KR101074791B1 - Apparatus for thin layer deposition - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것으로, 상세하게는 대형 기판 양산 공정에 용이하게 적용될 수 있고, 제조 수율이 향상된 박막 증착 장치에 관한 것이다.
본 발명은 증착원; 상기 증착원의 일 측에 배치되며, 일 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 형성되는 제1 노즐; 상기 증착원과 대향되게 배치되고, 상기 일 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 형성되는 제2 노즐; 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 구획하도록 상기 일 방향을 따라 배치된 복수 개의 제1 차단벽들을 구비하는 제1 차단벽 어셈블리; 상기 제1 차단벽 어셈블리의 일 측에 배치되며, 상기 제1 차단벽들과 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되며, 상기 일 방향을 따라 배치된 복수 개의 제2 차단벽들을 구비하는 제2 차단벽 어셈블리; 및 상기 일 방향을 따라 상기 제1 차단벽들과 상기 제2 차단벽들 사이에 배치된 베리어;를 포함하는 박막 증착 장치를 제공한다.
The present invention relates to a thin film deposition apparatus, and more particularly, to a thin film deposition apparatus which can be easily applied to a large-scale substrate mass production process and has an improved manufacturing yield.
The present invention is a deposition source; A first nozzle disposed on one side of the deposition source and having a plurality of first slits formed in one direction; A second nozzle disposed to face the deposition source and having a plurality of second slits formed along the one direction; A first barrier wall assembly having a plurality of first barrier walls disposed along the one direction to partition a space between the first nozzle and the second nozzle; A second barrier wall assembly disposed on one side of the first barrier wall assembly and spaced apart from the first barrier walls at a predetermined distance, the second barrier wall assembly including a plurality of second barrier walls disposed along the one direction; ; And a barrier disposed between the first blocking walls and the second blocking walls along the one direction.
Description
본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것으로, 상세하게는 대형 기판 양산 공정에 용이하게 적용될 수 있고, 제조 수율이 향상된 박막 증착 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a thin film deposition apparatus, and more particularly, to a thin film deposition apparatus which can be easily applied to a large-scale substrate mass production process and has an improved manufacturing yield.
디스플레이 장치들 중, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다. Among the display devices, the organic light emitting display device has attracted attention as a next generation display device because of its advantages of having a wide viewing angle, excellent contrast, and fast response speed.
일반적으로, 유기 발광 디스플레이 장치는 애노드와 캐소드에서 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있도록, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조를 가지고 있다. 그러나, 이러한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에, 각각의 전극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 사용하고 있다. In general, an organic light emitting display device has a stacked structure in which a light emitting layer is inserted between an anode and a cathode so that colors can be realized on the principle that holes and electrons injected from the anode and the cathode recombine in the light emitting layer to emit light. However, such a structure makes it difficult to obtain high-efficiency light emission. Therefore, intermediate layers such as an electron injection layer, an electron transport layer, a hole transport layer, and a hole injection layer are selectively inserted between each electrode and the light emitting layer.
그러나, 발광층 및 중간층 등의 유기 박막의 미세 패턴을 형성하는 것이 실질적으로 매우 어렵고, 상기 층에 따라 적색, 녹색 및 청색의 발광 효율이 달라지기 때문에, 종래의 박막 증착 장치로는 대면적(5G 이상의 마더 글래스(mother- glass))에 대한 패터닝이 불가능하여 만족할 만한 수준의 구동 전압, 전류 밀도, 휘도, 색순도, 발광 효율 및 수명 등을 가지는 대형 유기 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 없는 바, 이의 개선이 시급하다.However, since it is practically very difficult to form fine patterns of organic thin films such as a light emitting layer and an intermediate layer, and the luminous efficiency of red, green, and blue varies depending on the layers, a conventional thin film deposition apparatus has a large area (more than 5G). It is impossible to manufacture large size organic light emitting display devices with satisfactory driving voltage, current density, brightness, color purity, luminous efficiency and lifespan due to impossible patterning for mother glass. It's urgent.
한편, 유기 발광 디스플레이 장치는 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극 사이에 발광층 및 이를 포함하는 중간층을 구비한다. 이때 상기 전극들 및 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 증착이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는, 박막 등이 형성될 기판 면에, 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask: FMM)를 밀착시키고 박막 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 박막을 형성한다. Meanwhile, the organic light emitting display device includes a light emitting layer and an intermediate layer including the same between the first and second electrodes facing each other. In this case, the electrodes and the intermediate layer may be formed by various methods, one of which is deposition. In order to fabricate an organic light emitting display device using a deposition method, a fine metal mask (FMM) having the same pattern as the pattern of the thin film to be formed is in close contact with the surface of the substrate on which the thin film or the like is to be formed. The material is deposited to form a thin film of a predetermined pattern.
본 발명은 제조가 용이하고, 대형 기판 양산 공정에 용이하게 적용될 수 있으며, 제조 수율 및 증착 효율이 향상되고, 증착 물질의 재활용이 용이한 박막 증착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a thin film deposition apparatus that can be easily manufactured, can be easily applied to a large-scale substrate mass production process, manufacturing yield and deposition efficiency can be improved, and the deposition material can be easily recycled.
본 발명은 증착원; 상기 증착원의 일 측에 배치되며, 일 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 형성되는 제1 노즐; 상기 증착원과 대향되게 배치되고, 상기 일 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 형성되는 제2 노즐; 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 구획하도록 상기 일 방향을 따라 배치된 복수 개의 제1 차단벽들을 구비하는 제1 차단벽 어셈블리; 상기 제1 차단벽 어셈블리의 일 측에 배치되며, 상기 제1 차단벽들과 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되며, 상기 일 방향을 따라 배치된 복수 개의 제2 차단벽들을 구비하는 제2 차단벽 어셈블리; 및 상기 일 방향을 따라 상기 제1 차단벽들과 상기 제2 차단벽들 사이에 배치된 베리어;를 포함하는 박막 증착 장치를 제공한다. The present invention is a deposition source; A first nozzle disposed on one side of the deposition source and having a plurality of first slits formed in one direction; A second nozzle disposed to face the deposition source and having a plurality of second slits formed along the one direction; A first barrier wall assembly having a plurality of first barrier walls disposed along the one direction to partition a space between the first nozzle and the second nozzle; A second barrier wall assembly disposed on one side of the first barrier wall assembly and spaced apart from the first barrier walls at a predetermined distance, the second barrier wall assembly including a plurality of second barrier walls disposed along the one direction; ; And a barrier disposed between the first blocking walls and the second blocking walls along the one direction.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 상기 일 방향과 실질적으로 수직인 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 구획할 수 있다.In the present invention, each of the plurality of first blocking walls and the plurality of second blocking walls is formed in a direction substantially perpendicular to the one direction, thereby providing a space between the first nozzle and the second nozzle. Can be partitioned
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 서로 대응되도록 배치될 수 있다. In the present invention, each of the plurality of first blocking walls and the plurality of second blocking walls may be disposed to correspond to each other.
여기서, 상기 서로 대응되는 제1 차단벽 및 제2 차단벽은 실질적으로 동일한 평면상에 위치하도록 배치될 수 있다. Here, the first blocking wall and the second blocking wall corresponding to each other may be disposed on substantially the same plane.
