KR20150103526A

KR20150103526A - 증착기의 마스크 센터링 블록

Info

Publication number: KR20150103526A
Application number: KR1020140025079A
Authority: KR
Inventors: 최윤기; 김광운
Original assignee: 최윤기
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-09-11
Also published as: KR101605310B1

Abstract

본 발명은 OLED 유기 박막의 생성을 위해 사용되는 증착기의 진공챔버 내에서 마스크 프레임 교체시 마스크 베이스 위에 위치하게 될 마스크 프레임이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 유도해 주는 증착기의 마스크 센터링 블록을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 증착기의 마스크 센터링 블록은, 기판 상에 박막의 유기물을 증착시키기 위한 증착기에서 증착기의 진공챔버 내에 장착되는 마스크 교체시 마스크 프레임이 마스크 베이스 위의 정확한 위치에 평탄하게 안착될 수 있게 하기 위하여 사용되는데, 각 마스크 베이스에는 좌우 및 전후 센터링 블록을 각각 구비하여 구성되고, 좌우 및 전후 센터링 블록은, 마스크 베이스에 장착되게 되는 고정블록부: 상기 고정블록부의 상부에 위치하게 되며, 양측면이 고정블록부와의 사이에 위치하는 볼베어링을 중심으로 일정 범위 내에서 회동 가능하도록 설치되고, 상면에 마스크 프레임이 안착되게 되는 프레임안착부를 구비하는 본체부; 본체부를 관통하도록 설치되고, 전면에 볼(ball)이 위치하며, 볼의 전후 이동량을 조절하기 위한 조절부재를 구비한 볼플란저를 각각 구비하여 구성되고, 좌우 센터링 블록은 마스크를 로딩시킬 때 마스크 프레임의 위치를 확인하기 위한 포지션센서를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

증착기의 마스크 센터링 블록{Mask centering block of deposition device}

본 발명은 증착기의 마스크 센터링 블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증착기의 진공챔버 내에서 마스크 프레임 교체시 마스크 베이스 위에 위치하게 될 마스크 프레임이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 해주는 증착기의 마스크 센터링 블록에 관한 것이다.

OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판을 제조하기 위해서는 기판 상에 TFT(Thin Film Transistor)를 형성하기 위한 무기물 증착공정과 패터닝 공정이 반복적으로 이루어지고, 이후 발광 셀을 구성하기 위한 유기물 증착이 이루어진다. 이러한 유기 박막을 형성하는데 사용되는 전형적인 OLED 증착기는 일반적으로 다음과 같은 공정을 수행한다. 먼저, 스퍼터링(sputtering)에 의해 유리 기판의 표면에 다수의 ITO 박막 패턴을 증착한 후, ITO 박막의 전처리 공정으로서, 양극으로 사용되는 ITO로부터 정공이 보다 원할하게 발광층까지 이동할 수 있도록 방전, 자외선 또는 플라즈마를 이용하여 표면을 산화시킨다. 이어서, 유기 박막 증착 공정으로, 고진공 상태에서 진공 증착 방식을 이용하여 유리 기판의 표면에 순차적으로 유기 박막을 형성한다.

이러한 박막들이 증착되는 진공챔버의 구조는 통상 재료의 증발원, 막두께 제어센서, 유리 기판과 금속 새도우 마스크를 얼라인(align)할 수 있는 기구 및 재료를 증발시키기 위한 전원 공급원 등으로 이루어져 있다. 이러한 유기 박막의 증착이 완료된 후에는 금속 전극 증착, 보호막 증착 및 봉지 공정이 순차적으로 수행된다. 여기서, 유기 박막 형성공정을 살펴보면, 먼저 투명한 유리 기판 상에 형성된 ITO 박막 패턴 위에 격벽을 형성한 후 유기 박막중 공통적으로 필요한 전자 수송층, 정공 수송층 등을 형성한 다음 RGB 3색을 위해 각각 준비된 금속 새도우 마스크를 순차적으로 사용하여 각각의 색을 내는 유기 발광층을 형성한다.

한편, 유리 기판과 금속 새도우 마스크의 얼라인먼트를 위해 자석판을 이용했었는데, 수 ㎛ 이내로 위치 공차를 맞추어야 하기 때문에 마스크를 스트레칭에 유리하게 하고 반발력이 크지 않게 설계한다는 것이 매우 어려워, 특허 제833769호와 같은 기술이 출현하였으나, 상기 특허도 자석판을 이용하는 것이어서 많은 문제점이 도출되게 되었다.

