KR102318264B1

KR102318264B1 - 증착장치

Info

Publication number: KR102318264B1
Application number: KR1020150007027A
Authority: KR
Inventors: 이병철; 박간영; 이창식; 정성호; 최현
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2021-10-27
Also published as: US20160201195A1; KR20160087985A

Abstract

본 발명의 실시예는 기판에 입사되는 증착물질의 섀도우 현상을 개선하여 증착 균일도 및 증착 효율을 높이기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 기판과 대향하는 위치에 있으며, 증착물질을 수용하는 증착원, 그리고 증착원의 일측에서 증착원의 길이방향인 제1 방향을 따라 복수개로 배열되며, 기판에 증착물질을 분사하는 분사노즐을 포함하며, 분사노즐은 일단이 증착원에 연결되며 증착원과 기판 사이에서 증착원의 높이방향인 제2 방향을 따라 신장되는 제1 분사로를 갖는 제1 분사부, 그리고 제1 분사로의 타단에서 제2 방향을 따라 신장되며, 미리 설정된 경사각도로 경사진 제2 분사로를 갖는 제2 분사부를 포함할 수 있다.

Description

증착장치{DEPOSITING APPARATUS}

본 발명은 증착장치에 관한 것이다.

유기 발광 표시장치, 액정 표시장치와 같은 표시장치에서 유기물질이나 전극으로 사용되는 금속 등은 일반적으로 진공 분위기에서 해당 물질을 증착하여 평판 상에 박막을 형성하는 진공 증착법에 의하여 형성된다. 진공 증착법은 진공챔버 내부에 유기 박막을 성막시킬 기판을 위치시키고, 형성될 박막 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 마스크를 밀착시킨 후, 증착원을 이용하여 유기물질과 같은 증착물질을 증발 또는 승화시켜 기판에 증착시키는 것이다.

그런데 증발원으로부터 방사되는 증착물질은 다양한 방사각으로 방사될 수 있으므로, 증착물질이 분사되어 기판에 도달하는 각도에 따라 마스크와 기판 사이에 유기물질이 불균일하게 침투하여 증착되는 섀도우(shadow) 현상이 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예는 기판에 입사되는 증착물질의 섀도우 현상을 개선하여 증착 균일도 및 증착 효율을 높이기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 기판과 대향하는 위치에 있으며, 증착물질을 수용하는 증착원, 그리고 증착원의 일측에서 증착원의 길이방향인 제1 방향을 따라 복수개로 배열되며, 기판에 증착물질을 분사하는 분사노즐을 포함하며, 분사노즐은 일단이 증착원에 연결되며 증착원과 기판 사이에서 증착원의 높이방향인 제2 방향을 따라 신장되는 제1 분사로를 갖는 제1 분사부, 그리고 제1 분사로의 타단에서 제2 방향을 따라 신장되며, 미리 설정된 경사각도로 경사진 제2 분사로를 갖는 제2 분사부를 포함할 수 있다. 이때, 분사노즐은 제1 방향과 제2 방향을 기준으로 하기 조건, (L1/H1) ≥ (L2/H2)을 만족할 수 있다(L1 : 제1 방향으로의 제1 분사로 출구 직경, L2 : 제1 방향으로의 제2 분사로 출구 직경, H1 : 제2 방향으로의 제1 분사로 길이, H2 ; 제2 방향으로의 제2 분사로 길이).

