KR101406199B1

KR101406199B1 - 증착장치

Info

Publication number: KR101406199B1
Application number: KR1020120155286A
Authority: KR
Inventors: 조한혁; 추민국
Original assignee: 주식회사 선익시스템
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-06-12

Abstract

증착장치가 개시된다. 상기 증착장치는, 복수의 증착패턴이 형성된 마스크를 이용하여 기판에 상기 증착패턴에 상응하는 유기박막을 형성하기 위한 증착장치로서, 상기 기판과 상기 마스크가 내부에 수용되며, 진공분위기가 형성되는 진공챔버; 상기 마스크에 대향하도록 상기 진공챔버 내측에 배치되며, 상기 유기박막을 형성하기 위한 증발물질을 공급하는 증발원; 및 상기 마스크에 형성된 복수의 증착패턴 중 일부를 선택적으로 차폐하도록 상기 증발원과 상기 마스크 사이에 이동 가능하게 배치되는 쉴드부를 포함한다.

Description

증착장치{Apparatus for deposition}

본 발명은 증착장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 마스크에 형성된 증착패턴을 선택적으로 개폐하여 마스크의 활용도를 향상시킬 수 있는 증착장치에 관한 것이다.

유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면 빛을 내는 전계 발광현상을 이용하는 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위한 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.

이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평판표시장치는 응답속도가 빠르며, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로서 대두 되고 있다. 특히, 제조공정이 단순하기 때문에 생산원가를 기존의 액정표시장치 보다 많이 절감할 수 있는 장점이다.

유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기박막으로 되어 있고, 이러한 유기박막은 진공열증착방법으로 기판 상에 증착된다.

진공열증착방법은 진공챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 마스크(mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발원에서 승화되는 증발물질을 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어진다.

그러나, 종래 기술에 따른 증착장치의 경우, 복수 개의 증착패턴이 형성된 마스크를 이용하여 대면적의 기판에 증착공정을 수행함에 있어서, 기판 전체에 대해 증착공정을 수행하여야 하고, 대면적의 기판 일부에 대해서만 증착공정을 수행할 수 없는 한계가 있었다. 특히 마스크에 형성된 복수의 증착패턴이 서로 그 형상이 상이한 경우, 특정 형상의 패턴에 대한 선택적인 증착공정을 수행할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 마스크에 형성된 여러 증착패턴 중 일부만을 선택적으로 개폐하여 마스크의 활용도를 향상시킬 수 있는 증착장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 증착패턴이 형성된 마스크를 이용하여 기판에 상기 증착패턴에 상응하는 유기박막을 형성하기 위한 증착장치로서, 상기 기판과 상기 마스크가 내부에 수용되며, 진공분위기가 형성되는 진공챔버; 상기 마스크에 대향하도록 상기 진공챔버 내측에 배치되며, 상기 유기박막을 형성하기 위한 증발물질을 공급하는 증발원; 및 상기 마스크에 형성된 복수의 증착패턴 중 일부를 선택적으로 차폐하도록 상기 증발원과 상기 마스크 사이에 이동 가능하게 배치되는 쉴드부를 포함하는 증착장치가 제공된다.

상기 쉴드부에는 상기 복수의 증착패턴 중 일부가 노출되도록 개구부가 형성될 수 있다.

상기 쉴드부는, 제1 방향으로 직선운동하는 제1 쉴드부재; 및 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 직선운동하는 제2 쉴드부재를 포함할 수 있다.

상기 제1 쉴드부재와 상기 제2 쉴드부재는 이동시 서로 간섭하지 않도록 서로 다른 평면 상에 배치될 수 있다.

상기 제1 쉴드부재와 상기 제2 쉴드부재에는 서로 다른 형상의 개구부가 형성되어 있을 수 있다.

상기 제1 쉴드부재는 한 쌍으로 이루어질 수 있다.

상기 한 쌍의 제1 쉴드부재는 이동시 서로 간섭하지 않도록 서로 다른 평면 상에 배치될 수 있다.