따라서 최근에는 새로운 방식으로, 기판 상에 초박막의 유기물을 증착시키는 증착기의 진공챔버에서 마스크를 교체할 때 마스크의 정확한 위치를 맞추기 위한 마스크 센터링은 사각 형태의 마스크 베이스 위에 대각선 방향으로 핀(pin)을 박고 마스크 프레임에는 홀(hole)을 형성하여, 홀에 핀이 삽입되도록 하는 방식으로 마스크 센터링을 맞추고 있다. 하지만, 수 ㎛ 이내로 위치 공차를 맞추어야 하기 때문에 동시에 2개의 홀에 정확히 핀이 삽입되지 못하면서 평탄하게 안착을 못하게 되어 마스크 프레임에 장착된 두께 20㎛ 정도의 매우 얇은 마스크가 손상된다거나 기판 상에 균일한 두께의 초박막을 증착시킬 수 없는 문제를 야기하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, OLED 유기 박막의 생성을 위해 사용되는 증착기의 진공챔버 내에서 마스크 프레임 교체시 마스크 베이스 위에 위치하게 될 마스크 프레임이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 유도해 주는 증착기의 마스크 센터링 블록을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위해 본 발명에 따른 증착기의 마스크 센터링 블록은, 기판 상에 박막의 유기물을 증착시키기 위한 증착기에서 증착기의 진공챔버 내에 장착되는 마스크 교체시 마스크 프레임이 마스크 베이스 위의 정확한 위치에 평탄하게 안착될 수 있게 하기 위하여 사용되는데, 각 마스크 베이스에는 좌우 및 전후 센터링 블록을 각각 구비하여 구성되고, 상기 좌우 및 전후 센터링 블록은, 마스크 베이스에 장착되게 되는 고정블록부: 상기 고정블록부의 상부에 위치하게 되며, 양측면이 상기 고정블록부와의 사이에 위치하는 볼베어링을 중심으로 일정 범위 내에서 회동 가능하도록 설치되고, 상면에 마스크 프레임이 안착되게 되는 프레임안착부를 구비하는 본체부; 상기 본체부를 관통하도록 설치되고, 전면에 볼(ball)이 위치하며, 상기 볼의 전후 이동량을 조절하기 위한 조절부재를 구비한 볼플란저를 각각 구비하여 구성되고, 상기 좌우 센터링 블록은 마스크를 로딩(loading)시킬 때 마스크 프레임의 위치를 확인하기 위한 포지션센서를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 1개의 마스크 베이스에는, 사각 형상의 마스크 베이스의 가장자리를 따라 좌우방향에서 각각 일정 간격으로 2개씩 총 4개의 좌우 센터링 블록이 설치되고, 전후방향에서 각각 1개씩 총 2개의 전후 센터링 블록이 설치된다.

바람직하게는, 좌우 및 전후 센터링 블록의 본체부 중 프레임안착부 일단은, 마스크의 로딩·언로딩에 따라 일정 각도 상하방향으로 회동하도록 장착되며, 마스크 프레임이 마스크 베이스에 장착되었을 때 볼플란저의 볼이 마스크 프레임의 측면쪽에 위치하도록 설치된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 증착기의 마스크 센터링 블록은, 사각 형상의 마스크 베이스의 가장자리를 따라 좌우방향에서 각각 2개씩 총 4개의 좌우 센터링 블록과, 전후방향에서 각각 1개씩 총 2개의 센터링 블록이 장착되어 마스크 프레임의 정확한 위치를 감지하면서, 마스크 베이스 위에 안착되게 될 마스크 프레임이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 유도해 주기 때문에 증착기의 진공챔버 내에서 마스크 프레임 교체시 마스크 프레임에 장착된 두께 20㎛ 정도의 매우 얇은 마스크가 손상되지 않을 뿐만 아니라 정확한 센터링을 함으로써 기판 상에 균일한 두께의 박막을 증착시킬 수 있게 해준다.

도 1 ⒜, ⒝는 본 발명의 마스크 센터링 블록이 마스크 베이스에 장착된 상태를 도시한 도면이다.
도 2 ⒜, ⒝는 좌우 센터링 블록을 도시한 도면이다.
도 3 ⒜, ⒝는 전후 센터링 블록을 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 증착기의 마스크 센터링 블록의 가장 큰 기술적 특징은, 증착기의 진공챔버 내에 위치하는 마스크 베이스에 전후 및 좌우 센터링 블록을 장착하여 마스크 프레임 교체시 마스크 프레임이 마스크 베이스 위의 정확한 위치에 평탄하게 안착될 수 있도록 했다는 점이다.

본 발명의 마스크 센터링 블록은, 기판 상에 박막의 유기물을 증착시키기 위한 증착기에서 증착기의 진공챔버 내에 장착되는 마스크 교체시 마스크 프레임이 마스크 베이스 위의 정확한 위치에 평탄하게 안착될 수 있게 하기 위하여 사용되는데, 사각 형상의 각 마스크 베이스(11)에 장착되는 마스크 센터링 블록은 좌우 및 전후 센터링 블록(21, 23)을 구비하여 구성되게 된다.

