KR100684739B1 - 유기물 증착장치 - Google Patents

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Abstract

막 두께 감지 센서의 수명을 연장시킬 수 있으며, 막 두께 감지 불량을 방지할 수 있는 유기물 증착장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착장치는 기판 장착부의 기판에 증착되는 증착 물질의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서의 인접 하부에 설치되는 쵸퍼를 설정 개구율의 메쉬형으로 구성하거나, 복수의 홀이 동심원상에 형성된 플레이트의 상기 홀들에 설정 개구율의 메쉬들을 각각 부착하여 구성한다. 이러한 구성의 쵸퍼는 증차 물질의 증착 공정이 이루어지는 동안 비회전 상태로 고정 설치된다.
오엘이디, 유기, 발광, 증착, 쵸퍼, 메쉬,

Description

유기물 증착장치{APPARATUS FOR SPUTTERING ORGANIC MATTER}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 메쉬형 쵸퍼의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쵸퍼의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
본 발명은 유기물 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 막 두께 감지 센서의 수명을 연장시킬 수 있으며, 막 두께 감지 불량을 방지할 수 있는 유기물 증착장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)), 전계 방출 표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel) 및 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.
이 중에서 상기 유기 발광 표시장치는 유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용하는 자발광형 디스플레이 장치이다. 이러한 유기 발광 표시장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량이며, 박형이고, 시야각이 넓을 뿐만 아니라, 응답 속도 또한 빠르다는 장점을 구비한다.
상기한 유기 발광 표시장치의 유기 발광 소자는 다이오드 특성을 가져서 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)라고도 불리우며, 기판상에 적층식으로 형성되는 애노드 전극과 유기막 및 캐소드 전극을 포함한다.
상기 유기막은 유기 발광층(emitting layer: EML)을 구비하는데, 이 유기 발광층에서 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛이 발생한다.
발광 효율을 보다 높이기 위해서는 정공과 전자를 유기 발광층으로 보다 원활하게 수송해야 한다. 이를 위해 캐소드 전극과 유기 발광층 사이에는 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)이 배치될 수 있고, 애노드 전극과 유기 발광층 사이에는 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL)이 배치될 수 있으며, 또한 애노드 전극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL)이 배치될 수도 있고, 캐소드 전극과 전자 수송층 사이에 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL)이 배치될 수도 있다.
기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는 진공 증착(evaporation)법, 이온 플레이팅(ion plating)법, 및 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리 기상 증착 (PVD)법과, 가스 반응에 의한 화학 기상 증착(CVD)법 등이 있다.
이 중에서, 유기 발광 소자의 유기막을 포함하는 박막층 형성에는 진공 증착법이 주로 사용된다.
진공 증착법을 이용하여 유기막을 증착하는 일반적인 증착장치에서, 증착 챔버의 상부에는 기판이 장착되고, 증착 챔버의 하부에는 증착 물질을 함유하는 도가니가 배치되며, 도가니의 외측에는 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로서의 열선이 배치된다.
여기에서, 증발된 물질의 증착성을 고려하여 상기 도가니는 기판의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치되며, 상기 기판은 일정한 회전 속도로 회전된다.
그리고, 상기 기판의 인접 하부에는 소정의 패턴이 형성될 수도 있는 마스크를 배치할 수 있다.
한편, 챔버의 내부에는 도가니로부터 증발되어 기판에 증착되는 증착 물질의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서가 설치되는데, 통상적으로, 상기 막 두께 감지 센서는 흡착되는 증착 물질의 양에 따라 가변적인 압전 주파수를 발생하여 케이블을 통해 막 두께 판별 모듈로 출력하는 압전 소자로 이루어진다.
그런데, 상기한 구성의 막 두께 감지 센서는 증착량이 증가됨에 따라 정밀도가 저하되고, 또한 막 두께 편차가 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 상기한 문제점을 억제하기 위해, 종래에는 원판형상의 플레이트에 일정 크기의 홀을 복수개 형성하여 제조한 쵸퍼를 막 두께 감지 센서의 인접 하부 에 설치하고, 상기 증착 물질이 증발되는 동안 상기 쵸퍼를 일정한 속도로 회전시키고 있다.
이때, 상기 홀의 개수 및 크기는 상기 홀을 통해 막 두께 감지 센서에 증착되는 증착 물질의 증착량이 기판에 증착되는 증착 물질의 증착량의 30% 이하가 되도록 적절한 범위 내에서 설정한다.
이러한 구성에 의하면, 상기 쵸퍼는 상기 홀과 막 두께 감지 센서가 일치되는 동안에만 증착 물질이 상기 홀을 통해 막 두께 감지 센서에 증착된다.
따라서, 막 두께 감지 센서에 증착되는 증착 물질의 증착량은 상기 기판에 증착되는 증착 물질의 증착량의 30% 이하가 되므로, 센서 수명이 연장된다.
