KR101848629B1 - 박막 증착장치 - Google Patents

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Abstract

박막 증착장치가 개시된다. 본 발명에 따른 박막 증착장치는, 내부에서 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 진공 챔버의 내부에 배치되며 기판에 증착되는 증착물질을 배출하는 소스유닛과, 진공 챔버에 연결되며 소스유닛의 상부에서 소스유닛을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 소스유닛을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되어 소스유닛을 기판에 대해 차폐하거나 소스유닛을 기판에 대해 개방하는 셔터모듈을 구비하는 셔터유닛을 포함한다.

Description

박막 증착장치{THIN LAYERS DEPOSITION APPARATUS}
본 발명은, 박막 증착장치에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판에 유기물을 증착하여 기판 상에 유기 박막을 생성하는 박막 증착장치에 관한 것이다.
정보 통신 기술의 비약적인 발전과 시장의 팽창에 따라 디스플레이 소자로 평판표시소자(Flat Panel Display)가 각광 받고 있다.
이러한 평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이장치(Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display ) 등이 있다.
이 중에서 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는, 빠른 응답속도, 기존의 액정표시장치(LCD)보다 낮은 소비 전력, 경량성, 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있는 점, 고휘도 등의 매우 좋은 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 구동방식에 따라 수동형인 PMOLED와 능동형인 AMOLED로 나눌 수 있다. 특히 AMOLED는 자발광형 디스플레이로서 기존의 디스플레이보다 응답속도가 빠르며, 색감도 자연스럽고 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한 AMOLED는 기판이 아닌 필름(Film) 등에 적용하면 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)의 기술을 구현할 수 있게 된다.
이러한 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)는 패턴(Pattern) 형성 공정, 유기박막 증착 공정, 에칭 공정, 봉지 공정, 그리고 유기박막이 증착된 기판과 봉지 공정을 거친 기판을 붙이는 합착 공정 등을 통해 제품으로 생산될 수 있다.
이러한 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)에 사용되는 유기전계발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 스스로 발광하는 원리이다.
다시 말해, 주입되는 전자와 정공(hole)이 재결합하며, 남는 여기 에너지가 빛으로 발생되는 것이다. 이때 유기 물질의 도펀트의 양에 따라 발생하는 빛의 파장을 조절할 수 있으므로 풀 칼라(full color)의 구현이 가능하다.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 유기전계발광소자는 기판 상에 애노드(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 정공 방지층(hole blocking layer), 전자 운송층(electron transfer layer), 전자 주입층(electron injection layer), 캐소드(cathode) 등의 막이 순서대로 적층되어 형성된다.
이러한 구조에서 애노드로는 면 저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용된다. 그리고 유기 박막은 발광 효율을 높이기 위하여 정공 주입층, 정공 운송층, 발광층, 정공 방지층, 전자 운송층, 전자 주입층의 다층으로 구성된다. 발광층으로 사용되는 유기물질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이 있다. 캐소드로는 LiF-Al 금속막이 사용된다. 그리고 유기 박막이 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 봉합하는 봉지막이 최상부에 형성된다.
도 1에 도시된 유기전계발광소자를 다시 간략하게 정리하면, 유기전계발광소자는 애노드, 캐소드, 그리고 애노드와 캐소드 사이에 개재된 발광층을 포함하며, 구동 시 정공은 애노드로부터 발광층 내로 주입되고, 전자는 캐소드로부터 발광층 내로 주입된다. 발광층 내로 주입된 정공과 전자는 발광층에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 전이하면서 빛을 방출하게 된다.
이러한 유기전계발광소자는 구현하는 색상에 따라 단색 또는 풀 칼라(full color) 유기전계발광소자로 구분될 수 있는데, 풀 칼라 유기전계발광소자는 빛의 삼원색인 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 패터닝된 발광층을 구비함으로써 풀 칼라를 구현한다.
한편, 도 1에 도시된 유기전계발광소자를 만들기 위해, 즉 발광층(유기물) 및 전극층(무기물)을 증착하기 위해 증발 공정(evaporation process)이 요구된다.
증발 공정은, 증착물질(원료물질 혹은 증발물질이라고도 함)을 소스(evaporation source, 증발 소스라고도 함)에 채우는 피딩공정(feeding process)과, 소스(source)에 의해 증발된 증착물질을 기판 상에 증착하는 증착공정(deposition process)으로 크게 나뉠 수 있다.
증착공정(deposition process)에서 기판에는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 별로 패터닝된 유기 박막층이 생성되는데, 이를 위해 종래의 박막 증착장치에는, 도 2에 도시된 바와 같은 회동형 소스 셔터부(10)가 마련된다.
종래의 박막 증착장치에 마련되는 회동형 소스 셔터부(10)는, 서로 다른 증착물질을 배출하는 소스(20)들의 상부 영역에 배치되며, 회동 몸체(11)의 회동에 의해 소스(20)를 개별적으로 기판에 대해 차폐하거나 소스(20)를 개별적으로 기판에 대해 개방한다.
그런데 이러한 종래의 회동형 소스 셔터부(10)는, 소스(20)를 기판에 대해 차폐한 상태뿐만 아니라 소스(20)를 기판에 대해 개방한 상태에서도 소스(20)에서 증발된 증착물질이 비산되는 영역 내에 배치되므로, 증착공정에서 여러 가지 문제점을 유발하였다.
