KR20070115705A - 유기물 증발기, 코팅 설비 및 그것을 사용하는 방법 - Google Patents

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어플라이드 매터리얼스 게엠베하 운트 컴퍼니 카게
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Abstract

본 발명은 코팅 속도로 기판에 유기 증기를 제공하는 유기물 증발기에 관한 것으로서, 유기물 증발기는 적어도 하나의 노즐 출구를 갖는 배급관 및 유기 증기의 적어도 하나의 특성에 대한 측정 데이터를 얻기 위한 측정 장치를 포함한다.

Description

유기물 증발기, 코팅 설비 및 그것을 사용하는 방법{ORGANIC EVAPORATOR, COATING INSTALLATION, AND METHOD FOR USE THEREOF}
도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b는 코팅될 기판으로부터 관찰되는, 본 발명에 따른 유기물 증발기의 여러 실시예들을 도시한다.
도 3a, 도 3b 및 도 4는 측면 투시도로 본 발명에 따른 유기물 증발기의 여러 실시예들을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 코팅 설비의 일 실시예를 도시한다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c는 측면 투시도로 본 발명에 따른 유기 증발기의 여러 실시예들을 도시한다.
본 발명은 유기물 증발기(organic evaporator), 코팅 설비 및 그것을 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 유기물 증발기의 코팅 속도(coating rate)를 측정하는 측정 수단을 구비한 유기물 증발기, 그러한 유기물 증발기를 포함하는 코팅 설비 및 그것을 사용하는 방법에 관한 것이다.
유기물 증발기는 특정 생산 타입의 유기 발광 다이오드(OLED)를 위한 필수적 인 도구이다. OLED는 발광 층이 특정 유기 화합물의 박막을 포함하는 특정 타입의 발광 다이오드이다. 그러한 시스템은 텔레비젼 스크린, 컴퓨터 디스플레이, 휴대용 시스템 스크린 등에 사용될 수 있다. OLED는 또한 일반적인 공간 조명을 위해 사용될 수 있다. OLED 디스플레이를 사용하여 가능한 색상 범위, 휘도 및 시야각은 전통적인 LCD 디스플레이보다 더 큰데, 그 이유는 OLED 픽셀들이 직접적으로 광을 방출하고 후광(back light)을 요구하지 않기 때문이다. 따라서 OLED 디스플레이의 에너지 소비는 전통적인 LCD 디스플레이보다 현저히 적다. 부가하여, OLED가 유연성있는 기판 상에 인쇄될 수 있다는 사실은 롤-업 디스플레이(roll-up display) 또는 의복에 매립된 디스플레이와 같은 새로운 응용예에 대한 문호를 개방한다.
OLED의 기능성은 유기 재료의 코팅 두께에 의존한다. 이러한 두께는 미리 설정된 범위 내에 있어야 한다. 따라서 OLED 생산에서, 유기 재료를 이용한 코팅이 수행되는 코팅 속도가 미리 설정된 허용오차 범위 내에 있어야 한다는 것이 중요하다. 즉, 생산 공정에서 유기물 증발기의 코팅 속도는 완전히 제어되어야 한다.
그러기 위하여, 코팅 속도 결정을 위한 소위 수정 결정 마이크로 밸런스(quartz crystal micro balance) 또는 수정 공진기를 사용하는 것이 당업계에 공지되었다. 이러한 발진하는 결정들의 실제 발진 주파수의 측정에 의해 실제 코팅 속도가 결정된다.
그러나, 이러한 결정들 또한 코팅 공정에서 유기 재료로 코팅된다. 따라서, 결정들은 단지 제한된 양의 재료의 코팅만을 용인하기 때문에, 결정들은 주기적으로 교체되어야 한다. 이것은 매우 긴 유효 수명(service life)을 갖는 대규모 생산 설비에서 특히 결정들의 유용성을 감소시킨다. 부가하여, 발진 결정들을 교체하기 위하여 진공 챔버로의 개입이 필수적이다. 진공을 재생하는 것은 시간 소모적이고 비용이 비싸다.
대안적으로, 코팅 속도를 결정하기 위하여 증착이 완료된 이후에 증착된 층을 분석하는 것이 당업계에 공지되어 있다. 이러한 경우, 증착 시스템의 피드백 제어는 단지 특정 지연을 두고 가능하다. 특히, 이러한 절차는 제어가 교정 작업을 수행할 수 있기 이전에 하나 이상의 기판이 범위를 벗어난 층으로 코팅되는 것을 야기할 수 있다. 이러한 기판들은 거부된다.
