KR102158138B1 - 증착 장치 - Google Patents

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KR102158138B1
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Abstract

본 발명은 증착 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 증발입자를 증착하기 위한 증착 장치로서, 내부에 증착공간이 마련되며, 상기 기판이 상기 증착공간의 상부에 로딩되는 진공챔버와; 상기 기판에 대향하여 상기 증착공간의 하부에 배치되며, 상기 기판을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원과; 상기 증발입자가 입사되도록 상기 증발원을 향하여 배치되며 상기 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부와; 상기 센서부가 결합되며 상기 센서부가 상기 증착공간의 상부를 향하도록 회전시키는 회전부를 포함하는, 증착 장치가 제공된다.

Description

증착 장치{DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은 증착 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 증착챔버 내부에 장착된 센서부의 유지관리 시 작업자가 용이하게 센서부를 교체하거나 보수할 수 있는 증착 장치에 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.
유기 전계 발광 소자는, 애노드 및 캐소드 전극을 제외한 나머지 구성층인 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층 및 전자주입층 등이 유기 박막으로 되어 있고, 이러한 유기 박막은 진공열증착방법으로 기판 상에 증착된다.
진공열증착방법은 진공챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발물질이 승화되어 형성된 증발입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어 진다.
기판에 대한 증착과정에서 기판 상에 증착되는 증발입자의 증착량을 간접적으로 측정하기 위한 센서부가 진공챔버 내부에 배치된다.
일반적으로, 센서부는, 기판에 증착되는 증발입자의 증착량을 정밀하게 측정하기 위해 증발원을 향하여 하향 경사지도록 진공챔버 내부에 고정된다.
한편, 센서부의 유지관리 시 진공챔버 내부의 진공상태를 해제시킨 후 작업자가 센서부를 보수하거나 교체하는데, 센서부가 진공챔버에 하향 경사지게 고정되는 경우 작업자의 작업 자세가 불편해져 작업이 어려울 뿐 아니라 관리 시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.
한국등록특허 제10-1289704호
본 발명은, 증착챔버 내부에 장착된 센서부의 유지관리 시 작업자가 용이하게 센서부를 교체하거나 보수할 수 있는 증착 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 증발입자를 증착하기 위한 증착 장치로서, 내부에 증착공간이 마련되며, 상기 기판이 상기 증착공간의 상부에 로딩되는 진공챔버와; 상기 기판에 대향하여 상기 증착공간의 하부에 배치되며, 상기 기판을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원과; 상기 증발입자가 입사되도록 상기 증발원을 향하여 배치되며 상기 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부와; 상기 센서부가 결합되며 상기 센서부가 상기 증착공간의 상부를 향하도록 회전시키는 회전부를 포함할 수 있다.
상기 증발입자가 입사되는 개구부가 형성되며 상기 센서부가 안착되는 안착부가 형성되며, 상기 센서부를 커버하는 쉴드(shield)와; 상기 회전부가 결합되며, 상기 센서부가 상기 안착부에 인출입되도록 쉴드에 대해 상기 센서부를 수평이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 이동부는, 가이드 레일과; 상기 가이드 레일을 따라 이동하며, 상기 회전부가 결합되는 이동블록을 포함할 수 있다.
상기 회전부는, 상기 이동블록에 힌지 연결되는 회전블록과; 상기 회전블록과 상기 센서부를 연결시키는 연결블록과; 상기 이동블록에 결합되어 상기 회전블록의 회전을 제한하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 개구부에 결합되며, 상기 증발원으로부터 분사된 증발입자를 상기 센서부로 유도하는 센서 튜브를 더 포함할 수 있다.
상기 안착부의 내면에 결합되며, 상기 센서부를 냉각시키는 냉각 플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 증착챔버 내부에 장착된 센서부의 유지관리 시 작업자가 용이하게 센서부를 교체하거나 보수할 수 있는 증착 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 개략도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면이다.
