KR20160018253A - 증착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증착 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 증착공간이 마련되며, 기판이 상기 증착공간에 로딩되는 증착챔버와; 상기 기판에 대향하여 상기 증착공간에 배치되며, 상기 기판을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원과; 상기 증발입자가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 유입구가 상기 증발원을 향하도록 상기 증발원 방향으로 경사를 이루어 배치되며, 상기 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부와; 상기 증발원의 상단을 개폐하며 폐쇄 시 상기 유입구와 상기 증발원의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점에 제1 개구부가 형성되는 덮개를 구비하는 개폐부를 포함하는, 증착 장치가 제공된다.

Description

증착 장치{DEPOSITION APPARATUS}

본 발명은 증착 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 증발원의 상단을 폐쇄한 상태에서, 증발원에서 증발되는 증발입자의 증발량을 측정할 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 증착챔버 내에 기판을 배치하고, 일정 패턴이 형성된 쉐도우 마스크(shadow mask)를 기판에 정렬시킨 후, 증발물질이 담겨 있는 증발원에 열을 가하여 증발물질이 증발되어 형성된 증발입자를 기판 상에 증착하는 방식으로 이루어 진다.

일반적으로 증발원에 열을 가하는 방법으로는, 전류가 통과할 때 온도가 증가되는 가열 수단으로부터의 방사열 또는 전도열에 의하여 증발원이 가열된다. 증발원은 증발입자의 증발량이 균일하게 분출될 때까지 가열된 상태에서 증발입자를 분출하여 기판에 증착시킨다. 즉, 증발입자를 균일하게 증발시키기 위하여 증발원은 예열하는 과정을 거치게 된다.

이와 같이, 증발원을 예열하는 과정에서 증발된 일부의 증발입자가 기판 상에 비균일하게 증착되어, 증착 균일도가 낮아지는 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는, 증발원의 예열시 증발입자의 증발량이 균일해질 때까지 증발원의 입구를 폐쇄하여 증발입자가 기판에 증착되는 것을 방지하고자 하였으나, 증발원의 입구가 폐쇄된 증발원 내부의 증발입자의 증발량 상태를 정확히 알 수가 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0779942호 (2006.12.06 공개)

본 발명은, 증발원의 상단을 폐쇄한 상태에서, 증발원에서 증발되는 증발입자의 증발량을 측정할 수 있는 증착 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 증착공간이 마련되며, 기판이 상기 증착공간에 로딩되는 증착챔버와; 상기 기판에 대향하여 상기 증착공간에 배치되며, 상기 기판을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원과; 상기 증발입자가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 유입구가 상기 증발원을 향하도록 상기 증발원 방향으로 경사를 이루어 배치되며, 상기 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부와; 상기 증발원의 상단을 개폐하며 폐쇄 시 상기 유입구와 상기 증발원의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점에 제1 개구부가 형성되는 덮개를 구비하는 개폐부를 포함하는, 증착 장치가 제공된다.

상기 개폐부는, 상기 덮개에 결합되어 상기 덮개를 냉각하는 쿨링플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 개폐부는, 상기 쿨링플레이트가 결합되는 제1 힌지바디와; 일단이 상기 제1 힌지바디에 힌지결합되는 제1 힌지로드와; 상기 제1 힌지로드에 인접하여 일단이 상기 제2 힌지바디에 힌지결합되는 제2 힌지로드와; 상기 제1 힌지로드 및 제2 힌지로드의 타단이 각각 힌지결합되는 제2 힌지바디와; 상기 제2 힌지로드의 타단과 연결되어 승강됨으로써, 상기 제2 힌지바디에 대하여 상기 제1 힌지바디를 회전시키는 승강부를 포함할 수 있다.

상기 제2 힌지로드는, 상기 제1 힌지로드와 평행하게 연장되는 제2 힌지로드 몸체와; 상기 제2 힌지로드 몸체의 일단에서 수직 방향으로 연장되고, 상기 핀이 삽입되어 슬라이딩되는 장공이 형성되는 승강부 연결로드를 포함할 수 있다.

