(57)【要約】【課題】坩堝内の残留する材料量を正確に検出することができる坩堝材料量検出装置を提供する。【解決手段】本発明は、坩堝材料量検出装置、方法及び蒸着装置を開示し、前記坩堝材料量検出装置は、坩堝底部に設置された複数のセンサを含み、前記坩堝の重量を検知するための秤量モジュールと、前記複数のセンサから伝送した検知データを受信し、前記坩堝内の残留材料量を算出するための演算モジュールと、前記演算モジュールにより算出した残留材料量と設定された残留材料量とを比較し、算出した残留材料量が設定された残留材料量より小さい場合、制御指令を発信するための制御モジュールとを含む。本発明は、坩堝内の残留材料量を正確に検出することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
坩堝材料量検出装置であって、
坩堝の底部に設置された複数のセンサを含み、前記坩堝の重量を検知するための秤量モジュールと、
前記複数のセンサから伝送した検知データを受信し、前記坩堝内の残留材料量を算出するための演算モジュールと、
前記演算モジュールにより算出した残留材料量と設定された残留材料量とを比較し、算出した残留材料量が設定された残留材料量より小さい場合、制御指令を発信するための制御モジュールと、を含み、
前記センサは、圧電センサであり、
前記圧電センサは、５００℃の高温に耐える圧電センサである坩堝材料量検出装置。
【請求項２】
前記圧電センサがデータを収集する頻度が１回／秒であり、
前記演算モジュールは、
前記秤量モジュールから伝送した前記検知データを受信するデータ受信ユニットと、
前記データ受信ユニットにより取得した前記検知データを加算して、前記坩堝の重量を算出し、前記坩堝自身の重量を引いて、前記坩堝内の残留材料量を得る加算ユニットと、
前記加算ユニットにより算出した残留材料量を前記制御モジュールに伝送する数値出力ユニットと、を含み、
前記データ受信ユニットと前記センサは、有線又は無線の方式で接続される請求項１に記載の坩堝材料量検出装置。
【請求項３】
前記制御モジュールは、
前記演算モジュールから伝送した残留材料量の数値を受信する数値受信ユニットと、
前記残留材料量数値と設定された残留材料量とを比較することにより、比較結果を得る比較ユニットと、
前記比較ユニットから伝送した前記比較結果を受信し、残留材料量の数値が設定された残留材料量より小さい場合、前記制御指令を生成する指令生成ユニットと、
前記指令生成ユニットにより生成した前記制御指令を出力する指令出力ユニットと、を含む請求項２に記載の坩堝材料量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示パネル製造過程における膜層蒸着分野に関し、特に、坩堝材料量検出装置、坩堝材料量検出方法及び前記坩堝材料量検出装置を備える蒸着装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
現在、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）アセンブリの製造では、依然として熱蒸着を主に用い、有機材料の使用は有機発光ダイオードの製造における重要な一環であり、コストが高いだけではなく、製造工程の品質にも係わる。従って、生産過程で、蒸着装置の坩堝内の有機材料量を厳しく管理制御するのは、重要な課題となっている。
【０００３】
現在、熱蒸着プロセスに用いられる蒸発源の種類は、主に、点蒸発源、クラスター式線蒸発源、単点リニア蒸発源、面蒸発源を含む。単点リニア蒸発源を例とし、図１に示すように、細長状の本体１０を含み、本体１０内にチャンバーを有し、本体１０の天井部に複数のノズル１２を設置し、本体１０の底部の中央位置には坩堝２０が連通される。基板３０に薄膜を蒸着する時、坩堝２０が加熱装置（一般的に、坩堝の両側に設置されるが、図示しない）により加熱され、坩堝２０内の蒸着材料が受熱されて蒸気に気化され、本体１０のチャンバーに入り、ノズル１２を介して基板３０に吐出されることにより、基板３０の下面に薄膜を付着する。
【０００４】
従来技術において、熱蒸着に使用される有機材料が非常に高価であるため、充填材の管理制御が非常に厳しいため、製造工程の実行も厳しくなった。一般的に、現在の製造工程（ｒｕｎ）においてどのぐらいの材料を充填すべきかを算出する必要があり、必要とする量を充填する。しかしながら、坩堝内の材料量が製造過程においてどのぐらい残っているかを正確に把握することができないため、材料が無くなるまで燃焼しつつ、製品特性がひどく変異する場合がある。現在、使用する材料の管理制御方法は、以下の二つがある。
【０００５】
第１の方法は、堆積速度（ＤＥＰＯ ｒａｔｅ）に対する基本消費量を算出して、この製造工程に必要な時間を考慮してから材料の消費総量を推定し、充填すべき材料量を確定する。例えば、堆積速度（ＤＥＰＯ ｒａｔｅ）が１Ａ／ｓｅｃである場合、それに対する基本消費量は２ｇ／ｈｒである。この製造工程（ｒｕｎ）の消費時間は１４４ｈｒｓであると、材料の消費総量は約２×１４４＝２８８ｇであり、今回の製造工程において２８８ｇより多い材料量を充填する必要がある。