전술한 관점에서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 적어도 소정의 문제점들을 극복한 유기물 증발기, 코팅 설비 및 기판 코팅 방법을 제공하는 것이다.
종래 기술의 문제점은 청구범위 제1항에 따른 유기물 증발기, 청구범위 제16항에 따른 코팅 설비 및 청구범위 제18항에 따른 기판 코팅 방법에 의해 적어도 부분적으로 해결된다. 보다 특정하게, 유기물 증발기 및 코팅 설비에는 긴 동작 시간이 제공되고, 속도 결정은 순간적인 제어를 허용한다. 부가적인 특징, 세부 사항 및 이점들은 종속항들, 이하의 설명 및 첨부 도면으로부터 자명한다.
전술한 관점에서, 본 발명은 코팅 속도로 기판에 유기 증기를 제공하는 유기 물 증발기를 제공한다. 유기물 증발기는 적어도 하나의 노즐 출구(nozzle outlet)를 구비한 배급관(distribution pipe) 및 유기 증기의 적어도 하나의 특성(characteristic property)에 대한 측정 데이터를 얻기 위한 측정 장치를 포함한다.
본 발명의 부가적인 태양에 따르면, 기판을 코팅하기 위한 코팅 설비가 제공된다. 코팅 설비는 본 발명에 따른 적어도 하나의 유기물 증발기를 포함한다.
본 발명의 또다른 태양에 따르면, 기판에 유기 증기를 제공하는 방법은 유기 증기를 제공하는 단계, 기판에 유기 증기를 제공하는 단계 및 유기 증기의 적어도 하나의 특성을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 태양에 따르면, 유기물 증발기의 코팅 속도를 측정하는 방법은 중공체(hollow body)에 유기 증기를 공급하는 단계, 중공체로부터 적어도 하나의 출구 노즐을 경유하여 유기 증기를 배출시키는 단계, 및 유기 증기의 적어도 하나의 특성을 측정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예들은 도면에 도시되고 이하에 보다 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 여러 실시예들, 도면에 도시된 하나 이상의 예들에 대한 참조가 이제 상세히 이루어질 것이다. 각각의 예는 본 발명을 설명하는 방식으로 제공되고, 본 발명의 제한으로서 의도되지는 않는다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 기재된 특징들은 부가적인 실시예를 형성하기 위하여 다른 실시예들 상에서 또는 다른 실시예들과 함께 사용될 수 있다. 본 발명은 그러한 변형예 및 수정예를 포함하도록 의도된다.
본 발명은 코팅 속도로 기판에 증기를 제공하기 위한 증발기를 제공한다. 증발기는 적어도 하나의 노즐 출구를 구비한 배급관 및 적어도 하나의 증기 특성에 대한 측정 데이터를 얻기 위한 측정 장치를 포함한다.
증발기의 속도(rate)는 배급관에서 증발되어야 하는 재료의 압력에 의존한다. 이러한 압력은 재료의 증기압에 대응한다. 그리하여, 증기 특성의 현저한 신호의 측정을 가능하게 하기에 충분히 높은 압력이 존재한다.
본 발명의 전형적인 실시예에서, 유기 증기의 흡수 속도(absorption rate)는 유기 증기의 특성으로서 측정된다. 유기 재료들은 특정 흡수 대역(absorption band)을 갖는다. 람베르트-비어-법칙(Lambert-Beer-law)에 따르면, 흡수는 농도에 의존하고, 그리하여 배급과 내에서 증발되는 재료의 압력에 의존한다. 그리하여, 배급관 내의 특정 파장의 흡수로부터 배급관에서의 재료의 압력을 추론하는 것이 가능하다. 레이저는 증기를 조명하기 위한 조명원으로서 사용될 수 있다. 전형적으로, 사용되는 조명원의 파장 분포의 강도는 측정되는 유기 재료의 흡수 파장에서 또는 그에 근접한 파장에서 높다. 전형적으로 유기 재료들은 예를 들어, Alq3, NBP, TNATA 등이다. 종종 단량체(monomer) 재료가 사용된다.