상기 증발원은 서로 이격되어 복수 개가 배치되며, 상기 덮개는 상기 복수 개의 증발원에 각각 상응하여 복수 개로 설치되며, 상기 복수의 덮개는 상기 쿨링플레이트에 서로 이격되어 결합될 수 있다.

상기 쿨링플레이트에는, 상기 덮개의 폐쇄 시 상기 유입구와 상기 증발원의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점에 제2 개구부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 증발원의 상단을 폐쇄한 상태에서, 증발원에서 증발되는 증발입자의 증발량을 측정할 수 있는 증착 장치를 제공함으로써, 증발입자가 균일하게 증발되는 상태로 기판에 대해 증착이 가능하여, 기판에 대한 증착 균일도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증착 장치를 개락적으로 도시한 단면도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부의 작동과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 증발원에 따른 개폐부의 배치를 개략적으로 도시한 도면.

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 장치를 개락적으로 도시한 단면도이다. 도 1에는 증착챔버(10), 증착공간(12), 기판(14), 증발원(16), 센서부(18), 유입구(20), 개폐부(22), 덮개(24), 제1 개구부(26), 제2 개구부(28), 쿨링플레이트(30)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증착 장치는, 내부에 증착공간(12)이 마련되며, 기판(14)이 증착공간(12)에 로딩되는 증착챔버(10)와; 기판(14)에 대향하여 증착공간(12)에 배치되며, 기판(14)을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원(16)과; 증발입자가 유입되는 유입구(20)가 형성되고, 유입구(20)가 증발원(16)을 향하도록 증발원(16) 방향으로 경사를 이루어 배치되며, 상기 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부(18)와; 증발원(16)의 상단을 개폐하며 폐쇄 시 유입구(20)와 증발원(16)의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점에 제1 개구부(26)가 형성되는 덮개(24)를 구비하는 개폐부(22)를 포함한다.

증착챔버(10)의 내부에는 증착공간(12)이 마련된다. 증착공간(12)은 증착공간(12)에 로딩되는 기판(14)에 대해 증발입자의 증착이 이루어지는 곳으로, 진공 펌프(미도시)에 의하여 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다.

증발원(16)은, 기판(14)에 대향하여 증착공간(12)에 배치되며, 기판(14)을 향하여 증발입자가 분사된다. 증발원(16)의 내부에는 증발물질이 수용되며, 증발물질은 가열히터(미도시)에 의해 가열되어 증발입자로 증발되고, 증발된 증발입자가 증발원(16)을 통해 분사되어 기판(14)상에 증착된다.

본 실시예에서는 점 증발원(16)이 증착공간(12)의 하부에 복수 개가 배치되는 경우를 중심으로 설명하나, 점 증발원(16)이 하나인 경우뿐 아니라 선형 증발원(16)인 경우도 가능하다.

센서부(18)는, 증발입자가 유입되는 유입구(20)가 형성되고, 유입구(20)에 유입된 증발입자의 증착량을 통해 기판(14)에 대한 증발입자의 증착량을 측정하는 역할을 한다. 센서부(18)는, 증발원(16)의 양측 방향에 배치되고, 센서부(18)의 유입구(20)는 증발원(16)을 향하도록 증발원(16) 방향으로 경사지게 배치된다. 증발원(16)에서 분사되는 증발입자는 기판(14)을 향하여 상향으로 분사되고, 상향으로 분사되는 증발입자가 용이하게 센서부(18)의 유입구(20)를 통해 유입되도록 센서부(18)의 유입구(20)는 증발원(16)을 향하도록 하향 경사지게 배치된다.

센서부(18)를 이용한 기판(14)의 증발입자 증착량 측정의 원리는, 센서부(18)에 구비되는 수정진동자에 전극을 만들고 전극의 양단에 교류전압을 인가하면 수정진동자는 고유 진동수로 진동하게 되는데, 수정진동자에 증발입자가 증착됨에 따라 진동주파수가 변하게 되고 이러한 진동수의 변화량으로 기판(14)에 증착되는 증발입자의 증착량이나 증착속도를 간접적으로 측정하게 되는 것이다.

