KR101970959B1 - 나노 박막 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

나노 박막 증착 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치는 도전성 재질로 형성되어 1차 미립화된 잉크를 공급하는 잉크 주입관, 표면탄성파를 발생시켜 상기 잉크 주입관으로부터 공급된 잉크를 2차로 미립화 하여 분무하는 분무 구간을 가지는 표면탄성파 발생부 및 상기 표면탄성파 발생부와 잉크의 증착이 이루어지는 기판 사이에 위치하며 상기 표면탄성파 발생부로부터 분무된 잉크를 응집시키며 중앙부에는 잉크가 통과하는 관통홀이 형성되어 상기 잉크의 분사 영역을 한정하는 2차 전극을 포함한다.

Description

나노 박막 증착 장치{Sputtering Apparatus for Nano Thin-Film}
본 발명의 나노 박막 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면 탄성파 잉크젯 기술을 이용하여 기판에 나노 박막을 증착하는 나노 박막 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로 핸드폰, 휴대폰, 모니터, 디지털 TV 등에는 시각 정보를 표시하기 위한 디스플레이가 적용된다. 최근에는 이러한 디스플레이를 대화면화하면서도 고화질을 유지할 수 있도록 하기 위해 디스플레이의 제조 공정에 다양한 기술들이 적용되고 있다.
이러한 기술들의 일 예로서 표면 탄성파 잉크젯 기술을 들 수 있다. 예를 들어, 액정 패널의 글래스 기판에 배향막(액정 패널에서 액정의 방향을 결정하는 얇은 막)을 형성하는 공정에 잉크젯 기술이 채용될 수 있다. 액정 디스플레이의 배향막 형성에 표면 탄성파 잉크젯 기술을 이용하면, 막 두께의 균일성을 향상시켜 액정 패널의 화질을 향상시킬 수 있다.
이러한 표면 탄성파 잉크젯 기술에 사용되는 잉크 분무 장치의 경우, 일반적으로 액상의 잉크를 표면 탄성파 헤드를 이용하여 이온화시킨 후 이를 기판에 분무하는 구조를 갖는다.
그러나, 종래의 표면 탄성파 헤드를 이용하여 잉크를 기판에 분무하는 장치에 의하면 분무되는 잉크의 확산에 의해 기판 상의 원하는 영역뿐만 아니라, 이보다 더 넓은 영역에 잉크가 증착되는 문제점이 존재한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1113608호 대한민국 등록특허공보 제10-1113606호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 잉크가 분사되는 영역의 위치를 조절할 수 있는 나노 박막 증착 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 본 발명은 잉크가 증착되는 영역을 확장하고, 잉크를 균일하게 증착할 수 있는 나노 박막 증착 장치를 제공하고자 한다.
셋째, 본 발명은 기판에 잉크를 퍼짐 없이 증착할 수 있는 나노 박막 증착 장치를 제공하고자 한다.
넷째, 본 발명은 잉크가 증착되는 영역의 크기 및 잉크의 증착 두께를 조절할 수 있는 나노 박막 증착 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치는 주입관, 표면탄성파 발생부 및 2차 전극을 포함한다.
상기 주입관은 도전성 재질로 형성되어 1차 미립화된 잉크를 공급한다.
상기 표면탄성파 발생부는 표면탄성파를 발생시켜 상기 잉크 주입관으로부터 공급된 잉크를 2차로 미립화 하여 분무하는 분무 구간을 가진다.
상기 2차 전극은 상기 표면탄성파 발생부와 잉크의 증착이 이루어지는 기판 사이에 위치하며, 상기 표면탄성파 발생부로부터 분무된 잉크를 응집시키며, 중앙부에는 잉크가 통과하는 관통홀이 형성되어 상기 잉크의 분사 영역을 한정한다.
상기 2차 전극은 상기 기판과 평행한 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되어 각도를 조절할 수 있다.
상기 2차 전극의 각도가 조절됨에 따라 상기 기판에 상기 잉크가 분사되는 영역의 위치를 조절 가능하다.
