TWI443213B - 沉積裝置 - Google Patents

Description

沉積裝置

本發明涉及一種沉積裝置(Deposition apparatus)，更詳細地涉及一種在真空腔室內使沉積源相對於基板進行線性移動，並在基板的表面沉積沉積物質的沉積裝置。

作為平板顯示器(Flat Panel Display)，具有代表意義的包括以下幾種：液晶顯示器(Liquid Crystal Display)、電漿顯示器(Plasma Display Panel)及有機發光顯示器(Organic Light Emitting Diodes)等。其中，有機發光顯示器具有迅速的回應速度、低於以往液晶顯示器的耗電量、高亮度以及輕量性等的特性，由於因不需要單獨的背光燈(背光照明)裝置而具有能夠製造成超薄型等的優點，因而，受人矚目為下一代的顯示器。

另一方面，在平板顯示器的基板形成薄膜的一般的方法可以指出像真空沉積法(Evaporation)、離子電鍍法(Ion-plation)及濺射(Sputtering)一樣的物理氣相沉積法(PVD)和基於氣體反應的化學氣相沉積法(CVD)等。其中，真空沉積法可以在像有機發光顯示器的有機物層、無機物層等一樣的薄膜形成中使用。

真空沉積法是指在真空腔室內使被沉積源收納的有機物或者無機物蒸發或昇華之後沉積在基板的表面的方法。這種真空沉積法中，沉積源可以從真空腔室的外部接收電、控制信號、冷卻氣體等，以便控制沉積程序。沉積源通過配線、配管等的動力管線與真空腔室的外部的供給單元連接。但是，由於真空腔室的內部在程序中維持真空狀態，因而，如果將動力管線露出於真空，則存在使動力管線迅速陳舊化或者線路中斷的問題。

並且，近來的趁勢為平板顯示器漸漸成大面積化。由此，在平板顯示器製造中所使用的基板也漸漸成大面積化。對於這種向大面積基板沉積沉積物質的方式來說，可以使用在真空腔室內使沉積源相對於基板線性移動的同時在基板的表面沉積沉積物質的方式。在這種情況下，為了在沉積源的線性移動時使沉積源順暢地移動，應在動力管線也真空腔室內進行移動。

因此，為了防止動力管線的陳舊化或者線路中斷現象，而具有以在真空腔室內向動力管線提供與真空腔室的外部的大氣壓狀態相同的狀態的同時可移動的方式進行配線處理的必要。

本發明的課題在於提供一種能夠使沉積源順暢地線性移動的同時防止動力管線(或設備管線：Utility Line)的陳舊化或線路中斷等現象，並能夠在沉積源的線性移動時在導向臂內使動力管線的動作最小化，從而能夠防止動力管線的纏絞現象的沉積裝置。

用於達成該課題的本發明的沉積裝置，包括：一真空腔室；一沉積源，其設置在該真空腔室的內部；一沉積源驅動部，其使該沉積源相對於該真空腔室的該內部的一基板而進行線性移動；一導向臂，其一端部引出到該真空腔室的外部，另一端部收容與該沉積源連接的一動力管線，通過該導向臂的該端部來使該動力管線引出到該真空腔室的該外部，該導向臂的該另一端部能夠與該沉積源的一樞軸結合，並且該導向臂跟隨該沉積源的該線性移動而進行軸轉動作的同時向長度方向滑動；以及一滑動引導部，其以維持密封的狀態設置在該真空腔室和該導向臂，用於引導該導向臂的滑動。

根據本發明，因動力管線不向真空腔室的真空狀態露出並收容在臂部的內部，而能夠處於與真空腔室的外部的狀態相同的狀態，從而能夠防止動力管線的陳舊化或者線路中斷等現象，並能夠使沉積源利用臂部而順暢地線性移動。

根據本發明，因導向臂的內部具有直線型的空間而能夠容易設置動力管線。並且，因能夠使被導向臂收容的動力管線的動作最小化而能夠在導向臂的軸轉動作時防止動力管線的纏絞現象。

下面，通過所附圖式對根據較佳實施例的本發明進行詳細說明。

第1圖是表示根據本發明一實施例的沉積裝置的結構圖，第2圖是表示第1圖中沉積源的線性移動狀態的側視圖。

參照第1圖及第2圖，沉積裝置包括真空腔室110、沉積源120、沉積源驅動部130、導向臂140以及滑動引導部160。

真空腔室110的內部空間在對基板10進行薄膜沉積程序時維持真空狀態。對於基板10的沉積程序可由多種方式構成。例如，基板10在真空腔室110的內部以垂直的方式立起的狀態下，沉積源120以水平或者垂直的方式進行線性移動，並向基板10的表面供給沉積物質，從而可以在基板10的表面沉積薄膜。此時，在基板10的表面形成預定模式的薄膜時，可以在基板10的被沉積一面配置圖像遮罩20。並且，圖像遮罩20和基板10之間，可藉助定位裝置30進行定位。例如，在基板10被位置固定的狀態下，利用定位裝置30來使圖像遮罩20並進/旋轉，從而使圖像遮罩20對基板10以設定位置的方式定位。

