KR100842183B1 - 증발원 스캐닝 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증발원 스캐닝장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 증발원 스캐닝장치는 적어도 1개 이상의 관절을 가지며, 상기 증발원이 선단부에 결합되는 암(arm)부; 및 상기 암부에 결합된 증발원을 선형이동시키는 구동부;를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면, 다관절암을 이용하여 증발원을 선형이동시키기 때문에 파티클의 발생을 최소화하면서 기판상에 균일한 박막을 형성할 수 있는 효과가 있다.
증발원. 스캐닝. 유기물. 증발원. 다관절암.

Description

증발원 스캐닝 장치{Vapordeposition source scaning appauatus}
도 1은 종래 증착장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 증발원 스캐닝장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 증발원 스캐닝 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 스캐닝장치의 사용상태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 3에 도시된 스캐닝 장치를 구비한 증착장치를 나타내는 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 의한 각기 다른 실시예를 나타낸 것이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
1: 증착장치 10: 챔버
20: 케이싱 21: 증발원
30: 스캐닝 장치 31: 구동부
32: 지지부 33: 제 1 암
34: 제 2 암 35: 제 1 연결부재
36: 제 2 연결부재 37: 제 1 감속부재
38: 제 2 감속부재 39: 제 3 감속부재
본 발명은 증발원 스캐닝장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다관절암을 이용하여 증발원을 선형이동시키는 증발원 스캐닝장치에 관한 것이다.
최근 정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광받고 있다. 이러한 평판표시소자로는 액정 표시소자(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 소자(Plasma Display Panel), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다.
그 중에서 유기발광소자는 빠른 응답속도, 기존의 액정표시소자보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초 박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.
유기발광소자는 기판상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(eletron transfer layer), 전자 주입층(eletron injection layer), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 제조된다.
도 1을 참조하여 위의 각 층을 형성하는 증착장치(100)를 설명하면, 진공챔 버(110)의 내부 상방에 기판(S)을 로딩하고, 그 하부에서 증발물질을 수용한 증발원(200)을 배치한다. 이 상태에서 상기 증발원(200)을 가열하여 증발물질을 증발시켜 상기 기판(S)상에 박막을 형성하는 것이다.
그러나 위와 같이 구성된 종래의 증착장치(100)는 기판의 면적이 커지면서 박막의 두께가 불균일하게 형성되는 문제점이 발생되었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 시도가 있어 왔으며, 대표적인 방법이 증발원을 기판의 하부에서 스캐닝하면서 증착을 수행하는 것이다.
도 2는 종래 증발원 스캐닝 장치(300)를 도시한 것으로서, 이를 설명하면, 기초부(340)와 미끄럼운동체(321)로 이루어지는 가이드체와, 이 미끄럼운동체(321)와 연결체(322)에 의해 연결되어 이 미끄럼운동체(321)를 미끄럼운동 이동시키는 이송나사(332) 및 이 이송나사(332)를 구동하는 서보모터(331)로 이루어진다. 또한 상기 연결체와 연결되는 장착부에는 증발원(200)이 장착되고, 상기 증발원(200)의 외주연에는 히터(210)가 감겨있다. 또한 이러한 스캐닝 장치는 모든 구성요소를 수용하는 케이싱(310)이 구비된다.
위와 같이 구성된 종래의 스캐닝 장치를 이용하여 증발원을 스캐닝하면서 증착을 수행한다.
그러나 이와 같이 구성된 종래의 스캐닝 장치는 그 구성이 너무 복잡할 뿐만 아니라 기초부를 따라 미끄럼 운동체가 이동하면서 필연적으로 마찰하게 되며, 이러한 마찰에 의해 파티클이 발생하는 문제점이 있다. 더욱이, 증발원을 구동하기 위한 배선으로 인한 아웃가싱(outgassing) 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다관절암을 이용하여 증발원을 선형이동시키는 증발원 스캐닝장치를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 증발원 스캐닝장치는 적어도 1개 이상의 관절을 가지며, 상기 증발원이 선단부에 결합되는 암(arm)부; 및 상기 암부에 결합된 증발원을 선형이동시키는 구동부;를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 증발원의 하중을 안정적으로 지탱하기 위하여 상기 암부를 적어도 2세트 이상 구비하여 이들을 평행하게 설치할 수도 있다.
특히, 상기 암부 및 구동부는 상기 증발원을 사이에 두고 서로 마주보도록 각각 한 쌍이 구비될 수 있고, 이 때, 상기 증발원은 상기 한 쌍의 암부의 선단에 각각 결합된다.
