JP2010189756A - 蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置を提供する。
【解決手段】本発明は、磁性体を含むマスク密着手段を用いて基板とマスク組立体とを密着させて蒸着精度を向上させる場合、前記マスク密着手段の磁力によってマスク組立体のスリットが変形することを防止できる蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置に関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置(Mask adhesion means for deposition process and Deposition apparatus using the same)に関し、特に、磁性体を含むマスク密着手段を用いて基板とマスク組立体を密着して蒸着精度を向上させる場合、前記マスク密着手段の磁力によってマスク組立体のスリットの変形を防止することができる蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置に関する。
平板表示装置(Flat Panel Display device)は軽量薄型などの特性により、陰極線管表示装置(Cathode−ray Tube Display device)を代替する表示装置として用いられ、その代表的な例として、液晶表示装置(Liquid Crystal Display device；LCD)と有機電界発光表示装置(Organic Light Emitting diode Display device；OLED)とがある。この中、有機電界発光表示装置は液晶表示装置に比べて輝度特性や視野角特性が優れ、バックライト(Backlight)を必要としないため超薄型に実現することができるメリットがある。
このような有機電界発光表示装置は、有機薄膜に陰極(Cathode)から注入される電子(Electron)と正極(Anode)から注入される正孔(Hole)とが再結合して励起子を形成され、この励起子のエネルギーにより特定波長の光が発生する現象を利用した表示装置である。
前記有機電界発光表示装置は、ガラス、ステンレススチールまたは合成樹脂で形成された基板上に陰極、正極及び有機薄膜などを選択的に形成させるために、フォトリソグラフィ方法または複数のスリット(slit)を有するパターンが形成されたマスク組立体を利用する蒸着法が用いられる。この中、前記フォトリソグラフィ方法は一部領域にフォトレジスタを塗布した後、湿式エッチングまたは乾式エッチングする方法を用いて前記フォトレジスタを剥離する過程及びエッチング過程で水分が流入されるので、前記有機薄膜のように水分によって劣化される物質は前記マスク組立体を利用した蒸着法が主に用いられる。
上記のような有機電界発光表示装置は、フルカラー(full−color)をディスプレイするために、Ｒ、Ｇ、Ｂの有機発光層を有する有機電界発光素子を形成していて、複数の開口部が形成されたマスクパターンを蒸着対象物、すなわち、上記Ｒ、Ｇ、Ｂの有機発光層を含む有機電界発光素子が形成される基板上に整列させ、前記マスクパターンの開口部を通って前記Ｒ、Ｇ、Ｂの有機発光層などの蒸着対象物を前記基板に提供し所望する形態のパターンを基板上に蒸着することで、基板上の所定領域に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの有機発光層を含む有機電界発光素子をそれぞれ形成している。
したがって、マスク組立体を利用する蒸着法において、前記マスク組立体のパターンを最も精密に整列させ、前記マスク組立体と基板との間は最も密着できるようにすることで、前記マスク組立体のパターンにより基板に蒸着される蒸着対象物の蒸着精度を向上させることができる。
通常のマスク組立体を利用する蒸着装置は、前記マスク組立体と基板とを密着させ、前記マスク組立体の動きを防止して、蒸着工程による精度が向上されるように、前記基板を間におき、前記マスク組立体に対向するように磁性体を有するマスク密着手段を位置させる。
大韓民国出願公開第２００４−００４８１７７号明細書 大韓民国出願公開第２００６−００５５６１３号明細書 大韓民国特許公報第０３１３４１５号明細書 大韓民国特許公報第０４６８７９２号明細書 大韓民国特許公報第０８３９３８０号明細書
しかしながら、通常、磁石の周縁が中心部より強い磁力を発生するということから、上記のような蒸着装置はマスク密着手段の磁性体によってマスク組立体の周縁に、中心部よりも強い磁力が印加することになり、したがって前記マスク組立体の周縁に位置するスリットが変形されるという問題があった。
そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、本発明の目的とするところは、マスク密着手段の磁性体によって前記マスク組立体に印加される磁力偏差を最小化することで、前記マスク組立体のスリット変形を防止するマスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明の目的は、マグネチック組立体と、前記マグネチック組立体の一側縁に位置する磁力制御手段と、前記マグネチック組立体の一側と離隔して位置するキャッププレートとを含む蒸着装置用マスク密着手段によって達成することができる。
