KR101499523B1 - 차폐유닛 및 이를 포함하는 증착장치 - Google Patents

차폐유닛 및 이를 포함하는 증착장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판에 대한 증착공정에서 기판 외측으로 확산되는 파티클을 포집하는 차폐유닛 이를 포함하는 증착장치를 제공한다. 챔버 및 상기 챔버 내부로 반입되는 기판을 향해 유기물질을 제공하는 소스부를 갖는 증착장치의 차폐유닛는 상기 기판과 상기 소스부 사이에 배치되며 상기 기판 상에 증착되는 유기물질이 통과되는 통과영역 및 상기 통과영역에 인접하게 마련되어 유기물질이 차단되는 차단영역이 형성되는 차폐플레이트 및 상기 차단영역의 일면에 배치되며, 상기 차단영역에 의해 차단되는 유기물질이 수용되는 유기물질 수용부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에, 본 발명은 기판 외측으로 확산되는 유기물질을 포집하여 파티클에 의한 기판의 오염 발생이 방지된다.

Description

차폐유닛 및 이를 포함하는 증착장치{SHIELDING UNIT AND DEPOSITION APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 차폐유닛 및 이를 포함하는 장착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기발광소자 제조에 이용되는 차폐유닛 및 이를 포함하는 증착장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기발광소자는 다른 평면 표시 장치에 비해 발열 등이 제한적인 이상적인 구조를 가지고 있다. 또한, 유기발광소자는 자체 발광형이라는 장점으로 인하여 산업계에서 그 수요가 증가하고 있다. 이러한, 유기발광소자는 유기물질이 수용된 도가니를 가열하여 유기물질을 기판 상에 박막 형태로 증착시키는 방법으로 제조된다.
한편, 종래의 유기발광소자 제조용 증착장치는 대한민국 등록특허공보 제 10-0780042호(유기전계 발광 디스플레이 소자 증착장치, 2007.11.21)에 개시된 바 있다. 상기 등록특허는 기판에 대한 증착공정이 수행되는 챔버를 포함하고, 상기 챔버의 내부로 기판이 안착된 트레이가 반입되는 것을 특징으로 하는 발명이다.
여기서, 상기 기판을 향해 제공되는 유기물질은 기판 외측으로 확산될 수 있다. 이에, 유기물질은 챔버 내벽 및 챔버 내부에 배치되는 구성요소 각각에 증착될 수 있고, 세정 공정없이 기판에 대한 증착 공정을 반복할 경우 증착된 유기물질의 범위가 증가함에 따라 기판에 오염을 발생시킬 수 있는 문제점이 있었다. 이에 기판외측으로 확산되는 유기물질을 포집할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제 10-0780042호(유기전계 발광 디스플레이 소자 증착장치, 2007.11.21)
본 발명의 목적은 기판에 대한 증착공정에서 기판 외측으로 확산되는 파티클을 포집하는 차폐유닛 이를 포함하는 증착장치를 제공하기 위한 것이다.
전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 챔버 및 상기 챔버 내부로 반입되는 기판을 향해 유기물질을 제공하는 소스부를 갖는 증착장치의 차폐유닛은 상기 기판과 상기 소스부 사이에 배치되며 상기 기판 상에 증착되는 유기물질이 통과되는 통과영역 및 상기 통과영역에 인접하게 마련되어 유기물질이 차단되는 차단영역이 형성되는 차폐플레이트 및 상기 차단영역의 일면에 배치되며, 상기 차단영역에 의해 차단되는 유기물질이 수용되는 유기물질 수용부를 포함한다.
상기 유기물질 수용부는 상기 차단영역의 판면에 대해 돌출 및 함몰 중 어느 하나로 형성되어, 유기물질이 수용되는 적어도 하나의 수용공간을 형성할 수 있다.
상기 수용공간은 격자 형태로 마련될 수 있다.
상기 수용공간은 허니콤(Honey comb) 형태로 마련될 수 있다.
상기 유기물질 수용부는 상기 차폐플레이트와 일체형으로 마련될 수 있다.
상기 유기물질 수용부는 상기 차단영역의 판면에 탈착 가능하게 배치될 수 있다.