상기 한 쌍의 제1 쉴드부재에는 서로 다른 형상의 개구부가 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 마스크에 형성된 여러 증착패턴 중 일부만을 선택적으로 개폐하여 마스크의 활용도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 쉴드부를 나타내는 저면도.
도 3은 쉴드부에 의하여 마스크에 형성된 증착패턴의 일부만이 개방된 모습을 나타내는 저면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 증착장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착장치(100)를 나타내는 도면으로서, 도 1을 참조하면, 모터(M), 기판(10), 증발물질(20), 증발입자(22), 마스크(30), 증착장치(100), 진공챔버(110), 안착부(120), 노즐부(130), 이동관(132), 분배관(134), 분사노즐(136), 쉴드부(140), 제1 쉴드부재(141), 제2 쉴드부재(142), 도가니(150), 가열부(160)가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 증작장치는 복수의 증착패턴(도 3의 32)이 형성된 마스크(30)를 이용하여 기판(10)에 상기 증착패턴(도 3의 32)에 상응하는 유기박막을 형성하기 위한 증착장치(100)로서, 상기 기판(10)과 상기 마스크(30)가 내부에 수용되며, 진공분위기가 형성되는 진공챔버(110); 상기 마스크(30)에 대향하도록 상기 진공챔버(110) 내측에 배치되며, 상기 유기박막을 형성하기 위한 증발물질(20)을 공급하는 증발원; 및 상기 마스크(30)에 형성된 복수의 증착패턴(도 3의 32) 중 일부를 선택적으로 차폐하도록 상기 증발원과 상기 마스크(30) 사이에 이동 가능하게 배치되는 쉴드부(140)를 포함한다.

이러한 본 실시예에 따르면, 쉴드부(140)를 이용하여 마스크(30)에 형성된 여러 증착패턴(도 3의 32) 중 일부만을 선택적으로 개폐할 수 있게 되며, 그 결과 하나의 마스크(30)를 이용하여 대면적의 기판(10) 전체에 대한 증착공정 뿐만 아니라, 기판(10)의 일부분만에 대한 증착공정도 수행할 수 있게 되어 마스크(30)의 활용도를 향상시킬 수 있다.

진공챔버(110)는 기판(10)의 표면에 유기박막이 형성되는 증착공정이 이루어지는 반응공간을 제공하는 수단으로서, 그 내부는 증발입자(22)의 증착을 위하여 진공 분위기가 유지된다. 진공챔버(110)의 내부에는 별도의 지지수단에 의해 지지되는 안착부(120)가 마련되는데, 이러한 안착부(120)의 하부에 기판(10)이 안착되어 지지된다.

안착부(120)의 하부에는 복수 개의 증착패턴(도 3의 32)이 형성된 금속 재질의 마스크(30)가 고정되고, 그 위에 기판(10)이 별도의 고정용 지그(jig) 등을 통해 고정되어 지지된다. 그리고 기판(10)의 상부에는 별도의 마그넷(미도시) 등이 설치되어 마스크(30)와 기판(10) 사이의 밀착을 확보할 수 있게 된다. 이러한 구조를 통하여 기판(10)의 저면은 마스크(30)에 형성된 증착패턴(도 3의 32)을 통해 일부분만이 선택적으로 노출된다.

통상적으로 증착공정에는 대면적의 기판(10)과 대면적의 마스크(30)가 이용되는데, 이러한 대면적의 마스크(30)를 이용하여 대면적 기판(10) 상에 복수 개(예를 들면 9개)의 유기박막을 동시에 형성한 뒤, 각 유기박막 단위로 대면적 기판(10)을 절단하면, 실제로 제품에 이용되는 단위기판 복수 개가 동시에 제조된다.

그런데, 종래기술에 따르면 마스크(30)의 일부분만을 선택적으로 차폐하는 수단이 존재하지 않기 때문에, 일단 증착공정을 시작하면 대면적의 기판(10) 전체에 대해 모두 증착이 이루어지게 되며, 그 결과 대면적의 기판(10) 중 일부분에 대해서만 증착공정을 수행하고자 하여도 이를 원활히 구현할 수 없는 문제가 존재하였다. 이러한 문제는 마스크(30)에 서로 다른 형상의 증착패턴(도 3의 32)이 형성되어 있고 그 중 일부 패턴에 대해서만 증착공정을 수행하고자 하는 경우에 더욱 두드러졌다.

그러나 본 실시예에 따르면 상술한 쉴드부(140)를 이용하여 대면적의 마스크(30) 중 일부분, 보다 구체적으로는 여러 증착패턴(도 3의 32) 중 일부를 선택적으로 차폐 또는 개방할 수 있게 되므로, 위와 같은 문제점을 해결할 수 있게 된다.

한편, 마스크(30)를 중심으로 기판(10)과 대향하는 위치에는 증발원이 배치되는데, 증발원에 존재하는 증발물질(20)은 가열되어 증발입자(22)로 변형된 뒤, 이동하여 마스크(30)를 통해 기판(10)의 표면에 증착된다.

