KR101169002B1 - 유기막 증착 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기막 증착 장치 및 방법에 관한 것으로, 증착용 기판의 도전층에 전원을 인가함으로써 발생하는 주울 열을 이용하여 소자 기판에 유기막을 증착하기 위한 유기막 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성되는 도전층 및 상기 도전층 상에 형성되는 유기막 물질층을 포함하는 증착용 기판; 상기 증착용 기판의 일측에 위치하며, 상기 도전층에 전압을 인가하는 전극 단자를 포함하는 전원 인가 수단; 및 원활하게 균일한 면접촉이 이루어지도록 하여 상기 도전층에 균일한 전계를 형성할 수 있도록 하며, 상기 도전층과 상기 전극 단자 사이에 위치하는 도전성 패드를 포함하는 유기막 증착 장치를 제공한다.

Description

유기막 증착 장치 및 방법{Apparatus and method for forming organic film}
본 발명은 유기막 증착 장치 및 방법에 관한 것으로, 증착용 기판의 도전층에 전원을 인가함으로써 발생하는 주울 열을 이용하여 소자 기판에 유기막을 증착하기 위한 유기막 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.
평판 표시장치 중 유기 발광 표시장치는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어, 장치의 크기에 상관없이 동화상 표시 매체로서 장점이 있다. 또한, 저온 제작이 가능하고, 기존이 반도체 공정 기술을 바탕으로 제조할 수 있다는 이점이 있다.
상기 평판 표시장치 또는 유기 발광 표시장치의 박막의 형성은 사용하는 재료와 공정에 따라 습식 공정을 사용하는 고분자형 소자와 증착 공정을 사용하는 저분자형 소자로 크게 나눌 수 있다.
예를 들어, 상기 고분자 또는 저분자 발광층의 형성 방법 중 잉크젯 프린팅 방법의 경우 발광층 이외의 유기층들의 재료가 제한적이고, 기판 상에 잉크젯 프린팅을 위한 구조를 형성해야 하는 번거로움이 있다.
또한, 증착 공정에 의해 발광층을 형성하는 경우, 별도의 마스크를 사용하는데, 상기 마스크는 평판 표시장치가 대형화가 될수록 마스크도 대형화가 되어야 하며, 이때, 상기 마스크는 대형화가 될수록 처짐 현상이 발생하는 문제점이 있다.
마스크의 처짐 현상이 발생하게 되면, 박막이 형성되는 대상물과의 얼라인이 어려우며, 얼라인이 제대로 이루어지지 않는 경우, 원하는 패턴의 박막을 형성하지 못할 수도 있으므로, 마스크의 처짐 현상을 방지하기 위한 대책 마련이 필요하므로, 대형 소자의 제작에 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 대형 소자의 제작에 유리한 유기막 증착 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 유기막 증착 장치 및 방법을 이용하여 양질의 유기막을 형성하는 데 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성되는 도전층 및 상기 도전층 상에 형성되는 유기막 물질층을 포함하는 증착용 기판; 상기 증착용 기판의 일측에 위치하며, 상기 도전층에 전압을 인가하는 전극 단자를 포함하는 전원 인가 수단; 및 원활하게 균일한 면접촉이 이루어지도록 하여 상기 도전층에 균일한 전계를 형성할 수 있도록 하며, 상기 도전층과 상기 전극 단자 사이에 위치하는 도전성 패드를 포함하는 유기막 증착 장치를 제공한다.
본 발명의 상기 도전층은 전압 인가 영역을 포함하며, 상기 전극 단자는 상기 전압 인가 영역에 위치하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 상기 도전층은 전압 인가 영역을 포함하고, 상기 전압 인가 영역에 상기 도전성 패드가 위치하고, 상기 도전성 패드 상에 상기 전극 단자가 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 증착용 기판은 상기 도전층과 상기 유기막 물질층 사이에 위치하며, 홈 또는 홀을 구비하는 제1 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 홀을 구비하는 제1 절연막 상에 사이에 위치하는 제2 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성된 도전층 및 상기 도전층 상에 형성되는 유기막 물질층을 포함하는 증착용 기판을 제공하고, 상기 증착용 기판의 일측에 위치하고, 전극 단자를 포함하는 전원 인가 수단을 제공하고, 원활하게 균일한 면접촉이 이루어지도록 하여 상기 도전층에 균일한 전계를 형성할 수 있도록 하며, 상기 도전층과 상기 전극 단자 사이에 위치하는 도전성 패드를 제공하고, 상기 전극 단자로부터 공급되는 전압에 의해 상기 도전층에 전계를 인가하여 상기 유기막 물질층을 주울 가열하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법을 제공한다.
