KR101074793B1 - 박막 증착 장치 - 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 피 증착체 상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서, 증착 물질을 방사하는 증착원; 상기 증착원의 일 측에 배치되며, 제1 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 형성되는 제1 노즐; 상기 증착원과 대향되게 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 형성되는 제2 노즐; 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 상기 제1 방향을 따라 배치되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획하는 복수 개의 차단벽들을 구비하는 차단벽 어셈블리; 및 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되어 상기 증착원으로부터 방사되는 상기 증착 물질 중 적어도 일부를 차단하는 보정판을 포함하고, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치를 제공한다.

Description

박막 증착 장치{Apparatus for thin layer deposition}
본 발명은 박막 증착 장치에 관한 것으로, 상세하게는 대형 기판 양산 공정에 용이하게 적용될 수 있고, 제조 수율이 향상된 박막 증착 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
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.
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.
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.
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.
본 발명은 피 증착체 상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서, 증착 물질을 방사하는 증착원; 상기 증착원의 일 측에 배치되며, 제1 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 형성되는 제1 노즐; 상기 증착원과 대향되게 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 형성되는 제2 노즐; 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 상기 제1 방향을 따라 배치되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획하는 복수 개의 차단벽들을 구비하는 차단벽 어셈블리; 및 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되어 상기 증착원으로부터 방사되는 상기 증착 물질 중 적어도 일부를 차단하는 보정판을 포함하고, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간 내에서의 박막의 두께가 실질적으로 동일하게 형성되도록 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서 멀어질수록 높이가 낮게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 보정판은 원호 또는 코사인 곡선의 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 높이가 각 증착 공간의 단부에서의 높이보다 낮게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 상기 증착 물질의 차단량이 상기 각 증착 공간의 단부에서의 상기 증착 물질의 차단량보다 많도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 서로 인접한 상기 차단벽들 사이에 각각 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간마다 형성되고, 상기 각 증착 공간에 배치된 상기 제1 슬릿에서 방사되는 상기 증착 물질의 특성에 따라 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능할 수 있다.
여기서, 복수 개의 상기 증착 공간마다 증착되는 박막의 두께가 동일하도록 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 차단벽들 각각은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직인 제2 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 차단벽들은 등간격으로 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 차단벽들과 상기 제2 노즐은 소정 간격을 두고 이격되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 차단벽 어셈블리는 상기 박막 증착 장치로부터 분리 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 차단벽 어셈블리는 복수 개의 제1 차단벽들을 구비하는 제1 차단벽 어셈블리와, 복수 개의 제2 차단벽들을 구비하는 제2 차단벽 어셈블리를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직인 제2 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획할 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 서로 대응되도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 서로 대응되는 제1 차단벽 및 제2 차단벽은 실질적으로 동일한 평면상에 위치하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 노즐은, 상기 증착원에서 기화된 상기 증착 물질이 증착되는 피 증착체로부터 소정 간격을 두고 이격되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐 및 상기 차단벽 어셈블리는 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동하면서 상기 피 증착체에 상기 증착 물질을 증착할 수 있다.
여기서, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 각각 수직인 제3 방향을 따라 상대적으로 이동할 수 있다.
다른 측면에 관한 본 발명은, 피 증착체 상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서, 증착 물질을 방사하는 증착원; 상기 증착원의 일 측에 구비되며, 서로 대향되게 배치되는 제1 노즐과 제2 노즐; 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되는 복수 개의 차단벽들을 구비하는 차단벽 어셈블리; 및 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되어 상기 증착원으로부터 방사되는 상기 증착 물질 중 적어도 일부를 차단하는 보정판;을 포함하고, 상기 제2 노즐은 상기 피 증착체와 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 차단벽들은 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 상기 제1 방향을 따라 배치되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획할 수 있다.
여기서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간 내에서의 박막의 두께가 실질적으로 동일하게 형성되도록 구비될 수 있다.
여기서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서 멀어질수록 높이가 낮게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 보정판은 원호 또는 코사인 곡선의 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 높이가 각 증착 공간의 단부에서의 높이보다 낮게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 상기 증착 물질의 차단량이 상기 각 증착 공간의 단부에서의 상기 증착 물질의 차단량보다 많도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 서로 인접한 상기 차단벽들 사이에 각각 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보정판은 상기 각 증착 공간마다 형성되고, 상기 각 증착 공간에 배치된 상기 제1 슬릿에서 방사되는 상기 증착 물질의 특성에 따라 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능할 수 있다.