본 발명에 있어서, 상기 제1 차단벽의 상기 일 방향으로의 폭이 상기 제2 차단벽의 상기 일 방향으로의 폭보다 크게 형성될 수 있다. In the present invention, the width of the first blocking wall in one direction may be greater than the width of the second blocking wall in the one direction.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들은 등간격으로 배치될 수 있다.In the present invention, the plurality of first blocking walls and the plurality of second blocking walls may be arranged at equal intervals.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 제 2 차단벽에 대향하는 상기 제1 차단벽의 단부에 배치될 수 있다.In the present invention, the barrier may be disposed at an end of the first blocking wall facing the second blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어의 폭은 제1 차단벽의 길이에 비례할 수 있다.In the present invention, the width of the barrier may be proportional to the length of the first barrier wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽에 대향하는 상기 제2 차단벽의 단부에 배치될 수 있다.In the present invention, the barrier may be disposed at an end portion of the second blocking wall facing the first blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽 및 제2 차단벽과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. In the present invention, the barrier may be disposed spaced apart from the first blocking wall and the second blocking wall by a predetermined interval.
여기서, 상기 베리어의 폭은 상기 제1 차단벽 및 제2 차단벽의 분리 간격에 비례할 수 있다. Here, the width of the barrier may be proportional to the separation interval of the first blocking wall and the second blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽과 실질적으로 수직으로 배치될 수 있다.In the present invention, the barrier may be disposed substantially perpendicular to the first blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽과 일체로 형성될 수 있다. In the present invention, the barrier may be integrally formed with the first blocking wall.
본 발명에 있어서,상기 제2 차단벽들과 상기 제2 노즐은 소정 간격을 두고 이격되도록 형성될 수 있다. In the present invention, the second blocking walls and the second nozzle may be formed to be spaced apart at a predetermined interval.
본 발명에 있어서,상기 복수 개의 제1 차단벽들 중 서로 이웃한 두 개의 제1 차단벽들 사이에는 하나 이상의 상기 제1 슬릿이 배치될 수 있다.In the present invention, one or more first slits may be disposed between two first blocking walls adjacent to each other among the plurality of first blocking walls.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 중 서로 이웃한 두 개의 제1 차단벽들 사이에는 복수 개의 상기 제2 슬릿이 배치될 수 있다. In the present invention, a plurality of second slits may be disposed between two first blocking walls adjacent to each other among the plurality of first blocking walls.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 중 서로 이웃한 두 개의 제1 차단벽들 사이에 배치된 상기 제1 슬릿들의 개수보다 상기 제2 슬릿들의 개수가 더 많을 수 있다.In the present invention, the number of the second slits may be greater than the number of the first slits disposed between two adjacent first blocking walls among the plurality of first blocking walls.
본 발명에 있어서, 상기 제1 슬릿들의 총 개수보다 상기 제2 슬릿들의 총 개수가 더 많을 수 있다.In the present invention, the total number of the second slits may be larger than the total number of the first slits.
본 발명에 있어서, 상기 제1 차단벽 어셈블리에는 제1 냉각 부재가 더 구비될 수 있다. In the present invention, the first blocking wall assembly may be further provided with a first cooling member.
본 발명에 있어서,상기 제2 차단벽 어셈블리에는 제2 냉각 부재가 더 구비될 수 있다. In the present invention, the second blocking wall assembly may be further provided with a second cooling member.
본 발명에 있어서, 상기 박막 증착 장치는 상기 제2 노즐과 결합하여 상기 제2 노즐을 지지하는 제2 노즐 프레임을 더 구비할 수 있다. In the present invention, the thin film deposition apparatus may further include a second nozzle frame coupled to the second nozzle to support the second nozzle.
여기서, 상기 제2 노즐 프레임은 상기 제2 노즐에 소정의 인장력을 부여할 수 있다. Here, the second nozzle frame may impart a predetermined tensile force to the second nozzle.
여기서, 상기 제2 노즐에는 인장력이 가하여지고, 상기 제2 노즐 프레임에는 상기 인장력에 대응하는 압축력이 가하여진 상태에서, 상기 제2 노즐과 상기 제2 노즐 프레임이 결합된 후, 상기 제2 노즐과 상기 제2 노즐 프레임에 평형을 이루도록 작용하는 상기 인장력과 상기 압축력을 제거하여, 상기 제2 노즐에 인장력이 가하여질 수 있다. Here, after the tensile force is applied to the second nozzle and the compressive force corresponding to the tensile force is applied to the second nozzle frame, the second nozzle and the second nozzle frame are combined, and then the second nozzle and A tensile force may be applied to the second nozzle by removing the tensile force and the compressive force acting to balance the second nozzle frame.
여기서, 상기 제2 노즐 프레임의 온도는 증착 과정 동안 실질적으로 균일하게 유지될 수 있다. Here, the temperature of the second nozzle frame may be maintained substantially uniform during the deposition process.
본 발명에 있어서, 상기 제1 차단벽 어셈블리는 상기 박막 증착 장치로부터 분리 가능하도록 형성될 수 있다. In the present invention, the first barrier wall assembly may be formed to be detachable from the thin film deposition apparatus.
본 발명에 있어서, 상기 박막 증착 장치는 진공 챔버 내에 구비될 수 있다. In the present invention, the thin film deposition apparatus may be provided in a vacuum chamber.
본 발명에 있어서, 상기 제2 노즐은, 상기 증착원에서 기화된 증착 물질이 증착되는 피 증착체로부터 소정 간격을 두고 이격되도록 형성될 수 있다. In the present invention, the second nozzle may be formed to be spaced apart from the deposition target vapor deposition material vaporized in the deposition source at a predetermined interval.
본 발명은, 피 증착체 상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서, In the thin film deposition apparatus for forming a thin film on a to-be-deposited body,
증착원; 상기 증착원의 일 측에 구비되며, 서로 대향되게 배치되는 제1 노즐과 제2 노즐; 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되는 복수 개의 제1 차단벽들을 구비하는 제1 차단벽 어셈블리; 및 상기 제1 차단벽들과 상기 제2 노즐 사이에 배치되는 복수 개의 제2 차단벽들을 구비하는 제2 차단벽 어셈블리; 및 상기 제1 차단벽들과 상기 제2 차단벽들 사이에 배치되는 베리어;를 포함하고, 상기 제2 노즐은 상기 피 증착체와 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치를 제공한다. Evaporation source; A first nozzle and a second nozzle provided at one side of the deposition source and disposed to face each other; A first barrier wall assembly having a plurality of first barrier walls disposed between the first nozzle and the second nozzle; And a second barrier wall assembly including a plurality of second barrier walls disposed between the first barrier walls and the second nozzle. And a barrier disposed between the first blocking walls and the second blocking walls, wherein the second nozzle is formed to be spaced apart from the deposition target at a predetermined interval. to provide.
본 발명에 있어서, 상기 증착원에서 기화된 증착 물질은 상기 제1 노즐 및 상기 제2 노즐을 통과하여 상기 피 증착체에 증착될 수 있다. In the present invention, the deposition material vaporized in the deposition source may be deposited on the deposition target through the first nozzle and the second nozzle.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 상기 일 방향과 실질적으로 수직인 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 구획할 수 있다.In the present invention, each of the plurality of first blocking walls and the plurality of second blocking walls is formed in a direction substantially perpendicular to the one direction, thereby providing a space between the first nozzle and the second nozzle. Can be partitioned
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 서로 대응되도록 배치될 수 있다. In the present invention, each of the plurality of first blocking walls and the plurality of second blocking walls may be disposed to correspond to each other.
여기서, 상기 서로 대응되는 제1 차단벽 및 제2 차단벽은 실질적으로 동일한 평면상에 위치하도록 배치될 수 있다. Here, the first blocking wall and the second blocking wall corresponding to each other may be disposed on substantially the same plane.
