KR20110128578A - Ｏｌｅｄ 제조용 박막 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

OLED 제조용 박막 증착 장치가 개시된다. 본 발명의 OLED 제조용 박막 증착 장치는, 챔버; 챔버의 바닥면에 교차되는 방향을 따라 챔버 내에 마련되는 얼라인 레퍼런스부; 얼라인 레퍼런스부와 나란하게 배치되어 얼라인 레퍼런스부에 선택적으로 접촉 배치되는 마스크; 및 얼라인 레퍼런스부를 중심으로 마스크에 대향되게 배치되며, 마스크와 나란하게 배치되는 기판을 파지한 상태에서 얼라인 레퍼런스부를 기준으로 하여 마스크에 대해 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 마스크의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있다.

Description

ＯＬＥＤ 제조용 박막 증착 장치{THIN LAYERS DEPOSITION APPARATUS FOR MANUFACTURING OLED}
본 발명은, OLED 제조용 박막 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 마스크의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있는 OLED 제조용 박막 증착 장치에 관한 것이다.
일반적으로 평판표시소자인 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)는 유기물의 자체 발광에 의해 컬러 화상을 구현하는 초경박형 표시장치로서, 그 구조가 간단하면서 광효율이 높다는 점에서 차세대의 유망 디스플레이 장치로서 주목받고 있다.
이러한 유기전계발광표시장치(OLED)는 애노드와 캐소드 그리고, 애노드와 캐소드 사이에 개재된 유기막들을 포함하고 있다. 여기서 유기막들은 최소한 발광층을 포함하며, 발광층 이외에도 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
유기전계발광표시장치는 유기막 특히, 발광층을 이루는 물질에 따라서 고분자 유기발광소자와 저분자 유기발광소자로 나누어질 수 있다. 풀 칼라(full color)를 구현하기 위해서는 발광층을 패터닝해야 하는데, 대형 OLED를 제작하는 방식으로는 FMM(Fine Metal Mask, 이하 마스크라 함)을 이용한 직접 패터닝 방식과 LITI(Laser Induced Thermal Imaging) 공법을 적용한 방식, 컬러 필터(color filter)를 이용하는 방식 등이 있다.
한편, 마스크 방식을 적용하여 대형 OLED를 제작할 때에는 챔버 내에 기판과 패터닝(patterning)된 마스크를 수평으로 배치시킨 후에 증착하는 이른바 수평식 상향 증착 공법이 적용되고 있다. 이러한 수평식 상향 증착 공법은 챔버 등의 바닥면에 대해 수평으로 배치된 기판과 마스크를 상호 얼라인시킨 후 합착시키고 수평 상태에서 대형 기판에 유기물을 증착시키는 방법이다.
그런데, 현재 OLED가 대형화됨에 따라 마스크가 점점 대형화 및 고중량화되고 있으며, 이 경우 중력 방향으로 마스크의 처짐이 발생하여 기판에 대해 마스크를 밀착시키는 것이 어렵게 됨에 따라 결국에는 양산에서 요구되는 정밀도를 확보하기 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 고려하여 챔버의 바닥면에 대해 수평 방향으로 배치된 기판과 마스크를 상호 얼라인시킨 후 합착시키고, 이어서 합착된 기판과 마스크를 회전시켜 수직 방향으로 세운 후 유기물을 증착하는 방안이 고려될 수 있으나, 이 경우에도 챔버 내에서 수평 방향으로 합착된 기판과 마스크를 회전시켜 수직 방향으로 세워야 하기 때문에 챔버의 공간이 증대되는, 즉 풋 프린트(foot print)가 증대되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 마스크의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있는 OLED 제조용 박막 증착 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 챔버; 상기 챔버의 바닥면에 교차되는 방향을 따라 상기 챔버 내에 마련되는 얼라인 레퍼런스부; 상기 얼라인 레퍼런스부와 나란하게 배치되어 상기 얼라인 레퍼런스부에 선택적으로 접촉 배치되는 마스크; 및 상기 얼라인 레퍼런스부를 중심으로 상기 마스크에 대향되게 배치되며, 상기 마스크와 나란하게 배치되는 기판을 파지한 상태에서 상기 얼라인 레퍼런스부를 기준으로 하여 상기 마스크에 대해 상기 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 얼라인 레퍼런스부는 상기 마스크의 얼라인 기준을 형성하되 상기 챔버의 내벽면 일측에 부분적으로 결합되는 플레이트 타입(plate type)의 얼라인 레퍼런스 플레이트일 수 있다.
