원(104) 및 새도우 마스크(102)사이의 거리를 길게 할 필요는 없고, 증착은 극히 밀착된 상태에서 이루어질 수 있다. 이것은 다수의 증착셀이 일렬로 형성되기 때문이며, 만약 박막물질의 산란거리가 짧아지더라도 막 형성은 기판의 중심에서 가장자리부분까지 동시에 이루어질 수 있다. 이런 효과는 증착셀(103)이 정렬하는 밀도가 높을수록 커진다.
증착원(104)에서 새도우 마스크(102)까지의 거리는 형성되는 증착셀(103)의 밀도에 따라 달라지기 때문에 특히 제한되지는 않는다. 하지만, 너무 밀착되면, 중심에서 가장자리부분까지 균일한 막을 형성하는 것이 어렵게되고, 만약 너무 멀면 점으로부터 방사되는 통상적인 증착법과 아무런 차이가 없다. 따라서, 만약 증착셀(103)사이의 간격을 "a"라고 하면, 증착원(104) 및 새도우 마스크(102)사이의 거리를 2a 내지 100a(더욱 바람직하게는 5a 내지 50a)로 제작하는 것이 바람직하다.
기술(記述)된 구조로 된 본 발명의 막형성장치로, 장방형, 타원형, 또는 선형 영역에서 박막의 막 두께 균일성은 증착원을 사용하여, 영역 위에서 증착원을 이동하여 확보되며, 기판의 전체표면에서 높은 균일성을 가진 박막을 형성할 수 있다. 또한, 이것은 점으로부터의 증착이 아니고, 따라서 증착원 및 기판사이의 거리는 짧게 만들 수 있고, 막 두께의 균일성을 또한 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 막 형성장치에서 처리실에 플라즈마 발생용 수단을 첨가하는 것이 효과적이다. 산소가스에 의한 플라즈마처리 또는 불소함유가스에 의한 플라즈마처리를 수행하여, 처리실 벽에 도포된 박막이 제거되고, 처리실 내의 클리닝을 이룰 수 있다. 평행판 전극이 처리실에 형성될 수도 있고, 플라즈마는 플라즈마 발생용 수단인 평행판 사이에 발생할 수도 있다.
[실시형태]
본 발명의 막형성 장치로 마련된 증착처리실의 구조가 도 2A 및 도 2B에 나타난다. 도 2A는 증착처리실의 상면도이고, 도 2B는 횡단면도이다. 공통영역에는 공통부호가 사용된 것을 주목하자. 또한, 박막으로 EL막을 형성한 예가 실시형태에서 나타난다.
도 2A에서, 201은 처리실을 나타내고, 202는 기판을 처리실(201)의 내부로 반송하기 위한 기판 반송구(搬送口)를 나타낸다. 반송된 기판(203)은 기판지지대(204)에 놓여지고, 화살표(205b)에 의해 나타낸 대로 반송레일(205a)에 의해 막형성 영역(206)으로 반송된다.
기판(203)이 막형성 영역(206)에 반송될 때, 마스크 지지대(207)에 고정된 새도우 마스크(208)는 기판(203)에 근접한다. 이 실시형태에서는 금속판이 새도우 마스크(208)의 물질로서 사용된 것을 주목하자(도 2B). 또한, 이 실시형태에서 개구부(209)는 새도우 마스크(208)에서 장방형, 타원형, 또는 선형으로 형성된다. 개구부의 형태는 제한되지 않고, 물론 매트릭스형태 또는 그물형태로 형성될 수도 있다.
실시형태의 이런 점에서, 도 2B에 나타낸 대로 전자석(210)이 기판(203)에 근접하는 구조로 된다. 전자석(210)에 의해 자기장이 형성될 때, 새도우 마스크(208)는 기판(203)쪽으로 끌려지고 다소의 간격이 유지된다. 이 간격은 도 3에 나타낸 대로, 새도우 마스크(208)에 형성된 다수의 돌출부(301)에 의해 확보된다.
