KR20160076370A - 증발원 셔터 및 이를 구비하는 증착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 증착장치의 증발원 상단을 개폐하는 증발원 셔터로서, 일단이 개방된 중공부가 형성되며, 상기 개방된 일단이 상기 증발원 상단에 대향하여 상기 증발원 상단을 커버하는 덮개와; 상기 중공부 내부에 횡방향으로 결합되는 그물망 형상의 메쉬(mesh)를 포함하는 받이부와; 상기 덮개에 결합되며, 상기 증발원 상단을 개폐하도록 상기 덮개를 이동시키는 구동부를 포함하여, 증발원의 상단에 위치한 셔터의 안쪽 면에 증발입자가 응축 또는 응고되어 진공챔버의 내부로 떨어지는 것을 방지할 수 있는 증발원 셔터 및 이를 구비하는 증착장치가 제공된다.

Description

증발원 셔터 및 이를 구비하는 증착장치{Shutter of effusion cell and Deposition apparatus having the same}
본 발명은, 증발원 셔터 또는 이를 구비하는 증착장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 증발원의 상단에 위치한 셔터에 응축 또는 응고되어 있는 증발물질의 잔류물이 진공챔버의 내부로 떨어지는 것을 방지할 수 있는 증발원 셔터 및 이를 포함하는 증착장치를 제공한다.
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 진공챔버 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 이루어진다.
증발원은 증발입자의 증발량이 균일하게 분출될 때까지 가열된 상태에서 증발입자를 분출하여 기판에 증착시킨다. 즉, 증발입자를 균일하게 증발시키기 위하여 증발원은 예열하는 과정을 거치게 된다.
증발원을 예열하는 과정에서 증발된 일부의 증발입자가 기판 상에 비균일하게 증착되어, 증착 균일도가 낮아지는 것을 방지하기 위해, 종래에는 증발원의 상단을 커버할 수 있는 셔터를 구비하여, 증발원 예열 시 증발입자가 기판에 증착되는 것을 방지하였다.
그러나, 증발원 예열 시 증발원의 증발물질이 증발되어 형성되는 증발입자가 셔터에 응축 또는 응고되어 증발물질의 잔류물이 생성되고, 생성된 증발물질의 잔류물이 셔터에서 진공챔버의 내부로 낙하하여 증발원 주변 또는 진공챔버를 오염시키는 문제점이 있었다.
대한민국공개특허공보 제10-2014-0038600호 (2014.03.31 공개)
본 발명은, 증발원의 상단에 위치한 셔터에 응축 또는 응고되어 있는 증발물질의 잔류물이 진공챔버의 내부로 떨어지는 것을 방지할 수 있는 증발원 셔터 및 이를 포함하는 증착장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 증착장치의 증발원 상단을 개폐하는 증발원 셔터로서, 일단이 개방된 중공부가 형성되며, 상기 개방된 일단이 상기 증발원 상단에 대향하여 상기 증발원 상단을 커버하는 덮개와; 상기 중공부 내부에 횡방향으로 결합되는 그물망 형상의 메쉬(mesh)를 포함하는 받이부와; 상기 덮개에 결합되며, 상기 증발원 상단을 개폐하도록 상기 덮개를 이동시키는 구동부를 포함하는, 증발원 셔터가 제공된다.
상기 덮개의 중공부는 돔(dome) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 받이부는, 상기 메쉬의 외주를 지지하며, 상기 중공부의 내주면에 결합되는 고리형상의 링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 링부재에는 상기 링부재의 외주를 따라 채널홈이 형성될 수 있다.
기판에 박막을 형성하기 위한 증착장치로서, 상기 기판이 내부에 안착되는 진공챔버와; 상기 기판에 대항하도록 상기 진공챔버 내부에 배치되는 증발원과; 상기 증발원의 상단을 개폐하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 증발원 셔터를 포함하는, 증착장치가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 증발원의 상단에 위치한 셔터에 응축 또는 응고되어 있는 증발물질의 잔류물이 진공챔버의 내부로 떨어지는 것을 방지하여 증발물질의 잔류물에 의해 증발원의 주변이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증발원 셔터 및 이를 구비하는 증착장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 받이부를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 받이부를 개략적으로 도시한 평면도.
