KR101416588B1 - 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치 - Google Patents
고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 고진공 분위기의 챔버 내에서 높은 효율의 원적외선 복사열을 내는 원적외선 플레이트 히터를 사용하여 기판을 균일하게 가열함으로써, 히터 패턴에 의한 열균일도 확보가 용이하고, 고온의 가열이 가능하며, 전체 장치의 구조가 간단한 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치에 관한 것으로, 본 발명의 기판 가열장치는 고진공 분위기의 밀폐공간을 형성하는 챔버와, 상기 챔버 내에 설치되는 기판을 원적외선을 이용하여 가열하기 위한 원적외선 플레이트 히터와, 상기 원적외선 플레이트 히터의 저면에 접촉되는 기판과, 상기 기판 상에 원하는 패턴을 형성하도록 기판의 저면에 접촉되는 마스크와, 상기 원적외선 플레이트 히터에 전원을 공급하기 위한 히팅 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고진공 분위기의 챔버 내에서 높은 효율의 원적외선 복사열을 내는 원적외선 플레이트 히터를 사용하여 기판을 균일하게 가열함으로써, 히터 패턴에 의한 열균일도 확보가 용이하고, 고온의 가열이 가능하며, 전체 장치의 구조가 간단한 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치에 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), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diodes) 등이 대표적이다.
그 중에서 유기발광소자는 빠른 응답속도, 기존의 액정표시소자보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어서 차세대 디스플레이 소자로서 각광받고 있다.
일반적으로 유기발광소자(이하, 'OLED'라 함)를 제조하는 공정 중 증착공정은 고진공 분위기의 챔버 내에서 기판의 온도를 올려서 증착함으로 진행된다.
종래에는 고진공 상태에서 유리기판을 가열하기 위해서 저항가열방식 혹은 가열된 유체순환방식을 사용하였다.
도 1은 종래의 유체순환방식의 기판 가열장치를 도시한 것으로. 히팅 라인(21)(22)이 형성된 히팅블럭(20)과, 상기 히팅블럭(20)의 저면에 결합되는 기판(10)과, 기판(10)의 저면에 결합되는 마스크(12)와, 기판(10)과 마스크(12)를 고정시키기 위한 하우징(14)을 포함한다.
이와 같은 종래의 유체순환방식의 기판 가열장치는 상기 기판(10)과 히팅블럭(20)의 사이에 가스를 주입하여 온도를 균일하게 맞춰주는데, 상기 가스의 누출을 방지하기 위하여, 상기 기판(10)과 히팅블럭(20) 사이에는 오링(30)을 설치한다.
상기 오링(30)은 상기 히팅블럭(20)의 하면에 구비되는데, 종래의 기술에서는 고온의 고진공 상태에서 오링(30)의 관리가 잘 되지않아 상기 오링(30)이 빠지는 현상이 발생하였다.
이에 따라, 기판의 온도를 균일하게 맞추기 위해 주입되는 가스가 누출되면, 챔버 내의 고진공 상태의 분위기가 깨지므로, 심각한 문제가 발생하는 것이었다.
또한, 상기 기판(10)을 가열하는 방식이 고전공 상태에서 낮은 효율의 대류열을 사용하는 것이었으므로, 열전달의 효율이 낮은 단점도 있었다.
또한, 열균일도 확보를 위해 기판(10)과 히팅블럭(20)의 접합면 사이에 가스를 사용하므로, 가스가 유입되거나 유출되는 가스 라인(23)이 히팅라인(21)(22)가 별도로 구비되어야 하는 등 그 구조가 복잡한 문제점이 있었다.
