KR20150018613A - 왕복형 oled 진공 증착기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 OLED 패널을 제조하기 위한 왕복형 증착 시스템을 개시한다. 상기 증착 시스템은 OLED 기판을 보관할 수 있는 버퍼와 상부에 위치하여 상기 버퍼로 부터 기판을 공급받아서 서로 독립적으로 운영될 수 있는 복수의 정렬기들과 상부에 위치하여 버퍼와 복수의 정렬기들과 다음 공정용 버퍼에 기판을 이송시키는 이송 시스템과 하부에 위치하여 왕복 선형운동시 균일하게 증착을 수행하기 위한 선형 증발원과 하부에 위치하여 상기 선형 증발원의 이동경로를 만들어 주는 레일과 복수의 정렬기들과 이송 시스템과 선형 증발원과 레일을 포함하는 진공 챔버 시스템이 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 정밀 정렬기를 사용하는 증착 시스템에서 클러스터를 제거하므로써 중심 이송 로봇에 의한 개별 증착기에 기판 각도의 보정이 필요없으므로 시스템이 간략화되고 설치 공간을 최적화할 수 있게 한다.

Description

왕복형 OLED 진공 증착기{OLED Evaporation System with reciprocating motion}
본 발명은 OLED증착기 형태에 관한 특허로 복층의 OLED 증착을 위해서 개별층의 OLED증착을 위한 반복형 왕복운동을 이용하는 시스템에 관한 것이다.
유기 전계 발광소자(Organic Light Emitting Diode: OLED)는 유기화합물에 전류를 공급하여 전자와 전공의 재결합에 의한 에너지를 빛에너지로 변환시켜 스스로 빛을 내는 자발광소자로서, 비발광소자에 빛을 가하기 위해 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량이고 박형의 평판표시장치를 제조할 수 있다.
이러한 유기 전계 발광소자를 이용한 평관표시장치는 응답속도가 빠르고, 시야각이 넓어 차세대 표시장치로 스마트폰 및 TV에 사용되고 있다.
유기 전계 발광소자에 유기물을 박막으로 형성하기 위해서 진공증착 방식을 사용하고 있으며, 크게 기판을 중심의 로봇에 의해서 이송을 하면서 각 챔버별로 공정을 진행하는 클러스터 방식과, 순차적으로 증발원을 구성한 후 기판을 이동하면서 순차적으로 공정을 진행하는 인라인 방식이 사용되고 있다.
클러스터 방식(특허문헌 1)의 경우 개별 챔버에서 진공증착을 하기 때문에 각각 정밀 마스크를 정렬하여 사용할 수 있으나 정렬 시간 동안 증착이 수행되지 않기 때문에 물질 사용율을 올리기 위해서 정렬기 2개에 1 셋트의 증발원을 사용하는 방식을 사용하였다. 하지만, 이와 같은 중앙 이송식 두 개의 정렬기를 사용하는 경우 두 개의 정렬기의 원점이 중앙 이송장치의 각도에 의해서 바뀌기 때문에 이를 보상하기 위해서 정렬기의 각도를 변화시키거나 증발원의 각도를 변화시켜줘야 하며, 각각의 위치 변화가 가능하도록 챔버의 공간을 확보하여야 하므로 전체 크기가 커지는 문제가 있다(특허문헌 3).
문헌 2의 인라인 방식의 경우에는 기판을 지속적으로 이송하기 때문에 정밀 정렬 방식을 사용할 수 없으며, 소스별로 개별적인 정렬 시스템을 사용할 수 없으므로 다색 복층방식의 백색 OLED의 경우에는 사용될 수 있지만 R, G, B 개별 증착 시스템에서 사용에 문제가 있다. 특히, 셔틀을 사용하는 인라인 방식의 경우 기판과 같이 증착 마스크로 같이 이송을 하기 때문에 모델 변경시 사용 셔틀 수 만큼의 마스크를 제작해야 하기 때문에 클러스터 방식에 비해서 더 많은 마스크 비용이 필요하게 된다.
