KR101200593B1 - 유기소자 양산용 증착용 기판 이송용 롤러장치 - Google Patents

유기소자 양산용 증착용 기판 이송용 롤러장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 고 진공챔버 내에서 기판을 이송할 때, 회전용 롤러 장치는 롤러봉에 일정간격으로 다수개의 회전바퀴들이 부착되어 있고, 롤러봉의 한쪽 끝에는 원형자석이 부착되어 있고, 회전봉에는 다수개의 원형자석이 일정간격으로 부착되어 있고, 회전봉의 한쪽 끝에 밸트를 사이에 두고 모터와 연결되어, 회전봉에 부착된 자석의 회전으로 인한 자력이 롤러봉에 부착된 원형자석에 전달되어, 비접촉식으로 동력을 전달하므로, 회전장치에 의한 마찰로 인하여 파티클이 발생하는 영향이 없으므로, 기판에 파티클에 의한 손상을 주지 않으며, 자력에 의한 회전을 유도하므로 기판을 매우 부드럽게 챔버 사이를 이송하게 되는 효과가 있고, 챔버 사이를 기판이 이송할 시, 기판이 정지하여 기다리는 시간의 지연을 방지하여 유기소자의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
유기소자, 롤러, 고진공 챔버, 기판이송

Description

유기소자 양산용 증착용 기판 이송용 롤러장치{Roller system for substrate moving in OLED manufacturing}
도1은 진공챔버내 기판이송용 롤러장치의 작동원리를 나타내는 개념도.
도2는 다른 방향에서 바라본 진공챔버내 기판이송용 롤러장치의 작동원리를 나타내는 개념도.
도3은 두 개 이상의 고진공 챔버들이 사이에 게이트 밸브(gate valve)를 두고 연결된 상태를 나타내는 개념도.
도4는 두개의 고진공 챔버들이 게이틀 밸브를 사용하지 않고 연결되어 기판이송이 가능한 상태를 나타내는 개념도.
<도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명>
10: 진공 용기(1) 11: 유리기판
12: 롤러봉 13: 회전봉
14: 원형자석(1) 15: 밸트
16: 모터 17: 회전바퀴
20: 원형자석(2)
31: 진공용기(2) 32:진공용기(3)
33: 게이트밸브(gate valve)
40: Differential Pump 41: Differential pumping 영역
42: Main pump(1) 43:Main pump(2)
유기발광소자(OLED ; Organic Light Emitted Diode)는 투명전극이 도포된 유리기판 상에 여러 층의 유기박막을 형성한 후, 금속전극을 형성하여 전기를 통하면, 유기박막에서 발광현상을 가지는 차세대 디스플레이 소자로서, LCD 이후를 대체할 전망을 가지고 있다. 특히 유기박막은 고진공 챔버 내에서, 유기물이 담긴 도가니를 가열하여, 증발되는 유기물 기체가 유리기판에 박막의 형태로서 형성하게 된다. 이때, 기판의 크기가 더욱 커질 경우, 기판의 이송을 용이하게 하여야 하며, 이송장치에 의한 파티클의 발생을 억제하여야 한다.
20인치 크기의 기판을 이송할 경우, 진공로봇으로 기판을 이송하는데, 여러 공정 챔버간의 기판이송이 용이하나, 대면적(예, 40인치이상)의 기판을 이송할 경우, 진공로봇의 팔이 더욱 커져야 하므로, 로봇의 팔의 하중 때문에 로봇의 팔이 처지므로 기판이 이송이 용이하지 않기도 하며, 진공로봇의 작동속도가 느려 유기소자의 생산성이 저하되기도 한다.
또 다른 경우로서, 진공 챔버 내에 레일을 구성하여 레일위를 셔틀이 다니도록 하고, 셔틀 위에는 기판을 놓아 기판의 이송을 실현하는데 이때, 셔틀과 레일 사이에 마찰에 의한 파티클의 발생으로 인하여 기판에 손상을 주게 되기도 한다. 또한, 서로 다른 공정을 수행하는 다수 개의 진공 챔버들 사이를 기판이 이송하게 할 경우, 레일의 작동 속도가 서로 동기화가 되지 않으면, 셔틀이 멈추게 되는 경우가 빈번이 발생한다.
고 진공챔버 내에서 기판을 이송할 때, 레일장치나 회전장치에 의한 마찰로 인하여 파티클이 발생하지 않도록 하여, 기판에 파티클에 의한 손상을 주지 않으며, 챔버 사이를 기판이 이송할 시, 게이트 밸브를 작동하므로, 기판이 정지하여 기다리는 시간의 지연을 방지하여 유기소자의 생산성을 저하시키는 기술적 과제를 해결하여야 한다.
