KR101197271B1

KR101197271B1 - 유기박막 증착용 도가니

Info

Publication number: KR101197271B1
Application number: KR1020120000964A
Authority: KR
Inventors: 김민석; 김숙한; 전성훈
Original assignee: 지제이엠 주식회사
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2012-11-05

Abstract

본 발명은 유기박막 증착용 도가니에 관한 것으로, 도가니에서 가열되어 증발되는 유기물질이 도가니의 상부로 튀는 것을 방지하여 안정된 증착이 이루어지도록 하는 것이다.
본 발명은 진공 챔버에 놓인 기판의 표면으로 도가니에 채워진 유기물질을 가열하여 유기박막을 형성시킴에 있어서, 도가니의 상측에 끼워지는 덮개에 유기물질 입자가 기판을 향하여 직선으로 튀지 않도록 방출구를 경사지게 형성함으로써 이루어진다.

Description

유기박막 증착용 도가니{CRUCIBLE APPARATUS FOR ORGANIC THIN FILM DEPOSITION}

본 발명은 유기박막 증착용 도가니에 관한 것으로, 도가니에서 가열되어 증발되는 유기물질이 도가니의 상부로 튀는 것을 방지하여 안정된 증착이 이루어지도록 하는 것이다.

평판표시소자(Flat Panel Display)로서의 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diodes)는 빠른 응답속도, 낮은 소비 전력 및 경량성인 데다 별도의 백라이트(back light) 장치가 필요 없어서 초박형으로 만들 수 있고 고휘도의 장점으로 차세대 디스플레이 소자로서 각광을 받고 있다.

이러한 유기발광소자는 기판 위에 양극 막, 유기 박막, 음극 막을 순서대로 입히고, 양극과 음극 사이에 전압을 걸어줌으로써 적당한 에너지의 차이가 유기 박막에 형성되어 스스로 발광하는 것으로, 진공 상태에서 유기물질이 수용된 도가니의 주위를 가열하여 유기물질을 기화 또는 승화시켜 증기(기체) 상태의 유기물질을 도가니의 상부에 위치한 기판에 증착하는 진공증착법(Vacuum Deposition Method)을 형성하여 유기박막을 형성하고 있다.

진공 증착법으로 유기박막을 형성하는 경우 도 1에 도시된 바와 같이 진공챔버(10)에 위치한 도가니(20)에 채워진 유기물질의 가열이 이루어질 경우 유기물질의 증발이 이루어져야 함에도 불구하고, 유기물질이 가열되는 과정에서 상측으로 유기물질 입자가 튀게 되는 현상이 발생하게 된다.

이러한 유기물질 입자가 도가니(20)에서 상부로 튀게 되는 것을 방지하지 않을 경우 기판(30)에 진공 증착되는 공정을 안정되게 수행하지 못하여 기판(30)에 얼룩이 발생하는 등 불량품이 나올 수밖에 없는 것이었다.

유기물질의 증착과정에서 발생되는 유기물질 입자의 튐 현상은 유기물질이 가열되어 증발을 일으키는 과정에서 입자가 수직방향으로 직선 형태를 갖고 튀기 때문인 것으로, 이러한 튐 현상을 방지하기 위해서는 일직선 방향으로 튀는 입자가 발생하지 않고, 증발되는 유기물질만 존재하도록 하여야 한다.

상기된 바와 같이 유기물질의 가열 입자가 직선 방향으로 튀는 것을 방지하기 위한 기술로써, 특허등록 10-0480363호와 10-1015277호 및 10-0757798호와 특허공개10-2010-0095121호가 제시될 수 있으나, 상기 된 선행기술은 유기물질이 가열될 때 기판이 설치된 방향으로 직선 형태로 튀게 되는 입자를 차단할 수는 있으나, 구조적으로 복잡한 점이 많은 것이었다.