상기 잉크가 분사되는 상태에서 상기 2차 전극의 각도를 연속적으로 변경함에 따라, 상기 기판에 상기 잉크가 증착되는 영역을 확장하고, 넓은 영역에 걸쳐 상기 잉크를 균일하게 증착시킬 수 있다.
상기 2차 전극은 상기 잉크가 분사되는 방향으로 복수 개 마련될 수 있다.
각각의 상기 2차 전극에 형성된 상기 관통홀이 서로 연통되도록 배치되어 상기 잉크를 상기 기판과 인접한 위치까지 안내할 수 있다.
상기 2차 전극은 상기 표면탄성파 발생부 측 또는 상기 기판 측으로 전후 이동이 가능하다.
상기 2차 전극의 이동을 통하여 상기 기판에 상기 잉크가 증착되는 영역을 확대 및 축소하거나, 상기 잉크의 증착 두께를 조절할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치에 의하면 상기 2차 전극의 각도가 조절됨에 따라 상기 기판에 상기 잉크가 분사되는 영역의 위치를 조절 가능하며, 상기 잉크가 분사되는 상태에서 상기 2차 전극의 각도를 연속적으로 변경함에 따라, 상기 기판에 상기 잉크가 증착되는 영역을 확장하고, 넓은 영역에 걸쳐 상기 잉크를 균일하게 증착시킬 수 있다.
둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치에 의하면 상기 2차 전극은 상기 잉크가 분사되는 방향으로 복수 개 마련되고, 각각의 상기 2차 전극에 형성된 상기 관통홀이 서로 연통되도록 배치되어 상기 잉크를 상기 기판과 인접한 위치까지 안내할 수 있다.
셋째, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치에 의하면 상기 2차 전극의 이동을 통하여 상기 기판에 상기 잉크가 증착되는 영역을 확대 및 축소하거나, 상기 잉크의 증착 두께를 조절할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치에 의해 기판에 증착이 이루어지는 모습을 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극을 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극이 상부로 회전된 모습을 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극이 하부로 회전된 모습을 나타내는 도면; 및
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극이 전방으로 이동한 모습을 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치에 의해 기판에 증착이 이루어지는 모습을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치는 잉크 주입관(110), 표면탄성파 발생부(120) 및 2차 전극(130)을 포함한다.
잉크 주입관(110)은 도전성 재질로 형성되어 1차 미립화된 잉크(10)를 표면탄성파 발생부(120)로 공급한다. 즉, 도전성 재질의 잉크 주입관(110)에서 대전된 잉크(10)가 표면탄성파 발생부(120)로 공급된다.
그리고, 표면탄성파 발생부(120)는 표면탄성파를 발생시켜 잉크 주입관(110)으로부터 공급된 잉크(10)를 2차로 미립화 하여 분무하는 분무 구간을 가진다. 표면탄성파는 탄성체 기판(200)(substrate)의 표면을 따라 전파되는 음향파로서, 압전 효과의 결과로서 전기 신호로부터 음향파가 생성되는데, 음향파의 전계는 기판(200) 표면 부근에 집중되어, 그 표면 바로 위에 놓인 다른 반도체의 전도 전자와 상호 작용할 수 있는 특징을 가진다.
본 실시예에서 잉크 주입관(110)과 표면탄성파 발생부(120)는 공지된 기술이기 때문에 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극을 나타내는 도면이다.
2차 전극(130)은 표면탄성파 발생부(120)와 잉크(10)의 증착이 이루어지는 기판(200) 사이에 위치한다. 2차 전극(130)은 표면탄성파 발생부(120)로부터 분무된 잉크(10)를 응집시키며, 도 2에 도시된 바와 같이 중앙부에는 잉크(10)가 통과하는 관통홀(132)이 형성되어 잉크(10)의 분사 영역을 한정한다. 즉, 표면탄성파 발생부(120)로부터 분사되는 잉크(10)가 응집되어 관통홀(132)을 통과하게 되고, 정전유도 증착 원리에 의하여 2차 전극(130)의 후방에 위치한 기판(200)에 증착이 이루어질 수 있다. 다시 말하면, 2차 전극(130)은 분무되는 미립자를 응집시켜주며, 추가 전위차 형성을 통해 분사 입자를 효율적으로 기판(200) 상의 원하는 위치에 증착시킬 수 있다.
