JP6162830B2 - 薄膜蒸着装置（ｔｈｉｎｆｉｌｍｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｐｐａｒａｔｕｓ） - Google Patents

Description

本発明は、薄膜蒸着装置に関する。より詳細には、蒸着物質がチャンバーの内部空間に不必要に供給されることを防止することができると共に、ソース収集部によって収集された蒸着物質を再活用することができる薄膜蒸着装置に関する。

一般的に、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）は、従来の液晶表示装置（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）より低い電圧で駆動が可能で薄型化、広視野角、迅速な応答速度など、ＬＣＤにおいて問題として指摘されている欠点を解消することができる。

有機電界発光素子は、画素ごとにスイッチング素子がないパッシブマトリクス型有機電界発光素子（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ ＯＬＥＤ）と、各画素ごとに薄膜トランジスタを用いてスイッチング素子を形成して用いるアクティブマトリクス型有機電界発光素子（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ ＯＬＥＤ）に分類することができる。このうちでも、アクティブマトリクス型有機電界発光素子の構造は、基板上に有機発光部を形成し、有機発光部をカプセル化（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）して有機物からなる有機発光部が酸素および水分と接触して酸化または劣化することを防止する。

従来のカプセル化方法は、金属またはガラス材質からなるキャップにより有機発光部を密閉した。しかし、このような方法は、薄型化が難しいだけでなく、金属やガラスを使用することによって、曲がるディスプレイを具現するのが難しい問題点がある。最近は、ポリマー層（Ｐｏｌｙｍｅｒ ｌａｙｅｒ）と無機物層（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｌａｙｅｒ）が繰り返し積層された保護膜を有機発光部の表面に形成する方法が提示されている。このような方法は、無機物とモノマー（Ｍｏｎｏｍｅｒ）を多層に蒸着しながら、紫外線（ＵＶ）で硬化させてモノマーがポリマーに変換されるようにして製造する。

このような保護膜を形成するための従来のモノマー蒸着装置は、液状のモノマーが入った容器からモノマーを気化させ、内部空間が形成された蒸着ユニットに一定時間保存してから、基板に気体状態のモノマーを噴射する。基板に一定の厚さでモノマーが蒸着されると、基板を硬化してモノマーがポリマーに変わることになる。

前記のようなモノマー蒸着過程において、一部のモノマー蒸気は、基板に蒸着され、残りのモノマー蒸気は、基板周辺に移動して基板周辺の部材に蒸着されることになる。一方、基板は移送ユニットによって一方向に移送され、基板が一方向に移送されながら基板の一面にモノマー蒸気が蒸着されることができる。ここで、基板に蒸着されなかったモノマー蒸気が移送ユニットに蒸着されることになる。このようなモノマーによって移送ユニットの動作が不安定になったり、移送ユニットが破損する可能性がある。このような場合には、モノマー蒸着装置の動作を停止させて、移送ユニットに蒸着されたモノマーを除去する。また、モノマーの除去が難しい場合には、移送ユニットを交替する。このようなメンテナンス作業を行う間には、工程が停止することによって、生産性が減少するという問題点がある。また、移送ユニットだけでなく、基板周辺の部材の交替周期が短くなるほど、メンテナンス費用が増加して製造費用が上昇するという問題点がある。

また、前記のような蒸着方法は、蒸着効率が低いという問題点がある。この際、蒸着効率というのは蒸着源から気化した蒸着材のうち、実際に基板に蒸着された蒸着材の比率を意味するものであって、蒸着効率は約３２％である。さらに、従来のＦＭＭを用いた蒸着方法には、蒸着に使用されなかった約６８％程度の蒸着材が薄膜蒸着装置内部の所望してない領域に蒸着されるため、再活用が容易でない問題点がある。

したがって、本発明の目的は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、蒸着物質がチャンバーの内部空間に不必要に供給されることを防止することができると共に、ソース収集部よって収集された蒸着物質を再活用することができる薄膜蒸着装置を提供することにある。

また、トラップがソース供給部と共に移動しながら、ソース供給部から排出される蒸着物質を回収するように構成することによって、ソース供給部から排出される蒸着物質がチャンバーの不必要な空間に拡散することを防止することができる薄膜蒸着装置を提供することにある。

前記目的は、本発明によって、内部空間が形成され、上部面を形成する遮断膜の一領域に蒸着対象基板が配置される開口部が形成されたチャンバーと、前記チャンバーの内部空間内で移動しながら、前記遮断膜に向かって蒸着ソースを提供するソース供給部および、前記開口部の少なくとも一側で前記ソース供給部と前記遮断膜との間に配置されて、遮断膜に向かって噴射される蒸着ソースを収集するソース収集部を含む薄膜蒸着装置によって達成される。