또한 상기 증발원은 선형 증발원(linear source) 또는 점증발원(point source)일 수 있으며, 상기 암부의 선단에 상기 증발원이 적어도 1개 이상 장착되는 것이 바람직하다.
또한 상기 구동부는 상기 증발원을 선형이동 뿐만 아니라 왕복운동하도록 구 동하는 것이 바람직하다.
또한 암부의 구동에 의한 파티클 발생을 최소화하기 위하여 상기 관절의 외주면에는 실링부가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 스캐닝장치의 배관 및 배선은 상기 암부 내부에 배설되도록 구성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 유기 증발원 스캐닝 장치의 제 1 실시예(30)는 구동부(31)와 암부로 구성된다.
상기 구동부(31)는 챔버의 하부에 수직설치되는 지지부(32)에 내장된다.
상기 암부는 상기 지지부(32)의 상부에 가로방향으로 설치된 제 1 암(33)과, 상기 제 1 암(33)의 일단에 중첩되게 가로방향으로 설치된 제 2 암(34)으로 구성된다. 상기 제 2 암(34)의 선단 상부에는 증발원이 결합되는 증발원 장착부(34a)가 구비된다.
또한 상기 제 2 암(34)의 선단에 결합된 증발원을 선형이동시키도록 다수의 연결부재와 감속부재들이 구비된다.
이를 구체적으로 설명하면, 상기 구동부(31)의 구동력을 제 1 암(33) 및 제 2 암(34)에 전달하도록 이들에 각각 내장되는 제 1 연결부재(35)와 제 2 연결부재(36)가 구비되는데, 상기 제 1 연결부재(35)의 양단은 각각 제 1 감속부재(37)와 제 2 감속부재(38b)에 연결되고, 상기 제 2 연결부재(36)의 양단부는 각각 제 2 감속부재(38a)와 제 3 감속부재(39)에 연결된다.
또한 상기 제 1 감속부재(37)는 상기 구동부(31)의 회전축에 연결되며, 상기 제 2 감속부재(38)는 제 1 암(33) 및 제 2 암(34)의 중첩된 부분에 설치되며, 상기 제 3 감속부재(39)는 증발원 장착부(34a)에 연결된다.
여기서 구동부(31)의 회전력에 의해 증발원이 곡선 운동이 아닌 선형운동을 하도록 제 1, 제 2 및 제 3 감속부재의 감속비를 적절히 구성할 수 있는 것은 당연하다. 일 예로, 상기 제 1 감속부재(37), 제 2 감속부재(38) 및 제 3 감속부재(39)는 동일한 감속비를 갖도록 구성된다.
여기서 제 1 및 제 2 연결부재(33,34)는 체인, 벨트 및 기어 중 선택된 어느 하나에 의해 이루어지도록 하며, 벨트에 의해 구동력이 전달되는 것이 바람직하다. 이는 감속부재와 연결부재들 간의 마찰에 의한 파티클 발생을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 기계적 응답속도가 빠르고 작동 오차가 작기 때문이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하여 본 실시예의 작동상태를 설명한다.
도 4a와 같이, 제 2 암(34)의 선단부에 위치하는 증발원 장착부에 증발원(21)을 장착한다. 특히, 다수개의 점 증발원(21)이 케이싱(20) 내에 장착되어 있음을 알 수 있다.
이 상태에서 상기 구동부(31)에 의해 구동력을 인가하면, 연결부재들 및 감속부재들에 의해 상기 증발원(21)을 선형이동하게 된다.
이와 같이 구동하게 되면, 도 4b와 같이, 케이싱(20), 제 1 암(33) 및 제 2 암(34)이 완전히 중첩되게 선형이동을 하게 되며, 더 나아가 도 4c에 도시된 바와 같이, 케이싱(20) 및 증발원(21)을 반대측으로 선형이동하게 되는 것이다.
