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KR101370214B1 - 벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용유기소자 생산용 제작 장치 - Google Patents

벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용유기소자 생산용 제작 장치 Download PDF

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KR101370214B1
KR101370214B1 KR1020070013839A KR20070013839A KR101370214B1 KR 101370214 B1 KR101370214 B1 KR 101370214B1 KR 1020070013839 A KR1020070013839 A KR 1020070013839A KR 20070013839 A KR20070013839 A KR 20070013839A KR 101370214 B1 KR101370214 B1 KR 101370214B1
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KR
South Korea
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chamber
belt
organic
substrate
linear
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KR1020070013839A
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KR20080074552A (ko
Inventor
김태완
Original Assignee
김명희
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Publication date
Application filed by 김명희 filed Critical 김명희
Priority to KR1020070013839A priority Critical patent/KR101370214B1/ko
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Abstract

본 발명은, 조명용 또는 플렉시블용 대면적 유기소자의 유기물 증착장치에 관한 것으로서, 선형의 가열장치를 가지는 벨트형 증발장치를 이용하여, 벨트형 증발장치가 연속적으로 유기물의 증발이 가능하고, 플렉시블 기판이나 유리 기판에 연속적으로 유기물의 증착이 가능하여 조명용 유기소자나 백색 유기소자(White OLED), 또는 플렉시블(Flexible) OLED의 높은 생산성을 가지는 제작이 가능할 뿐만 아니라, 변형된 벨트형 금속 롤을 사용하여 레이저를 사용한 유기소자의 화소 제작이 가능하기도 하며, 벨트형 새도우 마스크를 사용하여, 화소를 가지는 유기소자의 제작이 가능하기도 하며, 진공분위기 내에서, 여러 증착공정과 인켑공정을 한번에 수행할 수 있는 플렉시블 기판용 유기소자의 생산이 가능한 벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장비에 관한 발명이다
유기소자, 벨트형 증발장치, 플렉시블 기판, 조명용 유기소자, White OLED

Description

벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장치{Manufacturing equipment using belt source for flexible OLED and white OLED}
도 1은 벨트형 증발장치의 개념도
도 2는 선형의 가열장치로 구성되어 증발원이 기울어져, 플렉시블 롤 기판에 유기물을 증착하는 벨트증발장치의 개념도
도 3은 선형의 가열장치로 구성되어 증발원이 기울어져, 유리기판에 유기물을 증착하는 벨트증발장치의 개념도
도 4는 증발원이 기울임 없는 선형 가열장치를 가지는 벨트 증발장치의 구성도
도 5는 증발원이 기울임 없는 선형 가열장치를 가지는 반대 방향으로 이송되는 벨트 증발장치의 구성도
도 6은 벨트금속의 방향을 유도하는 롤러들의 구성도
도 7은 선형 가열장치와 와이어 가열선을 나타내는 개념도