ここで、前記ソース収集部は、ソース供給部と向かい合う面に流入口が形成され、前記ソース供給部の上側に配置されるトラップと、前記トラップをソース供給部と並んだ方向に往復移動させる駆動部と、一端部は前記トラップの流入口と連結され、他端部はチャンバーの外部に連結されて、トラップに収集される蒸着ソースを排出する排出部を含むことが好ましい。

また、前記駆動部は、一端部はチャンバーに回動可能に連結され、他端部はトラップに連結されて、トラップをソース供給部と並んだ方向に往復移動させる駆動リンクと、前記駆動リンクに駆動力を提供する駆動モーターを含むことが好ましい。

また、前記トラップは、チャンバーの内壁面にソース供給部の移動方向と並んだ方向に設置される線状ガイド（ｌｉｎｅａｒ ｇｕｉｄｅ）によって往復移動が案内されることが好ましい。

また、前記排出部は、一端部はチャンバーに回動可能に連結され、他端部はトラップに連結される連結リンクと、前記連結リンクの内部に長さ方向に形成されて、トラップとチャンバーの外部空間を連結する排出通路を含むことが好ましい。

本発明によれば、蒸着物質がチャンバーの内部空間に不必要に供給されることを防止することができると共に、ソース収集部によって収集された蒸着物質を再活用することができる薄膜蒸着装置が提供される。

また、トラップがソース供給部と共に移動しながら、ソース供給部から排出される蒸着物質を回収するように構成することによって、ソース供給部から排出される蒸着物質がチャンバーの不必要な空間に拡散することを防止することができる薄膜蒸着装置が提供される。

本発明の薄膜蒸着装置の斜視図である。 本発明の薄膜蒸着装置の作用を示す斜視図である。 本発明の薄膜蒸着装置の作用を示す斜視図である。 本発明の薄膜蒸着装置の作用を示す正断面図である。 本発明の薄膜蒸着装置の作用を示す正断面図である。 本発明の薄膜蒸着装置の作用を示す正断面図である。 本発明の薄膜蒸着装置のソース収集部の構成を示す側断面図である。

説明に先立ち、様々な実施形態において、同一の構成を有する構成要素については、同一の符号を使用して代表的に第１実施形態で説明し、その他の実施形態においては、第１実施形態と異なる構成について説明することにする。

以下、添付した図面を参照して本発明の第１実施形態に係る薄膜蒸着装置について詳細に説明する。

添付図面のうち、図１は本発明の薄膜蒸着装置の斜視図であり、図２および図３は本発明の薄膜蒸着装置の作用を示す斜視図である。

前記のような本発明の薄膜蒸着装置は、チャンバー１１０と、チャンバー１１０の内部で移動するソース供給部１２０と、チャンバー１１０内部の一部領域でソース供給部１２０と共に移動するソース収集部１３０を含んで構成される。

前記チャンバー１１０は、内部空間１１１を形成し、チャンバー１１０の上部面を形成する遮断膜１１２の一領域に蒸着対象基板が配置される開口部１１３が形成される。

前記ソース供給部１２０は、前記チャンバー１１０の内部空間１１１内で移動しながら、遮断膜１１２に向かって蒸着ソースを提供する。

一方、前記ソース供給部１２０は、チャンバー１１０の内部空間１１１の一側に配置された状態から他側まで往復移動することにより、ソース供給部１２０の移動区間のうち、開口部１１３に対応する領域でソース供給部１２０から提供されたソースが基板に蒸着され、開口部１１３が形成されてない領域でも薄膜の均一な蒸着のためにソースを一定に提供するように設定される。このようなソース供給部１２０は、蒸着物質を収容する容器と、前記蒸着物質を加熱する加熱部材および前記加熱部材によって加熱した前記蒸着物質を蒸着対象側に提供するノズルを含んで構成されることができる。

ここで、ソース供給部１２０の移動区間のうち、開口部１１３が形成された領域は、蒸着区間（Ａ１）とし、ソース供給部１２０の初期位置から開口部１１３に至る領域は、遮断区間（Ａ２）とする。

また、チャンバー１１０の内部空間１１１と接する床面には、ソース供給部１２０の移動を案内するレール１２１が設けられ、前記ソース供給部１２０は、図示していない駆動手段によってレール１２１上で往復移動するように構成されることができる。

