KR20020059035A - 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상호 교번적으로 배치된 파이(Pie)형상의 다수의 호스트셀과 도우펀트셀의 일정한 간격마다 배치된 증발홀을 통해 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스가 기판으로 증발되도록 해서 막 두께가 균일한 유기물층의 형성이 가능한 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 호스트 유기소오스가 증발되는 다수의 증발홀이 형성된 다수의 호스트셀과, 상기 다수의 호스트셀에 대해 교번적으로 배치되어 도우펀트 유기소오스가 증발되는 다수의 증발홀이 형성되며 상기 호스트셀에 비해 소면적인 다수의 도우펀트셀, 상기 호스트셀과 도우펀트셀의 사이마다 설치되고 내부에 냉각수가 순환되는 오염방지판 및, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀을 안정적으로 유지시키기 위한 측벽커버로 이루어지고, 상기 증발홀은 간격 방향과 동심원 방향의 간격이 상호 일정하게 설정되며, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀은 상기 호스트/도우펀트 유기소오스가 증발되는 셀본체와 그 셀본체의 주변에 권취된 히터코일 및 상기 증발홀이 형성된 캡으로 이루어진 것이다.

Description

유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조{ORGANIC SOURCE BOAT STRUCTURE FOR ORGANIC ELECTRO-LUMINESCENT DISPLAY FABRICATING APPARATUS}

본 발명은 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기물의 증착이 균일하게 실행되는 구조를 갖도록 설계된 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조에 관한 것이다.

현재, 광시야각을 갖는 자체발광소자로서 알려진 유기전기발광소자(Organic Electro-Luminescent Display)는 중/소형 치수로부터 대형 치수로의 제작이 가능하여 군사용, 사무용 , 휴대용 단말기를 포함하는 광범위한 분야에 응용가능한 차세대 유망 디스플레이로서 주목되고 있다.

그러한 유기ELD는 글래스기판상에 형성된 애노드ITO전극층과 캐소드금속전극층의 사이에 다층 유기물층 구조가 형성되는 바, 그 유기물층 구조는 정공의 주입을 위한 정공주입층과, 전자의 주입을 위한 전자주입층 및, 상기 정공주입층과 전자주입층의 사이에 개재되어 상기 정공과 전자의 결합에 의해 발광이 일어나는 유기발광층을 구비하여 구성된다.

통상적으로, 그 유기EL소자의 제조를 위한 장치에는 유기물의 증발을 위한 유기물증발보트가 채용되는 바, 그 유기물증발보트는 열 전도도가 낮으면서도 열용량이 큰 세라믹이라든지 다른 재료의 도가니(Crucible)로 제작해서 온도의 급상승을 방지하면서 안정적으로 가열하도록 구성된다.

유기 EL소자는 하나의 유기 소오스(Organic source)에 의해 하나의 유기층을 형성하는 경우에는 도 1a 또는 도 1b에 도시된 형태의 유기물증발보트를 적용하게 되는 바, 도 1a에 도시된 유기물증발보트(10)는 주변에 유기소오스를 증발시키기 위한 히팅코일(12)이 권취된 구조이고, 도 1b에 도시된 유기물증발보트(14)는 평판형태로서 히팅패널(16)상에 증발대상의 유기소오스가 제공된 구조이다.

따라서, 도 1a와 도 1b에 도시된 유기물증발보트(10,14)는 소형치수의 패널을 제작하는 경우 도우핑(Doping)을 행하지 않는 단층 구조의 유기물층을 형성하는 경우에 적절하게 채용가능하여, 하나의 유기물증발보트(10,14)에 의해 어느 정도의 균일성을 확보하면서 유기물층의 성막이 가능하게 된다.

그러나, 도 1a와 도 1b에 도시된 유기물증발보트(10,14)는 패널의 치수가 대형화되는 경우에는 유기소오스로부터의 거리차에 의해 유기물층의 형성에 관한 균일성의 확보가 어렵게 된다.

또, 유기물층을 2종 이상의 유기물을 사용하는 도우핑방법으로 형성하는 경우에는 도 1c에 설명된 형태로 복수의 유기물증발보트를 사용하여 그 유기물증발보트를 동시에 가열함으로써 동시에 유기물층을 형성하는 동시증착법이 적용된다.