그런데, 상기한 종래의 쵸퍼는 위에서 설명한 바와 같이 증착 물질이 증발되는 동안 일정한 회전 속도로 계속 회전되어야 하므로, 쵸퍼의 회전 작동이 정지되거나 불균일한 회전 속도로 회전되는 등의 작동 불량이 발생하게 되면, 막 두께 감지 불량이 발생된다.
즉, 쵸퍼의 회전 작동이 정지되는 경우 중에서 상기 홀이 막 두께 감지 센서와 연통되는 상태로 정지되는 경우에는 증착 물질이 상기 홀을 통해 막 두께 감지 센서에 증착되므로, 막 두께 감지 센서에 증착되는 증착 물질의 증착량이 기판에 증착되는 증착 물질의 증착량과 동일하게 된다.
그리고, 쵸퍼의 회전 작동이 정지되는 경우 중에서 상기 홀과 홀 사이의 플레이트 부분이 막 두께 감지 센서를 차단하는 상태로 정지되는 경우에는 증착 물질이 막 두께 감지 센서에 증착되지 않는다.
또한, 쵸퍼가 불균일한 회전 속도로 회전되는 경우에는 막 두께 감지 센서에 증착되는 증착 물질의 증착량이 기판에 증착되는 증착 물질의 증착량의 30% 미만 또는 30% 이상이 될 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같은 쵸퍼 작동 불량이 발생되는 경우에는 막 두께 감지 불량이 발생하게 되고, 이로 인해 상기 기판에 증착되는 증착 물질의 증착량을 정확히 조절할 수 없게 되어 유기 발광 표시장치의 수율 및 화질 품위가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 막 두께 감지 불량을 방지하면서도 막 두께 감지 센서의 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있는 유기물 증착장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기판 장착부의 기판에 증착되는 증착 물질의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서의 인접 하부에 설정 개구율의 메쉬형 쵸퍼를 설치한 유기물 증착장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 메쉬형 쵸퍼는 30% 이하의 개구율을 갖도록 형성되며, 비회전 상태로 고정 설치된다.
이로써, 쵸퍼의 회전 불량에 따른 막 두께 감지 불량을 원천적으로 방지할 수 있다.
한편, 상기한 본 발명의 목적은 복수의 홀이 동심원상에 형성된 플레이트 및 상기 홀에 부착되는 설정 개구율의 메쉬들을 포함하는 쵸퍼를 막 두께 감지 센서의 인접 하부에 설치한 유기물 증착장치에 의해서도 달성할 수 있다.
이 경우, 상기 홀들에는 서로 다른 개구율의 메쉬들을 각각 부착하거나, 또는 서로 동일한 개구율의 메쉬들을 각각 부착할 수 있다.
이러한 구성의 쵸퍼는 증착 물질을 기판에 증착시키는 동안 비회전 상태로 유지되며, 상기 막 두께 감지 센서를 증착 물질에 노출시키는 메쉬를 선택하고자 할 때에만 회전된다.
그리고, 사용하지 않고 있는 메쉬에 증착 물질이 증착되는 것을 방지하기 위해, 상기 메쉬의 인접 하부에는 선택된 메쉬만 증착 물질에 노출시키는 가리개가 설치된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시한 메쉬형 쵸퍼의 평면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기물 증착장치는 증착 챔버(10)를 구비한다.
증착 챔버(10)의 내측 상부에는 기판(20)을 장착하기 위한 기판 장착부(30)가 설치되고, 증착 챔버(10)의 하부에는 도가니(40)가 배치된다.
상기 도가니(40)에는 증착 물질(42)이 채워져 있으며, 도가니(40)의 외측에는 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로서의 열선(44)이 배치된다.
그리고, 상기 도가니(40)는 증발된 물질의 증착성을 고려하여 기판(20)의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치되며, 막 두께 균일성을 향상시키기 위해 상기 기판(20)은 모터(M1)에 의해 일정한 회전 속도로 회전된다.
도시하지는 않았지만, 기판(20)의 인접 하부에는 소정의 패턴으로 형성된 막 형성용 마스크를 배치할 수도 있다.
한편, 챔버(10)의 내부에는 도가니(40)로부터 증발되어 기판(20)에 증착되는 증착 물질(42)의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서(50)가 설치된다.
상기 막 두께 감지 센서(50)는 흡착되는 증착 물질의 양에 따라 가변적인 압전 주파수를 발생하여 케이블을 통해 막 두께 판별 모듈(미도시함)로 출력하는 압전 소자로 이루어진다.
