KR100600357B1

KR100600357B1 - 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치 및 이를 구비한증착시스템

Info

Publication number: KR100600357B1
Application number: KR1020050000957A
Authority: KR
Inventors: 정성화; 강유진
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2006-07-18
Also published as: KR20060080475A

Abstract

본 발명은 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치 및 이를 구비한 증착시스템에 관한 것으로서, 증착시스템의 진공챔버에 설치된 구동축에 결합하는 결합부와, 연결부를 통해서 상기 결합부에 연결되고 상기 진공챔버에서 유기기상물질을 분사하는 증착원을 지지하는 지지판을 갖고, 상기 연결부에는 관통창이 형성되어 있는 지지체; 상기 구동축을 둘러싸고 상기 지지체가 상기 구동축을 따라서 상하방향으로 이동가능하도록 일측면이 개방되어 있는 빔; 및 상기 관통창을 관통하는 차단판으로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 유기기상물질이 진공챔버 내에서 비산하여 구동체에 부착되는 것을 방지하여 증착원이 원활하게 상하방향으로 이동하도록 한다.

빔, 차단판, 지지체, 관형체, 결합부

Description

증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치 및 이를 구비한 증착시스템{APPARATUS FOR SEALING THE DRIVING SHAFT FOR THE EFFUSION CELL IN THE DEPOSITION SYSTEM AND DEPOSITION SYSTEM HAVING IT}

도 1은 본 발명에 따른 밀폐장치가 구동축 주위에 설치된 상태를 도시한 분해 사시도;

도 2는 본 발명에 따른 밀폐장치의 결합 사시도;

도 3은 본 발명에 따른 밀폐장치가 진공챔버에 설치되어 있는 증착시스템의 도면;

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀폐장치가 구동축 주위에 설치된 상태를 도시한 분해 사시도;

도 5a는 증착원이 버퍼영역에 위치한 상태에서 도 4에 도시한 밀폐장치의 작동상태를 나타낸 사시도;

도 5b는 증착원이 성막영역에 위치한 상태에서 도 4에 도시한 밀폐장치의 작동상태를 나타낸 사시도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 진공챔버

20 : 증착원

30 : 기판

40 : 마스크

50 : 척

110 : 빔

120, 220 : 지지판

130 : 차단판

230a, 230b : 관형체

본 발명은 증착시스템에서 유기기상물질을 분사하는 증착원을 지지하는 지지판을 상하방향으로 이동시키는 구동축을 밀폐시키는 장치 및 이를 구비한 증착시스템에 관한 것이고, 더 상세하게 증착원으로부터 분사되면서 진공챔버 내에서 비산하는 유기기상물질이 구동축에 부착됨으로써 증착원의 이동성능이 저하하는 것을 방지할 수 있는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치 및 이를 구비한 증착시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 평판 디스플레이 중의 하나인 전계발광 디스플레이 장치는 발광층으로 사용하는 물질에 따라서 무기전계발광 디스플레이 장치와, 유기전계발광 디 스플레이 장치로 구분되고, 유기전계발광 디스플레이 장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량의 박형이면서 시야각이 넓을 뿐만 아니라 응답속도 또한 빠르다는 장점을 구비하고 있기 때문에 각광을 받고 있다.

이러한 유기전계발광 디스플레이 장치의 유기전계 발광소자는 기판 상에 적층식으로 형성되는 양극, 유기물층 및 음극으로 구성된다. 상기 유기물층은 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛을 방출하는 유기 발광층의 유기물층을 포함하고, 또한 정공과 전자를 유기 발광층으로 원활하게 수송하여 발광효율을 향상시키기 위하여 상기 음극과 유기 발광층 사이에 전자 주입층과 전자 수송층의 유기물층을 개재시키면서 양극과 유기 발광층 사이에 정공 주입층과 전자 수송층의 유기물층을 개재시킨다.

상술된 구조로 이루어진 유기전계 발광소자는 일반적으로, 진공증착법, 이온 플레이팅법 및 스퍼터링법 등과 같은 물리기상 증착법 또는 가스 반응에 의한 화학기상 증착법으로 제작된다. 특히, 유기전계 발광소자의 유기물층을 형성하기 위해서는 진공챔버 내에서 유기물질을 증발시켜 형성된 유기기상물질을 증착원에서 분사하여 기판에 증착시키는 진공증착법이 널리 사용된다.