유기 증기의 특성으로서 흡수의 측정에 대한 대안으로, 또는 그에 부가하여, 유기 증기의 포토루미네선스(photoluminescence)를 측정하는 것이 가능하다. 유기 재료의 증기는 방사선(radiation)으로 조명함으로써 여기된다. 전형적으로, 증기는 특정 파장으로 조명을 받는다. 여기된 분자들은 바닥 상태(ground state)로 떨어지고, 그에 의하여 방사선(radiation)을 방출한다. 특징적인 방출 파장은 검출 기로서 발광 분석기(emission spectrometer)를 사용하여 검출될 수 있다. 발광의 강도(emission intensity)는 배급관에서 증발되는 재료의 압력에 의존한다. 이러한 방식으로, 발광 강도는 배급관 내에서 압력을 결정하기 위하여 그리고 코팅 속도를 결정하기 위하여 분석될 수 있다.
전형적인 예에서, 측정 장치는 하나 이상, 예를 들어, 두 개의 검출기 및 하나 이상, 예를 들어, 두 개의 광원을 포함한다. 일반적으로, 본원에서 용어 "광(light)"은 모든 종류의 전자기 방사를 언급한다. 전형적인 실시예에서, 방출된 광은 1000 nm 미만의 파장을 갖는다. 전형적인 실시예에서, 방출된 광은 적어도 300 nm의 파장을 갖는다. 400 nm 내지 700 nm 사이의 가시광이 종종 사용된다. 적어도 하나의 광원은 레이저, 백색 광 램프, 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 적어도 하나의 검출기는 포토다이오드, 핀-다이오드, 분광계(spectrometer), 광전자 증배관(photo multiplier) 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 검출기는 배율기(multiplier)에 연결될 수도 있다. 전자기 스펙트럼을 분석하기 위하여 분광계를 제공하는 것 또한 가능하다.
측정 방법 및/또는 측정된 특성 및/또는 사용된 유기 증기에 따라, 훨씬 더 높은 또는 더 낮은 주파수를 가진 적외선 광 또는 UV 광 또는 전자기 파장을 제공하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
전형적인 실시예에서, 본 발명에 따른 유기물 증발기는 부가하여 예를 들어, 검출기 또는 배율기로의 데이터 연결에 의해 측정 장치에 연결된 분석기(analyzer를 포함한다. 조명과 흡수 및/또는 포토루미네선스 방출 데이터를 비교하기 위하 여 분석기가 광원에 연결되는 것 또한 가능하다. 분석기는 전형적으로 측정 장치에 의해 공급되는 정보에 기초하여 코팅 속도를 결정한다. 부가하여, 전형적으로, 분석기는 메모리에 대한 액세스를 갖는다. 유기 증기의 전형적인 흡수 속도(absorption rate) 및/또는 포토루미네선스 활동(photoluminescence activity)들에 대한 데이터는 메모리 상에 저장될 수 있다. 예를 들어, 분석기는 개인용 컴퓨터일 수 있고, 메모리는 개인용 컴퓨터의 하드 드라이브 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 분석기는 조작자가 분석기의 작용에 영향을 줄 수 있도록 하는 키보드 또는 마우스와 같은 입력 유닛 및 제어가능한 시트 밸브(controllable seat valve)와 같이 분석기에 연결된 유닛들을 구비할 수 있다. 부가하여, 분석기는 검출기로부터 수신된 값들 및/또는 이러한 값들로부터 계산된 계산 결과들과 같은 조작자 정보를 보여주기 위하여 스크린 또는 플로터(plotter)와 같은 출력 유닛을 포함할 수 있다. 측정된 데이터 값들 및 메모리에 저장된 데이터 값들은 실제 코팅 속도를 결정하기 위하여 결합하여 처리, 즉 비교될 수 있다.
전형적으로, 배급관은 석영 유리 또는 이와 유사한 것으로 이루어진다. 이것은 OLED-증발기의 배급관 내부에서의 흡수 측정이 큰 범위의 파장 내에서 이루어지도록 하고 상기 측정은 다수의 상이한 재료들로 수행될 수 있다. 대안적으로, 배급관은 적절한 창(window)들을 구비해야 할 경우 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시예에서, 측정은 비접촉 방식으로 수행된다. 광원 및 검출기와 같은 측정 장치의 엘리먼트들은 전형적으로 배급관의 외부에 배치된 다.