개폐부(22)는, 증발원(16)의 상단을 개폐하는 덮개(24)를 포함한다. 덮개(24)는, 기판(14)에 대향하여 증발원(16)의 상부에 배치되고, 증발원(16)에서 증발되어 기판(14)을 향하는 증발입자를 차단함으로써, 증발원(16)을 예열시 증발량이 균일하지 않은 상태에서 증발입자가 기판(14)상에 증착되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 덮개(24)에는 센서부(18)의 유입구(20)와 증발원(16)의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점을 따라 덮개(24)를 관통하는 제1 개구부(26)를 형성함으로써, 증발원(16)의 상단을 폐쇄 시에도 증발원(16)에서 분출되는 증발입자가 제1 개구부(26)를 따라 센서부(18)의 유입구(20) 방향으로 분출되기 때문에, 센서부(18)는 증발입자의 증착량을 측정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 증착 장치는, 증발원(16)의 상단을 덮개(24)로 폐쇄하여, 증발원(16)을 예열시 증발입자의 증발량이 균일하지 않은 상태에서 기판(14)상에 증착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 덮개(24)에는 증발원(16)의 상단에서 센서부(18)의 유입구(20)로 향하는 제1 개구부(26)를 형성하여, 덮개(24)가 증발원(16)의 상단을 폐쇄 시에도 센서부(18)가 증발입자의 증착량을 측정할 수 있다. 이에 따라, 증발원(16)의 예열과정에서 덮개(24)가 증발원(16)의 상단을 폐쇄한 상태에서 균일한 증발입자가 증발될 때까지 센서부(18)를 통하여 지속적으로 증발입자 증착량의 측정이 가능하며, 증발입자의 증발량의 균일도가 일정수준으로 안정되면 덮개(24)를 개방하여 기판(14)상에 증발입자를 균일하게 증착할 수 있어, 증착 균일도를 높일 수 있다.

본 실시예에 따른 증착 장치의 개폐부(22)는, 상기 덮개(24)에 결합되어 덮개(24)를 냉각하는 쿨링플레이트(30)를 더 포함할 수 있다. 쿨링플레이트(30)는, 덮개(24)의 상부에 배치되며, 증발원(16)에서 발생되는 복사열에 의해 덮개(24)가 열변형되는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 쿨링플레이트(30)에는, 덮개(24)의 폐쇄 시 상기 유입구(20)와 상기 증발원(16)의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점에 제1 개구부(26)와 연통되도록 제2 개구부(28)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 증발원(16)에서 증발되는 증발입자는 제1 개구부(26)와 제2 개구부(28)를 통과하여 센서부(18)의 유입구(20)로 유입된다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 내지 도 4에는, 덮개(24), 쿨링플레이트(30), 제1 개구부(26), 제2 개구부(28), 제1 힌지바디(32), 제2 힌지바디(34), 제1 힌지로드(36), 제2 힌지로드(38), 제2 힌지로드 몸체(39), 승강부 연결로드(37), 장공(40), 핀(42), 승강부(44)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증착 장치의 개폐부(22)는, 쿨링플레이트(30)가 결합되는 제1 힌지바디(32)와; 일단이 제1 힌지바디(32)에 힌지결합되는 제1 힌지로드(36)와; 제1 힌지로드(36)에 인접하여 일단이 제2 힌지바디(34)에 힌지결합되며, 타단부에 길이 방향에 대해 횡방향으로 장공(40)이 형성되는 제2 힌지로드(38)와; 제1 힌지로드(36) 및 제2 힌지로드(38)의 타단이 각각 힌지결합되는 제2 힌지바디(34)와; 장공(40)에 삽입되며 장공(40)을 따라 이동하는 핀(42)과; 핀(42)에 결합되어 핀(42)을 승강시키는 승강부(44)를 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1 힌지바디(32)의 측면에는 덮개(24)가 구비된 쿨링플레이트(30)가 결합되고, 하단에는 제1 힌지로드(36)와 제2 힌지로드(38)가 서로 이격되어 힌지 결합된다. 제1 힌지로드(36)는, 일단은 제1 힌지바디(32)에 결합되고, 타단은 제2 힌지바디(34)에 힌지 결합된다. 제2 힌지로드(38)는, 제1 힌지로드(36)와 평행하게 이격되도록 일단이 제1 힌지바디(32)에 결합되고, 타단은 제2 힌지바디(34)에 힌지 결합된다.