본 발명에 있어서, 상기 제1 차단벽의 상기 일 방향으로의 폭이 상기 제2 차단벽의 상기 일 방향으로의 폭보다 크게 형성될 수 있다. In the present invention, the width of the first blocking wall in one direction may be greater than the width of the second blocking wall in the one direction.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들은 등간격으로 배치될 수 있다. In the present invention, the plurality of first blocking walls and the plurality of second blocking walls may be arranged at equal intervals.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제2 차단벽에 대향하는 상기 제1 차단벽의 단부에 배치될 수 있다. In the present invention, the barrier may be disposed at an end portion of the first blocking wall facing the second blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽에 대향하는 상기 제2 차단벽의 단부에 배치될 수 있다.In the present invention, the barrier may be disposed at an end portion of the second blocking wall facing the first blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽 및 제2 차단벽과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. In the present invention, the barrier may be disposed spaced apart from the first blocking wall and the second blocking wall by a predetermined interval.
여기서, 상기 베리어의 폭은 상기 제1 차단벽 및 제2 차단벽의 분리 간격에 비례할 수 있다. Here, the width of the barrier may be proportional to the separation interval of the first blocking wall and the second blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽과 실질적으로 수직으로 배치될 수 있다. In the present invention, the barrier may be disposed substantially perpendicular to the first blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 베리어는 상기 제1 차단벽과 일체로 형성될 수 있다. In the present invention, the barrier may be integrally formed with the first blocking wall.
본 발명에 있어서, 상기 제2 차단벽들과 상기 제2 노즐은 소정 간격을 두고 이격되도록 형성될 수 있다. In the present invention, the second blocking walls and the second nozzle may be formed to be spaced apart at a predetermined interval.
본 발명에 있어서, 상기 제1 차단벽 어셈블리에는 제1 냉각 부재가 더 구비될 수 있다. In the present invention, the first blocking wall assembly may be further provided with a first cooling member.
본 발명에 있어서, 상기 제2 차단벽 어셈블리에는 제2 냉각 부재가 더 구비될 수 있다. In the present invention, the second blocking wall assembly may be further provided with a second cooling member.
본 발명에 있어서, 상기 박막 증착 장치는 상기 제2 노즐과 결합하여 상기 제2 노즐을 지지하는 제2 노즐 프레임을 더 구비할 수 있다.In the present invention, the thin film deposition apparatus may further include a second nozzle frame coupled to the second nozzle to support the second nozzle.
여기서, 상기 제2 노즐 프레임은 상기 제2 노즐에 소정의 인장력을 부여할 수 있다. Here, the second nozzle frame may impart a predetermined tensile force to the second nozzle.
여기서, 상기 제2 노즐에는 인장력이 가하여지고, 상기 제2 노즐 프레임에는 상기 인장력에 대응하는 압축력이 가하여진 상태에서, 상기 제2 노즐과 상기 제2 노즐 프레임이 결합된 후, 상기 제2 노즐과 상기 제2 노즐 프레임에 평형을 이루도록 작용하는 상기 인장력과 상기 압축력을 제거하여, 상기 제2 노즐에 인장력이 가하여질 수 있다. Here, after the tensile force is applied to the second nozzle and the compressive force corresponding to the tensile force is applied to the second nozzle frame, the second nozzle and the second nozzle frame are combined, and then the second nozzle and A tensile force may be applied to the second nozzle by removing the tensile force and the compressive force acting to balance the second nozzle frame.
여기서, 상기 제2 노즐 프레임의 온도는 증착 과정 동안 실질적으로 균일하게 유지될 수 있다. Here, the temperature of the second nozzle frame may be maintained substantially uniform during the deposition process.
본 발명에 있어서, 상기 제1 차단벽 어셈블리는 상기 박막 증착 장치로부터 분리 가능하도록 형성될 수 있다. In the present invention, the first barrier wall assembly may be formed to be detachable from the thin film deposition apparatus.
본 발명에 있어서, 상기 제1 노즐에는 일 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 형성되고, 상기 제2 노즐에는 상기 일 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 형성될 수 있다. In the present invention, a plurality of first slits may be formed in one direction in the first nozzle, and a plurality of second slits may be formed in the one nozzle in the second nozzle.
여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들은 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 구획하도록 상기 일 방향을 따라 배치될 수 있다. Here, the plurality of first blocking walls and the plurality of second blocking walls may be disposed along the one direction to partition a space between the first nozzle and the second nozzle.
여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 중 서로 이웃한 두 개의 제1 차단벽들 사이에는 하나 이상의 상기 제1 슬릿이 배치될 수 있다. Here, one or more first slits may be disposed between two first blocking walls adjacent to each other among the plurality of first blocking walls.
여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 중 서로 이웃한 두 개의 제1 차단벽들 사이에는 복수 개의 상기 제2 슬릿이 배치될 수 있다. Here, the plurality of second slits may be disposed between two first blocking walls adjacent to each other among the plurality of first blocking walls.
여기서, 상기 제2 노즐의 상기 일 방향으로의 폭과 상기 피 증착체의 상기 일 방향으로의 폭은 실질적으로 동일하도록 형성될 수 있다. Here, the width of the second nozzle in the one direction and the width of the deposition target in the one direction may be formed to be substantially the same.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 박막 증착 장치에 따르면, 제조가 용이하고, 대형 기판 양산 공정에 용이하게 적용될 수 있으며, 제조 수율 및 증착 효율이 향상되고, 증착 물질의 재활용이 용이해지는 효과를 얻을 수 있다. According to the thin film deposition apparatus of the present invention made as described above, it is easy to manufacture, can be easily applied to the large-scale substrate mass production process, the production yield and deposition efficiency is improved, the deposition material can be easily recycled effect can be obtained have.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 증착 장치의 개략적인 측면도이고, 도 3은 도 1의 증착 장치의 개략적인 평면도이다. 1 is a perspective view schematically showing a deposition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic side view of the deposition apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic plan view of the deposition apparatus of FIG. 1.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 증착원(110), 제1 노즐(120), 제1 차단벽 어셈블리(130), 제2 차단벽 어셈블리(140), 제2 노즐(150), 제2 노즐 프레임(155), 기판(160) 및 베리어(170)를 포함한다. 1, 2 and 3, the thin
여기서, 도 1, 도 2 및 도 3에는 설명의 편의를 위해 챔버를 도시하지 않았지만, 도 1 내지 도 3의 모든 구성은 적절한 진공도가 유지되는 챔버 내에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 증착 물질의 직진성을 확보하기 위함이다. 1, 2 and 3 are not shown in the chamber for convenience of description, it is preferable that all the configurations of FIGS. 1 to 3 are arranged in a chamber in which an appropriate degree of vacuum is maintained. This is to ensure the straightness of the deposition material.
