KR100732850B1 - 증착시스템의 증착원의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증착 시스템의 증착원의 제어 방법에 관한 것으로써, 특히 증착원에 있어서 재료의 변성 및 스플래시를 방지할 수 있는 증착 시스템의 증착원의 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명은 (a) 온도 제어방식으로 증착원을 가열하는 단계, (b) 상기 (a) 단계를 수행한 후에 증착률 제어방식으로 증착원을 가열하는 단계, 및 (c) 증착을 수행하는 단계를 포함하는 증착원의 제어방법을 제공한다.

본 발명에 의한 증착원의 제어방법은 증착원을 가열함에 있어서 초기에는 온도 제어방식으로 작동시키고 그 후에 증착률 제어방식으로 작동시킴으로써, 재료의 변성 또는 스플래시 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다

가열체, 증착율, 유기기상물질

Description

증착시스템의 증착원의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING EFFUSION CELL OF DEPOSITION SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 제어방법이 구현되는 진공증착 시스템을 나타내는 개략도;

도 2는 본 발명에 따른 제어방법이 구현되는 진공증착 시스템에서 성막작업이 수행되는 상태를 나타내는 개략도;

도 3은 본 발명에 따른 제어방법이 구현되는 증착원을 나타내는 개략도;

도 4는 본 발명에 따른 제어방법의 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 진공챔버

20 : 증착원

30 : 기판

40 : 마스크

50 : 척

100 : 진공증착 시스템

본 발명은 증착 시스템의 증착원의 제어 방법에 관한 것으로써, 특히 증착원에 있어서 재료의 변성 및 스플래시를 방지할 수 있는 증착 시스템의 증착원의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 평판 디스플레이 중의 하나인 전계발광 디스플레이 장치는 발광층으로 사용하는 물질에 따라서 무기전계발광 디스플레이 장치와, 유기전계발광 디스플레이 장치로 구분되고, 유기전계발광 디스플레이 장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량의 박형이면서 시야각이 넓을 뿐만 아니라 응답속도 또한 빠르다는 장점을 구비하고 있기 때문에 각광을 받고 있다.

이러한 유기전계발광 디스플레이 장치의 유기전계 발광소자는 기판 상에 적층식으로 형성되는 양극, 유기물층 및 음극으로 구성된다. 상기 유기물층은 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛을 방출하는 유기 발광층의 유기물층을 포함하고, 또한 정공과 전자를 유기 발광층으로 원활하게 수송하여 발광효율을 향상시키기 위하여 상기 음극과 유기 발광층 사이에 전자 주입층과 전자 수송층의 유기물층을 개재시키면서 양극과 유기 발광층 사이에 정공 주입층과 전자 수송층의 유기물층을 개재시킨다.

상술된 구조로 이루어진 유기전계 발광소자는 일반적으로, 진공증착법, 이온 플레이팅법 및 스퍼터링법 등과 같은 물리기상 증착법 또는 가스 반응에 의한 화학기상 증착법으로 제작된다. 특히, 유기전계 발광소자의 유기물층을 형성하기 위해서는 진공중에서 증발시킨 유기물질을 기판에 증착시키는 진공증착법이 널리 사용되고 있으며, 이러한 진공증착법에는 진공챔버 내에서 증발되는 유기물질을 기판에 분사시키는 증착원(effusion cell)이 사용된다.

그러나, 이러한 증착원을 가열함에 있어서 초기부터 증착률 제어방식에 의하여 가열할 경우, 증착원의 온도가 갑작스럽게 오르거나 오버슈트(overshoot)가 과도하게 발생하여 재료의 변성 또는 스플래시 현상 등이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 증착원을 가열함에 있어서 초기에는 온도 제어방식으로 작동시키고 그 후에 증착률 제어방식으로 작동시킴으로써, 재료의 변성 또는 스플래시 현상을 방지할 수 있는 증착원의 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 측면은 (a) 온도 제어방식으로 증착원을 가열하는 단계, (b) 상기 (a) 단계를 수행한 후에 증착률 제어방식으로 증착원을 가열하는 단계, 및 (c) 증착을 수행하는 단계를 포함하는 증착원의 제 어방법을 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 수직 진공증착 시스템을 나타내는 도면으로서, 증착원이 버퍼 영역에 있는 경우의 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 수직 진공증착 시스템을 나타내는 도면으로서, 증착원이 성막 영역에 있는 경우의 도면이다.