전형적으로, 평가 단계(gauging step)가 기판에 증기를 제공하기 이전에 본 발명에 따른 방법에서 수행된다. 일반적으로, 증착 및 흡수 속도 및/또는 포토루미네선스 활동은 코팅의 시작 시점에 평가된다. 평가 단계는 기판의 증발 동안, 예를 들어, 특정 시간 간격으로 또는 끊임없이 반복될 수 있다. 평가가 기판 코팅 동안 수행되는 것 또한 가능하다. 예를 들어, 코팅된 기판들의 코팅 두께는 코팅 단계 이후에 직접 조사될 수 있고 각각의 기판을 코팅하는 시점에 측정된 특성에 상관될 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 증발기의 제 1 실시예를 보여준다. 증발기의 배급관(100)은 다수의 노즐 출구들(110)을 포함한다. 본 발명에 따른 전형적인 배급관의 직경은 1 cm 내지 10 cm이고, 보다 전형적으로 4 cmm 내지 6 cm이다. 유기 재료로 기판을 증발시킬 때, 외부 압력보다 더 큰 배급관 내부의 압력은 유기 증기가 배급관에서 나와 기판 쪽으로 흐르도록 한다(미도시). 도 1a에 도시된 바와 같이, 기판은 지면 위에 배치될 것이다. 기판을 코팅하는 전형적인 방법에서, 유기 증기는 진공 분위기에서 기판에 제공된다. "진공"이라는 용어는 10-2 mbar 이하의 압력을 언급한다. 전형적으로, 노즐 출구들은 하나의 노즐 출구의 증기의 흐름이 기판 표면 상에서 다음의 이웃하는 노즐 출구의 증기 흐름과 겹치도록 형성되고 배치된다.
코팅 속도를 제어하기 위하여, 도 1a에 도시된 실시예에 따른 유기 증발기는 배급관(100) 내의 유기 증기의 특성에 대한 측정 데이터를 얻기 위한 측정 장치를 포함한다. 측정 장치는 전형적으로 배급관 내의 유기 증기의 특성에 대한 측정 데이터를 획득하도록 적응된다. 측정 장치는 광원(130)을 포함하고, 상기 광원은 예를 들어, 레이저, 특정 스펙트럼 분포를 갖는 전통적인 백색 또는 컬러 광원일 수 있다. 광원은 또한 넓은 분포를 갖는 발광 유닛 및 앞에서 단지 특정 범위의 파장만이 통과하게 하는 필터를 포함할 수 있다. 참조번호 130으로 언급된 광원은 또한 광섬유 케이블의 단부를 나타낼 수도 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서 배급관으로 광을 전달하기 위하여 배열된 광 섬유가 존재할 수 있다. 검출기들은 또한 광섬유를 경유하여 연결될 수 있다. 이것은 특정 검출기들의 사용을 가능하게 하며, 상기 특정 검출기들은 다른 경우에 특정 환경에서는 적절히 기능하지 않는다.
측정 장치는 검출기(120)를 포함한다. 검출기(120)는 배급관으로부터 도착하는 방사선을 측정한다. 검출기를 위한 전형적인 예들은 핀-다이오드, 분광계, 포토 다이오드, 광 증배관 등이다. 검출기들은 또한 광섬유를 경유하여 연결될 수 있다. 이것은 특정 검출기들의 사용을 가능하게 하며, 상기 특정 검출기들은 다른 경우에 특정 환경에서는 적절히 기능하지 않는다. 또한, 관심있는 파장을 갖는 광자들만이 통과할 수 있게 하기 위하여 검출기 앞에 필터를 배열하는 것이 가능하다. 이러한 파장은 예를 들어 배급관에서의 특정 유기 재료의 특성 포토루미네선스 방출 파장일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배급관 내에서의 흡수 속도는 유기 증기의 특성으로서 측정된다. 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 배급관 내에서의 유기 증기의 루미네선스 활동이 특성으로서 측정된다. 도 1a에서의 검출기(120)는 배급관 내에서의 흡수 속도의 측정을 허용하고 또한 포토루미네선스의 측정을 위해 사용될 수 있다. 포토루미네선스가 측정될 때, 필수적인 것은 아니나 신호 품질을 강화하기 위하여 검출기 상에 광원의 광의 직접적인 입사 지점에 홀(또는 넘 스폿(numb spot))을 제공하는 것이 유리하다. 직접적인 광 통로 외부의 영역에 검출기를 배열하는 것 또한 가능하다.