본 실시예에 따른 증발원은 도가니(150)와 노즐부(130)를 구비한다. 도가니(150)는 증발물질(20)을 수용하고 이를 가열하여 증발입자(22)를 생성하는 수단이다. 또한, 노즐부(130)는 도가니(150)와 연통되도록 하단이 도가니(150)의 상단에 결합되는 이동관(132)과, 이동관(132)과 연통되도록 이동관(132)의 상단에 횡방향으로 결합되는 분배관(134)과, 분배관(134)의 상측에 길이 방향으로 형성되는 분사노즐(136)을 구비한다.

여기서, 증발물질(20)은 고형 성분으로서, 증발물질(20)의 충전이 완료된 증발원은 증발물질(20)을 기화시켜 증발입자(22)를 생성하며, 기화된 증발입자(22)는 증발원의 분사노즐(136)을 통해 기판(10)을 향해 이동할 수 있게 된다.

도가니(150)는 노즐부(130)의 하부에 배치되는데, 도가니(150) 내의 증발물질(20)은 가열되어 증발입자(22)로 변환된 뒤 상측으로 이동한 뒤 노즐부(130)를 통해 기판(10)에 제공되어 기판(10) 상에 증착된다. 증발물질(20)을 가열하기 위하여 도가니(150)의 외주에 별도의 가열부(160)를 설치할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 증발물질(20)을 가열할 수만 있다면 어떠한 구성이라도 이용될 수 있을 것이다.

노즐부(130)는 진공챔버(110) 내부에 설치되어 기판(10)에 증착을 위한 증발입자(22)를 제공하는 기능을 수행하는 수단으로서, 이동관(132)과 분배관(134) 및 분사노즐(136)로 구성될 수 있다.

이동관(132)은 도가니(150)와 연통되도록 하단이 도가니(150)의 상단에 결합되며, 분배관(134)은 이러한 이동관(132)과 연통되도록 이동관(132)의 상단에 횡방향으로 결합된다. 그리고 분배관(134)의 상측에는 길이 방향으로 분사노즐(136)이 다수 형성될 수 있다.

이동관(132)은 튜브 형태로서, 하단이 도가니(150)의 개방된 상단과 연통되도록 결합될 수 있다. 도가니(150)에서 분출되는 증발입자(22)는 이동관(132)을 통해 분배관(134)으로 안내된다.

분배관(134)은 좌우 양단이 막힌 튜브 형태로서, 이동관(132)의 상단에 횡방향으로 결합되어 이동관(132)과 연통된다. 서로 결합된 이동관(132)과 분배관(134)은 대략 T자 형상을 갖게 된다. 분배관(134)의 상단에는 분배관(134)의 길이 방향으로 분사노즐(136)이 형성된다.

분사노즐(136)은 다수의 노즐공이 분배관(134)의 길이 방향으로 이격되어 형성된 형태이거나, 분배관(134)의 길이 방향으로 형성된 긴 슬릿 형태일 수 있다. 본 실시예에서는 분사노즐(136)로서 분배관(134)의 길이 방향을 따라 다수의 노즐이 형성된 형태를 제시한다.

쉴드부(140)는 마스크(30)에 형성된 복수의 증착패턴(도 3의 32) 중 일부를 선택적으로 차폐하는 수단으로서 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 증발원과 마스크(30) 사이에 이동 가능하게 배치된다. 쉴드부(140)를 이동시키기 위한 수단으로는 리니어모터(M)와 각종 기어열 등이 이용될 수 있을 것이며, 이들은 안착부(120)의 상부라던가 진공챔버(110)의 내벽 등에 설치될 수 있을 것이다.

한편, 쉴드부(140)에는 개구부(도 3의 H1, H2)이 형성되어 있을 수도 있다. 쉴드부(140)에 개구부(도 3의 H1, H2)을 형성하게 되면, 대면적의 쉴드부(140)가 마스크(30)의 전면을 커버하는 경우에도 특정 증착패턴(도 3의 32)이 노출될 수 있게 되어, 복수의 증착패턴(도 3의 32) 중 일부에 대한 선택적 차폐를 보다 수월하게 구현할 수 있게 된다.