이런 형태의 구조는 기판(203)이 300㎜이상의 대형기판일 때 특히 효과적이다. 만약 기판(203)이 대형기판일 때, 휨(warp)은 기판의 무게 자체에 의해 발생한다. 하지만, 기판(203)이 전자석(210)쪽으로 당겨질 수 있고 상쇄될 수 있는 휨은 새도우 마스크(208)가 전자석(210)에 의해 기판(203)쪽으로 끌려지도록 제공된다. 도 4에 나타낸 대로, 전자석(210)에 돌출부(401)를 형성하고 기판(203) 및 전자석(210)사이의 간격을 유지하는 것이 바람직하다는 것을 주목하자.
기판(203) 및 새도우 마스크(208)사이의 간격이 확보되면, 길이방향의 증착셀(211)이 형성되도록 증착원(212)이 화살표방향(213)으로 이동한다. 증착셀의 내부영역에 형성되는 EL물질은 이동하는 동안 가열에 의해 기화가 되고, 막형성 영역(206)의 처리실에서 산란된다.
증착원(212) 및 기판(203)사이의 거리는 본 발명의 경우에서 극히 짧게 할 수 있고, 따라서 처리실에서 구동부(증착원, 기판 지지대, 또는 마스크 지지대 구동용 영역)에 EL물질의 접착을 줄일 수 있다.
증착원(212)은 기판(203)의 한 단부에서 다른 단부로 주사된다. 도 2A에서나타낸 대로, 증착원(212)의 길이방향의 길이는 실시형태에서 충분히 길고, 따라서 한번의 주사로 기판(203)의 전체표면에서 이동할 수 있다.
전술(前述)된 방법처럼 적색, 녹색, 또는 청색 EL물질(여기서는 적색 EL물질)의 막이 형성된 후에, 전자석(210)의 자기장이 소멸하고, 마스크 지지대(207)는 하강하여 새도우 마스크(208) 및 기판(203)사이의 거리가 증가한다. 이때 기판 지지대(204)는 하나의 화소부를 위해 변위되고, 마스크 지지대(207)는 다시 상승하며 새도우 마스크(208) 및 기판(203)은 밀착되게 된다. 또한, 자기장이 전자석(210)에 의해 형성되고, 새도우 마스크(208) 및 기판(203)의 휨은 제거된다. 다음으로 증착셀로 바뀌면서, 적색, 녹색, 또는 청색 EL물질(여기서는 녹색)의 막형성이 이루어진다.
여기서는 기판 지지대(204)가 하나의 화소부를 위해 변위되는 구조를 나타나지만, 역시 마스크 지지대(207)가 하나의 화소부를 위해 변위될 수도 있다.
이런 반복의 방식으로 적색, 녹색, 및 청색 EL물질의 모든 막형성을 이룬 후에, 기판(203)은 최종적으로 기판반송구(202)로 반송되며 로봇팔(도면에 나타내지 않음)에 의해 처리실(201)로부터 나오게 된다. 따라서 본 발명을 이용한 EL막의 막형성은 완성된다.
[실시예 1]
도 5를 이용하여 본 발명의 막형성 장치에 대해 설명한다. 도 5에서, 501은 반송실을 나타낸다. 반송기구(502)는 반송실(501)에 갖추어지고 기판(503)의 반송이 이루어진다. 반송실(501)은 감압(減壓)분위기이며, 문에 의해 각 처리실에 연결된다. 각 처리실로 기판의 운반은 문이 개폐될 때, 반송기구(502)에 의해 이루어진다. 또한, 반송실(501)의 압력이 낮은 상태에서 오일 밀봉 로터리 펌프, 기계적 부스터 펌프, 터보분자펌프, 및 크라이오 펌프 등의 배기펌프를 사용하는 것이 가능하며, 습기를 제거하는데 효과적인 크라이오 펌프를 사용하는 것이 바람직하다.
각 처리실에 관한 설명이 이하에서 이루어진다. 반송실(501)이 감압(減壓)분위기를 가지고, 따라서 배기펌프(도면에 나타내지 않음)는 반송실(501)에 직접 연결된 각 처리실에 준비된다. 전술된 오일 밀봉 로터리 펌프, 기계적 부스터 펌프, 터보분자펌프, 및 크라이오 펌프가 배기펌프로서 사용된다.
