KR20210152072A - 기상 젯 증착 장치 및 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법 - Google Patents
기상 젯 증착 장치 및 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
기상 젯 증착 장치는, 소스 증기를 생성하는 소스 증기 생성부 및 노즐부를 포함한다. 상기 노즐부는, 상기 소스 증기를 확산하는 확산 블록, 복수의 노즐을 포함하는 노즐 플레이트 및 상기 확산 블록과 상기 노즐 플레이트 사이에 배치되어, 상기 노즐 플레이트와 상기 확산 블록을 결합하는 결합 부재를 포함한다. 상기 결합 부재의 열팽창률은 상기 확산 블록의 열팽창률과 상기 노즐 플레이트의 열팽창률 사이의 값을 가지며, 상기 결합 부재는 유리를 포함하고, 상기 결합 부재의 연화점은 400℃ 이하이다.
Description
본 발명은 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기상 젯 증착 장치 및 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 유기 발광 다이오드, 유기 반도체 소자, 유기 센서 소자 등과 같이 유기 재료를 사용하는 전자 소자가 증가하고 있다.
종래의 유기 박막 증착 방법으로는, 진공 증착법(Vacuum Evaporation)이 널리 사용되고 있다. 그러나, 진공 증착법을 통해 균일한 유기막을 형성하기 위해서는 기판과 증착원이 서로 충분한 거리로 이격되어야 한다. 따라서, 유기 박막의 크기가 증가함에 따라, 물질 사용률이 더욱 낮아지게 되며, 진공 챔버의 필요 크기가 증가한다. 또한, 유기막 패턴을 형성하기 위하여 섀도우 마스크가 필요하고, 기판이 증착원 위에 위치하므로, 섀도우 마스크의 처짐에 따라 불균일한 패턴이 형성되기 쉽다.
이러한 문제의 해결을 위해, 유기물을 기화한 후, 젯 형태로 분사하는 기상 젯 증착법이 연구되고 있다.
본 발명의 목적은 대면적 유기 박막을 형성할 수 있으며, 신뢰성이 개선된 기상 젯 증착 장치를 제공하는 것에 있다.
그러나, 본 발명이 상술한 목적에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기상 젯 증착 장치는, 소스 증기를 생성하는 소스 증기 생성부 및 노즐부를 포함한다. 상기 노즐부는, 상기 소스 증기를 확산하는 확산 블록, 복수의 노즐을 포함하는 노즐 플레이트 및 상기 확산 블록과 상기 노즐 플레이트 사이에 배치되어, 상기 노즐 플레이트와 상기 확산 블록을 결합하는 결합 부재를 포함한다. 상기 결합 부재의 열팽창률은 상기 확산 블록의 열팽창률과 상기 노즐 플레이트의 열팽창률 사이의 값을 가지며, 상기 결합 부재는 유리를 포함하고, 상기 결합 부재의 연화점은 400℃ 이하이다.
일 실시예에 따르면, 상기 소스 증기는 유기물을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 기상 젯 증착 장치는, 상기 소스 증기 생성부에 수송 기체를 제공하는 수송 기체 제공부를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 확산 블록은 적어도 철과 니켈을 포함하는 열팽창 제어 합금을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 부재의 열팽창률은 2.6 ppm/℃ 보다 크고 5 ppm/℃ 보다 작다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 부재의 유리 전이 온도 및 연화점은 각각 300℃ 내지 350℃이다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 저융점 유리 프릿으로부터 형성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 확산 블록은 상기 노즐과 연결되는 확산 유로를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 부재는 상기 확산 유로와 상기 노즐을 연결하는 관통부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐들은 상기 노즐 플레이트를 관통하며, 상기 노즐들의 직경에 대한 길이의 비는 5:1 보다 크다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐들의 토출면의 직경은 유입면의 직경 보다 작다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐 플레이트는 실리콘을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐들은 제1 방향으로 배열된다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열된다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐들은 지그재그 배열을 형성한다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법은, 확산 유로를 갖는 확산 블록 위에 프릿 파우더를 포함하는 유리 프릿을 도포하여, 상기 확산 유로를 개방하는 관통부를 갖는 프릿층을 형성하는 단계, 상기 프릿층과 복수의 노즐을 갖는 노즐 플레이트를 접촉시키는 단계, 및 상기 프릿층을 가열하여 상기 확산 블록과 상기 노즐 플레이트를 결합하는 결합 부재를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 결합 부재의 열팽창률은 상기 확산 블록의 열팽창률과 상기 노즐 플레이트의 열팽창률 사이의 값을 가지며, 상기 결합 부재의 유리 전이 온도 및 연화점은 각각 400℃ 이하이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르면, 서로 다른 재질의 확산 블록과 노즐 플레이트를 안정적으로 결합할 수 있으며, 열팽창률 차이에 의한 본딩 파손을 방지 또는 감소할 수 있다. 따라서, 대면적 기상 젯 증착을 구현할 수 있다.