첫 번째로, 증착물질이 비산되는 영역 내에 배치된 회동형 소스 셔터부(10)는, 증착물질의 유동궤적에 영향을 준다. 이렇게 증착물질의 유동궤적이 회동형 소스 셔터부(10)에 영향을 받게 되면, 증착물질이 기판에 고르게 증착되지 않고, 그에 따라 증착 품질이 나빠지게 된다.
둘째로, 회동형 소스 셔터부(10)가 증착물질이 비산되는 영역 내에 배치됨에 따라 증착물질이 회동형 소스 셔터부(10)에 증착되기 쉬워 회동형 소스 셔터부(10)가 빠르게 오염되며, 그에 따라 회동형 소스 셔터부(10)의 교체주기가 빨라지는 문제점이 있다.
셋째로, 회동형 소스 셔터부(10)가 증착물질이 비산되는 영역 내에 배치됨에 따라 회동형 소스 셔터부(10)를 오염시킨 증착물질이 아래쪽에 배치된 소스(20)로 낙하되어 클로깅(clogging) 현상을 유발하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-0054663호, (2007.05.29.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소스를 기판에 대해 개방 시 소스를 차폐하는 셔터부를 증착물질이 증발되어 비산되는 영역에서 회피시킬 수 있는 박막 증착장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에서 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 진공 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판에 증착되는 증착물질을 배출하는 소스유닛; 및 상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 소스유닛의 상부에서 상기 소스유닛을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 상기 소스유닛을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되어 상기 소스유닛을 상기 기판에 대해 차폐하거나 상기 소스유닛을 상기 기판에 대해 개방하는 셔터모듈을 구비하는 셔터유닛을 포함하는 박막 증착장치가 제공될 수 있다.
상기 셔터모듈은, 상호 독립적으로 이동되는 복수의 단위 셔터부를 포함할 수 있다.
상기 소스유닛은 상기 서로 다른 종류의 증착물질을 배출하는 복수의 단위 소스모듈을 포함하며, 상기 단위 셔터부들은 상기 단위 소스모듈들의 배열방향으로 슬라이딩 이동되며,상기 단위 셔터부의 개수는, 상기 단위 소스모듈의 개수보다 하나 적게 마련될 수 있다.
상기 셔터유닛은, 상기 셔터모듈에 연결되며, 상기 셔터모듈을 이동시키는 셔터용 이동모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 셔터용 이동모듈은, 상기 셔터모듈이 결합되는 주동블록부; 상기 주동블록부에 연결되며, 상기 주동블록부의 이동을 안내하는 주동블록용 가이드부; 및 상기 주동블록부에 연결되며, 상기 주동블록부를 이동시키는 주동블록용 구동부를 포함할 수 있다.
상기 주동블록용 구동부는, 내부를 대기압 상태로 유지하는 대기압 박스부의 내부에 배치되며, 상기 주동블록부에 주행동력을 공급하는 주행동력 공급부; 및 상기 주행동력 공급부와 상기 주동블록부를 연결하며, 상기 주행동력을 상기 주동블록부에 전달하는 주행동력 전달부를 포함할 수 있다.
상기 주행동력 전달부는, 상기 주행동력 공급부에 연결되며, 상기 대기압 박스부의 외부에 배치되는 피니언 기어; 및 상기 피니언 기어에 치합되며, 상기 주동블록부에 연결되는 렉 기어를 포함할 수 있다.
상기 주행동력 전달부는, 상기 대기압 박스부의 외벽에 지지되고 상기 피니언 기어가 결합되는 동력전달용 회전축이 회전 가능하게 연결되며, 상기 대기압 박스부 내부의 공기가 상기 진공 챔버의 내부로 유출되는 것을 방지하는 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
상기주행동력 전달부는, 상기 대기압 박스부의 내부에 배치되며, 상기 동력전달용 회전축에 결합되는 종동 베벨기어를 더 포함할 수 있다.
상기 주행동력 공급부는, 상기 종동 베벨기어에 치합되는 주동 베벨기어; 및 상기 주동 베벨기어에 연결되며, 상기 주동 베벨기어를 회전시키는 서보모터를 포함할 수 있다.
상기 셔터용 이동모듈은, 상기 셔터모듈이 결합되며, 상기 주동블록부에서 이격된 위치에 배치되는 종동블록부; 및 상기 종동블록부에 연결되며, 상기 종동블록부의 이동을 안내하는 종동블록용 가이드부를 더 포함할 수 있다.
상기 주동블록부와 상기 종동블록부 사이에 상기 소스유닛이 배치될 수 있다.
상기 셔터용 이동모듈은, 상기 피니언 기어의 하부 영역에 배치되며, 상기 피니언 기어 상기 렉기어의 치합과정에서 발생되는 파티클을 포집하는 파티클 포집기를 더 포함할 수 있다.
상기 파티클 포집기는, 상부 영역이 개구되며, 내부에 파티클 수용공간이 형성되는 포집기 몸체부; 및 상기 포집기 몸체부에 지지되며, 상기 파티클 수용공간에 배치되는 자성체를 포함할 수 있다.
상기 셔터용 이동모듈은, 상기 렉 기어에 결합되며, 상기 파티클이 비산되는 것을 방지하는 비산 방지덮개를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 소스유닛의 상부에서 소스유닛을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 소스유닛을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되어 소스유닛을 기판에 대해 차폐하거나 소스유닛을 기판에 대해 개방하는 셔터모듈을 구비함으로써, 소스유닛을 기판에 대해 개방 시 셔터모듈을 증착물질이 증발되어 비산되는 영역에서 회피시킬 수 있다.