상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 유닛 본체; 상기 유닛 본체에 상대 이동 가능하게 결합되고 상기 마스크를 향한 일측에서 상기 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트; 상기 기판 지지용 플레이트에 접촉되는 상기 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부; 및 상기 유닛 본체와 연결되어 상기 마스크에 대한 상기 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너를 포함할 수 있다.
상기 기판 지지용 플레이트는 쿨링 플레이트(cooling plate)일 수 있다.
상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 상기 기판 지지용 플레이트에 마련되며, 상기 마스크가 상기 기판에 밀착되면서 면접촉될 수 있도록 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 유닛 본체 쪽으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 마그네트 어레이를 더 포함할 수 있다.
상기 마스네트 어레이는 상기 기판 지지용 플레이트 내에 매입되게 마련되는 다수의 단위 마그네트의 배열 구조에 의해 마련될 수 있다.
상기 기판 얼라이너는 상기 마스크의 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부를 더 포함할 수 있다.
상기 얼라인 레퍼런스부에 인접된 위치에 마련되어 상기 얼라인 레퍼런스부에 접촉 배치된 상기 마스크를 해당 위치에서 척킹하는 마스크 척킹부; 상기 마스크와 연결되어 상기 마스크를 상기 얼라인 레퍼런스부 쪽으로 구동시키는 마스크 구동부; 상기 기판을 지지하는 트레이의 이송을 위한 트레이 이송부; 및 상기 마스크의 일측에 배치되어 소정의 증착 물질을 상기 마스크를 통해 상기 기판으로 제공하는 소스(source)를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 챔버; 및 유닛 본체와, 상기 챔버의 바닥면에 교차되는 방향을 따라 배치되고 상기 유닛 본체에 고정 결합되는 마스크를 구비하며, 상기 마스크와 나란하게 기판을 파지한 상태에서 상기 마스크에 대해 상기 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 상기 유닛 본체에 상대 이동 가능하게 결합되고 상기 마스크를 향한 일측에서 상기 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트; 상기 기판 지지용 플레이트에 접촉되는 상기 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부; 및 상기 유닛 본체와 연결되어 상기 마스크에 대한 상기 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너를 포함할 수 있다.
상기 기판 지지용 플레이트는 쿨링 플레이트(cooling plate)일 수 있으며, 상기 기판 지지용 플레이트는, 상기 얼라인 레퍼런스부의 관통공 영역으로 삽입되는 몸체부; 및 상기 몸체부와 단차지게 연결되고 상기 몸체부보다는 큰 사이즈를 가지며, 상기 몸체부가 상기 얼라인 레퍼런스부의 관통공 영역으로 삽입될 때 상기 얼라인 레퍼런스부의 측벽에 지지되는 플랜지부를 포함할 수 있다.
상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 상기 기판 지지용 플레이트에 마련되며, 상기 마스크가 상기 기판에 밀착되면서 면접촉될 수 있도록 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 유닛 본체 쪽으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 마그네트 어레이를 더 포함할 수 있다.
상기 마스네트 어레이는 상기 기판 지지용 플레이트 내에 매입되게 마련되는 다수의 단위 마그네트의 배열 구조에 의해 마련될 수 있다.
상기 기판 얼라이너는 상기 마스크의 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 챔버; 상기 챔버의 바닥면에 교차되는 방향을 따라 상기 챔버 내에 마련되는 마스크를 얼라인시키는 마스크 오토 얼라이너; 및 상기 마스크와 인접된 위치에서 상기 마스크와 나란하게 기판을 파지한 상태에서 상기 마스크에 대해 상기 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 유닛 본체; 상기 유닛 본체에 상대 이동 가능하게 결합되고 상기 마스크를 향한 일측에서 상기 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트; 상기 기판 지지용 플레이트에 접촉되는 상기 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부; 및 상기 유닛 본체와 연결되어 상기 마스크에 대한 상기 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너를 포함할 수 있다.
상기 기판 지지용 플레이트는 쿨링 플레이트(cooling plate)일 수 있다.
상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 상기 기판 지지용 플레이트에 마련되며, 상기 마스크가 상기 기판에 밀착되면서 면접촉될 수 있도록 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 유닛 본체 쪽으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 마그네트 어레이를 더 포함할 수 있다.
