KR100670360B1 - Heating crucible of organic thin film forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 유기박막 형성장치의 개방형 가열용기의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an open heating container of a conventional organic thin film forming apparatus.
도 2는 종래의 유기박막 형성장치의 커버형 가열용기의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a covered heating container of a conventional organic thin film forming apparatus.
도 3은 본 발명의 실시예의 가열용기가 적용되는 유기박막 형성장치의 구성을 도시한 개략적인 단면도이다.Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an organic thin film forming apparatus to which the heating vessel of the embodiment of the present invention is applied.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가열용기의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a heating vessel according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가열용기의 열전도성 부재를 도시한 사시도이다.5 is a perspective view showing a thermally conductive member of a heating vessel according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
131: 진공챔버 132: 기판131: vacuum chamber 132: substrate
133: 마스크 134: 마스크 프레임133: mask 134: mask frame
135: 마그네트 유닛 140: 가열용기135: magnet unit 140: heating vessel
141: 용기본체 142: 개구부141: container body 142: opening
143: 커버 143a: 노즐143:
144: 히터 145: 열전도성 부재 144: heater 145: thermally conductive member
145a: 커버밀착부 145b: 열전도부145a: cover
145c: 구멍 146: 유기물145c: hole 146: organic matter
본 발명은 유기박막 형성장치의 가열용기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 노즐의 막힘을 방지할 수 있는 유기박막 형성장치의 가열용기에 관한 것이다. The present invention relates to a heating vessel of an organic thin film forming apparatus, and more particularly, to a heating vessel of an organic thin film forming apparatus capable of preventing clogging of a nozzle.
일반적으로 유기 전계 발광 소자는 기판 상부에 소정 패턴의 양극층이 형성되고, 이 양극층 상부로 홀수송층, 발광층, 전자수송층 등의 유기막이 순차적으로 형성되며, 이들 유기막의 상부에 상기 양극층과 직교하는 방향으로 소정패턴의 음극층이 형성되어 있는 구조를 갖는다.In general, an organic electroluminescent device has an anode layer having a predetermined pattern formed on a substrate, and organic films such as a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially formed on the anode layer, and are orthogonal to the anode layer on the organic film. It has a structure in which a cathode layer of a predetermined pattern is formed in the direction.
이러한 구성을 가지는 유기 전계 발광 소자에 있어서, 홀수송층, 발광층, 전자수송층 등 유기박막을 형성시키는 기술로 진공증착법이 널리 알려져 있다. 이 진공 증착법은 내부 압력이 10-6 내지 10-7 torr로 조절되는 진공챔버 내부에 유기 박막을 성막시킬 기판을 위치시키고, 이 기판에 유기물이 담긴 가열용기로부터 유기물을 증발 또는 승화시켜 증착시키는 방법으로 행해진다.BACKGROUND OF THE INVENTION In the organic electroluminescent device having such a configuration, vacuum deposition is widely known as a technique for forming an organic thin film such as a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer. In this vacuum deposition method, a substrate is formed in a vacuum chamber in which the internal pressure is controlled to 10 -6 to 10 -7 torr, and the organic material is evaporated or sublimed from a heating vessel in which the organic material is deposited. Is done.
이러한 진공 증착법에 있어서, 증착될 유기물을 수납하고 가열하여 증발 또는 승화시키는 가열용기는 증착될 유기박막의 상태를 직접적으로 제어하는 것으로 유기 박막 형성공정에 있어 중요한 부분을 차지한다. 이에 따라 근자에 이 가열용기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In such a vacuum deposition method, a heating container for storing an organic material to be deposited, and heating and evaporating or subliming, directly controls the state of the organic thin film to be deposited, which is an important part in the organic thin film forming process. Accordingly, research on this heating vessel has been actively conducted in recent years.
도 1 및 도 2는 종래에 일반적으로 사용되고 있는 유기박막 형성장치의 가열용기에 대한 두가지 타입을 나타낸 것이다. 1 and 2 illustrate two types of heating containers of an organic thin film forming apparatus which are generally used.