먼저, 504는 기판설치용 반입(load)실을 나타내고, 또한 반출(unload)실이다. 반입실(504)은 문(500a)에 의해 반송실(501)에 연결되며, 기판(503)이 놓여진 캐리어(도면에 나타내지 않음)가 여기에 배열된다. 반입실(504)은 또한 기판 반입실 및 기판 반출실로 나누어질 수도 있다. 또한, 고순도 질소가스 또는 노블(noble)가스를 주입하기 위해 전술한 배기펌프 및 청정관(purge line)이 반입실(504)에 준비된다.
EL소자의 양극이 되는 투명전도막의 형성을 통하여 처리되는 기판이 실시예 1에서 기판(503)으로 사용된다는 것을 주목하자. 기판(503)은 막이 하향으로 면하도록 캐리어에 놓여진다. 이것은 이후에 증착으로 막형성이 이루어질 때 더욱 쉽게 이루어지는 하면(face-down)방법(또는 상방도포(deposition-up)방법으로 지칭)을 적용하기 위해서이다. 하면방법이란 막형성이 막이 기판표면에서 하향되면서 형성되는 방법을 나타내고, 불순물(오염물질) 또는 그와 같은 것의 접착이 이 방법에의해 방지될 수 있다.
다음으로, 505는 EL소자의 양극 또는 음극의 표면(실시예 1에서는 양극)을 처리하기 위한 처리실을 나타내고, 처리실(505)은 문(500b)에 의해 반송실(501)에 연결된다. 처리실은 EL물질의 제작처리에 따라서 여러 가지로 변화될 수 있고, 실시예 1에서는 투명 전도막으로 형성된 양극표면의 열처리가 자외선이 조사(照射)하는 동안 100℃ 및 120℃사이에서 이루어질 수 있다. 이런 형태의 전처리는 EL물질의 양극표면을 처리할 때 효과적이다.
다음으로, 506은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(A)로서 지칭한다. 증착실(A)(506)은 문(500c)을 통해 반송실(501)에 연결된다. 실시예 1에서 도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(A)(506)로서 사용된다.
증착실(A)(506)의 막형성부(507)에서, 먼저 정공주입층이 기판의 전체표면 위에 도포되고, 이때 적색발광용 발광층이 형성되며, 다음으로 녹색발광용 발광층이 형성되고, 마지막으로 청색발광용 발광층이 형성된다. 다른 공지된 물질이 정공 주입층, 적색발광층, 녹색발광층, 및 청색발광층으로 사용될 수도 있다.
증착실(A)(506)은 막형성 증착원의 유기물질형태에 따라 변환할 수 있는 구조를 가진다. 즉, 다수의 증착원 형태를 저장하기 위한 준비실(508)은 증착실(A)(506)에 연결되고, 내부 반송기구에 의해 증착원 변환이 이루어진다. 따라서 막형성용 유기EL물질을 바꿀 때 증착원이 바뀐다. 또한, 막형성용 유기EL물질이 변할 때마다 하나의 화소부에 의해 새도우마스크와 동일한 마스크가 이동한다.
도 2A 및 도 2B는 증착실(A)(506)에서 일어나는 막형성처리에 관한 것으로 생각할 수도 있음을 주목하자.
다음으로, 509는 증착에 의해 EL소자의 양극 또는 음극이 되는 전도막(실시예 1에서는 금속막이 음극으로 사용됨)의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(B)로서 지칭한다. 증착실(B)(509)은 문(500d)을 통해 반송실(501)에 연결된다. 도 2A 및 도 2B에서 나타낸 구조를 가진 증착실은 실시예 1에서 증착실(B)(509)로서 사용된다. 증착실(B)(509)의 막형성부(510)에서, Al-Li 합금막(알루미늄 및 리튬의 합금막)이 EL소자의 음극이 되는 전도막으로 도포된다.
주기율표의 1족 또는 2족의 원소 및 알루미늄이 공동증착 할 수 있다는 것을 주목하자. 공동증착이란 셀(cell)을 동시에 가열하고, 막형성 단계에서 다른 물질이 조합되는 증착법을 지칭한다.