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 증발원 셔터 및 이를 구비하는 증착장치를 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 증발원 셔터 및 이를 구비하는 증착장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 받이부를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 받이부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 3에는, 증발원(10), 증발원 셔터(12), 덮개(14), 메쉬(16), 받이부(18), 구동부(20), 링부재(22), 채널홈(24), 기판(26), 진공챔버(28)가 도시되어 있다.
본 발명의 전체적인 이해를 돕기 위해, 이하에서는 본 실시예에 따른 증발원 셔터(12)를 포함하는 증착장치에 대하여 먼저 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증발원 셔터(12)를 포함하는 증착장치는, 기판(26)에 박막을 형성하기 위한 증착장치로서, 상기 기판(26)이 내부에 안착되는 진공챔버(28)와; 상기 기판(26)에 대항하도록 상기 진공챔버(28) 내부에 배치되는 증발원(10)과; 상기 증발원(10)의 상단을 개폐하는 증발원 셔터(12)를 포함한다.
진공챔버(28)의 내부에는 증착공간이 마련된다. 증착공간은 증착공간에 로딩되는 기판(26)에 대해 증발입자의 증착이 이루어지는 곳으로, 진공 펌프(미도시)에 의하여 내부가 진공 상태로 유지될 수 있다.
증발원(10)은, 기판(26)에 대향하여 증착공간에 배치되며, 기판(26)을 향하여 증발입자가 분사된다. 증발원(10)의 내부에는 증발물질이 수용되며, 증발물질은 가열히터(미도시)에 의해 가열되어 증발입자로 증발되고, 증발된 증발입자가 증발원(10)의 상단으로 분사되어 기판(26)상에 증착된다.
증발원 셔터(12)는, 증발원(10)의 예열 시 증발물질이 증발되어 기판(26)상에 증착되는 것을 방지하기 위해 증발원(10)의 상단을 커버하도록 배치되고, 증발원(10)의 상단을 개방 또는 폐쇄를 할 수 있도록 구성된다.
이하에서는 본 실시예에 따른 증발원 셔터(12)의 각 구성에 대해서 자세히 살펴보기로 한다.
본 실시예에 따른 증발원 셔터(12)는, 증착장치의 증발원(10) 상단을 개폐하는 증발원 셔터(12)로서, 일단이 개방된 중공부가 형성되며, 상기 개방된 일단이 상기 증발원(10) 상단에 대향하여 상기 증발원(10) 상단을 커버하는 덮개(14)와; 상기 중공부 내부에 횡방향으로 결합되는 그물망 형상의 메쉬(16)(mesh)를 포함하는 받이부(18)와; 상기 덮개(14)에 결합되며, 상기 증발원(10) 상단을 개폐하도록 상기 덮개(14)를 이동시키는 구동부(20)를 포함하여, 증발원(10)의 상단에 위치한 셔터의 안쪽 면에 증발입자가 응축 또는 응고되어 진공챔버(28)의 내부로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
덮개(14)에는 일단이 개방된 중공부가 형성되며, 증발원(10)의 상단에서 배출되는 증발입자가 기판(26)상으로 도달하는 것을 차단하기 위해 증발원(10)의 상단을 커버하도록 배치된다. 덮개(14)는 후술할 구동부(20)에 의해 증발원(10)의 상단을 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
덮개(14)에는 증발원(10)의 상단에 대향하여 일단이 개방된 중공부가 형성되어 있으며, 증발원(10)의 상단에서 분출되는 증발입자가 중공부의 내부로 유입되어 증발입자가 기판(26)에 도달하는 것을 차단한다.
본 실시예에서는 중공부가 돔 형상을 이루는 덮개(14)를 사용하여 중공부의 내벽에 부착되는 증발입자가 액상으로 변경되더라도 돔 형상의 중공부의 내벽을 따라 아래로 흘러내리도록 하였다. 개방된 덮개(14)의 일단이 증발원(10)의 상단 보다 크게 형성하는 경우 액상으로 상변화된 증발물질의 잔류물이 증발원(10)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는 덮개(14)의 중공부를 돔 형상으로 형성되었지만, 일단이 개방된 중공부가 형성되는 다양한 형태가 사용될 수 있음은 물론이다.
받이부(18)는, 중공부 내부에 횡방향으로 결합되는 그물망 형상의 메쉬(16)(mesh)를 포함한다. 받이부(18)는, 증발원(10)에서 분출되어 덮개(14)의 중공부에 도달하여 덮개(14)의 중공부의 내벽에 응축 또는 응고된 증발물질이 증발원(10)이나 진공챔버(28) 내부로 낙하하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 받이부(18)는 증발원(10)에서 분출되는 기체 상태의 증발입자가 통과하고, 기체 상태의 증발입자가 중공부의 내벽에서 응축 또는 응고되어 형성된 증발물질의 잔류물이 통과할 수 없도록 촘촘한 그물망 형상의 메쉬(16)를 포함한다.