상세히, 증착원(110)에서 방출된 증착 물질(115)이 제1 노즐(120) 및 제2 노즐(150)을 통과하여 기판(160)에 원하는 패턴으로 증착되게 하려면, 기본적으로 챔버(미도시) 내부는 FMM 증착 방법과 동일한 고진공 상태를 유지해야 한다. 또한 제1 차단벽 어셈블리(130), 제2 차단벽 어셈블리(140) 및 제2 노즐(150)의 온도가 증착원(110) 온도보다 충분히 낮아야(약 100℃이하) 제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간을 고진공 상태로 유지할 수 있다. 이와 같이, 제1 차단벽 어셈블리(130), 제2 차단벽 어셈블리(140), 제2 노즐(150)의 온도가 충분히 낮으면, 원하지 않는 방향으로 방사되는 증착 물질(115)은 모두 제1 차단벽 어셈블리(130) 면 및 제2 차단벽 어셈블리(140) 면에 흡착되어서 고진공을 유지할 수 있기 때문에, 증착 물질 간의 충돌이 발생하지 않아서 증착 물질의 직진성을 확보할 수 있게 되는 것이다. 이때 제1 차단벽 어셈블리(130)는 고온의 증착원(110)을 향하고 있고, 증착원(110)과 가까운 곳은 최대 85℃ 가량 온도가 상승하기 때문에, 필요할 경우 부분 냉각 장치가 더 구비될 수 있다. 이를 위하여, 제1 차단벽 어셈블리(130) 및 제2 차단벽 어셈블리(140)에는 냉각 부재가 형성될 수 있다. In detail, in order for the
이러한 챔버(미도시) 내에는 피 증착체인 기판(160)이 배치된다. 상기 기판(160)은 평판 표시장치용 기판이 될 수 있는 데, 다수의 평판 표시장치를 형성할 수 있는 마더 글라스(mother glass)와 같은 대면적 기판이 적용될 수 있다.In this chamber (not shown), a
챔버 내에서 상기 기판(160)과 대향하는 측에는, 증착 물질(115)이 수납 및 가열되는 증착원(110)이 배치된다. 상기 증착원(110) 내에 수납되어 있는 증착 물질(115)이 기화됨에 따라 기판(160)에 증착이 이루어진다. 상세히, 증착원(110)은 그 내부에 증착 물질(115)이 채워지는 도가니(111)와, 도가니(111)를 가열시켜 도가니(111) 내부에 채워진 증착 물질(115)을 도가니(111)의 일 측, 상세하게는 제1 노즐(120) 측으로 증발시키기 위한 히터(112)를 포함한다. On the side opposite to the
증착원(110)의 일 측, 상세하게는 증착원(110)에서 기판(160)을 향하는 측에는 제1 노즐(120)이 배치된다. 그리고, 제1 노즐(120)에는, Y축 방향을 따라서 복수 개의 제1 슬릿(121)들이 형성된다. 여기서, 상기 복수 개의 제1 슬릿(121)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 증착원(110) 내에서 기화된 증착 물질(115)은 이와 같은 제1 노즐(120)을 통과하여 피 증착체인 기판(160) 쪽으로 향하게 되는 것이다. The
제1 노즐(120)의 일 측에는 제1 차단벽 어셈블리(130)가 구비된다. 상기 제1 차단벽 어셈블리(130)는 복수 개의 제1 차단벽(131)들과, 제1 차단벽(131)들 외측에 구비되는 제1 차단벽 프레임(132)을 포함한다. 여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽(131)들은 Y축 방향을 따라서 서로 나란하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 제1 차단벽(131)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 제1 차단벽(131)은 도면에서 보았을 때 XZ평면과 나란하도록, 다시 말하면 Y축 방향에 수직이 되도록 형성된다. 이와 같이 배치된 복수 개의 제1 차단벽(131)들은 제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간을 구획하는 역할을 수행한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 제1 차단벽(131) 및 후술할 제2 차단벽(141)에 의하여, 증착 물질이 분사되는 각각의 제1 슬릿(121) 별로 증착 공간이 분리되는 것을 일 특징으로 한다. One side of the
여기서, 각각의 제1 차단벽(131)들은 서로 이웃하고 있는 제1 슬릿(121)들 사이에 배치될 수 있다. 이는 다시 말하면, 서로 이웃하고 있는 제1 차단벽(131)들 사이에 하나의 제1 슬릿(121)이 배치된다고 볼 수도 있다. 바람직하게, 제1 슬릿(121)은 서로 이웃하고 있는 제1 차단벽(131) 사이의 정 중앙에 위치할 수 있다. 이와 같이, 제1 차단벽(131)이 제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간을 구획함으로써, 하나의 제1 슬릿(121)으로 배출되는 증착 물질은 다른 제1 슬릿(121)에서 배출된 증착 물질들과 혼합되지 않고, 제2 슬릿(151)을 통과하여 기판(160)에 증착되는 것이다. 다시 말하면, 제1 차단벽(131)들은 제1 슬릿(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 Y축 방향의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다. Here, each of the first blocking
한편, 상기 복수 개의 제1 차단벽(131)들의 외측으로는 제1 차단벽 프레임(132)이 더 구비될 수 있다. 제1 차단벽 프레임(132)은, 복수 개의 제1 차단벽(131)들의 상하면에 각각 구비되어, 복수 개의 제1 차단벽(131)들의 위치를 지지하는 동시에, 제1 슬릿(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 Z축 방향의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다. Meanwhile, a first
한편, 상기 제1 차단벽 어셈블리(130)는 박막 증착 장치(100)로부터 분리 가능하도록 형성될 수 있다. 상세히, 종래의 FMM 증착 방법은 증착 효율이 낮다는 문제점이 존재하였다. 여기서 증착 효율이란 증착원에서 기화된 재료 중 실제로 기판에 증착된 재료의 비율을 의미하는 것으로, 종래의 FMM 증착 방법에서의 증착 효율은 대략 32% 정도이다. 더구나 종래의 FMM 증착 방법에서는 증착에 사용되지 아니한 대략 68% 정도의 유기물이 증착기 내부의 여기저기에 증착되기 때문에, 그 재활용이 용이하지 아니하다는 문제점이 존재하였다. The first
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)에서는 제1 차단벽 어셈블리(130)를 이용하여 증착 공간을 외부 공간과 분리하였기 때문에, 기판(160)에 증착되지 않은 증착 물질은 대부분 제1 차단벽 어셈블리(130) 내에 증착된다. 따라서, 장시간 증착 후, 제1 차단벽 어셈블리(130)에 증착 물질이 많이 쌓이게 되면, 제1 차단벽 어셈블리(130)를 박막 증착 장 치(100)로부터 분리한 후, 별도의 증착 물질 재활용 장치에 넣어서 증착 물질을 회수할 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 증착 물질 재활용률을 높임으로써 증착 효율이 향상되고 제조 비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다. In order to solve this problem, in the thin
제1 차단벽 어셈블리(130)의 일 측에는 제2 차단벽 어셈블리(140)가 구비된다. 상기 제2 차단벽 어셈블리(140)는 복수 개의 제2 차단벽(141)들과, 제2 차단벽(141)들 외측에 구비되는 제2 차단벽 프레임(142)을 포함한다. 여기서, 상기 복수 개의 제2 차단벽(141)들은 Y축 방향을 따라서 서로 나란하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 제2 차단벽(141)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 제2 차단벽(141)은 도면에서 보았을 때 XZ평면과 나란하도록, 다시 말하면 Y축 방향에 수직이 되도록 형성된다. 이와 같이 배치된 복수 개의 제2 차단벽(141)들은 제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간을 구획하는 역할을 수행한다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 상기 제1 차단벽(131) 및 제2 차단벽(141)에 의하여, 증착 물질이 분사되는 각각의 제1 슬릿(121) 별로 증착 공간이 분리되는 것을 일 특징으로 한다. One side of the first
한편, 상기 복수 개의 제2 차단벽(141)들의 외측으로는 제2 차단벽 프레임(142)이 더 구비될 수 있다. 제2 차단벽 프레임(142)은 대략 창문 틀과 같은 격자 형태로 형성되며, 그 내측에 제2 차단벽(141)들이 배치된다. 제2 차단벽 프레임(142)은 복수 개의 제2 차단벽(141)들의 위치를 지지하는 동시에, 제1 슬릿(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 Z축 방향의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다. Meanwhile, a second