다음으로, 511은 밀봉실(또는 밀폐실 또는 글러브 박스로 지칭)을 나타내고, 문(500e)을 통해 반입실(504)에 연결된다. EL소자의 마지막 밀봉처리가 밀봉실(511)에서 이루어진다. 이런 처리는 산소 및 습기로부터 형성된 EL소자를 보호하기 위한 처리이며, 기계적으로 밀봉물질로 밀봉하기 위한 수단 또는 열 경화성수지 또는 자외선 경화성수지에 의해 밀봉하기 위한 수단이 사용된다.
유리, 세라믹, 플라스틱, 및 금속이 밀봉물질로 사용될 수 있지만, 광이 밀봉물질에 조사될 때 물질은 투광성을 가져야한다. 또한, 밀봉물질 및 EL소자가 형성된 기판을 열 경화성수지 또는 자외선 경화성수지를 사용해 결합할 때, 수지는 열처리 또는 자외선조사처리에 의해 경화되어 밀폐공간을 형성한다. 전형적으로 산화바륨의 건조제를 밀폐공간에 형성하는 것이 또한 효과적이다.
또한, 밀봉물질 및 EL소자가 형성된 기판사이의 공간을 열 경화성수지 또는 자외선 경화성수지에 의해 역시 채울 수 있다. 이런 경우에, 열 경화성수지 또는 자외선 경화성수지에 전형적으로 산화바륨과 같은 건조제가 첨가되는 것이 효과적이다.
자외선조사용 기구(이하 자외선조사기구로 지칭)(512)는 밀봉실(511)의 내부에 형성되고, 도 5에 나타낸 막형성장치는 자외선 경화성수지가 자외선조사기구(512)로부터 나오는 자외선에 의해 경화되는 구조를 가진다. 또한, 배기펌프에 연결하여 밀봉실(511)의 내부압력을 감소시킬 수 있다. 로봇 팔을 이용하여 기계적으로 밀봉처리가 이루어질 때, 감소된 압력에서 처리가 이루어짐으로서 산소 및 습기가 섞이는 것을 방지할 수 있다. 덧붙여서, 밀봉실(511)의 내부를 역시 고압으로 유지할 수 있다. 이런 경우에, 고압유지는 클리닝이 이루어지는 동안 고순도 질소가스 또는 노블가스에 의해 이루어지고, 대기중의 산소 등의 불순물 침투를 방지한다.
다음으로, 인도실(pass box)(513)이 밀봉실(511)에 연결된다. 반송기구(B)(514)는 인도실(513)에 형성되고, EL소자가 밀봉실(511)에서 완전히 밀봉된 기판은 인도실(513)로 반송된다. 역시 인도실(513)을 배기펌프에 연결하여 감압상태로 만들 수 있다. 인도실(513)은 밀봉실(511)이 직접적으로 대기중에 노출되지 않도록 사용되는 기구이며, 기판이 여기에서 나오게 된다.
따라서 대기에 노출됨이 없이, EL소자가 밀폐공간에 완전히 밀봉된다는 점을통해서 처리가 완성되기 때문에, 도 5에 나타낸 막형성장치를 사용하여 높은 신뢰도의 EL표시장치가 제작될 수 있다.
[실시예 2]
본 발명의 막형성장치를 다중실 방식(클러스터 툴(cluster tool) 방식으로 지칭)에서 사용하는 경우가 도 6을 사용하여 설명한다. 601은 반송실을 나타낸다. 반송기구(A)(602)는 반송실(601)에 준비되고, 기판(603)의 반송이 이루어진다. 반송실(601)은 감소된 압력분위기를 가지며, 문에 의해 각 처리실로 연결된다. 각 처리실로 기판의 인도는 문이 개폐될 때, 반송기구(A)(602)에 의해 이루어진다. 또한, 반송실(601)의 압력이 낮은 상태에서 오일 밀봉 로터리 펌프, 기계적 부스터 펌프, 터보분자펌프, 및 크라이오 펌프 등의 배기펌프를 사용하는 것이 가능하며, 습기를 제거하는데 효과적인 크라이오 펌프를 사용하는 것이 바람직하다.
