KR100595148B1 - vapor-deposition system - Google Patents
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Abstract
증착 시스템에 관한 것으로, 폭 또는 반경이 작은 다수의 열전도율이 큰 용기들을 갖는 도가니를 제작하고, 각각의 용기들을 열선에 의한 직접 가열 또는 액체에 의한 간접 가열 방식으로 시간 및 공간적으로 균일하게 가열함으로써, 소자 위에 두께와 농도가 균일한 박막을 안정적으로 형성할 수 있다.A deposition system, wherein a crucible having a plurality of high thermal conductivity vessels having a small width or radius is fabricated, and the respective vessels are uniformly temporally and spatially heated by direct heating by hot wire or indirect heating by liquid. A thin film of uniform thickness and concentration can be stably formed on the device.
용기, 열선, 가열Vessel, heating wire, heating
Description
도 1a 내지 1c는 종래 기술에 따른 증착 시스템을 보여주는 단면도1A-1C are cross-sectional views showing a deposition system according to the prior art.
도 2는 본 발명에 따른 증착 시스템을 보여주는 평면도2 is a plan view showing a deposition system according to the present invention.
도 3 내지 도 5는 본 발명 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 증착 시스템을 보여주는 단면도3 to 5 are cross-sectional views showing deposition systems according to the first to third embodiments of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 도가니 12 : 증착물11
13 : 열선 14 : 용기13: hot wire 14: container
15 : 액체15: liquid
본 발명은 증착 시스템에 관한 것으로, 특히 유기 발광층에 전하들이 주입되었을 때, 빛을 발하는 유기 EL 소자의 제작에 이용되는 증착 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근에는 유기 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)라고도 불리는 유기 EL 소자의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있으며, 이미 몇 가지 시제품들이 발표 된 바 있다.Recently, the technology of an organic EL device, also called an organic light emitting diode (LED), is rapidly developing, and several prototypes have already been announced.
유기 EL 소자는 매우 얇고, 매트릭스 형태로 어드레스 할 수 있으며, 15V 이하의 낮은 전압으로도 구동이 가능한 장점이 있다.The organic EL device is very thin, can be addressed in a matrix form, and can be driven at a low voltage of 15V or less.
또한, 유기 EL 소자는 넓은 시야각과 플라스틱과 같이 휠 수 있는(flexible) 투명기판 위에도 형성할 수 있어 차세대 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD)에 적합한 소자로 알려져 있다.In addition, the organic EL element can be formed on a flexible transparent substrate such as a wide viewing angle and plastic, so that it is known as an element suitable for the next-generation flat panel display (FPD).
일반적으로 유기 EL 소자는 투명 기판 위에 투명 전극인 ITO(Indium Tin Oxide)를 입힌 후, 화학적 식각(chemical etching)방법으로 띠(stripe) 형태의 애노드(anode)를 형성하고, 그 위에 복수의 유기 EL 층을 진공 증착 방법으로 입힌 다음, 띠 형태의 애노드와 수직 방향으로 캐소드(cathode)를 입혀 제작한다.In general, an organic EL device is coated with an indium tin oxide (ITO), which is a transparent electrode, on a transparent substrate, and then forms a stripe-type anode by chemical etching, and a plurality of organic ELs are formed thereon. The layer is coated by a vacuum deposition method, and then fabricated by applying a cathode in a direction perpendicular to the strip-shaped anode.
하지만, 이러한 제작 과정 중에서, 특히 주의해야 될 점은 양질의 유기 EL 층을 농도와 두께가 균일하도록 형성해야 한다는 것이다.However, in this manufacturing process, it should be particularly noted that a good quality organic EL layer should be formed so that the concentration and thickness are uniform.
