KR20160049319A - 진공 증착 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

진공 증착 장치 및 방법이 제공된다. 상기 진공 증착 장치는 내부에 수용된 증착재를 가열하여 원형의 개구를 통해 진공 챔버로 증기를 발생시키는 열 증착 모듈, 상기 진공 챔버와 분리된 대기 영역에 위치하고, 상기 열 증착 모듈의 아래에서 상기 열 증착 모듈의 위치를 조절하는 무빙 스테이지 및 상기 열 증착 모듈과 결합하여 상기 진공 챔버와 상기 대기 영역을 서로 차단하고, 상기 열 증착 모듈을 둘러싸고 상기 열 증착 모듈의 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 진공 상태를 유지시키는 실링부를 포함한다.

Description

진공 증착 장치 및 방법{Device and Method for vacuum evaporating}

본 발명은 진공 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.

유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED)는 형광성 유기화합물에 전류가 흐르면서 빛을 내는 전계발광현상을 이용하여 스스로 빛을 내는 '자체발광형 유기물질'을 말한다. 유기발광다이오드를 이용한 텔레비전은 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 얇은 박형으로 제조할 수 있다. 나아가, 유기발광다이오드를 이용한 텔레비전은 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 가지고 있어 일반적인 LCD(Liquid Crystal Display)와 달리 바로 옆에사 보아도 화질이 변하지 않으며 화면에 잔상이 남지 않는다. 또한 소형 화면에서는 LCD 이상의 화질을 제공할 수 있고, 단순한 제조 공정으로 제조 단가도 낮다.

그러나, 이러한 유기발광다이오드를 이용한 텔레비전은 유기물질 증착층의 내구성 등의 문제로 인해 유기 물질이나, 음극(cathode)의 증착에 다른 방식의 증착을 사용할 수 없고, 진공 환경에서의 열 증착(Thermal evaporation)을 이용할 수 밖에 없다.

본 발명이 해결하려는 과제는, 열 증착 공정에서 증착막의 균일성을 향상 할 수 있는 진공 증착 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 열 증착 공정에서 증착막의 균일성을 향상 할 수 있는 진공 증착 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 장치는, 내부에 수용된 증착재를 가열하여 원형의 개구를 통해 진공 챔버로 증기를 발생시키는 열 증착 모듈, 상기 진공 챔버와 분리된 대기 영역에 위치하고, 상기 열 증착 모듈의 아래에서 상기 열 증착 모듈의 위치를 조절하는 무빙 스테이지 및 상기 열 증착 모듈과 결합하여 상기 진공 챔버와 상기 대기 영역을 서로 차단하고, 상기 열 증착 모듈을 둘러싸고 상기 열 증착 모듈의 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 진공 상태를 유지시키는 실링부를 포함한다.

상기 열 증착 모듈은,

상기 증착재가 수용되고, 상기 원형의 개구를 포함하는 크루서블(crucible)과,

상기 크루서블의 외부에서 상기 크루서블을 가열하는 히터와,

상기 히터를 둘러싸고, 상기 히터에 의한 열의 확산을 방지하는 쿨러를 포함할 수 있다.

상기 진공 챔버는 상기 열 증착 모듈의 적어도 일부가 통과되어 상기 진공 챔버 내에 위치하도록 개방된 소스홀을 포함하고, 상기 실링부는, 상기 열 증착 모듈의 외벽에 돌출되도록 형성되는 돌출 디스크와, 상기 진공 챔버의 소스홀 가장자리의 외벽과 상기 돌출 디스크 사이에서 상기 열 증착 모듈을 둘러싸고, 상기 열 증착 모듈의 위치 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 진공 상태를 유지시키는 벨로우즈(bellows)와, 상기 벨로우즈와 상기 소스홀 가장자리의 외벽 또는 상기 벨로우즈와 상기 돌출 디스크의 사이를 밀폐하는 오링(o-ring)을 포함할 수 있다.

상기 소스홀의 크기는 상기 열 증착 모듈의 수평 단면의 크기보다 크고, 상기 열 증착 모듈의 수평 이동 범위는 상기 소스홀의 크기로 제한될 수 있다.

상기 무빙 스테이지는 서로 오소고날(orthogonal)한 3방향으로 이동할 수 있다.

상기 열 증착 모듈은 서로 이격된 제1 및 제2 열 증착 모듈을 포함하고, 상기 제1 및 제2 열 증착 모듈은 서로 개별적으로 위치 이동할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 증착 장치는 유리패널이 지나가고, 하부에 복수의 소스홀을 포함하는 진공 챔버, 상기 복수의 소스홀을 통해 상기 유리패널의 일면에 유기물 층 또는 무기물 층을 열 증착(Thermal evaporation)하고, 이동 가능한 복수의 포인트 소스(point source); 및 상기 포인트 소스와 상기 진공 챔버의 외벽 사이에 위치하고, 상기 포인트 소스의 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 내부를 진공으로 유지시키는 실링부를 포함한다.

상기 복수의 소스홀은 상기 유리패널의 진행방향과 수직한 방향으로 서로 정렬될 수 있다.

상기 소스홀은 상기 포인트 소스의 수평 단면보다 넓고, 상기 포인트 소스의 수평 이동 범위는 상기 소스홀의 크기로 제한될 수 있다.

상기 포인트 소스는 상기 유리패널의 일면에 캐소드(cathode)를 증착할 수 있다.

상기 유리패널은 상기 진공 챔버를 순차적으로 지나가는 제1 및 제2 유리패널을 포함하고, 상기 제1 유리패널의 일면에 증착된 상기 캐소드 두께의 균일성(uniformness)에 기초하여 상기 포인트 소스의 위치를 재조절하는 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 포인트 소스는 상기 재조절된 위치에서 상기 제2 유리패널이 지나가면서 상기 제2 유리패널의 일면에 상기 캐소드를 균일하게 증착할 수 있다.

상기 복수의 포인트 소스는 서로 오소고날(orthogonal)한 3방향으로 이동하여 상기 캐소드를 균일하게 증착하도록 배치될 수 있다.

상기 캐소드는 Al을 포함할 수 있다.

상기 소스홀과 상기 포인트 소스는 일대일로 대응될 수 있다.

상기 포인트 소스는 상기 유리패널의 일면에 탄소가 포함된 유기물 층을 증착할 수 있다.

상기 실링부는, 상기 포인트 소스의 외벽에 돌출되도록 형성되는 돌출 디스크와, 상기 진공 챔버의 외벽과 상기 돌출 디스크 사이에서 상기 열 증착 모듈을 둘러싸고, 상기 열 증착 모듈의 위치 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 진공 상태를 유지시키는 벨로우즈(bellows)와, 상기 벨로우즈와 상기 진공 챔버의 외벽 또는 상기 벨로우즈와 상기 돌출 디스크의 사이를 밀폐하는 오링(o-ring)을 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진공 증착 장치는 패널이 내부에서 일 방향으로 이동하는 진공 챔버, 상기 진공 챔버 내부에 위치하고, 고정된 위치에서 상기 패널의 일면에 박막을 열 증착하는 복수의 포인트 소스, 상기 박막의 두께를 검사하는 인스펙터 및 상기 인스펙터로 부터 상기 두께를 전송받고, 상기 복수의 포인트 소스의 위치를 재조절하는 컨트롤러를 포함한다.