최근에 디스플레이의 대형화에 부응하여 기판의 크기가 대형화되고 있으며, 이러한 대형 기판에 유기물층을 증착하기 위하여 증착원이 진공챔버 내에서 수직 상하방향으로 이동하면서 유기기상물질을 분사하는 증착시스템이 개발되었다.

이러한 증착시스템에는 증착원을 상하방향으로 이동시키는 구동축이 제공되어 있고, 상기 구동축은 구동수단에 의해서 축회전하게 된다. 구동축의 축회전에 의해서 증착원은 수직 상하방향으로 이동하는 동안 유기물질을 증발시킴으로써 형성되는 유기기상물질을 분사하게 된다.

상기 구동축은 진공챔버 내에서 노출된 상태로 유지된다. 그리고, 증착원으로부터 분사되는 유기기상물질은 진공챔버 내에서 비산하게 된다. 이때, 비산하는 유기기상물질 중 일부가 구동축에 부착되어 이물질로 작용함으로써 증착원의 상하방향 이동이 원활하게 수행되지 못하는 문제점이 발생되었다.

따라서, 진공챔버 내에 존재하는 유기기상물질의 비산물이 구동축에 부착되는 것을 방지하기 위한 방안이 요구되었다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기판의 대형화에 대응하기 위한 수직 이동형 유기물 증착장치에 있어서 증착원으로부터 분사되는 유기기상물질이 진공챔버 내에서 비산하여 증착원을 상하방향으로 이동시키는 구동축에 부착되는 것을 방지할 수 있는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치 및 이를 구비한 증착시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치는 증착시스템의 진공챔버에 설치된 구동축에 결합하는 결합부와, 연결부를 통해서 상기 결합부에 연결되고 상기 진공챔버에서 유기기상물질 을 분사하는 증착원을 지지하는 지지판을 갖고, 상기 연결부에는 관통창이 형성되어 있는 지지체; 상기 구동축을 둘러싸고 상기 지지체가 상기 구동축을 따라서 상하방향으로 이동가능하도록 일측면이 개방되어 있는 빔; 및 상기 관통창을 관통하는 차단판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치는 증착시스템의 진공챔버에 설치된 구동축에 결합하는 결합부와, 상기 결합부에 연결되고 상기 진공챔버에서 유기기상물질을 분사하는 증착원을 지지하는 지지판을 갖는 지지체; 상기 결합부의 상부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제1관형체; 및 상기 결합부의 하부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제2관형체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 증착시스템은 진공챔버; 상기 진공챔버의 일측에 설치되는 기판과 마스크를 정렬된 상태로 지지하는 척을 갖는 스테이지; 상기 진공챔버의 타측에 설치되는 구동축; 상기 구동축에 결합하는 결합부 및 연결부를 통해서 상기 결합부에 연결된 지지판을 갖고, 상기 연결부에는 관통창이 형성되어 있는 지지체; 상기 지지체의 지지판 상에 안착되어 상기 기판을 향해서 유기기상물질을 분사하는 증착원; 상기 구동축을 둘러싸고 상기 지지체가 상기 구동축을 따라서 상하방향으로 이동가능하도록 일측면이 개방되어 있는 빔; 및 상기 지지체의 관통창을 관통하는 차단판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 증착시스템은 진공챔버; 상기 진공챔버의 일측에 설치되는 기판과 마스크를 정렬된 상태로 지지하는 척을 갖는 스테이지; 상기 진공챔버의 타측에 설치되는 구동축; 상기 구동축에 결합하는 결합부 및 상기 결합부에 연결된 지지판을 갖는 지지체; 상기 지지체의 지지판 상에 안착되어 상기 기판을 향해서 유기기상물질을 분사하는 증착원; 상기 결합부의 상부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제1관형체; 및 상기 결합부의 하부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제2관형체로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 증착시스템 및 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치를 설명한다. 그리고, 용어 '유기물질'은 기판에 유기물층을 형성하기 위하여 도가니에 액체상태 또는 고체상태로 저장되어 있는 물질을 의미하고, 용어 '유기기상물질'은 도가니를 가열할 때 유기물질이 증발함으로써 형성되는 기체상태의 물질을 의미한다. 이와 같이, 본 발명을 설명함에 있어서 사용되는 특정용어는 설명의 편리성을 위하여 정의된 것이므로 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있고 또한 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니될 것이다.