우선, 도 1은, 상방으로 개구된 개구부(12)를 구비하고 유기물(14)을 수납하는 용기본체(11)와, 이 용기본체(11)의 외벽을 감싸는 히터(13)를 포함하는 개방형 가열용기(10)를 나타낸다. 이러한 개방형 가열용기에는 일본 특개 제2000-223269호에 개시된 바와 같이, 소규모의 용기를 다수개 형성하여 가열용기 자체의 개구부가 작도록 하여 유기박막의 균일도를 향상시키는 방법이 있고, 일본 특개 제2000-12218호에서 볼 수 있듯이, 가열용기의 외측면에 히터를 밀착 형성시키고, 증착속도를 검출하여 이를 제어함으로써 장시간 안정적인 증착이 가능하고, 두께의 균일도를 향상시키는 기술이 있다. 또한, 일본 특개 제2000-68055호에는 히터를 용기본체의 외부, 특히 용기본체의 측부와 바닥부에 밀착 형성시키고, 더 나아가 바닥으로부터 돌출된 히터를 더 구비시킨 가열용기가 개시되어 있으며, 일본 특개 제2000-160328호에는 본체를 감싼 히터의 외측으로 열반사 부재를 배치하여 증착되는 유기막의 균일도를 향상시키는 가열용기가 개시되어 있다. First, FIG. 1 is an open type heating system including a
상기와 같은 개방형 가열용기들에 있어서는 개구부가 완전히 열려 있기 때문에 기판에 증착되는 유기박막의 균일도가 대체로 좋지 않다. 이에 따라 상기 각 특허에서도 이 균일도를 향상시키는 데 많은 초점이 맞추어져 있으나, 개방형이라는 구조상의 한계로 인하여 균일도의 향상에 다소 어려움이 있다. 또한, 이러한 개방형 가열용기들은 유기물의 소모가 많아 원가를 상승시키는 문제가 있어, 유기 전전계 발광 소자의 양산과정에서는 채택하기 어렵다.In such open heating containers, the uniformity of the organic thin film deposited on the substrate is generally not good because the opening is completely open. Accordingly, in the above patents, much focus has been placed on improving the uniformity, but there is a difficulty in improving the uniformity due to the structural limitation of the open type. In addition, such open heating containers have a problem of increasing costs due to high consumption of organic materials, and thus are difficult to adopt during mass production of organic electroluminescent devices.
한편, 또 다른 타입의 유기 박막 형성장치의 가열용기는 도 2에 도시된 바와 같이, 유기물(24)을 수납하고 있는 용기본체(21)의 개구부(22)를 밀폐하도록 커버(25)가 더 구비되어 있다. 이러한 커버형 가열용기(20)는 커버(25)에 형성된 노즐(25a)을 통해 유기물이 외부로 토출되어 기판에 증착됨으로써 유기물의 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기판에 증착되는 유기박막의 균일도 문제를 개선한 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the heating container of the organic thin film forming apparatus of another type is further provided with a
이러한 커버형 가열용기에는 일본 공개 특허 특개평 제10-195639호에서 볼 수 있는 바와 같이, 용기보다 직경이 작은 용기형의 커버를 유기물 상부에 근접하도록 형성하여 증발 속도를 용이하게 제어하도록 한 기술을 비롯하여, 커버에 형성된 노즐 부분을 개선한 많은 기술들이 제안되고 있다. Such a cover-type heating container has a technique of forming a cover of a smaller diameter than the container close to the top of the organic material, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 10-195639, to easily control the evaporation rate. In addition, many techniques have been proposed that improve the nozzle portion formed on the cover.
그런데, 이와 같은 커버형 가열용기에는 여전히 다음과 같은 문제점들이 내재되어 있다.However, the following problems are still inherent in such a cover type heating vessel.