이때, 제2 방향은 제1 방향에 수직한 방향이며, 제2 방향을 기준으로 제2 분사로의 길이는 제1 분사로의 길이보다 더 길게 형성될 수 있다. 그리고 제1 분사로는 제2 방향을 따라 직선형의 관으로 형성되어 제1 분사로의 입구와 제1 분사로의 출구가 서로 동일하게 형성될 수 있다. 그리고 제1 방향을 기준으로 제2 분사로의 출구는 제1 분사로의 출구보다 더 크게 형성될 수 있다. 제2 분사로는 제2 분사로의 입구에서 제2 분사로의 출구로 갈수록 더 크게 확대되는 경사형의 관의 형상을 갖고 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 분사로는 제2 분사로의 출구에서 외측방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 그리고 제2 분사로의 출구는 제1 분사로의 출구보다 3배로 크게 형성될 수 있다. 그리고 제2 분사로의 경사각도(θ1)는 90도 내지 140도로 설정할 수 있다. 그리고 제1 분사로의 내부 표면 거칠기와 제2 분사로의 내부 표면 거칠기는 서로 다르게 가공될 수 있다. 예를 들어, 제1 분사로의 내부 표면 거칠기는 제2 분사로의 내부 표면 거칠기보다 더 거칠게 가공될 수 있다.

한편, 증착원과 복수개의 분사노즐 사이에 결합되어 복수개의 분사노즐을 보호하는 노즐 보호부를 더 포함할 수 있다. 노즐 보호부는 제1 분사부 주변에 결합되어 분사노즐에 열을 공급하는 히터, 히터의 상측에서 제2 분사부 주변에 결합되어 분사노즐을 보호하는 노즐 커버, 그리고 노즐 커버에서 기판과 대향되는 면에 위치하는 단열 코팅층을 포함할 수 있다.

한편, 증착원은 제1 방향을 기준으로 중심 영역 및 중심 영역 양측에 배치되는 좌측 영역과 우측 영역을 포함하며, 중심 영역의 분사노즐은 제1 분사부가 제2 방향으로 수직하게 배열되며, 좌측 영역의 분사노즐은 제1 분사부가 제2 방향에서 좌측으로 경사지게 배열되고, 우측 영역의 분사노즐은 제1 분사부가 제2 방향에서 우측으로 경사지게 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 마스크와 기판 사이에 증착물질이 침투하는 섀도우 현상을 줄일 수 있고, 증착 마진을 줄일 수 있다.

또한, 증착 균일도 및 증착 효율을 높여 표시장치의 고해상도 구현을 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판에 입사되는 증착물질의 입사 각도와 분사노즐의 상관 관계를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분사노즐을 도시한 단면도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분사노즐을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 증착 영역에서 분사노즐의 배열관계를 도시한 개략도이다.
도 7은 제2 분사로의 경사각도에 따른 막두께 변화를 도시한 그래프이다.
도 8은 분사노즐의 길이비율에 따른 막두께 변화를 도시한 그래프이다.
도 9는 분사노즐의 형상에 따른 막두께 변화를 도시한 그래프이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판에 입사되는 증착물질의 입사 각도와 분사노즐(100)의 상관 관계를 나타내는 개략도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 증착원(10)과 분사노즐(100)을 포함한다. 그리고 증착원(10)과 복수개의 분사노즐(100) 사이에 결합되어 복수개의 분사노즐(100)을 보호하는 노즐 보호부(110)를 더 포함할 수 있다. 노즐 보호부(110)는 제1 분사부(102) 주변에 결합되어 분사노즐(100)에 열을 공급하는 히터(112), 히터(112)의 상측에서 제2 분사부(104) 주변에 결합되어 분사노즐(100)을 보호하는 노즐 커버(114), 그리고 노즐 커버(114)에서 기판(20)과 대향되는 면에 형성되어 단열을 유지하는 단열 코팅층(116)을 포함할 수 있다. 단열 코팅층(116)은 단열성 세라믹 나노 합성물 등을 이용할 수 있다. 단열이 필요한 온도인 400℃(유기물질 증착기준)를 기준으로 코팅층의 두께는 1~2mm정도로 형성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 증착장치는 적절한 진공도가 유지되는 진공 챔버(미도시) 내에 배치될 수 있다. 적절한 진공도가 유지되는 진공 챔버 내에 증착장치가 배치됨에 따라 분사노즐(100)로부터 분사된 증착물질(200)의 직진성을 확보할 수 있다. 증착물질(200)은 표시장치에서 유기 발광층, 즉, R(적색), G(녹색), B(청색)를 나타내는 부화소를 형성하는 유기물질로 형성할 수 있다. 진공 챔버는 처리되는 기판(20)의 형상에 따라 대응하는 다양한 형상으로 형성할 수 있다.