따라서, 본 발명은 대형 소자의 제작에 유리한 유기막을 증착할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 소자의 제작 시 리소그라피 공정이나 별도의 쉐도우 마스크 없이 유기막을 패터닝할 수 있다.
또한, 본 발명은 종래의 성막 방법에 비하여, 비교적 짧은 시간 내에 성막을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 도전층에 균일한 전계를 형성하여 양질의 유기막을 형성할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 유기막 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 A방향에서 본 정면도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 증착용 기판을 도시한 평면도이다.
도 2b 내지 2d는 도 2a의 증착용 기판의 제조 방법을 설명하기 위해 도 2a의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절취한 단면도들이다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 증착용 기판 및 전압 인가 수단을 이용하여 유기막을 소자 기판에 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증착용 기판의 개략적인 구성을 나타낸 단면도들이다.
도 5a 및 5b는 제2 실시예에 따른 증착용 기판 및 전압 인가 수단을 이용하여 유기막을 소자 기판에 증착하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착용 기판의 개략적인 구성을 나타낸 단면도들이다.
7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 증착용 기판의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도 8a 내지 8g는 본 발명에 따른 전극 단자와 도전성 패드의 예를 도시한 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 유기막 증착 장치 및 방법을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 유기 발광 표시장치의 유기 발광층을 형성하는데 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 유기 발광 표시장치, 액정 표시장치 등 평판 표시장치 영역 이외에 유기막을 포함하는 다양한 분야에 널리 적용될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 유기막 증착 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 A방향에서 본 정면도이다.
도 1a 및 1b을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기막 증착 장치(1)는 증착용 기판(20) 및 전압 인가 수단(30)을 포함하며, 상기 전압 인가 수단(30)은 상기 증착용 기판(20)의 일측에 위치하며, 상기 증착용 기판(20)에 전압을 인가한다.
상기 증착용 기판(20) 및 상기 전압 인가 수단(30)은 챔버(10) 내에 위치할 수 있으며, 상기 챔버(10)는 유기막을 증착하기 위한 일련의 공정이 진행되는 공간을 제공하고, 공정 진행 중에는 상기 챔버(10)의 내부는 진공 상태를 유지한다.
이때, 상기 전압 인가 수단(30)의 모든 구성이 상기 챔버(10) 내에 위치할 수 있으며, 일부의 구성은 상기 챔버(10)의 외부에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 상기 전압 인가 수단(30)의 전원 공급부(33)는 수천 Volt 내지 수만 Volt의 전압을 공급하기 때문에 상기 챔버(10) 내부에 위치하면 증착 장치들 또는 증착 과정에 영향을 미칠 수 있으므로, 상기 챔버(10) 외부에 위치할 수도 있다.
상기 증착용 기판(20)은 베이스 기판(21) 및 상기 베이스 기판(21) 상에 형성되는 도전층(23) 및 상기 도전층(23)이 형성된 상기 베이스 기판(21)에 형성되는 유기막 물질층(25)을 포함하며, 상기 베이스 기판(21)은 유리, 플라스틱과 같은 재질로 형성될 수 있다.
상기 도전층(23)은 후술할 바와 같이 소자 기판(50) 상에 상기 유기막 물질층(25)을 증착하기 위해서 패터닝되어 형성되며, 상기 도전층(23)의 패턴 형상에 따라 상기 유기막 물질층(25)이 상기 소자 기판(50)에 증착된다.
한편, 상기 도전층(23)은 상기 유기막 물질층(25)이 형성되지 않는 영역을 포함하며, 상기 유기막 물질층(25)이 형성되지 않는 영역에는 후술할 바와 같은 전극 단자(31) 또는 도전성 패드(40)가 위치하여 전압을 인가하며, 이하, 상기 전극 단자(31) 또는 도전성 패드(40)가 위치하는 영역을 상기 도전층(23)의 전압 인가 영역(231)이라 한다.
상기 전압 인가 수단(30)은 전극 단자(31) 및 상기 전극 단자(31)와 전기적으로 연결되며, 상기 전극 단자(31)에 전압을 공급하는 전원 공급부(33)를 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 전극 단자(31)는 상기 전원 공급부(33)로부터 서로 다른 전압을 공급받는 제1 및 제2 단자(31a, 31b)를 포함한다.
물론, 본 실시 예에서는 편의를 위하여 간단한 구성을 예로 들어 설명하나, 상기 전압 인가 수단(30)의 구성은 다양한 구성을 더 추가하거나 형태를 변경한 다른 실시 예들로 구체화될 수 있다. 하지만, 이러한 추가되는 구성 및 형태의 변경이 본 발명의 범주를 벗어나는 것은 아니다.