대한민국 특허등록 10-0480363호(2005.03.23 등록) 대한민국 특허등록 10-1015277호(2011.02.09 등록) 대한민국 특허등록 10-0757798호(2007.09.05 등록) 대한민국 특허공개 10-2010-0095121호(2010.08.30 공개)

본 발명은 유기물질을 진공상태에서 기판에 진공증착을 하는 과정에서 유기물질이 담긴 도가니를 가열할 때 액상으로 변화하면서 발생되는 유기물질 입자의 튐 현상으로 인하여 증착공정이 원활히 이루어지더라도 얼룩이나 불량이 발생되는 원인을 해결하기 위한 것으로, 도가니에서 기판을 향하여 직선 형태로 튀게 되는 유기물질 입자가 기판에 닿지 않도록 함으로써 유기물질의 튐 현상을 방지하는 것이다.

본 발명은 진공 챔버에 놓인 기판의 표면으로 도가니에 채워진 유기물질을 가열하여 유기박막을 형성시킴에 있어서, 도가니의 상측에 끼워지는 덮개에 유기물질 입자가 기판을 향하여 직선으로 튀지 않도록 방출구를 경사지게 형성함으로써 이루어지게 된다.

또한 본 발명은 도가니의 덮개에 경사지게 방출구를 형성하되 상기 방출구의 하측으로 차단판을 형성함으로써 이루어지는 것으로, 도가니에서 유기물질을 가열할 때 발생되는 입자가 방출구를 통하여 직선 형태로 튀지 않도록 한다.

본 발명은 진공 상태에서 유기물질을 기판에 증착시켜 유기박막을 형성시킴에 있어서, 도가니에 채워진 유기물질의 가열시 발생되는 유기물질 입자가 기판을 향하여 직선 형태로 튀게 되는 것을 방지함으로써 진공 증착과정에서의 불량률을 줄이는 한편 품질을 향상시키게 된다.

도 1은 진공증착공정 예시도
도 2는 도가니 단면도
도 3은 본 발명의 덮개 사시도
도 4는 본 발명의 덮개 정면도
도 5는 본 발명의 사용상태 단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시예 덮개 단면도
도 7은 본 발명의 다른 실시예 사용상태 단면도
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예 사용상태 사시도
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예 단면도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예 사용상태 단면도

본 발명은 진공챔버에 설치되어 히터열로 유기물질을 가열하여 증발시키는 도가니에서, 유기물질의 가열시 발생되는 입자의 튐 현상을 방지하여 유기물질 입자가 직접적으로 기판에 닿지 않도록 하는 것으로, 도가니에서 가열될 때 발생하는 유기물질 입자가 기판을 향하여 직선 형태로 배출되는 것을 방지하는 것이다.

본 발명은 도가니의 상부에 씌워지는 덮개에 경사진 방향으로 형성된 방출구를 형성하여, 도가니에서 가열시 튀게 되는 유기물질 입자가 방출구를 통하여 직선 형태로 튀지 않도록 함으로써 튀게 되는 입자가 기판에 닿지 않도록 하는 것이다.

본 발명은 유기물질을 놓고 외측에 설치된 히터를 이용하여 가열을 하게 되는 도가니를 구비하되 상기 도가니의 상측 입구는 덮개를 통하여 막아주되 상기 덮개에는 하측으로 콘 형태를 뒤집은 형태의 방출돌기를 형성하는 한편 상기 방출돌기에는 경사진 방향으로 방출구를 형성함으로써 이루어지게 된다.

여기서 원반 형태의 덮개를 사용하여 도가니의 상부를 막아주는 경우에는 경사진 방향으로 방출구를 형성하게 되고, 방출구의 하측에는 차단판을 설치하여 직선 형태로 방출구를 통하여 배출되는 입자가 발생하지 않도록 한다.

이러한 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명에서 분말 형태의 유기물질이 채워지고, 외측을 감싸는 히터에 의해 유기물질을 가열하여 증발시키는 도가니(20)는 공지의 것이고, 이러한 도가니(20)는 진공 챔버(10)의 바닥에 설치되고, 상기 진공챔버(10)의 상측으로 기판(30)을 위치시킴으로써 도가니(20)에서 증발된 유기물질이 기판(30)에 박막으로 진공 증착되게 하는 장치에 있어서, 도가니(20)에서 유기물질의 가열시 튀게 되는 입자가 직접적으로 기판(30)에 닿지 않도록 하는 것이다.

