KR102673259B1 - 표시소자의 증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증착물질을 균일하게 증착할 수 있는 증착장치에 관한 것으로, 증착물질이 충진되고 기판의 하부에 배치되는 복수의 도가니본체; 상기 복수의 도가니본체 각각의 상부에 결합되는 복수의 두껑; 및 상기 복수의 뚜겅에 형성되어 기화된 증착물질이 배출되는 복수의 노즐로 구성되며, 상기 복수의 노즐의 형상은 인접하는 노즐과 오버랩되지 않는 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

표시소자의 증착장치{EVAPORATING APPARATUS OF DISPLAY DEVICE}
본 발명은 증착장치에 관한 것으로, 특히 비용이 절감되고 재료를 소비를 저감하며 효율이 향상된 표시소자의 증착장치에 관한 것이다.
최근, 박형으로 구성되어 무게와 부피를 대폭 감소한 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치중에서 유기전계발광 표시장치는 유기발광층이 발광하는 자발광소자로서, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.
유기전계발광 표시장치는 제1전극과, 유기물 1층 이상으로 구성된 유기발광층(정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입증)과, 전자를 주입하는 제2전극으로 이루어진 유기발광소자 뿐만 아니라 각종 무기층 및 유기층이 형성된다.
이러한 유기발광 표시소자의 제조공정중에서 무기층, 유기층 및 금속층은 증착공정에 의해 이루어지며, 증착공정은 무기물질, 유기물질 또는 금속을 기화로 변환시켜 기판 표면에 증착함으로써 각종 박막을 형성하는 공정으로 유기물을 수용하는 증착도가니(evaporation Crucible)를 구비하여 진공챔버 내에서 진행된다.
그러나, 이러한 증착장치에는 다음과 같은 문제가 발생한다.
증착장치는 증착물질을 증착도가니에 충진한 후 고온으로 가열함으로써 증착을 실시한다. 따라서, 근래 표시장치가 대형화됨에 따라 증착장비 역시 대형화되는데, 이러한 열증착장비의 대형화는 제조비용의 증가를 초래할 뿐만 아니라, 표시장치가 특정 크기 이상으로 초대형화되는 경우에는 현실적으로 고온에서의 증착이 불가능하다는 문제도 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 증착물을 기판상에 균일하게 증착하여 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있는 표시장치의 증착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 일실시예에 따른 증착장치는 증착물질이 충진되고 기판의 하부에 배치되는 복수의 도가니본체; 상기 복수의 도가니본체 각각의 상부에 결합되는 복수의 두껑; 및 상기 복수의 뚜겅에 형성되어 기화된 증착물질이 배출되는 복수의 노즐로 구성되며, 상기 복수의 노즐의 형상은 인접하는 노즐과 오버랩되지 않는 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
기판은 일측방향으로 이동하면서 증착물이 증착된다. 도가니본체에는 히터가 구비되어 열을 인가하여 상기 증착물질을 가열한다. 상기 증착물질은 유기물질, 무기물질, 도전물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착장치는 증착물질이 충진되고 기판의 하부에 배치되는 도가니본체; 상기 도가니본체 상부에 결합되는 두껑; 및 상기 뚜겅에 형성되어 기화된 증착물질이 배출되는 노즐로 구성되며, 상기 기판은 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 노즐은 비등방적 형상으로 형성되어 회전하는 기판에 증착물을 증착하는 것을 특징으로 한다.
도가니본체가 기판의 회전축에 배치될 수 있으며, 이때 노즐은 수평방향으로는 대칭이고 수직방향으로는 비대칭으로 형성된다.
도가니본체가 상기 기판의 회전축에서 일정 거리 이격되어 배치될 수 있으며, 이때 회전축측의 노즐의 면적이 그 반대측의 노즐의 면적 보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 포인트증착원을 사용함으로써 고온으로의 증착물 가열이 가능하게 되어 대면적 기판에 다양한 물질의 막을 형성할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 막두께보정부재가 필요 없으므로 구조를 단순화할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있으며, 막두께보정부재에 증착물이 증착되지 않고 노즐을 통해 기화되는 증착물의 대부분을 기판상에 증착할 수 있으므로 증착효율이 향상되고 증착물질의 불필요한 소모를 최소화할 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명에서는 막두께보정부재에 증착된 증착물이 증착장치로 낙하하는 것을 방지할 수 있으므로, 증착장치의 오염에 따른 불량을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 개념적인 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 한 화소의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 증착장치의 사시도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 증착장치의 증착도가니의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 증착장치의 막두께보정부재의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 증착장치에 의해 증착물이 증착되는 증착영역을 나타내는 도면이다.
도 8은 포인트증착원이 아닌 면증착원에 의해 기판에 증착물을 증착하는 증착장치를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 증착장치의 사시도 및 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 증착장치의 증착도가니의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 증착장치에 의해 증착물이 증착되는 증착영역을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 증착장치의 노즐을 나타내는 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 증착장치의 사시도 및 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 증착장치의 노즐을 나타내는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 각각 본 발명의 제4실시예에 따른 증착장치의 사시도 및 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 증착장치의 노즐을 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 권리의 범위는 첨부된 청구항에 의해 결정되어야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 증착장치는 특정 구조의 표시장치에만 적용되는 것이 아니라 다양한 표시장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 증착장치는 유기전계발광 표시장치, 액정표시장치, 전기영동 표시장치와 같은 다양한 표시장치의 각종 박막을 형성하는데 사용될 수 있다. 이하에서는 유기전계발광 표시장치의 제조를 예를 들어 설명하지만, 본 발명이 이러한 유기전계발광 표시장치의 제조에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 증착장치는 특정 물질의 박막만을 형성하는데 사용하는 것이 아니라, 무기막, 유기막, 금속막과 같은 다양한 물질의 박막을 형성하는데 사용할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치의 하나의 화소를 개념적으로 나타내는 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치는 서로 교차하여 화소(P)를 정의하는 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 파워배선(PL)을 포함하며, 화소(P)에는 스위칭박막트랜지스터(Ts), 구동박막트랜지스터(Td), 스토리지캐패시터(Cst) 및 유기발광소자(D)가 배치된다.
상기 스위칭박막트랜지스터(Ts)는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결되고 상기 구동박막트랜지스터(Td) 및 스토리지 캐패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 파워배선(PL) 사이에 연결되며, 상기 유기발광소자(D)는 구동박막트랜지스터(Td)에 연결된다.
이러한 구조의 유기전계발광 표시장치에서, 게이트배선(GL)에 인가된 게이트신호에 따라 스위칭박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터배선(DL)에 인가된 데이터신호가 스위칭박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일전극에 인가된다.