즉, 도 1c에 따르면 호스트(Host) 유기소오스가 증발되는 제 1유기물증발보트(20a)와 도우펀트(Dopant) 유기소오스가 증발되는 제 2유기물증발보트(20b)가 구비되어 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스를 동시에 증착하게 된다.

여기서, 도 1c에 도시된 유기물증발구조에 의해 호스트 유기소오스와 도우??트 유기소오스를 동시에 증착하는 경우에는 도 1d에 나타낸 바와 같이 기판의 중심과 외주변에 대해 유기물증발보트(20a,20b)의 거리차에 의해 그 기판에 증착된 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스의 배합비가 불량해지게 된다.

즉, 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스는 해당하는 유기물증발보트(20a,20b)로부터 원거리 위치에서 밀(密)하게 형성됨에 비해 근거리 위치에서 얇게 형성되고, 그 경우에는 기판상의 위치에 따라 도우펀트의 도우핑 농도에서 차이가 발생되어 농도의 소(少)한 부분과 밀(密)한 부분이 발생되게 된다.

여기서, 유기 EL소자의 도우펀트는 발광의 중심역할을 하면서 도우펀트의 농도와 유기물층의 두께는 소자의 발광색도와 효율을 좌우하게 되고, 그에 따라 도우핑되는 유기분자의 발광층내의 농도차이가 발광휘도, 색도 및 소자의 전기적 특성 등에 불리한 영향을 끼치게 되고, 그러한 점에서 다층 유기물층 구조를 갖는 유기 EL소자에서는 중요한 소자특성의 결정인자로 작용하는 유기물층의 두께와 도우펀트 분포를 형성함에 있어서 도 1a 내지 도 1c에 도시된 유기물증착구조로는 한계가 있게 된다.

도 2는 유기소오스의 적재 용량성과 도우펀트의 도우핑 효율을 증대시킨 구조를 갖는 종래의 다른 예에 따른 유기물증발보트를 나타낸다.

그 유기물증발보트(30)는 동축 원형 분리된 외곽의 호스트 유기소오스의 증발을 위한 제 1증발부(32)와, 그 제 1증발부(32)의 내측(즉, 해당하는 유기물증발보트(30)의 중앙측)에 형성된 도우펀트 유기소오스를 위한 제 2증발부(34)가 일체로 형성된 구조를 갖게 된다.

따라서, 도 2에 도시된 유기물증발보트(30)에 의하면 호스트 유기소오스의 증발을 위한 제 1증발부(32)와 도우펀트 유기소오스의 증발을 위한 제 2증발부(34)가 분리된 구조임에 따라 호스트 및 도우펀트 유기소오스의 독립된 가열이 가능하여 독립적인 증착률 조절이 가능하게 되고, 또 기판(36)의 중앙을 중심으로 방사형 증발이 가능하게 된다.

여기서, 도 2에 도시된 유기물증발보트의 구조는 호스트 및 도우펀트 유기소오스에 대한 제 1 및 제 2증발부(32,34)가 분리되어 형성됨에 따라 도 1a 내지 도 1c에 도시된 구조에 비해 향상된 유기물층의 균일성이 확보되기는 하지만, 그 유기물증발보트는 동축 원형의 증발구조를 갖기 때문에 기판(36)상에 증착되는 유기소오스의 박막 균일성은 도 2에 나타낸 바와 같이 밀한 부분 소한 부분으로 나뉘어 지게 되는 바, 유기물증발보트(30)의 중심에서 근접한 'A'부분은 증발이 진행될수록 증발된 유기물층이 상대적으로 중심으로부터 원거리의 'B'부분에 비해 두껍게 되며, 이는 도우펀트 유기소오스의 도우핑농도에도 영향을 주는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 호스트/도우펀트 유기소오스의 적재 용량성이 확보되면서 점대칭적인 구조를 갖고서 보다 향상된 유기물층의 균일도를 유지할 수 있도록 설계된 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1a는 종래의 일예에 따른 유기물증발보트구조를 설명하는 도면,

도 1b는 종래의 다른예에 따른 유기물증발보트구조를 설명하는 도면,

도 1c는 종래의 또다른 예에 따른 유기물증발보트구조를 설명하는 도면,

도 1d는 도 1c에 도시된 유기물증발보트구조에 의한 유기층의 형성상태를 설명하는 도면,

도 2는 종래의 또다른 예에 따른 유기물증발보트구조를 설명하는 도면,

도 3a와 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조를 나타낸 분리도 및 평면도,

도 3c는 도 3a와 도 3b에 도시된 호스트셀과 도우펀트셀의 구조를 설명하는 도면,

도 4는 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조의 작용을 설명하는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