증착원(10)은 기판(20)과 서로 대향되는 위치에 배치되며, 기판(20)에 박막을 형성하는 증착물질(200)을 수용하는 도가니(crucible)를 포함한다. 증착원(10)은 증착물질(200)을 방출하여 기판(20)에 증착시키는 기능을 하며, 증착원(10)의 내부 공간에는 유기물질과 같은 증착물질(200)을 저장할 수 있다. 증착원(10)은 서로 대향되는 기판(20)의 길이 방향인 제1 방향에 대응하여 연장 형성된다. 기판(20)은 마스크(30)(mask)와 함께 기판 고정부(40)에 고정될 수 있다. 마스크(30)는 기판(20) 상에 유기막의 패턴을 형성하기 위한 것으로, 개구부가 형성될 수 있다. 마스크(30)의 개구부를 통해 기판(20) 상에 유기물질이 증착될 수 있다. 증착원(10)과 기판(20)은 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어지게 배치될 수 있다.

한편, 전술한 진공 챔버, 증착원(10), 노즐 보호부(110), 마스크(30) 및 기판(20) 등은 통상의 증착장치에서 사용되는 구성을 적용할 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

분사노즐(100)은 증착원(10)의 일측에서 증착원(10)의 길이방향인 제1 방향(y축 방향)을 따라 복수개로 배열되며, 기판(20)에 증착물질(200)을 분사한다. 분사노즐(100)은 증착물질(200)이 분사되도록 중공형의 관형태로 형성될 수 있다. 그리고 분사노즐(100)은 증착원(10)의 내부 공간과 연결되어 내부 공간에서 기화 또는 승화된 증착물질(200)을 기판(20)으로 분사하는 기능을 한다. 분사노즐(100)에서 분사된 증착물질(200)은 진공 중에 분사되므로, 방향성을 잃고 분사노즐(100)의 출구를 기준으로 모든 방향으로 퍼질 수 있다. 따라서 분사노즐(100)의 형상과 각도는 증착물질(200)의 증착 균일도와 효율을 증대시킬 수 있는 중요한 요소로 작용할 수 있다. 따라서, 분사노즐(100)의 상부 형상과 각도 및 분사노즐(100)의 하부 형상과 각도는 각각 서로 다르게 형성할 수 있다. 예를 들어, 분사노즐(100)의 하부는 직선형으로 형성하고, 분사노즐(100)의 상부는 경사형으로 분사노즐(100)의 하부보다 더 크게 형성할 수 있다. 분사노즐(100)의 하부영역을 직선형으로 형성하고, 분사노즐(100)의 상부영역을 경사형으로 더 크게 형성하여 분사노즐(100)의 하부영역과 분사노즐(100)의 상부영역에서 증착물질(200)의 분사경로를 보다 안정되게 유지할 수 있다. 또한, 증착물질(200)의 직진성을 확보한 상태에서 증착 균일도와 증착효율을 증대시킬 수 있다. 따라서, 고해상도 패널 제작시 마스크(30)인 파인 메탈 마스크(FMM)의 둔턱 마진(margin)을 증대할 수 있어 고해상도 패널 제작에 사용되는 마스크(30)의 제작이 용이해진다. 또한 증착물질(200)의 직진성이 증대됨에 따라 섀도우 불량을 감소시켜 생산성을 증대시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분사노즐을 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 분사노즐(100)은 제1 분사부(102)와 제2 분사부(104)를 포함한다.