상기 마스네트 어레이는 상기 기판 지지용 플레이트 내에 매입되게 마련되는 다수의 단위 마그네트의 배열 구조에 의해 마련될 수 있다.
상기 기판 얼라이너는, 상기 마스크의 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부; 및 상기 마스크의 변위를 측정하는 변위센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 마스크의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 도 1의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 얼라인 레퍼런스부의 평면 구조도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 개략적인 구조도이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 구조와 동작을 도시한 도면들이다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 구조와 동작을 도시한 도면들이다.
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, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 개략적인 구조도이고, 도 2는 도 1의 동작 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은 얼라인 레퍼런스부의 평면 구조도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 OLED 제조용 박막 증착 장치는 종래와는 달리 마스크(120, Fine Metal Mask, FMM)와 기판이 각각 챔버(100)의 바닥면(101)에 대해 교차되는, 즉 수직되는 방향으로 배치된 후에 접면됨으로써 상호 정밀한 평탄도를 유지한 상태에서 증착이 이루어질 수 있도록 하는 것이다. 여기서, 정밀한 평탄도라 함은 마스크(120)와 기판이 상호 전체 면적에 걸쳐서 균일하게 접촉하는 것을 말한다. 기판은 전술한 바와 같이, 유기전계발광표시장치(OLED, Organic Light Emitting Display)일 수 있다.
이러한 OLED 제조용 박막 증착 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(100)와, 챔버(100)의 바닥면(101)에 교차되는 방향을 따라 챔버(100) 내에 마련되는 얼라인 레퍼런스부(110)와, 얼라인 레퍼런스부(110)와 나란하게 배치되어 얼라인 레퍼런스부(110)에 선택적으로 접촉 배치되는 마스크(120)와, 얼라인 레퍼런스부(110)를 중심으로 마스크(120)에 대향되게 배치되며 마스크(120)와 나란하게 배치되는 기판을 파지한 상태에서 얼라인 레퍼런스부(110)를 기준으로 하여 마스크(120)에 대해 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛(130)을 포함한다.
챔버(100)는, 도 1 및 도 2에서 진한 점선으로 표시한 부분으로서 기판에 대한 증착 공정이 진행되는 장소를 이룬다. 이러한 챔버(100)의 내부는 기판에 대한 증착 공정이 신뢰성 있게 진행될 수 있도록 진공 분위기를 형성한다. 따라서 도시하지는 않았지만 챔버(100)의 일측에는 챔버(100) 내의 공기를 흡입하여 챔버(100) 내를 진공 유지시키기 위한 진공 펌프가 연결될 수 있다.
얼라인 레퍼런스부(110)는, 마스크(120)의 얼라인 기준을 형성하여 마스크(120)와 기판 모두가 챔버(100) 내에서 수직한 상태에서 증착 공정이 이루어지도록 하는 매개체 역할을 하는 부분이다.
이러한 얼라인 레퍼런스부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙 영역에 관통공(111)이 형성되고 외벽이 챔버(100)의 내벽면 일측에 부분적으로 결합되는 플레이트 타입(plate type)의 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)로 마련될 수 있다.
특히 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)는 마스크(120)의 얼라인 기준을 형성해야 하기 때문에 마스크(120)가 접촉지지되는 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 일측벽은 정반으로 제작된다. 관통공(111) 영역을 통해 상호간 얼라인 작업이 완료된 마스크(120)와 기판이 상호간 면접촉될 수 있다. 그리고 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 외벽은 용접, 별도의 브래킷을 이용한 체결 등의 방법을 통해 챔버(100)의 내벽면에 결합(고정)될 수 있다.
마스크(120)는, 기판의 표면에 미리 결정된 패턴(pattern)으로 증착을 진행하기 위하여 기판의 표면에 접촉 지지된다. 전술한 바와 같이, 기판에 대한 상대적인 얼라인이 매우 중요하기 때문에 마스크(120)는 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)에 접촉 지지된다. 자세히 도시하지는 않았지만 마스크(120)에는 소스(150)로부터의 증착 물질이 통과되는 다수의 통공(미도시)이 마련된다. 마스크(120)의 사이즈는 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 관통공(111)의 사이즈보다는 상대적으로 크게 마련된다.