도 8은 변형된 금속벨트장치로서 레이저를 사용하여 화소를 제작하는 장치의 개념도
도 9는 벨트형의 마스크를 가지는 벨트형 증착장치의 구성도
도 10은 벨트형 마스크의 개념도
도 11은 플렉시블 기판에 하향식 연속 증착을 하여 소자를 제작하는 장치의 구성도
도 12는 플렉시블 기판에 상향식 연속 증착을 하여 소자를 제작하는 장치의 구성도
도 13은 플렉시블 기판의 처짐을 방지하는 받침롤러를 나타내는 구성도
도 14는 저진공 챔버와 고진공 챔버사이의 버퍼챔버를 나타내는 구성도
도 15는 기울임 배플들 사이를 지나는 가스입자의 비행경로를 나타내는 개념도
도 16은 기울임 배플들이 설치된 버퍼챔버의 모습을 나타내는 구성도
도 17은 꺽임배플들의 형태를 나타내는 개념도
도 18은 꺽임배플들이 형성된 버퍼챔버의 모습을 나타내는 구성도
도 19는 다수개의 꺽임 배플 버퍼챔버로 구성되는 진공 장치의 구성도
도 20은 유리기판에 하향식 연속 증착을 하여 소자를 제작하는 장치의 구성도
도 21은 저진공 챔버와 고진공 챔버사이의 버퍼챔버의 구성을 나타내는 개념도
도 22는 저진공 챔버와 고진공 챔버사이에 게이트벨브가 연결되는 진공 장치의 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 유기물 증발원 11: 기판
12: 면가열장치 13: 금속 벨트
14: 구동롤러 15: 보조 구동롤러
16: 텐션롤러 17: 텐션 장치
20: 선형 가열장치 21: 플렉시블 기판 롤
22: 보조롤러 23: 벨트방향롤러A
24: 벨트방향롤러B 25: 벨트방향 롤러C
26: 롤러회전축 27: 롤러 가이드축
28: 와이어 가열선 29: 냉각장치 방향롤러
30: 금속면 언와인딩롤 31: 금속면 와인딩롤
32: 레이져 스케너
40: 벨트형 새도우 마스크 41:마스크방향롤러
42: 새도우 개구부 43: 벨트형 오픈 마스크
44: 마스크 가열용 열선장치
50: 플렉시블 기판 언와인딩 롤 51: 플렉시블 기판 와인딩 롤
52: 플렉시블 기판 방향 롤러 53: 언와인딩롤 챔버
54: 플라즈마 챔버 55: 플라즈마 소스
56: 벨트증착챔버 57: LiF 증착 챔버
58: LiF 증발원 59: 스퍼터 증착 챔버
60: 스퍼터 건 61: 페시베이션 챔버
62: 스크린 프린터 63: 인켑롤 챔버
64: 인켑 필름 롤 65: 인켑 합착롤러
66: UV 챔버 67: UV 램프
68: 와인딩롤 챔버 69: 필링(peeling)롤러
70: 받침 롤러 71: 버퍼(buffer)챔버
72: 플렉시블 기판 73: ITO 코팅 챔버
74: 베리어(barrier)코팅 챔버 75: 펌프
80: 기울임 배플(baffle) 81: 가스 입자
82: 꺽임 배플
90: 유리기판 로딩 챔버 91: 인켑기판 합착챔버
92: 유기소자패널 언로딩 챔버 93: 기판 이송용 롤러
94: 게이트 밸브(gate valve) 95: 인켑기판
유기발광소자(OLED ; Organic Light Emitted Diode)는 투명전극이 도포된 유리기판상에 여러 층의 유기박막을, 진공챔버 내에서, 증착공정으로 형성한 후, 금속전극을 형성하여, 전기를 통하면, 유기박막에서 발광현상을 가지는 차세대 디스플레이 소자로서, LCD 이후를 대체할 전망을 가지고 있다. 특히 유기박막은 고진공 챔버 내에서, 유기물이 담긴, 도가니를 가열하여, 증발되는 유기물 기체가 유리기판에 박막의 형태로서 형성하게 된다. 이때, 기판의 크기가 더욱 커질 경우, 대면적의 균일한 유기박막을 얻기가 매우 어려우며, 균일도를 약 5% 얻기 위하여, 기판을 회전하면서, 점증발원을 사용하여 유기박막을 코팅할 경우, 유기물의 사용율(약 5%)이 매우 저하되어 고가의 유기물을 낭비하므로, 유기소자의 원가가 상승하기도 한다. 또한, 유기소자에 사용되는 기판은 유리기판으로서, 그 두께가 매우 얇아지는 추세에 있으며, bendable 한 플렉시블 기판에 대응이 가능한 유기물 증착장치의 개발이 절실해 지고 있는 추세이다. 아울러, 소자의 화소(pixel)를 구성함에 있어, 현재는 새도우 마스크(shadow mask)를 사용하고 있으나, 기판의 크기가 대면적화 되면서, 새도우 마스크의 제작이 불가능한 현실을 맞이하고 있다. 또한, 조명용 OLED는 새도우 마스크를 사용하지 않으므로, 새도우 마스크를 사용하지 않는 유기물 증착장비의 기술이 필요하다.