즉, 중공부에 횡방향으로 결합되는 그물망 형상의 메쉬(16)는, 증발원(10)에서 배출된 증발입자가 덮개(14)의 중공부 내벽에 응축 또는 응고되어 형성된 증발물질의 잔류물이 진공챔버(28)의 내부로 낙하되는 것을 방지하여 진공챔버(28)의 내부가 오염되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 받이부(18)는, 메쉬(16)의 외주를 지지하며 중공부의 내주면에 결합되는 고리형상의 링부재(22)를 더 포함할 수 있다. 링부재(22)는 메쉬(16)의 외측단을 지지하도록 고리형상으로 형성되고, 중공부의 내벽에 링부재(22)의 외주가 결합된다.
본 실시예에서는 링부재(22)의 내주에는 내주를 따라 환형의 결합홈이 형성되며, 결합홈에는 메쉬(16)의 외측단이 삽입되면서 링부재(22)가 메쉬(16)를 지지하는 형태를 제시한다.
그리고, 링부재(22)에는 링부재(22)의 외주를 따라 채널홈(24)이 형성될 수 있다. 증발원(10)에서 배출된 증발입자가 중공부의 내벽에 응축되면서 생성되는 증발물질의 잔류물이 중공부의 내벽을 따라 흘러내릴 수 있는데, 이러한 증발물질의 잔류물이 중공부의 내벽에 부착되는 링부재(22)의 채널홈(24)으로 유도되도록 하여 증발원(10)이나 진공챔버(28)의 내부로 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
채널홈(24)은 링부재(22)의 상단에 외주를 따라 홈 형태로 형성하거나, 링부재(22)의 외측상단에 단턱을 형성하여 중공부의 내벽면과 함께 홈 형태의 채널을 형성하는 것도 가능하다.
본 실시예에 따른 채널홈(24)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 링부재(22)의 외측 상단에 외주를 따라 ‘ㄴ’형상의 단턱을 형성하여 중공부의 내벽면과 함께 채널홈(24)이 형성되도록 하였다.
구동부(20)는, 상술한 덮개(14)에 결합되며, 덮개(14)가 증발원(10)의 상단을 개방 또는 폐쇄하도록 상기 덮개(14)를 이동시킨다. 본 실시예에는 구동부(20)가 덮개(14)를 수평 방향으로 회전시켜 덮개(14)가 증발원(10)의 상단을 개방 또는 폐쇄하도록 구성하였다. 구동부(20)에 의해 덮개(14)가 증발원(10)의 상단을 개방 또는 폐쇄하는 방법 등은 다양한 형태로 구성할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 특정의 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 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
10: 증발원 12: 증발원 셔터
14: 덮개 16: 메쉬
18: 받이부 20: 구동부
22: 링부재 24: 채널홈
26: 기판 28: 진공챔버

Claims (5)

  1. 증착장치의 증발원 상단을 개폐하는 증발원 셔터로서,
    일단이 개방된 중공부가 형성되며, 상기 개방된 일단이 상기 증발원 상단에 대향하여 상기 증발원 상단을 커버하는 덮개와;
    상기 중공부 내부에 횡방향으로 결합되는 그물망 형상의 메쉬(mesh)를 포함하는 받이부와;
    상기 덮개에 결합되며, 상기 증발원 상단을 개폐하도록 상기 덮개를 이동시키는 구동부를 포함하는, 증발원 셔터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 덮개의 중공부는 돔(dome) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 증발원 셔터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 받이부는,
    상기 메쉬의 외주를 지지하며, 상기 중공부의 내주면에 결합되는 고리형상의 링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 증발원 셔터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 링부재에는 상기 링부재의 외주를 따라 채널홈이 형성되는 것을 특징으로 하는, 증발원 셔터.
  5. 기판에 박막을 형성하기 위한 증착장치로서,
    상기 기판이 내부에 안착되는 진공챔버와;
    상기 기판에 대항하도록 상기 진공챔버 내부에 배치되는 증발원과;
    상기 증발원의 상단을 개폐하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 증발원 셔터를 포함하는, 증착장치.
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