흡수 속도를 측정할 때, 배급관 내에서의 특정 파장들의 흡수로부터 배급관에서의 재료의 압력을 추론하는 것이 가능하다. 앞서 설명된 바와 같이, 코팅 속도는 흡수 속도로부터 추론될 수 있다. 이러한 정보는 차례로 코팅 속도를 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 배급관은 적어도 하나의 노즐 출구를 갖는 중공체일 수 있다. 배급관은 전형적으로 배급관에 유기 증기를 공급하기 위한 도가니(crucible)와 같은 공급 유닛과 연결된다. 전형적으로, 배급관은 15 내지 100개, 전형적으로 20 내지 30개의 노즐 출구를 포함한다. 노즐 출구들의 직경은 전형적으로 0.1 mm 내지 5 mm, 보다 특정하게 1 mm 내지 2 mm이다. 배급관은 튜브 또는 이와 유사하게 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 배급관은 샤워 헤드이다.
노즐의 개수 및 노즐의 각각의 개구 영역이 배급관의 전체 크기/부피에 비해 작다면, 튜브는 폐쇄된 것으로 간주된다. 튜브 내에서의 압력은 보다 안정적이고 더 나은 코팅 공정 및 압력 측정을 가져온다.
도 1b에 도시된 실시예는 검출기(120)가 광원(130)과 유기물 증발기의 동일 한 측면에 배치된다는 차이점을 제외하고 도 1a에 도시된 실시예와 유사하다. 도시된 실시예에서, 측정 장치(120, 130)는 유기 증기의 포토루미네선스를 측정하기 위하여 배열된다. 대안적으로, 검출기는 또한 배급관의 측면에 배열될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 광은 배급관 내로 전달되고 그에 의하여 유기 재료를 여기시킨다. 전형적으로, 광은 특정 파장을 갖는다. 여기된 분자들은 바닥 상태로 떨어져, 방사선을 방출한다. 특성 방출 파장은 발광 분석기와 같은 검출기(120)에 의해 검출된다. 발광 강도는 증발되는 재료의 압력에 직접 의존하기 때문에, 압력과 발광 강도 사이의 상관관계가 설정되어 속도들을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
도 2a는 본 발명에 따른 유기물 증발기의 추가 실시예를 보여준다. 도 1b에 도시된 엘리먼트들에 부가하여, 도 2a의 실시예는 미러(200)를 포함한다. 미러는 광원(130)에 의해 방출된 광을 검출기(120) 쪽으로 반사하기 위하여 배열된다. 흡수 및 포토루미네선스 모두는 이 실시예를 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 흡수가 측정되면, 광이 유기 증기를 통해 진행하여야 하는 거리는 배급관 높이의 두 배이다. 응용예 및 유기 재료에 따라, 배급관 내에서의 흡수 속도는 도 1a에 도시된 것과 같은 실시예에서보다 정확히 측정될 수 있고, 도 1a에서 광이 진행하여야 하는 거리는 단지 배급관의 높이의 1배이다.
광의 진행 거리는 도 2b에 도시된 실시예에 따라 더 증가된다. 도 2b에서, 도 2a에 이미 존재하는 엘리먼트들에 부가하여 추가 미러(210)가 배열된다. 광원(130)에 의해 방출된 광의 광 경로는 배급관을 통과하는 광의 진행 거리가 배급관 (100) 높이의 4배가 되도록 조정된다.
도 3a는 측면 투시도로 도 2a에 도시된 실시예와 유사한, 본 발명에 따른 유기물 증발기의 실시예를 도시한다. 이전와 같이, 광원(130) 및 검출기(120)는 배급관(100) 위에 배치된다. 미러(200)는 배급관(100) 아래에 놓인다. 응용예에 따라, 광원, 검출기 및 미러를 역으로 배치하는 것 또한 가능하다. 즉, 광원은 배급관 아래에 배치될 수 있고 미러는 배급관 위에 배치될 수도 있다. 유기물 증발기는 부가하여 도가니(300) 및 하나 이상의 공급 튜브들(310)을 포함한다. 도가니(300)는 고체 또는 액체 형태의 유기 재료로 충전될 수 있다. 그 다음 도가니는 상기 재료가 응집(aggregation) 상태에서 증기로 부분적으로 변화하는 온도로 가열된다.
