KR102090197B1

KR102090197B1 - 증착원

Info

Publication number: KR102090197B1
Application number: KR1020130046777A
Authority: KR
Inventors: 홍재민; 박준영
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2020-03-18
Also published as: KR20140128531A; CN104120385B; CN104120385A

Abstract

증착원을 개시한다. 본 발명의 일실시예에 따른 증착원은 소정의 길이로 형성된 몸체 부재와, 상기 몸체 부재에 형성된 복수의 노즐을 포함하여 일면에 마스크가 배치된 기판으로 증착 물질을 분사시킨다. 그리고 몸체 부재는 중간 부분에서 양단으로 갈수록 상기 기판과의 간격이 멀어지도록 형성된다. 이러한 구조에 의하여 종래의 증착원으로 기판에 증착 물질을 증착시키는 경우보다 쉐도우 영역이 현저하게 감소될 수 있다.

Description

증착원{Deposition source}

본 발명은 증착원에 관한 것이다.

유기 발광 표시 장치는 애노드와 캐소드에 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노드와 캐소드 사이에 발광층을 삽입한 적층형 구조이다. 그러나, 상기한 구조로는 고효율 발광을 얻기 어렵기 때문에 각각의 전극과 발광층 사이에 전자 주입층, 전자 수송층, 정공수송층, 및 정공 주입층 등의 중간층을 선택적으로 추가 삽입하여 이용하고 있다.

한편, 유기 발광 표시 장치의 전극들과, 발광층을 포함한 중간층은 여러 가지 방법에 의하여 형성시킬 수 있는데, 이중 하나의 방법이 증착법이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 표시 장치를 제조하기 위해서는 기판상에 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 정렬하고, 박막의 원소재를 증착하여 소망하는 패턴의 박막을 형성하게 된다.

최근에는 기판이 대형화 및 슬림화됨에 따라, 기판의 자중에 의한 처짐이 발생된다. 이에 따라, 기판과 마스크가 밀착되지 않게 되어 기판에 쉐도우(shadow) 영역이 과도하게 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예는 대형화된 기판에 증착 물질을 증착하는 과정에서 쉐도우가 발생되는 것을 최소화한 증착원을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 증착원은 소정의 길이로 형성된 몸체 부재와, 상기 몸체 부재에 형성된 복수의 노즐을 포함하여 일면에 마스크가 배치된 기판으로 증착 물질을 분사시킨다. 여기서, 상기 몸체 부재는 중간 부분에서 양단으로 갈수록 상기 기판과의 간격이 멀어지도록 형성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 노즐은 상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면에 형성되고, 상기 노즐은 상기 몸체 부재의 중간 부분에서 양단으로 갈수록 상기 기판으로부터 멀어지게 배치될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 노즐은 동일한 길이로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면은 상기 몸체 부재의 중간 부분을 중심으로부터 양단으로 갈수록 하향경사지게 형성된 두 개의 경사면으로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체 부재의 두 개의 경사면은 상기 기판에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각보다 작은 각도로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체 부재의 두 개의 경사면은 서로 동일한 각도를 이루도록 형성될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면은 아크형상(Arc)으로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 몸체 부재에서 아크형상으로 이루어진 면의 특정 위치에서의 접선은 각도는 상기 기판에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각보다 작은 각도일 수 있다.

본 발명의 다른 일측면에 따른 증착원은 소정의 길이로 형성된 몸체 부재와, 상기 몸체 부재에 형성된 복수의 노즐을 포함하여 일면에 마스크가 배치된 기판으로 증착 물질을 분사시킨다. 그리고 상기 복수의 노즐은 상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면에 형성되고, 상기 복수의 노즐은 상기 몸체 부재의 중간 부분에서 양단으로 갈수록 상기 기판과의 간격이 멀어지도록 형성된다.

일 실시예에 있어서, 상기 복수의 노즐의 상측 단부를 연결하여 이루어진 가상의 경사각은 상기 기판에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 증착원은, 몸체 부재의 형상이 양단에서 중간 부분으로 갈수록 기판과의 간격이 가까워지는 형상으로 이루어진다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 증착원으로 기판에 증착 물질을 증착시키는 경우, 종래의 증착원으로 기판에 증착 물질을 증착시키는 경우보다 쉐도우 영역이 현저하게 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증착원에 의해 기판에 증착 물질이 증착되는상태를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는, 도 1에서 S영역을 확대하여 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증착원에 의해 기판에 증착 물질이 증착되는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착원에 의해 기판에 증착 물질이 증착되는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 증착원과 비교예에 따른 증착원으로 기판에 증착 물질을 형성한 다음, 기판에 형성된 쉐도우의 길이를 측정한 그래프.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 제1 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증착원에 의해 기판에 증착 물질이 증착되는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는, 도 1에서 S영역을 확대하여 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 증착원(100)은 일면에 마스크(20)가 배치된 기판(10)으로 증착 물질을 분사시키는 것으로, 몸체 부재(110)와, 복수의 노즐(120)을 포함한다.