前記ソース収集部１３０は、前記開口部１１３の少なくとも一側で前記ソース供給部１２０と遮断膜１１２との間に配置されて、遮断膜１１２の内側面のうち、開口部１１３が形成されてない遮断区間（Ａ２）において噴射される蒸着ソースを収集するものである。このようなソース収集部１３０は、前記ソース供給部１２０と向かい合う面に流入口１３１ａが形成されて、前記ソース供給部１２０の上側に配置されるトラップ１３１と、チャンバー１１０の内壁面にソース供給部１２０の移動方向と並んだ方向に設置され、前記トラップ１３１の移動を案内する線状ガイド１３３と、前記トラップ１３１をソース供給部１２０と並んだ方向に往復移動させる駆動部１３２と、一端部は前記トラップ１３１の流入口１３１ａと連結され、他端部はチャンバー１１０の外部に連結されてトラップ１３１に収集される蒸着ソースを排出する排出部１３４を含んで構成される。

ここで、前記駆動部１３２は、一端部はチャンバー１１０に回動可能に連結され、他端部はトラップ１３１の一端部に回動可能に連結されて、トラップ１３１をソース供給部１２０と並んだ方向に往復移動させる少なくとも１つの関節が設けられた駆動リンク１３２ａと、前記駆動リンク１３２ａの一端部に回転駆動力を提供して駆動リンク１３２ａが折り畳まれるようにする駆動モーター１３２ｂを含んで構成される。

前記排出部１３４は、一端部はチャンバー１１０に回動可能に連結され、他端部はトラップ１３１の他端部に回動可能に連結される少なくとも１つの関節が設けられた連結リンク１３４ａと、前記連結リンク１３４ａの内部に長さ方向に形成されてトラップ１３１とチャンバー１１０の外部空間を連結する排出通路１３４ｂを含んで構成される。一方、図面には示していないが、チャンバー１１０外部に位置する前記排出通路１３４ｂの他端部には、蒸着物質を収集するための別途の収集装置が設けられることができる。

ここからは、前述した薄膜蒸着装置の第１実施形態の作動について説明する。

添付図面のうち、図４〜図６は、本発明の薄膜蒸着装置の薄膜蒸着の作用を示す正断面図であり、図７は、本発明の薄膜蒸着装置のソース収集部１３０の構成を示す側断面図である。

図４および図２に示すように、ソース供給部１２０は、チャンバー１１０の内部空間１１１のうち、開口部１１３が形成されてない側でレール１２１に沿って水平方向に移動可能に配置され、ソース収集部１３０のトラップ１３１は、ソース供給部１２０の上側で線状ガイド１３３に沿ってソース供給部１２０と並んだ方向に移動可能に配置される。

ここで、ソース供給部１２０は、チャンバー１１０の内部空間１１１で遮断区間（Ａ２）と蒸着区間（Ａ１）を含む区間を往復移動し、ソース収集部１３０は、チャンバー１１０の内部空間１１１で開口部１１３が形成されてない遮断区間（Ａ２）内でソース供給部１２０と共に移動する。

ソース供給部１２０は、蒸着区間（Ａ１）の開口部１１３上に配置される基板に均一な厚さの薄膜を形成するために、遮断区間（Ａ２）から蒸着物質を蒸着対象側に提供する。この際、前記ソース収集部１３０は、遮断区間（Ａ２）内でソース供給部１２０から遮断膜１１２の内側面に向かって提供される蒸着物質を収集して回収することによって、蒸着物質が不必要にチャンバー１１０の内部に蒸着されたり、拡散されることを防止することができる。

すなわち、図５および図３に示すように、ソース供給部１２０が蒸着物質の提供を開始した状態で、図４に示された位置から図５に示された位置、すなわち遮断区間（Ａ２）内から蒸着区間（Ａ１）に向かって移動する間に、ソース供給部１２０の上側に配置されたソース収集部１３０のトラップ１３１がソース供給部１２０と共に移動しながら、ソース供給部１２０から提供される蒸着物質を吸入してチャンバー１１０の外部に排出する。

すなわち、図示されていないソース供給部１２０の駆動手段によって、ソース供給部１２０がレール１２１上で水平方向に位置移動すると共に、ソース収集部１３０の駆動リンク１３２ａが駆動モーター１３２ｂによって、回動しながらトラップ１３１を矢印「Ａ」方向に押し出すと、線状ガイド１３３によって移動が案内されるトラップ１３１がソース供給部１２０と並んだ方向に移動しながらソース供給部１２０から排出される蒸着物質を吸入する。