또한, 증기 젯의 선형성을 증가시켜 패턴 프린팅의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부를 도시한 저면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 노즐부를 도시한 저면도들이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 플레이트를 도시한 단면도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 노즐부를 도시한 단면도들이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부를 도시한 저면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 노즐부를 도시한 저면도들이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 플레이트를 도시한 단면도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 노즐부를 도시한 단면도들이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 기상 젯 증착 장치에 대하여 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들에 있어서, 동일하거나 유사한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치의 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치는, 소스 증기 생성부(10) 및 상기 소스 증기 생성부(10)로부터 소스 증기를 제공 받아 상기 소스 증기를 토출하는 노즐부(20)를 포함한다.
예를 들어, 상기 노즐부(20)는, 상기 소스 증기를 스테이지(40) 위에 배치된 기판(50)에 토출하여 상기 기판(50) 상에 유기 박막(52)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐부(20)는 복수의 노즐을 포함할 수 있으며, 상기 노즐들에 대응하는 복수의 패턴이 형성될 수 있다.
상기 기상 젯 증착 장치는, 상기 소스 증기 생성부(10)에 수송 기체를 제공하는 수송 기체 제공부(30)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수송 기체는 아르곤, 질소, 헬륨 등과 같은 불활성 기체를 포함할 수 있다. 상기 수송 기체 제공부(30)는, 상기 노즐부(20)과 더 연결되어, 상기 노즐부(20)에 수송 기체를 제공함으로써, 상기 노즐부(20)로부터 토출되는 소스 증기의 농도 및 압력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 소스 증기는 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 증기는 유기 발광 다이오드의 유기층을 형성하기 위한, 정공 수송 물질, 정공 주입 물질, 발광 호스트, 발광 도펀트, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질 등을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 상기 소스 증기는, 금속막이나 절연막을 형성하기 위한 전구체를 포함할 수도 있다.
상기 소스 증기는 고상 또는 액상의 소스 물질로부터 기화되어 형성될 수 있다. 상기 소스 증기를 생성하기 위하여, 상기 소스 증기 생성부(10)는 히터(12)를 포함할 수 있다.
상기 소스 증기는 상기 수송 기체에 의해 상기 노즐부(20)로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 소스 증기는 상기 수송 기체와 함께 상기 노즐부(20)로부터 상기 기판(50)으로 분사될 수 있다. 상기 노즐부(20)는 상기 소스 증기가 유입되는 연결부(24)를 포함할 수 있다.
상기 노즐부(20)는 복수의 노즐을 포함한다. 일 실시예에 따르면 상기 노즐들은 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 상기 노즐부(20)는 상기 기판(50) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐부(20)는 상기 기판(50)과 수직 방향(D3)으로 이격될 수 있다.
상기 소스 증기가 상기 기판(50) 상면에 제공되는 동안, 상기 기판(50)은 상기 스테이지(40)에 의해 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(50) 상기 제2 방향(D2)으로 연장되며 상기 제1 방향(D1)으로 이격된 유기 박막 패턴(52)들이 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 기판(50)은 고정되고, 상기 소스 증기를 분사하는 상기 노즐부(20)가 이동함으로써, 유기 박막 패턴들이 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부를 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부를 도시한 저면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 노즐부(20)는 확산 블록(25), 노즐 플레이트(26) 및 상기 확산 블록(25)과 상기 노즐 플레이트(26) 사이에 배치되는 결합 부재(27)를 포함한다.