상기 복수의 포인트 소스는 위치가 재조절될 때, 모두 동일한 변위(displacement)를 이동할 수 있다.

상기 인스펙터는 상기 박막의 균일성(uniformity)를 검사하고, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 포인트 소스의 위치를 상기 박막이 균일하도록 재조절할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 박막의 프로파일 정보를 입력받고, 상기 박막이 상기 프로파일과 동일하게 증착되도록 상기 복수의 포인트 소스의 위치를 개별적으로 재조절할 수 있다.

상기 복수의 포인트 소스는, 내부에 수용된 증착재를 가열하여 원형의 개구를 통해 진공 챔버로 증기를 발생시키는 열 증착 모듈과, 상기 진공 챔버와 분리된 대기 영역에 위치하고, 상기 열 증착 모듈의 아래에서 상기 열 증착 모듈의 위치를 조절하는 무빙 스테이지를 포함할 수 있다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 방법은 진공 챔버 내부에서 제1 유리 패널이 일 방향으로 진행하면서 고정된 복수의 포인트 소스가 상기 제1 유리 패널의 일면에 박막을 증착하고, 상기 박막의 두께를 검사하고, 상기 검사된 두께에 따라 상기 복수의 포인트 소스의 위치를 이동하고, 제2 유리 패널이 상기 일 방향으로 진행하면서 상기 이동된 위치에서 고정된 상기 복수의 포인트 소스가 상기 제2 유리 패널의 일면에 박막을 증착하는 것을 포함하는 것을 포함한다.

상기 복수의 포인트 소스의 위치는 개별적으로 이동될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 측면 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 투시 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 정면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 포인트 소스를 세부적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께의 시뮬레이션 값과 실제 측정치를 비교한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 투시 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 정면 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께를 시뮬레이션한 예시적인 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께를 실제로 측정한 예시적인 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동에 의해 박막의 두께를 보정한 예시적인 그래프이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 투시 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 투시 평면도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 투시 평면도이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 투시 평면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

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 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 측면 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)는 진공 챔버(100) 및 포인트 소스(200)를 포함한다.

진공 챔버(100)는 외부와 격리되는 밀실일 수 있다. 즉, 진공 챔버(100)는 외부의 대기압과 다르게 내부가 진공으로 이루어진 수용 공간일 수 있다. 진공 챔버(100)의 진공압은 우주의 진공압보다 약간 높을 수 있다. 예를 들어, 진공 챔버(100)의 진공압은 대략 10^-5 Pa일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.

진공 챔버(100)는 내부에서 패널(10)이 일 방향으로 진행할 수 있다. 진공 챔버(100) 내부에서 패널(10)에 유기물질 또는 무기물질의 박막이 증착될 수 있다. 즉, 상기 유기물질 또는 무기물질의 박막이 증착되는 공정은 진공 환경(vacuum condition)에서 수행될 수 있다.

패널(10)은 상대적으로 얇은 측면을 가지고, 상대적으로 넓은 면적을 가지는 양면을 가지는 판 형상일 수 있다. 상기 상대적으로 넓은 면적을 가지는 양면은 직사각형 형상일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 패널(10)은 추후에 텔레비전이나 디스플레이 장치의 패널로 사용될 수 있다.

패널(10)은 진공 챔버(100) 내에서 컬러(colour)를 나타내기 위한 유기물질의 박막을 증착할 수 있다. 상기 유기물질의 박막은 탄소를 포함하는 유기물 층이다.

또는 상기 유기물질의 박막을 증착한 후에 음극(cathode)의 박막을 균일하게 증착할 수도 있다. 상기 음극은 예를 들어, Al을 포함할 수 있다.

패널(10)은 일반적로 유리를 포함할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 패널(10)이 유리를 포함하는 경우에는 패널(10)는 강성을 가지고 구부러지지 않을 수 있다. 다만, 패널(10)은 유리 대신에 다른 연성 재료를 포함할 수 있다. 즉, 패널(10)은 구부려지거나 휘어질 수 있는 연성 패널일 수도 있다.

진공 챔버(100)는 소스홀(110)과 슬라이딩 도어(120)를 포함할 수 있다.

소스홀(110)은 진공 챔버(100)의 하부에 형성될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 1에서는 예시적으로 소스홀(110)이 진공 챔버(100)의 하부에 형성되어 있고, 패널(10)이 눕혀진 상태로 일 방향으로 진행하면, 패널(10)의 일 면 즉, 저면에 추후에 설명되는 포인트 소스(200)가 열 증착을 통해 박막을 형성할 수 있다. 그러나, 소스홀(110)의 위치는 진공 챔버(100)의 하면이 아니라 측면이나 상면일 수도 있다. 이러한 경우, 패널(10)의 위치도 달라질 수 있다. 단, 열 증착 공정에 있어서, 포인트 소스(200)가 패널(10)의 아래에 위치하는 것이 일반적이다.

소스홀(110)은 포인트 소스(200)가 위치할 수 있다. 소스홀(110)은 포인트 소스(200)가 패널(10)에 박막을 증착할 수 있도록 개방된 개구일 수 있다. 소스홀(110)에는 포인트 소스(200)의 적어도 일부가 통과된 상태로 위치할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 소스홀(110)을 통해 포인트 소스(200)가 패널(10)의 일면에 박막을 증착할 수 있으면, 포인트 소스(200)와 소스홀(110)의 수직 위치는 제한되지 않는다.

소스홀(110)은 복수일 수 있다. 소스홀(110)은 포인트 소스(200)와 일대일로 대응될 수 있다. 즉, 복수의 포인트 소스(200)가 각각 하나씩 하나의 소스홀(110)에 대응되게 위치할 수 있다. 소스홀(110)은 개구이지만, 진공 챔버(100)의 진공을 유지하기 위해 포인트 소스(200)와의 결합 부분에 진공이 유지되기 위한 장치가 필요할 수 있다.

슬라이딩 도어(120)는 패널(10)이 출입할 수 있는 도어이다. 슬라이딩 도어(120)는 평소에는 폐쇄되어 있을 수 있다. 즉, 슬라이딩 도어(120)는 진공을 유지하기 위해 기본적으로 닫혀있을 수 있다. 슬라이딩 도어(120)는 패널(10)이 진공 챔버(100)의 외부에서 진공 챔버(100)의 내부로 들어올 때, 개방될 수 있다. 슬라이딩 도어(120)는 패널(10)이 들어옴에 따라, 패널(10)의 진입부에 의해 밀려서 개방될 수 있다. 슬라이딩 도어(120)는 진공 챔버(100)의 측벽과 분리된 모서리를 포함할 수 있다. 또한, 슬라이딩 도어(120)는 상기 모서리의 반대편에 진공 챔버(100)의 측벽과 연결되었지만 슬라이딩 도어(120)가 회전될 수 있는 회전 축이 형성된 모서리를 포함할 수 있다.

슬라이딩 도어(120)는 진공 챔버(100)의 대향하는 측벽에 각각 형성될 수 있다. 따라서, 패널(10)이 진공 챔버(100)의 일 측벽에 위치한 슬라이딩 도어(120)로 진입되어 박막이 증착되고, 타 측벽에 위치한 슬라이딩 도어(120)로 빠져나갈 수 있다.

슬라이딩 도어(120)의 규격은 진입되는 패널(10)의 두께와 일치할 수 있다. 따라서, 슬라이딩 도어(120)가 진입되는 경우에도 진공 챔버(100) 내부의 진공이 유지될 수 있다.