그 이유는 유기 EL 층의 경우, 발광 효율을 높이거나 특정 파장의 빛을 얻기 위해 미량의 색소(dye)를 첨가하게 되는데, 이때 색소의 첨가량이 약간만 변해도 발광 특성이 많이 변하게 되기 때문이다.The reason is that in the case of the organic EL layer, a small amount of dye is added to increase the light emission efficiency or to obtain light of a specific wavelength, because the light emission characteristics are changed much even if the amount of the dye is slightly changed.
따라서, 시간 및 공간적으로 증착율(deposition rate)을 일정하게 제어하는 것이 매우 중요하다.Therefore, it is very important to constantly control the deposition rate in time and space.
이를 위해서는 도 1a에 도시된 바와 같이 도가니(1)에 유기물(2)을 담아 열선(3)으로 도가니를 가열하여 일정 시간 동안 증착하고 난 후에 유기물(2)의 단면이 도 1b에 도시된 바와 같이 일정한 수위로 유지되는 것이 필요하다.To this end, as shown in FIG. 1A, the
그러나, 일반적으로 사용되는 도가니의 경우는 도 1c에 도시된 바와 같이 도가니(1) 가장자리에서부터 승화(sublimation)가 일어나 시간이 지날수록 잔여 유기물의 높이가 달라지는 현상이 나타나게 된다.However, in the case of a commonly used crucible, as shown in FIG. 1C, a sublimation occurs from the edge of the
이로 인하여 유기물의 증착율은 시간 및 공간적으로 일정하지 않게되어 발광 특성을 변하게 하는 요인이 된다.As a result, the deposition rate of the organic material is not constant in time and space, which is a factor that changes the light emission characteristics.
이러한 현상은 무엇보다도 도가니의 열전도율(thermal conductivity)을 고려할 때, 도가니 용기의 단면이 너무 큰데서 기인한다.This phenomenon is due to the fact that the cross section of the crucible vessel is too large, especially considering the thermal conductivity of the crucible.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 유기물층의 두께와 농도를 일정하게 증착시킬 수 있는 증착 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a deposition system capable of uniformly depositing a thickness and a concentration of an organic material layer.
본 발명에 따른 증착 시스템의 특징은 서로 인접한 복수의 용기들로 이루어진 도가니와, 상기 복수개의 용기들 사이에 마련되어 상기 각 용기들을 직접 또는 간접으로 균일하게 가열시키는 가열부로 구성되는데 있다.A feature of the deposition system according to the present invention consists of a crucible consisting of a plurality of containers adjacent to each other, and a heating portion provided between the plurality of containers to directly or indirectly heat each of the containers.
본 발명의 다른 특징은 각각의 용기를 열선에 의해 직접 가열하거나 또는 액체에 의해 간접 가열하는데 있다.Another feature of the present invention is to heat each vessel directly by heating wire or indirectly by liquid.
본 발명의 또 다른 특징은 복수의 용기들이 각각 서로에 대해 평행하거나 또는 각각 서로에 대해 일정 각도를 가지고 배열되는데 있다.Another feature of the present invention is that the plurality of containers are each arranged in parallel with each other or at an angle with respect to each other.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 증착 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the deposition system according to the present invention having the characteristics as described above with reference to the accompanying drawings as follows.
먼저, 본 발명의 개념은 폭 또는 반경이 작은 다수의 열전도율이 큰 용기들 을 갖는 도가니를 제작하고, 각각의 용기들을 열선에 의한 직접 가열 또는 액체에 의한 간접 가열 방식으로 시간 및 공간적으로 균일하게 가열함으로써, 소자 위에 두께와 농도가 균일한 박막을 안정적으로 형성하는데 있다.First, the concept of the present invention is to produce a crucible having a plurality of high thermal conductivity vessels of small width or radius, and to heat each vessel uniformly in time and space by direct heating by hot wire or indirect heating by liquid. This makes it possible to stably form a thin film having a uniform thickness and concentration on the device.