도1에서 도시한 바와 같이, 금속벨트(13)는 두 개의 구동롤러 주위를 감싸게 되어 연속구동이 된다. 이때, 구동롤러(14)는 모터에 연결되어 회전이 가능하고, 텐션 롤러(16)는 자유 회전이 되는 것이다. 보조구동롤러(15)는 구동롤러의 상부에 설치 하여, 텐션 장치(17)와 연결되어, 구동롤러와 보조 구동 롤러가 적당히 맞닿게 함으로써, 사이에서 움직이는 금속벨트에 충분한 압력을 가하여 회전이 용이 하게 함으로써, 금속벨트의 슬립 또는 미끄러지는 현상을 방지 하게 된다. 이렇게 구동이 되는 금속벨트의 하부 면에, 유기물 증발원(10)으로부터 증발되는 유기물이 닿게 되면서, 유기박막이 형성된다. 이 후, 금속밸트는 기판(11)쪽으로 이송이 되고, 금속벨트의 사이에 위치된 면 가열장치(12)에 의해 가열이 됨으로써, 금속벨트에 형성된 유기박막의 재 증발을 기판 쪽으로 유도하므로써, 기판 상에 유기박막을 형성하여 유기소자를 제작하게 된다. 텐션 롤러(16)는 텐션 장치(17)와 연결되어 금속벨트가 이완되어도, 적당한 스프링 힘으로 금속벨트를 당겨줌으로써, 벨트의 처짐과 이완을 방지하게 되는 것이다. 이러한, 일종의 금속면을 사용한 유기물 증착을 수행하면서, 유기물의 물질 사용율을 획기적으로 향상하게 되면, 유기박막의 균일도를 향상하는 효과를 가지게 된다. 또한, 기판과 기판상부에 새도우 마스크를 미세 정렬함으로써, 유기소자의 미세 화소의 패턴을 형성하게 된다.
이상에서 설명된, 벨트소스를 사용하는 면증발 방식은, 벨트금속이 기판 상에 이송되어, 정지하고, 동시에 기판이 진공 챔버에 인입되어, 마스크와 미세 정렬을 마친 후, 면가열에 의한 유기물 증발 증착을 수행하는 방법으로서, 벨트금속의 정지상태와 기판의 정지상태를 요구한다. 즉, 벨트와 기판이 정지한 순간에는 유기물 증발원(10)을 셔터로 닫아서, 유기물이 벨트 금속면에 증착이 안 되도록 하여야 하고, 유기물 증발원은 지속하여 유기물을 증발하는 상태로 있어야 하므로, 유기물의 물질 사용율이 저하되기도 한다. 이러한 시간을 양산장비의 아이들 타임(idle time) 이라고 한다. 또한, 새도우 마스크를 사용하지 않는 (또는 화소패턴을 필요로 하지 않는) 백색 유기소자(White OLED)와 조명용 유기소자를 제작하는 경우, 기판의 정지와 벨트 금속의 정지 상태가 필수적으로 요구하지 않게 된다.
이러한, 새도우 마스크(shadow mask)를 사용하지 않는 소자의 공정을 위하여, 정지하지 않는(또는 연속적으로 유기증발이 가능한) 벨트소스의 장치가 필요하며, 더 나아가, 플렉시블(flexible)한 기판의 경우에도 연속적인 유기물의 증착코팅이 가능한 벨트소스장치의 개발이 필요하게 된다.
상기에 설명된 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 사용되는 벨트형 증발장치는 구동롤러, 상기 구동롤러와 이격되게 배치된 텐션롤러, 상기 구동롤러 및 상기 텐션롤러와 이격되게 배치된 벨트방향롤러와 냉각장치 방향롤러, 상기 롤러들을 덮어서 연결되는 금속벨트로 구성되며, 상기 금속벨트 내측 일정위치에 구비되되 하부측 금속벨트에 가깝게 위치되는 선형 가열장치와 상기 금속벨트의 외측에 구비되되 상기 선형 가열장치와 대응되지 않는 위치에 배치되는 유기물증발원들로 구성된다. 특히, 벨트의 이송방향에서 볼때 금속벨트는 유기물증발원을 거치면서 증착되고, 유기물이 증착된 금속벨트는 가열장치를 거치면서 금속벨트 하부로 이송되는 기판상부에 증착된 유기물을 증착코팅하게 된다.
이하 도면을 참조하여 설명한다.