상기 구동박막트랜지스터(Td)는 게이트전극에 인가된 데이터신호에 따라 턴-온 되며, 그 결과 데이터신호에 비례하는 전류가 파워배선(PL)으로부터 구동박막트랜지스터(Td)를 통하여 유기발광소자(D)로 흐르게 되고, 유기발광소자(D)는 구동박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다.
이때, 스토리지캐패시터(Cst)에는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일프레임(frame) 동안 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.
도 2 는 유기전계발광 표시장치의 한 화소의 실제 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1기판(110) 위에는 버퍼층(112)이 형성되며, 그 위에 구동박막트랜지스터가 배치된다. 상기 기판(110)은 유리와 같은 투명한 물질로 구성될 수도 있고 폴리이미드(polyimide)와 같이 투명하고 플렉서블(flexible)한 플라스틱으로 구성될 수도 있다. 또한, 버퍼층(112)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다.
구동박막트랜지스터(Td)는 복수의 화소에 각각 형성된다. 상기 구동박막트랜지스터(Td)는 상기 버퍼층(112) 위의 화소에 형성된 반도체층(122)과, 상기 반도체층(122)의 일부 영역에 형성된 게이트절연층(123)과, 상기 게이트절연층(123) 위에 형성된 게이트전극(125)과, 상기 게이트전극(125)을 덮도록 기판(110) 전체에 걸쳐 형성된 층간절연층(114)과, 상기 층간절연층(114)에 형성된 제1컨택홀(114a)을 통해 반도체층(122)과 접촉하는 소스전극(127) 및 드레인전극(128)으로 구성된다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1기판(110) 위에는 스위칭박막트랜지스터가 배치되며, 이때 상기 스위칭박막트랜지스터는 상기 구동박막트랜지스터(Td)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(122)은 결정질 실리콘, 또는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 산화물반도체로 형성할 수 있으며, 중앙영역의 채널층과 양측면의 도핑층으로 이루어져 소스전극(127) 및 드레인전극(128)이 상기 도핑층과 접촉한다.
상기 게이트전극(125)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 게이트절연층(123) 및 층간절연층(114)은 SiOx나 SiNx와 같은 무기절연물질로 이루어진 단일층 또는 SiOx과 SiNx의 2층 구조의 무기층으로 이루어질 수 있다. 그리고, 소스전극(127) 및 드레인전극(128)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금으로 형성할 수 있다.
그리고, 도면 및 상술한 설명에서는 구동 박막트랜지스터(Td)가 특정 구조로 구성되지만, 본 발명의 구동 박막트랜지스터(Td)가 도시된 구조에 한정되는 것이 아니라, 모든 구조의 구동 박막트랜지스터(Td)가 적용될 수 있다.
상기 구동박막트랜지스터가 형성된 기판(110)에는 보호층(116)이 형성된다. 보호층(116)은 포토아크릴과 같은 유기물질로 형성될 수 있지만, 무기층 및 유기층으로 이루어진 복수의 층으로 구성될 수도 있다. 상기 보호층(116)에는 제2컨택홀(116a)이 형성된다.
상기 보호층(116) 위에는 제2컨택홀(116a)을 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(128)과 전기적으로 접속되는 제1전극(130)이 형성된다. 그리고, 상기 제1전극(130)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 이루어져 구동박막트랜지스터의 드레인전극(128)과 접속되어 외부로부터 화상신호가 인가된다.
상기 보호층(116) 위의 각 화소(P)의 경계에는 제1뱅크층(142) 및 제2뱅크층(144)이 형성된다. 상기 제1뱅크층(142) 및 제2뱅크층(144)은 일종의 격벽으로서, 각 화소(P)를 구획하여 인접하는 화소에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지할 수 있다. 도면에서는 상기 제1뱅크층(142)이 보호층(116) 위에 형성되고 제2뱅크층(144)이 제1뱅크층(142) 위에 형성되지만, 상기 제1뱅크층(142)이 제1전극(130) 위에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제1전극(130)이 제1뱅크층(142) 및 제2뱅크층(144)의 측면으로 연장될 수 있다.
상기 제1전극(130) 및 뱅크층(142,144) 위에는 유기발광층(132)이 형성된다. 이후 자세히 설명되지만, 상기 유기발광층(132)은 열증착이 아니라 용액상태의 유기발광물질을 제1전극(130) 위에 도포한 후 건조함으로써 형성될 수 있다. 상기 유기발광층(132)은 R,G,B화소에 형성되어 적색광을 발광하는 R-유기발광층, 녹색광을 발광하는 G-유기발광층, 청색광을 발광하는 B-유기발광층일 수 있다.
상기 유기발광층(132)에는 발광층뿐만 아니라 발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과 주입된 전자 및 정공을 유기층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층 등이 형성될 수도 있다.
상기 유기발광층(132) 위에는 제2전극(134)이 형성된다. 상기 제2전극(134)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oixde)와 같은 투명한 도전물질 또는 가시광선이 투과되는 얇은 두께의 금속으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.상기 제2전극(134) 위에는 봉지층(164) 이 형성된다. 상기 봉지층(164)은 무기층로 구성된 단일층으로 구성될 수도 있고, 무기층/유기층의 2층으로 구성될 수도 있으며, 무기층/유기층/무기층의 3층으로 구성될 수도 있다. 상기 무기층은 SiNx와 SiX 등의 무기물로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 유기층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌,폴리아릴레이트 등의 유기물질 또는 이들의 혼합물질을 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 봉지층(164) 위에는 접착층(162)이 도포되고 접착층(162) 위에 제2기판(160)이 배치되어 상기 제2기판(160)이 표시장치에 부착된다. 상기 접착층으로는 부착력이 좋고 내열성 및 내수성이 좋은 물질이라면 어떠한 물질을 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 에폭시계 화합물, 아크릴레이트계 화합물 또는 아크릴계 러버과 같은 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 그리고, 상기 접착제로서 광경화성 수지를 사용할 수도 있으며, 이 경우 접착층에 자외선과 같은 광을 조사함으로써 접착층(162)을 경화시킨다.
상기 접착층(162)은 제1기판(110) 및 제2기판(160)을 합착할 뿐만 아니라 상기 전계발광 표시장치 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 봉지제의 역할도 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에서 도면부호 162의 용어를 접착제라고 표현하고 있지만, 이는 편의를 위한 것이며, 이 접착층을 봉지제라고 할 수도 있다.
상기 제2기판(160)은 전계발광 표시장치를 봉지하기 위한 봉지캡(encapsulation cap)으로서, PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등과 같은 보호필름을 사용할 수 있고 유리를 사용할 수도 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제2전극(134)과 접착층(162) 사이에는 평탄화층이 형성될 수 있다. 이때, 상기 평탄화층은 유기층으로 구성될 수 있고 무기층 및 유기층으로 이루어진 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기층으로는 SiOx와 SiNx 등이 사용될 수 있고 유기층으로는 포토아크릴 등이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1전극(130) 및 유기발광층(132) 및 제2전극(134)은 유기발광소자를 형성한다.
