KR102307431B1 - 복수의 모듈을 갖는 증착원 - Google Patents

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Abstract

본 기재의 증착원은, 증착물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1, 제2 모듈; 상기 제1, 제2 모듈에 각각 형성되어 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐; 상기 제1, 제2 모듈에 장착되어 상기 노즐들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1, 제2 각도 제한판을 포함하고, 상기 제1, 제2 각도 제한판은 서로 평행하게 형성되고, 상기 제1, 제2 모듈 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판의 상부의 높이를 다른 부분보다 낮게 형성된다. 이러한 본 발명은 복수의 모듈 사이에 위치하는 각도 제한판 상부 일부분의 높이나 형상을 변경시켜 기판에 형성되는 성막의 두께를 균일하게 하여 대면적의 유기 증착원에 적용이 유리하다.

Description

복수의 모듈을 갖는 증착원{Evaporation source having a plurality of modules}
본 발명은 증착 장치에 관한 것으로, 특히 유기발광표시장치(OLED) 패널의유기층 구조를 증착하는 증착장치에 사용되는 복수의 모듈을 갖는 증착원에 관한 것이다.
최근 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고, 액정표시장치와 달리 별도의 광원부를 요구하지 않는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED)가 차세대 평판표시장치로 주목받고 있다. 유기발광 표시장치는 별도의 광원을 필요로 하지 않아, 경량화 및 박형으로 제작될 수 있다. 또한, 유기발광 표시장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 특성을 갖는다.
일반적으로 유기 발광 표시 장치는 애노드, 유기 발광층 및 캐소드를 포함하는 유기 발광 소자를 포함한다. 유기 발광 소자는 애노드와 캐소드로부터 각각 정공 및 전자가 주입되어 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 발광 된다. 애노드 및 캐소드는 금속 박막 또는 투명한 도전성 박막으로 형성될 수 있다. 유기 발광층은 적어도 하나의 유기 박막으로 형성될 수 있다. 유기 발광 표시 장치의 기판상에 유기 박막, 금속 박막 등을 형성하기 위해 증착 장치가 사용된다. 증착 장치는 증착 물질이 채워진 도가니 및 증착 물질이 분사되는 노즐을 포함한다. 도가니가 소정의 온도로 가열되면, 도가니 내의 증착 물질이 증발되고, 증발되는 증착 물질은 노즐을 통해 분사된다. 노즐로부터 분사되는 증착 물질이 기판에 증착됨으로써, 박막이 형성될 수 있다.
OLED의 패널의 유기층 구조를 증착시에 온도 증발(Thermal Evaporation)을 사용하는데, 이때, 증착원(Source)에서 증발되어진 물질이 기판 쪽으로 이동하게 되며, 증착 마스크를 통과하면서 선택적으로 증착이 이루어진다여기서, 선택적 증착에 의하여 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue) 등 각기 다른 색상(color)을 구현하는 픽셀의 형성이 가능하게 된다.
일반적으로 선형 증착원은 크게 냉각 하우징, 히터 프레임, 크루시블(crucible), 노즐, 각도 제한판으로 구성된다.
기존의 증착원은 노즐과 각도 제한판을 포함하며, 증착원은 하나의 모듈로 구성되었다. 그런데 디스플레이가 대형화됨에 따라 복수의 모듈을 채택하게 되었다.
노즐은 증착원의 크루시블 위에 체결되는 구조이므로 2 모듈 증착원으로 노즐을 배치할때, 냉각 하우징과 히터 프레임(도면 미도시)의 두게 만큼 모듈과 모듈 사이에 노즐을 배치할 수 없다.