도 1은 유기전계발광소자의 구조도이다.
도 2는 회동형 소스 셔터부가 마련된 종래의 박막 증착장치가 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 3의 셔터유닛이 도시된 사시도이다.
도 6은 도 3의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 7은 도 3의 좌측면이 도시된 도면이다.
도 8은 도 4의 B-B선에 따른 단면이 도시된 도면이다.
도 9는 내지 도 12는 도 3의 셔터유닛의 동작상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
한편, 이하에서 기술되는 기판은 유기발광다이오드 디스플레이(OLED display)용 유리기판일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 증착장치가 도시된 도면이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 도 3의 셔터유닛이 도시된 사시도이고, 도 6은 도 3의 A-A선에 따른 단면이 도시된 도면이며, 도 7은 도 3의 좌측면이 도시된 도면이고, 도 8은 도 4의 B-B선에 따른 단면이 도시된 도면이며, 도 9 내지 도 12는 도 3의 셔터유닛의 동작상태도이다.
도 5, 도 6, 도 9 및 도 11에서는 설명의 편의를 위해 비산 방지덮개(170)를 생략하였다. 도 8에서는 대기압 박스부(AB)의 내부가 도시되는데, 대기압 박스부(AB)의 전면부가 투명한 재질로 마련됨으로써 도 8과 같이 대기압 박스부(AB)의 내부가 도시될 수 있다.
도 3 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 박막 증착장치는, 내부에서 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 진공 챔버(미도시)와, 진공 챔버(미도시)의 내부에 배치되며 기판에 증착되는 증착물질을 배출하는 소스유닛(120)과, 소스유닛(120)의 상부에서 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되어 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하거나 개방하는 셔터모듈(140)을 구비하는 셔터유닛(130)을 포함한다.
이러한 본 실시예에 따른 박막 증착장치는, 소스유닛(120)의 상부에서 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되어 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하거나 개방하는 셔터모듈(140)을 구비함으로써, 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방 시 셔터모듈(140)을 증착물질이 증발되어 비산되는 영역에서 회피시킬 수 있고, 그에 따라 셔터모듈(140)이 증착물질의 유동궤적에 영향을 주는 것을 방지할 수 있으며, 셔터모듈(140)이 증착물질에 오염되는 것을 최소화할 수 있고, 셔터모듈(140)의 오염을 최소화함으로써 셔터모듈(140)에 묻은 증착물질이 소스유닛(120)으로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
진공 챔버(미도시)는 박스(box)형 구조물로서, 진공 챔버(미도시)의 내부에서는 기판(미도시)에 대한 증착공정(deposition process)이 이루어진다. 증착공정 시 진공 챔버(미도시)의 내부는 미리 결정된 진공압력으로 유지된다. 따라서 진공 챔버(미도시)에는 내부를 진공 분위기로 변화시키기 위한 수단들이 마련되는데, 편의상 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
진공 챔버(미도시)의 측벽에는 출입용 도어(미도시)가 마련되는데, 이러한 출입용 도어(미도시)는 진공 챔버(미도시) 내의 유지보수를 위한 통로로 활용된다.
이러한 진공 챔버(미도시)의 내부에는 소스유닛(120)가 배치된다. 소스유닛(120)의 셔터모듈(140)의 하부에 배치되며 진공 챔버(미도시)의 하부벽에 지지된다.
이러한 소스유닛(120)은 서로 다른 종류의 증착물질을 배출하는 복수의 단위 소스모듈(121, 122, 123)을 포함한다. 본 실시예에서 단위 소스모듈(121, 122, 123)은 3개로 마련되며, 3개의 단위 소스모듈(121, 122, 123)은 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 패턴 형성용 증착물질을 배출하는 단위 소스모듈(121, 122, 123)로 이루어지는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며 본 발명의 단위 소스모듈(121, 122, 123)은 다양한 개수 및 종류로 마련될 수 있다.
본 실시예에서 소스유닛(120)은 증착물질을 증발시켜 상부 영역에 배치된 기판을 향하여 배출한다.
셔터유닛(130)은 진공 챔버(미도시)에 연결되며 진공 챔버(미도시)의 내부에 배치된다.
이러한 셔터유닛(130)은, 소스유닛(120)의 상부에서 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되는 셔터모듈(140)과, 셔터모듈(140)에 연결되며 셔터모듈(140)을 이동시키는 셔터용 이동모듈(150)을 포함한다.
셔터모듈(140)은 기판과 소스유닛(120)의 사이에 배치된다. 셔터모듈(140)의 상부 영역에는 기판이 배치되고 셔터모듈(140)의 하부영역에는 소스유닛(120)이 배치된다.
본 실시예에서 셔터모듈(140)은, 상호 독립적으로 이동되는 복수의 단위 셔터부(141, 142)를 포함한다. 단위 셔터부(141, 142)들은 단위 소스모듈(121, 122, 123)들의 배열방향으로 슬라이딩 이동된다.
이러한 셔터모듈(140)은 도 4, 도 9 및 도 11에 자세히 도시된 바와 같이 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방하는 개방위치(도 6, 도 7, 도 9 및 도 11에서 가로방향)로 이동되는 이동경로를 가진다.