먼저, 유기전계 발광소자의 유기물층을 형성하기 위한 진공증착법은 진공챔버를 포함하는 진공증착 시스템에서 수행된다. 상기 진공챔버의 일측에는 유기물층을 형성하고자 하는 기판과 마스크를 정렬상태로 지지하는 척을 갖는 스테이지가 제공된다. 또한, 상기 진공챔버의 타측에는 상기 기판을 향해서 유기기상물질을 분사하는 증착원이 제공된다. 상기 증착원은 진공챔버에서 거의 직립상태로 설치된 구동축을 따라서 수직 상하방향으로 이동가능하다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치는 구동축(12)을 둘러싸는 빔(110)을 갖는다. 빔(110)에는 하기에 설명하는 지지체의 결합부와 연결부가 수용될 수 있는 내부공간이 형성된다. 빔(110)의 일측면에는 하기에 설명하는 지지체(120)가 상하방향으로 이동할 수 있도록 개방되어 있고, 이에 의해서 개방단부가 형성된다.

지지체(120)는 구동축(12)에 결합하는 결합부(126)와, 증착원(20)이 장착되는 지지판(122)과, 결합부(126)와 지지판(122)을 연결하고 소정 크기의 관통창(124a)이 형성되어 있는 연결부(124)를 갖는다. 연결부(124)의 관통창(124a)에는 판상 구조의 차단판(130; 도면의 간략화를 위해서 점선으로 표시됨)이 관통되어 제공된다. 결합부(126)에는 구동축(12)이 관통하는 구멍(126a)이 형성되고, 바람직하게 구멍(126a)은 구동축(12)에 기어결합방식으로 체결되어 구동축(12)이 구동수단(미도시)에 의해서 회전하면, 결합부(126)는 구동축(12)을 따라서 상하방향으로 이동하게 된다.

구동축(12)이 위치하는 빔(110)의 내부공간에는 지지체(120)의 결합부(126)와 연결부(124)가 이동가능하게 수용된다. 빔(110)의 내부공간을 한정하는 내측면에는 외측으로 연장하는 홈이 상기 개방단부에 인접하여 상하방향으로 형성된다. 지지체(120)의 연결부(124)에는 상기 홈에 대응하는 외향돌기가 제공된다. 이때, 관통창(124a)은 상기 외향돌기가 형성된 부위에 제공된다. 그리고, 지지체(120)에 있어서, 외향돌기와 지지판(122) 사이에는 요홈이 형성되고, 빔(110)의 개방단부는 상기 요홈에 삽입되는 날개부로서 작용한다.

따라서, 구동축(12)이 결합부(126)의 구멍(126a)에 삽입되고, 빔(110)의 날개부가 지지체(120)의 요홈에 삽입되고, 연결부(124)의 외향돌기는 빔(110)의 홈에 삽입됨으로써 지지체(120)의 결합부(126)와 연결부(124)는 빔(110)의 내부공간에 위치하게 된다. 이때, 차단판(130)이 연결부(124)의 관통창(124a)에 삽입됨으로써 구동축(12)은 외부로부터 밀폐된다. 그리고, 지지체(120)의 지지판(122)은 빔(110)의 외부에 노출된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구동축 밀폐장치가 설치되어 있는 증착시스템에 있어서, 진공챔버(10)의 일측에는 기판(30)과 마스크(40)를 정렬된 상태로 지지하는 척(50)이 제공된다. 진공챔버(10)의 타측에는 구동축(12)이 빔(110)의 내부공간에 제공되고, 이러한 상태에서 차단판(130)에 의하여 밀폐된 상태로 유지된다. 빔(110)의 개방단부를 통해서 노출되어 있는 지지체(120)의 지지판(122) 상에는 증착원(20)이 안착된다.

구동수단(미도시)의 작동에 의해서 구동축(12)이 축회전하게 되며, 이와 연동하여 지지체(120)의 지지판(122)은 빔(110)의 개방단부를 따라서 수직 상하방향으로 이동한다. 그리고, 진공챔버(10)에서 증착원으로부터 기판(30)을 향해서 분사되는 유기기상물질이 비산되어도, 차단판(130)과 빔(110)에 의해서 비산되는 유기기상물질이 구동축(12)에 부착하는 것을 효과적으로 방지하게 된다.