대한미국 공개특허공보 제10-2007-0063691호(2008.12.31 공개) 대한미국 공개특허공보 제10-2011-0069355호(2013.01.23 공개) 대한미국 공개특허공보 제10-2012-0031234호(2013.10.08 공개)
본 발명은 R, B, B 개별 증착기 가능하도록 듀얼 정렬기와 선형 증발원 및 직각으로 기판을 이송시키는 이송장치를 이용 증발 물질에 효율적이고, 설치 공간을 최적화 시키는 왕복형 OLED 증착기를 제공하는 것이다.
본 발명은 R, B, B 개별 증착기 가능하도록 듀얼 정렬기를 가지고 있어서 한개의 정렬기의 기판이 증착되고 있을 때 다른 한쪽의 정렬기가 정렬을 수행하므로써 증발원의 물질 효율을 극대화하며, 자체적으로 물류 이동 시스템을 포함하고 있어서 별도의 중앙 집중식 이송 시스템이 필요없으며, 증발원이 단순 선형의 왕복운동을 함으로써 챔버의 크기를 최적화 시키는 왕복형 OLED 증착기를 제공하는 것이다.
기판이 직각 운동을 하기 때문에 추가적인 정렬기의 회전이나 증발원의 회전이 필요없기 때문에 상대적으로 최적화된 크기를 사용할 수 있으며, 중앙의 이송 로봇의 경우에도 2개 정렬기 및 입/출력 버퍼에만 이송을 하기 때문에 상대적으로 간단한 운동을 하게 되므로 생산 시간 감소에 대응이 쉽다.
생산 레이어 별로 선형 소스 및 병렬 소스를 사용할 수 있으며, 직선 왕복 운동으로 첫 번째 정렬기가 정렬을 할 때 두 번째 정렬기를 증착하고, 두 번째 정렬기가 정렬을 할 때 첫 번째 정렬기가 증착을 하기 때문에 소스는 대부분의 시간동안 증착을 할 수 있으므로 물질 효율을 올릴 수 있다.
중앙 집중식에서는 두 개의 정렬기에 기판을 이송 하므로써 서로 다른 각도의 입력각을 가지게 되므로써 전체 챔버의 크기가 커지게 되지만, 본 발명에서는 서로 마주보고 있는 180도의 형태를 가지기 때문에 미세 각도 조정을 위한 여유 공간이 필요없게 되므로 공간적으로 최적화할 수 있다.
도 1은 한개의 증착층을 형성하기 위한 평면도이다.
도 2는 한개의 증착층 중 진공 챔버의 간략한 측면도이다.
도 3은 다수의 증착층을 형성하기 위해 도 1의 평면도를 직렬로 사용한 시스템도이다.
도 4는 예시를 위한 첫 번째 개념도이다.
도 5는 예시를 위한 두 번째 개념도이다.
도 6는 예시를 위한 세 번째 개념도이다.
도 7는 예시를 위한 네 번째 개념도이다.
도 8는 예시를 위한 다섯 번째 개념도이다.
도 9는 예시를 위한 여섯 번째 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 왕복형 유기물 증착 시스템에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 본 발명인 왕복형 유기물 증착 시스템의 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기물 증착 시스템은 기판 상에 유기물을 증착하는 공정을 수행하는 공정 챔버(102), 상기 공정 챔버(102) 내로 기판을 이송시키는 진공 로봇(105), 서로 엇갈리게 증착을 하는 동안 정렬을 하게 되는 2개의 정렬기(103, 104)를 포함하여 구성된다. 물론, 반복적인 구조를 형성하기 위해서 진공 로봇 간에 기판을 보관하고 있을 버퍼 챔버도 포함된다.
상기 정렬기에는 종래의 일반적인 유기물 증착 시스템에서 포함하고 있는 기판 지지대, 마스크 지지대 및 기판 정렬 블록으로 구성되어 있다.
상기 챔버 하단에는 증착원의 지정된 왕복 운동을 위한 레일(111), 증착원의 왕복 운동에 따라 균일하게 선형 증착이 이뤄질 수 있도록 레일에 직교되어 있는 선형 증착원(112)을 포함된다.
이상에서 설명한 왕복 유기물 증착 시스템을 통하여 기판에 대한 유기물 증착 공정에 대하여 첨부된 도 4부터 도 9를 참조하여 간략하게 설명한다.