상기 확산 블록(25)은 상기 노즐부(20)에 제공되는 소스 증기를 확산하여 상기 노즐 플레이트(26)로 전달한다. 상기 노즐 플레이트(26)는 제1 방향(D1)을 따라 서로 이격되는 복수의 노즐(NZ)들을 포함한다. 상기 노즐(NZ)들은 상기 노즐 플레이트(26)를 관통할 수 있다. 상기 확산 블록(25)은 상기 노즐(NZ)들과 각각 연결되는 복수의 확산 유로(DP)를 포함할 수 있다. 상기 확산 유로(DP)는 상기 노즐(NZ)의 관통 방향과 동일한 방향(D3)으로 연장되어 상기 노즐(NZ)과 연결될 수 있다.
상기 확산 블록(25)은 금속을 포함한다. 예를 들어, 상기 확산 블록(25)은 열팽창률이 작은 철-니켈-코발트 합금, 철-니켈 합금, 티타늄 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 확산 블록(25)은 Kovar, Invar 36(이상 상품명) 등과 같은 열팽창 제어 합금을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 확산 블록(25)의 금속은 열팽창률이 약 7 ppm/℃ 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐 플레이트(26)는 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 노즐 플레이트(26)의 노즐(NZ)들은 제1 방향(D1)으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐 플레이트(26)의 두께는 50㎛ 내지 1,000㎛일 수 있다.
상기 결합 부재(27)는 상기 확산 블록(25)의 확산 유로(DP)와 상기 노즐 플레이트(26)의 노즐(NZ)을 연결하는 관통부(VH)를 포함할 수 있다. 도 3은 상기 확산 블록(25)의 확산 유로(DP), 상기 노즐 플레이트(26)의 노즐(NZ) 및 상기 결합 부재(27)의 관통부(VH)가 실질적으로 동일한 직경을 갖는 것으로 도시하였으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 확산 블록(25)의 확산 유로(DP), 상기 노즐 플레이트(26)의 노즐(NZ) 및 상기 결합 부재(27)의 관통부(VH)는 서로 다른 직경을 가질 수 있다.
또한, 확산 블록(25)의 확산 유로(DP), 상기 노즐 플레이트(26)의 노즐(NZ) 및 상기 결합 부재(27)의 관통부(VH)는 1:1로 연결되지 않을 수 있다. 예를 들어, 하나의 관통부(VH)가 둘 이상의 노즐(NZ)과 연결되거나. 하나의 확산 유로(DP)가 둘 이상의 노즐(NZ)과 연결될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 결합 부재(27)는 유리를 포함한다. 예를 들어, 상기 결합 부재(27)는 유리 프릿으로부터 형성될 수 있다. 상기 결합 부재(27)를 유리 프릿으로 형성할 경우, 본딩되는 물체의 표면의 러프니스를 감소시키기 위한 별도 공정 없이 안정적인 본딩이 가능하다. 또한, 유리 변이 이후에, 변이 온도 보다 낮은 온도에서 아웃개싱이 발생하지 않는다. 또한, 상기 확산 블록(25)과 상기 노즐 플레이트(26)와의 열팽창률 차이가 작아, 본딩 이후 열팽창에 의한 파손을 방지 또는 감소할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 노즐 플레이트(26)의 노즐들(NZ)은 제1 방향(D1)을 따라 배열될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양한 배열을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 노즐 플레이트(26)는, 제1 방향(D1)을 따라 배열되는 제1 노즐들(NZ1) 및 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 상기 제1 노즐들(NZ1)과 이격되며, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열되는 제2 노즐들(NZ2)을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 노즐 플레이트(26)는, 제1 방향(D1)을 따라 배열되는 제1 노즐들(NZ1) 및 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)을 따라 상기 제1 노즐들(NZ1)과 이격되며, 상기 제1 방향(D1)을 따라 배열되는 제2 노즐들(NZ2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 노즐들(NZ1)과 상기 제2 노즐들(NZ2)은 지그재그 형상으로 배열될 수 있다.
예를 들어, 상기 노즐들의 직경은 1㎛ 내지 100㎛일 수 있으며, 원형, 타원형, 다각형 등의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 상기 노즐들은 필요에 따라 다양한 직경과 형상을 가질 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법을 도시한 단면도들이다. 상기 기상 젯 노즐 유닛은, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 노즐부(20)에 대응될 수 있다.
도 7을 참조하면, 실리콘 모재(110) 위에 마스크(MK)를 배치한다. 상기 마스크(MK)는 노즐에 대응되는 개구부(OP)들을 포함할 수 있다.