도 2는 본 발명에 따른 증착 시스템을 보여주는 평면도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 증착 시스템을 보여주는 단면도이다.2 is a plan view illustrating a deposition system according to the present invention, and FIGS. 3 to 5 are cross-sectional views illustrating deposition systems according to the first to third embodiments of the present invention.
본 발명의 증착 시스템은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 원형 형태의 도가니(11)에 폭 또는 반경이 작은 다수개의 용기(14)들을 균일하게 배치된 구조를 이룬다.As illustrated in FIGS. 2 to 5, the deposition system of the present invention has a structure in which a plurality of
이와 같이 도가니(11) 안에 폭 또는 반경이 작은 용기(14)들을 배열하는 이유는 증착물(12)을 증착하고자 하는 대상물에 균일하게 증착시키기 위해서 도가니(11) 전체에 균일하게 열을 가해야 하기 때문이다.The reason for arranging the
그러므로, 도 2 내지 도 5와 같이 용기(14)의 폭을 작게 하여 용기(14) 중심과 가열원(heating source)인 열선(13)이나 액체(15) 사이의 거리를 줄이는 것이 필요하다.Therefore, it is necessary to reduce the distance between the center of the
그리하면, 용기(14) 가장자리에 위치한 증착물(12)과 중심부에 위치한 증착물(12)의 온도 편차가 줄게 되어 균일한 가열이 가능하다.Thus, the temperature deviation between the
그러나, 그 거리가 가까울수록 온도 편차가 줄게 되므로 균일한 가열이 가능하지만 그 거리가 너무 작으면 용기(14)에 충진할 수 있는 증착물(12)의 양이 너무 적게 되어 비현실적이 된다.However, the closer the distance is, the lower the temperature variation is, so that uniform heating is possible, but if the distance is too small, the amount of
따라서, 알맞은 용기(14)의 부피를 구한 후, 적절한 용기의 폭을 정하는 것 이 중요하다.Therefore, after obtaining a suitable volume of the
본 발명에서는 가열원(열선, 액체)과 용기(14)의 중심 사이의 거리를 10cm 이내로 하였다.In this invention, the distance between the heating source (heat wire, liquid) and the center of the
그리고, 용기(14)의 구조는 도 2와 같이 타원형 형태로 균일하게 배치될 수도 있고, 원형이거나 기타 다양한 형태로 제작할 수도 있다.In addition, the structure of the
만일, 원형으로 제작하는 경우에는 다수의 용기들이 각각 일정한 거리를 유지하도록 균일하게 분포시키는 것이 바람직하다.If it is manufactured in a circular shape, it is preferable to distribute the plurality of containers uniformly so as to maintain a constant distance.
또한, 용기(14)를 질화보론(boron nitride)과 같은 열전도율이 좋은 물질로 만들면 더욱 바람직하다.Further, it is more preferable to make the container 14 a material having high thermal conductivity such as boron nitride.
본 발명에서는 용기들을 질화보론을 포함하는 물질로 형성하여 각 용기들의 열전도율이 섭씨 200도에서 0.1 W/m.K 이상이 되도록 제작하였다.In the present invention, the containers were formed of a material containing boron nitride so that the thermal conductivity of each container was 0.1 W / m.K or more at 200 degrees Celsius.
이와 같이 제작된 도가니의 용기들을 균일하게 가열하는 방법은 본 발명에서는 크게 두 가지 방법을 사용할 수 있다.As a method of uniformly heating the vessels of the crucible manufactured as described above, two methods can be largely used in the present invention.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 열선(13)에 의해 용기들을 직접 가열하는 방법과 도 4에 도시된 바와 같이 중탕법을 사용하여 액체(15)에 의해 용기들을 간접 가열하는 방법을 사용할 수 있다.That is, a method of directly heating the containers by the
열선에 의해 용기를 직접 가열하는 방법은 기존의 도가니와 같이 열선(13)으로 각 용기(14)들을 감싸는 것이 필요하다.The method of directly heating a container by a hot wire needs to enclose each
각 용기(14)에 감겨진 열선(13)들은 각 용기(14)에 균일한 열을 가하게 되고 이로 인하여 용기(14)내의 증착물(12)은 증착하고자 하는 대상물에 균일하게 증착 된다.The
여기서, 사용되는 열선은 니크롬선, 텅스텐, 몰리브데늄, 탄탈륨 또는 그들의 합금 중 어느 하나를 선택하여 사용한다.Here, the heating wire used is selected from any one of nichrome wire, tungsten, molybdenum, tantalum or alloys thereof.