소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치란, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 단위 셔터부(141, 142)가 단위 소스모듈(121, 122, 123)의 상부에 위치되어 단위 셔터부(141, 142)이 단위 소스모듈(121, 122, 123)을 기판에 대해 차폐하는 위치를 말한다.
또한, 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방하는 개방위치란, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 단위 셔터부(141, 142)가 단위 소스모듈(121, 122, 123)의 상부에 위치되지 않아 단위 셔터부(141, 142)가 단위 소스모듈(121, 122, 123)을 기판에 대해 개방하는 위치를 말한다.
이러한 이동경로를 가지는 셔터모듈(140)은, 셔터모듈(140)의 이동경로 중 소스유닛(120)에서 배출된 증착물질이 기판으로 유동되는 증착물질 유동경로(P)와 겹치는 위치에서 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐한다.
여기서 증착물질 유동경로(P)는, 도 9에 자세히 도시된 바와 같이 소스유닛(120)의 상부 영역으로 기판의 상부 영역에 배치된 기판과 소스유닛(120) 사이의 공간으로 정의된다.
본 실시예의 셔터모듈(140)은, 증착물질 유동경로(P)에 배치되어 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하고, 증착물질 유동경로(P)를 벗어난 위치에 배치되어 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방한다.
한편, 본 실시예에서 단위 셔터부(141, 142)들의 개수는 단위 소스모듈(121, 122, 123)의 개수보다 하나 적게 마련된다.
상술한 바와 같이 본 실시예의 단위 소스모듈(121, 122, 123)은 3개로 마련되므로, 본 실시예의 단위 셔터부(141, 142)는 2개(제1 단위 셔터부(141) 및 제2 단위 셔터부(142))로 마련된다. 이렇게 본 실시예의 단위 셔터부(141, 142)가 단위 소스모듈(121, 122, 123)들의 개수보다 하나 적게 마련되는 이유는, 유기물 증착 공정에서 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 패턴 중 적어도 어느 하나의 증착 공정은 필수적으로 수행되고, 그에 따라 단위 소스모듈(121, 122, 123) 전부를 일시에 차폐할 필요가 없기 때문이다.
이와 같이 본 실시예에 따른 박막 증착장치는, 증착공정에 최적화된 개수의 단위 셔터부(141, 142)를 구비함으로써, 불필요한 단위 셔터부(141, 142)를 줄여 단위 셔터부(141, 142)가 증착물질 유동경로(P)를 회피하기 위해 필요한 회피공간을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
한편, 단위 셔터부(141, 142)는 상호 독립적으로 이동되는데, 이러한 단위 셔터부(141, 142)의 독립적인 이동은 셔터용 이동모듈(150)에 의해 이루어진다.
셔터용 이동모듈(150)은, 진공 챔버(미도시)의 내벽에 지지되는 이동모듈 프레임부(151)와, 셔터모듈(140)이 결합되는 주동블록부(152a, 152b)와, 이동모듈 프레임부(151)에 지지되고 주동블록부(152a, 152b)에 연결되며 주동블록부(152a, 152b)의 이동을 안내하는 주동블록용 가이드부(153)와, 이동모듈 프레임부(151)에 지지되고 주동블록부(152a, 152b)에 연결되며 주동블록부(152a, 152b)를 이동시키는 주동블록용 구동부(154a, 154b)와, 셔터모듈(140)이 결합되며 주동블록부(152a, 152b)에서 이격된 위치에 배치되는 종동블록부(157a, 157b)와, 이동모듈 프레임부(151)에 지지되고 주동블록부(152a, 152b)에 연결되며 종동블록부(157a, 157b)의 이동을 안내하는 종동블록용 가이드부(158)를 포함한다.
본 실시예에서 주동블록부(152a, 152b)는, 제1 단위 셔터부(141)가 결합되는 제1 주동블록부(152a)와, 제2 단위 셔터부(142)가 결합되는 제2 주동블록부(152b)를 포함한다.
주동블록용 가이드부(153)는 이동모듈 프레임부(151)에 지지된다. 이러한 주동블록용 가이드부(153)는 주동블록부(152a, 152b)에 연결되어 주동블록부(152a, 152b)의 이동을 안내한다. 본 실시예에서 주동블록용 가이드부(153)는 제1 주동블록부(152a)와 제2 주동블록부(152b) 각각이 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 주동블록용 가이드레일(153a)을 포함한다.
주동블록용 구동부(154a, 154b)는 이동모듈 프레임부(151)에 지지된다. 이러한 주동블록용 구동부(154a, 154b)는 주동블록부(152a, 152b)에 연결되어 주동블록부(152a, 152b)를 이동시킨다.
본 실시예에 따른 주동블록용 구동부(154a, 154b)는, 제1 주동블록부(152a)를 이동시키는 제1 주동블록용 구동부(154a)와, 제2 주동블록부(152b)를 이동시키는 제2 주동블록용 구동부(154b)를 포함한다.
제1 주동블록용 구동부(154a)와 제2 주동블록용 구동부(154b)는 배치방향 등에서 차이가 있을 뿐 그 구조 및 기능이 거의 유사하므로, 이하에서는 제1 주동블록용 구동부(154a)를 위주로 설명하고 도면의 도시 방향이 제2 주동블록용 구동부(154b)로 설명하기 편리한 경우에 제2 주동블록용 구동부(154b)를 기준으로 하여 설명한다.