상기 실리콘 모재(110)는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 등을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 모재(110)는 기판(100) 위에 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 마스크(MK)의 개구부(OP)들을 통해 노줄된 상기 실리콘 모재(110)를 식각하여, 관통공(TH)을 갖는 실리콘 플레이트(120)를 형성한다. 상기 실리콘 플레이트(120)는 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 노즐 플레이트(26)로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 실리콘 플레이트(120)의 관통공(TH)은 이방성 식각을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 플레이트(120)의 관통공(TH)은 딥 반응성 이온 에칭(Deep Reactive Ion Etching, DRIE)과 같은 반응성 이온 에칭을 통해 형성될 수 있다. 이러한 이방성 식각을 통해 형성된 관통공(TH)은 큰 직경 대비 길이 비율을 가질 수 있다. 따라서, 상기 실리콘 플레이트(120)를 기상 젯 증착의 노즐로 사용할 경우, 기상 젯의 선형성을 증가시킴으로써, 고해상도의 미세 패턴을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 관통공(노즐)의 직경 대비 길이 비율은 5:1 보다 클 수 있다. 상기 비율이 5:1 보다 작을 경우, 기상 젯의 선형성이 증가되기 어렵다. 예를 들어, 상기 관통공의 직경 대비 길이 비율은 5:1 내지 30:1 일 수 있다.
도 9 내지 도 11은 노즐 플레이트를 확산 블록과 결합하는 단계를 도시한다.
도 9를 참조하면, 확산 블록(25) 위에 유리 프릿을 도포하여 프릿층(FR)을 형성한다. 예를 들어, 상기 확산 블록(25)은 열팽창률이 작은 철-니켈-코발트 합금, 철-니켈 합금, 티타늄 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 유리 프릿은 저융점 유리 프릿을 포함할 수 있다. 상기 저융점 유리 프릿은, 서로 다른 물질을 포함하는 상기 확산 블록(25)과 노즐 플레이트를 안정적으로 본딩할 수 있으며, 안정적인 본딩 계면을 형성하여 소스 증기의 리키지를 방지할 수 있다. 또한, 상대적으로 낮은 온도에서 본딩 공정을 진행할 수 있어, 상기 확산 블록(25) 또는 상기 노즐 플레이트(26)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 본딩 공정 이후 증착 온도(예를 들어, 약 200℃ 내지 300℃)에서 아웃개싱을 발생시키지 않아 소스 증기의 오염을 방지할 수 있다.
예를 들어, 상기 저융점 유리 프릿은 프릿 파우더, 유기 바인더 및 유기 용매를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 프릿 파우더는 P2O5,V2O5,ZnO,BaO,Sb2O3,Fe2O3,Al2O3,B2O3,Bi2O3,TiO2또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프릿 파우더의 입자 크기는 0.1 내지 20 ㎛일 수 있다.
예를 들어, 상기 유기 바인더는, 에틸셀룰로오스(ethyl cellulose), 에틸렌글리콜(ethylene glycol), 프로필렌글리콜(propylene glycol), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오스(ethylhydroxyethylcellulose), 페놀 수지, 에스터 중합체, 메타크릴레이트 중합체, 에틸렌 글리콜 모노아세테이트의 모노부틸에테르 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 유기 바인더는 상기 프릿 파우더가 치밀화되는 온도보다 낮은 온도에서 분해도리 수 있다.
예를 들어, 상기 유기 용매는, 부틸카비톨아세테이트(butyl carbitol acetate,BCA), α-테르피네올(α-terpineol, α-TPN), 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate, DBP), 에틸 아세테이트 (ethyl acetate), β-테르피네올(β-terpineol), 사이클로 헥사논(cyclohexanone), 사이클로 펜타논(cyclopentanone), 헥실렌 글리콜(hexylene glycol), 알코올 에스테르 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 저융점 유리 프릿은 충전제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전제는, Cordierite, 지르콘, 티탄산 알루미늄, 알루미나, 멀라이트, 실리카(수정, α-석영, 유리, 크리스토발라이트, 트리디마이트 등), 산화 주석 세라믹, β-스포듀민, 인산 지르코늄 세라믹, β-석영 고용체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 저융점 유리 프릿은 필요에 따라, 가소제, 이형제, 분산제, 소포제, 레벨링제, 습윤제 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 유리 프릿은 스크린 프린팅, 닥터 블레이드, 디스펜서 등을 이용하여 상기 확산 블록(25) 위에 제공될 수 있다.