沉積源120因將沉積物質向基板10供給而可相當於蒸發源或者濺射槍。蒸發源收納沉積物質，並使被收納的沉積物質蒸發或者昇華，來使沉積物質沉積在基板10的表面。濺射槍收納沉積物質的物件，並利用濺射的方式來使被收納的物件蒸發之後沉積在基板10。

沉積源驅動部130使沉積源120相對於基板10進行線性移動。一例為，沉積源驅動部130能夠包括線性促動器131和線性導向器132，該線性促動器131提供用於使沉積源120線性移動的驅動力，該線性導向器132引導沉積源120的線性移動。線性促動器131可包括球形螺旋和馬達等。

導向臂140跟隨沉積源120的線性移動而進行軸轉動作的同時，向長度方向滑動。導向臂140的一端部根據滑動引導部160的滑動，另一端部與沉積源120可樞軸結合。因此，導向臂140可通過跟隨沉積源120的線性移動的方式來進行軸轉動作的同時進行滑動，從而引導沉積源120的線性移動。由於導向臂140的軸轉動作和滑動接收沉積源驅動部130的驅動力而構成，因此，在導向臂140中也可不設置額外的驅動源。由此，能夠使導向臂140的結構簡單。其結果，能夠容易進行導向臂140的維護。

例如，導向臂140的內部可持有與真空腔室110的外部的狀態相同的狀態。真空腔室110的外部的狀態為大氣壓狀態時，導向臂140的內部也可持有大氣壓狀態。因此，動力管線150可經過大氣壓狀態的導向臂140的內部而連接在沉積源120。導向臂140可由多種形態構成，作為一例，該導 向臂140可由中空的管形態構成。

雖然圖示了沉積源120根據導向臂140並以水平方式進行線性移動的例子，但是在沉積源120以垂直方式進行線性移動的情況下，顯然，導向臂140可通過滑動引導部160設置在真空腔室110的側壁，以便能夠引導沉積源120以垂直方式進行線性移動。

導向臂140收容動力管線150。動力管線150可為用於從真空腔室110的外部向沉積源120供給電、控制信號等的配線、沉積氣體及冷卻氣體等的配管。動力管線150的一端部向真空腔室110的外部引出，另一端部與沉積源120連接。在導向臂140的內部和真空腔室110的外部的狀態相同的情況下，動力管線150不向真空腔室110的真空狀態露出，而收容在導向臂140的內部，從而能夠處於與真空腔室110的外部的狀態相同的狀態。由此，可以防止動力管線150的陳舊化或者線路中斷等現象。

滑動引導部160以維持密封的狀態設置在真空腔室110和導向臂140，來引導導向臂140的滑動。

通過參照第2圖對根據導向臂140而引導沉積源120的線性移動的過程進行說明如下。

首先，如果沉積源120在中央位置向右側水平移動或者向左側移動，導向臂140則進行軸轉動作。此時，導向臂140被滑動引導部160引導滑動。即，在導向臂140以維持規定長度的狀態下進行軸轉動作時，通過根據滑動引導部160進行滑動的方式來引導沉積源120的線性移動。因此，導向臂140的內部可具有直線性的空間，從而能夠容易設置動力管線150。並且，能夠使被收容在導向臂140的動力管線150的動作最小化，從而在導向臂140的軸轉動作時，防止動力管線150的纏絞現象。

另一方面，如第3圖詳細所示，滑動引導部160可包括外部管161、第一密封部件162及伸縮部件163。

外部管161的一端部與真空腔室110結合，並該外部管161的另一端部位於真空腔室110的內部。外部管161通過使導向臂140的一部分貫通的方式來引導導向臂140的滑動。在導向臂140由該圓筒構成的情況下，外部管161由圓形形態構成，從而可配置在與導向臂140相同的軸上。在此，外部管161的內壁從導向臂140的外壁隔開，以免在導向臂140向長度方 向滑動時，在外部管161的內壁和導向臂140的外壁之間產生摩擦。

第一密封部件162密封外部管161和真空腔室110之間的結合部位。作為一例，第一密封部件162可以為真空波紋管(bellows)。在這種情況下，真空波紋管能夠設置成在真空腔室110的外部密封外部管161和真空腔室110之間。在外部管161根據導向臂140的軸轉動作動作時，真空波紋管可根據外部管161的動作而變形，從而可以維持外部管161和真空腔室110之間的密封狀態。