제2 힌지로드(38)는, 제1 힌지바디(32)와 제2 힌지바디(34)에 힌지 결합되는 제2 힌지로드 몸체(39)와, 제2 힌지로드 몸체(39)의 타단에서 수직 방향으로 연장되며 장공(40)이 형성되는 승강부 연결로드(37)를 포함할 수 있다.

핀(42)은, 제2 힌지로드(38)의 타단부에 길이 방향에 대해 횡방향으로 형성된 장공(40)에 삽입되고, 장공(40)을 따라 슬라이딩될 수 있다. 이와 같이 핀(42)이 장공(40)을 따라 슬라이딩됨으로써, 제1 힌지바디(32)는 단순히 회전만 되는 것이 아니고 개폐부(22)를 들어올리거나 내리게 되어 개폐부(22)가 증발원(16)의 상단을 원활하게 개폐할 수 있도록 한다.

승강부(44)는, 장공(40)에 삽입된 핀(42)에 결합되고, 핀(42)을 상승 및 하강시키는 역할을 한다. 승강부(44)는 핀(42)을 상승 및 하강시키게 되고, 이에 연동하여 제2 힌지로드(38)가 회전됨으로써 개폐부(22)는 증발원(16)의 상단을 개폐할 수 있다.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 개폐부(22)가 증발원(16)의 상단을 개폐하는 과정을 살펴보기로 한다.

먼저, 개폐부(22)가 증발원(16)의 상단을 개방하는 과정은, 덮개(24)가 증발원(16)의 상단을 폐쇄된 상태에서 승강부(44)의 하강을 통하여, 제2 힌지바디(34)에 형성된 장공(40)에 삽입되는 핀(42)을 하강시킨다. 다음에, 승강부(44)의 하강에 따라 핀(42)은 장공(40)을 따라 슬라이딩함으로써, 제2 힌지바디(34)에 힌지 결합된 제2 힌지로드(38)의 타단을 중심으로 제2 힌지로드(38)가 시계방향으로 회전운동을 하게 된다. 다음에, 제2 힌지로드(38)의 일단이 힌지 결합되는 제1 힌지바디(32)는 제2 힌지로드(38)의 회전운동을 통해 시계방향으로 이동하게 된다. 다음에, 제2 힌지로드(38)와 평행하게 이격되도록, 제1 힌지로드(36)의 일단 및 타단이 제1 힌지바디(32) 및 제2 힌지바디(34)에 각각 힌지 결합되어 있어, 제2 힌지로드(38)의 회전운동을 따라 시계방향으로 이동되는 제1 힌지바디(32)에 의해, 제1 힌지로드(36)는 제2 힌지바디(34)에 힌지 결합된 제1 힌지로드(36)의 타단을 중심으로 시계방향으로 회전운동을 하게 된다.