각 처리실에 관한 설명이 이하에서 이루어진다. 반송실(501)이 감압(減壓)분위기를 가지고, 따라서 배기펌프(도면에 나타내지 않음)는 반송실(501)에 직접 연결된 각 처리실에 준비된다. 전술된 오일 밀봉 로터리 펌프, 기계적 부스터 펌프, 터보분자펌프, 및 크라이오 펌프가 배기펌프로서 사용된다.
먼저, 604는 기판설치용 반입실을 나타내고, 또한 반출실이다. 반입실(604)은 문(600a)에 의해 반송실(601)에 연결되며, 기판(603)이 놓여진 캐리어(도면에 나타내지 않음)가 여기에 배열된다. 반입실(604)은 또한 기판 반입실 및 기판 반출실로 나누어질 수도 있다. 또한, 고순도 질소가스 또는 노블가스를 주입하기 위해 전술한 배기펌프 및 청정 관이 반입실(604)에 준비된다.
다음으로, 605는 EL소자의 양극 또는 음극의 표면(실시예 2에서는 양극)을 처리하기 위한 전처리실을 나타내고, 처리실(605)은 문(600b)에 의해 반송실(601)에 연결된다. 처리실은 EL물질의 제작처리에 따라서 여러 가지로 변화될 수 있고, 실시예 2에서는 투명 전도막으로 형성된 양극표면의 열처리가 자외선이 조사하는 동안 100℃ 및 120℃사이에서 이루어질 수 있다. 이런 형태의 전처리는 EL물질의 양극표면을 처리할 때 효과적이다.
다음으로, 606은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(A)로서 지칭한다. 증착실(A)(606)은 문(600c)을 통해 반송실(601)에 연결된다. 실시예 2에서 도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(A)(606)로서 사용된다.
증착실(A)(606)의 막형성부(607)에서, 먼저 정공주입층이 기판의 전체표면 위에 도포되고, 이때 적색발광용 발광층이 형성된다. 따라서, 증착원 및 새도우 마스크가 정공주입층 및 적색발광층이 되는 유기물질에 각각 연관되는 두 가지 형태로 제공되고, 변환될 수 있도록 구조화된다. 공지된 물질이 정공주입층 및 적색발광층으로 사용될 수도 있다는 것을 주목하자.
다음으로, 608은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(B)로서 지칭한다. 증착실(B)(608)은 문(600d)을 통해 반송실(601)에 연결된다. 실시예 2에서, 도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(B)(608)로서 사용된다. 실시예 2에서 녹색발광용 발광층이 증착실(B)(608)의 막형성부(609)에 도포 된다. 공지된 물질이 실시예 2에서 녹색발광용 발광층으로사용될 수도 있다는 것을 주목하자.
다음으로, 610은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(C)로서 지칭한다. 증착실(C)(610)은 문(600e)을 통해 반송실(601)에 연결된다. 실시예 2에서, 도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(C)(610)로서 사용된다. 실시예 2에서 청색발광용 발광층이 증착실(C)(610)의 막형성부(611)에 도포 된다. 공지된 물질이 실시예 2에서 청색발광용 발광층으로 사용될 수도 있다는 것을 주목하자.
다음으로, 612는 증착에 의해 EL소자의 양극 또는 음극이 되는 전도막(실시예 2에서는 금속막이 음극으로 사용됨)의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(D)로서 지칭한다. 증착실(D)(612)은 문(600f)을 통해 반송실(601)에 연결된다. 도 2A 및 도 2B에서 나타낸 구조를 가진 증착실은 실시예 2에서 증착실(D)(612)로서 사용된다. 증착실(D)(612)의 막형성부(613)에서, Al-Li 합금막(알루미늄 및 리튬의 합금막)이 EL소자의 음극이 되는 전도막으로 도포된다. 역시 주기율표의 1족 또는 2족의 원소 및 알루미늄을 공동증착 할 수 있다는 것을 주목하자.