포인트 소스(200)는 고정된 위치에서 유기물 또는 무기물 박막을 패널(10)에 증착시킬 수 있다. 즉, 패널(10)이 일방향으로 진행함에 따라 포인트 소스(200)는 고정된 상태에서 패널(10)의 일 면의 전체에 박막을 증착할 수 있다.

포인트 소스(200)는 소스홀(110)에 위치할 수 있다. 소스홀(110)은 복수이고, 이에 대응하여 포인트 소스(200)도 복수일 수 있다. 즉, 포인트 소스(200)와 소스홀(110)은 일대일로 대응할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.

포인트 소스(200)는 진공 챔버(100)의 아래에서 소스홀(110)을 통해 위 방향으로 박막을 증착할 수 있다. 즉, 도시되었듯이, 패널(10)의 저면에 박막이 증착될 수 있다. 이는 내부의 증착재를 가열하여 증기화하여 증착시키는 열 증착의 특성상 진공 챔버(100)의 상면이나 측면에 위치하는 것은 상기 박막의 두께를 제어하기 어렵기 때문이다. 다만, 포인트 소스(200)의 위치가 이러한 이유에 의해 제한되는 것은 아니다.

포인트 소스(200)는 열 증착 모듈(210)을 포함할 수 있다. 열 증착 모듈(210)은 증착재가 담겨있는 부분이다. 열 증착 모듈(210)은 증착재를 가열하고 증기로 위 방향으로 배출되도록 상면에 개구를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 투시 평면도이다. 구체적으로 도 2는 도 1의 A방향에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 바라본 도면이다. 패널(10)은 오버랩되는 위치를 표시하기 위해 점선으로 표현하였다.

도 2를 참조하면, 소스홀(110)은 정렬될 수 있다. 즉, 소스홀(110)은 복수이다. 즉, 소스홀(110)은 제1 소스홀(110a) 내지 제4 소스홀(110d)을 포함할 수 있다. 이러한 복수의 소스홀(110)은 패널(10)의 진행방향과 수직한 방향으로 정렬될 수 있다. 이렇게 정렬됨에 따라, 패널(10)의 일 면에 증착되는 박막의 두께를 제어하는 것이 용이할 수 있다.

도 2에서는 예시적으로 소스홀(110)이 4개인 것으로 도시되었지만, 이는 하나의 예시에 불과하다. 즉, 소스홀(110)의 개수는 아무런 제한이 없다.

포인트 소스(200)는 소스홀(110)에 위치할 수 있다. 포인트 소스(200)는 일대일로 소스홀(110)에 대응될 수 있다. 소스홀(110)이 정렬되어 있으므로, 포인트 소스(200)도 도시된 바와 같이 정렬될 수 있다. 다만, 포인트 소스(200)의 정렬은 소스홀(110)의 정렬과 달리 고정되지 않고 변형될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 설명한다.

포인트 소스(200)는 복수이므로 서로 간격을 가질 수 있다. 즉, 제1 포인트 소스(200a)의 제1 열 증착 모듈(210a)과 제2 포인트 소스(200b)의 제2 열 증착 모듈(210b)은 제1 간격(S1)을 가질 수 있다. 제2 포인트 소스(200b)의 제2 열 증착 모듈(210b)과 제3 포인트 소스(200c)의 제3 열 증착 모듈(210c)은 제2 간격(S2)을 가질 수 있다. 마지막으로, 제3 포인트 소스(200c)의 제3 열 증착 모듈(210c)과 제4 포인트 소스(200d)의 제4 열 증착 모듈(210d)은 제3 간격(S3)을 가질 수 있다.

제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)은 모두 동일할 수도 있고, 모두 다를 수 있다. 일반적으로, 동일한 간격을 통해서 균일성 있는 박막 증착이 가능할 수 있으나, 여러가지 외부 요인에 의해서 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)이 조절될 수도 있다. 이에 대해서, 추후에 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 정면 단면도이다. 구체적으로 도 2는 도 1의 A방향에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 바라본 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)는 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)를 포함하고, 각각의 포인트 소스(200)의 열 증착 모듈(210)은 일정한 높이를 가질 수 있다. 즉, 도시되었듯이, 제1 열 증착 모듈(210a) 내지 제4 열 증착 모듈(210d)은 제1 높이(h1)를 가질 수 있다. 상기 제1 높이(h1)는 각각의 열 증착 모듈(210)의 상면과 진공 챔버(100)의 바닥면과의 거리를 의미한다.

도 3에 도시된 것과 같이 제1 열 증착 모듈(210a) 내지 제4 열 증착 모듈(210d)은 모두 동일한 제1 높이(h1)를 가질 수 있다. 다만, 여러가지 외부 요인에 의해서 제1 높이(h1)가 재조절될 수도 있다. 이에 대해서, 추후에 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 포인트 소스를 세부적으로 설명하기 위한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)의 포인트 소스(200)는 열 증착 모듈(210), 무빙 스테이지(220) 및 실링부(230)를 포함한다.

열 증착 모듈(210)은 내부에 증착재를 수용하고, 높은 온도로 가열하여 상기 증착재를 증기화 시킬 수 있다. 열 증착 모듈(210)은 이러한 증기를 통해서 패널(10)의 일면에 박막을 형성할 수 있다.

열 증착 모듈(210)은 소스홀(110)을 관통하는 위치를 가질 수 있다. 열 증착 모듈(210)은 소스홀(110)의 측벽과 이격될 수 있다. 따라서, 열 증착 모듈(210)이 소스홀(110)과 접촉되는 범위 내에서 이동할 수 있다.

열 증착 모듈(210)은 내부 크루서블(212), 외부 크루서블(214), 히터(216), 온도 센서(217) 및 쿨러(218)를 포함한다.

내부 크루서블(212)은 증착재가 수용되는 공간을 포함할 수 있다. 내부 크루서블(212)은 상기 증착재가 가열되어 증기화되어서 배출되어야 하므로 위 부분에 개방된 개구를 포함할 수 있다. 내부 크루서블(212)은 도시된 바와 같이 단차가 없는 도가니의 형상일 수도 있다. 단, 증착재가 수용되고 증기화되어 배출될 수 있으면, 그 형상은 특별히 제한되는 것은 아니다.

외부 크루서블(214)은 내부 크루서블(212)을 공간없이 둘러쌀 수 있다. 즉, 내부 크루서블(212)과 외부 크루서블(214)은 이중으로 하나의 크루서블을 형성할 수 있다. 외부 크루서블(214)은 내부 크루서블(212)에 온도를 전달하되, 내부 크루서블(212)의 내구성 및 내열성을 향상시키기 위해 형성될 수 있다.

단, 외부 크루서블(214)과 내부 크루서블(212)은 하나의 크루서블로 대체될 수도 있다.

히터(216)는 외부 크루서블(214)의 외부에서 외부 크루서블(214) 및 내부 크루서블(212)을 가열할 수 있다. 히터(216)는 내부 크루서블(212) 내부의 증착재를 증기화시킬 수 있을 정도의 온도로 내부 크루서블(212)을 가열할 수 있다. 상기 온도는 예를 들어 대략 1000℃ 일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.