몸체 부재(110)는 소정의 길이로 형성된다. 몸체 부재(110)는 증착원(100)의 외형을 형성한다. 본 발명에 따른 증착원(100)에 의해 기판(10)에 증착 물질이 증착되는 과정에서 기판(10)이 일방향으로 이동하거나, 증착원(100)이 일방향으로 이동될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)에서 몸체 부재(100)의 길이방향이란 기판의 이동방향에 직교하는 방향이 될 수 있다. 예를 들어, 기판(10)이 전후방향으로 이동되는 경우, 몸체 부재(100)는 좌우방향으로 길게 배치될 수 있다.

이러한 몸체 부재(110) 내부에는 저장공간이 형성된다. 저장공간에는 미도시된 증착 물질이 저장된다. 증착 물질의 일례로 유기물일 수 있다. 이러한 유기물은 기화되어 노즐(120)을 통하여 기판(10)을 향하여 배출된다. 증착 물질이 기화되는 방법의 일례로, 가열에 의한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 증착 물질의 내벽에 발열 코일을 형성하고, 발열 코일에 전류를 인가하여 열을 발생시킬 수 있다. 단, 증착 물질이 반드시 가열에 의해 기화되는 것으로 한정하지는 않는다.

복수의 노즐(120)은 상기 몸체 부재(110)에 형성된다. 노즐(120)은 몸체 부재(110)에서 기판(10)과 마주하는 면에 형성될 수 있다. 복수의 노즐(120)은 서로 일정간격마다 형성될 수 있다. 노즐(120)에는 미세한 홀이 형성될 수 있다. 이러한 홀을 통하여 증착 물질이 기판(10)을 향하여 분사될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)에서 몸체 부재(110)는 중간 부분에서 양단으로 갈수록 기판(10)과의 간격이 멀어지도록 형성된 것이 바람직하다.

아래의 식 1에 기재된 바와 같이, 기판(10)의 중심에는 쉐도우의 길이가 최소가 된다. 그리고 기판(10)의 중심에서 멀어질수록 쉐도우의 길이가 증가하는 것이 일반적이다.

[식 1]

여기서, Y는 기판(10)에 증착 물질이 형성되지 않은 부분(H)인 쉐도우의 길이이다. M는 마스크(20) 턱의 높이이다. L1은 몸체 부재(110)의 중앙으로부터의 몸체 부재(110)의 특정 위치까지의 거리이다. L2는 기판(10) 전체의 길이이다. TS는 기판(10)과 노즐(120) 사이의 간격이다. 식1에 기재된 바와 같이, M, L1, L2는 작아지고, TS값이 커질수록 쉐도우의 길이가 짧아진다.

본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)에서 몸체 부재(110)는 중간 부분에서 양단으로 갈수록 기판(10)과의 간격이 멀어지는 형상으로 이루어진다. 이에 따라, 복수의 노즐(120)이 동일한 길이로 이루어진 상태에서, 노즐(120)도 상기 몸체 부재(110)의 중간 부분에서 양단으로 갈수록 기판(10)으로부터 점차 멀어지게 배치된다. 따라서, 식 1에 기재된 바와 같이, 몸체 부재(110)의 중앙으로부터의 몸체 부재(110)의 특정 위치까지의 거리(L1)가 점차 증가하더라도, 기판(10)과 노즐(120) 사이의 간격(TS)도 함께 증가한다. 그러므로 쉐도우 길이(Y)의 증가량을 최소화할 수 있다.

이를 위한 몸체 부재(110)의 형상의 일례로, 몸체 부재(110)에서 기판(10)과 마주하는 면(110a, 110b)은 몸체 부재(110)의 중간 부분을 중심으로부터 양단으로 갈수록 하향경사지게 형성된 두 개의 경사면(110a, 110b)으로 이루어질 수 있다.

몸체 부재(110)가 이러한 두 개의 경사면을 포함하는 경우, 이러한 두 개의 경사면(110a, 110b)은 기판(10)에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각(G, 도 2 참조)보다 작은 각도로 이루어진 것이 바람직하다.