【０００６】
第２の方法は、堆積速度モニターセンサ（ＤＥＰＯ ｒａｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ｓｅｎｓｏｒ）によって材料量の制御を行う。しかしながら、この方法では、堆積速度の値（ｒａｔｅ ｖａｌｕｅ）が低下する一方、堆積温度が上昇することを一旦確認すると、図２に示すように、この時坩堝内の材料は既に消費しきった状態である。
【０００７】
また、現在使用する充填材の管理制御方法は、一般的に前記第１の方法に第２の方法を組み合わせて使用するが、図２に示された異常状況が一旦発生すると、前記のような判定方式では、材料が消費しきったことが分かっても、異常現象が既に発生してしまうため、製品の異常をもたらすことがある。
【０００８】
従って、材料が消費しきる前に坩堝内の状況を把握することは、製造工程の管理制御及び製品維持にとって非常に重要な課題となっている。従って、坩堝内の残留材料量を正確に検出できる装置を設計する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術に存在する問題に鑑みて、本発明は、坩堝内の残留する材料量を正確に検出することができる坩堝材料量検出装置の提供を目的とする。
【００１０】
本発明は、坩堝内の残留する材料量を正確に検出することができる坩堝材料量検出方法の提供を他の目的とする。
【００１１】
本発明は、本発明に係る坩堝材料量検出装置を備える蒸着装置の提供を更なる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を実現するために、本発明の技術案は以下の通りである。
坩堝材料量検出装置は、坩堝の底部に設置された複数のセンサを含み、前記坩堝の重量を検知するための秤量モジュールと、前記複数のセンサから伝送した検知データを受信し、前記坩堝内の残留材料量を算出するための演算モジュールと、前記演算モジュールにより算出した残留材料量と設定された残留材料量とを比較し、算出した残留材料量が設定された残留材料量より小さい場合、制御指令を発信するための制御モジュールと、を含む。
【００１３】
本発明の蒸着装置は、本発明の坩堝材料量検出装置を備える。
坩堝材料量検出方法は、坩堝の底部に設置された複数のセンサにより前記坩堝重量の検知データをサンプリングするステップＳ１と、前記複数のセンサから伝送した検知データを受信し、前記坩堝内の残留材料量を算出するステップＳ２すると、算出した残留材料量と設定された残留材料量とを比較し、算出した残留材料量が設定された残留材料量より小さい場合、制御指令を発信するステップＳ３と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の有益な効果は、本発明の坩堝材料量検出装置、坩堝材料量検出方法及び蒸着装置は、坩堝内の材料量が消費しきった前に坩堝内の残留材料量を把握することができることにある。また、本発明に使用された圧電センサの圧電信号がリアルタイムかつ正確に伝送されることで、坩堝内の蒸着材料の燃焼状況をリアルタイムで把握することがてきるため、坩堝内の残留材料量を正確に把握でき、正確率が１００％に達する。坩堝内の材料が無くなるまで燃焼しつつ、製品特性がひどく変異することを避けて、製品の品質を有効に向上させ、蒸着に用いる有機材料を節約することができ、生産コストを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的蒸着装置の蒸発源アセンブリの模式図である。
【図２】従来技術の第２種の材料管理制御方法による堆積速度をモニターする図である。
【図３】坩堝の模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置の坩堝の底部にある圧電センサの配置図である。
【図６】本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置の演算モジュールのブロック図である。
【図７】本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置の制御モジュールのブロック図である。
【図８】本発明の実施例に係る坩堝材料量検出方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明で、本発明の特徴と利点を表す典型的な実施例を詳細に記述する。本発明は異なる実施例において各種の変化を行うことができ、何れも本発明の範囲を逸脱せず、実施例における説明と図面は本質的に説明するためのものであり、本発明を制限するためのものではないと理解すべきである。
【００１７】