본 실시예의 경우, 마스크(120) 역시 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)와 나란하게, 즉 챔버(100)의 바닥면(101)에 교차되는 방향으로 수직되게 배치되기 때문에, 마스크(120)의 사이즈가 커지더라도 마스크(120)의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버(100)의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크(120)의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있다.
이러한 마스크(120)는 증착 공정 시 도 2처럼 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 일측벽에 접촉 지지되어야 하기 때문에, 마스크(120)를 얼라인 레퍼런스 플레이트(110) 쪽으로 구동(이동)시키기 위한 수단, 그리고 마스크(120)가 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 일측벽에 접촉 지지되고 난 후 마스크(120)를 척킹하는 수단이 요구된다. 전자는 도시 않은 마스크 구동부가 담당하고, 후자는 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시한 마스크 척킹부(125)가 담당한다.
이에 대하여 부연 설명하면, 마스크 구동부는 실린더(cylinder)나 리니어 모터(linear motor), 혹은 모터(motor)와 볼스크루(ball screw)의 조합, 혹은 로봇(robot) 등으로 적용될 수 있으며 증착 공정 시 도 2처럼 마스크(120)를 이동시켜 마스크(120)가 기준을 형성하는 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 일측벽에 접촉 지지되도록 한다.
그리고 마스크 척킹부(125)는 실린더(cylinder)나 액추에이터(actuator) 등으로 적용될 수 있으며 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)에 인접된 위치에 마련되어 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)에 접촉 지지된(배치된) 마스크(120)가 임의로 자리 이탈되거나 위치 변경되지 않도록 마스크(120)를 척킹하는 역할을 한다.
참고로, 본 실시예의 경우, 마스크(120)는 챔버(100)의 내부에서 얼라인 레퍼런스 플레이트(110) 쪽으로만 이동될 수 있는 구조로 설명되었으나 교체형 마스크(미도시)가 적용되는 경우에는 별도의 마스크 이동수단(미도시)에 의해 챔버(100)의 내외로 교체형 마스크(미도시)가 이동되면서 증착 공정에 관여할 수 있을 것이다.
마스크(120)의 일측에는 증착에 요구되는 소정의 증착 물질을 마스크(120)를 통해 기판으로 제공하는 소스(150, source)가 마련된다.
한편, 기판 파지 얼라인 유닛(130)은, 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)를 중심으로 마스크(120)에 대향되게 배치되며, 마스크(120)와 나란하게 배치되는 기판을 파지한 상태에서 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)를 기준으로 하여 마스크(120)에 대해 기판을 얼라인시키는 역할을 한다.
이러한 기판 파지 얼라인 유닛(130)은, 유닛 본체(131)와, 유닛 본체(131)에 상대 이동 가능하게 결합되고 마스크(120)를 향한 일측에서 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트(132)와, 기판 지지용 플레이트(132)에 접촉되는 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부(133)와, 유닛 본체(131)와 연결되어 마스크(120)에 대한 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너(134)를 포함한다.
유닛 본체(131)는, 기판 지지용 플레이트(132)를 얼라인 레퍼런스 플레이트(110) 쪽으로 이동시키거나 반대의 원위치로 복귀시키기 위한 부품들이 설치된 곳으로서 일 영역은 챔버(100)의 내부에, 그리고 나머지 영역은 챔버(100)의 외부에 배치된다.
기판 지지용 플레이트(132)는, 표면에서 기판이 지지되는 장소이다. 참고로, 기판은 별도의 트레이(141)를 통해 롤러(roller) 형태의 트레이 이송부(140)를 따라 챔버(100)의 내부로 이송될 수 있으며, 이송된 후에는 기판 지지용 플레이트(132)의 표면에 배치된다. 전술한 바와 같이, 기판 역시 마스크(120)와 마찬가지로 수직되게 즉 세워서 공급된 후에 기판 지지용 플레이트(132)의 표면에 지지되기 때문에 기판 지지용 플레이트(132)의 표면 역시 마스크(120)와 나란한 상태를 유지한다.
