KR20150074261A - 박막 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형성되는 화소의 형태에 따라 광학 마스크를 교체하는 것을 방지하기 위한 박막 형성 장치를 제공하는 것으로, 공정 공간을 마련하는 챔버, 상기 공정 공간에 설치되며, 패턴 형성 영역이 정의되어 있는 대상 기판을 지지하는 스테이지, 상기 대상 기판에 지지되고, 상기 대상 기판에 전사될 전사 물질이 형성되어 있는 전사 기판, 상기 전사 물질이 상기 패턴 형성 영역에 전사되도록, 광을 통과시키는 광 투과부를 상기 패턴 형성 영역에 중첩시키는 마스크 모듈, 및 상기 광 투과부를 통해 상기 전사 기판에 광을 조사하는 광원을 포함하고, 상기 마스크 모듈은 개구부를 가지는 복수의 마스크를 포함하며, 상기 광 투과부를 형성하기 위해 상기 복수의 마스크 중 적어도 하나를 이동시켜 각각의 개구부를 중첩시키는 것을 특징으로 한다.

Description

박막 형성 장치{THIN FILM FORMING APPARATUS}

본 발명은 박막 형성 장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 디스플레이 장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 전계 방출 디스플레이 장치(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 및 전계 발광 장치(Electroluminescence Device) 등이 있다.

PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 얇으면서도 대형화에 유리한 디스플레이 장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. TFT LCD(Thin Film Transistor LCD)는 가장 널리 사용되고 있지만 시야각이 좁고 응답속도가 낮은 문제점이 있다. 전계 발광 장치는 발광층의 재료에 따라 무기 발광 다이오드 디스플레이 장치와 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치로 대별되며, 이 중 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치는 스스로 발광하는 발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.

유기 발광 다이오드 디스플레이 장치의 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)는 전계 발광하는 유기 화합물층과, 유기 화합물층을 사이에 두고 대향하는 캐소드(Cathode) 전극 및 애노드(Anode) 전극을 포함한다. 유기 화합물층은 전자주입층(Electron Injection Layer: EIL), 전자수송층(Electron Transport Layer: ETL), 발광층(Emission Layer: EML), 정공수송층(Hole Transport Layer: HTL) 및 정공주입층(Hole Injection Layer: HIL)을 포함하여 다층으로 적층된 구조를 갖는다.

애노드 전극과 캐소드 전극에 구동전압이 인가되면 정공수송층을 통과한 정공과 전자수송층을 통과한 전자가 발광층으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층이 가시광을 발산한다.

유기 발광 다이오드 디스플레이 장치는 풀 컬러(Full Color) 구현을 위해, R(적색), G(녹색), 및 B(청색) 화소 각각에서 OLED가 배치될 위치에 발광층을 형성한다. 발광층은 화소 별로 패터닝된다.

여기서, 화소를 기판에 패터닝하기 위한 광학 마스크는 일정한 크기의 광 투과부를 포함하도록 제작된다. 기판에 화소 박막을 형성하는 종래의 박막 형성 장치는 다양한 크기의 화소에 따라 각기 다른 광학 마스크를 적용하여야 한다. 이러한 광학 마스크는 레이저 반사율, 레이저 통과율 등에 따른 전사 효율을 높이고, 광 및 열에 의한 광학 마스크의 손상을 방지하기 위해 높은 성능이 요구된다. 그런데 종래에는 기판에 형성되는 화소의 형태나 크기가 변경되는 경우 해당되는 화소의 형태나 크기에 대응할 수 있는 광학마스크로 교체해야 하므로 비용이 많이 들고, 화소가 변경될 때마다 광학 마스크를 교체해야 하는 번거로움이 발생하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 형성되는 화소의 형태에 따라 광학 마스크를 교체하는 것을 방지하기 위한 박막 형성 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 박막 형성 장치는 공정 공간을 마련하는 챔버, 상기 공정 공간에 설치되며, 패턴 형성 영역이 정의되어 있는 대상 기판을 지지하는 스테이지, 상기 대상 기판에 지지되고, 상기 대상 기판에 전사될 전사 물질이 형성되어 있는 전사 기판, 상기 전사 물질이 상기 패턴 형성 영역에 전사되도록, 광을 통과시키는 광 투과부를 상기 패턴 형성 영역에 중첩시키는 마스크 모듈, 및 상기 광 투과부를 통해 상기 전사 기판에 광을 조사하는 광원을 포함하고, 상기 마스크 모듈은 개구부를 가지는 복수의 마스크를 포함하며, 상기 광 투과부를 형성하기 위해 상기 복수의 마스크 중 적어도 하나를 이동시켜 각각의 개구부를 중첩시킬 수 있다.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다양한 화소의 형태에 따라 각각 다른 마스크들로 교체하지 않아도 되며, 이에 따라 각각 다른 마스크를 제작하지 않아도 되므로 마스크 제작 기간 및 비용이 감소되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 마스크 교체 단계가 생략되어 박막 형성 공정의 전체적인 시간을 단축시킬 수 있고, 복수의 마스크를 조리개 방식으로 위치를 조절하여 다양한 크기의 화소를 최소 크기에서부터 최대 크기로 효과적으로 대응하여 공정 능력을 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 박막 형성 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 박막 형성 장치에서 광 투과부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 박막 형성 장치에 의해 형성되는 화소를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 제 1 및 제 2 이동 수단을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 제 1 및 제 2 이동 수단을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 이용되는 다양한 마스크의 형태를 나타내는 사시도이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