증착기에서 하나의 진공챔버는 복수의 마스크 베이스(11)(일반적으로 1개의 챔버에 4개의 마스크 베이스가 일정 간격으로 이격되어 설치됨)가 설치되어 있으며, 증착공정이 끝나면 도어를 열어 기판을 밖으로 꺼내고 마스크(15)가 장착된 마스크 프레임(13)도 챔버 밖으로 꺼내고(언로딩; unloading), 또 다른 기판에 다음 증착을 위해 새로운 기판과 마스크(15)가 장착된 마스크 프레임(13)을 마스크 베이스(11) 위에 안착시키게 된다(로딩; loading).

또한, 도시하지는 않았지만, 사각 형상으로 된 마스크 베이스(11)에는 대각선 방향으로 모서리 부근에 서로 쌍을 이루도록 핀(pin)이 돌출 형성되어 있고, 마스크 베이스(11) 위에 장착되는 마스크 프레임(13)에는 대각선 방향으로 홀(hole)이 형성되어 있어서, 상기 핀과 홀의 위치를 정확히 맞춰서 마스크 프레임(13)을 마스크 베이스(11)에 평탄하게 안착시켜야 하는데, 이는 매우 어려운 작업이어서 평탄하게 안착되지 않음으로 인한 많은 문제가 발생하게 되는데, 본 발명은 이러한 문제를 해결한 것이다.

도 2는 좌우 센터링 블록(21)을 도시한 도면이고, 도 3은 전후 센터링 블록(23)을 도시한 도면이다(여기서, 챔버의 도어를 개폐하여 마스크 프레임을 로딩 또는 언로딩시키는 방향을 '전후방향'이라 하고, 복수의 마스크 베이스가 설치된 방향을 '좌우방향'이라고 한다). 센터링 블록은 크게 고정블록부(211, 231)와 본체부(213, 233) 및 볼플란저(215, 235)를 기본적으로 구비하게 된다.

고정블록부(211, 231)는, 센터링 블록을 마스크 베이스(11)에 고정 장착시키기 위한 구성이다. 고정블록부(211, 231)의 바닥 양측면으로는 수직부가 상방으로 형성되어 있어서, 한쌍의 수직부 사이에 본체부(213, 233)가 위치하면서 일정 각도 회동할 수 있도록 구성되어 있다.

본체부(213, 233)는 고정블록부(211, 231)의 상부에 위치하게 되며, 양측면이 고정블록부(211, 231)와의 사이에 위치하는 볼베어링(212, 232)을 중심으로 일정 범위 내에서 회동 가능하도록 설치되고, 상면에 마스크 프레임(13)이 안착되게 되는 프레임안착부(214, 234)를 구비하여 구성되게 된다.

도 2 ⒝와 도 3 ⒝에 도시된 바와 같이, 마스크 프레임(13)의 로딩·언로딩에 따라 본체부(213, 233)는 양측에 각각 설치된 한쌍의 볼베어링(212, 232)을 회동축의 중심으로 삼아 일정 각도(약 16.5∼18.5°범위; α, β) 내에서 회동하게 된다. 다시 말하면, 언로딩시에는 본체부(213, 233)의 선단(즉 볼플란저의 볼이 마스크 프레임의 측면과 접하게 된 부분)이 일정 각도만큼 들리면서 프레임안착부(214, 234)가 들리게 되고, 로딩시에는 볼플란저의 볼(215a, 235a)이 마스크 프레임(13)의 측면과 접하게 되므로 본체부(213, 233)의 프레임안착부(214, 234)도 수평상태를 유지하게 된다.

볼플란저(215, 235)는 본체부(213, 233)를 관통하도록 설치되는데, 전면에 볼(ball)(215a, 235a)이 위치하고, 본체부(213, 233)를 관통하는 구멍 내주면에는 탭이 형성되어 조절부재(215b, 235b)의 외주면에 형성된 나선과 나사결합 할 수 있도록 구성되어 있으며, 조절부재(215b, 235b)의 후단에는 조절너트(215c, 235c)가 구비되어 있어서, 조절너트(215c, 235c)를 회전시킴에 따라 조절부재(215b, 235b)가 이동하게 되면서 선단에 위치한 볼(215a, 235a)의 전후 이동량을 조절하여, 최종적으로는 볼(215a, 235a)과 마스크 프레임(13) 측면 사이의 간격을 조절할 수 있게 된다.