이러한 기판 지지용 플레이트(132)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 관통공(111, 도 3 참조) 영역으로 삽입되는 몸체부(132a)와, 몸체부(132a)와 단차지게 연결되고 몸체부(132a)보다는 큰 사이즈를 가지며, 도 2처럼 몸체부132a)가 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 관통공(111) 영역으로 삽입될 때 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 측벽에 지지되는 플랜지부(132b)를 구비한다. 이처럼 기판 지지용 플레이트(132)가 단순한 블록(block) 구조에서 벗어나 몸체부(132a)와 플랜지부(132b)를 구비함에 따라 마스크(120)에 대한 기판의 상대적인 얼라인 작업이 상대적으로 더 편리하고 간편하게 수행될 수 있는 이점이 있다. 즉 마스크(120)를 기준으로 하여 기판이 마스크(120) 쪽으로 이동되어 마스크(120)와 면접촉될 때 기판이 지지된 기판 지지용 플레이트(132)의 몸체부(132a)가 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 관통공(111) 영역으로 삽입되기 때문에 마스크(120)에 대한 기판의 상대 변위가 자연스럽게 맞춰질 수 있게 된다.
본 실시예에서 기판 지지용 플레이트(132)는 쿨링 플레이트(132, cooling plate)로 적용된다. 쿨링 플레이트(132)로 적용될 수 있는 기판 지지용 플레이트(132)는 기판의 표면에서 실제 증착 공정이 이루어지기 전에 기판의 온도를 하강시킴으로써 증착 효율을 향상시킬 수 있도록 한다. 물론, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으므로 기판 지지용 플레이트(132)가 쿨링 플레이트(132)로 마련되는 대신에 기판 지지용 플레이트(132) 내에 냉각수나 혹은 냉각공기 주입 라인을 배치하는 것도 충분히 가능하다.
기판 지지용 플레이트(132)의 내부에는 금속 재질의 마스크(120)가 기판에 밀착되면서 면접촉될 수 있도록 기판을 사이에 두고 마스크(120)를 유닛 본체(131) 쪽으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 마그네트 어레이(134)가 더 마련된다. 즉 마그네트 어레이(134)는 마스크(120)와 기판이 접촉할 때 자장 형성을 통해 금속 재질인 마스크(120)가 기판에 보다 확실히 밀착하도록 하여 마스크(120)와 기판 사이의 들뜸 현상 등으로 인해 증착 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다. 본 실시예에서 마그네트 어레이(134)는 기판 지지용 플레이트(132) 내에 매입되게 마련되는 다수의 단위 마그네트(미도시)의 배열 구조에 의해 마련되나 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다.
기판 파지부(133)는, 기판 지지용 플레이트(132)의 표면에 배치된 기판을 해당 위치에서 파지하는 수단이다. 특히, 본 실시예의 경우, 기판은 수직되게 공급되고, 또한 기판은 대형 기판이기 때문에 기판이 흔들림 없이 파지되어야 한다. 본 실시예에서는 기판을 탄성적으로 지지할 수 있는 구조를 개략적으로 도시하고 있으나 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다.
이러한 기판 파지부(133)를 마련함에 있어 도 2처럼 기판은 마스크(120)와 실질적으로 면접촉 지지되어야 하기 때문에, 기판 파지부(133)가 이를 방해해서는 곤란하다. 따라서 기판 파지부(133)의 선단부가 기판의 표면보다 마스크(120) 쪽으로 더 돌출되는 형태로 마련되는 것은 바람직하지 않다.
기판 얼라이너(134)는, 유닛 본체(131)와 연결되어 마스크(120)에 대한 기판의 얼라인 작업을 진행한다. 도면에는 개략적인 박스(box) 구조로 도시되어 있으나 기판 얼라이너(134)는 유닛 본체(131)를, 혹은 유닛 본체(131)와 연결되어 실질적으로 기판이 접촉 지지되는 기판 지지용 플레이트(132)를 X축, Y축, θ축 중에서 선택된 적어도 어느 한 방향으로 이동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 UVW 구동력 제공부(미도시)를 포함할 수 있다. 실제, 유닛 본체(131)를, 혹은 유닛 본체(131)와 연결되어 실질적으로 기판이 접촉 지지되는 기판 지지용 플레이트(132)를 X축, Y축, θ축 중에서 선택된 적어도 어느 한 방향으로 이동시키기 위한 구조는 다양할 수 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이처럼 기판 얼라이너(134)를 통해 마스크(120)에 대한 기판의 얼라인 작업을 진행되기 때문에, 기판 얼라이너(134)는 마스크(120)에 형성되는 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 비젼부에 의해 촬영된 영상 정보는 도시 않은 제어부로 전송되고, 제어부는 기판 얼라이너(134)에 마련되는 UVW 구동력 제공부의 제어를 통해 유닛 본체(131)를, 혹은 유닛 본체(131)와 연결되어 실질적으로 기판이 접촉 지지되는 기판 지지용 플레이트(132)를 X축, Y축, θ축 중에서 선택된 적어도 어느 한 방향으로 이동시킴으로써 마스크(120)에 대한 기판의 얼라인 작업이 진행될 수 있도록 한다.