伸縮部件163在真空腔室110內密封外部管161和導向臂140之間。伸縮部件163以圍繞外部管161和導向臂140的方式被設置，該伸縮部件163的一端部固定在外部管161，並該伸縮部件163的另一端部固定在導向臂140，從而密封外部管161和導向臂140之間。

伸縮部件163根據導向臂140的滑動方向進行伸縮動作。因此，在導向臂140進行軸轉動作時，導向臂140可借助伸縮部件163與外部管161維持密封狀態，並沿外部管161的內部在長度方向上進行往返運動。即使在導向臂140的軸轉動作時出現行程的誤差，伸縮部件163也可以應對。做為伸縮部件163，可使用真空波紋管。

在導向臂140被滑動引導部160引出的情況下，在被引出的端部上可設置導向機構170。導向機構170在導向臂140被引出的端部根據沉積源120的線性移動而動作時引導導向臂140的端部的動作。導向機構170可包括電纜捲筒。如第2圖所示，電纜捲筒的一端部連接在導向臂140被引出的端部。電纜捲筒通過根據導向臂140被引出的端部位置而彎曲的方式動作，從而能夠引導出導向臂140的端部的動作。

如第4圖所示，在導向臂140中可設置被第二密封部件144密封的至少一個關節。在此，導向臂140可形成為利用關節向與基板10隔開或鄰接的方向彎曲或展開。例如，導向臂140由第一臂141a、第二臂141b及第三臂141c構成，並可在第一臂141a和第二臂141b之間設置第一關節142，可在第二臂141b和第三臂141c之間設置第二關節143。在此，第一關節142、第二關節143的各個旋轉中心軸配置成朝向沉積源120的線性移動的方向，來使導向臂140藉助第一關節142、第二關節143來向與基板10隔開或鄰接的方向彎曲或展開。

第二密封部件144在第一關節142、第二關節143中導向臂140的內部被真空腔室110的真空密封。作為第二密封部件144，可使用真空波紋管。

所述第一關節142、第二關節143如第5圖所示，即使沉積源120被導向機構引導而向基板10側移動，也能夠使導向臂140被第一關節142、第二關節143彎曲。因此，相對於基板10的沉積源120的距離也能夠變化。由於能夠通過改變相對於沉積源120的導向臂140的傾斜角度，從而容易連接導向臂140和沉積源120，因而，能夠防止導向臂140和沉積源120之間的結合部位破損的現象。並且，在導向臂140具有第一關節142、第二關節143的狀況下，因容易地組裝和拆卸，所以有利於維護。關節的數量不局限於如圖所示的關節數量。

另一例為，導向臂140也可形成為利用第一關節142、第二關節143而向沉積源120的線性移動方向彎曲或展開。在這種情況下，第一關節142、第二關節143的各個旋轉中心軸配置成朝向與基板10相向的方向，來使導向臂140利用第一關節142、第二關節143向沉積源120的線性移動方向彎曲或展開。

如第6圖所示，在導向臂140還能夠設置旋轉部件146。旋轉部件146能夠以朝向導向臂140的長度方向的軸為中心使導向臂140和沉積源120進行相對旋轉。例如，旋轉部件146能夠固定在第三臂141c。並且，旋轉部件146可旋轉的方式支承在連接第三臂141c和沉積源120的連接部121。在此，旋轉部件146通過以朝向導向臂140的長度方向的軸為中心進行旋轉的方式支承在連接部121。

如果旋轉部件146相對於連接部121旋轉，則能夠使第三臂141c旋轉，從而能夠使整個導向臂140相對於沉積源120旋轉。因此，即使在沉積源120線性移動時出現移動行程的誤差，導向臂140也可相對於沉積源120旋轉，從而能夠更正誤差。此時，也可以防止導向臂140的破損。

如第7圖所示，導向臂140能夠以可分離成至少兩個部分的方式結合的結構構成。例如，導向臂140能夠包括向長度方向分為兩個部分的第一外殼140a、第二外殼140b。第一外殼140a與第二外殼140b可分離地相結合，並在相結合的狀態下，提供收容動力管線150的空間。

第一外殼140a和第二外殼140b之間的結合部位能夠被O型圈等的密 封部件140c密封。由於導向臂140利用第一外殼140a、第二外殼140b來容易進行組裝或分解，因而，能夠有利於維護被收容在該導向臂140的內部的動力管線150。另一方面，在導向臂140由第一臂141a、第二臂141b及第三臂141c構成的情況下，第一臂141a、第二臂141b及第三臂141c分別能夠由以可分離成兩個部分的方式結合的結構構成。