곧, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 유기물을 가열하는 히터(23)가 가열용기(20)의 용기본체(21) 외주를 따라 형성되어 있기 때문에 가열용기(20)의 커버(25) 부근, 특히 노즐(25a) 부위의 온도가 낮게 된다. 이렇게 노즐(25a) 부위의 온도가 낮음으로 인해 승화되어 토출되는 유기물이 노즐(25a) 부근에서 재결정화되어 그 내벽에 부착되고, 이는 결국 노즐(25a)을 폐쇄시키게 되는 노즐 막힘 현상을 유발하게 되는 것이다. 이러한 구멍 막힘 현상을 제거하기 위하여 용기본체(21) 외벽의 온도를 높여주면 증착 시 유기물이 변질되어 소자의 특성을 나쁘게 만들기 때문에 특정 온도 이상으로의 가열은 곤란하다.2, since the
이러한 노즐 막힘 현상을 방지하기 위한 다른 방법으로서, 커버의 상부에 히터를 설치하기도 하나, 이도 그 상방으로의 방열로 인해 진공 챔버를 데우게 되므로 추가 단열재의 설치가 필수적이고, 이에 따라 그 구조가 매우 복잡하게 되는 문제점이 있었다. As another method for preventing such a nozzle clogging phenomenon, a heater may be installed on the upper part of the cover, but this also heats the vacuum chamber due to heat radiation upwardly, and thus, additional insulation is required, and thus the structure is very high. There was a problem that became complicated.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 용기본체의 안쪽 측벽 및 커버에 접촉하는 열전도성 부재를 구비함으로써, 노즐의 막힘을 방지하는 유기박막 형성장치의 가열용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and by providing a thermally conductive member in contact with the inner sidewall of the container body and the cover, to provide a heating container of the organic thin film forming apparatus to prevent clogging of the nozzle. The purpose.
위와 같은 목적을 포함하여 그 밖에 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 내부에 유기물이 수납될 수 있도록 형성되고 개구부를 구비한 용기본체와, 상기 유기물이 토출되는 노즐을 구비하고 상기 개구부를 덮는 커버와, 상기 용기본체를 둘러싸도록 설치된 히터와, 상기 용기본체의 안쪽 측벽 및 상기 커버에 접촉하는 열전도성 부재를 포함하는 유기박막 형성장치의 가열용기를 제공한다.In order to achieve the above and other objects, the present invention is provided with a container body formed to accommodate the organic material therein and having an opening, and having a nozzle for discharging the organic material and covering the opening. Provided is a heating container of an organic thin film forming apparatus including a cover, a heater provided to surround the container body, and a heat conductive member in contact with the inner sidewall of the container body and the cover.
여기서, 상기 용기본체는 절연성 물질로 형성되고, 상기 히터는 상기 용기본체의 외면에 밀착 형성되는 것이 바람직하다.Here, the container body is formed of an insulating material, the heater is preferably formed in close contact with the outer surface of the container body.
여기서, 상기 열전도성 부재는 금속의 재질을 포함하여 형성될 수 있다.Here, the thermally conductive member may be formed including a metal material.
여기서, 상기 열전도성 부재는, 상기 커버의 안쪽 면에 밀착하는 커버밀착부와, 일단이 상기 커버밀착부에 접촉하고 타단은 상기 용기본체의 안쪽 측벽에 접촉하는 적어도 하나의 열전도부를 구비할 수 있다.Here, the thermally conductive member may include a cover contact part in close contact with the inner surface of the cover, and at least one heat conductive part in contact with the cover contact part with one end thereof and with the inner sidewall of the container body. .
여기서, 상기 커버밀착부는 원판의 형상으로 형성되되, 상기 노즐에 대응하는 구멍을 구비할 수 있다.Here, the cover contact portion is formed in the shape of a disc, it may be provided with a hole corresponding to the nozzle.