도2에 도시한 바와 같이, 플렉시블 기판 증착장비는 플렉시블 기판롤(21)에 감겨있는 플렉시블 기판이 풀려지면서, 보조롤러(22)를 통하여, 기판의 이송방향이 변경되고, 증착공정이 완료되면, 반대쪽에 형성된 플렉시블 기판 롤에 감기게 된다. 이때, 도2와 같이 선형가열장치(20)가 구성되고, 벨트 방향 롤러A(23), 벨트 방향 롤러B(24)를 이용하고, 기울어진 형태를 가지는 유기물 증발원(10)이 구성된 금속벨트 장치를 이용하면, 금속벨트의 하부면에 증착된 유기박막은 연속하여 이송되고, 선형 가열장치 하부에 도달하는 증착된 금속벨트 하부면은 순간 가열이 가능하므로, 유기박막의 연속 증발이 가능하여, 움직이는 플렉시블 기판 상에 유기물의 증착코팅이 가능하게 된다. 즉, 금속벨트와 플렉시블 기판의 정지가 없이 연속 증착이 가능한 것이다. 유기물 증발원이 기울어져, 기울어진 금속면에 1차 유기물의 증착을 수행하는 이유는, 금속벨트의 하부면과 플렉시블 기판사이의 거리를 짧게 유지 하여, 유기물의 물질 사용율을 향상시키는 목적이 있기 때문이다. 즉, 이전의 금속벨트 장치의 경우, 유기물이 증착된 금속벨트는 기판 상에서 멈추어, 새도운 마스크를 기판의 화소와 정밀 얼라인(Alignment) 한 후, 유기물 증발을 하였으나, 플렉시블 기판의 경우는 금속벨트가 멈춤이 없이 연속적으로 유기물을 증발하게 되므로, 유기소자의 생산성이 매우 높아지는 효과가 있는 것이다.
도3은, 상기에 설명된, 보조롤러와 선 가열장치로 구성된 벨트금속장치를 사용하면서, 플렉시블 기판 대신에, 유리기판을 사용하는 예를 도시한 것이다. 참고로, 도1의 경우는, 금속벨트의 움직임과 기판의 공급이송 방향이 수직(지면 쪽 방향)을 이루나, 도3의 경우는, 금속벨트가 움직이는 방향과 기판의 이송방향이 동일한 것이다. 즉, 새도우 마스크를 사용하지 않는 대면적 유기물 증착의 경우에는, 기판과 벨트가 동시에 연속적으로 이송되면서, 증착이 가능하므로, 벨트가 기판사이즈만큼, 대형화될 필요가 없으므로, 증착장치가 매우 간단해지는 효과가 있다. 벨트의 폭은 커지나, 벨트의 길이는 커지지 않으므로, 벨트 금속의 처짐에 대한 기술적 문제점이 없어지는 효과도 있게 되는 것이다.
도4는, 유기물 증발원을 기울이지 않을 목적으로, 벨트방향롤러C(25)를 사용하여, 벨트의 구성을 "ㄱ"자 모양으로 만든 것이다. 이 경우, 유기물 증발원을 기울여야 하는 기구적인 장치의 복잡함을 제거하는 효과가 있다. 도5에는, 벨트가 상기의 경우와는 반대방향으로 이송되는 경우를 도시한 것으로서, 기판의 이송 방향도 반대가 된다. 이때, 벨트방향롤러들 중 하나는 냉각장치가 설치된 냉각장치 방향롤러(29)를 사용하여, 가열된 금속벨트의 급속한 냉각을 수행함과 동시에 벨트의 이송 방향을 바꾸어 주는 역할을 하도록 한다.
도6에는 롤러 회전축(26)을 가지는 벨트방향롤러B(24)와 롤러 가이드 축(27)을 가지는 벨트방향롤러C(25)를 도시하였다. 롤러가이드축은 반경을 작게 하여, 벨트 금속면에 1차 증착된 유기물이 벨트방향롤러에 닿지 않아, 손상되거나, 롤러 면으로부터, 파티클이 전달되어 유기박막에 묻지 않도록 하는 목적을 가지고 있다.
도7은 와이어 가열선(28)이 내부에 형성되는 선형 가열장치(20)의 구성을 나타낸 것으로서, Tantalum 금속을 스프링처럼 감아서 전류를 공급하면, 탄탈륨 와이어로부터 발생되는 적외선의 에너지로 금속벨트를 복사 가열하게 하는 것이다.