여기서, 각각의 제2 차단벽(141)들은 각각의 제1 차단벽(131)들과 일대일 대응하도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 각각의 제2 차단벽(141)들은 각각의 제1 차단벽(131)들과 얼라인(align) 되어 서로 나란하게 배치될 수 있다. 즉, 서로 대응하는 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141)은 서로 동일한 평면상에 위치하게 되는 것이다. 이와 같이, 서로 나란하게 배치된 제1 차단벽(131)들과 제2 차단벽(141)들에 의하여, 제1 노즐(120)과 후술할 제2 노즐(150) 사이의 공간이 구획됨으로써, 하나의 제1 슬릿(121)으로부터 배출되는 증착 물질은 다른 제1 슬릿(121)에서 배출된 증착 물질들과 혼합되지 않고, 제2 슬릿(151)을 통과하여 기판(160)에 증착되는 것이다. 다시 말하면, 제1 차단벽(131)들 및 제2 차단벽(141)들은 제1 슬릿(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 Y축 방향의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다. Here, each of the
도면에는, 제1 차단벽(131)의 길이와 제2 차단벽(141)의 Y축 방향의 폭이 동일한 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 제2 노즐(150)과의 정밀한 얼라인(align)이 요구되는 제2 차단벽(141)은 상대적으로 얇게 형성되는 반면, 정밀한 얼라인이 요구되지 않는 제1 차단벽(131)은 상대적으로 두껍게 형성되어, 그 제조가 용이하도록 하는 것도 가능하다 할 것이다. In the drawing, although the length of the
증착원(110)과 기판(160) 사이에는 제2 노즐(150) 및 제2 노즐 프레임(155)이 더 구비된다. 제2 노즐 프레임(155)은 대략 창문 틀과 같은 격자 형태로 형성되며, 그 내측에 제2 노즐(150)이 결합된다. 그리고, 제2 노즐(150)에는 Y축 방향을 따라서 복수 개의 제2 슬릿(151)들이 형성된다. 여기서, 상기 복수 개의 제2 슬 릿(151)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 증착원(110) 내에서 기화된 증착 물질(115)은 제1 노즐(120) 및 제2 노즐(150)을 통과하여 피 증착체인 기판(160) 쪽으로 향하게 되는 것이다. A
여기서, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 제1 슬릿(121)들의 총 개수보다 제2 슬릿(151)들의 총 개수가 더 많은 것을 일 특징으로 한다. 또한, 서로 이웃하고 있는 두 개의 제1 차단벽(131) 사이에 배치된 제1 슬릿(121)의 개수보다 제2 슬릿(151)들의 개수가 더 많은 것을 일 특징으로 한다. Here, the thin
즉, 서로 이웃하고 있는 두 개의 제1 차단벽(131) 사이에는 하나 또는 그 이상의 제1 슬릿(121)이 배치된다. 동시에, 서로 이웃하고 있는 두 개의 제1 차단벽(131) 사이에는 복수 개의 제2 슬릿(151)들이 배치된다. 그리고, 서로 이웃하고 있는 두 개의 제1 차단벽(131)에 의해서 제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간이 구획되어서, 각각의 제1 슬릿(121) 별로 증착 공간이 분리된다. 따라서, 하나의 제1 슬릿(121)에서 방사된 증착 물질은 대부분 동일한 증착 공간에 있는 제2 슬릿(151)들을 통과하여 기판(160)에 증착되게 되는 것이다. That is, one or more
도면에는, 제1 슬릿(121) 하나당 제2 슬릿(151) 세 개가 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 제조하여야 하는 제품의 요구 사양에 따라 제1 슬릿(121) 개수에 대한 제2 슬릿(151) 개수의 비율은 다양하게 변형 가능하다 할 것이다. In the drawing, three
한편, 상기 제2 노즐(150)은 종래의 파인 메탈 마스크(FMM) 특히 스트라이프 타입(stripe type)의 마스크의 제조 방법과 동일한 방법인 에칭을 통해 제작될 수 있다. 이 경우, 기존 FMM 증착 방법에서는 FMM 크기가 기판 크기와 동일하게 형성되어야 한다. 따라서, 기판 사이즈가 증가할수록 FMM도 대형화되어야 하며, 따라서 FMM 제작이 용이하지 않고, FMM을 인장하여 정밀한 패턴으로 얼라인(align) 하기도 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)의 경우, 박막 증착 장치(100)가 챔버(미도시)내에서 Z축 방향으로 이동하면서 증착이 이루어진다. 다시 말하면, 박막 증착 장치(100)가 현재 위치에서 증착을 완료하였을 경우, 박막 증착 장치(100) 혹은 기판(160)을 Z축 방향으로 상대적으로 이동시켜서 연속적으로 증착을 수행하게 된다. 따라서, 본 발명의 박막 증착 장치(100)에서는 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 제2 노즐(150)을 만들 수 있다. 즉, 본 발명의 박막 증착 장치(100)의 경우, 제2 노즐(150)의 Y축 방향으로의 폭과 기판(160)의 Y축 방향으로의 폭만 동일하게 형성되면, 제2 노즐(150)의 Z축 방향의 길이는 기판(160)의 길이보다 작게 형성될 수 있는 것이다. 이와 같이, 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 제2 노즐(150)을 만들 수 있기 때문에, 본 발명의 제2 노즐(150)은 그 제조가 용이하다. 즉, 제2 노즐(150)의 에칭 작업이나, 그 이후의 정밀 인장 및 용접 작업, 이동 및 세정 작업 등 모든 공정에서, 작은 크기의 제2 노즐(150)이 FMM 증착 방법에 비해 유리하다. 또한, 이는 디스플레이 장치가 대형화될수록 더욱 유리하게 된다.Meanwhile, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 제1 차단벽 어셈블리(130)와 제2 차단벽 어셈블리(140)가 서로 일정 정도 이격되도록 형성되는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이 제1 차단벽 어셈블리(130)와 제2 차단벽 어셈블 리(140)를 서로 이격시키는 이유는 다음과 같다. On the other hand, the thin
먼저, 제2 차단벽(141)과 제2 노즐(150)은 상호 간에 정밀하게 얼라인(align) 되어야 하는, 반면 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141)은 그렇게 높은 정밀도를 필요로 하지 않는다. 따라서, 고정밀 제어가 필요한 부분과 그렇지 아니한 부분을 분리함으로써, 고정밀 제어 작업이 용이해질 수 있다. First, the
또한, 제2 차단벽(141)과 제2 노즐(150)은 기판(160)에 대하여 정밀한 위치와 갭(Gap)을 가지고 얼라인(align) 되어야 하는, 즉 고정밀 제어가 필요한 부분이다. 따라서, 고정밀도가 요구되는 부분의 무게를 가볍게 하여 제어가 용이하도록 하기 위하여, 정밀도 제어가 불필요하고 무게가 많이 나가는 증착원(110), 제1 노즐(120) 및 제1 차단벽 어셈블리(130)를 제2 차단벽 어셈블리(140) 및 제2 노즐(150)로부터 분리하는 것이다. In addition, the
다음으로, 고온 상태의 증착원(110)에 의해 제1 차단벽 어셈블리(130)의 온도는 최대 100도 이상 상승하기 때문에, 상승된 제1 차단벽 어셈블리(130)의 온도가 제2 차단벽 어셈블리(140) 및 제2 노즐(150)로 전도되지 않도록 하기 위하여, 제1 차단벽 어셈블리(130)와 제2 차단벽 어셈블리(140)를 분리하는 것이다. Next, since the temperature of the first
다음으로, 챔버(미도시) 내에서 제2 노즐(150)을 분리하는 경우, 제2 노즐(150)과 제2 차단벽 어셈블리(140)를 함께 분리하는 것이 제2 노즐(150)만 분리하는 것보다 용이하다. 따라서, 제2 차단벽 어셈블리(140)를 제2 노즐(150)과 함께 챔버로부터 분리하기 위해서는, 제1 차단벽 어셈블리(130)와 제2 차단벽 어셈블리(140)가 서로 이격되는 것이 바람직하다. Next, when the
다음으로, 본 발명의 박막 증착 장치(100)에서는 제1 차단벽 어셈블리(130)에 붙은 증착 물질을 주로 재활용하고, 제2 차단벽 어셈블리(140) 및 제2 노즐(150)에 붙은 증착 물질은 재활용을 하지 않을 수 있다. 따라서, 제1 차단벽 어셈블리(130)가 제2 차단벽 어셈블리(140) 및 제2 노즐(150)과 분리되면 증착 물질의 재활용 작업이 용이해지는 효과도 얻을 수 있다. Next, in the thin
더불어, 기판(160) 전체의 막 균일도를 확보하기 위해서 보정판(미도시)을 더 구비할 수 있는데, 제1 차단벽 어셈블리(130)가 제2 차단벽 어셈블리(140)와 분리되면 보정판(미도시)을 설치하기가 매우 용이하게 된다. In addition, a correction plate (not shown) may be further provided to secure the film uniformity of the
