KR100517141B1 - 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원 및이를 이용한 증착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원 및 이를 이용한 증착 방법에 관한 것으로서, 특히, 증발 물질의 분출 방향을 조절하는 노즐형 증발원을 제공하고, 이를 기판의 중심에 최대한 가깝게 위치시켜 증착할 수 있도록 하는 것으로, 증착 물질을 담는 도가니(10)와; 상기 도가니(10) 상부에 결합되는 것으로, 그 상측에 상기 도가니(10)의 중심선(A)에 대하여 비대칭 형상으로 노즐(30)이 형성된 삽입부(20)를 포함하여 구성되어, 증착 균일도를 확보하면서도, 마스크 쉐도우 현상을 최소화하며, 유기 물질의 사용 효율을 높일 수 있는 것이다.

Description

증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원 및 이를 이용한 증착 방법 {Inclined nozzle type evaporating source of evaporating direction -controllable and the method utilizing the source}

본 발명은 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원 및 이를 이용한 증착 방법에 관한 것으로서, 특히, 증발 물질의 분출 방향을 조절하는 노즐형 증발원을 제공하고, 이를 기판의 중심에 최대한 가깝게 위치시켜 증착할 수 있도록 함으로써, 유기 박막의 균일도를 높이면서 마스크 쉐도우 현상을 최소화시킬 수 있는 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원 및 이를 이용한 증착 방법에 관한 것이다.

차세대 디스플레이로 각광을 받고 있는 유기 EL(Electro Luminescence) 디바이스는 전극 층과 전기에 의해 빛을 낼 수 있는 여러 층의 유기 박막으로 구성되어 있다. 이러한 유기 박막을 형성시키는 방법에는 여러 가지가 있는데, 저분자 유기물의 경우 일반적으로 진공 증착 방법을 사용한다.

상기 진공 증착 방법은 진공 용기 내에 증착 물질이 담겨 있는 증발원을 가열하여 증착 물질을 증발시키고 증발원 위쪽에 위치된 기판에 응축되게 하여 박막을 형성시키는 방법이다. 상기와 같은 증발원은 일반적으로 원통형 용기 모양의 도가니로 구성된 점 증발원(1)이 사용된다.

그런데 이러한 점 증발원으로 대면적의 유기 박막을 증착할 경우, 기판의 모든 지점에서 균일하게 증착하는데는 많은 어려움이 따른다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 종래에는 도 1과 같이 기판이 위치한 영역 밖에 점 증발원(1)을 위치시키고 기판(2)을 회전시키는 방법을 이용하여 증착 균일도를 높이는 방법이 시도되었다.

그러나 이러한 종래의 방법은 다음과 같은 몇 가지 단점을 가지고 있다. 먼저, 컬러 유기 EL 디스플레이를 제작할 경우, 박막을 만드는 기판 앞에 증착 영역을 결정하는 미세한 구조의 마스크(3)를 사용하게 되는데, 증발원이 기판이 위치한 영역의 밖에 있을 경우에는 증발 물질의 도달 각도가 작아져서, 도 2에서와 같이, 증착 영역이 원하는 영역과 달라지는 마스크 쉐도우 현상이 심각해지는 문제가 발생한다.

또한 종래의 방법을 사용할 경우 증착 균일도를 높이기 위해서는 점 증발원을 기판이 위치한 영역에서 수평 방향으로 멀리 떨어트려서 위치시켜야 하며, 점 증발원에서 기판까지의 수직 거리도 충분히 멀어져야 한다. 그런데 이렇게 증발원을 기판에서 멀리 떨어트리게 되면 증발되는 물질 중에 극히 일부만이 기판에 증착될 것이므로 물질의 사용 효율이 현저하게 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 점 증발원과 기판의 회전을 이용한 대면적 유기 박막 증착 장치에서, 점 증발원을 대체하여 증발 물질의 분출 방향을 조절하는 노즐형 증발원을 기판의 중심에 최대한 가깝게 위치시킴으로서, 유기 박막의 균일도를 높이면서 마스크 쉐도우 현상을 최소화시키고, 증착 물질의 사용 효율을 높일 수 있는 개선된 유기 박막 증착 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

이러한 본 발명은, 증착 물질을 담는 도가니와; 상기 도가니 상부에 결합되는 것으로, 그 상측에 상기 도가니의 중심선에 대하여 비대칭 형상으로 노즐이 형성된 삽입부를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

또한, 본 발명의 다른 관점으로서, 본 발명은, 기판의 중심, 또는 이 중심에 근접한 위치에 상기 삽입부의 노즐의 방향을 기판의 바깥쪽으로 향하도록 위치시키는 제 1단계와; 상기 기판을 회전시키면서 증발원을 가열하여 기판에 물질을 증착하는 제 2단계를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 예시 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 단면도로서, 본 발명은, 증착 물질을 담는 도가니(10)와; 상기 도가니(10) 상부에 결합되는 것으로, 그 상측에 상기 도가니(10)의 중심선(A)에 대하여 비대칭 형상으로 노즐(30)이 형성된 삽입부(20)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

즉, 상기 삽입부(20)는 도가니(10) 상부에 나사산 등과 같은 방법으로 조립되며, 특히 이 삽입부(20)의 노즐(30)은 상기 도가니(10)의 중심선(A)상에 적절한 각도로 사선으로 잘린 형상으로 형성되는 것이다.