히터(216)의 온도는 조절될 수 있다. 히터(216)의 온도에 따라 증착되는 증착재의 증기화 정도가 달라질 수 있고, 이는 포인트 소스(200)의 출력에 영향을 줄 수 있다.

온도 센서(217)는 내부 크루서블(212) 또는 외부 크루서블(214)의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서(217)는 포인트 소스(200)의 히터(216)에 의한 가열 온도가 얼마인지를 사용자에게 알려줄 수 있다. 온도 센서(217)를 통해서 사용자는 히터(216)를 통해 더 온도를 높일 것인지 낮출 것인지를 결정할 수 있다. 또는 온도 센서(217)에 의해서 히터(216)의 구동이 자동으로 정해질 수 있다. 즉, 목표 온도를 입력 받고, 온도 센서(217)에 의해 목표 온도가 도달될 때까지 히터(216)의 구동이 조절될 수도 있다.

쿨러(218)는 히터(216)에 의한 고온을 냉각시킬 수 있다. 즉, 쿨러(218)는 히터(216)에 의한 고온이 외부로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 열 증착 모듈(210)은 높은 온도를 견뎌야 하므로 내열성이 있는 부품을 사용할 수 있다. 따라서, 열 증착 모듈(210) 자체는 높은 온도를 잘 견딜 수 있다. 그러나, 열 증착 모듈(210)의 외부에 접하는 부품에도 이러한 높은 온도가 전달된다면 그 부품은 손상될 수 있다. 따라서, 이러한 높은 온도의 확산을 방지하기 위해 쿨러(218)가 온도를 낮출 수 있다.

이러한 쿨러(218)의 작동도 조절될 수 있다. 즉, 온도 센서(217)에 의해 사용자에게 온도가 알려지고, 이를 제어하기 위해 사용자는 쿨러(218)를 구동시킬 수 있다. 또는, 온도 센서(217)에 의해서 쿨러(218)의 구동이 자동으로 정해질 수 있다. 즉, 목표 온도를 입력 받고, 온도 센서(217)에 의해 목표 온도가 도달될 때까지 쿨러(218)의 구동이 조절될 수도 있다.

무빙 스테이지(220)는 열 증착 모듈(210)을 이동시킬 수 있다. 무빙 스테이지(220)는 열 증착 모듈(210)을 서로 오소고날(orthogonal)한 3방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 3 방향이란, 직교좌표계에서의 xyz 방향을 각각 의미할 수 있다. 무빙 스테이지(220)에 의해서 열 증착 모듈(210)이 이동되면 포인트 소스(200)의 간격 및 위치가 재조절될 수 있다.

무빙 스테이지(220)에 의해서 이동되는 열 증착 모듈(210)은 소스홀(110)의 측벽에 의해서 위치가 제한될 수 있다. 즉, 무빙 스테이지(220)의 이동 범위는 열 증착 모듈(210)이 소스홀(110)의 측벽에 접촉하는 범위까지일 수 있다. 즉, 열 증착 모듈(210)의 이동은 소스홀(110)을 벗어나지 못한다.

무빙 스테이지(220)는 서포터(222)를 포함할 수 있다. 서포터(222)는 무빙 스테이지(220)와 열 증착 모듈(210) 사이에 위치할 수 있다. 서포터(222)는 무빙 스테이지(220) 위에서 열 증착 모듈(210)을 지지할 수 있다. 서포터(222)는 열 증착 모듈(210)과 무빙 스테이지(220)를 견고하게 결합할 수 있다.

서포터(222)는 또한, 열 증착 모듈(210)의 하면과 무빙 스테이지(220)의 상면을 이격시킬 수 있다. 이에 따라, 열 증착 모듈(210)의 하면에 온도 센서(217), 히터(216) 및 쿨러(218)에 전원 및 신호선을 연결할 수도 있다.

실링부(230)는 진공 챔버(100)에 의한 진공 영역과 대기 영역을 차단할 수 있다. 실링부(230)는 열 증착 모듈(210)의 이동을 허용하면서 진공 챔버(100)의 진공 상태를 유지할 수 있다.

열 증착 모듈(210)의 온도 센서(217), 히터(216) 및 쿨러(218)와 무빙 스테이지(220)는 진공 상태에서 아웃개싱(outgassing) 또는 리크(leak) 등의 문제로 진공 내에서 사용에 제약이 많다. 특히 진공 영역 내에서 열 증착 모듈(210)을 움직이는 것은 진공 내의 동작을 고려한 부품을 사용해야 하므로 매우 어렵다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)의 무빙 스테이지(220)와 열 증착 모듈(210)의 온도 센서(217), 히터(216) 및 쿨러(218) 등의 연결부는 모두 대기 영역 즉, 진공이 아닌 대기압을 가지는 영역에 구성될 수 있다. 따라서, 실링부(230)는 이러한 대기 영역과 진공 영역을 차단함과 동시에 진공 내에서의 열 증착 모듈(210)의 이동이 가능하게 해야한다.

실링부(230)는 돌출 디스크(232), 벨로우즈(234) 및 오 링(236)을 포함한다.

돌출 디스크(232)는 열 증착 모듈(210)의 외벽에 부착될 수 있다. 돌출 디스크(232)는 열 증착 모듈(210)의 외벽에 돌출되게 형성될 수 있다. 돌출 디스크(232)는 열 증착 모듈(210)의 외벽을 둘러싸고 형성될 수 있다. 돌출 디스크(232)는 열 증착 모듈(210)의 외벽과 밀착될 수 있다. 즉, 돌출 디스크(232)와 열 증착 모듈(210)의 외벽은 아무런 틈이 없을 수 있다. 이는 진공 영역과 대기 영역을 차단하기 위함이다.

돌출 디스크(232)는 추후에 설명되는 오 링(236)을 통해 역시 추후에 설명되는 벨로우즈(bellows)(234)와 진공 영역과 대기 영역을 차단할 수 있다.

벨로우즈(234)는 수평 방향의 이동을 허용하는 주름관의 형태일 수 있다. 벨로우즈(234)는 주름관이므로 열 증착 모듈(210)의 상하 방향의 이동도 허용할 수 있다. 단, 벨로우즈(234)가 최대한 이격되는 범위 이상으로는 이동할 수 없다. 열 증착 모듈(210)은 패널(10)과 맞닿지 않아야 하므로, 벨로우즈(234)의 최대 이격 범위는 패널(10)과 열 증착 모듈(210)이 맞닿지 않는 범위일 수 있다.

따라서, 무빙 스테이지(220)에 의해서 열 증착 모듈(210)이 이동하여도, 벨로우즈(234)를 통해서 진공 챔버(100)의 진공이 유지될 수 있다.

오 링(236)은 상부 오 링(236a) 및 하부 오 링(236b)을 포함할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 상부 오 링(236a) 및 하부 오 링(236b) 중 어느 하나만을 포함할 수도 있다.

상부 오 링(236a)은 진공 챔버(100)의 하 벽과 벨로우즈(234) 사이의 틈을 차폐할 수 있다. 상부 오 링(236a)은 원주 형태의 연성 물질로서, 부품의 틈 사이에서 공기의 이동을 방지할 수 있다.

상부 오 링(236a)은 소스홀(110)의 가장자리를 따라 위치할 수 있다. 상부 오 링(236a)은 진공 챔버(100)의 바닥을 이루는 외벽의 하면과 벨로우즈(234)의 윗 부분 상면 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라 진공 영역과 대기 영역을 차단할 수 있다. 벨로우즈(234)의 윗부분은 움직이지 않으므로 같이 고정된 진공 챔버(100)의 하벽과 견고하게 결합될 수 있다.