여기서, 복수 개의 상기 증착 공간마다 증착되는 박막의 두께가 동일하도록 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 복수 개의 차단벽들은 등간격으로 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 차단벽들과 상기 제2 노즐은 소정 간격을 두고 이격되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 차단벽 어셈블리는 상기 박막 증착 장치로부터 분리 가능하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 차단벽 어셈블리는 복수 개의 제1 차단벽들을 구비하는 제1 차단벽 어셈블리와, 복수 개의 제2 차단벽들을 구비하는 제2 차단벽 어셈블리를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직인 제2 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획할 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 서로 대응되도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 서로 대응되는 제1 차단벽 및 제2 차단벽은 실질적으로 동일한 평면상에 위치하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동하면서 상기 피 증착체에 상기 증착 물질을 증착할 수 있다.
여기서, 상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체와 평행한 면을 따라 상대적으로 이동할 수 있다.
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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
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.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 증착원(110), 제1 노즐(120), 차단벽 어셈블리(130), 제2 노즐(150), 제2 노즐 프레임(155) 및 기판(160)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 보정판(190)을 더 포함한다.
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.
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 차단벽(131) 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, 차단벽 어셈블리(130)와 제2 노즐(150)의 온도가 충분히 낮으면, 원하지 않는 방향으로 방사되는 증착 물질(115)은 모두 차단벽 어셈블리(130) 면에 흡착되어서 고진공을 유지할 수 있기 때문에, 증착 물질 간의 충돌이 발생하지 않아서 증착 물질의 직진성을 확보할 수 있게 되는 것이다. 이때 차단벽 어셈블리(130)는 고온의 증착원(110)을 향하고 있고, 증착원(110)과 가까운 곳은 최대 167℃ 가량 온도가 상승하기 때문에, 필요할 경우 부분 냉각 장치가 더 구비될 수 있다. 이를 위하여, 차단벽 어셈블리(130)에는 냉각 부재가 형성될 수 있다.
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.
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.
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 슬릿들(121)은 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.
제1 노즐(120)의 일 측에는 차단벽 어셈블리(130)가 구비된다. 상기 차단벽 어셈블리(130)는 복수 개의 차단벽(131)들과, 차단벽(131)들 외측에 구비되는 차단 벽 프레임(132)을 포함한다. 상기 복수 개의 차단벽(131)들은 Y축 방향을 따라서 서로 나란하게 구비될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 차단벽(131)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 차단벽(131)들은 도면에서 보았을 때 XZ평면과 나란하도록, 다시 말하면 Y축 방향에 수직이 되도록 형성된다. 이와 같이 배치된 복수 개의 차단벽(131)들은 제1 노즐(120)과 후술할 제2 노즐(150) 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간(S)으로 구획하는 역할을 수행한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 상기 차단벽(131)들에 의하여, 증착 물질이 분사되는 각각의 제1 슬릿(121) 별로 증착 공간(S)이 분리되는 것을 일 특징으로 한다.
여기서, 각각의 차단벽(131)들은 서로 이웃하고 있는 제1 슬릿(121)들 사이에 배치될 수 있다. 이는 다시 말하면, 서로 이웃하고 있는 차단벽(131)들 사이에 하나의 제1 슬릿(121)이 배치된다고 볼 수도 있다. 바람직하게, 제1 슬릿(121)은 서로 이웃하고 있는 차단벽(131) 사이의 정 중앙에 위치할 수 있다. 이와 같이, 차단벽(131)이 제1 노즐(120)과 후술할 제2 노즐(150) 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간(S)으로 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, 차단벽(131)들은 제1 슬릿(121)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 Y축 방향의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다.
한편, 상기 복수 개의 차단벽(131)들의 외측으로는 차단벽 프레임(132)이 더 구비될 수 있다. 차단벽 프레임(132)은, 복수 개의 차단벽(131)들의 상하면에 각각 구비되어, 복수 개의 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.
한편, 상기 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.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)에서는 차단벽 어셈블리(130)를 이용하여 증착 공간을 외부 공간과 분리하였기 때문에, 기판(160)에 증착되지 않은 증착 물질은 대부분 차단벽 어셈블리(130) 내에 증착된다. 따라서, 장시간 증착 후, 차단벽 어셈블리(130)에 증착 물질이 많이 쌓이게 되면, 차단벽 어셈블리(130)를 박막 증착 장치(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.
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 형성되 며, 그 내측에 제2 노즐(150)이 결합된다. 그리고, 제2 노즐(150)에는 Y축 방향을 따라서 복수 개의 제2 슬릿(151)들이 형성된다. 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.