상기 전원 공급부(33)로부터 공급되는 전압은 상기 전극 단자(31)에 인가되고, 상기 전극 단자(31)에 인가된 전압은 상기 증착용 기판(20)의 도전층(23)에 인가된다. 따라서, 상기 도전층(23)에는 전계가 형성되어 전류가 흐르게 되고, 상기 도전층(23)에는 주울 열이 발생하게 된다.
또한, 상기 유기막 증착 장치(1)는 상기 증착용 기판(20)과 상기 전압 인가 수단(30) 사이에 위치하는 도전성 패드(40)를 더 포함할 수 있으며, 상세하게는 상기 도전성 패드(40)는 상기 증착용 기판(20)의 도전층(23)과 상기 전압 인가 수단의 전극 단자(31) 사이에 위치한다.
이때, 상기 전원 공급부(33)로부터 공급되는 전압은 상기 도전성 패드(40)를 거쳐 상기 증착용 기판(20)의 도전층(23)에 인가됨은 당연하다.
상기 도전성 패드(40)는 상기 전극 단자(31)의 제1 및 제2 단자(31a, 31b)와 대응되도록 분리되어 형성될 수 있고, 상기 제1 및 제2 단자(31a, 31b)와 모두 접촉될 수 있는 크기의 하나의 패드로 형성될 수도 있다. 다만, 본 실시 예에서는 상기 도전성 패드(40)가 상기 제1 및 제2 단자(31a, 31b)와 대응되도록 분리된 형상인 것을 도시하여 설명하나, 이러한 실시 예로부터 하나의 패드를 형성한 경우를 충분히 이해할 수 있으므로, 이에 대해서는 상술하지 않기로 한다.
상기 도전성 패드(40)는 금, 은, 구리, 니켈, 실버/글래스, 실버/구리 등의 전기 전도성이 높은 금속 분말을 단일 또는 적어도 두 종류 이상 혼합한 것을 폴리 우레탄이나 실리콘 등의 액체 상태의 고부나 수지에 분산 및 믹싱하여 함께 혼합하고, 이를 판상으로 제조한 것으로 도전성과 쿠션력을 가지고 있다.
한편, 상기 도전성 패드(40)는 상기 도전층(23) 또는 상기 전극 단자(31)에 부착되어 일체화될 수 있으며, 상기 도전성 패드(40)를 상기 도전층(23) 또는 상기 전극 단자(31)에 부착하기 위해 도전성 무기재 양면 테이프 또는 도전성 기재 양면 테이프를 사용하거나, 전도성 접착제를 사용할 수 있다.
또는, 상기 도전성 패드(40)는 상기 도전층(23) 또는 상기 전극 단자(31)와 부착되지 않은 형태로 유기막 증착 공정시 상기 도전층(23)과 상기 전극 단자(31) 사이에 별도로 제공될 수 있다.
이와 같이, 도전성과 쿠션력을 가지는 도전성 패드(40)를 도전층(23)과 전극 단자(31) 사이에 위치시킴으로써, 도전층(23)과 전극 단자(31)가 접촉하는 면이 균일하지 않더라도 상기 도전성 패드(40)에 의해 균일한 면접촉이 가능하므로, 도전층(23)에 균일한 전계를 형성할 수 있다.
또한, 상기 유기막 증착 장치(1)는 증착 공정 중에는 상기 증착용 기판(20)과 대면하여 배치되는 소자 기판(50)을 더 포함한다. 상기 소자 기판(50)은 상기 유기막 물질층(25)과 대면하도록 배치되어, 상기 증착용 기판(20)으로부터 증발된 유기막 물질층(25)이 상기 소자 기판(50) 상에 증착되어, 성막하고자 하는 일정한 유기막이 형성된다.
다만, 본 실시 예에서는 상기 증착용 기판(20)이 상기 챔버(10) 내의 하부에 위치하고, 상기 증착용 기판(20) 상에 소자 기판(50)이 배치되는 것을 도시하고 있으나, 이와는 반대로, 증착용 기판(20)이 상기 챔버(10) 내의 상부에 위치하고, 상기 증착용 기판(20) 하부에 소자 기판(50)이 배치될 수도 있으며, 본 발명에서 증착용 기판(20)과 소자 기판(50)의 위치 관계를 한정하는 것은 아니다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 증착용 기판을 도시한 평면도이고, 도 2b 내지 2d는 도 2a의 증착용 기판의 제조 방법을 설명하기 위해 도 2a의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 절취한 단면도들이다.