이로 인해 기존에는 모듈 사이에 해당되는 증착 영역의 성막 두께가 낮아져 기판에서 균일한 성막 두께의 확보가 어려웠다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 기판에 형성되는 성막의 두께를 균일하게 하는 복수의 모듈을 갖는 증착원을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 모듈 사이에 위치하는 각도 제한판 상부 일부분의 높이나 형상을 변경시켜 기판에 형성되는 성막의 두께를 균일하게 하는 복수의 모듈을 갖는 증착원을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착원은, 증착물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1, 제2 모듈, 상기 제1, 제2 모듈에 각각 형성되어 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐, 상기 제1, 제2 모듈에 장착되어 상기 노즐들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1, 제2 각도 제한판을 포함하고, 상기 제1, 제2 각도 제한판은 서로 평행하게 형성되며, 상기 제1, 제2 모듈 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판의 상부의 높이는 다른 부분보다 낮게 형성된다.
상기 제1, 제2 모듈 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판의 상부를 V자형태로 컷팅하여 형성될 수 있다.
상기 제1, 제2 모듈 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판의 상부를 주변의 높이보다 낮은 균일한 높이로 컷팅하여 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 증착원은, 증착물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1, 제2 모듈, 상기 제1, 제2 모듈에 각각 형성되어 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐, 상기 제1 모듈에 장착되어 상기 제1 모듈에 장착된 노즐들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1, 제2 각도 제한판, 상기 제2 모듈에 장착되어 상기 제2 모듈에 장착된 상기 노즐들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제3, 제4 각도 제한판을 포함하고, 상기 제1, 제2 각도 제한판은 서로 평행하게 형성되며, 상기 제3, 제4 각도 제한판은 서로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 제1 각도 제한판과 상기 제3 각도 제한판의 간격이 상기 제2 각도 제한판과 상기 제4 각도 제한판의 간격과 동일하게 형성될 수 있다.
상기 제1 각도 제한판과 상기 제3 각도 제한판의 간격은 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈간의 간격보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 증착원은 기판에 형성되는 성막의 두께를 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 증착원은 복수의 모듈 사이에 위치하는 각도 제한판 상부 일부분의 높이나 형상을 변경시켜 기판에 형성되는 성막의 두께를 균일하게 하여 대면적의 유기 증착원에 적용이 유리하다.
도 1은 기존의 복수의 모듈을 갖는 증착원에 의해 형성되는 기판의 성막 두께를 나타낸 도면이다.
도 2는 각도 제한판의 높이에 따라 기판에 증착되는 유기물질의 증착량을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증착원의 구성 및 증착원에 의해 형성되는 성막 두께를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증착원의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착원의 구성을 나타낸 도면이다.
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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 기존의 복수의 모듈을 갖는 증착원에 의해 형성되는 기판의 성막 두께를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 각도 제한판이 2개의 모듈에 걸쳐 형성되고 있다. 이 때,노즐과 기판이 수직이면 성막 두께가 두꺼워지지만, 2 모듈 증착원에서는 모듈 사이에 노즐을 배치할 수 없기 때문에 기판의 중앙 부분의 성막 두께는 주변보다 감소하게 된다.
도 2는 각도 제한판의 높이에 따라 기판에 증착되는 유기물질의 증착량을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 증착원에서 각도 제한판의 역할은 노즐에서 방출되는 유기물질의 양을 제어하여 기판위에 균일한 성막을 형성하는 것이다.
각도 제한판의 높이가 높아지면 노즐에서 방출된 유기물질 입자가 기판위로 날아가는 양은 줄어든다. 따라서 성막 두께도 감소한다. 반대로 각도 제한판의 높이가 낮아지면 기판위로 날아가는 유기 물질 입자의 양이 많아져 성막 두께도 두꺼워지게 된다.
본 발명의 실시예에서는 성막 두께가 얇은 영역인 모듈과 모듈 사이의 기판영역에 대응되는 각도 제한판의 높이를 변경함으로써 기판위로 날아가는 유기 물지 입자의 양을 늘려 성막 두께를 균일하게 한다.
이러한 구체적인 실시예에 관하여 하기 과정에서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 증착원의 구성 및 증착원에 의해 형성되는 성막 두께를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 증착원은, 증착물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1, 제2 모듈(110, 120), 상기 제1, 제2 모듈(110, 120)에 각각 형성되어 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐(210, 220), 상기 제1, 제2 모듈(110, 120)에 장착되어 상기 노즐(210, 220)들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)을 포함하고,
상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)은 서로 평행하게 형성되고, 상기 제1, 제2 모듈(110, 120) 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부의 높이를 다른 부분보다 낮게 형성하되, 상기 제1, 제2 모듈(110, 120) 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부를 V자형태로 컷팅하여 형성될 수 있다.