제1 분사부(102)는 일단이 증착원(10)에 연결되며 증착원(10)과 기판(20) 사이에서 증착원(10)의 높이방향인 제2 방향을 따라 곧게 신장되는 제1 분사로를 갖는다. 여기서, 제2 방향(x축 방향)은 제1 방향에 수직한 방향을 나타낸다. 그리고 제1 분사로는 제2 방향을 따라 직선형의 관으로 형성되어 제1 분사로의 입구와 제1 분사로의 출구가 서로 동일하게 형성될 수 있다.

제2 분사부(104)는 제1 분사로의 타단에서 제2 방향을 따라 신장되며, 미리 설정된 경사각도로 경사진 제2 분사로를 갖는다. 제2 방향을 기준으로 제2 분사로의 길이는 제1 분사로의 길이보다 더 길게 형성될 수 있다. 그리고 제1 방향을 기준으로 제2 분사로의 출구는 제1 분사로의 출구보다 더 크게 형성될 수 있다. 제2 분사로의 입구에서 제2 분사로의 출구로 갈수록 더 크게 확대되는 경사형의 관으로 형성될 수 있다. 그리고 제2 분사로의 경사각도(θ1)는 90도 내지 140도로 설정할 수 있다.

분사노즐(100)은 제1 방향과 제2 방향을 기준으로 하기 조건, (L1/H1) ≥ (L2/H2)을 만족할 수 있다. 여기서, L1은 제1 방향으로의 제1 분사로 출구 직경, L2는 제1 방향으로의 제2 분사로 출구 직경, H1은 제2 방향으로의 제1 분사로 길이, H2는 제2 방향으로의 제2 분사로 길이를 나타낸다.

분사노즐(100)은 수직형의 제1 분사부(102)와 경사형의 제2 분사부(104)가 결합된 형태로 형성되며, 수직형의 제1 분사부(102)에서 1차적으로 증착물질(200)의 직진성에 영향을 준다. 그리고 경사형의 제2 분사부(104)는 수직형의 제1 분사부(102)와 결합되어 제1 분사부(102)의 출구에서 난반사되어 나오는 입자들의 방향성을 보정해준다.

한편, 분사노즐(100)은 다른 조건으로 설정할 수 있다. 예를 들어, L1, H1, L2, H2의 상관관계는 (H1+H2) > (n*L1), L2 > (n*L1)로 설정할 수 있다. 여기서, n= 2 이상 상수로 설정하며, n값이 클수록 증착물질(200)의 메인 유동(main flux) 중 수직성분의 비율이 증가된다. 그리고 제1 분사로의 내부 표면 거칠기와 제2 분사로의 내부 표면 거칠기는 서로 다르게 가공될 수 있다. 예를 들어, 제1 분사로의 내부 표면 거칠기는 제2 분사로의 내부 표면 거칠기보다 더 거칠게 가공될 수 있다. 즉, 분사노즐(100)의 내부 표면 거칠기의 가공 정도인 조도를 수직형의 제1 분사부(102)와 경사형의 제2 분사부(104)에서 서로 다르게 하여 증착물질(200)의 직진성을 보정할 수도 있다. 여기서, 조도(粗度, roughness)는 표면이 거칠고 매끄러운 정도를 나타낸다. 예를 들어, 수직형의 제1 분사부(102) 내면은 거칠게 가공하고(조도 0.5um 이상) 경사형의 제2 분사부(104) 내면은 매끄럽게 가공할 수 있다(조도 0.2um 이하). 수직형인 제1 분사부(102)의 경우 조도가 높을수록 막두께가 뾰족(sharp)해지며, 경사형인 제2 분사부(104)의 경우 조도가 낮을수록 막두께가 뾰족해진다. 따라서, 증착물질(200)이 수직형의 제1 분사부(102) 내면과 경사형의 제2 분사부(104) 내면에서 각각 충돌시 표면 거칠기에 따라 난반사되어 분사경로가 바뀌게 되는 현상을 보정하여 분사경로의 직진성을 유지할 수 있다.