한편, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 제1 슬릿(121)들의 총 개수보다 제2 슬릿(151)들의 총 개수가 더 많게 형성된다. 또한, 각 증착 공간(S)에 배치된 제1 슬릿(121)들의 개수보다 제2 슬릿(151)들의 개수가 더 많게 형성된다.
즉, 서로 이웃하고 있는 두 개의 차단벽(131) 사이에는 하나 또는 그 이상의 제1 슬릿(121)이 배치된다. 동시에, 서로 이웃하고 있는 두 개의 차단벽(131) 사이에는 복수 개의 제2 슬릿(151)들이 배치된다. 그리고, 서로 이웃하고 있는 두 개의 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.
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, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는, 박막 증착 장치(100) 혹은 기판(160)을 Z축 방향으로 상대적으로 이동시키면서 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.
한편, 상술한 차단벽 어셈블리(130)와 제2 노즐(150)은 서로 일정 정도 이격되도록 형성될 수 있다. 이와 같이 차단벽 어셈블리(130)와 제2 노즐(150)을 서로 이격시키는 이유는 다음과 같다.
먼저, 제2 노즐(150)과 제2 노즐 프레임(155)은 기판(160) 위에서 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 차단벽 어셈블리(130)를 제2 노즐(150) 및 제2 노즐 프레임(155)으로부터 분리하는 것이다. 다음으로, 고온 상태의 증착원(110)에 의해 차단벽 어셈블리(130)의 온도는 최대 100도 이상 상승하기 때문에, 상승된 차단벽 어셈블리(130)의 온도가 제2 노즐(150)로 전도되지 않도록 차단벽 어셈블리(130)와 제2 노즐(150)을 분리하는 것이다. 다음으로, 본 발명의 박막 증착 장치(100)에서는 차단벽 어셈블리(130)에 붙은 증착 물질을 주로 재활용하고, 제2 노즐(150)에 붙은 증착 물질은 재활용을 하지 않을 수 있다. 따라서, 차단벽 어셈블리(130)가 제2 노즐(150)과 분리되면 증착 물질의 재활용 작업이 용이해지는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 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 차단벽(131)과 제2 노즐(150) 사이에 설치하는 것이 용이하다.
더불어, 기판(160) 전체의 막 균일도를 확보하기 위해서 보정판(190)을 더 구비할 수 있는데, 차단벽(131)이 제2 노즐(150)과 분리되면 보정판(190)을 설치하기가 매우 용이하게 된다. 이와 같은 보정판(190)에 대하여는 도 5 및 도 6에서 상세히 설명한다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에서 증착 물질이 증착되고 있는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4b는 도 4a와 같이 차단벽에 의해 증착 공간이 분리된 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이며, 도 4c는 증착 공간이 분리되지 아니한 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이다.
도 4a를 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 차단벽(131)들에 의하여 복수 개의 증착 공간(S)으로 구획되어 있으므로, 차단벽(131)에 의해서 제1 노즐(120)의 각각의 제1 슬릿(121)에서 나온 증착 물질은 다른 제1 슬릿(121)에서 나온 증착 물질과 혼합되지 않는다.
제1 노즐(120)과 제2 노즐(150) 사이의 공간이 차단벽 어셈블리(130)에 의하여 구획되어 있을 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 증착 물질들은 약 55°~ 90°의 각도로 제2 노즐(150)을 통과하여 기판(160)에 증착된다. 즉, 차단벽 어셈블리(130) 바로 옆의 제2 슬릿(151)을 지나는 증착 물질의 입사 각도는 약 55°가 되고, 중앙 부분의 제2 슬릿(151)을 지나는 증착 물질의 입사 각도는 기판(160)에 거의 수직이 된다. 이때, 기판(160)에 생성되는 음영 영역의 폭(SH1)은 다음의 수학식 1에 의하여 결정된다.
SH1 = s * ds / h
한편, 제1 노즐과 제2 노즐 사이의 공간이 차단벽들에 의하여 구획되어 있지 않을 경우, 도 4c에 도시된 바와 같이, 증착 물질들은 도 4b에서보다 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 슬릿을 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.
SH2 = s * 2d / h
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 차단벽(131)들에 의하여 구획되어 있을 경우, 음영이 훨씬 작게 형성됨을 알 수 있다. 여기서, 기판(160)에 생성되는 음영 영역의 폭(SH2)을 줄이기 위해서는, (1) 차단벽(131)이 설치되는 간격을 줄이거나(d 감소), (2) 제2 노즐(150)과 기판(160) 사이의 간격을 줄이거나(s 감소), (2) 차단벽(131)의 높이를 높여야 한다(h 증가).