"상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제 3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서 보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명에 따른 박막 형성 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 박막 형성 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 박막 형성 장치에서 광 투과부를 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 박막 형성 장치에 의해 형성되는 화소를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 챔버(10), 스테이지(20), 전사 기판(30), 마스크 모듈(40) 및 광원(50)을 포함하여 구성된다.

상기 챔버(10)는 유기박막을 전사하는 공정이 이루어지는 공정 공간(11)을 마련한다. 상기 공정 공간(11)은 공정이 진행되는 동안 고진공 상태로 유지되어야 함이 바람직하다.

상기 스테이지(20)는 상기 챔버(10) 내의 공정 공간(11)에 설치되어 전사 물질이 전사될 대상 기판(S)을 지지한다.

상기 대상 기판(S)에는 패턴 형성 영역(P)이 정의되어 있고, 상기 패턴 형성 영역(P)에 상기 전사 물질이 전사된다. 예를 들어, 상기 대상 기판(S)은 유기 발광 디스플레이 패널에 포함되는 트랜지스터 어레이 기판일 수 있다.

유기 발광 디스플레이 패널은 복수의 게이트 라인, 복수의 데이터 라인, 복수의 구동 전원 라인, 복수의 화소, 및 캐소드 전원 라인을 포함한다. 이 중, 복수의 화소 각각은 게이트 라인과 데이터 라인 및 구동 전원 라인에 접속된 화소 구동 회로, 및 화소 구동 회로에 접속됨과 아울러 캐소드 전원 라인에 접속된 유기 발광 다이오드를 포함하여 이루어진다.

화소 구동 회로는 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 스위칭 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터와 상기 구동 전원 라인에 접속된 구동 트랜지스터, 구동 트랜지스터의 게이트 전극과 소스 전극에 접속된 커패시터를 포함하여 이루어진다. 이러한 화소 구동 회로는 게이트 라인에 공급되는 게이트 신호에 따른 스위칭 트랜지스터의 스위칭에 따라 데이터 라인에 공급되는 데이터 신호를 구동 트랜지스터에 공급하여 데이터 신호에 상응하는 구동 트랜지스터의 게이트-소스 전압을 커패시터에 저장하고, 커패시터에 저장된 전압으로 구동 트랜지스터를 턴-온(turn-on)시킴으로써 데이터 신호에 대응되는 데이터 전류를 유기 발광 다이오드에 공급한다.

이에 따라, 상기 패턴 형성 영역(P)은 상기 복수의 화소(E)가 형성되는 영역으로 정의될 수 있다.

이러한 대상 기판(S)은 전사 기판(30)과 대향되게 위치되어 전사 물질이 전사된다. 이를 위해, 상기 스테이지(20)는 상기 대상 기판(S)이 안착되는 제 1 안착 홈(21)과 상기 전사 기판(30)이 안착되는 제 2 안착 홈(22)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제 1 안착 홈(21)은 상기 대상 기판(S)의 형태와 대응되는 형태로 오목하게 형성되어 상기 대상 기판(S)을 안정적으로 지지할 수 있다. 상기 제 2 안착 홈(22)은 서로 결합된 상기 전사 기판(30)과 전사 트레이(34) 일체의 형태와 대응되는 형태로 오목하게 형성되어 상기 전사 기판(30)과 상기 전사 트레이(34)를 안정적으로 지지할 수 있다. 전사 기판(30)이 상기 대상 기판(S)보다 큰 크기로 형성됨에 따라, 상기 제 2 안착 홈(22)은 상기 제 1 안착 홈(21)보다 크게 형성된다. 또한, 상기 제 2 안착 홈(22)은 상기 제 1 안착 홈(21)의 상부에 형성되어 상기 제 1 안착 홈(21)과 단차를 가지고 형성된다.