도 2b 내지 2d를 참조하면, 먼저, 유리, 플라스틱 등으로 형성되는 베이스 기판(21) 상에 도전층 물질(23a)을 증착하고, 이를 패터닝하여 도전층(23)을 형성한다.
상기 베이스 기판(21) 상에 도전층 물질(23a)을 형성하는 것은 공지된 성막 방법인 저압화학 증착법, 상압화학 증착법, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법, 스퍼터링법, 진공 증착(Vacuum evaporation) 등의 방법에 의하여 형성할 수 있으며, 본 발명에서 상기 도전층 물질(23a)의 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 도전층 물질(23a)의 재질은 금속 또는 금속 합금을 사용할 수 있다. 상기 금속 또는 금속 합금은 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 몰리텅스텐(MoW) 등일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 도전층 물질(23a)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 도전층 물질(23a)을 패터닝하여 도전층(23)을 형성하는 것은 공지된 사진 식각 공정에 의하여 진행할 수 있다.
이때, 상기 도전층(23)은 본 발명에 따른 유기막 증착 장치(1)에 의하여 형성되는 유기막의 패턴에 대응하여 형성된다.
계속해서, 상기 도전층(23)이 형성된 상기 베이스 기판(21)에 유기막 물질층(25)을 형성하여, 도 2a에 도시된 바와 같은 증착용 기판을 완성한다.
상기 유기막 물질층(25)은 공지된 성막 방법인 저압화학 증착법, 상압화학 증착법, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법, 스퍼터링법, 진공 증착(vacuum evaporation)법 등의 방법에 의하여 형성할 수 있으며, 본 발명에서 상기 유기막 물질층(25)의 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.
도 3a 내지 3d는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 증착용 기판 및 전압 인가 수단을 이용하여 유기막을 소자 기판에 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3a 및 3b는 도 1a의 I-I선을 따라 절취한 단면도로서, 도 3a는 유기막이 소자 기판에 형성되기 전의 단면도이고, 도 3b는 유기막이 소자 기판에 형성된 후의 단면도이다. 도 3c 및 3d는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절취한 단면도로서, 도 3c는 유기막이 소자 기판에 형성되기 전의 단면도이고, 도 3d는 유기막이 소자 기판에 형성된 후의 단면도이다.
도 3a 및 3c을 참조하면, 증착용 기판(20)의 도전층(23)의 전압 인가 영역(231) 상에 도전성 패드(40)가 위치하고, 상기 도전성 패드(40) 상에 전극 단자(31)가 위치한다.
다만, 상기 도전성 패드(40)가 위치하지 않는 경우, 상기 전극 단자(31)가 상기 도전층(23)의 전압 인가 영역(231) 상에 위치한다.
상기와 같이 정렬된 상태에서, 전원 공급부(33)로부터 공급되는 전압이 상기 전극 단자(31) 및 상기 도전성 패드(40)를 통하여 상기 도전층(23)에 전달된다.
따라서, 상기 도전층(23)에는 전계가 형성되어, 전류가 흐르게 되며, 이로 인해 상기 도전층(23)에는 주울 열이 발생된다. 이때, 발생되는 주울 열에 의해 도전층(23) 상에 형성된 유기막 물질층(25a)은 가열되어 증발하게 되고, 도 3b 및 3d와 같이, 증발된 유기막 물질층(25a)은 소자 기판(50)에 증착되어, 성막하고자 하는 일정한 유기막(60)이 형성된다.
상기 도전층(23)에 대한 전계 인가는 도전층(23)의 저항, 길이, 두께 등 다양한 요소들에 의해 결정되므로 특정되기는 어렵다.
다만, 유기막 물질층의 원활한 증발을 위해서는 상기 도전층(23)과 대응되는 영역의 유기막 물질층(25a)에 가해지는 온도가 상기 유기막 물질층(25)의 녹는점보다 10℃ 이상 높은 것이 바람직하며 도전층(23)의 녹는점 이하인 것이 바람직하며, 이를 위하여 약 1kw/cm2 내지 1,000Kw/cm2의 전계가 인가되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 온도가 유기막 물질층(25)의 녹는점 미만인 경우는 유기막 물질층의 증발이 어려울 수 있으며, 또한, 상기 온도가 도전층(23)의 녹는점을 초과하는 경우는 정확한 패턴의 증착이 어렵게 된다.
즉, 본 발명에서 증발되어야 할 유기막 물질층은 도전층(23)과 대응되는 영역의 유기막 물질층(25a)이어야 하나, 상기 온도가 상기 도전층(23)의 녹는점을 초과하는 경우는 상기 도전층(23)도 증발이 일어나게 되므로, 성막하고자 하는 패턴의 조성, 두께 및 형상 등이 불균일해지며, 심한 경우 도전층(23)이 견디지 못하고 파괴되는 현상이 일어나게 된다.
