KR20050094305A - 유기 발광소자의 다중 박막 연속 증착을 위한 회전용 셔터 장치를 가진 증착기의 구조. - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공을 유지한 상태에서 장시간 연속 증착이 가능한 유기 박막 증착기에 대한 것으로, 증발원 셔터(40)와 회전 셔터(50)를 포함하는 구조 장치의 발명이다. 증착의 경우 기울임 증발원(30)을 이용 비스듬히 증착을 하여 증착 균일도와 물질 사용률을 좋게 하였으며, 증착중인 증발원의 유기물이 고갈될 즈음 미리 예열 및 증착률 조절시 다른 증발원이나 기판(10)의 오염 방지와 공정 시간을 줄이기 위해 셔터의 회전을 이용하여 여닫는 증착 공정을 함으로써 연속 증착이 가능하게 하는 것이다. 또한 구간 나눔막(70)을 설치하여 유기물 기체가 다른 증발원이나 기판에 오염되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하고, 회전이 가능한 유기물 증발 속도 감지 센서(80)를 설치하여 센서의 수명을 연장하고 교환 주기를 늘릴 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 발광소자의 다중 박막 연속 증착을 위한 회전용 셔터 장치를 가진 증착기의 구조. { OLED evaporation system using shutter rotation for continuous deposition process }

본 발명은 연속 증착이 가능한 유기 박막 증착기에 관한 것으로서, 증착에 의해 증착 물질의 막 형성에 사용되는 기울임 증발원과 유기물 증발 속도 감지 센서를 이용 증착률을 조절 할 수 있는 방법과, 특히, 오랜 시간 연속 증착을 할 수 있는 회전 셔터를 이용한 진공 증착 방법 및 증착 장치에 관한 것이다. 증착 공정은 반도체 소자의 제작이나, 평판 디스플레이 소자의 제작에 널리 사용되고 있는 방법으로서, 반도체 소자 및 평판 디스플레이 소자의 제작에 사용되는 화학 물질을 기판에 코팅하기 위하여, 화학 물질이 들어있는 증발원을 가열하여 화학 물질을 표면에서부터 증발시켜 기판위에 화학 물질로 이루어진 얇은 층을 제작하는 방법이며, 이 때 증착율의 조절과 효율적인 증착을 위하여 증착 공정은 일반적으로 진공인 용기 내에서 행해진다. 상기 증착 공정에 쓰이는 증발원으로 가장 널리 사용되고 있는 것이 점 증발원이다. 점 증발원의 일반적인 구조는 도 1에서 도시하였다. 점 증발원의 경우 손쉽게 제작, 사용할 수 있기 때문에 널리 사용되어 왔지만, 대면적의 기판 제작에는 사용하기 어렵다는 단점이 있다. 반도체 소자의 기판은 점차 대면적화 되고 있고, 특히 평판 디스플레이 소자의 경우, TV 화면의 대형화와 생산성의 향상을 위하여 대면적의 기판을 제작할 수 있는 증착 장치를 필요로 하고 있다. 대면적 기판 제작용 증착 장치를 구성하기 위해서는 여러 가지 기술적인 문제를 해결해야 하는데, 그 중 하나가 증발원 개발의 문제라 할 수 있다. 점 증발원을 대면적의 기판 제작에 사용할 경우, 장치가 대형화 되고, 물질의 사용율이 매우 낮아진다는 문제점이 있다.

또한, 유기물을 포함한 박막 적층형 디바이스에서는 박막 형성에는 진공 증착법이 이용된다. 진공 증착법은 증발원을 고온에서 증발시켜 이것을 기판 표면에 부착시켜 형성하는 방법이다. 유기 EL 소자를 구성하는 유기물을 포함한 박막은 박막중에 불순물이 잘 혼입되지 않아 바람직한 박막 형성을 이루는 진공 증착법을 일반적으로 사용한다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 기울임 증발원에 있어서, 특히 대면적 기판의 제작시에 기판에 증착되는 물질층의 두께의 균일성을 향상 시키고, 물질의 증착율이 시간에 따라 급격히 감소하는 것을 방지하며, 물질의 사용율을 높이기 위한 증착 공정용 기울임 증발원을 제공하고자 한다.

또한, 회전 가능한 유기물 증발 속도 감지 센서를 이용 증발원이 어느 곳에 위치해 있든 센서는 중심에 위치해 증착율 조절이 용이하고, 센서의 수명을 연장하여 교환 주기를 늘릴 수 있는 방법이다.

또한, 회전 셔터를 이용하여 기존의 형태로 증발 물질이 고갈시, 증발원이 돌아가며 증착하는 것에 비해 진공 상에서의 증착 가능 시간을 연장 시키고 구간 나눔막을 이용 기판과 다른 증발원의 유기물에 대한 오염을 방지하며, 회전 셔터와 증발원 셔터를 이용 증착 대기중인 증발원의 증착률을 미리 조절하여 연속 증착이 가능하게 하는 방법이다. 그래서, 본 발명은 유기 증착물의 두께 균일성과 이용 효율을 높이고, 오랜시간 진공상에서의 연속 증착이 가능하도록 고안된 방법이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 증착 공정용 점 증발원의 증착 방법을 나타내는 개략도로서, 이러한 증착 방법은 양산시 물질 교환 또는 물질의 충전시 챔버의 진공을 배기하고 열어야 하기 때문에 양산성에 저하를 가져올 수 있고, 도가니를 크게 할 경우 도가니 내의 유기물이 변성을 초래 할 수도 있는 단점을 가지게 된다.