또한, 쉐도우를 방지하기 위해 마스크(12)의 사용 시 구조의 복잡함으로 인해 자석의 설치가 어려운 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 유체순환방식이 아닌 원적외선을 방출하는 플레이트 히터를 이용하여 기판을 가열함으로써, 고진공 상태에서 높은 효율의 원적외선 복사열을 사용하여 기판을 가열할 수 있는 기판 가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 플레이트 히터의 히터 패턴에 의한 열균일도를 확보하기 용이한 기판 가열장치 및 이를 포함한 기판 얼라인 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 기판을 가열하기 위한 구조가 간단하고, 고온으로 기판을 가열할 수 있는 기판 가열장치 및 이를 포함한 기판 얼라인 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 고진공 상태에서 가열이 필요한 증발원과 챔버를 원적외선 방식으로 가열할 수 있는 가열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 고진공 분위기의 밀폐공간을 형성하는 챔버와, 상기 챔버 내에 설치되는 기판을 원적외선을 이용하여 가열하기 위한 원적외선 플레이트 히터와, 상기 원적외선 플레이트 히터의 저면에 접촉되는 기판과, 상기 기판 상에 원하는 패턴을 형성하도록 기판의 저면에 접촉되는 마스크와, 상기 원적외선 플레이트 히터에 전원을 공급하기 위한 히팅 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 마스크에 기판을 접촉시킬 수 있도록 상하로 이동하면서 상기 기판에 압력을 가하는 마그네트 플레이트와, 상기 기판과 마스크 및 마그네트 플레이트를 각각 상하로 이동하거나 회전할 수 있도록 동력을 전달하는 중공형 샤프트가 더 포함되며, 상기 히팅 라인은 상기 중공형 샤프트의 내부에 삽입되어 상기 원적외선 플레이트 히터에 연결될 수 있다.
상기 히팅 라인에 전원공급을 하기 위한 슬립 링이 설치될 수 있다.
상기 슬립 링은 상기 중공형 샤프트의 상단에 설치될 수 있다.
한편, 상기 원적외선 플레이트 히터는 상기 기판에 열을 공급해주는 발열체와, 상기 발열체에서 상기 기판으로 복사되는 복사열의 효율을 높여주기 위해 상기 원적외선 플레이트 히터의 하부면에 형성되는 지지층과, 상기 원적외선 플레이트 히터에 전력을 공급하는 배선부와, 상기 배선부에서 공급되는 전력을 상기 지지층 쪽으로 흐르지 못하도록 상기 발열체 및 상기 배선부와 상기 지지층 사이에 구성된 절연층과, 상기 배선부와 상기 발열체의 파손방지 및 절연을 하기 위해 상기 발열체와 상기 배선부를 도포하여 보호하는 보호층으로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 지지층은 금속, 석영 또는 유리 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있으며, 그 중에서도 스테인레스 스틸 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층은 세라믹 계열로 형성할 수 있다.
여기서, 상기 발열체는 히터의 가열 시 원적외선만 통과시켜 원적외선을 방출하는 원적외선 방사재가 코팅된다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판 얼라인 장치는 상기 마스크에 기판을 접촉시킬 수 있도록 상하로 이동하면서 상기 기판에 압력을 가하는 마그네트 플레이트와, 상기 기판과 마스크 및 마그네트 플레이트를 각각 상하로 이동하거나 회전할 수 있도록 동력을 전달하는 중공형 샤프트와, 상기 기판을 원적외선을 이용하여 가열하기 위한 원적외선 플레이트 히터와, 상기 중공형 샤프트의 내부에 삽입되어 상기 원적외선 플레이트 히터에 전원을 공급하기 위한 히팅 라인과, 상기 히팅 라인에 전원공급을 하기 위한 슬립 링을 포함할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 고진공 분위기의 밀폐공간을 형성하는 챔버와, 상기 챔버 내의 기판 상에 증착하기 위한 원료물질을 저장하는 증발원과, 원적외선을 이용하여 상기 챔버 또는 증발원을 가열하기 위한 원적외선 플레이트 히터와, 상기 원적외선 플레이트 히터에 전원을 공급하기 위한 히팅 라인을 포함하는 원적외선을 이용한 가열장치가 제공된다.