また、本発明の目的は、チャンバと、前記チャンバ内部に位置する蒸着源と、前記蒸着源上に位置するマスク組立体と、前記マスク組立体上に位置するマスク密着手段とを含み、前記マスク密着手段は、前記マスク組立体と離隔して位置するキャッププレート、前記キャッププレート上に位置するマグネチック組立体、及び前記キャッププレートとマグネチック組立体との間に位置し、前記マグネチック組立体の周縁に対応するように位置する磁力制御手段を含むことを特徴とする蒸着装置により達成することができる。
したがって、本発明に係る蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置は、マスク密着手段の磁性体のマスク組立体に向う側の周縁から前記マスク組立体に印加される磁力を制御し、前記マスク組立体の周縁と中心部に印加される磁力及び磁場の偏差を最小化することで、前記マスク密着手段によって前記マスク組立体のスリットが変形されることを防止することができる。
本発明の実施形態に係る蒸着装置を示す概路図である。 図１のマスク組立体及びマスク密着手段を拡大して示す概路図である。
以下、添付した図面を参照して、本発明の目的と技術的構成及びその作用効果に関する好適な実施形態を詳細に説明する。なお、説明の都合上、図面において、層及び領域の厚みは誇張されており、図示する形態が実際とは異なる場合がある。明細書の全体において同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
図１は本発明の実施形態に係る蒸着装置を示す概路図であり、図２は図１のマスク組立体及びマスク密着手段を拡大して示す概路図である。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る蒸着装置は、チャンバ１００、前記チャンバ１００の内部に位置する蒸着源１１０、前記蒸着源１１０上に位置するマスク組立体２００及び前記マスク組立体２００上に位置するマスク密着手段３００を含む。ここで、本発明の実施形態に係る蒸着装置は、前記チャンバ１００の結合部材１２０と前記マスク組立体２００との結合を容易とさせ、前記結合過程において前記マスク組立体２００が損傷されることを防止するために、前記マスク組立体２００と結合部材１２０との間に位置するマスクホルダ１３０をさらに含むことができる。
前記マスク組立体２００は、開口部を有するマスクフレーム２２０及び引っ張られて前記マスクフレーム２２０に固定される１つまたは複数のパターンマスク２１０を含み、前記パターンマスク２１０は前記蒸着源から噴射または蒸発する蒸着物質が基板にパターンされて蒸着され、前記マスクフレーム２２０の開口部に対応するように１つまたは複数のスリット（図示せず）が形成されている。
前記パターンマスク２１０は、金属薄膜により形成された微細金属マスク(Fine Metal Mask；FMM)とすることができ、ステンレススチール(Steel Use Stainless；SUS)、インバー(Invar)、ニッケル、コバルト及びそれらの合金からなるグループから選択されるいずれか１つで形成することができる。
前記マスクフレーム２２０は、前記パターンマスク２１０が固定されるので、圧縮力による変形が小さい物質、すなわち、剛性が大きい金属材料であることが好ましく、前記パターンマスク２１０の固定が容易となるように、前記パターンマスク２１０と同一物質であることが好ましい。ここで、蒸着工程時に前記チャンバ１００の内部温度により前記マスク組立体２００が変形することを防止するために、前記マスク組立体２００のマスクフレーム２２０には内部に冷却水などが流れる冷却通路（図示せず）が形成されており、本発明の実施形態に係る蒸着装置が前記マスクホルダ１３０を含む場合は、前記マスクホルダ１３０内部に冷却通路１３５を形成させ、前記マスクフレーム２２０の強度変化がなしに前記マスク組立体２００の変形を防止することが好ましい。
前記マスク密着手段３００は、基板Ｓを間に置いて前記マスク組立体２００と対向するように位置させ、前記マスク密着手段３００のマグネチック(magnetic)組立体３２０から発生する磁力及び磁場によって前記マスク組立体２００が前記基板Ｓに密着されて被蒸着物に陰影が生じないようにする。
前記マスク密着手段３００は、前記キャッププレート３１０、前記キャッププレート３１０上に位置するマグネチック組立体３２０、及び前記マグネチック組立体３２０の周縁と前記キャッププレート３１０との間に位置する磁力制御手段３３０を含む。
前記キャッププレート３１０は、前記マグネチック組立体３２０により前記マスク密着手段３００と基板Ｓとが接触している場合、前記基板Ｓに損傷を防止するためのものであって、前記基板Ｓの温度を均一に維持できるように内部に冷却水などが流れる冷却通路３１５が設けられている。
前記マグネチック組立体３２０は、マグネチックプレート３２２及び前記マグネチックプレートのキャッププレート側に位置する磁性体３２５を含み、前記磁性体３２５はラバー(rubber)または金属磁性体とすることができるが、ラバー磁性体の場合は前記チャンバ１００内部の温度によりアウトガス(out gassing)を発生させて有機発光層の寿命低下となるため金属磁性体であることが好ましい。
前記磁力制御手段３３０は、前記マグネチック組立体３２０の周縁から前記マスク組立体２００に加わる磁力を除去または低減させるためのものであって、磁力遮蔽材または鋼鉄(steel)のようなフェライト(ferrite)磁性物質を含むことができ、好ましくは鋼鉄からなる薄膜シートとすることができる。
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る蒸着装置による蒸着過程を説明すると、チャンバ１００の内部一側に蒸着源１１０を位置し、マスクホルダ１３０を用いて前記チャンバ１００とマスク組立体２００とを結合させる。
