KR200365703Y1 - 유기 박막 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 도가니 내의 유기물의 열전도 특성을 향상시킴과 동시에 스플래쉬 현상을 방지하여 고순도의 유기 박막을 형성시킬 수 있는 유기 박막 증착 장치에 관한 것으로서,
본 고안에 따른 유기 박막 증착 장치는 유기 박막층 형성용 재료가 담겨지며 상부면이 개구되어 있는 도가니;와, 상기 도가니의 개구된 상부면에 상응하는 면적을 갖고 상기 도가니 상단의 내측면에 장착되는 배플;과, 상기 배플 중앙 부위에 형성되어 있는 소정 지름의 개구부에 고정, 장착되며 상기 도가니의 높이에 상응하는 길이를 갖는 주축봉;과, 상기 주축봉 상에 형성되어 있는 가지 형상의 복수개의 가지봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 박막 증착 장치{Apparatus for vapor deposition of thin film}
본 고안은 유기 박막 증착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도가니내의 유기물의 열전도 특성을 향상시킴과 동시에 스플래쉬 현상을 방지하여 고순도의 유기 박막을 형성시킬 수 있는 유기 박막 증착 장치에 관한 것이다.
현재, 평판표시장치로서 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)가 주로 사용되고 있으나, 상기 액정표시장치는 별도의 광원을 필요로 하는 수광 소자로서 밝기, 시야각 및 대면적화 등에 한계가 있다. 그로 인하여, 저전압구동, 자기발광, 경량 박형, 광시야각 및 빠른 응답속도 등의 장점을 갖는 전계발광소자(Electro Luminescent Display)의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
전계발광소자는 발광층(emitter layer)의 물질에 따라 무기 EL(Electro Luminescent) 소자와 유기 EL 소자로 구분된다. 이 중에서, 유기 EL 소자는 무기 EL 소자에 비하여 휘도, 구동전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다색화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
통상의 유기 EL 소자의 구성을 살펴보면, 유리 기판 상부에 양극(Anode)이 형성되어 있고 상기 양극 상부에 순차적으로 정공 주입층(Hole Injection Layer), 정공 수송층(Hole Transport Layer), 발광층(Emitting Layer), 전자 수송층(Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer)이 적층되어 있으며 상기 전자 주입층 상에 음극(Cathode)이 형성된 구조를 갖는다.
이러한 구조를 갖는 유기 EL 소자에 있어서, 상기 양극 및 음극을 제외한 나머지 구성 요소 즉, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등과 같은 유기 박막은 통상, 진공 증착법을 통해 형성된다.
상기 진공 증착법은 내부 압력이 10-6내지 10-7torr로 조절되는 진공 챔버와 이의 내부에 기판과 대향되게 설치되고 소량의 유기물이 담긴 가열용기와 이 가열용기에 설치되어 유기물을 가열 승화시키기 위한 히터를 포함하는 진공 증착 장치에 의해 진행된다.
종래의 진공 증착 장치를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 종래의 진공 증착 장치의 단면 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 진공 증착 장치는 소정의 공간을 갖는 진공 챔버(도시하지 않음)를 구비하며 상기 진공 챔버 내에는 유기 박막 형성용 재료인 유기물(103)이 고체(분말) 상태로 담겨져 있는 도가니(crucible)(101)가 구비된다. 상기 도가니(101)의 일측에는 상기 도가니(101)를 가열하여 도가니(101) 내의 유기물(103)을 승화시키는 역할을 수행하는 히터부(102)가 장착되어 있다. 상기 도가니(101)의 상측에는 소정의 개구부(104a)를 캡(104)이 구비될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 진공 증착 장치를 이용한 유기 박막 형성 과정을 살펴보면 다음과 같다. 상기 도가니(101) 내에 유기물(103)이 담겨져 있는 상태에서 상기 히터부(102)에 전원을 공급하여 상기 도가니(101) 내의 유기물(103)을 일정 온도 이상으로 가열하게 되면 상기 유기물(103)은 승화되어 상기 도가니(101)와 소정 거리 이격된 위치에 구비되어 있는 기판(도시하지 않음) 상에 증착된다.
그런데, 상기 유기물이 히터부에 의해 가열되어 승화되는 과정에 있어서, 상기 히터부로부터 발생된 열이 상기 도가니 내에 담겨져 있는 유기물에 균일하게 전달되지 못하는 문제점이 있다. 즉, 히터부에 근접해 있는 유기물이 받는 열과 상기 도가니 중앙부에 위치한 유기물이 받는 열에 차이가 발생하여 승화된 유기물이 균일한 특성을 갖지 못하게 된다. (이에 따른 불균일한 열전도특성에 의해 국부적인 유기물의 변성 및 스플래쉬 현상이 발생할 수 있다.) 이에 따라, 기판 상에 증착되는 유기 박막의 균일도(uniformity)가 일정하지 않는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 종래의 기술은 써머볼(thermoball)(105)의 사용을 제안하고 있다. 즉, 도가니 내에 소정의 지름을 갖는 다수의 열전도성 써머볼(105)을 도가니 체적 대비 50∼70% 채워 히터부에 의해 발생되는 열이 상기 도가니 내의 유기물에 균일하게 전달되도록 하고 있다.