제1 주동블록용 구동부(154a)는, 이동모듈 프레임부(151)에 지지되는 대기압 박스부(AB)의 내부에 배치되며 제1 주동블록부(152a)에 주행동력을 공급하는 제1 주행동력 공급부(155a)와, 제1 주행동력 공급부(155a)와 제1 주동블록부(152a)를 연결하며 주행동력을 제1 주동블록부(152a)에 전달하는 제1 주행동력 전달부(156a)를 포함한다.
대기압 박스부(AB)는 이동모듈 프레임부(151)에 지지된다. 이러한 대기압 박스부(AB)는 내부를 대기압 상태로 유지한다.
제1 주행동력 전달부(156a)는, 제1 주행동력 공급부(155a)와 제1 주동블록부(152a)를 연결한다. 이러한 제1 주행동력 전달부(156a)는 주행동력을 제1 주동블록부(152a)에 전달한다.
제1 주행동력 전달부(156a)는, 제1 주행동력 공급부(155a)에 연결되며 대기압 박스부(AB)의 외부에 배치되는 제1 피니언 기어(a1)와, 제1 피니언 기어(a1)에 치합되는 제1 렉 기어(a2)와, 제1 렉 기어(a2)가 결합되고 제1 주동블록부(152a)에 결합되는 제1 연결 브라켓(a3)과, 대기압 박스부(AB)의 외벽에 지지되고 제1 피니언 기어(a1)가 결합되는 제1 동력전달용 회전축(S1)이 회전 가능하게 연결되며 대기압 박스부(AB) 내부의 공기가 진공 챔버(미도시)의 내부로 유출되는 것을 방지하는 제1 밀봉부(a4)와, 대기압 박스부(AB)의 내부에 배치되며 제1 동력전달용 회전축(S1)에 결합되는 제1 종동 베벨기어(a5)를 포함한다.
제1 피니언 기어(a1)와 제1 렉 기어(a2)는, 제2 피니언 기어(b1)와 제2 렉 기어(b2)와의 간섭을 피하기 위해 제2 피니언 기어(b1)와 제2 렉 기어(b2) 보다 아래쪽에 배치된다.
제1 연결 브라켓(a3)은, 제1 렉 기어(a2) 및 제1 주동블록부(152a)에 결합되어 제1 렉 기어(a2)의 이동에 따라 제1 주동블록부(152a)를 이동시킨다. 이러한 제1 연결 브라켓(a3)는 제2 렉 기어(b2) 보다 아래쪽에 배치된 제1 렉 기어(a2)에 결합되도록, 도 도 3, 도 5 및 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 제2 연결 브라켓(b3)보다 큰 높이를 가지는 형상으로 마련된다.
제1 밀봉부(a4)는 대기압 박스부(AB)의 외벽에 지지된다. 이러한 제1 밀봉부(a4)에는 제1 피니언 기어(a1)가 결합되는 제1 동력전달용 회전축(S1)이 회전 가능하게 연결된다, 본 실시예의 제1 밀봉부(a4)는, 대기압 박스부(AB) 내부의 공기가 진공 챔버(미도시)의 내부로 유출되는 것을 방지한다.
이러한 제1 밀봉부(a4)는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 대기압 박스부(AB)의 외벽에 결합되며 제1 동력전달용 회전축(S1)이 회전가능하게 연결되는 제1 밀봉몸체(M1)와, 제1 동력전달용 회전축(S1)의 외주면과 제1 밀봉몸체(M1)의 내주면 사이에 배치되는 자성유체(Magnetic Fluid, 미도시)를 포함한다.
여기서 자성유체(미도시)는 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정 분산시킨 다음 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체로써, 이러한 자성유체(미도시)가 제1 밀봉몸체(M1)와 제1 동력전달용 회전축(S1) 사이에 오링과 같은 막을 형성함으로써, 제1 동력전달용 회전축(S1)의 회전에 의해 대기압 박스부(AB)의 외부 공기가 진공 분위기의 진공 챔버(미도시) 내부로 유출되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 제1 밀봉부(a4)에는 자성유체 씰(Magnetic Fluid seal)이 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되지 않으며, 진공도를 유지시키는 다양한 밀봉부재가 본 실시예의 제1 밀봉부(a4)로 사용될 수 있다.
제1 종동 베벨기어(a5)는 대기압 박스부(AB)의 내부에 배치된다. 이러한 제1 종동 베벨기어(a5)는 제1 동력전용 회전축에 결합된다.
제1 주행동력 공급부(155a)는 대기압 박스부(AB)의 내부에 배치된다. 이러한 제1 주행동력 공급부(155a)는 제1 주동블록부(152a)에 주행동력을 공급한다.
본 실시예에서 제1 주행동력 공급부(155a)는, 제1 종동 베벨기어(a5)에 치합되는 제1 주동 베벨기어(a6)와, 제1 주동 베벨기어(a6)에 연결되며 제1 주동 베벨기어(a6)를 회전시키는 제1 서보모터(a7)를 포함한다.
여기서, 본 실시예에 따른 제1 주행동력 공급부(155a)는, 제1 서보모터(a7)를 통해 제1 주동블록부(152a)를 이동시킴으로써, 제1 주동블록부(152a)의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 이점이 있다.