광원들, 검출기들 및/또는 미러들의 여러 기하학적 배열들 또한 공급 튜브(310)에 대하여 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 증기의 특성, 예를 들어, 압력은 공급 튜브(310)에서 측정된다(미도시). 일반적으로, 배급관에서의 측정이 보다 정확하다.
전형적으로, 증발기는 폐쇄된 기하구조를 갖는다. 즉, 홀들(110)은 증기가 유기물 증발기로 빠져 나가게 하는 유일한 개구이다. 주변 대기에서의 압력에 비해 유기물 증발기 내에서 압력이 더 높은 것으로 인하여, 증기는 배급관을 나와 기판(320) 상으로 흘러간다. 전형적으로, 유기물 증발기의 폐쇄된 기하구조 내에서의 압력은 유기 재료의 증기압에 대응한다. 이러한 압력은 전형적으로 10-2 mbar 범위에, 예를 들어 2-4×10-2 mbar 범위에 있다. 이와 대조적으로, 유기물 증발기 외부의 압력은 전형적으로 10-4 mbar 내지 10-7 mbar 사이에 있다.
도가니와 배급관 사이의 어느 지점에 시트 밸브를 배치하는 것이 부가하여 가능하다. 이것은 예시적으로 도 3b의 실시예에 도시되고, 도 3b에서 밸브(330)는 공급 튜브(310)의 수직 부분과 수평 부분 사이에 배치된다. 도시된 실시예에서, 도가니는 시트 밸브를 경유하여 배급관에 연결된다. 시트 밸브(330)는 수동으로 또는 자동으로 제어가능하다. 예를 들어, 시트 밸브는 유기 재료의 증착이 일시적으로 중단되어야 한다면 완전히 폐쇄될 수 있다. 일반적으로, 시트 밸브는 유기물 증발기 내에서의 유기 재료 밀도를 제어하기 위하여 제어될 수 있다. 즉, 시트 밸브는 유기물 증발기의 코팅 속도를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 전형적으로, 시트 밸브는 분석기에 연결되어 분석기에 의해 제어될 수 있다. 본 발명에 따라 유기물 증발기에 설치된 하나 이상의 시트 밸브들이 존재하는 것 또한 가능하다. 예를 들어, 하나의 시트 밸브는 수동으로 제어될 수 있고, 다른 시트 밸브는 분석기에 의해 제어될 수 있다.
도 4는 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 도 3a에 이미 도시된 엘리먼트들에 부가하여, 도 4의 실시예는 분석기(400)를 포함한다. 분석기는 연결부(420)를 경유하여 검출기(120)에 연결된다. 부가하여, 분석기는 연결부(410)를 경유하여 유기물 증발기의 코팅 속도를 제어하기 위한 수단에 연결된다. 예를 들어, 상기 수단은 도 3b의 실시예와 관련하여 기술된 시트 밸브 또는 유기물 재료로 충전 된 도가니의 온도를 제어하는 열 제어기, 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 유기물 증발기가 동작할 때, 코팅 속도는 광원(130), 미러(200) 및 검출기(120)를 포함하는 측정 장치에 의해 측정된다. 검출기(120)에 의해 검출된 정보는 정보를 분석하기 위한 분석기(400)에 공급된다. 분석기는 이러한 정보를 평가함으로써 기판이 코팅되는 실제 코팅 속도를 결정한다. 만약 코팅 속도가 너무 높다면, 코팅 속도 제어 수단은 코팅 속도를 감소시키도록 지시 받는다. 상술된 바와 같이, 이것은 시트 밸브 개구(도 4에 미도시)를 감소시킴으로써 수행될 수 있다. 기판 상에서의 실제 코팅 속도를 감소시키기 위한 다른 수단들 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들어, 기판의 유기물 코팅 이전 및 이후의 공정 단계들에 따라, 노즐 출구들(110)을 지나가는 기판(320)의 속도는 실제 코팅 속도가 너무 높거나 너무 작은지 여부에 의존하여 증가되거나 감소될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 코팅 설비의 일 실시예에 대한 측단면도이다. 도 5는 동작 동안에 전형적으로 하나 이상의 진공 펌프들(510)에 의해 배기되는 코팅 챔버(500) 내의 본 발명에 따른 유기물 증발기를 도시한다.