상기 제1전극(130)이 유기발광소자의 음극(cathode)이고 제2전극(134)이 양극(anode)으로서, 제1전극(130)과 제2전극(134)에 전압이 인가되면, 상기 제1전극(130)으로부터 전자가 유기발광층(132)으로 주입되고 제2전극(134)으로부터 정공이 유기발광층(132)으로 주입되어, 유기발광층(132)내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생하게 되어 외부(제2기판(160)측)으로 발산하게 된다.
또한, 상기 유기발공소자는 제1전극(130)이 ITO나 IZO와 같은 투명 도전물질이나 가시광선이 투과되는 얇은 두께의 금속으로 이루어지고 제2전극(134)이 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 이루어져 유기발광층(132)에서 발생한 광이 외부(제1기판(110)측)으로 발산할 수 있다.
도 3은 상기와 같은 구조의 유기전계발광 표시장치의 제조방법을 나타내는 플로우챠트로서, 이를 참조하여 유기전계발광 표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선 제1기판(110)상에 버퍼층(112)을 형성한 후, 그 위에 반도체층(122), 게이트절연층(123), 게이트전극(125), 층간절연층(114) 및 소스전극(127) 및 드레인전극(128)으로 이루어진 구동박막트랜지스터를 형성한다(S101).
이후, 상기 구동박막트랜지스터가 형성된 제1기판(110) 전체에 걸쳐 포토아크릴과 같은 유기물질을 적층하여 보호층(116)을 형성한 후(S102), 상기 보호층(116) 위에 제1뱅크층(142) 및 제2뱅크층(144)을 형성한다(S103).
이때, 상기 제1뱅크층(142)은 유기전계발광 표시장치의 전체 화소의 둘레를 따라 형성되어 모든 화소를 각각 다른 화소와 구획하며, 제2뱅크층(144)은 동일 컬러의 화소를 다른 컬러의 화소와 구획한다.
즉, 상기 제1뱅크층(142)은 세로 및 가로방향을 따라 매트릭스형상으로 형성되어 각각의 화소를 정의하며, 제2뱅크층(144)은 세로방향을 따라 동일 컬러의 화소열을 정의한다.
이어서, 제1뱅크층(142)에 의해 정의되는 각각의 화소에 제1전극(130)을 형성한 후(S104), 유기발광물질을 증착하여 유기발광층(133)을 형성한다(S105,S106).
이때, 제1전극(130)은 제1뱅크층(142) 단위, 즉 화소 단위로 형성되므로 인접하는 화소 사이에서는 서로 분리되지만, 유기발광층(133)은 제2뱅크층(144) 단위, 즉 화소열 단위로 형성되므로 세로방향으로 배열된 복수의 화소에 연속적으로 형성된다.
그 후, 상기 유기발광층(133) 상에 제2전극(134)을 형성하고 봉지층(164)을 형성하고 접착층(162)에 의해 제2기판(160)을 부착하여 유기전계발광 표시장치를 완성한다(S107,S108)
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시장치에서는 게이트절연층(123)이나 층간절연층(114)과 같은 무기막, 보호층(116), 뱅크층(142,144), 유기발광층(132), 봉지층(164)과 같은 유기층, 제1전극(130)과 제2전극(134)과 같은 도전층 등과 같은 박막을 형성하며, 본 발명에서는 이러한 각종 박막이 진공챔버내에서 증착장치에 의해 형성된다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 제1실시예에 따른 증착장치를 개략적으로나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 기판(210)은 진공챔버(도면표시하지 않음)에 배치되며, 상기 기판(210) 아래에는 복수의 증착도가니(220a,220b,220c)가 배치된다.
상기 기판(210)은 다수의 표시패널이 형성되는 모기판(mother substrae)일 수 있고 하나의 표시패널이 형성되는 단위 기판(unit substrate)일 수도 있다.
상기 증착도가니(220a,220b,220c)는 스테인레스와 같은 금속으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 다양한 물질로 구성될 수 있다.
상기 증착도가니(220a,220b,220c)에는 증착물질, 예를 들면 SiO2나 SiNx와 같은 무기물질, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌,폴리아릴레이트 등과 같은 유기물질, Ca, Ba, Mg, Al, Ag, ITO, IZO와 같은 도전물질이 채워질 수 있다.
도면에서는 3개의 증착도가니(220a,220b,220c)만이 개시되어 있지만, 기판(210)의 면적 등에 따라 4개 이상의 증착도가니가 배치될 수도 있다.
증착공정이 진행되어 증착도가니(220a,220b,220c)에 충진된 증착물질이 모두 소모되면, 증착공정을 중단하고 증착물질을 상기 증착도가니(220a,220b,220c)에 채워 놓음으로써 증착물질을 증착도가니(220a,220b,220c)에 다시 공급할 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 공급관을 통해 증착도가니(220a,220b,220c)를 외부의 증착물질원에 연결하여 실시간으로 증착도가니(220a,220b,220c)에 증착물질을 공급할 수도 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 증착도가니(220a,220b,220c)에는 히터가 설치되어 내부에 채워진 증착물질을 가열할 수 있다. 이때, 히터에 의한 증착물질의 가열온도는 증착물질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 유기물질의 경우 약 100-500℃의 온도로 가열될 수 있고 투명한 금속산화물이나 금속과 같은 도전물질의 경우 약 450-1200℃의 고온으로 가열될 수 있다.
증착도가니(220a,220b,220c)에서 고온으로 가열된 증착물질은 기화되어 상부에 배치된 기판(210)의 하면에 증착된다. 이때, 복수의 증착도가니(220a,220b,220c) 각각에서 기화되는 증착물질은 기판(210)의 폭방향 전체에 걸쳐 증착되며, 기판(210)이 길이방향을 따라 이동으로써 기판(210) 전체에 증착물질이 증착된다.
도면에서는 증착도가니(220a,220b,220c)는 고정되고 기판(210)이 일방향으로 이동하지만, 상기 기판(210)이 고정되고 증착도가니(220a,220b,220c)가 이동할 수도 있다.
상기 기판(210)과 증착도가니(220a,220b,220c) 사이에는 막두께보정부재(230)가 배치된다. 상기 막두께보정부재(230)는 증착도가니(220a,220b,220c)에서 기화되어 기판(210)으로 진행하는 기화물질의 흐름인 플럭스(flux)의 일부를 차단하여 기판(210)에 균일한 두께의 증착물질이 증착되도록 한다.