여기서, 상기 열전도부는 그 단면이 사각형인 바(bar)의 형상을 가질 수 있다.Here, the heat conduction portion may have a shape of a bar having a rectangular cross section.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예의 가열용기가 적용되는 유기박막 형성장치의 구성을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가열용기의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가열용기의 열전도성 부재를 도시한 사시도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an organic thin film forming apparatus to which a heating vessel of an embodiment of the present invention is applied, FIG. 4 is a cross-sectional view of a heating vessel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention. It is a perspective view which shows the heat conductive member of the heating container which concerns on an example.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예가 적용될 유기박막 형성장치는 진공챔버(131)의 내부에 유기박막을 진공증착하고자 하는 기판(132)이 배치되고, 이 기판(132)과 대응되는 진공챔버(131)의 하부에는 증착시킬 유기물이 수납된 가열용기(140)가 설치된다.As shown in FIG. 3, in the organic thin film forming apparatus to which the present embodiment is to be applied, a
또한, 기판(132)과 가열용기(140) 사이에는 기판(132)에 유기박막을 증착하고자 하는 패턴과 동일한 패턴의 개구를 가진 마스크(133)가 설치되는데, 마스크(133)는 마스크 프레임(134)에 의해 지지된다. In addition, between the
기판(132)의 상부에는 마그네트 유닛(135)이 배치되는데, 마그네트 유닛(135)은 마스크 프레임(134)에 지지된 마스크(133)를 기판(132)에 밀착시키는 기능을 수행한다. The
한편, 유기박막 형성장치의 가열용기(140)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 용기본체(141), 커버(143), 히터(144) 및 열전도성 부재(145)를 구비한다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the
여기서, 용기본체(141)는 저면이 폐쇄된 구조를 가지고 있기 때문에 내부에 유기물(146)을 수납할 수 있는 구조로 되어 있으며, 그 상부에는 개구부(142)를 구비하고 있다.Here, the
용기본체(141)는 절연성 및 열방사성이 우수한 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN)과 같은 세라믹 재질로 형성된다.The
용기본체(141)는 수납된 유기물(146)의 가열 및 기화가 용이하게 이루어질 수 있도록 원통의 형상으로 형성하는 것이 바람직하고, 개구부(142)의 크기는 장전되는 유기물의 증착 조건 및 증착 상태에 따라 적절한 변형이 가능하다. The
커버(143)는 용기본체(141)의 상부에 위치하여 개구부(142)를 덮도록 되어 있으며, 열방사성이 우수한 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN)과 같은 세라믹 재질로 형성된다.The
커버(143)는 노즐(143a)을 구비하고 있는데, 그 노즐(143a)로는 기화되거나 승화된 유기물이 토출된다.The
본 실시예에서의 용기본체(141)와 커버(143)는 세라믹의 재질로 되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 용기본체와 커버의 재질은 열방사성 및 내열성이 우수한 재질로 이루어지면 되고, 그 외의 특별한 제한은 없다. 즉, 예를 들면, 용기본체 및 커버는 열방사성이 우수한 티타늄과 같은 금속 재질로 이루어져도 된다. 또한, 용기본체는 세라믹으로 형성되고, 커버는 금속의 재질로 형성되는 것과 같이, 용기본체와 커버가 각각 상이한 재료로 이루어져도 된다.Although the
히터(144)는 용기본체(141)의 외면을 밀착하여 둘러싸도록 구성되어 있는데, 용기본체(141)에 수납된 유기물(146)을 가열하는 기능을 수행한다.The
히터(144)는 용기본체(141) 내부의 유기물(146)을 가열하기 위한 것이면 되고, 그 구조 및 형상에 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 용기본체(141)를 둘러싸는 코일의 형상으로 형성될 수도 있고, 용기본체(141)의 외벽에 소정의 패턴으로 코팅하여 형성되는 박막 히터의 형상으로도 형성될 수 있다.The
또한, 본 실시예에서는 용기본체(141)의 측면부에만 히터(144)가 형성되는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 히터는 용기본체(141)의 외부 바닥면에도 형성될 수 있다.In addition, although the
상기와 같은 용기본체(141)의 내부에는 열전도성 부재(145)가 설치되는데, 열전도성 부재(145)는 열전도성이 우수한 구리(Cu), 알루미늄(Al)등의 금속의 재질을 포함하여 이루어져 있다. The thermally
본 실시예의 열전도성 부재(145)는 금속의 재질로 되어 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 열전도성 부재는 내열성 및 열전도성이 뛰어나기만 하면, 그 재질에 있어 제한은 없다. 예를 들면, 본 발명의 열전도성 부재는 내열성 및 열전도성이 우수한 합성수지를 포함하여 이루어질 수도 있다.The thermal