한편, 기판(20)에 증착된 유기물질(24)에서 섀도우 불량을 감소시키기 위한 조건을 다르게 설정할 수 있다. 도 2를 참조하면, 섀도우는 내부 섀도우(Sh1)와 외부 섀도우(Sh2)로 구분할 수 있다. 내부 섀도우(Sh1)는 하기 조건, (H6*H5*L1*θ1)/(H3*θ2)을 만족할 수 있다. 여기서, H6은 마스크(30) 둔턱 높이로 0.1um 내지 5um의 범위로 설정되고, H5는 기판(20)과 마스크(30) 사이 간격으로 2um 내지 100um의 범위로 설정되며, L1은 제1 방향으로의 제1 분사로 출구 직경으로 0.5mm 내지 30mm의 범위로 설정되고, H3은 마스크(30)와 노즐 사이 거리로 200mm 내지 800mm의 범위로 설정되며, θ1은 제2 분사로의 경사각도로 크누센 수(Knusen #)로 표현할 수 있다. 예를 들어, 제2 분사로의 경사각도(θ1)는 크누센 수 1 내지 10으로 표현할 수 있다. 그리고 θ2는 마스크(30) 경사각도를 나타내며, 30도 내지 70도의 범위로 설정할 수 있다.

이러한 조건에서 내부 섀도우(Sh1)를 개선하기 위해서는 기판 PDL(22)(Pixel Define Layer) 높이(H4) 및 기판(20)과 마스크(30) 사이 간격(H5)을 작게 한다. 그리고 마스크(30) 둔턱 높이(H6)를 작게 하고, 마스크(30) 경사각도(θ2)를 크게 한다. 제2 분사로의 경사각도(θ1)를 작게 하면, 내부 섀도우(Sh1)를 효과적으로 감소할 수 있다.

한편, 외부 섀도우(Sh2)는 하기 조건, (H5*θ1*L5)/H3을 만족할 수 있다. 여기서, L5는 노즐과 노즐 끝단의 거리를 나타내며, H3은 기판(20)과 노즐간 거리를 나타낸다. 이러한 조건에서 외부 섀도우(Sh2)를 개선하기 위해서는 기판(20) PDL(Pixel Define Layer) 높이(H4) 및 기판(20)과 마스크(30) 사이 간격(H5)을 작게 한다. 그리고 노즐과 노즐 끝단의 거리(L5)를 작게 하고 기판(20)과 노즐간 거리(H3)를 크게 한다. 제2 분사로의 경사각도(θ1)를 작게 하면, 외부 섀도우(Sh2)를 효과적으로 감소할 수 있다.

상기한 바와 같이 분사노즐(100)은 복수개로 구비되어 제1 방향으로 연장 형성된 증착원(10)을 따라 일렬로 배열된다. 그리고 분사노즐(100)은 하부와 상부의 형상이 서로 상이하게 형성될 수 있다. 이러한 경우, 분사노즐(100)의 하부의 노즐 길이와 노즐 높이는 분사노즐(100)의 상부의 노즐 길이와 노즐 높이보다 작게 형성할 수 있다. 예를 들어, 분사노즐(100)의 하부는 수직형으로 형성될 수 있고, 분사노즐(100)의 상부는 수직형의 중심선을 기준으로 양측으로 경사진 경사형으로 형성될 수 있다. 즉, 분사노즐(100)의 하부는 좁고 수직하게 형성되고, 분사노즐(100)의 상부는 상대적으로 넓고 경사지게 형성할 수 있다. 분사노즐(100)의 상부 형상은 분사노즐(100)의 하부 형상에 비해 넓고 경사진 형상을 만족하는 경우라면 다양한 형상으로 설계 변경될 수도 있다. 예를 들어, 분사노즐(100)은 상부의 형상이 경사진 방향을 따라 서로 다른 각도가 연속되게 형성하여 증착방향에 대한 증착물질(200)의 분사량을 다르게 조절할 수 있다. 분사노즐(100)의 형상에 대한 한정은 본 발명의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 분사노즐(100)의 형상이 다르더라도, 분사노즐(100)의 하부가 수직형이고 상부가 경사형으로 조합된 Y형상이라면 다양한 형태로 설계 변경되어 구현될 수 있다.