하부 오 링(236b)은 돌출 디스크(232)의 상면과 벨로우즈(234) 사이의 틈을 차폐할 수 있다. 하부 오 링(236b)은 원주 형태의 연성 물질로서, 부품의 틈 사이에서 공기의 이동을 방지할 수 있다.

하부 오 링(236b)은 돌출 디스크(232)의 상면을 따라 위치할 수 있다. 하부 오 링(236b)은 돌출 디스크(232)의 상면과 벨로우즈(234)의 아랫 부분 하면 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라 진공 영역과 대기 영역을 차단할 수 있다. 벨로우즈(234)의 아랫부분은 열 증착 모듈(210)과 같이 움직이므로 같이 움직이는 돌출 디스크(232)의 상면과 견고하게 결합될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)는 상기와 같이 진공 챔버(100)의 진공을 유지하면서, 서로 오소고날한 3 방향으로 열 증착 모듈이 이동할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께를 시뮬레이션한 그래프이다. 상기 가로축은 수평 방향 중 패널(10)의 진행 방향과 수직한 수평 방향이고, 세로축은 박막의 두께이다.

도 5를 참조하면, 각각 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)으로 이격된 포인트 소스(200)의 위치에 따라 증착된 박막의 두께가 미세하게 다를 수 있다. 즉, 제1 포인트 소스(200a)의 수평 위치는 PS1으로 표시하고, 제2 포인트 소스(200b)의 수평 위치는 PS2로 표시하고, 제3 포인트 소스(200c)의 수평 위치는 PS3으로 표시하고, 제4 포인트 소스(200d)의 수평 위치는 PS4로 표시한다. 각각의 포인트 소스(200)는 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)만큼 떨어져 있다.

박막의 두께는 각각의 포인트 소스(200)의 바로 연직 방향의 두께가 가장 두껍고, 그 주변으로 가우시안(Gaussian) 분포의 형태를 가지게 된다. 다만, 이러한, 모양은 시뮬레이션에 의해 구해진 것으로 실제 설비의 방착판이나 구동부의 간섭물을 고려하지 않은 값이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께의 시뮬레이션 값과 실제 측정치를 비교한 그래프이다. 구체적으로, 도 6은 도 5의 D 부분을 확대하고, 실제 측정치를 더 표시한 도면이다.

도 6을 참조하면, K1은 시뮬레이션에 따른 그래프이다. 진공 증착 장치는 장치 생산 장소에서 테스트를 하고, 실제 사용되는 위치로 분해되어 이동된 뒤 재조립될 수 있다. 이 때, 장치 생산 장소에서 테스트한 실제 측정값은 K2로 표시하고, 재조립된 후의 실제 측정값을 K3로 표시하였다.

K1은 가장 이상적인 형상으로 포인트 소스(200)와 가까운 곳의 박막의 두께가 굵고, 가우시안 분포 형상으로 두께가 줄어드는 형상을 하고 있다. 이러한 형상은 스케일링에 의해 확대된 것으로서 균일성이 인정되는 미리 예측된 범위에서의 이상적인 형상일 수 있다. 이에 반해, K2 및 K3는 간섭물 및 조립 위치 변경에 따라 예상하지 못한 수치가 측정될 수 있다. 즉, 도 6의 D1 및 D2와 같이 예상하지 못한 측정치가 생성될 수 있다.

구체적으로 패널에 음극 즉, 캐소드를 증착하는 경우에는 전체적으로 균일성이 매우 중요하다. 그러나, 상기 예상 외의 측정치에 따라서 박막의 두께는 균일성(uniformity)이 보장되지 않을 수 있다. 결과적으로 패널(10)에 증착되는 박막의 품질이 저하될 수 있다.

따라서, 기존에는 이러한 오류를 보정하고, 박막의 두께의 균일성을 유지하기 위해 복수의 포인트 소스(200)의 재료를 차등 소진하는 방법을 사용하였다. 즉, 각각의 포인트 소스(200)의 증착 비율을 서로 다르게 하여 패널(10)의 일면에 증착되는 박막의 두께가 균일하도록 하였다.

그러나, 상기 차등 소진은 더 큰 문제를 불러올 수 있다. 왜냐하면, 복수의 포인트 소스(200) 중 어느 하나의 증착재 즉, 재료가 다 소진되는 경우에는 나머지 포인트 소스(200)의 재료를 방착판에 증착해야하므로 추가적인 시간이 낭비될 수 있다.

또한, 포인트 소스(200)의 냉각 시간은 내부에 수용된 재료에 따라 다르게 되므로 재료가 많이 남은 포인트 소스(200)가 발생함에 따라 각각의 포인트 소스(200)의 냉각 시간이 늘어나고, 이에 따라 정비시간도 늘어나게 된다. 이는 생산 라인의 비효율성을 불러올 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)는 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d) 및 컨트롤러(300)를 포함한다.

제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)는 상술한 설명과 같이 패널(10)에 박막을 증착할 수 있다.

컨트롤러(300)는 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 위치를 제어할 수 있다. 즉, 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 간격을 제어할 수 있다. 이에 따라, 도 6의 시뮬레이션과 달리 측정치가 달라지는 부분에 대해서, 차등 소진을 적용하지 않고 간격을 제어하여 박막의 두께를 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 투시 평면도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)는 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 간격을 서로 조절할 수 있다. 즉, 원래 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)을 변화된 제1 간격(S1') 내지 변화된 제3 간격(S3')으로 조절할 수 있다. 간격이 좁아진 부분은 박막의 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 간격이 멀어진 부분은 박막의 두께가 더 얇아질 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 정면 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치(1)의 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 제1 열 증착 모듈(210a) 내지 제4 열 증착 모듈(210d)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 원래 모두 제1 높이(h1) 였던 것을 제2 높이(h2) 내지 제5 높이(h5)로 조절할 수 있다. 높이가 높아진 부분은 박막의 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 높이가 낮아진 부분은 박막의 두께가 더 얇아질 수 있다.

이하, 도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동의 효과를 설명한다.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께를 시뮬레이션한 예시적인 그래프이고, 도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치에 의해 증착된 박막의 두께를 실제로 측정한 예시적인 그래프이다. 도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동에 의해 박막의 두께를 보정한 예시적인 그래프이다.

도 10을 참조하면, 시뮬레이션으로는 가우시안 분포의 두께가 정상적일 수 있다. 즉, 포인트 소스(200)의 위치에 따라 예측할 수 있고, 제어할 수 있는 두께의 프로파일이 형성될 수 있다.

도 11을 참조하면, 실제 측정값은 상기 시뮬레이션값과 다른 값이 나올 가능성이 높다. 왜냐하면, 실제 측정시에 미세한 박막의 두께는 위치, 간섭물 및 압력 등의 여러 요인에 의해 변할 수 있기 때문이다.

도 12를 참조하면, 이에 대해 컨트롤러(300)가 포인트 소스(200)의 위치를 제어하여 시뮬레이션 값과 동일 내지 유사한 값으로 박막의 두께를 보정할 수 있다. 이 때의 "보정"이란 이미 증착된 박막의 두께를 변화시키는 것이 아니라, 새로이 증착 공정에 투입되는 패널(10)의 박막의 두께를 균일하게 하는 것을 말한다. 즉, 도 12의 e 부분은 새로 변화된 위치의 포인트 소스(200)에 의해서 보정된 부분이다.