도8에는 변형된 금속벨트의 증발장치로서, 이격되게 배치된 금속면 언와인딩롤과 금속면 와인딩롤, 상기 언와인딩롤과 상기 와인딩롤 사이의 금속면으로 이루어진 금속벨트 상부에 위치되는 레이져 스케너, 상기 금속벨트 하부에 배치되되 상기 언와인딩롤 근처에 위치되는 유기물증발원들과 상기 와인딩롤 근처에 배치되는 선형 가열장치로 구성된 벨트형 증발장치이다. 이를 상세하게 설명하면, 박막과 같은 금속면이 감겨진 금속면 언와인딩롤(30)과 금속면 와인딩롤(31)사이에 텐션(tension)과 평형을 이루도록 금속박막이 구성되어 있으며, 금속박막은 연속적으로 이송이 가능하다. 금속면 언와인딩롤로부터 이송되는 금속면에 유기물증발원으로부터 증발되는 유기물이 증착되어 유기박막을 형성하고, 기판 상에 이송된 금속면이 정지하면, 레이저 스케너(32)를 사용하여, 원하는 패턴의 화소를 기판에 제작하게 된다. 즉, 원하는 국부만을 적외선 레이저로 스케닝하면서, 증발을 유도하게 되는 것이다. 이후, 금속면이 더욱 이송하면, 증발되지 않은 비화소부분의 남아 있는 유기물을 증발시키기 위한 것으로서 선형 가열장치(20)가 설치되는 것이다. 즉, 선형가열장치는 금속면에 남아 있는 일종의 유기물을 증발시켜 크리닝하는 효과를 가지게 되는 것이다. 이후, 금속면은 금속면 와인딩롤에 감겨져, 재사용이 가능한 것이다. 이러한 방법으로서, 대면적의 기판 상에 화소를 형성하게 됨으로, 제작하기 힘든 새도우 마스크를 사용하지 않고도 유기소자의 제작이 가능한 것이다.
상기의 선형 가열장치(20)를 이용하는 벨트소스 증발장치를 사용하는 경우는, 새도우 마스크를 사용하지 않는 백색 유기소자나 조명용 유기소자의 경우이었으나, 도9에 도시한 바와 같이, 벨트형 새도우 마스크(40)가 마스크 방향롤러(41)에 의하여 벨트소스장치의 주위에 설치되어, 벨트금속의 연속 이송방향과 평행하게 이송이 되면, 이송되는 기판 상에 화소를 가지는 유기박막을 형성할 수도 있다. 이 경우, 벨트금속의 이송속도, 벨트형 새도우 마스크의 이송속도, 기판이 이송속도가 적절히 맞추어진다. 즉, 선가열장치에 의해 가열된 금속면으로부터 유기물이 증발되고, 새도우 마스크에 새겨진 개구부를 통과하는 유기물이 기판에 증착되어 코팅되는 것이다. 도 10에는, 일정한 크기의 새도우 개구부(42)가 형성된 벨트형 새도우 마스크(40)와 개구부가 더욱 크게 형성된 벨트형 오픈 마스크(43)가 도시되었다. 벨트형 마스크의 사용시간이 길어지면서, 마스크에 유기물질 또는 다른 증발물질이나 파티클이 묻게 되는 경우가 발생하므로, 챔버의 상단에 마스크 가열용 열선장치(44)를 설치한다.
즉, 마스크를 가열하여 마스크에 묻은 유기물질 등을 증발시킴으로써, 마스크의 크리닝(cleaning)을 유도하는 것이다. 이때, 마스크는 연속하여 이송하므로, 장비의 생산성에 지장을 주지 않는다. 이렇게 하여, 한번 탑재된 마스크를 장시간 사용할 수 있으므로, 마스크를 자주 교체하지 않아도 되는 효과가 있는 것이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 상기의 벨트소스를 이용한 플렉시블 기판을 사용한 플렉시블 유기소자의 생산 장비를 구성할 수 있다. 플렉시블 기판이 감겨있는 플렉시블 기판 언와인딩롤(unwinding roll)(50)이 언와인딩 챔버(53)에 설치되고, 플렉시블 기판이 풀려지면서, 플렉시블 기판 방향롤러(52)에 의해 기판의 방향이 바뀌어 증착공정이 시작된다. 가장먼저, 기판의 전처리를 위한 플라즈마 챔버(54)가 연결되며, 내부에는 플라즈마 소스(55)가 설치된다. 이 후, 벨트증착챔버(56)가 연결되어, 내부에는 상기의 벨트소스가 설치되어 기판 상에 연속적으로 유기물의 증착코팅이 수행되며, LiF 증착챔버(57)가 연결되고, 내부에는 하향식 증착이 가능한 LiF 증발원(58)이 설치되어 있어, LiF 증발물질의 기판 코팅이 가능하게 된다. 