또한, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이, 상기 삽입부(20)의 중앙에 적절한 각도로 기울어진 경사노즐(40)이 형성될 수도 있다.

상기 도 3에 도시된 사선으로 잘린 노즐(30)과, 도 4에 도시된 기울어진 경사노즐(40)은 모두 증발 물질의 분출 방향을 일측 방향으로 바꾸는 역할을 한다.

도 5는 본 발명의 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원과 기판(50)의 회전을 이용한 증착 방법의 바람직한 실시 예를 나타낸 것으로서, 회전하는 기판(50)과 마스크(60)의 중심, 혹은 중심 가까운 곳에, 상기 도 3과 도 4에 도시한 본 발명의 노즐형 증발원을 위치시켜 기판(50)에 박막을 증착하도록 하는 것을 그 특징으로 한다. 이 때, 도 5에 도시된 바와 같이 증발 물질의 분출 방향(B)이 기판(50)의 외각을 향하도록 위치시키는 것이 중요하다.

이상과 같은 본 발명의 증착 방법을 이용하면, 증발원을 기판(50)이 위치된 영역 내에 기판(50)과 가까운 곳에 위치시켜도 증착 균일도를 확보할 수 있으므로, 증발원을 기판(50) 가까운 곳에 위치시키면 증발 물질이 기판(50)에 증착되는 각도가 줄어들어 마스크 쉐도우 현상을 최소화시킬 수 있고, 증발원과 기판(50)과의 거리가 가까워져 증착 물질의 사용 효율을 높일 수 있다.

이때, 증발원의 위치는 증발 물질의 분출 방향이 기판(50)의 외각을 향하도록 할 수 있는 위치 중에서 기판(50)의 중앙과 가까운 위치가 좋을 것이다. 또한 증발원의 노즐(30, 40)의 기울어진 각도는 증발원의 위치와 기판(50)의 크기에 따라 기판(50)의 중심선을 기준으로 5°~ 90°까지 조절이 가능하며, 증착 균일도를 조절하기 위해 노즐의 구조를 도시되지 않은 여러 가지 형태로 조절하는 것이 가능하다.

또한, 종래의 일반적인 점 증발원을 기울여서도 상기와 같은 방법으로 사용하는 것도 물론 가능하다.

상기 도 3 내지 도 5에 도시된 증발원은 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 나타낸 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 증발 물질의 분출 각도를 바꾸기 위한 도시되지 않은 다른 형태의 노즐 구조도 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 증발원을 이용하여 대면적의 유기 박막 증착 시, 증착 균일도를 확보하면서도, 마스크 쉐도우 현상을 최소화하며, 유기 물질의 사용 효율을 높일 수 있는 효과를 가진 발명인 것이다.

도 1은 종래의 점 증발원과 기판의 회전을 이용한 증착 방법을 나타내는

개략도,

도 2는 종래의 증착 방법에 의해 마스크 쉐도우 현상이 나타나는 상태를

나타내는 도 1의 부분 상세도,

도 3은 본 발명의 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원의

일 실시예를 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명의 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원의

다른 실시예를 나타내는 단면도,

도 5는 본 발명의 노즐형 증발원과 기판의 회전을 이용한 증착 방법을

나타내는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 도가니 20 : 삽입부

30 : 노즐 40 : 경사노즐

50 : 기판 60 : 쉐도우 마스크

Claims (4)

1. 기판의 중심, 또는 이 중심에 근접한 위치에 증발원을 위치시키고, 상기 기판을 회전시키면서 가열하여 기판에 물질을 증착하는 증발원에 있어서,

   증착 물질을 담는 도가니와;

   상기 도가니 상부에 결합되는 것으로, 그 상측에 상기 도가니의 중심선에 대하여 비대칭 형상으로 노즐이 형성된 삽입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원.
2. 기판의 중심, 또는 이 중심에 근접한 위치에 증발원을 위치시키고, 상기 기판을 회전시키면서 가열하여 기판에 물질을 증착하는 증발원에 있어서,

   증착 물질을 담는 도가니와;

   상기 도가니 상부에 결합되는 것으로, 그 상측에 상기 도가니의 중심선에 대하여 특정 각도로 기울어진 경사노즐이 형성된 삽입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원.
3. 제 2항에 있어서, 상기 특정 각도는 5°~ 90°이내의 각도인 것을 특징으로 하는 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원.
4. 제 1항 또는 2항의 증발원 또는 일반적인 증발원을 이용하여 박막을 증착시키는 방법에 있어서,

   기판의 중심, 또는 이 중심에 근접한 위치에 상기 삽입부의 노즐의 방향을 기판의 바깥쪽으로 향하도록 위치시키는 제 1단계와;

   상기 기판을 회전시키면서 증발원을 가열하여 기판에 물질을 증착하는 제 2단계를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 하는 증발 물질의 분출 방향을 조절 가능한 노즐형 증발원을 이용한 증착방법.