여기서, 상기 원적외선 플레이트 히터는 상기 챔버 또는 증발원에 열을 공급해주는 발열체와, 상기 발열체에서 복사되는 복사열의 효율을 높여주기 위해 상기 원적외선 플레이트 히터의 하부면에 형성되는 지지층과, 상기 원적외선 플레이트 히터에 전력을 공급하는 배선부와, 상기 배선부에서 공급되는 전력을 상기 지지층 쪽으로 흐르지 못하도록 상기 발열체 및 상기 배선부와 상기 지지층 사이에 구성된 절연층과, 상기 배선부와 상기 발열체의 파손방지 및 절연을 하기 위해 상기 발열체와 상기 배선부를 도포하여 보호하는 보호층으로 구성될 수 있다.
이상에서 본 바와 같은 본 발명에 의하면, 유체순환방식이 아닌 원적외선을 방출하는 플레이트 히터를 이용하여 기판을 가열함으로써, 고진공 상태에서 높은 효율의 원적외선 복사열을 사용하여 기판을 가열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 플레이트 히터의 히터 패턴에 의한 열균일도를 확보하기 용이하고, 구조가 간단하고, 고온으로 기판을 가열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 원적외선 가열방식을 이용하여 기판뿐 아니라 고진공 상태에서 가열이 필요한 증발원 또는 챔버에 응용하여 고효율의 가열장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 유체순환방식의 기판 가열장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 기판 가열장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 기판 가열장치의 전체 구성을 도시한 것으로서, 기판 얼라인 장치에 설치된 구성을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 원적외선 히터의 구성을 보이기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 슬립 링을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 기판 가열장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 기판 가열장치의 전체 구성을 도시한 것으로서, 기판 얼라인 장치에 설치된 구성을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 원적외선 히터의 구성을 보이기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 슬립 링을 도시한 사시도이다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 기판 가열장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 기판 가열장치의 전체 구성을 도시한 것으로서, 기판 얼라인 장치에 설치된 구성을 도시한 단면도이다.
본 발명의 기판 가열장치는 OLED를 증착하는 고진공의 챔버(도시안함) 내에서 유체순환방식이 아닌 원적외선을 방출하는 원적외선 플레이트 히터(100)를 이용하여 기판(10)을 가열하는 구성을 갖는다.
이와 같은 본 발명의 기판 가열장치는 기판과 마스크의 미세정렬을 위한 얼라인 장치 또는 박막 증착장치 등에 적용될 수 있으며, 고진공 챔버 내에서 기판을 가열하는 모든 분야에 적용이 가능하다.
본 발명은 그 일실시예로서, 기판 얼라인 장치에 설치된 기판 가열장치를 예로 들어 설명한다.
구체적으로, 본 발명의 기판 가열장치는 고진공 분위기의 밀폐공간을 형성하는 챔버(도시안함) 내에 설치되는 기판(10)을 원적외선을 이용하여 가열하기 위한 원적외선 플레이트 히터(100)와, 상기 원적외선 플레이트 히터(100)에 전원을 공급하기 위한 히팅 라인(110)을 포함한다.
상기 기판(10)은 상기 원적외선 플레이트 히터(100)의 저면에 접촉가능하게 설치되는 것으로, 상기 기판(10)의 저면에는 기판(10) 상에 원하는 패턴을 형성하도록 마스크가 접촉가능하게 설치되고, 상기 마스크에 기판(10)을 접촉시키기 위해 상하로 이동하면서 상기 기판(10)에 압력을 가하는 마그네트 플레이트(130)가 포함된다.
상기 기판(10)과 마스크 및 마그네트 플레이트(130)의 설치구조 및 작동방법은 공지의 기술이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명에서, 상기 기판(10)과 마스크 및 마그네트 플레이트(130)를 각각 상하로 이동하거나 회전할 수 있도록 동력을 전달하는 샤프트(120)는 내부가 상하방향으로 뚫려있는 중공형 형상으로서, 상기 중공형 샤프트(120)의 내부에는 상기 히팅 라인(110)이 삽입되어 상기 원적외선 플레이트 히터(100)에 연결됨으로써, 전원을 공급할 수 있다.