도 1 및 2를 참조하면, 수직 진공증착 시스템은 진공챔버(10), 증착원(20), 척(50)을 구비하며, 기판(30) 및 마스크(40)가 적재된 상태에서 증착을 수행한다.

진공챔버(10)는 수직 진공증착 시스템의 내부를 진공으로 유지한다. 진공챔버(10)는 마스크(40) 및 기판(30)의 설치위치에 대응하는 성막영역(B)과 상기 성막영역(B) 이외의 위치에 대응하는 버퍼영역(A)으로 구분된다.

증착원(20)은 증착 물질을 기화시켜 기판(30)에 공급하는 기능을 수행한다. 대면적 증착을 가능하게 하기 위하여, 증착원(20)은 이동수단(미도시)의 작동에 의해서 진공챔버(10) 내에서 수직 상하방향으로 이동한다. 증착원(20)에 있어서 증착재료의 변성 및 스플래시를 방지하기 위하여, 증착원(20)은 초기에는 온도 제어방식으로 제어되고, 그 후 측정률 제어방식에 의하여 제어된다. 도 1은 증착원(20)이 버퍼 영역(A)에 위치한 경우를 나타내고 있으며, 도 2는 증착원(20)이 성막 영역(B)에 위치한 경우를 나타내고 있다.

척(50)은 기판(30) 및 마스크(40)를 적재하는 기능을 수행한다. 또한, 척(50)은 마스크(40)와 기판(30)을 얼라인하는 기능을 수행할 수 있다.

기판(30) 및 마스크(40)는 증착원(20)으로부터 이격하여 위치한다. 마스크(40)는 상기 패턴이 형성되어 있는 패턴형성부(도면에 가상선으로 표시됨)와, 마스크 프레임(미도시)에 용접을 통해서 고정되는 고정부로 구성된다.

도 3은 도 1 및 2의 수직 증착 시스템에 채용된 증착원의 일례를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 증착원(20)은 도가니(22), 분사노즐부(24), 제1가열체(21a) 및 제2가열체(21b)를 구비한다.

도가니(22)에는 증착물질이 위치하며, 제1가열체(21a)의 가열 작용에 의하여 증착물질을 기화시킨다. 분사노즐부(24)는 도가니에서 기화된 증착물질이 분사되는 부분이다. 분사노즐부(24)는 제2가열체(21b)에 의하여 가열된다. 이때, 제1가열체(21a)와 제2가열체(21b)는 열선과 같이 통전 등에 의해서 열을 발산시키는 부재를 의미하지만 이에 한정되지는 않는다.

제1가열체(21a)의 가열작용에 의해 도가니(22)가 가열됨으로써 도가니(22)에 저장되어 있는 유기물질은 증발한다. 그리고, 제2가열체(21b)의 가열작용에 의해 분사노즐부(24)가 가열됨으로써 도가니(22)에서 증발한 유기기상물질은 응축현상없이 분사노즐부(24)를 기체상태로 통과하여 기판에서 응축된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 수직 진공증착 시스템의 제어방법을 나타내는 도면이다.

도 1, 2 및 4를 참조하여 수직 진공증착 시스템의 제어방법을 설명하면, 먼저 증착원(20)을 온도 제어방식으로 가열한다(S10). 이 단계(S10)에서, 증착원(20)의 온도가 증착원(20)에 위치한 온도 센서(미도시)에 의하여 측정되며, 측정된 증착률을 이용하여 증착원(20)에 공급되는 전력을 변경하는 방식으로 증착률의 제어가 이루어진다. 이 단계(S10)는 다시금 복수의 부단계로 나뉘어질 수 있다. 각 부단계에서는 소정의 목표 온도를 설정하여 온도 제어를 수행한다. 일례로, 온도 제어방식에 의하여 가열하는 단계(S10)가 2개의 부단계를 구비하는 경우에는 2개의 부단계 중 제 1 부단계에서는 목표 증착률의 10%의 증착률에 대응하는 온도를 목표 온도로 설정하고 온도 제어방식으로 가열하고, 제 2 부단계에서는 목표 증착률의 70%의 증착률에 대응하는 온도를 목표 온도로 설정하고 온도 제어방식으로 가열한다.

그 후, 증착원(20)를 증착률 제어방식으로 가열한다(S20). 이 단계에서, 증착률이 증착률 센서에 의하여 측정되며, 측정된 증착률을 이용하여 증착원(20)에 공급되는 전력을 변경하는 방식으로 증착률의 제어가 이루어진다. 증착률은 증착률 센서(미도시)에 의하여 측정될 수 있으며, 증착률 센서는 증착원의 전면에 위치하며, 증착원에 고정된 크리스탈 센서가 사용될 수 있다.