즉, 막두께보정부재(230)가 배치되지 않는 경우, 복수의 증착도가니(220a,220b,220c)에서 기화되는 증착물질은 기판(210)의 일부 영역에서 오버랩되어 증착된다. 따라서, 일부 영역, 즉 서로 인접하는 증착도가니(220a,220b,220c)에 대응하는 영역에서 증착된 막의 두께가 다른 영역의 막의 두께 보다 커지게 되어, 기판(210) 전체에 걸쳐 불균일한 두께로 막이 형성되어 표시장치에 불량이 발생하게 된다.
본 실시예에서는 막두께보정부재(230)를 구비하여 기화되는 증착물질의 플럭스 일부를 차단함으로써 막이 항상 균일한 두께로 형성할 수 있게 된다. 특히, 증착물질이 오버랩되어 증착되는 영역의 플럭스의 일부를 차단함으로써 오버랩되지 않는 영역과 오버랩되는 영역이 증착물질의 양을 동일하게 하여 막을 항상 일정한 두께로 형성할 수 있게 된다.
증착도가니(220a,220b,220c)가 고정되고 기판(210)이 이동하여 증착물을 기판(210)에 증착하는 경우, 증착도가니(220a,220b,220c)와 마찬가지로 막두께보정부재(230)도 설정된 위치에 고정되어 기판(210)에 증착되는 증착물의 플럭스를 차단한다. 또한, 기판(210)이 고정되고 증착도가니(220a,220b,220c)가 이동하여 증착물을 기판(210) 상에 증착하는 경우, 상기 막두께보정부재(230)는 증착도가니(220a,220b,220c)와 연동하여 이동하여 기판(210)에 증착되는 증착물의 플럭스를 차단한다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 증착도가니(220a,220b,220c)는 서로 설정된 간격(L)을 두고 배치된다. 또한, 상기 막두께보정부재(230)는 기판(210)과는 설정된 제1거리(d1) 이격되어 배치되고 증착도가니(220a,220b,220c)와는 제2거리(d2) 이격되어 배치된다. 따라서, 기판(210)과 증착도가니(220a,220b,220c) 사이의 증착거리(d)는 d=d1+d2이다.
이때, 상기 증착도가니(220a,220b,220c) 사이의 간격(L)은 1000mm일 수 있으며, 기판(210)과 막두께보정부재(230) 사이의 제1거리(d1)는 500mm일 수 있고 증착도가니(220a,220b,220c)과 막두께보정부재(230) 사이의 제2거리(d2)는 500mm일 수 있다. 따라서, 이 실시예의 증착거리(d)는 1000mm일 수 있다.
그러나, 상기 증착도가니(220a,220b,220c) 사이의 간격(L), 기판(210)과 막두께보정부재(230) 사이의 제1거리(d1), 증착도가니(220a,220b,220c)과 막두께보정부재(230) 사이의 제2거리(d2) 및 증착장치의 증착거리(d)는 상기한 특정 숫자에 한정되는 것이 아니라, 증착물질의 종류, 기판(210)(또는 모기판)의 면적, 증착도가니의 갯수 등에 따라 달라질 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 증착도가니(220)를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 증착도가니(220)는 증착물질이 충진되는 도가니본체(222)와, 상기 도가니본체(222) 상부에 배치된 두껑(224)과, 상기 두껑(224)의 상면에 형성된 노즐(226)로 구성된다.
상기 도가니본체(222)는 원통형상으로 형성되어 내부에 각종 증착물이 충진되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 도가니본체(222)의 바닥면 및/또는 벽면에는 히터가 설치되어 충진되는 증착물질을 가열할 수 있다. 또한, 도가니본체(222)에는 증착물질을 외부로부터 공급하는 공급관이 형성될 수 있다.
상기 두껑(224)에 형성되는 노즐(226)은 등방적으로 형성될 수 있다. 즉, 상상기 노즐(226)은 원형상 등으로 형성되어 기판(210)에 증착물이 증착되는 증착영역 역시 원형상 등과 같이 등방적으로 형성될 수 있다.
또한, 복수의 증착도가니(220a,220b,220c)에 형성되는 노즐(226)은 모두 동일한 형상으로 형성된다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 두껑(224)에 형성되는 노즐(224)은 원형상으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.다시 말해서, 이 실시예에서는 노즐(224)의 형상은 등방적인 다양한 형상으로 형성될 수 있지만, 복수의 증착도가니(220a,220b,220c)에 형성되는 노즐(226)은 모두 동일한 크기 및 형상으로 형성된다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 막두께보정부재(230)의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 막두께보정부재(230)는 본체(232)와 기화물차단부(234a,234b,234c)를 포함한다. 막두께보정부재(230)는 금속으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 다양한 재질로 구성될 수 있다.
상기 막두께보정부재(230)는 기판(210)으로 진행하는 플럭스를 차단하는 것이므로, 상기 본체(232)의 길이(ℓ)는 기판(210)의 폭(즉, 기판(210)의 단변의 길이)와 동일하거나 좀더 크게 형성하여 기판(210)의 폭방향으로 증착되는 증착물질을 완전히 차단한다.
상기 기화물차단부(234a,234b,234c)는 증착물의 증착시 플럭스를 실제 차단한다. 이때, 양측에 형성되는 제1 및 제3기화물차단부(234a,234c)는 서로 동일한 면적 및 형상으로 형성되며, 중앙의 제2기화물차단부(234b)는 제1 및 제3기화물차단부(234a,234c) 보다 큰 면적으로 형성된다.
그 이유는 중앙에 위치한 제2증착도가니(220b)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역이 좌우의 제1 및 제3증착도가니(220a,220c)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역과 오버랩되기 때문이다. 즉, 제1 및 제3증착도가니(220a,220c)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역은 각각 하나의 증착영역과 오버랩되지만, 제2증착도가니(220b)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역은 2개의 증착영역과 오버랩되므로, 제2증착도가니(220b)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역의 오버랩영역이 제1 및 제3증착도가니(220a,220c)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역의 오버랩영역 보다 크다.
제2증착도가니(220b)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역에 증착되는 증착물질의 양이 제1 및 제3증착도가니(220a,220c)에서 기판(210)으로 증착되는 증착물의 증착영역의 양보다 크다.
따라서, 제2증착도가니(220b)에서 기화되는 증착물의 플럭스를 차단하는 제2기화물차단부(234b)를 제1 및 제3기화물차단부(234a,234c) 보다 크게 하여, 오버랩되는 영역 만큼 플럭스를 더 차단해야만 기판(210) 전체에 걸쳐 균일하게 증착물을 증착할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 증착장치에 의해 기판(210)에 증착물이 증착된 것을 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기판(210)에는 3개의 증착도가니(220a,220b,220c)에 의해 증착물의 증착영역(216a,216b,216c)이 3개의 반원형상으로 형성되며, 이때 3개의 반원은 일정 영역이 서로 오버랩된다. 이때, 3개의 증착영역(216a,216b,216c)에는 각각 기화물차단부(234a,234b,234c)에 의해 증착물이 제거된 영역이 형성된다.