여기서, 증착 최소 입사각(G)이란, 기판(10)에 증착된 증착 물질이 유기발광 표시장치의 발광층으로써 정상적으로 사용될 수 있도록, 증착 물질이 마스크를 지나 기판에 증착 가능한 최소 각도이다. 증착 최소 입사각보다 낮은 각도로 증착 물질이 마스크로 입사되면, 기판에 증착 물질이 정상적으로 증착되기 어렵다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 증착 최소 입사각(G)은 마스크(20) 턱의 높이 및 형상에 따라 변경될 수 있다. 즉, 전술한 몸체 부재(110)의 경사각(A1)이 특정 각도인 것으로 한정하지는 않으며, 마스크(20)의 형상에 따라 몸체 부재(110, 도 1 참조)의 형상(경사각, 접선의 각도)도 변경될 수 있다. 따라서, 몸체 부재(110)의 형상을 구현하는 것에 대한 상세한 설명은 생략한다. 여기서, 증착 최소 입사각(G)은 대략 30° 내지 60°범위일 수 있다.

도 1로 되돌아가서, 이러한 구조와 다르게, 몸체 부재(110)의 경사각(A1)이 증착 최소 입사각(G, 도 2 참조)보다 크게 되는 경우, 어느 하나의 노즐(120)이 주변의 다른 노즐(120), 몸체 부재(110) 및 마스크(20)의 턱 등에 의해 간섭될 수 있다. 이에 따라, 노즐(120)에서 분출되는 증착 물질이 마스크(20)를 지나 기판(10)에 증착되기 어려울 수 있다.

그러나 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)에서는 몸체 부재(110)의 경사각(A1)이 증착 최소 입사각(G, 도 2 참조)보다 작게 형성됨으로써, 기판(10)에 쉐도우 영역(H, 도 2 참조)이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 몸체 부재(110)의 두 개의 경사면(110a, 110b)은 서로 동일한 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 몸체 부재(110)는 중앙을 중심으로 좌우가 대칭인 형상일 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증착원에 의해 기판에 증착 물질이 증착되는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착원(200)의 몸체 부재(210)에서 기판(10)과 마주하는 면이 아크형상(Arc)으로 이루어질 수 있다.

이 경우, 몸체 부재(210)에서 아크형상으로 이루어진 면의 특정 위치에서의 접선의 각도(A2)는 기판(10)에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각(G, 도 2 참조)보다 작게 형성된 것이 바람직하다. 이는 전술한 이유와 동일하게, 접선의 각도(A2)가 증착 최소 입사각(G, 도 2 참조)보다 큰 경우, 어느 하나의 노즐(120)이 주변의 다른 노즐(120), 몸체 부재(210) 및 마스크(20)의 턱 등에 의해 간섭되어 분출되는 증착 물질이 마스크(20)를 지나 기판(10)에 증착되기 어려울 수 있다. 여기서, 몸체 부재(210)의 접선의 각도(A2)는 가상의 수평면에 대한 몸체 부재(210)의 둘레면의 특정 위치에서의 접선의 각도(A2)이다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착원에 의해 기판에 증착 물질이 증착되는 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착원(300)은 전술한 제1 실시예에 따른 증착원(100, 도 1 참조)와 다르게 몸체 부재(310)에서 기판(10)을 향하는 면은 평평하게 이루어진다. 그리고 복수의 노즐(320)은 몸체 부재(310)의 중간 부분에서 양단으로 갈수록 기판(10)과의 간격이 멀어지도록 형성된다.

이러한 구조는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 증착원(100, 200)과 동일하게 몸체 부재(310)의 중앙으로부터의 몸체 부재(310)의 특정 위치까지의 거리(L1)가 점차 증가하더라도, 기판(10)과 노즐(320) 사이의 간격(TS)도 함께 증가한다. 그러므로 쉐도우 길이(Y)의 증가량을 최소화할 수 있다.

그리고 복수의 노즐의 상측 단부를 연결하여 이루어진 가상의 경사각(A3)은 기판(10)에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각(G, 도 2 참조)보다 작게 형성된 것이 바람직하다. 이는 노즐(320b)에서 분출되는 증착 물질이 마스크(20)를 지나 기판(10)에 안정적으로 증착될 수 있게 하기 위함이다. 이와 같은 이유에 대한 상세한 설명은 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략한다.

한편, 전술한 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100, 도 1참조)이 종래의 증착원보다 쉐도우 영역이 감소하였다는 것은 다음의 실험에 의해 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 증착원과 비교예에 따른 증착원으로 기판에 증착 물질을 형성한 다음, 기판에 형성된 쉐도우의 길이를 측정한 그래프이다.

