KR100786840B1 - Evaporation source and organic matter sputtering apparatus with the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발원의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an evaporation source according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시한 증발원을 구비하는 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view showing the structure of an organic vapor deposition apparatus having the evaporation source shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발원의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an evaporation source according to a second embodiment of the present invention.
본 발명은 유기물 증착장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도가니(crucible)를 포함하는 증발원(evaporation source) 및 이 증발원을 구비하는 유기물 증착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic vapor deposition apparatus, and more particularly, to an evaporation source including a crucible and an organic vapor deposition apparatus including the evaporation source.
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 표시장 치(PDP: Plasma Display Panel) 및 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes. Such flat panel displays include Liquid Crystal Display (LCD), Field Emission Display (FED), Plasma Display Panel (PDP) and Organic Light Emitting Display (PDP). ).
이 중에서 상기 유기 발광 표시장치는 캐소드 전극과 애노드 전극을 통하여 유기물 박막에 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.In the organic light emitting display, electrons and holes injected into the organic thin film through the cathode electrode and the anode electrode recombine to form an exciton, and light of a specific wavelength is generated by energy from the formed exciton. It is a self-luminous display device used. Such an organic light emitting diode display has advantages of being able to be driven at a low voltage, being lightweight, thin, having a wide viewing angle, and having a fast response speed.
상기한 유기 발광 표시장치의 유기 발광 소자는 다이오드 특성을 가져서 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)라고도 불리우며, 기판상에 적층 형성되는 애노드 전극과 유기 발광층 및 캐소드 전극을 포함한다.The organic light emitting diode of the organic light emitting diode display is referred to as an organic light emitting diode (OLED) having a diode characteristic and includes an anode electrode, an organic light emitting layer, and a cathode electrode stacked on a substrate.
상기 유기 발광층은 발광막(emitting layer: EML)을 구비하는데, 이 발광막에서 정공과 전자가 재결합하여 여기자를 형성하고 빛이 발생한다.The organic emission layer includes an emission layer (EML), in which holes and electrons recombine to form excitons, and light is generated.
발광 효율을 보다 높이기 위해서는 정공과 전자를 발광막으로 보다 원활하게 수송해야 한다. 이를 위해 캐소드 전극과 발광막 사이에는 전자 수송층(Electron Transport Layer; ETL)이 배치될 수 있고, 애노드 전극과 발광막 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.In order to improve the luminous efficiency, holes and electrons should be more smoothly transported to the light emitting film. To this end, an electron transport layer (ETL) may be disposed between the cathode electrode and the light emitting film, and a hole transport layer (HTL) may be disposed between the anode electrode and the light emitting film, and an anode electrode and A hole injection layer (HIL) may be disposed between the hole transport layer, and an electron injection layer (EIL) may be disposed between the cathode electrode and the electron transport layer.
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.Typical methods for forming a thin film on a substrate include physical vapor deposition (PVD), such as vacuum evaporation, ion plating, and sputtering, and chemical vapor deposition by gas reaction. Law).
이 중에서, 유기 발광 소자의 유기 발광층을 포함하는 박막층 형성에는 진공 증착법이 주로 사용된다.Among these, the vacuum vapor deposition method is mainly used for formation of the thin film layer containing the organic light emitting layer of an organic light emitting element.
진공 증착법을 이용하여 유기막을 증착하는 일반적인 증착장치에서, 증착 챔버의 상부에는 기판이 장착되고, 증착 챔버의 하부에는 증발원이 배치된다.In a general deposition apparatus for depositing an organic film using a vacuum deposition method, a substrate is mounted on an upper portion of the deposition chamber, and an evaporation source is disposed below the deposition chamber.
상기 증발원은 유기물이 담겨진 도가니와, 도가니의 외측에 설치되며 유기물을 증발시키기 위한 열원으로 작용하는 열선을 포함한다.The evaporation source includes a crucible in which organic matter is contained, and a heating wire installed outside the crucible and serving as a heat source for evaporating the organic matter.