이러한 구조에서는 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부중 V자 형태로 컷팅된 부분(311, 312)에서 유기 물질 입자가 많이 통과될 수 있으므로 주변 노즐(210, 220)에서 V자 형태의 컷팅된 부분(311, 321)으로 방출되는 유기 물질 입자가 기판의 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120) 사이에 쉽게 증착되어 균일한 성막이 형성될 수 있다.
즉, 제1 실시예의 구조에서, 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부중 V자 형태로 컷팅된 부분(311, 321)에서는 노즐(210, 220)에서 전달되는 유기 물질 입자가 상대적으로 적더라도 통과되는 것이 많고, 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부중 V자 형태로 컷팅된 부분(311, 321)을 제외한 다른 부분은 노즐(210, 220)에서 전달되는 유기 물질 입자가 상대적으로 많더라도 통과되는 것이 적게 되어 기판 전체에 형성되는 성막은 균일하게 된다.
도 3을 참조하면, 기판에 형성되는 성막은 종래에 비해 균일해진 것을 알 수 있으며, 특히 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120) 사이의 성막 부분이 균일해진 것을 알 수 있다.
여기서, 제1 모듈(110)과 제2 모듈(120) 사이의 각도 제한판(310, 320)의 높이를 조절할 때 제1, 제2 모듈(110, 120)과 노즐(210, 220)간의 거리를 고려하여야 하며, 필요에 따라서는 여러 번의 실험치를 통해 최적의 높이를 결정할 수도 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예는 다양하게 변형이 가능하며 특히, 상기 제1, 제2 모듈(110, 120) 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부 또는 상부의 일부분을 주변의 높이보다 낮도록 다양하게 변형할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 증착원의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 증착원은, 증착물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1, 제2 모듈(110, 120), 상기 제1, 제2 모듈(110, 120)에 각각 형성되어 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐(210, 220), 상기 제1, 제2 모듈(110, 120)에 장착되어 상기 노즐(210, 220)들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)을 포함한다.
상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)은 서로 평행하게 형성되고, 상기 제1, 제2 모듈(110, 120) 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부의 높이를 다른 부분보다 낮게 형성하되, 상기 제1, 제2 모듈(110, 120) 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부를 주변의 높이보다 낮은 균일한 높이로 컷팅하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1, 제2 모듈(110, 120) 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부를 직사각형으로 컷팅을 한 형태로 형성한다.
이러한 제2 실시예에서도 제1 실시예와 유사하게 제1, 제2 각도 제한판의 상부중 직사각형 형태로 컷팅된 부분(312, 322)에서는 노즐(210, 220)에서 전달되는 유기 물질 입자가 상대적으로 적더라도 통과되는 것이 많고, 제1, 제2 각도 제한판(310, 320)의 상부중 직사각형 형태로 컷팅된 부분(312, 322)을 제외한 다른 부분은 노즐(210, 220)에서 전달되는 유기 물질 입자가 상대적으로 많더라도 통과되는 것이 적게 되어 기판 전체에 형성되는 성막은 균일하게 된다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착원의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면 본 발명의 제3 실시예에 따른 증착원은, 증착물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1, 제2 모듈(110, 120), 상기 제1, 제2 모듈(110, 120)에 각각 형성되어 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐(210, 220), 상기 제1 모듈(110)에 장착되어 상기 제1 모듈(110)에 장착된 노즐(210)들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1, 제2 각도 제한판(330, 340), 상기 제2 모듈(120)에 장착되어 상기 제2 모듈(120)에 장착된 상기 노즐(220)들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제3, 제4 각도 제한판(350, 360)을 포함한다.