이러한 구성을 갖는 OLED 제조용 박막 증착 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 1에서 도 2처럼 트레이 이송부(140)를 따라 챔버(100)의 내부로 수직되게 이송되는 기판이 기판 지지용 플레이트(132)의 표면에 배치되면 기판 파지부(133)가 기판 지지용 플레이트(132)의 표면으로 기판을 파지한다.
다음, 도 1에서 도 2처럼 도시 않은 마스크 구동부가 동작되어 수직 방향으로 배치된 마스크(120)를 도 2의 화살표 A 방향으로 동작시켜 마스크(120)가 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)에 접촉 지지되도록 한다. 마스크(120)가 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)에 접촉 지지되고 나면 마스크 척킹부(125)가 해당 위치에서 마스크(120)를 척킹함으로써 마스크(120)가 임의로 자리 이탈되거나 위치 변경되지 않도록 한다.
이후, 기판 얼라이너(134)에 마련된 비젼부(미도시)가 마스크(120)에 형성되는 얼라인 마크(align mark)를 촬영하면, 제어부가 이 정보를 토대로 유닛 본체(131)를, 혹은 유닛 본체(131)와 연결되어 실질적으로 기판이 접촉 지지되는 기판 지지용 플레이트(132)를 X축, Y축, θ축 중에서 선택된 적어도 어느 한 방향으로 이동시킴으로써 마스크(120)에 대한 기판의 얼라인 작업을 진행한다.
얼라인 레퍼런스 플레이트(110)를 기준으로 하여 수직된 마스크(120)에 대해 역시 수직된 기판의 상대적인 얼라인 작업이 완료되면, 유닛 본체(131)가 기판 지지용 플레이트(132)를 도 2의 화살표 B 방향으로 이동시켜 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 관통공(111) 영역을 통해 상호간 얼라인 작업이 완료된 마스크(120)와 기판이 상호간 면접촉될 수 있도록 한다. 이때, 마그네트 어레이(134)는 마스크(120)와 기판이 얼라인 완료되어 접촉된 때 자장 형성을 통해 금속 재질인 마스크(120)가 기판에 보다 확실히 밀착하도록 하여 마스크(120)와 기판 사이의 들뜸 현상 등으로 인해 증착 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
증착을 위한 모든 준비가 완료되면, 즉 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)를 이용하여 챔버(100)의 바닥면(101)에 대하여 교차되게, 즉 수직으로 배치되는 마스크(120)와 기판의 정밀한 평탄도를 맞추고 나면, 소스(150)를 통해 증착 물질이 제공되어 수직 배치된 마스크(120)를 통해 역시 수직 배치된 기판의 표면으로 증착되며, 증착 시간이 완료되면 증착 완료된 기판은 추출된다.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예의 OLED 제조용 박막 증착 장치에 따르면, 마스크(120)의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버(100)의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크(120)의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 개략적인 구조도이다.
본 실시예의 경우, 챔버(100)의 바닥면(101)에 대하여 교차되게 배치되는 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)가 적용되기는 하되 마스크(120a)가 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)에 미리 접촉지지된, 즉 기판 쪽에서 얼라인 레퍼런스 플레이트(110)의 미리 결정된 위치에 결합된 구조로 마련된다.
한편, 도 4와 같은 경우에는 기판 지지용 플레이트(132')의 형상이 단순한 블록(block) 구조면 그것으로 충분하며, 이러한 사항은 아래의 실시예들에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 구조와 동작을 도시한 도면들이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 OLED 제조용 박막 증착 장치는, 기판 파지 얼라인 유닛(130b)이 마스크(120b)를 구비하고 있다는 점을 제외하고는 전술한 실시예들과 실질적인 구조와 동작이 모두 동일하다.