具体的には、図７に示すように、ソース収集部１３０のトラップ１３１は、チャンバー１１０の上部面を形成する遮断膜１１２に設置された線状ガイド１３３によって、ソース供給部１２０と並んだ方向に移動するように設置され、トラップ１３１の一側と駆動モーター１３２ｂを連結する折り畳み式駆動リンク１３２ａは、駆動モーター１３２ｂの駆動方向に沿って回動しながら折り畳まれる。したがって、トラップ１３１は、駆動モーター１３２ｂの駆動方向に沿って、ソース供給部１２０の上側で線状ガイド１３３に沿って往復移動するので、駆動モーター１３２ｂを制御してトラップ１３１がソース供給部１２０の上側でソース供給部１２０と共に移動するようにすることができる。

また、前記トラップ１３１の他側には、内部に排出通路１３４ｂが形成された折り畳み式連結リンク１３４ａで構成された排出部１３４が設けられて、トラップ１３１の流入口１３１ａに吸入される蒸着物質をチャンバー１１０の外部に排出する。

前記のように、基板に蒸着が行われていない遮断区間（Ａ２）内では、ソース供給部１２０と共にソース収集部１３０のトラップ１３１が移動しながら、ソース供給部１２０から排出される蒸着物質を回収するので、チャンバー１１０の内部に不必要に蒸着物質が排出されることを防止することができる。また、チャンバー１１０を常圧に転換した後、チャンバー１１０の内部に累積した蒸着物質を除去し、再び真空に転換する維持・補修過程を最小化することができるので、装備の生産性を向上させることができる。

また、トラップ１３１がソース供給部１２０と共に移動しながら、ソース供給部１２０から排出される蒸着物質を回収するように構成することによって、ソース供給部１２０から排出される蒸着物質がチャンバー１１０の不必要な空間に拡散することを防止することができる。

一方、図６に示すように、ソース供給部１２０は、遮断区間（Ａ２）を通過した後、蒸着区間（Ａ１）を通過しながら開口部１１３にを向かって蒸着物質を供給して、開口部１１３の上側に配置された基板に蒸着物質が蒸着されるようにし、ソース収集部１３０は、開口部１１３に到達する前に遮断区間（Ａ２）の末端部で停止する。

一方、図面に示していないが、ソース供給部１２０が反対方向に移動する過程で遮断区間（Ａ２）に進入すると、ソース収集部１３０のトラップ１３１がソース供給部１２０と共に移動しながら、ソース供給部１２０から排出される蒸着物質を回収して、ソース供給部１２０が初期位置に移動する過程で蒸着物質がチャンバー１１０の内部に不必要に排出されることを防止する。

本発明の権利範囲は、前述した実施形態に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲内で様々な形態の実施形態で具現することができる。特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも変形可能な多様な範囲まで本発明の請求範囲の記載の範囲内にあるものとみなす。

１１０：チャンバー
１１１：内部空間
１１２：遮断膜
１１３：開口部
１２０：ソース供給部
１２１：レール
１３０：ソース収集部
１３１：トラップ
１３１ａ：吸入口
１３２：駆動部
１３２ａ：駆動リンク
１３２ｂ：駆動モーター
１３３：線状ガイド
１３４：排出部
１３４ａ：連結リンク
１３４ｂ：排出通路
Ａ１：蒸着区間
Ａ２：遮断区間

Claims (3)

1. 内部空間が形成され、上部面を形成する遮断膜の一領域に蒸着対象基板が配置される開口部が形成されたチャンバーと、
   前記チャンバーの内部空間内で移動しながら、前記遮断膜に向かって蒸着ソースを提供するソース供給部および、
   前記開口部の少なくとも一側で前記ソース供給部と前記遮断膜との間に配置されて、前記遮断膜に向かって噴射される蒸着ソースを収集するソース収集部を含み、
   前記ソース収集部は、前記ソース供給部と向かい合う面に流入口が形成され、前記ソース供給部の上側に配置されるトラップと、前記トラップを前記ソース供給部と並んだ方向に往復移動させる駆動部と、一端部は前記トラップの流入口と連結され、他端部は前記チャンバーの外部に連結されて、前記トラップに収集される蒸着ソースを排出する排出部を含み、
   前記駆動部は、一端部は前記チャンバーに回動可能に連結され、他端部は前記トラップに連結されて、前記トラップを前記ソース供給部と並んだ方向に往復移動させる駆動リンクと、前記駆動リンクに駆動力を提供する駆動モーターを含む薄膜蒸着装置。
2. 前記トラップは、前記チャンバーの内壁面に前記ソース供給部の移動方向と並んだ方向に設置される線状ガイドによって往復移動が案内されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜蒸着装置。
3. 前記排出部は、一端部は前記チャンバーに回動可能に連結され、他端部は前記トラップに連結される連結リンクと、前記連結リンクの内部に長さ方向に形成されて、前記トラップと前記チャンバーの外部空間を連結する排出通路を含む請求項１に記載の薄膜蒸着装置。

Images