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 증착 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부한 도면을 참조하여 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 개략도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4에는 기판(1), 증착공간(2), 진공챔버(3), 증발원(5), 센서부(10), 수정진동자(13), 쉴드(20), 안착부(21), 개구부(23), 센서 튜브(25), 냉각 플레이트(27), 냉각유로(29), 회전부(30), 회전블록(36), 연결블록(38), 스토퍼(39), 이동부(40), 가이드 레일(41), 이동블록(45), 초퍼(47)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 증착 장치는, 기판(1)에 증발입자를 증착하기 위한 증착 장치로서, 내부에 증착공간(2)이 마련되며, 기판(1)이 증착공간(2)의 상부에 로딩되는 진공챔버(3)와; 기판(1)에 대향하여 상기 증착공간(2)의 하부에 배치되며, 기판(1)을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원(5)과; 증발입자가 입사되도록 증발원(5)을 향하여 배치되며 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부(10)와; 센서부(10)가 결합되며 센서부(10)가 증착공간(2)의 상부를 향하도록 회전시키는 회전부(30)를 포함한다.
진공챔버(3)의 내부에는 증착공간(2)이 마련되며, 증착공간(2)의 상부에 기판(1)이 로딩된다. 증착공간(2)의 상부에는 기판(1)이 안착되는 기판로딩부(미도시)가 구비될 수 있다.
진공챔버(3)의 증착공간(2)은, 펌프(미도시)등에 의해 진공의 분위기가 유지되며, 진공 상태의 증착공간(2)에서 기판(1)에 대한 증발입자의 증착이 이루어진다.
증발원(5)은 기판(1)에 대향하여 증착공간(2)의 하부에 배치되며, 기판(1)을 향하여 증발입자를 분사한다.
증발원(5) 내부에는 증발물질이 수용되며, 증발물질은 가열히터(미도시)에 의해 가열되어 기화되고, 기화된 증발입자가 증발원(5)을 통해 분사되어 기판(1)상에 증착된다.
본 실시예에서는 점 증발원(5)이 증착공간(2)의 하부에 듀얼(dual)로 배치되는 경우를 중심으로 설명하나, 점 증발원이 하나인 경우뿐 아니라 선형 증발원인 경우도 가능하다.
센서부(10)는 증발입자가 입사되도록 증발원(5)을 향하여 배치되며 증발입자의 증착량을 측정한다. 센서부(10)는 기판(1)에 증착되는 증발입자의 증착량을 정확하게 측정하기 위해 증발원(5)을 향하여 하향 경사지게 배치된다. 증발원(5)에서 분사되는 증발입자는 기판(1)을 향하여 상향으로 분사되고, 상향으로 분사되는 증발입자가 용이하게 센서부(10)의 유입구를 통해 유입되도록 센서부(10)의 유입구가 증발원(5)을 향하도록 하향 배치될 수 있다.
센서부(10)는, 센서부(10)에 증착되는 증발입자의 증착량을 측정하여, 기판(1) 상에 증착되는 증발입자의 증착량을 간접적으로 측정한다.
센서부(10)를 이용한 기판(1)의 증발입자 증착량 측정의 원리는, 센서부(10)에 구비되는 수정진동자(13)에 전극을 만들고 전극의 양단에 교류전압을 인가하면 수정진동자(13)는 고유 진동수로 진동하게 되는데, 수정진동자(13)에 증발입자가 증착됨에 따라 진동주파수가 변하게 되고 이러한 진동수의 변화량으로 기판(1)에 증착되는 증발입자의 증착량이나 증착속도를 간접적으로 측정하게 되는 것이다.
회전부(30)는, 센서부(10)가 결합되며, 센서부(10)가 증착공간(2)의 상부를 향하도록 회전시킨다. 진공챔버(3)는, 내부에 증착공간(2)이 마련되고 상단이 개방되는 챔버몸체와, 챔버몸체의 상단을 커버하는 챔버커버로 구성될 수 있는데, 센서부(10)의 유지관리를 위하여 챔버커버를 해체한 상태에서, 센서부(10)를 회전부(30)에 의해 상부로 회전시켜, 작업자가 진공챔버(3)의 상부에서 센서부(10)를 용이하게 교체하거나 보수할 수 있다.
쉴드(20)는, 증발입자가 입사되는 개구부(23)가 형성되고 센서부(10)가 안착되는 안착부(21)가 형성되며, 센서부(10)를 커버한다. 쉴드(20)는 증발원(5)의 복사열이 센서부(10)에 전달되어 센서부(10)가 파손되는 것을 방지하고, 복사열에 의해 센서부(10)의 수정진동자(13)의 고유 진동수에 오차를 발생시켜 수정진동자(13)에 증착된 증발입자의 두께를 정확히 측정하지 못하는 현상을 방지할 수 있다.