이에 따라, 상기한 증발원의 열선을 작동시키면 도가니 및 도가니 내부의 유기물이 가열되고, 증발된 유기물이 챔버의 내측 상부에 장착된 기판에 증착되어 상기 기판에 유기막이 형성된다.Accordingly, when the heating wire of the evaporation source is operated, the crucible and the organic material inside the crucible are heated, and the evaporated organic material is deposited on a substrate mounted on the upper side of the chamber to form an organic film on the substrate.
이러한 구성의 증발원에 있어서, 통상적으로 상기 도가니는 열용량이 높은 비금속 재질로 형성하거나, 열전도도가 높은 금속 재질로 형성한다.In the evaporation source of such a configuration, the crucible is usually formed of a non-metal material having a high heat capacity or a metal material having a high thermal conductivity.
그런데, 비금속 재질로 형성한 도가니는 열용량이 높으므로 증착 속도의 안정성이 좋은 장점이 있지만, 열전도도가 낮으므로 열에 민감한 유기물의 경우 도가니의 상부에서 뭉침 현상(clogging)이 발생하는 문제점이 있다.By the way, the crucible formed of a non-metallic material has a high heat capacity has the advantage of good stability of the deposition rate, but because of the low thermal conductivity, there is a problem that clogging occurs in the upper portion of the crucible in the case of heat-sensitive organic material.
이와는 반대로, 금속 재질로 형성한 도가니는 열전도도가 높으므로 상기한 뭉침 현상이 발생하는 문제점은 억제할 수 있지만, 열선의 출력 변화에 따른 온도 변화가 유기물에 빨리 전달되므로 증착 속도의 안정성이 낮은 문제점이 있다.On the contrary, since the crucible formed of a metal material has high thermal conductivity, it is possible to suppress the problem of the above-mentioned agglomeration phenomenon, but the stability of the deposition rate is low because the temperature change due to the output change of the hot wire is quickly transmitted to the organic material. There is this.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 증착 속도의 안정성을 확보하면서도 재료 뭉침 현상을 방지할 수 있는 증발원을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to provide an evaporation source that can prevent the aggregation of materials while ensuring the stability of the deposition rate.
본 발명의 다른 목적은 상기한 증발원을 구비하는 유기물 증착장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention to provide an organic material deposition apparatus having the above evaporation source.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예는 증착 챔버의 내측 하부에 배치되는 비금속 재질의 도가니, 상기 도가니의 내측 면에 코팅되는 금속 재질의 전열막, 및 상기 도가니를 가열하는 열원을 포함하는 증발원을 제공한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention includes a non-metallic crucible disposed on an inner lower side of a deposition chamber, a heat transfer film of a metallic material coated on an inner surface of the crucible, and a heat source for heating the crucible. Provide an evaporation source.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 전열막은 상기 도가니의 내측 전체 면에 코팅되거나, 도가니의 내측 일부 면에 코팅될 수 있으며, 후자의 경우에는 상기 도가니의 상반부 내측 면에 코팅되는 것이 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the heat transfer film may be coated on the entire inner surface of the crucible, or may be coated on the inner partial surface of the crucible, in the latter case is preferably coated on the inner surface of the upper half of the crucible.
그리고, 상기한 구성의 증발원을 구비하는 유기물 증착장치는 내측 하부에 상기 증발원이 설치되는 증착 챔버와, 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 센서를 포함한다.The organic material deposition apparatus including the evaporation source having the above-described configuration includes a deposition chamber in which the evaporation source is installed at an inner lower portion, a substrate mounting portion disposed at an inner upper portion of the deposition chamber, and evaporated from the evaporation source to a substrate of the substrate mounting portion. And a film thickness sensor for sensing the film thickness of the deposited material being deposited.
이하 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발원의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시한 증발원을 구비하는 유기물 증착장치의 구성을 나타내는 개략도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an evaporation source according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of an organic vapor deposition apparatus having an evaporation source shown in FIG.