한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치는 구동축(12)에 결합하는 결합부(226)와, 결합부(226)에 연결되고 증착원이 안착되는 지지판(222)을 갖는 지지체(220)를 포함한다. 결합부 (226)를 중심으로 하여 그의 상부에 위치하는 구동축(12)은 제1관형체(230a)에 의해서 둘러싸이고, 그의 하부에 위치하는 구동축(12)은 제2관형체(230a)에 의해서 둘러싸인다.

바람직하게, 제1관형체(230a)의 하부는 결합부(226)의 상부면에 고정되고, 제2관형체(230b)의 상부는 결합부(226)의 하부면에 고정된다. 또한, 제1관형체(230a)의 상부는 진공챔버(10)의 상부면에 고정되고 제2관형체(230b)의 하부는 진공챔버(10)의 하부면에 고정된다. 따라서, 구동축(12)은 제1관형체 및 제2관형체(230a, 230b)와, 지지체(220)의 결합부(226)에 밀폐된 상태로 유지된다.

제1관형체와 제2관형체(230a, 230b)는 구동수단(미도시)에 의해서 구동축(12)이 회전함에 따라 결합부(226)가 상하방향으로 이동하는 동안에는 구동축(12)을 효과적으로 외부로부터 밀폐시키기 위하여 길이신축가능한 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1관형체는 제2관형체(230a, 230b)는 주름관 형상의 외형을 갖는 것이 바람직하다.

도 8a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동축 밀폐장치가 설치되어 있는 증착시스템에 있어서, 진공챔버(10)의 일측에는 기판(30)과 마스크(40)를 정렬된 상태로 지지하는 척(50)이 제공된다. 진공챔버(10)의 타측에는 구동축(12)이 제공되고, 구동축(12)에는 결합부(226)를 통해서 수직 상하방향으로 이동가능하게 지지체(220)가 결합된다. 지지체(220)는 유기물질이 저장되어 있는 증착원이 안착되는 지지판(222)을 갖는다. 지지체(220)의 결합부(226)를 중심으로 하여 그의 상부에 위치하는 구동축(12)에는 제1관형체(230a)가 제공되는 반면에 그의 하부 에 위치하는 구동축(12)에는 제2관형체(230b)가 제공된다.

증착원(20)이 진공챔버(10)의 버퍼영역(A)에 위치하도록 지지체(220)가 구동축(12)의 하부에 제공된 상태에서, 제1관형체(230a)는 최대 길이로 신장되어 있는 반면에 제2관형체(230b)는 최소 길이로 축소된다. 이 위치에서 증착원(20)은 유기물질을 증발시켜 유기기상물질을 형성하도록 예열되고 또한 이러한 유기기상물질의 증착율이 목표치에 도달할 때까지 대기한다.

도 8b에 도시된 바와 같이, 증착원(20)으로부터 분사되는 유기기상물질의 증착율이 목표치에 도달하면, 구동수단(미도시)의 작동에 의하여 구동축(12)이 축회전하여 지지체(220)는 이동한다. 결과적으로, 지지체(220)의 지지판(222) 상에 안착되어 있는 증착원(20)은 진공챔버(10)의 성막영역(B)에 위치한다. 이때, 증착원(20)으로부터 유기기상물질이 분사되어 진공챔버(10) 내의 기판(30)에 유기물층을 형성한다.

한편, 증착원(20)이 진공챔버(10)의 성막영역(B)에 위치하도록 지지체(220)를 이동시킨 상태에서, 제1관형체(230a)는 약간 축소되고 또한 제2관형체(230b)는 약간 신장된다.

따라서, 관형체(230a, 230b)는 지지체(220)의 이동방향에 연동하여 길이신축하므로, 관형체(230a, 230b) 및 결합부(226)에 의해서 구동체(12)는 외부로부터 밀폐되어, 지지체(220)의 지지판(222) 상에 안착되어 있는 증착원(20)으로부터 분사되는 유기기상물질이 진공챔버(10) 내에서 비산하여도, 구동체(12)에 비산하는 유기기상물질이 접촉하는 것을 효과적으로 차단한다.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

본 발명에 따르면, 유기기상물질을 분사하는 증착원을 상하방향으로 이동시키는 구동체를 진공챔버 내에 밀폐된 상태로 유지하므로, 분사되는 유기기상물질이 진공챔버 내에서 비산하여 구동체에 부착되는 것을 방지하여 증착원이 원활하게 상하방향으로 이동하도록 한다.