즉 본 실시예에서 기판 파지 얼라인 유닛(130b)은, 유닛 본체(131)와, 유닛 본체(131)로부터 연장되는 연장부(131b)의 단부에 고정 결합되는 마스크(120b)와, 유닛 본체(131)에 상대 이동 가능하게 결합되고 마스크(120b)를 향한 일측에서 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트(132)와, 기판 지지용 플레이트(132)에 접촉되는 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부(133)와, 유닛 본체(131)와 연결되어 마스크(120b)에 대한 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너(134)를 포함한다.
이처럼 마스크(120b)가 유닛 본체(131) 쪽에 고정 설치되도록 하는 경우, 전술한 마스크 척킹부(125)가 필요치 않을 수 있는데, 도 5 및 도 6과 같은 구조로 OLED 제조용 박막 증착 장치를 제조하더라도 마스크(120b)의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버(100)의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크(120b)의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있게 된다.
실제, 본 실시예의 경우, 마스크(120)의 구동 시간이 생략되기 때문에 좀 더 빠른 시간 내에 증착 공정을 마무리할 수 있을 것이라 기대된다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 제4 실시예에 따른 OLED 제조용 박막 증착 장치의 구조와 동작을 도시한 도면들이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예의 OLED 제조용 박막 증착 장치는, 챔버(100)의 바닥면(101)에 교차되는 방향을 따라 챔버(100) 내에 마련되는 마스크(120c)가 별도의 마스크 오토 얼라이너(170)에 의해 오토 얼라인되고 있다는 점을 제외하고는 실질적인 구조와 동작이 제1 실시예와 모두 동일하다.
다만, 이처럼 마스크(120c)가 마스크 오토 얼라이너(170)에 의해 오토 얼라인되는 경우에는, 기판 얼라이너(134c)가 마스크(120c)의 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부(미도시) 외에 마스크(120c)의 변위를 측정하는 변위센서(미도시)를 더 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이때, 제어부가 비젼부(미도시)와 변위센서(미도시)로부터의 정보를 토대로 유닛 본체(131)를, 혹은 유닛 본체(131)와 연결되어 실질적으로 기판이 접촉 지지되는 기판 지지용 플레이트(132)를 X축, Y축, θ축 중에서 선택된 적어도 어느 한 방향으로 이동시키도록 기판 얼라이너(134c)를 제어할 수 있을 것이다.
이처럼 마스크(120c)가 마스크 오토 얼라이너(170)에 의해 오토 얼라인되는 구조로 OLED 제조용 박막 증착 장치를 제조하더라도 마스크(120c)의 사이즈 대비 처짐을 종래 보다 현저히 감소시킬 수 있고 챔버(100)의 공간도 종래보다 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판과 마스크(120c)의 얼라인이 정밀하게 이루어질 수 있어 특히, 대형 OLED 양산 제조에 적합하게 적용될 수 있게 된다.
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.
100 : 챔버 101 : 바닥면
110 : 얼라인 레퍼런스부 120 : 마스크
125 : 마스크 척킹부 130 : 기판 파지 얼라인 유닛
131 : 유닛 본체 132 : 기판 지지용 플레이트
133 : 기판 파지부 134 : 기판 얼라이너
135 : 마그네트 어레이 140 : 트레이 이송부
150 : 소스 170 : 마스크 오토 얼라이너

Claims (20)

  1. 챔버;
    상기 챔버의 바닥면에 교차되는 방향을 따라 상기 챔버 내에 마련되는 얼라인 레퍼런스부;
    상기 얼라인 레퍼런스부와 나란하게 배치되어 상기 얼라인 레퍼런스부에 선택적으로 접촉 배치되는 마스크; 및
    상기 얼라인 레퍼런스부를 중심으로 상기 마스크에 대향되게 배치되며, 상기 마스크와 나란하게 배치되는 기판을 파지한 상태에서 상기 얼라인 레퍼런스부를 기준으로 하여 상기 마스크에 대해 상기 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인 레퍼런스부는 상기 마스크의 얼라인 기준을 형성하되 상기 챔버의 내벽면 일측에 부분적으로 결합되는 플레이트 타입(plate type)의 얼라인 레퍼런스 플레이트인 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 파지 얼라인 유닛은,
    유닛 본체;
    상기 유닛 본체에 상대 이동 가능하게 결합되고 상기 마스크를 향한 일측에서 상기 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트;
    상기 기판 지지용 플레이트에 접촉되는 상기 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부; 및
    상기 유닛 본체와 연결되어 상기 마스크에 대한 상기 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판 지지용 플레이트는 쿨링 플레이트(cooling plate)이며,
    상기 기판 지지용 플레이트는,
    상기 얼라인 레퍼런스부의 관통공 영역으로 삽입되는 몸체부; 및