마지막으로, 하나의 기판을 증착하고 다음 기판을 증착하기 전 상태에서 증착 물질이 제2 노즐(150)에 증착되는 것을 방지하여 노즐 교체주기를 증가시키기 위해서는 칸막이(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이때 칸막이(미도시)는 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이에 설치하는 것이 용이하며, 이를 위하여 제1 차단벽 어셈블리(130)와 제2 차단벽 어셈블리(140)가 서로 이격되는 것이 유리하다. Finally, a partition (not shown) may be further provided to increase the nozzle replacement period by preventing deposition of the deposition material on the
한편, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 서로 이격된 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이에 베리어(170)가 형성되는 것을 일 특징으로 한다. On the other hand, the thin
본 실시예에서 베리어(170)는 Y 방향으로 소정의 폭을 구비하며, Z 방향으로 소정의 길이로 각 제1 차단벽(131)의 단부에 배치된다. 전술한 바와 같이, 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141)은 다양한 이유에 의해서 소정 간격 분리되어야 하는데, 분리되는 간격은 베리어(170)의 폭에 의해 결정된다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. In the present embodiment, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 제2 노즐과 제2 노즐 프레임 간의 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 4 is a view schematically showing a coupling relationship between a second nozzle and a second nozzle frame according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 제2 노즐 프레임(155)은 대략 창문 틀과 같은 격자 형태로 형성되며, 그 내측에 복수 개의 제2 슬릿(151)들이 형성된 제2 노즐(150)이 결합된다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)에서는, 제2 노즐(150)과 제2 노즐 프레임(155)이 결합할 때, 제2 노즐 프레임(155)이 제2 노즐(150)에 소정의 인장력을 부여할 수 있도록 제2 노즐(150)과 제2 노즐 프레임(155)이 결합하는 것을 일 특징으로 한다. Referring to FIG. 4, the
상세히, 제2 노즐(150)의 정밀도는 제2 노즐(150)의 제작 오차와, 증착 중 제2 노즐(150)의 열팽창에 의한 오차로 나눌 수 있다. 여기서, 제2 노즐(150)의 제작 오차를 최소화하기 위해, 파인 메탈 마스크를 프레임에 정밀 인장/용접할 때 사용하는 카운터 포스(Counter Force) 기술을 적용할 수 있다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 노즐(150)을 내측에서 외측으로 가압하여 제2 노즐(150)을 인장시킨다. 다음으로, 상기 제2 노즐(150)에 가하여지는 가압력과 대응되는 방향, 즉 반대 방향으로 제2 노즐 프레임(155)에 압축력을 가하여, 제2 노즐(150)에 가하여지는 외력과 평형을 이루도록 한다. 다음으로, 제2 노즐 프레임(155)에 제2 노즐(150)의 가장자리를 용접하는 등의 방법으로, 제2 노즐 프레임(155)에 제2 노즐(150)을 결합한다. 마지막으로, 제2 노즐(150)과 제2 노즐 프레임(155)에 평형을 이루도록 작용하는 외력을 제거하면, 제2 노즐 프레임(155)에 의해 제2 노즐(150)에 인장력이 가하여지게 된다. 이와 같은 정밀 인장/압축/용접 기술을 이용하면, 에칭 산포가 있더라도 제2 노즐(150) 제작 오차는 2um 이하로 제작이 가능하다. In detail, the precision of the
한편, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)에서는, 제2 노즐 프레임(155)의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 것을 일 특징으로 한다. 상세히, 본 발명에서 제2 노즐(150)은 고온의 증착원(110)을 계속 바라보고 있으므로, 항상 복사열을 받으므로 온도가 어느 정도(대략 5~15℃ 정도) 상승하게 된다. 이와 같이 제2 노즐(150) 온도가 상승하면, 제2 노즐(150)이 팽창하여 패턴 정밀도를 떨어뜨릴 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 스트라이프 타입(Stripe Type)의 제2 노즐(150)을 사용하는 동시에, 제2 노즐(150)을 인장 상태로 붙잡고 있는 제2 노즐 프레임(155)의 온도를 균일하게 함으로써, 제2 노즐(150) 온도 상승에 의한 패턴 오차를 방지한다. On the other hand, in the thin
이렇게 하면, 제2 노즐(150)의 수평 방향(Y축 방향)의 열팽창(패턴 오차)은 제2 노즐 프레임(155)의 온도에 의해 결정되기 때문에, 제2 노즐 프레임(155) 온도만 일정하면 제2 노즐(150)의 온도가 올라가더라도 열팽창에 의한 패턴 오차 문제는 발생하지 않는다. 한편, 제2 노즐(150)의 길이 방향(Z축 방향)으로의 열팽창은 존재하지만, 이는 스캔 방향이므로 패턴 정밀도와는 관계가 없다. In this case, since the thermal expansion (pattern error) in the horizontal direction (Y-axis direction) of the
이때, 제2 노즐 프레임(155)은 진공 상태에서 증착원(110)을 직접 바라보지 않기 때문에 복사열을 받지 않으며, 증착원(110)과 연결돼 있지도 않기 때문에 열전도도 없어서 제2 노즐 프레임(155)의 온도가 상승할 여지는 거의 없다. 만약, 약간(1~3℃)의 온도 상승 문제가 있다 하더라도, 열 차폐판(Thermal Shield) 또는 방열핀(Radiation Pin) 등을 사용하면 쉽게 일정한 온도를 유지할 수 있다. In this case, since the
이와 같이, 제2 노즐 프레임(155)이 제2 노즐(150)에 소정의 인장력을 부여하는 동시에, 제2 노즐 프레임(155)의 온도가 일정하게 유지되도록 함으로써, 제2 노즐(150)의 열팽창 문제와 제2 노즐(150)의 패턴 정밀도 문제가 분리되어, 제2 노즐(150)의 패턴 정밀도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 정밀 인장/압축/용접 기술을 이용하면, 에칭 산포가 있더라도 제2 노즐(150)의 제작 오차는 2um 이하일 수 있다. 또한, 제2 노즐(150)의 온도 상승에 의한 열팽창에 의한 오차는, 스트라이프 타입(Stripe Type)의 제2 노즐(150)에 인장력을 부여하고 제2 노즐 프레임(155)의 온도를 일정하게 함으로써 발생하지 않는다. 따라서 제2 노즐(150)의 정밀도는, {제2 노즐 제작 오차(<2) + 제2 노즐 열팽창 오차(~0) < 2 um}로 제작 가능함을 알 수 있다. As described above, the
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에서 증착 물질이 증착되고 있는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 5b는 도 5a와 같이 제1 차단벽 및 제2 차단벽에 의해 증착 공간이 분리된 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이며, 도 5c는 증착 공간이 분리되지 아니한 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이다. FIG. 5A is a view schematically showing a state in which a deposition material is being deposited in the thin film deposition apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a deposition space formed by the first blocking wall and the second blocking wall as shown in FIG. 5A. FIG. 5C is a diagram illustrating a shadow occurring in a separated state, and FIG. 5C is a diagram illustrating a shadow occurring in a state where the deposition space is not separated.