기판(210)이 이동함에 따라 3개의 증착영역(216a,216b,216c)이 기판(210)의 일단에서 타단으로 스캔하면서 형성되므로, 각각의 증착영역(216a,216b,216c)의 제거된 영역에 의해 오버랩영역이 갈음되어 전체적으로 동일한 두께의 증착물이 증착된다. 더욱이, 2개의 오버랩영역을 가진 제2증착영역(216b)의 제거된 영역이 다른 증착영역(216a,216c) 보다 크므로, 스캔된 제2증착영역(216b)의 증착물의 두께가 다른 스캔된 증착영역(216a,216c)의 증착물의 두께가 동일하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 복수의 증착도가니(220a,220b,220c)를 포인트증착원(Point Evaporation Source)로 하여 기판(210) 상에 증착물을 증착하므로, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
도 8은 포인트증착원이 아닌 면증착원(Plane Evaporation Source)에 의해 기판(310)에 증착물을 증착하는 증착장치를 나타내는 도면이다. 이 구성의 증착장치에서는 증착도가니(320)가 기판(310)의 폭(단변)과 동일한 길이 또는 더 긴 길이로 형성되고 노즐(326) 역시 기판(310)의 폭(단변)과 동일한 길이 또는 더 긴 길이로 형성된다. 따라서, 이 구조의 증착장치에서는 증착도가니(320)에서 기화된 증착물이 기판(310)의 폭 전체에 걸쳐 증착되고 기판(310)이 이동함에 따라 기판(310) 전체에 증착물이 증착된다.
그러나, 이러한 구조의 증착장치에서는 다음과 같은 문제가 있다. 기판(210) 또는 모기판이 대면적으로 되는 경우, 증착도가니(320) 역시 대면적으로 된다. 예를 들어, 다수의 표시패널이 형성되는 모기판의 폭이 약 2m 이상의 경우 증착도가니(320)의 길이 역시 2m 이상으로 되어야만 한다.
즉, 이 구조의 증착장치에서는 증착도가니(320)가 대규모 형성되어야만 하므로, 증착물의 기화를 위한 증착물의 가열에 시간이 많이 소모되므로, 증착공정이 지연된다.
더욱이, 도전층을 형성하기 위해서는 금속 등을 약 450-1200℃의 고온으로 가열해야만 하는데, 이러한 구조의 대규모 증착도가니(320)에서는 증착물을 상기와 같은 고온으로 가열하기가 실질적으로 불가능하였다. 따라서, 면증착원을 이용한 증착장치에서는 대면적 기판에는 특정 물질의 막만을 형성할 수 있을 뿐, 무기막과 유기막 및 도전층 등과 같은 다양한 물질의 막을 형성하기가 어렵다는 문제가 있었다.
반면에, 본 발명의 제1실시예에서는 면증착원 대신 포인트증착원을 사용하므로, 고온으로의 증착물 가열이 가능하게 되어 대면적 기판에 다양한 물질의 막을 형성할 수 있게 된다. 특히, 기판(210)의 면적이 증가하는 경우에는 포인트증착원(즉, 증착도가니(220a,220b,220c))의 수를 증가시키면 되므로, 다양한 크기의 기판의 막을 용이하게 형성할 수 있게 된다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 제2실시예에 따른 증착장치를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 기판(410)은 진공챔버(도면표시하자 않음)에 배치되며, 상기 기판(410) 아래에는 복수의 증착도가니(420a,420b,420c)가 배치된다. 이때, 도면에서는 3개의 증착도가니(420a,420b,420c)가 배치되지만, 기판(410)의 크기, 기판(410)과 증착도가니(420a,420b,420c) 사이의 거리, 증착물질 등에 따라 증착도가니는 2개 또는 4개 이상으로 구성될 수도 있을 것이다.
상기 증착도가니(420a,420b,420c)에는 증착물질, 예를 들면 SiO2나 SiNx와 같은 무기물질, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌,폴리아릴레이트 등과 같은 유기물질, Ca, Ba, Mg, Al, Ag, ITO, IZO와 같은 도전물질이 채워질 수 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 증착도가니(420a,420b,420c)에는 히터가 설치되어 내부에 채워진 증착물질을 가열할 수 있다. 또한, 별도의 히터가 구비되어 상기 증착도가니(420a,420b,420c)를 고온으로 가열할 수 있다.
증착도가니(420a,420b,420c)에서 고온으로 가열된 증착물질은 기화되어 상부에 배치된 기판(410)의 하면에 증착된다. 이때, 복수의 증착도가니(420a,420b,420c) 각각에서 기화되는 증착물질은 기판(410)의 폭방향 전체에 걸쳐 증착되며, 기판(410)이 길이방향을 따라 스캐닝함으로써 기판(210) 전체에 증착물질이 증착된다. 이때, 기판(410)이 고정되고 증착도가니(420a,420b,420c)가 이동할 수도 있다.
제1실시예와는 달리 본 실시예에서는 상기 기판(410)과 증착도가니(420a,420b,420c) 사이에 막두께보정부재가 배치되지 않는다. 따라서, 증착도가니(420a,420b,420c)에서 기화된 증착물질은 플럭스의 일부가 차단되지 않고 모두 기판(410)에 직접 증착된다.
이때, 증착도가니(420a,420b,420c)는 서로 설정된 간격(L) 이격되어 배치되며, 이때 간격(L)은 약 1000mm일 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 증착물질의 종류, 기판(410)(또는 모기판)의 면적, 증착도가니의 갯수 등에 따라 달라질 수 있을 것이다.
또한, 상기 증착도가니(420a,420b,420c)는 기판(410)으로부터 설정된 증착거리(d3) 이격되어 배치된다. 이때, 본 실시예에서는 막두께보정부재가 배치되지 않으므로, 증착도가니(420a,420b,420c)과 기판(410) 사이의 증착거리(d3)는 제1실시예의 증착도가니(220a,220b,220c)과 기판(210) 사이의 증착거리(d1+d2) 보다 작다(d3<d1+d2).
이때, 증착도가니(420a,420b,420c)과 기판(410) 사이의 증착거리(d3)는 약 500mm일 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 증착물질의 종류, 기판(410)(또는 모기판)의 면적, 증착도가니의 갯수 등에 따라 달라질 수 있을 것이다.
도 10a는 본 발명의 제2실시예에 따른 제2증착도가니(420b)의 구조를 나타내는 도면이고 도 10b는 복수의 증착도가니(420a,420b,420c)의 노즐(426a,426b,426c)의 형상을 나타내는 도면이다.