한편 제2 주동블록용 구동부(154b)는, 대기압 박스부(AB)의 내부에 배치되며 제2 주동블록부(152b)에 주행동력을 공급하는 제2 주행동력 공급부(155b)와, 제2 주행동력 공급부(155b)와 제2 주동블록부(152b)를 연결하며 주행동력을 제2 주동블록부(152b)에 전달하는 제2 주행동력 전달부(156b)를 포함한다.
제2 주행동력 전달부(156b)는, 제2 주행동력 공급부(155b)와 제2 주동블록부(152b)를 연결한다. 이러한 제2 주행동력 전달부(156b)는 주행동력을 제2 주동블록부(152b)에 전달한다.
제2 주행동력 전달부(156b)는, 제2 주행동력 공급부(155b)에 연결되며 대기압 박스부(AB)의 외부에 배치되는 제2 피니언 기어(b1)와, 제2 피니언 기어(b1)에 치합되는 제2 렉 기어(b2)와, 제2 렉 기어(b2)가 결합되고 제2 주동블록부(152b)에 결합되는 제2 연결 브라켓(b3)과, 대기압 박스부(AB)의 외벽에 지지되고 제2 피니언 기어(b1)가 결합되는 제2 동력전달용 회전축(S2)이 회전 가능하게 연결되며 대기압 박스부(AB) 내부의 공기가 진공 챔버(미도시)의 내부로 유출되는 것을 방지하는 제2 밀봉부(b4)와, 대기압 박스부(AB)의 내부에 배치되며 제2 동력전달용 회전축(S2)에 결합되는 제2 종동 베벨기어(b5)를 포함한다.
제2 주행동력 공급부(155b)는 대기압 박스부(AB)의 내부에 배치된다. 이러한 제2 주행동력 공급부(155b)는 제2 주동블록부(152b)에 주행동력을 공급한다.
본 실시예에서 제2 주행동력 공급부(155b)는, 제2 종동 베벨기어(b5)에 치합되는 제2 주동 베벨기어(b6)와, 제2 주동 베벨기어(b6)에 연결되며 제2 주동 베벨기어(b6)를 회전시키는 제2 서보모터(b7)를 포함한다.
제2 주동블록용 구동부(154b)는 제1 주동블록용 구동부(154a)와 설치 위치 등에서 차이가 있을 뿐, 그 구조나 기능은 제1 주동블록용 구동부(154a)와 거의 동일하므로 설명의 편의를 위해 제2 주동블록용 구동부(154b)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
한편, 종동블록부(157a, 157b)는 셔터모듈(140)에 결합된다. 이러한 종동블록부(157a, 157b)는 제1 주동블록부(152a) 및 제2 주동블록부(152b)에서 이격된 위치에 배치된다.
본 실시예에 따른 종동블록부(157a, 157b)는 제1 단위 셔터부(141)가 결합되는 제1 종동블록부(157a)와, 제2 단위 셔터부(142)가 결합되는 제2 종동블록부(157b)를 포함한다.
제1 종동블록부(157a)는 제1 주동블록부(152a)에서 이격된 위치에 배치된다. 본 실시예에서 제1 종동블록부(157a)는, 도 3 내지 도 5에 자세히 도시된 바와 같이 제1 주동블록부(152a)와 제1 종동블록부(157a) 사이에 소스유닛(120)이 배치될 수 있도록, 제1 주동블록부(152a)에서 소정 간격만큼 이격된 위치에 배치된다.
제2 종동블록부(157b) 역시 제2 주동블록부(152b)에서 소정 간격만큼 이격되어 배치된다.
종동블록용 가이드부(158)는 이동모듈 프레임부(151)에 지지된다. 이러한 종동블록용 가이드부(158)는 제1 종동블록부(157a) 및 제2 종동블록부(157b)에 연결되어 제1 종동블록부(157a) 및 제2 종동블록부(157b)의 이동을 안내한다.
본 실시예에서 종동블록용 가이드부(158)는, 제1 종동블록부(157a)와 제2 종동블록부(157b) 각각이 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 종동블록용 가이드레일(미도시)을 포함한다.
한편 셔터용 이동모듈(150)에는, 대기압 박스부(AB)에 연결되고 제1 및 제2 피니언 기어(a1, b1)의 하부 영역에 배치되며 제1 및 제2 피니언 기어(a1, b1)와 제1 및 제2 렉 기어(a2, b2)의 치합과정에서 발생되는 파티클을 포집하는 파티클 포집기(160)가 마련된다. 본 실시예에 따른 파티클 포집기(160)는, 대기압 박스부(AB)에 결합되며, 제1 피니언 기어(a1)의 하부 영역에 배치된다.
이러한 파티클 포집기(160)는, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 상부 영역이 개구되며 내부에 파티클 수용공간이 형성되는 포집기 몸체부(161)와, 포집기 몸체부(161)에 지지되며 파티클 수용공간에 배치되는 자성체(162)를 포함한다.
포집기 몸체부(161)는, 낙하되는 파티클을 수용공간에 수용하기 위해 상부 영역이 개구된다. 본 실시예의 자성체(162)는, 파티클 수용공간에 배치됨으로써, 철 성분의 파티클을 파티클 수용공간으로 잡아당기고, 파티클 수용공간에 포집된 파티클이 다시 비산되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 자성체(162)에는 자력의 세기가 네오디뮴 자성체(Neodymium Magnet)가 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니며, 다양한 재질의 자성 물체가 본 실시예의 자성체(162)로 사용될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 셔터용 이동모듈(150)에는, 도 3 및 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 렉 기어(a2) 및 제2 렉 기어(b2) 각각에 결합되며 파티클이 비산되는 것을 방지하는 비산 방지덮개(170)가 마련된다.