    상기 몸체부와 단차지게 연결되고 상기 몸체부보다는 큰 사이즈를 가지며, 상기 몸체부가 상기 얼라인 레퍼런스부의 관통공 영역으로 삽입될 때 상기 얼라인 레퍼런스부의 측벽에 지지되는 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 상기 기판 지지용 플레이트에 마련되며, 상기 마스크가 상기 기판에 밀착되면서 면접촉될 수 있도록 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 유닛 본체 쪽으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 마그네트 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마스네트 어레이는 상기 기판 지지용 플레이트 내에 매입되게 마련되는 다수의 단위 마그네트의 배열 구조에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기판 얼라이너는 상기 마스크의 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인 레퍼런스부에 인접된 위치에 마련되어 상기 얼라인 레퍼런스부에 접촉 배치된 상기 마스크를 해당 위치에서 척킹하는 마스크 척킹부;
    상기 마스크와 연결되어 상기 마스크를 상기 얼라인 레퍼런스부 쪽으로 구동시키는 마스크 구동부;
    상기 기판을 지지하는 트레이의 이송을 위한 트레이 이송부; 및
    상기 마스크의 일측에 배치되어 소정의 증착 물질을 상기 마스크를 통해 상기 기판으로 제공하는 소스(source)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  9. 챔버; 및
    유닛 본체와, 상기 챔버의 바닥면에 교차되는 방향을 따라 배치되고 상기 유닛 본체에 고정 결합되는 마스크를 구비하며, 상기 마스크와 나란하게 기판을 파지한 상태에서 상기 마스크에 대해 상기 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판 파지 얼라인 유닛은,
    상기 유닛 본체에 상대 이동 가능하게 결합되고 상기 마스크를 향한 일측에서 상기 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트;
    상기 기판 지지용 플레이트에 접촉되는 상기 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부; 및
    상기 유닛 본체와 연결되어 상기 마스크에 대한 상기 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판 지지용 플레이트는 쿨링 플레이트(cooling plate)인 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 상기 기판 지지용 플레이트에 마련되며, 상기 마스크가 상기 기판에 밀착되면서 면접촉될 수 있도록 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 유닛 본체 쪽으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 마그네트 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마스네트 어레이는 상기 기판 지지용 플레이트 내에 매입되게 마련되는 다수의 단위 마그네트의 배열 구조에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 기판 얼라이너는 상기 마스크의 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  15. 챔버;
    상기 챔버의 바닥면에 교차되는 방향을 따라 상기 챔버 내에 마련되는 마스크를 얼라인시키는 마스크 오토 얼라이너; 및
    상기 마스크와 인접된 위치에서 상기 마스크와 나란하게 기판을 파지한 상태에서 상기 마스크에 대해 상기 기판을 얼라인시키는 기판 파지 얼라인 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판 파지 얼라인 유닛은,
    유닛 본체;
    상기 유닛 본체에 상대 이동 가능하게 결합되고 상기 마스크를 향한 일측에서 상기 기판이 지지되는 기판 지지용 플레이트;
    상기 기판 지지용 플레이트에 접촉되는 상기 기판을 해당 위치에서 파지하는 기판 파지부; 및
    상기 유닛 본체와 연결되어 상기 마스크에 대한 상기 기판의 얼라인 작업을 진행하는 기판 얼라이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 기판 지지용 플레이트는 쿨링 플레이트(cooling plate)인 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 기판 파지 얼라인 유닛은, 상기 기판 지지용 플레이트에 마련되며, 상기 마스크가 상기 기판에 밀착되면서 면접촉될 수 있도록 상기 기판을 사이에 두고 상기 마스크를 상기 유닛 본체 쪽으로 끌어당기는 자력을 발생시키는 마그네트 어레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 마스네트 어레이는 상기 기판 지지용 플레이트 내에 매입되게 마련되는 다수의 단위 마그네트의 배열 구조에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 기판 얼라이너는,
    상기 마스크의 얼라인 마크(align mark)를 촬영하는 비젼부; 및
    상기 마스크의 변위를 측정하는 변위센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 제조용 박막 증착 장치.
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