상기 프릿층(FR)은 상기 확산 블록(25)의 증기 방출면 위에 형성될 수 있다. 상기 프릿층(FR)은 상기 확산 블록(25)의 확산 유로(DP)를 개방할 수 있도록, 관통부(VH)를 갖거나, 상기 증기 방출면 위에 부분적으로 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 프릿층(FR)의 상면에 노즐 플레이트(26)를 접촉시키고, 가열하여 유리질의 결합 부재(27)를 형성한다. 상기 프릿층(FR)은 히터, 레이저 등에 의해 가열될 수 있다. 상기 프릿층(FR)을 가열하는 과정에서, 프릿 파우더가 치밀화 되어 상기 결합 부재(27)가 형성될 수 있다.
상기 노즐부에 가해지는 응력을 감소시키기 위하여, 상기 결합 부재(27)의 열팽창률은, 상기 노즐 플레이트(26)의 열팽창률보다 크고 상기 확산 블록(25)의 열팽창률보다 작은 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 부재(27)의 열팽창률은 2.6 ppm/℃ 보다 크고 5 ppm/℃ 보다 작을 수 있다.
또한, 저융점 유리 프릿으로 형성되는 상기 결합 부재(27)의 연화점(softening point)은 400℃ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 결합 부재(27)의 유리 전이 온도 및 연화점은 각각 300℃ 내지 350℃일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 유리 프릿은 상기 확산 블록(25) 위에 도포될 수 있으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 유리 프릿은 상기 노즐 플레이트(25) 위에 도포될 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 서로 다른 재질의 확산 블록과 노즐 플레이트를 안정적으로 결합할 수 있으며, 열팽창률 차이에 의한 본딩 파손을 방지 또는 감소할 수 있다. 따라서, 대면적 기상 젯 증착을 구현할 수 있다. 또한, 증기 젯의 선형성을 증가시켜 패턴 프린팅의 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 플레이트를 도시한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 노즐 플레이트(26')는 상기 노즐 플레이트(26')를 관통하며, 일 방향을 따라 배열되는 복수의 노즐(NZ)들을 포함할 수 있다. 각 노즐(NZ)은 소스 증기가 유입되는 유입면과 상기 소스 증기가 토출되는 토출면에서 다른 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(NZ)의 상기 토출면에서의 직경(W1)은, 상기 유입면에서의 직경(W2) 보다 작을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 노즐(NZ)의 토출면에서의 직경(W1)에 대한 길이(L1)의 비율은 5:1 보다 클 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(NZ)의 토출면에서의 직경(W1)에 대한 길이(L1)의 비율은 5:1 내지 30:1 일 수 있다.
도 13을 참조하면, 노즐부(20)는 확산 블록(25), 노즐 플레이트(26) 및 상기 확산 블록(25)과 상기 노즐 플레이트(26) 사이에 배치되는 결합 부재(27)를 포함한다.
상기 확산 블록(25)은 상기 노즐부(20)에 제공되는 소스 증기를 확산하여 상기 노즐 플레이트(26)로 전달한다. 상기 노즐 플레이트(26)는 제1 방향(D1)을 따라 서로 이격되는 복수의 노즐(NZ)들을 포함한다. 상기 노즐(NZ)들은 상기 노즐 플레이트(26)를 관통할 수 있다. 상기 확산 블록(25)은 상기 노즐(NZ)들과 각각 연결되는 복수의 확산 유로(DP)를 포함할 수 있다. 상기 확산 유로(DP)는 상기 노즐(NZ)의 관통 방향과 동일한 방향(D3)으로 연장되어 상기 노즐(NZ)과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하나의 확산 유로(DP)는 적어도 둘 이상의 노즐(NZ)과 연결될 수 있다. 상기 결합 부재(27)는 상기 확산 유로(DP) 및 상기 둘 이상의 노즐(NZ)과 연결되는 관통부(VH)를 가질 수 있다.
도 14에 도시된 것과 같이, 상기 결합 부재(27)는 복수의 관통부(VH)들을 포함할 수 있으며, 하나의 관통부(VH)는 둘 이상의 확산 유로(DP) 및 둘 이상의 노즐(NZ)과 연결될 수 도 있다.