전형적으로, 본 발명에 따른 코팅 설비는 유기물 증발기 이전에 및/또는 이후에 배치되는 추가 공정 챔버들을 포함한다. 본 발명의 유기물 증발기는 전형적으로 수직의 선형 유기물 증발기로서 사용된다. 전형적으로, 기판은 인라인으로(in-line) 처리된다. 즉, 유기 재료는 수직으로 지향되는 기판 상에 수평으로 증발된다. 기판들은 전형적으로 어셈블리 라인에 의해 행으로 배치된 상이한 공정 챔버들로 연속으로 전송된다. 전형적인 실시예들에서, 코팅에 요구되는 시간 간격 은 하나의 기판에 대하여 10초 내지 4분, 보다 전형적으로 30초 내지 90초의 범위에 있다. 코팅 빈도(coating frequency)는 특정 시간에 코팅되는 기판들의 개수를 말한다.
본 발명의 코팅 설비는 본 발명에 따른 유기물 증발기를 여러 개 포함할 수 있다. 몇몇 공정 챔버들이 상이한 진공 레벨을 가질 수 있다. 전형적으로, 코팅되는 기판은 유기물 증발을 위한 챔버에 진입하기 이전에 하나 이상의 세정 공정 단계들을 경험한다. 부가하여, 하나 이상의 유기 층들의 증착 이후에 무기 층(inorganic layer)으로 기판을 코팅하는 것이 전형적이다. 이것은 유기 재료들이 산소에 민감하다는 사실에 기인한다. 따라서, 캡 층(cap layer)이 다수의 실시예에서 유기 재료 층을 보호할 것이다.
부가하여, 유기 재료는 습식 화학 에칭 공정에서 거의 에칭되지 않기 때문에, 코팅 동안 기판을 섀도우 마스크의 도움으로 구조화하는 것이 전형적이다. 섀도우 마스크는 전형적으로 기판에 정렬된다. 전형적으로 높은 로컬 정확도(local precision)를 가진 금속 마스크는 기판에 대해 정렬된다. 그 다음 기판이 코팅된다.
도 3a 내지 도 5에 도시된 실시예들에서, 측정 장치는 하나의 미러(200)를 포함하고, 광원(130) 및 검출기(120) 모두는 배급관(100) 위에 배치된다. 그러나, 도 1a 내지 도 2b에 도시된 실시예들 또한 도 3a 내지 도 5의 실시예들에 적용가능하다는 것이 강조될 수 있다. 상세히,도 3a 내지 도 5에 도시된 실시예들은 또한 0개, 1개, 2개 또는 그 이상의 미러를 포함할 수 있고, 광원 및 검출기는 배급관의 상이한 측면들에 배치될 수 있다. 본 발명에 따르면, 검출기 및 광원이 배급관 아래에 배치되는 것 또한 가능하다.
부가하여, 검출기, 광원 및 가능하게는 미러가 배급관 옆에 배치될 수 있다. 이것은 도 6a 및 도 6b의 실시예들에 도시된다. 본 발명의 실시예들에 배열된 하나 이상의 미러가 존재하는 것 또한 가능하다. 이것은 도 6c에 예시적으로 도시된다.
본 상세한 설명은 최적 모드를 포함하여 본 발명을 개시하고 또한 당업자가 본 발명을 구성하고 사용할 수 있도록 하기 위하여 예들을 사용한다. 본 발명은 여러 특정 실시예들의 관점에서 기술되었으나, 당업자는 본 발명이 청구범위의 사상 및 범위 내의 변형예로 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 특히, 앞서 기술된 실시예들의 상호 비배타적인 특징들이 서로 결합될 수 있다. 본 발명의 특허가능한 범위는 청구범위에 의해 정해지고, 당업계에 일어나는 다른 예들을 포함할 수 있다. 그러한 다른 예들은 청구범위의 문구와 상이하지 않은 구조적 엘리먼트들을 포함한다면, 또는 청구범위의 문구로부터 실질적으로 차이가 나지 않는 균등한 구조적 엘리먼트들을 포함한다면 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.