도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 분사노즐을 도시한 단면도이다. 도 4는 나팔관 형태의 분사노즐(100a)을 도시한 것이며, 도 5는 종형태의 분사노즐(100b)을 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 제2 분사로는 제2 분사로의 출구에서 외측방향으로 경사지게 형성할 수 있다. 그리고 도 5에 도시된 바와 같이 제2 분사로의 출구 직경(L2)을 제1 분사로의 출구 직경(L1) 보다 더 크게 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 분사로의 출구 직경(L2)이 제1 분사로의 출구 직경(L1) 보다 3배 더 크게 형성할 수 있다. 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 형상의 분사노즐(100a, 100b) 형태로 형성할 수 있는데, 분사노즐(100a, 100b)로부터 분사되는 증착물질(200)이 분사노즐(100a, 100b)의 출구에서 충돌시 산란각을 방향에 따라 수직하게 만들어주는 조건을 만족하는 형태이면 다양한 형상으로 설계 변경할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 증착 영역에서 분사노즐의 배열관계를 도시한 개략도이다. 도 6을 참조하면, 증착원(10)은 제1 방향을 기준으로 분사노즐(100A, 100B, 100C)이 배열되는 영역을 중심 영역(10a) 및 중심 영역(10a) 양측에 배치되는 좌측 영역(10b)과 우측 영역(10c)으로 구분할 수 있다. 분사노즐(100A, 100B, 100C)은 필요에 따라 중심 영역(10a)에 배치되는 분사노즐(100A)과 좌측 영역(10b)과 우측 영역(10c)에 각각 배치되는 분사노즐(100B, 100C)의 분사 각도를 서로 다르게 설정할 수 있다. 또한, 복수개의 분사노즐(100A, 100B, 100C)은 영역별로 분사노즐(100A, 100B, 100C)의 방향 자체가 기울어져 배치될 수도 있다. 예를 들어, 중심 영역(10a)의 분사노즐(100A)은 제1 분사부(102)가 제2 방향으로 수직하게 배열되며, 좌측 영역(10b)의 분사노즐(100B)은 제1 분사부(102)가 제2 방향에서 좌측으로 경사지게 배열되고, 우측 영역(10c)의 분사노즐(100C)은 제1 분사부(102)가 제2 방향에서 우측으로 경사지게 배열될 수 있다. 이와 같이 증착원(10)에 결합되는 분사노즐(100A, 100B, 100C)의 배열관계를 변경하여 증착원(10)의 최대 방사각을 제어함으로써 증착원(10)으로부터 방사되는 증착물질(200)의 방사각을 제어함에 따라 섀도우 현상을 최소화할 수 있다.

전술한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 증착장치의 작동 및 표시장치의 제조방법을 설명한다.

먼저, 진공 챔버 내에 기판(20)을 배치시키고, 증착물질(200)을 방출하는 증착원(10)과 기판(20)이 서로 대향되도록 배치되며, 기판(20)과 대향되는 증착원(10)의 일측에는 증착물질(200)을 분사하는 복수개의 분사노즐(100)이 결합된 상태를 가정한다. 이러한 상태에서, 미리 설정된 입사 각도(θ1)로 증착물질(200)이 입사되도록 증착원(10)과 기판(20)의 거리를 조정하며 기판(20)을 배치할 수 있다. 이어서, 증착 이동방향으로 증착원(10)을 이동시키면서 분사노즐(100)을 통해 증착물질(200)을 기판(20)으로 분사한다.

증착물질(200)이 기판(20)에 증착될 때, 증착 방향인 제2 방향을 기준으로 분사노즐(100)의 경사각도(θ1)는 기판(20)과 증착원(10)과의 거리, 기판(20)의 크기, 증착량 등을 고려하여 설정될 수 있다.