한편, 액체에 의해 용기들을 간접 가열하는 방법은 상기 도 3의 직접 가열 방식보다 좀 더 균일한 가열이 가능한 장점이 있다.On the other hand, the method of indirectly heating the containers by the liquid has the advantage of more uniform heating than the direct heating method of FIG.
이를 위해서는 도 4와 같이 각 용기(14) 주위에 액체(15)를 채울 수 있는 공간을 만들고, 도가니(11) 양 끝에 액체의 출입이 가능하도록 액체 주입구와 배출구를 만드는 것이 필요하다.To this end, it is necessary to make a space to fill the
각 용기 주위에 채워지는 액체는 섭씨 100도 이상의 높은 비등점을 갖는 액체를 사용하는 것이 유리하다.It is advantageous to use a liquid having a high boiling point of at least 100 degrees Celsius as the liquid filled around each container.
그러나, 이러한 증착 시스템은 증착하고자 하는 대상물의 크기가 작은 경우에는 유리하지만 크기가 큰 대형 패널에는 다소 불리하다.However, such deposition systems are advantageous when the size of the object to be deposited is small, but somewhat disadvantageous for large panels of large size.
그러므로, 도 5에 도시된 바와 같이 넓은 기판 위에 공간적으로 균일한 증착을 하기 위해서 각각의 용기가 기판에 대해 적절한 각도를 유지할 수 있도록 설계할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to design each container to maintain an appropriate angle with respect to the substrate in order to make a spatially uniform deposition on a wide substrate as shown in FIG.
즉, 용기(14)들을 가운데에 위치한 용기를 중심으로 하여 대칭적으로 용기들의 각도가 점차적으로 조금씩 기울어지도록 제작한다.That is, the
이처럼 각 용기들이 일정한 각도로 기울어지도록 하면 증착 각도가 공간적으로 그 만큼 넓어지므로 넓은 증착 대상물에 증착물이 균일하게 증착된다.As such, when the containers are inclined at a predetermined angle, the deposition angle is spatially widened so that deposits are uniformly deposited on a wide deposition object.
또한, 도 5와 같이 각 용기들의 기울어진 각도가 고정되도록 도가니를 제작 할 수도 있지만, 회로적으로 각 용기간에 자계의 힘 등이 일어나도록 제작하여 증착 대상물의 종류에 따라 그 각도를 임의적으로 가변시킬 수도 있다.In addition, although the crucible may be manufactured so that the inclination angle of each container is fixed as shown in FIG. 5, the angle of the magnetic field may be generated between circuits of the containers, and the angle may be arbitrarily changed according to the type of the deposition target. It may be.
이와 같이 제작된 본 발명의 증착 시스템을 유기 EL 소자의 유기물 증착시에 사용하면 아주 효과적으로 색소의 도핑(doping)이 균일하게 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.When the vapor deposition system of the present invention thus produced was used for the organic vapor deposition of the organic EL device, it was confirmed that the doping of the dye was very effective.
즉, 그 제작 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.That is, the manufacturing process is briefly described as follows.