비산 방지덮개(170)는 제1 렉 기어(a2) 및 제2 렉 기어(b2) 각각에 결합된다. 이러한 비산 방지덮개(170)는, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 렉 기어(a2) 및 제2 렉 기어(b2)를 덮어 파티클이 비산되는 것을 방지하고, 파티클이 제1 렉 기어(a2) 및 제2 렉 기어(b2)의 하부 영역에 배치된 파티클 포집기(160)로 유동되도록 파티클의 유동을 가이드한다.
한편, 본 실시예에 따른 셔터용 이동모듈(150)에는, 대기압 박스부(AB)에 결합되며 제1 연결 브라켓(a3)에 접촉되어 제1 연결 브라켓(a3)의 이동을 제한하는 제1 스토퍼부(181)와, 대기압 박스부(AB)에 결합되며 제2 연결 브라켓(b3)에 접촉되어 제2 연결 브라켓(b3)의 이동을 제한하는 제2 스토퍼부(182)가 마련된다.
도 6 및 도 9에서 제2 연결 브라켓(b3)은 대기압 박스부(AB)에 대하여 제2 스토퍼부(182)가 돌출된 높이(도 6 및 도 9에서 제2 스토퍼부(182)가 대기압 박스부(AB)의 벽면에서 앞쪽으로 튀어나온 높이)보다 더 앞쪽으로 이격되어 배치되므로, 제2 연결 브라켓(b3)의 이동과정에서 제2 연결 브라켓(b3)의 선단부가 바로 제2 스토퍼부(182)에 접촉되는 것이 아니고, 도 11에 도시된 바와 같이 제2 연결 브라켓(b3)이 일정거리 이동된 후 제2 연결 브라켓(b3)의 돌출부(미도시)가 제2 스토퍼부(182)가 접촉된다.
한편, 본 실시예에 따른 박막 증착장치는, 소스유닛(120)의 상부에 배치되며, 단위 소스모듈(121, 122, 123)에서 배출되는 서로 다른 종류의 증착물질이 서로 혼합되지 않고 기판에 개별적으로 도달하도록 독립적인 유동경로를 형성하는 유동 가이드유닛(미도시)을 더 포함한다.
본 실시예에서 유동 가이드유닛(미도시)에는 각각의 증착물질을 독립적으로 유동시키는 3개의 유동관로(미도시)가 형성된다. 이러한 유동관로들(미도시)의 하부 개구부(미도시)는 단위 소스모듈(121, 122, 123)에 각각 연결된다. 또한, 유동관로들(미도시)의 상부 개구부(미도시)는 상술한 제1 단위 셔터부(141) 및 제2 단위 셔터부(142)의 이동에 의해 폐쇄 및 개방된다.
이하에서 본 실시예에 따른 박막 증착장치의 동작을 도 3 내지 도 12을 참고하여 도 9 내지 도 12를 위주로 설명한다.
단위 소스모듈(121, 122, 123) 전부를 기판에 대해 개방 시, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 단위 셔터부(141) 및 제2 단위 셔터부(142)가 단위 소스모듈(121, 122, 123)에서 이격되는 방향으로 이동된다.
따라서 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 단위 셔터부(141) 및 제2 단위 셔터부(142)가 증착물질 유동경로(P)에서 벗어난 위치에 위치한다.
반면에, 단위 소스모듈(121, 122, 123) 중 제3 단위 소스모듈(123)만을 기판에 대해 개방 시, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 단위 셔터부(141) 및 제2 단위 셔터부(142) 각각이 제1 단위 소스모듈(121) 및 제2 단위 소스모듈(122)의 상부에 위치된다.
따라서 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 단위 셔터부(141) 및 제2 단위 셔터부(142)가 증착물질 유동경로(P)에서 상에 위치되어 제1 단위 소스모듈(121) 및 제2 단위 소스모듈(122)을 기판에 대해 차폐한다.