次に、前記マスク組立体２００上に基板Ｓを移送した後、前記基板Ｓを間に置き前記マスク組立体２００に対向するように位置するマスク密着手段３００のマグネチック組立体３２０が磁力及び磁場を発生するようにして前記マスク組立体２００と基板Ｓとを密着される。
ここで、前記マスク密着手段３００は、前記マグネチック組立体３２０のマスク組立体２００の側縁に位置する磁力制御手段３３０を有しているので、前記マグネチック組立体３００の周縁から発生する磁力及び磁場は前記磁力制御手段３３０によって除去または減衰されて、前記マスク密着手段３００のマグネチック組立体３２０によって前記マスク組立体２００の中心部及び周縁に加わる磁力及び磁場の偏差が最小化され、前記マスク組立体２００のスリット変形を防止することができる。
次に、蒸着工程のために前記チャンバ１００内部を所定温度以上に加熱し、前記チャンバ１００の内部温度により前記マスク組立体２００及び基板Ｓが変形することを防止するために、前記マスクホルダ１３０及びマスク密着手段３００のキャッププレート３１０内部に形成されている冷却通路を介して冷却水などを流入する。
続いて、前記蒸着源１１０から蒸着物質が噴射または蒸発されると、噴射または蒸発された蒸着物質は前記マスク組立体２００のスリットにより前記基板Ｓ上に所定パターンを形成するように蒸着される。
結果的に、本発明の実施形態に係る蒸着装置用マスク密着手段及びそれを用いた蒸着装置は、前記マスク密着手段の磁性体のマスク組立体に向かう側の周縁に磁力遮蔽材または鋼鉄のようなフェライト磁性物質を含む磁力制御手段を位置させて、前記磁性体の周縁から前記マスク組立体に印加される磁力を減衰または遮蔽することで、前記マスク組立体の周縁と中心部に印加する磁力及び磁場の偏差を最小化することができる。
１００ チャンバ １１０ 蒸着源
２００ マスク組立体 ２１０ パターンマスク
２２０ マスクフレーム ３００ マスク密着手段
３１０ キャッププレート ３２０ マグネチック組立体
３３０ 磁力制御手段

Claims (16)

  1. マグネチック組立体と、
    前記マグネチック組立体の一側に位置するキャッププレートと、
    前記マグネチック組立体の周縁と前記キャッププレートとの間に位置する磁力制御手段と、
    を含むことを特徴とする蒸着装置用マスク密着手段。
  2. 前記磁力制御手段は、磁力遮蔽材またはフェライト磁性物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置用マスク密着手段。
  3. 前記磁力制御手段は、鋼鉄からなる薄膜シートであることを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置用マスク密着手段。
  4. 前記キャッププレートは、内部に冷却通路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置用マスク密着手段。
  5. 前記マグネチック組立体は、マグネチックプレート及び前記マグネチックプレートのキャッププレート側に位置する磁性体を含むことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置用マスク密着手段。
  6. 前記磁性体は、金属系であることを特徴とする請求項５に記載の蒸着装置用マスク密着手段。
  7. チャンバと、
    前記チャンバ内部に位置する蒸着源と、
    前記蒸着源上に位置するマスク組立体と、
    前記マスク組立体上に位置するマスク密着手段と、を含み、
    前記マスク密着手段は、キャッププレート、前記キャッププレート上に位置するマグネチック組立体、及び前記マグネチック組立体の周縁と前記キャッププレートとの間に位置する磁力制御手段を含むことを特徴とする蒸着装置。
  8. 前記磁力制御手段は、磁力遮蔽材またはフェライト磁性物質を含むことを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
  9. 前記磁力制御手段は、鋼鉄からなる薄膜シートであることを特徴とする請求項８に記載の蒸着装置。
  10. 前記キャッププレートは、内部に冷却通路が形成されることを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
  11. 前記マグネチック組立体は、マグネチックプレート及び前記マグネチックプレートのキャッププレート側に位置する磁性体を含むことを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
  12. 前記磁性体は、金属系であることを特徴とする請求項１１に記載の蒸着装置。
  13. 前記マスク組立体は、開口部を有するマスクフレーム及び引っ張られて前記マスクフレームに固定される１つまたは複数のパターンマスクを含むことを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
  14. 前記パターンマスクは、微細金属マスクであることを特徴とする請求項１３に記載の蒸着装置。
  15. 前記マスク組立体を前記チャンバに結合させるためのマスクホルダをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の蒸着装置。
  16. 前記マスクホルダは、内部に冷却通路が形成されることを特徴とする請求項１５に記載の蒸着装置。
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