이와 같이, 차단벽(131)을 구비함으로써, 기판(160)에 생성되는 음영(shadow)이 작아지게 되었고, 따라서 제2 노즐(150)을 기판(160)으로부터 이격시킬 수 있게 된 것이다.
상세히, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)에서는, 제2 노 즐(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. 또한, 마스크를 기판에 대하여 이동시킬 수 없기 때문에, 마스크가 기판과 동일한 크기로 형성되어야 한다. 따라서, 디스플레이 장치가 대형화됨에 따라 마스크의 크기도 커져야 하는데, 이와 같은 대형 마스크를 형성하는 것이 용이하지 아니하다는 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 차단벽(131)을 구비함으로써, 기판(160)에 생성되는 음영(shadow)이 작아지게 됨으로써 실현 가능해진다.
이와 같은 본 발명에 의해서 마스크를 기판보다 작게 형성한 후, 마스크를 기판에 대하여 이동시키면서 증착을 수행할 수 있게 됨으로써, 마스크 제작이 용이해지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 기판과 마스크 간의 접촉에 의한 불량을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 공정에서 기판과 마스크를 밀착시키는 시간이 불필요해지기 때문에, 제조 속도가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 기판 전체의 막 균일도를 확보하기 위한 보정판에 대하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에 의해 기판에 증착된 증착막의 분포 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 여기서, 도 5는 각각의 개구부(즉 제1 슬릿)에서 방출되는 유기물 방사량이나 방사 계수가 모두 동일한 경우를 나타낸다. 도 5에서, S는 각각의 증착 공간을 의미하며, d는 서로 이웃한 차단벽 사이의 거리를 의미한다.
도 5에는, 보정판을 구비하지 아니한 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막의 분포 형태가 선 A로 도시되어 있고, 보정판을 구비한 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막의 분포 형태가 선 B로 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 진공에서의 유기물 방사는 코사인 법칙(cosine law)에 따라 제1 슬릿(도 1의 121 참조)에 수직인 부분, 즉 각 증착 공간(S)의 중심 부분으로 가장 많은 유기물이 방사되고, 차단벽(도 1의 131 참조) 쪽으로 근접할수록 방사되는 유기물의 양이 감소한다. 따라서, 보정판을 구비하지 아니한 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막은 도 5의 선 A와 같은 형태로 형성된다. 즉, 각각의 증착 공간(S)만을 분리해서 보면 중앙 부분이 볼록한 형태를 보이도록 증착막이 형성되며, 전체적으로 보았을 때는 볼록한 부분과 오목한 부분이 반복되는 형태로 증착막이 형성된다.
이 경우, 각 증착 공간(S)의 중심부로부터의 거리와 증착된 막의 두께 사이의 관계는 실험을 통하여 용이하게 도출할 수 있으며, 대부분의 경우 cosn(θ)의 함수로 표현될 수 있다.
상술한 바와 같은 각 증착 공간(S) 내에서 발생하는 증착막 두께의 불균일 현상을 제거하기 위해서, 도 1에 도시된 바와 같은 보정판(190)이 구비될 수 있다. 보정판(도 1의 190 참조)은 서로 이웃하고 있는 차단벽(도 1의 131 참조)들 사이에 대략 원호 또는 코사인 곡선 형상으로 반복적으로 배치된다. 이와 같은 보정판(도 1의 190 참조)은 제1 슬릿(도 1의 121 참조)으로부터 제2 슬릿(도 1의 151 참조) 쪽으로 이동하는 증착 물질 중 일부를 차단하는 역할을 수행한다.
상세히,박막 증착 장치에 의하여 증착되는 증착막은 중앙 부분이 볼록한 형태를 이루기 때문에, 이를 균일하게 만들기 위해서는 중앙 부분으로 향하는 증착 물질 중 일부를 차단하여야 한다. 따라서, 보정판(도 1의 190 참조)을 증착 물질의 이동 경로 중간에 배치하여, 증착 물질 중 일부를 차단한다. 이때, 보정판(도 1의 190 참조)은 원호 내지 코사인 곡선 형상으로 형성되기 때문에, 상대적으로 돌출 형성된 중앙 부분에는 증착 물질이 많이 충돌하게 되어 증착 물질을 더 많이 차단하게 되고, 가장자리 부분에는 증착 물질이 덜 충돌하게 되어 증착 물질을 더 적게 차단하게 되는 것이다. 이 경우, 증착 공간(S) 내에서 막 두께가 가장 얇은 부분, 일반적으로는 증착 공간(S)의 양끝 부분의 막 두께가 전체 막 두께가 되도록 보정판(도 1의 190 참조)을 형성할 수 있다.