도 5a를 참조하면, 증착원(110)에서 기화된 증착 물질은 제1 노즐(120) 및 제2 노즐(150)을 통과하여 기판(160)에 증착된다. 이때, 제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간은 제1 차단벽 어셈블리(130) 및 제2 차단벽 어셈블리(140)에 의하여 구획되어 있으므로, 이상적으로는 제1 노즐(120)의 각각의 제1 슬릿(121)들에서 나온 증착 물질은 제1 차단벽 어셈블리(130) 및 제2 차단벽 어셈블리(140)에 의해서, 다른 제1 슬릿에서 나온 증착 물질과 혼합되지 않아야 한다. 그러나, 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이가 소정 간격(w) 분리되어 있기 때문에, 분리된 간격(w)을 통하여 제1 노즐(120)의 제1 슬릿(121)에서 나온 증착물질이 이웃한 다른 증착 공간으로 이동할 가능성이 있다. Referring to FIG. 5A, the deposition material vaporized from the
그러나, 본 실시예에 따른 박막 증착 장치(100)는 제1 차단벽(141)의 단부에 소정의 폭을 구비한 베리어(170)를 구비하고 있기 때문에, 제1 노즐(120)의 각각의 제1 슬릿(121)들에서 나온 증착 물질은 제1 차단벽(131), 베리어(170) 및 제2 차단벽(141)에 의해서, 다른 제1 슬릿에서 나온 증착 물질과 혼합되지 않는다. 이러한 베리어(170)의 폭(b)은 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이의 분리된 간격(w)에 따라 조절될 수 있다. 예를들어, 베리어(170)의 폭(b)을 작게하면 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이의 분리 간격(w)을 작게 할 수 있다. 다만, 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이의 분리 간격(w)이 너무 작게 되면, 기판(160) 전체의 막 균일도를 확보하기 위한 보정판(미도시) 등의 배치 시 제1 차단벽(131) 및 제2 차단벽(141)과의 충돌 우려가 있기 때문에 적당한 간격(w) 이상을 유지하는 것이 바람직하다.However, since the thin
제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간이 제1 차단벽 어셈블리(130) 및 제2 차단벽 어셈블리(140)에 의하여 구획되어 있을 경우, 도 5b에 도시된 바와 같이, 증착 물질들은 제2 노즐(150)을 통과하여 기판(160)에 증착된다. 이때, 기판(160)에 생성되는 음영 영역의 폭(SH1)은 다음의 수학식 1에 의하여 결정된다. When the space between the
한편, 제1 노즐과 제2 노즐 사이의 공간이 제1 차단벽 어셈블리 및 제2 차단벽 어셈블리에 의하여 구획되어 있지 않을 경우, 도 5c에 도시된 바와 같이, 증착 물질들은 도 5b에서보다 넓은 범위의 다양한 각도로 제2 노즐을 통과하게 된다. 즉, 이 경우 제2 슬릿의 직상방에 있는 제1 슬릿에서 방사된 증착 물질뿐 아니라, 다른 제1 슬릿으로부터 방사된 증착 물질들까지 제2 슬릿(151)을 통해 기판(160)에 증착되므로, 기판(160)에 형성된 음영 영역(SH2)의 폭은 차단판을 구비한 경우에 비하여 매우 크게 된다. 이때, 기판(160)에 생성되는 음영 영역의 폭(SH2)은 다음의 수학식 2에 의하여 결정된다. On the other hand, when the space between the first nozzle and the second nozzle is not partitioned by the first barrier wall assembly and the second barrier wall assembly, as shown in FIG. 5C, the deposition materials are in a wider range than in FIG. 5B. Pass through the second nozzle at various angles. That is, in this case, not only the deposition material radiated from the first slit directly above the second slit, but also the deposition materials radiated from the other first slit are deposited on the
상기 수학식 1과 수학식 2를 비교하여 보았을 때, ds(제1 슬릿의 폭)보다 d(이웃한 차단벽 간의 간격)가 수~수십 배 이상 월등히 크게 형성되므로, 제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간이 제1 차단벽 어셈블리(130) 및 제2 차단벽 어셈블리(140)에 의하여 구획되어 있을 경우, 음영이 훨씬 작게 형성됨을 알 수 있다. 여기서, 기판(160)에 생성되는 음영 영역의 폭(SH2)을 줄이기 위해서는, (1) 제1 차단벽(131) 및 제2 차단벽(141)이 설치되는 간격을 줄이거나(d 감소), (2) 제2 노즐(140)과 기판(160) 사이의 간격을 줄이거나(s 감소), (3) 제1 차단벽(131) 및 제2 차단벽(141)의 높이를 높여야 한다(h 증가).When comparing Equation 1 and Equation 2, since d (interval between neighboring blocking walls) is formed to be much larger than several times to several tens more than d s (width of the first slit), the
이와 같이, 제1 차단벽 어셈블리(130) 및 제2 차단벽 어셈블리(140)를 구비함으로써, 기판(160)에 생성되는 음영(shadow)이 작아지게 되었고, 따라서 제2 노즐(150)을 기판(160)으로부터 이격시킬 수 있게 된 것이다. As such, by providing the first
상세히, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)에서는, 제2 노즐(150)은 기판(160)으로부터 일정 정도 이격되도록 형성된다. 다시 말하면, 종래의 FMM 증착 방법에서는 기판에 음영(shadow)이 생기지 않도록 하기 위하여 기판에 마스크를 밀착시켜서 증착 공정을 진행하였다. 그러나, 이와 같이 기판에 마스크를 밀착시킬 경우, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량 문제가 발생한다는 문제점이 존재하였다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)에서는 제2 노즐(150)이 피 증착체인 기판(160)과 소정 간격을 두고 이격되도록 배치되도록 한다. 이것은 제1 차단벽 어셈블리(130) 및 제2 차단벽 어셈블리(140)를 구비하여, 기판(160)에 생성되는 음영(shadow)이 작아지게 됨으로써 실현 가능해진다. In detail, in the thin
이와 같은 본 발명에 의해서 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량을 방지하 는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 공정에서 기판과 마스크를 밀착시키는 시간이 불필요해지기 때문에, 제조 속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention as described above, it is possible to obtain an effect of preventing a defect due to contact between the substrate and the mask. In addition, since the time for bringing the substrate into close contact with the mask is unnecessary in the step, an effect of increasing the manufacturing speed can be obtained.