40: 유기물증발보트, 42: 호스트셀,

44: 도우펀트셀, 46: 증발홀,

48: 오염방지판, 50: 측벽커버,

60: 셀본체, 62: 히터코일,

64: 캡.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 호스트 유기소오스가 증발되는 다수의 증발홀이 형성된 다수의 호스트셀과; 상기 다수의 호스트셀에 대해 교번적으로 배치되어 도우펀트 유기소오스가 증발되는 다수의 증발홀이 형성된 다수의 도우펀트셀; 상기 호스트셀과 도우펀트셀의 사이마다 설치된 오염방지판 및; 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀을 안정적으로 유지시키기 위한 측벽커버로 이루어진 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조가 제공된다.

본 발명에 따르면, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀은 그 중심으로부터 외곽으로 갈수록 면적이 증대되는 파이형상으로 형성되고, 상기 측벽커버에 의해 원통형상을 이루게 된다.

또, 상기 호스트셀은 상기 도우펀트셀에 비해 대면적으로 설계된다.

바람직하게, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀에 형성되는 증발홀은 간격 방향과 동심원 방향의 간격이 상호 일정하게 설정된다.

또, 상기 오염방지판의 내부에는 냉각수 순환구조가 형성된다.

본 발명에 따르면, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀은 상기 호스트/도우펀트 유기소오스가 증발되는 셀본체와 그 셀본체의 주변에 권취된 히터코일 및 상기 증발홀이 형성된 캡으로 이루어진다.

상기한 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조에 의하면, 상호 교번적으로 배치된 다수의 호스트셀과 도우펀트셀에서 반경 방향과동심원 방향으로 일정한 간격마다 형성된 증발홀을 통해 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스가 증발되어 기판상에 증착되고, 상기 호스트셀과 도우펀트셀의 사이마다 오염방지판이 설치되어 인접한 셀의 증발작용에 의한 불리한 영향이 배제되며, 그 오염방지판의 내부에는 냉각수가 순환됨에 따라 그 오염방지판의 자체 온도상승이 방지되어 균일한 유기물층의 형성이 가능하게 된다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조의 분리도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조의 평면도이며, 도 3c는 본 발명에 따른 유기증발보트를 형성하는 호스트/도우펀트셀의 대표적인 셀의 분해도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 유기물증발보트(40)는 파이(Pie)형태로 중심으로부터 점대칭 분리되어 호스트 유기소오스가 적재되어 증발되는 다수의 호스트셀(Host cell)(42)과 도우펀트 유기소오스가 적재되어 증발되는 다수의 도우펀트셀(Dopant cell)(44)이 교번적으로 배치된 구조이다.

바람직하게, 상기 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)에는 일정한 간격으로 다수의 증발홀(46)이 천공형성된다.

또, 상기 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)의 사이에는 상호 오염방지를 위한 오염방지판(48)이 설치되고, 그 오염방지판(48)의 내부에는 인접한 셀의 가열에 의해 해당하는 오염방지판(48)의 자체 온도가 상승되는 일을 방지하기 위해 냉각수가 순환하는 구조를 갖게 된다.

그리고, 상기 호스트셀(42)의 폭(d1)은 상기 도우펀트셀(44)의 폭(d2)에 비해 크게 설정된다.

본 발명에 따르면, 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)은 원통형의 측면커버(50)에 의해 커버링된다.

또, 상기 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)은 호스트/도우펀트 유기소오스가 수용되는 예컨대 세라믹 도가니의 셀본체(60)와 그 셀본체(60)의 주변에 권취된 히터코일(62) 및, 일정한 간격마다 천공된 증발홀(46)을 갖춘 캡(64)으로 이루어지게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조에 의하면, 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)은 도우펀트의 도우핑양의 균일도 제어를 용이하게 하기 위해 중심으로부터 외곽으로 갈수록 그 폭이 증가되면서 상호 교번적으로 배치되는 바, 그 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)의 교번적인 배치가 유기층의 균일도를 향상시키는 중요한 요소로 작용하게 된다.

즉, 본 발명에 따른 유기물증발보트구조에서 파이구조의 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)에 의하면 중심으로부터 외곽에 걸쳐 각 유기소오스의 증착비를 일정하게 유지하는 일이 가능하게 된다.