이와 같이, 증착 물질의 이동 경로에 보정판을 배치함으로써, 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막이 도 5의 선 B와 같은 형태로 보정될 수 있다. 즉, 증착 물질이 많이 증착되는 부분은 보정판의 높이를 크게 하여 증착 물질을 많이 차단하고, 증착 물질이 적게 증착되는 부분은 보정판의 높이를 작게 하여 증착 물질 을 적게 차단함으로써, 전체적인 증착 물질의 두께가 균일하도록 증착량을 보정하는 것이다.
본 발명에 의해서 기판에 증착된 박막의 균일도가 1~2% 오차 범위 이내로 균일하게 형성됨으로써, 제품 품질 및 신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에 의해 기판에 증착된 증착막의 분포 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 여기서, 도 6은 각각의 개구부(즉 제1 슬릿)에서 방출되는 유기물 방사량이나 방사 계수가 서로 상이한 경우를 나타내는 도면이다. 도 6에서, S는 각각의 증착 공간을 의미하며, d는 서로 이웃한 차단벽 사이의 거리를 의미한다.
도 6에는, 보정판을 구비하지 아니한 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막의 분포 형태가 선 C로 도시되어 있고, 보정판을 구비한 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막의 분포 형태가 선 D로 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 진공에서의 유기물 방사는 코사인 법칙(cosine law)에 따라 제1 슬릿(도 1의 121 참조)에 수직인 부분, 즉 각 증착 공간(S)의 중심 부분으로 가장 많은 유기물이 방사되고, 차단벽(도 1의 131 참조) 쪽으로 근접할수록 방사되는 유기물의 양이 감소한다. 그런데, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치와 같이, 증착 물질이 방사되는 제1 슬릿이 다수 개 존재하는 경우, 현실적으로 증착원(도 1의 110 참조)의 내부 온도가 일정하지 아니하고, 증착원(도 1의 110 참조)의 중앙 부분과 가장자리 부분의 기하학적 조건이 다르기 때문에, 제1 슬릿마다 유기물 방사량이나 방사 계수가 상이할 수 있다. 따라서, 이 경우 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막은 도 6의 선 C와 같은 형태로 형성된다. 즉, 각 증착 공간(S) 내에서는 중앙 부분이 볼록한 형태를 보이며, 전체적으로 보았을 때에는 각 증착 공간(S)의 최대 막 두께가 증착 공간(S)마다 상이해 지는 것이다.
이 경우, 각각의 증착 공간(S)의 중심부로부터의 거리와 증착된 막의 두께 사이의 관계는 실험을 통하여 용이하게 도출할 수 있으며, 대부분의 경우 cosn(θ)의 함수로 표현될 수 있다.
여기서, 도 6이 도 5와 다른 점은 증착막의 최대 두께가 각 증착 공간(S)마다 다르기 때문에, 보정판(도 1의 190 참조) 역시 각 증착 공간(S)마다 다르게 형성된다는 점이다. 즉, 도 6의 가장 왼쪽의 증착 공간(S)과 같이 최대 막 두께가 상대적으로 두꺼운 증착 공간(S)의 경우, 보정판(도 1의 190 참조)의 크기를 크게 하여 증착 물질이 상대적으로 많이 충돌하게 함으로써 증착 물질을 더 많이 차단하도록 한다. 반면, 도 6의 가장 오른쪽의 증착 공간(S)과 같이 최대 막 두께가 상대적으로 얇은 증착 공간(S)의 경우, 보정판(도 1의 190 참조)의 크기를 작게 하여 증착 물질이 상대적으로 적게 충돌하게 함으로써 증착 물질을 적게 차단하도록 한다. 이 경우, 막 두께가 가장 얇은 증착 공간(S)의 최소 막 두께가 전체 막 두께가 되도록 보정판(190)을 형성할 수 있다.
이와 같이, 증착 물질의 이동 경로에 보정판을 배치함으로써, 박막 증착 장치에 의하여 증착된 증착막이 도 6의 선 D와 같은 형태로 보정될 수 있다. 즉, 보정판이 각 증착 공간(S) 내에서의 막 두께를 균일하게 조절할 뿐만 아니라, 기판상 에 증착된 증착막의 전체적인 막 두께를 균일하게 조절하는 역할까지 수행하는 것이다.