도1에서는 진공용기(10)내에 설치된 롤러장치로서 롤러장치의 상부에 기판(11)이 놓여 기판과 회전바퀴(17)사이의 마찰력에 의해, 기판이 왼쪽에서 오른쪽으로 선형 이송되는 개념이 도시되었다. 도2에서와 같이 다수개의 회전바퀴들은 일정간격으로 롤러봉(12)에 부착되어 있고, 롤러봉의 한쪽 끝에는 원형자석2(20) (실제로는 원통형이다.)가 부착되어 있다. 즉, 이 원형자석이 회전하게 되면 롤러봉이 회전(자전)을 하게 되고, 롤러봉에 부착된 회전바퀴들이 회전을 하게 되어 기판을 이송하게 되는 것이다. 이와 같이 롤러봉에 부착된 원형자석에 자력을 전달하기 위하여 또 다른 원형자석1(14)들이 일정간격으로 회전봉(13)에 부착되어 있으며, 이 회전봉의 한쪽 끝에는 밸트(15)가 모터(16)로 연결되어 있어, 전기를 모터에 공급하면, 밸트를 이용하여 동력이 회전봉에 전달되고, 회전봉이 회전운동을 하게 되면, 회전봉에 부착된 원형자석들이 회전을 하면서, 자력을 롤러봉에 부착된 원형자석에 전달하게 되는 것이다. 이러한 방법으로 두 개의 원형자석을 이용하여 자력구동을 유도하므로, 비접촉식 구동이 가능하여 마찰에 의한 진공 내에서의 파티클 발생을 방지할 뿐만 아니라 부드러운 기판의 이송이 가능하게 되는 것이다.
상기의 발명에 있어서, 모든 구성품은 outgasing이 전혀 발생하지 않는 고진공용으로 제작이 되어야 한다. 즉, 회전봉과 롤러봉은 SUS304인 스테인레스 스틸로 구성하고, 회전바퀴는 PEEK 라는 재질을 사용하고, 밸트는 진공에서 사용하는 오링으로 구성하고, 전동모터는 진공챔버의 외부에 부착하되, 회전축이 진공챔버내부로 인입하게 하여 모터로부터 발생하는 파티클의 영향이 없도록 하여야 한다. 또한, 원형자석은 외부는 SUS로 감싸고, 내부의 자석의 형태는 나선형의 구조가 되어 자력이 효과적으로 전달되도록 하여야 한다.
도3에 도시한 것과 같이 상기의 롤러장치에 의해 2개 이상의 진공 챔버(31, 32)들 사이를 기판이 이송이 가능하도록 하기 위한 방법으로 챔버들 사이는 게이트 밸브(33)가 있어 기판이 이송 시 게이트 밸브를 여닫게 된다. 하지만, 게이트 밸브를 여닫는 동작 때문에 기판이 정지하여 기다리게 하는 시간의 지연이 발생하여 유기소자의 생산성이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로서, 도4에 도시한 것과 같이 두 챔버들 연결부위에 연통되도록 하는 디프렌셜 펌핑(Differential pumping) 영역(41)을 형성하고, 이 영역하부에 Differential pump(40)를 설치하여 펌핑하면 두 챔버 사이의 진공도에 영향을 미치지 않고, 기판을 연속적으로 이송하게 되는 것이다. 동시에 챔버들은 각 메인 펌프(예, cryo pump)들로 펌핑이 되고 있으므로, 진공도에는 아무런 변화가 없게 된다.
상기의 발명에 따르면, 고 진공챔버 내에서 기판을 이송할 때, 회전장치에 의한 마찰로 인하여 파티클이 발생하는 영향이 없으므로, 기판에 파티클에 의한 손상을 주지 않으며, 자력에 의한 회전을 유도하므로 기판을 매우 부드럽게 챔버 사이를 이송하게 되는 효과가 있고, 챔버 사이를 기판이 이송할 시, 기판이 정지하여 기다리는 시간의 지연을 방지하여 유기소자의 생산성을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 다수개의 진공챔버들과, 상기 다수개의 진공챔버들이 연통되도록 연결부위에 구비된 디프렌셜 펌핑(Differential pumping) 영역내에 걸쳐 설치되는 회전용 롤러 장치를 구비하는 것이 특징이며,
    상기 회전용 롤러 장치는 롤러봉에 일정간격으로 다수개의 회전바퀴들이 부착되어 있고, 상기 롤러봉의 한쪽 끝에는 원형자석이 부착되어 있으며, 상기 롤러봉의 상기 원형자석의 하부에 위치되는 회전봉에는 다수 개의 원형자석이 일정간격으로 부착되어 있고, 상기 회전봉의 한쪽 끝은 밸트에 의해 모터와 연결되어 있어, 상기 모터가 회전운동을 하여 밸트를 움직이면 상기 회전봉이 회전을 하고, 상기 회전봉에 부착된 자석의 회전으로 인한 자력이 상기 롤러봉에 부착된 상기 원형자석에 전달되어 상기 롤러봉이 회전운동을 하게 되며, 상기 롤러봉에 부착된 회전바퀴의 회전운동과 상기 회전바퀴와 기판 사이의 마찰로 기판이 상기 다수개의 진공챔버들 사이로 이송되는 것을 특징으로 하는 유기소자 양산용 증착용 기판 이송용 롤러장치.
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