Claims

증착시스템의 진공챔버에 설치된 구동축에 결합하는 결합부와, 연결부를 통해서 상기 결합부에 연결되고 상기 진공챔버에서 유기기상물질을 분사하는 증착원을 지지하는 지지판을 갖고, 상기 연결부에는 관통창이 형성되어 있는 지지체;

상기 구동축을 둘러싸고 상기 지지체가 상기 구동축을 따라서 상하방향으로 이동가능하도록 일측면이 개방되어 있는 빔; 및

상기 관통창을 관통하는 차단판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
제1항에 있어서,

상기 지지체의 연결부의 양측 에지에는 요홈이 형성되고, 상기 빔의 개방단부에는 상기 연결부의 요홈에 대응하는 날개부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
제2항에 있어서,

상기 연결부의 요홈과 상기 결합부의 사이에는 외향으로 연장하는 돌기가 형성되어 있고, 상기 빔의 내측면에는 상기 돌기에 대응하는 홈이 형성되어 있는 것 을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
제3항에 있어서,

상기 관통창은 상기 돌기가 형성되어 있는 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
증착시스템의 진공챔버에 설치된 구동축에 결합하는 결합부와, 상기 결합부에 연결되고 상기 진공챔버에서 유기기상물질을 분사하는 증착원을 지지하는 지지판을 갖는 지지체;

상기 결합부의 상부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제1관형체; 및

상기 결합부의 하부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제2관형체로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
제5항에 있어서,

상기 제1관형체의 하부는 상기 결합부의 상부면에 고정되고 상기 제2관형체의 상부는 상기 결합부의 하부면에 고정되는 것을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 제1관형체와 상기 제2관형체는 길이신축이 가능한 것을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
제7항에 있어서,

상기 제1관형체와 제2관형체는 주름관의 외형을 갖는 것을 특징으로 하는 증착시스템용 증착원의 구동축 밀폐장치.
진공챔버;

상기 진공챔버의 일측에 설치되는 기판과 마스크를 정렬된 상태로 지지하는 척을 갖는 스테이지;

상기 진공챔버의 타측에 설치되는 구동축;

상기 구동축에 결합하는 결합부 및 연결부를 통해서 상기 결합부에 연결된 지지판을 갖고, 상기 연결부에는 관통창이 형성되어 있는 지지체;

상기 지지체의 지지판 상에 안착되어 상기 기판을 향해서 유기기상물질을 분사하는 증착원;

상기 구동축을 둘러싸고 상기 지지체가 상기 구동축을 따라서 상하방향으로 이동가능하도록 일측면이 개방되어 있는 빔; 및

상기 지지체의 관통창을 관통하는 차단판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착시스템.
제9항에 있어서,

상기 지지체의 연결부의 양측 에지에는 요홈이 형성되고, 상기 빔의 개방단부에는 상기 연결부의 요홈에 대응하는 날개부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증착시스템.
제10항에 있어서,

상기 연결부의 요홈과 상기 결합부의 사이에는 외향으로 연장하는 돌기가 형성되어 있고, 상기 빔의 내측면에는 상기 돌기에 대응하는 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 증착시스템.
진공챔버;

상기 진공챔버의 일측에 설치되는 기판과 마스크를 정렬된 상태로 지지하는 척을 갖는 스테이지;

상기 진공챔버의 타측에 설치되는 구동축;

상기 구동축에 결합하는 결합부 및 상기 결합부에 연결된 지지판을 갖는 지지체;

상기 지지체의 지지판 상에 안착되어 상기 기판을 향해서 유기기상물질을 분사하는 증착원;

상기 결합부의 상부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제1관형체; 및

상기 결합부의 하부에 위치하는 구동축을 둘러싸는 제2관형체로 이루어진 것을 특징으로 하는 증착시스템.
제12항에 있어서,

상기 제1관형체의 하부는 상기 결합부의 상부면에 고정되고 상기 제2관형체의 상부는 상기 결합부의 하부면에 고정되는 것을 특징으로 하는 증착시스템.
제12항 또는 제13항에 있어서,

상기 제1관형체와 상기 제2관형체는 길이신축이 가능한 것을 특징으로 하는 증착시스템.
제14항에 있어서,

상기 제1관형체와 제2관형체는 주름관의 외형을 갖는 것을 특징으로 하는 증착시스템.