본 발명에서는 상기 히팅 라인(110)에 전원공급을 하기 위해, 회전체에 전원공급을 할 수 있는 슬립 링(slip ring)(140)이 구비된다.
상기 슬립 링(140)은 주지하는 바와 같이, 회전하면서도 전원을 전달하여주는 장치로서, 상기 슬립 링(140)은 상기 중공형 샤프트(120)의 상단에 설치될 수 있다.
이와 같은 구조에 의해, 상기 슬립 링(140)에서 상기 히팅 라인(110)을 통해 전원공급이 이루어지어, 상기 샤프트(120)의 회전 시에도 상기 원적외선 플레이트 히터(100)에 전원이 공급될 수 있다.
본 발명의 원적외선 플레이트 히터는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 기판(10)에 열을 공급해주는 발열체(106)와, 상기 발열체(106)에서 상기 기판(10)으로 복사되는 복사열의 효율을 높여주기 위해 상기 원적외선 플레이트 히터(100)의 하부면에 형성되는 지지층(102)과, 상기 원적외선 플레이트 히터(100)에 전력을 공급하는 배선부(108)와, 상기 배선부(108)에서 공급되는 전력을 상기 지지층(102) 쪽으로 흐르지 못하도록 상기 발열체(106) 및 상기 배선부(108)와 상기 지지층(102) 사이에 구성된 절연층(104)과, 상기 배선부(108)와 상기 발열체(106)의 파손방지 및 절연을 하기 위해 상기 발열체(106)와 상기 배선부(108)를 도포하여 보호하는 보호층(107)으로 구성된다.
상기 배선부(108)는 상기 발열체(106)의 양측에 설치되며, 상기 발열체(108)에 전력을 공급하여 가열시킨다.
본 발명에서, 상기 지지층(102)은 금속, 석영 또는 유리 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있으며, 그 중에서도 스테인레스 스틸 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 발열체(106)는 히터의 가열 시 원적외선만 통과시켜 원적외선을 방출하는 원적외선 방사재가 코팅되며, 상기 원적외선 방사재로서는 예를 들어, 옥, 황토, 맥반석, 게르마늄, 숯 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 보호층(107)은 고온에도 안정적인 세라믹 계열로 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 기판 가열장치는 원적외선을 통해 기판을 가열함으로써, 고진공 상태에서 높은 효율의 원적외선 복사열을 사용하여 기판(10)을 가열할 수 있으므로, 상기 기판(10)을 고온으로 가열할 수 있다.
또한, 상기 발열체(106)의 패턴 형상을 통해 열균일도 확보가 용이한 효과가 있다.
한편, 본 발명에서는 원적외선 가열방식을 이용하여 상술한 기판뿐 아니라 고진공 상태에서 가열이 필요한 증발원 또는 챔버의 가열에 응용할 수 있다.
즉, 고진공 분위기의 밀폐공간을 형성하는 챔버와, 상기 챔버 내의 기판 상에 증착하기 위한 원료물질을 저장하는 증발원을 포함하는 박막증착장치에서, 상기 챔버 또는 증발원을 가열하기 위한 수단으로서, 원적외선을 이용한 원적외선 플레이트 히터를 설치하고, 상기 원적외선 플레이트 히터에 전원을 공급하기 위한 히팅 라인을 포함하도록 구성할 수 있다.