그러나, 상기 써머볼(105)이 도가니(101) 내의 절반 이상의 공간을 차지함에 따라 공정 효율성의 저하는 불가피하게 된다. 또한, 유기 박막 재료로서 용융성 유기 재료를 사용할 경우, (재료가 용융됨으로써 써머볼이 가라앉는 현상에 의해 균일한 열전도 특성을 나타낼 수 업게 됨으로 균일한 열전도 특성 및 스플래쉬 현상을 방지할 수 없다.) 공정 완료 후 상기 써머볼을 선택적으로 제거하는데 어려움이 있어 상기 써머볼을 재사용하기 힘들다. 이에 따라, 상기 써머볼을 유기물 찌꺼기와 함께 모두 버려야 하는 단점이 있다.
한편, 종래의 기술에 있어서 다소의 문제점에도 불구하고 상기 써머볼의 사용을 통해 유기물의 불균일한 열전도 특성 문제는 다소 해소할 수 있으나, 종래 기술의 또 다른 문제점 즉, 승화된 유기물 또는 액체 상태의 유기물이 가열에 의해 튀는 현상인 스플래쉬(splash) 현상은 해결되지 못하고 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 도가니 내의 유기물의 열전도 특성을 향상시킴과 동시에 스플래쉬 현상을 방지하여 고순도의 유기 박막을 형성시킬 수 있는 유기 박막 증착 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 진공 증착 장치의 단면 구성도.
도 2는 본 고안에 따른 유기 박막 증착 장치의 단면도.
도 3은 본 고안에 따른 주축봉, 가지봉 및 배플을 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
201 : 도가니 202 : 히터부
203 : 유기물 204 : 배플
204a : 개구공 204b : 개구부
205 : 주축봉 206 : 가지봉
207 : 캡
본 고안에 따른 유기 박막 증착 장치는 유기 박막층 형성용 재료가 담겨지며 상부면이 개구되어 있는 도가니;와, 상기 도가니의 개구된 상부면에 상응하는 면적을 갖고 상기 도가니 상단의 내측면에 장착되는 배플;과, 상기 배플 중앙 부위에 형성되어 있는 소정 지름의 개구부에 고정, 장착되며 상기 도가니의 높이에 상응하는 길이를 갖는 주축봉;과, 상기 주축봉 상에 형성되어 있는 가지 형상의 복수개의 가지봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 복수개의 가지봉은 상기 주축봉 상에 일정 간격을 두고 형성되며 방사형으로 형성된다.
바람직하게는, 상기 주축봉의 각 간격 상에 형성되는 방사형의 가지봉들은 서로 다른 방향으로 형성된다.
바람직하게는, 상기 주축봉 및 가지봉은 열전도 특성이 우수한 세라믹류나 금속류 예를 들어, 알루미늄, 구리 등으로 형성된다.
바람직하게는, 상기 가지봉은 상기 주축봉보다 지름이 작다.
바람직하게는, 상기 주축봉 상에 형성되는 가지봉은 상기 유기물에 잠겨지는 부위의 주축봉 상에 집중하여 형성된다.
바람직하게는, 상기 주축봉에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 구비한다.
본 고안의 특징에 따르면, 열전도성이 우수한 물질로 형성된 주축봉과 가지봉을 상기 도가니 내의 유기물에 잠겨지도록 하여, 상기 유기물의 승화 과정시 상기 주축봉과 가지봉에 의해 상기 유기물에 균일하게 열을 전달되어 승화된 유기물의 균일성을 담보할 수 있게 된다. 또한, 상기 도가니 상단부의 내측면에는 복수개의 개구공을 구비한 배플이 형성됨에 따라 스플래쉬 현상을 최소화시킬 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 고안에 따른 유기 박막 증착 장치를 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 고안에 따른 유기 박막 증착 장치의 단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 주축봉, 가지봉 및 배플을 나타낸 사시도이다.
본 고안에 따른 유기 박막 증착 장치는 먼저, 소정의 공간을 갖는 진공 챔버(도시하지 않음)을 구비한다. 도면에 도시하지 않았지만, 상기 진공 챔버 일측에는 진공 펌프가 구비되어 상기 진공 챔버 내의 진공도를 제어할 수 있게 된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 진공 챔버 내에는 소정 형상을 갖는 도가니(crucible)(201)가 구비된다. 상기 도가니(201) 내에는 유기 EL 소자의 유기 박막층을 형성하기 위한 유기물(203)이 일정량 담겨진다. 상기 도가니(201)의 일측면에는 상기 도가니(201)를 가열하기 위한 히터부(202)가 구비되어 있다. 또한, 상기 도가니(201)의 상부에는 도가니(201) 내의 열량 유출을 최소화하는 역할을 수행하는 캡(207)이 구비될 수 있다. 상기 도가니(201) 상측부와 소정 거리 이격된 위치에는 유기 EL 소자의 기판(도시하지 않음)이 구비된다.