본 발명에 의해 종래 기술의 문제점은 적어도 부분적으로 해결된다. 보다 특정하게, 유기물 증발기 및 코팅 설비에는 긴 동작 시간이 제공되고, 속도 결정은 순간적인 제어를 허용한다.

Claims (28)

  1. 코팅 속도(coating rate)로 기판에 유기 증기를 제공하기 위한 유기물 증발기로서,
    적어도 하나의 노즐 출구(110)를 갖는 배급관(100); 및
    상기 유기 증기의 적어도 하나의 특성에 대한 측정 데이터를 얻기 위한 측정 장치(130; 120, 200);
    를 포함하는,
    유기물 증발기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 속도를 결정하기 위하여 상기 측정 데이터를 분석하기 위해 상기 측정 장치에 연결된 분석기(400);
    를 더 포함하는,
    유기물 증발기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유기 증기의 상기 적어도 하나의 특성은 상기 유기 증기의 흡수 속도(absorption rate)를 포함하는,
    유기물 증발기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 증기의 상기 적어도 하나의 특성은 상기 유기 증기의 포토루미네선스 활동을 포함하는,
    유기물 증발기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는 광원(130) 및/또는 검출기(120)를 포함하는,
    유기물 증발기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는 광 감지 검출기(light sensitive detector)(120)를 포함하는,
    유기물 증발기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 증기의 흡수 속도 및/또는 포토루미네선스 활동에 대한 데이터를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는,
    유기물 증발기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배급관은 수직 방향으로 배열되는,
    유기물 증발기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는 상기 적어도 하나의 특성의 비접촉 측정을 위하여 상기 배급관(100)의 외부에 배치되는,
    유기물 증발기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 장치는 적어도 하나의 미러 유닛(200)을 포함하는,
    유기물 증발기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기는 폐쇄된 증발기인,
    유기물 증발기.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐 출구의 직경은 0.1 mm 내지 5 mm인,
    유기물 증발기.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    도가니(300)를 더 포함하는,
    유기물 증발기.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어가능한 시트 밸브(330)를 더 포함하는,
    유기물 증발기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어가능한 시트 밸브(330)는 분석기(400)에 연결되고 상기 분석기(400)에 의해 제어되는,
    유기물 증발기.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 유기물 증발기를 사용하여 기판들을 코팅하는,
    코팅 설비.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판들은 인라인으로 처리되는,
    코팅 설비.
  18. 기판에 유기 증기를 제공하는 방법으로서,
    상기 유기 증기를 제공하는 단계;
    상기 기판에 상기 유기 증기를 제공하는 단계; 및
    상기 유기 증기의 적어도 하나의 특성을 측정하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  19. 유기 증기의 코팅 속도를 측정하는 방법으로서,
    상기 유기 증기를 중공체에 공급하는 단계;
    상기 유기 증기를 상기 중공체로부터 적어도 하나의 출구 노즐을 경유하여 배출시키는 단계; 및
    상기 유기 증기의 적어도 하나의 특성을 측정하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 유기 증기는 배급관 내에 제공되고, 상기 유기 증기의 상기 적어도 하나의 특성은 상기 배급관 내의 상기 유기 증기로부터 측정되는,
    방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 증기를 제공하는 단계는 유기 재료를 가열함으로써 상기 유기 증기를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 유기 재료는 입자형 재료 또는 재료 와이어로서 제공되는,
    방법.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 섀도우 마스크의 도움으로 구조화하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  23. 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 단계는 비접촉식으로 수행되는,
    방법.
  24. 제 18 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 단계는 상기 유기 증기 내로 전자기 방사선을 전달하는 단계 및 상기 유기 증기의 흡수 속도를 검출하는 단계를 포함하는,
    방법.
  25. 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 단계는 상기 유기 증기 내로 광을 전달하는 단계 및 상기 유기 증기의 포토루미네선스 활동을 검출하는 단계를 포함하는,
    방법.
  26. 제 24항 또는 제 25 항에 있어서,
    광을 반사하는 추가 단계를 포함하는,
    방법.
  27. 제 18 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판에 무기 커버 코팅을 제공하는 추가 단계를 포함하는,
    방법.
  28. 제 18 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 증기는 배급관 내에 제공되고, 상기 배급관 내의 상기 유기 증기의 압력은 2×10-2 mbar 내지 4×10-2 mbar 사이에서 조정되는,
    방법.
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