상기 차폐플레이트는 상기 차단영역이 형성되는 제 1차폐부와, 상기 제 1차폐부의 양측으로부터 연장되어, 상기 소스부를 향해 절곡되는 제 2차폐부를 포함할 수 있다.
상기 차폐유닛은 상기 기판과 상기 본체 사이에 배치되어, 상기 통과영역을 선택적으로 개폐하는 개폐부를 더 포함하며, 상기 유기물질 수용부는 상기 차단영역의 일면과 상기 개폐부의 일면에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 증착장치는 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정영역 및 상기 기판의 이송을 선형 가이드하며 상기 공정영역과 상호 구획되는 가이드영역을 형성하는 구획부를 갖는 챔버 및 상기 기판 상에 증착되는 유기물질을 제공하는 소스부 및 상기 기판과 상기 소스부 사이에 배치되는 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 차폐유닛을 포함할 수 있다.
상기 증착장치는 상기 공정영역에 연결되어 상기 공정영역에 진공분위기를 형성하는 진공펌프 및 상기 가이드영역에 연결되어 상기 가이드영역에서 발생되는 파티클을 배기하는 배기펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차폐유닛 및 이를 포함하는 증착장치는 기판 외측으로 확산되는 유기물질을 포집하여 파티클에 의한 기판의 오염 발생이 방지되는 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 증착장치를 나타낸 단면도,
도 2는 본 실시예에 따른 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅱ-Ⅱ의 단면도,
도 3은 본 실시예에 따른 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅲ-Ⅲ의 단면도,
도 4는 본 실시예에 따른 차폐유닛을 나타낸 사시도,
도 5는 도 1에 표지된 A의 다양한 실시예를 나타낸 확대 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 차폐유닛 및 이를 포함하는 증착장치를 상세히 설명하도록 한다. 또한 첨부된 도면에서는 구성 요소의 형상을 보다 명확하게 설명하기 위해 과장되게 표현되는 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 구성 요소는 동일한 구성 요소를 의미한다.
도 1은 본 실시예에 따른 증착장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅱ-Ⅱ의 단면도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 증착장치를 도 1에 표기된 Ⅲ-Ⅲ의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 증착장치는 챔버(10)를 포함한다.
챔버(10)는 베이스(Base) 상에 지지될 수 있고, 챔버(10) 내부에는 구획부(100)가 배치된다. 구획부(100)는 챔버(10)를 구획하여 기판(S)에 대한 증착공정이 수행되는 공정영역(200) 및 기판(S)의 이송을 선형 가이드하는 가이드영역(300)을 형성한다.
여기서, 공정영역(200)에는 소스부(210), 트레이 이송유닛(230) 및 차폐유닛(250)이 배치될 수 있다.
먼저, 소스부(210)는 챔버(10)의 상측벽에 설치되어 공정영역(200)으로 반입되는 트레이(400)에 안착된 기판(S)을 향해 유기물질을 제공한다. 소스부(210)는 유기물질이 수용되는 도가니를 포함할 수 있으며 유기물질의 반입을 위해 상하 분리 가능하게 마련될 수 있다.
그리고, 트레이 이송유닛(230)은 공정영역(200)으로 반입되는 트레이(400)와 결합되어 트레이(400)가 선형 이송되도록 한다. 예를 들어, 트레이 이송유닛(230)은 구획부(100)의 상단에 배치되어 트레이(400)에 선형 구동력을 제공하는 전자석으로 마련될 수 있다. 여기서, 트레이 이송유닛(230)들은 트레이(400)의 이송방향의 가로 방향에서 상호 대향 배치되어 트레이(400)에 마련된 복수 개의 트레이 자성체(410)와 각각 연결될 수 있다. 이에, 트레이(400)는 트레이 이송유닛(230)과 트레이 자성체(410) 간에 발생되는 자력을 기반으로 공정영역(200)에서 선형 이송될 수 있다.
그리고, 차폐유닛(250)은 소스부(210)와 기판(S) 사이에 배치되어 소스부(210)로부터 기판(S)으로 제공되는 유기물질을 선택적으로 가이드한다. 예를 들어, 차폐유닛(250)은 차폐 플레이트(251), 차폐부(253) 및 비산 유기물질 수용부(255)를 포함할 수 있다.
차폐 플레이트(251)는 기판(S)과 소스부(210) 사이에 배치된다. 차폐 플레이트(251)는 제 1 및 제 2차단부(251a, 251c)를 포함할 수 있다.