이러한 스테이지(20)에는 상기 대상 기판(S)과 상기 전사 기판(30)을 로딩시키기 위한 로딩 수단(23)이 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 스테이지(20)에는 상기 로딩 수단(23)을 가이드하기 위한 가이드 홈이 형성될 수 있다. 상기 가이드 홈은 상기 제 1 안착 홈(21) 및 상기 제 2 안착 홈(22)의 위치에서 상기 스테이지(20)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.

상기 로딩 수단(23)은 상기 대상 기판(S)을 로딩시키기 위한 제 1 로딩 수단(231)과 상기 전사 기판(30)을 로딩시키기 위한 제 2 로딩 수단(232)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 로딩 수단(23)은 Z축 방향으로 승강함에 따라 상기 대상 기판(S) 또는 상기 전사 기판(30)을 로딩시킬 수 있다.

상기 제 1 로딩 수단(231)은 상기 대상 기판(S)을 균형있게 지지하기 위해 복수의 제 1 로드(231a)를 포함하며, 상기 복수의 제 1 로드(231a) 각각은 서로 이격되어 상기 대상 기판(S)의 하면을 지지할 수 있다. 상기 복수의 제 1 로드(231a) 각각은 상기 스테이지(20)를 관통하여 일측이 상기 스테이지(20)의 상측에, 타측이 상기 스테이지(20)의 하측에 위치되도록 설치되며, 각각의 타측은 하나의 제 1 지지 부재(231b)에 결합되어 서로 연결되어 있다. 이러한 제 1 로딩 수단(231)은 상기 스테이지(20)의 하측에서부터 상기 가이드 홈을 통해 상기 스테이지(20)의 상측으로 상승하여 상기 대상 기판(S)을 지지한 후, 다시 하강하여 상기 대상 기판(S)을 상기 제 1 안착 홈(21)에 로딩시킨다.

상기 제 2 로딩 수단(232)은 상기 전사 기판(30)을 균형있게 지지하기 위해 복수의 제 2 로드(232a)를 포함하며, 상기 복수의 제 2 로드(232a) 각각은 서로 이격되어 상기 전사 기판(30)의 하면을 지지할 수 있다. 상기 복수의 제 2 로드(232a) 각각은 상기 스테이지(20)를 관통하여 일측이 상기 스테이지(20)의 상측에, 타측이 상기 스테이지(20)의 하측에 위치되도록 설치되며, 각각의 타측은 하나의 제 2 지지 부재(232b)에 결합되어 서로 연결되어 있다. 이러한 제 2 로딩 수단(232)은 상기 스테이지(20)의 하측에서부터 상기 가이드 홈을 통해 상기 스테이지(20)의 상측으로 상승하여 상기 전사 기판(30)을 지지한 후, 다시 하강하여 상기 전사 기판(30)을 상기 제 2 안착 홈(22)에 로딩시킨다. 여기서, 상기 제 2 로딩 수단(232)은 상기 대상 기판(S)과 간섭되지 않도록 작동한다.

상기 전사 기판(30)에는 상기 대상 기판(S)에 전사될 전사 물질이 형성되어 있다. 상기 전사 물질은 상기 대상 기판(S)이 유기 발광 디스플레이 패널인 경우 유기 발광 디스플레이 패널을 형성하는 유기 물질일 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 전사 기판(30)은 상기 트랜지스터 어레이 기판 상에 제 1 화소(R), 제 2 화소(G), 제 3 화소(B)를 형성하기 위한 유기 물질이 도포되어 있다.

본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 레이저 열 전사법(LITI ; Laser Induced Thermal Imaging)을 구현할 수 있다. 이를 위해, 상기 전사 기판(30)은 지지 기판(31), 광열 변환층(32) 및 전사층(33)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 지지 기판(31)은 투명하게 형성되어 광을 투과시킬 수 있다. 상기 지지 기판(31)은 상기 대상 기판(S)과 대향되도록 판(plate) 형태로 형성될 수 있다. 상기 지지 기판(31)은 상기 대상 기판(S)보다 큰 크기로 형성된다.