도 5에 도시된 바와 같이, 열전도성 부재(145)는 커버밀착부(145a)와 열전도부(145b)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 5, the thermally
커버밀착부(145a)는 원판의 형상을 가지고 있으며, 그 상면이 커버(143)와 밀착되어 설치되는데, 유기물이 토출될 수 있도록 노즐(143a)이 대응되는 부분에 구멍(145c)이 형성된다.The
커버밀착부(145a)는 열전도부(145b)에 의해 전달된 열을 커버(143)로 균일하게 전달하도록 소정의 면적을 가지는 원판의 형상을 가지고 있으나, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 커버밀착부의 형상은 특별한 제한이 없다. 즉, 본 발명의 커버밀착부의 형상은 그 테두리가 삼각형, 사각형 등의 다각형, 타원의 형상 등이 되도록 이루어질 수도 있다. The
열전도부(145b)는 용기본체(141)의 측벽의 열을 커버(143)쪽으로 전달하는 부분으로써, 바(bar)형상으로 되어 있다. 열전도부(145b)의 일단은 커버밀착부(145a)에 접촉되고, 그 타단은 용기본체(141)의 안쪽 측벽에 접촉되어, 용기본체(141)의 측벽의 열을 커버밀착부(145a)로 전달하는 기능을 수행한다.The heat
본 실시예의 열전도부(145b)는 바형상으로 되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 열전도부는, 용기본체 측벽의 열을 커버로 전달할 수 있으면, 그 형상에 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 본 발명의 열전도부는 얇은 판상의 형태, 꼭지점이 잘린 원뿔, 깔때기 형상 등으로도 형성될 수 있다.Although the
본 실시예의 열전도성 부재(145)는 커버밀착부(145a)를 구비하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 열전도성 부재는 커버밀착부를 구비하지 않을 수도 있는데, 그 경우에 열전도부의 일단은 용기본체 측벽에 접촉하고, 타단은 직접 커버에 밀착하도록 구성된다. 그러나, 전술한 바와 같이 커버밀착부를 구비하면, 보다 확실하게 열전도부에서 전달된 열을 커버로 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 커버밀착부에 접하는 커버의 면적에 걸쳐 균일하게 열을 전달할 수 있으므로, 본 실시예와 같이 커버밀착부를 구비하는 것이 더 바람직하다.Although the thermally
이하, 본 실시예에 따른 유기박막 형성장치의 가열용기(140)의 작용에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation of the
진공챔버(131)의 내부에 유기박막을 진공증착하고자 하는 기판(132)이 증착위치로 배치되면, 용기본체(141)를 둘러싸도록 배치된 히터(144)를 작동시킨다.When the
히터(144)를 작동시키면, 용기본체(141)의 부분 중 히터(144)와 인접한 측벽 방향에서 중앙부 방향으로 열이 전달되게 된다. 그렇게 되면, 용기본체(141)에 수납된 유기물(146) 중 용기본체(141)의 측벽 쪽의 유기물부터 가열되기 시작하여, 점차 용기본체(141)의 중앙부쪽의 유기물이 가열되게 된다. 이와 같은 방식으로 유기물(146)이 가열되면, 유기물(146)은 기화 또는 승화하여 노즐(143a)로 토출되게 된다. When the
이 때, 용기본체(141)의 안쪽 측벽과 커버밀착부(145a)에 접촉되도록 설치된 열전도부(145b)는 용기본체(141)의 측벽에서 열을 전달받아, 커버밀착부(145a)로 열을 전달하게 되고, 열전도부(145b)로부터 열을 전달받은 커버밀착부(145a)는 커버(143)로 열을 균일하게 전달하게 된다.At this time, the
따라서, 커버(143)의 온도는 용기본체(141)의 온도와 거의 동일하게 되고, 커버(143)의 노즐(143a) 근방의 온도도 용기본체(141)의 온도와 거의 동일하기 때문에, 증발되는 유기물이 재결정화됨으로써 노즐 부근에 달라붙어 노즐이 폐쇄되는 종래의 문제점을 해결할 수 있게 된다. Therefore, the temperature of the
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 전면(全面)에 걸쳐 커버의 온도는 용기본체의 온도와 거의 동일하므로, 장시간 증착을 진행하여도, 노즐 부위에서 유기물이 재결정화되어 발생하는 노즐 막힘 현상이 일어나지 않는다.First, since the temperature of the cover is almost the same as the temperature of the container body over the entire surface, the nozzle clogging phenomenon caused by organic crystallization at the nozzle portion does not occur even if the deposition is prolonged for a long time.
둘째, 상기와 같은 노즐 막힘 현상의 문제점을 해결하기 위해 간단한 구조의 열전도성 부재만을 추가하면 되므로, 장착 공수 및 제조 비용의 증가의 부담이 거의 없다.Second, since only a thermally conductive member having a simple structure needs to be added to solve the problem of the nozzle clogging as described above, there is almost no burden of increasing the mounting labor and manufacturing cost.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (6)
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