본 발명에 의해서 기판에 증착된 박막의 균일도가 1~2% 오차 범위 이내로 균일하게 형성됨으로써, 제품 품질 및 신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 관한 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예는 다른 부분은 원 실시예와 동일하고, 보정판의 구성이 특징적으로 달라진다. 따라서, 본 변형예에서는 원 실시예와 동일한 인용 부호를 사용하는 구성 요소들에 대하여서는 그 자세한 설명을 생략하도록 한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 관한 박막 증착 장치(100)는 증착원(110), 제1 노즐(120), 차단벽 어셈블리(130), 제2 노즐(150), 제2 노즐 프레임(155) 및 기판(160)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치(100)는 보정판(190')을 더 포함한다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에서는, 보정판(190')이 제1 차단벽 어셈블리(130)의 하단부가 아니라 중앙부에 형성되어 있는 것을 일 특징으로 한다. 또한, 보정판(190')의 형상은 원호 내지 코사인 곡선을 상하로 결합시킨 형태로 형성될 수 있다. 이외에도, 도면에는 도시되지 않았지만, 보정판은 제1 차단벽 어셈블리뿐 아니라 제2 차단벽 어셈블리 측에도 형성될 수 있으며, 그 형성 위치도, 차단벽 어셈블리의 하단부, 중앙부 및 상단부 등에 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 그 형상 역시 기판 전체의 막 균일도를 확보할 수 있는 형상이라면, 원호, 코사인 곡선 및 이를 상하로 결합시킨 형상뿐 아니라, 다양한 형상으로 형성될 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 관한 박막 증착 장치(200)는 증착원(210), 제1 노즐(220), 제1 차단벽 어셈블리(230), 제2 차단벽 어셈블리(240), 제2 노즐(250), 제2 노즐 프레임(255) 및 기판(260)을 포함한다.
여기서, 도 8에는 설명의 편의를 위해 챔버를 도시하지 않았지만, 도 8의 모든 구성은 적절한 진공도가 유지되는 챔버 내에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 증착 물질의 직진성을 확보하기 위함이다.
이러한 챔버(미도시) 내에는 피 증착체인 기판(260)이 배치된다. 그리고, 챔버(미도시) 내에서 기판(260)과 대향하는 측에는, 증착 물질(215)이 수납 및 가열되는 증착원(210)이 배치된다. 증착원(210)은 도가니(211)와, 히터(212)를 포함한다.
증착원(210)의 일 측, 상세하게는 증착원(210)에서 기판(260)을 향하는 측에는 제1 노즐(220)이 배치된다. 그리고, 제1 노즐(220)에는, Y축 방향을 따라서 복수 개의 제1 슬릿(221)들이 형성된다.
제1 노즐(220)의 일 측에는 제1 차단벽 어셈블리(230)가 구비된다. 상기 제1 차단벽 어셈블리(230)는 복수 개의 제1 차단벽(231)들과, 제1 차단벽(231)들 외측에 구비되는 제1 차단벽 프레임(232)을 포함한다.
제1 차단벽 어셈블리(230)의 일 측에는 제2 차단벽 어셈블리(240)가 구비된다. 상기 제2 차단벽 어셈블리(240)는 복수 개의 제2 차단벽(241)들과, 제2 차단벽(241)들 외측에 구비되는 제2 차단벽 프레임(242)을 포함한다.
그리고, 증착원(210)과 기판(260) 사이에는 제2 노즐(250) 및 제2 노즐 프레임(255)이 더 구비된다. 제2 노즐 프레임(255)은 대략 창문 틀과 같은 격자 형태로 형성되며, 그 내측에 제2 노즐(250)이 결합된다. 그리고, 제2 노즐(250)에는 Y축 방향을 따라서 복수 개의 제2 슬릿(251)들이 형성된다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 관한 박막 증착 장치(200)는 차단벽 어셈블리가 제1 차단벽 어셈블리(230)와 제2 차단벽 어셈블리(240)로 분리되어 있는 것을 일 특징으로 한다.
상세히, 상기 복수 개의 제1 차단벽(231)들은 Y축 방향을 따라서 서로 나란하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 제1 차단벽(231)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 제1 차단벽(231)은 도면에서 보았을 때 XZ평면과 나란하도록, 다시 말하면 Y축 방향에 수직이 되도록 형성된다.