여기서, 상기 원적외선 플레이트 히터는 상기 챔버 또는 증발원에 열을 공급해주는 발열체와, 상기 발열체에서 복사되는 복사열의 효율을 높여주기 위해 상기 원적외선 플레이트 히터의 하부면에 형성되는 지지층과, 상기 원적외선 플레이트 히터에 전력을 공급하는 배선부와, 상기 배선부에서 공급되는 전력을 상기 지지층 쪽으로 흐르지 못하도록 상기 발열체 및 상기 배선부와 상기 지지층 사이에 구성된 절연층과, 상기 배선부와 상기 발열체의 파손방지 및 절연을 하기 위해 상기 발열체와 상기 배선부를 도포하여 보호하는 보호층으로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에서는 챔버 및 증발원의 가열을 고진공 상태에서 높은 효율의 원적외선 복사열을 사용하여 가열함으로써, 가열을 위한 구조가 간단하면서도 고온으로 가열할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10 : 기판 100 : 원적외선 플레이트 히터
102 : 지지층 104 : 절연층
106 : 발열체 107 : 보호층
108 : 배선부 110 : 히팅 라인
120 : 중공형 샤프트 130 : 마그네트 플레이트
140 : 슬립 링(slip ring)
102 : 지지층 104 : 절연층
106 : 발열체 107 : 보호층
108 : 배선부 110 : 히팅 라인
120 : 중공형 샤프트 130 : 마그네트 플레이트
140 : 슬립 링(slip ring)
Claims (14)
- 고진공 분위기의 밀폐공간을 형성하는 챔버;
상기 챔버 내에 설치되는 기판을 원적외선을 이용하여 가열하기 위한 원적외선 플레이트 히터;
상기 원적외선 플레이트 히터의 저면에 접촉되는 기판;
상기 기판 상에 원하는 패턴을 형성하도록 기판의 저면에 접촉되는 마스크;
상기 마스크에 기판을 접촉시킬 수 있도록 상하로 이동하면서 상기 기판에 압력을 가하는 마그네트 플레이트;
상기 기판 또는 마그네트 플레이트를 각각 상하로 이동하거나 회전할 수 있도록 동력을 전달하는 중공형 샤프트;
상기 원적외선 플레이트 히터에 전원을 공급하기 위해 상기 중공형 샤프트의 내부에 삽입되어 상기 원적외선 플레이트 히터에 연결되는 히팅 라인; 및
상기 히팅 라인에 전원공급을 하기 위해 상기 중공형 샤프트의 상단에 설치되는 슬립 링;
을 포함하며,
상기 원적외선 플레이트 히터는,
상기 기판에 열을 공급해주는 발열체와,
상기 발열체에서 상기 기판으로 복사되는 복사열의 효율을 높여주기 위해 상기 원적외선 플레이트 히터의 하부면에 형성되는 지지층과,
상기 원적외선 플레이트 히터에 전력을 공급하는 배선부와,
상기 배선부에서 공급되는 전력을 상기 지지층 쪽으로 흐르지 못하도록 상기 발열체 및 상기 배선부와 상기 지지층 사이에 구성된 절연층과,
상기 배선부와 상기 발열체의 파손방지 및 절연을 하기 위해 상기 발열체와 상기 배선부를 도포하여 보호하는 보호층으로 구성된 것을 특징으로 하는 기판 가열장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 지지층은 금속, 석영 또는 유리 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 가열장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 지지층은 스테인레스 스틸 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 가열장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 보호층은 세라믹 계열로 형성하는 것을 특징으로 하는 기판 가열장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 발열체는 히터의 가열 시 원적외선만 통과시켜 원적외선을 방출하는 원적외선 방사재가 코팅되는 것을 특징으로 하는 기판 가열장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 챔버 내의 기판 상에 증착하기 위한 원료물질을 저장하는 증발원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가열장치.
- 삭제
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020120080040A KR101416588B1 (ko) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120080040A KR101416588B1 (ko) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치 |
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| KR1020120080040A KR101416588B1 (ko) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | 고진공 챔버 내에서의 기판 가열장치, 이를 포함한 기판 얼라인 장치 및 원적외선을 이용한 가열장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20070005314A (ko) * | 2005-07-06 | 2007-01-10 | 주성엔지니어링(주) | 유기 박막 증착 장치 |
| KR20110009554A (ko) * | 2009-07-22 | 2011-01-28 | 주식회사 티엔텍 | 스퍼터링 시스템 |
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-
2012
- 2012-07-23 KR KR1020120080040A patent/KR101416588B1/ko active IP Right Grant
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