또한, 쉴드부(140)는 제1 방향(도 2의 x축 방향)으로 직선운동하는 제1 쉴드부재(141a, 141b, 통칭시 141); 및 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향(도 2의 y축 방향)으로 직선운동하는 제2 쉴드부재(142a, 142b, 통칭시 142)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 이용하게 되면 복수의 증착패턴(도 3의 32)에 대한 선택적 차폐를 보다 더 수월하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 그 경우의 수 역시 증대시킬 수 있게 된다.

이 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 쉴드부재(141)와 제2 쉴드부재(142)는 이동시 서로 간섭하지 않도록 서로 다른 평면 상에 배치될 수 있다. 이렇게 제1 쉴드부재(141)와 제2 쉴드부재(142)를 서로 다른 평면 상에 배치하게 되면 이들 각각에 형성된 개구부(도 3의 H1, H2)의 형상 이외에 이들의 조합을 통해 새로운 형상의 개구부를 형성해낼 수 있게 되므로, 선택적 차폐에 대한 경우의 수를 더욱 증대시킬 수 있게 된다.

나아가, 제1 쉴드부재(141)와 제2 쉴드부재(142)에 형성되는 개구부(도 3의 H1, H2)의 형상을 서로 다르게 하면, 보다 많은 경우의 수를 만들어 낼 수 있을 것이다.

한편, 제1 쉴드부재(141)와 제2 쉴드부재(142)를 각각 한 쌍으로 구성하게 되면, 복수의 증착패턴(도 3의 32)에 대한 선택적 차폐를 보다 더 수월하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 그 경우의 수 역시 증대시킬 수 있게 된다. 이 경우, 한 쌍의 제1 쉴드부재(141a, 141b)는 이동 시 서로 간섭하지 않도록 서로 다른 평면 상에 배치될 수 있을 것이고, 한 쌍의 제1 쉴드부재(141a, 141b)에 서로 다른 형상의 개구부가 형성되어 있을 수 있을 것이며, 이는 한 쌍의 제2 쉴드부재(142a, 142b)의 경우도 마찬가지이다.

이하에서는, 도 3을 참조하여, 쉴드부(140)가 마스크(30)에 형성된 복수의 증착패턴(32) 중 일부만을 선택적으로 개방하는 방법에 대해 설명하도록 한다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 마스크(30)에는 복수 개의 증착패턴(32)이 형성되어 있다. 이 중 좌상단에 위치한 증착패턴만을 선택적으로 개방하고자 하는 경우, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 좌측에 상하로 긴 형상의 개구부(H1)이 형성된 제1 쉴드부재(141)와, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 대각선 방향으로 세 개의 개구부(H2)이 형성된 제2 쉴드부재(142)를 서로 중첩적으로 배치하게 되면, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 좌측 상단 부분에 위치한 증착패턴만이 선택적으로 개방되고 나머지 증착패턴들은 차폐될 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

M: 모터 H1, H2: 개구부
10: 기판 20: 증발물질
22: 증발입자 30: 마스크
32: 증착패턴 100: 증착장치
110: 진공챔버 120: 안착부
130: 노즐부 132: 이동관
134: 분배관 136: 분사노즐
140: 쉴드부 141, 141a, 141b: 제1 쉴드부재
142, 142a, 142b: 제2 쉴드부재 150: 도가니
160: 가열부

Claims

복수의 증착패턴이 형성된 마스크를 이용하여 기판에 상기 증착패턴에 상응하는 유기박막을 형성하기 위한 증착장치로서,
상기 기판과 상기 마스크가 내부에 수용되며, 진공분위기가 형성되는 진공챔버;
상기 마스크에 대향하도록 상기 진공챔버 내측에 배치되며, 상기 유기박막을 형성하기 위한 증발물질을 공급하는 증발원; 및
상기 마스크에 형성된 복수의 증착패턴 중 일부를 선택적으로 차폐하도록 상기 증발원과 상기 마스크 사이에 이동 가능하게 배치되는 쉴드부를 포함하고,
상기 쉴드부에는 상기 복수의 증착패턴 중 일부가 노출되도록 개구부가 형성되며,
상기 쉴드부는,
제1 방향으로 직선운동하는 제1 쉴드부재; 및
상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 직선운동하는 제2 쉴드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 쉴드부재와 상기 제2 쉴드부재는 이동시 서로 간섭하지 않도록 서로 다른 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 쉴드부재와 상기 제2 쉴드부재에는 서로 다른 형상의 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증착장치.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 제1 쉴드부재는 한 쌍으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착장치.
제6항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1 쉴드부재는 이동시 서로 간섭하지 않도록 서로 다른 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 제1 쉴드부재에는 서로 다른 형상의 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증착장치.