또한, 스퍼터 증착챔버(59)가 연결되고, 내부에는 스퍼터건(60)이 설치되며, 주로 금속성 물질이 기판에 증착되어 전기를 전달해주는 cathode 막을 형성하게 되며, 스크린 프린터(screen printer)(62)가 설치된 페시베이션(passivation) 챔버(61)가 연결되어, 공기의 인입을 차단하게 되고, 인켑필름 롤(64)이 내부에 설치된 인켑롤 챔버(63)가 연결된다. 기판 상하부에 설치된 인켑합착롤러(65)들을 이용하여, 플렉시블 기판과 인켑용 필름을 압착함으로써, 두개의 기판을 서로 합착하게 되는 것이다. 합착이 완료된 두개의 필름 기판은 UV램프(67)가 설치된 UV 챔버(66)를 지나면서, 페시베이션 물질의 UV 경화 공정을 수행한다. 이렇게 제작이 완료된 플렉시블 기판은 플렉시블 기판 와인딩롤(winding roll)(51)에 감기게 되는 것이다. 즉, 여러 공정챔버들이 직렬로 순차적으로 연결되어, 전체가 하나의 몸체가 되어, 플렉시블 유기소자의 진공용 증착코팅과 인켑(encapsulation)공정의 연속 수행이 가능한 것이다.
상기의 발명은 플렉시블 기판에 하향식으로 연속 증착공정을 수행하는 제작인 반면에, 도12에는 플렉시블 기판에 상향식으로 연속 증착공정을 수행하는 경우이다. 즉, ITO(Indium Tin Oxide) 코팅 챔버(73), 베리어(barrier) 코팅 챔버(74)와 같은 고정 챔버들이 추가되기도 하고, 상향식 벨트 증착 증발장치를 가지는 벨트 증착 챔버(56), 상향식 LiF 증착챔버(57)등이 선형으로 연결되어 플렉시블 기판을 제작하는 장치인 것이다. 이때, 인켑롤 챔버(63)내에는 필링롤러(peeling roller)(69)장치가 추가되어, 인켑 필름의 보호용 필름이 인켑 필름으로부터 탈착되어 롤러에 감기도록 설치하게 된다.
도11에서와 같은, 하향식 증착의 경우, 플렉시블 기판의 처짐이 발생하기도 한다. 이의 방지를 위하여, 도13에서와 같이, 다수개의 받침롤러(70)들을 사용하기도 한다. 도 13에 도시된, 받침롤러들은 플렉시블 기판의 처짐을 억제하도록, 적정한 길이마다 또는 공정챔버에 해당되는 길이마다, 설치되어 기판과 받침롤러 사이에 비스듬한 각도(A)를 주어 플렉시블 기판의 텐션을 유도하여 중력에 의한 처짐을 방지하는 것이다.
도12의 경우와 같은, 상향식 증착에서는, 받침롤러를 사용할 수가 없으므로, 플렉시블 기판의 공정 거리를 가급적 짧게 수행하도록 하기 위하여, 각 공정 챔버들의 폭을 작게 제작하여, 전체 제작 장비의 길이가 최대한 짧게 구성하여야 한다. 또한, 상기의 연속 공정 시, 예를 들면, 플라즈마 챔버(54)의 진공도는 10-3 Torr 이고, 벨트 증착챔버(56)의 진공도는 10-6 Torr 로서, 압력차이가 많이 나는 챔버들의 연속 공정의 경우, 공정 챔버 사이의 공정 기압차에 의한 상호 오염과, 진공도의 분리가 어려워 연속공정의 방해가 야기되기도 한다. 유리기판을 사용하는 경우는 이러한 챔버들 사이에 게이트 벨브(gate valve)를 사용하게 되나, 플렉시블 기판의 경우는 기판 전체가 서로 연결된 상태이므로, 게이트 벨브를 사용할 수 없게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 도14에서와 같이, 진공도가 다른 공정챔버들 사이에는 한 개 또는 다수개의 버퍼챔버(71)를 직렬로 연결하여, 버퍼챔버들을 고진공 펌프를 사용하여, 펌핑하게 되는 것이다. 이렇게 하면, 예를 들어, 버퍼챔버는 10-5Torr로 진공도를 유지하게 되어, 각 공정 챔버들의 진공도 간섭을 방지하게 되는 것이다.