상기와 같은 결합 구조로 인하여, 제1 힌지로드(36)와 제2 힌지로드(38)의 일단에 힌지 결합된 제1 힌지바디(32)는, 제2 힌지바디(34)와 평행을 유지하면서 제2 힌지로드(38)의 일단의 회전운동을 따라 시계방향으로 이동하게 된다. 따라서, 제1 힌지바디(32)에 결합된 쿨링플레이트(30)와 쿨링플레이트(30)의 하단에 결합된 덮개(24)가 승강부(44)의 하강에 따라, 증발원(16)의 상단을 개방하게 된다. 개폐부(22)가 증발원(16)의 상단을 폐쇄하는 과정은, 상술한 증발원(16)의 상단을 개방하는 과정을 역순으로 진행한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 증발원(16)에 따른 개폐부(22)의 배치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5에는, 증발원(16), 덮개(24), 쿨링플레이트(30), 제1 힌지바디(32), 제2 개구부(28)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 증착 장치는, 증발원(16)이 선형으로 서로 이격되어 복수 개가 배치되고, 덮개(24)는 선형으로 서로 이격되는 복수 개의 증발원(16)에 각각 상응하여 복수 개로 설치되며, 복수의 덮개(24)는 길이 방향으로 연장된 쿨링플레이트(30)에 복수 개의 증발원(16)에 각각 상응하도록 선형으로 서로 이격되어 결합될 수 있다. 이에 따라, 길이 방향으로 연장된 쿨링플레이트(30)에는, 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 제1 힌지바디(32)가 결합되어 복수 개로 구성된 증발원(16)의 상단을 개폐할 수 있다. 선형으로 복수개의 증발원(16)이 배치됨에 따라, 증발원(16)에 상응한 복수 개의 센서부(18)가 배치될 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.

10: 증착챔버 12: 증착공간
14: 기판 16: 증발원
18: 센서부 20: 유입구
22: 개폐부 24: 덮개
26: 제1 개구부 28: 제2 개구부
30: 쿨링플레이트 32: 제1 힌지바디
34: 제2 힌지바디 36: 제1 힌지로드
37: 승강부 연결로드 38: 제2 힌지로드
39: 제2 힌지로드 몸체 40: 장공
42: 핀 44: 승강부

Claims (6)

1. 내부에 증착공간이 마련되며, 기판이 상기 증착공간에 로딩되는 증착챔버와;
   상기 기판에 대향하여 상기 증착공간에 배치되며, 상기 기판을 향하여 증발입자를 분사하는 증발원과;
   상기 증발입자가 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 유입구가 상기 증발원을 향하도록 상기 증발원 방향으로 경사를 이루어 배치되며, 상기 증발입자의 증착량을 측정하는 센서부와;
   상기 증발원의 상단을 개폐하며 폐쇄 시 상기 유입구와 상기 증발원의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점에 제1 개구부가 형성되는 덮개를 구비하는 개폐부를 포함하는, 증착 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 개폐부는,
   상기 덮개에 결합되어 상기 덮개를 냉각하는 쿨링플레이트를 더 포함하는, 증착 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 개폐부는,
   상기 쿨링플레이트가 결합되는 제1 힌지바디와;
   일단이 상기 제1 힌지바디에 힌지결합되는 제1 힌지로드와;
   상기 제1 힌지로드에 인접하여 일단이 상기 제2 힌지바디에 힌지결합되는 제2 힌지로드와;
   상기 제1 힌지로드 및 제2 힌지로드의 타단이 각각 힌지결합되는 제2 힌지바디와;
   상기 제2 힌지로드의 타단과 연결되어 승강됨으로써, 상기 제2 힌지바디에 대하여 상기 제1 힌지바디를 회전시키는 승강부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 힌지로드는,
   상기 제1 힌지로드와 평행하게 연장되는 제2 힌지로드 몸체와;
   상기 제2 힌지로드 몸체의 일단에서 수직 방향으로 연장되고, 상기 핀이 삽입되어 슬라이딩되는 장공이 형성되는 승강부 연결로드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 증발원은 서로 이격되어 복수 개가 배치되며,
   상기 덮개는 상기 복수 개의 증발원에 각각 상응하여 복수 개로 설치되며,
   상기 복수의 덮개는 상기 쿨링플레이트에 서로 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 쿨링플레이트에는,
   상기 덮개의 폐쇄 시 상기 유입구와 상기 증발원의 상단을 잇는 가상의 직선과의 교차점에 제2 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는, 증착 장치.
   

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