이러한 본 실시예에 따른 박막 증착장치는, 소스유닛(120)의 상부에서 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되어 소스유닛(120)을 기판에 대해 차폐하거나 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방하는 셔터모듈(140)을 구비함으로써, 소스유닛(120)을 기판에 대해 개방 시 셔터모듈(140)을 증착물질이 증발되어 비산되는 영역에서 회피시킬 수 있고, 그에 따라 셔터모듈(140)이 증착물질의 유동궤적에 영향을 주는 것을 방지할 수 있으며, 셔터모듈(140)이 증착물질에 오염되는 것을 최소화할 수 있고, 셔터모듈(140)의 오염을 최소화함으로써 셔터모듈(140)에 묻은 증착물질이 소스유닛(120)으로 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
120: 소스유닛 121: 제1 단위 소스모듈
122: 제2 단위 소스모듈 123: 제3 단위 소스모듈
130: 셔터유닛 140: 셔터모듈
141: 제1 단위 셔터부 142: 제2 단위 셔터부
150: 셔터용 이동모듈 151: 이동모듈 프레임부
152a: 제1 주동블록부 152b: 제2 주동블록부
153: 주동블록용 가이드부 153a: 주동블록용 가이드레일
154a: 제1 주동블록용 구동부 154b: 제2 주동블록용 구동부
155a: 제1 주행동력 공급부 155b: 제2 주행동력 공급부
156a: 제1 주행동력 전달부 156b: 제2 주행동력 전달부
157a: 제1 종동블록부 157b: 제2 종동블록부
158: 종동블록용 가이드부 160: 파티클 포집기
161: 포집기 몸체부 162: 자성체
170: 비산 방지덮개 181: 제1 스토퍼부
182: 제2 스토퍼부 a1: 제1 피니언 기어
b1: 제2 피니언 기어 a2: 제1 렉 기어
b2: 제2 렉 기어 a3: 제1 연결 브라켓
b3: 제2 연결 브라켓 a4: 제1 밀봉부
b4: 제2 밀봉부 a5: 제1 종동 베벨기어
b5: 제2 종동 베벨기어 a6: 제1 주동 베벨기어
b6: 제2 주동 베벨기어 a7: 제1 서보모터
b7: 제2 서보모터 AB: 대기압 박스부
P: 증착물질 유동경로 S1: 제1 동력전달용 회전축
S2: 제2 동력전달용 회전축 M1: 제1 밀봉몸체
M2: 제2 밀봉몸체

Claims (15)

  1. 내부에서 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 진공 챔버의 내부에 배치되며, 상기 기판에 증착되는 증착물질을 배출하는 소스유닛; 및
    상기 진공 챔버에 연결되며, 상기 소스유닛의 상부에서 상기 소스유닛을 기판에 대해 차폐하는 차폐위치와 상기 소스유닛을 기판에 대해 개방하는 개방위치로 슬라이딩 이동가능하게 마련되어 상기 소스유닛을 상기 기판에 대해 차폐하거나 상기 소스유닛을 상기 기판에 대해 개방하는 셔터모듈을 구비하는 셔터유닛을 포함하며,
    상기 셔터유닛은,
    상기 셔터모듈에 연결되며, 상기 셔터모듈을 이동시키는 셔터용 이동모듈을 더 포함하고,
    상기 셔터용 이동모듈은,
    상기 셔터모듈이 결합되는 주동블록부;
    상기 주동블록부에 연결되며, 상기 주동블록부의 이동을 안내하는 주동블록용 가이드부; 및
    상기 주동블록부에 연결되며, 상기 주동블록부를 이동시키는 주동블록용 구동부를 포함하며,
    상기 주동블록용 구동부는,
    내부를 대기압 상태로 유지하는 대기압 박스부의 내부에 배치되며, 상기 주동블록부에 주행동력을 공급하는 주행동력 공급부; 및
    상기 주행동력 공급부와 상기 주동블록부를 연결하며, 상기 주행동력을 상기 주동블록부에 전달하는 주행동력 전달부를 포함하는 박막 증착장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셔터모듈은, 상호 독립적으로 이동되는 복수의 단위 셔터부를 포함하는 박막 증착장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소스유닛은 서로 다른 종류의 증착물질을 배출하는 복수의 단위 소스모듈을 포함하고,
    상기 단위 셔터부들은 상기 단위 소스모듈들의 배열방향으로 슬라이딩 이동되며,
    상기 단위 셔터부의 개수는, 상기 단위 소스모듈의 개수보다 하나 적게 마련되는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주행동력 전달부는,
    상기 주행동력 공급부에 연결되며, 상기 대기압 박스부의 외부에 배치되는 피니언 기어; 및
    상기 피니언 기어에 치합되며, 상기 주동블록부에 연결되는 렉 기어를 포함하는 박막 증착장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주행동력 전달부는,
    상기 대기압 박스부의 외벽에 지지되고 상기 피니언 기어가 결합되는 동력전달용 회전축이 회전 가능하게 연결되며, 상기 대기압 박스부 내부의 공기가 상기 진공 챔버의 내부로 유출되는 것을 방지하는 밀봉부를 더 포함하는 박막 증착장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기주행동력 전달부는,
    상기 대기압 박스부의 내부에 배치되며, 상기 동력전달용 회전축에 결합되는 종동 베벨기어를 더 포함하는 박막 증착장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주행동력 공급부는,
    상기 종동 베벨기어에 치합되는 주동 베벨기어; 및
    상기 주동 베벨기어에 연결되며, 상기 주동 베벨기어를 회전시키는 서보모터를 포함하는 박막 증착장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 셔터용 이동모듈은,
    상기 셔터모듈이 결합되며, 상기 주동블록부에서 이격된 위치에 배치되는 종동블록부; 및
    상기 종동블록부에 연결되며, 상기 종동블록부의 이동을 안내하는 종동블록용 가이드부를 더 포함하는 박막 증착장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 주동블록부와 상기 종동블록부 사이에 상기 소스유닛이 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 증착장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 셔터용 이동모듈은,
    상기 피니언 기어의 하부 영역에 배치되며, 상기 피니언 기어 상기 렉기어의 치합과정에서 발생되는 파티클을 포집하는 파티클 포집기를 더 포함하는 박막 증착장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 파티클 포집기는,
    상부 영역이 개구되며, 내부에 파티클 수용공간이 형성되는 포집기 몸체부; 및
    상기 포집기 몸체부에 지지되며, 상기 파티클 수용공간에 배치되는 자성체를 포함하는 박막 증착장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 셔터용 이동모듈은,
    상기 렉 기어에 결합되며, 상기 파티클이 비산되는 것을 방지하는 비산 방지덮개를 더 포함하는 박막 증착장치.
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