상기 광열 변환층(32)은 상기 지지 기판(31)의 상기 대상 기판(S)에 대향되는 일면에 형성된다. 상기 광열 변환층(32)은 광원(50)으로부터 방출된 광을 열에너지로 변환하여 상기 전사층(33)에 열을 가한다.

상기 전사층(33)은 상기 광열 변환층(32)의 상기 대상 기판(S)에 대향되는 일면에 형성되며, 상기 전사 물질을 포함한다. 상기 전사 물질은 상술한 바와 같이 유기 물질일 수 있다. 상기 전사층(33)은 상기 광열 변환층(32)에 의해 가열되어 상기 패턴 형성 영역(P)에 전사 물질을 전사한다.

이러한 전사 기판(30)은 전사 트레이(34)에 고정되어 전사 공정에 이용될 수 있다. 상기 전사 트레이(34)는 상기 전사 기판(30)을 지지하는 것으로 상기 전사 기판(30)의 가장자리를 지지하도록 프레임(frame) 형태로 형성될 수 있다.

상기 마스크 모듈(40)은 광을 통과시키는 광 투과부(L)를 상기 패턴 영역에 중첩시킨다. 이에 따라, 상기 광 투과부(L)를 통과한 광이 상기 전사 기판(30)에 도달하여 전사 물질을 상기 패턴 형성 영역(P)에 전사시킬 수 있다. 여기서, 광은 상기 패턴 형성 영역(P)에 중첩된 상기 전사 기판(30) 상에 도달된다.

이를 위해, 상기 마스크 모듈(40)은 개구부(M2)를 가지는 복수의 마스크를 포함하여 구성된다. 상기 마스크 모듈(40)은 상기 광 투과부(L)를 형성하기 위해, 상기 복수의 마스크 중 적어도 하나를 이동시켜 각각의 개구부(M2)를 중첩시킨다.

상기 복수의 마스크는 각각의 트레이에 지지될 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크 모듈(40)은 제 1 및 제 2 마스크(41, 42)를 포함하여 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 마스크(41, 42)는 제 1 및 제 2 트레이(411, 421)에 지지된다. 상기 제 2 마스크(42)는 상기 제 1 마스크(41)와 중첩되어 레이저가 통과하는 광 투과부(L)의 크기를 조절하기 위한 것으로 상기 제 1 마스크(41)의 상측에 위치된다.

구체적으로 예를 들면, 상기 제 1 트레이(411)는 상기 제 1 마스크(41)의 가장자리를 지지하도록 프레임(frame) 형태로 형성되어 상기 대상 기판(S)의 상측에 배치된다. 상기 제 2 트레이(421)는 상기 제 2 마스크(42)의 가장자리를 지지하도록 프레임(frame) 형태로 형성되어 상기 제 1 트레이(411)의 상측에 배치된다. 이러한 제 2 트레이(421)는 상기 제 1 트레이(411)의 상측에 접촉되도록 지지될 수 있고, 또는 상기 제 1 트레이(411)로부터 상측으로 이격되도록 위치될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 마스크(41, 42) 각각은 투명하여 광을 투과시키는 베이스 플레이트(41a, 42a), 및 상기 베이스 플레이트(41a, 42a)의 일면에 형성되어 광을 반사시키는 반사층(41b, 42b)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 베이스 플레이트(41a, 42a)는 상기 반사층(41b, 42b)을 지지하기 위한 것으로 마스크의 몸체를 구성한다. 상기 베이스 플레이트(41a, 42a)는 투명한 글라스(glass)로 형성될 수 있다. 상기 반사층(41b, 42b)은 레이저를 거의 완벽하게 반사시켜 상기 베이스 플레이트(41a, 42a)를 투과하지 못하도록 차단하기 위한 것이다. 이를 위해, 상기 반사층(41b, 42b)은 금속 재료로 형성될 수 있으며, 대부분의 레이저를 차단할 수 있으면 다른 재료로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 마스크는 상기 반사층(41b, 42b)이 형성되지 않은 영역이 개구부(M2)로, 상기 반사층(41b, 42b)이 형성된 영역이 반사부(M1)로 구분될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 마스크(41, 42)에는 상기 개구부(M2)와 상기 반사부(M1)가 각각 형성되어 있는데, 상기 제 1 및 제 2 마스크(41, 42)가 중첩되면 레이저가 통과되는 광 투과부(L)가 형성된다. 상기 광 투과부(L)는 상기 제 1 마스크(41)의 개구부(M2)와 상기 제 2 마스크(42)의 개구부(M2)가 중첩된 부분으로 정의된다. 이러한 광 투과부(L)는 상기 패턴 형성 영역(P), 예를 들어 상기 대상 기판(S) 상에 형성될 화소(E)의 형태에 따라 모양 및 크기가 변형(또는 조절)될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 마스크(41, 42) 중 적어도 하나는 제 1 방향(X축 방향), 제 2 방향(Y축 방향), 및 대각선 방향으로 이동함으로써 상기 광 투과부(L)의 크기 및 형태를 조절할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 다양한 화소(E)의 형태에 따라 각각 다른 마스크들로 교체하지 않아도 되며, 이에 따라 각각 다른 마스크를 제작하지 않아도 되므로 마스크 제작 기간 및 비용이 감소되는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 마스크 교체 단계가 생략되어 박막 형성 공정의 전체적인 시간을 단축시킬 수 있고, 복수의 마스크를 조리개 방식으로 위치를 조절하여 다양한 크기의 화소를 최소 크기에서부터 최대 크기로 효과적으로 대응하여 공정 능력을 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 제 1 마스크(41)가 상기 제 2 마스크(42)에 의해 가려지므로 상기 광원으로부터 도달된 광 및 열에 의한 마스크의 손상이 감소되어 종래에 요구되었던 마스크의 성능에 대한 부담을 낮출 수 있으며, 마스크의 수명을 연장시킬 수 있다.