이때, 전계의 1회 인가 시간은 1/1,000,000 ~ 100 초일 수 있으며, 바람직하게는 1/1,000,000 ~ 10초, 더욱 바람직하게는 1/1,000,000 ~ 1초이다.
이러한 전계의 인가는 규칙적 또는 불규칙적 단위로 수회 반복될 수 있다. 따라서, 총 열처리 시간은 상기의 전계 인가 시간보다 클 수 있지만, 이는 적어도 종래의 성막 방법들과 비교하여 매우 짧은 시간이다.
또한, 종래의 성막 방법 중 증착용 마스크를 구비한 증착 장치에 의한 박막의 형성은 평판 표시장치가 대형화가 될수록 상기 증착용 마스크도 대형화가 되어야 하며, 이 경우, 마스크의 처짐 현상 등으로 인하여 마스크와 대상물 간의 얼라인이 어려워 대형 소자의 제작에 어려움이 있었으나, 본 발명에 따른 증착용 기판을 사용하여 성막 공정을 실시하는 경우, 증착용 기판의 두께가 두껍기 때문에 평판 표시장치가 대형화되더라도 기판의 처짐 현상 등은 발생하지 않게 되고, 따라서, 대형 소자의 제작이 가능하게 된다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증착용 기판(20a)의 개략적인 구성을 나타낸 단면도들이고, 도 5a 및 5b는 제2 실시예에 따른 증착용 기판 및 전압 인가 수단을 이용하여 유기막을 소자 기판에 증착하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
먼저, 도 4a를 참조하면, 유리, 스테인리스 스틸 또는 플라스틱 등으로 형성되는 베이스 기판(100) 상에 도전층(110)을 형성한다.
상기 베이스 기판(100) 상에 도전층(110)을 형성하는 것은 공지된 성막 방법인 저압화학 증착법, 상압화학 증착법, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법, 스퍼터링법, 진공 증착(Vacuum evaporation) 등의 방법에 의하여 형성할 수 있으며, 본 발명에서 상기 도전층(110)의 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 도전층(110)의 재질은 금속 또는 금속 합금을 사용할 수 있다. 상기 금속 또는 금속 합금은 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 또는 몰리텅스텐(MoW) 등일 수 있으며, 다만, 본 발명에서 상기 도전층(110)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
계속해서, 도 4b를 참조하면, 상술한 바와 같은 공지된 성막 방법에 의하여, 상기 도전층(110) 상에 절연막(120)을 형성하고, 상기 절연막(120)의 일정 영역을 제거하여 상기 절연막(120) 내에 홈(121)을 형성한다.
상기 절연막(120)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly(phenylenethers) resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly(phenylenesulfides) resin) 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질을 사용할 수 있고, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산질화막을 사용하여 형성할 수 있으며, 본 발명에서 상기 절연막(120)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 절연막(120)의 일정 영역을 제거하여 상기 절연막(120) 내에 홈(121)을 형성하는 것은 공지된 사진 식각 공정에 의하여 진행할 수 있으며, 본 발명에서 상기 홈(121)을 형성하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
상기 절연막(120)은 도 4b에 도시된 바와 같이 t1의 두께를 가지며, 상기 홈(121)이 형성된 영역에서의 절연막은 t2의 두께를 갖도록 형성되어, 따라서, 상기 홈(121)이 형성된 영역의 절연막의 두께는 홈이 형성되지 않은 영역의 절연막의 두께보다 얇게 된다.
계속해서, 도 4c를 참조하면, 상기 홈(121)이 형성된 절연막(120) 상부 전면에 유기막 물질층(140)을 형성한다.
상기 유기막 물질층(140)은 공지된 성막 방법인 저압화학 증착법, 상압화학 증착법, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법, 스퍼터링법, 진공 증착(vacuum evaporation)법 등의 방법에 의하여 형성할 수 있으며, 본 발명에서 상기 유기막 물질층(140)의 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.
이하, 도 5a 및 5b를 참조하여 제2 실시예에 따른 증착용 기판을 이용하여 유기막을 증착하는 방법을 설명한다. 이때, 유기막 증착 장치는 도 1a에 도시된 구성과 같으며, 다만, 제2 실시예에 따른 증착용 기판(20a)이 이용된다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 이하의 설명에서는 소자 기판에 유기막을 증착하는 과정에 중점을 두고 설명하며, 앞선 구성과 동일한 구성에 대해서는 별도로 도시하지 않으며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
우선, 제2 실시예에 따른 증착용 기판(20a)과 소자 기판(50)을 얼라인 시킨다.