따라서, 막 두께 감지 센서(50)의 출력 신호를 분석하여 기판(20)에 증착된 증착 물질의 증착량을 계산하고, 상기 증착량이 설정값에 도달하면 열선(44)을 제어하여 증착 물질의 증발을 중지시킴으로써, 기판(20)에 설정값의 두께를 갖는 막을 증착시킨다.
그리고, 상기 막 두께 감지 센서(50)의 인접 하부에는 메쉬형 쵸퍼(60)가 설치된다.
본 실시예에서 상기 쵸퍼(60)를 메쉬 형상으로 형성한 것은 쵸퍼(60)를 회전 작동시키지 않더라도 막 두께 감지 센서(50)에 증착되는 증착 물질의 증착량을 설 정값으로 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이에 따르면, 상기 메쉬형 쵸퍼(60)의 개구율을 어떤 값으로 설정하는 가에 따라 상기 막 두께 감지 센서(50)에 증착되는 증착 물질의 증착량을 조절할 수 있다.
바람직하게는 상기 메쉬형 쵸퍼(60)의 개구율을 30% 이하로 형성한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쵸퍼의 주요부 구성을 나타내는 분해 사시도를 도시한 것이다.
본 실시예의 쵸퍼(60')는 복수의 홀(62')들이 형성된 플레이트(64')를 구비한다.
상기 홀(62')들에는 설정 개구율의 메쉬들(66'a 내지 66'd)이 각각 설치되고, 상기 플레이트(64')는 메쉬들(66'a 내지 66'd) 중에서 어느 한 메쉬를 선택할 수 있도록 하기 위해 모터(M2)에 의해 화살표 방향을 따라 회전 가능하게 설치된다.
물론, 상기 모터(M2) 이외의 다른 수단을 이용하여 플레이트(64')를 회전시킬 수 있음은 자명하다.
그리고, 상기 플레이트(64')의 인접 하부에는 가리개(68')가 설치되는데, 이 가리개(68')는 선택된 메쉬(66'a)를 제외한 나머지 메쉬들(66'b 내지 66'd)이 증착 물질에 노출되는 것을 차단하는 작용을 한다.
이러한 구성의 쵸퍼(60')에 의하면, 현재 사용중인 어느 한 메쉬(66'a)의 사용 수명이 다하여 새로운 메쉬를 사용할 필요가 있을 때, 상기 플레이트(64')를 일 정한 각도로 회전시켜 인접 배치되어 있는 미사용 메쉬(66'b 또는 66'd)를 막 두께 감지 센서(50)와 위치 정렬시키고, 위치 정렬이 이루어지면 상기 플레이트(64')를 비회전 상태로 유지하면서 유기물 증착 공정을 실시한다.
구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 홀(62')들에 설치되는 메쉬들은 서로 동일한 개구율을 갖도록 형성할 수도 있고, 서로 다른 개구율을 갖도록 형성할 수도 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 유기물 증착장치는 유기물 증착 공정을 진행하는 동안 상기 쵸퍼를 비회전 상태로 유지함으로써, 쵸퍼 회전 작동을 위한 장치비를 절감할 수 있으며, 또한 쵸퍼의 작동 불량에 따른 막 두께 감지 불량이 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 플레이트에 복수의 홀들을 동심원상에 형성하고, 상기 홀들에 메쉬를 각각 설치하여 쵸퍼를 구성하는 경우에는 설치된 메쉬들의 개수에 해당하는 만큼 쵸퍼 사용 시간을 획기적으로 증가시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 증착 챔버;
    상기 증착 챔버의 내측 상부에 배치되는 기판 장착부;
    상기 증착 챔버의 내측 하부에 배치되며, 내부에는 증착 물질이 채워지는 도 가니;
    상기 도가니에서 증발되어 상기 기판 장착부의 기판에 증착되는 증착 물질의 막 두께를 감지하는 막 두께 감지 센서; 및
    복수의 홀이 동심원상에 형성된 플레이트와, 상기 홀에 부착되는 설정 개구율의 메쉬들을 포함하며, 상기 막 두께 감지 센서의 인접 하부에 설치되는 쵸퍼
    를 포함하는 유기물 증착장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 메쉬는 30% 이하의 개구율을 갖도록 형성되는 유기물 증착장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 홀들에는 서로 다른 개구율의 메쉬들이 각각 부착되는 유기물 증착장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 홀들에는 서로 동일한 개구율의 메쉬들이 각각 부착되는 유기물 증착장치.
  8. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쵸퍼는 증착 물질을 기판에 증착시키는 동안 비회전 상태로 유지되는 유기물 증착장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 쵸퍼는 상기 막 두께 감지 센서를 증착 물질에 노출시키는 메쉬의 선택이 가능하도록 회전 가능하게 설치되는 유기물 증착장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 쵸퍼의 인접 하부에는 상기 선택된 메쉬만 증착 물질에 노출시키는 가리개가 설치되는 유기물 증착장치.
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