상기 광 투과부(L)는 상기 패턴 형성 영역(P)의 형태와 대응되도록 형성될 수 있다.

상기 광원(50)은 상기 광 투과부(L)를 통해 상기 전사 기판(30)에 광을 방출하는 것으로 상기 제 2 트레이(421)의 상측에 배치된다. 상기 광원(50)은 광을 방출함으로써 상기 대상 기판(S) 상에 전사 물질(유기 박막)이 전사되도록 한다. 상기 광원(50)으로부터 방출된 광이 상기 광 투과부(L)를 통해 상기 전사 기판(30)에 도달하면 상기 전사 물질이 상기 광 투과부(L)의 형태에 따라 상기 대상 기판(S)에 전사된다. 구체적으로 예를 들면, 상기 광원(50)은 레이저를 방출할 수 있다.

본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 상기 스테이지(20)와 상기 제 1 트레이(411) 사이에 배치되는 광학 부재를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 광학 부재는 상기 광원(50)으로부터 방출되어 입사된 광을 상기 전사 기판(30)에 수직으로 방출하기 위한 것으로, 프리즘 형상, 렌티큘러 렌즈 형상 또는 마이크로 렌즈 형상 등으로 구성된 시트일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 예에 따른 제 1 및 제 2 이동 수단을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 예에 따른 제 1 및 제 2 이동 수단을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 상기 복수의 마스크 중에서 적어도 하나를 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 제 1 이동 수단(60)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제 1 이동 수단(60)은 상기 제 1 마스크(41)를 지지한 제 1 트레이(411)를 상기 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시켜 상기 광 투과부(L)의 형태를 조절할 수 있다. 또는, 상기 제 1 이동 수단(60)은 상기 제 2 마스크(42)를 지지한 제 2 트레이(421)를 상기 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시켜 상기 광 투과부(L)의 형태를 조절할 수 있다. 또는, 상기 제 1 이동 수단(60)은 상기 제 1 트레이(411) 및 상기 제 2 트레이(421) 전부를 상기 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시켜 상기 광 투과부(L)의 형태를 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 이동 수단(60)은 상기 광 투과부(L)의 제 1 방향(X축 방향)의 크기를 변경할 수 있다.