도 7은 제2 분사로의 경사각도에 따른 막두께 변화를 도시한 그래프이다. 도 7을 참조하면, 분사노즐(100)의 경사각도(θ1)는 90도 내지 140도의 범위로 설정할 수 있다. 분사노즐(100)의 경사각도(θ1)의 최적 각도는 124도로 설정할 수 있다. 분사노즐(100)의 경사각도(θ1)가 90도 보다 작은 경우에는 마스크(30)와 기판(20) 사이에 증착물질(200)이 침투하는 섀도우 현상이 발생할 수 있다. 그리고 분사노즐(100)의 경사각도(θ1)가 140도 보다 큰 경우에는 입사되는 증착물질(200)의 양이 적어 증착 효율이 떨어질 수 있다.

도 8은 분사노즐의 길이비율에 따른 막두께 변화를 도시한 그래프이다. 도 8을 참조하면, Y형 분사노즐은 제1 분사로의 출구 직경(L1)과 제2 분사로의 출구 직경(L2)의 조건에 따라 막두께 선명도(sharpness)가 증감됨을 알 수 있다. 제2 분사로의 출구 직경(L2)은 제1 분사로의 출구 직경(L1) 보다 더 크게 형성되며, 도 8에 도시된 바와 같이 출구 직경의 최적비율은 제2 분사로의 출구 직경(L2)이 제1 분사로의 출구 직경(L1) 보다 3배 더 크게 형성되는 것임을 알 수 있다.

도 9는 분사노즐의 형상에 따른 막두께 변화를 도시한 그래프이다. 도 9를 참조하면, 분사노즐의 여러 가지 다양한 형태의 조건에 따라 막두께 선명도가 증감됨을 알 수 있다. 즉 분사노즐의 형상에서 복합형 분사노즐보다 콘(cone)형 분사노즐의 막두께 선명도가 증가되며, 콘형 분사노즐보다 Y형 분사노즐의 막두께 선명도가 증가됨을 알 수 있다. 또한, 조도조건 B(0.2~0.5um) C(0.5um)에 따라 섀도우 값이 달라짐을 알 수 있다. 도 9를 참조하면 Y형 분사노즐의 조도 조건에 따라 큰 폭으로 섀도우 값이 감소됨을 알 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10 ; 증착원 20 ; 기판
30 ; 마스크 100 ; 분사노즐
102 ; 제1 분사부 104 ; 제2 분사부
110 ; 노즐 보호부 112 ; 히터
114 ; 노즐 커버 116 ; 단열 코팅층
200 ; 증착물질