제 1차단부(251a)에는 기판(S) 상에 증착되는 유기물질이 통과되는 통과영역(P) 및 통과영역(P)에 인접하게 마련되어 유기물질을 선택적으로 차단하는 차단영역(B)이 형성될 수 있다. 그리고, 제 2차단부(251c)는 제 1차단부(251a)의 양측 또는 테두리영역으로부터 연장되어 소스부(210)를 향해 절곡되게 마련된다. 제 2차단부(251c)는 차폐 플레이트(251)의 상측에서 차폐 플레이트(251) 외측으로 확산되는 유기물질의 유동을 저지할 수 있다.
그리고, 차폐부(253)는 가이드영역(300)으로부터 제공되는 선형 구동력을 기반으로 차폐 플레이트(251)와 기판(S) 사이에 이송 가능하게 배치된다. 차폐부(253)는 트레이(400)의 이송에 따라 통과영역(P)을 통과하는 유기물질을 선택적으로 차폐하여 유기물질이 기판(S) 외측으로 향하는 것을 저지할 수 있다.
유기물질 수용부(255)는 기판(S)의 증착영역 외측으로 제공되는 유기물질을 수용한다. 예를 들어, 증착공정에서는 차폐 플레이트(251) 및 차폐부(253) 상에 유기물질이 증착될 수 있다. 이 유기물질이 제거되지 않은 상태에서 증착공정을 반복할 경우 유기물질의 증착량이 증가함에 따라 증착된 유기물질이 차단영역(B)으로부터 통과영역(P)으로 침범되어 통과영역(P)을 통해 기판을 오염시킬 수 있었다. 또한, 유기물질의 증착량이 증가됨에 따라 차폐 플레이트(251) 및 차폐부(253)의 처짐 및 파티클 비산이 발생되는 문제점이 있었다. 이에, 증착공정 후에는 차폐 플레이트(251) 및 차폐부(253)의 세정공정이 수행되어야 하는 바, 공정효율이 저하되는 문제점이 있었다.
그러나 유기물질 수용부(255)는 유기물질이 포집되는 공간을 형성하여 유기물질의 증착량이 증가되어도 증착된 유기물질이 차단영역(B)으로부터 통과영역(P)으로 침범되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 반복적인 증착공정이 가능하게 한다. 또한, 유기물질 수용부(255)는 차폐 플레이트(251) 및 차폐부(253)의 처짐 및 파티클 비산의 문제점을 해결할 수 있다. 이러한, 유기물질 수용부(255)에 대해서는 이하 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
그리고, 공정영역(200)에는 진공펌프(270)가 연결된다. 진공펌프(270)는 공정영역(200)을 배기하여 공정영역(200)에 진공 분위기를 형성한다. 여기서, 진공펌프(270)로는 고진공분자 펌프(TMP: Turbo Molecular Pump) 및 드라이 펌프(Dry Pump) 등이 사용될 수 있다.
한편, 가이드영역(300)에는 트레이 가이드유닛(310), 차폐부 이송유닛(330) 및 차폐부 가이드유닛(350)이 배치된다.
먼저, 트레이 가이드유닛(310)은 구획부(100)에 인접하게 배치될 수 있다. 트레이 가이드유닛(310)은 레일 형태로 마련되어 트레이(400) 이송방향을 따라 복수 개로 배치된다. 그리고, 트레이 가이드유닛(310)은 트레이(400)로부터 하향 연장되어 구획부(100)의 가이드슬릿(110)을 관통하는 복수 개의 트레이 가이드부재(430)와 연결된다. 여기서, 트레이 가이드유닛(310)은 트레이 가이드부재(430)에 배치되는 복수 개의 트레이 롤러(450)와 상호 선접촉하도록 마련되어 트레이 가이드유닛(310)과 트레이 롤러(450)의 접촉영역에서 발생되는 파티클을 최소화하며 트레이(400)가 선형 가이드되도록 한다.