이러한 제 1 이동 수단(60)은 유압 실린더 또는 공압 실린더를 이용한 실린더 방식, 모터와 볼 스크류(Ball Screw) 등을 이용한 볼 스크류 방식, 모터와 랙 기어(Rack Gear)와 피니언 기어(Pinion Gear) 등을 이용한 기어 방식, 모터와 풀리와 벨트 등을 이용한 벨트 방식, 코일과 영구자석 등을 이용한 리니어 모터(Linear Motor) 등을 이용하여 작동할 수 있다. 상기 제 1 이동 수단(60)은 상기 제 1 트레이(411) 또는 상기 제 2 트레이(421)가 직선 이동하도록 안내하는 엘엠 가이드 레일(LM Guide Rail) 및 엘엠 가이드 블록(LM Guide Block)을 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 상기 복수의 마스크 중에서 적어도 하나를 상기 제 1 방향(X축 방향)과 수직한 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 제 2 이동 수단(70)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제 2 이동 수단(70)은 상기 제 1 마스크(41)를 지지한 제 1 트레이(411)를 상기 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시켜 상기 광 투과부(L)의 형태를 조절할 수 있다. 또는, 상기 제 2 이동 수단(70)은 상기 제 2 마스크(42)를 지지한 제 2 트레이(421)를 상기 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시켜 상기 광 투과부(L)의 형태를 조절할 수 있다. 또는, 상기 제 2 이동 수단(70)은 상기 제 1 트레이(411) 및 상기 제 2 트레이(421) 전부를 상기 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시켜 상기 광 투과부(L)의 형태를 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 이동 수단(70)은 상기 광 투과부(L)의 제 2 방향(Y축 방향)의 크기를 변경할 수 있다.

이러한 제 2 이동 수단(70)은 상기 실린더 방식, 상기 볼 스크류 방식, 상기 기어 방식, 상기 벨트 방식, 상기 리니어 모터 등을 이용하여 작동할 수 있다. 상기 제 2 이동 수단(70)은 상기 제 1 트레이(411) 또는 상기 제 2 트레이(421)가 직선 이동하도록 안내하는 엘엠 가이드 레일 및 엘엠 가이드 블록을 포함할 수도 있다.

상기 제 1 및 제 2 이동수단(60, 70)은 상기 광 투과부(L)의 크기를 실시간으로 조절할 수 있다.

도 2와 도 3에서는 상기 제 1 트레이(411)는 상기 챔버(10)의 상부에 서스펜딩(suspending)된 것으로 도시되어 있지만, 도 4와 도 5에서와 같이 제 1 또는 제 2 이동 수단(60, 70)에 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 제 1 이동 수단(60)은 상기 제 1 트레이(411)를, 상기 제 2 이동 수단(70)은 상기 제 2 트레이(421)를 별개로 이동시키는 것으로 구현될 수도 있다.

그리고, 도 3과 도 4에서는 트레이가 제 2 이동 수단(70)에 결합되고, 제 2 이동 수단(70)이 제 1 이동 수단(60)에 결합된 것으로 도시되어 있지만, 반대로 트레이가 제 1 이동 수단(60)에 결합되고, 제 1 이동 수단(60)이 제 2 이동 수단(70)에 결합되는 것으로 구현될 수도 있다.

한편, 상술한 제 1 방향(X축 방향) 및 제 2 방향(Y축 방향)은 교환되어 구현될 수도 있다. 즉, 상기 제 1 이동 수단(60)은 상기 제 2 방향(Y축 방향)으로, 상기 제 2 이동 수단(70)은 상기 제 1 방향(X축 방향)으로 상기 제 1 및 제 2 트레이(411, 412) 각각을 이동시킬 수 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 상기 대상 기판(S) 및 상기 전사 기판(30) 각각을 상기 공정 공간(11)으로 공급하는 공급 수단(80)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 공급 수단(80)은 상기 대상 기판(S)을 상기 챔버(10) 내로 이송하여 상기 제 1 로딩 수단(231)으로 전달한 다음, 상기 대상 기판(S)이 상기 제 1 안착 홈(21)에 지지된 이후에 상기 전사 기판(30)을 상기 챔버(10) 내로 이송하여 상기 제 2 로딩 수단(232)으로 전달하도록 구현될 수 있다.

이러한 공급 수단(80)은 상기 실린더 방식, 상기 볼 스크류 방식, 상기 기어 방식, 상기 벨트 방식, 상기 리니어 모터 등을 이용하여 작동할 수 있다. 상기 공급 수단(80)은 엘엠 가이드 레일 및 엘엠 가이드 블록을 포함할 수도 있다. 상기 공급 수단(80)은 흡착 또는 점착 방식으로 상기 대상 기판(S) 및 상기 전사 기판(30)을 지지할 수 있다.