以上，所附圖式所示出之一實施例對本發明進行了說明，但只作為示例性說明，本發明所屬技術領域的普通技術人員應當理解，可以根據本發明進行各種變形及均等的其他實施例。因此，本發明的真正的保護範圍應由申請專利範圍限定。

10‧‧‧基板

20‧‧‧圖像遮罩

30‧‧‧定位裝置

110‧‧‧真空腔室

120‧‧‧沉積源

121‧‧‧連接部

130‧‧‧沉積源驅動部

131‧‧‧線性促動器

132‧‧‧線性導向器

140‧‧‧導向臂

140a‧‧‧第一外殼

140b‧‧‧第二外殼

140c‧‧‧密封部件

141a‧‧‧第一臂

141b‧‧‧第二臂

141c‧‧‧第三臂

142‧‧‧第一關節

143‧‧‧第二關節

144‧‧‧第二密封部件

146‧‧‧旋轉部件

150‧‧‧動力管線

160‧‧‧滑動引導部

161‧‧‧外部管

162‧‧‧第一密封部件

163‧‧‧伸縮部件

170‧‧‧導向機構

第1圖是表示根據本發明一實施例的沉積裝置的結構圖。

第2圖是表示第1圖中沉積源的線性移動狀態的側視圖。

第3圖是表示第1圖中在導向臂設置有長度可變部的範例的圖式。

第4圖是表示第1圖中在導向臂設置有關節的範例的圖式。

第5圖是表示第4圖中沉積源向基板側移動的狀態的圖式。

第6圖是表示第4圖中在導向臂設置有旋轉部件的範例的圖式。

第7圖是表示第1圖中導向臂以可分離成兩個部分的方式結合的結構的剖視圖。

10‧‧‧基板

20‧‧‧圖像遮罩

30‧‧‧定位裝置

110‧‧‧真空腔室

120‧‧‧沉積源

130‧‧‧沉積源驅動部

131‧‧‧線性促動器

132‧‧‧線性導向器

140‧‧‧導向臂

150‧‧‧動力管線

160‧‧‧滑動引導部

162‧‧‧第一密封部件

Claims (12)

1. 一種沉積裝置，包括：一真空腔室；一沉積源，設置在該真空腔室的內部；一沉積源驅動部，其使該沉積源相對於該真空腔室的該內部的一基板而進行一線性移動；一導向臂，其一端部引出到該真空腔室的外部，另一端部收容與該沉積源連接的一動力管線，通過該導向臂的該端部來使該動力管線引出到該真空腔室的該外部，該導向臂的該另一端部能夠與該沉積源的一樞軸結合，並且該導向臂跟隨該沉積源的該線性移動而進行軸轉動作的同時向長度方向滑動；以及一滑動引導部，其以維持密封的狀態設置在該真空腔室和該導向臂，用於引導該導向臂的滑動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積裝置，其中該滑動引導部包括：一外部管，其一端部與該真空腔室結合，另一端部位於該真空腔室的該內部，該外部管通過使該導向臂的一部分貫通的方式來引導該導向臂的滑動；一第一密封部件，其用於密封該外部管和該真空腔室之間的一結合部位；以及一伸縮部件，其在該真空腔室內密封該外部管和該導向臂之間，並根據該導向臂的滑動方向進行一伸縮動作。
3. 依據申請專利範圍第2項所述的沉積裝置，其中該第一密封部件及該伸縮部件分別為一真空波紋管。
4. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積裝置，進一步包括一導向機構，該導向機構用於在該導向臂的該端部隨著該沉積源的該線性移動而進行動作時引導該導向臂的該端部的動作。
5. 依據申請專利範圍第4項所述的沉積裝置，其中該導向機構為一電纜捲筒。
6. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積裝置，其中該導向臂具有被一第二密封部件密封的至少一個關節。
7. 依據申請專利範圍第6項所述的沉積裝置，其中該第二密封部件為一真空波紋管。
8. 依據申請專利範圍第6項所述的沉積裝置，其中該導向臂形藉由該關節而形成為與該基板隔開或鄰接的方向彎曲或展開。
9. 依據申請專利範圍第6項所述的沉積裝置，其中該導向臂藉由該關節向該沉積源的該線性移動的方向彎曲或展開。
10. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積裝置，進一步包括一旋轉部件，該旋轉部件能夠使該導向臂和該沉積源以沿著該導向臂的該長度方向的一軸為中心進行相對旋轉。
11. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積裝置，其中該導向臂由以能夠分離成至少兩個部分的方式結合的結構構成。
12. 依據申請專利範圍第1項所述的沉積裝置，其中該導向臂的該內部具有與該真空腔室的外部狀態相同的狀態。