이하, 도 13 및 도 14를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명한다. 상술한 실시예와 중복되는 부분은 간략히 하거나 생략한다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치(2)를 설명하기 위한 투시 평면도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치(2)는 재조립의 과정을 통해서 패널(10)의 위치가 진공 챔버(100) 내에서 치우쳐져 있을 수 있다. 즉, 패널(10)이 도 13의 아래쪽으로 약간 치우쳐져 있을 수 있다.

이러한 경우 기존의 장치에서는 분해 조립 공정을 다시하는 방법을 통해 정렬을 시키고 하였다. 그러나 이러한 방법은 설치 공정에 추가적으로 분해 및 재설치의 공정을 더함으로써 시간과 능률의 낭비가 극심하였다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 투시 평면도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치(2)는 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)가 동일한 변위만큼 이동하여 정렬이 어긋난 진공 증착 장치(2)를 재정렬할 수 있다.

즉, 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 제1 열 증착 모듈(210a) 내지 제4 열 증착 모듈(210d)의 간격은 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)으로 그대로 유지하면서 동일한 방향으로 이동함으로써, 진공 증착 장치(2)의 어긋난 정렬을 바로잡을 수 있다.

구체적으로, 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)는 원래의 정렬 위치(f1 내지 f4)에서 동일한 변위만큼 같은 방향으로 이동함으로써, 간격은 그대로 유지되되, 패널(10)과의 정렬이 바로잡힐 수 있다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 진공 증착 장치(2)는 특별한 노력을 들이지 않고도, 설치시에 문제로 인해 정렬이 어긋난 장치를 바로잡을 수 있다.

이하, 도 15를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명한다. 상술한 실시예와 중복되는 부분은 간략히 하거나 생략한다.

도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 블록도이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 진공 증착 장치(3)는 인스펙터(400)를 더 포함한다.

인스펙터(400)는 이미 박막이 증착된 패널(10)의 박막의 두께를 검사할 수 있다. 이 때, 인스펙터(400)는 전체 박막의 두께를 검사하여 상기 박막 두께의 프로파일을 획득할 수 있다.

인스펙터(400)는 상기 검출한 프로파일을 컨트롤러(300)로 전송할 수 있다. 인스펙터(400)는 이미 박막이 증착된 모든 패널(10)을 검사할 수 있다. 인스펙터(400)는 복수의 검사 포인트를 상기 박막에 미리 설정할 수 있다. 인스펙터(400)는 상기 박막의 프로파일을 연속적으로 검사할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 인스펙터(400)는 상기 박막의 프로 파일을 미세한 간격으로 불연속적으로 검사할 수도 있다.

컨트롤러(300)는 인스펙터(400)로부터 상기 박막의 프로파일을 전송받을 수 있다. 컨트롤러(300)는 상기 박막의 프로파일을 바탕으로 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 위치를 재조절할 수 있다. 즉, 균일한 박막을 형성하기 위해, 인스펙터(400)로부터 전송 받은 프로파일 상에 박막의 두께가 얇은 지점에 대해서는 포인트 소스(200)의 간격을 좁히거나 높이를 높힐 수 있다.

반대로, 인스펙터(400)로부터 전송 받은 프로파일 상에 박막의 두께가 두꺼운 지점에 대해서는 포인트 소스(200)의 간격을 넓히거나 높이를 낮게할 수 있다.

이하, 도 16 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명한다. 상술한 실시예와 중복되는 부분은 간략히 하거나 생략한다.

도 16은 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치를 설명하기 위한 투시 평면도이다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치(4)는 진공 챔버(100)의 소스홀이 2열을 이룰 수 있다. 즉, 제1 소스홀(110a) 내지 제4 소스홀(110d)은 하나의 열을 이룰 수 있다. 이에 더불어, 제5 소스홀(110e) 내지 제8 소스홀(110h)은 또 다른 하나의 열을 이룰 수 있다.

도 16에는 예시적으로 소스홀이 2개의 열로 도시되었지만, 이는 하나의 예시에 불과하다. 즉, 소스홀(110)의 열의 개수는 특별히 제한되지 않는다.

포인트 소스(200)는 각각의 소스홀(110)에 대응하여 위치할 수 있다. 즉, 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)는 하나의 열을 이룰 수 있다. 이에 더불어, 제5 포인트 소스(200e) 내지 제8 포인트 소스(200h)는 또 다른 하나의 열을 이룰 수 있다.

포인트 소스(200)는 복수이므로 서로 간격을 가질 수 있다. 즉, 제1 포인트 소스(200a)의 제1 열 증착 모듈(210a)과 제2 포인트 소스(200b)의 제2 열 증착 모듈(210b)은 제1 간격(S1)을 가질 수 있다. 제2 포인트 소스(200b)의 제2 열 증착 모듈(210b)과 제3 포인트 소스(200c)의 제3 열 증착 모듈(210c)은 제2 간격(S2)을 가질 수 있다. 마지막으로, 제3 포인트 소스(200c)의 제3 열 증착 모듈(210c)과 제4 포인트 소스(200d)의 제4 열 증착 모듈(210d)은 제3 간격(S3)을 가질 수 있다.

제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)은 모두 동일할 수도 있고, 모두 다를 수 있다. 일반적으로, 동일한 간격을 통해서 균일성 있는 박막 증착이 가능할 수 있으나, 여러가지 외부 요인에 의해서 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)이 조절될 수도 있다. 이에 대해서, 추후에 설명한다.

또한, 제5 포인트 소스(200e)의 제5 열 증착 모듈(210)과 제6 포인트 소스(200f)의 제6 열 증착 모듈(210)은 제4 간격(S4)을 가질 수 있다. 제6 포인트 소스(200f)의 제6 열 증착 모듈(210)과 제7 포인트 소스(200g)의 제7 열 증착 모듈(210)은 제5 간격(S5)을 가질 수 있다. 마지막으로, 제7 포인트 소스(200g)의 제7 열 증착 모듈(210)과 제8 포인트 소스(200h)의 제8 열 증착 모듈(210)은 제6 간격(S6)을 가질 수 있다.

제5 간격(S5) 내지 제6 간격(S6)은 모두 동일할 수도 있고, 모두 다를 수 있다. 일반적으로, 동일한 간격을 통해서 균일성 있는 박막 증착이 가능할 수 있으나, 여러가지 외부 요인에 의해서 제5 간격(S5) 내지 제6 간격(S6)이 조절될 수도 있다. 이에 대해서, 추후에 설명한다.

또한, 제1 포인트 소스(200a)의 제1 열 증착 모듈(210a)과 제5 포인트 소스(200e)의 제5 열 증착 모듈(210)은 제7 간격(S7)을 가질 수 있다. 제2 포인트 소스(200b)의 제2 열 증착 모듈(210b)과 제6 포인트 소스(200f)의 제6 열 증착 모듈(210)은 제8 간격(S8)을 가질 수 있다. 제3 포인트 소스(200c)의 제3 열 증착 모듈(210c)과 제7 포인트 소스(200g)의 제7 열 증착 모듈(210)은 제9 간격(S9)을 가질 수 있다. 마지막으로, 제4 포인트 소스(200d)의 제4 열 증착 모듈(210d)과 제8 포인트 소스(200h)의 제8 열 증착 모듈(210)은 제10 간격(S10)을 가질 수 있다.