그 후, 증착률이 안정화가 되었는가 여부를 판단한다(S30). 일례로, 증착률이 소정 범위 내에 들어오는가 여부를 판단하여 증착률의 안정화 여부를 판단할 수 있으며, 또는 소정 기간동안 계속하여 증착률이 소정 범위 내에 들어오는가 여부를 판단하여 증착률의 안정화 여부를 판단할 수 있다. 상기 소정 범위는 일례로 목표 증착률의 위 아래로 5% 범위 내가 될 수 있다. 증착률이 안정화되지 아니하는 경우에는 증착원(20)를 증착률 제어방식으로 계속 가열하면서 증착률을 모니터링한다.

증착률이 안정화가 되면 증착을 수행한다(S40). 이 단계 이전의 단계(S10 내지 S30)에서는 증착원(20)을 버퍼 영역(A)에 위치시키나, 이 단계에서는 증착원(20)을 성막 영역(B)로 이동시켜 증착을 수행하게 된다. 증착은 증착원(20)의 분사노즐부(24)로부터 분사되는 기화된 증착 물질이 진공공간을 비행하고 마스크(40)의 패턴형성부를 통과한 후 기판(30)에 응축됨으로써 기판(30)에 소정 패턴의 증착물질이 형성되는 방식으로 이루어진다. 기판(30)에 증착된 증착 물질의 두께가 균일하도록 하기 위하여, 증착이 수행되는동안 증착원(20)은 상하로 이동한다. 이 단계에서도, 증착원은(20) 증착률 제어방식으로 가열된다. 기판(30)을 교체하여 증착을 수행하는 경우에는 먼저 증착원(20)을 다시금 버퍼 영역(A)으로 이동시키고, 기판(30)을 교체하고, 증착율의 안정화 여부를 체크한 후 증착원(20)을 증착영역(B)으로 이동시켜 증착을 수행한다.

도 4에 표현된 본 발명의 일실시예에 의한 수직 진공증착 시스템의 제어방법은 이와 같이 증착원을 가열함에 있어서, 먼저 온도 제어방식으로 가열한 후에 증찰률 제어방식으로 가열함으로써, 재료의 변성 및 스플래시 현상을 방지할 수 있다.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

본 발명에 의한 증착원의 제어방법은 증착원을 가열함에 있어서 초기에는 온도 제어방식으로 작동시키고 그 후에 증착률 제어방식으로 작동시킴으로써, 재료의 변성 또는 스플래시 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 도가니, 분사 노즐부, 제 1가열체 및 제 2가열체로 구성되는 증착원의 제어방법에 있어서,

   상기 제 1가열체의 가열 작용에 의해 상기 도가니에 위치하는 증착물질이 기화되는 단계와;

   상기 제 2가열체의 가열 작용에 의해 분사 노즐부가 가열되어 상기 도가니에서 기화된 증착물질이 분사되어 증착이 수행되는 단계가 포함되며,

   상기 제 1 또는 제 2가열체의 가열 작용은,

   (a) 온도 제어방식으로 상기 제 1 또는 제 2가열체를 가열하는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계를 수행한 후에 증착률 제어방식으로 상기 제 1 또는 제 2가열체를 가열하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 증착원의 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 (a) 단계는

   (d) 소정의 제 1 온도를 목표 온도로 설정하고 온도 제어방식으로 제 1 또는 제 2가열체를 가열하는 단계; 및

   (e) 상기 제 1 온도보다 높은 소정의 제 2 온도를 목표 온도로 설정하고 온도 제어방식으로 제 1 또는 제 2가열체를 가열하는 단계를 포함하는 증착원의 제어방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 (b) 단계 이후에

   (f) 증착률의 안정화 여부를 판단하여 증착률이 안정화된 경우에 증착을 수행하는 단계가 추가적으로 포함하는 증착원의 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 (f) 단계에서 증착률이 소정 범위 내에 위치하면 증착률이 안정화 된 것으로 판단하는 증착원의 제어방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 (f) 단계에서 증착률이 소정 기간동안 계속하여 소정 범위 내에 위치하면 증착률이 안정화 된 것으로 판단하는 증착원의 제어방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   (a) 및 (b) 단계를 수행할 때에는 상기 증착원은 버퍼 영역에 위치하며, 증착이 수행되는 단계에서는 상기 증착원이 성막 영역으로 이동하는 증착원의 제어방법.
8. 삭제

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