본 발명은 도가니(20)의 입구에 덮개(50)를 씌워주되 상기 덮개(50)는 도가니(20)의 입구에 내삽되는 형태로 끼워지는 한편 나사 결합이 이루어지도록 하고, 덮개(50)의 하측으로 원뿔을 뒤집은 형태의 방출돌기(51)를 형성시키되 상기 방출돌기(51)에는 경사진 방향으로 방출구(52)를 형성시키며, 도가니(20)에서 증발된 유기물질은 방출구(52)를 통한 후 덮개(50)의 상측으로 배출되게 된다.

여기서 방출돌기(51)는 도가니(20)의 내측으로 돌출되어 있게 되고, 상기 방출돌기(51)에 형성된 방출구(52)는 경사진 방향으로 형성하여 도가니(20)에 담긴 유기물질 입자가 튈 경우 방출구(52)를 통하여 직선 형태로 배출되는 입자는 기판(30)에 닿지 않도록 한다.

즉, 도가니(20)에서 직선 형태로 튀게 되는 유기물질 입자는 방출구(52)를 통하여 기판(30)에 닿지 않도록 방출구(52)를 경사지게 형성하며, 상기 방출구(52)를 통과한 증발된 유기물질은 방출돌기(51)의 내측 공간을 통하여 기판(30)에 증착되게 된다.

한편 본 발명의 덮개(60)는 도 6에 도시된 바와 같이 원판 형태로 형성하되 상기 덮개(60)에 형성된 방출구(61)는 수직 방향에서 경사지게 형성함으로써 상기 덮개(60)로 도가니(20)의 입구를 막을 경우 도가니(20)에서 튀게 되는 유기물질 입자는 방출구(61)를 통하여 배출될 수는 있으나, 기판(30)에 닿지 않도록 한다.

그리고, 본 발명은 도 9와 같이 도가니(20)의 상측으로 방출구(71)가 경사지게 형성된 덮개(70)를 씌워 고정시키되 덮개(70)의 내측으로 방출구(71)의 입구를 은폐하는 차단판(72)을 형성하여 도가니(20)에서 튀게 되는 유기물질 입자가 직선 형태로 방출구(71)로 유입되지 못하고 차단판(72)에 의해 차단되게 한다.

여기서 차단판(72)은 방출구(71)의 하부 입구와 일정 거리를 이격시켜 형성함으로써 도가니(20)에서 증발되는 유기물질은 차단판(72)의 설치 유무와 함께 방출구(71)의 경사 방향 설치에 무관하게 기판(30)에 유기박막을 형성시키게 된다.

이러한 구성의 본 발명에서 진공 챔버(10)의 하측으로 도가니(20)를 설치하여 유기물질을 가열 증발시키게 함으로써 진공 챔버(10)의 상측에 위치한 기판(30)에 유기박막을 증착시킴에 있어서, 도가니(20)의 상부를 덮어주는 덮개(50)에 형성된 방출구(52)를 경사지게 형성하여 도가니(20)에서 직선 형태로 튀게 되는 유기물질 입자가 방출구(52)에서 차단되어 기판(30)에 닿지 않도록 하는 것이다.

본 발명에서 설명하고 있는 진공챔버(10)에서 도가니(20)에 담긴 유기물질을 가열하여 기판(30)에 유기박막을 진공 증착시키는 진공증착법은 공지된 사실이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명은 상기 된 도가니(20)의 입구에 덮개(50)를 씌워주되 상기 덮개(50)에 경사진 방출구(52)를 형성하여 도가니(20)에서 가열 될 때 발생하는 튀는 입자가 경사진 방출구(52)에 의해 기판(30)을 향하지 못하게 하는 것으로, 본 발명의 덮개(50)는 도가니(20)의 상측에 나사 방식으로 결합되게 된다.

본 발명의 덮개(50)에는 하측으로 원뿔을 뒤집은 형태의 방출돌기(51)가 형성되어 있게 되고, 상기 방출돌기(51)에는 경사진 방향으로 방출구(52)를 형성함으로써 도가니(20)에서 직선 형태로 튀게 되는 입자가 방출구(52)를 통과하는 경우 기판(30)에는 도달하지 못하도록 한다.

도가니(20)에서 증발된 유기물질은 방출구(52)의 경사 방향에 관계없이 방출구(52)를 통과하여 기판(30)에 증착되게 된다.