또, 본 발명에 의하면 각 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)이 독립적인 히팅구조(즉, 히팅코일(62))이 구성됨에 따라 각 셀에 대한 독립적인 가열이 가능하게 됨에 따라 인가되는 파워의 제어가 가능하게 되는 바, 그에 따라 본 발명에서는 증착된 유기층의 균일한 두께를 조절하기 위해 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)의 온도분포에 대한 정밀제어가 가능하게 된다.

더욱이, 본 발명에 따르면 상기 측면커버(50)에 의해서는 각 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)의 고정성과 보트형태의 안정적 유지가 가능하게 되고, 오염방지판(48)에 의해서는 인접한 셀에 의한 유기층의 상기 오염방지판(48)에 의해 상기 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)의 사이에서 상호 오염방지가 가능하게 되고, 그 오염방지판(48)의 내부에 형성된 냉각수 순환구조에 의해 인접한 셀의 가열에 의해 해당하는 오염방지판(48)의 자체 온도가 상승되는 일이 방지되게 된다.

또, 본 발명에 따르면 각 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)에는 수개 내지 수십개의 증발홀(46)이 형성되는 바, 셀 내부로부터 증발되는 유기소오스가 그 증발홀(46)을 통해 기판에 증착되도록 각 증발홀(46)의 크기는 대략 수㎜정도이지만, 그 크기는 요구조건에 따라 변경가능함은 물론이다.

또, 그 증발홀(46)은 중심으로부터 반경 방향의 간격과 동심원 방향의 간격이 일정하게 유지되지만, 그 간격도 경우에 따라서는 조정가능함은 물론이다.

상기한 구조의 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조에 대해 도 4를 참조하여 설명하면, 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스가 상기 호스트셀(42)과 도우펀트셀(44)의 구조상 교번적인 배치가 이루어지게 됨에 따라 기판상의 박막 균일성이 양호해지게 되고, 유기소오스의 적재 용량이 증대됨에 따라 유기소오스의 리필(Refill)의 횟수가 저감되어 양산적용장비의 유기물 증착용으로 적합하게 된다.

또, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 증발 각도 및 증발영역의 적절한 분배와중심으로부터 외곽부에 형성되는 유기층의 두께가 중심부와 큰 차이가 나타나지 않게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조에 의하면 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스가 교번적으로 배치되어 기판에 유기소오스의 증발이 이루어지게 됨에 따라 기판상에서의 유기층의 두께가 균일하게 조절될 수 있을 뿐만 아니라, 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스가 증발홀을 통해 증발되는 호스트셀과 도우펀트셀이 오염방지판에 의해 분리된 상태에서 증발이 이루어지면서 그 오염방지판에 냉각수가 순환됨에 따라 유기소오스의 증발온도에 대한 제어가 가능하여 최적의 유기층 형성이 가능하게 된다.

또, 호스트셀과 도우펀트셀에는 호스트 유기소오스와 도우펀트 유기소오스의 적재용량이 극대화됨에 따라 유기소오스의 리필횟수가 줄어 양산적용장비에 적용하게 된다.

Claims (6)

1. 호스트 유기소오스가 증발되는 다수의 증발홀이 형성된 다수의 호스트셀과;

   상기 다수의 호스트셀에 대해 교번적으로 배치되어 도우펀트 유기소오스가 증발되는 다수의 증발홀이 형성된 다수의 도우펀트셀;

   상기 호스트셀과 도우펀트셀의 사이마다 설치된 오염방지판 및;

   상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀을 안정적으로 유지시키기 위한 측벽커버로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀은 그 중심으로부터 외곽으로 갈수록 면적이 증대되는 파이형상으로 형성되고, 상기 측벽커버에 의해 원통형상을 이루는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 호스트셀은 상기 도우펀트셀에 비해 대면적인 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀에 형성되는 증발홀은 간격 방향과 동심원 방향의 간격이 상호 일정한 것을 특징으로 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조.
5. 제 1항에 있어서, 상기 오염방지판의 내부에는 냉각수 순환구조가 형성된 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조.
6. 제 1항에 있어서, 상기 호스트셀과 상기 도우펀트셀은 상기 호스트/도우펀트 유기소오스가 증발되는 셀본체와 그 셀본체의 주변에 권취된 히터코일 및 상기 증발홀이 형성된 캡으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자 제조장치용 유기물증발보트구조.