이때, 제1-제3증착도가니(420a,420b,420c)의 구조는 노즐(426a,426b,426c)의 형상을 제외하고는 모두 동일하다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 증착도가니(420b)는 증착물질이 충진되는 도가니본체(422b)와, 상기 도가니본체(422b) 상부에 배치된 두껑(424b)과, 상기 두껑(424b)의 상면에 형성된 노즐(426b)로 구성된다.
상기 도가니본체(422b)는 원통형상으로 형성되어 내부에 각종 증착물이 충진되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 도가니본체(422b)의 바닥면 및/또는 벽면에는 히터가 설치되어 충진되는 증착물질을 가열할 수 있다. 또한, 히터는 도가니본체(422b)의 외부로 설치되어 도가니본ㅌ체(422b)를 가열할 수 있다. 도가니본체(422b)에는 증착물질을 외부로부터 공급하는 공급관이 형성될 수 있다.
이 실시예에서는 복수의 증착도가니(420a,420b,420c)에 형성되는 노즐(426a,426b,426c)이 서로 다른 형상으로 형성된다. 즉, 도 10b에 도시된 바와 같이, 중앙의 제2증착도가니(420b)의 노즐(426b)은 중앙의 상하로 오목하고 양측이 볼록한 형상으로 형성되며, 좌측의 제1증착도가니(420a)의 노즐(426a)은 우측에 홈이 형성된 원형상으로 형성되고 우측의 제3증착도가니(420c)의 노즐(426c)은 좌측에 홈이 형성된 원형상으로 형성된다.
다시 말해서, 중앙의 제2증착도가니(420b)의 노즐(426b)의 형상은 좌우에 배치된 제1 및 제3증착도가니(420a,420c)의 노즐(426a,426c)의 형상과 대응한다. 즉, 제2증착도가니(420b)의 노즐(426b)의 양측이 볼록한 영역은 제1 및 제3증착도가니(420a,420c)의 노즐(426a,426c)의 오목한 영역에 대응한다.
이와 같이, 본 실시예에서는 서로 인접하는 증착도가니(420a,420b,420c)의 노즐(426a,426b,426c)의 형상을 서로 대응하도록 형성하여 오버랩되는 부분이 없도록 함으로써, 증착물의 증착시 기판(410) 상에 증착영역이 오버랩되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도면에서는 외곽의 제1 및 제3노즐(426a,426c)이 서로 대칭으로 형성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 중앙의 제2노즐(426b)의 형상에 따라 달라질 수 있을 것이다.
도 11은 증착도가니(420a,420b,420c)에서 기화되어 기판(410)에 증착되는 증착영역을 나타내는 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 기판(410)에 증착물이 증착되는 제1-3증착영역(416a,416b,416c)은 증착도가니(420a,420b,420c)에 형성되는 노즐(426a,426b,426c)의 형상과 유사하게 형성된다. 즉, 제2증착영역(426b)의 좌우에는 볼록한 영역이 형성되고 제1증착영역(426a)의 우측에는 오목한 영역이 형성되고 제3증착영역(426c)의 우측에도 오목한 영역이 형성된다. 따라서, 제2증착영역(426b) 좌측의 볼록한 영역과 제1증착영역(426a) 우측의 오목한 영역이 서로 인접하여 형성되어 오버랩되지 않으며, 제2증착영역(426b) 우측의 볼록한 영역과 제3증착영역(426c) 좌측의 오목한 영역이 서로 인접하여 형성되어 오버랩되지 않으므로, 기판(410)의 전체 증착영역(426a,426b,426c)에는 서로 오버랩되는 영역이 발생하지 않게 된다.
이와 같이, 이 실시예에서는 복수의 증착도가니(420a,420b,420c)에 각각 형성된 노즐(426a,426b,426c)을 서로 다르게 형성하되, 서로 인접하는 증착도가니(420a,420b,420c)의 노즐(426a,426b,426c)을 서로 중첩되지 않는 형상으로 형성함으로써, 증착물의 증착시 증착영역이 오버랩되는 것을 방지할 수 있게 된다.
따라서, 제1실시예에서는 증착도가니(220a,220b,220c)에서 기화되는 증착물의 플럭스 일부를 차단하기 위한 별도의 막두께보정부재(230)가 필요한데 반해, 제2실시예에서는 증착도가니(420a,420b,420c)의 두껑(424a,424b,424c)에 각각 형성된 노즐(426a,426b,426c)의 형상에 의해 증착물의 플럭스가 조절되므로, 제2실시예에서는 별도의 막두께보정부재가 필요없게 된다.
다시 도 10을 참조하면, 상기 도가니본체(422b) 및 두껑(424b)에는 각각 두껑(424b)의 위치를 고정시킬 수 있는 위치고정부가 형성된다. 복수의 두껑(424a,424b,424c)에 각각 형성되는 노즐(426a,426b,426c)은 서로 다른 형상으로 형성될 뿐만 아니라 인접하는 노즐의 형상과 서로 관련이 있다. 즉, 인접하는 노즐(426a,426b,426c)과의 배열관계에 의해 증착영역이 오버랩되지 않는다.
따라서, 복수의 두껑(424a,424b,424c)을 각각 도가니본체(422a,422b,422c)에 결합할 때, 복수의 두껑(424a,424b,424c) 각각에 형성되는 노즐(426a,426b,426c)은 설정된 형태로 배열되어야만 한다. 그런데, 복수의 두껑(424a,424b,424c)이 도가니본체(422a,422b,422c)에 결합할 때, 복수의 두껑(424a,424b,424c)이 동일한 형태로 결합되는 것이 아니라 적어도 하나의 두껑이 원래의 위치에서 더 회전하거나 덜 회전하여 적어도 하나의 노즐(426a,426b,426c)이 설정된 배열을 형성하지 않게 되면, 인접하는 노즐(426a,426b,426c) 사이에 오버랩되는 영역이 발생하여 증착시 오버랩되는 증착영역이 발생하게 되어 균일한 막의 형성이 불가능하게 된다.
따라서, 이 실시예에서는 도가니본체(422b) 및 두껑(424b)에는 각각 두껑(424b)의 위치를 고정시킬 수 있는 위치고정부가 형성되며, 이 위치고정부는 도가니본체(422b)에 형성된 위치고정핀(428b) 및 두껑(424b)에 형성된 위치고정홈(429b)로 구성되어, 상기 위치고정핀(428b)이 위치고정홈(429b)에 삽입되도록 두껑(424b)을 도가니본체(422b)에 결합함으로써 항상 일정한 위치에 두껑(424b)을 결합할 수 있게 된다.