제7 간격(S7) 내지 제10 간격(S10)은 모두 동일할 수도 있고, 모두 다를 수 있다. 일반적으로, 동일한 간격을 통해서 균일성 있는 박막 증착이 가능할 수 있으나, 여러가지 외부 요인에 의해서 제7 간격(S7) 내지 제10 간격(S10)이 조절될 수도 있다. 이에 대해서, 추후에 설명한다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치의 위치 이동을 설명하기 위한 투시 평면도이다.

도 17을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치(4)는 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 간격을 서로 조절할 수 있다. 즉, 원래 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)을 재조절된 제1 간격(S1'') 내지 재조절된 제3 간격(S3'')으로 조절할 수 있다. 간격이 좁아진 부분은 박막의 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 간격이 멀어진 부분은 박막의 두께가 더 얇아질 수 있다.

또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치(4)는 제4 포인트 소스(200d) 내지 제8 포인트 소스(200h)의 간격을 서로 조절할 수 있다. 즉, 원래 제4 간격(S4) 내지 제6 간격(S6)을 재조절된 제4 간격(S4') 내지 재조절된 제6 간격(S6')으로 조절할 수 있다. 간격이 좁아진 부분은 박막의 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 간격이 멀어진 부분은 박막의 두께가 더 얇아질 수 있다.

나아가, 각 행간의 간격을 조절할 수 있다. 즉, 원래 제7 간격(S7) 내지 제10 간격(S10)을 재조절된 제7 간격(S7') 내지 재조절된 제10 간격(S10')으로 조절할 수 있다. 간격이 좁아진 부분은 박막의 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 간격이 멀어진 부분은 박막의 두께가 더 얇아질 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3, 도 8, 도 9, 도 15 및 도 18을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 방법을 설명한다. 상술한 제1 내지 제4 실시예에 따른 진공 증착 장치와 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 증착 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 18을 참조하면, 제1 유리 패널의 일면에 박막을 증착한다(S100).

구체적으로 도 1 내지 도 3을 참조하면, 진공 챔버(100)는 외부와 격리되는 밀실일 수 있다. 즉, 진공 챔버(100)는 외부의 대기압과 다르게 내부가 진공으로 이루어진 수용 공간일 수 있다. 진공 챔버(100)의 진공압은 우주의 진공압보다 약간 높을 수 있다. 예를 들어, 진공 챔버(100)의 진공압은 대략 10^-5 Pa일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.

진공 챔버(100)는 내부에서 패널(10)이 일 방향으로 진행할 수 있다. 진공 챔버(100) 내부에서 패널(10)에 유기물질 또는 무기물질의 박막이 증착될 수 있다. 즉, 상기 유기물질 또는 무기물질의 박막이 증착되는 공정은 진공 환경(vacuum condition)에서 수행될 수 있다.

제1 유리패널(10)은 상대적으로 얇은 측면을 가지고, 상대적으로 넓은 면적을 가지는 양면을 가지는 판 형상일 수 있다. 상기 상대적으로 넓은 면적을 가지는 양면은 직사각형 형상일 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 유리패널(10)은 추후에 텔레비전이나 디스플레이 장치의 패널로 사용될 수 있다. 제1 유리패널(10)은 진공 챔버(100) 내에서 컬러(colour)를 나타내기 위한 유기물질의 박막을 증착할 수 있다. 또는 상기 유기물질의 박막을 증착한 후에 음극(cathode)의 박막을 균일하게 증착할 수도 있다.

소스홀(110)은 진공 챔버(100)의 하부에 형성될 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 1에서는 예시적으로 소스홀(110)이 진공 챔버(100)의 하부에 형성되어 있고, 제1 유리패널(10)이 눕혀진 상태로 일 방향으로 진행하면, 제1 유리패널(10)의 일 면 즉, 저면에 추후에 설명되는 포인트 소스(200)가 열 증착을 통해 박막을 형성할 수 있다. 그러나, 소스홀(110)의 위치는 진공 챔버(100)의 하면이 아니라 측면이나 상면일 수도 있다. 이러한 경우, 제1 유리패널(10)의 위치도 달라질 수 있다. 단, 열 증착 공정에 있어서, 포인트 소스(200)가 제1 유리패널(10)의 아래에 위치하는 것이 일반적이다.

소스홀(110)은 포인트 소스(200)가 위치할 수 있다. 소스홀(110)은 포인트 소스(200)가 패널(10)에 박막을 증착할 수 있도록 개방된 개구일 수 있다. 소스홀(110)에는 포인트 소스(200)의 적어도 일부가 통과된 상태로 위치할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 소스홀(110)을 통해 포인트 소스(200)가 제1 유리패널(10)의 일면에 박막을 증착할 수 있으면, 포인트 소스(200)와 소스홀(110)의 수직 위치는 제한되지 않는다.

소스홀(110)은 복수일 수 있다. 소스홀(110)은 포인트 소스(200)와 일대일로 대응될 수 있다. 즉, 복수의 포인트 소스(200)가 각각 하나씩 하나의 소스홀(110)에 대응되게 위치할 수 있다. 소스홀(110)은 개구이지만, 진공 챔버(100)의 진공을 유지하기 위해 포인트 소스(200)와의 결합 부분에 진공이 유지되기 위한 장치가 필요할 수 있다.

포인트 소스(200)는 고정된 위치에서 유기물 또는 무기물 박막을 제1 유리패널(10)에 증착시킬 수 있다. 즉, 제1 유리패널(10)이 일방향으로 진행함에 따라 포인트 소스(200)는 고정된 상태에서 제1 유리패널(10)의 일 면의 전체에 박막을 증착할 수 있다.

포인트 소스(200)는 소스홀(110)에 위치할 수 있다. 소스홀(110)은 복수이고, 이에 대응하여 포인트 소스(200)도 복수일 수 있다. 즉, 포인트 소스(200)와 소스홀(110)은 일대일로 대응할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.

포인트 소스(200)는 진공 챔버(100)의 아래에서 소스홀(110)을 통해 위 방향으로 박막을 증착할 수 있다. 즉, 도시되었듯이, 제1 유리패널(10)의 저면에 박막이 증착될 수 있다. 이는 내부의 증착재를 가열하여 증기화하여 증착시키는 열 증착의 특성상 진공 챔버(100)의 상면이나 측면에 위치하는 것은 상기 박막의 두께를 제어하기 어렵기 때문이다. 다만, 포인트 소스(200)의 위치가 이러한 이유에 의해 제한되는 것은 아니다.

포인트 소스(200)는 열 증착 모듈(210)을 포함할 수 있다. 열 증착 모듈(210)은 증착재가 담겨있는 부분이다. 열 증착 모듈(210)은 증착재를 가열하고 증기로 위 방향으로 배출되도록 상면에 개구를 포함할 수 있다.

소스홀(110)은 정렬될 수 있다. 즉, 소스홀(110)은 복수이다. 즉, 소스홀(110)은 제1 소스홀(110a) 내지 제4 소스홀(110d)을 포함할 수 있다. 이러한 복수의 소스홀(110)은 제1 유리패널(10)의 진행방향과 수직한 방향으로 정렬될 수 있다. 이렇게 정렬됨에 따라, 제1 유리패널(10)의 일 면에 증착되는 박막의 두께를 제어하는 것이 용이할 수 있다.