이후, 전원 공급부(33)로부터 공급되는 전압이 상기 전극 단자(30) 및 전도성 패드(40)를 거쳐 도전층(110)에 인가되며, 따라서, 도전층(110)에는 전계가 형성되어, 전류가 흐르게 되며, 이로 인해 도전층(110)에는 주울 열이 발생하게 되고, 발생된 주울 열에 의해 상기 유기막 물질층(140)은 가열된다.
이때, 상술한 바와 같이, 상기 절연막(120)은 t1의 두께를 가지며, 상기 홈(121)이 형성된 영역에서의 절연막은 t2의 두께를 갖도록 형성되어 있다.
즉, 홈(121)이 형성된 영역에서의 절연막의 두께(t1)가 홈이 형성되지 않은 영역에서의 절연막의 두께(t2)보다 얇게 형성되어 있으며, 따라서, 홈(121)이 형성된 영역에서는 유기막 물질층(140)까지의 열전도가 일어나게 되나, 홈(121)이 형성되지 않은 영역에서는 유기막 물질층(140)까지의 열전도가 일어나지 않으므로, 홈(121)이 형성된 영역의 유기막 물질층(140a)만을 증발시켜 소자 기판(50)에 일정한 유기막(150)을 형성할 수 있다.
상기 도전층(110)에 대한 전계 인가는 상기 홈(121)과 대응되는 영역에 형성된 유기막 물질층(140a)의 증발을 유도하기에 충분한 고열을 주울 가열에 의해 발생시킬 수 있는 파워 밀도(power density)의 에너지를 인가함으로써 행해진다. 상기 전계의 인가는 상기 도전층(110)의 저항, 길이, 두께 등 다양한 요소들에 의해 결정되므로 특정되기는 어렵다.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착용 기판(20b)의 개략적인 구성을 나타낸 단면도들이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 유리, 스테인리스 스틸 또는 플라스틱 등으로 형성되는 베이스 기판(100) 상에 도전층(110)을 형성하고, 상술한 바와 같은 공지된 성막 벙법에 의하여, 상기 도전층(110) 상에 제1 절연막(120´)을 형성한다.
이때, 상기 제1 절연막(120´)의 일정 영역을 제거하여 상기 제1 절연막(120´) 내에 홀(123)을 형성한다.
상기 제1 절연막(120´)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly(phenylenethers) resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly(phenylenesulfides) resin) 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB)으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 물질을 사용할 수 있고, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산질화막을 사용하여 형성할 수 있으며, 본 발명에서 상기 제1 절연막(120´)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 절연막(120´)의 일정 영역을 제거하여 상기 제1 절연막(120´) 내에 홀(123)을 형성하는 것은 공지된 사진 식각 공정에 의하여 진행할 수 있으며, 본 발명에서 상기 홀(123)을 형성하는 방법을 한정하는 것은 아니다.
계속해서, 도 6b를 참조하면, 상술한 바와 같은 공지된 성막 방법에 의하여, 상기 홀(123)이 형성된 제1 절연막(120´) 상에 제2 절연막(130)을 형성한다.
상기 제2 절연막(130)은 상기 제1 절연막(120´)과 동일한 재질을 사용할 수 있으나, 상기 제2 절연막(130)이 상기 제1 절연막(120´)에 형성된 홀(123)의 프로파일을 반영하면서 형성될 수 있도록, 상기 제2 절연막(130)은 무기막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 절연막(130)은 홀(123)의 프로파일을 반영하면서 형성되므로, 상기 제2 절연막(130)은 상기 홀(123) 내에 형성된 요(凹)부(131)를 포함하게 된다.
상기 제2 절연막(130)은 도 6b에 도시된 바와 같이 t4의 두께를 가지며, 상기 제1 절연막(120´)과 제2 절연막(130)이 형성된 영역에서는 t3의 두께를 갖도록 형성된다. 이에 관하여는 후술하기로 한다.
계속해서, 도 6c를 참조하면, 상기 요(凹)부(131)가 형성된 제2 절연막(130) 상에 유기막 물질층(140´)을 형성한다.
도 5a 및 5b를 통하여 살펴본 바와 같은 유기막 성막 방법은 본 제3 실시예에 따른 증착용 기판을 사용한 유기막 성막 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.