또한, 상기 복수 개의 제2 차단벽(241)들은 Y축 방향을 따라서 서로 나란하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 복수 개의 제2 차단벽(241)들은 등 간격으로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 제2 차단벽(241)은 도면에서 보았을 때 XZ평면과 나란하도록, 다시 말하면 Y축 방향에 수직이 되도록 형성된다.
이와 같이 배치된 복수 개의 제1 차단벽(231) 및 제2 차단벽(241)들은 제1 노즐(220)과 제2 노즐(250) 사이의 공간을 구획하는 역할을 수행한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시예에 관한 박막 증착 장치(200)는 상기 제1 차단벽(231) 및 제2 차단벽(241)에 의하여, 증착 물질이 분사되는 각각의 제1 슬릿(221) 별로 증착 공간이 분리되는 것을 일 특징으로 한다.
여기서, 각각의 제2 차단벽(241)들은 각각의 제1 차단벽(231)들과 일대일 대응하도록 배치될 수 있다. 다시 말하면, 각각의 제2 차단벽(241)들은 각각의 제1 차단벽(231)들과 얼라인(align) 되어 서로 나란하게 배치될 수 있다. 즉, 서로 대응하는 제1 차단벽(231)과 제2 차단벽(241)은 서로 동일한 평면상에 위치하게 되는 것이다. 이와 같이, 서로 나란하게 배치된 제1 차단벽(231)들과 제2 차단벽(241)들에 의하여, 제1 노즐(220)과 후술할 제2 노즐(250) 사이의 공간이 구획됨으로써, 하나의 제1 슬릿(221)으로부터 배출되는 증착 물질은 다른 제1 슬릿(221)에서 배출된 증착 물질들과 혼합되지 않고, 제2 슬릿(251)을 통과하여 기판(260)에 증착되는 것이다. 다시 말하면, 제1 차단벽(231)들 및 제2 차단벽(241)들은 제1 슬릿(221)을 통해 배출되는 증착 물질이 분산되지 않도록 증착 물질의 Y축 방향의 이동 경로를 가이드 하는 역할을 수행한다.
도면에는, 제1 차단벽(231)의 길이와 제2 차단벽(241)의 Y축 방향의 폭이 동일한 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 제2 노즐(250)과의 정밀한 얼라인(align)이 요구되는 제2 차단벽(241)은 상대적으로 얇게 형성되는 반면, 정밀한 얼라인이 요구되지 않는 제1 차단벽(231)은 상대적으로 두껍게 형성되어, 그 제조가 용이하도록 하는 것도 가능하다 할 것이다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 관한 박막 증착 장치(200)는 기판(260) 전체의 막 균일도를 확보하기 위해서 보정판(290)을 더 구비하는 것을 일 특징으로 한다. 상세히, 보정판(290)은 서로 이웃하고 있는 제1 차단벽(231)들 사이에 대략 원호 또는 코사인 곡선 형상으로 반복적으로 배치된다. 보정판(290)은 제1 슬릿(221)으로부터 제2 슬릿(251) 쪽으로 이동하는 증착 물질 중 일부를 차단하는 역할을 수행한다. 이러한 보정판에 의해서 기판에 증착된 박막의 균일도가 1~2% 오차 범위 이내로 균일하게 형성됨으로써, 제품 품질 및 신뢰성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 보정판에 대하여는 제1 실시예에서 상세히 기술하였으므로, 본 실시예에서는 그 자세한 설명은 생략한다.
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 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 증착 장치의 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 1의 증착 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에서 증착 물질이 증착되고 있는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 4a와 같이 차단벽에 의해 증착 공간이 분리된 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이다.