쉴드(20)는, 증발원(5)을 사이에 두고 증착공간(2)의 측단에 배치된다. 쉴드(20)는 센서부(10)가 수용되도록 절곡되어 형성되는 안착부(21)와, 안착부(21)에 형성되며 증발원(5)에서 분사되는 증발입자가 인입되는 개구부(23)를 포함한다. 쉴드(20)를 안정적으로 지지하기 위하여 진공챔버(3) 하부에서 상향 연장되는 지지벽(미도시)이 형성될 수 있다.
개구부(23)는 증발원(5)에서 분사되는 증발입자가 센서부(10)의 수정진동자(13)를 향하여 유동될 수 있도록 증발입자가 분사되는 증발원(5)의 분사구와 수정진동자(13)를 연결하는 일직선상에 형성될 수 있다.
이때, 개구부(23)에는 센서 튜브(25)가 결합될 수 있다.
센서 튜브(25)는 개구부(23)를 관통하여 쉴드(20)에 결합되며, 증발원(5)으로부터 분사된 증발입자를 센서부(10)로 유도한다.
센서 튜브(25)는 증발원(5)으로부터 분사되는 증발입자가 센서부(10)의 수정진동자(13)를 향하도록 안내한다. 센서 튜브(25)는 중공의 관 형상으로, 일단이 수정진동자(13)를 향하고 타단이 증발원(5)을 향하도록 개구부(23)를 통해 쉴드(20)에 결합된다.
수정진동자(13)와 센서 튜브(25) 사이에는 수정진동자(13)를 향하는 증발입자의 유동을 단속하기 위한 초퍼(47)가 개재될 수 있다.
초퍼(47)는, 수정진동자(13)에 대향하여 배치되어, 회전에 따라 수정진동자(13)로 향하는 증발입자의 유동을 단속하여 수정진동자(13)의 사용수명을 연장시킬 수 있다.
한편, 쉴드(20)의 내부에는 냉각 플레이트(27)가 구비될 수 있다.
냉각 플레이트(27)는 안착부(21)의 내면에 결합되며, 센서부(10)를 냉각시킨다. 냉각 플레이트(27)는, 증발원(5)으로부터 센서부(10)에 전달된 복사열을 흡수하여, 복사열에 의해 센서부(10)가 파손되거나 수정진동자(13)의 고유 진동수에 오차를 발생시키는 현상을 방지한다.
쉴드(20)는 복사열을 차단하고 냉각 플레이트(27)는 전달된 복사열을 흡수하여, 센서부(10)의 수명을 연장시키고 증발입자의 증착량을 정확하게 측정할 수 있다.
냉각 플레이트(27)는 센서부(10)의 양 측부에 대향하여 복수로 구비될 수 있다. 냉각 플레이트(27)의 내부에 냉각 유로(29)가 구비될 수 있으며, 냉매가 냉각 유로(29)를 통해 유동하면서 센서부(10)에 전달된 복사열을 흡수하여 외부로 전달한다.
본 실시예에 따른 이동부(40)는, 회전부(30)가 결합되며, 센서부(10)가 안착부(21)에 인출입되도록 쉴드(20)에 대해 센서부(10)를 수평이동시킨다. 센서부(10)는 이동부(40)에 의해 수평 방향으로 진입하여 쉴드(20)의 안착부(21)에 장착된다.
센서부(10)의 유지관리 시, 이동부(40)에 의해 센서부(10)를 쉴드(20)의 안착부(21)로부터 분리되도록 이동시킨 후, 회전부(30)에 의해 센서부(10)가 증착공간(2)의 상부를 향하도록 회전시킨 상태에서 센서부(10)에 대한 교체나 보수를 시행하게 된다.
이 후, 센서부(10)의 유지관리가 완료되면, 회전부(30)에 의해 센서부(10)를 원상태로 회전시킨 후, 이동부(40)에 의해 센서부(10)를 쉴드(20)의 안착부(21)에 안착시키기 위해 이동시킨다.