실시예의 증착원은 도 1에 도시된 구조로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)이다. 그리고 비교예의 증착원은 몸체 부재가 바(bar)형상으로 이루어진 일반적인 형태의 미도시된 선형 증착원이다.

도 5에서 X축의 값은 기판의 중앙을 0으로 설정하고, 기판의 중앙으로부터 좌측방향으로의 길이는 음의 값(-)이므로 설정하였으며, 기판의 중앙으로부터 우측방향으로의 길이는 양의 값으로 설정하였다. 그리고 Y축의 값은 전술한 식 1에 의해 계산된 것으로, 기판의 특정 위치에서의 쉐도우의 길이를 측정한 값이다. 그리고 B는 실시예에 따른 증착원의 쉐도우의 길이 값들을 연결한 선이고, C는 비교예에 따른 증착원의 쉐도우의 길이 값들을 연결한 선이다.

도 5를 참조하면, 비교예의 증착원의 기판의 300mm 위치에서 쉐도우 길이는 대략 0.0088㎜ 이었으나, 실시예의 증착원에서 기판의 300mm 위치에서 쉐도우 길이는 대략 0.0063㎜ 이었다. 그리고 비교예의 증착원의 기판의 0mm 위치에서 쉐도우 길이는 대략 0.00525㎜ 이었으나, 실시예의 증착원에서 기판의 0mm 위치에서 쉐도우 길이는 대략 0.0038㎜ 이었다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)은 비교예에 따른 증착원(100)보다 전체적으로 대략 34.2% 정도 쉐도우의 길이가 감소하였음을 확인할 수 있다.

도 1로 되돌아가서, 이러한 결과를 통하여 확인할 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)은 몸체 부재(110)의 형상이 몸체 부재(110)의 양단에서 중간 부분으로 갈수록 기판(10)과의 간격이 가까워지는 형상으로 이루어진다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 증착원(100)으로 기판(10)에 증착 물질을 증착시키는 경우, 종래의 증착원으로 기판(10)에 증착 물질을 증착시키는 경우보다 쉐도우 영역이 현저하게 감소될 수 있다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 기판
20: 마스크
100, 200, 300: 증착원
110, 210, 310: 몸체 부재
120, 320: 노즐

Claims

소정의 길이로 형성된 몸체 부재와, 상기 몸체 부재에 형성된 복수의 노즐을 포함하여 일면에 마스크가 배치된 기판으로 증착 물질을 분사시키는 증착원에 있어서,
상기 몸체 부재는 중간 부분에서 양단으로 갈수록 상기 기판과의 간격이 멀어지도록 형성되고,
상기 노즐은 상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면에 형성되고,
상기 노즐은 상기 몸체 부재의 중간 부분에서 양단으로 갈수록 상기 기판으로부터 멀어지게 배치된 증착원.
삭제
제1항에 있어서,
상기 노즐은 동일한 길이로 이루어진 증착원.
제1항에 있어서,
상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면은 상기 몸체 부재의 중간 부분을 중심으로부터 양단으로 갈수록 하향경사지게 형성된 두 개의 경사면으로 이루어진 증착원.
제4항에 있어서,
상기 몸체 부재의 두 개의 경사면은 상기 기판에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각보다 작은 각도로 이루어진 증착원.
제4항에 있어서,
상기 몸체 부재의 두 개의 경사면은 서로 동일한 각도를 이루도록 형성된 증착원.
제1항에 있어서,
상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면은 아크형상(Arc)으로 이루어진 증착원.
제7항에 있어서,
상기 몸체 부재에서 아크형상으로 이루어진 면의 특정 위치에서의 접선은 각도는 상기 기판에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각보다 작은 각도인 증착원.
소정의 길이로 형성된 몸체 부재와, 상기 몸체 부재에 형성된 복수의 노즐을 포함하여 일면에 마스크가 배치된 기판으로 증착 물질을 분사시키는 증착원에 있어서,
상기 복수의 노즐은 상기 몸체 부재에서 상기 기판과 마주하는 면에 형성되고, 상기 복수의 노즐은 상기 몸체 부재의 중간 부분에서 양단으로 갈수록 상기 기판과의 간격이 멀어지도록 형성된 증착원.
제9항에 있어서,
상기 복수의 노즐의 상측 단부를 연결하여 이루어진 가상의 경사각은 상기 기판에 증착 물질이 증착 가능한 증착 최소 입사각보다 작게 형성된 증착원.
제9항에 있어서,
상기 복수의 노즐은 상기 몸체 부재의 중간 부분에서 양단으로 갈수록 길이가 감소하는 증착원.
제9항에 있어서,
상기 복수의 노즐이 위치하는 상기 기판과 마주하는 면은 평평한 증착원.