KR20040103726A - 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스 및 증착 방법 - Google Patents
대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스 및 증착 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 유기물 증착용 소스에 관한 것으로, 보다 자세하게는 대면적 유기 전계 발광 소자의 제작에 사용될 수 있도록 포인트 소스의 장점과 리니어 소스의 장점을 복합적으로 사용하여 소자의 수율과 생산성을 향상시키는 유기물 증착용 소스에 관한 것이다.
본 발명의 상기 목적은 충전보조기구에 의하여 유기물이 수용된 다수의 포인트 소스 도가니, 상부에 상기 포인트 소스 도가니를 수용할 수 있는 다수의 홀이 형성된 증착 소스 도가니 및 상기 증착 소스 도가니 내부에 형성되며 상기 다수개의 포인트 소스 도가니의 외벽에 구비된 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명은 포인트 소스의 장점과 리니어 소스의 장점이 복합적으로 사용된 증착 소스를 제작하고, 유기물이 기판에 균일적으로 증착될 수 있도록 유기물의 충전시 일정한 높이를 형성하기 위하여 충전 보조기구를 사용하는 유기물 증착 소스를 제공하여 일체형에 리니어 소스보다 적은 양의 유기물로 우수한 막질을 형성할 수 있고, 대면적 OELD를 제작시 재료의 사용 양을 절약할 수 있어 원가절감 효과가 있고 해당 유기물을 손쉽게 충전할 수 있으며 유지관리에 용이한 효과 등이 있다.
Description
본 발명은 유기물 증착용 소스에 관한 것으로, 보다 자세하게는 대면적 유기 전계 발광 소자의 제작에 사용될 수 있도록 포인트 소스의 장점과 리니어 소스의 장점을 복합적으로 사용하여 소자의 수율과 생산성을 향상시키는 유기물 증착용 소스에 관한 것이다.
일반적으로, 유기물을 이용한 표시소자 중, EL(Electro Luminescence) 표시소자는 반도체 평면 표시소자의 하나로서, 다른 평면소자와는 달리 완전 고체막으로 구성되어 발열 등이 제한적인 이상적인 구조를 가지고 있으며, 자체 냉발광형이라는 장점으로 인하여 산업계에서의 수요가 증가하고 있는 평면소자이다.
현재 학계뿐만 아니라 일반산업에서의 R＆D 분야 중에서도 그 개발경쟁이 치열히 가속화 되고 있는 분야 중에 하나가 유기물을 사용한 디스플레이 소자의 개발이다. 유기물질은 무기물질에 비해 디스플레이 소자로서 작은 구동전압, 높은 휘도 등의 많은 장점이 있고 차세대의 디스플레이 소자로서의 가능성과 응용가능성은 세계적으로 인정을 받았다.
하지만 기존의 무기물의 증착법을 사용하여서는 유기물질을 증착하는 것은 많은 어려움이 있고 특히 풀칼라(full color) 디스플레이소자의 개발에서는 유기물의 증착기술에 대한 개발이 현재 세계적으로 진행중에 있다.
지금까지 유기물을 사용한 총천연색 디스플레이소자에 대한 몇가지 문제점이 보고되었다. 그중에서도 가장 잘 알려진 난관은 유기물질은 무기물과는 달리 원자들의 집단인 분자들이 서로 연결되어 있어 유기분자들은 단원자 혹은 단분자의 무기물질에 비해 매우 무겁고 외부에서 전자선이나 이온들의 플라즈마 등을 사용할 경우 그 결합이 쉽게 깨어져 원래 유기물이 가지는 특성을 잃어버린다. 이러한 특성 등으로 인해 기존의 잘 정립된 무기물에서의 증착기술을 그대로 유기물의 증착에 사용하는 데는 많은 어려움이 있다.
현재 유기물의 증착에 사용되는 대표적인 기술은 유기물질을 가열하여 승화나 증발 등으로 전자선이나 플라즈마를 이용한 방법보다 비교적 작은 열에너지를 사용하여 유기물을 증착하는 열증착법이 사용되고 있다. 그 외에도 다른 잉크젯 프린팅(ink-jet printing)법을 사용하는 방법 등 여러 가지 방법이 사용되고 있지만일반 양산 라인에서는 지금까지 열증착법이 가장 널리 사용되고 있다.