본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)는 상기 대상 기판(S)과 상기 전사 기판(30) 사이를 밀착시키는 가압 수단을 더 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 가압 수단은 상기 대상 기판(S) 및 상기 전사 기판(30) 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있다. 또는, 상기 가압 수단은 상기 제 1 트레이(411)를 상기 스테이지(20) 쪽으로 이동시킴으로써 상기 대상 기판(S)과 상기 전사 기판(30) 사이를 밀착시킬 수도 있다. 이에 따라, 상기 가압 수단은 상기 대상 기판(S)과 상기 전사 기판(30) 간을 기밀(氣密) 상태로 유지시켜 상기 대상 기판(S) 상에 증착되는 전사 물질의 경계가 흐릿하지 않고 명확하게 형성되도록 기능할 수 있다.

이러한 가압 수단은 상기 실린더 방식, 상기 볼 스크류 방식, 상기 기어 방식, 상기 벨트 방식, 상기 리니어 모터 등을 이용하여 작동할 수 있다. 상기 가압 수단은 상기 제 1 트레이(411)가 직선 이동하도록 안내하는 엘엠 가이드 레일 및 엘엠 가이드 블록을 포함할 수도 있다.

상기 가압 수단은 상기 제 1 또는 제 2 트레이(411, 412)에 결합될 수도 있다. 이 경우, 상기 가압 수단은 상기 제 1 또는 제 2 트레이(411, 412)를 Z축 방향으로 승강시킴으로써 상기 대상 기판(S)과 상기 전사 기판(30)을 가압할 수 있다. 이 경우에 따른 상기 가압 수단은 도 1 및 도 2에 도시된 도면 부호 90번에 해당할 수 있다.

이하에서는 광 투과부(L)의 형태를 조절하기 위해 다양한 형태를 갖는 마스크들을 조합하는 몇 가지 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 7 내지 도 9에 도시된 a형 내지 h형 마스크는 다음과 같다.

a형 및 b형 마스크는 직선형의 개구부(M2)가 세로로 길게 형성되어 가로로 나란히 배열되도록 형성된다. c형 마스크는 반사부(M1)와 개구부(M2)가 가로 선을 기준으로 양분되도록 형성된다. d형 마스크는 c형 마스크와 유사하게 형성되나 반사부(M1)와 개구부(M2)의 위치가 반대로 형성된다. e형 및 f형 마스크는 직선형의 개구부(M2)가 가로로 길게 형성되어 세로로 나란히 배열되도록 형성된다. g형 및 h형 마스크는 사각형의 개구부(M2)가 매트릭스 형태로 배열되도록 형성된다.

도 7은 a형 내지 d형 마스크들의 정렬에 의해 형성되는 광 투과부를 나타내는 도면이다.

도 7을 참고하면, 먼저, 광 투과부(L)의 가로 폭을 조절하기 위한 방법은 a형 마스크를 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것, b형 마스크를 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것, a형 마스크와 b형 마스크 전부를 서로 반대되는 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것으로 분류될 수 있다.

다음, 광 투과부(L)의 세로 폭을 조절하기 위한 방법은 c형 마스크를 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것, d형 마스크를 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것, c형 마스크와 d형 마스크 전부를 서로 반대되는 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것으로 분류될 수 있다.

광 투과부(L)의 형태를 변경하는 방법은 상기한 가로 폭 조절 방법과 세로 폭 조절 방법을 조합하여 다양하게 이루어질 수 있다.

도 8는 a형, b형, e형 및 f형 마스크들의 조합을 나타내는 도면이다.

도 8를 참고하면, 먼저, 광 투과부(L)의 가로 폭을 조절하기 위한 방법은 a형 마스크를 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것, b형 마스크를 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것, a형 마스크와 b형 마스크 전부를 서로 반대되는 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것으로 분류될 수 있다.

다음, 광 투과부(L)의 세로 폭을 조절하기 위한 방법은 e형 마스크를 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것, f형 마스크를 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것, e형 마스크와 f형 마스크 전부를 서로 반대되는 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것으로 분류될 수 있다.

광 투과부(L)의 형태를 변경하는 방법은 상기한 가로 폭 조절 방법과 세로 폭 조절 방법을 조합하여 다양하게 이루어질 수 있다.

도 9은 g형 및 h형 마스크들의 조합을 나타내는 도면이다.