또한, 상기 위치고정부는 도가니본체(422b)에 형성된 위치고정홈 및 두껑(424b)에 형성된 위치고정핀으로 구성될 수도 있다.
한편, 이 실시예에 따른 복수의 증착도가니(420a,420b,420c)에 형성되는 노즐(426a,426b,426c)은 특정 형상으로 한정되는 것이 아니라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 증착장치의 증착도가니(420a,420b,420c)에 형성되는 노즐(426a,426b,426c)의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 복수의 두껑(424a,424b,424c)에는 각각 다른 형상의 노즐(426a,426b,426c)이 형성된다. 이때, 중앙의 제2노즐(426b)은 원형상의 좌우영역에 홈부가 형성된 형상으로 형성되며, 좌측의 제1노즐(426a)은 우측에 볼록부가 형성된 원형상으로 형성된다. 이때, 제1노즐(426a)의 볼록부는 제2노즐(426b)의 좌측의 홈부에 대응하는 형상으로 형성된다. 또한, 우측의 제3노즐(426c)은 좌측에 볼록부가 형성된 원형상으로 형성되며, 이때 제3노즐(426c)의 볼록부는 제2노즐(426b)의 우측의 홈부에 대응하는 형상으로 형성된다.
이와 같이, 이 실시예에서는 서로 인접하는 두껑(424a,424b,424c)에 형성되는 노즐(426a,426b,426c)의 형상이 서로 대응되도록 형성되므로, 인접하는 노즐(426a,426b,426c)이 서로 오버랩되는 형상으로 형성되지 않는다. 따라서, 상기 노즐(426a,426b,426c)을 통해 기판(410) 상에 증착되는 증착물도 증착영역도 서로 오버랩되지 않게 되므로, 기판(410) 전체에 걸쳐 균일한 두께로 증착물을 증착할 수 있게 된다.
이와 같이, 제2실시예에서는 서로 인접하는 증착도가니(420a,420b,420c)에 형성되는 노즐(426a,426b,426c)을 서로 다른 형상으로 형성하되, 서로 인접하는 노즐(426a,426b,426c)은 오버랩되지 않는 형상으로 형성함으로써, 제1실시예에 비해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 제2실시예의 증착장치에서는 막두께보정부재가 필요없게 되므로, 이 실시예의 증착장치는 제1실시예의 증착장치에 비해 구조를 단순화할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있다.
둘째, 제2실시예의 증착장치는 제1실시예의 증착장치에 비해 증착효율이 향상된다.
제1실시예에서는 막두께보정부재(230)가 구비되므로, 증착도가니(220)에서 기화되는 증착물의 플럭스의 일부가 차단되므로, 기화되는 증착물의 일부만이 기판(210)에 증착되고 나머지는 막두께보정부재(230)에 달라 붙게 된다. 따라서, 제1실시예에서는 기화되는 증착물중 일부만이 기판(210) 상에 증착되므로, 증착효율이 저하된다.
반면에, 제2실시예에서는 막두께보정부재(230)가 구비되지 않고 증착도가니(420)에서 기화된 증착물이 모두 기판(410)에 증착되므로, 제1실시예에 비해 증착효율이 향상된다.
또한, 제1실시예에서는 저하된 증착효율을 향상시키기 위해 별도의 증착원을 추가할 수 있지만 이 경우 증착장치의 구조가 복잡해지고 비용이 증가하는데 반해, 제2실시예에서는 증착원의 추가가 필요없게 되므로, 구조가 단순하고 비용이 증가하는 것을 방지할 수 있게 된다.
셋째, 제2실시예의 증착장치에서는 증착장치의 오염에 의한 증착불량을 방지할 수 있게 된다.
제1실시예의 증착장치에서는 막두께보정부재(230)가 증착물의 플럭스의 일부를 차단하므로, 증착물의 일부가 막두께보정부재(230)의 하면에 증착되는데, 상기 막두께보정부재(230)의 하면에 증착된 증착물이 막두께보정부재(230)의 진동 등의 외력에 의해 낙하될 수 있다. 이러한 낙하된 증착물은 노즐(226)의 일부 또는 전부를 차단하는 등과 같이 증착장치를 오염시키는데, 이러한 오염에 의해 증착불량이 발생하게 되고 심지어는 증착 자체가 불가능하게 되는 문제가 발생하게 된다.
반면에, 제2실시예에서는 막두께보정부재(230)가 구비되지 않으므로, 증착물이 증착장치로 적하되는 일이 발생하지 않으므로, 증착장치의 오염에 따른 불량을 방지할 수 있게 된다.
넷째, 제2실시예의 증착장치에서는 증착물질의 불필요한 소모를 최소화할 수 있게 된다.
제1실시예에서는 증착도가니(220)와 기판(210) 사이의 거리(d1+d2)가 약 1000mm로서, 제2실시예의 증착도가니(420)와 기판(410) 사이의 거리(d3)인 약 500mm에 비해 훨씬 크다. 따라서, 제1실시예에서의 증착영역의 면적이 제2실시예의 증착영역의 면적 보다 훨씬 크게 되므로, 제1실시예에서는 기판(210)에 증착되지 않고 외부로 날라가는 증착물이 양이 상대적으로 많은데 반해, 제2실시예에 기판(410)에 증착되지 않고 외부로 날라가는 증착물이 양이 상대적으로 적다. 따라서, 제1실시예에 비해 제2실시예에서 증착물질의 불필요한 소모를 대폭 감소시킬 수 있게 된다.
도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 제3실시예에 따른 장착장치를 개략적으로 사시도 및 단면도이다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 기판(510)의 하부에는 하나의 증착도가니(520)가 배치되며, 기판(510)이 회전됨에 따라 증착도가니(520)에서 기화된 증착물이 기판(510)에 증착된다. 이때, 기판(510)의 회전축은 기판(510)의 중심에 형성되며, 증착도가니(520)는 회전축상에 배치된다.
이때, 상기 증착도가니(520)는 증착물질이 충진되는 도가니본체(522)와, 상기 도가니본체(522) 상부에 결합되는 두껑(524)과, 상기 두껑(524)에 형성된 노즐(526)로 구성된다.
상기 도가니본체(522)는 원통형상으로 구성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 사각통이나 삼각통과 같은 다양한 형상으로 구성될 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 장착장치의 노즐(526)을 나타내는 도면이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 노즐(526)의 중앙부는 기판(510)의 회전축에 위치하며, 중앙부를 중심으로 대칭으로 형성된다. 또한, 상기 노즐(526)은 중앙부의 면적이 외곽영역의 면적보다 작게 형성된다.