이 열증착법은 유기물질 중에서도 비교적 가벼운 유기물질의 증착에 적용할 수 있으며 폴리머(polymer)를 비롯한 분자구조가 복잡하고 많은 분자를 함유하고 있는 고분자 폴리머 등의 증착에는 사용할 수 없고, 다른 스핀코팅(spin coating) 이나 잉크젯 프린팅(ink-jet printing) 방식 등이 도입되어 증착하고 있고 아직 산업화되지 못하고 있는 실정이다. 또한 유기물질의 열전도도가 다른 무기물질 등에 비해 1/1000배 정도 적다. 이러한 특성 등으로 인해 실제 증착시에 도가니와 히터의 형상 등이 유기물의 온도의 분포 등에 의해 많은 차이를 일으키며 이것은 유기물의 균일한 증착에 아주 중요한 역할을 한다.
종래기술에 따른 유기 EL막 증착용 소스는 미국특허청 등록번호 6237529 B1에 나타나 있다.
상기 종래기술은 증기화될 수 있는 고형 유기 EL 물질을 수용하는 하우징의 상부에 증기발산구멍이 형성된 사각형상의 플레이트를 형성시키되, 플레이트와 이격된 하단에 배플을 형성시키고, 플레이트 또는 하우징 등을 발열시켜 유기물을 증발시키면 증발된 유기물질이 직접 증기발산구멍을 통과하지 못하게 보호함과 동시에 덩어리진 유기물 및 물방울 등이 배플에 걸리게 하여 안정된 증착이 이루어지는 것을 기술적 요지로 한다.
또 다른 증착방법은 도가니(crucible)를 진공 분위기에서 가열하여 증발하는 방법으로 EL 소자를 제작하고 있다.
기존의 유기 EL 패널의 제작들은 포인트 소스(point source) 또는 리니어 소스(Linear Source)를 사용하여 유기물을 진공분위기 내에서 증착이라는 공정을 통해 제작되고 있다. 현재까지 수동형(passive matrix :PM) 또는 능동형(active matrix : AM) 유기 EL은 모바일폰을 목표로 양산을 준비하고 있는 시점에서 대량생산을 기반으로 한 양산성에 있어 필연적으로 대면적 기판을 이용한 증착방법은 반드시 해결해야만 하는 중요한 과제임에 분명하다.
포인트 소스를 이용한 증착법은 작은 기판의 사이즈에서는 대응이 가능하며 막의 균일성또한 별다른 문제점을 야기하지 않으나, 대면적 기판 적용시 증착된 막의 균일성이 좋지 못하다는 단점을 가진다.
포인트 소스를 이용한 증착법은 많은 양의 재료(유기물)를 충전하여 사용할 경우 계속적인 가열로부터 도가니 안쪽 아래에 존재하는 유기물의 성질이 변화될 수 있으며, 이로부터 소자의 특성이 변화될 가능성이 있다.
포인트 소스는 일반적으로 PBN, 석영, 세라믹 등의 재질을 성형화하여 도가니로 제작된 것이 주로 사용되는데 도가니의 내경이 커질수록 온도에 대한 균일성이 좋지 못하다는 단점이 있다.
리니어 소스를 이용한 대면적 증착은 일반적으로 스퍼터(Sputter)나 CVD, 유기EL증착 공정을 통해 이미 적용되고 있으나 많은 양의 유기물을 소비한다는 단점이 있다.
리니어 소스를 이용하여 해당유기물을 재충전할 경우 일정한 양을 골고루 같은 높이로 충전하기가 쉽지 않다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 포인트 소스의 장점과 리니어 소스의 장점이 복합적으로 사용된 증착 소스를 제작하고, 유기물이 기판에 균일적으로 증착될 수 있도록 유기물의 충전시 일정한 높이를 형성하기 위하여 충전 보조기구를 사용하는 유기물 증착 소스를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 증착 소스의 다면도.
도 2는 본 발명에 따른 증착 소스의 사시도.
도 3은 충전보조기구.