좌우 센터링 블록(21)은 마스크 프레임(13)을 로딩(loading)시킬 때 마스크 프레임(13)의 위치를 확인하기 위한 포지션센서(216)를 더 구비하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우 센터링 블록(21)의 프레임안착부(214)는 평면 형상이 일단이 개구(開口)된 'ㄷ'자 형상이고, 프레임안착부(214)의 개구된 부분에 포지션센서(216)가 장착되며, 마스크 프레임(13)이 마스크 베이스(11)에 장착되었을 때 볼플란저(215)의 볼(215a)이 마스크 프레임(13)의 측면쪽에 위치하도록 설치된다.

하나의 마스크 베이스(11)에는 4개의 좌우 센터링 블록(21)과 2개의 전후 센터링 블록(23)을 장착 설치하는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 좌우 센터링 블록(21)은 사각 형상의 마스크 베이스(11)의 가장자리를 따라 좌우방향에서 각각 일정 간격으로 2개씩 총 4개를 설치하고, 전후 센터링 블록(23)은 사각 형상의 마스크 베이스(11)의 가장자리를 따라 전후방향에서 각각 1개씩 총 2개를 설치하는 것이 바람직하다.

전후 센터링 블록(23)은 마스크 베이스(11)의 전후방향에서 서로 대각선 방향으로 대칭구조로 하나씩 조립 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 전후 센터링 블록(23)과 함께 마스크 프레임(13) 온도를 측정하기 위한 온도측정센서(도면부호 미지정)도 마스크 베이스(11)의 전후방향을 따라 각각 장착되게 되는데, 온도측정센서는 센터링 블록과 무관하므로 설명은 생략한다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

11 : 마스크 베이스 13 : 마스크 프레임
15 : 마스크
21 : 좌우 센터링 블록 211 : 고정블록부
212 : 볼베어링 213 : 본체부
214 : 프레임안착부 215 : 볼플란저
216 : 포지션센서
23 : 전후 센터링 블록 231 : 고정블록부
232 : 볼베어링 233 : 본체부
234 : 프레임안착부 235 : 볼플란저

Claims

기판 상에 박막의 유기물을 증착시키기 위한 증착기에서, 증착기의 진공챔버 내에 장착되는 마스크 교체시 마스크 프레임이 마스크 베이스 위의 정확한 위치에 평탄하게 안착될 수 있게 하기 위한 마스크 센터링 블록에 있어서,
사각 형상의 각 마스크 베이스에 장착되는 마스크 센터링 블록은 좌우 및 전후 센터링 블록을 구비하여 구성되고,
상기 좌우 및 전후 센터링 블록은,
마스크 베이스에 장착되게 되는 고정블록부:
상기 고정블록부의 상부에 위치하게 되며, 양측면이 상기 고정블록부와의 사이에 위치하는 볼베어링을 중심으로 일정 범위 내에서 회동 가능하도록 설치되고, 상면에 마스크 프레임이 안착되게 되는 프레임안착부를 구비하는 본체부;
상기 본체부를 관통하도록 설치되고, 전면에 볼(ball)이 위치하며, 상기 볼의 전후 이동량을 조절하기 위한 조절부재를 구비한 볼플란저;
를 각각 구비하여 구성되고, 상기 좌우 센터링 블록은 마스크를 로딩(loading)시킬 때 마스크 프레임의 위치를 확인하기 위한 포지션센서를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 증착기의 마스크 센터링 블록.
제1항에 있어서,
1개의 마스크 베이스에는,
상기 좌우 센터링 블록은, 사각 형상의 마스크 베이스의 가장자리를 따라 좌우방향에서 각각 일정 간격으로 2개씩 총 4개가 설치되고,
상기 전후 센터링 블록은, 사각 형상의 마스크 베이스의 가장자리를 따라 전후방향에서 각각 1개씩 총 2개가 설치되는 것을특징으로 하는 증착기의 마스크 센터링 블록.
제2항에 있어서,
사각 형상의 마스크 베이스의 전후방향에 각각 1개씩 설치되는 상기 전후 센터링 블록은 서로 대각선 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 증착기의 마스크 센터링 블록.
제1항에 있어서,
상기 좌우 및 전후 센터링 블록의 본체부 중 프레임안착부 일단은, 마스크의 로딩·언로딩에 따라 일정 각도 상하방향으로 회동하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 증착기의 마스크 센터링 블록.
제1항에 있어서,
상기 좌우 센터링 블록의 프레임안착부는 평면 형상이 일단이 개구(開口)된 'ㄷ'자 형상이고, 상기 프레임안착부의 개구된 부분에 포지션센서가 장착되며, 마스크 프레임이 마스크 베이스에 장착되었을 때 상기 볼플란저의 볼이 마스크 프레임의 측면쪽에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 증착기의 마스크 센터링 블록.