기판(510)의 회전축에 배치된 노즐(526)을 통해 증착물이 기화되어 기판(510)에 증착될 때, 기판(510)의 회전축이 다른 영역에 비해 증착거리가 가장 짧으므로 회전축 근처의 기판(510)에 상대적으로 많은 양의 증착물이 증착된다. 따라서, 기판(510) 전체에 걸쳐 균일한 양의 증착물이 증착되려면, 회전축에 노즐(526)의 면적을 다른 영역에 비해 작게 설정해야만 한다.
한편, 노즐(526)이 중앙부를 중심으로 비대칭으로 형성되면, 회전축 근처 영역과 다른 영역 사이의 증착물의 양을 조절하기 힘드므로, 노즐(526)을 중앙부를 중심으로 대칭으로 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 노즐(526)을 중앙부를 중심으로 비대칭으로 형성할 수도 있다.
이때, 도면에서는 노즐(526)이 특정 형상으로 구성되지만, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니고 다양한 형상으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 노즐(526)이 회전축에 비해 외곽으로 갈수록 그 크기가 커지도록 형성된다면, 어떠한 형상으로도 형성할 수 있을 것이다.
이 실시예에서도 노즐(526)을 등방형상이 아닌 비등방형상, 즉 회전축에서 외곽으로 갈수록 노즐의 크기가 증가하는 형상으로 형성함으로써, 기판(510)과 증착도가니(520) 사이에 막두께보정부재가 구비되지 않은 상태에서도 기판(510) 전체에 걸쳐 증착물을 균일하게 증착할 수 있게 된다.
도 15a 및 도 15b는 각각 본 발명의 제4실시예에 따른 장착장치를 개략적으로 사시도 및 단면도이다.
도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 기판(610)의 하부에는 하나의 증착도가니(620)가 배치되며, 기판(610)이 회전됨에 따라 증착도가니(620)에서 기화된 증착물이 기판(610)에 증착된다. 이때, 기판(610)의 회전축은 기판(610)의 중심에 형성되며, 증착도가니(620)는 상기 회전축상으로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치된다.
도 16은 본 발명의 제4실시예에 따른 장착장치(620)의 두껑(624)에 형성된 노즐(626)을 나타내는 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 노즐(626)의 중앙부는 기판(610)의 회전축으로부터 일정 거리 이격되어 형성되며, 원형상에서 일측에 홈부(626a)가 형성된 형상으로 형성된다. 이때, 홈부(626a)는 노즐(626)이 형성되지 않는 영역을 의미하므로, 상기 노즐(626)의 면적을 조절하기 위해 형성된다.
노즐(626)의 중앙부가 기판(610)의 회전축으로부터 일정 거리 이격되는 경우, 노즐(626)의 중앙부가 위치한 영역에 가장 많은 양의 증착물이 증착되므로, 이 영역의 노즐(626) 면적을 감소시키기 위해 홈부(626a)를 형성한다.
이때, 증착도가니(620)가 기판(610)의 회전축으로부터 일정 거리 이격되어 기판(610)의 변 근처에 배치될 수 있다. 이 경우, 노즐(626) 역시 기판(610)의 변 근처에 배치되므로, 노즐(626)의 중심선을 기준으로 기판(610)의 회전축과 인접한영역에서 기화된 증착물이 기판(610)에 증착된다.
따라서, 도면에 도시된 바와 같이, 노즐(626)의 회전축과 반대편 측으로 연장되는 홈부(626a)를 형성하여 기판(610)의 회전축에 대응하는 노즐(626)의 면적을 감소시킴과 동시에 회전축 외곽의 기판(610)에 대응하는 영역(즉, 증착도가니(620)로부터 증착거리가 먼 영역)에서는 노즐(626)의 면적을 감소시키지 않는다.
이와 같이, 상대적으로 많은 증착물이 증착되는 영역의 노즐(626)의 크기를 감소시킴으로써 기판(610) 전체에 걸쳐 증착물이 균일하게 증착된다. 이때, 노즐(626)이 특정 형상으로 구성되는 것이 아니라 다양한 형상으로 구성될 수 있다.
이 실시예에서도 노즐(626)을 등방형상이 아닌 비등방형상, 즉 노즐(626) 중심부의 면적을 상대적으로 작게 형성함으로써, 기판(610)과 증착도가니(620) 사이에 막두께보정부재가 구비되지 않은 상태에서도 기판(610) 전체에 걸쳐 증착물을 균일하게 증착할 수 있게 된다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정해져야 한다.
210,410,510,610 : 기판 220,420,520,620 : 증착도가니
222,422,522 : 도가니본체 224,424,524 : 두껑
226,426,526,626 : 노즐

Claims (17)

  1. 증착물질이 충진되고 기판의 하부에 배치되는 복수의 도가니본체;
    상기 복수의 도가니본체 각각의 상부에 결합되는 복수의 두껑; 및
    상기 복수의 뚜겅에 형성되어 기화된 증착물질이 배출되는 복수의 노즐로 구성되며,
    상기 복수의 노즐의 형상은 인접하는 노즐과 오버랩되지 않는 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판이 일측방향으로 이동하면서 증착물이 증착되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도가니본체에 열을 인가하여 상기 증착물질을 가열하는 히터를 더 포함하는 증착장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도가니본체 및 상기 두껑에 각각 형성되어 상기 뚜겅을 설정된 위치로 고정시키는 위치고정부를 더 포함하는 증착장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 위치고정부는 상기 도가니본체에 형성된 위치고정홈 및 상기 두껑에 형성된 위치고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 위치고정부는 상기 도가니본체에 형성된 위치고정핀 및 상기 두껑에 형성된 위치고정홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판의 좌우영역에 대응하는 두껑에 형성된 노즐은 서로 대칭으로 구성된 것을 특징으로 하는 증착장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 증착물질은 유기물질, 무기물질, 도전물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도가니본체는 진공챔버내에 배치되어 상기 기판을 증착하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 도가니본체의 개수는 상기 도가니본체 사이의 간격 및 상기 도가니본체와 상기 기판 사이의 거리에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  11. 증착물질이 충진되고 기판의 하부에 배치되는 도가니본체;
    상기 도가니본체 상부에 결합되는 두껑; 및
    상기 뚜겅에 형성되어 기화된 증착물질이 배출되는 노즐로 구성되며,
    상기 기판은 회전축을 중심으로 회전하며, 상기 노즐은 비등방적 형상으로 형성되어 회전하는 기판에 증착물을 증착하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도가니본체는 상기 기판의 회전축에 배치되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 노즐은 회전축에서 외곽으로 갈수록 면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 노즐은 회전축을 중심으로 대칭인 것을 특징으로 하는 증착장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 도가니본체는 상기 기판의 회전축에서 일정 거리 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 회전축의 노즐의 면적이 다른 영역의 노즐의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 증착장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 노즐은 회전축 반대측에 오목부가 형성된 것을 특징으로 하는 증착장치.
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