본 발명의 상기 목적은 충전보조기구에 의하여 유기물이 수용된 다수의 포인트 소스 도가니, 상부에 상기 포인트 소스 도가니를 수용할 수 있는 다수의 홀이 형성된 증착 소스 도가니 및 상기 증착 소스 도가니 내부에 형성되며 상기 다수개의 포인트 소스 도가니의 외벽에 구비된 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 구성은 대면적 유기 전계 발광 소자의 패널을 제작하기 위해 진공증착용 포인트/리니어 소스 형태를 취하고 있다.
본 발명은 다수개의 포인트 소스 도가니를 구비한 증착 소스 도가니를 준비하는 단계, 상기 포인트 소스 도가니에 유기물을 충진하는 단계, 충전보조기구를이용하여 상기 유기물을 일정한 높이로 유지시키는 단계, 상기 도가니를 진공챔버에 장착하는 단계 및 상기 도가니를 소정의 온도로 예열한 후 증착공정을 진행하는 단계로 본 발명의 유기 전계 발광 소자의 증착 방법이 구현된다.
여러 개의 포인트 소스를 통해 유기물이 증발되어 기판에 증착되는 원리이며, 유기물을 재충전 시 일정한 높이를 형성하기 위하여 재료를 채운 후 포인트 소스 내부를 눌러주는 유기물 충전보조기구를 사용한다. 이렇게 충전된 유기물은 진공 챔버에 장착되어 일정한 온도로 예열된 후 증착공정을 진행한다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 유기 증착 소스의 단면도와 사시도로 다수의 포인트 소스 도가니(12)를 구비한 증착 소스 도가니(11)와 각각의 포인트 소스 도가니 외측에 구비된 히터(13)로 구성되어 있다.
상기 히터는 외부전원과 연결되어 발열되어 상기 포인트 소스 도가니에 수용된 유기물에 열을 전달시켜 유기물이 증발되게 하여 증발된 유기물이 기판에 증착된다.
상기 히터는 포인트 소스 각각에 설치되어 있으며 제어장치에 의하여 포인트 소스를 선택적으로 가열할 수 있다.
그리고 상기 히터는 열전대가 설치되어 히터의 온도를 감지함과 동시에 히터의 발열량을 조절하게 된다.
상기 포인트 소스 도가니는 상부가 개구된 형상으로 형성되며, 내부에 충전보조기구에 의해 압착되는 유기물이 수용된다. 그리고 상기 포인트 소스 도가니는 상기 증착 소스 도가니의 상부에 개구된 홀과 결합된다.
상기 포인트 소스 도가니에 수용되는 유기물은 도 3과 같이 충전보조기구를 이용하여 충진시키는 바, 후술하는 충전보조기구를 이용하여 소스 내부에 유기물을 수용시킨다.
상기 포인트 소스 도가니의 형태는 삼각, 사각, 육각, 팔각 또는 원형으로 구성된 그룹 중 하나이다.
상기 충전보조기구는 하부지그(21), 상부지그(22), 압착편(23) 및 지지대(24)로 구성된다.
상기 증착 소스 내부에 유기물을 장입하기 위해서는 상기 증착 소스 도가니 내부에 증착물질을 고르게 장입하고 육안으로 확인한 후, 상기 하부지그(22) 상면에 올려 놓는다.
그런 다음, 상기 상부지그(22)를 하측으로 하강시키게 되면, 상기 압착편(23)이 상기 증착 소스 도가니 내부로 삽입됨과 동시에 상기 증착 소스 도가니 내부에 수용된 유기물(31)을 일정 높이로 유지시킨다.
이러한 과정을 통하여 증착 소스 도가니 속에서의 유기물질의 고른 분포를 가지게 하여 실제 증착시에 균일한 증착비를 제공할 수 있다.
또한 지지대 옆에 게이지를 첨가하여 소스의 장입시 항상 일정한 높이로 소스를 유지시킬 수 있으며 이러한 소스를 증착장비에 적용하여 동일한 조건으로 공정을 진행하여 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이, 증착 소스 도가니의 내부에 동일한 높이의 유기물이 수용되어 증착소스로 사용된다.
통상 유기물질은 다른 금속이나 세라믹 등에 비해서 낮은 열전도도를 가지고 있다. 이 때문에 리니어 소스의 증착과정 중에 도가니속의 증착물질의 국부적인 가열이 발생하게 되고 증착물질의 균일성 확보를 불가능하게 하고 증착물질이 고르게 분포한다고 해도 증착과정 중에 국부적인 과잉 증발이 일어나게 되고 증착소스의 면이 불균일하게 된다.