그리고, 차폐부 이송유닛(330)은 공정영역(200)에 배치된 차폐부(253)를 선형 이송시킨다. 예를 들어, 차폐부 이송유닛(330)은 차폐부(253)로부터 하향 연장되어 구획부(100)의 가이드슬릿(110)을 관통하는 차폐부 이송부재(253a)와 연결된다. 여기서, 차폐부 이송유닛(330)들은 차폐부(253) 이송방향의 가로방향에서 상호 대향 배치되는 전자석으로 마련되어 차폐부 이송부재(253a)에 마련된 복수 개의 차폐부 자성체(253c)와 각각 연결될 수 있다. 이에, 차폐부(253)는 차폐부 이송유닛(330)과 차폐부 자성체(253c) 간에 발생되는 자력을 기반으로 공정영역(200)에서 선형 이송된다.
그리고, 차폐부 가이드유닛(350)은 레일 형태로 마련되어 차폐부(253) 이송방향을 따라 복수 개로 배치된다. 차폐부 가이드유닛(350)은 차폐부 이송부재(253a)와 연결되어, 차폐부(253)가 차폐부 이송유닛(330)에 의해 이송될 경우 차폐부(253)의 이송을 선형 가이드할 수 있다. 여기서, 차폐부 가이드유닛(350)은 차폐부 이송부재(253a)에 배치되는 복수 개의 차폐부 롤러(253e)와 연결될 수 있다. 차폐부 가이드유닛(350)과 차폐부 롤러(253e)는 상호 선접촉하도록 마련되어 차폐부 가이드유닛(350)과 차폐부 롤러(253e) 사이에서 발생되는 파티클을 최소화할 수 있다.
그리고, 가이드영역(300)에는 배기펌프(370)가 연결된다. 배기펌프(370)는 가이드영역(300)에서 발생되는 파티클을 배기하여 파티클이 가이드슬릿(110)을 통해 가이드영역(300)으로부터 공정영역(200)으로 유입되는 것을 저지할 수 있다.
한편, 공정영역(200)과 가이드영역(300)은 상호 공간적으로 분리되어 있으나, 사실 상 구획부(100)에 형성된 복수 개의 가이드슬릿(110)에 의하여 실질적으로는 연통되어 있다. 그러나, 가이드슬릿(110)은 최소 폭으로 형성되어 공정영역(200)과 가이드영역(300) 상호 간의 파티클 교류가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 가이드슬릿(110)의 폭은 가이드영역(300)에서 발생하는 입자의 평균 자유행로보다 작게 형성될 수 있다. 여기서, 자유행로는 파티클이 다른 입자 또는 가이드영역(300)의 챔버(10) 내벽에 부딪쳐서 다음 충돌이 일어날 때까지 움직이는 거리를 말하고, 평균자유행로는 입자 전체에 대하여 평균한 것을 말한다.
따라서, 가이드영역(300)의 파티클의 크기가 지름 "d"일 때 단위부피 속에 존재하는 "n"개의 파티클을 포함하는 경우 평균자유행로는 "λ" 는 다음의 수학식 1과 같이 구할 수 있다.
Figure 112013053134970-pat00001
본 실시예에서 파티클의 평균자유행로는 가이드영역(300)의 진공도와 가이드영역(300)에 존재하는 파티클의 크기와 숫자에 따라 달라질 수 있지만 대략 1~3cm 정도로 가이드슬릿(110)의 폭을 형성하면 공정영역(200)과 가이드영역(300) 사이의 파티클 교류를 차단할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 차폐유닛을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 1에 표지된 A를 나타낸 확대 사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 차폐유닛(250)은 유기물질 수용부(255)를 포함할 수 있다.
유기물질 수용부(255)는 차폐 플레이트(251) 및/또는 차폐부(253)의 판면에 일체형 또는 탈착 가능하게 배치된다. 예를 들어, 유기물질 수용부(255)는 제 1 및 제 2유기물질 수용부(255a, 255c)를 포함할 수 있다.
제 1유기물질 수용부(255a)는 소스부에 대면되는 차폐 플레이트(251)의 판면에 배치될 수 있다. 여기서, 제 1유기물질 수용부(255a)는 도 4에 도시된 바와 같이 차단영역(B)에만 배치되거나, 차단영역(B)과 제 2차단부(251c)의 전체 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 제 2유기물질 수용부(255c)는 소스부(210)에 대면되는 차폐부(253)의 판면에 배치될 수 있다. 이때, 제 2유기물질 수용부(255c)는 차폐부(253)의 전체 영역 또는 소정의 영역에 선택적으로 배치될 수 있다.