상기의 버퍼챔버(71)의 효율을 향상하기 위하여, 도15와 도16에 도시한 바와 같이, 펌프(75)가 연결된 버퍼챔버에는 기울임 배플(baffle)(80)들이 정렬되어 설치되고, 플렉시블 기판(72)의 상하부에 각각 버퍼챔버가 연결되면, 가스입자(81)들이 배플들을 지나면서, 더욱 용이하게 펌프쪽으로 향하므로, 고진공 챔버(56)와 저진공 챔버(54)사이의 진공도를 더욱 안정하게 유지하게 된다. 즉, 기판의 이송방향과 조금이라도 상하로 비행하는 가스입자들은 기울어진 배플의 면에 부딪혀, 펌프쪽으로 비행방향을 바꾸어 인접한 챕버로 비행하지 않게 되는 것이다.
도 17에는, 상기의 기울임 배플의 효과를 더욱 향상하기 위하여, 꺽임 배플(82)들의 정렬된 상태가 도시되어 있다. 즉, 꺽임배플들의 높이(h)가 증가하면서, 배플들사이의 거리(d)를 일정하게 유지하여, 더욱 많은 양의 가스입자들이 펌프 쪽으로 비행하도록 유도하게 되어, 고진공 챔버(56)와 저진공 챔버사이(54)의 진공도의 간섭을 줄이는 효과를 가지는 것이다.
도 18에는 한 개의 꺽임배플장치를 가지는 버퍼챔버가 압력이 다른 챔버들 사이에 연결되고, 도 19에는 두개 이상의 꺽임배플장치를 가지는 버퍼챔버들이 연결되어, 더욱 효과적인 진공도의 간섭을 억제하도록 하는 것이다.
도 20은, 상기의 플렉시블 기판 대신, 유리기판을 사용하여 조명용 유기소자를 제작하는 장치를 도시한 것으로서, 유리기판 로딩챔버(90), ITO 코팅챔버(74), 하향식 벨트 증착챕버(56), 하향식 LiF 증착챕버(57), 알루미늄 스퍼터 챔버(59), 패시베이션 챔버(61), 인켑용 기판(95)들이 다 수개 내장된 인켑기판 합착챔버(91), UV 경화챔버(66), 유기소자 패널 언로딩 챔버(92)등이 연속으로 연결되고, 기판은 기판 이송용 롤러(93)장치를 이용하여 연속으로 이송이 가능하다. 유리기판 로딩챔버내에는 다수개의 유리기판을 적재하는 카세트 장치가 설치되고, 유기소자 패널 언로딩 챔버에도 카세트가 설치되어 연속으로 공정이 가능하도록 하는 것이다. 인켑기판 합착 챔버내에은 여러 장의 인켑기판을 내장하기위한 카세트가 설치되기도 한다. 즉, 전체 공정 챔버들이 일렬로 연결되고, 기판이 연속으로 이송되면서, 증착공정과 인켑공정이 가능하여, 생산성을 높일 수가 있으며, 증착챔버들의 크기를 현저히 작게 할 수도 있으므로, 장비의 가격을 저렴하게 할 수도 있는 것이다.
도 21에 도시한 바와 같이, 상기의 유리기판의 연속 증착에 있어서, 저진공 챔버(54)와 고진공 공정 챔버(56)들 사이에는 버퍼 챔버(71)를 구성하여, 서로 진공도의 간섭을 최소화 하게 되며, 진공도의 차이에 따라, 버퍼챔버의 수를 증가할 수도 있다. 도 22에 도시한 바와 같이, 진공도의 차이가 너무 큰 경우에는 게이트 벨브(94)를 설치할 수도 있는 것이다.
즉, 알루미늄 증착용 스퍼터 챔버(59)의 진공도는 10-3Torr 이고, 페시베이션 챔버(61)의 진공도는 50Torr 일 경우, 압력차가 너무 크게 되어, 상기의 버퍼챔버(71)로는 압력차를 극복할 수 없게 되면, 게이트 밸브를 사용하는 것이 더욱 효과적이다.