다음으로, 614는 밀봉실을 나타내고, 문(600g)을 통해 반입실(604)에 연결된다. 밀봉실(614)의 설명은 실시예 1을 참조로 한다. 또한, 실시예 1과 비슷하게, 자외선조사기구(615)는 밀봉실(614)의 내부에 형성된다. 또한, 인도실(616)은 밀봉실(614)에 연결된다. 반송기구(B)(617)는 인도실(616)에 형성되고, 밀봉실(614)에서 완전히 밀봉된 EL소자의 기판이 인도실(616)로 보내진다. 실시예 1은 인도실(616)의 설명을 위해 참조될 수도 있다.
대기에 노출되지 않고, EL소자가 밀폐공간에서 완전히 밀봉되는 점을 통해 처리가 완성되기 때문에, 도 6에 나타낸 막형성장치를 사용하여 신뢰도가 높은 EL표시장치를 제작할 수 있게 된다.
[실시예 3]
인 라인(in-line)방식에서 본 발명의 막형성장치를 사용하는 경우에는 도 7을 이용하여 설명한다. 701은 반입실을 나타내고, 기판의 반송이 여기서 이루어진다. 배기시스템(700a)이 반입실(701)에 준비되고, 배기시스템(700a)은 제 1밸브(71), 터보분자펌프(72), 제 2밸브(73), 및 로터리펌프(오일 밀봉 로터리 펌프)(74)를 포함한 구조를 가진다.
제 1밸브(71)가 주밸브가 되고, 전도밸브와 결합되는 경우가 있고, 나비밸브가 사용되는 경우도 역시 있다. 제 2밸브(73)는 전방밸브이고 제 2밸브(73)가 먼저 열리고 로터리펌프에 의해 반입실(701)의 압력이 급격하게 감소된다. 다음으로 제 1밸브(71)가 열리고 고진공이 될 때까지 터보분자펌프(72)에 의해 압력이 감소한다. 터보분자펌프 대신으로 기계적 부스터 펌프 또는 크라이오 펌프를 사용할 수 있지만, 특히 크라이오 펌프가 수분을 제거하는데 효과적이다.
다음으로, 702는 EL소자의 양극 또는 음극의 표면(실시예 3에서는 양극)을 처리하기 위한 전처리실을 나타내고, 전처리실(702)은 배기시스템(700b)이 준비된다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 반입실(701)로부터 밀봉된다. 전처리실(702)은 EL소자의 제작처리에 따라서 여러 가지로 변화될 수 있고, 실시예 3에서는 투명 전도막으로 형성된 양극표면의 열처리가 자외선이 조사하는 동안 100℃ 및 120℃사이에서 이루어질 수 있다.
다음으로, 703은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(A)로서 지칭한다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 반입실(701)로부터 밀봉된다. 증착실(A)(703)에는 배기시스템(700c)이 준비된다. 실시예 3에서, 도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(A)(703)로서 사용된다.
기판(704)은 증착실(A)(703)로 보내지고, 증착실(A)(703)에 준비된 증착원(705)은 화살표방향으로 각각 이동하며 막형성이 이루어진다. 도 2A 및 도 2B는 증착실(A)(703)의 상세한 작동에 관하여 참조가 될 수도 있다는 것을 주목하자. 실시예 3에서 정공주입층이 증착실(A)(703)에서 도포된다. 공지된 물질이 정공주입층으로 사용될 수도 있다.
다음으로, 706은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(B)로서 지칭한다. 증착실(B)(706)에는 배기시스템(700d)이 준비된다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 증착실(A)(703)로부터 밀봉된다. 실시예 3에서, 도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(B)(706)로서 형성된다. 따라서 도 2A 및 도 2B는 증착실(B)(706)의 상세한 작동에 관하여 참조가 될 수도 있다. 또한, 적색발광용 발광층이 증착실(B)(706)에서 도포된다. 공지된 물질이 적색발광용 발광층으로 사용될 수도 있다.
다음으로, 707은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(C)로서 지칭한다. 증착실(C)(707)에는 배기시스템(700e)이 준비된다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 증착실(B)(706)로부터 밀봉된다. 실시예 3에서,도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(C)(707)로서 형성된다. 따라서 도 2A 및 도 2B의 설명이 증착실(C)(707)의 상세한 작동에 관하여 참조가 될 수도 있다. 또한, 녹색발광용 발광층이 증착실(C)(707)에서 도포된다. 공지된 물질이 녹색발광용 발광층으로 사용될 수도 있다.