따라서, 도가니(20)에서 유기물질의 가열시 발생되는 튐 현상에 의해 입자가 기판(30)을 향하여 날아갈 때 방출구(52)의 경사 방향에 의해 차단되게 되므로, 기판(30)에는 유기물질 입자가 묻지 않아 유기박막의 품질을 향상시키게 된다.

또한 본 발명은 도 6과 같이 방출돌기(51)가 형성되지 않은 원판 형태의 덮개(60)를 사용하여도 무방한 것으로, 상기 덮개(60)는 도가니(20)의 상부에 나사 결합되나 경사진 방향으로 방출구(61)를 형성하여 도가니(20)에서 가열시 튀게 되는 유기물질 입자가 경사진 방출구(61)에 의해 진공챔버(10)의 측방향으로 방출될 수는 있으나, 기판(30)을 향하여 방출되지 않게 된다.

따라서, 본 발명은 경사진 방출구(61)가 형성된 덮개(60)를 도가니(20)의 입구에 막아주게 되면, 도가니(20)에서 유기물질을 가열 증발시킬 때 발생하는 튀는 입자가 방출구(61)를 통과하여 기판(30)에 닿지 않게 된다.

한편 본 발명은 도 9에 도시된 바와 같이 도가니(20)의 상부를 씌워주는 덮개(70)에 경사진 방향으로 방출구(71)를 형성하되 상기 방출구(71)의 하부 입구는 차단판(72)을 설치하여 직선 방향으로 튀게 되는 유기물질 입자가 차단판(72)에 부딪혀 방출구(71)를 통한 배출이 이루어지지 않게 되므로, 기판(30)에 형성되는 유기박막의 품질을 보장할 수 있게 된다.

여기서, 덮개(70)는 도가니(20)의 입구를 막아주게 되고, 방출구(71)는 경사진 방향으로 형성되어 도가니(20)에서 튀게 되는 유기물질 입자가 직선으로 튀어서는 기판(30)에 닿지 않도록 한다.

그리고, 덮개(70)의 내측에서 방출구(71)의 입구를 가려주는 차단판(72)을 설치하되 상기 차단판(72)은 방출구(71)와 일정 거리를 이격시킴으로써 차단판(72)이 방출구(71)의 입구를 은폐시킬 수는 있으나, 도가니(20)에서 증발된 유기물질은 방출구(71)을 통하여 정상적으로 배출이 이루어지게 된다.

이러한 본 발명에서는 도가니(20)에서 유기물질의 가열시 튀게 되는 입자는 차단판(72)에 부딪혀 방출구(71)의 입구로 가지 못하게 되므로, 유기물질의 입자가 튀게 되는 현상은 완벽히 차단할 수 있으며, 증발되는 유기물질은 차단판(72)의 설치나 방출구(71)의 경사에 관계없이 기판(30)으로 전달되어 증착되게 된다.

따라서 본 발명은 유기물질의 진공 증착공정에서 유기물질의 가열시 입자가 기판으로 튀어서 기판의 유기박막에 얼룩이 발생하는 등의 문제를 해결할 수 있는 것으로, 방출구의 형상과 방출돌기(51) 및 차단판(72)을 이용하여 직선 형태로 배출되는 유기물질 입자를 차단하는 것이다.

또한 본 발명은 도가니(20)의 입구에 간단한 구조의 덮개를 간편하게 결합시킴으로써 쉽게 유기물질의 튐 현상을 방지하는 것이다.

10 : 진공 챔버 20 : 도가니
30 : 기판 50,60,70 : 덮개
51 : 방출돌기 52,61,71 : 방출구
72 : 차단판

Claims

진공챔버(10)의 내부에서 유기물질을 가열하여 증발시키는 도가니(20)의 입구에 덮개(50)를 나사 결합시키되 상기 덮개(50)의 하측으로 원뿔을 뒤집은 형태의 방출돌기(51)를 형성하고,
상기 방출돌기(51)에는 경사진 방향의 방출구(52)를 형성하여 도가니(20)에서 증발된 유기물질이 방출돌기(51)의 방출구(52)를 통한 후 진공챔버(10)에 위치한 기판(30)에 진공 증착되게 하는 것을 특징으로 하는 유기박막 증착용 도가니.
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