상기 제1, 제2 각도 제한판(330, 340)은 서로 평행하게 형성되고, 상기 제3, 제4 각도 제한판(350, 360)은 서로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 제1 각도 제한판(330)과 상기 제3 각도 제한판(350)의 간격이 상기 제2 각도 제한판(340)과 상기 제4 각도 제한판(360)의 간격과 동일하고, 상기 제1 각도 제한판(330)과 상기 제3 각도 제한판(350)의 간격은 상기 제1 모듈(110)과 상기 제2 모듈(120)간의 간격보다 작게 형성될 수 있다.
이러한 제3 실시예에서는 제1, 제2 모듈(110, 120)에 대해 각도 제한판(330,340, 350, 360)을 분리하여 형성한 것이 제1, 제2 실시예와의 차이점이다.
이러한 제3 실시예에서도 제1 실시예 또는 제2 실시예와 유사하게 제1 내지 제4 각도 제한판(330,340, 350, 360)이 형성되지 않은 부분에서는 노즐(210, 220)에서 전달되는 유기 물질 입자가 상대적으로 적더라도 통과되는 것이 많고, 제1 내지 제4 각도 제한판(330,340, 350, 360)이 형성된 부분에서는 노즐에서 전달되는 유기 물질 입자가 상대적으로 많더라도 통과되는 것이 적게 되어 기판 전체에 형성되는 성막은 균일하게 된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에서는 복수의 모듈 사이에 위치하는 각도 제한판 상부 일부분의 높이나 형상을 변경시켜 기판에 형성되는 성막의 두께를 균일하게 하여 대면적의 유기 증착원에 적용이 유리하다.
상기 제1 내지 제3 실시예에서는 모듈이 2개인 것을 예로 들었지만 필요에 따라서는 그 이상이 될 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
110: 제1 모듈
120: 제2 모듈
210, 220: 노즐
310, 320, 330, 340, 350, 360: 각도제한판

Claims (6)

  1. 증착물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1, 제2 모듈;
    상기 제1, 제2 모듈에 각각 형성되어 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐;
    상기 제1, 제2 모듈에 장착되어 상기 노즐들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1, 제2 각도 제한판을 포함하고,
    상기 제1, 제2 각도 제한판은 서로 평행하게 형성되며,
    상기 제1, 제2 모듈 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판의 상부의 높이는 다른 부분보다 낮게 형성되는 증착원.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 모듈 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판의 상부를 V자형태로 컷팅하여 형성되는 증착원.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 모듈 사이에 형성되는 상기 제1, 제2 각도 제한판의 상부를 주변의 높이보다 낮은 균일한 높이로 컷팅하여 형성되는 증착원.
  4. 증착 물질을 저장하고, 상기 증착 물질을 가열하여 기화시키는 제1 및 제2 모듈;
    상기 제1 및 제2 모듈에 제1 방향으로 배치되어 있으며 상기 기화된 증착 물질을 분사하는 복수의 노즐;
    상기 제1 모듈에 장착되어 상기 제1 모듈에 배치된 노즐들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제1 및 제2 각도 제한판; 그리고
    상기 제2 모듈에 장착되어 상기 제2 모듈에 배치된 노즐들에서 분사된 상기 증착 물질의 이동 방향을 제한하는 제3 및 제4 각도 제한판을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 각도 제한판은 서로 평행하고,
    상기 제3 및 제4 각도 제한판은 서로 평행하고,
    상기 제1 및 제2 모듈은 상기 제1 방향으로 이격되어 있고, 상기 제1 및 제3 각도 제한판은 상기 제1 방향으로 이격되어 있고, 상기 제2 및 제4 각도 제한판은 상기 제1 방향으로 이격되어 있는 증착원.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 제1 각도 제한판과 상기 제3 각도 제한판의 간격이 상기 제2 방향으로 상기 제2 각도 제한판과 상기 제4 각도 제한판의 간격과 동일한 증착원.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 상기 제1 각도 제한판과 상기 제3 각도 제한판의 간격이 상기 제1 방향으로 상기 제1 모듈과 상기 제2 모듈의 간격보다 작은 증착원.
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