여기서, 관통홀(132)은 일방향으로 긴 길이를 가지는 직사각형 내지는 타원형으로 형성될 수 있다. 그러나, 관통홀(132)의 형상은 도면에 도시된 것 및 상술하는 것에 한정되지 않으며, 표면탄성파 발생부(120)에서 분사된 잉크(10)가 통과하여 기판(200)에 도달할 수 있다면 어떤 형상으로든 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극이 상부로 회전된 모습을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극이 하부로 회전된 모습을 나타내는 도면이다.
여기서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 2차 전극(130)은 회전 가능하게 배치되어 각도가 조절될 수 있다. 본 실시예에서 2차 전극(130)은 기판(200)과 평행한 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치될 수 있다. 기판(200)과 평행한 회전축은 가로 방향으로 배치될 수도 있고, 세로 방향으로 배치될 수도 있으며, 대각선 방향으로 배치될 수도 있다.
이와 같이, 2차 전극(130)의 각도가 조절됨에 따라 나노 박막 증착 장치의 위치 또는 기판(200)의 위치를 이동시키지 않고도 기판(200) 상에 상기 잉크(10)가 분사되는 영역의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 2차 전극(130)의 각도가 조절됨에 따라, 잉크(10)가 분사되는 상태에서 2차 전극(130)의 각도를 연속적으로 변경하여 기판(200) 상에 잉크(10)가 증착되는 영역을 확장할 수 있다. 그리고, 넓은 영역에 걸쳐 상기 잉크(10)를 균일하게 증착시킬 수도 있다.
예를 들면, 2차 전극(130)의 회전축이 가로 방향으로 배치되는경우, 표면탄성파 발생부(120)로부터 잉크(10)가 지속적으로 분사되는 상태에서 관통홀(132)이 기판(200)의 상부를 향하는 각도부터 관통홀(132)이 기판(200)의 하부를 향하는 각도까지 일정한 속도로 연속적으로 회전시키면 기판(200)의 상부에서 하부까지 관통홀(132)의 폭에 대응하는 폭을 가지는 영역에 균일한 잉크(10) 증착이 가능하다. 또한, 잉크의 증착 두께를 증가시키기 위해서는 제 2 전극(130)의 회전 속도를 느리게 하거나, 상, 하 회전을 반복할 수 있다. 도면을 참조하여 설명하면, 도 3, 도 1, 도 4의 과정을 연속적으로 수행하면 상술한 바와 같은 증착 영역을 얻을 수 있다.
또한, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 2차 전극(130)은 잉크(10)가 분사되는 방향으로 복수 개 마련될 수 있다. 그리고, 각각의 2차 전극(130)에 형성된 관통홀(132)이 서로 연통되도록 배치되어 잉크(10)를 기판(200)과 인접한 위치까지 안내할 수 있다.
기판(200)에 잉크(10)가 증착되는 영역은 2차 전극(130)과 기판(200) 사이의 거리에 의해 약간의 변화가 생길 수도 있는데, 예를 들면 2차 전극(130)과 기판(200) 사이의 거리가 가까울수록 잉크(10)가 증착되는 영역이 관통홀(132)과 더 유사한 형상을 사지며, 2차 전극(130)과 기판(200) 사이의 거리가 멀면 잉크(10)가 관통홀(132)을 통과한 후 확산이 일어나 잉크(10)가 증착되는 영역이 관통홀(132)보다 크게 형성될 수 있다.