상기와 같이, 선형의 가열장치를 가지는 벨트 증발장치를 이용하여, 플렉시블 기판이나, 유리기판에 연속적으로 유기물의 증착이 가능하여, 새도우 마스크를 사용하지 않는 백색 유기소자나 조명용 유기소자의 생산이 가능하며, 변형된 벨트형 금속 롤을 사용하여 레이저를 사용한 유기소자의 화소 제작이 가능하기도 하며, 벨트형 새도우 마스크를 사용하여, 화소를 가지는 유기소자의 제작이 가능하기도 하며, 진공분위기 내에서, 여러 증착공정과 인켑공정을 한번에 수행할 수 있는 플렉시블 기판용 유기소자 및 조명용 유기소자의 생산이 가능한 발명의 효과를 가진다.

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  5. 플렉서블 기판 언와인딩롤로 구성되는 언와인딩롤 챔버와, 선형 스퍼터 소스를 가지는 ITO 코팅챔버나 베리어 코팅챔버, 선형의 플라즈마 소스를 가지는 플라즈마 챔버, 한 개 또는 다수개의 선형 가열장치를 가지는 벨트 증착챔버, 선형의 LiF 소스를 가지는 LiF 증착챔버, 선형 스퍼터 타겟을 가지는 스퍼터 증착챔버, 선형의 스크린 프린터를 가지는 페시베이션 챔버, 인켑용 필름롤이 구성된 인켑롤 챔버, UV 챔버와 플렉서블 기판 와인딩롤 챔버가 선형으로 순차적으로 연결되어 한 몸체로 구성되어 연결될 수 있으며, 플렉서블 기판이 이송되는 동시에 증착공정이 수행되고, 상기 벨트 증착챔버의 금속벨트가 이송되는 방향과 동일한 방향으로 플렉서블 기판이 이송되는 것을 특징으로 하는 하향식 또는 상향식 벨트형 증발장치를 이용한 플렉서블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 인켑필름과 플렉서블 기판을 합착할 목적으로 인켑 합착롤러들이 상기 플렉서블 기판의 상·하부에 설치된 것을 특징으로 하는 벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 인켑필름의 보호필름을 분리할 목적으로 상기 인켑롤 챔버내에, 필링롤러 장치와 인켑필름롤 장치가 함께 구성되는 것을 특징으로 하는 벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
  8. 제 5항에 있어서, 플렉시블 기판의 처짐을 방지할 목적으로, 다수개의 받침롤러들이 배치되며, 각각의 상기 받침롤러와 기판은 사이 각도(A)를 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하향식 벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 벨트 증착챔버와 같은 고진공 챔버와 상기 플라즈마 챔버와 같은 저진공 챔버사이에 한 개 또는 다수개의 버퍼챔버를 연결하고, 상기 버퍼챔버의 하부에는 기울임배플 또는 꺽임배플의 정렬된 장치를 가지는 것을 특징으로 하는 벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 기울임배플은 다수개의 직사각형의 금속판들이 동일한 각도로 기울어져 정렬되어 형성되고, 상기 꺽임배플은 다수개의 직사각형 금속판이 꺽여져 높이가 증가하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 벨트형 증발장치를 이용한 플렉시블 유기소자와 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
  11. 카세트가 설치된 기판 로딩챔버와 언로딩 챔버, 선형의 스퍼터건을 가지는 ITO 코팅챔버 또는 베리어 코팅챔버, 선형의 플라즈마 소스를 가지는 플라즈마 챔버, 한 개 또는 다수개의 선형 가열장치를 가지는 하향식 벨트 증착챔버, 선형의 하향식 LiF 증발 소스를 가지는 LiF 증착챔버, 선형의 스퍼터타겟을 가지는 스퍼터 증착챔버, 선형의 스크린 프린터를 가지는 페시베이션 챔버, 인켑기판 합착 챔버, 선형의 UV 램프로 구성된 UV 경화 챔버들이 선형으로 순차적으로 연결되어 한 몸체로 구성되어 연결될 수 있으며, 기판 이송용 롤러장치를 가지며, 기판이 이송되는 동시에 기판의 상부에 증착공정들이 수행되고 금속벨트가 이송되는 방향과 동일한 방향으로 상기 기판이 이송되는 것을 특징으로 하는 하향식 벨트형 증발장치를 이용한 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 진공도가 서로 다른 챔버들 사이에 한 개 또는 다수개의 버퍼챔버 및 게이트밸브들이 연결되는 것을 특징으로 하는 하향식 벨트형 증발장치를 이용한 조명용 유기소자 생산용 제작 장치.
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