本発明の実施例に係る坩堝材料量検出方法は、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置により実現することができ、本発明の実施例に係る蒸着装置は、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置を備える。
【００１８】
以下、まず、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置を説明する。
図３と図４に示すように、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置は、秤量モジュールと、演算モジュールと、制御モジュールとを含む。以下、夫々について説明する。
【００１９】
一． 秤量モジュール
本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置の秤量モジュールは、主に坩堝の底部に設置された複数のセンサを含み、これらのセンサは、坩堝の重量を検知することにより、坩堝内の残留材料量を正確に推定する。
【００２０】
本発明に係る坩堝材料量検出装置の秤量モジュールに使用されるセンサは、圧電センサであることが好ましい。圧電センサは、誘電体が圧力を受けてから発生した圧電効果を利用して作製されたセンサである。圧電効果とは、誘電体がある方向の外力に作用されて変形（湾曲と伸縮のような変形を含む）した時、内部電荷の分極現象により、その表面に電荷を生じる現象である。圧電センサは、安くて入手しやすい電子装置であり、圧電センサの圧電信号は、リアルタイムで、かつ正確に伝送されることができるため、坩堝内の材料量を正確に把握することができる。
【００２１】
図３に示すように、圧電センサは、坩堝２の底部と蒸着装置のケース１の間に設置される必要があり、作動状態で、圧電センサを取り付ける部位が高温環境となるため、圧電センサが正常に働くことを保証するために、５００℃の高温に耐えられる圧電センサが好ましい。或いは、圧電センサを断熱材料で覆い、圧電センサの作動温度をその正常作動の範囲まで低下させるようにしてもよい。用いられる断熱材料として、例えばセラミック断熱材料が挙げられるが、本発明はこれに限られない。
【００２２】
図５に示すように、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置において、圧電センサ３は、均等に配置する方式で坩堝２の底部に配置される。坩堝２の底部は平らであり、坩堝２の底部が長方形である場合、圧電センサ３は前記坩堝の底部に複数行及び複数列に均等に配置することができる。
【００２３】
図５に示すように、坩堝２の底部に、１４個の圧電センサ３が７行２列の構造で均等に配置され、各圧電センサ３は、それぞれ位置されている小領域４（図５で破線で示す領域）に相当する坩堝２の局部の重量データを検出し、言い換えると、坩堝２の底部を１４個の小領域４に等分し、各小領域４内に１つの圧電センサ３を設置する。これによって、坩堝２の重量は、各圧電センサ２の検知データを合わせた合計値である。
【００２４】
二． 演算モジュール
本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置の演算モジュールは、複数の圧電センサ３が伝送した検知データを受信し、坩堝２内の残留材料量を算出する。
【００２５】
まず、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置は、材料量の検出のリアルタイム性と正確性を保証するために、圧電センサ３のデータを収集する頻度がリアルタイムの頻度に近いようにし、例えば、１回／秒であっても良いが、これに限られない。
【００２６】
図６に示すように、演算モジュールは、データ受信ユニットと、加算ユニットと、数値出力ユニットとを含むことができる。
【００２７】
データ受信ユニットは、秤量モジュールの複数の圧電センサ３が伝送した検知データを受信するためのものである。演算モジュールのデータ受信ユニットと秤量モジュールの各圧電センサ３は有線の接続方式で接続されてもよく、無線伝送の方式で検知データを取得してもよい。データ受信ユニットは、圧電センサ３からの検知データを受信した後、検知データを加算ユニットに伝送して処理させる。
【００２８】
加算ユニットは、データ受信ユニットからの各検知データを加算して、まず、坩堝２の重量を算出して、坩堝２自身の重量を引くことで、坩堝２内の残留材料量を得る。得られた残留材料量は、数値出力ユニットに伝送される。
【００２９】
数値出力ユニットは、加算ユニットから伝送した残留材料量の数値を制御モジュールに伝送し、制御モジュールの判断により該当する制御指令を発信するか否かを決定する。
【００３０】
三． 制御モジュール