따라서, 2차 전극(130)과 기판(200) 사이의 거리에 따라 2차 전극(130)의 개수를 가감하여 기판(200)과 보다 인접한 위치까지 잉크(10)를 안내함으로써 사용자가 원하는 형상과 최대한 근접한 증착 영역을 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치의 2차 전극이 전방으로 이동한 모습을 나타내는 도면이다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 2차 전극(130)은 표면탄성파 발생부(120) 측 또는 기판(200) 측으로 전후 이동이 가능하게 설치될 수 있다. 이와 같이, 2차 전극(130)의 이동을 통하여 기판(200)에 잉크(10)가 증착되는 영역을 확대 및 축소하거나, 잉크(10)의 증착 두께를 조절할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 기판(200)에 잉크(10)가 증착되는 영역은 2차 전극(130)과 기판(200) 사이의 거리에 의해 변화가 생길 수 있다. 예를 들면 2차 전극(130)과 기판(200) 사이의 거리가 가까울수록 잉크(10)가 증착되는 영역이 관통홀(132)과 더 유사한 형상을 사지며, 2차 전극(130)과 기판(200) 사이의 거리가 멀면 잉크(10)가 관통홀(132)을 통과한 후 확산이 일어나 잉크(10)가 증착되는 영역이 관통홀(132)보다 크게 형성될 수 있다.
이를 활용하여, 도 5에 도시된 바와 같이 표면탄성파 발생부(120)와 기판(200) 사이의 거리가 결정된 상태에서 2차 전극(130)을 표면탄성파 발생부(120) 측으로 이동시키면 기판(200) 상의 잉크(10)의 증착 영역이 확대될 수 있다. 반대로, 2차 전극(130)을 기판(200) 측으로 이동시키면 기판(200) 상의 잉크(10)의 증착 영역이 축소될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 박막 증착 장치는 2차 전극(130)의 각도를 조절하고, 2차 전극(130)의 개수를 가감하며, 2차 전극(130)의 위치를 변경함으로써 다양한 크기, 다양한 형상을 가지는 기판(200)에 효율적으로 잉크(10)를 증착시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 잉크
110: 잉크 주입관
120: 표면탄성파 발생부
130: 3차 전극
132: 관통홀
200: 기판

Claims (8)

  1. 도전성 재질로 형성되어 1차 미립화된 잉크를 공급하는 잉크 주입관;
    표면탄성파를 발생시켜 상기 잉크 주입관으로부터 공급된 잉크를 2차로 미립화 하여 분무하는 분무 구간을 가지는 표면탄성파 발생부;
    상기 표면탄성파 발생부와 잉크의 증착이 이루어지는 기판 사이에 위치하며, 상기 표면탄성파 발생부로부터 분무된 잉크를 응집시키며, 중앙부에는 잉크가 통과하는 관통홀이 형성되어 상기 잉크의 분사 영역을 한정하는 2차 전극;을 포함하며,
    상기 2차 전극은 상기 기판과 평행한 회전축을 중심으로 회전 가능하게 배치되어 각도 조절이 가능하고, 상기 잉크가 분사되는 상태에서 상기 2차 전극의 각도를 연속적으로 변경함에 따라, 상기 기판에 상기 잉크가 증착되는 영역을 확장하고, 넓은 영역에 걸쳐 상기 잉크를 균일하게 증착시킬 수 있는 나노 박막 증착 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 전극의 각도가 조절됨에 따라,
    상기 기판에 상기 잉크가 증착되는 영역의 위치를 조절 가능한 나노 박막 증착 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 전극은,
    상기 잉크가 분사되는 방향으로 복수 개 마련되는 나노 박막 증착 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    각각의 상기 2차 전극에 형성된 상기 관통홀이 서로 연통되도록 배치되어 상기 잉크를 상기 기판과 인접한 위치까지 안내하는 나노 박막 증착 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 전극은,
    상기 표면탄성파 발생부 측 또는 상기 기판 측으로 전후 이동이 가능한 나노 박막 증착 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 2차 전극의 이동을 통하여 상기 기판에 상기 잉크가 증착되는 영역을 확대 및 축소하거나, 상기 잉크의 증착 두께를 조절 가능한 나노 박막 증착 장치.
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