도 2는 본 발명에 사용된 증착 공정용 기울임 점 증발원의 증착 방법의 일례를 나타내는 개략도로서, 증발원의 입구가 경사지게 향하여 만들어져 챔버의 주위에 나열되어 있고, 기판이 회전을 하고 중앙을 유기물이 증착을 하는 방식으로 증착 균일도와 물질 사용률 면에서 점 증발원에 비해 좋다.

도 3은 증착 시간을 연장하기 위해 증발원을 두개 넣었을 때의 실시 예로서, 증발원1(31)이 증착 공정 중이고 증발원2(32)는 대기 상태로서 예열하고 있는 상태로 증발원 셔터는 가열시 유기물 기체가 다른 증발원이나 기판에 오염되지 않게 하기 위함이다. 증발원1의 유기물이 고갈될 때는 공정 시간을 줄이기 위하여 증발원2를 사용하기 위해 증발원 셔터와 회전 셔터를 회전하여 열고 증착 공정을 함으로써 연속 증착이 가능하게 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 회전 셔터를 위에서 본 개략도이다.

도 5는 본 발명의 회전 셔터의 일 실시예를 나타내는 측면도로서 회전셔터의 모서리 부분은 갓 형식의 모양(90)을 하고 있어 유기물 증착시 다른 증발원 및 기판에 오염되는 것을 방지하는 기능을 하는 것이다.

도 6은 본 발명의 증착 유기물질 오염 방지 구간 나눔막을 나타내는 일 실시예를 나타내는 개략도로서, 다중막 증착을 할 경우 챔버내 여러 개의 증발원이 있고 다른 유기물 종류 사이에 물질의 오염을 방지하기 위하여 구간 나눔막을 설정하였다.

도 7은 회전 셔터와 챔버 내의 베플 구조(100)를 나타내는 개략도로서, 증착물이 회전 셔터와 챔버 벽면 사이로 세어 나가는 부분까지 베플 구조를 통해 방지 하여 오염을 최소화 하기 위한 것이다.

도 8은 본 발명의 다중 증착을 위해 증발원이 여럿일 경우 회전 셔터를 위에서 본 개략도이다.

도 9는 본 발명의 회전이 가능한 유기물 증착용 센서를 나타내는 실시예로서, 각 증발원 옆의 증발원 센서(60)에 의해 증착률 조절이 되어 있는 것을 기판 밑의 회전 센서를 이용 정확하게 증착률을 조절 할 수 있고, 유기물 증착에 의해 센서의 수명이 줄어드는 것을 증착률 조절 후 챔버 벽면으로 센서의 위치를 회전하여 수명을 연장 교환주기를 늘릴 수 있도록 하는 장치이다.

상기 서술한 예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 실시예에 한정하지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 진공을 유지한 상태에서 장시간 연속 증착이 가능한 유기 박막 증착기에 대한 것으로, 증발원 셔터와 회전 셔터를 포함하는 구조 장치의 발명이다. 증착중인 증발원의 유기물이 고갈될 즈음 미리 예열 및 증착률 조절시 다른 증발원이나 기판의 오염 방지와 공정 시간을 줄이기 위해 셔터의 회전을 이용하여 여닫는 증착 공정을 함으로써 연속 증착이 가능하게 하는 것이다.

도 1은 종래의 증착 공정용 점 증발원(20)의 증착 방법 일례를 나타내는 개략도

도 2는 본 발명의 증착 공정용 기울임 점 증발원의 증착 방법 일례를 나타내는 개략도

도 3은 본 발명의 셔터 및 센서를 나타내는 개략도

도 4는 본 발명의 개폐 수단인 회전 셔텨의 위에서 본 개략도

도 5는 본 발명의 개폐 수단인 회전 셔터의 측면도

도 6은 본 발명의 증착 물질 오염방지 구간 나눔막을 나타내는 일 실시예를 나타내는 개략도

도 7은 본 발명의 회전셔터와 베플 구조를 나타내는 일 실시예를 나타내는 개략도

도 8은 본 발명의 개폐수단 회전셔터의 다른 실시예를 나타내는 개략도

도 9는 본 발명의 회전이 가능한 유기물 증착용 센서를 나타내는 개략도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 기판 20 : 점 증발원

30 : 기울임 증발원 40 : 증발원 셔터

50 : 회전 셔터 60 : 증발원 센서

70 : 구간 나눔막 80 : 회전 센서

90 : 회전 셔터 갓 구조 100 : 베플 구조

Claims (8)

1. 유기물의 연속 다중 박막 증착시 기울임 증발원과 유기물 증착을 제어하는 셔터를 포함하는 것으로 증발원은 고정되어 있고 회전을 할 수 있는 셔터를 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   회전 셔터는 갓 모양의 형태를 하고 있어, 유기물 증착전 증착률 조절시 유기물에 의한 증착 기판의 오염을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 화학 물질의 증발 방향을 결정하는 노즐 부분을 도가니와 수직 방향이 아닌 옆쪽으로의 방향성을 줄 수 있도록 고안된 증착용 기울임 증발원.
4. 제 1항에 있어서,

   유기물 연속 증착을 위해 증발원의 유기물 예열시 증발원 셔터로 인해 유기물에 의한 오염 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   고정되어 있는 증발원 구간 나눔막을 설치하여 주위 증발원의 오염을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   회전 셔터와 같은 각도로 챔버 벽의 베플 구조를 설치해 유기물 증착시 오염을 최소한으로 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 메인 셔터 밑에 회전이 가능한 유기물 증발 속도 감지 센서를 달아, 유기물에 의한 센서의 수명 저하를 기존의 센서에 비해 연장하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항에 있어서,

   회전 셔터 아래 증발원 각각에 센서를 설치해 예열 후 증착 전 증착률 조절을 미리 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 증발원 센서 장치.