Claims

증착물질을 수용하는 증착원, 그리고
상기 증착원의 일측에서 상기 증착원의 길이방향인 제1 방향을 따라 복수개로 배열되며, 상기 증착물질을 분사하는 분사노즐을 포함하고,
상기 분사노즐은
일단이 상기 증착원에 연결되며 상기 증착원의 높이 방향인 제2 방향을 따라 신장되는 제1 분사로를 갖는 제1 분사부, 그리고
상기 제1 분사로의 타단에서 상기 제2 방향을 따라 신장되며, 미리 설정된 경사각도로 경사진 제2 분사로를 갖는 제2 분사부
를 포함하고,
상기 분사노즐은 상기 증착원에서 상기 제1 방향으로 배열되는 복수의 분사노즐을 포함하고,
상기 복수의 분사노즐은 상기 증착물질이 분사되는 증착 영역에 따라 상기 제2 방향 또는 상기 제2 방향에서 일측으로 경사진 방향으로 배열되고,
상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직한 방향이며,
상기 제1 분사로는 상기 제2 방향을 따라 직선형의 관으로 형성되어 상기 제1 분사로의 입구와 상기 제1 분사로의 출구가 서로 동일하고,
상기 제1 방향을 기준으로 상기 제2 분사로의 출구는 상기 제1 분사로의 출구보다 더 크고,
상기 제2 분사로는 상기 제2 분사로의 입구에서 상기 제2 분사로의 출구로 갈수록 점차적으로 크게 확대되는 경사형의 관의 형상을 갖고,
상기 제2 방향을 기준으로 상기 제2 분사로의 입구로부터 상기 제2 분사로의 출구까지의 길이는 상기 제1 분사로의 입구로부터 상기 제1 분사로의 출구까지의 길이보다 더 길고,
상기 제1 분사로의 내부 표면 거칠기는 상기 제2 분사로의 내부 표면 거칠기보다 더 거친 증착장치.
제1항에서,
상기 분사노즐은 상기 제1 방향과 상기 제2 방향을 기준으로 하기 조건,
(L1/H1) ≥ (L2/H2)
을 만족하는 증착장치.
(L1 : 상기 제1 방향으로의 상기 제1 분사로 출구 직경, L2 : 상기 제1 방향으로의 상기 제2 분사로 출구 직경, H1 : 상기 제2 방향으로의 상기 제1 분사로 길이, H2 ; 상기 제2 방향으로의 상기 제2 분사로 길이)
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제1항에서,
상기 제2 분사로는 상기 제2 분사로의 출구에서 외측방향으로 경사진 증착장치.
제1항에서,
상기 증착원은 상기 제1 방향을 기준으로 중심 영역 및 상기 중심 영역 양측에 배치되는 좌측 영역과 우측 영역을 포함하며,
상기 중심 영역의 분사노즐은 제1 분사부가 제2 방향으로 수직하게 배열되며, 상기 좌측 영역의 분사노즐은 제1 분사부가 제2 방향에서 좌측으로 경사지게 배열되고, 상기 우측 영역의 분사노즐은 제1 분사부가 제2 방향에서 우측으로 경사지게 배열되는 증착장치.
제1항에서,
상기 제2 분사로의 경사각도(θ1)는 90도 내지 140도인 증착장치.
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제1항에서,
상기 증착원과 상기 복수개의 분사노즐 사이에 결합되어 상기 복수개의 분사노즐을 보호하는 노즐 보호부를 더 포함하는 증착장치.
제12항에서,
상기 노즐 보호부는
상기 제1 분사부 주변에 결합되어 상기 분사노즐에 열을 공급하는 히터,
상기 히터의 상측에서 상기 제2 분사부 주변에 결합되어 상기 분사노즐을 보호하는 노즐 커버, 그리고
상기 노즐 커버 위에 위치하는 단열 코팅층
을 포함하는 증착장치.
증착물질을 수용하는 증착원, 그리고
상기 증착원의 일측에서 상기 증착원의 길이방향인 제1 방향을 따라 복수개로 배열되며, 상기 증착물질을 분사하는 분사노즐을 포함하며,
상기 분사노즐은
일단이 상기 증착원에 연결되며 상기 증착원의 높이방향인 제2 방향을 따라 신장되는 제1 분사로를 갖는 제1 분사부, 그리고
상기 제1 분사로의 타단에서 상기 제2 방향을 따라 신장되며, 미리 설정된 경사각도로 경사진 제2 분사로를 갖는 제2 분사부
를 포함하고,
상기 제2 분사로의 출구 직경은 상기 제1 분사로의 출구 직경보다 크고,
상기 제2 분사로는 상기 제2 분사로의 입구에서 상기 제2 분사로의 출구로 갈수록 점차적으로 크게 확대되는 경사형의 관의 형상을 갖고,
상기 제2 방향을 기준으로 상기 제2 분사로의 입구로부터 상기 제2 분사로의 출구까지의 길이는 상기 제1 분사로의 입구로부터 상기 제1 분사로의 출구까지의 길이보다 더 길고,
상기 제1 분사로의 내부 표면 거칠기는 상기 제2 분사로의 내부 표면 거칠기보다 더 거친 증착장치.
제14항에서,
상기 제2 분사로의 출구는 상기 제1 분사로의 출구보다 3배로 큰 증착장치.