한편, 제 1 및 제 2유기물질 수용부(255a, 255c)는 차폐 플레이트(251) 및/또는 차폐부(253)의 판면에 대해 돌출 또는 함몰 형성되어 유기물질이 수용되는 복수 개의 수용공간(K)을 형성할 수 있다. 이때, 수용공간(K)은 다양한 형태로 마련될 수 있다. 그리고, 복수 개의 수용공간을 형성하는 격벽은 차폐 플레이트(251) 및/또는 차폐부(253)의 판면에 대해 직교하거나, 경사지게 배치될 수 있다.
한편, 수용공간(K)은 5a에 도시된 바와 같이 복수 개의 슬릿 형태로 마련될 수 있다. 이에, 슬릿 형태의 수용공간(K1)으로 제공되는 유기물질은 슬릿 내측에 포집될 수 있다. 또한, 수용공간(K)은 5b에 도시된 바와 같이 격자 형태 또는 5c에 도시된 바와 같이 허니콤(Honey comb) 형태로 마련될 수 있다. 이에, 격자 형태의 수용공간(K2) 또는 허니콤 형태의 수용공간(K3)으로 제공되는 유기물질은 수용공간(K) 내측에 포집될 수 있고, 격자 형태의 수용공간(K2) 또는 허니콤 형태의 수용공간(K3)은 반복적인 증착공정에 따른 유기물질의 증가에 따라 차폐 플레이트(251) 및/또는 차폐부(253)의 판면이 하측을 향해 처지는 현상을 효율적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 차폐유닛 및 이를 포함하는 증착장치는 기판 외측으로 확산되는 유기물질을 포집하여 파티클에 의한 기판 오염을 억제하고, 반복적인 증착공정의 수행이 가능한 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 챔버 100 : 구획부
200 : 공정영역 250 : 차폐유닛
251 : 차폐 플레이트 253 : 차폐부
255 : 유기물질 수용부 300 : 가이드영역
400 : 트레이

Claims (10)

  1. 챔버 및 상기 챔버 내부로 반입되는 기판을 향해 유기물질을 제공하는 소스부를 갖는 증착장치의 차폐유닛에 있어서,
    상기 기판과 상기 소스부 사이에 배치되며 상기 기판 상에 증착되는 유기물질이 통과되는 통과영역 및 상기 통과영역에 인접하게 마련되어 유기물질이 차단되는 차단영역이 형성되는 차폐플레이트; 및
    상기 기판 외측으로 확산되는 유기물질이 포집되도록 상기 소스부에 마주하는 상기 차단영역의 일면에 배치되어 상기 차단영역에 의해 차단되는 유기물질이 수용되는 유기물질 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유기물질 수용부는 상기 차단영역의 판면에 대해 돌출 및 함몰 중 어느 하나로 형성되어, 유기물질이 수용되는 적어도 하나의 수용공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 수용공간은 격자 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 수용공간은 허니콤(Honey comb) 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 유기물질 수용부는 상기 차폐플레이트와 일체형으로 마련되는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 유기물질 수용부는 상기 차단영역의 판면에 탈착 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 차폐플레이트는 상기 차단영역이 형성되는 제 1차폐부와, 상기 제 1차폐부의 양측으로부터 연장되어, 상기 소스부를 향해 절곡되는 제 2차폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기판과 상기 차폐플레이트 사이에 배치되어, 상기 통과영역을 선택적으로 개폐하는 개폐부를 더 포함하며,
    상기 유기물질 수용부는 상기 차단영역의 일면과 상기 개폐부의 일면에 배치되는 것을 특징으로 하는 차폐유닛.
  9. 기판에 대한 증착공정이 수행되는 공정영역 및 상기 기판의 이송을 선형 가이드하며 상기 공정영역과 상호 구획되는 가이드영역을 형성하는 구획부를 갖는 챔버;
    상기 기판 상에 증착되는 유기물질을 제공하는 소스부; 및
    상기 기판과 상기 소스부 사이에 배치되는 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 차폐유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 공정영역에 연결되어 상기 공정영역에 진공분위기를 형성하는 진공펌프; 및
    상기 가이드영역에 연결되어 상기 가이드영역에서 발생되는 파티클을 배기하는 배기펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
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