그리고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 증발원의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an evaporation source according to a second embodiment of the present invention.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 증발원(10)은 비금속 재질의 도가니(12)를 구비한다. 여기에서, 상기 비금속 재질로는 SiO2, BN 등이 사용될 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the
상기 도가니(12)는 유기물이 증발되는 출구(12a)를 구비한다. 도시하지는 않았지만, 출구를 구비하는 덮개를 도가니에 설치하는 것도 가능하다.The
상기한 도가니(12)의 외측에는 유기물을 증발시키기 위한 열원으로서의 열선(14)이 배치된다. Outside the
이러한 구성의 증발원에 의하면, 상기 도가니(12)가 비금속 재질로 이루어지므로 증착 속도의 안정성을 확보할 수 있지만, 열에 민감한 유기물의 경우 뭉침 현상이 발생되는 문제점이 있다.According to the evaporation source having such a configuration, since the
이에 본 발명은 상기한 뭉침 현상을 억제하기 위해 상기 도가니(12)의 내측 면에 열전도도가 우수한 금속 재질의 전열막(16)을 코팅한다.Accordingly, the present invention coats the heat-
상기 전열막(16)은 도 1에 도시한 바와 같이 도가니(12)의 내측 전체 면에 코팅될 수 있다.The
그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 도가니(12)의 내측 일부 면, 특히 상반부측 내면에 코팅될 수도 있는데, 이는 재료 뭉침 현상이 도가니(12)의 출구(12a)쪽에서 발생되기 때문이다.And, as shown in Figure 3 may be coated on the inner part of the surface of the
이와 같이, 비금속 재질의 도가니(12) 내면에 금속 재질의 전열막(16)이 코팅된 증발원에 의하면, 증착 속도의 안정성을 확보하면서도 재료 뭉침 현상을 억제할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the evaporation source in which the metal heat-
상기한 구성의 증발원(10)은 증착 챔버(100)의 내측 하부에 배치되며, 증착 챔버(100)의 내측 상부에는 기판(110)을 장착하기 위한 기판 장착부(120)가 설치된다.The
그리고, 상기 증발원(10)은 증발된 물질의 증착 특성을 고려하여 기판(110)의 중심부로부터 일정한 거리만큼 오프셋(offset)된 상태로 설치될 수 있으며, 막 두께 균일성을 향상시키기 위해 상기 기판(110)은 모터(M1)에 의해 일정한 회전 속도로 회전될 수 있다.In addition, the
도시하지는 않았지만, 기판(110)의 인접 하부에는 소정의 패턴으로 형성된 막 형성용 마스크를 배치할 수도 있으며, 챔버(100)의 내부에는 증발원(10)으로부터 증발되어 기판(110)에 증착되는 유기물의 막 두께를 감지하기 위한 막 두께 감지 센서(130)가 설치될 수도 있다.Although not shown, a mask for forming a film formed in a predetermined pattern may be disposed below the
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 증발원은 증착 속도의 안정성을 확보하면서도 도가니의 출구에서 발생하는 뭉침 현상을 억제할 수 있다.As described above, the evaporation source according to the embodiment of the present invention can suppress the aggregation phenomenon occurring at the outlet of the crucible while ensuring the stability of the deposition rate.
따라서, 상기한 증발원을 구비하는 유기물 증착장치에서 기판에 유기막을 형성할 때, 증착 속도의 안정성 확보로 인해 양질의 유기박막을 형성하는 것이 가능하며, 상기 뭉침 현상으로 인해 사용하지 못하게 되는 유기물의 양을 최소화할 수 있으므로 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.Therefore, when forming the organic film on the substrate in the organic vapor deposition apparatus having the evaporation source, it is possible to form a high quality organic thin film due to the stability of the deposition rate, the amount of organic matter that can not be used due to the aggregation phenomenon Since it can minimize the cost of materials can be reduced.
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