다음으로, 708은 증착에 의한 유기EL물질의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(D)로서 지칭한다. 증착실(D)(708)에는 배기시스템(700f)이 준비된다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 증착실(C)(707)로부터 밀봉된다. 실시예 3에서, 도 2A 및 도 2B에 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(D)(708)로서 형성된다. 따라서 도 2A 및 도 2B의 설명이 증착실(D)(708)의 상세한 작동에 관하여 참조가 될 수도 있다. 또한, 청색발광용 발광층이 증착실(D)(708)에서 도포된다. 공지된 물질이 청색발광용 발광층으로 사용될 수도 있다.
다음으로, 709는 증착에 의해 EL소자의 양극 또는 음극이 되는 전도막(실시예 3에서는 음극이 되는 금속막이 사용됨)의 막형성용 증착실을 나타내고, 증착실(E)로서 지칭한다. 증착실(E)(709)에는 배기시스템(700g)이 준비된다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 증착실(D)(708)로부터 밀봉된다. 도 2A 및 도 2B에서 나타낸 구조를 가진 증착실이 실시예 3에서 증착실(E)(709)로서 사용된다. 따라서 도 2A 및 도 2B의 설명이 증착실(E)(709)의 상세한 작동에 관하여 참조가 될 수도 있다.
증착실(E)(709)에서 Al-Li 합금막(알루미늄 및 리튬의 합금막)이 EL소자의 음극이 되는 전도막으로 도포된다. 역시 주기율표의 1족 또는 2족의 원소, 및 알루미늄을 공동증착 할 수 있다는 것을 주목하자.
다음으로, 710은 밀봉실을 나타내고, 배기시스템(700h)이 갖추어진다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 증착실(E)(709)로부터 밀봉된다. 실시예 1이 밀봉실(710)의 설명에 관하여 참조가 될 수도 있다. 덧붙여서, 실시예 1과 비슷하게, 자외선조사기구가 밀봉실(710)의 내부에 제공된다.
마지막으로, 711은 반출실을 나타내고, 배기시스템(700i)이 갖추어진다. EL소자가 형성된 기판이 여기에서 반출된다.
대기에 노출되지 않고, EL소자가 밀폐공간에서 완전히 밀봉되는 점을 통해 처리가 완성되기 때문에, 도 7에 나타낸 막형성장치를 사용하여 신뢰도가 높은 EL표시장치를 제작할 수 있게 된다. 인라인 방식에 의해서 EL표시장치가 높은 처리율로 또한 제작될 수 있다.
[실시예 4]
인 라인(in-line)방식에서 본 발명의 막형성장치를 사용하는 경우에는 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8에서, 801은 반입실을 나타내고 기판의 반송이 여기서 이루어진다. 배기시스템(800a)이 반입실(801)에 준비되고, 배기시스템(800a)은 제 1밸브(81), 터보분자펌프(82), 제 2밸브(83), 및 로터리펌프(오일 밀봉 로터리 펌프)(84)를 포함한 구조를 가진다.
다음으로, 802는 EL소자의 양극 또는 음극의 표면(실시예 4에서는 양극)을 처리하기 위한 전처리실을 나타내고, 전처리실(802)은 배기시스템(800b)이 준비된다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 반입실(801)로부터 밀봉된다.전처리실(802)은 EL소자의 제작처리에 따라서 여러 가지로 변화될 수 있고, 실시예 4에서는 투명 전도막으로 형성된 양극표면의 열처리가 자외선이 조사하는 동안 100℃ 및 120℃사이에서 이루어질 수 있다.
다음으로, 803은 증착에 의한 유기EL물질의 막도포용 증착실을 나타내고, 증착실(803)에는 배기시스템(800c)이 준비된다. 실시예 4에서, 도 2A 및 도 2B에서 나타낸 구조를 가진 증착실이 증착실(803)로서 사용된다. 기판(804)은 증착실(803)로 보내지고, 증착실(803)에 준비된 증착원(805)은 화살표방향으로 이동하여 막형성이 이루어진다.