도 6 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에 배치되는 베리어의 다양한 실시예들을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.6 to 8 are schematic plan views for describing various embodiments of a barrier disposed in a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 일부 베리어(170)는 제1 차단벽(131)의 단부에 밀착되어 배치되어 있지만, 다른 일부 베리어(171)는 제1 차단벽(131)의 단부와 소정 간격 이격되어 배치된다. 배리어들(170, 171)은 서로 다른 제1 슬릿들(121)에서 분출되는 증착 물질이 서로 혼합되지 않도록 하기 위한 것이므로, 반드시 제1 차단벽(131)의 단부에 밀착되어 배치될 필요는 없다. 따라서, 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이의 어떤 위치에도 배치될 수 있다. 또한, 상기 도면에는 도시되지 않았지만, 베리어는 제1 차단벽에 대향하는 제2 차단벽의 단부에 배치될 수도 있다. Referring to FIG. 6, some
여기서, 제1 차단벽(131)의 단부와 소정 간격 이격되어 있는 베리어(171)의 1/2 폭(b1)은 다음의 수학식 3으로 기술될 수 있다. Here, the half width b1 of the
여기서, h는 제1 노즐과 제2 노즐 간의 거리, hw1은 제1 노즐과 베리어 간의 거리, d는 이웃한 차단벽 간의 간격, ds는 제1 슬릿의 폭을 나타낸다. Where h is the distance between the first nozzle and the second nozzle, hw1 is the distance between the first nozzle and the barrier, d is the distance between neighboring barrier walls, and ds is the width of the first slit.
여기서, b1은 베리어의 1/2폭을 최대가 되게 하는 값으로, 일반적으로 상기 베리어 1/2 폭은 다음과 같은 관계식을 만족한다. Here, b1 is a value that maximizes the half width of the barrier, and in general, the half width of the barrier satisfies the following expression.
0 << 베리어의 1/2폭 < b10 << 1/2 of barrier <b1
본 발명에 따른 박막 증착 장치(100)의 경우, 상술한 여러 이유들로 인하여 1차 차단벽(131)과 2차 차단벽(141)이 소정 간격 이격되어 배치되어야 한다. 이때, 부품들의 가공 정밀도, 부품간 얼라인 정밀도 및 온도 상승에 의한 미세한 열팽창 등의 요인을 고려할 때 2차 차단벽(141)의 길이(h2)를 무한정 줄일 수는 없으나, 기판(160)과의 고정밀 얼라인 및 고정밀 제어가 유리하도록 2차 차단벽(141)의 길이(h2)를 가능한 줄이는 것이 유리하다. 만약, 전술한 수학식 3으로부터 베리어의 1/2폭의 길이를 최대로 만들어 줄 경우, hw1+w2의 값을 거의 h와 같게 함으로써 2차 차단벽(141)의 길이(h2)를 충분히 작게 설계 할 수 있다. In the case of the thin
도 7은 베리어가 1차 차단벽과 분리된 다양한 경우를 나타내고 있다. 7 illustrates various cases in which the barrier is separated from the primary barrier wall.
상기 도면을 참조하면, 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이의 거리(△w1, △w2, △w3)가 변하면, 각 베리어(171, 172, 173)의 1/2폭의 길이(b1, b2, b3)가 달라진다. 예컨대, 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이의 거리가 증가할수록 (△w1<△w2<△w3), 각 베리어(171, 172, 173)의 1/2폭의 길이(b1, b2, b3)도 증가하는 것을 알수 있다((b1<b2<b3). Referring to the drawings, when the distances Δw1, Δw2, and Δw3 between the
한편, 상기 도면에 도시된 베리어들(171, 172, 173) 중, 일부 베리어(173)의 경우 제2 차단벽(141)의 길이(h2)가 제1 차단벽(131)의 길이(h1)보다 더 큰 경우가 도시되어 있으나, 이는 제1 차단벽(131)과 제2 차단벽(141) 사이의 거리(△w1, △w2, △w3)가 변하면, 각 베리어(171, 172, 173)의 1/2폭의 길이(b1, b2, b3)가 변 하는 관계를 설명하기 위한 것이며, 전술한 바와 같이 제2 차단벽(141)의 길이(h2)는 가능한 작게 설계되는 것이 바람직하다. Meanwhile, in some
또한, 상기 도면을 참조하면, 베리어의 1/2폭의 최대 근사값이 결정되면, 제1 차단벽의 단부로부터 베리어 까지의 최대 분리 거리(△max)를 도출할 있다. 예컨대, 베리어(172)의 1/2폭의 최대 근사값(b2)은 제1 차단벽(131)에 이웃하는 제1 슬롯들(121)에서 방출된 증착 물질의 경로가 표시된 점선들(ℓ1, ℓ2, ℓ3, ℓ4)들에 의해서 결정되고, 이때, 제1 차단벽(131)의 길이(h1)이 결정되면 제1 차단벽(131)의 단부로부터 베리어(173) 까지의 최대 분리 거리(△max)가 도출될 수 있다.In addition, referring to the drawing, when the maximum approximation value of the 1/2 width of the barrier is determined, the maximum separation distance Δmax from the end of the first blocking wall to the barrier can be derived. For example, the maximum approximation b2 of the half width of the
도 8은 제1 차단벽과 일체로 형성된 베리어의 다양한 형상을 개념적으로 도시한 평면도이다. 상기 도면을 참조하면, 일부 제 1 차단벽들은 베리어(174, 175)의 폭과 동일한 폭을 가지도록 설계된다. 이때, 제1 노즐(120)로부터 베리어(174, 175)까지의 각 거리(hw2, hw3)가 각각의 제1 차단벽들의 길이가 될 수 있다. 8 is a plan view conceptually illustrating various shapes of a barrier integrally formed with a first barrier wall. Referring to the drawings, some of the first barrier walls are designed to have the same width as the
한편, 상기 도면들에는 하나의 박막 증착 장치에 상이한 형상의 베리어가 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 것이므로 본 발명은 상기 도면의 형상에 의해 제한 받지 아니한다. 즉, 박막 증착 장치는 동일한 형상의 베리어를 포함하거나 상이한 형상의 베리어를 포함할 수 있다.Meanwhile, although the barriers having different shapes are arranged in one thin film deposition apparatus in the drawings, the present invention is not limited by the shapes of the drawings because it is for explaining the present invention. That is, the thin film deposition apparatus may include barriers having the same shape or barriers having different shapes.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이 다Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view schematically showing a deposition apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 증착 장치의 개략적인 측면도이다. FIG. 2 is a schematic side view of the deposition apparatus of FIG. 1.
도 3은 도 1의 증착 장치의 개략적인 평면도이다. 3 is a schematic plan view of the deposition apparatus of FIG. 1.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 제2 노즐과 제2 노즐 프레임 간의 결합관계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 4 is a view schematically showing a coupling relationship between a second nozzle and a second nozzle frame according to an embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에서 증착 물질이 증착되고 있는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 5A is a view schematically showing a state in which a deposition material is being deposited in the thin film deposition apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
도 5b는 도 5a와 같이 제1 차단벽 및 제2 차단벽에 의해 증착 공간이 분리된 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이다. FIG. 5B is a diagram illustrating a shadow generated when the deposition space is separated by the first barrier wall and the second barrier wall as shown in FIG. 5A.
도 5c는 증착 공간이 분리되지 아니한 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이다. FIG. 5C is a diagram illustrating shadows occurring when the deposition space is not separated. FIG.
도 6 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치의 베리어의 다양한 실시예들을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다. 6 to 8 are schematic plan views illustrating various embodiments of a barrier of a thin film deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 간략한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
100: 박막 증착 장치 110: 증착원100: thin film deposition apparatus 110: deposition source
120: 제1 노즐 130: 제1 차단벽 어셈블리120: first nozzle 130: first barrier wall assembly
131: 제1 차단벽 132: 제1 차단벽 프레임131: first barrier wall 132: first barrier wall frame
140: 제2 차단벽 어셈블리 141: 제2 차단벽140: second barrier wall assembly 141: second barrier wall
142: 제2 차단벽 프레임 150: 제2 노즐142: second barrier wall frame 150: second nozzle
155: 제2 노즐 프레임 160: 기판155: second nozzle frame 160: substrate
170~175: 베리어170-175: Barrier
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