즉, 제2 절연막(130)의 요(凹)부(131)가 형성된 영역에서의 제2 절연막(130)의 두께(t4)가 요(凹)부(131)가 형성되지 않은 영역에서의 제1 절연막(120´) 및 제2 절연막(130)의 두께(t3)보다 얇게 형성되어 있다. 따라서, 전압 인가 수단으로부터 공급되는 전압에 의하여 상기 도전층(110)에 발생되는 전계에 의하여 발생하는 주울 열이 요(凹)부(131)가 형성된 영역에서는 유기막 물질층(140´)까지 전달되나, 요(凹)부(131)가 형성되지 않은 영역에서는 제1 및 제2 절연막의 두께(t3)가 두껍기 때문에, 유기막 물질층(140´)까지 전달되지 않으므로, 요(凹)부(131)와 대응되는 영역의 유기막 물질층(140´a)만을 증발시켜 소자 기판에 일정한 유기막을 형성할 수 있다.
한편, 도 6b 내지 6c에서는 상기 홀(123)이 형성된 제1 절연막(120´) 상에 제2 절연막(130)을 형성하고, 상기 요(凹)(131)부가 형성된 제2 절연막(130) 상부 전면에 유기막 물질층(140´)을 형성하는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 홀(123)이 형성된 제1 절연막(120´) 상에 유기막 물질층을 형성하는 것도 가능하다.
즉, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 증착용 기판(20c)의 개략적인 구성을 나타낸 단면도로서, 도 7을 참조하면, 홀(123)이 형성된 제1 절연막(120´) 상에 유기막 물질층(140″)이 형성되어 있으며, 상기 제1 절연막(120´)은 t5의 두께를 가지며, 상기 홀(123)이 형성된 영역에서는 제1 절연막(120´)이 형성되어 있지 않다.
도 5a 및 5b를 통하여 살펴본 바와 같은 유기막 성막 방법은 본 제4 실시예에 따른 증착용 기판을 사용한 유기막 성막 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.
즉, 홀(123)이 형성된 영역에서는 제1 절연막(120´)이 형성되어 있지 않고, 홀(123)이 형성되지 않은 영역에서는 제1 절연막(120´)이 형성되어 있다. 따라서, 전압 인가 수단으로부터 공급되는 전압에 의하여 상기 도전층(110)에 발생되는 전계에 의하여 발생하는 주울 열에 의해 상기 홀(123)이 형성된 영역 상에 형성되는 유기막 물질층(140″a)은 증발되나, 제1 절연막(120´) 상에 형성된 유기막 물질층은 증발되지 않으므로, 홀(123)에 대응되는 영역의 유기막 물질층(140″a)만을 증발시켜 소자 기판에 일정한 유기막을 형성할 수 있다.
다만, 상기 제2 실시예 내지 제4 실시예에서는 소자 기판에 두 개의 유기막을 형성하는 것을 도시하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 하나의 유기막 또는 3개 이상의 유기막을 동시에 형성할 수도 있다.
도 8a 내지 8g는 본 발명에 따른 전극 단자와 도전성 패드의 예를 도시한 단면도들이다.
먼저, 도 8a에 도시된 바와 같이, 전극 단자(200)와 도전성 패드(300)의 크기 및 형상이 동일할 수 있다.
또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 도전성 패드(310)의 크기가 전극 단자(200)의 크기보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 도 8c에 도시된 바와 같이, 전극 단자(210)는 돌출부(211)를 구비하고, 도전성 패드(320)는 홈(321)을 구비하여, 상기 돌출부(211)를 상기 홈(321)에 삽입 가능한 구조로 형성할 수 있다.
또한, 도 8d에 도시된 바와 같이, 도전성 패드(330)의 크기가 전극 단자(200)의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 도 8e에 도시된 바와 같이, 전극 단자(220)에 홈(221)을 형성하고, 상기 홈(221)에 도전성 패드(340)를 삽입할 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
또한, 도 8f에 도시된 바와 같이, 전극 단자(230)는 홈(231)을 구비하고, 도전성 패드(350)는 돌출부(351)를 구비하여, 상기 돌출부(351)를 상기 홈(231)에 삽입 가능한 구조로 형성할 수 있다.
또한, 도 8g에 도시된 바와 같이, 상기 도전성 패드(360)의 형상이 구형 또는 원통형일 수 있다.