실시예 4에서, 정공주입층, 적색발광층, 녹색발광층, 청색발광층, 또는 음극이 되는 전도막을 형성하도록 증착원(805) 또는 새도우 마스크를 증착실(803)에서 막 도포시에 변환하는 것이 바람직하다. 실시예 4에서, 증착실(803)은 증착원 및 새도우 마스크가 적당하게 변환되도록 저장되는 예비실(806)에 연결된다.
다음으로, 807은 밀봉실을 나타내고, 배기시스템(800d)이 준비된다. 또한, 도면에 나타내지 않은 문에 의해 증착실(803)로부터 밀봉된다. 실시예 1은 밀봉실(807)의 설명에 관하여 참조가 될 수도 있다. 또한, 실시예 1과 비슷하게, 자외선조사기구(도면에 나타내지 않음)가 밀봉실(807)의 내부에 제공된다.
마지막으로, 808은 반출실을 나타내고, 배기시스템(800e)이 준비된다. EL소자가 형성된 기판이 여기서 반출된다.
따라서, 대기에 노출되지 않고 EL소자가 밀폐공간에서 완전히 밀봉되는 점을 통해 처리가 완성되기 때문에, 도 8에 나타낸 막형성장치를 사용하여 신뢰도가 높은 EL표시장치를 제작할 수 있게 된다. 인라인 방식에 의해서 EL표시장치가 높은 처리율로 또한 제작될 수 있다.
본 발명의 막형성장치를 사용하여, 기판표면에 막두께 분포의 균일성이 높은 박막을 높은 처리율로 실행할 수 있다.

Claims (20)

  1. 길이방향을 가진 증착원; 및
    증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동시키기 위한 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  2. 제 1항에 있어서, 증착원에 길이방향을 가진 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  3. 제 1항에 있어서, 증착원에 다수의 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  4. 길이방향을 가진 증착원;
    증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동시키기 위한 기구; 및
    기구의 상부 위에 형성된 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  5. 제 4항에 있어서, 증착원에 길이방향을 가진 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  6. 제 4항에 있어서, 증착원에 다수의 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  7. 반입실;
    반입실에 연결된 반송실; 및
    반송실에 연결된 증착실을 포함하고, 증착실에 길이방향을 가진 증착원 및 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동시키기 위한 기구를 갖춘 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  8. 제 7항에 있어서, 증착원에 길이방향을 가진 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  9. 제 7항에 있어서, 증착원에 다수의 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  10. 반입실;
    반입실에 연결된 반송실; 및
    반송실에 연결된 증착실을 포함하고, 증착실에 길이방향을 가진 증착원, 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동시키기 위한 기구, 및 기구의 상부위에 형성된 전자석을 갖춘 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  11. 제 10항에 있어서, 증착원에 길이방향을 가진 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  12. 제 10항에 있어서, 증착원에 다수의 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  13. 반입실;
    반출실; 및
    증착실을 포함하고, 상기 반입실 및 상기 반출실 및 상기 증착실이 직렬로 연결되며, 증착실에 길이방향을 가진 증착원 및 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동시키기 위한 기구를 갖춘 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  14. 제 13항에 있어서, 증착원에 길이방향을 가진 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  15. 제 13항에 있어서, 증착원에 다수의 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  16. 반입실;
    반출실; 및
    증착실을 포함하고, 상기 반입실 및 상기 반출실 및 상기 증착실이 직렬로 연결되며, 증착실에 길이방향을 가진 증착원 및 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 증착원을 이동시키기 위한 기구 및 기구의 상부 위에 형성된 전자석을 갖춘 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  17. 제 16항에 있어서, 증착원에 길이방향을 가진 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  18. 제 16항에 있어서, 증착원에 다수의 증착셀이 제공되는 것을 특징으로 하는 막형성장치.
  19. 길이방향을 가진 증착원을 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 이동시키는 동안 기판 위에 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
  20. 길이방향을 가진 증착원을 증착원의 길이방향에 직각인 방향으로 이동시키는 동안 기판 위에 박막을 형성하고, 기판 및 금속으로 구성된 새도우 마스크가 전자석에 의해 접촉된 상태로 되는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
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