따라서 본 발명의 포인트 소스와 리니어 소스의 결합은 상기와 같은 현상을 제거하기 위해 다수개의 포인트 소스 도가니를 증착소스 도가니에 결합하며 개개의 포인트 소스를 히터로 가열하여 국부적인 가열에 의한 증착물질의 불균일성을 해소한다.
또한 포인트 소스내의 유기물이 국부적으로 증발하였을 경우 그 부분의 포인트 소스만 분리하여 충진할 수 있으므로 재료의 사용 양을 절약할 수 있어 원가절감 효과가 있다.
상세히 설명된 본 발명에 의하여 본 발명의 특징부를 포함하는 변화들 및 변형들이 당해 기술 분야에서 숙련된 보통의 사람들에게 명백히 쉬워질 것임이 자명하다. 본 발명의 그러한 변형들의 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상의 지식을 가진 자들의 범위 내에 있으며, 그러한 변형들은 본 발명의 청구항의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
따라서, 본 발명의 대면적 유기전계 발광 소자 증착 방법은 포인트 소스의장점과 리니어 소스의 장점이 복합적으로 사용된 증착 소스를 제작하고, 유기물이 기판에 균일적으로 증착될 수 있도록 유기물의 충전시 일정한 높이를 형성하기 위하여 충전 보조기구를 사용하는 유기물 증착 소스를 제공하여 일체형에 리니어 소스보다 적은 양의 유기물로 우수한 막질을 형성할 수 있고, 대면적 OELD를 제작시 재료의 사용 양을 절약할 수 있어 원가절감 효과가 있고 해당 유기물을 손쉽게 충전할 수 있으며 유지관리에 용이한 효과 등이 있다.
Claims (7)
- 충전보조기구에 의하여 유기물이 수용된 다수의 포인트 소스 도가니;상부에 상기 포인트 소스 도가니를 수용할 수 있는 다수의 홀이 형성된 증착 소스 도가니; 및상기 증착 소스 도가니 내부에 형성되며 상기 다수개의 포인트 소스 도가니의 외벽에 구비된 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스.
- 제 1항에 있어서,상기 충전보조기구는 하부지그, 상부지그, 압착편 및 지지대로 구성되는 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스.
- 제 1항에 있어서,상기 포인트 소스 도가니는 증착 소스 도가니와 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스.
- 제 1항에 있어서,상기 히터는 상기 포인트 소스 도가니를 선택적으로 가열할 수 있음을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 소스.
- 다수개의 포인트 소스 도가니를 구비한 증착 소스 도가니를 준비하는 단계;상기 포인트 소스 도가니에 유기물을 충진하는 단계;충전보조기구를 이용하여 상기 유기물을 일정한 높이로 유지시키는 단계;상기 증착 소스 도가니를 진공챔버에 장착하는 단계; 및상기 도가니를 소정의 온도로 예열한 후 증착공정을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 방법.
- 제 5항에 있어서,상기 포인트 소스 도가니를 구비한 증착 소스 도가니에서 상기 포인트 소스 도가니를 증착 소스 도가니로 부터 개별적으로 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 분리된 포인트 소스 도가니에 유기물을 개별적으로 충진하는 것을 특징으로 하는 대면적 유기 전계 발광 소자의 증착 방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100740058B1 (ko) * | 2005-01-21 | 2007-07-16 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 진공 기상 증착 장치 |
| US8357879B2 (en) | 2007-11-30 | 2013-01-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Micro-heaters, micro-heater arrays, methods for manufacturing the same and electronic devices using the same |
| US8369696B2 (en) | 2008-06-10 | 2013-02-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Micro-heaters, methods for manufacturing the same, and methods for forming patterns using the micro-heaters |
| US8409934B2 (en) | 2007-07-16 | 2013-04-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods for forming materials using micro-heaters and electronic devices including such materials |
| US8415593B2 (en) | 2008-05-23 | 2013-04-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Micro-heaters and methods of manufacturing the same |
-
2003
- 2003-06-02 KR KR1020030035432A patent/KR20040103726A/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100740058B1 (ko) * | 2005-01-21 | 2007-07-16 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 진공 기상 증착 장치 |
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