도 5를 참조하여 본 실시예를 구비한 증착장치(1)를 설명하면, 챔버(10)의 내부에 기판(S)을 로딩하고, 상기 기판(S)의 하부에는 다수개의 점증발원(21)이 장착된 케이싱(20)이 증발원 장착부에 장착된다. 이 상태에서 상기 케이싱(20) 및 다수개의 증발원(21)을 선형이동(도면상 좌측에서 우측으로)하면서, 증발물질을 기판(S)에 증착하게 되는 것이다. 이와 같이 다관절암을 이용하여 증발원을 선형이동시키기 때문에 선형이동에 따른 구성요소들간의 마찰범위를 최소화할 수 있고, 그에 따라 파티클이 발생되는 것도 역시 최소화할 수 있는 것이다. 더욱이, 제 1 암과 제 2 암의 접촉부분, 제 2 암의 선단부와 증발원 장착부에서 미미한 범위내에서 마찰이 일어나기 때문에, 이 부분을 밀봉처리 하기 위하여 실링부를 구비한다.
또한 증발원을 구동하기 위한 배선으로 인한 아웃가싱(outgassing) 문제가 없도록 암부 내부에 배관 및 배선을 포함하도록 구성한다.
이와 같이 본 발명에 의한 증발원 스캐닝장치는 다관절암을 이용하여 다양한 변형을 할 수 있다. 이러한 다양한 변형예를 도 6 내지 도 9에 도시하였다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 제 2 실시예(40)를 도시한 것으로서, 하나의 구동부(41)에, 제 1 암 및 제 2 암으로 구성된 암부가 2세트(42a, 42b) 구비된 것을 알 수 있다. 이 상태에서 상기 구동부(41)를 중심으로 상기 증발원을 좌측에 서 우측으로 선형이동하는 것이다.
다음으로 도 7을 참조하면, 상기 암부(52a, 52b) 및 구동부(51a,51b)가 각각 2세트 마련되는데, 특히, 한 쌍의 암부(52a, 52b) 및 구동부(51a,51b)는 상기 증발원(21)을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치된다. 이 상태에서 상기 한 쌍의 암부(52a, 52b) 선단에 상기 증발원(21)이 각각 결합되는 것이다. 이와 같이 구성되어, 상기 한 쌍의 구동부(51a,51b) 사이에서 상기 증발원(21)을 선형이동시키는 것이다. 물론, 상기 한 쌍의 암부(52a, 52b)는 각각 제 1 암 및 제 2 암으로 구성되는 것은 앞선 실시예들과 동일하다.
도 8을 참조하면, 본 실시예(60)는 상기 증발원(21)을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되는 두 쌍의 구동부(61a, 61b, 61c, 61d) 및 두 쌍의 암부(62a, 62b, 62c, 62d)로 구성된다. 이와 같이 구성되어, 상기 두 쌍의 구동부(61a, 61b, 61c, 61d) 사이에서 상기 증발원(21)을 선형이동시키는 것이다. 물론, 상기 두 쌍의 엄부(62a, 62b, 62c, 62d)는 각각 제 1 암 및 제 2 암으로 구성되는 것은 앞선 실시예들과 동일하다.
도 9를 참조하면, 본 실시예(70)는 상기 증발원(21)을 사이에 두고, 한 쌍의 구동부(71a, 71b)를 서로 마주보도록 배치한다. 특히, 한 쌍의 구동부(71a, 71b)에는 각각 암부(72a, 72b)가 구성되되, 상기 암부(72a, 72b)는 각각 8개의 링크가 서로 연결되어 상기 증발원을 선형이동시키는 것이다.
본 발명에 따르면, 다관절암을 이용하여 증발원을 선형이동시키기 때문에 파티클의 발생을 최소화하면서 기판상에 균일한 박막을 형성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 증발원을 스캐닝하는 장치에 있어서,
    적어도 1개 이상의 관절을 가지며, 상기 증발원이 선단부에 결합되는 암(arm)부; 및
    상기 암부에 결합된 증발원을 선형이동시키는 구동부;를 포함하며,
    상기 관절의 외주면에는 실링부가 구비되는 것을 특징으로 하는 증발원 스캐닝장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 암부는 적어도 2세트 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 증발원 스캐닝장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 암부 및 구동부는 상기 증발원을 사이에 두고 서로 마주보도록 각각 한 쌍이 구비되며, 상기 증발원은 상기 한 쌍의 암부의 선단에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 증발원 스캐닝장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발원은 선형 증발원(linear source) 또는 점증발원(point source)인 것을 특징으로 하는 증발원 스캐닝장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 암부의 선단에는 상기 증발원이 적어도 1개 이상 장착되는 것을 특징으로 하는 증발원 스캐닝장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 증발원을 선형 왕복운동하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 증발원 스캐닝장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캐닝장치의 배관 및 배선은 상기 암부 내부에 배설되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 증발원 스캐닝장치.
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