도 2에서는 예시적으로 소스홀(110)이 4개인 것으로 도시되었지만, 이는 하나의 예시에 불과하다. 즉, 소스홀(110)의 개수는 아무런 제한이 없다.

포인트 소스(200)는 소스홀(110)에 위치할 수 있다. 포인트 소스(200)는 일대일로 소스홀(110)에 대응될 수 있다. 소스홀(110)이 정렬되어 있으므로, 포인트 소스(200)도 도시된 바와 같이 정렬될 수 있다. 다만, 포인트 소스(200)의 정렬은 소스홀(110)의 정렬과 달리 고정되지 않고 변형될 수 있다.

각각의 포인트 소스(200)의 열 증착 모듈(210)은 일정한 높이를 가질 수 있다. 즉, 도시되었듯이, 제1 열 증착 모듈(210a) 내지 제4 열 증착 모듈(210d)은 제1 높이(h1)를 가질 수 있다. 상기 제1 높이(h1)는 각각의 열 증착 모듈(210)의 상면과 진공 챔버(100)의 바닥면과의 거리를 의미한다.

도 3에 도시된 것과 같이 제1 열 증착 모듈(210a) 내지 제4 열 증착 모듈(210d)은 모두 동일한 제1 높이(h1)를 가질 수 있다. 다만, 여러가지 외부 요인에 의해서 제1 높이(h1)가 재조절될 수도 있다.

다시, 도 18을 참조하면, 제1 유리패널의 박막의 두께를 검사한다(S200).

구체적으로, 도 15를 참조하면, 인스펙터(400)는 이미 박막이 증착된 제1 유리패널(10)의 박막의 두께를 검사할 수 있다. 이 때, 인스펙터(400)는 전체 박막의 두께를 검사하여 상기 박막 두께의 프로파일을 획득할 수 있다.

인스펙터(400)는 상기 검출한 프로파일을 컨트롤러(300)로 전송할 수 있다. 인스펙터(400)는 복수의 검사 포인트를 상기 박막에 미리 설정할 수 있다. 인스펙터(400)는 상기 박막의 프로파일을 연속적으로 검사할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니고, 인스펙터(400)는 상기 박막의 프로 파일을 미세한 간격으로 불연속적으로 검사할 수도 있다.

다시, 도 18을 참조하면, 포인트 소스의 위치를 이동한다(S300).

구체적으로 도 8 내지 도 9를 참조하면, 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 간격을 서로 조절할 수 있다. 즉, 원래 제1 간격(S1) 내지 제3 간격(S3)을 변화된 제1 간격(S1') 내지 변화된 제3 간격(S3')으로 조절할 수 있다. 간격이 좁아진 부분은 박막의 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 간격이 멀어진 부분은 박막의 두께가 더 얇아질 수 있다.

또한, 제1 포인트 소스(200a) 내지 제4 포인트 소스(200d)의 제1 열 증착 모듈(210a) 내지 제4 열 증착 모듈(210d)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 원래 모두 제1 높이(h1) 였던 것을 제2 높이(h2) 내지 제5 높이(h5)로 조절할 수 있다. 높이가 높아진 부분은 박막의 두께가 더 두꺼워질 수 있고, 높이가 낮아진 부분은 박막의 두께가 더 얇아질 수 있다.

다시, 도 18을 참조하면, 제2 유리패널의 일면에 박막을 증착(S400).

구체적으로 도 8 내지 도 9를 참조하면, 변화된 위치를 기준으로 제2 유리패널에 박막을 증착할 수 있다. 이에 의하면, 제1 유리패널보다 더 균일하고, 더 정밀한 박막의 프로파일을 획득할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 진공 챔버
200: 포인트 소스
210: 열 증착 모듈
220: 무빙 스테이지
230: 실링부
300: 컨트롤러
400: 인스펙터

Claims (10)

1. 내부에 수용된 증착재를 가열하여 원형의 개구를 통해 진공 챔버로 증기를 발생시키는 열 증착 모듈;
   상기 진공 챔버와 분리된 대기 영역에 위치하고, 상기 열 증착 모듈의 아래에서 상기 열 증착 모듈의 위치를 조절하는 무빙 스테이지; 및
   상기 열 증착 모듈과 결합하여 상기 진공 챔버와 상기 대기 영역을 서로 차단하고, 상기 열 증착 모듈을 둘러싸고 상기 열 증착 모듈의 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 진공 상태를 유지시키는 실링부를 포함하는 진공 증착 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 열 증착 모듈은,
   상기 증착재가 수용되고, 상기 원형의 개구를 포함하는 크루서블(crucible)과,
   상기 크루서블의 외부에서 상기 크루서블을 가열하는 히터와,
   상기 히터를 둘러싸고, 상기 히터에 의한 열의 확산을 방지하는 쿨러를 포함하는 진공 증착 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 진공 챔버는 상기 열 증착 모듈의 적어도 일부가 통과되어 상기 진공 챔버 내에 위치하도록 개방된 소스홀을 포함하고,
   상기 실링부는,
   상기 열 증착 모듈의 외벽에 돌출되도록 형성되는 돌출 디스크와,
   상기 진공 챔버의 소스홀 가장자리의 외벽과 상기 돌출 디스크 사이에서 상기 열 증착 모듈을 둘러싸고, 상기 열 증착 모듈의 위치 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 진공 상태를 유지시키는 벨로우즈(bellows)와,
   상기 벨로우즈와 상기 소스홀 가장자리의 외벽 또는 상기 벨로우즈와 상기 돌출 디스크의 사이를 밀폐하는 오링(o-ring)을 포함하는 진공 증착 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 소스홀의 크기는 상기 열 증착 모듈의 수평 단면의 크기보다 크고,
   상기 열 증착 모듈의 수평 이동 범위는 상기 소스홀의 크기로 제한되는 진공 증착 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 무빙 스테이지는 서로 오소고날(orthogonal)한 3방향으로 이동하는 진공 증착 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 열 증착 모듈은 서로 이격된 제1 및 제2 열 증착 모듈을 포함하고,
   상기 제1 및 제2 열 증착 모듈은 서로 개별적으로 위치 이동하는 진공 증착 장치.
7. 유리패널이 지나가고, 하부에 복수의 소스홀을 포함하는 진공 챔버;
   상기 복수의 소스홀을 통해 상기 유리패널의 일면에 유기물 층 또는 무기물 층을 열 증착(Thermal evaporation)하고, 이동 가능한 복수의 포인트 소스(point source); 및
   상기 포인트 소스와 상기 진공 챔버의 외벽 사이에 위치하고, 상기 포인트 소스의 이동을 허용하면서 상기 진공 챔버의 내부를 진공으로 유지시키는 실링부를 포함하는 진공 증착 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 복수의 소스홀은 상기 유리패널의 진행방향과 수직한 방향으로 서로 정렬되는 진공 증착 장치.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 소스홀은 상기 포인트 소스의 수평 단면보다 넓고,
   상기 포인트 소스의 수평 이동 범위는 상기 소스홀의 크기로 제한되는 진공 증착 장치.
10. 제 7항에 있어서,
    상기 포인트 소스는 상기 유리패널의 일면에 캐소드(cathode)를 증착하는 진공 증착 장치.
    

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