(1)제 1 전극 위에 약 10 ∼ 20nm 두께의 카퍼 프탈로시아닌(copper phthalocyanine)으로 이루어진 정공 주입 버퍼층을 입힌 다음,(1) a hole injection buffer layer made of copper phthalocyanine having a thickness of about 10 to 20 nm is coated on the first electrode,
(2)약 30 ∼ 50nm 두께의 N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)- (1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (TPD)으로 이루어진 정공 수송층을 형성하고,(2) a hole transport layer consisting of N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine (TPD) with a thickness of about 30-50 nm Form the
(3)약 40 ∼ 60nm 두께의 tris(8-hydroxy-quinolate)알루미늄(Alq3 라 약칭)으로 이루어진 유기 발광층을 증착한 후{발광층에 코마린 6(coumarin 6) 또는 퀴나크리돈(quinacridone)과 같은 발광 염료를 약 1% 정도 첨가함},(3) after depositing an organic light emitting layer consisting of tris (8-hydroxy-quinolate) aluminum (abbreviated Alq 3 ) having a thickness of about 40 to 60nm (comarin 6 or quinacridone and Add about 1% of the same luminescent dye},
(4)마지막으로 약 100 ∼ 200nm 두께의 제 2 전극을 입힌다.(4) Finally, a second electrode having a thickness of about 100 to 200 nm is coated.
이와 같이 본 발명의 증착 시스템을 이용하여 같은 조건하에서 유기 EL 소자들을 복수의 기판 위에 제작한 다음, 두께 측정을 통하여 공간적인 균일도를 비교해 보았고, 또한 발광 스펙트럼의 비교 분석을 통해 도핑 농도의 편차를 구해 보았다.As described above, organic EL devices were fabricated on a plurality of substrates under the same conditions by using the deposition system of the present invention, and then the spatial uniformity was compared through the thickness measurement, and the deviation of the doping concentration was obtained through the comparative analysis of the emission spectra. saw.
그 결과, 10개의 기판에 형성된 소자들이 5% 이내의 농도 차이를 보였으며, 한 기판 내에서는 약 20cm 직경의 기판 위에서 두께 차이가 ±3% 이내에 드는 것을 확인할 수 있었다.As a result, the elements formed on the ten substrates showed a concentration difference within 5%, and within one substrate, the thickness difference was found to be within ± 3% on a substrate having a diameter of about 20 cm.
본 발명에 따른 증착 시스템에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.In the deposition system according to the present invention has the following effects.
본 발명의 증착 시스템을 이용하여 증착물을 증착하고자 하는 대상물에 증착하면 증착 대상물 위에 형성된 증착물의 두께와 농도는 균일하고 안정적으로 형성된다.When the deposition is deposited on the object to be deposited using the deposition system of the present invention, the thickness and concentration of the deposit formed on the deposition object are uniformly and stably formed.
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019990012811A KR100595148B1 (en) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | vapor-deposition system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000065999A KR20000065999A (en) | 2000-11-15 |
| KR100595148B1 true KR100595148B1 (en) | 2006-07-03 |
Family
ID=19579504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019990012811A KR100595148B1 (en) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | vapor-deposition system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100595148B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214513A (en) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Hitachi Ltd | Processing device |
| JPS6266620A (en) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | Electron beam vapor deposition apparatus |
| JPH01159369A (en) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Ulvac Corp | Vacuum deposition device |
| KR19990077878A (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-25 | 루엘랑 브리지뜨 | Process For Depositing A Magnesia-Based Layer On The Dielectric Surface Of A Tile of A Display Panel And Oven For Implementing The Process |
-
1999
- 1999-04-12 KR KR1019990012811A patent/KR100595148B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214513A (en) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Hitachi Ltd | Processing device |
| JPS6266620A (en) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | Electron beam vapor deposition apparatus |
| JPH01159369A (en) * | 1987-12-16 | 1989-06-22 | Ulvac Corp | Vacuum deposition device |
| KR19990077878A (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-25 | 루엘랑 브리지뜨 | Process For Depositing A Magnesia-Based Layer On The Dielectric Surface Of A Tile of A Display Panel And Oven For Implementing The Process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000065999A (en) | 2000-11-15 |
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