도 4에서 상부 정렬기에서는 공정이 끝난 기판이 다음 공정을 위해서 다음 버퍼(201)로 이동을 해야 하고 새로운 기판(114)가 로딩이 되며 하부 그림에서는 선형소스(112)가 정렬이 끝난 하부 정렬기에서 왕복 운동으로 공정을 진행해야 한다. 상부 정렬기에서 기판을 이송하기 위해서 로봇의 팔이 기판을 들어올려서 중앙으로 이동을 하여 도 5의 상태가 된다.
도 5 상태에서 다음 버퍼(201)로 기판을 이송 시켜 도 6의 상태가 되고 반대로 팔을 뻗어서 새로운 기판(114)을 집는 도 7의 상태가 된다. 새로운 기판을 중앙으로 이동하여 도 8의 상태가 되고, 이를 정렬을 위한 상부 정렬기에 장착하여 도 9의 상태가 되고, 상부 정렬기에서 정렬이 완료된다.
도 4에서 도 9의 과정동안 하부의 소스(112)는 중앙에서 하부로 공정을 왕복 진행한 후 중앙에 도달하며, 일련의 과정이 반대로 이뤄지면서 전체 공정이 진행이 된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예로 이송 장치에 두 가지 공간이 있어서 전반부에서는 기판 반입과 정렬기에 기판 투입을 진행하고 후반부에서는 기판 수집과 기판 보관을 한다. 이송 장치에서 이송과 보관을 동시에 수행함에 따라서 추가적인 버퍼가 필요없다.
이와 같이 버퍼 공간이 필요없으므로 다층의 공정을 진행하기 위해서 도 11과 같은 형태로 연결해서 사용할 수 있다.
101 이송의 중간 단계에 기판 1장을 저장하기 위한 버퍼
102 한 개의 증착층을 증착하기 위한 진공 챔버
103 한 개의 증착층을 증착하기 위한 첫번째 정렬기
104 한 개의 증착층을 증착하기 위한 두번째 정렬기
105 이송을 위한 진공 로봇
111 증착원의 왕복운동을 위한 레일
112 선형 증착원
113 진공 로봇의 이송용 팔
114 기판
121 한 개의 증착층을 증착하기 위한 OLED 단위 증착기
122 한 개의 증착층을 증착하기 위한 두 번째 OLED 단위 증착기
123 한 개의 증착층을 증착하기 위한 세 번째 OLED 단위 증착기
201 이송의 중간 단계에 기판 1장을 저장하기 위한 다음 공정용 버퍼
202 102 진공 챔버에 공정이 끝난 다음 증착을 위한 진공 챔버

Claims (4)

  1. OLED 기판을 보관할 수 있는 버퍼.
    상부에 위치하여 상기 버퍼로 부터 기판을 공급받아서 서로 독립적으로 운영될 수 있는 두 개의 정렬기들과;
    상부에 위치하여 버퍼와 정렬기들과 다음 공정용 버퍼에 기판을 직각으로 이송시키는 이송 시스템과;
    하부에 위치하여 왕복 선형운동시 균일하게 증착을 수행하기 위한 선형 증발원군과;
    하부에 위치하여 상기 선형 증발원군의 이동경로를 만들어 주는 레일과;
    복수의 정렬기들과 이송 시스템과 선형 증발원군과 레일을 포함하는 진공 챔버 시스템.
  2. 청구항 1항에 있어서 이송 시스템으로 단일 팔을 사용하는 로봇 시스템을 이용한 시스템
  3. 청구항 1항에 있어서 이송 시스템으로 듀얼 팔을 사용하는 로봇 시스템을 이용한 시스템
  4. 상부에 위치하여 이전 챔버의 이송 시스템으로 부터 기판을 받아서 정렬기들에게 이송을 시키며 다음 공정용 기판을 보관할 수 있는 이송 시스템과;
    상부에 위치하여 상기 이송 시스템으로 부터 기판을 공급받아서 서로 독립적으로 운영될 수 있는 두 개의 정렬기들과;
    하부에 위치하여 왕복 선형운동시 균일하게 증착을 수행하기 위한 선형 증발원군과;
    하부에 위치하여 상기 선형 증발원군의 이동경로를 만들어 주는 레일과;
    복수의 정렬기들과 이송 시스템과 선형 증발원군과 레일을 포함하는 진공 챔버 시스템.
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