도 4c는 증착 공간이 분리되지 아니한 상태에서 발생하는 음영(shadow)을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 관한 박막 증착 장치에 의해 기판에 증착된 증착막의 분포 형태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 일 변형예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 박막 증착 장치 110: 증착원
120: 제1 노즐 130: 차단벽 어셈블리
131: 차단벽 132: 차단벽 프레임
150: 제2 노즐 155: 제2 노즐 프레임
160: 기판 190: 보정판

Claims (40)

  1. 피 증착체 상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서,
    증착 물질을 방사하는 증착원;
    상기 증착원의 일 측에 배치되며, 제1 방향을 따라 복수 개의 제1 슬릿들이 형성되는 제1 노즐;
    상기 증착원과 대향되게 배치되고, 상기 제1 방향을 따라 복수 개의 제2 슬릿들이 형성되는 제2 노즐;
    상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 상기 제1 방향을 따라 배치되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획하는 복수 개의 차단벽들을 구비하는 차단벽 어셈블리; 및
    상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되어 상기 증착원으로부터 방사되는 상기 증착 물질 중 적어도 일부를 차단하는 보정판을 포함하고,
    상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간 내에서의 박막의 두께가 실질적으로 동일하게 형성되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서 멀어질수록 높이가 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보정판은 원호 또는 코사인 곡선의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 높이가 각 증착 공간의 단부에서의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 상기 증착 물질의 차단량이 상기 각 증착 공간의 단부에서의 상기 증착 물질의 차단량보다 많도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은 서로 인접한 상기 차단벽들 사이에 각각 형성되는 것을 특징 으로 하는 박막 증착 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간마다 형성되고,
    상기 각 증착 공간에 배치된 상기 제1 슬릿에서 방사되는 상기 증착 물질의 방사량 또는 방사 계수에 따라 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능한 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    복수 개의 상기 증착 공간마다 증착되는 박막의 두께가 동일하도록 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능한 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 차단벽들 각각은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직인 제2 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 차단벽들은 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단벽들과 상기 제2 노즐은 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단벽 어셈블리는 상기 박막 증착 장치로부터 분리 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단벽 어셈블리는 복수 개의 제1 차단벽들을 구비하는 제1 차단벽 어셈블리와, 복수 개의 제2 차단벽들을 구비하는 제2 차단벽 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직인 제2 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 서로 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 서로 대응되는 제1 차단벽 및 제2 차단벽은 실질적으로 동일한 평면상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 노즐은, 상기 증착원에서 기화된 증착 물질이 증착되는 피 증착체로부터 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동하면서 상기 피 증착체에 상기 증착 물질을 증착하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  20. 제 10 항에 있어서,
    상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향에 대하여 각각 수직인 제3 방향을 따라 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  21. 피 증착체 상에 박막을 형성하기 위한 박막 증착 장치에 있어서,
    증착 물질을 방사하는 증착원;
    상기 증착원의 일 측에 구비되며, 서로 대향되게 배치되는 제1 노즐과 제2 노즐;
    상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되는 복수 개의 차단벽들을 구비하는 차단벽 어셈블리; 및
    상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 배치되어 상기 증착원으로부터 방사되는 상기 증착 물질 중 적어도 일부를 차단하는 보정판;을 포함하고,
    상기 제2 노즐은 상기 피 증착체와 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 복수 개의 차단벽들은 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이에 제1 방향을 따라 배치되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간 내에서의 박막의 두께가 실질적으로 동일해지도록 구비되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서 멀어질수록 높이가 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 보정판은 원호 또는 코사인 곡선의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  26. 제 22 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 높이가 각 증착 공간의 단부에서의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  27. 제 22 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간의 중심에서의 상기 증착 물질의 차단량이 상기 각 증착 공간의 단부에서의 상기 증착 물질의 차단량보다 많도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 보정판은 서로 인접한 상기 차단벽들 사이에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 보정판은 상기 각 증착 공간마다 형성되고,
    상기 각 증착 공간에 배치된 상기 제1 슬릿에서 방사되는 상기 증착 물질의 방사량 또는 방사 계수에 따라 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능한 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    복수 개의 상기 증착 공간마다 증착되는 박막의 두께가 동일하도록 상기 각각의 보정판의 크기 또는 형상이 변경 가능한 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  31. 제 21 항에 있어서,
    상기 복수 개의 차단벽들은 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  32. 제 21 항에 있어서,
    상기 차단벽들과 상기 제2 노즐은 소정 간격을 두고 이격되도록 형성되는 것 을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  33. 제 21 항에 있어서,
    상기 차단벽 어셈블리는 상기 박막 증착 장치로부터 분리 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  34. 제 22 항에 있어서,
    상기 차단벽 어셈블리는 복수 개의 제1 차단벽들을 구비하는 제1 차단벽 어셈블리와, 복수 개의 제2 차단벽들을 구비하는 제2 차단벽 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 상기 제1 방향과 실질적으로 수직인 제2 방향으로 형성되어, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐 사이의 공간을 복수 개의 증착 공간들로 구획하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 차단벽들 및 상기 복수 개의 제2 차단벽들 각각은 서로 대응되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 서로 대응되는 제1 차단벽 및 제2 차단벽은 실질적으로 동일한 평면상에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  38. 제 21 항에 있어서,
    상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체에 대하여 상대적으로 이동하면서 상기 피 증착체에 상기 증착 물질을 증착하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 증착원, 상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 상기 보정판 및 상기 차단벽 어셈블리는 상기 피 증착체와 평행한 면을 따라 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 박막 증착 장치.
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