본 발명의 실시예들에서, 확산 블록은 복수의 확산 유로를 갖는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 15에 도시된 것과 같이, 확산 블록(25)은 복수의 확산 유로 대신에 노즐 플레이트(26)의 노즐들(NZ)과 공통으로 연결되는 단일의 확산 유로(DP)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 결합 부재(27)는 확산 블록(25)의 하면의 가장자리를 따라 상기 확산 블록(25)과 상기 노즐 플레이트(26) 사이에 배치될 수 있다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 기상 젯 증착 장치는, 복수의 노즐을 이용하여 단일의 대면적 유기 박막(54)을 형성할 수도 있다. 예를 들어, 노즐부(20)의 노즐 간격, 노즐과 기판(50) 사이의 거리, 소스 증기의 선형성 등을 조절하여, 상기 소스 증기가 상기 기판(50) 상에 분사되는 영역들은 중첩시킴으로써, 단일의 유기 박막(54)을 형성할 수 있다.
상술한 바에서는, 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 유기 박막의 제조에 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 유기 발광 다이오드, 유기 반도체, 유기 태양 전지, 유기 센서 등과 같은 다양한 유기 전자 소자의 제조에 이용될 수 있다.
Claims (20)
- 소스 증기를 생성하는 소스 증기 생성부; 및
상기 소스 증기를 확산하는 확산 블록, 복수의 노즐을 포함하는 노즐 플레이트 및 상기 확산 블록과 상기 노즐 플레이트 사이에 배치되어, 상기 노즐 플레이트와 상기 확산 블록을 결합하는 결합 부재를 포함하는 노즐부를 포함하고,
상기 결합 부재의 열팽창률은 상기 확산 블록의 열팽창률과 상기 노즐 플레이트의 열팽창률 사이의 값을 가지며, 상기 결합 부재는 유리를 포함하고, 상기 결합 부재의 연화점은 400℃ 이하인, 기상 젯 증착 장치. - 제1항에 있어서, 상기 소스 증기는 유기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 소스 증기 생성부에 수송 기체를 제공하는 수송 기체 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 확산 블록은 적어도 철과 니켈을 포함하는 열팽창 제어 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 결합 부재의 열팽창률은 2.6 ppm/℃ 보다 크고 5 ppm/℃ 보다 작은 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 결합 부재의 유리 전이 온도 및 연화점은 각각 300℃ 내지 350℃인 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 결합 부재는 저융점 유리 프릿으로부터 형성된 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 확산 블록은 상기 노즐과 연결되는 확산 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 결합 부재는 상기 확산 유로와 상기 노즐을 연결하는 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 노즐들은 상기 노즐 플레이트를 관통하고, 상기 노즐들의 직경에 대한 길이의 비는 5:1 보다 큰 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 노즐들의 토출면의 직경은 유입면의 직경 보다 작은 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 노즐 플레이트는 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 노즐들은 제1 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 노즐들은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 노즐들은 지그재그 배열을 형성하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 증착 장치.
- 확산 유로를 갖는 확산 블록 위에 프릿 파우더를 포함하는 유리 프릿을 도포하여, 상기 확산 유로를 개방하는 관통부를 갖는 프릿층을 형성하는 단계;
상기 프릿층과 복수의 노즐을 갖는 노즐 플레이트를 접촉시키는 단계; 및
상기 프릿층을 가열하여 상기 확산 블록과 상기 노즐 플레이트를 결합하는 결합 부재를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 결합 부재의 열팽창률은 상기 확산 블록의 열팽창률과 상기 노즐 플레이트의 열팽창률 사이의 값을 가지며, 상기 결합 부재의 연화점은 400℃ 이하인, 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법. - 제16항에 있어서, 상기 확산 블록은 적어도 철과 니켈을 포함하는 열팽창 제어 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 결합 부재의 열팽창률은 2.6 ppm/℃ 보다 크고 5 ppm/℃ 보다 작은 것을 특징으로 하는 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 결합 부재의 유리 전이 온도 및 연화점은 각각 300℃ 내지 350℃인 것을 특징으로 하는 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 노즐 플레이트는 실리콘을 포함하고, 상기 노즐의 직경에 대한 길이의 비는 5:1 보다 큰 것을 특징으로 하는 기상 젯 노즐 유닛의 제조 방법.
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