이동부(40)는, 가이드 레일(41)과 가이드 레일(41)을 따라 이동하며 회전부(30)가 결합되는 이동블록(45)을 포함할 수 있다. 가이드 레일(41)은 후술한 이동블록(45)의 직선 이동을 안내하기 위한 것으로, 쉴드(20)에 대해 수평방향으로 배치된다. 이동블록(45)은 가이드 레일(41)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 가이드 레일(41)의 길이 방향으로 왕복 직선 이동한다.
이동블록(45)에는 센서부(10)가 결합되어, 이동블록(45)의 직선이동에 따라 센서부(10)가 안착부(21)에 인입되거나 인출된다.
이동블록(45)을 구동시키기 위한 구동장치(미도시)가 결합될 수 있다.
본 실시예에 따른 회전부(30)는, 이동블록(45)에 힌지 연결되는 회전블록(36)과, 회전블록(36)과 센서부(10)를 연결시키는 연결블록(38)과, 이동블록(45)에 결합되어 회전블록(36)의 회전을 제한하는 스토퍼(39)를 포함할 수 있다.
회전블록(36)은, 회전축에 의해 이동블록(45)에 힌지 연결되어 증착공간(2)의 상부를 향하도록 회전한다.
연결블록(38)은 센서부(10) 및 이동블록(38)을 연결시킨다. 연결블록(38)은, 센서부(10)가 증발원(5)을 향해 하향 경사지게 설치되도록 이동블록(38)에 결합된다.
스토퍼(39)는 이동블록(45)에 결합되어 회전블록(36)의 회전을 제한한다. 스토퍼(39)는 이동블록(45)의 측면에서 돌출 형성되며, 회전블록(36)의 회전시 회전블록(36)의 회전을 제한한다.
본 실시예에서는 회전블록(36)의 회전을 제한하는 스토퍼(39)를 이동블록(45)에서 돌출 형성되는 돌출부를 예시로 설명하였으나, 스토퍼(39)는 회전블록(36)의 회전을 제한하는 다양한 형태로 구성될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 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 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
1: 기판 2: 증착공간
3: 진공챔버 5: 증발원
10: 센서부 13: 수정진동자
20: 쉴드(shield) 21: 안착부
23: 개구부 25: 센서 튜브
27: 냉각 플레이트 29: 냉각 유로
30: 회전부 36: 회전블록
38: 연결블록 39: 스토퍼
40: 이동부 41: 가이드 레일
45: 이동블록 47: 초퍼(chopper)

Claims (6)

  1. 기판에 증발입자를 증착하기 위한 증착 장치로서,
    내부에 증착공간이 마련되며, 상기 기판이 상기 증착공간의 상부에 로딩되는 진공챔버와;
    상기 기판에 대향하여 상기 증착공간의 하부에 배치되며, 상기 기판을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원과;
    상기 증발입자가 입사되도록 상기 증발원을 향하여 배치되며 상기 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부와;
    상기 증발입자가 입사되는 개구부가 형성되고 상기 센서부가 안착되는 안착부가 형성되며, 상기 센서부를 커버하는 쉴드(shield)와;
    상기 센서부가 결합되며, 정역회전에 따라 상기 센서부가 상기 안착부에 안착되거나 상기 증착공간의 상부를 향하도록 상기 센서부를 회전시키는 회전부와;
    상기 회전부가 결합되며, 상기 센서부가 상기 안착부에 인출입되도록 쉴드에 대해 상기 센서부를 수평이동시키는 이동부를 포함하며,
    상기 이동부는,
    가이드 레일과;
    상기 가이드 레일을 따라 이동하며, 상기 회전부가 결합되는 이동블록을 포함하고,
    상기 회전부는,
    상기 이동블록에 힌지 연결되는 회전블록과;
    상기 회전블록과 상기 센서부를 연결시키는 연결블록과
    상기 이동블록에 결합되어 상기 회전블록의 회전을 제한하는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개구부에 결합되며, 상기 증발원으로부터 분사된 증발입자를 상기 센서부로 유도하는 센서 튜브를 더 포함하는, 증착 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안착부의 내면에 결합되며, 상기 센서부를 냉각시키는 냉각 플레이트를 더 포함하는, 증착 장치.
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