도 9를 참고하면, 먼저, 광 투과부(L)의 가로 폭을 조절하기 위한 방법은 g형 마스크를 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것, h형 마스크를 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것, g형 마스크와 h형 마스크 전부를 서로 반대되는 제 1 방향(X축 방향)으로 이동시키는 것으로 분류될 수 있다.

다음, 광 투과부(L)의 세로 폭을 조절하기 위한 방법은 g형 마스크를 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것, h형 마스크를 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것, g형 마스크와 h형 마스크 전부를 서로 반대되는 제 2 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 것으로 분류될 수 있다.

광 투과부(L)의 형태를 변경하는 방법은 상기한 가로 폭 조절 방법과 세로 폭 조절 방법을 조합하여 다양하게 이루어질 수 있다. 이때, g형 및 h형 마스크 각각은 제 1 및 제 2 방향(X축 및 Y축 방향)으로 모두 이동될 수 있다.

본 발명에 따른 박막 형성 장치(1)를 이용한 박막 형성 방법은 먼저, 상기 스테이지(20)에 상기 대상 기판(S) 및 상기 전사 기판(30)이 차례로 지지되어 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제 1 로딩 수단(231)은 상기 공급 수단(80)으로부터 상기 대상 기판(S)을 전달받아 상기 스테이지(20)에 로딩시킬 수 있다. 그리고, 상기 제 2 로딩 수단(232)은 상기 공급 수단(80)으로부터 상기 전사 기판(30)을 전달받아 상기 스테이지(20)에 로딩시킬 수 있다.

다음으로, 박막 형성 방법은 상기 마스크 모듈(40)이 상기 광 투과부(L)를 상기 패턴 형성 영역(P)에 중첩되도록 형성하여 진행될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 마스크(41, 42) 중에서 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 이동 수단(60, 70) 중에서 적어도 하나에 의해 이동됨으로써 각각의 개구부(M2)들이 중첩되도록 위치될 수 있다.

마지막으로, 박막 형성 방법은 상기 광원(50)으로부터 입사된 광에 의해 전사 물질이 상기 패턴 형성 영역(P)에 전사되어 진행될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 박막 형성 장치 10 : 챔버
11 : 공정 공간 20 : 스테이지
21 : 제 1 안착 홈 22 : 제 2 안착 홈
23 : 로딩 수단 30 : 전사 기판
31 : 지지 기판 32 : 광열 변환층
33 : 전사층 34 : 전사 트레이
40 : 마스크 모듈 41 : 제 1 마스크
42 : 제 2 마스크 50 : 광원
60 : 제 1 이동 수단 70 : 제 2 이동 수단
80 : 공급 수단 90 : 가압 수단
231 : 제 1 로딩 수단 232 : 제 2 로딩 수단

Claims (7)

1. 공정 공간을 마련하는 챔버;
   상기 공정 공간에 설치되며, 패턴 형성 영역이 정의되어 있는 대상 기판을 지지하는 스테이지;
   상기 대상 기판에 지지되고, 상기 대상 기판에 전사될 전사 물질이 형성되어 있는 전사 기판;
   상기 전사 물질이 상기 패턴 형성 영역에 전사되도록, 광을 통과시키는 광 투과부를 상기 패턴 형성 영역에 중첩시키는 마스크 모듈; 및
   상기 광 투과부를 통해 상기 전사 기판에 광을 조사하는 광원을 포함하고,
   상기 마스크 모듈은,
   개구부를 가지는 복수의 마스크를 포함하며, 상기 광 투과부를 형성하기 위해 상기 복수의 마스크 중 적어도 하나를 이동시켜 각각의 개구부를 중첩시키는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광 투과부는 상기 패턴 형성 영역의 형태와 대응되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 마스크 모듈은 상기 복수의 마스크 중에서 적어도 하나를 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 이동 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 마스크 모듈은 상기 복수의 마스크 중에서 적어도 하나를 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 이동시키는 제 2 이동 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 전사 기판은,
   광을 투과시키는 지지 기판;
   상기 지지 기판의 상기 대상 기판에 대향되는 일면에 형성된 광열 변환층; 및
   상기 광열 변환층의 상기 대상 기판에 대향되는 일면에 형성되며, 상기 전사 물질을 포함하는 전사층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치,
6. 제 1 항 및 제 5 항에 있어서,
   상기 전사 물질은 유기 박막 디스플레이 패널을 형성하는 유기 물질인 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 대상 기판 및 상기 전사 기판 각각을 상기 공정 공간으로 공급하는 공급 수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.

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