本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置の制御モジュールは、演算モジュールにより算出した残留材料量と設定された残留材料量とを比較し、算出した残留材料量が設定された残留材料量より小さい場合、制御指令を発信する。
【００３１】
操作者を坩堝２内の残留材料量の変化に注目させるために、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置が発信した制御指令は、坩堝２に対する加熱を停止する指令であってもよく、蒸着工程を停止する指令であってもよく、又は、加熱を停止する警告情報を発信する指令であってもよい。実際に異なる状況に応じて、異なる制御指令を確定しても良い。また、坩堝内の材料量が異なるレベルにある時、前後に異なる制御指令を発信してもよく、例えば、先に警告の指令を発信し、それから加熱を停止する指令を発信する。
【００３２】
具体的に、図７に示すように、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置の制御モジュールは、数値受信ユニットと、比較ユニットと、指令生成ユニットと、指令出力ユニットとを含み、各ユニットは以下の通りである。
【００３３】
数値受信ユニットは、演算モジュールの数値出力ユニットから伝送した坩堝２内の残留材料量の数値を受信し、比較ユニットに伝送する。
【００３４】
比較ユニットは、残留材料量の数値と予め記憶された設定された残留材料量とを比較する。ここでの設定された残留材料量の数値は１以上であってもよく、１以上である場合、その中に、加熱を停止する信号の発信に対応する停止値を含んでも良く、また警告情報の発信に対応する警告値を含んでも良い。警告値に対応する坩堝内の残留材料量（例えば、１０ｇ）は、停止値が対応する坩堝内の残留材料量（例えば、５ｇ）より大きい。
【００３５】
設定された残留材料量は、比較ユニットに呼び出されるように、予め制御モジュールのある記憶ユニットに記憶されてもよい。
【００３６】
指令生成ユニットは、比較ユニットが伝送した比較結果を受信するためのものであり、検出により取得した残留材料量数値が設定された残留材料量より小さいと、対応する制御指令を生成し、残留材料量が設定された残留材料量以上であると、制御指令を生成せず、圧電センサによりリアルタイムで検出を行い続ける。
【００３７】
指令出力ユニットは、坩堝に対する加熱を停止する動作、蒸着工程を停止する動作、又は加熱を停止する警告情報を発信する動作を実現するように、指令生成ユニットが生成した制御指令を蒸着装置のコントローラーに出力するためのものである。
【００３８】
本発明の実施例に係る蒸着装置のコントローラーは、指令出力ユニットが出力した制御指令を受信した後、前記コントローラーの制御により、坩堝に対する加熱を停止する動作、現在の蒸着工程を停止する動作、又は加熱を停止する警告情報を発信する動作を実現し、坩堝内の材料が無くなるまで燃焼することによって、製品特性がひどく変異することを避ける。
【００３９】
以下、さらに、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出方法を説明し、前記方法を説明する際に、装置の説明で言及された同様又は対応する特徴は、繰り返し説明しない。
【００４０】
図８に示すように、本発明の実施例に係る坩堝材料量検出方法は、主にステップＳ１〜ステップＳ３を含む。
【００４１】
ステップＳ１は、坩堝２の底部に設置された複数の圧電センサ３により坩堝２の重量の検知データを収集する。
【００４２】
ステップＳ２は、複数の圧電センサ３が伝送した検知データを受信し、坩堝２内の残留材料量を算出する。具体的に、前記データ受信ユニットにより取得した検知データを加算して、坩堝の重量を算出し、坩堝自身の重量を引いて、坩堝内の残留材料量を得る。
【００４３】
ステップＳ３は、ステップＳ２で算出した残留材料量と設定された残留材料量とを比較し、算出した残留材料量が設定された残留材料量より小さい場合、制御指令を発信する。
【００４４】
本発明の実施例に係る坩堝材料量検出装置、坩堝材料量検出方法及び蒸着装置は、坩堝２内の材料量が消費しきる前に坩堝２内の残留材料量を把握することができ、圧電センサ３の圧電信号がリアルタイムでかつ正確に伝送されるため、坩堝２内の残留材料量を正確に把握することができ、正確率が１００％に達する。坩堝２内の材料が無くなるまで燃焼することによって、製品特性がひどく変異することを避けて、製品の品質を有効に向上させ、蒸着に用いる有機材料を節約し、生産コストを低減する。
【００４５】
当業者にとって、本発明の特許請求の範囲に開示された本発明の範囲と主旨を逸脱しない場合に行った各種の変更及び修正は、全て本発明の請求する保護範囲に含まれることは言うまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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