한편, 상기 도가니(201) 상단부의 내측면에는 상기 도가니(201)의 개구된 상부면에 상응하는 면적을 갖는 배플(204)이 장착되어 있으며, 상기 배플(204)은 상기 도가니(201) 내측면에 밀착, 고정되어 상기 배플(204)과 도가니(201) 내측면 사이로 승화된 기체상의 유기물이 빠져나가는 것을 방지한다. 상기 배플(204)에는 복수개의 개구공(204a)이 형성되어 있는데, 상기 개구공(204a)을 통해 승화된 기체상의 유기물이 빠져나가게 된다.
도 3에 도시한 바와 같이 상기 배플(204)의 중앙 부위에는 소정 지름의 개구부(204b)가 형성되어 있으며, 상기 개구부(204b)에 본 고안의 핵심 특징부인 열전도성 주축봉(205)이 고정, 장착된다. 상기 주축봉(205)은 열전도성이 뛰어난 물질 예를 들어, 알루미늄, 구리 등으로 형성할 수 있다. 상기 주축봉(205)은 상기 도가니(201)의 높이에 상응하거나 그 보다 약간 더 큰 길이를 갖아 상기 주축봉(205)의 하단부는 상기 도가니(201) 내의 유기물에 잠겨지게 된다. 도면에 도시하지 않았지만 상기 주축봉(205)의 일측에는 상기 주축봉(205)에 전원을 인가하기 위한 전원 공급부가 구비된다.
한편, 상기 주축봉(205)에는 가지 형상의 가지봉(206)이 복수개 형성되어 있다. 상기 가지봉(206)은 상기 주축봉(205)의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 형성될 수 있으며 또한, 상기 주축봉(205)의 표면 상의 각 방향을 향해 방사형으로복수개 형성될 수 있다. 이 때, 상기 주축봉(205)의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 방사형으로 형성되는 가지봉(206)에 있어서, 각 간격 상에 방사형으로 형성되는 가지봉(206)들은 도면에 도시한 바와 같이 서로 다른 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 주축봉(205) 상에 방사형으로 형성되는 가지봉(206)들이 서로 다른 방향으로 형성됨에 따라 상기 가지봉(206)에 접촉되는 유기물에 효과적으로 열을 전달할 수 있게 된다. 상기 가지봉(206)은 상기 주축봉(205)과 마찬가지로 열전도성이 뛰어난 물질 예를 들어, 알루미늄, 구리 등으로 형성된다.
상기 히터부(202)를 이용하여 상기 도가니(201) 내에 담겨져 있는 유기물(203)을 가열, 승화시킬 때, 상기 유기물(203)에 접촉하는 상기 주축봉(205)과 가지봉(206)이 열전도성이 우수한 물질로 구성됨에 따라 유기 박막 증착 과정이 보다 원활하게 진행될 수 있게 된다. 상기 유기물의 승화 과정을 효과적으로 진행하기 위해 상기 유기물에 잠겨지는 부위의 주축봉(205) 상에 상기 가지봉(206)을 집중하여 형성할 수 있다.
본 고안에 따른 유기 박막 증착 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
열전도성이 우수한 물질로 형성된 주축봉과 가지봉을 상기 도가니 내의 유기물에 잠겨지도록 하여, 상기 유기물의 승화 과정시 상기 주축봉과 가지봉에 의해 상기 유기물에 균일하게 열을 전달되어 승화된 유기물의 균일성을 담보할 수 있게 된다. 또한, 상기 도가니 상단부의 내측면에는 복수개의 개구공을 구비한 배플이형성됨에 따라 스플래쉬 현상을 최소화시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 유기 박막층 형성용 재료가 담겨지며 상부면이 개구되어 있는 도가니;
    상기 도가니의 개구된 상부면에 상응하는 면적을 갖고 상기 도가니 상단의 내측면에 장착되는 배플;
    상기 배플 중앙 부위에 형성되어 있는 소정 지름의 개구부에 고정, 장착되며 상기 도가니의 높이에 상응하는 길이를 갖는 주축봉;
    상기 주축봉 상에 형성되어 있는 가지 형상의 복수개의 가지봉을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 가지봉은 상기 주축봉 상에 일정 간격을 두고 형성되며 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 주축봉의 각 간격 상에 형성되는 방사형의 가지봉들은 서로 다른 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 증착 장치.
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