KR100658731B1 - 증발원 및 이를 구비하는 유기물 증착장치 - Google Patents

Abstract

도가니를 포함하는 증발원 및 이 증발원을 구비하는 유기물 증착장치를 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 증발원은 도가니의 내부에 방착판을 착탈 가능하게 설치하여 구성한다. 상기 도가니는 하부 도가니와 상부 도가니를 포함하는 상하 분리형 도가니로 이루어질 수 있으며, 상부 도가니는 증착 물질의 증발 출구가 형성된 덮개를 구비한다. 그리고, 상기 방착판은 상기 덮개의 내측에 밀접 상태로 착탈 가능하게 결합된다. 상기 방착판은 대략 500℃의 온도에서도 아웃개싱을 발생하지 않으며, 열전도율이 높은 물질, 예컨대 카본, Ti, SiC 또는 Al₂O₃ 중에서 선택된 어느 한 재질로 형성한 시트로 이루어질 수 있다.

오엘이디, 유기, 발광, 도가니, 증발원, 방착판

Description

증발원 및 이를 구비하는 유기물 증착장치{EVAPORATION SOURCE AND ORGANIC MATTER SPUTTERING APPARATUS WITH THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증발원의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 증발원을 구비하는 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이다.

본 발명은 유기물 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도가니(crucible)를 포함하는 증발원(evaporation source) 및 이 증발원을 구비하는 유기물 증착장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치는 액정 표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)), 전계 방출 표시장치(FED: Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel) 및 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.

이 중에서 상기 유기 발광 표시장치는 유기물 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용하는 자발광형 디스플레이 장치이다. 이러한 유기 발광 표시장치는 저전압으로 구동이 가능하고, 경량이며, 박형이고, 시야각이 넓을 뿐만 아니라, 응답 속도 또한 빠르다는 장점을 구비한다.

상기한 유기 발광 표시장치의 유기 발광 소자는 다이오드 특성을 가져서 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)라고도 불리우며, 기판상에 적층식으로 형성되는 애노드 전극과 유기막 및 캐소드 전극을 포함한다.

상기 유기막은 유기 발광층(emitting layer: EML)을 구비하는데, 이 유기 발광층에서 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛이 발생한다.

발광 효율을 보다 높이기 위해서는 정공과 전자를 유기 발광층으로 보다 원활하게 수송해야 한다. 이를 위해 캐소드 전극과 유기 발광층 사이에는 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)이 배치될 수 있고, 애노드 전극과 유기 발광층 사이에는 정공 수송층(Hole Transport Layer; HTL)이 배치될 수 있으며, 또한 애노드 전극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층(Hole Injection Layer; HIL)이 배치될 수도 있고, 캐소드 전극과 전자 수송층 사이에 전자 주입층(Electron Injection Layer; EIL)이 배치될 수도 있다.

기판에 박막을 형성하는 일반적인 방법으로는 진공 증착(evaporation)법, 이온 플레이팅(ion plating)법, 및 스퍼터링(sputtering)법과 같은 물리 기상 증착 (PVD)법과, 가스 반응에 의한 화학 기상 증착(CVD)법 등이 있다.

이 중에서, 유기 발광 소자의 유기막을 포함하는 박막층 형성에는 진공 증착법이 주로 사용된다.

진공 증착법을 이용하여 유기막을 증착하는 일반적인 증착장치에서, 증착 챔버의 상부에는 기판이 장착되고, 증착 챔버의 하부에는 증발원이 배치된다.

상기 증발원은 증착 물질을 함유하는 도가니와, 도가니의 외측에 설치되며 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로 작용하는 열선을 포함한다.

이러한 구성의 증발원은 증발된 물질의 증착 특성을 고려하여 통상적으로 상기 기판의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치되며, 증착 공정을 진행하는 동안 상기 기판은 일정한 회전 속도로 회전된다.

이에 따라, 상기한 증발원의 열선을 작동시키면 도가니 및 도가니 내부의 증착 물질이 가열되고, 증발된 증착 물질이 챔버의 내측 상부에 장착된 기판에 증착되어 상기 기판에 유기막이 형성된다.

그런데, 상기한 증착 공정을 완료한 후에는 증발되지 않은 증착 물질이 도가니의 내벽면에 붙어있게 된다.

따라서, 도가니를 재활용하기 위해서는 내벽면에 붙어 있는 증착 물질을 제거해야 한다.

이에, 종래에는 도가니의 내벽면에 샌드(sand)를 일정 압력으로 분사하여 증착 물질을 제거하고 있다.

그런데, 상기한 샌드 처리 공정은 도가니의 내벽면에 붙어 있는 증착 물질을 완벽하게 제거할 수 없으며, 또한 샌드 처리시에 상기 샌드의 분사 압력으로 인해 도가니의 모양이 변형되는 등의 문제점이 있다.

그리고, 상부 도가니와 하부 도가니로 이루어진 상하 분리형 도가니의 경우에는 상부 도가니와 하부 도가니가 결합되는 탭 부분에도 증착 물질이 증착되어 상부 및 하부 도가니의 분리가 용이하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 잔류 증착 물질을 용이하게 제거할 수 있어 재활용이 가능한 증발원을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 증발원을 구비하는 유기물 증착장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 도가니의 내부에 방착판을 착탈 가능하게 설치한 증발원을 제공한다.

본 발명을 실시함에 있어서, 상기 도가니는 하부 도가니와 상부 도가니를 포함하는 상하 분리형 도가니로 이루어질 수 있으며, 상부 도가니는 증착 물질의 증발 출구가 형성된 덮개를 구비한다. 그리고, 상기 방착판은 상기 덮개의 내측에 밀접 상태로 착탈 가능하게 결합된다.