다만, 본 발명에서 상기 도전성 패드 및 전극 단자의 형상을 제한하는 것은 아니다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1 : 유기막 증착 장치 10 : 챔버
20, 20a, 20b, 20c : 증착용 기판 21, 100 : 베이스 기판
23, 110 : 도전층 25, 140, 140´, 140″ : 유기막 물질층
30 : 전압 인가 수단 31,200, 210, 220, 230 : 전극 단자
33 : 전원 공급부
40, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360 : 도전성 패드
50 : 소자 기판 60, 150 : 유기막
120 : 절연막 120´ : 제1 절연막
121 : 홈 123 : 홀
130 : 제2 절연막

Claims (28)

  1. 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성되는 도전층 및 상기 도전층 상에 형성되는 유기막 물질층을 포함하는 증착용 기판;
    상기 증착용 기판의 일측에 위치하며, 상기 도전층에 전압을 인가하는 전극 단자를 포함하는 전원 인가 수단; 및
    원활하게 균일한 면접촉이 이루어지도록 하여 상기 도전층에 균일한 전계를 형성할 수 있도록 하며, 상기 도전층과 상기 전극 단자 사이에 위치하는 도전성 패드를 포함하는 유기막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전층은 전압 인가 영역을 포함하며,
    상기 전극 단자는 상기 전압 인가 영역에 위치하는 유기막 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 인가 수단은 상기 전극 단자와 연결되어, 상기 전극 단자에 전압을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하는 유기막 증착 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전층은 전압 인가 영역을 포함하고,
    상기 전압 인가 영역에 상기 도전성 패드가 위치하고, 상기 도전성 패드 상에 상기 전극 단자가 위치하는 유기막 증착 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 제1 및 제2 단자를 포함하고,
    상기 도전성 패드는 상기 제1 및 제2 단자와 대응되도록 분리되어 형성되는 유기막 증착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 제1 및 제2 단자를 포함하고,
    상기 도전성 패드는 상기 제1 및 제2 단자와 모두 접촉되는 하나의 패드인 유기막 증착 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 패드는 금, 은, 구리, 니켈, 실버/글래스, 실버/구리 중 적어도 하나의 물질과 폴리 우레탄, 실리콘 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 유기막 증착 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 증착용 기판은 상기 도전층과 상기 유기막 물질층 사이에 위치하며, 홈 또는 홀을 구비하는 제1 절연막을 더 포함하는 유기막 증착 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 홀을 구비하는 제1 절연막 상에 위치하는 제2 절연막을 더 포함하는 유기막 증착 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 패드는 상기 전극 단자에 부착되는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자와 상기 도전성 패드의 크기 및 형상이 동일한 것을 특징으로 하는 유기막 증착 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 패드의 크기가 상기 전극 단자의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 유기막 증착 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 패드의 크기가 상기 전극 단자의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 유기막 증착 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 돌출부를 구비하고, 상기 도전성 패드는 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 홈을 구비하고, 상기 도전성 패드는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 단자는 홈을 구비하고, 상기 도전성 패드는 상기 홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 장치.
  18. 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 형성된 도전층 및 상기 도전층 상에 형성되는 유기막 물질층을 포함하는 증착용 기판을 제공하고,
    상기 증착용 기판의 일측에 위치하고, 전극 단자를 포함하는 전원 인가 수단을 제공하고,
    원활하게 균일한 면접촉이 이루어지도록 하여 상기 도전층에 균일한 전계를 형성할 수 있도록 하며, 상기 도전층과 상기 전극 단자 사이에 위치하는 도전성 패드를 제공하고,
    상기 전극 단자로부터 공급되는 전압에 의해 상기 도전층에 전계를 인가하여 상기 유기막 물질층을 주울 가열하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    소자 기판이 상기 증착용 기판과 대면하여 위치하고,
    주울 가열된 유기막 물질층은 증발되어 상기 소자 기판에 증착되는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  20. 삭제
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 도전층에 1Kw/cm2 내지 1,000Kw/cm2의 전계를 인가하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 전계의 인가 시간은 1/1,000,000 내지 100초인 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 도전층은 전압 인가 영역을 포함하고,
    상기 전극 단자가 상기 전압 인가 영역에 위치하여 전계를 인가하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  24. 삭제
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 도전층은 전압 인가 영역을 포함하고,
    상기 전압 인가 영역에 상기 도전성 패드가 위치하고, 상기 도전성 패드 상에 상기 전극 단자가 위치하여 전계를 인가하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  26. 제 18 항에 있어서,
    상기 도전성 패드는 금, 은, 구리, 니켈, 실버/글래스, 실버/구리 중 적어도 하나의 물질과 폴리우레탄, 실리콘 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 증착용 기판은 상기 도전층과 상기 유기막 물질층 사이에 위치하며, 홈 또는 홀을 구비하는 제1 절연막을 더 포함하고,
    상기 홈 또는 홀 상과 대응되는 상기 유기막 물질층이 가열되는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 홀을 구비하는 제1 절연막 상에 위치하는 제2 절연막을 더 포함하고,
    상기 제2 절연막은 상기 홀에 대응되는 요(凹)부를 포함하고,
    상기 요(凹)부와 대응되는 상기 유기막 물질층이 가열되는 것을 특징으로 하는 유기막 증착 방법.
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