상기 방착판은 대략 500℃의 온도에서도 아웃개싱을 발생하지 않으며, 열전도율이 높은 물질, 예컨대 카본, Ti, SiC 또는 Al₂O₃ 중에서 선택된 어느 한 재질로 형성한 시트로 이루어질 수 있다.

이러한 구성의 증발원을 구비하는 유기물 증착장치는 증착 챔버, 증착 챔버의 내측 상부에 배치되는 기판 장착부 및 증발원에서 증발되어 상기 기판 장착부의 기판에 증착되는 증착 물질의 막 두께를 감지하는 막 두께 감지 센서를 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증발원의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 증발원을 구비하는 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 증발원(100)은 상부 도가니(12)와 하부 도가니(14)로 이루어지는 도가니(10)를 구비한다.

상부 도가니(12)는 증착 물질이 증발되는 출구(12a)가 형성된 덮개(12b)를 구비하며, 탭 방식으로 하부 도가니(14)와 결합된다.

상기한 상부 도가니(12)의 덮개(12b) 내측에는 방착판(20)의 상단부가 착탈 가능하게 결합되며, 상부 도가니(12)를 하부 도가니(14)에 결합할 때 상기 방착판(20)은 하부 도가니(14)의 내측에 배치된다.

따라서, 증착 물질(30)은 하부 도가니(14)에 직접 채워지는 것이 아니고, 방착판(20)의 내부 공간에 채워지게 된다.

그리고, 하부 도가니(14)의 외측에는 증착 물질을 증발시키기 위한 열원으로서의 열선(40)이 배치된다.

상기 방착판(20)은 증발 후 남아있는 증착 물질을 별도의 세정 공정 없이 제거할 수 있도록 하기 위한 것으로, 대략 500℃의 온도에서도 아웃개싱을 발생하지 않으며, 열전도율이 높은 물질, 예컨대 카본, Ti, SiC 또는 Al₂O₃ 중에서 선택된 어느 한 재질로 형성한 시트로 이루어진다.

따라서, 증착 공정을 완료한 후에는 상기 방착판(20)을 상부 도가니(12)의 덮개(12b)로부터 분리 제거하는 것에 따라 별도의 세정 공정 없이 도가니를 재활용할 수 있게 된다.

그리고, 상기 방착판(20)이 상부 도가니(12)의 덮개(12b) 내측에 결합되어 있으므로, 증착 물질(30)이 상부 도가니(12)와 하부 도가니(14)의 결합 부분에 증착되는 것을 방지할 수 있어 상부 및 하부 도가니의 분리를 용이하게 실시할 수 있다.

상기에서는 상부 도가니와 하부 도가니로 이루어지는 도가니를 예로 들어 설명하였지만 본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않으며, 증착 물질이 채워지는 방착판을 구비하는 증발원은 모두 본원 발명의 범주에 포함된다.

상기한 구성의 증발원(100)은 증착 챔버(200)의 내측 하부에 배치되며, 증착 챔버(200)의 내측 상부에는 기판(210)을 장착하기 위한 기판 장착부(220)가 설치된다.

그리고, 상기 증발원(100)은 증발된 물질의 증착 특성을 고려하여 기판(210)의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치될 수 있으며, 막 두께 균일성을 향상시키기 위해 상기 기판(210)은 모터(M1)에 의해 일정한 회전 속도로 회전될 수 있다.

도시하지는 않았지만, 기판(210)의 인접 하부에는 소정의 패턴으로 형성된 막 형성용 마스크를 배치할 수도 있으며, 챔버(200)의 내부에는 증발원(100)으로부터 증발되어 기판(210)에 증착되는 증착 물질(3)의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서(230)가 설치될 수도 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 증착 공정을 진행한 후 남아있는 잔류 증착 물질을 용이하게 제거 및 수거할 수 있다.

따라서, 잔류 증착 물질을 제거하기 위한 세정 공정을 제거할 수 있어 도가니의 재활용이 용이하며, 샌드 처리 공정을 이용한 세정 작업시에 발생할 수 있는 도가니의 형상 변형 문제를 방지할 수 있다.

그리고, 수거한 잔류 증착 물질을 재사용하여 재료비를 감소시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 증착 챔버의 내측 하부에 배치되는 도가니;

   상기 도가니의 내측에 배치되며, 내부에는 증착 물질이 채워지는 방착판; 및

   상기 도가니를 가열하는 열원

   을 포함하는 증발원.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 도가니는 열원이 설치되는 하부 도가니 및 이 도가니의 상부에 결합되는 상부 도가니로 이루어지는 증발원.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 상부 도가니는 증착 물질의 증발 출구가 형성된 덮개를 구비하는 증발원.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 방착판은 상기 덮개의 내측에 밀접 상태로 착탈 가능하게 결합되는 증발원.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 방착판은 카본, Ti, SiC 또는 Al₂O₃ 중에서 선택된 어느 한 재질로 형성한 시트로 이루어지는 증발원.
6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 기재된 증발원을 구비하는 유기물 증착장치로서,

   증착 챔버;

   상기 증착 챔버의 내측 상부에 배치되는 기판 장착부; 및

   상기 증발원에서 증발되어 상기 기판 장착부의 기판에 증착되는 증착 물질의 막 두께를 감지하는 막 두께 감지 센서

   를 포함하는 유기물 증착장치.

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